專利名稱：密閉型電池及密閉型電池的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種密閉型電池及密閉型電池的制造方法，特別是涉及具有配有正 極、負極、隔板的發(fā)電體；浸潤發(fā)電體的電解液；收容發(fā)電體及電解液的有底容器的密閉型 電池及該密閉型電池的制造方法。
背景技術：
在現有密閉型電池中，配有正極、負極、隔板的發(fā)電體與電解液一同收容于容器 中，通過蓋體將容器密閉。為了將來自發(fā)電體的電力向電池的外部導出，發(fā)電體與蓋體通過 電導通的引導件連接。通常，引導件以彎曲的狀態(tài)收容于容器內。像這樣的密閉型電池的情 況，例如為使其適合于如供給機動車的驅動電力的大電流用，必須使引導件的截面積增大， 引導件的厚度增大。若引導件的厚度增大，則難以彎曲，收容引導件所需的空間變大。由于 收容引導件的空間不參與發(fā)電，因此優(yōu)選使空間較小。作為密閉型電池中的引導件的技術，公開有下述技術例如，多張薄板層疊而構成 引導件，將兩個所述引導件連接使用，薄板的層疊采用超聲波接合(參照專利文獻1)。在該 技術中，能夠縮小引導件的收容空間從而實現體積效率的提高。專利文獻1 日本特開2004-152707號公報然而，在專利文獻1的技術中，在上述高輸出的電池用途中，兩個引導件連接使得 引導件長路徑化，因此存在引導件部的電阻引起出現充放電(通電)時的電壓下降而招致 輸出損失的情況。如果像比較小型的例如鋰離子二次電池那樣，使從電極導出的一個引導 件與蓋體連接，能夠避免引導件的長路徑化，但為了通過引導件的層疊化而實現低電阻化， 對于引導件端部的接合方法產生限制。這一點在專利文獻1中使用了超聲波接合，但由于 原理是以被接合物夾在超聲波喇叭與平臺之間的狀態(tài)接收超聲波振幅從而使被接合物彼 此在界面接合，因此從超聲波傳播的觀點出發(fā)優(yōu)選引導件的對象方的被接合物為單一部 件。例如，在多個部件組合而成的裝配體與引導件的接合中，超聲波傳播在構成裝配體的部 件間界面被阻礙因而在接合質量上出現影響。由此，在與裝配體的接合中，難以說利用超聲 波的接合方式一定適合，還存在電弧焊接或激光焊接等能量照射型焊接方式適合的情況。在能量照射型的焊接方式中，照射到物體的能量在被照射物表面轉換為熱量因而 物體的溫度上升，若超過其熔點則熔融。也就是說，焊接的原理是兩物體的界面熔融并凝 固。因此，在層疊化后的引導件中，需要使基于照射的引導件的熔融經由層疊界面到達蓋體 等被接合物。若存在多個接合界面，則其成為對在該界面的熱傳播、熔融傳播的障礙，因此 需要提高照射的能量等來進行焊接。這一點在專利文獻1的技術中，通過將層疊引導件進 行預臨時固定后實施與蓋體的接合，從而抑制了引導件的層疊偏移，但是，若臨時固定部過 小，則產生在臨時固定部以外的部分與被接合物接合的情況，即使臨時固定部足夠大，根據 臨時固定的狀況，存在在構成層疊引導件的薄板的間隔產生偏差而出現不期望的癥狀的情 況。例如，若構成引導件的薄板的間隙過大，則基于激光等的照射的熱傳遞的障礙變大因而 層疊引導件的熔融未到達蓋體而引起接合不良，相反地，若薄板的間隔過小則基于激光等的照射的熱傳送順利進行，使蓋體過度熔融，引起蓋體等的破損。此外，一般來說，在密閉型電池中，在蓋體中含有具有閥機構的部件，通過在電池 內部的壓力異常上升時打開閥而使電池內部的壓力與電池外部的壓力(大氣壓)相同，從 而抑制電池的破損。這時，在附屬于蓋體等配置于蓋體附近的部件中，為了避免成為電池的 內部壓力作用于閥機構時的障礙，或者為了避免在閥機構打開時，在電池內部的異常的電 極反應或化學反應引起作為反應生成物而產生大量的氣體時成為氣體向閥機構導通的障 礙，優(yōu)選具有貫通孔。但是，在將層疊引導件通過激光焊接等與具有貫通孔的部件連接時， 若焊接引起的熔融達到貫通孔，則在貫通孔的緣處沒有伴隨焊接的輸入熱量的去處因而熱 量集中。因此，潛在有下述問題變得過度熔融，產生飛濺或噴濺，或在部件上產生熔融坑 (開孔)而無法得到正常的接合狀態(tài)。同樣地，若基于焊接的熔融達到層疊引導件的前端或 側端，則也存在無法得到正常的接合狀態(tài)的情況。在焊接中，即使是短時間也會暫且使溫度上升到被接合物的熔點以上。在通過激 光等從層疊引導件一側照射而將層疊引導件與蓋體等被接合物熔融并接合時，在蓋體等的 與層疊引導件未抵接的一側，由于激光照射產生的熱量，即使溫度未上升到熔點也一定變 為高溫。因此，特別是具有閥機構的薄板狀構件的情況，產生變形或熱量引起的形變，在誤 用電池時閥不會打開到電池內部的規(guī)定的壓力，電池破損，或者相反地，在電池的通常使用 時的溫暖狀態(tài)下提前打開閥而無法確保密閉型電池的氣密性，因而可能引起電解液的漏 出。由上所述，優(yōu)選在將引導件或連接用的部件與蓋體焊接時不會產生缺陷，且優(yōu)選能夠確 保從發(fā)電體到蓋體的導電路徑。

發(fā)明內容
本發(fā)明鑒于上述情況，目的在于提供一種密閉型電池及該密閉型電池的制造方 法，該密閉型電池能夠不產生焊接缺陷地確保發(fā)電體及蓋體間的電導通。為了解決上述問題，本發(fā)明的第一方式是具有配置有正極、負極、隔板的發(fā)電體； 浸潤所述發(fā)電體的電解液；收容所述發(fā)電體及電解液的有底容器的密閉型電池，該密閉型 電池的特征在于，具有集電構件，其與所述發(fā)電體的一側端面對置配置，且接合有從所述 正極及負極中任一者導出的引導片；蓋體，其被壓緊固定于所述有底容器的開口部，且兼作 所述正極及負極中任一者的電極端子；板狀構件，其與所述蓋體的靠所述發(fā)電體側的面接 合，且具有導電性；引導件，其將所述集電構件與板狀構件電連接，所述引導件由多張薄板 層疊構成，所述被層疊的薄板的厚度的總和在所述板狀構件的厚度以下，且所述引導件與 所述板狀構件焊接。在第一方式中，由于將集電構件與板狀構件電連接的引導件由多張薄板層疊而形 成，因此能夠使其彎曲為較小地緊湊地收容于容器內，通過使層疊后的薄板的厚度的總和 為板狀構件的厚度以下，從而能夠即使將引導件與板狀構件焊接也不會產生焊接缺陷地確 保發(fā)電體及蓋體間的電導通。在第一實施方式中，優(yōu)選在引導件中，在比與板狀構件接合的接合部位更寬的面 積內，薄板彼此的層疊被固定。優(yōu)選蓋體由多個包括具有閥機構的部件的部件構成，在板 狀構件上形成有能夠通氣的貫通孔。能夠使板狀構件設成與引導件進行焊接的熔融部位不 會到達貫通孔。能夠使引導件設成與板狀構件焊接的熔融部位未影響薄板的端地收納在薄板的層疊面內。且優(yōu)選在板狀構件中，與引導件焊接的熔融部位不會到達貫通孔且不會到 達薄板的端地收納在薄板的層疊面內。也可以構成為，引導件和板狀構件的與蓋體相反的 一側連接，在板狀構件與所述蓋體之間，在該板狀構件的外緣側形成有空間。本發(fā)明的第二方式是第一方式的密閉型電池的制造方法，其特征在于，包含下述 步驟將多張薄板以層疊厚度的總和在所述板狀構件的厚度以下的方式層疊，并通過利用 超聲波接合形成第一接合部而被固定，從而構成所述引導件；通過使所述引導件的第一接 合部與所述板狀構件抵接，且利用激光照射在所述第一接合部形成第二接合部，從而將所 述弓I導件與所述板狀構件電連接。發(fā)明效果根據本發(fā)明，能夠得到下述效果由于將集電構件與板狀構件電連接的引導件由 多張薄板層疊構成，因此能夠使其彎曲為較小地緊湊地收容到容器內，由于使層疊后的薄 板的厚度的總和在板狀構件的厚度以下，因此能夠即使將引導件與板狀構件焊接也不會產 生焊接缺陷地確保發(fā)電體及蓋體間的電導通。


圖1是示意性地表示適用了本發(fā)明的實施方式的圓筒型鋰離子二次電池的剖視 圖。圖2是示意性地表示用于實施方式的圓筒型鋰離子二次電池的電極回卷體及電 池蓋間的連接的層疊引導件的結構的剖視圖。圖3是示意性地表示實施方式的圓筒型鋰離子二次電池的電池蓋及連接部件， (A)是配置于電池外側的端子板的立體圖，⑶是配置于電池內側的隔片的立體圖，(C)是 和隔片的與端子板相反的一側接合且與層疊引導件連接的連接部件的立體圖，(D)是表示 連接部件與電池蓋的隔片連接后的狀態(tài)的剖視圖。圖4是示意性地表示實施例1的圓筒型鋰離子二次電池的電池蓋與接合于隔片的 連接部件及連接于連接部件的層疊引導件的位置關系的剖視圖。圖5是示意性地表示比較例的圓筒型鋰離子二次電池的電池蓋與接合于隔片的 連接部件及連接于連接部件的層疊引導件的位置關系的剖視圖。圖6是表示用于實施例2的圓筒型鋰離子二次電池的層疊引導件，且示意性地表 示從電極回卷體側觀察將薄板彼此固定的超聲波接合部與將層疊引導件和連接部件熔融 凝固而焊接的激光焊接部的位置關系的俯視圖。圖7是表示用于實施例3的圓筒型鋰離子二次電池的層疊引導件，且示意性地表 示從電極回卷體側觀察將薄板彼此固定的超聲波接合部與將層疊引導件和連接部件熔融 凝固而焊接的激光焊接部的位置關系的俯視圖。圖8是表示用于實施例4的圓筒型鋰離子二次電池的層疊引導件，且示意性地表 示從電極回卷體側觀察將薄板彼此固定的超聲波接合部與將層疊引導件和連接部件熔融 凝固而焊接的激光焊接部的位置關系的俯視圖。圖9是示意性地表示從電極回卷體側觀察用于實施例5的圓筒型鋰離子二次電池 的連接部件與層疊引導件的位置關系的俯視圖。圖10是示意性地表示從電極回卷體側觀察用于實施例6的圓筒型鋰離子二次電池的連接部件與層疊引導件的位置關系的俯視圖。圖11是示意性地表示其他方式的圓筒型鋰離子二次電池的電池蓋、與截面呈帶 臺階的形狀的隔片接合的連接部件及與連接部件連接的層疊引導件的位置關系，且表示在 連接部件的周緣部與電池蓋之間形成間隙的結構的剖視圖。圖12是示意性地表示另一方式的圓筒型鋰離子二次電池的電池蓋、與隔片接合 且截面呈帶臺階的形狀的連接部件及與連接部件連接的層疊引導件的位置關系，且表示在 連接部件的周緣部與電池蓋之間形成間隙的結構的剖視圖。圖13是示意性地表示又一方式的圓筒型鋰離子二次電池的電池蓋、與截面呈帶 臺階的形狀的隔片接合的連接部件及與連接部件連接的層疊引導件的位置關系，且表示在 連接部件的周緣部與電池蓋之間配置分隔件的結構的剖視圖。圖14是示意性地表示又一方式的圓筒型鋰離子二次電池的電池蓋、與隔片接合 且截面呈帶臺階的形狀的連接部件及與連接部件連接的層疊引導件的位置關系，且表示在 連接部件的周緣部與電池蓋之間配置分隔件的結構的剖視圖。附圖標記6電極回卷體(發(fā)電體)7電池容器9層疊引導件(引導件)12隔片(蓋體的一部分)12a開裂閥(閥機構)18電池蓋(蓋體)14連接部件(板狀構件)20圓筒型鋰離子二次電池(密閉型電池)
具體實施例方式以下，參照

適用了本發(fā)明的圓筒型鋰離子二次電池的實施方式。(結構)如圖1所示，本實施方式的圓筒型鋰離子二次電池20具有實施了鍍鎳的鋼制的有 底圓筒狀的電池容器7。在電池容器7中收容有由正極板及負極板隔著隔板以正極板、負極 板互不接觸的方式回卷而成的電極回卷體6。在電極回卷體6的回卷中心使用聚丙烯樹脂制的中空圓筒狀的軸芯1。在電極回 卷體6的上側，大致在軸芯1的延長線上配置有用于將來自正極板的電位集電的圓環(huán)狀的 正極集電環(huán)4。正極集電環(huán)4固定于軸芯1的上端部。在從正極集電環(huán)4的周圍一體地伸 出的凸緣部周面上，超聲波接合有從正極板導出的正極接頭2的端部。在正極集電環(huán)4的 上方配置有作為正極外部端子的圓盤狀的電池蓋(蓋體)18。如圖3⑶所示，電池蓋18具有端子板13和隔片12。在隔片12的與端子板13 相反的面即電池蓋18的底面(電極回卷體6側的面)上，通過焊接接合有作為具有導電性 的板狀構件的連接部件14。如圖3(A)所示，端子板13為鋼制且形成為圓盤狀，在圓盤的 中央部具有朝向上方突出的圓筒狀的突部。在突部的側面形成有多個開口。如圖3(B)所 示，隔片12為鋁制且形成為圓板狀，在圓板的中央部形成有被薄壁化且作為對應電池內壓的上升而開裂的閥機構的開裂閥(氣體排出閥)12a。開裂閥12a由圓環(huán)狀的部分和從圓環(huán) 部分的四個部位分別向隔片12的外周側而形成的放射狀的部分構成。端子板13的周緣部 以被隔片12的周緣部覆蓋的方式通過壓緊(L· ^ )而一體化。如圖3(C)所示，連接部 件14為鋁質且形成為圓盤狀。由于構成電池蓋18的端子板13為鋼制、隔片12為鋁制，而 連接部件14為鋁制，因此連接部件14比電池蓋18具有更大的導電性。此外，在連接部件 14上，在比中央部位于外周側的五個部位形成有能夠通氣的圓形狀的貫通孔14a。連接部 件14的厚度T在本例中設定為1. 0mm。如圖1所示，在連接部件14的下表面接合有構成電極回卷體6及電池蓋18之間的 導電路徑的層疊引導件9。如圖2所示，層疊引導件9由多張鋁制的矩形狀的薄板層疊(重 合)構成。層疊引導件9在本例中將六張厚度為0. 1mm、寬度10mm、長度30mm的薄板層疊。 在層疊引導件9中，六張薄板的厚度的總和t為0. 6mm，為連接部件14的厚度T(l. 0mm)以 下。如圖6所示，在層疊引導件9中，被層疊的六張薄板在長度方向的一端部通過超聲波接 合而固定化，形成有超聲波接合部(第一接合部)9a。如圖1所示，層疊引導件9在形成有超聲波接合部9a的一端部通過激光焊接而接 合于連接部件14的下表面，另一端部與正極集電環(huán)4的上部超聲波接合。S卩，在鋰離子二 次電池20中，通過正極板、正極集電環(huán)4、層疊引導件9、連接部件14、電池蓋18的電導通而 構成正極側的導電路徑。如圖6所示，層疊引導件9與連接部件14接合而形成的激光焊接 部(第二接合部)％形成為比超聲波接合部9a小的面積。換言之，層疊引導件9通過比與 連接部件14接合的激光焊接部9b大的面積的超聲波接合部9a而將薄板彼此的層疊固定 化。激光焊接部9b以不會達到構成層疊引導件9的薄板的長度方向的一端及與長度方向 交叉的方向的兩端的方式形成。即，激光焊接部％在超聲波接合部9a的范圍內形成，收納 在薄板的層疊面內。此外，如圖9所示，層疊引導件9以使激光焊接部9b的范圍不會影響 到連接部件14的貫通孔14a的方式接合于未形成貫通孔14a的部分。另一方面，如圖1所示，在電極回卷體6的下側配置有用于將來自負極板的電力或 電流集電的圓環(huán)狀的負極集電環(huán)5。軸芯1的下端部外周面固定于負極集電環(huán)5的內周面。 在負極集電環(huán)5的外周面超聲波接合有從負極板導出的負極接頭3的端部。在負極集電環(huán) 5的下部焊接接合有用于電導通的負極引導板8。負極引導板8通過電阻焊接而接合于兼 作負極外部端子的電池容器7的內底部。此外，在電池容器7內注入有非水電解液。在本例中，作為非水電解液使用在碳酸 乙二醇酯與碳酸二甲酯的體積比為2 3的混合有機溶劑中使六氟磷酸鋰(LiPF6)溶解以 變?yōu)?摩爾/升的濃度的液體。電池蓋18隔著聚丙烯制的墊圈10壓緊固定于電池容器7 的上部。層疊引導件9以彎曲的狀態(tài)收容于電池容器7內。因此，鋰離子二次電池20的內 部被密封。在收容于電池容器7內的電極回卷體6中，正極板與負極板隔著例如聚乙烯制等 的微多孔性的隔板而回卷在軸芯1的周圍。正極接頭2與負極接頭3分別配置于電極回卷 體6的彼此相反側的兩端面。在電極回卷體6及正極集電環(huán)4的凸緣部周面全周上，為了 防止與電池容器7的電接觸而施有絕緣覆膜。絕緣覆膜使用在聚酰亞胺制的基材的一面上 涂敷有六甲基丙烯酸酯的粘合劑的粘合帶。粘合帶從正極集電環(huán)4的凸緣部周面到電極回 卷體6的外周面卷繞為一層以上。
構成電極回卷體6的正極板作為正極集電體具有鋁箔。在鋁箔的兩面大致均勻地 涂裝有含有正極的發(fā)電物質(活性物質)的正極結合劑。在正極結合劑中，除了發(fā)電物質 以外還配合有導電輔助劑或粘接劑(粘結件)等。在鋁箔上涂裝正極結合劑，并在干燥后 進行沖壓而形成正極板。在鋁箔的長度方向一側的側緣形成有未涂裝正極結合劑的無涂裝 部。無涂裝部缺欠成梳狀，在缺欠剩余部形成正極接頭2。在本例中，相鄰的正極接頭2的 間隔設定為50mm，各正極接頭的寬度設定為5mm。另一方面，負極板作為負極集電體具有銅 箔。在銅箔的兩面大致均勻地涂裝有含有負極的發(fā)電物質的負極結合劑。在負極結合劑中， 除了負極活性物質以外還配合有導電材料或粘接劑等。在銅箔上涂裝負極結合劑，并在干 燥后進行沖壓而形成負極板。在銅箔的長度方向一側的側緣上，與正極板同樣地形成負極 結合劑的無涂裝部，形成負極接頭3。(制造)在鋰離子二次電池20的制造中，將制作后的正極板與負極板隔著隔板地回卷于 軸芯1而制作電極回卷體6。這時，通過帶等將隔板固定到軸芯1，在卷繞開始時僅將隔板 回卷2 3周左右，然后，使正極板與負極板適當地對置，并以正極接頭2與負極接頭3互 相位于相反方向的方式回卷。在將正極板、負極板全部回卷后，以使電極在最外周不會露出 的方式在卷繞結束時將隔板回卷2 3周。接下來，使正極接頭2變形，使它們全部集合到 從正極集電環(huán)4的周圍一體地伸出的凸緣部周面附近并使它們接觸，然后，將正極接頭2與 凸緣部周面通過超聲波接合而連接。另一方面，將負極集電環(huán)5與負極接頭3的連接操作 也與將正極集電環(huán)4與正極接頭2的連接操作同樣地實施。然后，在正極集電環(huán)4的凸緣 部周面全周及電極回卷體6上實施絕緣覆膜。在負極集電環(huán)5上預先焊接負極引導板8，將 帶有正極集電環(huán)4、負極集電環(huán)5的電極回卷體6以負極集電環(huán)5朝向底側的方式插入電池 容器7內。將電極棒在軸芯1的中空部分通到電池容器7的底部，并將電池容器7的底部 與負極引導板8電阻焊接。另一方面，預先(將接頭與集電環(huán)接合前)將層疊引導件9通過超聲波接合于正 極集電環(huán)4上，將層疊引導件9的另一端通過后述的方式及方法連接于連接部件14的下表 面。連接部件14預先通過焊接與電池蓋18的隔片12接合，形成附屬于電池蓋18的狀態(tài)。 像這樣預先將連接部件14附屬于電池蓋18的理由如下。在此，假設在將帶有正極集電環(huán)4、負極集電環(huán)5的電極回卷體6收容到電池容器 7后，在將電池容器7的底部與負極引導板8電阻焊接時，已使與正極集電環(huán)4接合后的層 疊引導件9與連接部件14連接。這時，容易預想到下述不期望發(fā)生的狀況成為用于電阻 焊接的電極棒通過軸芯1時的障礙物，由于電極棒與連接于層疊引導件9的連接部件14接 觸而在電阻焊接時的電流中產生分流等。為了避免上述情況，優(yōu)選在連接部件14未與連接 于正極集電環(huán)4上的層疊引導件9連接的狀態(tài)下將電池容器7的底部與負極引導板8電阻 焊接。另外，層疊引導件9由于是薄板的層疊體且具有可撓性，因此能夠使其以不與電極棒 相接的方式容易地彎曲或屈曲而遠離電極棒。也可以在將電池容器7的底部與負極引導板8電阻焊接后，將連接部件14與層疊 引導件9的另一端部連接，并將連接部件14與電池蓋18(隔片12)連接，但如上所述層疊引 導件9具有可撓性，換言之即沒有剛性。因此，需要在將層疊引導件9與連接部件14接合 時以使層疊引導件9不會移動的方式定位并暫時固定，需要使用適當的夾具來處理。此外，在接合有層疊引導件9的連接部件14與電池蓋18接合時，由于層疊引導件9沒有剛性，因 此同樣地需要以使層疊引導件9不會移動的方式定位并暫時固定，在此也需要利用夾具的 處理。雖然說利用夾具能夠處理，但特別是在工業(yè)的生產等通過自動化設備連接的情況下， 在夾具上引導沒有剛性的層疊引導件9，即使是暫時的固定也難以說是容易的。對此，若預 先將連接部件14連接并附屬于構成電池蓋18的隔片12上，則接合沒有剛性的層疊引導件 9的機會通過一次就解決，能夠將成為困難作業(yè)的使用夾具的工序抑制在最小限度內。鑒于上述理由，將層疊引導件9與正極集電環(huán)4接合，在將電極回卷體6收容到電 池容器7后，將電池容器7的內底部與負極引導板8電阻焊接。接下來，將預先與電池蓋18 的隔片12接合后的連接部件14與層疊引導件9通過激光焊接而接合。這時，使層疊引導 件9 (超聲波接合部9a)與連接部件14抵接，從層疊引導件9側朝向超聲波接合部9a照射 激光束并形成激光焊接部％。然后，通過在電池容器7內注入非水電解液后，收容層疊引導 件9并使其折疊，將電池蓋18隔著墊圈10壓緊固定于電池容器7，從而制成鋰離子二次電 池20。[實施例]接下來說明根據本實施方式制造而成的鋰離子二次電池20的實施例。另外，同時 說明用于比較而制造而成的比較例。(實施例1)在實施例1中，如圖4所示，在電池蓋18的隔片12上通過超聲波接合有厚度T為 1.0mm的連接部件14。使層疊引導件9 (超聲波接合部9a)和連接部件14的與電池蓋18 相反的一側接觸，從層疊引導件9側(圖的下側)照射激光束，將層疊引導件9與連接部件 14焊接。在激光振蕩中使用IPG公司制YLR-2000，在加工頭中使用Precitec ( l· ν r , ”)公司制YW-50。照射激光設定為，焦點距離為200mm，輸出750W，光束徑0.2mm，掃描速 度3m/分鐘。激光照射在層疊引導件9的寬度方向上以6mm的長度照射，并將其以Imm間 隔照射3排。其照射的結果是，3排的熔融寬度(層疊引導件9的長度方向上的長度)約為 3mm。通過將電池蓋18壓緊固定于電池容器7，從而制成實施例1的鋰離子二次電池20。(比較例)在比較例中，如圖5所示，除了使連接部件14的厚度T為0. 5mm以外，其他與實 施例1同樣地制成鋰離子二次電池。在比較例中，構成層疊引導件9的薄板的厚度的總和 t (0. 6mm)比連接部件14的厚度T大。(實施例2)在實施例2中，如圖6所示，從層疊引導件9的一端(與連接部件14接合的一側) 到5mm為止在全寬范圍內通過超聲波接合形成超聲波接合部9a而將薄板彼此固定。將層 疊引導件9與連接部件14通過激光照射焊接。激光束的照射位置不從超聲波接合部9a或 層疊引導件9的端、側端伸出，而是限于超聲波接合部9a的范圍內。連接部件14的厚度T 與實施例1同樣為1. 0mm。在激光照射方面，對于實施例1的條件僅使輸出降低到650W。(實施例3)在實施例3中，如圖7所示，從層疊引導件9的一端(與連接部件14接合的一側) 到3mm為止在全寬范圍內通過超聲波接合形成超聲波接合部9a而將薄板彼此固定。將層 疊引導件9與連接部件14通過激光照射焊接。激光束的照射位置不從層疊引導件9的端、側端伸出，但使其從超聲波接合部9a向未通過超聲波接合的部分伸出，不限于超聲波接合 部9a的范圍內的位置。連接部件14的厚度T、激光及其照射條件與實施例2相同。(實施例4)在實施例4中，如圖8所示，從層疊引導件9的一端(與連接部件14接合的一側) 到5mm為止在全寬范圍內通過超聲波接合形成超聲波接合部9a而將薄板彼此固定。將層 疊引導件9與連接部件14通過激光照射焊接。激光束的照射位置從層疊引導件9的側端 伸出，不限于超聲波接合部9a的范圍內的位置。連接部件14的厚度T、激光及其照射條件 與實施例2相同。(實施例5)在實施例5中，如圖9所示，從層疊引導件9的一端(與連接部件14接合的一側) 到5mm為止在全寬范圍內通過超聲波接合形成超聲波接合部9a而將薄板彼此固定。將層 疊引導件9與連接部件14通過激光照射焊接。激光束的照射位置不從層疊引導件9的超 聲波接合部9a伸出，限于超聲波接合部9a的范圍內，并且位于不會影響到從激光束的照射 側觀察位于層疊引導件9的內側的連接部件14的貫通孔14a的位置。連接部件14的厚度 T、激光及其照射條件與實施例2相同。(實施例6) 在實施例6中，如圖10所示，從層疊引導件9的一端(與連接部件14接合的一側) 到5mm為止在全寬范圍內通過超聲波接合形成超聲波接合部9a而將薄板彼此固定。將層 疊引導件9與連接部件14通過激光照射焊接。激光束的照射位置不從層疊引導件9的超 聲波接合部9a伸出，限于超聲波接合部9a的范圍內，但位于會影響從激光束的照射側觀察 位于層疊引導件9的內側的連接部件14的貫通孔14a的位置。連接部件14的厚度T、激光 及其照射條件與實施例2相同。(評價)對于各實施例及比較例，以100個為單位評價層疊引導件9與連接部件14的焊接 狀況。作為焊接狀況，評價了層疊引導件9與連接部件14未能焊接的數量、在連接部件14 上產生的焊接坑的數量、在層疊引導件9上產生的焊接噴濺的數量、在連接部件14上產生 的焊接噴濺的數量。焊接狀況的評價結果在下表1中表示。另外，在表1中，“_”表示未作 為評價對象的情況。[表 1] 如表1所示，相對于在比較例中在連接部件14上產生6個焊接坑，在實施例1中限 于2個。這可以看作是基于激光照射的熔入從層疊引導件9過度達到連接部件14的結果。 此外，為了減少向連接部件14的熔入而減弱激光的照射能的結果是，雖然能夠避免連接部 件14的焊接坑的產生，但在這時，未能焊接的數量從表1所示的2個增加到5個。此外，在 比較例中同樣地減弱激光的照射能時，雖然能夠避免連接部件14的焊接坑的產生，但未能 焊接的數量從表1所示的2個增加到8個。由此可知，在層疊引導件9中在薄板間存在界 面，根據情況形成有間隙而間隙量根據層疊狀態(tài)變得各不相同，因此，在基于激光照射的熱 傳送中產生障礙的結果是，熔入無法達到連接部件14。此外，比較例及實施例1都在層疊引 導件9上產生同樣數量的焊接坑。這也是因為構成層疊引導件9的薄板間的界面、間隙使 得激光照射的熱傳送惡化，換言之即熱發(fā)散難以進行，在薄板上熱量積存而溫度急劇上升， 在短時間內超過作為薄板原材料的鋁的熔點，產生了接近爆炸的狀況。在實施例2中，未產生無法焊接的缺陷，且未產生連接部件14的焊接坑及層疊引 導件9的焊接坑。由于在激光照射前預先將層疊引導件9通過超聲波接合而固定化，因此 不會形成如上述的間隙，達到除去了基于激光照射的熱傳送的由間隙引起的障礙的效果。 對于在實施例2以后的實施例，將激光的輸出降低到650W的原因是，由于通過預先將層疊 引導件9的薄板彼此固定化，從而消除了基于激光照射的熱傳送的障礙，因此若輸出保持 750W則變?yōu)檫^度焊接，預想會產生焊接飛濺的增加等新的缺陷或由于不適當的過度照射導 致的層疊引導件9、連接部件14的焊接坑或爆炸等。在實施例3中，未產生無法焊接的缺陷及連接部件14的焊接坑，但在層疊引導件 9上產生了焊接坑。層疊引導件9的焊接坑的產生是在向層疊引導件9的激光照射的位置 超出了預先形成于層疊引導件9的超聲波接合部9a的范圍的部位。該部位是層疊引導件9 的薄板間界面或形成有間隙的部位，因此可以認為是由與上述的實施例1中說明的同樣理
由產生的。在實施例4中，未產生無法焊接的缺陷、連接部件14的焊接坑及層疊引導件9的 焊接坑，但在層疊引導件9的側端部產生了噴濺(表現為由于照射產生的熱量使被焊接物 的一部分逸散的狀態(tài)，在被焊接物的端部產生，因此與在端部以外形成有孔的坑相區(qū)別。)。 這可以認為，由于激光照射達到層疊引導件9的側端部，因此基于照射的熱發(fā)散惡化，在層 疊引導件9的側端部熱量積存而溫度急劇上升，在短時間內超過了作為薄板素材的鋁的熔 點而引起了噴濺。
在實施例5中，完全沒有觀察到缺陷。與此相對地，在實施例6中，產生了層疊引 導件9的焊接坑和在連接部件14的貫通孔14a的端部產生噴濺。在實施例6中，激光照射 達到從照射側觀察位于層疊引導件9的內側的連接部件14的貫通孔14a，因此，層疊引導 件9的與貫通孔14a對應的部分被照射，使得由于沒有在層疊引導件9中傳送的熱量從此 處進一步輸送的部件因而熱發(fā)散惡化，熱量積存而溫度急劇上升，在短時間內超過作為薄 板原材料的鋁的熔點因而形成焊接坑，在貫通孔14a的端部也同樣成為熱發(fā)散差的部位， 因此引起連接部件14的噴濺。 如根據以上的各實施例、比較例可知，預先通過超聲波接合而將構成層疊引導件9 的薄板彼此固定，從層疊引導件9側進行激光照射而將層疊引導件9與連接部件14焊接的 方法比較適當。但是，在基于激光等能量照射的焊接中，照射能在被焊接物表面轉換為熱 量，該熱量在被焊接物中傳遞，因此，即使沒有達到熔融狀態(tài)，若被焊接物以外的物體(部 件等)與被焊接物相接則熱量也會傳送到被焊接物以外的物體。對這方面進行深思熟慮 可以明確，從抑制隔片12的熱變形以及形成于隔片12的開裂閥12a的工作壓力的失常的 觀點出發(fā)，優(yōu)選電池蓋18，特別是構成電池蓋18的隔片12與連接部件14在外周側不相接 (在連接部件14與電池蓋之間形成空間)。該結構例如可以通過采用下述方式實現。艮口， 如圖11所示，可以采用使隔片12的截面形狀為帶臺階的形狀，且在連接部件14的周緣部 與電池蓋18之間形成間隙的結構。這時，在隔片12的中央部形成有向連接部件14側突出 的突部，通過該突部與連接部件14接合。此外，可以采用如圖12所示，使連接部件14的截 面形狀為帶臺階的形狀，且在連接部件14的周緣部與電池蓋18之間形成間隙的結構。這 時，在連接部件14的中央部形成向隔片12側突出的突部，通過該突部與隔片12接合。進一步補充，在圖11或圖12所示的結構中，在層疊引導件9向連接部件14焊接 時，由于層疊引導件9的向連接部件14的配置或按壓，可能產生連接部件14的晃動。為了 避免這種情況，在連接部件14的周緣部與電池蓋18之間配置分隔件是有效的。例如，如圖 13所示，通過在截面是帶臺階的形狀的隔片12與連接部件14的周緣部之間形成的間隙配 置分隔件16，從而能夠抑制焊接時的晃動。此外，如圖14所示，通過在截面是帶臺階的形 狀的連接部件14的周緣部與隔片12之間形成的間隙配置分隔件16，能夠抑制焊接時的晃 動。當然，由于若分隔件16伸出到激光照射位置的內側則受到熱損害，因此不優(yōu)選是不言 而喻的。(作用等)接下，對本實施方式的圓筒型鋰離子二次電池20的作用等進行說明。在本實施方式中，在電極回卷體6與兼作為正極外部端子的電池蓋18之間存在層 疊引導件9及連接部件14，層疊引導件9與連接部件14通過激光焊接而接合。層疊引導件 9由六張薄板層疊而構成，薄板的厚度的總和t設定為連接部件14的厚度T以下。因此，通 過在層疊引導件9與連接部件14的激光焊接時從層疊引導件9側進行激光照射，從而基于 激光照射的層疊引導件9向連接部件14的熔入被適當化，因此能夠不產生焊接坑和焊接噴 濺等焊接缺陷地進行接合。此外，由于層疊引導件9與連接部件14的接合采用能量照射型 的激光焊接，因此能夠改善接合質量。由此，能夠確保電極回卷體6及電池蓋18之間的電 導通。此外，在本實施方式中，層疊引導件9由于由六張薄板構成因此具有可撓性。因而，由于層疊引導件9的剛性變小，因此能夠容易地使其彎曲或屈曲。在將電池蓋18壓緊 固定于電池容器7時，層疊引導件9以彎曲的狀態(tài)收容于電池容器7內。由此，由于在電池 容器7內參與發(fā)電的空間變小，因此能夠實現鋰離子二次電池20的緊湊化。進而，在本實施方式中，構成層疊引導件9的薄板彼此在長度方向的一端部通過 超聲波接合，形成超聲波接合部9a。在超聲波接合部9a，各薄板在界面(層疊面)融合，不 形成間隙地一體化。并且，超聲波接合部9a形成為比層疊引導件9與連接部件14的通過 激光焊接形成的激光焊接部9b更大的面積。由此，相對于若在薄板間形成間隙則基于激光 照射的能量傳遞受阻礙，能夠不在層疊引導件9與連接部件14的激光焊接時產生偏移而可 靠地接合。此外，在本實施方式中，基于激光照射的熔融范圍的激光焊接部9b未影響到連接 部件14的貫通孔14a。S卩，在連接部件14的未形成貫通孔14a的部分形成激光焊接部％。 因此，能夠抑制伴隨激光照射而在貫通孔14a的端產生焊接缺陷。由此，能夠確保連接部件 14與層疊引導件9的電導通，且確保貫通孔14a的通氣性。此外，在本實施方式中，激光焊接部9b未影響到層疊引導件9 (超聲波接合部9a) 的端和寬度方向的兩端。即，激光焊接部％在超聲波接合部9a的范圍內形成。因此，在激 光焊接時，能夠避免激光照射沒有層疊引導件9的部分，即直接對連接部件14進行激光照 射，且能夠避免激光照射構成層疊引導件9的薄板未通過超聲波接合的部分。在直接對連 接部件14照射時，伴隨激光照射的能量傳遞到電池蓋18，特別是傳遞到隔片12，因此存在 使開裂閥12a的工作不穩(wěn)定的可能性，此外，在對層疊引導件9的未通過超聲波接合的部分 進行激光照射時，存在由于薄板間的間隙等而產生焊接缺陷的情況。由此，通過使激光焊接 部9b在超聲波接合部9a的范圍內，從而能夠避免伴隨激光照射的缺陷。此外，在本實施方式中，在連接部件14上形成有能夠通氣的貫通孔14a。因此，在 由于電池異常時等的氣體產生使得電池內壓上升時，能夠通過貫通孔14a將壓力傳遞到電 池蓋18側。由此，通過形成于構成電池蓋18的隔片12上的開裂閥12a進行工作，從而電 池內壓能夠放出到電池外部，因而能夠確保電池異常時的安全性。進而，在本實施方式中，在制造鋰離子二次電池20時，使層疊引導件9與安裝于電 池回轉體6的正極集電環(huán)4接合，使連接部件14與構成電池蓋18的隔片12接合。在進行 了插入于電池容器7內的電極回卷體6的負極側的連接后，通過激光焊接將層疊引導件9 與連接部件14接合。這時，即使從電池蓋18側照射激光，電池蓋18的構成部件也會遮蔽 激光而無法照射到連接部件14，因此必須從層疊引導件9側照射。根據本實施方式所涉及 的制造方法，能夠不妨礙電極回卷體6和電池蓋18地通過激光焊接而將層疊引導件9及連 接部件14之間接合。此外，如上所述，為了接合沒有剛性的層疊引導件9需要通過夾具等 進行定位，但在本實施方式所涉及的制造方法中，可以使需要這樣的定位的接合作業(yè)以一 次解決。由此，能夠使電池制造時的作業(yè)簡單化。另外，在本實施方式中，示例了圓筒型鋰離子二次電池20，但本發(fā)明不局限于此， 可以適用于一般的密閉型電池。當然，正極活性物質和負極活性物質不局限于電解液等。此 外，在本實施方式中，示例了將正負極板隔著隔板回卷而成的電極回卷體6，但本發(fā)明不局 限于此，也可以使用例如將矩形狀的正負極板隔著隔板層疊而成的電極層疊體。電池形狀 沒有特別的限制，除圓筒型以外，還可以適用于例如方形的電池。
此外，在本實施方式中，示出了由六張薄板構成層疊引導件9的示例，且示例了薄 板的厚度、寬度和長度，但本發(fā)明不局限于上述條件。此外，對于層疊引導件9與連接部件 14的接合，示例了激光及其照射條件，但本發(fā)明不局限于此是不言而喻的。進而，在本實施方式中，示出了在連接部件14上在五個部位形成了圓形狀的貫通 孔14a的示例，但本發(fā)明的貫通孔的形狀和數量沒有限制。只要以由與層疊引導件9的焊 接而形成的激光焊接部％不影響貫通孔的方式將連接部件14與層疊引導件9接合即可。工業(yè)上的可利用性本發(fā)明提供一種能夠不產生焊接缺陷地確保發(fā)電體與蓋體的電導通的密閉型電 池及該密閉型電池的制造方法，因此，本發(fā)明有助于密閉型電池的制造、銷售，因而具有工 業(yè)上的可利用性。
權利要求
一種密閉型電池，其具有配置有正極、負極、隔板的發(fā)電體；浸潤所述發(fā)電體的電解液；收容所述發(fā)電體及電解液的有底容器，所述密閉型電池的特征在于，具有集電構件，其與所述發(fā)電體的一側端面對置配置，且接合有從所述正極及負極中任一者導出的引導片；蓋體，其被壓緊固定于所述有底容器的開口部，且兼作所述正極及負極中某一者的電極端子；板狀構件，其與所述蓋體的靠所述發(fā)電體側的面接合，且具有導電性；引導件，其將所述集電構件與板狀構件電連接，其中，所述引導件由多張薄板層疊構成，所述被層疊的薄板的厚度的總和在所述板狀構件的厚度以下，且所述引導件與所述板狀構件焊接。
2.根據權利要求1所述的密閉型電池，其特征在于，在所述引導件中，在比與所述板狀構件接合的接合部位更寬的面積內，所述薄板彼此 的層疊被同定。
3.根據權利要求1所述的密閉型電池，其特征在于，所述蓋體由多個部件構成，所述多個部件包括具有閥機構的部件，在所述板狀構件上形成有能夠通氣的貫通孔。
4.根據權利要求1所述的密閉型電池，其特征在于，在所述板狀構件中，與所述引導件進行焊接形成的熔融部位不會到達所述貫通孔。
5.根據權利要求1所述的密閉型電池，其特征在于，在所述引導件中，與所述板狀構件進行焊接形成的熔融部位不會到達所述薄板的端地 收納在所述薄板的層疊面內。
6.根據權利要求1所述的密閉型電池，其特征在于，在所述板狀構件中，與所述引導件進行焊接形成的熔融部位不會到達所述貫通孔且不 會到達所述薄板的端地收納在所述薄板的層疊面內。
7.根據權利要求1所述的密閉型電池，其特征在于，所述引導件和所述板狀構件的與所述蓋體相反的一側連接，在所述板狀構件與所述蓋 體之間，在該板狀構件的外緣側形成有空間。
8.一種密閉型電池的制造方法，該方法是權利要求1所述的密閉型電池的制造方法， 所述制造方法的特征在于，包含如下步驟將多張薄板以層疊厚度的總和在所述板狀構件的厚度以下的方式層疊，并通過利用超 聲波接合形成第一接合部而被固定，從而構成所述引導件，通過使所述引導件的第一接合部與所述板狀構件抵接，且利用激光照射在所述第一接 合部形成第二接合部，從而將所述弓I導件與所述板狀構件電連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種密閉型電池，其能夠不產生焊接缺陷地確保發(fā)電體及蓋體間的電導通。鋰離子二次電池(20)具有電池容器(7)。在電池容器(7)中收容有正負極板隔著隔板回卷而成的電極回卷體(6)及非水電解液。在配置于電極回卷體(6)的上側的正極集電環(huán)(4)上接合有正極接頭(2)。作為正極外部端子的電池蓋(18)壓緊固定于電池容器(7)。電池蓋(18)具有形成有開裂閥(12a)的隔片(12)。在隔片(12)上接合有連接部件(14)，在連接部件(14)上接合有由多張薄板層疊而成的層疊引導件(9)。在層疊引導件(9)中，薄板的厚度的總和(t)為連接部件(14)的厚度(T)以下?；诩す庹丈涞膹膶盈B引導件(9)向連接部件(14)的熔入被適當化。
文檔編號H01M10/34GK101908652SQ20101019838
公開日2010年12月8日 申請日期2010年6月4日 優(yōu)先權日2009年6月4日
發(fā)明者中井賢治, 多田明德, 松本洋, 青田欣也 申請人:日立車輛能源株式會社