扁平卷绕式二次电池制造技术

本发明专利技术的目的在于提供能够以简易的结构简化制造工序的扁平卷绕式二次电池，本发明专利技术的扁平卷绕式二次电池(100)具有在正极电极(34)和负极电极(32)之间隔着隔膜(33、35)将正极电极(34)和负极电极(32)卷绕而构成的扁平状的卷绕组(3)，该扁平卷绕式二次电池(100)的特征在于，卷绕组(3)具有片材(81)的卷绕方向两侧的前端部(81c1、81c2)分别向相互靠近的方向折回，且前端部(81c1、81c2)配置在相互分隔的位置而构成的轴芯(80)，上述片材的弯曲刚性比正极电极(34)、负极电极(32)和隔膜(33、35)中的任一方都高。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】扁平卷绕式二次电池
本专利技术涉及例如车载用途等的高容量的扁平卷绕式二次电池。
技术介绍
近年来，作为电动汽车等的动力源，将正极电极和负极电极隔着隔膜进行卷绕的能量密度高的锂离子二次电池的开发被推进。锂离子二次电池随着性能的提高用途也扩大，被要求制造工序的简化、低成本化。其中，例如公开有在用于卷绕电极的轴芯使用不锈钢制或合成树脂制的无缝圆筒、在对该筒状的轴芯进行卷绕后将其按每卷绕电极体压扁的技术(专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2002-280055号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题在现有技术中，在利用卷绕机进行卷绕之前需要预先将筒状的轴芯插入卷绕机的主轴进行安装的工作，成为通过自动化实现的生产性提高的主要阻碍因素。此外，作为筒状的轴芯，制作合成树脂的无缝圆筒从成本方面考虑不适合量产。本专利技术是鉴于上述问题而完成的专利技术，其目的在于以简易的结构提供能够简化制造工序的扁平卷绕式二次电池。用于解决问题的方式解决上述问题的本专利技术的扁平卷绕式二次电池是具有在正极电极和负极电极之间隔着隔膜将正极电极和负极电极卷绕而构成的扁平状的卷绕组，该扁平卷绕式二次电池的特征在于，上述卷绕组具有片材的卷绕方向两侧的前端部分别向相互靠近的方向折回，且前端部配置在相互分隔(隔开间隔)的位置而构成的轴芯，上述片材的弯曲刚性比上述正极电极、上述负极电极和上述隔膜中的任一方都高。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供能够以简易的结构简化制造工序的扁平卷绕式二次电池。另外，上述以外的课题、構成和效果能够通过以下的实施方式的说明而明确。附图说明图1是扁平卷绕式二次电池的外观立体图。图2是扁平卷绕式二次电池的分解立体图。图3是卷绕组的分解立体图。图4是卷绕机的结构图。图5是说明实施例1的卷绕组的卷绕中心部分的结构的图。图6是说明实施例1的片材和隔膜的卷绕方法的图。图7是说明实施例1的片材和隔膜的卷绕方法的图。图8是说明实施例2的卷绕组的卷绕中心部分的结构的图。图9是说明实施例2的片材和隔膜的卷绕方法的图。图10是表示实施例2的卷绕组的变形例的图。图11是表示实施例2的卷绕组的变形例的图。图12是说明实施例3的卷绕组的卷绕中心部分的结构的图。图13是说明实施例3的片材和隔膜的卷绕方法的图。图14是说明实施例4的卷绕组的卷绕中心部分的结构的图。图15是说明实施例4的片材和隔膜的卷绕方法的图。图16是说明实施例5的卷绕组的卷绕中心部分的结构的图。图17是表示实施例5的片材与隔膜的熔接方法的一个例子的图。图18是说明实施例5的片材和隔膜的卷绕方法的图。图19是说明实施例6的卷绕组的卷绕中心部分的结构的图。图20是表示实施例6的片材与隔膜的熔接方法的一个例子的图。图21是说明实施例6的片材与隔膜的卷绕方法的图。具体实施方式以下使用附图对本专利技术的实施方式进行说明。本专利技术是具有将正极电极和负极电极隔着隔膜放在中间、围绕轴芯扁平地卷绕成的卷绕组的扁平卷绕式二次电池，轴芯是将弯曲刚性比正极电极、负极电极和隔膜中的任一方都高的树脂片卷绕不足一周而构成的，具有两个弯曲部且在弯曲部的两侧具有平面部，进一步，树脂片的两个周向端部具有隔膜地相对。图1是扁平卷绕式二次电池的外观立体图，图2是方形二次电池的分解立体图。扁平卷绕式二次电池100包括电池桶1和盖(电池盖)6。电池桶1具有侧面和底面1d，该侧面具有面积相对大的一对相对的宽幅侧面1b和面积相对小的一对相对的窄幅侧面1c，在其上方具有开口部1a。在电池桶1内收纳卷绕组3，电池桶1的开口部1a被电池盖6密封。电池盖6为大致矩形平板状，以闭塞电池桶1的上方开口部1a的方式被焊接而密封电池桶1。在电池盖6设置有正极外部端子14和负极外部端子12。通过正极外部端子14和负极外部端子12向卷绕组3充电，另外，向外部负载供给电力。在电池盖6一体地设置有排气阀10。排气阀10在电池容器内的压力上升时开阀，从内部排出气体，电池容器内的压力降低。因此，扁平卷绕式二次电池100的安全性得到确保。在电池桶1内隔着绝缘保护膜2收容有卷绕组3。卷绕组3卷绕成扁平形状，具有截面半圆形状的彼此相对的一对弯曲面部和在该一对弯曲面部之间连续形成的平坦面部。卷绕组3以使卷绕轴方向沿着电池桶1的宽度方向的方式从一个弯曲面部侧插入到电池桶1内，另一个弯曲面部侧配置在开口部1a侧。卷绕组3的正极电极箔露出部34c通过正极集电板(集电端子)44与设置在电池盖6的正极外部端子14电连接。此外，卷绕组3的负极电极箔露出部32c通过负极集电板(集电端子)24与设置在电池盖6的负极外部端子12电连接。由此，通过正极集电板44和负极集电板24从卷绕组3向外部负载供给电力，通过正极集电板44和负极集电板24向卷绕组3供给外部发电电力而被充电。为了将正极集电板44和负极集电板24以及正极外部端子14和负极外部端子12分别与电池盖6电绝缘，在电池盖6设置有垫片5和绝缘板7。此外，在从注液口9向电池桶1内注入电解液后，通过激光焊接将注液栓11与电池盖6接合而将注液口9密封，将扁平卷绕式二次电池100密闭。此处，作为正极外部端子14和正极集电板44的形成素材，例如能够列举铝合金，作为负极外部端子12和负极集电板24的形成素材，例如能够列举铜合金。此外，作为绝缘板7和垫片5的形成素材，例如能够列举聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯硫醚、全氟烷氧基氟树脂等具有绝缘性的树脂材料。此外，在电池盖6贯穿设置有用于向电池容器内注入电解液的注液口9，该注液口9在将电解液注入电池容器内之后被注液栓11密封。此处，作为注入电池容器内的电解液，例如能够列举在碳酸乙烯酯(ethylenecarbonate)等碳酸酯类有机溶剂中溶解有六氟磷酸锂(LiPF6)等锂盐而形成的非水电解液。正极外部端子14、负极外部端子12具有焊接接合于母线等的焊接接合部。焊接接合部具有从电池盖6向上方突出的长方体的块形状，下表面与电池盖6的表面相对，上表面在规定高度位置与电池盖6平行的结构。正极连接部14a、负极连接部12a具有分别从正极外部端子14、负极外部端子12的下表面突出、前端能够插入电池盖6的正极侧贯通孔46、负极侧贯通孔26的圆柱形状。正极连接部14a、负极连接部12a贯通电池盖6，突出到比正极集电板44、负极集电板24的正极集电板基部41、负极集电板基部21靠电池桶1的内部侧，前端被铆接，将正极外部端子14、负极外部端子12和正极集电板44、负极集电板24一体地固定在电池盖6。在正极外部端子14、负极外部端子12与电池盖6之间设置有垫片5，在正极集电板44、负极集电板24与电池盖6之间设置有绝缘板7。正极集电板44、负极集电板24具有：与电池盖6的下表面相对地配置的矩形板状的正极集电板基部41、负极集电板基部21；和正极侧连接端部42、负极侧连接端部22，它们分别在正极集电板基部41、负极集电板基部21的侧端被折曲，沿电池桶1的宽幅面向底面侧延伸，与卷绕组3的正极电极箔露出部34c、负极电极箔露出部32c以相对地重叠的状态连接。在正极集电板基部41、负极集电板基部21分别形成有用于被正极连接部14a、负极连接部12a插通的正极侧开口孔43、负极侧开口孔23。以沿着卷绕组3的扁平面的方向且与卷绕组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扁平卷绕式二次电池，其包括在正极电极和负极电极之间隔着隔膜地将正极电极和负极电极卷绕而构成的扁平状的卷绕组，该扁平卷绕式二次电池的特征在于：所述卷绕组包括片材的卷绕方向两侧的前端部分别向相互靠近的方向折回且前端部配置在相互分隔的位置而构成的轴芯，所述片材的弯曲刚性比所述正极电极、所述负极电极和所述隔膜中的任一者都高。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种扁平卷绕式二次电池，其包括在正极电极和负极电极之间隔着隔膜地将正极电极和负极电极卷绕而构成的扁平状的卷绕组，该扁平卷绕式二次电池的特征在于：所述卷绕组包括轴芯，所述轴芯是通过将片材的卷绕方向两侧的前端部分别向相互靠近的方向折回且所述前端部配置在相互之间具有间隙地分隔的位置而构成，所述隔膜的卷绕开始端部配置在所述轴芯的内部或所述轴芯的相互分隔的前端部之间的间隙中，所述片材的弯曲刚性比所述正极电极、所述负极电极和所述隔膜中的任一者都高。2.如权利要求1所述的扁平卷绕式二次电池，其特征在于：所述轴芯包括：沿卷绕方向扩展的平面状的基板部；在该基板部的卷绕方向一侧和另一侧向相互靠近的方向折回的一对弯曲部；和从该一对弯曲部沿所述基板部向相互靠近的方向延伸的、分别具有所述前端部的一对折回片部。3.如权利要求2所述的扁平卷绕式二次电池，其特征在于：在所述轴芯与所述负极电极之间设置有所述隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：饭塚佳士，渡边聪，有贺稔之，
申请(专利权)人：日立汽车系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP