棱柱形电池及其制造方法技术

一种既有矩形电池优点又有圆柱形电池优点并且具有优异性能的棱柱形电池。而且，提供该棱柱形电池的制造方法，其抑制了在制造棱柱形电池中出现缺陷而具有优异的生产率。棱柱形电池包括电极板组、电解质以及用于容纳电极板组和电解质的电池壳，其中电池壳的侧面包括圆柱形盖部分、用于容纳电极板组和电解质的棱柱形主体部分以及位于主体部分和盖部分之间的过渡部分。主体部分包括平面部分、利用曲面连接相邻平面的角部分；过渡部分具有从角部分和过渡部分之间的第一边界朝向盖部分和过渡部分之间的第二边界的连续的曲面；并且从第一边界到第二边界，连续表面的横截面曲率半径从角部分的横截面曲率半径到盖部分的半径之间连续地变化。

【技术实现步骤摘要】
棱柱形电池及其制造方法专利技术背景1、专利
本专利技术涉及棱柱形电池及其制造方法。2、
技术介绍
在近几年，随着便携式电子设备的发展，电池的作用也已经逐渐变得重要了，其中电池包括原电池和二次电池。使组装有电池的设备具有更小尺寸和更高性能的竞争已经变得激烈了。主要地，市场中已经需要可以实现小尺寸、大容量和大输出的电池。作为这种电池，常规地，普遍为矩形电池或圆柱形电池。每种形状具有各自的特征，例如，在集成多个电池时用于堆叠和集成等的高空间效率、高产生率等，然而，换而言之，每种形状具有各自的缺陷。在矩形电池中，例如，与圆柱形电池的情况相比，密封电池要更困难。此外，在圆柱形电池中，例如，在堆叠和集成多个电池，与矩形电池的情况相比，形成了更大的无效空间。为了解决上述这些问题，公开了一种具有电池壳的电池(例如，参见JP63-207048A、JP2002-141100A和JP2002-208380A等)，其中电池壳具有用于容纳电极板组等的棱柱形主体和用于密封电池的圆柱形盖部分。通过使电池具有这样的结构，希望提供具有高性能且既有矩形电池优点又有圆柱形电池优点的电池。此外，JP7-226212A公开了一种将电极板组容纳在棱柱形电池壳中的方法，其中将电极板组形成为矩形平行六面体形状。更具体地，如图18A中所示，通过使用以90°间隔设置的模具102，从各个方向加热并挤压圆柱形卷绕的电极板组102，从而使电极板组102的横截面为矩形平行六面-->体形状。实际上JP63-207048A和JP2002-208380A中公开的形成电池方法的例子包括形成电池壳的方法，该方法是通过将棱柱形壳的开口端部分形成为圆柱形来制备电池壳的。然而，在那时，会使电池壳膨胀或起皱。例如，图17为示出传统电池壳例子的示意图，其中电池壳具有用于容纳电极板组和电解质的棱柱形主体部分和圆柱形盖部分。在将棱柱形壳的开口端部分模铸成圆柱形时，在图17中示出的电池壳101中壳会在区域A中膨胀或在区域B中起皱。如果出现这样缺陷，就变得难以密封电池，或者会发生液体泄漏，液体泄漏是因为电池壳中出现缺陷的部分产生了裂纹。从生产率如产量等观点出发，需要减少这种有缺陷的情况。为了解决这些问题，例如，在JP2002-141100A中公开的方法中，电极板组容纳在圆柱形电池壳中，闭合并且密封它的开口端，然后形成棱柱形主体部分。然而，在这种方法中，当形成棱柱形主体部分时，不能避免电极板变形并且会发生活性物质短路或脱落。而且，在JP7-226212中示出的方法中，在模铸后将电极板组102的卷绕端104设置在矩形平行六面体形状的一侧上的情况中，在将圆柱形板组102模铸成矩形平行六面体形状或者将电池板组插入棱柱形电池壳105时，会发生内部短路或不良地安置到电池壳105中。专利技术概述鉴于上述考虑，本专利技术的目的是提供一种既有矩形电池优点又有圆柱形电池优点并且具有优异性能的棱柱形电池。本专利技术的另一个目的是提供制造该棱柱形电池的方法，该方法在制造棱柱形电池中抑制产生缺陷并且具有良好的生产率。本专利技术的棱柱形电池包括电极板组、电解质以及用于容纳电极板组和电解质的电池壳。电池壳一个侧面包括圆柱形盖部分、用于容纳电极板组和电解质的圆柱形主体部分以及位于主体部分和盖部分之间的过渡部分。-->主体部分包括平面部分和通过曲面连接相邻平面部分的角部分。过渡部分从角部分和过渡部分之间的第一个边界朝向盖部分和过渡部分之间的第二个边界具有连续的曲面。从第一边界到第二边界，连续曲面的横截面的曲率半径从角部分横截面的曲率半径到盖部分的半径连续地变化。此外，本专利技术的棱柱形电池包括电极板组、电解质以及用于容纳电极板组和电解质的电池壳，其中电极板组包括正极板、负极板和隔板。电池壳的侧面包括圆柱形盖部分、用于容纳电极板组和电解质的棱柱形主体部分以及位于主体部分和盖部分之间的过渡部分。主体部分包括平面部分和通过曲面连接相邻平面部分的角部分；过渡部分从角部分和过渡部分之间的第一个边界朝向盖部分和过渡部分之间的第二个边界具有连续的曲面。从第一边界到第二边界，连续曲面的横截面曲率半径从角部分的横截面曲率半径到盖部分的半径连续地变化。电极板组中正极板和负极板与夹在其中的隔板堆叠并且卷绕该堆叠体。电极板组横截面的形状为矩形、多边形或椭圆形。电极板组中角部分的横截面曲率半径大于电池壳中角部分的内部圆周曲率半径。让电极板组的卷绕末端部分位于电池壳的角部分，以这样的方式将电池板组容纳在电池壳中。接下来，制造本专利技术棱柱形电池的方法是用于制造棱柱形电池的方法，该棱柱形电池包括电极板组、电解质以及用于容纳电极板组和电解质的电池壳，其中电极板组包括正极板、负极板和隔板；并且电极板组中正极板和负极板与夹在其中的隔板堆叠并且卷绕该堆叠体。该方法包括下述步骤：(i)堆叠正极板和负极板与夹在其中的隔板；卷绕堆叠体；并且挤压堆叠体以成为矩形、多边形或扁平的横截面的形状，(ii)将挤压过的电极板组和电解质容纳在棱柱形电池壳中，该电池壳具有侧面，该侧面具有平面部分和通过曲面连接相邻平面部分的角部分；以及(iii)用密封组件密封电池壳的开口部分。在(i)步骤中，挤压电极板组，使得电极板组中角部分的横截面曲率半径大于电池壳中角部分的内部圆周曲率半径以及电极板组的卷绕末端部分位于电池壳的角部分。-->附图说明图1为示出本专利技术电池例子的部分切除前视图。图2为示出本专利技术电池例子的透视图。图3为示出图2中示出的电池壳主体部分沿垂直于电池壳中心轴方向切割的横截面剖面图。图4为示出图2中示出的电池壳过渡部分沿垂直于电池壳中心轴方向切割的横截面剖面图。图5为示出图2中示出的电池壳盖部分沿垂直于电池壳中心轴方向切割的横截面剖面图。图6为说明用于本专利技术电池的电池壳中角度θ的透视图。图7为示出用于本专利技术电池的电池壳另一个例子的主要部分的前视图。图8为示出本专利技术电池另一个例子的透视图。图9A为示出常规电池电极板形状例子的透视图。图9B为示出本专利技术电池电极板形状例子的透视图。图10为示出本专利技术电池制造方法步骤例子的示意图。图11为示出本专利技术电池制造方法步骤例子的示意图。图12为示出可以完成本专利技术电池制造方法的设备例子的示意图。图13为说明本专利技术电池制造方法步骤例子的透视图。图14为说明本专利技术电池制造方法步骤例子的前视图。图15为说明本专利技术电池制造方法步骤例子的横截面视图。图16为示出本专利技术电池制造方法步骤例子的示意图。图17为示出用于传统电池的电池壳例子的透视图。-->图18A为示出制造常规电池方法步骤例子的示意图；图18B为示出常规电池例子的横截面示意图。优选实施例描述在下文中，将参考附图利用实施例对本专利技术进行描述。这里值得注意的是，在下面的实施例中，相同得到组件用相同的附图标记表示，并且省略重复描述。如图1中所示，本专利技术棱柱形电池51(下文称之为电池)包括电极板组52、电解质(未示出)以及容纳电极板组52和电解质的电池壳1。而且，电池壳1中容纳电极板组52的部分为棱柱形。棱柱形的具体例子将在实施例中描述。电池壳1中除容纳电极板组52的部分之外的部分的形状并不特别限定。例如，该形状可以为圆柱形或棱柱形。在它们之中，优选如第一实施例中描述的盖部分为圆柱形。在本专利技术电池51中，电池壳1的材料和本文档来自技高网...

【技术保护点】
棱柱形电池，包括：电极板组、电解质以及用于容纳电极板组和电解质的电池壳；其中电池壳的侧面包括圆柱形盖部分；用于容纳电极板组和电解质的主体部分；以及位于主体部分和盖部分之间的过渡部分，主体部分包括平面部分；以及利用曲面连接相邻 平面部分的角部分；过渡部分具有从角部分和过渡部分之间的第一边界朝向盖部分和过渡部分之间的第二边界的连续曲面；并且从第一边界到第二边界，连续曲面的横截面曲率半径从角部分的横截面曲率半径到盖部分的半径之间连续地变化。

【技术特征摘要】
JP 2003-7-1 189365/2003;JP 2003-10-20 359640/2003;1、棱柱形电池，包括：电极板组、电解质以及用于容纳电极板组和电解质的电池壳；其中电池壳的侧面包括圆柱形盖部分；用于容纳电极板组和电解质的主体部分；以及位于主体部分和盖部分之间的过渡部分，主体部分包括平面部分；以及利用曲面连接相邻平面部分的角部分；过渡部分具有从角部分和过渡部分之间的第一边界朝向盖部分和过渡部分之间的第二边界的连续曲面；并且从第一边界到第二边界，连续曲面的横截面曲率半径从角部分的横截面曲率半径到盖部分的半径之间连续地变化。2、根据权利要求1的棱柱形电池，其中电极板组包括正极板、负极板和隔板；并且正极板和负极板与夹在其中的隔板堆叠，并卷绕该堆叠体；电极板组的横截面形状为矩形、多边形或椭圆形；电极板组中角部分的横截面曲率半径大于电池壳中角部分的内部圆周曲率半径；并且电极板组的卷绕末端部分位于电池壳的角部分，以这样的方式将电池板组容纳在电池壳中。3、根据权利要求2的棱柱形电池，其中在由正极板和负极板构成的组中选出的至少一种极板中，将与该卷绕末端部分相对应的末端表面边缘部分削去。4、根据权利要求1的棱柱形电池，其中连续曲面的横截面形状为弧形的一部分；并且连续曲面的横截面连接过渡部分中除连续曲面之外的部分，从而形成接触环。5、根据权利要求4的棱柱形电池，其中连续曲面为锥形面的一部分。-->6、根据权利要求1的棱柱形电池，其中在连续曲面上通过最直接的路线连接第一边界的中心和第二边界的线与电池壳中心轴的方向之间的角度角在14°到22°范围之内。7、根据权利要求1的棱柱形电池，其中在电池壳中，角部分的壁厚度大于平面部分的壁厚度。8、根据权利要求1的棱柱形电池，其中盖部分具有从盖部分的外部朝向内部突起的环形凹槽。9、根据权利要求8的棱柱形电池，其环形凹槽直接形成在第二边界上。    10、棱柱形电池，包括：包括正极板和负极板的电极板组；电解质；以及用于容纳电极板组和电解质的电池壳；其中电池壳的侧面包括圆柱形盖部分；用于容纳电极板组和电解质的主体部分；以及位于主体部分和盖部分之间的过渡部分，主体部分包括平面部分以及利用曲面连接相邻平面部分的角部分；过渡部分具有从角部分和过渡部分之间的第一边界朝向盖部分和过渡部分之间的第二边界的连续的曲面；并且从第一边界到第二边界，连续表面的横截面曲率半径从角部分的横截面曲率半径到盖部分的半径之间连续地变化；电极板组是一个其中正极板和负极板与夹在其中的隔板堆叠并卷绕该堆叠体的电极板组；电极板组的横截面形状为矩形、多边形或椭圆形；电极板组...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊切英幸，清水新太郎，米山彰，坊木义广，饭田琢磨，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]