制造蓄电装置的方法和蓄电装置的制造方法

制造蓄电装置的方法和蓄电装置的制造方法
【专利摘要】一种制造蓄电装置的方法，包括：将裸露部分和集电极端连接起来的连接步骤，该裸露部分设置在电极的宽度方向的一端，且被建构为不含设置在集流体中的复合材料层，该集电极端在所述电极的所述宽度方向上设置在相对于所述裸露部分的外侧。在所述连接步骤中，当由第二金属组成的金属层位于所述裸露部分和所述集电极端之间时，所述集电极端与所述金属层的接触的至少一部分受到能量辐射，其中所述第二金属的熔点高于形成所述集电极端的第一金属的熔点。
【专利说明】
制造蓄电装置的方法和蓄电装置
[0001] 相关申请 本正式申请是基于2015年3月3日提交到日本特许厅的第2015-041187号日本专利申 请，并通过引用将其全部内容包括在内。
技术领域
[0002] 本发明设及一种制造蓄电装置的方法和一种蓄电装置。
【背景技术】
[0003] 第2005-302719号日本专利出愿公开描述了一种通过激光焊接固定到电极的无涂 层区域的集电极端。该专利文献描述了电极的无涂层区域是在集流体中没有应用活性材料 的位置。

【发明内容】

[0004] 目前，用于汽车的电源供应、工业电源供应或家用电源供应的蓄电装置得W迅速 发展，运样的蓄电装置即使在高速的充电和放电过程中也需要具有受保障的性能。为了满 足运样的需求，已经提出将连接到外部端的集电极端焊接至电极组件的端面(端面集电）。
[0005] W下参照表示蓄电装置的一个实施例的、包括绕线电极组件的非水电解二次电 池，对端面集电进行具体描述。首先，制造绕线电极组件。具体地，制备正电极和负电极，该 正电极在宽度方向的一端具有被建构为不含设置在正电极集流体中的正电极复合材料层 的正电极裸露部分，该负电极在宽度方向的一端具有被建构为不含设置在负电极集流体中 的负电极复合材料层的负电极裸露部分。该正电极、该负电极和隔离物布置为使得正电极 裸露部分和负电极裸露部分在彼此相反的方向上从该隔离物伸出来，并且绕线的轴布置为 平行于正电极的宽度方向和负电极的宽度方向。该正电极、该负电极和该分隔物绕在绕组 的轴上。从而得到该绕线电极组件。
[0006] 接着，使正电极集电极端面向正电极裸露部分的端面，用来自绕线电极组件相对 于正电极集电极端的相对侧的激光束照射该正电极集电极端。在该正电极集电极端，在激 光束照射的部分发生烙化。当烙化的正电极集电极端(正电极集电极端的烙化部分)与正电 极裸露部分接触时，正电极裸露部分与正电极集电极端的烙化部分接触的部分烙化。随着 正电极集电极端的烙化部分和烙化的正电极裸露部分(正电极裸露部分的烙化部分)在彼 此接触的同时凝固，正电极集电极端和正电极裸露部分彼此连接(端面集电）。按照类似的 方法，负电极集电极端和负电极裸露部分也彼此连接。
[0007] 现在已经发现当按照上述方法实施端面集电时，在裸露部分可能发生变薄（图10) 或断开（图11)。当在裸露部分发生变薄时，集电电阻增加，运导致蓄电装置性能的降低。此 夕h由于裸露部分的抗张强度降低，在制造过程中或蓄电装置的使用过程中会发生裸露部 分的断开。当在裸露部分发生断开时，不能实现集电，因此蓄电装置出现功能故障。由上可 知，现在已经发现当为了即使在高速充电和放电过程中也能确保性能而实施端面集电时， 蓄电装置的可靠性可能降低。本发明提供了一种制造蓄电装置的方法，其即使在高速充电 和放电过程中也具有受保障的性能和可靠性。
[0008] 认为当集电极端的烙化部分和裸露部分的烙化部分凝固时，运些烙化部分收缩。 在运里，集电极端的烙化部分和裸露部分的烙化部分在彼此接触的同时凝固。因此，认为当 裸露部分的烙化部分凝固并且裸露部分的烙化部分的一部分加入到集电极端的时候，变薄 或断开往往发生在裸露部分。本发明的完成是基于运些发现。
[0009] 具体地，根据本发明的制造蓄电装置的方法包括将裸露部分和集电极端彼此连接 起来的连接步骤，该裸露部分设置在电极的宽度方向的一端，且被建构为不含设置在集流 体中的复合材料层，该集电极端在所述电极的所述宽度方向上设置在相对于所述裸露部分 的外侧。在所述连接步骤中，当由第二金属组成的金属层位于所述裸露部分和所述集电极 端之间时，所述集电极端与所述金属层的接触的至少一部分受到能量福射，其中所述第二 金属的烙点高于形成所述集电极端的第一金属的烙点。
[0010] 在根据本发明的制造蓄电装置的方法中，裸露部分和在电极的宽度方向上设置在 相对该裸露部分的外侧的集电极端彼此连接(端面集电）。因此，可W提供即使在高速充电 和放电过程中也具有受保障的性能的蓄电装置。
[0011] 在根据本发明的制造蓄电装置的方法中，当金属层位于裸露部分和集电极端之间 时，该集电极端与该金属层的接触的至少一部分受到能量福射。因此，受到能量福射而烙化 的集电极端(集电极端的烙化部分)与金属层接触。因此，金属层与集电极端的烙化部分接 触的部分烙化并凝固，同时烙化的金属层(金属层的烙化部分)和集电极端的烙化部分彼此 接触。因此，裸露部分和集电极端彼此连接。
[0012] 形成金属层的第二金属的烙点高于形成集电极端的第一金属的烙点。因此，集电 极端的烙化部分的大部分热能消耗用于烙化金属层。因此，即使集电极端与金属层接触的 至少一部分受到能量福射，也可W防止裸露部分的烙化。因此，由于可W防止烙化的裸露部 分加入集电极端，从而防止在裸露部分发生变薄或断开。
[0013] 优选地，根据本发明的制造蓄电装置的方法，还包括制备具有裸露部分和金属层 的电极，该金属层设置在沿该电极的宽度方向延伸的裸露部分的表面上，并且在连接步骤 之前，弯曲设置有金属层的该裸露部分，致使金属层的至少一部分在电极的宽度方向上处 在相对于该裸露部分的外侧。因此，可W更容易地实现金属层位于裸露部分和集电极端之 间的状态。
[0014] 优选地，在制备好的电极中，位于复合材料层的一侧上的金属层的端面远离位于 金属层的一侧上的复合材料层的端面。因此，可W防止金属层的烙化部分与位于金属层的 一侧上的复合材料层的端面接触。
[0015] 优选地，第二金属的烙点比第一金属的烙点至少高IOCTC。因此，可W进一步防止 裸露部分在裸露部分和集电极端的连接步骤中烙化。当第一金属为铜时，第二金属优选地 为儀、铁、铭和铁中的至少一种。
[0016] 优选地，金属层的厚度不小于0.5皿并且不大于10皿。因此，在裸露部分和集电 极端的连接步骤中，可W进一步防止发生裸露部分的变薄或断开，并且金属层可W均匀烙 化。
[0017] 根据本发明的蓄电装置包括：电极，在该电极的宽度方向的一端具有裸露部分，该 裸露部分被建构为不含设置在集流体中的复合材料层；W及集电极端，该集电极端在所述 电极的所述宽度方向上设置在相对于所述裸露部分的外侧，并且连接至所述裸露部分。将 所述裸露部分和所述集电极端彼此连接的连接部分包括第一金属和第二金属的合金，该第 一金属形成所述集电极端，该第二金属的烙点高于所述第一金属的烙点。
[0018] 在本说明书中，当通过如非水电解质二次电池等二次电池实现本发明的蓄电装置 时，"电极"意味着正电极和负电极中的至少一个。当通过电容器实现本发明的蓄电装置时， "电极"意味着阳极和阴极中的至少一个。
[0019] "电极的宽度方向"意味着没有形成电极组件的电极的、垂直于电极的纵向的方 向，和平行于形成有复合材料层的集流体的表面的方向。"电极组件"意味着包括正电极、负 电极和设置在正电极和负电极之间的隔离物的结构，或包括阳极、阴极和设置在阳极和阴 极之间的隔离物的结构。
[0020] "集电极端"是指用于将电极和外部端子彼此连接的端子。当通过如非水电解质二 次电池等二次电池实现蓄电装置时，"集电极端"包括用于将正电极和正电极外部端子彼此 连接的正电极集电极端，和用于将负电极和负电极外部端子彼此连接的负电极集电极端。 当通过电容器实现蓄电装置时，"集电极端"包括用于将阳极和阳极外部端子彼此连接的阳 极集电极端，和用于将阴极和阴极外部端子彼此连接的阴极集电极端。"集电极端"也称为 集电片。
[0021] 下面参照附图对本发明的详细描述有助于更好地理解本发明的前述和其他目的、 特征、方面和优点。
【附图说明】
[0022] 图1到7为展示了在本发明的一个实施例中的制造非水电解质二次电池的方法的 步骤的主要部分的截面图； 图8为在本发明的一个实施例中的非水电解质二次电池的截面图； 图9为在本发明的一个实施例中的连接部分的截面图； 图10为展示了在裸露部分发生变薄时的方式的侧面示意图； 图11为展示了在裸露部分发生断开时的方式的侧面示意图。
[0023] W下参照附图对本发明进行描述。在本发明的附图中，为相同或相应的部件分配 相同的参考标记。为了附图更清晰和简洁，在附图中适当改变了长度、宽度、厚度或深度等 尺寸关系，该尺寸关系并不代表实际的尺寸关系。
【具体实施方式】
[0024] 虽然W下将参照代表蓄电装置的一个实施例的非水电解质二次电池对本发明进 行描述，但是本发明不限于非水电解质二次电池，也能应用于非水电解质二次电池 W外的 其他二次电池或者电容器。
[0025] 【制造非水电解质二次电池的方法】 图1到7为展示了在本发明的一个实施例中制造非水电解质二次电池的过程的一部分 的截面图。图8为制造的非水电解质二次电池的截面图。图9展示了将裸露部分和集电极端 彼此连接的连接部分的横截面的示意图。
[0026] 在本实施例中，制造非水电解质二次电池的方法包括将负电极裸露部分75和负电 极集电极端87连接起来的连接步骤（图6 )，该负电极裸露部分75设置在负电极17的宽度方 向的一端，且建构为不含设置在负电极集流体71中的负电极复合材料层73,该负电极集电 极端87在负电极17的宽度方向上设置在相对于负电极裸露部分75的外侧。在该连接步骤 中，当由第二金属组成的金属层77位于负电极裸露部分75和负电极集电极端87之间时，负 电极集电极端87与金属层77的接触的至少一部分受到能量福射（图6)，其中第二金属的烙 点高于形成负电极集电极端87的第一金属的烙点。因此，由于负电极裸露部分75和负电极 集电极端87可W彼此连接而不会在负电极裸露部分75发生变薄或断开，可W制造即使在高 速的充电和放电过程中也具有受保障的性能和可靠性的非水电解质二次电池。
[0027] 在本实施例中，制造非水电解质二次电池的方法还包括制备电极(包括制备负电 极17和制备正电极13的步骤）、制造电极组件11、弯曲裸露部分(优选地，负电极裸露部分 75)、容置电极组件、和注入非水电解质的步骤，W下将按照运些步骤的顺序说明运些步骤。 [002引 < 电极的制备〉 (负电极的制备） 在制备负电极17的步骤中，制备具有负电极裸露部分75和金属层77的负电极17,优选 地，制备还具有负电极复合材料层73的负电极17。
[0029] 具体地，首先，在负电极集流体71的宽度方向的一端的负电极集流体71的表面(要 作为负电极裸露部分75的部分)上形成金属层77(图1)。厚度不小于扣m并且不大于50WI1的 铜锥可用用于负电极集流体71。负电极集流体71的宽度方向平行于负电极17的宽度方向。
[0030] 当在后面将描述的连接步骤中与负电极集电极端87相对的负电极集流体71的表 面的一部分是预先已知的时候，金属层77应当只形成在该部分。然而，考虑到本实施例中的 非水电解质二次电池的批量生产，金属层77优选地形成在负电极集流体71的宽度方向的一 端的一侧上沿负电极集流体71的宽度方向延伸的负电极集流体71的表面上(要作为在沿负 电极集流体71的宽度方向延伸的负电极裸露部分75的表面75a(图2)的部分）。因此，即使当 在后面将描述的连接步骤中与负电极集电极端87相对的负电极集流体71的表面的该部分 的位置由于某种原因偏离设计的位置，也可W在后面将描述的连接步骤中实现金属层77位 于负电极裸露部分75和负电极集电极端87之间的状态。
[0031] 虽然金属层77优选地与位于负电极集流体71的宽度方向的一端的一侧上的负电 极集流体71的负电极的端面(要作为第一末端表面7 5 d的负电极裸露部分7 5的一部分)齐 平，但是该金属层77也可W设置在负电极集流体71的端面上。
[0032] 然而，形成金属层77的方法没有被具体限制，例如，优选地采用电锻或气相淀积。 优选地，根据形成金属层77的金属材料适当选择形成金属层77的方法或用于形成金属层77 的条件。
[0033] 形成金属层77的金属的烙点高于形成负电极集电极端87的金属的烙点，优选地， 其烙点比形成负电极集电极端87的金属的烙点高至少IOCTC，更优选地，其烙点比形成负电 极集电极端87的金属的烙点高至少200°C，进一步优选地，其烙点比形成负电极集电极端87 的金属的烙点高至少400°C。随着形成金属层77的金属的烙点和形成负电极集电极端87的 金属的烙点之间的差异的增大，在将负电极裸露部分75和负电极集电极端87彼此连接起来 的步骤中还可W防止负电极裸露部分75的烙化。在运里，铜作为形成负电极集电极端87的 金属的一个实施例。优选地，通过非水电解质二次电池的充电和放电，形成金属层77的金属 不会洗脱。由上可知，形成金属层77的金属优选为儀、铁、铭和铁中的至少一种。金属层77可 能由包含儀、铁、铭和铁中的两种或两种W上的合金组成。
[0034]金属层77的宽度（金属层77在负电极17的宽度方向的尺寸)Wi7优选地不小于0.5 mm并且不大于3 mm，更优选地，不小于1 mm。当金属层77的宽度Wi7不小于1 mm时，通过设有 金属层77的负电极裸露部分75的弯曲，金属层77的至少一部分总是在负电极17的宽度方向 上处于相对负电极裸露部分75的外侧（图6)。也就是说，更容易实现金属层77的至少一部分 位于负电极裸露部分75和负电极集电极端87之间的状态。因此，可W进一步防止在将负电 极裸露部分75和负电极集电极端87彼此连接起来的步骤中发生变薄或断开。可W通过观察 负电极17的横截面的扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM)图像得到金 属层77的宽度Wi7。
[0035]金属层77的厚度(在垂直于沿负电极17的宽度方向延伸的负电极裸露部分75的表 面75a的方向上的金属层77的尺寸）t7优选地不大于负电极集流体71的厚度。因此，可W防 止形成负电极集流体71的金属和形成金属层77的金属在将负电极裸露部分75和负电极集 电极端87彼此连接起来的步骤中形成合金。因此，可W保障负电极裸露部分75和负电极集 电极端87之间的连接的强度。
[0036] 更具体地，金属层77的厚度t7不小于0.5 WIi并且不大于10皿。当金属层77的厚度t7 不小于0.5WI1时，可W进一步防止在将负电极裸露部分75和负电极集电极端87彼此连接起 来的步骤中负电极裸露部分75的烙化。因此，在该连接步骤中可W进一步防止在负电极裸 露部分75发生变薄或断开。当金属层77的厚度t7不大于10皿时，在将负电极裸露部分75和 负电极集电极端87连接起来的步骤中金属层77可W均匀烙化。更优选地，金属层77的厚度 t7不小于2 WIi并且不大于5 ym。可W通过观察负电极17的横截面的SBl图像得到金属层77 的厚度t7。
[0037] 接着，负电极复合材料层73形成在除了形成金属层77的区域W外的负电极集流体 71的一部分中的负电极集流体71的相对的两表面上（图2)。
[0038]优选地，位于负电极符合材料层73的一侧的金属层77的端面77c远离位于金属层 77的一侧上的负电极复合材料层73的端面73d。"金属层77的端面77c远离负电极复合材料 层73的端面73d"意味着在负电极17的宽度方向上金属层77的端面77c与负电极复合材料层 73的端面73d之间的距离不小于0.5 mm。
[0039] 当距离W27不小于0.5 mm，在将负电极裸露部分75和负电极集电极端87彼此连接起 来的步骤中可W防止烙化的金属层77(金属层77的烙化部分)和烙化的负电极集电极端87 (负电极集电极端87的烙化部分)与负电极复合材料层73的端面73d接触。更优选地，距离W27 不大于5 mm。当距离W27不大于5 mm时，可W防止负电极裸露部分75的宽度过大，并因此维持 非水电解质二次电池的每单位体积高能量密度。进一步优选地，距离化7不小于1 mm并且不 J 3 rnrn 〇
[0040] 没有具体限制形成负电极复合材料层73的方法。例如，制备包含负电极活性材料 和粘合剂的负电极复合材料浆体，该负电极复合材料浆体应用于在负电极集流体71的相对 的两表面上除了形成金属层77的区域W外的负电极集流体71的一部分。从而可W形成负电 极复合材料层73。
[0041] 制备包含负电极活性材料和粘合剂的湿颗粒，该湿颗粒被压紧粘结为负电极集流 体71上的除了形成金属层77的区域W外的负电极集流体71的一部分。从而可W形成负电极 复合材料层73。
[0042] 当由负电极复合材料浆体形成负电极复合材料层73时，负电极集流体71中没有应 用负电极复合材料浆体的区域将作为负电极裸露部分75。可选地，当由湿颗粒形成负电极 复合材料层73时，负电极集流体71中湿颗粒没有被压紧粘结的区域将作为负电极裸露部分 75。也就是说，制造的负电极17在负电极17的宽度方向的一端具有负电极裸露部分75,在沿 负电极17的宽度方向延伸的负电极裸露部分75的表面75a上具有金属层77(图2)。尽管取决 于电极组件11的尺寸，负电极裸露部分75的宽度优选地不小于1 mm并且不大于10 mm，更优 选地不小于3 mm并且不大于7 mm。
[0043] 负电极复合材料层73优选地包括大于等于80质量%和小于等于99质量％的负电极 活性材料，并且优选地包含大于等于0.3质量%和小于等于20质量％的粘合剂。负电极活性 材料可能由石墨或娃基合金等合金材料组成。粘合剂优选地由例如下苯橡胶（Styrene- 8111：曰(116]16咖化61'，5服）组成。
[0044] 没有具体限制负电极复合材料层73和金属层77的形成顺序。可W在形成负电极复 合材料层73之后形成金属层77。
[0045] 虽然可能在制造电极组件11之后形成金属层77,优选地在制造电极组件11之前形 成金属层77。因此更易于形成金属层77。
[0046] (正电极的制备） 正电极复合材料层33形成在宽度方向的一端的一侧的正电极集流体31的一部分(要作 为正电极裸露部分35的一部分）的正电极集流体31的相对的两表面上。厚度不小于扣m并且 不大于50 WIi的侣锥或侣合金可W应用于正电极集流体31。正电极集流体31的宽度方向平 行于正电极13的宽度方向。
[0047] 没有具体限制形成正电极复合材料层33的方法。例如，制备包含正电极活性材料、 导电材料和粘合剂的正电极复合材料浆体，该正电极复合材料浆体应用于在正电极集流体 31的宽度方向的一端的一侧（要作为正电极裸露部分3 5的一部分）的正电极集流体31的相 对的两表面上。从而可W形成正电极复合材料层33。
[0048] 制备包含正电极活性材料、导电材料和粘合剂的湿颗粒，该湿颗粒压紧粘结到正 电极集流体31的宽度方向的一端的一侧的正电极集流体31的相对的两表面上。从而可W形 成正电极复合材料层33。
[0049] 正电极复合材料层33优选地包含正电极活性材料、导电材料和粘结剂。正电极活 性材料可能由包含儀、钻、儘中的至少一种的裡复合氧化物、具有橄揽石型晶体结构的裡复 合氧化物（如LiFeP化）、或两种或两种W上的裡复合氧化物组成。导电材料优选地由乙烘炭 黑等碳材料组成。粘结剂优选地由聚偏氣乙締 (PolrVinyIidene diFluo;ride，PV加')组成。
[0050] 正电极复合材料层33包含优选地大于等于80质量％和小于等于95质量％，更优选 地大于等于85质量％和小于等于95质量％，进一步优选地大于等于90质量％和小于等于 95质量%的正电极活性材料。正电极复合材料层33包含优选地大于等于1质量％和小于等于 10质量％，更优选地大于等于3质量％和小于等于10质量%的导电材料。正电极复合材料层 33包含优选地大于等于2质量％和小于等于5质量%的粘结剂。
[0化1] <电极组件的制造〉 优选地在将负电极裸露部分75和负电极集电极端87彼此连接起来的步骤之前制造电 极组件11。
[0052] 没有具体限制制造电极组件11的方法。例如，可W通过缠绕正电极13和负电极17， 且隔离物16位于正电极13和负电极17之间，制造绕线电极组件。具体地，首先，隔离物15布 置在正电极13和负电极17之间。在运里，正电极13、负电极17和隔离物15布置为使得正电极 裸露部分35和负电极裸露部分75在彼此相反的方向上从隔离物15伸出。接着，绕线的轴布 置为平行于正电极13的宽度方向和负电极17的宽度方向，并且正电极13、隔离物15和负电 极17绕着绕线的轴。从而得到电极组件11(图4)。由于绕线，可能在彼此相反的方向上向得 到的电极组件施加压力。图4没有显示金属层77。
[0053] 隔离物15优选地由一般所习知的结构制成，例如，非水电解质二次电池的隔离物 的结构，它可能由，例如，聚乙締(PE)或聚丙締(PP)组成的微孔膜构成，或者可能还具有耐 热层。
[0054] 虽然本实施例给出了一个绕线电极组件用作电极组件11的实例，但是堆叠电极组 件可W代替绕线电极组件使用。例如，在制造堆叠电极组件的方法中，正电极13、隔离物15 和负电极17优选地堆叠起来使得隔离物15位于正电极13和负电极17之间。在运里，正电极 13、隔离物15和负电极17优选地布置为正电极裸露部分35和负电极裸露部分75在彼此相反 的方向上从该隔离物15伸出来。
[0化5] <裸露部分的弯曲〉 (负电极裸露部分的弯曲） 首先，使负电极集电极端87面向负电极裸露部分75的第一末端表面75d(图5)。负电极 集电极端87具有连接至负电极外部端子7的第一连接部分187和连接至负电极17的第二连 接部分287(参见图8)。因此，优选地，使第二连接部分287面向负电极裸露部分75的第一末 端表面75d。"负电极裸露部分75的第一末端表面75d"意味着在负电极裸露部分75平行于电 极组件11的轴向延伸的同时在电极组件11的轴向上位于端部的负电极裸露部分75的表面。
[0056] 根据抑制集电电阻的一种观点，负电极集电极端87优选地由与用于负电极裸露部 分75相同的材料组成，因此，优选地由铜组成。
[0057] 接着，负电极集电极端87和电极组件11中的至少一个被移动至将负电极集电极端 87的第二连接部287挤压向负电极裸露部分75的第一末端表面75d。从而设有金属层77的负 电极裸露部分75被弯曲。
[0058]当设有金属层77的负电极裸露部分75被弯曲时，金属层77的至少一部分在电极组 件11的轴向上位于相对负电极裸露部分75的外侧。因此，金属层77的至少一部分位于负电 极裸露部分75(具体地，负电极裸露部分75的第二末端表面75e)和负电极集电极端87的第 二连接部分287之间（图6)。"负电极裸露部分75的第二末端表面75e"是指由于设有金属层 77的负电极裸露部分75的弯曲造成的在电极组件11的轴向上位于端部的负电极裸露部分 75的表面。
[0059] 在本实施例中，在使用不同于负电极集电极端87的部件将设有金属层77的负电极 裸露部分75弯曲之后，负电极集电极端87可能面向负电极裸露部分75的第二末端表面75e。
[0060] 设有金属层77的负电极裸露部分75被弯曲之后的形状不限于图6所示的形状。设 有金属层77的负电极裸露部分75应当只被弯曲为使得金属层77的至少一部分在电极组件 11的轴向上位于相对负电极裸露部分75的外侧(在负电极17的宽度方向上的外侧）。
[0061 ] <裸露部分和集电极端之间的连接〉 (负电极裸露部分和负电极集电端之间的连接） 在金属层77的至少一部分位于负电极裸露部分75和负电极集电极端87的第二连接部 分287之间的同时，负电极集电极端87的第二连接部分287与金属层77的接触的至少一部分 受到能量福射(图6)。因此，在负电极集电极端87的第二连接部分287中，受到能量福射的部 分烙化。在运里，能量从电极组件11相对于负电极集电极端87的第二连接部分287的相对侧 (图6中的上侧)朝负电极集电极端87与金属层77的接触的至少一部分射出。因此，烙化的负 电极集电极端87(负电极集电极端87的烙化部分）由于它自身的重量朝向电极组件11移动。
[0062] 由于负电极集电极端87的第二连接部分287与金属层77的接触的至少一部分受到 能量福射的同时，金属层的至少一部分位于负电极裸露部分75和负电极集电极端87的第二 连接部分287之间，负电极集电极端87的烙化部分是与金属层77接触，而不是与负电极裸露 部分75接触。因此，金属层77与负电极集电极端87的烙化部分接触的部分烙化，并且在负电 极集电极端87的烙化部分和烙化的金属层77(金属层77的烙化部分)彼此接触的同时凝固。 负电极裸露部分75和负电极集电极端87因此彼此连接（图7)。因此，包含形成金属层77的金 属和形成负电极集电极端87的合金的连接部分67将负电极裸露部分75和负电极集电极端 87彼此连接起来。
[0063] 在本实施例中，由于形成金属层77的金属的烙点高于形成负电极集电极端87的金 属的烙点，负电极集电极端87的烙化部分的大部分热能消耗用于金属层77的烙化。因此，即 使负电极集电极端87的烙化部分与金属层77接触，也可W防止负电极裸露部分75被烙化 (负电极裸露部分75相对于金属层77位于负电极集电极端87的烙化部分的对面）。由于可W 防止烙化的负电极裸露部分75进入负电极集电极端87,因此，即使当负电极集电极端87的 烙化部分和金属层77的烙化部分凝固的时候，也可W防止在负电极裸露部分75发生变薄或 断开。
[0064] 没有具体限制受能量福射的条件，一般所习知的条件，如在端面集电中受能量福 射的条件，是优选的。例如，具有可W烙化负电极集电极端87的能量的激光束可W优选地发 射到负电极集电极端87与金属层77接触的至少一部分上。
[0065] 可W在连接部分67的横截面的SBl图像中检查负电极裸露部分75是否被烙化。本
【发明人】已经在连接部分67的横截面的沈M图像确认了连接部分67包含形成金属层77的金属 和形成负电极集电极端87(具体地，负电极集电极端87的第二连接部分287)的金属的合金 (在图9中用"合金"表示）。
[0066] 连接部分67的形状不限于图7所示的形状。负电极裸露部分75和金属层77中的每 一个的烙化状态不限于图7所示的烙化状态。
[0067] 在设在盖体4中的负电极外部端子7和负电极集电极端87的第一连接部分187彼此 连接之后，负电极裸露部分75和负电极集电极端87的第二连接部分287也可能彼此连接。
[0068] (正电极裸露部分和正电极集电极端的连接） 首先，使正电极集电极端83面向正电极裸露部分35的末端表面。类似于负电极集电极 端87,正电极集电极端83具有连接至正电极外部端子3的第一连接部分183,和连接至正电 极13的第二连接部分283(参见图8)。因此，优选地，使第二连接部分283面向正电极裸露部 分35的末端表面。根据抑制集电电阻的一种观点，正电极集电极端83优选地由与用于正电 极裸露部分35相同的材料组成，因此，优选地由铜组成。
[0069] 接着，正电极集电极端83和电极组件11中的至少一个被移动至将正电极集电极端 83的第二连接部分283挤压正电极裸露部分35的末端表面。此后，正电极集电极端83的第二 连接部分283与正电极裸露部分35接触的至少一部分受能量福射。因此，正电极裸露部分35 和正电极集电极端83的第二连接部分283彼此连接。
[0070] 在本实施例中，可能在将正电极裸露部分35和正电极集电极端83连接起来的步骤 之后，执行将负电极裸露部分75和负电极集电极端87彼此连接起来的步骤，或者，可能在将 负电极裸露部分75和负电极集电极端87连接起来的步骤之后，执行将正电极裸露部分35和 正电极集电极端83连接起来的步骤。
[0071] 可能在将设在盖体4中的正电极外部端子3和正电极集电极端83的第一连接部分 183彼此连接之后将正电极裸露部分35和正电极集电极端83的第二连接部分283彼此连接。
[0072] <电极组件的容置〉 首先，制备电池壳1。电池壳1具有壳主体2和封闭壳主体2的开口的盖体4,该电池壳1优 选地由例如侣制成。设在盖体4中的正电极外部端子3和正电极集电极端83的第一连接部分 183彼此连接，设在盖体4中的负电极外部端子7和负电极集电极端87的第一连接部分187彼 此连接。在运里，通过隔离构件91将正电极外部端子3和负电极外部端子7与盖体4隔离，通 过隔离构件93将正电极集电极端83和负电极集电极端87与盖体4隔离。从而将盖体4连接至 电极组件11。
[0073] 接着，盖体4所连接的电极组件11被放置在壳主体2的凹部，用盖体4封闭壳主体2 的开口。此后，盖体4焊接到壳主体2的开口的边缘。
[0074] <非水电解质的注入〉 首先，制备非水电解质。该非水电解质优选地由一般习知的非水电解质二次电池的非 水电解质的合成物组成，其优选地包括，例如，一种或多种类型的有机溶剂和一种或多种类 型的裡盐(例如LiPFs),更优选地，还包括过度充电抑制剂(例如，苯基环己烧或联苯）。
[0075] 接着，通过形成在壳主体2或盖体4中的流体注入孔注入非水电解质。在根据需要 减小壳主体2中的压力之后，封闭流体注入孔。从而制造出图8所示的非水电解质二次电池。
[0076] 虽然上面已经说明了本实施例中的制造非水电解质二次电池的方法，但是在本实 施例中制造非水电解质二次电池的方法还具有W下特征。
[0077]金属层可能在沿着正电极13的宽度方向延伸的正电极裸露部分35的表面上。在运 种情况下，形成金属层的金属的烙点高于形成正电极集电极端8 3的金属的烙点，优选地，形 成金属层的金属的烙点比形成正电极集电极端83的金属的烙点高至少100°C，更优选地，形 成金属层的金属的烙点比形成正电极集电极端83的金属的烙点高至少200 °C，进一步优选 地，形成金属层的金属的烙点比形成正电极集电极端83的金属的烙点高至少400°C。在运 里，侣代表了形成正电极集电极端83的金属的一个实施例。形成在正电极裸露部分35中形 成的金属层的金属优选地不会被非水电解质二次电池的充电和放电洗脱。基于W上，优选 地确定形成在正电极裸露部分35中形成的金属层的金属。金属层可能同时形成在沿正电极 13的宽度方向延伸的正电极裸露部分35的表面上和沿负电极17的宽度方向延伸的负电极 裸露部分75的表面上。
[0078] 负电极17可能优选地没有形成金属层77。在运种情况下，在弯曲负电极裸露部分 75之后，金属层77布置在负电极裸露部分75的第二末端表面75e和负电极集电极端87的第 二连接部分287之间，此后，负电极集电极端87的第二连接部分287与金属层77接触的至少 一部分受到能量福射。从而可W得到本实施例所述的效果。然而，考虑到非水电解质二次电 池的批量生产，优选地根据本实施例中的制造非水电解质二次电池的方法制造非水电解质 二次电池。
[0079] 【非水电解质二次电池的结构】 在本实施例中的非水电解质二次电池是根据本实施例中的制造非水二次电池的方法 制造的。即，将负电极裸露部分75和负电极集电极端87彼此连接的连接部分67包括形成负 电极集电极端87的金属(第一金属)和形成金属层77的金属(烙点高于第一金属的烙点的第 二金属）的合金。 实施例
[0080] 虽然将参照下面的实施例对本发明的进一步细节进行描述，但是本发明不限于下 面实施例。
[00川【实施例1】 <裡离子二次电池的制造〉 (正电极的制备） 包含Li和S种金属元素(Ni、Co和Mn)的复合氧化物被制备为正电极活性材料。该正电 极活性材料、乙烘黑（导电材料)和PVdF(粘合剂）W90:8:2的质量比率放置和混合，此后用 甲基化咯烧酬(N-methy Ipyrrol idone，NMP)将它们稀释。从而得到正电极复合材料浆体。 [0082]该正电极复合材料浆体应用于侣锥除了从宽度方向的一端延伸5 mm的侣锥区域 W外的相对的两表面上，此后，烘干该正电极复合材料浆体。社制得到的电极浆体从而得到 正电极。正电极裸露部分（宽度为5 mm)形成在正电极宽度方向的一端。在除了正电极的宽 度方向的一端的区域中，正电极复合材料层形成在侣锥的相对的两表面上。
[00削（负电极的制备） 10 Mi厚度的电解铜锥被制备为负电极集电体。采用化学锻，在从电解铜锥的宽度方向 的一端（W下标记为"电解铜锥的第一端"）延伸2 mm的区域中的电解铜锥的相对的两表面 上形成儀层(厚度为3 Ml)。
[0084] 天然石墨被制备为负电极活性材料。负电极活性材料、簇甲基纤维素(CMC)(增稠 剂)和SBR(粘合剂）^98:1:1的质量比率混合，并用水稀释。从而得到负电极复合材料浆体。
[0085] 负电极复合材料浆体应用于电解铜锥的除了从电解铜锥的第一端延伸5 mm的区 域外的相对的两表面上，而后被烘干。社制得到的电极浆体从而得到负电极。负电极裸露部 分（宽度为5 mm)形成在负电极宽度方向的一端。儀层（宽度为2 mm，厚度为3皿)形成在负 电极裸露部分的相对的两表面(在负电极的宽度方向的一端延伸的负电极裸露部分的表 面)上。在除了负电极的宽度方向的一端的区域中，负电极复合材料层形成在电解铜锥的相 对的两表面上。
[00化](电极组件的制造） 制备由聚乙締(PE)组成的隔离物。正电极、负电极和隔离物布置为使得正电极裸露部 分和负电极裸露部分在彼此相反的方向上从该隔离物伸出来。此后，绕线的轴布置为平行 于侣锥的宽度方向和铜锥的宽度方向，正电极、隔离物和负电极绕在绕线的轴上。通过在彼 此相反的方向向电极组件施加压力，得到扁平的电极组件(圆柱形电极组件）。
[0087] (正电极裸露部分和正电极集电极端之间的连接） 制备具有第一连接部分和第二连接部分(长度为50 mm)的正电极集电极端(材料为侣， 厚度为0.6 mm，宽度为12 mm)，正电极集电极端的第二连接部分焊接至正电极裸露部分。从 而将正电极裸露部分和正电极集电极端彼此连接。
[0088] (负电极裸露部分的弯曲） 制备具有第一连接部分和第二连接部分(长度为50 mm)的负电极集电极端(材料为铜， 厚度为0.6 mm，宽度为12 mm)。在使负电极集电极端的第二连接部分面向负电极裸露部分 的第一末端时，负电极集电极端被移动至将负电极集电极端的第二连接部分挤压向负电极 裸露部分的第一末端表面。从而设有儀层的负电极裸露部分被弯曲，因此儀层的一部分位 于负电极裸露部分和负电极集电极端的第二连接部分之间。
[0089] (负电极裸露部分和负电极集电极端之间的连接） 负电极集电极端与儀层之间的接触的一部分受来自电极组件的相对负电极集电极端 的第二连接部分的相对侧的激光束福射。从而将负电极裸露部分和负电极集电极端彼此连 接。
[0090] (电极组件的容置） 制备具有壳主体和盖体的电池壳。采用有隔离构件插入的方式将正电极外部端子固定 到盖体，采用有另一隔离构件插入的方式将正电极集电极端的第一连接部分固定到盖体。 采用有隔离构件插入的方式将负电极外部端子固定盖体，采用有另一隔离构件插入的方式 将负电极集电极端的第一连接部分固定到盖体。从而将盖体连接至电极组件。此后，将电极 组件放置在壳主体的凹部，并用盖体封闭壳主体的开口。
[0091] (非水电解质的制备和注入） 碳酸亚乙醋(EC)、碳酸二甲醋(DMC)和碳酸甲乙醋(EMC似3:4:3的体积比混合。向得到 的混合溶剂加入LiPFs,从而得到非水电解质。得到的非水电解质具有1.0 mol/L浓度的 LiPFs。
[0092] 通过形成盖体中的液体注入孔将得到的非水电解质注入到壳主体的凹部。在电池 壳中的压力减小之后，封闭液体注入孔。从而得到根据本实施例的裡离子二次电池(具有4 Ah的电池容量）。依照上述方法，制造了 S十个本实施例的裡离子二次电池。
[0093] <高速率测试〉 运=十个裡离子二次电池在25°C下经受高速率测试。在该高速率测试中，W30C的电流 充电10秒钟，接着暂停10分钟，再W5C的电流放电1分钟，接着暂停10分钟，W此定义一个周 期。执行一万个周期。
[0094] 在高速率测试结束后，拆解该裡离子二次电池，检查在裸露部分是否出现变薄或 断开。表1展示了结果。
[0095] 【实施例2到11和比较实施例1】 除了在表1所示的金属层的结构的改变，根据实施例1所述的方法制造(=十个)裡离子 二次电池。即，相较于实施例1，采用与实施例1中的将正电极裸露部分和正电极集电极端彼 此连接起来的方向相类似的方法，将负电极裸露部分和负电极集电极端的第二连接部分彼 此连接起来。此后，根据实施例1所述的方法评估30个裡离子二次电池。表1显示了结果。
[0096] 亲 1
在表1中的"缺陷发生"表示(确定在裸露部分发生变薄或断开的裡离子二次电池的数 量)/(裡离子二次电池的总数(30))。
[0097] 【结果】 在比较实施例1中的缺陷发生高于实施例1到11中的缺陷发生。从运个结果可W发现， 在儀层的一部分位于负电极裸露部分和负电极集电极端的第二连接部分之间的同时负电 极集电极端与儀层的接触优选地受到能量福射。
[0098] 实施例1到5的缺陷发生低于实施例6的缺陷发生。从运个结果可W发现，儀层的厚 度优选地小于0.5皿。
[0099] 实施例1到5的缺陷发生低于实施例7的缺陷发生。从运个结果可W发现，儀层的厚 度优选地不大于电解铜锥的厚度（10皿)。当儀层的厚度大于电解铜锥的厚度，形成电解铜 锥的金属和儀倾向于受能量福射形成合金。因此，认为在负电极裸露部分和负电极集电极 端之间的连接减弱，从而在实施例7中缺陷发生为5/30。
[0100] 在实施例1、8和9中，可W抑制缺陷的发生。从运个结果可W发现儀层的宽度优选 地不小于2皿并且不大于5皿。
[0101] 在实施例1、10和11中，可W抑制缺陷的发生。从运个结果可W发现，当金属层由铁 或铭而不是儀形成时，也能得到类似的效果。
[0102] W上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可W做出若干变形和改进，运些都属于本发明的保 护范围。因此，本发明专利的保护范围应W所附权利要求为准。
【主权项】
1. 一种制造蓄电装置的方法，包括： 将裸露部分和集电极端彼此连接起来的连接步骤，该裸露部分设置在电极的宽度方向 的一端，且被建构为不含设置在集流体中的复合材料层，该集电极端在所述电极的所述宽 度方向上设置在相对于所述裸露部分的外侧； 在所述连接步骤中，当由第二金属组成的金属层位于所述裸露部分和所述集电极端之 间时，所述集电极端与所述金属层的接触的至少一部分受到能量辐射，其中所述第二金属 的熔点高于形成所述集电极端的第一金属的熔点。2. 根据权利要求1所述的制造蓄电装置的方法，还包括以下步骤： 制备具有所述裸露部分和所述金属层的电极，所述金属层设置在沿所述电极的所述宽 度方向延伸的所述裸露部分的表面上；以及 在所述连接步骤之前，弯曲设置有所述金属层的所述裸露部分，致使所述金属层的至 少一部分在所述电极的所述宽度方向上处在相对于所述裸露部分的外侧。3. 根据权利要求2所述的制造蓄电装置的方法，其中， 在制备好的所述电极中，位于所述复合材料层的一侧上的所述金属层的端面远离位于 所述金属层的一侧上的复合材料层的端面。4. 根据权利要求1到3中任意一项所述的制造蓄电装置的方法，其中， 所述第二金属的恪点比所述第一金属的恪点至少高100 °c。5. 根据所述权利要求4所述的制造蓄电装置的方法，其中， 所述第一金属为铜，以及 所述第二金属为镍、钛、铬和铁中的至少一种。6. 根据权利要求1到3中任意一项所述的制造蓄电装置的方法，其中， 所述金属层的厚度不小于0.5 μπι并且不大于10 μπι。7. -种蓄电装置，包括： 电极，在该电极的宽度方向的一端具有裸露部分，该裸露部分被建构为不含设置在集 流体中的复合材料层；以及 集电极端，该集电极端在所述电极的所述宽度方向上设置在相对于所述裸露部分的外 侧，并且连接至所述裸露部分， 连接部分，该连接部分将所述裸露部分和所述集电极端彼此连接，且该连接部分包括 第一金属和第二金属的合金，该第一金属形成所述集电极端，该第二金属的恪点高于所述 第一金属的恪点。
【文档编号】H01M4/70GK105938893SQ201610114445
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年3月1日
【发明人】梅山浩哉, 神月清美
【申请人】丰田自动车株式会社