專利名稱：電池及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池、詳細來說通過焊接接合集電板和電池殼體的電池及其制造方法。本國際申請要求基于在2008年4月14日提出申請的日本專利申請第 2008-104352號的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容作為參考編入本說明書中。
背景技術(shù)：
近年，鋰離子電池、鎳氫電池以及其他的二次電池，作為車輛搭載用電源或個人計 算機和移動終端的電源，其重要性正在提高。特別是質(zhì)量輕且可得到高能量密度的鋰離子 電池作為優(yōu)選用作車輛搭載用高輸出電源備受期待。在這種鋰離子電池中的例如圓筒型電池中，在金屬制的電池殼體內(nèi)，收容隔著片 狀的隔板卷繞片狀正極和片狀負極而成的卷繞電極體。在卷繞電極體的卷繞軸方向的兩 端部(即一方的端部為正極，另一方的端部為負極。)分別安裝正極集電板和負極集電板。 而且，典型的是，正極集電板被焊接于電池殼體的蓋體(正極端子)，另一方面，負極集電板 通過焊接(例如電阻焊接等)于電池殼體的底面而固定。在該方式的電池中，可以經(jīng)由正 負集電板自電極體取出電流，因此可以降低集電電阻，提高充放電效率。作為與這種集電板 (特別是焊接于電池殼體的底面的集電板)相關(guān)的以往技術(shù)，舉出專利文獻1。專利文獻1 日本專利申請公開2006-100214號公報

發(fā)明內(nèi)容
但是，在所述方式的電池中，有如下這樣的問題在將集電板焊接在電池殼體的底 面時，容易產(chǎn)生焊接飛濺物等(焊接時熔融而火花狀飛散的金屬粒等)異物。若產(chǎn)生焊接飛 濺物等，則不僅飛散到焊接部周邊，對焊接質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，而且有時還會通過從例如集 電板的間隙進入電池殼體內(nèi)，成為導致電極體的內(nèi)部短路等這樣的電池性能降低的要因。 難以檢測有無產(chǎn)生這種焊接飛濺物，因此實際情況是僅調(diào)整焊接條件不能防止飛濺物的飛 散。本發(fā)明是鑒于該方面而做成的，其主要的目的是提供一種具備在焊接時可抑制焊 接飛濺物等異物的飛散(特別是向電極體內(nèi)部的侵入)的集電結(jié)構(gòu)的電池。另外，提供可 以穩(wěn)定制造具有該性能的電池的制造方法。由本發(fā)明提供的電池具備具備正極和負極的電極體；收容所述電極體的有底的 電池殼體；和集電板，其連接所述電池殼體與所述電極體的正負極的某一方；所述集電板 的一部分和所述電池殼體的底部通過焊接相互固定。并且，其特征在于，在包括所述焊接的 部分的焊接部的周邊，形成有包圍該焊接部的周圍的密封構(gòu)造。根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)成，在集電板的一部分和電池殼體的底部通過焊接相互固定的電 池中，在焊接部的周邊形成有包圍該焊接部的周圍的密封構(gòu)造，因此可以在空間上將該焊 接部從電極體的周邊隔離。由此，可以在焊接時將可從焊接部(形成焊接部的部分)產(chǎn)生的異物(例如焊接時火花狀飛散的金屬粒等焊接飛濺物等)阻止在焊接部周邊，可以防止 該異物飛散到電極體的周邊。其結(jié)果可以避免由于該異物進入電極體內(nèi)部導致的不良情況 (由進入電極體的正負極之間所導致的微小短路等)。另外，由于沒有必要擔心焊接飛濺物 等的飛散，因此可以以大的輸出穩(wěn)定(質(zhì)量穩(wěn)定性良好)地進行焊接，因此可以提高焊接質(zhì) 量、降低電池的內(nèi)部電阻。即，根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)成，可以提供具有優(yōu)良的電池性能且具有高 可靠性的密閉型電池。在此公開的電池的某優(yōu)選的一種方式中，作為所述密封構(gòu)造的一部分，具備配置 在所述集電板和所述電池殼體的間隙的密封部件。根據(jù)該構(gòu)成，通過在集電板和電池殼 體的底部的間隙配置密封部件這樣的簡易的構(gòu)成，能夠構(gòu)筑適于本發(fā)明的目的的密封構(gòu)造 (飛濺物飛散防止構(gòu)造)的一部分。在此公開的電池的某優(yōu)選的一種方式中，所述集電板具有突出部，該突出部為焊 接固定在所述電池殼體的底部的部位、且向所述電池殼體側(cè)突出并且，所述密封部件配置 成包圍所述突出部的周圍。這樣通過在集電板設(shè)置突出部，可以容易地(以穩(wěn)定的狀態(tài)) 進行集電板和電池殼體的底部的焊接。除此之外，通過由密封部件包圍突出部的周圍這樣 的簡易的構(gòu)成，可以可靠地將在焊接時飛散到突出部的周邊的異物阻止在由密封部件包圍 的區(qū)域內(nèi)。在此公開的電池的某優(yōu)選的一種方式中，所述密封部件由彈性材料構(gòu)成，以壓縮 了的狀態(tài)配置在(即壓入)所述集電板和所述電池殼體的間隙。根據(jù)該構(gòu)成，可以通過對 抗壓縮的反作用力由密封部件嚴密地封閉集電板和電池殼體的底部的間隙(焊接時異物 會飛散的間隙)。由此，可以構(gòu)筑更加牢固的密封構(gòu)造(飛濺物飛散防止構(gòu)造)。另外，根據(jù)所述構(gòu)成，在形成集電板的焊接部的部分設(shè)置突出(突起)進行焊接 (典型的是凸焊)的情況下，在將設(shè)置有突出(突起)的集電板按壓在電池殼體的底部時， 由于存在夾在集電板和電池殼體之間的密封部件，可以消除以突出(突起)為支點集電板 傾斜的不良情況。由此，可以在穩(wěn)定的狀態(tài)下進行集電板和電池殼體底部的焊接，可以令人 滿意地減少焊接不良。在此公開的電池的某優(yōu)選的一種方式中，所述集電板具有與所述密封部件接觸的 平坦部，該平坦部配置成與所述電池殼體的底部大致平行。根據(jù)該構(gòu)成，在焊接時，將密封 部件夾在之間而使集電板和電池殼體的底部大致平行地相對配置。因此可以一邊對集電板 和電池殼體底部的接觸面(焊接面)施加均勻的載重一邊在穩(wěn)定的狀態(tài)下進行焊接。其結(jié) 果，可以提高焊接質(zhì)量，減少焊接不良，抑制電池個體間焊接質(zhì)量的不均。在此公開的電池的某優(yōu)選的一種方式中，所述集電板與所述電池殼體的底部通過 電阻焊接(優(yōu)選凸焊)、激光焊接和電子束焊接中的任一方來焊接。根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)成，通 過在焊接部的周邊設(shè)置密封構(gòu)造(飛濺物飛散防止構(gòu)造)，沒有必要擔心焊接飛濺物等的 飛散，因此可從所述焊接方法中適當采用優(yōu)選的方法。另外，本發(fā)明提供下述電池的制造方法，所述電池具備具備正極和負極的電極 體；收容所述電極體的有底的電池殼體；和集電板，其連接所述電池殼體與所述電極體的 正負極的某一方；所述電池具有所述集電板的一部分和電池殼體的底部通過焊接相互固定 而成的焊接部。該制造方法的特征在于，在進行所述焊接之前，在形成所述焊接部的部分的 周邊形成密封構(gòu)造，所述密封構(gòu)造包圍形成該焊接部的部分的周圍。
根據(jù)本發(fā)明的制造方法，在形成包圍形成焊接部的部分的周圍的密封構(gòu)造的基礎(chǔ) 上，進行焊接(電阻焊接的情況下通過通電進行加熱)，因此，可以將在焊接時會從形成焊 接部的部分(典型的是變?yōu)榱塑浕廴跔顟B(tài)的部分)產(chǎn)生的異物(例如焊接飛濺物等)阻 止在焊接部的周邊。由此，可以避免由于飛散的異物(例如焊接飛濺物等)進入電極體內(nèi) 部所導致的不良情況，可以提供可靠性高的電池。在此公開的制造方法的某優(yōu)選的一種方式中，其特征在于，在所述集電板與所述 電池殼體的間隙配置構(gòu)成所述密封構(gòu)造的一部分的密封部件。根據(jù)該方法，可以通過在集 電板和電池殼體的底部的間隙配置密封部件這樣的簡易的處理，構(gòu)筑適于本發(fā)明的目的的 密封構(gòu)造(飛濺物飛散防止構(gòu)造)。在此公開的制造方法的某優(yōu)選的一種方式中，所述集電板具有突出部，該突出部 為焊接在所述電池殼體的底部的部位、且向所述電池殼體側(cè)突出。并且，其特征在于，在進 行所述焊接之前，通過所述密封部件包圍所述突出部的周圍。通過在集電板設(shè)置突出部，可 以容易地(以穩(wěn)定的狀態(tài))進行集電板和電池殼體的底部的焊接。除此之外，通過由密封 部件包圍突出部的周圍這樣的簡易的處理，可以可靠地將在焊接時飛散到突出部的周邊的 異物阻止在由密封部件包圍的區(qū)域內(nèi)。在此公開的制造方法的某優(yōu)選的一種方式中，所述密封部件由彈性材料構(gòu)成。并 且，其特征在于，在進行所述焊接(例如通過通電進行加熱處理)之前，將所述密封部件以 壓縮了的狀態(tài)配置于所述集電板與所述電池殼體的間隙。根據(jù)該方法，可以通過對抗壓縮 的反作用力由密封部件嚴密地封閉集電板和電池殼體的底部的間隙(焊接時異物會飛散 的間隙)，可以構(gòu)筑更加牢固的密封構(gòu)造(飛濺物飛散防止構(gòu)造)。所述密封部件的壓縮也 可以通過在焊接時將集電板按壓在電池殼體底部時的載重來實行。在此公開的制造方法的某優(yōu)選的一種方式中，所述集電板具有與所述密封部件接 觸的平坦部。而且，其特征在于，在所述焊接時，以所述平坦部與所述電池殼體的底部大致 平行的方式將所述集電板配置在電池殼體內(nèi)的預定位置。根據(jù)該方法，在焊接時，將密封部 件夾在之間而使集電板和電池殼體的底部大致平行地相對配置。因此可以一邊對集電板和 電池殼體底部的接觸部分(形成焊接部的部分)施加均勻的載重一邊在穩(wěn)定的狀態(tài)下進行 焊接。其結(jié)果，可以提高焊接質(zhì)量，減少焊接不良，抑制電池個體間的焊接質(zhì)量的不均。在此公開的制造方法的某優(yōu)選的一種方式中，其特征在于，在形成了所述密封構(gòu) 造之后，通過電阻焊接、激光焊接和電子束焊接中的任一方來焊接由該密封構(gòu)造包圍的所 述集電板的一部分和所述電池殼體的底部，由此形成所述焊接部。根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)成，在焊 接部的周邊設(shè)置密封構(gòu)造(飛濺物飛散防止構(gòu)造)，因此沒有必要擔心焊接飛濺物等的飛 散，因此可以從所述焊接方法中適當采用優(yōu)選的方法。


圖1是示意表示本發(fā)明的一實施方式所涉及的密閉型電池的要部剖面的要部剖 視圖。圖2是從下方觀察本發(fā)明的一實施方式所涉及的密閉型電池的仰視圖。圖3A是表示本發(fā)明的一實施方式所涉及的集電板和電池殼體底部焊接前的狀態(tài) 的要部剖視圖。
圖3B是表示本發(fā)明的一實施方式所涉及的集電板和電池殼體底部焊接后的狀態(tài) 的要部剖視圖。圖4是示意表示本發(fā)明的一實施方式所涉及的密閉型電池的外觀的外觀示意圖。圖5是示意表示具備本發(fā)明的一實施方式所涉及的密閉型電池的車輛(汽車)的 側(cè)視圖。圖6是示意表示本發(fā)明的另一實施方式所涉及的密閉型電池的要部剖面的要部 剖視圖。
具體實施例方式以下，參照附圖，對本發(fā)明的實施方式進行說明。在以下的附圖中，對起到相同作 用的部件、部位標注相同的附圖標記進行說明。以下，以圓筒型鋰離子二次電池為例，對本 發(fā)明的電池的結(jié)構(gòu)進行詳細說明，但并不意味著將本發(fā)明限定在相關(guān)實施方式所記載的內(nèi) 容。另外，各圖的尺寸關(guān)系(長度、寬度、厚度等)不反映實際的尺寸關(guān)系。參照圖1，對本實施方式的鋰離子二次電池100進行說明。圖1是示意表示電池 100的要部剖面的要部剖視圖。本實施方式所涉及的鋰離子二次電池100為如圖4所示 在空間上將電池殼體的內(nèi)部空間從外部空間隔離的所謂的密閉型電池(以下也簡稱為“電 池”)。如圖1所示，密閉型電池100具備具備正極和負極的電極體80、收容電極體80的 有底的電池殼體10、和連接電池殼體10和電極體80的正負極的某一方的集電板20。電極體80例如為卷繞電極體，可以通過隔著隔片卷繞后述的正極片和負極片來 形成。電池殼體10具有可收容電極體80的形狀，在此，為可收容卷繞電極體的有底筒狀的 容器(例如鍍鎳鋼)。在本實施方式中，集電板20例如為負極集電板，電連接電池殼體10 和電極體80的負極84。負極集電板20的一部分和電池殼體10的底部16通過焊接而相互 固定。集電板20和電池殼體底部16的接合方法沒有特別限定，可通過例如電阻焊接(優(yōu) 選凸焊)、激光焊接和電子束焊接中的任一方來焊接。接著，還參照圖2，對包括焊接了集電板和電池殼體底部的部分的焊接部的周邊的 結(jié)構(gòu)進行說明。圖2是從下方觀察圖1的電池的仰視圖，省略電池構(gòu)成材料的一部分(電 池殼體10等)而表示。如圖2所示，負極集電板20介于電池殼體10和卷繞電極體的負極84之間來導通 兩者。構(gòu)成負極集電板20的材料只要為可焊接負極84 (例如銅制)和電池殼體10(例如 鍍鎳鋼制)的材料即可，作為這樣的可焊接的材料，可舉出鎳、銅或它們的合金等。在負極集電板20的一部分形成有通過焊接于電池殼體的底部16而固定的焊接部 30。在該實施方式中，負極集電板20具有向電池殼體10側(cè)突出的突出部24，該突出部24 的前端部分(突出面的一部分)被焊接在電池殼體的底部16。另外，在負極集電板20的外 周形成有露出電極體80的端面(負極)的缺口 22 (在圖2中為4個扇狀的缺口)。而且， 可通過該缺口將電解液供給到電極體80。若將這樣設(shè)置有缺口 22的負極集電板20焊接(例如電阻焊接)在電池殼體的底 部16，則從焊接部30產(chǎn)生的異物(例如焊接飛濺物等)有可能通過缺口 22飛散到電極體 80的周邊?；蛘?，從焊接部30產(chǎn)生的異物附著在焊接部30的周邊，然后在通過缺口 22將電解液供給到電極體80時，附著的異物有可能與電解液一起進入電極體80的內(nèi)部。若這 樣異物進入電極體內(nèi)部，則可能產(chǎn)生例如由于進入電極體的正負極之間所導致的微小短路 等，因此不優(yōu)選。在本實施方式中，通過在包括焊接的部分的焊接部30(形成焊接部的部分)的周 邊，形成空間上包圍該焊接部30的周圍的密封構(gòu)造40，防止焊接飛濺物等異物飛散到電極 體80的周邊(特別是進入電極體內(nèi)部)。即，在包括焊接的部分的焊接部30的周邊形成有 包圍該焊接部30的周圍(優(yōu)選是空間上密閉焊接部30)的密封構(gòu)造40。在該實施方式中，作為密封構(gòu)造40的一部分具備密封部件42。S卩，在該實施方式 中，密封構(gòu)造40通過如下來形成由集電板20的一部分、電池殼體底部16的一部分和密封 部件42在空間上包圍包括焊接的部分的焊接部30的周圍(優(yōu)選是密封焊接部30)。密封部件42配置于集電板20與電池殼體10的底部16的間隙，堵住根據(jù)突出部 24的突出量形成的間隙。在該實施方式中，密封部件42為包圍突出部24(特別是焊接部 30)的周圍的環(huán)狀的墊。構(gòu)成密封部件42的材料優(yōu)選具有耐熱性和耐電解液性的材料，更 加優(yōu)選具有適度的彈性的彈性材料。通過賦予密封部件42適度的彈性，可以將密封部件 42以壓縮了的狀態(tài)配置于集電板20和電池殼體10的間隙，可以通過對抗壓縮的反作用力 嚴密地封閉集電板20和電池殼體10的間隙(即，焊接時金屬粒等焊接飛濺物會飛散的間 隙)。由此，可以構(gòu)筑更加牢固的密封構(gòu)造40(飛濺物飛散防止構(gòu)造)。作為這樣的密封部 件42的構(gòu)成材料，可以舉出例如三元乙丙橡膠(EPDM等)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、氟系 樹脂(例如PFA)等樹脂材料。根據(jù)本實施方式的構(gòu)成，在通過焊接集電板20的一部分和電池殼體的底部16使 其相互固定的電池100中，在焊接部30的周邊形成有空間包圍該焊接部30的周圍的密封 構(gòu)造40，因此可以在空間上將該焊接部30從電極體80的周邊隔離。由此，可以將在焊接時 會從焊接部(形成焊接部的部分)產(chǎn)生的異物(例如焊接時火花狀飛散的金屬粒等焊接飛 濺物等)阻止在焊接部周邊，可以防止該異物飛散到電極體的周邊。其結(jié)果，可以避免由于 該異物進入電極體內(nèi)部所導致的不良情況(由于進入電極體的正負極之間所導致的微小 短路等)。另外，由于沒有必要擔心焊接飛濺物等的飛散，因此可以以大的輸出穩(wěn)定地(質(zhì) 量穩(wěn)定性良好地)進行焊接。因此可以提高焊接質(zhì)量，降低電池的內(nèi)部電阻。即，根據(jù)本發(fā) 明的構(gòu)成，可以提供具有優(yōu)良的電池性能且具有高可靠性的密閉型電池。另外，在該實施方式中，作為密封構(gòu)造40的一部分，具備配置在集電板20和電池 殼體的底部16的間隙的密封部件42。根據(jù)該構(gòu)成，可以通過將密封部件42配置在集電 板20和電池殼體的底部16的間隙這樣的構(gòu)成，簡單地構(gòu)筑適于本發(fā)明的目的的密封構(gòu)造 40(飛濺物飛散防止構(gòu)造)的一部分。此外，在該實施方式中，集電板20具有突出部24，該突出部24為焊接固定在電池 殼體的底部16的部位、且突出向所述電池殼體10側(cè)突出。而且，所述密封部件42配置成 包圍所述突出部24的周圍。通過這樣在集電板20設(shè)置突出部24，集電板20和電池殼體 10的焊接部位的位置對齊變得容易，可以容易地(且以穩(wěn)定的狀態(tài))進行集電板20和電池 殼體的底部16的焊接。除此之外，通過用密封部件包圍突出部24的周圍這樣的簡易的構(gòu) 成，可以可靠地將在焊接時飛散到突出部的周邊的異物阻止在由密封部件包圍的區(qū)域內(nèi)。
密封構(gòu)造40只要在焊接部(形成焊接部的部分)30的周邊以將會從焊接部30產(chǎn) 生的異物阻止在焊接部周邊的方式形成即可，若舉出一例，則只要形成為包圍該焊接部30 的周圍(優(yōu)選使焊接部30密閉)即可。因此，使用何種部件構(gòu)筑密封構(gòu)造40，可根據(jù)焊接 部及其周邊構(gòu)造(例如集電板的形狀、電池殼體的形狀、焊接部的數(shù)量等)適當變更。例如， 密封部件42，只要通過組合該密封部件42、集電板20的一部分和電池殼體10的一部分， 以可以將會從焊接部30產(chǎn)生的異物阻止在焊接部周邊的方式形成即可，因此，密封部件42 的形狀不僅限于包圍所述的突出部24的周圍的形狀(在此為環(huán)狀墊)，也可以為其他的形 狀。另外，在多個部位焊接集電板20和電池殼體10的情況下，既可以在多個部位形成分別 包圍各個焊接部的密封構(gòu)造，也可以形成1個匯總包圍包含多個焊接部的區(qū)域整體的密封 構(gòu)造。此外，對本實施方式所涉及的負極集電板20的其他的特征部分進行說明。在該實 施方式中，負極集電板20為形成為十字狀的板狀的部件。負極集電板20包括位于中央部 分的突出部24和從該突出部24向外周側(cè)延伸的平坦部26。突出部24為如上所述通過焊 接固定在電池殼體底部16的部位。突出部24的突出面優(yōu)選是平坦形成。由此，可以提高 與電池殼體10的接合強度。平坦部26具有焊接在卷繞電極體的負極84的部位。在圖1的例子中，平坦部的 上側(cè)面的一部分被焊接在卷繞電極體的負極84。優(yōu)選這樣平坦地形成與卷繞電極體的負極 84焊接的焊接部分。由此，可以提高與卷繞電極體的負極84接合的接合強度。另外，平坦部26具有與密封部件42接觸的部位。在圖1的例子中，平坦部的下側(cè) 面的一部分與密封部件42接觸。優(yōu)選是這樣平坦地形成與密封部件42接觸的部分、且配 置成與電池殼體的底部16大致平行。根據(jù)該構(gòu)成，在焊接時，將密封部件42夾期間而使集 電板20和電池殼體的底部16大致平行地相對配置。因此，可以一邊對集電板20和電池殼 體底部26的接觸面(焊接面)施加均勻的載重一邊在穩(wěn)定的狀態(tài)下進行焊接。其結(jié)果，可 以提高焊接質(zhì)量，減少焊接不良，抑制電池個體間的焊接質(zhì)量的不均。接著，參照圖3A和圖3B，對集電板20和電池殼體底部16的焊接工序進行說明。 圖3A為集電板20和電池殼體底部16焊接前的狀態(tài)，圖3B為集電板20和電池殼體底部16 焊接后的狀態(tài)。在此，作為一例，對通過電阻焊接將集電板20接合于電池殼體10的情況進 行說明。首先，如圖3A所示，在進行焊接之前，配置成由密封部件42包圍突出部24的周 圍。在該實施方式中，將集電板20的突出部24穿過環(huán)狀密封部件42的中心孔，配置成使 該突出部24的前端(突出面)與電池殼體底部16的上側(cè)面相對。此時，優(yōu)選是將集電板 20配置在電池殼體10內(nèi)的預定位置(圖中底部16的中央附近)，使得集電板的平坦部26 隔著密封部件42與電池殼體的底部16大致平行。環(huán)狀密封部件42的厚度比突出部24的 突出量大一些，因此可隔著一定的間隙來配置突出部24的前端和電池殼體的底部16。
接著，在將棒狀的電極60a插入電池殼體10，使該棒狀電極60a的前端通過卷繞電 極體80的中空部分與突出部24的背面(凹面)接觸。而且，使另一方的棒狀電極60b與 電池殼體的底部16的背面(圖中下側(cè)面)接觸。 接著，如圖3B所示，通過由棒狀電極60a、60b以適當?shù)陌磯毫Π磯?，使突出?4 的前端(突出面)和電池殼體底部16的上側(cè)面接觸。此時，通過來自棒狀電極60a、60b的適當?shù)陌磯毫?，將密封部?2以壓縮了的狀態(tài)配置在集電板20和電池殼體10的間隙。而 且，通過對抗該壓縮的反作用力，由密封部件42更加牢固地密封集電板20和電池殼體10 的間隙，由此構(gòu)筑由集電板20的一部分、電池殼體底部16的一部分和密封部件42包圍突 出部24(形成焊接部30的部分)的周圍的密封構(gòu)造40。這樣一來，在進行焊接之前，在形 成焊接部30的部分的周邊形成包圍形成該焊接部30的部分的周圍的密封構(gòu)造40。這樣形成密封構(gòu)造40之后，通過利用電阻焊接來焊接由該密封構(gòu)造40包圍的集 電板20的一部分和電池殼體的底部16，形成焊接部30。在該實施方式中，一邊由棒狀電 極60a、60b適當按壓一邊在該電極之間進行通電。若這樣做，則突出部24和電池殼體底部 16的接觸部分由于通電產(chǎn)生的電阻發(fā)熱而變?yōu)榫植寇浕廴跔顟B(tài)，進而通過來自棒狀電極 60a、60b的按壓力壓接而一體化。此時，雖然從變?yōu)榱塑浕廴跔顟B(tài)的部分(形成焊接部 30的部分)產(chǎn)生焊接飛濺物等異物，但在本實施方式中，可以由密封構(gòu)造40 (在該例中由集 電板20的一部分、電池殼體底部16的一部分和密封部件42包圍的構(gòu)造)將該異物阻止在 焊接部30的周邊。其后，通過停止加壓、通電來使熔融部分凝固，形成將集電板20的一部分和電池 殼體10的底部16相互焊接固定而成的焊接部30。這樣一來，可以通過電阻焊接來焊接固 定集電板20的一部分和電池殼體底部16。根據(jù)本實施方式的制造方法，在形成包圍形成焊接部30的部分的周圍的密封構(gòu) 造40之后，進行焊接(在此通過通電進行加熱)，因此可以將在焊接時會從形成焊接部30 的部分(典型的是變?yōu)榱塑浕廴跔顟B(tài)的部分)產(chǎn)生的異物(例如焊接飛濺物等)阻止在 焊接部30的周邊。由此，可以避免由于飛散了的異物(例如焊接飛濺物等)進入電極體內(nèi) 部所導致的不良情況，可以提供可靠性高的密閉型電池100。另外，由于沒有必要擔心焊接 飛濺物等的飛散，因此可以以大的輸出穩(wěn)定地(質(zhì)量穩(wěn)定性良好地)進行焊接。因此，可以 提高焊接質(zhì)量，降低電池的內(nèi)部電阻。此外，在該實施方式中，在集電板20和電池殼體10 的間隙配置構(gòu)成所述密封構(gòu)造40的一部分的密封部件42，而且，通過將集電板20按壓在電 池殼體的底部16時的載重使密封部件42壓縮。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以通過將密封部件42配置 在集電板20和電池殼體10的間隙這樣的簡易的處理，構(gòu)筑牢固的密封構(gòu)造(飛濺物飛散 防止構(gòu)造)。此外，在該實施方式中，所述集電板20具有與密封部件42接觸的平坦部26。而 且，在所述焊接時，將集電板20配置在電池殼體10內(nèi)的預定位置，使得平坦部26與所述電 池殼體的底部16大致平行。根據(jù)該方法，在焊接時，將密封部件42夾在其間而使集電板20 和電池殼體的底部16大致平行地相對配置。因此可以一邊對集電板20和電池殼體底部16 的接觸部分(形成焊接部的部分)施加均勻的載重一邊以穩(wěn)定的狀態(tài)進行焊接。其結(jié)果， 可以提高焊接質(zhì)量，減少焊接不良，抑制電池個體間的焊接質(zhì)量的不均。在所述的例子中，對通過電阻焊接來焊接集電板20和電池殼體10的情況進行了 說明，但不限于此，可以優(yōu)選采用所述焊接以外的方法例如凸焊接、激光焊接、或電子束焊 接。特別是，在集電板20形成焊接部的部分(在此集電板20的突出部)設(shè)置突出(突起) 來進行焊接(典型的是凸焊)的情況下，在將設(shè)置有突出(突起)的集電板20按壓在電池 殼體的底部16時，通過夾在集電板20和電池殼體10之間的密封部件42的存在(通過彈 性產(chǎn)生的反作用力)，可以消除以突出(突起)為支點集電板20傾斜的不良情況。由此，可以以穩(wěn)定的狀態(tài)進行集電板20和電池殼體底部16的凸焊，可以令人滿意地減少焊接不良。接著，還參照圖4，對可在本實施方式中使用的密閉型電池100的構(gòu)成和構(gòu)成密閉 型電池的各材料等進行詳細說明。圖4是示意表示密閉型電池100的外觀的外觀示意圖。 本實施方式所涉及的電池100與以往的電池同樣，典型的是具備電極體80和電池殼體10， 所述電極體80具備預定的電池構(gòu)成材料(正負極各自的活性物質(zhì)、正負極各自的集電體、 隔板等)，所述電池殼體10收容該電極體80和適當?shù)碾娊庖?。如圖4所示，電池殼體10為具有可收容卷繞電極體80的形狀(在此為有底筒狀) 的有底的容器。電池殼體10的一端(在圖1中為上端)具有開口部14，通過該開口部14 可收容電極體80。構(gòu)成電池殼體10的材料，優(yōu)選是質(zhì)量輕且導電性好的金屬制材料，作為 這樣的金屬制材料，可以舉出例如鋁、不銹鋼、鍍鎳鋼等。在該實施方式中，電池殼體10通 過將鍍鎳鋼板加工成有底筒狀來形成。另外，在電池殼體10的開口部14隔著墊(未圖示) 安裝有蓋體12。作為蓋體12的構(gòu)成材料，優(yōu)選是質(zhì)量輕且導電性好的金屬制材料，在該實 施方式中，優(yōu)選使用鋁制的蓋體。收容于電池殼體10的電極體80與配備在典型的鋰離子電池的電極體同樣，由預 定的電池構(gòu)成材料(正負極各自的活性物質(zhì)、正負極各自的集電體、隔板等)構(gòu)成。在該實 施方式中，電極體80為卷繞電極體(渦卷型的電極體)。卷繞電極體80如圖1所示，通過 將正極片和負極片與2片隔片一起層疊、接著使用中空圓筒狀的卷芯81進行卷繞來形成。 另外，在卷繞時，一邊在相對于卷繞電極體80的卷繞方向的橫向上稍稍錯開正極片和負極 片一邊進行卷繞，其結(jié)果，正極片和負極片的一端的一部分分別從卷繞芯部分82(即緊密 卷繞有正極片的正極活性物質(zhì)層形成部分、負極片的負極活性物質(zhì)層形成部分和隔片的部 分)向外方突出(伸出)。在未圖示的正極側(cè)突出部分(即正極活性物質(zhì)層的非形成部分) 附設(shè)有正極集電板(未圖示)，與蓋體12 (在該實施方式中為正極端子)電連接。另一方 面，在負極側(cè)突出部分(即正極活性物質(zhì)層的非形成部分)84如上述那樣附設(shè)有負極集電 板20，與電池殼體10 (在該實施方式中為負極端子)電連接。負極集電板20和負極側(cè)突出部分(卷繞電極體的負極)84的接合方法沒有特別 限定，可以通過例如激光焊等容易地進行接合。在該實施方式中，負極集電板20的上側(cè)面 通過激光焊被接合固定在負極側(cè)突出部分84的端面(圖1中下側(cè)面)。另外，集電板20和 電池殼體底部16的接合方法沒有特別限制，可以通過例如電阻焊接(例如凸焊)、激光焊接 和電子束焊接中的任一方優(yōu)選地進行焊接固定。在本實施方式中，通過在焊接部30的周邊 設(shè)置密封構(gòu)造40 (飛濺物飛散防止構(gòu)造)，沒有必要擔心焊接飛濺物等的飛散，因此可以從 所述焊接方法中適當采用優(yōu)選的方法。構(gòu)成卷繞電極體80的材料和部件自身可以與以往的鋰離子電池的電極體相同， 沒有特別限制。例如，正極片可以通過將鋰離子電池用正極活性物質(zhì)層賦予到長形狀的正 極集電體上來形成。正極集電體優(yōu)選使用鋁箔(本實施方式)以外的適用于正極的金屬 箔。正極活性物質(zhì)沒有特別限定，可以使用以往以來用于鋰離子電池的物質(zhì)的一種或兩種 以上。作為優(yōu)選例，可以舉出LiMn204、LiCo02、LiNiO2等。另一方面，負極片可以通過將鋰離子電池用負極活性物質(zhì)層賦予到長形狀的負極 集電體上來形成。負極集電體優(yōu)選使用銅箔(本實施方式)以外的適用于負極的金屬箔。 負極活性物質(zhì)沒有特別限定，可以使用以往以來用于鋰離子電池的物質(zhì)的一種或兩種以上。作為優(yōu)選例，可以舉出石墨碳、無定形碳等碳系材料、含有鋰的過渡金屬氧化物和/或過渡金屬氮化物等。另外，作為在正負極片之間使用的適合的隔片，可以舉出由多孔質(zhì)聚烯烴系樹脂構(gòu)成的隔片。在使用固體電解質(zhì)或凝膠狀電解質(zhì)作為電解質(zhì)的情況下，有時可以不用隔板 (即在這種情況下，電解質(zhì)自身可作為隔板起作用。收容于電池殼體內(nèi)的電極體不限定于所述卷繞類型。例如，也可以是將正極片和 負極片與隔板(或者可作為隔板起作用的固體或凝膠狀電解質(zhì))一起交互層疊而成的層疊 型的電極體。與所述電極體一起收容于電池殼體10的電解質(zhì)為例如LiPF6等的鋰鹽。例如，可 以將適當量(例如濃度1M)的LiPF6等的鋰鹽溶解于碳酸二乙酯和碳酸乙烯酯的混合溶媒 (例如質(zhì)量比1 1)那樣的非水電解液來作為電解液使用。通過將卷繞電極體80收容于 電池殼體10并且注入所述電解液并密封，可構(gòu)筑本實施方式的密閉型電池100。本實施方式所涉及的密閉型電池100可適于用作特別是搭載于汽車等車輛的電 機(電動機)用電源。即，如圖5所示，將本實施方式所涉及的電池100作為單電池在預定 的方向上進行配置，在該配置方向上約束該單電池，由此構(gòu)筑電池組200，可以提供具備該 電池組作為電源的車輛1(典型的是汽車、特別是混合動力車、電動車、燃料電池車那樣的 具備電動機的汽車)。以上，通過優(yōu)選的實施方式對本發(fā)明進行了說明，但這樣的記述并非限定事項，當 然可以進行各種改變。例如，在圖1所示的例子中，示出了通過電阻焊接將集電板20的突出 部24接合在電池殼體底部16的一個例子，但不限于此。也可以設(shè)為如下例如，如圖6所 示，在電池殼體底部16a形成向集電板20a側(cè)突出的突出部18a，通過從電池殼體IOa的外 側(cè)焊接(例如激光焊)接合該突出部18a和平板狀集電板20a。在如圖6所示的構(gòu)造中，也 可通過在焊接部30的周邊形成密閉該焊接部30的周圍的密封構(gòu)造40 (圖中由集電板20a、 電池殼體底部16a和密封部件42a包圍突出部18a (特別是焊接部30a)的周圍的構(gòu)造)，避 免焊接時向電極體80a混入異物。另外，密閉型電池的種類不限于所述的鋰離子電池，也可以是電極體構(gòu)成材料和 /或電解質(zhì)不同的各種內(nèi)容的電池、例如將鋰金屬和/或鋰合金作為負極的鋰離子二次電 池、鎳氫電池、鎳鎘電池或者雙電層電容器。另外，在所述的例子中，對電極殼體構(gòu)成負極端 子的情況進行了說明，但對電極殼體構(gòu)成正極端子的情況也可通過同樣的構(gòu)成得到同樣的 作用效果。根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)成，可以提供一種具備在焊接時可抑制焊接飛濺物等異物的飛散 (特別是向電極體內(nèi)部的侵入)的集電構(gòu)造的電池。
權(quán)利要求
1.一種電池，其特征在于，具備 具備正極和負極的電極體；收容所述電極體的有底的電池殼體；和集電板，其連接所述電池殼體與所述電極體的正負極的某一方；所述集電板的一部分和所述電池殼體的底部通過焊接相互固定，在包括所述焊接的部分的焊接部的周邊，形成有包圍該焊接部的周圍的密封構(gòu)造。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池，其中，作為所述密封構(gòu)造的一部分，具備配置于所述集電板與所述電池殼體的間隙的密封部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池，其中，所述集電板具有突出部，該突出部為焊接固定在所述電池殼體的底部的部位、且向所 述電池殼體側(cè)突出，所述密封部件配置成包圍所述突出部的周圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池，其中，所述密封部件由彈性材料構(gòu)成，以壓縮了的狀態(tài)配置于所述集電板與所述電池殼體的 間隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池，其中，所述集電板具有與所述密封部件接觸的平坦部，該平坦部配置成與所述電池殼體的底 部大致平行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池，其中，所述集電板的一部分與所述電池殼體的底部通過電阻焊接、激光焊接和電子束焊接中 的任一方來焊接。
7.—種電池的制造方法，所述電池具備具備正極和負極的電極體；收容所述電極體 的有底的電池殼體；和集電板，其連接所述電池殼體與所述電極體的正負極的某一方；所 述電池具有所述集電板的一部分和電池殼體的底部通過焊接相互固定而成的焊接部，所述 制造方法的特征在于，在進行所述焊接之前，在形成所述焊接部的部分的周邊形成密封構(gòu)造，所述密封構(gòu)造 包圍形成該焊接部的部分的周圍。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造方法，其特征在于，在所述集電板與所述電池殼體的間隙配置構(gòu)成所述密封構(gòu)造的一部分的密封部件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述集電板具有突出部，該突出部為焊接固定在所述電池殼體的底部的部位、且向所 述電池殼體側(cè)突出，在進行所述焊接之前，通過所述密封部件包圍所述突出部的周圍。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造方法，其特征在于， 所述密封部件由彈性材料構(gòu)成，在進行所述焊接之前，將所述密封部件以壓縮了的狀態(tài)配置于所述集電板與所述電池 殼體的間隙。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述集電板具有與所述密封部件接觸的平坦部，在所述焊接時，以所述平坦部與所述電池殼體的底部大致平行的方式將所述集電板配 置在電池殼體內(nèi)的預定位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造方法，其特征在于，在形成了所述密封構(gòu)造之后，通過電阻焊接、激光焊接和電子束焊接中的任一方來焊 接由該密封構(gòu)造包圍的所述集電板的一部分和所述電池殼體的底部，由此形成所述焊接 部。
13.一種具備權(quán)利要求1所述的電池的車輛。
14.一種具備通過權(quán)利要求7所述的制造方法制造出的電池的車輛。
全文摘要
由本發(fā)明提供的電池(100)具備具備正極和負極(84)電極體(80)；收容電極體(80)的有底的電池殼體(10)；和集電板(20)，其連接電池殼體(10)和電極體的正負極的某一方；集電板(20)的一部分和電池殼體(10)的底部(16)通過焊接相互固定，在包括焊接的部分的焊接部(30)的周邊形成有包圍該焊接部(30)的周邊的密封構(gòu)造(40)。
文檔編號H01M2/02GK101999185SQ20098011286
公開日2011年3月30日 申請日期2009年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月14日
發(fā)明者木山明 申請人:豐田自動車株式會社