CN110235278A - 带有外部端子的电池 - Google Patents
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Abstract
在通过焊接将外部端子安装到电池上的带有外部端子的电池中,获得能够提高上述外部端子的焊接操作性的构成。扁平形电池(2)的正极罐侧底面部(11)和负极罐侧底面部(21)具有通过焊接安装外部端子(3)的正极罐侧安装面(15)和负极罐侧安装面(25)。外部端子(3)具有:外周部(61),其以如下方式形成,从正极罐侧安装面(15)和负极罐侧安装面(25)的法线方向观察,相对于正极罐侧安装面(15)和负极罐侧安装面(25),与从中心至外缘的距离的1/2处起更靠外侧的区域相重叠且与从上述距离的1/2处起更靠内侧的区域不重叠;突出部(62),其以从外周部(61)向扁平形电池(2)的内部突出的方式形成;以及连接部(63),其以从外周部(61)向扁平形电池(2)的外部突出的方式形成,且将扁平形电池(2)与设备电连接。突出部(62)具有焊接至扁平形电池(2)的安装面的焊接部(62a)。
Description
技术领域
本发明涉及通过焊接将外部端子安装到电池上的带有外部端子的电池。
背景技术
已知有通过焊接将外部端子安装到电池上的带有外部端子的电池。对于该带有外部端子的电池,通过将上述外部端子与设备电连接,从而由上述电池对上述设备供给电力。作为这样的带有外部端子的电池,例如在专利文献1中公开了一种带有引线端子的扁平形非水电解质二次电池,其在扁平形非水电解质二次电池的电池盒上焊接有引线端子。
上述专利文献1中公开了上述引线端子是带状或者环状的金属板。上述专利文献1中,上述引线端子在电池上的焊接位置是避开了内置电极组的部分的上述电池盒的周边部。也就是说,上述引线端子焊接在上述电池盒的外周侧。
由此,能够抑制因在上述电池盒上焊接上述引线端子时所产生的热导致上述电池内的电极及隔膜被破坏,并能够防止上述电池的容量劣化及上述电池内的短路的发生。
但是,如上述专利文献1中所公开的那样,对于在电池盒具有正极盒和负极盒且在上述电池盒内收纳有电极组(发电构件)的构成,尤其是高容量化的电池的情形下,在电池化成后,由于发电构件的体积膨胀和在电池内部所产生的气体的影响等,上述电池盒易于鼓起。
在像这样电池盒鼓起的状态下,例如专利文献1中所公开的那样,如果想要通过焊接在电池上连接带状的外部端子,则为了避免在上述外部端子与上述电池盒之间产生间隙,需要将上述外部端子按压至上述电池盒。需说明的是,如果上述外部端子与上述电池盒之间的间隙大,则焊接时的热无法充分地传达到上述外部端子和上述电池盒双方,因而有无法确保上述外部端子与上述电池盒的焊接强度的可能性。
这里,对于上述电池化成后的上述电池盒的变形而言,在平面视图中上述电池盒的中心部分最大。因此,在将上述专利文献1中公开的带状外部端子安装到上述电池盒上时,上述带状外部端子与上述电池盒之间的间隙,在上述电池盒的外周侧变得最大。因此,在该电池盒的外周侧将上述带状外部端子与上述电池盒进行焊接时,需要一边在上述外周侧按压上述带状外部端子一边进行焊接。
现有技術文献
专利文献
专利文献1:日本特开2002-324584号公报
发明内容
发明要解决的课题
对此,通过使用例如专利文献1中公开那样的环状外部端子,从而对于电池盒,能够将该环状外部端子配置在变形比中心部分小的外周部分。
但是,即使如上所述那样使用环状外部端子,如果电池盒上安装有外部端子的部分整体发生变形,也会有在上述环状外部端子与上述电池盒之间产生间隙的可能性。如果这样,则有上述环状外部端子与上述电池盒的焊接强度下降的可能性,因而在将上述环状外部端子与上述电池盒进行焊接时,在焊接位置的附近,需要将上述环状外部端子按压至上述电池盒。
如上所述,在通过焊接将外部端子安装至电池上时,需要在焊接位置的附近按压上述外部端子,因而焊接操作性不太好。
本发明的目的在于,对于通过焊接将外部端子安装到电池上的带有外部端子的电池而言,得到能够提高上述外部端子的焊接操作性的构成。
解决课题的技术方案
本发明的一个实施方式所涉及的带有外部端子的电池是通过焊接将外部端子安装到电池上的带有外部端子的电池。上述电池具有:外装罐,其具有正极罐侧底面部和在轴线方向上延伸的周壁部,并在上述轴线方向上,在与上述正极罐侧底面部相反的一侧具有开口;封口罐,其具有负极罐侧底面部;以及发电构件,其配置在以上述封口罐覆盖上述外装罐的上述开口的方式将上述外装罐的上述周壁部与上述封口罐连接的状态下在上述外装罐和上述封口罐的内部所形成的收纳空间内。上述电池的上述正极罐侧底面部和上述负极罐侧底面部中的至少一方具有通过焊接安装上述外部端子的安装面。上述外部端子具有:外周部,其以如下方式形成,从上述安装面的法线方向观察,相对于上述安装面,与从构成上述安装面的部分的中心直至外缘为止的距离的1/2处起更靠外侧的区域相重叠且与从上述距离的1/2处起更靠内侧的区域不重叠;至少一个突出部,从上述安装面的法线方向观察,其以从上述外周部向着上述电池的内部突出的方式形成;以及至少一个连接部,从上述安装面的法线方向观察,其以从上述外周部向着上述电池的外部突出的方式形成,且将上述电池与设备电连接。上述突出部具有焊接至上述电池的上述安装面的焊接部(第1构成)。
由此,外部端子的外周部没有配置在电池化成后外装罐和封口罐的变形量最大的、上述外装罐的正极罐侧底面部和上述封口罐的负极罐侧底面部的中心侧,而是配置在上述正极罐侧底面部和上述负极罐侧底面部中的至少一方的外周侧。也就是说,在上述外装罐的正极罐侧底面部和上述封口罐的负极罐侧底面部中的至少一方,在难以受到上述电池的变形的影响的外周侧配置上述外部端子的外周部。
而且,上述的构成中,上述外部端子中与上述电池进行焊接的焊接部,设置在以从上述外周部向着上述电池的内部突出的方式形成的突出部上。该突出部会随着上述外装罐的正极罐侧底面部和上述封口罐的负极罐侧底面部中的通过焊接安装上述外部端子的安装面的变形而产生变形。也就是说,上述突出部会随着上述电池的变形而产生变形。
因此,上述外部端子中,外周部配置于难以受到上述电池的变形的影响的位置,在以从该外周部向着上述电池的内部突出的方式形成的突出部与上述电池之间难以产生间隙。由此,能够容易地对上述突出部与上述电池进行焊接。因此,能够提高上述外部端子相对于上述电池的焊接操作性。
上述第1构成中,上述外部端子具有多个上述突出部(第2构成)。也就是说,从上述安装面的法线方向观察,在上述外周部的多个位置上以向着上述电池的内部突出的方式形成上述多个突出部。
由此,多个突出部会随着电池的安装面的变形而产生变形。由此,能够容易地将上述多个突出部焊接至上述安装面。因此,能够提高外部端子与上述电池的焊接操作性。
上述第2构成中,从上述安装面的法线方向观察,上述多个突出部以从上述外周部向着上述电池的中心延伸的方式形成(第3构成)。
如上所述,电池在外装罐的正极罐侧底面部和封口罐的负极罐侧底面部中的安装面的中心部分会产生最大的变形。通过如上所述以向着上述电池的中心延伸的方式形成多个突出部,从而能够更确实地使上述多个突出部随着上述电池的变形而变形。
因此,能够更容易地将上述多个突出部焊接至上述安装面。由此,能够更加提高外部端子与上述电池的焊接操作性。
上述第2或者第3构成中,从上述安装面的法线方向观察,上述多个突出部相对于上述安装面,与从构成上述安装面的部分的中心直至外缘为止的距离中上述中心侧的1/3处起更靠内侧的区域不重叠(第4结构)。
由此,上述安装面的中央部未被突出部覆盖,因而能够在上述安装面的中央部施加可读取的刻印等。
上述第2或者第3构成中,从上述安装面的法线方向观察,上述多个突出部中的至少一对突出部形成在夹着上述安装面的中心而相对的位置(第5构成)。
由此,从电池的安装面的法线方向观察,一对突出部的焊接部位于夹着上述安装面的中心而相对的位置上。由此,能够通过焊接以更稳定的状态来固定外部端子和电池。
上述第5构成中,从上述安装面的法线方向观察,上述一对突出部以在上述安装面的中心相互连接的方式形成(第6构成)。
由此,在安装面的中心相互连接的突出部沿着以上述电池的中心(上述安装面的中心)为顶点而变形的上述安装面发生变形。由此,能够容易地将外部端子和电池进行焊接。因此,能够提高外部端子与上述电池的焊接操作性。
上述第1构成中,从上述安装面的法线方向观察,上述外部端子的外周部以沿着构成上述安装面的部分的外形的至少一部分的方式形成(第7结构)。
由此,外部端子的定位变得容易,能够提高上述外部端子与电池的焊接操作性。
上述第7构成中,从上述安装面的法线方向观察,上述外部端子的外周部形成为圆弧状或者圆环状(第8构成)。
由此,容易使外部端子的外周部追随构成电池的安装面的部分的外形。由此,外部端子相对于电池安装面的定位变得更容易。
上述第1至第8构成中的任一构成中,上述电池是与上述轴线方向正交的方向上的尺寸与上述轴线方向上的尺寸相比更大的扁平形状(第9构成)。
对于这样的扁平形状的电池而言,由于电池的化成等所引起的发电构件的膨胀等,导致外装罐的正极罐侧底面部和封口罐的负极罐侧底面部易于鼓起。在这样的构成中,通过应用上述第1至第8构成,能够提高在电池上焊接外部端子时的焊接操作性。
上述第1至第9构成中的任一构成中,上述电池是二次电池(第10构成)。
一般而言,在电池为二次电池时,与一次电池相比,在电池组装后所施加的电压高,而且,电极体的体积膨胀大且气体的产生量也多。因此,在二次电池的情形下,电池化成后的变形量也比一次电池大。也就是说,在二次电池的情形下,安装外部端子的安装面的变形量比一次电池大。而且,在二次电池上通过焊接安装了外部端子后,通过上述二次电池的充放电,该二次电池反复膨胀和收缩,因而在上述外部端子与上述二次电池的焊接部分易于施加较大的力。
与之相对,通过应用上述第1至第9构成,外部端子的突出部会随着电池安装面的变形而产生变形,因此能够容易地将上述外部端子和上述电池进行焊接。
而且,通过使上述外部端子的外周部位于上述安装面的不怎么变形的外周侧,能够减轻上述电池对上述外部端子的影响。由此,能够防止因上述电池的充放电而在上述外部端子与上述电池的焊接部分施加较大的力。
上述第1至第10构成中的任一构成中,上述焊接部是通过激光焊接而形成的(第11构成)。
这样,通过激光焊接将外部端子与电池进行焊接时,如果在上述外部端子与上述电池之间产生间隙,则有不能确保充分的焊接强度的可能性。因此,需要将上述外部端子按压至上述电池。
与之相对,通过应用上述第1至第10构成,能够容易地通过激光焊接将上述外部端子与上述电池进行焊接。
发明效果
本发明的一个实施方式所涉及的带有外部端子的电池中,通过焊接安装在电池的安装面上的外部端子具有:外周部,其以如下方式形成,从上述安装面的法线方向观察,相对于上述安装面,与从构成上述安装面的部分的中心直至外缘为止的距离的1/2处起更靠外侧的区域相重叠且与从上述距离的1/2处起更靠内侧的区域不重叠;以及至少一个突出部,从上述安装面的法线方向观察,其从上述外周部向着上述电池的内部突出地形成。上述突出部具有焊接至上述电池的上述安装面的焊接部。由此,能够提高上述外部端子对于上述电池的焊接操作性。
附图说明
[图1]图1是显示本发明的实施方式1所涉及的带有外部端子的电池的概略构成的平面图。
[图2]图2是显示带有外部端子的电池的概略构成的侧面图。
[图3]图3是图1中的III-III线截面图。
[图4]图4是放大显示电极体的构成的放大截面图。
[图5]图5是显示正极的概略构成的平面图。
[图6]图6是显示负极的概略构成的平面图。
[图7]图7是显示外部电极的概略构成的平面图。
[图8]图8是示意性地显示变形的负极罐与以往的带状外部电极接触的状态的截面图。
[图9]图9是示意性地显示变形的负极罐与实施方式1的外部端子接触的状态的截面图。
[图10]图10是显示实施方式1的变形例1中的外部端子的概略构成的与图7相当的图。
[图11]图11是显示实施方式1的变形例2中的外部端子的概略构成的与图7相当的图。
[图12]图12是显示实施方式1的变形例3中的外部端子的概略构成的与图7相当的图。
[图13]图13是显示实施方式1的变形例4中的外部端子的概略构成的与图7相当的图。
[图14]图14是显示实施方式1的变形例5中的外部端子的概略构成的与图7相当的图。
[图15]图15是显示实施方式1的变形例6中的外部端子的概略构成的与图7相当的图。
[图16]图16是显示实施方式2中的外部端子的概略构成的与图7相当的图。
[图17]图17是显示实施方式3中的外部端子的概略构成的与图7相当的图。
[图18]图18是显示电极体的概略构成的平面图。
[图19]图19是显示比较例1中的外部端子的概略构成的平面图。
具体实施方式
以下,参照附图来详细说明本发明的实施方式。对于图中的相同或相当的部分赋予相同的符号,并省略其说明。
[实施方式1]
(整体结构)
图1是显示本发明的实施方式1所涉及的带有外部端子的电池1的概略构成的平面图。图2是显示带有外部端子的电池1的概略构成的侧面图。图3是图1中的III-III线截面图。需说明的是,图3中,在带有外部端子的电池1中,以截面显示电极体40以外的部分。
带有外部端子的电池1中,外部端子3通过焊接安装于扁平形电池2(电池)上,构成为能够从扁平形电池2经由外部端子3向未图示的设备供给电力。也就是说,带有外部端子的电池1具有扁平形电池2和外部端子3。
需说明的是,如后所述,带有外部端子的电池1可如下获得,在化成后的扁平形电池2上通过焊接来安装外部端子3。因此,在将外部端子3安装到扁平形电池2上时,扁平形电池2会因化成而变形。但是,图1至图3中,为了说明而显示扁平形电池2未变形的状态。
扁平形电池2具有:有底圆筒状的作为外装罐的正极罐10、作为覆盖正极罐10的开口的封口罐的负极罐20、夹在正极罐10和负极罐20之间的垫片30、以及收纳在形成于正极罐10和负极罐20之间的收纳空间S内的电极体40(发电构件)。
扁平形电池2通过组合正极罐10和负极罐20来构成。扁平形电池2的形状是径向上的尺寸比厚度方向上的尺寸更大的扁平的圆柱状。在扁平形电池2的正极罐10和负极罐20之间形成的收纳空间S内,除了电极体40之外,还封入了非水电解液(省略图示)。
需说明的是,图3中的符号P是圆柱状扁平形电池2的轴线。本实施方式中,扁平形电池2中,将轴线方向称为厚度方向,将与轴线方向正交的方向称为径向。
正极罐10由不锈钢(例如SUS316等)等金属材料形成,通过压制成型形成为有底圆筒状。正极罐10具有:圆形状的正极罐侧底面部11以及在其外周与正极罐侧底面部11连续地形成的圆筒状的周壁部12。如图3所示,该周壁部12以从正极罐侧底面部11的外周端沿正极罐侧底面部11的厚度方向延伸的方式设置。也就是说,周壁部12从正极罐侧底面部11起在轴线方向上延伸。此外,正极罐10在上述轴线方向上,在与正极罐侧底面部11相反的一侧具有开口。
如后所述,正极罐10在与负极罐20之间夹着垫片30的状态下,通过周壁部12的开口端部13(周壁部12的开口侧的端部)产生倒向正极罐10的径向内侧那样的变形,从而对负极罐20卡紧。
正极罐侧底面部11在具有正极罐侧安装面15(安装面)的平面视图中,具有圆形状安装部11a和位于外周侧的阶梯部11b。如后所述,通过焊接将外部端子3安装到正极罐侧安装面15上。本实施方式中,正极罐侧安装面15的外径与安装部11a的外径相等。需说明的是,正极罐侧安装面15的法线方向与扁平形电池2的轴线方向一致。
负极罐20也由不锈钢(例如NAS64等)等金属材料形成,通过压制成型形成为有底圆筒状。负极罐20具有与正极罐10的周壁部12相比外形小的大致圆筒状的侧壁部22以及堵塞其一侧开口的圆形状的负极罐侧底面部21。
与正极罐10同样,侧壁部22也在纵截面视图中,以从负极罐侧底面部21的外周端沿负极罐侧底面部21的厚度方向延伸的方式设置。也就是说,侧壁部22从负极罐侧底面部21起在上述轴线方向上延伸。此外,负极罐20在上述轴线方向上,在与负极罐侧底面部21相反的一侧具有开口。
需说明的是,侧壁部22在前端部分并不折回,而是在上述轴线方向上延伸。也就是说,负极罐20是在侧壁部22的前端部分没有折回的、所谓的直筒罐。本实施方式中,负极罐20为直筒罐,但负极罐20的侧壁部22的前端部分也可以折回。
此外,在侧壁部22上形成有与负极罐侧底面部21侧的基端部22a相比直径阶梯状扩大的扩径部22b。也就是说,在侧壁部22上,在基端部22a和扩径部22b之间形成有在径向上扩大的阶梯状的肩部22c。本实施方式的构成中,在夹着后述的垫片30的状态下,将正极罐10的周壁部12在径向上向侧壁部22按压。
负极罐侧底面部21具有通过焊接来安装外部端子3的负极罐侧安装面25(安装面)。本实施方式中,负极罐20的负极罐侧底面部21的外径与负极罐侧安装面25的外径相同。此外,本实施方式中,负极罐侧底面部21的外径与正极罐10的正极罐侧底面部11的安装部11a的外径相同。需说明的是,负极罐侧安装面25的法线方向与扁平形电池2的轴线方向一致。
在正极罐10的周壁部12中,开口端部13与周壁部12的其他部分相比,相对于负极罐20的侧壁部22在径向上产生更大的位移。此外,负极罐20的肩部22c也承受由正极罐10的周壁部12带来的按压力的一部分。因此,负极罐20的侧壁部22的开口侧的端部将后述的垫片30夹在与正极罐10的正极罐侧底面部11之间。
垫片30例如除了聚丙烯(PP)等聚烯烃树脂外,还可以由聚酰胺、聚苯醚(PEE)、聚砜(PSF)、聚芳酯(PAR)、聚醚砜(PES)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯共聚物(PFA)等树脂构成,为了防止高温时密封性下降,优选由熔点或者热分解温度为200℃以上的耐热树脂构成。
垫片30以覆盖负极罐20的侧壁部22的一部分的方式设置。也就是说,垫片30形成为在上述轴线方向上延伸的圆筒状。在正极罐10与负极罐20组合的状态下,垫片30位于正极罐10与负极罐20之间。
图4是显示电极体40的详细结构的放大截面图。电极体40由多个收纳在袋状的隔膜44内的大体圆板状的正极41与大体圆板状的负极46在厚度方向上交替层叠而成。由此,电极体40作为整体具有在单方向上延伸的大体圆柱状的形状。此外,电极体40以上述单方向的两端面为负极的方式层叠多个正极41和多个负极46。
图5是显示正极41的概略构成的平面图。如图4和图5所示,正极41例如是将含有钴酸锂等正极活性物质的正极活性物质层42设置在铝等金属箔制的正极集电体43的两面而成的正极。如图5所示,正极41具有在正极集电体43的两面分别形成有正极活性物质层42的正极主体部41a、以及从正极主体部41a突出且宽度比正极主体部41a窄的正极引线51。
图6是显示负极46的概略构成的平面图。如图4和图6所示,负极46是将含有石墨等负极活性物质的负极活性物质层47设置在铜等金属箔制的负极集电体48的两面或单面而成的负极。如图6所示,负极46具有在负极集电体48的两面或者单面上形成有负极活性物质层47的负极主体部46a、以及从负极主体部46a突出且宽度比负极主体部46a窄的负极引线52。
负极46中位于大体圆柱状的电极体40的轴向两端的负极46,仅在负极集电体48的一面侧具有负极活性物质层47,以使得负极集电体48、48分别位于电极体40的轴向端部。也就是说,大体圆柱状的电极体40在其两端露出负极集电体48、48。该电极体40的一侧的负极集电体48隔着正极集电体43和绝缘片49而位于正极罐10的正极罐侧底面部11之上。电极体40的另一侧的负极集电体48在电极体40配置在正极罐10和负极罐20之间的状态下,与该负极罐20的负极罐侧底面部21接触(参照图3)。
隔膜44是平面视图中形成为圆形状的袋状部件,形成为能够收纳大体圆板状的正极41的大小。隔膜44由绝缘性优异的聚乙烯制的微多孔性薄膜构成。这样,通过由微多孔性薄膜构成隔膜44,能够使锂离子透过该隔膜44。隔膜44如下形成,通过一片长方形状的微多孔性薄膜的片材包裹正极41,将该片材的重叠部分通过热溶接等进行粘接。
如图3和图4所示,在平面视图上向着正极集电体43的外侧延伸的导电性的正极引线51与正极41的正极集电体43一体形成。该正极引线51的正极集电体43侧也被隔膜44所覆盖。需说明的是,在绝缘片49与正极罐10的正极罐侧底面部11之间配置有未设置正极活性物质层42的正极集电体43。也就是说,该正极集电体43与正极罐10的正极罐侧底面部11电接触。
在平面视图上向着负极集电体48的外侧延伸的导电性的负极引线52与负极46的负极集电体48一体形成。
如图3和图4所示,正极41和负极46在扁平形电池2的径向上,以各正极41的正极引线51位于一侧,并且,各负极46的负极引线52位于与该正极引线51相反的一侧的方式进行层叠。
在如上述所示将多个正极41和负极46在厚度方向上层叠的状态下,将多个正极引线51的前端侧在厚度方向上重合,并通过超声波焊接等进行连接。由此,经由多个正极引线51,多个正极41彼此电连接,并且各正极41分别与正极罐10电连接。另一方面,多个负极引线52的前端侧也在厚度方向上重合,并通过超声波焊接等相互连接。由此,经由多个负极引线52,多个负极46彼此电连接,并且各负极46分别与负极罐20电连接。
(外部端子)
接着,对于外部端子3的构成进行说明。图7是显示外部端子3的概略构成的平面图。如图1至图3所示,外部端子3相对于扁平形电池2,通过焊接分别安装在正极罐10的正极罐侧底面部11的安装部11a和负极罐20的负极罐侧底面部21。也就是说,如图2所示,在扁平形电池2上以在厚度方向上夹着扁平形电池2的方式安装有一对外部端子3。需说明的是,本实施方式中,通过焊接分别安装在正极罐10的安装部11a和负极罐20的负极罐侧底面部21上的一对外部端子3具有相同的形状。
外部端子3例如是不锈钢制的板状部件,通过焊接安装在扁平形电池2上。外部端子3与未图示的设备电连接。由此,扁平形电池2的电力经由外部端子3供给至上述设备。
如图7所示,外部端子3具有圆环状的外周部61、以从外周部61的内周侧向着内部突出的方式形成的多个突出部62、以及以从外周部61的外周侧向着外部突出的方式形成的连接部63。外部端子3中,外周部61、突出部62和连接部63形成为一体。需说明的是,外周部61、突出部62和连接部63也可以分别形成并连接在一起。
外周部61以如下方式形成,从上述轴线方向观察,相对于负极罐侧安装面25,与从构成负极罐侧安装面25的部分的中心直至外缘为止的距离的1/2处起更靠外侧区域相重叠且与从上述距离的1/2处起更靠内侧的区域不重叠。本实施方式中,如图1所示,从扁平形电池2的轴线方向(负极罐侧安装面25的法线方向)观察,外周部61以沿着负极罐20的负极罐侧底面部21的外形的方式形成。本实施方式中,负极罐20的负极罐侧底面部21的外径与安装有外部端子3的负极罐侧安装面25的外径相同。从而,外周部61以沿着负极罐侧安装面25的外形的方式形成。
如上所述,本实施方式中,负极罐侧底面部21的外径与正极罐10的正极罐侧底面部11的安装部11a的外径相同,因此外周部61以如下方式形成,从上述轴线方向观察,相对于安装部11a的正极罐侧安装面15,与从构成正极罐侧安装面15的部分的中心直至外缘为止的距离的1/2处起更靠外侧的区域相重叠且与从上述距离的1/2处起更靠内侧的区域不重叠。也就是说,本实施方式中,从扁平形电池2的轴线方向(正极罐侧安装面15的法线方向)观察,外周部61也以沿着正极罐10的正极罐侧底面部11的安装部11a的外形的方式形成。本实施方式中,安装部11a的外径与安装有外部端子3的正极罐侧安装面15的外径相同。由此,外周部61以沿着正极罐侧安装面15的外形的方式形成。
也就是说,外周部61以沿着负极罐侧安装面25和正极罐侧安装面15的外形的方式形成。
这里,所谓“外周部61沿着负极罐侧安装面25和正极罐侧安装面15的外形”是指外周部61的外周侧的形状与负极罐侧安装面25和正极罐侧安装面15的外形大致相同的意思。
需说明的是,外周部61的外径可以比负极罐侧安装面25和正极罐侧安装面15的至少一方的外径稍大,也可以稍小。也就是说,从扁平形电池2的轴线方向(负极罐侧安装面25的法线方向)观察,外周部61的外缘可以不与负极罐侧安装面25的外缘重合,外周部61的外缘也可以不与正极罐侧安装面15的外缘重合。
从扁平形电池2的轴线方向(负极罐侧安装面25的法线方向)观察,突出部62以从外周部61的内周侧向着内部突出的方式形成。本实施方式中,突出部62在平面视图中具有半圆形的外形。此外,突出部62设置在外周部61的内周侧的多个部位(本实施方式中为4个位置)。具体而言,多个突出部62以90度的间隔设置在外周部61的内周侧。由此,多个突出部62中的一对突出部62在外周部61的内周侧设置在外周部61的径向上相对的位置上。需说明的是,形成多个突出部62的间隔也可以是90度以外的情形。
从上述轴线方向观察,突出部62以向着扁平形电池2的中心延伸的方式设置。此外,如图1和图3所示,从负极罐侧安装面25的法线方向观察,突出部62相对于负极罐侧安装面25,与从构成负极罐侧安装面25的部分的中心直至外缘为止的距离中上述中心侧的1/3处起更靠内侧的区域不重叠。同样地,从正极罐侧安装面15的法线方向观察,突出部62相对于正极罐侧安装面15,与从构成正极罐侧安装面15的部分的中心直至外缘为止的距离中上述中心侧的1/3处起更靠内侧的区域不重叠。
如图1和图3所示,突出部62对扁平形电池2进行焊接。具体而言,对于安装在正极罐10上的外部端子3,将突出部62焊接至正极罐侧底面部11的安装部11a的正极罐侧安装面15。对于安装在负极罐20上的外部端子3,将突出部62焊接至负极罐侧底面部21的负极罐侧安装面25。也就是说,突出部62具有焊接至扁平形电池2的焊接部62a。
突出部62在如后述那样扁平形电池2产生变形时,会随着正极罐侧底面部11和负极罐侧底面部21的变形而产生变形。由此,能够使突出部62分别与正极罐侧底面部11的正极罐侧安装面15和负极罐侧底面部21的负极罐侧安装面25之间的间隙,与以往构成的外部端子与扁平形电池的焊接部分所产生的间隙相比变小。由此,在将外部端子与扁平形电池进行焊接时,不需要按压焊接位置的附近,因而能够提高焊接操作性。
如图1至图3和图7所示,连接部63以从外周部61的外周侧向着外周部61的径向外侧突出的方式形成。也就是说,外周部61的中心位于连接部63的延伸方向的延长线上。本实施方式中,连接部63与外周部61中设置有突出部62的部分的外周侧相连接。连接部63在平面视图中在延伸方向上具有矩形状。连接部63与未图示的设备电连接。由此,连接部63将外周部61和上述设备电连接。
需说明的是,连接部63在平面视图中也可以具有矩形状以外的形状。此外,连接部63也可以向着外周部61的径向以外的方向突出。连接部63也可以与外周部61中设置有突出部62的部分以外的外周侧连接。也就是说,外周部61的中心也可以不位于连接部63的延伸方向的延长线上。对于以下说明的各实施方式中的连接部也是同样。
(扁平形电池的变形与外部端子的关系)
接下来,对扁平形电池2的变形与外部端子3的关系进行说明。
如后所述,扁平形电池2在电池组装后要进行化成处理。由于该化成处理,在扁平形电池2的内部会发生电极体40的膨胀、产生气体等,因此,正极罐10和负极罐20分别向着外侧鼓起而产生变形。由于正极罐10和负极罐20的变形是相同的,因而在下文中,仅对负极罐20的变形进行说明。图8和图9中示意性地显示扁平形电池2的负极罐20的变形。需说明的是,图8和图9中,为了说明,夸张地图示了负极罐20的变形。
如图8和图9所示,在扁平形电池2进行了化成后,负极罐20的负极罐侧底面部21会向着扁平形电池2的轴线方向外侧鼓起而产生变形。从轴线方向观察负极罐20的负极罐侧底面部21(从负极罐侧安装面25的法线方向观察),负极罐侧底面部21的中心的变形量最大。
在将以往那样的带状外部端子103安装到产生了如图8和图9所示那样的变形的负极罐20的负极罐侧底面部21上时(图8的情形),外部端子103与负极罐侧底面部21在一个点上相互接触且在该接触部分以外的部分产生间隙。
一般而言,如果考虑焊接强度和外部端子的定位等,电池与带状外部端子的焊接优选在多个位置进行。由此,在如图8所示那样负极罐20的负极罐侧底面部21产生了变形时,需要在进行了按压以使带状外部端子103沿着负极罐侧底面部21的状态下,进行多个位置的焊接。这时,为了在要进行焊接的位置上使外部端子103与负极罐20的负极罐侧底面部21接触,需要在至少2个位置按压外部端子103(参照图8的白色箭头),因此在多个位置进行焊接时,每当改变焊接位置,都需要进行改变按压位置等的调整。而且,通过将外部端子103与负极罐20的负极罐侧底面部21进行焊接,从而使外部端子103沿着负极罐侧底面部21,因而易于对焊接部施加力。
与之相对,如本实施方式这样,如图9所示,通过外部端子3在圆环状外周部61的内周侧具有突出部62,突出部62易于沿着负极罐20的负极罐侧底面部21产生变形。由此,通过在任意位置将外部端子3的外周部61按压至负极罐20的负极罐侧底面部21,能够使突出部62易于沿着负极罐侧底面部21。由此,能够容易地将突出部62焊接至负极罐侧底面部21。因此,能够提高外部端子3与负极罐20的负极罐侧底面部21的焊接操作性。
而且,如上所述,通过使外部端子3的突出部62沿着负极罐20的负极罐侧底面部21产生变形,从而难以在突出部62与负极罐侧底面部21的焊接部分产生力。由此,即使在因扁平形电池2的充放电等使得负极罐20的负极罐侧底面部21产生变形时,也能够防止在外部端子3与负极罐20的负极罐侧底面部21的焊接部分产生大的力。
需说明的是,在上述的说明中,对于外部端子3与负极罐20的焊接的情形进行了说明,对于外部端子3与正极罐10的焊接的情形也是同样的。
(带有外部端子的电池的制造方法)
接下来,对具有上述那样构成的带有外部端子的电池1的制造方法进行说明。
首先,通过压制成型分别形成有底圆筒状的正极罐10和负极罐20。此外,在负极罐20的侧壁部22上使用成型模具等由树脂材料形成垫片30。
另一方面,将由隔膜44覆盖的多个板状的正极41与多个板状的负极46在厚度方向上层叠,构成如图3所示那样的大体圆柱状的电极体40。由于通过与以往的方法相同的方法来制造电极体40,因此对于详细的制造方法省略说明。
将电极体40与绝缘片49等一起配置在正极罐10内,并注入非水电解液。然后,以覆盖正极罐10的开口的方式配置负极罐20。在该状态下,将正极罐10的周壁部12相对于负极罐20的侧壁部22向径向内部按压并卡紧。这时,在负极罐20的侧壁部22与正极罐10的周壁部12之间夹着垫片30。由此,得到扁平形电池2。
然后,对所得到的扁平形电池2进行化成处理。这时,扁平形电池2的正极罐10和负极罐20鼓起而产生变形。
对于化成处理后的扁平形电池2,在正极罐10的正极罐侧底面部11的安装部11a和负极罐20的负极罐侧底面部21分别配置有外部端子3,在此状态下,通过激光焊接将外部端子3的突出部62与安装部11a和负极罐侧底面部21进行焊接。
这里,由于本实施方式的外部端子3在圆环状外周部61的内周侧具有突出部62,因而,能够分别使突出部62沿着化成后变形了的正极罐10的安装部11a和负极罐20的负极罐侧底面部21。由此,不需要像以往的带状的外部端子103那样调整按压外部端子103的位置,或在多个位置进行按压。由此,能够提高将外部端子3与扁平形电池2进行焊接时的焊接操作性。
特别地,本实施方式中,由于通过激光焊接将外部端子3的突出部62与安装部11a和负极罐侧底面部21进行焊接,因此如果在外部端子3与扁平形电池2的焊接部分产生间隙,则仅外部端子3被激光过度加热,产生飞溅等现象。这种情况下,有无法得到充分的焊接强度的可能性。因此,在以往的构成的外部端子的情形下,在进行激光焊接时,为了不产生上述那样的间隙,需要在焊接部分的附近按压外部端子。与之相对,通过使用本实施方式的外部端子3,如上所述,由于能够分别使突出部62沿着正极罐10的安装部11a和负极罐20的负极罐侧底面部21,因而,不需要在焊接部分的附近以及在多个位置按压外部端子。由此,本实施方式的构成在通过激光焊接将外部端子3和扁平形电池2进行焊接时,是有效的。
此外,外部端子3的外周部61以分别沿着正极罐10的安装部11a的外形和负极罐20的外形的方式形成为圆环状,因而,能够容易地将外部端子3相对于正极罐10和负极罐20进行定位。由此,能够进一步提高将外部端子3与扁平形电池2进行焊接时的焊接操作性。
进一步,如上所述,通过使外部端子3的突出部62分别沿着负极罐20的负极罐侧底面部21而产生变形,难以在突出部62与负极罐侧底面部21的焊接部分产生力。由此,即使在因扁平形电池2的充放电等从而负极罐20的负极罐侧底面部21产生变形时,也能够防止在外部端子3与负极罐20的负极罐侧底面部21的焊接部分产生大的力。同样地,通过焊接安装于正极罐10的安装部11a上的外部端子3也难以在突出部62与安装部11a的焊接部分产生力。由此,即使在正极罐10的安装部11a产生了变形时,也能够防止在上述焊接部分产生大的力。
此外,如上所述,外部端子3具有圆环状的外周部61、以及以从外周部61的内周侧向着内部突出的方式形成的突出部62。然而,突出部62相对于负极罐侧安装面25,与从构成负极罐侧安装面25的部分的中心直至外缘为止的距离中上述中心侧的1/3处起更靠内侧的区域不重叠。此外,突出部62相对于正极罐侧安装面15与从构成正极罐侧安装面15的部分的中心直至外缘为止的距离中上述中心侧的1/3处起更靠内侧的区域不重叠。由此,由于突出部62不位于化成后的扁平形电池2中变形最大的上述中心部分上,因此突出部62的厚度对电池整体的厚度(最大厚度)不产生影响,或者即使有影响也很小。由此,能够抑制带有外部端子的电池1在厚度方向上的尺寸的增大。
而且,由于扁平形电池2的上述中心部分露出,因此还能够在该中心部分进行能够读取的刻印等。
本实施方式的构成,在扁平形电池2为二次电池时特别有用。也就是说,在扁平形电池2为二次电池时,一般而言,与一次电池相比,在电池组装后施加的电压高,而且电极体的体积膨胀大,并且气体的产生量也多。因此,在二次电池时,化成后的变形比一次电池大。也就是说,二次电池时,安装外部端子的安装面的变形量比一次电池大。而且,通过焊接在二次电池上安装了外部端子3后,由于上述二次电池的充放电,该二次电池反复进行膨胀和收缩,因此,在外部端子3与上述二次电池的焊接部分易于施加较大的力。
与之相对,通过应用本实施方式的构成,外部端子3的突出部62随着扁平形电池2的正极罐10的安装部11a和负极罐20的负极罐侧底面部21的变形而产生变形,因而能够容易地将外部端子3与扁平形电池2进行焊接。
<实施方式1的变形例1>
图10显示实施方式1的变形例1所涉及的外部端子203的概略构成。如图10所示,外部端子203在外周部261的内周侧具有3个突出部262。在图10所示的情形下,3个突出部262在外周部261的周向上以120度的间隔设置。需说明的是,设置3个突出部262的位置在外周部261的周向上不限于120度的间隔,也可以在其他位置上。
与实施方式1同样地,3个突出部262分别焊接到扁平形电池2的正极罐10的安装部11a和负极罐20的负极罐侧底面部21。也就是说,3个突出部262分别具有焊接部262a。
需说明的是,在图10中,符号263是连接部。
<实施方式1的变形例2>
图11显示实施方式1的变形例2所涉及的外部端子303的概略构成。如图11所示,外部端子303在外周部361的内周侧具有2个突出部362。在图11所示的情形下,2个突出部362在外周部361的周向上以180度的间隔来设置。也就是说,2个突出部362在外周部361的内周侧设置在外周部361的径向上相对的位置上。需说明的是,设置2个突出部362的位置在外周部361的周向上不限于180度的间隔,也可以设置在其他位置上。
突出部362与实施方式1的突出部62相比,向外周部361的内侧突出的长度更大。该变形例2中,突出部362相对于扁平形电池2的负极罐侧安装面25,与从构成负极罐侧安装面25的部分的中心直至外缘为止的距离中上述中心侧的约1/5处起更靠内侧的区域不重叠。同样地,突出部362相对于扁平形电池2的正极罐侧安装面15,与从构成正极罐侧安装面15的部分的中心直至外缘为止的距离中上述中心侧的约1/5处起更内侧的区域不重叠。由此,能够在负极罐侧安装面25和正极罐侧安装面15的中心的露出部分,进行能够读取的刻印等。
需说明的是,突出部362的突出方向的前端部分,与实施方式1同样地,在平面视图中为半圆形。
与实施方式1同样地,分别将2个突出部362焊接在扁平形电池2的正极罐10的安装部11a和负极罐20的负极罐侧底面部21。也就是说,2个突出部362分别具有焊接部362a。如上所述,突出部362与实施方式1的突出部62相比,向外周部361的内侧突出的长度更大,因此,与实施方式1的构成相比,突出部362上的焊接位置(焊接部362a的位置)的自由度更高。
需说明的是,在图11中,符号363是连接部。
<实施方式1的变形例3>
图12显示实施方式1的变形例3所涉及的外部端子403的概略构成。如图12所示,与变形例2同样地,外部端子403在外周部461的内周侧具有2个突出部462。在图12所示的情形下,2个突出部462也在外周部461的周向上以180度的间隔设置。也就是说,2个突出部462在外周部461的内周侧设置在外周部461的径向上相对的位置上。需说明的是,设置2个突出部462的位置在外周部461的周向上不限于180度的间隔,也可以在其他的位置上。
外周部461与变形例2的情形相比内径更大。也就是说,外周部461的内周侧与外周侧之间的距离(径向的宽度)与变形例2的情形相比更小。由此,相对于扁平形电池2的正极罐10的正极罐侧底面部11和负极罐20的负极罐侧底面部21,能够将外周部461配置在变形更小的外周侧。由此,相对于扁平形电池2的正极罐10的正极罐侧底面部11和负极罐20的负极罐侧底面部21,能够更稳定地配置外部端子403。
突出部462与实施方式1的突出部62相比,向外周部461的内侧突出的长度更大。平面视图中突出部462的突出方向的前端位置与变形例2中的突出部362的突出方向的前端位置相同。由此,突出部462的上述突出的长度比变形例2的突出部362的上述突出的长度更大。需说明的是,突出部462的突出方向的前端位置也可以与变形例2中的突出部362的突出方向的前端位置不同。此外,突出部462的上述突出的长度也可以与变形例2的突出部362的上述突出的长度相同或者比其更小。这种情形下,在负极罐侧安装面25和正极罐侧安装面15中的至少一方,能够在突出部462不在的露出部分,进行能够读取的刻印等。
需说明的是,突出部462的突出方向的前端部分与实施方式1同样地,在平面视图中为半圆形。
与实施方式1同样地,分别将2个突出部462焊接在扁平形电池2的正极罐10的安装部11a和负极罐20的负极罐侧底面部21。也就是说,2个突出部462分别具有焊接部462a。如上所述,突出部462与实施方式1的突出部62相比,向外周部461的内侧突出的长度更大,因此,与实施方式1的构成相比,在突出部462中焊接位置(焊接部462a的位置)的自由度更高。
需说明的是,在图12中,符号463是连接部。
<实施方式1的变形例4>
图13显示实施方式1的变形例4所涉及的外部端子503的概略构成。如图13所示,与变形例2、3同样地,外部端子503在外周部561的内周侧具有2个突出部562。在图13所示的情形下,2个突出部562在外周部561的周向上以180度的间隔设置。也就是说,2个突出部562在外周部561的内周侧设置在外周部561的径向上相对的位置上。需说明的是,2个突出部562的设置位置在外周部561的周向上不限于180度的间隔,也可以在其他的位置上。
外周部561在周向上,在突出部562的两侧具有切口部561a。切口部561a相对于外周部561沿着突出部562的突出方向延伸。在平面视图中,切口部561a的位于突出部562的基端侧的部分为半圆形。通过在外周部561设置这样的切口部561a,能够容易地使突出部562在外部端子503的厚度方向变形。由此,突出部562与实施方式1及其变形例的构成相比,能够更确实地沿着扁平形电池2的正极罐10的安装部11a和负极罐20的负极罐侧底面部21的变形。
需说明的是,该变形例中,与实施方式1同样地,突出部562的突出方向的前端部分在平面视图中也为半圆形。此外,能够在负极罐侧安装面25和正极罐侧安装面15的中心的露出部分进行能够读取的刻印等。
与实施方式1同样地,分别将2个突出部562焊接在扁平形电池2的正极罐10的安装部11a和负极罐20的负极罐侧底面部21。也就是说,2个突出部562分别具有焊接部562a。如上所述,外周部561中,在周向上在突出部562的两侧设置有切口部561a,因此,在使突出部562进一步沿着扁平形电池2的正极罐10的安装部11a和负极罐20的负极罐侧底面部21的变形的状态下,能够将突出部562与正极罐10的安装部11a和负极罐20的负极罐侧底面部21进行焊接。因此,能够进一步提高将外部端子503与扁平形电池2焊接时的焊接操作性。
需说明的是,在图13中,符号563是连接部。
<实施方式1的变形例5>
图14显示实施方式1的变形例5所涉及的外部端子603的概略构成。如图14所示,与变形例2至变形例4同样地,外部端子603在外周部661的内周侧具有2个突出部662。在图14所示的情形下,2个突出部662在外周部661的周向上以180度的间隔设置。也就是说,2个突出部662在外周部661的内周侧设置在外周部661的径向上相对的位置上。需说明的是,设置2个突出部662的位置在外周部661的周向上不限于180度的间隔,也可以在其他的位置上。
突出部662中,在向外周部661的内部突出的前端部分,设置有在平面视图中向外周部661的径向外侧凹陷的半圆形的切口部662b。由此,从扁平形电池2的轴线方向观察,能够使突出部662的前端部分进一步沿着中心产生最大变形的正极罐10的安装部11a和负极罐20的负极罐侧底面部21的形状。
需说明的是,该变形例中,也能够在负极罐侧安装面25和正极罐侧安装面15的中心的露出部分,进行能够读取的刻印等。
与实施方式1同样地,分别将2个突出部662焊接在扁平形电池2的正极罐10的安装部11a和负极罐20的负极罐侧底面部21。也就是说,2个突出部662分别具有焊接部662a。如上所述,突出部662中,在突出方向的前端部分设置有半圆形的切口部662b,因此,在使突出部662进一步沿着扁平形电池2的正极罐10的安装部11a和负极罐20的负极罐侧底面部21的变形的状态下,能够将突出部662与正极罐10的安装部11a和负极罐20的负极罐侧底面部21进行焊接。因此,能够进一步提高将外部端子603与扁平形电池2焊接时的焊接操作性。
需说明的是,图14中,符号663是连接部。
<实施方式1的变形例6>
图15显示实施方式1的变形例6所涉及的外部端子903的概略构成。外部端子903具有一对外周部961、971、一对突出部962、972和连接部963。
一对外周部961、971在平面视图中呈圆弧状。一对突出部962、972以将一对外周部961、971相连的方式以U字状形成在一对外周部961、971之间。也就是说,U字状的突出部962与一对外周部961、971的周向上的一个端部连接。U字状的突出部972与一对外周部961、971的周向上的另一端部连接。一对突出部962、972分别向着外周部961、971的径向内部突出。这样,通过用一对突出部962、972将一对外周部961、971和一对突出部962、972连接起来,从而整体上形成环状外部端子903。
连接部963从一对外周部961、971的周向上的一个端部向着外周部961、971的径向外侧延伸。也就是说,连接部963在一对外周部961、971的周向上的一个端部将两者相连,并且在平面视图中具有在与突出部962相反的方向上延伸的矩形状。
图15中,符号962a、972a是焊接部。
需说明的是,变形例6所涉及的外部端子903的突出部962、972和外周部961、971的功能基本上与变形例3所涉及的外部端子403相同,因而省略其详细说明。
[实施方式2]
图16显示实施方式2所涉及的带有外部端子的电池的外部端子703的概略构成。本实施方式中的外部端子703在连结部762连接到外周部761的内周侧这一点上与实施方式1的构成不同。
如图16所示,外部端子703具有外周部761、连结部762(突出部)和连接部763。外周部761和连接部763的构成与实施方式1的外部端子3的外周部61和连接部63的构成相同,因而省略其详细说明。
连结部762相对于圆环状的外周部761在径向上延伸,并且将外周部761的内周侧中相对的部分彼此连结。也就是说,本实施方式中,连结部762是以在外周部761的内周侧在径向上相对的位置上设置的一对突出部在外周部761的中心处相互连接而一体化而成的,从而将外周部761的内周侧彼此连结。
与实施方式1同样地,连结部762通过焊接安装在扁平形电池2的正极罐10的安装部11a和负极罐20的负极罐侧底面部21。也就是说,连结部762具有焊接部762a。
这里,扁平形电池2中,如实施方式1所说明的那样,在正极罐10和负极罐20之间所形成的收纳空间S内,收纳通过将大体圆板状的正极41和负极46在厚度方向上层叠而构成的电极体40。与正极41的正极集电体43一体形成的正极引线51的前端侧在厚度方向上重合的状态下通过焊接连接起来。同样地,与负极46的负极集电体48一体形成负极引线52的前端侧也在厚度方向上重合的状态下通过焊接连接起来。
因此,扁平形电池2中,作为收纳空间S的一部分,需要收纳正极引线51和负极引线52的空间。也就是说,收纳空间S不仅包括收纳正极41和负极46的空间,还包括收纳正极引线51和负极引线52的空间。
另外,在电极体40的厚度方向上,与层叠有正极41和负极46的部分相比,正极引线51和负极引线52的刚性弱。因此,在扁平形电池2的制造过程中,在卡紧正极罐10的周壁部12和负极罐20的侧壁部22时,在将电极体40向扁平形电池2的轴线方向按压的方向的力作用到正极罐10的安装部11a和负极罐20的负极罐侧底面部21的情形下,对于收纳有正极引线51和负极引线52的空间,正极罐10的安装部11a和负极罐20的负极罐侧底面部21有可能向着扁平形电池2的内部凹陷。
另一方面,化成后的扁平形电池2中,如上所述,正极罐10的安装部11a和负极罐20的负极罐侧底面部21鼓起成在从扁平形电池2的轴线方向观察的中心处变形最大。
由此,在化成后的扁平形电池2中,在正极罐10的安装部11a和负极罐20的负极罐侧底面部21有可能形成凹凸。特别地,由于正极引线51和负极引线52位于电极体40的外周侧,因而有可能在正极罐10的安装部11a和负极罐20的负极罐侧底面部21的外周侧形成如上述那样的凹陷。因此,在正极罐10的安装部11a和负极罐20的负极罐侧底面部21的外周侧,有可能形成凹凸。
与之相对,如本实施方式那样,通过以将外周部761的内周侧连结的方式设置连结部762,从而能够防止连结部762因在正极罐10的安装部11a和负极罐20的负极罐侧底面部21的外周侧所形成的凹凸而从安装部11a和负极罐侧底面部21分离。也就是说,通过本实施方式的构成,能够进一步确实地减小连结部762与正极罐10的安装部11a和负极罐20的负极罐侧底面部21之间的间隙。
因此,在外部端子703通过焊接而安装到具有由正极41和负极46层叠而成的电极体40的扁平形电池2上的构成中,能够进一步提高将外部端子703与正极罐10的安装部11a和负极罐20的负极罐侧底面部21进行焊接时的焊接操作性。
而且,如上所述,通过将连结部762设为连结外周部761的内周侧的形状,能够提高连结部762上的焊接位置(焊接部762a的位置)的自由度。
[实施方式3]
图17显示实施方式3所涉及的带有外部端子的电池的外部端子803的概略构成。本实施方式中的外部端子803的外周部861为圆弧状,并且,在外周部861的两端设置有2个突出部862,并且整体上不形成为环状,这一点上,与实施方式1的构成不同。
如图17所示,外部端子803具有外周部861、突出部862和连接部863。连接部863的构成与实施方式1的外部端子3的连接部63的构成相同,因而省略其详细说明。
外周部861在平面视图中为圆弧状。突出部862形成在外周部861的周向上的两端部,向着外周部861的径向内部突出。与实施方式1同样地,突出部862通过焊接安装在扁平形电池2的正极罐10的安装部11a和负极罐20的负极罐侧底面部21。也就是说,突出部862具有焊接部862a。
通过本实施方式的构成,能够使突出部862追随化成后的扁平形电池2中的正极罐10的安装部11a和负极罐20的负极罐侧底面部21的变形。由此,与实施方式1、2同样地,能够提高将外部端子803与扁平形电池2进行焊接时的焊接操作性。
而且,上述构成中,由于将外周部861设为圆弧状,从而外部端子803相对于扁平形电池2仅配置在一部分上。由此,能够抑制带有外部端子的电池的厚度方向上的尺寸在整个圆周上增大。
(其他实施方式)
以上对本发明的实施方式进行了说明,但上述的实施方式不过是用于实施本发明的示例。由此,本发明不限于上述的实施方式,在不脱离其宗旨的范围内,可以对上述实施方式进行适当变形来实施。
在上述各实施方式中,外部端子3、203、303、403、503、603、703、803、903通过焊接安装在扁平形电池2的正极罐10的安装部11a和负极罐20的负极罐侧底面部21的双方。然而,也可以仅在正极罐的安装部和负极罐的负极罐侧底面部中的一方,通过焊接安装外部端子。
上述各实施方式中,带有外部端子的电池1具有在扁平形电池2上通过焊接安装有外部端子3、203、303、403、503、603、703、803、903而成的构成。然而,带有外部端子的电池所使用的电池只要是具有外装罐和封口罐的电池即可,也可以是扁平形状以外的形状,例如是圆筒形、方筒形等其他形状的电池。此外,电池的电极体40不限于由正极41和负极46层叠而成的结构,也可以是将带状的正极和负极卷绕而成的卷绕体。需说明的是,在正极和负极交替位于电池的轴线方向上的电极体的情形下,由于电池的化成等上述电极体会在上述轴线方向上膨胀。因此,正极罐的正极罐侧底面部和负极罐的负极罐侧底面部易于鼓起。由此,对于外部端子通过焊接安装在具有正极和负极交替位于电池的轴线方向上的电极体的电池上而成的带有外部端子的电池,上述各实施方式的构成特别有效。
上述各实施方式中,外部端子3、203、303、403、503、603、703、803、903具有一个连接部63、263、363、463、563、663、763、863、963。然而、外部端子也可以具有2个以上的连接部。
上述各实施方式中,外部端子3、203、303、403、503、603、803、903的突出部62、262、362、462、562、662、862、962、972向着外周部61、261、361、461、561、661、861、961、971的中心延伸。然而,突出部只要向着外周部的内部延伸即可,也可以向着外周部的中心以外的方向延伸。
上述实施方式1中,从负极罐侧安装面25的法线方向观察,突出部62、262相对于负极罐侧安装面25,与从构成负极罐侧安装面25的部分的中心直至外缘为止的距离中上述中心侧的1/3处起更靠内侧的区域不重叠。此外,从负极罐侧安装面25的法线方向观察,突出部362、462、562、662、962、972相对于负极罐侧安装面25,与从构成负极罐侧安装面25的部分的中心直至外缘为止的距离中上述中心侧的约1/5处起更靠内侧的区域不重叠。同样地,从正极罐侧安装面15的法线方向观察,突出部62、262相对于正极罐侧安装面15,与从构成正极罐侧安装面15的部分的中心直至外缘为止的距离中上述中心侧的1/3处起更靠内侧的区域不重叠。此外,从正极罐侧安装面15的法线方向观察,突出部362、462、562、662、962、972相对于正极罐侧安装面15,与从构成正极罐侧安装面15的部分的中心直至外缘为止的距离中上述中心侧的约1/5处起更靠内侧的区域不重叠。
然而,从安装有外部端子的安装面的法线方向观察,突出部相对于负极罐侧安装面和正极罐侧安装面中的至少一方,可以与从构成上述安装面的部分的中心直至外缘为止的距离中上述中心侧的1/3处起更靠内侧的区域重叠。此外,从安装有外部端子的安装面的法线方向观察,突出部相对于负极罐侧安装面和正极罐侧安装面中的至少一方,可以与从构成上述安装面的部分的中心直至外缘为止的距离中上述中心侧的约1/5处起更靠内侧的区域重叠。
上述实施方式2中,连结部762将在外周部761的径向上相对的部分连结起来。然而,连结部762只要将外周部761的内周侧彼此连结即可,也可以将外周部761的径向上相对的部分以外的部分连结起来。
上述实施方式1、2中,外周部61、261、361、461、561、661、761是圆环状。然而,外周部也可以如上述实施方式1的变形例6和上述实施方式3那样呈圆弧状,也可以是圆弧状以外的形状。也就是说,外周部只要以沿着负极罐20的负极罐侧安装面25的外形的方式形成即可。此外,外周部还可以以沿着正极罐10的安装部11a的外形的方式形成。需说明的是,实施方式1、2的各构成中,外周部优选以在平面视图中相对的方式设置。
上述实施方式1中,对于外部端子3具有4个突出部62的构成进行了说明,但外部端子也可以具有5个以上的突出部。此外,外部端子还可以具有1个突出部。进而,还可以将变形例2至6的构成应用于具有3个以上突出部的外部端子中。
上述各实施方式中,正极41包括含有钴酸锂等正极活性物质的正极活性物质层,负极46包括含有石墨等负极活性物质的负极活性物质层47。然而,正极和负极的构成也可以是上述以外的构成。
上述各实施方式中,将正极罐10作为外装罐,负极罐20作为封口罐,还可以相反地,将正极罐作为封口罐,负极罐作为外装罐。
上述各实施方式中,扁平形电池2是二次电池,但也可以是一次电池。
上述各实施方式中,外部端子3、103、203、303、403、503、603、703、803、903和扁平形电池2通过激光焊接来进行焊接。然而,外部端子与扁平形电池还可以通过激光焊接以外的焊接方法来进行焊接。
实施例
<正极的制作>
分别使用LiCoO2作为正极活性物质、炭黑作为导电助剂、PVDF作为粘合剂来制作正极。将LiCoO2:93质量份、炭黑:3质量份以及PVDF:4质量份与N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混合来调制含有正极合剂的糊剂。接着,将所得的含有正极合剂的糊剂涂布到厚度为15μm的由铝箔形成的正极集电体的两面。需说明的是,在涂布含有正极合剂的糊剂时以如下方式进行,涂布部与未涂布部的位置每隔5cm交替设置,并且,在表面为涂布部的部位,其所对应的背面也为涂布部。进而,将涂布后的含有正极合剂的糊剂干燥,形成正极活性物质层。在将正极活性物质层和正极集电体进行辊压后,切断为预定大小,得到正极片。需说明的是,该正极片的宽度为40mm,形成有正极活性物质层的部位的厚度为140μm。
将上述正极片以使形成有正极活性物质层的部位成为正极主体部(圆弧部分的直径(最大直径):6.2mm),并且,使未形成正极活性物质层而仅有正极集电体的部位成为正极引线的方式冲压成图5所示的形状,从而得到正极。
<将正极收纳于袋状的隔膜中>
在上述正极的两面上配置图18所示形状的PE制微多孔膜(厚度16μm),通过加热加压(温度170℃、加压时间2秒)将该PE制微多孔膜的周围重叠的部分热熔接。由此,形成收纳了上述正极的由上述PE制微多孔膜形成的袋状的隔膜。需说明的是,上述隔膜中的热熔接的宽度设为0.25mm,上述隔膜中的圆弧部分的直径(最大直径)设为7.2mm。
<负极的制作>
分别使用石墨作为负极活性物质、PVDF作为粘合剂来制作负极。将上述石墨:94质量份和PVDF:6质量份与NMP混合,调制含有负极合剂的糊剂。接着,将得到的含有负极合剂的糊剂涂布于厚度10μm的由铜箔形成的负极集电体的单面或者两面上。需说明的是,涂布含有负极合剂的糊剂时,以如下方式进行,涂布部与未涂布部的位置每隔5cm交替设置,并且,在负极集电体的两面涂布上述含有负极合剂的糊剂时,在表面为涂布部的部位,其所对应的背面也为涂布部。进而,将涂布后的含有负极合剂的糊剂干燥,形成负极活性物质层。在将负极活性物质层和负极集电体进行辊压后,切断为预定大小,得到负极片。需说明的是,该负极片的宽度设为40mm,对于在负极集电体的两面形成有上述负极活性物质层的部分,将形成有负极活性物质层的部位的厚度设为190μm;对于仅在负极集电体的单面形成有上述负极活性物质层的部分,将形成有负极活性物质层的部位的厚度设为100μm。
通过将上述负极片以使形成有负极活性物质层的部位成为负极主体部(圆弧部分的直径(最大直径)为7.2mm),并且使未形成负极活性物质层而仅有负极集电体的部位成为负极引线的方式冲压成图6所示的形状,从而得到在集电体的单面具有负极活性物质层的负极和在双面具有负极活性物质层的负极。
<电池的组装>
准备收纳在上述袋状隔膜的正极9片、在负极集电体的两面形成有负极活性物质层的负极8片、以及在负极集电体的单面形成有负极活性物质层的负极2片(其中1片是在负极集电体的露出面粘贴有PET膜的负极),通过以在负极集电体的单面形成有负极活性物质层的负极位于最外部的方式将这些电极层叠,从而制作电极体。
图18显示正极41、负极46和隔膜44层叠而成的电极体。图18中,将配置于隔膜44下方的正极41用虚线表示,将配置于更下方的负极46的负极引线52用点划线表示,将用于抑制电极体的各构成要素的位置偏移的约束带9用双点划线表示。此外,图18所示的正极41在电极体中,隔着在厚度方向上夹着正极41并一体化了的一对隔膜44中的一个而与负极46层叠。需说明的是,图18中虽然没有特别图示,但将负极配置在隔膜44的下方(图18中的纸面里侧)。
对于图18所示的隔膜44,在其厚度方向夹着正极41(图中用虚线表示)并被配置在下方的另一隔膜44上,具有在周缘部进行了熔接的接合部44c(图中用格子图案来表示)。也就是说,在厚度方向夹着正极41而配置的一对隔膜44在周缘部相互熔接而成为袋状,其内部收纳正极41,从而使正极41与隔膜44一体化。
需说明的是,图18所示的隔膜44具有:覆盖正极41的正极主体部41a整面的主体部44a(也就是说,平面视图中的面积与正极41的正极主体部41a相比更大的主体部44a)、以及伸出部44b,该伸出部44b从主体部44a突出并覆盖正极41的正极引线51中的与正极主体部41a的边界部。而且,在隔膜44的主体部44a和伸出部44b的周缘部中的至少一部分上,设置有将配置在正极41的两面的一对隔膜44彼此相互熔接的接合部44c。此外,在主体部44a的周缘部的一部分上,设置有隔膜44彼此未熔接的非熔接部44d。
接下来,以粘贴有上述PET膜的负极位于负极罐的开口侧的方式,将上述电极体收纳到安装有垫片的负极罐内。然后,将各负极的引线汇集并焊接,将上述引线折回到上述负极的PET膜上。在其上载置绝缘材料(厚度0.1mm的PET膜),并且将各正极的引线汇集并焊接,将上述正极引线折回到上述绝缘材料上。
接着,在负极罐内注入非水电解液(以1.2mol/l的浓度将LiPF6溶解到碳酸亚乙酯与碳酸甲乙酯的体积比为1:2的混合溶剂中而得到的溶液),盖上正极罐后,卡紧正极罐的周围,得到直径9mm、厚度3.7mm的扁平形非水二次电池。
作为所制作的电池的化成处理,进行以0.1C的电流值恒流充电至电压为4.2V以及4.2V的恒压充电,并且进行以0.1C的电流值放电至电压3V。
由于通过上述化成处理电池产生鼓起,在电池的中心部厚度增加了约0.2mm。
[实施例1]
对于100个上述化成处理后的电池,通过在它们的正极罐侧底面部和负极罐侧底面部分别焊接图16所示的形状的外部端子,从而制作带有外部端子的电池。
需说明的是,上述外部端子由表面镀Ni的SUS304构成。上述外部端子的厚度为0.1mm,外周部761的外径为8.5mm,宽度(外径与内径之差的1/2)为1mm,连结部762的宽度为2mm。此外,从上述外部端子的安装面(正极罐侧底面部和负极罐侧底面部)的法线方向观察,连结部762中以使电池的中心位于其间的方式设置的2处焊接部762a的间隔为3mm,如此将上述外部端子焊接到电池上。
需说明的是,为了容易产生外周部761的变形,外周部761的宽度优选设为2mm以下,更优选设为1.5mm以下。另一方面,为了保持上述外部端子的强度,外周部761的宽度优选设为0.5mm以上。
在将上述外部端子焊接到电池上时,在对上述外部端子的外周部761进行按压的状态下通过激光进行焊接。这时,由于连结部76随着产生了鼓起的电池的外形而变形,因而能够良好地进行焊接。此外,还能够充分确保焊接部762a的强度。
[比较例1]
使用图19所示的形状的外部端子1003,与实施例1同样地操作制作带有外部端子的电池。外部端子1003具有在平面视图中为矩形状的矩形部1062和连接部1063。矩形部1062具有焊接到电池的安装面上的2个焊接部1062a。
需说明的是,形成有外部端子1003的焊接部1062a的矩形部1062具有约6mm×4mm的大小。以使2个焊接部1062a的间隔为3mm的方式将外部端子1003焊接到电池上。
在将外部端子1003焊接到电池上时,一边在外部端子1003的焊接部1062a的附近按压外部端子1003一边进行焊接。在焊接外部端子1003和电池时,由于在外部端子1003的矩形部1062与电池之间产生间隙,半数以上的带有外部端子的电池产生焊接不良。由此,在带有外部端子的电池使用外部端子1003时,不能充分确保焊接部1062a的强度。
产业上的利用可能性
根据本发明的带有外部端子的电池能够用于通过焊接将外部端子安装到电池上的构成。
符号说明
1:带有外部端子的电池,
2:扁平形电池(电池),
3、103、203、303、403、503、603、703、803、903、1003:外部端子,
10:正极罐(外装罐),
11:正极罐侧底面部,
11a:安装部,
11b:阶梯部,
12:周壁部,
13:开口端部,
15:正极罐侧安装面(安装面),
20:负极罐(封口罐),
21:负极罐侧底面部,
22:侧壁部,
25:负极罐侧安装面(安装面),
40:电极体(发电构件),
41:正极,
41a:正极主体部,
42:正极活性物质层,
43:正极集电体,
44:隔膜,
46:负极,
46a:负极主体部,
47:负极活性物质层,
48:负极集电体,
49:绝缘片,
51:正极引线,
52:负极引线,
61、261、361、461、561、661、761、861、961、971:外周部,
62、262、362、462、562、662、862、962、972:突出部,
62a、262a、362a、462a、562a、662a、762a、862a、962a、972a、1062a:焊接部,
63、263、363、463、563、663、763、863、963、1063:连接部,
561a:切口部,
662b:切口部,
762:连结部,
1062:矩形部。
Claims (11)
1.一种带有外部端子的电池,其是通过焊接将外部端子安装到电池上的带有外部端子的电池,
所述电池具有:
外装罐,其具有正极罐侧底面部和在轴线方向上延伸的周壁部,并在所述轴线方向上,在与所述正极罐侧底面部相反的一侧具有开口;
封口罐,其具有负极罐侧底面部;以及
发电构件,其配置在以所述封口罐覆盖所述外装罐的所述开口的方式将所述外装罐的所述周壁部与所述封口罐连接的状态下在所述外装罐和所述封口罐的内部所形成的收纳空间内,
所述电池的所述正极罐侧底面部和所述负极罐侧底面部中的至少一方具有通过焊接安装所述外部端子的安装面,
所述外部端子具有:
外周部,其以如下方式形成,从所述安装面的法线方向观察,相对于所述安装面,与从构成所述安装面的部分的中心直至外缘为止的距离的1/2处起更靠外侧的区域相重叠且与从所述距离的1/2处起更靠内侧的区域不重叠;
至少一个突出部,从所述安装面的法线方向观察,其以从所述外周部向着所述电池的内部突出的方式形成;以及
至少一个连接部,从所述安装面的法线方向观察,其以从所述外周部向着所述电池的外部突出的方式形成,并将所述电池与设备电连接,
所述突出部具有焊接至所述电池的所述安装面的焊接部。
2.如权利要求1所述的带有外部端子的电池,其中,
所述外部端子具有多个所述突出部。
3.如权利要求2所述的带有外部端子的电池,其中,
从所述安装面的法线方向观察,所述多个突出部以从所述外周部向着所述电池的中心延伸的方式形成。
4.如权利要求2或3所述的带有外部端子的电池,其中,
从所述安装面的法线方向观察,所述多个突出部相对于所述安装面,与从构成所述安装面的部分的中心直至外缘为止的距离中所述中心侧的1/3处起更靠内侧的区域不重叠。
5.如权利要求2或3所述的带有外部端子的电池,其中,
从所述安装面的法线方向观察,所述多个突出部中的至少一对突出部形成在夹着所述安装面的中心而相对的位置上。
6.如权利要求5所述的带有外部端子的电池,其中,
从所述安装面的法线方向观察,所述一对突出部以在所述安装面的中心相互连接的方式形成。
7.如权利要求1所述的带有外部端子的电池,其中,
所述外部端子的外周部以沿着构成所述安装面的部分的外形的至少一部分的方式形成。
8.如权利要求7所述的带有外部端子的电池,其中,
从所述安装面的法线方向观察,所述外部端子的外周部形成为圆弧状或者圆环状。
9.如权利要求1至8中任一项所述的带有外部端子的电池,其中,
所述电池是与所述轴线方向正交的方向上的尺寸与所述轴线方向的尺寸相比更大的扁平形状。
10.如权利要求1至9中任一项所述的带有外部端子的电池,其中,所述电池是二次电池。
11.如权利要求1至10中任一项所述的带有外部端子的电池,其中,所述焊接部通过激光焊接而形成。
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