二次电池.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201380034415.4

申请日:

2013.06.27

公开号:

CN104412416A

公开日:

2015.03.11

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||专利申请权的转移IPC(主分类):H01M 2/26登记生效日:20170316变更事项:申请人变更前权利人:新神户电机株式会社变更后权利人:日立化成株式会社变更事项:地址变更前权利人:日本东京都变更后权利人:日本东京都|||实质审查的生效IPC(主分类):H01M 2/26申请日:20130627|||公开

IPC分类号:

H01M2/26; H01M10/04

主分类号:

H01M2/26

申请人:

新神户电机株式会社

发明人:

鹤见尚子; 田中明; 新东连; 宫本佳树

地址:

日本东京都

优先权:

2012-145712 2012.06.28 JP

专利代理机构:

北京尚诚知识产权代理有限公司11322

代理人:

龙淳

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内容摘要

本发明提供一种二次电池。为了提高体积能量密度而在金属集电体使用薄膜,但强度较低,将负极板和正极板直接接合到端子基体部时,可能因轻微的负荷引起金属集电体断裂等破损。即使采用使金属集电体与导电性高的板状的金属或导电性高的板状的树脂接合、将集电板与端子基体部接合等结构,集电板与端子基体部的连接也对电池特性造成影响。本发明的二次电池具有通过将在表面形成有负极活性物质层的金属集电体、保持电解质的隔膜、在表面形成有正极活性物质层的另一种金属集电体以2种金属集电体之间隔着隔膜的方式交替层叠配置成长方形形成的电极组,在2种金属集电体的端部形成的电极板引片按规定个数接合到集电板,集电板与按压板一同通过螺栓与螺母的嵌合接合到具有螺栓的贯通孔的端子基体部。

权利要求书

权利要求书1.  一种二次电池,其特征在于:包括电极组,该电极组通过在表面形成有负极活性物质层的金属集电体、保持电解质的隔膜、和在表面形成有正极活性物质层的另一种金属集电体以所述2种金属集电体之间隔着所述隔膜的方式交替地层叠配置成长方形而形成,在所述2种金属集电体的端部形成的电极板引片各自以规定个数接合到金属制集电板,2个以上的所述金属制集电板与金属制按压板一同通过具有圆形的螺栓凸缘和截面为圆形的螺栓轴部的金属制螺栓与2个金属制螺母的嵌合,接合到具有2个以上的所述金属制螺栓的贯通孔的端子基体部。2.  一种二次电池,其特征在于:包括电极组,该电极组通过在表面形成有负极活性物质层的金属集电体、保持电解质的隔膜、和在表面形成有正极活性物质层的另一种金属集电体以所述2种金属集电体之间隔着所述隔膜的方式交替地层叠配置成长方形而形成,在所述2种金属集电体的端部形成的电极板引片各自以规定个数接合到集电板,所述集电板与按压板一同通过螺栓与螺母的嵌合接合到具有所述螺栓的贯通孔的端子基体部。3.  如权利要求2所述的二次电池,其特征在于:对1个所述螺栓使用2个以上的所述螺母。4.  如权利要求2所述的二次电池,其特征在于:所述集电板和所述按压板的材质是金属或导电性高的树脂。5.  如权利要求2所述的二次电池,其特征在于:所述集电板的2个以上通过具有螺栓凸缘和螺栓轴部的所述螺栓 与所述螺母的嵌合接合到所述端子基体部。6.  如权利要求5所述的二次电池,其特征在于:所述螺栓凸缘的形状是圆形或多边形,所述螺栓轴部的截面形状是圆形或多边形。7.  如权利要求5所述的二次电池,其特征在于:所述螺栓具有所述集电板与所述螺栓轴部的接触面的直径比所述端子基体部与所述螺栓轴部的接触面的直径细的形状。8.  如权利要求7所述的二次电池,其特征在于:作为所述集电板与所述螺栓轴部的接触面的螺栓轴细部的形状是具有锥度的形状。9.  如权利要求5或7所述的二次电池,其特征在于:所述螺栓轴部的形状是圆形或具有1个以上的角的形状。10.  如权利要求2所述的二次电池,其特征在于:包括所述螺栓和螺母的紧固部件是金属或导电性和强度高的树脂。11.  如权利要求2所述的二次电池,其特征在于:所述螺栓的贯通孔的形状是圆形、椭圆形、五角以上的多边形或十字形中的任意一种。12.  如权利要求11所述的二次电池,其特征在于:所述螺栓的贯通孔的形状是在一个方向或多个方向上较长或较短的形状。13.  如权利要求11所述的二次电池,其特征在于:所述螺栓的贯通孔的直径是所述螺栓轴部的直径的1.2倍以上。14.  如权利要求7或8所述的二次电池,其特征在于:所述接触面中的螺栓的贯通孔的截面积是所述接触面的面积的1/2以下。15.  如权利要求2所述的二次电池,其特征在于:所述按压板的所述螺栓贯通的方向的厚度是1mm以上10mm以下。16.  如权利要求2所述的二次电池,其特征在于:配置在所述按压板的螺栓的贯通孔的数量是2个以上,所述螺栓的贯通孔的面积是所述按压板的面积的1/2以下。

说明书

说明书二次电池
技术领域
本发明涉及二次电池。
背景技术
近年来,伴随以锂离子电池为代表的二次电池的用途扩大,要求大容量化、高能量密度化,因此适合高体积能量密度化的层叠型电池被选为要求大容量的电池结构。
二次电池包括在表面形成有负极活性物质层的金属集电体(以下记作负极板)、保持电解液的隔膜、在表面形成有正极活性物质层的其他金属集电体(以下记作正极板),需要进行正极和负极端子与由负极板、隔膜、正极板构成的电极组的电连接。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005-005215号公报
专利文献2:日本特开2006-338979号公报
专利文献3:日本特开2010-205546号公报
专利文献4:日本特开2005-294150号公报
发明内容
发明要解决的课题
因为金属集电体与活性物质不同,不直接对充放电反应有贡献,所以出于体积能量密度的观点使用薄膜作为金属集电体。因此强度较低,将负极板、正极板与端子基体部直接接合时,可能因轻微的负荷引起金属集电体的切断等破损。于是,采取将金属集电体与导电性高的板状的金属或导电性高的板状的树脂(以下称为集电板)接合,将集电板与端子基体部接合等措施。在这样通过集电板将金属集电体与端子基体部连接的结构中,集电板与端子基体部的连接会对电池特性 造成影响,因此是重要的问题。
在专利文献1的特别是请求保护的方面1中,将集电板与端子基体部固定时,将螺栓拧入端子基体部,进而对螺栓与端子基体部之间进行焊接。在该方法中,存在因焊接产生的金属粉进入层叠组的危险性、火花对隔膜造成损伤的危险性。
此外,在专利文献1的特别是请求保护的范围3中,对集电板和端子基体部拧入具有凸缘部的螺栓进行固定。因此,存在将集电板固定到端子基体部的力在凸缘部周边不均匀的可能性。这样的力的不均可能引起集电板的变形,使电连接变得不均匀。这样的电不均匀的连接会成为电阻不均的原因,所以进行大电流下的充放电时,可能因电阻发热导致端子部局部变得高温,存在不安全的情况。
用于解决课题的手段
作为解决上述课题的方法,考虑以下所示的结构。
一种二次电池,其包括电极组,该电极组通过在表面形成有负极活性物质层的金属集电体、保持电解质的隔膜、和在表面形成有正极活性物质层的另一种金属集电体以所述2种金属集电体之间隔着隔膜的方式交替地层叠配置成长方形而形成,在2种金属集电体的端部形成的电极板引片各自以规定个数接合到金属制集电板,2个以上的金属制集电板与金属制按压板一同通过具有圆形的螺栓凸缘和截面为圆形的螺栓轴部的金属制螺栓与2个金属制螺母的嵌合,接合到具有2个以上的金属制螺栓的贯通孔的端子基体部。
此外,从其他观点考虑时,也可以是以下所示的结构。
一种二次电池,其包括电极组,该电极组通过在表面形成有负极活性物质层的金属集电体、保持电解质的隔膜、和在表面形成有正极活性物质层的另一种金属集电体以2种金属集电体之间隔着隔膜的方式交替地层叠配置成长方形而形成,在2种金属集电体的端部形成的电极板引片各自以规定个数接合到集电板,集电板与按压板一同通过螺栓与螺母的嵌合接合到具有螺栓的贯通孔的端子基体部
此时,优选对1个螺栓使用2个以上的螺母。
此外,优选集电板和按压板的材质是金属或导电性高的树脂。
优选2片以上的集电板通过具有螺栓凸缘和螺栓轴部的螺栓与螺 母的嵌合接合到端子基体部。
优选螺栓凸缘的形状是圆形或多边形,螺栓轴部的截面形状是圆形或多边形。
优选螺栓具有集电板与螺栓轴部的接触面的直径比端子基体部与螺栓轴部的接触面的直径小的形状。
优选作为集电板与螺栓轴部的接触面的螺栓轴细部的形状是具有锥度的形状。
优选螺栓轴部的形状是圆形或具有1个以上的角的形状。
优选包括螺栓和螺母的紧固部件是金属或导电性和强度高的树脂。
优选螺栓的贯通孔的形状是圆形、椭圆形、五角以上的多边形或十字形中的任意一种。
优选螺栓的贯通孔的形状是在一个方向或多个方向上较长或较短的形状。
优选螺栓的贯通孔的直径是螺栓轴部的直径的1.2倍以上。
优选接触面中的螺栓的贯通孔的截面积是接触面的面积的1/2以下。
优选按压板的螺栓贯通的方向的厚度是1mm以上10mm以下。
优选配置在按压板的螺栓的贯通孔的数量是2个以上,螺栓的贯通孔的面积是按压板的面积的1/2以下。
发明效果
在本发明中,因为电池罐中上部(即端子基体部、集电板、螺栓、螺母)的接合不使用焊接方法,无需担心焊接时产生火花,不存在隔膜损伤和混入金属杂质的可能性。因此,能够提供一种没有电池罐内部的急剧短路和严重的发热、起火、爆炸等危险的电池。
附图说明
图1是说明本发明的一个实施例的电池的剖视立体图。
图2是说明层叠的正极板和负极板与集电板的关系的图。
图3是表示集电板与端子基体部的接合结构的一例的图。
图4是表示螺栓与端子基体部的接合结构的一例的图。
图5是表示螺栓的外观的一例的图。
图6是表示螺栓的外观的一例的图。
图7是表示螺栓的外观的一例的图。
图8是表示螺栓的外观的一例的图。
图9是表示螺栓的外观的一例的图。
图10是表示螺栓的截面的一例的图。
图11是表示螺栓的截面的一例的图。
图12是表示螺栓的截面的一例的图。
图13是表示螺栓的截面的一例的图。
图14是表示螺栓的截面的一例的图。
图15是表示螺栓的截面的一例的图。
图16是表示螺栓的截面的一例的图。
图17是表示螺栓的截面的一例的图。
图18是表示螺栓贯通孔的一例的图。
图19是表示螺栓贯通孔的一例的图。
图20是表示螺栓贯通孔的一例的图。
图21是表示螺栓贯通孔的一例的图。
图22是表示螺栓贯通孔的一例的图。
具体实施方式
(制作电极)
只要与本发明相关,则不需要准备特别的电极,例如是用专利文献2中公开的方法制作的电极即可。
(制作电解液)
只要与本发明相关,则不需要准备特别的电解液,例如是用专利文献3中公开的方法制作的电解液即可。
(准备层叠电极)
只要与本发明相关,则不需要准备特别的层叠电极,例如是用专利文献4中公开的方法制作的层叠电极即可。
使用这样制作或准备的电极、电解液、层叠电极制作电池。
(实施例)
以下参考附图详细说明本发明的优选的实施方式。
(实施例1)
在图1中,层叠体2是将在表面形成有负极活性物质层的金属集电体(铜)、保持溶解有Li盐的非水类溶剂(以下称为电解质)的隔膜、在表面形成有正极活性物质层的其他金属集电体(铝)呈长方形地交替地层叠而成的结构。层叠体2的厚度等尺寸和层叠片数由需要的电池容量决定。在本实施例中层叠片数是524片,但不限于此,电池容量是100Ah的电池的情况下,层叠片数需要200片至600片程度。
集电体具有高导电性,并且要求即使施加从混合有电极活性物质(本实施例中是尖晶石型锰)、导电剂(本实施例中是石墨)和粘结剂(本实施例中是PVDF)的涂料状的电极合剂(以下称为浆料)的涂布和干燥等电极板的制作到电极组的制作、电极组的电池罐插入、电极板引片与集电板的接合等制造电池的一系列作业以及搬运、设置、销售、使用等和伴随其发生的振动等负荷也不容易断裂的强度。优选集电体的厚度是5μm以上、50μm以下,比5μm更薄时在电池的制造过程中集电体易于损伤,超过50μm的厚度时电池的体积密度大幅降低。在本实施例中,正极使用厚度是20μm的铝箔,负极使用厚度是10μm的铜箔。
在层叠体2的构成材料即集电体的长边方向的端部,形成有电连接用的电极板引片3。在层叠体2中形成的集电体的片数在本实施例中是524片,但不限于此,由电池容量决定,在数十Ah至数百Ah的容量的电池的情况下,需要达到数十片至数百片。
紧固部件5由螺母13、垫片、螺栓12等多个紧固部件构成。本实施例中,使用铝制的紧固部件,但紧固部件5的材质不限于铝,也可以是铁、镍等金属,或者只要是具有不使电池特性显著降低的导电性和强度的材料,则也可以是树脂。
通电部件4包括:将正极和负极的外部输出端子和电极板引片3接合的集电板10;将引片集电板按压在外部输出端子的按压板14;螺母13、垫片、螺栓12等金属制紧固部件等副通电部件,是被电连接的部件种类。正极和负极的外部输出端子大致分为从电池容器(电池罐)1露出到外部的部分的端子主体部和容纳在电池罐内部的部分的端子 基体部16。
此外,通电部件4与盖板8电绝缘。
电解液被从在盖板8开口的注液孔注入,由注液塞6密闭。
安全阀7配置于盖板8。在圆形的不锈钢薄板上通过蚀刻在盖板8上形成槽图案9,在规定(指定)的压力下从槽的部分开始断裂,安全阀7沿着槽图案9开口。安全阀7的槽形成方式不仅有蚀刻,也可以通过加压形成槽,还可以通过激光或切削加工形成槽。槽形成方式并不限定。此外,安全阀7通过激光焊接与盖板8接合。在盖板8形成安全阀7的方式不限于激光焊接,能够通过切削或加压的机械方法在盖板8直接形成安全阀7。进而,安全阀7的材质不限于不锈钢,也可以是铝、镍、氟类树脂、聚乙烯或聚丙烯等树脂,能够选自不使水分通过的与盖板材料相同的材质或易于与盖板材料接合的材质。
安全阀7的槽图案9的形状是X字形,但只要是在规定的压力下断裂的形状,就不限于X字形的槽图案。
此外,在本实施例中,设安全阀7为一个进行了说明,但安全阀的数量不特别限定。
进而,在本实施例中,安全阀7配置在盖板8的中心线上,但安全阀7的配置位置可以任意地决定。
(实施例2)
如图2所示,使多个负极板2A与正极板2B隔着隔膜(未图示)相对地层叠,一同形成电极组15。此外,如图3所示,电极组15构成为层叠两端是负极板2A,在其间为负极板2A与正极板2B交替地层叠。
此外,如图2所示,负极板引片3A与正极板引片3B以相互不重叠的方式左右分离地配置。
电极组15的负极板引片3A与正极板引片3B通过电阻焊接与具有高导电性的金属制的板(集电板10)接合。如图3所示,从端子基体部16的两侧,接合有规定个数的负极板引片3A和正极板引片3B的多个集电板10通过导电性高的金属制的按压板14利用螺栓12和螺母13被固定。其中,对于1个螺栓,螺母的数量不限于1个,如图4所示,为了抑制振动引起的松动,也可以对于1个螺栓使用如螺母13a、螺母13b这样的2个以上的螺母。
集电板10是具有高导电性的金属,例如是镍板或铝板,此外能够使用铁或铜等金属。此外,如果具有与金属同等的高导电性,则也可以是树脂性的薄板。集电板10需要能够容许焊接的电极板引片3与端子基体部16之间流动的电流的厚度、和不会因与电极板引片3的焊接以及基于螺栓12和螺母13的紧固而断裂的强度。此外,构成为即使将集电板10重叠多个也不使电池的体积能量密度显著降低的厚度也是重要的。尝试在50μm的铜板通过电阻焊接固定10个负极板引片3A,同样地将10个集电板10通过螺栓12和螺母13固定于端子基体部16,但是在集电板10发现了变形和损伤。进而,对于厚度是5000μm的铜板进行了同样的尝试,但是不能完全进入电池容器1,需要增大电池容器1的尺寸。为了使多个厚度是5000μm的铜制集电板10完全进入而增大电池容器1的尺寸时,电池的体积能量密度显著降低。因此,优选集电板10的厚度是50μm以上5000μm以下。在本实施例中,正极使用厚度是200μm的铝板,负极使用厚度是200μm的镍板。
集电板10是具有螺栓贯通孔11的板状。在图2和图7中,表示了螺栓贯通孔11是2个的情况的例子,但螺栓贯通孔11的数量不限于2个,根据集电板10的强度、螺栓12和螺母13的紧固状态,只要不发生因端子基体部16与集电板10以及集电板10彼此之间接触的面(以下称为接触面)的减少引起的接触电阻的显著增加,则也可以是3个以上。螺栓贯通孔11位于当使用螺栓12和螺母13将集电板10固定到端子基体部16时,不接触端子基体部16的负极板引片3A和正极板引片3B的接合部位的位置。进而,为了使对接触面施加的力没有不均匀,对于长边方向,使螺栓贯通孔11的中心大致均等地配置。此外,螺栓贯通孔11不会相互重叠。螺栓贯通孔11是1个的情况下,将集电板10固定到端子基体部16时,层叠易于错位,此外,螺栓12与螺母13的紧固产生的力不均匀使集电板10变形,集电板10彼此之间、集电板10与端子基体部16的接触面不均匀并且减少,观察到电阻的增加和电流集中引起的发热。进而,在接触面中,因螺栓贯通孔11而失去接触面的面积的1/2时,因为对通电有效的接触面积减少,所以基于螺栓12和螺母13的集电板10与端子基体部16的固定部位的电阻增加。此外,观察到集电板10的强度降低。由此,可知优选接触面中 的螺栓贯通孔11的截面积为接触面的面积的1/2以下。
按压板14由金属或树脂性的板构成,要求不因螺栓12与螺母13的紧固而发生显著变形或受到损伤的强度、和不使电池的体积能量密度显著降低的厚度。使用500μm的铜板尝试将多个集电板10用螺栓12和螺母13固定到端子基体部16,但是发现按压板14因螺栓12和螺母13的紧固而变形。此外,使用厚度是20mm的按压板14进行了同样的研究,未发现按压板14的变形,但是电池的体积能量密度显著降低。为了使体积能量密度不降低而对厚度是20mm的铜板开多个孔进行同样的研究时,按压板14的强度降低。按压板14的厚度根据材料和紧固的强度而不同,在本实施例中,可知优选按压板14的厚度是1mm以上、10mm以下。本实施例中,正极使用5mm的铝板,负极使用5mm铜板。
按压板14具有用于使螺栓12通过的螺栓贯通孔11,表现出比集电板10更高的刚性,因此基于螺栓12和螺母13的紧固引起的形状变化比集电板10小。
为了使通过螺栓12和螺母13的紧固而施加的力不发生不均,螺栓贯通孔11配置于在长边方向上螺栓贯通孔11的中心大致均等的位置,并且是在当固定到端子基体部16时与盖板8相对的面、和端子基体部16的与盖板8相对的面相对于电池的高度方向(使通电部件4在上面放置电池的情况)高度相等的位置。螺栓贯通孔11是1个的情况下,将集电板10固定到端子基体部16时层叠易于发生错位,此外,螺栓12与螺母13的紧固产生的力不均匀,集电板10彼此之间、集电板10与端子基体部16的接触面减少,发现电阻的增加、对接触面的电流集中及其引起的发热。此外,发现在按压板14与集电板10接触的面(以下称为按压面),因螺栓贯通孔11而失去按压面的面积的1/2时,由于面积减少而强度降低。由此可知,优选按压板14中的螺栓贯通孔11为2个以上,并且,螺栓贯通孔11占固定面的面积为按压面的1/2以下。
按压板14与集电板10通过将螺栓12贯通在端子基体部16设置的螺栓贯通孔11中并用螺母13紧固而连接。
螺栓12如图4、图5的12c所示,使螺栓轴部的一部分(将端子 基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时,至少与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部,以下称为集电板10与螺栓轴部的接触面)的直径比与端子基体部16相对的螺栓轴部(以下称为端子基体部16与螺栓轴部的接触面)细,防止将多个集电板10重叠时发生的集电板10的错位。在本实施例中,以下将使螺栓轴部的一部分(将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时,至少与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部)的直径比与端子基体部16相对的螺栓轴部12c细的部位称为螺栓轴细部12d。
(实施例3)
在图4中,螺栓轴细部12d的形状具有锥度,但不限于具有锥度的形状,也可以是图5所示的将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时,至少与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c较细,并且不具有锥度(锥形)的形状。
图4~图9中表示了螺栓12的形状。
图4中,与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c均匀地细,并且具有锥度,因此能够广范围地修正使集电板10重叠时的错位,而且在将螺栓12对集电板10的螺栓贯通孔11贯通或抽出时能够顺畅地进行,并且贯通有螺栓12的集电板10易于停留在螺栓轴部12c的直径细的部分。
(实施例4)
图5中,与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c是均匀地细,且不具有锥度的形状,因此无论将集电板10重叠时的错位是哪个方向都能够修正,进而,将螺栓12在集电板10的螺栓贯通孔11中贯通后,集电板10易于停留在螺栓轴部12c的直径细的部分。
(实施例5)
图6中,与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c均匀地细,并且,螺栓轴部12c的直径的变化平缓,因此无论将集电板10重叠时的错位是哪个方向都能够修正,并且将螺栓12对集电板10的螺栓贯通孔11贯通或抽出时能够顺畅地进行。
(实施例6)
图7中,与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的直 径仅有一部分较细,因此和将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时、与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的直径均匀地细的情况相比,螺栓轴部12c较粗,易于得到强度。并且,因为具有锥度,所以将螺栓12对集电板10的贯通孔11贯通或抽出时能够顺畅地进行。
(实施例7)
图8中,与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的直径仅有一部分较细,因此和将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时、与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的直径均匀地细的情况相比,螺栓轴部12c较粗,易于得到强度,并且因为是不具有锥度的形状,所以将螺栓12在集电板10的螺栓贯通孔11中贯通后,集电板10易于停留在螺栓轴部12c的直径细的部分。
(实施例8)
图9中,将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时,与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的直径仅有一部分较细,因此和将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时、与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的直径均匀地细的情况相比,螺栓轴部12c较粗,易于得到强度。此外,螺栓轴部12c的直径的变化平缓,所以将螺栓12对集电板10的贯通孔11贯通或抽出时能够顺畅地进行。
最优选图4所示的与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c均匀地细、并且具有锥度的形状,而后优选图5所示的与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c均匀地细、且不具有锥度的形状,或图6所示的与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c均匀地细、并且螺栓轴部12c的直径的变化平滑的形状的螺栓。
(实施例9)
螺栓凸缘12a和螺栓轴部12c的截面形状不限于圆形。图10~图17中表示了螺栓凸缘12a和螺栓轴部12c的截面形状、和将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时、与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的形状的例子。
图10~图17中的端子基体部16与螺栓轴部12c的接触面12e指 的是与端子基体部16相对的螺栓轴部12c的抵接部分。此外图10~图17中的集电板10与螺栓轴部12c的接触面12f指的是将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时,至少与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的抵接部分。
图10表示了螺栓凸缘12a是多边形,螺栓轴部12c、和将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的截面形状是圆形的螺栓12。因为螺栓凸缘12a的形状是多边形,所以与圆形相比难以滚转。因而,易于防止螺栓12在作业时滚动或滚落。并且,将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时,与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的直径均匀地细,因此无论集电板10的错位是哪个方向都能够修正。此外,因为螺栓轴部12c的截面是圆形,所以因紧固而对螺栓12施加的力易于分散。
(实施例10)
图11表示了螺栓凸缘12a是多边形,螺栓轴部12c的截面形状是圆形,将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时,与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的一部分较细的形状的螺栓12。因为螺栓凸缘12a的形状是多边形,所以与圆形相比难以滚动。因为与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的直径仅有一部分较细,所以和将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时、与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的直径均匀地细的情况相比,螺栓轴部12c更粗,易于得到强度。
(实施例11)
图12表示了螺栓凸缘12a和螺栓轴部12c的截面是多边形,将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时,与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的截面形状是圆形的螺栓12。因为螺栓凸缘12a和螺栓轴部12c的截面是多边形,所以与圆形相比难以滚动。从而,易于防止螺栓12在作业时滚动或滚落。此外,将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时,与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的直径均匀地细,因此无论集电板10的错位是哪个方向都能够修正。
(实施例12)
图13表示了螺栓凸缘12a和螺栓轴部12c的截面是多边形,将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时,与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的一部分较细的形状。因为螺栓凸缘12a和螺栓轴部12c的截面是多边形,所以与圆形相比难以滚动。因此,易于防止螺栓12在作业时滚动或滚落。和将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时、与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的直径均匀地细的情况相比,螺栓轴部12c更粗,易于得到强度。
(实施例13)
图14表示了螺栓凸缘12a是圆形,螺栓轴部12c、和将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的截面形状是圆形的螺栓12。将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时,与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的直径均匀地细,因此无论集电板10的错位是哪个方向都能够修正。此外,因为螺栓轴部12c的截面是圆形,所以因紧固对螺栓12施加的力易于分散。
(实施例14)
图15表示了螺栓凸缘12a和螺栓轴部12c的截面是圆形,将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时,与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的一部分较细的例子。因为螺栓轴部12c的截面是圆形,所以因紧固对螺栓12施加的力易于分散。此外,与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的直径仅有一部分较细,因此和将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时、与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的直径均匀地细的情况相比,螺栓轴部12c更粗,易于得到强度。
(实施例15)
图16表示了螺栓凸缘12a是圆形,螺栓轴部12c的截面是多边形的螺栓12,并且是将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时,与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的截面形状是圆形的螺栓12。因为螺栓轴部12c的截面是多边形,所以与图14 所示的例子相比螺栓12难以滚动。和将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时、与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的直径均匀地细,因此无论集电板10的错位是哪个方向都能够修正。
(实施例16)
图17表示了螺栓凸缘12a是圆形,螺栓轴部12c的截面是多边形的螺栓12,并且是将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时,与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的一部分较细的例子。因为螺栓轴部12c的截面是多边形,所以与图14所示的例子相比螺栓难以滚动。因为与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的直径仅有一部分较细,所以和将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时、与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的直径均匀地细的情况相比,螺栓轴部12c更粗,易于得到强度。
因为可以广范围地修正将多个集电板10重叠时发生的集电板10的错位,并且使紧固时对螺栓12施加的力分散,而且易于防止螺栓12的滚动或滚落,所以最优选图10的形状。而后,按照图14和图12、图16、图11和图15等顺序优选其形状。
关于集电板10与螺栓轴部12c的接触面的截面形状和螺栓轴部12c的形状,紧固时负荷向局部的集中越小越优选,因此,圆形最好,其次是多边形、其他形状。
作为防止将集电板10重叠时的错位的方法,优选此前所示的使螺栓轴部12c的一部分变细,但通过使螺栓贯通孔11的直径比螺栓轴部12c的直径大1.2倍以上也能够实现。
螺栓贯通孔11的形状也可以与螺栓轴部12c形状不同。因此,例如虽然螺栓轴部12c是圆形,如图19~图23所示,使螺栓贯通孔11的形状为椭圆形或十字形、其他形状,能够防止长边方向(较长方向)的集电板10的错位。
(实施例17)
图18表示了螺栓贯通孔11是圆形的例子。因为几乎不受到螺栓轴部12c的形状的影响,所以无论是向哪个方向的错位都能够修正。
(实施例18)
图19表示了螺栓贯通孔11是多边形的例子。虽然比圆形稍差,但是与三角形和四边形相比,难以受到螺栓轴部12c的形状的影响。
(实施例19)
图20表示了螺栓贯通孔11是椭圆形的例子。能够修正长边方向的错位。图中没有表示,但长方形的螺栓贯通孔也同样能够修正长边方向的错位。
(实施例20)
图21表示了十字形的螺栓贯通孔11的例子。能够修正纵向和横向的错位。
(实施例21)
图22表示了能够修正斜方向的错位的形状的螺栓贯通孔11的例子。虽然图中没有表示,但螺栓贯通孔11的形状和大小不被集电板10限定,也适用于按压板14、端子基体部16。并且,按压板14、集电板10、端子基体部16的螺栓贯通孔11的形状和尺寸全部相等。
此外,上述实施例中列举了锂离子二次电池为例,但不局限于此。
符号说明
1……电池容器(电池罐),2……层叠体,2A……负极板,2B……正极板,3……电极板引片,3A……负极板引片,3B……正极板引片,4……通电部件,5……紧固部件,6……注液塞,7……安全阀,8……盖板,9……槽图案,10……集电板,11……螺栓贯通孔,12……螺栓,12a……螺栓凸缘,12c……螺栓轴部,12d……螺栓轴细部,12e……端子基体部与螺栓轴部的接触面,12f……集电板与螺栓轴部的接触面,13……螺母,13a……第一螺母,13b……第二螺母,14……按压板,15……电极组,16……端子基体部。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种二次电池,其特征在于:
包括电极组,该电极组通过在表面形成有负极活性物质层的金属集电体、保持电解质的隔膜、和在表面形成有正极活性物质层的另一种金属集电体以所述2种金属集电体之间隔着所述隔膜的方式交替地层叠配置成长方形而形成,
在所述2种金属集电体的端部形成的电极板引片各自以规定个数接合到金属制集电板,
2个以上的所述金属制集电板与金属制按压板一同通过具有圆形的螺栓凸缘和截面为圆形的螺栓轴部的金属制螺栓与2个金属制螺母的嵌合,接合到具有2个以上的所述金属制螺栓的贯通孔的端子基体部。
2.一种二次电池,其特征在于:
包括电极组,该电极组通过在表面形成有负极活性物质层的集电体、保持电解质的隔膜、和在表面形成有正极活性物质层的另一种集电体以所述2种集电体之间隔着所述隔膜的方式交替地层叠配置成长方形而形成,
在所述2种集电体的端部形成的电极板引片各自以规定个数接合到集电板,2个以上的所述2种集电板与按压板一同通过螺栓与螺母的嵌合接合到具有所述螺栓的贯通孔的端子基体部,
所述集电板的材质是金属或导电性高的树脂,
所述按压板的材质是金属或树脂。
3.如权利要求2所述的二次电池,其特征在于:
对1个所述螺栓使用2个以上的所述螺母。
4.如权利要求2所述的二次电池,其特征在于:
通过具有螺栓凸缘和螺栓轴部的所述螺栓与所述螺母的嵌合接合到所述端子基体部。
5.如权利要求4所述的二次电池,其特征在于:
所述螺栓凸缘的形状是圆形或多边形,所述螺栓轴部的截面形状是圆形或多边形。
6.如权利要求4所述的二次电池,其特征在于:
所述螺栓具有所述集电板与所述螺栓轴部的接触面的直径比所述端子基体部与所述螺栓轴部的接触面的直径细的形状。
7.如权利要求6所述的二次电池,其特征在于:
作为所述集电板与所述螺栓轴部的接触面的螺栓轴细部的形状是具有锥度的形状。
8.如权利要求4或6所述的二次电池,其特征在于:
所述螺栓轴部的形状是圆形或具有1个以上的角的形状。
9.如权利要求2所述的二次电池,其特征在于:
包括所述螺栓和螺母的紧固部件是金属或导电性和强度高的树脂。
10.如权利要求2所述的二次电池,其特征在于:
所述螺栓的贯通孔的形状是圆形、椭圆形、五角以上的多边形或十字形中的任意一种。
11.如权利要求10所述的二次电池,其特征在于:
所述螺栓的贯通孔的形状是在一个方向或多个方向上较长或较短的形状。
12.如权利要求10所述的二次电池,其特征在于:
所述螺栓的贯通孔的直径是所述螺栓轴部的直径的1.2倍以上。
13.如权利要求6或7所述的二次电池,其特征在于:
所述接触面中的螺栓的贯通孔的截面积是所述接触面的面积的1/2以下。
14.如权利要求2所述的二次电池,其特征在于:
所述按压板的所述螺栓贯通的方向的厚度是1mm以上10mm以下。
15.如权利要求2所述的二次电池,其特征在于:
配置在所述按压板的螺栓的贯通孔的数量是2个以上,所述螺栓的贯通孔的面积是所述按压板的面积的1/2以下。

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资源描述

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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201380034415.4(22)申请日 2013.06.272012-145712 2012.06.28 JPH01M 2/26(2006.01)H01M 10/04(2006.01)(71)申请人新神户电机株式会社地址日本东京都(72)发明人鹤见尚子 田中明 新东连宫本佳树(74)专利代理机构北京尚诚知识产权代理有限公司 11322代理人龙淳(54) 发明名称二次电池(57) 摘要本发明提供一种二次电池。为了提高体积能量密度而在金属集电体使用薄膜,但强度较低,将负极板和正极板直接接合到端子基体部时,可能因轻微的负荷引起金属集电体断裂。

2、等破损。即使采用使金属集电体与导电性高的板状的金属或导电性高的板状的树脂接合、将集电板与端子基体部接合等结构,集电板与端子基体部的连接也对电池特性造成影响。本发明的二次电池具有通过将在表面形成有负极活性物质层的金属集电体、保持电解质的隔膜、在表面形成有正极活性物质层的另一种金属集电体以2种金属集电体之间隔着隔膜的方式交替层叠配置成长方形形成的电极组,在2种金属集电体的端部形成的电极板引片按规定个数接合到集电板,集电板与按压板一同通过螺栓与螺母的嵌合接合到具有螺栓的贯通孔的端子基体部。(30)优先权数据(85)PCT国际申请进入国家阶段日2014.12.26(86)PCT国际申请的申请数据PCT。

3、/JP2013/067700 2013.06.27(87)PCT国际申请的公布数据WO2014/003136 JA 2014.01.03(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书10页 附图9页按照条约第19条修改的权利要求书2页(10)申请公布号 CN 104412416 A(43)申请公布日 2015.03.11CN 104412416 A1/2页21.一种二次电池,其特征在于:包括电极组,该电极组通过在表面形成有负极活性物质层的金属集电体、保持电解质的隔膜、和在表面形成有正极活性物质层的另一种金属集电体以所述2种金属集电体之间隔着。

4、所述隔膜的方式交替地层叠配置成长方形而形成,在所述2种金属集电体的端部形成的电极板引片各自以规定个数接合到金属制集电板,2个以上的所述金属制集电板与金属制按压板一同通过具有圆形的螺栓凸缘和截面为圆形的螺栓轴部的金属制螺栓与2个金属制螺母的嵌合,接合到具有2个以上的所述金属制螺栓的贯通孔的端子基体部。2.一种二次电池,其特征在于:包括电极组,该电极组通过在表面形成有负极活性物质层的金属集电体、保持电解质的隔膜、和在表面形成有正极活性物质层的另一种金属集电体以所述2种金属集电体之间隔着所述隔膜的方式交替地层叠配置成长方形而形成,在所述2种金属集电体的端部形成的电极板引片各自以规定个数接合到集电板,。

5、所述集电板与按压板一同通过螺栓与螺母的嵌合接合到具有所述螺栓的贯通孔的端子基体部。3.如权利要求2所述的二次电池,其特征在于:对1个所述螺栓使用2个以上的所述螺母。4.如权利要求2所述的二次电池,其特征在于:所述集电板和所述按压板的材质是金属或导电性高的树脂。5.如权利要求2所述的二次电池,其特征在于:所述集电板的2个以上通过具有螺栓凸缘和螺栓轴部的所述螺栓与所述螺母的嵌合接合到所述端子基体部。6.如权利要求5所述的二次电池,其特征在于:所述螺栓凸缘的形状是圆形或多边形,所述螺栓轴部的截面形状是圆形或多边形。7.如权利要求5所述的二次电池,其特征在于:所述螺栓具有所述集电板与所述螺栓轴部的接触。

6、面的直径比所述端子基体部与所述螺栓轴部的接触面的直径细的形状。8.如权利要求7所述的二次电池,其特征在于:作为所述集电板与所述螺栓轴部的接触面的螺栓轴细部的形状是具有锥度的形状。9.如权利要求5或7所述的二次电池,其特征在于:所述螺栓轴部的形状是圆形或具有1个以上的角的形状。10.如权利要求2所述的二次电池,其特征在于:包括所述螺栓和螺母的紧固部件是金属或导电性和强度高的树脂。11.如权利要求2所述的二次电池,其特征在于:所述螺栓的贯通孔的形状是圆形、椭圆形、五角以上的多边形或十字形中的任意一种。12.如权利要求11所述的二次电池,其特征在于:所述螺栓的贯通孔的形状是在一个方向或多个方向上较长。

7、或较短的形状。13.如权利要求11所述的二次电池,其特征在于:所述螺栓的贯通孔的直径是所述螺栓轴部的直径的1.2倍以上。权 利 要 求 书CN 104412416 A2/2页314.如权利要求7或8所述的二次电池,其特征在于:所述接触面中的螺栓的贯通孔的截面积是所述接触面的面积的1/2以下。15.如权利要求2所述的二次电池,其特征在于:所述按压板的所述螺栓贯通的方向的厚度是1mm以上10mm以下。16.如权利要求2所述的二次电池,其特征在于:配置在所述按压板的螺栓的贯通孔的数量是2个以上,所述螺栓的贯通孔的面积是所述按压板的面积的1/2以下。权 利 要 求 书CN 104412416 A1/1。

8、0页4二次电池技术领域0001 本发明涉及二次电池。背景技术0002 近年来,伴随以锂离子电池为代表的二次电池的用途扩大,要求大容量化、高能量密度化,因此适合高体积能量密度化的层叠型电池被选为要求大容量的电池结构。0003 二次电池包括在表面形成有负极活性物质层的金属集电体(以下记作负极板)、保持电解液的隔膜、在表面形成有正极活性物质层的其他金属集电体(以下记作正极板),需要进行正极和负极端子与由负极板、隔膜、正极板构成的电极组的电连接。0004 现有技术文献0005 专利文献0006 专利文献1:日本特开2005-005215号公报0007 专利文献2:日本特开2006-338979号公报0。

9、008 专利文献3:日本特开2010-205546号公报0009 专利文献4:日本特开2005-294150号公报发明内容0010 发明要解决的课题0011 因为金属集电体与活性物质不同,不直接对充放电反应有贡献,所以出于体积能量密度的观点使用薄膜作为金属集电体。因此强度较低,将负极板、正极板与端子基体部直接接合时,可能因轻微的负荷引起金属集电体的切断等破损。于是,采取将金属集电体与导电性高的板状的金属或导电性高的板状的树脂(以下称为集电板)接合,将集电板与端子基体部接合等措施。在这样通过集电板将金属集电体与端子基体部连接的结构中,集电板与端子基体部的连接会对电池特性造成影响,因此是重要的问题。

10、。0012 在专利文献1的特别是请求保护的方面1中,将集电板与端子基体部固定时,将螺栓拧入端子基体部,进而对螺栓与端子基体部之间进行焊接。在该方法中,存在因焊接产生的金属粉进入层叠组的危险性、火花对隔膜造成损伤的危险性。0013 此外,在专利文献1的特别是请求保护的范围3中,对集电板和端子基体部拧入具有凸缘部的螺栓进行固定。因此,存在将集电板固定到端子基体部的力在凸缘部周边不均匀的可能性。这样的力的不均可能引起集电板的变形,使电连接变得不均匀。这样的电不均匀的连接会成为电阻不均的原因,所以进行大电流下的充放电时,可能因电阻发热导致端子部局部变得高温,存在不安全的情况。0014 用于解决课题的手。

11、段0015 作为解决上述课题的方法,考虑以下所示的结构。0016 一种二次电池,其包括电极组,该电极组通过在表面形成有负极活性物质层的金属集电体、保持电解质的隔膜、和在表面形成有正极活性物质层的另一种金属集电体以所说 明 书CN 104412416 A2/10页5述2种金属集电体之间隔着隔膜的方式交替地层叠配置成长方形而形成,在2种金属集电体的端部形成的电极板引片各自以规定个数接合到金属制集电板,2个以上的金属制集电板与金属制按压板一同通过具有圆形的螺栓凸缘和截面为圆形的螺栓轴部的金属制螺栓与2个金属制螺母的嵌合,接合到具有2个以上的金属制螺栓的贯通孔的端子基体部。0017 此外,从其他观点考。

12、虑时,也可以是以下所示的结构。0018 一种二次电池,其包括电极组,该电极组通过在表面形成有负极活性物质层的金属集电体、保持电解质的隔膜、和在表面形成有正极活性物质层的另一种金属集电体以2种金属集电体之间隔着隔膜的方式交替地层叠配置成长方形而形成,在2种金属集电体的端部形成的电极板引片各自以规定个数接合到集电板,集电板与按压板一同通过螺栓与螺母的嵌合接合到具有螺栓的贯通孔的端子基体部0019 此时,优选对1个螺栓使用2个以上的螺母。0020 此外,优选集电板和按压板的材质是金属或导电性高的树脂。0021 优选2片以上的集电板通过具有螺栓凸缘和螺栓轴部的螺栓与螺母的嵌合接合到端子基体部。0022。

13、 优选螺栓凸缘的形状是圆形或多边形,螺栓轴部的截面形状是圆形或多边形。0023 优选螺栓具有集电板与螺栓轴部的接触面的直径比端子基体部与螺栓轴部的接触面的直径小的形状。0024 优选作为集电板与螺栓轴部的接触面的螺栓轴细部的形状是具有锥度的形状。0025 优选螺栓轴部的形状是圆形或具有1个以上的角的形状。0026 优选包括螺栓和螺母的紧固部件是金属或导电性和强度高的树脂。0027 优选螺栓的贯通孔的形状是圆形、椭圆形、五角以上的多边形或十字形中的任意一种。0028 优选螺栓的贯通孔的形状是在一个方向或多个方向上较长或较短的形状。0029 优选螺栓的贯通孔的直径是螺栓轴部的直径的1.2倍以上。0。

14、030 优选接触面中的螺栓的贯通孔的截面积是接触面的面积的1/2以下。0031 优选按压板的螺栓贯通的方向的厚度是1mm以上10mm以下。0032 优选配置在按压板的螺栓的贯通孔的数量是2个以上,螺栓的贯通孔的面积是按压板的面积的1/2以下。0033 发明效果0034 在本发明中,因为电池罐中上部(即端子基体部、集电板、螺栓、螺母)的接合不使用焊接方法,无需担心焊接时产生火花,不存在隔膜损伤和混入金属杂质的可能性。因此,能够提供一种没有电池罐内部的急剧短路和严重的发热、起火、爆炸等危险的电池。附图说明0035 图1是说明本发明的一个实施例的电池的剖视立体图。0036 图2是说明层叠的正极板和负。

15、极板与集电板的关系的图。0037 图3是表示集电板与端子基体部的接合结构的一例的图。0038 图4是表示螺栓与端子基体部的接合结构的一例的图。0039 图5是表示螺栓的外观的一例的图。说 明 书CN 104412416 A3/10页60040 图6是表示螺栓的外观的一例的图。0041 图7是表示螺栓的外观的一例的图。0042 图8是表示螺栓的外观的一例的图。0043 图9是表示螺栓的外观的一例的图。0044 图10是表示螺栓的截面的一例的图。0045 图11是表示螺栓的截面的一例的图。0046 图12是表示螺栓的截面的一例的图。0047 图13是表示螺栓的截面的一例的图。0048 图14是表示。

16、螺栓的截面的一例的图。0049 图15是表示螺栓的截面的一例的图。0050 图16是表示螺栓的截面的一例的图。0051 图17是表示螺栓的截面的一例的图。0052 图18是表示螺栓贯通孔的一例的图。0053 图19是表示螺栓贯通孔的一例的图。0054 图20是表示螺栓贯通孔的一例的图。0055 图21是表示螺栓贯通孔的一例的图。0056 图22是表示螺栓贯通孔的一例的图。具体实施方式0057 (制作电极)0058 只要与本发明相关,则不需要准备特别的电极,例如是用专利文献2中公开的方法制作的电极即可。0059 (制作电解液)0060 只要与本发明相关,则不需要准备特别的电解液,例如是用专利文献。

17、3中公开的方法制作的电解液即可。0061 (准备层叠电极)0062 只要与本发明相关,则不需要准备特别的层叠电极,例如是用专利文献4中公开的方法制作的层叠电极即可。0063 使用这样制作或准备的电极、电解液、层叠电极制作电池。0064 (实施例)0065 以下参考附图详细说明本发明的优选的实施方式。0066 (实施例1)0067 在图1中,层叠体2是将在表面形成有负极活性物质层的金属集电体(铜)、保持溶解有Li盐的非水类溶剂(以下称为电解质)的隔膜、在表面形成有正极活性物质层的其他金属集电体(铝)呈长方形地交替地层叠而成的结构。层叠体2的厚度等尺寸和层叠片数由需要的电池容量决定。在本实施例中层。

18、叠片数是524片,但不限于此,电池容量是100Ah的电池的情况下,层叠片数需要200片至600片程度。0068 集电体具有高导电性,并且要求即使施加从混合有电极活性物质(本实施例中是尖晶石型锰)、导电剂(本实施例中是石墨)和粘结剂(本实施例中是PVDF)的涂料状的电说 明 书CN 104412416 A4/10页7极合剂(以下称为浆料)的涂布和干燥等电极板的制作到电极组的制作、电极组的电池罐插入、电极板引片与集电板的接合等制造电池的一系列作业以及搬运、设置、销售、使用等和伴随其发生的振动等负荷也不容易断裂的强度。优选集电体的厚度是5m以上、50m以下,比5m更薄时在电池的制造过程中集电体易于损。

19、伤,超过50m的厚度时电池的体积密度大幅降低。在本实施例中,正极使用厚度是20m的铝箔,负极使用厚度是10m的铜箔。0069 在层叠体2的构成材料即集电体的长边方向的端部,形成有电连接用的电极板引片3。在层叠体2中形成的集电体的片数在本实施例中是524片,但不限于此,由电池容量决定,在数十Ah至数百Ah的容量的电池的情况下,需要达到数十片至数百片。0070 紧固部件5由螺母13、垫片、螺栓12等多个紧固部件构成。本实施例中,使用铝制的紧固部件,但紧固部件5的材质不限于铝,也可以是铁、镍等金属,或者只要是具有不使电池特性显著降低的导电性和强度的材料,则也可以是树脂。0071 通电部件4包括:将正。

20、极和负极的外部输出端子和电极板引片3接合的集电板10;将引片集电板按压在外部输出端子的按压板14;螺母13、垫片、螺栓12等金属制紧固部件等副通电部件,是被电连接的部件种类。正极和负极的外部输出端子大致分为从电池容器(电池罐)1露出到外部的部分的端子主体部和容纳在电池罐内部的部分的端子基体部16。0072 此外,通电部件4与盖板8电绝缘。0073 电解液被从在盖板8开口的注液孔注入,由注液塞6密闭。0074 安全阀7配置于盖板8。在圆形的不锈钢薄板上通过蚀刻在盖板8上形成槽图案9,在规定(指定)的压力下从槽的部分开始断裂,安全阀7沿着槽图案9开口。安全阀7的槽形成方式不仅有蚀刻,也可以通过加压。

21、形成槽,还可以通过激光或切削加工形成槽。槽形成方式并不限定。此外,安全阀7通过激光焊接与盖板8接合。在盖板8形成安全阀7的方式不限于激光焊接,能够通过切削或加压的机械方法在盖板8直接形成安全阀7。进而,安全阀7的材质不限于不锈钢,也可以是铝、镍、氟类树脂、聚乙烯或聚丙烯等树脂,能够选自不使水分通过的与盖板材料相同的材质或易于与盖板材料接合的材质。0075 安全阀7的槽图案9的形状是X字形,但只要是在规定的压力下断裂的形状,就不限于X字形的槽图案。0076 此外,在本实施例中,设安全阀7为一个进行了说明,但安全阀的数量不特别限定。0077 进而,在本实施例中,安全阀7配置在盖板8的中心线上,但安。

22、全阀7的配置位置可以任意地决定。0078 (实施例2)0079 如图2所示,使多个负极板2A与正极板2B隔着隔膜(未图示)相对地层叠,一同形成电极组15。此外,如图3所示,电极组15构成为层叠两端是负极板2A,在其间为负极板2A与正极板2B交替地层叠。0080 此外,如图2所示,负极板引片3A与正极板引片3B以相互不重叠的方式左右分离地配置。0081 电极组15的负极板引片3A与正极板引片3B通过电阻焊接与具有高导电性的金说 明 书CN 104412416 A5/10页8属制的板(集电板10)接合。如图3所示,从端子基体部16的两侧,接合有规定个数的负极板引片3A和正极板引片3B的多个集电板1。

23、0通过导电性高的金属制的按压板14利用螺栓12和螺母13被固定。其中,对于1个螺栓,螺母的数量不限于1个,如图4所示,为了抑制振动引起的松动,也可以对于1个螺栓使用如螺母13a、螺母13b这样的2个以上的螺母。0082 集电板10是具有高导电性的金属,例如是镍板或铝板,此外能够使用铁或铜等金属。此外,如果具有与金属同等的高导电性,则也可以是树脂性的薄板。集电板10需要能够容许焊接的电极板引片3与端子基体部16之间流动的电流的厚度、和不会因与电极板引片3的焊接以及基于螺栓12和螺母13的紧固而断裂的强度。此外,构成为即使将集电板10重叠多个也不使电池的体积能量密度显著降低的厚度也是重要的。尝试在。

24、50m的铜板通过电阻焊接固定10个负极板引片3A,同样地将10个集电板10通过螺栓12和螺母13固定于端子基体部16,但是在集电板10发现了变形和损伤。进而,对于厚度是5000m的铜板进行了同样的尝试,但是不能完全进入电池容器1,需要增大电池容器1的尺寸。为了使多个厚度是5000m的铜制集电板10完全进入而增大电池容器1的尺寸时,电池的体积能量密度显著降低。因此,优选集电板10的厚度是50m以上5000m以下。在本实施例中,正极使用厚度是200m的铝板,负极使用厚度是200m的镍板。0083 集电板10是具有螺栓贯通孔11的板状。在图2和图7中,表示了螺栓贯通孔11是2个的情况的例子,但螺栓贯。

25、通孔11的数量不限于2个,根据集电板10的强度、螺栓12和螺母13的紧固状态,只要不发生因端子基体部16与集电板10以及集电板10彼此之间接触的面(以下称为接触面)的减少引起的接触电阻的显著增加,则也可以是3个以上。螺栓贯通孔11位于当使用螺栓12和螺母13将集电板10固定到端子基体部16时,不接触端子基体部16的负极板引片3A和正极板引片3B的接合部位的位置。进而,为了使对接触面施加的力没有不均匀,对于长边方向,使螺栓贯通孔11的中心大致均等地配置。此外,螺栓贯通孔11不会相互重叠。螺栓贯通孔11是1个的情况下,将集电板10固定到端子基体部16时,层叠易于错位,此外,螺栓12与螺母13的紧固。

26、产生的力不均匀使集电板10变形,集电板10彼此之间、集电板10与端子基体部16的接触面不均匀并且减少,观察到电阻的增加和电流集中引起的发热。进而,在接触面中,因螺栓贯通孔11而失去接触面的面积的1/2时,因为对通电有效的接触面积减少,所以基于螺栓12和螺母13的集电板10与端子基体部16的固定部位的电阻增加。此外,观察到集电板10的强度降低。由此,可知优选接触面中的螺栓贯通孔11的截面积为接触面的面积的1/2以下。0084 按压板14由金属或树脂性的板构成,要求不因螺栓12与螺母13的紧固而发生显著变形或受到损伤的强度、和不使电池的体积能量密度显著降低的厚度。使用500m的铜板尝试将多个集电板。

27、10用螺栓12和螺母13固定到端子基体部16,但是发现按压板14因螺栓12和螺母13的紧固而变形。此外,使用厚度是20mm的按压板14进行了同样的研究,未发现按压板14的变形,但是电池的体积能量密度显著降低。为了使体积能量密度不降低而对厚度是20mm的铜板开多个孔进行同样的研究时,按压板14的强度降低。按压板14的厚度根据材料和紧固的强度而不同,在本实施例中,可知优选按压板14的厚度是1mm以上、10mm以下。本实施例中,正极使用5mm的铝板,负极使用5mm铜板。0085 按压板14具有用于使螺栓12通过的螺栓贯通孔11,表现出比集电板10更高的刚性,因此基于螺栓12和螺母13的紧固引起的形状。

28、变化比集电板10小。说 明 书CN 104412416 A6/10页90086 为了使通过螺栓12和螺母13的紧固而施加的力不发生不均,螺栓贯通孔11配置于在长边方向上螺栓贯通孔11的中心大致均等的位置,并且是在当固定到端子基体部16时与盖板8相对的面、和端子基体部16的与盖板8相对的面相对于电池的高度方向(使通电部件4在上面放置电池的情况)高度相等的位置。螺栓贯通孔11是1个的情况下,将集电板10固定到端子基体部16时层叠易于发生错位,此外,螺栓12与螺母13的紧固产生的力不均匀,集电板10彼此之间、集电板10与端子基体部16的接触面减少,发现电阻的增加、对接触面的电流集中及其引起的发热。此。

29、外,发现在按压板14与集电板10接触的面(以下称为按压面),因螺栓贯通孔11而失去按压面的面积的1/2时,由于面积减少而强度降低。由此可知,优选按压板14中的螺栓贯通孔11为2个以上,并且,螺栓贯通孔11占固定面的面积为按压面的1/2以下。0087 按压板14与集电板10通过将螺栓12贯通在端子基体部16设置的螺栓贯通孔11中并用螺母13紧固而连接。0088 螺栓12如图4、图5的12c所示,使螺栓轴部的一部分(将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时,至少与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部,以下称为集电板10与螺栓轴部的接触面)的直径比与端子基体部16相对的螺栓轴部(以。

30、下称为端子基体部16与螺栓轴部的接触面)细,防止将多个集电板10重叠时发生的集电板10的错位。在本实施例中,以下将使螺栓轴部的一部分(将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时,至少与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部)的直径比与端子基体部16相对的螺栓轴部12c细的部位称为螺栓轴细部12d。0089 (实施例3)0090 在图4中,螺栓轴细部12d的形状具有锥度,但不限于具有锥度的形状,也可以是图5所示的将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时,至少与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c较细,并且不具有锥度(锥形)的形状。0091 图4图9中表示了螺。

31、栓12的形状。0092 图4中,与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c均匀地细,并且具有锥度,因此能够广范围地修正使集电板10重叠时的错位,而且在将螺栓12对集电板10的螺栓贯通孔11贯通或抽出时能够顺畅地进行,并且贯通有螺栓12的集电板10易于停留在螺栓轴部12c的直径细的部分。0093 (实施例4)0094 图5中,与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c是均匀地细,且不具有锥度的形状,因此无论将集电板10重叠时的错位是哪个方向都能够修正,进而,将螺栓12在集电板10的螺栓贯通孔11中贯通后,集电板10易于停留在螺栓轴部12c的直径细的部分。0095 (实施例5)0096。

32、 图6中,与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c均匀地细,并且,螺栓轴部12c的直径的变化平缓,因此无论将集电板10重叠时的错位是哪个方向都能够修正,并且将螺栓12对集电板10的螺栓贯通孔11贯通或抽出时能够顺畅地进行。0097 (实施例6)0098 图7中,与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的直径仅有一部分较说 明 书CN 104412416 A7/10页10细,因此和将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时、与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的直径均匀地细的情况相比,螺栓轴部12c较粗,易于得到强度。并且,因为具有锥度,所以将螺栓12对集。

33、电板10的贯通孔11贯通或抽出时能够顺畅地进行。0099 (实施例7)0100 图8中,与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的直径仅有一部分较细,因此和将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时、与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的直径均匀地细的情况相比,螺栓轴部12c较粗,易于得到强度,并且因为是不具有锥度的形状,所以将螺栓12在集电板10的螺栓贯通孔11中贯通后,集电板10易于停留在螺栓轴部12c的直径细的部分。0101 (实施例8)0102 图9中,将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时,与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12。

34、c的直径仅有一部分较细,因此和将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时、与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的直径均匀地细的情况相比,螺栓轴部12c较粗,易于得到强度。此外,螺栓轴部12c的直径的变化平缓,所以将螺栓12对集电板10的贯通孔11贯通或抽出时能够顺畅地进行。0103 最优选图4所示的与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c均匀地细、并且具有锥度的形状,而后优选图5所示的与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c均匀地细、且不具有锥度的形状,或图6所示的与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c均匀地细、并且螺栓轴部12c的直径的变化平。

35、滑的形状的螺栓。0104 (实施例9)0105 螺栓凸缘12a和螺栓轴部12c的截面形状不限于圆形。图10图17中表示了螺栓凸缘12a和螺栓轴部12c的截面形状、和将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时、与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的形状的例子。0106 图10图17中的端子基体部16与螺栓轴部12c的接触面12e指的是与端子基体部16相对的螺栓轴部12c的抵接部分。此外图10图17中的集电板10与螺栓轴部12c的接触面12f指的是将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时,至少与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的抵接部分。0107。

36、 图10表示了螺栓凸缘12a是多边形,螺栓轴部12c、和将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的截面形状是圆形的螺栓12。因为螺栓凸缘12a的形状是多边形,所以与圆形相比难以滚转。因而,易于防止螺栓12在作业时滚动或滚落。并且,将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时,与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的直径均匀地细,因此无论集电板10的错位是哪个方向都能够修正。此外,因为螺栓轴部12c的截面是圆形,所以因紧固而对螺栓12施加的力易于分散。0108 (实施例10)0109 图11表示了螺栓凸缘12a是多边形,螺栓轴部12c的截面形状是圆形,将端子基体部16与集电板10用螺栓12和螺母13接合时,与集电板10的螺栓贯通孔11相对的螺栓轴部12c的一部分较细的形状的螺栓12。因为螺栓凸缘12a的形状是多边形,所以与圆说 明 书CN 104412416 A10。

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