CN101933177B - 密闭型电池制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种密闭型电池的制造方法。将电极体和电解质收容于具有贯通孔(41)的外装壳体(12)来构成电极组件(20)。在对包围贯通孔(41)的向壳体外部的开口端(41A)的环状部分(Al或Al合金制)施加激光照射处理形成了的熔敷基面(45),直接或隔着预先熔敷在该熔敷基面了的基膜(52)熔敷密封膜(54),由此,临时密封贯通孔(41)。在上述临时密封状态进行了电池组件(20)的初次充电之后,在膜(54)开孔,形成连通壳体(12)的内外的除去气体通路,将壳体(12)内的剩余气体排出到外部。
Description
技术领域
本发明涉及制造锂离子电池等密闭型电池的方法。
另外,本申请要求基于在2008年1月31日提出申请了的日本专利申请第2008-021791号的优先权,该申请的全部内容作为参照编入本说明书中。
背景技术
近年来,锂离子电池以及其他的密闭型二次电池,作为车辆搭载用电源或个人计算机或移动终端的电源等,其重要性正在提高。特别是,质量轻且可得到高能量密度的锂离子电池作为优选用作为车辆搭载用高输出电源的电池正受到期待。
在制造这种密闭型电池的一个代表性的方法中,将具备具有正极活性物质的正极和具有负极活性物质的负极的发电要素(电极体)与适当的电解质一起收纳于金属制的外装壳体(外壳),密封(密闭)该壳体。在此,刚组装后的电池(电池组件、电池组装体;cell assembly)处于未充电状态,因此,对该电池组件进行初次充电(是指对构成了的电池进行初次充电。以下相同。)。若进行该初次充电,则一般在电池内会产生气体(例如氢气),内压上升,因此,在该初次充电之后,临时解除上述密闭状态,释放出壳体内的气体。该气体的释放(除去气体)典型的是通过下述方式来进行,所述方式为:通过设置在壳体的贯通孔,形成连通该壳体的内外的除去气体通路。除去气体结束之后,密封上述除去气体通路,使壳体内再次处于密闭状态。这样做来制造密闭型电池。作为与这种技术相关的现有技术文献,可举出专利文献1~4。
专利文献1:日本专利申请公开2004-355977号公报
专利文献2:日本专利申请公开2001-338674号公报
专利文献3:日本专利申请公开2007-193969号公报
专利文献4:日本专利申请公开2005-339946号公报
发明内容
在专利文献1中记载的技术中,通过将氟橡胶塞插入注液孔进行临时密封,在进行了初次充电和老化之后,卸除上述橡胶塞,排出剩余气体(第0089段等)。但是,这样的橡胶塞:安装和拆卸操作的自动化困难,从而难以提高生产率,除此之外,由内压的上升有时会使得橡胶塞有上浮的倾向(被向外侧推压)。即,临时密封状态的耐压密封性有变为不足的倾向。另外,在由橡胶那样的弹性部件进行的临时密封中,密封性(阻止水分等的混入的性能)不足,在临时密封状态下水分有可能混入壳体内。对于使用具有常闭阀结构的橡胶弹性质的密封塞的专利文献2中记载的技术也是同样的。另外,专利文献3、4中记载的技术其临时密封结构复杂。
本发明是鉴于上述相关方面做成的,其主要目的是提供如下密闭型电池制造方法:用简单的结构高效率地进行电池组件的临时密封和初次充电后的除去气体,并且,上述临时密封状态的耐压性(耐压密封性)优异。
根据本发明,提供密闭型电池(典型的是二次电池,例如锂离子电池等的非水电解质二次电池)的制造方法。该方法具备如下工序:在具有贯通孔的外装壳体中收容具备正极和负极的电极体和电解质(典型的是液状电解质,即电解液)来构成电池组件。另外,还具备如下工序:在形成在作为上述壳体的外表面的包围上述贯通孔的通向上述壳体外部的开口端(外部开口端)的环状部分的熔敷基面,直接或隔着预先熔敷在该熔敷基面了的基膜(base film)熔敷密封膜(可优选采用热熔敷、激光透射熔敷等的熔敷方法。),由此,临时密封上述贯通孔。上述方法还可具备如下工序:在临时密封了上述贯通孔的状态下,进行上述电池组件的初次充电。另外,还可具备如下除去气体工序:在上述初次充电工序之后,通过在上述膜上开孔形成连通上述壳体的内外的除去气体通路,将该壳体内的剩余气体排出到外部。
在该制造方法中,通过密封膜熔敷来临时密封贯通孔,在该密封膜上开孔,进行气体除去。这样的密封膜的熔敷和开孔能够容易地进行,并且还适于自动化,因此,从生产率和成本等的角度出发是优选的。
在此公开的密闭型电池制造方法的典型方式中,上述壳体中的至少上述环状部分为铝或铝合金制,上述熔敷基面通过对该环状部分施加下述激光照射处理形成,所述激光照射处理为如下处理:向该环状部分照射激光(例如可利用YVO4激光器、YAG激光器、绿色激光器、光纤激光器等的激光。),使表面粗化(粗面化)。因此,在此公开的方法可以用还包含下述工序的方式优选实施,所述工序为:对上述环状部分施加激光照射处理,形成上述熔敷基面。在上述熔敷基面,通过上述激光照射处理,形成了作为典型具备微细的枝状结构的氧化铝层。该氧化铝层的优选厚度为大约100nm~500nm(例如大约200nm~300nm)。通过在施加了该激光照射处理的熔敷基面直接或隔着基膜熔敷密封膜,能够在该密封膜(直接熔敷密封膜的情况下)与熔敷基面之间或者在基膜(隔着基膜熔敷密封膜的情况下)与熔敷基面之间发挥锚固效应,从而可以确保充分的熔敷强度。例如,可以承受伴随着初次充电等的内压上升,并维持临时密封状态(即耐压密封性好)。因此,处于临时密封状态的电池组件的操作性良好。
另外,在本说明书中,所谓“电池”是泛指可获取电能的蓄电设备的术语,是包含一次电池和二次电池的概念。另外,在本说明书中,所谓“二次电池”是包含锂离子电池、金属锂二次电池、镍氢电池、镍镉电池等所谓的蓄电池以及双电层电容器等的蓄电元件的概念。在此公开的技术典型地可适用于二次电池和其制造。另外,所谓上述“铝合金”是指以铝为主要成分(即含有50质量%以上的铝)的合金。以下,将铝和铝合金统称为“铝材料”。
在此公开的方法的一优选方式中,作为典型还具备如下工序:在上述除去气体工序之后,安装从上述密封膜的外侧覆盖上述贯通孔的外部开口端的优选是金属制的最终密封部件,由此,最终密封上述贯通孔。根据该方式,与例如将橡胶塞等密封部件插入贯通孔进行临时密封的以往技术不同,可以不需要除去(剥离)密封膜的工序(换句话来说,原样残留密封膜)地制造电池。因此,可以使电池的制造工序简略化。上述最终密封部件优选是通过例如焊接(可优选采用激光焊接、电子束焊接等。)进行安装。
在上述激光照射处理中,激光所照射的部位(激光照射部位)既可以是上述环状部分(换句话来说,形成熔敷基面的范围、即熔敷密封膜或基膜的范围)的实质上的整个面积(即,可对整个环状部分无阴影地照射激光),也可以是上述环状部分的一部分面积(优选是上述环状部分中的2/3以上的面积)。上述激光照射部位优选配置成扩展(散布)到整个上述环状部分。上述照射部位的配置既可以是规则的也可以是不规则的,但优选是不极端的疏密,更加优选是在整个上述环状部分以大致均等的密度配置。另外,环状部分中的激光照射部位所占的面积的比例可以通过例如下述方法设定,所述方法为:根据振动频率和激光点的尺寸,调节激光器的扫描速度。
在此公开的方法的一优选方式,还具备如下工序:在上述除去气体工序之后,通过在上述密封膜的上面熔敷第二密封膜,密封上述贯通孔。典型的是,通过由上述第二密封膜的熔敷堵塞在上述临时密封用密封膜(以下也称为“第一密封膜”。)上开出的孔(气体排出孔),密封上述贯通孔。处于由上述第二密封膜密封(再次密封)了的状态的电池组件操作性良好。例如,在使用电解液作为电解质的方式中,即使电池组件倾斜、或摇晃,也可阻止该壳体内的电解液从上述气体排出孔泄漏的现象。另外,即使在维持管理为低湿度的环境下不对该组件进行处理,在实用上也能以充分的程度防止水分的混入。优选是,在由第二密封膜密封了的状态的电池的组件中,通过例如焊接来安装从该第二密封膜的外侧覆盖上述贯通孔的外部开口端的最终密封部件(优选是金属制)。由此,最终密封上述贯通孔。该最终密封部件的安装不限定在低湿度环境下,也可以优选在例如通常的湿度环境下进行。
作为这样的密封膜,可优选使用至少在所熔敷的部位的表面部分具有热塑性树脂材料的密封膜。作为构成上述热塑性树脂材料的聚合物材料(树脂成分),优选是对其他的电池构成材料(特别是电解质)具有耐性的聚合物材料,例如,可以优选使用聚乙烯、聚丙烯等的聚烯烃系树脂。
作为上述密封膜,可以优选使用组成不同的两个以上的树脂层层叠而成的层叠膜。该构成的密封膜容易兼备多种特性,因此优选。例如,可以优选采用下述构成的层叠膜,所述构成为:在至少一表面(即下面和/或上面)具备含有熔敷性好的树脂材料(聚烯烃系树脂材料等)的树脂层,在另一表面或内部具备含有与该材料相比刚性相对较高的树脂材料(聚酯系树脂材料等)的树脂层。若采用该构成的层叠膜,可实现更加良好的熔敷性和耐压密封性(承受得住内压的上升从而维持密封状态的性能)。构成密封膜的下面的树脂层和构成上面的树脂层优选是以同种的树脂成分为基质(matrix)(连续相)。该构成的密封膜:在一密封膜的上面重叠熔敷另一密封膜的下面的情况下的熔敷性(重叠熔敷性)良好。这种情形例如在第一密封膜的上面重叠熔敷第二密封膜的方式等中是有利的。
作为上述层叠膜的更具体的适用例,可以举出例如下述构成的层叠膜(典型的是三层膜),所述构成为:在下面和上面配置了含有聚烯烃系(例如聚丙烯系)树脂材料的树脂层(聚烯烃层),在这些聚烯烃层之间配置了聚萘二甲酸乙二醇酯层。若采用该构成的层叠膜,可实现特别良好的熔敷性和耐压密封性。另外,该构成的层叠膜具有适度的刚性,因此,具有容易进行熔敷操作和/或开孔操作(即操作性好)这样的优点。
作为上述层叠膜的另一优选例,可以举出下述的层叠膜:在构成下面的树脂层和构成上面的树脂层之中的一方或两方(典型的是一方)添加有激光吸收材料(炭黑等)。该构成的层叠膜适于使用了激光透射熔敷法的熔敷。因此,在采用激光透射熔敷法作为密封膜的熔敷方法的情况下(特别是在进行重叠熔敷的情况下),由使用上述构成的层叠膜所产生的效果可以特别好地发挥出。例如,优选是下述构成的层叠膜,所述构成为:添加有激光吸收材料的树脂层配置在下面,没有添加有激光吸收材料的树脂层配置在上面(即激光透射熔敷中的激光进入侧)。下面的树脂层和上面的树脂层可以是:除了有无添加激光吸收材料之外,大致相同组成的树脂层(优选是聚烯烃层、例如聚丙烯层)。该构成的层叠膜适于应用激光透射熔敷法进行重叠熔敷。没有添加激光吸收材料的树脂层优选是由激光透过性好的树脂材料形成。例如,可以优选使用如下层叠膜(典型的是三层膜):添加有激光吸收材料的聚烯烃层配置在下面,并且没有添加激光吸收材料的聚烯烃层配置在上面,在这些聚烯烃层之间配置有聚萘二甲酸乙二醇酯层。该构成的层叠膜可以是如下层叠膜:具有良好的激光熔敷性(特别是在应用激光透射熔敷法进行重叠熔敷的情况下),并且发挥出优异的耐压密封性和操作性。作为激光吸收材料,可以没有特别限定地使用从例如在激光透射熔敷的领域中公知的颜料系吸收材料、染料系吸收材料等中适当选择一种或两种以上。作为优选使用的激光吸收材料,可例举炭黑等的碳粉末。
另外,从上述激光透射熔敷性的角度出发,整个密封膜的在厚度方向的激光透过率例如优选在大约70~95%的范围。若上述激光透过率(激光透过性)过高,则激光的吸收效率(利用效率)降低,若该透过率过低,则变得难以进行重叠熔敷。上述激光透过率通过下述方法进行调整,所述方法为:根据各树脂层的厚度和性质(激光透过性等),设定激光吸收材料的添加量。可以优选使用例如如下三层膜:该三层膜是在聚萘二甲酸乙二醇酯层的上下配置有聚烯烃层的三层膜,其中,聚萘二甲酸乙二醇酯层的厚度为5μm以上(典型的是5μm~200μm,例如5μm~15μm程度),各聚烯烃层的厚度(既可以是上下相同的厚度,也可以不同。)为10μm以上(典型的是10μm~200μm,例如30μm~50μm程度),并且,整体的厚度为25μm~250μm。
在使用第一密封膜和第二密封膜的方式中,上述的优选的密封膜的构成对这两密封膜的任一个都是可以适用的。另外,在使用基膜的方式中,可以优选使用具有与上述的优选的密封膜的构成相同的构成的基膜。虽然没有特别限定,但可优选采用如下方式:不论是在第1密封膜中还是在第二密封膜中都使用相同的膜材料(即一种的膜材料)。若采用方式,可得到抑制在电池的制造中使用的材料种类增加等优点。根据同样的理由,可以优选采用如下方式:在基膜中也使用与密封膜相同的膜材料。
根据本发明,可提供将具备正极和负极的电极体和电解质收容于外装壳体中的形态的密闭型电池(例如锂离子电池)。上述外装壳体具有贯通孔,在作为该壳体的外表面的包围上述贯通孔的通向上述壳体外部的开口端的环状部分形成有如下熔敷基面:具有具备微细的枝状结构的氧化铝层。另外,在上述熔敷基面直接或隔着熔敷在该熔敷基面的基膜熔敷有密封膜。该密封膜具有面对上述贯通孔的开口。而且,上述贯通孔由最终密封部件最终密封,所述最终密封部件被安装成从上述密封膜的外侧覆盖该贯通孔的通向上述壳体外部的开口端。该构成的密闭型电池为可应用在此公开的任何一种方法制造的电池的一优选例。
根据本发明,还可提供由在此公开的任何一种方法制造出的密闭型电池(例如锂离子电池)。
在此公开的任何一种密闭型电池(可以是由在此公开的任何一种方法制造出的密闭型电池。),可适于作为搭载于车辆上的电池(典型的是二次电池。例如锂离子电池)来利用。因此,根据本发明,可提供具备由在此公开的任何一种方法制造出的密闭型电池的车辆(例如汽车)。
附图说明
图1是示意表示一实施方式所涉及的电池的结构的剖视图。
图2是示意表示一实施方式所涉及的电池的制造工序的剖视图。
图3是示意表示一实施方式所涉及的电池的制造工序的剖视图。
图4是通过激光照射处理形成了的氧化铝层的SEM图像。
图5是示意表示一实施方式所涉及的电池的制造工序的剖视图。
图6是例示树脂膜的结构的示意剖视图。
图7是例示卷绕电极体的结构的示意剖视图。
图8是示意表示一实施方式所涉及的电池的制造工序的剖视图。
图9是示意表示一实施方式所涉及的电池的制造工序的剖视图。
图10是示意表示一实施方式所涉及的电池的制造工序的剖视图。
图11是示意表示一实施方式所涉及的电池的制造工序的剖视图。
图12是示意表示一实施方式所涉及的电池的制造工序的剖视图。
图13是示意表示电解液暴露试验的方法的说明图。
图14是示意表示具备由本发明所涉及的方法制造出的电池的车辆(汽车)的侧视图。
图15是示意表示熔敷强度的测定方法的说明图。
具体实施方式
以下,对本发明的几个优选实施方式例子进行说明。另外,作为在本说明书中特别提及的事项以外的内容的实施本发明所必需的事项,可基于本技术领域中的现有技术作为本领域一般技术人员的设计事项来掌握。本发明可以基于本说明书中公开的内容和该领域中的技术常识来实施。
适用本发明所涉及的方法制造出的密闭型电池(典型的是二次电池),可被优选使用作为搭载在特别是汽车等的车辆的马达(电动机)用电源。因此,本发明提供:例如像图14中示意所示,具备该电池10(也可以是串联连接多个该电池10形成的电池组的形态。)作为电源的车辆(典型的是如汽车特别是混合动力车、电动车等那样具备电动机的汽车)1。
虽然并不意谓着特别限定于此,但在以下说明中,以制造下述形态的密闭型锂离子电池的情况为例对本发明进行详细说明,所述形态为:将卷绕型的电极体(卷绕电极体)和非水系的液状电解质(电解液)收容于方形(箱形)容器了的形态。另外,在以下的附图中,对起到相同作用的部件、部位标注相同的附图标记,有时省略或简略化重复说明。
<例1>
本例所涉及的锂离子电池:例如像图1所示,具备电极体(卷绕电极体)30和外装壳体12,该电极体(卷绕电极体)30为将长的片状的正极和负极隔着长的片状的隔板卷绕成扁平形状了的形态,该外装壳体12为可收容该卷绕电极体30的形状(本例中为扁平的箱形)。
卷绕电极体30如图7所示可通过下述方式制作,所述方式为:与通常的锂离子电池的卷绕电极体相同,将长的片状的正极(正极片)32和负极(负极片)34与总计两片的长的片状的隔板(隔片)(未图示)一起层叠,沿长度方向卷绕,接着,从侧面方向挤压(压溃)得到的卷绕体,将其压扁。在本例中,正极片32和负极片34在宽度方向位置稍稍错开以使得在片32、34的宽度方向的一端分别从上述的隔片的宽度方向的一端和另一端突出的方式层叠成的状态下进行卷绕。作为其结果,在卷绕电极体30的卷绕轴方向的一方和另一方的端部,分别形成有:正极片32的宽度方向的一端从卷绕芯部分31(即紧密卷绕了正极片32、负极片34和隔片的部分)向外方突出了的部分,和负极片34的宽度方向的一端从卷绕芯部分31向外方突出了的部分。在这些突出部分连接有外部连接用的正极端子15和负极端子16的一端。这些电极端子15、16被安装在外装壳体12(后述的盖体40),并引出到该壳体12的外部。另外,在图1和后述的图8中,省略了电极端子15、16的图示。
构成该卷绕电极体30的材料和部件自身,可以与以往的锂离子电池中所具备的电极体相同,没有特别限定。例如,正极片32可以是如下构成:在长的形状的正极集电体(例如铝箔)上形成有正极活性物质层。作为用于形成该正极活性物质层的正极活性物质,可以没有特别限定地使用自以往就用于锂离子电池的物质中的一种或两种以上。作为优选例,可以举出LiNiO2、LiCoO2、LiMn2O4等的锂过渡金属氧化物。负极片34可以是如下构成:在长的形状的负极集电体(例如铜箔)上形成有负极活性物质层。作为用于形成该负极活性物质层的负极活性物质,没有特别限定,可以使用自以往用于锂离子电池的物质的一种或两种以上。作为优选例,可以举出石墨碳、无定形碳等的碳系材料、锂过渡金属氧化物、锂过渡金属氮化物等。作为上述隔片的优选例,可以举出由多孔质聚烯烃系树脂构成的隔片。在本例中,使用铝箔作为正极片32,使用LiNiO2作为正极活性物质,使用铜箔作为负极片,使用天然石墨作为负极活性物质。
收容卷绕电极体30的外装壳体12具备壳体主体13和盖体40,该壳体主体13为在一端(相对于本例所涉及的电池10的通常的使用状态中的上侧的端部。)具有开口部的箱形(即有底四方筒形),该盖体40安装在该开口部,堵塞该开口部。
盖体40形成为与壳体主体13的开口形状相配合的长方形状,在其中央部形成有圆筒状的筒部42。由筒部42的内周壁区划形成有沿厚度方向贯通盖体40的贯通孔41。该筒部42(即区划形成贯通孔41的贯通孔形成部分)突出延伸到盖体40(壳体12)的外侧,由此,贯通孔41的外部开口端41A形成在比盖体40的外表面中的包围筒部42的周边部分高的位置。另外,盖体40中的形成了筒部42的部分的内表面(即包围贯通孔41向盖体40的内部开口的内部开口端41B的部分)向外侧凹陷。由此,内部开口端41B也形成在与周边部分相比高的位置。
外装壳体12中的至少构成筒部42的上端部分(即包围贯通孔41的外部开口端41A的环状部分44)的部分为铝材料制。构成外装壳体12的其他部分(盖体40中的环状部分44以外的部分和壳体主体13)的材料没有特别限制,例如,可以是与以往的密闭型电池的盖体中所使用的材料相同的材料。优选是该部分主要是由质量轻且热传导性好的金属材料构成了的壳体12,作为这样的金属材料,可例示铝、不锈钢、镀镍钢、铜等。另外,也可以是例如下述构成的壳体12,所述构成为:将主要是由金属材料构成了的盖体40固定(铆接固定等)在主要是由树脂成形体构成了的壳体主体13。在本例所涉及的电池10中,环状部分44、盖体40和壳体主体13全部都主要是由铝材料(例如,在JIS中规定的合金号为1000系列的铝)形成。
包围贯通孔41的外部开口端41A的筒部42的上端面成为具有下述氧化铝层的熔敷基面45,所述氧化铝层具备微细的枝状结构(也可以是针状或纤维状的结构。)。而且,在图1中所示的状态的锂离子电池10(成品)中,在该熔敷基面45自下侧(即熔敷基面45侧)起以树脂膜52、54、56的顺序重叠熔敷有3片树脂膜52、54、56。树脂膜(基膜)52为具有与熔敷基面45大致相同的外径和内径的圆环状(开孔圆盘状),直接熔敷在熔敷基面45。树脂膜(第一密封膜或临时密封膜)54为具有与熔敷基面45大致相同的外径的圆形,重叠熔敷在膜52的上面。在树脂膜54的中央附近(覆盖贯通孔41的外部开口端41A的部分)在后述的电池10的制造过程中开设有可用作为除去气体通路的尺寸的孔(气体排出孔)542。树脂膜(第二密封膜或再次密封膜)56也是具有与熔敷基面45大致相同的外径的圆形,重叠熔敷在膜54的上面。在本例中,在该树脂膜56没有开设成为除去气体通路那样的孔。金属制的最终密封部件18以从这些树脂膜52、54、56的外侧覆盖贯通孔41的外部开口端41A的方式被熔敷固定在盖体40的外表面。这样,贯通孔41的内部空间(即壳体12的内部空间)由树脂膜56密封(预备密封),再由最终密封部件18更加高度地(防止水分侵入的性能、该性能的耐久性等为更高级别)进行了密封(最终密封)。
另外,作为构成形成树脂膜52、54、56的树脂材料(优选是热塑性树脂材料)的聚合物材料(树脂成分),可以适当选择使用对使用的电解液具有耐性(典型的是耐酸性)的各种聚合物材料。例如,可以优选采用:聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等的聚烯烃系树脂(包含酸改性PP等的改性聚烯烃系树脂。以下相同。);全氟烷氧基链烷烃(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)等的氟系树脂;聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等的聚酯系树脂等等的聚合物材料。另外,也可使用:PPS(聚苯硫醚)、PA(聚酰胺树脂)、PI(聚酰亚胺树脂)、PAI(聚酰胺酰亚胺树脂)、PEEK(聚醚醚酮树脂)、PES(聚醚砜树脂)等的聚合物材料。既可以是由含有这样聚合物材料中的一种或两种以上的材料的一种的树脂材料形成的单层膜,也可以是如下层叠膜:具有由组成(聚合物材料的组成、是否含有添加剂以及添加量等)不同的两个种类以上的树脂材料分别形成的两个以上的树脂层。从气体阻挡性等的角度出发,可以优选使用如下树脂膜:具备由含有作为上述聚合物材料的结晶性聚合物的树脂材料形成的至少一个树脂层。树脂膜的厚度可根据目的和构成来适当选择,没有特别限定,但通常可优选使用该厚度为大约10μm~1000μm(例如大约25μm~250μm)的树脂膜。
在本例中,树脂膜52、54、56全部都使用相同的膜材料制作。以树脂膜54为代表例,参照图6中所示的剖视图对该膜材料的构成进行说明。树脂膜54构成为由下层54A(厚度44μm)和上层54C(厚度44μm)夹着芯材层54B(厚度12μm)的三层结构的层叠膜。芯材层54B是由聚合物材料为PEN的树脂材料形成的层(PEN层)。下层54A和上层54C是由聚合物材料为酸改性PP的树脂材料形成的层(PP层)。但是,形成下层54A的树脂材料为在形成上层54C的树脂材料添加了作为激光吸收材料的炭黑(CB)的组成。通过含有该CB,下层54A呈现浅灰色的外观。另外,树脂膜54整体的激光透过率为约85%。另外,在上述中在括弧内记载的树脂层54A、B、C的厚度都是熔敷前的厚度。因此,熔敷前的树脂膜54整体的厚度为大约100μm。
参照附图,对具备这样的构成的锂离子电池10的一制造例子进行说明。
首先,准备构成外装壳体12的盖体40。然后,如图2中示意所示,施加向包围该盖体40的贯通孔41的环状部分44照射激光L的激光照射处理。通过该激光照射处理,如图3所示,形成具备了微细的枝状结构的氧化铝层46。这样做,在筒部42的上端面(环状部分44)形成熔敷(熔接)基面45。另外,在图2的右部中放大示意表示了激光照射处理前(即形成氧化铝层46之前)的环状部分44的表面。上述的激光照射处理可以使用一般的在市场上出售的激光照射装置进行。例如,可以通过使输出功率为5~10W程度的YVO4激光器以10~10000mm/秒(优选是30~5000mm/秒、例如100~500mm/秒)程度的速度扫描。该激光照射处理条件优选是设定成:使形成例如大约50nm~1000nm(优选是大约100nm~500nm,更为优选是大约200nm~300nm)的氧化铝层46。若氧化铝层与上述范围相比过薄,则有时变得难以充分发挥由上述激光照射处理所产生的提高熔敷强度的效果。另一方面,若氧化铝层与上述范围相比过厚,则有时该氧化铝层变得容易剥落,而且,激光照射处理所要求的能量成本提高。
在本例中,通过使输出功率6.4W且振动频率15kHZ的YVO4激光器以100mm/秒的速度扫描,进行了激光照射处理。图4中示出了用10万倍的扫描型电子显微镜(SEM)观察该激光照射处理后的筒部42的上端附近得到了的SEM图像。确认了:在含有金属铝的部分(从图中的大致中央往下看上去为黑色的部分)的表面,形成有具有微细的枝状的结构的厚度250nm左右的氧化铝层(图中看上去象云)。
在该激光照射处理之后,如图5所示,将上述的结构(即、含有CB的PP层(下层)52A、PEN层(芯材层)52B、PP层(上层)52C的三层结构)的基膜52载置在熔敷基面45,通过加热和加压进行热熔敷。该热熔敷工序除了熔敷在施加了上述激光照射处理的被覆面(在此为熔敷基面45)的情况之外,可以用与一般的树脂膜的热熔敷相同的方式进行。例如,也可以用下述方式进行热熔敷,所述方式为:使被覆面的最高达到温度为150~250℃(优选是为200~250℃),熔敷后的膜的厚度为熔敷前的大约30~90%(优选是50~60%)。此时,在熔敷基面45形成有上述枝状结构的氧化铝层,因此,通过上述加热和加压,构成基膜52的树脂材料(特别是构成下层52A的树脂材料)熔融或软化,进入枝状结构的间隙。由该锚固效果的帮助,可以牢固地结合(熔敷)熔敷基面45(盖体40)和基膜52。另外,基膜52的平面形状为与熔敷基面45的平面形状大致相同的圆环状。即,在基膜52的中央部形成有与熔敷基面45的内径(贯通孔41的外部开口端41A的开口径)大致相同内径的孔。通过与熔敷基面45位置对应地熔敷基膜52,由基膜52覆盖整个熔敷基面45。另外,基膜52的形状不限于此,只要为下述形状即可,所述形状为:在包围贯通孔41的外部开口端41A的环状的熔敷部与熔敷基面45熔敷,并且,至少不会由基膜52的熔敷完全堵塞贯通孔41。例如,环状的基膜52的内径侧也可突出到外部开口端41A的内侧。
使用这样进行了激光照射处理和基膜的熔敷(在此为热熔敷)的盖体40,例如依据以下的顺序,构成图8中所示的构成的电池组件20。通过将预先固定在盖体40的正极端子15和负极端子16的内侧端分别接合(例如熔敷)在形成在上述构成的卷绕电极体30的轴向两端部的正极片和负极片的突出部,结合电极体30和盖体40。而且,使将与该盖体40结合了的电极体30从壳体主体13的开口部收容到内部,使盖体40覆盖在该开口部,通过例如激光焊接密封盖体40和壳体主体13的接缝。这样卷绕电极体30被收容于外装壳体12。在该阶段,如图8所示,设置在盖体40了的贯通孔41依然处于开放(未密封)的状态。通过处于该开放状态的贯通孔41向壳体12内注入电解液(未图示),由此,得到将电极体30和电解液收容在壳体12了的电池组件20。即,在本例中,在外装壳体12收容电极体30,接着,从贯通孔41向壳体12内注入电解液,由此,构成电池组件20。根据该方式,通过还可被利用作为后述的除去气体通路的贯通孔41注入电解液,由此,与从在该贯通孔41之外另外设置了的电解液注入口注入电解液的情况相比,可以减少外装壳体12的密封部位。由此,可实现电池的密封性(密闭性)的提高、生产率的提高等中的至少一个的效果。
作为上述电解液,可没有特别限定地使用与以往就用于锂离子电池的非水电解液相同的电解液。该非水电解液,典型的是具有使适当的非水溶剂中含有支持电解质的组成。作为上述非水溶剂,可以使用选自例如碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸乙基甲酯、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、四氢呋喃、1,3-二氧杂戊环等中的一种或两种以上。另外,作为上述支持电解质,可以优选使用例如LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiCF3SO3、LiC4F9SO3、LiN(CF3SO2)2、LiC(CF3SO2)3等的锂盐。在本例中,使用如下电解液:在EC和DEC的混合溶剂(例如质量比1∶1)中以大约1mol/升的浓度含有作为支持电解质的六氟磷酸锂(LiPF6)。
在电解液的注入后,如图9所示,将含有CB的PP/PEN/PP的三层结构的第一密封膜54熔敷在基膜52的上面。由此,临时密封贯通孔41。作为第一密封膜54的熔敷方法,可以优选使用激光透射熔敷法。更为具体来说,若从第一密封膜54的背面侧(即上层54C侧)照射激光L,含有激光吸收材料(在此为CB)的下层54A吸收上述激光而发热,由此,在第一密封膜54的下层54A(构成被熔敷面的层)和基膜52的上层52C之间形成熔池53。由此,可以熔敷两膜52、54。
另外,上述密封膜的激光透射熔敷可以:使用例如公知的方法和装置,以与一般的树脂膜的激光透射熔敷相同的方式进行。此时,就激光照射条件(激光的输出功率[W]、扫描速度[mm/秒]等)而言,可以根据第一密封膜54(特别是下层54A)和基膜52(特别是上层52)的构成(树脂组成、激光吸收材料的添加量等)以使得可得到适于熔敷的发热量的方式适当设定。
这样,在包围贯通孔41的外部开口端41A的熔敷基面45预先接合(例如熔敷,在此为热熔敷)基膜(树脂膜)52,在该基膜52熔敷(在此为激光透射熔敷)第一密封膜54,由此,可以由第一密封膜54适当临时密封外部开口端41A。例如,如上述基膜52通过锚固效果牢固地熔敷在熔敷基面45,而且一般树脂材料彼此的熔敷跟与无机材料的熔敷相比容易得到高的熔敷强度,因此,通过隔着该基膜52将第一密封膜54熔敷到熔敷基面45,可以实现良好的密封性能(耐压密封性等)。使用如上述将含有激光吸收材料的树脂层(下层54A)配置在基膜52侧了的三层结构的第一密封膜54,且采用激光透射熔敷法作为该第1密封膜54的熔敷方法,由此,可以有效地使被熔敷面发热,并且可以抑制其他部分不必要地被加热的现象。因此,可以防止树脂膜52、54的热劣化,并且可以适当形成熔池53,因此,可以稳定实现良好的熔敷状态。上述激光透射熔敷与例如将橡胶塞插入贯通孔的操作相比,适于自动化,因此,从提高生产率的角度出发是有利的。
接着,对上述处于临时密封状态的电池组件20进行初次充电。该初次充电可以按与以往的一般锂离子电池的进行调整(conditioning)(初次充放电)的情况下的操作同样地来实施。典型的是,初次充电优选是从充电开始直到至少SOC20%的期间以1/3C以下(典型的是1/20C~1/3C)的充电率(电流值)进行。由上述初次充电,壳体12的内压会上升(例如0.1MPa左右)(参照图10)。
这样进行了初次充电之后,如图11所示,在第1密封膜54形成气体排出孔(开口)542。由此,形成从壳体12的内部通过贯通孔41和气体排出孔542直到壳体外的除去气体通路G,壳体12内的剩余气体(典型的是主要是由上述初次充电产生了的气体)通过该除去气体通路G被排出到外部。
在此,在本例所涉及的制造方法中,在图10中所示的临时密封状态,第一密封膜54不进入贯通孔41的内部。即,贯通孔41的内部空间维持空洞的原本状态(电解液难以积存的状态)。如上述,贯通孔41的内部开口端41B形成在与周边部分相比高的位置,这对为了使电解液难以在贯通孔41内积存也是有效的。另外,第一密封膜54通过贯通孔41面临壳体12内的位置(覆盖外部开口端41A的位置)位于比周边部分高的位置(即距存积在壳体12内的电解液的液面较远的位置),因此,壳体12内的电解液难以到达临时密封部件22的内面。这样成为在贯通孔41和第一密封膜54的附近电解液难以积存的结构,因此,在图11中所示的气体排出时,可以高度防止电解液与气体一起喷出的现象。由此,可避免在最终密封部件18的焊接时由电解液中的支持电解质所引起的气孔的发生等,因此,可以稳定实现良好的焊接品质。
气体排出孔542的形成方法只要是能在第1密封膜54形成可使贯通孔41的内部空间向外部开放的孔的方法即可,没有特别限定。例如,可以适当采用:在第一密封膜54面临贯通孔41的部分使用适当的穿孔工具(针、冲头、钻头等)开孔的方法、在第一密封膜54照射激光等高能量束开孔的方法、等等。在第一密封膜54开孔的范围:既可以是如图11所示膜54面临贯通孔41的部分的一部分范围(典型的是中央部),或者也可以是与上述部分的整个范围大致一致的范围,还可以是除了上述部分的一部分或全部之外还包含外部开口端41A的周围的范围(例如比外部开口端41A稍稍大的直径的圆形状的范围)。
在除去气体结束之后,如图12所示,将上述的结构(即含有CB的PP层(下层)56A、PEN层(芯材层)56B、PP层(上层)56C的三层结构)的第二密封膜56熔敷在第一密封膜54的上面(典型的是在包围设置在第一密封膜54的气体排出孔542的环状的熔接部熔敷两膜54、56),由此,再次密封(预备密封)贯通孔41。作为第二密封膜56的熔敷方法,可以优选适用激光透射熔敷法。更为具体来说,与在基膜52的上面熔敷第一密封膜54的操作同样,通过在第二密封膜56的背面侧(即上层56C侧)照射激光L,可以适当熔敷两膜54、56。
此外,将金属制的最终密封部件18熔接在盖体40。在此使用的最终密封部件18具有有底大致圆锥台形状的盖部18A和凸缘部18B,该有底大致圆锥台形状的盖部18A覆盖(收容)筒部42和熔敷在其上端面的树脂膜52、54、56全体,该凸缘部18B从盖部18A的开口端向外周扩展。作为最终密封部件18的构成材质,可以优选使用可与盖体40熔接的各种金属材料(铝、不锈钢等)。在本例中,使用铝制的最终密封部件18。在包围筒部42的环状的熔接部,将该凸缘部18B熔接(例如可以优选采用激光熔接、电子束熔接等的熔接方法。)于盖体40,由此,最终密封贯通孔41(壳体12)。这样做,可制造本例所涉及的锂离子电池10。其后,还可根据需要,进行电池性能等的质量检查的检查工序。
根据本例中所涉及的制造方法,通过重叠在树脂膜的上面地熔敷新的树脂膜,可以容易地根据需要反复进行贯通孔41的密封和该密封状态的解除。另外,不将这些树脂膜从外装壳体12(盖体40)剥离地(即以残留的状态)从该树脂膜上安装本密封部件,因此,电池的制造工序简略而优选。
<例2>
为了确认上述激光照射处理对树脂膜的熔敷强度产生的影响,进行了以下的评价试验(电解液蒸气暴露试验)。
即,准备了厚度0.8mm、宽度13.5mm、长度110mm的纯Al板(未处理Al板)。在该Al板设置有以位于宽度方向的大致中央且距长度方向的一端约70mm的位置为中心的直径1.6mm的贯通孔。在从该贯通孔的中心到直径4.4mm的范围,用以下条件进行了激光照射处理。由此,制作出样品1~10所涉及的膜熔敷用Al板。另外,在扫描速度为3000mm/秒时,由激光器扫描了的范围中实际由激光点(laser spot)照射了的面积为2/3左右。
[激光照射处理条件]
激光器种类:YVO4激光器,
输出功率:6.4W,
频率:15kHz,
扫描速度:如表1中所示。
通过将例1中所涉及的树脂膜(含有CB的PP层(厚度44μm)、PEN层(厚度12μm)和PP层(厚度44μm)自下以该顺序层叠了的三层膜)冲裁成直径5mm的圆形,准备熔敷用膜片。将该膜片以上述贯通孔的中心和膜片的中心大致一致的方式配置在上述制作出的熔敷用Al板的激光照射处理面上,将其载置在380℃的加热板,且从上述膜片之上施加了压力(压力:0.04MPa)。通过这样进行加热和加压,将上述膜片分别热熔敷在样品1~10所涉及的Al板。另外,进行上述加热和加压的时间设为5秒钟。5秒后的Al板的上面(熔敷膜片的一侧)的达到温度为约230℃。另外,热熔敷后的树脂膜的厚度(熔敷厚度)为约55μm。
为了进行比较,准备了:进行了与激光照射处理不同的各种表面处理的Al板,即将该未处理Al板浸渍在15%氢氧化钠水溶液30分钟了的Al板(样品11),用耐水纸#180研磨了的Al板(样品12),用防水纸#1000研磨了的Al板(样品13),浸渍在丙酮30分钟了的Al板(样品14),使用常压等离子体表面处理装置(积水化学工业株式会社制品)照射了常压N2等离子体的Al板(样品15)。在这些样品11~15所涉及的Al板和未处理Al板(样品16)以与样品1~10相同的条件热熔敷了上述熔敷用膜片。
如图13所示,向聚丙烯树脂制的圆筒状容器(直径3.7cm、高度8.7cm)60注入了40mL如下电解液61:在EC和DMC的混合溶剂(质量比1∶1)中以大约1mol/升的浓度含有LiPF6。在该容器60内,将在样品1~16所涉及的Al板63热熔敷铝片64而成的试件(以下也称为与使用的Al板种类相关连的样品1~16所涉及的试件)65竖立配置成下端浸渍在电解液61。密闭该容器60,在60℃保持20小时,由此,将容器60内的试件65暴露于电解液蒸气。
其后,从容器60取出试件65,使用如图15所示的油压式耐压测定装置70测定电解液蒸气暴露后的熔敷强度。即,在构成测定装置70的上板71和下板72之间配置试件65,由螺栓73紧固固定。在此,在上板71和下板72,在大致对向的位置设置有收容膜片64的尺寸的贯通孔71a、72a。上述试件65的配置以如下方式进行,所述方式为:熔敷在Al板63了的膜片64收容在上板71的贯通孔71a,且设置在Al板63了的贯通孔63a(上板71侧的开口部通过膜片64的熔敷被密封着。)向下板72的贯通孔72a开口。而且,使用手动式油压泵75从油箱74向油通路77输送油,通过连接到油通路77的贯通孔72a和Al板63的贯通孔63a,对膜片64的背面施加由油压产生的负载(剥下负载)。从油压计76读取在贯通孔63a的密封被破坏了时的油压,作为熔敷强度的测定值。
表1中示出了得到的结果。熔敷强度一栏的“(0)”表示熔敷强度的测定开始前(施加剥下负载之前)膜片剥落了的情况。
[表1]
表面处理方法 | 扫描速度[mm/秒] | 熔敷强度[MPa] | |
样品1 | 激光照射 | 50 | 2.9 |
样品2 | 激光照射 | 80 | 2.9 |
样品3 | 激光照射 | 100 | 3.6 |
样品4 | 激光照射 | 300 | 3.6 |
样品5 | 激光照射 | 500 | 3.5 |
样品6 | 激光照射 | 1000 | 2.8 |
样品7 | 激光照射 | 1300 | 2.6 |
样品8 | 激光照射 | 1500 | 3.2 |
样品9 | 激光照射 | 2000 | 3.1 |
样品10 | 激光照射 | 3000 | 2.6 |
样品11 | 蚀刻 | - | (0) |
样品12 | 纸研磨(#180) | - | (0) |
样品13 | 纸研磨(1000) | - | (0) |
样品14 | 丙酮洗净 | - | (0) |
样品15 | 等离子体照射 | - | (0) |
样品16 | (未处理) | - | (0) |
如表1所示,在对被熔敷面进行了激光照射处理的样品1~15的试件中,不管激光器的扫描速度(50~3000mm/s),在上述条件下暴露在电解液蒸气后还维持了2MPa以上(典型的是2MPa~5MPa),进而2.5MPa以上(典型的是2.5MPa~4MPa)的熔敷强度。该结果给出了如下启示:通过在进行上述激光照射处理而成的熔敷基面熔敷树脂膜来密封电池组件,可实现下述程度的耐压密封性,所述程度为:对由初次充电等所导致的壳体内的压力上升(典型的是1MPa左右)具有充分余量的承受能力(例如,即使初次充电后的电池组件在60℃的环境下放置20小时也可维持密封状态)。在扫描速度处于100~500mm/s的范围的样品3~5的试件,可得到特别良好的结果(熔敷强度为305MPa以上)。
与此相对,样品11~16的试件在上述条件下暴露在电解液蒸气后的熔敷强度不足。这一情况给出了如下启示:在例如施加了与样品11~16的试件同样的表面处理的(或者未处理的)熔敷基面熔敷树脂膜来密封电池组件的情况下,进行初次充电及其后的除气时,工序上的制约变得更大。
<例3>
准备:在与例2的样品3相同的条件下实施激光照射处理而成的Al板(样品17);和在上述条件下实施激光照射处理之后,在其处理面使用X射线光电子能谱(XPS)装置进行了0.1秒钟(样品18)或1分钟(样品19)的氩溅射的Al板。在此,对于样品17的Al板,通过上述激光照射处理在表面形成有厚度约250nm的氧化铝层。另外,对于样品18、19的Al板,通过上述氩溅射从上端侧削除了暂且形成的氧化铝层。因此,样品18的Al板所具有的氧化铝层的厚度为230~240nm左右,样品19的Al板所具有的氧化铝层的厚度大约小于100nm。
在这些Al板上以与例2同样的方式热熔敷膜片,制作出样品17~19的试件。将这些试件以与例2同样的方式暴露在电解液蒸气中,测定暴露后的熔敷强度。其结果,样品17的试件(n=3)的熔敷强度为4.1MPa、4.3MPa和4.5MPa(平均4.3MPa),样品18的试件(n=2)的熔敷强度为4.4(3.4)MPa和3.9MPa(平均约3.7MPa)。另外,样品19的试件(n=2)的熔敷强度为1.8MPa和1.9MPa(平均约1.9MPa)。这些结果显示出:形成于熔敷基面的氧化铝层对提高熔敷强度(进而提高耐压密封性)做出很大的贡献。另外,显示出:在本例的条件下,通过在被熔敷面形成厚度为100nm以上的氧化铝层,即使在暴露于电解液蒸气后,也可维持2MPa以上的熔敷强度。
以上,通过优选的实施方式对本发明进行了说明,但上述记载了的事项不是限定事项,当然可以进行各种改变。
例如,在上述的例1中,也可以:在熔敷第二密封膜56,使电池组件20再次处于密封状态之后,在该密封状态下,再进行电池组件20的内压可上升的处理,其后,在第二密封膜56上开孔,释放内压(例如排出壳体内的剩余气体),接着,在第二密封膜56的上面熔敷新的(第三)密封膜(例如激光透射熔敷与第一、第二密封膜相同的密封膜),由此,堵塞第二密封膜56的孔,再安装最终密封部件18,最终密封贯通孔41。作为上述电池组件20的内压可上升的处理的例子,可以举出:将该组件20保持在高温(例如40~80℃)环境下10~20小时左右的高温老化处理。通过该高温老化处理,电池组件20的内压可上升例如0.05MPa左右。另外,在上述的例1中,也可以继初次充电之后进行上述高温老化处理,然后在第一密封膜54上形成气体排出孔542,排出剩余气体。
或者,在上述的例1中,也可以省略基膜52的使用,在电解液注入后将第一密封膜54直接熔敷(例如热熔敷)在熔敷基面45。另外,在上述的例1中,也可以省略第二密封膜56的使用,不预密封第一密封膜54的气体排出孔542就安装最终密封部件18。
另外,在例1中,使用了与第一密封膜54相同的三层膜作为基膜52,但例如也可使用含有或不含有激光吸收材料(优选是不含有激光吸收材料)的组成的单层的树脂膜作为基膜52。优选使用以与构成第一密封膜54的下层54A的树脂成分同种的树脂为主体的树脂膜(即在上述的例中为聚丙烯系树脂膜)。
另外,由本说明书公开的技术包含以下方案。
(1)一种密闭型电池的制造方法,是制造将具备正极和负极的电极体和电解液收容于外装壳体中的形态的密闭型电池的方法,包括:
在具有贯通孔的外装壳体中收容上述电极体和上述电解质来构成电池组件的工序;
通过在作为上述壳体的外表面的包围上述贯通孔的通向上述壳体外部的开口端的环状部分直接或介由(隔着)预先熔敷在该熔敷基面的基膜熔敷密封膜,以临时密封上述贯通孔的工序;
在临时密封了上述贯通孔的状态下进行上述电池组件的初次充电的工序;和
在上述初次充电工序之后,通过在上述膜上开孔形成连通上述壳体的内外的除去气体通路,从而将该壳体内的剩余气体排出到外部的除去气体工序。
(2)根据上述(1)所述的方法,其中,上述外装壳体之中的区划形成上述贯通孔的贯通孔形成部分,相比于包围该部分的周边部分更向该壳体的外侧突出。
(3)根据上述(1)或(2)所述的方法,其中,还包括如下工序:在上述除去气体工序之后,通过在上述密封膜的上面熔敷第二密封膜,从而密封上述贯通孔。
(4)根据上述(1)~(3)的任一项所述的方法,其中,上述密封膜是组成不同的两个以上的树脂层层叠而成的层叠膜。
(5)根据上述(4)所述的方法,其中,上述密封膜为如下层叠膜:在下面和上面配置有聚烯烃层,在这些聚烯烃层之间配置有聚萘二甲酸乙二醇酯层。
(6)根据上述(4)或(5)所述的方法,其中,在上述密封膜的构成下面的树脂层和构成上面的树脂层之中的至少一方中添加有激光吸收材料,并且,上述密封膜整体的在厚度方向的激光透过率为70~95%。
(7)根据上述(1)~(6)的任一项所述的方法,其中,采用激光透射熔敷法进行上述密封膜的熔敷。
(8)一种密闭型电池,是采用上述(1)~(7)的任一项所述的方法制造的。
(9)一种密闭型电池,是将具备正极和负极的电极体和电解质收容于外装壳体中的形态的密闭型电池,
上述外装壳体具有贯通孔,在作为上述壳体的外表面的包围上述贯通孔的通向上述壳体外部的开口端的环状部分直接或隔着预先熔敷在该熔敷基面的基膜熔敷有具有面对上述贯通孔的开口的密封膜,
上述贯通孔由最终密封部件最终密封,所述最终密封部件被安装成从上述密封膜的外侧覆盖该贯通孔的通向上述壳体外部的开口端。
Claims (26)
1.一种密闭型电池的制造方法,是制造将具备正极和负极的电极体和电解质收容于外装壳体的形态的密闭型电池的方法,包括:
将所述电极体和所述电解质收容于具有贯通孔的外装壳体来构成电池组件的工序;
通过在对作为所述壳体的外表面的包围所述贯通孔的通向所述壳体外部的开口端的环状部分实施激光照射处理而形成的熔敷基面直接或介由预先熔敷于该熔敷基面的基膜熔敷密封膜,以临时密封所述贯通孔的工序,在此,所述壳体中的至少所述环状部分为铝或铝合金制,所述激光照射处理是对所述环状部分照射激光以将表面粗化的处理;
在临时密封了所述贯通孔的状态下进行所述电池组件的初次充电的工序;和
在所述初次充电工序之后,通过在所述密封膜上开孔形成连通所述壳体的内外的除去气体通路,从而将该壳体内的剩余气体排出到外部的除去气体工序。
2.一种密闭型电池的制造方法,是制造将具备正极和负极的电极体和电解质收容于外装壳体的形态的密闭型电池的方法,包括:
对作为具有贯通孔的外装壳体的外表面的包围该贯通孔的通向所述壳体外部的开口端的环状部分实施激光照射处理,从而形成熔敷基面的工序,在此,所述壳体中的至少所述环状部分为铝或铝合金制,所述激光照射处理是对所述环状部分照射激光以将表面粗化的处理;
将所述电极体和所述电解质收容于所述外装壳体来构成电池组件的工序;
通过在所述熔敷基面直接或介由预先熔敷于该熔敷基面的基膜熔敷密封膜,以临时密封所述贯通孔的工序;
在临时密封了所述贯通孔的状态下进行所述电池组件的初次充电的工序;和
在所述初次充电工序之后,通过在所述密封膜上开孔形成连通所述壳体的内外的除去气体通路,从而将该壳体内的剩余气体排出到外部的除去气体工序。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,在所述熔敷基面上,通过所述激光照射处理而形成有具备微细的枝状结构的氧化铝层。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述氧化铝层的厚度为100nm~500nm。
5.根据权利要求1~2、4中任一项所述的方法,其中,还包括:在所述除去气体工序之后,通过在所述密封膜的上面熔敷第二密封膜来密封所述贯通孔的工序。
6.根据权利要求3所述的方法,其中,还包括:在所述除去气体工序之后,通过在所述密封膜的上面熔敷第二密封膜来密封所述贯通孔的工序。
7.根据权利要求1~2、4、6中任一项所述的方法,其中,所述密封膜是组成不同的两个以上的树脂层层叠而成的层叠膜。
8.根据权利要求3所述的方法,其中,所述密封膜是组成不同的两个以上的树脂层层叠而成的层叠膜。
9.根据权利要求5所述的方法,其中,所述密封膜和所述第二密封膜是组成不同的两个以上的树脂层层叠而成的层叠膜。
10.根据权利要求7所述的方法,其中,所述密封膜是在下面和上面配置有聚烯烃层并在这些聚烯烃层之间配置有聚萘二甲酸乙二醇酯层的层叠膜。
11.根据权利要求8所述的方法,其中,所述密封膜是在下面和上面配置有聚烯烃层并在这些聚烯烃层之间配置有聚萘二甲酸乙二醇酯层的层叠膜。
12.根据权利要求9所述的方法,其中,所述密封膜和所述第二密封膜是在下面和上面配置有聚烯烃层并在这些聚烯烃层之间配置有聚萘二甲酸乙二醇酯层的层叠膜。
13.根据权利要求7所述的方法,其中,在所述密封膜的构成下面的树脂层和构成上面的树脂层之中的至少一方中添加有激光吸收材料,并且,所述密封膜整体的在厚度方向的激光透过率为70~95%。
14.根据权利要求8、10、11中任一项所述的方法,其中,在所述密封膜的构成下面的树脂层和构成上面的树脂层之中的至少一方中添加有激光吸收材料,并且,所述密封膜整体的在厚度方向的激光透过率为70~95%。
15.根据权利要求9或12所述的方法,其中,在所述密封膜和所述第二密封膜的构成下面的树脂层和构成上面的树脂层之中的至少一方中添加有激光吸收材料,并且,所述密封膜和所述第二密封膜整体的在厚度方向的激光透过率为70~95%。
16.根据权利要求1所述的方法,其中,通过激光透射熔敷法进行所述密封膜的熔敷。
17.根据权利要求3所述的方法,其中,通过激光透射熔敷法进行所述密封膜的熔敷。
18.根据权利要求5所述的方法,其中,通过激光透射熔敷法进行所述密封膜和所述第二密封膜的熔敷。
19.根据权利要求7所述的方法,其中,通过激光透射熔敷法进行所述密封膜的熔敷。
20.根据权利要求14所述的方法,其中,通过激光透射熔敷法进行所述密封膜的熔敷。
21.根据权利要求15所述的方法,其中,通过激光透射熔敷法进行所述密封膜和所述第二密封膜的熔敷。
22.根据权利要求2、4、6、8、10、11、13中任一项所述的方法,其中,通过激光透射熔敷法进行所述密封膜的熔敷。
23.根据权利要求9或12所述的方法,其中,通过激光透射熔敷法进行所述密封膜和所述第二密封膜的熔敷。
24.一种密闭型电池,是采用权利要求1~23中任一项所述的方法制造的。
25.一种密闭型电池,是将具备正极和负极的电极体和电解质收容于外装壳体的形态的密闭型电池,
所述外装壳体具有贯通孔,作为所述壳体的外表面的包围所述贯通孔的通向所述壳体外部的开口端的环状部分为铝或铝合金制,在其表面形成有熔敷基面,所述熔敷基面具有具备微细的枝状结构的氧化铝层;
在所述熔敷基面直接或介由熔敷于该熔敷基面的基膜熔敷有密封膜,所述密封膜具有面对所述贯通孔的开口;
所述贯通孔由最终密封部件最终密封,所述最终密封部件安装成从所述密封膜的外侧覆盖该贯通孔的通向所述壳体外部的开口端。
26.一种车辆,具备权利要求24或25所述的密闭型电池。
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