[发明专利]卷绕型电极组及电池

说明书

技术领域

本发明涉及对正极或负极的集电板连接在导电性卷芯上的卷绕型电极组中的导电性卷芯的结构进行改进。

背景技术

将正极和负极夹着隔膜卷绕而成的卷绕型电极组由于单位面积的正极和负极的对置面积大，因而适合使电池小型化。

下述专利文献1及2中公开的圆筒状锂离子电池具备具有作为集电板的负极芯体和保持在负极芯体表面的负极活性物质的负极、正极、配置在负极和正极之间的隔膜、以及导电性卷芯，通过将负极、正极及隔膜卷绕在导电性卷芯上而形成卷绕型电极组。在该卷绕型电极组中，负极芯体在卷绕方向的端部具备没有保持负极活性物质的芯体露出部。另外，芯体露出部在沿着导电性卷芯的长度方向的2个以上的部位与导电性卷芯点焊，从而直接与导电性卷芯连接。

这样构成的卷绕型电极组的导电性卷芯兼备用于连接负极和外部端子的引线的作用，进而导电性卷芯自身还兼备外部端子。因此，能够通过削减部件件数，从而谋求更进一步的小型化。另外，由于兼备外部端子的作用的导电性卷芯直接与负极连接，因此，容易得到高的输出功率，负极的集电结构简单，制造工序容易。

但是，根据上述卷绕型电极组的构成，由于在导电性卷芯和负极芯体的接点上产生伴随着焊接的突起，因此，有可能对卷绕在导电性卷芯上的负极、正极及隔膜施加局部过剩的压力。这样的局部过剩的压力成为使活性物质从负极芯体及正极芯体上剥离、或使隔膜破损的主要原因。另外，还容易在导电性卷芯和负极芯体的焊接部位产生毛刺，所以在为了使电池小型化而减小导电性卷芯的直径时，活性物质的剥离或隔膜的破损变得更加显著。活性物质层从负极及正极上的剥离是使电池容量降低的主要原因，隔膜的破损是产生内部短路的主要原因。

专利文献1：日本特开2005-85556号公报

专利文献2：日本特开2008-243704号公报

发明内容

本发明的目的在于，对于将正极或负极的集电板直接连接在导电性卷芯上的卷绕型电极组，在谋求小型化的同时，抑制活性物质层的剥离及隔膜的破损。

本发明的一个方面涉及一种卷绕型电极组，其特征在于，包括：正极片材，其具备正极集电片材及附载在正极集电片材表面的正极活性物质层；负极片材，其具备负极集电片材及附载在负极集电片材表面的负极活性物质层；隔膜，其介于正极片材与负极片材之间；以及柱状的导电性卷芯，其上卷绕有正极片材、负极片材及隔膜的层合体；其中，正极片材或负极片材在其卷绕中心侧的端部的表面具备没有附载活性物质层的露出部；导电性卷芯的横截面的外形包括将规定半径的圆周的一部分切去而形成的第1平坦部、和与该第1平坦部连接且沿着上述圆周存在的曲面部；露出部在沿着导电性卷芯的轴向的多个部位与第1平坦部接合；露出部的端缘在第1平坦部侧位于上述圆周的内侧。

本发明的另一个方面涉及一种电池，其具备：一端封闭的大致圆筒状的电池壳体、收纳在电池壳体中的上述卷绕型电极组和收纳在电池壳体中的非水电解质。

根据本发明，提供一种对于正极或负极的集电板直接连接在导电性卷芯上的卷绕型电极组可以抑制活性物质层从集电板上的剥离及隔膜的破损，在谋求小型化的同时可维持容量，且抑制了发生内部短路的可能性的电池。

附图说明

图1是示意表示实施方式的销(pin)式锂离子电池的单侧剖视图。

图2是示意表示实施方式的卷绕型电极组的横向剖视图。

图3是示意表示导电性卷芯和集电片材的接合方法的一个例子的说明图。

具体实施方式

以下，以销式锂离子电池为例对本发明的实施方式进行详细说明。

参照图1，锂离子电池10具有大致圆筒状的电池壳体11、收纳在电池壳体11内的卷绕型电极组12和非水电解质、以及密封电池壳体11的绝缘密封垫13。卷绕型电极组12具有柱状的导电性卷芯14、负极片材15、正极片材16、以及将负极片材15与正极片材16之间隔离的隔膜17。在卷绕型电极组12中，负极片材15、正极片材16及隔膜17的层合体在柱状的导电性卷芯14上卷绕成螺旋状。

参照图2，导电性卷芯14的横截面的外形具有沿着规定半径的圆周23存在的曲面部18、通过将规定半径的圆周23的一部分切去而形成的第1平坦部20、以及在第1平坦部20的相反侧通过将规定半径的圆周23的一部分切去而形成的第2平坦部21。第1平坦部20及第2平坦部21分别与曲面部18连接。此外，图2中为了示出卷绕型电极组12的结构，以松弛的状态示出了负极片材15、正极片材16及隔膜17的一部分。