專利名稱：卷繞型電池和卷繞型電池的制造方法
技術領域：
本發明涉及具有中心銷(center pin)的卷繞型電池和該卷繞型電池的制造方法。
背景技術：
近年來，由于移動電話、筆記本型電腦、小型攝像機(video camcorder)等便攜電 子設備和混合動力汽車等車輛的普及，這些驅動用電源所使用的電池的需求日益增大。在這樣的電池中，有將正電極板和負電極板隔著隔離物卷繞而形成的卷繞型電 池。例如，在專利文獻1中，記載了具有以下渦旋型電極體(卷繞發電元件)的電池(卷繞 型電池)，該渦旋型電極體是具有將支承隔離物的一端的開口銷(cotter pin)插入到了內 側的中心銷，通過使隔離物從該中心銷所具有的狹縫伸出，并隔著該隔離物將帶狀的正極 (正電極板)和負極(負電極板)圍繞中心銷進行卷繞而形成的。在該專利文獻1所記載的卷繞型電池中，使從中心銷的狹縫向徑向外側伸出的隔 離物以沿著中心銷的側面的方式大致呈直角彎曲之后，圍繞中心銷進行卷繞。專利文獻1 日本特開平7-335249號公報。
發明內容
但是，電池有時會由于伴隨著其充放電而產生的卷繞發電元件的體積的膨脹、收 縮而導致隔離物的位置稍許變動。當該變動重復發生時，則在專利文獻1所記載的卷繞型 電池中，隔離物中的彎曲的部位會發生疲勞破壞，由此可能會導致隔離物發生斷裂。本發明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種防止了由彎曲導致的隔離 物的斷裂的卷繞型電池和該卷繞型電池的制造方法。并且，本發明的一種方式是卷繞型電池，包括中心銷，該中心銷具有在沿軸線的 方向上延伸的形態；以及卷繞發電元件，重疊并卷繞帶狀的正電極板和帶狀的負電極板，在 所述正電極板和所述負電極板之間的空間中的一方的空間隔著比所述正電極板和所述負 電極板長的帶狀的第一隔離物，在所述正電極板和所述負電極板之間的空間中的另一方空 間隔著比所述正電極板和所述負電極板長的帶狀的第二隔離物，并且，將所述第一隔離物 和所述第二隔離物中的至少任一方固定于所述中心銷、并從它們的頂端側起在所述中心銷 的周圍向一個方向卷繞，當將所述軸線的周向中的、所述卷繞發電元件的卷繞行進的方向 作為卷繞順向時，所述第一隔離物和所述第二隔離物中的至少任一方具有被所述中心銷夾 持的被夾持部，所述中心銷，具有內側夾持部；以及相比于所述內側夾持部而位于所述軸 線的徑向更外側的板狀的外側夾持部，使所述被夾持部在向所述卷繞順向延伸了的狀態下 沿著所述外側夾持部的所述內周面而將其夾持在內側夾持部的外周面與所述外側夾持部 的內周面之間，所述第一隔離物和所述第二隔離物中的任一方沿著所述外側夾持部的所述 外周面與該外周面相接。在該卷繞型電池中，第一隔離物和第二隔離物中的至少一者的被夾持部在中心銷 中的內側夾持部的外周面與外側夾持部的內周面之間沿外側夾持部的內周面被夾持。并且，被夾持部向卷繞發電元的卷繞行進的卷繞順向延伸。并且，第一隔離物、第二隔離物、正 電極板、以及負電極板在中心銷的周圍向一個方向(卷繞順向)卷繞。因此，第一隔離物和第二隔離物中的、包括被夾持部的隔離物在被夾持部處也沿 卷繞順向延伸，并從中心銷的內側夾持部與外側夾持部之間伸出，就此沿卷繞順向進行卷 繞。即，隔離物以在被夾持部、被夾持部的附近不彎曲的方式被卷繞在中心銷上。因此，能 夠形成為在被夾持部及其附近防止了由于彎曲而導致隔離物的斷裂的卷繞型電池。并且，由于被夾持部被中心銷夾持，因此能夠不使用例如粘接劑或粘接用膠帶等 而將該被夾持部所屬的隔離物固定于中心銷。另外，因為不產生由例如粘接劑或粘接用膠帶的厚度而引起的臺階差，因此也不 會由于這樣的臺階差而在隔離物等上產生皺折。進一步，在上述卷繞型電池中，向卷繞順向卷繞了的第一隔離物和第二隔離物中 的任一者沿隔離物的外側夾持部的外周面與該外周面相接。由此，朝向隔離物的后端的方向變成了相同的隔離物與中心銷中的外側夾持部的 內周面和外周面相接，在該外側夾持部的卷繞順向上的終端處，隔離物在軸線的徑向上空 開與外側夾持部的終端的板厚相應的間隔而重疊。因此，能夠形成為在該部分不形成大的 臺階差而將兩個隔離物、正電極板以及負電極板圍繞中心銷卷繞而成的卷繞型電池。這樣，能夠大致沿中心銷的外周形狀來卷繞隔離物、正電極板以及負電極板，因此 即使由于對該卷繞型電池重復進行充放電而導致正電極板和負電極板的體積反復發生變 動，也能夠抑制在隔離物等上由于臺階差而產生皺折。在從卷繞順向觀察時，外側夾持部可以為板厚相同的形式，但優選為隨著向卷繞 順向行進、板厚逐漸變薄的錐形形狀。另外，若第一隔離物和第二隔離物中的至少任一者被夾持，即若具有被夾持部，就 能將頂端側固定于中心銷而開始卷繞。因此，例如在將第一隔離物作為內側而進行了卷繞 的情況下，考慮有僅夾持了第一隔離物的情況(僅在第一隔離物設置了被夾持部的情況)、 僅夾持了第二隔離物的情況(僅在第二隔離物設置了被夾持部的情況)、以及夾持了第一、 第二隔離物的情況(在第一隔離物和第二隔離物設置了被夾持部的情況)。其中，更加優選的是夾持第一隔離物和第二隔離物這兩者的情況。這是因為由于 能夠分別夾持兩個隔離物的被夾持部，因此能夠形成為可靠地卷繞了這兩片隔離物、正電 極板以及負電極板的卷繞型電池。另外，也可以將第一隔離物和第二隔離物作為不同的部件來構成，還可以將一片 的帶狀隔離物在長度方向上折為兩部分，以折線為邊界，將一側作為第一隔離物并將另一 側作為第二隔離物。在該情況下，優選將折線側作為頂端側的配置。另外，作為中心銷的外周面的形狀，例如可以舉出圓筒形狀、四邊筒形、六邊筒形 等多邊筒形狀等。此時，卷繞發電元件依照該中心銷例如被卷繞成圓筒狀、四邊筒形、六邊 筒形等多邊筒形狀。進一步，在上述卷繞型電池中，所述中心銷的所述外側夾持部的至少所述卷繞順 向側的端部可以形成為板厚沿該卷繞順向逐漸變薄的錐形形狀。在上述卷繞型電池中，外側夾持部的至少其卷繞順向的端部形成為逐漸變細的錐 形形狀。因此，在該外側夾持部的卷繞順向的終端處，板厚變薄。如前所述，隔離物與該外
5側夾持部的內周面和外周面相接，在該外側夾持部的終端處，隔離物空開與該終端處的板 厚相應的空隙而重疊。因此，通過采用上述方式，能夠進一步減小在該部分產生于隔離物之 間的臺階差，或者能夠在實質上消除臺階差。這樣，能夠形成為抑制了隔離物等由于該空隙 的存在而彎曲的卷繞型電池。進一步，在上述卷繞型電池中，可以是所述中心銷能夠在與所述軸線正交的方向 上彈性變形。在上述卷繞型電池中，由于中心銷能夠在與軸線正交的方向上彈性變形，因此即 使在充放電時卷繞發電元件的體積膨脹、收縮，中心銷也能夠依照與其相接的隔離物而進 行彈性變形。具體而言，在卷繞發電元件的體積由于充電等而膨脹了的情況下，中心銷能夠 以縮徑的方式進行彈性變形。相反，在卷繞發電元件的體積收縮了的情況下，中心銷能夠以 擴徑的方式進行彈性變形。這樣，由于中心銷也能夠與卷繞發電元件的膨脹、收縮相應地進 行縮徑、擴徑，因此能夠緩和伴隨著卷繞發電元件等的膨脹而作用于隔離物、正電極板、負 電極板的應力。進一步，在上述卷繞型電池中，所述中心銷可以具有將板材圍繞所述軸線卷繞超 過一圈而形成的渦旋形狀。在上述卷繞型電池中，由于中心銷具有上述渦旋形狀，因此能夠依照與其相接的 隔離物而在與軸線正交的方向上進行彈性變形。即，由于中心銷也能夠與卷繞發電元件的 膨脹、收縮相應地進行縮徑、擴徑，因此能夠緩和伴隨著卷繞發電元件等的膨脹而作用于隔 離物、正電極板、負電極板的應力。進一步，本發明的另一方式是卷繞型電池的制造方法，所述卷繞型電池包括中心 銷，該中心銷具有在沿軸線的方向上延伸的形態；以及卷繞發電元件，重疊并卷繞帶狀的正 電極板和帶狀的負電極板，在所述正電極板和所述負電極板之間的空間中的一方空間隔著 比所述正電極板和所述負電極板長的帶狀的第一隔離物，在所述正電極板和所述負電極板 之間的空間中的另一方空間隔著比所述正電極板和所述負電極板長的帶狀的第二隔離物， 并且，將所述第一隔離物和所述第二隔離物中的至少任一方固定于所述中心銷、并從它們 的頂端側起按順序在所述中心銷的周圍向一個方向卷繞，在該制造方法中，當將所述軸線 的周向中的、所述卷繞發電元件的卷繞行進的方向作為卷繞順向時，所述中心銷，具有內 側夾持部；以及相比于所述內側夾持部而位于所述軸線的徑向更外側的板狀的外側夾持部，該制 造方法包括夾持工序，一邊將所述第一隔離物和所述第二隔離物中的至少任一方的被夾 持部保持為向所述卷繞順向延伸了的姿勢，一邊使所述被夾持部沿著所述中心銷的所述外 側夾持部的內周面而夾持在所述中心銷的所述內側夾持部的外周面與所述外側夾持部的 所述內周面之間；以及卷繞工序，在向所述卷繞順向卷繞了的所述第一隔離物和所述第二 隔離物中的任一方沿著所述中心銷的所述外側夾持部的所述外周面與該外周面相接的形 態下，將所述第一隔離物、所述第二隔離物、所述正電極板以及所述負電極板卷繞于所述中 心銷的周圍。在上述卷繞型電池的制造方法中，在夾持工序中，使被夾持部成為向軸線的周向 中的、卷繞發電元件的卷繞行進的卷繞順向延伸了的姿勢。與此同時，使第一隔離物和第二 隔離物中的至少任一者的被夾持部夾持在中心銷的內側夾持部的外周面與外側夾持部的內周面之間。然后，在卷繞工序中，在向卷繞順向卷繞了的第一隔離物和第二隔離物中的任 一者沿外側夾持部的外周面與該外周面相接的狀態下將兩個隔離物、正電極板、負電極板 卷繞在中心銷的周圍。因此，能夠不使隔離物在被夾持部或該被夾持部的附近發生彎曲而將隔離物夾持 并固定于中心銷，并同時將第一隔離物和第二隔離物等卷繞在中心銷的周圍。因此，能夠制 造出在被夾持部及其附近防止了隔離物發生斷裂的卷繞型電池。進一步，在上述卷繞型電池的制造方法中，所述中心銷的所述外側夾持部的至少 所述卷繞順向側的端部可以形成為板厚沿該卷繞順向逐漸變薄的錐形形狀。在上述卷繞型電池的制造方法中，外側夾持部的至少其卷繞順向的端部形成為逐 漸變細的錐形形狀。因此，在該外側夾持部的卷繞順向的端部處，板厚變薄。如前所述，隔 離物與該外側夾持部的內周面和外周面相接，在該外側夾持部的終端處，隔離物空開與該 終端的板厚相應的空隙而重疊。因此，通過采用上述方式，能夠進一步減小在該部分產生于 隔離物之的臺階差，或者能夠在實質上消除臺階差。這樣，能夠制造出抑制了隔離物等由于 該空隙的存在而彎曲的卷繞型電池。
圖1是實施方式1、變形方式1的電池的立體圖。圖2是實施方式1的電池的截面圖(圖1的軸線AX)。圖3是實施方式1的電池的截面圖(圖1的A-A部分)。圖4是實施方式1的電池的放大截面圖(圖3的B部分)。圖5是實施方式1的夾持工序的說明圖。圖6是實施方式1的夾持工序的說明圖。圖7是實施方式1的卷繞工序的說明圖。圖8是實施方式1的卷繞工序的說明圖。圖9是變形方式1的電池的放大截面圖(圖1的A-A部分)。圖10是變形方式的電池的說明圖。圖11是變形方式的電池的說明圖。圖12是變形方式的電池的說明圖。附圖標記說明1、101、201、301、401 電池(卷繞型電池)20、420 中心銷21,421內側夾持部121主體側夾持部(內側夾持部)23,123,423外周面(內側夾持部的外周面)25、425外側夾持部125伸出部(外側夾持部)25P、125P 端部26、126、426內周面(外側夾持部的內周面)27、127、427外周面(外側夾持部的外周面)
30、430發電元件(卷繞發電元件)31、231、331 第一隔離物31E(第一隔離物的)后端32、132、232第一被夾持部(被夾持部)35、235、335 第二隔離物35E(第二隔離物的)后端36、136、336第二被夾持部(被夾持部)38正電極板39負電極板AX、BX 軸線FW卷繞順向
具體實施例方式(實施方式1)首先，參照附圖來說明實施方式1。本實施方式1的電池1具有中心銷20、發電元件30、以及電池殼體10，是具有軸線 AX的圓筒形鋰離子二次電池(參照圖1、圖2)。其中，如圖1、圖2所示，電池殼體10具有由金屬形成的有底圓筒形狀的電池殼體 主體11和圓板形狀的封口蓋12。其中，在電池殼體主體11的內部，包括帶狀的正電極板 38和負電極板39間隔著第一隔離物31和第二隔離物35卷繞而形成的發電元件30 (參照 圖2、圖3)。另外，由金屬形成的封口蓋12與設置在其內側的安全閥機構13 —起經由由絕緣 性樹脂形成的墊圈19鉚接于電池殼體主體11的開口部11H(參照圖2)。由此，電池殼體主 體11被密閉。當由于電池1的內部短路或者來自外部的加熱等而使得電池1的內壓變為 了一定壓力以上時，安全閥機構13中的圓板13D翻轉而切斷封口蓋12與發電元件30之間 的電連接。接下來，說明發電元件30。該發電元件30以沿軸線AX的方向延伸的中心銷20為 中心進行卷繞(參照圖2、圖3、圖4)。具體而言，重疊并卷繞帶狀的正電極板38和帶狀的 負電極板39，在正電極板38和負電極板39之間的空間中的一方的空間夾有(隔著)比它 們長的帶狀的第一隔離物31，在正電極板38和負電極板39之間的空間中的另一方的空間 夾有比它們長的第二隔離物35。S卩，從接近中心銷20的一方開始依次層疊第一隔離物31、 正電極板38、第二隔離物35、以及負電極板39，并將其以多次重疊的方式進行卷繞。正電極 板38、負電極板39、第一隔離物31、以及第二隔離物35在中心銷20的周圍按照圖4中的順 時針方向向一個方向卷繞。將該發電元件30的卷繞行進的方向(順時針方向)作為卷繞 順向FW。在該發電元件30的正電極板38連接有正極引線部件71 (參照圖2)。該正極引線 部件71焊接在安全閥機構13上，因此正電極板38與封口蓋12相導通。另一方面，在負電 極板39連接有負極引線部件72。該負極引線部件72焊接在電極殼體主體11上，因此負電 極板39與電池殼體主體11相導通。
正電極板38包括由長條帶狀的金屬箔形成的正極金屬箔(未圖示)和由該正極 金屬箔的兩面所乘載的正極活性物質層(未圖示)。其中，正極活性物質層包括正極活性物 質、粘結材料、以及導電材料，該正極活性物質含有LiCo02。另外，負電極板39包括由長條帶狀的金屬箔形成的負極金屬箔(未圖示)和由該 負極金屬箔的兩面所乘載的負極活性物質層(未圖示)。其中，負極活性物質層包括負極活 性物質和粘結材料，該負極活性物質含有石墨。另外，由聚乙烯形成的第一隔離物31和第二隔離物35是通過將比上述正電極板 38和負電極板39長的長條帶狀的一片隔離物在長度方向上折為兩部分而形成的。S卩，以折 為兩部分的折線BP為邊界，將接近軸線AX的內側作為第一隔離物31，將另一側作為第二隔 離物35 (參照圖3、圖4)。接下來，說明夾持上述第一隔離物31和第二隔離物35的中心銷20。由絕緣性樹 脂形成的絕緣銷20具有如下的中空的渦旋圓筒形狀沿軸線AX的方向延伸，板材的一部 分與另一部分重疊，即圍繞軸線AX卷繞超過一圈，與軸線AX正交的方向的截面呈渦旋形狀 (圖4、圖5)。并且，該中心銷20具有相對地位于內側的弧狀的內側夾持部21、以及與該內側夾 持部21相比位于軸線AX的徑向外側的弧狀的外側夾持部25 (參照圖4、圖5)。中心銷20在內側夾持部21與外側夾持部25之間彈性地夾持第一隔離物31和第 二隔離物35。具體而言，在內側夾持部21中的朝向軸線AX的徑向外側的外周面23與外 側夾持部25中的朝向軸線AX的徑向內側的內周面26之間，夾持著接近折線BP的、第一隔 離物31的位于頂端側的第一被夾持部32和第二隔離物35的位于頂端側的第二被夾持部 36。因此，能夠將這些第一隔離物31和第二隔離物35固定于中心銷20來進行卷繞，能夠 形成為除了第一隔離物31和第二隔離物35之外還可靠地卷繞了正電極板38和負電極板 39的電池1。另外，在中心銷20的內側配置有位于第一隔離物31和第二隔離物35的頂端的折 線BP(參照圖3、圖4)。另外，第一隔離物31的第一被夾持部32沿卷繞順向FW延伸(參 照圖3)。進一步，第二隔離物35的第二被夾持部36也沿卷繞順向FW延伸。因此，第一隔離物31和第二隔離物35在第一被夾持部32和第二被夾持部36處 也沿卷繞順向FW延伸，從中心銷20的內側夾持部21和外側夾持部25之間伸出，就此沿卷 繞順向FW在與內側夾持部21的外周面23相接的同時進行卷繞。也即是，第一隔離物31 和第二隔離物35在第一被夾持部32和第二被夾持部36、這些被夾持部32、36附近不彎曲 而卷繞于中心銷20。因此，能夠做成在被夾持部32、36及其附近防止了由于彎曲而導致的 第一隔離物31和第二隔離物35的斷裂的電池1。并且，第一被夾持部32和第二被夾持部36均被中心銷20夾持，因此能夠不使用 例如粘接劑或粘接用膠帶等而將這些第一被夾持部32和第二被夾持部36所屬的隔離物 31,35固定于中心銷20。另外，因為不會由于例如粘接劑或粘接用膠帶的厚度而產生臺階差，因此也不會 由于這樣的臺階差而在隔離物31、35等上產生皺折。進一步，在本實施方式1的電池1中，沿卷繞順向FW卷繞的第一隔離物31沿中心 銷20的外側夾持部25的外周面27與該外周面27相接。
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S卩，第一隔離物31和第二隔離物35與中心銷20中的外側夾持部25的內周面26 和外周面27相接。另外，這些第一隔離物31和第二隔離物35分別朝向第一后端31E和第 二后端35E，如圖3所示兩者所朝向的方向相同。由此，在該外側夾持部25的卷繞順向FW 上的終端25E處，第二隔離物35和第一隔離物31在軸線AX的徑向上空開與外側夾持部25 的終端25E的板厚相應的間隔而重疊。因此，在該部分不會形成大的臺階差，能夠形成兩個 隔離物(第一隔離物31、第二隔離物35)、正電極板38、負電極板39圍繞中心銷20卷繞而 成的電池1。這樣，由于能夠大致沿中心銷20的外周形狀來卷繞隔離物31、35、正電極板38、負 電極板39，因此即使由于對該電池1反復進行充放電而導致正電極板38和負電極板39的 體積反復地發生了變動，也能夠抑制在隔離物31、35等上產生由于臺階差導致的撓曲。另外，外側夾持部25具有隨著在卷繞順向FW上行進其板厚逐漸變薄的錐形形狀。 具體而言，如圖4所示，外側夾持部25的包括其卷繞順向FW上的端部25P的整體朝向終端 25E逐漸變細(參照圖4)。因此，在該外側夾持部25的卷繞順向FW上的終端25E處，板厚變薄。如前所述，第 二隔離物35與該外側夾持部25的內周面26相接，第一隔離物31與外周面27相接，在該 外側夾持部25的終端25E處，隔離物31、35空開與該終端25E的板厚相應的空隙而重疊。 因此，通過采用本實施方式1的方式，能夠在該部分進一步減小在隔離物31、35之間產生的 臺階差，或者能夠在實質上消除臺階差。這樣一來，能夠形成為對隔離物31、35等由于該空 隙的存在而撓曲進行了抑制的電池1。進一步，中心銷20如上所述具有圍繞軸線AX的中空的渦旋圓筒形狀(參照圖4)， 因此即使發電元件30的體積膨脹或縮小，該中心銷20也能夠依照其發生彈性變形。例如，當該發電元件30的體積膨脹時，則中心銷20會與其相應地整體性要縮徑。 相反，例如當該發電元件30的體積收縮時，則中心銷20會與其相應地整體性地要擴徑。這樣一來，在本實施方式1的電池1中，由于中心銷20能夠在與軸線AX正交的方 向上發生彈性變形，因此即使在充放電時發電元件30的體積膨脹或收縮，中心銷20也能夠 依照與其相接的第一隔離物31等而進行彈性變形。這樣，由于中心銷20也能夠根據發電元件30的膨脹、收縮而縮徑、擴徑，因此能夠 緩和伴隨著發電元件30的膨脹、收縮而作用在第一隔離物31、第二隔離物35、正電極板38、 負電極板39上的應力。接下來，參照圖5 8來說明本實施方式1的電池1的制造方法。在圖5中表示了夾持隔離物31、35之前的未夾持中心銷20E。由絕緣性樹脂形成 的該未夾持中心銷20E具有沿軸線AX的方向延伸并圍繞該軸線AX向卷繞順向FW渦旋超 過一圈的渦旋圓筒形狀。另外，在該未夾持中心銷20E中，內側夾持部21的外周面23和外 側夾持部25的內周面26相互彈性地壓接。因此，未夾持中心銷20E成為能夠彈性地將隔 離物31、35夾持在內側夾持部21與外側夾持部25之間的構造。另外，未夾持中心銷20E的外側夾持部25具有隨著沿卷繞順向FW行進而其板厚 逐漸變薄的錐形形狀。即，包括終端25E在內的外側夾持部25朝向卷繞順向FW逐漸地變 細(尖端細)。首先，參照圖6來說明夾持工序。將由聚乙烯形成的長條帶狀的隔離物SP在沿著軸線AX的折線BP處折為兩部分而形成為第一隔離物31和第二隔離物35。并且，將這些第 一隔離物31的第一被夾持部和第二隔離物35的第二被夾持部36配置在預先離開了的未 夾持中心銷20E的內側夾持部21與外側夾持部25之間。于是，在內側夾持部21與外側夾 持部25之間彈性地夾持第一隔離物31的第一被夾持部32和第二隔離物35的第二被夾持 部36 (參照圖7)。在上述夾持工序中，使第一隔離物31的第一被夾持部32成為沿卷繞順向FW延伸 的姿勢，即，使第一隔離物31的第一被夾持部32成為以下姿勢圍繞軸線AX的周向中，該 第一被夾持部32中，使朝向第一隔離物31的第一后端31E的方向與發電元件30的卷繞行 進的卷繞順向FW為同一方向。與此同時，使第二隔離物35的第二被夾持部36成為沿卷繞 順向FW延伸的姿勢，即，使第二隔離物35的第二被夾持部36成為以下姿勢圍繞軸線AX 的周向中，該第二被夾持部36中，使朝向第二隔離物35的第二后端35E的方向與發電元件 30卷繞行進的卷繞順向FW為同一方向。與此同時，將第一隔離物31的第一被夾持部32和第二隔離物35的第二被夾持部 36夾持在中心銷20的內側夾持部21的外周面23與外側夾持部25的內周面26之間。然后，參照圖7、圖8來說明卷繞工序。對于上述夾持了第一隔離物31和第二隔離 物35的中心銷20，使正電極板38和負電極板39與這些第一隔離物31、第二隔離物35 — 起沿卷繞順向FW進行卷繞。具體而言，以與第一隔離物31的徑向外側相接的方式將正電 極板38配置在該第一隔離物31與第二隔離物35之間。另外，以與第二隔離物35的徑向 外側相接的方式將負電極板39配置在第二隔離物35與第一隔離物31之間(參照圖8)。首先，將第一隔離物31從內側夾持部21的外周面23到外側夾持部25的外周面 27直接卷繞大約一圈(參照圖8(a))。然后，將配置在第一隔離物31與第二隔離物35之 間的正電極板38沿第一隔離物大約卷繞3/4圈。然后，將第二隔離物35沿正電極板38進行卷繞。進一步，將負電極板39以使其 位于與上述正電極板38 —起夾持第二隔離物35的位置的方式沿第二隔離物35進行卷繞。然后，進一步卷繞第一隔離物31、正電極板38、第二隔離物35、負電極板39 (參照 圖8的(b))。這樣一來，正電極板38與負電極板39重疊，在正電極板38與負電極板39之間的 空間中的一方的空間夾有第一隔離物31，在正電極板38和負電極板39之間的空間中的另 一方的空間夾有第二隔離物35，制成圍繞中心銷20卷繞而成的發電元件30。在上述卷繞工序之后，將正極引線部件71與發電元件30的正電極板38焊接，將 負極引線部件72與負電極板39焊接。進一步，將正極引線部件71與安全閥機構13的圓 板13D焊接，將負極引線部件72與電池殼體主體11的底部焊接，將發電元件30容納于電 池殼體主體11。在注入了未圖示的電解液之后，在電池殼體主體11的開口部IlH處隔著墊 圈19配置封口蓋12和安全閥機構13，并將該開口部IlH鉚接。這樣一來，完成了電池1(參照圖1、圖2、圖3)。根據以上說明，在本實施方式1的電池1的制造方法中，能夠不使第一隔離物31 的第一被夾持部32、第二隔離物35的第二被夾持部36、以及它們附近彎曲而將第一隔離物 31和第二隔離物35等夾持于中心銷20來進行固定。而且進一步，能夠將第一隔離物31和 第二隔離物35等圍繞中心銷20進行卷繞。因此，能夠制造出在第一被夾持部32、第二被夾
11持部36、以及它們附近處防止了第一隔離物31和第二隔離物35發生斷裂的電池1。另外，在本實施方式1的電池1的制造方法中，外側夾持部25的至少卷繞順向FW 上的終端25E形成為逐漸變細的錐形形狀。因此，在該外側夾持部25的卷繞順向FW的終 端25E處，板厚變薄。如上所述，第二隔離物35和第一隔離物31分別與該外側夾持部25的內周面26和 外周面27相接，在該外側夾持部25的終端25E處，第一隔離物31和第二隔離物35空開與 該終端25E的板厚相應的間隙而重疊。因此，通過采用本實施方式1的方式，在該部分處， 能夠進一步減小在第一隔離物31與第二隔離物35之間產生的臺階差，或者能夠在實質上 消除臺階差。這樣一來，能夠制造出對第一隔離物31等由于該空隙的存在而會撓曲進行了 抑制的電池1。(變形方式1)接下來，參照圖1和圖9來說明變形方式1的電池101。在本變形方式1的電池101中，中心銷的內側夾持部與上述實施方式1的不同之 處在于在中心銷的內側相連，除此之外與上述實施方式1相同。因此，以與實施方式1的不同點為中心來進行說明，省略或簡化對相同部分的說 明。相同的部分產生相同的作用效果。另外，對相同內容的部分標注相同的附圖標記進行 說明。在本變形方式1的電池101中，由絕緣性樹脂形成的中心銷120包括沿軸線AX的 方向延伸的中空的圓筒形狀的主體部128、以及從該主體部128向徑向外側分支并以沿著 該主體部128的方式伸出的板狀的伸出部125(參照圖9)。該中心銷120具有包括在主體 部128中的主體側夾持部121，在該主體側夾持部121與伸出部125之間彈性地夾持、固定 著第一隔離物31和第二隔離物35。伸出部125與主體側夾持部121相比位于軸線AX的徑 向外側。具體而言，在主體側夾持部121中的朝向軸線AX的徑向外側的外周面123與伸出 部125中的朝向軸線AX的徑向內側的內周面126之間夾持著包括折線BP的、第一隔離物 31的位于頂端側的第一被夾持部132和第二隔離物35的位于頂端側的第二被夾持部136。 因此，能夠將這些第一隔離物31、第二隔離物35固定于中心銷120并進行卷繞，能夠形成除 了第一隔離物31和第二隔離物35還卷繞了正電極板38和負電極板39的電池101。另外，主體側夾持部121與實施方式1的內側夾持部21相比，難以向徑向內側移 動。即，該主體夾持部121難以由于與其一起彈性地夾持第一、第二隔離物31、35的伸出部 125而向徑向內側移動。因此，本變形方式1的中心銷120即使夾持隔離物31、35，也能夠 維持主體部128的圓筒形狀。以上基于實施方式1和變形方式1說明了本發明，但是本發明不限定于上述實施 方式，不言而喻可以在不脫離本發明的主旨的范圍內適當地進行變更來應用。例如，在實施方式1和變形方式1中，電池為鋰離子二次電池，但是例如也可以應 用于鎳氫二次電池等二次電池、堿性干電池、錳干電池等一次電池。另外，將一片的帶狀的隔離物SP折為兩部分，以折線BP為邊界，將一側作為了第 一隔離物，將另一側作為了第二隔離物。但是，也可以將第一隔離物和第二隔離物分別形成 為不同的部件。
另外，在實施方式1和變形方式1中，將第一隔離物和第二隔離物這兩者夾持固定 于了中心銷。但是，只要是將第一隔離物和第二隔離物中的至少一者夾持固定于中心銷即 可，例如在將第一隔離物231作為內側(接近中心銷20的一側)而進行了卷繞的情況下， 也可以僅將第一隔離物231夾持固定于中心銷20 (參照圖10)。另外，也可以僅夾持并固定 第二隔離物(參照圖11)。進一步，雖然將中心銷的外周面的形狀設為了圓筒面，但是例如也可以是四邊筒 形(參照圖12)、六邊筒形等多邊筒形狀。此時，卷繞發電元件依照中心銷而被卷繞成例如 四邊筒形(參照圖12)、六邊筒形等多邊筒形狀。
權利要求
一種卷繞型電池，包括中心銷，該中心銷具有在沿軸線的方向上延伸的形態；以及卷繞發電元件，重疊并卷繞帶狀的正電極板和帶狀的負電極板，在所述正電極板和所述負電極板之間的空間中的一方的空間隔著比所述正電極板和所述負電極板長的帶狀的第一隔離物，在所述正電極板和所述負電極板之間的空間中的另一方空間隔著比所述正電極板和所述負電極板長的帶狀的第二隔離物，并且，將所述第一隔離物和所述第二隔離物中的至少任一方固定于所述中心銷、并從它們的頂端側起在所述中心銷的周圍向一個方向卷繞，當將所述軸線的周向中的、所述卷繞發電元件的卷繞行進的方向作為卷繞順向時，所述第一隔離物和所述第二隔離物中的至少任一方具有被所述中心銷夾持的被夾持部，所述中心銷，具有內側夾持部；以及相比于所述內側夾持部而位于所述軸線的徑向更外側的板狀的外側夾持部，使所述被夾持部在向所述卷繞順向延伸了的狀態下沿著所述外側夾持部的所述內周面而將其夾持在內側夾持部的外周面與所述外側夾持部的內周面之間，所述第一隔離物和所述第二隔離物中的任一方沿著所述外側夾持部的所述外周面與該外周面相接。
2.根據權利要求1所述的卷繞型電池，其中，所述中心銷的所述外側夾持部的至少所述卷繞順向側的端部形成為板厚沿該卷繞順 向逐漸變薄的錐形形狀。
3.根據權利要求1或2所述的卷繞型電池，其中， 所述中心銷能夠在與所述軸線正交的方向上彈性變形。
4.根據權利要求3所述的卷繞型電池，其中，所述中心銷具有將板材圍繞所述軸線卷繞超過一圈而形成的渦旋形狀。
5.一種卷繞型電池的制造方法，所述卷繞型電池包括 中心銷，該中心銷具有在沿軸線的方向上延伸的形態；以及卷繞發電元件，重疊并卷繞帶狀的正電極板和帶狀的負電極板，在所述正電極板和所 述負電極板之間的空間中的一方空間隔著比所述正電極板和所述負電極板長的帶狀的第 一隔離物，在所述正電極板和所述負電極板之間的空間中的另一方空間隔著比所述正電極 板和所述負電極板長的帶狀的第二隔離物，并且，將所述第一隔離物和所述第二隔離物中 的至少任一方固定于所述中心銷、并從它們的頂端側起按順序在所述中心銷的周圍向一個 方向卷繞，在該制造方法中，當將所述軸線的周向中的、所述卷繞發電元件的卷繞行進的方向作為卷繞順向時， 所述中心銷，具有 內側夾持部；以及相比于所述內側夾持部而位于所述軸線的徑向更外側的板狀的外側夾持部， 該制造方法包括夾持工序，一邊將所述第一隔離物和所述第二隔離物中的至少任一方的被夾持部保持 為向所述卷繞順向延伸了的姿勢，一邊使所述被夾持部沿著所述中心銷的所述外側夾持部 的內周面而夾持在所述中心銷的所述內側夾持部的外周面與所述外側夾持部的所述內周 面之間；以及卷繞工序，在向所述卷繞順向卷繞了的所述第一隔離物和所述第二隔離物中的任一方 沿著所述中心銷的所述外側夾持部的所述外周面與該外周面相接的形態下，將所述第一隔 離物、所述第二隔離物、所述正電極板以及所述負電極板卷繞于所述中心銷的周圍。
6.根據權利要求5所述的卷繞型電池的制造方法，其中，所述中心銷的所述外側夾持部的至少所述卷繞順向側的端部形成為板厚沿該卷繞順 向逐漸變薄的錐形形狀。
全文摘要
本發明涉及卷繞型電池及其制造方法，該卷繞型電池具有中心銷(20)和卷繞發電元件(30)，該卷繞發電元件(30)是在正電極板(38)與負電極板(39)之間的空間中的一方的空間隔著第一隔離物(31)，在另一方的空間隔著第二隔離物35，將第一隔離物、第二隔離物固定于中心銷，并向一個方向卷繞而成的。近年來，在需求日益增大的電池中，有卷繞型電池。在現有的卷繞型電池中，將從中心銷的狹縫向徑向外側伸出的隔離物以沿著中心銷的側面的方式大致彎曲成直角之后進行卷繞，但是存在著會由于該電池的重復的充放電而導致隔離物的彎曲部位發生斷裂等的問題。本發明通過以下方式解決了上述問題在上述卷繞型電池中，在中心銷(20)設置內側夾持部(21)和外側夾持部(25)，將第一隔離物、第二隔離物的被夾持部(32、36)以向卷繞順向(FW)延伸了的狀態夾持在內側夾持部與外側夾持部之間，并使第一隔離物沿外側夾持部而與其相接。
文檔編號H01M10/36GK101981748SQ20098011175
公開日2011年2月23日 申請日期2009年3月30日 優先權日2008年4月4日
發明者小林圭一郎 申請人:豐田自動車株式會社