專利名稱：鋰離子二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子二次電池，特別涉及將電極群容納到電池容器 內(nèi)的鋰離子二次電池，該電極群隔著隔膜配置在箔狀集電體上涂敷了 正極混合劑的正極、和在箔狀集電體上涂敷了負(fù)極混合劑的負(fù)極。
背景技術(shù)：
以往，鋰離子二次電池采用下述構(gòu)造，即，將在鋁箔等的箔狀集 電體的雙面基本均勻地涂敷了正極混合劑的正極、在銅箔等箔狀集電 體的雙面上基本均勻地涂敷了負(fù)極混合劑的負(fù)極隔著隔膜層積或巻 繞而成的電極群，連同電解液都容納在電池容器內(nèi)。
在這種鋰離子二次電池中，例如，在電動汽車(PEV)及混合動 力汽車(HEV)等中所使用的面向高比率的電池中，具有對箔狀集電 體的未涂敷活性物質(zhì)混合劑的部分切缺(加工成長方形梳狀)、并將 切缺剩余部分作為引線片連接(熔接)到集電部件的集電結(jié)構(gòu)。(例 如，參照專利文獻(xiàn)l)。
專利文獻(xiàn)1日本特開2004 - 234994號公報(圖1)
但是，當(dāng)釆用上述集電結(jié)構(gòu)來對應(yīng)大電流高比率充放電時，會產(chǎn) 生加工箔狀集電體的未涂敷活性物質(zhì)混合劑部分(切缺)的加工速度 慢的問題，以及箔的廢棄量多、即材料的成品率低的工業(yè)量產(chǎn)上的問 題。另外，當(dāng)隔離并巻繞對蕩狀集電體的未涂敷活性物質(zhì)的部分實施 了長方形梳狀加工的正負(fù)極時，若長方形梳狀的箔部分(引線片)長， 則由于巻繞時的旋轉(zhuǎn)離心力，呈放射狀擴(kuò)展，有時還會發(fā)生被咬入電 極群中并被巻起的情況。這會破壞該電極群電極之間的絕緣，導(dǎo)致所 謂的工序不良。另外，由于長方形梳狀的箔部分必須是覆蓋電極群的 端部的結(jié)構(gòu)，所以將成為電解液注入以及電解液浸潤電極群的障礙，由于工序所需要的時間增長，所以成為導(dǎo)致成本提高的主要原因。
另一方面，人們認(rèn)為通過不實施長方形梳狀加工而進(jìn)行集電、或 者將長方形梳狀的箔部分做得比較短，就能解決上述問題，但是根據(jù) 集電結(jié)構(gòu)以及集電部分的熔接狀況，可能增加電阻抗、或者發(fā)生影響 可靠性的情況。特別是，如果不實施長方形梳狀加工，只要將箔狀集 電體無圖案部端例如巻繞直線形狀的電極，使箔狀集電體的端部超出 巻繞隔膜端面，將集電部件以低電阻抗連接到箔狀集電體的端部，就 能解決上述問題。但是，厚度較薄的箔狀集電體與相比較而言厚度較 厚的集電部件，由于兩者的厚度差，很難以低阻抗進(jìn)行一致熔接。
這種情況下的熔接中，將光能轉(zhuǎn)換為熱能進(jìn)行熔接，在不向被熔 接物施加力這一點以及熔接速度比較快這一點上是所期望的。但是， 在將光能轉(zhuǎn)換為熱能進(jìn)行熔接時，例如，當(dāng)利用激光進(jìn)行熔接，在板 狀集電部件的端部實施作為熔接始端或終端的熔接時，由于照射能量 的熱能容易集中(由于散熱目的物少)，所以容易在集電部件上產(chǎn)生 貫通孔。 一旦產(chǎn)生貫通孔，則照射能量將直接照射電極群，這種情況 下，特別是熔點低的隔膜將受到熱損傷，從而喪失隔離正極、負(fù)極的 功能，導(dǎo)致所謂的絕緣阻抗不良。即使為了避免這一點而從避開端部 的部位照射，由于照射始端和終端是熔融的開始和結(jié)束的時刻，所以 熔體的狀態(tài)變得不穩(wěn)定，照射仍然存在容易穿透的傾向。這一點，即 使在照射時增加前期準(zhǔn)備等也無法改變。另外，從避開集電部件的端 部的部位照射時，會產(chǎn)生不能實施與位于集電部件的照射相反面的箔 狀集電體熔接的部分，從而導(dǎo)致電池的內(nèi)部阻抗增大和輸出降低，在 性能質(zhì)量方面產(chǎn)生問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述情況，目標(biāo)是提供一種低成本、組裝性良好、可 靠性的、高比率的鋰離子二次電池。
為了解決上述問題，本發(fā)明是把電極群容納到電池容器內(nèi)的鋰離 子二次電池，該電極群隔著隔膜配置在箔狀集電體上涂敷了正極混合劑的正極、與在箔狀集電體上涂敷了負(fù)極混合劑的負(fù)極，其特征在于， 上述正極和負(fù)極的至少一方的箔狀集電體在一側(cè)端部具有未涂敷上 述混合劑的無圖案部分，上述無圖案部分的一部分或全部超出上述隔 膜的端，具有熔接安裝到該超出的無圖案部分的端部的板狀的集電部 件，在上述集電部件的周邊部，存在向上迷電極群側(cè)折彎的折彎部位。 在本發(fā)明中，上述正極和負(fù)極的至少一方的箔狀集電體在一側(cè)端 部具有未涂敷正極或負(fù)極混合劑的無圖案部分，無圖案部分的一部分 或全部超出上述隔膜的端，在該超出的無圖案部分的端部熔接安裝有 板狀的集電部件，所以不需要對箔狀集電體實施長方形梳狀的加工， 能夠提高組裝性，能夠降低成本，并且，通過在集電部件的周邊部設(shè) 置向電極群側(cè)折彎的折彎部位，在熔接超出的無圖案部分的端部和集 電部件時，能夠進(jìn)行不在集電部件上產(chǎn)生空洞的一致熔接，能夠提高 可靠性。
在本發(fā)明中，優(yōu)選地，將超出的無圖案部分的端部容納到折彎部 位的內(nèi)側(cè)，并且，將超出的無圖案部分的端部以折彎部位為始末端熔 接到集電部件，優(yōu)選的是，折彎部位的內(nèi)側(cè)為電極群最外層的內(nèi)側(cè)， 超出的無圖案部分的端部彎曲并被容納在折彎部位的內(nèi)側(cè)。
另夕卜，優(yōu)選的是，超出的無圖案部分的端部，被從集電部件的與 上述電極群相反側(cè)的面照射用于熔接的能量，與集電部件熔接，并且 優(yōu)選的是，作為熔接用的能量為激光。此時，折彎部位的板厚最好比 熔接的熔融寬度大。
^4t本發(fā)明，具有下述效果，即，上述正極和負(fù)極的至少一方的 箔狀集電體在一側(cè)端部具有未涂敷正極或負(fù)極混合劑的無圖案部分， 無圖案部分的一部分或全部超出上述隔膜的端，在該超出的無圖案部 分的端部熔接安裝板狀的集電部件，所以不需要對箔狀集電體實施長 方形梳狀的加工，能夠提高組裝性，能夠降低成本，并且，通過在集 電部件的周邊部設(shè)置向電極群側(cè)折彎的折彎部位，在熔接超出的無圖 案部分的端部和集電部件時，能夠進(jìn)行不在集電部件上產(chǎn)生空洞的一 致熔接，能夠提高可靠性。


圖1是本發(fā)明的可應(yīng)用的實施方式的鋰離子二次電池的概略截面圖。
圖2是實施方式的鋰離子二次電池的正極板的平面圖。 圖3是實施方式的鋰離子二次電池的負(fù)極板的平面圖。 圖4是模式化地表示實施例的鋰離子二次電池的電極群的巻繞 狀態(tài)的外觀圖。
圖5是表示實施方式地鋰離子二次電池的集電圓盤的圖，(A) 是從上側(cè)觀察到的集電圓盤的外觀圖，(B)是從下側(cè)觀察到的集電 圓盤的外觀圖，(C)是突設(shè)在集電圓盤上的突起的截面圖。
圖6是上蓋的截面圖。
圖7是模式化地表示沿著集電圓盤的突起的截面的截面圖。
圖8是實施例1的鋰離子二次電池的部分截面圖，(A)是作為
正極側(cè)的電池上部的部分截面圖，(B)是作為負(fù)極側(cè)的電池下部的
部分截面圖。
圖9是模式化地表示沿著實施例1的鋰離子二次電池的集電圓盤 的突起的截面，并且還表示激光照射的始端和終端的截面圖。
圖10是實施例3的鋰離子二次電池的部分截面圖，(A)是作 為正極側(cè)的電池上部的部分截面圖，(B)是作為負(fù)極側(cè)的電池下部 的部分截面圖。
圖11是模式化地表示沿著比較例1的鋰離子二次電池的集電圓 盤的突起的截面，并且還表示激光照射的始端和終端的截面圖。
圖12是比較例2的鋰離子二次電池所使用的集電圓盤的外觀立體圖。
圖13是模式化地表示沿著比較例2的鋰離子二次電池的集電圓 盤的突起的截面，并且還表示激光照射的始端和終端的截面圖。
圖14是模式化地表示沿著比較例3的鋰離子二次電池的集電圓 盤的突起的截面，并且還表示激光照射的始端和終端的截面圖。圖15是表示其他實施方式的鋰離子二次電池的集電圓盤的圖， (A)是從上側(cè)觀察到的集電圓盤的外觀圖，(B)是從下側(cè)觀察到的 集電圓盤的外觀圖，(C)是形成在集電圓盤上的突起的截面圖。 (附圖標(biāo)記說明)
1:未涂敷部(無圖案部分)，2:正極板(正極)，3:未涂敷 部(無圖案部分)，4:負(fù)極板(負(fù)極)，5:隔膜，7:集電圓盤(集 電部件)，20:折彎部位，30:鋰離子二次電池
具體實施例方式
以下，參照附圖，對本發(fā)明所涉及的鋰離子二次電池的實施方式 進(jìn)行說明。
(正極板的制作)
將鋰過渡金屬復(fù)氧化物L(fēng)iMii204粉末作為正極活性物質(zhì)、將石 墨粉末作為主導(dǎo)電材料、將乙炔黑作為副導(dǎo)電材料、將聚偏氟乙烯 (PVDF)作為粘結(jié)劑(結(jié)合劑)，按照質(zhì)量比85: 8: 2: 5進(jìn)行混 合，將對其添加了分散溶劑N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)并搖勻 后的懸浮液，基本均勻地涂敷到厚度為20nm的鋁箔(正極集電體) 的雙面上。此時，在正極板長邊方向的一個側(cè)邊處留有寬度為6mm 的未涂敷部1 (參照圖2)，即留有未涂敷懸浮液(正極混合劑)的 無圖案部分。之后，干燥、加壓、裁剪，如圖2所示，得到寬度為88mm 的帶狀的正極板2。
(負(fù)極板的制作)
向92質(zhì)量份的易石墨化性質(zhì)的碳粉中添加作為粘結(jié)劑的8質(zhì)量 份的聚偏氟乙烯，將對其添加了分散溶劑NMP并搖勻后的懸浮液， 基本均勻地涂敷到厚度為20nm的壓延銅箔(負(fù)極集電體)的雙面上。 此時，在負(fù)極板長邊方向的一個側(cè)邊處留有寬度為3mm的未涂敷部3 (參照圖3),即留有未涂敷懸浮液(負(fù)極混合劑)的無圖案部分。 之后，干燥、加壓、裁剪，如圖3所示，得到寬度為89mm的帶狀的 負(fù)極板4。以初次充電時從正極釋放的鋰離子量、與初次充電時負(fù)極板吸收的鋰離子量為1: 1的方式設(shè)定涂敷到集電體的負(fù)極活性物質(zhì) 的量。
(電極群的制作)
如圖4所示，將所制成的正極板2和負(fù)極板4，以該兩個基板不 直接接觸的方式，與寬91mm、厚30nm的聚乙烯制的隔膜5—同巻 繞，制作電極群6。在巻繞的中心使用聚丙烯制的中空圓筒狀的軸芯 12 (參照圖1)。此時，正極板2的未涂敷部1和負(fù)極板4的未涂敷 部3,分別配置在電極群6的彼此相反側(cè)的兩端面，并且分別超出隔 膜5的端2mm。另外，調(diào)整正極板2、負(fù)極板4、隔膜5的各個長度， 例如，設(shè)電極群6的內(nèi)徑(直徑)為9mm、外徑(直徑)為38士0.1mm。 為了使電解群6不松散，貼附以聚酰亞胺為基材、在其單面上涂敷了 由六偏丙烯酸酯構(gòu)成的粘結(jié)劑的膠帶，來固定巻繞終端。 (電池的制作)
在電極群6的各個端面上配置圓盤狀的集電圓盤作為集電部件。 如圖5(A)、 (B)所示，集電圓盤7，在一面?zhèn)龋怀龅卦O(shè)置多個 (在本例中為4個)從中心部向周邊部延伸的放射狀的突起8。如圖 5(C)所示，突起8具有截面基本為梯形的形狀，與集電圓盤7的板 厚0.5mm相對，突起8的上底寬度為0.2mm,下底寬度為0.6mm， 高為0.5mm。另外，在集電圓盤7的未設(shè)突起8的部位，形成有在后 述的非水電解液注入工序中提供非水電解液的通過路徑的多個(在本 例中為4個)貫通槽9。集電圓盤7的材質(zhì)優(yōu)選與熔接的箔狀集電體 材質(zhì)相同。正極側(cè)最好為鋁、負(fù)極側(cè)最好為銅。在集電圓盤7的周邊 部存在向下折彎的折彎部位20。另外，在集電圓盤7的另一面?zhèn)鹊闹?心部，形成有用于和電極群7的軸芯12嵌合的圓筒狀的突起。
使集電圓盤7的未形成突起8的面?zhèn)?另一面?zhèn)?與電極群6 側(cè)抵接，之后，通過從突起8側(cè)對突起8的上表面沿著突起8的長度 方向照射激光并使其熔融，進(jìn)行與位于照射面背側(cè)的各箔狀集電體熔 接。另外，以從電極群6的中心向外周巻繞的箔狀集電體位于突起8 的下面的方式，確定突起8的長度。對全部突起8實施激光照射。從照射后的照射面觀察的熔接的熔融寬度(熔接軌跡寬度)，在正極側(cè)
與負(fù)極側(cè)都是0.8mm。
對于熔接裝置，使用IPG公司制的Yb光纖激光器熔接裝置YLR -2000,使用焦點距離為125mm、聚光部激光斑點直徑為O.lmm的 光學(xué)系統(tǒng)，設(shè)激光的前進(jìn)速度為5m/分鐘。另外，將最佳焦距設(shè)置在 突起8的上底面。關(guān)于激光的輸出條件，以集電圓盤7的突起8熔融 并向下方下垂、突起8的上底面基本與周邊面相同或至少變?yōu)橥黄? 的高度的20%左右的方式設(shè)定輸出條件。該條件，是通過使突起8向 集電圓盤7底另一面?zhèn)认麓?，并且適于與箔狀集電體熔接而實驗性地 求出的。這是由于若激光輸出過強(qiáng)，則激光會貫穿并熔斷箔狀集電體； 另一方面，若激光輸出過弱，則不能獲得充分的下垂，與箔狀集電體 的熔接的可靠性下降的緣故。
然后，以同時覆蓋電極群6的正極側(cè)的集電圓盤7(配置在圖1 上側(cè)的集電圓盤7)的外周面、和電極群6的正極側(cè)的集電圓盤7的 附近方式，粘貼以聚酰亞胺為基材、其單面上涂敷了由六偏丙烯酸酯 構(gòu)成的粘結(jié)劑的膠帶，來進(jìn)行絕緣處置(參照圖1)。
然后，如圖1所示，在電極群6的熔接有負(fù)極側(cè)的集電圓盤7(配 置在圖1下側(cè)的集電圓盤7)的一側(cè)，利用激光熔接安裝厚度為0.5mm 的鎳制的負(fù)極引線13，并插入實施了鍍鎳的鐵制的厚度為0.5mm的 有底容器10內(nèi)，對負(fù)極引線13和容器10的底部進(jìn)行阻抗熔接。另 外，從容器IO底部的外側(cè)照射激光，增加負(fù)極引線13和容器IO底 部的熔接部位。
接下來，將厚度為0.3mm、寬度為16mm的鋁制的正極引線14 的一端熔接并連接到正極側(cè)的集電圓盤7上，如圖6所示，將正極引 線14的另一端熔接并連接到構(gòu)成上蓋11的鋁圓盤16上。上蓋11， 在厚度為0.5mm的鋁圓盤16上重疊厚度為lmm的鋁制外部端子17， 并折返鋁圓盤16的周邊以進(jìn)行鉚接，從折返后的上表面?zhèn)?，沿著鋁 圓盤16的周邊實施整個一周的激光熔接(參照圖6的黑色三角形部 位)。然后，注入非水電解液50g，將聚丙烯樹脂制的墊圏15與上蓋 11同時插入容器10的開口部，并通過鉚接來密封容器10的開口部， 完成鋰離子二次電池30。另外，關(guān)于非水電解液，使用了向乙烯碳酸 鹽和二甲基碳酸鹽的體積比為2: 3的混合溶液中溶解了 l摩爾/升的 六氟磷酸鋰(LiPF6)的溶液。
在制成了電池后，利用室溫以2A的恒定電流充電到4.0V，繼續(xù) 以4.0V的恒定電壓充電直到電流下降到O.IA。之后，根據(jù)需要，在 周圍環(huán)境溫度、電池溫度都為25士0.5'C的條件下，測量lkHz的交流 阻抗。
(實施例)
接下來，基于各個實施例，對按照本實施方式制作的鋰離子二次 電池30進(jìn)行詳細(xì)說明。另外，還一并記載了為比較而制作的鋰離子 二次電池。
(實施例1)
圖7是模式化地表示實施例1的鋰離子二次電池30的集電圓盤 7的突起8處的截面圖。最外的直徑為38mm。表示折彎部位20的寬 度的A為lmm。電極群6的直徑為38mm,電極群6的從隔膜5超 出的正極箔狀集電體，如圖8(A)所示，彎曲容納在正極側(cè)的集電 圓盤7的折彎部位20的內(nèi)側(cè)。另外，電極群6的從隔膜5超出的負(fù) 極箔狀集電體，如圖8 (B)所示，彎曲容納在負(fù)極側(cè)的集電圓盤7 的折彎部位20的內(nèi)側(cè)。另夕卜，集電圓盤7、電極群6的直徑都為38mm， 根據(jù)圖8 (A) 、 (B)可知，折彎部位20的內(nèi)側(cè)位置位于電極群6 的最外層的內(nèi)側(cè)。另外，折彎部位20的板厚為lmm，大于上述熔接 熔融寬度的0.8mm。
圖9和圖7相同，都是模式化地表示實施例1的鋰離子二次電池 30的集電圓盤7的突起8的截面圖，不過表示用于熔接的激光的照射 的始端和終端。在圖9中，以黑色三角形表示的部位是照射的起始點 或照射結(jié)束的點，始點、終點都作為集電圓盤7的折彎部位20，據(jù)此 制作鋰離子二次電池30。另外，不僅實施例l的電池，在全部實施例的電池中，電極群6的中心部側(cè)的箔狀集電體，在形狀上不能彎曲容 納，所以不彎曲地容納到集電圓盤7地折彎部位20的內(nèi)側(cè)。這是由 于一旦彎曲，則會在形狀上發(fā)生箔狀集電體的斷裂的緣故。 (實施例2)
除了圖7的A的尺寸為0.8mm之外，和實施例l相同地制作鋰 離子二次電'池。
(實施例3)
電極群6的直徑為36.2mm，電極群6的從隔膜5超出的正極的 箔狀集電體，如圖10 (A)所示，不彎曲地容納在正極側(cè)集電圓盤7 的折彎部位20的內(nèi)側(cè)，負(fù)極的箔狀集電體，如圖10 (B)所示，也 不彎曲地容納在負(fù)極側(cè)集電圓盤7的折彎部位20的內(nèi)側(cè)。除此之外， 和實施例2相同地制作鋰離子二次電池30。 (實施例4)
除了圖7的A的尺寸為0.5mm之外，和實施例1相同地制作鋰 離子二次電池。
(實施例5)
除了電極群6的直徑為36.8mm之外，和實施例l相同地制作鋰 離子二次電池。其中，電極群6的從隔膜5超出的正極的箔狀集電體， 如圖10 (A)所示，不彎曲地容納在正極側(cè)集電圓盤7的折彎部位20 的內(nèi)側(cè)，負(fù)極的箔狀集電體，如圖10(B)所示，也不彎曲地容納在 負(fù)極側(cè)集電圓盤7的折彎部位20的內(nèi)側(cè)。 (比較例1)
使用實施例1~5中的任意的集電圓盤7、和任意的電極群6，如 圖ll所示地，將集電圓盤7地除折彎部位20以外的部位(比折彎部 位20更內(nèi)側(cè)的部位)作為熔接的始端、終端，來制作鋰離子二次電 池。
(比較例2 )
如圖12所示，使用沒有折彎部位20的集電圓盤7'、和直徑為 38mm的電極群6，如圖13所示地，以集電圓盤7'的周邊作為熔接始端、終端，來制作鋰離子二次電池。
(比較例3 )
如圖14所示，以集電圓盤7'的周邊之外的部位(比周邊更內(nèi)側(cè) 的部位)為熔接始端、終端，除此之外和實施例2相同地制作鋰離子 二次電池。
觀察如上所述地制作的實施例和比較例的電池，發(fā)現(xiàn)影響電池質(zhì) 量和可靠性的下述差異。
在實施例1和實施例2的電池中，沒有發(fā)現(xiàn)影響電池質(zhì)量和可靠 性的現(xiàn)象。
在比較例2的電池中，集電圓盤7'沒有折彎部位，激光以圓盤周 邊部為始端、終端。在照射后的圓盤中，激光照射的始端、終端都發(fā) 生了熔融貫通破壞。當(dāng)然，在貫通破壞下面的箔狀集電體上觀察到熔 斷，在附近的隔膜處也發(fā)現(xiàn)了熔斷。這種現(xiàn)象，即使將始端、終端掉 換也是相同的?？梢哉J(rèn)為這是由于照射的始端、終端能量集中，或者 說熔融狀態(tài)不穩(wěn)定，激光完全穿透所引起的。
另一方面，嘗試不將照射的始端、終端位置設(shè)置在集電圓盤7 的周邊部，而是置于離開周邊部一定距離的位置，這就是比較例3。 結(jié)果是，在激光的始端、終端，雖然發(fā)生比較小，不過還是產(chǎn)生了針 孔性的熔融貫通孔，并且在處于孔下面的箔狀集電體上發(fā)現(xiàn)熔斷，而 且在附近的隔膜端部還發(fā)現(xiàn)由發(fā)熱引起的局部收縮。即，若將激光的 照射開始時刻和照射結(jié)束時刻與比較例1一并考慮，可以推斷出不穩(wěn) 定狀態(tài)。
在熔接熔融寬度(熔接軌跡寬度)和集電圓盤7的折彎部位20 的厚度相同、并且電極群6的從隔膜5超出的箔狀集電體不彎曲地容 納在集電圓盤7的折彎部位20的內(nèi)側(cè)的實施例3的電池中，在從電 極群6的外周部開始1~2層的箔狀集電體的要與集電圓盤7熔接的 部位的箔狀集電體上發(fā)現(xiàn)熔斷，并在熔斷的箔狀集電體附近的隔膜5 的端部，雖然程度比比較例3小，但還是發(fā)現(xiàn)由發(fā)熱引起局部收縮。 這里，沒有在集電圓盤7上發(fā)現(xiàn)孔洞?？梢哉J(rèn)為這是由于箔狀集電體不彎曲地容納在集電圓盤7的折彎部位20的內(nèi)側(cè)、作為電極群6的 外周的箔狀集電體位于集電圓盤7的折彎部位20的內(nèi)側(cè)拐角附近， 和集電圓盤7的折彎部位20的板厚相對于激光照射熔融寬度相同， 所以才出現(xiàn)比比較例3的程度小的癥狀。
另一方面，在實施例2中沒有發(fā)生這種現(xiàn)象?？梢哉J(rèn)為這是由于 箔狀集電體彎曲并容納到集電圓盤7的折彎部位20的內(nèi)側(cè)，所以， 作為電極群6的外周的箔狀集電體位于遠(yuǎn)離集電圓盤7的折彎部位20 的內(nèi)側(cè)拐角附近的位置，所以才沒有影響到箔狀集電極及附近的隔膜 5。
在實施例4中，盡管集電圓盤7的折彎部位20的板厚相對于激 光照射熔融寬度比較薄，但卻沒有影響到箔狀集電極和附近的隔膜5。 可以認(rèn)為這也是由于箔狀集電體彎曲并容納在集電圓盤7的折彎部位 20的內(nèi)側(cè)，所以作為電極群6的外周的箔狀集電體位于遠(yuǎn)離集電圓盤 7的折彎部位20的內(nèi)側(cè)拐角的緣故。
但是，在實施例5中，觀察到了和實施例3相同的現(xiàn)象。在比較 例1中，也觀察到了箔狀集電體的熔斷和附近隔膜的局部收縮，不過， 根據(jù)實施例1~5、比較例2、 3的結(jié)果，當(dāng)然能夠預(yù)測到這個現(xiàn)象。 (效果等)
接下來，對本實施方式的鋰離子二次電池30的效果等進(jìn)行說明。 本實施方式的鋰離子二次電池30，在正極板2和負(fù)極板4的箔 狀集電體的一側(cè)端部具有未涂敷部1、 3，未涂敷部1、 3的一部分從 隔膜5的端超出，該超出的未涂敷部1、 3 (箔狀集電體)的端部通過 熔接安裝有集電圓盤7。因此，不需要像以往那樣對箔狀集電體實施 長方形梳狀的加工，從而能提高組裝性，能夠降低成本。
此外，本實施方式的鋰離子二次電池30，在集電圓盤7的周邊 部形成有向電極群側(cè)折彎的折彎部位20。因此，在熔接未涂敷部l、 3的端部和集電圓盤7時，不會產(chǎn)生集電圓盤7的孔洞、隔膜5的熱 收縮、熔斷，能夠進(jìn)行一致焊接，能夠抑制內(nèi)部阻抗的增大，并且能 提高熔接的信賴性(可靠性)。在這種情況下，如實施例中所說明的那樣，箔狀集電體的端部容
納在折彎部位20的內(nèi)側(cè)，并且熔接以集電圓盤7的折彎部位20為始 末端比較好，并且在熔接集電圓盤7和箔狀集電體時，從集電圓盤7 的與電極群6相反側(cè)的面照射熔接用的能量，該能量最好為激光。此 外，通過將集電圓盤7的折彎部位20的板厚，設(shè)定為比從集電圓盤7 的照射側(cè)正面觀察到的熔接熔寬大，不用對未涂敷部1、 3實施例如 長方形沖危狀等的加工就能獲纟尋和集電圓盤7的低阻抗熔接，所以解決 了加工速度慢、箔的廢棄量多、即材料的成品率低等的問題。
另外，還可以完全排除導(dǎo)致在巻繞對箔狀集電體的未涂敷部1、 3完成了長方形梳狀加工的正極板2、負(fù)極板4和隔膜5時，長方形 梳狀的箔部分由于巻繞的旋轉(zhuǎn)離心力而放射狀擴(kuò)散、并進(jìn)一步被咬入 電極群而巻起、損壞電極間的絕緣的所謂工序不良的電動勢。此外， 長方形梳狀的箔部分成為電解液注入、含浸的障礙，并且成為導(dǎo)致該 工序所需時間增長。開始前準(zhǔn)備時間增加的主要原因，但是根據(jù)本實 施方式的鋰離子二次電池30，由于即使不作成長方形梳狀，也能獲得 和集電部件的低阻抗熔接，所以，不會成為電解液注入的障礙，并且 還可以完全排除導(dǎo)致開始準(zhǔn)備時間的增加的原因。
另外有在更穩(wěn)定的處理狀態(tài)下獲得電池的效果，并且由于還能排 除引起內(nèi)部短路、電壓壓降的電動勢，所以能獲得高性能、高穩(wěn)定性 的鋰離子二次電池30。
并且，在本實施方式中，表示了不在正極板2和負(fù)極板4的箔狀 集電體這兩方形成長方形梳狀的箔部分的例子，但是本發(fā)明并不限于 此，在至少一方上不形成長方形梳狀的箔部分，也能有相應(yīng)的效果， 這是很明確的。
另外，在本實施方式中，表示了形成在集電圓盤7上的突起8 呈放射直線狀的例子，但是本發(fā)明并不限于此，例如，也可以為漸伸 曲線等曲線形，另外，并不需要所有的突起8都從集電圓盤7的中心 部貫通到周邊部，例如，也可以設(shè)為一部分從中間延伸到周邊部。
另外，在本實施方式中，表示了向正極板2、負(fù)極板4的雙面涂敷活性物質(zhì)混合劑的粒子，但是本發(fā)明并不限于此，例如，也可以在 正極活性物質(zhì)混合劑涂敷面和負(fù)極活性物質(zhì)混合劑涂敷面不相對的 層積構(gòu)造部分，部分地設(shè)置單面涂敷部。
另外，在本實施方式中，作為照射集電圓盤7地突起部8地激光 裝置，例示了光纖激光器，但是本發(fā)明并不限于該裝置，也可以使用 脈沖YAG激光器和TIG等其他裝置，另外，也可以不是連續(xù)照射， 而是脈沖照射。另外，在照射激光以外地能量地熔接方式中，可以使 用電子束容積、等離子熔接、電弧熔接等。但是，由于在電子束熔接 中，因為需要將被熔接物保持在真空狀態(tài)，所以裝置增大；在等離子 熔接和電弧熔接中，熔接速度慢；另外還有因此而容易給被熔接物帶 來熱損傷的缺點，所以可以認(rèn)為照射激光是最合適的。
此外，在本實施方式中，如圖8所示，表示了在集電圓盤7上突 設(shè)突起8的粒子，但是本發(fā)明并不限于此，例如，也可以如圖15那 樣，實施一對槽加工，將槽間設(shè)為突起形狀。 (產(chǎn)業(yè)上的可利用性)
本發(fā)明，因為能夠提供低成本組裝性能優(yōu)良、有可靠性的高效的 鋰離子二次電池，所以，由于能實現(xiàn)鋰離子二次電池的制造、銷售而 具有產(chǎn)業(yè)上的可利用性。
權(quán)利要求
1. 一種鋰離子二次電池，將隔著隔膜配置在箔狀集電體上涂敷了正極混合劑的正極、和在箔狀集電體上涂敷了負(fù)極混合劑的負(fù)極的電極群容納在電池容器內(nèi)，其特征在于，上述正極和負(fù)極的至少一方的箔狀集電體在一側(cè)端部具有未涂敷上述混合劑的無圖案部分，上述無圖案部分的一部分或全部超出上述隔膜的端，具有熔接安裝到該超出的無圖案部分的端部的板狀的集電部件，在上述集電部件的周邊部，存在向上述電極群側(cè)折彎的折彎部位。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池，其特征在于， 將上述超出的無圖案部分的端部容納到上述折彎部位的內(nèi)側(cè)，并且，將上述超出的無圖案部分的端部以上迷折彎部位為始末端熔接到 上述集電部件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子二次電池，其特征在于， 上述折彎部位的內(nèi)側(cè)為上述電極群的最外層的內(nèi)側(cè)， 上述超出的無圖案部分的端部彎曲，并被容納在上述折彎部位的內(nèi)側(cè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子二次電池，其特征在于， 上述超出的無圖案部分的端部，被從上述集電部件的與上述電極群相反側(cè)的面照射熔接用的能量，與上迷集電部件熔接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子二次電池，其特征在于， 上述熔接用的能量為激光。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的鋰離子二次電池，其特征在于， 上述折彎部位的板厚比熔接熔融寬度大。
全文摘要
本發(fā)明提供一種低成本、組裝性好、有可靠性的高效的鋰離子二次電池。該鋰離子二次電池，正極板和負(fù)極板的箔狀集電體在一側(cè)端部具有未涂敷部，未涂敷部的一部分超出隔膜，該超出的未涂敷部的端部通過熔接安裝有集電圓盤(7)。另外，在集電圓盤(7)的周邊部形成向電極群側(cè)折彎的折彎部位(20)。不需要在箔狀集電體上實施長方形梳狀的加工，能提高組裝性和降低成本，在熔接未涂敷部和集電圓盤(7)時，可以進(jìn)行不發(fā)生集電圓盤(7)的孔洞、隔膜的熱收縮、熔斷的一致熔接。
文檔編號H01M10/38GK101436682SQ20081017042
公開日2009年5月20日 申請日期2008年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月13日
發(fā)明者中井賢治, 多田明德, 荒井雅嗣, 青田欣也 申請人:日立車輛能源株式會社