圆筒形蓄电池以及蓄电池模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种圆筒形蓄电池以及使用多个该圆筒形蓄电池的蓄电池模块。
【背景技术】
[0002]在混合动力汽车(HEV !Hybrid Electric Vehicle)、插电式混合动力汽车(PHEV:Plug-1nHybrid Electric Vehicle)以及电动汽车(EV:Electric Vehicle)等中安装了能够进行大电流充放电的蓄电池。作为该蓄电池，较多使用镍氢蓄电池或锂二次电池来代替作为一般车辆用的蓄电池而通用的铅蓄电池。另外，在具有怠速停止系统(ISS:1dlingStop System)的车辆中，例如，如下列专利文献I所示，为了抑制铅蓄电池的性能变差，而进行了将由镍氢蓄电池或锂二次电池等形成的子电池与铅蓄电池并联连接。
[0003]在这些用途中，为了驱动大功率用电机，例如，如下列专利文献2中也示出的那样，将镍氢蓄电池或锂二次电池进行多个串联连接来形成蓄电池模块，根据情况不同，再将该蓄电池模块进行多个并联连接，使其能够在规定的高电压下提供大电流。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:JP特开2007-046508号公报
[0007]专利文献2:JP特开2006-092828号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的技术课题
[0009]作为镍氢蓄电池或锂离子二次电池，存在具有金属制的外装体的角形形状或具有层叠外装体的薄板状的形状，但较多使用具有金属制的圆筒状外装体的圆筒形的电池。圆筒形的镍氢蓄电池或锂离子二次电池已经大批量生产，当每个蓄电池出厂时，对质量进行细致地检查，以确保输出的偏差减少。
[0010]蓄电池市场中的产品缺陷的大部分都是由于电池电压降低、即所说的短路所引起的，在多个蓄电池串联连接的蓄电池模块中，即使是微小的偏差，有时也会在特定的蓄电池中使充放电电流集中而加速性能变差，而成为短路的原因。在将用于HEV、PHEV、EV、ISS等用途的多个蓄电池串联连接的蓄电池模块中，即使是一个蓄电池的短路也会造成高额的更换费用。因此，针对圆筒状的镍氢蓄电池或锂离子二次电池，需要比到目前为止更大地抑制输出的偏差。
[0011]根据本发明的一个实施方式，通过对圆筒状的卷绕电极体的卷绕末端部的电极与集电体的配置进行研宄来找出最佳方式，从而能够提供输出的偏差更少的圆筒形蓄电池以及使用多个该圆筒形蓄电池的蓄电池模块。
[0012]解决技术课题的手段
[0013]根据本发明的一个实施方式，提供一种圆筒形蓄电池，
[0014]具有:卷绕电极体，其是将正极板与负极板隔着隔板以相互绝缘的状态卷绕而成的；
[0015]金属制的圆筒状外装罐，其用于容纳所述卷绕电极体以及电解液，且兼作负极端子;
[0016]封口体，其以与所述圆筒状外装罐的开口部电绝缘的状态被安装，且兼作正极端子，
[0017]在所述卷绕电极体中，在卷轴的一侧的端部，第一集电体与正极板焊接；在另一侧的端部，第二集电体与负极板焊接，
[0018]所述第一集电体与所述封口体电连接，
[0019]所述第二集电体与所述圆筒状外装罐的底部内表面电连接，
[0020]所述第一以及第二集电体分别是圆盘状，且至少在所述第二集电体的外周形成截缺部，
[0021]所述卷绕电极体卷绕成:所述负极板成为比所述正极板更靠外周侧，
[0022]所述负极板的卷绕末端配置成:未与所述正极相互对置，且成为所述第二集电体的截缺部的位置。
[0023]另外，根据本发明的其他实施方式，提供一种将所述圆筒形蓄电池多个串联连接而成的蓄电池模块。
[0024]发明效果
[0025]负极的卷绕末端是很难涉及到充放电反应的部分。根据本发明的一个实施方式的圆筒形蓄电池，最外周侧的负极的卷绕末端未与正极板相互对置，且配置于在第二集电体的外周面形成截缺的位置上，因此，很难产生充放电反应，使得很难涉及到针对电池容量的充放电反应的负极的卷绕末端的影响变少，因此，电池的输出的偏差减少。
[0026]另外，根据本发明的其他实施方式的蓄电池模块，由于使用了输出的偏差较少的多个圆筒状蓄电池，因此，能够获得可靠性高的蓄电池模块。
【附图说明】
[0027]图1是实施方式的圆筒状镍氢蓄电池的纵剖视图。
[0028]图2A是正极集电引线的俯视图，图2B是正视图。
[0029]图3A是正极集电体的俯视图，图3B是将正极集电体与正极集电引线耦合的状态的俯视图。
[0030]图4是负极集电体的俯视图。
[0031]图5A是用于说明实施方式的卷绕电极体的卷绕末端的配置的从底部一侧看到的示意俯视图；图5B同样是比较例的示意俯视图。
【具体实施方式】
[0032]以下，对用于实施本发明的实施方式进行详细说明。不过，以下所示的实施方式只是为了理解本发明的技术思想而举例所示，并没有打算将本发明限定于该实施方式，只要不脱离技术方案所示的技术思想，本发明也能够应用于进行了各种变更的技术中。
[0033][镍氢蓄电池]
[0034]在实施方式的蓄电池模块中使用的圆筒状的镍氢蓄电池10具有将镍正极11与吸氢合金负极12隔着隔板13以相互绝缘的状态卷绕的卷绕电极体14。卷绕电极体14以吸氢合金负极12比镍正极11更靠外周侧的方式卷绕，最外周侧的吸氢合金负极12比镍正极11的卷绕末端多延伸一圈，吸氢合金负极12的外周被隔板13覆盖。S卩，负极板11的卷绕末端部未与正极板12相互对置。
[0035]镍正极11具有以下结构，即:在形成于由镀镍的钢板制的冲压金属形成的正极芯体15的两个面上的多孔质镍烧结体16内，填充以氢氧化镍为主要成分并添加了从氢氧化锌和氢氧化钴中选择的任意一种化合物的正极活性物质17。吸氢合金负极12在由镀镍的软钢材制的冲压金属形成的负极芯体18的两个面上形成具有作为负极活性物质的吸氢合金粉末的负极合剂层19。
[0036]在卷绕电极体14的下部，在负极芯体18上电阻焊接了负极集电体20，在卷绕电极体14的上部，在正极芯体15上电阻焊接了正极集电体21。卷绕电极体14被插入到对铁实施了镀镍的金属制的有底圆筒状外装罐22内，负极集电体20与外装罐22的底部之间在中央部进行点焊。关于负极集电体20的详细结构，后面会进行叙述。
[0037]在外装罐22的开放端一侧，对铁实施了镀镍的封口体23隔着垫片24以与外装罐22电绝缘的状态被敛缝而固定。在正极集电体21中，正极集电引线25在上表面一侧被焊接一体化，正极集电引线25被与封口体23焊接地电连接。关于正极集电体21以及正极集电引线25的详细结构，后面会提到。在正极集电体21的中央部设置开口 26，在该开口 26设置了阀体27来塞住开口 26。
[0038]另外，在封口体23的上表面设置了正极帽28，以使覆盖开口 26的周围并且成为与阀体27相隔一定距离的状态。在正极帽28上适当地设置了通气孔(省略图示)。在正极帽28的内表面与阀体27之间设置了弹簧29，利用弹簧29来按压阀体27以使塞住封口体23的开口 26。该阀体27发挥安全阀的功能，当外装罐22的内部压力升高时将内部的压力释放出来。
[0039][正极集电体以及正极集电引线]
[0040]如图3A所示，正极集电体21大致形成圆形，在中心部形成电阻焊接用电极插入用的中心开口 21a，并且，从该中心开口 21a的周围向端部形成多个钻孔(例如，直径2mm，钻孔高度0.4mm，钻孔厚度0.1mm) 21b。在正极集电体21的外周部，为了减少无效的焊接电流，且增大有效的焊接电流，而形成向边缘开口的一对狭缝21c和两对半圆形状的钻孔21d。另夕卜，在正极集电体21的外周部，在例如相互对置的两处形成截缺部21e。
[0041]正极集电引线25是以实施了镀镍的钢板成为规定的圆屋顶形状的方式通过冲压加工而形成的，如图2A所示，具有:与正极集电体21焊接的形成为大致环状的平面部25a ;和从该平面部25a弯曲，突出形成为大致圆屋顶状，并与封口体23焊接的头顶部25b。在形成为大致环状的平面部25a的大致中心线的圆周上，并且在与在图3A所示的正极集电体21上形成的圆形的钻孔21b —致的位置上，形成与钻孔21b相同形状的开孔25c。在形成为大致环状的平面部25a的大致中心线的圆周上，并且在未配置开孔25c的位置上，大致间隔相等地与正极集电体21焊接的第一凸点焊凸起25d以朝向正极集电体21突出的方式形成。
[0042]在正极集电引线25的外周部，在正极集电体21的两处的与截缺21e对应的位置上形成截缺25e。另外，正极集电体21的截缺部21e以及正极集电引线25的截缺部25e并不是必须的构成要素。但是，如果设置截缺部21e以及25e，则与在以下所示的负极集电体20形成的截缺20d的位置对准就变得容易。
[0043]在平面部25a的外周部，在与形成于正极集电体21的外周部上的半圆形状的钻孔21d 一致的位置上，形成与钻孔21d相同形状的半圆形状的开孔25e。该开孔25c与正极集电体21的钻