CN1214474C - 封口电池 - Google Patents
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Abstract
一种封口电池,包括:带开口的有底筒状电池外装筒;容纳在电池外装筒中、通过隔离板卷绕第一电极板和第二电极板而成的卷绕电极体;具有密封开口的封口板的封口盖,从位于卷绕电极体最外周部分上的第一电极板的芯体露出部中引出的第一集电引板;而且在第一集电引板的前端部被夹在封口板与电池外装筒的开口边缘之间的状态下将第一集电引板与电池外装筒及封口板焊接起来而形成所述封口电池;第一集电引板具有在卷绕电极体移动时缓和作用在第一集电引板的焊接部附近的力的游隙部;游隙部具有在开口边缘处以离第一集电引板的引出始端距离最短的点为最短距离点时,第一集电引板的前端部的被焊接的焊接部在最短距离点以外的位置上被焊接的构造;第一集电引板垂直引到最短距离点,折向水平方向之后,引到焊接部,或者是第一集电引板沿着电池外装筒的内壁引到焊接部。
Description
技术领域
本发明涉及一种小型便携式封口电池,尤其是涉及防止激光封口型离子电池的电极集电引板的引板破碎的技术。
背景技术
在小型便携式密闭型电池中,例如包括如本案申请人在特愿平7-26710公报及8-53032号公报中所述的那样,封口盖被激光焊接在收纳发电要素的电池外装筒的开口边缘上以进行封口,此时,在发电要素的最外周部上配置了正极板和负极板中的任何一个芯体,另外,在此芯体露出部上加入大致成U字形的刻痕(切断线),向电池外装筒方向折叠此刻痕地形成了集电引板,将集电引板夹入电池外装筒开口边缘与封口盖之间,在此状态下,将这三者激光焊接到一起地进行封口,并实现使发电要素的正极或负极与电池外装筒的一侧进一步电连接起来。
以下参照附图来详细描述与本发明宗旨密切相关的一个电池例子。
图9中示出了正极板20的结构。
图9(a)是正极板的侧视图,图9(b)是主视图。如这些图所示的那样,正极板20是这样制成的,在长335毫米、宽38毫米、厚20微米的细长铝箔制正极芯体21的两面上(原则上是两面)涂覆了以LiCoO2为主要成分的且其它由石墨、炭黑、溶于n-甲基-2-吡咯烷酮中的聚偏二氟乙烯构成的正极活性物质(浆)22,接着对其进行轧制并通过真空干燥使其粘附在上述芯体两面上。因此,在插入电池外装筒体内或将电池外装筒插入的状态下,在成为其最外周的那一侧上设置了大致成U形或コ字形的刻痕部23。
设有刻痕部23的部分的正极芯体21的两面从正极芯体21的卷绕终端起(图面的上方)到20毫米为止的地方都是没有正极活性物质22的芯体露出部(两面露出部)。另外,从两面露出部起到卷绕始端侧50毫米为止的范围内,仅在正极芯体21的一面上涂有正极活性物质22,而另一面成为了露出芯体的芯体露出部(单面露出部)。形成上述单面露出部是为了使该单面露出部与电池外状筒内面接触并将兼作正极外部端子的电池外装筒与正极电连接起来。
在图10中示出了负极板30的结构。
图10(a)是负极板的侧视图,图10(b)是主视图。如这些图所示,负极板是这样的,在长315毫米、宽39毫米、厚18微米的负极芯体31的细长薄铜箔的两面上涂覆上以天然石墨粉末为主要成分的且另外由溶于n-甲基-2-吡咯烷酮中的聚偏二氟乙烯构成的负极活性物质32,通过干燥、轧制而将其粘附在上述铜箔的两面上,并作为负极集电体地直接将由镍构成的负极导线安装在以下将说明的卷入中心部的负极芯体31的铜箔上。
在图11中示出了卷绕电极体40的结构。
如此图所示,卷绕电极体40是介入其幅宽稍微大于正极板20和负极板30的聚乙烯隔离板41地卷绕正极板20和负极板30的产物,在这种情况下,因上述理由未涂覆正极板20的正极活性物质22的单面露出部被卷绕到位于卷绕电极体40的最外周部上。这样,粘性带(未示出)因此贴在卷末端上,而底部用绝缘带(未示出)覆盖住,以防止接触电池筒体。
在这里,正极集电引板是切起图9所示的刻痕部23而形成的。此时,上述刻痕部23设置在与电池内部卷入中心一侧同极性的电极板所在的位置上,这是为了即使万一因刻痕部23的毛刺损伤了隔离板41,也不会发生内部短路。
在图12中示出了封口盖50的结构。
图12(a)是除去电池帽的封口盖的局部剖视图(侧面),图12(b)是从斜下方观察封口盖的视图。
如图12所示,封口盖50是由在中央附近有透孔的封口板51、通过绝缘性衬垫52配置在透孔处的金属中空帽53、与中空帽53的上端电连接的电池帽(图中未示出,其兼作负极外部端子)、与中空帽53电连接的集电端子板54、介入封口板51与集电端子板54之间的且将两者电气绝缘的绝缘板55构成的。
因此,绝缘性衬垫52、绝缘板55及集电端子板54通过铆接中空帽53上下端而被固定在封口板51上。在绝缘板55的两端上设置了垫板56。垫板56与绝缘板55为一体成形,并配置在封口板1与卷绕电极体40之间,因此卷绕电极体40不能上下摇动。如图12(b)所示,集电端子板54的一部分向下切起,与上述负极芯体31相连的负极导线33与此部分电连接。
在图13中示出了电池组装顺序。
(a)准备出将防止与电池外装筒60底部接触并防止散卷的粘性带贴在预定位置上的卷绕电极体40。在此图中,33是负极导线。
(b)使封口盖50的封口板51定位于上述卷绕电极体40的上方,将固定在封口板51上的集电端子板54与负极导线33电连接起来。
(c)另一方面,切起形成于卷绕电极体40最外周的正极芯体露出部上的刻痕部23,向上部折叠,于是形成了正极集电引板24。
因此,正极集电引板24通过在这种状态下从上粘贴保护带25而被固定在卷绕电极体40外周的正极芯体露出部上。
(d)与负极导线33电连接的卷绕电极体40被插入大体为方形的铝制电池外装筒60内。此时,从正极板20引出的正极集电引板24沿电池外装筒60的内壁一直延伸到电池开口端,而且在使封口盖50的封口板51的外周侧面与电池外装筒60的内壁面夹入其上端部的状态下,使封口盖50覆盖在电池外装筒60的开口边缘上。
(e)接着,对电池外装筒60与封口板51的嵌合部照射激光而焊接该部分,从而封住电池口。而且,还将正极集电引板24与电池外装筒60牢固地电连接起来。
随后,通过封口板51的透孔往电池外装筒60的内部注入非水电解液并在该透孔上设置电池帽57。
到此,完成了电池组装。
另外,实际上可以进行除上述外的各种改进和变动。
例如,就正极板的刻痕切起部的形状来说,为了提高机械强度,如图14所示的那样,在插入电池外装筒中的状态下,将上述刻痕切起部形状制成上部盖一侧狭窄而下侧宽的半直角梯形。
图14(a)示出了设置在正极芯体21外周部上的这样形状的刻痕部231的状态,图14(b)示出了切起此刻痕部作为正极集电引板240的状态。另外,230是在正极芯体21上产生的切孔。
另外,至于封口盖50,如图15所示,包括与绝缘板55成一体、且具有壁部58的垫板56在内地形成了封口盖。
在图15中,为了易于判别与图12(b)的不同之处,用点划线表示壁部58。设置壁部58是为了防止从配置于卷绕电极体40最外周面上的正极芯体路程部中引出的且因此切起刻痕部23而形成的正极集电引板24与极性相反的集电端子板54等接触,所述壁部形成于正极集电引板24所在一侧。因此,正极集电引板24通过壁部58外侧与电池外装筒60内面之间,并一直伸出到封口板51外周边缘,被挟持在封口板51与电池外装筒60的焊接部上。另外,集电引板24根据卷绕电极体40卷绕方向不是正极侧,它显然可以设置在负极侧。
另外,绝缘板、垫板、负极集电端子板的构造可以是各式各样的。
此外,在提出本发明申请的时候,激光焊接一般被用于电池封口,但随着将来科技开发的进行,也可以转换到其它焊接方式。
但是,在电池使用人误将上述电池和配有此电池的机器掉落的场合中有可能发生问题。
即,在上述过去的封口电池中,在象电池落下这样的给电池带来冲击的场合中,如图16所示,由于卷绕电极体40要向下(图中方向C)移动,所以正极集电接头24被向下拉伸。因此,如图17所示,在焊接部70附近发生了正极集电引板24的引板破碎。
这是由此造成的,即卷绕电极体40与电池外装筒60之间有或者生成了很小的间隙,而且在电池外状筒60中同时存在着非水电解液和气体,因此上述卷绕电极体40或非水电解液流动或摇动。因此如上所述,切起由铝箔和铜箔构成的正极和负极的芯体而形成的集电引板本来就有因其机械强度低而发生切断等危险。
当然,现在电池具有即使在事故和误操作等场合中仍有相当大的安全性和强度的形状及结构,但在考虑到近年来电池用途扩展、其在生活中越来越重要的情况下,最好进一步对这样的事故进行反思和筹划对策。
那么,作为这种提高强度、安全性的对策而采用强度高的铝和铜或其合金或其它金属制作电池,除成本增加外内电阻也增加,这是所不希望的。
另外,完全消除或不产生卷绕电极体与将其插入的电池外装筒之间的间隙,这在制造时将卷绕电极体插入电池外装筒内时不方便。
另外,使卷绕电极体下部的绝缘带和卷绕终端的粘性带为例如两面带,将卷绕电极体固定在电池外装筒内面上,不仅作业难于进行,而且不可避免地与非水电解液产生不测的反应等,这也是所不希望的。
另外,在集电引板的形状、结构等方面绞尽脑汁地设立象膨胀器那样的伸缩部,这存在着电池形状增大、容积减少且对不多见的事故花费了太高成本的问题。
发明内容
在考虑了上述课题的基础上,本发明的目的是提供一种即使在施加电池落下等冲击的场合中仍然能够防止集电引板的引板破碎并提高可靠性的封口电池。
为了达到上述目的,技术方案1所述的发明为一种封口电池,包括:带开口的有底筒状电池外装筒;容纳在上述电池外装筒中、通过隔离板卷绕第一电极板和第二电极板而成的卷绕电极体;具有密封上述开口的封口板的封口盖,从位于上述卷绕电极体最外周部分上的第一电极板的芯体露出部中引出的第一集电引板;而且在上述第一集电引板的前端部被夹在上述封口板与上述电池外装筒的开口边缘之间的状态下将第一集电引板与电池外装筒及封口板焊接起来而形成所述封口电池;其特征在于,上述第一集电引板具有在上述卷绕电极体移动时缓和作用在上述第一集电引板的焊接部附近的力的游隙部;上述游隙部具有在上述开口边缘处以离上述第一集电引板的引出始端距离最短的点为最短距离点时,上述第一集电引板的前端部的被焊接的焊接部在上述最短距离点以外的位置上被焊接的构造;上述第一集电引板垂直引到上述最短距离点,折向水平方向之后,引到上述焊接部,或者是上述第一集电引板沿着上述电池外装筒的内壁引到上述焊接部。
上述封口电池的特点是,当在上述开口边缘上以距离上述第一集电引板的引出始端最短的地点为最短距离点时,上述第一集电引板的前端部的被焊接的引出终端在上述最短距离点以外的位置上。(上述最短距离点意味现有技术中的焊接部。)
象在现有技术中那样,当在上述最短距离点上焊接第一集电引板时,例如因电池落下时卷绕电极体移动而给集电引板施加了拉伸力,由于集电引板没有余量(游隙),所以在集电引板有可能在焊接部附近发生引板破碎。但是在本发明中,第一集电引板具有与现有技术的集电引板长度相比更长的尺寸而具有了余量,所以对应于卷绕电极体电池落下时向电池外装筒底的移动,能够缓和作用于上述焊接部附近的力,因此,能够防止引板破碎。
技术方案2所述的发明为在技术方案1所述的封口电池中,上述电池外装筒的开口边缘形状成矩形,上述最短距离点与上述引出终端分别在上述矩形中相对向的两边上。
根据上述结构,如果最短距离点与引出终端分别位于矩形中相对向的两边上,则引出始端到引出终端的长度、即第一集电引板的长度比较长,缓和了施加在焊接部上的力而防止了引板破碎,同时能够防止在上述集电引板上发生扭曲。
技术方案3所述的发明为在技术方案2所述的封口电池中,上述最短距离点与上述引出终端在上述相对向的两边的最短距离上。
根据上述结构,如过将上述最短距离点和上述引出终端定位于最短距离上,则上述第一集电引板不会扭歪并且最稳定地收藏在电池外装筒内。另外,由于上述第一集电引板占有最小空间,所以在空间上无余地的小型携带电池中特别有效。
技术方案4所述的发明为在技术方案1所述的封口电池中,上述电池外装筒开口边缘的形状成圆形或椭圆形。上述引出终端位于从上述最短距离点起比上述圆形或椭圆形的1/4周长更远的地点。
用图8来描述上述结构。图8是表示封口电池最短距离点与引出终端位置的平面概念图。如图8(a)、(b)所示,当电池外装筒的开口形状成圆形(图8(a))或成椭圆形(8(b))时,引出终端D位于从上述最短距离点E起比上述圆形或椭圆形的1/4周长更远的地点(图中的箭头范围),因此从引出始端到引出终端D的长度、即第一集电引板长度变长,由此能够因缓和了施加在焊接部上的力而防止引板破碎,同时能够防止在第一集电引板上发生扭曲。
技术方案5所述的发明为在技术方案2所述的封口电池中,上述第一集电引板通过配置在上述封口板下的绝缘部与上述卷绕电极体之间,另外,防止第一集电引板与第二电极板短路的绝缘体设置在第一集电引板与卷绕电极体之间。
在过去的结构中,由第一电极体中引出的第一集电引板直线地伸向电池外装筒开口,而在上述结构中,具有第一集电引板迂回地引入上述绝缘部与卷绕电极体之间,而且,第一集电引板前端部焊接在封口板外周边缘与上述电池外装筒内面之间的特点。根据上述结构,则在因落下等向电池施加冲击而致使卷绕电极体相对电池外装筒相对移动(向电池外装筒底)的场合中,第一集电引板以第一集电引板折曲点S(见图7)为中心地向电池外装筒底转动,从而能够缓和作用于第一集电引板焊接部附近的冲击(向着电池外装筒底的力)。因而,即使卷绕电极体因电池受到落下等冲击而相对电池外装筒相对移动时,也能够防止第一集电引板的引板破碎。
另外,第一集电引板与过去的结构相比具有长尺寸结构,但被引入上述绝缘部与上述卷绕电极体之间,有效地利用了电池外装筒内的空间。这样的结构在空间上无余地的小型携带电池中特别有效。
另外,由于防止第一集电引板与构成卷绕电极体的第二电极板短路的短路防止机构设置在第一电极引板与卷绕电极体之间,所以第一集电引板不会与第二电极板接触,可防止在电池内部发生短路。
通过进行上述结构设计,由上述第一电极板引出的第一集电引板被引入上述绝缘体与上述绝缘部之间。因此,上述第一集电引板不会与上述卷绕电极体的上面(更确切地说,是构成卷绕电极体的第二电极板)接触,可防止在电池内部发生短路。
技术方案7所述的发明为一种封口电池,包括:带开口的有底筒状电池外装筒;容纳在上述电池外装筒中、且通过隔离板卷绕第一电极板和第二电极板而成的卷绕电极体;具有密封上述开口的封口板和配置在该封口板下面的绝缘部的封口盖;从位于上述卷绕电极体最外周部分上的第一电极板的芯体露出部中引出的第一集电引板;而且在上述第一集电引板的前端部被夹在上述封口板与上述电池外装筒的开口边缘之间的状态下将第一集电引板与电池外装筒及封口板焊接起来而形成所述封口电池;其特征在于,上述第一集电引板具有在上述卷绕电极体移动时缓和作用在上述第一集电引板的焊接部附近的力的游隙部;上述绝缘部在将第一集电引板引向上述电池外装筒开口侧的部分上具有凹部;上述游隙部具有使上述第一集电引板进入并折曲在上述绝缘部凹部中的构造。
上述结构的特点是,封口盖下部的绝缘部(包括与封口盖一体或者不是一体的垫板)在上述第一集电引板被引入电池外装筒与封口盖之间的部分上具有凹部,第一集电引板具有沿该凹部进入的蜷曲部(对应于延伸的游隙部、余量部)。
因此,在因用户误操作、过失等给电池带来冲击且卷绕电极体相对电池外装筒和封口盖移动的情况下,凹部内的第一集电引板的蜷曲部伸向电池外装筒底,并吸收上述卷绕电极体移动引起的错动。因而,即使上述卷绕电极体在施加电池落下等冲击的情况下移动了,也能够缓和施加在上述第一集电接头焊接部上的力并可防止引板破碎。
技术方案8所述的发明为在技术方案7所述的封口电池中,上述凹部在上述电池外装筒底侧方向上开口。
上述凹部形成于上述封口盖下部的绝缘部(包括垫板等)中并开口于上述电池外装筒底侧方向上。因而,在施加电池落下等冲击的场合中,在上述电池筒底一侧上,第一集电引板的抽出变得顺利了且能够防止第一集电引板的引板破碎,因此能够提高电池的可靠性。
技术方案6或技术方案9所述的发明为在技术方案1或技术方案7所述的封口电池中,第一集电引板是这样形成的,即在位于上述卷绕电极体最外周部分上的第一电极板上形成的芯体露出部上加入刻痕并将此刻痕切起地向上述电池外装筒开口侧方向折返。
切起上述刻痕部(在这里,刻痕是指在切起刻痕的情况下具有与芯体的连接部和与封口盖相通的部分,其形状是U形、コ字形、V形、上下任一边是长的或短的梯形或直角梯形、另外是角部倒圆的形状)并使其反折向上述电池外装筒开口一侧而形成的第一集电引板本身强度不高。因此,在上述电池外装筒内的卷绕电极体在电池落下时相对移动的情况下,在上述集电引板上施加拉伸力而可能在该集电引板焊接部上引起引板破碎。但是,在上述结构中,由于能够缓和集电引板上施加的力,所以即使在切起电极体芯体而形成集电引板的情况下,也不会发生引板破碎。
切起形成的集电引板因不需要点焊集电引板的工序而能够简化制造工艺。
如上所述,根据本发明,即使在施加使电池落下等冲击的情况下,也能防止集电引板的引板破碎的发生,因此能够突破性地提高封口电池的可靠性。
附图说明
图1表示根据本发明第一实施形态的封口电池的卷绕电极体及封口盖被插入电池外装筒之前的状态。
图2是从斜下方看本发明第一实施形态的封口电池所用封口盖的立体图。
图3表示本发明第一和第二实施例的封口电池所用的封口盖的垫板的凹部。
图4表示上述第一和第二实施例的正极集电引板在垫板的凹部内的弯曲、伸缩余量的状态。
图5是根据本发明第二实施形态的封口电池的正极集电引板的拉起侧的局部剖视图。
图6是图5的对向面一侧的局部剖视图(激光焊接部一侧)。
图7是图5的B-B线剖视图。
图8是表示封口电池的最短距离点与引出终端位置的平面概念图。
图9是根据现有技术的封口电池正极板的结构图。
图10是根据现有技术的封口电池负极板的结构图。
图11是表示根据现有技术的封口电池的卷绕电极体横(水平)截面结构的视图。
图12是表示根据现有技术的封口电池封口盖一例的结构图。
图13是表示现有技术中的封口电池以切削弯曲芯体而形成的正极集电引板、封口盖、电池外装筒的焊接等为中心的组装方法的说明图。
图14是表示利用现有技术的封口电池正极芯体形成的集电引板其它例子的视图。
图15是根据现有技术的封口电池封口盖其它例子的视图。
图16是表示向过去的封口电池施加了冲击状态的剖视图。
图17是表示因向过去的封口电池施加冲击而发生引板破碎的状态的剖视图。
具体实施方式
以下,根据图1-图7对本发明的实施形态(或实施例)作以下说明。
[第一实施形态]
图1示出了根据本发明第一实施形态的将封口电池卷绕电极体40与封口盖50连接起来的且将作为第一集电引板的正极集电引板24切起来地弯向封口盖50一侧的状态,即示出了插入电池外装筒(图中未示出)之前的状态。图2是从斜下方看根据本发明第一实施形态的封口电池所用封口盖的立体图。
如图1所示,在卷绕电极体40最外周的正极芯体露出部21上形成的刻痕23切起来地在上部折叠,形成了封口盖50侧狭窄而下侧宽(向焊接部方向窄缩)的半直角梯形正极集电引板24。
另外,在构成设置于封口盖50下面的绝缘部的垫片56中,正极集电引板24在引向封口盖50一侧设置的部分上形成了解放(打开)具有隔离板41的那侧(下端侧)的凹部561。因此,上述正极集电引板24沿凹部561内壁被引入,于是在凹部561内具有蜷曲部(游隙)241。(为慎重描述起见,本图中将正极集电片24及蜷曲部241表示成具有一定厚度,以便使本发明宗旨更加明了,而它实际上是20微米的箔)。
在图2中示出了上述封口盖50的主要部分。本图是相应于示出了现有技术的封口盖的图12(b)的图。但是,为清楚表示根据本发明的凹部561,相反地示出了内外(或左右)。因此,图2所示的集电端子板54与图12相反地位于右侧(低面上)。在这里,凹部561与集电端子板54夹住封口盖50中心地处于点对称位置上,因此,正极和负极的集电端子、引板的接触等各种不良现象很少发生。
在上述封口电池中,图1所示的卷绕电极体40与封口盖50被插入图中未示出的电池外装筒内。将上述封口盖50的最上部外周部、切起芯体形成的正极集电引板24和电池外装筒最上部的开口边壁激光焊接成一体。再有,切起芯体形成的正极集电引板24因此在垫板56凹部561的上部成夹入电池外装筒内面与垫板56之间的形状,下一步就是(与焊接同时的)试图实现与电池外装筒的进一步固定和电连接。
在实际的电池中,具有卷绕电极体下部的绝缘带,将切起折叠而成的正极集电引板固定在卷绕电极体外表面上,并进行保护的粘性保护带,负极集电体和安全阀等各种零部件,但这些与本发明宗旨无直接关系,所以为了不使图示复杂,在图1、2中没有画出它们,显然根据需要可以在第一实施形态的封口电池中装入这些零部件。
<实施例1-1>
作为实施例1-1,采用了上述第一实施形态所示的封口电池。以下将这样制成的电池称为本发明电池A1。
<比较例1-1>
如在现有技术中描述的那样制成封口电池。以下将这样的制成的电池称为对比电池X1。
[实验1]
上述本发明电池A1及对比电池X1各准备100个,在将这些电池装到电池外装筒底部的状态下,进行使其从1.5米高度100次落向水泥地面的实验,检查本发明电池A1及对比电池X1的耐冲击性能,实验结果列于表1中。
表1
电池类型 | 内电阻增大的数目 |
本发明电池A1 | 0/100个 |
对比电池X1 | 36/100个 |
如表1所示,在对比电池X1中,100个中的36个因出现正极集电引板的引板破碎而增大了内电阻。(为慎重描述起见,因正极芯体露出部与电池外装筒内壁接触,即使正极集电引板完全破碎,内电阻也不可能无限大)。
但是,在本发明电池A1中,100个电池都完全正常。
从上述中得知,在垫板56中形成凹部561并且具有正极集电接头24进入上述凹部561的蜷曲部241的本发明电池A1与对比电池X1相比,集电可靠性高。
<实施例1-2>
本实施例1-2是这样形成的,在卷绕电极体40与封口盖50之间、更确切地说在构成卷绕电极体40与封口盖50最上面的部分的封口板51与绝缘板55之间存在着与上述封口板51与绝缘板55不是一体的垫板80的情况下,在此垫板80内形成了凹部562。图3示出了这种结构。
图3(a)是从电池上方(筒盖一侧)看垫板80的视图,图3(b)是从下方看上去的视图,图3(c)是长度方向上的中心剖视图。图3(d)是宽度方向上的中心剖视图。
在如图所示的垫板80中,左右开设了安装在电池上的安全阀贯通用的孔,虽然使形状多少有些复杂,但这些和上述本发明的宗旨无直接关系,可以说由于它们是公知技术,所以省去了对它的描述。
如图3(a)、(b)所示,上述垫板80在中央具有凹部(其上部平面的刻痕切除部)562。因此,图中未示出的正极集电引板在上述凹部562或存在于凹部562下方的实质空间5612内具有挠性。图4示出了这样的状态。
本图中,可知在封口板51、与封口板51一体的绝缘板55和其下部的垫板80之间形成的空间5612内,正极集电引板4上产生了蜷曲部241。因此,无论什么原因(在施加电池落下等冲击的情况下,上述卷绕电极体相对电池外装筒相对移动),当拉伸力作用于正极集电引板24上时,蜷曲部241都伸向隔离板41地吸收了拉伸力,由此能防止正极集电引板24的引板破碎,因而能提高电池的可靠性。
[第二实施形态]
图5是根据本发明第二实施形态的封口电池正极集电引板的拉起一侧的局部剖视图,图6是图5的对向面一侧的局部剖视图(激光焊接部一侧),图7是图5的B-B线剖视图。
如图5至图7所示,在卷绕电极体40最外周的正极芯体露出部上形成的刻痕切起来地在上部弯曲,形成了是第一集电引板的正极集电引板24。另外,在上述卷绕电极体40上配置了作为绝缘体的绝缘板42。因此,正极集电引板24从正极集电引板24的刻痕(引出始端)起到位于刻痕对面侧的封口板50外周边与电池外装筒60的内面之间(引出终端)为止地被引到上述绝缘板42与垫板56之间。
上述电池外装筒60的开口边缘形状成矩形,当在上述电池外装筒60的开口边缘上以距离上述正极集电引板24的引出始端最短的点为最短距离点H时,最短距离点H与焊接上述正极集电引板24的前端部的焊接部70(引出终端)分别位于上述矩形的相对两边上,上述最短距离点H与上述焊接部70在最短距离上。
设置上述绝缘板42是为了防止作为构成卷绕电极体40的第二电极板的负极板30与上述正极集点片24接触而短路,只要是具有绝缘性以及具有耐电解液性的材料即可。例如,作为上述绝缘板42可采用聚丙烯等。
因此,上述正极集电引板24与电池外装筒60的最上部的开口侧壁及封口盖50被激光焊接成一体地制成了封口电池。
在根据第二实施形态的封口电池中,切起来的正极集电引板24与过去相比必须要长(即刻痕要大),但上述正极集电引板24的前端从封口板51上面略微突出即可。
<实施例2-1>
作为实施例2-1,采用了上述第二实施形态所示的封口电池。以下将这样制成的电池称为本发明电池A2。
<比较例2-1>
如在现有技术中描述的那样制成封口电池。以下将这样制成的电池称为对比电池X2。
[实验2]
在给上述本发明电池A2及对比电池X2施加落下冲击的情况下,检查引板在多少次下落后发生破碎。实验结果列于表2中。1组是指使电池落下6次的条件。
表2
电池类型 | 发生引板破碎的数目 |
本发明电池A2 | 35组-60组(210次-360次) |
对比电池X2 | 2组-6组(12次-36次) |
如表2所示,与对比电池X2落下2组-6组(12次-36次)就发生了正极集电引板的引板破碎相对比,确认本发明电池A2在落下35组-60组(210次-360次)前未发生引板破碎。
从上述中得知,在将上述正极集电引板24引向上述绝缘板42与垫板56之间并将正极集电引板24的前端焊接到与上述正极集电引板24的刻痕部(引出始端)相对向一侧的封口盖50外周部(引出终端)上的本发明电池A2与对比电池X2相比集电可靠性高。
其它事项
虽然以上根据几个实施形态(或实施例)描述了本发明,但不用说本发明并不仅限于这些实施例。即,例如以下情况也是可行的。
(在第一实施形态及第二实施形态中)
(1)通过刻痕部形成集电引板的一侧为负极。
(2)不是通过刻痕形成集电引板,而是将集电引板点焊在第一集电板(位于卷绕电极体最外周部分上的正极板芯体露出部)上。
(3)正负芯体等的尺寸、材质等是其它值和材料。另外,电池外装筒也不一定只是金属的。
(4)电池形状成水平(横)截面顶部具有圆角的大致长方形、圆形、椭圆形及其它所谓片形等。
(5)电池发电要素的种类是其它类型的。
(6)在刻痕始端上也可以采用倒圆角等其它办法。
(在第一实施形态中)
(7)在隔离板上形成的凹部的形状只要是在电池落下时将凹部内的集电引板蜷曲部抽出、以抵消掉卷绕电极体与电池外装筒、封口盖的相对运动的形状即可,例如是倒U形、V形、两段形凹部等形状。
(8)绝缘部件本身是非一体形的组装型。或者,为了确保抵消掉各部件的微小制作误差并确保适当的压力,至少一部分不是由刚性体而是由绝缘橡胶等弹性体制作绝缘部。因此,例如图3(a)所示地切削薄橡胶片而成,再在凹部上如图3(a)所示中央部地切除掉对应的部分。
(9)集电引板的凹部内的弯曲状态成两段、三段弯曲。
(在第二实施形态中)
(10)在正极集电引板上覆盖绝缘部以代替绝缘板,防止正极集电引板接触构成卷绕电极体的负极板。
(11)卷绕电极体通过隔离板卷绕成正极板比负极板更向电池外装筒开口方向上突出地构成,防止正极集电引板接触负极板。
Claims (9)
1.一种封口电池,包括:
带开口的有底筒状电池外装筒;
容纳在上述电池外装筒中、通过隔离板卷绕第一电极板和第二电极板而成的卷绕电极体;
具有密封上述开口的封口板的封口盖,从位于上述卷绕电极体最外周部分上的第一电极板的芯体露出部中引出的第一集电引板;
而且在上述第一集电引板的前端部被夹在上述封口板与上述电池外装筒的开口边缘之间的状态下将第一集电引板与电池外装筒及封口板焊接起来而形成所述封口电池;
其特征在于,
上述第一集电引板具有在上述卷绕电极体移动时缓和作用在上述第一集电引板的焊接部附近的力的游隙部;
上述游隙部具有在上述开口边缘处以离上述第一集电引板的引出始端距离最短的点为最短距离点时,上述第一集电引板的前端部的被焊接的焊接部在上述最短距离点以外的位置上被焊接的构造;
上述第一集电引板垂直引到上述最短距离点,折向水平方向之后,引到上述焊接部,或者是上述第一集电引板沿着上述电池外装筒的内壁引到上述焊接部。
2.如权利要求1所述的封口电池,其特征在于,上述电池外装筒的开口边缘形状成矩形,上述最短距离点与上述引出终端分别在上述矩形中相对向的两边上。
3.如权利要求2所述的封口电池,其特征在于,上述最短距离点与上述引出终端在上述相对向的两边的最短距离上。
4.如权利要求1所述的封口电池,其特征在于,上述电池外装筒开口边缘的形状成圆形或椭圆形,上述引出终端位于从上述最短距离点起比上述圆形或椭圆形的1/4周长更远的地点。
5.如权利要求2所述的封口电池,其特征在于,上述第一集电引板通过配置在上述封口板下的绝缘部与上述卷绕电极体之间,另外,防止上述第一集电引板与第二电极板短路的绝缘体设置在上述第一集电引板与上述卷绕电极体之间。
6.如权利要求1所述的封口电池,其特征在于,上述第一集电引板是这样形成的,即在位于上述卷绕电极体最外周部分上的第一电极板上形成的芯体露出部上加入刻痕并将此刻痕切起地向上述电池外装筒开口侧方向折返。
7.一种封口电池,包括:
带开口的有底筒状电池外装筒;
容纳在上述电池外装筒中、且通过隔离板卷绕第一电极板和第二电极板而成的卷绕电极体;
具有密封上述开口的封口板和配置在该封口板下面的绝缘部的封口盖;
从位于上述卷绕电极体最外周部分上的第一电极板的芯体露出部中引出的第一集电引板;
而且在上述第一集电引板的前端部被夹在上述封口板与上述电池外装筒的开口边缘之间的状态下将第一集电引板与电池外装筒及封口板焊接起来而形成所述封口电池;
其特征在于,
上述第一集电引板具有在上述卷绕电极体移动时缓和作用在上述第一集电引板的焊接部附近的力的游隙部;
上述绝缘部在将第一集电引板引向上述电池外装筒开口侧的部分上具有凹部;
上述游隙部具有使上述第一集电引板进入并折曲在上述绝缘部凹部中的构造。
8.如权利要求7所述的封口电池,其特征在于,上述凹部在上述电池外装筒底侧方向上开口。
9.如权利要求7所述的封口电池,其特征在于,上述第一集电引板是这样形成的,即在位于上述卷绕电极体最外周部分上的第一电极板上形成的芯体露出部上加入刻痕并将此刻痕切起地向上述电池外装筒开口侧方向折返。
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