CN102804455B - 卷绕式电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

电池（1）具备收纳在圆筒状的电池壳（2）中的卷绕体（4）。卷绕体（4）具有卷绕在芯材（10）上的电极组（6）。电极组（6）具有负极板（20）及正极板（30）、隔膜（40）。芯材（10）由具有可挠性的线状导体形成，并兼作负极引线。

Description

卷绕式电池及其制造方法
技术领域
本发明涉及形成圆筒形状或针形状的小型的卷绕式电池及其制造方法。
背景技术
例如在锂离子二次电池等这类的卷绕式电池中，将由负极及正极、隔膜等形成的电极组卷成卷状来形成卷绕体，然后将卷绕体收纳在电池壳中。卷绕体通常是通过将电极组卷绕在棒状的卷芯上后拔出卷芯来制造的。
也有不拔出卷芯而采用卷芯作为负极引线的电池（专利文献1及专利文献2）。
在专利文献1中，采用轴心部分的直径为1.5mm的负极针作为卷芯。
在专利文献2中，采用含有更细的卷芯且最大外径为0.5mm以上且3.0mm以下的导电性卷芯体作为卷芯。而且，作为优选该范围的理由，列举了“在采用了由不锈钢（SUS）形成的导电性卷芯体的情况下，如果将卷芯体的最大外径设为低于0.5mm，则卷芯体本身的强度极端降低，容易引起由弯曲或微少裂纹等卷芯体的破损而造成的内部短路的发生”等（第0031段）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-95499号公报
专利文献2：日本特开2005-85556号公报
发明内容
发明所要解决的问题
近年来，对于卷绕式电池（以下也简称为电池），在小型化进程中要求进一步提高能量密度。为了在小型电池中实现能量密度的提高，卷芯优选尽可能小。
可是，卷芯的直径越小，卷芯的刚性就越低，因而就越难以将电极组卷绕在卷芯上。所以，作为卷芯需要具有某种程度的强度，如果考虑到批量生产时的稳定性，则作为卷芯的直径在现实中以1mm左右为界限。
即使假设能够实现直径为1mm的卷芯，只要进行电池的小型化，则空间损失就相对地增加，因此难以提高能量密度。例如，如果是直径为18mm的电池，则即使采用直径为3.5mm的卷芯，由卷芯导致的空间损失（比较横截面）仅为4%左右。与此相对应，如果电池小型化而形成直径为3.5mm左右的电池，则即使采用直径为1mm的卷芯，由卷芯导致的空间损失也为8%以上，从而空间损失的影响增大。
因而，本发明的目的在于，提供能够容易地实现小型化且还能够实现能量密度的提高的卷绕式电池等。
用于解决问题的手段
本发明的电池具备：一端具有开口的圆筒状的电池壳、隔着绝缘体安装在所述电池壳上的用于堵塞所述开口的封口体、与电解液一同收纳在所述电池壳中的卷绕体。所述卷绕体具有：芯材、卷绕在所述芯材上的电极组。所述电极组具有：通过正极引线与所述封口体连接的正极板、通过负极引线与所述电池壳连接的负极板、配置在所述正极板与所述负极板之间的隔膜。
另外，所述芯材由具有可挠性的线状导体形成，并兼作所述负极引线。例如，能够采用金属线作为所述芯材。
根据这样的构成的卷绕式电池，由于芯材由金属线等具有可挠性的线状导体形成，因此与现有的这类电池的卷芯不同，其本身因刚性不足而不能作为卷芯发挥功能。
然而，如后所述，在卷绕时拉伸线状导体而使其保持为直线状的形态，从而即使是金属线等也能够作为卷芯发挥功能。由于能够进一步减小卷芯的直径而使其小于1mm，因此还能够与电池的小型化一同实现能量密度的提高。
而且，因芯材具有可挠性而能够容易地使其变形。所以，在结束芯材作为卷芯的作用而将其用作负极引线时，容易进行处理，因而生产性也高。
这样的电池例如能够采用包含以下工序的方法来制造：拉伸具有可挠性的线状体、并在以规定的张力进行拉伸的拉伸状态下保持所述线状体的第1工序；将所述电极组卷绕在拉伸状态的所述线状体上的第2工序。
根据该制造方法，由于将电极组卷绕在拉伸状态的线状体上，因此即使是具有可挠性的线状体，也能够作为卷芯发挥功能。所以，能够采用直径比以往小的线状体作为卷芯，因此容易进行电池的小型化，并能够实现能量密度的提高。
具体来说，所述第2工序可以包含以下处理：第1处理，其将拉伸状态的所述线状体以与卷绕方向垂直的方式固定在所述负极板上，形成所述线状***于所述负极板的卷绕开始侧的端部上的状态的第1接合体；第2处理，其将所述隔膜重叠在所述第1接合体上，形成将所述第1接合体中与所述线状体的固定部分接合在所述隔膜上而成的第2接合体；第3处理，其通过使所述线状体旋转而将所述第2接合体卷绕在所述线状体上；第4处理，其在所述第3处理的中途，将所述正极板***所述第2接合体中，将所述正极板重叠在所述第2接合体上。
作为所述线状体，优选采用具有导电性的线状导体。另外，在所述第2工序后，可以设置如下的工序：将所述线状导体的端部调整到规定的长度而形成所述卷绕体的第3工序；将所述卷绕体***所述电池壳中而将所述线状导体的端部接合在该电池壳的内表面上的第4工序。
在此种情况下，线状体能够不拔出而直接作为负极引线使用。这样一来，就能够防止拔出时容易发生的电极组的位置偏移，并且不需要拔出作业及另外安装集电引线的作业，从而能够削减作业工序数量。还有减少部件个数的优点。
例如，优选采用金属线作为所述线状导体并通过焊接将所述线状导体接合在所述负极板及所述电池壳上。
这样一来，就能够实现与粘接等相比更稳定的电连接，从而能够牢固地固定。
发明的效果
通过本发明的电池等，能够容易地实现电池的小型化，且还能够实现能量密度的提高。
附图说明
图1是应用了本发明的电池的示意立体图。
图2是表示图1的电池的截面的示意图。
图3是表示图2中的沿I－I线的截面的示意图。
图4是表示电极组的基本构成的示意剖视图。
图5是表示电池的制造方法的基本构成的流程图。
图6是用于说明第1工序的示意图。
图7是用于说明第2工序中的处理的示意图。
图8是用于说明第2工序中的处理的示意图。
图9是用于说明第2工序中的处理的示意图。
图10是用于说明第2工序中的处理的示意图。
图11是用于说明第2工序中的处理的示意图。
图12是用于说明第2工序中的处理的示意图。
图13是用于说明第3工序中的处理的示意图。
图14是用于说明第3工序中的处理的示意图。
图15是用于说明第4工序中的处理的示意图。
图16是用于说明第4工序中的处理的示意图。
图17是表示变形例的电池的截面的示意图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。但是，以下的说明实质上只不过是例示，并不限制本发明、其适用物或其用途。
＜卷绕式电池＞
图1中示出采用了本发明的电池1的一个例子。该电池1是形成针形状或圆筒形状且向轴向伸长的非常小的锂离子二次电池（非水电解质二次电池）。如图2、图3所详示，电池1由电池壳2及封口体3、卷绕体4等构成。
电池壳2是采用导电性优良的金属而形成的冲压成型品。电池壳2具有周壁部2a和底壁部2b，形成在一个端部具有开口2c的细长的圆筒状。电池壳2还作为负极端子发挥功能。
封口体3配置在电池壳2的开口2c侧，其对周壁部2a进行敛缝，从而固定在电池壳2中。在电池壳2和封口体3之间夹着绝缘性的垫圈5。封口体3也是导电性优良的金属部件。封口体3作为正极端子发挥功能。用封口体3堵塞开口2c，从而密封电池壳2的内部。再有，也可以在电池壳2或封口体3中设置一达到规定的内压以上就开放的安全阀。
在密封的电池壳2的内部与电解液（未图示）一同收纳有卷绕体4。附带说明一下，在本实施方式的情况下，采用非水系有机电解液作为电解液。卷绕体4由芯材10及卷绕在芯材10上的电极组6等构成。电极组6由负极板20及正极板30、隔膜40等构成。
作为芯材10，采用能够容易地弯曲的具有可挠性且导电性优良的金属制的金属线（线状导体的一个例子）。为了使芯材10也可用作卷芯，如后所述，通过强拉伸来使其保持为直线状的形态。所以，优选芯材10具有拉伸强度优良且相对于张力的延伸率小的性状。例如，优选纵弹性模量（参照JIS标准）为150GPa以上的金属线。如果列举具体例子，则能够使用钢琴线或不锈钢线、硬钢线等作为芯材10。金属制的金属线在能够焊接这点上也是有利的。
芯材10的直径（外径）优选小。因为芯材10的直径越小，能够收纳在电池壳2中的电极组6及电解液的量就越多，从而就越能提高能量密度。在该电池1的情况下，直径可以为现有的芯材的界限值即1mm以下。如果考虑到实用性，则芯材10的直径优选0.2～0.5mm的范围。
芯材10不仅具有作为卷芯的功能，而且还具有作为负极引线的功能。也就是说，芯材10介于负极板20和电池壳2之间，并将它们电连接。关于芯材10的配置等后述。
负极板20、正极板30、隔膜40均是宽度大致相同的带状的薄片，通过将它们重合而形成卷状来形成电极组6。所以，优选负极板20及正极板30具有柔软性优良的物性。
图4中示出电极组6的构成。负极板20具有负极集电体21和设在其两面上的一对负极活性层22、22。正极板30具有正极集电体31和设在其两面上的一对正极活性层32、32。在负极板20和正极板30之间配置树脂制的隔膜40，使负极板20与正极板30绝缘。
作为负极集电体21的材料，例如能够使用铜、不锈钢、镍等的薄膜。例如，能够使用铜箔作为负极集电体21。负极活性层22由负极活性物质及粘结剂、导电剂等构成。作为负极活性物质，例如能够使用石墨、碳纤维等碳材料、或SiOX等硅化合物等。
作为粘结剂，例如能够使用聚偏氟乙烯（PVDF）、PVDF的衍生物、橡胶系粘结剂（例如氟橡胶及丙烯酸酯橡胶等）。作为导电剂，例如能够使用石墨等石墨类、乙炔黑等炭黑类等。
作为正极集电体31的材料，例如能够使用铝、不锈钢、钛等的薄膜。正极活性层32由正极活性物质及粘结剂、导电剂等构成。作为正极活性物质，例如能够使用LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiCoNiO2等锂复合金属氧化物。作为粘结剂及导电剂，能够使用与负极活性层22相同的粘结剂及导电剂。
负极板20通过在负极集电体21的表面涂布呈浆料状的负极活性层22的材料并在使其干燥后进行压延而形成。正极板30也与负极板20同样地形成。
如图3所示，负极集电体21分别从负极板20的圆周方向上的一个端部（卷绕开始侧的端部20a）及另一个端部（卷绕结束侧的端部20b）向卷绕方向突出。从卷绕开始侧的端部20a突出的负极集电体21被单独地多次卷绕在芯材10上。此外，通过焊接来接合负极集电体21与芯材10。
如图2所示，按规定的长度形成芯材10的轴向上的一个（电池壳2的开口2c侧）端部，使其从电极组6突出，构成负极引线（也称为引线端11）。使引线端11的前端部分弯曲变形，以使其位于电极组6的外周面的大致延长面上（也将该前端部分称为接合端部11a）。然后，将接合端部11a通过电阻焊接合在周壁部2a的内表面上。
芯材10的另一个（电池壳2的底侧）端部形成为收纳时不成为阻碍的尺寸。在本实施方式的情况下，该端部稍微从电极组6突出。
如图3所示，从负极板20的卷绕结束侧的端部20b突出的负极集电体21与正极板30及隔膜40相比进一步向卷绕方向突出。以包括该部分的方式在电极组6的最外周面上粘贴固定胶带7。通过该固定胶带7保持电极组6的卷形状。
正极板30的卷绕方向侧的尺寸形成为比负极板20短。如图2所示，与正极集电体31相连的正极引线33从正极板30的轴向上的一个（电池壳2的开口2c侧）侧部的规定部位突出。再有，正极引线33可以是正极集电体31的一部分，也可以由其它部件构成。正极引线33形成为规定长度的带状。然后，将正极引线33的前端部分接合在封口体3的内表面上，将负极板20与封口体3电连接。
＜卷绕式电池的制造方法＞
如图5所示，该电池1的制造方法包括：对作为芯材10的金属线进行拉伸而将其用作卷芯的第1工序P1；将电极组6卷绕在拉伸的金属线上的第2工序P2；将金属线的端部调整到可用作负极引线而形成卷绕体4的第3工序P3；将卷绕体4收纳在电池壳2中的第4工序P4等。例如，这些工序能够通过采用专用的装置连续地进行。
（第1工序）
如图6所示，在第1工序P1中，将用作芯材10的部分（称为芯材用金属线10a）从金属线卷51引出。此外，准备作为负极板20的负极板基体52。负极板基体52形成为负极板20串联连接的形态，在可卷取成卷状的带状的负极集电体21上，按一定的间隔在两面对置地形成负极活性层22。通过切割负极板基体52的规定部位，形成负极板20。然后，在负极板基体52的负极集电体21露出的部分的上侧，配置芯材用金属线10a。
芯材用金属线10a的两端的部分由一对夹持器53、53支持。对于芯材用金属线10a，在拉伸到施加规定的张力后，以保持该拉伸状态的方式用夹持器53固定。由此，使柔软的芯材用金属线10a保持为直线状的形态，从而作为卷芯发挥功能。例如，将金属线在该图中用箭头所示的部位处切断，将芯材用金属线10a与金属线卷51断开。
（第2工序）
在第2工序P2中，首先，如图7所示进行芯材用金属线10a与负极板20的接合处理（第1处理）。具体来说，以与负极板基体52的长度方向（卷绕方向：在该图中用箭头X表示）垂直的方式配置芯材用金属线10a。如空白箭头所示，将芯材用金属线10a压紧在负极集电体21上，通过电阻焊或激光焊接、超声波焊接等，接合芯材用金属线10a与负极集电体21。
然后，如图8所示，将负极集电体21上接合有芯材用金属线10a的部位的附近沿着芯材用金属线10a切断或熔断。由此，形成芯材用金属线10a被定位固定在负极板20的端部（卷绕开始侧的端部20a）上的第1接合体61。
再有，芯材用金属线10a也可以在将负极集电体21从负极板基体52上切断后进行接合。但是，因负极集电体21是薄膜，所以如果考虑到生产性，则最好先进行接合。
在第1处理中，优选在其最后进行以低负载的状态将负极集电体21的一部分卷绕在芯材用金属线10a上的处理（预接合处理）。如果芯材用金属线10a的直径减小，则接合面积减小，因而接合强度容易降低。在卷绕时，由于对接合部位施加张力，因此根据条件不同，有芯材用金属线10a断裂或从负极集电体21脱落的顾虑。
因而，如图9所示，为了能够稳定地卷绕，在比卷绕时施加的张力小的负载（无负载或低负载）下，将负极集电体21的一部分多次卷绕在芯材用金属线10a上。如此，通过将负极集电体21卷绕在芯材用金属线10a上，能够使负极集电体21难以从芯材用金属线10a脱落。
接着，进行第1接合体61与隔膜40的接合处理（第2处理）。具体来说，如图10所示，准备隔膜40，将隔膜40配置在第1接合体61的上侧。在隔膜40的情况下，也可以通过切断隔膜40一连串连接而成的部件的规定部位来形成。
在第1接合体61上重叠隔膜40。然后，通过热熔合，将第1接合体61上接合有芯材用金属线10a的部分接合在隔膜40上。此时，热熔合部位位于隔膜40的长度方向（卷绕方向）侧的中间部位。详细来说，隔膜40的一部分从第1接合体61上的卷绕开始侧的端部20a向与卷绕方向相反的方向突出。
由此，形成在第1接合体61上定位固定有隔膜40的第2接合体62。
如图11所示，接着进行卷绕第2接合体62的处理（第3处理）。具体来说，将隔膜40侧朝内侧卷边，转动芯材用金属线10a，将第2接合体62卷绕在芯材用金属线10a上。
此外，在第3处理的中途，进行将正极板30重叠在第2接合体62上的处理（第4处理）。具体来说，将正极板30***到第2接合体62的隔膜40侧的规定部位上。再以隔膜40之间夹着正极板30的状态卷绕。
然后，通过卷绕隔膜40等的整体，负极板20等形成图12所示的卷状。其结果是，能够形成呈图3所示的多层截面形状的电极组6。最后，将固定胶带7粘贴在电极组6的最外周面上，保持卷形状。
（第3工序）
如图13所示，在第3工序P3中，调整芯材用金属线10a的端部的长度，形成芯材10。具体来说，从夹持器53等上卸下电极组6等。按规定的长度切断位于与正极引线33相同一侧的芯材用金属线10a的端部。采用该端部作为引线端11。然后，将芯材用金属线10a的另一个端部按收纳时不成为阻碍的尺寸切断。由此，形成卷绕体4。
接着，如图14所示，通过折弯引线端11，形成接合端部11a。详细来说，将引线端11的前端部分折弯成L字状，使该前端部分位于电极组6的外周面的大致延长面上。
（第4工序）
在第4工序P4中，将卷绕体4***电池壳2中，将引线端11接合在电池壳2上。具体来说，如图15所示，从无引线端11或无正极引线33的一侧将卷绕体4***电池壳2中，将卷绕体4定位在电池壳2内的规定位置上。此时，引线端11的接合端部11a沿着电池壳2的周壁部2a的内表面与其接触或位于其附近。
然后，如图16中箭头所示，从半径方向上的内外方向夹紧周壁部2a及接合端部11a，将接合端部11a压接在周壁部2a上。然后，通过电阻焊等，将接合端部11a接合在周壁部2a的内表面上。
然后，进行将正极引线33连接在封口体3上的处理、及向电池壳2中填充电解液的处理等。而且，最后通过对周壁部2a进行敛缝，将封口体3固定在电池壳2中，堵塞开口2c。
再有，本发明的卷绕式电池等并不限定于上述的实施方式，也包括其以外的多种构成。
例如，在上述的实施方式的制造方法中，示出了采用芯材10的金属线兼作为负极引线的例子，但芯材10的金属线也可以在卷绕了电极组6后拔出。即使在此种情况下，也能够降低空间损失，因此即使使电池小型化，也能够提高能量密度。
图17中示出该电池的一个例子（用符号1A表示）。在此种情况下，负极引线（在该图中用符号70表示）例如与正极引线33同样地能够设在负极板20的卷绕结束侧的端部20b（负极集电体21的部分）上，该端部20b在电极组6中位于最外层。
此外，本发明并不限于二次电池，也能用于一次电池。电池的材料也不限于锂。归根到底，只要是将电极组卷绕而成的电池就能应用本发明。线状导体也不限于金属线。例如，也可以是碳线或具有导电性的复合线。
芯材10与负极板20等的接合、第1接合体61与隔膜40的接合并不限于焊接及热熔合，也可以是粘接或压接等。此外，也可以是利用胶带进行的固定或利用卷边进行的固定（例如将隔膜40相对于第1接合体61上的卷绕开始侧的端部20a折弯180°而形成卷边状态）等。
符号说明
1电池
2电池壳
2c开口
3封口体
4卷绕体
5垫圈（绝缘体）
6电极组
10芯材
10a芯材用金属线
20负极板
30正极板
33正极引线
40隔膜
61第1接合体
62第2接合体

Claims (11)

1.一种卷绕式电池，其具备：一端具有开口的圆筒状的电池壳、隔着绝缘体安装在所述电池壳上的用于堵塞所述开口的封口体以及与电解液一同收纳在所述电池壳中的卷绕体，
所述卷绕体具有：芯材以及卷绕在所述芯材上的电极组，
所述电极组具有：通过正极引线与所述封口体连接的正极板、通过负极引线与所述电池壳连接的负极板以及配置在所述正极板与所述负极板之间的隔膜，
所述芯材由具有可挠性的线状导体形成，并兼作所述负极引线。
2.根据权利要求1所述的卷绕式电池，其中，采用金属线作为所述芯材。
3.根据权利要求1或2所述的卷绕式电池，其中，所述芯材的一个端部从所述电极组突出，所述端部被弯曲而固定在所述电池壳的内表面上。
4.根据权利要求1或2所述的卷绕式电池，其中，所述芯材的直径为1mm以下。
5.根据权利要求1或2所述的卷绕式电池，其中，采用非水系有机电解液作为所述电解液，所述卷绕式电池作为二次电池发挥功能。
6.一种卷绕式电池的制造方法，其是具备将电极组卷绕而成的卷绕体的卷绕式电池的制造方法，包含以下工序：
拉伸具有可挠性的线状体并在以规定的张力进行拉伸的拉伸状态下保持所述线状体的第1工序；以及
将所述电极组卷绕在拉伸状态的所述线状体上的第2工序。
7.根据权利要求6所述的卷绕式电池的制造方法，其中，所述电极组具有正极板、负极板以及配置在所述正极板与所述负极板之间的隔膜，
所述第2工序包含以下处理：
第1处理，其将拉伸状态的所述线状体以与卷绕方向垂直的方式固定在所述负极板上，形成所述线状***于所述负极板的卷绕开始侧的端部上的状态的第1接合体；
第2处理，其将所述隔膜重叠在所述第1接合体上，形成将所述第1接合体中与所述线状体的固定部分接合在所述隔膜上而成的第2接合体；
第3处理，其通过使所述线状体旋转而将所述第2接合体卷绕在所述线状体上；以及
第4处理，其在所述第3处理的中途，将所述正极板***所述第2接合体中，将所述正极板重叠在所述第2接合体上。
8.根据权利要求7所述的卷绕式电池的制造方法，其中，所述卷绕式电池具备在一端具有开口的用于收纳所述卷绕体的圆筒状的电池壳，
所述卷绕体具有所述线状体，
采用具有导电性的线状导体作为所述线状体，
在所述第2工序后，所述制造方法具备以下工序：
将所述线状导体的端部调整到规定的长度而形成所述卷绕体的第3工序；以及
将所述卷绕体***所述电池壳中而将所述线状导体的端部接合在该电池壳的内表面上的第4工序。
9.根据权利要求8所述的卷绕式电池的制造方法，其中，采用金属线作为所述线状导体，通过焊接将所述线状导体接合在所述负极板及所述电池壳上。
10.根据权利要求7～9中任一项所述的卷绕式电池的制造方法，其中，所述第1处理包含：以施加给所述负极板的张力小于卷绕时施加给所述负极板的张力的状态将所述负极板的一部分卷绕在所述线状体上的预接合处理。
11.一种卷绕式电池，其是通过权利要求6～10中任一项所述的制造方法制造得到的。
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3499609B1 (en) 2009-05-20 2023-11-22 Clarios Advanced Solutions LLC Lithium ion battery module
JP2014071987A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Panasonic Corp 円筒形リチウムイオン二次電池
US20140272503A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Saft Drop and vibration resistant electrochemical cell
US9273399B2 (en) * 2013-03-15 2016-03-01 Ppg Industries Ohio, Inc. Pretreatment compositions and methods for coating a battery electrode
KR101470554B1 (ko) 2013-04-29 2014-12-10 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지용 패키징 및 그를 포함하는 케이블형 이차전지
WO2014182064A1 (ko) 2013-05-07 2014-11-13 주식회사 엘지화학 이차전지용 전극, 그의 제조방법, 그를 포함하는 이차전지 및 케이블형 이차전지
KR101465165B1 (ko) 2013-05-07 2014-11-25 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
CN204441378U (zh) 2013-05-07 2015-07-01 株式会社Lg化学 二次电池用电极以及包含其的二次电池和线缆型二次电池
EP2830144B1 (en) 2013-05-07 2016-10-19 LG Chem, Ltd. Cable-type secondary battery and method for manufacturing same
CN204441379U (zh) 2013-05-07 2015-07-01 株式会社Lg化学 二次电池用电极以及包含其的二次电池和线缆型二次电池
USD811995S1 (en) * 2013-12-13 2018-03-06 Murata Maunfacturing Co., Ltd. Battery
JP6127957B2 (ja) * 2013-12-13 2017-05-17 ソニー株式会社 電池および組電池
CN103915646B (zh) * 2014-03-25 2016-05-18 湖南立方新能源科技有限责任公司 一种柔性锂离子电池
KR102499324B1 (ko) * 2015-10-30 2023-02-13 삼성에스디아이 주식회사 이차전지용 권취장치
CN109923395B (zh) * 2017-06-29 2022-02-11 株式会社Lg化学 包括弯曲夹具的夹具组件及利用其测量弯曲抗张强度的设备和方法
KR102197351B1 (ko) 2017-06-29 2020-12-31 주식회사 엘지화학 굴곡 지그를 포함하는 지그 조립체, 이를 포함하는 굴곡 인장강도 측정 장치 및 이를 이용한 굴곡 인장강도 측정 방법
KR102355109B1 (ko) 2017-12-21 2022-01-25 주식회사 엘지에너지솔루션 용접용 기둥을 포함하는 원통형 이차전지
CN110299481A (zh) * 2019-07-18 2019-10-01 常州微宙电子科技有限公司 一种针式锂离子电池
WO2023092502A1 (zh) * 2021-11-26 2023-06-01 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池单体、电池、用电设备及电池单体的制备方法和设备
WO2023233214A1 (en) * 2022-05-31 2023-12-07 Medtronic, Inc. Cylindrical electrochemical cells and methods of forming the same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1741313A (zh) * 2004-08-26 2006-03-01 黄穗阳 高能量低成本锂聚合物电池
CN101675544A (zh) * 2007-07-17 2010-03-17 松下电器产业株式会社 二次电池和二次电池的制造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3885991A (en) * 1974-05-28 1975-05-27 Gte Laboratories Inc Primary electrochemical cell
EP1049180A4 (en) * 1998-11-06 2004-08-11 Japan Storage Battery Co Ltd NON-AQUEOUS SECONDARY ELECTROLYTIC CELL
JP2005011630A (ja) * 2003-06-18 2005-01-13 Toshiba Corp リチウム電池の電極形成のための巻芯製造方法
JP2005085553A (ja) * 2003-09-05 2005-03-31 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質電池
JP2005085556A (ja) * 2003-09-05 2005-03-31 Sanyo Electric Co Ltd リチウムイオン電池およびその製造方法
JP4688612B2 (ja) * 2005-08-29 2011-05-25 日立ビークルエナジー株式会社 非水電解液二次電池
JP2007095499A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Sanyo Electric Co Ltd 密閉型電池の製造方法
KR100731453B1 (ko) * 2005-12-29 2007-06-21 삼성에스디아이 주식회사 원통형 리튬 이차전지
JP2007220601A (ja) * 2006-02-20 2007-08-30 Sanyo Electric Co Ltd 密閉型電池
JP5213312B2 (ja) * 2006-05-17 2013-06-19 三洋電機株式会社 アルカリ蓄電池
KR101049833B1 (ko) * 2009-06-23 2011-07-15 에스비리모티브 주식회사 이차전지

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1741313A (zh) * 2004-08-26 2006-03-01 黄穗阳 高能量低成本锂聚合物电池
CN101675544A (zh) * 2007-07-17 2010-03-17 松下电器产业株式会社 二次电池和二次电池的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2012124004A1 (ja) 2014-07-17
KR20140002460A (ko) 2014-01-08
WO2012124004A1 (ja) 2012-09-20
US20120308863A1 (en) 2012-12-06
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JP5764746B2 (ja) 2015-08-19

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