[发明专利]层叠式电池

说明书

技术领域

本发明涉及层叠式电池，尤其涉及作为机器人、电动机动车等的电源、备用电源等使用的大容量的层叠式电池。

背景技术

近些年，电池不仅使用于便携式电话机、笔记本电脑、PDA等移动信息终端的电源，还在机器人、电动机动车、备用电源等中使用，从而要求进一步的高容量化。面对这种要求，锂离子电池因具有高能量密度且为高容量，因此被广泛用作上述那样的驱动电源。

作为这样的锂离子电池的电池形态，大致区分有：将螺旋状的电极体封入外装体中而成的螺旋式的锂离子电池；将层叠有多个方形形状电极的层叠电极体封入外装壳体或通过焊接层叠膜而制作出的层叠外装体中而成的层叠式的锂离子电池(层叠类型的方型锂离子电池)。

在上述锂离子电池中，层叠式电池的层叠电极体的具体的结构为使正极集电接头延伸出的片状的正极板和使负极集电接头延伸出的片状的负极板隔着隔板层叠必要个数的结构。

在上述锂离子电池中，例如专利文献1所公开的那样，通过由绝缘材料形成的上表面开口的电极体罩覆盖电极体，由此容易在外装体即电池壳体内插入电极体，或者能够在电池壳体内使电极接头可靠地绝缘。另外，在专利文献1中还公开有如下结构，即，在电极体罩的开口上表面形成引导片，该引导片用于使电极接头的松弛部分沿着电极体的盖体侧的端面，由此，电极接头的松弛部分在组装电池时被沿着电极体的盖体侧的端面配设，从而在电池壳体内不会发生短路而可靠地绝缘。

另外，在专利文献2中公开有如下结构，即，在层叠外装体的内侧面与层叠电极体之间的空间内配置间隔件，由此进行集电接头与集电端子的定位。

然而，在层叠式电池中，形成为从各极板延伸出的正负极集电接头以多张层叠的方式分别通过超声波焊接接合于正负极的集电端子的结构，但在大容量且需要以高速进行充放电的层叠式电池的情况下，为了大容量化而存在层叠张数增加的倾向，另外，层叠端子为了流过大电流而变厚。因此，需要在由厚的金属板构成的集电端子上超声波焊接多个由金属箔构成的极板接头，但在该情况下，由于厚度的不同，与金属箔彼此的焊接部相比，金属箔与金属板的焊接部的焊接性容易变差，若焊接性变差，则各极板与集电端子的连接电阻值不均匀，尤其在高速下使用时，流入各极板的电流值产生不均，从而在电池内产生充放电状态的不均匀，局部地形成过放电或过充电，因此循环特性降低。

因此，如专利文献3所公开的那样，与将正负极集电接头接合于正负极集电端子的情况不同，在集电端子与极板之间的位置、即仅存在集电接头的位置通过超声波焊接等将层叠的集电接头彼此接合，由此使极板与集电端子的连接电阻值均匀化，从而抑制流入各极板的电流值产生不均的情况(在本说明中，将这样的结构也称为“两级连接结构”)。

然而，在层叠式电池中，尤其在需要大容量的充放电的情况下，将电池尽可能地形成为高能量密度，因此需要将层叠电极体尽可能高效地收容于外装体，但当形成为上述两级连接结构时，在集电端子与极板之间需要确保集电接头的连接部，因此必然不得不相应地使集电接头变大，在该状态下集电接头的占有空间增大，从而使电池的体积能量密度降低。因此，在形成为上述两级连接结构的情况下，使层叠的正负极集电接头靠向层叠电极体的层叠方向的一侧集束，并将从该集束部向前端侧延伸的部位朝向层叠电极体的层叠方向的另一侧折弯，由此使集电接头整体在延伸途中折叠而在延伸方向上缩短，从而能够抑制集电接头的占有空间的增大。另外，即使在不是上述两级连接结构时，通过如上述那样将集电接头折弯的结构也能够降低集电接头的占有空间。换言之，在尽可能节约集电接头的占有空间方面，上述那样的集电接头的折弯结构在任何情况下都有效，但必然在集电极接头的占有空间在长度方向上增大的两级连接结构的情况下最有效。

【专利文献1】日本特开平8-64199号公报

【专利文献2】日本特开2009-245819号公报

【专利文献3】日本特开2009-87611号公报

如上所述，在集电接头形成为折弯结构的情况下，存在集电接头在折弯部特别不稳定而容易晃动，并且折弯的集电接头要复原的力发挥作用的情况，从而集电部容易移动而很难固定在规定的位置，由此存在集电接头的位置错动、或密封性变差、或者容易产生端子部的破坏的问题。以往通过带固定该集电部，但由此很难正确地定位，并且操作也繁琐。