電池、及具備該電池的裝置的製作方法

2023-06-24 01:58:41

專利名稱：電池、及具備該電池的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電池及具備該電池的裝置，尤其涉及一種在電池殼體內外配置的外部端子構造體與發電元件經集電部件電連接的電池、及具備該電池的裝置。
背景技術：
一直以來，提供有各種電池，作為其中之一，如圖11(a)所示，周知一種具備可將纜線或母線等連接對象物(未圖示)電連接而構成的外部端子構造體4』、5』的電池。這種電池I』如圖11(b)所示，發電元件2』被收容在電池殼體3』內，相對於該發電元件2』電連接的集電部件6』、7』相對於在電池殼體3』的外部配置的外部端子構造體4』、5』電連接。
更具體地說明，如圖12所示，這種電池I』具備至少一個發電元件2』其是隔著隔片20c』而層疊的帶狀正極20a』及帶狀負極20b』被卷繞成扁平狀而形成的；電池殼體3』，其收容發電元件2』 ；正極外部端子構造體4』，其配置在電池殼體3』的外側；負極外部端子構造體5』，其配置在電池殼體3』的外側；第一集電部件6』，其與發電元件2』的寬度方向的一端部(僅帶狀正極20a』的層疊部分)電連接，並且與正極外部端子構造體4』電連接；以及第二集電部件7』，其與發電元件2』的寬度方向的另一端部(僅帶狀負極20b』的層疊部分)電連接，並且與負極外部端子構造體5』電連接。而且，這種電池I』如圖13(a)及圖13(b)所示，在發電元件2』的寬度方向的一端部(僅帶狀正極20a』的層疊部分)之中，在以通過發電元件2』的卷繞中心C L』並沿該發電元件2』的剖面長軸方向展開的第一假想面F I』為界的兩個區域A』、B』，第一集電部件6』連接於沿該長軸方向延伸的一對正極層疊部21a』、21b』的兩方的整體。另外，這種電池I』如圖13(c)及圖13(d)所示，在發電元件2』的寬度方向的另一端部(僅帶狀負極20b』的層疊部分)之中，在所述兩個區域A』、B』，第二集電部件7』連接於沿所述長軸方向延伸的一對負極層疊部23a』、23b』的兩方的整體。具體地說，這種電池I』採用各種形態的集電部件6』、7』，例如，如圖12所示，有時採用如下的集電部件6』、7』，即具備集電部件主體60』、70』和夾子部件61』、71』，其中集電部件主體60』、70』具有經連接機構(例如，鉚釘)8』被固定於電池殼體3』(對一面開放以收容發電元件2』的殼體主體30』的開放部分進行閉塞的蓋板31』)的基板600』、700』及與該基板600』、700』的一端連設並沿著發電兀件2』的寬度方向的一端部或另一端部(一對正極層疊部21a』、21b』或一對負極層疊部23a』、23b』 )配置的一對發電元件添設部601』、601』、701』、701』 ；夾子部件61』、71』將各發電元件添設部601』、601』、701』、701』與發電元件2』的一端部或另一端部(正極層疊部21a』、21b』或負極層疊部23a』、23b』 )。這種集電部件6』、7』的夾子部件61』、71』是將板材折曲加工成 < 字狀或-字而形成的，在使發電元件添設部601』、601』、701』、701』與正極層疊部21a』、21b』或負極層疊部23a，、23b，的整體介於夾子部件61』、71』的相對片610a』、610b』、710a』、710b』間的狀態下，通過以使一對相對片610a』、610b』、710a』、710b』彼此接近的方式對夾子部件61』、71』進行斂縫，從而使發電元件添設部601』、601』、701』、701』與發電元件2』的正極層疊部21a』、21b』或負極層疊部23a』、23b』的整體接觸從而將它們電連接。另外，雖未圖示，但作為其他的集電部件6』、7』，有時採用如下結構的部件，S卩、具有經連接機構8』而被固定於電池殼體3』(蓋板31』)的基板600』、700』及與該基板600』、700』的一端連設並沿著發電兀件2』的寬度方向的一端部或另一端部(一對正極層疊部21a，、21b，或一對負極層疊部23a，、23b，)配置的一對發電元件添設部601』、601』、701』、701』的部件(僅由上述集電部件6』、7』的集電部件主體60』、70』構成的部件)。這種集電部件6』、7』通過將一對發電元件添設部601』、601』、701』、701』分別與發電元件2』的一端部或另一端部(一對正極層疊部21a』、21b』或一對負極層疊部23a』、23b』)一體地熔敷，或以捲入發電元件2』的一端部或另一端部(正極層疊部 21a』、21b』或負極層疊部23a』、23b』 )的方式對一對發電元件添設部601』、601』、701』、701』分別進行斂縫，從而相對於發電元件2』電連接。由此，這種電池I』將來自發電元件2』的電經集電部件6』、7』和連接機構8』導通給正極外部端子構造體4』及負極外部端子構造體5』(例如，參照專利文獻I)。在先技術文獻專利文獻專利文獻I :日本國特開2003-346774號公報但是，這種電池I』雖然在收容發電元件2』的電池殼體3』內填充電解液，但在製造時電解液難以浸透到發電元件2』內(帶狀正極20a』與隔片20c』之間或帶狀負極20b』與隔片20c』之間)，在初期的階段有無法得到足夠的輸出的情況。具體地說，這種電池I』如圖13(a) 圖13(d)所示，不管集電部件6』、7』的形態如何，都是將第一集電部件6』的一對發電兀件添設部601』、601』連接於發電兀件2』的寬度方向的一端側的一對正極層疊部21a』、21b』的兩方整體，並且將第二集電部件7』的一對發電兀件添設部701』、701』連接於發電兀件2』的寬度方向的另一端側的一對負極層疊部23a』、23b』的兩方整體，因此，在發電元件2』的寬度方向的兩端部，除了剖面長軸方向的兩端部外，成為一對正極層疊部21a』、21b』及一對負極層疊部23a』、23b』封閉的狀態。因此，這種電池I』有時電解液難以充滿在發電元件2』內(帶狀正極20a』與隔片20c』之間或帶狀負極20b』與隔片20c』之間)，無法確保穩定的輸出。另外，這種電池I』在充電時(尤其在初期充電時)，通過電解液的化學反應而產生氣體，但如上所述，在發電元件2』的寬度方向的兩端部，由於是一對正極層疊部21a』、21b』及一對負極層疊部23a』、23b』封閉的狀態，所以產生的氣體難以從發電元件2』內(帶狀正極20a』與隔片20c』之間或帶狀負極20b』與隔片20c』之間)排出，有時難以確保穩定的輸出。

發明內容
因此，本發明鑑於所述實情，要解決的問題在於，提供一種能夠有效地進行電解液向發電元件內浸透或充電時產生的發電元件內的氣體的排出，能夠得到穩定的輸出的電池、及具備該電池的裝置。本發明的電池其具備
至少一個發電元件，其是將隔著隔片而層疊的帶狀正極及帶狀負極卷繞成扁平狀而形成的；電池殼體，其收容發電元件；正極外部端子構造體，其配置在電池殼體的外側；負極外部端子構造體，其配置在電池殼體的外側；第一集電部件，其與位於發電元件的寬度方向的一端側的僅帶狀正極的層疊部分電連接，並且與正極外部端子構造體電連接；以及第二集電部件，其與位於發電元件的寬度方向的另一端側的僅帶狀負極的層疊部分電連接，並且與負極外部端子構造體電連接，其特徵在於， 所述第一集電部件與僅所述帶狀正極的層疊部分之中的、一對正極層疊部的兩方的一部分，或所述一對正極層疊部的任一方的一部分，或者所述一對正極層疊部的任一方的整體連接，其中一對正極層疊部在以通過發電元件的卷繞中心且沿該發電元件的剖面長軸方向展開的第一假想面為界的兩個區域中，沿該長軸方向延伸，所述第二集電部件與僅所述帶狀負極的層疊部分之中的、在所述兩個區域沿所述長軸方向延伸的一對負極層疊部的兩方的一部分，或所述一對負極層疊部的任一方的一部分，或者所述一對負極層疊部的任一方的整體連接，第一集電部件和正極層疊部的連接位置以及第二集電部件和負極層疊部的連接位置被設定成以通過發電元件的寬度方向的中央且與所述第一假想面正交的第二假想面為基準呈非對稱。需要說明的是，在此，所謂「一部分」意味著作為與集電部件的連接對象的部分是部分的，例如，是包括單一的正極層疊部或負極層疊部中與集電部件的連接對象部分比不是連接對象的部分在長軸方向上更長的情況、或單一的正極層疊部或負極層疊部中與集電部件的連接對象部分比不是連接對象的部分在長軸方向上更短的情況在內的概念。即，所謂「一部分」意味著與集電部件的連接對象部分不是正極層疊部或負極層疊部的整體。根據上述構成的電池，所述第一集電部件與僅所述帶狀正極的層疊部分之中的、一對正極層疊部的兩方的一部分，或所述一對正極層疊部的任一方的一部分，或者所述一對正極層疊部的任一方的整體連接，其中一對正極層疊部在以通過發電元件的卷繞中心且沿該發電元件的剖面長軸方向展開的第一假想面為界的兩個區域中，沿該長軸方向延伸，所述第二集電部件與僅所述帶狀負極的層疊部分之中的、在所述兩個區域沿所述長軸方向延伸的一對負極層疊部的兩方的一部分，或所述一對負極層疊部的任一方的一部分，或者所述一對負極層疊部的任一方的整體連接，第一集電部件和正極層疊部的連接位置以及第二集電部件和負極層疊部的連接位置被設定成以通過發電元件的寬度方向的中央且與所述第一假想面正交的第二假想面為基準呈非對稱，因此，位於以第二假想面為基準的相對於第一集電部件和正極層疊部的連接位置的對稱位置上的僅帶狀負極的層疊部分至少成為開放狀態，另外，位於以第二假想面為基準的相對於第二集電部件和負極層疊部的連接位置的對稱位置上的僅帶狀正極的層疊部分至少成為開放狀態。因此，上述構成的電池容易使在電池殼體內填充的電解液從位於發電元件的兩端部的開放部分(帶狀正極、隔片、帶狀負極之間未被密封的部分)流入乃至充滿到發電元件內(帶狀正極、隔片、帶狀負極的各自之間)。另外，上述構成的電池即使伴隨著充電而在發電元件內產生氣體，如上所述，由於位於以第二假想面為基準的相對於第一集電部件和正極層疊部的連接位置的對稱位置上的僅帶狀負極的層疊部分成為開放狀態，另外，位於以第二假想面為基準的相對於第二集電部件和負極層疊部的連接位置的對稱位置上的僅帶狀正極的層疊部分成為開放狀態，因此，也能夠從處於開放狀態的發電元件的兩端部順暢地排出發電元件內的氣體。由此，上述構成的電池能夠有效進行電解液向發電元件內的浸透或充電時產生的發電元件內的氣體的排出，可得到穩定的輸出。作為本發明的一方式，所述第一集電部件可與位於所述兩個區域中的一方的區域的、一方的正極層疊部的一部分或整體連接，所述第二集電部件可與位於所述兩個區域中的與所述一方的區域相反一側的另一方的區域的、另一方的負極層疊部的一部分或整體連接。如此，由於發電元件的一端部的一對正極層疊部之中的至少另一方的正極層疊部成為開放狀態，發電元件的另一端部的一對負極層疊部之中的至少一方的負極層疊部成為開放狀態，因此，能夠使電解液從各開放部分浸透而充滿在發電元件內，另外，能夠從各開放部分將充電時在發電元件內產生的氣體排出。作為本發明的其他方式，優選所述第一集電部件與正極層疊部的比所述長軸方向上的上部更靠下方側的部分連接，所述第二集電部件與負極層疊部的比所述長軸方向上的上部更靠下方側的部分連接。如此，能夠有效地排出充電時產生的氣體。即，除了位於以第二假想面為基準的相對於第一集電部件和正極層疊部的連接位置的對稱位置上的僅帶狀負極的層疊部分以及位於以第二假想面為基準的相對於第二集電部件和負極層疊部的連接位置的對稱位置上的僅帶狀正極的層疊部分以外，對於第一集電部件和正極層疊部的連接位置的上部的僅帶狀正極的層疊部分以及第二集電部件和負極層疊部的連接位置的上部的僅帶狀負極的層疊部分而言，也成為開放狀態，因此，充電時產生的氣體在浮力作用下在發電元件內上升時可從發電元件的兩端部有效地排出。作為本發明的另外的方式，所述第一集電部件可與位於所述兩個區域中的任一方的區域的、一方的正極層疊部的一部分連接，所述第二集電部件可與位於所述兩個區域中的任一方的區域的、一方的負極層疊 部的一部分連接。如此，包括位於以第二假想面為基準的相對於第二集電部件和負極層疊部的連接位置的對稱位置上的正極層疊部(僅帶狀正極的層疊部分)在內的、與第一集電部件的連接位置以外的正極層疊部的帶狀正極間成為開放的狀態，並且包括位於以第二假想面為基準的相對於第一集電部件和正極層疊部的連接位置的對稱位置上的負極層疊部(僅帶狀負極的層疊部分)在內的、與第二集電部件的連接位置以外的負極層疊部的帶狀負極間成為開放的狀態。因此，上述構成的電池能夠使電解液從開放狀態的正極層疊部(帶狀正極間)及負極層疊部(帶狀負極間)有效地浸透到發電元件內，並且能夠將伴隨著充電而在發電元件內產生的氣體從開放狀態的正極層疊部(帶狀正極間)及負極層疊部(帶狀負極間)有效地排出。
而且，這種電池雖然在充放電中發電元件(帶狀正極、帶狀負極)引起膨脹 收縮，但上述構成的電池由於與第一集電部件的連接位置以外的正極層疊部(帶狀正極間)及與第二集電部件的連接位置以外的負極層疊部(帶狀負極間)成為開放狀態，所以能夠釋放伴隨著充放電(膨脹或收縮)而作用於發電元件(帶狀正極、帶狀負極)的應力，可提高電池壽命。而且，在以發電元件的長軸方向朝向上下方向的方式設置電池時，可在所述發電元件的位於所述兩個區域中的一方區域的、一方的正極層疊部的上部或下部連接第一集電部件，並在發電元件的位於所述兩個區域中與一方區域相反一側的另一方區域的、另一方的負極層疊部的上部或下部連接第二集電部件。如此，位於與連接第一集電部件的正極層疊部相同的區域的負極層疊部的所有的帶狀負極間成為開放狀態，位於與連接第二集電部件的負極層疊部相同的區域的正極層疊部的所有的帶狀正極間成為開放狀態。、因此，上述構成的電池能夠使電解液從開放狀態的正極層疊部(帶狀正極間)及負極層疊部(帶狀負極間)有效地浸透到發電元件內，並且能夠將伴隨著充電而在發電元件內產生的氣體從開放狀態的正極層疊部(帶狀正極間)及負極層疊部(帶狀負極間)有效地排出。尤其，上述構成的電池由於連接第一集電部件的區域和連接第二集電部件的區域不同，所以電解液容易在發電元件循環，並且還促進在發電元件內產生的氣體的排出。另外，在以發電元件的長軸方向朝向上下方向的方式設置電池時，也可以在發電元件的位於所述兩個區域中任一方區域的一方的正極層疊部的上部或下部的任一方連接第一集電部件，並且在發電元件的位於所述兩個區域中任一方區域的負極層疊部的上部或下部的任另一方連接第二集電部件。如此，位於兩個區域中任一方區域的正極層疊部的連接第一集電部件的部分以外的部分(上部或下部的任另一方)的帶狀正極間、及位於兩個區域中任另一方的區域的正極層疊部的帶狀正極間成為開放狀態，位於兩個區域中任一方區域的負極層疊部的連接第二集電部件的部分以外的部分(上部或下部的任一方)的帶狀負極間、及位於兩個區域中任另一方的區域的負極層疊部的帶狀負極間成為開放狀態。因此，上述構成的電池能夠使電解液從開放狀態的正極層疊部(帶狀正極間)及負極層疊部(帶狀負極間)有效地浸透到發電元件內，並且能夠將伴隨著充電而在發電元件內產生的氣體從開放狀態的正極層疊部(帶狀正極間)及負極層疊部(帶狀負極間)有效地排出。尤其，上述構成的電池由於發電元件和第一集電部件的連接部分的配置與發電元件和第二集電部件的連接部分的配置在上下方向上不同，因此，連接第一集電部件的正極層疊部的開放部分的配置和連接第二集電部件的負極層疊部的開放部分的配置在上下方向上不同。由此，上述構成的電池，電解液容易在發電元件循環，並且還促進在發電元件內產生的氣體的排出。作為本發明的另外的方式，所述第一集電部件可與位於所述兩個區域的一對正極層疊部的兩方的一部分連接，並且所述第二集電部件與位於所述兩個區域的一對負極層疊部的兩方的一部分連接。如此，在一對正極層疊部的連接第一集電部件的部分以外的部分，帶狀正極間開放，一對負極層疊部的連接第二集電部件的部分以外的部分開放。因此，上述構成的電池能夠使電解液從開放狀態的正極層疊部(帶狀正極間)及負極層疊部(帶狀負極間)有效地浸透到發電元件內，並且能夠將伴隨著充電而在發電元件內產生的氣體從開放狀態的正極層疊部(帶狀正極間)及負極層疊部(帶狀負極間)有效地排出。另外，上述構成的電池由於第一集電部件相對於一對正極層疊部分別各在一處連接，並且第二集電部件相對於一對負極層疊部分別各在一處連接，因此，能夠達成集電阻力的降低而帶來的高率放電性能及輸入輸出性能的提高。另外，上述構成的電池由於在分別位於以第一假想面為界的兩個區域的一對正極層疊部連接第一集電部件，並且在分別位於以第一假想面為界的兩個區域的一對負極層疊部連接第二集電部件，因此，與第一假想面正交的方向的耐振動性優越。尤其，通過將所述第一集電部件連接於位於所述兩個區域的一對正極層疊部的各自的任一端側(在使發電元件的長軸方向為上下方向而配置時，為上部或下部的任一方)，並且將所述第二集電部件連接於位於所述兩個區域的一對負極層疊部的各自的任另一端 側(在使發電元件的長軸方向為上下方向而配置時，為上部或下部的任另一方)，由此，發電元件的卷繞中心方向及與第一假想面正交的方向的耐振動性優越。作為本發明的另外的方式，所述電池可具備兩個以上的所述發電元件，該兩個以上的發電元件以相互的正極層疊部彼此及負極層疊部彼此呈同列、且相互的第一假想面彼此平行或大致平行的方式在並列狀態下配置，第一集電部件與各發電元件的位於所述兩個區域中的任一方的區域的、一方的正極層疊部的一部分連接，第二集電部件與各發電元件的位於所述兩個區域中的任一方的區域的、一方的負極層疊部的一部分連接。如此，可以提供一種與發電元件的數量相應的大容量的電池。另外，由於相對於兩個以上的發電元件連接單一的第一集電部件，並且連接單一的第二集電部件，所以可以實現零件數量的削減。而且，上述構成的電池在各發電元件中，包括位於以第二假想面為基準的相對於第二集電部件和負極層疊部的連接位置的對稱位置上的正極層疊部(僅帶狀正極的層疊部分)在內的、與第一集電部件的連接位置以外的正極層疊部的帶狀正極間成為開放的狀態，並且包括位於以第二假想面為基準的相對於第一集電部件和正極層疊部的連接位置的對稱位置上的負極層疊部(僅帶狀負極的層疊部分)在內的、與第二集電部件的連接位置以外的負極層疊部的帶狀負極間成為開放的狀態。因此，上述構成的電池能夠使電解液從各發電元件的處於開放狀態的正極層疊部(帶狀正極間)及負極層疊部(帶狀負極間)有效地浸透到該發電元件內，並且能夠將伴隨著充電而在各發電元件內產生的氣體從開放狀態的正極層疊部(帶狀正極間)及負極層疊部(帶狀負極間)有效地排出。作為本發明的另外的方式，所述電池可具備兩個以上的所述發電元件，該兩個以上的發電元件以相互的正極層疊部彼此及負極層疊部彼此呈同列、且相互的第一假想面彼此平行或大致平行的方式在並列狀態下配置，第一集電部件與相鄰的兩個發電元件中一方的發電元件的位於所述兩個區域中的任一方區域的、一方的正極層疊部的一部分連接，且與所述兩個發電元件中另一方的發電元件的位於所述兩個區域中的所述一方區域的相反側的另一方區域的、另一方的正極層疊部的一部分連接，第二集電部件與相鄰的兩個發電元件中一方的發電元件的位於所述兩個區域中的所述一方區域的相反側的另一方區域的、另一方的負極層疊部的一部分連接，且與所述兩個發電元件中另一方的發電元件的位於所述兩個區域中的所述一方區域的、一方的負極層疊部的一部分連接。如此，可以提供一種與發電元件的數量相應的大容量的電池。另外，由於相對於兩個以上的發電元件連接單一的第一集電部件，並且連接單一的第二集電部件，所以可以實現零件數量的削減。而且，上述構成的電池在各發電元件中，包括位於以第二假想面為基準的相對於第二集電部件和負極層疊部的連接位置的對稱位置上的正極層疊部(僅帶狀正極的層疊部分)在內的、與第一集電部件的連接位置以外的正極層疊部的帶狀正極間成為開放的狀態，並且包括位於以第二假想面為基準的相對於第一集電部件和正極層疊部的連接位置的對稱位置上的負極層疊部(僅帶狀負極的層疊部分)在內的、與第二集電部件的連接位置以外的負極層疊部的帶狀負極間成為開放的狀態。因此，上述構成的電池能夠使電解液從各發電元件的處於開放狀態的正極層疊部(帶狀正極間)及負極層疊部(帶狀負極間)有效地浸透到該發電元件內，並且能夠將伴隨著充電而在各發電元件內產生的氣體從開放狀態的正極層疊部(帶狀正極間)及負極層疊 部(帶狀負極間)有效地排出。而且，作為本發明的另外的方式，所述電池優選構成為能夠在發電元件的卷繞中心呈橫向延伸的狀態下設置。如此，在設置電池的狀態下，發電元件的卷繞中心成為橫向延伸的狀態，發電元件的位於卷繞中心的延伸方向的一端部的正極層疊部的高度和位於同方向的另一端部的負極層疊部的高度成為相同或大致相同的水平。由此，上述構成的電池在設置於規定位置的狀態下，電解液從發電元件的卷繞中心的兩端有效地浸透，並且從發電元件的卷繞中心的兩端將伴隨著充放電而產生的氣體有效地排出。而且，本發明的裝置是一種具備電池來作為對電氣負載供電的電力供給源的裝置，其特徵在於，所述電池由上述任一項的電池構成，並且在發電元件的卷繞中心呈橫向延伸的狀態下設置。所述裝置由於具備上述任一項的電池來作為電力供給源，所以從電池向電氣負載供給的電力穩定，可發揮最大限度的性能。更具體地說，在上述裝置所具備的電池中，發電元件的位於兩個區域中任一方區域的正極層疊部的連接第一集電部件的部分以外的部分(上部或下部的任另一方)的帶狀正極間、及該發電元件的位於兩個區域中任另一方的區域的正極層疊部的帶狀正極間成為開放的狀態，位於兩個區域中任一方的區域的負極層疊部的連接第二集電部件的部分以外的部分(上部或下部的任一方)的帶狀負極間、及位於兩個區域中任另一方的區域的負極層疊部的帶狀負極間成為開放的狀態。因此，上述裝置所具備的電池能夠使電解液從開放狀態的正極層疊部(帶狀正極間)及負極層疊部(帶狀負極間)有效地浸透到發電元件內，並且能夠將伴隨著充電而在發電元件內產生的氣體從開放狀態的正極層疊部(帶狀正極間)及負極層疊部(帶狀負極間)有效地排出。尤其，上述裝置所具備的電池由於在發電元件的卷繞中心呈橫向延伸的狀態下設置，所以發電兀件的位於卷繞中心的延伸方向的一端部的正極層疊部的高度和位於同方向的另一端部的負極層疊部的高度成為相同或大致相同的水平。由此，上述裝置所具備的電池在將電池設置於規定位置的狀態下，使電解液從發電元件的卷繞中心的兩端更有效地浸透，並且從發電元件的卷繞中心的兩端將伴隨著充放電而產生的氣體更有效地排出。因此，上述構成的裝置從電池向電氣負載供給的電力穩定，可以發揮最大限度的性能。發明效果如以上所述，根據本發明的電池，可起到如下優越的效果能夠有效地進行電解液向發電元件內浸透或充電時產生的發電元件內的氣體的排出，可得到穩定的輸出。另外，根據本發明的裝置，可起到如下優越的效果作為電力供給源的電池可有效地進行電解液向發電元件內浸透或充電時產生的發電元件內的氣體的排出，可得到穩定的輸出。


圖I是表示本發明的一實施方式的電池的整體立體圖。圖2是將同一實施方式的電池局部分解的立體圖。圖3是表示同一實施方式的電池的分解立體圖。圖4是用於說明同一實施方式的電池中的發電元件與集電部件的連接位置的說明圖，(a)是表示同一實施方式的電池的從正面側看到的剖面圖，(b)表示(a)的I-I剖面圖，(C)表示同一實施方式的電池的從背面側看到的剖面圖，⑷表示(C)的I I-I I剖面圖。圖5是用於說明本發明的其他的實施方式的電池中的發電元件與集電部件的連接位置的剖面圖，(a)是表示其他的實施方式的電池的從發電元件的卷繞中心方向的一端側看到的剖面圖，(b)表示(a)所示的電池的從發電元件的卷繞中心方向的另一端側看到的剖面圖，(C)表示另外的實施方式的電池的從發電元件的卷繞中心方向的一端側看到的剖面圖，(d)表示(C)所示的電池的從發電元件的卷繞中心方向的另一端側看到的剖面圖，(e)表示進而另外的實施方式的電池的從發電元件的卷繞中心方向的一端側看到的剖面圖，(f)表示(e)所示的電池的從發電元件的卷繞中心方向的另一端側看到的剖面圖。圖6是用於說明本發明的進而另外的實施方式的電池中的發電元件與集電部件的連接位置的剖面圖，(a)是進而另外的實施方式的電池的從發電元件的卷繞中心方向的一端側看到的剖面圖，(b)表示(a)所示的電池的從發電元件的卷繞中心方向的另一端側看到的剖面圖，(C)表示進而另外的實施方式的電池的從發電元件的卷繞中心方向的一端側看到的剖面圖，(d)表示(C)所示的電池的從發電元件的卷繞中心方向的另一端側看到的剖面圖。圖7是用於說明本發明的進而另外的實施方式的電池中的發電元件與集電部件的連接位置的剖面圖，(a)表示進而另外的實施方式的電池的從發電元件的卷繞中心方向的一端側看到的剖面圖，(b)表示(a)所示的電池的從發電元件的卷繞中心方向的另一端側看到的剖面圖，(C)表示進而另外的實施方式的電池的從發電元件的卷繞中心方向的一端側看到的剖面圖，(d)表示(C)所示的電池的從發電元件的卷繞中心方向的另一端側看到的剖面圖。圖8是用於說明本發明的進而另外的實施方式的電池中的發電元件與集電部件的連接位置的剖面圖，(a)表示進而另外的實施方式的電池的從發電元件的卷繞中心方向的一端側看到的剖面圖，(b)表示(a)所示的電池的從發電元件的卷繞中心方向的另一端側看到的剖面圖，(C)表示進而另外的實施方式的電池的從發電元件的卷繞中心方向的一端側看到的剖面圖，(d)表示(C)所示的電池的從發電元件的卷繞中心方向的另一端側看到的剖面圖。圖9是將本發明的進而另外的實施方式的電池局部分解的立體圖，(a)表示通過將集電部件的發電元件添設部熔敷於發電元件(帶狀正極或帶狀負極)從而使集電部件和發電元件電連接的電池的分解立體圖，(b)表示以捲入發電元件(帶狀正極或帶狀負極)的方式對集電部件的發電元件添設部進行斂縫從而使集電部件和發電元件電連接的電池的分解立體圖。
圖10表示本發明的一實施方式的裝置(電動車)的概略圖。圖11表示現有的電池的立體圖，(a)表示整體立體圖，(b)表示局部分解的立體圖。圖12表示現有的電池的分解立體圖。圖13是用於說明現有的電池中的發電元件與集電部件的連接位置的說明圖，(a)表示從現有的電池的正面側看到的剖面圖，(b)表示(a)的I I I-I I I剖面圖，(C)表示現有的電池的從背面側看到的剖面圖，⑷表示(c)的I V-I V剖面圖。
具體實施例方式以下，參照

本發明的一實施方式的電池。本實施方式的電池如圖I所示，發電元件2被收容在電池殼體3內，相對於該發電元件2電連接的集電部件6、7相對於在電池殼體3的外部配置的外部端子構造體4、5電連接。更具體地說，本實施方式的電池I如圖2及圖3所示，具備發電元件2，其是將隔著帶狀的隔片20c而層疊的帶狀正極20a及帶狀負極20b卷繞成扁平狀而形成的；電池殼體3，其收容發電元件2 ;正極外部端子構造體4，其配置在電池殼體3的外側；負極外部端子構造體5，其配置在電池殼體3的外側；第一集電部件6，其與發電元件2的寬度方向的一端部電連接，並且與正極外部端子構造體4電連接；以及第二集電部件7，其與發電元件2的寬度方向的另一端部電連接，並且與負極外部端子構造體5電連接。如上所述，所述發電元件2是對隔著帶狀的隔片20c而層疊的帶狀正極20a及帶狀負極20b進行卷繞而成的，如圖3所示，帶狀正極20a及帶狀負極20b在與長度方向正交的寬度方向上錯開規定量而配置。因此，該發電元件2在寬度方向(對應於帶狀正極20a及帶狀負極20b與長度方向正交的寬度方向的方向)的一端部形成有只是帶狀正極20a的層疊部分，在寬度方向(對應於帶狀正極20a及帶狀負極20b與長度方向正交的寬度方向的方向)的另一端部形成有只是帶狀正極20a的層疊部分。而且，本實施方式的發電元件2由於如上所述形成為扁平狀，所以在位於發電元件2的寬度方向的一端側的僅帶狀正極20a的層疊部分上，形成有一對正極層疊部21a、21b，該一對正極層疊部21a、21b在兩個區域A、B沿該長軸方向延伸，其中兩個區域A、B是以通過該發電元件2的卷繞中心C L並沿該發電元件2的剖面長軸方向展開的第一假想面Fl為界的兩個區域。而且，該發電元件2由於是將帶狀正極20a及帶狀負極20b隔著隔片20c層疊並卷繞成扁平狀的元件，所以在位於寬度方向一端側的僅帶狀正極20a的層疊部分上，形成有在長軸方向的兩端部對一對正極層疊部21a、21b彼此進行連接的一對圓弧狀正極層疊部22a、22b。即，發電元件2從卷繞中心C L方向看到的形狀形成為扁平形狀，寬度方向的一端部(只是帶狀正極20a的層疊部分)形成有沿長軸方向延伸且在短軸方向上並列的一對正極層疊部21a、21b ;以及對它們的兩端部彼此進行連接的一對圓弧狀正極層疊部22a、22b。而且，本實施方式的發電元件2由於如上所述形成為扁平狀，所以在位於發電元件2的寬度方向的另一端側的僅帶狀負極20b的層疊部分上，形成有在以所述第一假想面F I為界的兩個區域A、B沿該長軸方向延伸的一對負極層疊部23a、23b(參照圖4(d))。而且，該發電元件2由於是將帶狀負極20b及帶狀負極20b隔著隔片20c層疊並卷繞成扁平狀的元件，所以在位於寬度方向的另一端側的僅帶狀負極20b的層疊部分，形成有在長軸方向的兩端部對一對負極層疊部23a、23b彼此進行連接的一對圓弧狀負極層疊部24a、24b。即，發電元件2從卷繞中心C L方向看到的形狀形成為扁平形狀，寬度方向的另一端部(只是帶狀負極20b的層疊部分)形成有沿長軸方向延伸並在短軸方向上並列的一對負極層疊部23a、23b ;以及對它們的兩端部彼此進行連接的一對圓弧狀負極層疊部24a、24b。所述電池I構成為能夠設置成發電元件2的卷繞中心C L沿橫向(水平方向或大致水平方向)延伸的狀態。本實施方式的電池構成為能夠設置成發電元件2的長軸方向為上下方向。伴隨於此，本實施方式的發電元件2以使從卷繞中心C L方向看到的長軸方向(剖面長軸方向)為上下方向的方式被收容在電池殼體3 (後述的殼體主體30)中。S卩，發電元件2以使一對圓弧狀負極層疊部24a、24b及一對圓弧狀正極層疊部22a、22b位於上下方向的方式被收容在電池殼體3內。所述電池殼體3具備呈一面開放的方形的箱狀的殼體主體30 ;以及對殼體主體30的開放部分進行密封的蓋板31。而且，如上所述，該電池殼體3除了收容發電元件2以夕卜，還收容第一集電部件6及第二集電部件7並填充電解液。正極外部端子構造體4及負極外部端子構造體5在電池殼體3(蓋板31)的外側相互對稱配置。而且，正極外部端子構造體4及負極外部端子構造體5是共通的結構，並具備用於對纜線或母線等連接對象物(未圖示)進行電連接並固定的外部端子40、50 ;以及在電池殼體3(蓋板31)的外表面上配置的由長方形狀的金屬板構成的連接杆41、51。所述外部端子40、50由陽螺紋部件構成，並在連接杆41、51的長度方向的一端側朝向外側插通。而且，所述連接杆41、51由連接機構8(例如，在蓋板31插通的鉚釘8)將長度方向的另一端側固定於蓋板31。本實施方式的電池I的第一集電部件6及第二集電部件7在電池殼體3 (殼體主體30)的內側被相互對稱地配置。所述第一集電部件6具備集電部件主體60和夾子部件61，集電部件主體60具有基板600及發電元件添設部601，夾子部件61將發電元件添設部601與發電元件2的一端部(正極層疊部21a)連結起來，所述基板600固定於蓋板31，所述發電元件添設部601與該基板600的一端連接設置，並沿著發電元件2的寬度方向的一端部(正極層疊部21a)配置。
所述第一集電部件6的集電部件主體60是對金屬板進行折曲加工而形成的，基板600和發電兀件添設部601—體成型。而且,本實施方式的第一集電部件6形成為在使基板600沿著電池殼體3的蓋板31的內表面的狀態下,發電兀件添設部601遍及一方的正極層疊部21a的大致全長而沿著一方的正極層疊部21a。所述第一集電部件6的發電元件添設部601與對發電元件2的連接部位對應設置。所述第一集電部件6的夾子部件61是將金屬板折曲加工成對摺的部件，並設置成與對發電元件2的連接部位相應的數量。所述夾子部件61具備以折曲稜線為界而相互相對的一對相對片610a、610b。而且，該夾子部件61的一對相對片610a、610b的在折曲稜線的延伸方向上的長度被設定成與發電元件添設部601大致相等的長度，在使發電元件添設部601與一方的正極層疊部21a—起介入一對相對片610a、610b間的狀態下使兩相對片610a、610b接近，然後進行超音波熔敷，由此將正極層疊部21a和發電元件添設部601物理性地連結，同時電連接。而且，如圖4(a)及圖4(b)所示，上述構成的第一集電部件6 (集電部件主體60)通過所述連接機構8將基板600固定於蓋板31，並且與正極外部端子構造體4的連接杆41 電連接。本實施方式的電池I的連接機構8採用鉚釘，通過對插通於第一集電部件6的基板600、蓋板31、及連接杆41的鉚釘8進行鉚接處理，由此將第一集電部件6及連接杆41固定於蓋板31，並同時相互電連接。需要說明的是，本實施方式的電池I的電池殼體3由於由具有導電性的金屬材料形成，所以在第一集電部件6 (基板600)和蓋板31之間、在連接杆41和蓋板31之間、在鉚釘8和蓋板31之間夾裝有具有電絕緣性的絕緣襯墊P。回到圖3，所述第二集電部件7具備集電部件主體70和夾子部件71，集電部件主體70具有基板700及發電元件添設部701，夾子部件71將發電元件添設部701與發電元件2的另一端部(負極層疊部23b)連結起來，基板700固定於蓋板31，發電元件添設部701與該基板700的另一端連接設置，並沿著發電元件2的寬度方向的另一端部(負極層疊部23b)配置。所述第二集電部件7的集電部件主體70是對金屬板進行折曲加工而形成的部件，基板700和發電元件添設部701—體成型。而且，本實施方式的第二集電部件7形成為在使基板700沿著電池殼體3的蓋板31的內表面的狀態下，發電元件添設部701遍及另一方的負極層疊部23b的大致全長而沿著另一方的負極層疊部23b。所述第二集電部件7的發電兀件添設部701與對發電兀件2的連接部位相應設置。所述第二集電部件7的夾子部件71是將金屬板折曲加工成對摺的部件，並設置成與對發電元件2的連接部位相應的數量。所述夾子部件71是將金屬板折曲加工成對摺的部件，並具備以折曲稜線為界而相互相對的一對相對片710a、710b。該夾子部件71的一對相對片710a、710b的在折曲稜線的延伸方向上的長度被設定成與發電元件添設部701大致相等的長度，在使發電元件添設部701與一方的負極層疊部23a —起介入一對相對片710a、710b間的狀態下，在使兩相對片710a、710b接近後，通過實施超音波熔敷，從而將負極層疊部23a和發電元件添設部701物理性地連結起來並同時電連接。而且，如圖4(c)及圖4(d)所示，上述構成的第二集電部件7(集電部件主體70)通過所述連接機構8將基板700固定於蓋板31，並且與負極外部端子構造體5的連接杆51電連接。本實施方式的電池I的連接機構8採用鉚釘，通過對插通於第二集電部件7的基板700、蓋板31、及連接杆51的鉚釘8進行鉚接處理，由此將第二集電部件7及連接杆51固定於蓋板31並相互電連接。需要說明的是，本實施方式的電池I如上所述，由於電池殼體3由具有導電性的金屬材料形成，所以在第二集電部件7(基板700)和蓋板31之間、在連接杆51和蓋板31之間、在鉚釘8和蓋板31之間也夾裝有具有電絕緣性的絕緣襯墊P。而且，本實施方式的電池I被設定成第一集電部件6與正極層疊部21a(帶狀正極20a)的連接位置、及第二集電部件7與負極層疊部23b (帶狀負極20b)的連接位置以第二假想面F 2為基準而非對稱，其中所述第二假想面F 2通過發電元件2的寬度方向的中央並與第一假想面Fl正交。具體地說，如圖4(a) 圖4(d)所示，在本實施方式的電池I中，第一集電部件6的發電元件添設部601與位於以第一假想面F I為基準的兩個區域A、B中的一方區域A內的一方的正極層疊部21a連接，第二集電部件7的發電元件添設部701與位於以第一假想面F I為基準的兩個區域A、B中的另一方的區域B (與一方的正極層疊部21a所在的區域A相反側的區域B)內的另一方的負極層疊部23b連接。因此，在本實施方式的電池I中，以第二假想面F 2為基準的位於相對於第一集電部件6和正極層疊部21a的連接位置的對稱位置上的僅帶狀負極20b的層疊部分至少成為開放狀態，另外，以第二假想面F 2為基準的位於相對於第二集電部件7和負極層疊部23b 的連接位置的對稱位置上的僅帶狀正極20a的層疊部分至少成為開放狀態。S卩，在本實施方式的電池I中，第一集電部件6的發電兀件添設部601與位於以第一假想面F I為基準的兩個區域A、B中的一方區域A內的一方正極層疊部21a的整體連接，第二集電部件7的發電元件添設部701與位於以第一假想面F I為基準的兩個區域A、B中的另一方的區域B (與一方的正極層疊部21a所在的區域A相反側的區域B)內的另一方的負極層疊部23b的整體連接，因此，在發電元件2的寬度方向的一端側，以第二假想面F 2為基準的相對於第二集電部件7和負極層疊部23b的連接位置的對稱位置、且第一集電部件6和正極層疊部21a的連接位置以外的位置的部分成為開放狀態(在帶狀正極20a、隔片20c、帶狀負極20b之間形成有流體可流通的微小間隙的狀態)。另外，在本實施方式的電池I中，第二集電部件7的發電元件添設部701與位於以第一假想面F I為基準的兩個區域A、B中的另一方的區域B內的另一方的負極層疊部23b的整體連接，第一集電部件6的發電元件添設部601與位於以第一假想面F I為基準的兩個區域A、B中的一方區域A (與另一方的負極層疊部23b所在的區域B相反側的區域A)內的一方的正極層疊部21a的整體連接，因此，在發電元件2的寬度方向的另一端側，以第二假想面F 2為基準的相對於第一集電部件6和正極層疊部21a的連接位置的對稱位置、且第二集電部件7和負極層疊部23b的連接位置以外的位置的部分成為開放狀態(在帶狀負極20b、隔片20c、帶狀負極20b之間形成有流體可流通的微小間隙的狀態)。本實施方式的電池I由以上結構構成，使來自發電元件2的帶狀正極20a的電經第一集電部件6及連接機構(鉚釘)8導通於正極外部端子構造體4 (外部端子40)，使來自發電元件2的帶狀負極20b的電經第二集電部件7及連接機構(鉚釘)8導通於負極外部端子構造體5 (外部端子50)。而且，上述構成的電池I由於正極外部端子構造體4及負極外部端子構造體5的各自的外部端子40、50都採用陽螺紋部件，所以在連接纜線或母線等連接對象物時，相對於連接對象物使外部端子40、50插通，且在從連接對象物突出的外部端子40、50的前端側擰上螺母(未圖示)，由此，成為連接對象物被螺母和連接杆41、51夾著的狀態，成為相對於正極外部端子構造體4或負極外部端子構造體5被固定且同時被電連接的狀態。而且，本實施方式的電池I如上所述，位於以第二假想面F 2為基準的相對於第一集電部件6和正極層疊部21a的連接位置的對稱位置上的僅帶狀負極20b的層疊部分(一方的負極層疊部23a)至少為開放狀態，另外，位於以第二假想面F 2為基準的相對於第二集電部件7和負極層疊部23b的連接位置的對稱位置上的僅帶狀正極20a的層疊部分(另一方的正極層疊部21b)至少為開放狀態，因此，在電池殼體3內填充的電解液容易從發電元件2的位於寬度方向的兩側的開放部分(另一方的正極層疊部21b及一方的負極層疊部23a)流入乃至充滿發電元件2內(帶狀正極20a、隔片20c、帶狀負極20b的各自之間)。另外，本實施方式的電池I即使伴隨著充電而在發電元件2內產生氣體，如上所述，由於位於以第二假想面F 2為基準的相對於第一集電部件6和正極層疊部21a的連接位置的對稱位置上的僅帶狀負極20b的層疊部分(一方的負極層疊部23a)至少為開放狀態，另外，位於以第二假想面F 2為基準的相對於第二集電部件7和負極層疊部23b的連接位置的對稱位置上的僅帶狀正極20a的層疊部分(另一方的正極層疊部21b)至少為開放狀態，因此，也可將發電元件2內的氣體從處於開放狀態的端部(另一方的正極層疊部21b 及一方的負極層疊部23a)排出。由此，本實施方式的電池I能夠使電解液有效地充滿在發電元件2內，並且能夠將發電元件2內的氣體有效地排出，因此可以確保穩定的輸出。尤其，本實施方式的電池I由於第一集電部件6與兩個區域A、B中位於一方的區域A的一方的正極層疊部21a整體連接，第二集電部件7與兩個區域A、B中的位於與所述一方的區域A相反側的另一方的區域B的另一方的負極層疊部23b整體連接，因此，在第一集電部件6及第二集電部件7，都能夠確保與發電元件2的電連接所需的連接面積(接觸面積)，同時可在發電元件2的寬度方向的兩側形成開放部分。即，通過採用上述構成，發電元件2的一端部的一對正極層疊部21a、21b中的另一方的正極層疊部21b成為開放狀態，發電元件2的另一端部的一對負極層疊部23a、23b中的一方的負極層疊部23a成為開放狀態，因此，能夠充分擔保發電元件2與集電部件6、7的電連接，同時能夠有效地進行在電解液向發電兀件2內的浸透或充電時產生的發電兀件2內的氣體的排出。另外，本實施方式的電池I由於構成為能夠在發電元件2的卷繞中心C L沿橫向延伸的狀態下設置，因此，在設置於規定位置的狀態下，位於發電元件2的卷繞中心C L的延伸方向的一端部的正極層疊部21a、21b的高度與位於卷繞中心C L的延伸方向的另一端部的負極層疊部23a、23b的高度成為相同或大致相同的水平。由此，上述構成的電池1，在設置於規定位置的狀態下，電解液從發電元件2的卷繞中心C L的兩端有效地浸透，並且從發電元件2的卷繞中心C L的兩端將伴隨充放電而產生的氣體有效地排出。需要說明的是，本發明不限定於上述實施方式，不言而喻，在不脫離本發明的要旨的範圍可施加適當變更。例如，在上述實施方式中，第一集電部件6與只是帶狀正極20a的層疊部分中的、在以通過發電元件2的卷繞中心C L且沿發電元件2的剖面長軸方向展開的第一假想面FI為界的兩個區域A、B沿該長軸方向延伸的一對正極層疊部21a、21b的一方的整體連接，第二集電部件7與只是所述帶狀負極20b的層疊部分之中的、在所述兩個區域A、B沿長軸方向延伸的一對負極層疊部23a、23b的另一方的整體連接，但不限於此。S卩，對於第一集電部件6和正極層疊部21a、21b的連接位置及第二集電部件7和負極層疊部23a、23b的連接位置而言，在以上述兩個連接位置以通過發電元件2的寬度方向的中央並與第一假想面F I正交的第二假想面F 2為基準呈非對稱這一情況為前提，例如，也可以將第一集電部件6連接於在以第一假想面F I為界的兩個區域A、B沿該長軸方向延伸的一對正極層疊部21a、21b的另一方的整體，將第二集電部件7連接於在所述兩個區域A、B沿長軸方向延伸的一對負極層疊部23a、23b的一方的整體。另外，對於第一集電部件6和正極層疊部21a、21b的連接位置及第二集電部件7和負極層疊部23a、23b的連接位置而言，在以上述兩個連接位置以通過發電元件2的寬度方向的中央並與第一假想面F I正交的第二假想面F 2為基準呈非對稱這一情況為前提，如圖5(a) 圖5(f)所示，也可以將第一集電部件6連接於只是帶狀正極20a的層疊部分之中的、在以通過發電元件2的卷繞中心C L並沿發電元件2的剖面長軸方向展開的第一假想面F I為界的兩個區域A、B沿長軸方向延伸的一對正極層疊部21a、21b的任一方的一部分，將第二集電部件7連接於只是帶狀負極20b的層疊部分之中的、在以所述第一假想面 F I為界的兩個區域A、B沿長軸方向延伸的一對負極層疊部23a、23b的任一方的一部分。如此，也可以起到與上述實施方式同樣的作用及效果。S卩，在該電池I中，包括位於以第二假想面F 2為基準的相對於第二集電部件7和負極層疊部23a、23b的連接位置的對稱位置上的正極層疊部21a、21b(只是帶狀正極20a的層疊部分)在內的與第一集電部件6的連接位置以外的正極層疊部21a、21b的帶狀正極20a、20a間處於開放狀態，並且包括位於以第二假想面F 2為基準的相對於第一集電部件6和正極層疊部21a、21b的連接位置的對稱位置上的負極層疊部23a、23b(只是帶狀負極20b的層疊部分)在內的與第二集電部件7的連接位置以外的負極層疊部23a、23b的帶狀負極20b、20b間處於開放狀態。因此，上述構成的電池I能夠從開放狀態的正極層疊部21a、21b (帶狀正極20a、20a間)及負極層疊部23a、23b(帶狀負極20b、20b間)使電解液有效地浸透到發電元件2內，並且能夠將伴隨充電而在發電元件2內產生的氣體從開放狀態的正極層疊部21a、21b (帶狀正極20a、20a間)及負極層疊部23a、23b (帶狀負極20b、20b間)有效地排出。而且，這種電池在充放電中，發電元件(帶狀正極、帶狀負極)會引起膨脹·收縮，但是上述構成的電池I由於與第一集電部件6的連接位置以外的正極層疊部21a、21b(帶狀正極20a、20a間)及與第二集電部件7的連接位置以外的負極層疊部23a、23b(帶狀負極20b、20b間)處於開放狀態，因此，能夠消除伴隨充放電(膨脹或收縮)而作用於發電元件2(帶狀正極20a、帶狀負極20b)上的應力，能夠使電池壽提高。需要說明的是，圖5(a)及圖5(b)表示同一個電池的發電元件的一端側及另一端側的剖面，圖5(c)及圖5(d)表示同一個電池的發電元件的一端側及另一端側的剖面，圖5(e)及圖5(f)表示同一個電池的發電元件的一端側及另一端側的剖面。而且，在此所謂「一部分」，是指與第一集電部件6或第二集電部件7的連接對稱位置是部分的，例如，是包括單一的正極層疊部21a、21b或負極層疊部23a、23b的第一集電部件6或第二集電部件7的連接對稱位置比不是連接對象的部分在長軸方向上更長的情況，或單一的正極層疊部21a、21b或負極層疊部23a、23b的第一集電部件6或第二集電部件7的連接對稱位置比不是連接對象的部分在長軸方向更短的情況在內的概念。即，所謂「一部分」，意味著第一集電部件6或第二集電部件7的連接對象部分不是正極層疊部21a、21b或負極層疊部23a、23b的整體。在此，對於具體例進行說明，在能夠將電池I構成為可在發電元件2的長軸方向朝上下方向的狀態下設置的情況下，如圖5(a) 圖5(d)所示，也可以在所述發電元件2的所述兩個區域A、B中位於一方的區域A中的一方的正極層疊部21a的上部或下部(在圖5 (a)及圖5(c)中為上部)連接第一集電部件6，並且在發電元件2的所述兩個區域A、B中位於一方的區域A的相反側的另一方的區域B中的另一方的負極層疊部23b的上部或下部(在圖5(a)中為上部，在圖5(c)中為下部)連接第二集電部件7。需要說明的是，在此，所謂「上部」意味著比發電元件2的卷繞中心C L更靠上側半部分的範圍內，所謂「下部」意味著比發電元件2的卷繞中心C L更靠下側半部分的範圍內。如此，位於與連接第一集電部件6的正極層疊部21a相同的區域A中的負極層疊部23a的所有帶狀負極20b、20b間成為開放狀態，位於與連接第二集電部件7的負極層疊·部23b相同的區域B中的正極層疊部21b的所有帶狀正極20a、20a間成為開放狀態。因此，上述構成的電池I能夠從開放狀態的正極層疊部21b (帶狀正極20a、20a間)及負極層疊部23a(帶狀負極20b、20b間)使電解液有效地浸透到發電元件2內，並且能夠將伴隨充電而在發電元件2內產生的氣體從開放狀態的正極層疊部21b (帶狀正極20a,20a間)及負極層疊部23a(帶狀負極20b、20b間)有效地排出。尤其，上述構成的電池I由於連接第一集電部件6的區域A和連接第二集電部件7的區域B不同，因此，在發電元件2電解液容易循環，並且還促進在發電元件2內產生的氣體的排出。另外，在能夠將電池I構成為可在發電元件2的長軸方向朝上下方向的狀態下設置的情況下，如圖5(c) 圖5(f)所示，可以在發電元件2的所述兩個區域A、B中位於任一方的區域A、B中的一方的正極層疊部21a、21b的上部或下部的任一方(在圖5(c)及圖5(e)中，為位於一方區域A中的一方的正極層疊部21a的上部)連接第一集電部件6，並且在發電元件2的所述兩個區域A、B中位於任一方的區域A、B中的負極層疊部23a、23b的上部或下部的任另一方(在圖5(d)中為位於另一方的區域B中的另一方的正極層疊部21b的下部，在圖5(f)中為位於一方的區域A中的一方的正極層疊部21a的下部)連接第二集電部件7。如此，位於兩個區域A、B中任一方的區域A、B中的正極層疊部21a、21b的連接第一集電部件6的部分以外的部分(上部或下部的任另一方)的帶狀正極20a、20a間，以及位於兩個區域A、B中任另一方的區域A、B中的正極層疊部21a、21b的帶狀正極20a、20a間處於開放狀態；位於兩個區域A、B中任一方的區域A、B中的負極層疊部23a、23b的連接第二集電部件7的部分以外的部分(上部或下部的任一方)的帶狀負極20b、20b間，及位於兩個區域A、B中任另一方的區域A、B中的負極層疊部23a、23b的帶狀負極20b、20b間處於開放狀態。因此，上述構成的電池I能夠使電解液從開放狀態的正極層疊部21a、21b(帶狀正極20a、20a間)及負極層疊部23a、23b (帶狀負極20b、20b間)有效地浸透到發電元件2內，並且能夠將伴隨充電而在發電元件2內產生的氣體從開放狀態的正極層疊部21a、21b (帶狀正極20a、20a間)及負極層疊部23a、23b (帶狀負極20b、20b間)有效地排出。
尤其，上述構成的電池I由於發電元件2與第一集電部件6的連接部分的配置和發電元件2與第二集電部件7的連接部分的配置在上下方向上不同，因此，連接第一集電部件6的正極層疊部21a、21b的開放部分的配置和連接第二集電部件7的負極層疊部23a、23b的開放部分的配置在上下方向上不同。由此，上述構成的電池I容易使電解液在發電元件2循環，還促進在發電元件2內產生的氣體的排出。另外，如圖6(a) 圖6(d)所示，在前提是第一集電部件6與正極層疊部21a、21b的連接位置及第二集電部件7與負極層疊部23a、23b的連接位置以通過發電元件2的寬度方向的中央且與第一假想面F I正交的第二假想面F 2為基準呈非對稱的情況下，可將第一集電部件6連接於僅帶狀正極20a的層疊部分之中的、在以通過發電元件2的卷繞中心C L且沿發電元件2的剖面長軸方向展開的第一假想面F I為界的兩個區域A、B中沿該長軸方向延伸的一對正極層疊部21a、21b的兩方的一部上，伴隨於此，可將第二集電部件7連接於僅帶狀負極20b的層疊部分之中的、在以通過發電元件2的卷繞中心C L且沿發電元件2的剖面長軸方向展開的第一假想面F I為界的兩個區域A、B中沿該長軸方向延伸的一
對負極層疊部23a、23b的兩方的一部上。需要說明的是，圖6(a)及圖6(b)表不同一個電池的發電元件的一端側及另一端側的剖面，圖6(c)及圖6(d)表示同一個電池的發電元件的一端側及另一端側的剖面。如此，由於以第二假想面F 2為基準的相對於第一集電部件6和正極層疊部21a、21b的連接位置的對稱位置(發電元件2的寬度方向的另一端側的對稱位置)，及相對於第二集電部件7和負極層疊部23a、23b的連接位置的對稱位置(發電元件2的寬度方向的一端側的對稱位置)也至少處於開放狀態(成為通過與第一集電部件6或第二集電部件7的連接而未被拘束的狀態)，因此，能夠順暢地實現充電時的氣體的排出、電解液的浸透。另夕卜，上述構成的電池I由於第一集電部件6相對於一對正極層疊部21a、21b分別各在一處連接，並且第二集電部件7相對於一對負極層疊部23a、23b分別各在一處連接，因此，能夠達成集電阻力的降低帶來的高率放電性能及輸入輸出性能的提高。另外，上述構成的電池I在分別位於以第一假想面F I為界的兩個區域A、B中的一對正極層疊部21a、21b連接第一集電部件6，並且在分別位於以第一假想面F I為界的兩個區域A、B的一對負極層疊部23a、23b連接第二集電部件7，因此，與第一假想面F I正交的方向的耐振動性優越。尤其，如圖6(c)及圖6(d)所示，所述第一集電部件6連接於位於所述兩個區域A、B的一對正極層疊部21a、21b的各自的任一端側(在圖6(c)中為設置時成為上側(上部)的一端側)，並且所述第二集電部件7連接於位於所述兩個區域A、B的一對負極層疊部23a、23b的各自的任另一端側(在圖6(d)中為設置時成為下側(下部)的另一端側)，由此，發電元件2的卷繞中心C L方向及與第一假想面F I正交的方向的耐振動性優越。而且，第一集電部件6連接於僅所述帶狀正極20a的層疊部分之中的、在以通過發電元件2的卷繞中心C L且沿發電元件2的剖面長軸方向展開的第一假想面F I為界的兩個區域A、B中沿該長軸方向延伸的一對正極層疊部21a、21b的兩方的一部分，或任一方的一部分，第二集電部件7連接於僅帶狀負極20b的層疊部分之中的、在以所述第一假想面FI為界的兩個區域A、B中沿該長軸方向延伸的一對負極層疊部23a、23b的兩方的一部分，或任一方的一部分，在這樣的情況下，優選第一集電部件6與正極層疊部21a、21b的比長軸方向的上部更靠下方側的部分連接，第二集電部件7與負極層疊部23a、23b的比長軸方向的上部更靠下方側的部分連接。如此，能夠有效地排出充電時產生的氣體。即，除了位於以第二假想面F 2為基準的相對於第一集電部件6和正極層疊部21a的連接位置的對稱位置上的僅帶狀負極20b的層疊部分，以及位於以第二假想面F 2為基準的相對於第二集電部件7和負極層疊部23b的連接位置的對稱位置上的僅帶狀正極20a的層疊部分以外，對於位於第一集電部件6和正極層疊部21a、21b的連接位置的上部的僅帶狀正極20a的層疊部分，以及位於第二集電部件7和負極層疊部23a、23b的連接位置的上部的僅帶狀負極20b的層疊部分，也成為開放狀態，因此，當在浮力作用下使充電時產生的氣體在發電元件2內上升時，能夠將其從發電元件2的兩端部有效地排出。另外,在上述實施方式中，雖然在電池殼體3內收容了一個發電兀件2,但不限於此，例如圖7(a) 圖7(d)、圖8(a) 圖8(d)所示，也可以將兩個以上的發電元件2收容於單一的電池殼體3內。此時，各發電元件2以長軸方向為上下方向的方式被橫列收容在 電池殼體3內。即，兩個以上的發電元件2以相互的負極層疊部23a、23b彼此及正極層疊部21a、21b彼此呈同列，且相互的第一假想面F I、F I彼此呈平行或大致平行的方式以並列狀態配置。需要說明的是，圖7(a)及圖7(b)表示同一個電池的發電元件的一端側及另一端側的剖面，圖7 (c)及圖7(d)表示同一個電池的發電元件的一端側及另一端側的剖面。另外，圖8(a)及圖8(b)表示同一個電池的發電元件的一端側及另一端側的剖面，圖8(c)及圖8(d)表示同一個電池的發電元件的一端側及另一端側的剖面。此時,第一集電部件6相對於單一的基板600連設有與各發電兀件2對應的兩個以上的發電元件添設部601、601，並且第二集電部件7相對於單一的基板700連設有與各發電元件2對應的兩個以上的發電元件添設部701、701，在各發電元件2中，第一集電部件6 (發電元件添設部601、601)和正極層疊部21a、21b的連接位置以及第二集電部件7 (發電元件添接部701、701)和負極層疊部23a、23b的連接位置只要是以通過發電元件2的寬度方向的中央且與第一假想面F I正交的第二假想面F 2為基準呈非對稱即可。S卩，如圖7(a) 圖7(d)所示，第一集電部件6可與各發電元件2、2的位於所述兩個區域A、B、A、B中的任一方的區域A、B、A、B的一方的正極層疊部21a、21b、21a、21b (在圖7 (a)及圖7(c)中，為各發電元件2、2的位於一方的區域A、A的一方的正極層疊部21a、21a)的一部分連接。以所述第一集電部件6的相對於發電兀件2的連接方式為前提,第二集電部件7可與各發電元件2、2的位於所述兩個區域A、B、A、B之中的任一方的區域A、B、A、B的一方的負極層疊部23a、23b、23a、23b (在圖7(b)中，為各發電兀件2、2的位於另一方的區域B、B的另一方的負極層疊部23b、23b，在圖7(d)中，為各發電元件2、2的位於一方的區域A、A的一方的負極層疊部23a、23a)的一部分連接。另外，如圖8(a) 圖8(d)所示，第一集電部件6可與相鄰的兩個發電元件2、2中的一方發電元件2的位於所述兩個區域A、B中任一方的區域A、B的一方的正極層疊部21a、21b (在圖8 (a)中，為位於一方的區域A的一方的正極層疊部21a，在圖8(c)中為位於另一方的區域B的另一方的正極層疊部21b)的一部分連接，並且與所述兩個發電元件2、2中的另一方的發電元件2的位於所述兩個區域A、B中所述一方的區域A、B的相反側的另一方的區域A、B的另一方的正極層疊部21a、21b (在圖8 (a)中，為位於另一方的區域B的另一方的正極層疊部21b，在圖8(c)中為位於一方的區域A的一方的正極層疊部21a)的一部分連接。以所述第一集電部件6的相對於發電元件2的連接方式為前提，第二集電部件7可與相鄰的兩個發電元件2、2中的一方的發電元件2的位於所述兩個區域A、B中所述一方的區域A、B的相反側的另一方的區域A、B的另一方的負極層疊部23a、23b (在圖8(b)中，為位於另一方的區域B的另一方的正極層疊部21b，在圖8(d)中為位於一方的區域A的一方的正極層疊部21a)的一部分連接，並且與所述兩個發電元件2、2中的另一方的發電元件2的位於所述兩個區域A、B中所述一方的區域A、B的一方的負極層疊部23a、23b (在圖8 (b)中，為位於一方的區域A的一方的正極層疊部21a，在圖8 (d)中為位於另一方的區域B的另一方的正極層疊部21b)的一部分連接。通過如此具備兩個以上的發電元件2、2，可以提供與發電元件2、2的數量相應的大容量的電池I。另外，上述構成的電池I由於都是相對於兩個以上的發電元件2、2連接單一的第一集電部件6且連接單一的第二集電部件7，因此，可以實現零件數量的降低。而且，具備兩個以上的發電元件2、2的上述構成的電池I不管是哪個，都與上述實施方式同樣，由於在各發電兀件2中,位於以第二假想面F 2為基準的相對於第一集電部件6和正極層疊部21a的連接位置的對稱位置上的僅帶狀負極20b的層疊部分至少處於開放 狀態，另外，位於以第二假想面F 2為基準的相對於第二集電部件7和負極層疊部23b的連接位置的對稱位置上的僅帶狀正極20a的層疊部分至少處於開放狀態，因此，電解液容易浸透在各發電元件2內，另外，容易將伴隨充電而產生的氣體從發電元件2內排出，可使電池I整體的輸出穩定。在上述實施方式中，作為第一集電部件6及第二集電部件7採用的是具備集電部件主體60、70和夾子部件61、71的結構，其中，集電部件主體60、70具有固定於蓋板31的基板600、700及與該基板600、700的一端連設且沿著發電元件2的寬度方向的一端部或另一端部(正極層疊部21a或負極層疊部23b)配置的發電元件添設部601、701，夾子部件61、71將發電兀件添設部601、701與發電兀件2的一端部或另一端部(正極層疊部21a、21b或負極層疊部23a、23b)連結起來，但不限於此，例如圖9(a)及圖9(b)所示，也可以採用具有經連接機構8被固定於蓋板31的基板600、700以及與該基板600、700的一端連設且沿著發電元件2的寬度方向的一端部或另一端部(正極層疊部21a、21b或負極層疊部23a、23b)配置的發電元件添設部601、701的部件(僅由上述實施方式中的集電部件主體60、70構成的部件)。此時，如圖9(a)所示，只要通過將發電元件添設部601、701與發電元件2的一端部或另一端部(正極層疊部21a、21b或負極層疊部23a、23b) —體地熔敷(通過點焊W熔敷)，或如圖9 (b)所示，以捲入發電元件2的一端部或另一端部(正極層疊部21a、21b或負極層疊部23a、23b)的方式對發電元件添設部601進行斂縫，由此相對於發電元件2電連接即可。另外，還可以以捲入發電元件2的一端部或另一端部(正極層疊部21a、21b或負極層疊部23a、23b)的方式對發電元件添設部601進行斂縫，並且與此同時將發電元件添設部601,701與發電元件2的一端部或另一端部(正極層疊部21a、21b或負極層疊部23a、23b)一體地熔敷(通過點焊W熔敷)。需要說明的是，不言而喻，在採用這種集電部件6、7的情況下，第一集電部件6 (發電元件添設部601)和正極層疊部21a、21b的連接位置、以及第二集電部件7 (發電元件添設部701)和負極層疊部23a、23b的連接位置也以通過發電元件2的寬度方向的中央且與第一假想面F I正交的第二假想面F 2為基準呈非對稱，這是不言而喻的。另外，在用於說明上述實施方式的電池I的各圖中，示出了在帶狀負極20b位於帶狀正極20a的外側的狀態下被卷繞的發電元件2，但不限於此，例如，也可以採用在帶狀正極20a位於帶狀負極20b的外側的狀態下被卷繞的發電元件2。即，構成發電元件2的帶狀正極20a及帶狀負極20b只要對應於電池I的設計規格而將任一方相對於另一方配置在外側即可，第一集電部件6(發電元件添設部601)和正極層疊部21a的連接位置以及第二集電部件7 (發電元件添設部701)和負極層疊部23b的連接位置只要設定成以通過發電元件2的寬度方向的中央且與第一假想面F I正交的第二假想面F 2為基準呈非對稱即可。在上述中，雖然沒有特別提及，但不言而喻，包括上述實施方式的電池I的任一個電池I可用作對電氣負載(例如，電馬達或電燈、顯示器等)供電的電力供給源，或如圖10所示，相對於具備經配線系統E L對電氣負載(例如，電馬達M或電燈L、顯示器E等)供電的電力供給源的裝置D(例如，電動車(E V)或混合動力電動車(H E V)、航空器、船舶、工業機械等各種裝置D)而言，可作為所述電力供給源而配備。需要說明的是，在圖10中，作為具備上述任一種作為電力供給源的電池I的裝置D的一例，示出了電動車的概略圖。 而且，上述電池1，在作為電力供給源而配備於裝置D的情況下，都與上述實施方式同樣，優選在發電元件2的卷繞中心C L橫向延伸的狀態下設置。即，當在發電元件2的卷繞中心C L呈橫向延伸的狀態下設置上述電池I時，位於發電元件2的卷繞中心C L的延伸方向的一端部的正極層疊部21a、21b的高度和位於同方向的另一端部的負極層疊部23a、23b的高度成為相同或大致相同的水平。由此，上述裝置D所具備的電池I的電解液從發電元件2的卷繞中心C L方向的兩端更有效地浸透，並且可將伴隨充放電而產生的氣體從發電元件2的卷繞中心C L方向的兩端更有效地排出。因此，具備上述電池I作為電力供給源的裝置D，從電池I向電氣負載供給的電力穩定，能夠發揮最大限度的性能。符號說明I…電池2…發電元件3…電池殼體4…正極外部端子構造體5…負極外部端子構造體6…第一集電部件7…第二集電部件8…連接機構(鉚釘)20a…帶狀正極20b…帶狀負極20c…隔片21a、21b…正極層疊部22a、22b…圓弧狀正極層疊部23a、23b…負極層疊部24a、24b…圓弧狀負極層疊部
30…殼體主體31…蓋板40、50…外部端子41、51…連接杆60、70…集電部件主體61、71…夾子部件600、700 …基板601、701…發電兀件添設部
610a、610b、710a、710b …相對片A、B…區域C L···卷繞中心F I…第一假想面F 2…第二假想面P…絕緣襯墊
權利要求
1.一種電池,其具備 至少一個發電元件，其是將隔著隔片而層疊的帶狀正極及帶狀負極卷繞成扁平狀而形成的； 電池殼體，其收容發電元件； 正極外部端子構造體，其配置在電池殼體的外側； 負極外部端子構造體，其配置在電池殼體的外側； 第一集電部件，其與位於發電元件的寬度方向的一端側的僅帶狀正極的層疊部分電連接，並且與正極外部端子構造體電連接；以及 第二集電部件，其與位於發電元件的寬度方向的另一端側的僅帶狀負極的層疊部分電連接，並且與負極外部端子構造體電連接， 其特徵在於， 所述第一集電部件與僅所述帶狀正極的層疊部分之中的、一對正極層疊部的兩方的一部分，或所述一對正極層疊部的任一方的一部分，或者所述一對正極層疊部的任一方的整體連接，其中一對正極層疊部在以通過發電元件的卷繞中心且沿該發電元件的剖面長軸方向展開的第一假想面為界的兩個區域中，沿該長軸方向延伸， 所述第二集電部件與僅所述帶狀負極的層疊部分之中的、在所述兩個區域沿所述長軸方向延伸的一對負極層疊部的兩方的一部分，或所述一對負極層疊部的任一方的一部分，或者所述一對負極層疊部的任一方的整體連接， 第一集電部件和正極層疊部的連接位置以及第二集電部件和負極層疊部的連接位置被設定成以通過發電元件的寬度方向的中央且與所述第一假想面正交的第二假想面為基準呈非對稱。
2.如權利要求I所述的電池，其特徵在於， 所述第一集電部件與位於所述兩個區域中的一方的區域的、一方的正極層疊部的一部分或整體連接， 所述第二集電部件與位於所述兩個區域中的與所述一方的區域相反一側的另一方的區域的、另一方的負極層疊部的一部分或整體連接。
3.如權利要求I或2所述的電池，其特徵在於， 所述第一集電部件與正極層疊部的比所述長軸方向上的上部更靠下方側的部分連接， 所述第二集電部件與負極層疊部的比所述長軸方向上的上部更靠下方側的部分連接。
4.如權利要求I所述的電池，其特徵在於， 所述第一集電部件與位於所述兩個區域中的任一方的區域的、一方的正極層疊部的一部分連接， 所述第二集電部件與位於所述兩個區域中的任一方的區域的、一方的負極層疊部的一部分連接。
5.如權利要求I所述的電池，其特徵在於， 所述第一集電部件與位於所述兩個區域的一對正極層疊部的兩方的一部分連接，並且所述第二集電部件與位於所述兩個區域的一對負極層疊部的兩方的一部分連接。
6.如權利要求I所述的電池，其特徵在於， 所述電池具備兩個以上的所述發電元件，該兩個以上的發電元件以相互的正極層疊部彼此及負極層疊部彼此呈同列、且相互的第一假想面彼此平行或大致平行的方式在並列狀態下配置， 第一集電部件與各發電元件的位於所述兩個區域中的任一方的區域的、一方的正極層疊部的一部分連接， 第二集電部件與各發電元件的位於所述兩個區域中的任一方的區域的、一方的負極層疊部的一部分連接。
7.如權利要求I所述的電池，其特徵在於， 所述電池具備兩個以上的所述發電元件，該兩個以上的發電元件以相互的正極層疊部彼此及負極層疊部彼此呈同列、且相互的第一假想面彼此平行或大致平行的方式在並列狀態下配置， 第一集電部件與相鄰的兩個發電元件中一方的發電元件的位於所述兩個區域中的任一方區域的、一方的正極層疊部的一部分連接，且與所述兩個發電元件中另一方的發電元件的位於所述兩個區域中的所述一方區域的相反側的另一方區域的、另一方的正極層疊部的一部分連接， 第二集電部件與相鄰的兩個發電元件中一方的發電元件的位於所述兩個區域中的所述一方區域的相反側的另一方區域的、另一方的負極層疊部的一部分連接，且與所述兩個發電元件中另一方的發電元件的位於所述兩個區域中的所述一方區域的、一方的負極層疊部的一部分連接。
8.如權利要求I至7中任一項所述的電池，其特徵在於， 所述電池構成為能夠在發電元件的卷繞中心呈橫向延伸的狀態下設置。
9.一種具備電池來作為對電氣負載供電的電力供給源的裝置，其特徵在於， 所述電池由權利要求I至7中任一項所述的電池構成，並且在發電元件的卷繞中心呈橫向延伸的狀態下設置。
全文摘要
提供一種可有效地進行電解液向發電元件內浸透或充電時產生的發電元件內的氣體的排出，可得到穩定的輸出的電池。其具備對將層疊的正極用及帶狀負極卷繞成扁平狀的發電元件和正極用及負極外部端子構造體進行連接的第一集電部件及第二集電部件，第一集電部件與位於發電元件的寬度方向的一端側的一對正極層疊部的兩方或一對正極層疊部的一方的一部分或者一對正極層疊部的一方的整體連接，第二集電部件與位於發電元件的寬度方向的另一端側的沿長軸方向延伸的一對負極層疊部的兩方或一對負極層疊部的一方的一部分或者一對負極層疊部的一方的整體連接，第一集電部件和正極層疊部的連接位置及第二集電部件和負極層疊部的連接位置被設定成以通過發電元件的寬度方向的中央且與第一假想面正交的第二假想面為基準呈非對稱。
文檔編號H01M10/04GK102714294SQ201180006208
公開日2012年10月3日 申請日期2011年4月18日 優先權日2010年4月19日
發明者佐佐木丈 申請人:株式會社傑士湯淺國際