方形二次电池制造技术

本发明专利技术提供一种使在方形二次电池的正极芯体露出部或负极芯体露出部的内部形成的焊接痕(焊核)在集电体侧大且稳定地形成的方形二次电池。该方形二次电池具备在层叠或卷绕的负极芯体露出部(15)及正极芯体露出部的一方的面上配置的负极集电体(18)或正极集电体、在另一方的面上配置的负极集电承受构件(19)或正极集电承受构件，其中，负极集电体(18)及正极集电体中的至少一方在与负极芯体露出部(15)或正极芯体露出部对置的区域中，在不与负极芯体露出部(15)或正极芯体露出部相面对这侧的面上局部地形成有凹部(30)，该凹部(30)的厚度比其它部分的厚度形成得薄，在该凹部中进行电阻焊接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种方形二次电池，其具备电阻焊接于层叠的正极芯体露出部或负极芯体露出部的集电体，该方形二次电池中，使在层叠的正极芯体露出部或负极芯体露出部的内部形成的焊接痕(焊核)在集电体侧大且稳定地形成，从而使集电体与正极芯体露出部或负极芯体露出部之间的内部电阻减小，并且使焊接强度增强。
技术介绍
近年来，环境保护运动日益高涨，二氧化碳气体等造成温室化的废气的排出限制被强化。因此，在机动车行业里，取代使用汽油、柴油、天然气等化石燃料的机动车，而活跃地进行电动机动车(EV)、混合动力电动机动车(HEV)的开发。作为这样的EV、HEV用电池，使用镍-氢二次电池或锂离子二次电池，但近些年从能够得到轻量且高容量的电池的观点出发，锂离子二次电池等非水电解质二次电池被广泛使用。在EV、HEV用途中，不仅要求与环境相适应，而且要求作为机动车的基本性能、SP加速性能、爬坡性能等行驶能力的高度化。为了满足这样的要求，需要不仅电池容量增大而且高输出的电池。通常，EV、HEV用的二次电池大多使用在方形外装壳体内收容有发电要件的方形二次电池，但为了在进行高输出的放电时在电池中流过大电流，需要极力减小电池的内部电阻。因此，对于防止电池的发电要件中的电极极板的芯体露出部与集电体之间的焊接不良来降低内部电阻的方法进行了各种改良。作为将发电要件中的电极极板的芯体露出部与集电体电接合来进行集电的方法，已知有机械的紧固法、焊接法等，由于焊接法容易实现低电阻化且很难产生时效变化，因此适合作为要求高输出的电池的集电方法。这样的方形二次电池的电极极板的芯体露出部与集电体之间的电阻焊接如下这样进行。例如图9所示，在将正极极板和负极极板以隔着隔板而相互绝缘的状态卷绕多次得到的扁平状卷绕电极体50中，例如在捆扎的铜或铜合金制的负极芯体露出部51的一侧的面上配置铜或铜合金制的负极集电体52，同样地在另一侧的面上配置铜或铜合金制的负极集电承受构件53，并使电阻焊接用电极54及55分别与负极集电体52及负极集电承受构件53抵接而进行电阻焊接。其结果是，位于一对电阻焊接用电极54及55之间的负极芯体露出部51的一部分熔融而适当形成焊核(nugget) 56，从而在负极芯体露出部51、负极集电体52及负极集电承受构件53之间实现良好的电导通。需要说明的是，对于正极芯体露出部、正极集电体及正极集电承受构件(都省略图示)而言，除了各自的形成材料由铝或铝合金构成以外，具备与负极芯体露出部51、负极集电体52及负极集电承受构件53实质上同样的结构。另外，在该说明书中，负极集电体或正极集电体表示直接电阻焊接于负极芯体露出部或正极芯体露出部，来将负极芯体露出部或正极芯体露出部与负极端子或正极端子电连接所使用的构件，负极集电承受构件或正极集电承受构件意味着直接电阻焊接于负极芯体露出部或正极芯体露出部，且与负极集电体或正极集电体组合而使用的构件。另外，在下述专利文献I中也示出一种方形二次电池，在将正极极板和负极极板以隔着隔板而相互绝缘的状态卷绕多次得到的扁平状卷绕电极体中，通过电阻焊接法在正极极板或负极极板的芯体露出部上焊接正极集电体或负极集电体。使用图10，对该下述专利文献I所示的方形二次电池进行说明。需要说明的是，图1OA是下述专利文献I中公开的方形二次电池中的端子部的纵向剖视图，图1OB是该方形二次电池中的端子部的电阻焊接时的纵向剖视图。如图1OA所示，下述专利文献I所示的方形二次电池60中，将正极极板和负极极板以分别隔着隔板而相互绝缘的状态卷绕得到的具有正极芯体露出部(省略图示)及负极芯体露出部61的卷绕电极体62配置在方形电池外装壳体63内。并且，例如将负极芯体露出部61的一部分捆扎,且在该捆扎的负极芯体露出部61的一方的表面上电阻焊接负极集电体64，该负极集电体64与相对于封口体65以绝缘的状态安装的负极端子66电连接，该封口体65以将方形电池外装壳体63的开口部密闭的方式安装。另外，负极集电体64的电阻焊接部64a比其它部分薄壁化。并且，如图1OB所示，负极集电体64的电阻焊接部64a的一方的面与负极芯体露出部61的捆扎的部分的一侧的表面抵接，一对电阻焊接用电极67中的一方与该电阻焊接部64a的另一方的面的表面抵接，并且，一对电阻焊接用电极67中的另一方与负极芯体露出部61的另一侧的面抵接，通过在这一对电阻焊接用电极67之间流过电阻焊接用电流来进行电阻焊接。需要说明的是，在负极集电体64的电阻焊接部64a侧附加有绝缘带68，以防负极集电体64的焊接部64a以外的部分与负极芯体露出部61短路。根据下述专利文献I所示的非水电解质二次电池，在捆扎的负极芯体露出部61内形成焊核69，在负极芯体露出部61与负极集电体64之间实现良好的电连接。在先技术文献专利文献专利文献1:日本特开2010-073408号公报专利文献2:日本实开昭61-016863号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题其中，作为EV、HEV用的方形二次电池的非水电解质二次电池的电极体具备将正极极板和负极极板隔着隔板层叠或卷绕的结构。并且，正极极板及负极极板的芯体露出部以分别位于互不相同的一侧的方式配置，正极极板的芯体露出部层叠而焊接于正极集电体，负极极板的芯体露出部也层叠而焊接于负极集电体。在作为EV、HEV用的方形二次电池的非水电解质二次电池的容量大的情况下，上述的负极芯体露出部及正极芯体露出部的层叠张数变得非常多。因此，就通过电阻焊接法在负极芯体露出部或正极芯体露出部与正极集电体或负极集电体之间稳定地形成良好的焊核这方面来说，仍然存在改善的余地。负极集电体或正极集电体为了保持机械的强度且成为低电阻而需要某种程度的厚度。然而，当负极集电体或正极集电体的厚度厚时，在进行电阻焊接时焊接部难以发热，因此在负极芯体露出部或正极芯体露出部与负极集电体或正极集电体之间难以稳定地形成焊核，即使形成了焊核，也仅形成小的焊核，因此存在在负极芯体露出部或正极芯体露出部与负极集电体或正极集电体之间无法可靠地确保通电路径这样的课题。另外，当使负极集电体或正极集电体的整体变薄时，即使在低能量下也容易使负极集电体或正极集电体熔融，因此容易形成焊核，但在各端子与集电体的紧固部中，由于集电体的变形引起的紧固不足所导致的密封性的降低或封口体与电极体的连结强度的不足，而使电极体容易移动，从而还存在耐振性降低这样的课题。并且，如上述专利文献I所示那样使负极集电体或正极集电体与负极芯体露出部或正极芯体露出部抵接的区域的整体的厚度比其它部分的厚度薄时，即使在低能量下也容易使电阻焊接部熔融，因此容易形成焊核，但由于负极集电体或正极集电体与负极芯体露出部或正极芯体露出部抵接的区域的截面积比其它部分的截面积小，因此存在如下课题:产生电阻的增加(输出的降低)，并且因振动等而在厚度上产生高低差的部分变得容易切断。专利技术人等为了解决上述那样的现有技术的问题点而反复进行各种实验，其结果是发现如下观点而完成本专利技术，所述观点是:在集电体与各芯体露出部对置的区域中，通过在集电体的不与芯体露出部相面对这侧的面上局部地形成凹部，并使该凹部的厚度比其它部分的厚度形成得薄，且在该凹部中进行电阻焊接，由此能够在集电体附近的芯体露出部中稳定地形成大的焊核。S卩，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.29 JP 2010-2446071.一种方形二次电池，其具备:具有层叠或卷绕的负极芯体露出部及正极芯体露出部的电极体；与所述负极芯体露出部及所述正极芯体露出部分别电连接的负极集电体及正极集电体；与所述负极集电体及所述正极集电体分别电连接的负极端子及正极端子，所述方形二次电池的特征在于， 在所述负极芯体露出部或所述正极芯体露出部的一方的面上配置所述负极集电体或所述正极集电体，且在另一方的面上配置负极集电承受构件或正极集电承受构件，并且， 所述负极集电体及所述正极集电体中的至少一方在与所述负极芯体露出部或所述正极芯体露出部对置的区域中，在不与所述负极芯体露出部或所述正极芯体露出部相面对这侧的面上局部地形成有凹部，且所述凹部的厚度比其它部分的厚度形成得薄，在所述凹部中进行电阻焊接。2.根据权利要求1所述的方形二次电池，其特征在于， 所述凹部的厚度比所述负极集电承受构件或所述正极集电承受构件的厚度薄。3.根据权利要求1所述的方形二次电池，其特征在于， 所述负极芯体露出部及所述正极芯体露出部中的至少一方被分割成两部分且在这两部分之间配置至少具有一个导电构件的中间构件， 被分割成两部分的芯体露出部侧的所述集电体及所述集电承受构件分别配置在所述被分割成两部分的芯体露出部的最外侧的面上。4.根据权利要求3所述的方形二次电池，其特征在于， 所述集电承受构件在与所述被分割成两部分的芯体露出部对置的区域中，在不与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：服部高幸，木村毅典，山内康弘，能间俊之，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：
国别省市：