蓄电池组件的制作方法

专利名称：蓄电池组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过形成多个蓄电池并将这些蓄电池串联连接在一起而制成的蓄电池组件，所述多个蓄电池是通过将由隔板分隔开的正极体和负极体缠绕到绕芯上而形成的。
背景技术：
例如，在JP-A-11-26321中提出了一种柱形电池，其是通过将多个在电池和电容器等中存储了电力的蓄电池连接在一起而制成的。图23中示出了现有技术的这种具有串联的蓄电池连接结构的柱形电池。
参照图23，构成柱形电300的多个蓄电池301串联连接。这些串联连接的蓄电301容纳在柱形金属壳302中。
每个蓄电池301都是通过在集电箔的表面上形成极化电极以形成正极体和负极体，并且将由隔板分隔开的正极体和负极体缠绕到轴心上而形成的缠绕体。
每个蓄电池301都具有正导线部分303，其由从极化电极突出的正极体的集电箔的一部分构成；以及负导线部分304，其由从极化电极突出的负极体的集电箔的一部分构成。即，每个蓄电池301都在该缠绕体的一端具有正导线部分303，而在该缠绕体的另一端具有负导线部分304。
将多个蓄电池301共轴设置，并且将一个蓄电池301的正导线部303与另一蓄电池301的负导线部304连接，通过串联连接这些蓄电池301来形成蓄电池单元305。将该蓄电池单元305容纳在金属壳302中，从而获得了柱形电池300。
然而，在上述的现有技术的柱形电池300中，为了串联连接多个蓄电池301，必须使正导线部分303从各个蓄电池301的一端突出，使负导线部分304从另一端突出，并且连接正导线部分303和相邻蓄电池301的负导线部分304。
此时，如果将正导线部分303从各个蓄电池301的一端突出的长度记为La，而将负导线部分304从各个蓄电池301的另一端突出的长度记为Lb，则为了串联连接多个蓄电池301，必须将相邻蓄电池301、301设置为使其间的间隔为La+Lb，即正导线部分303的长度La和负导线部分304的长度Lb之和。
因为类似这样以间隔La+Lb来设置相邻蓄电池301、301，所以难于使柱形电池300的整体长度保持紧凑。
另外，由于为了串联连接多个蓄电池301，将相邻蓄电池301、301之一的正导线部分303连接到另一蓄电池301的负导线部分304，所以当电流流过时，在连接处出现了较大的连接阻抗，且很难降低这些连接的阻抗。
因此，期待这样一种串联蓄电池连接结构，通过该结构，可以减小柱形电池的长度以使之紧凑，还可以保持低连接阻抗。

发明内容
本发明提供了一种包括多个串联连接的蓄电池的蓄电池组件，各个蓄电池包括集电箔；极化电极，由活性炭、导电材料和粘合剂制成，设置在所述集电箔的至少一侧上，并形成正极体和负极体；隔板，用于分隔所述正极体和所述负极体；以及绕芯，用于将所述集电箔、所述极化电极以及所述隔板层叠在一起，并缠绕在其上，其中宽度至少是所述极化电极宽度两倍的延展集电箔连续穿过相邻蓄电池并将它们串联连接起来。
通过使用穿过相邻蓄电池的延展集电箔，并象这样用该延展集电箔来连接多个蓄电池，可以缩短相邻蓄电池之间的距离，从而使柱形电池紧凑。
另外，通过用延展集电箔来串联连接相邻蓄电池，可以免去在现有技术中的用于将蓄电池连接在一起的必要的连接部分。通过这种方式，可以消除电流流过时出现的连接阻抗并可以提高电流。
为了分别校正根据本发明的多个蓄电池的电压，优选地，将导线连接至所述延展集电箔。即使在串联连接蓄电池的情况下，也希望使蓄电池各自的电压恒定。为了实现这一目标，将导线连接至该延展集电箔，以使得可以使用导线来分别检测蓄电池的电压。另外，由于可以使用这些导线来提供电流或漏电流，所以可以分别调整蓄电池的电压。
优选地，本发明的绕芯是中空部件，并且使所述导线穿过所述绕芯的中空部分。为了从蓄电池的外侧将导线连接至延展集电箔，必须在用于容纳蓄电池的柱形容器的壁上形成用于使所述导线穿过的通孔，然而这是不利的。但是，如果如同本发明中一样，利用绕芯的中空部分使所述导线穿过蓄电池的内部，则无需重新提供用于使所述导线穿过的空间。
优选地，本发明的延展集电箔具有形成在位于蓄电池之间的部分中的多个开口。当将电解液注入蓄电电池中时，电解液流经这些开口，进入蓄电池之间，并平缓地流入蓄电池内部。另外，聚集在蓄电池之间的电解液通过这些开口漏出，从而可以减少留在蓄电池之间的电解液的量，进而电解液在表面张力的作用下分为两滴，避免了在相邻蓄电池之间形成液体交汇。
另外，对于本发明的延展集电箔，优选地，在位于蓄电池之间的部分上执行防水处理。经过该处理，即使在蓄电池之间聚集了蓄电池中的电解液，这些电解液也会被防水材料所阻挡，并且阻断了蓄电池之间的电解液的连续性，从而防止了由电解液形成的相邻蓄电池之间的液体交汇。


图1是具有根据本发明第一实施例的串联连接的蓄电池组件的柱形电池的剖视图；图2是图1中所示的串联蓄电池连接结构的放大视图；图3是示出了用于制造图2中所示的串联蓄电池连接结构的装置的立体图；图4是示出了图2中所示的串联蓄电池连接结构的电极体和隔板在被缠绕到绕芯上之前的视图；图5A和图5B是示出了如何将图3中所示的电极体和隔板多次缠绕在绕芯上以获得串联蓄电池连接结构的视图；图6是示出了用于和图3中所示的用于制造图2中示出的串联蓄电池连接结构的制造装置进行比较的示例的视图；图7A和图7B是示出了向已容纳了蓄电池单元的柱形壳中注入电解液时电解液如何流动的视图；图8A和图8B是示出了当蓄电池之间滞留有电解液时的比较示例和本发明实施例的视图；图9是示出了第一实施例的第一延展集电箔的第一变型例的视图，其示出了在第一延展集电箔的中部区域内以“之”字形形成有多个圆孔的示例；图10是示出了第一实施例的第一延展集电箔的第二变型例的视图，其示出了在第一延展集电箔的中部区域的侧面上涂有防水材料的示例；图11是示出了第一实施例的第一延展集电箔的第三变型例的视图，其示出了用绝缘材料填充由第一延展集电箔的多个中部区域所形成的空间的示例；图12A、图12B和图12C是示出了在使用第一测试蓄电池的第一比较例、使用第二测试蓄电池的第二比较例，以及使用第三测试蓄电池的本发明实施例中进行的顶部、中部和底部蓄电池的电压校正的视图；图13是示出了蓄电池之间的电压差V与图12A、图12B和图12C中所示的第一、第二和第三测试蓄电池的充电/放电周期的关系的曲线图；图14是示出了使用电压校正装置来执行校正的示例的视图，该校正用于使第一实施例的串联蓄电池连接结构中的顶部、中部和底部蓄电池的电压相等；图15是具有本发明第二实施例的串联蓄电池连接结构的柱形电池的剖视图；图16是具有本发明第三实施例的串联蓄电池连接结构的柱形电池的剖视图；
图17示出了图16中所示的第三实施例的串联蓄电池连接结构的电极体和隔板在被缠绕到绕芯上之前的视图；图18是示出了第四实施例的串联蓄电池连接结构的视图，其示出了一个示例，其中使缠绕有顶部蓄电池的绕芯顶部的直径、缠绕有中部蓄电池的绕芯中部的直径，以及缠绕有底部蓄电池的绕芯底部的直径不相同；图19是具有本发明第五实施例的串联蓄电池连接结构的柱形电池的剖视图；图20是具有本发明第六实施例的串联蓄电池连接结构的柱形电池的剖视图，其示出了在柱形容器的内周面上设置了绝缘组件的示例；图21是有关本发明第七实施例的视图，其示出了一个示例，其中柱形蓄电电池的柱形容器的不包含底部的周壁部由绝缘材料制成；图22是有关本发明第八实施例的视图，其示出了在柱形容器的周壁的多个部分之间以及绕芯的与相邻蓄电池之间的多个部分对应的多个部分之间插入绝缘组件的示例；以及图23是示出了具有现有技术的串联蓄电池连接结构的柱形电池的视图。
具体实施例方式
图1中所示的柱形电池10具有柱形容器11和容纳在该柱形容器11中的蓄电池单元12。蓄电池单元12具有负极集电板13和正极集电板15。负极集电板13固定在柱形容器11的底部14上。正极集电板15被导电U形连接件17连接到柱形容器11的盖部16。盖部16具有环绕其外周16a配备的绝缘橡胶环18。通过将柱形容器11的顶部19卷曲至绝缘橡胶环18，来将盖部16接合到顶部19。柱形电池10具有电压校正装置20。该电压校正装置20对构成蓄电池单元12的蓄电池33、35、37的电压进行校正。盖部16用作正极。柱形容器11的底部14用作负极。
蓄电池单元12具有设置在负极集电板13和正极集电板15之间的串联蓄电池连接结构30。
串联蓄电池连接结构30具有，缠绕在中空芯31的顶部31a上的顶部蓄电池33、缠绕在中空芯31的中部31b上的中部蓄电池35，以及缠绕在中空芯31的底部31c上的底部蓄电池37，并且这三个蓄电池，即顶部蓄电池33、中部蓄电池35和底部蓄电池37串联连接。
顶部蓄电池33是通过如下操作制成的结构将第一延展电极体40的正极体41、第一顶部隔板42、负极体43和第二顶部隔板44层叠在一起，并以正极体41和负极体43被第一顶部隔板42和第二顶部隔板44间隔开的方式将它们缠绕在轴上。
第一延展电极体40的正极体41由第一延展集电箔46和设置在第一延展集电箔46的正极区46a两侧的由活性炭、导电材料和粘合剂制成的极化电极48、48构成。
顶部蓄电池33的负极体43由负极集电箔50以及设置在集电箔50两侧的由活性炭、导电材料和粘合剂制成的极化电极48、48构成。
中部蓄电池35是通过如下操作制成的结构将第一延展电极体40的负极体51、第一中部隔板52、第二延展电极体54的正极体55，以及第二中部隔板56层叠在一起，并以负极体51和正极体55被第一中部隔板52和第二中部隔板56间隔开的方式将它们缠绕在轴上。
第一延展电极体40的负极体51由第一延展集电箔46以及设置在第一延展集电箔46的负极区46b两侧的由活性炭、导电材料和粘合剂制成的极化电极48、48构成。
第二延展电极体54的正极体55由第二延展集电箔58以及设置在第二延展集电箔58的正极区58a两侧的由活性炭、导电材料和粘合剂制成的极化电极48、48构成。
底部蓄电池37是通过如下操作制成的结构将正极体61、第一底部隔板62、第二延展电极体54的负极体63，以及第二底部隔板64层叠在一起，并以正极体61和负极体63被第一底部隔板62和第二底部隔板64间隔开的方式将它们缠绕在轴上。
底部蓄电池37的正极体61由正极集电箔66以及设置在正极集电箔66两侧的由活性炭、导电材料和粘合剂制成的极化电极48、48构成。
第二延展电极体54的负极体63由第二延展集电箔58以及设置在第二延展集电箔58的负极区58b两侧的由活性炭、导电材料和粘合剂制成的极化电极48、48构成。
在这种串联蓄电池连接结构30中，通过将单个第一延展集电箔46用作顶部蓄电池33的正极体41的集电箔(即，正极区46a)和中部蓄电池35的负极体51的集电箔(即，负极区46b)，使顶部蓄电池33和中部蓄电池35串联连接；并且通过将单个第二延展集电箔58用作中部蓄电池35的正极体55的集电箔(即，正极区58a)和底部蓄电池37的负极体63的集电箔(即，负极区58b)，使中部蓄电池35和底部蓄电池37串联连接。
另外，在这种串联蓄电池连接结构30中，使顶部蓄电池33的正极体41中的正极区46a的顶端46g突出至第一和第二顶部隔板42、44的上方，且该突出的顶端46g连接至正极集电板15；并且，使底部蓄电池37的负极体63中的负极区58b的底端58g突出至第一和第二底部隔板62、64的下方，且该突出的底端58g连接至负极集电板13。
图2是图1中所示的本发明第一实施例的串联蓄电池连接结构30的放大视图。
顶部蓄电池33的正极体41中的正极区46a的宽度为L1，中部蓄电池35的负极体51中的负极区46b的宽度为L1，正极区46a和负极区46b之间的中部区46c的宽度为L2，并且正极区46a的顶端46g的宽度为L3，所以，第一延展集电箔46的总宽度为L1+L1+L2+L3。第一圆孔68形成为第一延展集电箔46的顶部蓄电池33和中部蓄电池35之间的部分(即中部区46c)中的开口。
也就是说，第一延展集电箔46的宽度(具体地，2×L1+L2+L3)至少是极化电极48的宽度的两倍，并通常连续穿过相邻的顶部蓄电池33和中部蓄电池35，从而对蓄电池33、35进行串联连接。
通过在正极区46a和负极区46b的两侧设置极化电极48、48，以形成顶部蓄电池33的正极体41和中部蓄电池35的负极体51，来获得第一延展电极体40。第一延展电极体40在其中部区46c上没有极化电极48。另外，对中部区46c进行弯曲，以便通过从正极区46a到负极区46b的行程朝向中空芯31倾斜(参见图1)。
中部蓄电池35的正极体55中的正极区58a的宽度为L1，底部蓄电池37的负极体63中的负极区58b的宽度为L1，正极区58a和负极区58b之间的中部区58c的宽度为L2，并且负极区58b的底端58g的宽度为L3(参见图1)，所以，将第二延展集电箔58的总宽度设为L1+L1+L2+L3。
也就是说，第二延展集电箔58的宽度(具体地，2×L1+L2+L3)至少是极化电极48的宽度的两倍，并连续穿过相邻的中部蓄电池35和底部蓄电池37，从而对蓄电池35、37进行串联连接。
第二圆孔69形成为第二延展集电箔58的中部蓄电池35和底部蓄电池37之间的部分(即中部区58c)中的开口。这些第二圆孔69具有与形成在第一延展集电箔46的中部区46c中的第一圆孔68相同的形状。
通过在正极区58a和负极区58b上设置极化电极48、48，以形成中部蓄电池35的正极体55和底部蓄电池37的负极体63，来获得第二延展电极体54。
与第一延展电极体40一样，第二延展电极体54在其中部区58c上没有极化电极48。对中部区58c进行弯曲，以便通过从正极区58a到负极区58b的行程朝向中空芯31倾斜(参见图1)。
如上所述，第一和第二集电箔46、58的宽度(具体地，2×L1+L2+L3)各至少两倍于极化电极48的宽度，并连续穿过蓄电池33、35和37中的相邻蓄电池，从而将这些相邻蓄电池串联连接在一起。因此，可以保持蓄电池33、35和37中的相邻蓄电池之间的距离很短，从而可以减小柱形电池10的长度，以实现紧凑。
另外，通过使蓄电池33、35和37中的相邻蓄电池与第一和第二延展集电箔46和58串联连接，可以免去现有技术中的连接蓄电池所必需的连接部分。通过这种方式，可以降低电流流过时所产生的连接阻抗并提高了电流。
下面将参照图5A和图5B来详细说明使第一和第二延展集电箔46、58的中部区46c、58c倾斜的原因。另外，将参照图7A、图7B、图8A以及图8B来说明在中部区46c、58c中提供第一和第二圆孔68、69作为开口的原因。
参照图1，电压校正装置20是通过以下操作而制成的结构将第一导线21连接至第一延展集电箔46的中部区46c的中空芯31侧上的部分46d并将第一导线21连接至控制部分22，将第二导线24连接至第二延展集电箔58的中部区58c的中空芯31侧上的部分58d并且将第二导线24连接至控制部分22，利用第三导线26将用作正极的盖部16连接至控制部分22，并且利用第四导线28将柱形容器11的底部14(用作负极)连接至控制部分22。
第一导线21具有连接至第一延展集电箔46的中部区46c的中空芯31侧上的部分46d的第一端部21a，该第一导线21穿过中空芯31中的第一通孔71进入中空芯31的中空部分32，穿过中空部分32抵达负极集电板13中的开口13a，穿过开口13a和形成在柱形容器11的底部14中的通孔72抵达柱形电池10的外部，并且该第一导线21具有连接至控制部分22的第二端部21b。
第二导线24具有连接至第二延展集电箔58的中部区58c的中空芯31侧上的部分58d的第一端部24a，该第二导线24穿过中空芯31中的第二通孔73进入中空芯31的中空部分32，穿过中空部分32抵达负极集电板13中的开口13a，穿过开口13a和形成在柱形容器11的底部14中的通孔72抵达柱形电池10的外部，并具有连接至控制部22的第二端部24b。
由于第一和第二导线21、24象这样穿过中空芯31的中空部分32，所以无需重新提供用于使第一和第二导线21、24穿过的空间。因此，可以简单快捷地安装第一和第二导线21、24。
另外，由于第一和第二导线21、24利用中空芯31的中空部分32穿过顶部蓄电池33、中部蓄电池35以及底部蓄电池37的内部，所以无需在容纳有蓄电池33、35和37的柱形容器11的壁11a上凿出(prove)用于穿过第一和第二导线的通孔。
利用该电压校正装置20，可以通过经由第一至第四导线21、24、26和28分别向顶部蓄电池33、中部蓄电池35以及底部蓄电池37提供电流或对它们放电，来分别校正蓄电池33、35和37的电压。
图3示出了用于制造根据本发明第一实施例的串联蓄电池连接结构的装置。
用于制造串联蓄电池连接结构的该装置80包括用于馈送带状的第一电极片83的第一电极片馈送辊82。由第一电极片切割辊84的刀具85切割馈送出的第一电极片83，从而将其分割为第一延展电极体40和用于图1中所示的底部蓄电池37的正极体61。在进行该分割时，在第一延展电极体40和正极体61之间出现了不想要的部分74；通过移除装置(未示出)来移除该部分74。
该制造装置80还包括用于馈送带状的第一隔板88的第一隔板馈送辊87。由第一隔板切割辊89的刀具90、90来切割馈送出的第一隔板88，从而将其分割为用于图1中所示的顶部蓄电池33的第一顶部隔板42、用于图1中所示的中部蓄电池35的第一中部隔板52以及用于图1中所示的底部蓄电池37的第一底部隔板62。在进行该分割时，在隔板42、52和62之间出现了不想要的部分75、76；通过移除装置(未示出)来移除这些部分75、76。
另外，该制造装置80包括用于馈送带状的第二电极片93的第二电极片馈送辊92。由第二电极片切割辊94的刀具95来切割馈送出的第二电极片93，从而将其分割为用于顶部蓄电池33的负极体43和第二延展电极体54。在进行该分割时，在负极体43和第二延展电极体54之间出现了不想要的部分77；通过移除装置(未示出)来移除该部分77。
另外，该制造装置80包括用于馈送带状的第二隔板97的第二隔板馈送辊96。由第二隔板切割辊98的刀具99、99切割馈送出的第二隔板97，从而将其分割为用于图1中所示的顶部蓄电池33的第二顶部隔板44、用于图1中所示的中部蓄电池35的第二中部隔板56，以及用于图1中所示的底部蓄电池37的第二底部隔板64。在进行该分割时，在隔板44、56和64之间出现了不想要的部分78、79；通过移除装置(未示出)来移除这些部分78、79。
将由第一电极片切割辊84的刀具85切割出的第一延展电极体40的正极体41、由第一隔板切割辊89的刀具90切割出的第一顶部隔板42、由第二电极片切割辊94的刀具95切割出的负极体43，以及由第二隔板切割辊98的刀具99切割出的第二顶部隔板44层叠在一起，并缠绕到中空芯31上来形成顶部蓄电池33(仍参见图1)。
将由第一电极片切割辊84的刀具85切割出的第一延展电极体40的负极体51、由第一隔板切割辊89的刀具90切割出的第一中部隔板52、由第二电极片切割辊94的刀具95切割出的第二延展体54的正极体55以及由第二隔板切割辊98的刀具99切割出的第二中部隔板56层叠在一起，并缠绕在中空芯31上来形成中部蓄电池35(仍参见图1)。
将由第一电极片切割辊84的刀具85切割出的正极体61、由第一隔板切割辊89的刀具90切割出的第一底部隔板62、由第二电极片切割辊94的刀具95切割出的第二延展电极体54的负极体63以及由第二隔板切割辊98的刀具99切割出的第二底部隔板64层叠在一起，并缠绕在中空芯31上来形成底部蓄电池37(仍参见图1)。
图4示出了图3中的电极片和隔板在被缠绕到中空芯上之前的视图。
将第一电极片83的第一延展电极体40的正极体41、第一隔板88的第一顶部隔板42、第二电极片93的负极体43以及第二隔板97的第二顶部隔板44层叠在一起。
此外，将第一延展电极体40的负极体51、第一隔板88的第一中部隔板52、第二电极片93的第二延展电极体54的正极体55以及第二隔板97的第二中部隔板56层叠在一起。
并且，将第一电极片83的正极体61、第一隔板88的第一底部隔板62、第二延展电极体54的负极体63以及第二隔板97的第二底部隔板64层叠在一起。
此时，在将第一和第二电极片83、93以及第一和第二隔板88、97层叠在一起并如箭头所示缠绕在图3中所示的中空芯上的同时，移除第一电极片83的正极体61的一个绕组61a(阴影区)；移除第一隔板88的第一底部隔板62的一个绕组62a(阴影区)；移除第二电极片93的第二延展电极体54的一个绕组54a(阴影区)；移除第二隔板97的第二中部隔板56的一个绕组56a(阴影区)；并移除第二底部隔板64的一个绕组64a(阴影区)。
将第一导线21的第一端部21a连接至第一延展电极体40的第一延展集电箔46的中部区46c(参见图2)的导线端部46e。
移除了第二延展电极体54的导线端的该一个绕组54a以后，将第二导线24的第一端部24a连接至第二延展电极体54的第二延展集电箔58的中部区58c的导线端部58e。
在第一延展集电箔46的中部区46c中以预定间隔形成多个第一圆孔68(也参照图1和图2)。在第二延展集电箔58的中部区58c中以预定间隔形成多个第二圆孔69(也参照图1和图2)。
通过将第一和第二电极片83、93以及第一和第二隔板88、97以这种状态层叠在一起，并按照箭头所示的方向缠绕在图3中所示的中空芯31上，获得图1中所示的串联蓄电池连接结构30。
下面，将基于图4、图5A和图5B，来详细说明将第一和第二电极片83、93以及第一和第二隔板88、97层叠在一起并缠绕在中空芯31上的一个示例。
如图5A中所示，用层叠在一起的第一和第二电极片83、93(参见图4)以及第一和第二隔板88、97(参见图4)如箭头所示来执行第一缠绕。通过这种方式，第二隔板97的第二顶部隔板44、第二电极片93的负极体43、第一隔板88的第一顶部隔板42，以及第一延展电极体40的正极体41以层叠状态缠绕在中空芯31的顶部31a上。
因为如上参照图4所述，已经移除了第二延展电极体54和第二中部隔板56的单个绕组54a和56a，所以第一延展电极体40的第一中部隔板52和负极体51以层叠状态缠绕在图5A中所示的中空芯31的中部31b上。结果，第一延展集电箔46的中部区46c通过从正极区46a(即，正极体41)到负极区46b(负极体51)的行程朝向中空芯31倾斜，并且所缠绕的电极体的极性沿中空芯31匹配。
另外，因为如上参照图4所述，已经分别从第一电极片83的正极体61、第一隔板88的第一底部隔板62、第二电极片93的第二延展电极体54，以及第二隔板97的第二底部隔板64上移除了单绕组61a、62a、52a和64a，所以没有在中空芯31的底部31c上缠绕任何东西。
在图5B中，用层叠在一起的第一和第二电极片83、93(参见图4)以及第一和第二隔板88、97(参见图4)如箭头所示来执行第二缠绕。
在中空芯31的顶部31a上再次缠绕第二隔板97的第二顶部隔板44、第二电极片93的负极体43、第一隔板88的第一顶部隔板42，以及第一延展电极体40的正极体41。
并且，在中空芯31的中部31b上再次缠绕第二隔板97的第二中部隔板56、第二延展电极体54的正极体55、第一隔板88的第一中部隔板52，以及第一延展电极体40的负极体51。
结果，第一延展集电箔46的中部区46c通过从正极区46a(正极体41)到负极区46b(负极体51)的行程朝向中空芯31倾斜，并且所缠绕的电极体的极性沿中空芯31匹配。
另外，第二隔板97的第二底部隔板64、第二延展电极体54的负极体63、第一隔板88的第一底部隔板62，以及第一电极片83的正极体61缠绕在中空芯31的底部31c上。
结果，第二延展集电箔58的中部区58c通过从正极区58a(正极体55)到负极区58b(负极体63)的行程朝向中空芯31倾斜，并且所缠绕的电极体的极性沿中空芯31匹配。
因此，用层叠状态的第一和第二电极片83、93(参见图4)以及第一和第二隔板88、97如箭头所示继续进行缠绕，可以获得图1中所示的串联蓄电池连接结构30。
由于使第一延展集电箔46的中部区46c和第二延展集电箔58的中部区58c以这种方式倾斜，构成顶部蓄电池33、中部蓄电池35和底部蓄电池37的正极和负极的缠绕顺序沿中空芯31匹配。
具体地，如图1的柱形电池所示，通过使第一延展集电箔46的中部区46c和第二延展集电箔58的中部区58c对角倾斜，可以将顶部蓄电池33、中部蓄电池35和底部蓄电池37缠绕为使得中空芯31上的第一绕组为负极，并且最后一个绕组为负极(参见图1)。
此处，当中空芯31上的第一绕组为负极时，最后一个绕组为正极；但是通过移除最外侧缠绕的正极，最后一个绕组也可以为负极(参见图1)。
通过如此来进行缠绕，可以将顶部蓄电池33、中部蓄电池35和底部蓄电池37的所有电极都作为负极或正极来协调工作。因此，获得了顶部蓄电池33、中部蓄电池35和底部蓄电池37未丧失电化学稳定性的效果。
此处使中空芯31上的第一绕组和最后一个绕组为负极(参见图1)的原因如下。
通常已知，当顶部蓄电池33、中部蓄电池35和底部蓄电池37的第一绕组和最后一个绕组为正极时，容易出现隔板碳化等问题。在第一实施例中，为了有效地抑制隔板碳化等问题，将顶部蓄电池33、中部蓄电池35和底部蓄电池37缠绕在中空芯31上，以使得各个蓄电池33、35和37的第一绕组和最后一个绕组都是负极。
在图3至图5B中示出了一个示例，其中依次在第一电极片83上层叠第一隔板88，在第一隔板88上层叠第二电极片93，在第二电极片93上层叠第二隔板97；然而，也可以随意选择将这些组件83、88、93和97层叠在一起的方法。简言之，可以使用能够将组件83、88、93和97层叠在一起，以使得可以将它们和由隔板分隔开的正极体和负极体缠绕在一起的任何方法。
图6示出了一示例，用于和图3中所示的制造根据本发明第一实施例的串联蓄电池连接结构的方法进行比较。
在用于制造串联蓄电池连接结构比较例的装置100中，从第一延展电极体馈送辊101经由第一辊102向中空芯31馈送带状的第一延展电极体40，并且从负极体馈送辊104经由该第一辊102向中空芯31馈送带状的正极体61。
另外，在该制造装置100中，从第一上部隔板馈送辊106经由第二辊107向中空芯31馈送带状的第一顶部隔板42，从第一中部隔板馈送辊108经由第二辊107向中空芯31馈送带状的第一中部隔板52，并且从第一底部隔板馈送辊109经由第二辊107向中空芯31馈送带状的第一底部隔板62。
另外，在该制造装置100中，从负极体馈送辊110经由第三辊111向中空芯31馈送带状的负极体43，并且从第二延展电极体馈送辊112经由第三辊111向中空芯31馈送带状的第二延展电极体54。
另外，在该制造装置100中，从第二顶部隔板馈送辊114经由第四辊115向中空芯31馈送带状的第二顶部隔板44，从第二中部隔板馈送辊116经由第四辊115向中空芯31馈送带状的第二中部隔板56，并且从第二底部隔板馈送辊117经由第四辊115向中空芯31馈送带状的第二底部隔板64。
通过将第一延展电极体40的正极体41、第一顶部隔板42、用于顶部蓄电池33的负极体43，以及第二顶部隔板44层叠在一起并缠绕在中空芯31的顶部31a上(参见图1)，形成了顶部蓄电池33。
通过将第一延展电极体40的负极体51、第一中部隔板52、第二延展电极体54的正极体55，以及第二中部隔板56层叠在一起并缠绕在中空芯31的中部31b上(参见图1)，形成了中部蓄电池35。
并且，通过将用于底部蓄电池37的正极体61、第一底部隔板62、第二延展电极体54的负极体63，以及第二底部隔板64层叠在一起并缠绕在中空芯31的底部31c上(参见图1)，形成了底部蓄电池37。
下面将对使用图3中所示的本实施例的制造装置80的制造方法和使用图6中所示的比较例中的制造装置100的制造方法进行比较。
根据图6中所示的比较例，需要以下10个辊第一延展电极体馈送辊101、正极体馈送辊104、第一上部隔板馈送辊106、第一中部隔板馈送辊108、第一底部隔板馈送辊109、负极体馈送辊110、第二延展电极体馈送辊112、第二顶部隔板馈送辊114、第二中部隔板馈送辊116，以及第二底部隔板馈送辊117。
另外，在该比较例中，必须在从各个馈送辊向外馈送正极体和负极体、第一和第二延展电极体和隔板时，分别控制这些正极体和负极体、第一和第二延展电极体和隔板的端面，同时还必须分别保证这些正极体和负极体、第一和第二延展电极体和隔板的平整性。
因此，在该比较例中，必须为10个馈送辊中的每一个分别配备控制端面的装置以及保证平整的装置，从而每个馈送辊变得昂贵。因此，当馈送辊的数量增加时，设备成本剧增。
另外，当馈送辊的数量增加时，在辊交换中投入了大量的时间和人力，从而阻碍了生产率的提高。
另一方面，根据图3中所示的第一实施例，馈送辊的数量可以减少为4个第一电极片馈送辊82、第一隔板馈送辊87、第二电极片馈送辊92，和第二隔板馈送辊96。
通过如此减少馈送辊的数量，可以降低设备成本。另外，通过减少馈送辊的数量，可以减少耗费在辊交换上的时间量并提高生产率。
下面将基于图7A、图7B、图8A和图8B来说明串联蓄电池连接结构30的操作。
图7A和图7B示出了一个示例，其中向根据第一实施例的串联蓄电池连接结构30的内部供应电解液。
参照图7A，在柱形容器11的顶部19打开的情况下，通过该开口将蓄电池单元12容纳在柱形容器11中。此后，如箭头(a)所示通过在顶部19中的开口供应电解液。
所供应的电解液流经正极集电板15和柱形容器11之间的间隙，然后进入串联蓄电池连接结构30和柱形容器11之间的间隙120，如箭头(b)所示。
进入间隙120的电解液行进到顶部蓄电池33和中部蓄电池35之间的间隙121，以及中部蓄电池35和底部蓄电池37之间的间隙121中，如箭头(c)所示。
在图7B中，电解液流经形成在第一延展集电箔46的中部区46c中的多个第一圆孔68，如箭头(d)所示，并平缓地经过顶部蓄电池33的底端流入顶部蓄电池33的内部(即，电极体和隔板之间)，并且经过中部蓄电池35的顶端流入中部蓄电池35的内部(即，电极体和隔板之间)。
另外，电解液流经形成在第二延展集电箔58的中部区58c(类似于第一延展箔46的中部区46c，如图2所示)中的多个第二圆孔69，经过中部蓄电池35的底端流入中部蓄电池35内部(即，电极体和隔板之间)，并且经过底部蓄电池37的顶端流入底部蓄电池37内部(即，电极体和隔板之间)。
结果，即使中部蓄电池35被放置在顶部和底部蓄电池33、37之间，也能够通过中部蓄电池35的顶端和底端平缓地注入电解液。因此，可以将电解液均匀地注入到顶部蓄电池33、中部蓄电池35和底部蓄电池37的内部。
下面将根据图8A中所示的比较例和图8B中的实施例，来说明由根据第一实施例的串联蓄电池连接结构30中的电解液形成的液体交汇。
图8A中所示的作为比较例的串联蓄电池连接结构118的第一延展集电箔119的中部区119a中没有多个第一圆孔。因此，当注入到顶部蓄电池33和中部蓄电池35内部的电解液122聚集在中部区119a之间的空间123中时，由于表面张力，其形成了连续的液滴。因此，这使得顶部蓄电池33的负极体43和中部蓄电池35的正极体55相接触，并形成液体交汇。
图8B中所示的本实施例的结构30具有形成在第一延展集电箔46的中部区46c中的多个第一圆孔68。由此，即使注入到顶部蓄电池33和中部蓄电池35内部的电解液122聚集在第一延展集电箔46、46(即，中部区46c、46c)之间的空间124中，它也会通过第一圆孔68排出。因此，可以减少存留在顶部蓄电池33、中部蓄电池35以及中部区46c之间的空间124中的电解液的量。结果，在表面张力的作用下，电解液122被分为上部和下部并形成两个液滴，从而防止了电解液122在顶部蓄电池33的负极体43和中部蓄电池35的正极体55之间形成液体交汇。
此处，形成在中部区46c中的第一圆孔68的尺寸被设定为使聚集在空间124中的电解液122无法连续的尺寸。
可以利用形成在第二延展集电箔58的中部区58c中的多个第二圆孔69，来获得与在中部区46c中形成多个第一圆孔68相同的效果，如图1和图2中所示。
下面将基于图9、图10和图11来说明第一延展集电箔46的第一、第二和第三变型例。在对第一至第三变型例的说明中，用相同标号来表示与参照图1至图8已经说明了的部分相同的部分，并不再进行说明。
图9示出了第一延展集电箔的第一变型例。
第一变型例的第一延展集电箔125与第一延展集电箔46(参见图4)的区别仅在于，以“之”字形在中部区126中形成了多个圆孔(开口)127，而其它结构与第一延展集电箔46的相同。
通过以“之”字形来布置中部区126中的多个圆孔127，可以有效地在中部区126中排列圆孔127并提供大面积的孔。因此，可以更有效地执行参照图7A和图7B说明的电解液的注入。另外，可以更有效地防止这些电解液形成参照图8B说明的液体交汇。
图9中仅示出了第一延展集电箔125，但是在第二延展集电箔(未示出)中，按照与第一集电箔125中相同的方式，也以“之”字形排列多个圆孔。
尽管在第一实施例和第一变型例中，说明了将圆孔68、127所构成的开口形成在中部区46c(参见图4)和中部区126中的示例，但是开口的形状并不限于此，而是可以另选地采用一些其它形状。
图10示出了本发明的第一延展集电箔的第二变型例。
构成该第二变型例的串联蓄电池连接结构130的第一延展集电箔(延展集电箔)131与图8B中所示的第一延展集电箔46的区别仅在于，在其中央区132中没有提供图2中所示的那种圆孔68，而是在该中央区132的两侧上均提供了诸如TeflonTM(美国杜邦的聚四氟乙烯)的防水材料133，其它结构与第一延展集电箔46相同。
由于在中央区132的两侧上均提供了防水材料133，所以即使注入到顶部蓄电池33和中部蓄电池35内部的电解液122聚集在了第一延展集电箔131、131(即，中央区132、132)之间的空间128中，它也会被防水材料133阻挡。因此，破坏了存留在顶部蓄电池33和中部蓄电池35之间的电解液122的连续性，从而无法在顶部蓄电池33的负极体43和中部蓄电池35的正极体55之间形成液体交汇。因此，可以获得与在图8B所示的第一延展集电箔46的中部区46c中形成第一圆孔68相同的效果。
此处，中央区132上设置的防水材料133的尺寸被设定为使顶部蓄电池33和中部蓄电池35之间的电解液122无法连续的尺寸。
作为向中央区132设置防水材料133的方法，例如，可以在向第一延展集电箔131的正极区和负极区上设置极化电极48(仍参见图4)之前，将防水材料133涂布/粘合在其上，或者可以在向第一延展集电箔131的正极区和负极区设置极化电极48的同时，将防水材料133涂布/粘合在其上。
尽管在第二变型例中说明了将聚四氟乙烯用作防水材料133的示例，但是也可以另选地使用一些其它防水材料133。
另外，在第二变型例中，按照与对于第一延展集电箔131的中央区132相同的方式，在第二延展集电箔(未示出)的中央区上设置诸如聚四氟乙烯的防水材料133，通过这样可以获得相同的效果。
图11示出了第三变型例的串联蓄电池连接结构135。
第三变型例的串联蓄电池连接结构135的第一延展集电箔(延展集电箔)136与图8B中所示的第一延展集电箔46的区别仅在于，在其中央区137中没有提供图2中所示种类的多个圆孔68，并且中央区137之间的空间129填充了绝缘材料138，其它结构与第一延展集电箔46的相同。
由于如此用绝缘材料138填充中央区137之间的空间129，所以即使注入到顶部蓄电池33和中部蓄电池35内部的电解液122聚集在了第一延展集电箔136、136(即，中央区137、137)之间的空间129中，也能利用绝缘材料138来破坏电解液122的连续性。因此，防止了这些电解液在顶部蓄电池33的负极体43和中部蓄电池35的正极体55之间形成液体交汇。通过这种方式，可以获得与在图8B所示的第一延展集电箔46的中部区46c中形成多个第一圆孔68相同的效果。
此处，按照与对于第一延展集电箔136的中央区137之间的空间相同的方式来填充第二延展集电箔(未示出)的中央区之间的空间，可以获得相同的效果。
如第三变型例中那样用绝缘材料138填充了中央区137之间的空间后，可以想象，该绝缘材料138会阻断电解液的进入。因此，第三变型例适用于串联连接两个蓄电池的情况。这是因为，当串联连接两个蓄电池时，可以通过各个蓄电池的外端部来注入电解液。
下面将基于图12A至图12C、图13和图14，来说明对顶部蓄电池33、中部蓄电池35和底部蓄电池37的电压进行校正的示例。
图12A、图12B和图12C示出了第一和第二比较例以及本实施例的测试蓄电池。
图12A中所示的比较例1的第一测试蓄电池140是通过如下操作而得到的结构在下电极141(即，集电箔141a和极化电极141b)和上电极142(即，集电箔142a和极化电极142b)之间插入隔板143，并且仅切开上电极142。
也就是说，在第一测试蓄电池140中，使下电极141和隔板143与第一和第二蓄电池144、145连续，以将第一和第二蓄电池144、145串联连接。
图12B中所示的比较例2的第二测试蓄电池147是通过如下操作而制得的结构在下电极141和上电极142之间插入隔板143，并且切断隔板143以及上电极142。
也就是说，在第二测试蓄电池147中，使下电极141与第一和第二蓄电池144、145连续，以将第一和第二蓄电池144、145串联连接。
图12C中所示的根据本实施例的第三测试蓄电池148是通过如下操作而制得的结构在下电极141和上电极142之间插入隔板143，并且切断下电极141的极化电极141b以及隔板143和上电极142。
也就是说，在第三测试蓄电池148中，使下电极141的集电箔141a与第一和第二蓄电池144、145连续，以将第一和第二蓄电池144、145串联连接。
按照与图1中所示的串联蓄电池连接结构30相同的方式来组装第三测试蓄电池148。
上述的第一至第三测试蓄电池140、147、148是通过以下操作制得的通过将上电极142和下电极141以及隔板143预先浸泡在电解液中来执行真空脱气，然后擦除上电极142和下电极141以及隔板143上的多余电解液，并在擦除掉这些电解液之后对上电极142和下电极141以及隔板143进行组装。
使用如此制备出的第一至第三测试蓄电池140、147、148来执行充电/放电测试。
在充电/放电测试中，将第一至第三测试蓄电池140、147、148的端部1和端部4连接至充电/放电测试仪，流过预定的充电/放电电流，例如25mA，测量端部1和端部2之间的电压V12，测量端部3和端部4之间的电压V34，然后根据以下公式从测量出的电压V34和V12中获得蓄电池之间的电压差V＝V34-V12在图13中示出了通过针对第一至第三测试蓄电池140、147、148的这种方式获得的蓄电池之间的电压差V。
图13是示出了第一至第三测试蓄电池的蓄电池之间的电压差V与充电/放电周期之间关系的曲线图。横轴表示充电/放电周期(时间)而纵轴表示蓄电池之间的电压差(V)。双点虚线所示的曲线G1表示比较例1(第一测试蓄电池140)，虚线所示的曲线G2表示比较例2(第二测试蓄电池147)，而实线所示的曲线G3表示本实施例(第三测试蓄电池148)。
在比较例1的情况下，如曲线G1所示，蓄电池之间的电压差(V)在充电/放电循环的开始时比较高，并且该蓄电池之间的电压差(V)随着充电/放电周期数的增加也迅速增大。由此，图12A中所示的蓄电池144和蓄电池145之间的电压差变大，因此，比较例1的形式并不适用于串联蓄电池连接结构30(参见图1)。
在比较例2的情况下，如曲线G2所示，蓄电池之间的电压差(V)在充电/放电循环的开始时较之比较例1的情况要低，不过随着充电/放电周期数的增加，蓄电池之间的电压差(V)迅速增大。由此，图12B中所示的蓄电池144和蓄电池145之间的电压差变大，因此，比较例2的形式并不适用于串联蓄电池连接结构30(参见图1)。
在本实施例的情况下，如曲线G3所示，蓄电池之间的电压差(V)在充电/放电循环的开始时大约为0，并且即使充电/放电周期数增加，蓄电池之间的电压差(V)也可以保持大约为0。由此，图12C中所示的蓄电池144和蓄电池145之间的电压差可以保持很小，因此，本实施例的形式适用于串联蓄电池连接结构30(参见图1)。
蓄电池之间的电压差(V)随充电/放电周期数的增加而增大的原因在于液体交汇。
如上所述，从曲线G1至G3可以看出，使蓄电池之间的电压差(V)保持很小的形式是切断了上电极142、隔板143以及下电极141的极化电极141b的形式；即，优选地，仅保留下电极141的集电箔141a。
因此，在串联蓄电池连接结构30中，如图1和图2中所示，在第一延展集电箔46的正极区46a和负极区46b的两侧均设置极化电极48，但是在中部区46c的两侧均没有设置极化电极48。
类似地，在第二延展集电箔58的正极区58a和负极区58b的两侧均设置极化电极48，但是在中部区58c的两侧均没有设置极化电极48。
结果，可以使串联蓄电池连接结构30的顶部蓄电池33、中部蓄电池35和底部蓄电池37的电压保持大致相等。
图14示出了一个示例，用电压校正装置20来校正顶部蓄电池33、中部蓄电池35和底部蓄电池37的电压，以使之相等。
在电压校正装置20中，通过第一导线21将第一延展集电箔46的中部区46c的中空芯31侧上的部分46d连接至控制部22；通过第二导线24将第二延展集电箔58的中部区58c的中空芯31侧上的部分58d连接至控制部22；通过第三导线26将用作正极的盖部16连接至控制部22；并且通过第四导线28将用作负极的柱形容器11的底部14连接至控制部22。
通过这种方式，可以利用控制部22测量出顶部蓄电池33、中部蓄电池35和底部蓄电池37各自的电压V1、V2和V3。
此处，可能发生以下情况对顶部蓄电池33、中部蓄电池35和底部蓄电池37的电压V1、V2和V3测量的结果是V1、V2和V3不相等。
在这种情况下，通过经由第一至第四导线21、24、26和28分别对顶部蓄电池33、中部蓄电池35和底部蓄电池37供应电流或放电，可以分别校正顶部蓄电池33、中部蓄电池35和底部蓄电池37的电压。
例如，当中部蓄电池35的电压V2高于顶部蓄电池33和底部蓄电池37的电压V1和V3时，通过控制部分22来执行控制以通过第一和第二导线21和24进行放电，可以降低中部蓄电池35的电压V2，并使其与顶部蓄电池33和底部蓄电池37的电压V1和V3相等。
另一方面，如果中部蓄电池35的电压V2低于顶部蓄电池33和底部蓄电池37的电压V1和V3，通过控制部分22来执行控制以通过第一和第二导线21和24供应电流，可以升高中部蓄电池35的电压V2，以使其与顶部蓄电池33和底部蓄电池37的电压V1和V3相等。
下面将基于图15至图22来说明根据第二至第八实施例的电池。在第二至第八实施例中，用相同的标号来表示与第一实施例相同的部分，并不再对它们进行说明。
图15示出了具有根据第二实施例的串联蓄电池连接结构的柱形电池。
第二实施例的柱形电池150与第一实施例的区别仅在于，其电压校正装置151与电压校正装置20(参见图1)不同，其它结构都是相同的。
参照图15，第二实施例的电压校正装置151具有通过以下操作而获得的结构将第一导线(导线)152连接至第一延展集电箔46的中部区46c的外部46f，并将第一导线152连接至控制部分22；将第二导线(导线)153连接至第二延展集电箔58的中部区58c的外部58f，并将第二导线153连接至控制部分22；通过第三导线26将用作正极的盖部16连接至控制部分22；并且通过第四导线28将用作为负极的柱形容器11的底部14连接至控制部分22。
第一导线152经过柱形容器11和串联蓄电池连接结构30之间的间隙120引导至柱形容器11的底部14，然后通过底部14中的通孔155延伸到柱形电池10的外部，并连接至控制部分22。
与第一导线152类似，通过柱形容器11和串联蓄电池连接结构30之间的间隙120将第二导线153引导至柱形容器11的底部14，然后通过底部14中的通孔155延伸到柱形电池10的外部，并连接至控制部分22。
因为如此利用柱形容器11和串联蓄电池连接结构30之间的间隙120来引导第一和第二导线152、153，所以无需重新提供用于使第一和第二导线152、153穿过的空间。因此，可以迅速且方便地安装第一和第二导线152、153。
因为如此利用柱形容器11和串联蓄电池连接结构30之间的间隙120来引导第一和第二导线152、153，所以无需在容纳有蓄电池33、35和37的柱形容器11的壁11a上为了使第一和第二导线穿过而钻出多个通孔。
根据该电压校正装置151，与电压校正装置20相同，通过经由第一至第四导线152、153、26和28分别向顶部蓄电池33、中部蓄电池35以及底部蓄电池37提供电流或对它们放电，可以分别校正蓄电池33、35和37的电压。
图16示出了具有根据第三实施例的串联蓄电池连接结构的柱形电池。
在第三实施例的柱形电池160中，只有其串联蓄电池连接结构161区别于第一实施例的串联蓄电池连接结构30(参见图1)，而其它结构都与第一实施例相同。
参照图16，串联蓄电池连接结构161是通过以下操作而获得的结构将顶部蓄电池162缠绕在中空芯31的顶部31a上，将中部蓄电池163缠绕在中空芯31的中部31b上，并将底部蓄电池163缠绕在中空芯31的底部31c上，然后串联连接顶部蓄电池162、中部蓄电池163和底部蓄电池163这三个蓄电池。
在该串联蓄电池连接结构161中，通过将单个第一延展集电箔46同时用作顶部蓄电池162的正极体41的集电箔和中部蓄电池163的负极体51的集电箔，来串联连接顶部蓄电池162和中部蓄电池163。另外，通过将单个第二延展集电箔58同时用作中部蓄电池163的正极体55的集电箔和底部蓄电池164的负极体63的集电箔，来串联连接中部蓄电池163和底部蓄电池164。
第一延展集电箔46的中部区46c从正极区46a到负极区46b平行于中空芯31延伸。
第二延展集电箔58的中部区58c从正极区58a到负极区58b平行于中空芯31延伸。
即，第三实施例的串联蓄电池连接结构161与第一实施例的串联蓄电池连接结构30的区别仅在于，中部区46c、58c都平行于中空芯31延伸，而其它结构都与第一实施例相同。
如以下参照图17将要说明的，相对于图1中所示的串联蓄电池连接结构30的制造，可以容易地制造出上述第三实施例的串联蓄电池连接结构161，但是与第一实施例的结构的区别在于，顶部蓄电池162和底部蓄电池164的中空芯31上的第一绕组和最后一个绕组是负极，而对于中部蓄电池163，它们是正极。
下面将基于图17来说明用于制造根据第三实施例的串联蓄电池连接结构161的方法。
图17示出了在进行缠绕之前根据第三实施例的串联蓄电池连接结构的电极体和隔板。
将第一电极片83的第一延展电极体40的正极体41、第一隔板88的第一顶部隔板42、第二电极片93的负极体43，以及第二隔板97的第二顶部隔板44层叠在一起。
将第一延展电极体40的负极体51、第一隔板88的第一中部隔板52、第二电极片93的第二延展电极体54的正极体55，以及第二隔板97的第二中部隔板56层叠在一起。
将第一电极片83的正极体61、第一隔板88的第一中部隔板52、第二延展电极体54的负极体63，以及第二隔板97的第二底部隔板64层叠在一起。
第一导线21的第一端部21a连接至第一延展电极体40的第一延展集电箔46的中部区46c的导线端部46e。
第二导线24的第一端部24a连接至第二延展电极体54的第二延展集电箔58的中部区58c的导线端部58e。
通过将第一和第二电极片83、93以及第一和第二隔板88、97层叠在一起，并在此状态下沿着箭头的方向缠绕，获得了图16中所示的串联蓄电池连接结构161。
根据第三实施例的串联蓄电池连接结构161，由于中部区46c、58c被设置为平行于中空芯31延伸，所以无需象参照第一实施例的图4所述那样来执行以下操作移除第一电极片83的正极体61的一个绕组61a(阴影区)、移除第一隔板88的第一底部隔板62的一个绕组62a(阴影区)、移除第二电极片93的第二延展电极体54的一个绕组54a(阴影区)、移除第二隔板97的第二中部隔板56的一个绕组56a(阴影区)，或者移除第二底部隔板64的一个绕组64a(阴影区)。
因此，可以迅速且便捷地执行缠绕串联蓄电池连接结构161的操作。
图18示出了根据第四实施例的串联蓄电池连接结构。第四实施例的串联蓄电池连接结构170与第一实施例的区别仅在于，其中空芯171与第一实施例的中空芯31(参见图1)不同，而其它结构都与第一实施例相同。
第四实施例的第一延展集电箔246是与第一实施例中的第一延展集电箔46等同的部分，并且第二延展集电箔258是与第一实施例中的第二延展集电箔58等同的部分。
第一延展集电箔246由宽度为L1的负极区246a、宽度为L1的正极区246b，以及宽度为L2的中部区246c构成。负极区246a和正极区246b的宽度分别都是L1，而中部区246c的宽度是L2。因此，将第一延展集电箔246设定为至少是极化电极48的宽度的两倍(具体地，2×L1+L2)。
第二延展集电箔258由宽度为L1的负极区258a、宽度为L1的正极区258b，以及宽度为L2的中部区258c构成。负极区258a和正极区258b的宽度分别都是L1，而中部区246c的宽度是L2。因此，将第二延展集电箔258设定为至少是极化电极48的宽度的两倍(具体地，2×L1+L2)。
中空芯171具有从其顶端171a到其底端171b贯穿的中空部分172。中空芯171的顶部173的外径为D1，中部174的外径为D2，而底部175的外径为D3，并且这些外径D1、D2和D3的关系为D1＞D2＞D3。
由顶部173和中部174形成的第一台阶176为(D1-D2)/2。由中部174和底部175形成的第二台阶177为(D2-D3)/2。
将第一台阶176的厚度设为与在对第一中部隔板256、第二延展集电箔258的负极区258a，以及设置在负极区258a侧的极化电极48、48进行层叠时的厚度t相同的厚度。
将第二台阶177的厚度设为与在对第一底部隔板264、负极集电箔278，以及设置在集电箔278侧的极化电极48、48进行层叠时的厚度t相同的厚度。
通过在中空芯171的顶部173和中部174之间设置第一台阶176，并这样在中部174和底部175之间设置第二台阶177，可以匹配顶部蓄电池233、中部蓄电池235以及底部蓄电池237的正极和负极的缠绕顺序，而无需将第一延展集电箔246的中部区246c和第二延展集电箔258的中部区258c弯曲至对角方向。
顶部蓄电池233、中部蓄电池235以及底部蓄电池237对应于第一实施例的顶部蓄电池33、中部蓄电池35以及底部蓄电池37。
标号279表示用于正极的集电箔，并且通过在该正极集电箔279的两侧上均设置极化电极48、48来构造正极体。标号242表示第一上部隔板。
因为无需使第一延展集电箔246的中部区246c和第二延展集电箔258的中部区258c弯曲至对角方向，所以就不存在中部区246c、258c中发生扭曲的风险。因为在中部区246c、258c中不会发生扭曲，所以可以精确地缠绕第一和第二延展集电箔246、258。因此，可以更加精确地对齐顶部蓄电池233的端面233a和233b、中部蓄电池235的端面235a和235b，以及底部蓄电池237的端面237a和237b，并且例如可以确定地避免电极之间的连续性。
与第一实施例中相同，因为可以匹配顶部蓄电池233、中部蓄电池235以及底部蓄电池237的正极和负极的缠绕顺序，所以可以获得以下效果顶部蓄电池233、中部蓄电池235以及底部蓄电池237不易丧失电化学稳定性。
尽管在第四实施例中说明了一个示例，其中在中空芯171的外径为D1的顶部173、外径为D2的中部174以及外径为D3的底部175之间设置了台阶，以匹配顶部蓄电池233、中部蓄电池235以及底部蓄电池237的正极和负极的缠绕顺序；但是还可以通过调整隔板绕组的数量来形成台阶，从而匹配顶部蓄电池233、中部蓄电池235以及底部蓄电池237的正极和负极的缠绕顺序，而不是在中空芯171中设置台阶。
图1中所示的柱形电池10在顶部蓄电池33、中部蓄电池35以及底部蓄电池37的外周处分别具有隔板42、52和62，并在其内周上还具有隔板44、56和64(仍参见图4)。
由此，即使柱形容器11和中空芯31由导电材料制成，也可以利用普通隔板来防止顶部蓄电池33、中部蓄电池35以及底部蓄电池37与柱形容器11和中空芯31电连续。
目前，在柱形电池10中使用的顶部蓄电池33、中部蓄电池35以及底部蓄电池37中，为了使它们内部的阻抗保持较低，存在以下倾向使用具有高导电特性的隔板作为隔板42、52、62、44、56和64。
因此，可以想象，顶部蓄电池33、中部蓄电池35以及底部蓄电池37可以通过柱形容器11和中空芯31而变得连续。
以下的第五至第八实施例为此提供了对策。在以下说明中，假定柱形容器11由铝合金制成，并且中空芯31由铝合金制成。
图19示出了根据第五实施例的串联蓄电池连接结构。
第五实施例的柱形电池190具有第一顶部隔板42，多次缠绕在顶部蓄电池33和柱形容器11之间；第二顶部隔板44，多次缠绕在顶部蓄电池33和中空芯31之间；第二中部隔板56，多次缠绕在中部蓄电池35和柱形容器11之间；第一中部隔板52，多次缠绕在中部蓄电池35和中空芯31之间；第一底部隔板62，多次缠绕在底部蓄电池37和柱形容器11之间；第二底部隔板64，多次缠绕在底部蓄电池37和中空芯31之间。柱形电池190与第一实施例的柱形电池10的区别仅在于此，而其它结构都与第一实施例的相同。
通过如此多次缠绕隔板，降低了顶部蓄电池33、中部蓄电池35和底部蓄电池37与柱形容器11和中空芯31的连续性的影响，并防止了顶部蓄电池33、中部蓄电池35和底部蓄电池37通过柱形容器11和中空芯31进行放电。因此，可以使顶部蓄电池33、中部蓄电池35和底部蓄电池37的电势保持一致，从而防止了柱形电池190的蓄电能量的下降。
图20示出了第六实施例的串联蓄电池连接结构。
第六实施例的柱形电池200与第一实施例的柱形电池10的区别仅在于，在柱形容器11的内周面11b上设置了低导电率的部分201，并在中空芯31的外周面31d上设置了低导电率的部分202，而其它结构都与第一实施例的相同。
对于该低导电率部分201和202，例如纸是合适的。
通过这种方式，如在第五实施例中，降低了顶部蓄电池33、中部蓄电池35和底部蓄电池37与柱形容器11和中空芯31的连续性的影响，并防止了顶部蓄电池33、中部蓄电池35和底部蓄电池37通过柱形容器11和中空芯31进行放电。因此，可以使顶部蓄电池33、中部蓄电池35和底部蓄电池37的电势保持一致，从而防止了柱形电池200的蓄电能量的下降。
在第六实施例(柱形电池200)中，尽管图中未示出，但是可以想象到第一和第二变型例。
在第一变型例的柱形电池200中，通过使柱形容器11的内表面11b实现不导电状态，并使中空芯31的外表面31d实现不导电状态，可以获得与第六实施例相同的效果。
作为使柱形容器11的内表面11b以及中空芯31的外表面31d实现不导电状态的方法，例如可以使用诸如明矾石或绝缘涂布的表面处理方法，以及用粘合剂粘贴不导电组件的方法。
作为绝缘涂布，例如聚碳酸酯等是合适的，而作为不导电组件，例如Kapton TapeTM(美国杜邦的聚酰亚胺膜的注册商标)等是合适的。
在第六实施例的第二变型例的柱形电池200中，通过在柱形容器11和蓄电池33、35和37之间设置绝缘组件，并在中空芯31和蓄电池33、35和37之间设置绝缘组件，来获得与第六实施例相同的效果。
作为要设置在柱形容器11和蓄电池33、35和37之间的绝缘组件，例如可以使用聚四氟乙烯(PTFE)。
图21示出了第七实施例的串联蓄电池连接结构。
第七实施例的柱形电池210与第一实施例的柱形电池10的区别仅在于，柱形容器11的壁11a由绝缘材料制成，并且中空芯31由绝缘材料制成，而其它结构与第一实施例的相同。柱形容器11的底部11c由导电材料制成。
作为形成壁11a和中空芯31的绝缘材料，例如可以使用聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚丁烯、对苯二酸盐(PBT)或者聚苯硫醚(PPS)。
因此，与第五实施例相同，防止了顶部蓄电池33、中部蓄电池35和底部蓄电池37与柱形容器11和中空芯31电连续，并防止了顶部蓄电池33、中部蓄电池35和底部蓄电池37通过柱形容器11和中空芯31进行放电。由此，可以使顶部蓄电池33、中部蓄电池35和底部蓄电池37的电势保持一致，并防止柱形电池210的蓄电能量下降。
图22示出了第八实施例的串联蓄电池连接结构。
第八实施例的柱形电池220与第一实施例的柱形电池10的区别仅在于，对柱形容器11的壁11a进行分割(例如，分为三部分)，并对中空芯31进行分割(例如，分为三部分)，而其它结构都与第一实施例的相同。
具体地，在顶部蓄电池33和中部蓄电池35之间、以及在中部蓄电池35和底部蓄电池37之间分割柱形容器11的壁11a。
在经分割的壁11a的偏上位置221和偏下位置222上设置不导电组件，其中偏上位置221位于顶部蓄电池33和中部蓄电池35之间的水平面上，偏下位置222位于中部蓄电池35和底部蓄电池37之间的水平面上。
另外，在顶部蓄电池33和中部蓄电池35之间分割中空芯31，并在中部蓄电池35和底部蓄电池37之间分割中空芯31。
并且，在经分割的中空芯31的偏上位置223和偏下位置224上设置了不导电组件，其中偏上位置223位于顶部蓄电池33和中部蓄电池35之间的水平面上，偏下位置224位于中部蓄电池35和底部蓄电池37之间的水平面上。
作为该不导电组件，例如可以使用聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚丁烯、对苯二酸盐(PBT)或者聚苯硫醚(PPS)。
通过这种方式，与第五实施例相同，防止了顶部蓄电池33、中部蓄电池35和底部蓄电池37与柱形容器11和中空芯31电连续，并防止了顶部蓄电池33、中部蓄电池35和底部蓄电池37通过柱形容器11和中空芯31进行放电。由此，可以使顶部蓄电池33、中部蓄电池35和底部蓄电池37的的电势保持一致，从而防止柱形电池220的蓄电能量下降。
在上述实施例中，说明了将三个蓄电池串联连接为串联蓄电池连接结构30、130、135、161、170的示例。然而，本发明并不限于此，而是可以另选地串联连接两个或四个或更多个蓄电池。
并且，尽管在上述实施例中说明了在集电箔的两侧设置由活性炭、导电材料和粘合剂组成的极化电极48，以形成正极体和负极体的示例，但是并不限于此，还可以在集电箔的一侧上设置极化电极48，来形成正极体和负极体。
另外，在图4中所示的实施例中，对以下示例进行了说明移除第一电极片83的正极体61的一个绕组61a(阴影区)；移除第一隔板88的第一底部隔板62的一个绕组62a(阴影区)；移除第二电极片93的第二延展电极体54的一个绕组54a(阴影区)；移除第二隔板97的第二中部隔板56的一个绕组56a(阴影区)；以及移除第二底部隔板64的一个绕组64a(阴影区)。然而，可以根据第一电极片83、第一隔板88、第二电极片93和第二隔板97的缠绕方法，随意选择要从第一电极片83、第一隔板88、第二电极片93和第二隔板97中移除的部分。
并且，尽管作为图1中所示的第一实施例的柱形电池10，说明了对顶部蓄电池33、中部蓄电池35和底部蓄电池37进行缠绕，使得对于中空芯31的“第一绕组”和“最后一个绕组”都是负极，但是，蓄电池33、35和37的第一绕组和最后一个绕组的极性并不限于此。
工业适用性使用具有两倍于极化电极宽度的集电箔将相邻蓄电池串联连接，以使得它们对于相邻蓄电池为共用的，通过这种方式，可以使蓄电池紧凑。可以将如此紧凑制造的蓄电池应用于各种工业领域。
权利要求
1.一种具有多个串联连接的蓄电池的蓄电池组件，各个所述蓄电池包括集电箔；极化电极，由活性炭、导电材料和粘合剂制成，设置在所述集电箔的至少一侧上，并形成正极体和负极体；隔板，用于分隔所述正极体和所述负极体；以及绕芯，用于将所述集电箔、所述极化电极以及所述隔板层叠在一起，并缠绕在其上，其中宽度至少是所述极化电极宽度两倍的延展集电箔连续穿过相邻蓄电池并将它们串联连接。
2.根据权利要求1所述的蓄电池组件，其特征在于，所述延展集电箔上连接有导线，以分别校正所述蓄电池的电压。
3.根据权利要求2所述的蓄电池组件，其特征在于，所述绕芯是中空部件，并且所述导线穿过所述绕芯的中空部分。
4.根据权利要求1所述的蓄电池组件，其特征在于，在所述延展集电箔的位于所述蓄电池组件之间的部分中形成有多个开口。
5.根据权利要求1所述的蓄电池组件，其特征在于，所述延展集电箔的位于所述蓄电池之间的部分经过了防水处理。
全文摘要
一种由多个串联连接的蓄电池(33、35、37)组成的蓄电池组件。各个蓄电池包括极化电极(48)和宽度至少是该极化电极宽度两倍的集电箔(46、58)。该集电箔连续穿过相邻蓄电池并串联连接这些相邻蓄电池。
文档编号H01M2/22GK1706059SQ200480001239
公开日2005年12月7日 申请日期2004年2月5日 优先权日2003年2月20日
发明者松本谦治 申请人:本田技研工业株式会社