技術領域
本發(fā)明涉及蓄電裝置。
背景技術:
在EV(Electric Vehicle;電動汽車)、PHV(Plug in Hybrid Vehicle;插電式混合動力汽車)等車輛,搭載有蓄積向行駛用馬達供給的電力的作為蓄電裝置的二次電池。二次電池具備例如具有電極組裝體,該電極組裝體通過將具有在金屬箔涂覆有活性物質的活性物質層的正極和負極以在它們之間夾入隔離部的狀態(tài)呈層狀重疊而得。作為這種電極組裝體已知有如下技術:由兩張隔離部夾著第一電極(正極或負極),并將所述兩張隔離部相互接合,由此使第一電極以及兩張隔離部單元化(例如參照專利文獻1)。
專利文獻1:日本特開2011-076838號公報
隔離部由例如聚丙烯等樹脂形成。因此,若二次電池的內部溫度因某一原因而上升,則隔離部被加熱而導致熱收縮。于是,正極與負極能夠接觸。若正極與負極接觸,則該接觸位置發(fā)熱。若該發(fā)熱量過大,則可能損壞作為二次電池的功能。
技術實現要素:
本發(fā)明的目的在于提供能夠抑制因隔離部的熱收縮而導致正極與負極短路的情況下的發(fā)熱量的蓄電裝置。
為了達成所述目的,本發(fā)明的一方式所涉及的蓄電裝置具備第一電極、第一隔離部、第二隔離部以及第二電極。所述第一電極具有:第一金屬箔;以及通過在該第一金屬箔涂覆第一活性物質而形成的第一活性物質層。所述第一電極具有第一端部、以及與該第一端部相反的一側的第二端部。在所述第一端部形成有未涂覆所述第一活性物質而使所述第一金屬箔露出的第一未涂裝部。所述第一活性物質層從該第一活性物質層與所述第一未涂裝部的邊界延伸到所述第二端部。所述第一隔離部覆蓋所述第一電極的第一面。所述第二隔離部覆蓋所述第一電極的在厚度方向上與所述第一面相反的一側的第二面。所述第二電極具有第二金屬箔、以及通過在該第二金屬箔涂敷第二活性物質而形成的第二活性物質層。所述第二電極具有與所述第一端部對應的第三端部、以及處于與該第三端部相反的一側且與所述第二端部對應的第四端部。在所述第三端部形成有未涂覆所述第二活性物質而使所述第二金屬箔露出的第二未涂裝部。所述第二活性物質層從該第二活性物質層與所述第二未涂裝部的邊界延伸到所述第四端部。通過所述第一電極、所述第二電極、所述第一隔離部以及所述第二隔離部呈層狀重疊而形成電極組裝體。所述第一隔離部與所述第二隔離部分別具有將所述第一隔離部與所述第二隔離部相互接合的強接合部以及弱接合部。所述強接合部的接合強度比所述弱接合部的接合強度相對較強,所述強接合部位于所述第一隔離部以及所述第二隔離部各自的所述第一端部的附近的部位并且沿所述第一端部延伸。所述弱接合部位于所述第一隔離部以及所述第二隔離部各自的所述第二端部附近的部位并且沿所述第二端部延伸。
根據所述結構,利用位于第一端部附近的部位并且沿所述第一端部延伸的強接合部、與位于第二端部附近的部位并且沿所述第二端部延伸的弱接合部來限制第一電極相對于隔離部的移動。由此,第一電極從隔離部伸出,而能夠抑制第一電極與第二電極短路。
假如在因某種原因二次電池內的溫度使隔離部熱收縮的情況下,弱接合部彼此的接合優(yōu)先被解除。由此,與形成有未涂裝部的第一端部相反的一側的第二端部優(yōu)先露出,該第二端部與第四端部能夠接觸。在這種情況下,在第二端部以及第四端部形成有活性物質層,所以能夠假想活性物質層彼此接觸。伴著活性物質層彼此的接觸的發(fā)熱量比伴著金屬箔與活性物質層的接觸的發(fā)熱量小。因而,在隔離部熱收縮了的情況下,能夠優(yōu)先使產生相對小的發(fā)熱量的活性物質層彼此接觸,而能夠抑制電極彼此的接觸時的發(fā)熱量。
優(yōu)選,所述弱接合部彼此的接合面積比所述強接合部彼此的接合面積窄。
根據所述結構,通過采用接合面積作為決定接合強度的強弱的參數,而能夠使接合強度的相對關系明確。由此,能夠可靠地執(zhí)行弱接合部的接合的優(yōu)先解除。
優(yōu)選,所述強接合部以及所述弱接合部形成為沿著從所述第二端部朝向所述第一端部的第一方向具有規(guī)定的寬度的帶狀。所述弱接合部的寬度比所述強接合部的寬度短。
根據所述結構,作為決定接合強度的強弱的參數,采用了強接合部以及弱接合部的沿著從第二端部朝向第一端部的方向的方向寬度(長度)。強接合部以及弱接合部的各自的對于隔離部的收縮的耐壓依賴于各接合部的寬度。由此,在隔離部收縮時,能夠容易地執(zhí)行弱接合部的接合的優(yōu)先解除。
優(yōu)選,所述第一隔離部以及所述第二隔離部以制造所述第一隔離部以及所述第二隔離部時的機械方向沿著從所述第二端部朝向所述第一端部的第一方向延伸的方式覆蓋所述第一電極。
根據所述結構,第一隔離部以及所述第二隔離部的相對易于收縮的MD方向(制造時的機械方向)沿著從第二端部朝向第一端部的第一方向,與MD方向正交的方向且難以相對收縮的TD方向(橫向)沿著與第一方向正交的方向延伸。由此,伴著隔離部沿與第一方向正交的方向收縮,未涂裝部從隔離部露出,而能夠避免未涂裝部與活性物質層接觸這樣的狀況。
優(yōu)選,所述第一未涂裝部具有從所述第一端部突出的第一突出部。所述第二未涂裝部具有從所述第三端部突出的第二突出部。所述第一突出部以及所述第二突出部中的各個沿著從所述第二端部朝向所述第一端部的第一方向突出。所述強接合部以及所述弱接合部以在所述第一方向互相對置的方式延伸。
根據所述結構,強接合部以及弱接合部以在突出部的突出方向(第一方向)相互對置的方式延伸。由此,限制第一電極沿著接合部的對置方向(第一方向)移動。另外,通過利用強接合部從與所述對置方向(突出方向)正交的方向(TD方向)夾著突出部,能夠抑制第一電極向與對置方向正交的方向的移動。
在所述結構中,通過設置接合被優(yōu)先解除的弱接合部,能夠適當地限制第一電極的錯位。假如在產生了各隔離部的熱收縮的情況下,能夠抑制電極彼此的接觸時的發(fā)熱量。
優(yōu)選,所述強接合部以及所述弱接合部通過熔敷而將所述第一隔離部與所述第二隔離部相互接合。
根據所述結構,強接合部以及弱接合部通過熔敷而將第一隔離部與第二隔離部相互接合。由此,能夠以比較簡單的結構實現各接合部。尤其是通過調整實施熱處理的面積等,而能夠容易地設置接合強度之差。由此,能夠容易地實現接合強度不同的兩個接合部。
優(yōu)選,所述蓄電裝置為二次電池。
優(yōu)選,所述弱接合部具有第一接合部。所述強接合部具有所述第一接合部以及第二接合部,該第二接合部的接合方式的種類與所述第一接合部的接合方式的種類不同。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的一實施方式所涉及的二次電池的立體圖。
圖2是表示將圖1的隔離部、負極以及正極按順序重疊后的狀態(tài)的示意圖。
圖3是圖1的電極組裝體的分解立體圖。
圖4是圖1的正極收容體的主視圖以及正極收容體的沿著4-4線的剖視圖。
圖5中,(a)圖是隔離部進行熱收縮之前的圖1的電極組裝體的主視圖以及電極組裝體的沿著5a-5a線的剖視圖,(b)圖是隔離部進行了熱收縮之后的圖1的電極組裝體的主視圖以及電極組裝體的沿著5b-5b線的剖視圖。
圖6是本發(fā)明的第二實施方式所涉及的正極收容體的主視圖以及正極收容體的沿著6-6線的剖視圖。
圖7是本發(fā)明的第三實施方式所涉及的正極收容體的主視圖以及正極收容體的沿著7-7線的剖視圖。
圖8中的(a)圖、(b)圖分別是表示圖7的正極收容體的制造方法的立體圖。
具體實施方式
(第一實施方式)
以下參照圖1~圖5的(b)圖對本發(fā)明所涉及的蓄電裝置進行說明。本蓄電裝置搭載于車輛(汽車以及工業(yè)用車輛),用于驅動搭載于車輛的行駛用馬達(電動機)。此外,在圖1、3、4中剖切一部分而表示,圖5(a)、(b)中用雙點劃線表示熔敷部80。另外,圖5的(a)圖、(b)圖中,考慮附圖的便利,僅一個一個圖示出電極組裝體14的一部分、即正極收容體70與負極22。
如圖1所示,作為蓄電裝置的二次電池10為鋰離子二次電池,具備構成其外部輪廓的金屬制的箱體11。箱體11具備:四方箱狀的容器12;以及將容器12的開口部分堵塞的矩形平板狀的蓋13。二次電池10的外部輪廓構成長方體。
在箱體11收容電極組裝體14以及作為電解質的電解液(省略圖示)。如圖3所示,電極組裝體14通過使作為第一電極的正極21與作為第二電極的負極22經由隔離部23、24構成交替重疊的層狀而形成。隔離部23、24分別由導電所涉及的離子(鋰離子)能夠通過的多孔性膜形成。隔離部23、24夾著正極21或負極22而成為一對的關系。電極21、22以及一對隔離部23、24分別構成四邊形(詳細而言為矩形)的片狀,并成為相互相似形狀。
如圖3所示,正極21具備:形成為矩形狀的正極金屬箔(例如鋁箔)21a;以及通過在該正極金屬箔21a的板面(表面以及背面)涂敷正極活性物質而形成的作為第一活性物質層的正極活性物質層21b。正極21(正極金屬箔21a)的板面具有正極未涂裝緣部21d,該正極未涂裝緣部21d在與作為正極21的緣部的第一端部21c延伸的方向正交的方向具有規(guī)定的寬度并且沿第一端部21c延伸。正極活性物質層21b形成于正極21的板面中的、除正極未涂裝緣部21d以外的部分。因此,正極活性物質層21b也形成于與第一端部21c相反的一側的第二端部21e。換言之,正極活性物質層21b從正極活性物質層21b與正極未涂裝緣部21d的邊界B1延伸到第二端部21e。
如圖2所示,負極22形成為比正極21大一圈。詳細而言,負極22的相鄰的2個邊(長邊以及短邊)的長度、即負極22的與厚度方向正交的2個方向的長度設定為比正極21的相鄰的2個邊(長邊以及短邊)的長度、即正極21的與厚度方向正交的2個方向的長度長。
如圖3所示,負極22具備:以比正極金屬箔21a大一圈的方式形成的矩形狀的負極金屬箔(例如銅箔)22a;以及通過在該負極金屬箔22a的板面(表面以及背面)涂敷負極活性物質而形成的作為第二活性物質層的負極活性物質層22b。負極22(負極金屬箔22a)的板面具有負極未涂裝緣部22d,該負極未涂裝緣部22d在與作為負極22的緣部的第三端部22c延伸的方向正交的方向具有規(guī)定的寬度并且沿著第三端部22c延伸。負極活性物質層22b形成于負極22的板面中的、除負極未涂裝緣部22d以外的部分。因此,負極活性物質層22b也形成于與第三端部22c相反的一側的第四端部22e。換言之,負極活性物質層22b從負極活性物質層22b與負極未涂裝緣部22d的邊界B2延伸到第四端部22e。并且,如圖2所示,負極活性物質層22b以能夠覆蓋正極活性物質層21b整體的方式形成為比正極活性物質層21b大。
如圖2所示,隔離部23、24為相互相同的形狀,且形成為比正極21以及負極22大一圈。詳細而言,各隔離部23、24的相鄰的2個邊(長邊以及短邊)的長度、即各隔離部23、24的與厚度方向正交的2個方向的長度設定為比正極21以及負極22的2個方向的長度(長邊以及短邊的長度)長。也就是說,各隔離部23、24形成為能夠以與電極21、22的板面(各活性物質層21b、22b以及各未涂裝緣部21d、22d)重疊的狀態(tài)覆蓋板面的大小。
這里,各隔離部23、24為相同的形狀,由聚烯烴系微多孔材料例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、或聚對苯二甲酸二乙酯(PET)等形成。
各隔離部23、24通過將隔離部卷裝切割成期望的尺寸來制造。隔離部卷裝通過與將隔離部用材料延伸的同時或與延伸不同的工序以具有規(guī)定的多孔度的方式形成孔制造而成。由此,各隔離部23、24沿制造時的機械方向、即MD方向(參照圖3)對纖維進行定向。因此,各隔離部23、24相比與MD方向正交的橫向、即TD方向(參照圖3)沿著MD方向易于熱收縮。也就是說,各隔離部23、24存在熱收縮量相對較大的MD方向與熱收縮量相對較小的TD方向。
如圖3所示,各隔離部23、24在TD方向與正極未涂裝緣部21d(正極21的第一端部21c)的長邊方向一致,且MD方向與和正極未涂裝緣部21d的長邊方向正交的方向一致的狀態(tài)下,與正極21重疊地被層壓。
在電極組裝體14,正極活性物質層21b的整體被負極活性物質層22b覆蓋,且正極21以及負極22被隔離部23、24覆蓋。在這種情況下,正極活性物質層21b與負極活性物質層22b對置的區(qū)域為充放電的區(qū)域。
在正極21的第一端部21c,設置有通過使該第一端部21c的一部分突出而形成的作為第一突出部的正極突出部31。正極突出部31沿從第二端部21e朝向第一端部21c的方向(第一方向)、即從第一端部21c離開的方向突出。在正極突出部31未涂覆正極活性物質,正極金屬箔21a在正極突出部31露出。該正極突出部31與正極未涂裝緣部21d構成正極未涂裝部41。正極未涂裝部41形成于正極21的第一端部21c。在正極未涂裝部41未形成有正極活性物質層21b,正極金屬箔21a在正極未涂裝部41露出。
同樣,在負極22的第三端部22c,通過使該第三端部22c的一部分突出而形成的作為第二突出部的負極突出部32。負極突出部32沿從第四端部22e朝向第三端部22c的方向(與第一方向相同的方向)、即從第三端部22c離開的方向突出。在負極突出部32未涂覆負極活性物質,負極金屬箔22a在負極突出部32露出。該負極突出部32與負極未涂裝緣部22d構成負極未涂裝部42。負極未涂裝部42形成于負極22的第三端部22c。在負極未涂裝部42未形成有負極活性物質層22b,負極金屬箔22a在負極未涂裝部42露出。
此外,正極21的各方向的長度(長邊以及短邊的長度)是除正極突出部31以外的長度,負極22的各方向的長度(長邊以及短邊的長度)是除負極突出部32以外的長度。
另外,正極突出部31的突出方向是與正極未涂裝緣部21d(正極21的第一端部21c)的長邊方向正交的方向。與正極突出部31的突出方向正交的方向是沿著正極未涂裝緣部21d的長邊方向的方向(正極21的長邊方向)。在這種情況下,各隔離部23、24在MD方向與突出方向一致、且TD方向與和MD方向(沿著突出方向的方向)正交的方向一致的狀態(tài)下,與正極21重疊。
如圖3所示,電極21、22以各未涂裝部41、42在電極組裝體14中配置于相同區(qū)域的方式被層壓。換言之,以第一端部21c以及第三端部22c相互對應、且第二端部21e以及第四端部22e相互對應的方式被層壓。詳細而言,電極21、22以如下方式被層壓,即:在從第二端部21e朝向第一端部21c的方向(第一方向)上,第一端部21c以及第三端部22c配置于電極組裝體14的相同區(qū)域,且在從第二端部21e朝向第一端部21c的方向(第一方向)上,第二端部21e以及第四端部22e配置于電極組裝體14的相同區(qū)域。
另外,如圖3所示,電極21、22以如下方式重疊,即:突出部31、32中的相同極性的突出部彼此沿電極21、22的層壓方向呈列狀配置,另一方面,不同極性的突出部彼此不沿極21、22的層壓方向呈列狀配置。并且,如圖1所示,正極突出部31以位于電極組裝體14的層壓方向的一端的方式被收集。進而,正極突出部31以其被收集的狀態(tài)朝與所述一端相反的一側折返。負極突出部32也相同,以位于電極組裝體14的層壓方向的一端的方式被收集。進而,負極突出部32以其被收集的狀態(tài)朝與所述一端相反的一側折返。并且,電極組裝體14以電極組裝體14的形成有突出部31、32的部位與蓋13對置的方式收容于箱體11內。
如圖1所示,二次電池10具備:能夠從箱體11外連接的正極端子51以及負極端子52;以及作為導電部件的正極導電部件61以及負極導電部件62。正極導電部件61以及負極導電部件62將端子51、52與突出部31、32中的相同極性的部件彼此連接。
正極端子51在通過絕緣環(huán)53與箱體11絕緣的狀態(tài)下將箱體11貫通。正極端子51具有朝箱體11外露出的部位與位于箱體11內的部位。正極導電部件61由金屬制的板形成,具有一側的板面與另一側的端面。一側的板面與多個正極突出部31中的最外層的正極突出部31接觸,另一側的板面與正極端子51的處于箱體11內的端部接觸。并且,所述接觸位置分別接合(焊接)。
同樣,負極端子52在通過絕緣環(huán)53與箱體11絕緣的狀態(tài)下將箱體11貫通。負極導電部件62以與負極端子52以及負極突出部32雙方接觸的方式配置,接觸位置被分別接合(焊接)。
由此,能夠經由端子51、52將電極組裝體14的電朝箱體11外取出,并且能夠對電極組裝體14供電。
如圖2所示,電極組裝體14通過正極21以及隔離部23、24被單元化而得的正極收容體70與負極22交替重疊而形成為層狀。通過所述結構,通過使正極收容體70重疊,隔離部23、24中的任一方自然而然夾在電極21、22之間。由此,與將正極21、負極22、以及隔離部23、24依次重疊的結構相比,能夠消減層壓工序的工序數。
以下對正極收容體70進行詳細說明。
正極收容體70通過利用隔離部23、24夾著正極21而單元化。在這種情況下,正極21的第一面(正極活性物質層21b以及正極未涂裝緣部21d)被第一隔離部2覆蓋,在正極21的厚度方向上與第一面相反的一側的第二面被第二隔離部24覆蓋。
此處,各隔離部23、24以能夠覆蓋正極21(除正極突出部31以外)的方式形成為比正極21大。在正極收容體70中,各隔離部23、24的一部分從正極21的周緣部21f朝正極21的面方向側伸出。換言之,各隔離部23、24具備從正極21的周緣部21f沿面方向突出的伸出部71、72。
伸出部71、72形成為沿對應的隔離部23、24的外周緣延伸。詳細而言,伸出部71、72形成于在正極21中沿著正極突出部31的突出方向的方向(MD方向,與長邊方向正交的方向)的兩端,并且形成于與該突出方向正交的方向(TD方向,長邊方向)的兩端。
如圖4所示,正極收容體70具備熔敷部80作為將隔離部23、24相互接合的接合部。熔敷部8通過對伸出部71、72進行熱處理而形成,在該熔敷部80,隔離部23、24被一體化。
熔敷部80以除正極突出部31所處的位置之外沿各隔離部23、24的外周緣形成于各伸出部71、72的整個區(qū)域的方式,包圍正極21。詳細而言,熔敷部80具備:以在正極突出部31的突出方向(第一方向)相互對置的方式延伸的第一熔敷部81以及第二熔敷部82;以及在與沿著突出方向的方向正交的方向(與第一方向正交的方向)相互對置的方式延伸的第三熔敷部83以及第四熔敷部84。
此處,第一熔敷部81與第二熔敷部82的熔敷強度(接合強度)不同。關于這點以下進行詳細說明。
如圖4所示,第一熔敷部81處于正極21的正極未涂裝部41附近。詳細而言,第一熔敷部81處于正極未涂裝緣部21d所處的正極21的第一端部21c、與在隔離部23、24中處于正極21的第一端部21c附近的第一端部23a、24a之間。第一熔敷部81除設置于與正極突出部31重疊的位置的未熔敷部85以外,沿正極21的第一端部21c(各隔離部23、24的第一端部23a、24a)的長邊方向延伸。第一熔敷部81從與沿著正極突出部31的突出方向的方向正交的方向(TD方向)夾持正極突出部31。
第二熔敷部82在正極突出部31的突出方向上處于與第一熔敷部81相反的一側的正極收容體70的部位,與第一熔敷部81對置。詳細而言,第二熔敷部82處于相對于正極21的第一端部21c在正極突出部31的突出方向處于相反側的第二端部21e、與在隔離部23、24中處于正極21的第二端部21e附近的第二端部23b、24b之間。第二熔敷部82沿著正極21的第二端部21e(各隔離部23、24的第二端部23b、24b)的長邊方向延伸。此外,正極突出部31的突出方向與熔敷部81、82相互對置的對置方向對應。另外,熔敷部81、82在MD方向上分別處于隔離部23、24的兩端,詳細而言處于兩端附近。
另外,如圖3所示,若著眼于未涂裝部41、42在電極組裝體14配置于相同區(qū)域,則可以說第一熔敷部8配置于未涂裝部41、42附近。另外,第一熔敷部81沿第一端部21c以及第三端部22c的長邊方向延伸。另外,若著眼于在電極21、22位于與未涂裝部41、42分別相反的一側的第二端部21e以及第四端部22e在電極組裝體14配置于相同區(qū)域,則可以說第二熔敷部82配置于第二端部21e以及第四端部22e附近。另外,第二熔敷部82沿第二端部21e以及第四端部22e的長邊方向延伸。
如圖4所示,第二熔敷部82的熔敷面積通過第二熔敷部82的與所述對置方向正交的方向(TD方向,與突出方向正交的方向)的長度L2、與第二熔敷部82的所述對置方向的長度W2(以后,僅稱為第二熔敷部82的寬度W2)相乘來規(guī)定(L2×W2)。另外,第一熔敷部81的熔敷面積通過第一熔敷部81的與所述對置方向正交的方向的長度L1、與第一熔敷部81的所述對置方向的長度W1(以后,僅稱為第一熔敷部81的寬度W1)相乘來規(guī)定。
在所述結構中,第二熔敷部82的熔敷面積(L2×W2)比第一熔敷部81的熔敷面積(L1×W1)窄。詳細而言,第二熔敷部82的與所述對置方向正交的方向的長度L2比第一熔敷部81的與所述對置方向正交的方向的長度L1長未熔敷部85的長度L3的量(L1=L2-L3)。另一方面,第二熔敷部82的寬度W2比第一熔敷部81的寬度W1短。詳細而言,考慮到未熔敷部85的長度L3,第二熔敷部82的寬度W2比第一熔敷部81的寬度W1短,由此第二熔敷部82的熔敷面積比第一熔敷部81的熔敷面積窄。即,以滿足(W2/W1)<(L1/L2)的關系式的方式設定寬度W1、
W2。因此,第二熔敷部82與第一熔敷部81相比熔敷強度變弱(低)。第一熔敷部81與“強接合部”對應,第二熔敷部82與“弱接合部”對應。
此外,若著眼于對置方向與各隔離部23、24熱收縮的方向即熱收縮方向對應,則熔敷部81、82的寬度W1、W2為熔敷部81、82的熱收縮方向上的長度。因此,寬度W1、W2可以說是決定針對隔離部23、24的熱收縮的耐壓的參數之一。
另外,如圖4所示,將通過各隔離部23、24的所述對置方向的中央且沿與所述對置方向正交的方向延伸的線作為第一中心線J1,并且,通過正極21的所述對置方向的中央且沿與所述對置方向正交的方向延伸的線作為第二中心線J2。在這種情況下,正極21配置為第二中心線J2相比第一中心線J1偏向隔離部23、24的第二端部23b、24b。因此,在伸出部71、72中,第一熔敷部81所處的第一伸出部71a、72a的面積(區(qū)域)比第二熔敷部82所處的第二伸出部71b、72b的面積大。由此,能夠確保第一熔敷部81的面積比第二熔敷部82的面積大。
另外,熔敷部81、82在如上述那樣配置隔離部23、24以及正極21的狀態(tài)下通過對它們進行熱處理而形成。在這種情況下,通過使熱處理區(qū)域、即能夠通過熱處理進行熔敷的區(qū)域在第一熔敷部81與第二熔敷部82不同,而容易形成熔敷面積不同的第一熔敷部81以及第二熔敷部82。
接下來,作為本實施方式的二次電池10的作用,對各隔離部23、24熱收縮的情況進行說明。
如圖4所示,在由熔敷部80包圍正極21的情況下,正極21相對于各隔離部23、24的錯位被限制。由此,難以發(fā)生正極21從各隔離部23、24伸出的狀況。
如圖5的(a)圖所示,在正極收容體70與負極22重疊的結構中,在通過二次電池10的內部溫度的上升等而隔離部23、24的溫度達到了熱收縮溫度的情況下,隔離部23、24分別熱收縮。在這種情況下,第二熔敷部82相比第一熔敷部81熔敷強度弱,所以第二熔敷部82的接合(熔敷)優(yōu)先解除。因此,如圖5的(b)圖所示,正極21的第二端部21e露出,正極21的第二端部21e與負極22的第四端部22e變?yōu)槁冻龅臓顟B(tài)。第二端部21e以及第四端部22e為分別形成有活性物質層21b、22b的端部。因此,假如在兩者接觸的狀態(tài)下,活性物質層21b、22b彼此接觸。伴著該接觸的發(fā)熱量,比伴著正極未涂裝部41與負極活性物質層22b的接觸的發(fā)熱量或伴著負極未涂裝部42與正極活性物質層21b的接觸的發(fā)熱量小活性物質層21b、22b的電阻比未涂裝部41、42的電阻高的量。因此,能夠抑制伴著正極21以及負極22的接觸(短路)的發(fā)熱量。
尤其是,隔離部23、24以熱收縮量相對大的MD方向與熔敷部81、82的對置方向(第一方向)一致的狀態(tài)與正極21重疊。因此,伴著在熱收縮量相對小的TD方向上賦予對置的熔敷部83、84的熱收縮的力比賦予熔敷部81、82的力小。因此,熔敷部83、84即使在產生了熱收縮的情況下也難以被破壞。因而,正極未涂裝部41、詳細而言正極未涂裝緣部21d的長邊方向的端部難以露出。因此,難以產生正極未涂裝部41與負極22的接觸。
以上詳述的本實施方式具有以下優(yōu)越的優(yōu)點。
(1)構成正極收容體70與負極22重疊并形成為層狀的電極組裝體14。正極收容體70通過隔離部23、24在夾著具有位于第一端部21c的正極未涂裝部41的正極21的狀態(tài)下相互接合(熔敷)而被單元化。由此,能夠避免正極21從隔離部23、24伸出而使電極21與電極22相互接觸的狀況。
在所述結構中,在隔離部23、24中的正極21的第一端部21c附近設置有第一熔敷部81,并且在隔離部23、24中的正極21的第二端部21e附近設置有第二熔敷部82。第二熔敷部82的熔敷強度比第一熔敷部81的熔敷強度弱。由此,能夠假想在因某種原因而隔離部23、24熱收縮的情況下,第二熔敷部82的接合優(yōu)先被解除,處于第二熔敷部82附近的第二端部21e露出,第二端部21e以及第四端部22e變?yōu)槁冻龅臓顟B(tài)。在這種情況下,在第二端部21e以及第四端部22e分別形成有活性物質層21b、22b,所以能夠假想活性物質層21b、22b彼此接觸。伴著活性物質層21b、22b彼此的接觸的發(fā)熱量比伴著金屬箔與活性物質層的接觸的發(fā)熱量小。因而,能夠抑制電極21、22相互接觸的情況下的發(fā)熱量。
更詳細而言,假如在第一熔敷部81的接合被解除了的情況下,正極未涂裝部41整體以及正極活性物質層21b能夠露出。在這種情況下,易于產生正極未涂裝部41與負極活性物質層22b的接觸、或者正極活性物質層21b與負極未涂裝部42的接觸。它們接觸了的情況下的電阻值比各活性物質層21b、22b彼此接觸了的情況下的電阻值小,所以電流值易于變大。因此,伴著接觸的發(fā)熱量易于變大。
與此相對,根據本實施方式,在隔離部23、24熱收縮了的情況下,處于與未涂裝部41、42所處的第一熔敷部81相反的一側的第二熔敷部82的接合優(yōu)先被解除。由此,能夠使發(fā)熱量相對小的活性物質層21b、22b彼此的接觸優(yōu)先產生,而能夠抑制電極21、22的接觸時的發(fā)熱量。
(2)為了將隔離部23、24相互接合而將隔離部23、24彼此熔敷。由此,能夠通過稱為熱處理的比較簡單的處理來將隔離部23、24相互接合。進而,通過調整熱處理區(qū)域的大小,而能夠調整熔敷部81、82的熔敷面積(寬度W1、W2)的大小。由此,能夠比較容易地實現接合強度不同的各熔敷部81、82。
(3)使第二熔敷部82的熔敷面積比第一熔敷部81的熔敷面積窄。由此,能夠可靠地使第二熔敷部82的熔敷強度比第一熔敷部81的熔敷強度弱。因而,能夠更可靠地使第二熔敷部82的接合優(yōu)先被解除。
(4)熔敷部81、82的寬度W1、W2是規(guī)定隔離部23、24的熱收縮時的耐壓的參數之一。在所述結構中,使第二熔敷部82的寬度W2比第一熔敷部81的寬度W1短。由此,在隔離部23、24熱收縮了的情況下,能夠可靠地使第二熔敷部82的接合優(yōu)先被解除。
(第二實施方式)
在本實施方式中,對接合強度賦予強弱的結構與第一實施方式不同。對該不同點進行詳細說明。此外,對于與第一實施方式相同的結構賦予相同的附圖標記并省略對其詳細的說明。
如圖6所示,本實施方式的第一熔敷部101的對置方向的長度即寬度W3與第二熔敷部82的寬度W2相同。在隔離部23、24中正極未涂裝部41附近的部位、詳細而言第一伸出部71a、72a,形成有獨立于第一熔敷部101用于將隔離部23、24彼此接合的縫合部102??p合部102處于第一熔敷部101與正極21的第一端部21c之間,除與正極突出部31對應的部位以外,沿第一伸出部71a、72a(正極21的第一端部21c)延伸。由此,第一伸出部71a、72a彼此被接合。在本實施方式中,縫合部102以及第一熔敷部101與“強接合部”對應。
此外,在寬度W2,W3相互相同的情況下,避開正極突出部31延伸的第一熔敷部101的熔敷面積比第二熔敷部82的熔敷面積窄。與此相對,縫合部102的接合強度以正極未涂裝部41附近的接合強度比相反側的接合強度大(強)的方式,設定為比基于所述熔敷面積之差的接合強度的差大。
以下對本實施方式的作用進行說明。
在正極未涂裝部41附近設置有獨立于第一熔敷部101的縫合部102,所以正極未涂裝部41附近的接合強度(基于第一熔敷部101以及縫合部102的接合強度)比與正極未涂裝部41相反的一側的接合強度(基于第二熔敷部82的接合強度)大。由此,在隔離部23、24熱收縮了的情況下,能夠假想處于與正極未涂裝部41附近相反的一側的第二熔敷部82的接合優(yōu)先被解除。由此,能夠獲得第一實施方式所示的(1)的優(yōu)點。
此外,在本實施方式中,縫合部102形成于第一熔敷部101與正極21的第一端部21c之間,但是不限于此,例如可以形成于第一熔敷部101與隔離部23、24的第一端部23a、24a之間。
另外,若能夠使正極未涂裝部41附近的接合強度比與其相反的一側的接合強度大,則縫合部的具體方式是任意的,例如可以形成于第一伸出部71a、72a的一部分。
(第三實施方式)
在本實施方式中,對接合強度賦予強弱的結構與第一實施方式不同。對該不同點進行詳細說明。此外,對于與第一實施方式相同的結構賦予相同的附圖標記并省略對其詳細的說明。
如圖7以及圖8所示,本實施方式的正極收容體110構成為:將形成為矩形狀的片狀的隔離部120,并利用該折返了的隔離部120夾著正極21。詳細而言,如圖8的(a)圖所示,隔離部120具備經由構成折返部123的折返邊120a而連續(xù)的第一隔離部121以及第二隔離部122。各隔離部121、122形成為能夠覆蓋正極21(正極活性物質層21b以及正極未涂裝緣部21d)的大小。詳細而言,第三實施方式的第一隔離部121以及第二隔離部122的相鄰的2個邊(長邊以及短邊)的長度設定為與第一以及第二實施方式的隔離部23、24的相鄰的2個邊(長邊以及短邊)的長度相同。隔離部120形成為與折返邊120a正交的方向為MD方向,沿著折返邊120a的方向為TD方向。
在隔離部120形成有能夠供正極突出部31穿過的貫通孔124。貫通孔124形成于與折返邊120a重疊的位置。貫通孔124在被第二隔離部122覆蓋的狀態(tài)下正極21設置于第二隔離部122的情況下,形成于配置有正極突出部31的位置。
如圖8的(b)圖所示,正極收容體110通過在正極突出部31穿過了貫通孔124的狀態(tài)下在第二隔離部122設置正極21,并將折返邊120a作為基點而折返第一隔離部121來形成。在這種情況下,如圖7所示,在正極未涂裝部41附近配置有折返部123。并且,通過對正極21的周圍進行熔敷而形成熔敷部130。本實施方式的熔敷部130的第一熔敷部131形成于正極21附近,以避免與折返部123的干涉。本實施方式的第一熔敷部131的對置方向的長度即寬度W4與第二熔敷部82的寬度W2相同。在本實施方式中,折返部123以及第一熔敷部131與“強接合部”對應。
以下對本實施方式的作用進行說明。
在正極未涂裝部41附近形成有折返部123,所以正極未涂裝部41附近得接合強度(基于折返部123以及第一熔敷部131的接合強度)比與其相反的一側的接合強度(第二熔敷部82的接合強度)強。由此,在隔離部120熱收縮了的情況下,能夠假想處于與正極未涂裝部41附近相反的一側的第二熔敷部82的接合優(yōu)先被解除。由此,能夠獲得第一實施方式所示的(1)的優(yōu)點。
尤其是如圖8的(a)圖所示,相對于折返邊120a伴著一對對邊120b、120c周邊的熱收縮的移動量比折返邊120a周邊的移動量大。因此,在隔離部120熱收縮了的情況下,相比處于折返部123附近的第一熔敷部131,易于對處于對邊120b、120c附近的第二熔敷部82賦予力。因此,第二熔敷部82的接合易于被解除。進而,即使在第一熔敷部131的接合被解除了的情況下,折返部123與正極21的第一端部21c也抵接。因此,能夠維持接合狀態(tài)。
此外,在本實施方式中,在基于折返部123的接合強度比第二熔敷部82的接合強度大(強)的情況下,可以省略第一熔敷部131。由此,能夠使各隔離部121、122的長度縮短熔敷部131的寬度W4的量,而能夠實現正極收容體70的小型化。
此外,所述各實施方式可以如下那樣變更。
在各實施方式中,設置第三熔敷部83以及第四熔敷部84,但是可以省略它們。在這種情況下,也能夠利用第一熔敷部81、101、131以及第二熔敷部82限制正極21的錯位。
在各實施方式中,形成有未涂裝緣部21d、22d,但不限于此,可以省略它們。另外,可以在各突出部31、32的基端部的一部分涂覆活性物質。在這種情況下,通過對接合強度設定強弱,也能夠避免負極突出部32的金屬露出部分與正極活性物質層21b的接觸。也就是說,“未涂裝部”包括在隔離部23、24、120所包圍的對象的電極的突出部中的至少一部分形成有活性物質層的結構。
在各實施方式中,各隔離部23、24、120的MD方向與第一熔敷部81、101、131和第二熔敷部82的對置方向一致,但不限于此,例如各隔離部23、24、120的TD方向可以與所述對置方向一致。
在第一實施方式中,第二熔敷部82設定為與熔敷面積對置的方向的寬度雙方均比第一熔敷部81小(L2×W2<L1×W1,且,W2<W1),但不限于此。例如,可以使W2=W1,且,L2<L1。另外,可以使L2=L1,且,W2<W1。主要是第二熔敷部的熔敷面積以及對置方向的長度中的至少一方設定為比第一熔敷部的更小即可。若滿足該條件,則各熔敷部的具體結構是任意的。例如,第可以使第一熔敷部形成于第一伸出部71a、72a的一部分,或者使第二熔敷部形成于第二伸出部71b、72b的一部分。另外,可以斷斷續(xù)續(xù)地形成第一熔敷部或第二熔敷部。
在第二以及第三實施方式中,作為熔敷以外的接合方式采用了縫合部102以及折返部123,但是不限于此,接合方式是任意的。例如可以利用粘合劑或粘性膠帶將隔離部23、24相互接合。
在各實施方式中,正極21由隔離部23、24、120覆蓋(包圍),但不限于此,負極22可以由隔離部23、24、120覆蓋。
在各實施方式中,正極21、負極22以及各隔離部23、24形成為長方形狀,但不限于此,可以形成為正方形狀。另外,正極21、負極22以及各隔離部23、24不限于矩形狀,可以形成為例如四邊形狀以外的多邊形形狀,也可以形成為橢圓狀。
在各實施方式中,負極22形成為比各隔離部23、24小,但不限于此,可以使兩者為相同形狀。
在各實施方式中,二次電池10為鋰離子二次電池,但不限于此,可以為鎳氫等其它二次電池。主要是離子在正極活性物質層與負極活性物質層之間移動并且進行電荷的授受的電池即可。
在各實施方式中,二次電池10構成為搭載于車輛,但是不限于此,可以構成為搭載于其它裝置。
可以將本發(fā)明應用于雙電層電容器等其它蓄電裝置。