专利名称：密闭型电池及其制造方法
技术领域：
本发明涉及密闭型电池及其制造方法，特别涉及从电极组导出的引线和封口板的连接结构。
背景技术：
近年来，作为便携式电子设备等的驱动用电源，以应用广泛的高容量的碱性蓄电池为代表的水系电解液电池、和以锂离子电池为代表的非水系电解液电池等密闭型电池得到了广泛使用。另外，伴随着近年来的电子设备及通信设备的多功能化，希望密闭型电池进一步高容量化。一方面要进行这些密闭型电池的高容量化，一方面应该重视的是安全对策， 特别是有可能因密闭型电池内的内部短路等引起温度的急剧上升，以至发生热失控，因而强烈要求提高安全性。特别是，在大型及高输出的密闭型电池中，必须设法提高抑制热失控等的安全性。这些密闭型电池形成如下的密闭结构其将由通过隔膜分隔的正极板和负极板卷绕或层叠而成的电极组与电解液一同收纳在电池壳体内，并且电池壳体的开口部经由垫圈而用封口板进行封口。而且从电极组的一个极板(例如正极板)导出的引线被连接在兼作一个外部端子的封口板上，从电极组的另一个极板(例如负极板)导出的引线被连接在兼作另一个外部端子的电池壳体的内表面上。再有，引线和封口板或电池壳体的内表面的连接广泛采用电阻焊。可是，对电池壳体的开口部进行封口的工序采用如下的方法来进行在将电极组收纳于电池壳体内的状态下，将从电极组导出的引线采用电阻焊焊接在封口板上，然后折弯引线而收纳在电池壳体内，再用封口板密封电池壳体的开口部。在此情况下，在将从电极组导出的引线采用电阻焊焊接在封口板上时，飞溅物(主要是从引线的焊接区脱离的金属粒子)向周围飞散，如果该飞散的飞溅物混入电池壳体内的电极组中，则有可能损伤隔膜而引起内部短路。或者，如果飞散的飞溅物附着在安装于封口板的周边部的垫圈上，则当在电池壳体的开口部经由垫圈而对封口板进行敛缝封口时，垫圈的通过敛缝封口而形成的窄压部被飞溅物切断，从而电池壳体和封口板有可能经由飞溅物接触而发生短路。对于这样的飞溅物的混入等造成的短路的发生，例如，有在将从电极组导出的引线采用电阻焊焊接在封口板上时，为了使飞散的飞溅物不会混入电池壳体内而在制作时用薄板等覆盖电池壳体的开口部的方法，但因不能完全覆盖而不能充分防止飞溅物的混入。与此相对照，如果采用超声波焊接进行接合以取代电阻焊，则由于不会产生象电阻焊那样的熔化，因而在原理上能够阻止飞溅物的混入。但是，利用超声波焊接的接合与电阻焊相比，其接合强度差，而且在封口板具有用于防爆的安全机构时，在超声波振动的作用下，有可能影响其功能，或者活性物质有可能从电极板上剥离，因此在可靠性方面是不优选的。由于作为锂离子二次电池的正极板的集电体的材质通常使用铝，因而从正极板导出的引线也采用铝。另外，为了谋求轻量化，电池壳体及封口板也开始使用铝。在此情况下，引线和封口板的焊接为铝相互间的连接，但铝与钢相比，其电导率和热传导系数一般较高， 在电阻焊中需要短时间通以大电流，与钢的焊接相比，电阻焊时使用的焊条的损耗严重，从而难以进行长时间稳定的焊接。于是，在引线和封口板的焊接中，一直采用使用了能够局部地使能量集中的脉冲振荡的YAG激光的激光焊接。该激光焊接能够缩小激光点，因此与电阻焊相比，能够减小熔化面积，而且还能够相应地降低飞散的飞溅物的量。例如，在专利文献1、2中，如图7、8所示，记载了采用脉冲振荡的YAG激光，将从电极组41导出的引线42采用激光焊接焊接在封口板40上，在两处以上的焊接区43接合引线42和封口板40的方法。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2000-299099号公报专利文献2 日本特开2007-2；34276号公报
发明内容
发明所要解决的课题如上所述，引线和封口板的焊接在其工序上，必然受到飞溅物的影响，但在采用激光焊接的情况下，能够期待大幅度降低其影响。但是，本发明人对引线和封口板的接合中采用脉冲振荡的YAG激光焊接制造的锂离子二次电池的可靠性进行了评价，结果有一定比例的锂离子二次电池产生了一般认为起因于短路的发热。通过对产生该发热的锂离子二次电池的更详细的研究，确认发生了由剪断垫圈造成的电池壳体的开口部和封口板的短路、以及由隔膜损伤造成的内部短路。而且对成为该短路的原因的异物进行了分析，结果得知含有引线及封口板的材料即铝。由此可以认为，在引线和封口板的焊接工序中，起因于某种制造工序上的外部因素的变动而在激光焊接时产生飞溅物的飞散，该飞溅物附着在垫圈上，或混入电池壳体内。该飞溅物特别是多发生在引线产生穿孔的情况下。可以认为该穿孔是因在引线和封口板之间存在间隙、或油脂等杂质被夹在引线和封口板之间而发生的。为了避免由上述原因造成的飞溅物，必须彻底消除引线和封口板之间的间隙或彻底除去引线或封口板表面的油脂成分，在实际的批量生产工序中为困难的作业。本发明人以抑制内部短路的发生为目的，对从电极组导出的引线和封口板的焊接进行了各种潜心的研究，结果发现有以下的课题。下面对从电极组导出的引线和封口板的激光焊接工序进行详细的说明。在锂离子二次电池中，引线的厚度为0. 1 0. 2mm左右，封口板与引线接合的部分的厚度为0. 3 0. 5mm左右，YAG激光的光斑直径为0. 6 0. 8mm左右。这里，由于与激光的光斑直径相比， 引线的厚度较薄，因而在YAG激光焊接中，为了在引线上不会发生穿孔，进行了热传导型的焊接。因而发现激光焊接时的熔化面积增大，发生起因于引线和封口板之间的间隙或油附着等外部因素的飞溅物。图9(a) (d)是示意表示在间隙50产生于引线42和封口板40之间的状态下，采用YAG激光焊接将引线42焊接在封口板40上的工序的剖视图。如图9 (a)所示，如果对引线42照射激光44，则在引线42的被照射激光44的部分产生加热区域42a。由于引线42和封口板40具有间隙50，因而没有直接向封口板40的热传导，所以加热区域4 的温度急剧上升，如图9(b)所示，加热区域4 的焊接区45扩大， 而且发生由来自焊接区45的熔化金属蒸气构成的高压等离子体46。因此，如图9 (c)所示，在高压等离子体46的压力的作用下，熔化金属的一部分飞散而产生飞溅物47。在此情况下，如图9 (d)所示，在引线42的焊接区43发生大的穿孔51。 飞散的飞溅物47附着在安装于封口板40周边部的垫圈上，或进入到密闭型电池的电池壳体的内部，由此，有可能发生电池壳体和封口板40的短路、或因隔膜损伤造成的内部短路。 此外，如果在焊接区43产生穿孔51，则连接强度也降低。接着，图10(a) (d)是示意表示在异物49附着于引线42和封口板40的界面的状态下，采用激光焊接将引线42焊接在封口板40上的工序的剖视图。作为异物49的例子， 例如，由于在组装封口板40的设备的滑动部使用润滑脂等润滑剂，因而可以设想在组装封口板40时的封口板40的表面附着润滑脂的情况。如图10(a)所示，如果在将引线42与封口板40抵接的状态下，从引线42侧照射激光44，则在引线42的被照射激光44的部分产生加热区域42a。而且如图10(b)所示，加热区域4 的一部分熔化而形成焊接区45，同时从焊接区45产生由熔化金属蒸气构成的高压等离子体46。此时，在激光44的照射作用下，被加热而熔化的异物49a也发生气化。其结果如图10(c)所示，焊接区45扩大，同时在气化的异物的体积膨胀所形成的按压力的作用下，熔化金属的一部分飞散而产生飞溅物47。然后，如果停止激光44的照射，则如图10(d) 所示，焊接区45冷却凝固，由此引线42和封口板40的接合得以结束。因发生飞溅物47而在引线42的焊接区43发生穿孔51。这样，如果在引线42和封口板40的界面上附着异物49，则异物49的气化形成的急剧的体积膨胀成为按压力，使飞溅物47的发生量增加。该飞散的飞溅物47附着在安装于封口板40的周边部的垫圈上，或进入到密闭型电池的电池壳体的内部，成为电池壳体和封口板40的短路或隔膜损伤造成的内部短路的原因。此外，如果在焊接区43产生穿孔51， 则连接强度也降低。本发明是鉴于上述问题而完成的，其主要目的在于提供一种密闭型电池，该电池即使引线和封口板在焊接时中发生制造工序上的外部因素(引线和封口板之间的间隙的发生，或引线和封口板之间的异物的咬入)的变动，也可抑制引线的穿孔，而且可大幅度降低激光焊接时的飞溅物的发生，从而引线和封口板的接合强度较高，且不会发生由内部短路造成的异常发热，具有较高的可靠性。用于解决课题的手段为了达到上述目的，本发明的密闭型电池是将由通过隔膜分隔的正极板和负极板卷绕或层叠而成的电极组收纳在电池壳体内，且用封口板将该电池壳体的开口部进行封口的密闭型电池，其特征在于从电极组的任一个极板导出的引线采用激光焊接焊接在封口板上；在引线和封口板的焊接区，该焊接区的端部的熔化宽度小于焊接区的中央部的熔化宽度。此外，本发明还涉及一种密闭型电池的制造方法，其特征在于，包含以下工序将通过隔膜分隔的正极板和负极板进行卷绕或层叠而形成电极组的工序；在电极组的任一个极板上连接引线的一端的工序；将电极组收纳在电池壳体内的工序；使引线的另一端与封口板抵接，一边连续地扫描一边从引线侧照射具有比该引线的厚度小的光斑直径的激光， 从而将引线的另一端采用激光焊接焊接在封口板上的工序；用封口板将电池壳体的开口部进行封口的工序；其中，在通过激光焊接焊接而成的引线和封口板的焊接区，该焊接区的端部的熔化宽度小于焊接区的中央部的熔化宽度。发明的效果根据本发明，即使引线和封口板在焊接时发生制造工序上的外部因素的变动，也能够维持引线和封口板的接合强度，同时抑制引线的穿孔，且可大幅度降低激光焊接时的飞溅物的发生。由此，能够提供一种接合强度高，不会发生内部短路造成的异常发热，且具有高的可靠性的密闭型电池。
图1是示意表示本发明的一实施方式的密闭型电池的构成的剖视图。图2是本发明的一实施方式中的引线和封口板的焊接区附近的放大图。图3是表示本发明的一实施方式的引线和封口板的激光焊接中的激光的照射状态的示意图。图4(a)、(b)是本发明的另一实施方式中的引线和封口板的焊接区附近的放大图。图5(a) (e)是示意表示本发明的一实施方式中的将引线采用激光焊接焊接在封口板上的工序的剖视图。图6(a) (d)是示意表示本发明的一实施方式中的将引线采用激光焊接焊接在封口板上的工序的立体图。图7是以往的将引线采用激光焊接焊接在封口板上的电池的局部示意图。图8是以往的引线和封口板的焊接区附近的放大图。图9(a) (d)是示意表示在间隙产生于引线和封口板之间的状态下，将引线采用激光焊接焊接在封口板上的工序的剖视图。图10(a) (d)是示意表示在异物附着于引线和封口板的界面上的状态下，将引线采用激光焊接焊接在封口板上的工序的剖视图。
具体实施例方式本发明的密闭型电池的构成是在电池壳体内收纳有将通过隔膜分隔的正极板及负极板卷绕或层叠而成的电极组，并用封口板将该电池壳体的开口部进行封口 ；其特征在于从电极组的任一个极板导出的引线采用激光焊接焊接在封口板上；在引线和封口板的焊接区，该焊接区的端部的熔化宽度小于焊接区的中央部的熔化宽度。由此，即使引线和封口板在焊接时发生制造工序上的外部因素的变动，也可维持引线和封口板的接合强度，同时抑制引线的穿孔，而且可大幅度降低激光焊接时的飞溅物的发生。其结果是，能够实现接合强度高，且不会发生由内部短路造成的异常发热，从而具有高的可靠性的密闭型电池。这里，在引线和封口板的焊接区，优选焊接区的熔化终止侧的端部的熔化宽度小于焊接区的中央部的熔化宽度。由此，能够在熔化终止侧的焊接区端部，抑制熔化断面成为凹状。此外，优选引线通过连续地扫描具有比引线的厚度小的光斑直径的激光而采用激光焊接焊接在封口板上。由此，引线和封口板的焊接区成为深穿透型的焊接，熔化面积小， 因而即使发生引线和封口板在焊接时的制造工序上的外部因素的变动，也能够大幅度降低飞溅物的发生。另外，优选引线和封口板的焊接区的端部的熔化宽度为焊接区的中央部的熔化宽度的1/5以下。由此，能够在熔化终止侧或熔化开始侧的焊接区端部，抑制熔化断面形成凹状或形成穿孔。本发明涉及一种密闭型电池的制造方法，其特征在于，包含以下工序将通过隔膜分隔的正极板和负极板进行卷绕或层叠而形成电极组的工序；在电极组的任一个极板上连接引线的一端的工序；将电极组收纳在电池壳体内的工序；使引线的另一端与封口板抵接，一边连续地扫描一边从引线侧照射具有比该引线的厚度小的光斑直径的激光，从而将引线的另一端采用激光焊接焊接在封口板上的工序；用封口板将电池壳体的开口部进行封口的工序；其中，在通过激光焊接焊成的引线和封口板的焊接区，该焊接区的端部的熔化宽度小于焊接区的中央部的熔化宽度。由此，即使引线和封口板在焊接时发生制造工序上的外部因素的变动，也能够维持引线和封口板的接合强度，同时抑制引线的穿孔，且可大幅度降低激光焊接时的飞溅物的发生。其结果是，能够实现接合强度高，且不会发生由内部短路造成的异常发热，从而具有高的可靠性的密闭型电池。这里，在通过激光焊接焊成的引线和封口板的焊接区，优选焊接区的熔化终止侧的端部的熔化宽度小于焊接区的中央部的熔化宽度。由此，能够在熔化终止侧的焊接区端部，抑制熔化断面形成凹状。此外，优选激光的光斑直径为引线的厚度的1/10 1/2。由此，引线和封口板的焊接区为深穿透型的匙孔焊接，熔化面积减小，因而即使产生引线和封口板在焊接时的制造工序上的外部因素的变动，也能够大幅度降低飞溅物的发生。另外，在照射激光时，也可以使引线和封口板的焊接区的周边形成负压，或者，吸引引线和封口板的焊接区的周边(例如在激光焊接区的周边一边产生磁力一边吸引)。由此，能够强制地将漂浮在引线熔化时的金属蒸气内的飞溅物除去，从而能够大幅度降低由飞溅物造成的内部短路的发生。以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细的说明。再有，本发明并不限定于以下的实施方式。此外，可在不偏离发挥本发明效果的范围的范围内进行适宜变更。另外，也可与其它实施方式组合。图1是示意表示本发明的一实施方式的密闭型电池的构成的剖视图。如图1所示， 由通过隔膜3分隔的正极板1及负极板2卷绕而成的电极组4在用绝缘板7、8夹着的状态下，与电解液一同被收纳在电池壳体5内。电池壳体5的开口部经由垫圈6而用封口板10 进行封口。从电极组4的任一个极板(例如正极板1)导出的引线11采用激光焊接焊接在封口板10上，另一个极板(例如负极板幻焊接在电池壳体5的底部上。图2是引线11和封口板10的激光焊接附近的放大图。如图2所示，在引线11和封口板10的焊接区9，焊接区9的端部的熔化宽度小于焊接区9的中央部的熔化宽度。
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本发明的一实施方式的密闭型电池可按以下的方法进行制造。首先，将通过隔膜3 分隔的正极板1及负极板2进行卷绕而形成电极组4。然后，在将引线11的一端连接在电极组4的任一个极板(例如正极板1)后，在用绝缘板7、8夹着的状态下将电极组4收纳在电池壳体5内。然后，在将从电极组4的一个极板(例如负极板2)的端部导出的引线18焊接在电池壳体5的底部上后，将从电极组4的另一个极板(例如正极板1)的端部导出的引线11的另一端与封口板10抵接，一边连续地扫描一边从引线11侧照射具有比引线11的厚度小的光斑直径的激光，从而将引线11的另一端采用激光焊接焊接在封口板10上。然后，用封口板10将电池壳体5的开口部进行封口，从而完成密闭型电池。这里，在照射激光而将引线11采用激光焊接焊接在封口板10上时，通过使焊接区 9的周边形成负压，或者通过吸引焊接区的周边，也可以强制地将漂浮在熔化的引线11的金属蒸气中的飞溅物除去。在后者的情况下，例如当飞溅物为磁性体时，通过一边产生焊接区9的周边的磁力一边吸引，能够强制地将漂浮在金属蒸气中的飞溅物除去。由此，能够大幅度地抑制由飞溅物造成的内部短路的发生。图3是表示引线11和封口板10的激光焊接中的激光的照射状态的示意图。如图 3所示，沿着引线11的宽度方向扫描从激光加工头1 射出的激光12，从而采用激光焊接将引线11和封口板10进行焊接。在此情况下，在引线11和封口板10的焊接区9，焊接区 9的熔化开始侧的端部的熔化宽度小于焊接区9的中央部的熔化宽度。图4 (a)、(b)是表示引线11和封口板10的焊接区的另一方式的放大图。在图4 (a) 中，焊接区9的两端部的熔化宽度小于焊接区9的中央部的熔化宽度。此外，在图4(b)中， 焊接区9的熔化终止侧的熔化宽度小于焊接区9的中央部的熔化宽度。图5(a) (e)是示意表示将引线11采用激光焊接焊接在封口板10上的工序的剖视图。如图5(a)所示，如果在使引线11与封口板10抵接的状态下，从引线11侧照射激光12，则在引线11的被照射激光12的部分产生加热区域11a。再有，此时的激光12的光斑直径小于引线11的厚度，优选激光12的光斑直径为引线11的厚度的1/10 1/2，为了更稳定地进行匙孔焊接，激光12的光斑直径优选为引线的厚度的1/10 1/5。如果激光 12的光斑直径大于引线11的厚度的1/2，则熔化面积增大，加热区域Ila的温度急剧上升， 熔化金属飞散，从而难以抑制飞溅物的发生。此外，如果使激光12的光斑直径低于引线11 的厚度的1/10，则损害封口板10和引线11的焊接强度，在为了将电池壳体5的开口部进行封口而折弯引线11，并将封口板10载置在开口部上时，引线11有可能从封口板10上脱落。如果减小激光12的光斑直径，则加热区域Ila的激光功率密度与光斑直径的平方成反比地增加。例如，如果采用光纤本身成为激光振荡器的光纤激光器，由于来自光纤激光器的激光的品质非常优良，因此能够充分减小光斑直径。在本发明人的实验中，能够使光斑直径为0. 1mm，另外，通过调整光纤激光器的使用条件，能够将光斑直径减小到0. 01mm。通过这样减小光斑直径，加热区域Ila的一部分如图5(b)所示，急剧熔化而形成焊接区9，同时在熔化的引线11的金属蒸气即高压等离子体14蒸发时的排斥力的作用下， 形成匙孔17。另外，如图5(c)所示，激光12进入匙孔17的内部，通过在匙孔17内重复多重反射，匙孔17越发生长，焊接区9也进行到封口板10的深处。在停止激光12的照射的瞬间，如图5(d)所示，在焊接区9存在匙孔17。然后，如图5(e)所示，在焊接区9凝固时，匙孔17因熔化的金属的表面张力而被埋没，引线11和封口板10的焊接结束。这样，引线11和封口板10的焊接区9为深穿透型的匙孔焊接，激光焊接所需的熔化宽度或体积大幅度减小。另外，在匙孔焊接中，在匙孔17内激光12重复多重反射，因而激光的能量高效地被引线11和封口板10吸收。因此，匙孔焊接与热传导型的焊接(将被引线11表面所吸收的激光的能量变换成热，并热传导至封口板10而进行焊接)相比，能够降低激光的能量，从而能够削减发生的飞溅物的量。此外，在引线11和封口板10的焊接工序中，即使产生制造工序上的外部因素的变动，也由于激光焊接时形成的匙孔17的尺寸小于引线11的厚度，因而熔化面积小，加热区域Ila的温度上升得以缓和，从而难以在引线11上发生穿孔。其结果是，飞溅物的量降低， 而且匙孔17的尺寸也减小。此外，为了在引线11和封口板10的焊接区9得到稳定的连接强度，焊接区9的端部(熔化开始侧或熔化终止侧)的熔化宽度优选为焊接区9的中央部的熔化宽度的1/5以下。由此，能够抑制熔化开始时或熔化终止时的引线11的穿孔，从而能够确保焊接区9的
连接强度。图6(a) (d)是示意表示将引线11采用激光焊接焊接在封口板10上的工序的立体图。首先，如图6(a)所示，将从电极组4导出的引线11的端部与封口板10抵接。在此状态下，如图6(b)所示，沿着引线11的宽度方向连续地扫描具有比引线11的厚度小的光斑直径的激光12。此时，在激光12开始照射时，在焊接区的熔化开始侧的端部13，只有激光12聚集的焦点的附近部分的引线11熔化，大部分激光被反射。因此，在焊接区的熔化开始侧的端部13，不会形成图5(b)所示的匙孔17。可是，如果继续进行激光12的照射，则在激光12的能量的作用下，引线11本身的温度慢慢上升，稍稍形成匙孔17。一旦形成匙孔17，则激光12在该匙孔17内重复多重反射，因而激光12的能量可高效率地被引线11吸收，如图6(c)所示，熔化宽度扩展，且熔深加深。另外，如果匙孔17到达封口板10，则引线11和封口板10被熔化接合。然后，如果停止激光12的照射而结束激光焊接，则如图6(d)所示，在引线11和封口板10的焊接区 9，焊接区9的熔化开始侧的端部13的熔化宽度小于焊接区9的中央部的熔化宽度。也就是说，在激光12开始照射时(熔化开始侧)，过多的激光能量没有被引线11吸收，因而引线 11不会突然熔化及升华，从而可抑制飞溅物的发生。再有，在本发明中，激光也可以以恒定的功率连续照射，或者也可以在焊接开始侧降低功率并从途中提高功率，如此通过控制功率而进行照射。另外，即使在熔化终止侧，也优选通过降低激光的功率，使焊接区9的熔化终止侧的端部的熔化宽度小于焊接区9的中央部的熔化宽度。由此，焊接区9不会充分埋没匙孔 17而使之残存下来，从而能够抑制熔化断面形成凹状。再有，也可以取代降低激光的功率而加快以恒定功率照射的激光的扫描速度。此外，也可以只使焊接区9的熔化终止侧的端部
9的熔化宽度小于焊接区9的中央部的熔化宽度。以下，作为本发明的密闭型电池，对应用于锂离子二次电池的例子进行说明。正极板1采用如下的方法进行制作。首先，将作为活性物质的100重量份的钴酸锂、作为导电材料的2重量份的乙炔黑、作为粘结材料的2重量份的聚偏氟乙烯(PVdF)与适量的N-甲基-2-吡咯烷酮一同用拌和机搅拌，从而制作出正极合剂涂料。接着，将该正极合剂涂料涂布在由厚度为15ym的铝箔构成的正极集电体的两面上并进行干燥，在挤压到总厚度达到165μπι后，通过纵向剪切加工制成正极板1。此外，负极板2采用如下的方法进行制作。首先，将作为活性物质的100重量份的人造石墨、作为粘结材料的2. 5重量份(按粘结材料的固体成分换算为1重量份)的苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶粒子分散体(固体成分为40重量％ )、作为增稠剂的1重量份的羧甲基纤维素与适量的水一同用拌和机搅拌，从而制作出负极合剂涂料。接着，将该负极合剂涂料涂布在由厚度为IOym的铜箔构成的负极集电体的两面上并进行干燥，然后，在挤压到总厚度达到180 μ m后，通过纵向剪切加工制成负极板2。隔着厚度为20 μ m的聚乙烯微多孔薄膜制隔膜3将这样制作的正极板1和负极板 2进行卷绕而形成电极组4，将该电极组4在用绝缘板7、8夹着的状态下收纳在电池壳体5 内。接着，将从电极组4的负极板2的端部导出的引线18的一端采用电阻焊焊接在电池壳体5的底部。另外，将从电极组4的正极板1导出的由铝箔构成的引线11与由铝板构成的封口板10抵接，在此状态下，连续照射激光12，将引线11焊接在封口板10上。这里，引线 11的厚度为0. 15mm,宽度为4mm，封口板10的直径为16. 8mm,与引线11接合的部分的厚度为0. 4mm，激光的光斑直径为0. 02mm。此外，关于引线11和封口板10的焊接区9，熔化开始侧的端部的熔化宽度为0. 04mm,中央部的熔化宽度为0. 25mm，长度为2. 2mm。接着，在将非水电解液注入电池壳体5内后，将引线11折弯，将封口板10配置在电池壳体5的开口部上，经由垫圈6用封口板10对电池壳体5的开口部进行敛缝封口，从而制作出锂离子二次电池。这里，如果观察引线11和封口板10的焊接区9，则完全没有观察到飞溅物的发生， 在引线11或封口板10上也没有发现飞溅物的附着。此外，引线11和封口板10的连接强度大约为MN，得到与以往技术的利用YAG激光焊接的接合强度(15 25N)相同程度或在其以上的强度。此外，即使在焊接区的端部也没有看到凹陷或穿孔。此外，在将50 μ m的间隙设置于引线11和封口板10之间，而且将润滑脂附加于引线11和封口板10之间的状态下，将引线11采用激光焊接焊接在封口板10上，观察了焊接区的状态。其结果是，完全没有观察到飞溅物的发生，在引线11或封口板10上也没有发现飞溅物的附着。此外，引线11和封口板10的连接强度大约为MN，即使在焊接区的端部也没有看到凹陷或穿孔。由此，即使发生制造工序上的外部因素的变动，也可进行抑制了飞溅物的发生的激光焊接，而且能够维持与采用YAG激光时相同程度或在其以上的连接强度。以上，通过适当的实施方式说明了本发明，但这样的论述不是限定事项，当然可进行种种改变。例如，在上述实施方式中，以引线11和封口板10都采用铝材为例进行了说明， 但即便是由异种金属构成的引线11和封口板10当然也没有关系。此外，连续的焊接区的形状没有特别的限制，除直线以外，也可以是并排状、环状。另外，除了将焊接有引线11的封口板10在电池壳体5上进行敛缝封口以外，也可以通过焊接将其封口在电池壳体5的开口部上。再有，采用本发明的密闭型电池，其种类没有特别限制，除了锂离子二次电池以夕卜，也能够在镍氢蓄电池等中应用。此外，也不局限于圆筒形二次电池，也能应用于方形二次电池、一次电池。另外，电极组也不局限于是将通过隔膜分隔的正极板及负极板进行卷绕而成的，也可以是层叠而成的。产业上的可利用性根据本发明，能够实现具有稳定的高可靠性的密闭型电池，作为便携式设备等的驱动用电源是有用的。符号说明1 正极板2 负极板3隔膜4 电极组5 电池壳体6 垫圈7、8绝缘板 9焊接区10 封口板11、18 引线Ila加热区域 12激光12a激光加工头 13焊接区的端部14高压等离子体17匙孔40 封口板41 电极组42 引线42a加热区域43焊接区44激光45焊接区46 高压等离子体47 飞溅物49 异物50 间隙51 穿孔
权利要求
1.一种密闭型电池，其是将由通过隔膜分隔的正极板和负极板卷绕或层叠而成的电极组收纳在电池壳体内，且用封口板将该电池壳体的开口部进行封口的密闭型电池，其中，从所述电极组的任一个极板导出的引线采用激光焊接焊接在所述封口板上；在所述引线和所述封口板的焊接区，该焊接区的端部的熔化宽度小于所述焊接区的中央部的熔化宽度。
2.根据权利要求1所述的密闭型电池，其中，在所述引线和所述封口板的焊接区，该焊接区的熔化终止侧的端部的熔化宽度小于所述焊接区的中央部的熔化宽度。
3.根据权利要求1所述的密闭型电池，其中，所述引线通过连续地扫描具有比该引线的厚度小的光斑直径的激光而采用激光焊接焊接在所述封口板上。
4.根据权利要求1所述的密闭型电池，其中，所述焊接区的端部的熔化宽度为所述焊接区的中央部的熔化宽度的1/5以下。
5.一种密闭型电池的制造方法，其包含以下工序将通过隔膜分隔的正极板和负极板进行卷绕或层叠而形成电极组的工序；在所述电极组的任一个极板上连接引线的一端的工序；将所述电极组收纳在电池壳体内的工序；使所述引线的另一端与封口板抵接，一边连续地扫描一边从所述引线侧照射具有比所述引线的厚度小的光斑直径的激光，从而将所述引线的另一端采用激光焊接焊接在所述封口板上的工序；以及用所述封口板将电池壳体的开口部进行封口的工序；其中，在通过所述激光焊接焊成的所述引线和所述封口板的焊接区，该焊接区的端部的熔化宽度小于所述焊接区的中央部的熔化宽度。
6.根据权利要求5所述的密闭型电池的制造方法，其中，在通过所述激光焊接焊成的所述引线和所述封口板的焊接区，该焊接区的熔化终止侧的端部的熔化宽度小于所述焊接区的中央部的熔化宽度。
7.根据权利要求5所述的密闭型电池的制造方法，其中，所述激光的光斑直径为所述引线的厚度的1/10 1/2。
8.根据权利要求5所述的密闭型电池的制造方法，其中，在照射所述激光时，将所述引线和所述封口板的焊接区的周边形成负压。
9.根据权利要求5所述的密闭型电池的制造方法，其中，在照射所述激光时，吸引所述引线和所述封口板的焊接区的周边。
10.根据权利要求9所述的密闭型电池的制造方法，其中，在照射所述激光时，在所述引线和所述封口板的焊接区的周边一边产生磁力一边吸引。
全文摘要
本发明提供一种密闭型电池，其中，在电池壳体(5)内收纳有将通过隔膜(3)分隔的正极板(1)及负极板(2)卷绕或层叠而成的电极组(4)，用封口板将该电池壳体(5)的开口部进行封口；其中，从电极组(4)的任一个极板导出的引线(11)采用激光焊接焊接在封口板(10)上；在引线(11)和封口板(10)的焊接区(9)，焊接区(9)的端部(13)的熔化宽度小于焊接区(9)的中央部的熔化宽度。
文档编号H01M10/04GK102473889SQ201080034448
公开日2012年5月23日 申请日期2010年7月21日 优先权日2009年8月5日
发明者加藤诚一, 宫田恭介, 播磨幸男, 熊泽诚二, 福冈孝博, 船见浩司 申请人:松下电器产业株式会社