叠层金属箔的制造方法、包含叠层金属箔的制造方法的密封型电池的制造方法以及密封 ...的制作方法
【专利说明】叠层金属箔的制造方法、包含叠层金属箔的制造方法的密封型电池的制造方法以及密封型电池
[0001]关联申请
[0002]本申请主张2013年I月16日在日本提出申请的日本特愿2013-005432的优先权，并引用其全部内容以便通过参照而构成本申请的一部分。
技术领域
[0003]本发明涉及通过电阻焊接将叠层的金属箔接合的叠层金属箔的制造方法。
【背景技术】
[0004]以往，作为像锂离子电池那样的密封型电池，例如公知有通过将涂敷有正极活性物质的铝箔与涂敷有负极活性物质的铜箔的金属箔以及隔膜卷绕多次来形成电极体的方法。在这样的叠层的金属箔中，未涂敷电极活性物质的部位(未涂敷部)成为与电极端子的接合部(焊接部位)，而被用作集电部。
[0005]此外，在锂离子电池中，要求电池的高容量化并且避免电池外装的大型化。这种情况下，作为不改变电池外装的大小而提高容量效率的方式而举例说明如下:通过使金属箔中的电极活性物质的未涂敷部的宽度减小，而使电极活性物质的涂敷面积增大。
[0006]另一方面，由于在铝表面上存在有坚固的绝缘性的氧化皮膜(氧化铝)，因此，在以往，公知有在例如使用穿孔针在构成正极箔的叠层铝箔上设置小孔之后进行电阻焊接的方法(例如，专利文献I)。通过设置小孔来去除铝箔的氧化皮膜，制作电流的通道，而使电阻焊接时的通电性提高。
[0007]另一方面，在构成负极箔的叠层铜箔中，铜箔包括轧制铜箔以及电解铜箔这2种，轧制铜箔通常是通过反复对电解铜进行轧制/退火而使其成为箔状而制造的。电解铜箔是通过将不锈钢等旋转鼓作为阴极并对硫酸铜槽通电而使铜析出(电解沉积)在旋转鼓上之后，将析出的铜卷绕为卷状而制造的。
[0008]从上述铜箔的各种制造方法来看，在轧制铜箔中箔长度存在限制，但是在电解铜箔中则不存在那样的限制。因此，在锂离子电池中，为了应对高容量化，作为铜箔期望箔长度没有限制，近年来，对于锂离子电池的电极材料大多使用电解铜箔。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1:日本特开2006-326622号公报
【发明内容】
[0012]发明要解决的课题
[0013]但是，伴随着以增加电池容量等为目的的金属箔的叠层张数增加，通过电阻焊接将金属箔接合于集电部变得困难。特别地，在与近年来的高容量要求相符的多层叠层结构中，电阻焊接更加困难。另外，虽然在叠层数增加的电极基材的叠层体中，为了可靠地进行电阻焊接可以一边施加高电压一边进行电阻焊接，但是如果这样的话，便需要产生高电压的结构(电源装置等)，存在与之相应地带来制造成本的增加、装置结构的大型化的问题。
[0014]此外，在专利文献I中，由于电阻焊接的电阻发热，而在叠层铝箔的焊接部位形成有以通过穿孔针而设置的小孔为中心的圆形的熔核(合金层)。这种情况下的熔核面积取决于以小孔为中心的直径。即，通过电阻焊接而得到的熔核面积取决于熔核形成容许区域(焊接部位)的宽度方向的大小。因此，如果叠层铝箔中的活性物质的未涂敷宽度減小，则不能确保充分的熔核面积。这一问题在叠层铜箔的情况下也是同样的。
[0015]为了增大熔核面积，也设想过使用多个穿孔针，沿未涂敷部的长度方向形成多个小孔来进行电阻焊接，但是存在下述情况:在将多个穿孔针刺入叠层金属箔而形成贯通的小孔之后，即使想拔出该穿孔针，但由于在重叠的各金属箔上形成有小孔因而难以拔出，而在产品的批量生产时成为障碍。
[0016]另一方面，在电解铜箔的电阻焊接中，为使与铜箔连接的其他导电体与铜箔的密合性提高，而在电解铜箔的表面实施了粗化处理(轻度的蚀刻处理)，但是在通过粗化处理而在铜箔表面上形成的微小凹部中会残留若干作为绝缘体的蚀刻液。在将表面上残留有那样的绝缘体的电解铜箔叠层而得到的叠层体中，电流难以沿其叠层方向流动，电阻焊接变得更困难。
[0017]此外，在电解铜箔的叠层体中，在为了可靠地进行电阻焊接而实施施加高电压的情况下，在高电压施加状态下，电流选择性地流向电阻小的部位，但是在电解铜箔中，由于在随机形成的微小凹部中残留有蚀刻液(绝缘体)，因此低电阻部位也是随机产生的，因此，电流容易向偏离焊接预定部位的部位流动，焊接部位的形成位置精度变差。进而，由于只在低电阻部位流过高电流，因此也存在产生爆炸、对电气特性等产生不良影响的灰尘散落在焊接部位的周围的可能性。
[0018]本发明的目的在于提供金属箔的制造方法、包含该金属箔的制造方法的密封型电池的制造方法以及密封型电池，能够解决上述的问题点，能够容易且可靠地对叠层的金属箔进行电阻焊接，并且能够确保充分的电阻焊接的熔核(合金层)面积。
[0019]用于解决课题的手段
[0020]为了达成上述目的，本发明的一种结构的金属箔的制造方法包含:第I工序，在叠层的金属箔的焊接部位，借助纵截面形状为大致V字状的刀具切出沿叠层方向贯通且俯视为线状的切缝，而使所述金属箔彼此在所述线状的切缝端部处在叠层方向上密合；以及第2工序，将电阻焊接用的电极压接在所述焊接部位上之后，经由该电极对所述焊接部位通电而对叠层金属箔进行电阻焊接。
[0021]根据该结构，由于刀具为大致V字状，因此线状的切缝的宽度从叠层下层至上层逐渐变大，因此在拔出刀具时，阻碍刀具的拔出的叠层的金属箔切缝端部的阻力变小，而容易将刀具从叠层的金属箔的切缝拔出。因此，能够在第I工序中借助刀具在叠层的金属箔上形成线状的切缝，并且容易地将刀具从切缝拔出。并且，在第2工序中，经由切缝对叠层金属箔可靠地进行电阻焊接，并且，即使焊接部位的宽度方向的大小较小，也能够沿着切缝确保椭圆形状且充分的电阻焊接的熔核(合金层)面积。
[0022]在本发明中，优选上述刀具的刃尖角度为10°以上。因此，大致V字状的刀具的拔出变得容易，能够容易地实施第I工序。
[0023]此外，在本发明的所述第2工序中，在将电极端子进一步叠层在所述叠层的金属箔的焊接部位上的状态下，使电阻焊接用的电极压接在所述电极端子上，并在该状态下经由所述电极对所述焊接部位与所述电极端子通电，而对所述叠层的金属箔与所述电极端子进行电阻焊接。因此，能够容易且可靠地通过电阻焊接来制造具有叠层的金属箔与电极端子的电极体。
[0024]优选，在所述第2工序中，通过形成熔核而将所述叠层的金属箔与所述电极端子接合，所述熔核围绕由所述刀具形成的线状的切缝的周围，且为椭圆形状。这种情况下，能够确保椭圆形状且充分的熔核面积，而将叠层的金属箔与上述电极端子接合。
[0025]本发明的其他的结构，是包含上述叠层金属箔的制造方法的密封型电池的制造方法，其中，所述叠层的金属箔是多张叠层的铝箔以及铜箔，所述叠层的铝箔是所述密封型电池中包含的正电极箔，所述电极端子是所述密封型电池中包含的正电极端子，所述叠层的铜箔是所述密封型电池中包含的电极箔，所述电极端子是所述密封型电池中包含的负电极端子。
[0026]优选所述铜箔是电解铜箔。因此，在适用于密封型电池的情况下，能够使卷绕的箔长度变长，能够实现高容量化。
[0027]优选通过上述密封型电池的制造方法而得到密封型电池。此外优选该密封型电池具备将电极箔叠层而成的电极体以及固定在所述电极体上且向外侧突出的电极端子，其中，作为所述电极箔的焊接部位的集电部与所述电极端子通过由电阻焊接形成的熔核而在所述电极端子的长度方向上延伸而接合，所述熔核形成为以所述长度方向为长轴的椭圆形状。这种情况下，即使焊接部位的宽度方向的大小较小，通过确保充分的熔核面积而对叠层的金属箔与电极端子进行电阻焊接，能够实现电池的高容量化，并且避免电池外装的大型化。
[0028]权利要求书和/或说明书和/或附图中公开的至少两种结构的任意组合都包含于本发明。尤其是权利要求书中的各权利要求的2个以上的任意组合都包含于本发明。
【附图说明】
[0029]通过参照添加的附图对以下的优选的实施方式进行说明，而能够更加清楚地理解本发明。但是，实施方式以及附图只是用于图示以及说明，而并不用于限定本发明的范围。本发明的范围由添加的权利要求书来限定。在添加的附图中，多个附图中的相同部件标号不出相同部分。
[0030]图1中的(A)是示出本发明的一个实施方式的叠层金属箔的制造方法的剖视主视图，图1中的(B)是示出刀具的立体图。
[0031]图2是示出叠层金属箔的制造方法的剖视主视图。
[0032]图3是示出叠层金属箔的制造方法的剖视主视图，图3中的(A)是端面剖视主视图，图3中的(B)是主要部分放大端面剖视主视图。
[00