專利名稱：電池的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電池，尤其涉及提高了性能的電池。
背景技術：
在電池中存在僅進行放電的一次電池 和可以進行充放電的二次電池。所述電池的結構為由將電極板即正極板及負極板隔著間隔件層疊而得到的層疊電極體密閉在電池容器中，通常用于電池系統(tǒng)中的電動機等的電力負載驅動用的電力供給。然而，公知的是，在所述電池中，由于劣化導致電池性能下降，其結果是可能出現(xiàn)故障。作為劣化的主要原因例如可以舉出由于放電或充放電導致在電池容器的內(nèi)部產(chǎn)生的熱量或電池容器與電解液的反應等。因此，為了防止電池的劣化，開發(fā)了以下電池，S卩，具備用于將電池容器的內(nèi)部的熱量向電池容器的外部放出的放熱板的電池(參照專利文獻I)、通過導電體連接電池的正極端子和導電性的電池容器并使電池容器為與正極相同的電位從而防止上述反應的電池(參照專利文獻2)。先行技術文獻專利文獻專利文獻I日本國特開2010-287487號公報專利文獻2日本國特開2008-186591號公報實用新型的概要實用新型要解決的課題然而，對于專利文獻I的電池而言，由于在固定大小的電池容器的內(nèi)部收納有放熱板，因此與未收納放熱板的情況相比需要減少電極板等的尺寸或張數(shù)，其結果是電池的放電或充放電的性能可能下降。另外，對于專利文獻2的電池而言，由于在電池容器的外側配置有上述導電體，因此使用該電池的電池系統(tǒng)的振動等可能使得該電池系統(tǒng)的其他構件碰到該導電體等，其結果是該導電體從規(guī)定的位置脫離，上述反應可能會進行。

實用新型內(nèi)容因此，本實用新型的目的在于提供一種通過簡單的結構同時解決上述的課題且提高了電池性能的電池。用于解決課題的手段為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的電池的特征在于，具有第一極性的電位的第一電極板；具備接觸部的第二極性的電位的第二電極板；配置在所述第一電極板與所述第二電極板之間的間隔件；收納有所述第一電極板、所述第二電極板和所述間隔件的導電性的電池容器，所述接觸部與所述電池容器接觸。S卩，根據(jù)該結構，通過使具備第二電極板的接觸部從電池容器的內(nèi)部與導電性的電池容器接觸，從而能夠使電池容器成為第二極性，并且能夠經(jīng)由接觸部將電池容器的內(nèi)部的熱量從電池容器放出。實用新型效果根據(jù)本實用新型的電池，能夠同時防止關于電池容器內(nèi)部的熱量以及電解液和電池容器的反應引起的電池劣化的上述課題，提供提高了電池性能的電池。

圖I是本實用新型的實施方式的電池的示意圖。圖1(a)是從XZ平面觀察得到的電池的透視圖，圖1(b)是圖1(a)的A-A'線處的YZ截面圖。圖2是在本實用新型的實施方式的電池中使用的電極板的示意圖。圖2(a)是正極板的不意圖，圖2(b)是負極板的不意圖?！0021]圖3是表示在本實用新型的實施方式的電池中使用的正極板的變形例的示意圖。圖4是在本實用新型的實施方式的電池中使用的正極板的又一變形例和使用了該正極板的電池的示意圖。圖4(a)是表示正極板的該變形例的示意圖。圖4(b)是從XZ平面觀察到的使用了該正極板的電池的透視圖。符號說明I...電池2...容器主體3···蓋4···正極端子5...負極端子6...樹脂7(7a、7b、7c、7d). · ·正極板8···正極涂敷部9...正極非涂敷部10···正極接頭11 (Ila 111)...接觸部12···負極板13...負極涂敷部14···負極非涂敷部15···負極接頭16···間隔件17(17a、17b). · ·層疊電極體
具體實施方式
本實用新型的電池的一個特征在于使在基材上涂敷有電極活性物質的正極板或負極板中的任一方的電極板的未涂敷部與導電性的電池容器接觸配置。以下，參照附圖詳細說明實施方式的電池。需要說明的是，作為實施方式的電池可以使用一次電池或二次電池等任一種電池，在此作為電池的一例使用能夠進行充放電的電池、例如作為蓄電池的鋰離子二次電池進行說明。參照圖I及圖2對本實施方式的電池I進行說明。圖I (a)是從電池I的正面(XZ平面)觀察到的透視示意圖，圖1(b)是圖1(a)的A-A'線的YZ平面處的截面示意圖。需要說明的是，在以下使用的圖中均使用同一正交坐標系。另外，圖1(a)是用于促進理解的示意圖，因此并未記載全部在圖1(b)中示出的各結構。首先，電池I具備在XY平面上具有大致矩形的形狀的底面且具有從該大致矩形所有邊向Z軸方向延伸的壁面的方型的導電性(例如，鋁等金屬制)的容器主體2;收納在容器主體2中且通過正極板7a和負極板12隔著間隔件16層疊而得到的層疊電極體17 ；將層疊電極體17收納到容器主體2后密閉容器主體2的蓋3 (容器主體2和蓋3通過激光焊接等被密閉而成為“電池容器”)。需要說明的是，雖未圖示，但在電池容器中積存有電解液或電解質?！0045]在此，蓋3是與容器主體2相同的導電性的材質。并且，在蓋3上形成有貫通蓋3配置的例如圓柱狀的電極端子(正極端子4及負極端子5);將電極端子固定在蓋3上且使電極端子與蓋3之間電絕緣的絕緣性的樹脂6 (例如，塑料樹脂等絕緣體)。作為一例，以下將層疊電極體17 (在此為兩個層疊電極體17a和17b)作為通過將多個正極板7和多個負極板12隔著間隔件16依次層疊而得到的層疊型的層疊電極體進行說明。正極板7a通過在鋁等正極用金屬箔(以下，也稱為“正極基材”)的兩表面涂敷錳酸鋰等正極活性物質后進行沖裁而形成。正極板7具備在正極基材上涂敷有正極活性物質的大致矩形的部分(以下，稱為“正極涂敷部”8)和在該正極基材上未涂敷有正極活性物質的大致矩形的部分(以下，稱為“正極非涂敷部”9)。與正極涂敷部8的在X方向上具有長度的兩個邊中的位于+Z方向的邊連接的大致矩形的正極接頭10和與位于-Z方向的邊連接的大致矩形的接觸部Ila為正極非涂敷部9。所述正極非涂敷部9和正極涂敷部8的連接關系如圖2 (a)所示。S卩，正極涂敷部8是X方向為尺寸“W1”且Z方向為尺寸“W2”的大致矩形。另外，作為正極非涂敷部9的一個的正極接頭10是X方向為尺寸“W3”且Z方向為尺寸“W5”的大致矩形，在從正極涂敷部8的X方向的寬度的中心向Z方向引出假想線(以下，稱為“正極假想線”)的情況下，其比正極假想線位于+X方向且位于正極涂敷部8的X方向內(nèi)側且與正極涂敷部8連接而成為一體(因此,0 < W3 < {(Wl)+2})。進而,作為正極非涂敷部9的一個的接觸部Ila是X方向為尺寸“W1”且Z方向為尺寸“W4”的大致矩形，其與正極涂敷部8的位于上述-Z方向的邊在X方向上無偏移地連接而成為一體。需要說明的是，尺寸“W5”是為了與正極端子4電連接的足夠的長度，尺寸“W4”是為了在不與負極板12電接觸的范圍內(nèi)與電池容器物理接觸的足夠的長度。另一方面，負極板12通過在銅等負極用金屬箔(以下，也稱為“負極基材”)的兩表面上涂敷碳等負極活性物質后進行沖裁而形成。負極板12具備在負極基材上涂敷有負極活性物質的大致矩形的部分(以下，稱為“負極涂敷部”13)和在該負極基材上未涂敷有負極活性物質的大致矩形的部分(以下，稱為“負極非涂敷部”14)。[0053]與負極涂敷部13的在X方向上具有長度的兩個邊中的位于+Z方向的邊連接的大致矩形的負極接頭15是負極非涂敷部14。所述負極非涂敷部14與負極涂敷部13的連接關系如圖2(b)所示。S卩，負極涂敷部13是X方向為尺寸“D1”且Z方向為尺寸“D2”的大致矩形。另外，作為負極非涂敷部14的負極接頭15是X方向為尺寸“D3”且Z方向為尺寸“D4”的大致矩形，在從負極涂敷部13的X方向的寬度的中心向Z方向引出假想線(以下，稱為“負極假想線”)的情況下，其比負極假想線位于-X方向且位于負極涂敷部13的X方向內(nèi)側且與負極涂敷部13連接而成為一體(因此，O < D3 < {(Dl)+2})。負極涂敷部13的XZ平面上的大致矩形的尺寸比在電池容器的內(nèi)部不折彎地被收納的尺寸即電池容器的XZ平面上的內(nèi)徑小。并且，負極涂敷部13的XZ平面上的大致矩形的尺寸比正極涂敷部8的XZ平面上的大致矩形的尺寸大。即，O < Wl <D1且O < W2
<D2。因此，如圖1(a)所示，在Y方向上觀察時，正極涂敷部8位于負極涂敷部13的面內(nèi)。另外，由于使正極假想線和負極假想線在XZ平面上實質上重合而將正極板7a和負極板12隔著間隔件依次沿Y方向層疊，因此負極接頭15在XZ平面上配置在不與正極接頭10
重疊的位置。在本實施方式中，如圖1(b)所示，間隔件16為袋狀的間隔件。在此，將在袋狀的間隔件的內(nèi)部收納電極板的涂敷部整面(在此為負極涂敷部13的整面)且電極接頭(在此為負極接頭15)從該袋的內(nèi)部向外部伸出的狀態(tài)稱為“內(nèi)包”。通過使間隔件16為袋狀，從而充分防止負極板12與在正極電位帶電的電池容器接觸，另外，充分防止負極板12與正極板7接觸。當然，通過調整間隔件的尺寸等，使得在可實現(xiàn)這樣的防止功能的情況下并非必須形成為袋狀。因此，也可以將間隔件的形狀簡單地形成為大致矩形的片狀。并且，從內(nèi)包于袋狀的間隔件16中的負極板12開始層疊，并在該負極板12的間隔件16上(+Y方向)層疊正極板7a，然后，在該正極板7a上(+Y方向)層疊內(nèi)包于袋狀的間隔件16中的負極板12。此時，層疊的多個負極板12以使各負極接頭15的XZ平面中的位置對齊的方式層疊。另外，層疊的多個正極板7a以各正極接頭10的XZ平面中的位置對齊的方式層疊。依次反復上述步驟，最終形成由多個正極板7a和多個負極板12構成且在從X方向觀察到的Y方向的兩端配置有負極板12的層疊電極體17。在圖1(b)中，示出了兩個相同層疊電極體17(使符號分別為17a和17b來圖示)收納在電池容器中的示例。需要說明的是，從Y方向觀察時實質上在相同位置對齊的所有的正極接頭10通過鉚接或焊接等與正極端子4電連接。此時，可以將正極接頭10與正極端子4直接連接,也可以使金屬制的正極用引線夾在正極接頭10與正極端子4之間。另外，從Y方向觀察時實質上在相同位置對齊的所有的負極接頭15通過鉚接或焊接等與負極端子5電連接。此時，可以將負極接頭15與負極端子5直接連接，也可以使金屬制的負極用引線夾在負極接頭15與負極端子5之間。根據(jù)以上結構，在本實施方式的電池I中，作為收納在電池容器的內(nèi)部的層疊電極體17的一部分的正極板7a的接觸部Ila因重力而與電池容器、具體而言為容器主體2的底面相接。如圖1(b)所示，若采用通過袋狀的間隔件16和該底將接觸部Ila的前端夾入的配置，則能夠形成為接觸部Ila可靠地與該底面相接的結構。[0065]作為正極基材的接觸部Ila為導熱良好的金屬，因此能夠將在層疊電極體17的內(nèi)部產(chǎn)生的熱量快速地傳導至電池容器而進行放熱。因此，結果是能夠防止電池的劣化。此時，并非為專利文獻I的放熱板那樣將作為基本的電池構成構件以外的構件配置在電池容器的內(nèi)部，而是使用作為基本的電池構成構件的一個的由正極基材構成的接觸部11a，因此無需減少電極板等的尺寸或張數(shù)。另夕卜，由于能夠在導電性的電池容器的內(nèi)部將正極板7a與電池容器電連接,且使電池容器與正極板7a為相同電位、即與正極端子4實質上為相同電位，因此能夠防止電池容器與電解液的反應。此時，接觸部Ila為正極板7a的一部分，無需為專利文獻2那樣配置在電池容器的外部的構件，另外，不會發(fā)生因層疊電極體的重量而被壓迫導致與電池容器的底面接觸或因重力與該底面接觸而發(fā)生脫離的情況，另外，電池I的處理也變得容易。進而，通常，在使用導電性的電池容器的情況下，為了使層疊電極體不與電池容器電連接，而在電池容器的內(nèi)部與收納在該電池容器中的層疊電極體之間配置有絕緣板或絕緣片等的絕緣構件。這是為了防止層疊電極體的正極板與負極板電短路的處理。然而，在電池I中，由于負極板12內(nèi)包在袋狀的間隔件16中，因此為負極板12與正極板7a不會電短路且正極板7a使其接觸部I Ia與電池容器的底面接觸的結構，所以原本就不需要該絕緣構件。當然，也可以根據(jù)設計而僅在該底面去掉以往配置的絕緣構件，而在電池容器的內(nèi)壁中的該底面以外的其他壁面與層疊電極體之間依然配置絕緣構件。因此，本實施方式的電池I不僅使電池性能提高，而且能夠有助于成本削減。如圖2(a)所示，在以上的電池I中，接觸部Ila與正極涂敷部8的在X方向上具有長度的兩個邊中的位于-Z方向的邊無間隙地連接。然而，接觸部11的形狀也可以不為該無間隙的結構。圖3 (a)中示出作為變形例表示的電池的正極板7b，另外，圖3(b)中示出作為變形例表示電池的正極板7c。所述變形例的電池僅將電池I的正極板7a替換為所述正極板7b或7c，其他結構與上述電池I相同，因此省略說明。正極板7b將接觸部Ila在正極假想線附近沿X方向分割成兩部分，形成X方向的寬度為尺寸“Wla”的接觸部Ilb和X方向的寬度為尺寸“Wlb”的接觸部Ilc這兩部分的結構(具體而言，0<11&+胃113<11)。并且，所述兩個部分以在正極假想線附近能夠開口的方式配置。根據(jù)該結構，與接觸部Ila的情況相比，能夠有效地使電解液向電極板的內(nèi)部浸潤或循環(huán)。另外，正極板7c將接觸部Ila沿X方向分割成三部分，形成X方向的寬度為尺寸“Wlc”的接觸部lld、X方向的寬度為尺寸“Wld”的接觸部Ile及X方向的寬度為尺寸“Wle”的接觸部Ilf這三部分的結構(具體而言，0 <Wlc+Wld+Wle < W1)。并且，所述三部分以相互間能夠開口的方式配置。根據(jù)該結構，與接觸部Ila的情況相比，能夠有效地使電解液向電極板的內(nèi)部浸潤或循環(huán)。另外，通過這樣形成三個部分，與圖3(a)所示的分成上述兩個部分的情況相比，開口的個數(shù)增加，因此能夠更有效地使電解液向電極板的內(nèi)部浸潤或循環(huán)。本變形例的電池不僅能夠實現(xiàn)上述電池I的效果，而且能夠如上所述那樣使電解液有效地向電極板的內(nèi)部浸潤或循環(huán)，因此能夠進一步提高電池性能。進而，圖4(b)中示出其他的變形例的電池。如圖4(a)所示，圖4(b)的電池使用下述的正極板7d，即，所述正極板7d在正極板7c(參照圖3(b))的在Z方向上具有長度的2邊中的-X方向的邊上作為正極非涂敷部9形成有與接觸部IldUle及Ilf相當?shù)慕佑|部llg、llh及l(fā)li，并且在+X方向的邊上作為正極非涂敷部9形成有與接觸部IlcUlle及Ilf相當?shù)慕佑|部IljUlk及111。該變形例的電池僅將電池I的正極板7a替換為正極板7d，其他的結構與上述電池I相同，因此省略說明。在正極板7d中，不僅接觸部IlcUlle及Ilf與電池容 器的底面接觸，而且接觸部llg、llh、lli、llj、llk及111也與電池容器的側壁接觸，因此與圖I的電池I相比，能夠將在層疊電極體17的內(nèi)部產(chǎn)生的熱量更快地傳導到電池容器而進行放熱。另外，由于將所述各接觸部配置成使在接觸部lig、Iih及Iii和接觸部IIjUIk及111之間形成開口，因此還能夠確保電解液的循環(huán)。本實用新型不局限于上述的實施方式及其變形例或它們的組合，只要不脫離本實用新型的主旨則能夠進行各種變形。例如，使電池容器的形狀為方型進行了說明，但也可以為圓筒型。同樣地，層疊電極體17也可以為多個正極板和多個負極板分別隔著間隔件而依次層疊得到的層疊電極體(層疊型層疊電極體)，也可以為一個正極板和一個負極板隔著一個間隔件層疊并進行了卷繞的狀態(tài)的層疊電極體(卷回型層疊電極體)。需要說明的是，在層疊電極體17為層疊型層疊電極體的情況下，正極板7和負極板12的個數(shù)為I以上，即可以適當設計成多個。另外，在上述的實施方式及其變形例中，使接觸部11為正極基材，但也可以將接觸部11與正極基板獨立地形成后向正極基材進行焊接等而連接。此外，在上述的實施方式及其變形例中，使接觸部11與正極接頭10分開形成，但也可以使它們?yōu)橐惑w，而使正極接頭10具備接觸部11的功能。此外，在實施方式及及其變形例中，為了使電池容器為正極電位的接觸部11配置在正極板7上，但也可以根據(jù)電池的材料(活性物質、電解液等)而將與為了使電池容器為負極電位的接觸部11相當?shù)慕Y構配置在負極板12上。這種情況下，只要將與在電池I中說明了的正極板7相當?shù)恼f明替換為與負極板12相當?shù)恼f明，即能夠容易地理解電池結構。
權利要求1.一種電池,其特征在于,具有 第一極性的電位的第一電極板； 具備接觸部的第二極性的電位的第二電極板； 配置在所述第一電極板與所述第二電極板之間的間隔件； 收納有所述第一電極板、所述第二電極板和所述間隔件的導電性的電池容器， 所述接觸部與所述電池容器接觸。
2.根據(jù)權利要求I所述的電池，其特征在于， 所述電池容器具備蓋和容器主體，所述蓋隔著絕緣體而配置有第一電極端子和第二電極端子， 所述第一電極板與所述第一電極端子電連接，所述第二電極板與所述第二電極端子電連接，所述接觸部與所述容器主體接觸。
3.根據(jù)權利要求2所述的電池，其特征在于， 所述第二電極板具備在基材上涂敷有電極活性物質的涂敷部和在所述基材上未涂敷所述電極活性物質的非涂敷部， 所述接觸部為所述非涂敷部。
4.根據(jù)權利要求3所述的電池，其特征在于， 所述接觸部與所述容器主體的底面接觸。
5.根據(jù)權利要求4所述的電池，其特征在于， 所述間隔件為袋狀，其內(nèi)包有所述第一電極板。
6.根據(jù)權利要求I所述的電池，其特征在于， 所述第一極性為負極，所述第一電極板為負極板，所述第二極性為正極，所述第二電極板為正極板。
7.根據(jù)權利要求I所述的電池，其特征在于， 所述第一極性為正極，所述第一電極板為正極板，所述第二極性為負極，所述第二電極板為負極板。
專利摘要本實用新型提供一種防止電池容器內(nèi)部的熱量以及電解液與電池容器的反應引起的電池劣化，從而提高了電池性能的電池。本實用新型的電池具有第一極性的電位的第一電極板；具備接觸部的第二極性的電位的第二電極板；配置在所述第一電極板與所述第二電極板之間的間隔件；收納有所述第一電極板、所述第二電極板和所述間隔件的導電性的電池容器，所述接觸部與所述電池容器接觸。
文檔編號H01M10/50GK202797184SQ20122030852
公開日2013年3月13日 申請日期2012年6月27日 優(yōu)先權日2011年6月30日
發(fā)明者小暮正紀 申請人:三菱重工業(yè)株式會社