方形二次电池以及使用其的组电池制造技术

本发明专利技术提供一种具有高体积能量密度的高容量的方形二次电池。正极板和负极板隔着隔板来卷绕的扁平状的卷绕电极体(3)在该卷绕轴延伸的方向上的一端部，具有正极接片部(4c)以及负极接片部(5c)，2个扁平状的卷绕电极体(3)被收纳于方形外装体(1)内，以使得各自的卷绕轴被配置在相对于封口板(2)垂直的方向，正极接片部(4c)以及负极接片部(5c)位于封口板(2)侧。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及方形二次电池以及使用其的组电池。
技术介绍
在电气车辆(EV)、混合动力车(HEV、PHEV)等的驱动用电源中，使用了碱性二次电池、非水电解质二次电池等二次电池。在这些用途中，由于要求高容量并且高输出特性，因此作为多个方形二次电池被串联或者并联连接的组电池来使用。在这些方形二次电池中，由具有开口部的有底筒状的方形外装体和将其开口部封口的封口板来形成电池壳体。在电池壳体内，由正极板、负极板以及隔板构成的电极体和电解液被共同收纳。正极端子以及负极端子被固定在封口板。正极端子经由正极集电体来与正极板电连接，负极端子经由负极集电体来与负极板电连接。正极板包含：金属制的正极芯体、和形成在正极芯体表面的正极活性物质层。在正极芯体的一部分形成未形成正极活性物质层的正极芯体露出部。并且，该正极芯体露出部与正极集电体连接。此外，负极板包含：金属制的负极芯体、和形成在负极芯体表面的负极活性物质层。在负极芯体的一部分形成未形成负极活性物质层的负极芯体露出部。并且，该负极芯体露出部与负极集电体连接。例如在专利文献1中，提出了一种使用如下卷绕电极体的方形二次电池，该卷绕电极体在一个端部具有卷绕的正极芯体露出部，在另一端部具有卷绕的负极芯体露出部。此外，在专利文献2中，提出了一种使用如下卷绕电极体的方形二次电池，该卷绕电极体在一个端部设置有正极芯体露出部以及负极芯体露出部。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-032640号公报专利文献2：日本特开2008-226625号公报关于车载用二次电池、特别是被用于EV或PHEV等的二次电池，需要体积能量密度更高且电池容量更大的二次电池的开发。其原因是，在上述专利文献1中公开的方形二次电池的情况下，在电池壳体内需要配置卷绕的正极芯体露出部以及卷绕的负极芯体露出部的左右的空间、以及封口板与卷绕电极体之间的上部的空间，难以增加二次电池的体积能量密度。与此相对地，如上述专利文献2中公开的方形二次电池那样，使用在一个端部设置有正极芯体露出部以及负极芯体露出部的卷绕电极体，容易得到体积能量密度高的方形二次电池。但是，在上述专利文献2中公开的方形二次电池中，集电部的构造容易变得比专利文献1中公开的方形二次电池复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种具有高体积能量密度的高容量的方形二次电池以及使用其的组电池。本专利技术的一个方式所涉及的方形二次电池具备：扁平状的卷绕电极体，将正极板和负极板隔着隔板来卷绕而成；方形外装体，其具有开口部，并收纳所述卷绕电极体；封口板，其将所述开口部封口；正极端子，其与所述正极板电连接，被安装于所述封口板；正极集电体，其将所述正极板与所述正极端子电连接；负极端子，其与所述负极板电连接，被安装于所述封口板；和负极集电体，其将所述负极板与所述负极端子电连接，所述卷绕电极体在所述卷绕电极体的卷绕轴延伸的方向上的一个端部，具有正极接片部以及负极接片部，至少2个所述卷绕电极体被收纳在所述方形外装体内，以使得：各自的所述卷绕轴被配置在与所述封口板垂直的方向，所述正极接片部以及所述负极接片部位于所述封口板一侧。根据这种结构，通过使用在卷绕轴延伸的方向上的一端部侧形成有正极接片部以及负极接片部的扁平状的卷绕电极体，将正极接片部以及负极接片部配置在封口板侧，从而能够减少电池壳体内与发电无关的空间。因此，能够得到体积能量密度更高并且电池容量更大的方形二次电池。进一步地，通过将收纳于方形外装体的扁平状的卷绕电极体设为多个，从而能够使正极接片部与正极集电体的连接部以及负极接片部与负极集电体的连接部成为更简单的结构。另外，也能够将正极集电体和正极端子设为一个部件。也能够将负极集电体和负极端子设为一个部件。此外，正极集电体与正极端子也可以经由其他导电部件来电连接。负极集电体与正极端子也可以经由其他导电部件来电连接。优选所述方形外装体具有：底部、一对大面积侧壁、以及一对小面积侧壁，所述小面积侧壁的面积比所述大面积侧壁的面积小，所述底部的面积比所述小面积侧壁的面积小。根据这种结构，由方形外装体和封口板形成的电池壳体的6个外表面之中，底部和封口板的面比其他4个面的面积小。因此，能够减小形成在卷绕电极体与封口板之间并配置有正极接片部、负极接片部、正极电体以及负极集电体等的空间。因此，成为体积能量密度更高的方形二次电池。优选所述正极板具有正极芯体、和形成在所述正极芯体上的正极活性物质层，所述正极芯体具有未形成所述正极活性物质层的正极芯体露出部，所述负极板具有负极芯体、和形成在所述负极芯体上的负极活性物质层，所述负极芯体具有未形成所述负极活性物质层的负极芯体露出部，所述正极接片部是所述正极芯体露出部，所述负极接片部是所述负极芯体露出部。优选正极接片部由正极芯体构成。此外，优选负接片部由负芯体构成。另外，正极接片部以及负极接片部也能分别设为独立于与正极芯体或者负极芯体连接的芯体的部件。例如，作为接片部，能够使用由铝、铝合金、铜、铜合金、镍或者镍合金等构成的金属板。优选所述正极接片部具有直线部和曲线部，所述负极接片部具有直线部和曲线部。优选在所述正极板的宽度方向上的一个端部，具有大致相同宽度的所述正极接片部形成为大致等间隔。另外，所谓正极接片部的宽度，是指在将正极板展开的状态下沿着正极板的长边方向的正极接片部的宽度。此外，所谓正极接片部间的间隔，
是指在将正极板展开的状态下沿着正极板的长边方向的正极接片部间的距离。所谓大致相同的宽度，是指各正极接片部的宽度处于正负10％的范围内即可。优选各正极接片部的宽度处于正负5％的范围内。此外，所谓大致等间隔，是指各正极接片部间的间隔处于正负10％的范围内即可。优选各正极接片部间的间隔处于正负5％的范围内。根据这种结构，正极板内的充放电反应变得更加均匀。此外，能够容易地制作正极板。优选所述正极接片部的宽度是所述卷绕电极体的宽度的1/4以上并且1/2以下。这里，所谓卷绕电极体的宽度，是指与卷绕轴垂直并且与卷绕电极体的厚度方向垂直的方向的宽度。优选所述正极接片部在错开的状态下进行层叠，从而形成由各所述正极接片部的端部形成的正极阶梯状部，所述正极阶梯状部与正极集电体连接。优选在所述负极板的宽度方向上的一个端部，具有大致相同宽度的所述负极接片部形成为大致等间隔。另外，所谓负极接片部的宽度，是指在将负极板展开的状态下沿着负极板的长边方向的负极接片部的宽度。此外，所谓负极接片部间的间隔，是指在将负极板展开的状态下沿着负极板的长边方向的负极接片部间的距离。所谓大致相同的宽度，是指各负极接片部的宽度处于正负10％的范围内即可。优选各负极接片部的宽度处于正负5％的范围内。此外，所谓大致等间隔，是指各负极接片部间的间隔处于正负10％的范围内即可。优选各负极接片部间的间隔处于正负5％的范围内。根据这种而机构，负极板内的充放电反应变得更加均匀。此外，能够容易地制作负极板。优选所述负极接片部的宽度是所述卷绕电极体的宽度的1/4以上并且1/2以下。优选所述负极接片部在错开的状态下进行层叠，从而形成由各所述负极接片部的端部形成的负极阶梯状部，所述负极阶梯状部与负极集电体连接。本专利技术的一个方式所涉及的组电池具有：多个所述方形二次电池；一对端板；和将所述一对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方形二次电池，具备：扁平状的卷绕电极体，将正极板和负极板隔着隔板进行卷绕而成；方形外装体，其具有开口部，所述方形外装体收纳所述卷绕电极体；封口板，其将所述开口部封口；正极端子，其与所述正极板电连接，并被安装于所述封口板；正极集电体，其将所述正极板与所述正极端子电连接；负极端子，其与所述负极板电连接，并被安装于所述封口板；和负极集电体，其将所述负极板与所述负极端子电连接，所述卷绕电极体在所述卷绕电极体的卷绕轴延伸的方向上的一个端部，具有正极接片部以及负极接片部，至少2个所述卷绕电极体被收纳在所述方形外装体内，以使得：各自的所述卷绕轴被配置在与所述封口板垂直的方向，所述正极接片部以及所述负极接片部位于所述封口板一侧。

【技术特征摘要】
2015.03.30 JP 2015-0681951.一种方形二次电池，具备：扁平状的卷绕电极体，将正极板和负极板隔着隔板进行卷绕而成；方形外装体，其具有开口部，所述方形外装体收纳所述卷绕电极体；封口板，其将所述开口部封口；正极端子，其与所述正极板电连接，并被安装于所述封口板；正极集电体，其将所述正极板与所述正极端子电连接；负极端子，其与所述负极板电连接，并被安装于所述封口板；和负极集电体，其将所述负极板与所述负极端子电连接，所述卷绕电极体在所述卷绕电极体的卷绕轴延伸的方向上的一个端部，具有正极接片部以及负极接片部，至少2个所述卷绕电极体被收纳在所述方形外装体内，以使得：各自的所述卷绕轴被配置在与所述封口板垂直的方向，所述正极接片部以及所述负极接片部位于所述封口板一侧。2.根据权利要求1所述的方形二次电池，其中，所述方形外装体具有：底部、一对大面积侧壁、以及一对小面积侧壁，所述小面积侧壁的面积小于所述大面积侧壁的面积，所述底部的面积小于所述小面积侧壁的面积。3.根据权利要求1或者2所述的方形二次电池，其中，所述正极板具有：正极芯体、和形成在所述正极芯体上的正极活性物质层，所述正极芯体具有未形成所述正极活性物质层的正极芯体露出部，所述负极板具有：负极芯体、和形成在所述负极芯体上的负极活性物质层，所述负极芯体具有未形成所述负极活性物质层的负极芯体露出部，所述正极接片部是所述正极芯体露出部，所述负极接片部是所述负极芯体露出部。4.根据权利要求1～3的任意一项所述的方形...

【专利技术属性】
技术研发人员：北冈和洋，山田雅一，室屋阳平，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP