電池及其制造方法
【專利說明】
[0001] 本發(fā)明專利申請(qǐng)是國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/JP2011/053244,國(guó)際申請(qǐng)日為2011年2月 16日，進(jìn)入中國(guó)國(guó)家階段的申請(qǐng)?zhí)枮?01180009874. 8,名稱為"電池及其制造方法"的發(fā)明 專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及電池及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 近年來，隨著電子設(shè)備的發(fā)展，作為小型化、輕量化、高能量密度、而且可反復(fù)充放 電的非水電解質(zhì)二次電池，鋰二次電池日益成熟。此外，最近希望開發(fā)適合作為搭載于混合 動(dòng)力車或電動(dòng)汽車的車載用二次電池、用于電力正?；碾娏?chǔ)存用二次電池的可快速充 電及高功率放電的非水電解質(zhì)二次電池。
[0004] 為了提高非水電解質(zhì)二次電池的快速充電性能和高功率放電性能，必須高效地取 出電流。為此，最好是從電極的多個(gè)位置導(dǎo)出集電片（日文：集電夕7'')。這些集電片通過 引線與設(shè)置于蓋子的外部端子電氣連接。在蓋子上再配備泄壓用的安全閥。
[0005] 另一方面，例如，在搭載于電動(dòng)汽車等情況下，非水電解質(zhì)二次電池受到來自外部 的振動(dòng)或沖擊時(shí)，電池內(nèi)的電極的振動(dòng)通過集電片及引線傳遞到蓋子，存在安全閥可能破 裂的問題。特別是車載用的大型非水電解質(zhì)二次電池中，由于電極也大，因此振動(dòng)的影響也 大。因此，由于振動(dòng)傳遞而引起安全閥破裂的危險(xiǎn)性也增大。
[0006] 在專利文獻(xiàn)1中，揭示了如下的正極集電板82 :將板84與安裝正極端子的安裝 孔91用構(gòu)成集電通路的較窄的部位92連結(jié)，該板84被壓制加工成波紋狀，在各個(gè)彎曲部 85A，85B，85C夾入層疊的多片正極87(參見專利文獻(xiàn)的圖13)。但是，專利文獻(xiàn)1的正極集 電板82由于與板84和安裝孔91幾乎位于同一平面上，因此無(wú)法抑制電極的振動(dòng)傳遞到正 極端子。
[0007] 在專利文獻(xiàn)2中，揭示了如下的集電連接體2 :其由主體2a與4根細(xì)長(zhǎng)的電極連 接部2b構(gòu)成，該主體2a被配置在并列的2個(gè)發(fā)電要素的端部，被配置成大致水平的梯形， 該電極連接部2b從該主體的梯形的底邊部朝向下方突出設(shè)置。但是，專利文獻(xiàn)2的集電連 接體2由于電極連接部2b從主體的梯形狀的底邊部到達(dá)電極的下端，因此為了設(shè)置集電連 接體2所需空間大，而且電池的能量密度降低。
[0008] 還有，另一方面，將蓋子固定于外殼的方法有時(shí)存在焊接的合格率下降的問題。例 如，如果固定的蓋子的位置不定，則不僅電池尺寸，設(shè)置于蓋子的電極端子的高度也會(huì)產(chǎn)生 偏差。電極端子的高度在單電池彼此間不一致的情況下，將單電池間的電極端子焊接以電 氣連接而構(gòu)成電池組時(shí)，容易發(fā)生焊接不良。其結(jié)果導(dǎo)致焊接的合格率下降。此外，在蓋子 上鉚固電極端子時(shí)，有時(shí)蓋子因鉚固加工而變形。如果蓋子變形，則蓋子和外殼的嵌合性降 低，在蓋子和外殼之間容易產(chǎn)生間隙。其結(jié)果，蓋子和外殼的焊接的焊接合格率降低。
[0009] 專利文獻(xiàn)3的方形密閉電池的制造方法是專門用于鎳-氫二次電池這類堿性二次 電池的方法。在專利文獻(xiàn)3中，通過將外殼的開口端和蓋板的嵌合部激光焊接來將嵌合部 封口時(shí)，使用周側(cè)面呈錐面的蓋板作為蓋板。
[0010] 在專利文獻(xiàn)4的密閉型電池中，殼主體的開口部的內(nèi)周緣為了接受蓋子，以外開 的孔側(cè)的錐形的形式形成，并且蓋子的外周以嵌入開口部的錐形的軸側(cè)的錐形的形式形 成。兩個(gè)錐形是在將蓋子嵌入殼主體的開口部時(shí)能夠從朝向蓋子的上面的方向進(jìn)行用于蓋 子和殼主體的接合的焊接的錐形。在專利文獻(xiàn)4中，以蓋子嵌入殼主體的開口部的狀態(tài)，從 朝向蓋子的上面的方向?qū)⑸w子和殼主體的接合部焊接。
[0011] 在專利文獻(xiàn)3、4中使用的蓋子的外周面為錐面，且不帶法蘭盤。如果在這樣的形 狀的蓋子上鉚固電極端子，則在蓋子因鉚固加工而變形時(shí)，殼內(nèi)的蓋子的位置容易出現(xiàn)偏 差。
[0012] 還有，在專利文獻(xiàn)5的圖2中，記載了使用具有法蘭盤的蓋體的密閉電池。但是， 專利文獻(xiàn)5中，因?yàn)橥ㄟ^絕緣材料將電極端子密封于蓋體，因此本身就不會(huì)出現(xiàn)因鉚固引 起的蓋體的變形。
[0013] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0014] 專利文獻(xiàn)
[0015] 專利文獻(xiàn)1日本專利特開2002-279962號(hào)公報(bào)
[0016] 專利文獻(xiàn)2日本專利特開2003-346771號(hào)公報(bào)
[0017] 專利文獻(xiàn)3日本專利特開平9-7557號(hào)公報(bào)
[0018] 專利文獻(xiàn)4日本專利特開平10-144268號(hào)公報(bào)
[0019] 專利文獻(xiàn)5日本專利特開2000-156219號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020] 發(fā)明需要解決的問題
[0021] 本發(fā)明的目的是防止由于振動(dòng)傳遞到電池的蓋子而造成設(shè)置于蓋子的安全閥破 裂的情況。還有，另一目的是，提高方形電池及其制造方法中的焊接合格率，所述方形電池 具備具有通過鉚固安裝的電極端子的蓋子。
[0022] 解決問題的手段
[0023] 一種形態(tài)是提供一種電池，其具備容器；電極群：被收納于上述容器內(nèi)，包含正極 和負(fù)極；多片集電片：從上述電極群的上述正極及負(fù)極的至少一方的電極的集電體的多個(gè) 位置延伸出來；封閉上述容器的開口部的蓋子；與上述集電片電氣連接的集電片接合部； 固定于上述蓋子的蓋子接合部；引線：包含連接上述集電片接合部和上述蓋子接合部的振 動(dòng)吸收部；設(shè)置于上述蓋子的安全閥。
[0024] 另一形態(tài)是提供方形電池的制造方法。該電池具備有底方筒形的金屬制容器；收 納于上述容器內(nèi)的正極及負(fù)極；配置于上述容器的開口部的蓋子；鉚固于上述蓋子，且與 上述正極或負(fù)極電氣連接的端子。上述蓋子具有位于上述容器的上述開口部?jī)?nèi)的底部；位 于上述底部的上部、且比上述底部更向外側(cè)突出的階梯部。上述方法包括在收納有上述正 極及負(fù)極的上述容器的上述開口部?jī)?nèi)配置上述蓋子的上述底部，同時(shí)將上述蓋子的上述階 梯部配置在上述容器的側(cè)壁上端上；通過從與上述蓋子的上述階梯部和上述容器的側(cè)壁上 端重合的面垂直的方向照射激光，將上述蓋子的上述階梯部激光焊接在上述容器的上述側(cè) 壁上端。
[0025] 附圖的簡(jiǎn)單說明
[0026] 圖1實(shí)施方式1的電池的主要部分的分解立體圖。
[0027] 圖2實(shí)施方式1的電池所用的引線的立體圖。
[0028] 圖3表示實(shí)施方式2的電池的主要部分的立體圖。
[0029] 圖4實(shí)施方式2的電池所用的引線的立體圖。
[0030] 圖5表示固定有圖4所示的正負(fù)極引線的蓋子的立體圖。
[0031] 圖6表示具有與中間引線接合的集電片的電極群的主要部分的立體圖。
[0032] 圖7表示實(shí)施方式2的其他形態(tài)的電池的主要部分的立體圖。
[0033] 圖8表示具有未接合中間引線的集電片的電極群的主要部分的立體圖。
[0034] 圖9實(shí)施方式3的電池所用的引線的立體圖。
[0035] 圖10A實(shí)施方式4的方形電池的俯視圖。
[0036] 圖10B將實(shí)施方式4的方形電池沿長(zhǎng)邊方向切斷時(shí)的主要部分的剖視圖。
[0037] 圖10C將實(shí)施方式4的方形電池沿短邊方向切斷時(shí)的主要部分的剖視圖。
[0038] 圖11A實(shí)施方式5的方形電池的俯視圖。
[0039] 圖11B將實(shí)施方式5的方形電池沿長(zhǎng)邊方向切斷時(shí)的主要部分的剖視圖。
[0040] 圖11C將實(shí)施方式5的方形電池沿短邊方向切斷時(shí)的主要部分的剖視圖。
[0041] 圖12A實(shí)施方式5的方形電池所用的蓋子的俯視圖。
[0042] 圖12B將實(shí)施方式5的方形電池所用的蓋子沿長(zhǎng)邊方向切斷時(shí)的剖視圖。
[0043] 圖12C將實(shí)施方式5的方形電池所用的蓋子沿短邊方向切斷時(shí)的剖視圖。
[0044] 圖13A實(shí)施方式5的方形電池所用的封口構(gòu)件的俯視圖。
[0045] 圖13B將實(shí)施方式5的方形電池所用的封口構(gòu)件沿長(zhǎng)邊方向切斷時(shí)的剖視圖。
[0046] 圖13C將實(shí)施方式5的方形電池所用的封口構(gòu)件沿短邊方向切斷時(shí)的剖視圖。
[0047] 圖14表示比較例1所用的引線的立體圖。
[0048] 圖15比較例3的方形電池所用的蓋子的俯視圖。
[0049] 圖16比較例3的方形電池所用的封口構(gòu)件的俯視圖。
[0050] 圖17A比較例3的方形電池的俯視圖。
[0051] 圖17B將比較例3的方形電池沿長(zhǎng)邊方向切斷時(shí)的剖視圖。
[0052] 圖17C將比較例3的方形電池沿短邊方向切斷時(shí)的剖視圖。
[0053] 圖18比較例4的方形電池所用的蓋子的俯視圖。
[0054] 圖19比較例4的方形電池所用的封口構(gòu)件的俯視圖。
[0055] 圖20A比較例4的方形電池的俯視圖。
[0056] 圖20B將比較例4的方形電池沿長(zhǎng)邊方向切斷時(shí)的剖視圖。
[0057] 圖20C將比較例4的方形電池沿短邊方向切斷時(shí)的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0058] 以下，參照【附圖說明】實(shí)施方式的電池。還有，本發(fā)明并不受這些實(shí)施方式的限制。
[0059](實(shí)施方式1)
[0060] 圖1為密閉型的方形非水電解質(zhì)二次電池的分解立體圖。該電池具有容器1 ;收 納于容器1內(nèi)的電極群2 ;收容于容器1內(nèi)的非水電解液（無(wú)圖示）；封閉容器1的開口部 的蓋子5 ;裝配于蓋子5的正極端子6及負(fù)極端子7 ;裝配于蓋子5的安全閥21。
[0061] 容器1是具有有底方筒形狀的外殼。容器1可以例如由鋁、鋁合金、鐵或不銹鋼等 金屬形成。
[0062] 電極群2具有扁平形狀，包含正極、負(fù)極、及配置于正極和負(fù)極之間的隔板。電極 群2例如通過將在正極和負(fù)極之間夾著隔板的層疊體卷繞成渦卷狀，加壓成型來制造。卷 繞成渦卷狀的電極群2由封卷帶（日文：卷§止?亍一7°)固定。
[0063] 正極具有正極集電體、正極活性物質(zhì)層、正極集電片8。正極集電體具有帶狀的形 狀。正極活性物質(zhì)層形成于正極集電體的至少一個(gè)面上。正極集電片8具有從正極集電體 的長(zhǎng)邊的多個(gè)位置沿短邊方向延伸出的長(zhǎng)方形狀。
[0064] 負(fù)極具有負(fù)極集電體、負(fù)極活性物質(zhì)層、負(fù)極集電片9。負(fù)極集電體具有帶狀的形 狀。負(fù)極活性物質(zhì)層形成于負(fù)極集電體的至少一個(gè)面上。負(fù)極集電片9具有從負(fù)極集電體 的長(zhǎng)邊的多個(gè)位置沿短邊方向延伸出的長(zhǎng)方形狀。
[0065] 正負(fù)極集電片8,9分別可以通過對(duì)集電體進(jìn)行沖裁加工來形成。集電體及集電片 例如由金屬箔形成。金屬箔的厚度即每1片集電片的厚度較好是5ym以上50ym以下。厚 度為5ym以上，可以防止制造時(shí)的集電體或集電片的破裂，且能夠?qū)崿F(xiàn)高集電效率。此外， 還能夠避免大電流流過時(shí)的集電片的溶解。還有，通過厚度為50ym以下，可以抑制電極群 的厚度的增加，同時(shí)增加卷繞層疊體的圈數(shù)。優(yōu)選金屬箔的厚度為10um以上20ym以下。 金屬箔的材料根據(jù)正極或負(fù)極所用的活性物質(zhì)的種類選擇，例如可以使用鋁、鋁合金、銅或 銅合金。
[0066] 多片正極集電片8被彎折成字形或"U"字形的正極支承引線14集束夾持。 該正極支承引線14也稱為正極保護(hù)引線。負(fù)極集電片9也同樣，被彎折成字形或"U" 字形的負(fù)極支承引線15集束夾持。負(fù)極支承引線15也稱為負(fù)極保護(hù)引線。
[0067] 正極支承引線14和正極集電片8、及負(fù)極支承引線15和負(fù)極集電片9分別通過激 光焊接、超聲波接合及電阻焊等方法電氣連接。優(yōu)選通過超聲波接合進(jìn)行電氣連接。正負(fù) 極支承引線14、15較好是分別由與正負(fù)極的集電片8,9相同的材料形成。此外，正負(fù)極支 承引線14、15的厚度較好是超過每1片正負(fù)極集電片8,9的厚度的3倍的厚度。更優(yōu)選的 范圍是0? 05mm以上0? 6mm以下，進(jìn)一步優(yōu)選的范圍是0? 1mm以上0? 5mm以下。
[0068] 容器1的開口部由封口構(gòu)件10密封。封口構(gòu)件