密闭型电池及密闭型电池的制造方法

专利名称：密闭型电池及密闭型电池的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种密闭型电池及密闭型电池的制造方法，特别是涉及具有配有正 极、负极、隔板的发电体；浸润发电体的电解液；收容发电体及电解液的有底容器的密闭型 电池及该密闭型电池的制造方法。
背景技术：
在现有密闭型电池中，配有正极、负极、隔板的发电体与电解液一同收容于容器 中，通过盖体将容器密闭。为了将来自发电体的电力向电池的外部导出，发电体与盖体通过 电导通的引导件连接。通常，引导件以弯曲的状态收容于容器内。像这样的密闭型电池的情 况，例如为使其适合于如供给机动车的驱动电力的大电流用，必须使引导件的截面积增大， 引导件的厚度增大。若引导件的厚度增大，则难以弯曲，收容引导件所需的空间变大。由于 收容引导件的空间不参与发电，因此优选使空间较小。作为密闭型电池中的引导件的技术，公开有下述技术例如，多张薄板层叠而构成 引导件，将两个所述引导件连接使用，薄板的层叠采用超声波接合(参照专利文献1)。在该 技术中，能够缩小引导件的收容空间从而实现体积效率的提高。专利文献1 日本特开2004-152707号公报然而，在专利文献1的技术中，在上述高输出的电池用途中，两个引导件连接使得 引导件长路径化，因此存在引导件部的电阻引起出现充放电(通电)时的电压下降而招致 输出损失的情况。如果像比较小型的例如锂离子二次电池那样，使从电极导出的一个引导 件与盖体连接，能够避免引导件的长路径化，但为了通过引导件的层叠化而实现低电阻化， 对于引导件端部的接合方法产生限制。这一点在专利文献1中使用了超声波接合，但由于 原理是以被接合物夹在超声波喇叭与平台之间的状态接收超声波振幅从而使被接合物彼 此在界面接合，因此从超声波传播的观点出发优选引导件的对象方的被接合物为单一部 件。例如，在多个部件组合而成的装配体与引导件的接合中，超声波传播在构成装配体的部 件间界面被阻碍因而在接合质量上出现影响。由此，在与装配体的接合中，难以说利用超声 波的接合方式一定适合，还存在电弧焊接或激光焊接等能量照射型焊接方式适合的情况。在能量照射型的焊接方式中，照射到物体的能量在被照射物表面转换为热量因而 物体的温度上升，若超过其熔点则熔融。也就是说，焊接的原理是两物体的界面熔融并凝 固。因此，在层叠化后的引导件中，需要使基于照射的引导件的熔融经由层叠界面到达盖体 等被接合物。若存在多个接合界面，则其成为对在该界面的热传播、熔融传播的障碍，因此 需要提高照射的能量等来进行焊接。这一点在专利文献1的技术中，通过将层叠引导件进 行预临时固定后实施与盖体的接合，从而抑制了引导件的层叠偏移，但是，若临时固定部过 小，则产生在临时固定部以外的部分与被接合物接合的情况，即使临时固定部足够大，根据 临时固定的状况，存在在构成层叠引导件的薄板的间隔产生偏差而出现不期望的症状的情 况。例如，若构成引导件的薄板的间隙过大，则基于激光等的照射的热传递的障碍变大因而 层叠引导件的熔融未到达盖体而引起接合不良，相反地，若薄板的间隔过小则基于激光等的照射的热传送顺利进行，使盖体过度熔融，引起盖体等的破损。此外，一般来说，在密闭型电池中，在盖体中含有具有阀机构的部件，通过在电池 内部的压力异常上升时打开阀而使电池内部的压力与电池外部的压力(大气压)相同，从 而抑制电池的破损。这时，在附属于盖体等配置于盖体附近的部件中，为了避免成为电池的 内部压力作用于阀机构时的障碍，或者为了避免在阀机构打开时，在电池内部的异常的电 极反应或化学反应引起作为反应生成物而产生大量的气体时成为气体向阀机构导通的障 碍，优选具有贯通孔。但是，在将层叠引导件通过激光焊接等与具有贯通孔的部件连接时， 若焊接引起的熔融达到贯通孔，则在贯通孔的缘处没有伴随焊接的输入热量的去处因而热 量集中。因此，潜在有下述问题变得过度熔融，产生飞溅或喷溅，或在部件上产生熔融坑 (开孔)而无法得到正常的接合状态。同样地，若基于焊接的熔融达到层叠引导件的前端或 侧端，则也存在无法得到正常的接合状态的情况。在焊接中，即使是短时间也会暂且使温度上升到被接合物的熔点以上。在通过激 光等从层叠引导件一侧照射而将层叠引导件与盖体等被接合物熔融并接合时，在盖体等的 与层叠引导件未抵接的一侧，由于激光照射产生的热量，即使温度未上升到熔点也一定变 为高温。因此，特别是具有阀机构的薄板状构件的情况，产生变形或热量引起的形变，在误 用电池时阀不会打开到电池内部的规定的压力，电池破损，或者相反地，在电池的通常使用 时的温暖状态下提前打开阀而无法确保密闭型电池的气密性，因而可能引起电解液的漏 出。由上所述，优选在将引导件或连接用的部件与盖体焊接时不会产生缺陷，且优选能够确 保从发电体到盖体的导电路径。

发明内容
本发明鉴于上述情况，目的在于提供一种密闭型电池及该密闭型电池的制造方 法，该密闭型电池能够不产生焊接缺陷地确保发电体及盖体间的电导通。为了解决上述问题，本发明的第一方式是具有配置有正极、负极、隔板的发电体； 浸润所述发电体的电解液；收容所述发电体及电解液的有底容器的密闭型电池，该密闭型 电池的特征在于，具有集电构件，其与所述发电体的一侧端面对置配置，且接合有从所述 正极及负极中任一者导出的引导片；盖体，其被压紧固定于所述有底容器的开口部，且兼作 所述正极及负极中任一者的电极端子；板状构件，其与所述盖体的靠所述发电体侧的面接 合，且具有导电性；引导件，其将所述集电构件与板状构件电连接，所述引导件由多张薄板 层叠构成，所述被层叠的薄板的厚度的总和在所述板状构件的厚度以下，且所述引导件与 所述板状构件焊接。在第一方式中，由于将集电构件与板状构件电连接的引导件由多张薄板层叠而形 成，因此能够使其弯曲为较小地紧凑地收容于容器内，通过使层叠后的薄板的厚度的总和 为板状构件的厚度以下，从而能够即使将引导件与板状构件焊接也不会产生焊接缺陷地确 保发电体及盖体间的电导通。在第一实施方式中，优选在引导件中，在比与板状构件接合的接合部位更宽的面 积内，薄板彼此的层叠被固定。优选盖体由多个包括具有阀机构的部件的部件构成，在板 状构件上形成有能够通气的贯通孔。能够使板状构件设成与引导件进行焊接的熔融部位不 会到达贯通孔。能够使引导件设成与板状构件焊接的熔融部位未影响薄板的端地收纳在薄板的层叠面内。且优选在板状构件中，与引导件焊接的熔融部位不会到达贯通孔且不会到 达薄板的端地收纳在薄板的层叠面内。也可以构成为，引导件和板状构件的与盖体相反的 一侧连接，在板状构件与所述盖体之间，在该板状构件的外缘侧形成有空间。本发明的第二方式是第一方式的密闭型电池的制造方法，其特征在于，包含下述 步骤将多张薄板以层叠厚度的总和在所述板状构件的厚度以下的方式层叠，并通过利用 超声波接合形成第一接合部而被固定，从而构成所述引导件；通过使所述引导件的第一接 合部与所述板状构件抵接，且利用激光照射在所述第一接合部形成第二接合部，从而将所 述弓I导件与所述板状构件电连接。发明效果根据本发明，能够得到下述效果由于将集电构件与板状构件电连接的引导件由 多张薄板层叠构成，因此能够使其弯曲为较小地紧凑地收容到容器内，由于使层叠后的薄 板的厚度的总和在板状构件的厚度以下，因此能够即使将引导件与板状构件焊接也不会产 生焊接缺陷地确保发电体及盖体间的电导通。


图1是示意性地表示适用了本发明的实施方式的圆筒型锂离子二次电池的剖视 图。图2是示意性地表示用于实施方式的圆筒型锂离子二次电池的电极回卷体及电 池盖间的连接的层叠引导件的结构的剖视图。图3是示意性地表示实施方式的圆筒型锂离子二次电池的电池盖及连接部件， (A)是配置于电池外侧的端子板的立体图，⑶是配置于电池内侧的隔片的立体图，(C)是 和隔片的与端子板相反的一侧接合且与层叠引导件连接的连接部件的立体图，(D)是表示 连接部件与电池盖的隔片连接后的状态的剖视图。图4是示意性地表示实施例1的圆筒型锂离子二次电池的电池盖与接合于隔片的 连接部件及连接于连接部件的层叠引导件的位置关系的剖视图。图5是示意性地表示比较例的圆筒型锂离子二次电池的电池盖与接合于隔片的 连接部件及连接于连接部件的层叠引导件的位置关系的剖视图。图6是表示用于实施例2的圆筒型锂离子二次电池的层叠引导件，且示意性地表 示从电极回卷体侧观察将薄板彼此固定的超声波接合部与将层叠引导件和连接部件熔融 凝固而焊接的激光焊接部的位置关系的俯视图。图7是表示用于实施例3的圆筒型锂离子二次电池的层叠引导件，且示意性地表 示从电极回卷体侧观察将薄板彼此固定的超声波接合部与将层叠引导件和连接部件熔融 凝固而焊接的激光焊接部的位置关系的俯视图。图8是表示用于实施例4的圆筒型锂离子二次电池的层叠引导件，且示意性地表 示从电极回卷体侧观察将薄板彼此固定的超声波接合部与将层叠引导件和连接部件熔融 凝固而焊接的激光焊接部的位置关系的俯视图。图9是示意性地表示从电极回卷体侧观察用于实施例5的圆筒型锂离子二次电池 的连接部件与层叠引导件的位置关系的俯视图。图10是示意性地表示从电极回卷体侧观察用于实施例6的圆筒型锂离子二次电池的连接部件与层叠引导件的位置关系的俯视图。图11是示意性地表示其他方式的圆筒型锂离子二次电池的电池盖、与截面呈带 台阶的形状的隔片接合的连接部件及与连接部件连接的层叠引导件的位置关系，且表示在 连接部件的周缘部与电池盖之间形成间隙的结构的剖视图。图12是示意性地表示另一方式的圆筒型锂离子二次电池的电池盖、与隔片接合 且截面呈带台阶的形状的连接部件及与连接部件连接的层叠引导件的位置关系，且表示在 连接部件的周缘部与电池盖之间形成间隙的结构的剖视图。图13是示意性地表示又一方式的圆筒型锂离子二次电池的电池盖、与截面呈带 台阶的形状的隔片接合的连接部件及与连接部件连接的层叠引导件的位置关系，且表示在 连接部件的周缘部与电池盖之间配置分隔件的结构的剖视图。图14是示意性地表示又一方式的圆筒型锂离子二次电池的电池盖、与隔片接合 且截面呈带台阶的形状的连接部件及与连接部件连接的层叠引导件的位置关系，且表示在 连接部件的周缘部与电池盖之间配置分隔件的结构的剖视图。附图标记6电极回卷体(发电体)7电池容器9层叠引导件(引导件)12隔片(盖体的一部分)12a开裂阀(阀机构)18电池盖(盖体)14连接部件(板状构件)20圆筒型锂离子二次电池(密闭型电池)
具体实施例方式以下，参照

适用了本发明的圆筒型锂离子二次电池的实施方式。(结构)如图1所示，本实施方式的圆筒型锂离子二次电池20具有实施了镀镍的钢制的有 底圆筒状的电池容器7。在电池容器7中收容有由正极板及负极板隔着隔板以正极板、负极 板互不接触的方式回卷而成的电极回卷体6。在电极回卷体6的回卷中心使用聚丙烯树脂制的中空圆筒状的轴芯1。在电极回 卷体6的上侧，大致在轴芯1的延长线上配置有用于将来自正极板的电位集电的圆环状的 正极集电环4。正极集电环4固定于轴芯1的上端部。在从正极集电环4的周围一体地伸 出的凸缘部周面上，超声波接合有从正极板导出的正极接头2的端部。在正极集电环4的 上方配置有作为正极外部端子的圆盘状的电池盖(盖体)18。如图3⑶所示，电池盖18具有端子板13和隔片12。在隔片12的与端子板13 相反的面即电池盖18的底面(电极回卷体6侧的面)上，通过焊接接合有作为具有导电性 的板状构件的连接部件14。如图3(A)所示，端子板13为钢制且形成为圆盘状，在圆盘的 中央部具有朝向上方突出的圆筒状的突部。在突部的侧面形成有多个开口。如图3(B)所 示，隔片12为铝制且形成为圆板状，在圆板的中央部形成有被薄壁化且作为对应电池内压的上升而开裂的阀机构的开裂阀(气体排出阀)12a。开裂阀12a由圆环状的部分和从圆环 部分的四个部位分别向隔片12的外周侧而形成的放射状的部分构成。端子板13的周缘部 以被隔片12的周缘部覆盖的方式通过压紧(L· ^ )而一体化。如图3(C)所示，连接部 件14为铝质且形成为圆盘状。由于构成电池盖18的端子板13为钢制、隔片12为铝制，而 连接部件14为铝制，因此连接部件14比电池盖18具有更大的导电性。此外，在连接部件 14上，在比中央部位于外周侧的五个部位形成有能够通气的圆形状的贯通孔14a。连接部 件14的厚度T在本例中设定为1. 0mm。如图1所示，在连接部件14的下表面接合有构成电极回卷体6及电池盖18之间的 导电路径的层叠引导件9。如图2所示，层叠引导件9由多张铝制的矩形状的薄板层叠(重 合)构成。层叠引导件9在本例中将六张厚度为0. 1mm、宽度10mm、长度30mm的薄板层叠。 在层叠引导件9中，六张薄板的厚度的总和t为0. 6mm，为连接部件14的厚度T(l. 0mm)以 下。如图6所示，在层叠引导件9中，被层叠的六张薄板在长度方向的一端部通过超声波接 合而固定化，形成有超声波接合部(第一接合部)9a。如图1所示，层叠引导件9在形成有超声波接合部9a的一端部通过激光焊接而接 合于连接部件14的下表面，另一端部与正极集电环4的上部超声波接合。S卩，在锂离子二 次电池20中，通过正极板、正极集电环4、层叠引导件9、连接部件14、电池盖18的电导通而 构成正极侧的导电路径。如图6所示，层叠引导件9与连接部件14接合而形成的激光焊接 部(第二接合部)％形成为比超声波接合部9a小的面积。换言之，层叠引导件9通过比与 连接部件14接合的激光焊接部9b大的面积的超声波接合部9a而将薄板彼此的层叠固定 化。激光焊接部9b以不会达到构成层叠引导件9的薄板的长度方向的一端及与长度方向 交叉的方向的两端的方式形成。即，激光焊接部％在超声波接合部9a的范围内形成，收纳 在薄板的层叠面内。此外，如图9所示，层叠引导件9以使激光焊接部9b的范围不会影响 到连接部件14的贯通孔14a的方式接合于未形成贯通孔14a的部分。另一方面，如图1所示，在电极回卷体6的下侧配置有用于将来自负极板的电力或 电流集电的圆环状的负极集电环5。轴芯1的下端部外周面固定于负极集电环5的内周面。 在负极集电环5的外周面超声波接合有从负极板导出的负极接头3的端部。在负极集电环 5的下部焊接接合有用于电导通的负极引导板8。负极引导板8通过电阻焊接而接合于兼 作负极外部端子的电池容器7的内底部。此外，在电池容器7内注入有非水电解液。在本例中，作为非水电解液使用在碳酸 乙二醇酯与碳酸二甲酯的体积比为2 3的混合有机溶剂中使六氟磷酸锂(LiPF6)溶解以 变为1摩尔/升的浓度的液体。电池盖18隔着聚丙烯制的垫圈10压紧固定于电池容器7 的上部。层叠引导件9以弯曲的状态收容于电池容器7内。因此，锂离子二次电池20的内 部被密封。在收容于电池容器7内的电极回卷体6中，正极板与负极板隔着例如聚乙烯制等 的微多孔性的隔板而回卷在轴芯1的周围。正极接头2与负极接头3分别配置于电极回卷 体6的彼此相反侧的两端面。在电极回卷体6及正极集电环4的凸缘部周面全周上，为了 防止与电池容器7的电接触而施有绝缘覆膜。绝缘覆膜使用在聚酰亚胺制的基材的一面上 涂敷有六甲基丙烯酸酯的粘合剂的粘合带。粘合带从正极集电环4的凸缘部周面到电极回 卷体6的外周面卷绕为一层以上。
构成电极回卷体6的正极板作为正极集电体具有铝箔。在铝箔的两面大致均勻地 涂装有含有正极的发电物质(活性物质)的正极结合剂。在正极结合剂中，除了发电物质 以外还配合有导电辅助剂或粘接剂(粘结件)等。在铝箔上涂装正极结合剂，并在干燥后 进行冲压而形成正极板。在铝箔的长度方向一侧的侧缘形成有未涂装正极结合剂的无涂装 部。无涂装部缺欠成梳状，在缺欠剩余部形成正极接头2。在本例中，相邻的正极接头2的 间隔设定为50mm，各正极接头的宽度设定为5mm。另一方面，负极板作为负极集电体具有铜 箔。在铜箔的两面大致均勻地涂装有含有负极的发电物质的负极结合剂。在负极结合剂中， 除了负极活性物质以外还配合有导电材料或粘接剂等。在铜箔上涂装负极结合剂，并在干 燥后进行冲压而形成负极板。在铜箔的长度方向一侧的侧缘上，与正极板同样地形成负极 结合剂的无涂装部，形成负极接头3。(制造)在锂离子二次电池20的制造中，将制作后的正极板与负极板隔着隔板地回卷于 轴芯1而制作电极回卷体6。这时，通过带等将隔板固定到轴芯1，在卷绕开始时仅将隔板 回卷2 3周左右，然后，使正极板与负极板适当地对置，并以正极接头2与负极接头3互 相位于相反方向的方式回卷。在将正极板、负极板全部回卷后，以使电极在最外周不会露出 的方式在卷绕结束时将隔板回卷2 3周。接下来，使正极接头2变形，使它们全部集合到 从正极集电环4的周围一体地伸出的凸缘部周面附近并使它们接触，然后，将正极接头2与 凸缘部周面通过超声波接合而连接。另一方面，将负极集电环5与负极接头3的连接操作 也与将正极集电环4与正极接头2的连接操作同样地实施。然后，在正极集电环4的凸缘 部周面全周及电极回卷体6上实施绝缘覆膜。在负极集电环5上预先焊接负极引导板8，将 带有正极集电环4、负极集电环5的电极回卷体6以负极集电环5朝向底侧的方式插入电池 容器7内。将电极棒在轴芯1的中空部分通到电池容器7的底部，并将电池容器7的底部 与负极引导板8电阻焊接。另一方面，预先(将接头与集电环接合前)将层叠引导件9通过超声波接合于正 极集电环4上，将层叠引导件9的另一端通过后述的方式及方法连接于连接部件14的下表 面。连接部件14预先通过焊接与电池盖18的隔片12接合，形成附属于电池盖18的状态。 像这样预先将连接部件14附属于电池盖18的理由如下。在此，假设在将带有正极集电环4、负极集电环5的电极回卷体6收容到电池容器 7后，在将电池容器7的底部与负极引导板8电阻焊接时，已使与正极集电环4接合后的层 叠引导件9与连接部件14连接。这时，容易预想到下述不期望发生的状况成为用于电阻 焊接的电极棒通过轴芯1时的障碍物，由于电极棒与连接于层叠引导件9的连接部件14接 触而在电阻焊接时的电流中产生分流等。为了避免上述情况，优选在连接部件14未与连接 于正极集电环4上的层叠引导件9连接的状态下将电池容器7的底部与负极引导板8电阻 焊接。另外，层叠引导件9由于是薄板的层叠体且具有可挠性，因此能够使其以不与电极棒 相接的方式容易地弯曲或屈曲而远离电极棒。也可以在将电池容器7的底部与负极引导板8电阻焊接后，将连接部件14与层叠 引导件9的另一端部连接，并将连接部件14与电池盖18(隔片12)连接，但如上所述层叠引 导件9具有可挠性，换言之即没有刚性。因此，需要在将层叠引导件9与连接部件14接合 时以使层叠引导件9不会移动的方式定位并暂时固定，需要使用适当的夹具来处理。此外，在接合有层叠引导件9的连接部件14与电池盖18接合时，由于层叠引导件9没有刚性，因 此同样地需要以使层叠引导件9不会移动的方式定位并暂时固定，在此也需要利用夹具的 处理。虽然说利用夹具能够处理，但特别是在工业的生产等通过自动化设备连接的情况下， 在夹具上引导没有刚性的层叠引导件9，即使是暂时的固定也难以说是容易的。对此，若预 先将连接部件14连接并附属于构成电池盖18的隔片12上，则接合没有刚性的层叠引导件 9的机会通过一次就解决，能够将成为困难作业的使用夹具的工序抑制在最小限度内。鉴于上述理由，将层叠引导件9与正极集电环4接合，在将电极回卷体6收容到电 池容器7后，将电池容器7的内底部与负极引导板8电阻焊接。接下来，将预先与电池盖18 的隔片12接合后的连接部件14与层叠引导件9通过激光焊接而接合。这时，使层叠引导 件9 (超声波接合部9a)与连接部件14抵接，从层叠引导件9侧朝向超声波接合部9a照射 激光束并形成激光焊接部％。然后，通过在电池容器7内注入非水电解液后，收容层叠引导 件9并使其折叠，将电池盖18隔着垫圈10压紧固定于电池容器7，从而制成锂离子二次电 池20。[实施例]接下来说明根据本实施方式制造而成的锂离子二次电池20的实施例。另外，同时 说明用于比较而制造而成的比较例。(实施例1)在实施例1中，如图4所示，在电池盖18的隔片12上通过超声波接合有厚度T为 1.0mm的连接部件14。使层叠引导件9 (超声波接合部9a)和连接部件14的与电池盖18 相反的一侧接触，从层叠引导件9侧(图的下侧)照射激光束，将层叠引导件9与连接部件 14焊接。在激光振荡中使用IPG公司制YLR-2000，在加工头中使用Precitec ( l· ν r , ”)公司制YW-50。照射激光设定为，焦点距离为200mm，输出750W，光束径0.2mm，扫描速 度3m/分钟。激光照射在层叠引导件9的宽度方向上以6mm的长度照射，并将其以Imm间 隔照射3排。其照射的结果是，3排的熔融宽度(层叠引导件9的长度方向上的长度)约为 3mm。通过将电池盖18压紧固定于电池容器7，从而制成实施例1的锂离子二次电池20。(比较例)在比较例中，如图5所示，除了使连接部件14的厚度T为0. 5mm以外，其他与实 施例1同样地制成锂离子二次电池。在比较例中，构成层叠引导件9的薄板的厚度的总和 t (0. 6mm)比连接部件14的厚度T大。(实施例2)在实施例2中，如图6所示，从层叠引导件9的一端(与连接部件14接合的一侧) 到5mm为止在全宽范围内通过超声波接合形成超声波接合部9a而将薄板彼此固定。将层 叠引导件9与连接部件14通过激光照射焊接。激光束的照射位置不从超声波接合部9a或 层叠引导件9的端、侧端伸出，而是限于超声波接合部9a的范围内。连接部件14的厚度T 与实施例1同样为1. 0mm。在激光照射方面，对于实施例1的条件仅使输出降低到650W。(实施例3)在实施例3中，如图7所示，从层叠引导件9的一端(与连接部件14接合的一侧) 到3mm为止在全宽范围内通过超声波接合形成超声波接合部9a而将薄板彼此固定。将层 叠引导件9与连接部件14通过激光照射焊接。激光束的照射位置不从层叠引导件9的端、侧端伸出，但使其从超声波接合部9a向未通过超声波接合的部分伸出，不限于超声波接合 部9a的范围内的位置。连接部件14的厚度T、激光及其照射条件与实施例2相同。(实施例4)在实施例4中，如图8所示，从层叠引导件9的一端(与连接部件14接合的一侧) 到5mm为止在全宽范围内通过超声波接合形成超声波接合部9a而将薄板彼此固定。将层 叠引导件9与连接部件14通过激光照射焊接。激光束的照射位置从层叠引导件9的侧端 伸出，不限于超声波接合部9a的范围内的位置。连接部件14的厚度T、激光及其照射条件 与实施例2相同。(实施例5)在实施例5中，如图9所示，从层叠引导件9的一端(与连接部件14接合的一侧) 到5mm为止在全宽范围内通过超声波接合形成超声波接合部9a而将薄板彼此固定。将层 叠引导件9与连接部件14通过激光照射焊接。激光束的照射位置不从层叠引导件9的超 声波接合部9a伸出，限于超声波接合部9a的范围内，并且位于不会影响到从激光束的照射 侧观察位于层叠引导件9的内侧的连接部件14的贯通孔14a的位置。连接部件14的厚度 T、激光及其照射条件与实施例2相同。(实施例6) 在实施例6中，如图10所示，从层叠引导件9的一端(与连接部件14接合的一侧) 到5mm为止在全宽范围内通过超声波接合形成超声波接合部9a而将薄板彼此固定。将层 叠引导件9与连接部件14通过激光照射焊接。激光束的照射位置不从层叠引导件9的超 声波接合部9a伸出，限于超声波接合部9a的范围内，但位于会影响从激光束的照射侧观察 位于层叠引导件9的内侧的连接部件14的贯通孔14a的位置。连接部件14的厚度T、激光 及其照射条件与实施例2相同。(评价)对于各实施例及比较例，以100个为单位评价层叠引导件9与连接部件14的焊接 状况。作为焊接状况，评价了层叠引导件9与连接部件14未能焊接的数量、在连接部件14 上产生的焊接坑的数量、在层叠引导件9上产生的焊接喷溅的数量、在连接部件14上产生 的焊接喷溅的数量。焊接状况的评价结果在下表1中表示。另外，在表1中，“_”表示未作 为评价对象的情况。[表 1] 如表1所示，相对于在比较例中在连接部件14上产生6个焊接坑，在实施例1中限 于2个。这可以看作是基于激光照射的熔入从层叠引导件9过度达到连接部件14的结果。 此外，为了减少向连接部件14的熔入而减弱激光的照射能的结果是，虽然能够避免连接部 件14的焊接坑的产生，但在这时，未能焊接的数量从表1所示的2个增加到5个。此外，在 比较例中同样地减弱激光的照射能时，虽然能够避免连接部件14的焊接坑的产生，但未能 焊接的数量从表1所示的2个增加到8个。由此可知，在层叠引导件9中在薄板间存在界 面，根据情况形成有间隙而间隙量根据层叠状态变得各不相同，因此，在基于激光照射的热 传送中产生障碍的结果是，熔入无法达到连接部件14。此外，比较例及实施例1都在层叠引 导件9上产生同样数量的焊接坑。这也是因为构成层叠引导件9的薄板间的界面、间隙使 得激光照射的热传送恶化，换言之即热发散难以进行，在薄板上热量积存而温度急剧上升， 在短时间内超过作为薄板原材料的铝的熔点，产生了接近爆炸的状况。在实施例2中，未产生无法焊接的缺陷，且未产生连接部件14的焊接坑及层叠引 导件9的焊接坑。由于在激光照射前预先将层叠引导件9通过超声波接合而固定化，因此 不会形成如上述的间隙，达到除去了基于激光照射的热传送的由间隙引起的障碍的效果。 对于在实施例2以后的实施例，将激光的输出降低到650W的原因是，由于通过预先将层叠 引导件9的薄板彼此固定化，从而消除了基于激光照射的热传送的障碍，因此若输出保持 750W则变为过度焊接，预想会产生焊接飞溅的增加等新的缺陷或由于不适当的过度照射导 致的层叠引导件9、连接部件14的焊接坑或爆炸等。在实施例3中，未产生无法焊接的缺陷及连接部件14的焊接坑，但在层叠引导件 9上产生了焊接坑。层叠引导件9的焊接坑的产生是在向层叠引导件9的激光照射的位置 超出了预先形成于层叠引导件9的超声波接合部9a的范围的部位。该部位是层叠引导件9 的薄板间界面或形成有间隙的部位，因此可以认为是由与上述的实施例1中说明的同样理
由产生的。在实施例4中，未产生无法焊接的缺陷、连接部件14的焊接坑及层叠引导件9的 焊接坑，但在层叠引导件9的侧端部产生了喷溅(表现为由于照射产生的热量使被焊接物 的一部分逸散的状态，在被焊接物的端部产生，因此与在端部以外形成有孔的坑相区别。)。 这可以认为，由于激光照射达到层叠引导件9的侧端部，因此基于照射的热发散恶化，在层 叠引导件9的侧端部热量积存而温度急剧上升，在短时间内超过了作为薄板素材的铝的熔 点而引起了喷溅。
在实施例5中，完全没有观察到缺陷。与此相对地，在实施例6中，产生了层叠引 导件9的焊接坑和在连接部件14的贯通孔14a的端部产生喷溅。在实施例6中，激光照射 达到从照射侧观察位于层叠引导件9的内侧的连接部件14的贯通孔14a，因此，层叠引导 件9的与贯通孔14a对应的部分被照射，使得由于没有在层叠引导件9中传送的热量从此 处进一步输送的部件因而热发散恶化，热量积存而温度急剧上升，在短时间内超过作为薄 板原材料的铝的熔点因而形成焊接坑，在贯通孔14a的端部也同样成为热发散差的部位， 因此引起连接部件14的喷溅。 如根据以上的各实施例、比较例可知，预先通过超声波接合而将构成层叠引导件9 的薄板彼此固定，从层叠引导件9侧进行激光照射而将层叠引导件9与连接部件14焊接的 方法比较适当。但是，在基于激光等能量照射的焊接中，照射能在被焊接物表面转换为热 量，该热量在被焊接物中传递，因此，即使没有达到熔融状态，若被焊接物以外的物体(部 件等)与被焊接物相接则热量也会传送到被焊接物以外的物体。对这方面进行深思熟虑 可以明确，从抑制隔片12的热变形以及形成于隔片12的开裂阀12a的工作压力的失常的 观点出发，优选电池盖18，特别是构成电池盖18的隔片12与连接部件14在外周侧不相接 (在连接部件14与电池盖之间形成空间)。该结构例如可以通过采用下述方式实现。艮口， 如图11所示，可以采用使隔片12的截面形状为带台阶的形状，且在连接部件14的周缘部 与电池盖18之间形成间隙的结构。这时，在隔片12的中央部形成有向连接部件14侧突出 的突部，通过该突部与连接部件14接合。此外，可以采用如图12所示，使连接部件14的截 面形状为带台阶的形状，且在连接部件14的周缘部与电池盖18之间形成间隙的结构。这 时，在连接部件14的中央部形成向隔片12侧突出的突部，通过该突部与隔片12接合。进一步补充，在图11或图12所示的结构中，在层叠引导件9向连接部件14焊接 时，由于层叠引导件9的向连接部件14的配置或按压，可能产生连接部件14的晃动。为了 避免这种情况，在连接部件14的周缘部与电池盖18之间配置分隔件是有效的。例如，如图 13所示，通过在截面是带台阶的形状的隔片12与连接部件14的周缘部之间形成的间隙配 置分隔件16，从而能够抑制焊接时的晃动。此外，如图14所示，通过在截面是带台阶的形 状的连接部件14的周缘部与隔片12之间形成的间隙配置分隔件16，能够抑制焊接时的晃 动。当然，由于若分隔件16伸出到激光照射位置的内侧则受到热损害，因此不优选是不言 而喻的。(作用等)接下，对本实施方式的圆筒型锂离子二次电池20的作用等进行说明。在本实施方式中，在电极回卷体6与兼作为正极外部端子的电池盖18之间存在层 叠引导件9及连接部件14，层叠引导件9与连接部件14通过激光焊接而接合。层叠引导件 9由六张薄板层叠而构成，薄板的厚度的总和t设定为连接部件14的厚度T以下。因此，通 过在层叠引导件9与连接部件14的激光焊接时从层叠引导件9侧进行激光照射，从而基于 激光照射的层叠引导件9向连接部件14的熔入被适当化，因此能够不产生焊接坑和焊接喷 溅等焊接缺陷地进行接合。此外，由于层叠引导件9与连接部件14的接合采用能量照射型 的激光焊接，因此能够改善接合质量。由此，能够确保电极回卷体6及电池盖18之间的电 导通。此外，在本实施方式中，层叠引导件9由于由六张薄板构成因此具有可挠性。因而，由于层叠引导件9的刚性变小，因此能够容易地使其弯曲或屈曲。在将电池盖18压紧 固定于电池容器7时，层叠引导件9以弯曲的状态收容于电池容器7内。由此，由于在电池 容器7内参与发电的空间变小，因此能够实现锂离子二次电池20的紧凑化。进而，在本实施方式中，构成层叠引导件9的薄板彼此在长度方向的一端部通过 超声波接合，形成超声波接合部9a。在超声波接合部9a，各薄板在界面(层叠面)融合，不 形成间隙地一体化。并且，超声波接合部9a形成为比层叠引导件9与连接部件14的通过 激光焊接形成的激光焊接部9b更大的面积。由此，相对于若在薄板间形成间隙则基于激光 照射的能量传递受阻碍，能够不在层叠引导件9与连接部件14的激光焊接时产生偏移而可 靠地接合。此外，在本实施方式中，基于激光照射的熔融范围的激光焊接部9b未影响到连接 部件14的贯通孔14a。S卩，在连接部件14的未形成贯通孔14a的部分形成激光焊接部％。 因此，能够抑制伴随激光照射而在贯通孔14a的端产生焊接缺陷。由此，能够确保连接部件 14与层叠引导件9的电导通，且确保贯通孔14a的通气性。此外，在本实施方式中，激光焊接部9b未影响到层叠引导件9 (超声波接合部9a) 的端和宽度方向的两端。即，激光焊接部％在超声波接合部9a的范围内形成。因此，在激 光焊接时，能够避免激光照射没有层叠引导件9的部分，即直接对连接部件14进行激光照 射，且能够避免激光照射构成层叠引导件9的薄板未通过超声波接合的部分。在直接对连 接部件14照射时，伴随激光照射的能量传递到电池盖18，特别是传递到隔片12，因此存在 使开裂阀12a的工作不稳定的可能性，此外，在对层叠引导件9的未通过超声波接合的部分 进行激光照射时，存在由于薄板间的间隙等而产生焊接缺陷的情况。由此，通过使激光焊接 部9b在超声波接合部9a的范围内，从而能够避免伴随激光照射的缺陷。此外，在本实施方式中，在连接部件14上形成有能够通气的贯通孔14a。因此，在 由于电池异常时等的气体产生使得电池内压上升时，能够通过贯通孔14a将压力传递到电 池盖18侧。由此，通过形成于构成电池盖18的隔片12上的开裂阀12a进行工作，从而电 池内压能够放出到电池外部，因而能够确保电池异常时的安全性。进而，在本实施方式中，在制造锂离子二次电池20时，使层叠引导件9与安装于电 池回转体6的正极集电环4接合，使连接部件14与构成电池盖18的隔片12接合。在进行 了插入于电池容器7内的电极回卷体6的负极侧的连接后，通过激光焊接将层叠引导件9 与连接部件14接合。这时，即使从电池盖18侧照射激光，电池盖18的构成部件也会遮蔽 激光而无法照射到连接部件14，因此必须从层叠引导件9侧照射。根据本实施方式所涉及 的制造方法，能够不妨碍电极回卷体6和电池盖18地通过激光焊接而将层叠引导件9及连 接部件14之间接合。此外，如上所述，为了接合没有刚性的层叠引导件9需要通过夹具等 进行定位，但在本实施方式所涉及的制造方法中，可以使需要这样的定位的接合作业以一 次解决。由此，能够使电池制造时的作业简单化。另外，在本实施方式中，示例了圆筒型锂离子二次电池20，但本发明不局限于此， 可以适用于一般的密闭型电池。当然，正极活性物质和负极活性物质不局限于电解液等。此 外，在本实施方式中，示例了将正负极板隔着隔板回卷而成的电极回卷体6，但本发明不局 限于此，也可以使用例如将矩形状的正负极板隔着隔板层叠而成的电极层叠体。电池形状 没有特别的限制，除圆筒型以外，还可以适用于例如方形的电池。
此外，在本实施方式中，示出了由六张薄板构成层叠引导件9的示例，且示例了薄 板的厚度、宽度和长度，但本发明不局限于上述条件。此外，对于层叠引导件9与连接部件 14的接合，示例了激光及其照射条件，但本发明不局限于此是不言而喻的。进而，在本实施方式中，示出了在连接部件14上在五个部位形成了圆形状的贯通 孔14a的示例，但本发明的贯通孔的形状和数量没有限制。只要以由与层叠引导件9的焊 接而形成的激光焊接部％不影响贯通孔的方式将连接部件14与层叠引导件9接合即可。工业上的可利用性本发明提供一种能够不产生焊接缺陷地确保发电体与盖体的电导通的密闭型电 池及该密闭型电池的制造方法，因此，本发明有助于密闭型电池的制造、销售，因而具有工 业上的可利用性。
权利要求
一种密闭型电池，其具有配置有正极、负极、隔板的发电体；浸润所述发电体的电解液；收容所述发电体及电解液的有底容器，所述密闭型电池的特征在于，具有集电构件，其与所述发电体的一侧端面对置配置，且接合有从所述正极及负极中任一者导出的引导片；盖体，其被压紧固定于所述有底容器的开口部，且兼作所述正极及负极中某一者的电极端子；板状构件，其与所述盖体的靠所述发电体侧的面接合，且具有导电性；引导件，其将所述集电构件与板状构件电连接，其中，所述引导件由多张薄板层叠构成，所述被层叠的薄板的厚度的总和在所述板状构件的厚度以下，且所述引导件与所述板状构件焊接。
2.根据权利要求1所述的密闭型电池，其特征在于，在所述引导件中，在比与所述板状构件接合的接合部位更宽的面积内，所述薄板彼此 的层叠被同定。
3.根据权利要求1所述的密闭型电池，其特征在于，所述盖体由多个部件构成，所述多个部件包括具有阀机构的部件，在所述板状构件上形成有能够通气的贯通孔。
4.根据权利要求1所述的密闭型电池，其特征在于，在所述板状构件中，与所述引导件进行焊接形成的熔融部位不会到达所述贯通孔。
5.根据权利要求1所述的密闭型电池，其特征在于，在所述引导件中，与所述板状构件进行焊接形成的熔融部位不会到达所述薄板的端地 收纳在所述薄板的层叠面内。
6.根据权利要求1所述的密闭型电池，其特征在于，在所述板状构件中，与所述引导件进行焊接形成的熔融部位不会到达所述贯通孔且不 会到达所述薄板的端地收纳在所述薄板的层叠面内。
7.根据权利要求1所述的密闭型电池，其特征在于，所述引导件和所述板状构件的与所述盖体相反的一侧连接，在所述板状构件与所述盖 体之间，在该板状构件的外缘侧形成有空间。
8.一种密闭型电池的制造方法，该方法是权利要求1所述的密闭型电池的制造方法， 所述制造方法的特征在于，包含如下步骤将多张薄板以层叠厚度的总和在所述板状构件的厚度以下的方式层叠，并通过利用超 声波接合形成第一接合部而被固定，从而构成所述引导件，通过使所述引导件的第一接合部与所述板状构件抵接，且利用激光照射在所述第一接 合部形成第二接合部，从而将所述弓I导件与所述板状构件电连接。
全文摘要
本发明提供一种密闭型电池，其能够不产生焊接缺陷地确保发电体及盖体间的电导通。锂离子二次电池(20)具有电池容器(7)。在电池容器(7)中收容有正负极板隔着隔板回卷而成的电极回卷体(6)及非水电解液。在配置于电极回卷体(6)的上侧的正极集电环(4)上接合有正极接头(2)。作为正极外部端子的电池盖(18)压紧固定于电池容器(7)。电池盖(18)具有形成有开裂阀(12a)的隔片(12)。在隔片(12)上接合有连接部件(14)，在连接部件(14)上接合有由多张薄板层叠而成的层叠引导件(9)。在层叠引导件(9)中，薄板的厚度的总和(t)为连接部件(14)的厚度(T)以下。基于激光照射的从层叠引导件(9)向连接部件(14)的熔入被适当化。
文档编号H01M10/34GK101908652SQ20101019838
公开日2010年12月8日 申请日期2010年6月4日 优先权日2009年6月4日
发明者中井贤治, 多田明德, 松本洋, 青田欣也 申请人:日立车辆能源株式会社