Батарея плоского типа

Иллюстрации

Показать все

Изобретение относится к конструкциям электрических батарей.

Технический результат - обеспечение работоспособности батареи в условиях деформации. Предлагается плоская батарея, которая включает в себя генерирующий энергию элемент, размещенный во внутреннем пространстве, сформированном посредством герметизации внешних наружных кромок элементов и оболочки, коллектор, соединенный с пластинчатым электродом генерирующего энергию элемента, и вывод электрода, выведенный из внешних наружных кромок элементов оболочки. Вывод электрода имеет токопроводящий сегмент, покрывающий и соединенный с коллектором, и снимающий напряжение сегмент, сформированный из материала, имеющего более высокую эластичность, чем материал токопроводящего сегмента. Таким образом, возможно предотвращать возникновение складок в коллекторе или выводе электрода и разрывы в сварных соединениях вследствие разницы в степени расширения/сжатия между коллектором и выводом электрода. 9 з.п. ф-лы, 20 ил., 1 табл.

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к плоской батарее.

Уровень техники

[0002] Известна цилиндрическая батарея, в которой дугообразный разрез сформирован в круглом токопроводящем выводе так, что даже когда оболочка батареи вздувается вследствие увеличения внутреннего давления, вывод может быть изогнут в своем центре за счет разреза без влияния на множество сварных соединений (см. патентный документ 1).

[0003] С другой стороны, известна тонкая батарея (плоская батарея), в которой выводы положительного и отрицательного электродов (контакты электродов) имеют одни концы, выведенные из многослойной оболочки батареи, и другие концы, приваренные посредством ультразвуковой сварки к коллекторам положительных и отрицательных пластинчатых электродов генерирующего энергию элемента батареи.

[0004] В плоской батарее, однако, возникает разница в степени расширения/сжатия между выводом электрода и коллекторами, когда вывод электрода и коллекторы подвергаются нагрузке или высокой температуре во время сварки. Это может вызывать складки в коллекторах и разрывы в сварных соединениях между коллекторами и выводом электрода.

Документы предшествующего уровня техники

Патентный документ

[0005] Патентный документ 1: Выложенная патентная публикация (Япония) номер S64-72455.

Сущность изобретения

[0006] Соответственно, задачей настоящего изобретения является предоставление плоской батареи, способной, даже когда происходит относительная деформация вследствие разницы в степени расширения/сжатия между коллектором и выводом электрода, сопровождать и допускать такую деформацию.

Средство решения задач

[0007] Согласно настоящему изобретению предоставляется плоская батарея, содержащая: токопроводящий сегмент, в котором вывод электрода покрывает и соединяется с коллектором; и снимающий напряжение сегмент, сформированный из материала, имеющего более высокую эластичность, чем материал токопроводящего сегмента.

[0008] В настоящем изобретении снимающий напряжение сегмент приспособлен так, чтобы уменьшать деформацию, вызванную вследствие разницы в степени расширения/сжатия между коллектором и выводом электрода, так что плоская батарея может сопровождать и допускать такую относительную деформацию. Следовательно, возможно предотвращать складки в коллекторе и отрыв коллектора от вывода электрода.

Краткое описание чертежей

[0009] Фиг. 1 - это вид сверху плоской батареи согласно одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 - это вид в поперечном разрезе, взятом вдоль линии II-II на фиг. 1.

Фиг. 3 - это увеличенный вид сверху части соединения между выводом отрицательного электрода и коллекторами отрицательных электродов в плоской батарее на фиг. 1.

Фиг. 4 - вид в поперечном разрезе, взятом вдоль линии A-A на фиг. 3.

Фиг. 5 - это увеличенный вид сверху части соединения между выводом отрицательного электрода и коллекторами отрицательных электродов согласно другому примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 6 - это увеличенный вид сверху части соединения между выводом отрицательного электрода и коллекторами отрицательных электродов согласно другому примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 7 - это увеличенный вид сверху части соединения между выводом отрицательного электрода и коллекторами отрицательных электродов согласно другому примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 8 - вид в поперечном разрезе, взятом вдоль линии B-B на фиг. 7.

Фиг. 9 - вид в поперечном разрезе вывода отрицательного электрода в части соединения между выводом отрицательного электрода и коллекторами отрицательных электродов согласно другому примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 10 - это вид в поперечном разрезе плоской батареи согласно другому примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 11 - это увеличенный вид сверху части соединения между выводом отрицательного электрода и коллекторами отрицательных электродов в плоской батарее на фиг. 10.

Фиг. 12 - это вид в поперечном разрезе плоской батареи согласно другому примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 13 - это увеличенный вид сверху части соединения между выводом отрицательного электрода и коллектором отрицательного электрода в плоской батарее на фиг. 12.

Фиг. 14 - это увеличенный вид сверху части соединения между выводом отрицательного электрода и коллекторами отрицательных электродов согласно другому примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 15 - это увеличенный вид сверху части соединения между выводом отрицательного электрода и коллекторами отрицательных электродов в плоской батарее согласно примеру 1.

Фиг. 16 - это увеличенный вид сверху части соединения между выводом отрицательного электрода и коллекторами отрицательных электродов в плоской батарее согласно примеру 2.

Фиг. 17 - это увеличенный вид сверху части соединения между выводом отрицательного электрода и коллекторами отрицательных электродов в плоской батарее согласно сравнительному примеру 1.

Фиг. 18 - это увеличенный вид сверху части соединения между выводом отрицательного электрода и коллекторами отрицательных электродов в плоской батарее согласно примеру 3.

Фиг. 19 - это вид сверху плоской батареи согласно сравнительному примеру 2.

Фиг. 20 - это график, показывающий температурные характеристики относительно SOC плоских батарей согласно примеру 3 и сравнительному примеру 2.

Подробное описание вариантов осуществления

[0010] Далее в данном документе примерные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже со ссылкой на чертежи.

[0011] Плоская батарея 1 согласно настоящему варианту осуществления задумана как плоская по форме литиевая аккумуляторная батарея тонкослойного типа. Как показано на фиг. 1 и 2, плоская батарея 1 включает в себя два положительных пластинчатых электрода 11, четыре разделителя 12, три отрицательных пластинчатых электрода 13, вывод 14 положительного электрода, вывод 15 отрицательного электрода, верхний элемент 16 оболочки, нижний элемент 17 оболочки и материал электролита, хотя материал электролита специально не показан.

[0012] Среди этих составных частей положительные пластинчатые электроды 11, разделители 12, отрицательные пластинчатые электроды 13 и материал электролита составляют генерирующий энергию элемент 18. Дополнительно, положительные и отрицательные пластинчатые электроды 11 и 13 служат в качестве пластинчатых электродов; а верхний и нижний элементы 16 и 17 оболочки служат в качестве пары элементов оболочки.

[0013] Каждый из положительных пластинчатых электродов 11 генерирующего энергию элемента 18 имеет коллектор 11a положительного электрода, протягивающийся к выводу 14 положительного электрода, и слои 11b и 11c положительного электрода, сформированные на частях противоположных основных поверхностей коллектора 11a положительного электрода. Здесь слои 11b и 11c положительного электрода положительных пластинчатых электродов 11 не сформированы целиком над основными поверхностями коллекторов 11a положительного электрода, а сформированы только на частях основных поверхностей коллекторов 11a положительного электрода, на которых положительные пластинчатые электроды 11 в значительной степени покрывают разделители 12, когда положительные пластинчатые электроды 11, разделители 12 и отрицательные пластинчатые электроды 12 наслоены и собраны в генерирующий энергию элемент 18, как показано на фиг. 2. Хотя коллектор 11a положительного электрода и положительный пластинчатый электрод 11 сформированы из одного листа токопроводящего материала в настоящем варианте осуществления, коллектор 11a положительного электрода и положительный пластинчатый электрод 11 могут быть сформированы как отдельные составные части и соединены друг с другом.

[0014] Коллекторы 11a положительного электрода для положительных пластинчатых электродов 11 сформированы, например, из электрохимически устойчивой металлической фольги, такой как алюминиевая фольга, фольга из алюминиевого сплава, медная фольга или никелевая фольга. Слои 11b и 11c положительного электрода для положительного пластинчатого электрода 11 сформированы, например, посредством смешивания активного материала положительного электрода, такого как оксид композита лития, например никелат лития (LiNiO2), манганат лития (LiMnO2) или кобальтат лития (LiCoO2) или халькогенид (смесь, например, из S, Se или Te и т.п.), токопроводящего реагента, такого как углеродная сажа, связующего вещества, такого как водная дисперсионная среда из полиполитетрафторэтилена и растворителя, нанесения получившегося в результате состава смеси на части основных поверхностей коллекторов 11a положительного электрода и подвергания нанесенного состава смеси сушке и прокатыванию.

[0015] Каждый из отрицательных пластинчатых электродов 13 генерирующего энергию элемента 18 имеет коллектор 13a отрицательного электрода, протягивающийся к выводу 15 отрицательного электрода, и слои 13b и 13c отрицательного электрода, сформированные на частях противоположных основных поверхностей коллектора 13a отрицательного электрода. Здесь слои 13b и 13c отрицательного электрода отрицательных пластинчатых электродов 13 не сформированы целиком над основными поверхностями коллекторов 13a отрицательного электрода, а сформированы только на частях основных поверхностей коллекторов 13a отрицательного электрода, на которых отрицательные пластинчатые электроды 13 в значительной степени покрывают разделители 12, когда положительные пластинчатые электроды 11, разделители 12 и отрицательные пластинчатые электроды 13 наслоены и собраны в генерирующий энергию элемент 18, как показано на фиг. 2. Хотя коллектор 13a отрицательного электрода и отрицательный пластинчатый электрод 13 сформированы из одного листа токопроводящего материала в настоящем варианте осуществления, коллектор 13a отрицательного электрода и отрицательный пластинчатый электрод 13 могут быть сформированы как отдельные составные части и соединены друг с другом.

[0016] Коллекторы 13a отрицательного электрода отрицательных пластинчатых электродов 13 сформированы, например, из электрохимически устойчивой металлической фольги, такой как никелевая фольга, медная фольга, фольга из нержавеющей стали или железная фольга. Слои 13b и 13c отрицательного электрода для отрицательных пластинчатых электродов 13 сформированы, например, посредством смешивания активного материала отрицательного электрода, способного абсорбировать и десорбировать ионы лития активного материала положительного электрода, такого как аморфно-углеродный материал, неграфитизируемый углеродный материал, графитизируемый углеродный материал или графит, с водной дисперсионной средой из измельченного стирол-бутадиенового каучука в качестве прекурсора к органической спеченной основе, сушки и пульверизации получающейся в результате смеси, смешивания полученного таким образом основного материала, в котором карбонизированный стирол-бутадиеновый каучук поддерживается на поверхностях частиц углерода с помощью связующего вещества, такого как эмульсия акриловой смолы, нанесения состава получающейся в результате смеси на части основных поверхностей коллектора 13a отрицательного электрода и подвергания нанесенного состава смеси сушке и прокатыванию.

[0017] Когда аморфный или неграфитизируемый углеродный материал используется в качестве активного материала отрицательного электрода, выходное напряжение батареи уменьшается с величиной разряда вследствие отсутствия плоского профиля потенциала во время зарядки/разрядки. Использование такого аморфного или неграфитизируемого углеродного материала в качестве активного материала отрицательного электрода, таким образом, полезно для применений в источниках энергии электрических транспортных средств ввиду возникновения нерезких падений выходной мощности.

[0018] Разделители 12 генерирующего энергию элемента 18 функционируют, чтобы предотвращать короткое замыкание между положительным и отрицательным пластинчатыми электродами 11 и 13, и могут иметь функцию удерживания материала электролита. Каждый из разделителей 12 реализуется в форме, например, пористой пленки полиолефина, такого как полиэтилен (PE) или полипропилен (PP), с тем, чтобы закрывать поры в пористой пленке посредством тепловыделения с проходом сверхтока и тем самым проявлять функцию прерывания тока.

[0019] В настоящем варианте осуществления разделитель 12 отдельно не ограничен однослойной полиолефиновой пленкой. Разделитель 12 может альтернативно иметь трехслойную структуру, в которой полипропиленовая пленка проложена между полиэтиленовыми пленками, или слоистую структуру, в которой пористая полиолефиновая пленка наслоена на органический нетканый материал, и т.д. Формирование разделителя 12 с такой многослойной структурой обеспечивает различные функции, такие как функция ограничения сверхтока, функция удержания электролита и функция сохранения формы разделителя (улучшение жесткости).

[0020] В генерирующем энергию элементе 18 положительные пластинчатые электроды 11 и отрицательные пластинчатые электроды 13 попеременно наслоены вместе с каждым из разделителей 12, вставленных между смежными положительным и отрицательным пластинчатыми электродами 11 и 13. Два положительных пластинчатых электрода 11 соединены через соответствующие коллекторы 11a положительных электродов с выводом 14 положительного электрода из металлической фольги, тогда как три отрицательных пластинчатых электрода 13 соединены через соответствующие коллекторы 13a отрицательных электродов с выводом 15 отрицательного электрода из металлической фольги.

[0021] Число положительных пластинчатых электродов 11, разделителей 12 и отрицательных пластинчатых электродов 13 генерирующего энергию элемента 18 не ограничивается, в частности, вышеуказанным. Например, альтернативно возможно предоставлять генерирующий энергию элемент 18 с одним положительным пластинчатым электродом 11, двумя разделителями 12 и тремя отрицательными пластинчатыми электродами 13. Число положительных пластинчатых электродов 11, разделителей 12 и отрицательных пластинчатых электродов 13 может быть выбрано по необходимости.

[0022] Нет конкретного ограничения на выводы 14 и 15 положительного и отрицательного электродов, пока каждый из выводов 14 и 15 положительного и отрицательного электродов сформирован из электрохимически устойчивого металлического материала. Вывод 14 положительного электрода сформирован, например, из алюминиевой фольги, фольги из алюминиевого сплава, медной фольги или никелевой фольги с толщиной около 0,2 мм, как в случае коллекторов 11a положительного электрода. Вывод 15 отрицательного электрода сформирован, например, из никелевой фольги, медной фольги, фольги из нержавеющей стали или железной фольги с толщиной около 0,2 мм, как в случае коллекторов 13a отрицательного электрода.

[0023] Как уже упомянуто выше, пластинчатый электрод 11, 13 соединен с выводом 14, 15 электрода посредством протягивания коллектора 11a, 13a из металлической фольги пластинчатого электрода 11, 13 к выводу 14, 15 электрода, т.е. формирования слоев электрода (слоев 11b и 11c положительного электрода или слоев 13b и 13c отрицательного электрода) на некоторой части листа 11a, 13a из металлической фольги и использования оставшейся конечной части листа 11a, 13a из металлической фольги в качестве элемента для соединения с выводом 14, 15 электрода. Альтернативно, коллектор 11a, 13a между слоями положительного или отрицательного электрода и соединяющий элемент могут быть сформированы из отдельных листов металлической фольги и соединены друг с другом. Последующие объяснения, в частности, ссылаются на случай, где коллектор между слоями положительного или отрицательного электрода и соединяющий элемент сформированы из одного листа металлической фольги.

[0024] Генерирующий энергию элемент 18 размещается и герметизируется в верхнем и нижнем элементах 16 и 17 оболочки. Хотя специально не иллюстрировано на чертежах, каждый из верхнего и нижнего элементов 16 и 17 оболочки имеет трехслойную структуру, включающую в себя, в порядке от внутренней стороны к наружной стороне плоской батареи 1, внутренний слой, сформированный из пленки на основе смолы, имеющей хорошее сопротивление электролиту и свойства термической адгезии, такой как полиэтилен, модифицированный полиэтилен, полипропилен, модифицированный полипропилен или иономерная смола, промежуточный слой, сформированный из металлической фольги, такой как алюминиевая фольга, и внешний слой, сформированный из пленки на основе смолы, имеющей хорошие электроизолирующие свойства, такой как полиамидная смола или полиэфирная смола.

[0025] Другими словами, каждый из верхнего и нижнего элементов 16 и 17 оболочки сформирован из гибкого материала, такого как полимер-металлический тонкопленочный многослойный материал, имеющий лист металлической фольги, такой как алюминиевая фольга, пленку из полиэтилена, модифицированного полиэтилена, полипропилена, модифицированного полипропилена или иономерной смолы, наслоенную на поверхность металлической фольги (внутренняя сторона плоской батареи 1), и пленку из полиамидной смолы или полиэфирной смолы, наслоенную на другую поверхность металлической фольги (внешняя сторона плоской батареи 1).

[0026] Элемент 16, 17 оболочки сам может быть усилен по прочности посредством предоставления не только полимерных слоев, но также металлического слоя в элементе 16, 17 оболочки, как упомянуто выше. Дополнительно, элемент 16, 17 оболочки может обеспечивать хорошую термическую адгезию с металлическим выводом 14, 15 электрода посредством формирования внутреннего слоя элемента 16, 17 оболочки, например из полиэтилена, модифицированного полиэтилена, полипропилена, модифицированного полипропилена или иономерной смолы.

[0027] Как показано на фиг. 1 и 2, вывод 14 положительного электрода выведен со стороны одного конца элементов 16 и 17 оболочки; вывод 15 отрицательного электрода выведен со стороны другого конца элементов 16 и 17 оболочки. Поскольку существуют некоторые зазоры, сделанные в частях термической плавки между элементами 16 и 17 оболочки согласно толщине выводов 14 и 15 положительного и отрицательного электродов, герметизирующие пленки из полиэтилена, полипропилена и т.д. могут быть размещены в частях соприкосновения между выводами 14 и 15 электродов и элементами 16 и 17 оболочки с тем, чтобы поддерживать герметичность внутреннего пространства плоской батареи 1. Герметизирующая пленка предпочтительно сформирована из того же вида полимерного материала, что и материал элементов 16 и 17 оболочки, с точки зрения свойств термической адгезии, относительно каждого из выводов 14 и 15 положительного и отрицательного электродов.

[0028] Генерирующий энергию элемент 18 и части выводов 14 и 15 положительного и отрицательного электродов заключены в элементах 16 и 17 оболочки. Внутреннее пространство, определенное элементами 16 и 17 оболочки, вакуумировано, в то же время будучи заполнено жидким раствором электролита из литиевой соли, такой как перхлорат лития, фтороборат лития или гексафторфосфат лития, в качестве растворенного вещества в органическом жидком растворителе. После этого внешние наружные кромки элементов 16 и 17 оболочки термически свариваются друг с другом посредством тепловой прессовки.

[0029] Примерами органического жидкого растворителя являются эфирные растворители, такие как пропиленкарбонат (PC), этиленкарбонат (EC), диметилкарбонат (DMC) и метилэтилкарбонат. В настоящем варианте осуществления органический жидкий растворитель не ограничен вышеуказанными. Альтернативно может быть использован органический жидкий растворитель, приготовленный посредством смешивания эфирного растворителя, такого как γ-бутиролактон (γ-BL) или диэтоксиэтан (DEE), или другого растворителя с эфирным растворителем.

[0030] Основная структура плоской батареи 1 согласно настоящему варианту осуществления была описана выше. Часть соединения между выводом 14, 15 электрода и коллекторами 11a, 13a будет далее объяснена ниже подробно.

[0031] [Первый вариант осуществления]

Фиг. 3 - это увеличенный вид сверху части соединения между выводом 15 отрицательного электрода и коллекторами 13a отрицательных электродов. Здесь элементы 16 и 17 оболочки и генерирующий энергию элемент 18 опущены на фиг. 3. Часть соединения между выводом 14 положительного электрода и коллекторами 11a положительных электродов аналогична по структуре части соединения между выводом 15 отрицательного электрода и коллекторами 13a отрицательных электродов. Фиг. 4 - это вид в поперечном разрезе, взятом вдоль линии A-A на фиг. 3.

[0032] Вывод 15 отрицательного электрода и три коллектора 13a отрицательных электродов соединены вместе посредством ультразвуковой сварки через, например, шесть сварных соединений 20. Вывод 15 отрицательного электрода имеет токопроводящий сегмент 151, разделенный на множество элементов, и изолирующий сегмент 152, покрывающий токопроводящий сегмент 151. Более конкретно, токопроводящий сегмент 151 имеет шесть плоских проводников в форме кабеля, сформированных из токопроводящего материала (материала проводника), такого как медь, и индивидуально приваренных соответствующими сварными соединениями 20 к коллекторам 13a отрицательных электродов. Шесть проводников токопроводящего сегмента 151 сформированы таким образом, чтобы протягиваться от коллекторов 13a отрицательных электродов к внешним наружным кромкам элементов 16 и 17 оболочки.

[0033] Токопроводящий сегмент 151 покрыт изолирующим сегментом 152 так, что изолирующий сегмент 152 удерживает боковые стороны плоских проводников токопроводящего сегмента 151 и, тем самым, сохраняет эти проводники токопроводящего сегмента 151 изолированными друг от друга. Изолирующий сегмент 152 размещен между множеством проводников токопроводящего сегмента 151 в направлении плоскости (т.е. вышеупомянутом направлении расширения/сжатия) коллекторов 13a отрицательных электродов. Дополнительно, изолирующий сегмент 152 сформирован из материала, такого как полимер, имеющего более высокую эластичность, чем материал токопроводящего сегмента 151. Термин "эластичность" здесь ссылается на способность материала расширяться и сжиматься под термическим напряжением или механическим напряжением и т.д.

[0034] Фиг. 3 соответствует виду сверху вывода 15 отрицательного электрода и коллекторов 13a отрицательных электродов, при рассмотрении с нижней стороны на фиг. 2 (стороны нижнего элемента 17 оболочки). Хотя вывод 15 отрицательного электрода иллюстрирован как короткий по длине на чертеже, возможно растягивать вывод 15 отрицательного электрода до произвольной длины. В одном примере вывод 15 отрицательного электрода, который имеет токопроводящий сегмент 151 с множеством проводников и изолирующий сегмент 152, как одно целое может быть предусмотрен в форме гибкого кабеля и тем самым может изгибаться и скручиваться. В другом примере изолирующий сегмент 152 может быть сформирован из любого полимерного материала относительно высокой жесткости, так что вывод 15 отрицательного электрода может сохранять свою форму. Концы проводников токопроводящего сегмента 151 выставлены из изолирующего сегмента 152 в обеих конечных частях вывода 15 отрицательного электрода. Один из оголенных концов каждого проводника токопроводящего сегмента 151 соединен сварным соединением 20 с коллектором 13a отрицательного электрода. Другой оголенный конец каждого проводника токопроводящего сегмента 151 соединен с проводом (не показан) снаружи плоской батареи 1.

[0035] В вышеупомянутой структуре плоской батареи 1 вывод электрода, такой как вывод 14 положительного электрода или вывод 15 отрицательного электрода, и коллекторы, такие как коллекторы 11a положительных электродов или коллекторы 13a отрицательных электродов механически сжимаются или подвергаются нагреву, сформированному посредством ультразвуковых колебаний во время их сварки. Это может вести к разнице в степени расширения/сжатия между выводом 14, 15 электрода и коллекторами 11a, 13a даже в случае, когда вывод 14, 15 электрода и коллекторы 11a, 13a сформированы из одного и того же вида материала.

[0036] Таким образом, существует вероятность складок в коллекторах 11a, 13a и разрывов в сварных соединениях 20, когда коллекторы 11a, 13a расширяются больше, чем вывод 14, 15 электрода во время сварки. Аналогично, существует вероятность складок в выводе 14, 15 электрода и разрывы в сварных соединениях 20, когда вывод 14, 15 электрода расширяется больше, чем коллекторы 11a, 13a во время сварки. Здесь, на фиг. 3, определено, что расстояние Ic - это расстояние между двумя крайними проводниками токопроводящего сегмента 151, покрытого изолирующим сегментом 152; и расстояние It соединения - это расстояние между двумя крайними сварными соединениями 20. В случае, например, когда расстояние Ic увеличивается посредством расширения коллекторов 13a отрицательных электродов под воздействием тепла во время сварки, возникают складки в выводе 15 электрода или коллекторах 13a отрицательных электродов и разрывы в сварных соединениях 20, если расстояние It соединения не изменяется в ответ на такое расширение.

[0037] В плоской батарее 1 настоящего варианта осуществления, однако, вывод 14, 15 электрода имеет изолирующий сегмент 152, сформированный из материала, имеющего более высокую эластичность, чем материал токопроводящего сегмента, как упомянуто выше. Например, когда коллекторы 11a, 13a расширяются под воздействием тепла во время сварки, изолирующий сегмент 152 расширяется так, чтобы сопровождать и позволять расширение коллекторов 11a, 13a и тем самым предотвращать складки в коллекторах 11a, 13a, в то же время сохраняя прочность соединения сварных соединений 20. Когда коллекторы 11a, 13a сжимаются при падении температуры после сварки, изолирующий сегмент 152 сжимается так, чтобы сопровождать и позволять сжатие коллекторов 11a, 13a и тем самым предотвращать складки в коллекторах 11a, 13a, в то же время сохраняя прочность соединения сварных соединений 20. Таким образом, напряжение при сварке не фокусируется на сварных соединениях 20 и может быть ослаблено посредством изолирующего сегмента 152 так, чтобы предотвращать разрывы в сварных соединениях 20.

[0038] В выводе 14, 15 электрода токопроводящий сегмент 151 снабжен множеством проводников в форме кабеля; а изолирующий сегмент 152 размещен между этими проводниками токопроводящего сегмента 151 в настоящем варианте осуществления. Когда расстояние между сварными соединениями 20 изменяется посредством расширения и сжатия коллекторов 11a, 13a во время сварки, расстояние между проводниками токопроводящего сегмента 151 изменяется в ответ на расширение и сжатие коллекторов 11a, 13a, так что напряжение вследствие такого расширения и сжатия может ослабляться посредством изолирующего сегмента 152.

[0039] Хотя изолирующий сегмент 152 предусмотрен в выводе 14, 15 электрода и приспособлен, чтобы ослаблять напряжение при сварке в настоящем варианте осуществления, альтернативно возможно принимать любую другую составную часть, такую как проводник, имеющий более высокую эластичность, чем токопроводящий сегмент 151, в качестве снимающего напряжение сегмента вместо изолирующего сегмента 152. В настоящем варианте осуществления проводники токопроводящего сегмента 151 предусмотрены в форме плоского кабеля, но могут быть альтернативно предусмотрены в форме кабеля с круглым поперечным сечением или могут необязательно быть предусмотрены в форме кабеля.

[0040] В настоящем варианте осуществления изолирующий сегмент 152 соответствует снимающему напряжение сегменту настоящего изобретения.

[0041] [Второй вариант осуществления]

Фиг. 5 - это увеличенный вид сверху части соединения между выводом 15 отрицательного электрода и коллекторами 13a отрицательных электродов согласно другому примерному варианту осуществления настоящего изобретения. Здесь элементы 16 и 17 оболочки и генерирующий энергию элемент 18 опущены на фиг. 5. Общая структура плоской батареи 1 настоящего варианта осуществления является такой же, что и структура варианта осуществления, упомянутого выше со ссылкой на фиг. 1 и 2. Часть соединения между выводом 14 положительного электрода и коллекторами 11a положительных электродов аналогична по структуре части соединения между выводом 15 отрицательного электрода и коллекторами 13a отрицательных электродов как показано на фиг. 1 и 2.

[0042] Вывод 15 отрицательного электрода настоящего варианта осуществления, показанный на фиг. 5, отличается от показанного на фиг. 3 в том, что разрезы 153 сформированы в выводе 15 отрицательного электрода. Что касается других конфигураций, вышеприведенное объяснение первого варианта осуществления может быть применено в случае необходимости.

[0043] В выводе 15 отрицательного электрода разрезы 153 сформированы в позициях между множеством проводников токопроводящего сегмента 151 посредством создания вырезов в изолирующем сегменте 152 от конечной поверхности изолирующего сегмента 152, обращенной к коллекторам 13a электродов, по направлению к внешним наружным кромкам элементов 16 и 17 оболочки. Разрезы 153 проходят в направлении центральных осей проводников токопроводящего сегмента 151 таким образом, что концы разрезов 153 расположены в или около центра изолирующего сегмента 152 в осевом направлении. Ширина разрезов 153 предпочтительно сделана большей или равной половине расстояния между проводниками токопроводящего сегмента 151 и меньшей, чем длина проводников токопроводящего сегмента 151 в поперечном направлении (т.е. направлении, перпендикулярном осевому направлению). В этой конфигурации расширение и сжатие токопроводящего сегмента 151 может быть ослаблено посредством разрезов 151 во время сварки.

[0044] Как упомянуто выше, разрезы 153 сформированы в изолирующем сегменте 152 таким образом, что каждый из разрезов 153 проходит от коллекторов 11a, 13a по направлению к внешним наружным кромкам элементов 16 и 17 оболочки в настоящем варианте осуществления. Когда коллекторы 11a, 13a или вывод 14, 15 электрода расширяются во время соединения сварных соединений 20, разрезы 153 расширяются так, чтобы тем самым предотвращать складки в коллекторах 11a, 13a, в то же время сохраняя прочность соединения сварных соединений 20. Когда коллекторы 11a, 13a или вывод 14, 15 электрода сжимаются, разрезы 153 сужаются так, чтобы тем самым предотвращать складки в коллекторах 11a, 13a, в то же время сохраняя прочность соединения сварных соединений 20.

[0045] Поскольку разрезы 153 сформированы в изолирующем сегменте 152, изолирующий сегмент 152 может расширяться или сжиматься с небольшим усилием относительно напряжения при сварке на коллекторах 11a, 13a или выводе 14, 15 электрода. Это допускает более легкое расширение или сжатие изолирующего сегмента 152 с тем, чтобы эффективно уменьшать нагруженность на сварных соединениях 20.

[0046] В настоящем варианте осуществления один разрез 153 сформирован между смежными проводниками токопроводящего сегмента 151, как показано на фиг. 5. Множество разрезов 153 может альтернативно быть сформировано посредством создания множества вырезов в форме прерывистой линии между смежными проводниками токопроводящего сегмента, как показано на фиг. 6. Фиг. 6 - это увеличенный вид сверху части соединения между выводом 15 отрицательного электрода и коллекторами 13a отрицательных электродов согласно другому примерному варианту осуществления настоящего изобретения, который соответствует фиг. 5. Длина прерывистой линии, сформированной посредством разрезов 153, предпочтительно сделана большей или равной половине длины проводников токопроводящего сегмента 151 в осевом направлении и меньшей, чем длина изолирующего сегмента 152 в осевом направлении.

[0047] Как показано на фиг. 7 и 8, выемки 154 могут альтернативно быть сформированы вместо разрезов 153. Фиг. 7 - это увеличенный вид сверху части соединения между выводом 15 отрицательного электрода и коллекторами 13a отрицательных электродов согласно другому примерному варианту осуществления настоящего изобретения, который соответствует фиг. 5. Фиг. 8 - вид в поперечном разрезе, взятом вдоль линии B-B на фиг. 7. Выемки 154 сформированы в основной поверхности изолирующего сегмента 152 в позициях между проводниками токопроводящего сегмента 151 таким образом, чтобы протягиваться в осевом направлении проводников токопроводящего сегмента 151. Толщина части изолирующего сегмента 152, в которой сформированы выемки 154, меньше, чем толщина части изолирующего сегмента 152, в которой выемки 154 не сформированы. Дополнительно, длина выемок 154 в осевом направлении проводников токопроводящего сегмента 151 предпочтительно сделана большей или равной половине длины проводников токопроводящего сегмента 151 в их осевом направлении и меньшей, чем длина изолирующего сегмента 152 в осевом направлении. Это допускает более легкое расширение и сжатие части изолирующего сегмента 152, в которой выемки 154 сформированы, когда коллекторы 11a, 13a или вывод 14, 15 электрода расширяются или сжимаются во время соединения сварных соединений 20, с тем, чтобы эффективно уменьшать нагруженность на сварных соединениях 20 и предотвращать складки в коллекторах 11a, 13a, в то же время сохраняя прочность соединения сварных соединений 20.

[0048] Хотя выемки 154 сформированы в одной основной поверхности изолирующего сегмента 152, как показано на фиг. 7 и 8 в настоящем варианте осуществления, выемки 154 могут альтернативно быть сформированы в обеих основных поверхностях изолирующего сегмента 152, как показано на фиг. 9. Фиг. 9 - это вид в поперечном разрезе части вывода 15 отрицательного электрода, который соответствует фиг. 8.

[0049] В настоящем варианте осуществления разрез 153 соответствует вырезу настоящего изобретения.

[0050] [Третий вариант осуществления]

Фиг. 10 - это вид в поперечном разрезе плоской батареи согласно другому примерному варианту осуществления настоящего изобретения. Здесь элементы 16 и 17 оболочки опущены на фиг. 10. Общая структура плоской батареи 1 настоящего варианта осуществления является такой же, что и структура варианта осуществления, упомянутого выше со ссылкой на фиг. 1 и 2.

[0051] Плоская батарея 1 настоящего варианта осуществления отличается от батареи вышеупомянутого первого варианта осуществления в структуре части соединения между выводом 14, 15 электрода и коллекторами 11a, 13a. Что касается других конфигураций, вышеприведенные объяснения первого и второго вариантов осуществления могут быть применены в случае необходимости.

[0052] Как показано на фиг. 10, плоская батарея 1 включает в себя четыре отрицательных пластинчатых электрода 13 и три положительных пластинчатых электрода 11, поочередно наслоенных вместе. Среди четырех коллекторов 13a отрицательных электродов два верхних коллектора 131a и 131b отрицательных электродов соединены посредством сварки с частью 15a вывода отрицательного электрода; а два нижних коллектора 131c и 131d отрицательных электродов соединены посредством сварки с частью 15b вывода отрицательного электрода. Среди трех коллекторов 11a положительных электродов один верхний коллектор 111a положительного электрода соединен посредством сварки с частью 14a вывода положительного электрода; а два нижних коллектора 111b и 111c положительных электродов соединены посредством сварки с частью 14b вывода положительного электрода.

[0053] В первом варианте осуществления вывод 14, 15 электрода и коллекторы 11a, 13a соединены вместе в позиции соединения смежно с позицией герметизации элементов 16 и 17 оболочки. В настоящем варианте осуществления, наоборот, вывод 14, 15 электрода и коллекторы 11a, 13a соединены вместе в позиции соединения ближе к генерирующему энергию элементу 18, чем позиция соединения первого варианта осуществления.

[0054] Вывод 14, 15 электрода вводится по направлению к коллекторам 11a, 13a из позиции герметизации элементов 16 и 17 оболочки и затем разветвляется на два верхних и нижних слоя в некоторой средней точке во внутреннем пространстве плоской батареи 1. А именно, один конец вывода 15 отрицательного электрода разделен на части 15a и 15b вывода отрицательного электрода; и оди