TWI458161B - 電池以及具備該電池的裝置 - Google Patents
電池以及具備該電池的裝置 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI458161B TWI458161B TW100113592A TW100113592A TWI458161B TW I458161 B TWI458161 B TW I458161B TW 100113592 A TW100113592 A TW 100113592A TW 100113592 A TW100113592 A TW 100113592A TW I458161 B TWI458161 B TW I458161B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- power generating
- current collecting
- negative electrode
- positive electrode
- generating element
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 33
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 20
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 18
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
-
- 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
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
- H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
-
- 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
- H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
-
- 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
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/04—Cells with aqueous electrolyte
- H01M6/06—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid
- H01M6/10—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid with wound or folded electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/04—Cells with aqueous electrolyte
- H01M6/06—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid
- H01M6/10—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid with wound or folded electrodes
- H01M2006/106—Elliptic wound 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
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
- H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
- H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic 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)
- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Description
本發明是有關於一種電池以及具備該電池的裝置,本發明尤其是有關於一種配設於電池盒(case)內外的外部端子構造體與發電要素經由集電構件而電性連接的電池以及具備該電池的裝置。
先前以來,已提供有各種電池,作為這些電池之一,如圖11(a)所示,包括構成為可將電纜(cable)或匯流排(bus bar)等的連接對象物(未圖示)予以電性連接的外部端子構造體4'、5'的電池已為人所知。
此種電池1'如圖11(b)所示,發電要素2'收容於電池盒3'內,電性連接於該發電要素2'的集電構件6'、7'電性連接於配置於電池盒3'的外部的外部端子構造體4'、5'。
更具體地進行說明,如圖12所示,此種電池1'包括:至少一個發電要素2',由隔著分隔件(separator)20c'而積層的帶狀正極20a'及帶狀負極20b'捲繞為扁平狀而形成;收容著發電要素2'的電池盒3';配置於電池盒3'的外側的正極外部端子構造體4';配置於電池盒3'的外側的負極外部端子構造體5';第一集電構件6',電性連接於發電要素2'的寬度方向的一端部(僅積層有帶狀正極20a'的積層部分),並且電性連接於正極外部端子構造體4';以及第二集電構件7',電性連接於發電要素2'的寬度方向的另一端部(僅積層有帶狀負極20b'的積層部分),並且電性連接於負極外部端子構造體5'。
而且,此種電池1'如圖13(a)以及圖13(b)所示,第一集電構件6'連接於發電要素2'的寬度方向的一端部(僅積層有帶狀正極20a'的積層部分)中的在以經由發電要素2'的捲繞中心CL'而朝該發電要素2'的剖面長軸方向擴大的第一假想面F1'為邊界的兩個區域A'、B'中沿著該長軸方向延伸的一對正極積層部21a'、21b'各自的整體。又,此種電池1'如圖13(c)以及圖13(d)所示,第二集電構件7'連接於發電要素2'的寬度方向的另一端部(僅積層有帶狀負極20b'的積層部分)中的在上述兩個區域A'、B'中沿著上述長軸方向延伸的一對負極積層部23a'、23b'各自的整體。
具體而言,於此種電池1'中採用各種形態的集電構件6'、7',例如,如圖12所示,有時採用如下的集電構件6'、7',該集電構件6'、7'包括:集電構件本體60'、70',具有經由連接單元(例如鉚釘(rivet))8'而固定於電池盒3'(將應收容發電要素2'的使一個面開放的盒本體30'的開放部分予以閉塞的蓋板31')的基座(base)600'、700'及連設於該基座600'、700'的一端且沿著發電要素2'的寬度方向的一端部或另一端部(一對正極積層部21a'、21b'或一對負極積層部23a'、23b')而配置的一對發電要素添設部601'、601'、701'、701';以及夾緊構件61'、71',將各發電要素添設部601'、601'、701'、701'連結於發電要素2'的一端部或另一端部(正極積層部21a'、21b'或負極積層部23a'、23b')。
對於此種集電構件6'、7'而言,進行將板材彎折為ㄑ字狀或字的加工而形成夾緊構件61'、71',於使整個正極積層部21a'、21b'或整個負極積層部23a'、23b'與發電要素添設部601'、601'、701'、701'一併插入於夾緊構件61'、71'的對向片610a'、610b'、710a'、710b'之間的狀態下,以使一對對向片610a'、610b'、710a'、710b'彼此接近的方式來對夾緊構件61'、71'進行斂合,藉此,使發電要素添設部601'、601'、701'、701'可與發電要素2'的整個正極積層部21a'、21b'或整個負極積層部23a'、23b'發生接觸,將這些構件予以電性連接。
又,雖未圖示,但有時採用如下的構件(僅由上述集電構件6'、7'的集電構件本體60'、70'構成的構件)作為其他集電構件6'、7',上述構件包括:經由連接單元8'而固定於電池盒3'(蓋板31')的基座(base)600'、700'以及連設於該基座600'、700'的一端且沿著發電要素2'的寬度方向的一端部或另一端部(一對正極積層部21a'、21b'或一對負極積層部23a'、23b')而配置的一對發電要素添設部601'、601'、701'、701'。
對於此種集電構件6'、7'而言,將一對發電要素添設部601'、601'、701'、701'分別一體地熔接於發電要素2'的一端部或另一端部(一對正極積層部21a'、21b'或一對負極積層部23a'、23b'),或以將發電要素2'的一端部或另一端部(正極積層部21a'、21b'或負極積層部23a'、23b')予以捲入的方式來分別對一對發電要素添設部601'、601'、701'、701'進行斂合,藉此,與發電要素2'形成電性連接。
藉此,此種電池1'使來自發電要素2'的電經由集電構件6'、7'、連接單元8'而導通至正極外部端子構造體4'以及負極外部端子構造體5'(例如參照專利文獻1)。
[先行技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2003-346774號公報
然而,此種電池1'是將電解液填充於收容著發電要素2'的電池盒3'內,但於製造時,有時電解液難以滲透至發電要素2'內(帶狀正極20a'與分隔件20c'之間或帶狀負極20b'與分隔件20c'之間),於初始階段無法獲得充分的輸出。
具體而言,此種電池1'如圖13(a)~圖13(d)所示,無論集電構件6'、7'的形態如何,第一集電構件6'的一對發電要素添設部601'、601'均連接於發電要素2'的寬度方向的一端側的一對正極積層部21a'、21b'各自的整體,並且第二集電構件7'的一對發電要素添設部701'、701'均連接於發電要素2'的寬度方向的另一端側的一對負極積層部23a'、23b'各自的整體,因此,發電要素2'的寬度方向的兩端部為如下的狀態,即,除剖面長軸方向的兩端部之外,一對正極積層部21a'、21b'以及一對負極積層部23a'、23b'封閉。
因此,對於此種電池1'而言,存在如下的情形,即,電解液難以充滿於發電要素2'內(帶狀正極20a'與分隔件20c'之間或帶狀負極20b'與分隔件20c'之間),無法確保穩定的輸出。
又,此種電池1'於充電時(尤其於初始充電時),會因電解液的化學反應而產生氣體,但如上所述,發電要素2'的寬度方向的兩端部成為如下的狀態,即,一對正極積層部21a'、21b'以及一對負極積層部23a'、23b'封閉,因此,存在如下的情形,即,產生的氣體難以自發電要素2'內(帶狀正極20a'與分隔件20c'之間或帶狀負極20b'與分隔件20c'之間)排出,無法確保穩定的輸出。
因此,鑒於上述實際情況,本發明的課題在於提供一種如下的電池以及具備該電池的裝置,該電池可有效率地使電解液滲透至發電要素內,或可有效率地將充電時產生的發電要素內的氣體予以排出,從而可獲得穩定的輸出。
本發明的電池包括:至少一個發電要素,由隔著分隔件而積層的帶狀正極及帶狀負極捲繞為扁平狀而形成;收容著發電要素的電池盒;配置於電池盒的外側的正極外部端子構造體;配置於電池盒的外側的負極外部端子構造體;第一集電構件,電性連接於處於發電要素的寬度方向的一端側的僅積層有帶狀正極的積層部分,並且電性連接於正極外部端子構造體;以及第二集電構件,電性連接於處於發電要素的寬度方向的另一端側的僅積層有帶狀負極的積層部分,並且電性連接於負極外部端子構造體,上述電池的特徵在於:上述第一集電構件連接於僅積層有上述帶狀正極的積層部分中的在以經由發電要素的捲繞中心而朝上述發電要素的剖面長軸方向擴大的第一假想面為邊界的兩個區域中沿著上述長軸方向延伸的一對正極積層部各自的一部分、或上述一對正極積層部中的任一個正極積層部的一部分、或者上述一對正極積層部中的任一個正極積層部的整體,上述第二集電構件連接於僅積層有上述帶狀負極的積層部分中的在上述兩個區域中沿著上述長軸方向延伸的一對負極積層部各自的一部分、或上述一對負極積層部中的任一個負極積層部的一部分、或者上述一對負極積層部中的任一個負極積層部的整體,第一集電構件與正極積層部的連接位置、以及第二集電構件與負極積層部的連接位置設定為以經由發電要素的寬度方向的中央且與上述第一假想面正交的第二假想面為基準而呈非對稱。
再者,此處所謂「一部分」,是指成為與集電構件連接的對象的部分為局部的部分,且例如為包含如下的內容的概念:單一的正極積層部或負極積層部中的成為與集電構件連接的對象部分在長軸方向上比未成為連接對象的部分更長;或者單一的正極積層部或負極積層部中的成為與集電構件連接的對象部分在長軸方向上比未成為連接對象的部分更短。亦即,所謂「一部分」,是指與集電構件連接的對象部分並非為整個正極積層部或整個負極積層部。
根據上述構成的電池,上述第一集電構件連接於僅積層有上述帶狀正極的積層部分中的在以經由發電要素的捲繞中心而朝上述發電要素的剖面長軸方向擴大的第一假想面為邊界的兩個區域中沿著上述長軸方向延長的一對正極積層部各自的一部分、或上述一對正極積層部中的任一個正極積層部的一部分、或者上述一對正極積層部中的任一個正極積層部的整體,上述第二集電構件連接於僅積層有上述帶狀負極的積層部分中的在上述兩個區域中沿著上述長軸方向延伸的一對負極積層部各自的一部分、或上述一對負極積層部中的任一個負極積層部的一部分、或者上述一對負極積層部中的任一個負極積層部的整體,第一集電構件與正極積層部的連接位置、以及第二集電構件與負極積層部的連接位置設定為以經由發電要素的寬度方向的中央且與上述第一假想面正交的第二假想面為基準而呈非對稱,因此,處於與以第二假想面為基準的第一集電構件與正極積層部的連接位置相對稱的位置的僅積層有帶狀負極的積層部分至少為開放狀態,而且,處於與以第二假想面為基準的第二集電構件與負極積層部的連接位置相對稱的位置的僅積層有帶狀正極的積層部分至少為開放狀態。
因此,對於上述構成的電池而言,填充至電池盒內的電解液易於自處於發電要素的兩端部的開放部分(帶狀正極、分隔件、以及帶狀負極之間未被密封的部分)流入或充滿於發電要素內(帶狀正極、分隔件、以及帶狀負極各自之間)。又,對於上述構成的電池而言,即便伴隨充電而於發電要素內產生氣體,如上所述,由於處於與以第二假想面為基準的第一集電構件與正極積層部的連接位置相對稱的位置的僅積層有帶狀負極的積層部分為開放狀態,而且處於與以第二假想面為基準的第二集電構件與負極積層部的連接位置相對稱的位置的僅積層有帶狀正極的積層部分為開放狀態,因此,可使發電要素內的氣體順利地自處於開放狀態的發電要素的兩端部排出。藉此,對於上述構成的電池而言,可有效率地使電解液滲透至發電要素內,或可有效率地將於充電時產生的發電要素內的氣體予以排出,從而可獲得穩定的輸出。
作為本發明的一個形態,上述第一集電構件亦可連接於處於上述兩個區域中的一個區域的一個正極積層部的一部分或整體,上述第二集電構件連接於處於上述兩個區域中的上述一個區域的相反側的另一個區域的另一個負極積層部的一部分或整體。
如此,發電要素的一端部的一對正極積層部中的至少另一個正極積層部為開放狀態,發電要素的另一端部的一對負極積層部中的至少一個負極積層部為開放狀態,因此,可使電解液自各開放部分滲透且充滿於發電要素內,而且可於充電時使在發電要素內產生的氣體自各開放部分排出。
作為本發明的其他形態,較佳為上述第一集電構件連接於比正極積層部的上述長軸方向的上部更靠下方側,且上述第二集電構件連接於比負極積層部的上述長軸方向的上部更靠下方側。
如此,可有效率地於充電時使產生的氣體排出。亦即,除了處於與以第二假想面為基準的第一集電構件與正極積層部的連接位置相對稱的位置的僅積層有帶狀負極的積層部分、以及處於與以第二假想面為基準的第二集電構件與負極積層部的連接位置相對稱的位置的僅積層有帶狀正極的積層部分之外,處於比第一集電構件與正極積層部的連接位置更靠上部的僅積層有帶狀正極的積層部分、以及處於比第二集電構件與負極積層部的連接位置更靠上部的僅積層有帶狀負極的積層部分亦為開放狀態,當於充電時產生的氣體因浮力而在發電要素內上升時,可有效率地自發電要素的兩端部排出。
作為本發明的另一形態,上述第一集電構件亦可連接於處於上述兩個區域中的任一個區域的一個正極積層部的一部分,上述第二集電構件連接於處於上述兩個區域中的任一個區域的一個負極積層部的一部分。
如此,與包括正極積層部(僅積層有帶狀正極的積層部分)的第一集電構件連接的位置以外的正極積層部的帶狀正極之間為開放的狀態,與包括負極積層部(僅積層有帶狀負極的積層部分)的第二集電構件連接的位置以外的負極積層部的帶狀負極之間為開放的狀態,上述正極積層部(僅積層有帶狀正極的積層部分)處於與以第二假想面為基準的第二集電構件與負極積層部的連接位置相對稱的位置,上述負極積層部(僅積層有帶狀負極的積層部分)處於與以第二假想面為基準的第一集電構件與正極積層部的連接位置相對稱的位置。
因此,上述構成的電池可有效率地使電解液自開放狀態的正極積層部(帶狀正極之間)以及負極積層部(帶狀負極之間)滲透至發電要素內,並且可有效率地使伴隨充電而於發電要素內產生的氣體自開放狀態的正極積層部(帶狀正極之間)以及負極積層部(帶狀負極之間)排出。
而且,對於此種電池而言,於充放電過程中,發電要素(帶狀正極、帶狀負極)會膨脹、收縮,但對於上述構成的電池而言,由於與第一集電構件連接的位置以外的正極積層部(帶狀正極之間)以及與第二集電構件連接的位置以外的負極積層部(帶狀負極之間)為開放狀態,因此,可將伴隨充放電(膨脹或收縮)而作用於發電要素(帶狀正極、帶狀負極)的應力(stress)予以釋放,從而可使電池壽命提高。
而且,當以發電要素的長軸方向朝向上下方向的方式來對電池進行設置時,亦可將第一集電構件連接於處於上述發電要素的上述兩個區域中的一個區域的一個正極積層部的上部或下部,並且將第二集電構件連接於處於發電要素的上述兩個區域中的一個區域的相反側的另一個區域的另一個負極積層部的上部或下部。
如此,則成為如下的狀態,即,處於與連接有第一集電構件的正極積層部相同的區域的負極積層部的全部的帶狀負極之間開放,處於與連接有第二集電構件的負極積層部相同的區域的正極積層部的全部的帶狀正極之間開放。
因此,上述構成的電池可有效率地使電解液自開放狀態的正極積層部(帶狀正極之間)以及負極積層部(帶狀負極之間)滲透至發電要素內,並且可有效率地使伴隨充電而於發電要素內產生的氣體自開放狀態的正極積層部(帶狀正極之間)以及負極積層部(帶狀負極之間)排出。尤其對於上述構成的電池而言,由於連接有第一集電構件的區域與連接有第二集電構件的區域不同,因此,電解液易於在發電要素中循環,並且亦促進將發電要素內產生的氣體排出。
又,當以發電要素的長軸方向朝向上下方向的方式來對電池進行設置時,亦可將第一集電構件連接於處於發電要素的上述兩個區域中的任一個區域的一個正極積層部的上部或下部中的任一個部分,並且將第二集電構件連接於處於發電要素的上述兩個區域中的任一個區域的負極積層部的上部或下部中的任意另一個部分。
如此,則成為如下的狀態,即,處於兩個區域中的任一個區域的正極積層部的連接有第一集電構件的部分以外的部分(上部或下部中的任意另一個部分)的帶狀正極之間、以及處於兩個區域中的任意另一個區域的正極積層部的帶狀正極之間開放,處於兩個區域中的任一個區域的負極積層部的連接有第二集電構件的部分以外的部分(上部或下部中的任一個部分)的帶狀負極之間、以及處於兩個區域中的任意另一個區域的負極積層部的帶狀負極之間開放。
因此,上述構成的電池可有效率地使電解液自開放狀態的正極積層部(帶狀正極之間)以及負極積層部(帶狀負極之間)滲透至發電要素內,並且可有效率地使伴隨充電而於發電要素內產生的氣體自開放狀態的正極積層部(帶狀正極之間)以及負極積層部(帶狀負極之間)排出。
尤其,對於上述構成的電池而言,由於發電要素與第一集電構件的連接部分的配置及發電要素與第二集電構件的連接部分的配置於上下方向上不同,因此,連接有第一集電構件的正極積層部的開放部分的配置、及連接有第二集電構件的負極積層部的開放部分的配置於上下方向上不同。藉此,對於上述構成的電池而言,電解液易於在發電要素中循環,並且亦促進將發電要素內產生的氣體排出。
作為本發明的另一形態,上述第一集電構件亦可連接於處於上述兩個區域的一對正極積層部各自的一部分,並且上述第二集電構件連接於處於上述兩個區域的一對負極積層部各自的一部分。
如此,於一對正極積層部的連接有第一集電構件的部分以外的部分,帶狀正極之間開放,一對負極積層部的連接有第二集電構件的部分以外的部分開放。因此,上述構成的電池可有效率地使電解液自開放狀態的正極積層部(帶狀正極之間)以及負極積層部(帶狀負極之間)滲透至發電要素內,並且可有效率地使伴隨充電而於發電要素內產生的氣體自開放狀態的正極積層部(帶狀正極之間)以及負極積層部(帶狀負極之間)排出。
又,對於上述構成的電池而言,由於第一集電構件分別在一處連接於一對正極積層部,並且第二集電構件分別在一處連接於一對負極積層部,因此,可藉由減小集電電阻來使高率放電(high rate discharge)性能以及輸入輸出性能提高。又,對於上述構成的電池而言,由於第一集電構件連接於分別處於以第一假想面為邊界的兩個區域的一對正極積層部,並且第二集電構件連接於分別處於以第一假想面為邊界的兩個區域的一對負極積層部,因此,與第一假想面正交的方向的耐振動性優異。
尤其,上述第一集電構件連接於處於上述兩個區域的一對正極積層部各自的任一端側(當上下地配置發電要素的長軸方向時為上部或下部中的任一個),並且上述第二集電構件連接於處於上述兩個區域的一對負極積層部各自的任意另一端側(當上下地配置發電要素的長軸方向時為上部或下部中的另一個),藉此,發電要素的捲繞中心方向以及與第一假想面正交的方向的耐振動性優異。
作為本發明的另一形態,亦可包括兩個以上的上述發電要素,該兩個以上的發電要素是以彼此的正極積層部及負極積層部相互形成同一行,並且彼此的第一假想面相互平行或大致平行的方式,以並排狀態來配置,第一集電構件連接於處於各發電要素的上述兩個區域中的任一個區域的一個正極積層部的一部分,第二集電構件連接於處於各發電要素的上述兩個區域中的任一個區域的一個負極積層部的一部分。如此,可提供與發電要素的數量相對應的大容量的電池。又,由於將單一的第一集電構件連接於兩個以上的發電要素,並且將單一的第二集電構件連接於兩個以上的發電要素,因此,可使零件數減少。
而且,對於上述構成的電池而言,於各發電要素中,與包括正極積層部(僅積層有帶狀正極的積層部分)的第一集電構件連接的位置以外的正極積層部的帶狀正極之間成為開放的狀態,並且與包括負極積層部(僅積層有帶狀負極的積層部分)的第二集電構件連接的位置以外的負極積層部的帶狀負極之間為開放的狀態,上述正極積層部(僅積層有帶狀正極的積層部分)處於與以第二假想面為基準的第二集電構件與負極積層部的連接位置相對稱的位置,上述負極積層部(僅積層有帶狀負極的積層部分)處於與以第二假想面為基準的第一集電構件與正極積層部的連接位置相對稱的位置。
因此,上述構成的電池可有效率地使電解液自各發電要素的處於開放狀態的正極積層部(帶狀正極之間)以及負極積層部(帶狀負極之間)滲透至該發電要素內,並且可有效率地使伴隨充電而於各發電要素內產生的氣體自開放狀態的正極積層部(帶狀正極之間)以及負極積層部(帶狀負極之間)排出。
作為本發明的另一形態,亦可包括兩個以上的上述發電要素,該兩個以上的發電要素是以彼此的正極積層部及負極積層部相互形成同一行,並且彼此的第一假想面以相互平行或大致平行的方式,以並排狀態來配置著,第一集電構件連接於處於相鄰的兩個發電要素中的一個發電要素的上述兩個區域中的任一個區域的一個正極積層部的一部分,並且連接於處於上述兩個發電要素中的另一個發電要素的上述兩個區域中的上述一個區域的相反側的另一個區域的另一個正極積層部的一部分,第二集電構件連接於處於相鄰的兩個發電要素中的一個發電要素的上述兩個區域中的上述一個區域的相反側的另一個區域的另一個負極積層部的一部分,並且連接於處於上述兩個發電要素中的另一個發電要素的上述兩個區域中的上述一個區域的一個負極積層部的一部分。
如此,可提供與發電要素的數量相對應的大容量的電池。又,由於將單一的第一集電構件連接於兩個以上的發電要素,並且將單一的第二集電構件連接於兩個以上的發電要素,因此,可使零件數減少。
而且,對於上述構成的電池而言,於各發電要素中,與包括正極積層部(僅積層有帶狀正極的積層部分)的第一集電構件連接的位置以外的正極積層部的帶狀正極之間成為開放的狀態,並且與包括負極積層部(僅積層有帶狀負極的積層部分)的第二集電構件連接的位置以外的負極積層部的帶狀負極之間為開放的狀態,上述正極積層部(僅積層有帶狀正極的積層部分)處於與以第二假想面為基準的第二集電構件與負極積層部的連接位置相對稱的位置,上述負極積層部(僅積層有帶狀負極的積層部分)處於與以第二假想面為基準的第一集電構件與正極積層部的連接位置相對稱的位置。
因此,上述構成的電池可有效率地使電解液自各發電要素的處於開放狀態的正極積層部(帶狀正極之間)以及負極積層部(帶狀負極之間)滲透至該發電要素內,並且可有效率地使伴隨充電而於各發電要素內產生的氣體自開放狀態的正極積層部(帶狀正極之間)以及負極積層部(帶狀負極之間)排出。
而且,作為本發明的另一形態,較佳為在構成上可於發電要素的捲繞中心沿著橫方向延伸的狀態下設置上述電池。如此,於對電池進行設置的狀態下,發電要素的捲繞中心成為沿著橫方向延伸的狀態,處於發電要素的捲繞中心的延伸方向的一端部的正極積層部的高度與處於相同方向的另一端部的負極積層部的高度成為相同或大致相同的位準(level)。藉此,於將上述構成的電池設置於規定位置的狀態下,電解液會有效率地自發電要素的捲繞中心的兩端滲透,並且伴隨充放電而產生的氣體會有效率地自發電要素的捲繞中心的兩端排出。
而且,本發明的裝置是具備電池作為將電力供給至電氣負載的電力供給源的裝置,該裝置的特徵在於:上述電池由上述任一個電池構成,於發電要素的捲繞中心沿著橫方向延伸的狀態下設置上述電池。由於上述裝置具備上述任一個電池作為電力供給源,因此,自電池供給至電氣負載的電力穩定,可發揮最大限度的性能。
更具體而言,上述裝置所具備的電池成為如下的狀態,即,處於發電要素的兩個區域中的任一個區域的正極積層部的連接有第一集電構件的部分以外的部分(上部或
下部的任意一個)的帶狀正極之間、以及處於上述發電要素的兩個區域中的任意另一個區域的正極積層部的帶狀正極之間開放,處於兩個區域中的任一個區域的負極積層部的連接有第二集電構件的部分以外的部分(上部或下部的另一個)的帶狀負極之間、以及處於兩個區域中的任意另一個區域的負極積層部的帶狀負極之間開放。
因此,上述裝置所具備的電池可有效率地使電解液自開放狀態的正極積層部(帶狀正極之間)以及負極積層部(帶狀負極之間)滲透至發電要素內,並且可有效率地使伴隨充電而於發電要素內產生的氣體自開放狀態的正極積層部(帶狀正極之間)以及負極積層部(帶狀負極之間)排出。
尤其,於發電要素的捲繞中心沿著橫方向延伸的狀態下設置上述裝置所具備的電池,因此,處於發電要素的捲繞中心的延伸方向的一端部的正極積層部的高度與處於相同方向的另一端部的負極積層部的高度成為相同或大致相同的位準。藉此,對於上述裝置所具備的電池而言,於將電池設置於規定位置的狀態下,電解液會更有效率地自發電要素的捲繞中心的兩端滲透,並且伴隨充放電而產生的氣體會更有效率地自發電要素的捲繞中心的兩端排出。
因此,對於上述構成的裝置而言,自電池供給至電氣負載的電力穩定,可發揮最大限度的性能。
如上所述,根據本發明的電池,可產生如下的優異的
效果:可有效率地使電解液滲透至發電要素內,或可有效率地將充電時產生的發電要素內的氣體予以排出,從而可獲得穩定的輸出。
又,根據本發明的裝置,可產生如下的優異的效果:作為電力供給源的電池可有效率地使電解液滲透至發電要素內,或可有效率地將充電時產生的發電要素內的氣體予以排出,從而可獲得穩定的輸出。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下。
以下,參照隨附圖式來對本發明的一個實施形態的電池進行說明。
本實施形態的電池如圖1所示,發電要素2收容於電池盒3內,電性連接於該發電要素2的集電構件6、7電性連接於配置在電池盒3的外部的外部端子構造體4、5。
更具體地進行說明,如圖2以及圖3所示,本實施形態的電池1包括:發電要素2,由隔著帶狀的分隔件20c而積層的帶狀正極20a及帶狀負極20b捲繞為扁平狀而形成;收容著發電要素2的電池盒3;配置於電池盒3的外側的正極外部端子構造體4;配置於電池盒3的外側的負極外部端子構造體5;第一集電構件6,電性連接於發電要素2的寬度方向的一端部,並且電性連接於正極外部端子構造體4;以及第二集電構件7,電性連接於發電要素2
的寬度方向的另一端部,並且電性連接於負極外部端子構造體5。
如上所述,上述發電要素2捲繞有隔著帶狀的分隔件20c而積層的帶狀正極20a及帶狀負極20b,如圖3所示,上述發電要素2為如下的配置,即,帶狀正極20a及帶狀負極20b在與長度方向正交的寬度方向上偏移一規定量。因此,該發電要素2於寬度方向(帶狀正極20a及帶狀負極20b的對應於與長度方向正交的寬度方向的方向)的一端部形成有僅積層有帶狀正極20a的積層部分,於寬度方向(帶狀正極20a及帶狀負極20b的對應於與長度方向正交的寬度方向的方向)的另一端部形成有僅積層有帶狀負極20b的積層部分。
而且,如上所述,本實施形態的發電要素2形成為扁平狀,因此,於處於發電要素2的寬度方向的一端側的僅積層有帶狀正極20a的積層部分,在以經由上述發電要素2的捲繞中心CL而朝上述發電要素2的剖面長軸方向擴大的第一假想面F1為邊界的兩個區域A、B中,形成有沿著上述長軸方向延伸的一對正極積層部21a、21b。而且,對於上述發電要素2而言,帶狀正極20a及帶狀負極20b隔著分隔件20c而積層且捲繞為扁平狀,因此,於處於寬度方向的一端側的僅積層有帶狀正極20a的積層部分,形成有以長軸方向的兩端部來將一對正極積層部21a、21b彼此予以連接的一對圓弧狀正極積層部22a、22b。亦即,對於發電要素2而言,自捲繞中心CL方向所見的形狀形成為扁平形狀,寬度方向的一端部(僅積層有帶狀正極20a的積層部分)形成沿著長軸方向延伸且於短軸方向上並排的一對正極積層部21a、21b、與將上述兩端部彼此予以連接的一對圓弧狀正極積層部22a、22b。
此外,如上所述,本實施形態的發電要素2形成為扁平狀,因此,於處於發電要素2的寬度方向的另一端側的僅積層有帶狀負極20b的積層部分,在以上述第一假想面F1為邊界的兩個區域A、B中,形成有沿著上述長軸方向延伸的一對負極積層部23a、23b(參照圖4(d))。而且,對於上述發電要素2而言,帶狀負極20b以及帶狀負極20b隔著分隔件20c而積層且捲繞為扁平狀,因此,於處於寬度方向的另一端側的僅積層有帶狀負極20b的積層部分,形成有以長軸方向的兩端部來將一對負極積層部23a、23b彼此予以連接的一對圓弧狀負極積層部24a、24b。亦即,對於發電要素2而言,自捲繞中心CL方向所見的形狀形成為扁平形狀,寬度方向的另一端部(僅積層有帶狀負極20b的積層部分)形成沿著長軸方向延伸且於短軸方向上並排的一對負極積層部23a、23b、與將上述兩端部彼此予以連接的一對圓弧狀負極積層部24a、24b。
上述電池1構成為可於發電要素2的捲繞中心CL沿著橫方向(水平方向或大致水平的方向)的狀態下設置。本實施形態的電池構成為可以發電要素2的長軸方向為上下方向的方式來設置。伴隨此,以自捲繞中心CL方向所見的長軸方向(剖面長軸方向)為上下方向,將本實施形態的發電要素2收容於電池盒3(後述的盒本體30)。亦即,發電要素2是使一對圓弧狀負極積層部24a、24b以及一對圓弧狀正極積層部22a、22b位於上下方向而收容於電池盒3內。
上述電池盒3包括:呈使一個面開放的角形的箱狀的盒本體30、與對盒本體30的開放部分進行密封的蓋板31。而且,如上所述,上述電池盒3除了收容著發電要素2以外,亦收容有第一集電構件6以及第二集電構件7且填充有電解液。
正極外部端子構造體4以及負極外部端子構造體5彼此相對稱地配置於電池盒3(蓋板31)的外側。而且,正極外部端子構造體4以及負極外部端子構造體5為共同的構成,且包括:外部端子40、50,用以將電纜或匯流排等的連接對象物(未圖示)予以電性連接且予以固定;以及連接桿41、51,由配置於電池盒3(蓋板31)的外表面上的帶狀的金屬板構成。上述外部端子40、50是由外螺紋構件構成,且朝外方插通於連接桿41、51的長度方向的一端側。而且,上述連接桿41、51的長度方向的另一端側藉由連接單元8(例如插通於蓋板31的鉚釘8)而固定於蓋板31。
本實施形態的電池1的第一集電構件6以及第二集電構件7彼此相對稱地配置於電池盒3(盒本體30)的內側。
上述第一集電構件6包括:集電構件本體60,具有固定於蓋板31的基座600及連設於該基座600的一端且沿著發電要素2的寬度方向的一端部(正極積層部21a)配置的發電要素添設部601;以及夾緊構件61,將發電要素添設部601連結於發電要素2的一端部(正極積層部21a)。
上述第一集電構件6的集電構件本體60是對金屬板進行彎折加工而形成的構件,基座600與發電要素添設部601成型為一體。而且,對於本實施形態的第一集電構件6而言,於使基座600沿著電池盒3的蓋板31的內表面的狀態下,沿著一個正極積層部21a的大致全長而形成發電要素添設部601。上述第一集電構件6的發電要素添設部601是對應於與發電要素2連接的部位而設置。
上述第一集電構件6的夾緊構件61是進行彎折加工來將金屬板一折為二而成的構件,以對應於與發電要素2連接的部位的數量來設置該夾緊構件61。該夾緊構件61包括:以彎折脊線為邊界而彼此相對向的一對的對向片610a、610b。而且,上述夾緊構件61於一對的對向片610a、610b的彎折脊線的延伸方向上的長度設定為與發電要素添設部601大致同等的長度,於使一個正極積層部21a與發電要素添設部601一併插入於一對的對向片610a、610b之間的狀態下,使兩個對向片610a、610b接近之後進行超音波熔接,藉此來將正極積層部21a與發電要素添設部601予以物理性地連結且予以電性連接。
而且,上述構成的第一集電構件6(集電構件本體60)如圖4(a)以及圖4(b)所示,基座600藉由上述連接單元8而固定於蓋板31,並且電性連接於正極外部端子構造體4的連接桿41。本實施形態的電池1採用鉚釘作為連接單元8,對第一集電構件6的基座600、蓋板31、以及插通於連接桿41的鉚釘8進行斂合(caulking)處理,藉此,第一集電構件6以及連接桿41固定於蓋板31且彼此電性連接。再者,對於本實施形態的電池1而言,由於電池盒3由具有導電性的金屬材料形成,因此,於第一集電構件6(基座600)與蓋板31之間、連接桿41與蓋板31之間、以及鉚釘8與蓋板31之間介裝有具有電氣絕緣性的絕緣襯墊(packing)P。
返回至圖3,上述第二集電構件7包括:集電構件本體70,具有固定於蓋板31的基座700及連設於該基座700的另一端且沿著發電要素2的寬度方向的另一端部(負極積層部23b)而配置的發電要素添設部701;以及夾緊構件71,將發電要素添設部701連結於發電要素2的另一端部(負極積層部23b)。
上述第二集電構件7的集電構件本體70是對金屬板進行彎折加工而形成的構件,基座700與發電要素添設部701成型為一體。而且,對於本實施形態的第二集電構件7而言,於使基座700沿著電池盒3的蓋板31的內表面的狀態下,沿著另一個負極積層部23b的大致全長而形成發電要素添設部701。上述第二集電構件7的發電要素添設部701是對應於與發電要素2連接的部位而設置。
上述第二集電構件7的夾緊構件71是進行彎折加工來將金屬板一折為二而成的構件,以對應於與發電要素2連接的部位的數量來設置該夾緊構件71。該夾緊構件71是進行彎折加工來將金屬板一折為二而成的構件,且包括:以彎折脊線為邊界而彼此相對向的一對的對向片710a、710b。該夾緊構件71於一對的對向片710a、710b的彎折脊線的延伸方向上的長度設定為與發電要素添設部701大致同等的長度,於使一個負極積層部23a與發電要素添設部701一併插入於一對的對向片710a、710b之間的狀態下,使兩個對向片710a、710b接近之後進行超音波熔接,藉此來將負極積層部23a與發電要素添設部701予以物理性地連結且予以電性連接。
而且,上述構成的第二集電構件7(集電構件本體70)如圖4(c)以及圖4(d)所示,基座(base)700藉由上述連接單元8而固定於蓋板31,並且電性連接於負極外部端子構造體5的連接桿51。本實施形態的電池1採用鉚釘作為連接單元8,對第二集電構件7的基座700、蓋板31、以及插通於連接桿51的鉚釘8進行斂合處理,藉此,第二集電構件7以及連接桿51固定於蓋板31且彼此電性連接。再者,如上所述,對於本實施形態的電池1而言,由於電池盒3由具有導電性的金屬材料形成,因此,於第二集電構件7(基座700)與蓋板31之間、連接桿51與蓋板31之間、以及鉚釘8與蓋板31之間亦介裝有具有電氣絕緣性的絕緣襯墊P。
而且,對於本實施形態的電池1而言,第一集電構件6與正極積層部21a(帶狀正極20a)的連接位置、以及第二集電構件7與負極積層部23b(帶狀負極20b)的連接位置是設定為以經由發電要素2的寬度方向的中央且與第一假想面F1正交的第二假想面F2為基準而呈非對稱。具體而言,本實施形態的電池1如圖4(a)~圖4(d)所示,第一集電構件6的發電要素添設部601連接於處於以第一假想面F1為基準的兩個區域A、B中的一個區域A內的一個正極積層部21a,第二集電構件7的發電要素添設部701連接於處於以第一假想面F1為基準的兩個區域A、B中的另一個區域B(一個正極積層部21a所存在的區域A的相反側的區域B)內的另一個負極積層部23b。
因此,對於本實施形態的電池1而言,處於與以第二假想面F2為基準的第一集電構件6與正極積層部21a的連接位置相對稱的位置的僅積層有帶狀負極20b的積層部分至少為開放狀態,而且,處於與以第二假想面F2為基準的第二集電構件7與負極積層部23b的連接位置相對稱的位置的僅積層有帶狀正極20a的積層部分至少為開放狀態。
亦即,對於本實施形態的電池1而言,第一集電構件6的發電要素添設部601連接於處於以第一假想面F1為基準的兩個區域A、B中的一個區域A內的一個正極積層部21a的整體,第二集電構件7的發電要素添設部701連接於處於以第一假想面F1為基準的兩個區域A、B中的另一個區域B(一個正極積層部21a所存在的區域A的相反側的區域B)內的另一個負極積層部23b的整體,因此,於發電要素2的寬度方向的一端側,如下的部分為開放狀態(於帶狀正極20a、分隔件20c、以及帶狀負極20b之間形成有可使流體流通的微小間隙的狀態),該部分是與以第二假想面F2為基準的第二集電構件7與負極積層部23b的連接位置相對稱的位置,且是第一集電構件6與正極積層部21a的連接位置以外的位置。
又,對於本實施形態的電池1而言,第二集電構件7的發電要素添設部701連接於處於以第一假想面F1為基準的兩個區域A、B中的另一個區域B內的另一個負極積層部23b的整體,第一集電構件6的發電要素添設部601連接於處於以第一假想面F1為基準的兩個區域A、B中的一個區域A(另一個負極積層部23b所存在的區域B的相反側的區域A)內的一個正極積層部21a的整體,因此,於發電要素2的寬度方向的另一端側,如下的部分為開放狀態(於帶狀負極20b、分隔件20c、以及帶狀負極20b之間形成有可使流體流通的微小間隙的狀態),該部分是與以第二假想面F2為基準的第一集電構件6與正極積層部21a的連接位置相對稱的位置,且是第二集電構件7與負極積層部23b的連接位置以外的位置。
本實施形態的電池1包含以上的構成,使來自發電要素2的帶狀正極20a的電經由第一集電構件6以及連接單元(鉚釘)8而導通至正極外部端子構造體4(外部端子40),使來自發電要素2的帶狀負極20b的電經由第二集電構件7以及連接單元(鉚釘)8而導通至負極外部端子構造體5(外部端子50)。而且,對於上述構成的電池1而言,正極外部端子構造體4以及負極外部端子構造體5均採用公(male)螺紋構件作為外部端子40、50,因此,當將電纜或匯流排等的連接對象物予以連接時,使外部端子40、50插通於連接對象物之後,使螺母(未圖示)螺合於自連接對象物突出的外部端子40、50的前端側,藉此,連接對象物成為夾持於螺母與連接桿41、51的狀態,且成為固定於且電性連接於正極外部端子構造體4或負極外部端子構造體5的狀態。
而且,如上所述,對於本實施形態的電池1而言,處於與以第二假想面F2為基準的第一集電構件6與正極積層部21a的連接位置相對稱的位置的僅積層有帶狀負極20b的積層部分(一個負極積層部23a)至少為開放狀態,而且,處於與以第二假想面F2為基準的第二集電構件7與負極積層部23b的連接位置相對稱的位置的僅積層有帶狀正極20a的積層部分(另一個正極積層部21b)至少為開放狀態,因此,填充至電池盒3內的電解液易於自處於發電要素2的寬度方向的兩側的開放部分(另一個正極積層部21b以及一個負極積層部23a)流入或充滿於發電要素2內(帶狀正極20a、分隔件20c、以及帶狀負極20b各自之間)。
又,對於本實施形態的電池1而言,即便伴隨充電而於發電要素2內產生氣體,如上所述,處於與以第二假想面F2為基準的第一集電構件6與正極積層部21a的連接位置相對稱的位置的僅積層有帶狀負極20b的積層部分(一個負極積層部23a)至少為開放狀態,而且,處於與以第二假想面F2為基準的第二集電構件7與負極積層部23b的連接位置相對稱的位置的僅積層有帶狀正極20a的積層部分(另一個正極積層部21b)至少為開放狀態,因此,發電要素2內的氣體會自處於開放狀態的端部(另一個正極積層部21b以及一個負極積層部23a)排出。
藉此,本實施形態的電池1可有效率地使電解液充滿於發電要素2內,而且可有效率地將發電要素2內的氣體予以排出,因此,可確保穩定的輸出。
尤其,對於本實施形態的電池1而言,第一集電構件6連接於處於兩個區域A、B中的一個區域A的一個正極積層部21a的整體,第二集電構件7連接於處於兩個區域A、B中的上述一個區域A的相反側的另一個區域B的另一個負極積層部23b的整體,因此,第一集電構件6以及第二集電構件7均可確保與發電要素2進行電性連接所需的連接面積(接觸面積),且可於發電要素2的寬度方向的兩側形成開放部分。亦即,藉由採用上述構成,發電要素2的一端部的一對正極積層部21a、21b中的另一個正極積層部21b為開放狀態,發電要素2的另一端部的一對負極積層部23a、23b中的一個負極積層部23a為開放狀態,因此,可充分地確保將發電要素2與集電構件6、7予以電性連接,且可有效率地使電解液滲透至發電要素2內或可有效率地將充電時發電要素2內產生的的氣體予以排出。
又,本實施形態的電池1構成為可於發電要素2的捲繞中心CL沿著橫方向延伸的狀態下設置,因此,於將上述電池1設置於規定位置的狀態下,處於發電要素2的捲繞中心CL的延伸方向的一端部的正極積層部21a、21b的高度與處於捲繞中心CL的延伸方向的另一端部的負極積層部23a、23b的高度成為相同或大致相同的位準。藉此,於將上述構成的電池1設置於規定位置的狀態下,電解液有效率地自發電要素2的捲繞中心CL的兩端滲透,並且伴隨充放電而產生的氣體有效率地自發電要素2的捲繞中心CL的兩端排出。
再者,本發明並不限定於上述實施形態,當然可於不脫離本發明的宗旨的範圍內添加適當的變更。
例如,於上述實施形態中,第一集電構件6連接於僅積層有帶狀正極20a的積層部分中的在以經由發電要素2的捲繞中心CL而朝發電要素2的剖面長軸方向擴大的第一假想面F1為邊界的兩個區域A、B中沿著該長軸方向延伸的一對正極積層部21a、21b的一個整體,第二集電構件7連接於僅積層有上述帶狀負極20b的積層部分中的在上述兩個區域A、B中沿著長軸方向延伸的一對負極積層部23a、23b的另一個整體,但並不限定於此。
亦即,亦可以如下情形為前提,此情形是指”第一集電構件6與正極積層部21a、21b的連接位置、以及第二集電構件7與負極積層部23a、23b的連接位置是以經由發電要素2的寬度方向的中央且與第一假想面F1正交的第二假想面F2為基準而呈非對稱”。例如,將第一集電構件6連接於以第一假想面F1為邊界的兩個區域A、B中沿著該長軸方向延伸的一對正極積層部21a、21b的另一個整體,將第二集電構件7連接於上述兩個區域A、B中沿著長軸方向延伸的一對負極積層部23a、23b的一個整體。
又,亦可以如下的情形為前提,此情形是指”第一集電構件6與正極積層部21a、21b的連接位置、以及第二集電構件7與負極積層部23a、23b的連接位置是以經由發電要素2的寬度方向的中央且與第一假想面F1正交的第二假想面F2為基準而呈非對稱”。如圖5(a)~圖5(f)所示,將第一集電構件6連接於僅積層有帶狀正極20a的積層部分中的在以經由發電要素2的捲繞中心CL而朝發電要素2的剖面長軸方向擴大的第一假想面F1為邊界的兩個區域A、B中沿著長軸方向延伸的一對正極積層部21a、21b中的任一個正極積層部的一部分,將第二集電構件7連接於僅積層有帶狀負極20b的積層部分中的在以上述第一假想面F1為邊界的兩個區域A、B中沿著長軸方向延伸的一對負極積層部23a、23b的任一個負極積層部的一部分。
即便如此,亦可產生與上述實施形態相同的作用以及效果。亦即,對於上述電池1而言,與包括正極積層部21a、21b(僅積層有帶狀正極20a的積層部分)的第一集電構件6連接的位置以外的正極積層部21a、21b的帶狀正極20a、20a之間成為開放的狀態,並且與包括負極積層部23a、23b(僅積層有帶狀負極20b的積層部分)的第二集電構件7連接的位置以外的負極積層部23a、23b的帶狀負極20b、20b之間成為開放的狀態,上述正極積層部21a、21b(僅積層有帶狀正極20a的積層部分)處於與以第二假想面F2為基準的第二集電構件7與負極積層部23a、23b的連接位置相對稱的位置,上述負極積層部23a、23b(僅積層有帶狀負極20b的積層部分)處於與以第二假想面F2為基準的第一集電構件6與正極積層部21a、21b的連接位置相對稱的位置。
因此,上述構成的電池1可有效率地使電解液自開放狀態的正極積層部21a、21b(帶狀正極20a、20a之間)以及負極積層部23a、23b(帶狀負極20b、20b之間)滲透至發電要素2內,並且可有效率地使伴隨充電而於發電要素2內產生的氣體自開放狀態的正極積層部21a、21b(帶狀正極20a、20a之間)以及負極積層部23a、23b(帶狀負極20b、20b之間)排出。
而且,對於此種電池而言,於充放電過程中,發電要素(帶狀正極、帶狀負極)會膨脹、收縮,但對於上述構成的電池1而言,由於與第一集電構件6連接的位置以外的正極積層部21a、21b(帶狀正極20a、20a之間)以及與第二集電構件7連接的位置以外的負極積層部23a、23b(帶狀負極20b、20b之間)為開放狀態,因此,可將伴隨充放電(膨脹或收縮)而作用於發電要素2(帶狀正極20a、帶狀負極20b)的應力予以釋放,從而可使電池壽命提高。再者,圖5(a)以及圖5(b)表示相同電池的發電要素的一端側以及另一端側的剖面,圖5(c)以及圖5(d)表示相同電池的發電要素的一端側以及另一端側的剖面,圖5(e)以及圖5(f)表示相同電池的發電要素的一端側以及另一端側的剖面。
而且,此處所謂「一部分」,是指與第一集電構件6或第二集電構件7連接的對稱位置為局部的部分,且例如為包含如下的內容的概念:單一的正極積層部21a、21b或負極積層部23a、23b中的第一集電構件6或第二集電構件7的連接對稱位置在長軸方向上比未成為連接對象的部分更長;或者單一的正極積層部21a、21b或負極積層部23a、23b中的第一集電構件6或第二集電構件7的連接對稱位置在長軸方向上比未成為連接對象的部分更短。亦即,所謂「一部分」,是指第一集電構件6或第二集電構件7的連接對象部分並非為整個正極積層部21a、21b或整個負極積層部23a、23b。
此處,對具體例進行說明,當構成為可於發電要素2的長軸方向朝向上下方向的狀態下對電池1進行設置時,如圖5(a)~圖5(d)所示,亦可將第一集電構件6連接於處於上述發電要素2的上述兩個區域A、B中的一個區域A的一個正極積層部21a的上部或下部(於圖5(a)以及圖5(c)中為上部),並且將第二集電構件7連接於處於發電要素2的上述兩個區域A、B中的一個區域A的相反側的另一個區域B的另一個負極積層部23b的上部或下部(於圖5(a)中為上部,於圖5(c)中為下部)。再者,此處所謂「上部」,是指比發電要素2的捲繞中心CL更靠上半側部分的範圍內,所謂「下部」是指比發電要素2的捲繞中心CL更靠下半側部分的範圍內。
如此,成為如下的狀態,即,處於與連接有第一集電構件6的正極積層部21a相同的區域A的負極積層部23a的全部的帶狀負極20b、20b之間開放,處於與連接有第二集電構件7的負極積層部23b相同的區域B的正極積層部21b的全部的帶狀正極20a、20a之間開放。
因此,上述構成的電池1可有效率地使電解液自開放狀態的正極積層部21b(帶狀正極20a、20a之間)以及負極積層部23a(帶狀負極20b、20b之間)滲透至發電要素2內,並且可有效率地使伴隨充電而於發電要素2內產生的氣體自開放狀態的正極積層部21b(帶狀正極20a、20a之間)以及負極積層部23a(帶狀負極20b、20b之間)排出。尤其,對於上述構成的電池1而言,連接有第一集電構件6的區域A與連接有第二集電構件7的區域B不同,因此,電解液易於在發電要素2中循環,並且亦促進將發電要素2內產生的氣體予以排出。
又,當構成為可於發電要素2的長軸方向朝向上下方向的狀態下對電池1進行設置時,如圖5(c)~圖5(f)所示,亦可將第一集電構件6連接於處於發電要素2的上述兩個區域A、B中的任一個區域A、B的一個正極積層部21a、21b的上部或下部中的任意一個(於圖5(c)以及圖5(e)中為處於一個區域A的一個正極積層部21a的上部),並且將第二集電構件7連接於處於發電要素2的上述兩個區域A、B中的任一個區域A、B的負極積層部23a、23b的上部或下部中的另一個(於圖5(d)中為處於另一個區域B的另一個正極積層部21b的下部,於圖5(f)中為處於一個區域A的一個正極積層部21a的下部)。
如此,成為如下的狀態,即,處於兩個區域A、B中的任一個區域A、B的正極積層部21a、21b的連接有第一集電構件6的部分以外的部分(上部或下部的任意一個)的帶狀正極20a、20a之間、以及處於兩個區域A、B中的任意另一個區域A、B的正極積層部21a、21b的帶狀正極20a、20a之間開放,處於兩個區域A、B中的任一個區域A、B的負極積層部23a、23b的連接有第二集電構件7的部分以外的部分(上部或下部的另一個)的帶狀負極20b、20b之間、以及處於兩個區域A、B中的任意另一個區域A、B的負極積層部23a、23b的帶狀負極20b、20b之間開放。
因此,上述構成的電池1可有效率地使電解液自開放狀態的正極積層部21a、21b(帶狀正極20a、20a之間)以及負極積層部23a、23b(帶狀負極20b、20b之間)滲透至發電要素2內,並且可有效率地使伴隨充電而於發電要素2內產生的氣體自開放狀態的正極積層部21a、21b(帶狀正極20a、20a之間)以及負極積層部23a、23b(帶狀負極20b、20b之間)排出。
尤其,對於上述構成的電池1而言,發電要素2與第一集電構件6的連接部分的配置及發電要素2與第二集電構件7的連接部分的配置於上下方向上不同,因此,連接有第一集電構件6的正極積層部21a、21b的開放部分的配置、與連接有第二集電構件7的負極積層部23a、23b的開放部分的配置於上下方向上不同。藉此,對於上述構成的電池1而言,電解液易於在發電要素2中循環,並且亦促進將發電要素2內產生的氣體予以排出。
又,如圖6(a)~圖6(d)所示,亦可以如下的情形為前提,此情形是指”第一集電構件6與正極積層部21a、21b的連接位置、以及第二集電構件7與負極積層部23a、23b的連接位置是以經由發電要素2的寬度方向的中央且與第一假想面F1正交的第二假想面F2為基準而呈非對稱”。將第一集電構件6連接於僅積層有帶狀正極20a的積層部分中的在以經由發電要素2的捲繞中心CL而朝發電要素2的剖面長軸方向擴大的第一假想面F1為邊界的兩個區域A、B中沿著該長軸方向延伸的一對正極積層部21a、21b各自的一部分,隨之,將第二集電構件7連接於僅積層有帶狀負極20b的積層部分中的在以經由發電要素2的捲繞中心CL而朝發電要素2的剖面長軸方向擴大的第一假想面F1為邊界的兩個區域A、B中沿著該長軸方向延伸的一對負極積層部23a、23b各自的一部分。再者,圖6(a)以及圖6(b)表示相同電池的發電要素的一端側以及另一端側的剖面,圖6(c)以及圖6(d)表示相同電池的發電要素的一端側以及另一端側的剖面。
即便如此,由於與以第二假想面F2為基準的第一集電構件6與正極積層部21a、21b的連接位置相對稱的位置(發電要素2的寬度方向的另一端側的對稱位置)、以及與第二集電構件7與負極積層部23a、23b的連接位置相對稱的位置(發電要素2的寬度方向的一端側的對稱位置)至少為開放狀態(藉由與第一集電構件6或第二集電構件7連接而成為不受約束的狀態),因此,可於充電時將氣體予以排出或可順利地使電解液滲透。又,對於上述構成的電池1而言,由於第一集電構件6分別在一處連接於一對正極積層部21a、21b,並且第二集電構件7分別在一處連接於一對負極積層部23a、23b,因此,可藉由減小集電電阻來使高率放電性能以及輸入輸出性能提高。又,對於上述構成的電池1而言,由於第一集電構件6連接於分別處於以第一假想面F1為邊界的兩個區域A、B的一對正極積層部21a、21b,並且第二集電構件7連接於分別處於以第一假想面F1為邊界的兩個區域A、B的一對負極積層部23a、23b,因此,與第一假想面F1正交的方向的耐振動性優異。
尤其,如圖6(c)以及圖6(d)所示,上述第一集電構件6連接於處於上述兩個區域A、B的一對正極積層部21a、21b各自的任一端側(於圖6(c)中為設置時成為上側(上部)的一端側),並且上述第二集電構件7連接於處於上述兩個區域A、B的一對負極積層部23a、23b各自的任意另一端側(於圖6(d)中為設置時成為下側(下部)的另一端側),藉此,發電要素2的捲繞中心CL方向以及與第一假想面F1正交的方向的耐振動性優異。
而且,當第一集電構件6連接於僅積層有上述帶狀正極20a的積層部分中的在以經由發電要素2的捲繞中心CL而朝發電要素2的剖面長軸方向擴大的第一假想面F1為邊界的兩個區域A、B中沿著該長軸方向延伸的一對正極積層部21a、21b各自的一部分或任一個正極積層部的一部分,且第二集電構件7連接於僅積層有帶狀負極20b的積層部分中的在以上述第一假想面F1為邊界的兩個區域A、B中沿著該長軸方向延伸的一對負極積層部23a、23b各自的一部分或任一個負極積層部的一部分時,較佳為第一集電構件6連接於比正極積層部21a、21b的長軸方向的上部更靠下方側,且第二集電構件7連接於比負極積層部23a、23b的長軸方向的上部更靠下方側。
如此,可有效率地使於充電時產生的氣體排出。亦即,除了處於與以第二假想面F2為基準的第一集電構件6與正極積層部21a的連接位置相對稱的位置的僅積層有帶狀負極20b的積層部分、以及處於與以第二假想面F2為基準的第二集電構件7與負極積層部23b的連接位置相對稱的位置的僅積層有帶狀正極20a的積層部分之外,處於比第一集電構件6與正極積層部21a、21b的連接位置更靠上部的僅積層有帶狀正極20a的積層部分、以及處於比第二集電構件7與負極積層部23a、23b的連接位置更靠上部的僅積層有帶狀負極20b的積層部分亦為開放狀態,因此,當於充電時產生的氣體因浮力而在發電要素2內上升時,可有效率地自發電要素2的兩端部排出。
又,於上述實施形態中的在電池盒3內收容有一個發電要素2,但並不限定於此,例如,如圖7(a)~圖7(d)、圖8(a)~圖8(d)所示,亦可將兩個以上的發電要素2收容於單一的電池盒3內。於該情形時,各發電要素2是以長軸方向成為上下方向的方式而橫向並排地收容於電池盒3內。亦即,兩個以上的發電要素2是以彼此的負極積層部23a、23b及正極積層部21a、21b相互形成同一行,並且彼此的第一假想面F1、F1相互平行或大致平行的方式,以並排狀態來配置。再者,圖7(a)以及圖7(b)表示相同電池的發電要素的一端側以及另一端側的剖面,圖7(c)以及圖7(d)表示相同電池的發電要素的一端側以及另一端側的剖面。又,圖8(a)以及圖8(b)表示相同電池的發電要素的一端側以及另一端側的剖面,圖8(c)以及圖8(d)表示相同電池的發電要素的一端側以及另一端側的剖面。
於上述情形時,第一集電構件6的對應於各發電要素2的兩個以上的發電要素添設部601、601連設於單一的基座600,並且第二集電構件7的對應於各發電要素2的兩個以上的發電要素添設部701、701連設於單一的基座700,於各發電要素2中,第一集電構件6(發電要素添設部601、601)與正極積層部21a、21b的連接位置、以及第二集電構件7(發電要素添接部701、701)與負極積層部23a、23b的連接位置以經由發電要素2的寬度方向的中央且與第一假想面F1正交的第二假想面F2為基準而呈非對稱即可。
亦即,如圖7(a)~圖7(d)所示,第一集電構件6亦可連接於處於各發電要素2、2的上述兩個區域A、B、A、B中的任一個區域A、B、A、B的一個正極積層部21a、21b、21a、21b(於圖7(a)以及圖7(c)中為處於各發電要素2、2的一個區域A、A的一個正極積層部21a、21a)的一部分。以將上述第一集電構件6連接於發電要素2的形態為前提,第二集電構件7亦可連接於處於各發電要素2、2的上述兩個區域A、B、A、B中的任一個區域A、B、A、B的一個負極積層部23a、23b、23a、23b(於圖7(b)中為處於各發電要素2、2的另一個區域B、B的另一個負極積層部23b、23b,於圖7(d)中為處於各發電要素2、2的一個區域A、A的一個負極積層部23a、23a)的一部分。
又,如圖8(a)~圖8(d)所示,第一集電構件6亦可連接於處於相鄰的兩個發電要素2、2中的一個發電要素2的上述兩個區域A、B中的任一個區域A、B的一個正極積層部21a、21b(於圖8(a)中為處於一個區域A的一個正極積層部21a,於圖8(c)中為處於另一個區域B的另一個正極積層部21b)的一部分,並且連接於處於上述兩個發電要素2、2中的另一個發電要素2的上述兩個區域A、B中的上述一個區域A、B的相反側的另一個區域A、B的另一個正極積層部21a、21b(於圖8(a)中為處於另一個區域B的另一個正極積層部21b,於圖8(c)中為處於一個區域A的一個正極積層部21a)的一部分。以將上述第一集電構件6連接於發電要素2的形態為前提,第二集電構件7亦可連接於處於相鄰的兩個發電要素2、2中的一個發電要素2的上述兩個區域A、B中的上述一個區域A、B的相反側的另一個區域A、B的另一個負極積層部23a、23b(於圖8(b)中為處於另一個區域B的另一個正極積層部21b,於圖8(d)中為處於一個區域A的一個正極積層部21a)的一部分,並且連接於處於上述兩個發電要素2、2中的另一個發電要素2的上述兩個區域A、B中的上述一個區域A、B的一個負極積層部23a、23b(於圖8(b)中為處於一個區域A的一個正極積層部21a,於圖8(d)中為處於另一個區域B的另一個正極積層部21b)的一部分。
如此,藉由設置兩個以上的發電要素2、2,可提供與發電要素2、2的數量相對應的大容量的電池1。又,上述構成的電池1均是將單一的第一集電構件6連接於兩個以上的發電要素2、2,並且將單一的第二集電構件7連接於兩個以上的發電要素2、2,因此,可使零件數減少。
而且,包括兩個以上的發電要素2、2的上述構成的電池1均與上述實施形態同樣地,於各發電要素2中,處於與以第二假想面F2為基準的第一集電構件6與正極積層部21a的連接位置相對稱的位置的僅積層有帶狀負極20b的積層部分至少為開放狀態,而且,處於與以第二假想面F2為基準的第二集電構件7與負極積層部23b的連接位置相對稱的位置的僅積層有帶狀正極20a的積層部分至少為開放狀態,因此,電解液易於滲透至各發電要素2內,而且易於將伴隨充電而產生的氣體自發電要素2內排出,從而可使整個電池1的輸出穩定。
於上述實施形態中,採用如下的構件作為第一集電構件6以及第二集電構件7,該構件包括:集電構件本體60、70,具有固定於蓋板31的基座600、700及連設於該基座600、700的一端且沿著發電要素2的寬度方向的一端部或另一端部(正極積層部21a或負極積層部23b)而配置的發電要素添設部601、701;以及夾緊構件61、71,將發電要素添設部601、701連結於發電要素2的一端部或另一端部(正極積層部21a、21b或負極積層部23a、23b),但並不限定於此,例如,如圖9(a)以及圖9(b)所示,亦可採用如下的構件(僅由上述實施形態中的集電構件本體60、70構成的構件),該構件包括:經由連接單元8而固定於蓋板31的基座600、700以及連設於該基座600、700的一端且沿著發電要素2的寬度方向的一端部或另一端部(正極積層部21a、21b或負極積層部23a、23b)而配置的發電要素添設部601、701。
於上述情形時,如圖9(a)所示,將發電要素添設部601、701一體地熔接(以點焊接W來熔接)於發電要素2的一端部或另一端部(正極積層部21a、21b或負極積層部23a、23b),或如圖9(b)所示,以將發電要素2的一端部或另一端部(正極積層部21a、21b或負極積層部23a、23b)予以捲入的方式來對發電要素添設部601進行斂合,藉此,與發電要素2形成電性連接即可。又,亦可以將發電要素2的一端部或另一端部(正極積層部21a、21b或負極積層部23a、23b)予以捲入的方式來對發電要素添設部601進行斂合,並且一同將發電要素添設部601、701一體地熔接(以點焊接W來熔接)於發電要素2的一端部或另一端部(正極積層部21a、21b或負極積層部23a、23b)。再者,即便在採用此種集電構件6、7的情形時,第一集電構件6(發電要素添設部601)與正極積層部21a、21b的連接位置、以及第二集電構件7(發電要素添設部701)與負極積層部23a、23b的連接位置當然是以經由發電要素2的寬度方向的中央且與第一假想面F1正交的第二假想面F2為基準而呈非對稱。
又,於用以對上述實施形態的電池1進行說明的各圖中,表示了在帶狀負極20b位於比帶狀正極20a更靠外側的位置的狀態下經捲繞的發電要素2,但並不限定於此,例如,亦可採用在帶狀正極20a位於比帶狀負極20b更靠外側的位置的狀態下經捲繞的發電要素2。亦即,根據電池1的設計規格,將構成發電要素2的帶狀正極20a及帶狀負極20b中的任一個帶狀電極配置於另一個帶狀電極的外側即可,且第一集電構件6(發電要素添設部601)與正極積層部21a的連接位置、以及第二集電構件7(發電要
素添設部701)與負極積層部23b的連接位置設定為以經由發電要素2的寬度方向的中央且與第一假想面F1正交的第二假想面F2為基準而呈非對稱即可。
於上述內容中,雖未特別涉及,但包括上述實施形態的電池1在內的任何的電池1當然均可被用作將電力供給至電氣負載(例如電動馬達或電燈、顯示器等)的電力供給源,或如圖10所示,包括經由配線系統EL而將電力供給至電氣負載(例如電動馬達M或電燈L、顯示器E等)的電力供給源的裝置D(例如電動汽車(Electric Vehicle,EV)或複合動力汽車(Hybrid Electric Vehicle,HEV)、航空器、船舶、以及工業機械等的各種裝置D)可具備上述電池1作為上述電力供給源。再者,於圖10中表示作為具備上述任一個電池1作為電力供給源的裝置D的一例的電動汽車的概略圖。
而且,當上述電池1均作為電力供給源而設置於裝置D時,與上述實施形態同樣地,較佳為於發電要素2的捲繞中心CL沿著橫方向延伸的狀態下設置上述電池1。亦即,若於發電要素2的捲繞中心CL沿著橫方向延伸的狀態下設置上述電池1,則處於發電要素2的捲繞中心CL的延伸方向的一端部的正極積層部21a、21b的高度與處於相同方向的另一端部的負極積層部23a、23b的高度成為相同或大致相同的位準。藉此,對於上述裝置D所具備的電池1而言,電解液會更有效率地自發電要素2的捲繞中心CL方向的兩端滲透,並且伴隨充放電而產生的氣體會更有效率地自發電要素2的捲繞中心CL方向的兩端排出。
因此,對於具備上述電池1作為電力供給源的裝置D而言,自電池1供給至電氣負載的電力穩定,可發揮最大限度的性能。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1、1'...電池
2、2'...發電要素
3、3'...電池盒
4、4'...正極外部端子構造體/外部端子構造體
5、5'...負極外部端子構造體/外部端子構造體
6、6'...第一集電構件/集電構件
7、7'...第二集電構件/集電構件
8、8'...連接單元(鉚釘)
20a、20a'...帶狀正極
20b、20b'...帶狀負極
20c、20c'...分隔件
21a、21b、21a'、21b'...正極積層部
22a、22b...圓弧狀正極積層部
23a、23b、23a'、23b'...負極積層部
24a、24b...圓弧狀負極積層部
30、30'...盒本體
31、31'...蓋板
40、50‧‧‧外部端子
41、51‧‧‧連接桿
60、70、60'、70'‧‧‧集電構件本體
61、71、61'、71'‧‧‧夾緊構件
600、700、600'、700'‧‧‧基座
601、701、601'、701'‧‧‧發電要素添設部
610a、610b、610a'、610b'、710a、710b、710a'、710b'‧‧‧對向片
A、B、A'、B'‧‧‧區域
CL、CL'‧‧‧捲繞中心
D‧‧‧裝置
E‧‧‧顯示器
EL‧‧‧配線系統
F1、F1'‧‧‧第一假想面
F2‧‧‧第二假想面
L‧‧‧電燈
M‧‧‧電動馬達
P‧‧‧絕緣襯墊
I-I、II-II、III-III、IV-IV‧‧‧剖面
圖1表示本發明的一實施形態的電池的整體立體圖。
圖2表示部分地將上述實施形態的電池予以分解的立體圖。
圖3表示上述實施形態的電池的分解立體圖。
圖4(a)~圖4(d)是用以對上述實施形態的電池中的發電要素與集電構件的連接位置進行說明的說明圖,圖4(a)表示自上述實施形態的電池的正面側所見的剖面圖,圖4(b)表示圖4(a)的I-I剖面圖,圖4(c)表示自上述實施形態的電池的背面側所見的剖面圖,圖4(d)表示圖4(c)的II-II剖面圖。
圖5(a)~圖5(f)是用以對本發明的其他實施形態的電池中的發電要素與集電構件的連接位置進行說明的剖面圖,圖5(a)表示自其他實施形態的電池的發電要素的捲繞中心方向的一端側所見的剖面圖,圖5(b)表示自圖5(a)所示的電池的發電要素的捲繞中心方向的另一端側所見的剖面圖,圖5(c)表示自另一實施形態的電池的發電要素的捲繞中心方向的一端側所見的剖面圖,圖5(d)表示自圖5(c)所示的電池的發電要素的捲繞中心方向的另一端側所見的剖面圖,圖5(e)表示自又一實施形態的電池的發電要素的捲繞中心方向的一端側所見的剖面圖,圖5(f)表示自圖5(e)所示的電池的發電要素的捲繞中心方向的另一端側所見的剖面圖。
圖6(a)~圖6(d)是用以對本發明的又一實施形態的電池中的發電要素與集電構件的連接位置進行說明的剖面圖,圖6(a)表示自又一實施形態的電池的發電要素的捲繞中心方向的一端側所見的剖面圖,圖6(b)表示自圖6(a)所示的電池的發電要素的捲繞中心方向的另一端側所見的剖面圖,圖6(c)表示自又一實施形態的電池的發電要素的捲繞中心方向的一端側所見的剖面圖,圖6(d)表示自圖6(c)所示的電池的發電要素的捲繞中心方向的另一端側所見的剖面圖。
圖7(a)~圖7(d)是用以對本發明的又一實施形態的電池中的發電要素與集電構件的連接位置進行說明的剖面圖,圖7(a)表示自又一實施形態的電池的發電要素的捲繞中心方向的一端側所見的剖面圖,圖7(b)表示自圖7(a)所示的電池的發電要素的捲繞中心方向的另一端側所見的剖面圖,圖7(c)表示自又一實施形態的電池的發電要素的捲繞中心方向的一端側所見的剖面圖,圖7(d)表示自圖7(c)所示的電池的發電要素的捲繞中心方向的另一端側所見的剖面圖。
圖8(a)~圖8(d)是用以對本發明的又一實施形態的電池中的發電要素與集電構件的連接位置進行說明的剖面圖,圖8(a)表示自又一實施形態的電池的發電要素的捲繞中心方向的一端側所見的剖面圖,圖8(b)表示自圖8(a)所示的電池的發電要素的捲繞中心方向的另一端側所見的剖面圖,圖8(c)表示自又一實施形態的電池的發電要素的捲繞中心方向的一端側所見的剖面圖,圖8(d)表示自圖8(c)所示的電池的發電要素的捲繞中心方向的另一端側所見的剖面圖。
圖9(a)~圖9(b)是部分地將本發明的又一實施形態的電池予以分解的立體圖,圖9(a)表示將集電構件的發電要素添設部熔接於發電要素(帶狀正極或帶狀負極),藉此來使集電構件與發電要素形成電性連接的電池的分解立體圖,圖9(b)表示以將發電要素(帶狀正極或帶狀負極)予以捲入的方式來對集電構件的發電要素添設部進行斂合,藉此來使集電構件與發電要素形成電性連接的電池的分解立體圖。
圖10表示本發明的一實施形態的裝置(電動汽車)的概略圖。
圖11(a)~圖11(b)是先前的電池的立體圖,圖11(a)表示整體立體圖,圖11(b)表示部分地予以分解的立體圖。
圖12表示先前的電池的分解立體圖。
圖13(a)~圖13(d)是用以對先前的電池中的發電要素與集電構件的連接位置進行說明的說明圖,圖13(a)表示自先前的電池的正面側所見的剖面圖,圖13(b)表示圖13(a)的III-III剖面圖,圖13(c)表示自先前的電池的背面側所見的剖面圖,圖13(d)表示圖13(c)的IV-IV剖面圖。
1...電池
2...發電要素
3...電池盒
4...正極外部端子構造體/外部端子構造體
5...負極外部端子構造體/外部端子構造體
6...第一集電構件/集電構件
7...第二集電構件/集電構件
8...連接單元(鉚釘)
20a...帶狀正極
20b...帶狀負極
20c...分隔件
21a、21b...正極積層部
22a、22b...圓弧狀正極積層部
23a、23b...負極積層部
24a、24b...圓弧狀負極積層部
30...盒本體
31...蓋板
40、50...外部端子
41、51...連接桿
60、70...集電構件本體
61、71...夾緊構件
600、700...基座
601、701...發電要素添設部
610a、610b、710a、710b...對向片
A、B...區域
CL...捲繞中心
F1...第一假想面
F2...第二假想面
P...絕緣襯墊
Claims (10)
- 一種電池,包括:至少一個發電要素,由隔著分隔件而積層的帶狀正極及帶狀負極捲繞為扁平狀而形成;收容著發電要素的電池盒;配置於電池盒的外側的正極外部端子構造體;配置於電池盒的外側的負極外部端子構造體;第一集電構件,電性連接於處於發電要素的寬度方向的一端側的僅積層有帶狀正極的積層部分,並且電性連接於正極外部端子構造體;以及第二集電構件,電性連接於處於發電要素的寬度方向的另一端側的僅積層有帶狀負極的積層部分,並且電性連接於負極外部端子構造體,上述電池的特徵在於:上述第一集電構件連接於僅積層有上述帶狀正極的積層部分中的在以經由發電要素的捲繞中心而朝上述發電要素的剖面長軸方向擴大的第一假想面為邊界的兩個區域中沿著上述長軸方向延伸的一對正極積層部各自的一部分、或上述一對正極積層部中的任一個正極積層部的一部分、或者上述一對正極積層部中的任一個正極積層部的整體,上述第二集電構件連接於僅積層有上述帶狀負極的積層部分中的在上述兩個區域中沿著上述長軸方向延伸的一對負極積層部各自的一部分、或上述一對負極積層部中的任一個負極積層部的一部分、或者上述一對負極積層部中的任一個負極積層部的整體,第一集電構件與正極積層部的連接位置、以及第二集電構件與負極積層部的連接位置設定為以經由發電要素的寬度方向的中央且與上述第一假想面 正交的第二假想面為基準而呈非對稱。
- 如申請專利範圍第1項所述之電池,其中上述第一集電構件連接於處於上述兩個區域中的一個區域的一個正極積層部的一部分或整體,上述第二集電構件連接於處於上述兩個區域中的上述一個區域的相反側的另一個區域的另一個負極積層部的一部分或整體。
- 如申請專利範圍第1項所述之電池,其中上述第一集電構件連接於比正極積層部的上述長軸方向的上部更靠下方側,且上述第二集電構件連接於比負極積層部的上述長軸方向的上部更靠下方側。
- 如申請專利範圍第2項所述之電池,其中上述第一集電構件連接於比正極積層部的上述長軸方向的上部更靠下方側,且上述第二集電構件連接於比負極積層部的上述長軸方向的上部更靠下方側。
- 如申請專利範圍第1項所述之電池,其中上述第一集電構件連接於處於上述兩個區域中的任一個區域的一個正極積層部的一部分,上述第二集電構件連接於處於上述兩個區域中的任一個區域的一個負極積層部的一部分。
- 如申請專利範圍第1項所述之電池,其中上述第一集電構件連接於處於上述兩個區域的一對正極積層部各自的一部分,並且上述第二集電構件連接於處於上述兩個區域的一對負極積層部各自的一部分。
- 如申請專利範圍第1項所述之電池,包括 兩個以上的上述發電要素,該兩個以上的上述發電要素是以彼此的正極積層部及負極積層部相互形成同一行,並且彼此的第一假想面相互平行或大致平行的方式,以並排狀態來配置,第一集電構件連接於處於各發電要素的上述兩個區域中的任一個區域的一個正極積層部的一部分,第二集電構件連接於處於各發電要素的上述兩個區域中的任一個區域的一個負極積層部的一部分。
- 如申請專利範圍第1項所述之電池,包括兩個以上的上述發電要素,該兩個以上的上述發電要素是以彼此的正極積層部及負極積層部相互形成同一行,並且彼此的第一假想面相互平行或大致平行的方式,以並排狀態來配置,第一集電構件連接於處於相鄰的兩個發電要素中的一個發電要素的上述兩個區域中的任一個區域的一個正極積層部的一部分,並且連接於處於上述兩個發電要素中的另一個發電要素的上述兩個區域中的上述一個區域的相反側的另一個區域的另一個正極積層部的一部分,第二集電構件連接於處於相鄰的兩個發電要素中的一個發電要素的上述兩個區域中的上述一個區域的相反側的另一個區域的另一個負極積層部的一部分,並且連接於處於上述兩個發電要素中的另一個發電要素的上述兩個區域中的上述一個區域的一個負極積層部的一部分。
- 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之電池,其中構成為可於發電要素的捲繞中心沿著橫方向延伸的狀 態下設置。
- 一種具備電池的裝置,該電池作為將電力供給至電氣負載的電力供給源,該裝置包括:如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之電池,且該電池是以該發電要素的捲繞中心沿著該裝置的橫方向延伸的狀態設置在該裝置中。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010096239 | 2010-04-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201203661A TW201203661A (en) | 2012-01-16 |
| TWI458161B true TWI458161B (zh) | 2014-10-21 |
Family
ID=44834169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW100113592A TWI458161B (zh) | 2010-04-19 | 2011-04-19 | 電池以及具備該電池的裝置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9281511B2 (zh) |
| EP (1) | EP2562849B1 (zh) |
| JP (2) | JP6086304B2 (zh) |
| KR (1) | KR101854792B1 (zh) |
| CN (1) | CN102714294B (zh) |
| TW (1) | TWI458161B (zh) |
| WO (1) | WO2011132650A1 (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9991498B2 (en) * | 2013-09-09 | 2018-06-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electrode assembly and secondary battery including the same |
| DE102013112060A1 (de) * | 2013-11-01 | 2015-05-07 | Johnson Controls Advanced Power Solutions Gmbh | Elektrochemischer Akkumulator |
| JP2015106496A (ja) * | 2013-11-29 | 2015-06-08 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 二次電池 |
| JP6269440B2 (ja) * | 2014-10-28 | 2018-01-31 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池 |
| JP2016103361A (ja) * | 2014-11-27 | 2016-06-02 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置 |
| JP2016103360A (ja) * | 2014-11-27 | 2016-06-02 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置 |
| JP2016103359A (ja) * | 2014-11-27 | 2016-06-02 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置 |
| JP7069689B2 (ja) * | 2017-12-19 | 2022-05-18 | 株式会社Gsユアサ | 蓄電素子の充電制御方法、状態推定方法、寿命推定方法、蓄電システムの製造方法、及び、蓄電素子の管理装置 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW480761B (en) * | 1999-11-25 | 2002-03-21 | Nec Mobile Energy Kk | Encapsulated type battery |
| TW511305B (en) * | 2000-08-09 | 2002-11-21 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Coin-shaped battery |
| JP2003173765A (ja) * | 2001-12-05 | 2003-06-20 | Yuasa Corp | 密閉形電池 |
| JP2003346774A (ja) * | 2002-05-29 | 2003-12-05 | Japan Storage Battery Co Ltd | 電 池 |
| JP2003346882A (ja) * | 2002-05-28 | 2003-12-05 | Japan Storage Battery Co Ltd | 電 池 |
| TWI234896B (en) * | 2003-09-30 | 2005-06-21 | Sanyo Electric Co | Battery having film-like outer package |
| JP2006012830A (ja) * | 2004-06-23 | 2006-01-12 | Samsung Sdi Co Ltd | 二次電池 |
| JP2009105074A (ja) * | 2009-02-16 | 2009-05-14 | Gs Yuasa Corporation:Kk | 電池 |
| WO2010001975A1 (ja) * | 2008-07-02 | 2010-01-07 | 株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション | 電池及びその製造方法 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3127610B2 (ja) | 1992-10-07 | 2001-01-29 | ソニー株式会社 | パターン検出装置 |
| JP2000150306A (ja) | 1998-11-12 | 2000-05-30 | Toyota Motor Corp | 電池またはキャパシタの集電方式 |
| JP2000285900A (ja) * | 1999-03-31 | 2000-10-13 | Japan Storage Battery Co Ltd | 非水電解質電池 |
| JP4892773B2 (ja) * | 2000-07-26 | 2012-03-07 | 株式会社Gsユアサ | 電池 |
| JP5034135B2 (ja) | 2000-09-22 | 2012-09-26 | 株式会社デンソー | 電池およびその製造方法 |
| US7129001B2 (en) | 2001-12-18 | 2006-10-31 | Gs Yuasa Corporation | Cell comprising a power-generating element fastened by sheets |
| JP4061938B2 (ja) | 2001-12-20 | 2008-03-19 | トヨタ自動車株式会社 | 蓄電素子およびその製造方法 |
| KR20050098318A (ko) * | 2004-04-06 | 2005-10-12 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전극 조립체와 이를 구비한 이차 전지 |
| JP5032737B2 (ja) | 2004-06-14 | 2012-09-26 | パナソニック株式会社 | 電気化学素子 |
| JP4867210B2 (ja) | 2005-06-16 | 2012-02-01 | トヨタ自動車株式会社 | 捲回型蓄電装置 |
| KR100637443B1 (ko) * | 2005-07-05 | 2006-10-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지와 이에 사용되는 단자 조립체 |
| JP4779633B2 (ja) * | 2005-12-16 | 2011-09-28 | ソニー株式会社 | 二次電池 |
| JP2007188746A (ja) | 2006-01-13 | 2007-07-26 | Nissan Motor Co Ltd | バイポーラ電池、組電池及びそれらの電池を搭載した車両 |
| CN200976377Y (zh) * | 2006-10-24 | 2007-11-14 | 比亚迪股份有限公司 | 软包装二次电池 |
| JP5080199B2 (ja) | 2007-10-19 | 2012-11-21 | プライムアースEvエナジー株式会社 | 二次電池および二次電池の製造方法 |
| JP5100441B2 (ja) | 2008-02-26 | 2012-12-19 | 株式会社東芝 | 非水電解質電池 |
| JP5195208B2 (ja) * | 2008-09-17 | 2013-05-08 | トヨタ自動車株式会社 | 電池及び電池の製造方法 |
| JP2010086780A (ja) | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 角形二次電池 |
| DE102008061711B3 (de) * | 2008-12-12 | 2010-07-29 | Voith Patent Gmbh | Verfahren zur Steuerung der Leistungsübertragung in einem Antriebsstrang und Antriebsstrang |
-
2011
- 2011-04-18 KR KR1020127018946A patent/KR101854792B1/ko active Active
- 2011-04-18 JP JP2012511656A patent/JP6086304B2/ja active Active
- 2011-04-18 CN CN201180006208.9A patent/CN102714294B/zh active Active
- 2011-04-18 WO PCT/JP2011/059563 patent/WO2011132650A1/ja not_active Ceased
- 2011-04-18 US US13/576,686 patent/US9281511B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-04-18 EP EP11771985.6A patent/EP2562849B1/en active Active
- 2011-04-19 TW TW100113592A patent/TWI458161B/zh not_active IP Right Cessation
-
2017
- 2017-02-06 JP JP2017019791A patent/JP6332777B2/ja active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW480761B (en) * | 1999-11-25 | 2002-03-21 | Nec Mobile Energy Kk | Encapsulated type battery |
| TW511305B (en) * | 2000-08-09 | 2002-11-21 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Coin-shaped battery |
| JP2003173765A (ja) * | 2001-12-05 | 2003-06-20 | Yuasa Corp | 密閉形電池 |
| JP2003346882A (ja) * | 2002-05-28 | 2003-12-05 | Japan Storage Battery Co Ltd | 電 池 |
| JP2003346774A (ja) * | 2002-05-29 | 2003-12-05 | Japan Storage Battery Co Ltd | 電 池 |
| TWI234896B (en) * | 2003-09-30 | 2005-06-21 | Sanyo Electric Co | Battery having film-like outer package |
| JP2006012830A (ja) * | 2004-06-23 | 2006-01-12 | Samsung Sdi Co Ltd | 二次電池 |
| WO2010001975A1 (ja) * | 2008-07-02 | 2010-01-07 | 株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション | 電池及びその製造方法 |
| JP2009105074A (ja) * | 2009-02-16 | 2009-05-14 | Gs Yuasa Corporation:Kk | 電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102714294A (zh) | 2012-10-03 |
| EP2562849B1 (en) | 2019-02-27 |
| US20120301761A1 (en) | 2012-11-29 |
| JP6086304B2 (ja) | 2017-03-01 |
| WO2011132650A1 (ja) | 2011-10-27 |
| CN102714294B (zh) | 2014-12-24 |
| JP6332777B2 (ja) | 2018-05-30 |
| JPWO2011132650A1 (ja) | 2013-07-18 |
| US9281511B2 (en) | 2016-03-08 |
| EP2562849A4 (en) | 2014-11-19 |
| EP2562849A1 (en) | 2013-02-27 |
| KR101854792B1 (ko) | 2018-05-04 |
| TW201203661A (en) | 2012-01-16 |
| JP2017112120A (ja) | 2017-06-22 |
| KR20130064716A (ko) | 2013-06-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI458161B (zh) | 電池以及具備該電池的裝置 | |
| JP7743892B2 (ja) | 蓄電モジュール | |
| JP5816323B2 (ja) | 改善された溶接信頼性を有するバッテリーモジュールとこれを採用したバッテリーパック | |
| JP6101823B2 (ja) | 新規な構造の電池モジュール及びこれを含む電池パック | |
| CN105264687B (zh) | 电池模块组件 | |
| JP6619090B2 (ja) | バッテリーモジュール及びそれを含むバッテリーパック、自動車 | |
| CN114424394A (zh) | 电池模块、电池组和车辆 | |
| JP6755380B2 (ja) | バッテリーモジュール及びこれを含むバッテリーパック | |
| JP2018533830A (ja) | バッテリーモジュール | |
| JP5646726B2 (ja) | 個別セル及び複数の個別セルを備えるバッテリ | |
| JP5397436B2 (ja) | 二次電池 | |
| JP3169685U (ja) | 電池モジュール | |
| US20190020009A1 (en) | Stack-type nonaqueous electrolyte secondary battery | |
| KR20140044440A (ko) | 전지팩 | |
| CN110268548A (zh) | 蓄电装置 | |
| CN103718366A (zh) | 二次电池 | |
| KR20170037157A (ko) | 변형된 리드를 구비한 파우치형 이차전지 및 이를 포함하는 전지 모듈 | |
| WO2014010419A1 (ja) | 組電池 | |
| KR20170021631A (ko) | 셀 리드 연결 장치 및 이를 포함하는 배터리 모듈 | |
| JPWO2020137411A1 (ja) | 蓄電装置 | |
| JP2017212145A (ja) | 蓄電装置 | |
| JP5493265B2 (ja) | 電池、組電池およびそれを搭載した車両 | |
| JP5382079B2 (ja) | 二次電池 | |
| JP2019125564A (ja) | 蓄電モジュール | |
| CN110291658A (zh) | 电池单元和电池模块 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GD4A | Issue of patent certificate for granted invention patent | ||
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |