本发明专利技术提供一种锂离子电池用负极的制造方法以及锂离子电池。所述锂离子电池负极的制造方法包括下述工序：（１）准备负极板以及与所述负极板连接的负极引线的工序，其中，所述负极板具备集电体、和形成于集电体的表面的薄膜状负极活性物质层，薄膜状负极活性物质层含有合金系活性物质；（２）在由第１板与第２板构成的一组焊接夹具的第１板与第２板之间，以薄膜状负极活性物质层的表面与负极引线的表面重合、且包含由负极板的端面与负极引线的端面形成的焊接端面的焊接区域露出的方式夹持负极板与负极引线的工序，（３）通过向焊接区域进行弧光放电使焊接区域熔化从而将所述集电体与所述负极引线电弧焊接的工序；焊接夹具在第１板与第２板的接合面中的、焊接区域的周围具有限制由弧光放电引起的焊接区域的体积扩展的形状。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池用负极的制造方法以及锂离子电池。更详细地，本专利技术 涉及含有合金系活性物质的锂离子电池用负极中的、负极集电体与负极引线的接合方法 的改进。
技术介绍
锂离子电池具有高容量以及高能量密度，容易小型化以及轻量化，因此被广 泛用于电子设备等的电源。电子设备有便携式电话、便携式信息终端(Personal Digital Assistant, PDA)、笔记本型个人计算机、摄像机、便携式游戏机等。代表性的锂离子电 池具备含有锂钴复合氧化物的正极、含有石墨的负极和聚烯烃制隔膜。正极以及负极分别由集电体、活性物质层和引线构成。活性物质层形成于集电 体表面。引线被焊接在未形成活性物质层的集电体露出部。引线的焊接利用了电阻焊接 或超声波焊接。集电体露出部是通过在集电体表面空出间隔地形成活性物质层、或在集 电体表面上形成活性物质层之后除去活性物质层的一部分而形成的。最近，随着电子设备的多功能化的进展，其电力消费量也在增大。另一方面， 希望能够延长通过一次充电而连续使用的时间。因此，需要锂离子电池的更高容量化， 积极进行了比石墨更高容量的合金系活性物质的开发。代表性的合金系活性物质有硅、 硅氧化物等硅系活性物质。含有合金系活性物质的负极一般具备负极集电体、在负极集电体表面通过气相 法形成的合金系活性物质的薄膜(以下有时称为“薄膜状负极活性物质层”)。对于在形成有薄膜状负极活性物质层的负极集电体上接合负极引线的方法，有 各种提案。日本特开2007-214086号公报(以下称为专利文献1)中公开了下述负极通过 对负极板与负极引线的层叠体照射激光从而形成将上述层叠体在厚度方向上贯通的连通 孔。如果对上述层叠体照射激光，则存在于连通孔的内部表面的负极集电体与负极引线 熔化并接触，由此使得负极集电体与负极引线连接。然而，在负极集电体与负极引线的连接部分中含有合金系活性物质的粒子。合 金系活性物质的粒子通过激光照射而从薄膜状负极活性物质层中流出。由于合金系活性 物质的熔点高，因此只是照射激光的话，不易熔化。因此，上述连接部分的接合强度 低。另外，合金系活性物质的电阻大，因此由于在上述连接部分中存在合金系活性物质 的粒子，上述连接部分的导通性容易下降。日本特开2007-115421号公报(以下称为专利文献2)中公开了下述负极在 含有合金系活性物质的薄膜状负极活性物质层的表面通过电阻焊接而接合由铜、铜合金 或铜的包层材形成的负极引线。电阻焊接中，有时负极集电体或负极引线会发生局部熔 化，但由于电流在薄膜状负极活性物质层中几乎不流通，因此薄膜状负极活性物质层不 熔化。因此，负极集电体与负极引线不能充分接合。
技术实现思路
为了在负极集电体的表面通过气相法形成合金系活性物质的薄膜并同时设置集 电体露出部，例如可以考虑在负极集电体表面的规定位置上形成掩模层、在薄膜形成后 除去掩模层的方法。除去掩模层的部分成为集电体露出部。在这种情况下，需要掩模层 的形成、掩模层的除去等繁琐且多余的操作。局部地除去合金系活性物质的薄膜而形成集电体露出部是非常困难的。特别 是，硅系活性物质的薄膜为玻璃质，具有高机械强度，牢固地固附在负极集电体表面。 如果从负极集电体上除去该玻璃质薄膜，则负极集电体受损，其集电性能以及电极性能 有可能下降。也就是说，在包含含有合金系活性物质的薄膜状负极活性物质层的负极中，将 负极集电体与负极引线高效且切实地接合是非常繁杂且困难的。本专利技术的目的在于提供一种制造锂离子电池用负极的方法、以及具备通过上述 方法制造的锂离子电池用负极的锂离子电池，所述锂离子电池用负极具备含有合金系活 性物质的薄膜状负极活性物质层，且负极集电体与负极引线切实地接合。本专利技术的锂离子电池用负极的制造方法的特征在于，具备(1)准备负极板以及 与负极板连接的负极引线的工序，其中，所述负极板具备集电体、和形成于集电体的表 面且含有合金系活性物质的薄膜状负极活性物质层；(2)在由第1板与第2板构成的一组 焊接夹具的第1板与第2板之间，以薄膜状负极活性物质层的表面与负极引线的表面重 合、且包含由负极板的端面与负极引线的端面形成的焊接端面的焊接区域露出的方式夹 持负极板与负极引线的工序，(3)通过向焊接区域进行弧光放电使焊接区域熔化从而将所 述集电体与所述负极引线电弧焊接的工序；其中，焊接夹具在第1板与第2板的接合面中 的焊接区域的周围具有限制由弧光放电引起的焊接区域的体积扩展的形状。另外，本专利技术的锂离子电池的特征在于具备具备正极集电体、形成于上述正 极集电体的表面的正极活性物质层和与上述正极集电体连接的正极引线的正极；通过上 述的锂离子电池用负极的制造方法而制造的锂离子电池用负极；以介于正极与锂离子电 池用负极之间的方式配置的隔膜；和锂离子传导性非水电解质。根据本专利技术的锂离子电池用负极的制造方法，能够有效且利于工业化地制造具 备负极集电体、含有合金系活性物质的薄膜状负极活性物质层和负极引线、且负极集电 体与负极引线切实地接合的锂离子电池用负极。另外，通过本专利技术的制造方法制造的 负极不仅负极集电体与负极引线以高强度接合，而且负极集电体与负极引线的导通性良 好。进而，本专利技术的锂离子电池通过具备由本专利技术的制造方法制造的负极，具有高容量 以及高输出，循环特性、输出特性等电池性能优良。本专利技术的新特征记载在后附的权利要求书中，关于本专利技术的构成和内容这两方 面，与本申请的其他目的和特征一起，参照附图，通过下面的详细说明可以更好地理解。附图说明图1是说明本专利技术的第1实施方式的锂离子电池用负极的制造方法的纵截面图。图2是说明本专利技术的第2实施方式的锂离子电池用负极的制造方法的纵截面图。图3是示意地表示本专利技术的第3实施方式的锂离子电池的结构的纵截面图。图4是示意地表示电子束式蒸镀装置的结构的侧面透视图。图5是示意地表示用于测定负极引线相对于负极集电体的抗拉强度的试样的制 作方法的立体图。图6是示意地表示负极引线相对于负极集电体的抗拉强度的测定方法的立体 图。具体实施例方式本专利技术者们在为了解决上述课题的研究过程中，着眼于专利文献2中公开的介 由含有合金系活性物质的薄膜状负极活性物质层而将负极集电体与负极引线接合的结 构。于是发现了通过电弧焊接将具备负极集电体和薄膜状负极活性物质层的负极板与具 有特定材质的负极引线接合的新方法。发现根据该方法，不仅负极集电体与负极引线熔 化、而且薄膜状负极活性物质层中所含的合金系活性物质也熔化从而形成合金层，由此 能够使负极集电体与负极引线导通性良好且牢固地接合。在上述方法中，以薄膜状负极活性物质层的表面与负极引线的表面重合、且由 负极板的端面和负极引线的端面形成的焊接端面露出的方式使得负极板与负极引线被焊 接夹具夹持。然后，通过对焊接端面进行弧光放电，弧光放电的能量所波及的焊接区域 发生熔化而生成熔化部分。通过使该熔化部分固化，可以在负极集电体与负极引线之间 形成合金层。然而，在上述的方法中，由于熔化部分的体积在局部变得过大，使得合金层的 尺寸变得大于必要以上的程度。其结果是，在制作卷绕型电极组时，容易引起下述不良 情况卷绕型电极组的尺寸以及形状变得超出规格、或者卷绕型电极组中的正极或负极 与隔膜的密合性降低、合金层使隔膜受到损伤而发本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂离子电池用负极的制造方法，其具备下述工序：（１）准备负极板以及与所述负极板连接的负极引线的工序，其中，所述负极板具备集电体、和形成于所述集电体的表面且含有合金系活性物质的薄膜状负极活性物质层，（２）在由第１板与第２板形成的一组焊接夹具的所述第１板与所述第２板之间，以所述薄膜状负极活性物质层的表面与所述负极引线的表面重合、且包含由所述负极板的端面与所述负极引线的端面形成的焊接端面的焊接区域露出的方式夹持所述负极板与所述负极引线的工序，（３）通过向所述焊接区域进行弧光放电使所述焊接区域熔化从而将所述集电体与所述负极引线电弧焊接的工序；所述焊接夹具在所述第１板与所述第２板的接合面中的、所述焊接区域的周围具有限制由弧光放电引起的所述焊接区域的体积扩展的形状。
【技术特征摘要】
JP 2009-11-6 254906/20091.一种锂离子电池用负极的制造方法，其具备下述工序(1)准备负极板以及与所述负极板连接的负极引线的工序，其中，所述负极板具备集 电体、和形成于所述集电体的表面且含有合金系活性物质的薄膜状负极活性物质层，(2)在由第1板与第2板形成的一组焊接夹具的所述第1板与所述第2板之间，以所 述薄膜状负极活性物质层的表面与所述负极引线的表面重合、且包含由所述负极板的端 面与所述负极引线的端面形成的焊接端面的焊接区域露出的方式夹持所述负极板与所述 负极引线的工序，(3)通过向所述焊接区域进行弧光放电使所述焊接区域熔化从而将所述集电体与所述 负极引线电弧焊接的工序；所述焊接夹具在所述第1板与所述第2板的接合面中的、所述焊接区域的周围具有限 制由弧光放电引起的所述焊接区域的体积扩展的形状。2.根据权利要求1所述的锂离子电池用负极的制造方法，其中，所述焊接夹具在将所 述负极板和所述负极引线夹持在所述第1板与所述第2板之间的状态下具有凹陷，所述凹 陷包含从所述第1板的端面开始沿所述接合面而形成的第1凹部、和从所述第2板的端面 开始沿所述接合面而形成且与所述第1凹部相对置的第2凹部；所述凹陷形成为限制所述焊接区域的体积扩展的形状。3.根据权利要求2所述的锂离子电...
【专利技术属性】
技术研发人员：古结康隆，片山仁，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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