非水电解液二次蓄电池及其制造方法技术

一种非水电解液二次蓄电池，其在密封筒内，接纳有分别在正极与负极之间设置有分隔件的卷绕电极体，在卷绕电极体的两个端部接合有负极集电板和正极集电板，在电极体的两个端部的内部，在一个端部上突出有负极的端缘，在该端缘上接合有负极集电极。负极集电板具有双层结构，包括铜层部和镍层部，铜层部由铜或以铜为主体的合金形成，镍层部由镍或以镍为主体的合金形成，使该铜层部与负极的端缘相接触，通过激光方式进行焊接。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及象圆筒型锂离子二次蓄电池那样的，非水电解液二次蓄电池，及其制造方法，在该电池中，在密封容器内，接纳有形成发电元件的电极体，可从正极端子部和负极端子部，朝向外部输出该电极体所产生的电能。在这种非水电解液二次蓄电池中，带状的正极与负极分别通过分隔件相互叠合，将它们呈螺旋状卷绕，形成卷绕的电极体，该卷绕的电极体接纳于密封容器内。作为卷绕电极体所产生的电能朝向外部输出的方法，广泛地采用下述方法，即在构成卷绕电极体的正极和负极中，分别连接多个导电性片的基端部，从正极引出的多个正极集电片的前端部与正极端子部连接，并且从负极引出的多个负极集电片的前端部与负极端子部连接。但是，在采用多个集电片的集电结构中，在电流较低的小型非水电解液二次蓄电池的场合，获得足够的集电效果，但是，在电流较高的大型非水电解液二次蓄电池中，由于电极面积较大，故具有不能够获得足够的集电效果的问题。另外具有下述问题，即将多个集电片与电极端子部连接的结构和步骤复杂，作业性或生产性较差。于是，如图7所示，人们提出了下述圆筒型非水电解液二次蓄电池，其具有由负极集电板36和正极集电板30构成的集电结构。在非水电解液二次蓄电池中，盖体16，16固定于筒体15的两端开口部，构成电池筒1，卷绕电极体2接纳于该电池筒1的内部。在卷绕电极体2的两个端部，设置有负极集电板36和正极集电板30，其通过激光方式焊接于卷绕电极体2上。另外，负极集电板36和正极集电板30通过连接带37，34，与安装于盖体16，16上的负极端子机构4和正极端子机构40连接。卷绕电极体2分别由带状的正极23，分隔件22，以及负极21构成。正极23按照在由铝箔形成的芯体的表面上涂敷正极活性物质的方式构成，负极21按照在由铜箔形成的芯体的表面上涂敷负极活性物质的方式构成。正极23和负极21分别沿宽度方向与分隔件22错开的方式相互叠合，将它们呈螺旋状卷绕。由此，卷绕电极体2的卷轴方向的两个端部内部的，一个端部上，正极23的端缘朝向分隔件22的端缘的外方突出，并且在另一端，负极21的端缘朝向分隔件22的端缘的外方突出。此外，正极集电板30由铝形成，负极集电板36由铜制成。如上所述，如果采用在卷绕电极体2的端部，通过激光方式焊接集电板36、30的集电结构，由于在焊接时，在集电板上不作用有压力，可以非接触的方式进行焊接，故作业性，生产性提高。但是，在图7所示的非水电解液二次蓄电池的制造步骤中，由于在卷绕电极体2的负极21的端缘上，设置负极集电板36，在进行激光焊接时，作为负极集电板36的材质的铜对激光束的反射率较高，故无法向焊接部提供足够的能量，焊接是不完全的，由于卷绕电极体2与负极集电板36之间的电阻增加，故具有集电效率降低的问题。此外，如果由镍形成负极集电板36，则可改善负极集电板36相对卷绕电极体2的焊接性，但是由于镍形成的负极集电板36的电阻大于铜制的负极集电板36的电阻，故集电效率降低。图20和图23所示的已有的非水电解液二次蓄电池按照下述方式构成，该方式为在筒体15的两个端部通过焊接方式固定有盖体16，16的圆筒状的电池筒1的内部，接纳有卷绕电极体5。在两个盖体16，16上，安装有正负一对的电极端子机构110，110，卷绕电极体5与两个电极端子机构110，110通过多个电极片6相互连接，卷绕电极体5所产生的电能可从一对电极端子机构110，110朝向外部输出。另外，在各盖体16上，安装有压力开闭式气体排出阀13。如图22所示，卷绕电极体5按照下述方式构成，该方式为分别在带状正极51与负极53之间设置有带状分隔件52，将它们呈螺旋状卷绕。正极51按照下述方式形成，该方式为在由铝箔形成的带状芯体55的两个表面上，涂敷由锂离子复合氧化物形成的正极活性物质54，负极53按照下述方式形成，该方式为在由铜箔形成的带状芯体57的两个表面上，涂敷包含碳素材料的负极活性物质56。在分隔件52中，浸渗非水电解液。还有，在正极51上，形成不涂敷正极活性物质54的非涂敷部，在该非涂敷部上，接合有多个电极片6的基端部，同样，在负极53上，形成有不涂敷负极活性物质56的非涂敷部，在该涂敷部上，接合有多个电极片6的基端部。另外，如图23所示，极性相同的多个电极片6的前端部61与1个电极端子机构110连接。另外，为了方便起见，图23仅仅示出一部分的电极片的前端部与电极端子机构110连接的状态，对于其它的电极片，前端部与电极端子机构110连接的状态在图中省略。电极端子机构110包括穿过电池筒1的盖体16而安装的电极端子111，在该电极111的基端部，形成有凸缘部112。在盖体16的通孔，安装有绝缘密封件113，盖体16与紧固部件之间保持电绝缘性与密封性。在电极端子111上，从盖体16的外侧，嵌合垫片114，并且以螺纹方式嵌合有第1螺母115和第2螺母116。另外，由于将第1螺母115紧固，通过电极端子111中的凸缘部112与垫片114，夹持绝缘密封件113，故密封性提高。上述多个电极片6的前端部61通过点焊或超声波焊接方式，固定于电极端子111中的凸缘部112上。但是，锂离子二次蓄电池具有下述问题，即由于随着电池的尺寸的增加，正极和负极的长度加大，故采用电极片的集电结构的集电性较低，内部电阻产生误差，或放电容量降低等。于是，人们提交了图21所示的集电结构的专利申请，其应在正极和负极的整个长度范围内，具有均匀的集电性。在该集电结构中，卷绕电极体7同样由下述正极71，负极73，以及分隔件72形成，该正极71按照在芯体75的表面上涂敷正极活性物质74的方式形成，该负极73按照在芯体77的表面上涂敷负极活性物质76的方式形成，该分隔件72中浸渗有非水电解液，该正极71和负极73分别按照沿宽度方向与分隔件72错开的方式相互叠合，将它们呈螺旋状卷绕。由此，卷绕电极体7的卷轴方向的两个端部内的，一个端部中，正极71的芯体75的端缘78朝向分隔件72的端缘突出，并且在另一端缘上，负极73的芯体77的端缘朝向分隔件72的端缘的外方突出。此外，在卷绕电极体7的两个端部上，分别以形成电阻的方式焊接圆板状的集电板62，该集电板62通过引线部件63，与上述电极端子机构110连接。但是，图21所示的具有集电结构的非水电解液二次蓄电池具有下述问题，即由于构成卷绕电极体7的正极71和负极73的芯体75，77的端缘78，78的面积较小，故芯体端缘与集电板62之间的接触面积较小，由此，电池的内部电阻较大。特别是在电动式汽车用的电源等所采用的锂离子二次蓄电池中，必须形成高容量，并且尽可能地减小内部电阻，以便获得高输出。此外，必须采用生产性优良的集电机构，以便减小制造成本。于是，就生产性优良的低电阻的电池，人们提交了下述形式的专利申请(比如，参照JP实开昭55-156365号文献)，在该形式中，在于集电板的整个表面上均匀地分散的状态，形成直径较小的膨胀部，使该膨胀部与芯体端缘相接触，进行电阻焊接接，由此使电流集中于该膨胀部，使焊接强度提高。此外，如图24所示，人们提交了下述集电结构的专利申请(比如，参照JP特开平11-31497号文献)，其采用在平板状主体93上形成多个弯曲部94的集电板92，在将集电板92压靠于卷绕电极体7的芯体端缘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电解液二次蓄电池，其在密封容器内，接纳有分别在带状的正极（２３）与负极（２１）之间设置有分隔件（２２）的电极体（２），该电极体（２）所产生电能可从设置于密封容器中的正极端子部和负极端子部，朝向外部输出，在电极体（２）的卷轴方向的两个端部的内部，在一个端部上突出有负极（２１）的端缘，在该端缘上接合有负极集电板（３），该负极集电板（３）与负极端子部导通，其特征在于：负极集电板（３）由多层部形成，该多层部包括铜层部（３１）和金属层部，该铜层部（３１）由铜或以铜为主体的合金形成，该金属层部由作为不与锂形成金属化合物的金属，并且其激光反射率小于铜的金属，或以该金属为主体的合金形成，该铜层部（３１）与金属层部形成两侧的表面层，铜层部（３１）焊接于负极（２１）的端缘上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中西直哉，佐藤广一，能间俊之，米津育郎，
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]