CN117157822A - 二次电池 - Google Patents

二次电池 Download PDF

Info

Publication number
CN117157822A
CN117157822A CN202180097122.5A CN202180097122A CN117157822A CN 117157822 A CN117157822 A CN 117157822A CN 202180097122 A CN202180097122 A CN 202180097122A CN 117157822 A CN117157822 A CN 117157822A
Authority
CN
China
Prior art keywords
base
positive electrode
external terminal
negative electrode
secondary battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180097122.5A
Other languages
English (en)
Inventor
铃木隆幸
增田洋昭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vehicle Energy Japan Inc
Original Assignee
Vehicle Energy Japan Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vehicle Energy Japan Inc filed Critical Vehicle Energy Japan Inc
Publication of CN117157822A publication Critical patent/CN117157822A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/15—Lids or covers characterised by their shape for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/172—Arrangements of electric connectors penetrating the casing
    • H01M50/174—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
    • H01M50/176—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/538—Connection of several leads or tabs of wound or folded electrode stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/55—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553—Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

本发明为一种二次电池，其将进行充放电的蓄电要素收纳于封装体中，其具有：成封装体的箱体及盖，所述箱体的一面侧敞开，所述盖将该箱体的一面侧闭塞；外部端子，其以至少一部分从盖露出至外部的方式安装于盖；以及集电体，其将蓄电要素及外部端子间加以电连接，集电体具有：第1延伸部，其与蓄电要素电连接；以及板状的第2基部，其沿盖配置，与外部端子电连接，基部具备：第1基部构成部，其形成该基部的长边方向的一端侧，是从第1延伸部连续的部位；以及第2基部构成部，其形成该基部的长边方向的另一端侧，与外部端子连接，第2基部构成部的板厚形成得比第1基部构成部的板厚薄。

Description

二次电池
技术领域
本发明涉及一种二次电池，例如适合运用于锂离子二次电池。
背景技术
近年来开发有用于电动汽车(EV：Electric Vehicle)、混合动力汽车(HybridVehicle)等的动力源的大容量的二次电池，其中，能量密度高的锂离子二次电池受到关注。并且，对于汽车用的锂离子二次电池，出于重视近年来日益提高的环境性能的观点，在寻求更高的能量密度的同时也在寻求更高的安全性。
锂离子二次电池通常具备正极及负极和用于将正极及负极电绝缘的分隔片，具有隔着分隔片将正极及负极层叠在一起的基本构成。正极及负极中，通常会在带状的金属箔的表面涂布包含能够嵌入、脱嵌锂离子的活性物质的浆料，由此来形成活性物质层。这些正极及负极以及分隔片例如被成型为以相互叠合的状态加以卷绕的电极组，并且装入罐或层压封装体内而以浸渍于电解液中的状态加以封装。
作为本技术领域的背景技术，有专利文献1。该专利文献1中揭示有以下内容：在将收纳于二次电池的方形封装体中的蓄电体即卷绕电极体的正极与二次电池的正极端子之间加以连接的正极集电板的基部设置有薄壁部，在将正极端子的顶端***薄壁部上设置的通孔后加以敛合而将正极端子固定于正极集电板。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2016-189246号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1揭示的这样的二次电池中，由于仅将与正极端子的连接部薄壁化，所以存在正极集电板的体积及重量过大、难以实现方形二次电池的小型轻量化的问题。此外，在像专利文献1揭示的那样将端子敛合固定部的基部的整个周围的集电板增厚的情况下，还有无法获得发热抑制的效果这一问题。
本发明是考虑到以上问题而成，欲提出一种在小型轻量化的同时还能进行发热抑制的二次电池。
解决问题的技术手段
解决这样的问题的本发明为一种二次电池，其将进行充放电的蓄电要素收纳于封装体中，其具有：构成所述封装体的箱体及盖，所述箱体的一面侧敞开，所述盖将该箱体的所述一面侧闭塞；外部端子，其以至少一部分从所述盖露出至外部的方式安装于所述盖；以及集电体，其将所述蓄电要素及所述外部端子间加以电连接，所述集电体具有：第1延伸部，其与所述蓄电要素电连接；以及板状的第2基部，其沿所述盖配置，与所述外部端子电连接，所述基部具备：第1基部构成部，它是从所述第1延伸部连续的部位；以及第2基部构成部，其与所述外部端子连接，所述第2基部构成部的板厚形成得比所述第1基部构成部的板厚薄。
根据本发明的二次电池，能够抑制从集电体去往外部端子的电流路径的电阻增大，从而能抑制集电体的发热。此外，由于集电体的第2基部构成部的板厚形成得比第1基部构成部的板厚薄，所以能使集电体轻量化。
发明的效果
根据本发明，可以实现一种在小型轻量化的同时还能进行发热抑制的二次电池。
附图说明
图1为表示第1实施方式～第4实施方式的二次电池的构成的立体图。
图2为表示图1的二次电池的内部构成的分解立体图。
图3为表示蓄电要素的构成的分解立体图。
图4为表示第1实施方式的正极集电板的构成的截面图。
图5为表示第1实施方式的正极集电板的构成的截面图。
图6为表示第1实施方式的正极集电板中的电流的流通的情形的示意图。
图7为表示第2实施方式的正极集电板的构成的截面图。
图8为表示第2实施方式的正极集电板的构成的截面图。
图9为以省略线的方式表示第3实施方式的正极集电板的构成的截面图。
图10为以省略线的方式表示第4实施方式的正极集电板的构成的截面图。
具体实施方式
下面，针对附图来详细叙述本发明的一实施方式。
(1)第1实施方式
(1-1)本实施方式的二次电池的构成
图1及图2中，1在整体上表示本实施方式的二次电池。该二次电池例如是作为电力源而搭载于电动汽车、混合动力汽车中的扁平方形的锂离子二次电池。
另外，下文中，有时会使用以二次电池的宽度方向为x方向、以厚度方向为y方向、以高度方向为z方向的xyz正交坐标系来说明二次电池1的各部的构成。此外，以下的说明中的上下左右的方向是用于根据附图来说明二次电池1的各部的构成的方便的方向，并不限定于铅垂方向和水平方向。
二次电池1是具备电池容器2而构成，所述电池容器2形成密封容器，收纳后文叙述的蓄电要素5。电池容器2例如为具有扁平的矩形箱状的形状的金属制容器。电池容器2具有沿着宽度方向(x方向)的一对宽侧面3A、沿着厚度方向(y方向)的一对窄侧面3B、以及细长的长方形的上表面3C及底面3D。这些宽侧面3A、窄侧面3B、上表面3C及底面3D当中，宽侧面3A具有最大的面积。
电池容器2例如由电池罐3和电池盖4构成，所述电池罐3是高度方向(z方向)的一面侧敞开的扁平方形的箱体，所述电池盖4将电池罐3的开口部3E闭塞，为长方形板状。电池罐3及电池盖4例如由铝合金等金属材料构成，是通过深拉加工或冲压加工而形成。
电池罐3将进行蓄电的蓄电要素5经由开口部3E装到电池罐3的内部后，通过激光焊接等而跨及开口部3E的整周来接合电池盖4的周围，由此使得开口部3E被电池盖4密封。
电池盖4上，在二次电池1的宽度方向(x方向)即长边方向的两端部穿设有供后文叙述的正极外部端子7和负极外部端子8的一部分插通的通孔4A，而且在长边方向的中央部形成有气体排出阀4B。气体排出阀4B例如是对电池盖4的一部分进行冲压加工而薄壁化并且形成有狭缝的部分，与电池盖4一体地形成。在电池容器2的内压上升到规定压力时，气体排出阀4B破裂而将电池容器2内的气体排出至容器外部，由此，电池容器2的内压得以降低，从而确保二次电池1的安全性。
此外，电池盖4上，例如在通孔与气体排出阀之间穿设有注液孔4C。注液孔4C是用于向电池盖4的内部注入电解液的孔，在注入电解液后例如通过激光焊接等来接合注液塞6而加以密封。作为被注入电池容器2的电解液，例如可以使用在碳酸乙二酯等碳酸酯系有机溶剂中溶解六氟磷酸锂(LiPF6)等锂盐得到的非水电解液。
另外，电池盖4上固定有正极外部端子7及负极外部端子8。这些正极外部端子7及负极外部端子8在电池盖4的外表面(电池容器2的上表面3C)的长边方向上隔开配设，经由电池盖4在电池容器2的内部分别与对应的正极集电板11或负极集电板12电连接及物理连接。正极外部端子7例如由铝或铝合金构成，负极外部端子8例如由铜或铜合金构成。
正极外部端子7及负极外部端子8具有分别连接于例如母线的接合部7A、8A和分别连接于正极集电板11或负极集电板12的连接部7B、8B。接合部7A、8A形成为大致长方体形状，隔着由绝缘构件构成的垫圈9、10固定于电池盖4的外表面。此外，连接部7B、8B是从与电池盖4相向的接合部7A、8A的底面侧沿贯通电池盖4的方向延伸的圆柱状或圆筒状的部分，与接合部7A、8A一体形成。
如图2所示，正极集电板11及负极集电板12分别为弯折成规定形状的板状构件，连接于蓄电要素5。正极集电板11将正极外部端子7与整个蓄电要素5的正极电极即后文叙述的正极电极层叠部5A之间加以连接，负极集电板12将负极外部端子8与整个蓄电要素5的负极电极即后文叙述的负极电极层叠部5B之间加以连接。正极集电板11例如由铝或铝合金构成，负极集电板12例如由铜或铜合金构成。
正极集电板11及负极集电板12是分别以位置沿着电池盖4的方式加以弯折形成，由连接于对应的正极外部端子7或负极外部端子8的基部11A、12A和沿着电池罐3的宽侧面3A朝底面3D方向伸出的延伸部11B、12B构成。延伸部11B、12B的接合部11BA、12BA分别通过超声波接合等而接合于将蓄电要素5的正极箔露出部23B(图3)加以卷绕并扁平地加以层叠而成的正极电极层叠部5A和蓄电要素5的负极电极。
图3展示将蓄电要素5的一部分展开后的状态。蓄电要素5是将分别形成为带状的第1分隔片20、负极电极21、第2分隔片22以及正极电极23依序叠合并以将正极电极23作为内侧的方式将它们加以卷绕，由此形成为扁平状。在该情况下，第1分隔片20及第2分隔片22由绝缘材料形成，由此，负极电极21及正极电极23以绝缘的状态加以卷绕。
负极电极21是具备负极合剂层21A和负极箔露出部21B而构成，所述负极合剂层21A是通过在作为负极集电体的负极金属箔的两面涂布负极活性物质(负极合剂)而形成，所述负极箔露出部21B设置于负极金属箔的宽度方向(x方向)的一端侧，未涂布负极合剂。
负极金属箔例如由具有10μm左右的厚度的铜箔构成。此外，负极合剂层21A是将浆料状的负极合剂涂布于负极金属箔、使涂布的负极合剂干燥并进行压制而以70μm左右的厚度来形成。负极电极21是通过酌情裁剪形成有负极合剂层21A的负极金属箔来加以制造。
作为负极合剂的浆料，例如可以使用对作为负极合剂的100重量份的非晶碳粉末添加作为黏合剂的10重量份的聚偏二氟乙烯(PVDF)、进而添加N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为分散溶剂并加以混练得到的浆料。
另外，负极合剂层21A中包含的负极活性物质不限定于上述非晶碳。例如，可以使用能够嵌入、脱嵌锂离子的天然石墨、人造的各种石墨材料、焦炭等碳质材料、Si或Sn等的化合物(例如SiO、TiSi2等)、或者它们的复合材料来作为负极活性物质。此外，负极活性物质的颗粒形状无特别限制，例如可为鳞状、球状、纤维状或者块状等。
另一方面，正极电极23是具备正极合剂层23A和正极箔露出部23B而构成，所述正极合剂层23A是通过在作为正极集电体的正极金属箔的两面涂布正极活性物质(正极合剂)而形成，所述正极箔露出部23B设置于正极金属箔的宽度方向(x方向)的另一端侧，未涂布正极合剂。
正极金属箔例如由具有20μm左右的厚度的铝箔构成。此外，正极合剂层23A是涂布浆料状的正极合剂、使涂布的正极合剂干燥并进行压制而以90μm左右的厚度来形成。正极电极23是通过酌情裁剪形成有正极合剂层23A的正极金属箔来加以制造。
作为正极合剂的浆料，例如可以使用对作为正极合剂的100重量份的锰酸锂(LiMn2O4)添加作为导电材料的10重量份的鳞状石墨和作为黏合剂的10重量份的PVDF、进而添加NMP作为分散溶剂并加以混练得到的浆料。
另外，正极合剂层23A中包含的正极活性物质不限定于上述锰酸锂。例如，可以使用具有尖晶石晶体结构的其他的锰酸锂、一部分被金属元素置换或者掺杂金属元素得到的锂锰复合氧化物来作为正极活性物质。此外，也可使用具有层状晶体结构的钴酸锂或钛酸锂、一部分被金属元素置换或者掺杂金属元素得到的锂-金属复合氧化物来作为正极活性物质。
此外，用于负极合剂及正极合剂的黏合剂不限定于PVDF。作为黏合剂，例如可以使用聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丁二烯、丁基橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、聚硫橡胶、硝化纤维素、氰乙基纤维素、各种乳胶、丙烯腈、氟乙烯、偏二氟乙烯、氟丙烯、氟氯丁二烯或者丙烯酸系树脂等聚合物或者它们的混合物等。
虽然省略了图示，但蓄电要素5也可具有用于使第1分隔片20、负极电极21、第2分隔片22以及正极电极23层叠而加以卷绕的轴芯。作为轴芯，例如可以使用将弯曲刚性比正极金属箔及负极金属箔以及第1分隔片20及第2分隔片22高的树脂片卷绕而成的轴芯。此外，蓄电要素5构成为在卷绕轴24方向(x方向)上负极合剂层21A的尺寸比正极合剂层23A的尺寸大、正极合剂层23A必然夹在负极合剂层21A之间。
在蓄电要素5中，正极电极23的正极箔露出部23B以及负极电极21的负极箔露出部21B分别像图3所示那样在卷绕轴24方向(x方向)的一端侧和另一端侧加以卷绕、层叠。此外，正极箔露出部23B及负极箔露出部21B分别像图2所示那样扁平地加以捆束，例如通过超声波接合或电阻接合而接合于对应的正极集电板11或负极集电板12的延伸部11B、12B的接合部11BA、12BA。
另外，在卷绕轴24方向(x方向)上，第1分隔片20及第2分隔片22的尺寸比负极电极21的负极合剂层21A的尺寸大。然而，第1分隔片20及第2分隔片22的端部相较于正极电极23的正极箔露出部23B和负极电极21的负极箔露出部21B的端部而言配置于卷绕轴24方向(x方向)上的蓄电要素5的内侧的位置。因此，在将正极电极23的正极箔露出部23B以及负极电极21的负极箔露出部21B分别加以捆束并分别接合于正极集电板11的延伸部11B的接合部11BA和负极集电板12的延伸部12B的接合部12BA时，第1分隔片20及第2分隔片22不会成为阻碍。
正极集电板11的基部11A、负极集电板12的基部12A分别隔着板状的绝缘构件13、14固定于电池盖4，连接于对应的正极外部端子7或负极外部端子8。更详细而言，正极外部端子7的连接部7B和负极外部端子8的连接部8B例如插通于垫圈9、10的通孔9A、10A、电池盖4的通孔4A、绝缘构件13、14的通孔13A、14A、以及对应的正极集电板11或负极集电板12的基部11A、12A的通孔11AA、12AA，并且在正极集电板11和负极集电板12的基部11A、12A的下表面以使顶端扩径的方式作塑性变形而加以敛合。由此，正极外部端子7及正极集电板11间和负极外部端子8及负极集电板12间分别相互电连接，而且正极外部端子7及正极集电板11和负极外部端子8及负极集电板12分别隔着垫圈9、10和绝缘构件13、14而以电绝缘的状态固定于电池盖4。
此外，正极集电板11的延伸部11B的接合部11BA、负极集电板12的延伸部12B的接合部12BA分别与蓄电要素5的正极箔露出部23B层叠而成的正极电极层叠部5A、负极箔露出部21B层叠而成的负极电极层叠部5B接合，由此，构成蓄电要素5的正极电极23及负极电极21分别经由对应的正极集电板11或负极集电板12与对应的正极外部端子7或负极外部端子8电连接。垫圈9、10及绝缘构件13、14的原材料例如为聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯硫醚、全氟烷氧基氟树脂等具有电绝缘性的树脂。
蓄电要素5分别接合于正极集电板11及负极集电板12，以经由对应的正极集电板11或负极集电板12而固定于电池盖4的状态被具有电绝缘性的树脂制绝缘罩15(图2)被覆，并且从电池罐3的开口部3E装入电池罐3的内部。绝缘罩15例如是组装以聚丙烯等合成树脂为原材料的一张片材或多个膜构件来加以制作。绝缘罩15具有能将接合有正极集电板11及负极集电板12的蓄电要素5的大致整体与这些正极集电板11及负极集电板12一体地加以被覆的尺寸及形状。
如图2及图3所示，蓄电要素5卷绕成扁平状，具有设置于电池容器2的高度方向(z方向)的两端部的半圆筒状的弯曲部5C和这些弯曲部5C之间的平坦的平坦部5D。蓄电要素5以如下方式收纳至电池罐3内，即，以卷绕轴24方向沿着本二次电池1的宽度方向(x方向)的方式从一弯曲部5C装入电池罐3内，另一弯曲部5C与电池盖4相向。其后，像上述那样跨及电池罐3的开口部3E的整周而接合电池盖4来构成电池容器2，经由注液孔4C向电池容器2内部注入电解液，将注液塞6接合于注液孔4C，由此将电池容器2密封。
通过以上构成，二次电池1可以通过分别经由正极外部端子7及正极集电板11和负极外部端子8及负极集电板12对蓄电要素5的正极电极23及负极电极21供给电力而对蓄电要素5进行充电，或者从蓄电要素5的正极电极23及负极电极21经由正极集电板11及正极外部端子7和负极集电板12及负极外部端子8对外部输出电力。
(1-2)集电板的详细构成
接着，对本二次电池1中的正极集电板11的详细构成进行说明。另外，负极集电板12也具有与正极集电板11同样的构成，正极集电板11及正极外部端子7间的关系与负极集电板12及负极外部端子8间的关系相同，所以省略负极集电板12的说明。
图4及图5展示本二次电池1的正极集电板11及正极外部端子7已连接的状态。具体而言，图4展示正极集电板11上连接有正极外部端子7的状态下的正极集电板11及正极外部端子7的与xz平面平行的平面内的截面，图5展示这样的状态下的正极集电板11及正极外部端子7的与yz平面平行的平面内的截面。
如上所述，正极集电板11由基部11A和延伸部11B构成，所述基部11A是以与电池盖4平行地相向的方式弯折形成，所述延伸部11B沿电池罐3的宽侧面3A朝底面3D的方向伸出。
正极集电板11的基部11A由第1基部构成部C1、第2基部构成部C2以及第3基部构成部C3构成，所述第1基部构成部C1构成基部11A的长边方向的一端侧，是从延伸部11B连续的部位，所述第2基部构成部C2构成基部11A的长边方向的另一端侧，供正极外部端子7连接，所述第3基部构成部C3是第1基部构成部C1及第2基部构成部C2间的基部11A的构成部位。
并且，本实施方式的正极集电板11的特征在于，第1基部构成部C1的板厚(第1基部构成部C1的z方向的厚度)与延伸部11B的板厚相同，相对于此，第2基部构成部C2通过冲压加工或切削加工等而在从第1基部构成部C1去往第2基部构成部C2的方向(也就是正极集电板11的基部11A的长边方向)的整个区域内形成得比第1基部构成部C1薄(薄壁化)。
具体而言，第2基部构成部C2以与蓄电要素5相向的相向面(下表面)相较于第1基部构成部C1上的与蓄电要素5相向的相向面(下表面)而言位于离开蓄电要素5的方向上的方式作了薄壁化。因此，第3基部构成部C3的下表面侧形成为从第1基部构成部C1朝第2基部构成部C2倾斜的楔形状。
如此，在本实施方式的二次电池1中，通过使正极集电板11的整个第2基部构成部C2比第1基部构成部C2薄，能相应地减少电池容器2的内部容量，由此，相较于以往而言能够小型化。
此外，在通过冲压加工使第2基部构成部C2薄壁化的情况下，第2基部构成部C2会朝与冲压方向垂直的方向延伸，所以须将多余部分切掉。于是，通过像这样将多余部分切掉，能使正极集电板11甚至整个二次电池1轻量化。此外，在通过切削加工使第2基部构成部C2成型的情况下，当然也能使正极集电板11甚至整个二次电池1轻量化。
图6以箭头来示意性地展示在正极集电板11及正极外部端子7间流通的电流的情形。在负极集电板12及负极外部端子8间流通的电流的方向与该图6相反，但电流路径相同。
在本实施方式的二次电池1中，在正极集电板11的基部11A中第2基部构成部C2比第1基部构成部C1薄，所以相应地，与将第2基部构成部C2设为与第1基部构成部C1相同的厚度的情况相比，从正极外部端子7的敛合部7BA流至正极外部端子7的电流路径缩短。结果，能够抑制从正极集电板11去往正极外部端子7的电流路径的电阻增大，从而还能抑制正极集电板11的发热。
实际上，根据模拟能够确认，通过对第2基部构成部C2的厚度进行如下设定，即将第1基部构成部C1的板厚与第2基部构成部C2的板厚的比设为5：2以上且5：3以下，发热抑制效果会提高。
因而，根据本实施方式，能有效地减少二次电池1的正极集电板11和负极集电板12的体积及重量，因此可以实现相较于以往而言能够小型轻量化而且还抑制发热而对于大电流的充放电也能承受的二次电池。
此外，在本实施方式的情况下，正极集电体11的基部11A中的第2基部构成部C2形成得比负极集电板12的基部12A中的第2基部构成部C2厚。其原因在于，正极集电板11的材料即铝或铝合金的电阻率比负极集电板12的材料即铜或铜合金的电阻率高，所以，通过将正极集电板11的基部11A中的第2基部构成部C2形成得比负极集电板12的基部12A中的第2基部构成部C2厚来降低正极集电板11的第2基部构成部C1的电阻值。
由此，根据本二次电池1，能进一步抑制正极集电板11的基部11A处的发热，如此一来，能够实现对于更大电流的充放电也能承受的二次电池。
(2)第2实施方式
对与图4的对应部分标注有同一符号的图7及图8展示代替针对图4及图5而于上文中叙述过的第1实施方式的正极集电板11而运用于针对图1～图3而于上文中叙述过的二次电池1中的第2实施方式的正极集电板30。图7展示本实施方式的正极集电板30上连接有正极外部端子7的状态下的正极集电板30及正极外部端子7的与xz平面平行的平面内的截面，图8展示这样的状态下的正极集电板30及正极外部端子7的与yz平面平行的平面内的截面。
另外，代替第1实施方式的负极集电板12来运用于针对图1～图3而于上文中叙述过的二次电池1中的本实施方式的负极集电板的构成与正极集电板30相同，所以省略此处的详细说明。
本实施方式的正极集电板30由基部30A和延伸部30B构成，所述基部30A是以与电池盖4平行地相向的方式弯折形成，所述延伸部30B沿针对图1而于上文中叙述过的电池罐3的宽侧面3A朝底面3D方向伸出，在这一点上具有与第1实施方式的正极集电板11同样的构成。
此外，正极集电板30的基部30A与第1实施方式的正极集电板11一样由第1基部构成部C10、第2基部构成部C11以及第3基部构成部C12构成，所述第1基部构成部C10构成基部30A的长边方向的一端侧，是与延伸部30B连续的部位，所述第2基部构成部C11构成基部30A的长边方向的另一端侧，供正极外部端子7连接，所述第3基部构成部C12是第1基部构成部C10及第2基部构成部C11间的基部30A的构成部位。
并且，本实施方式的正极集电板30中，也是第1基部构成部C10形成为与延伸部30B相同的厚度，相对于此，第2基部构成部C11通过冲压加工或切削加工等而形成得比第1基部构成部C10薄。因此第3基部构成部C12的下表面侧形成为从第1基部构成部C10朝第2基部构成部C11倾斜的楔形状。
除了这样的构成以外，在本正极集电板30中的第2基部构成部C11的下表面侧分别沿着该第2基部构成部C11的宽度方向(y方向)的各端侧设置有朝离开电池盖4的方向突出的加强筋30AA。在本实施方式的情况下，这样的加强筋30AA的高度被选定成与第1基部构成部C10的厚度与第2基部构成部C11的厚度的差相同的高度，但可以运用任意高度来作为加强筋30AA的高度。
如此一来，根据本实施方式的正极集电板30，可以借助加强筋30AA来抑制使基部30A的第2基部构成部C11比第1基部构成部C10薄所引起的该第2基部构成部C11的变形，由此，能有效地防止使正极外部端子7的连接部7B在基部30A的下表面以使顶端扩径的方式作塑性变形而加以敛合时的第2基部构成部C11的变形。
如上所述，根据本实施方式，除了通过第1实施方式获得的效果以外，还可以获得还能抑制正极外部端子7连接至正极集电板30的基部30A时和负极外部端子8连接至负极集电板的基部时的基部30A的第2基部构成部C11甚至整个基部30A的变形这一效果。
(3)第3实施方式
对与图4的对应部分标注有同一符号的图9展示代替针对图4及图5而于上文中叙述过的第1实施方式的正极集电板11而运用于针对图1～图3而于上文中叙述过的二次电池1中的第3实施方式的正极集电板40的一部分构成。图9为放大展示本实施方式的正极集电板40上连接有正极外部端子7的状态下的正极集电板40及正极外部端子7的与xz平面平行的平面内的截面部分的图。
另外，代替第1实施方式的负极集电板12而运用于针对图1～图3而于上文中叙述过的二次电池1中的本实施方式的负极集电板的构成与正极集电板30相同，所以省略此处的详细说明。
本实施方式的正极集电板40由基部40A和延伸部40B构成，所述基部40A是以与电池盖4平行地相向的方式弯折形成，所述延伸部40B沿电池罐3的宽侧面3A朝底面3D方向伸出，在这一点上具有与第1实施方式的正极集电板11同样的构成。
但本正极集电板40的基部40A仅由第1基部构成部C20和第2基部构成部C21构成，所述第1基部构成部C20构成基部40A的长边方向的一端侧，是与延伸部40B连续的部位，所述第2基部构成部C21构成基部40A的长边方向的另一端侧，供正极外部端子7连接。也就是说，第1基部构成部C20及第2基部构成部C21间的交界为连接第1基部构成部C20的下表面及第2基部构成部C21的下表面间的、倾斜角为90度的斜面40C。
另外，在如此构成正极集电板40的基部40A的情况下，在通过冲压加工使第2基部构成部C21薄壁化时难以形成这样的斜面40C，所以，通过切削加工来形成第2基部构成部C21并于此时形成这样的斜面40C。
借助具有以上构成的本实施方式的正极集电板40和具有同样构成的负极集电板，与第1实施方式的正极集电板11及负极集电板12一样，也能有效地减少二次电池1的正极集电板11及负极集电板12的体积及重量，因此可以实现相较于以往而言能够小型轻量化而且还抑制发热而对于大电流的充放电也能承受的二次电池。
(4)第4实施方式
对与图4的对应部分标注有同一符号的图10展示代替针对图4及图5而于上文中叙述过的第1实施方式的正极集电板11而运用于针对图1～图3而于上文中叙述过的二次电池1中的第4实施方式的正极集电板50的一部分构成。图10为放大展示本实施方式的正极集电板50上连接有正极外部端子7的状态下的正极集电板50及正极外部端子7的与xz平面平行的平面内的截面部分的图。
另外，代替第1实施方式的负极集电板12而运用于针对图1～图3而于上文中叙述过的二次电池1中的本实施方式的负极集电板的构成与正极集电板50相同，所以省略此处的详细说明。
本实施方式的正极集电板50由基部50A和延伸部50B构成，所述基部50A是以与电池盖4平行地相向的方式弯折形成，所述延伸部50B沿电池罐3的宽侧面3A朝底面3D方向伸出，在这一点上具有与第1实施方式的正极集电板11同样的构成。
此外，正极集电板50的基部50A由第1基部构成部C30、第2基部构成部C31以及第3基部构成部C32构成，所述第1基部构成部C30构成基部50A的长边方向的一端侧，是与延伸部50B连续的部位，所述第2基部构成部C31构成基部50A的长边方向的另一端侧，供正极外部端子7连接，所述第3基部构成部C32是第1基部构成部C30及第2基部构成部C31间的基部50A的构成部位，在这一点上也与第1实施方式的正极集电板11相同。
但本实施方式的正极集电板50的特征在于，第3基部构成部C32并非倾斜面，而是形成为将第1基部构成部C30的下表面与第2基部构成部C31的下表面加以连接的曲面状。通过如此构成正极集电板50，在使基部50A的第2基部构成部C31薄壁化时，不仅可以利用切削加工也可以利用冲压加工来作为其方法。于是，通过在使基部50A的第2基部构成部C31薄壁化时运用冲压加工，能够获得以下效果：与切削加工相比使得正极集电板50的制造时间缩短，而且，伴随于此，能够降低正极集电板50的制造成本。
(5)其他实施方式
另外，在上述的第1实施方式～第4实施方式中，对将本发明运用于像图1～图3那样构成的方形二次电池的情况进行了叙述，但本发明并不限于此，可以广泛运用于其他各种构成的二次电池。
此外，在上述的第1实施方式～第4实施方式中，对以将板状构件弯折的方式来形成将蓄电要素5的正极电极层叠部5A及正极外部端子7间加以电连接的集电体(正极集电板11)和将蓄电要素5的负极电极层叠部5B及负极外部端子8间加以电连接的集电体(负极集电板12)的情况进行了叙述，但本发明并不限于此，只要能将蓄电要素5的正极电极层叠部5A及正极外部端子7间、蓄电要素5的负极电极层叠部5B及负极外部端子8间加以电连接，便可以广泛运用其他各种构成来作为这样的集电体的构成。
进而，在上述的第1实施方式～第4实施方式中，对通过冲压或切削等使正极集电板11、30、40、50的基部11A、30A、40A、50A的第2基部构成部C2、C11、C21、C31和负极集电板12的基部12A的第2基部构成部的下表面侧薄壁化的情况进行了叙述，但本发明并不限于此，也可使这样的第2基部构成部C2、C11、C21、C31的整个上表面侧或者上表面侧及下表面侧这两面侧整体薄壁化。
进而，在上述第2实施方式中，对将加强筋30AA设置于正极集电板30的基部30A的第2基部构成部C11的下表面侧的情况进行了叙述，但本发明并不限于此，也可将这样的加强筋30AA以朝靠近电池盖4的方向突出的方式设置于这样的第2基部构成部C11的上表面侧。
进而，在上述第2实施方式中，对将加强筋30AA仅设置于正极集电板30的基部30A的第2基部构成部C11的下表面侧的情况进行了叙述，但本发明并不限于此，也可在第3基部构成部C12及或第1基部构成部C10的下表面也形成与这样的加强筋30AA一体的加强筋。
进而，在上述第2实施方式中，对将加强筋30AA分别设置于正极集电板30的基部30A的第2基部构成部C11的下表面中的宽度方向的两端部的情况进行了叙述，但本发明并不限于此，也可将加强筋30AA仅设置于这样的第2基部构成部C11的下表面中的宽度方向的一端侧。此外，也可将加强筋30AA设置于这样的第2基部构成部C11的下表面中的宽度方向的端部以外的位置而且是不妨碍正极外部端子7的连接的位置。
产业上的可利用性
本发明可以广泛运用于方形二次电池和其他形态的二次电池。
符号说明
1…二次电池，2…电池容器，3…电池罐，4…电池盖，5…蓄电要素，5A…正极电极层叠部，5B…负极电极层叠部，7…正极外部端子，7A、8A…接合部，7B、8B…连接部，8…负极外部端子，11、30、40、50…正极集电板，11A、12A、30A、40A、50A…基部，12…负极集电板，30AA…加强筋，11B、12B、30B、40B、50B…延伸部，40C…倾斜面，C1～C3、C10～C12、C20、C21、C30～C32…基部构成部。

Claims (9)

1.一种二次电池，其将进行充放电的蓄电要素收纳于封装体中，其特征在于，具有：
构成所述封装体的箱体及盖，所述箱体的一面侧敞开，所述盖将该箱体的所述一面侧闭塞；
外部端子，其以至少一部分从所述盖露出至外部的方式安装于所述盖；以及
集电体，其将所述蓄电要素及所述外部端子间加以电连接，
所述集电体具有：
第1延伸部，其与所述蓄电要素电连接；以及
板状的第2基部，其沿所述盖配置，与所述外部端子电连接，
所述基部具备：
第1基部构成部，其形成所述基部的长边方向的一端侧，是从所述第1延伸部连续的部位；以及
第2基部构成部，其形成所述基部的所述长边方向的另一端侧，与所述外部端子连接，
所述第2基部构成部的板厚形成得比所述第1基部构成部的板厚薄。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，
所述第2基部构成部在所述基部的所述长边方向的整个区域内形成得比所述第1基部构成部薄。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，
所述第2基部构成部以与所述蓄电要素的相向面相较于所述第1基部构成部上的与所述蓄电要素的相向面而言位于离开所述蓄电池要素的方向上的方式作了薄壁化。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，
在所述第2基部构成部上的与所述盖相向的第1面或者与该第1面相反那一侧的第2面的宽度方向的至少一端侧设置有朝靠近所述盖或者离开所述盖的方向突出的加强筋。
5.根据权利要求4所述的二次电池，其特征在于，
所述第1基部构成部的板厚与所述第2基部构成部的板厚的比为5：2以上且5：3以下。
6.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，
具备第3基部构成部，所述第3基部构成部设置于所述基部的所述第1基部构成部及所述第2基部构成部间，至少一面侧形成为从所述第1基部构成部朝所述第2基部构成部倾斜的楔形状。
7.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，
所述第1基部构成部的一面侧以及所述第2基部构成部的一面侧由倾斜角90度的倾斜面加以连接。
8.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，
具备第3基部构成部，所述第3基部构成部设置于所述基部的所述第1基部构成部及所述第2基部构成部间，至少一面侧形成为将所述第1基部构成部的一面与所述第2基部构成部的一面加以连接的曲面状。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的二次电池，其特征在于，
所述集电体具有连接于所述蓄电要素的正极电极的正极集电体和连接于所述蓄电要素的负极电极的负极集电体，
所述外部端子具有连接于所述正极集电体的正极外部端子以及连接于所述负极集电体的负极外部端子，
所述正极集电体中的所述基部的所述第2基部构成部的板厚比所述负极集电体中的所述基部的所述第2基部构成部的板厚要厚。
CN202180097122.5A 2021-07-29 2021-09-28 二次电池 Pending CN117157822A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-124776 2021-07-29
JP2021124776 2021-07-29
PCT/JP2021/035490 WO2023007756A1 (ja) 2021-07-29 2021-09-28 二次電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117157822A true CN117157822A (zh) 2023-12-01

Family

ID=85086534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180097122.5A Pending CN117157822A (zh) 2021-07-29 2021-09-28 二次电池

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4379878A1 (zh)
JP (1) JPWO2023007756A1 (zh)
CN (1) CN117157822A (zh)
WO (1) WO2023007756A1 (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103329312B (zh) * 2011-01-31 2016-06-22 株式会社杰士汤浅国际 蓄电元件
JP5663415B2 (ja) * 2011-06-24 2015-02-04 日立オートモティブシステムズ株式会社 二次電池
JP6179089B2 (ja) * 2011-11-29 2017-08-16 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子および蓄電素子の製造方法
JP6550848B2 (ja) 2015-03-30 2019-07-31 三洋電機株式会社 角形二次電池
JP6950406B2 (ja) * 2017-09-27 2021-10-13 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子

Also Published As

Publication number Publication date
EP4379878A1 (en) 2024-06-05
WO2023007756A1 (ja) 2023-02-02
JPWO2023007756A1 (zh) 2023-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6166994B2 (ja) 組電池
JP5452303B2 (ja) 二次電池とその製造方法
JP6214758B2 (ja) 角形二次電池
CN102210053B (zh) 堆叠的蓄电池
US10637035B2 (en) Energy storage device
EP3229305B1 (en) Rectangular secondary battery
US20100209750A1 (en) Battery and method of producing the same
JP7118242B2 (ja) 二次電池
JP5975854B2 (ja) 角形二次電池
US10991985B2 (en) Secondary battery
JP6232213B2 (ja) 二次電池及びその製造方法
CN108028326B (zh) 电池
US20130323557A1 (en) Secondary battery and method for manufacturing same
EP3731310B1 (en) Positive electrode for lithium ion secondary cell, and lithium ion secondary cell using same
WO2016088505A1 (ja) 角形二次電池
JP2016139532A (ja) 角形二次電池
JP6752691B2 (ja) 二次電池
JP2016178053A (ja) 角形二次電池
JP7322872B2 (ja) 蓄電素子
WO2023007756A1 (ja) 二次電池
JP6504994B2 (ja) 角形蓄電素子
JP7065965B2 (ja) 二次電池
WO2022163636A1 (ja) 蓄電素子
WO2022190439A1 (ja) 角型二次電池及びその製造方法
JP7459035B2 (ja) 電池

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination