專利名稱：電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池及其制作發(fā)電單元的方法，特別是涉及一種具備發(fā)電單元的電池及其制作發(fā)電單元的方法。
本申請(qǐng)是基于2002年11月25日申請(qǐng)的日本專利號(hào)2002-341260的申請(qǐng)，其全部?jī)?nèi)容作為參考特在此具體化了。
背景技術(shù)：
在非水電解質(zhì)二次電池中，由于輕量薄型化的原因，有一種是由裝在袋狀的層壓鋁膜內(nèi)的長(zhǎng)圓筒型的發(fā)電單元所組成的。這種非水電解質(zhì)二次電池的發(fā)電單元的構(gòu)成如圖6所示。該發(fā)電單元1，如圖6(a)所示，在芯材11的周圍，如圖6(b)所示，卷繞有正極12和負(fù)極13，兩者通過(guò)隔離膜14互相隔開。芯材11如圖6(a)所示，是由片狀的PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)或者PP(聚丙烯)等絕緣材料卷成的，卷時(shí)使之超過(guò)一圈以上，在最后的末端處用膠帶15粘住。另外，芯材11也可以使用比如成長(zhǎng)圓筒形的成型樹脂制品。
上述的發(fā)電單元1的正極12是一種比芯材11更寬的帶狀鋁箔，在其表面涂有正極活性物質(zhì)。負(fù)極13是與正極12幾乎一樣寬的帶狀的銅箔，在其表面涂有負(fù)極活性物質(zhì)。但是，在呈帶狀的正極12的一端(圖6的上部)設(shè)有未涂正極活性物質(zhì)的未涂膜部位，在此未涂膜部位，鋁箔是露出在外面的。同樣，在負(fù)極13的另一端(圖6的下部)也留有未涂負(fù)極活性物質(zhì)的未涂膜部位，未涂膜部位的銅箔露出在外面。隔離膜14是比正極12和負(fù)極13的寬度略窄一點(diǎn)的，也呈帶狀的PE(聚乙烯)的微多孔膜組成的。
上述正極12和負(fù)極13由隔離膜14隔開，卷繞在芯片11上。卷繞時(shí)使正極12在其一邊的側(cè)端部錯(cuò)開，同時(shí)負(fù)極13則在另一端的側(cè)端部錯(cuò)開，如圖6(b)所示，露出在發(fā)電單元1的一側(cè)的端面(圖6的上端面)只是正極12的側(cè)端部的鋁箔，而露出在另一端(圖6的下端面)的只是負(fù)極13的側(cè)端部的銅箔。而隔離膜14則卷繞在除開露出在發(fā)電單元1兩端的鋁箔及銅箔外的中央的大部分位置上。另外，隔離膜14在正極12和負(fù)極13卷繞完后繼續(xù)再繞一圈以上，最后在末端處用膠帶16粘住，使之不會(huì)散開。
請(qǐng)參閱圖6(C)所示，在上述的發(fā)電單元1的芯材11的一端的端部(圖6的上端部)插入正極引線2，同時(shí)，在另一端(圖6的下端部)則插入負(fù)極引線3。正極引線2是由鋁板做成，而負(fù)極引線3是由銅板做成。正極12的露出在發(fā)電單元端面的鋁箔部分互相疊合起來(lái)，通過(guò)超聲波焊接的方法連接在正極引線2上，在負(fù)極引線3上，同樣也用超聲波焊接的方法連接著露出在發(fā)電單元1的另一端的負(fù)極13的互相疊合在一起的銅箔。然后，把發(fā)電單元1裝入袋狀的層壓鋁膜內(nèi)，加入電解液，使正極引線2與負(fù)極引線3的一部分突出在外面而封口，這樣就完成一個(gè)非水電解質(zhì)二次電池。
但是，因?yàn)檎龢O引線2和負(fù)極引線3只是分別連接在正極12和負(fù)極13的未涂膜部的鋁箔及銅箔上，所以，當(dāng)非水電解質(zhì)二次電池受到?jīng)_擊或振動(dòng)時(shí)，里面的發(fā)電單元1發(fā)生活動(dòng)，發(fā)生鋁箔和銅箔與正極引線2和負(fù)極引線3之間的連接部位出現(xiàn)破損的問(wèn)題。還有，上述現(xiàn)有的非電解質(zhì)二次電池的正極引線2和負(fù)極引線3是插入發(fā)電單元1的芯材11中，通過(guò)超聲波焊接法連接的，在連接過(guò)程中，易發(fā)生正極引線2或負(fù)極引線3的偏移，不能連接在準(zhǔn)確的位置，或電接觸不充分的問(wèn)題。
由此可見，上述現(xiàn)有的電池及其制作發(fā)電單元的方法仍存在有諸多的缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決電池及其制作發(fā)電單元的方法存在的問(wèn)題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來(lái)謀求解決之道，但長(zhǎng)久以來(lái)一直未見適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒有適切的結(jié)構(gòu)能夠解決上述問(wèn)題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問(wèn)題。
有鑒于上述現(xiàn)有的電池及其制作發(fā)電單元的方法存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型的電池及其制作發(fā)電單元的方法，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的電池及其制作發(fā)電單元的方法，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過(guò)不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服上述現(xiàn)有的電池及其制作發(fā)電單元的方法存在的缺陷，而提供一種新的電池及其制作發(fā)電單元的方法，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使這種電池通過(guò)預(yù)先把引線固定在發(fā)電單元的芯材上的方法，使引線與電極的連接牢固，而不會(huì)造成連接部的電極發(fā)生破損的情形，從而更加適于實(shí)用，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種具有發(fā)電單元的電池，該發(fā)電單元是具備芯材的；從發(fā)電單元內(nèi)取出電流的引線，是固定在上述芯材上的，而且，上述引線是和電極連接在一起。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的電池，其中所述的發(fā)電單元是在芯材周圍卷繞電極的卷繞型發(fā)電單元。
前述的電池，其中所述的發(fā)電單元是電極與芯材一起疊合起來(lái)的積層型發(fā)電單元。
前述的電池，其中所述的引線與上述芯材的固定部的位置，是和上述引線與上述電極的連接部位置在引線的延伸方向上是不同的。
前述的電池，其中所述的引線與上述電極的連接部是位于比芯材端部更外側(cè)的位置上。
前述的電池，其中所述的引線是露出在電池的外面。
前述的電池，其中所述的引線為與通到電池的外表面的端子連接在一起。
前述的電池，其中所述的芯材是具有絕緣性的芯材。
前述的電池，其中收藏上述發(fā)電單元的電池外裝體是由層壓鋁膜制成。
前述的電池，其中所述的引線的表面的一部分上，為具備熱可塑性樹脂，上述熱可塑性樹脂為與層壓鋁膜相連接。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種制作發(fā)電單元的方法，其包括以下步驟首先把從發(fā)電單元內(nèi)取出電流的引線固定在芯材上；以及在上述固定的作業(yè)之后，把上述引線連接在發(fā)電單元的電極上。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，為了達(dá)到前述發(fā)明目的，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下本發(fā)明是提供一種有具備芯材的發(fā)電單元的電池，其特征是從發(fā)電單元導(dǎo)出電流的引線是固定在前述的芯材上，而且前述的引線是連接在電極上的。
根據(jù)本發(fā)明，引線不僅僅是連接在發(fā)電單元的電極上，而且也固定在芯材上，因此，當(dāng)電池即使受到?jīng)_擊或振動(dòng)，其引線因受到芯材的支持，可以抑制發(fā)電單元本身在內(nèi)部的活動(dòng)。當(dāng)沖擊或振動(dòng)較強(qiáng)時(shí)，引線與發(fā)電單元一起活動(dòng)，可以防止給予引線與電極的連接部位以較強(qiáng)的壓力，從而可以防止其連接部位的電極發(fā)生破損。還有，在給突出于電池外的引線上施加較強(qiáng)的壓力的情況下，因引線是與芯材固定在一起的，所以也不會(huì)把受到的壓力傳到電池內(nèi)部的引線與電極的連接部位上，而不會(huì)使連接部位的電極發(fā)生破損。又因?yàn)橐€是預(yù)先固定在芯材上的，所以在引線與電極的連接作業(yè)時(shí)，不會(huì)發(fā)生引線因錯(cuò)位而不能連接在準(zhǔn)確的位置，或引線與電極的連接不夠充分的現(xiàn)象。
在擁有具備芯材的發(fā)電單元的電池的構(gòu)成中，有具備在芯材周圍卷繞電極的卷繞型發(fā)電單元的電池，也有具備與芯材一起疊合起來(lái)的積層型發(fā)電單元的電池。
也就是說(shuō)，前者是具備把電極卷繞在芯材周圍的卷繞型發(fā)電單元的電池。上述的引線是固定在芯材上，并且，上述引線是連接在電極上的。因此，比如，只要把一個(gè)正極和一個(gè)負(fù)極通過(guò)一個(gè)隔離膜卷繞在芯材的周圍的話，就可以構(gòu)成一個(gè)發(fā)電單元，所以具有可以減少構(gòu)成發(fā)電單元的材料的利點(diǎn)。另外，在這個(gè)構(gòu)成中，比如在用樹脂薄片繞一卷以上而做成的芯材，或者是板狀的芯材的周圍，把正極和負(fù)極通過(guò)隔離膜卷繞后，做成卷繞型發(fā)電單元。具備這種發(fā)電單元的電池，可以是這樣的構(gòu)成，即連接在正極端的正極引線是連接在露出于發(fā)電單元一端端面的正極上的，同時(shí)也固定在芯材的樹脂薄片的一端的側(cè)端部上的，而連接在負(fù)極端的負(fù)極引線是連接在露出于發(fā)電單元另一端端面的負(fù)極上的，同時(shí)也固定在芯材的樹脂薄片的另一端的側(cè)端部上的。在這種場(chǎng)合，發(fā)電單元的芯材的兩頭的正極引線和負(fù)極引線受到牢固的支持，而且，其正極引線和負(fù)極引線可以預(yù)先固定在樹脂薄片做成的芯材的兩頭的側(cè)端部上的，因此，可以防止發(fā)生在與卷繞的電極相連接時(shí)，其引線因錯(cuò)位而不能連接在準(zhǔn)確的位置，或造成連接不充分的問(wèn)題。
另一方面，后者是一種具備把電極和芯材疊合在一起的積層型發(fā)電單元的電池。上述的引線是固定在芯材上，而且，上述的引線也是連接在電極上的。比如，如圖4所示，也可構(gòu)成一個(gè)發(fā)電單元。因此，比如一片正極和一片負(fù)極，通過(guò)一片以上的隔離膜使之和芯材疊合在一起而構(gòu)成發(fā)電單元，所以，有僅僅憑疊合這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的作業(yè)就可構(gòu)成發(fā)電單元的利點(diǎn)。
有關(guān)引線的材質(zhì)，只要是能通電的良導(dǎo)體，不管是什么材料均是可以的，例如鋁，鎳，銅，或者鐵都是可以的。關(guān)于引線的形狀，可以根據(jù)電池的形狀，電池的內(nèi)部構(gòu)造，與芯材的固定方法，或者與電極的連接方法等來(lái)決定。電極和引線的連接方法有錫焊法，超聲波焊接法，焊接法，鉚釘固定法等。所謂的“電極和引線連接在一起”是指電極和引線互相接觸，從而可以通電的狀態(tài)的意思。另外，關(guān)于引線和芯材互相固定的方法，在由樹脂成型品做成的芯材的場(chǎng)合，引線可以固定在樹脂成型品的表面，也可以用插入成型等一部分埋入在里面的方法來(lái)固定。也還可以利用膠帶，或利用埋入一體成型等方法進(jìn)行固定。
與電極相連接的引線，可以做成直接突出在電池的外部，這樣不但可以減少零部件的數(shù)量，而且還可以把發(fā)電單元產(chǎn)生的電流，取出到外部去。也可以做成引線不直接突出在電池外面的結(jié)構(gòu)，在這種場(chǎng)合，引線是內(nèi)裝在電池的內(nèi)部的。但是，這種引線與通到電池外表的端子相聯(lián)接，從而達(dá)到使發(fā)電單元產(chǎn)生的電流通過(guò)引線取出到外部去。在這里所用的端子的材質(zhì)，只要能通電的良導(dǎo)體，任何材料均是可以的，例如，鋁，鎳，銅，或者鐵都是可以的。還有端子的形狀，可以根據(jù)電池的形狀，電池的內(nèi)部構(gòu)造，與芯材的固定方法，或者與電極的連接方法等來(lái)決定。
有關(guān)芯材可以是由樹脂成型后直接使用的，也可以是成型后的樹脂薄片卷繞后作成的，或切成板狀的，或者可以利用疊合后形成的材料。但不管是哪一種場(chǎng)合，希望其具有一定的剛性，以便使芯材的功能能夠得到充分的發(fā)揮。
另外，芯材的材質(zhì)要求能夠具有絕緣性，例如，可以使用聚丙烯，聚乙烯，聚對(duì)苯二甲酸乙二酯，聚次苯基硫酯等材料。通過(guò)使用具有絕緣性的芯材，雙方連接正極的引線及連接負(fù)極的引線即使是連接在同一個(gè)芯材上，也不會(huì)發(fā)生短路。因此，在兩極的側(cè)端上，也能得到本發(fā)明的效果。
在芯材的材質(zhì)不是絕緣性的情況下，可以在芯材的周圍，特別是在與引線固定的部位覆蓋一層絕緣膜，這樣可以達(dá)到發(fā)揮和芯材自身是絕緣性材料相同的效果。例如有用絕緣的膠帶覆蓋在芯材表面的一部分上的方法。
有關(guān)芯材的尺寸，可以根據(jù)電池的大小來(lái)任意調(diào)節(jié)。在具有芯材的卷繞型發(fā)電單元的場(chǎng)合，芯材的大小希望能夠收藏在卷繞的中心部，在具有芯材的積層型發(fā)電單元的場(chǎng)合，希望芯材的大小基本上和電極的尺寸同樣大小。不管是哪種場(chǎng)合，未涂膜部分與其在芯材的側(cè)端部，還不如配置在芯材的外側(cè)。這樣的話，例如以圖4為例，未涂膜部位與正極引線在圖4的引線右端連接時(shí)，芯材不但不會(huì)礙事，而且還可使未涂膜部位與引線的連接更加牢固。有關(guān)芯材的厚度，希望達(dá)到一定的有剛性的厚度，以便使其能發(fā)揮作為芯材的功能。在積層型發(fā)電單元的場(chǎng)合，可以使用一片芯材，也可以使用兩片以上的芯材。當(dāng)使用了兩片以上的芯材的場(chǎng)合，正極引線和負(fù)極引線可以固定在各個(gè)芯材上，還有連接在芯材上的引線可以只是正極引線，或者也可以是負(fù)極引線，或者是正負(fù)極雙方的引線。
收藏發(fā)電單元的電池外裝體可以使用層壓薄膜，這種場(chǎng)合的電池的外觀如圖5所示。這樣與使用金屬罐的外裝體相比，整個(gè)電池的重量可以減輕。還有可以根據(jù)發(fā)電單元的形狀，自由地調(diào)節(jié)收藏用的層壓薄膜22的形狀，這樣可以使電池的外裝體很容易的做成。而且如圖5所示，當(dāng)用層壓薄膜22作為外裝體時(shí)，本發(fā)明的效果可以特別顯著的表現(xiàn)出來(lái)。也就是說(shuō)，如果正極引線2或者負(fù)極引線3沒有與芯材固定在一起的話，例如，在圖上前面的正極引線2的頭部施與向下方向的壓力時(shí)，正極引線2以在層壓薄膜套22之密封部位為支點(diǎn)，在位于電池內(nèi)部與電極的未涂膜部位相聯(lián)接處引線的頭部受到在圖面上向上方向的力，這樣恐怕會(huì)使正極引線與電極的未涂膜部位的連接剝離，從而使電極的未涂膜部位發(fā)生破損。而且還有可能使在電池內(nèi)部的正極引線2的頭部損壞層壓薄膜套22的內(nèi)部。當(dāng)層壓薄膜套的內(nèi)部受到進(jìn)一步的損傷的話，恐怕空氣中的水分會(huì)侵入到電池24的內(nèi)部，或者充填在內(nèi)部的電解液會(huì)滲出到電池外面來(lái)。當(dāng)是使用堅(jiān)固的金屬罐作為外裝體的場(chǎng)合，是不會(huì)有這種擔(dān)心的。但在本發(fā)明中，是能夠解決這種使用層壓薄膜套22作為外裝體電池的特有的問(wèn)題的。
在這里，層壓薄膜套2 2可以用比如，PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)，鋁箔，膠粘劑層，第一變性聚烯烴層，及第2變性聚烯烴層等疊合成一體的層壓薄膜來(lái)加工，層壓薄膜內(nèi)部的聚烯烴層由于加熱，互相溶著在一起，因此可以把電池密封起來(lái)。
當(dāng)電池的外裝體是使用層壓薄膜的場(chǎng)合，可以使在端子或引線的表面的一部分具有熱可塑性樹脂，通過(guò)加熱可以使這種熱可塑性樹脂與層壓薄膜的聚烯烴層互相粘結(jié)。這樣可以使電池很容易的被密封起來(lái)。還有，通過(guò)多層的疊合而成的層壓薄膜中，使用鋁箔的層壓薄膜有時(shí)也稱作層壓鋁膜。
經(jīng)由上述可知，本發(fā)明是關(guān)于一種電池及其制作發(fā)電單元的方法，特別是一種擁有具備芯材的發(fā)電單元的電池及其制作發(fā)電單元的方法，從其發(fā)電單元內(nèi)取出電流的引線被固定在上述芯材上，而且，上述引線是與電極連接在一起的。
綜上所述，本發(fā)明特殊的電池及其制作發(fā)電單元的方法，使這種電池通過(guò)預(yù)先把引線固定在發(fā)電單元的芯材上的方法，使引線與電極的連接牢固，而不會(huì)造成連接部的電極發(fā)生破損的情形，從而更加適于實(shí)用。其具有上述諸多的優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價(jià)值，并在同類產(chǎn)品、方法中未見有類似的設(shè)計(jì)公開發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新，其不論在結(jié)構(gòu)上、方法上或功能上皆有較大的改進(jìn)，在技術(shù)上有較大的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，且較現(xiàn)有的電池及其制作發(fā)電單元的方法具有增進(jìn)的多項(xiàng)功效，從而更加適于實(shí)用，而具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價(jià)值，誠(chéng)為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。
上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。


圖1是本發(fā)明第1實(shí)施例的非水電解質(zhì)二次電池的卷繞型發(fā)電單元的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的斜視立體示意圖。
圖2是本發(fā)明第1實(shí)施例中固定著正極引線和負(fù)極引線的芯材的斜視示意圖。
圖3是本發(fā)明第1實(shí)施例中芯材的其他實(shí)施例的斜視示意圖。
圖4是非水電解質(zhì)二次電池的積層型發(fā)電單元的構(gòu)成的斷面示意圖。
圖5是以層壓薄膜作為外裝體的非水電解質(zhì)二次電池的斜視示意圖。
圖6是現(xiàn)有的實(shí)施例，其芯材及連接在發(fā)電單元的電極上的正極引線和負(fù)極引線的斜視示意圖。
1發(fā)電單元 2正極引線3負(fù)極引線 11芯材11a樹脂薄膜材料12正極13負(fù)極 14隔離膜15膠帶 16膠帶18鋁箔 20銅箔22層壓薄膜 24電池(單電池)具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的電池及其制作發(fā)電單元的方法其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。
請(qǐng)參閱圖1、圖2、圖3、圖4所示，本發(fā)明較佳實(shí)施例的電池及其制作發(fā)電單元的方法，其主要包括其主要由所組成，其中圖1至圖4是本發(fā)明的第一實(shí)施例，圖1是非水電解質(zhì)二次電池的卷繞型發(fā)電單元的構(gòu)成的斜視示意圖，圖2是固定著正極引線和負(fù)極引線的芯材的斜視示意圖，圖3是芯材的其他實(shí)施例的斜視示意圖，圖4是非水電解質(zhì)二次電池的積層型發(fā)電單元的構(gòu)成的斷面示意圖。圖5是以層壓薄膜作為外裝體的非水電解質(zhì)二次電池的斜視示意圖。另外，從圖1至圖5中示例的各個(gè)構(gòu)成材料，如與圖6中現(xiàn)有實(shí)施例的材料具有相同功能的話，則標(biāo)示著與圖6中構(gòu)成材料相同的編號(hào)。
實(shí)施例1本實(shí)施例的外觀是與現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例相同。即是關(guān)于把長(zhǎng)圓筒形發(fā)電單元裝入袋狀的層壓鋁膜內(nèi)的非水電解質(zhì)二次電池。這種非水電解質(zhì)二次電池的發(fā)電單元1如圖1所示，在芯材11的周圍，通過(guò)隔離膜14卷繞著正極12和負(fù)極13。
請(qǐng)參閱圖2所示，上述的芯材11，是袋狀的樹脂薄膜材料11a卷繞一周以上而成的。樹脂薄膜材料11a是具有絕緣性能的PET或PP塑料，卷繞時(shí)使用能保持芯材11為長(zhǎng)圓筒形的材質(zhì)的材料。在這種樹脂薄膜材料上，如圖2(a)所示，有預(yù)先在其帶狀的一方的側(cè)端部(圖2的上部)固定著正極引線2的一端，而且在另一方的側(cè)端部(圖2的下部)固定著負(fù)極引線3的一端。正極引線2是長(zhǎng)方塊狀的鋁或鋁合金的金屬板，而負(fù)極引線3是長(zhǎng)方塊狀的銅或銅合金的金屬板。通過(guò)使用兩面膠帶或粘結(jié)劑(圖中未示)，或者用熱熔接法把上述正極引線2和負(fù)極引線3固定在樹脂薄膜材料11a的側(cè)端部位上。這樣，如圖2(b)所示，固定著正極引線2和負(fù)極引線3的樹脂薄膜材料11a卷繞一周以上后，最后在終點(diǎn)處用膠帶15粘住。就成了芯材11。因而正極引線2的一端在芯材11的上端面向上方突出，而負(fù)極引線3的一端則在芯材11的下端面向下方突出。
請(qǐng)參閱圖1所示，本實(shí)施例的非水電解質(zhì)二次電池的發(fā)電單元1是在上述芯材11的周圍，卷繞著長(zhǎng)帶狀的正極12和負(fù)極13，兩者之間有隔離膜14介于其中。正極12、負(fù)極13及隔離膜14的構(gòu)成是與圖6所示的現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施例相同。因此，與現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施例一樣，以芯材11為中心，通過(guò)隔離膜14介于其中，正極12和負(fù)極13互相錯(cuò)開而卷繞，這樣，在發(fā)電單元的一端的端面，即圖1的上端面，只有正極12的側(cè)端部的鋁箔露出在外，而在另一端，即圖1的下端面，只有負(fù)極13的側(cè)端部的銅箔露在外面。同時(shí)，隔離膜14也與現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施例一樣，隔離膜在最外周多繞一周以上，在末端用膠帶16進(jìn)行固定。
在本實(shí)施例中，發(fā)電單元1是根據(jù)以上面所述，做成長(zhǎng)圓筒形的。即通過(guò)在斷面為長(zhǎng)圓形的材料上，嵌入長(zhǎng)圓筒形的芯材11，并在這芯材的周圍卷繞上正極12和負(fù)極13而作成的長(zhǎng)圓筒形的發(fā)電單元。另外，還有用別的方法，也可以通過(guò)在斷面為圓形的材料上，嵌入芯材11，并在這芯材的周圍卷繞上正極12和負(fù)極13后，拔出此圓形材料，在發(fā)電單元1的兩側(cè)用力擠壓，而作成長(zhǎng)圓筒形的發(fā)電單元1。
正極引線2和負(fù)極引線3基本上是位于發(fā)電單元1的長(zhǎng)圓筒形的端面的兩彎曲部間直線的中央位置上，設(shè)置成向上下方向突出的構(gòu)造。
從芯材11向上方突出的正極12的一部分，用超聲波焊接法，連接在露出于發(fā)電單元1的上端面的正極12的鋁箔部分上，而從芯材11向下方突出的負(fù)極13的一部分，則是用超聲波焊接法，連接在露出于發(fā)電單元1的下端面的負(fù)極13的銅箔部分上。在超聲波焊接過(guò)程中，可以是卷繞的中心到其中一側(cè)的最外周的鋁箔或者銅箔互相疊合起來(lái)，連接在正極引線2或者負(fù)極引線3的一面上，也可以是在卷繞的中心的兩側(cè)到最外周的鋁箔或銅箔互相疊合起來(lái)，連接在配置在其中的正極引線2或者負(fù)極引線3的兩個(gè)表面上。正極引線2或負(fù)極引線3與正極13或負(fù)極13的連接方法，除超聲波焊接法外，還有激光焊接、鉚接、或螺絲等來(lái)固定的其他任意的手段。
如上所述，把作成的發(fā)電單元1放入袋狀的層壓鋁膜內(nèi)后，使之充滿電解質(zhì)，然后使正極引線2和負(fù)極引線3的一部分分別向外突出于外面而封口，這樣就成了非水電解質(zhì)二次電池。還有在正極引線2和負(fù)極引線3上，雖沒有圖例顯示，可以通過(guò)焊接、鉚接、螺絲固定等方法連接上正極端子和負(fù)極端子。
如上所述而成的非水電解質(zhì)二次電池的正極引線2或負(fù)極引線3不僅是連接在發(fā)電單元1的正極12或負(fù)極13的非涂膜部部位，而且也與芯材11固定在一起。因此，當(dāng)非水電解質(zhì)二次電池受到外部的沖擊或振動(dòng)時(shí)，如是現(xiàn)有的實(shí)施例時(shí)，層壓鋁膜外裝體內(nèi)具有重量的發(fā)電單元1會(huì)發(fā)生活動(dòng)，但是在本實(shí)施例中，具有發(fā)電單元的芯材11的兩端部因受到正極引線2和負(fù)極引線3的支持，在外裝內(nèi)部的活動(dòng)受到抑制。即在振動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，把電池兩端的正極引線及負(fù)極引線固定后進(jìn)行試驗(yàn)的場(chǎng)合，從振動(dòng)器傳到引線的振動(dòng)，會(huì)傳到整個(gè)發(fā)電單元，所以包含引線和發(fā)電單元的全體，成一整體一起振動(dòng)，從而不會(huì)發(fā)生引線從電極上剝離，或引線與電極連接部位的電極發(fā)生破損。還有，即使非水電解質(zhì)二次電池受到的沖擊或振動(dòng)很強(qiáng)而使發(fā)電單元1在層壓鋁膜內(nèi)部發(fā)生活動(dòng)，因與芯材11的固定部位是和發(fā)電單元1一起發(fā)生活動(dòng)，在其近傍的正極12或負(fù)極13的連接部位也不會(huì)從鋁箔或銅箔上剝離下來(lái)。因此，非水電解質(zhì)二次電池即使受到?jīng)_擊或振動(dòng)，也可以防止正極引線2或負(fù)極引線3與正極12或負(fù)極13相連接的連接部位上受到壓力，所以此連接部位的破損也不會(huì)發(fā)生。
還有，因正極引線2和負(fù)極引線3是預(yù)先固定在芯材11的樹脂薄膜材料11a上的，所以在卷繞之后，當(dāng)進(jìn)行與正極12或負(fù)極13的連接作業(yè)時(shí)，由于正極引線2或負(fù)極引線3錯(cuò)位或從芯材11里掉出來(lái)等發(fā)生歪斜的原因，造成不能連接在準(zhǔn)確的位置或連接不夠充分等問(wèn)題是不會(huì)發(fā)生的。
還有在上述實(shí)施例中，記述的是利用樹脂薄膜材料11a卷成的芯材11的，這種芯材11也可以如圖3所示那樣使用長(zhǎng)圓筒形的樹脂成型品。在使用這種樹脂成型品做成的芯材11的場(chǎng)合，正極引線2或負(fù)極引線3可以固定在這種樹脂成型品的表面，或如圖3所示，通過(guò)插入成形等一部分嵌入的方法來(lái)進(jìn)行固定。即，芯材11不只是限于樹脂，只要是具有能發(fā)揮其作為芯材功能程度的剛性的有絕緣性的材料都是可以的，還有是卷著薄膜材料的東西或其他成型品等，不管是什么樣的構(gòu)成都可以。另外，有關(guān)在這芯材11上固定正極引線2或負(fù)極引線3的固定方法，也可以是利用膠帶或嵌入一體成型法等等，任何固定方法均可。
還有，正極引線2或負(fù)極引線3也有和正極端子或負(fù)極端子是別個(gè)部件的場(chǎng)合，正極引線2或負(fù)極引線3也可以是構(gòu)成正極端子或負(fù)極端子的一部分而連接成一體。還有，正極引線2或負(fù)極引線3可以不直接連接著正極端子或負(fù)極端子，可以通過(guò)中間連接體連接在正極端子或負(fù)極端子上。
還有，在上述的實(shí)施例中，說(shuō)明的是在構(gòu)成發(fā)電單元1的正極12及負(fù)極13上沒有涂上活性物質(zhì)的未涂膜部位形成后，通過(guò)介于其中的隔離膜14互相錯(cuò)開卷繞而成的。這種發(fā)電單元1的構(gòu)成并不限于此，而可以是任意的。例如，正極12或負(fù)極13的側(cè)端部的連接部可以預(yù)先作成標(biāo)簽狀，卷繞后，使之連接部位突出在發(fā)電單元1的端面，然后與正極引線2或負(fù)極引線3相連接，這樣就沒有必要使正極12或負(fù)極13順卷繞軸方向錯(cuò)開而卷繞了。還有，隔離膜14的材質(zhì)也是任意的，如果通過(guò)電解質(zhì)的介在可以使正極12和負(fù)極13確實(shí)隔離的話，那么，也就沒有一定要通過(guò)隔離膜14的介在使之隔離的必要性。
還有，在上述的實(shí)施例中，說(shuō)明的是正極引線2和負(fù)極引線3雙方都固定在芯材11上的場(chǎng)合，即使只是其中一方的引線與芯材11固定的話，也可以得到同樣的效果。特別是另一方的電極比如是從發(fā)電單元1的最外周集電的場(chǎng)合，因從這發(fā)電單元1的端面進(jìn)行集電的是一方的電極，那么只要與這一方的電極相連接的引線與芯材11固定即可。
還有，在上述的實(shí)施例中，說(shuō)明的是使用長(zhǎng)圓筒形的發(fā)電單元1的場(chǎng)合，只要是使用芯材11的卷繞型發(fā)電單元1的話，其形狀是任意的。其橫斷面不只限于長(zhǎng)圓形，也可以是橢圓形，或別的其他形狀。即使是一般的圓筒形的發(fā)電單元1同樣也是實(shí)施可能的。而且，收藏此發(fā)電單元1的電池外裝體也不只是限于袋狀的層壓鋁膜，也可以使用金屬制的電池罐或者是樹脂制的電池容器。更且，在上述實(shí)施例中，是關(guān)于非水電解質(zhì)二次電池的說(shuō)明，也不是特別限于這種電池的。還有，可以根據(jù)這種電池的種類，任意決定發(fā)電單元1的各構(gòu)成部分或正極引線2，負(fù)極引線3的材質(zhì)及其構(gòu)成。
實(shí)施例2本實(shí)施例的外觀是呈如圖4所示的構(gòu)成。即是關(guān)于把積層型的發(fā)電單元收藏于袋狀層壓鋁膜內(nèi)的非水電解質(zhì)二次電池的說(shuō)明。此非水電解質(zhì)二次電池的發(fā)電單元如圖4所示，其是在芯材11上，通過(guò)隔離膜14的介在，正極12和負(fù)極13互相交互層層疊合而成。電極疊合的層數(shù)，是可以根據(jù)希望從該電池得到的放電容量而任意的選擇的。在本實(shí)施例中，使用了正極及負(fù)極各兩片。
關(guān)于芯材11的材質(zhì)，使用了聚丙烯，如圖4所示，其構(gòu)成包括上下兩片。在兩片芯材11的中間，是正極12和負(fù)極13，通過(guò)隔離膜14的介在，疊合在一起。作為正極的集電體的鋁箔18伸出在發(fā)電單元一方的側(cè)端，負(fù)極的集電體的銅箔20則伸出在發(fā)電單元的另一方的側(cè)端。
構(gòu)成的芯材11的兩片中的一片，位于在圖4的下側(cè)的芯材11的先端(圖4的右下)上，設(shè)置有長(zhǎng)方塊狀的鋁制正極引線2，在與芯材11接觸的部位進(jìn)行固定。在本實(shí)施例中，是使用兩面膠帶(在圖中沒有顯示)來(lái)固定的，另外也可以使用一面的膠帶，或者是粘結(jié)劑來(lái)固定。在此正極引線2上，重合著上述伸出來(lái)的鋁箔18，通過(guò)超聲波焊接法，在其先端部(圖的右端)上固定。這樣，使其固定部的位置在引線的延伸方向上與連接部的位置不一樣。
另一方面，位于圖4上側(cè)的芯材11的先端(圖4的左上)上，設(shè)置有長(zhǎng)方塊狀的銅制負(fù)極引線3，在與芯材11接觸的部位進(jìn)行固定。在固定上與正極引線2的場(chǎng)合一樣，用在本圖中沒有顯示的兩面膠帶進(jìn)行固定，另外也可以使用一面的膠帶，或者是粘結(jié)劑來(lái)固定。在此負(fù)極引線3上，重合著上述伸出來(lái)的銅箔20，通過(guò)超聲波焊接法，在負(fù)極引線3的先端部(圖的左端)上固定。還有在連接上還可以使用其他的焊接方法或用鉚釘固定等方法。
上述這樣固定在兩片芯材上的正極引線2及負(fù)極引線3相對(duì)于電池來(lái)說(shuō)，基本上是呈向兩方向突出的形狀。這樣各自的引線分別與正極集電體或負(fù)極集電體在電氣上連接在一起。
具備這樣得到的芯材的發(fā)電單元，在兩側(cè)壓迫的狀態(tài)下，裝入經(jīng)過(guò)調(diào)整的剛好能容納該發(fā)電單元的層壓鋁膜內(nèi)。然后在沖入電解液，抽去層壓鋁膜套內(nèi)的空氣后，在層壓鋁膜套的開口部進(jìn)行封口，就得到一個(gè)有具備芯材11的積層型發(fā)電單元的非水電解質(zhì)二次電池。然后，在非水電解質(zhì)二次電池上突出的正極引線2上，連接正極端子(沒有圖例顯示)，同樣在負(fù)極引線3上，連接負(fù)極端子(沒有圖例顯示)。關(guān)于連接方法，可以利用超聲波焊接法，分別連接引線和端子，使其能夠通電。也可以利用其他的焊接方法或者使用鉚釘固定等的方法。
如上所述而成的非水電解質(zhì)二次電池的正極引線2或負(fù)極引線3不僅是連接在發(fā)電單元1的正極12或負(fù)極13的非涂膜部部位，而且也與芯材11固定在一起。因此，當(dāng)非水電解質(zhì)二次電池受到外部的沖擊或振動(dòng)時(shí)，如是現(xiàn)有的實(shí)施例時(shí)，層壓鋁膜外裝體內(nèi)具有重量的發(fā)電單元1會(huì)發(fā)生活動(dòng)，但是在本實(shí)施例中，正極引線2和負(fù)極引線3與芯材11，及擁有芯材11的發(fā)電單元全體一起振動(dòng)，因此，沒有在外裝體內(nèi)部出現(xiàn)發(fā)電單元1單獨(dú)活動(dòng)的情況，在正極引線2或負(fù)極引線3與正極12或負(fù)極1 3的連接部位，不會(huì)發(fā)生正極引線2或負(fù)極引線3從正極12或負(fù)極13剝離的現(xiàn)象。所以，比如，在振動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，即使在把電池兩端的正極引線及負(fù)極引線固定后進(jìn)行試驗(yàn)的場(chǎng)合，從振動(dòng)器傳到引線的振動(dòng)，因會(huì)傳到整個(gè)發(fā)電單元，所以包含引線和發(fā)電單元的全體，成一整體而一起振動(dòng)，從而不會(huì)發(fā)生引線從電極上剝離，或引線與電極連接部位的電極發(fā)生破損的現(xiàn)象。
還有，因正極引線2和負(fù)極引線3是可以預(yù)先固定在芯材11上的，在疊合作業(yè)后，當(dāng)進(jìn)行與正極12或負(fù)極13的連接作業(yè)時(shí)，不會(huì)發(fā)生正極引線2或負(fù)極引線斜接于電池上或連接不夠充分等問(wèn)題。
還有在上述的實(shí)施例中，說(shuō)明的是使用層壓鋁膜作為收藏發(fā)電單元的電池外裝體的，本發(fā)明并不只是限于使用層壓鋁膜的，也可以使用金屬制的電池罐或者是樹脂制的電池容器。更且，在上述實(shí)施例中，是關(guān)于非水電解質(zhì)二次電池的說(shuō)明，也不是特別限于這種電池的。還有，可以根據(jù)這種電池的種類，任意決定發(fā)電單元的各構(gòu)成部分或正極引線2，負(fù)極引線3的材質(zhì)及其構(gòu)成。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有發(fā)電單元的電池，其特征在于該發(fā)電單元是具備芯材的；從發(fā)電單元內(nèi)取出電流的引線，是固定在上述芯材上的，而且，上述引線是和電極連接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池，其特征在于其中所述的發(fā)電單元是在芯材周圍卷繞電極的卷繞型發(fā)電單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池，其特征在于其中所述的發(fā)電單元是電極與芯材一起疊合起來(lái)的積層型發(fā)電單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的電池，其特征在于其中所述的引線與上述芯材的固定部的位置，是和上述引線與上述電極的連接部位置在引線的延伸方向上是不同的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的電池，其特征在于其中所述的引線與上述電極的連接部是位于比芯材端部更外側(cè)的位置上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的電池，其特征在于其中所述的引線是露出在電池的外面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的電池，其特征在于其中所述的引線為與通到電池的外表面的端子連接在一起。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的電池，其特征在于其中所述的芯材是具有絕緣性的芯材。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的電池，其特征在于其中收藏上述發(fā)電單元的電池外裝體是由層壓鋁膜制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池，其特征在于其中所述的引線的表面的一部分上，為具備熱可塑性樹脂，上述熱可塑性樹脂為與層壓鋁膜相連接。
11.一種制作發(fā)電單元的方法，其特征在于其包括以下步驟首先把從發(fā)電單元內(nèi)取出電流的引線固定在芯材上；以及在上述固定的作業(yè)之后，把上述引線連接在發(fā)電單元的電極上。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種電池及其制作發(fā)電單元的方法，特別是一種擁有具備芯材的發(fā)電單元的電池及其制作發(fā)電單元的方法。該具有發(fā)電單元的電池，其發(fā)電單元是具備芯材的；從發(fā)電單元內(nèi)取出電流的引線，是固定在上述芯材上的，而且，上述引線是和電極連接在一起。本發(fā)明使這種電池通過(guò)預(yù)先把引線固定在發(fā)電單元的芯材上的方法，使引線與電極的連接更為牢固，而不會(huì)造成連接部的電極發(fā)生破損的情形，從而更加適于實(shí)用，且具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價(jià)值。
文檔編號(hào)H01M6/00GK1521883SQ200310115239
公開日2004年8月18日 申請(qǐng)日期2003年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月25日
發(fā)明者胸永訓(xùn)良, 鈴木勛, 平田稔, 根本圣治, 松原岳人, 人, 治 申請(qǐng)人:日本電池株式會(huì)社