專利名稱：疊合片封裝型電池的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及將產(chǎn)生電能要素收容在對兩片重疊的疊合片周圍進行熔敷而形成的封裝殼體內(nèi)部的較薄的疊合片封裝型電池。
背景技術：
鋰聚合物二次電池等的疊合片封裝型電池具有在由疊合片形成的封裝殼體內(nèi)收容非水電解質(zhì)的產(chǎn)生電能要素的結(jié)構(gòu)，厚度薄且重量輕，所以用作厚度較薄的便攜式電器的驅(qū)動電源是極有效的，尤其是近幾年來被廣泛用作迅速普及的便攜式手機的驅(qū)動電源。
圖35所示為作為現(xiàn)有疊合片封裝型電池一般性鋰聚合物二次電池的俯視圖，圖36所示為沿圖35的XXXVI-XXXVI線的向視剖面圖。該疊合片封裝型電池如圖36所示，是將層疊多個單位極板組3形成的層疊電極組2裝在由疊合片形成的封裝殼體1內(nèi)而構(gòu)成的。這樣的層疊電極組2對構(gòu)成扁平電池是有效的，將它裝入由疊合片構(gòu)成的封裝殼體1內(nèi)，就能構(gòu)成更扁平輕量的電池。
上述單位極板組3的構(gòu)成如圖37所示，在負極集電體7的兩個面上形成負極復合劑層8、8而形成負極板4，在正極集電體10的兩個面上形成正極復合劑層11、11而形成正極板9、9，再將正極板9、9分別夾著隔膜12、12層疊在負極板4的兩個面上而成為一體。圖36的層疊電極組2是這樣形成的將單位極板組3重疊到能獲得所需電壓或電池容量的多個層，并將在該層疊后的各單位極板組3的各負極集電體7的一邊側(cè)伸出形成的負極端子7a捆扎成重合狀態(tài)，使該各負極端子7a的捆扎部位接合，同時使其與負極引線13接合，同樣，將在各正極集電體10的一邊側(cè)伸出形成的圖37所示的正極端子10a捆扎成重合狀態(tài)，并使其與圖35所示的正極引線14接合。
此外，上述封裝殼體1是在阻斷氣體及液體通過用的鋁箔等金屬層的外側(cè)面接合有高熔點的樹脂層，且在金屬層的內(nèi)側(cè)面接合有改良聚丙烯(PP)等樹脂層的疊合片如圖38所示一折為兩，并熱熔敷其兩側(cè)的密封邊P1、P2，形成信封狀。從其開口部將上述層疊電極組2插入該封裝殼體1內(nèi)，再注入電解液之后，如圖35所示，熱熔敷將正極引線14及負極引線13引出到外部的密封邊P3，封裝殼體1就被密封。
此外，以往已有方案提出，在上述正極引線14及負極引線13中的上述密封邊P3的通過位置，通過熱熔敷從兩個面接合樹脂片(密封材料)17(日本發(fā)明專利公開1999年第288698號公報)。這樣，密封邊P3中的正極引線14及負極引線13的通過部位，兩側(cè)兩片疊合片相對面的各內(nèi)側(cè)樹脂層熔敷在樹脂片17上，可以防止因正極引線14和負極引線13夾在密封邊P3內(nèi)而導致的密封性能的下降，所以能可靠防止電解液的漏液。另外，作為樹脂片17，可以使用離聚物、乙烯與丙烯的異分子聚合物、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚酰胺樹脂、聚酯樹脂或聚氨酯樹脂等。
另一方面，現(xiàn)有的疊合片封裝型電池也可以使用不同于上述封裝殼體1的、具有如圖39所示那樣形狀的封裝殼體18。該封裝殼體18將與上述一樣的疊合片對折，在其一側(cè)的殼體基部18a形成層疊電極組2的收容凹部18b，而另一側(cè)成為蓋板部18c。該封裝殼體18如圖40所示，因為能使蓋板部18c相對殼體基部18a呈打開的狀態(tài)，將層疊電極組2插入收容凹部18b內(nèi)，所以，與上述信封狀封裝殼體1相比，優(yōu)點是能方便地插入層疊電極組2。
使用上述封裝殼體18的疊合片封裝型電池如圖40所示，在將正極引線14和負極引線13通過密封片18e引出到殼體基部18a外部的狀態(tài)下，將層疊電極組2插入封裝殼體18的收容凹部18b內(nèi)，然后關閉蓋板部18c，并將該蓋板部18c的兩側(cè)兩條邊通過熱熔敷密封在從殼體基部18a兩側(cè)兩條邊凸緣狀伸出的密封片18d、18f上，從剩下的密封片18e與蓋板部18c的端邊部的開口部注入電解液之后，通過熱熔敷密封密封片18e與蓋板部18c的端邊部，這樣就將封裝殼體18密封了。
另外，與使用信封狀封裝殼體1的電池一樣，在正極引線14和負極引線13上，在密封片18e的通過位置，從兩個面通過熱熔敷接合有由聚丙烯薄膜等構(gòu)成的樹脂片17。在密封片18e的正極引線14和負極引線13的通過位置，兩側(cè)的疊合片與樹脂片17熔接，防止了因正極引線14和負極引線13夾在密封片18e中而引起的密封性能下降，能可靠防止電解液發(fā)生漏液。此外，因為各負極端子7a及各正極端子10a在密封片18e的附近部位被捆扎，整體成為三角形形狀，所以，收容凹部18b中的引出正極引線14和負極引線13側(cè)的側(cè)面成為與此對應的傾斜面18g。
但是，使用現(xiàn)有的封裝殼體1、18之一的疊合片封裝型電池，其層疊電極組2均是以在與兩引線13、14的安裝方向平行的方向留有若干間隙的狀態(tài)下，收容在封裝殼體1、18內(nèi)，并且，構(gòu)成封裝殼體1、18的疊合片是柔軟的，所以，內(nèi)部的層疊電極組2的位置不能充分固定。因此，在裝有該電池的便攜式電器受到反復振動等情況下，層疊電極組2會在封裝殼體1、18內(nèi)發(fā)生搖動，重疊的單位極板組3之間會發(fā)生位置偏移等。
在上述層疊電極組2發(fā)生搖動或單位極板組3之間發(fā)生位置偏移的情況下，會導致種種弊端負極引線13和正極引線14中的相對各端子7a、10a的熔接部與相對封裝殼體1、18的熔接部之間結(jié)構(gòu)較弱的部位反復彎折會發(fā)生變形或斷裂；層疊電極組2的尖銳頂角或毛刺刺破封裝殼體1、18將其損壞；封裝殼體1、18中的中間金屬層與層疊電極組2接觸，因該接觸部夾入電解液形成局部電池而產(chǎn)生氣體；因正負極板9、4與成對極的端子7a、10a接觸導致內(nèi)部短路等。還有，因上述異常情況的發(fā)生，還會引起電池發(fā)生電壓不正常、電解液漏液或封裝殼體1、18中的金屬層因電解液而發(fā)生腐蝕等不良情況。
上述不良情況的發(fā)生是由于不能將層疊電極組2以不能動的固定狀態(tài)收容在封裝殼體1、18內(nèi)而引起的。即，在層疊電極組2中的與兩引線13、14的安裝方向正交的寬度方向，因為不存在引線13、14等，所以能將層疊電極組2以正好嵌入封裝殼體1、18內(nèi)的狀態(tài)插入而收容成固定狀態(tài)。但在層疊電極組2中的與兩引線13、14安裝方向平行的方向，在用自動焊接機焊接封裝殼體1、18與樹脂片17時，為了盡量防止因其焊接件與負極端子7a及正極端子10a接觸引起的焊接不良，切實進行焊接，就必須使該焊接部位與負極端子7a及正極端子10a稍許離開一點。因此，層疊電極組2與封裝殼體1、18之間就必然產(chǎn)生間隙。
尤其是，主要使用該種疊合片封裝型電池的便攜式手機是放入衣服口袋或包內(nèi)始終攜帶著的，所以電池容易頻繁地受到反復振動，此外有時還會因落下而受到很大的沖擊。因此，便攜式手機存在疊合片封裝型電池破損及電解液漏液的發(fā)生頻度高的問題。
因此，歷來為了防止因振動碰撞引起正負極板9、4相互位置發(fā)生偏移，加上了橫跨層疊電極組2兩端面的限制帶。但是，僅僅加上限制位置偏移用的束帶，并不能阻止因碰撞造成的引線13、14及其熔敷部的變形、因與配極的端子10a、7a接觸導致的內(nèi)部短路。
此外，在現(xiàn)有技術中，也有方案提出將扁平層疊電極組2中的同極性多個正、負極端子10a、7a在相互間留有空隙的狀態(tài)下，用導電性粘結(jié)劑進行固定。在用該構(gòu)成的情況下，因為正、負端子10a、7a相互間留有空隙，所以，空隙允許在層疊電極組2的組裝過程中發(fā)生配極有微小的位置偏移及移動。但不能阻止因振動或碰撞引起的封裝殼體1、18內(nèi)部單位極板組3的強烈位置偏移或移動，引線13、14及其熔接部仍然會被擠壞或變形，不能防止與配極的正、負極端子10a、7a接觸而發(fā)生內(nèi)部短路。
鑒于上述現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種疊合片封裝型電池，該電池即使在受到反復振動或很大沖擊的情況下，也能顯著降低電壓不穩(wěn)、電解液泄漏或封裝殼體腐蝕等不良情況的發(fā)生率。

發(fā)明內(nèi)容
為了達到上述目的，本發(fā)明的疊合片封裝型電池，將正極板與負極板夾著隔膜層疊而形成電極組，所述電極組和電解液裝入將兩片重疊成的疊合片的周邊密封而成的封裝殼體內(nèi)，一端與所述正極板的正極端子接合的正極引線及一端與所述負極板的負極端子接合的負極引線通過所述封裝殼體的一個邊引出到外部，其特征在于，還具有阻止所述電極組在所述封裝殼體內(nèi)運動的電極組固定手段，電極組固定手段由與電極組一起收容在封裝殼體內(nèi)的絕緣框狀襯墊構(gòu)成，所述絕緣框狀襯墊可以做成這樣的構(gòu)成由不會浸入電解液、且熔點比所述封裝殼體高的材料形成，其外形與由收容在所述封裝殼體內(nèi)的所述電極組中的、引出正負極端子的一端面及與該一端面相對的所述封裝殼體的內(nèi)側(cè)面所圍成的空間的形狀對應，并設有將與所述正、負極端子分別接合的正、負極引線分別引出到外部的一對穿插孔，以及設于該穿插孔之間、以緊密接觸狀態(tài)與所述一端面抵靠的增強部分。
因此，在將電極組插入封裝殼體內(nèi)之前，先將電極組的負極引線和正極引線分別穿插過絕緣框狀襯墊的一對穿插孔，以此將絕緣框狀襯墊安裝在電極組的端面，將該電極組插入封裝殼體之后，通過熱熔接方法等將封裝殼體密封時，因為絕緣框狀襯墊的熔點比封裝殼體的高，所以，可以使封裝殼體一對疊合片的密封部位盡可能靠近絕緣框狀襯墊。這樣組裝成的疊合片封裝型電池，因為絕緣框狀襯墊在其增強部分與電極組的端面緊密接觸的狀態(tài)封入在封裝殼體內(nèi)，并以幾乎無間隙的狀態(tài)收容在由封裝殼體內(nèi)的電極組端面與封裝殼體所圍成的空間內(nèi)，所以，電極組通過絕緣框狀襯墊牢固固定在封裝殼體內(nèi)。此外，該絕緣框狀襯墊是形狀簡單、成一體的構(gòu)件，具有可降低材料成本和裝配工時數(shù)的優(yōu)點。
作為上述絕緣框狀襯墊，可以使用通過將平板狀構(gòu)件沿至少兩個薄壁彎折槽彎折，形成為與由裝在封裝殼體內(nèi)的電極組一端面及與該端面相對的所述封裝殼體的內(nèi)側(cè)面所圍成的空間對應的外形形狀的絕緣框狀襯墊。
該絕緣框狀襯墊與一體成形的絕緣框狀襯墊相比較，因為是制成平板狀構(gòu)件之后僅彎折就可裝配，所以其優(yōu)點是，除了與一體成形的絕緣框狀襯墊有相同的效果之外，還能降低材料成本。
此外，理想的是，將上述絕緣框狀襯墊與封裝殼體熱熔接。因為該電極組固定手段將封裝殼體與有高剛性且固定于電極組的絕緣框狀襯墊熱熔接，故優(yōu)點是，能將電極組在封裝殼體內(nèi)進一步牢固固定。
在上述構(gòu)成中理想的是，正、負極引線在絕緣框狀襯墊內(nèi)部的正極板及負極板分別接合的一端部的附近部位形成有折回部分。由此，當負極引線或正極引線受到來自封裝殼體外部的位伸力等時，通過呈彈簧結(jié)構(gòu)的有彈性的折回部分的稍稍變形，就能吸收該外力，能可靠防止如現(xiàn)有同類電池那樣，發(fā)生因受到很小的外力負極引線及正極引線就斷線的情況。
此外，電極組固定手段也可以做成這樣的構(gòu)成由與電極組一起裝在封裝殼體內(nèi)的一對平板狀襯墊構(gòu)件構(gòu)成，所述一對襯墊構(gòu)件用不會浸入電解液、且有彈性的材料形成為平板狀，各個一邊側(cè)分別與所述電極組的引出正、負極端子的一端面接觸，且相對所述電極組的正極板及負極板的各集電部，沿其外形發(fā)生彈性變形，并從兩側(cè)覆蓋而相互接合。
由此，接合成一體的一對襯墊構(gòu)件裝入封裝殼體內(nèi)時，能將電極組固定成基本不能動的狀態(tài)。因為該一對襯墊構(gòu)件能利用自身的彈性變形，覆蓋電極組的正極板及負極板的各集電部并接合成一體，所以，能做成單純的平板狀，優(yōu)點是在降低材料成本的情況下也能獲得與絕緣框狀襯墊基本相同的效果。
電極組固定手段也可以做成這樣的構(gòu)成由夾在封裝殼體與裝在其內(nèi)部的電極組之間的多個部位、將所述封裝殼體與所述電極組相互熱熔接的變性烯烴樹脂構(gòu)成。由此，在構(gòu)成極簡單廉價的情況下，也能將電極組直接與封裝殼體結(jié)合固定，所以，除了能獲得如下效果可靠防止電壓不穩(wěn)及因電解液漏液或封裝殼體的金屬層因電解液而發(fā)生腐蝕等異常情況，而且還有這樣的優(yōu)點在極板的片數(shù)及尺寸發(fā)生變更、電極組的厚度及形狀發(fā)生變化時，作業(yè)工序不作變更就能對應。
電極組固定手段也可以做成將與電極組粘接固定、保持所述電極組形狀的固定帶與封裝殼體相互熱熔接的構(gòu)成。由此，即使將已有的固定帶用作粘結(jié)劑以這種極簡單且廉價的構(gòu)成，也能將電極組通過固定帶與封裝殼體直接粘接固定，所以，除了能獲得如下效果可靠防止電壓不穩(wěn)及因電解液漏液或封裝殼體的金屬層因電解液而發(fā)生腐蝕等異常情況，而且還有這樣的優(yōu)點在極板的片數(shù)及尺寸發(fā)生變更、電極組的厚度及形狀發(fā)生變化時，作業(yè)工序不作變更就能對應。
電極組固定手段可以由如下面構(gòu)成形成于封裝殼體中的一側(cè)疊合片所設電極組收容凹部的一側(cè)面、使正極板及負極板的各集電部分分別嵌入的一對傾斜面，以及，分別設于所述一側(cè)面中的一對所述傾斜面之間及所述各傾斜面外側(cè)、以緊密接觸狀態(tài)與收容在所述收容凹部的所述電極組的一端面抵靠的抵靠面。
由此，當電極組在使兩引線與傾斜面相對的情況下插入了收容凹部內(nèi)時，3個部位的抵靠面以緊密接觸狀態(tài)與電極組中的兩引線取出側(cè)的端面接觸。因此，電極組在收容凹部內(nèi)固定成不能向任何方向移動的狀態(tài)，故除了能獲得如下效果可靠防止發(fā)生電壓不穩(wěn)及因電解液漏液或封裝殼體的金屬層因電解液而發(fā)生腐蝕等異常情況，而且還有這樣的優(yōu)點只要將電極組簡單地插入收容凹部即可，靠上熱板之類固定用的作業(yè)均不需要進行。
在上述發(fā)明中，也可以做成隔板的外形尺寸設定為比正極板及負極板的外形尺寸要大的構(gòu)成。由此，呈隔板從電極組側(cè)面向外伸出的狀態(tài)，可以抑制正極板及負極板與疊合片直接接觸。
作為封裝殼體，可以是，對折的一對疊合片之一成為有電極組收容凹部的殼體基部，所述疊合片的另一片成為覆蓋所述收容凹部的蓋板部分。
在上述各發(fā)明中，電極組是將正極板與負極板夾著隔膜層疊而成的，但不使用這樣的電極組，代之以將正極板與負極板夾著隔膜卷成渦卷狀，然后壓成扁平形狀，使用這樣的電極組時，也能獲得與上述相同的效果。


圖1所示為本發(fā)明第1實施形態(tài)的疊合片封裝型電池的立體圖；圖2所示為上述疊合片封裝型電池所使用保護框的展開狀態(tài)立體圖；圖3所示為上述保護框的變形例的分解立體圖；圖4所示為本發(fā)明第2實施形態(tài)的疊合片封裝型電池的立體圖；圖5所示為上述疊合片封裝型電池使用的保護框的展開狀態(tài)立體圖；圖6所示為上述實施形態(tài)變形例收容在疊合片封裝型電池中的封裝殼體內(nèi)之前狀態(tài)的立體圖；圖7所示為上述實施形態(tài)之變形例的疊合片封裝型電池的立體圖；圖8所示為將絕緣框狀襯墊安裝在本發(fā)明第3實施形態(tài)的疊合片封裝型電池中的電極組上安裝絕緣框狀襯墊狀態(tài)的立體圖；圖9所示為上述疊合片封裝型電池使用的絕緣框狀襯墊的立體圖；圖10所示為將上述疊合片封裝型電池中的絕緣框狀襯墊固定在電極組上狀態(tài)的立體圖；圖11所示為將上述疊合片封裝型電池中的電極組收容在封裝殼體內(nèi)狀態(tài)的立體圖；
圖12所示為上述疊合片封裝型電池的縱向剖視圖；圖13所示為上述實施形態(tài)變形例的疊合片封裝型電池的立體圖；圖14所示為上述實施形態(tài)的疊合片封裝型電池使用的另一封裝殼體的展開俯視圖；圖15所示為沿圖14的XV-XV線的剖視圖；圖16所示為上述實施形態(tài)的另一變形例的疊合片封裝型電池的立體圖；圖17所示為上述實施形態(tài)的疊合片封裝型電池設有絕緣膜狀態(tài)的縱向剖視圖；圖18A、圖18B按序示出了本發(fā)明第4實施形態(tài)的疊合片封裝型電池制造工序，其中圖18A所示為電極組上安裝絕緣框狀襯墊之前狀態(tài)的立體圖，圖18B所示為電極組上安裝絕緣框狀襯墊之后狀態(tài)的立體圖；圖19所示為作為電池時沿圖18B的XIX-XIX線的向視剖視圖；圖20所示為作為電池時沿圖18B的XX-XX線的向視剖視圖；圖21A及圖21B均為沿負極引線及寬度方向中央部分分別剖切的上述實施形態(tài)變形例的疊合片封裝型電池的剖視圖；圖22所示為上述實施形態(tài)另一變形例的疊合片封裝型電池的主要部分剖視圖；圖23所示為上述實施形態(tài)的另一變形例的疊合片封裝型電池主要部分的剖視圖；圖24所示為上述實施形態(tài)另一變形例的疊合片封裝型電池裝配之前的立體圖；圖25所示為上述實施形態(tài)另一變形例的疊合片封裝型電池裝配之前的立體圖；圖26A、圖26B均為上述實施形態(tài)的絕緣框狀襯墊的變形例，其中圖26A為組裝之前狀態(tài)的立體圖，圖26B所示為組裝之后的立體圖；圖27A、圖27B所示為絕緣框狀襯墊另一變形例，其中圖27A所示為組裝之前狀態(tài)的立體圖，圖27B所示為組裝之后的立體圖；圖28所示為本發(fā)明第5實施形態(tài)的疊合片封裝型電池裝配之前的立體圖；圖29所示為上述電池裝配過程中的剖視圖；圖30所示為本發(fā)明第6實施形態(tài)的疊合片封裝型電池中的電極組的俯視圖；圖31所示上述電池的局部切除立體圖；圖32所示為本發(fā)明第7實施形態(tài)的疊合片封裝型電池裝配之前狀態(tài)的立體圖；圖33所示為本發(fā)明第8實施形態(tài)的疊合片封裝型電池的縱向剖視圖；圖34所示為本發(fā)明第9實施形態(tài)的疊合片封裝型電池裝入封裝殼體之前狀態(tài)的立體圖；圖35所示為傳統(tǒng)疊合片封裝型電池的俯視圖；圖36所示為沿圖35的XXXVI-XXXVI線的剖視圖；圖37所示為上述疊合片封裝型電池中的單位極板組構(gòu)成的剖視圖；圖38所示為上述疊合片封裝型電池中的封裝殼體內(nèi)插入電極組狀態(tài)的的立體圖；圖39所示為傳統(tǒng)疊合片封裝型電池所使用另一封裝殼體的立體圖；圖40所示為上述疊合片封裝型電池的局部剖視圖。
具體實施例方式
以下，參照

本發(fā)明的理想實施形態(tài)。以下說明的各種實施形態(tài)使用的單位極板組3及將其層疊后的層疊電極組2及封裝殼體1、18等，與圖35至圖40說明過的現(xiàn)有的相同。但圖37示出了本發(fā)明實施形態(tài)的疊合片封裝型電池使用的單位極板組3。首先，在說明各實施形態(tài)之前，對構(gòu)成扁平層疊電極組2的片狀或薄膜狀聚合物電解質(zhì)的單位極板組3，參照圖36和圖37進行具體的補充說明。
單位極板組3由薄膜狀或片狀正極板9、隔膜12及薄膜狀或片狀負極板4層疊成一體而形成，所述正極板9例如在鋁薄板經(jīng)車床加工等而形成有多個孔的正極集電體10的兩個面上，分別形成有含有鋰化合物構(gòu)成的活性物質(zhì)及無水電解質(zhì)的聚合物例如偏氟乙烯-六氟丙烯(VdF-HFP)共聚物的正極合劑層11，所述隔膜12由保持上述電解質(zhì)的聚合物薄膜構(gòu)成，上述負極板4例如在銅薄板經(jīng)車床加工等形成有多個孔的負極集電體7的兩個面上，分別形成有含有可吸入放出鋰離子的碳質(zhì)和上述共聚物的負極合劑層8。
(第1實施形態(tài))圖1所示為第1實施形態(tài)的疊合片封裝型電池的立體圖。該疊合片封裝型電池的層疊電極組2在安裝有包圍其周圍的保護框19的狀態(tài)下封入在信封狀封裝殼體1內(nèi)。保護框19是保護層疊電極組2免受振動及沖擊用的，例如由聚丙烯等樹脂一體形成。
上述保護框19的展開狀態(tài)立體圖如圖2所示，第1框體部20與第2框體部21通過可彎折的鉸接部22相互可疊合地成一體連接設置。兩框體部20、21的構(gòu)成各主體的第1及第2框部23、24的形狀為，其相互重合而形成的內(nèi)部空間內(nèi)能無間隙地收容層疊電極組2。在第1框部23的與鉸接部22相反側(cè)的一條邊上，形成有分別引出扎成束的正極端子10a和負極端子7a用的窗孔用缺口27、28，以及位于該兩缺口27、28之間的鎖定部29。在第2框部24的與鉸接部22相反側(cè)的一條邊上，形成有與上述鎖定部29卡合的鎖定部30。該兩鎖定部29、30，其中一個為鉤形，另一個為鉤孔狀，相互卡合。還有，兩框體部20、21上一體形成有從各框部23、24的一條邊分別延伸出的保護片31、32。
將保護框19安裝在層疊電極組2上時，將正、負極端子10a、7a定位以分別嵌入窗孔用缺口27、28，將層疊電極組2的一半部分插入第1框部23，在該狀態(tài)，彎折鉸接部22，將第2框體部21折疊在第1框體部20上，將成對的兩鎖定部29、30相互卡住。由此，層疊電極組2被基本無間隙地收容在由兩框部23、24相互對合而形成的內(nèi)部空間內(nèi)。此外，正、負極端子10a、7a穿過窗孔用缺口27、28的各開口端被第2框部24的一條邊封閉而形成的窗孔，被固定成引出到外部的狀態(tài)，同時該正、負極端子10a、7a與正、負極引線14、13的接合部分處于由位于兩側(cè)的保護片31、32保護的狀態(tài)。上述保護框19為一體物，只要通過鉸接部22彎折使兩框體部20、21成重合狀態(tài)，就能方便地安裝成將層疊電極組2的周圍包圍的狀態(tài)。
由該保護框19包圍其周圍的層疊電極組2如圖38所示，收容在由疊合片薄膜構(gòu)成的信封狀封裝殼體1的內(nèi)部，封裝殼體1在供給必要量的電解液之后被密封。此時，正、負極引線14、13當然通過圖35所示的樹脂片17與封裝殼體1的一條邊熔接成保持氣密、液密的密封狀態(tài)(未圖示)，但該封裝殼體1與正、負極引線14、13的熔接部位即封裝殼體1與樹脂片17的接合部位設定在接近兩保護片31、32頂端邊外側(cè)的部位。換言之，兩保護片31、32的長度設定為，能從兩側(cè)覆蓋正、負極端子10a、7a與引線14、13的接合部分，且頂端邊接近正、負極引線14、13與封裝殼體1的熔接部位。此外，保護框19由熔點比封裝殼體1高的樹脂一體形成。
因此，密封封裝殼體1的一對疊合片的部位可以盡可能靠近一對保護片31、32的頂端邊。這樣裝配成的疊合片封裝型電池其具有高剛性的保護框19以在封裝殼體1內(nèi)幾乎無可動間隙的狀態(tài)被封入，層疊電極組2如上所述基本無間隙地收容在保護框19的內(nèi)部空間內(nèi)。其結(jié)果是，層疊電極組2即使受到反復振動或很大沖擊時，也因為通過保護框19被牢固固定在封裝殼體1內(nèi)，所以，能可靠防止以往那樣因?qū)盈B電極組2移動而引起的各種異常情況。此外，因為層疊電極組2的周圍被保護框19包圍，與封裝殼體1不接觸，所以，完全不會發(fā)生層疊電極組2的尖銳角部、毛刺刺入封裝殼體1而損傷封裝殼體1的情況。還有，負極引線13及正極引線14與各端子7a、10a的熔接部及與封裝殼體1的熔接部之間結(jié)構(gòu)上較弱的部位，被保護在一對保護片31、32之間的空間內(nèi)，不會受到直接沖擊。
另外，兩保護片31、32最好具有彈性。這樣，封裝殼體1與一對疊合片熔接，通過使兩保護片31、32發(fā)生彈性變形使兩頂端邊呈相互接近狀態(tài)就容易進行，并且能將保護框19進一步牢固固定在封裝殼體1內(nèi)。而且，通過將一對保護片31、32彎折成其頂端接近的狀態(tài)，就能確保與扎成束的正、負極端子10a、7a對應的剖面三角形的不易變形的保護空間，所以，能進一步可靠地以固定狀態(tài)保護正、負極端子10a、7a，同時自身的剛性強度也提高。
另外，如果兩保護片31、32的各頂端邊的左右兩端與中央部共計3處架設樹脂制的連接桿等連接件(因結(jié)構(gòu)容易想到故未圖示)而成一體，則兩保護片31、32自身的剛性強度提高，覆蓋正、負極端子10a、7a與引線14、13的接合部分，能進一步可靠保護，避免因沖擊等發(fā)生變形，同時，即使受到?jīng)_擊等，也能可靠限制層疊電極組2的位置。
圖3所示為本實施形態(tài)變形例的保護框33的分解立體圖。該保護框33除去了圖2中成一體的保護框19中的鉸接部22，分成第1框體部34和第2框體部37這樣兩部分。在該圖中，為了簡化說明，在與圖2實際上相同的部分標上相同的符號。兩框體部34、37的成為各主體的第1及第2框部23、24的形狀為，能將層疊電極組2無間隙地收容在相互重合而形成的內(nèi)部空間內(nèi)。第1框部23在其一條邊上形成有分別引出扎成束的正極端子10a和負極端子7a用的窗孔用缺口27、28，在其4條邊的中央部分分別形成有鉤狀鎖定部29。第2框部24在4條邊的中央部分有與鉤狀鎖定部29分別卡合的鉤孔狀鎖定部30。還有，在兩框體部34、37上，從各框部23、24的一側(cè)邊，分別成一體地延伸出保護片31、32。
該保護框33通過將兩框部23、24對合成將層疊電極組2收容在它們之間的狀態(tài)，并將各鉤狀鎖定部29與對應的各鉤孔狀鎖定部30分別卡合，兩框體部34、37就與圖2的保護框19同樣形態(tài)地成為一體。使用該保護框33的疊合片封裝型電池與使用圖2一體型保護框19時一樣，能可靠保護層疊電極組2防止發(fā)生位置偏移，而且還具有保護框33的成形加工等方便的優(yōu)點。
(第2實施形態(tài))圖4所示為本發(fā)明第2實施形態(tài)的疊合片封裝型電池的立體圖。該疊合片封裝型電池其矩形扁平的層疊電極組2周圍安裝有保護框38，以保護其免受振動及沖擊，在該狀態(tài)下插入在封裝殼體1內(nèi)，這一結(jié)構(gòu)與第1實施形態(tài)相同，但其保護框38例如由聚丙烯等樹脂一體形成為大致C字形的簡化形狀這一點，與第1實施形態(tài)不同。
保護框38如其立體圖即圖5所示，由如下部分一體連續(xù)設置成大致C字形，這些部分包括朝向引出層疊電極組2的正、負極端子10a、7a的一端面的抵接片部39，從該抵接片部39的兩端部起向垂直方向延伸、能使層疊電極組2的兩側(cè)邊的各邊緣部分別嵌入的剖面呈コ字形的一對框部40、41，以及從該該兩框部40、41的頂端起向內(nèi)側(cè)的垂直方向稍稍延伸、能使層疊電極組2的另一端面的兩端邊緣部嵌入的剖面呈コ字形的一對支承框部42、43。這樣一個邊開口的大致C字形的保護框38由于位于其中央部分的平板狀抵接片部39具有可彎曲變形的彈性，所以兩側(cè)框部40、41能擴開成八字形。
此外，抵接片部39上開設有將層疊電極組2的扎成束的正極端子10a和負極端子7a分別引出用的一對穿插孔44、47。還有，從與帶狀抵接片部39的長度方向垂直的兩側(cè)邊，分別成一體突出設有保護片48、49，該兩保護片48、49的頂端邊延伸至正、負極的兩引線14、13與封裝殼體1的密封部分，即安裝在正、負極兩引線14、13上的未圖示的樹脂密封片的靠近位置。
將上述保護框38安裝到層疊電極組2上時，對兩框部40、41施加使其頂端部(圖的下端部)相互分離方向的按壓力，使其擴開成八字形狀態(tài)，將層疊電極組2插入該兩框部40、41之間，并使正、負極引線14、13及端子10a、7a穿過穿插孔44、47，使層疊電極組2的一端面抵靠在抵接片部39上，然后，解除對各框部40、41的按壓力。由此，當各框部40、41以自身恢復力恢復到原來狀態(tài)時，就將層疊電極組2的相對邊緣部安裝成收容在其內(nèi)部的狀態(tài)，并且各支承框部42、43使層疊電極組2的另一端面的兩端邊緣部嵌入內(nèi)部，將層疊電極組2支承成不能脫出的狀態(tài)，保護框38對層疊電極組2的安裝就結(jié)束。該保護框38與第1實施形態(tài)的保護框19、33比較，其優(yōu)點是，因為一體形成為簡化的大致C字形所以可以降低材料成本，同時不再需要鎖定部29、30的卡合等，對層疊電極組2的安裝變方便。
如上所述安裝有保護框38的層疊電極組2收容在由疊合片薄膜構(gòu)成的、在圖4中用雙點劃線所示的信封狀封裝殼體1的內(nèi)部，封裝殼體1內(nèi)注入必要量的電解液之后被密封。此時，保護框38因為是用熔點比封裝殼體1高的樹脂一體形成的，所以，正、負極引線14、13與封裝殼體1的接合部位可以設定在盡可能靠近兩保護片48、49頂端邊的位置。因此，裝配結(jié)束后的疊合片封裝型電池，其安裝得與層疊電極組2無松動的具有剛性的保護框38就以在任何方向均無間隙的狀態(tài)封入在封裝殼體1內(nèi)。
因此，層疊電極組2即使受到重復振動或很大的沖擊時，也因為通過保護框38被可靠固定在封裝殼體1內(nèi)，所以，能可靠防止發(fā)生以往因?qū)盈B電極組2移動引起的各種異常情況。此外，因為層疊電極組2由一個邊開口的大致C字形保護框38覆蓋4個尖銳角部，所以，完全不會發(fā)生該角部或毛刺劃破封裝殼體1而損傷封裝殼體1的情況。還有，正、負極引線14、13的與端子10a、7a的接合部與封裝殼體1的熔接部之間結(jié)構(gòu)上最弱的部位在一對保護片48、49之間的空間內(nèi)受到保護，不會直接受到?jīng)_擊等。
另外，一對保護片48、49如果通過連接桿等相互連接各自的多個部位，則通過抵接片部39，能形成呈U字形的不易變形的保護空間，該保護空間能保護正、負極的兩引線14、13與端子10a、7a的接合部免受沖擊等而發(fā)生變形，同時，保護片48、49本身的剛性強度也提高，即使受到?jīng)_擊等，也能可靠限制層疊電極組2的位置。
圖6所示為將上述保護框38的變形例即保護框50安裝在層疊電極組2上狀態(tài)的立體圖，對該圖保護框50中與圖4及圖5相同或同等的部分標上相同的符號，省略其說明。該保護框50一體具有抵接片部39、一對框部40、41及一對支承框部42、43，形成一體的大致C字形，這一點與上述保護框38相同，但不設上述保護框38的一對保護片48、49，代之以一體形成從抵接片部39的長度方向兩側(cè)邊向外突出、內(nèi)部形成剖面三角形狀的保護空間的山形覆蓋部51。在覆蓋部51上，開設有將正、負極引線14、13分別引出到外部用的縫隙狀穿插孔52、53。
使用該保護框50時，除了能獲得與使用上述保護框38時相同的效果之外，還因為覆蓋部51具有比一對保護片48、49高的剛性，所以，可以更可靠保護兩引線14、13與端子10a、7a的接合部使其免受沖擊等。此外，因為覆蓋部51的頂端邊呈尖形，所以，安裝有保護框50的層疊電極組2就容易插入封裝殼體1內(nèi)。此外，兩引線14、13能將覆蓋部51內(nèi)部的三角形保護空間的內(nèi)側(cè)斜面作為導向面，順暢地導向穿插孔52、53，所以，能方便地引出到外側(cè)。
圖7所示為將上述保護框38的又一變形例的保護框54安裝在層疊電極組2上構(gòu)成的疊合片封裝型電池的立體圖，該圖保護框54中與圖4或圖5相同或同等的部分標上相同的符號，省略其說明。該保護框54一體具有與上述保護框38相同的抵接片部39及一對框部40、41，形成一體的大致U字形，從抵接片部39長度方向的兩側(cè)片分別一體形成有與上述保護框38所設相同的保護片48、49。該保護框54與上述保護框38不同之點在于，刪除了上述保護框38中的一對支承框部42、43，剖面コ字形的各框部40、41因在各自的頂端一體形成的連接板部分57、58呈關閉開口部分的形狀。
將該保護框54安裝在層疊電極組2上的疊合片封裝型電池雖然不具有上述保護框38的支承框部42、43，但兩框部40、41的連接板部分57、58將層疊電極組2支承成止脫狀態(tài)，且將層疊電極組2的另一端面兩側(cè)的角部以收容保持的狀態(tài)覆蓋，所以，能獲得與使用上述保護框38時相同的效果，而且，還因為無支承框部分42、43，故能相應降低該部分材料成本，并且保護框54對層疊電極組2的安裝更容易。
(第3實施形態(tài))圖8所示為在本發(fā)明第3實施形態(tài)的疊合片封裝型電池中的層疊電極組2上安裝有絕緣框狀襯墊59狀態(tài)的立體圖。即，在層疊電極組2的形成有正極端子10a和負極端子7a的一端面，配置有絕緣框狀襯墊59，該絕緣框狀襯墊59如其立體9所示，由不會滲入無水電解質(zhì)的電解液且熔點比封裝殼體1內(nèi)面?zhèn)鹊臉渲瑢痈叩牟牧侠绺呷埸cPP等樹脂形成剖面コ字形。在該絕緣框狀襯墊59的底面部分60，形成有穿過正極端子10a的正極穿插孔61和穿過負極端子7a的負極穿插孔62。
此外，從底面部分60的兩側(cè)向上立起的側(cè)壁部分63、63能覆蓋正極端子10a及負極端子7a，且形成為其頂端邊靠近正極引線14及負極引線13與封裝殼體1的接合部位即樹脂片17的高度。該絕緣框狀襯墊59如圖10所示，使正、負極引線14、13分別穿過正、負極穿插孔61、62后使底面部分60配置成與層疊電極組2的一端面抵靠的狀態(tài)，并由粘貼在靠近層疊電極組2一端面的兩側(cè)的粘結(jié)帶64、64加以固定。由此，層疊電極組2一端面的4個角的角部被粘結(jié)帶64、64覆蓋。這樣構(gòu)成的層疊電極組2如圖11所示，插入到由疊合片形成的信封狀封裝殼體1內(nèi)。
層疊電極組2插入到所述封裝殼體1內(nèi)之后，向封裝殼體1內(nèi)注入所需量的電解液，這之后，將正極引線14及負極引線13引出到封裝殼體1開口部的外部，在該狀態(tài)下通過熱熔接封閉該開口部，封裝殼體1內(nèi)就被密封。在所述正極引線14及負極引線13的規(guī)定位置，預先從其兩個面熱熔接有樹脂薄膜17，通過在該位置熱熔接封裝殼體1的開口部，不僅能實現(xiàn)疊合片的金屬層與正極引線14和負極引線13的絕緣，而且能可靠地通過熱熔接在中間夾著正極引線14和負極引線13的金屬的情況下密封開口部。
圖12所示為將層疊電極組2封入封裝殼體1內(nèi)狀態(tài)的剖視圖。因為絕緣框狀襯墊59由熔點比封裝殼體1的熔點高的樹脂形成的，所以，封裝殼體1的兩片疊合片可以在盡可能靠近絕緣框狀襯墊59兩側(cè)壁63、63的兩頂端邊的部位，夾著樹脂片17、17與正、負極引線14、13熱熔接。此時，絕緣框狀襯墊59的兩側(cè)壁63、63由于在上述熱熔接時與樹脂片17疊合的封裝殼體1的兩片疊合片的推壓而相對底面部分60向內(nèi)側(cè)彎曲，絕緣框狀襯墊59由于兩壁面63、63的變形而以不可動的狀態(tài)關閉在由層疊電極組2的一端面與封裝殼體1的兩片疊合片在封裝殼體1內(nèi)形成的三角形空間內(nèi)。
因此，層疊電極組2通過絕緣框狀襯墊59限制了在封裝殼體1的引線引出側(cè)的位置，當電池受到振動或沖擊時，在封裝殼體1內(nèi)的移動受到抑制。層疊電極組2的移動有可能引起形成為箔狀的正極引線14和負極引線13的彎曲，或?qū)盈B電極組2的端角部剌破封裝殼體1的疊合片的內(nèi)側(cè)樹脂層，但因為移動被抑制，并且利用將絕緣框狀襯墊59固定在層疊電極組2上的粘結(jié)帶64覆蓋了層疊電極組2的端角部，所以即使在受到強烈沖擊時，也能防止所述樹脂層發(fā)生破壞。
圖13所示為上述第3實施形態(tài)的變形例在裝入疊合片封裝型電池的封裝殼體1內(nèi)之前的層疊電極組2的立體圖。在該電池中，在與延伸出層疊電極組2的正極端子10a和負極端子7a的一端面相反側(cè)的另一端面上，也粘貼有覆蓋其端角部的粘結(jié)帶67、67。該電池即使在由于振動或沖擊而萬一在封裝殼體1內(nèi)移動時，也能防止因?qū)盈B電極組2另一端面的端角而破壞疊合片的內(nèi)側(cè)樹脂層。此外，粘貼該粘結(jié)帶67、67，對于將層疊電極組2插入封裝殼體1內(nèi)時、因作業(yè)不小心層疊電極組2的端角部破壞疊合片的內(nèi)側(cè)樹脂層這樣的錯誤發(fā)生的防止也有效。
此外，為了便于說明，如圖37所示，本發(fā)明的實施形態(tài)還包括將構(gòu)成單位極板組3的隔膜12的外形尺寸設定為比正極板9及負極板4的外形尺寸要大，在整個周邊部分伸出到正極板9及負極板4之外。由于這樣構(gòu)成，即使萬一層疊電極組2在封裝殼體1內(nèi)發(fā)生移動時，隔膜12也成為緩沖件，可防止層疊電極組2的端角破壞疊合片的內(nèi)側(cè)樹脂層。
圖14所示為與圖39所示相同的另一封裝殼體18的俯視圖，圖15所示為沿圖14的XV-XV線的剖視圖。使用這樣的封裝殼體18時，將層疊電極組2中的除了形成有正、負極端子10a、7a的一端面之外的端面切成一個平面，將層疊電極組2做成恰好裝入收容凹部18b內(nèi)的形狀，就能阻止層疊電極組2在封裝殼體18內(nèi)移動。此時如果如圖16所示，從絕緣框狀襯墊59至層疊電極組2的另一端面粘貼粘結(jié)帶68、68來覆蓋層疊電極組2的兩側(cè)面，則因切成一個平面變銳利的層疊電極組2的8個端角和邊緣部分全部被粘結(jié)帶68覆蓋，即使在電池受到振動或沖擊、層疊電極組2萬一因此發(fā)生移動時，也能防止因?qū)盈B電極組2的端角或邊緣部破壞疊合片的內(nèi)側(cè)樹脂層。
在以上的說明中，對抑制當電池受到振動或沖擊時層疊電極組2在封裝殼體1、18內(nèi)移動、防止因移動導致的弊端的構(gòu)成進行了敘述。但是，因振動及沖擊導致的弊端并非僅此而已，還有疊合的多片單位極板組3之間產(chǎn)生位置偏移的情況。尤其是在如圖37所示那樣，當負極板4形成為比正極板9大的尺寸并構(gòu)成單位極板組3時，由于單位極板組3之間發(fā)生位置偏移，負極板4容易與正極端子10a接觸，就有可能發(fā)生內(nèi)部短路。
圖17為防止隨著單位極板組3之間的位置偏移發(fā)生內(nèi)部短路的防止結(jié)構(gòu)說明圖，在正極端子10a的位置示出了多個單位極板組3a-3c重疊狀態(tài)的局部剖面。會產(chǎn)生內(nèi)部短路的單位極板組3a-3c的位置偏移在圖17的情況下，是位于中間的單位極板組3b、3c將向正極端子10a的伸出側(cè)移動的情況，存在比正極板9更向外伸出的負極板4與單位極板組3a的正極端子10a接觸的危險性。
作為其對策，如圖17的虛線所示，在正極端子10a的至少與單位極板組3b、3c相鄰側(cè)設置絕緣膜66是有效的。實際上，通過在所有正極端子10a的兩側(cè)面施加樹脂涂膜制成正極板9，就不必選擇加上絕緣膜66的正極端子10a，單位極板組3a-3c的裝配就變?nèi)菀住?br> 在以上說明過的設置絕緣框狀襯墊59及粘貼粘結(jié)帶64、67之外，再設置上述絕緣膜66，因為使用柔軟的疊合片形成封裝殼體1、18，所以，能提高容易受到振動及沖擊影響的疊合片封裝型電池的可靠性。
(第4實施形態(tài))圖18A-圖20按工序次序示出了本發(fā)明第4實施形態(tài)的疊合片封裝型電池的制造工序，圖18A所示為絕緣框狀襯墊69安裝到層疊電極組2上之前狀態(tài)的立體圖；圖18B所示為絕緣框狀襯墊69安裝到層疊電極組2上之后狀態(tài)的立體圖；圖19所示為裝配結(jié)束、作為電池時的沿圖18BXIX-XIX線的向視剖視圖；圖20所示為作為電池時的沿圖18B的XX-XX線線的向視剖視圖。
在圖18A中，層疊電極組2是這樣形成的將圖37所示單位極板組3重疊成獲得所需電壓或電池容量的多層，并將從疊合后的單位極板組3的各負極集電體7的一邊側(cè)伸出的負極端子7a扎成束，在使該各負極端子7a扎成束的部位接合的同時，再與負極引線13接合，同樣，將從各正極集電體10的一邊側(cè)伸出形成的正極端子10a扎成束并再與正極引線14接合。
在該實施形態(tài)中，示出的是使用在與圖39所示一樣的殼體基部18a有收容凹部18b的封裝殼體18的例子。絕緣框狀襯墊69不會浸入無水電解質(zhì)的電解液，且是使用熔點比封裝殼體18的內(nèi)側(cè)面樹脂層熔點高的材料例如高熔點PP一體形成的。該絕緣框狀襯墊69具有與這樣3個面圍成的空間對應的外形，即，裝在封裝殼體18內(nèi)的層疊電極組2的正、負極端子10a、7a側(cè)的端面，封裝殼體18的蓋板部18c，以及傾斜面18g，該層疊電極組2側(cè)的端面形狀設定得比層疊電極組2的剖面形狀稍小。在絕緣框狀襯墊69的內(nèi)部，一體設有穿插孔69c、69d及增強部69e，所述穿插孔69c、69d與能分別收容扎成三角形的各負極端子7a及正極端子10a的端子收容部69a、69b連通，其內(nèi)分別穿插負極引線13及正極引線14，而增強部69e夾在兩端子收容部69a、69b之間，將該兩部分分隔開。
又如圖18A所示，在將層疊電極組2插入封裝殼體18的收容凹部18b內(nèi)之前，先使各負極引線13及正極引線14穿過絕緣框狀襯墊69的穿插孔69c、69d，將分別扎束成三角形的各負極端子7a及正極端子10a收入各端子收容部69a、69b，這樣就如圖18B所示，將絕緣框狀襯墊69安裝在層疊電極組2的端面上。此時，最好用帶子將絕緣框狀襯墊69固定在層疊電極組2上。
接著，將安裝有絕緣框狀襯墊69的層疊電極組2在將正極引線14及負極引線13通過密封片18e引出到殼體基部18a外部的狀態(tài)下插入到封裝殼體18的收容凹部18b內(nèi)，關閉蓋板部18c，通過熱熔接將該蓋板部18c兩側(cè)的兩條邊與殼體基部18a兩側(cè)兩條邊的密封片18d、18f密封，從余下的密封片18e與蓋板部18c的端邊部形成的開口部注入電解液，然后通過熱熔接密封密封片18e與蓋板部18c的端邊部，這樣封裝殼體18就被密封。
此外，在正極引線14及負極引線13的密封片18e的通過位置，通過熱熔接從兩側(cè)接合有聚丙烯薄膜構(gòu)成的樹脂片17，在密封片18e的正極引線14及負極引線13的通過位置，將封裝殼體18的上下疊合片的內(nèi)側(cè)樹脂層與樹脂片17熔接。因為此時絕緣框狀襯墊69具有比封裝殼體18高的熔點，所以，樹脂片17與封裝殼體18的上下疊合片的熔接部位可以盡可能靠近絕緣框狀襯墊69。
這樣裝配成的疊合片封裝型電池，因為樹脂片17與封裝殼體18上下疊合片的熔接部位設置成盡可能靠近絕緣框狀襯墊69，所以，絕緣框狀襯墊69以其增強部69e壓靠在層疊電極組2正負極端子10a、7a側(cè)端面的狀態(tài)封入封裝殼體18內(nèi)，以絕緣框狀襯墊69在由封裝殼體18內(nèi)的層疊電極組2的一端面與封裝殼體18的蓋板部18c及傾斜面18g圍成的空間內(nèi)幾乎無間隙的狀態(tài)被收容，并且絕緣框狀襯墊69的層疊電極組2側(cè)的端面形狀設定成比層疊電極組2的剖面形狀稍小，絕緣框狀襯墊69的周端部分與層疊電極組2接觸。
這樣，本實施形態(tài)的電池裝在便攜式電子設備內(nèi)、即使受到頻繁的重復振動或很大的沖擊，也因為層疊電極組2被固定成幾乎不能動的狀態(tài)，所以，不會發(fā)生負極引線13及正極引線14的斷線、封裝殼體18的破損或封裝殼體18與層疊電極組2發(fā)生電氣短路等，不會發(fā)生電壓不穩(wěn)、電解液漏液或封裝殼體18的金屬層因電解液而引起腐蝕等異常情況。
圖21A、圖21B示出第4實施形態(tài)的變形例。該電池用絕緣框狀襯墊70固定收容在信封狀封裝殼體1內(nèi)的層疊電極組2，圖21A所示為沿負極引線13剖切的剖視圖，圖21B所示為沿寬度方向中央部分剖切的剖視圖。該電池因為負極引線13及正極引線14安裝在層疊電極組2的厚度方向中央部分，所以，與上述絕緣框狀襯墊69相比，不同之處僅在于，絕緣框狀襯墊70在中央部分有一對穿插孔70b、70b，與絕緣框狀襯墊69一樣，具有分別穿插過穿插孔70b、70b的端子收容部70a、70a，以及分隔該兩端子收容部70a、70a的分隔增強部70c。在該電池中，將絕緣框狀襯墊70以與絕緣框狀襯墊69基本相同的配置進行設置，能獲得與上述相同的效果。
圖22所示為第4實施形態(tài)另一變形例的疊合片封裝型電池主要部分的剖視圖。該電池與圖18A-圖20所示電池的不同點，通過與圖19作比較可知在于，負極引線13在絕緣框狀襯墊69內(nèi)部設有兩個折回部13a和13b，并將扎成束的各負極端子7a通過熔接安裝在頂端側(cè)的折回部13b的頂端側(cè)部位，并且正極引線14也與負極引線13一樣設有兩個折回部(未圖示)。
因此，該疊合片封裝型電池除了能獲得與上述圖18-圖20電池一樣的效果之外，當負極引線13或正極引線14從封裝殼體18外部受到拉引力等的力時，呈彈簧結(jié)構(gòu)的有彈性的折回部13a、13b通過很小的變形就能吸收該拉引力。因此，能可靠防止發(fā)生如以往的這種電池那樣因受到很小的外力負極引線13或正極引線14就斷線的情況。
圖23所示為第4實施形態(tài)又一變形例的疊合片封裝型電池主要部分的剖視圖。該疊合片封裝型電池使用信封狀封裝殼體1，并在負極引線13的絕緣框狀襯墊70內(nèi)部設有兩個折回部13a、13b。當然正極引線14也設有與負極引線13一樣的兩個折回部。因此，該疊合片封裝型電池除了能獲得與圖21A、圖21B的電池一樣的效果之外，當負極引線13或正極引線14從封裝殼體1外部受到拉引力等時，呈彈簧結(jié)構(gòu)的折回部13a、13b的彈性力引起的稍許變形就能吸收該外力，能可靠防止如以往這種電池那樣，因受到很小的外力負極引線13或正極引線14就發(fā)生斷線。此外，圖22及圖23所示的各電池還具有的優(yōu)點是，絕緣框狀襯墊69、70也能作為負極引線13的折回部13a、13b及正極引線14的折回部的保護構(gòu)件起作用。
圖24示出第4實施形態(tài)的又一其它變形例，作為電極組固定手段，使用平板狀的一對襯墊構(gòu)件71、72來代替上述形成一體的絕緣框狀襯墊69、70。該襯墊構(gòu)件71、72用不會浸入電解液且有彈性的材料形成一邊側(cè)的兩角部倒成圓弧狀的平板狀。該兩襯墊構(gòu)件71、72配置成各自的另一邊側(cè)與電極組2的端面分別接觸，在該狀態(tài)相互粘接，就這樣邊發(fā)生彈性變形，邊將負極端子7a和正極端子10a夾在各自之間加以覆蓋。兩襯墊構(gòu)件71、72在上述那樣接合成一體的狀態(tài)下裝入封裝殼體18內(nèi)，就與上述絕緣框狀襯墊69、70基本一樣起作用，能將層疊電極組2固定成基本不可動的狀態(tài)。因為該作為電極組固定手段的兩襯墊構(gòu)件71、72形成為單純的平板狀，所以具有的優(yōu)點是，在降低材料成本的同時，能獲得與絕緣框狀襯墊69、70基本相同的效果。
圖25所示為使用與圖24基本相同的一對襯墊構(gòu)件73、74、獲得相同效果的例子。但是，其襯墊構(gòu)件73、74與一邊側(cè)的兩角部倒角成圓弧狀的圖24的襯墊構(gòu)件71、72不同，基本呈長方形，在相互接合成一體之后，如雙點劃線所示那樣，各自一邊側(cè)的兩角部被修整成圓弧狀。因此，利用該襯墊構(gòu)件73、74的電極組固定手段除了能獲得與圖24相同的效果之外，還具有接合兩襯墊構(gòu)件73、74時容易定位的優(yōu)點。
圖26A、圖26B及圖27A、圖27B分別示出第4實施形態(tài)另外的變形例，作為電極組固定手段，使用的是與上述絕緣框狀襯墊69、70相比能廉價制作的絕緣框狀襯墊77、78。圖26A、圖26B的絕緣框狀襯墊77如圖26A所示，例如利用PP，將形成為0.1mm-0.5mm左右板厚的平板狀構(gòu)件77a沿著相互平行配置形成的兩個薄壁彎折槽77b、77c，向箭頭方向彎折，就如圖26B所示，形成與上述絕緣框狀襯墊69、70基本相同的形狀。
即，該絕緣框狀襯墊77具有與裝入在封裝殼體18內(nèi)時由層疊電極組2的端面及與此相對的封裝殼體18的內(nèi)側(cè)面所圍成的空間相對應的大致三角形的外形，具有將正極引線14及負極引線13分別引出到外部的一對穿插孔77d、77e及與層疊電極組2的端面緊密接觸的增強部77f。還有，該絕緣框狀襯墊77具有三棱柱外形，具有正極和負極的各端子10a、7a的導出孔77g、77h。該絕緣框狀襯墊77與上述一體形成的絕緣框狀襯墊69、70相比，因為能制成平板狀構(gòu)件77a，所以具有能降低材料成本的優(yōu)點。
圖27A、圖27B的絕緣框狀襯墊78與圖26A、圖26B的絕緣框狀襯墊77基本相同，如圖27A所示，通過將平板狀部分78a沿相互平行配置形成的兩個薄壁彎折槽78b、78c向箭頭方向彎折，就如圖27B所示，形成與上述絕緣框狀襯墊69、70基本相同的形狀。
該絕緣框狀襯墊78具有與由裝入在封裝殼體18內(nèi)時層疊電極組2的端面及與該端面相對的封裝殼體18的內(nèi)側(cè)面所圍成的空間對應的、剖面基本為三角形的外形，由薄壁彎折槽78b、78c所包圍的部分成為與層疊電極組2的端面緊密接觸抵靠的增強部78d，并使正極引線14及負極引線13從相對兩條邊的間隙78e引出到外部。還有，在該絕緣框狀襯墊78的增強部78d上，設有正極和負極各端子10a、7a的插入孔78f。78g。
該絕緣框狀襯墊78與上述一體成形的絕緣框狀襯墊69、70相比，因為也能制成平板狀構(gòu)件78a，所以，除了具有能降低材料成本的優(yōu)點之外，而且與上述絕緣框狀襯墊77相比形狀簡單，能將正極引線14及負極引線13方便地從間隙78e引出到外部。
(第5實施形態(tài))圖28所示為本發(fā)明第5實施形態(tài)的疊合片封裝型電池裝配之前的立體圖，圖29所示為該電池裝配過程之中的剖視圖。該電池使用圖39所示的現(xiàn)有封裝殼體18和現(xiàn)有的層疊電極組2，并在插入層疊電極組2之前，如圖28所示，在封裝殼體18的收容凹部18b的底面局部及蓋板部18c內(nèi)側(cè)面局部，用注射容器79分別粘附上液狀變性烯烴樹脂80。
接著如圖29所示，將層疊電極組2插入封裝殼體18的收容凹部18b內(nèi)，將蓋板部18c如箭頭所示蓋在殼體基部18a上關閉成加蓋狀態(tài)，將殼體基部18a兩側(cè)的密封片18d、18f和與其相對的蓋板部18c的周邊部熱熔接，然后將局部性熱板抵靠在殼體基部18a與蓋板部18c的附著有變性烯烴樹脂80部位的外側(cè)面上。由此，變性烯烴樹脂80與殼體基部18a及蓋板部18c內(nèi)側(cè)面的樹脂層一起熔融。變性烯烴樹脂80是熱硬化性樹脂，隨著時間的經(jīng)過發(fā)生硬化，將層疊電極組2的兩外側(cè)面與封裝殼體18的收容凹部18b的底面及蓋板部18c的內(nèi)側(cè)面相互粘接。然后的電解液注入工序及封裝殼體18的密封工序與現(xiàn)有一樣進行。
另外，在此使用的變性烯烴樹脂80最好是變性聚丙烯(PP)或變性聚乙烯(PE)等。此外，也可以不是將變性烯烴樹脂80附著在封裝殼體18上，而是附著在層疊電極組2的兩外側(cè)面上。還有，變性烯烴樹脂80本實施形態(tài)中示出了附著在兩處的例子，但最好在兩側(cè)分別附著在兩處共計4處左右。此外，作為利用變性烯烴樹脂80進行粘接的方法，除了上述抵靠上局部性熱板的方法之外，也可以使用高頻及超聲波。
本實施形態(tài)的電池雖然構(gòu)成極簡單價廉，卻能將層疊電極組2與封裝殼體18直接粘接固定，所以，不但能可靠獲得與上述各實施形態(tài)說明過的相同的效果，而且還具有這樣的優(yōu)點極板4、9的片數(shù)及尺寸發(fā)生變更時，作業(yè)工序不變更就能適應。另外，作為該實施形態(tài)的變形例，在使用信封狀封裝殼體1時，當然能用與上述相同的方法，將層疊電極組2直接粘接到封裝殼體1上。
(第6實施形態(tài))圖30所示為本發(fā)明第6實施形態(tài)的疊合片封裝型電池中的層疊電極組2的俯視圖，圖31所示為該裝配結(jié)束后的電池的局部剖切立體圖。在圖30中，在層疊電極組2上，隱蔽正負極端子10a、7a的毛刺用的絕緣構(gòu)件81沿兩引線13、14的取出側(cè)的一片進行覆蓋，并用暫時固定用固定帶82進行固定安裝，以使重疊的多個單位極板組3不散開。此外，在層疊電極組2的與兩引線13、14取出方向垂直方向的兩側(cè)兩邊上，用粘結(jié)劑粘貼有隱蔽極板4、9的毛刺并保護極板4、9用的邊帶83。該構(gòu)成是現(xiàn)有技術中也設置的已有的結(jié)構(gòu)。
該疊合片封裝型電池如圖31所示，將上述層疊電極組2插入封裝殼體18內(nèi)，將蓋板部18c蓋在殼體基部18a上關閉成加蓋狀態(tài)，將殼體基部18a兩側(cè)的密封片18d、18f與相對的蓋板部18c的周邊部熱熔接，然后將局部性熱板抵靠在分別設定在兩側(cè)的各邊帶83的各兩端部分的共計4處的熔接部84上。由此，因為作為邊帶83一般使用低熔點的變性PP，所以，該邊帶83與封裝殼體18內(nèi)側(cè)的樹脂層一起熔融而熱熔接。
因此，該實施形態(tài)的疊合片封裝型電池雖然將已有的邊帶83用作粘接劑，做成極簡單的廉價構(gòu)成，卻能將層疊電極組2夾著邊帶83與封裝殼體18直接粘接并固定，所以其優(yōu)點是，不僅能可靠獲得與上述各實施形態(tài)說明過的相同的效果，而且，即使在極板4、9的片數(shù)及尺寸發(fā)生變更時，不變更作業(yè)工序也能對應。
另外，不使用邊帶83，而代之以使用與該邊帶83有相同的低熔點的變性PP構(gòu)成的固定帶82，也能獲得與上述相同的效果。另外，作為經(jīng)邊帶83或固定帶82將封裝殼體18與層疊電極組2熱熔接的方法，除了抵靠上述的局部性熱板的方法之外，也可以使用高頻或超聲波。還有，作為該實施形態(tài)的變形例，在使用信封狀封裝殼體1時，當然也可以用與上述相同的方法將層疊電極組2直接粘接到封裝殼體1上。
(第7實施形態(tài))圖32所示為本發(fā)明第7實施形態(tài)的疊合片封裝型電池裝配之前狀態(tài)的立體圖。該電池中的層疊電極組2與已有的相同，封裝殼體87具有與設于上述封裝殼體18的形狀相同的殼體基部87a、收容凹部87b、蓋板部87c、密封片87d-87f及傾斜面87g，同時，在傾斜面87的層疊電極組2插入收容凹部87b時兩引線13、14之間的部位，以及兩引線13、14的各外側(cè)部位，共計3處，形成有與收容凹部87b的底面垂直的抵靠面87h。
因此，該實施形態(tài)的疊合片封裝型電池，當層疊電極組2如箭頭所示使兩引線13、14與傾斜面87g相對插入到收容凹部87b時，3處抵靠面87h就與層疊電極組2的兩引線13、14側(cè)端面接觸成緊密接觸狀態(tài)。因此，層疊電極組2被固定成在收容凹部87b內(nèi)不能向任何方向移動的狀態(tài)，所以，除了能可靠獲得與上述各實施形態(tài)說明過的相同效果之外，還具有只要將層疊電極組2簡單插入收容凹部87b內(nèi)即可，抵靠熱板之類進行固定用的作業(yè)全部不需要的優(yōu)點。
(第8實施形態(tài))圖33所示為本發(fā)明第8實施形態(tài)的疊合片封裝型電池的縱向剖視圖。在該電池中，作為電極組固定手段，設有熱熔接部88，該熱熔接部88是這樣形成的在將安裝有絕緣框狀襯墊70的層疊電極組2裝入封裝殼體1內(nèi)之后，例如在分別設定為加熱溫度150℃-300℃、加熱時間0.5sec-10sec、加熱壓力0.2N/mm2-2N/mm2的條件下進行加熱，使封裝殼體1的熔點比外側(cè)低的內(nèi)側(cè)樹脂層熔融，使該封裝殼體1與絕緣框狀襯墊70的接觸部分相互熱熔接，從而形成熱熔接部88。該電極組固定手段與第6實施形態(tài)的將邊帶83與封裝殼體18熱熔接的情況相比較，因為絕緣框狀襯墊70與邊帶83比較，剛性要高得多，所以，具有能進一步可靠固定層疊電極組2的優(yōu)點。另外，圖19及圖22的絕緣框狀襯墊69當然也可以通過在同樣條件下加熱，在與封裝殼體18之間形成熱熔接部。
(第9實施形態(tài))圖34所示為本發(fā)明第9實施形態(tài)的疊合片封裝型電池裝入封裝殼體1、18之前狀態(tài)的立體圖。作為電極組固定手段，將粘接帶或熱熔接片之類兩片固定用片89、89包卷層疊電極組2長度方向兩端部用粘接方法或熱熔接方法進行粘結(jié)，將該兩固定用片89、89與封裝殼體1、18、87熱熔接而構(gòu)成該電池。該電極組固定手段與第6實施形態(tài)一樣，雖然構(gòu)成極簡單價廉，卻能將層疊電極組2夾著固定用帶89，直接粘接固定在上述封裝殼體1、18及87之中的任一個上，所以，除了能獲得與各實施形態(tài)相同的效果之外，還具有即使在極板4、9的片數(shù)及尺寸發(fā)生變更的情況下，也能不變更作業(yè)工序就能適應的優(yōu)點。尤其是，該電極組固定手段適合于疊合片封裝型電池大型化時層疊電極組2的固定。
在以上各實施形態(tài)中，均對使用層疊電極組2的情況進行了例示和說明，但是，在使用將負極板與正極板中間夾著隔膜卷成渦卷狀之后，將其壓成扁平狀而形成的渦卷狀電極組的情況下，也基本同樣適用，能獲得同樣效果。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性如上所述，若根據(jù)本發(fā)明的疊合片封裝型電池，因為其構(gòu)成具有阻止層疊電極組在封裝殼體內(nèi)的移動的電極組固定手段，所以，裝有該電池作為驅(qū)動電源的便攜式電子設備等即使在頻繁地受到重復振動及很大沖擊的情況下，層疊電極組也由于電極組固定手段而被固定成不可動的狀態(tài)。因此，不會發(fā)生層疊電極組的與正極板及負極板分別接合的正極引線或負極引線因彎折而斷線，或封裝殼體被層疊電極組的毛刺等刺破，或者封裝殼體的中間金屬層與層疊電極組接觸導致電氣短路之類故障，不會發(fā)生電壓不穩(wěn)、電解液漏液或封裝殼體中的金屬層因電解液而發(fā)生腐蝕之類不良情況，所以，有利于提供體積薄、重量輕但可靠性高的電池。
權(quán)利要求
1.一種疊合片封裝型電池，其這樣構(gòu)成正極板(9)與負極板(4)夾著隔膜(12)層疊而形成電極組(2)，所述電極組(2)和電解液裝入在將兩片重疊成的疊合片的周邊密封而成的封裝殼體(1、18)內(nèi)，一端與所述正極板(9)的正極端子(10a)接合的正極引線(14)及一端與所述負極板(4)的負極端子(7a)接合的負極引線(13)通過所述封裝殼體(1、18)的一個邊引出到外部，其特征在于，還具有阻止所述電極組(2)在所述封裝殼體(1、18)內(nèi)運動的電極組固定手段，電極組固定手段由夾在封裝殼體(18)與裝在其內(nèi)部的電極組(2)之間的多個部位、將所述封裝殼體(18)與所述電極組(2)相互熱熔接的變性烯烴樹脂(80)構(gòu)成。
2.一種疊合片封裝型電池，其這樣構(gòu)成正極板(9)與負極板(4)夾著隔膜(12)層疊而形成電極組(2)，所述電極組(2)和電解液裝入在將兩片重疊成的疊合片的周邊密封而成的封裝殼體(1、18)內(nèi)，一端與所述正極板(9)的正極端子(10a)接合的正極引線(14)及一端與所述負極板(4)的負極端子(7a)接合的負極引線(13)通過所述封裝殼體(1、18)的一個邊引出到外部，其特征在于，還具有阻止所述電極組(2)在所述封裝殼體(1、18)內(nèi)運動的電極組固定手段，電極組固定手段由將與電極組(2)粘接固定、保持所述電極組(2)形狀的固定帶(82)與封裝殼體(18)相互熱熔接而構(gòu)成。
3.一種疊合片封裝型電池，其這樣構(gòu)成將正極板(9)與負極板(4)夾著隔膜(12)卷成渦卷狀，然后壓成扁平形狀的電極組(2)，所述電極組(2)和電解液裝入在將兩片重疊成的疊合片的周邊密封而成的封裝殼體(1、18)內(nèi)，一端與所述正極板(9)的正極端子(10a)接合的正極引線(14)及一端與所述負極板(4)的負極端子(7a)接合的負極引線(13)通過所述封裝殼體(1、18)的一個邊引出到外部，其特征在于，還具有阻止所述電極組(2)在所述封裝殼體(1、18)內(nèi)運動的電極組固定手段，電極組固定手段由夾在封裝殼體(18)與裝在其內(nèi)部的電極組(2)之間的多個部位、將所述封裝殼體(18)與所述電極組(2)相互熱熔接的變性烯烴樹脂(80)構(gòu)成。
4.一種疊合片封裝型電池，其這樣構(gòu)成將正極板(9)與負極板(4)夾著隔膜(12)卷成渦卷狀，然后壓成扁平形狀的電極組(2)，所述電極組(2)和電解液裝入在將兩片重疊成的疊合片的周邊密封而成的封裝殼體(1、18)內(nèi)，一端與所述正極板(9)的正極端子(10a)接合的正極引線(14)及一端與所述負極板(4)的負極端子(7a)接合的負極引線(13)通過所述封裝殼體(1、18)的一個邊引出到外部，其特征在于，還具有阻止所述電極組(2)在所述封裝殼體(1、18)內(nèi)運動的電極組固定手段，電極組固定手段由將與電極組(2)粘接固定、保持所述電極組(2)形狀的固定帶(82)與封裝殼體(18)相互熱熔接而構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的疊合片封裝型電池，其特征在于，隔板(12)的外形尺寸設定為比正極板(9)及負極板(4)的外形尺寸要大的構(gòu)成。
全文摘要
一種疊合片封裝型電池，具有阻止電極組(2)在封裝殼體(1、18)內(nèi)運動的電極組固定手段，電極組固定手段由與電極組(2)一起收容在封裝殼體(18)內(nèi)的絕緣框狀襯墊(69、70、77、78)構(gòu)成，絕緣框狀襯墊由不會浸入電解液、熔點比封裝殼體高的材料形成，外形與由收容在封裝殼體內(nèi)的電極組的、引出正負極端子(10a、7a)的一端面及與該一端面相對的封裝殼體的內(nèi)側(cè)面(18g)所圍成的空間對應，并設有將與正、負極端子分別接合的正、負極引線(14、13)分別引出到外部的一對穿插孔(69c、69d、77d、77e、78e)，以及設于該穿插孔之間、以緊密接觸狀態(tài)與所述一端面抵接的增強部分(69e、77f、78d)。
文檔編號H01M2/14GK1822411SQ20061006731
公開日2006年8月23日 申請日期2000年3月27日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月26日
發(fā)明者金田正明, 吉尾英明, 松政義高, 一之瀨浩明, 鈴木仁, 津田信吾 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社