電池的制作方法

專利名稱：電池的制作方法
技術范圍本發明是關于在集電結構上具有特征的電池的。
背景技術：
圖9示出了在非水電解質二次電池中現有的發電元件1，集電連接體2和外部連接端子3之間的連接結構。此非水電解質二次電池由2個長圓筒形的發電元件1并聯連接而成。
各個發電元件如圖3所示，由正極1a和負極1b把隔膜1c夾在中間互相重疊在一起，卷繞成長圓筒形而成。正極1a是在其電極基體的帶狀鋁箔1d的表面帶上正極活性物質；負極1b是在其電極基體的帶狀銅箔1e的表面帶上負極活性物質。在這正極1a和負極1b的帶狀的一方的側端部設置有不涂敷活性物質的未涂敷部，在這未涂敷部處，使鋁箔1d與銅箔1e露出。還有，這正極1a和負極1b在發電元件1卷繞時，沿著卷繞軸互相向相反方向錯開，使長圓筒形的一端的端面只露出正極1a的側端部的鋁箔1d，另一端的端面則只露出負極1b的側端部的銅箔1e。
上述的2個發電元件1，1的長圓筒形的較平坦的側面，互相直立彼此疊合后橫放并列在一起。然后，在這兩個發電元件1，1的雙方的端面，在波紋板的集電連接體2，2上連接有各個電極。電極是嵌合在從發電元件1的端面露出的正極1a的鋁箔或負積1b的銅箔的波紋板的凹部，通過進行超聲波焊接來連接固定的。
但是，利用這樣的結構時，有在發電元件上連接集電連接體的操作很困難的缺點。還有，在大容量電池的場合，為了使大電流能夠通過，有必要加厚集電連接體2的板的厚度，這樣在夾住較薄的鋁箔或銅箔進行超聲波焊接時，容易發生焊接不良的問題。
發明的公開本發明的目的在于，解決這些問題，而提供一種使加工操作變得容易，具有較高可靠性的集電部連接結構的電池。
本發明的電池的特征是，具有電池容器，具有把隔膜等的隔離體夾在中間使正、負電極重疊結構的發電元件，與上述發電元件的上述各個電極上分別電連接的集電連接體；上述集電連接體由板狀的主體部，和在此主體部的一端相對于主體部成90度角度設置的多個連接板部所構成；上述連接板部在上述發電元件的端部沿著電極面而設置，與上述電極電連接。
在這電池上，由于集電部的連接是由連接板部與電極相連接的，因此比較容易操作。
上述連接板部是由金屬板的一端的邊沿部根據所定的尺寸切斷，分開，然后彎曲成90°的角度并同時扭轉，使之能沿上述發電元件的電極面形成。利用通過對金屬板進行例如沖裁，彎曲，扭轉加工而成的具有簡單的結構的集電連接板，可以進行廉價的有較高效率的集電。
再有，通過使之扭轉幾乎成90°的角度，因可以使電極的連接面能夠沿著連接板部的板面連接，所以可以使連接變得牢固。
還有，通過設置一對以上的上述連接板部，同時從構成主體部的金屬板分歧出來，每對的2根連接板部相互向相反方向扭轉，最好使每對的連接板部的側邊面對面排列而成。這樣由于使連接板部成對而成，從而使從發電元件的端面突出的電極可以插入2根連接板部之間進行連接操作，可以使連接操作更加容易。而且，通過向相反方向扭轉，使電極容易插入其間，這樣使集電連接板裝配到發電元件上的操作更加容易。
在對連接板部扭轉時，最好使扭轉部在連接板部的突出方向上的長度比連接板部的板的厚度長。如果在較短的長度內進行急激的扭轉加工的話，會使應力集中于此連接板部的扭轉部位，而使導電性低下，并使電池的內部電阻變大。這樣一來，可以防止此類問題的發生。
還有，在上述集電連接體的連接板部上，最好形成從與上述發電元件的上述電極相對一側的面上突出的凸部。通過設置這一凸部，使電極基體上的熔接或壓接等集中在此凸部，從而使進行牢固的連接固定成為可能。
還有，最好能具備有夾持上述集電連接體的連接板部和與此相連接的電極的夾持板。因為可以在發電元件的電極的電極基體上疊合集電連接體的連接部，使之被夾在夾持板之間，然后進行焊接，在加大連接部的橫斷面積，使有足夠的電流流通的同時，還可以使用有適合于焊接或壓接的厚度的金屬板來作為夾持板。這樣，利用具有最適合于超聲波焊接等的厚度的薄板的夾持板，使集電連接體的連接部十分牢固地焊接在電極基體上，使之連接固定成為可能，從而消除了這些電極基體發生斷裂的可能。還有，反之，當夾持板的厚度達到足夠的厚度的話，由于從夾持板的外側受到強力壓迫，使電極基體和集電連接體的連接部確實壓接入，也使連接固定成為可能。更有，因為電極基體是對每個集電連接體的連接部用夾持板進行夾住的，所以組裝的操作也變得容易了。
上述集電連接體的主體部的形狀，最好是呈梯形的，在短邊的一側設置外部連接端子，在長邊的一側設置有連接板部的結構較為理想。
從發電元件通到外部連接端子的電流，是通過連接從連接部至外部連接端子的最短的路徑流通的，如圖5所示的集電連接體的端子插孔10的兩側的三角形的邊緣部2C不但沒有起到集電的作用，反而由于有這部分的存在，增加了電池的重量，從而使得電池的重量能密度低下。相對于此，通過使之呈梯形形狀，不僅可以切除集電連接體上對集電功能沒有用的部分，而且還可以提供一種不損害其集電功能的，具有較高重量能密度的電池。
上述發電元件具有將正、負電極和隔膜卷繞而成的結構，在垂直于卷繞軸的斷面形狀形成具有直線部的長圓筒形狀的場合，上述夾持板的長度最好比上述發電元件的直線部的長度短為好。因為這樣容易連接，而且也可以使可靠性得到提高。
還有，當發電元件為長圓筒形狀的場合，上述連接板部在每一個發電元件上有一組，上述夾持板在每個連接板部有一個，一組的連接板部設置成從外部夾持發電元件的端部，最好把夾持板配置成位于連接板部的外側與發電元件的卷繞的中心部。這樣可以提高連接操作的效率和連接的可靠性。
還有，在電池容器上具備有外部連接端子，最好使這個外部連接端子連接在集電連接體上。因為這樣可以容易地構成取出外部電流的結構。
在電池容器上具備有外部連接端子的場合，最好具有設置在電池容器外部的電池引出端子，和設置于上述電池容器外部的連接固定在上述電池引出端子的外部突出部的端子連接部件，通過上述端子連接部件與外部連接端子相連接。
外部連接端子不僅被固定在端子連接部上，而牢固地連接固定，因此不只是外部電路的連接部件直接與端子連接部件接觸的部分，而且外部連接端子的直接、或者通過緊固部件與外部電路的連接部件相接觸的部分，也可以確實流過充放電的電流，從而使端子處的接觸電阻降低，電池的性能得到提高。
另外，在集電連接體的主體部略呈梯形形狀的場合，在上述集電連接體主體部的梯形形狀的短邊的附近部分形成外部連接端子的端子插孔，上述外部連接端子的其中一端在電池容器內部與上述端子插孔連接固定，另一端則導出于電池容器的外部，這樣可以提高容積效率，也可以使構成取出電流的結構變得簡單。
還有，設外部連接端子的端子插孔的從上述集電連接體的主體部的梯形形狀的短邊的中心至上述端子插孔的中心的距離為D，設外部連接端子的端子插孔的直徑為R時，使R在0.5D以上為較理想。
當R不足0.5D時，端子插孔附近的強度低下，從而使耐振動性降低，因此在電池使用中會發生此部分的破損或連接不良，而使電池的可靠性低下。還有，當R比4D還大的場合，就會增加對集電功能不必要的部分，使電池的重量增加，因此，R最好在4D以下。另外梯形形狀的極端，也可以使用等腰三角形，但是這種場合，與其頂部是完全尖頂，希望是具有比R長的棱的山形為好。
圖例的簡單說明

圖1是表示本發明的一實施方式的組合斜視圖。
圖2是表示插入在夾持板之間的連接板部和電極的狀態的斷面圖。
圖3是表示發電元件結構的圖。
圖4是表示本發明的一實施方式的組合斜視圖。
圖5是表示在本發明中使用的集電連接體的一實施方式的斜視圖。
圖6是表示本發明的一實施方式的組合斜視圖。
圖7是表示本發明的一實施方式的組合斜視圖。
圖8是表示現有例的示意圖。
為實施本發明的最良好的方式以下就本發明的實施方式參照附圖加以說明。
圖1是表示本發明的一實施方式的組合斜視圖。圖2是表示插入在夾持板之間的連接板部和電極的狀態的斷面圖。
對本實施方式就大型的非水電解質二次電池加以說明。這種非水電解質二次電池，如圖1所示，由2個長圓筒形的發電元件1，1并排放置并聯連接而成。各個發電元件1具有與現有例相同的構成，從長圓筒形的一端的端面露出有正極1a的側端部的鋁箔，并且在另一端的端面露出有負極1b的側端部的銅箔。
上述的2個發電元件1，1通過使其長圓筒形的平坦的兩個側面直立彼此相疊合，橫放并排放置。然后，在這2個發電元件1，1的兩個端部，分別設置有集電連接板2，2。集電連接板2，2分別是使用了可以獲得大的電流容量的有充分厚度的金屬板，在發電元件1的一方的端部配置的正極1a的一側的由鋁合金板構成，在另一方的端部配置的負極1b的一側的由銅合金板構成。各個集電連接板2是由基本上呈梯形的成水平配置的主體部2a，和從該主體的梯形狀的底邊(長邊)向下方伸出設置的4根細長的連接板部2b組成。還有，各個連接板部2b上，由板面突出的凸部按適當的間隔，在多個部位分別形成。即是，各個集電連接板2通過對鋁合金板或銅合金板，和對梯形狀的主體部2a和從這梯形狀的底邊部筆直伸出的呈梳齒狀的細長的4根連接板部2b進行壓制加工沖裁的同時，在各個連接板部2b處形成凸部，這些連接板部2b在基部相對于主體部2a成直角地彎曲，并把彎曲后的各個連接板部2b在基部分別扭轉90度而形成。還有，這4根連接板部2b由左右各2根成一對，每對的2根連接板部2b的相對的側邊向與主體2a相反的方向旋轉而成。這樣，各個連接板部2b的凸部，通過此扭轉，成對的兩根被設置成，以彼此相對的方向突出。
上述各個連接板部2b的扭轉部的突出方向的長度L，比此連接板部2b的板厚T還要長。這是因為當長度L比板厚T還短的場合，在此連接板部2b上通過急激的扭轉加工，而使應力集中于扭轉部而導致導電性的低下。
上述各個集電連接板2，在2個發電元件1，1的雙方的端部的上方設置主體部2，并且連接板部2b被沿著發電元件1，1的端面而設置。即是，在各個發電元件1的正極1a的鋁箔露出的端面一側，設置有由鋁合金板制成的集電連接板2，在負極1b的銅箔露出的端面的一側，設置有由銅合金板制成的集電連接板2。還有，成對的2根連接板部2b被設置在從各個發電元件1的端面突出的正極1a或負極1b的金屬箔的兩側。這里，在各個發電元件1的雙方的端面上，因正極1a或負極1b的金屬箔處于卷繞的狀態呈長圓筒形狀而突出在外面，這些金屬箔在長圓筒形狀的彎曲部之間的直線部的互相垂直相重疊的部分，以卷繞軸為中心，可以二等分地分成左右二部分。這樣，設置在各個發電元件1的端面的成對的2根連接板部2b被分別設置在左右分開的金屬箔的相重疊的部分的外側。這時，成對的2根連接板部2b的本來面對面的內側的側邊被扭轉至逃離發電元件的方向的，所以從各個發電元件1的端面突出的金屬箔的、特別是上方的彎曲部自然的嵌入到每對的2根連接板部的2b的中間。
通過這樣來設置集電連接體2的話，發電元件1的正極1a和負極1b的金屬箔借助于夾持板4被固定連接在各個連接板部2b上(圖2)。即是，在各個發電元件1的各個端面，首先把金屬箔的直線部的重疊的部分左右分開，沿著各自一側的連接板部2b，把這些連接板部2b和金屬箔夾持在夾持板4之間。這樣，在成對的2根連接板部2b的內側面上，分別緊密地接觸左右各半的金屬箔的重疊部分。然后，這樣一來，通過從夾持著連接板部2b和金屬箔的夾持板4的兩側進行超聲波焊接，把這些連接板部2b和正極1a或負極1b的金屬箔接合在一起。各個夾持板4是由長方形的比較薄的金屬板沿其長度方向在中央在兩處彎折而成的，在正極1a側使用的是鋁合金板的夾持板4，在負極1b側使用的是銅合金板的夾持板4。這些夾持板4，只是用來連接固定連接板部2b和金屬箔使之焊接牢固的，因此沒有必要使電流的容量特別的大，可以使用可能進行最合適的超聲波焊接的有適度的厚度的金屬板。還有，因在各個連接部板2b的與金屬箔互相重疊的內側面上形成凸部2b1，所以這些金屬箔在凸部處集中地接受到超聲波的能量，可以使焊接更加牢固。
關于上述夾持板4，被采用的長度比從發電元件1的端面突出的正極1a或者負極1b的金屬箔的圓筒形的直線部的長度還要短。這樣，可以使夾持板4只是和連接板部2b一起夾住了金屬箔的直線部分。這是因為，當夾持板4的長度比金屬箔的直線部分的長度還要長的話，這夾持板4會夾到從圓筒形突出的金屬箔的上下的彎曲部分，這樣會使金屬箔強制性的向夾持板4一側牽引，有使其發生破損的危險。
本實施方式的非水電解質二次電池的正負極的端子3，3分別是由鉚釘端子(外部連接端子)3a、端子連接桿(端子連接部件)3b、和端子螺桿(電池引出端子)3c所構成的。鉚釘端子3a的圓筒形的鉚釘部倒角的正方形的凸緣部的上下兩面突出，作為正極端子用的端子3的場合是由鋁或鋁合金制成的，作為負極端子用的端子3的場合是由銅或銅合金制成的。這鉚釘端子3a的下方的鉚釘部因與電解液接觸，在非水電解質二次電池的場合，在正極端子一側，有必要使用在正極電位時不溶解于非水電解液的鋁或鋁合金等，在負極端子一側，有必要使用不會與負極活性物質發生合金反應的銅或銅合金等。端子連接桿3b是由銅合金制的成矩形的金屬板，其兩端部形成有貫通孔。還有，端子螺桿3c是從六角形的頭部上面向上方突起螺桿部的不銹鋼制的六角螺桿。這些端子連接桿3b和端子螺桿3c因不會與電解液接觸，在端子連接桿3b的情況下，特別利用具有高導電性能的并有充分的機械強度的銅合金，而在與外部電路進行連接的端子螺桿3c的情況下，特別利用具有強機械強度的并有充分的導電性能的不銹鋼。
實際上，上述集電連接體2，2的主體部2a，2a實際上在安裝在發電元件1，1之前，分別如圖4所示，通過下部的絕緣密封件5，5配置在蓋板6的下面的兩端。還有，在這蓋板6的上面的兩端部上，分別通過上部的絕緣密封件7，7配置有端子3，3的鉚釘端子3a，3a、端子連接桿3b，3b、和端子螺桿3c，3c。但是，各個鉚釘端子3a通過在下部絕緣密封件5、蓋板6和上部絕緣密封件7上形成的貫通孔，其下方的鉚釘部的頭部嵌入在集電連接體2的主體部2a上形成的貫通孔(端子插孔)，通過鉚接使被接固定。這時，鉚釘端子3a借助于絕緣密封件5，7和蓋板6絕緣。還有，由于鉚釘端子3a的下方的鉚釘部和集電連接體2的主體部2a通過鉚接，絕緣密封件5，7對蓋板6成夾持壓迫的狀態，從而使這蓋板6的貫通孔被封住。在這蓋板6的上面的兩端部分別通過絕緣密封件7，7而配置的各個端子連接桿3b的一方的貫通孔中，使鉚釘端子3a的上方的鉚釘部從下方嵌入后，通過鉚接連接固定，而使端子螺桿3c的螺桿部從下方嵌入另一方的貫通孔中。這時，通過使端子螺桿3c的六角形的頭部嵌入在上部絕緣密封件7的六角形狀的凹部，而不會轉動。此端子螺桿3c通過在使螺桿部與端子連接桿3b的貫通孔進間隙配合被固定的狀態下，這螺桿部通過外部電路的連接部件，可以是只有在用螺母固定的場合，與端子連接桿3b連接固定。也可以預先通過焊接等方法，使其頭部等與端子連接桿3b連接固定。在這樣預先把端子螺桿3c與端子連接桿3b連接固定的場合，即使在用外部電路的連接部件的螺母的緊固不是很牢固的場合，端子連接桿3b與此連接部件直接接觸的部分上也有電流流通，此外，通過從此端子連接桿3b經端子螺桿3c，在螺母與連接部件的接觸部分上也確實有電流流過，這樣可以減低端子3與連接部件之間的接觸電阻。
如上述所示，在蓋板6的上面的兩端部上配置端子3，3，并在此蓋板6的下面的兩端部上設置有集電連接體2，2，這些集電連接體2，2如上述所示與發電元件1，1相連接。然后，這2個發電元件1被收藏于不銹鋼板制的筐體狀的電池容器8內，此電池容器8的上端的開口部被蓋板6蓋住。然后在蓋板6的周圍通過焊接使之密封，在電池容器8的內部充填電解液后，通過密封此內部而成非水電解質二次電池。這非水電解質二次電池是把2個發電元件1按其長圓筒形的平坦的側面直立方式橫放并排收藏，并使端子3的端子螺桿3c從蓋板6的上面的兩端部向上方突出，因此設置的空間效率是很好的。
根據上述構成的非水電解質二次電池，各發電元件1的正極1a或負極1b與端子3之間，通過具有大的電流容量的集電連接體2的主體部2a與連接板部2b相連接，因此可以使十分大的充放電電流流過。而且，各個發電元件1的正極1a或負極1b的金屬箔，通過由一定程度薄的金屬板制成的夾持板4與連接板部2b用超聲波焊接連接，因此可切實進行焊接，因而金屬箔不易剝離。
還有，通過將集電連接體2的主體部2a水平地配置在2個發電元件1，1的上方，不但可使與貫通蓋板的端子3的連接變得容易，同時通過并將連接板部2b從主體部2a向下方彎曲扭轉使之突出，而可以使此連接板部2b的板面能夠沿著從各個發電元件1的端面向外突出的正極1a或負極1b的垂直的金屬箔，從而使之與這些金屬箔的連接變得容易。也就是說，如果各個連接板部2b如果沒有扭轉的話，與金屬箔成直交，那么連接就不會很容易。還有，當在集電連接體2的連接板部2b是把在主體部2a上向兩側突出的板片沿著發電元件1，1的并列方向向下彎曲而形成的情況下，雖然可以使從發電元件1的端面突出的金屬箔沿著此連接板部2b的板面，但是分配給各發電元件1的連接板部2b只有1根，在由3個以上的發電元件1并排配置而成的電池的場合，就不能對中間的1個以上的發電元件1進行集電。而且，本實施方式的集電連接板2，可以通過對一塊金屬板進行沖裁，彎曲，扭轉等簡單的加工就可以制作的。
還有，因各個發電元件1的各個端面分別配置有成對的2根連接板部2b，所以即使連接板部2b的寬度做得窄一點也可以獲得充分的電流容量，也可以使減少從發電元件的端面突出的金屬箔的突出量。而且，從各個發電元件1的各個端面突出的金屬箔是順著成對的2根連接板部2b的扭轉方向插入其間的，因此也使組裝的操作變得容易。
還有，在上述實施方式中，說明的是通過超聲波焊接把連接板部2b和正極1a或負極1b連接在夾持板4中間的場合，另外通過點焊等其他的焊接方法也可以進行焊接。還有，作為代替這種焊接的方法，也可以在夾持板4的外側加以壓力，通過壓接，而使連接板部2b和金屬箔壓接在一起。在這種場合，與焊接的場合不一樣，夾持板4有必要使用有一定程度厚度的金屬板，這樣可以使發電元件連接部2a與金屬箔能確實保持壓接。
還有，在連接板部2b上，即使不形成凸部，也可以使金屬箔能夠牢固的焊接或者是壓接。還有，在上述實施方式中，說明的是在板部2b和正極1a或負極1b的金屬箔之間的連接中使用了夾持板4的場合，但使用夾持板4以外的連接部件，或者不使用任何連接部件也可以進行連接的。
還有，在上述實施方式中，說明的是2個發電元件1，1并列配置而成的非水電解質二次電池，但并沒有限定此發電元件1的個數，只要是1個以上的話，使用多個發電元件1的電池也是可以的，而且也不只是限于非水電解質電池。還有，在上述實施方式中，說明的是集電連接體2的對各個發電元件1的正負極，分別配置了成對的2根連接板部2b的場合，也可以是對各個發電元件1的正負極，分別配置不少于1根以上的連接板部2b。
還有，在上述實施方式中，說明的是端子3是由鉚釘端子3a，端子連接桿3b，和端子螺桿3c構成的場合，此端子的構成也沒有特別的限定，也可以是如圖9所示的由單一的部件所構成。
還有，在上述實施方式中，說明的是長圓筒形的卷繞型的發電元件1，在積層型的發電元件1的場合，從積層的端面突出的正極1a或負極1b的金屬箔也可以同樣的連接固定。還有，在上述實施方式中，說明的是由電池容器8和蓋板6構成的電池外裝體，此電池外裝體的構成也沒有特別的限定。還有，在上述實施方式中，說明的是非水電解質二次電池，此電池的種類也沒有特別的限定。
圖5是表示在本發明中使用的集電連接體的一實施方式的斜視圖，圖6所示的是本發明的一實施方式的組裝斜視圖，圖7所示的是使用圖6所示的發電元件1和集電連接體2的電池結構的組裝斜視圖。
此非水電解質二次電池，如圖6所示，由4個長圓筒形狀的發電元件1緊密接觸地并排并聯連接而成。各個發電元件1從長圓筒形的一方的端面露出正極1a的側端部的鋁箔，并且從另一方的端面露出負極1b的側端部的銅箔。
使上述的4個發電元件1的長圓筒形的平坦的側面彼此接觸地緊密并排排列，在這些發電元件1的兩個端面部分別配置集電連接體2的連接板部2b。集電連接體2在配置在發電元件1的一個端面側的是由鋁合金制成的，配置在另一個的是由銅合金制成的。還有，這些集電連接體2為了在高效率放電時可充分的流過較大的電流，使用了有一定厚度的厚金屬板。在此實施例中均為1.7mm的厚度。
在這些集電連接體的主體部2a是水平配置的稍呈扁平狀的近似等腰三角形狀(在本申請中認為這也包含在近似梯形形狀中)的金屬板，從這三角形狀的底邊部向下方突出設置有8根細長的連接板部2b。這些連接板部2b是通過對集電連接體2的金屬板進行壓制加工后在細長的金屬板狀上進行沖裁加工而成的，然后在使之向下彎曲，并加以扭轉90°而成。還有，在這些連接板部2b上，如圖2所示，形成從金屬板的一方的表面向外突出的多個凸部2b1。
上述集電連接體2是分別配置在4個發電元件1的兩端部的上方，其連接板部2b配置在這些發電元件1的端面部。在發電元件1的正極1a的鋁箔的露出側的端面部上，配置著由鋁合金板制成的集電連接體2，在負極1b的銅箔的露出側的端面部上，配置著由銅合金板制成的集電連接體2。還有，連接板部2b分別有2根被配置在每個發電元件1的端面。
這里，在各個發電元件1的端面上，正極1a的鋁箔或負極1b的銅箔在被卷繞的狀態成長圓筒形地突出在外，這些金屬箔的直線狀的成束的部分，以卷繞軸為中心被分成左右。還有，配置在每個發電元件1的2根連接板部2b分別被配置在此被分成左右的金屬箔束的外側。還有，這2根連接板部2b是如圖2所示，其凸部2b1的突出的側面在內側，即是為了使之面向金屬箔的束的一側，而互相向相反的方向扭轉90°角度。
這樣配置集電連接體2的連接板部2b后，由夾持版4與連接板2b一起夾住正極1a或負極1b的金屬箔的束。夾持板4是由長方形的金屬板沿其長度方向在中央彎折二次而成的。在正極1a側的連接板部2b的場合使用鋁合金板，在負極1b側的連接板部2b的場合使用銅合金板。
然后，通過從這些夾持板4的兩側進行超聲波焊接，分別使夾在夾持板4中間的集電連接體2的連接板部2b和正極1a或負極1b的金屬箔的束焊接。
配置在發電元件1的兩端部上方的正負集電連接體2的大致為是等腰三角形狀的部分，如圖7所示，通過絕緣密封件5安裝在矩形的蓋板6的下面的兩側。蓋板6是由不銹鋼板制成，在上面的兩側，通過另一個絕緣密封件7配置正負的端子3。這些端子3a的下端部穿過蓋板6，通過設置在集電連接體2的大致為等腰三角形狀的頂點部附近的端子插孔10，然后通過鉚接連接固定。
還有，這些端子3a的上端部通過鉚接與固定被配置在絕緣密封件7上的外部端子3c的連接導體3b連接固定。這些端子3a對于由鋁合金板制的集電連接體2使用鋁合金制的，對于由銅合金板制成的集電連接體2使用銅合金制的。
但是，因連接導體3b或者是外部端子3c不與電解液接觸，也可以使用比這些鋁合金或銅合金等強度更強的鋼或鐵的合金。絕緣密封件5，7被配置在蓋板6的上下，是使集電連接體2或端子3a(相當于外部連接端子)，連接導體3b(相當于端子連接部件)，外部端子3c(相當于電池引出端子)和蓋板6之間絕緣密封的樹脂成形板。
上述4個發電元件1被收藏于沒有圖示的金屬制的電池容器主體內，使蓋板6嵌入此電池容器主體的上端開口部后通過焊接固定。然后，通過對此電池容器主體的內部充填非水電解液而制成非水電解質二次電池。
還有，根據上述的電池結構，鋁合金制或是銅合金制的端子3a被連接固定在由鋼或鐵的合金制的連接導體3b上，與外部電路的連接是通過固定在此連接導體3b上的外部端子3c而進行的，因此就不必直接與強度較弱的鋁合金制或銅合金制的端子3a通過螺釘固定來連接，從而不必擔心由于對此螺釘進行緊固造成端子3a的破損，或者由于受到振動或沖擊而造成此端子3a的變形。
還有，在上述實施方式中，說明的是只是在連接板部2b的一側配置正極1a或負極1b的金屬箔的場合，也可以在其兩側配置金屬箔，將其夾在夾持板4的中間。還有，在上述實施方式中，在各個發電元件1的一方的端面上配置了2根連接板部2b，此連接板部2b的配置的根數也不是限定的。例如，在各個發電元件1的一方的端面上可以各配置1根發電連接板部2b，此1根連接板部2b可以與從相鄰接的2個發電元件1的端面突出的金屬箔一起通過焊接或壓接來連接。
在圖6所示的電池中，使用了在圖5所示的切掉了端子插孔10的兩側的三角狀的邊緣部2c的集電連接體2，也可以使用不切掉兩側的集電連接體。但是，比較使用這兩種形狀的電池，雖然在集電效率方面沒有什么差別，但是如圖6所示的電池的重量較輕，是具有較高重量能量密度的電池。
在上述實施方式中，說明的是非水電解質二次電池，但其它種類電池也可以。另外，作為與本發明有關的非水電解質二次電池的基本構成，例如可以有下述幾種。
首先，正極活性物質可以使用以二硫化鈦為代表的，鋰鈷復合氧化物，尖晶石型鋰錳氧化物，五氧化二釩，及三氧化鉬等各種化合物，在這中間，特別是鋰鈷復合氧化物(LiCoO2)及尖晶石型鋰錳氧化物(LixMn2O4)可以在4V(Li/Li+)以上的極高的電位進行充放電，因此，作為正極來使用可以實現具有高放電電壓的電池。
還有，正極作為集電體使用厚度為10～30μm厚的鋁箔是公開的，在上述集電體的兩面涂敷活性物質是一般的做法，活性物質的厚度為50～150μm(每一面)，密度為1.8～3.0g/cc，多孔度為25～45％時，其壽命性能及充放電特性較理想。
還有，作為負極，以金屬鋰為代表的可以吸收、放出鋰的Li-AL合金或碳素材料等各種材料都是可以適合使用的，在這中間，特別是碳素材料，具有較高的安全性，而且可以獲得較長的循環壽命的電池的優點。
在這個場合，作為集電體，厚度為10～20μ厚的銅箔是合適的。活性物質層的厚度為45～125μm(每一面)，密度為1.15～2.5g/cc，多孔度為25～45％時，其壽命性能及充放電特性較理想。
還有，作為電解液，可以在異丙二醇碳酸酯，碳酸亞乙酯，7-丁內酯，環丁砜等高介電常數的溶劑中混合1，2-二甲氧基乙烷，碳酸二甲酯，碳酸甲乙酯，碳酸二乙酯等低粘度的溶劑后，添加作為溶質的高氯酸鋰，三氟甲磺酸鋰，六氟磷酸鋰等。不是這些液體系的，是全固體式的電解質或者是膠狀電解質或者是這些與液體系的電解質一起使用的也可以。
電極，可以是通過例如混合活性物質，粘結劑和溶劑調制成的糊狀物涂敷在金屬箔上制作而成。作為粘結劑，聚偏氟乙烯及聚四氟乙烯等的氟化樹脂在耐氧化還原性、耐電解液性上具有優點，當中，特別是可溶于有機溶劑的聚偏氟乙烯由于可以容易地調制糊狀物，因此現在得到廣泛的使用。作為使用量，在正極的場合為2～6重量％，負極的場合為6～10重量％是較為理想的。
作為隔板，使用厚度為20～60μm的多孔性樹脂薄膜是合適的，也可以使用聚合物電解質膜。
工業上利用的可能性根據本發明的電池，在發電元件和端子按良好的空間效率配置的場合，使用對金屬板實施簡單的加工而成的集電連接板，可以進行高效率的集電。而且，可以使發電元件的電極和集電連接板切實進行連接，這樣組裝的操作也可以變得很容易。
權利要求
1.一種電池，其特征是，具有電池容器，具有把隔離體夾在中間使正、負電極重疊在一起的結構的發電元件，與上述發電元件的上述各個電極分別電連接的集電連接體；上述集電連接體由板狀的主體部，和在這主體部的一端相對于主體部約成90度的角度設置的多個連接板部構成；上述連接板部在上述發電元件的端部沿電極面配置，與上述電極電連接。
2.根據權利要求1的電池，其中，集電連接體的主體部的形狀近似于梯形，在短邊一側設置有外部連接端子，在長邊一側設置有連接板部。
3.根據權利要求1的電池，其中，具有夾持上述集電連接體的連接板部和與此連接的電極的夾持板。
4.根據權利要求1的電池，在上述集電連接體的連接板部上，在與上述發電元件的上述電極相對的面上形成有突出的凸部。
5.根據權利要求3的電池，上述發電元件具有正、負電極和隔板被卷繞而成的結構，而且垂直于卷繞軸的斷面形狀形成具有直線部的長圓筒形狀；上述夾持板的長度比上述發電元件的直線部的長度短。
6.根據權利要求5的電池，每個發電元件有一組上述連接板部；每個連接板部有一個上述夾持板；一組的連接板部被配置成從外側夾住發電元件的端部；夾持板被配置成位于連接板部外側和發電元件的卷繞的中心部。
7.根據權利要求1的電池，具有電池容器和設置在電池容器上的外部連接端子；上述外部連接端子被連接在集電連接體上。
8.根據權利要求7的電池，具有設置在上述電池容器外部的電池引出端子，和配置在上述電池容器外部的，與上述電池引出端子的外部突出部連接固定的端子連接部件；通過上述端子連接部件外部連接端子被連接。
9.根據權利要求2的電池，在上述集電連接體主體部的近似梯形形狀的短邊附近部分，形成有外部連接端子插入用插孔；上述外部連接端子的一端在電池容器內部與上述端子插孔連接固定，并且另一端則被導出到電池容器的外部。
10.根據權利要求9的電池，設從上述集電連接體主體部的近似梯形形狀的短邊的中心到上述端子插孔中心的距離為D，端子插孔的直徑為R時，R為0.5D以上。
全文摘要
通過使發電元件(1)的正極(1a)或負極(1b)的金屬箔沿著集電連接體(2)的主體部(2a)彎曲并扭轉突出設置的連接板部(2b)并使之連接在一起，提供了一種容易制作集電連接體(2)的形狀，同時可以提高集電的效率和可靠性、操作性的電池。
文檔編號H01M2/26GK1656631SQ0381243
公開日2005年8月17日 申請日期2003年5月27日 優先權日2002年5月27日
發明者田才博志, 鈴木勛, 下園武司, 胸永訓良, 小島哲三, 松原岳人 申請人:日本電池株式會社