專利名稱：蓄電元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具備發(fā)電要素的蓄電元件，所述發(fā)電要素是通過(guò)隔著隔板同時(shí)卷繞或者層疊分別在集電體的表面形成有活性物質(zhì)層的正極及負(fù)極而成的。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，正在采用電池(鋰離子電池、鎳氫電池等)或電容器(電雙層電容器等)這樣的可充放電的蓄電元件。例如，作為這種電池，公知一種如下構(gòu)造的電池，其具備發(fā)電要素，該發(fā)電要素通過(guò)隔著隔板同時(shí)卷繞或者層疊正極與負(fù)極而成，所述正極在正極集電體的除一端部的表面上形成有正極活性物質(zhì)層，所述負(fù)極在負(fù)極集電體的除一端部的表面上形成有負(fù)極活性物質(zhì)層，正極及負(fù)極的各自一端部作為活性物質(zhì)層非形成部而從極性不同的電極的側(cè)端突出，所述發(fā)電要素以使所述一端部的突出方向朝向側(cè)面的方式被收容在殼體內(nèi)。但是,在工業(yè)機(jī)器電源用、無(wú)人搬運(yùn)車用、EV(electric vehicle :電動(dòng)汽車)用、HEV(hybrid electric vehicle :混合動(dòng)力汽車)用、航空機(jī)用、船舶用、鐵道用等高輸出用途中使用的電池，為了降低阻力，必須縮短從發(fā)電要素到外部端子的距離。若結(jié)合工時(shí)削減或可靠性提高的觀點(diǎn)考慮，則將發(fā)電要素的活性物質(zhì)層非形成部捆扎起來(lái)并與集電部件焊接的構(gòu)造是最佳的。另外，為防止氣密不良、提高可靠性，殼體的開(kāi)口部需要集約在一處。進(jìn)而圓筒形電池或?qū)盈B電池由于是發(fā)電要素與殼體密接的構(gòu)造，因此，殼體內(nèi)沒(méi)有積存剩余的電解液的空間，因此，長(zhǎng)期使用中容易弓丨起液體枯竭。因此，長(zhǎng)期使用的高輸出用途的電池的構(gòu)造優(yōu)選是方形，且將發(fā)電要素的活性物質(zhì)層非形成部捆扎起來(lái)并與集電部件焊接的構(gòu)造。但是，這樣的構(gòu)造的電池存在電解液的吸起性能不高的問(wèn)題。因此，基于如下想法提出一種電池通過(guò)充分減小正極的一端部的各個(gè)端部間的間隔以及/或者負(fù)極的一端部的各個(gè)端部間的間隔，從而通過(guò)毛細(xì)管現(xiàn)象將在殼體底部積存的電解液吸起并供應(yīng)給正極及負(fù)極間，由此，防止因長(zhǎng)期使用引起的正極及負(fù)極間的電解液的液體枯竭，實(shí)現(xiàn)電池壽命的提高(專利文獻(xiàn)I :參照日本國(guó)特開(kāi)2010-113920號(hào)公報(bào)的 0009、0011 段)。但是，在所述專利文獻(xiàn)I所述的電池中，從發(fā)電要素的構(gòu)造上說(shuō)，難以使正極的一端部的各個(gè)端部間的間隔以及/或者負(fù)極的一端部的各個(gè)端部間的間隔匹配于目標(biāo)設(shè)計(jì)值。另外，也難以使各間隔均勻。因此，在專利文獻(xiàn)I所述的電池中，除了原本電解液的吸起性能不高的問(wèn)題外，還存在每個(gè)電池的電解液的吸起性能不同，因而電池壽命產(chǎn)生個(gè)體差的問(wèn)題。另外，假如即使在制造時(shí)可使所述間隔匹配于目標(biāo)設(shè)計(jì)值，并可使各間隔均勻，發(fā)電要素也會(huì)因振動(dòng)或沖擊等外力或者活性物質(zhì)的膨脹/收縮而引起的內(nèi)部應(yīng)力的作用下而變形。因此，在專利文獻(xiàn)I所述的電池中，存在著所述間隔隨著時(shí)間的推移而變化，電解液的吸起性能下降的問(wèn)題。尤其，在采用由集電部件懸吊發(fā)電要素的形態(tài)的專利文獻(xiàn)I所述的電池中，存在振動(dòng)或沖擊等外力集中于發(fā)電要素與集電部件的焊接部的情況。此時(shí)很難將所述間隔保持為一定。進(jìn)而，在專利文獻(xiàn)I所述的電池中，將發(fā)電要素的上部與集電部件焊接，焊接部的發(fā)電要素被壓縮。因此，所述間隔不一定被保持到發(fā)電要素的上部。因此，在專利文獻(xiàn)I所述的電池中，存在無(wú)法將電解液供應(yīng)到發(fā)電要素上部的顧慮。這種問(wèn)題不限于電池，對(duì)于電容器(電雙層電容器等)也同樣
發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明鑒于所述問(wèn)題而提出，其要解決的問(wèn)題是提供一種可發(fā)揮優(yōu)越的電解液的吸起性能的蓄電元件。本發(fā)明的蓄電元件，其具有發(fā)電要素，其是隔著隔板卷繞或者層疊正極及負(fù)極而成的，所述正極及負(fù)極各自在集電體的除一端部的表面上形成有活性物質(zhì)層，正極及負(fù)極的至少一方的一端部作為活性物質(zhì)層非形成部而從極性不同的電極的側(cè)端突出；殼體，該發(fā)電要素以使一端部的突出方向朝向側(cè)面的方式被收容在殼體內(nèi)；以及電解液，其積存于該殼體，所述活性物質(zhì)層非形成部具有作為多孔質(zhì)的電解液吸起層，且該電解液吸起層沿著與一端部的突出方向垂直的方向形成。在此，作為本發(fā)明的蓄電元件的一方式，優(yōu)選電解液吸起層的揚(yáng)氏模量為0. 01 300GPa。另外，作為本發(fā)明的蓄電元件的其他方式，優(yōu)選采用如下結(jié)構(gòu)，活性物質(zhì)層非形成部通過(guò)將從活性物質(zhì)層離開(kāi)的部位捆扎而成為朝向?qū)?yīng)部位收斂的傾斜部，電解液吸起層形成于該傾斜部。另外，作為本發(fā)明的蓄電元件的其他方式，優(yōu)選電解液吸起層以與活性物質(zhì)層或隔板相接的方式形成。另外，作為本發(fā)明的蓄電元件的另外其他的方式，可以是活性物質(zhì)層及電解液吸起層分別含有粘接劑，電解液吸起層中的粘接劑的質(zhì)量比率高于活性物質(zhì)層中的粘接劑的質(zhì)量比率。此時(shí)，優(yōu)選電解液吸起層中的粘接劑的質(zhì)量比率為26 80質(zhì)量％。進(jìn)而，更優(yōu)選電解液吸起層中的粘接劑的質(zhì)量比率為40 60質(zhì)量％。另外，作為本發(fā)明的蓄電元件的其他方式，可使電解液吸起層的多孔度高于活性物質(zhì)層的多孔度。此時(shí)，優(yōu)選電解液吸起層的多孔度為42 73%。本發(fā)明的蓄電元件的設(shè)置方法是將上述任一項(xiàng)所述的蓄電元件以發(fā)電要素的一端部的突出方向成為水平方向或大致水平方向的方式進(jìn)行設(shè)置。本發(fā)明的裝置是以發(fā)電要素的一端部的突出方向成為水平方向或大致水平方向的方式設(shè)置并具備上述任一項(xiàng)所述的蓄電元件的裝置。


圖I表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的電池的立體圖。圖2表示將該電池分解了的立體圖。圖3表示將該電池進(jìn)一步分解的立體圖。圖4(a)是用于說(shuō)明構(gòu)成發(fā)電要素的正極的各要素的說(shuō)明圖，(b)是用于說(shuō)明構(gòu)成該發(fā)電要素的負(fù)極的各要素的說(shuō)明圖，(C)是用于說(shuō)明正極、負(fù)極及隔板在寬度方向上的配置關(guān)系的說(shuō)明圖。 圖5(a)表示該發(fā)電要素的橫剖面圖，(b)表示在該發(fā)電要素的端部接合了正極集電部件及負(fù)極集電部件的狀態(tài)的橫剖面圖。圖6表示用于說(shuō)明發(fā)電要素中電解液的流動(dòng)狀態(tài)的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式以下，參考

本發(fā)明的蓄電元件的一實(shí)施方式的電池。本實(shí)施方式的電池是非水電解質(zhì)二次電池，更詳細(xì)地說(shuō)是鋰離子二次電池。如圖I 圖3所示，由殼體主體2以及將該殼體主體2的上端開(kāi)口部堵塞并密閉的蓋板3構(gòu)成殼體I。在殼體I內(nèi)收納有發(fā)電要素4。在蓋板3上設(shè)有與發(fā)電要素4電連接的端子構(gòu)造10。殼體I、殼體主體2、蓋板3都是鋁或鋁合金或者鋼等的金屬部件。作為殼體主體2，為收納呈長(zhǎng)圓筒形狀的卷繞型的發(fā)電要素4，采用的是寬度方向扁平的有底方筒體。蓋板3采用與殼體主體2的上端開(kāi)口部對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)方形狀的板材。蓋板3被嵌入殼體主體2的上端開(kāi)口部并通過(guò)激光焊接等被密閉固定。發(fā)電要素4如圖4(c)所示，通過(guò)將正極5及負(fù)極6隔著隔板7卷繞成圓筒形后，將其圓筒形的側(cè)面從兩側(cè)壓迫，由此，壓成長(zhǎng)圓筒形而使其變形。更詳細(xì)地說(shuō)，發(fā)電要素4是通過(guò)從內(nèi)側(cè)按照隔板7、負(fù)極6、隔板7、正極5的順序?qū)⑺鼈儗盈B，并將層疊體卷繞成圓筒形，之后，將其圓筒形的側(cè)面從兩側(cè)壓迫，由此壓成長(zhǎng)圓筒形而使其變形而成的?；蛘?，發(fā)電要素4也可以是通過(guò)從內(nèi)側(cè)按照隔板7、負(fù)極6、隔板7、正極5的順序?qū)⑺鼈儗盈B，并將層疊體卷繞成長(zhǎng)圓筒形而成的。正極5，如該圖4(a)所示，通過(guò)在由帶狀鋁箔構(gòu)成的正極集電體50的表面單面上涂敷正極活性物質(zhì)塗料并使其干燥，然后對(duì)正極集電體50的相反面同樣涂敷正極活性物質(zhì)塗料并使其干燥等方式，從而在正極集電體50的表面兩面具備正極活性物質(zhì)層(正極活性物質(zhì)涂敷部)51。正極活性物質(zhì)塗料例如可采用由N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等溶劑將如下物質(zhì)分散混合而調(diào)制的涂料，所述物質(zhì)有作為L(zhǎng)ixMOy (M表示至少一種遷移金屬)的復(fù)合氧化物(LixCoO2, LixNiO2' LixMn2O4, LixMn03、LixNiyCo(1_y)O2 等)或者以 LiMePO4(Me，例如是Fe、Mn、Co、Cr)表示的橄欖石構(gòu)造的化合物；碳黑等導(dǎo)電性物質(zhì)；以及聚偏氟化乙烯(PVDF)等粘結(jié)劑(粘接劑)。負(fù)極6如圖4(b)所示，通過(guò)在由帶狀的銅箔構(gòu)成的負(fù)極集電體60的表面單面涂敷負(fù)極活性物質(zhì)塗料并使其干燥，然后對(duì)負(fù)極集電體60的相反面同樣涂敷負(fù)極活性物質(zhì)塗料并使其干燥等方式，從而在負(fù)極集電體60的表面兩面具備負(fù)極活性物質(zhì)層(負(fù)極活性物質(zhì)涂敷部)61。負(fù)極活性物質(zhì)塗料例如可采用由N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等溶劑將如下物質(zhì)分散混合而調(diào)制的涂料，所述物質(zhì)有可將鋰摻雜及脫摻雜的、熱分解碳類，浙青焦炭、針狀焦、石油焦炭等焦炭類，石墨類，玻璃狀碳類，將酚醛樹(shù)脂、呋喃樹(shù)脂等燒制的有機(jī)高分子化合物燒制體，碳纖維、活性炭等碳質(zhì)材料，聚乙炔、多吡咯等導(dǎo)電性高分子材料；碳黑等導(dǎo)電性物質(zhì)；聚偏氟化乙烯(PVDF)等粘結(jié)劑(粘接劑)。更詳細(xì)地說(shuō)，正極5通過(guò)在正極集電體50的寬度方向上的除一端部的表面兩面涂敷正極活性物質(zhì)塗料等方式，從而在除該一端部的正極集電體50的表面兩面具備正極活性物質(zhì)層51。因此，該一端部成為正極集電體50(鋁箔)露出的部分(正極活性物質(zhì)層非形成部(正極活性物質(zhì)未涂敷部)52)。另一方面，負(fù)極6通過(guò)在負(fù)極集電體60的寬度方向上的除一端部的表面兩面涂敷負(fù)極活性物質(zhì)塗料等方式，從而在除該一端部的負(fù)極集電體60的表面兩面具備負(fù)極活性物質(zhì)層61。因此，該一端部成為負(fù)極集電體60 (銅箔)露出的部分(負(fù)極活性物質(zhì)層非形成部(負(fù)極活性物質(zhì)未 涂敷部)62)。正極5在正極集電體50的表面具備規(guī)定寬度的多孔質(zhì)層53。更詳細(xì)地說(shuō)，正極5在正極集電體50的表面兩面具備規(guī)定寬度的多孔質(zhì)層53。多孔質(zhì)層53雖在后詳述，但作為將積存在殼體主體2底部的電解液吸起，并將該電解液供應(yīng)給卷繞的正極5及負(fù)極6間的電解液吸起層起作用。多孔質(zhì)層53為了提高電解液的供給能力，被形成為與正極活性物質(zhì)層51相接。作為多孔質(zhì)層53，選擇與電池的充放電無(wú)關(guān)且電化學(xué)性穩(wěn)定，并且在壓縮等應(yīng)力作用下難以變形的材質(zhì)。例如，多孔質(zhì)層53是氧化鋁、二氧化鈦、氧化鎂等氧化物，或者是含有碳酸鋰或磷酸鋰等鋰鹽與聚偏氟化乙烯(PVDF)等粘結(jié)劑(粘接劑)的多孔質(zhì)體。但是，多孔質(zhì)層53的材質(zhì)不限定于此。更詳細(xì)地說(shuō)，多孔質(zhì)層53是通過(guò)在正極集電體50的表面單面上的正極活性物質(zhì)層非形成部52之中與正極活性物質(zhì)層51相接的規(guī)定寬度區(qū)域，涂敷將氧化鋁、二氧化鈦、氧化鎂等氧化物或者將碳酸鋰或磷酸鋰等鋰鹽與聚偏氟化乙烯(PVDF)等粘結(jié)劑(粘接劑)分散混合而調(diào)制的塗料，使其干燥，然后對(duì)正極集電體50的相反面同樣涂敷所述塗料，并使其干燥等方式而形成的。負(fù)極6也同樣具備多孔質(zhì)層63。多孔質(zhì)層63為了提高電解液的供給能力而被形成為與負(fù)極活性物質(zhì)層61相接。作為多孔質(zhì)層63，選擇與電池的充放電無(wú)關(guān)且電化學(xué)性穩(wěn)定，并且在壓縮等應(yīng)力作用下難以變形的材質(zhì)。例如，多孔質(zhì)層63是氧化鋁、二氧化鈦、氧化鎂等氧化物，或者是含有碳酸鋰或磷酸鋰等鋰鹽與聚偏氟化乙烯(PVDF)等粘結(jié)劑(粘接齊U)的多孔質(zhì)體。但是，多孔質(zhì)層63的材質(zhì)不限定于此。在多孔質(zhì)層53、63中，與電池的充放電無(wú)關(guān)且電化學(xué)性穩(wěn)定當(dāng)然是非常重要的要素，在壓縮等應(yīng)力作用下難以變形這一點(diǎn)，也是非常重要的要素。如上所述，發(fā)電要素4會(huì)由于振動(dòng)或沖擊等外力或者活性物質(zhì)的膨脹/收縮而引起的內(nèi)部應(yīng)力而變形。尤其，在采用由后述的集電部件8、9懸吊發(fā)電要素4的形態(tài)的本實(shí)施方式的電池中，振動(dòng)或沖擊等外力容易集中于發(fā)電要素4和集電部件8、9的焊接部。因此，多孔質(zhì)層53、63需要盡量不受這些環(huán)境要因的影響。因此，多孔質(zhì)層53、63的基于JIS R 1602測(cè)定的揚(yáng)氏模量(彈性率)被設(shè)定為
0.OlGPa以上，更優(yōu)選在0. IGPa以上、300GPa以下，更優(yōu)選200GPa以下的范圍。電池壽命末期的電池內(nèi)壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于下限值的0. OlGPa,因此，可確保電解液的吸起性能。需要說(shuō)明的是，只要增加所述粘接劑的比例，就能降低多孔質(zhì)層53、63的揚(yáng)氏模量，只要增加所述氧化物或鋰鹽(無(wú)機(jī)粒子)的比例，就能提高多孔質(zhì)層53、63的揚(yáng)氏模量。
此時(shí)，多孔質(zhì)層53中的粘接劑的質(zhì)量比率優(yōu)選高于正極活性物質(zhì)層51中的粘接劑的質(zhì)量比率，多孔質(zhì)層63中的粘接劑的質(zhì)量比率優(yōu)選高于負(fù)極活性物質(zhì)層61中的粘接劑的質(zhì)量比率。例如，多孔質(zhì)層53、63中的粘接劑的質(zhì)量比率為26質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為40質(zhì)量％以上、80質(zhì)量％以下,更優(yōu)選在60質(zhì)量％以下的范圍。多孔質(zhì)層53、63中的粘接劑的質(zhì)量比率越高，多孔質(zhì)層53、63吸起的電解液的量越增加。由此，多孔質(zhì)層53、63中的粘接劑的質(zhì)量比率越高，越能夠提高電解液的供給效率。需要說(shuō)明的是，多孔質(zhì)層53、63中的粘接劑的質(zhì)量比率如上所述，是以多孔質(zhì)層53、63中的粘接劑的質(zhì)量比率比活性物質(zhì)層51、61中的粘接劑的質(zhì)量比率高這一點(diǎn)為前提，正極活性物質(zhì)層51中的粘接劑的質(zhì)量比率優(yōu)選為I 15質(zhì)量％，更優(yōu)選為3 10質(zhì)量％，負(fù)極活性物質(zhì)層61中的粘接劑的質(zhì)量比率優(yōu)選為I 15質(zhì)量％，更優(yōu)選為3 10質(zhì)量％ 。多孔質(zhì)層53的多孔度優(yōu)選比正極活性物質(zhì)層51的多孔度高，多孔質(zhì)層63的多孔度優(yōu)選比負(fù)極活性物質(zhì)層61的多孔度高。例如，多孔質(zhì)層53、63的多孔度優(yōu)選為42%以上、73%以下的范圍。多孔質(zhì)層53、63的多孔度越高，多孔質(zhì)層53、63中的空隙越多。由此，多孔質(zhì)層53、63的多孔度越高，電解液越容易浸透多孔質(zhì)層53、63，浸透速度越提高。結(jié)果是可以提高電解液的供給效率。需要說(shuō)明的是，多孔度可使用下式(I)、(2)算出。多孔度(% ) = 100-K塗布密度/真密度)X 100}…式(I)塗布密度(g/cm3)=塗布重量(g/cm2)/多孔質(zhì)層的厚度(cm)…式(2)多孔度還可以通過(guò)使用水銀孔隙率計(jì)的水銀壓入法來(lái)測(cè)定。多孔質(zhì)層53、63本來(lái)為了相比于沒(méi)有多孔質(zhì)層53、63時(shí)的發(fā)電要素4的厚度不增加厚度，設(shè)為正極活性物質(zhì)層51或負(fù)極活性物質(zhì)層61的厚度以下(例如，數(shù)十 數(shù)百
U m) o如圖4 (C)所示，隔板7將正極5和負(fù)極6物理性地隔離，起到保持電解液的作用。作為材質(zhì)，例如采用聚乙烯、聚丙烯等微多孔質(zhì)膜。考慮到枝狀晶體的析出等，負(fù)極6的負(fù)極活性物質(zhì)層61的涂敷寬度比正極5的正極活性物質(zhì)層51的涂敷寬度寬。為了確保絕緣，隔板7的寬度比正極5的正極活性物質(zhì)層51及負(fù)極6的負(fù)極活性物質(zhì)層61寬。但是，隔板7的寬度是不覆蓋在寬度方向突出的正極5的正極活性物質(zhì)層非形成部52及負(fù)極6的負(fù)極活性物質(zhì)層非形成部62的寬度。通過(guò)將正極5及負(fù)極6在寬度方向上左右錯(cuò)開(kāi)卷繞，如圖5(a)所示，在發(fā)電要素4的一端部側(cè)，正極5的正極活性物質(zhì)層非形成部52從負(fù)極6的側(cè)端突出，另一方面，在發(fā)電要素4的另一端部側(cè)，負(fù)極6的負(fù)極活性物質(zhì)層非形成部62從正極5的側(cè)端突出。如圖5 (b)所示，在發(fā)電要素4的一端部側(cè)突出的被卷繞的正極5的正極活性物質(zhì)層非形成部52相互密接，將對(duì)應(yīng)部位與例如由鋁或鋁合金構(gòu)成的正極集電部件8接合起來(lái)。另外，在發(fā)電要素4的另一端部側(cè)突出的被卷繞負(fù)極6的負(fù)極活性物質(zhì)層非形成部62相互密接，將對(duì)應(yīng)部位與例如由銅或銅合金構(gòu)成的負(fù)極集電部件9接合起來(lái)。在此，發(fā)電要素4的一端部側(cè)的正極活性物質(zhì)層非形成部52在與集電部件8的接合時(shí)相互密接，從而從正極活性物質(zhì)層51朝向配置在與該正極活性物質(zhì)層51 (在發(fā)電要素4的卷繞軸長(zhǎng)方向)離開(kāi)的位置的正極集電部件8收斂，成為傾斜部。發(fā)電要素4的另一端部側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層非形成部62在與集電部件9的接合時(shí)相互密接，從而從負(fù)極活性物質(zhì)層61朝向配置在與該負(fù)極活性物質(zhì)層61 (在發(fā)電要素4的卷繞軸長(zhǎng)方向)離開(kāi)的位置的負(fù)極集電部件9收斂，同樣成為。在這些傾斜部，在相鄰的正極活性物質(zhì)層非形成部52、52間形成間隙，在相鄰的負(fù)極活性物質(zhì)層非形成部62、62間形成間隙。電解液吸起層53、63被配置在所述間隙。因此，電解液的保持力提高，電解液的吸起性能進(jìn)一步提聞。由此，期待聞的電解液的供給能力、穩(wěn)定的電解液的供給能力。而且，多孔質(zhì)層53、63如上所述，以與正極活性物質(zhì)層51或負(fù)極活性物質(zhì)層61相接的方式設(shè)置，此外還以與隔板7相接的方式設(shè)置。因此，電解液的供給能力進(jìn)一步提高。需要說(shuō)明的是，圖5為了容易理解卷繞的樣子而表示較少的正極5及負(fù)極6的卷繞圈數(shù)。但是，實(shí)際卷繞的圈數(shù)更多。發(fā)電要素4的一端部和正極集電部件8的接合及發(fā)電要素4的另一端部和負(fù)極集電部件9的接合可通 過(guò)超聲波接合、電阻焊接、激光焊接、鉚接等各種手段來(lái)進(jìn)行。但是，若綜合考慮對(duì)正極活性物質(zhì)層或負(fù)極活性物質(zhì)層的熱影響、濺射、接合部的通電電阻、作業(yè)性等，則希望通過(guò)超聲波接合來(lái)進(jìn)行。正極集電部件8如圖5(b)及圖3所示，被插入發(fā)電要素4的一端部的內(nèi)部空間。正極集電部件8包括主體80和頂觸板82，主體80具備與該一端部的內(nèi)周面(即，卷繞的正極5的正極活性物質(zhì)層非形成部52的最內(nèi)周面)之中的長(zhǎng)圓筒形的平坦部的一部分(在本實(shí)施方式中為中央部)抵接的抵接部81，頂觸板82夾著卷繞的正極活性物質(zhì)層非形成部52而與主體80的抵接部81對(duì)置配置。該頂觸板82被壓向主體80的抵接部81，抵接部81和頂觸板82之間的正極活性物質(zhì)層非形成部52被壓縮。結(jié)果是，該部位、抵接部81和頂觸板82相互密接而被接合。對(duì)于負(fù)極集電部件9也同樣。端子構(gòu)造10由如下部分構(gòu)成分別在內(nèi)外夾著在蓋板3的左右端部形成的貫通孔3a而配置的、作為絕緣部件(在還具有密封功能時(shí)，作為絕緣密封部件)的樹(shù)脂板11及作為絕緣密封部件的襯墊12 ;經(jīng)該樹(shù)脂板11及襯墊12插通在貫通孔3a中，而與正極集電部件8或負(fù)極集電部件9電連接的鉚釘13 ;隔著襯墊12而被配置在蓋板3外部的外部端子14;以及將該外部端子14和鉚釘12電連接的連接板15。由此，殼體I內(nèi)的發(fā)電要素4與外部端子14被電連接。以上，在本實(shí)施方式中，發(fā)電要素4以其卷繞軸與殼體主體2的底部平行或者大致平行的方式，朝向側(cè)面而被收容在殼體主體2內(nèi)。而且，本實(shí)施方式的電池以殼體主體2的底部朝下、殼體主體2的上端開(kāi)口部朝上的方式被設(shè)置在裝置上。由此，如圖6所示，在朝向側(cè)面的發(fā)電要素4的一端部側(cè)的正極活性物質(zhì)層非形成部52與另一端部側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層非形成部62，分別從下端到上端連續(xù)設(shè)置電解液吸起層53、63。因此，在殼體主體2的底部積存的電解液X沿著箭頭被吸起，被供應(yīng)給卷繞的正極5、5間及卷繞的負(fù)極6、6間。因此，發(fā)揮優(yōu)越的電解液的吸起性能。發(fā)電要素4的一端部側(cè)的正極活性物質(zhì)層非形成部52與正極集電部件8的接合部位、及發(fā)電要素4的另一端部側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層非形成部62與負(fù)極集電部件9的接合部位，即為了與集電部件8、9接合而將正極活性物質(zhì)層非形成部52、負(fù)極活性物質(zhì)層非形成部62捆扎的部位是比朝向側(cè)面的發(fā)電要素4的下端更靠上方的位置，正確地說(shuō)是上端與下端的中間位置。這意味著發(fā)電要素4的一端部側(cè)的正極活性物質(zhì)層非形成部52、另一端部側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層非形成部62的各自下端部從接合部位離開(kāi)，幾乎不受到接合引起的收斂，因此端部具有很小的間隙而被開(kāi)放。因此，在殼體主體2的底部積存的電解液X在朝向側(cè)面的發(fā)電要素4的下端部容易進(jìn)入、浸透到正極活性物質(zhì)層非形成部52、52間的間隙以及負(fù)極活性物質(zhì)層非形成部62、62間的間隙。電解液吸起層53、63成為始終浸潰在該電解液中的狀態(tài)。因此，從這一點(diǎn)說(shuō)，也發(fā)揮優(yōu)越的電解液的吸起性能。進(jìn)而，通過(guò)將電解液吸起層63配置于通過(guò)捆扎負(fù)極活性物質(zhì)層非形成部62的端部而形成的傾斜部中的三角形狀空間、通過(guò)將電解液吸起層63配置成與正極活性物質(zhì)層51或負(fù)極活性物質(zhì)層61相接、或者通過(guò)將電解液吸起層63配置成與隔板7相接，由此，可以提高電解液的供給效率。
電解液吸起層53、63采用的是在壓縮等應(yīng)力作用下難以變形的材質(zhì)。因此，不容易受到振動(dòng)或沖擊等外力或者活性物質(zhì)的膨脹/收縮引起的內(nèi)部應(yīng)力等環(huán)境要因影響。因此，與伴隨電池使用的經(jīng)年變化無(wú)關(guān)，可維持高的電解液的吸起性能。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的電池不限于所述實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明要旨的范圍可進(jìn)行各種變更。例如，在所述實(shí)施方式中，提到了卷繞型電池。但是單片狀的正極、隔板、負(fù)極及隔板順次層疊下去的層疊型電池也適用本發(fā)明。另外，在所述實(shí)施方式中，在正極集電體50的(正極活性物質(zhì)層非形成部52的)表面兩面、負(fù)極集電體60的(負(fù)極活性物質(zhì)層非形成部62的)表面兩面設(shè)有電解液吸起層53、63。但是，電解液吸起層也可以僅設(shè)于單面。另外，在所述實(shí)施方式中，沿正極5、負(fù)極6的長(zhǎng)度方向設(shè)有電解液吸起層53、63。但是，電解液吸起層可以斷續(xù)地、局部地、部分地、散落地設(shè)置。即，電解液吸起層只要在從浸在電解液液面中的位置到發(fā)電要素上部的范圍內(nèi)形成即可。另外，電解液吸起層可形成于正負(fù)極雙方，也可以僅形成于正極或僅形成于負(fù)極，這是不言而喻的。在所述實(shí)施方式中，如上所述，負(fù)極活性物質(zhì)層61的寬度比正極活性物質(zhì)層51的寬度寬。因此，正極活性物質(zhì)層非形成部52都不從負(fù)極6 (負(fù)極活性物質(zhì)層61)的側(cè)端突出。因此，正極5側(cè)的電解液吸起層53不位于通過(guò)將正極活性物質(zhì)層非形成部52的端部捆扎而形成的傾斜部。但是，通過(guò)使正極活性物質(zhì)層非形成部52都從負(fù)極6 (負(fù)極活性物質(zhì)層61)的側(cè)端突出，從而可使正極5側(cè)的電解液吸起層53位于傾斜部。但在本發(fā)明中，不必須將電解液吸起層53、63設(shè)于傾斜部。在所述實(shí)施方式中，在與集電部件8、9接合時(shí)，被卷繞的正極活性物質(zhì)層非形成部52、被卷繞的負(fù)極活性物質(zhì)層非形成部62左右分別在每個(gè)單側(cè)被捆扎。但是，左右也可以被一起捆扎。在所述實(shí)施方式中，僅在殼體I內(nèi)收容一個(gè)發(fā)電要素4。但是，也可以將多個(gè)發(fā)電要素橫向排列而收容。在所述實(shí)施方式中，作為在集電體50、60的表面承載活性物質(zhì)的方法，采用的是涂敷。但是，除此以外，例如也可以通過(guò)噴吹或浸潰來(lái)承載活性物質(zhì)。在所述實(shí)施方式中，以殼體主體2的底部朝下、殼體主體2的上端開(kāi)口部朝上的方式將電池設(shè)置在裝置上，從而發(fā)電要素4的端部的突出方向成為水平方向或大致水平方向。但是，并不限定于此。即使是以發(fā)電要素4的卷繞軸垂直于殼體主體2的底部的方式，將發(fā)電要素4收納在殼體主體2中時(shí)，也能夠以發(fā)電要素4的端部的突出方向?yàn)樗椒较蚧虼笾滤椒较虻姆绞綄㈦姵卦O(shè)置在裝置上。通過(guò)如此設(shè)置，從而可以發(fā)揮電解液的吸起性能。需要說(shuō)明的是，此時(shí)，端子構(gòu)造被配置于電池的側(cè)面。
另外，在上述實(shí)施方式中，說(shuō)明了鋰離子二次電池。但是，電池的種類、大小(容量)是任意的。另外，本發(fā)明不限于鋰離子二次電池。本發(fā)明還可適用于各種二次電池，此外也可以適用于一次電池或電雙層電容器等 電容器。
權(quán)利要求
1.ー種蓄電兀件，其具有 發(fā)電要素，其是隔著隔板卷繞或者層疊正極及負(fù)極而成的，所述正極及負(fù)極各自在集電體的除一端部的表面上形成有活性物質(zhì)層，正極及負(fù)極的至少一方的一端部作為活性物質(zhì)層非形成部而從極性不同的電極的側(cè)端突出； 殼體，該發(fā)電要素以使一端部的突出方向朝向側(cè)面的方式被收容在殼體內(nèi)；以及 電解液，其積存于該殼體， 所述活性物質(zhì)層非形成部具有作為多孔質(zhì)的電解液吸起層，且該電解液吸起層沿著與所述一端部的突出方向垂直的方向形成。
2.如權(quán)利要求I所述的蓄電元件，其中， 所述電解液吸起層的揚(yáng)氏模量為O. Ol 300GPa。
3.如權(quán)利要求I或2所述的蓄電元件，其中， 所述活性物質(zhì)層非形成部通過(guò)將從活性物質(zhì)層離開(kāi)的部位捆扎而成為朝向?qū)?yīng)部位收斂的傾斜部， 所述電解液吸起層形成于該傾斜部。
4.如權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的蓄電元件，其中， 所述電解液吸起層以與活性物質(zhì)層相接的方式形成。
5.如權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的蓄電元件，其中， 所述電解液吸起層以與隔板相接的方式形成。
6.如權(quán)利要求I 5中任一項(xiàng)所述的蓄電兀件,其中， 所述活性物質(zhì)層及所述電解液吸起層分別含有粘接劑， 所述電解液吸起層中的所述粘接劑的質(zhì)量比率高于所述活性物質(zhì)層中的所述粘接劑的質(zhì)量比率。
7.如權(quán)利要求6所述的蓄電元件，其中， 所述電解液吸起層中的所述粘接劑的質(zhì)量比率為26 80質(zhì)量％。
8.如權(quán)利要求6所述的蓄電元件，其中， 所述電解液吸起層中的所述粘接劑的質(zhì)量比率為40 60質(zhì)量％。
9.如權(quán)利要求I 8中任一項(xiàng)所述的蓄電元件，其中， 所述電解液吸起層的多孔度高于所述活性物質(zhì)層的多孔度。
10.如權(quán)利要求9所述的蓄電元件，其中， 所述電解液吸起層的多孔度為42 73%。
11.一種蓄電元件的設(shè)置方法，將權(quán)利要求I 10中任一項(xiàng)所述的蓄電元件以所述發(fā)電要素的所述一端部的突出方向成為水平方向或大致水平方向的方式進(jìn)行設(shè)置。
12.ー種裝置，其以所述發(fā)電要素的所述一端部的突出方向成為水平方向或大致水平方向的方式設(shè)置并具備權(quán)利要求I 10中任一項(xiàng)所述的蓄電元件。
全文摘要
提供一種可發(fā)揮優(yōu)越的電解液的吸起性能的蓄電元件。本發(fā)明的蓄電元件具有發(fā)電要素，其是隔著隔板卷繞或者層疊正極及負(fù)極而成的，所述正極及負(fù)極各自在集電體的除一端部的表面上形成有活性物質(zhì)層，正極及負(fù)極的至少一方的一端部作為活性物質(zhì)層非形成部而從極性不同的電極的側(cè)端突出；殼體，該發(fā)電要素以使一端部的突出方向朝向側(cè)面的方式被收容在殼體內(nèi)；以及電解液，其積存于該殼體，活性物質(zhì)層非形成部具有作為多孔質(zhì)的電解液吸起層，且該電解液吸起層沿著與一端部的突出方向垂直的方向形成。
文檔編號(hào)H01M10/04GK102683735SQ20121005700
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者佐佐木丈 申請(qǐng)人:株式會(huì)社杰士湯淺國(guó)際