密闭型电池及其制造方法技术

本发明专利技术提供具有与在芯体露出部的两侧被电阻焊的芯体露出部同种材料构成的集电体及集电体支承部件且电阻焊部的可靠性高的密闭型电池。本发明专利技术的密闭型电池具有：在两端分别形成有多片铜或铜合金制的负极芯体露出部（１５）及铝或铝合金性的正极芯体露出部的扁平状电极体（１１）；安装于负极芯体露出部（１５）的两侧的铜或铜合金制的负极集电体（１８↓［１］）及负极集电体支承部件（１８↓［２］），负极集电体（１８↓［１］）及负极集电体支承部件（１８↓［２］）分别具备：包含与负极芯体露出部（１５）相接并且被电阻焊的部分的平坦部（１８ａ）；从平坦部（１８ａ）延伸且在负极芯体露出部（１５）的根侧向远离芯体的方向弯曲的第一弯曲部（１８ｂ）；设置于负极芯体露出部（１５）的前端侧的第二弯曲部（１８ｃ）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具备将带状的正负两电极隔着带状隔板巻绕或层叠的扁 平状电极体的，尤其涉及在电瓶车、混合式电瓶 车等的大电流用途中使用的。
技术介绍
随着环境保护运动的高涨，二氧化碳气体等的排出规定正在强化，在汽车领域不仅使用汽油、柴油、天然气等化石燃料的汽车，而且电瓶车(EV) 或混合式电瓶车(HEV)的开发正在活跃地进行。而且，近年来的化石燃 料的价格的急剧的高涨促进了这些EV或HEV的开发。作为这样的EV、 HEV用电池，通常使用镍一氢二次电池或锂离子二 次电池，但不仅要求应对环境，而且还要求作为汽车的基本性能、即行驶 能力的高度化。因此，不仅单单增大电池容量，而且还需要为了对汽车的 加速性能或爬坡性能产生大的影响而增大电池输出。然而，若进行高输出 的放电，则在电池中流过大电流，因此，电极体的芯体和集电体之间的相 接电阻引起的放热变大。从而，EV、 HEV用电池不仅需要大型、大容量， 而且需要取出大电流，因此，为了防止电池内部的电力损失，并降低放热， 对防止这些电极体的芯体和集电体之间的焊接不良，降低内部电阻的技 术，也进行了各种改进。作为电接合电极体的芯体和集电体的方法，有机械铆接、焊接等方法， 但作为要求高输出的电池的集电方法，适合作为熔焊的焊接。另外，作为 锂离子二次电池的电极体材料，为了实现低电阻化，使用铜(铜合金)或 铝(铝合金)，但铜(铜合金)及铝(铝合金)作为其特性，电阻小，热 传导率大，因此，为了焊接，需要非常大的能量。作为这样的发电要件的芯体和集电体之间的焊接方法，从以往知道有 以下的方法。(1) 激光焊接法(参照下述专利文献l)(2) 超声波焊接法(参照下述专利文献2)(3) 电阻焊法(参照下述专利文献3)在激光焊接法中，在铜或铜合金中，对于在金属焊接用中广泛使用的 YAG (钇一铝一石榴石)激光的反射率高达约90%，在铝或铝合金中，高 达约80%,因此，需要高能量的激光。另外，存在焊接性由于表面状态的 影响而大大变化，与其他材质的激光焊接的情况相同地溅射的发生不可避 免的问题。在超声波焊接中，作为被焊接材料的铜(铜合金)及铝(铝合金)的 热传导率大，因此，需要大的能量，另外，由于焯接时的超声波振动，负 极合剂发生脱落。因此，在下述专利文献2中公开的专利技术中，在超声波焊 接时压縮作为发电要件的电极体，使得脱落的负极活性物质不浸入电极体 内。进而，在电阻焊中，作为被焊接材料的铜(铜合金)及铝(铝合金) 的电阻小，热传导率大，因此，存在需要在短时间内投入大电流，焊接时 发生电极棒和集电体的熔焊发生，发生焊接部以外处的熔焊或火花的问 题。专利文献1(日本)特开2001 — 160387号公报专利文献2(日本)特开2007 — 053002号公报专利文献3(日本)特开2006 — 310254号公报专利文献4(日本)特开2002—008708号公报如上所述，三种焊接方法有利有弊，但考虑生产率及经济性的情况下，优选从以往开始作为金属间的焊接法广泛使用的电阻焊法。然而，尤其将 在两端分别具有正极芯体及负极芯体的露出部的EV、 HEV用电池的方形 电池的巻绕电极体(参照上述专利文献4)中的集电体或集电体支承部件 时，由于巻绕电极体的层叠数多，因此，为了可靠地焊接，需要大量的焊 接能量。而且在电阻焊时，若增大焊接能量，则集电体或集电体支承部件 的边缘部可能熔解或从边缘部可能产生火花，并且，电阻焊用电极棒和集 电体或集电体支承部件可能熔敷。若这样集电体或集电体支承部件的边缘部熔解或在边缘部产生火花，则该部分不仅变色，而且熔解的金属或火花引起而发生的导电性的金属粒 子浸入电极体的内部，可能导致内部短路。另外，通常集电体或集电体支 承部件的边缘部和芯体的根侧(涂敷有活性物质合剂的一侧)靠近，因此， 若集电体或集电体支承部件的边缘部熔解或在边缘部发生火花，则还可能 损伤芯体的根侧(涂敷有活性物质合剂的一侧)。进而，若电阻焊用电极 棒和集电体或集电体支承部件熔敷，则在切割电阻焊用电极棒和集电体或 集电体支承部件时需要大量劳力。
技术实现思路
本专利技术是为了解决如上所述的以往技术的问题而开发的，其目的在于 提供在具备多片正极芯体及负极芯体分别露出在两端的扁平状电极体、和 安装于至少一方的所述芯体的两侧的集电体及集电体支承部件的密闭型 电池中，在集电体或集电体支承部件上不存在边缘部的熔解痕迹或火花的 产生痕迹，并且，也不存在与电阻焊用电极棒的熔焊痕迹，且芯体上没有 损伤的电阻焊部的可靠性高的密闭型电池及其装置。为了实现上述目的，本专利技术的密闭型电池，其具备多片正极芯体及负极芯体分别露出在两端的扁平状电极体；安装于至少一方的所述芯体的两侧的集电体及集电体支承部件，其特征在于，所述至少一方的芯体、集 电体及集电体支承部件分别为铜或铜合金制、或者铝或铝合金制，所述集电体及集电体支承部件分别具备平坦部，其包含与所述芯体相接且被电 阻焊的部分；第一弯曲部，其从所述平坦部延伸且在所述芯体的根侧向远 离所述芯体的方向弯曲；第二弯曲部，其设置于所述芯体的前端侧。在本专利技术的密闭型电池中，至少一方的芯体、集电体及集电体支承部 件需要分别为铜或铜合金制、或者铝或铝合金制。铜(铜合金)及铝(铝 合金)在常用的导电性金属中尤其电阻低且热传导率大，因此，在电阻焊 时尤其需要流过大电流。因此，集电体及集电体支承部件容易在焊接部以 外的部分处熔解，或自边缘部处产生火花。然而，根据本专利技术的密闭型电 池可知，作为集电体及集电体支承部件，分别使用具有如下所述的部件的 集电体及集电体支承部件，即平坦部，其包含与所述芯体相接且被电阻 焊的部分；第一弯曲部，其从所述平坦部延伸且在所述芯体的根侧向远离所述芯体的方向弯曲；第二弯曲部，其设置于所述芯体的前端侧，因此， 第一弯曲部及第二弯曲部发挥放热用散热片的作用。因此，即使芯体、集 电体及集电体支承部件分别为铜或铜合金制、或者铝或铝合金制，在电阻 焊时集电体或集电体支承部件的边缘部也不熔解，并且，电阻焊用电极棒 和集电体或集电体支承部件不会熔焊。还有，集电体及集电体支承部件的厚度优选0.1 5mm。若厚度小于 O.lmm，则在电阻焊时，广范围内熔解，因此，不优选。另外，若为5mm 以上，则反而在电阻焊时难以熔解，因此，需要更大的电流密度，故不优 选。另外，只要第一弯曲部及第二弯曲部的长度为lmm以上就产生规定 的效果。该长度的上限根据密闭型电池的空间容积规定，但如果太长，则 导致与密闭型电池的电池外装罐的短路，因此，不优选。而且，在本专利技术的密闭型电池中，集电体及集电体支承部件的各种的 边缘部存在于相互远离的位置，而且还存在于远离芯体的位置，因此，从 集电体及集电体支承部件的边缘不会产生火花。另外，集电体及集电体支 承部件的第一弯曲部在芯体的根侧向远离所述芯体的方向弯曲，该弯曲部 形成为形成有R(圆弧)的状态，因此，损伤芯体的情况变少，并且，还 发挥作为芯体侧的定位机构的功能。因此，集电体或集电体支承部件的位置偏离也变少。从而，根据本专利技术可知，得到集电体或集电体支承部件的边缘部的熔 解或火花引起的变色不发生，没有与电阻焊用电极棒之间的焊接痕迹，而 且芯体的损伤、集电体或集电体支承部件的位置偏离少，电阻焊部的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种密闭型电池，其具有：多片正极芯体及负极芯体分别露出在两端的扁平状电极体；安装于至少一方的所述芯体的两侧的集电体及集电体支承部件，其特征在于，　所述至少一方的芯体、集电体及集电体支承部件分别为铜或铜合金制、或者铝或铝合金制，　所述集电体及集电体支承部件分别具备：平坦部，其包含与所述芯体相接且被电阻焊的部分；第一弯曲部，其从所述平坦部延伸且在所述芯体的根侧向远离所述芯体的方向弯曲；第二弯曲部，其设置于所述芯体的前端侧。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：稻垣健次，细川弘，近藤卓，吉田贤司，山内康弘，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]