專利名稱：圓筒形電池及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一種具有卷繞型極板組的圓筒形電池及其制造方法。
背景技術(shù)：
關(guān)于圓筒形電池，已知有鎳_鎘電池、鎳-氫電池等的各種電池。圓筒形電池一般 具有極板組，該極板組是使帶狀的正極板和負(fù)極板夾著隔離用的隔膜而疊合，將所得到的 層疊體卷繞成旋渦狀而得到的。所述極板組被收容在金屬制的圓筒形電池殼體中。這樣的圓筒形電池由于可靠性較高、維護(hù)也容易，所以在便攜電話及筆記本電腦 用的電源等各種用途中廣泛使用。近年來，要求開發(fā)適于大電流放電的圓筒形電池作為電 動(dòng)助力自行車、割草機(jī)、電動(dòng)汽車等的電源。作為適于大電流的輸入輸出的集電構(gòu)造，例如，正極芯材及負(fù)極芯材分別從極板 組的上端面及下端面突出，且正極芯材的端緣部的多個(gè)部位與正極集電體焊接，所述負(fù)極 芯材的端緣部的多個(gè)部位與負(fù)極集電體焊接。進(jìn)一步地，在專利文獻(xiàn)1中，提出使用設(shè)有多個(gè)突出部的負(fù)極集電體。在專利文獻(xiàn) 1中，負(fù)極集電體配置在極板組和電池殼體內(nèi)底面之間，在負(fù)極集電體的與極板組的中空?qǐng)A 筒部相對(duì)的中心部分設(shè)置有1個(gè)突出部，在所述中心部分和周緣部之間的區(qū)域設(shè)有多個(gè)突 出部。所述多個(gè)突出部從負(fù)極集電體的與電池殼體的內(nèi)底面相對(duì)的面向所述內(nèi)底面突出。 負(fù)極集電體的所述多個(gè)突出部焊接到電池殼體的內(nèi)底面。所述負(fù)極集電體的設(shè)有突出部的 面的相反側(cè)的面上，連接有負(fù)極芯材。在專利文獻(xiàn)1中，設(shè)在負(fù)極集電體的與極板組的中空 圓筒部相對(duì)的中心部分上的突出部的高度比設(shè)在其他部分的突出部的高度低。專利文獻(xiàn)1 日本特開2005-100949號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題然而，專利文獻(xiàn)1所揭示的那樣的技術(shù)中，為了將設(shè)在集電板上的多個(gè)突出部點(diǎn) 焊接在電池殼體的內(nèi)底面上，通過焊接用電極流到焊接部的焊接電流變大。因此，使用細(xì)小 的焊接用電極時(shí)，就會(huì)發(fā)生焊接時(shí)焊接用電極的頂端發(fā)熱，焊接用電極和集電板融合，從而 焊接用電極粘附在集電板上這樣的問題。進(jìn)一步地，由于需要從粘附處取下焊接用電極，還 產(chǎn)生了生產(chǎn)率下降這樣的問題。本發(fā)明鑒于上述問題，主要以提供如下這樣的制造方法為目的，S卩即便為了將集 電板焊接在電池殼體上，而使焊接用電極上流過大電流，焊接用電極也不會(huì)粘附在集電板 上，且能夠以高的生產(chǎn)率將集電板焊接在電池殼體上的方法。解決問題的手段本發(fā)明的圓筒形電池的制造方法，其特征在于，包括(a)制造第1電極的工序，所述第1電極包含帶狀的第1芯材和設(shè)置于所述第1芯 材的第1活性物質(zhì)層，沿著與所述第1芯材的長(zhǎng)度方向平行的一側(cè)的邊設(shè)有所述第1芯材的露出部；(b)制造第2電極的工序，所述第2電極包含帶狀的第2芯材和設(shè)置于所述第2芯 材的第2活性物質(zhì)層，沿著與所述第2芯材的長(zhǎng)度方向平行的另一側(cè)的邊設(shè)有所述第2芯 材的露出部；(c)將包含所述第1電極、所述第2電極和配置在兩者之間的隔膜的層疊體卷繞成 旋渦狀，得到在卷繞軸方向的兩個(gè)端面分別配置有所述第1芯材的露出部以及所述第2芯 材的露出部、且具有沿卷繞軸設(shè)置的中空?qǐng)A筒部的極板組的工序；(d)將第1集電板連接于所述第1芯材的露出部的工序；(e)將第2集電板連接于所述第2芯材的露出部的工序；(f)將連接有所述第1集電板以及所述第2集電板的極板組收容在圓筒形電池殼 體中，并使所述第2集電板與所述圓筒形電池殼體的內(nèi)底面接觸的工序；以及(g)將所述第2集電板連接于所述圓筒形電池殼體上的工序，第2集電板在與圓筒形電池殼體的內(nèi)底面相對(duì)的面具有向圓筒形電池殼體的內(nèi) 底面?zhèn)韧怀龅?個(gè)第1突出部和多個(gè)第2突出部。第1突出部配置在第2集電板的與極板 組的中空?qǐng)A筒部相對(duì)的第1部分上，多個(gè)第2突出部配置在第2集電板的除了第1部分以 外的第2部分上，且第1突出部的高度大于第2突出部的高度。工序(g)中具有以下工序: 使焊接用電極通過極板組的中空?qǐng)A筒部后與第2集電板接觸，在使第2集電板和圓筒形電 池殼體緊密貼合的狀態(tài)下，采用焊接用電極，焊接第2集電板和所述圓筒形電池殼體。極板 組的中空?qǐng)A筒部的最大直徑為極板組的最大直徑的1/6以上、且2/6以下。焊接用電極的 最大直徑為極板組的中空?qǐng)A筒部的最大直徑的60%以上、且100%以下，而且所述焊接用 電極的最大直徑為4mm以上。在這里，極板組的最大直徑以及極板組的中空?qǐng)A筒部的最大直徑是指卷繞軸的垂 直方向上的極板組的最大直徑以及中空?qǐng)A筒部的最大直徑。焊接用電極的最大直徑是指與 焊接用電極的長(zhǎng)度方向垂直的方向上的最大直徑。理想的是，第2突出部配置于在極板組的卷繞軸與第2集電板的下表面的交點(diǎn)具 有中心、且具有極板組的最大直徑的50 80%的直徑的圓周上。理想的是，第1突出部的高度與第2突出部的高度之差為10 500 μ m。理想的是，極板組的最大直徑為20 40mm。又，本發(fā)明涉及一種由上述制造方法制造的圓筒形電池。具體地說，本發(fā)明的圓筒 形電池包括(i)卷繞型極板組，具有第1電極、第2電極和配置在所述第1電極和所述第2電 極之間的隔膜；(ii)收容所述卷繞型極板組的圓筒形電池殼體；(iii)連接于所述第1電極的第1集電板；(iv)連接于所述第2電極、且配置在所述極板組和所述圓筒形電池殼體的內(nèi)底面 之間的第2集電板；以及(ν)電解質(zhì)，第1電極包含帶狀的第1芯材和設(shè)置于所述第1芯材的第1活性物質(zhì)層，沿著與 所述第1芯材的長(zhǎng)度方向平行的一側(cè)的邊設(shè)有所述第1芯材的露出部。第2電極包含帶狀的第2芯材和設(shè)置于所述第2芯材的第2活性物質(zhì)層，沿著與所述第2芯材的長(zhǎng)度方向平 行的另一側(cè)的邊設(shè)有所述第2芯材的露出部。在極板組的卷繞軸方向的兩個(gè)端面，分別配 置有第1芯材的露出部以及第2芯材的露出部，且極板組具有沿著卷繞軸設(shè)置的中空?qǐng)A筒 部。所述第2集電板在與所述圓筒形電池殼體的內(nèi)底面相對(duì)的面具有向所述圓筒形電池殼 體的內(nèi)底面?zhèn)韧怀龅?個(gè)第1突出部和多個(gè)第2突出部。第1突出部配置在第2集電板的 與極板組的中空?qǐng)A筒部相對(duì)的第1部分上，多個(gè)第2突出部配置在除了所述第1部分之外 的第2部分上。設(shè)置在第2集電板上的第1突出部以及多個(gè)第2突出部焊接在所述圓筒形 電池殼體的內(nèi)底面上，極板組的中空?qǐng)A筒部的最大直徑為極板組的最大直徑的1/6以上、 且2/6以下。理想的是，第2突出部配置于在極板組的卷繞軸與第2集電板的下表面的交點(diǎn)具 有中心、且具有極板組的最大直徑的50 80%的直徑的圓周上。理想的是，極板組的最大直徑為20 40mm。發(fā)明的效果在本發(fā)明中，將極板組的中空?qǐng)A筒部的最大直徑設(shè)定得比以往大。進(jìn)一步地，在配 置于電池殼體的內(nèi)底面和極板組之間的集電板上設(shè)置有多個(gè)突出部，并使設(shè)在集電板的中 心部的突出部的高度比設(shè)在其他部分上的突出部的高度高。因此，采用本發(fā)明的制造方法， 可以增大將集電板焊接在電池殼體上時(shí)所使用的焊接用電極的最大直徑，并且通過所述突 出部能夠容易地將所述集電板和電池殼體電連接。進(jìn)一步地，由于可以防止焊接用電極附 著在所述集電板上，因此可以提高電池的生產(chǎn)率。又，通過本發(fā)明的制造方法，能夠可靠地連接配置在電池殼體和極板組之間的集 電板和電池殼體。因此，可以提高集電性。因此，通過本發(fā)明的制造方法制造的圓筒形電池 的電池特性優(yōu)良，且可以維持其優(yōu)良的電池特性。


圖1是概略示出本發(fā)明的一實(shí)施形態(tài)的圓筒形電池的縱截面圖。圖2是概略示出本發(fā)明的一實(shí)施形態(tài)中的圓筒形電池所含有的第2集電板的立體 圖。圖3是圖2的第2集電板的III-III線截面圖。圖4是對(duì)圖2的第2集電板的設(shè)有突出部的面從與其垂直方向觀察時(shí)的圖。圖5是概略示出將第2集電板連接在電池殼體上時(shí)所使用的第1焊接用電極的配 置的縱截面圖。
具體實(shí)施例方式
參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。本發(fā)明的圓筒形電池的制造方法，其特征在于，包括(a)制造第1電極的工序，所述第1電極包含帶狀的第1芯材和設(shè)置于所述第1芯 材的第1活性物質(zhì)層，沿著與所述第1芯材的長(zhǎng)度方向平行的一側(cè)的邊設(shè)有所述第1芯材 的露出部；(b)制造第2電極的工序，所述第2電極包含帶狀的第2芯材和設(shè)置于所述第2芯
6材的第2活性物質(zhì)層，沿著與所述第2芯材的長(zhǎng)度方向平行的另一側(cè)的邊設(shè)有所述第2芯 材的露出部；(c)將包含所述第1電極、所述第2電極和配置在兩者之間的隔膜的層疊體卷繞成 旋渦狀，得到在卷繞軸方向的兩個(gè)端面分別配置有所述第1芯材的露出部以及所述第2芯 材的露出部、且具有沿卷繞軸設(shè)置的中空?qǐng)A筒部的極板組的工序；(d)將第1集電板連接于所述第1芯材的露出部的工序；(e)將第2集電板連接于所述第2芯材的露出部的工序；(f)將連接有所述第1集電板以及所述第2集電板的極板組收容在圓筒形電池殼 體中，使得所述第2集電板與所述圓筒形電池殼體的內(nèi)底面接觸的工序；以及(g)將所述第2集電板連接于所述圓筒形電池殼體上的工序，第2集電板在與圓筒形電池殼體的內(nèi)底面相對(duì)的面具有向圓筒形電池殼體的內(nèi) 底面?zhèn)韧怀龅?個(gè)第1突出部和多個(gè)第2突出部。第1突出部配置在第2集電板的與極板 組的中空?qǐng)A筒部相對(duì)的第1部分上，多個(gè)第2突出部配置在第2集電板的除了第1部分以 外的第2部分上。第1突出部的高度大于第2突出部的高度。極板組的中空?qǐng)A筒部的最大 直徑為極板組的最大直徑的1/6以上、且2/6以下。工序(g)中具有以下工序使焊接用電極通過極板組的中空?qǐng)A筒部后與第2集電 板接觸，在使第2集電板和圓筒形電池殼體緊密貼合的狀態(tài)下，采用焊接用電極，焊接第2 集電板和所述圓筒形電池殼體。焊接用電極的最大直徑為極板組的中空?qǐng)A筒部的最大直徑 的60%以上、且100%以下，而且為4mm以上。根據(jù)本發(fā)明的制造方法，例如可以制造圖1所示那樣的圓筒形電池1。以下，對(duì)采 用本發(fā)明的制造方法制造圖1所示的圓筒形電池1的情形進(jìn)行說明，但是通過本發(fā)明的制 造方法制造的電池并不限于圖1的圓筒形電池。在工序(a)及工序(b)制造帶狀的第1電極2以及帶狀的第2電極4。第1電極 2包含帶狀的第1芯材和配于第1芯材的第1活性物質(zhì)層。在第1電極2中，沿著與第1電 極2的長(zhǎng)度方向平行的一側(cè)的邊設(shè)有第1芯材的露出部2a。同樣，第2電極4包含帶狀的 第2芯材和配于第2芯材的第2活性物質(zhì)層。在第2電極4中，沿著與第2電極4的長(zhǎng)度 方向平行的一側(cè)的邊設(shè)有第2芯材的露出部4a。第1芯材的露出部2a在與第1電極2的長(zhǎng)度方向垂直的方向上的寬度并沒有特 別限定，只要能夠連接第1芯材的露出部2a和第1集電板6即可。例如，所述寬度理想的 是1 2mm。同樣，第2芯材的露出部4a在與第2電極4的長(zhǎng)度方向垂直的方向上的寬度 并沒有特別限定，理想的是1 2mm。通過本發(fā)明的制造方法制造的電池1例如是堿性蓄電池時(shí)，第1電極2以及第2 電極4的種類沒有特別限定。例如，第1電極2以及第2電極4也可以是燒結(jié)型電極?；?者，第1電極2以及第2電極4也可以是非燒結(jié)型電極、例如將包含活性物質(zhì)的合劑漿料涂 布在芯材上并干燥而得到的電極(合劑型電極)?；蛘?，第1電極2為燒結(jié)型電極，第2電 極4為合劑型電極也可以。第1芯材以及第2芯材也可以是金屬多孔體。第1活性物質(zhì)層 以及第2活性物質(zhì)層的厚度根據(jù)電池容量等適當(dāng)?shù)貨Q定。燒結(jié)型電極以及合劑型電極可以采用該領(lǐng)域公知的方法來制造。制造鋰二次電池時(shí)，第1電極2以及第2電極4例如可以是合劑型電極，但并不限定于此。在工序(c)，采用如上述那樣得到的第1電極2以及第2電極4制造極板組5。具 體地說，將包含第1電極2、第2電極4和配置在它們之間的隔膜3的層疊體卷繞在規(guī)定的 卷芯的周圍獲得卷繞體。從所述卷繞體去除卷芯，可以獲得具有沿著卷繞軸設(shè)置的中空?qǐng)A 筒部5a。設(shè)在極板組5中的中空?qǐng)A筒部5a的最大直徑為極板組5的最大直徑的1/6以上、 2/6以下。設(shè)在極板組5中的中空?qǐng)A筒部5a的橫截面的最大直徑可以通過調(diào)節(jié)卷芯的橫截 面的最大直徑來進(jìn)行控制。在所述層疊體中，沿著與所述層疊體的長(zhǎng)度方向平行的一側(cè)的邊配置有第1芯材 的露出部2a，沿著與所述層疊體的長(zhǎng)度方向平行的另一側(cè)的邊配置有第2芯材的露出部 4a。通過如上述那樣配置第1芯材的露出部2a以及第2芯材的露出部4a而得到的極板組 5中，第1芯材的露出部2a配置在卷繞軸方向的一個(gè)端面(第1端面)，第2芯材的露出部 4a配置在卷繞軸方向的另一個(gè)端面(第2端面)。在工序(d)中，配置于極板組5的一個(gè)端面(第1端面)上的第1芯材的露出部 2a連接有第1集電板6。工序(e)中，配置于極板組5的另一個(gè)端面(第2端面)上的第 2芯材的露出部4a連接有第2集電板20。在工序(d)和工序(e)中，第1集電板6與第1 芯材的露出部2a的連接以及第2集電板20與第2芯材的露出部4a的連接可以采用該領(lǐng) 域公知的方法進(jìn)行。接下來，在工序(f)中，連接有第1集電板6以及第2集電板20的極板組5收容在 圓筒形電池殼體7中，使得第2集電板20與圓筒形電池殼體7的內(nèi)底面相接觸。接下來， 在工序(g)中，第2集電板20連接在圓筒形電池殼體7上。在本發(fā)明中，第2集電板20在與電池殼體7的內(nèi)底面相對(duì)的面上具有多個(gè)突出 部。圖2 4中示出第2集電板20的一個(gè)實(shí)例。在這里，圖2是第2集電體的一個(gè)實(shí)例的 立體圖。圖3是圖2的第2集電板的III-III線截面圖。圖4是對(duì)圖2的第2集電板的設(shè) 有突出部的面從與其垂直方向觀察時(shí)的圖。圖2 4所示的第2集電板20具有1個(gè)第1突出部22a，該第1突出部22a設(shè)置 在與第2集電體20的極板組5的中空?qǐng)A筒部5a相對(duì)的第1部分21a上。進(jìn)一步地，第2 集電板20具有多個(gè)第2突出部22b，這些第2突出部22b設(shè)置在第2集電板20的除了第1 部分21a之外的第2部分21b上。第1突出部22a的高度大于第2突出部22b的高度。第2集電板20至電池殼體7的連接是如下述那樣進(jìn)行的。如圖5所示，使第1焊 接用電極51通過極板組5的中空?qǐng)A筒部5a與第2集電板20接觸，使第2焊接用電極52 與電池殼體接觸。采用第1焊接用電極51以及第2焊接用電極52，使第2集電板20和電 池殼體7緊貼，在該狀態(tài)下，將電流施加在第1焊接用電極51和第2焊接用電極52之間。 這樣，通過將第2集電板20電阻焊接在電池殼體7上，使得第2集電板20與電池殼體7連 接。施加在第1焊接用電極51和第2焊接用電極52之間的電流值例如可以是2 6kA。在本發(fā)明中，將極板組5的中空?qǐng)A筒部5a的最大直徑設(shè)為極板組5的最大直徑的 1/6以上、且2/6以下，將第1焊接用電極51的最大直徑設(shè)為中空?qǐng)A筒部5a的最大直徑的 60%以上、100%以下，且在4mm以上。即，極板組5的中空?qǐng)A筒部5a的最大直徑以及第1 焊接用電極51的最大直徑比以往設(shè)定得大。另外，以往，制造最大直徑為30mm左右的極板
8組時(shí)，使用直徑小于5mm的卷芯，因此所形成的中空?qǐng)A筒部的最大直徑也小于5mm。其結(jié)果， 使用的是直徑比卷芯的直徑小的第1焊接用電極。通過使用如上述那樣最大直徑比以往小的第1焊接用電極51，可以穩(wěn)定第2集電 板20并進(jìn)行加壓。因此，可以提高第2集電板20和電池殼體7的密接性。進(jìn)一步地，第1 焊接用電極51的最大直徑較大，因此焊接時(shí)的散熱性也得到優(yōu)化。因此，可以防止焊接時(shí) 第1焊接用電極51粘附在第2集電板20上。從而可以提高電池的生產(chǎn)率。又，第1焊接 用電極51的最大直徑比以往要大，因此不對(duì)市場(chǎng)上出售的焊接用電極進(jìn)行加工、或者進(jìn)行 少許加工，就可以獲得第1焊接用電極51。為了能充分地得到所述效果，較理想的是，中空?qǐng)A筒部5a的最大直徑為極板5的 最大直徑的1/以上、2/6以下。第1焊接用電極51的最大直徑為中空?qǐng)A筒部5a的最大直 徑的80 100%較為理想。另外，第1焊接用電極51的形狀并沒有特別限定。例如，可以使用圓柱狀的第1 焊接用電極51。進(jìn)一步地，在本發(fā)明中，在第2集電板20的第1部分2Ia設(shè)有一個(gè)第1突出部22a， 在第2部分21b設(shè)有多個(gè)第2突出部22b，并且將第1突出部22a的高度設(shè)定得比第2突出 部22b的高度高。在將包含第1電極2、第2電極4和配置在它們之間的隔膜3的層疊體卷繞成旋渦 狀的組構(gòu)成工序(上述工序(C))中，由于電極的變形、電極厚度的差異、設(shè)備的精度等，有 時(shí)會(huì)在每卷繞1周時(shí)在芯材的露出部產(chǎn)生偏差。這時(shí)，極板組5的卷繞軸方向的端面不是 平面狀，有時(shí)一部分的芯材的露出部會(huì)突出、或另一部分的芯材凹陷。將第2集電板20連 接在這樣的端面(芯材的露出部)上時(shí)，第2集電板20難以變得平坦。在本發(fā)明中，采用粗的第1焊接用電極51，實(shí)現(xiàn)第2集電板20和電池殼體7的良 好的密接狀態(tài)，并且將第1突出部22a的高度設(shè)定得比第2突出部22b的高度高，由此可以 不影響極板組5的卷繞軸方向的端面的平面度及/或者平面狀態(tài)地形成穩(wěn)定的焊點(diǎn)。艮口， 通過使第1突出部22a的高度大于第2突出部22b的高度，第2集電板20和電池殼體7可 靠地接觸，因此能夠確保通電路徑。這樣能夠維持第2集電板20和電池殼體7的穩(wěn)定連接 狀態(tài)，從而可以獲得維持較高電池性能的電池。如上所述，通過使用本發(fā)明的制造方法，可以以較高的生產(chǎn)率獲得電池性能高的 電池。另外，極板組5的中空?qǐng)A筒部5a的最大直徑大于極板組5的最大直徑的2/6時(shí)， 得不到充分的容量。作為第2集電板20以及電池殼體7的構(gòu)成材料，例如可以使用鐵(Fe)以及鎳 (Ni)。另外，第1集電板6也最好由所述材料構(gòu)成。圖2所示的第2集電板20上設(shè)有4個(gè)第2突出部22b，但第2突出部22b的數(shù)量 并沒有特別限定。另外，如以下所說明的，在第2集電板20上設(shè)置縫隙以及翻邊部時(shí)，在縫 隙和縫隙之間設(shè)有第2突出部22b。在第2集電板20上設(shè)置較多縫隙時(shí)，會(huì)降低第2集電 板20的導(dǎo)電性。因此，考慮設(shè)置在第2集電板20上的縫隙的數(shù)量等，第2突出部22b的數(shù) 量為3 8個(gè)較為理想。在第2集電板20中，第2突出部22b最好在同心圓上等間隔(圓心角90° )地
9配置。又，第2突出部22b最好配置在與極板組5的一部分相對(duì)的第2部分21b中的、為極 板組5的最大直徑的50 80%的區(qū)域25(用虛線圈出來的兩個(gè)圓周之間的區(qū)域)內(nèi)。其 中，最好在第2部分21b中的極板組5的最大直徑的65 70%的區(qū)域內(nèi)配置第2突出部 22。即，理想的是，在第2集電板20上，第2突出部22b配置于中心在極板組5的卷繞軸 與第2集電板20的設(shè)有突出部的面(下表面)的交點(diǎn)處、且直徑為極板組5的最大直徑的 50 80%的圓周上。進(jìn)一步地，特別理想的是，第2突出部22b配置于中心在極板組5的 卷繞軸與第2集電板20的下表面的交點(diǎn)處、直徑為極板組5的最大直徑的65 70%的圓 周上。通過在所述區(qū)域25設(shè)置第2突出部22b，可以進(jìn)一步提高焊接性，并可以進(jìn)一步提高 焊接后的集電性。第1突出部22a的高度A和第2突出部22b的高度B的差A(yù)_B基于電池的大小、 電池的形狀等，為10 500 μ m較為理想。第1突出部22a的高度為100 600 μ m比較理 想。第1突出部22a的高度是從第2集電板20的設(shè)有第1突出部22a的面到第1突出部 22a的最高位置的垂直距離。第2突出部22b的高度也可以和第1突出部22a的高度一樣 地求出。第1突出部22a以及第2突出部22b的最大直徑最好為0. 1 2mm。在這里，將第 1突出部22a以及第2突出部22b的最大直徑稱為其高度方向的垂直方向上的最大直徑。另外，只要第1突出部22a的中心進(jìn)入第1部分21a即可。又，第2突出部22b配 置在區(qū)域25內(nèi)是指第2突出部22b的中心進(jìn)入所述區(qū)域25內(nèi)。在這里，第1突出部22a 以及第2突出部22b的中心是指各自最大直徑的中點(diǎn)。第2集電板可以通過在第2集電板20的第1部分21a上設(shè)置1個(gè)第1突出部22a， 在第2集電板20的第2部分21b上設(shè)置第2突出部22b，而制造出來。第1突出部22a以 及第2突出部22b的可以采用該領(lǐng)域公知的方法來制造。較理想的是，第2集電板20具有多個(gè)翻邊部23。翻邊部23從4個(gè)縫隙24的各側(cè) 緣部向上方突起，所述4個(gè)縫隙24從第2集電板20的中心部向外周側(cè)呈放射狀形成。在 使翻邊部23切入第2電極4的芯材的露出部4a的狀態(tài)下，對(duì)翻邊部23和包含于極板組5 中的第2電極4的芯材的露出部4a進(jìn)行焊接，由此能夠以低電阻連接第2電極4和第2集 電板20。另外，在將第2集電板20和電池殼體7連接時(shí)，可以使用第1焊接用電極51，并 使用例如加壓機(jī)那樣的加壓?jiǎn)卧?3，從第1集電板6上對(duì)極板組5向電池殼體7按壓。因 此，可以使得第2集電板20和電池殼體7緊密貼合。另外，加壓?jiǎn)卧?3上設(shè)有使得第1焊 接用電極51通過的貫通孔。將第2集電板20與電池殼體7連接之后，電解質(zhì)(圖未示)被注入到電池殼體7 中。接下來，采用兼作第ι端子的具有罩蓋10的封口體9，將電池殼體7的開口部封口，來 制造電池。第1集電板6和封口板通過連接導(dǎo)線8連接。在電池殼體7和封口體9之間配 置有絕緣性密封墊12。另外，圖1表示的是包含封口體9的電池，該封口體9具有具備橡膠 體11的橡膠方式的安全閥。在本發(fā)明中，第1電極2可以是正極或者負(fù)極中的任一個(gè)。第1電極2是正極時(shí)， 第2電極4是負(fù)極，第1電極2是負(fù)極時(shí)，第2電極4是正極。尤其理想的是，第2電極4是負(fù)極，第2集電板20是負(fù)極集電板。例如，在包含堿性蓄電池的水系二次電池中，為了使其吸收充放電中產(chǎn)生的氧，需要將負(fù)極活性物質(zhì)填充 在負(fù)極中，使得負(fù)極容量比正極容量大。其結(jié)果，負(fù)極的長(zhǎng)度比正極的長(zhǎng)度長(zhǎng)。因此，與電 池殼體7接觸的極板組5的最外周必然是負(fù)極。因此，第2電極4最好是負(fù)極。采用本發(fā)明的制造方法制造的電池的種類并沒有特別限定。構(gòu)成第1電極2的第 1芯材以及第1活性物質(zhì)、以及構(gòu)成第2電極4的第2芯材以及第2活性物質(zhì)根據(jù)所制造的 電池的種類適當(dāng)?shù)剡x擇。例如，制造堿性蓄電池時(shí)，可以使用羥基氧化鎳等該領(lǐng)域公知的材料作為正極活 性物質(zhì)。作為負(fù)極活性物質(zhì)，可以使用貯氫合金等該領(lǐng)域公知的材料。制造鋰二次電池時(shí)，作為正極活性物質(zhì)，可以使用含鋰的復(fù)合氧化物等的該領(lǐng)域 公知的材料。作為負(fù)極活性物質(zhì)，可以使用包含碳材料、Si或者Sn的材料等的該領(lǐng)域公知 的材料。所使用的電解質(zhì)也根據(jù)所制造的電池的種類適當(dāng)?shù)剡x擇。作為堿性蓄電池用的電 解質(zhì)，例如使用堿性水溶液。作為鋰電池用的電解質(zhì)，例如使用的是包含非水溶劑和溶解于 非水溶劑的鋰鹽的非水電解質(zhì)。非水溶劑以及鋰鹽可以使用該領(lǐng)域公知的材料。進(jìn)一步地，對(duì)于正極芯材、負(fù)極芯材、隔膜等，可根據(jù)所制作的電池的種類適當(dāng)?shù)?選擇該領(lǐng)域公知的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的制造方法尤其適合于制造包含橫截面的最大直徑為20 40mm的極板組 的電池。又，通過本發(fā)明的制造方法，以優(yōu)良的焊接品質(zhì)將第2集電板20和電池殼體7連 接。因此，通過本發(fā)明的制造方法得到的電池可以良好地維持電池特性。
實(shí)施例接下來，參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說明。在以下的實(shí)施例中，將第1電極作為 正極，將第2電極作為負(fù)極，制造圖1所示那樣的圓筒型鎳氫蓄電池。所制造的電池的直徑 為32mm，高度為60mm，標(biāo)稱容量為6000mAh。在該領(lǐng)域中，一般使用帶狀的厚度為0. 5mm的燒結(jié)式鎳正極板以及帶狀的厚度為 0. 3mm的貯氫合金負(fù)極板。在正極板以及負(fù)極板上，分別沿著與長(zhǎng)度方向平行的一側(cè)的邊設(shè) 置芯材的露出部。正極芯材的露出部在正極板的寬度方向上的長(zhǎng)度是1.5mm。負(fù)極芯材的 露出部在負(fù)極板的寬度方向上的長(zhǎng)度是1. 5mm。在正極板和負(fù)極板之間隔著隔膜地將正極板和負(fù)極板層疊，得到層疊體。此時(shí)，沿 著與層疊體的長(zhǎng)度方向平行的一側(cè)的邊配置正極芯材的露出部，沿著與層疊體的長(zhǎng)度方向 平行的另一側(cè)的邊配置負(fù)極芯材的露出部。正極芯材的露出部以及負(fù)極芯材的露出部在層 疊體的寬度方向上，分別向相反方向突出1.5mm。接下來，采用粗細(xì)(橫截面的直徑)為Φ6πιπι的卷芯將所得到的層疊體卷繞成旋 渦狀，獲得直徑(橫截面的直徑)為30mm、高度為50mm的極板組。在所得到的極板組中，在 卷繞軸方向的一個(gè)端面(第1端面)配置有正極芯材的露出部，在卷繞軸方向的另一端面 (第2端面)配置有負(fù)極芯材的露出部。沿著卷繞軸設(shè)置在極板組的中央部的中空?qǐng)A筒部 的最大直徑為5mm。即，極板組的中空?qǐng)A筒部的最大直徑為極板組的最大直徑的1/6。在配置于極板組的第1端面上的正極芯材的露出部上，焊接有矩形的鐵制的正極
11集電板(第1集電板)，該正極集電板的中央部具有直徑Φ6πιπι的圓形開口部。正極集電板 的對(duì)角的長(zhǎng)度是28mm，厚度為400 μ m。準(zhǔn)備了單面具有1個(gè)第1突出部和4個(gè)第2突出部的、圓形的鐵制的負(fù)極集電板 (第2集電板)。負(fù)極集電板的直徑為29mm，厚度為400 μ m。第1突出部配置在負(fù)極集電板的中央部，即配置在與極板組的中空?qǐng)A筒部相對(duì)的 第1部分上。第1突出部的高度為380 μ m，第1突出部的最大直徑為180 μ m。4個(gè)第2突出部等間隔地配置在直徑為20mm的同心圓上。第2突出部的高度為 300 μ m，第2突出部的最大直徑為150 μ m。在負(fù)極集電板的形成有突出部一側(cè)的相反側(cè)，連接負(fù)極芯材的露出部。具體地說， 使5mmX8mm角的棱柱狀焊接用電極與負(fù)極集電板接觸，將負(fù)極集電板和負(fù)極芯材的露出 部電焊接。焊接有正極集電板以及負(fù)極集電板的極板組收容在鐵制的電池殼體中。使圓柱狀 的第1焊接用電極通過設(shè)在正極集電板的中央部的開口部以及極板組的中空?qǐng)A筒部與負(fù) 極集電板接觸。使第2焊接用電極與電池殼體的底部接觸。通過第1焊接用電極以及第2 焊接用電極，使得負(fù)極集電板的5個(gè)突出部和電池殼體緊密貼合。此時(shí)，利用組合加壓機(jī)， 以150N的力從第1集電板之上向電池殼體進(jìn)一步地按壓極板組。通過在第1焊接用電極和 第2焊接用電極之間施加4kA的焊接電流，將負(fù)極集電板焊接于電池殼體的內(nèi)底面上。第 1焊接用電極的最大直徑為4. 0mm。S卩，第1焊接用電極的最大直徑為極板組的中空?qǐng)A筒部 的最大直徑的80%。接下來，從正極集電板的中央部的開口部向電池殼體內(nèi)注入規(guī)定量的規(guī)定的堿性 電解質(zhì)。然后，將鎳制的連接導(dǎo)線的一端連接在正極集電板上，將連接導(dǎo)線的另一端焊接在 具有正極端子的封口體上。接下來，用封口體將電池殼體的開口部密閉。將這樣制作的堿 性蓄電池作為電池A。除了使用最大直徑為3mm的第1焊接用電極這一情形之外，其他以與電池A相同 方式制造比較電池B。電池A以及比較電池B每次各制造1000個(gè)，對(duì)于電池A與比較電池B，分別求出第 1焊接用電極向負(fù)極集電板附著的附著發(fā)生率。所得到的結(jié)果示于表1中。表1中示出第 1焊接用電極的最大直徑以及第1焊接用電極附著至負(fù)極集電板的附著數(shù)量。[表1]
權(quán)利要求
一種圓筒形電池的制造方法，其特征在于，包括(a)制造第1電極的工序，所述第1電極包含帶狀的第1芯材和設(shè)置于所述第1芯材的第1活性物質(zhì)層，沿著與所述第1芯材的長(zhǎng)度方向平行的一側(cè)的邊設(shè)有所述第1芯材的露出部；(b)制造第2電極的工序，所述第2電極包含帶狀的第2芯材和設(shè)置于所述第2芯材的第2活性物質(zhì)層，沿著與所述第2芯材的長(zhǎng)度方向平行的另一側(cè)的邊設(shè)有所述第2芯材的露出部；(c)將包含所述第1電極、所述第2電極和配置在兩者之間的隔膜的層疊體卷繞成旋渦狀，得到在卷繞軸方向的兩個(gè)端面分別配置有所述第1芯材的露出部以及所述第2芯材的露出部、且具有沿卷繞軸設(shè)置的中空?qǐng)A筒部的極板組的工序；(d)將第1集電板連接于所述第1芯材的露出部的工序；(e)將第2集電板連接于所述第2芯材的露出部的工序；(f)將連接有所述第1集電板以及所述第2集電板的極板組收容在圓筒形電池殼體中，并使所述第2集電板與所述圓筒形電池殼體的內(nèi)底面接觸的工序；以及(g)將所述第2集電板連接于所述圓筒形電池殼體上的工序，所述第2集電板的與所述圓筒形電池殼體的內(nèi)底面相對(duì)的面具有向所述圓筒形電池殼體的內(nèi)底面?zhèn)韧怀龅?個(gè)第1突出部和多個(gè)第2突出部，所述第1突出部配置在所述第2集電板的與極板組的中空?qǐng)A筒部相對(duì)的第1部分，所述多個(gè)第2突出部配置在所述第2集電板的除了所述第1部分之外的第2部分、且所述第1突出部的高度大于所述第2突出部的高度，所述極板組的中空?qǐng)A筒部的最大直徑為所述極板組的最大直徑的1/6以上、2/6以下，所述工序(g)中具有以下工序使焊接用電極通過所述極板組的中空?qǐng)A筒部與所述第2集電板接觸，在使所述第2集電板和所述圓筒形電池殼體緊密貼合的狀態(tài)下，用所述焊接用電極焊接所述第2集電板和所述圓筒形電池殼體，所述焊接用電極的最大直徑為所述極板組的中空?qǐng)A筒部的最大直徑的60％以上、且100％以下，而且所述焊接用電極的最大直徑為4mm以上。
2.如權(quán)利要求1所述的圓筒形電池的制造方法，其特征在于，所述第2突出部配置于， 中心在所述極板組的卷繞軸和所述第2集電板的交點(diǎn)處、且直徑為所述極板組的最大直徑 的50 80%的圓周上。
3.如權(quán)利要求1所述的圓筒形電池的制造方法，其特征在于，所述第1突出部的高度與 所述第2突出部的高度之差為10 500 μ m。
4.如權(quán)利要求1所述的圓筒形電池的制造方法，其特征在于，所述極板組的最大直徑 為 20 40mm。
5.一種圓筒形電池，其特征在于，包括(i)卷繞型極板組，具有第1電極、第2電極和配置在所述第1電極和所述第2電極之 間的隔膜；( )收容所述卷繞型極板組的圓筒形電池殼體；(iii)連接于所述第1電極的第1集電板；(iv)連接于所述第2電極、且配置在所述極板組和所述圓筒形電池殼體的內(nèi)底面之間的第2集電板；以及 (ν)電解質(zhì)，所述第1電極包含帶狀的第1芯材和設(shè)置于所述第1芯材的第1活性物質(zhì)層，沿著與 所述第1芯材的長(zhǎng)度方向平行的一側(cè)的邊設(shè)有所述第1芯材的露出部，所述第2電極包含帶狀的第2芯材和設(shè)置于所述第2芯材的第2活性物質(zhì)層，沿著與 所述第2芯材的長(zhǎng)度方向平行的另一側(cè)的邊設(shè)有所述第2芯材的露出部，在所述極板組的卷繞軸方向的兩個(gè)端面，分別配置有所述第1芯材的露出部以及所述 第2芯材的露出部，且所述極板組具有沿著卷繞軸設(shè)置的中空?qǐng)A筒部，所述第2集電板在與所述圓筒形電池殼體的內(nèi)底面相對(duì)的面具有向所述圓筒形電池 殼體的內(nèi)底面?zhèn)韧怀龅?個(gè)第1突出部和多個(gè)第2突出部，所述第1突出部配置在所述第2 集電板的與極板組的中空?qǐng)A筒部相對(duì)的第1部分，所述多個(gè)第2突出部配置在所述第2集 電板的除了所述第1部分之外的第2部分，且設(shè)置在所述第2集電板上的所述第1突出部 以及所述多個(gè)第2突出部焊接在所述圓筒形電池殼體的內(nèi)底面上，所述極板組的中空?qǐng)A筒部的最大直徑為所述極板組的最大直徑的1/6以上、2/6以下。
6.如權(quán)利要求5所述的圓筒形電池，其特征在于，所述第2突出部配置于，中心在所述 極板組的卷繞軸和所述第2集電板的交點(diǎn)處、且直徑為所述極板組的最大直徑的50 80% 的圓周上。
7.如權(quán)利要求5所述的圓筒形電池，其特征在于，所述極板組的最大直徑為20 40mm ο
全文摘要
本發(fā)明主要涉及一種具有卷繞型極板組的圓筒形電池及其制造方法。本發(fā)明以提供一種將集電板焊接在電池殼體上時(shí)，焊接用電極也不會(huì)粘附在集電板上，且能夠以高的生產(chǎn)率制作圓筒形電池的方法為目的。在本發(fā)明中，極板組的中空?qǐng)A筒部的最大直徑為極板組的最大直徑的1/6以上、2/6以下，使用具有1個(gè)第1突出部和多個(gè)第2突出部的集電體。1個(gè)第1突出部和多個(gè)第2突出部配置在集電板的與圓筒形電池殼體的內(nèi)底面相對(duì)的面，且向電池殼體的內(nèi)底面?zhèn)韧怀?。?突出部的高度大于所述第2突出部的高度。而且，將所述集電板連接于電池殼體時(shí)，采用最大直徑為極板組的中空?qǐng)A筒部的最大直徑的60％以上、100％以下，且為4mm以上的焊接用電極。
文檔編號(hào)H01M2/26GK101978530SQ200980110608
公開日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2009年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月28日
發(fā)明者米山聰 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社