專利名稱：二次電池及其制造系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種二次電池及其制造系統(tǒng)和方法。更具體地說，本發(fā)明涉及一種在其中有多個單電池在一個方向上連接在一起的二次電池，及其制造系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
作為要裝在混合動力車輛中的二次電池，公知的是具有如圖14中所示結(jié)構(gòu)的圓筒形、密封型鎳氫二次電池(例如見Electric VehicleHandbook(2001)，Electric Vehicle Handbook，pp.261-262，Maruzen)。
參見圖14，二次電池1400包括一殼體1410、一正極集電體1420、一正極板1422、一負(fù)極集電體1430、一負(fù)極板1432、一隔板1440、一絕緣襯墊1450、一端帽1460、一安全閥1470、一密封板1480和一絕緣環(huán)1490。在此二次電池1400中，端帽1460為正極，殼體1410為負(fù)極。
為了利用此結(jié)構(gòu)的二次電池1400獲得高電壓，必須將足夠數(shù)量的二次電池連接在一起以獲得所需電壓。但是，這樣，在二次電池1400的端帽1460和相鄰二次電池的殼體之間會產(chǎn)生降低總電壓的連接電阻，從而降低該二次電池的效率。
為解決此問題，JP(A)4-341766公開一種螺旋形多單電池密封型二次電池，該二次電池能夠通過減小各單電池之間的電壓損耗來提高其效率并能夠防止其外圓周處的活性物質(zhì)利用率下降。此二次電池具有一雙極性電極板、一第一單電池電極板和一端部電極板。該雙極性電極板包括位于單個帶狀集電體左邊和右邊的正負(fù)極活性物質(zhì)。該雙極性電極板還具有一在集電體中央部將各單電池隔開的突起件。該第一單電池電極板和該端部單電池電極板包括位于該單個帶狀集電體一預(yù)定部位的左邊或右邊上的正或負(fù)極活性物質(zhì)。該第一單電池電極板和該端部單電池電極板還具有一在該單電池頂部和底部處將該單電池與相鄰單電池隔開的突起件。這三種電極板互相層疊，以便該隔板被夾在正極板與負(fù)極板之間，從而形成一電極板組。此電極板組然后卷繞成螺旋形，從而形成多個集成的單電池。
使用JP(A)4-341766中公開的二次電池，能夠抑制各單電池之間連接部處的電壓損耗，從而能夠在放電過程中保持高電壓。因此，該二次電池在放電過程中的效率能夠提高。
但是，對于根據(jù)上述公開的二次電池，當(dāng)螺旋形電極組與一集電體連接時，輸出電壓由于內(nèi)電阻的增加而下降。而且，這種連接增加了部件數(shù)，這增加了制造該二次電池所需的工時數(shù)。
此外，對于輸出高電壓的二次電池，除非提供足夠的冷卻，否則該二次電池的壽命會下降。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明提供一種二次電池及其制造系統(tǒng)和方法，該二次電池能提高輸出和電池壽命、減少所使用的部件數(shù)、減少制造該二次電池所需的工時數(shù)。
本發(fā)明的第一方面涉及一種二次電池，該二次電池包括沿一個方向排列的多個單電池。該多個單電池中的每個單電池包括一個極性的平板形第一電極和另一極性的平板形第二電極，該第一電極和第二電極通過設(shè)于其間的隔板彼此層疊。該多個單電池中的第一單電池的第一電極的邊部與該多個單電池中鄰接該第一單電池的第二單電池的第二電極的邊部重疊(搭接)并接合。該第一單電池的第一電極的邊部的極性不同于該第二單電池的第二電極的邊部的極性。
該二次電池中的多個單電池的每個單電池包括層疊的第一和第二電極。該二次電池中第一單電池的第一電極的邊部與相鄰第二單電池的第二電極的邊部重疊。因此，一單電池中的電極之一與另一單電池中的電極之一直接連接，從而能減小由連接各單電池產(chǎn)生的內(nèi)電阻。結(jié)果，該二次電池的輸出提高。此外，連接各單電池的部件以及安裝這些部件的工序均變成不必要。因此，可提供一種能提高輸出和減少部件數(shù)和制造工序數(shù)的二次電池。
第一電極和第二電極也可以以在該一個方向上互相錯開的方式地層疊在一起。此外，第一和第二電極可具有相同的平板形。
因此，由于層疊的電極的邊部作成或正或負(fù)，因此可利用它們連接相鄰單電池，從而減小由連接單電池所產(chǎn)生的內(nèi)電阻。
該層疊的電極也可被卷繞。
使用這一結(jié)構(gòu)，卷繞該層疊的電極確保單電池邊部的連接。因此，可減小該二次電池中的內(nèi)電阻，此外，可防止該二次電池中經(jīng)電解液的短路。
該二次電池還可包括可在其上卷繞層疊的電極的軸形件。
在該軸形件(如空心軸或?qū)嵭妮S)上卷繞層疊的電極時，可精確卷繞電極，使得電極在該單電池中不松散、不下垂，從而提高卷繞效率。
該軸形件也可為空心的。
因此，可在該空心軸中注入一種介質(zhì)如冷卻液或其他種類的冷卻體等等來冷卻該二次電池。結(jié)果，可抑制該二次電池的壽命下降。
至少是該軸形件的表面可用樹脂制成。
因此，該軸形件的內(nèi)部可與其外部絕緣。
第一單電池中的第一電極的邊部和相鄰第二單電池中的第二電極的邊部可通過卷邊接合。
因此，由于彼此相鄰的第一和第二單電池可通過它們的電極的邊部可靠地互相連接，因此該二次電池中的內(nèi)電阻得以減小，該二次電池的輸出可提高。
此外，在該二次電池中，第一單電池中的第一電極的邊部和第二單電池中的第二電極的邊部可用一環(huán)件產(chǎn)生的壓力接合。
這可防止第一單電池的第一電極的邊部與第二單電池的第二電極的邊部脫開。因此，由于相鄰的第一和第二單電池可靠地連接在一起，該二次電池中的內(nèi)電阻減小。
此外，在該二次電池中，第一單電池中的第一電極的邊部和第二單電池中的第二電極的邊部可通過焊接接合。
這加強(qiáng)了單電池邊部之間的連接，從而減小了該二次電池中的內(nèi)電阻。
該二次電池還可包括封裝多個單電池的殼體。第一單電池中的第一電極的邊部和第二單電池中的第二電極的邊部可通過被從外部施加給該殼體的壓力壓在一起而接合。
因此，由于層疊的電極由該殼體保護(hù)免受外部影響，因此電極的惡化得到抑制，并且能確保與外部絕緣。此外，由于電極的重疊的邊部通過被壓在一起而可靠地連接，因此由連接各單電池所造成的內(nèi)電阻減小，從而提高該二次電池的輸出。
本發(fā)明的第二方面涉及一種用來制造包括沿一個方向排列的多個單電池的二次電池的制造系統(tǒng)。該制造系統(tǒng)包括i)用來形成第一單電池的成形裝置，該第一單電池包括一個極性的平板形第一電極和另一個極性的平板形第二電極，所述第一電極和第二電極通過設(shè)于其間的隔板彼此層疊；以及ii)移動裝置，該移動裝置用來相對所述成形裝置移動所述第一單電池，以使所述成形裝置可形成第二單電池，該第二單電池包括一個極性的平板形第一電極和另一個極性的平板形第二電極，所述第一電極和第二電極通過設(shè)于其間的隔板彼此層疊，使得具有與所述第一單電池中第一電極的邊部的極性不同的極性的所述第二單電池中第二電極的邊部與所述第一單電池中第一電極的該邊部重疊。
該成形裝置形成第一單電池，例如使得第一電極的邊部為一極性，第二電極的邊部為另一極性，并且第一電極的邊部與第二電極的邊部錯開。此外，該成形裝置形成第二單電池，該第二單電池包括一個極性的平板形第一電極和另一個極性的平板形第二電極，所述第一電極和第二電極通過設(shè)于其間的隔板彼此層疊，使得具有與所述第一單電池中第一電極的邊部的極性不同的極性的所述第二單電池中第二電極的邊部與所述第一單電池中第一電極的該邊部重疊。因此，第一電極的邊部和第二電極的邊部在第一和第二單電池之間的連接部連接，從而無需用另外的部件連接這多個單電池。結(jié)果，由連接單電池產(chǎn)成的內(nèi)電阻減小，該二次電池的輸出提高。此外，由于成形裝置形成第二單電池，使得第二單電池與第一單電池連接，因此無需另外的工序來連接相鄰的單電池。因此能提供一種二次電池的制造系統(tǒng)，它在使得在部件數(shù)和制造工序數(shù)減少的同時提高該二次電池的輸出。
該第一成形裝置可沿該多個單電池要排列的方向以預(yù)定間隔形成多個第一單電池。
因此，由于能同時形成多個第一單電池，因此能提高該二次電池的制造效率。
該成形裝置也可通過將第一和第二電極以其邊部互相錯開地層疊而形成第一和第二單電池。此外，第一和第二電極可具有相同的平板形。
因此，由于層疊的電極的邊部作成或正或負(fù)，因此可用它們將第一和第二單電池可靠地連接在一起，從而減小由連接單電池產(chǎn)成的內(nèi)電阻。
該成形裝置也可通過卷繞該層疊的電極而形成第一和第二單電池。
按照這一結(jié)構(gòu)，第一單電池的第一電極的邊部和相鄰的第二單電池的第二電極的邊部可被可靠地壓在一起，從而減小了該二次電池中的內(nèi)阻。此外，由于通過卷繞層疊的電極將電解液保持在預(yù)定部位上，因此可防止經(jīng)電解液的短路。
該制造系統(tǒng)也可配置為制造一種包括軸形件的二次電池。在該系統(tǒng)中，該成形裝置也可通過將層疊的電極卷繞在該軸形件上來形成第一和第二單電池。
按照這一結(jié)構(gòu)，由于可精確卷繞層疊的電極，因此可提高卷繞工序的效率。
該制造系統(tǒng)也可包括接合第一單電池中第一電極的邊部與第二單電池中第二電極的邊部的接合裝置。
因此，可在第一單電池中第一電極的邊部和第二單電池中第二電極邊部的重疊部位可靠地接合第一和第二單電池。結(jié)果，可減小第一與第二單電池之間的內(nèi)電阻，從而提高該二次電池的輸出。
該接合裝置可通過卷邊接合第一和第二電極的重疊的邊部。
因此，可在無法通過例如冶金接合如焊接或利用一環(huán)件壓接等連接相鄰兩單電池的場合下，可靠地連接相鄰兩單電池的重疊的邊部。
此外，該制造系統(tǒng)也可配置為制造一種包括環(huán)件的二次電池。在該制造系統(tǒng)中的接合裝置也可使用該環(huán)件通過壓力來接合該重疊的邊部。
因此，即使在單電池之間的連接部由無法通過卷邊等塑性變形的材料(例如樹脂薄膜)制成的場合下，也能使用該環(huán)件在電極的重疊的邊部上可靠地連接相鄰的單電池。
此外，該接合裝置可通過焊接接合該重疊的邊部。
按照這一結(jié)構(gòu)，由于相鄰單電池的重疊的邊部通過被熔合而接合在一起，因此可加強(qiáng)單電池之間的連接。這不僅防止電解液泄漏，還提高了該二次電池的輸出和壽命。
用于二次電池的該制造系統(tǒng)也可配置為制造一種封裝在殼體中的二次電池。該制造系統(tǒng)的接合裝置可通過從殼體外部施加的壓力來接合該重疊的邊部。
因此，由于可在用該殼體保護(hù)該二次電池的同時確保第一單電池與第二單電池之間的連接，因此該二次電池的輸出和壽命都能得到提高。
本發(fā)明的第三方面涉及一種用于制造包括沿一個方向排列的多個單電池的二次電池的制造方法。該制造方法包括i)用來形成第一單電池的第一成形步驟，該第一單電池包括一個極性的平板形第一電極和另一個極性的平板形第二電極，所述第一電極和第二電極通過設(shè)于其間的隔板彼此層疊；以及ii)用來形成第二單電池的第二成形步驟，該第二單電池包括一個極性的平板形第一電極(202)和另一個極性的平板形第二電極，所述第一電極和第二電極通過設(shè)于其間的隔板彼此層疊，使得具有與所述第一單電池中第一電極的邊部的極性不同的極性的所述第二單電池中第二電極的邊部與所述第一單電池中第一電極的該邊部重疊。
在第一成形步驟中，第一單電池形成為，例如使第一電極的邊部為一極性，第二電極的邊部為另一極性，并且第一電極的邊部與第二電極的邊部錯開。此外，在第二成形步驟中，形成第二單電池，該第二單電池包括一個極性的平板形第一電極和另一個極性的平板形第二電極，所述第一電極和第二電極通過設(shè)于其間的隔板彼此層疊，使得具有與所述第一單電池中第一電極的邊部的極性不同的極性的所述第二單電池中第二電極的邊部與所述第一單電池中第一電極的該邊部重疊。因此，第一電極的邊部和第二電極的邊部在第一和第二單電池之間的連接部連接，從而無需另外的部件連接這多個單電池。結(jié)果，由連接單電池產(chǎn)成的內(nèi)電阻減小，用于連接相鄰單電池的另外的工序變成不必要。因此能提供一種用于二次電池的制造方法，該制造方法在使部件數(shù)和制造工序數(shù)減少的同時提高該二次電池的輸出。
在第一成形步驟中，可沿該一個方向以預(yù)定間隔形成多個第一單電池。
因此，由于能同時形成多個單電池，因此能提高該二次電池的制造效率。
在第一成形步驟和第二成形步驟中，可通過使第一和第二電極在該一個方向上相互錯開地互相層疊而形成第一和第二單電池。此外，第一和第二電極可具有相同的平板形。
因此，由于第一和第二單電池的層疊的電極的邊部作成或正或負(fù)，因此可用它們將第一和第二單電池可靠地連接在一起，從而減小由連接單電池所產(chǎn)成的內(nèi)電阻。
在第一和第二成形步驟中，也可通過卷繞該層疊的電極形成單電池。
按照這一結(jié)構(gòu)，第一單電池的第一電極的邊部和相鄰的第二單電池的第二電極的邊部可以可靠地壓在一起，從而減小了該二次電池中的內(nèi)電阻。此外，由于通過卷繞層疊的電極將電解液保持在預(yù)定部位上，因此可防止經(jīng)電解液的短路。
該制造方法也可配置為制造一種包括軸形件的二次電池。在該制造方法的單電池成形步驟中，也可通過將層疊的電極卷繞在該軸形件上形成第一和第二單電池。
按照這一結(jié)構(gòu)，由于可精確地卷繞層疊的電極，因此可提高卷繞工序的效率。
該制造方法還可包括用于接合第一單電池中第一電極的邊部與第二單電池中第二電極的邊部的接合步驟。
因此，可在第一單電池中第一電極的邊部和第二單電池中第二電極的邊部的重疊部位可靠地接合第一和第二單電池。結(jié)果，可減小第一與第二單電池之間的內(nèi)電阻，從而提高該二次電池的輸出。
在該接合步驟中，可通過卷邊接合第一和第二電極的重疊的邊部。
因此，即使在無法通過例如冶金接合如焊接或用環(huán)件壓接等連接兩相鄰單電池的場合，也能夠可靠地連接兩相鄰單電池的重疊的邊部。
此外，該制造方法也可配置為制造一種包括環(huán)件的二次電池。在該制造方法的接合步驟中，可通過使用該環(huán)件壓緊來接合該重疊的邊部。
因此，即使在單電池之間的連接部由無法通過卷邊等塑性變形的材料(例如樹脂薄膜)制成的場合下，也能使用該環(huán)件可靠地連接相鄰單電池的電極的重疊的邊部。
此外，在該連接步驟中，可通過焊接接合該重疊的邊部。
按照這一結(jié)構(gòu)，由于相鄰單電池的重疊的邊部被通過熔合而接合在一起，因此可加強(qiáng)單電池之間的連接。這不僅防止電解液泄漏，而且還提高了該二次電池的輸出和壽命。
用于二次電池的該制造方法也可配置為制造一種封裝在殼體中的二次電池。該制造方法的接合步驟可通過從殼體外部施加的壓力來接合該重疊的邊部。
因此，由于可在用該殼體保護(hù)該二次電池的同時確保第一單電池與第二單電池之間的連接，因此該二次電池的輸出和壽命都能得到提高。
本發(fā)明的第四方面涉及一種包括沿一個方向排列的多個單電池的二次電池。該多個單電池中的每個單電池通過相互層疊其間設(shè)有隔板的一平板形正極和一平板形負(fù)極而形成。該多個單電池的第一單電池中的正極的邊部與該多個單電池的與該第一單電池相鄰的第二單電池中的負(fù)極的邊部重疊并接合。
本發(fā)明的第五方面涉及一種包括沿一個方向排列的多個單電池的二次電池。該多個單電池包括通過相互層疊其間設(shè)有隔板的一平板形正極和一平板形負(fù)極而分別形成的第一和第二單電池。該第一單電池的邊部和與該第一單電池相鄰的第二單電池的邊部重疊并接合。該第一單電池的邊部的極性不同于該第二單電池的邊部的極性。


根據(jù)以下結(jié)合附圖對優(yōu)選實施例的說明，本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點將變得清楚，附圖中用相同標(biāo)號表示相同部件，附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明第一示例性實施例的二次電池的示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明第一示例性實施例的二次電池的斷面圖；圖3為一種用于根據(jù)本發(fā)明第一示例性實施例的二次電池的制造系統(tǒng)的框圖；圖4為圖3所示制造系統(tǒng)中的一卷繞裝置的側(cè)視圖；圖5為圖4所示制造系統(tǒng)中的卷繞裝置的俯視圖；圖6為圖4所示制造系統(tǒng)中的一絕緣板卷繞裝置的側(cè)視圖；圖7A和7B為示出一種用于根據(jù)本發(fā)明第一示例性實施例的二次電池的制造方法的流程圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明第二示例性實施例的二次電池的示意圖；圖9為一種用于根據(jù)本發(fā)明第二示例性實施例的二次電池的制造系統(tǒng)的框圖；圖10A和10B為示出一種用于根據(jù)本發(fā)明第二示例性實施例的二次電池的制造方法的流程圖；圖11為根據(jù)本發(fā)明第三示例性實施例的二次電池的示意圖；圖12為一種用于根據(jù)本發(fā)明第三示例性實施例的二次電池的制造系統(tǒng)的方框圖；圖13A和13B為示出一種用于根據(jù)本發(fā)明第三示例性實施例的二次電池的制造方法的流程圖；圖14為一種普通二次電池的示意圖。
具體實施例方式
在以下說明和附圖中用示例性實施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明。下文結(jié)合

本發(fā)明的示例性實施例。在以下說明中，相同部件用相同參考標(biāo)號表示。對重復(fù)的部件不再作詳細(xì)說明。
現(xiàn)在結(jié)合圖1-7B說明本發(fā)明第一示例性實施例。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明第一示例性實施例的二次電池100。該二次電池100具有沿一個方向排列的多個單電池。該電池例如可用來向一要裝在混合動力車輛中的電動機(jī)(未示出)供電或用作家用電器等等的電源。
如圖1所示，二次電池100包括一空心軸110、一電池殼體120、一正極板202、一負(fù)極板206、隔板204和208、一絕緣板(未示出)和電解液(也未示出)。該絕緣板卷繞在電池殼體120的內(nèi)側(cè)。如下文所述，正極板202、負(fù)極板206和隔板204和208在軸110上卷繞到絕緣板的內(nèi)側(cè)。二次電池100然后在預(yù)定卷邊部130處卷邊(卷縮)。
冷卻劑(未示出)被注入到軸110中以便使軸110冷卻，從而防止例如由于熱量產(chǎn)生而使性能下降(例如壽命縮短)。
現(xiàn)在結(jié)合圖2說明根據(jù)本發(fā)明第一示例性實施例的二次電池100的斷面結(jié)構(gòu)。圖2為圖1所示二次電池100沿軸110長度方向剖開的斷面圖。
參見圖2，二次電池100包括多個單電池A和B。這些單電池A和B交替布置。在每個單電池A和B中，正極板202、隔板204、負(fù)極板206和隔板208卷繞在一起。
正極板202和負(fù)極板206形成每個單電池的邊部(即從該單電池的各板彼此層疊的部位伸出的部分)，以便當(dāng)兩單電池相連時，一單電池的正極板202面對另一單電池的負(fù)極板206。該邊部的寬度(即軸向長度)可基于例如層疊各板的卷繞圈數(shù)(或二次電池100的外徑)或連接單電池的方法(卷邊、焊接、用一環(huán)件壓接、等等)預(yù)先設(shè)定。
正極板202和負(fù)極板206都用導(dǎo)電材料制成。在該示例性實施例中，正極板202表面上例如涂有燒結(jié)鎳，負(fù)極板206表面上例如涂有糊狀的氫合金，但本發(fā)明不限于此。
隔板204和208是用于將正極板202與負(fù)極板206隔開的板。在該示例性實施例中，這些隔板204和208例如由無紡布或細(xì)孔薄膜構(gòu)成，但本發(fā)明不受此限制。隔板可使用任何材料，只要該材料相對電解液穩(wěn)定并對于滿足預(yù)定條件的電解液具有一飽和率。
單電池B形成在單電池A之后。在單電池B與單電池A相連的連接部，單電池B中電極的邊部被卷繞，以便搭接單電池A中電極的邊部。因此，單電池A中電極的邊部被相鄰單電池B中電極的邊部壓向軸110。這確保單電池A與單電池B之間的連接。
每一板的卷繞圈數(shù)沒有特別限制，但可例如基于二次電池100的容量預(yù)定。此外，單電池A和B的數(shù)量不限于圖2所示數(shù)量。而是，該數(shù)量可例如基于對二次電池100的電壓等要求而定。
這一結(jié)構(gòu)無需普通二次電池中所需的集電體。結(jié)果是，即使連接多個單電池以獲得預(yù)定電壓，也可減小由連接各單電池所造成的內(nèi)電阻。因此，可提高二次電池的輸出和減少部件數(shù)。
現(xiàn)在結(jié)合圖3說明一種用于制造根據(jù)本發(fā)明第一示例性實施例的二次電池的制造系統(tǒng)1000。該制造系統(tǒng)1000包括執(zhí)行從供應(yīng)該二次電池的結(jié)構(gòu)材料(即軸、電極板、隔板、絕緣板、電解液、電池殼體等等)到密封電池殼體的各種制造工序的制造設(shè)備。
參見圖3，制造系統(tǒng)1000包括一系統(tǒng)控制器300、一線性導(dǎo)向控制器302、一傳輸裝置306、一軸供應(yīng)裝置312、一插入機(jī)334、一電池殼體架332、一輸送帶340、兩個卷邊機(jī)350、一設(shè)有噴嘴362的電解液注入機(jī)360、兩個密封機(jī)370、兩個卷繞裝置400和一絕緣板卷繞裝置600。
系統(tǒng)控制器300與該制造系統(tǒng)1000中的各個裝置相連，并根據(jù)預(yù)定條件控制這些裝置所進(jìn)行的處理。
線性導(dǎo)向控制器302按照系統(tǒng)控制器300發(fā)出的指令控制傳輸裝置306的操作。
按照線性導(dǎo)向控制器302發(fā)出的指令，傳輸裝置306在一傳輸導(dǎo)軌314上移動并旋轉(zhuǎn)至一預(yù)定位置(圖3虛線所示)，以將其上已卷繞有各板的軸110供應(yīng)給插入機(jī)334。傳輸裝置306設(shè)有一裝載器304，該裝載器又設(shè)有一夾頭308。裝載器304按照線性導(dǎo)向控制器302發(fā)出的指令，利用夾頭308夾住軸110。當(dāng)傳輸裝置306旋轉(zhuǎn)至該預(yù)定位置時，夾頭308松開軸110，以便將其供應(yīng)至一預(yù)定位置。
夾頭308從軸供應(yīng)裝置312取得軸110并將其夾住，直到將其供應(yīng)給插入機(jī)334。
在該示例性實施例中，軸110為一空心軸例如一管子，但軸110也可為一實心軸。使用空心軸時，可將冷卻介質(zhì)注入該軸中。在這種情況下，例如可在(例如在車輛中)安裝該二次電池時將冷卻介質(zhì)注入該軸中。此外，軸110可為例如剛性金屬體，只要其外表面上具有一絕緣涂層(例如該外表面上可涂有樹脂)。這使得軸110的內(nèi)部與軸110的外部絕緣。
如下文所述，卷繞裝置400將正極板202、負(fù)極板206和隔板204和208卷繞在軸110上。在圖3中，制造系統(tǒng)1000設(shè)有兩個卷繞裝置400，但本發(fā)明不受此限制。即，例如可根據(jù)二次電池的大小(即軸向長度)或諸如生產(chǎn)率之類的條件設(shè)置更多或更少的卷繞裝置400，。
軸供應(yīng)裝置312按照系統(tǒng)控制器300發(fā)出的指令，每預(yù)定周期將作為該二次電池一部件的軸110供應(yīng)給傳輸裝置306。
插入機(jī)334按照系統(tǒng)控制器300發(fā)出的指令，將其上已卷繞了正極板202、隔板204和208、負(fù)極板206和絕緣板210的軸110插入電池殼體120中。電池殼體120按照系統(tǒng)控制器300發(fā)出的指令，從電池殼體架332供向已卷繞的軸110。
在卷繞有各板的軸110插入電池殼體120后，卷邊機(jī)在預(yù)定位置處對電池殼體120進(jìn)行卷邊，以便將各單電池連接(圖2)。所述預(yù)定位置為一單電池與另一單電池相連接的部位(即各單電池電極的邊部(錯開部分)相搭接的部位)。這確保單電池之間的連接。此外，可在相鄰兩單電池?zé)o法用例如冶金接合如焊接或利用一環(huán)件等的壓接的情況下，利用卷邊法將相鄰兩單電池的搭接邊部可靠地相連。
電解液注入機(jī)360將電解液供應(yīng)進(jìn)電池殼體120內(nèi)部。該電解液可例如是稀硫酸或氫氧化鉀水溶液，但不限于此，只要該電解液i)具有良好的離子溶解性和離子傳導(dǎo)性，ii)不具有電子傳導(dǎo)性，以及iii)具有高度穩(wěn)定的溫度帶或具有使電解液中的溶質(zhì)分解的高分解電壓。
密封機(jī)370在注入電解液后密封該二次電池，以便防止電解液泄漏。存在多種密封方法，包括壓緊或插入一密封板或一密封件，但不限于此。
在利用上述制造設(shè)備通過預(yù)定工序在軸110上卷繞有各板、在電池殼體120中密封有電解液以及相鄰單電池被連接之后，該二次電池的組裝完成。該二次電池然后在輸送帶340上傳送至下一工序(例如檢驗工序)。
現(xiàn)在結(jié)合圖4說明在根據(jù)本發(fā)明該示例性實施例的制造系統(tǒng)1000中使用的卷繞裝置400，圖4為卷繞裝置400的側(cè)視圖。
如該圖所示，卷繞裝置400包括一壓輥402、一液壓活塞406、兩個板切割機(jī)408、兩個板保持器(保持器)412、一粘合劑供應(yīng)部416、兩個供給輥404和四個供板輥410、420、430和440。
壓輥402用液壓活塞406施加的壓力將各板壓到軸110上。一旦開始卷繞各板，壓輥402利用經(jīng)調(diào)節(jié)的液壓連續(xù)將各板壓到軸110上。
供給輥在將各板保持在預(yù)定狀態(tài)下的同時將各板從供板輥供應(yīng)至板保持器412。
在完成預(yù)定圈數(shù)的卷繞后，板切割機(jī)408切割各板。在不卷繞各板時，板保持器412將各板保持在預(yù)定狀態(tài)下，為下一次卷繞處理作準(zhǔn)備。
正極板202原來卷繞在供板輥410上；隔板204原來卷繞在供板輥420上；負(fù)極板206原來卷繞在供板輥430上；隔板208原來卷繞在供板輥440上。在這些板上施加有預(yù)定量的張力，以防止它們下垂。
如圖2所示，供板輥410、420、430和440被布置成使得正極板202的邊部與負(fù)極板206的邊部錯開。這一布置詳細(xì)示出在圖5中。
從各供板輥供應(yīng)的各板在穿過板保持器412之間的同時被利用供給輥404布置在一預(yù)定位置上，并被供應(yīng)給軸110。粘合劑供應(yīng)部416將粘合劑涂在各板的端部上，以防止所述端部從軸110脫離。然后將各板的端部供應(yīng)至軸110。液壓活塞406壓迫壓輥402，以便將各板壓到軸110上。結(jié)果，各板的端部粘連到軸110上。
現(xiàn)在結(jié)合圖5說明卷繞裝置400在正負(fù)極板的邊部錯開的同時將各板卷繞到軸110上的方式，圖5為各板布置在預(yù)定位置上時卷繞裝置400的俯視圖。
參見圖5，卷繞在軸110上的各板以如下次序沿該單電池的徑向從內(nèi)側(cè)(最接近軸110)到外側(cè)(離軸110最遠(yuǎn))卷繞正極板202、隔板204、負(fù)極板206和隔板208。正極板202和負(fù)極板206布置成使它們的邊部互相錯開。通過在軸110上卷繞以這種方式布置的各板從而形成單電池A和B，圖2所示。每個單電池的一邊部由均為一個極性的各板形成，每個單電池的另一邊部由均為另一極性的各板形成，以便每個單電池A和B均具有一正極(正電極)和一負(fù)極(負(fù)電極)。這一結(jié)構(gòu)使得可利用邊部將相鄰單電池連接在一起。
現(xiàn)在結(jié)合圖6說明使用在制造系統(tǒng)1000中的絕緣板卷繞裝置600，圖6為圖3所示絕緣板卷繞裝置600的側(cè)視圖。
如圖6所示，絕緣板卷繞裝置600包括一壓輥602、兩個供給輥604、一液壓活塞606、兩個板切割機(jī)608、一供板輥610和一板保持器612。絕緣板210原來卷繞在供板輥610上，在絕緣板210上施加預(yù)定張力，使得它不下垂。
各輥、液壓活塞606、板切割機(jī)608、板保持器612和粘合劑供應(yīng)部616的機(jī)能與上述各輥、液壓活塞406、板切割機(jī)408、板保持器412和粘合劑供應(yīng)部416實質(zhì)上相同，因此不再重復(fù)。
一旦其上用卷繞裝置400卷繞有各板的軸110供送到一預(yù)定位置上，絕緣板卷繞裝置600就將絕緣板210卷繞在軸110的外周邊上，使得由卷繞裝置400卷繞的正極板202或負(fù)極板206與外部絕緣。
現(xiàn)在結(jié)合圖7A和7B的流程圖說明根據(jù)本發(fā)明該示例性實施例的二次電池100的制造方法。該制造方法可用于例如圖3所示的制造系統(tǒng)1000。
在步驟S702，系統(tǒng)控制器300將控制數(shù)據(jù)初始化。該控制數(shù)據(jù)包括一表示出各板圈數(shù)、該二次電池中的單電池數(shù)量等的計數(shù)器p。
在步驟S704，軸供應(yīng)裝置312按照系統(tǒng)控制器300發(fā)出的指令將軸110供應(yīng)到一預(yù)定位置。該預(yù)定位置為這樣一個位置，即夾頭308可從該位置上夾住軸110。該位置可視該軸的特性如軸110的長度和該軸是空心還是實心而改變。
在步驟S706，裝載器304將軸110置于一預(yù)定初始狀態(tài)，在該初始狀態(tài)下，軸110的兩端由設(shè)置在裝載器304上的夾頭308夾住。
在步驟S708，系統(tǒng)控制器300使用線性導(dǎo)向控制器302將傳輸裝置306移動到(圖3中向右)卷繞裝置400所在的一預(yù)定位置。該預(yù)定位置為這樣一個位置，即在該預(yù)定位置上卷繞裝置400可將各板卷繞到軸110上。
在步驟S710，卷繞裝置400將正極板202、負(fù)極板206和隔板204和208置于一初始狀態(tài)。該初始狀態(tài)為這樣一種狀態(tài)，即在該初始狀態(tài)下各板的端部被排列好，并在其上涂粘合劑。
在步驟712，卷繞裝置400將各板設(shè)定在軸110上。因此，正極板202、負(fù)極板206和隔板204和208的端部粘到軸110上。然后用壓輥402對端部加壓，使得它們不從軸110脫離。
在步驟S714，卷繞裝置400以預(yù)定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動軸110的同時將正極板202、負(fù)極板206和隔板204和208卷繞到軸110上。此時，提供正極板202和負(fù)極板206，使得它們的邊部互相錯開。因此，在形成在軸110上的一單電池中，只有正極板202的邊部在該軸的一個方向上突出，只有負(fù)極板206的邊部在該軸的另一方向上突出。
在步驟S716，卷繞裝置400執(zhí)行卷繞結(jié)束處理。在卷完預(yù)定圈數(shù)時執(zhí)行該卷繞結(jié)束處理。該處理包括一用板切割機(jī)608切割各板的處理(圖6)和一用板保持器412將各板保持在一預(yù)定狀態(tài)下以備進(jìn)行下一次卷繞的處理。
在步驟S718，系統(tǒng)控制器300使計數(shù)器p增加1，從而記錄針對軸110完成一個卷繞工序(處理)。
在步驟S720，系統(tǒng)控制器300判斷計數(shù)器p是否等于1。如該判斷表明計數(shù)器p為1(即在步驟S720為是(YES))，該程序進(jìn)到步驟S722。如該判斷不表明計數(shù)器p為1(即在步驟S720為否(NO))，則該程序進(jìn)到步驟S724。
在步驟S722，系統(tǒng)控制器300用線性導(dǎo)向控制器302將傳輸裝置306移動一預(yù)定間隔。該預(yù)定間隔為正極板202或負(fù)極板206的寬度。如此移動傳輸裝置306可將軸110置于進(jìn)行下一次卷繞的位置上。然后該程序返回到步驟S710。
在步驟S724，絕緣板卷繞裝置600將絕緣板卷繞到軸110上。在完成正極板202、負(fù)極板206和隔板204和208的卷繞后執(zhí)行這一卷繞工序。
在步驟S726，插入機(jī)334將卷繞有絕緣板的軸110插入電池殼體120中。這在已確認(rèn)絕緣板卷繞到軸110上后進(jìn)行，以防止沒有絕緣板的軸插入電池殼體120中。
在步驟S728，電解液注入機(jī)360按照系統(tǒng)控制器300發(fā)出的指令將預(yù)定數(shù)量的電解液從噴嘴362注入電池殼體120中。然后將電池殼體120傳送到卷邊機(jī)350。
在步驟S730，卷邊機(jī)350按照系統(tǒng)控制器300發(fā)出的指令在外部預(yù)定部位處對電池殼體120進(jìn)行卷邊。該預(yù)定部位視該二次電池中的單電池的大小(軸向長度)而定。然后將電池殼體120傳送到密封機(jī)370。
在步驟S732，密封機(jī)370按照系統(tǒng)控制器300發(fā)出的指令密封電池殼體120的開口部，以防止注入電池殼體120中的電解液泄漏。
現(xiàn)在根據(jù)上述結(jié)構(gòu)和流程圖說明根據(jù)本發(fā)明該示例性實施例的制造系統(tǒng)1000的操作情況。
系統(tǒng)控制器300的控制數(shù)據(jù)被初始化(步驟S702)，用軸供應(yīng)裝置312將軸110傳送到一預(yù)定位置(步驟S704)。然后夾頭308按照線性導(dǎo)向控制器302發(fā)出的指令夾住軸110并將軸110置于初始狀態(tài)(步驟S706)。在確認(rèn)夾頭308已經(jīng)夾住軸110后，傳輸裝置306然后移動到卷繞裝置400(步驟S708)。
一旦軸110布置在預(yù)定位置上，就將粘合劑涂到正極板202、負(fù)極板206和隔板204和208的端部上(步驟S710)。在用壓輥402將各板的端部粘連到軸110上(步驟S712)后，裝載器304用夾頭308夾住軸110轉(zhuǎn)動，各板開始卷繞，使正極板202和負(fù)極板206的邊部錯開(步驟S714)。
一旦各板卷繞了預(yù)定圈數(shù)，然后用板切割機(jī)408切斷它們，該卷繞工序結(jié)束(步驟S716)。然后用板保持器412將各板保持在一預(yù)定位置上。
系統(tǒng)控制器300的控制數(shù)據(jù)然后增加1(步驟S718)。如果此時確認(rèn)第一卷繞工序已完成(即在步驟S720中為是)，線性導(dǎo)向控制器302將傳輸裝置306移動一預(yù)定間隔(步驟S722)，然后在各板上涂粘合劑，使得它們再次被置于初始狀態(tài)(步驟S710)。然后將各板粘連到軸110上(步驟S712)并再次進(jìn)行該卷繞工序(步驟S714和716)。
另一方面，如果在系統(tǒng)控制器300的計數(shù)器增加1(步驟S718)時判定第二卷繞工序已剛完成(即在步驟S720中為否)，則線性導(dǎo)向控制器302將傳輸裝置306移動到相對于絕緣板卷繞裝置600的一預(yù)定位置。在絕緣板210已卷繞到軸110上(步驟S724)后，傳輸裝置306移動到一預(yù)定位置并轉(zhuǎn)動到與其先前朝向相反的朝向。然后夾頭308在插入機(jī)334所在預(yù)定位置松開軸110。
在插入機(jī)334將軸110插入電池殼體120(步驟S726)后，將電池殼體120轉(zhuǎn)動成使其開口部面向上。然后電解液注入機(jī)360將電解液注入該開口部(步驟S728)，然后將電池殼體120傳送到卷邊機(jī)350。卷邊機(jī)350然后在預(yù)定部位上對電池殼體120進(jìn)行卷邊，從而在該連接部連接各單電池(步驟S730)。在此之后，電池殼體120然后在輸送帶340上傳送到相對于密封機(jī)370的預(yù)定位置。密封機(jī)370然后密封電池殼體120的開口部(步驟S732)，然后將電池殼體120傳送到下一工序。
按照上述本發(fā)明第一示例性實施例的二次電池100、制造系統(tǒng)1000和制造方法，將其間交替設(shè)有隔板204和208的正極板202和負(fù)極板206在該二次電池的軸110上卷繞成正極板202的邊部與負(fù)極板206的邊部在單電池連接的方向上錯開。因此，正極板202的邊部和負(fù)極板206的邊部可用于連接相鄰的單電池而無需另外的連接件和連接工序。結(jié)果是，由單電池之間的連接造成的內(nèi)電阻減小，從而可提高二次電池的輸出。因此可提供一種輸出提高、部件和制造工序數(shù)減少的二次電池及其制造系統(tǒng)和制造方法。
在根據(jù)本發(fā)明該示例性實施例的二次電池的制造系統(tǒng)和制造方法中，卷繞裝置400進(jìn)行第一成形步驟(步驟S714)以形成一單電池，在該單電池中，正極板202的邊部與負(fù)極板206的邊部在單電池連接方向上錯開。此外，卷繞裝置400還以同樣方式進(jìn)行第二成形步驟(在步驟S722后再次進(jìn)行的步驟S714)以形成另一單電池，在該單電池中，極性與在第一成形步驟中形成的單電池的電極不同的電極的邊部與在第一成形步驟中形成的單電池的電極的邊部重疊。
即，在第一成形步驟(步驟S714)中各板的卷繞完成后，保持軸110的傳輸裝置移動(步驟S722)，并進(jìn)行第二成形步驟中的各板卷繞(步驟S714)。但是，也可不改變軸110的位置就進(jìn)行第二成形步驟。在這種情況下，可用設(shè)在卷繞裝置400卷繞各板的位置旁的一功能與卷繞裝置400相同的另一卷繞裝置進(jìn)行第二成形步驟(步驟S722進(jìn)行后的步驟S714)。這可節(jié)省軸110移動的時間，從而提高該卷繞工序的效率。
下面結(jié)合圖8-10B說明本發(fā)明第二示例性實施例。
現(xiàn)在結(jié)合圖8說明根據(jù)本發(fā)明第二示例性實施例的二次電池800的結(jié)構(gòu)。如圖8所示，根據(jù)此變型例的二次電池800包括軸110、卷繞在軸110上的正負(fù)極板和隔板、一絕緣板(未示出)、一電池殼體820、以預(yù)定間隔套裝在電池殼體820上的環(huán)830和填充電池殼體820內(nèi)部的電解液(未示出)。
正負(fù)極板、隔板和絕緣板以與根據(jù)第一示例性實施例的二次電池100相同的方式卷繞在軸110上，因此不再贅述。
現(xiàn)在結(jié)合圖9說明制造根據(jù)本發(fā)明第二示例性實施例的二次電池800的制造系統(tǒng)2000。該制造系統(tǒng)2000與第一示例性實施例的制造系統(tǒng)1000的不同之處在于，它包括一環(huán)供應(yīng)機(jī)950和一壓環(huán)機(jī)952以取代卷邊機(jī)350(圖3)。其他制造設(shè)備與制造系統(tǒng)1000中使用的相同，因此不再贅述。
環(huán)供應(yīng)機(jī)950將環(huán)830供送到二次電池800上預(yù)定部位(圖8)。然后壓環(huán)機(jī)952將環(huán)830從外側(cè)壓向二次電池800，以便在連接部連接相鄰的單電池。
因此，通過將環(huán)830套在單電池的連接部上，可加強(qiáng)單電池連接部的連接狀態(tài)。此外，即使在無法用卷邊(圖1中卷邊部130上)連接的場合下，該壓緊的環(huán)也能減小內(nèi)電阻，從而抑制輸出電壓的降低。
現(xiàn)在結(jié)合圖10A和10B流程圖說明根據(jù)本發(fā)明第二示例性實施例的二次電池800的制造方法。該制造方法例如可用于圖9所示的制造系統(tǒng)2000。
根據(jù)該示例性實施例的二次電池的制造方法與根據(jù)第一示例性實施例的二次電池的制造方法(圖7A和7B)的不同之處在于，在注入電解液(步驟S728)之后，進(jìn)行一使用環(huán)在連接部連接相鄰單電池的工序(步驟S1030)。其他工序(處理)與第一示例性實施例的制造方法相同，因此不再贅述。
在步驟S1030，壓環(huán)機(jī)952壓緊由環(huán)供應(yīng)機(jī)950傳送到一預(yù)定位置上的環(huán)830。該預(yù)定位置為二次電池800中相鄰單電池之間的連接部。然后在各連接部上將環(huán)830例如沿著從二次電池800的封閉部(未示出)向二次電池800的開口部的方向(也未示出)壓緊，以便從開口部釋放二次電池820中的應(yīng)力。
現(xiàn)在根據(jù)上述結(jié)構(gòu)和流程圖說明本發(fā)明該示例性實施例的制造系統(tǒng)2000的操作情況。與第一示例性實施例的制造系統(tǒng)1000相同的操作情況不再贅述。
在電解液注入機(jī)360將電解液注入二次電池800的開口部(步驟S728)后，輸送帶340將注入有電解液的二次電池800傳送到壓環(huán)機(jī)952。然后一個環(huán)830由環(huán)供應(yīng)機(jī)950供給二次電池800，壓環(huán)機(jī)952將該環(huán)830壓到二次電池800的預(yù)定位置上，從而在連接部連接單電池(步驟S1030)。然后密封電池殼體820的開口部，并將二次電池800傳送到下一工序。
按照本發(fā)明第二示例性實施例的二次電池800、制造系統(tǒng)2000和制造方法，通過壓緊套在單電池外面的環(huán)830在連接部將二次電池800中的多個單電池連接起來。在這種情況下，壓力造成環(huán)830變形，從而即使在除去環(huán)830上的壓力后，相鄰單電池也在連接部保持連接狀態(tài)。因此，即使在電池殼體120的材料不適于塑性變形(如樹脂薄膜)的情況下，也能可靠地連接相鄰單電池，從而可減小二次電池800中的內(nèi)電阻。
下面結(jié)合圖11-13B說明本發(fā)明第三示例性實施例。
現(xiàn)在結(jié)合圖11說明根據(jù)本發(fā)明該示例性實施例的二次電池1100的結(jié)構(gòu)。如圖11所示，根據(jù)該示例性實施例的二次電池1100包括軸110、卷繞在軸110上的正負(fù)極板和隔板以及一絕緣板(未示出)、一電池殼體1120以及填充電池殼體1120內(nèi)部的電解液(未示出)。二次電池1100在以預(yù)定間隔隔開的焊接區(qū)1130處焊接。
正負(fù)極板、隔板和絕緣板以與根據(jù)第一示例性實施例的二次電池100相同的方式卷繞在軸110上，因此不再贅述。
現(xiàn)在結(jié)合圖12說明制造根據(jù)本發(fā)明第三示例性實施例的二次電池1100的制造系統(tǒng)3000。該制造系統(tǒng)3000與第一示例性實施例的制造系統(tǒng)1000的不同之處在于，它包括兩個焊接機(jī)1250以取代卷邊機(jī)350(圖3)。其他制造設(shè)備與制造系統(tǒng)1000中使用的相同，因此不再贅述。
焊接機(jī)1250在預(yù)定位置上焊接二次電池1100?？墒褂萌魏魏附臃椒?，包括但不限于超聲波焊接和激光焊接。
因此，通過焊接單電池的連接部，可加強(qiáng)電極在連接部的連接狀態(tài)。此外，即使在無法用卷邊(在圖1中卷邊部130)連接的場合下，焊接也能減小內(nèi)電阻，從而抑制輸出電壓的降低。
現(xiàn)在結(jié)合圖13A和13B流程圖說明根據(jù)本發(fā)明該示例性實施例的二次電池1100的制造方法。該制造方法例如可用于圖12所示的制造系統(tǒng)3000。
根據(jù)該示例性實施例的二次電池的制造方法與根據(jù)第一示例性實施例的二次電池的制造方法(圖7A和7B)的不同之處在于，在注入電解液(步驟S728)后，進(jìn)行一用焊接在連接部連接相鄰單電池的工序(步驟S1330)。其他工序與第一示例性實施例的制造方法中的相同，因此不再贅述。
在步驟S1330，焊接機(jī)1250在預(yù)定位置上焊接二次電池1100。該預(yù)定位置為二次電池1100中相鄰單電池之間的連接部。
下面根據(jù)上述結(jié)構(gòu)和流程圖說明本發(fā)明該示例性實施例的制造系統(tǒng)3000的操作情況。與第一示例性實施例的制造系統(tǒng)1000相同的操作情況不再贅述。
在電解液注入機(jī)360將電解液注入二次電池1100的開口部(步驟S728)后，輸送帶340將注入有電解液的二次電池1100傳送到焊接機(jī)1250。焊接機(jī)1250然后在預(yù)定位置焊接二次電池1100(步驟S1330)，從而在連接部連接單電池。
按照本發(fā)明第三示例性實施例的二次電池1100、制造系統(tǒng)3000和制造方法，用焊接連接二次電池1100中相鄰單電池的連接部，從而獲得可靠連接。因此，內(nèi)電阻減小，二次電池1100的輸出提高。此外，由于無需連接件，因此也無需安裝該連接件的操作。因此可提供一種輸出提高、部件和制造工序數(shù)減少的二次電池及其制造系統(tǒng)和制造方法。
在所示實施例中，控制器使用通用處理器。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將理解，控制器也可使用一單個專用集成電路(例如ASIC)實施，該集成電路包括一用作系統(tǒng)總控制的主處理器器部或中央處理部以及在該中央處理器部的控制下致力于各種不同特殊計算、功能和其他處理的各分立部分。控制器可為多個分立的專用或可編程集成電路或其他電子電路或裝置(例如硬連線電子或邏輯電路如分立元件電路，或者可編程邏輯裝置如PLDs、PLAs、PALs等)?？刂破骺珊线m于編程，單獨或與一個或多個外圍(例如集成電路)數(shù)據(jù)和信號處理裝置一起與一通用計算機(jī)，如微處理器、微控制器或其他處理裝置(CPU或MPU)一起使用。一般來說，可將能執(zhí)行上述程序的任何有限狀態(tài)機(jī)的裝置或裝置組用作控制器。為使數(shù)據(jù)/信號處理能力和速度最大，可使用分散式處理體系結(jié)構(gòu)。
雖然已經(jīng)結(jié)合其優(yōu)選實施例說明了本發(fā)明，但應(yīng)理解，本發(fā)明不限于這些優(yōu)選實施例或結(jié)構(gòu)。相反，本發(fā)明企圖覆蓋各種變形和等效方案。此外，雖然在各種示例性組合和結(jié)構(gòu)中示出了優(yōu)選實施例的各種要素，但包括更多要素、更少要素或只包括一個要素的其他組合和構(gòu)成也落在本發(fā)明精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種二次電池，它包括沿一個方向排列的多個單電池，其特征在于所述多個單電池中的每個單電池包括一個極性的平板形第一電極(202)和另一個極性的平板形第二電極(206)，所述第一電極和第二電極通過設(shè)于其間的隔板(204，208)彼此層疊；所述多個單電池中的第一單電池的第一電極的邊部與所述多個單電池中的鄰接所述第一單電池的第二單電池的第二電極的邊部重疊并接合；以及所述第一單電池的第一電極的邊部的極性不同于所述第二單電池的第二電極的邊部的極性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于，所述第一電極(202)的形狀和第二電極(206)的形狀相同，所述第一電極(202)和所述第二電極(206)在所述一個方向上互相錯開地層疊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的二次電池，其特征在于，所述層疊的電極被卷繞。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二次電池，其特征在于，該二次電池還包括軸形件(110)，所述層疊的電極卷繞在該軸形件(110)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二次電池，其特征在于，所述軸形件(110)是空心的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的二次電池，其特征在于，所述第一單電池中的第一電極的邊部和所述第二單電池中的第二電極的邊部通過卷邊接合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的二次電池，其特征在于，該二次電池還包括環(huán)件(830)，所述第一單電池中的第一電極的邊部和所述第二單電池中的第二電極的邊部通過來自該環(huán)件(830)的壓力接合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的二次電池，其特征在于，所述第一單電池中的第一電極的邊部和所述第二單電池中的第二電極的邊部通過焊接接合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的二次電池，其特征在于，該二次電池還包括封裝所述多個單電池的殼體(120；820；1120)，所述第一單電池中的第一電極的邊部和所述第二單電池中的第二電極的邊部被通過從外部施加給該殼體(120；820；1120)的壓力壓在一起而接合。
10.一種用來制造包括沿一個方向排列的多個單電池的二次電池的制造系統(tǒng)，其特征在于包括用來形成第一單電池的成形裝置，該第一單電池包括一個極性的平板形第一電極(202)和另一個極性的平板形第二電極(206)，所述第一電極和第二電極通過設(shè)于其間的隔板(204，208)彼此層疊；以及移動裝置(400)，該移動裝置用來相對所述成形裝置移動所述第一單電池，以使所述成形裝置可形成第二單電池，該第二單電池包括一個極性的平板形第一電極(202)和另一個極性的平板形第二電極(206)，所述第一電極和第二電極通過設(shè)于其間的隔板(204，208)彼此層疊，使得具有與所述第一單電池中第一電極的邊部的極性不同的極性的所述第二單電池中第二電極的邊部與所述第一單電池中第一電極的該邊部重疊。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電極(202)的形狀和所述第二電極(206)的形狀相同，所述成形裝置(400)通過使所述第一電極(202)和所述第二電極(206)在所述一個方向上相互錯開地相互層疊而形成所述第一單電池和所述第二單電池。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造系統(tǒng)，其特征在于，所述成形裝置(400)通過卷繞所述層疊的電極而形成所述第一單電池和所述第二單電池。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造系統(tǒng)，其特征在于，所述二次電池為包軸形件(110)的電池，所述成形裝置通過將所述層疊的電極卷繞在該軸形件(110)上而形成所述第一單電池和所述第二單電池。
14.根據(jù)權(quán)利要求10-13任一項所述的制造系統(tǒng)，其特征在于，該制造系統(tǒng)還包括接合裝置(350；950；1250)，該接合裝置用于在所述第一單電池中第一電極的邊部與所述第二單電池中第二電極的邊部的重疊部位接合這兩邊部。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造系統(tǒng)，其特征在于，所述二次電池為將多個單電池容納在殼體(120；820；1120)中的電池，所述接合裝置通過從外部對該殼體(120；820；1120)加壓而在所述第一單電池中第一電極的邊部與所述第二單電池中第二電極的邊部的重疊部位接合這兩邊部。
16.一種用于制造包括沿一個方向排列的多個單電池的二次電池的制造方法，其特征在于包括用來形成第一單電池的第一成形步驟(S710-S716)，該第一單電池包括一個極性的平板形第一電極(202)和另一個極性的平板形第二電極(206)，所述第一電極和第二電極通過設(shè)于其間的隔板(204，208)彼此層疊；以及用來形成第二單電池的第二成形步驟(S722，S710-S716)，該第二單電池包括一個極性的平板形第一電極(202)和另一個極性的平板形第二電極(206)，所述第一電極和第二電極通過設(shè)于其間的隔板(204，208)彼此層疊，使得具有與所述第一單電池中第一電極的邊部的極性不同的極性的所述第二單電池中第二電極的邊部與所述第一單電池中第一電極的該邊部重疊。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的制造方法，其特征在于，所述第一成形步驟在所述一個方向上以預(yù)定間隔形成多個所述第一單電池。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的制造方法，其特征在于，所述第一電極(202)的形狀和所述第二電極(206)的形狀相同，在所述第一成形步驟和所述第二成形步驟中，通過使所述第一電極(202)和所述第二電極(206)在所述一個方向上相互錯開地相互層疊而形成所述第一單電池和所述第二單電池。
19.根據(jù)權(quán)利要求16-18任一項所述的制造方法，其特征在于，在所述第一成形步驟和所述第二成形步驟中，通過卷繞所述層疊的電極而形成所述第一單電池和所述第二單電池。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的制造方法，其特征在于，所述二次電池為包括軸形件(110)的電池，通過將所述層疊的電極卷繞在該軸形件(110)上而形成所述第一單電池和所述第二單電池。
21.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的制造方法，其特征在于，還包括接合步驟(S730；S1030；S1330)，該接合步驟用于在所述第一單電池中第一電極的邊部與所述第二單電池中第二電極的邊部的重疊部位接合這兩邊部。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的制造方法，其特征在于，所述二次電池為將多個單電池容納在殼體(120；820；1120)中的電池，在所述接合步驟(S730；S1030；S1330)中，通過從外部對該殼體(120；820；1120)加壓而在所述第一單電池中第一電極的邊部與所述第二單電池中第二電極的邊部的重疊部位接合這兩邊部。
23.一種包括沿一個方向排列的多個單電池的二次電池，其特征在于該多個單電池中的每個單電池通過相互層疊其間設(shè)有隔板(204、208)的一平板形正極(202)和一平板形負(fù)極(206)而形成；以及該多個單電池的第一單電池中的正極的邊部與該多個單電池的與該第一單電池相鄰的第二單電池中的負(fù)極的邊部重疊并接合。
24.一種包括沿一個方向排列的多個單電池的二次電池，其特征在于該多個單電池包括通過相互層疊其間設(shè)有隔板(204、208)的一平板形正極(202)和一平板形負(fù)極(206)而分別形成的第一和第二單電池；該第一單電池的邊部和與該第一單電池相鄰的第二單電池的邊部重疊并接合；以及該第一單電池的邊部的極性不同于該第二單電池的邊部的極性。
全文摘要
本發(fā)明涉及二次電池及其制造系統(tǒng)和方法。該二次電池包括單電池(A和B)，該單電池(A和B)包括軸(110)、電池殼體(120)、正極板(202)、負(fù)極板(206)、隔板(204、208)和電解液。單電池(A)的正極板(202)的邊部與相鄰單電池(B)的負(fù)極板(206)的邊部重疊并接合。
文檔編號H01M10/28GK1521880SQ20041003929
公開日2004年8月18日 申請日期2004年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月13日
發(fā)明者西出行正 申請人:豐田自動車株式會社