二次电池的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及具有层合膜的外壳体的扁平的二次电池，特别是涉及与内部的发电元件连接的端子周围的构造。
【背景技术】
[0002]人们知道，二次电池将具有在金属层的表面层压合成树脂层的层合膜作为外壳体使用，将具有多片层叠而成的正极板、负极板及极间隔板的发电元件以及电解液一起收纳在其内部，进一步形成扁平的形状(例如专利文献1)。
[0003]人们知道，作为用于从这种二次电池具有的内部发电元件向外部流出电流的端子(正极端子和负极端子)，例如有具有在包含铜等导电材料而成的端子本体的表面形成镍层(例如，形成镍镀层)的端子。在将收纳发电元件等的外壳体密封时，将合适的端子使用外壳体夹持，然后，将该夹持部分密封。
[0004]为了将该夹持部分密封，已知有以下方法。S卩，在夹持端子表面(镍层表面)的部分，预先形成热熔接性的树脂层。然后，外壳体隔着该树脂层夹持端子。然后，将该夹持部分热熔接。并且，人们知道，在端子的镍层中，为了防止由外壳体内的电解液的接触引起的腐蚀和溶出等，有在与该电解液接触的镍层表面包覆形成耐腐蚀层的方法。可以认为，在夹持部分，外壳体内的内压产生的剥离力会产生影响。
[0005]本发明的目的在于提供二次电池，在提高端子和外壳体之间的剥离强度的同时，提高电池的可靠性。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本专利公开公报特开2009-99527号
【发明内容】
[0009]本发明的作出可以解决上述课题。具体地讲，本发明的二次电池的一种实施方式为扁平的二次电池，具有:隔着极间隔板层叠正极板和负极板而形成的发电元件；使用在金属层的至少内侧表面层叠有树脂层的层合膜，将发电元件和电解液一起收纳并密封的外壳体。该二次电池的特征在于，具有下述端子:端子的一个端部与外壳体内的发电元件连接的同时，另一端部向外壳体的外部导出，并且，在端子的一个端部和另一端部之间由外壳体夹持，该夹持部分被密封；该端子具备:端子本体，所述端子本体至少在表面侧含镍而形成；耐腐蚀层，所述耐腐蚀层包覆所述端子本体的表面中的至少比夹持部分靠所述外壳体内侧的部分；以及树脂层，所述树脂层包覆所述耐腐蚀层的表面中的至少所述夹持部分且具有从所述夹持部分向所述外壳体的内侧延伸的内侧延伸部；通过将树脂层热熔接，将夹持部分密封。
[0010]内侧延伸部可以从夹持部分向外壳体内部以0.5mm-5mm的范围延伸。另外，可以将外壳体在减压下将其内部密封。在外壳体内部收纳的电解液的下述的液量系数可以为1.1-1.6。进一步地，发电元件和端子可以通过存在于发电元件和端子之间的连接部接合，该接合后的接合部分的厚度可以比内侧延伸部的厚度大。
【附图说明】
[0011]图1是用于说明本发明的二次电池的一个实例的立体略图。
[0012]图2是图1的二次电池的剖面略图。
[0013]图3是将图2的端子部分放大的说明略图。
[0014]图4是表示相对于端子的耐腐蚀层的厚度，镍面的溶出量特性的曲线略图。
[0015]图5(a)是现有技术，图5(b)是图1的二次电池的剖面略图(耐腐蚀层和镍面等的图示省略)。
【具体实施方式】
[0016]以下表示本发明的实施方式的二次电池的一个实例。
[0017]< 二次电池的构成例>
[0018]图1至图3的二次电池例如是锂离子二次电池1。如图1所示，具有扁平的长方形的外观形状。在其纵向的一侧的端缘，具有一对端子(端子2和端子3)。
[0019]如图2所示，该锂离子电池1是从箭头X方向看形成长方形的发电元件4，其与电解液一起被收纳在外壳体5的内部。发电元件4通过隔着极间隔板43交替层叠的多片的正极板41和负极板42而构成。例如，发电元件4包含3片负极板42、2片正极板41以及它们之间的4片极间隔板43。也就是说，在该实例中，负极板42位于发电元件4的最外层。但是，发电元件4也可以由正极板41位于其最外层来构成。另外，图2中的各部分的尺寸不一定是正确的。各尺寸为了说明而进行夸大。
[0020]正极板41具有在从图1和图2的箭头X方向看形成长方形的正极集电体41a的两面形成的正极活性物质层41b和正极活性物质层41c。正极集电体41a例如包含铝箔和铝合金箔等电化学上稳定的金属箔。而且，正极活性物质层41b和正极活性物质层41c例如可以通过将包含镍酸锂(LiNi02)、锰酸锂(LiMn02)或钴酸锂(LiCo02)等锂复合氧化物的正极活性物质和粘合剂的混合物涂布在正极集电体41a的主面上而形成。
[0021]负极板42具有在从图1和图2的箭头X方向看形成长方形的负极集电体42a的两面形成的负极活性物质层42b和负极活性物质层42c。负极集电体42a例如包含铜箔、不锈钢箔或铁箔等电化学上稳定的金属箔。负极活性物质层42b和负极活性物质层42c例如可以通过将非晶碳、难石墨化碳、易石墨化碳或石墨等这样的嵌入和脱嵌锂离子的负极活性物质和粘合剂的混合物涂布在负极集电体42a的主面上而形成。
[0022]负极集电体42a的纵向的端缘的一部分作为不具有负极活性物质层42b和负极活性物质层42c的延长部40 (相当于本发明的连接部)延伸。该延长部40的前端部40a被接合于负极端子3在外壳体5内侧的一个端部3a。在负极集电体42a为多个的情况下，这些负极集电体42a的各延长部40的前端部40a束在一起作为整体接合。
[0023]作为其接合方法，例如可以列举使延长部40的前端部40a与负极端子3的一个端部3a靠紧后进行超声波接合(通过将超声波焊头靠紧前端部40a进行接合)的方法。另夕卜，在图2中未显示，同样地，正极集电体41a的纵向的端缘的一部分作为不具备正极活物质层41b和正极活物质层41c的延长部(相当于本发明的连接部，图示省略)延伸。该延长部的前端部被接合于正极端子2在外壳体5内侧的一个端部。
[0024]极间隔板43在防止正极板41与负极板42之间发生短路的同时，还具有保留电解质的功能。例如，可以使用包含聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃等形成的微孔性膜。此夕卜，作为极间隔板43，不限于聚烯烃等单层膜，也可以使用具有用聚乙烯膜夹着聚丙烯膜形成的三层构造的极间隔板或者包含层叠的聚烯烃微孔性膜和有机无纺布等的极间隔板。
[0025]外壳体5将包含层叠的电极和极间隔板的发电元件4与电解液一起收纳。如图2中的部分放大所示，外壳体5通过具有热熔接层51、金属层52和保护层53的三层构造的层合膜而构成。作为中间的金属层52，例如可以使用铝箔。作为包覆其内侧面的热熔接层51，可以使用能够进行热熔接的合成树脂，例如聚丙烯(PP)。作为包覆金属层52的外侧面的保护层53，可以使用耐久性优异的合成树脂，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。此外，进一步地，可以使用具有多个层的层合膜。另外，在上述实例中，金属层52的两面由合成树脂层层叠而成。但是，金属层52的外侧的合成树脂层并不是必需的，也可以只在内侧表面具备合成树脂层而构成外壳体5。
[0026]在一个实例中，外壳体5具有包含设置在图2的发电元件4的下面侧的一张层合膜和设置在其上面侧的另一张层合膜的两张层合膜的构造，通过这两张层合膜周围的四边重叠并互相热熔接而构成外壳体5。图示的实例表示两张层合膜的构造的外壳体5。另外，在另一实例中，使用一张比较大的层合膜，将设置在对折的层合膜内侧的发电元件4周围的三个边重叠并互相热熔接而构成外壳体5。
[0027]—对端子(端子2和端子3)位于形成长方形的锂离子二次电池1的短边侧。在将层合膜热熔接时，在外壳体5的内部，这两个端子的一个端部(在负极端子3的情况下，为一个端部3a)分别与集电体41a和集电体42a的延长部(在负极集电体42a的情况下，为延长部40)接合。在此状态下，这两个端子的另一个端部(在负极端子3的情况下，为另一个端部3b)分别穿过层合膜的接合面5a向外壳体5外部引出。并且，一对端子(端子2和端子3)在其一个端部和另一端部之间(在负极端子3的情况下，为一个端部3a和另一端部3b之间)由外壳体5的层合膜的接合面5a夹持。在该端子夹持的夹持部分33c，将外壳体5密封。
[0028]<端子的一个实例>
[0029]如图2和图3所示，例如，合适的负极端子3具备:端子本体30，该端子本体30至少在表面侧含镍而形成镍面31 ;耐腐蚀层32，该耐腐蚀层32包覆端子本体30的镍面31中的至少比夹持部分33c靠外壳体5内侧的部分；以及树脂层33，该树脂层33包覆耐腐蚀层32的表面中的至少夹持部分33c且具有从夹持部分33c向外壳体5的内侧延伸的内侧延伸部 33a。
[0030]端子本体30可以具有如上所述的镍面31。例如，可以适用扁平矩形导体的端子本体。例如，包含镍金属而形成的端子本体以及在铜等金属的表面施以镍镀处理的端子本体。
[0031]作为耐腐蚀层32，例如可以列举将端子本体30的镍面31进行化学转化处理的耐腐蚀层。该耐腐蚀层32可以使镍面31不暴露于电解液，例如，可以抑制氟化氢引起的腐蚀。另外，通过镍面31中的内侧延伸部33a包覆的延伸部包覆面3c，例如可以抑制变色等的劣化和腐蚀。化学转化处理的方法，可以是铬酸盐处理或无铬系处理。
[0032]另外，可以以全部包覆镍面31的形式形成耐腐蚀层32。但是，以包覆整个镍面31中的比夹持部分33c靠外壳体5内侧的部分且不包覆外壳体5外侧的部分的形式形成耐腐蚀层32，不仅可以抑制劣化和腐蚀，而且可以有助于低成本化。
[0033]另外，耐腐蚀层32的厚度，例如在适用于电动汽车等的情况下，考虑到充分确保其电池寿命(确保10年左右)，可以在20nm-80nm的范围内。
[0034]树脂层33满足以下条件即可。也就是说，树脂层33包覆耐腐蚀层32的表面中的至少夹持部分33c且具有从夹持部分33c向外壳体5的内侧延伸的内侧延伸部33a，所述树脂层33被夹持在负极端子3和外壳体5之间，热熔接于负极端子3 (包覆镍面31形成的耐腐蚀层32)和外壳体5，进一步可对夹持部分33c进行密封。因此，例如，对于树脂层33，可以形成从夹持部分33c向外壳体5的外部延伸的延伸部(以下称，外侧延伸部)33b。
[0035]作为树脂层33，可以使用具有在所要求的热(例如160°C _190°C )和压力(例如0.5MPa-2.0MPa)熔化而不会被压坏的耐热性且对电解液具有耐性(耐电解液性)的树脂。作为这样的树脂，例如可以列举，酸改性聚烯烃系树脂。
[0036]作为使用酸改性聚烯烃系树脂的实例，是从可以在负极端子3和外壳体5之间进行热熔