CN1427498A - 电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有数个长圆筒状卷绕型的发电元件的电池，其周侧面的平坦部相互叠合，其周围用片材包覆并用粘接胶带捆紧，使正负极间保稳定距离，可防止向外侧膨胀。另外，在长圆筒状卷绕型的发电元件上的正极板和负极板的集电体端缘部上连接有各自的集电连接体，由于发电元件的至少一侧的集电体端缘部的全周或其部分向卷绕轴中心方向折弯，形成密的电流分布，从而防止电池寿命的缩短。并且，在本发明的电池中，设发电元件的长径为d、短径为w，应满足下列关系式：w/4≤d－w≤10w，从而使电解液在隔板上均匀地分布。

Description

电池

技术领域

本发明涉及具有长圆筒状卷绕型的发电元件的电池，特别是具有数个长圆筒状卷绕型的发电元件的电池。

背景技术

在具有大放电容量的块状电池中，有一种是将数个长圆筒状卷绕型的发电元件叠合地装入电池容器内使用。例如，在这样的非水电解质二次电池中，如图9所示，是将4个长圆筒状卷绕型的发电元件3的周侧面的平坦部分之间相互叠合并装入电池容器1中。

这种非水电解质二次电池的发电元件3和集电连接体4的连接构造如图10所示。该非水电解质二次电池是由4个并排的长圆筒状的发电元件3，3相并联而成。

发电元件3是将带状的正极板和带状的负极板通过隔板相间地卷绕成长圆筒形而成。正极板使带状的铝箔的表面持有正极活性物质，负极板使带状的铜箔的表面持有负极活性物质。

正极板及负极板除各自的集电体至少一方的端缘部以外，均涂布有活性物质。发电元件3被卷绕成使得上述正极板的活性物质涂布部和上述负极板的活性物质涂布部通过隔板相间实际上相对配置。

因此，未涂布正极板活性物质的集电体端缘部3a’与未涂布负极板活性物质的集电体端缘部3b′配置在将各自的活性物质涂布部相对的部分夹在中间而彼此相对的位置。

在这种通过隔板相间地卷绕正极板和负极板而形成的发电元件3的外周面上，或配置负极板的活性物质涂布面，或将正极板或负极板的集电体再单独地卷绕一周，或只将隔板再单独地卷绕一周。另外，虽然图中没有表示出，但是，在发电元件3的卷绕终止部分上，贴有由聚丙烯树脂制成的止卷带用于保持发电元件3的卷绕形状而不致松散。

在长圆筒状卷绕型的发电元件3中，集电体端缘部3a′和3b′各自由弯曲地叠合的圆弧部和在该圆弧部间平坦地叠合的直线部构成。另外，在这些集电体端缘部3a′和3b′的直线部上各自固定连接有集电连接体4，4。

各集电连接体4，4，如图9所示将集电体端缘部3a′和3b′夹持在波纹板状的电极连接部4b的凹部并予焊接，起到了将发电元件3的正极板和负极板与各自的正极端子和负极端子连接的引线作用。另外，通常，正极板的集电端缘部3a′所连接的集电连接体4使用的是铝合金板，负极板的集电端缘部3b′所连接的集电连接体4使用的是铜合金板。

这种使用2个集电连接体连接的发电元件3，如图9所示，从筐体状不锈钢制电池容器1的上方插入并放置在其内部，该电池容器1的上方开口部用未图示的盖板盖上。而且，将此盖板的周围以焊接密封。从注入口向电池容器1的内部注入电解液，再将该注入口封闭后即可形成非水电解质二次电池。另外，各集电连接体4，5的正极端子4b及负极端子5b以绝缘状态贯通盖板。

但是，这种长圆筒状卷绕型的发电元件3组成的电池在反复充电的过程中，发电元件3周侧边的平坦部会逐渐地产生弯曲膨胀，出现形状由长圆筒状变为圆筒状的倾向。当这种变形产生时，不仅会使卷绕的正·负极间距离扩大而使电池性能降低，而且，还产生向周侧面的平坦部的外侧膨胀会压迫电池容器1，使电池容器1也产生膨胀的问题。

另外，将发电元件3装入电池容器1中时，涂在最外周的负极板上的活性物质可能会与电池容器1的内侧表面接触而脱落。另外，即使发电元件3的最外周由隔板再单独地卷绕一周，也可能在发电元件3装入时使隔板破损，造成位于内周侧的电极活性物质脱落。

有时，该脱落的这些活性物质碎片在电池使用时发生移动而可能造成正·负极间的微小短路。这种微小短路发生后，由于短路部分持续发生微弱电流的放电，而带来早期放电容量降低的问题。

另外，与上述同样，将长圆筒状卷绕型的发电元件3装入电池容器1中时，发电元件3的圆弧部的集电体端缘部3a′和3b′与电池容器1的内侧表面接触而折弯，有时会造成集电体被破坏而脱落。另外，该集电体端缘部3a′和3b′在受到冲击力时，可能会从接近于集电体端缘部3a′和3b′的电极的活性物质涂布部分发生活性物质的脱落。在这种情况下，这些集电体的碎片或活性物质的脱落片附着在正极板或负极板上，会产生微小短路的危险。

另外，如图11所示的模拟卷绕工艺中，该发电元件3是，在用一对滚筒10，10对两片隔板3c，3c施压的同时，在其卷绕起始部分，在旋转的卷绕轴心9上将隔板3c卷绕半周至一周后，再将正极板3a和负极板3b与隔板3c一同卷绕在其上而制成。正极板3a和负极板3b通过隔板3c叠合在一起，并呈螺旋状地卷绕在具有长圆形断面的卷绕轴心9上。这里，该卷绕轴心9具有长圆形断面，并是由PET等具有耐电解液性的树脂制成。

如上制造的具有长圆形断面的发电元件3在其圆弧部S(参照图7)的断面区域施加较大的力使其系紧，从而使正极板3a和负极板3b及隔板3c呈緻密状态；相反，在直线部Q的断面区域上，正极板3a和负极板3b及隔板3c呈松弛状态。

因此，在圆弧部S的区域电解液难以渗入，特别是在隔板被过度挤压而出现孔隙率减小的情况下，造成隔板中不能充分地保持电解液，给电池的充放电特性造成不良影响，成为导致发电元件之间或电池之间的特性参差不齐的原因。

另外，如果系紧力过松时，正·负电极间的距离不稳定，会造成发电元件之间或电池之间的特性参差不齐。

因此，对于这种具有长圆筒状卷绕型的发电元件的电池来说，以较小的力松弛卷绕的直线部中，正·负电极间的距离不会不稳定，而以较大的力卷绕的圆弧部中，使电解液在隔板中充分并均匀地保持是很重要的。

另外，当设发电元件3的长径的尺寸为d，短径的尺寸为w时，当(d-w)的值较大时，即使发电元件3的周侧面用片材扎紧，在发电元件3的周侧面的平坦部中央，由于正·负板间的距离也会变大，因此，需探求使(d-w)值在合适范围内的值。

发明内容

本发明的目的就是为了解决使用数个长圆筒状卷绕型发电元件的电池的上述问题，以达到在保持电极间距离一定并防止电池膨胀的同时，使电解液均匀的分布在隔板中，以减小发电元件间或电池间相互的充放电特性的参差不齐、并防止由于活性物质的脱落或集电体的破损而造成的电池容量的降低、从而抑制电池寿命的缩短。

本发明的电池具有数个长圆筒状卷绕型的发电元件，其特征在于：其周侧面的平坦部之间相互叠合，其周围由片材系紧成为一个整体。

另外，本发明的特征在于：长圆筒状卷绕型的发电元件的正极板及负极板的集电体端缘部各自与集电连接体连接，使发电元件的至少一方的集电体端缘部的至少包含圆弧部的一部分向卷绕轴中心方向折弯。

另外，在本发明的电池中，为了使电解液均匀地分布在隔板中，当设发电元件长径的尺寸为d，短径的尺寸为w时，应满足下列关系式：

w/4≤d-w≤10w

附图说明

图1是表示本发明的第一实施例，将2个发电元件用片材包覆并用具有粘接剂的胶带捆紧工序的立体示意图。

图2是表示本发明的第一实施例，用片材包覆并用具有粘接剂的胶带捆紧的两个发电元件的立体图。

图3是表示本发明的第一实施例，将集电连接体与用片材包覆并用具有粘接剂的胶带捆紧的发电元件连接固定的方法的立体示意图。

图4是表示本发明的第二实施例，发电元件和集电连接体的组装方法的立体示意图。

图5是表示本发明的第二实施例，在发电元件上安装有集电连接体等部件的构造的立体示意图。

图6是表示本发明的第二实施例，在发电元件的端缘部中集电体露出部呈折弯状态的断面图。

图7是表示本发明的第二实施例，具有发电元件的电池的横断面图。

图8是表示发电元件尺寸参数(d-w)与实际容量/额定容量之比的关系图。

图9是表示现有技术例，使用4个长圆筒状卷绕型的四个发电元件的非水电解质二次电池的构造的立体分解图。

图10是表示非水电解质二次电池的发电元件与集电连接体的组装方法的立体示意图。

图11是表示正极板和负极板通过隔板相间卷绕的发电元件的状况的模拟断面图。

具体实施方式

本发明的电池具有数个长圆筒状卷绕型的发电元件，其特征在于：其周侧面的平坦部之间相互叠合，其周围由片材系紧成为一个整体。

在本发明中，由于数个发电元件相互叠合并用片材将其包覆并系紧，所以各发电元件的周侧面的平坦部互相挤压，从而可抑制该平坦部的膨胀。因此，可以防止该电池各发电元件的电极的极间距离的扩大及发电元件变形为圆筒状所导致的电池容器的膨胀。

另外，本发明的特征在于：长圆筒状卷绕型的发电元件的正极板及负极板的集电端缘部各自与集电连接体连接，使发电元件的正极板和/或负极板的集电体端缘部的至少包括圆弧部的一部分向卷绕轴中心方向折弯，相邻的集电体之间密合。所述折弯部位可以包含有与集电连接体相连接的直线部。

在本发明中，由于从发电元件的端部露出的集电体端缘部向内周侧折弯，互相密合，所以不容易发生总体变形，发电元件装入电池电容器内时，不会产生对集电体端缘部的损坏，可防止集电体或正·负电极板的活性物质的破损及脱落。

上述电极的折弯角度优选为5°以上。这是由于为使内外周留有间隙并且使相邻集电体间可靠地密合，至少需要有5°以上的折弯角度。

另外，在本发明的电池中，为了使电解液能够容易均匀地分布在隔板中，当设发电元件的长径的尺寸为d，短径的尺寸为w时，满足下列关系是重要的。

w/4≤d-w≤10w

在断面呈长圆形的卷绕轴心的周围卷绕有正极板、负极板及隔板，它们在圆弧部以较大的力被系紧，由此即使正、负极板和隔板呈緻密状态，在直线部中持有的电解液也会向圆弧部扩散渗透，圆弧部可以分布有充分的电解液。

另外，当d-w较大时，即使如上述的发电元件的周侧面由片材系紧，在发电元件的周侧面平坦部中央，正·负电极板间的距离也会变大。所以，(d-w)保持在上述的范围内是十分重要的。

以下，结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

实施例1

图1-3示为本发明的第一实施例，是将4个长圆筒状卷绕型的发电元件3放置于电池容器1的大型非水电解质二次电池。

图1示为将2个发电元件3用两片片材7上下覆盖，并用具有粘接剂的胶带(粘接胶带)8捆紧的方法的立体示意图。图2示为由片材7覆盖，并用具有粘接剂的胶带8捆紧的2个发电元件3的立体图。图3示为将集电连接体4与由片材7覆盖，并用粘接胶带8捆紧的发电元件3连接固定方法的立体图。

该非水电解质二次电池和图9、图10所示的现有技术例相同，是将4个长圆筒状卷绕型的发电元件3的周侧面的平坦部之间相互叠合装入电池容器1中的同时，将这些发电元件3的正极板3a和负极板3b通过集电连接体4各自与正极端子6a和负极端子6b连接。

如图11所示，发电元件3的带状的正极板3a和负极板3b通过隔板3c相间隔的卷绕成长圆筒形。另外，正极板3a在作为集电体的带状铝箔表面上，除去该带状的至少一侧端部外的部分持有正极活性物质。负极板3b在作为集电体的带状铜箔表面上，除去该带状的少一侧端部外的部分持有负极活性物质。

由于使这些带状的正极板3a和负极板3b在卷绕轴方向互相略微错开，并且正极板3a的活性物质涂布部和负极板3b的活性物质涂布部通过隔板3c相间卷绕成使其基本相对，由此，则在发电元件3的一方的端部侧，没置有未涂布正极板3a上的正极活性物质的铝箔部(集电体端缘部3a’)，在另一方的端部侧，没置有未涂布负极板3b上的负极活性物质的铜箔部(集电体端缘部3b′)。

上述4个发电元件3，其长圆筒状卷绕型的周侧面的平坦部之间被并排相互叠合。此时，在本实施例中，如图1所示，两个发电元件3，3的周侧面的周围由两片片材7覆盖，并用具有粘接剂的胶带(粘接胶带)8捆紧，即，首先在一片片材7上，重叠地放置发电元件3，3，在其上方放置另一片片材7。然后，沿箭头P所示方向，通过片材7，7将2个发电元件3，3的两侧的平坦部用压力机上下施压。

在该施压状态下，在拉住上下的片材7，7两侧的同时，分别沿着2个发电元件的两侧面，用粘接胶带8固定两边端部。即，片材7，7覆盖在2个发电元件3的周侧面的周围，2个发电元件3、3在被系紧的状态下，用粘接胶带8捆紧。

因此，如图2所示，2个发电元件3，3由于在其周侧面平坦部之间相互叠合的状态下，由片材7，7系紧，所以即使在解除由压力机上下方向施加的压力后，其受压时的状态也可以维持。

这样做使正·负极板间的距离易变得不稳定的发电元件的直线部中，也可望维持其电极间距离的均匀，防止发电元件间或电池间的充放电特性的参差不齐。

图1，图2虽然只表示了将2个发电元件3，3的周侧面的平坦部之间相互叠合并用片材7，7系紧的方法，但也可以同时把4个发电元件3，3的周侧面的平坦部之间相互叠合并由片材7，7进行系紧。

另外，片材的卷绕轴方向的横向尺寸，虽可短于位于发电元件3的最外层的极板的活性物质被涂布的宽度或隔板3c的宽度尺寸，但最好大致相等。

由此，发电元件3的外周面被片材7所保护，将发电元件3装入容器1时，防止了位于最外周层的极板的活性物质被摩擦脱落。另外，在发电元件3的最外周层卷绕隔板3c的电池时，也可防止在隔板3c被损坏、位于最外周层的极板的活性物质的脱落。

在本实例中，作为片材7使用的是聚苯硫树脂(PPS)的片材，作为具有粘接剂的胶带(粘接胶带)8，使用的是在聚酰亚胺的片材单面涂布有粘接剂的胶带。但是，这些片材7和粘接胶带8的材质，不限定于上述树脂，只要其是具有耐电解液性和耐热性，并伸缩性小的材料，都可以使用。例如，聚苯硫树脂，聚酰亚胺树脂，聚丙烯树脂等都可以使用。另外，除树脂而外，还可使用布、无纺布或纸等。另外，也可在片材7上涂布粘结剂或接合剂代替粘接胶带8，也可用热熔接等方法直接将这些片材7，7之间相互固定。

本实施例的非水电解质二次电池如图3所示，是将两组上述片材7捆紧的2个发电元件3的周侧面平坦部相互并排重叠，两端部各自设有集电连接体4，4并连接固定。集电连接体4是波纹板状的金属板并在其中央部的上方连接固定有端子6。

另外，正极侧的集电连接体4在其波纹板状的各凹部夹持有位于发电元件3的一方的端部的正极集电体端缘部3a’，并通过超声波焊接连接固定，由此使4个发电元件3的正极板3a并排与正极端子6a连接。负极侧的集电连接体4在其波纹板状的各凹部夹持有位于发电元件3的一方的端部的负极集电体端缘部3b’，并通过超声波焊接连接固定，由此使4个电元件3的负极板3b并排与负极端子6b连接。

如上所述的通过集电连接体4连接在正、负极端子6上的4个发电元件3被放置于筐体状的金属制电池容器1内，该电池容器1的上端开口部由未图示的盖板封闭。此时正·负极端子6的上端部通过绝缘封闭材料贯通盖板，并突出于其外部。该电池容器1的内部填充非水电解质液并密闭内部，即可制成非水电解质二次电池。

根据上述的构造，本实施例的非水电解质二次电池中，由于是将每两个发电元件3的平坦部之间以相互叠合的状态用片材7系紧，所以这些发电元件3，3的周侧面的平坦部之间因相互挤压，可抑制因该平坦部膨胀而产生的由长圆筒状向圆筒状的变形。

因此，可以防止各发电元件3的电极的板间距离的扩大而导致的电池性能降低。并且，还可以维持使电解液均匀地分散在隔板中的状态，抑制发电元件间或电池间的电池性能产生参差不齐的现象。同时，还消除了发电元件3从内侧对电池容器1的压迫使其向外的膨胀。

另外，还可防止在长圆筒卷绕型的发电元件放置于电池容器1时，涂布在最外周的负极板的活性物质与电池容器1的内侧表面接触脱落。另外，在用隔板3c沿发电元件3的最外周面再卷绕一周的情况下，可防止发电元件3放置时的破损，从而咳防止位于其内侧的电极的活性物质的脱落。

因此，由此还可以防止脱落的活性物质碎片导致的正、负极间微小短路和早期的放电容量的下降及电池寿命的缩短。

实施例2

下面，对作为本发明的另一实施例进行说明。本实施例是使用具有与上述第一实施例不同的集电构造的非水电解质二次电池的例子，并对由发电元件的端面伸出的电极的金属箔在圆弧部予以折弯的实施例。

在该实施例2中，发电元件3和集电连接构造使用的是如图4及图5所示的形式。该非水电解质二次电池是将2个长圆筒形的发电元件3，3并排并联而成。

各自的集电连接体4是由略呈梯状的水平配置的集电连接体本体4a和从该本体4a的底边部向下分枝的4条细长的电极连接部4b构成。另外，各自的电极连接部4b上以适当间隔形成有多处突出于板面的凸部。

即，如图4所示的集电连接体4具有略呈梯状的连接体本体4a和从其底边部呈梳齿状的垂直伸展的细长的4个电极连接部4b的形状，对铝合金板或铜合金板通过压力加工冲孔落料的同时，在各自的电极连接部4b上形成凸部，并将这些电极连接部4b的根部扭转90°，使其对本体4a折弯成直角。

另外，这4根电极连接部4b中相邻的2根为一对，将各对的电极连接部4b扭转使其在相互相反的方向旋转90°。电极连接部4b的凸部，由于该扭转使其成对的一组电极连接部4b的凸部互相面对面地突出。

上述的集电连接体4的各自的连接体本体4a设置在发电元件3，3的两端部的上方，各自的电极连接部4b沿这些发电元件3，3的端面设置。在此，发电元件3的正极板3a的铝集电体端缘部3a′所在的端面侧设置有由铝合金板构成的集电连接体4。负极板3b的铜集电体端缘部3b′所在的端面侧设置有由铜合金板构成的集电连接体4。

如图5所示，发电元件3的集电体端缘部3a′，3b′的长圆形的直线部夹持在成对的电极连接部4b，4b之间，并由夹持板5进行连接固定。夹持板5是将长方状的较薄的金属板沿长度方向的中央位置对折而成的。正极板3a侧使用的夹持板5是铝合金板。负极板3b侧使用的夹持板5是铜合金板。

通过从夹持电极连接部4b和集电体端缘部3a、3b，的夹持板5的两侧进行超声波焊接或电阻焊接将电极连接部4b与正极板3a、负极板3b的集电体端缘部3a′、3b′进行接合。此时，在各自的电极连接部4b，由于与集电体端缘部3a′、3b′叠合的内侧面形成有凸部，通过这些集电体端缘部3a′、3b′在多个凸部集中地受到超声波的能量或电阻发热，因此可以保证形成上述接合。

如图6所示的是该非水电解质二次电池的纵断面图。在此实施例2中，将电极板3a、3b的集电体端缘部3a′、3b′的直线部夹持在电极连接部4b、4b之间，在由挟持板5连接固定的同时，将此圆弧部向内周侧折弯。因此，该圆弧部的集电体端缘部3a′、3b′呈皱纹状并在前端部收拢，使集电体端缘部3a′、3b′之间呈密合状态。

上述第2实例中，位于发电元件3端面的长圆状的集电体端缘部3a′、3b′的折弯的角度优选为5°以上。另外，对折弯时的倾斜角度并无限定，可将其折弯成越靠近前端侧倾斜角度越大，该情况下可使最大的倾斜角度为5°以上。

在该折弯角度较小的情况下，只是圆弧部的内外周的集电体端缘部3a′、3b′的间隙变小，为使这些集电体端缘部3a′、3b′可靠地密合并具有抵抗变形的强度，则必须有至少5°以上的折弯角度。另外，对这些集电体端缘部3a′、3b′进行的折弯加工，既可以在发电元件3的卷绕工序结束语后立即进行，也可以在往集上电连接体安装的工序后再进行。

使用上述构造的非水电解质二次电池，由于位于各发电元件3的双方的端面的集电体端缘部3a′、3b′在圆弧部折弯并相互密合，在将发电元件3装入电池容器1中时，即使集电体端缘部3a′、3b′与容器壁面相碰撞，或者与内面相摩擦，集电体端缘部3a′、3b′自身也不会发生变形。因此，可防止正·负极板的活性物质的脱落、或者因集电体的破损所产生的活性物质的脱落碎片或集电体的碎片引起的电极间的微小短路，从而可防止对电池性能的损害。

图7所示为上述实例1或实例2中，2个长圆筒状卷绕型的发电元件3的周侧面的平坦面之间相互叠合地放置在电池容器1中的非水电解质二次电池的断面形状。

该发电元件3使正极板3a和负极板3b通过隔板3c间隔相互叠合，螺旋状地卷绕在具有长圆形断面的卷绕轴芯9的周围而构成。此处，该卷绕轴芯9具有长圆形的断面，用PET等具有耐电解液性的树脂制成。

该发电元件3，如图11的模拟卷绕工序图所示，是由滚筒10对2片隔板3c施压的同时，在其起始部分，将隔板3c卷绕在旋转的卷绕轴芯9上1周以上后，再将正极板3a，负极板3b与隔板3c一起卷绕在其上而成。

将这样的正极板3a和负极板3b通过隔板3c间隔卷绕结束后，只将隔板3c再单独地卷绕一周，再在隔板3c的卷绕终止部分用聚丙烯树脂制的止卷用胶带(图中省略)连接固定。

另外，这样制成的发电元件3的周侧面，用片材7(图中省略)包覆并在片材7的终端部分用粘接胶带8(图中省略)连接固定。

如上制成的具有长圆形断面的发电元件3在其圆弧部S的区域以较大的力系紧，正极板3a，负极板3b及隔板3c呈緻密状态，相反，在直线部Q的区域上其呈松弛状态。

在此，使用上述方法，制造使发电元件3的形状、尺寸(长径尺寸w，短径尺寸d及高度h)具有种种不同的非水电解质二次电池，并验证其形状、尺寸对其电池性能所产生的影响。

首先，正极板3a是将作为正极活性物质的87重量％的锰酸锂及作为粘接剂的8重量％的聚氟化偏氯乙烯和作为导电剂的5重量％的乙炔黑混合作为正极合剂，在该正极合剂中加入N-甲基吡咯烷酮配制成膏状后，将该膏状物涂布在厚度为20μm，宽度为155mm的铝箔集电体的两面，经干燥，压延制成。

负极板3b是将95重量％的石墨，2重量％的羧甲基纤维素，3重量％的苯乙烯丁二烯橡胶，加入适当的水配制成膏状后，将该膏状物涂布在厚度为15μm，宽度为155mm的铜箔集电体的两面，经干燥，压延制成。隔板3c使用的是宽度为152mm，厚度为40μm的带状的多微孔性聚乙烯膜；卷绕轴芯9使用的是断面为长圆形状的宽度为152mm，厚度为100μm的角部半径为1mm的聚乙烯-聚对苯二甲酸乙二酯(PET)树脂。

上述的正极板3a、负极板3b和隔板3c卷绕在卷绕轴芯9上，制造出具有表1所示的七种不同尺寸(长径尺寸d，短径尺寸w及高度h)的发电元件，将该发电元件3两个作为一组地用片材将其周侧面捆紧，放置于电池容器1内。另外，在各个电池系列中，使用仅仅是对卷绕轴芯9的起始卷绕的隔板3c的圈数T不同的5种(T＝0，1，2，3和4)的发电元件3，制造出35种电池。另外，在卷绕时，施加于正极板3a、负极板3b和隔板3c的张力是一定的。

片材使用的是宽度152mm、厚度50μm的聚苯硫树脂。电池容器具有对发电元件施加适当压力的外形尺寸，并使用厚度为1mm的不锈钢经焊接加工制成。

制作出的电池的额定容量(设计容量)为46Ah，调整极板的长度，使正极板及负极板的活性物质持有量在所有电池中相同。

表1

电池系列	短边尺寸w(mm)	长边尺寸d(mm)	高度h(mm)	(d-w)-w
					A	54.5	54.5	164	0
B	48.5	58.0	164	0.2
					C	47.5	59.5	164	0.25
D	42.5	63.5	164	0.5
					E	36.0	72.0	164	1
F	24.5	99.0	164	3
					G	20.0	120.0	164	5

使隔板7含有在作为电解液的碳酸亚乙酯∶碳酸二乙酯＝1∶1(体积比)的混合溶剂中溶解1摩尔/升的LiPE6得到的溶液，通过密封电池容器1，即可制作出5种设计容量为46Ah的电池。

表2及图8所示为对这样制造的35种电池的放电容量(实际容量)进行测定，并与额定容量进行比较的结果。表2中的数值是以百分比表示的实际容量与额定容量的比率。

表2

电池系列	实际容量/额定容量×100(％)
						T＝0	T＝1	T＝2	T＝3	T＝4
	A	85.2	85.2	85.2	85.2						85.2
B						95.6	96.0	96.4	96.6	97.5
	C	97.5	98.1	98.9	99.2						99.6
D						97.8	98.8	99.5	99.7	99.7
	E	97.9	98.9	99.5	99.8						99.8
F						97.9	99.0	99.7	99.8	99.8
	G	97.9	99.0	99.7	99.8						99.8

如表2及图8所示，直线部的长度(d-w)在0.25w以下的范围时随着(d-w)的增大，实际容量上升；在0.25w以上时，实际容量超过额定容量的97％。

另外，(d-w)在0.25w以上的范围内时，在卷绕起始部分的隔板的单独卷绕圈数为2周以上时，实际容量为额定容量的99％以上。

由于在具有长圆形断面的发电元件的圆弧部中以较大的系紧力进行卷绕，所以，与直线部相比通过正极板、负极板和隔板电解液向内部浸透的速度变慢。此处，如上述实验结果所示，可以认为，通过将直线部的长度(d-w)设为w/4以上时，直线部分持有的电解液逐渐扩散并浸透到圆弧部，即使在以较大的系紧力卷绕的圆弧部中也可持有充足的电解液。即，可以认为，电解液向圆弧部的扩散浸透速度与直线部持有的电解液量和其分布梯度有关。可以认为，直线部所持有的电解液量越多对其分布梯度的贡献也越大。

另外，当(d-w)的值超过10W时，电解液的持有能力与(d-w)的值在10W以下的情况没有变化，由于卷绕本身变得困难，因此，优选的(d-w)为10W以下。另外当(d-w)较大时，即使如上所述用片材把发电元件的周侧面系紧，在发电元件的周侧面平坦部的中央，由于正·负极间距离也会变大，所以(d-w)以5W以下为最更佳。

另外，由于通过促使电解液向卷绕于卷绕轴芯9上的发电元件3的最内周部R的浸透，而有助于电解液向圆周部的扩散浸透，因此首先只将该部分用隔板3c包覆比较有效。这样可使径向方向的电解液的浸入状况能较均匀。即，优选为：在上述发电元件的卷绕起始部分，只将隔板单独卷绕1周以上后，再将被隔板间隔的正极板及负极板一起卷绕。另外，更优选的是：在上述发电元件的卷绕起始部分，只将隔板单独地卷绕2周以上。这可以认为其原因是，通常，通过首先用隔板包覆最内周部分，使电解液能充分地浸入该部分，可使电解液在径向方向的浸透扩散均匀。

其次，对上述的实施例所示的电池系列F(T＝2)的大型非水电解质二次电池进行充放电循环实验的结果，即使反复进行500次的充放电，电池的放电容量只降低20％。显示出其与容量1Ah的小型电池具有相等的循环寿命特性。

由此，可以看到，即使是具有这种大尺寸的发电元件的非水电解质二次电池，通过用片材捆紧发电元件的周侧面，即使反复进行充放电，也不会引起正·负极板的电极间距离的变化，由于电解液均匀持久地分布在隔板及正·负极板之中，因而可显示出这样良好的循环寿命特征。

另外，在伴随着充放电周期重复的放电容量的变化中，没有发现容量的急剧降低。

这可以认为是由于，在将发电元件放置于电池容器中时，没有活性物质的脱落碎片及集电体的碎片在充放电重复过程中黏附于正极板或负极板上所引起的微小短路；通过发电元件周侧面用片材捆紧，或者将发电元件的圆弧部的集电体端缘部进行折弯，可完全防止正·负极板的活性物质的脱落和集电体的破损之类的现象。

其他实施例

在上述的第一实例中，由于是将2个发电元件3用片材7以受压状态捆紧，致使这些发电元件3的周侧面的平坦部之间以相互充分挤压额定状态系紧，能可靠地防止其平坦部的膨胀。但是，在用片材7捆紧时，如果2个发电元件的周侧面的平坦部之间已经以较大的力系紧使其呈相互充分挤压的状态，则上述发电元件3的施加压力的工序就可以省略。

另外之所以上下配置2片片材7，在2个发电元件3的两侧部进行固定，是由于这些发电元件3的两侧的平坦部是由压力机等施压的，在省略了该施压工序时，就可以由一片片材7对2个发电元件3的周侧面的全周进行包覆，并在周侧面的适当位置捆紧。

另外，在上述第一实施例中，表示了将2个发电元件3的周侧面的周围用宽度比卷绕轴方向的全长稍短的片材包覆的情况，例如，可以只在卷绕轴方向的中央部用宽度较窄的片材7进行包覆。另外，也可以沿卷绕轴方向的多处分别用宽度较窄的片材7进行包覆。

而且，在使用这种宽度较窄的片材7时，在2个发电元件3的两端的平坦部上会出现有片材7覆盖不到的部分，若用压力机等只对该部分进行施压，即可用1片片材7将这些发电元件3的周侧面的全周包覆起来。

另外，在上述第一实施例中，虽然表示的是用片材7包覆2个发电元件3的情况，但可对3个以上的任意数量的发电元件用片材7进行包覆。例如，在实施例记载的非水电解质二次电池中，可以对使用4个发电元件3的用片材7一起进行包覆。

在上述的第一实施例中，2个一组的发电元件3之间夹持有集电连接体4的一部分，所以，由片材7包覆的发电元件3的个数也是分为2个一组的。但是，连接发电元件3和端子6之间集电连接体4的构造是任意的，如果使用不需要夹持于发电元件3之间的构造的集电连接体4时，4个发点元件3即可由片材7一起包覆。

另外，发电元件3和端子6之间，也可不使用这样的集电连接体4进行连接。

另外，在上述第一实施例中，表示的是通过将正极板和负极板卷绕成长圆筒状，在其两端面设置集电体端缘部的发电元件3，但只要是由正极板和负极板卷绕成的长圆筒状的发电元件3，对其构成方法不加以限定。

即，卷绕时，不一定必须直接做成长圆筒形，可以在先卷绕成圆筒形后，通过对其周侧面从两侧施压，也可实现形成长圆筒形的发电元件3。另外，直到在多个发电元件3被片材7包覆之前，与各发电元件3的卷绕轴垂直的断面形状，除长圆形之外也可为椭圆形等形状。

另外，在上述实例2中，表示的是位于发电元件3的端面的集电体端缘部3a′，3b′夹持于与集电连接体4成对的电极连接部4b，4b之间进行连接的情况，但集电连接体4的形状以及电极板3a、3b与集电连接体4之间的连接构造是任意的，不受上述实例中的构造的限定。

另外，在活性物质被涂布的情况下可以进行集电，集电连接体4可以连接在涂有这些活性物质的集电体的电极3a、3b上，还可以将集电连接体4连接在没有集电体的电极3a、3b上。

另外，上述实施例虽表示的是非水电解质二次电池，但其只要是具有2个长圆筒状卷绕型的发电元件3的电池，其他的二次电池或一次电池均可实施，对电池的种类不进行限定。

另外，折弯集电体端缘部3a′、3b′的全周或其它部分，在具有1个以上的发电元件3的非水电解质二次电池上均可以实施。只要是具有卷绕型的发电元件3的电池，无论是具有圆筒状卷绕型或其他任意形状的卷绕型发电元件3的电池均可实施。对电池的种类和卷绕型发电元件3的形状不加限定。

Claims (16)

1.一种电池，具有：带状的正极板及带状的负极板通过隔板相间地卷绕成长圆筒状的多个发电元件，放置上述多个发电元件的电池容器，和覆盖上述电池容器的开口部并将其封口的盖板，其特征在于：上述多个发电元件通过使其周侧面的平坦部之间相互叠合，用片材系紧其周围而成为一体。

2.如权利要求1所述的电池，其特征为：上述片材由合成树脂、布、无纺布或纸构成。

3.如权利要求1所述的电池，其特征为：上述片材的端部通过具有粘接性的胶带固定，从而使上述多个发电元件成为一体。

4.如权利要求1所述的电池，其特征为：上述带状正极板及上述带状负极板，除集电体的一方的端缘部以外，分别涂布活性物质；上述发电元件卷绕成使得上述正极板的活性物质涂布部和上述负极板的活性物质涂布部通过隔板相间地呈大致相对的状况；上述正极板的集电体端缘部和上述负极板的集电体端缘部设置的位置使其夹住该极板相对部分并彼此相对；呈长圆形的上述正极板和/或上述负极板的集电体端缘部的至少包含圆弧部的部分向卷绕轴中心方向折弯。

5.如权利要求1所述的电池，其特征为：还具有正极集电连接体、负极集电连接体，正极集电连接体、负极集电连接体分别与上述正极极板及上述负极板的集电体端缘部相连接。

6.如权利要求1所述的电池，其特征为：还具有正极夹持板和负极夹持板的同时，上述正极集电连接体及上述负极集电连接体分别具有连接体本体和由该本体分枝的多个正极连接部和负极连接部；

上述正极集电体端缘部和上述正极集电连接体的正极连接部由上述正极夹持板夹持并连接，上述负极集电体端缘部和上述负极集电连接体的负极连接部由上述负极夹持板夹持并连接；

而上述正极集电连接体本体及负极集电连接体本体分别与设置在盖板上的正极端子、负极端子连接。

7.一种电池，具有：带状的正极板和带状的负极板通过隔板相间地卷绕成长圆筒状的多个发电元件，放置上述多个发电元件的电池容器，覆盖上述电池容器的开口部、并将其封口的盖板，正极集电连接体，及负极集电连接体；其特征在于：上述带状的正极板及上述带状的负极板，除集电体一方的端缘部以外分别涂布有活性物质；上述发电元件卷绕成使得上述正极板的活性物质涂布部和上述负极板的活性物质涂布部通过隔板相间地呈大致相对的状况；上述正极板的集电体端缘部和上述负极板的集电体端缘部设置的位置使其夹住该极板相对部分并彼此相对；正极集电连接体、负极集电连接体分别与上述正极板及上述负极板的集电体端缘部连接；呈长圆形的上述正极板和/或上述负极板的集电体端缘部的至少包含圆弧部的部分向卷绕轴中心方向折弯。

8.如权利要求7所述的电池，其特征为，还具有正极夹持板和负极夹持板的同时，上述正极集电连接体及上述负极集电连接体分别具有连接体本体和由该本体分枝的多个正极连接部和负极连接部；

上述正极集电体端缘部和上述正极集电连接体的正极连接部由上述正极夹持板夹持并连接，上述负极集电体端缘部和上述负极连接体的负极连接部由上述负极夹持板夹持并连接；

而上述正极集电连接体本体及负极集电连接体本体分别与设置于盖板上的正极端子、负极端子连接。

9.一种电池，具有带状的正极板和带状的负极板通过隔板相间地卷绕成长圆筒状的多个发电元件，其特征在于：设上述发电元件的长径尺寸为d，短径尺寸为w时，d、w满足下式的关系：

w/4≤d-w≤10w

10.如权利要求9所述的电池，其特征为，具有正极板和负极板通过隔板相间地在其周围卷绕成长圆筒状的卷绕轴芯，在上述发电元件的卷绕起始部，在上述卷绕轴上单独地卷绕上述隔板2周以上，然后将上述正极板和上述负极板通过隔板相间地卷绕在其上。

11.如权利要求1所述的电池，设上述发电元件的长径为d，短径为w时，满足下式的关系：

w/4≤d-w≤10w

12.如权利要求11所述的电池，其特征为，具有正极板和负极板通过隔板相间地在其周围卷绕成长圆筒状的卷绕轴芯，

在上述发电元件的卷绕起始部，上述隔板单独地卷绕在上述卷绕轴芯上2周以上，然后，上述正极板和上述负极板通过上述隔板相间地卷绕在其上。

13.如权利要求4所述的电池，其特征为，设上述发电元件的长径为d，短径为w时，满足下式的关系：

w/4≤d-w≤10w。

14.如权利要求13所述的电池，其特征为，具有正极板和负极板通过隔板相间地在其周围卷绕成长圆筒状的卷绕轴芯，

在上述发电元件的卷绕起始部，上述隔板单独地卷绕在上述卷绕轴芯上2周以上，然后，上述正极板和上述负极板通过上述隔板相间地卷绕在其上。

15.如权利要求7所述的电池，其特征为，设上述发电元件的长径为d，短径为w时，满足下式的关系：

w/4≤d-w≤10w。

16.如权利要求15述的电池，其特征为，具有正极板和负极板通过隔板相间隔在其周围卷绕成长圆筒状的卷绕轴芯，

在上述发电元件卷绕起始部，上述隔板单独地卷绕在上述卷绕轴芯上2周以上，然后，上述正极板和上述负极板通过隔板相间地卷绕在其上。

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