CN217239536U - 电池及应用于其的集电体、包括该电池的电池组及汽车 - Google Patents

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金学均
李帝俊
郑池敏
崔修智
皇甫光洙
金度均
闵建宇
林惠珍
赵敏起
金在雄
朴种殖
崔惟瑆
李炳九
柳德铉
李宽熙
李宰恩
姜宝炫
孔镇鹤
李洵旿
崔圭铉
朴必圭
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Abstract

电池及应用于其的集电体、包括该电池的电池组及汽车。本实用新型的电池包括：电极组装体，其是将第一电极、第二电极和介于它们之间的分离膜以卷取轴为中心卷取而对芯部和外周面进行定义的电极组装体，第一电极沿着卷取方向而在长边端部包括未涂布活性物质层且露出到分离膜的外部的第一无涂层部；电池外壳，其在一侧具备开放部，通过开放部而收纳上述电极组装体；第一集电体，其包括：支承部，其配置在上述电极组装体的上部；第一极耳结合部，其从上述支承部延伸而结合到上述第一无涂层部；及第一外壳结合部，其从上述支承部延伸而电气性地结合到上述电池外壳的内面上；及外壳盖，其将上述开放部密封。

Description

电池及应用于其的集电体、包括该电池的电池组及汽车
技术领域
本实用新型涉及电池及应用于其的集电体、包括该电池的电池组及汽车。更具体地，本实用新型涉及即便施加了外部冲击，也能够防止在与电极组装体之间的焊接部位上发生损坏的结构的集电体及包括该集电体的电池、包括该电池的电池组及汽车。
背景技术
在以往的圆筒形电池的情况下，通常具备将连接卷芯(jelly-roll)和外部端子的极耳焊接到卷芯的箔材而连接的结构。在这样的结构的圆筒形电池的情况下，电流的路径(path)有限，卷芯本身的电阻只能非常高。
由此，尝试了增加连接卷芯和外部端子的极耳的数量来降低电阻的方式，但通过这样的仅增加极耳的数量的方式来将电阻降低为所希望的水平且充分地确保电流的路径(path)是有限的。
由此，为了降低卷芯本身的电阻，需要研发新的卷芯结构及应用于这样的卷芯结构的集电体结构。特别地，例如在电动汽车这样的需要具备高输出/高容量的电池组的设备中更需要应用这样的新的结构的卷芯及集电体。
另外，需要研发具备保持提高了集电体与电池外壳之间的结合力的状态的结构的圆筒形电池及应用于这样的圆筒形电池的集电体结构。
同时，需要研发一种在将集电体和电池外壳结合的情况下，将电池外壳内部的死角最小化，从而提高圆筒形电池的能量密度的圆筒形电池。
近年来，随着将圆筒形电池应用于电动汽车，圆筒形电池的形状因素(formfactor)增加。即，圆筒形电池的直径和高度比以往的具备1865、2170等形状因素的圆筒形电池增大。形状因素的增加带来能量密度的增加、对热失控的安全性的提高及冷却效率的提高。
在增加形状因素的同时电池外壳内部的无需的空间被最小化时能够进一步增加圆筒形电池的能量密度。因此，需要将电池的整体结构设计为低电阻结构，以使集电体也能够增加电池的容量的同时将快速充电时的发热量最小化。
另外，这样，在应用于电动汽车等的电池组的情况下，在考虑使用环境时，暴露在振动及冲击的情况较多。因此，需要研发一种即便施加振动及冲击的情况下，对焊接部位产生破损的危险性较小的结构的圆筒形电池及应用于这样的圆筒形电池的集电体结构。
实用新型内容
实用新型要解决的课题
本实用新型是为了解决如上述的问题而研发的，其目的在于提供一种适于具备低电阻结构的电极组装体的结构的集电体及包括该集电体的电池。
在另一个侧面中，本实用新型的目的在于提供一种能够提高集电体与电池外壳之间的结合部位的结合力的结构的集电体及包括该集电体的电池。
在又一个侧面中，本实用新型的目的在于提供一种能够提高电池的能量密度的结构的集电体及包括该集电体的电池。
在又一个侧面中，本实用新型的目的在于提供一种如下的结构的集电体及包括该集电体的电池：在制造电池时，提高用于进行电池外壳和集电体的电连接的焊接工序的便利性，由此能够提高生产性。
在又一个侧面中，本实用新型的目的在于提供一种如下的结构的集电体及包括该集电体的电池：即便施加振动及冲击，也能够降低在与电极组装体之间的焊接部位及/或与电池外壳之间的焊接部位产生破损的可能性。
在本实用新型的又一个侧面中，本实用新型的目的在于提供一种具备如下结构的集电体及包括该集电体的电池：在制造电池时，提高用于将电池外壳和集电体电连接的焊接工序的便利性，由此提高生产性。
但是，本实用新型要解决的技术课题不限于上述课题，本领域技术人员通过下面记载的实用新型内容可清楚地理解在此未提及的其他课题。
用于解决课题的手段
为了解决上述的课题，本实用新型的一个实施例的电池包括：电极组装体，其是将第一电极、第二电极和介于它们之间的分离膜以卷取轴为中心卷取而对芯部和外周面进行定义的电极组装体，上述第一电极沿着卷取方向而在长边端部包括未涂布活性物质层且露出到上述分离膜的外部的第一无涂层部；电池外壳，其在一侧具备开放部，通过上述开放部而收纳上述电极组装体；第一集电体，其包括：支承部，其配置在上述电极组装体的上部；第一极耳结合部，其从上述支承部延伸而结合到上述第一无涂层部；及第一外壳结合部，其从上述支承部延伸而电气性地结合到上述电池外壳的内面上；及外壳盖，其将上述开放部密封。
上述第一极耳结合部和上述第一外壳结合部不直接连接，而是通过上述支承部而间接地连接。
上述电池外壳具备卷边部，该卷边部形成在与上述开放部相邻的端部，并朝向内侧而压入。
上述第一极耳结合部具备至少一个注液孔。
上述第一外壳结合部包括：第一接触部，其结合到上述电池外壳的卷边部上；及
第一连接部，其将上述支承部和上述第一接触部之间连接。
上述第一连接部具备以将上述第一连接部的长度方向上的两个端部之间连接的假想的直线为基准向上方凸出的结构。
上述第一连接部具备比上述卷边部向上方隆起的结构。
上述卷边部包括：上侧卷边部，其以通过压入而内入的最内侧部位为中心位于上方；及下侧卷边部，其以通过压入而内入的最内侧部位为中心位于下方。
上述上侧卷边部及上述下侧卷边部以与上述电池外壳的底面平行地通过上述卷边部的最内侧部位的假想的基准平面为基准非对称。
上述第一集电体的至少一个第一极耳结合部比上述下侧卷边部更靠近下侧而配置。
上述上侧卷边部及上述下侧卷边部中的至少任一个卷边部与上述电池外壳的下表面构成规定的角度而倾斜。
上述第一接触部安置在上述卷边部的倾斜的上表面上。
上述上侧卷边部及上述下侧卷边部中的至少任一个卷边部在至少一部分区域中与上述电池外壳的下表面平行。
上述第一接触部安置在上述卷边部的平坦的上表面上。
上述第一接触部焊接结合到上述卷边部的上表面。
上述第一接触部焊接结合到形成在上述上侧卷边部上的平坦的区域内。
上述第一接触部具备至少一部分沿着上述电池外壳的卷边部而在圆周方向上延伸的弧形。
上述第一接触部具备从上述第一连接部和上述第一接触部的交叉部位沿着圆周方向而在上述卷边部上彼此向相反方向延伸的弧形。
在上述电池中，在将上述卷边部的压入深度设为PD，将上述卷边部的曲率半径的最小值设为R1，min，将焊道宽度的最小值设为Wbead，min，将上述卷边部和上述电池外壳的内侧面之间的边界区域中的曲率半径的最小值设为R2，min时，满足下式。
PD≥R1，min+R2，min+Wbead，min
上述卷边部的压入深度为0.2～10mm。
在上述电池中，在将上述卷边部的压入深度设为PD，将上述压入深度的最大值设为PDmax，将从上述第一接触部的端部到经过上述卷边部的最内侧部位的垂直线为止的最短距离即重叠长度设为OV，将上述卷边部的曲率半径的最小值设为R1，min，将焊道宽度的最小值设为Wbead，min，将上述卷边部和上述电池外壳的内侧面之间的边界区域中的曲率半径的最小值设为R2，min时，满足下式。
(R1，min+Wbead，min)/PDmax≤OV/PD≤(PDmax-R2，min)/PDmax
上述第一接触部和上述卷边部之间的焊接区域比上述卷边部的平坦的上表面窄。
在上述电池中，在将上述卷边部的压入深度设为PD，将上述压入深度的最大值设为PDmax，将从上述卷边部的最内侧部位到在半径方向上位于最外廓的焊道的中央部位为止的距离设为W，将从上述第一接触部的端部到经过上述卷边部的最内侧部位的垂直线为止的最短距离即重叠长度设为OV，将OV的最小值设为OVmin，将OV的最大值设为OVmax，将焊道宽度的最小值设为Wbead，min时，满足下式。
(OVmin-0.5*Wbead，min)/PDmax≤W/PD≤(OVmax–0.5*Wbead，min)/PDmax
在上述电池中，在将从上述卷边部的最内侧部位到在半径方向上位于最外廓的焊道的中央部位为止的距离的最小值设为W1，将从重叠长度为OV时的上述卷边部的最内侧部位到在半径方向上位于最外廓的焊道的中央部位为止的距离设为W时，满足下式。
W1＝R1+0.5*Wbead，min
W＝OV-0.5*Wbead，min
上述卷边部在至少一部分区域中具备与上述电池外壳的下表面平行的平坦区间，在重叠长度为OV，上述卷边部的曲率半径为R1时，与上述第一集电体接触的上述卷边部的上述平坦区间的长度为OV–R1。
形成于上述卷边部与上述第一接触部之间的焊接图案的半径方向上的宽长为Wbead，min以上且OV–R1以下。
上述焊接图案的半径方向上的宽长与上述平坦区间的长度的比率满足10～40％的范围。
上述第一连接部具备至少一个第一弯曲部，该第一弯曲部至少转换1次延伸方向。
上述第一弯曲部比经过将上述第一接触部的一个端部和上述第一极耳结合部的一个端部连接的假想的直线的中心且与上述电池外壳的底面平行的假想的平面更靠近上方而配置。
上述至少一个第一弯曲部折弯成钝角，以在沿着上述电池外壳的长度方向上的轴而观察时彼此不重叠。
上述第一接触部和上述第一连接部的边界部位折弯成钝角。
上述第一连接部具备随着靠近上述卷边部而其倾斜阶段性地或逐渐地减少的形态。
上述第一极耳结合部与上述第一连接部之间的角度为0～90度之间。
上述第一连接部支承上述外壳盖。
上述第一极耳结合部和上述第一接触部位于实质上相同的高度。
上述第一接触部具备与朝向上述开放部侧的上述卷边部的上表面结合的平坦面。
上述第一集电体具备形成于其中心部的集电体孔。
上述集电体孔位于与形成于上述电极组装体的中心部的卷取孔对应的位置。
上述集电体孔的直径大于或等于设于上述电极组装体的芯部的卷取孔的直径。
上述第一集电体还包括第二外壳结合部，该第二外壳结合部从多个上述第一极耳结合部之一的端部延伸而结合到上述电池外壳的内侧面上。
上述第二外壳结合部包括：第二接触部，其结合到上述电池外壳的内侧面上；及第二连接部，其将多个上述第一极耳结合部之一的端部和上述第二接触部之间连接。
上述第二接触部具备至少一部分沿着上述电池外壳的内周面而延伸的形态。
上述第二连接部具备至少一个第二弯曲部，该第二弯曲部至少转换1次延伸方向。
从上述第一集电体的中心部到上述第一极耳结合部的端部的距离与从上述电极组装体的卷取孔的中心部到上述卷边部的最内侧部的距离相比实质上相同或更短。
在上述卷边部的上表面具备平坦部。
形成于上述卷边部与上述第一接触部之间的焊道为至少一个以上，至少一个上述焊道形成沿着圆周方向而延伸的直线形状的焊接图案。
形成于上述卷边部与上述第一接触部之间的焊道为至少一个以上，至少一个上述焊道形成沿着圆周方向而延伸的弧形的焊接图案。
形成于上述卷边部与上述第一接触部之间的焊道形成焊接图案，上述焊接图案具备将点焊连接而成的线形态。
形成于上述卷边部与上述第一接触部之间的焊道在同一个第一接触部内形成有多个。
上述第二电极沿着卷取方向而在长边端部还包括未涂布活性物质层且露出到上述分离膜的外部的第二无涂层部，上述第二无涂层部的至少一部分本身被用作电极极耳，在该情况下，上述电池还包括：端子，其从上述开放部的相反侧贯通上述电池外壳而与上述第二无涂层部电连接。
上述电池还包括第二集电体，该第二集电体位于上述电极组装体与上述端子之间，上述第二集电体包括：第二极耳结合部，其结合到上述第二无涂层部；及端子结合部，其结合到上述端子。
上述端子结合部覆盖上述电极组装体的卷取孔。
上述第二集电体的外径大于上述第一集电体的外径。
上述第二极耳结合部结合到通过上述第二无涂层部的折弯而形成的结合面上。
上述电池外壳具备压接部，该压接部形成于上述卷边部的上部，并以包围上述外壳盖的外围边缘的方式延伸及弯曲。
上述第一外壳结合部通过上述压接部而被压接固定。
上述电池还包括密封垫，该密封垫配置在上述压接部内，且介于上述电池外壳与上述外壳盖之间。
上述第一接触部介于上述卷边部与上述密封垫之间。
上述第一接触部通过上述压接部的折弯而被固定。
上述密封垫在与上述第一接触部接触的区域中的厚度比在不与上述第一接触部接触的区域中的厚度更厚。
上述密封垫在与上述第一接触部接触的区域中的压缩率比在不与上述第一接触部接触的区域中的压缩率更大。
上述密封垫在与上述第一接触部接触的区域中的压缩率和在不与上述第一接触部接触的区域中的压缩率实质上相同。
在上述卷边部上沿着圆周方向而在各个区域中上述密封垫的厚度发生改变。
上述密封垫在上述卷边部上沿着圆周方向而其厚度交替地反复增加和减少。
在上述卷边部上沿着圆周方向而在各个区域中上述密封垫的压缩率发生改变。
上述第一外壳结合部在上述卷边部上被弹性偏置。
上述第一接触部和上述第一连接部的连接部位与上述卷边部的内侧面相匹配。
上述第一无涂层部的至少一部分包括沿着上述电极组装体的卷取方向而分割的多个分段片，上述多个分段片沿着上述电极组装体的半径方向而弯曲来形成折弯面。
弯曲的上述多个分段片重叠多层而形成折弯面，上述折弯面包括随着从上述电极组装体的外周侧靠近芯侧而分段片的重叠层数递增到最大值为止的层叠数增加区间和从重叠层数成为最大值的半径部位到存在最内侧分段片的半径部位为止的层叠数均匀区间。
上述第一极耳结合部以与上述层叠数均匀区间重叠的方式结合到上述折弯面。
上述层叠数均匀区间的重叠层数为10以上。
上述第一极耳结合部焊接到上述折弯面，上述极耳结合部的焊接区域沿着上述电极组装体的半径方向而与上述层叠数均匀区间至少重叠50％以上。
上述第一无涂层部和上述第一极耳结合部沿着上述电极组装体的半径方向通过焊接而结合。
上述第一极耳结合部以与上述电池外壳的下表面平行的状态焊接结合到上述第一无涂层部。
形成于上述第一无涂层部与上述第一极耳结合部之间的焊道形成沿着上述电极组装体的半径方向而延伸的直线形状的焊接图案。
形成于上述第一无涂层部与上述第一极耳结合部之间的焊道形成焊接图案，上述焊接图案具备将点焊连接而成的线形态。
形成于上述第一无涂层部与上述第一极耳结合部之间的焊道的宽度为0.1mm以上。
上述第一极耳结合部及上述第一外壳结合部分别形成为多个，多个上述第一极耳结合部及第一外壳结合部以上述第一集电体的中心部为基准配置为放射状、十字形或将它们组合的形态。
多个上述第一外壳结合部分别配置在彼此相邻的第一极耳结合部之间。
上述第一外壳结合部形成为多个，多个上述第一外壳结合部各自的第一接触部彼此连接而形成为一体。
上述第一连接部的最外侧部位与上述卷边部的最内侧部位隔开规定的间隔。
通过上述第一弯曲部，上述第一接触部与上述第一连接部之间的角度构成锐角。
具备多个上述注液孔。
多个上述注液孔以上述第一极耳结合部的宽度方向上的中心部为基准左右对称而配置。
在以左右对称的方式配置的注液孔之间形成有用于进行上述第一极耳结合部和上述第一无涂层部的结合的焊道。
上述第一极耳结合部形成为，比起上述第一极耳结合部和上述支承部的连接部位处的宽度，从上述连接部位朝向上述第一极耳结合部的长度方向上的端部而隔开规定的距离的位置处的宽度更大。
上述注液孔形成在从上述连接部位朝向上述第一极耳结合部的长度方向上的端部而隔开规定的距离的位置。
形成有上述注液孔的区域中的至少一部分包括在如下区域中：比起上述第一极耳结合部和上述支承部的连接部位处的宽度，从上述连接部位朝向上述第一极耳结合部的端部而隔开规定的距离的位置处的宽度加大而增加的区域。
上述第一极耳结合部的长度方向上的端部具备与上述电池外壳的内周面对应的弧形。
形成于上述第一无涂层部与上述第一极耳结合部之间的焊接图案的延伸方向和形成于上述卷边部与上述第一接触部之间的焊接图案的延伸方向彼此垂直。
在半径方向上，上述卷边部的最内侧部位比上述压接部的末端部位更靠近内侧而配置。
上述密封垫包围上述外壳盖，上述密封垫的部位中的覆盖上述外壳盖的下表面的部位的半径方向上的长度比上述密封垫的部位中的覆盖上述外壳盖的上表面的部位的半径方向上的长度短。
在上述电池中，在将上述第一极耳结合部的半径方向上的总长度设为T，将上述电极组装体的外径设为JR，将配置在上述电极组装体的最外廓的分段片的高度设为F时，满足下式。
JR–2*F≤T<JR
上述第一集电体的不与上述电极组装体的上表面接触的面积与以上述电极组装体的外径为直径的圆的面积的比率为30％以上且小于100％。
上述第一集电体的不与上述电极组装体接触的面积与以上述电极组装体的外径为直径的圆的面积的比率为60％以上且小于100％。
上述集电体孔的直径小于设于上述电极组装体的芯部的卷取孔的直径。
在将上述卷取孔的直径设为R3时，上述集电体孔的直径为0.5*R3以上且小于R3。
在将上述卷取孔的直径设为R3时，上述集电体孔的直径为0.7*R3以上且小于R3。
将上述电池的直径除以高度而得到的形状因素之比大于0.4。
在上述电池中，在阳极与阴极之间测量的电阻为4mΩ以下。
另外，本实用新型的一个实施例的电池包括：电极组装体，其是将第一电极、第二电极和介于它们之间的分离膜以卷取轴为中心卷取而对芯部和外周面进行定义的电极组装体，上述第一电极沿着卷取方向而在长边端部包括未涂布活性物质层且露出到上述分离膜的外部的第一无涂层部；电池外壳，其在一侧具备开放部且通过上述开放部而收纳上述电极组装体；及集电体，其电气性地结合到上述第一无涂层部及上述电池外壳的内面，上述集电体包括与上述电池外壳的内面相接的第一部分和与上述第一无涂层部结合的第二部分，将上述第一部分的中央区域投影到上述第二部分所在的平面时，上述第一部分的中央区域和上述第二部分沿着上述电极组装体的圆周方向而隔开。
上述电池还包括密封垫，该密封垫介于上述电池外壳的开放部与上述集电体之间。
上述第一部分介于上述电池外壳的内面与上述密封垫之间，上述第一部分和上述第二部分在上述电极组装体的卷取轴方向上位于不同的平面上。
另外，为了解决上述壳体，本实用新型的一个实施例的集电体将应用于电池的电极组装体和电池外壳之间电连接，该集电体包括：支承部，其配置在上述电极组装体的上部；多个极耳结合部，其从上述支承部延伸而结合到上述电极组装体的第一无涂层部；及第一外壳结合部，其从上述支承部延伸而位于彼此相邻的上述极耳结合部之间并电气性地结合到上述电池外壳的卷边部上。
在这样的本实用新型的一个实施例的集电体中，上述极耳结合部和上述第一外壳结合部不直接连接，而是通过上述支承部而间接地连接。
上述极耳结合部具备至少一个注液孔。
上述第一外壳结合部包括：第一接触部，其结合到上述电池外壳的内侧面上；及第一连接部，其将上述支承部和上述第一接触部之间连接。
上述第一连接部具备至少一个第一弯曲部，该第一弯曲部至少转换1次延伸方向。
上述集电体具备形成于其中心部的集电体孔。
上述集电体还包括：第二外壳结合部，其从上述多个极耳结合部之一的端部延伸而结合到上述电池外壳的内侧面上。
上述第二外壳结合部包括：第二接触部，其结合到上述电池外壳的内侧面上；及第二连接部，其将上述多个极耳结合部之一的端部和上述接触部之间连接。
具备多个上述第一外壳结合部，多个上述第一外壳结合部各自的第一接触部彼此连接而形成为一体。
通过上述第一弯曲部，上述第一接触部与上述连接部之间的角度构成锐角。
具备多个上述注液孔。
多个上述注液孔以上述极耳结合部的宽度方向上的中心部为基准左右对称地配置。
比起上述极耳结合部和上述支承部的连接部位处的宽度，上述极耳结合部在从上述连接部位朝向上述极耳结合部的长度方向上的端部而隔开规定的距离的位置处的宽度更大。
上述注液孔配置在从上述连接部位朝向上述极耳结合部的长度方向上的端部而隔开规定的距离的位置。
形成有上述注液孔的区域中的至少一部分包括在如下区域中：比起上述极耳结合部和上述支承部的连接部位处的宽度，从上述连接部位朝向上述极耳结合部的端部而隔开规定的距离的位置处的宽度加大而增加的区域。
上述极耳结合部的长度方向上的端部具备与上述电池外壳的内周面对应的弧形。
另外，本实用新型的一个实施例的电池组包括多个如上述的本实用新型的一个实施例的电池。
多个上述电池排列成预定数量的列，各个电池的端子和电池外壳底部的外表面朝向上部而配置。
本实用新型的电池组包括：多个总线，它们将多个电池串联及并联地连接，各个总线配置在相邻的电池的上部，各个总线包括：主体部，其在相邻的端子之间延伸；多个第一总线端子，它们向上述主体部的一侧延伸而电气性地结合到位于上述一侧的电池的电极端子；及多个第二总线端子，它们向上述主体部的另一侧延伸而电气性地结合到位于上述另一侧的电池的电池外壳底部的外表面。
本实用新型的一个实施例的汽车包括如上述的本实用新型的一个实施例的电池组。
实用新型效果
根据本实用新型，在将电极组装体与电池外壳之间电连接时能够大大降低电阻。
在另一个侧面中，根据本实用新型，能够提高集电体与电池外壳之间的结合部位的结合力。
在又一个侧面中，根据本实用新型，能够提高电池的能量密度。
在又一个侧面中，根据本实用新型，在制造电池时，能够提高用于将电池外壳和集电体电连接的焊接工序的便利性，由此能够提高生产性。
在又一个侧面中，根据本实用新型，即便在电池的使用过程中被施加到振动及冲击，也能够降低在集电体与电极组装体之间的焊接部位及/或集电体与电池外壳之间的焊接部位产生破损的可能性。
另外，根据本实用新型，在制造电池时，能够提高用于将电池外壳与集电体电连接的焊接工序的便利性，由此能够提高生产性。
但是，本实用新型的效果不限于上述效果，本领域技术人员通过下面记载的实用新型的说明可清楚地理解在此未提及的其他技术效果。
附图说明
本说明书中所附的下面的附图对本实用新型的优选的实施例进行例示，有利于与后述的具体实施方式一起进一步帮助理解本实用新型的技术思想，因此本实用新型不限于附图所示的事项。
图1是示出本实用新型的一个实施例的圆筒形电池的内部结构的截面图。
图2是示出本实用新型的一个实施例的集电体(第一集电体)的图。
图3至图5是示出本实用新型的一个实施例的集电体(第一集电体)的第一连接部的各种例示形态的图。
图6及图7是示出根据各个电极组装体的高度而不同的第一连接部的形态的图。
图8是示出本实用新型的另一个实施例的集电体(第一集电体)的图。
图9是示出本实用新型的又一个实施例的集电体(第一集电体)的图。
图10是示出图9所图示的集电体(第一集电体)的第二连接部的例示形态的图。
图11及图12是示出与上述实施例中说明及图示的情况不同的形态的本实用新型的集电体(第一集电体)图。
图13是示出应用图12所图示的集电体(第一集电体)的圆筒形电池的内部结构的图。
图14是示出本实用新型的集电体(第一集电体)和电池外壳的结合形态的俯视图。
图15是将本实用新型的电极组装体的上部放大的图。
图16是将图15的无涂层部的上部放大的图。
图17是对集电体(第一集电体)的焊接工序进行说明的图。
图18是对电池外壳的卷边(beading)工序进行说明的图。
图19是对电池外壳的压接(crimping)工序进行说明的图。
图20是对电池外壳的精压(sizing)工序进行说明的图。
图21是根据精压工序之前的集电体形状而对精压工序之后的集电体(第一集电体)的形状变化进行说明的图。
图22及图23是对以在精压工序之后也能够保持焊接区域的方式构成的集电体(第一集电体)的形状进行说明的图。
图24是对形成于本实用新型的集电体(第一集电体)的接触部与卷边部之间的焊接区域的焊道位置、长度及宽度等进行说明的图。
图25是示出应用于本实用新型的集电体(第二集电体)的一个实施方式的图。
图26是示出与图25中图示的集电体(第二集电体)不同的实施方式的集电体(第二集电体)的图。
图27是例示性地示出本实用新型的优选的实施例的电极结构的俯视图。
图28是沿着长度方向Z切割将本实用新型的实施例的第一电极的无涂层部分段结构应用于第二电极的电极组装体的截面图。
图29是沿着长度方向Z而切割本实用新型的实施例的无涂层部被弯曲的电极组装体的截面图。
图30是根据本实用新型的实施例的无涂层部被弯曲的电极组装体的立体图。
图31是示出利用总线而将本实用新型的实施例的多个圆筒形电池串联及并联地连接的样子的上部俯视图。
图32是示出包括本实用新型的实施例的圆筒形电池的电池组的概略性结构的图。
图33是示出包括本实用新型的实施例的电池组的汽车的概略性结构的图。
(符号说明)
5：汽车；3：电池组；2：包装外壳；1：圆筒形电池；10：电极组装体；11：第一无涂层部；12：第二无涂层部；H1：卷取孔；20：电池外壳；20a：关闭部的外表面；T1：第一电极端子；21：卷边部；22：压接部；30：集电体(第一集电体)；H2：集电体孔；31：支承部；32：极耳结合部(第一极耳结合部)；H3：注液孔；33：第一外壳结合部；33a：第一接触部；33b：第一连接部；34：第二外壳结合部；34a：第二接触部；34b：第二连接部；40：外壳盖；41：通风口部；G1：密封垫；50：端子；T2：第二电极端子；G2：绝缘垫；60：集电体(第二集电体)；61：边缘部；62：极耳结合部(第二极耳结合部)；63：端子结合部；64：桥接部；64a：锥形部；N：电流切断部；70：绝缘体。
具体实施方式
下面，参照附图，对本实用新型的优选的实施例进行详细说明。在此之前，关于本说明书及权利要求书中所使用的用语或单词，不应限定地解释为通常的意思或词典上的意思，实用新型人基于为了通过最佳的方法来说明自己的实用新型可适当定义用语的概念的原则，解释为符合本实用新型的技术思想的意思和概念。因此，本说明书中记载的实施例和附图中所示的结构仅为本实用新型的最优选的一部分实施例，不能代表本实用新型的所有技术思想，因此在本申请的时点应该理解还可存在能够代替这些的各种均等物和变形例。
另外，为了帮助理解实用新型，附图并非按照实际比例图示，而是将一部分构成要件的尺寸放大而图示。另外，在彼此不同的实施例中，对于相同的构成要件，赋予相同的符号。
在提及两个比较对象‘相同'时，表示‘实质上相同'。因此，实质相同包括本领域中具备被视为较低的水平的偏差例如5％以内的偏差的情况。另外，区域中某一参数均匀是指，从平均的观点来讲均匀。
首先，参照图1，本实用新型的一个实施例的圆筒形电池1包括电极组装体10、电池外壳20、集电体(第一集电体)30、外壳盖40及端子50。上述圆筒形电池1此外还可以包括密封垫G1及/或绝缘垫G2及/或集电体(第二集电体)60及/或绝缘体70。本实用新型不受电池形状的限制，也可以应用于其他形状的电池、例如方形电池。
上述电极组装体10具备第一无涂层部11及第二无涂层部12。更具体地，上述电极组装体10具备如下结构：将分离膜介于其之间的状态下第一电极及第二电极和介于它们之间的分离膜以卷取轴为中心卷取而对芯部和外周面进行定义。即，应用于本实用新型的电极组装体10可以为卷芯型的电极组装体。在该情况下，在上述电极组装体10的外周面上追加地还具备分离膜，以实现与电池外壳20之间的绝缘。关于上述电极组装体10，可具备本领域公知的卷取结构。
上述第一电极包括第一电极集电体及涂布于第一电极集电体的一面或两面上的第一电极活性物质。在上述第一电极的宽度方向(与图1中图示的圆筒形电池1的高度方向平行的方向)的一侧端部存在未涂布第一电极活性物质的无涂层部。即，上述第一电极沿着卷取方向而在长边端部包括未涂布活性物质且露出到分离膜的外部的无涂层部。下面，将用作第一电极极耳的上述无涂层部称为第一无涂层部11。上述第一无涂层部11设于收纳于电池外壳20内的电极组装体10的高度方向(与图1中图示的圆筒形电池1的高度方向平行的方向)上的上部。即，上述第一电极在长边端部包括未涂布活性物质层且露出到分离膜的外部的第一无涂层部，第一无涂层部的至少一部分本身被用作电极极耳。上述第一无涂层部11例如为阴极极耳。
另一方面，上述第一无涂层部11的至少一部分包括沿着电极组装体10的卷取方向而分割的多个分段片。在该情况下，上述多个分段片(图30的符号11a)沿着电极组装体10的半径方向而弯曲。
参照图1、图15及图16，弯曲的上述第一无涂层部11的多个分段片重叠为多层而形成折弯面(结合面)102。在该情况下，后述的集电体(第一集电体)30的极耳结合部(第一极耳结合部)32结合到上述折弯面102上。上述极耳结合部32结合到多个分段片重叠为多层的区域。上述折弯面102包括随着从电极组装体10的外周侧靠近芯侧而分段片的重叠层数递增到最大值为止的层叠数增加区间和从重叠层数成为最大值的半径部位到存在最内侧的分段片的半径部位为止的层叠数均匀区间。
在该情况下，上述极耳结合部(第一极耳结合部32)安置在第一无涂层部11的折弯面102上的状态下，对一定区域实施焊接。即，上述极耳结合部32结合到第一无涂层部11的多个分段片重叠成多层而成的区域。例如，上述极耳结合部32结合到折弯面102，以与层叠数均匀区间重叠。参照图16，上述极耳结合部322和第一无涂层部11的焊接在第一无涂层部11的折弯面102中第一无涂层部11的重叠层数为大致10张以上的区域中进行。通过调节第一无涂层部11的长度，以除了芯部以外的电极组装体10的半径为基准，将重叠层数为10张以上的区间的半径方向上的比率设计为大致25％以上。
上述集电体(第一集电体)30的极耳结合部(第一极耳结合部)32结合到折弯面102，以与上述层叠数均匀区间重叠。优选为，上述极耳结合部32焊接到折弯面102，极耳结合部32的焊接区域沿着电极组装体10的半径方向而与层叠数均匀区间至少重叠50％以上。优选为，上述层叠数均匀区间的重叠层数为大致10以上。
在第一无涂层部11的折弯面102焊接集电体30时，为了充分地确保焊接强度，优选增加激光的输出。当增加激光的输出时，激光贯通第一无涂层部11被重叠的区域而渗透到电极组装体10的内部为止，从而损坏分离膜、活性物质层等。因此，为了防止激光的贯通，优选将第一无涂层部11的重叠层数增加到一定的水平以上。为了增加第一无涂层部11的重叠层数，需要增加分段片的高度。但是，当增加分段片的高度时，在第一电极集电体的制造过程中，在第一无涂层部11可发生波纹。因此，优选将分段片的高度调节为适当的水平。
如上所述，以电极组装体的半径为基准，将无涂层部的分段片的重叠层数为10以上的半径方向上的长度比率设计为25％以上，对重叠10张以上的无涂层部的分段片的区域和集电体30进行激光焊接时，即便增加激光的输出，无涂层部的重叠部位充分地将激光遮蔽，由此能够防止分离膜、活性物质层等被激光损坏的现象。
优选为，激光的输出大致在250W至320W的范围中或在激光最大输出规格的大致40％～90％范围中适当进行调节，但本实用新型不限于此。激光的输出满足上述数值范围时，可充分地增加焊接强度。作为一例，焊接强度为2kgf/cm2以上，更优选为增加到4kgf/cm2以上。焊接强度优选设为8kgf/cm2以下，更优选设为6kgf/cm2以下。焊接强度通过集电体从折弯表面区域开始分离时的集电体30的每个单位面积的拉力(kgf/cm2)来进行定义。具体地，在完成集电体的焊接之后向集电体施加拉力，并逐渐增加其大小。当拉力变大时，无涂层部从焊接界面开始分离。此时，施加到集电体的拉力除以集电体的面积而得到的值是焊接强度。
图16是示出包括在具备4680的形状因素的圆筒形电池的半径为22mm，芯部的半径为4mm的电极组装体中，分割为多个分段片的第一电极集电体的第一无涂层部11从外周侧向芯侧折弯而重叠为10张以上的折弯表面区域的样子的部分截面图。在图中，对于没有分段片的电极组装体区域和芯部区域并没有另外图示。关于分段片的高度，从3mm起，当电极组装体的半径每增加1mm时分段片的高度增加1mm。并且，当达到图中所示的长度即6mm、7mm或8mm时，之后分段片的高度实质上保持相同的高度。
参照图16，随着从外周侧靠近芯侧，第一无涂层部11的重叠层数渐渐增加，第一无涂层部11的长度越长，重叠层数的最大值越增加。
作为一例，当第一无涂层部11的长度为8mm时，分割成多个分段片的第一无涂层部11的重叠层数从电极组装体的外周表面到7mm区间为止，增加到18张，在芯侧的8mm区间中，第一无涂层部11的重叠层数保持最大值18张水平，而在与芯部相邻的半径区间减少1-2张。分段片的高度在半径7mm至12mm区间中从3mm阶段性地增加到8mm为止。在本实用新型中，如图16所示，将层叠数均匀区间定义为从重叠层数达到最大值的半径部位到最内侧的分段片所在的部位为止的半径区间。因此，重叠10张以上的第一无涂层部11的分段片的层叠数均匀区间相对于除了芯部(4mm)之外的电极组装体的半径的比率为44.4％(8/18)。
作为另一例，在第一无涂层部11的长度为7mm时，分割成多个分段片的第一无涂层部11的重叠层数从电极组装体的外周表面到6mm区间为止，增加到15张，在芯侧的9mm区间中，第一无涂层部11的重叠层数保持最大值15张水平而不变，而在与芯部相邻的半径区间中减少1-2张。关于分段片的高度，在半径7mm至11mm区间中，从3mm阶段性地增加到7mm为止。因此，重叠10张以上的第一无涂层部11的分段片的层叠数均匀区间相对于除了芯部(4mm)之外的电极组装体的半径的比率为50％(9/18)。
作为又一例，在第一无涂层部11的长度为6mm时，分割成多个分段片的第一无涂层部11的重叠层数从电极组装体的外周表面到5mm区间为止，增加到12张，在芯侧的10mm区间中，第一无涂层部11的重叠层数保持最大值12张的水平而不变，而在与芯部相邻的半径区间中减少1-2张。分段片的高度在半径7mm至10mm区间中从3mm增加到6mm为止。因此，重叠10张以上的第一无涂层部11的分段片的层叠数均匀区间相对于除了芯部(4mm)之外的电极组装体的半径的比率为55.6％(10/18)。
根据实施例可知，关于重叠层数递增的区间的长度，第一无涂层部11的长度越长，从5mm增加到7mm为止，特别地以除了芯部之外的电极组装体的半径为基准，层叠层数为10张以上的层叠数均匀区间的比率满足25％以上的条件。
在本实用新型中，层叠数均匀区间根据芯部的半径、分段片的高度可变区间中的分段片高度的最小值和最大值、电极组装体的半径方向上的分段片的高度增加幅度而增减。因此，本领域技术人员调节对层叠数均匀区间的比率产生影响的因素而将该比率设计为25％以上是极其显而易见的。作为一例，在分段片的高度可变区间中，当同时增加分段片高度的最小值和最大值时，层叠层数增加，层叠数均匀区间的比率降低为25％水平。
层叠数均匀区间是可焊接集电体的区域。因此，当将层叠数均匀区间的比率调节为25％以上时，可将集电体的焊接强度确保在优选的范围内，从焊接界面的电阻方面来讲也有利。
上述第二电极包括第二电极集电体及涂布到第二电极集电体的一面或两面上的第二电极活性物质。在上述第二电极的宽度方向(与图1所图示的圆筒形电池1的高度方向平行的方向)上的另一个端部存在未涂布第二电极活性物质的无涂层部。即，上述第二电极沿着卷取方向而在长边端部包括未涂布活性物质且露出到分离膜的外部的无涂层部。下面，将用作第二电极极耳的上述无涂层部称为第二无涂层部12。上述第二无涂层部12设于收纳在电池外壳20内的电极组装体10的高度方向上的下部。即，上述第二电极在长边端部包括未涂布活性物质层且露出到分离膜的外部的第二无涂层部，第二无涂层部的至少一部分本身被用作电极极耳。上述第二无涂层部12例如为阳极极耳。
另一方面，上述第二无涂层部12的至少一部分包括沿着电极组装体10的卷取方向而分割的多个分段片。在该情况下，上述多个分段片沿着电极组装体10的半径方向而弯曲。
参照图1、图15及图16，弯曲的上述第二无涂层部12的多个分段片重叠成多层而形成折弯面(结合面)102。在该情况下，后述的集电体(第二集电体)60的极耳结合部(第二极耳结合部)62结合到上述折弯面102上。上述极耳结合部62结合到将多个分段片重叠成多层的区域。上述折弯面102包括随着从电极组装体10的外周侧靠近芯侧而分段片的重叠层数递增到最大值为止的层叠数增加区间和从重叠层数成为最大值的半径部位到存在最内侧的分段片的半径部位为止的层叠数均匀区间。
上述集电体(第二集电体)60的极耳结合部(第二极耳结合部)62结合到折弯面，以与上述层叠数均匀区间重叠。优选为，上述极耳结合部62焊接到折弯面102上，极耳结合部62的焊接区域沿着电极组装体10的半径方向而与层叠数均匀区间至少重叠50％以上。优选为，上述层叠数均匀区间的重叠层数为大致10以上。
上述第一无涂层部11及/或第二无涂层部12弯曲而形成的大致平坦的结合面102上焊接第一集电体30及/或第二集电体60时，为了充分地确保焊接强度，优选增加激光的输出。当增加激光的输出时，激光贯通第一无涂层部11及/或第二无涂层部12重叠的区域而渗透到电极组装体10的内部为止而损坏分离膜、活性物质层等。因此，为了防止激光的贯通，优选将第一无涂层部11及/或第二无涂层部12的重叠层数增加到一定的水平以上。为了增加上述第一无涂层部11及/或第二无涂层部12的重叠层数，需要增加分段片的高度。但是，当增加分段片的高度时，在电极板的制造过程中，在第一无涂层部11及/或第二无涂层部12会发生波纹。因此，优选将分段片的高度调节为适当的水平。
如上所述，相对电极组装体10的半径，将第一无涂层部11及/或第二无涂层部12的分段片的重叠层数为10以上的区间的半径方向上的长度设计为大致25％以上，当在上述焊接目标区域内执行焊接时，即便激光的输出增大，第一无涂层部11及/或第二无涂层部12的重叠部位将激光充分地遮蔽，能够防止通过激光而导致分离膜、活性物质层等被损坏的现象。
在本实用新型中，关于涂布于阳极板的阳极活性物质和涂布于阴极板的阴极活性物质，只要是本领域公知的活性物质，则均可使用。
作为一例，阳极活性物质包括由一般化学式A[AxMy]O2+z(A包括Li、Na及K中的至少一个以上的元素；M包括从Ni、Co、Mn、Ca、Mg、Al、Ti、Si、Fe、Mo、V、Zr、Zn、Cu、Al、Mo、Sc、Zr、Ru、及Cr中选择的至少一个以上的元素；x≥0，1≤x+y≤2，-0.1≤z≤2；化学计量系数x、y及z是以使化合物保持电中性的方式选择的)表示的碱金属化合物。
作为另一例，阳极活性物质是在US6，677，082、US6，680，143等中公开的碱金属化合物xLiM1O2-(1-x)Li2M2O3(M1包括具备平均氧化状态3的至少一个以上的元素；M2包括具备平均氧化状态4的至少一个以上的元素；0≤x≤1)。
作为又一例，阳极活性物质为由一般化学式LiaM1 xFe1-xM2 yP1-yM3 zO4-z(M1包括从Ti、Si、Mn、Co、Fe、V、Cr、Mo、Ni、Nd、Al、Mg及Al中选择的至少一个以上的元素；M2包括从Ti、Si、Mn、Co、Fe、V、Cr、Mo、Ni、Nd、Al、Mg、Al、As、Sb、Si、Ge、V及S中选择的至少一个以上的元素；M3包括选择性地包括F的卤族元素；0<a≤2，0≤x≤1，0≤y<1，0≤z<1；化学计量系数a、x、y及z是以使化合物保持电中性的方式选择的)或Li3M2(PO4)3[M包括从Ti、Si、Mn、Fe、Co、V、Cr、Mo、Ni、Al、Mg及Al中选择的至少一个元素]表示的锂金属磷酸盐。
优选为，阳极活性物质包括初级粒子及/或凝集初级粒子而成的次级粒子。
作为一例，阴极活性物质可使用碳材、锂金属或锂金属化合物、硅或硅化合物、锡或锡化合物等。电位小于2V的TiO2、SnO2这样的金属氧化物也可被用作阴极活性物质。作为碳材，可使用低结晶性碳、高结晶性碳等。
作为分离膜，可使用多孔性高分子薄膜，例如将由乙烯均聚物、丙烯均聚物、乙烯/丁烯共聚物、乙烯/己烯共聚物、乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物等这样的聚烯烃类高分子制造的多孔性高分子薄膜单独使用或将这些层叠而使用。作为另一例，作为分离膜，可使用通常的多孔性无纺布例如由高熔点的玻璃纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维等构成的无纺布。
在分离膜的至少一侧表面包括无机物颗粒的涂层。另外，分离膜本身也可以由无机物颗粒的涂层构成。构成涂层的粒子可具备以在相邻的粒子之间存在间隙体积(interstitial volume)的方式与粘合剂结合的结构。
无机物颗粒由介电常数为5以上的无机物构成。作为非限定性的例示，上述无机物颗粒包括选自由Pb(Zr，Ti)O3(PZT)、Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT)、PB(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)、BaTiO3、hafniaHfO2、SrTiO3、TiO2、Al2O3、ZrO2、SnO2、CeO2、MgO、CaO、ZnO及Y2O3构成的组中的至少一个以上的物质。
电解质为具备A+B-这样的结构的盐。在此，A+包括Li+、Na+、K+这样的碱金属阳离子或通过它们的组合构成的离子。并且B-包括选自由F-、Cl-、Br-、I-、NO3 -、N(CN)2 -、BF4 -、ClO4 -、AlO4 -、AlCl4 -、PF6 -、SbF6 -、AsF6 -、BF2C2O4 -、BC4O8 -、(CF3)2PF4 -、(CF3)3PF3 -、(CF3)4PF2 -、(CF3)5PF-、(CF3)6P-、CF3SO3 -、C4F9SO3 -、CF3CF2SO3 -、(CF3SO2)2N-、(FSO2)2N-、CF3CF2(CF3)2CO-、(CF3SO2)2CH-、(SF5)3C-、(CF3SO2)3C-、CF3(CF2)7SO3 -、CF3CO2 -、CH3CO2、SCN-及(CF3CF2SO2)2N-构成的组中的任一个以上的阴离子。
电解质也可溶解到有机溶剂而使用。作为有机溶剂，可使用丙烯碳酸酯(propylene carbonate，PC)、乙烯碳酸酯(ethylenecarbonate，EC)、碳酸二乙酯(diethylcarbonate，DEC)、碳酸二甲酯(dimethyl carbonate，DMC)、碳酸二丙酯(diprop ylcarbonate，DPC)、二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide)、乙腈(acetonitrile)、二甲氧基乙烷(dimethoxyethane)、二乙氧基乙烷(diethoxyethane)、四氢呋喃(tetra hydrofuran)、N甲基2吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone，NMP)、碳酸甲乙酯(ethyl methyl carbonate，EMC)、γ丁内酯(γ-butyrolactone)或它们的混合物。
参照图1，上述电池外壳20为在一侧形成有开放部的大致圆筒形的收纳体，是具备导电性的金属材质。上述电池外壳20的侧面及位于上述开放部的相反侧的下表面(以图1为基准的下侧的面)通常形成为一体。即，通常上述电池外壳20的其高度方向上的上端被开放，下端通常具备关闭的形态。上述电池外壳20的下表面具备大致平坦的形态。上述电池外壳20通过形成于其高度方向(与Z轴平行的方向)上的一侧的开放部而收纳电极组装体10。上述电池外壳20通过上述开放部而也同时收纳电解质。
上述电池外壳20具备形成在与设于电池外壳20的上端的开放部相邻的端部的卷边部21。上述电池外壳20还具备形成在卷边部21上的压接部22。上述卷边部21具备电池外壳20的外周面边缘被压入规定的深度的形态。
上述卷边部21的压入深度为例如大致0.2～10mm。关于上述卷边部21的压入深度PD的最小值，应该考虑卷边部21的曲率半径R1、焊道的宽度Wbead及卷边部21和电池外壳20的内侧面之间的边界区域中的曲率半径R2。例如，参照图24，为了可进行焊接，在卷边部21的曲率半径R1及卷边部21和电池外壳20的内侧面之间的边界区域中的曲率半径R2的基础上还需要追加性的空间。因为如果压入深度PD为R1+R2，则在卷边部21上不存在平坦区间F。进而，为了可进行焊接，追加性地所需的空间应该为上述焊道BD的最小宽度Wbead，min以上。因此，压入深度PD的最小值满足下面的关系式。
PD≥R1，min+R2，min+Wbead，min
例如，R1，min及R2，min的最小值分别大致0.05mm，Wbead，min为大致0.1mm。在该情况下，压入深度PD的最小值为大致0.2mm以上
在另一个侧面中，卷边部21的压入深度PD的最大值根据电池外壳20的材质及厚度而不同。作为一例，电池外壳20的材质为钢材质，电池外壳20的最大厚度为大致1mm时，卷边部21的压入深度PD的最大值为大致10mm。因此，作为一例，卷边部21的压入深度PD具备大致0.2～10mm之间的值。
上述卷边部21形成在电极组装体10的上部。形成有上述卷边部21的区域中的电池外壳20的内径小于电极组装体10的直径。上述卷边部21包括电池外壳20以通过压入而内入的最内侧部位为中心位于上方的上侧卷边部及以通过压入而内入的最内侧部位为中心位于下方的下侧卷边部。后述的集电体30的至少一个极耳结合部32比下侧卷边部更靠近下侧而设置。
上述上侧卷边部及下侧卷边部中的至少任一个卷边部具备与电池外壳20的下表面构成规定的角度而倾斜的形态。在该情况下，后述的集电体(第一集电体)30的第一接触部33a安置在卷边部21的上侧卷边部的倾斜的上表面上。
与此不同地，上述上侧卷边部及下侧卷边部中的至少任一个卷边部在至少一部分区域中具备与电池外壳20的下表面大致平行的形态。在该情况下，后述的集电体30的第一接触部33a安置在上侧卷边部的大致平坦的上表面上。上述第一接触部33a具备与朝向电池外壳20的开放部侧的卷边部21的上表面结合的平坦面。
上述卷边部21提供供外壳盖40安置的支承面。另外，上述卷边部21提供供后述的集电体30的外围边缘中的至少一部分安置及结合的支承面。即，在上述上侧卷边部的上表面安置有本实用新型的集电体30的外围边缘中的至少一部分及/或外壳盖40的外围边缘。为了能够稳定地支承上述集电体30的外围边缘中的至少一部分及/或外壳盖40的外围边缘，上述上侧卷边部的上表面具备沿着与电池外壳20的下表面大致平行的方向即与电池外壳20的侧壁大致垂直的方向而延伸的形态。这样的卷边部21可被省略，集电体30的外围边缘中的至少一部分可直接附着到电池外壳20的平坦的侧壁。
参照图1及图20，上述卷边部21包括以沿着压入方向而位于最内侧的最内侧部为基准分别位于上部和下部的上侧卷边部及下侧卷边部。上述上侧卷边部和下侧卷边部具备彼此非对称的形状。具体地，上述上侧卷边部及下侧卷边部具备以与电池外壳20的底面平行地通过卷边部的最内侧部位的假想的基准平面为基准非对称的形状。这样的非对称的形状在通过精压(sizing)工序而沿着与电池外壳20的高度方向(与Z轴平行的方向)而将电池外壳20压缩的过程中形成。精压工序是根据电极组装体10的卷取轴方向而将电池外壳20加压来使圆筒形电池1的高度符合设计形状因素的工序。
上述上侧卷边部具备与电池外壳20的关闭部大致平行的平坦部。相反地，通过非对称形状，下侧卷边部具备沿着朝向最内侧部的方向而至少局部地向下倾斜的形态。由此，上述下侧卷边部按压电极组装体10的上部而进行固定。上述卷边部21使具备与电池外壳20的内径大致对应的尺寸的电极组装体10通过形成于电池外壳20的上端的开口部而不露出，并作为安置外壳盖40的支承部而发挥功能。上述上侧卷边部用作用于固定外壳盖40及集电体(第一集电体)30的第一接触部33a、密封垫G1等的支承部。
上述压接部22形成在卷边部21的上部。上述压接部22具备包围配置在卷边部21的上部的外壳盖40的外围边缘的方式延伸及弯曲的形态。通过这样的压接部22的形状，外壳盖40被固定在卷边部21上。当然，也可以省略这样的压接部22，通过其他的固定结构而使外壳盖40覆盖电池外壳20的开放部而进行固定。上述卷边部21的最内侧部位比压接部22的末端部位沿着电极组装体10的半径方向而更靠近内侧而配置。例如，参照图1，与上述卷边部21的最内侧部位相比，压接部22的末端部位在半径方向上更靠近外侧而配置。通过这样的结构，在精压工序之后也能够保持比较平坦的卷边部21。如果，例如卷边部21的最内侧部位比压接部22的末端部位在半径方向上更靠近外侧而配置时，压接部22的上表面的半径方向上的长度会比卷边部21的半径方向上的长度更长。这样，在精压工序中受到压力的部分即压接部22的上表面的面积变宽，由此在精压工序之后卷边部21不会平坦。
下面，参照图1至图5，对本实用新型的一个实施例的集电体(第一集电体)30进行具体说明。
首先，参照图1及图2，本实用新型的一个实施例的集电体30收纳在电池外壳20的内部，与电极组装体10电连接，并与电池外壳20电连接。即上述集电体30将电极组装体10与电池外壳20之间电连接。
上述集电体30包括位于电极组装体10的一面上的支承部31、结合到第一无涂层部11的多个极耳结合部(第一极耳结合部)32及从上述支承部31延伸而结合到电池外壳20的内侧面上的多个第一外壳结合部33。上述极耳结合部32和第一外壳结合部33通过支承部31而间接地连接，彼此不直接连接。因此，向本实用新型的圆筒形电池1施加外部冲击时，将在集电体30和电极组装体10的结合部位及集电体30和电池外壳20的结合部位发生损坏的可能性最小化。具备至少一个以上的上述极耳结合部32及/或第一外壳结合部33。至少一个上述极耳结合部32和至少一个上述第一外壳结合部33以集电体30的中心部为基准例如以大致放射状、十字形或它们的组合形态被配置。在另一个侧面中，多个上述第一外壳结合部33分别配置在彼此相邻的极耳结合部32之间。
上述支承部31及多个极耳结合部32配置在电极组装体10的上部。上述极耳结合部32与电极组装体10的第一无涂层部11结合。上述极耳结合部32例如沿着电极组装体10的半径方向而通过焊接结合到第一无涂层部11。上述极耳结合部32例如以与电池外壳20的下表面大致平行的状态焊接结合到第一无涂层部11。形成于上述第一无涂层部11和极耳结合部32之间的焊道形成例如沿着电极组装体10的半径方向而延伸的大致直线形状的焊接图案。上述焊接图案例如具备将点焊连接而成的线形态。上述焊接图案包括沿着电极组装体10的半径方向而延伸的一个图案或2个以上的图案。
另一方面，上述极耳结合部32及上述支承部31与第一无涂层部11结合。上述极耳结合部32和第一无涂层部11通过焊接而结合。在电池外壳20形成卷边部21的情况下，上述支承部31及极耳结合部32比卷边部21更靠近下部而配置。
上述支承部31具备集电体孔H2，该集电体孔H2形成在与形成于电极组装体10的大致中心部的卷取孔H1对应的位置。彼此连通的卷取孔H1及集电体孔H2被用作为了后述的端子50与集电体(第二集电体)60之间的焊接或端子50与引线接头(lead tap)(未图示)之间的焊接而插入焊接棒或照射激光光束的通道。上述集电体孔H2具备与电极组装体10的卷取孔H1实质上相同或比其更大的直径，以不遮挡形成在电极组装体10的芯部的卷取孔H1。如果，上述集电体孔H2的直径比卷取孔H1的直径过于小，则形成于卷取孔H1的孔被遮挡，导致注入性下降，另外无法充分地确保用来插入用于进行焊接的装置或照射激光的空间。
与上述实施方式不同地，根据本实用新型的另一个实施方式，上述集电体孔H2的直径可小于卷取孔H1。在该情况下，例如将上述卷取孔H1的直径设为R3时，集电体孔H2的直径大致0.5*R3以上且小于R3，优选为大致0.7*R3以上且小于R3。在一般情况下，发生排气时，气体从电极组装体10的卷取中心部分排出并通过较强的压力而导致位于卷取中心侧的分离膜或无涂层部从电极组装体10的上表面露出。此时，当集电体孔H2的直径小于设于上述电极组装体10的芯部的孔的直径时，能够防止位于卷取中心侧的分离膜或无涂层部从电极组装体10脱离。但是，在上述集电体孔H2的直径过于小的情况下，电解液注入性会下降，需要确保用于进行第二集电体60和端子50的焊接作业的空间，因此上述集电体孔H2的直径优选为大致0.5*R3以上，更优选为0.7*R3以上。
上述多个极耳结合部32具备从集电体30的支承部31大致以放射状朝向电池外壳20的侧壁而延伸的形态。上述多个极耳结合部32分别沿着支承部31的边缘而彼此隔开而配置。另一方面，为了通过增大上述集电体30和电极组装体10之间的结合面积而确保结合力并减少电阻，使上述极耳结合部32及支承部31结合到第一无涂层部11。上述第一无涂层部11的至少一部分成形为其端部以与极耳结合部32大致平行的方式弯曲的形态。在该情况下，上述弯曲例如朝向电极组装体10的卷取中心C侧而构成。这样，在第一无涂层部11的端部成形而以与极耳结合部32平行的状态结合到极耳结合部32的情况下，加大结合面积而获得提高结合力并较少电阻的效果，另外将电极组装体10的总高度最小化而获得提高能量密度的效果。另一方面，弯曲的上述第一无涂层部11的端部重叠为多层。这样，重叠多层的第一无涂层部11的情况下，如上所述，集电体30的极耳结合部32结合到第一无涂层部11弯曲而重叠为多层而形成的结合面102(参照图15及图16)上，这一点与上述情况相同。
上述多个第一外壳结合部33具备从集电体30的支承部31大致以放射状朝向电池外壳20的侧壁而延伸的形态。上述多个第一外壳结合部33分别沿着支承部31的边缘而彼此隔开而配置。彼此相邻的极耳结合部32之间具有至少一个第一外壳结合部33。上述多个第一外壳结合部33结合到电池外壳20的内侧面中的例如卷边部21。上述第一外壳结合部33特别地结合到卷边部21的上表面。在本实用新型的圆筒形电池1中，在应用这样的结构的情况下，通过将结合有集电体30的状态的电极组装体10收纳到电池外壳20内的工序，将第一外壳结合部33自然地安置到卷边部21上。因此，能够顺利进行电池外壳20和集电体30的焊接工序。关于用于将上述电池外壳20和集电体30结合的焊接，例如应用激光焊接、超声波焊接或点焊等。这样随着在卷边部21上焊接结合第一外壳结合部33而形成多路的电流路径(path)，将电阻水平限制为适合快速充电的大致4mΩ(毫欧姆)以下，并且，该电阻可以为0.5mΩ以上且4mΩ以下，优选为1mΩ以上且4mΩ以下。另外，卷边部21的上表面具备沿着与电池外壳20的下表面大致平行的方向即与电池外壳20的侧壁大致垂直的方向而延伸的形态，第一外壳结合部33也具备沿着相同的方向即半径方向及圆周方向而延伸的形态，从而第一外壳结合部33稳定地接触到卷边部21上。另外，这样随着上述第一外壳结合部33稳定地接触到卷边部21上，能够顺利地进行两个部件之间的焊接，由此能够获得提高两个部件之间的结合力并在结合部位将电阻的增加最小化的效果。
接着，参照图3至图7，上述第一外壳结合部33包括结合到电池外壳20的内侧面上的第一接触部33a及将支承部31和第一接触部33a之间连接的第一连接部33b。
上述第一接触部33a结合到电池外壳20的内侧面上。在上述电池外壳20形成卷边部21的情况下，如上所述，上述第一接触部33a结合到卷边部21上。在该情况下，如上所述，为了实现稳定的接触及结合，卷边部21及第一接触部33a均具备沿着与电池外壳20的下表面大致平行的方向即与电池外壳20的侧壁大致垂直的方向而延伸的形态。另外，虽然未图示，上述第一接触部33a和第一连接部33b的连接部位与卷边部21的内侧面相匹配。即，上述第一接触部33a和第一连接部33b的连接部位的形状和与其对应的位置上的卷边部21的形状彼此匹配而构成。在该情况下，在将上述第一外壳结合部33结合到卷边部21的情况下，增大第一外壳结合部33与卷边部21之间的结合力，随着加大接触面积，能够加大减少电阻的效果。另一方面，上述第一连接部33b的最外侧部位与卷边部21的最内侧部位隔开规定的间隔。
上述第一连接部33b具备至少一个在支承部31与第一接触部33a之间其延伸方向至少转换1次的第一弯曲部B1。上述第一连接部33b具备可在一定范围内收缩及延伸的例如类似弹簧结构或类似伸缩式的结构。关于这样的第一连接部33b的结构，即便在一定范围内存在电极组装体10的高度散布，在将结合有集电体30的电极组装体10收纳到电池外壳20内的过程中将第一接触部33a紧贴到卷边部21上。
例如，优选为，在向上述集电体30不施加外力而不发生变形的状态下的上述第一接触部33a与支承部31之间的垂直方向距离D与将结合有集电体30的状态的电极组装体10安置在电池外壳20内时的卷边部21的上表面与支承部31之间的垂直方向距离实质上相同或在第一连接部33b的可延伸范围内形成为更小。即，上述第一外壳结合部33在卷边部21上被弹性偏置。更具体地，上述第一外壳结合部33以存储有从第一连接部33b的长度方向上的一侧端部到达另一侧端部的直线距离减少的方向上发生变形的弹性能量的状态结合到卷边部21上。在上述第一连接部33b满足这样的条件的情况下，在电池外壳20内安置结合了集电体30的电极组装体10时，第一接触部33a自然地紧贴到卷边部21上。
不仅如此，通过这样的第一连接部33b的可收缩及延伸的结构，在使用圆筒形电池1(参照图1)的过程中产生振动及/或冲击而导致电极组装体10上下移动，也能够缓解一定范围内的电极组装体10的移动引起的冲击。即，通过上述第一连接部33b的可收缩及拉伸的结构，可进行缓冲作用，以冲击不被传递到第一接触部33a与电池外壳20之间的结合部位及极耳结合部32与第一无涂层部11之间的结合部位(参照图1至图5)。
另一方面，上述第一接触部33a焊接结合到卷边部21的上表面(上侧卷边部的上表面)。进而，上述第一接触部33a焊接结合到卷边部21的上表面上的平坦的区域。上述第一接触部33a与卷边部21之间的焊接区域比卷边部21的平坦的上表面更窄。在具备上述第一弯曲部B1的情况下，通过第一弯曲部B1，第一接触部33a与第一连接部33b之间的角度成为锐角。
接着，参照图8，示出了本实用新型的另一个实施例的集电体30。本实用新型的另一个实施例的集电体30与上述说明的集电体30(参照图2而例示性地说明的集电体)相比，仅在第一接触部33a的形态上存在差异，其他事项与上述说明的集电体30的结构实质上相同。
参照图1及图8，第一接触部33a具备至少一部分沿着电池外壳20的卷边部21而在圆周方向上延伸的弧形。在该情况下，为了接触面积的最大化，上述集电体30的多个第一外壳结合部33各自的第一接触部33a的圆周方向上的延伸长度之和与电池外壳20的内周实质上相同或稍短。在另一个侧面中，上述第一接触部33a具备从连接部33b和接触部33a的交叉部位沿着圆周方向而在卷边部21上彼此向相反方向延伸的弧形。
接着，参照图1、图9及图10，示出了本实用新型的又一个实施例的集电体30。本实用新型的又一个实施例的集电体30与上述实施例的集电体30(参照图2及图8而例示性地说明的集电体)相比，仅在还具备第二外壳结合部34的点上存在差异，此外的事项与上述说明的集电体30(参照图9)的结构实质上相同。
上述第二外壳结合部34从极耳结合部32的端部延伸而结合到电池外壳20的内侧面上。在多个上述极耳结合部32中的至少一个极耳结合部的端部上具备这样的第二外壳结合部34。上述第二外壳结合部34包括结合到电池外壳20的内侧面上的第二接触部34a及将支承部31、极耳结合部32的端部和第二接触部34a之间连接的第二连接部34b。
上述第二接触部34a结合到电池外壳20的内侧面上。在上述电池外壳20形成卷边部21的情况下，第二接触部34a与上述的第一接触部33a同样地结合到卷边部21上。在该情况下，如上所述，为了进行稳定的接触及结合，卷边部21及第二接触部34a均具备沿着与电池外壳20的下表面大致平行的方向即与电池外壳20的侧壁大致垂直的方向而延伸的形态。
另一方面，虽然未图示，如图8所图示的第一接触部33a的形态这样，第二接触部34a的至少一部分也具备沿着电池外壳20的卷边部21而在圆周方向上延伸的形态。在该情况下，为了将集电体30与电池外壳20之间的接触面积最大化，上述集电体30中，将多个第一外壳结合部33各自的第一接触部33a的圆周方向上的延伸长度之和及多个第二外壳结合部34各自的第二接触部34a的圆周方向上的延伸长度之和相加的长度与电池外壳20的内周实质上相同或稍短。
与上述说明的第一连接部33b同样地，上述第二连接部34b具备至少一个第二弯曲部B2，该第二弯曲部B2在极耳结合部32与第二接触部34a之间其延伸方向转换至少1次。通过上述第二弯曲部B2的形成，第二连接部34b具备可收缩及拉伸的结构，由此具备圆筒形电池1的组装工序上的优点及缓冲效果，这一点与上述说明的情况相同。
在本实用新型的附图中，仅图示了具备一个上述第二弯曲部B2的情况，但本实用新型不限于此，与上述的参照图4及图5而例示性地说明的第一连接部33b同样地，也可以具备多个第二弯曲部B2。
参照图11，图示了与上述说明的形态不同的形态的集电体30。参照图1及图11，本实用新型的集电体(第一集电体)30具备至少一个注液孔H3。上述注液孔H3例如设于极耳结合部32。在具备多个上述极耳结合部32的情况下，在至少一个极耳结合部32具备上述注液孔H3。上述注液孔H3例如设于形成在极耳结合部32上的至少一个焊道W的一侧或两侧。参照图1及图11，在制造本实用新型的一个实施例的圆筒形电池1时，将包括电极组装体10和集电体(第一集电体)30的结合体收纳到电池外壳20内之后注入电解液。此时，通过上述注液孔H3而提高注入性。
在一个极耳结合部32中，具备多个上述注液孔H3。多个上述注液孔H3以极耳结合部32的宽度方向上的中心部为基准左右大致对称地配置。这样，大致左右对称地配置的注液孔H3之间形成有用于进行极耳结合部32和第一无涂层部11的结合的焊道W。
上述极耳结合部32中，与极耳结合部32和支承部31的连接部位处的宽度相比，从上述连接部位朝向极耳结合部的长度方向上的端部而隔开规定的距离的位置处的宽度更大。形成有上述注液孔H3的区域中的至少一部分区域包括在与上述极耳结合部32和支承部31的连接部位处的宽度相比，从上述连接部位朝向极耳结合部32的端部而隔开规定的距离的位置处的宽度被加大而增加的区域内。另一方面，上述极耳结合部32的长度方向上的端部具备大致弧形，以与电池外壳20的内周面对应。
参照图12及图13，本实用新型的第一外壳结合部33的第一连接部33b及/或第二外壳结合部34的第二连接部34b具备1次弯曲的形态，具备向与图3及图10所图示的情况不同的方向弯曲的形态。即，形成于设在第一连接部33b的第一弯曲部B1及/或第二连接部34b上的第二弯曲部B2具备向朝向圆筒形电池1(参照图1)的中心部的方向突出的形态。这样的第一连接部33b及/或第二连接部34b的弯曲方向用于在进行精压(sizing)工序时防止在集电体(第一集电体)30和电极组装体10的结合部位及/或集电体(第一集电体)30和电池外壳20的结合部位上产生损坏。精压(sizing)工序是指，在制造圆筒形电池1时，为了降低圆筒形电池1的总高度，将电池外壳20的卷边部21区域所占据的高度缩小的压缩工序。通过上述弯曲部B1、B2形成与否及弯曲部B1、B2的不同的突出方向，通过实验来确认了精压工序之后的焊接部的损坏程度，其结果具备弯曲部B1、B2朝向圆筒形电池1的中心部的方向突出的结构的圆筒形电池1中几乎未发生损坏。
参照图17至图20，示出了本实用新型的圆筒形电池1的制造工序中的一部分。首先，参照图17，在收纳在上述电池外壳20的内部的电极组装体10上放置集电体30，然后将向电极组装体10的上方突出的第一无涂层部11和集电体30焊接。在该情况下，集电体30的极耳结合部32焊接到设于上述第一无涂层部11的多个分段片11a(参照图20)被折弯的折弯面102(参照图15)上。在变形例中，在电池外壳20的内部收纳电极组装体10之前，将集电体30预先焊接到折弯面102。
接着，参照图18，在上述集电体30焊接到电极组装体10上的状态下，卷边刀朝向电池外壳20的内部而前进。由此，在电池外壳20的侧壁形成有朝向电池外壳20的内侧而压入的形态的卷边部21，卷边部21位于集电体30的接触部33a的下方。因此，之后接触部33a和卷边部21放置在可焊接的位置。
接着，参照图18及图19，在卷边部21的上表面安置有集电体30的接触部33a。这样，在卷边部21的上表面放置集电体30的状态下将集电体30和卷边部21焊接。在上述接触部33a的上表面放置有通过密封垫G1而包围端部的外壳盖40。之后，以包围上述外壳盖40的外围边缘的方式将上述电池外壳20折弯而固定外壳盖40及集电体30。这样，将位于电池外壳20的卷边部21的上部的区域折弯，从而形成压接部22，通过压接部22的延伸及折弯的形状，外壳盖40及集电体30的接触部33a固定在卷边部21上。上述外壳结合部33通过压接部22而被压接固定。
另一方面，在本实用新型中，形成于第一无涂层部11与极耳结合部32之间的焊接图案的延伸方向和形成于卷边部21和第一接触部33a之间的焊接图案的延伸方向彼此大致垂直。例如，形成于第一无涂层部11与极耳结合部32之间的焊接图案的延伸方向为电极组装体10的半径方向，形成于卷边部21与第一接触部33a之间的焊接图案的延伸方向为电极组装体10(或电池外壳20)的圆周方向。在该情况下，在圆周方向的任意部位上所描绘的切线与半径方向垂直。根据这样的结构，集电体30与电极组装体10之间的结合力及集电体30与电池外壳20之间的结合强度增强。即，根据这样的结构，即便在任意方向上向圆筒形电池1施加振动及/或冲击，集电体30与电极组装体10及电池外壳20分别保持坚固的固定状态。
接着，参照图19及图20，示出了通过精压(sizing)工序而调节了总高度的圆筒形电池。精压工序是指，在制造圆筒形电池时，为了降低总高度，缩小电池外壳20的卷边部21区域所占据的高度的压缩工序。根据精压工序，沿着高度方向(与Z轴平行的方向)而压缩电池外壳20，因此可具备电极组装体10的卷边部21被按压而使一部分被压缩的形态。在另一个侧面中，根据精压工序，将电池外壳20向长度方向(上下方向)压缩，因此集电体30受到上下方向的压力而被弯曲。即，通过进行精压工序，极耳结合部32向上方弯曲，因此可存在极耳结合部32与第一无涂层部11之间的焊接被损坏的可能性。因此，上述集电体30需要具备在经过精压工序之后也防止极耳结合部32与第一无涂层部11之间的焊接部损坏的结构。
例如，如图22所图示，在连接部(第一连接部)33b具备向上方凸出的形态的情况下，如图20所图示，能够将相对极耳结合部32向上方翘起的现象的抑制效果最大化。即，在将图19的电池外壳20向上下方向压缩时，随着连接部33b的弯曲，本实用新型的极耳结合部32会受到向上方的应力。但是，如本实用新型的集电体30这样，在连接部33b具备大致向上方凸出的形态的情况下，能够将施加到极耳结合部32的应力最小化。因此，上述极耳结合部32不会向上方弯曲，良好地保持与第一无涂层部11之间的焊接部的焊接状态。
更具体地，参照图22及图23，精压工序之前的连接部33b具备如下结构：以将接触部33a与连接部33b的连接部位和连接部33b与极耳结合部32的连接部位之间连接的假想的直线即将连接部33b的长度方向上的两端部之间连接的假想的直线为基准向上方凸出。例如，在上述连接部33b上具备至少一个构成钝角的弯曲部B1。另一方面，上述弯曲部B1比经过将连接部33b的两个端部连接的假想的直线的大致中心部且与电池外壳20的底面平行的假想的平面更靠近上方而配置。优选为，从上述弯曲部B1到极耳结合部32的连接部33b的长度比从上述弯曲部B1到接触部33a的连接部33b的长度更长。
根据这样的结构，在受到上下方向的压力的精压工序时，接触部33a如箭头方向这样下降到下方，连接部33b如箭头方向这样向上方隆起(参照虚线)。更具体地，连接部33b比卷边部21更向上方隆起。即，在精压工序的前后，外壳结合部33的轮廓如图22及图23这样发生改变。上述连接部33b隆起的程度根据通过精压工序而发生的电池外壳20的高度变化而发生变化。另一方面，与图示的情况不同地，弯曲部B1的位置仅隆起到接触部33a的高度水平为止。通过这样的连接部33b向上方隆起的现象，在连接部33b能够吸收大部分的应力，因此向极耳结合部32和第一无涂层部11的焊接区域施加的应力相对变小。因此根据本实用新型，不会发生极耳结合部32向上方翘起的现象。另外，根据上述这样的结构，从弯曲部B1到达极耳结合部32的连接部33b的长度比从弯曲部B1到达接触部33a的连接部33b的长度更长，因此容易插入到集电体30的电池外壳20的内部，能够有效地形成应力分散。
另一方面，如图22所示，关于通过上述连接部33b的隆起而实现的形态变形，既可以形成为向上方凸出的大致曲线形态，也可以与此不同地，如图23所图示，形成为以弯曲部B1为基准弯曲的直线形态。如图23所图示，在形成为以直线形态弯曲的形态的情况下，在连接部33b中，从弯曲部B1到接触部33a的区域和从弯曲部B1到极耳结合部32的区域分别具备直线形态。
本实用新型人对防止集电体30的扭曲及/或腾起的现象的集电体30的结构进行了潜心研究，其结果确认了在连接部33b具备向上方凸出的结构的情况下，通过进行精压工序，极耳结合部32与第一无涂层部11之间的焊接部位发生损坏的情况显著地减少。
图21是对根据精压工序之前的集电体30的形状而产生的焊接部损坏的程度差异进行比较的图。参照图21，实验例1为精压之前的连接部33b为直线形状的实验例，实验例2为精压之前的连接部33b向下方凸出的实验例，实验例3是精压之前的连接部33b向上方凸出的实验例。相对上述实验例1至3实施了1mm的精压工序，其结果连接部33b为直线形状的实验例1中发生了与极耳结合部32之间的焊接区域大致翘起0.72mm的现象。在连接部33b向下方凸出的形状的实验例2中，发生了与极耳结合部之间的焊接区域大致翘起0.99mm的现象。即，在连接部33b向下方凸出的情况下，与连接部33b为直线的形状相比，翘起的现象更为严重。另一方面，连接部33b向上方凸出的形状的实验例3中发生了与极耳结合部32之间的焊接区域大致翘起0.02mm的现象。这表示与实验例1及2相比，翘起的现象显著地得到缓解。即，连接部33b向上方凸出的形状即实验例3的情况下，极耳结合部与第一无涂层部之间的焊接区域的损坏被最小化。这是因为，集电体30的翘起程度根据由集电体30向电极组装体10施加的应力而不同。即，在连接部33b为直线形状的实验例1及连接部33b向下方凸出的形状的实验例2中，在精压工序中由集电体30和电极组装体10对焊接的部分施加的应力分别为大致4.5MPa、3.7MPa，非常大，因此集电体30的翘起的现象更加严重。相反地，在连接部33b向上方凸出的形状的实验例3中，在精压工序中由集电体30和电极组装体10向焊接的部分施加的应力为大致2.0MPa水平，与实验例1及2相比，相对地低，因此可知集电体30翘起的现象相对地少。
因此，优选为，如图22所示，上述连接部33b的倾斜度不固定，以规定部位(例如，弯曲部B1)为基准，上部区域的倾斜度小于下部区域的倾斜度。规定部位比连接部33b的中间部位更靠近上方而配置。作为对策，上述连接部33b具备以将极耳结合部32和接触部33a连接的假想的直线为基准的向上部凸出的形态。凸出的形态为直线与直线连接的形态、曲线形态或它们的结合形态。作为一例，如图22或图23所示，上述连接部33b以上述规定部位为基准具备至少一个弯曲部B1。优选为，在沿着上述电池外壳20的长度方向轴而观察时，上述至少一个弯曲部B1以钝角折弯，以彼此不重叠。另外，上述接触部33a与连接部33b的边界部位以钝角折弯而形成。由此，随着上述连接部33b靠近上述卷边部21，上述连接部33b的倾斜阶段性地或逐渐地减少。
在本实用新型的又一个侧面中，参照图20，上述极耳结合部32与上述连接部33b之间的角度θ例如为0～90度。例如，在精压工序中，当电极组装体10的上端上升到与卷边部21对应的高度为止时，上述极耳结合部32和上述接触部33a位于相同的高度。即，在该情况下，相当于极耳结合部32与上述连接部33b之间的角度θ为大致0度的情况。即便实施精压工序，上述接触部33a优选不比上述极耳结合部32更靠近下部而配置。因为在该情况下，第一无涂层部11通过卷边部21而被过度按压而导致损坏。因此，极耳结合部32与连接部33b之间的角度θ优选为0度以上。在另一个侧面中，极耳结合部32与连接部33b之间的角度θ根据连接部33b的长度、厚度或倾斜度阶段性地或逐渐地变化的形状而增加到90度为止。但是，为了避免与外壳盖40之间的接触，上述角度θ优选不超过90度。
在本实用新型的又一个侧面中，上述连接部33b还可支承上述外壳盖40。例如，上述连接部33b为通过精压工序而向上方扭曲的形态。此时，向上方扭曲的连接部33b与上述外壳盖40接触。在该情况下，上述连接部33b起到将上述外壳盖40向上方支承的作用。因此集电体30通过精压工序而在上下方向上可靠地被固定。由此，在圆筒形电池1的使用过程中，即便发生了振动及/或冲击，也能够防止电极组装体10在电池外壳20的内部无需地上下移动。
在本实用新型的又一个侧面中，上述卷边部21上表面及上述卷边部21下表面以与电池外壳的底面平行地通过上述卷边部21的最内侧部位的假想的基准平面为基准非对称。例如，参照图20，电池外壳20通过精压工序而在上下方向上被压缩时，卷边部21也在上下方向上被压缩。此时，上述卷边部21上表面及上述卷边部21下表面构成以通过上述卷边部21的最内侧部位的假想的基准平面(参照虚线)为基准非对称的形状。
在本实用新型的又一个侧面中，将上述卷边部21的压入深度定义为PD。例如，参照图24，将从电池外壳20的内侧面到上述卷边部21的最内侧部位为止的垂直距离定义为压入深度PD。另一方面，将自上述接触部33a的端部到经过上述卷边部21的最内侧部位的垂直线位置为止的最短距离定义为重叠长度OV。即，参照图24，重叠长度OV是指，从上述卷边部21的上部向下方观察时，弯曲部21与集电体30重叠的区域的半径方向上的长度。此时，本实用新型的圆筒形电池1满足下面的关系式。
(R1，min+Wbead，min)/PDmax≤OV/PD≤(PDmax-R2，min)/PDmax
为了将上述集电体30的接触部33a以能够进行焊接的方式放置在上述卷边部21上，上述比率优选为(R1，min+Wbead，min)/PDmax以上。参照图24，为了将集电体30的接触部33a以能够进行焊接的方式放置在上述卷边部21上，需要比卷边部21的曲率半径R1进一步重叠的区域。例如，当接触部33a重叠卷边部21的曲率半径R1程度时，由于不存在平坦区间，因此接触部33a与卷边部21仅在一个接点相接。即，接触部33a不能稳定地放置在卷边部21上。因此接触部33a在卷边部21的曲率半径R1的基础上需要追加地重叠的区域，此时优选为追加地重叠的区域的长度至少为焊道宽度Wbead以上。即，在追加地重叠的区域中，实质上接触部33a与卷边部21重叠，在该区域进行焊接。因此，追加地重叠的区域的长度至少为焊道宽度Wbead以上，才能以不脱离重叠区域的状态进行稳定的焊接。即，用于将接触部33a以能够进行焊接的方式放置在上述卷边部21上的最小限度的重叠长度为R1，min+Wbead，min。
在另一个侧面中，为了将集电体30的接触部33a以能够进行焊接的方式放置在上述卷边部21上，上述比率优选为(PDmax-R2，min)/PDmax以下。参照图24，在卷边部21与电池外壳20的内侧面之间的边界区域存在曲率半径R2。因此，当集电体30的接触部33a进入到形成有曲率半径R2的卷边部21与电池外壳20的内侧面之间的边界区域时，上述接触部33a通过曲率半径R2而不能紧贴到上述卷边部21而翘起。因此，用于将接触部33a以紧贴的方式放置在上述卷边部21上的最大限度的重叠长度为PDmax-R2，min。
作为一例，卷边部21的压入深度PD的最大值PDmax为大致10mm，R1，min及R2，min的最小值分别为大致0.05mm，Wbead，min为大致0.1mm。此时，重叠长度OV与卷边部21的压入深度PD的比率满足大致1.5～99.5％的范围。为了将上述集电体30的接触部33a以能够进行焊接的方式放置在上述卷边部21上，上述比率优选为大致1.5％以上。OV/PD比率的下限值可根据卷边部21的压入深度的最大值PDmax、曲率半径R1的最小值R1，min及为了进行接触部33a的焊接而需要与卷边部21上表面接触的接触部33a的最小宽度即焊道BD的最小宽度Wbead，min的长度而决定。具体地，作为一例，压入深度的最大值PDmax为10mm，为了进行接触部33a的焊接而所需的接触部33a的最小接触宽度即焊道BD的最小宽度Wbead，min的长度为0.1mm，曲率半径R1的最小值R1，min为0.05mm。在该条件下，重叠长度OV的最小值为0.15mm(＝0.1mm+0.05mm)，PDmax为10mm，因此OV/PD比率的下限值为1.5％。另一方面，上述集电体30的接触部33a以最大宽度接触到上述卷边部21上表面的平坦部上的部位为从电池外壳的内侧面隔开曲率半径R2的部位。因此，当接触部33a的端部位于该部位时，重叠长度OV成为最大。OV/PD比率的上限值可由压入深度的最大值和曲率半径R2的最小值R2，min来决定。具体地，压入深度的最大值为10mm，曲率半径R2的最小值为0.05mm。在该条件下，重叠长度OV的最大值为9.95mm(＝10mm-0.05mm)，PDmax为10mm，因此OV/PD比率的上限值为99.5％。
在本实用新型的又一个侧面中，将对卷边部21和接触部33a进行焊接的焊接位置定义为W。更具体地，焊接位置W是指，从卷边部21的最内侧部位到在半径方向上位于最外廓的焊道BD的中央部位为止的距离。此时，焊接位置W和压入深度PD满足下面的关系式。
(OVmin-0.5*Wbead，min)/PDmax≤W/PD≤(OVmax–0.5*Wbead，min)/PDmax
卷边部21和接触部33a的焊接位置W根据接触部33a和卷边部21的重叠长度和焊道BD的最小宽度Wbead，min来决定。焊接位置W为焊道BD的中央部位。
参照图24，将接触部33a以最小限度搭挂在卷边部21时的焊接位置定义为W1。此时的重叠长度为如上所述的OVmin。另一方面，在重叠的区域内，形成焊道BD才能稳定地进行焊接，因此在重叠的区域内完全包括焊道BD。因此，焊接位置W1应该是从OVmin朝向卷边部21的内侧而至少隔开0.5*Wbead，min程度的部位。因此，W1满足下面的关系式。
W1＝OVmin-0.5*Wbead，min
＝R1，min+Wbead，min-0.5*Wbead，min
＝R1，min+0.5*Wbead，min
另一方面，为了使W1/PD成为最小的值，需要使PD值成为最大，因此W/PD的最小值为(OVmin-0.5*Wbead，min)/PDmax。
在另一个侧面中，参照图24，将接触部33a以最大限度进入卷边部21时的焊接位置定义为W2。此时的重叠长度为如上所述的OVmax。另一方面，在重叠的区域内形成焊道BD才能稳定地进行焊接，因此在重叠的区域内需要完全包括焊道BD。因此，焊接位置W2应该是从OVmax朝向卷边部21的内侧而至少隔开0.5*Wbead，min程度的部位。因此，W2满足下面的关系式。
W2＝OVmax-0.5*Wbead，min
＝PDmax-R2，min-0.5*Wbead，min
另一方面，为了使W2/PD的值成为最大，使(PDmax-R2，min-0.5*Wbead，min)除以PD的值即{1-(R2，min+0.5*Wbead，min)/PD}成为最大。即，在PD值为最大时，W2/PD值也成为最大。因此，W/PD的最大值为(OVmin-0.5*Wbead，min)/PDmax。
作为一例，为了在卷边部21焊接接触部33a而所需的最小宽度为0.1mm。即，0.1mm的宽度相当于通过激光焊接而形成的焊道BD的最小宽度。因此，接触部33a以最小宽度接触卷边部21上表面时的焊接位置W1相当于从卷边部21的最内侧部位隔开(R1，min+0.5*0.1mm)程度的部位。在此，R1，min为曲率半径R1的最小值，例如为0.05mm。当向该部位照射激光时，在接触部33a和卷边部21的接触面上形成具备0.1mm的宽度的焊道BD。焊道BD的宽度还对应接触部33a的最小接触宽度。以卷边部21的压入深度PD为基准，焊接位置W1为以卷边部21的最内侧部位为基准隔开0.1mm的部位。
另一方面，接触部33a以最大宽度与卷边部21上表面接触的情况是接触部33a的端部位于从电池外壳的内侧面隔开曲率半径R2，min程度的位置的情况。在此，R2，min为曲率半径R2的最小值，例如为0.05mm。在该情况下，最靠近接触部33a的末端的焊接位置W2为从接触部33a的末端隔开0.05mm的部位。当向该部位照射激光时，以与接触部33a的末端相接的方式形成具备0.1mm的最小宽度的焊道。接触部33a以最大宽度与卷边部21上表面接触的情况下的焊接位置W2为以卷边部21的最内侧部位为基准隔开(PD-R2，min-0.05mm)程度的部位。作为一例，R2，min为0.05mm时，焊接位置W2的最大值为以卷边部21的最内侧部位为基准隔开PD-0.1mm的部位。
根据上述情况，R1，min及R2，min为0.05mm时，以压入深度PD为基准的接触部33a的焊接位置W以卷边部21的最内侧部位为基准设于(0.1mm)至(PD-0.1mm)的范围。以压入深度PD为基准的焊接位置W1的比率为压入深度PD成为最大值的情况，因此W1/PD的最小值(％)为1％(＝100*0.1mm/10mm)。另外，以压入深度PD为基准的焊接位置W2的比率W1/PD的最大值为PD成为最大值的情况，因此W2/PD的最大值(％)为99％(＝100*(10mm-0.1mm)/10mm)。总之，以压入深度PD为基准的焊接位置区域为以压入深度PD为基准的1％以上99％以下的区域。
另一方面，参照图24，从将重叠长度为OV时的上述卷边部21的最内侧部位到在半径方向上位于最外廓的焊道BD的中央部位为止的距离定义为W。此时，本实用新型的圆筒形电池1满足下面的关系式。
W＝OV-0.5*Wbead，min
在另一个侧面中，上述卷边部21在至少一部分区域具备与上述电池外壳20的下表面平行的平坦区间F，与上述集电体30接触的上述卷边部21的上述平坦区间F的长度为OV-R1。即，参照图23，平坦区间F对应于从重叠长度OV减去卷边部21的曲率半径R1程度的长度。
在本实用新型的又一个侧面中，重叠长度为OV时，形成于上述卷边部21与上述接触部33a之间的焊道BD的集合即焊接图案的半径方向上的宽长为Wbead，min以上OV–R1以下。
参照图24，焊道BD的最小宽度为Wbead，min，因此形成于卷边部21与上述接触部33a之间的焊接图案的半径方向上的宽长的最小值至少应该为Wbead，min。另一方面，上述焊道BD也可在上述卷边部21的平坦区间F的整个区域形成有多个。此时，多个焊道BD形成一定的焊接图案。参照图23，形成于卷边部21与上述接触部33a之间的焊接图案的半径方向上的宽长的最大值满足下面的关系式。
形成于卷边部21和接触部33a之间的焊接图案的半径方向上的宽长的最大值
＝W-W1+焊道BD的最小宽度
＝[(OV-0.5*Wbead，min)-(R1+0.5*Wbead，min)]+Wbead，min
＝OV-R1
在本实用新型的又一个侧面中，上述焊接图案的半径方向上的宽长与上述平坦区间F长度的比率大致满足10～40％的范围。优选为，上述比率大致满足20～30％。当上述比率满足上述范围时，随着焊接面积的增加，焊接强度得到增加。由此，本实用新型的圆筒形电池1可确保较高的耐冲击特性。
在本实用新型的又一个侧面中，将上述集电体30的不与上述电极组装体10的上表面接触的面积与以上述电极组装体10的外径为直径的圆的面积的比率定义为集电体30的开口率。上述开口率通过下面的数学式来计算。
开口率(％)
＝1-(集电体的与电极组装体上表面接触的面积)/(以电极组装体外径为直径的圆的面积)
＝(集电体的不与电极组装体上表面接触的面积)/(以电极组装体外径为直径的圆的面积)
上述集电体30的开口率例如为大致30％以上且小于100％，优选为大致60％以上且小于100％。以图8所示的集电体30放置在电极组装体10上而结合的情况为例，上述集电体30与上述电极组装体10接触的区域为支承部31及极耳结合部32。即，换言之，上述集电体30的与上述电极组装体10接触的面积与以上述电极组装体10的外径为直径的圆的面积的比率为大致70％以下，优选为大致40％以下。集电体30的开口率为上述范围时，注入电解液时，电解液通过以集电体孔H2为代表的集电体30的开口区域而顺利地渗入到电极组装体10的内部。即，集电体30的开口率为上述范围时，电解液通过设于电极组装体10的卷取中心孔H1和集电体30的开口区域而渗透到电极组装体10，特别是在分段片11a的重叠面之间、以及在相邻的分段片11a之间存在细微的缝隙，因此，通过由该缝隙引起的毛细管现象，电解液顺利地渗透到电极组装体10。
参照图13及图14，从上述集电体30的中心部到极耳结合部32的端部的距离A与从电极组装体10的卷取孔H1的中心部到形成于电池外壳20的卷边部21的最内侧部的距离B实质上相同或更短。在该情况下，在上述说明的精压工序时能够防止卷边部21与集电体30之间产生干涉的现象，由此能够防止卷边部21按压集电体30而导致集电体及/或电极组装体10发生损坏。
在各个极耳结合部32具备至少一个以上的上述焊道W。上述焊道W不仅形成于极耳结合部32，而且还可以形成于集电体30的支承部31。
上述卷边部21上具备如上所述的平坦部。形成于上述卷边部21与第一接触部33a之间的焊道W为至少一个以上。至少一个上述焊道W形成在卷边部21上沿着大致圆周方向而延伸的直线形状的焊接图案。与此不同地，形成于上述卷边部21与第一接触部33a之间的至少一个焊道W形成在卷边部21上沿着大致圆周方向而延伸的弧形的焊接图案。形成在上述第一接触部33a上的焊道W具备沿着圆周方向而延伸的形态。在另一个侧面中，上述焊接图案具备将点焊连接而成的线形态。在又一个侧面中，形成于上述卷边部21与第一接触部33a之间的焊道在同一个接触部33a内形成有多个。
另一方面，在具备多个上述第一外壳结合部33的情况下，虽然未图示，分别设于多个第一外壳结合部33的第一接触部33a彼此连接而形成为一体。
参照图1，上述外壳盖40覆盖形成于电池外壳20的一侧的上述开放部。上述外壳盖40通过形成于电池外壳20的上端的压接部22而被固定。在该情况下，为了提高固定力及电池外壳20的密封性，密封垫G1介于电池外壳20与外壳盖40之间及集电体30与外壳盖40之间。在该情况下，上述第一接触部33a及/或第二接触部34a介于电池外壳20的卷边部21与密封垫G1之间。这样，介于卷边部21与密封垫G1之间的第一接触部33a及/或第二接触部34a通过从卷边部21向上方延伸的压接部22的折弯而被固定。
另一方面，在本实用新型中，外壳盖40并非用作电流的通道的部件。因此，通过焊接或应用其他部件而进行的固定，将电池外壳20和外壳盖40坚固地固定，只要能够确保电池外壳20的开放部的密封性，则这样的密封垫G1的应用并非是必须的。
在应用上述密封垫G1的情况下，在密封垫G1中介于集电体30与外壳盖40之间的部分的延伸长度比介于电池外壳20与外壳盖40之间的部分的延伸长度更短。即，上述密封垫G1包围外壳盖40，覆盖外壳盖40的下表面的部位的半径方向上的长度比覆盖外壳盖40的上表面的部位的半径方向上的长度更短。在上述电池外壳20的内侧，密封垫G1在朝向圆筒形电池1的中心部的方向上延伸过长的情况下，通过密封垫G1与集电体30之间的干涉而使集电体30变形，由此向集电体30与电池外壳20之间的焊接部位及/或集电体30与第一无涂层部11之间的焊接部位施加力，从而导致裂痕等结构上的不良。因此，如上所述，在密封垫G1中控制延伸长度，从而能够防止这样的不良情况。
参照图1及图14，上述密封垫G1在与第一接触部33a接触的区域中的厚度比在不与第一接触部33a接触的区域中的厚度更厚。上述密封垫G1在与第一接触部33a接触的区域中的压缩率大于在不与第一接触部33a接触的区域中的压缩率。由于介有第一接触部33a的区域和未介有第一接触部33a的区域一起存在，因此上述密封垫G1在卷边部21上沿着圆周方向而在各个区域中其厚度发生改变。由于介有第一接触部33a的区域和未介有第一接触部33a的区域一起存在，因此上述密封垫G1在卷边部21上沿着圆周方向而其厚度交替地反复增加和减少。因介有第一接触部33a的区域和未介有第一接触部33a的区域一起存在，因此上述密封垫G1在卷边部21上沿着圆周方向而在各个区域中其压缩率发生改变。这是因为在介有第一接触部33a的区域和未介有第一接触部33a的区域各自中密封垫G1的压缩程度存在差异，由此其厚度存在差异。另一方面，与此不同地，通过改变密封垫G1的各个位置的厚度，从而上述密封垫G1在与第一接触部33a接触的区域中的压缩率和不与第一接触部33a接触的区域中的压缩率可以实质上相同。作为一例，可加大不与第一接触部33a接触的密封垫G1的厚度。在该情况下，能够防止在未介有第一接触部33a的区域中密封垫G1的压缩率与周边区域相比相对降低的现象，由此能够防止在该区域中密封性下降的情况。
另一方面，上述外壳盖40具备通风口部41，该通风口部41用于防止由在电池外壳20的内部发生的气体导致的内压的增加。上述通风口部41形成于外壳盖40的一部分，相当于比周边区域在结构上脆弱的区域，以施加内部压力时能够容易进行破断。上述通风口部41例如为具备比周边区域薄的厚度的区域。
上述端子50在电池外壳20的开放部的相反侧贯通电池外壳20而与电极组装体10的第二无涂层部12电连接。上述端子50贯通电池外壳20的下表面的大致中心部。上述端子50例如与结合到第二无涂层部12的集电体(第二集电体)60结合或与结合到第二无涂层部12的引线接头(未图示)，从而与电极组装体10电连接。因此，上述端子50具备与电极组装体10的第二电极相同的极性，用作第二电极端子T2。在上述第二无涂层部12为阳极极耳的情况下，端子50被用作阳极端子。
在考虑这样的端子50的极性及功能时，端子50需要与具备与此相反的极性的电池外壳20保持绝缘状态。为此，在端子50与电池外壳20之间应用绝缘垫G2。与此不同地，也可以在端子50的表面中的一部分涂布绝缘性物质，从而实现绝缘。
同理，第二无涂层部12及/或集电体(第二集电体)60与电池外壳20保持绝缘状态。为此，绝缘体70介于上述第二无涂层部12与电池外壳20之间及/或集电体(第二集电体)60与电池外壳20之间。在应用上述绝缘体70的情况下，端子50贯通绝缘体70，以实现与第二无涂层部12之间的电连接。
另一方面，在本实用新型中，位于设于电池外壳20的上端的开放部的相反侧的关闭部的外表面20a被用作第一电极端子T1。在上述第一无涂层部11为阴极极耳的情况下，第一电极端子T1为阴极端子。本实用新型的圆筒形电池1将这样的位于与电池外壳20的开放部的相反侧的下表面上露出的端子50用作第二电极端子T2，在电池外壳20的下表面中将端子50所占的区域(绝缘垫G2在关闭部的外表面20a上向端子50的外侧露出的情况下，还包括露出绝缘垫G2的区域)去除的剩余区域用作第一电极端子T1。因此，本实用新型的圆筒形电池1将多个圆筒形电池1电连接时在一个方向上将阳极/阴极均连接，能够将电连接结构简单化。另外，本实用新型的圆筒形电池1具备将位于电池外壳20的开放部的相反侧的下表面的大部分用作电极端子的结构，因此可确保用于将进行电连接的部件焊接的充分的面积。
参照图1及图14，在本实用新型的圆筒形电池1中，上述集电体(第一集电体)30结合到第一无涂层部11及电池外壳20的内面。上述集电体30包括与电池外壳20的内面相接的第一部分及与上述第一无涂层部11结合的第二部分。在该情况下，将上述第一部分的中央区域(在第一部分中，沿着电极组装体10的圆周方向的大致中心部)投影到存在第二部分的平面时，第一部分的中央区域和第二部分沿着电极组装体10的圆周方向隔开而配置。
密封垫G1介于上述电池外壳20的开放部与集电体30之间，在该情况下上述第一部分介于电池外壳20的内面与密封垫G1之间。优选为，上述第一部分介于电池外壳20的卷边部21与密封垫G1之间。
另一方面，上述第一部分和第二部分位于在电极组装体10的卷取轴方向上的彼此不同的平面上。即，上述第一部分和第二部分沿着与圆筒形电池1的高度方向(与Z轴平行的方向)上彼此隔开而配置。
参照图1及图25，上述集电体(第二集电体)60结合到电极组装体10的下部。上述集电体60由具备导电性的金属材料构成，与第二无涂层部12电气性地结合。上述集电体60结合到第二无涂层部12的端部在与集电体60平行的方向上折弯而形成的结合面(折弯面)102(参照图15)上。上述第二无涂层部12的折弯方向为半径方向，例如为朝向电极组装体10的芯部的方向。上述第二无涂层部12具备这样的折弯的形态的情况下，第二无涂层部12在上下方向上所占的空间缩小，能够提高能量密度。另外，这样集电体60结合到第二无涂层部12折弯而形成的结合面102上的情况下，因结合面积的增加，能够提高结合力并减少接触电阻。关于此，在上述说明的第一无涂层部11的情况下也相同。
上述集电体(第二集电体)60包括极耳结合部(第二极耳结合部)62及端子结合部63。上述集电体60还包括边缘部61。上述边缘部61配置在电极组装体10的下部，并具备在其内部形成有空的空间S的大致框(rim)形态。在本实用新型的附图中仅图示了上述边缘部61示出大致圆形的框形态的情况，但本实用新型不限于此。上述边缘部61可以与图示的情况不同地，大致具备四边的框形态、六边的框形态、八边的框形态或其以外的其他框形态。
上述极耳结合部62可从边缘部61向内侧延伸，且与第二无涂层部12结合。如上所述，上述集电体60和第二无涂层部12的结合优选构成为如下：与分段片的重叠层数成为大致最大值而大致保持一定的层叠数均匀区间至少重叠大致50％以上。即，上述集电体60的极耳结合部62以与层叠数均匀区间重叠至少大致50％以上的方式与第二无涂层部12结合。
上述端子结合部63与极耳结合部62隔开而配置。上述端子结合部63位于边缘部61的内侧。上述端子结合部63通过焊接而与后述的端子50结合。上述端子结合部63为了确保用于与形成于端子50的底面的平坦部结合的焊接面积，与形成于端子50的底面的平坦部的直径实质上相同或具备更大的直径。上述端子结合部63例如位于通过边缘部61而包围的内侧空间的大致中心部。
上述端子结合部63配置在与形成于电极组装体10的芯部部的卷取孔H1对应的位置。上述端子结合部63覆盖电极组装体10的卷取孔H1而构成，以电极组装体10的卷取孔H1不露出到外侧。这样，在上述电极组装体10的卷取孔H1被遮挡的情况下，能够防止因在孔内通过的电解液的流速而导致位于孔内侧的分离膜被损坏由此电极被露出的现象。为此，如上所述，上述端子结合部63具备比卷取孔H1更大的直径或宽度。但是，本实用新型并非排除端子结合部63的直径小于形成于上述端子50的底面的平坦部的直径的情况。
上述极耳结合部62及端子结合部63并非直接连接，而是以彼此隔开的方式配置，通过边缘部61而电连接。这样，本实用新型的集电体60具备极耳结合部62和端子结合部63彼此不直接连接而通过边缘部61而间接地连接的结构，从而对圆筒形电池1施加冲击及/或振动的情况下，能够将施加到极耳结合部62与第二无涂层部12之间的结合部位和端子结合部63与端子50之间的结合部位的冲击分散。因此，本实用新型的集电体60能够将通过外部冲击而引起的焊接部位的破损最小化或防止。更具体地，本实用新型的集电体60具备如下结构：通过端子50而向电池1的内侧传递外部冲击时，应力集中到边缘部61和端子结合部63的连接部位。但是，这样的连接部位并非形成有用于进行部件之间的结合的焊接部的部位。因此，在本实用新型中能够有效地防止由外部冲击引起焊接部的破损而导致产品不良的情况。
上述集电体(第二集电体)60的外径比集电体(第一集电体)30的外径更长。上述第二集电体60的外径是指，从第二集电体60的中心部到第二极耳结合部62的端部的距离(在第二集电体60具备边缘部61的情况下，到边缘部61的距离)的2倍的长度。上述第一集电体30的外径是指，从第一集电体30的中心部到第一极耳结合部32的最外侧部的距离的2倍的长度。在上述第二集电体60的情况下，可具备接近电池外壳20的内径的外径。上述第二集电体60相对电池外壳20的内径而具备大致33％至98.5％范围的外径。上述第二集电体60的外径的最小值为用于防止电阻的过度的增加的数值。上述第二集电体60的外径的最大值考虑到如下的公差：例如在制造集电体60时可发生的第二集电体60的外径的公差、将电极组装体10和第二集电体60结合时所发生的组装公差、在制造电池外壳20时所发生的电池外壳20的内径的公差、将电极组装体10和第二集电体60的结合体插入到电池外壳20内时所发生的位置上的公差等。在本实用新型中，应用绝缘体70，绝缘体70具备覆盖电极组装体10的外周面的上端部的结构的情况下，还需要考虑用于插入绝缘体70的空间，因此相对电池外壳20的内径，第二集电体60的外径的比率小于上述最大值。关于上述第二集电体60的外径，考虑到这样的公差而比电池外壳20的内径部稍小的水平下限制其尺寸，而在第一集电体30的情况下，为了避免在进行精压(sizing)工序时所发生的干涉，可进一步限制其直径。这样，为了避免干涉，上述第一集电体30的外径与形成有电池外壳20的卷边部21的区域中的内径大致相同或更短。
另一方面，将第一集电体30及/或第二集电体60的外径设为T，将上述电极组装体10的外径设为JR，将上述第一无涂层部11的分段片及/或第二无涂层部12的最外缘分段片的高度设为F时，满足下面的关系式。在此，上述第一集电体30的外径是指，从第一集电体30的中心部到第一极耳结合部32的端部的距离的2倍，第二集电体60的外径是指，从第二集电体60的中心部到第二极耳结合部62的端部(或边缘部61的最外侧部)的距离的2倍。
JR–2*F≤T<JR
优选为，上述第一集电体30及/或第二集电体60的外径T大于或等于从上述电极组装体10的外径JR减去2次第一无涂层部11的分段片11a及/或第二无涂层部12的最外廓分段片的高度F而得的长度。在满足这样的关系式的情况下，第一极耳结合部32及/或第二极耳结合部62覆盖最外廓分段片11a的端部。即，第一集电体30及/或第二集电体60具备覆盖在第一电极的最后一圈卷绕中折弯的分段片的端部的外径。在该情况下，在形成结合有第一极耳结合部32及/或第二极耳结合部62(或边缘部61)的折弯面102的全部分段片11a通过集电体30而被均匀按压的状态下可进行焊接，在焊接之后能够良好地保持分段片11a的紧密的层叠状态。紧密的层叠状态是指，如图8所图示这样，在分段片之间实质上没有间隙的状态。紧密的层叠状态有助于将圆筒形电池1的电阻降低到适合快速充电的水平(例如4mΩ)以下。
在另一个侧面中，上述第一集电体30及/或第二集电体60的外径T小于上述电极组装体10的外径JR。如果上述第一集电体30及/或第二集电体60的外径T大于电极组装体10的外径JR，则电池外壳20内部的死角(Dead space)增加，对圆筒形电池1的能量密度产生不良影响。因此，上述第一集电体30及/或第二集电体60的外径T优选小于上述电极组装体10的外径JR。
另一方面，将上述第二集电体60的第二极耳结合部62与第二无涂层部12之间结合的焊接部沿着电极组装体10的半径方向而延伸的长度L2比将第一集电体30的第一极耳结合部32与第一无涂层部11之间结合的焊接部沿着电极组装体10的半径方向而延伸的长度L1更长。例如上述第二集电体60为铝材质的阳极集电体，第一集电体30为铜材质的阴极集电体的情况下，如果这样长度L2比长度L1更长，则将加大相对地具备更低的导电性的阳极集电体的焊接部面积，由此阳极集电体和阴极集电体各自中的电流的流动形成均衡。在此，将集电体30、60和无涂层部11、12之间结合的焊接部的延伸长度是指，通过焊接而形成的焊道的延伸长度。
以上述电极组装体10的芯部为基准，到将上述第一集电体30的第一极耳结合部32与上述第一无涂层部11之间结合的焊接部的起始部位的距离与到将上述第二集电体60的第二极耳结合部62与上述第二无涂层部12结合的焊接部的起始部位的距离相比实质上相同。在此，实质上相同是指，两个距离彼此相同或例如具备大致5％以下的偏差。
上述集电体60还包括从边缘部61向内侧延伸而与端子结合部63连接的桥接部64。上述桥接部64具备从边缘部61的内侧面沿着朝向端子结合部63的方向而其宽度连续地及/或阶段性地变窄的锥形部64a。上述锥形部64a具备从端子结合部63和边缘部61的连接部位沿着朝向边缘部61的方向而其宽度连续及/或阶段性地变宽的形态。在具备上述锥形部64a的情况下，能够提高桥接部64和边缘部61的连接部位上的部件的刚性。在具备上述锥形部64a的情况下，在圆筒形电池1的制造工序中，例如移送装备及/或操作者把持锥形部64a，从而能够容易且安全地移送集电体60及/或集电体60和电极组装体10的结合体。即，在具备上述锥形部64a的情况下，通过把持极耳结合部62或端子结合部63这样的与其他部件进行焊接的部件，由此能够防止产品的不良。
上述极耳结合部42及/或桥接部44形成为多个。上述极耳结合部42及/或桥接部44的数量是考虑在圆筒形电池1中所需的电阻水平、集电体60中所需的开口率等而决定的。
参照图1及图26，上述桥接部64具备用于局部地减少桥接部64的截面积的电流切断部N。上述电流切断部N所形成的区域中的桥接部64的截面积的减少例如通过宽度及/或厚度的部分减少而实现。在具备上述电流切断部N的情况下，电流切断部N所形成的区域中的电阻增加，由此在产生过电流时在电流切断部N中产生破断可实现迅速的电流切断。上述电流切断部N沿着桥接部64的长度方向而形成为多个。在具备多个上述桥接部64的情况下，电流切断部设于多个桥接部64中的至少一个桥接部64。在本实用新型的图中，仅图示了上述电流切断部N具备凹痕的形态的情况，但本实用新型不限于此，例如也可以形成为槽形态及/或贯通孔形态。另一方面，虽然未图示，形成有上述电流切断部N的区域中能够应用包围桥接部64的形态的带。在应用上述带的情况下，能够防止在电流切断部N发生破断时产生的金属熔化物这样的异物溅到其他部件上而导致短路等。另外，电流切断部N产生的热不会被传递到外部，因此电流切断部N可能更快地被破断。
另一方面，上述电流切断部N为了防止在破断时产生的异物流入电极组装体10的内部，优选设于与上述的第二无涂层部12的层叠数均匀区间对应的区域。这是因为，在该区域中，第二无涂层部12的分段片的重叠层数保持最大，由此重叠的分段片被用作掩膜(mask)。上述电流切断部N例如形成于从电极组装体10的芯部沿着半径方向而以电极组装体10的半径为基准大致隔开40％至90％的部位。优选为，上述电流切断部N在电极组装体10的芯部与最外缘部之间位于大致中心部。
参照图27至图30，对上述电极组装体10的结构进行更具体的说明。下面的说明中以上述说明的第一电极及第二电极中的第一电极为例进行说明，但这样的第一电极的结构也同样应用于第二电极。
参照图27至图30，上述第一电极110包括由导电性材质的箔材构成的片状的第一电极集电体111、形成于第一电极集电体111的至少一面的第一活性物质层112和在第一电极集电体111的长边端部未涂布活性物质而形成的第一无涂层部11。
优选为，上述第一无涂层部11包括进行凹痕(notching)加工的多个分段片11a。多个分段片11a构成多个组，属于各个组的分段片11a的高度(Z方向上的长度)及/或宽度(X方向上的长度)及/或隔开间距实质上相同。属于各个组的分段片11a的数量可比图示的数量增加或减少。上述分段片11a具备将至少一个直线及/或至少一个曲线组合的几何学图形的形状。优选为，分段片11a为梯形，可变形为四边形、平行四边形、半圆形或半椭圆形等。
优选为，上述分段片11a的高度沿着与电极组装体10的卷取方向平行的一个方向而例如从芯侧朝向外周侧阶段性地增加。另外，与电极组装体10的芯侧相邻的芯侧无涂层部11-1部可不包括分段片11a，芯侧无涂层部11-1的高度比其他区域的无涂层部低。另外，与电极组装体10的外周侧相邻的外周侧无涂层部11-2不包括分段片11a，外周侧无涂层部11-2的高度低于其他无涂层部区域。
选择性地，上述第一电极110包括覆盖活性物质层112与第一无涂层部11之间的边界的绝缘涂层E。上述绝缘涂层E包括具备绝缘性的高分子树脂，还选择性地包括无机物填充物。上述绝缘涂层E防止活性物质层112的端部通过分离膜而与相对的相反极性的活性物质层接触，且结构上支承分段片11a的折弯。为此，上述第一电极110被卷取而形成电极组装体10时，绝缘涂层E的至少一部分优选从分离膜露出到外部。
参照图27及图28，上述电极组装体10通过在图2中说明的卷取工艺来制得。为了便于说明，对向分离膜外延伸的无涂层部11、12的突出结构进行详细图示，省略了对第一电极、第二电极及分离膜的卷取结构的图示。向上部突出的第一无涂层部11从第一电极延伸，向下部突出的第二无涂层部12从第二电极延伸。
对于上述无涂层部11、12的高度发生变化的图案进行了概略性的图示。即，无涂层部11、12的高度根据切割截面的位置而不规则地发生变化。作为一例，当切割梯形的分段片11a的侧方部分时，截面上的无涂层部高度低于分段片11a的高度。因此，表示电极组装体10的截面的图中图示的无涂层部11、12的高度对应于包括在各个卷绕圈中的无涂层部的高度的平均高度。
参照图27至图30，无涂层部11、12沿着电极组装体10的半径方向而例如从外周侧向芯侧折弯。在图28中用虚线框来示出了在无涂层部11、12中发生折弯的部位。当无涂层部11、12被折弯时，在半径方向上相邻的分段片重叠成多层而在电极组装体10的上部和下部形成折弯面102。此时，芯侧无涂层部(图27的11-1)因高度低而不被折弯，在最内侧折弯的分段片11a的高度h与将通过没有分段片结构的芯侧无涂层部11-1而形成的卷取区域的半径方向上的长度r和卷取孔直径的10％相加而得的长度大致相同或更短。因此，形成于电极组装体10的芯部C的孔不被关闭。上述孔不被关闭，在电解液注入工序中不存在困难，能够提高电解液注入效率。另外，通过上述孔而插入焊接工具来容易执行端子50和第二集电体60的焊接(参照图13)。
另一方面，参照图31，多个圆筒形电池1利用总线150而在圆筒形电池1的上部串联及并联地连接。圆筒形电池1的数量根据电池组的容量而增减。
在各个圆筒形电池1中，例如端子50具备阳极性，电池外壳20的关闭部的外表面20a具备阴极性。当然，也可以是与此相反的情况。上述圆筒形电池1的端子50和位于电池外壳20的开口部的相反侧的关闭部的外表面20a均朝向上部而配置(与图1所图示的情况相反地上下翻转的形状)。
优选为，多个圆筒形电池1配置为多个列和行。列为以地面为基准的上下方向，行为以地面为基准的左右方向。另外，为了将空间效率性最大化，将圆筒形电池1配置为最紧密包装结构(closest packing structure)。最紧密包装结构在将向电池外壳20的外部露出的端子50的端子露出部的中心彼此连接时构成正三角形时形成。优选为，总线150配置在多个圆筒形电池1的上部，更优选为相邻的列之间。作为对策，总线150配置在相邻的行之间。
优选为，总线150将配置在同一个列的电池1彼此并联地连接，配置在相邻的2个列的圆筒形电池1彼此串联连接。
优选为，总线150为了进行串联及并联连接而包括主体部151、多个第一总线端子152及多个第二总线端子153。
上述主体部151在相邻的圆筒形电池1的端子50之间延伸，优选为在圆筒形电池1的列之间延伸。作为对策，上述主体部151沿着圆筒形电池1的列而延伸，如之字形形状这样有规则地折弯。
多个第一总线端子152从主体部151的一侧朝向各个圆筒形电池1的端子50而突出延伸，与端子50电气性地结合。第一总线端子152与端子50之间的电气性结合通过激光焊接、超声波焊接等而构成。另外，多个第二总线端子153从主体部151的另一侧电气性地结合到各个圆筒形电池1的外表面20a。上述第二总线端子153与外表面20a之间的电气性结合通过激光焊接、超声波焊接等而进行。
优选为，上述主体部151、多个第一总线端子152及多个第二总线端子153由一个导电性金属板构成。金属板例如为铝板或铜板，但本实用新型不限于此。在变形例中，可将上述主体部151、多个第一总线端子152及第二总线端子153制造成多个块单位之后通过焊接等而彼此结合。
本实用新型的圆筒形电池1中，具备阳极性的端子50和具备阴极性的电池外壳20的关闭部的外表面20a位于相同的方向，因此利用总线150而容易实现圆筒形电池1的电连接。
另外，圆筒形电池1的端子50和电池外壳20的关闭部的外表面20a的面积宽，因此能够充分地确保总线150的结合面积，由此能够充分地降低包括圆筒形电池1的电池组的电阻。
优选为，圆筒形电池是例如形状因素之比(通过将圆筒形电池的直径除以高度而得的值，即通过直径Φ与高度H之比来定义)为大致大于0.4的圆筒形电池。
在此，形状因素是指，表示圆筒形电池的直径及高度的值。本实用新型的一个实施例的圆筒形电池例如为46110电池、4875电池、48110电池、4880电池、4680电池。在表示形状因素的数值中，前面的2个数字表示电池的直径，其次的2个数字表示电池的高度。
本实用新型的一个实施例的圆筒形电池为大致圆柱形态的电池，是其直径为大致46mm，其高度为大致110mm，形状因素之比为大致0.418的圆筒形电池。
另一个实施例的圆筒形电池为大致圆柱形态的电池，是其直径为大致48mm，其高度为大致75mm，形状因素之比为大致0.640的圆筒形电池。
又一个实施例的圆筒形电池为大致圆柱形态的电池，是其直径为大致48mm，其高度为大致110mm，形状因素之比为大致0.436的圆筒形电池。
又一个实施例的圆筒形电池为大致圆柱形态的电池，是其直径为大致48mm，其高度为大致80mm，形状因素之比为大致0.600的圆筒形电池。
又一个实施例的圆筒形电池为大致圆柱形态的电池，是其直径为大致46mm，其高度为大致80mm，形状因素之比为大致0.575的圆筒形电池。
以往，利用了形状因素之比为大致0.4以下的电池。即，以往，例如利用了1865电池、2170电池等。在1865电池的情况下，其直径为大致18mm，其高度为大致65mm，形状因素之比为大致0.277。在2170电池的情况下，其直径为大致21mm，其高度为大致70mm，形状因素之比为大致0.300。
参照图32，本实用新型的一个实施例的电池组3包括上述这样的本实用新型的一个实施例的多个圆筒形电池1电连接的电池集合体及收纳该电池集合体的包装外壳2。在本实用新型的图中，为了便于图示，将用于电连接的总线、冷却单元、电力端子等部件省略了图示。关于用于制造上述电池组3的多个电池1的电连接结构，在上述图31中进行了例示性的说明。
参照图33，本实用新型的一个实施例的汽车5例如为电动汽车、混合动力汽车或插电式混合动力汽车，包括本实用新型的一个实施例的电池组3。上述汽车5包括4轮汽车及2轮汽车。上述汽车5从本实用新型的一个实施例的电池组3接收电力而进行动作。
根据本实用新型，在将电极组装体和电池外壳之间电连接时可大大降低电阻。在另一个侧面中，根据本实用新型，可提高集电体和电池外壳之间的结合部位的结合力。在又一个侧面中，根据本实用新型，能够提高圆筒形电池的能量密度。在又一个侧面中，根据本实用新型，在制造圆筒形电池时，提高用于进行电池外壳和集电体的电连接的焊接工序的便利性，由此能够提高生产性。在又一个侧面中，根据本实用新型，在电池的使用过程中即便施加到振动及冲击，也能够大大地降低在集电体和电极组装体之间的焊接部位及/或集电体和电池外壳之间的焊接部位发生破损的可能性。另外，根据本实用新型，在制造圆筒形电池时，能够提高用于进行电池外壳和集电体的电连接的焊接工序的便利性，由此能够提高生产性。
以上，虽然通过限定的实施例和附图而对本实用新型进行了说明，但本实用新型不限于此，在本实用新型的技术思想和下面记载的均等范围内，本领域技术人员可进行各种修改及变形。

Claims (123)

1.一种电池，其特征在于，其包括：
电极组装体，其是将第一电极、第二电极和介于它们之间的分离膜以卷取轴为中心卷取而对芯部和外周面进行定义的电极组装体，上述第一电极沿着卷取方向而在长边端部包括未涂布活性物质层且露出到上述分离膜的外部的第一无涂层部；
电池外壳，其在一侧具备开放部，通过上述开放部而收纳上述电极组装体；
第一集电体，其包括：支承部，其配置在上述电极组装体的上部；第一极耳结合部，其从上述支承部延伸而结合到上述第一无涂层部；及第一外壳结合部，其从上述支承部延伸而电气性地结合到上述电池外壳的内面上；及
外壳盖，其将上述开放部密封。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
上述第一极耳结合部和上述第一外壳结合部不直接连接，而是通过上述支承部而间接地连接。
3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
上述电池外壳具备卷边部，该卷边部形成在与上述开放部相邻的端部，并朝向内侧而压入。
4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
上述第一极耳结合部具备至少一个注液孔。
5.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，
上述第一外壳结合部包括：
第一接触部，其结合到上述电池外壳的卷边部上；及
第一连接部，其将上述支承部和上述第一接触部之间连接。
6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述第一连接部具备以将上述第一连接部的长度方向上的两个端部之间连接的假想的直线为基准向上方凸出的结构。
7.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述第一连接部具备比上述卷边部向上方隆起的结构。
8.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述卷边部包括：
上侧卷边部，其以通过压入而内入的最内侧部位为中心位于上方；及
下侧卷边部，其以通过压入而内入的最内侧部位为中心位于下方。
9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，
上述上侧卷边部及上述下侧卷边部以与上述电池外壳的底面平行地通过上述卷边部的最内侧部位的假想的基准平面为基准非对称。
10.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，
上述第一集电体的至少一个第一极耳结合部比上述下侧卷边部更靠近下侧而配置。
11.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，
上述上侧卷边部及上述下侧卷边部中的至少任一个卷边部与上述电池外壳的下表面构成规定的角度而倾斜。
12.根据权利要求11所述的电池，其特征在于，
上述第一接触部安置在上述卷边部的倾斜的上表面上。
13.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，
上述上侧卷边部及上述下侧卷边部中的至少任一个卷边部在至少一部分区域中与上述电池外壳的下表面平行。
14.根据权利要求13所述的电池，其特征在于，
上述第一接触部安置在上述卷边部的平坦的上表面上。
15.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，
上述第一接触部焊接结合到上述卷边部的上表面。
16.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，
上述第一接触部焊接结合到形成在上述上侧卷边部上的平坦的区域内。
17.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述第一接触部具备至少一部分沿着上述电池外壳的卷边部而在圆周方向上延伸的弧形。
18.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述第一接触部具备从上述第一连接部和上述第一接触部的交叉部位沿着圆周方向而在上述卷边部上彼此向相反方向延伸的弧形。
19.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，
在将上述卷边部的压入深度设为PD，
将上述卷边部的曲率半径的最小值设为R1，min，
将焊道宽度的最小值设为Wbead，min，
将上述卷边部和上述电池外壳的内侧面之间的边界区域中的曲率半径的最小值设为R2，min时，满足下式，
PD≥R1，min+R2，min+Wbead，min。
20.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，
上述卷边部的压入深度为0.2～10mm。
21.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
在将上述卷边部的压入深度设为PD，将上述压入深度的最大值设为PDmax，
将从上述第一接触部的端部到经过上述卷边部的最内侧部位的垂直线为止的最短距离即重叠长度设为OV，
将上述卷边部的曲率半径的最小值设为R1，min，
将焊道宽度的最小值设为Wbead，min，
将上述卷边部和上述电池外壳的内侧面之间的边界区域中的曲率半径的最小值设为R2，min时，满足下式，
(R1，min+Wbead，min)/PDmax≤OV/PD≤(PDmax-R2，min)/PDmax。
22.根据权利要求15所述的电池，其特征在于，
上述第一接触部和上述卷边部之间的焊接区域比上述卷边部的平坦的上表面窄。
23.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
在将上述卷边部的压入深度设为PD，将上述压入深度的最大值设为PDmax，
将从上述卷边部的最内侧部位到在半径方向上位于最外廓的焊道的中央部位为止的距离设为W，
将从上述第一接触部的端部到经过上述卷边部的最内侧部位的垂直线为止的最短距离即重叠长度设为OV，将OV的最小值设为OVmin，将OV的最大值设为OVmax，
将焊道宽度的最小值设为Wbead，min时，满足下式，
(OVmin-0.5*Wbead，min)/PDmax≤W/PD≤(OVmax–0.5*Wbead，min)/PDmax。
24.根据权利要求23所述的电池，其特征在于，
在将从上述卷边部的最内侧部位到在半径方向上位于最外廓的焊道的中央部位为止的距离的最小值设为W1，
将从重叠长度为OV时的上述卷边部的最内侧部位到在半径方向上位于最外廓的焊道的中央部位为止的距离设为W时，满足下式，
W1＝R1+0.5*Wbead，min
W＝OV-0.5*Wbead，min。
25.根据权利要求23所述的电池，其特征在于，
上述卷边部在至少一部分区域中具备与上述电池外壳的下表面平行的平坦区间，
在重叠长度为OV，
上述卷边部的曲率半径为R1时，
与上述第一集电体接触的上述卷边部的上述平坦区间的长度为OV–R1。
26.根据权利要求25所述的电池，其特征在于，
形成于上述卷边部与上述第一接触部之间的焊接图案的半径方向上的宽长为Wbead，min以上且OV–R1以下。
27.根据权利要求26所述的电池，其特征在于，
上述焊接图案的半径方向上的宽长与上述平坦区间的长度的比率满足10～40％的范围。
28.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述第一连接部具备至少一个第一弯曲部，该第一弯曲部至少转换1次延伸方向。
29.根据权利要求28所述的电池，其特征在于，
上述第一弯曲部比经过将上述第一接触部的一个端部和上述第一极耳结合部的一个端部连接的假想的直线的中心且与上述电池外壳的底面平行的假想的平面更靠近上方而配置。
30.根据权利要求28所述的电池，其特征在于，
上述至少一个第一弯曲部折弯成钝角，以在沿着上述电池外壳的长度方向上的轴而观察时彼此不重叠。
31.根据权利要求28所述的电池，其特征在于，
上述第一接触部和上述第一连接部的边界部位折弯成钝角。
32.根据权利要求30所述的电池，其特征在于，
上述第一连接部具备随着靠近上述卷边部而其倾斜阶段性地或逐渐地减少的形态。
33.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述第一极耳结合部与上述第一连接部之间的角度为0～90度之间。
34.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述第一连接部支承上述外壳盖。
35.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述第一极耳结合部和上述第一接触部位于实质上相同的高度。
36.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述第一接触部具备与朝向上述开放部侧的上述卷边部的上表面结合的平坦面。
37.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
上述第一集电体具备形成于其中心部的集电体孔。
38.根据权利要求37所述的电池，其特征在于，
上述集电体孔位于与形成于上述电极组装体的中心部的卷取孔对应的位置。
39.根据权利要求38所述的电池，其特征在于，
上述集电体孔的直径大于或等于设于上述电极组装体的芯部的卷取孔的直径。
40.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
上述第一集电体还包括第二外壳结合部，该第二外壳结合部从多个上述第一极耳结合部之一的端部延伸而结合到上述电池外壳的内侧面上。
41.根据权利要求40所述的电池，其特征在于，
上述第二外壳结合部包括：
第二接触部，其结合到上述电池外壳的内侧面上；及
第二连接部，其将多个上述第一极耳结合部之一的端部和上述第二接触部之间连接。
42.根据权利要求41所述的电池，其特征在于，
上述第二接触部具备至少一部分沿着上述电池外壳的内周面而延伸的形态。
43.根据权利要求41所述的电池，其特征在于，
上述第二连接部具备至少一个第二弯曲部，该第二弯曲部至少转换1次延伸方向。
44.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，
从上述第一集电体的中心部到上述第一极耳结合部的端部的距离与从上述电极组装体的卷取孔的中心部到上述卷边部的最内侧部的距离相比实质上相同或更短。
45.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，
在上述卷边部的上表面具备平坦部。
46.根据权利要求16所述的电池，其特征在于，
形成于上述卷边部与上述第一接触部之间的焊道为至少一个以上，
至少一个上述焊道形成沿着圆周方向而延伸的直线形状的焊接图案。
47.根据权利要求16所述的电池，其特征在于，
形成于上述卷边部与上述第一接触部之间的焊道为至少一个以上，
至少一个上述焊道形成沿着圆周方向而延伸的弧形的焊接图案。
48.根据权利要求16所述的电池，其特征在于，
形成于上述卷边部与上述第一接触部之间的焊道形成焊接图案，
上述焊接图案具备将点焊连接而成的线形态。
49.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
形成于上述卷边部与上述第一接触部之间的焊道在同一个第一接触部内形成有多个。
50.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
上述第二电极沿着卷取方向而在长边端部还包括未涂布活性物质层且露出到上述分离膜的外部的第二无涂层部，上述第二无涂层部的至少一部分本身被用作电极极耳，
上述电池还包括：端子，其从上述开放部的相反侧贯通上述电池外壳而与上述第二无涂层部电连接。
51.根据权利要求50所述的电池，其特征在于，其还包括：
该电池还包括第二集电体，该第二集电体位于上述电极组装体与上述端子之间，
上述第二集电体包括：
第二极耳结合部，其结合到上述第二无涂层部；及
端子结合部，其结合到上述端子。
52.根据权利要求51所述的电池，其特征在于，
上述端子结合部覆盖上述电极组装体的卷取孔。
53.根据权利要求51所述的电池，其特征在于，
上述第二集电体的外径大于上述第一集电体的外径。
54.根据权利要求51所述的电池，其特征在于，
上述第二极耳结合部结合到通过上述第二无涂层部的折弯而形成的结合面上。
55.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述电池外壳具备压接部，该压接部形成于上述卷边部的上部，并以包围上述外壳盖的外围边缘的方式延伸及弯曲。
56.根据权利要求55所述的电池，其特征在于，
上述第一外壳结合部通过上述压接部而被压接固定。
57.根据权利要求55所述的电池，其特征在于，
上述电池还包括密封垫，该密封垫配置在上述压接部内，且介于上述电池外壳与上述外壳盖之间。
58.根据权利要求57所述的电池，其特征在于，
上述第一接触部介于上述卷边部与上述密封垫之间。
59.根据权利要求58所述的电池，其特征在于，
上述第一接触部通过上述压接部的折弯而被固定。
60.根据权利要求57所述的电池，其特征在于，
上述密封垫在与上述第一接触部接触的区域中的厚度比在不与上述第一接触部接触的区域中的厚度更厚。
61.根据权利要求57所述的电池，其特征在于，
上述密封垫在与上述第一接触部接触的区域中的压缩率比在不与上述第一接触部接触的区域中的压缩率更大。
62.根据权利要求57所述的电池，其特征在于，
上述密封垫在与上述第一接触部接触的区域中的压缩率和在不与上述第一接触部接触的区域中的压缩率实质上相同。
63.根据权利要求57所述的电池，其特征在于，
在上述卷边部上沿着圆周方向而在各个区域中上述密封垫的厚度发生改变。
64.根据权利要求57所述的电池，其特征在于，
上述密封垫在上述卷边部上沿着圆周方向而其厚度交替地反复增加和减少。
65.根据权利要求57所述的电池，其特征在于，
在上述卷边部上沿着圆周方向而在各个区域中上述密封垫的压缩率发生改变。
66.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，
上述第一外壳结合部在上述卷边部上被弹性偏置。
67.根据权利要求31所述的电池，其特征在于，
上述第一接触部和上述第一连接部的连接部位与上述卷边部的内侧面相匹配。
68.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
上述第一无涂层部的至少一部分包括沿着上述电极组装体的卷取方向而分割的多个分段片，
上述多个分段片沿着上述电极组装体的半径方向而弯曲来形成折弯面。
69.根据权利要求68所述的电池，其特征在于，
弯曲的上述多个分段片重叠多层而形成折弯面，
上述折弯面包括随着从上述电极组装体的外周侧靠近芯侧而分段片的重叠层数递增到最大值为止的层叠数增加区间和从重叠层数成为最大值的半径部位到存在最内侧分段片的半径部位为止的层叠数均匀区间。
70.根据权利要求69所述的电池，其特征在于，
上述第一极耳结合部以与上述层叠数均匀区间重叠的方式结合到上述折弯面。
71.根据权利要求70所述的电池，其特征在于，
上述层叠数均匀区间的重叠层数为10以上。
72.根据权利要求71所述的电池，其特征在于，
上述第一极耳结合部焊接到上述折弯面，上述极耳结合部的焊接区域沿着上述电极组装体的半径方向而与上述层叠数均匀区间至少重叠50％以上。
73.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述第一无涂层部和上述第一极耳结合部沿着上述电极组装体的半径方向通过焊接而结合。
74.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
上述第一极耳结合部以与上述电池外壳的下表面平行的状态焊接结合到上述第一无涂层部。
75.根据权利要求73所述的电池，其特征在于，
形成于上述第一无涂层部与上述第一极耳结合部之间的焊道形成沿着上述电极组装体的半径方向而延伸的直线形状的焊接图案。
76.根据权利要求73所述的电池，其特征在于，
形成于上述第一无涂层部与上述第一极耳结合部之间的焊道形成焊接图案，
上述焊接图案具备将点焊连接而成的线形态。
77.根据权利要求73所述的电池，其特征在于，
形成于上述第一无涂层部与上述第一极耳结合部之间的焊道的宽度为0.1mm以上。
78.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
上述第一极耳结合部及上述第一外壳结合部分别形成为多个，
多个上述第一极耳结合部及第一外壳结合部以上述第一集电体的中心部为基准配置为放射状、十字形或将它们组合的形态。
79.根据权利要求78所述的电池，其特征在于，
多个上述第一外壳结合部分别配置在彼此相邻的第一极耳结合部之间。
80.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述第一外壳结合部形成为多个，
多个上述第一外壳结合部各自的第一接触部彼此连接而形成为一体。
81.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述第一连接部的最外侧部位与上述卷边部的最内侧部位隔开规定的间隔。
82.根据权利要求28所述的电池，其特征在于，
通过上述第一弯曲部，上述第一接触部与上述第一连接部之间的角度构成锐角。
83.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，
具备多个上述注液孔。
84.根据权利要求83所述的电池，其特征在于，
多个上述注液孔以上述第一极耳结合部的宽度方向上的中心部为基准左右对称而配置。
85.根据权利要求84所述的电池，其特征在于，
在以左右对称的方式配置的注液孔之间形成有用于进行上述第一极耳结合部和上述第一无涂层部的结合的焊道。
86.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，
上述第一极耳结合部形成为，比起上述第一极耳结合部和上述支承部的连接部位处的宽度，从上述连接部位朝向上述第一极耳结合部的长度方向上的端部而隔开规定的距离的位置处的宽度更大。
87.根据权利要求86所述的电池，其特征在于，
上述注液孔形成在从上述连接部位朝向上述第一极耳结合部的长度方向上的端部而隔开规定的距离的位置。
88.根据权利要求87所述的电池，其特征在于，
形成有上述注液孔的区域中的至少一部分包括在如下区域中：比起上述第一极耳结合部和上述支承部的连接部位处的宽度，从上述连接部位朝向上述第一极耳结合部的端部而隔开规定的距离的位置处的宽度加大而增加的区域。
89.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，
上述第一极耳结合部的长度方向上的端部具备与上述电池外壳的内周面对应的弧形。
90.根据权利要求75所述的电池，其特征在于，
形成于上述第一无涂层部与上述第一极耳结合部之间的焊接图案的延伸方向和形成于上述卷边部与上述第一接触部之间的焊接图案的延伸方向彼此垂直。
91.根据权利要求55所述的电池，其特征在于，
在半径方向上，上述卷边部的最内侧部位比上述压接部的末端部位更靠近内侧而配置。
92.根据权利要求57所述的电池，其特征在于，
上述密封垫包围上述外壳盖，
上述密封垫的部位中的覆盖上述外壳盖的下表面的部位的半径方向上的长度比上述密封垫的部位中的覆盖上述外壳盖的上表面的部位的半径方向上的长度短。
93.根据权利要求68所述的电池，其特征在于，
在将上述第一极耳结合部的半径方向上的总长度设为T，
将上述电极组装体的外径设为JR，
将配置在上述电极组装体的最外廓的分段片的高度设为F时，满足下式，
JR–2*F≤T<JR。
94.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
上述第一集电体的不与上述电极组装体的上表面接触的面积与以上述电极组装体的外径为直径的圆的面积的比率为30％以上且小于100％。
95.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
上述第一集电体的不与上述电极组装体接触的面积与以上述电极组装体的外径为直径的圆的面积的比率为60％以上且小于100％。
96.根据权利要求37所述的电池，其特征在于，
上述集电体孔的直径小于设于上述电极组装体的芯部的卷取孔的直径。
97.根据权利要求96所述的电池，其特征在于，
在将上述卷取孔的直径设为R3时，上述集电体孔的直径为0.5*R3以上且小于R3。
98.根据权利要求96所述的电池，其特征在于，
在将上述卷取孔的直径设为R3时，上述集电体孔的直径为0.7*R3以上且小于R3。
99.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
将上述电池的直径除以高度而得到的形状因素之比大于0.4。
100.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
在阳极与阴极之间测量的电阻为4mΩ以下。
101.一种电池，其特征在于，其包括：
电极组装体，其是将第一电极、第二电极和介于它们之间的分离膜以卷取轴为中心卷取而对芯部和外周面进行定义的电极组装体，上述第一电极沿着卷取方向而在长边端部包括未涂布活性物质层且露出到上述分离膜的外部的第一无涂层部；
电池外壳，其在一侧具备开放部且通过上述开放部而收纳上述电极组装体；及
集电体，其电气性地结合到上述第一无涂层部及上述电池外壳的内面，
上述集电体包括与上述电池外壳的内面相接的第一部分和与上述第一无涂层部结合的第二部分，
将上述第一部分的中央区域投影到上述第二部分所在的平面时，上述第一部分的中央区域和上述第二部分沿着上述电极组装体的圆周方向而隔开。
102.根据权利要求101所述的电池，其特征在于，
该电池还包括密封垫，该密封垫介于上述电池外壳的开放部与上述集电体之间，
上述第一部分介于上述电池外壳的内面与上述密封垫之间。
103.根据权利要求101所述的电池，其特征在于，
上述第一部分和上述第二部分在上述电极组装体的卷取轴方向上位于不同的平面上。
104.一种集电体，其将应用于电池的电极组装体和电池外壳之间电连接，
该集电体的特征在于，其包括：
支承部，其配置在上述电极组装体的上部；
多个极耳结合部，其从上述支承部延伸而结合到上述电极组装体的第一无涂层部；及
第一外壳结合部，其从上述支承部延伸而位于彼此相邻的上述极耳结合部之间并电气性地结合到上述电池外壳的卷边部上。
105.根据权利要求104所述的集电体，其特征在于，
上述极耳结合部和上述第一外壳结合部不直接连接，而是通过上述支承部而间接地连接。
106.根据权利要求104所述的集电体，其特征在于，
上述极耳结合部具备至少一个注液孔。
107.根据权利要求104所述的集电体，其特征在于，
上述第一外壳结合部包括：
第一接触部，其结合到上述电池外壳的内侧面上；及
第一连接部，其将上述支承部和上述第一接触部之间连接。
108.根据权利要求107所述的集电体，其特征在于，
上述第一连接部具备至少一个第一弯曲部，该第一弯曲部至少转换1次延伸方向。
109.根据权利要求104所述的集电体，其特征在于，
上述集电体具备形成于其中心部的集电体孔。
110.根据权利要求104所述的集电体，其特征在于，
上述集电体还包括：第二外壳结合部，其从上述多个极耳结合部之一的端部延伸而结合到上述电池外壳的内侧面上。
111.根据权利要求110所述的集电体，其特征在于，
上述第二外壳结合部包括：
第二接触部，其结合到上述电池外壳的内侧面上；及
第二连接部，其将上述多个极耳结合部之一的端部和上述第二接触部之间连接。
112.根据权利要求107所述的集电体，其特征在于，
具备多个上述第一外壳结合部，
多个上述第一外壳结合部各自的第一接触部彼此连接而形成为一体。
113.根据权利要求108所述的集电体，其特征在于，
通过上述第一弯曲部，上述第一接触部与上述第一连接部之间的角度构成锐角。
114.根据权利要求106所述的集电体，其特征在于，
具备多个上述注液孔。
115.根据权利要求114所述的集电体，其特征在于，
多个上述注液孔以上述极耳结合部的宽度方向上的中心部为基准左右对称地配置。
116.根据权利要求106所述的集电体，其特征在于，
比起上述极耳结合部和上述支承部的连接部位处的宽度，上述极耳结合部在从上述连接部位朝向上述极耳结合部的长度方向上的端部而隔开规定的距离的位置处的宽度更大。
117.根据权利要求116所述的集电体，其特征在于，
上述注液孔配置在从上述连接部位朝向上述极耳结合部的长度方向上的端部而隔开规定的距离的位置。
118.根据权利要求117所述的集电体，其特征在于，
形成有上述注液孔的区域中的至少一部分包括在如下区域中：比起上述极耳结合部和上述支承部的连接部位处的宽度，从上述连接部位朝向上述极耳结合部的端部而隔开规定的距离的位置处的宽度加大而增加的区域。
119.根据权利要求104所述的集电体，其特征在于，
上述极耳结合部的长度方向上的端部具备与上述电池外壳的内周面对应的弧形。
120.一种电池组，其特征在于，包括多个根据权利要求1至103中的任一项所述的电池。
121.根据权利要求120所述的电池组，其特征在于，
多个上述电池排列成预定数量的列，
各个电池的端子和电池外壳底部的外表面朝向上部而配置。
122.根据权利要求121所述的电池组，其特征在于，其包括：
多个总线，它们将多个电池串联及并联地连接，
各个总线配置在相邻的电池的上部，
各个总线包括：
主体部，其在相邻的端子之间延伸；
多个第一总线端子，它们向上述主体部的一侧延伸而电气性地结合到位于上述一侧的电池的电极端子；及
多个第二总线端子，它们向上述主体部的另一侧延伸而电气性地结合到位于上述另一侧的电池的电池外壳底部的外表面。
123.一种汽车，其特征在于，其包括根据权利要求120所述的电池组。
CN202220147074.8U 2021-01-19 2022-01-19 电池及应用于其的集电体、包括该电池的电池组及汽车 Active CN217239536U (zh)

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