[发明专利]非水电解液二次电池

说明书

本发明涉及在电池箱内容放构成二次电池要件的电极卷并且能够由设置在电池箱内的一对电极端子输出电极卷的产生电力的非水电解液二次电池。

近年来，高能密度的锂离子二次电池作为便携式电子仪器、电动汽车等的电源而引起人们的关注。例如，电动汽车所用的大容量圆筒形锂离子二次电池如图11、12所示地是这样构成的，即在将盖子12、12焊固在筒体11两端上而成的圆筒形电池箱1内容放有电极卷4。在两个盖子12、12上安装有正负一对电极端子机构9、9，而电极卷4的两极与两个电极端子机构9、9彼此连接，从而这对电极端子机构9、9可以输出电极卷4所产生的电能。此外，在各盖子12上安装了压力启闭式排气阀13。

电极卷4是这样构成的，即如图13所示，将带状隔板42夹在带状正极41与负极43之间，并且将其卷绕成涡卷状。正极41是通过在铝箔制带状芯体45的两面上涂覆上由锂复合氧化物构成的正极活性物质44而形成的，负极43是通过在铜箔制带状芯体45的两面上涂覆上含碳素材料的负极活性物质46而形成的。非水电解液浸透在隔板42中。

在这里，正极41和负极43分别在宽度方向上错开地重叠在隔板42上并且被卷成涡卷状。由此一来，在电极卷4卷取轴向两端部的一个端部上，正极41的芯体45的端缘47比隔板42的端缘更向外突出，而在另一个端部上，负极43的芯体47的端缘48比隔板42端缘更向外突出。而且，分别在电极卷4的两端部上电阻焊接上圆板状集电板32，集电板32通过导线33与图12所示的电极端子机构9的端底部相连。

电极端子机构9具有贯穿电池箱1的盖12地安装的电极端子91，在电极端子91的端底部上形成了凸缘92。绝缘垫片93安装在盖子12的通孔中，由此保证了盖子12与电极端子91之间的电绝缘性和密封性。在电极端子91上，从盖子12的外侧嵌装上垫片94，第一螺母95及第二螺母96通过螺纹连接起来。因而，通过拧紧螺母95地由电极端子91的凸缘92与垫片94夹住绝缘垫片93而提高了密封性。此外，上述导线33的前端部通过点焊或超声波焊被固定在电极端子91的凸缘92上。

不过，在具有图12所示集电结构的锂离子二次电池中，由于构成电极卷4的正极41和负极43的芯体45、47的端缘48、48的面积小，所以芯体端缘与集电板32之间的接触面积小，因而，存在着电池内部电阻大的问题。另外，当集点板32的最外周被激光焊接到位于电极卷4最外周的电极端缘时，激光漏到集电板32外，有可能会直接照射到电极或隔板，因此存在着电极或隔板受损的问题。

另外，为了提高电池输出特性，提出了具有这样结构的圆筒形二次电池(特开平11-329398)，如图17所示地，在正极81上，在长度方向上使向上突出于涂有活性物质84的涂覆部的非涂覆部的宽度变化，同时在负极82上，在长度方向上使比涂有活性物质85的涂覆部更向下突出的非涂覆部的宽度变化，从而隔板83夹在这些正极81和负极82之间地卷成涡卷状，由此一来，如图18所示，制作出了具有圆锥形突出部86的电极卷8，电极卷8容放在电池箱1内，而各电极的突出部86通过集电导线80与电极端子90相连。

可是，根据上述二次电池，输出特性的改善必须要如图17所示地进行斜向切断正极81和负极82的端缘的工作，所以不仅制造过程变得复杂了，而且很难将图18所示的通过卷取两电极而成的电极卷8的突出部86精加工成高精度的圆锥面。结果，存在着合格率低和电池性能不均的问题。尤其是在被用作电动汽车用电源的锂离子二次电池中，在具有高容量的同时，要获得高输出就必须减小内部电阻。另外，为降低制造成本，需要生产性能优良的集电结构。

因此，作为生产性能优良的低电阻电池，提出了具有如图27所示形状的集电板7的非水电解液二次电池(特公平2-4102)。在集电板7上开设了中心孔74，在其外周边上突设有导线部75。另外，在集电板7上设置了从中心起成放射状地延伸的且截面成V形的多个突起72。如图28所示，这些突起被压力72焊接到电极卷4的电极端缘48上。

在该非水电解液二次电池中，集电板7的突起72咬入电极卷4的电极端缘48中，因此，与原来的由平板构成的集电板相比，集电板7与电极的端缘48的接触面积增大，因而，集电量增加，电池输出增大。