专利名称：薄片状二次电池及其制造方法
技术领域：
本发明涉及薄片状二次电池及其制造方法，虽然没有特别限定，
但例如涉及适合用于电动汽车、UPS(不间断电源装置)、负荷均衡
等的用途的大容量的薄片状二次电池及其制造方法。
背景技术：
[专利文献l特开20(B-331816号公才艮 [专利文献2特开2004-178860号公报
近年，针对各种电子设备的小型、轻量化的期望非常强烈，因此 要求作为动力源的二次电池的性能提高，各种电池的开发和改进得到 发展。在期待电池的特性提高方面有高电压化、高能量密度化、耐 高负荷化、形状的任意化、安全性的确保等。在这种需求下，锂离子 二次电池是在现有的电池中最能够实现高电压、高能量密度、耐高负 荷化的二次电池，当前其改良也正在不断进行。
该锂离子二次电池一般由以下部分构成通过隔着隔离物叠层用 薄片状的正极集电体和涂敷在其表面上的正极活性物质构成的薄片状 的正电极，和用薄片状的负极集电体和涂敷在其表面上的负极活性物 质构成的薄片状的负电极来形成的薄片状的内部电极对；以密封状态
覆盖该内部电极对并且在内部收容电解液的电池壳；从该电池壳内的 内部电极对的各正电极以及各负电极分别连接到设置在电池壳上的正 极端子以及负极端子上的正电极引线和负电极引线，在充电时锂从正 电极的正极活性物质抽出到电解液中作为锂离子，进入到负电极的负 极活性物质中，在放电时将进入到该负极活性物质中的锂离子释放到 电解液中，再次回到正电极的正极活性物质中，由此进行充放电。有 关这种锂离子二次电池，因为能够实现其高能量密度，所以例如能够
期待作为电动汽车和混合动力汽车等的领域中使用的大容量二次电 池，已经进行了很多开发并提出了方案。
例如，作为这种锂离子二次电池提出了质量轻、薄型且具有挠性 的薄片状锂离子二次电池，该锂离子二次电池使用三层构造的层叠膜 形成具有挠性的袋状外包体，在该袋状外包体中封入薄片状的内部电
极对和电解液而形成(例如，参照专利文献l、 2)。
在该专利文献中公开的薄片状二次电池中，作为其电池壳使用在 内面侧上具有例如聚乙烯、聚丙烯等的耐电解液性以及热密封性方面 优异的热可塑性树脂制的内面层，在中间具有例如铝箔等的具有挠性 以及在强度方面优异的金属箔制的中间层，并且在外面侧上具有例如 聚酰胺类树脂等在电气绝缘性方面优异的绝缘树脂制的外面层的三层 构造的层叠膜，在其内部封入薄片状的内部电极对和电解液而形成， 进而，设置分别个别连结构成内部电极对的多个正电极以及负电极的 一对正电极引线以及负电极引线，将这些一对的正电极引线以及负电 极引线气密地贯通层叠膜向外部突出的部分作为电极端子或者外部引 线使用。
可是，近年，针对二次电池的进一步小型化、大容量化、高效化 或者长寿命化的要求高涨，即使在薄片状二次电池中，也希望通过采 用薄片状电极的进一步的多叠层化和剖面积大的(厚度厚)电极端子 (以下，还称为电极引线)来实现大容量化以及降低电阻，从而得到 高效率化、电池寿命的增大等。
对于这种要求，在上述专利文献的薄片状二次电池中，在薄片状 电极和电极引线的连接中，使用与电阻熔接或激光熔接等相比，从连 接电阻的降低、低成本化或者耐振动性的提高的观点出发有利的超声 波熔接，但在这种熔接连接方式中，产生由于电极引线的厚度和薄片 状电极的叠层厚度，还有各种材质的原因，熔接条件有大的变化的问 题。即，产生根据作为工件的电极引线和薄片状电极的厚度和硬度， 设定适宜的熔接条件困难的问题。
例如，如果为了得到充分的熔接强度赋予过大的熔接能量，则发
生在薄片状电极上产生龟裂和裂缝等的问题。而后，对于这种薄片状 电极的龟裂和裂紋等的损伤将成为因振动等而出现电极剥离和短路这 种故障的主要原因。另一方面，当熔接能量不足的情况下，不能得到 充分的熔接强度，发生由于接触不良引起的电池电阻增加等的问题。
而后，这种问题作为工件的厚度越厚，即电极引线以及/或者薄 片状电极的叠层厚度越厚越显著的问题而发生。
即，在以密封状态收容内部电极对的上述的专利文献中公开的薄 片状二次电池中，在对为了实现高输出化、高容量化以及低电阻化而 使剖面积(厚度)大的电池引线和被叠层的金属箔形的薄片状电极进 行超声波熔接时，产生难以不破坏两者，特别地不对薄的薄片状电极 带来损伤等的损害，并且得到充分的连接强度的问题。此外，由此在 预定的熔接条件下，能够与电极引线端子适宜接合的薄片状电极的叠 层个数受到限制，产生薄片状二次电池的大容量化受到阻碍的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述那样的现有技术的问题而提出的，其目的在 于提供一种薄片状二次电池及其制造方法，其中抑制相互连接构成正 负各自的薄片状电极的集电箔、正负各自的电极引线时的对薄片状电 极的损伤，并容易设定适宜的熔接条件，而且可以进行任意个数的薄 片状电极的叠层形成，容易实现大容量化。
为了实现上述目的，本发明的薄片状二次电池，其特征在于，具
备将多个薄片状的正电极和多个薄片状的负电极隔着隔离物交替叠 层而形成的薄片状的内部电极对；将该内部电极对和电解液以密封状 态收容在内部的挠性的袋状外包体；以及在该袋状外包体的内部与上 述内部电极对的各薄片状的正电极以及负电极连接的正电极引线以及 负电极引线，在上述正电极引线以及负电极引线和上述薄片状的正电 极以及负电极的各连接部上，在正电极引线以及负电极引线上分别叠 层连接对应的上述多个薄片状的正电极以及负电极，并且在中间部形 成导电性的连接保护层。
一般，为了实现薄片状二次电池的大容量化、低电阻化等，要求 厚度厚的(剖面积大)电极引线以及多层的薄片状电极，但熔接连接 的电极引线和薄片状电极的厚度越大，适宜的熔接强度的设定越困难， 通过本发明人们的研究判明了由于不充分的熔接强度引起的连接不良 和由于过度熔接能量引起的薄片状电极的裂紋这些问题明显发生。
因而，如果采用上述那样构成的本发明的薄片状二次电池，则在
上，在正电极引线以及负电极引线上，分别叠层对应的多个薄片状的 正电极以及负电极进行连接，并且因为在叠层方向中间部上形成导电
性的连接保护层，所以能够抑制对连接时的薄片状电极的损伤，并JL 容易进行适宜的熔接条件的设定，还可以形成任意个数的薄片状电极 的叠层，能够实现大容量化容易的薄片状二次电池。
此外，也可以是来自上述多个薄片状正电极的集电箔以及来自负 电极的集电箔、与各个相对应的正电极引线以及负电极引线在将上述 连接保护层插入到叠层方向中间部的状态下进行超声波熔接。
当这样构成的情况下，能够抑制在超声波熔接时特别成问题的连 接时对薄片状电极的损伤。
此外，也可以是上述连接保护层每隔上述薄片状电极的预定的叠 层个数而形成。
当这样构成的情况下，因为连接保护层每隔薄片状电极的预定的 叠层个数形成，所以不会对薄片状的各正电极以及各负电极给予损伤， 可以根据熔接条件进行更适宜的连接。
进而，上述叠层个数也可以根据熔接强度设定。 当这样构成的情况下，能够容易进行适宜的熔接强度的设定。 此外，也可以是在上述薄片状电极的叠层方向上，上述连接保护 层进一步形成在与电极引线相反一侧的端部上。
当这样构成的情况下，因为连接保护层还形成在薄片状电极的叠 层方向端部，所以在将薄片状的各正电极或者负电极叠层连接在各电 极引线上时，能够有效地保护最容易受损伤的薄片状电极的叠层方向
端部。
此外，上述连接保护层也可以用与上述薄片状电极不属于同一个 体(别体)的导电性部件形成。
此外，上述连接保护层也可以通过在上述连接部上使上述薄片状 电极折返来形成。
当这样形成的情况下，因为连接保护层通过在连接部上使薄片状 电极折返来形成，所以能够容易实现该连接保护层。
进而，上述连接保护层也可以分别用与对应的上述薄片状正电极 或者负电极相同材质的部件形成。
当这样构成的情况下，因为连接保护层分别用与对应的正电极或 者负电极相同材质的部件形成，所以与不同种部件间的连接相比，能 够降低连接部分的接触电阻。
在以上说明中，本发明的薄片状二次电池适合用于正极引线以及
负极引线各自的厚度是大于等于0.3mm小于等于5.0mm那样的期待 得到大电流的薄片状二次电池，此外，适合用于薄片状正电极以及负 电极的各自的厚度大于等于5nm小于等于30nm，各薄片状电极的叠 层个数大于等于20个那样的，叠层了连接时可能有损伤等的薄的薄片 状电极的薄片状二次电池。
在此，所谓薄片状电极的厚度假设为不包含叠层在薄片状集电体 的两面上的活性物质的厚度的、薄片状集电体自身的厚度。
此外，本发明的薄片状二次电池的制造方法，其特征在于包括如 下步骤准备将多个薄片状的正电极和多个薄片状的负电极隔着隔
离物交替叠层而形成的薄片状的内部电极对；与上述内部电极对的各 薄片状的正电极以及负电极相连接的正电极引线以及负电极引线；以 及将它们和电解液一同收容的袋状外包体，对上述多个薄片状电极进 行集中，形成多个薄片状电极束，将该薄片状电极束中的一个放置在 上述电极引线上，在该一个薄片状电极束的上部放置与上述薄片状电 极同样材质的金属箔，对它们一并进行超声波熔接，进而，在熔接后 的上述一个薄片状电极束以及金属箔上放置其它薄片状电极束，在该
其它薄片状电极束上放置与上述薄片状电极同样材质的金属箔并进行
超声波熔接，重复同样的工序，叠层形成隔着金属箔的所希望个数的
薄片状电极层，将上述内部电极对以及与该内部电极对的薄片状电极
层一体连接的电极引线在密封状态下与电解液一同收容在上述袋状外 包体的内部。
如果釆用这种本发明的薄片状二次电池的制造方法，则因为，对 多个薄片状电极进行集中，形成多个薄片状电极束，将该薄片状电极 束中的一个放置在上述电极引线上，在该一个薄片状电极束的上部放 置与上述薄片状电极同样材质的金属箔，对它们一并进行超声波熔接， 进而，在熔接后的一个薄片状电极束以及金属箔上放置其它薄片状电 极束，在该其它薄片状电极束上放置与薄片状电极同样材质的金属箔 并进行超声波熔接，重复同样的工序，叠层形成隔着金属箔的所希望 个数的薄片状电极层，所以，能够提供一种薄片状二次电池的制造方 法，能够抑制连接时对薄片状电极的损伤，并且可以形成任意个数的 薄片状电极的叠层，容易进行大容量化。
此外，上述薄片状电极束也可以分割成大于等于2束。 这种情况下，因为薄片状电极束分割成大于等于2束，所以能够
提供适合于根据重复熔接的叠层熔接的薄片状二次电池的制造方法。 此外，在上述薄片状电极束中，也可以使构成其上端部的薄片状
电极折返。
当这样构成的情况下，容易设定适宜的熔接条件，并且能够容易 实现抑制连接时的损伤的连接保护层。
进而，也可以是，上述电极引线的厚度大于等于0.3mm且小于 等于5.0mm,上述金属箔的总厚度大于等于10nm且小于等于100nm， 以覆盖预定的超声波熔接区域的方式进行超声波熔接。
在此，所谓总厚度是当使用l个金属箔的情况下，指其厚度，当 叠层多个金属箔使用的情况下，指其叠层厚度。
这种情况下，电极引线的厚度大于等于0.3mm小于等于5.0min， 金属箔的总厚度大于等于l(Him小于等于lOOfim，因为进行超声波熔
接以覆盖预定的超声波熔接区域，所以能够提供确保必要的连接强度 的同时，适合于大容量的电池的薄片状二次电池的制造方法。
进而，也可以是，上述一个薄片状电极束的熔接区域和其它薄片 状电极束的熔接区域隔着上述金属箔进行熔接。
这种情况下， 一个薄片状电极束的熔接区域与其他的薄片状电极 束的熔接区域因为隔着金属箔熔接，所以能够可靠地确保预定的电流 容量。
如果采用本发明，则能够提供抑制连接时对薄片状电极的损伤，
并且可以形成任意个数的薄片状电极的叠层，能够容易实现大容量化 的薄片状二次电池及其制造方法。
图l是示意表示本发明的薄片状二次电池的立体图。
图2是图1的薄片状二次电池的左视图。
图3是图1的薄片状二次电池的A-A线剖面图，是用图2中的 圆A，包围的部分的放大图。
图4是用于说明图1中的内部电极对的示意放大图。 图5是表示薄片状集电箔和电极引线的连接部的构成的示意放大图。
图6是用于说明适合于本发明的超声波熔接的概要的示意图。 图7是说明本发明的薄片状二次电池的制造方法的示意图。 图8是说明本发明的薄片状二次电池的制造方法的示意图。 图9是说明本发明的薄片状二次电池的制造方法的示意图。 图IO是说明本发明的薄片状二次电池的连接方法的示意图。
具体实施例方式
以下，参照图1~图4说明本发明的一种实施方式。在此，图1 是示意表示本发明的薄片状二次电池一例的立体图，图2是图1的左 视图。此外，图3是图1的A-A剖面图，是放大表示用图2中的圆A，
包围的部分的图，图4是用于说明内部电极对的示意图。
在图1~图3中，IO是薄片状锂离子二次电池(薄片状二次电池)， 用挠性的袋状外包体2将内部电极对1以及电解液5以密封状态收容 在内部。内部电极对l如图3所示，将多个薄片状的正电极la和多个 薄片状的负电极lb隔着隔离物lc交替叠层形成为薄片状，与该内部 电极对1中的正电极la分别个别连结的薄片状的正电极引线3a气密 地贯通袋状外包体2的热密封部4并且固定在该热密封部4上，向袋 状外包体2的外部突出。此外，虽然省略图示，但在负电极lb上也分 别个别连结负电极引线3b,该负电极引线3b如图l所示那样夹着袋 状外包体2，从与正电极引线3a相反一侧的端部(在本例子中，是图 中的下端部)，与正电极引线3a —样贯通热密封部4以气密状态向外 部突出而形成。
在本发明中，对于将内部电极对1和电解液5以密封状态收容在 内部的挠性的袋状外包体2，只要具有可以作为薄片状二次电池IO的 电池壳使用的强度，并且具有针对收容的电解液5来说优异的耐电解 液性，则没有特别限制，具体地说可以例示利用三层构造的层叠膜形 成的挠性的袋状外包体(参照再表98/042， 036号)，所述三层构造 的层叠膜在内面侧上例如具有聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、离子交联聚 合物(ionomer)等的在耐电解液性以及热密封性方面优异的热可塑性 树脂制的内面层，在中间例如具有铝箔、不锈钢箔等的在挠性以及强 度方面优异的金属箔制的中间层，而且在外面侧上例如具有聚酰胺类 树脂、聚酯类树脂等的在电气绝缘性方面优异的绝缘树脂制的外面层。
在本实施方式中，上述袋状外包体2利用在内面侧上具有聚乙烯 制的内面层2a，在中间具有铝箔制的中间层2b，而且在外面侧上具有 尼龙制的外面层2c的三层构造的层叠膜形成。
隔离物lc只要是多孔质膜、无纺布、网等具有电气绝缘性，并 且对与正电极la和负电极lb的密接具有充分强度的材料，则可以使 用任何材料。材质并没有特别限定，但从粘接性以及安全性的观点出 发理想的是聚乙烯、聚丙烯的单层多孔质膜以及它们的多层化的多孔
质膜。
此外，作为提供于用作离子传导体的电解液5的溶剂以及电解质 盐，可以使用在现有的电池中使用的非水系的溶剂以及含有锂的电解 质盐。具体地说，作为溶剂可以使用碳酸乙烯、碳酸丙烯、碳酸二曱 酯、碳酸二乙酯、碳酸甲基-乙基等的酯类溶剂，乙二醇二甲醚 (dimethoxyethane )、乙二醇二乙醚、二乙醚、二曱醚等的醚类溶剂 的单独液，以及由上述的同一系统的溶剂之间或者不同系统的溶剂构 成的2种的混合液。此外，电解质盐可以^使用LiPF6、 LiAsF6、 LiC104、 LiBF4、 LiCF3S03、 LiN ( CF3S02) 2、 LiC ( CF3S02) 3、 LiN ( C2F5S02)2等。
在本实施方式中，内部电极对1如图4所示，各正电极la在铝 制的正极集电体11的两面上叠层正极活性物质12而形成，同样，各 负电极lb在铜制的负极集电体13的两面上叠层负极活性物质14而形 成。更具体地说，在本实施方式中，构成薄片状的各正电极la的正极 集电体11用其厚度是5 30nm左右的极薄的铝箔形成，并且构成薄片 状的各负电极lb的负极集电体13用其厚度是5 30jim左右的极薄的 铜箔形成，将与这些正极集电体11或者负极集电体13对应的金属箔 隔着隔离物lc各交替叠层例如40个来构成内部电极对1。进而，正 电极引线3a是与上述正极集电体11相同的铝制，负电极引线3b是与 上述负极集电体13 —样的铜制或者镍制。但是，作为其材质并没有特 别限定，优选使用电化学上稳定的金属材料。其中可以例示作为正电 极引线3a理想的是铝、铝合金等，作为负电极引线3b理想的是铜、 不锈钢、镍等。此外，对于正电极引线3a特别理想的是使用与形成正 极集电体的材质相同的材质，例如使用铝，对于负电极引线3b特别理 想的是使用铜及/或者镍。
在本实施方式中，正电极引线3a以及负电极引线3b的厚度都是 0.3mm，其宽度都是30mm。而且，根据本发明构成的薄片状二次电 池10适合用于例如电动汽车等期待得到大电流的装置，在本发明中， 作为正电极引线3a以及负电极引线3b的厚度，从可以进行超声波熔
接的引线厚度的观点出发，理想的是例如使用大于等于0.3mm小于等 于5.0mm的板状的端子。
以下，参照图5进一步说明正电极引线3a或者负电极引线3b与 内部电极对l的连接部。图5是示意表示各引线部和内部电极对的连 接部的放大图。而且，因为正极侧连接部和负极侧连接部是相同构成， 所以下面以正极侧连接部为例子说明。
如图5所示，在本实施方式中，构成薄片状的正电极的、例如铝 制的多个薄片状正极集电体(以下，还称为正极集电箔)11-1-11-40 在隔着保护箔11P-1-11P-4叠层在正电极引线3a上的状态下，用超声 波熔接一体地连接。具体地说，正极集电箔11-1~11-20、 11-21~11-40 在插入了由与正极集电箔ll相同的金属(在本例子中是铝)形成的、 与正极集电箔11不属于同一个体(别体)的保护箔llP-l、 11P-2的 状态下叠层形成(连接)，并且在最上部的正极集电箔11-40上也以 插入了同样材质的另外(别体)的保护箔11P-3、 11P-4的状态叠层形 成(连接)。而后，用保护箔11P-1、 11P-2形成正极集电箔的叠层方 向中间部的连接保护层(以下，还称为中间部连接保护层11Pm), 并且用11P-3、 11P-4形成叠层方向端部(与正电极引线3a相反一侧 的端部)的连接保护层(以下，还称为端部连接保护层11Pe)。此外， 对于负极侧连接部也具有与正极侧连接部一样的构成，形成与薄片状 负极集电体(以下，还称为负极集电箔)13—样的材质(例如，铜) 的连接保护层13Pm、 13Pe。而且，在各连接部中的薄片状集电体中 未涂敷活性物质。
在此，在本发明的薄片状二次电池IO中的集电箔11、 13以及保 护箔IIP的个数可以任意设定，但从降低连接时的针对各集电箔11、 13的损伤等的损害的观点看，理想的是叠层的各集电箔11-1、 11-2…、 13-1、 13-2...的叠层厚度每次成为预定的厚度(在本例子中例如是大 于等于0.3mm)就形成连接保护层11P。
在这样构成的本发明的薄片状二次电池10中，在薄片状集电体 11 (13)和电极引线3a (3b)的连接部中，因为在叠层的薄片状集电
箔11 (13)的叠层方向中间部上形成连接保护层11Pm (13Pm)，所 以在用以后说明的制造方法制造薄片状二次电池IO时，不会给各集电 箔11 (13)带来损伤，预先防止由于在连接各集电箔11 (13)时的加 压导致的下沉而产生龟裂，并且可以形成任意个数的集电箔的叠层， 可以容易实现小型且大容量的薄片状二次电池IO。进而，因为还在叠 层方向端部形成连接保护层llPe(13Pe)，所以能够有效地保护容易 因连接时的加压而受损的薄片状集电箔端部。
以下，参照
本发明的薄片状二次电池10的制造方法。 首先，参照图6说明适用于本制造方法中的超声波熔接。图6是用于 说明超声波熔接的概要的超声波熔接装置的示意构成图。
如图6所示，超声波熔接装置由喇叭形(水一7 ) 131;安装在 其前端上的焊嘴(f 、7 :f )132与焊嘴132对置配置的砧座133构成。 而后，在焊嘴132和砧座133之间重叠配置成为接合对象的2个部件 (喇叭形侧部件134以及砧座侧部件135)，用焊嘴132和砧座133 夹着加压，对喇叭形131给予超声波振动时，焊嘴132相对砧座133 的加工面大致并行地振动。于是，该超声波振动经由焊嘴132传递到 喇，，八形侧部件134以及砧座侧部件135，由于接触面效应、工作效应 以及热效应而使两者连接。
这样的超声波熔接具有这样的特征，能够不使熔接界面熔融，或 者能够只使极其有限的薄层熔融，并且能够期待由在熔接界面中的氧 化膜等杂质的摩擦引起的清理效果，由此，降低连接电阻，并且不会 对成为接合对象的部件造成大的损伤，可以以低成本、稳定并且以宽 大的面积可靠地连接两者。
在本实施方式中，作为喇叭形侧部件134配置叠层的集电箔11 (13)，作为砧座侧部件135配置电极引线3a (3b)，由此对两者进 行超声波熔接。
可是，当使用这种超声波熔接，叠层厚度是5 3(Him左右的薄的 金属箔形的集电箔11 (13)与电极引线3a (3b)连接的情况下，适宜 的熔接条件也根据电极引线3a (3b)的厚度、薄片状集电箔ll (13)
的个数以及叠层厚度，以及各自的材质变化。
特别是在期待实现大容量化的剖面积(厚度)大的电极引线3a (3b)上叠层连接薄的集电箔11 (13)时，箔龟裂等的熔接不良容易 发生，在预定的熔接条件下，可以适宜叠层连接的集电箔11 (13)的 个数有限制，由此，电池的大容量化受到阻碍。与此相反，当对少数 的集电箔ll (13)的每个进行熔接的情况下，熔接次数变多，作业工 数增大，生产性大幅度降低。
具体地说，本发明人们通过研究判明，当使用以大电流输出、低 电阻化为目的的，厚度大于等于0.3mm的电极引线3a ( 3b )端子， 对该电极引线3a (3b)和叠层厚度(总厚度)T=t*x (在此，t:集电 箔的厚度，x:集电箔的叠层个数；5S^3(Him， x^20个)为大于等于 0.3mm的多叠层的薄片状集电箔11 (13)进行超声波熔接的情况下， 因为该工件的厚度的原因，薄片状集电箔11 (13)的破坏或者熔接强 度的不足这样的问题容易发生，决定适宜的熔接条件变得困难。此外， 在实际叠层薄片状集电箔11(13)的状态中，因为在同极的集电箔(例 如，正极集电箔11)之间介入对极的集电箔(例如，负极集电箔13) 以及隔离物lc，所以在与进行超声波熔接的电极引线3a(3b)的连接 部分上，同极的集电箔之间的间隔处于隔开50 200jim左右的状态。 因此，通过本发明人们的研究判明，当集电箔的叠层厚度大于等于 0.3mm的情况下，与单纯叠层同样厚度、个数的集电箔进行超声波熔 接的情况相比，在上述连接部分中的集电箔的下沉变大，其结果，沿 着熔接部分(预定的熔接区域的边界边缘附近)容易发生箔龟裂，特 别在熔接连接时的叠层方向端部(与电极引线相反一侧的端部)的集 电箔容易发生箔龟裂。
因而，在本发明的薄片状二次电池10的制造方法中，通过如以 下那样隔着各连接保护层IIP (13P)连接电极引线3a (3b)和各薄 片状集电箔11 (13)，可以在抑制对连接时的薄片状集电箔11 (13) 的损伤的同时，叠层任意个数的薄片状集电箔11 (13)。以下，对于 本发明的薄片状二次电池10的制造方法，以正极侧为例子参照图7
图9进行说明。
首先，如图7所示，将各自厚度是5 30jim的例如40个薄片状 集电箔11-1-11-40的每几个集中，形成集电箔束。在本实施方式中， 例如是分割为各20个，形成集电箔束11A、 IIB。
然后，准备其厚度大于等于0.3mm的电极引线3a，如图8所示， 在超声波喇叭形131和砧座133之间设置电极引线3a、集电箔束IIA、 形成中间部连接保护层11Pm的金属箔11P-l、 11P-2,对这些电极引 线3a、集电箔束11A层以及中间部连接保护层11Pm —并进行超声波 熔接。具体地说，将电极引线3a放置在砧座133上，在电极引线3a 之上叠层集电箔束IIA，进而，在其上放置集电箔保护用的金属箔 11P-l、 11P-2，将超声波喇叭形131压接在该保护用金属箔11P-l、 11P-2上进行超声波熔接。
以下，如图9所示，在与电极引线3a成为一体而熔接的集电箔 束11A层以及中间部连接保护层11Pm上重叠剩下的集电箔束11B, 进而，在其上放置形成端部连接保护层11Pe的金属箔11P-3、 11P-4， 将超声波喇叭形131压接在该保护用金属箔11P-3、 11P-4上同样进行 超声波熔接。
通过重复以上那样的工序，可以将任意个数的集电箔11隔着保 护层11P叠层熔接(连接)在电极引线3a上。
其后，将用任意个数的集电箔11 (13)构成的内部电极对1以及 叠层连接了集电箔11 (13)的电极引线3a (3b)收容在袋状外包体2 内部，并且填充电解液，通过对袋状外包体2的开口部利用热密封进 行密封，使得该电极引线3a (3b)气密贯通袋状外包体2，能够容易 实现可以大容量化的薄片状二次电池10。
在此，作为形成连接保护层IIP (13P)的例如金属箔的大小， 从得到充分的连接强度的观点出发，理想的是覆盖由超声波喇叭形 131上的焊嘴132的大小所规定的预定的熔接区域那样的大小。
此外，作为保护层IIP (13P)的厚度，为了不需要过大的熔接 能量就可以与已叠层的薄片状集电箔11 (13)熔接为一体，理想的是
大于等于IOji小于等于100nm。
进而，在熔接各集电箔束(在本例子中是11A、 11B)进行叠层 连接时，通过进行熔接连接，使得各个集电箔束11A、 11B的熔接区 域(面积)隔着中间部连接保护层11Pm至少重叠二分之一或者以上， 这从确保预定的电流容量的观点看是理想的。
这样分割多叠层集电箔11-1、 11-2…形成集电箔束llA、 IIB...， 通过将该集电箔束IIA、 IIB...隔着中间部连接保护层11Pm顺序熔 接，与一次熔接全部薄片状集电箔11-1、 11-2...的情况相比，可以适 宜地设定熔接强度(设定成不会给各集电箔11-1、 11-2...带来损伤那 样的熔接强度)，并且能够緩和在与电极引线3a (3b)的熔接部分中 的熔接连接时的多层集电箔11-1、 11-2...的下沉。由此，能够预先防 止由连接时的集电箔11-1、 11-2...的龟裂的发生等引起的连接不良， 并且可以叠层任意个数的集电箔11-1、 11-2...，能够容易实现薄片状 二次电池的高输出化、高容量化。此外，与顺序熔接少数集电箔的情 况相比，能够保护叠层的集电箔(特别是可靠保护容易受到损伤的叠 层方向端部的集电箔)，并且可以降低作业工数，还可以谋求生产性 的提高。
进而，通过例如重叠多个金属箔形成这种连接保护层IIP，即使 万一在保护层IIP中发生龟裂等的箔破坏，也能够不波及到薄片状集 电箔11-1、 11-2...本体而进行熔接连接，能够预先防止电极剥离和短 路这种不良情况，并且能够有助于电池输出的稳定化、高容量化。而 且，对于端部连接保护层11Pe，在熔接最后重叠的集电箔束时，可以 不引起箔破坏而进行熔接的情况(能够设定适度的熔接条件的情况) 下可以省略。
此外，在本实施方式中，例如用金属箔11P-l llP-4形成了连接 保护层IIP，但本发明并不限于这种形态的连接保护层，也可以例如 通过如图10所示那样使一部分薄片状电极在连接部中折返来形成连 接保护层。以下，对于这种连接保护层的变形例IIP，参照图10进行 说明。而且，在图10中，对于具有与前面的实施方式相同的功能的部
件附加相同的符号并省略其说明。此外，因为正极侧连接部和负极侧 连接部是同样的构成，所以以正极侧为例子说明。
在本变形例中的内部电极对1如图10所示，例如由42个正极集 电箔11-1-11-42构成。此外，各自的正极集电箔的厚度以及电极引线 的厚度与前面的实施方式一样，分别是5 30nm以及0.3 5.0mm。
在本变形例中，根据预定的熔接能量，每隔对隔着保护层11P可 以进行适宜的叠层熔接的集电箔11的个数(例如，在本例子中，是 11-1~11-20， 11-22-11-41的各20个)，将叠层在其上的集电箔(在 本例子中，是11-21， 11-42 )预先形成得比其他的集电箔(11-1 11-20， 11-22 11-41)还长，通过在连接部中使该集电箔11-21、 11-42弯曲， 形成连接保护层11P，。
具体地说，以与前面的实施方式一样的工序，首先，在电极引线 3a上叠层集电箔11-1 11-20束，并且使其上的形成中间部连接保护层 11P，m的集电箔11-21弯曲(折返)，对它们一并进行超声波熔接， 其后，对直至集电箔11-22-11-41的20个以及形成叠层在其上的端部 连接保护层11P，e的集电箔11-42进行弯曲形成，放置在前面熔接的 集电箔11-1~11-20束以及中间部连接保护层11P，m上，通过同样地进 行超声波熔接，可以叠层连接任意个数的集电箔11和电极引线3a。
在此，在将形成连接保护层IIP的集电箔11-21、 11-42折返时， 将其折返为使被折返的集电箔部分覆盖由超声波喇叭形131上的焊嘴 132的大小规定的预定的熔接区域，这从得到充分的连接强度的观点 看是理想的。
此外，从确保预定的电流容量的观点来看，理想的是，在对各集 电箔束11-1 11-20、 11-22 11-41进行熔接而叠层连接时，通过熔接连 接，使得各个集电箔束11-1~11-20、 11-22-11-41的熔接区域(面积) 隔着弯曲形成的集电箔(在本例子中是11-21)至少重叠二分之一或 者以上。
在这样构成的本变形例的连接保护层IIP，中，能够得到与用金属 荡IIP形成连接保护层IIP的前面的实施方式一样的效果，并且不需
要另外设置作为连接保护层的金属箔，能够容易形成连接保护层 11P，。
而且，在本发明的薄片状二次电池10及其制造方法中，叠层的 集电箔11 (13)的各厚度以及个数、形成保护层的保护箔(在本例子 中，是11P-l llP-4)或者集电箔(在本例子中，是11-21， 11-42) 的各厚度和个数可以根据预定的熔接条件(熔接强度)适宜设定。此
外，本发明并不限于上述的实施方式，在熔接连接时，只要将抑制对 薄片状电极(集电箔)的损伤等的损害那样的导电性层形成在连接部 中的叠层方向中间部上即可。
权利要求
1.一种薄片状二次电池，其特征在于，具备将多个薄片状的正电极和多个薄片状的负电极隔着隔离物交替叠层而形成的薄片状的内部电极对；将该内部电极对和电解液以密封状态收容在内部的挠性的袋状外包体；以及在该袋状外包体的内部与上述内部电极对的各薄片状的正电极以及负电极连接的正电极引线以及负电极引线，在上述正电极引线以及负电极引线和上述薄片状的正电极以及负电极的各连接部上，在正电极引线以及负电极引线上分别叠层连接对应的上述多个薄片状的正电极以及负电极，并且在中间部形成导电性的连接保护层。
2. 如权利要求l所述的薄片状二次电池，其特征在于 来自上述多个薄片状正电极的集电箔以及来自负电极的集电箔、与各个相对应的正电极引线以及负电极引线在将上述连接保护层插入 到叠层方向中间部的状态下进行超声波熔接。
3. 如权利要求l所述的薄片状二次电池，其特征在于 上述连接保护层每隔上述薄片状电极的预定的叠层个数而形成。
4. 如权利要求3所述的薄片状二次电池，其特征在于 上述叠层个数根据熔接强度设定。
5. 如权利要求l所述的薄片状二次电池，其特征在于 在上述薄片状电极的叠层方向上，上述连接保护层进一步形成在与电极引线相反一侧的端部上。
6. 如权利要求l所述的薄片状二次电池，其特征在于 上述连接保护层用与上述薄片状电极不属于同一个体的导电性部件形成。
7. 如权利要求l所述的薄片状二次电池，其特征在于 上述连接保护层通过在上述连接部上折返上述薄片状电极来形 成。
8. 如权利要求l所述的薄片状二次电池，其特征在于 上述连接保护层分别用与相对应的上述薄片状正电极或者负电极同样材质的部件形成。
9. 如权利要求l所述的薄片状二次电池，其特征在于 上述正电极引线以及负电极引线的各自的厚度大于等于0.3mm且小于等于5.0mm。
10. 如权利要求l所述的薄片状二次电池，其特征在于 上述薄片状正电极以及负电极的各自的厚度大于等于5jim且小于等于30fim，各薄片状电极的叠层个数大于等于20个。
11. 一种薄片状二次电池的制造方法，其特征在于包括如下步骤 准备将多个薄片状的正电极和多个薄片状的负电极隔着隔离物交替叠层而形成的薄片状的内部电极对；与上述内部电极对的各薄片 状的正电极以及负电极相连接的正电极引线以及负电极引线；以及将 它们和电解液一同收容的袋状外包体，对上述多个薄片状电极进行集中，形成多个薄片状电极束，将该 薄片状电极束中的一个放置在上述电极引线上，在该一个薄片状电极 束的上部放置与上述薄片状电极同样材质的金属箔，对它们一并进行 超声波熔接，进而，在熔接后的上述一个薄片状电极束以及金属箔上放置其它 薄片状电极束，在该其它薄片状电极束上放置与上述薄片状电极同样 材质的金属箔并进行超声波熔接，重复同样的工序，叠层形成隔着金 属箔的所希望个数的薄片状电极层，将上述内部电极对以及与该内部 电极对的薄片状电极层一体连接的电极引线在密封状态下与电解液一 同收容在上述袋状外包体的内部。
12. 如权利要求11所述的薄片状二次电池的制造方法，其特征在于-.将上述薄片状电极束分割成大于等于2束。
13. 如权利要求11所述的薄片状二次电池的制造方法，其特征 在于在上述薄片状电极束中，折返构成其上端部的薄片状电极。
14. 如权利要求11所述的薄片状二次电池的制造方法，其特征在于上述电极引线的厚度大于等于0.3mm且小于等于5.0mm，上述 金属箔的总厚度大于等于l(Him且小于等于100nm，以覆盖预定的超 声波熔接区域的方式进行超声波熔接。
15. 如权利要求11所述的薄片状二次电池的制造方法，其特征在于上述一个薄片状电极束的熔接区域和其它薄片状电极束的熔接 区域隔着上述金属箔进行熔接。
全文摘要
本发明提供一种抑制对连接时的薄片状电极的损伤并且可以形成任意个数的薄片状电极的叠层，能够容易实现大容量化的薄片状二次电池及其制造方法。其特征在于在正电极引线(3a)以及负电极引线(3b)和薄片状的正电极(11)以及负电极(13)的各连接部上，在正电极引线(11)以及负电极引线(13)上，分别叠层并连接对应的多个薄片状的正电极(11)以及负电极(13)，并且在中间部上形成导电性的连接保护层(11P(13P))。
文档编号H01M2/20GK101101982SQ200710128000
公开日2008年1月9日 申请日期2007年7月6日 优先权日2006年7月6日
发明者小泽和典, 阿部圣子, 高桥一博 申请人:英耐时有限公司