蓄電元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種可靠性高的蓄電元件。蓄電元件(10)具備：層疊有正極板(163)以及負極板(164)的電極體(160)、和與電極體(160)的正極側端部(161)連接的正極集電體(140)，電極體(160)的正極側端部(161)具有：(a)極板焊接部(161a)，是被層疊的正極板(163)在層疊方向上被焊接而形成的部分，并且是未與正極集電體(140)接合的部分；和(b)集電體接合部(161b)，是與正極集電體(140)接合的部分，并且在與層疊方向交叉的方向上與極板焊接部(161a)并排配置。
【專利說明】
蓄電元件
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及具備電極體和與電極體連接的集電體的蓄電元件。
【背景技術】
[0002]以往，作為電動汽車(EV)、插電式混合動力電動汽車(PHEV)、混合動力電動汽車(HEV)等的動力源，利用的是鋰離子二次電池等蓄電元件。這種蓄電元件一般具備電極體以及與電極體連接的集電體等。
[0003]蓄電元件所具備的電極體例如是層狀配置為隔離物夾在正極板與負極板之間的物體被卷繞而形成的。如此，在具有正極板和負極板對置配置的構造的電極體內例如有金屬片或者金屬粉等導電性的異物進入的情況下，有可能產生微短路等不良狀況。
[0004]例如在專利文獻I中公開了具有如下構造的電池的制造方法，8卩，從電極單元中的兩電極片的重疊部分突出的電極片和集電端子通過超聲波焊接而被接合。根據該制造方法，在進行超聲波焊接之際，向兩電極片的重疊部分施加壓縮力，從而能夠阻止因超聲波焊接而產生的金屬粉進入到重疊部分。
[0005]在先技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1: JP特開2007-53002號公報
[0008]發(fā)明要解決的課題
[0009]蓄電元件的內部的金屬片或者金屬粉等導電性的異物，不僅在電極體和集電體的焊接等制造工序中會產生，而且認為還有例如因使用時被賦予的沖擊等而產生的情況。
[0010]因此，在蓄電元件10的內部，即使在制造后因某些外在因素而產生了異物的情況下也不讓該異物進入(移動)到電極體的里面，這對于抑制不良狀況的產生而言是重要的。
【發(fā)明內容】
[0011]本發(fā)明考慮上述以往的課題，其目的在于，提供一種可靠性高的蓄電元件。
[0012]用于解決課題的手段
[0013]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一形態(tài)所涉及的蓄電元件具備層疊有極板的電極體、和與所述電極體的端部連接的集電體，其特征在于，所述電極體的所述端部具有:(a)極板焊接部，是被層疊的所述極板在層疊方向上被焊接的部分，并且是未與所述集電體接合的部分;和(b)集電體接合部，是與所述集電體接合的部分，并且在與所述層疊方向交叉的方向上與所述極板焊接部并排配置。
[0014]根據該構成，在電極體的端部的一部分形成極板焊接部，在其他的部分形成集電體接合部。換言之，電極體的端部的與集電體接合的以外的部分，極板彼此還被焊接，因此該端部處的極板間的間隙的量被降低。其結果，例如金屬粉等異物從電極體的端部的進入得到抑制。
[0015]此外，電極體的端部的集電體接合部在與層疊方向交叉的方向上被配置在與極板焊接部并排的位置。即，在電極體的端部，利用超聲波焊接等方法來接合未實施用于焊接的加振或者加熱等作業(yè)的部分和集電體。由此，例如電極體的端部和集電體的接合的質量得到保證。如以上，本形態(tài)的蓄電元件為可靠性高的蓄電元件。
[0016]此外，在本發(fā)明的一形態(tài)所涉及的蓄電元件中，也可以是，所述電極體是具有對置的一對扁平部和連接所述一對扁平部的彎曲部的卷繞型的電極體，所述極板焊接部是所述一對扁平部中的被層疊的所述極板被焊接的部分，所述集電體接合部是所述一對扁平部中的被層疊的所述極板與所述集電體接合的部分，所述電極體的所述端部還在所述彎曲部的位置具有作為被層疊的所述極板未被焊接的部分的非焊接部。
[0017]根據該構成，在卷繞型的電極體的一對扁平部中的端部形成極板焊接部和集電體接合部。因而，例如異物從卷繞型的電極體的端部向電極體的內部的進入得到抑制。此外，在電極體的彎曲部設置非焊接部，因此例如用于使電解液向電極體的浸透的路徑得到確保。
[0018]此外，在本發(fā)明的一形態(tài)所涉及的蓄電元件中，也可以是，所述極板焊接部是所述一對扁平部中的被層疊的所述極板一并被焊接的部分，所述集電體接合部是所述一對扁平部中的被層疊的所述極板一并與所述集電體接合的部分。
[0019]根據該構成，形成極板焊接部和集電體接合部，使得閉合卷繞型的電極體的一對扁平部中的端部。因而，例如能夠使得卷繞型的電極體中存在的以卷繞軸為中心的空間(卷繞軸空間)的開口變?yōu)閹缀醴庾〉臓顟B(tài)。即，在卷繞型的電極體中，成為通常具有比較大的開口的部分被閉合的狀態(tài)，因此能夠進一步提升抑制異物向電極體的內部進入的效果。
[0020]此外，在本發(fā)明的一形態(tài)所涉及的蓄電元件中，也可以是，所述極板焊接部是通過超聲波焊接對被層疊的所述極板進行焊接而形成的，在所述集電體接合部，所述電極體的所述端部和所述集電體通過超聲波焊接而被接合。
[0021]根據該構成，極板焊接部以及集電體接合部均利用超聲波來形成，因此例如在極板焊接部以及集電體接合部的形成中能夠利用共用的設備。此外，能夠短時間且可靠地進行極板焊接部以及集電體接合部各自的形成。
[0022]此外，在本發(fā)明的一形態(tài)所涉及的蓄電元件中，也可以是，所述電極體還具有:隔離物，被配置在所述電極體的最外側，所述蓄電元件還具備:按壓部件，將所述隔離物中的靠近所述電極體的所述端部的端緣部分向所述電極體的內側的方向進行按壓。
[0023]根據該構成，例如未被極板焊接部以及集電體接合部封住的間隙、且在電極體的最外周的隔離物的內側的間隙，被按壓部件封住。因而，能夠更可靠地抑制因進入到電極體的內部的異物所引起的不良狀況的發(fā)生。
[0024]此外，在本發(fā)明的一形態(tài)所涉及的蓄電元件中，也可以是，所述按壓部件是(i)帶體，被粘附為跨越所述隔離物中的靠近所述電極體的所述端部的端緣與所述隔離物的內側的極板的交界;或者(ii)間隔件，被安裝在所述電極體的所述集電體側，并且具有對所述隔離物的所述端緣部分進行按壓的凸部。
[0025]根據該構成，按壓部件可由帶體或者間隔件這樣的簡易構造的物體來實現(xiàn)。即，能夠通過簡易構造來提升抑制異物向電極體的內部進入的效果。
[0026]此外，本發(fā)明的一形態(tài)所涉及的蓄電元件，具備層疊有極板的電極體、和與所述電極體的端部連接的集電體，其特征在于，所述蓄電元件具備:帶體，被粘附為跨越被配置在所述電極體的最外側的隔離物中的靠近所述電極體的所述端部的端緣與所述隔離物的內側的極板的交界。
[0027]根據該構成，電極體的最外側的隔離物的端緣與其內側的極板的間隙被帶體封住，因此金屬粉等異物從該間隙的進入得到抑制。因此，本形態(tài)的蓄電元件為可靠性高的蓄電元件。
[0028]發(fā)明效果
[0029]根據本發(fā)明，能夠提供可靠性高的蓄電元件。
【附圖說明】
[0030]圖1是表示實施方式所涉及的蓄電元件的外觀的立體圖。
[0031]圖2是將實施方式所涉及的蓄電元件的容器的容器主體分離開來表示蓄電元件所具備的各構成要素的立體圖。
[0032]圖3是表示對實施方式所涉及的蓄電元件進行了分解的情況下的各構成要素的分解立體圖。
[0033]圖4是表示實施方式所涉及的電極體的構成概要的立體圖。
[0034]圖5是表示實施方式所涉及的正極集電體的構成的圖。
[0035]圖6是表示實施方式所涉及的極板焊接部和集電體接合部的立體圖。
[0036]圖7是表示實施方式的變形例I所涉及的按壓部件的概要的立體圖。
[0037]圖8是表示實施方式的變形例2所涉及的按壓部件的概要的立體圖。
[0038]圖9是表示圖8所示的按壓部件對電極體按壓的按壓位置的一例的剖視圖。
[0039]圖10是表示實施方式的變形例3所涉及的正極集電體的形狀的一例的主視圖。
[0040]符號說明
[0041 ] 10蓄電元件
[0042]100容器
[0043]HO蓋體
[0044]110a、I 1b貫通孔
[0045]111容器主體
[0046]120、130下部絕緣部件
[0047]125、135上部絕緣部件
[0048]140、190正極集電體
[0049]140a、150a開口部
[0050]141端子連接部
[0051]142、143、192、193 連接板部
[0052]150負極集電體
[0053]160電極體
[0054]161正極側端部
[0055]161a極板焊接部
[0056]161b集電體接合部
[0057]161c非焊接部
[0058]162負極側端部
[0059]163正極板
[0060]163a正極混合劑層[0061 ]164負極板
[0062]164a負極混合劑層
[0063]165、166隔離物
[0064]168彎曲部
[0065]169扁平部
[0066]170絕緣膜
[0067]180按壓部件
[0068]185按壓部件
[0069]185a凸部
[0070]200正極端子
[0071]210、310連接部
[0072]300負極端子
【具體實施方式】
[0073]以下，參照附圖來說明本發(fā)明的實施方式所涉及的蓄電元件。其中，各圖為示意圖，并非嚴格地不出的圖。
[0074]此外，以下所說明的實施方式及其變形例均表示總括或者具體的示例。以下的實施方式以及變形例所示的數(shù)值、形狀、材料、構成要素、構成要素的配置位置以及連接方式等為一例，并非是限定本發(fā)明的主旨。此外，關于以下的實施方式以及變形例中的構成要素之中未被記載于表示最上位概念的獨立權利要求的構成要素，作為任意的構成要素來說明。
[0075]此外，在以下的說明以及附圖中，將蓄電元件的電極體的卷繞軸方向定義為X軸方向。即，X軸方向能夠定義為集電體或電極端子的排列方向、或者容器的短側面的對置方向。此外，將蓄電元件的上下方向定義為Z軸方向。即，Z軸方向能夠定義為集電體的連接板部延伸的方向、或者容器的短側面的長邊方向。此外，將與X軸方向以及Z軸方向交叉的方向定義為Y軸方向。即3軸方向能夠定義為容器的長側面的對置方向、容器的短側面的短邊方向、或者容器的厚度方向。
[0076]圖1是表示實施方式所涉及的蓄電元件10的外觀的立體圖。圖2是將實施方式所涉及的蓄電元件10的容器100的容器主體111分離開來表示蓄電元件10所具備的各構成要素的立體圖。
[0077]圖3是表示對實施方式所涉及的蓄電元件10進行了分解的情況下的各構成要素的分解立體圖。圖4是表示實施方式所涉及的電極體160的構成概要的立體圖。另外，在圖3中，省略了容器100的容器主體111的圖示。此外，在圖4(a)以及(b)中，示出后述的極板焊接部以及集電體接合部被形成之前的狀態(tài)的電極體160的構成概要。
[0078]蓄電元件10是具備層疊有極板的電極體和與電極體的端部連接的集電體的蓄電元件。對本實施方式所涉及的蓄電元件10具體說明如下。
[0079]蓄電元件10是能夠充入電力和放出電力的二次電池，更具體而言為鋰離子二次電池等非水電解質二次電池。尤其是，蓄電元件10可應用于電動汽車(EV )、插電式混合動力電動汽車(PHEV)、或者混合動力電動汽車(HEV)。另外，蓄電元件10并不限定于非水電解質二次電池，也可以為非水電解質二次電池以外的二次電池，還可以為電容器。
[0080]如這些圖所示，蓄電元件10具備:容器100、正極端子200和負極端子300。正極端子200隔著上部絕緣部件125而被安裝于蓋體110，負極端子300隔著上部絕緣部件135而被安裝于蓋體110。在容器100里面收納有:下部絕緣部件120以及130、正極集電體140、負極集電體150和兩個電極體160。
[0081 ]此外，在蓄電元件10的容器100的內部封入了電解液(非水電解液)等液體，但省略了該液體的圖示。另外，作為被封入至容器100的電解液，只要不是有損蓄電元件10的性能的電解液，則其種類并不特別限制，能夠選擇各種電解液。
[0082]容器100由呈矩形筒狀且有底的容器主體111、和作為封閉容器主體111的開口的板狀部件的蓋體110來構成。此外，容器100通過在內部收納了兩個電極體160等之后對蓋體110和容器主體111進行焊接等，從而成為能夠密封內部的容器。另外，蓋體110以及容器主體111的材質并不特別限定，但優(yōu)選例如不銹鋼、鋁、鋁合金等能焊接的金屬。
[0083]兩個電極體160是并列配置的兩個發(fā)電要素，均與正極集電體140以及負極集電體150電連接。另外，在本實施方式中，兩個電極體160具有相同的構成。
[0084]電極體160為層疊有極板的電極體的一例。在本實施方式中，如圖4(a)所示，電極體160通過作為兩種極板的正極板163以及負極板164與隔離物165或者166被交替地層疊且被卷繞而形成。
[0085]更詳細而言，電極體160通過按照正極板163、隔離物165、負極板164和隔離物166
的順序被層疊且被卷繞而形成。
[0086]此外，如圖4(b)所示，電極體160在與卷繞軸方向正交的方向(在本實施方式中為Y軸方向)上是扁平的形狀。即，在從卷繞軸方向觀察的情況下，電極體160整體上為長圓形狀，長圓形狀的直線部分成為平坦的形狀，長圓形狀的曲線部分成為彎曲的形狀。因而，如圖4 (b)所示，電極體160具有:對置的一對扁平部169、和對置的一對彎曲部168。
[0087]正極板163在由鋁構成的長條帶狀的金屬箔(正極基材層)的表面上形成有包含正極活性物質的混合劑層(正極混合劑層)。負極板164在由銅構成的長條帶狀的金屬箔(負極基材層)的表面上形成有包含負極活性物質層的混合劑層(負極混合劑層)。
[0088]另外，作為正極活性物質層中所利用的正極活性物質、或者負極活性物質層中所利用的負極活性物質，只要是能夠吸留釋放鋰離子的正極活性物質或者負極活性物質即可，能夠適當使用公知的材料。此外，作為隔離物165以及166，例如可采用由樹脂構成的微多孔性的片。
[0089]在如此構成的電極體160中，更具體而言，正極板163和負極板164隔著隔離物165或者166而在卷繞軸方向上相互錯開來進行卷繞。
[0090]并且，正極板163以及負極板164在各自的錯開的方向的端部具有作為未涂敷活性物質的部分的未涂敷部。
[0091]具體而言，正極板163在卷繞軸方向的一端具有未涂敷正極活性物質的未涂敷部。此外，負極板164在卷繞軸方向的另一端具有未涂敷負極活性物質的未涂敷部。由此，電極體160在卷繞軸方向的一端具有層疊了正極板163的未涂敷部的正極側端部161，在卷繞軸方向的另一端具有層疊了負極板164的未涂敷部的負極側端部162。
[0092]S卩，由正極板163所露出的金屬箔的層而形成了正極側端部161，由負極板164所露出的金屬箔的層而形成了負極側端部162。正極側端部161與正極集電體140接合，負極側端部162與負極集電體150接合。作為他們接合的方法，例如可采用超聲波焊接。
[0093]另外，在本實施方式中，在電極體160的端部(正極側端部161以及負極側端部162的各個端部)，層疊的極板(未涂敷部)在層疊方向上被焊接而形成極板焊接部，極板焊接部以外的部分與集電體接合。關于該特征，利用圖5以及圖6在后面闡述。
[0094]此外，蓄電元件10所具備的兩個電極體160如圖2以及圖3所示，在周圍纏繞絕緣膜170而被捆在一起。絕緣膜170是長方形狀的片狀的樹脂制的部件，被纏繞在兩個電極體160上，由絕緣帶體等將纏繞結束部分保持住來固定。
[0095]另外，蓄電元件10所具備的電極體160的數(shù)量并不特別限定，可以為I個，還可以為3個以上。在蓄電元件10具有多個電極體(在本實施方式中具有兩個電極體160)的情況下，與在同一體積(容積)的容器100中收納單個電極體的情況相比，例如在以下方面優(yōu)選。
[0096]S卩，通過利用多個電極體，與利用單個電極體的情況相比，容器100的角部的死角減少，電極體所占的比例提升，因此使得蓄電元件10的蓄電容量提高。此外，尤其在高輸入輸出(高速率)用的電極體中，與高容量類型的電極體相比，需要減少金屬箔上的活性物質的量，電極體中的金屬箔以及隔離物的比例提高。因而，在利用了單個電極體的情況下，電極的纏繞數(shù)變多，其結果，會變硬，柔軟性低，難以插入到容器100中。但是，在利用多個電極體的情況下，能夠減少一個電極體中的纏繞數(shù)，因此能夠實現(xiàn)柔軟性高的電極體。由此，能夠使得容器100中的死角比較小。
[0097]正極集電體140被配置在兩個電極體160的正極側，是與正極端子200和兩個電極體160的正極板163電連接的具備導電性以及剛性的部件。另外，正極集電體140與電極體160的正極基材層同樣，可由鋁或者鋁合金等形成。
[0098]具體而言，正極集電體140與兩個電極體160各自的正極側端部161接合，由此與兩個電極體160各自的正極板163連接。此外，在正極集電體140形成有開口部140a，通過在開口部140a插入后述的正極端子200的連接部210，從而正極集電體140和正極端子200被連接。
[0099]負極集電體150被配置在兩個電極體160的負極側，是與負極端子300和兩個電極體160的負極板164電連接的具備導電性以及剛性的部件。另外，負極集電體150與電極體160的負極基材層同樣，可由銅或者銅合金等形成。
[0100]具體而言，負極集電體150與兩個電極體160各自的負極側端部162接合，由此與兩個電極體160各自的負極板164連接。此外，在負極集電體150形成有開口部150a，通過在開口部150a插入后述的負極端子300的連接部310，從而負極集電體150和負極端子300被連接。
[0101]上部絕緣部件125是使正極端子200和蓋體110電絕緣的部件，下部絕緣部件120是使正極集電體140和蓋體110電絕緣的部件。上部絕緣部件135是使負極端子300和蓋體110電絕緣的部件，下部絕緣部件130是使負極集電體150和蓋體110電絕緣的部件。上部絕緣部件125、135例如也有時被稱作上部襯墊，下部絕緣部件120、130例如也有時被稱作下部襯墊。即，在本實施方式中，上部絕緣部件125、135以及下部絕緣部件120、130還具有密封電極端子(200或者300)與容器100之間的功能。
[0102]正極端子200是與兩個電極體160的正極側端部161電連接的電極端子，負極端子300是與兩個電極體160的負極側端部162電連接的電極端子。此外，如圖3所示，在正極端子200設置有電連接正極端子200和正極集電體140的連接部210。
[0103]連接部210是被插入到正極集電體140的開口部140a中而與正極集電體140連接的部件，例如為鉚釘。即，正極端子200的連接部210被插入到上部絕緣部件125的開口部、蓋體110的貫通孔110a、下部絕緣部件120的開口部、以及正極集電體140的開口部140a中，并被緊固。由此，正極端子200與上部絕緣部件125、下部絕緣部件120、以及正極集電體140—起被固定于蓋體110。
[0104]此外，同樣，在負極端子300設置有電連接負極端子300和負極集電體150的連接部310。負極端子300的連接部310被插入到上部絕緣部件135的開口部、蓋體110的貫通孔110b、下部絕緣部件130的開口部、以及負極集電體150的開口部150a中，并被緊固。由此，負極端子300與上部絕緣部件135、下部絕緣部件130、以及負極集電體150—起被固定于蓋體HO。
[0105]接下來，利用正極集電體140來詳細說明本實施方式所涉及的集電體的構成。另夕卜，正極集電體140和負極集電體150具有同樣的構成，因此以下進行關于正極集電體140的說明，而關于負極集電體150的說明省略。
[0106]圖5是表示實施方式所涉及的正極集電體140的構成的圖。具體而言，圖5(a)是從正面(X軸方向正側)觀察正極集電體140的情況下的主視圖，圖5 (b)是從側方(Y軸方向負側)觀察正極集電體140的情況下的側視圖。
[0107]本實施方式所涉及的正極集電體140具有:與正極端子200連接且形成有開口部140a (參照圖3)的端子連接部141、和與兩個電極體160連接的兩個連接板部142以及143。
[0108]端子連接部141和兩個連接板部142以及143的每一個，通過對例如由鋁或者鋁合金形成的板材施以彎曲以及拉深等加工而能夠形成為一體。
[0109]另外，圖4等所示的正極集電體140的形狀為一例，只要是能夠連接正極端子200和至少一個電極體160的形狀，則作為正極集電體140的形狀可采用各種形狀。
[0110]兩個連接板部142以及143的每一個通過例如超聲波焊接而與電極體160的端部(在本實施方式中為正極側端部161)接合。此外，在該接合部分中，構成正極側端部161的被層疊的極板相互被焊接而匯總為一個，并且與正極集電體140的連接板部142接合。
[0111]另外，對于“被層疊的極板”而言，例如存在一片極板被卷繞或者被折疊而獲得的情況、和作為不同個體的多個極板相互被堆疊而獲得的情況。在本實施方式中，具體而言，被卷繞的正極板163的未涂敷部相當于正極側端部161處的被層疊的極板。此外，被卷繞的負極板164的未涂敷部相當于負極側端部162處的被層疊的極板。
[0112]本實施方式所涉及的蓄電元件10的特征在于下述方面:在正極側端部161，除了具備該接合部分(集電體接合部)以外，還具備被層疊的極板被焊接的部分(極板焊接部)。
[0113]圖6是表示實施方式所涉及的極板焊接部161a和集電體接合部161b的立體圖。如圖6所示，電極體160的正極側端部161具有:極板焊接部161 a和集電體接合部161b。
[0114]極板焊接部161a是被層疊的極板在層疊方向(在本實施方式中為Y軸方向)上被焊接而形成的部分，并且是未與正極集電體140接合的部分。集電體接合部161b是與正極集電體140接合的部分。集電體接合部161b在與層疊方向交叉的方向(在本實施方式中為Z軸方向)上與極板焊接部161a并排配置。另外，“極板焊接部”也能夠換言之為被層疊的極板在層疊方向上進行熔接而形成的部分即“極板熔接部”。此外，本實施方式中的極板焊接部161a以及集電體接合部161b的排列方向例如也能夠稱作正極集電體140的連接板部142的長邊方向。
[0115]極板焊接部161a在正極側端部161和正極集電體140的連接板部142進行接合之前形成于正極側端部161。即，在蓄電元件10的制造工序中，包括:在電極體160的端部形成極板焊接部161a的第一工序;和在電極體160的端部的除極板焊接部161a以外的部分形成集電體接合部161b的第二工序。
[0116]另外，在本實施方式中，在第一工序完成后執(zhí)行第二工序，但也可以是第一工序和第二工序的至少一部分并行執(zhí)行。此外，用于形成極板焊接部161a的方法并不特別限定，但與形成集電體接合部161b的情況相同，例如可利用超聲波焊接。
[0117]如此，在本實施方式中，在電極體160的正極側端部161的一部分形成極板焊接部161a，在其他的部分形成集電體接合部161b。因而，正極側端部161處的極板間的間隙的量(從卷繞軸方向觀看的情況下的該間隙的面積的總和)被降低。其結果，例如金屬粉等異物從電極體160的正極側端部161的進入得到抑制。因此，例如因金屬粉等異物所引起的電極體160的內部的微短路的發(fā)生、以及因微短路的發(fā)生所引起的發(fā)電量的下降等不良狀況發(fā)生的可能性被降低。
[0118]此外，集電體接合部161b在與層疊方向交叉的方向上被配置在與極板焊接部161a并排的位置。即，在電極體160的正極側端部161，利用超聲波焊接等方法來接合未實施用于焊接的加振或者加熱等作業(yè)的部分和正極集電體140。換言之，避開有可能因加振或者加熱等作業(yè)使得強度下降的部分來接合正極側端部161和正極集電體140。由此，例如電極體160的正極側端部161和集電體的接合的質量得到保證。如此，根據本實施方式所涉及的蓄電元件10，可實現(xiàn)可靠性高的蓄電元件。
[0119]此外，在本實施方式中，如圖6所示，在電極體160的正極側端部161配置有三個極板焊接部161a和兩個集電體接合部161b。此外，三個極板焊接部161a之中的兩個極板焊接部161a被配置在兩個集電體接合部161b的排列方向的兩側。
[0120]簡而言之，在正極側端部161，兩個極板焊接部161a被配置在夾著與正極集電體140接合的區(qū)域的位置。因而，例如在正極側端部161和正極集電體140接合時(形成集電體接合部161b時)，即便是不利用將被層疊的極板(被層疊的未涂敷部)在層疊方向上按壓的夾具的情況，也能夠精度良好地進行接合。此外，在本實施方式中，進而在兩個集電體接合部161b之間也配置有極板焊接部161a。這有助于不利用上述夾具的情況下的接合精度或者接合質量的提升。
[0121]此外，在本實施方式中，電極體160是具有對置的一對扁平部169和連接一對扁平部169的彎曲部168的卷繞型的電極體(參照圖5 (b))。在這種形狀的電極體160中，極板焊接部161a是一對扁平部169中的被層疊的極板被焊接而形成的部分。此外，集電體接合部161b是一對扁平部169中的被層疊的極板一并與正極集電體140接合的部分。
[0122]更詳細而言，本實施方式所涉及的極板焊接部161a是一對扁平部169中的被層疊的極板一并被焊接而形成的部分。此外，本實施方式所涉及的集電體接合部161b是一對扁平部169中的被層疊的極板一并與正極集電體140接合的部分。
[0123]S卩，形成極板焊接部161a和集電體接合部161b，以便閉合一對扁平部169中的端部。因而，例如能夠使得卷繞型的電極體160中存在的以卷繞軸為中心的空間(卷繞軸空間)的開口變?yōu)閹缀醴庾〉臓顟B(tài)。
[0124]其結果，在卷繞型的電極體160中，成為通常具有比較大的開口面積的部分被閉合的狀態(tài)，因此能夠進一步提升抑制異物向電極體160的內部進入的效果。
[0125]此外，在這種形狀的電極體160中，如圖6所示，正極側端部161還在彎曲部168的位置具有作為被層疊的極板未被焊接的部分的非焊接部161c。即，在卷繞型的電極體160的端部的一部分保留有不閉合極板間的間隙的部分。由此，例如用于使電解液向電極體160浸透的路徑得到確保，這有助于電極體160(蓄電元件10)的質量的提升。
[0126]此外，在本實施方式中，極板焊接部161a是通過超聲波振動對被層疊的極板進行焊接而形成。進而，在集電體接合部161b中，電極體160的正極側端部161和正極集電體140通過超聲波焊接而被接合。
[0127]因此，例如在極板焊接部161a以及集電體接合部161b的形成中能夠利用共用的設備(超聲波焊接機)。此外，能夠短時間且可靠地進行極板焊接部161a以及集電體接合部161b的形成。
[0128]另外，極板焊接部161a以及集電體接合部161b各自的數(shù)量并不特別限定，極板焊接部161a以及集電體接合部161b只要分別為I個以上且被配置在正極側端部161即可。
[0129]此外，極板焊接部161a以及集電體接合部161b的排列方向無需與Z軸方向(連接板部142的長邊方向)一致。例如，也可以在側視觀察(從Y軸方向負側觀察的情況)下，極板焊接部161a的位置和集電體接合部161b的位置在X軸方向上錯開。
[0130]進而，極板焊接部161a以及集電體接合部161b例如也可以在卷繞軸方向(是連結電極體160的兩端部(161、162)的方向，在本實施方式中與X軸方向相同)上排列。例如，在正極側端部161，也可以在負極側(X軸方向負側)配置極板焊接部161a，在比該極板焊接部161a更靠外側(X軸方向正側)配置集電體接合部161b。
[0131]在該情況下，通過將極板焊接部161a例如在Z軸方向上形成為長條狀、或者將多個極板焊接部161a排列在Z軸方向上，從而能夠閉合電極體160的正極側端部161的比較寬的范圍，其結果可獲得抑制異物進入的效果。此外，通過在極板焊接部161a的外側(X軸方向正偵D保留未被焊接的部分，從而能夠將該部分作為與正極集電體140的接合部分(即集電體接合部161b)來有效利用。
[0132]另外，在本實施方式中，圖示了正極側端部161處的極板焊接部161a以及集電體接合部161b，并對它們進行了說明，但關于負極側端部162也同樣可以配置I個以上的極板焊接部以及I個以上的集電體接合部。如此一來，也能夠獲得抑制異物向電極體160的內部進入的效果。
[0133]在此，如上所述，電極體160具有隔離物165以及166，在本實施方式中，在電極體160的最外側配置了隔離物166的一部分。此外，隔離物165以及166也可以不包含在極板焊接部161a以及集電體接合部161b的任一者中。因此，在電極體160的正極側，電極體160的最外周的正極板163與卷繞在其外周的隔離物166之間的間隙，因極板焊接部161a以及集電體接合部161b的存在而未閉合。
[0134]為此，蓄電元件10也可以具備用于使隔離物166的該一部分的內側的間隙閉合的按壓部件。以下，關于蓄電元件10具備按壓部件的形態(tài)，作為實施方式的變形例I以及2而以與上述實施方式的差別為中心來進行說明。
[0135](變形例I)
[0136]圖7是表示實施方式的變形例I所涉及的按壓部件180的概要的立體圖。圖7所示的電極體160如在上述實施方式中所說明的那樣，具有被配置在電極體160的最外側的隔離物166 (參照圖4 (a))。更詳細而言，隔離物166被配置在作為兩種極板的正極板163與負極板164之間、且一部分被配置在電極體160的最外側。
[0137]本變形例所涉及的蓄電元件10的特征在于下述方面:具備將隔離物166中的靠近電極體160的正極側端部161的端緣部分向電極體160的內側的方向進行按壓的按壓部件180。
[0138]具體而言，在本變形例中，采用由具有絕緣性的樹脂形成的帶體作為按壓部件180，如圖7所示，按壓部件180被粘附為跨越隔離物166的端緣與隔離物166的內側的極板(本變形例中的正極板163)的交界。
[0139]由此，隔離物166的端緣的內側的間隙的量被降低，其結果，金屬粉等異物從隔離物166的該端緣的進入得到抑制。另外，在圖7中，圖示出被配置在正極側端部161的近前側(Y軸方向負側)的按壓部件180，但在正極側端部161的里側(Y軸方向正側)，同樣也可以配置按壓部件180。由此，抑制異物向電極體160內部進入的效果進一步提升。
[0140]此外，作為被用作按壓部件180的帶體，例如可采用在由聚丙烯(PP)、聚苯硫醚(PPS)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、氟樹脂等耐熱性的樹脂所形成的基材上涂覆了丙烯酸系、硅酮系等粘接劑的絕緣粘接帶體。
[0141]另外，本變形例所涉及的蓄電元件10也能夠表現(xiàn)為如下。即，本變形例所涉及的蓄電元件10是具備層疊有極板(在本變形例中為正極板163以及負極板164)的電極體160、和與電極體160的正極側端部161連接的正極集電體140的蓄電元件10，并且具備帶體(按壓部件180 )，該帶體被粘附為:跨越配置在電極體160的最外側的隔離物166中的靠近電極體的正極側端部161的端緣、與隔離物166的內側的正極板163的交界。
[0142]根據該構成，電極體16O的最外側的隔離物16 6與其內側的正極板16 3的間隙被帶體(按壓部件180)封住，因此金屬粉等異物從該間隙的進入得到抑制。
[0143](變形例2)
[0144]圖8是表示實施方式的變形例2所涉及的按壓部件185的概要的立體圖。圖9是表示圖8所示的按壓部件185對電極體160按壓的按壓位置的一例的剖視圖。
[0145]如圖8所示，本變形例所涉及的按壓部件185可作為被安裝在電極體160的正極集電體140側的間隔件來表現(xiàn)。具體而言，按壓部件185被配置在容器100的內面與電極體160以及正極集電體140之間，還作為限制電極體160以及正極集電體140在容器100的內部的移動的部件來發(fā)揮功能。此外，按壓部件185還作為使電極體160以及正極集電體140與容器100之間電絕緣的部件來發(fā)揮功能。
[0146]這種形態(tài)的按壓部件185例如由PP、PPS、PET、陶瓷等耐熱性或隔熱性的材料、或者它們的復合材料等絕緣性的材料來形成。
[0147]本變形例所涉及的按壓部件185具有在電極體160的厚度方向(Y軸方向)上對置的一對凸部185a。這一對凸部185a被形成在:在按壓部件185被安裝于電極體160的正極集電體140側的情況下對電極體160的厚度方向的兩側的隔離物166的端緣部分進行按壓的位置。
[0148]由此，按壓部件185與上述變形例I所涉及的按壓部件180同樣，能夠發(fā)揮抑制異物向電極體160內部進入的效果。具體而言，在電極體160的最外周且正極側端部161的附近，形成有例如圖9所示的層疊構造。即，具有按照最外周的隔離物166、在兩面形成有正極混合劑層163a的正極板163、隔離物165、以及在兩面形成有負極混合劑層164a的負極板164的順序被層疊的構造。另外，在圖9中，雖然最外周的隔離物166僅圖示出一層，但一般在卷繞型的電極體160的最外周存在被纏繞多次而形成的多層的隔離物166。
[0149]針對具有這種層疊構造的電極體160，按壓部件185所具有的凸部185a如圖9所示那樣，將隔離物166的配置在電極體160的最外側(圖9中為Y軸方向負側)的一部分的端緣部分、且從該一部分的端緣至與電極體160中的隔離物166被安裝的一側的端部(正極側端部161)為相反極性的極板(負極板164)之間的任一位置，向電極體160的內側的方向(圖9中為Y軸方向正側)進行按壓。
[0150]換言之，從隔離物166的該一部分的端緣至正極板163和負極板164隔著隔離物165而對置存在的位置之間的任一位置，被按壓部件185按壓。
[0151]由此，即便在從隔離物166的端緣進入了金屬粉等導電性的異物的情況下，也可抑制該異物所引起的微短路的發(fā)生。更詳細而言，在作為異物的微小金屬接觸到電極體160的正極板163的情況下，由于該金屬而發(fā)生離子化。在進行了該離子化的金屬到達附近的負極板164的情況下，金屬析出而形成枝狀物，該枝狀物有可能貫穿隔離物165而使正極板163與負極板164之間發(fā)生微短路。
[0152]然而，在本變形例所涉及的蓄電元件10中，通過按壓部件185，例如像圖9所示那樣，在隔離物166的端緣部分，按壓與負極板164相比更靠近正極側端部161的位置(X軸方向正側的位置)。由此，即便在發(fā)生了金屬的離子化的情況下，也能夠阻止該進行了離子化的金屬到達負極板164。其結果，可抑制因金屬粉等異物所引起的微短路的發(fā)生。
[0153]此外，如上述，按壓部件185例如能夠作為限制電極體160等的移動的間隔件來實現(xiàn)，因此蓄電元件10在具備該間隔件的情況下，無需另外設置用于按壓隔離物166的端緣部分的部件。
[0154]另外，為了提高針對隔離物166的端緣部分的異物的進入的抑制效果，也可以并用上述變形例I所涉及的按壓部件180和本變形例所涉及的按壓部件185。
[0155](變形例3)
[0156]在上述實施方式以及變形例I以及2中，針對兩個電極體160來配置正極集電體140，使得在兩個電極體160的正極側端部161之間夾著兩個連接板部142以及143。但是，正極集電體和電極體的連接形態(tài)并不限定于該形態(tài)，例如也可以配置集電體而使得兩個連接板部夾著兩個電極體160的端部(161或者162)。關于如此配置的集電體，作為變形例3而以與上述實施方式的差別為中心來進行說明。
[0157]圖10是表示實施方式的變形例3所涉及的正極集電體190的形狀的一例的主視圖。另外，在圖1O中，極板焊接部161 a的大致位置由橢圓的虛線來表示，集電體接合部161 b的大致位置由矩形的虛線來表示。
[0158]圖10所示的正極集電體190具有兩個連接板部192以及193，分別與電極體160的正極側端部161連接。在該點上，與上述實施方式所涉及的正極集電體140相同。但是，本變形例所涉及的正極集電體190被配置為兩個連接板部192以及193夾著兩個電極體160的正極側端部161，在這一點上不同于上述實施方式所涉及的正極集電體140。
[0159]如此，在蓄電元件10中，正極側端部161的外側(未配置其他的電極體160的一側)的面和正極集電體190也可以被接合。在此情況下，也可發(fā)揮上述的極板焊接部161a以及集電體接合部161 b所帶來的抑制異物向電極體160的內部進入的效果。
[0160]另外，圖10所示的極板焊接部161a以及集電體接合部161b的配置模式為一例，也可以以其他模式來配置極板焊接部161a以及集電體接合部161b。例如，可以與上述實施方式同樣地在兩個集電體接合部161b之間配置一個極板焊接部161a。
[0161](其他)
[0162]以上，基于實施方式及其變形例對本發(fā)明所涉及的蓄電元件進行了說明。然而，本發(fā)明并不限定于實施方式及其變形例。只要不脫離本發(fā)明的主旨，對實施方式或者其變形例實施本領域技術人員想到的各種變形而得到的方式、或者組合上述說明過的多個構成要素而構筑的方式，也包含在本發(fā)明的范圍內。
[0163]例如，正極集電體140相對于電極體160的正極側端部161的接合方法并不限定于超聲波焊接，也可以為電阻焊接、激光焊接、電子束焊接等其他種類的焊接，或者可利用釘緊接合等機械接合的方法。
[0164]正極側端部161處的極板焊接部161a的形成中利用的、用于焊接被層疊的極板的方法也不限定于超聲波焊接，還可以利用電阻焊接、激光焊接、電子束焊接等其他種類的方法。
[0165]此外，蓄電元件10所具備的電極體160的構造也可以不是卷繞型，可以為平板狀的正極板和負極板夾著隔離物而交替被層疊的構造。此外，電極體160也可以是長條帶狀的正極板和負極板夾著隔離物而折疊成蛇腹狀的構造。
[0166]S卩，如果電極體160是要與集電體接合的端部由被層疊的極板來形成的構造，則通過在該端部設置極板焊接部和集電體接合部(例如參照圖6)，可抑制金屬粉等異物從該端部向電極體160內部的進入。
[0167]此外，極板焊接部以及集電體接合部的面積(從電極體160的厚度方向(Y軸方向)觀察時的面積，以下相同)也能夠適當變更。例如，可以是:在圖10所示的電極體160的正極側端部161，在連接板部192或者連接板部193的下方，一個極板焊接部161a在Z軸方向上形成為長條狀。即，可以在正極側端部161處的不與正極集電體重疊的區(qū)域形成比較寬的面積的極板焊接部161a。由此，能夠使得被層疊的正極板163之間的間隙的量降低。其結果，極板焊接部161 a所帶來的、抑制異物向電極體160的內部進入的效果進一步提升。
[0168]此外，假設正極集電體140和正極端子200通過緊固連接部210而被連接，但正極集電體140和正極端子200的連接方法并不限定于緊固，也可以采用基于螺栓以及螺母的擰緊連結等其他方法。關于負極集電體150和負極端子300的接合方法也相同。
[0169]產業(yè)上的可利用性
[0170]本發(fā)明能夠應用于鋰離子二次電池等蓄電元件等中。
【主權項】
1.一種蓄電元件，具備層疊有極板的電極體、和與所述電極體的端部連接的集電體，其特征在于， 所述電極體的所述端部具有: (a)極板焊接部，是被層疊的所述極板在層疊方向上被焊接的部分，并且是未與所述集電體接合的部分;和 (b)集電體接合部，是與所述集電體接合的部分，并且在與所述層疊方向交叉的方向上與所述極板焊接部并排配置。2.根據權利要求1所述的蓄電元件，其特征在于， 所述電極體是具有對置的一對扁平部和連接所述一對扁平部的彎曲部的卷繞型的電極體， 所述極板焊接部是所述一對扁平部中的被層疊的所述極板被焊接的部分， 所述集電體接合部是所述一對扁平部中的被層疊的所述極板與所述集電體接合的部分， 所述電極體的所述端部還在所述彎曲部的位置具有作為被層疊的所述極板未被焊接的部分的非焊接部。3.根據權利要求2所述的蓄電元件，其特征在于， 所述極板焊接部是所述一對扁平部中的被層疊的所述極板一并被焊接的部分， 所述集電體接合部是所述一對扁平部中的被層疊的所述極板一并與所述集電體接合的部分。4.根據權利要求1?3中任一項所述的蓄電元件，其特征在于， 所述極板焊接部是通過超聲波焊接對被層疊的所述極板進行焊接而形成的， 在所述集電體接合部，所述電極體的所述端部和所述集電體通過超聲波焊接而被接入口 ο5.根據權利要求1?4中任一項所述的蓄電元件，其特征在于， 所述電極體還具有:隔離物，被配置在所述電極體的最外側， 所述蓄電元件還具備:按壓部件，將所述隔離物中的靠近所述電極體的所述端部的端緣部分向所述電極體的內側的方向進行按壓。6.根據權利要求5所述的蓄電元件，其特征在于， 所述按壓部件是 (i)帶體，被粘附為跨越所述隔離物中的靠近所述電極體的所述端部的端緣與所述隔離物的內側的極板的交界;或者 (ii)間隔件，被安裝在所述電極體的所述集電體側，并且具有對所述隔離物的所述端緣部分進行按壓的凸部。7.—種蓄電元件，具備層疊有極板的電極體、和與所述電極體的端部連接的集電體，其特征在于， 所述蓄電元件具備:帶體，被粘附為跨越被配置在所述電極體的最外側的隔離物中的靠近所述電極體的所述端部的端緣與所述隔離物的內側的極板的交界。
【文檔編號】H01M2/26GK105990559SQ201610150792
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月16日
【發(fā)明人】岡部彌, 岡部一彌, 加藤雄大
【申請人】株式會社杰士湯淺國際