專利名稱：二次電池和二次電池的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及實現(xiàn)了高輸出功率化的二次電池，特別是涉及具有低電阻 且適于大電流放電的集電構(gòu)造的二次電池及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，被用作驅(qū)動用電源的二次電池作為重要的關(guān)鍵裝置之一，正 在進行其開發(fā)。其中，鎳氫蓄電池和鋰離子二次電池由于重量輕、小型且 高能量密度，因此從以手機為首的民用機器被廣泛地應(yīng)用到電動汽車和電 動工具的驅(qū)動用電源。最近，特別是鋰離子二次電池作為驅(qū)動用電源而引 人注目，面向高容量化、高輸出功率的開發(fā)正積極展開。
被用作驅(qū)動用電源的二次電池要求大的輸出電流。因此，提出了一種 在二次電池的構(gòu)造上，特別是在集電構(gòu)造上下了功夫的二次電池。
例如，為了擴大電極面積，采用了如下集電構(gòu)造將正極板和負極板 隔著隔板巻繞，借助于集電接頭將正極板和負極板通過焊接等方式與集電 板接合。不過，這樣的集電構(gòu)造由于集電接頭的電阻大、集電效率差，因 此難以適應(yīng)要求大的輸出電流的驅(qū)動用電源。
另一方面，將正極板和負極板在整個面上與集電板接合的無接頭的集 電構(gòu)造能減小電阻，因此適于大電流放電，但為了進行無接頭集電，需要 將正極板和負極板的端部可靠地與集電板接合。
圖16是表示專利文獻1中所述的集電構(gòu)造的圖，(a)是集電板40的 剖視圖，(b)是將正極板(或負極板)41的端部與集電板40接合的狀態(tài)的 剖視圖。
如圖16 (a)所示，在集電板40的表面上，在與正極板(或負極板) 41的端部相對應(yīng)的位置形成有槽部40a，正極板(或負極板)41的端部插 入該槽部40a中，使集電板40中的構(gòu)成槽部40a的部分熔融，由此如圖16 (b)所示，正極板(或負極板)41的端部與集電板40接合。
以這樣的方法形成的集電構(gòu)造，在正極板(或負極板)41的端部與集電板40的接合部42中，正極板(或負極板)41的端部在被埋入有構(gòu)成集 電板40的金屬的狀態(tài)下被焊接，因此正極板(或負極板)41的端部可靠地 與集電板40接合。
不過，在上述方法中，根據(jù)正極板(或負極板)41的電極組的排列， 在集電板40上必須形成有槽部40a，而且需要用于將正極板(或負極板) 41的端部插入到槽部40a中的位置對齊技術(shù)。結(jié)果，存在制作工序復(fù)雜、 制作成本提高這樣的問題。
在專利文獻2中就記載了一種下述的方法不需要上述那樣的位置對 齊，且以簡單的方法將正極板(或負極板)41的端部與集電板40接合。
圖17是表示專利文獻2中所述的二次電池的集電構(gòu)造的剖視圖。如圖 17所示，在將正極板51和負極板52沿上下方向錯開的狀態(tài)下，隔著隔板 53巻繞，從隔板53突出的正極板51和負極板52的端部51a、 52a通過焊 接與集電板60、 61接合。在此，正極板51和負極板52的端部51a、 52a 通過沿巻繞軸芯方向(圖的上下方向)按壓而形成平坦部，該平坦部焊接 于集龜板60、 61。
這樣形成的集電構(gòu)造將用正極板51和負極板52本身形成的平坦部與 集電板60、 61抵接并焊接，因此能夠在不進行位置對齊的情況下以簡單的 方法將正極板51和負極板52的端部與集電板60、 61接合。
不過，上述方法在謀求二次電池的大容量、小型化方面存在如下問題。 即，在構(gòu)成正極板51或負極板52的集電體被薄箔化時，薄箔本身無法得 到機械強度，因此即使按壓正極板51或負極板52，也難以形成均勻地折彎 的平坦部。特別是，構(gòu)成鋰離子二次電池的正極板51和負極板52的集電 體使用鋁或銅，因此集電體的厚度例如為2(Him左右以下時，通過按壓形成 平坦部變得非常困難。而且，在按壓時，也產(chǎn)生下述的問題因在正極板 51、負極板52的端部(合劑未涂布部)51a、 52a產(chǎn)生的變形，合劑從集電 體的合劑涂布部51b、 52b剝離或破裂的問題。
專利文獻3記載有即使構(gòu)成正極板或負極板的集電體被薄箔化，也能 將正極板或負極板的端部與集電板接合的技術(shù)。
圖18是表示專利文獻3中所述的集電板70的結(jié)構(gòu)的立體圖。如圖18 所示，在平板形狀的集電板70的表面上形成有彼此向相反方向突出的第1凸部70a和第2凸部70b，在正極板(或負極板)80的端部與第2凸部70b 抵接的狀態(tài)下，通過對第1凸部70a上照射能量，使第1凸部70a、集電板 70主體部的一部分和第2凸部70b熔融，使正極板(或負極板)80的端部 與集電板70接合。
以這種方法形成的集電構(gòu)造僅通過使正極板(或負極板)80的端部與 集電板70的第2突出70b抵接，通過使集電板70本身熔融所生成的熔融 構(gòu)件就能與集電板70接合，因此即使構(gòu)成正極板(或負極板)80的集電體 被薄箔化而導(dǎo)致機械強度變?nèi)?，也能在集電體上在不施加負荷的情況下將 正極板(或負極板)80的端部與集電板70接合。
專利文獻1:日本特開2006-172780號公報
專利文獻2:日本特開2000-294222號公報
專利文獻3:日本特開2004-172038號公報
專利文獻3中所述的方法為了可靠地實現(xiàn)二次電池的大容量、小型化， 即使在構(gòu)成正極板或負極板的集電體被薄箔化的情況下，也能使正極板或 負極板的端部與集電板結(jié)合，但是將該方法適用于批量生產(chǎn)工序時，存在 如下問題。
艮P，專利文獻3中所述的方法中，要熔融的第1凸部70a、集電板70 主體部的一部分以及第2凸部70b的體積大于平板形狀的集電板70的體積， 因此，例如，在照射了直到使第2凸部70b熔融那樣的過多能量時，與第l 凸部70a和第2凸部70b相鄰的熱容量小的集電板70就熔融，連同集電板 70的主體部的一部分熔融落下。而且，在照射只使第1凸部70a熔融那樣 過小的能量時，就無法熔融到第2凸部70b，無法進行焊接。另外，在正極 板(或負極板)80未抵接的集電板70的部位，沒有集電板70熔融所生成 的熔融構(gòu)件流入的地方，因此由于熔融構(gòu)件本身的重量，有可能從集電板 70的主體部分離，就會落下。
這樣，由于要照射到集電板70上的能量控制復(fù)雜，因此在適用于批量 生產(chǎn)工序的情況下，難以穩(wěn)定地將正極板(或負極板)80的端部與集電板 70結(jié)合。而且，熔融構(gòu)件落下時，也成為損壞正極板(或負極板)80的合 劑涂布部等、并使可靠性降低的主要原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其主要目的在于提供一種具有穩(wěn)定 的正極板(或負極板)和集電板之間的接合部、具有適于大電流放電的集 電構(gòu)造的二次電池。
本發(fā)明人等著眼于專利文獻3所述的方法中的要照射到集電板(第1 凸部)上的能量的控制變復(fù)雜的主要原因在于要熔融部分的集電板的體積 大于不熔融的集電板的主體部的體積，在本發(fā)明的二次電池的集電板中， 采用了在其主表面的一部分上設(shè)有在內(nèi)側(cè)具有間隙部的突出部的結(jié)構(gòu)。艮口， 本發(fā)明的二次電池的集電構(gòu)造具有如下結(jié)構(gòu)在使正極板(或負極板)的 端部與形成有該突出部的集電板抵接(也稱為靠接或鄰接)的狀態(tài)下，對 突出部進行局部加熱，利用焊接將正極板(或負極板)的端部與集電板接合。
該突出部由于在其內(nèi)側(cè)具有間隙部，因此要熔融部分的集電板的體積 與不熔融的集電板的主體部的體積沒有多大差別。因此，能夠容易決定要 照射到集電板(突出部)上的能量的大小。
而且，突出部熔融所生成的熔融構(gòu)件經(jīng)由間隙部被迅速地引導(dǎo)到正極 板(或負極板)的端部，因此能夠均勻且可靠地焊接正極板(或負極板) 端部的接合部。并且，即使在正極板(或負極板)未抵接的集電板的部位， 突出部熔融所生成的熔融構(gòu)件在間隙部內(nèi)由表面張力所保持，因此能防止 從集電板落下。
本發(fā)明的二次電池的制造方法是具有正極板和負極板隔著多孔質(zhì)絕緣
層配置而成的電極組的二次電池的制造方法，其特征在于，包括以下工序:
(a) 準(zhǔn)備電極組的工序，該電極組是在至少一種極性的極板的端部從多孔
質(zhì)絕緣層突出的狀態(tài)下，正極板和負極板隔著多孔質(zhì)絕緣層配置而成的，
(b) 準(zhǔn)備在一個主表面上形成有在內(nèi)側(cè)具有間隙部的突出部的集電板的工
序，(c)將從多孔質(zhì)絕緣層突出的極板的端部與集電板的其它主表面抵接
的工序，和(d)通過對突出部進行局部加熱，將極板的端部和集電板接合 的工序，在工序(d)中，極板的端部通過突出部熔融所生成的熔融構(gòu)件來 焊接在集電板上。
另外，優(yōu)選的是在上述工序(d)中，極板的端部通過突出部熔融所生
9成的熔融構(gòu)件經(jīng)由間隙部被引導(dǎo)到極板的端部而被焊接在集電板上。
根據(jù)這樣的方法，能夠使突出部熔融所生成的熔融構(gòu)件經(jīng)由間隙部被 迅速地引導(dǎo)到極板端部，因此能夠均勻且可靠地焊接極板端部的接合部。 而且，即使在極板未抵接的集電板的部位，集電板熔融所生成的熔融構(gòu)件 在間隙部內(nèi)由表面張力所保持，因此能防止從集電板落下。由此，能夠?qū)?現(xiàn)具有穩(wěn)定的極板端部和集電板之間的接合部、具有適于大電流放電的集 電構(gòu)造的二次電池。
在某個最佳實施方式中，上述突出部呈放射狀形成在上述集電板的一 個主表面上。在此，優(yōu)選電極組具有正極板和負極板隔著多孔質(zhì)絕緣層巻 繞而成的結(jié)構(gòu)。
在某個最佳實施方式中，上述突出部在集電板的一個主表面上與正極 板和負極板的層疊方向平行地形成。在此，優(yōu)選電極組具有正極板和負極 板隔著多孔質(zhì)絕緣層層疊而成的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，從多孔質(zhì)絕緣層突出的極板端部與突出部在集電板 的一個主表面上延伸的方向大致正交的狀態(tài)下，與集電板的其它主表面抵 接，因此能夠可靠地將極板端部焊接到集電板上。
優(yōu)選上述突出部是通過對由平板構(gòu)成的集電板進行沖壓加工，以設(shè)有 間隙部的狀態(tài)一體地形成的。由此能夠容易形成在內(nèi)側(cè)具有間隙部的突出 部。
優(yōu)選上述突出部被形成為該突出部的高度大于集電板的厚度。由此， 能夠?qū)⒊渥懔康娜廴跇?gòu)件供給到極板端部的接合部。
優(yōu)選設(shè)在上述突出部的內(nèi)側(cè)的間隙部的寬度被形成為集電板的厚度以 下。由此，即使在極板未抵接的集電板的部位，也能夠以足夠大的表面張 力將集電板熔融所生成的熔融構(gòu)件保持在間隙部內(nèi)。
優(yōu)選設(shè)在上述突出部的內(nèi)側(cè)的間隙部在開口端變寬，或者在開口端變 窄。由此，根據(jù)開口端的寬窄，能夠控制極板和集電板之間的接合部的寬 度和深度。
優(yōu)選在上述工序(C)中，電極組的所有的極板端部與集電體的一個主 表面抵接。由此，能夠防止在焊接時在極板端部產(chǎn)生電火花。
優(yōu)選在上述工序(d)中，至少二個以上的極板端部通過形成在集電板
10的其它主表面的一突出部熔融所生成的熔融構(gòu)件而被焊接在集電板上。
本發(fā)明的二次電池的制造方法是具有正極板和負極板隔著多孔質(zhì)絕緣 層配置而成的電極組的二次電池的制造方法，其特征在于，包括以下工序:
(a) 準(zhǔn)備電極組的工序，該電極組是在至少一種極性的極板的端部從多孔
質(zhì)絕緣層突出的狀態(tài)下，正極板和負極板隔著多孔質(zhì)絕緣層配置而成的，
(b) 準(zhǔn)備形成有多個貫穿孔的集電板的工序，(c)將從多孔質(zhì)絕緣層突出
的極板的端部與集電板的其它主表面抵接的工序，和(d)通過使熔融金屬
流入到貫穿孔中，將極板的端部和集電板接合的工序，在工序(d)中，極 板端部通過經(jīng)由貫穿孔被引導(dǎo)到極板端部的熔融金屬來焊接在集電板上。 另外，優(yōu)選上述貫穿孔的大小在集電板的厚度以下。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，流入到貫穿孔中的熔融金屬能夠經(jīng)由貫穿孔而被迅 速地引導(dǎo)到極板端部，因此能夠均勻且可靠地悍接極板端部的接合部。即 使在極板未抵接的集電板的部位，流入到貫穿孔中的熔融金屬在貫穿孔內(nèi) 由表面張力所保持，因此能防止從集電板落下。由此能夠?qū)崿F(xiàn)具有穩(wěn)定的 極板端部和集電板之間的接合部、具有適于大電流放電的集電構(gòu)造的二次 電池。
在此，優(yōu)選上述熔融金屬是由通過加熱填充焊絲而使該填充焊絲熔融 所生成的熔融構(gòu)件來供給的。
本發(fā)明的二次電池的特征在于，具有正極板和負極板隔著多孔質(zhì)絕緣 層配置而成的電極組，其中，至少一種極性的極板的端部從多孔質(zhì)絕緣層 突出；該突出的極板的端部以抵接于集電板的一個主表面上的狀態(tài)與該集 電板接合；形成在集電板的其它主表面的突出部熔融所生成的熔融構(gòu)件經(jīng) 由設(shè)在突出部的內(nèi)側(cè)的間隙部而被引導(dǎo)到極板端部，從而極板端部被焊接 在集電板上。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，突出部熔融所生成的熔融構(gòu)件經(jīng)由間隙部而被迅速 地引導(dǎo)到極板端部，因此能夠得到均勻且可靠地焊接極板端部的接合部。 即使在極板未抵接的集電板的部位，集電板熔融所生成的熔融構(gòu)件不會從 集電板落下而保持在間隙部內(nèi)。由此能夠?qū)崿F(xiàn)具有穩(wěn)定的極板和集電板之 間的接合部、具有適于大電流放電的集電構(gòu)造的二次電池。
在此，優(yōu)選上述電極組具有正極板和負極板隔著多孔質(zhì)絕緣層巻繞而
ii成的結(jié)構(gòu)，極板端部的接合部在集電板的一個主表面內(nèi)被形成在放射狀的 部位?；蛘撸鲜鲭姌O組具有正極板和負極板隔著多孔質(zhì)絕緣層層疊而成 的結(jié)構(gòu)，極板端部的接合部在集電板的一個主表面內(nèi)被形成在與正極板和 負極板的層疊方向平行的部位。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，從多孔質(zhì)絕緣層突出的極板端部在與突出部在集電 板的一個主表面上延伸的方向大致正交的狀態(tài)下與集電板的其它主表面抵 接，因此能夠得到可靠地焊接的極板端部的接合部。
優(yōu)選形成有上述極板端部的接合部的部位的上述集電板的其它主表面 是凹部。由此能夠利用目視觀察來確認焊接的極板端部的接合部的狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的二次電池，使正極板(或負極板)的端部與在內(nèi)側(cè)形成 具有間隙部的突出部的集電板抵接的狀態(tài)下，使突出部熔融，使該突出部 熔融所生成的熔融構(gòu)件經(jīng)由間隙部被迅速地引導(dǎo)到正極板(或負極板)的 端部，由此能均勻且可靠地將正極板(或負極板)端部焊接在集電板上。 而且，即使在正極板(或負極板)未抵接的集電板的部位，集電板熔融所 生成的熔融構(gòu)件在間隙部內(nèi)由表面張力所保持，因此能防止從集電板落下。 由此，能實現(xiàn)具有穩(wěn)定的正極板(或負極板)和集電板之間的接合部、具 有適于大電流放電的集電構(gòu)造的二次電池。


圖1是表示本發(fā)明的第1實施方式的二次電池的集電構(gòu)造的圖，(a)
是表示將極板端部與集電板抵接的狀態(tài)的圖，(b)是表示將極板端部與集
電板接合的狀態(tài)的圖。
圖2 (a)、 (b)是第1實施方式的正極板和負極板的展開圖。
圖3 (a)表示第l實施方式的電極組的結(jié)構(gòu)的立體圖，圖3 (b)表示
集電板的結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖3 (c)是沿著圖3 (b)的IIIc一nic的突出部的
剖視圖。
圖4是表示第1實施方式的二次電池的結(jié)構(gòu)的剖視圖。 圖5 (a) (c)是表示第1實施方式的突出部的形狀和接合部的形狀 的圖。
圖6 (a)是表示第1實施方式的電極組的結(jié)構(gòu)的立體圖，圖6 (b)表
12示集電板的結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖6 (c)是沿著圖6 (b)的VIc—VIc的突出部 的剖視圖。
圖7是表示第1實施方式的集電構(gòu)造的圖，(a)是表示將極板端部與 集電板抵接的狀態(tài)的圖，(b)是表示將極板端部與集電板接合的狀態(tài)的圖。 圖8是表示將第1實施方式的極板端部與集電板接合的狀態(tài)的圖。 圖9(a)、 (b)是表示第1實施方式的變形例的集電板的結(jié)構(gòu)的俯視圖。 圖10 (a)、 (b)是表示第1實施方式的變形例的集電板的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖11 (a) (c)是表示第1實施方式的變形例的突出部的形狀的剖 視圖。
圖12 (a)、 (b)是第1實施方式的變形例的正極板和負極板的展開圖。 圖13是表示第1實施方式的變形例的二次電池的結(jié)構(gòu)的剖視圖。 圖14 (a) (d)是表示本發(fā)明的第2實施方式的集電板的結(jié)構(gòu)的剖 視圖。
圖15 (a) (c)是表示第2實施方式的貫穿孔的排列的俯視圖。 圖16是表示以往的二次電池的集電構(gòu)造的圖，(a)是表示集電板的結(jié) 構(gòu)的圖，(b)是表示將極板端部與集電板接合的狀態(tài)的圖。 圖17是表示以往的二次電池的集電構(gòu)造的剖視圖。 圖18是表示以往的二次電池的集電板的結(jié)構(gòu)的立體圖。
附圖標(biāo)記說明
l正極板；la正極板端部(正極合劑未涂布部)；lb正極合劑涂布部；
2負極板；2a負極板端部(負極合劑未涂布部)；2b負極合劑涂布部； 3多孔質(zhì)絕緣層；4電極組；9接合部；10正極集電板；11負極集電板; 12突出部；12a間隙部；13電池容器；15正極導(dǎo)線；16封口板； 17墊圈；20貫穿孔。
具體實施例方式
下面，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。在以下的附圖中，為 了簡化說明，用同一附圖標(biāo)記表示實質(zhì)上具有同一功能的構(gòu)成要素。另外，本發(fā)明不限于以下實施方式。 第1實施方式
圖1是示意性地表示本發(fā)明的第1實施方式的二次電池的集電構(gòu)造的
圖，(a)是表示將正極板的端部la與正極集電板10抵接的狀態(tài)的立體圖， (b)是表示將正極板的端部la與正極集電板10接合的狀態(tài)的剖視圖。另 外，本發(fā)明也能適用于負極板的端部2a和負極集電板11，所以在以下的說 明中，沒有區(qū)別正負極性，僅稱為極板和集電板。自不待言，本發(fā)明當(dāng)然 也包含只適用于一種極性的情況。
如圖1 (a)所示，集電板10在一個主表面10a (在圖中為上表面)的 一部分形成有在內(nèi)側(cè)具有間隙部12a的突出部12。并且，從后述的多孔質(zhì) 絕緣層突出的極板端部la與集電板10的另一個主表面10b抵接。在此， 突出部12延伸的方向(箭頭X的方向)與極板端部la延伸的方向(箭頭 Y的方向)大致正交。
在該狀態(tài)下，通過對突出部12進行局部加熱，從而使突出部12熔融 時，如圖1 (b)所示，突出部12熔融所生成的熔融構(gòu)件經(jīng)由間隙部12a而 被引導(dǎo)到極板端部la，極板端部la和集電板10之間在接合部9由熔融構(gòu) 件焊接。另外，突出部12在具有一定寬度的區(qū)域內(nèi)熔融，因此極板端部la 在其兩面由熔融構(gòu)件焊接。而且，突出部12所熔融的區(qū)域只要遍及到鄰接 的極板相抵接的部位，則也能將2個以上的極板端部la同時焊接于集電板 10上。此時，極板端部la未抵接的集電板10的部位也因突出部12熔融所 生成熔融構(gòu)件，但是在此生成的熔融構(gòu)件在間隙部12a內(nèi)由表面張力所保 持，因此不會從集電板10落下。
而且，熔融了的突出部12作為熔融構(gòu)件而被供給到極板端部的接合部 9，因此如圖l (b)所示，形成有極板端部la的接合部9的部位的集電板 10的表面為凹部。由此，能通過目視觀察來確認所焊接的極板端部的接合 部9的狀態(tài)。
另外，在構(gòu)成極板的集電體的厚度薄的情況下，為了防止極板端部la 與集電板10抵接時的極板端部la的變形，優(yōu)選極板端部la與集電板10 大致垂直地抵接。而且，這樣一來，能將突出部12熔融所生成的熔融構(gòu)件 均勻地引導(dǎo)到極板端部la的兩面上，從而能得到更加穩(wěn)定的接合部9。下面參照圖2 圖4對本發(fā)明的二次電池的具體的制造方法進行說明。 首先，準(zhǔn)備正極板1和負極板2，如圖2 (a)所示，該正極板1沿正 極集電體的寬度方向具有正極合劑被涂布成帶狀的涂布部lb和未涂布部 la，如圖2 (b)所示，該負極板2沿負極集電體的寬度方向具有負極合劑 被涂布成帶狀的涂布部2b和未涂布部2a。
接著，如圖3 (a)所示，在正極板l的端部(未涂布部la)、負極板2 的端部(未涂布部2a)相互沿相反方向從多孔質(zhì)絕緣層(未圖示)突出的 狀態(tài)下，正極板1和負極板2隔著多孔質(zhì)絕緣層螺旋狀地巻繞，形成電極 組4。
在此，多孔質(zhì)絕緣層例如包括由具有關(guān)閉功能的樹脂形成的微多孔質(zhì) 膜，或，包含這樣的微多孔質(zhì)膜和不具有關(guān)閉功能的絕緣性粒子的耐熱性 多孔質(zhì)膜的層疊膜。
如圖3 (b)所示，準(zhǔn)備圓盤狀的正極集電板10和負極集電板11，在 其表面上呈放射狀形成突出部12。圖3 (c)是沿著圖3 (b)的IIIc一IIIc 的突出部12的剖視圖。在突出部12的內(nèi)側(cè)形成有間隙部12a。在此，突出 部12例如能夠通過將由平板構(gòu)成的集電板10、 11在設(shè)有間隙部的狀態(tài)下 進行沖壓加工，從而與集電板10、 11形成為一體。另外，集電板10、 11 的形成除了沖壓加工之外，也能使用切削加工和鍛造加工等。
在此，正極板1和負極板2呈螺旋狀巻繞，因此極板端部la、 2a在任 何部位都與呈放射狀在集電板10、 11的表面上形成的突出部12大致正交。
接著，將圖3 (a)所示的電極組4以圖1 (a)所示那樣的狀態(tài)與圖3 (b)所示的集電板10、 ll抵接，對突出部12進行局部加熱，由此極板端 部la、 2a與集電板10、 11分別由突出部12熔融所生成的熔融構(gòu)件進行焊 接。在此，極板端部la、 2a與在集電板10、 11的表面上形成的突出部12 在任何部位都大致正交，因此能將極板端部la、2a可靠地焊接在集電板10、 ll上。
另外，如圖3 (b)所示，優(yōu)選將電極組4的所有極板端部la、 2a與集 電板IO、 11的面抵接。這是因為，如果極板端部la、 2a的一部分從集電板 10、 11的面露出來，則焊接時，該露出來的部分有時候產(chǎn)生電火花，有可 能無法穩(wěn)定的焊接。圖4是表示將由上述方法形成的集電構(gòu)造收容在電池容器13中而完成 的二次電池的構(gòu)造的剖視圖。負極集電板11與電池容器13的底部連接， 正極集電板10通過正極導(dǎo)線15與封口板16連接。而且，在電池容器13 中注入有非水電解質(zhì)(未圖示)，隔著墊圈17用封口板16密封。
由以上的制造方法所制作的二次電池由于突出部12熔融所生成的熔融 構(gòu)件經(jīng)由間隙部12a而被迅速地引導(dǎo)到極板端部la、 2a，因此能得到均勻 且可靠地被焊接的極板端部la、 2a的接合部。而且，即使是在極板端部la、 2a未抵接的集電板10、 11的部位，突出部12熔融所生成的熔融構(gòu)件也不 會從集電板IO、 ll落下，而被保持在間隙部12a內(nèi)。由此，能實現(xiàn)一種二 次電池，其具有穩(wěn)定的極板端部la、 2a和集電板10、 ll之間的接合部，可 靠性優(yōu)異且具有適于大電流放電的集電構(gòu)造。
不過，本申請發(fā)明人等對突出部12的形狀進行了研究，發(fā)現(xiàn)通過改變 在突出部12的內(nèi)側(cè)形成的間隙部12a的形狀，能控制極板端部la、 2a的接 合部9的形狀。
圖5 (a) (c)是示意性地表示形成在突出部12的內(nèi)側(cè)的間隙部12a 的形狀和極板端部la、 2a的接合部9的形狀之間的關(guān)系的圖。在圖5 (a) (c)中，左側(cè)的圖表示將極板端部la、 2a與集電板10、 11抵接的狀態(tài)， 右側(cè)的圖表示使突出部12熔融而將極板端部la、 2a焊接到集電板10、 11 上的狀態(tài)。
圖5 (a)所示的突出部12的間隙部12a形成寬度W大致恒定的形狀， 此時，極板端部la、 2a的接合部9為突出部12熔融所生成的熔融構(gòu)件在極 板端部la、 2a的表面上擴展開的形狀。
相對于此，圖5 (b)所示的突出部12的間隙部12a形成其開口端比寬 度W更寬的形狀，此時，極板端部la、 2a的接合部9為突出部12熔融所 生成的熔融構(gòu)件在極板端部la、 2a的表面上又薄又寬地擴展的形狀。
而且，圖5 (c)所示的突出部12的間隙部12a形成其開口端變得比寬 度W窄的形狀，此時，極板端部la、 2a的接合部9為突出部12熔融所生 成的熔融構(gòu)件在極板端部la、 2a的表面上又窄又深地擴展的形狀。
這樣，通過對形成在突出部12的內(nèi)側(cè)的間隙部12a的形狀進行改變， 能控制極板端部la、 2a的接合部9的形狀，因此，例如，在想要同時焊接
16多個極板端部la、 2a時，將間隙部12a形成為圖5 (b)所示那樣的形狀即 可，在想要擴大接合部9的面積來加強接合時，使間隙部12a形成為圖5 (c)所示那樣的形狀即可。
為了將充足的熔融構(gòu)件供給到接合部9，優(yōu)選突出部12的高度H形成 得大于集電板10、 11的厚T。即使在不改變集電板10、 11的主體部的厚度 的情況下使突出部12的高度H變高，突出部12本身的壁厚也不改變，因 此要照射到突出部12上的能量的量恒定即可，而且，突出部12熔融所生 成的熔融構(gòu)件連續(xù)地經(jīng)由間隙部12a而被迅速地引導(dǎo)到極板端部la、 2a， 因此能均勻且可靠地焊接極板端部la、 2a的接合部。
優(yōu)選設(shè)在突出部12的內(nèi)側(cè)的間隙部12a的寬度W形成為集電板10、 11的厚T以下。具體來說，為0.5mm以下，更優(yōu)選形成為0.2mm以下。 這樣一來，即使在極板1、 2未抵接的集電板10、 11的部位，集電板10、 11熔融所生成的熔融構(gòu)件在間隙部12a內(nèi)也由表面張力保持，因此能更加 可靠地防止從集電板10、 11落下。另外，間隙部12a的較佳的寬度W能根 據(jù)集電板IO、 ll的材質(zhì)、使突出部12熔融的加熱條件等適當(dāng)?shù)貨Q定。
不過，圖3 (a)所示的電極組4是將正極板1和負極板2隔著多孔質(zhì) 絕緣層巻繞成螺旋狀而成的結(jié)構(gòu)，但如圖6 (a)所示，也可以是將正極板 l和負極板2隔著多孔質(zhì)絕緣層(未圖示)層疊而成的結(jié)構(gòu)。此時，電極組 4是在將正極板1的端部la、負極板2的端部2a例如以互相沿相反方向從 多孔質(zhì)絕緣層突出的狀態(tài)下，將正極板1和負極板2隔著多孔質(zhì)絕緣層層 疊而形成的。
相對于這樣的結(jié)構(gòu)的電極組4，如圖6 (b)所示，集電板IO、 11采用 了長方形狀。并且，形成在集電板IO、 11的表面上的突出部12與正極板1 和負極板2的層疊方向(箭頭D的方向)平行地形成。另外，如圖6 (c) 所示，突出部12在突出部12的內(nèi)側(cè)形成有間隙部12a。
在此，正極板1和負極板2的層疊方向和突出部12被互相平行地形成, 因此正極板l的端部la和負極板2的端部2a與形成在集電板10、 11的面 上的突出部12在任何部位都大致正交。
使圖6 (a)所示的電極組4與圖6 (b)所示的集電板10、 11抵接， 對突出部12進行局部加熱，由此能將極板端部la、 2a和集電板10、 11通
17過突出部12熔融所生成的熔融構(gòu)件來均勻且可靠地焊接。
如圖1 (a)所示，優(yōu)選極板端部la、 2a與形成在集電板10、 11的面 上的突出部12正交，但是，例如，如圖7 (a)所示，極板端部la、 2a即 使與形成在集電板10、 11的面上的突出部12平行，也能得到本發(fā)明的效 果。
此時，優(yōu)選突出部12的間隙部12a形成為圖5 (b)所示那樣的開口端 比寬度W寬的形狀。這樣一來，突出部12熔融所生成的熔融構(gòu)件在集電 板10、 11的下表面擴大到很寬的范圍，因此，如圖7 (b)所示，能夠?qū)⑷?融構(gòu)件被供給到位于從突出部12離開的位置的極板端部la、2a的接合部9， 從而將極板端部la、 2a焊接到集電板10、 11上。
如圖8所示，電極組的極板間比較密時，至少使二個以上的極板端部 la、 2a與形成在集電板10、 11的面上的一個突出部12的附近抵接，由此 將多個極板端部la、2a通過熔融所生成的熔融構(gòu)件來全部焊接在集電板10、 11上。
如上所述，本發(fā)明的二次電池具有穩(wěn)定的極板端部和集電板之間的接 合部，可靠性優(yōu)越，且具有適于大電流放電的集電構(gòu)造，然而，特別是對 于在正極板或負極板的集電體上采用了膜厚為50um以下、更佳的是20w m以下的鋁箔或銅箔等的高輸出功率的鋰離子二次電池是特別有效的。
第1實施方式的變形例
在第1實施方式中，圖3 (c)示出了形成在集電板10、 11的面上的突 出部12的形狀的較佳例，但不限于此，能夠?qū)⒕哂懈鞣N形狀的突出部12 適用于本發(fā)明。
圖9 (a)、 (b)是表示形成在集電板10、 11的面上的突出部12的形狀 的圖，能適用于如圖3 (a)所示那樣將正極板1和負極板2隔著多孔質(zhì)絕 緣層巻繞成螺旋狀地形成的電極組。
圖9 (a)是表示多列平行地形成在集電板10、 11的面上的突出部12 的形狀的變形例的圖。這樣形狀的突出部12通過對由平板構(gòu)成的集電板10、 ll在設(shè)有間隙部的狀態(tài)下進行沖壓加工，能容易地形成。
另外，正極板1和負極板2呈螺旋狀巻繞，因此正極板l的端部la和 負極板2的端部2a在與集電板10、 ll抵接的部位，與突出部12以各種角度交叉，但是通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定突出部12排列的間隔，能將極板端部la、 2a 可靠地焊接到集電板IO、 11上。
圖9 (b)是表示多個獨立地形成在集電板10、 11的面上的突出部12 的形狀的變形例的圖。此時，對獨立的突出部12進行點狀地照射能量即可， 能抑制焊接時的溫度上升。
圖10 (a)、 (b)是表示能較佳地適用于將正極板1和負極板2隔著多 孔質(zhì)絕緣層巻繞而成的巻繞物壓縮而變形成扁平狀的電極組的突出部12的 例子的圖。
圖10 (a)所示的突出部12形成在與長方形狀的集電板10、 11的長邊、 短邊垂直的方向。這樣形成的突出部12在正極板1的端部la和負極板2 的端部2a與集電板10、 11抵接的部位大致垂直地交叉，因此能均勻且可 靠地將極板端部la、 2a焊接在集電板10、 11上。
圖10 (b)所示的突出部12是在集電板10、 11的面上獨立地形成有多 個。此時，對獨立的突出部12進行點狀地照射能量即可，能抑制焊接時的 溫度上升。
接著，在第1實施方式中，圖5 (a) (c)示出了形成在突出部12 的內(nèi)側(cè)的間隙部12a的形狀的較佳的例子，但不限于此，能將具有各種形 狀的間隙部12a的突出部12適用于本發(fā)明。
圖11 (a) (c)是表示形成在突出部12的內(nèi)側(cè)的間隙部12a的形狀 的變形例的圖。
圖11 (a)所示的間隙部12a在開口端變寬，此時，突出部12熔融所 生成的熔融構(gòu)件被以較寬的范圍引導(dǎo)到極板端部la、 2a的表面上，因此最 好適用于將多個極板端部la、 2a—次性地焊接到集電板10、 ll上的情況。
圖11 (b)所示的間隙部12a在開口端變窄，此時，突出部12熔融所 生成的熔融構(gòu)件被又窄又深地引導(dǎo)到極板端部la、 2a的表面上，因此較佳 適用于將極板端部la、 2a更牢固地與集電板10、 ll接合的情況。
圖11 (c)所示的間隙部12a在開口端具有突起(或舌片)12b，因此 突出部12熔融所生成的熔融構(gòu)件在不從集電板10、 11脫離的情況下被引 導(dǎo)到極板端部la、 2a的表面上，因此能得到可靠性很高的接合。
接著，在第1實施方式中，如圖2 (a)、 (b)所示，極板端部la、 2a
19由未涂布合劑的未涂布部la、 2a構(gòu)成，但在構(gòu)成正極板1 (或負極板2)的 集電體的膜厚較薄時，使極板端部la、 2a與集電板10、 ll抵接時，或者， 焊接了極板端部la、 2a的接合部9時，極板端部la、 2a有可能彎折。
圖12 (a)、 (b)是表示在正極板1的端部la和負極板2的端部2a的 一部分設(shè)有補強層30的正極板1和負極板2的結(jié)構(gòu)的圖。g卩，如圖12(a)、 (b)所示，是未涂布合劑的未涂布部la、 2a中的與集電板10、 11焊接的 部位設(shè)有補強層30的結(jié)構(gòu)。在此，優(yōu)選補強層30形成為與合劑涂布部lb、 2b的厚度大致相同或更薄的厚度。由此，能夠在不減少電極組的巻繞次數(shù) 的情況下能防止極板端部la、 2a的彎折。
在此，補強層30例如是將漿料涂布在未涂布部la、 2a上之后進行干燥 而形成的，該漿料是將氧化鋁等無機氧化物填料、粘接劑和適量的N-甲基 -2-吡咯烷酮(以下，記為"NMP")混合而制成的。
圖13是表示將集電構(gòu)造收容在電池容器13內(nèi)而完成的二次電池的構(gòu) 造的剖視圖，該集電構(gòu)造是將圖12 (a)、 (b)所示的正極板1和負極板2 隔著多孔質(zhì)絕緣層3呈螺旋狀巻繞而形成電極組4之后，將電極組4焊接 到集電板IO、 ll上而形成的。
第2實施方式
在第l實施方式中，使在內(nèi)側(cè)具有間隙部12a的突出部12熔融，將該 突出部12熔融所生成的熔融構(gòu)件經(jīng)由間隙部12a引導(dǎo)到極板端部la、 2a, 由此將極板端部la、 2a焊接到集電板10、 11上，但是在本實施方式中，從 外部供給該熔融構(gòu)件。
圖14 (a)是示意性地表示本實施方式的集電板10、 11的結(jié)構(gòu)的剖視 圖，在集電板IO、 11中形成有多個貫穿孔20 (在圖中只示出了l個)。并 且，例如，在將圖3 (a)或圖6 (a)所示那樣的從多孔質(zhì)絕緣層突出的極 板端部la、 2a與形成有多個貫穿孔20的集電板10、 11抵接的狀態(tài)下，使 熔融金屬流入到貫穿孔20中，由此極板端部la、 2a通過焊接被接合在集電 板10、 11上。
這樣，在本實施方式中，能使流入貫穿孔20的熔融金屬通過貫穿孔20 迅速地引導(dǎo)到極板端部la、 2a，因此能均勻且可靠地焊接極板端部la、 2a 的接合部。即使在極板端部la、 2a未抵接的集電板10、 ll的部位，流入到
20貫穿孔20中的熔融金屬在貫穿孔20內(nèi)也由表面張力保持，因此能防止從 集電板10、 11落下。由此，能實現(xiàn)具有穩(wěn)定的極板端部la、 2a和集電板 10、 ll之間的接合部、具有適于大電流放電的集電構(gòu)造的二次電池。
在此，熔融金屬例如能通過經(jīng)由加熱填充焊絲而使由填充焊絲熔融所 生成的熔融構(gòu)件來供給。
優(yōu)選貫穿孔20的孔的大小W形成為集電板10、 ll的厚度以下。具體 來說，優(yōu)選形成為0.5mm以下，更優(yōu)選形成為0.2mm以下。這樣一來，即 使在極板端部la、 2a未抵接的集電板10、 ll的部位，流入到貫穿孔20中 的熔融金屬在貫穿孔20內(nèi)也由表面張力保持，因此能更加可靠地防止從集 電板10、 11落下。
不過，與第1實施方式所說明的相同，通過改變形成在集電板10、 11 上的貫穿孔20的形狀，能控制極板端部la、 2a的接合部9的形狀。
例如，如圖14 (b)所示，貫穿孔20的開口端形成為比孔的大小W更 寬的形狀時，流入到貫穿孔20中的熔融金屬被以較寬的范圍引導(dǎo)到極板端 部la、 2a的表面上，因此適用于將多個極板端部'la、 2a—次性地焊接到集 電板10、 11上。
而且，如圖14 (c)所示，在使貫穿孔20的開口端形成為比孔的大小 W更窄的形狀時，流入到貫穿孔20中的熔融金屬被又窄又深地引導(dǎo)到極板 端部la、 2a的表面上，因此適用于將極板端部la、 2a更牢固地與集電板 10、 11接合。
另外，如圖14 (d)所示，使貫穿孔20的開口端形成為設(shè)有突起(或 舌片)的形狀時，流入到貫穿孔20中的熔融金屬在不從集電板10、 11脫 離的情況下被引導(dǎo)到極板端部la、 2a的表面上，因此能得到可靠性很高的 接合。
圖15 (a) (c)是表示形成在集電板10、 11上的貫穿孔20的排列 的一個例子的圖，上述集電板10、 11能適用于正極板1和負極板2呈螺旋 狀巻繞而形成的電極組。
圖15 (a)是表示貫穿孔20在集電板10、 11的面上呈放射狀配置的例 子，圖15 (b)是表示貫穿孔20在集電板10、 11的面上平行配置的例子， 圖15 (c)是表示貫穿孔20在集電板10、 11的面上被配置在多個位置的例子。
本實施方式中，上述貫穿孔20例如能通過壓力機的沖孔加工形成，因 此比形成第1實施方式的突出部12更容易形成。
下面對將本發(fā)明適用于鋰離子二次電池的實施例進行說明。
實施例1
正極板的制作
將85重量份鈷酸鋰粉末作為正極活性物質(zhì)，將10重量份碳粉末作為 導(dǎo)電劑，將5重量份聚偏二氟乙烯(PVDF)作為粘接劑，使它們混合而制 作成正極合劑。
接著，將正極合劑涂布在厚度為15um、寬度為56mm的鋁箔的正極 集電體的兩面上，將正極合劑干燥之后，軋制正極合劑涂布部，制作成厚 度為150ym的正極板。此時的正極合劑涂布部的寬度是50mm，正極合劑 未涂布部的寬度是6mm。
(2) 負極板的制作
將95重量份人造石墨粉末作為負極活性物質(zhì)，將5重量份PVDF作為 粘接劑，使它們混合而制作成負極合劑。
接著，將負極合劑涂布在厚度為10um、寬度為57mm的銅箔的負極 集電體的兩面上，將負極合劑干燥之后，軋制負極合劑涂布部，制作成厚 度160um的負極板。此時的負極合劑涂布部的寬度是52mm，負極合劑未 涂布部的寬度是5mm。
(3) 電極組的制作 將上述那樣制作的正極板和負極板以覆蓋正極合劑涂布部和負極合劑
涂布部的方式隔著由寬度為53mm、厚度為25 u m的聚丙烯樹脂制微多孔 薄膜形成的多孔質(zhì)絕緣層呈螺旋狀巻繞，制作成電極組。
(4) 集電板的制作
對厚度為0.5mm、 50mm見方的鋁板進行沖壓加工，在鋁板的面上平行 地形成了高度為1mm、間隙部為0.2111111的突出部。通過壓力機對該鋁板進 行沖孔，制作成在中央部具有直徑為7mm的孔的直徑為24mm的圓板狀的 正極集電體。用同樣的方法，制作成由厚度為0.3mm的銅板構(gòu)成的負極集 電板。(5) 集電構(gòu)造的制作 將上述那樣制作的電極組與正極集電板和負極集電板抵接，利用TIG
(鎢極惰性氣體Tungsten Inert Gas)焊接將電極組焊接到正極集電板和負 極集電板上，制作成集電構(gòu)造。此時，TIG焊接的條件如下正極集電板 和負極集電板都是電流為120A、時間為50ms。
(6) 鋰離子二次電池的制作 將上述那樣制作的集電構(gòu)造插入到僅單側(cè)開口的圓筒型電池容器中，
使負極集電部板與電池容器抵接并焊接之后，將絕緣板配置在中間，將正 極集電部板、封口板借助于鋁制的正極導(dǎo)線激光焊接于電池容器上。
接著，將碳酸亞乙酯(ethylene carbonate)和碳酸甲乙酯(ethyl methyl carbonate)以體積比1:1混合作為非水溶劑，向其中溶解六氟磷酸鋰(LiPF6) 溶質(zhì)，制作成水電解質(zhì)。
接著，加熱電池容器并使之干燥之后，在電池容器內(nèi)注入非水電解質(zhì) 之后，將封口板隔著墊圈斂縫密封在電池容器上，制作成直徑為26mm、高 度為65mm的大小且設(shè)計容量為2600mAh的圓筒型鋰離子二次電池(樣品 1)。
實施例2
本實施例在集電板上設(shè)有貫穿孔。
(1) 集電板的制作
用壓力機對厚度為0.5rnrn、 50mm見方的鋁板進行沖孔加工，在鋁板的 面上呈放射狀形成了直徑為0.2mm的貫穿孔。用壓力機對該鋁板進行沖孔 加工，制作成在中央部具有直徑為7mm的孔的直徑為24mm的圓板狀的正 極集電體。用同樣的方法，制作成由厚度為0.3mm的銅板構(gòu)成的負極集電 板。
(2) 集電構(gòu)造的制作
使以與實施例1同樣的方法制作成的電極組與由上述制作成的正極集 電板和負極集電板抵接，利用TIG焊接使銅制的填充焊絲熔融，使熔融金 屬流入到貫穿孔中，將電極組焊接到正極集電板和負極集電板上，制作成 集電構(gòu)造。此時，TIG焊接的條件如下對正極集電板來說，電流為120A, 時間為30ms;對負極集電板來說，電流為120A，時間為50ms。(3)鋰離子二次電池的制作 使用由以上方法制作成的集電構(gòu)造，以與實施例1同樣的方法，帝U作 成鋰離子二次電池(樣品2)。 實施例3
本實施例是在用實施例1制作的正極板和負極板的各端部設(shè)有補強層。
(1) 正極板、負極板的制作
首先，將作為無機氧化物填料的氧化鋁、聚丙烯腈改性橡膠粘合劑與 N-甲基吡咯垸酮(NMP)混合，制作成補強層用的叛料。
接著，在與正極合劑涂布部相接的正極合劑未涂布部的一部分上，將 制作成的漿料以寬度為4mm、厚度為62.5um進行涂布之后，使?jié){料干燥 后，形成了補強層。此時的補強層的厚度與正極合劑涂布部的厚度大致相 同。用同樣的方法在負極板上也形成了寬度為4mm、厚度為75um的補強 層。
(2) 鋰離子二次電池的制作 使用由以上方法制作成的正極板和負極板，用與實施例1同樣的方法，
制作成鋰離子二次電池(樣品3)。 比較例1
使用與實施例1同樣的正極板、負極板來制作成電極組之后，將正極 板端部和負極板端部各別沿巻繞軸芯方向按壓，形成了平坦面。然后，使 正極板端部的平坦面與由鋁構(gòu)成的正極集電板(厚度為0.5mm、直徑為 24mm)抵接，利用激光焊接將正極板端部的平坦面焊接到正極集電板上。 同樣，使負極板端部的平坦面與由銅構(gòu)成的負極集電板(厚度為0.3mm、 直徑為24mm)抵接，利用激光焊接將負極板端部的平坦面焊接到負極集電 板上。此時，激光焊接的條件如下對正極集電板來說，電流為125A，時 間為L2秒；對負極集電板來說，電流為95A，時間為1.4秒。
使用由以上方法制作的集電構(gòu)造，用與實施例1同樣的方法，制作成 鋰離子二次電池(樣品4)。
比較例2
利用壓力機對厚度為1.5mm的鋁板進行沖孔，加工成在中央部沖有直 徑為7mm的孔的直徑為24mm的圓板狀后，切削鋁板表面的一部分，制作
24成平行地形成有突出高度為lmm的突出部的正極集電板。利用同樣的方法， 制作成由形成有突出部的銅板(厚度為1.3mm)構(gòu)成的負極集電板。
使用由以上方法制作的正極集電板和負極集電板，用與實施例1同樣 的方法，制作成鋰離子二次電池(樣品5)。
接著，各準(zhǔn)備50個上述那樣制作的樣品1 5的鋰離子二次電池，進 行了如下評價。
極板端部和集電板之間的接合部的外觀檢查
樣品1 3的任一個中都未觀察到接合部的開孔、集電體(極板)的破 損。另一方面，樣品4觀察到了多個接合部的開孔。而且，也有熔融金屬 沒有被引導(dǎo)到極板端部上的情況。多個樣品5觀察到了接合部的開孔或集 電體(極板)的破損。對于樣品5來說，在使突出部熔融時，熔融的金屬 未被引導(dǎo)到極板端部上，或者連同集電板的主體部熔融而脫落等，接合部 的偏差很大。
極板端部的折彎狀態(tài)的觀察
在樣品l， 2中，合劑部產(chǎn)生變形的程度的折彎幾乎觀察不到，焊接時 使集電板抵接時僅僅只是產(chǎn)生了一些彎曲。而且，樣品3由于存在補強層 而完全沒有彎折。而且，樣品1 3的任一個中都完全沒有觀察到合劑的剝 離和損壞。另一方面，多個樣品4在按壓極板端部而成形平坦面的階段觀 察到合劑部的破損。樣品5雖存在接合部的開孔或集電體的破損，但沒有 觀察到彎折，但有多個樣品5觀察到合劑部的破損、與集電板未連接的極 板端部。
抗拉強度的測量
根據(jù)JIS Z2241從各樣品各抽取5個對極板端子和集電板的抗拉強度進 行測量。具體來說，在拉伸試驗機的一方上保持電極組而在另一方上保持 集電板的狀態(tài)下，以恒定的速度沿軸向拉伸，將接合部脫開時的負荷作為 抗拉強度。
結(jié)果，樣品1 3任一個的抗拉強度都為50N以上。另一方面，樣品4 的l/5個、樣品5的3/5個以10N以下的抗拉強度，使接合部就脫落了。 電池的內(nèi)部電阻的測量
將各樣品以1250mA的恒定電流充電到4.2V之后，以1250mA的恒定電流放電到3.0V，將這樣的充放電重復(fù)3個循環(huán)，以lkHz的交流測量二次 電池的內(nèi)部電阻，評價了連接狀態(tài)。
結(jié)果，樣品l和樣品3的平均的內(nèi)部電阻值為6mQ，偏差為10%左右。 樣品2的平均的內(nèi)部電阻值為5.8mQ，偏差為5%左右。
另一方面，樣品4的平均的內(nèi)部電阻值為llmQ，偏差為20%。樣品 5的平均的內(nèi)部電阻值為12.3mQ，偏差為30%以上。
在此，當(dāng)試著從各樣品的內(nèi)部電阻測量值(R)計算平均輸出電流(I) 時，將電池充電到4.2￥之后，放電到1.5V時，R (電阻)XI (電流)=△ 2.7V (電壓)，因此可知
樣品1和3 6.0/1000xI=2.7".I=450A
樣品2 5.8/1000xI=2.7."I=465A
樣品4 12.3/1000xI=2.7 I=219A
樣品5 11/1000 XI=2.7 I=245A，
從而樣品1 3為能夠進行大電流放電的電阻值。
以上，利用較佳實施方式對本發(fā)明進行了說明，但這樣的記載不是限 定事項，當(dāng)然能進行各種改變。例如，在上述實施方式中，極板端部的形 成有接合部的部位的集電板表面是凹部，但也可以使突出部的一部分不熔 融而使集電板表面為凸部。另外，雖然利用T1G焊接使突出部熔融，但是 例如也可以照射激光或電子束等，使突出部熔融。
本發(fā)明所適用的二次電池的種類沒有特別地限制，除了鋰離子二次電 池之外，也適用于鎳氫蓄電池等。而且，即使適用于與本發(fā)明具有相同的 集電構(gòu)造的電化學(xué)元件(例如，電容器等)，也能得到同樣的效果。
本發(fā)明對于具有穩(wěn)定的正極板(或負極板)和集電板之間的接合部、 具有適于大電流放電的集電構(gòu)造的二次電池是有用的，例如，能夠適用于 需要高輸出功率的電動工具和電動汽車等的驅(qū)動用電池、大容量的備份用 電源、蓄電用電源用電池等。另外，也能適用于具有相同的集電構(gòu)造(電 容器元件)的電容器。
2權(quán)利要求
1.一種二次電池的制造方法，該二次電池具有正極板和負極板隔著多孔質(zhì)絕緣層配置而成的電極組，該二次電池的制造方法包括以下工序(a)準(zhǔn)備電極組的工序，該電池組是在至少一種極性的所述極板的端部從所述多孔質(zhì)絕緣層突出的狀態(tài)下，將所述正極板和所述負極板隔著所述多孔質(zhì)絕緣層配置而成的，(b)準(zhǔn)備在一個主表面上形成有在內(nèi)側(cè)具有間隙部的突出部的集電板的工序，(c)使從所述多孔質(zhì)絕緣層突出的所述極板的端部與所述集電板的其它主表面抵接的工序，和(d)通過對所述突出部進行局部加熱，將所述極板的端部和所述集電板接合的工序，在所述工序(d)中，所述極板的端部通過所述突出部熔融所生成的熔融構(gòu)件來焊接在所述集電板上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池的制造方法，其中，在所述工序(d) 中，所述極板的端部通過所述突出部熔融所生成的熔融構(gòu)件通過所述間隙 部被引導(dǎo)到所述極板的端部而被焊接在所述集電板上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池的制造方法，其中，所述突出部呈 放射狀形成在所述集電板的一個主表面上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的二次電池的制造方法，其中，所述電極組具 有所述正極板和所述負極板隔著所述多孔質(zhì)絕緣層巻繞而成的結(jié)構(gòu)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池的制造方法，其中，所述突出部在 所述集電板的一個主表面上與所述正極板和所述負極板的層疊方向平行地 形成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的二次電池的制造方法，其中，所述電極組具有所述正極板和所述負極板隔著所述多孔質(zhì)絕緣層層疊而成的結(jié)構(gòu)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池的制造方法，其中，所述突出部是 通過對由平板構(gòu)成的所述集電板進行沖壓加工，以設(shè)有所述間隙部的狀態(tài) 一體地形成的。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池的制造方法，其中，所述突出部被 形成為該突出部的高度大于所述集電板的厚度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池的制造方法，其中，設(shè)在所述突出 部內(nèi)側(cè)的所述間隙部的寬度被形成在所述集電板的厚度以下。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池的制造方法，其中，設(shè)在所述突出 部的內(nèi)側(cè)的所述間隙部在開口端變寬。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的二次電池的制造方法，其中，設(shè)在所述突出 部內(nèi)側(cè)的所述間隙部在開口端變窄。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池的制造方法，其中，所述正極板和 所述負極板是由在正極集電體或負極集電體上分別涂布了正極活性物質(zhì)或 負極活性物質(zhì)而成的，所述正極集電體或所述負極集電體的厚度為20um 以下。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池的制造方法，其中，從所述多孔質(zhì) 絕緣層突出的所述極板的端部與所述集電板的其它主表面大致垂直地抵 接。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池的制造方法，其中，在所述工序(d) 中，所述極板的端部被熔焊于所述集電板上。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池的制造方法，其中，在所述工序(d) 中，所述突出部的局部加熱由對該突出部照射能量來進行。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池的制造方法,其中，在所述工序(c) 中，所述電極組的所有的極板端部與所述集電體的一個主表面抵接。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池的制造方法，其中，在所述工序(d) 中，至少二個以上的所述極板端部通過形成在所述集電板的其它主表面的 一突出部熔融所生成的熔融構(gòu)件而被焊接在所述集電板上。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池的制造方法，其中，所述多孔質(zhì)絕 緣層由具有關(guān)閉功能的微多孔質(zhì)膜和包含不具有關(guān)閉功能的絕緣性粒子的 耐熱性多孔質(zhì)膜構(gòu)成。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池的制造方法，其中，所述二次電池 是鋰離子二次電池。
20. —種二次電池的制造方法，該二次電池具有正極板和負極板隔著多 孔質(zhì)絕緣層配置而成的電極組，該二次電池的制造方法包括以下工序-(a) 準(zhǔn)備電極組的工序，該電池組是在至少一種極性的極板的端部從 所述多孔質(zhì)絕緣層突出的狀態(tài)下，將所述正極板和所述負極板隔著所述多 孔質(zhì)絕緣層配置而成的，(b) 準(zhǔn)備形成有多個貫穿孔的集電板的工序，(c) 使從所述多孔質(zhì)絕緣層突出的所述極板的端部與所述集電板的其 它主表面抵接的工序，(d) 通過使熔融金屬流入到所述貫穿孔中，將所述極板的端部和所述 集電板接合的工序，在所述工序(d)中，所述極板端部通過經(jīng)由所述貫穿孔被引導(dǎo)到所述 極板端部的所述熔融金屬而被焊接在所述集電板上。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的二次電池的制造方法，其中，所述貫穿孔 的大小在所述集電板的厚度以下。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的二次電池的制造方法，其中，在所述工序 (d)中，所述熔融金屬是由通過加熱填充焊絲而使該填充焊絲熔融所生成的熔融構(gòu)件來供給的。
23. —種二次電池，其具有正極板和負極板隔著多孔質(zhì)絕緣層配置而成 的電極組，其中，至少一種極性的所述極板的端部從所述多孔質(zhì)絕緣層突 出，該突出的極板的端部以抵接于集電板的一個主表面上的狀態(tài)與該集電 板接合，形成在所述集電板的其它主表面上的突出部熔融所生成的熔融構(gòu)件通 過設(shè)在所述突出部內(nèi)側(cè)的間隙部而被弓I導(dǎo)到所述極板端部，從而所述極板 端部被焊接在所述集電板上。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的二次電池，其中，所述電極組具有所述正 極板和所述負極板隔著所述多孔質(zhì)絕緣層巻繞而成的結(jié)構(gòu)，所述極板端部 的接合部在所述集電板的一個主表面內(nèi)被形成在放射狀的部位。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的二次電池，其中，所述電極組具有所述正 極板和所述負極板隔著所述多孔質(zhì)絕緣層層疊而成的結(jié)構(gòu)，所述極板端部 的接合部在所述集電板的一個主表面內(nèi)被形成在與所述正極板和所述負極 板的層疊方向平行的部位。
26. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的二次電池，其中，形成有所述極板端部的 接合部的部位的所述集電板的其它主表面是凹部。
27. —種二次電池，其是由權(quán)利要求1或20所述的二次電池的制造方法 所制作的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種二次電池和二次電池的制造方法，該二次電池的制造方法包括準(zhǔn)備電極組(4)和集電板(10、11)，該電極組(4)是在正極板(1)和負極板(2)的端部從多孔質(zhì)絕緣層(3)突出的狀態(tài)下，正極板(1)和負極板(2)隔著多孔質(zhì)絕緣層(3)配置而成的，集電板(10、11)形成有在內(nèi)側(cè)具有間隙部(12a)的突出部(12)；將從多孔質(zhì)絕緣層(3)突出的極板端部(2a)與集電板(10、11)的主表面抵接的同時，對突出部(12)進行局部加熱，由此將極板端部(2a)和集電板(10、11)接合，極板端部(2a)通過突出部(12)熔融所生成的熔融構(gòu)件來焊接在集電板(10、11)上。
文檔編號H01M10/0587GK101517785SQ20078003510
公開日2009年8月26日 申請日期2007年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月20日
發(fā)明者今井正, 平川靖, 神月清美, 野野下孝 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社