二次电池及其制造方法
【专利摘要】本发明提供一种集电部件与芯体露出部的焊接部的可靠性优异的二次电池及其制造方法。在负极集电体的连接部(8c)的连接面(8c1)形成突起(8f)，在使该突起(8f)与被层叠的负极芯体露出部(5)的层叠方向上的最外表面抵接的状态下使突起(8f)与被层叠的负极芯体露出部(5)熔融来进行电阻焊接，以使得形成一体的焊接熔核，从而形成与负极芯体露出部(5)的层叠方向垂直的剖面上的剖面形状是扁平形状的焊接熔核。
【专利说明】
二次电池及其制造方法
技术领域
[0001]本发明涉及二次电池的集电构造。
【背景技术】
[0002]在电动车辆(EV)或混合动力电动车辆(HEV、PHEV)的驱动用电源中，使用碱性二次电池或非水电解质二次电池。在将这些二次电池用作为EV或者HEV、PHEV等的车载用电池的情况下，由于要求高容量或者高输出特性，因此作为多个二次电池被串联或者并联连接而得到的组电池被使用。
[0003]在这些二次电池中，通过具有开口的封装体和将该开口密封的封口板来形成电池壳体。在电池壳体内，由正极板、负极板以及隔板构成的电极体与电解液被共同收纳。正极端子以及负极端子被固定在封口板。正极端子经由正极集电体而与正极板电连接，负极端子经由负极集电体而与负极板电连接。
[0004]正极板包含:金属制的正极芯体、和形成在正极芯体表面的正极活性物质混合层。在正极芯体的一部分形成未形成正极活性物质混合层的正极芯体露出部。并且，该正极芯体露出部与正极集电体连接。此外，负极板包含:金属制的负极芯体、和形成在负极芯体表面的负极活性物质混合层。在负极芯体的一部分形成未形成负极活性物质混合层的负极芯体露出部。并且，该负极芯体露出部与负极集电体连接。作为芯体露出部与集电体的连接方法，优选在短时间内能够焊接连接并能够得到高焊接品质的电阻焊接。
[0005]例如下述专利文献I中公开了一种通过电阻焊接来将集电体与芯体露出部连接的技术。
[0006]在先技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献I:日本特开2009-176482号公报
[0009]本发明的目的在于，提供一种集电部件与芯体露出部的连接部分的可靠性优良的二次电池及其制造方法。
【发明内容】
[0010]本发明的一个方式所涉及的二次电池的制造方法中，该二次电池具备:扁平状的电极体，其包含正极板和负极板；电池壳体，其收纳所述电极体，所述正极板以及所述负极板的至少一方具有芯体、和形成在所述芯体上的活性物质混合层，所述芯体包含所述芯体露出的芯体露出部，所述芯体露出部与集电部件连接，所述集电部件具有与所述芯体露出部连接的连接部、和被配置为在所述连接部与所述芯体露出部对置的连接面，在所述二次电池的制造方法中，在与所述芯体露出部连接之前的所述集电部件中的所述连接面形成突起，具有电阻焊接工序，通过在所述突起与层叠的所述芯体露出部的外表面相接的状态下进行电阻焊接，使所述突起以及所述芯体露出部熔融，形成一体的焊接熔核，在与所述芯体露出部的层叠方向垂直、且所述焊接熔核的剖面积为最大的焊接熔核剖面，所述焊接熔核的形状是扁平形状。
[0011]这样，在集电部件的连接面设置突起，进行电阻焊接以使得使该突起与芯体露出部熔融并形成一体的焊接熔核，形成的焊接熔核的剖面形状为扁平形状，从而高效地形成剖面积大的焊接熔核。因此，集电部件与芯体露出部被更稳固地连接。若是这种结构，则与焊接熔核的剖面形状是正圆形状来增大焊接熔核的剖面积的情况相比，能够更高效地增大焊接熔核的剖面积。
[0012]另外，“集电部件”是被焊接连接在芯体露出部的导电性的部件，例如，是集电体或者集电体支承部件等。集电体是与芯体露出部直接连接的部件，是不经由芯体露出部而与外部端子电连接的部件。此外，在使用集电体支承部件的情况下，在层叠的芯体露出部的层叠方向上的一个外表面配置集电体，在另一个外表面配置集电体支承部件。在本申请发明中，集电体支承部件不是必须的结构。在使用集电体以及集电体支承部件的情况下，在集电体以及集电体支承部件的至少一方形成突起即可。此外，在不使用集电体支承部件的情况下，在集电体设置突起即可。
[0013]此外，优选集电部件是金属制。例如，能够将集电部件设为铝制、铝合金制、铜制、铜合金制、铁制或者镍制。另外，也能够将集电体与集电体支承部件设为不同的材质。
[0014]形成被层叠的芯体露出部的方法并不被特别限定。也能够将在宽度方向的端部具有正极芯体露出部的长条状的正极板以及在宽度方向的端部具有负极芯体露出部的长条状的负极板隔着隔板进行卷绕，通过正极芯体露出部以及负极芯体露出部分别被卷绕而成为层叠的状态。或者，也可以通过将具有正极芯体露出部的多片正极板和具有负极芯体露出部的多片负极板层叠，从而成为正极芯体露出部以及负极芯体露出部被分别层叠的状
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[0015]在集电部件的连接面形成的突起通过电阻焊接来熔融、变形或者消失。
[0016]优选所述集电部件所连接的所述芯体具有:形成所述活性物质混合层的区域与未形成所述活性物质混合层的区域的分界线，在所述焊接熔核剖面，所述焊接熔核的沿着所述分界线的方向的长度相对于所述焊接熔核的与所述分界线垂直的方向的宽度的比例是
1.5以上。
[0017]优选所述集电部件所连接的所述芯体具有:形成所述活性物质混合层的区域与未形成所述活性物质混合层的区域的分界线，在与所述分界线垂直的方向上，所述连接部的宽度相对于所述焊接熔核剖面处的所述焊接熔核的宽度的比例是1.5以上。
[0018]优选所述突起的俯视下的形状是扁平形状。
[0019]另外，所谓“突起的俯视下的形状”，是指沿着与集电部件的连接面垂直的方向来观察突起时的突起的形状。
[0020]优选所述集电部件所连接的所述芯体具有:形成所述活性物质混合层的区域和未形成所述活性物质混合层的区域的分界线，在所述电阻焊接工序中，被配置为所述突起的长轴延伸的方向在沿着所述分界线的方向上排列。
[0021]优选所述电极体是将所述正极板和所述负极板隔着隔板卷绕而成的卷绕电极体，在所述电阻焊接工序中，被配置为所述突起的长轴延伸的方向在与所述卷绕电极体的卷绕轴延伸的方向垂直的方向上排列。
[0022]优选在所述连接面形成至少2个所述突起，在所述电阻焊接工序中，通过在所述至少2个突起与层叠的所述芯体露出部的外表面相接的状态下进行电阻焊接，从而使所述至少2个突起以及所述芯体露出部熔融，形成一体的焊接熔核。
[0023]优选在所述电阻焊接工序中，所述至少2个突起被配置为沿着所述芯体中形成所述活性物质混合层的区域与未形成所述活性物质混合层的区域的分界线的方向进行排列。
[0024]优选所述电极体是将所述正极板和所述负极板隔着隔板卷绕而成的卷绕电极体，在所述电阻焊接工序中，所述至少2个突起被配置为在与所述卷绕轴延伸的方向垂直的方向上排列。
[0025]优选在所述电阻焊接工序之前的所述集电部件中，在与所述连接面存在表里关系的外表面的与所述突起对应的位置形成凹部。
[0026]优选在所述电阻焊接工序之前的所述集电部件，在所述突起的中央形成贯通孔。
[0027]本发明的一个方式所涉及的二次电池具备:卷绕电极体，将正极板和负极板隔着隔板卷绕而成；封装体，其具有开口部，收纳所述卷绕电极体;封口板，其将所述开口部封口；和正极端子以及负极端子，其被固定于所述封口板，所述正极板以及所述负极板的至少一方具有:芯体、和形成在所述芯体上的活性物质混合层，所述芯体包含所述芯体露出的芯体露出部，所述芯体露出部与集电部件连接，所述集电部件具有与所述芯体露出部连接的连接部，所述集电部件与被层叠的所述芯体露出部的外表面连接，在所述集电部件与所述芯体露出部的连接部形成焊接熔核，在与所述芯体露出部的层叠方向垂直、且所述焊接熔核的剖面积为最大的焊接熔核剖面，所述焊接熔核的剖面形状是扁平形状，所述卷绕电极体的卷绕轴延伸的方向上的所述焊接熔核的宽度比所述卷绕轴延伸的方向上的所述连接部的宽度小。
[0028]若是这种结构的二次电池，则成为高效地形成剖面积大的焊接熔核，集电部件与芯体露出部被更稳固地连接的二次电池。此外，成为集电部件与芯体露出部的焊接时产生的熔融的金属粒子使电极体的蓄电部损伤的情况被抑制的可靠性高的电池。另外，集电部件与芯体露出部的焊接方法并不被特别限定，能够使用电阻焊接或超声波焊接等。其中，优选使用电阻焊接。此外，更优选在集电部件设置突起，在使该突起与芯体露出部接触的状态下进行电阻焊接。
[0029]优选在所述焊接熔核剖面，所述焊接熔核的与所述卷绕轴的延伸方向垂直的方向上的长度相对于所述焊接熔核的所述卷绕轴延伸的方向上的宽度的比例是1.5以上。此外，优选所述连接部的所述卷绕轴延伸的方向上的宽度相对于所述焊接熔核剖面中的所述焊接熔核的所述卷绕轴的延伸方向的宽度的比例是1.5以上。
[0030]根据本发明，能够提供一种集电部件与芯体露出部的连接部分的可靠性提高了的二次电池及其制造方法。
【附图说明】
[0031 ]图1 (a)表示实施方式所涉及的二次电池的剖面，(b)表示沿着(a)的IB-1B线的剖面。
[0032]图2是表示安装有正极集电体以及负极集电体的封口板的电池内部一侧的面的图。
[0033]图3是弯曲加工前的正极集电体的俯视图。
[0034]图4是弯曲加工前的负极集电体的俯视图。
[0035]图5(a)是负极集电体的连接部的连接面侧的俯视图，(b)是沿着(a)的VB-VB线的剖视图。
[0036]图6是表示在被层叠的负极芯体露出部的外表面配置了负极集电体的状态的图。
[0037]图7是表示由一对电阻焊接用电极夹着负极集电体与被层叠的负极芯体露出部的状态的图。
[0038]图8是表示通过电阻焊接来形成了焊接熔核的状态的图。
[0039]图9是焊接连接部附近的与负极芯体露出部的层叠方向垂直的剖面的图。
[0040]图10是表示变形例中的电阻焊接工序的图。
[0041 ]图11是表示变形例中的电阻焊接工序的图。
[0042]图12是表示变形例中的电阻焊接工序的图。
[0043]图13(a)是变形例中使用的集电体的连接部的连接面侧的俯视图，(b)是沿着(a)的XIIIB-XIIIB线的剖视图。
[0044]图14是变形例所涉及的二次电池的与图9对应的图。
[0045]图15是在集电体的连接面配置有绝缘隔离物的图。
[0046]图16是在集电体的连接面配置有绝缘隔离物的图。
[0047]图17是沿着图16的Z-Z线的剖视图。
[0048]图18是表示变形例中的电阻焊接工序的图。
[0049]图19是表示俯视的形状为扁平形状的突起的形状的图。
[0050]符号说明
[0051]I..?卷绕电极体
[0052]2...方形封装体
[0053]3..?封口板
[0054]4...正极芯体露出部
[0055]5...负极芯体露出部
[0056]5A..?形成负极活性物质混合层的区域
[0057]5Β..?未形成负极活性物质混合层的区域
[0〇58]6...正极集电体6a...端子连接部6b...导线部6c...连接部
[0059]6cI...连接面
[0060]6d..?第I弯曲部6e..?第2弯曲部
[0061]6f...突起6g...薄壁部6h...贯通孔
[0062]7...正极端子7a...凸缘部
[0063I8...负极集电体8a...端子连接部8b...导线部8c...连接部
[0064]8cl...连接面，8c2...外表面
[0065]8d..?第I弯曲部8e..?第2弯曲部
[0066]8f...突起8g...贯通孔8h...凹部
[0067]9...负极端子9a...凸缘部
[0068]10、12...垫片
[0069]11、13..?绝缘部件
[0070]14...绝缘片
[0071]15..?电解液注液孔
[0072]16...密封栓
[0073]17..?气体排出阀
[0074]20...方形二次电池
[0075]30...负极集电体支承部件
[0076]30f...突起
[0077]50...焊接恪核
[0078]50a...颈部
【具体实施方式】
[0079]使用图1来说明实施方式所涉及的方形二次电池20的结构。另外，本发明并不限定于以下的实施例。
[0080]如图1所示，方形二次电池20具备:在上方具有开口部的方形封装体2、和将该开口部封口的封口板3。通过方形封装体2以及封口板3来构成电池壳体。优选方形封装体2以及封口板3分别是金属制，例如，能够设为铝或者铝合金制。在方形封装体2内，正极板与负极板隔着隔板(都省略图示)卷绕而成的扁平状的卷绕电极体I与电解质被共同收容。正极板在金属制的正极芯体上形成包含正极活性物质的正极活性物质混合层。在正极板的宽度方向的端部，沿着长边方向形成正极芯体露出的正极芯体露出部4。另外，作为正极芯体，优选使用铝箔或者铝合金箔。负极板在金属制的负极芯体上形成包含负极活性物质的负极活性物质混合层。在负极板的宽度方向的端部，沿着长边方向形成负极芯体露出的负极芯体露出部5。另外，作为负极芯体，优选使用铜箔或者铜合金箔。
[0081 ]在卷绕电极体I，在卷绕轴延伸的方向的一端侧，形成卷绕的正极芯体露出部4。正极芯体露出部4通过被卷绕，从而成为正极芯体露出部4层叠的状态。层叠的正极芯体露出部4的层叠方向上的最外表面与正极集电体6连接。并且，该正极集电体6与正极端子7电连接。在层叠的正极芯体露出部4的层叠方向上的最外表面之中，在与配置正极集电体6的一侧相反的一侧的面，配置正极集电体支承部件。另外，正极集电体支承部件不是必须的结构，也可以省略。
[0082]在卷绕电极体I，在卷绕轴延伸方向的另一端侧，形成卷绕的负极芯体露出部5。负极芯体露出部5通过被卷绕，从而成为负极芯体露出部5层叠的状态。层叠的负极芯体露出部5的层叠方向上的最外表面与负极集电体8连接。并且，该负极集电体8与负极端子9电连接。在层叠的负极芯体露出部5的层叠方向上的最外表面之中，在与配置负极集电体8的一侧相反的一侧的面，配置负极集电体支承部件30。另外，负极集电体支承部件30不是必须的结构，也可以省略。
[0083]正极端子7以及正极集电体6分别隔着垫片10、绝缘部件11而被固定于封口板3。负极端子9以及负极集电体8分别隔着垫片12、绝缘部件13而被固定于封口板3。垫片10、12分别被配置在封口板3与各端子之间，绝缘部件11、13分别被配置在封口板3与各集电体之间。正极端子7具有凸缘部7a，负极端子9具有凸缘部9a。卷绕电极体I在被绝缘片14覆盖的状态下被收容在方形封装体2内。绝缘片14覆盖卷绕电极体I并被配置在卷绕电极体I与方形封装体2之间。封口板3通过激光焊接等而被焊接连接在方形封装体2的开口边缘部。封口板3具有电解液注液孔15，该电解液注液孔15在注液后，被密封栓16密封。在封口板3形成在电池内部的压力变高的情况下用于排出气体的气体排出阀17。
[0084]接下来，说明卷绕电极体I的制造方法。将作为正极活性物质而包含例如钴酸锂(LiCoO2)的正极混合，涂敷在作为正极芯体的厚度15μπι矩形形状的铝箔的两面，来形成正极活性物质混合层，在短边方向的一侧的端部形成未形成正极活性物质混合的规定宽度的正极芯体露出部，从而制作正极板。此外，将作为负极活性物质而包含例如天然石墨粉末的负极混合，涂敷在作为负极芯体的厚度8μπι的矩形形状的铜箔的两面，来形成负极活性物质混合层，在短边方向的一侧的端部形成未形成负极活性物质混合的规定宽度的负极芯体露出部，从而制作负极板。
[0085]进行偏移以使得与通过上述方法而得到的正极板的正极芯体露出部与负极板的负极芯体露出部分别所对置的电极的活性物质混合层不重合，使聚乙烯制的多孔质隔板夹在中间来进行卷绕，通过冲压来成为扁平状的卷绕电极体I。在该卷绕电极体I中，在一端部形成铝箔(正极芯体露出部4)层叠的部分，在另一端部形成铜箔(负极芯体露出部5)层叠的部分。
[0086]接下来，说明正极集电体6以及负极集电体8向封口板3的安装状态。
[0087 ]如图1以及图2所示，在封口板3的长边方向上的一端侧，垫片1被配置在封口板3的电池外部一侧，绝缘部件11被配置在封口板3的电池内部一侧。正极端子7被配置在垫片10上，正极集电体6被配置在绝缘部件11的下表面上。在垫片10、封口板3、绝缘部件11以及正极集电体6分别形成贯通孔，将正极端子7从电池外部一侧插入到这些贯通孔，将正极端子7的前端铆接，从而正极端子7、垫片10、封口板3、绝缘部件11以及正极集电体6被一体地固定。
[0088]正极集电体6具有:被配置在封口板3与卷绕电极体I之间并与正极端子7连接的板状的端子连接部6a、从端子连接部6a的端部向卷绕电极体I延伸的导线部6b、和位于导线部6b的前端侧并与正极芯体露出部4连接的连接部6c。另外，端子连接部6a相对于封口板3被平行地配置。
[0089]在封口板3的长边方向上的另一端侧，垫片12被配置在封口板3的电池外部一侧，绝缘部件13被配置在封口板3的电池内部一侧。并且，负极端子9被配置在垫片12上，负极集电体8被配置在绝缘部件13的下表面上。在垫片12、封口板3、绝缘部件13以及负极集电体8分别形成贯通孔，将负极端子9从电池外部一侧插入到这些贯通孔，将负极端子9的前端铆接，从而负极端子9、垫片12、封口板3、绝缘部件13以及负极集电体8被一体地固定。
[0090]负极集电体8具有:被配置在封口板3与卷绕电极体I之间并与负极端子9连接的板状的端子连接部8a、从端子连接部8a的端部向卷绕电极体I延伸的导线部Sb、和位于导线部8b的前端侧并与负极芯体露出部5连接的连接部8c。另外，端子连接部8a相对于封口板3被平行地配置。
[0091]接下来，说明正极集电体6以及负极集电体8。图3是弯曲加工前的正极集电体6，是与卷绕电极体I对置的一侧的面的俯视图。正极集电体6具有:端子连接部6a、导线部6b和连接部6c。导线部6b相对于端子连接部6a向图中近前侧弯曲。连接部6c的宽度方向的一侧(图中右侧)端部向图中内侧弯曲并成为第I弯曲部6d。此外，连接部6c的宽度方向的另一侧(图中左侧)端部向图中内侧弯曲并成为第2弯曲部6e。连接部6c具有作为与正极芯体露出部4对置的面的连接面6cl。在连接面6cl形成2个突起6f。
[0092]在正极集电体6的端子连接部6a形成薄壁部6g。薄壁部6g形成为厚度比端子连接部6a的其他部分薄。并且，在薄壁部6g形成贯通孔6h。因此，正极端子7的前端被铆接固定于薄壁部6g上。
[0093]优选正极集电体6是招或者招合金制。
[0094]图4是弯曲加工前的负极集电体8，是与卷绕电极体I对置的一侧的面的俯视图。负极集电体8具有:端子连接部8a、导线部8b和连接部8c。导线部8b相对于端子连接部8a向图中近前侧弯曲。连接部8c的宽度方向的一侧(图中左侧)端部向图中内侧弯曲并成为第I弯曲部8d。此外，连接部Sc的宽度方向的另一侧(图中右侧)端部向图中内侧弯曲并成为第2弯曲部8e。连接部8c具有作为与负极芯体露出部5对置的面的连接面8cl。在连接面8cl形成2个突起8f。
[0095]在负极集电体8的端子连接部8a形成贯通孔Sg。优选负极集电体8是铜或者铜合金制。另外，也可以向负极集电体8的表面实施Ni等的镀敷。
[0096]正极集电体6以及负极集电体8的弯曲加工可以在被固定于封口板3之前进行，也可以在被固定于封口板3之后进行。例如，能够在将集电体(6、8)固定于封口板3之前，将第I弯曲部(6d、8d)以及第2弯曲部(6e、8e)相对于连接部(6c、8c)进行弯曲加工，在将集电体(6、8)固定于封口板3之后，将导线部(6b、8b)相对于端子连接部(6a、8a)进行弯曲加工。此夕卜，能够在将集电体(6、8)固定于封口板3之前，将导线部(6b、8b)相对于端子连接部(6a、8a)进行弯曲加工。此外，也能够在将集电体(6、8)固定于封口板3之后，将第I弯曲部(6d、8d)以及第2弯曲部(6e、8e)相对于连接部(6c、8c)进行弯曲加工。另外，集电体也能够设为未形成第I弯曲部或者第2弯曲部的形态。
[0097]接下来，说明正极集电体6以及负极集电体8向卷绕电极体I的安装方法。由于正极集电体6向卷绕电极体I的安装与负极集电体8向卷绕电极体I的安装能够通过实质上同样的方法来进行，因此以下以负极侧为例来说明安装方法。
[0098]首先，说明负极集电体8的连接部Sc的形状。
[0099]图5(a)是负极集电体8的连接部8c的放大俯视图，表示连接面8cI—侧的面。图5(b)是沿着图5(a)中的VB-VB线的剖视图。在图5(a)中，图中左侧为卷绕电极体I的卷绕轴延伸的方向上的中央侧(蓄电部一侧)，图中右侧为被卷绕的负极芯体露出部5的前端侧。
[0100]在被配置为与负极芯体露出部5对置的连接面8cl(图中近前侧的面)，形成2个突起8f (I)、8f (2)。该2个突起8f被纵向排列地形成。也就是说，2个突起8f被排列在沿着在负极芯体中形成了负极活性物质混合层的区域与未形成负极活性物质混合层的区域的分界线的方向。在卷绕电极体I的情况下，2个突起8f被排列在与卷绕轴延伸的方向垂直的方向。[°101 ]此外，该2个突起8f在卷绕电极体I的卷绕轴延伸的方向上，形成在从连接面8cl的宽度方向的中央线C向卷绕电极体I的中央侧偏移的位置。若是这种结构，则能够防止芯体露出部的前端部熔融。因此，能够防止熔融的金属微粒子飞散。
[0102]在与连接部8c的连接面8cl处于表里关系的外表面8c2，在与突起8f(l)、8f(2)对应的位置形成凹部8h(l)、8h(2)。若是这种结构，则能够容易在连接部8c形成突起8f。
[0103]接下来，说明连接部8c与负极芯体露出部5的连接工序。
[0104]如图6所示，在通过上述方法来制作出的卷绕电极体I中，在层叠的负极芯体露出部5的层叠方向上的一个最外表面，配置负极集电体8的连接部8c。此时，连接面8c I与负极芯体露出部5对置，突起8f (I)以及8f (2)与负极芯体露出部5的最外表面相接。并且，在层叠的负极芯体露出部5的层叠方向上的另一个最外表面配置负极集电体支承部件30。另外，也能够对I片金属板进行折弯弯曲加工并设为负极集电体8以及负极集电体支承部件30。此夕卜，也可以不使用负极集电体支承部件30。
[0105]接下来，如图7所示，在连接部Sc的外表面8c2配置电阻焊接电极60a。此时，电阻焊接电极60a被配置在与2个突起8f (I)、8f (2)分别对应的位置。此外，在负极集电体支承部件30的外表面配置电阻焊接电极60b。电阻焊接电极60b被配置在与2个突起8f (l)、8f(2)分别对应的位置。通过一对电阻焊接电极60a以及60b，成为负极集电体8的2个突起8f (I)、突起8f(2)、层叠的负极芯体露出部5以及负极集电体支承部件30被夹着的状态。在该状态下向一对电阻焊接电极60a以及60b施加电压，流过电阻焊接电流，从而进行电阻焊接。另外，优选在电阻焊接电极60a，与连接部Sc的外表面8c2对置的对置面的大小是，在从相对于外表面8c2垂直方向观察时2个突起6f (I)以及6f (2)被容纳在电阻焊接电极60a的对置面内的大小。
[0106]如图8所示，作为电阻焊接的结果，2个突起8f(I)、突起8f (2)以及层叠的负极芯体露出部5熔融，形成一体的焊接熔核(nugget)50。
[0107]图9是负极集电体8与负极芯体露出部5的焊接部附近(图1(a)中的X部分)处的与负极芯体露出部5的层叠方向垂直的剖面，并且是焊接熔核50的剖面积最大的剖面的图。图8中相当于沿着IV-1V线的剖视图。
[0108]如图9所示，焊接熔核50的沿着在负极板形成有负极活性物质混合层的区域5A与未形成负极活性物质混合层的区域5B的分界线Y的方向(与卷绕电极体I的卷绕轴延伸的方向垂直的方向)的长度LI，比与分界线Y垂直的方向(与卷绕电极体I的卷绕轴延伸的方向平行的方向)的宽度Wl大。此外，焊接熔核的宽度Wl比负极集电体8的连接部8c的与分界线Y垂直的方向(与卷绕电极体I的卷绕轴延伸的方向平行的方向)的宽度W2小。此外，焊接熔核50的宽度方向的中心位置比负极集电体8的连接部8 c的宽度方向的中心线C稍微向卷绕电极体I的中央侧偏移。此外，在焊接熔核50的沿着分界线Y的方向上的中央部，形成宽度变窄的颈部50a。
[0109]在集电体的连接面设置俯视为正圆形状的一个突起，在通过该突起来形成一体的焊接熔核的形态中，为了增大焊接熔核，在焊接时需要更大的能量，有可能无法高效地进行焊接。此外，若焊接时的能量较大，则可能熔融的金属粒子飞散。对此，如上所述，在集电体的连接面设置至少2个突起，该至少2个突起与芯体露出部熔融并形成一体的焊接熔核，从而能够更高效地增大焊接熔核的大小。
[0110]优选与芯体露出部的层叠方向垂直的剖面上的焊接熔核的剖面形状是扁平形状。在集电体的连接面设置一个正圆形状的突起并通过该突起来形成一体的焊接熔核的形态中，焊接熔核的剖面形状成为大致正圆形状。通过焊接熔核的剖面形状是扁平状，从而与焊接熔核的剖面形状是大致正圆形状的情况相比，即使在集电体以焊接熔核为中心而相对于芯体露出部旋转的方向上施加力的情况下，也能够进一步抑制产生集电体与芯体露出部的焊接部的剥离、芯体露出部处的焊接部附近的破断等。
[0111]另外，作为扁平形状，优选焊接熔核50的沿着分界线Y的方向的长度LI比焊接熔核50的与分界线Y垂直的方向的宽度Wl大。由此，即使在将焊接熔核50的剖面形状设为扁平形状的情况下，也能够增大焊接熔核50与卷绕电极体I中的蓄电部(正极板的正极活性物质混合层与负极板的负极活性物质混合层被层叠的部分)的距离。因此，能够抑制焊接时熔融的金属粒子使卷绕电极体I中的蓄电部损伤。
[0112]另外，优选焊接熔核50的长度LI与宽度Wl的关系是L1/W12 1.5，更优选是L1/W1 2
2。由此，能够更加抑制焊接时熔融的金属粒子使卷绕电极体I中的蓄电部损伤。
[0113]此外，优选连接部8c的宽度W2比焊接熔核50的宽度Wl大。由此，能够更加抑制焊接时熔融的金属粒子对卷绕电极体I中的蓄电部损伤。另外，优选焊接熔核50的宽度Wl与连接部8c的宽度W2的关系是W2/W1 2 1.5，更优选是胃2/胃1 > 2。
[0114]通过在焊接熔核50的沿着分界线Y的方向上的中央部形成宽度变窄的颈部50a，从而能够抑制焊接熔核50的宽度变大。因此，能够更加抑制焊接时熔融的金属粒子使卷绕电极体I中的蓄电部损伤。
[0115]〈二次电池的组装〉
[0116]对于正极侧而言，也通过与负极侧同样的方法，将正极集电体6以及正极集电体支承部件安装于正极芯体露出部4，成为卷绕电极体I经由正极集电体6以及负极集电体8而被固定于封口板3的状态。
[0117]接下来，将与正极集电体6以及负极集电体8连接的卷绕电极体I，在配置于被折弯为箱状的绝缘片14内的状态下，插入到方形封装体2。然后，通过激光焊接来将封口板3与方形封装体2的接合部焊接，将方形封装体2的开口部封口。然后，从被设置于封口板3的电解液注液孔15注入非水电解液，通过密封栓16来将电解液注液孔15密封，从而制作方形二次电池20。
[0118]〈变形例1>
[0119]如图10所示，能够在被设置于连接部8c的2个突起8f各自的中央部设置贯通孔8x。使用这种负极集电体8，能够通过上述的方法来进行电阻焊接。这样，通过在集电部件的突起设置贯通孔，能够抑制通过电阻焊接用电极来按压连接部时突起压扁，因此能够较高地保证焊接品质。特别是在设置突起的连接部是比较柔软的铝或者铝合金制的情况下，特别有效果。
[0120]〈变形例2>
[0121]如图11所示，也能够在不使用负极集电体支承部件30(或者正极集电体支承部件)的情况下，进行电阻焊接。
[0122]〈变形例3>
[0123]如图12所示，能够在负极集电体支承部件30(或者正极集电体支承部件)也设置突起30f。这样，若在负极集电体支承部件30(或者正极集电体支承部件)也设置突起30f，则存在促使电流的集中、更高效地形成焊接恪核的优点。
[0124]〈变形例4>
[0125]如图13所示，能够在负极集电体8的连接面Scl设置长圆形状的突起Sf’。通过使用这种负极集电体8，能够形成图14所示的剖面形状是扁平形状的焊接熔核50。若是这种结构，则与焊接熔核的剖面形状是正圆形状的情况相比，即使在集电体以焊接熔核为中心来相对于芯体露出部旋转的方向施加力的情况下，也能够更加抑制产生集电体与芯体露出部的焊接部的剥离、芯体露出部中的焊接部附近的破断等。另外，在设置长圆形状等扁平形状的突起的情况下，优选排列为其长轴延伸的方向与分界线Y延伸的方向一致。由此，焊接熔核50的沿着分界线Y的方向的长度LI比焊接熔核50的相对于分界线Y垂直的方向的宽度Wl大。优选焊接熔核50的长度LI与宽度Wl的关系是Ll/Wl 2 1.5，更优选是Ll/Wl 2 2。此外，优选连接部8c的宽度W2比焊接熔核50的宽度Wl大。优选焊接熔核50的宽度Wl与连接部8c的宽度W2的关系是W2/W1 >1.5,更优选设为W2/W1 2 2。另外，在外表面8c2，在与突起8f ’对应的部分设置凹部8h’。在突起的俯视的形状是如长圆形状那样扁平形状的情况下，也能够在突起设置贯通孔。此外，优选配置为突起的长轴延伸的方向是与分界线Y平行的方向。
[0126]〈变形例5>
[0127]如图15所示，能够在负极集电体8的连接面8c I中的突起8f的周围配置绝缘隔离物51。若设为这种结构，则能够将集电体在稳定的状态下配置在芯体露出部上。特别地，优选绝缘隔离物51配置在突起8f与电极体的蓄电部之间。在该情况下，通过绝缘隔离物51，能够防止焊接时产生的熔融的金属粒子向电极体的蓄电部一侧飞散。优选绝缘隔离物51是树脂制。此外，优选绝缘隔离物51是片状的物质。特别地，优选绝缘隔离物51是具有粘着层的带或热熔敷带。
[0128]〈变形例6>
[0129]也可以如图16所示，使用具有开口的绝缘隔离物51，突起8f位于开口内。图17是沿着图16中的Z-Z线的剖视图。
[0130]另外，由于绝缘隔离物在突起(焊接熔核形成预定部)附近，被配置在集电体的连接面与芯体露出部的外表面之间即可，因此也可以预先配置在芯体露出部的外表面。
[0131]另外，在使用集电体和集电体支承部件的情况下，也可以在集电体不设置突起，而在集电体支承部件在与芯体露出部对置的连接面设置突起，通过上述方法来对集电体、芯体露出部以及集电体支承部件进行电阻焊接。
[0132]〈变形例7>
[0133]图18是表示在负极集电体8的连接部8c的连接面8cl不设置突起，而在集电体支承部件30的连接面30cl设置突起30f的形态的图。在该变形例中，使用除了在连接部Sc不设置突起Sf以及凹部Sh以外与图4所述的负极集电体8同样的结构的负极集电体。并且，使用在连接面30cl形成长圆状的突起30f的负极集电体支承部件30。另外，也可以取代在负极集电体支承部件30的连接面30cl设置长圆形状的突起，而设置2个突起。此外，优选在负极集电体支承部件的宽度方向的端部，与集电体同样地设置折弯部。
[0134]作为俯视的形状是扁平形状的突起的例子，如图19所示，存在椭圆(a)、长圆(b)、多个圆形状连接的形状(c)、长方形(d)、长方形的角被R化的形状(e)、长方形的角被切割的形状(f)、菱形(g)、梯形(h)、平行四边形(i)等。在这些突起中，俯视下其长轴延伸的方向的长度X比短轴延伸的方向的长度y大。
[0135]另外，上述实施例以及变形例都也能够用于正极侧。
[0136][其它]
[0137]在上述实施方式中，示例了扁平状的电极体是卷绕电极体的例子，但电极体也可以是将多片正极板和多片负极板隔着隔板来层叠的层叠型电极体。此外，即使是卷绕电极体，也可以在卷绕轴向的一端部形成层叠的正极芯体露出部和层叠的负极芯体露出部。
[0138]正极集电部件与正极芯体露出部的连接方法和负极集电部件与负极芯体露出部的连接方法不需要是相同的方法。例如，也可以对正极侧以及负极侧的一方电阻焊接，对另一侧超声波焊接或者激光焊接。
【主权项】
1.一种二次电池的制造方法，该二次电池具备: 扁平状的电极体，其包含正极板和负极板;和 电池壳体，其收纳所述电极体， 所述正极板以及所述负极板的至少一方具有:芯体、和形成在所述芯体上的活性物质混合层， 所述芯体包括所述芯体露出的芯体露出部， 所述芯体露出部与集电部件连接， 所述集电部件具有:与所述芯体露出部连接的连接部、和被配置为在所述连接部与所述芯体露出部对置的连接面， 在所述二次电池的制造方法中， 在与所述芯体露出部连接之前的所述集电部件中的所述连接面，形成突起， 具有电阻焊接工序，通过在所述突起与被层叠的所述芯体露出部的外表面相接的状态下进行电阻焊接，使所述突起以及所述芯体露出部熔融，形成一体的焊接熔核， 在与所述芯体露出部的层叠方向垂直、且所述焊接熔核的剖面积为最大的焊接熔核剖面，所述焊接熔核的形状是扁平形状。2.根据权利要求1所述的二次电池的制造方法，其中， 所述芯体具有:形成所述活性物质混合层的区域与未形成所述活性物质混合层的区域的分界线， 在所述焊接熔核剖面，所述焊接熔核的沿着所述分界线的方向的长度相对于所述焊接熔核的与所述分界线垂直的方向的宽度的比例是1.5以上。3.根据权利要求1或者2所述的二次电池的制造方法，其中， 所述芯体具有:形成所述活性物质混合层的区域与未形成所述活性物质混合层的区域的分界线， 在与所述分界线垂直的方向上，所述连接部的宽度相对于所述焊接熔核剖面处的所述焊接熔核的宽度的比例是1.5以上。4.根据权利要求1?3的任意一项所述的二次电池的制造方法，其中， 所述突起的俯视下的形状是扁平形状。5.根据权利要求4所述的二次电池的制造方法，其中， 所述芯体具有:形成所述活性物质混合层的区域和未形成所述活性物质混合层的区域的分界线， 在所述电阻焊接工序中，被配置为所述突起的长轴延伸的方向在沿着所述分界线的方向上排列。6.根据权利要求4或者5所述的二次电池的制造方法，其中， 所述电极体是将所述正极板和所述负极板隔着隔板卷绕而成的卷绕电极体， 在所述电阻焊接工序中，被配置为所述突起的长轴延伸的方向在与所述卷绕电极体的卷绕轴延伸的方向垂直的方向上排列。7.根据权利要求1?3的任意一项所述的二次电池的制造方法，其中， 在所述连接面形成至少2个所述突起， 在所述电阻焊接工序中，通过在所述至少2个突起与被层叠的所述芯体露出部的外表面相接的状态下进行电阻焊接，使所述至少2个突起以及所述芯体露出部熔融，形成一体的焊接熔核。8.根据权利要求7所述的二次电池的制造方法，其中， 在所述电阻焊接工序中，所述至少2个突起被配置为沿着所述芯体中形成所述活性物质混合层的区域与未形成所述活性物质混合层的区域的分界线的方向进行排列。9.根据权利要求7或者8所述的二次电池的制造方法，其中， 所述电极体是将所述正极板和所述负极板隔着隔板卷绕而成的卷绕电极体， 在所述电阻焊接工序中，所述至少2个突起被配置为在与所述卷绕电极体的卷绕轴延伸的方向垂直的方向上排列。10.—种二次电池，具备: 卷绕电极体，将正极板和负极板隔着隔板卷绕而成； 封装体，其具有开口部，收纳所述卷绕电极体； 封口板，其将所述开口部封口；和 正极端子以及负极端子，其被固定于所述封口板， 所述正极板以及所述负极板的至少一方具有:芯体、和形成在所述芯体上的活性物质混合层， 所述芯体包含所述芯体露出的芯体露出部， 所述芯体露出部与集电部件连接， 所述集电部件具有与所述芯体露出部连接的连接部， 所述集电部件与被层叠的所述芯体露出部的外表面连接， 在所述集电部件与所述芯体露出部的连接部形成焊接熔核， 在与所述芯体露出部的层叠方向垂直、且所述焊接熔核的剖面积为最大的焊接熔核剖面，所述焊接熔核的剖面形状是扁平形状，在所述卷绕电极体的卷绕轴延伸的方向上的所述焊接熔核的宽度比所述卷绕轴延伸的方向上的所述连接部的宽度小。11.根据权利要求1O所述的二次电池，其中， 在所述焊接熔核剖面，所述焊接熔核的与所述卷绕轴延伸的方向垂直的方向上的长度相对于所述焊接熔核的在所述卷绕轴延伸的方向上的宽度的比例是1.5以上。12.根据权利要求1O或者11所述的二次电池，其中， 所述连接部的在所述卷绕轴延伸的方向上的宽度相对于所述焊接熔核剖面处的所述焊接熔核的在所述卷绕轴延伸的方向上的宽度的比例是1.5以上。13.根据权利要求1O?12的任意一项所述的二次电池，其中， 在与所述芯体露出部连接之前的所述集电部件形成突起，在使所述突起与所述芯体露出部接触的状态下进行电阻焊接，从而形成所述焊接熔核。
【文档编号】H01M2/22GK105932214SQ201610102246
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年2月25日
【发明人】胁元亮, 胁元亮一, 山田雅, 山田雅一
【申请人】三洋电机株式会社