蓄电装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及蓄电装置且特别涉及容纳蓄电元件的密封结构的改进。
[0002] 本申请要求基于以下日本专利申请的优先权权益：2013年9月18日提交的2013-193565、2013年9月24日提交的2013-197132和2013年10月7日提交的2013-210482,通过参 考并入其整个内容。
【背景技术】
[0003] 近年来，已经开发了用于个人数字助理、电动车辆、家用电力存储装置等的蓄电装 置。在所述蓄电装置中，已经对电容器和非水电解质二次电池进行了积极研究。特别地，高 度期待例如锂离子电容器、双电层电容器、锂离子电池和钠离子电池的开发。
[0004] 这种蓄电装置包含电解质和电极组，所述电极组包含第一电极、第二电极和置于 所述电极之间的隔膜。各个所述电极包含集电器(电极芯)和负载在所述集电器上的活性材 料层。
[0005] 当所述蓄电装置包含具有开口边缘并容纳包含电极组和电解质的蓄电元件的壳 时，利用密封板将壳的开口边缘密封。通过进行例如激光焊接将密封板连接到壳的开口边 缘(参考专利文献1)。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1:日本专利特开2012-109219号公报
【发明内容】
[0009] 技术问题
[0010] 在其中通过进行焊接将密封板连接到壳的开口边缘的密封结构中，不将密封板放 在开口边缘上，而是如图9中所示，在将密封板16A嵌合至壳14A的开口边缘的内侧时，通常 对开口边缘的内表面和密封板的周边部进行激光焊接。在此，可以以垂直于密封板的外表 面的方向施加激光。因此，仅通过二维地移动壳或激光头而不改变其姿势即可将密封板的 整个周边部焊接到壳的开口边缘。因此，可以容易地将壳的开口边缘密封。
[0011] 然而在以上密封结构中，密封板16的外形尺寸和壳的开口边缘的尺寸需要高精度 的彼此一致。否则，在焊接期间在密封板的周端面和开口边缘的内表面之间不能实现充分 的附着性。如果没有在密封板16 A的周端面和壳14 A的开口边缘的内表面之间实现附着性， 则因在焊接期间的溅射等生成的异物90可能会进入到壳中。
[0012] 蓄电装置基本上是大量生产的。在数万个产品中，可能会有一些产品包含不满足 所需精度的壳和密封板。异物进入的影响（例如容量降低)可能会在一定时间后出现。在这 种情况下，难以通过进行检查发现在密封期间异物进入壳中。
[0013]技术方案
[0014]根据本发明的一方面，提供包含如下的蓄电装置：
[0015] 电极组，所述电极组包含第一电极、第二电极和使所述第一电极与所述第二电极 电绝缘的隔膜；
[0016] 电解质；
[0017] 底部封闭的壳，所述壳具有开口边缘并容纳所述电极组和所述电解质;和
[0018] 密封板，所述密封板密封所述壳的所述开口边缘，所述密封板具有面向所述壳的 外部的第一主面和面向所述壳的内部的第二主面，
[0019] 其中所述第一电极包含片状第一集电器和负载在所述第一集电器上的第一活性 材料，
[0020] 所述第二电极包含片状第二集电器和负载在所述第二集电器上的第二活性材料，
[0021] 在所述隔膜置于所述第一电极与所述第二电极之间的状态下对所述第一电极和 所述第二电极进行堆叠，
[0022] 所述密封板包含与所述壳的所述开口边缘嵌合的周边部和在所述周边部的至少 一部分的第一斜面，所述第一斜面与所述第一主面形成锐角Θ1，
[0023] 所述壳的所述开口边缘包含与所述第一斜面接触的第二斜面，以及
[0024] 所述密封板的所述周边部和所述壳的所述开口边缘通过对所述第一斜面和所述 第二斜面进行的焊接而相结合。
[0025] 根据本发明的另一方面，提供包含如下的蓄电装置：
[0026] 电极组，所述电极组包含第一电极、第二电极和使所述第一电极与所述第二电极 电绝缘的隔膜；
[0027]电解质；
[0028] 底部封闭的壳，所述壳具有开口边缘并容纳所述电极组和所述电解质;和
[0029] 密封板，所述密封板密封所述壳的所述开口边缘，并且包含面向所述壳的外部的 第一主面、面向所述壳的内部的第二主面、与所述壳的所述开口边缘嵌合的周边部和在所 述周边部的至少一部分的第一斜面，所述第一斜面与所述第一主面形成锐角Θ1，
[0030] 其中所述第一电极包含片状第一集电器和负载在所述第一集电器上的第一活性 材料，
[0031] 所述第二电极包含片状第二集电器和负载在所述第二集电器上的第二活性材料，
[0032] 在所述隔膜置于所述第一电极与所述第二电极之间的状态下对所述第一电极和 所述第二电极进行堆叠，
[0033] 所述蓄电装置包含密封结构，其中通过进行焊接将所述密封板连接到所述壳的所 述开口边缘，
[0034] 所述壳的所述开口边缘包含在焊接前与所述第一斜面接触的第二斜面，以及
[0035] 所述密封结构通过在所述第一斜面和所述第二斜面彼此接触的状态下对所述密 封板的所述周边部和所述壳的所述开口边缘焊接而形成。
[0036] 有益效果
[0037]当将密封板的周边部和壳的开口边缘进行了焊接时，可以防止异物进入壳中。因 此，可以更稳定地生产具有期望性能的蓄电装置。
【附图说明】
[0038][图1]为示出根据本发明的实施方式的蓄电装置的外观的立体图。
[0039][图2]为示出当从前面观察蓄电装置时的内部结构的部分截面图。
[0040][图3A]为沿图2的线IIIA-IIIA取的截面图。
[00411 [图3B]为沿图2的线IIIB-IIIB取的截面图。
[0042][图4]为示出袋状隔膜中的第一电极在袋状隔膜的一个表面被除去的状态下的正 面图。
[0043][图5]为示出第二电极的正面图。
[0044] [图6A]为示出第一电极和第一端子板的连接结构的部分截面图。
[0045] [图6B]为示出第二电极和第二端子板的连接结构的部分截面图。
[0046] [图7]图(a)、(b)和(c)分别为示出第一引线结构的正面图、俯视图和侧面图。
[0047] [图8]为示出壳的开口边缘和密封板的周边部的接合结构的实施方式的截面图。 [0048][图9]为示出壳的开口边缘和密封板的周边部的已知接合结构的截面图。
[0049] [图10]示意性示出第一集电器的一部分骨架的实例结构。
[0050] [图11]为示出其中第一集电器填充有电极混合物的状态的截面示意图。
[0051] [图12]为示出电极组的实例的截面图。
[0052] [图13]为示出其中将具有相同极性的电极组的实例的电极彼此电连接的状态的 截面图。
【具体实施方式】
[0053][发明实施方式的概述]
[0054]根据本发明的一方面的蓄电装置包含：电极组，所述电极组包含第一电极、第二电 极和使所述第一电极与所述第二电极电绝缘的隔膜;电解质;底部封闭的壳，所述壳具有开 口边缘并容纳所述电极组和所述电解质；和密封板，所述密封板密封所述壳的所述开口边 缘。当将所述壳的所述开口边缘密封时，所述密封板具有面向所述壳的外部的第一主面16b (参照图8)和面向所述壳的内部的第二主面16c。
[0055] 第一电极包含片状第一集电器和负载在所述第一集电器上的第一活性材料。第二 电极包含片状第二集电器和负载在所述第二集电器上的第二活性材料。在隔膜置于所述第 一电极与所述第二电极之间的状态下对所述第一电极和所述第二电极进行堆叠。当存在多 个第一电极和多个第二电极时，在隔膜置于所述第一电极与所述第二电极之间的状态下对 所述第一电极和所述第二电极进行交替堆叠。
[0056] 密封板包含与壳的开口边缘嵌合的周边部和在周边部的至少一部分的第一斜面 16a，所述第一斜面与第一主面形成锐角Θ1(参照图8)。下文中，将密封板的第一主面16b称 为密封板的外表面，且将密封板的第二主面称为密封板的内表面。
[0057]壳的开口边缘包含与第一斜面接触的第二斜面14a。此处术语"接触"是指第一斜 面与第二斜面之间的面接触。通过将第一斜面和第二斜面焊接而将密封板的周边部和壳的 开口边缘结合。下文中，将壳的侧壁的外周面14b与第二斜面之间的角(锐角）定义为Θ2。当 壳的侧壁的外周面14b(下文中也简称为壳的外表面)与密封板的外表面相互垂直时，Θ2 = (90-Θ1)(度)。
[0058]如在图8中所示，通过将所述斜面对接焊接而将密封板16的周边部和例如壳14的 开口边缘的上端部结合，从而可以降低因尺寸误差产生的影响。
[0059] 此外，通过焊接所述斜面，可以形成长度大于通常焊缝(参照图9)的长度的焊缝。 尽管图9中的焊缝的长度为L12,但图8中的焊缝的长度大于L12。结果，可以防止因焊接时的 溅射等生成的异物进入壳中。因此，可以更稳定地生产具有期望性能的蓄电装置。
[0060] 在此，锐角Θ1优选在5~85度的范围内。可以根据密封板的厚度和壳的厚度将角Θ1 设定为以上范围内的最佳角度。角Θ1更优选在10~45度的范围内。
[0061] 当将角Θ1设定为例如在5~85度的范围内时，容易将密封板的周边部和壳的开口 边缘彼此焊接。也就是说，当角Θ1在以上范围内时，如图8中所示，通过在垂直于密封板的外 表面的方向施加激光可将密封板的周边部和壳的开口边缘焊接。因此，如图9中所示的情 况，仅通过二维地移动壳或激光头而不改变其姿势即可将密封板的整个周边部焊接到壳的 开口边缘。当从斜上方或垂直于壳的外表面的方向（图8中的水平方向）施加激光时，需要旋 转壳或激光头或者需要改变壳或激光头的姿势，这使得难以进行位置控制。
[0062] 可以将壳的侧壁的与第二斜面14a相邻的部分的厚度L11设定为例如0.1~3mm。厚 度L11可以与整个壳的平均厚度一致。或者，仅与第二斜面相邻的部分可具有在以上范围内 的厚度L11。可以将密封板的与第一斜面16a相邻的部分的厚度L12设定为例如0.1~4mm。厚 度L12也可以与整个密封板的平均厚度一致。或者，仅与第一斜面16a相邻的部分可具有在 以上范围内的厚度L12。
[0063] 第一集电器优选包含第一金属多孔体。例如，当第一电极为用于锂离子电容器或 非水电解质二次电池的正极时，优选将包含铝的金属多孔体用作第一集电器。当第一电极 为用于锂离子电容器或非水电解质二次电池的负极时，优选将包含铜的金属多孔体用作第 一集电器。
[0064] 为了增加蓄电装置的容量，期望尽可能多地增加每单位面积集电器负载的活性材 料的量。然而，如果将大量活性材料负载在现有技术中的金属箱集电器上，则活性材料层的 厚度增加，这增大了活性材料与集电器之间的平均距离。结果，电极的集电性劣化，且活性 材料与电解质之间的接触受到限制，这使得容易损害充放电特性。
[0065] 因此，优选将具有连通孔的有高孔隙率的金属多孔体用作集电器。例如通过如下 制造金属多孔体:在具有连通孔的发泡树脂诸如发泡聚氨酯的骨架表面上形成金属层，使 发泡聚氨酯泡沫热分解，然后将金属还原。
[0066] 第二集电器也可以包含第二金属多孔体。多个第二集电器也可以各自包含用于与 相邻第二集电器实现电连接的耳片状第二连接部。配置第二连接部，使得在片状第二导电 垫片置于所述第二连接部的状态下所述第二连接部在电极组的堆叠方向上相互重叠，且所 述第二连接部可以通过第二紧固构件相互紧固。
[0067] 第一金属多孔体和第二金属多孔体可以具有这样的多孔结构，使得要负载活性材 料的表面积(下文中也称为有效表面积)大