疊層電池、包含疊層電池的電池組和疊層電池的組裝方法
【專利摘要】本發明提供了在不需要用于冷卻的多余空間的情況下，抑制電池內部的溫度上升。而且能夠防止電極彼此的短路的疊層電池。本發明的疊層電池具有：外裝體；正極；負極；隔板，其配置在正極與負極之間；以及導電性的集電體，其沿著外裝體的軸方向貫通正極、負極和隔板。正極、負極和隔板沿外裝體的軸方向進行層疊。作為正極和負極中的某一個電極的第1電極與外裝體的內表面接觸，另一方面，第1電極不與集電體接觸。作為另一個電極的第2電極不與外裝體接觸，另一方面，第2電極與集電體接觸。第2電極的外緣被隔板覆蓋，第1電極的供集電體貫通的孔的周緣被隔板覆蓋。
【專利說明】疊層電池、包含疊層電池的電池組和疊層電池的組裝方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及疊層電池，具體而言，涉及實現了冷卻性能的提高的疊層電池和使用了疊層電池的電池組和疊層電池的組裝方法。
【背景技術】
[0002]在二次電池的主要電極結構中，有卷繞類型和層疊類型這兩種類型。在具有卷繞類型的電極結構的電池(卷繞電池；例如，專利文獻I)中，正極與負極以隔著隔板卷繞成漩渦狀的狀態，收納在電池殼體內。在具有層疊類型的電極結構的電池(疊層電池)中，在電池殼體內，收納有正極和負極隔著隔板交替地層疊而成的電極組。在專利文獻2中，公開了層疊有圓板狀的電極的圓筒形電池。在專利文獻3中，公開了層疊有矩形板狀的電極的方形電池。
[0003]現有技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開2002-198044號公報
[0006]專利文獻2:日本特開2000-48854號公報
[0007]專利文獻3:國際公開2008/099609號公報
【發明內容】
[0008]發明要解決的課題
[0009]卷繞電池在電池的表面與中心部之間，重疊有多層熱傳導率低的隔板。其結果是，即使在電池殼體的表面溫度接近周圍溫度的情況下，卷繞電池的中心部分變得相當高溫。
[0010]在專利文獻2所述的圓筒型疊層電池中，構成為使層疊的電極分別與端子抵接，由此進行集電。因此，在該組裝過程中，正極與負極有時會短路而發生初始故障。此外，由于反復充電/放電，電極反復地收縮/膨脹。其結果是，電極發生變形/位移，正極與負極有時會短路而產生歷時故障。
[0011]本發明是為了解決上述問題而完成的，本發明將抑制電池內部的溫度上升和防止電極彼此的短路作為解決課題。
[0012]用于解決問題的手段
[0013]為了達成所述的目的，本發明的疊層電池具有:筒狀的外裝體；正極；負極；隔板，其配置在所述正極與所述負極之間；以及具有導電性的集電體，其沿著所述外裝體的軸方向貫通所述正極、所述負極和所述隔板，所述正極、所述負極和所述隔板沿著所述外裝體的軸方向層疊，作為所述正極和所述負極中的某一個電極的第I電極與所述外裝體的內表面抵接而與所述外裝體的內表面電連接，另一方面，該第I電極不與所述集電體接觸，作為所述正極和所述負極中的某另一個電極的第2電極不與所述外裝體的內表面接觸，另一方面，該第2電極與所述集電體抵接而與所述集電體電連接，所述第2電極的外緣被所述隔板覆蓋，所述第I電極的供所述集電體貫通的孔的周緣被所述隔板覆蓋。[0014]根據該結構，外裝體由金屬形成，并作為第I電極的集電端子發揮作用。第I電極的外形尺寸比筒狀的外裝體的內側尺寸稍大，第I電極的整個外周或外周的一部分與外裝體的內表面接觸。在將第I電極壓入外裝體內部時，第I電極與外裝體緊密接觸。由此，使第I電極以較小的熱阻與外裝體連接，從而有效地進行第I電極的冷卻。
[0015]在此，電極的外形尺寸是指從片狀電極的圖形中心到外周的尺寸。如果電極為圓盤狀，則外形尺寸被稱作外徑。同樣，外裝體的內部尺寸是指與筒狀的外裝體的軸方向垂直的截面中的圖形中心與外裝體的內表面之間的尺寸。如果外裝體為圓筒，則內部尺寸被稱作內徑。
[0016]第2電極的外形尺寸小于筒狀的外裝體的內部尺寸，第2電極不與外裝體接觸。因此，第2電極與外裝體絕緣。
[0017]由第I電極產生的熱直接傳遞到外裝體。由第2電極產生的熱經由隔板傳遞到第I電極。
[0018]卷繞電池的總熱傳遞系數(U1)如后述這樣由式I示出。另一方面，本發明的疊層電池的總熱傳遞系數(U2)由式2示出。對兩者進行比較可知，在卷繞次數η的項中，產生較大的差異。在卷繞電池中，卷繞次數η越大，總熱傳遞系數越小。關于代入具體數值的說明，在實施方式中將詳細描述。
[0019]如上所述，在本發明的疊層電池中，為了將電池的內部的溫度抑制得較低，不需要在電池內部設置用于使冷媒流動的管道或者散熱器。因此，本發明的疊層電池具有緊湊的結構。此外，在本發明的疊層電池中，通過冷卻外裝體的表面(殼體)，能夠容易地抑制電池內部的溫度上升。
[0020]正極、負極和隔板分別在其中央部分具有供集電體貫通的孔。棒狀的集電體貫通這些孔。第I電極的孔的直徑大于棒狀的集電體的外形尺寸。因此，第I電極不與集電體接觸。第2電極的孔的直徑小于棒狀的集電體的外形尺寸。因此，第2電極與集電體接觸，與集電體電連接。集電體由金屬構成，作為第2電極的集電端子發揮作用。此外，集電體優選為圓棒，不過也可以是棱棒。
[0021]此外，在本發明的疊層電池中，在電極與隔板層疊的狀態下，第2電極的外緣被隔板覆蓋，并且，第I電極的供集電體貫通的孔的周緣被隔板覆蓋。因此，第I電極與第2電極在該外緣和孔的周緣處，被隔板更可靠地隔離。因此，兩電極不會因電極的變形而在該外緣部和孔的周緣部接觸。在電極為圓盤狀的情況下，隔板的外徑大于第2電極的外徑。此夕卜，在集電體為圓棒的情況下，隔板的孔徑小于第I電極的孔徑。
[0022]在本發明的疊層電池中，所述第I電極以所述第I電極的外緣露出于形成為袋狀的第I隔板的外部的方式，內包于所述第I隔板，并且，所述第2電極以所述第2電極的供所述集電體貫通的孔的周緣露出于形成為袋狀的第2隔板的外部的方式，內包于所述第2隔板。根據該結構，由于隔板為袋狀，因此，防止了由電極的碎屑或異物引起的電極間的短路。
[0023]在本發明的疊層電池中，所述集電體在側面具有槽，所述集電體的最細的部分的直徑大于被設在所述第2電極上的、供所述集電體貫通的孔的直徑，所述集電體的最粗的部分的直徑小于被設在所述第I電極上的、供所述集電體貫通的孔的直徑。
[0024]在組裝電極時，有時集電體與電極的結合會變松，妨礙集電體與電極的密接接觸。為了解決該問題，在本發明的疊層電池中，集電體形成有螺紋槽。在該結構中，由于形成于集電體的螺紋槽，使第2電極能夠維持對集電體的緊密嵌合狀態。由此，防止在對疊層電池進行組裝加工時，電極與集電體的結合變松。
[0025]在本發明的疊層電池中，所述負極包含儲氫合金。此外，在本發明的疊層電池中，所述正極和所述負極是進行充電/放電的電極，并且，是使用從外部提供的電流來使保持在疊層電池內的電解液電解的電極。根據該結構，正負兩電極起到作為二次電池進行充電/放電的電極的作用和作為產生氫氣的電極的作用。
[0026]在本發明的疊層電池中，所述負極的充電容量優選小于所述正極的充電容量。該疊層電池是所謂負極調節型(negative electrode regulation-type)。在此,各充電容量有時簡單稱作正極容量或負極容量。
[0027]本發明的疊層電池還具有氫儲存室，該氫儲存室配置在所述外裝體的內部，儲存由所述負極產生的氫氣。在此，氫儲存室可以是獨立的空間。此外，氫儲存室也可以不是獨立的空間，而是形成于電極與隔板質檢的間隙。
[0028]負極調節型的疊層電池在進行充電的狀態下，負極會在正極充滿電之前變為充滿電。在從充滿電的狀態起進一步進行充電而成為過度充電時，從負極產生氫氣(反應式(參照 I))。
[0029]H++e-— 1/2? (I)
[0030]從負極產生的氫氣被負極的儲氫合金吸收儲存，成為放電的能量源。(2)示出了正極為羥基氧化鎳的情況下的放電反應式。
[0031 ]負極 1/2H2 — H++e
[0032]正極Ni00H+e-+H+— Ni (OH)2 (2)
[0033]整體Ni00H+l/2H2 — Ni (OH) 2
[0034]由于儲氫合金價格昂貴，因此負極給電池價格帶來的影響很大。在通常的正極調節型(positive electrode regulation-type)的二次電池中，負極材料的量為正極材料的1.5倍~2倍。但是，根據本發明的疊層電池，能夠減少價格昂貴的負極材料的量。因此，能夠得到價格低廉的疊層電池。
[0035]本發明的疊層電池構成為:通過使所述負極中包含的儲氫合金吸收儲存在所述氫儲存室中儲存的氫氣，來使所述負極充電。根據該結構，通過因過度充電而產生的氫氣，使負極充電。因此，氫氣被有效地利用。負極中包含的儲氫合金作為所謂催化劑而發揮作用。
[0036]在本發明的疊層電池中，所述正極優選包含二氧化錳。以往，二氧化錳正極被用于作為二氧化錳鋅電池而被周知的一次電池，未被用于二次電池。這是因為，二氧化錳正極在放電到氫氧化錳后，生成不能再次充電的四氧化三錳Μη304。但是發明人發現，如果使正極與氧接觸，則不會產生不可逆的四氧化三錳。通過在正極的周圍配置氧氣，發明人成功地將二氧化錳用作二次電池的正極。
[0037]在本發明的疊層電池中，所述外裝體的側部具有圓筒形狀，并且，所述外裝體具有在該外裝體的軸方向兩端，拱出為圓頂狀的拱出部，在該拱出部，具有所述氫儲存室。
[0038]在負極充滿電后，如果繼續充電，則從負極產生氫氣。所產生的氫氣被儲存在氫儲存室，在放電時，被負極吸收儲存而有效利用。由此，能夠減少價格昂貴的負極的量，制造出價格低廉的疊層電池。圓筒罐的兩端部為拱出為圓頂狀的結構，因此成為適合于儲存高壓力的氫氣的結構。
[0039]一種由柱狀金屬制成的連接金屬件連接本發明的多個疊層電池而成的電池組，所述疊層電池的所述外裝體具有圓筒狀的金屬性的主體部和覆蓋該主體部的軸方向的兩端開口部的蓋部，所述集電體貫通所述蓋部，在所述連接金屬件的上表面和底面設有連接孔，一個疊層電池的集電體的端部能夠嵌合于設在所述連接金屬件的上表面的連接孔，與所述一個疊層電池相鄰的另一疊層電池的集電體的端部能夠隔著絕緣體而嵌合于設在所述連接金屬件的底面的連接孔，并且，所述連接金屬件的底面與所述另一疊層電池的外裝體電連接。
[0040]連接金屬件的底面和上表面能夠與彼此相鄰的疊層電池的蓋部面接觸。在被設在連接金屬件的底面的孔與集電體之間，介設有絕緣體。因此，相鄰的兩個疊層電池的集電體彼此絕緣。一個疊層電池的集電體與相鄰的疊層電池的外裝體經由連接金屬件連接。其結果是，使相鄰的疊層電池經由連接金屬件串聯連接。
[0041 ] 一種包含多個本發明的疊層電池的電池組，該疊層電池的所述外裝體具有具備矩形的截面的有底的容器和覆蓋所述容器的開口部的蓋部件，一個疊層電池的所述容器和與該一個疊層電池相鄰的另一個疊層電池的所述蓋部件以面接觸的方式連接。
[0042]根據該結構，通過使一個疊層電池的蓋部件與相鄰的疊層電池的容器的底部抵接，使兩個疊層電池層疊而在電氣上串聯連接。通過這樣連接多個疊層電池，能夠提高電池組的輸出電壓。
[0043]本發明的疊層電池的組裝方法具有如下工序:第I工序，預先準備集電體和圓棒，其中，所述集電體在側面具有螺紋槽，所述圓棒具有與所述集電體的螺紋槽的槽底的直徑相同的外徑；第2工序，以使所述隔板介于正極與負極之間的方式，將電極依次插入所述圓棒而進行層疊，組裝出電極組；第3工序，接著第2工序，在所述電極組的兩端配置壓板來保持所述電極組，向所述壓板施加壓力，壓縮所述電極組；
[0044]第4工序，保持壓縮狀態并拔出所述圓棒；第5工序，一邊旋轉所述集電體一邊將所述集電體壓入所述電極組以替代所述圓棒，然后，將所述集電體螺合于設在所述壓板的中央的螺紋孔，保持所述電極組的壓縮狀態，組裝出電極集合體；第6工序，將所述電極集合體壓入外裝體的內部;第7工序，進行所述外裝體的空氣抽取；第8工序，向所述外裝體注入電解液；以及第9工序，接著第8工序，將蓋安裝于所述外裝體而進行密閉化。
[0045]發明效果
[0046]本發明能夠在不需要用于冷卻的多余空間的情況下，抑制電池內部的溫度上升。而且，本發明的疊層電池能夠防止電極彼此的短路。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0047]圖1是第一實施方式的圓筒型疊層電池的概略結構圖，是示出軸方向截面的圖。
[0048]圖2A是內包于袋狀隔板的第I電極與第2電極的剖視圖。
[0049]圖2B是內包于袋狀隔板的第I電極的俯視圖。
[0050]圖2C是內包于袋狀隔板的第2電極的俯視圖。
[0051]圖3是第二實施方式的管型疊層電池的概略結構圖。
[0052]圖4A是將連接金屬件安裝于管型疊層電池狀態下的概略結構圖。[0053]圖4B是示出構成使用了管型疊層電池電池組的情況下的結構的圖面。
[0054]圖5是示出第三實施方式的膠囊型疊層電池的概略結構圖。
[0055]圖6A是第四實施方式的方形疊層電池的軸方向剖視圖。
[0056]圖6B是第四實施方式的方形疊層電池的俯視圖。
[0057]圖7是使用第四實施方式的方形疊層電池構成電池組時的結構圖。
[0058]圖8是示出本發明的第五實施方式的圓筒型疊層電池的概略軸方向剖視圖。
[0059]圖9是示意性示出集電體的螺紋結構的剖視圖。
[0060]圖10是示出集電體為螺紋結構以外的實施方式的圖面。
[0061]圖11是說明疊層電池的組裝方法的軸方向截面圖。
[0062]圖12是示出疊層電池的溫度上升試驗的結果的曲線圖。
【具體實施方式】
[0063]以下，根據附圖來說明本發明的實施方式，不過本發明不限于該實施方式。
[0064]在說明本發明的各實施方式之前，對應用了本發明的二次電池的例子進行描述。二次電池的類型不限于這些類型，也可以鎳鐵電池、鋅錳電池、鎳鎘電池等二次電池。
[0065]<關于鎳氫電池>
[0066]負極為儲氫合金，例如包含鑭-鎳作為主要物質。使用羥基氧化鎳作為正極的活性物質。使用在鎳氫電池中通常使用的堿性水溶液、KOH水溶液作為保持在隔板中的電解液。
[0067]使用如下材料作為負極，其中，該材料是在基板上涂覆將溶劑施加于儲氫合金、導電性填料和粘結劑(binder)而成的膏狀物、在成形為板狀后進行固化而成的。同樣，使用如下材料作為正極，其中，該材料在基板上涂覆將溶劑施加于正極活性物質、導電性填料和粘結劑而成的膏狀物、在成形為板狀后進行固化而成的。
[0068]使用碳素顆粒作為導電性填料。使用熱可塑性樹脂且溶解于可溶于水的溶劑中的樹脂作為粘結劑。使用發泡鎳板作為基板。使用聚丙烯纖維作為隔板。
[0069]< 二氧化錳電池>
[0070]負極包含儲氫合金。正極包含二氧化錳作為活性物質。正極和負極使用了如下材料，該材料是在鎳基板上涂覆將溶劑施加于活性物質、導電性填料和粘結劑而成的膏狀物、在成形為板狀后進行固化而成的。使用了與鎳氫電池相同的導電性填料、粘結劑、隔板和電解液。
[0071]二氧化錳電池的正極在其放電過程中，以二氧化錳MnO2 —羥基氧化錳MnOOH —氫氧化錳Mn (OH)2的方式進行變化，在放電到氫氧化錳后，產生不能再次充電的四氧化三錳Μη304。但是，二氧化錳即使因放電而發生氧化，如果與氧接觸則恢復為二氧化錳。由此，二氧化錳不會使反應進行到氫氧化錳，不會產生不可逆的四氧化三錳。因此，正極中不存在四氧化三錳，或者即使存在也不到5%。此外，關于氧，將從過度充電時從正極產生的氧氣儲存在電池內而利用。
[0072]<鋰電池>
[0073]關于負極，是將鈦酸鋰、羧甲基纖維素(CMC)和科琴黑(KB =Ketjen Black)混合并調制為漿狀混合物。將該混合物涂覆在不銹鋼箔上，在進行暫時干燥后，實施加熱處理，從而得到負極。
[0074]關于正極，是將磷酸鐵鋰、CMC、活性炭和KB混合并調制為漿狀合物。將該合劑涂覆在不銹鋼箔上，在進行暫時干燥后，實施加熱處理，從而得到正極。
[0075]使用聚丙烯的微多孔膜作為隔板。使用lmol/L的LiPF6/EC:DEC作為電解液。使用KB，作為導電劑。
[0076]使用CMC作為粘結劑。使用不銹鋼作為集電體。
[0077]<鎳鋅電池>
[0078]鎳鋅電池是具有負極、正極和電解液的電池,其中，負極包含鋅或者鋅化合物,正極包含氧化鎳、氫氧化鎳或者羥基氧化鎳，電解液包含0.025M?0.25M的范圍的磷酸鹽和4M?9M的范圍的游離堿。
[0079]<第一實施方式>
[0080]圖1是示出本發明的第一個實施方式的圓筒型疊層電池(以下，簡單稱作疊層電池)的軸方向的概略剖視圖。圖1所示的疊層電池11具有外裝體15、集電體17和收納在外裝體內部的電極體13作為主要構成要素。外裝體15由有底的圓筒罐12、安裝于圓筒罐的開口部12c的圓盤狀的蓋部件16構成。圓筒罐12與蓋部件16由鐵構成，不過也可以是其它金屬。蓋部件16的外徑稍大于圓筒罐的開口部12c的內徑。蓋部件16在收納電極體13后，在圓筒罐的開口部12c處緊密地嵌合。
[0081]電極體13由包含正極活性物質的正極13a、包含儲氫合金的負極13b和隔板13c構成，其中，隔板13c介于正極13a與負極13b之間，使離子透過而不使電子透過。電極體13沿圓筒罐12的軸方向(圖1的X方向)層疊地收納于外裝體15的內部。此外，電解液(未圖示)被保持在隔板13c中。正極13a、負極13b、隔板13c均為在中央開孔的圓盤狀。負極13b的外徑小于圓筒罐12的內徑，負極的外緣部13bb不與圓筒罐的內表面12a接觸。另一方面，正極13a的外徑大于圓筒罐12的內徑，正極的外緣部13ab與圓筒罐的內表面12a接觸，正極13a與圓筒罐12電連接。優選的是，正極13a的外徑比圓筒罐12的內徑大100 μ m。
[0082]集電體17由對鐵實施了鍍鎳的材料構成，具有棒狀的軸部17a和配置在軸部17a的一端的止擋部17b。通過實施鍍鎳，防止集電體17被隔板13c中包含的電解液腐蝕。集電體的軸部17a在外裝體15的軸方向(圖1的X方向)上，貫通由正極13a、負極13b和隔板13c構成的電極體13的中央。被設在負極13b的中央的孔的直徑小于軸部17a的外徑。因此，負極的孔的周緣部13ba與軸部17a電連接，負極13b與集電體17電連接。另一方面，設于正極13a的中央的孔的直徑大于軸部17a的外徑，正極的孔的周緣部13aa不與軸部17a接觸，正極13a與集電體17電絕緣。
[0083]電極體13被配置為依次層疊在集電體的止擋部17b上。止擋部17b防止在進行組裝時電極體13從集電體17的端部脫落。止擋部17b的形狀為圓盤狀。止擋部17b隔著絕緣板14配置在圓筒罐底部12b。絕緣板14防止集電體17與圓筒罐12直接接觸而發生電短路。止擋部17b的相反側的軸部17a的端部由設于蓋部件16的中央的軸承18支承。為了防止蓋部件16與軸部17a發生電短路，軸承18由絕緣性材料構成。貫通蓋部件16的軸部構成正極端子17c。圓筒罐12作為負極端子發揮作用。
[0084]接下來，對正負極13a、13b和隔板13c的尺寸與外裝體15和集電體17的尺寸之間的關系進行說明。隔板13c的外緣被正極13a (第I電極)覆蓋，負極13b (第2電極)的外緣被隔板13c覆蓋。進而，正極13a的供集電體17貫通的孔的周緣被隔板13c覆蓋，隔板13c的供集電體17貫通的孔的周緣被負極13b覆蓋。
[0085]即，隔板13c的外徑大于負極13b (第2電極)的外徑。因此，正極13a與負極13b在外裝體15的內周面附近被隔板13c完全隔離。因此，即使電極變形，電極也不會相互接觸。此外，設于隔板13c的中央的孔的直徑小于被設在正極13a的中央的孔的直徑。因此，正極13a與負極13b在集電體17的外周面附近被隔板13c完全隔離。因此，即使電極變形，電極也不會相互接觸。此外，隔板13c的外徑小于正極13a (第I電極)的外徑。因此，正極13a與圓筒罐12之間沒有介設有隔板13c。此外，設于隔板13c的中央的孔的直徑大于被設在負極13b的中央的孔的直徑。因此，負極13b與集電體17之間沒有介設有隔板13c。
[0086]通過使正極13a的外緣與作為集電端子發揮作用的外裝體15的內表面抵接，能夠使由正極13a產生的電和熱高效地傳遞到外裝體15。同樣，使負極13b的供集電體貫通的孔的周緣與作為集電端子發揮作用的集電體17抵接，能夠使由負極13b產生的電高效地傳遞到集電體17。
[0087]發明人等將電池的外形設為圓筒型，將電極結構設為層疊結構。由此，能夠使由電極產生的電和熱高效地傳遞到外裝體和集電體。進而，實現了冷卻性能和集電性能優異的
疊層電池。
[0088]接下來，對第一實施方式的冷卻結構的作用和效果進行說明。
[0089]正極的外緣部13ab緊密抵接于圓筒罐的內表面12a而緊密地接觸。由正極13a產生的熱直接傳遞到圓筒罐12。此外，由負極13b產生的熱經由隔板13c傳遞到正極13a。隔板13c較薄且為I個，因此，不會給熱傳導帶來大的妨礙。如上所述，由電極13a、13b產生的熱以較小的熱阻傳遞到圓筒罐12，抑制了疊層電池內部的溫度上升。
[0090]此處，用計算例示出本發明的實施方式的疊層電池與現有類型的卷繞電池的溫度上升的不同。卷繞電池的總熱傳遞系數(U1)由式I示出。另一方面，疊層電池的總熱傳遞系數(U2)由式2示出。
[0091][式I]
【權利要求】
1.一種疊層電池，其中， 該疊層電池具有: 筒狀的外裝體； 正極； 負極； 隔板，其配置在所述正極與所述負極之間；以及 具有導電性的集電體，其沿著所述外裝體的軸方向貫通所述正極、所述負極和所述隔板， 所述正極、所述負極和所述隔板沿著所述外裝體的軸方向層疊， 作為所述正極和所述負極中的某一個電極的第I電極與所述外裝體的內表面抵接而與所述外裝體的內表面電連接，另一方面，該第I電極不與所述集電體接觸， 作為所述正極和所述負極中的某另一個電極的第2電極不與所述外裝體的內表面接觸，另一方面，該第2電極與所述集電體抵接而與所述集電體電連接， 所述第2電極的外緣被所述隔板覆蓋， 所述第I電極的供所述集電體貫通的孔的周緣被所述隔板覆蓋。
2.根據權利要求1所述的疊層電池，其中， 所述第I電極以所述第I電極的外緣露出于形成為袋狀的第I隔板的外部的方式，內包于所述第I隔板， 并且，所述第2電極以所述第2電極的供所述集電體貫通的孔的周緣露出于形成為袋狀的第2隔板的外部的方式，內包于所述第2隔板。
3.根據權利要求1所述的疊層電池，其中， 所述集電體在側面具有槽， 所述集電體的最細的部分的直徑大于被設在所述第2電極上的供所述集電體貫通的孔的直徑， 所述集電體的最粗的部分的直徑小于被設在所述第I電極上的供所述集電體貫通的孔的直徑。
4.根據權利要求1所述的疊層電池，其中， 所述負極包含儲氫合金。
5.根據權利要求4所述的疊層電池，其中， 所述正極和所述負極是進行充電/放電的電極，并且，是使用從外部提供的電流來使保持在疊層電池內的電解液電解的電極。
6.根據權利要求4或5中的任意一項所述的疊層電池，其中， 所述負極的充電容量小于所述正極的充電容量。
7.根據權利要求6所述的疊層電池，其中， 所述疊層電池還具有氫儲存室，該氫儲存室配置在所述外裝體的內部，儲存由所述負極產生的氫氣。
8.根據權利要求7所述的疊層電池，其中， 所述疊層電池構成為:通過使所述負極中包含的儲氫合金吸收儲存在所述氫儲存室中儲存的氫氣，來使所述負極充電。
9.根據權利要求4或5中的任意一項所述的疊層電池，其中， 所述正極包含二氧化錳。
10.根據權利要求7所述的疊層電池，其中， 所述外裝體的側部具有圓筒形狀，并且， 所述外裝體具有在該外裝體的軸方向兩端，拱出為圓頂狀的拱出部， 在該拱出部中具有所述氫儲存室。
11.一種電池組，其是由柱狀金屬制成的連接金屬件連接權利要求1所述的疊層電池而成的，其中， 該電池組包含如下疊層電池: 所述疊層電池的所述外裝體具有圓筒狀的金屬性的主體部和覆蓋該主體部的軸方向的兩端開口部的蓋部，所述集電體貫通所述蓋部， 在所述連接金屬件的上表面和底面設有連接孔， 一個疊層電池的集電體的端部能夠嵌合于設在所述連接金屬件的上表面的連接孔，與所述一個疊層電池相鄰的另一疊層電池的集電體的端部能夠隔著絕緣體而嵌合于設在所述連接金屬件的底面的連接孔，并且， 所述連接金屬件的底面與所述另一疊層電池的外裝體電連接。
12.—種電池組，其包含多個權利要求1所述的疊層電池，其中， 該電池組包含如下疊層電池: 該疊層電池的所述外裝體具有具備矩形截面的有底的容器和覆蓋所述容器的開口部的蓋部件， 一個疊層電池的所述容器和與該一個疊層電池相鄰的另一個疊層電池的所述蓋部件以面接觸的方式連接。
13.—種疊層電池的組裝方法，其具有如下工序: 第I工序，預先準備集電體和圓棒，其中，所述集電體在側面具有螺紋槽，所述圓棒具有比所述集電體的螺紋槽的槽底直徑相同的外徑； 第2工序，以使所述隔板介于正極與負極之間的方式，將電極依次插入所述圓棒而進行層疊，組裝出電極組； 第3工序，接著第2工序，在所述電極組的兩端配置壓板來保持所述電極組，向所述壓板施加壓力，壓縮所述電極組； 第4工序，保持壓縮狀態并拔出所述圓棒； 第5工序，一邊旋轉所述集電體一邊將所述集電體壓入所述電極組以替代所述圓棒，然后，將所述集電體螺合于設在所述壓板的中央的螺紋孔，保持所述電極組的壓縮狀態，組裝出電極集合體； 第6工序，將所述電極集合體壓入外裝體的內部； 第7工序，進行所述外裝體的空氣抽取； 第8工序，向所述外裝體注入電解液；以及 第9工序，接著第8工序，將蓋安裝于所述外裝體而進行密閉化。
【文檔編號】H01M10/613GK103843185SQ201280047225
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月29日 優先權日:2011年12月19日
【發明者】堤香津雄, 名小路昌輝 申請人:能質力量系統股份有限公司