CN105940545A - 密闭型蓄电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种容易制造、短路风险低且电池整体的能量密度得到了提高的密闭型蓄电池。该密闭型蓄电池具有：第1金属板，其形成有在周缘具有凸缘部的凹部；层叠电极体，其收纳于所述凹部；第2金属板，其覆盖所述凸缘部和所述凹部，所述第1金属板和所述第2金属板兼作电极，所述凸缘部借助热熔敷树脂与所述第2金属板相接合，所述凸缘部和所述第2金属板之间的接合部向所述凹部所处那一侧折回，向所述凹部所处那一侧折回后的所述凸缘部的外缘比向所述凹部所处那一侧折回后的所述第2金属板的外缘突出。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有两片兼作电极的金属板的密闭型蓄电池。
背景技术
作为密闭型蓄电池，在专利文献1中公开有如下电池：如图1所示的立体图和图2所示的图1中的A1-A2剖视图那样，使用由两片兼作电极的金属构成的壳体，在至少一方的金属形成在周缘具有凸缘部的凹部，并且利用粘接用膜将两片金属密封起来。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-6124号公报
发明内容
发明要解决的问题
采用上述专利文献1的技术，因为无需使金属端子自壳体突出，所以电池的生产效率提高，但是，存在如下问题：用于粘接两片金属的凸缘部会使电池整体的能量密度降低。
本发明的目的在于提供一种容易制造、短路风险低且电池整体的能量密度得到了提高的密闭型蓄电池。
用于解决问题的方案
为了实现上述目的，本发明的密闭型蓄电池具有：第1金属板，其形成有在周缘具有凸缘部的凹部；层叠电极体，其收纳于所述凹部；第2金属板，其覆盖所述凸缘部和所述凹部，该密闭型蓄电池的特征在于，所述第1金属板和所述第2金属板兼作电极，所述凸缘部借助热熔敷树脂与所述第2金属板相接合，所述凸缘部和所述第2金属板之间的接合部向所述凹部所处那一侧折回，向所述凹部所处那一侧折回后的所述凸缘部的外缘比向所述凹部所处那一侧折回后的所述第2金属板的外缘突出。
发明的效果
在本发明的密闭型蓄电池中，因为第1金属板的凸缘部和第2金属板之间的接合部向凹部侧折回，所以电池整体的能量密度得到提高。此外，因为使向凹部侧折回后的凸缘部的外缘比向凹部侧折回后的第2金属板的外缘突出，所以能够容易制造出短路风险低的电池。
附图说明
图1是专利文献1的电池的立体图和A1-A2剖视图。
图2是作为实施方式的一例的电池的立体图。
图3是表示图2所示的B1-B2截面的B2单侧部分的剖视图。
图4是实施方式的一例所使用的第1金属板101和第2金属板102的俯视图。
图5是变形例1所使用的第1金属板101的俯视图和C1-C2剖视图。
图6是变形例2的电池的立体图。
图7是变形例3的电池的立体图。
具体实施方式
以下，详细说明本发明的实施方式。
在实施方式的说明中供参照的附图是示意性记载的图，附图中描绘的结构要素的尺寸比例等有时与实物不同。具体的尺寸比例等应参考以下的说明进行判断。
(第1实施方式)
图2是表示本发明的第1实施方式的密闭型蓄电池的外观结构的立体图，图3是表示图2所示的B1-B2截面的B2单侧部分的剖视图。
如图3和图4所示，电池100具有：第1金属板101，其形成有在周缘具有凸缘部101a的凹部101b；层叠电极体(未图示)，其收纳于凹部；第2金属板102，其覆盖凸缘部101a和凹部101b。第1金属板101和第2金属板102是分别兼作电极的壳体。凸缘部101a借助热熔敷树脂103与第2金属板102相接合。凸缘部101a和第2金属板102沿着凹部101b的侧面折回，并且被折回后的凸缘部101a的外缘比第2金属板102的外缘突出。
以下说明上述的电池100的制造方法。
(正极的制作)
将作为正极活性物质的LiCoO2以94重量份数、作为导电助剂的炭黑以3重量份数、作为粘合剂的聚偏二氟乙烯以3重量份数与作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)溶液混合而调制出了正极用浆料。将所得到的正极用浆料涂覆在由厚度15μm的铝箔构成的正极集电体的两个面，并且进行干燥，从而形成正极活性物质层，之后，利用辊将正极活性物质层压缩后切割成规定的大小，从而获得带状的正极。此外，在将完成后的正极隔着分隔件与负极重叠在一起，且卷绕成漩涡状来形成具有卷绕结构的电极体时，不将正极合剂含有糊剂涂覆在作为最外周部的部分上，而是在正极集电体的两个面上留有正极集电体的暴露部分。该正极的宽度为332mm且高度为22mm，此外，卷绕时作为最外周部的部分的、正极集电体的暴露部分的长度为20mm。
(负极的制作)
将作为负极活性物质的石墨粉末以96质量％、作为粘接剂的羧甲基纤维素(CMC)以2质量％以及丁苯橡胶(SBR)以2质量％与作为溶剂的纯水混合而调制出负极用浆料。将所得到的负极用浆料涂覆在由厚度10μm的铜箔构成的负极集电体的两个面，并且进行干燥，从而形成负极用浆料，之后，利用辊将负极用浆料压缩后切割成规定的大小，从而获得片状的负极。此外，在将完成后的负极隔着分隔件与所述正极叠合，且卷绕成漩涡状来形成具有卷绕结构的电极体时，不将负极含有糊剂涂覆在作为最外周部的部分上，而是在负极集电体的两个面上留有负极集电体的暴露部分。该负极的宽度为331mm且高度为23mm，此外，卷绕时作为最外周部的部分的、负极集电体的暴露部分的长度为20mm。
(非水电解液的调制)
将LiPF6以1M(摩/升)的比例溶解在由碳酸亚乙酯(EC)和碳酸二乙酯(DEC)以体积比30：70的比例混合而成的混合溶剂中，来作为非水电解液。
(层叠电极体的制作)
在所述正极和负极这两者之间夹设由聚乙烯制微多孔膜(宽度751mm、高度24mm、厚度20μm)构成的分隔件，然后卷绕成漩涡状且压成扁平，最后利用胶带固定分隔件。
(电池的制作)
如图4的(a)所示那样，准备形成有在周缘具有凸缘部101a的凹部101b的第1金属板101，然后将电极体插入于凹部101b。此时，以正极集电体在卷绕电极体的最外周部暴露的部分与凹部101b的内表面接触的方式将电极体插入于凹部101b。此外，凸缘部101a的R1为2.8cm、R2为2.8cm、R3为0.3cm。凹部101b的纵向为2.7cm、横向为2.7cm、深度为0.35cm。使用铝作为第1金属板101。
接下来，利用图4的(b)所示的第2金属板102覆盖凹部101b。此时，第2金属板102的内表面在卷绕电极体的最外周部与负极集电体的暴露部分相接触。在第2金属板中，T1＝2.75cm、T2＝2.75cm、T3为0.25cm。使用镍作为第2金属板102。
在凸缘部101a、和第2金属板102中的与凸缘部101a相面对的部分上，分别预先熔接有70μm的热熔敷树脂103。作为热熔敷树脂103，使用了改性聚丙烯。
通过焊接将上述正极集电体的暴露部分与凹部101b的内表面之间连接起来，并且通过焊接将负极集电体的暴露部分与第2金属板102的内表面之间连接起来。
将凸缘部101a、和第2金属板102中的与凸缘部101a相面对的部分中的三个面通过热压接而接合在一起后，将非水电解液注入收纳有卷绕电极体的凹部101b，将凸缘部101a、和第2金属板102中的与凸缘部101a相面对的四个面中的余下的一个面通过热压接而接合在一起。
接下来，针对凸缘部101a和与凸缘部101a相面对的第2金属板，向凹部101b侧实施折回加工，制作出电池100。折回加工之后，可以确认到在各折回部处，凸缘部101a的外缘在所有的边处均比第2金属板突出。
这样一来，与以往的电池相比，没有电流取出用的金属端子的、第1实施方式的电池100将凸缘部101a和第2金属板102向凹部101b侧折回，因此能够提高电池整体的能量密度。而且，以使凸缘部101a的外缘比第2金属板102的外缘突出的方式将凸缘部101a和第2金属板102向凹部侧折回，从而能够容易地制造出短路风险低的电池。
(变形例)
图5的(a)是表示第1实施方式的变形例1的密闭型蓄电池的、折回加工前的第1金属板101的俯视图，图5的(b)是表示C1-C2截面的剖视图。如图5的(a)、(b)所示，为了使折回加工变得容易，在第1金属板101的凸缘部101a上形成有折回用凹部101c。折回用凹部101c并不限于图5的(b)的形状，也可以是三角形等形状。折回用凹部也可以形成于第2金属板102，对此未进行图示。折回用凹部只要形成在凸缘部101a和第2金属板102中任一者上即可。
所述折回用凹部是通过对第1金属板101和第2金属板102进行冲压加工或者切削加工等而形成的。在通过冲压加工在第1金属板101或者第2金属板102上形成折回用凹部的情况下，也可以在各金属板的与凹部相反的那一侧形成凸部。
图6是第1实施方式的变形例2的密闭型蓄电池。在图6中，使用R1＝T1、R2＝T2以及R3>T3的第1金属板101和第2金属板102。
图7是第1实施方式的变形例3的密闭型蓄电池。在图7中，对于凸缘部101a而言，被折回后的第2金属板102的整个外缘均比第1金属板101的凸缘部101a短，并且被折回后的凸缘部101a的外缘彼此之间局部不接触。
凸缘部101a和第2金属板102之间的接合部向凹部侧折回指的是将接合部向凹部的底面侧的方向折回的情况。
优选的是，凸缘部101a的各外缘比与该凸缘部101a相面对的第2金属板102的各外缘分别突出0.01mm～3mm。
凸缘部101a和第2金属板102的与凸缘部101a相面对的部分中的至少一个面被向凹部侧折回即可，按照使用电池100的设备等所要求的形状，适当地选择折回面。
只要是凹部101b以外的部分，则第1金属板101可以利用热熔敷树脂103与第2金属板102热压接。
热熔敷树脂103例示为改性聚烯烃等。热熔敷树脂也可以具有耐热层。作为耐热层，例示为聚酰亚胺。
在第1实施方式中，例示出在第1金属板101的凸缘部101a和第2金属板102分别预先形成有相同种类的热熔敷树脂的情况，但是，形成于第1金属板101的凸缘部101a和第2金属板102的热熔敷树脂也可以不同。热熔敷树脂103也可以只形成于第1金属板101的凸缘部101a和第2金属板102中的一者。也可以使用未形成有热熔敷树脂的第1金属板101的凸缘部101a和第2金属板102，在将热熔敷树脂插入之后，把第1金属板101的凸缘部101a和第2金属板102粘接在一起。
在第2金属板102为平板的情况下，通过使形成于第2金属板102的热熔敷树脂103从被粘接的内缘延长0.1mm～3mm，能够更可靠地防止正负金属板之间的短路。
在第1实施方式中，使用了平板的第2金属板102，但是，第2金属板102也可以与第1金属板101一样，具有凹部和凸缘部。
作为第1金属板101和第2金属板102，可以使用铝、不锈钢、镍、铜。优选的是，第1金属板101和第2金属板102的厚度为10μm～300μm。
(其他事项)
作为正极活性物质，不限定于第1实施方式中使用的钴酸锂，可以使用镍酸锂、锰酸锂、锂钴镍复合氧化物、锂钴锰复合氧化物、锂镍锰复合氧化物、或将它们中的一部分过渡金属元素用Al、Mg、Zr等置换而成的物质。
作为负极活性物质，除了天然石墨、人造石墨等石墨之外，也可以为石墨、焦炭、氧化锡、金属锂、硅、及它们的混合物等能使锂离子嵌入脱嵌的物质。
作为非水电解液，也不限定于第1实施方式中示出的物质，作为支持盐，例如可列举出LiBF4、LiPF6、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiPF6-x(CnF2n+1)x[其中，1<x<6、n＝1或2]等，可以使用它们中的1种或混合使用2种以上。支持盐的浓度没有特别限定，但理想的是，每1升电解液中为0.8～1.8摩尔。另外，作为溶剂种类，除了上述EC、MEC之外，优选碳酸亚丙酯(PC)、γ-丁内酯(GBL)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)等碳酸酯系溶剂，理想的是，更优选环状碳酸酯与链状碳酸酯的组合。
非水电解质并不限于非水电解液，也可以是聚合物电解质。
附图标记说明
1、壳体兼正极；2、壳体兼负极；3、发电元件；100、电池；101、第1金属板；101a、凸缘部；101b、凹部；101c、折回用凹部；102、第2金属板；103、热熔敷树脂。
Claims (3)
1.一种密闭型蓄电池，该密闭型蓄电池具有：第1金属板，其形成有在周缘具有凸缘部的凹部；层叠电极体，其收纳于所述凹部；第2金属板，其覆盖所述凸缘部和所述凹部，其中，
所述第1金属板和所述第2金属板兼作电极，
所述凸缘部借助热熔敷树脂与所述第2金属板相接合，
所述凸缘部和所述第2金属板之间的接合部向所述凹部所处那一侧折回，
向所述凹部所处那一侧折回后的所述凸缘部的外缘比向所述凹部所处那一侧折回后的所述第2金属板的外缘突出。
2.根据权利要求1所述的密闭型蓄电池，其中，
在所述凸缘部中，比所述第2金属板的外缘突出的部位具有所述热熔敷树脂。
3.根据权利要求1或2所述的密闭型蓄电池，其中，
所述凸缘部和所述第2金属板之间的接合部沿着折回用凹部进行折回。
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