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_2

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33]图4是示出第I工序的俯视图。
[0034]图5是示出第2工序的剖视主视图。
[0035]图6是示出第2工序的剖视主视图。
[0036]图7是示出使用了叠层金属箔的制造方法的密封型电池的概略结构的立体图。
[0037]图8是该密封型电池的分解图。
[0038]图9是示出第2工序的放大图。
[0039]图10是示出叠层金属箔与电极端子的接合部的放大图。
[0040]图11是示出密封型电池的制造工序的流程图。
【具体实施方式】
[0041]以下,根据附图对本发明的实施方式进行说明。本发明的一个实施方式的叠层金属箔的制造方法是对重叠有多张金属箔的叠层金属箔进行电阻焊接来进行制造的方法。图1中的(A)示出多张金属箔2的叠层状态,将对该叠层金属箔I进行电阻焊接而得到的产品使用于例如锂离子电池那样的密封型电池的电极体中。作为金属箔2,例如对正极箔使用铝箔、对负极箔使用铜箔,作为电极端子,例如正极端子的材料使用铝、负极端子的材料使用铜。本制造方法包含第I工序以及第2工序。
[0042]第I工序
[0043]首先,如图1中的(A)所示,使刀具C沿叠层方向S贯通叠层金属箔I的焊接部位Ao图1中的(B)示出了纵截面形状为大致V字状的刀具C。
[0044]接下来,如图2所示,通过利用刀具C对叠层的金属箔2在其叠层方向S上贯通而形成切缝3,该切缝3在叠层金属箔I的与宽度方向W垂直的长度方向L上延伸,且俯视时为线状(图4),在切缝端部3a处,使上下相邻的金属箔2彼此牢固地密合。
[0045]图1中的(B)的大致V字状的刀具C的刃尖角度α为10°以上,优选为15°以上。由此,通过刀具C在叠层金属箔I上形成切缝3之后,在拔出刀具C时,由于刀具C是大致V字形状,因此如果刀具C切入叠层金属箔1,则线状的切缝3成为在叠层金属箔I的叠层下部部分线宽度较小、在上部部分线宽度逐渐变大的切缝形状,因此与现有的针状相比,作为整体来看,阻碍刀具C拔出的重叠的金属箔的切缝端部3a的阻力变小,从叠层金属箔I的切缝3拔出刀具C变得容易。此外,优选刃尖角度α为90°以下。如果超过90°,则虽然刀具C的拔出容易,但是切缝3的形成困难。进而,刀具C的刃长β为3mm以上,优选为5mm以上。通过沿长度方向L多次使用该刀具C,而能够任意设定切缝3的长度方向L的尺寸。
[0046]图5的切缝3的宽度尺寸d设定为0.1mm彡d彡1.0mm。优选设定为
0.3mm彡d彡0.8mm。在宽度尺寸d为d < 0.1mm的情况下,刀具C的刃尖过薄,形成切缝3较困难。另一方面,在宽度尺寸d为1.0mm < d的情况下,存在在电阻焊接之后切缝3未被完全封堵的可能性。由此,能够更容易地形成切缝3,且更可靠地进行电阻焊接。
[0047]图3的(A)示出了在叠层金属箔I上形成切缝3后的状态,图3的(B)是该主要部分放大剖视主视图。通过上述第I工序,由于相邻的金属箔2彼此的密合,在叠层金属箔I上形成了电流的导通部R(图5),其用于使电流沿该叠层方向S集中流过。
[0048]此外,在作为金属箔2使用电解铜箔的情况下,铜箔的表面被粗化处理,如图3的(B)所示,在进行了粗化处理的铜箔的表面上随机产生微小凹部X,存在蚀刻液等杂质(绝缘体)Y残留在该微小凹部X中的可能性。在将表面上残留有那样的杂质Y的铜箔进行叠层而得到的叠层体中,电流沿该叠层方向通过变得越来越困难,电阻焊接更加困难。但是,在本实施方式中,通过形成切缝3,通过切缝形成时的刀具C的铜箔压切处理,在位于切缝端部3a附近的微小凹部X(位于图3的(B)的放大区域的右端的微小凹部XI)中,刀具C将铜箔的叠层体的切缝3a展开,伴随于此,铜箔的叠层面发生变形,而将杂质Y从该微小凹部X强制地拔出而排出。因此,相邻的铜箔彼此更加牢固地密合,形成了电流更容易通过的导通部R(图5)。
[0049]如图4那样,在第I工序中,上述规定宽度的线状的切缝3形成为在金属箔2的宽度方向W的两端部(图中的左右)的位置上沿着与宽度方向W垂直的方向L延伸。由此,能够不减小除了焊接部位A以外的金属箔的宽度方向W的中央部的宽度方向尺寸,而充分确保成为焊接部位A的主要部分的切缝3的面积。
[0050]第2工序
[0051]第2工序中,如图5所示,通过电阻焊接机(省略图示)的电阻焊接用的电极E、E,在以切缝3为中心的焊接部位A上,将叠层金属箔I按压为三明治状而使其压接后,经由电极E对焊接部位A通电,来进行叠层金属箔I的电阻焊接。在该电阻焊接时,例如使电极端子4叠层于叠层金属箔I并通电,来焊接叠层金属箔I与电极端子4。如图6那样,由于该电阻发热而在切缝3上形成熔核(合金层)5,叠层金属箔I以及电极端子4被熔融接合。如图5那样,电流在叠层方向S(Z方向)上流过上述导通部R。
[0052]如图6那样,电阻焊接后的切缝3的宽度尺寸D设定为1.0mm彡d彡2.0mm。优选设定为1.3mm ^ d ^ 1.8mm。在宽度尺寸D为d < 1.0mm的情况下,存在焊接不充分的可能性。另一方面,在宽度尺寸D为2.0mm < D的情况下,存在电阻焊接时间超过需要而变得过长的可能性。
[0053]这样,由于刀具C是大致V字形状,因此线状的切缝3的宽度从叠层下层至上层逐渐变大,因此拔出刀具C时,叠层金属箔I的切缝端部2a的阻碍刀具C拔出的阻力变小,而容易从叠层金属箔I的切缝3拔出刀具C。因此,第I工序中能够通过刀具C在叠层金属箔I上形成线状的切缝3,并且能够容易地将刀具C从切缝3拔出。并且,在第2工序中,能够经由切缝3可靠地对叠层金属箔I进行电阻焊接,并且即使焊接部位A的宽度方向W的大小较小,也能够沿着切缝3确保椭圆形状且充分的电阻焊接的熔核(合金层)5的面积。
[0054]另外,在将叠层金属箔与电极端子接合的情况下,对电极端子实施冲缘加工,例如采用椭圆形状的带冲缘的端子,能够将该冲缘部分作为刀具C来使用。在该情况下,通过电极E、E对叠层金属箔以及带冲缘的电极端子进行压接,通过冲缘部分的刀具C在叠层金属箔上以椭圆形状形成线状的切缝,在该状态下对电极E、E通电,经由该切缝对叠层金属箔以及带冲缘的电极端子进行电阻焊接,在该切缝上形成熔核(合金层)。因此,由于不使第I工序与第2工序分开而使其连续地作为I个工序来进行,因此能够实现制造时间的缩短化。
[0055]接下来,对使用了上述叠层金属箔的制造方法的密封型电池7的结构进行说明。如图7那样,密封型电池7是例如锂离子电池,将作为发电元件的电极体20容纳于外装10。与电极体20连接的正极端子31、负极端子32在宽度方向W的两端分别向外装10的外侧(图中的上方)L突出设置。
[0056]外装10包含容纳电极体20的容器11以及供正极端子31和负极端子32固定的盖12。如图8那样,容器11的一个面开口,并通过盖12来封堵该开口面。容器11的开口面与盖12的外周被焊接,而将外装10的内部密封。即,将固定有电极体20的正极端子31以及负极端子32固定于盖12而构成盖SUB-ASSY (盖组装体)之后,将电极体20容纳于容器11内。接下来,将容器11的开口面与盖12的外周焊接而将外装10密封。
[0057]图7的电极体20是通过隔着隔膜23叠层并卷绕正极箔21以及负极箔22而得到的卷绕体。正极箔21以及负极箔22是电极箔,在这一部分上,涂敷有作为发电元件的电极活性物质。在密封的外装10中注入电解液,使电解液浸渍于电极体20。通过电极体20的电极活性物质与电解液中所含有的电解质之间发生化学反应,来进行对电极体20的充电以及来自电极体20的放电。
[0058]在电极体20中,以未涂敷电极活性物质的未涂敷部(图10)在卷绕面两侧分别突出的方式进行卷绕。即,以将正极箔21以及负极箔22中的未涂敷部配置于电极体20的卷绕轴方向(宽度方向W)的两端的方式进行卷绕。另外,电极体20也可以是将正极箔21、负极箔22、隔膜23叠层而成的叠层体。这种情况下,以正极箔21以及负极箔22的未涂敷部从叠层体的侧面突出的方式叠层。
[0059]正极端子31以及负极端子32是密封型电池7的电极端子,在外装10内,正极端子31以及负极端子32分别与正极箔21以及负极箔22的未涂敷部接合。即,正极箔21以及负极箔22的未涂敷部作为电极体20的集电部而被利用。
[0060]在将密封型电池I作为锂离子电池的情况下,例如对正极箔21使用铝箔,对负极箔22使用铜箔。此外,作为正极端子31的材料使用铝,作为负极端子32的材料使用铜。
[0061]对于密封型电池1,正极箔21的未涂敷部(集电部)与正极端子31通过熔核(合金层)5而接合,所述熔核(合金层)5是使用上
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