二次電池的制作方法
【專利摘要】一種二次電池，其包括：卷繞電極體、具有底部的開口筒狀體形狀的箱主體、第一電極端子和第二電極端子。所述第一電極端子和第二電極端子支承所述卷繞電極體。所述第一電極端子固定在箱蓋上，其一端暴露在所述箱主體外面，另一端連接第一集電體部。所述第二電極端子和所述負電極電極端子一同固定在箱蓋上，其一端暴露在所述箱主體外面，另一端連接第二集電體部。
【專利說明】
二次電池
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種二次電池。更具體而言，本發明涉及一種包括卷繞電極體的二次電池，其中卷繞有正電極片和負電極片，且兩者之間夾有隔板。
【背景技術】
[0002]包括卷繞電極體的二次電池有兩種，一種是將卷繞電極體垂直裝在箱主體中，一種是將卷繞電極體水平裝在箱主體中。在此情形中，術語“垂直”指的是所述卷繞電極體裝在箱主體中使得卷繞軸垂直于箱主體的底面，其中箱主體是形狀是具有底部的開口筒狀體，且術語“水平”指的是所述卷繞電極體裝在箱主體中使得卷繞軸平行于箱主體的底面。在本說明書中，為描述簡便，將卷繞電極體垂直裝在箱主體中的電池類型稱為“垂直電池”。同時，將形狀是具有底部的開口筒狀體并具有底部的筒狀主體，連同封閉所述箱主體的開口的箱蓋，稱為“電池箱”。
[0003]在許多垂直電池中，正電極和負電極之一的一個電極端子設在箱蓋上，且另一電極端子設在電池箱的底板上(日本專利申請公開N0.2011-054378 (JP 2011-054378 A)，曰本專利申請公開N0.2003-317697 (JP 2003-317697 A)，和日本專利申請公開N0.2004-111308 (JP 2004-111308 A))。這樣做的原因如下。卷繞電極體的一種典型結構具有設在卷繞方向的一端的正電極集電體部，其中僅暴露正電極片，且具有設在另一端的負電極集電體部，其中僅暴露負電極片。當此類卷繞電極體應用于垂直電池中時，電極端子設在集電體部附近，即箱蓋和底板上各設置一個電極端子，由此簡化電池結構。
[0004]但是，當采用垂直電池時，正電極和負電極的電極端子分設在箱蓋和底板上，使其難于使用。日本專利申請公開N0.2014-167890 (JP 2014-167890 A)描述了一種垂直電池，其中正電極和負電極的電極端子均設在箱蓋上。在此二次電池中，卷繞電極體的結構設計不同。在此二次電池中，多個稱為“凸舌”(tab)的導電膠帶條被粘附在卷繞電極體的正電極片和負電極片上。正電極片和負電極片的凸舌均進行粘附，以從垂直裝在箱中的卷繞電極體的箱蓋側伸出。正電極片的多個凸舌在卷繞電極體的箱蓋側捆綁在一起并連接至正電極的電極端子。相似地，負電極片的多個條在卷繞電極體的箱蓋側捆綁在一起并連接至負電極的電極端子。還可以在正電極片和負電極片上各設在橫向上突出的多個條帶狀的突出部分，以代替所述多個凸舌。
【發明內容】
[0005]上述的凸舌，即導電膠帶條的硬度不高。哪怕使用突出部分來替代所述凸舌，作為正電極片和負電極片的一部分的突出部分的硬度仍不高。因此，對于JP 2014-167890 A中所述的二次電池，卷繞電極體維持著懸吊在箱蓋上的狀態。對于此種二次電池，在組裝過程中，若在將懸吊在箱蓋上的卷繞電極體插入箱主體時，卷繞電極體碰撞箱主體的開口，則將造成該卷繞電極體搖晃，由此該卷繞電極體無法順利地放入箱主體內。基于此，創造了本發明。本說明書中所述的技術，提供了一種正電極和負電極的電極端子設在箱蓋上的垂直類型二次電池相關的簡單裝配結構。
[0006]本發明的一個方面中，涉及一種二次電池，其包括:卷繞電極體、具有底部的開口筒狀體形狀的箱主體、第一電極端子和第二電極端子。所述卷繞電極體包括正電極片、負電極片、隔板、正極集電體部和負極集電體部。所述正電極片和負電極片是卷繞的、兩者之間夾有所述隔板。所述正極集電體部形成于卷繞軸方向上的一端，且所述負極集電體部形成于所述卷繞軸方向上的另一端。所述具有底部的開口筒狀體形狀的箱主體，在所述箱主體內容納有所述卷繞電極體，該卷繞電極體處于其中所述卷繞軸與底面為正交的方位。所述箱蓋封閉所述箱主體的上部開口。所述第一電極端子固定至所述箱蓋，該第一電極端子的一端暴露在所述箱主體外面，且該第一電極端子的另一端連接至第一集電體部。所述第一集電體部是所述正極集電體部和所述負極集電體部的其中之一，為位于所述箱主體內部的所述卷繞電極體的上側者。所述第二電極端子與所述第一電極端子一起固定至所述箱蓋，該第二電極端子的一端暴露在所述箱主體外面，且該第二電極端子的另一端連接至第二集電體部。所述第二集電體部是所述正極集電體部和所述負極集電體部的其中之一，為位于所述卷繞電極體的下側者。所述第一電極端子和所述第二電極端子支承所述卷繞電極體。
[0007]在上述的方面中，所述第二電極端子可以包括垂直支承板和水平支承板。所述垂直支承板可以沿所述卷繞電極體朝所述箱主體的所述底面延伸。所述水平支承板可以連接至所述垂直支承板的下端。所述第二集電體部可以固定在所述水平支承板的上面。
[0008]在上述的方面中，在所述第二集電體部中，所述正電極片和所述負電極片其中一個電極片的邊緣可以是暴露的，且該電極片的所述邊緣可以連接至所述水平支承板。
[0009]在上述的方面中，所述垂直支承板可以插入所述卷繞電極體的內部。
[0010]在上述的方面中，一對所述垂直支承板可以朝所述箱主體的所述底面延伸，并從兩側將所述卷繞電極體夾在中間。
[0011 ]在上述的方面中，所述卷繞電極體可以被扁平地卷繞，當從所述卷繞軸方向觀看時，具有所述正電極片、所述負電極片和所述隔板成直線地延伸的部分，以及所述正電極片、所述負電極片和所述隔板彎曲的部分。所述水平支承板可以連接至所述成直線地延伸的部分的僅一側，且當從所述卷繞軸方向觀看時，該部分以所述扁平的卷繞電極體的長軸作為邊界。
[0012]在上述的方面中，所述箱主體和所述箱蓋可以為絕緣體，或所述箱主體和所述箱蓋可以對所述卷繞電極體絕緣。
[0013]根據上述的方面，所述卷繞電極體受到均固定在箱蓋上的第一電極端子和第二電極端子的上下支撐。因此，當將所述卷繞電極體裝在箱主體中時，所述卷繞電極體能夠被插入箱主體，且所述卷繞電極體不會搖晃。
【附圖說明】
[0014]下面將引用附圖，描述本發明的示范實施例的特征、優點以及技術和工業意義，所述附圖中以相似標號表示相似元素，且其中:
圖1是本發明的第一個實施例中的二次電池的分解透視圖。
[0015]圖2是卷繞電極體的透視圖。
[0016]圖3是沿圖1中的線II1-1II的剖面圖。
[0017]圖4是沿圖1中的線IV-1V的剖面圖。
[0018]圖5是第一個示例實施例的第一個改進示例中的電池的垂直支持板的透視圖。
[0019]圖6是第一個示例實施例的第一個改進示例中的電池的剖面圖。
[0020]圖7是本發明的第二個實施例中的二次電池的分解透視圖。
[0021 ]圖8是沿圖7中的線VII1-VIII的剖面圖。
[0022]圖9是沿圖7中的線IX-1X的剖面圖。
[0023]圖1OA是第二個示例實施例的第一個改進示例中的正電極電極端子和卷繞電極體的剖面圖。
[0024]圖1OB是第二個示例實施例的第一個改進示例中的正電極電極端子和卷繞電極體的底視圖。
[0025]圖1lA是第二個示例實施例的第二個改進示例中的正電極電極端子和卷繞電極體的剖面圖。
[0026]圖1lB是第二個示例實施例的第二個改進示例中的正電極電極端子和卷繞電極體的底視圖。
[0027]圖12A是第二個示例實施例的第三個改進示例中的正電極電極端子和卷繞電極體的剖面圖。
[0028]圖12B是第二個示例實施例的第三個改進示例中的正電極電極端子和卷繞電極體的底視圖。
[0029]圖13A是第二個示例實施例的第四個改進示例中的正電極電極端子和卷繞電極體的剖面圖。
[0030]圖13B是第二個示例實施例的第四個改進示例中的正電極電極端子和卷繞電極體的剖面圖。
[0031 ]圖14是展示正電極電極端子的垂直支持板的縱向長度與卷繞電極體的中心孔的縱向長度之間的關系的視圖。以及
圖15是展示又一改進實施例的分解透視圖。
【具體實施方式】
[0032](示例實施例1)
下面將引用附圖，描述第一個示例實施例中的二次電池。圖1是第一個實施例中的二次電池2的分解透視圖。本示例實施例中的二次電池是無水電極二次電池，其中卷繞電極體1(如下文所述)裝在充滿電解質的扁平矩形電池箱5中。更具體而言，該二次電池2是矩形密封鋰離子電池。下文中，該二次電池2可以簡稱為“電池2”，以簡化描述。同樣，為了簡化描述，將附圖中沿Z軸的正方向稱為“上”，將附圖中沿Z軸的負方向稱為“下”。
[0033]如前所述，電池2是一種將卷繞電極體10和電解質裝在電池箱5中的裝置。電池箱5由箱主體4和箱蓋3組成。箱主體4設為具有底部的扁平矩形筒，其中橫向(附圖中坐標系中的X軸方向)長度顯著短于縱向(附圖中的Y軸方向)。所述卷繞電極體10和電解質裝在該箱主體4種，且箱蓋3封閉箱主體4的上端開口。該箱主體4和箱蓋3由鋁制成。
[0034]通孔91a和91b各設在箱蓋3縱向兩端。正電極電極端子20的正電極暴露部分6經由絕緣墊片93穿過通孔91a之一。正電極電極端子20由導電金屬制成。更具體而言，正電極電極端子20由銅制成。正電極電極端子20的上部的正電極暴露部分6暴露于箱主體4的外側，且正電極電極端子20除正電極暴露部分6之外的部分位于所述箱內。絕緣墊片93密封于正電極電極端子20(即正電極暴露部分6)和通孔91a之間，且令正電極電極端子20與箱蓋3之間絕緣。負電極電極端子30的負電極暴露部分7經由絕緣墊片93穿過另一通孔91b。負電極電極端子30由導電金屬制成。更具體而言，負電極電極端子30由銅制成。負電極電極端子30的上部的負電極暴露部分7暴露于箱主體4的外側，且負電極電極端子30除負電極暴露部分7之外的部分位于所述箱內。絕緣墊片93密封于負電極電極端子30(即負電極暴露部分7)和通孔91a之間，且令負電極電極端子30與箱蓋3之間絕緣。
[0035]箱蓋3中心沿縱向設有安全閥92，其在當電池箱5的內部壓力升高至等于或大于預定閾值時開啟。
[0036]箱主體4內裝有卷繞為扁平形狀的電極體(即卷繞電極體10)，且箱主體4內充滿浸泡所述卷繞電極體10的電解質。圖2是所述卷繞電極體10的透視圖。圖2展示了卷繞電極體10部分展開的視圖。如圖2所示，所述卷繞電極體10作為電極體，其中具有正電極活性材料層的正電極片14和具有負電極活性材料層的負電極片12卷繞為扁平形狀，且其之間夾有隔板13a和13b。所述正電極片14和負電極片12在卷繞中，在卷繞軸J的延伸方向上以預定距離相互偏移。在附圖坐標軸的Z軸負方向(即向下方向)上，有一部分僅卷繞了正電極片14。該部分將稱為正電極集電體部17。負電極片12上形成了多個突出部12b。每個突出部12b設置為在卷繞電極體1中從負電極片12的主體部分12a向上突出(Z軸正方形)，其中負電極片12沿附圖的Y軸方向條帶狀延伸。所述多個突出部12b以相等螺距設在負電極片12的主體部分12a上，由此所述突出部12b在正電極片14、負電極片12和隔板13a和13b卷繞后相互重疊。一組在所述卷繞電極體10中重疊的所述突出部12b對應于負電極集電體部18。所述卷繞電極體10中正電極片14、負電極片12和隔板13a、13b均重疊的部分，即為發電部分，且稱為“發電部分16” ο
[0037]所述卷繞電極體10裝在箱主體4中，使其卷繞軸J與箱主體4的底面垂直。所述卷繞電極體10相對于箱主體4的定向將稱為“垂直”。所述卷繞電極體10裝在箱主體4中，使得由所述多個突出部12b組成的負電極集電體部18設在上側，即箱蓋3的一側。負電極電極端子30的連接部9焊接至負電極集電體部18。負電極暴露部分7與所述連接部9的上端相連。
[0038]下面將描述正電極電極端子20。所述正電極電極端子20包括:暴露在箱主體4外側且經由絕緣墊片93固定在箱蓋3上的正電極暴露部分6，連接正電極暴露部分6的下端的連接部8，和連接到連接部8的垂直支承板21。垂直支承板21插入卷繞電極體10的中心以穿過所述扁平卷繞電極體10的縱軸。垂直支承板21插入的是正電極片14、負電極片12和隔板13a、13b卷繞后的卷芯所占用的部分。垂直支承板21的上部21a焊接至連接部8。連接部8的上端焊接至正電極暴露部分6。同時，僅堆疊有正電極片14的正電極集電體部17焊接至垂直支承板21的下部21b。
[0039]下面將參照圖1以及圖3和圖4來繼續描述。圖3是沿圖1中的線II1-1II的剖面圖，且圖4是沿圖1中的線IV-1V的剖面圖。圖3和4是卷繞電極體10的從橫截面中省略了隔板的橫截面視圖。如圖3所示，卷繞電極體10的下側，即正電極集電體部17，受到正電極電極端子20的支持，且該正電極電極端子20經由絕緣墊片93受到箱蓋3的支持，因此，根本而言，設在卷繞電極體1的下側的正電極集電體部17受到箱蓋3的支持。
[0040]同樣地，如圖4所示，卷繞電極體10的上側，即負電極集電體部18，受到負電極電極端子30的支持，且該負電極電極端子30經由絕緣墊片93受到箱蓋3的支持，因此，根本而言，設在卷繞電極體10的上側的負電極集電體部18受到箱蓋3的支持。
[0041 ]同時，正電極集電體部17和正電極電極端子20相互電連接，且負電極集電體部18和負電極電極端子30相互電連接。如圖4清楚所示，正電極集電體部17，即卷繞并重疊的正電極片14，朝垂直支承板21聚集，并焊接至垂直支承板21。類似地，負電極集電體部18，即負電極片12的多個突出部12b，朝連接部9聚集，并焊接至連接部9。電力經由所述焊接位點流動。可以使用點焊進行焊接。
[0042]如圖3和4所示，所述卷繞電極體10的上部和下部受到負電極電極端子30和正電極電極端子20的支持。尤其是，正電極電極端子20和負電極電極端子30為牢固支持著卷繞電極體10的金屬剛性體。此外，作為正電極電極端子20的一部分的垂直支承板21連接至卷繞電極體10的下端(即正電極集電體部17)。因此，當在生產過程中，將卷繞電極體10裝入箱主體4時，卷繞電極體10能夠順利地裝入箱主體4中，而不會令卷繞電極體10搖晃，哪怕卷繞電極體1接觸到箱主體4 ο卷繞電極體1受到支持，由此可由負電極電極端子30和正電極電極端子20上下牽拉。組成負電極集電體部18的每個突出部12b均薄而柔性，且形成正電極集電體部17的正電極片14也薄而柔性。因此，負電極集電體部18和正電極集電體部17均易于在壓縮方向撒謊那個變形。但是，當兩端在卷繞軸方向上反向(即向上和向下方向)牽拉時，卷繞電極體10受到支持，由此卷繞電極體10在向上或向下方向上均不容易錯位。此外，當被向上和向下牽拉時，卷繞電極體10受到支持，由此在附圖的X軸方向和Y軸方向上均不容易移位。
[0043]令負電極電極端子30和正電極電極端子20在電池箱5中牢固支持卷繞電極體10，在當電池2用于震動環境時也是有利的。亦即，正電極電極端子20和負電極電極端子30還能防止卷繞電極體1在電池箱5內搖晃。
[0044]絕緣片29設在箱主體4內。該絕緣片29令卷繞電極體10與箱主體4之間絕緣。
[0045]在此，將描述卷繞電極體10垂直裝在箱主體4中的優點。在密封無水電解質二次電池中，內部壓力可能因為內部電解質的汽化等而上升。因此，電池箱5設有安全閥92，其在內部壓力超過預定閾值時開啟。卷繞電極體1中心部分的溫度傾向于高于卷繞電極體1外圍邊緣的溫度，由此令電解質在卷繞電極體10的中心部分汽化。汽化的電解質沿卷繞軸J移動。如圖1所示，在垂直電池2中，安全閥92設在卷繞軸J的延伸方向上。因此，當安全閥92開啟時，箱內氣體順利地釋放到箱外。
[0046]接下來，將描述電池2的改進實施例。在此改進實施例中，垂直支承板的結構不同于上述實施例。圖5是該改進實施例中的垂直支承板21的透視圖，且圖6是該改進實施例中的電池2a的剖面圖。圖6中的剖面圖對應于圖4中的第一個示例實施例中的剖面圖。
[0047]該改進實施例中，垂直支承板121的下部分為左叉部和右插部，如圖5所示。垂直支承板121的下部的縱向(附圖Y軸方向)前端(Y軸負方向)的一半朝附圖左側(X軸正方向)彎成直角，且垂直支承板121的下部后側(Y軸負方向)的一半朝附圖右側(X軸負方向)彎成直角。為簡化描述，向左彎曲的部分將稱為“左水平支承板122a”，且向右彎曲的部分將稱為“右水平支承板122b”。左水平支承板122a和右水平支承板122b的尖端均向上彎成直角。如圖6所示，設在中心線CL左側的正電極集電體部17a焊接至左水平支承板122a的尖端，且設在中心線CL右側的正電極集電體部17b焊接至右水平支承板122b的尖端。在該改進實施例的電池2a中，正電極集電體部17a和正電極集電體部17b焊接至水平支承板的兩處，即左水平支承板122a和右水平支承板122b。在該電池2a中，減少了重疊和焊接的正電極片的數量，由此能夠減少焊點的內阻。
[0048]如圖5所示，垂直支承板121具有開口123a，其設置位置面朝左水平支承板122a的彎成直角的尖端;還具有開口 123b，其設置位置面朝右水平支承板122b的彎成直角的尖端。所述開口 123a和開口 123b的設置，是用于在將正電極集電體部17a和17b點焊左水平支承板122a和122b的尖端時，供焊機的尖端插入。
[0049](示例實施例2)
下面，將參照圖7至9描述本發明的示例實施例2中的電池2b。圖7是電池2b的分解透視圖，且圖8是沿圖7中的線VII1-VIII的剖面圖。圖9是沿圖7中的線IX-1X的剖面圖。圖8和9是卷繞電極體1a的從橫截面省略了隔板的橫截面視圖。在正電極電極端子220的形狀和正電極電極端子220和正電極集電體部17相互連接的連接位置上，電池2b不同于第一個示例實施例中的電池2。該電池2b的正電極電極端子220設有穿過卷繞電極體I Oa的垂直支承板221和連接至該垂直支承板221的下端的水平支承板222。所述垂直支承板221從箱蓋3沿卷繞電極體1a向箱主體4延伸。水平支承板222與垂直支承板221直角連接。卷繞電極體1a固定在正電極電極端子220上方。更具體而言，僅正電極片14暴露在卷繞電極體1a的下端，且正電極片14的下邊緣14a焊接至水平支承板222的上表面。在圖8和9中，正電極片14的下邊緣14a上有小三角形。所述三角形代表焊珠。
[0050]在示例實施例1的電池2中的正電極集電體部17處，卷繞堆積的正電極片14朝正電極電極端子20的垂直支承板21聚集，重疊，并焊接至垂直支承板21。由于此結構，正電極片14上的張力隨著遠離垂直支承板21而增加，靠近垂直支承板21而減小。因此，正電極片14越遠離垂直支承板21越容易撕裂。亦即，在示例實施例1的電池2中，垂直支承板21和正電極集電體部17之間的連接處的張力不平均。另一方面，在示例實施例2的電池2b中，張力平均地分布在卷繞正電極片14的每一螺距的連接位置。因此，相對于示例實施例1中的電池2，示例實施例2中的電池2b的正電極片14 (正電極集電體部17 )和正電極電極端子220之間的連接強度得到了增強。同樣地，依靠在水平支承板222上的卷繞電極體1a受到支持，由此卷繞電極體1a受到水平支承板222的穩定支持。
[0051]接下來，將參照圖10至13描述具有垂直支承板和水平支承板的正電極電極端子的若干改進實施例。在圖1O至13中，同樣從卷繞電極體的橫截面中省去了隔板。
[0052]圖1OA是改進實施例1中的卷繞電極體1a和正電極電極端子320的垂直支承板321和水平支承板322的剖面圖，且圖1OB是其底視圖。沿圖1OB中的線A-A的剖面圖對應于圖1OA的剖面圖。附圖中省去了正電極電極端子320的連接部和暴露部分。該改進實施例1的正電極電極端子320中，水平支承板322沒有圖10中的右下半邊和左上半邊。該電池通過減少水平支承板322的面積而制作得更輕。標號P表示水平支承板322和正電極片14的下邊緣14a之間的焊點。由此一來，正電極片14的下邊緣14a在若干分散點上而不是水平支承板322的整個接觸面積上焊接。這對如圖8和圖9所示的示例實施例2和圖11至13所示的改進實施例也是一樣的。
[0053]圖1IA是改進實施例2中的卷繞電極體1a和正電極電極端子420的垂直支承板421和水平支承板422的剖面圖，且圖1IB是其底視圖。沿圖1IB中的線A-A的剖面圖對應于圖1IA的剖面圖。附圖中省去了正電極電極端子420的連接部和暴露部分。在此改進實施例2的正電極電極端子420中，水平支承板422僅存在于圖1lB的左半邊。更具體而言，水平支承板422使得垂直支承板421的下端彎曲。在該改進實施例的正電極電極端子420中，垂直支承板421和水平支承板422通過彎曲原本單一金屬板而形成。該正電極電極端子420的正電極電極端子420能夠以較低成本從單一金屬板制成。
[0054]圖12A是改進實施例3中的卷繞電極體1a和正電極電極端子520的垂直支承板521和水平支承板522的剖面圖，且圖12B是其底視圖。沿圖12B中的線A-A的剖面圖對應于圖12A的剖面圖。附圖中省去了正電極電極端子320的連接部和暴露部分。如上所述的正電極電極端子設有穿過卷繞電極體中心的垂直支承板。但是，在改進實施例3的正電極電極端子520中，一對垂直支承板521沿卷繞電極體1a外側從上至下延伸。亦即，該對垂直支承板521向箱主體的底面延伸，從兩側將卷繞電極體1a夾在中間。該對垂直支承板521將卷繞電極體1a夾在中間，由此在該改進實施例中，卷繞電極體1a能夠受到更牢固的支持。水平支承板522由該對垂直支承板521在圖12B中心連接的彎曲下端形成。
[0055]圖13A是改進實施例4中的卷繞電極體1a和正電極電極端子320的垂直支承板621和水平支承板622的剖面圖，且圖13B是其底視圖。沿圖13B中的線A-A的剖面圖對應于圖13A的剖面圖。附圖中省去了正電極電極端子620的連接部和暴露部分。該改進實施例對應于示例實施例2 (圖11)中的水平支承板縱向長度縮短的情形。亦即，改進實施例4的正電極電極端子620中的水平支承板622僅覆蓋卷繞電極體1a的下表面上所述片直線延伸處的一側。更具體而言，改進實施例4的結構如下所述。卷繞電極體1a扁平卷繞，且當從所述卷繞軸J方向觀看時，具有所述正電極片、所述負電極片和所述隔板成直線地延伸的部分，以及所述正電極片、所述負電極片和所述隔板彎曲的部分。同樣地，水平支承板622連接至所述成直線地延伸的部分的僅一側，且當從所述卷繞軸J方向觀看時，以所述扁平的卷繞電極體1a的長軸作為邊界。該改進實施例的優點在于，所述水平支承板進一步減小，能夠使得電池更輕。
[0056]在示例實施例2和其他改進實施例(除如圖12所示的改進實施例外)的電池2b中，垂直支承板穿過卷繞電極體的中心。下面將參照圖14，描述垂直支承板21的縱向(Y軸方向)長度W2和卷繞電極體1的中心孔的縱向長度Wl之間的關系。卷繞電極體1通過將由正電極、負電極和隔板組成的多層體繞作為芯的板卷繞為扁平形狀而制成。該芯在將多層體卷繞為扁平形狀后移除。具有矩形扁平電池箱的二次電池的箱主體的扁平表面可以接受壓力。亦即，該扁平箱主體可以被擠壓，由此使得壓縮力施加于內部的卷繞電極體10上。若發生此情況，將壓碎卷繞電極體的細長中心孔的縱向兩段的彎曲部分R。此時，正電極片等可能在彎曲部分R處被彎折。在此，插入卷繞電極體10的細長中心孔的垂直支承板21起到防止所述片在彎曲部分R處彎折的作用。為了有效地防止所述片在彎曲部分R處彎折，可以相對于卷繞電極體1的中心孔的縱向長度Wl來設置插入中心孔的垂直支承板21的縱向長度W2，以滿足關系W2 > (Wl / 2)。垂直支承板的厚度根據正電極片的柔韌性等來進行設置。
[0057]接下來，將參照圖15描述又一個正電極電極端子的改進實施例。在圖15的電池2c中，正電極電極端子720包括兩個垂直支承板721a和721b，且所述兩個垂直支承板721a和721b連接至單一水平支承板722。垂直支承板之一 721a連接至連接部8。另一垂直支承板721b設置為防止如前所述的卷繞電極體的彎曲部分R被壓碎。在此，垂直支承板721a和721b之間設有空間Sp。該空間Sp在卷繞電極體I Oa內產生氣體時，將氣體引入安全閥92。如圖15所示的改進實施例的電池2c防止扁平卷繞電極體10的彎曲部分R(參見圖14)被壓縮，同時在卷繞電極體1a內產生氣體時，將該氣體引入安全閥，由此允許氣體順利釋放。
[0058]下面將描述示例實施例所述技術的相關注意事項。在所有示例實施例及其改進實施例中，所述卷繞電極體設置為垂直定向(即垂直)，由此令正電極集電體部靠近箱主體的下表面。卷繞電極體還可以裝在箱主體中，令正電極集電體部靠近箱蓋3且負電極集電體部靠近箱主體4的底面。在示例實施例中，設在箱主體4的底面的正電極集電體部17對應于設在卷繞電極體1的下側的集電體部實施例。設在箱蓋3—側的負電極集電體部18對應于設置在卷繞電極體10上側的集電體部。同樣地，正電極電極端子20對應于“第二電極端子”的一個實施例，且負電極電極端子30對應于“第一電極端子”的一個實施例。本說明書所述的技術中，正電極(即正電極電極端子)和負電極(即負電極電極端子)可以顛倒，如上所述。
[0059]在所有示例實施例及其改進實施例的電池中，除如圖12所示的改進實施例外，正電極電極端子(即第二電極端子)穿過卷繞電極體的內部，并連接到卷繞電極體的下部(即靠近箱底面的部分)。在圖12的改進實施例中，兩個垂直支持板521將卷繞電極體夾在中間，并連接至卷繞電極體的下部(即靠近箱底面的部分)的下部。通過此類結構，卷繞電極體得到牢固的支持。
[0060]在示例實施例的二次電池中，電池箱5(即箱主體4和箱蓋3)由導電金屬制成，且卷繞電極體10通過絕緣片29和絕緣墊片93與電池箱5之間絕緣。電池箱(即箱主體和箱蓋)亦優選為由絕緣材料制成。
[0061]作為負電極片12的突出部12b替代形式，可以將多個帶狀凸舌粘附到不具備突出部的負電極片上。
[0062]以上對本發明特定實施例進行了細節描述，但其僅為示例。本發明并不限于所述實施例。本發明還包括上述特定實施例的各種改進。同樣地，如實施例和附圖所示的技術元素在單獨使用和在各種組合使用中均能呈現技術效果。此外，如實施例和附圖所示的技術元素可同時達到多個目的，且僅達到所述目的之一即可具有技術效果。
【主權項】
1.一種二次電池，其特征在于，包括: 卷繞電極體，其包括正電極片、負電極片、隔板、正極集電體部和負極集電體部， 所述正電極片和負電極片是卷繞的、兩者之間夾有所述隔板， 所述正極集電體部形成于卷繞軸方向上的一端，且所述負極集電體部形成于所述卷繞軸方向上的另一端； 箱主體，其形狀是具有底部的開口筒狀體，在所述箱主體內容納有所述卷繞電極體，該卷繞電極體處于其中所述卷繞軸與底面為正交的方位； 箱蓋，其封閉所述箱主體的上部開口 ； 第一電極端子，其固定至所述箱蓋，所述第一電極端子的一端暴露在所述箱主體外面，且所述第一電極端子的另一端連接至第一集電體部，所述第一集電體部是所述正極集電體部和所述負極集電體部的其中之一，為位于所述箱主體內部的所述卷繞電極體的上側者；第二電極端子，其與所述第一電極端子一起固定至所述箱蓋，所述第二電極端子的一端暴露在所述箱主體外面，且所述第二電極端子的另一端連接至第二集電體部，所述第二集電體部是所述正極集電體部和所述負極集電體部的其中之一，為位于所述卷繞電極體的下側者； 所述第一電極端子和所述第二電極端子支承所述卷繞電極體。2.根據權利要求1所述的二次電池，其特征在于， 所述第二電極端子包括垂直支承板和水平支承板； 所述垂直支承板沿所述卷繞電極體朝所述箱主體的所述底面延伸； 所述水平支承板連接至所述垂直支承板的下端;和 所述第二集電體部固定在所述水平支承板的上面。3.根據權利要求2所述的二次電池，其特征在于， 在所述第二集電體部中，所述正電極片和所述負電極片其中一個電極片的邊緣是暴露的，且該電極片的所述邊緣連接至所述水平支承板。4.根據權利要求2或3所述的二次電池，其特征在于， 所述垂直支承板插入所述卷繞電極體的內部。5.根據權利要求2或3所述的二次電池，其特征在于， 一對所述垂直支承板朝所述箱主體的所述底面延伸，并從兩側將所述卷繞電極體夾在中間。6.根據權利要求2或3所述的二次電池，其特征在于， 所述卷繞電極體被扁平地卷繞，當從所述卷繞軸方向觀看時，具有所述正電極片、所述負電極片和所述隔板成直線地延伸的部分，以及所述正電極片、所述負電極片和所述隔板彎曲的部分;和 所述水平支承板連接至所述成直線地延伸的部分的僅一側，且當從所述卷繞軸方向觀看時，該部分以所述扁平的卷繞電極體的長軸作為邊界。7.根據權利要求1至6中任一項所述的二次電池，其特征在于， 所述箱主體和所述箱蓋為絕緣體，或所述箱主體和所述箱蓋對所述卷繞電極體絕緣。
【文檔編號】H01M10/0587GK105870389SQ201610083286
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月6日
【發明人】加藤真史, 松本瑞穗
【申請人】豐田自動車株式會社