专利名称：：锂离子二次电池的制作方法
技术领域：
：本发明涉及锂离子二次电池，特别涉及这样的锂离子二次电池具有电极组，该电极组通过将正极板和负极板隔着隔板配置起来而成，所述正极板在箔体上涂覆有以正极活性物质为主体的正极混合剂，所述负极板在箔体上涂覆有以负极活性物质为主体的负极混合剂，至少正极板和负极板中的一方的箔体的端部从电极组的端面凸出，并且用于从至少一个箔体集电的集电部件与电极组的端面对置配置，将集电部件和箔体的端部接合而成的接合部形成为从该集电部件的与电极组对置的一面侧凸出。
背景技术：
：代表锂二次电池的锂离子二次电池为高容量、高能量密度，所以作为应对环境问题的电汽车、混合动力汽车的电源用或电动工具用的电池而引人注目。电汽车要求加速性能和爬坡性能等，其电源用的电池追求与大电流充放电对应的高效率定向的锂离子二次电池。在这样的高效率定向的电池中，为了提高输出性能，非常重视减小内部电阻。通常，在锂离子二次电池中，正负极板分别在集电体上涂覆含有活性物质的混合剂，通过活性物质的反应而产生的电子从集电体向集电部件聚集并向电池外部放出。集电体使用具有导电性的金属等的箔体、膜或穿孔板等，但从能量密度等观点来看一般使用箔体。为了从箔体向集电部件聚集电子，釆用了将箔体的端部加工成长方形(短冊状)梳齿状并连接到集电部件上的技术、和利用安装在箔体上的集电片(集電夕-)将箔体和集电部件之间连接起来的技术。例如，在日本特开2001—283824号公报中，公开了在箔体上安装多个集电片，将集电片的端部统一连接到兼用作外部端子的集电部件上的技术。但是，在对箔体实施长方形梳齿状的加工或安装集电片的技术中，加工和安装的作业需要时间，所以在工业批量生产时会使制造效率下降。此外，由于加工成长方形梳齿状，所以还存在箔体的丢弃量增多、材料利用率变低等问题。在使用这样的箔体的情况下，在将正负极板隔着隔板巻绕起来制作电极组时，由于巻绕的旋转离心力，长方形梳齿状的端部和集电片呈放射状地扩展，集电片等有时会啮入到电极组中。其结果为，正负极间的绝缘受损而产生短路，导致所谓的工序不良。再有，由于集电片等以覆盖电极组的端面的方式弯曲并连接到集电部件的侧缘，所以会妨碍电解液的渗透。其结果为，电解液注液时所需时间变长(在制准备时间增加)，成为致使成本上升的主要原因。为解决这些问题，例如在日本特开2004—172038号公报中，公开了这样的技术使在两面形成有凸状部的集电部件的一面侧的凸状部与呈层状配置的箔体的端缘接触，向另一面侧的凸状部照射能量线，从而将集电部件和箔体焊接起来。但是，在日本特开2004—172038号公报的技术中，由于不需要长方形梳齿状的加工和集电片，所以不会产生上述加工等所需的时间等的问题，但由于在集电部件的两面形成有凸状部，所以通过焊接而形成的熔融部分有时会过大。虽然通过使箔体和集电部件的接合部分的体积增大可期待内部电阻的减小，但可能导致隔板的损伤或正负极之间的短路，由于在集电部件上在箔体没有接触到的部分也形成了熔融部分，所以不得已进行多余体积部分的焊接。由于配置在电极组的端面上的集电部件与箔体的端部接合，因此接合作业比较简便，还可期待作业效率的提高，但是由于在箔体和集电部件厚度差过大，因此存在难以以低电阻进行电接合的问题。根据集电构造和集电部分的状况，内部电阻的增大和可靠性降低等的影响可能增大，所以特别是在高效率定向的锂离子二次电池中，除了考虑工业批量生产之外，确保性能品质和可靠性也很重要。
发明内容本发明鉴于上述问题而完成，其目的是提供抑制了箔体的损伤、并且将集电部件和箔体可靠地接合起来的锂离子二次电池。5为解决上述问题，本发明是一种锂离子二次电池，其具有电极组，该电极组通过将正极板和负极板隔着隔板配置起来而构成，上述正极板在箔体上涂覆有以正极活性物质为主体的正极混合剂，上述负极板在箔体上涂覆有以负极活性物质为主体的负极混合剂，至少上述正极板和负极板的一方的箔体的端部从上述电极组的端面凸出，并且用于从上述至少一方的箔体进行集电的集电部件与上述电极组的端面对置配置，上述集电部件和上述箔体的端部接合而成的接合部形成为从该集电部件的与上述电极组对置的一面侧凸出，其特征在于，上述集电部件具有在与上述电极组相反一侧的面上从中央部朝向外缘部延伸设置的多个凸状部；和在与上述电极组对置、并与上述凸状部对应的位置设置的平面部，上述接合部通过使上述箔体的端部与上述平面部抵接，并使上述凸状部熔融使其从上述平面部凸出而形成。在本发明中，由于集电部件具有在与电极组相反一侧的面上从中央部向外缘部延伸设置的多个凸状部；和在与电极组对置并与凸状部对应的位置设置的平面部，集电部件与箔体的端部的接合部通过使箔体的端部抵接在集电部件的平面部上，并使凸状部熔融使其从平面部凸出而形成，所以集电部件的平面部大致一样地抵接在箔体的端部，因而不会损伤箔体，能够将集电部件和箔体的端部可靠地接合起来。在本发明中，也可以使凸状部呈直线状或曲线状地延伸设置，且截面呈大致梯形。优选的是集电部件在设凸状部的凸出高度为H、设凸状部的基部的宽度为W2、设集电部件的厚度为t时，满足论W2和H〉t的关系。此外，也可以以沿集电部件的凸状部的两侧的方式形成有一对槽。此时，优选的是集电部件在设凸状部的凸出高度为H、设凸状部的基部的宽度为W2、设集电部件的厚度为T、设集电部件的形成有槽的部分的厚度为t、设一对槽的槽宽度分别为L1和L2时，满足H》W2、H〉t、H+t〉T和Ll+L2^W2的关系。也可以使集电部件与接合在该集电部件上的箔体为相同材质。此外，也可以使集电部件和箔体的端部的接合部通过向集电部件的凸状部照射激光而形成。优选的是集电部件的凸状部的前端部的宽度比激光的焦点光斑直径要大。此外，也可以使端部从电极组的端面凸出的箔体在一侧的侧缘形成有正极混合剂或负极混合剂的未涂覆部，未涂覆部的一部分或全部从隔板的端缘凸出，并且该未涂覆部的端部从电极组的端面凸出。而且，也可以使集电部件和箔体的端部的接合部通过使箔体的端部熔入到熔融部分中而一体化，上述熔融部分是凸状部和集电部件的一部分通过激光的照射而熔融所形成的。根据本发明，由于集电部件具有在与电极组相反一侧的面上从中央部向外缘部延伸设置的多个凸状部；和在与电极组对置并与凸状部对应的位置设置的平面部，集电部件与箔体的端部的接合部通过使箔体的端部抵接在集电部件的平面部上，并使凸状部熔融使其从平面部凸出而形成，所以集电部件的平面部大致一样地抵接在箔体的端部，因而不会损伤箔体，因此可得到能够将集电部件和箔体的端部可靠地接合起来的效果。图1是表示使用了本发明的实施方式的圆筒形锂离子二次电池的概况的剖视图。图2是示意性表示构成实施方式的圆筒形锂离子二次电池的正极板的俯视图。图3是示意性表示构成圆筒形锂离子二次电池的负极板的俯视图。图4是示意性表示构成圆筒形锂离子二次电池的巻绕组的正极板、负极板和隔板的位置关系的说明图。图5是在圆筒形锂离子二次电池中使用的集电圆盘的立体图，图5A表示具有凸状部的集电圆盘，图5B表示在凸状部的两侧形成有一对槽的集电圆盘。图6是表示集电圆盘的凸状部的形状的剖视图，图6A表示图5A中的A—A截面，图6B表示图5B中的B—B截面。图7是表示其它方式的集电圆盘的凸状部的形状的剖视图，图7A表示实施了倒角加工的凸状部，图7B表示在两侧形成有实施了倒角加工的一对槽的、实施了倒角加工的凸状部。图8是构成圆筒形锂离子二次电池的顶盖的剖视图。具体实施方式下面参照附图来对使用了本发明的圆筒形锂离子二次电池的实施方式进行说明。(构成)如图1所示，本实施方式的圆筒形锂离子二次电池20具有作为电极组的巻绕组6，巻绕组6通过将正极板和负极板以隔着隔板对置的方式巻绕成使截面为漩涡状而构成。巻绕组6收纳于在上部形成有开口部的电池容器10中。在巻绕组6的巻绕中心，使用了聚丙烯树脂制的中空筒状的轴芯12。如图4所示，巻绕组6中，正极板2和负极板4以这两个基板不直接接触的方式隔着聚乙烯等制的隔板5而重叠，并巻绕在轴芯12的周围(在图4中，轴芯12被抽象化)。隔板5在本示例中设定成厚度为3(Vm、宽度为(轴芯12的长度方向的长度)为91mm。正极板2、负极板4和隔板5以这样的方式重叠形成在正极板2上的正极混合剂未涂覆部1(箔体的一部分)和形成在负极板4上的负极混合剂未涂覆部3(箔体的一部分)分别位于巻绕组6的互为相反侧的两端面上。正极混合剂未涂覆部1和负极混合剂未涂覆部3分别配置在从隔板5的端缘探出2mm的位置处。在巻绕组6中，正极混合剂未涂覆部1和负极混合剂未涂覆部3各自的一部分或全部从隔板5的端缘凸出，凸出的端部分别从巻绕组6的两端面凸出。g卩，在巻绕组6的上部，构成正极板2的正极集电体的铝箔呈层状地凸出，在下部，构成负极板4的负极集电体的轧制铜箔呈层状地凸出。通过调整正极板2、负极板4和隔板5的长度，将巻绕组6的外径(作为直径)调整为38±0.1mm。巻绕组6的内径(作为直径)与轴芯12的外径相同，为9mm。在巻绕组6的周面整周上，为了使巻绕组6不会开巻，在聚酰亚胺制基材的单面粘贴有涂覆了甲基丙烯酸己酯等粘接剂的粘接带，使巻绕组6的巻绕结束的终端部分固定。在该巻绕组6中，正极板2、负极板4皆呈层状地巻绕50圈，即形成了50层的层叠体。如图1所示，在巻绕组6的上方配置有聚集来自正极板的电位的铝制的作为集电部件的集电圆盘7，在巻绕组6的下方配置有聚集来自负极板的电位的铜制的作为集电部件的集电圆盘7。即，集电圆盘7与巻绕组6的两端面分别对置地配置，集电圆盘7的材质使用与分别构成正极板的箔体(集电体)和构成负极板的箔体(集电体)相同的材质。正极侧、负极侧的任一集电圆盘7皆形成为相同的形状。如图5A所示，集电圆盘7在本示例中设定成直径为38.5mm。在集电圆盘7的中央部，在巻绕组6侧形成有用于固定在轴芯12上的圆筒状的凸部(还参照图l)。集电圆盘7在与巻绕组6相反一侧的面上具有截面为大致梯形的连续的凸状部8，集电圆盘7在与巻绕组6对置、并与凸状部8对应的位置具有平面部。凸状部8沿着集电圆盘7的半径方向呈放射状地形成在四个部位。即，凸状部8从集电圆盘7的中央部向外缘部延伸设置。凸状部8的尺寸设定成在如图6A所示设集电圆盘7的厚度为t、设上底宽度(梯形的前端部的宽度)为Wl、设下底宽度(梯形的基部的宽度)为W2、设凸出高度为H时，满足H^W2且H〉t的关系。凸状部8的长度(在集电圆盘7的半径方向的长度)设定成与从凸出于巻绕组6的上部的铝箔(在负极侧为凸出于巻绕组6的下部的轧制铜箔)的中心侧位置到外周侧位置对应。换言之，凸状部8形成为与从巻绕组6的(除轴芯12外)最内周到最外周的位置对应。此外，在集电圆盘7的没有凸状部8的部分、即在凸状部8彼此之间的扇状部分，形成有在电池制作的非水电解液注液时成为非水电解液的通液路径的多个狭槽9。狭槽9以长圆状形成在四个部位，该长圆以集电圆盘7的半径方向为长直径。如图1所示，正极侧和负极侧的集电圆盘7通过形成在中央部的圆筒状的凸部分别固定在轴芯12的上端部和下端部。在正极侧，在集电圆盘7的下表面，使凸出于巻绕组6的上部的正极混合剂未涂覆部l(铝箔)的端部抵接，并通过激光焊接使凸状部8熔融并使其从平面部凸出，从而在多个接合部进行接合。另一方面，在负极侧，在集电圆盘7的上表面，使凸出于巻绕组6的下部的负极混合剂未涂覆部3(轧制铜箔)的端部抵接，并通过激光焊接使凸状部8熔融使其从平面部凸出，从而在多个接合部进行接合。在正极侧、负极侧，正极混合剂未涂覆部1和负极混合剂未涂覆部3与集电圆盘7的接合部形成为从集电圆盘7的与巻绕组6对置的一面侧凸出。在正极侧的集电圆盘7的上方，配置有兼用作正极外部端子的圆盘状的顶盖ll。在集电圆盘7的中央部上表面，焊接有厚度为0.3mm、宽度为16mm的铝制的正极引线14的一端。正极引线14的另一端通过激光焊接接合在构成顶盖11的圆盘16的下表面。另一方面，在负极侧的集电圆盘7的下方，配置有厚度为0.5mm的镍制的、且中央部向与巻绕组6的相反侧凸出的圆板状的负极引线13。负极引线13的外周部上表面，通过超声波焊接而接合在集电圆盘7的下表面上。负极引线13的中央部下表面，通过电阻焊接而接合在兼用作负极外部端子的电池容器10的内底面上。在电池容器10中，使用实施了镀镍的铁制的有底圆筒状容器，在本示例中，厚度设定为0.5mm。再有，对于电池容器IO，从底面的外侧照射激光，增加负极引线13和电池容器10的焊接部位。如图8所示，顶盖11利用铝制的帽17和铝制的圆盘16形成。帽17的中央部向与巻绕组6相反一侧(电池外部侧)凸出，帽17的厚度在本示例中设定为lmm。圆盘16为圆盘状且呈中央部向巻绕组6侧凸出的皿状形状，以便覆盖电池容器10的开口部。圆盘16的厚度在本示例中设定为0.5mm。圆盘16的外周部在整周范围内向帽17的外周部的上表面侧折返。在外周部的整周范围内，从折返的上表面侧朝向折返的部分(图8中的黑色箭头A方向)实施了激光焊接。如图1所示，顶盖11经聚丙烯树脂制的垫圈15敛缝固定于电池容器10上部的开口部。因此，电池容器10通过顶盖11被封口密闭。此外，在电池容器10内，注入有非水电解液。非水电解液使用这样得到的液体:在碳酸亚乙酯和碳酸二甲酯的体积比为2:3的混合溶剂中溶解六氟磷酸锂(LiPF6)使六氟磷酸锂浓度为1摩尔/升。如图2所示，构成巻绕组6的正极板2具有作为构成正极板的箔体的铝箔。铝箔的厚度在本示例中设定为20pm。在铝箔的两面上大致均匀地涂覆有含有正极活性物质的正极混合剂。正极活性物质使用例如用化学式LiMri204表示的高锰酸锂等锂过渡金属复杂氧化物的粉末。在正极混合剂中，正极活性物质、作为主要导电材料的石墨粉末、作为辅助导电材料的乙炔黑和作为粘结剂(结合剂)的聚偏氟乙烯(以下縮写为PVDF)以例如质量比为85:8:2:5的方式配合。在向铝箔涂覆正极混合剂时，用N—甲基一2—吡咯垸酮(以下简写为NMP)等分散溶剂调节粘度并调制浆料。将正极板2在干燥后冲压，使其形成宽度为88mm的大致均一的带状。在铝箔的长尺寸方向一侧的侧缘，形成有宽度为6mm的正极混合剂未涂覆部1。如上所述，由于在巻绕组6的制作时正极混合剂未涂覆部1配置于从隔板5的端缘探出2mm的位置处，所以正极混合剂未涂覆部1的一部分将从巻绕组6的端面凸出。另一方面，如图3所示，负极板4具有作为构成负极板的箔体的轧制铜箔。轧制铜箔的厚度在本示例中设定为20pm。在轧制铜箔的两面上，大致均匀地涂覆有负极混合剂，负极混合剂含有能可逆地吸收、放出锂离子的易石墨化碳等碳材料的粉末作为负极活性物质。在负极混合剂中，例如在易石墨化碳粉末的92质量份中配合8质量份的PVDF。在向轧制铜箔涂覆负极混合剂时，用NMP等分散溶剂调整粘度并调制浆料。将负极板4在干燥后冲压，使其形成宽度为89mm的大致均一的带状。在轧制铜箔的长尺寸方向一侧的侧缘，与正极板2—样，形成有宽度为3mm的负极混合剂未涂覆部3。如上所述，由于在巻绕组6的制作时负极混合剂未涂覆部3配置于从隔板5的端缘探出2mm的位置处，所以负极混合剂未涂覆部3的一部分将从巻绕组6的端面凸出。另外，负极活性物质向轧制铜箔的涂覆量被调整成使在首次充电时从正极板2放出的锂离子量和在首次充电时被负极板4吸收的锂离子量为1:1。(电池组装)如以下那样组装锂离子二次电池20。首先，在巻绕组6的上端面装载集电圆盘7，并使集电圆盘7的平面部与位于巻绕组6上端面的正极混合剂未涂覆部1的端部抵接。从凸状部8的上方(集电圆盘7的上方)，沿凸状部8的长度方向(集电圆盘7的半径方向)照射激光。此时，将激光的焦点光斑直径设定为比凸状部8的上底宽度Wl要小。通过用激光的照射使凸状部8和集电圆盘7的一部分熔融，来将激光照射面的背面(集电圆盘7的平面部)和与该背面抵接的各周(50层)的正极混合剂未涂覆部1的端部接合起来。即，在凸状部8和集电圆盘7的一部分因激光照射而熔融时，熔融部分因重力而从集电圆盘7的平面部垂下(凸出)。熔融部分形成激光照射的焊接痕迹。在激光照射后，该垂下的部分作为熔融痕迹而留下，形成有凸状部8的部分大致平坦。对于四个凸状部8，通过依次从凸状部8的上方照射激光，将正极混合剂未涂覆部1的端部和集电圆盘7的平面部焊接在一起。接着，对于负极混合剂未涂覆部3的端部和集电圆盘7，也与正极混合剂未涂覆部1的端部和集电圆盘7的焊接同样地进行焊接。此时，将焊接有正极侧的集电圆盘7的巻绕组6上下颠倒过来使负极混合剂未涂覆部3朝上侧来进行。这里，对激光焊接进行详细说明。由于在正极侧和负极侧以相同的方式进行焊接，所以仅对正极侧进行说明。当沿着凸状部8的长度方向从上方照射激光时，凸状部8和集电圆盘7的一部分熔融，熔融部分因重力而从集电圆盘7的下表面的平面部向下方以截面为半圆状的方式垂下。熔融部分以与凸状部8对应的方式形成，该熔融部分进入到巻绕组6的正极混合剂未涂覆部1之间。熔融部分以浸湿正极混合剂未涂覆部1的端部的两面的方式垂下，正极混合剂未涂覆部1的端部熔入到熔融部分中而被一体化。在激光照射后，垂下的熔融部分冷却固化而作为熔融痕迹残留。因此，在沿着凸状部8的长度方向的多个部位，正极混合剂未涂覆部1的端部与集电圆盘7接合。正极混合剂未涂覆部1的端部和集电圆盘7的接合部形成为从集电圆盘7的与巻绕组6对置的一面侧凸出。接下来，在负极侧的集电圆盘7的与巻绕组6相反的一侧的面上利用超声波接合法安装负极引线13。将安装有负极引线13的巻绕组6以负极引线13成为电池容器10的底面侧的方式收纳在电池容器10中。将负12极引线13的下表面和电池容器10的内底面用电阻焊接来接合起来。在接合后，从电池容器IO底面的外侧照射激光，使负极引线13和电池容器10的焊接部位增加。接着，将正极引线14的一端通过焊接而接合在正极侧的集电圆盘7的上表面，并将正极引线14的另一端通过焊接来接合在构成顶盖11的圆盘16的下表面。然后，向电池容器10内注入非水电解液。非水电解液的注入量在本示例中设定为50g。在非水电解液注入后，通过垫圈15将顶盖11敛缝固定在电池容器10的幵口部进行封口密闭，从而完成锂离子二次电池20。实施例下面，根据本实施方式，对改变集电圆盘7的材质、凸状部8的尺寸和激光焊接时的照射输出制作出的锂离子二次电池20的实施例进行说明。再有，还记载了为了比较而制作出的比较例的锂离子二次电池。在实施例、比较例中，将在正极侧、负极侧的集电圆盘7上分别激光焊接正极混合剂未涂覆部1的端部、负极混合剂未涂覆部3的端部时的条件如下设定。即，在凸状部8的上表面正确聚焦，将激光的进给速度在正极侧、负极侧皆设定为5m/分。此外，将激光的焦点光斑直径设定为0.1mm。激光的照射输出制定成使凸状部8通过激光的照射而熔融，且熔融部分向下方垂下，凸状部8的上表面实质上与周围面(凸状部8以外的集电圆盘7的上表面)大致相同或至少为凸状部8的凸出高度的20%左右。如果照射输出过强，则激光贯穿集电圆盘7并使铝箔或轧制铜箔熔断，反之，如果照射输出过弱，则熔融部分不会充分垂下，与铝箔或轧制铜箔的熔解概率下降。该条件通过实验求出，使激光照射所产生的熔融部分从集电圆盘7的下表面向下方垂下，且与铝箔、轧制铜箔的焊接适当。(实施例l)在实施例1中，使集电圆盘7的材质在正极侧为铝，在负极侧为铜。激光的照射输出在正极侧的焊接中设定为600W，在负极侧的焊接中设定为550W。此夕卜，如下述表1所示，集电圆盘7的尺寸为厚度t=0.2mm，上底宽度Wl=0.2mm，下底宽度W2=0.8mm,凸出高度H二1.0mm。因此，满足H^W2和H〉t的关系。对得到的锂离子二次电池20中的任意10个，测定1kHz交流阻抗(lkHzACR)。在lkHz交流阻抗的测定中，在室温下将锂离子二次电池20以2A的恒定电流充电到4.0V后，接着用4.0V的恒定电压充电到电流下降至0.1A，在周围环境温度、电池温度皆为25士0.5'C的条件下进行测定(对于本实施例以下的实施例、比较例也是同样的。)。如下述表1所示，在实施例1的锂离子二次电池20中，1kHz交流阻抗的平均值为0.21mQ。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>(实施例2)在实施例2中，使用除尺寸不同之外与实施例1相同形状、材质的集电圆盘7。如表1中所示，集电圆盘7的尺寸为厚度t二0.7mm，上底宽度Wl二0.4mm，下底宽度W2=0.8mm，凸出高度H二0.8mm。因此，满足H^W2和H〉t的关系。此外，将激光的照射输出在正极侧的焊接中设定为650W，在负极侧的焊接中设定为580W。在实施例2的锂离子二次电池20中，lkHz交流阻抗的平均值为0.24mQ。(实施例3)在实施例3中，使用材质在正极侧为铝，在负极侧为镍，除尺寸不同之外与实施例1相同形状的集电圆盘7。如表1中所示，集电圆盘7的尺寸为厚度t二0.2mm，上底宽度Wl二0.2mm，下底宽度W2=0.8mm，凸出高度H二1.0mm。因此，满足H^W2和H〉t的关系。此夕卜，将激光的照射输出在正极侧的焊接中设定为600W,在负极侧的焊接中设定为450W。在实施例3的锂离子二次电池20中，lkHz交流阻抗的平均值为0.24mQ。(实施例4)在实施例4中，在正极侧、负极侧皆使用与实施例1不同形状的集电圆盘7。即，如图5B所示，在集电圆盘7上，在凸状部8的两侧以沿着凸状部8的方式(以将凸状部8夹在中间的方式)形成有一对槽18a、18b。槽18a、18b在集电圆盘7的四个部位分别各形成有两个。集电圆盘7在与巻绕组6对置、且与槽18a、18b和凸状部8对应的部分具有平面部。槽18a、18b和凸状部8的尺寸设定成在如图6B所示设集电圆盘7的厚度为T、设凸状部8的上底宽度(梯形的前端部的宽度)为Wl、设下底宽度(梯形的基部的宽度)为W2、设凸出高度为H、设槽18a的槽宽度为L1、设槽18b的槽宽度为L2、设集电圆盘7的形成有槽18a、18b的部分的槽部厚度为t时，满足H^W2、H〉t、H+t〉T和L1+L2^W2的关系。槽18a、18b和凸状部8的长度(在集电圆盘7的半径方向的长度)设定成与从凸出于巻绕组6的上部的铝箔(在负极侧为凸出于巻绕组6的下部的轧制铜箔)的中心侧位置到外周侧位置对应。换言之，槽18a、18b和凸状部8形成为与从巻绕组6的(除轴芯12夕卜)最内周到最外周的位置对应。如表l所示，在实施例4中，使集电圆盘7的材质在正极侧为铝，在负极侧为铜。激光的照射输出在正极侧的焊接中设定为600W，在负极侧的焊接中设定为550W。此外，集电圆盘7的尺寸为，厚度T二1.0mm，槽部厚度t二0.2，上底宽度Wl=0.2mm，下底宽度mm，凸出高度H二1.0mm，槽宽度Ll二槽宽度L2二1.0mm。因此，满足H^W2、H〉t、H+t>T和L1+L22W2的关系。在实施例4的锂离子二次电池20中，lkHz交流阻抗的平均值为0.21mQ。(实施例5)在实施例5中，使用除尺寸不同之外与实施例4相同形状、材质的集电圆盘7。如表1所示，集电圆盘7的尺寸为厚度T二1.4mm，槽部厚度t二0.7，上底宽度Wl二0.4mm，下底宽度W2=0.8mm，凸出高度H二0.8mm，槽宽度Ll=槽宽度L2=0.4mm。因此，满足论W2、H>t、H+t〉T和Ll+L2^W2的关系。此外，激光的照射输出在正极侧的焊接中设定为650W，在负极侧的焊接中设定为580W。在实施例5的锂离子二次电池20中，lkHz交流阻抗的平均值为0.24mQ。(实施例6)在实施例6中，使用材质在正极侧为铝，在负极侧为镍，除尺寸不同之外与实施例4相同形状的集电圆盘7。如表1所示，集电圆盘7的尺寸为厚度T二1.0mm，槽部厚度t二0.2mm，上底宽度Wl=0.2mm，下底宽度W2二0.8mm，凸出高度H-1.0mm，槽宽度L1二槽宽度L2二l.Omm。因此，满足H^W2、H>t、H+t〉T和Ll十L2^W2的关系。此外，激光的照射输出在正极侧的焊接中设定为600W，在负极侧的焊接中设定为450W。在实施例6的锂离子二次电池20中，lkHz交流阻抗的平均值为0.24mQ。(实施例7)在实施例7中，使用除尺寸不同之外与实施例1相同形状、材质的集电圆盘7。如表1所示，集电圆盘7的尺寸为厚度t二l.Omrn，上底宽度Wl二0.4mm，下底宽度W2=1.0mm，凸出高度H=0.8mm。因此，H<W2、H<t、不满足论W2、H〉t的关系。此外，激光的照射输出在正极侧的焊接中设定为700W，在负极侧的焊接中设定为610W。在实施例7的锂离子二次电池20中，lkHz交流阻抗的平均值为0.28mQ。(实施例8)在实施例8中，使用除尺寸不同之外与实施例4相同形状、材质的集电圆盘7。如表1所示，集电圆盘7的尺寸为厚度T二1.6mm，槽部厚度t二l.O，上底宽度Wl=0.4mm，下底宽度W2=1.0mm，凸出高度H二0.8mm，槽宽度Ll二槽宽度L2=0.4mm。因此，H<W2、H<t、Ll16+L2<W2，虽然满足H+t〉T的关系，但不满足H^W2、H〉t和Ll十L2^W2的关系。此外，激光的照射输出在正极侧的焊接中设定为700W，在负极侧的焊接中设定为610W。在实施例8的锂离子二次电池20中，lkHz交流阻抗的平均值为0.28mQ。(比较例1)在比较例1中，使用除尺寸不同之外与实施例1相同形状、材质的集电圆盘7。如表1所示，集电圆盘7的尺寸为厚度t二0.4mm，上底宽度Wl二0.4mm，下底宽度W2=0.4mm,凸出高度H二0.8mm。因此，满足H^W2和H〉t的关系，但突状部的形状形成为截面是矩形形状。此外，激光的照射输出在正极侧的焊接中设定为600W，在负极侧的焊接中设定为550W。在比较例1的锂离子二次电池中，lkHz交流阻抗的平均值为0.28mQ。此外，在集电圆盘7的激光照射面上附着有被认为是在焊接时产生的多个飞溅物(飞溅的熔融金属)，且在焊接部的截面上观察到了气孔(金属气体的空腔)。(实施例9)在实施例9中，使用除尺寸不同之外与实施例1相同形状、材质的集电圆盘7。如表1所示，集电圆盘7的尺寸为厚度t二0.4mm，上底宽度Wl二0.05mm，下底宽度W2=0.8mm，凸出高度H二0.8mm。因此，满足论W2和H〉t的关系，但上底宽度W1比激光的焦点光斑直径(0.1mm)要小。此外，激光的照射输出在正极侧的焊接中设定为600W，在负极侧的焊接中设定为550W。在实施例9的锂离子二次电池20中，lkHz交流阻抗的平均值为0.25mQ。此外，在集电圆盘7的激光照射面上附着有被认为是焊接时产生的多个飞溅物，且在焊接部的截面上观察到了气孔。(比较例2)在比较例2中，使用除尺寸不同之外与实施例4相同形状的集电圆盘7。如表1所示，集电圆盘7的尺寸为厚度T二1.0mm，槽部厚度t二0.5mm，上底宽度Wl=0.5mm，下底宽度W2=0.5mm，凸出高度H=0.5mm，槽宽度Ll二槽宽度L2二0.5mm。因此，H=t,H+t=T，满足H^W2和L1+L2^W2的关系，但不满足H>t且H+t>T的关系，凸状部的截面形状为矩形形状。此外，激光的照射输出在正极侧的焊接中设定为600W，在负极侧的焊接中设定为550W。在比较例2的锂离子二次电池中，lkHz交流阻抗的平均值为0.30mQ。此外，在集电圆盘7的激光照射面上附着有被认为是焊接时产生的多个飞溅物，且在焊接部的截面上观察到了气孔。再有，在一部分铝箔、轧制铜箔上观察到了熔断。(实施例10)在实施例10中，使用除尺寸不同之外与实施例4相同形状的集电圆盘7。如表1所示，集电圆盘7的尺寸为厚度T二1.2mm，槽部厚度t=0.4，上底宽度Wl=0.05mm，下底宽度W2=0.8mm,凸出高度H二0.8mm，槽宽度Ll二槽宽度L2二0.5mm。因此，H+t二T，满足H^W2、H>t和L1+L2^W2的关系，但不满足H+t〉T的关系，上底宽度Wl比激光的焦点光斑直径要小。此外，激光的照射输出在正极侧的焊接中设定为600W，在负极侧的焊接中设定为550W。在实施例10的锂离子二次电池20中，lkHz交流阻抗的平均值为0.25mQ。此外，在集电圆盘7的激光照射面上附着有被认为是焊接时产生的多个飞溅物，且在焊接部的截面上观察到了气孔。再有，在一部分铝箔、轧制铜箔上观察到了熔断。对于各实施例和比较例的锂离子二次电池，说明集电圆盘和正极混合剂未涂覆部1、负极混合剂未涂覆部3的接合状况。如表1所示，在比较例l、比较例2的锂离子二次电池中，认为由于凸状部的截面形状没有呈大致梯形(W1=W2)，所以虽然通过激光的照射能量而在上表面侧(凸状部的前端侧)初始熔融，但由于熔融传播的基部侧的体积不足，所以容易在熔融传播过程中产生较深的凹孔(年一尔一》)(相对于集电圆盘的凹陷部)，而且，由于熔融体乱动，所以产生飞溅物和气孔，再有，导致与集电圆盘7的平面部抵接的铝箔或轧制铜箔的熔断。与此相对，在使用具有凸状部8，且各尺寸满足H^W2、H〉t的关系的集电圆盘7(参照图5A。)的实施例l、实施例2的锂离子二次电池20中，交流阻抗被抑制得较低。这被推测是由于激光的照射能量初始集中在凸状部8上并传播到凸状部8的整体，从而被高效率地用于焊接。此外，在实施例3、实施例6的锂离子二次电池20中，由于负极侧的集电圆盘7的材质使用与负极集电体的材质不同的镍，所以确认到交流阻抗有略微上升的趋势。虽然认为在该焊接部位形成有镍与铜的合金，但认为公知的是即使用镍和铜完全固溶，合金的电阻率与镍、铜各自单独情况下相比也是较高的，所以导致交流阻抗的上升。此外，认为虽然用镍以外的材质也可进行焊接，但焊接部位的合金组成不稳定，所以难以避免对焊接部位的强度和交流阻抗产生很多影响。此外，在实施例4、实施例5中，使用了具有槽18a、18b和凸状部8、且各尺寸满足论W2、H>t、H+t>T禾BL1+L2^W2的关系的集电圆盘7(参照图5B)，在实施例4、实施例5的锂离子二次电池20中，交流阻抗也被抑制得较低。在该情况下，也推断为因为激光的照射能量被高效率地用于焊接。另一方面，在实施例8的锂离子二次电池20中，槽宽度L1、L2的总和比下底宽度W2小(L1+L2<W2)，且厚度t比凸出高度H大(H<t)。因此，推断为槽18a和槽18b的底的部分(槽部厚度t和槽宽度Ll、L2所构成的部分)的体积变大，即热容量变大，所以妨碍了利用激光的照射能量的熔融，导致交流阻抗上升。此外，推断为是因为照射能量在槽18a、18b的底的部分传播并散逸到槽18a、18b外侧的集电圆盘7侦U,熔融不充分。在实施例7的锂离子二次电池20中，也是凸出高度H比下底宽度W2小(H<W2)，且厚度t比凸出高度H大(H<t)。因此，认为交流阻抗与实施例8—样地上升。再有，在实施例9、实施例10的锂离子二次电池20中，推断为由于凸状部8的上底宽度Wl比激光的焦点光斑直径小，所以在照射初期发生能量逃逸，妨碍了凸状部8的高效率的熔融。为了使凸状部8高效率地熔融，需要提高对凸状部8的激光照射输出，这会出现导致飞溅物和气孔的产生的结果。飞溅物衍生出了在电池内发生异物混入的可能性，气孔有时也会衍生出使焊接部的强度下降的可能性。(作用等)下面，对本实施方式的锂离子二次电池20的作用等进行说明。在本实施方式中，在巻绕组6的两端面分别以对置的方式配置有集电圆盘7，正极混合剂未涂覆部1的端部和负极混合剂未涂覆部3的端部分别利用激光焊接而通过多个接合部接合在集电圆盘7的与巻绕组6对置的面上。由于形成了多个接合部，所以集电路径增加，能够减小内部电阻。再有，在本实施方式中，集电圆盘7在巻绕组6侧的面上具有平面部，且在与巻绕组6相反一侧的面上具有多个凸状部8。因此，通过使正极混合剂未涂覆部1的端部、负极混合剂未涂覆部3的端部分别抵接在集电圆盘7的平面部上，且利用激光焊接使凸状部8熔融使其从平面部凸出(垂下)，集电圆盘7与正极混合剂未涂覆部1、负极混合剂未涂覆部3被分别接合，所以能够在不损伤正极混合剂未涂覆部1和负极混合剂未涂覆部3的情况下进行接合，并将内部电阻抑制得较小。此外，由于正极板2、负极板4的宽度大致均一，所以从巻绕组6的两端面分别凸出的正极混合剂未涂覆部1、负极混合剂未涂覆部3的端缘呈平面状地对齐，所以可通过与集电圆盘7的平面部抵接来可靠地进行接合。此外，在本实施方式中，通过激光焊接，凸状部8和集电圆盘7的一部分熔融，熔融部分从集电圆盘7的下表面垂下，由此，集电圆盘7与正极混合剂未涂覆部l、负极混合剂未涂覆部3被分别接合。因此，即使在正极混合剂未涂覆部1、负极混合剂未涂覆部3的厚度与集电圆盘7的厚度的差过大(正极混合剂未涂覆部1的厚度、负极混合剂未涂覆部3的厚度皆为20pm，集电圆盘7的厚度为0.21.6mm)的情况下，也能够以低电阻的状态进行电接合(参照表l)。再有，在本实施方式中，集电圆盘7具有放射状的凸状部8，通过向该凸状部8照射激光，正极混合剂未涂覆部1的端部、负极混合剂未涂覆部3的端部分别接合在集电圆盘7上。由于通过将激光沿着凸状部8直线状地扫描来进行接合，所以能够容易地接合。通过使激光焊接时熔融的凸状部8、集电圆盘7的一部分向巻绕组6侧垂下，熔融部分能够沿着正极混合剂未涂覆部1、负极混合剂未涂覆部3进一步垂下而易于接合。再有，在本实施方式中，凸状部8的截面呈大致梯形，凸状部8的尺寸设定成在设凸出高度为H、设下底宽度为W2、设集电部件的厚度为t时，满足H^W2和H>t的关系(实施例l、2、3、7、9)。因此，由于调整了在激光焊接时从集电圆盘7的下表面垂下的熔融部分的大小，所以熔融部分不会接触隔板5，伴随激光焊接所产生的热难以传递到隔板5，因而能够防止隔板5的熔融损伤。此外，由于可使熔融部分为足够进行焊接的大小，所以能可靠地将集电圆盘7与正极混合剂未涂覆部1、负极混合剂未涂覆部3接合。若H〈W2，则垂下的熔融部分变小，若H3，即使凸状部8熔融，由于厚度t很大，也不会充分熔融，熔融部分难以从集电圆盘7的下表面垂下。其结果为，存在集电圆盘7与正极混合剂未涂覆部1、负极混合剂未涂覆部3的接合不充分的可能。再有，在本实施方式中，表示了在凸状部8两侧形成有槽18a、18b的集电圆盘7的示例(实施例4、5、6、8、10)。在该集电圆盘7中，槽18a、18b和凸状部8的尺寸设定成在设凸出高度为H、设下底宽度为W2、设集电圆盘7的厚度为T、设形成有槽18a、18b的部分的厚度为t、设槽18a的槽宽度为Ll和设槽18b的槽宽度为L2时，满足论W2、H〉t、H+t〉T和Ll+L2^V2的关系。因此，在激光焊接时照射能量不会散逸，形成有凸状部8和槽18a、18b的部分的集电圆盘7熔融，熔融部分向巻绕组6侧垂下。由此，能够分别将正极混合剂未涂覆部l、负极混合剂未涂覆部3可靠地接合在集电圆盘7上。若H〈W2，垂下的熔融部分变小，若H3，即使凸状部8熔融，熔融部分也难以垂下。若H+d由于凸状部8上表面的位置比集电圆盘7上表面的位置低，所以难以从凸状部8的上方照射激光，难以使凸状部8充分熔融。此外，若L1+L2<W2，则激光的照射能量有时会散逸。其结果为，存在集电圆盘7与正极混合剂未涂覆部1、负极混合剂未涂覆部3的接合不充分的可能。此外，在本实施方式中，在正极侧、负极侧，集电圆盘7的材质皆设定为与分别接合的正极混合剂未涂覆部1、负极混合剂未涂覆部3相同。因此，由于在激光焊接中将相同材质的部件焊接起来，所以能够实现接合强度的提高。再有，在本实施方式中，凸状部8的上底宽度W1(前端部的宽度)设定为比激光的焦点光斑直径大。因此，可将照射的激光的能量有效地用于凸状部8的熔融，所以能够不产生飞溅物和气孔等焊接缺陷地进行接合。再有，在本实施方式中，在正极侧、负极侧，在集电圆盘7的与巻绕组6对置的面上都分别接合有正极混合剂未涂覆部1、负极混合剂未涂覆部3。因此，与将分别构成正极板、负极板的箔体加工成长方形梳齿状，或者在箔体上安装集电片的情况相比较，不需要加工和安装的时间，不会使箔体的丢弃量等材料利用率下降，能够提高制造效率。此外，与巻绕加工成了长方形梳齿状或安装有集电片的正极板、负极板的情况相比较，由于在巻绕组6的制作时不会在集电片等啮入的状态下进行巻取，所以连损害正负极间的绝缘的工序不良的可能性也能够完全排除。再有，与用集电片等以覆盖的方式将巻绕组的端面集合起来并接合在集电圆盘的侧缘上相对，在本实施方式中，正极混合剂未涂覆部l、负极混合剂未涂覆部3不会覆盖巻绕组6的端面，而且，在集电圆盘7上形成有狭槽9，所以能够确保非水电解液向巻绕组6中的渗透路径。由此，能够縮短非水电解液向巻绕组6渗透的时间，连导致在制准备时间增加的主要因素也能够完全排除。如上所说明的那样，通过调整在集电圆盘7上形成的凸状部8和槽18a、18b的尺寸、激光焊接时的照射输出，能够容易地进行集电圆盘7与正极混合剂未涂覆部l、负极混合剂未涂覆部3的接合，其结果为，已明确可减小交流阻抗。此外，由于通过成为使用集电圆盘7的集电构造，能够排除引起内部短路和电压下降的可能性，所以可得到高性能、高可靠性的锂离子二次电池20。在这样的锂离子二次电池20中，除了减小内部电阻之外，还可实现鉴于工业批量生产时的性能品质和可靠性的提高、以及成本和在制准备时间的减少，所以能够很好地使用于进行大电流充放电的电动工具等的高效率定向的用途，期盼其对电汽车和混合动力车等电源用的为了地球环保而期待日益升高的世界规模的工业界作出大的贝献。再有，在本实施方式中，作为电极体例示了将正极板2、负极板4巻绕起来而构成的巻绕组6，但本发明并不限于此，也可以是将矩形形状或圆形形状等的正极板、负极板隔着隔板层叠而成的层叠电极组。此外，在本实施方式中，虽然示出了在正极侧、负极侧都配置集电圆盘7的示例，但本发明并不限于此。例如，也可不在负极侧配置集电圆盘7，将负极混合剂未涂覆部3的端部通过激光焊接而直接接合在电池容器10的内底面上。这可通过例如使电池容器10使用与负极集电体相同的材质、并且电池容器10在底面的外侧具有与集电圆盘7相同的凸状部8来实现。此外，在本实施方式中，示出了电池容器10兼用作负极外部端子、顶盖11兼用作正极外部端子的示例，但本发明并不限于此，也可使电池容器10作为正极外部端子，使顶盖11作为负极外部端子。此外，在本实施方式中，示出了使凸状部8的截面为大致梯形的示例，但本发明并不限于此，例如，凸状部8的角部分也可以为进行了圆倒角的形状。例如，如图7A、图7B所示，也可对凸状部8的上表面侧的角部和槽18a、18b的角部实施圆倒角加工，有无倒角加工不会影响上述效果。此外，在集电圆盘7的制造过程中形成凸状部8和槽18a、18b时，不仅是切削加工，也可实施冲压加工。再有，在本实施方式中，作为集电部件而例示了集电圆盘7，但本发明并不限于圆盘状的集电部件，只要形成有凸状部8即可。例如，在使用层叠电极组的情况下，也可为矩形形状的集电部件。此外，在本实施方式中，示出了在集电圆盘7上形成放射状的凸状部8的示例，但本发明并不限于此，例如，可按渐开线等曲线状来形成多个凸状部。也可将直线状的凸状部和曲线状的凸状部组合起来。此外，对于放射状或曲线状的凸状部8的数量，并没有特别限制。再有，不需要使所有的放射状的凸状部8从集电圆盘7的中心部朝向外缘部延伸设置，例如，可使一部分从半径方向的中途朝向外缘部延伸设置。还有，在本实施方式中，虽然没有特别提到，但本发明并不限于向凸状部8进行照射的用于激光焊接的激光装置。例如，作为激光装置，可使用光纤激光装置或脉冲YAG激光装置等，装置、方式并不会对上述效果产生影响。再有，在本实施方式中，示出了在铝箔、轧制铜箔的两面分别涂覆正极混合剂、负极混合剂来构成正极板2、负极板4的示例，但本发明并不限于此。例如，在巻绕组6中，在不与正极混合剂涂覆面和负极混合剂涂覆面对置的部分，也可局部地形成仅为单面的涂覆部。此外，对于电池的形状和大小，当然也没有特别限制。(工业上的实用性)由于本发明提供抑制箔体的损伤、并将集电部件和箔体可靠地接合在一起的锂离子二次电池，所以有助于锂离子二次电池的制造、销售，因而具有工业上的实用性。权利要求1.一种锂离子二次电池，其具有电极组，该电极组通过将正极板和负极板隔着隔板配置起来而构成，上述正极板在箔体上涂覆有以正极活性物质为主体的正极混合剂，上述负极板在箔体上涂覆有以负极活性物质为主体的负极混合剂，至少上述正极板和负极板的一方的箔体的端部从上述电极组的端面凸出，并且用于从上述至少一方的箔体进行集电的集电部件与上述电极组的端面对置配置，上述集电部件和上述箔体的端部接合而成的接合部形成为从该集电部件的与上述电极组对置的一面侧凸出，其特征在于，上述集电部件具有在与上述电极组相反一侧的面上从中央部朝向外缘部延伸设置的多个凸状部；和在与上述电极组对置、并与上述凸状部对应的位置设置的平面部，上述接合部通过使上述箔体的端部与上述平面部抵接，并使上述凸状部熔融使其从上述平面部凸出而形成。2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于，上述凸状部呈直线状或曲线状地延伸设置，且截面呈大致梯形。3.根据权利要求2所述的锂离子二次电池，其特征在于，上述集电部件以沿着上述凸状部的两侧的方式形成有一对槽。4.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于，上述集电部件在设上述凸状部的凸出高度为H、设上述凸状部的基部的宽度为W2、设上述集电部件的厚度为t时，满足H^V2和H〉t的关系。5.根据权利要求3所述的锂离子二次电池，其特征在于，上述集电部件在设上述凸状部的凸出高度为H、设上述凸状部的基部的宽度为W2、设上述集电部件的厚度为T、设上述集电部件的形成有上述槽的部分的厚度为t、设上述一对槽的槽宽度分别为Ll和L2时，满足论W2、H〉t、H+t〉T和Ll+L2^W2的关系。6.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于，上述集电部件与接合在该集电部件上的箔体为相同材质。7.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于，上述接合部通过向上述凸状部照射激光而形成。8.根据权利要求7所述的锂离子二次电池，其特征在于，上述集电部件的上述凸状部的前端部的宽度比上述激光的焦点光斑直径要大。9.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于，端部从上述电极组的端面凸出的箔体在一侧的侧缘形成上述正极混合剂或负极混合剂的未涂覆部，上述未涂覆部的一部分或全部从上述隔板的端缘凸出，并且该未涂覆部的端部从上述电极组的端面凸出。10.根据权利要求7所述的锂离子二次电池，其特征在于，上述接合部通过使上述箔体的端部熔入到熔融部分中而一体化，上述熔融部分是上述凸状部和上述集电部件的一部分通过激光的照射而熔融所形成的。全文摘要本发明提供一种锂离子二次电池，其抑制了箔体的损伤，并将集电部件和箔体可靠地接合起来。锂离子二次电池具有将正极板和负极板隔着隔板卷绕起来而成的卷绕组。正极混合剂未涂覆部的端部、负极混合剂未涂覆部的端部分别凸出于卷绕组的上部、下部。集电圆盘(7)分别与卷绕组的两端面对置地配置。集电圆盘(7)在与卷绕组相反一侧的面上具有凸状部(8)，在与卷绕组对置且与凸状部8对应的位置具有平面部。凸状部(8)呈放射状地形成。使正极混合剂未涂覆部的端部、负极混合剂未涂覆部的端部分别与集电圆盘(7)的平面部抵接，并向凸状部(8)进行激光照射，从而进行接合。集电圆盘(7)的平面部大致一样地抵接在正极混合剂未涂覆部的端部、负极混合剂未涂覆部的端部。文档编号H01M2/00GK101325248SQ20081008863公开日2008年12月17日申请日期2008年3月31日优先权日2007年6月11日发明者中井贤治,佐藤诚一,多田明德,荒井雅嗣申请人:日立车辆能源株式会社