本实用新型专利技术提供圆筒形电池、包括该圆筒形电池的电池组及汽车，圆筒形电池包括：电极组件，其具备第一电极极耳及第二电极极耳；电池外壳，其通过形成于一侧的开放部收纳电极组件，与第一电极极耳电连接；第一集电板，其位于电池外壳内，包括：支承部；至少一个第一极耳结合部；及至少一个外壳结合部；第二集电板，其具备：边缘部，其配置在电极组件的一面的相反侧的另一面；第二极耳结合部，其从边缘部向内侧延伸并与第二电极极耳结合；及端子结合部，其与第二极耳结合部分开而配置；盖板，其将电池外壳的开放部密封；及电池端子，其与端子结合部结合而与第二电极极耳电连接。部结合而与第二电极极耳电连接。部结合而与第二电极极耳电连接。
【技术实现步骤摘要】
圆筒形电池、包括该圆筒形电池的电池组及汽车
[0001]本技术涉及圆筒形电池及适用于该圆筒形电池的集电板、包括这样的圆筒形电池的电池组及汽车。
[0002]更具体地，本技术涉及在电池的使用过程中即便受到外部冲击或振动，也能够防止力集中到部件之间的焊接部位的结构的圆筒形电池及适用于该圆筒形电池的集电板、包括该圆筒形电池的电池组及汽车。
[0003]另外，本技术涉及提高了电气化学特性的电气化学元件用阳极及包括上述阳极的电极组件。
技术介绍
[0004]基于产品群的适用方便性高且具有高能量密度等电特性的二次电池不仅应用于便携式设备，而且还广泛应用于通过电气驱动源驱动的电动汽车(EV，Electric Vehi cle)或混合动力汽车(HEV，Hybrid Electric Vehicle)等。
[0005]这样的二次电池不仅具有能够大幅减小化石燃料的使用的首要的优点，还具有完全不会随着使用能源而产生副产物的优点，因此作为环保及提高能源效率的新能源备受瞩目。
[0006]当前广泛使用的二次电池的种类有锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等。这样单位二次电池单元的动作电压约为2.5V～4.5V。在需要比这更高的输出电压的情况下，将多个电池串联连接而构成电池组。另外，根据电池组所需的充放电容量，有时会将多个电池并联连接而构成电池组。因此，包括在电池组的电池的数量及电连接形态根据所需的输出电压及/或充放电容量而被设定为各种各样。
[0007]另一方面，作为二次电池单元的种类，具有圆筒形、方形及包袋型电池。在圆筒形电池的情况下，在阳极与阴极之间夹着绝缘体即分离膜并将其卷取而形成凝胶卷形态的电极组件，并将此与电解质一起插入到电池外壳的内部而构成电池。并且，阳极及阴极各自的无涂层部上连接有带状的电极极耳，电极极耳将电极组件和露出到外部的电极端子之间电连接。作为参考，阳极电极端子是将电池外壳的开放口密封的密封体的盖板，阴极电极端子为电池外壳。
[0008]但是，根据具备这样的结构的以往的圆筒形电池，电流集中到与阳极无涂层部及/或阴极无涂层部结合的带状的电极极耳，因此存在电阻大，发热多，集电效率不好的问题。
[0009]在具备18650或21700的形状系数的小型圆筒形电池中电阻和发热不构成大问题。但是，在为了将圆筒形电池适用于电动汽车而增加形状系数的情况下，在急速充电过程中在电极极耳周边发生较多的热，导致圆筒形电池起火的问题。
[0010]为了解决这样的问题，公开了具备如下结构的圆筒形电池(所谓无极耳(Tab
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le ss)圆筒形电池)：在凝胶卷类型的电极组件的上端及下端分别设置阳极无涂层部及阴极无涂层部，在这样的无涂层部焊接集电板而改善集电效率。
[0011]下面，参照图1至图4，对于以往的圆筒形电池进行更具体的说明。
[0012]图1至图3是示出无极耳圆筒形电池的制造过程的图。图1示出电极的结构，图2示出电极的卷取工序，图3示出在无涂层部的弯折面焊接集电板的工序。图4是沿着长度方向Y而切割无极耳圆筒形电池的截面图。
[0013]参照图1至图4，阳极500在阳极片500S上具备阳极活性物质部520，并在沿着卷取方向形成的一侧长边侧包括阳极无涂层部530，阴极400在阴极片具备阴极活性物质部420，并在沿着卷取方向而形成的一侧长边侧包括阴极无涂层部430。如图2所示，电极组件300将阳极500和阴极400与2张分离膜600一起依次层叠之后向一个方向X卷取而制得。此时，阳极500的无涂层部530和阴极400的无涂层部430配置在彼此相反的方向上。
[0014]在卷取工序之后，阳极500的无涂层部530和阴极400的无涂层部430向芯部侧弯折。之后，在无涂层部530、430上分别焊接集电板50、30而进行结合。
[0015]阳极无涂层部530和阴极无涂层部430未结合有另外的电极极耳，集电板50、30与外部的电极端子连接，电流通道沿着电极组件300的卷取轴方向(参照箭头)而形成为较大的截面积，因此能够降低电池的电阻。因为电阻与流动电流的通道的截面积成反比。
[0016]但是，如果圆筒形电池的形状系数增大且进行急速充电时充电电流的大小变大，则在无极耳圆筒形电池中也会重新产生发热问题。
[0017]具体地，如图4所示，以往的无极耳圆筒形电池1包括电池外壳20和密封体A。密封体A包括盖板40、密封垫圈G1及连接板C1。密封垫圈G1包围盖板40的边缘而通过压接部22被固定。另外，为了防止上下游动，电极组件300通过卷边部21而固定在电池外壳20内。
[0018]通常，阳极端子为密封体A的盖板40，阴极端子为电池外壳20。因此，结合到阳极500的无涂层部530的第二集电板50通过带状的引线L而与附着于盖板40的连接板C1电连接。另外，结合到阴极400的无涂层部430的第一集电板30与电池外壳20的底部电连接。绝缘体S覆盖第二集电板50而防止极性不同的电池外壳20和阳极500的无涂层部530彼此接触而引起短路。
[0019]第二集电板50与连接板C1连接时使用带状的引线L。引线L独立地附着到第二集电板50或与第二集电板50形成为一体。但是，引线L为厚度薄的带状，因此截面面积小而在流动急速充电电流的情况下产生较多的热。另外，从引线L产生过度的热被传送到电极组件300侧而使分离膜600收缩，从而导致热失控的主要原因即内部短路。
[0020]另外，引线L在电池外壳20内占据相当大的设置空间。因此，包括引线L的圆筒形电池1的空间效率低，因此提高能源密度是有限的。
[0021]不仅如此，为了将以往的无极耳圆筒形电池1串联及/或并联连接，需要在密封体A的盖板40和电池外壳20的底面连接总线部件，因此空间效率下降。搭载于电动汽车的电池组包括数百个圆筒形电池1。因此，电气性配线的非效率性在电动汽车的组装过程及电池组的维修时也导致相当的麻烦。因此，需要研发一种将阳极端子和阴极端子适用于同一个方向的结构的圆筒形电池，以简化多个圆筒形电池的电连接结构。
[0022]另一方面，以往的圆筒形电池通常具备将连接电极组件和外部端子的极耳焊接到电极组件的箔材而连接的结构。这样的结构的圆筒形电池的情况下，电流的路径(path)受限，电极组件的本身的电阻只能非常高。
[0023]由此，尝试了增加连接电极组件和外部端子的极耳的数量来降低电阻的方式，但仅通过这样的增加极耳的数量的方法来将电阻降低到所希望的水平且充分地确保电流的
路径(path)是有限的。
[0024]由此，为了减小电极组件的本身的电阻，需要研发一种新的电极组件结构及适合这样的电极组件的结构的集电板结构。特别地，这样的新的结构的电极组件及集电板的适用例如在电动汽车这样的需要具备大功率/高容量的电池组的设备中是非常有必要的。
[0025]另外，需要研发一种保持提高了集电板与电池外壳之间的结合力的状态的结构的圆筒形电池及适用本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种圆筒形电池，其特征在于，包括：电极组件，其具备第一电极极耳及第二电极极耳；电池外壳，其通过形成于一侧的开放部而收纳上述电极组件，并与上述第一电极极耳电连接；第一集电板，其位于上述电池外壳内，并包括：支承部，其配置于上述电极组件的一面；至少一个第一极耳结合部，它们从上述支承部延伸而与上述第一电极极耳结合；及至少一个第一外壳结合部，它们从上述支承部部延伸而结合到上述电池外壳的内侧面上；第二集电板，其具备：边缘部，其配置于上述电极组件的一面的相反侧的另一面；第二极耳结合部，其从上述边缘部向内侧延伸并与上述第二电极极耳结合；及端子结合部，其与上述第二极耳结合部分开而配置；盖板，其将上述电池外壳的开放部密封；及电池端子，其通过与上述端子结合部结合而与上述第二电极极耳电连接。2.根据权利要求1所述的圆筒形电池，其特征在于，上述电池外壳包括卷边部，该卷边部形成于与上述开放部相邻的端部并朝向内侧而压入，上述第一外壳结合部结合到上述卷边部上。3.根据权利要求1所述的圆筒形电池，其特征在于，上述第一外壳结合部包括：第一接触部，其结合到上述电池外壳的内侧面上；及第一连接部，其对上述支承部与上述接触部之间进行连接。4.根据权利要求3所述的圆筒形电池，其特征在于，上述第一接触部的至少一部分沿着上述电池外壳的内周面而延伸。5.根据权利要求3所述的圆筒形电池，其特征在于，上述第一连接部具备至少一个转换延伸方向的第一弯曲部。6.根据权利要求1所述的圆筒形电池，其特征在于，上述第一集电板还包括第二外壳结合部，该第二外壳结合部从上述第一极耳结合部的端部延伸而结合到上述电池外壳的内侧面上。7.根据权利要求6所述的圆筒形电池，其特征在于，上述第二外壳结合部包括：第二接触部，其结合到上述电池外壳的内侧面上；及第二连接部，其对上述支承部与上述接触部之间进行连接。8.根据权利要求7所述的圆筒形电池，其特征在于，上述第二接触部的至少一部分沿着上述电池外壳的内周面而延伸。9.根据权利要求7所述的圆筒形电池，其特征在于，上述第二连接部具备至少一个转换延伸方向的第二弯曲部。10.根据权利要求1所述的圆筒形电池，其特征在于，上述边缘部为轮圈状，该轮圈状的中心部是空的。11.根据权利要求1所述的圆筒形电池，其特征在于，上述第二极耳结合部及上述端子结合部通过上述边缘部而电连接。
12.根据权利要求1所述的圆筒形电池，其特征在于，上述端子结合部位于上述边缘部的内侧空间的中心部。13.根据权利要求1所述的圆筒形电池，其特征在于，上述第二集电板还包括接头，该接头从上述边缘部向内侧延伸而与上述端子结合部连接。14.根据权利要求13所述的圆筒形电池，其特征在于，上述接头的至少一部分与上述第二极耳结合部相比，其宽度更窄。15.根据权利要求14所述的圆筒形电池，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：林在垣，崔修智，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：新型
国别省市：
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