电化学元件制造技术

本发明专利技术将极板组（４）收容在电池壳体内而构成电池等电化学元件，其中极板组（４）是将在形成为带状的正极集电体（１ａ）宽度方向的一端侧形成有没有涂覆活性物质的正极集电体露出部（１ｃ）且安装有正极导线（９）的正极板（１）和在负极集电体（２ａ）宽度方向的另一端侧形成有没有涂覆活性物质的负极集电体露出部（２ｃ）且安装有负极导线（１０）的负极板（２）隔着隔膜（３）卷绕而成的，并且一端侧的正极集电体露出部（１ｃ）受到夹压而被焊接接合在一起，另一端侧的负极集电体露出部（２ｃ）也受到夹压而被焊接接合在一起。由此提供一种可以简便地进行稳定且高品质的导电连接的集电结构，这种集电结构适用于需要高输出功率的电化学元件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及将扁平卷绕着正负极板的极板组与电解液一起收容在容器内、并将外 形形状成形为矩形的电池和双电层电容器等电化学元件，特别涉及具有可以与高输出功率 相适应的集电结构的电化学元件。
技术介绍
在电池、双电层电容器等电化学元件中，为增加每单位面积的反应面积，广泛使用 的是使用了如下极板组的元件，其中该极板组具有卷绕通过隔膜分隔的正极板和负极板的 卷绕结构。将该极板组与电解质一起收容在金属容器内进行密封，并将正极板和负极板分 别连接在成为正极外部接线端子和负极外部接线端子的部位上，便形成了可以进行外部连 接的电化学元件。正极板和负极板是在采用箔状或网状的金属薄板形成的集电体上涂覆活性物质 而形成的，所以，如果将正、负各集电体分别用导线连接在成为正极外部接线端子和负极外 部接线端子的部位上，则可以形成电流通路。此时，如果从集电体的1个地点连接到成为外 部接线端子的部位上，则卷绕的带状集电体来自于离开连接地点的部位的电流通路变长， 因而在以比较大的电流进行充放电的情况下，就会存在发生损耗和使温度升高的问题。特 别地，为了有效地利用像双电层电容器那样可以在短时间内进行能量充放电的特性，进一 步提高了降低电流通路内阻的必要性。为解决涉及上述极板组与正极、负极的各外部接线端子部位之间的连接的课题， 在将通过隔膜分隔的正极板和负极板卷绕为圆筒形而形成极板组时，为人所知的电池结构 (参照特开2000-294222号公报)是构成正极板或负极板的集电体的一部分形成为从极 板组的一端突出出来的结构，在从端部突出出来的集电体上从圆筒轴心方向施加平面挤压 力使突出出来的集电体向内侧弯曲，从而形成平坦部，然后将集电板焊接在该平坦部上，由 此谋求集电效率的提高。另外，为人所知的电池结构(参照特开2000-040501号公报)还有将从带状的宽 度方向的端边使集电体露出来的正极板和负极板向安装有作为正极端子和负极端子的金 属板材的扁平卷绕轴心的周围卷绕，再将正极板的集电体露出部焊接在正极端子上，将负 极板的集电体露出部焊接在负极端子上，从而形成扁平卷绕电极，然后将上述正极端子和 负极端子的端部引向电池容器的外部，这样的结构适于构成电动汽车等高输出功率的电池 组。上述2个例子都属于电池的情况，但在卷绕着正负极板的双电层电容器中，为人 所知的结构(参照特开平10-050556号公报)是形成极板组使多个集电接头(tab)在半 径方向的同一直线上从卷绕的正极板和负极板的集电体突出出来，然后将半径方向的多个集电接头捆扎起来并在用同一材料的端子构件夹持的状态下进行焊接，从而形成引出端子部。但是，将从端部突出出来的集电体折弯而形成平坦面，然后在其上与集电板进行 焊接，这种特开2000-294222号公报所示的结构在图谋高容量化并减薄极板集电体的情况 下，其焊接条件是不稳定的，由耐热性差的隔膜的熔融所引起的不良的短路现象频频发生。 在将薄的箔状金属用作集电体的锂离子电池中，这种现象尤其显著，因而存在生产成品率 低下的课题。另外，特开2000-040501号公报所公开的在卷绕轴心的周围扁平卷绕正负极板的 结构，虽然在适用电动汽车等设置空间比较大的装置方面是有效的，但因为需要卷绕轴心， 所以难于减少作为扁平矩形电池的厚度，由此存在的课题是在适用要求小型化的装置时 以及在构成将多个电池组合成一体的电池组时，阻碍电池的小型化。另外，在卷绕成圆筒形的正极板和负极板的半径方向形成多个集电接头的特开平 10-050556号公报所示的结构，因为处于多个集电接头在切成带状的极板上突出出来的状 态，所以极板形成的材料裁取性能差，由此存在的课题是缺乏生产效率。
技术实现思路
于是，本专利技术是鉴于上述现有技术的课题而创造出来的，其目的在于提供一种电 化学元件，其中该元件具有能够提高源于极板组的集电效率的连接结构。为达成上述目的，本专利技术的第1专利技术提供一种电化学元件，其将极板组与电解液 一起收容在容器内，其中极板组是将在形成为带状的正极集电体上涂覆有正极活性物质的 正极板和在形成为带状的负极集电体上涂覆有负极活性物质的负极板隔着隔膜卷绕而成 的，并且将与正极板接合的正极导线连接在成为正极外部接线端子的部位上，将与负极板 接合的负极导线连接在成为负极外部接线端子的部位上，所述电化学元件的特征在于所 述正极板至少在宽度方向的一端侧形成没有涂覆正极活性物质的集电体露出部，所述负极 板至少在宽度方向的另一端侧形成没有涂覆负极活性物质的集电体露出部；正极板和负极 板使隔膜介于两极板之间而被形成为卷绕的极板组，其中隔膜的宽度尺寸比正极板和负极 板的宽度方向尺寸为小，卷绕后的极板组的断面形状为椭圆形；极板组形成之后，较之于隔 膜从一端向外突出出来的正极板的集电体露出部在椭圆形断面的短轴方向受到夹压并被 焊接接合在一起，较之于隔膜从另一端向外突出出来的负极板的集电体露出部在椭圆形断 面的短轴方向受到夹压并被焊接接合在一起。根据上述的结构，形成为带状的正极板和负极板扁平卷绕而形成极板组后，在极 板组的一端，较之于隔膜向外侧突出出来的正极板的正极集电体露出部以夹压且相互压焊 的状态进行焊接，在极板组的另一端，较之于隔膜向外侧突出出来的负极板的负极集电体 露出部以夹压且相互压焊的状态进行焊接，所以正极板处于在多个地点与正极导线相连接 的状态，同样，负极板也处于在多个地点与负极导线相连接的状态。因此，正极板和负极板 取得了可以从带状的多个地点进行集电的状态，因而可以构成内阻小且集电效率高的电化 学元件，特别是进行大的充放电时，可以抑制损耗和温度上升。另外，本专利技术的第2专利技术提供一种电化学元件，其将极板组与电解液一起收容在 容器内，其中极板组是将在形成为带状的正极集电体上涂覆有正极活性物质的正极板和在形成为带状的负极集电体上涂覆有负极活性物质的负极板隔着隔膜卷绕而成的，并且将与 正极板接合的正极导线连接在成为正极外部接线端子的部位上，将与负极板接合的负极导 线连接在成为负极外部接线端子的部位上，所述电化学元件的特征在于所述正极板或负 极板至少在宽度方向的一端侧形成没有涂覆活性物质的集电体露出部；正极板和负极板使 隔膜介于两极板之间而被形成为卷绕的极板组，其中隔膜的宽度尺寸比正极板和负极板的 宽度方向尺寸为小，卷绕后的极板组的断面形状为椭圆形；极板组形成之后，较之于隔膜从 正极板或负极板的一端向外突出出来的集电体露出部在椭圆形断面的短轴方向受到夹压 并被焊接接合在一起。根据上述的结构，正极板或负极板被扁平卷绕而形成极板组后，形成有集电体露 出部的一端侧受到夹压并被焊接在一起，所以正极板或负极板处于在多个地点被连接的状 态，可以构成内阻小且集电效率高的电化学元件。在上述各结构中，通过调整隔膜的宽度尺寸以及在正极板和负极板之间的分隔位 置，使隔膜较之于其端边受到夹压而焊接在一起的集电体露出部位于内侧，而较之于没有 夹压焊接在一起的极板的端边位于外侧，则可以防止集电体露出部受到夹压时因极板的变 形而导致正极板和负极板之间发生短路。另外，正极导线与正极板的连接以及负极导线与负极板的连接可以按如下方式构 成，即正极导线接合在正极板的长度方向一端侧形成的集电体露出部上，而负极导线接合 在负极板的长度方向的另一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电化学元件，其将极板组与电解液一起收容在容器内，其中极板组是将在形成为带状的正极集电体上涂覆有正极活性物质的正极板和在形成为带状的负极集电体上涂覆有负极活性物质的负极板隔着隔膜卷绕而成的，并且将与正极板接合的正极导线设定为正极外部接线端子，将与负极板接合的负极导线设定为负极外部接线端子，所述电化学元件的特征在于：所述正极板至少在宽度方向的一端侧以预定的宽度形成没有涂覆正极活性物质的集电体露出部，所述负极板至少在宽度方向的另一端侧以预定的宽度形成没有涂覆负极活性物质的集电体露出部；正极板和负极板使隔膜介于两极板之间而被形成为卷绕的极板组，其中隔膜的宽度尺寸比正极板和负极板的宽度方向尺寸为小，卷绕后的极板组的断面形状为椭圆形；极板组形成之后，较之于隔膜从一端向外突出出来的正极板的集电体露出部在椭圆形断面的短轴方向受到夹压并被焊接接合在一起，较之于隔膜从另一端向外突出出来的负极板的集电体露出部在椭圆形断面的短轴方向受到夹压并被焊接接合在一起；所述正极板和所述负极板在所述焊接接合的两侧形成椭圆形形状；正极导线接合在所述正极板的长度方向一端侧形成的集电体露出部上，而负极导线接合在负极板的长度方向的另一端侧形成的集电体露出部上；所述正极导线平行于所述正极板的端部，并遍及所述正极板的整个宽度实质上延伸出来；所述负极导线平行于所述负极板的端部，并遍及所述负极板的整个宽度实质上延伸出来；所述正极导线在卷绕的极板组的一个端部与所述正极板连接，所述负极导线在卷绕的极板组的另一个端部与所述负极板连接。...

【技术特征摘要】
JP 2004-6-14 175186/2004一种电化学元件，其将极板组与电解液一起收容在容器内，其中极板组是将在形成为带状的正极集电体上涂覆有正极活性物质的正极板和在形成为带状的负极集电体上涂覆有负极活性物质的负极板隔着隔膜卷绕而成的，并且将与正极板接合的正极导线设定为正极外部接线端子，将与负极板接合的负极导线设定为负极外部接线端子，所述电化学元件的特征在于所述正极板至少在宽度方向的一端侧以预定的宽度形成没有涂覆正极活性物质的集电体露出部，所述负极板至少在宽度方向的另一端侧以预定的宽度形成没有涂覆负极活性物质的集电体露出部；正极板和负极板使隔膜介于两极板之间而被形成为卷绕的极板组，其中隔膜的宽度尺寸比正极板和负极板的宽度方向尺寸为小，卷绕后的极板组的断面形状为椭圆形；极板组形成之后，较之于隔膜从一端向外突出出来的正极板的集电体露出部在椭圆形断面的短轴方向受到夹压并被焊接接合在一起，较之于隔膜从另一端向外突出出来的负极板的集电体露出部在椭圆形断面的短轴方向受到夹压并被焊接接合在一起；所述正极板和所述负极板在所述焊接接合的两侧形成椭圆形形状；正极导线接合在所述正极板的长度方向一端侧形成的集电体露出部上，而负极导线接合在负极板的长度方向的另一端侧形成的集电体露出部上；所述正极导线平行于所述正极板的端部，并遍及所述正极板的整个宽度实质上延伸出来；所述负极导线平行于所述负极板的端部，并遍及所述负极板的整个宽度实质上延伸出来；所述正极导线在卷绕的极板组的一个端部与所述正极板连接，所述负极导线在卷绕的极板组的另一个端部与所述负极板连接。2.一种电化学元件，其将极板组与电解液一起收容在容器内，其中极板组是将在形成 为带状的正极集电体上涂覆有正极活性物质的正极板和在形成为带状的负极集电体上涂 覆有负极活性物质的负极板隔着隔膜卷绕而成的，并且将与正极板接合的正极导线设定为 正极外部接线端子，将与负极板接合的负极导线设定为负极外部接线端子，所述电化学元 件的特征在于所述正极板和所述负极板之一至少在宽度方向的一端侧形成没有涂覆活性物质的集 电体露出部；正极板和负极板使隔膜介于两极板之间而被形成为卷绕的极板组，其中隔膜的宽度尺 寸比正极板和负极板的宽度方向尺寸为小，卷绕后的极板组的断面形状为椭圆形；极板组 形成之后，较之于隔膜从正极板或负极板的一端向外突出出来的集电体露出部在椭圆形断 面的短轴方向受到夹压并被焊接接合在一起；所述正极板和所述负极板在所述焊接接合的两侧形成椭圆形形状； 正极导线接合在所述正极板的长度方向一端侧形成的集电体露出部上，而负极导线接 合在负极板的长度方向的另一端侧形成的集电体露出部上；所述正极导线平行于所述正...

【专利技术属性】
技术研发人员：神月清美，
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]