电池的制作方法

电池的制作方法
【专利摘要】本发明提供电池。该电池具备容器、盖体、电极群、中间导体和端子导体。电极群被收纳在容器内。电极群具有与盖体相向的端面，并具备从端面延伸出的多个集电片。中间导体包含电极群接合部和导体接合部。端子导体与盖体以及中间导体的导体接合部电连接。多个集电片具有与延伸方向正交的方向的宽度窄的前端部。前端部电连接于中间导体（4）的电极群接合部。
【专利说明】电池
[0001] 关联申请的引用
[0002] 本申请以日本专利申请2013 - 051748 (申请日：2013年3月14日）为基础，通过 该申请享受优先权。本申请通过参照该申请，包含该申请的全部内容。

【技术领域】
[0003] 本发明涉及电池。

【背景技术】
[0004] 作为电动汽车（EV)或混合动力汽车（HEV)、电动摩托车、铲车等用的大型以及大 容量电源，能量密度高的非水电解质电池(例如，锂离子电池)受到关注。一边考虑长寿命和 安全性等，一边进行关于锂离子电池的大型化以及大容量化的开发。作为大容量电源，正在 开发为了增大驱动电力而收纳有串联或并联地连接的多个电池的电池组。
[0005] 作为非水电解质电池，特别是作为正极集电体，为了抗氧化性而多使用铝。
[0006] 此外，近年来正在开发负极使用钛酸锂的电池。在负极使用钛酸锂的电池中，也有 负极使用铝基板的例子。
[0007] 另一方面，为了高输出化，大多情况下从电极取出多个导电用的集电片。为了将多 个集电片接合成1个，而且为了将多个集电片接合于与电池容器之外连接的导体等，适用 超声波接合。例如，难以用激光将多个金属板接合成1个构件。此外，若对包含铝材的集电 片彼此进行电阻焊，则虽然铝自身是低熔点和低沸点，但是形成在铝材的表面的氧化被膜 是高熔点，因此，在接合的瞬间铝材容易开裂而飞溅。
[0008] 在将多个集电片接合成1个时，无论用什么方法接合，若集电片的位置因机械精 度的问题等而不对齐，则大多情况下对成品率有不良影响。例如，若片的对齐状态差，则有 时一方的集电片与用于隔开正极集电片和负极集电片的绝缘体接触而引起内部短路、或集 电片妨碍其他零件和其他工序。此外，在通过超声波接合将多个集电片与导体接合，并通过 激光焊接将它们与另外的导体接合时，若片的对齐状态不好，则伸出的片影响到激光焊接 部位，因此，产生激光焊接不良而成品率降低。


【发明内容】

[0009] 本发明的目的在于，提供一种成品率高的电池。
[0010] 根据技术方案，提供一种电池。该电池具备容器、盖体、电极群、中间导体和端子导 体。容器具有开口部。盖体被配置在容器的开口部。电极群被收纳在容器内。电极群具有 与盖体相向的端面，并具备从端面延伸出的多个集电片。中间导体包含电极群接合部和导 体接合部。端子导体与盖体以及中间导体的导体接合部电连接。多个集电片具有与延伸方 向正交的方向的宽度窄的前端部。前端部电连接于中间导体的电极群接合部。
[0011] 上述结构的电池的成品率高。

【专利附图】

【附图说明】
[0012] 图1是实施方式的一个例子的电池的主要部分的分解立体图。
[0013] 图2是表示图1的电池的集电片和中间导体的位置关系的俯视图。
[0014] 图3是表示图1的电池的集电片的前端部的俯视图。
[0015] 图4是表示集电片的另一例子的主要部分的俯视图。
[0016] 图5是实施方式的另一例子的电池的主要部分的分解立体图。
[0017] 图6是图5的电池所具备的、连接于端子导体的中间导体的概略三视图。（a)是俯 视图，（b)是主视图，（C)是侧视图。
[0018] 图7是表示比较例的电池的集电片和中间导体的位置关系的俯视图。

【具体实施方式】
[0019] 以下，一边参照附图一边说明实施方式。另外，在以下的说明中，对发挥相同或类 似的功能的构成要素在所有的附图中标注相同的附图标记，省略重复的说明。
[0020] (第1实施方式）
[0021] 根据第1实施方式提供电池。该电池具备容器、盖体、电极群、中间导体和端子导 体。容器具有开口部。盖体被配置在容器的开口部。电极群被收纳在容器内。此外，电极 群具有与盖体相向的端面，并具备从该端面延伸出的多个集电片。中间导体包含电极群接 合部和导体接合部（以下为第1导体接合部)。端子导体电连接于盖体和中间导体的第1导 体接合部。端子导体包含盖体接合部和第2导体接合部。盖体接合部电连接于盖体。第2 导体接合部从盖体接合部以与第1导体接合部相向的方式延伸出。此外，第2导体接合部 电连接于第1导体接合部。多个集电片具有与延伸方向正交的方向的宽度窄的前端部。前 端部电连接于中间导体的电极群接合部。
[0022] 在将多个集电片归拢到一起，例如通过超声波焊接等电连接于中间导体的电极群 接合部时，无法避免多个集电片的位置产生偏差。集电片呈矩形状，若被归拢到一起的集电 片各自的位置产生偏差，则集电片的端部在集电片的延伸方向或与其正交的方向随机地突 出，其中的一部分与中间导体的第1导体接合部重叠，妨碍中间导体的第1导体接合部和端 子导体的接合。若中间导体和端子导体的接合产生不良，则电池的成品率降低。
[0023] 通过使集电片的前端部的宽度(与延伸方向正交的方向的宽度）比其他的部分窄， 在配置在中间导体上的多个集电片的位置产生偏差，集电片的端部在集电片的延伸方向或 与其正交的方向伸出时，由于前端部在中间导体中的占有面积小，所以能够避免伸出的集 电片与中间导体的第1导体接合部重叠。其结果，能够避免中间导体的第1导体接合部和 端子导体的接合不良。由此，能够提高电池的成品率。
[0024] 优选中间导体的电极群接合部和多个集电片的前端部通过超声波接合而接合。若 通过超声波接合，则能够同时且牢固地进行多个金属的接合。因此，基于超声波接合的中间 导体的电极群接合部和多个集电片的前端部之间的连接部能够显示低的电阻值。
[0025] 此外，优选中间导体的第1导体接合部和端子导体的第2导体接合部通过激光焊 接或电阻焊而接合。
[0026] 较为理想的是，集电片的前端部在层叠多个矩形状的集电片后，通过裁断前端的 角部两个部位中的至少一个部位而形成。具体而言，较为理想的是，通过在矩形状的集电片 从一个边的多个部位延伸出的正极与矩形状的集电片从一个边的多个部位延伸出的负极 之间配置隔板而形成电极群，在将正极和负极的集电片分别归拢到一起后，通过裁断各自 的前端的角部两个部位中的至少一个部位，在正极和负极的集电片上设置前端部。由于根 据这样的方法能够将因位置偏离而不对齐的集电片的端部切齐，所以能够使集电片在中间 导体上的占有面积进一步减小。此外，由于不对齐的部分是不用作与中间导体接合的接合 部位的部分，所以即使裁断不对齐的部分，也不会对接合部位的面积带来影响，不会有损电 池性能。另外，也能够适用于仅对正极或负极的一方使用多个集电片的情况。由此，较为理 想的是，第1实施方式的电池通过以下的方法来制造，该方法包含：形成包含矩形状的集电 片从多个部位延伸出的正极或负极的电极群的工序；将多个集电片重叠到一起后，通过裁 断前端的角部两个部位中的至少一个部位，在集电片形成前端部的工序；将集电片的前端 部电连接于中间导体的电极群接合部，并将端子导体的第2导体接合部电连接于中间导体 的第1导体接合部的工序。但是，在第1实施方式中，也可以使用预先缺角的集电片来做成 电极群。
[0027] 既可以对前端的角部两个部位中的一个部位进行裁断，也可以对两个部位进行裁 断。较为理想的是，因裁断而至少缺一个角部的前端部具有相对于延伸方向以10?80度 的范围内的角度倾斜的边。这样的前端部能够使与延伸方向正交的方向的宽度随着趋向前 端而变窄，所以能够提高前端部在中间导体中的占有面积的削减效果，能够进一步改善成 品率。角度的更优选的范围是25?60度的范围内。
[0028] 优选多个集电片包含铝材或铝合金材。这样的集电片耐蚀性优异。
[0029] 优选端子导体包含可激光焊接或电阻焊的金属。特别是优选端子导体包含铝材或 铝合金材。因为铝的熔点的温度比较低，所以包含铝材或铝合金材的端子导体能够容易用 于激光焊接。
[0030] 此外，优选中间导体包含可激光焊接或电阻焊且可超声波接合的金属。特别是优 选中间导体包含铝材或铝合金材。如以上说明那样，因为铝的熔点的温度比较低，所以包含 铝材或铝合金材的中间导体能够容易地用于激光焊接或电阻焊。
[0031] 更优选中间导体和多个集电片均包含铝材或铝合金材。这样地包含同种金属的金 属构件能够通过超声波接合而实现更加牢固的接合。
[0032] 作为铝材，例如能够使用1080铝材、1070铝材、1050铝材、1100铝材、1N30铝材和 1N90铝材等1000系铝材。作为铝合金材，例如能够使用2014P铝合金材、2017P铝合金材 等2000系铝合金材、3003P铝合金材、3203P铝合金材等3000系铝合金材等。
[0033] 以下，一边参照附图一边说明第1实施方式的电池的一个例子。
[0034] 图1所示的电池10具备容器1、盖体2、电极群3、2个中间导体4、和2个端子导体 5 〇
[0035] 容器1是金属制，具有具有开口部的有底棱筒形状。在容器1的开口部配置有盖 体2,由此容器1的开口部被堵住。容器1收容电极群3和电解液(未图示)。
[0036] 盖体2具备封口板21。较为理想的是，封口板21由与容器1相同种类的金属构 成。封口板21的周缘部焊接于容器1。
[0037] 在封口板21上设有安全阀22。安全阀22具有设于矩形的凹部的底面的十字的槽 23,该矩形的凹部设于封口板21。封口板21中的设有槽23的部分特别薄。因此，槽23在 容器1的内部压力上升时断裂，从而能够将容器1内的气体放出到外部。
[0038] 此外，在封口板21上，除了安全阀22之外，还设有2个凹部24,在凹部24的底部 分别设有贯穿孔25。
[0039] 另外，在封口板21上设有注液口 21a。
[0040] 在封口板21上固定有正极端子26、负极端子27、2个外部绝缘材28和2个内部绝 缘材29。
[0041] 正极端子26具有包含导电性的凸缘部26a和轴部26b的铆钉形状。负极端子27 具有包含导电性的凸缘部27a和轴部27b的铆钉形状。
[0042] 外部绝缘材28具有包含轴部28c和具有贯穿孔28b的凸缘部28a的铆钉形状。外 部绝缘材28的轴部28c具有从凸缘部28a开始的贯穿孔28b在其内部延伸的中空构造。
[0043] 外部绝缘材28的凸缘部28a分别嵌入封口板21的2个凹部24。外部绝缘材28 的轴部28c被插入分别设于2个凹部24的底部的贯穿孔25。在一方的外部绝缘材28的 贯穿孔28b中，插入有正极端子26的轴部26b。同样，在另一方的外部绝缘材28的贯穿孔 28b中，插入有负极端子27的轴部27b。根据这样的配置，2个外部绝缘材28中的一方位于 正极端子26与封口板21之间，另一方位于负极端子27与封口板21之间。因此，正极端子 26和负极端子27利用外部绝缘材28,与封口板21电绝缘。
[0044] 内部绝缘材29与外部绝缘材28 -起以夹着封口板21的方式，被分别安装在封口 板21上。内部绝缘材29是矩形，在其表面上分别具有贯穿孔29a。在一方的内部绝缘材29 的贯穿孔29a中，插入有插通了外部绝缘材28的贯穿孔28c的正极端子26的轴部26b。同 样，在另一方的内部绝缘材29的贯穿孔29a中，插入有插通了外部绝缘材28的贯穿孔28c 的负极端子27的轴部27b。此外，正极端子26的轴部26b贯穿的内部绝缘材29进一步具 有贯穿孔29b。
[0045] 电极群3包含未图示的多个正极、未图示的多个负极、和未图示的隔板。正极和负 极将隔板夹在中间地层叠。电极群3被未图示的电解液浸渍。
[0046] 正极具备带状的正极集电体和被形成在集电体的表面的一部分的正极活性物质 含有层。正极集电体具备在表面未形成有正极活性物质层的、多个正极集电片31。多个正 极集电片31从电极群3的与盖体2相向的端面延伸出。各正极集电片31如图1和图2所 示，连接与延伸方向X平行的两个边31a和与延伸方向X正交的一个边31b的角部被切掉， 边31a和边31b由倾斜的边31c连接。即，各正极集电片31具有含有边31b和边31c的大 致梯形状的前端部。较为理想的是，图3所示的、边31c相对于延伸方向X的倾斜角度β 为10 - 80度。另外，在图1中，将多个正极集电片31记载为作为集合体的1个构件31。
[0047] 负极具备带状的负极集电体和被形成在集电体的表面的一部分的负极活性物质 含有层。负极集电体具备在表面未形成有负极活性物质层的、多个负极集电片32。多个负 极集电片32从电极群3的与盖体2相向的端面延伸出。各负极集电片32如图1所示，连 接与延伸方向平行的二个边32a和与延伸方向正交的一个边32b的角部被切掉，边32a和 边32b由倾斜的边32c连接。即，各负极集电片32具有含有边32b和边32c的大致梯形状 的前端部。较为理想的是，边32c相对于延伸方向的倾斜角度为10?80度。另外，在图1 中，将多个负极集电片32记载为作为集合体的1个构件32。
[0048] 图1所示的电池10还具备正极支承导体6和负极支承导体7。
[0049] 正极支承导体6包含矩形的第1夹持部6a、矩形的第2夹持部6b和矩形的连结部 6c。连结部6c具有长方形状的主面。第1夹持部6a和第2夹持部6b从沿着连结部6c的 主面的长边的2个端部，在与该主面垂直的方向上，向相同的方向延伸。
[0050] 同样，负极支承导体7包含矩形的第1夹持部78、矩形的第2夹持部7b和矩形的 连结部7c。连结部7c具有长方形状的主面。第1夹持部7a和第2夹持部7b从沿着连结 部7c的主面的长边的2个端部，在与该主面垂直的方向上，向相同的方向延伸。
[0051] 正极支承导体6由第1夹持部6a和第2夹持部6b夹持多个正极集电片31。同 样，负极支承导体7由第1夹持部7a和第2夹持部7b夹持多个负极集电片32。
[0052] 中间导体4如图1所示由矩形板构成，长边方向的两端部能够作为第1导体接合 部而发挥作用，长边方向的中央部能够作为电极群接合部而发挥作用。正极集电片31的前 端部和夹持它们的正极支承导体6超声波接合于一方的中间导体4的电极群接合部。在图 2中，为了容易理解正极集电片31的前端部和中间导体4的位置关系，正极支承导体6被省 略，超声波接合部Y被形成在正极集电片31的前端部的中央附近和与其对应的正极支承导 体6部分。负极集电片32的前端部和夹持它们的负极支承导体7超声波接合于另一方的 中间导体4的电极群接合部。超声波接合部被形成在负极集电片32的前端部的中央附近 和与其对应的负极支承导体7部分。
[0053] 端子导体5包含矩形的盖接合部5a和矩形的第2导体接合部5b。盖接合部5a具 有长方形状的主面。第2导体接合部5b从沿着盖接合部5a的主面的一方的长边的端部， 向与盖接合部5a的主面垂直的方向延伸。
[0054] 端子导体5的盖接合部5a具有贯穿孔5c。在一方的端子导体5的盖接合部5a 的贯穿孔5c中，插入有插通了内部绝缘材29的贯穿孔29a的正极端子26的轴部26b。在 另一方的端子导体5的盖接合部5a的贯穿孔5c中，插入有插通了内部绝缘材29的贯穿孔 29a的负极端子27的轴部27b。
[0055] 正极端子26的轴部26b贯穿的端子导体5的盖接合部5a进一步具有贯穿孔5d。
[0056] 正极端子26的轴部26b依次插通一方的外部绝缘材28的贯穿孔28b、封口板21 的一方的凹部24的贯穿孔25、一方的内部绝缘材29的贯穿孔29a、和一方的端子导体5的 盖接合部5a的贯穿孔5c。插通了端子导体5的盖接合部5a的贯穿孔5c的正极端子26的 轴部26b的前端被凿密止动。
[0057] 同样，负极端子27的轴部27b依次插通另1个外部绝缘材28的贯穿孔28b、封口 板21的另1个凹部24的贯穿孔25、另1个内部绝缘材29的贯穿孔29a、和另1个端子导 体5的盖接合部5a的贯穿孔5c。插通了端子导体5的盖接合部5a的贯穿孔5c的负极端 子27的轴部27b的前端被凿密止动。
[0058] 这样，2个端子导体5与正极端子26及负极端子27、2个外部绝缘材28、和2个内 部绝缘材29 -起，被凿密固定于封口板21。
[0059] 如上所述，正极端子26和负极端子27分别与封口板21电绝缘。此外，2个内部绝 缘材29的与2个端子导体5的盖接合部5a相向的面的面积比该盖接合5a的面积大。因 此，2个端子导体5也与封口板21绝缘。
[0060] 另一方面，由于正极端子26的轴部26b是导电性的，所以正极端子26电连接于与 其一起被凿密固定在封口板21上的端子导体5。同样，由于负极端子27的轴部27b是导电 性的，所以负极端子27电连接于与其一起被凿密固定在封口板21上的端子导体5。
[0061] 在图1所示的电池10中，设于封口板21的注液口 21a的位置，与正极端子26的 轴部26b通过的内部绝缘材29的贯穿孔29b的位置和电连接于正极端子26的端子导体5 的贯穿孔5d的位置对应。这样，位置互相对应的注液口 21a、贯穿孔29b和贯穿孔5d构成 用于从外部向电池10的内部注入电解液的注液通路。注液口 21a由金属制的密封盖8堵 住。密封盖8其周缘被焊接于封口板21。
[0062] 在图1所示的电池10中，电连接于正极端子26的端子导体5的第2导体接合部 5b的、分别与被超声波接合于正极集电片31的中间导体4的2个第1导体接合部相向的部 分，被激光焊接于该中间导体4的2个第1导体接合部。如图2所示，激光焊接部Z被形成 在中间导体4的长边方向的两端部。此外，电连接于负极端子27的端子导体5的第2导体 接合部5b的、分别与被超声波接合于负极集电片32的中间导体4的2个第1导体接合部 相向的部分，被激光焊接于该中间导体4的2个第1导体接合部。激光焊接部被形成在中 间导体4的长边方向的两端部。
[0063] 超声波焊接时，无法避免多个被重叠到一起的正极集电片31和负极集电片32分 别产生位置偏离，如图2例示那样，正极集电片31的端部在延伸方向X和与其正交的方向 零乱地突出。负极集电片32也产生同样的位置偏离。其结果，正极集电片31占一方的中 间导体4的主面的占有面积、负极集电片32占另一方的中间导体4的主面的占有面积分别 增加。通过缩窄正极集电片31和负极集电片32的前端部的宽度(与延伸方向X正交的宽 度)，能够缩小正极集电片31和负极集电片32占中间导体4的主面的占有面积，因此，能够 避免正极集电片31和负极集电片32与激光焊接部重叠。由此，能够减少对端子导体5和 超声波焊接有正极集电片31或负极集电片32的中间导体4进行激光焊接时的焊接不良， 因此能够实现成品率高的电池10。
[0064] 另外，在图1中，使正极集电片31和负极集电片32的前端部的形状为大致梯形 状，但是不限于此，例如如图4所示，也能够使正极集电片31和负极集电片32的前端部33 的形状为三角形。
[0065] 此外，在图1中，切掉了正极集电片31和负极集电片32的前端部的两个角部，但 是也可以仅切掉一个角。此外，正极集电片31和负极集电片32既可以使用预先前端部的 角部被切掉的集电片，也可以使用在将集电片归拢到一起的状态下裁断了前端部的角部的 集电片。
[0066] 此外，在图1中，中间导体4使用电极群接合部和中间夹着电极群接合部的第1导 体接合部位于相同的平面上的导体，但是不限于此，例如也能够使用在同一平面包含电极 群接合部和与电极群接合部的单侧相邻的第1导体接合部的导体。
[0067] 根据以上说明的第1实施方式的电池，由于多个集电片具有与延伸方向正交的方 向的宽度窄的前端部，所以能够降低将电连接有多个集电片的中间导体电连接于端子导体 时的不良，能够实现成品率商的电池。
[0068] (第2实施方式）
[0069] 第2实施方式的电池除了中间导体的构造不同以外，具有与第1实施方式的电池 同样的构造。中间导体包含电极群接合部、第1导体接合部和腿部。多个集电片的前端部 电连接于电极群接合部。腿部将第1导体接合部和电极群接合部连结成使它们位于互相不 同的平面。
[0070] 在第2实施方式中，中间导体的电极群接合部和多个集电片的前端部之间的接合 能够与中间导体的第1导体接合部和端子导体的第2导体接合部之间的接合独立地进行。 艮P，无需在一个工序中进行端子导体、中间导体和多个集电片的连接。
[0071] 例如，能够在通过超声波接合而进行了中间导体的电极群接合部和多个集电片的 前端部之间的接合之后，通过激光焊接或电阻焊而进行中间导体的第1导体接合部和端子 导体的第2导体接合部之间的接合。
[0072] 根据这样的接合，端子导体不会受到超声波接合的影响。因此，根据这样的接合， 超声波振动不会传递到设于盖体的安全阀。即，根据这样的接合，能够防止安全阀的破坏和 劣化。此外，由于多个集电片的前端部不从中间导体的电极群接合部伸出，所以能够避免因 不对齐的集电片的存在而妨碍中间导体的第1导体接合部和端子导体的第2导体接合部之 间的接合。因而，第二实施方式的电池除了能够提高成品率之外，还能够具备可靠性高的安 全阀。
[0073] 此外，根据这样的接合，因为超声波振动不会传递到盖体具备的安全阀，所以与通 过在导体部上制作细的部分影响超声波的传递性而提供的安全阀相比，能够不增大电阻地 提供具有高的可靠性的安全阀。
[0074] 另外，根据这样的接合，多个集电片既不被供给于不适于使用在接合多个金属板 中的激光焊接，也不被供给于集电片的铝材有可能会裂开飞溅的电阻焊。因此，多个集电片 的这样的接合能够容易地牢固地进行。
[0075] 此外，在实施方式的电池具备的中间导体中，腿部被配置在电极群接合部和第1 导体接合部之间。在具有这样的构造的中间导体中，即使对电极群接合部实施超声波接合 而中间导体产生应力，也能够通过电极群接合部变形、以及根据情况腿部变形而降低该应 力，能够防止应力向第1导体接合部的传递。即，在这样的中间导体中，即使对电极群接合 部实施超声波接合，也能够抑制由超声波造成的第1导体接合部的变形。因为中间导体的 第1导体接合部如以上说明那样能够抑制由超声波接合产生的变形，所以平坦性比较高。 被焊接材料的平坦性越高，激光焊接和电阻焊越能够容易地牢固地进行。由此，对于电极群 接合部，实施了超声波接合的中间导体的第1导体接合部与端子导体的第2导体接合部之 间的接合通过激光焊接或电阻焊，能够容易且牢固地进行，由此获得的连接部能够具有高 的接合强度。牢固的接合能够抑制连接部的电阻值。即，中间导体的第1导体接合部与端 子导体的第2导体接合部之间的连接部能够显示低的电阻值。
[0076] 这样，根据第2实施方式，能够以高的成品率提供能够具备可靠性高的安全阀且 能够显示低的电阻值的电池。
[0077] 以下，一边参照附图一边说明第2实施方式的电池的一个例子。另外，对于与图1 所示的电池同样的构件，标注相同的附图标记，省略说明。
[0078] 中间导体4如图5和图6的（a)?（c)所示，包含矩形的电极群接合部4a、2个矩 形的第1导体接合部4b、和矩形的2个腿部4c。
[0079] -方的腿部4c将电极群接合部4a和一方的第1导体接合部4b连结成使它们位 于互相不同的平面。另一方的腿部4c将电极群接合部4a和另一方的第2导体接合部4b 连结成使它们位于互相不同的平面。2个腿部4c的主面互相相向。第1导体接合部4b的 主面不与电极群接合部4a的主面相向。
[0080] 一方的中间导体4的电极群接合部4a超声波接合于正极集电片31的前端部和夹 持它们的正极支承导体6。另一方的中间导体4的电极群接合部4a超声波接合于负极集电 片32的前端部和夹持它们的负极支承导体7。
[0081] 在图5所示的电池10中，电连接于正极端子26的端子导体5的第2导体接合部 5b的、与超声波接合于正极集电片31的中间导体4的2个第1导体接合部4b分别相向的 部分，激光焊接于该中间导体4的2个第1导体接合部4b。此外，电连接于负极端子27的 端子导体5的第2导体接合部5b的、与超声波接合于负极集电片32的中间导体4的2个 第1导体接合部4b分别相向的部分，激光焊接于该中间导体4的2个第1导体接合部4b。
[0082] 在中间导体4中，由于2个腿部4c的存在，电极群接合部4a的主面位于与2个第 1导体接合部4b的主面存在的平面不同的平面上。因此，包含图5和图6 (a)?（c)详细 地表示的中间导体4的电池10,能够通过将中间导体4的电极群接合部4a和多个集电片 31或32的前端部的接合与中间导体4的第1导体接合部4a和端子导体5的第2导体接合 部5b的接合独立地进行而制造。
[0083] 即，能够在通过超声波接合进行了一方的中间导体4的电极群接合部4a和多个正 极集电片31的前端部之间的接合、以及另一方的中间导体4的电极群接合部4a和多个负 极集电片32的前端部之间的接合之后，通过激光焊接进行中间导体4的第1导体接合部4b 和端子导体5的第2导体接合部5b之间的接合。
[0084] 根据这样的接合，因为端子导体5不受到超声波接合的影响，所以超声波振动不 会传递到在物理上与端子导体5成为一体的安全阀22。由此，电池10的安全阀22能够具 有高的可靠性。此外，由于集电片31、32的前端部不从中间导体4的电极群接合部4a突出， 所以能够避免因不对齐的集电片31、32的存在而妨碍中间导体4的第1导体接合部4b和 端子导体5的第2导体接合部5b之间的接合。
[0085] 此外，根据这样的接合，多个正极集电片31和多个负极集电片32既不被供给于不 适于使用在接合多个金属板中的激光焊接，也不被供给于集电片的铝材有可能会裂开飞溅 的电阻焊。因此，多个正极集电片31和多个负极集电片32各自与中间导体4的电极群接 合部4a的接合，通过适于接合多个金属板的超声波接合，能够容易且牢固地进行。
[0086] 另外，在中间导体4中，腿部4c被配置在电极群接合部4a和第1导体接合部4b 之间。在具有这样的构造的中间导体4中，即使对电极群接合部4a实施超声波接合而中间 导体4产生应力，也能够通过电极群接合部4a变形、以及根据情况腿部4c变形而降低该应 力，能够防止应力向第1导体接合部4b的传递。即，在这样的中间导体4中，即使对电极群 接合部4a实施超声波接合，也能够抑制由超声波造成的第1导体接合部4b的变形。由于 能够抑制变形，能够平坦的中间导体4的第1导体接合部4b通过激光焊接或电阻焊，能够 容易且牢固地进行与端子导体5的第2导体接合部5b之间的接合。由此，中间导体4的第 1导体接合部4b和端子导体5的第2导体接合部5b之间的连接部能够具有高的接合强度。 艮P，中间导体4的第1导体接合部4b和端子导体5的第2导体接合部5b之间的连接部能 够显示低的电阻值。
[0087] 并且，中间导体4的第1导体接合部4b和端子导体5的第2导体接合部5b之间 的接合通过激光焊接而牢固地进行。并且，中间导体4的电极群接合部4a通过超声波接合 牢固地接合于多个集电片31或32。这样地，构件间的接合牢固的电池10能够具有低的电 阻值。
[0088] 这样，图5所示的电池10能够提高成品率，并且能够具备可靠性高的安全阀且能 够显示低的电阻值。
[0089] 以上说明的第1、第2实施方式的电池并不限于一次电池或二次电池。作为第1、 第2实施方式的电池的一个例子，列举有锂离子二次电池。
[0090] 以下，对可用于第1、第2实施方式的电池的正极、负极、隔板、电解液和容器，以及 对电极群的构造和形状，进行详细地说明。
[0091] 1)正极
[0092] 正极能够具备正极集电体、和被形成在集电体的表面的一部分的正极活性物质含 有层。
[0093] 正极活性物质含有层能够包含正极活性物质以及任意包含导电剂和粘结剂。
[0094] 作为正极活性物质，例如能够使用氧化物或硫化物。在氧化物和硫化物的例子 中，列举吸藏锂的二氧化锰（Μη0 2)、氧化铁、氧化铜、氧化镍、锂锰复合氧化物(例如LixMn204 或LixMn02)、锂镍复合氧化物(例如LixNi02)、锂钴复合氧化物(例如Li xCo02)、锂镍钴复 合氧化物(例如LiNihCoyC^ )、锂锰钴复合氧化物(例如LixMnyC〇1_y0 2)、具有尖晶石构造 的锂锰镍复合氧化物(例如LixMn2_ yNiy04)，具有橄榄石构造的锂磷氧化物(例如LixFeP0 4、 LixFei_yMnyP04、Li xCoP04)、硫酸铁（Fe2 (S04) 3)、钒氧化物(例如V205)、和锂镍钴锰复合氧化 物。在上述的式中，是0 < X彡1，〇 < y彡1。作为活性物质，既可以单独使用它们的化合 物，或者也可以组合多个化合物而使用。
[0095] 粘结剂为了使活性物质和集电体粘结而配合。作为粘结剂的例子，列举聚四氟乙 烯（PTFE)、聚偏氟乙烯（PVdF)、氟系橡胶。
[0096] 导电剂是为了提高集电性能且为了抑制活性物质和集电体的接触阻力而根据需 要配合的。作为导电剂的例子，列举乙炔黑、碳黑和石墨那样的含碳物质。
[0097] 优选在正极活性物质含有层中，正极活性物质和粘结剂各自以80质量％以上98 质量％以下、2质量％以上20质量％以下的比率进行配合。
[0098] 通过使粘结剂为2质量％以上的量，能够得到充分的电极强度。此外，通过为20 质量％以下，能够使电极的绝缘材的配合量减少，减少内部阻力。
[0099] 在添加导电剂的情况下，优选正极活性物质、粘结剂和导电剂各自以77质量％以 上95质量％以下、2质量％以上20质量％以下、和3质量％以上15质量％以下的比率进行 配合。通过导电剂为3质量％以上，能够发挥上述的效果。此外，通过为15质量％以下，能 够降低在高温保存下的正极导电剂表面的非水电解质的分解。
[0100] 优选正极集电体是铝箔、或含有从18、11、211、附、(：1^11、？6、(：11和51中选择的至 少1种元素的铝合金箔。
[0101] 优选正极集电体与正极集电片是一体的。可是，正极集电体也可以与正极集电片 是不同的个体。
[0102] 正极例如通过将正极活性物质、粘结剂和根据需要而配合的导电剂悬浮于适当的 溶剂中来调制悬浊液，并将该悬浊液涂敷于正极集电体，干燥后形成了正极活性物质含有 层之后，通过实施冲压而被制造。或者也可以将活性物质、粘结剂和根据需要而配合的导电 剂形成为小丸状而作为正极层，并将其配置在集电体上，从而制作正极。
[0103] 2)负极
[0104] 负极能够具备负极集电体、和被形成在负极集电体的表面的一部分的负极活性物 质含有层。
[0105] 负极活性物质含有层能够包含负极活性物质、和任意包含导电剂以及粘结剂。
[0106] 作为负极活性物质，例如能够使用能够吸藏放出锂离子的金属氧化物、金属氮化 物、合金、碳等。优选将在0.4V以上(对Li / Li+)高的电位能够吸藏放出锂离子的物质用 作负极活性物质。
[0107] 导电剂是为了提高集电性能且为了抑制负极活性物质和集电体的接触阻力而被 配合的。作为导电剂的例子，列举乙炔黑、碳黑和石墨那样的含碳物质。
[0108] 粘结剂是为了填埋被分散的负极活性物质的间隙并使负极活性物质和集电体粘 结而被配合的。作为粘结剂的例子，列举聚四氟乙烯（PTFE)、聚偏氟乙烯（PVdF)、氟系橡 胶、和丁苯橡胶。
[0109] 优选负极活性物质含有层中的活性物质、导电剂和粘结剂各自以68质量％以上 96质量％以下、2质量％以上30质量％以下、和2质量％以上30质量％以下的比率进行配 合。通过使导电剂的量为2质量％以上，能够使负极层的集电性能提高。此外，通过使粘结 剂的量为2质量％以上，能够期待负极活性物质含有层和集电体的粘结性充分且循环特性 优异。另一方面，导电剂和粘结剂各自为28质量％以下对于谋求高容量化是优选。
[0110] 集电体使用在负极活性物质的锂的吸藏和放出电位上电气化学性能稳定的材料。 优选集电体由包含从铜、镍、不锈钢或错、或者Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu和Si中选择的至少1 种元素的铝合金制作。集电体的厚度优选在5?20μπι范围内。具有这样的厚度的集电体 能够取得负极的强度和轻量化的平衡。
[0111] 优选负极集电体与负极集电片是一体的。负极集电体也可以与负极集电片是不同 个体。
[0112] 负极例如通过将负极活性物质、粘结剂和导电剂悬浮于通用的溶剂中而调制悬浊 液，并将该悬浊液涂敷于集电体，干燥，形成了负极层之后，通过实施冲压而被制造。负极此 外也可以通过将负极活性物质、粘结剂和导电剂形成为小丸状而形成负极层，并将其配置 在集电体上而被制造。
[0113] 3)隔板
[0114] 隔板例如也可以由包含聚乙烯、聚丙烯、纤维素或聚偏氟乙烯（PVdF)的多孔质膜、 或合成树脂制无纺布形成。尤其是由聚乙烯或聚丙烯形成的多孔质膜能够在一定温度下熔 融并遮断电流，所以能提高安全性。
[0115] 4)电解液
[0116] 作为电解液，例如能够使用非水电解质。
[0117] 非水电解质例如可以是通过将电解质溶解到有机溶剂中而调制的液状非水电解 质、或将液状电解质和高分子材料合成化的凝胶状非水电解质。
[0118] 优选液状非水电解质是将电解质以0. 5摩尔/ L以上且2. 5摩尔/ L以下的浓度 溶解到有机溶剂而成的电解质。
[0119] 在溶解于有机溶剂中的电解质的例子中，包含过氯酸锂（LiCI04)、六氟磷酸锂 (LiPF6)、四氟硼酸锂（LiBF4)、六氟合砷酸锂（LiAsF6)、三氟甲磺酸锂（LiCF 3S03)、和二（三 氟甲基磺酰）亚胺锂[LiN (CF3S02)2]那样的锂盐和它们的混合物。电解质优选是即使在 高电位也难以氧化的材料，最优选是LiPF 6。
[0120] 在有机溶剂的例子中，包含碳酸丙烯酯（PC)、碳酸乙烯酯（EC)、碳酸亚乙烯酯那 样的环状碳酸酯；碳酸二乙酯（DEC)、碳酸二甲酯（DMC)、碳酸甲乙酯（MEC)那样的链状碳 酸酯；四氢呋喃（THF)、2-甲基四氢呋喃（2MeTHF)、二氧戊环（D0X)那样的环状醚；二甲氧 基乙烷（DME)、二乙氧基乙烷（DEE)那样的链状醚；γ - 丁内酯（GBL)、乙腈（AN)和环丁砜 (SL)。这些有机溶剂能够单独或用作混合溶剂。
[0121] 在高分子材料的例子中，包含聚偏氯乙烯（PVdF)、聚丙烯腈（PAN)、聚氧化乙烯 (ΡΕ0)。
[0122] 或者，非水电解质也可以使用含有锂离子的常温熔融盐(离子性融体)、高分子固 体电解质，无机固体电解质等。
[0123] 常温熔融盐(离子性融体）是指，在由有机物阳离子和阴离子的组合构成的有机盐 中的、在常温（15?25°C)能够作为液体存在的化合物。在常温熔融盐中，包含单体作为液 体存在的常温熔融盐、通过与电解质混合而成为液体的常温熔融盐、通过溶解于有机溶剂 而成为液体的常温熔融盐。一般而言，非水电解质电池用的常温熔融盐的熔点是25°C以下。 此外，有机物阳离子一般具有4级铵骨架。
[0124] 或者，在锂离子不参与实施方式的电池的电池反应的情况下，电解液也可以是水 溶液。
[0125] 5)容器
[0126] 作为容器，如一边参照图1和图2 -边说明的电池10具备的容器1那样，能够使 用金属制容器。
[0127] 作为金属制容器，例如能够使用厚度为1mm以下的金属制容器。金属制容器更优 选厚度〇. 5mm以下，进一步优选厚度0. 2mm以下。
[0128] 容器的形状可以是扁平型(薄型)、角型、圆筒型、硬币型、按钮型等。容器根据电池 尺寸，例如可以是装载于携带用电子设备等的小型电池用容器、装载于二轮至四轮的汽车 等的大型电池用容器。
[0129] 金属制容器由铝或铝合金等制作。铝合金优选包含镁、锌、硅等元素的合金。在合 金中含有铁、铜、镍、铬等过渡金属的情况下，其含有量优选为1质量％以下。
[0130] 容器不限于金属制容器。例如也能使用层压膜制的容器。
[0131] 6)电极群的构造和形状
[0132] 电极群只要是正极活性物质和负极活性物质隔着隔板彼此相向的构造，也能采用 任意的构造。
[0133] 例如，电极群能够具有堆栈构造。堆栈构造具有使之前说明了的正极和负极以中 间夹着隔板的方式层叠的构造。
[0134] 或者电极群能够具有卷绕构造。卷绕构造是使层叠体卷绕成旋涡状或扁平的旋涡 状的构造，该层叠体通过使之前说明了的正极和负极以中间夹着隔板的方式层叠而获得。
[0135] 作为电极群整体的形状，能够与收纳其的容器匹配地决定。
[0136] 以上说明的第2实施方式的电池在中间导体中，腿部将第1导体接合部和电极群 接合部连结成使它们位于互相不同的平面。因此，能够将中间导体的第1导体接合部和端 子导体的第2导体接合部之间的接合，与中间导体的电极群接合部和多个集电片的前端部 之间的接合独立地牢固地进行。此外，由于多个集电片的前端部的与延伸方向正交的方向 的宽度窄，所以不会妨碍中间导体的第1导体接合部和端子导体的第2导体接合部之间的 接合。因此，第2实施方式的电池能够具备可靠性高的安全阀且显示低的电阻值，并且能够 提商成品率。
[0137] [实施例]
[0138] 以下举例更详细地说明本发明，但是只要不超过发明的主旨，本发明就不限定于 以下所述的实施例。
[0139] (实施例1)
[0140] 在实施例1中，按照以下的顺序制作了与图1所示的电池10同样的电池10。
[0141] 1.电极群3的制作
[0142] 用以下的顺序制作了电极群3。
[0143] <正极的制作>
[0144] 作为正极活性物质，准备了以7 :3混合LiNido^MnuA和LiCo02而成的正极 活性物质混合物。通过以质量比1〇〇 :5 :5混合了该正极活性物质混合物、碳黑和聚偏氟乙 烯（PVdF)，并将它们添加到N -甲基吡咯烷酮中而形成为悬浊液。保留悬浊液未涂敷部地 将这样得到的悬浊液涂敷在作为集电体的铝箔的两面。正极的涂敷量为l〇〇g / m2。
[0145] 使涂敷有悬浊液的集电体干燥后，进行冲压，冲切成形悬浊液未涂敷部，从而制作 了具备在两面承载有正极活性物质含有层的带状的主部和不承载正极活性物质含有层的 薄长方形状的正极集电片的正极。
[0146] <负极的制作>
[0147] 作为负极活性物质，使用尖晶石型钛酸锂Li4Ti50 12。通过以质量比100 :5 :5混合 了该尖晶石型钛酸锂、石墨、PVdF，并将它们添加到N -甲基吡咯烷酮中而形成为悬浊液。 保留悬浊液未涂敷部地将这样得到的悬浊液涂敷在作为集电体的铝箔的两面。负极的涂敷 量为 100g / m2。
[0148] 使涂敷有悬浊液的集电体干燥后，进行冲压，冲切成形上述未涂敷部，从而制作了 具备在两面承载有负极活性物质含有层的带状的主部和不承载负极活性物质含有层的薄 长方形状的负极集电片的负极。
[0149] < 隔板 >
[0150] 隔板使用聚乙烯制的30 μ m厚的隔板。
[0151] <电极群3的制作>
[0152] 将像以上那样地制作的40个正极和40个负极，以在中间夹着隔板，且正极活性物 质含有层和负极活性物质含有层互相相向的方式依次层叠。该层叠以40个正极集电片从 层叠体延伸出并重合的方式且40个负极集电片从层叠体延伸出并重合的方式进行。之后， 将40个正极集电片的前端的角部2个部位和40个负极集电片的前端的角部2个部位以各 自相对于片延伸方向的角度成为45度的方式进行倾斜地裁断。
[0153] 将制作电极群3所用的正极和负极的活性物质含有悬浊液的涂敷长度和宽度、以 及隔板的长度和宽度表示在以下的表1。
[0154] 表 1
[0155]

【权利要求】
1. 一种电池，其特征在于， 该电池具备： 容器，具有开口部； 盖体，被配置在上述容器的上述开口部； 电极群，被收纳在上述容器内，具有与上述盖体相向的端面，并具备从上述端面延伸出 的多个集电片； 中间导体,包含电极群接合部和导体接合部；以及 端子导体，与上述盖体以及上述中间导体的上述导体接合部电连接， 上述多个集电片具有前端部，该前端部与其他的部分相比，与延伸方向正交的方向的 宽度窄，上述前端部电连接于上述中间导体的上述电极群接合部。
2. 根据权利要求1所述的电池，其特征在于， 上述多个集电片的上述前端部的、至少一方的角部被切掉。
3. 根据权利要求2所述的电池，其特征在于， 上述前端部具有相对于上述延伸方向以10?80度的范围内的角度倾斜的边。
4. 根据权利要求3所述的电池，其特征在于， 上述角度在25?60度的范围内。
5. 根据权利要求2所述的电池，其特征在于， 上述多个集电片和上述中间导体包含铝材或铝合金材。
6. 根据权利要求1所述的电池，其特征在于， 上述中间导体包含腿部，该腿部将上述导体接合部和上述电极群接合部连结成使它们 位于彼此不同的平面。
【文档编号】H01M2/26GK104051739SQ201410095309
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2013年3月14日
【发明者】石井张爱, 柏崎永记, 花房聪一, 丰田夏树, 志水俊文, 原泰明, 筱田达也 申请人:株式会社东芝