CN105938893B - 制造蓄电装置的方法和蓄电装置 - Google Patents

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Abstract

一种制造蓄电装置的方法，包括：将裸露部分和集电极端连接起来的连接步骤，该裸露部分设置在电极的宽度方向的一端，且被建构为不含设置在集流体中的复合材料层，该集电极端在所述电极的所述宽度方向上设置在相对于所述裸露部分的外侧。在所述连接步骤中，当由第二金属组成的金属层位于所述裸露部分和所述集电极端之间时，所述集电极端与所述金属层的接触的至少一部分受到能量辐射，其中所述第二金属的熔点高于形成所述集电极端的第一金属的熔点。

Description

制造蓄电装置的方法和蓄电装置
相关申请
本正式申请是基于2015年3月3日提交到日本特许厅的第2015-041187号日本专利申请，并通过引用将其全部内容包括在内。
技术领域
本发明涉及一种制造蓄电装置的方法和一种蓄电装置。
背景技术
第2005-302719号日本专利出愿公开描述了一种通过激光焊接固定到电极的无涂层区域的集电极端。该专利文献描述了电极的无涂层区域是在集流体中没有应用活性材料的位置。
发明内容
目前，用于汽车的电源供应、工业电源供应或家用电源供应的蓄电装置得以迅速发展，这样的蓄电装置即使在高速的充电和放电过程中也需要具有受保障的性能。为了满足这样的需求，已经提出将连接到外部端的集电极端焊接至电极组件的端面（端面集电）。
以下参照表示蓄电装置的一个实施例的、包括绕线电极组件的非水电解二次电池，对端面集电进行具体描述。首先，制造绕线电极组件。具体地，制备正电极和负电极，该正电极在宽度方向的一端具有被建构为不含设置在正电极集流体中的正电极复合材料层的正电极裸露部分，该负电极在宽度方向的一端具有被建构为不含设置在负电极集流体中的负电极复合材料层的负电极裸露部分。该正电极、该负电极和隔离物布置为使得正电极裸露部分和负电极裸露部分在彼此相反的方向上从该隔离物伸出来，并且绕线的轴布置为平行于正电极的宽度方向和负电极的宽度方向。该正电极、该负电极和该分隔物绕在绕组的轴上。从而得到该绕线电极组件。
接着，使正电极集电极端面向正电极裸露部分的端面，用来自绕线电极组件相对于正电极集电极端的相对侧的激光束照射该正电极集电极端。在该正电极集电极端，在激光束照射的部分发生熔化。当熔化的正电极集电极端（正电极集电极端的熔化部分）与正电极裸露部分接触时，正电极裸露部分与正电极集电极端的熔化部分接触的部分熔化。随着正电极集电极端的熔化部分和熔化的正电极裸露部分（正电极裸露部分的熔化部分）在彼此接触的同时凝固，正电极集电极端和正电极裸露部分彼此连接（端面集电）。按照类似的方法，负电极集电极端和负电极裸露部分也彼此连接。
现在已经发现当按照上述方法实施端面集电时，在裸露部分可能发生变薄（图10）或断开（图11）。当在裸露部分发生变薄时，集电电阻增加，这导致蓄电装置性能的降低。此外，由于裸露部分的抗张强度降低，在制造过程中或蓄电装置的使用过程中会发生裸露部分的断开。当在裸露部分发生断开时，不能实现集电，因此蓄电装置出现功能故障。由上可知，现在已经发现当为了即使在高速充电和放电过程中也能确保性能而实施端面集电时，蓄电装置的可靠性可能降低。本发明提供了一种制造蓄电装置的方法，其即使在高速充电和放电过程中也具有受保障的性能和可靠性。
认为当集电极端的熔化部分和裸露部分的熔化部分凝固时，这些熔化部分收缩。在这里，集电极端的熔化部分和裸露部分的熔化部分在彼此接触的同时凝固。因此，认为当裸露部分的熔化部分凝固并且裸露部分的熔化部分的一部分加入到集电极端的时候，变薄或断开往往发生在裸露部分。本发明的完成是基于这些发现。
具体地，根据本发明的制造蓄电装置的方法包括将裸露部分和集电极端彼此连接起来的连接步骤，该裸露部分设置在电极的宽度方向的一端，且被建构为不含设置在集流体中的复合材料层，该集电极端在所述电极的所述宽度方向上设置在相对于所述裸露部分的外侧。在所述连接步骤中，当由第二金属组成的金属层位于所述裸露部分和所述集电极端之间时，所述集电极端与所述金属层的接触的至少一部分受到能量辐射，其中所述第二金属的熔点高于形成所述集电极端的第一金属的熔点。
在根据本发明的制造蓄电装置的方法中，裸露部分和在电极的宽度方向上设置在相对该裸露部分的外侧的集电极端彼此连接（端面集电）。因此，可以提供即使在高速充电和放电过程中也具有受保障的性能的蓄电装置。
在根据本发明的制造蓄电装置的方法中，当金属层位于裸露部分和集电极端之间时，该集电极端与该金属层的接触的至少一部分受到能量辐射。因此，受到能量辐射而熔化的集电极端（集电极端的熔化部分）与金属层接触。因此，金属层与集电极端的熔化部分接触的部分熔化并凝固，同时熔化的金属层（金属层的熔化部分）和集电极端的熔化部分彼此接触。因此，裸露部分和集电极端彼此连接。
形成金属层的第二金属的熔点高于形成集电极端的第一金属的熔点。因此，集电极端的熔化部分的大部分热能消耗用于熔化金属层。因此，即使集电极端与金属层接触的至少一部分受到能量辐射，也可以防止裸露部分的熔化。因此，由于可以防止熔化的裸露部分加入集电极端，从而防止在裸露部分发生变薄或断开。
优选地，根据本发明的制造蓄电装置的方法，还包括制备具有裸露部分和金属层的电极，该金属层设置在沿该电极的宽度方向延伸的裸露部分的表面上，并且在连接步骤之前，弯曲设置有金属层的该裸露部分，致使金属层的至少一部分在电极的宽度方向上处在相对于该裸露部分的外侧。因此，可以更容易地实现金属层位于裸露部分和集电极端之间的状态。
优选地，在制备好的电极中，位于复合材料层的一侧上的金属层的端面远离位于金属层的一侧上的复合材料层的端面。因此，可以防止金属层的熔化部分与位于金属层的一侧上的复合材料层的端面接触。
优选地，第二金属的熔点比第一金属的熔点至少高100℃。因此，可以进一步防止裸露部分在裸露部分和集电极端的连接步骤中熔化。当第一金属为铜时，第二金属优选地为镍、钛、铬和铁中的至少一种。
优选地，金属层的厚度不小于0.5 μm并且不大于10 μm。因此，在裸露部分和集电极端的连接步骤中，可以进一步防止发生裸露部分的变薄或断开，并且金属层可以均匀熔化。
根据本发明的蓄电装置包括：电极，在该电极的宽度方向的一端具有裸露部分，该裸露部分被建构为不含设置在集流体中的复合材料层；以及集电极端，该集电极端在所述电极的所述宽度方向上设置在相对于所述裸露部分的外侧，并且连接至所述裸露部分。将所述裸露部分和所述集电极端彼此连接的连接部分包括第一金属和第二金属的合金，该第一金属形成所述集电极端，该第二金属的熔点高于所述第一金属的熔点。
在本说明书中，当通过如非水电解质二次电池等二次电池实现本发明的蓄电装置时，“电极”意味着正电极和负电极中的至少一个。当通过电容器实现本发明的蓄电装置时，“电极”意味着阳极和阴极中的至少一个。
“电极的宽度方向” 意味着没有形成电极组件的电极的、垂直于电极的纵向的方向，和平行于形成有复合材料层的集流体的表面的方向。“电极组件”意味着包括正电极、负电极和设置在正电极和负电极之间的隔离物的结构，或包括阳极、阴极和设置在阳极和阴极之间的隔离物的结构。
“集电极端”是指用于将电极和外部端子彼此连接的端子。当通过如非水电解质二次电池等二次电池实现蓄电装置时，“集电极端”包括用于将正电极和正电极外部端子彼此连接的正电极集电极端，和用于将负电极和负电极外部端子彼此连接的负电极集电极端。当通过电容器实现蓄电装置时，“集电极端”包括用于将阳极和阳极外部端子彼此连接的阳极集电极端，和用于将阴极和阴极外部端子彼此连接的阴极集电极端。“集电极端”也称为集电片。
下面参照附图对本发明的详细描述有助于更好地理解本发明的前述和其他目的、特征、方面和优点。
附图说明
图1到7为展示了在本发明的一个实施例中的制造非水电解质二次电池的方法的步骤的主要部分的截面图；
图8为在本发明的一个实施例中的非水电解质二次电池的截面图；
图9为在本发明的一个实施例中的连接部分的截面图；
图10为展示了在裸露部分发生变薄时的方式的侧面示意图；
图11为展示了在裸露部分发生断开时的方式的侧面示意图。
以下参照附图对本发明进行描述。在本发明的附图中，为相同或相应的部件分配相同的参考标记。为了附图更清晰和简洁，在附图中适当改变了长度、宽度、厚度或深度等尺寸关系，该尺寸关系并不代表实际的尺寸关系。
具体实施方式
虽然以下将参照代表蓄电装置的一个实施例的非水电解质二次电池对本发明进行描述，但是本发明不限于非水电解质二次电池，也能应用于非水电解质二次电池以外的其他二次电池或者电容器。
【制造非水电解质二次电池的方法】
图1到7为展示了在本发明的一个实施例中制造非水电解质二次电池的过程的一部分的截面图。图8为制造的非水电解质二次电池的截面图。图9展示了将裸露部分和集电极端彼此连接的连接部分的横截面的示意图。
在本实施例中，制造非水电解质二次电池的方法包括将负电极裸露部分75和负电极集电极端87连接起来的连接步骤（图6），该负电极裸露部分75设置在负电极17的宽度方向的一端，且建构为不含设置在负电极集流体71中的负电极复合材料层73，该负电极集电极端87在负电极17的宽度方向上设置在相对于负电极裸露部分75的外侧。在该连接步骤中，当由第二金属组成的金属层77位于负电极裸露部分75和负电极集电极端87之间时，负电极集电极端87与金属层77的接触的至少一部分受到能量辐射（图6），其中第二金属的熔点高于形成负电极集电极端87的第一金属的熔点。因此，由于负电极裸露部分75和负电极集电极端87可以彼此连接而不会在负电极裸露部分75发生变薄或断开，可以制造即使在高速的充电和放电过程中也具有受保障的性能和可靠性的非水电解质二次电池。
在本实施例中，制造非水电解质二次电池的方法还包括制备电极（包括制备负电极17和制备正电极13的步骤）、制造电极组件11、弯曲裸露部分（优选地，负电极裸露部分75）、容置电极组件、和注入非水电解质的步骤，以下将按照这些步骤的顺序说明这些步骤。
<电极的制备>
（负电极的制备）
在制备负电极17的步骤中，制备具有负电极裸露部分75和金属层77的负电极17，优选地，制备还具有负电极复合材料层73的负电极17。
具体地，首先，在负电极集流体71的宽度方向的一端的负电极集流体71的表面（要作为负电极裸露部分75的部分）上形成金属层77（图1）。厚度不小于5μm并且不大于50μm的铜箔可用用于负电极集流体71。负电极集流体71的宽度方向平行于负电极17的宽度方向。
当在后面将描述的连接步骤中与负电极集电极端87相对的负电极集流体71的表面的一部分是预先已知的时候，金属层77应当只形成在该部分。然而，考虑到本实施例中的非水电解质二次电池的批量生产，金属层77优选地形成在负电极集流体71的宽度方向的一端的一侧上沿负电极集流体71的宽度方向延伸的负电极集流体71的表面上（要作为在沿负电极集流体71的宽度方向延伸的负电极裸露部分75的表面75a（图2）的部分）。因此，即使当在后面将描述的连接步骤中与负电极集电极端87相对的负电极集流体71的表面的该部分的位置由于某种原因偏离设计的位置，也可以在后面将描述的连接步骤中实现金属层77位于负电极裸露部分75和负电极集电极端87之间的状态。
虽然金属层77优选地与位于负电极集流体71的宽度方向的一端的一侧上的负电极集流体71的负电极的端面（要作为第一末端表面75d的负电极裸露部分75的一部分）齐平，但是该金属层77也可以设置在负电极集流体71的端面上。
然而，形成金属层77的方法没有被具体限制，例如，优选地采用电镀或气相淀积。优选地，根据形成金属层77的金属材料适当选择形成金属层77的方法或用于形成金属层77的条件。
形成金属层77的金属的熔点高于形成负电极集电极端87的金属的熔点，优选地，其熔点比形成负电极集电极端87的金属的熔点高至少100℃，更优选地，其熔点比形成负电极集电极端87的金属的熔点高至少200℃，进一步优选地，其熔点比形成负电极集电极端87的金属的熔点高至少400℃。随着形成金属层77的金属的熔点和形成负电极集电极端87的金属的熔点之间的差异的增大，在将负电极裸露部分75和负电极集电极端87彼此连接起来的步骤中还可以防止负电极裸露部分75的熔化。在这里，铜作为形成负电极集电极端87的金属的一个实施例。优选地，通过非水电解质二次电池的充电和放电，形成金属层77的金属不会洗脱。由上可知，形成金属层77的金属优选为镍、钛、铬和铁中的至少一种。金属层77可能由包含镍、钛、铬和铁中的两种或两种以上的合金组成。
金属层77的宽度（金属层77在负电极17的宽度方向的尺寸）W17优选地不小于0.5mm并且不大于3 mm，更优选地，不小于1 mm。当金属层77的宽度W17不小于1 mm时，通过设有金属层77的负电极裸露部分75的弯曲，金属层77的至少一部分总是在负电极17的宽度方向上处于相对负电极裸露部分75的外侧（图6）。也就是说，更容易实现金属层77的至少一部分位于负电极裸露部分75和负电极集电极端87之间的状态。因此，可以进一步防止在将负电极裸露部分75和负电极集电极端87彼此连接起来的步骤中发生变薄或断开。可以通过观察负电极17的横截面的扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）图像得到金属层77的宽度W17。
金属层77的厚度（在垂直于沿负电极17的宽度方向延伸的负电极裸露部分75的表面75a的方向上的金属层77的尺寸）t7优选地不大于负电极集流体71的厚度。因此，可以防止形成负电极集流体71的金属和形成金属层77的金属在将负电极裸露部分75和负电极集电极端87彼此连接起来的步骤中形成合金。因此，可以保障负电极裸露部分75和负电极集电极端87之间的连接的强度。
更具体地，金属层77的厚度t7不小于0.5 μm并且不大于10μm。当金属层77的厚度t7不小于0.5μm时，可以进一步防止在将负电极裸露部分75和负电极集电极端87彼此连接起来的步骤中负电极裸露部分75的熔化。因此，在该连接步骤中可以进一步防止在负电极裸露部分75发生变薄或断开。当金属层77的厚度t7不大于10 μm时，在将负电极裸露部分75和负电极集电极端87连接起来的步骤中金属层77可以均匀熔化。更优选地，金属层77的厚度t7不小于2 μm并且不大于5 μm。可以通过观察负电极17的横截面的SEM图像得到金属层77的厚度t7。
接着，负电极复合材料层73形成在除了形成金属层77的区域以外的负电极集流体71的一部分中的负电极集流体71的相对的两表面上（图2）。
优选地，位于负电极符合材料层73的一侧的金属层77的端面77c远离位于金属层77的一侧上的负电极复合材料层73的端面73d。“金属层77的端面77c远离负电极复合材料层73的端面73d”意味着在负电极17的宽度方向上金属层77的端面77c与负电极复合材料层73的端面73d之间的距离不小于0.5 mm。
当距离W27不小于0.5 mm，在将负电极裸露部分75和负电极集电极端87彼此连接起来的步骤中可以防止熔化的金属层77（金属层77的熔化部分）和熔化的负电极集电极端87（负电极集电极端87的熔化部分）与负电极复合材料层73的端面73d接触。更优选地，距离W27不大于5 mm。当距离W27不大于5 mm时，可以防止负电极裸露部分75的宽度过大，并因此维持非水电解质二次电池的每单位体积高能量密度。进一步优选地，距离W27不小于1 mm并且不大于3 mm。
没有具体限制形成负电极复合材料层73的方法。例如，制备包含负电极活性材料和粘合剂的负电极复合材料浆体，该负电极复合材料浆体应用于在负电极集流体71的相对的两表面上除了形成金属层77的区域以外的负电极集流体71的一部分。从而可以形成负电极复合材料层73。
制备包含负电极活性材料和粘合剂的湿颗粒，该湿颗粒被压紧粘结为负电极集流体71上的除了形成金属层77的区域以外的负电极集流体71的一部分。从而可以形成负电极复合材料层73。
当由负电极复合材料浆体形成负电极复合材料层73时，负电极集流体71中没有应用负电极复合材料浆体的区域将作为负电极裸露部分75。可选地，当由湿颗粒形成负电极复合材料层73时，负电极集流体71中湿颗粒没有被压紧粘结的区域将作为负电极裸露部分75。也就是说，制造的负电极17在负电极17的宽度方向的一端具有负电极裸露部分75，在沿负电极17的宽度方向延伸的负电极裸露部分75的表面75a上具有金属层77（图2）。尽管取决于电极组件11的尺寸，负电极裸露部分75的宽度优选地不小于1 mm并且不大于10 mm，更优选地不小于3 mm并且不大于7 mm。
负电极复合材料层73优选地包括大于等于80质量%和小于等于99质量%的负电极活性材料，并且优选地包含大于等于0.3 质量%和小于等于20质量%的粘合剂。负电极活性材料可能由石墨或硅基合金等合金材料组成。粘合剂优选地由例如丁苯橡胶（Styrene-Butadiene Rubber，SBR）组成。
没有具体限制负电极复合材料层73和金属层77的形成顺序。可以在形成负电极复合材料层73之后形成金属层77。
虽然可能在制造电极组件11之后形成金属层77，优选地在制造电极组件11之前形成金属层77。因此更易于形成金属层77。
（正电极的制备）
正电极复合材料层33形成在宽度方向的一端的一侧的正电极集流体31的一部分（要作为正电极裸露部分35的一部分）的正电极集流体31的相对的两表面上。厚度不小于5μm并且不大于50 μm的铝箔或铝合金可以应用于正电极集流体31。正电极集流体31的宽度方向平行于正电极13的宽度方向。
没有具体限制形成正电极复合材料层33的方法。例如，制备包含正电极活性材料、导电材料和粘合剂的正电极复合材料浆体，该正电极复合材料浆体应用于在正电极集流体31的宽度方向的一端的一侧（要作为正电极裸露部分35的一部分）的正电极集流体31的相对的两表面上。从而可以形成正电极复合材料层33。
制备包含正电极活性材料、导电材料和粘合剂的湿颗粒，该湿颗粒压紧粘结到正电极集流体31的宽度方向的一端的一侧的正电极集流体31的相对的两表面上。从而可以形成正电极复合材料层33。
正电极复合材料层33优选地包含正电极活性材料、导电材料和粘结剂。正电极活性材料可能由包含镍、钴、锰中的至少一种的锂复合氧化物、具有橄榄石型晶体结构的锂复合氧化物（如LiFePO4）、或两种或两种以上的锂复合氧化物组成。导电材料优选地由乙炔炭黑等碳材料组成。粘结剂优选地由聚偏氟乙烯（PolyVinylidene diFluoride，PVdF）组成。
正电极复合材料层33包含优选地大于等于80 质量 %和小于等于95质量%，更优选地大于等于85 质量 %和小于等于95质量%，进一步优选地大于等于90 质量 %和小于等于95质量%的正电极活性材料。正电极复合材料层33包含优选地大于等于1质量 %和小于等于10质量%，更优选地大于等于3 质量 %和小于等于10质量%的导电材料。正电极复合材料层33包含优选地大于等于2质量 %和小于等于5质量%的粘结剂。
<电极组件的制造>
优选地在将负电极裸露部分75和负电极集电极端87彼此连接起来的步骤之前制造电极组件11。
没有具体限制制造电极组件11的方法。例如，可以通过缠绕正电极13和负电极17，且隔离物16位于正电极13和负电极17之间，制造绕线电极组件。具体地，首先，隔离物15布置在正电极13和负电极17之间。在这里，正电极13、负电极17和隔离物15布置为使得正电极裸露部分35和负电极裸露部分75在彼此相反的方向上从隔离物15伸出。接着，绕线的轴布置为平行于正电极13的宽度方向和负电极17的宽度方向，并且正电极13、隔离物15和负电极17绕着绕线的轴。从而得到电极组件11（图4）。由于绕线，可能在彼此相反的方向上向得到的电极组件施加压力。图4没有显示金属层77。
隔离物15优选地由一般所习知的结构制成，例如，非水电解质二次电池的隔离物的结构，它可能由，例如，聚乙烯（PE）或聚丙烯（PP）组成的微孔膜构成，或者可能还具有耐热层。
虽然本实施例给出了一个绕线电极组件用作电极组件11的实例，但是堆叠电极组件可以代替绕线电极组件使用。例如，在制造堆叠电极组件的方法中，正电极13、隔离物15和负电极17优选地堆叠起来使得隔离物15位于正电极13和负电极17之间。在这里，正电极13、隔离物15和负电极17优选地布置为正电极裸露部分35和负电极裸露部分75在彼此相反的方向上从该隔离物15伸出来。
<裸露部分的弯曲>
（负电极裸露部分的弯曲）
首先，使负电极集电极端87面向负电极裸露部分75的第一末端表面75d（图5）。负电极集电极端87具有连接至负电极外部端子7的第一连接部分187和连接至负电极17的第二连接部分287（参见图8）。因此，优选地，使第二连接部分287面向负电极裸露部分75的第一末端表面75d。“负电极裸露部分75的第一末端表面75d”意味着在负电极裸露部分75平行于电极组件11的轴向延伸的同时在电极组件11的轴向上位于端部的负电极裸露部分75的表面。
根据抑制集电电阻的一种观点，负电极集电极端87优选地由与用于负电极裸露部分75相同的材料组成，因此，优选地由铜组成。
接着，负电极集电极端87和电极组件11中的至少一个被移动至将负电极集电极端87的第二连接部287挤压向负电极裸露部分75的第一末端表面75d。从而设有金属层77的负电极裸露部分75被弯曲。
当设有金属层77的负电极裸露部分75被弯曲时，金属层77的至少一部分在电极组件11的轴向上位于相对负电极裸露部分75的外侧。因此，金属层77的至少一部分位于负电极裸露部分75（具体地，负电极裸露部分75的第二末端表面75e）和负电极集电极端87的第二连接部分287之间（图6）。“负电极裸露部分75的第二末端表面75e”是指由于设有金属层77的负电极裸露部分75的弯曲造成的在电极组件11的轴向上位于端部的负电极裸露部分75的表面。
在本实施例中，在使用不同于负电极集电极端87的部件将设有金属层77的负电极裸露部分75弯曲之后，负电极集电极端87可能面向负电极裸露部分75的第二末端表面75e。
设有金属层77的负电极裸露部分75被弯曲之后的形状不限于图6所示的形状。设有金属层77的负电极裸露部分75应当只被弯曲为使得金属层77的至少一部分在电极组件11的轴向上位于相对负电极裸露部分75的外侧（在负电极17的宽度方向上的外侧）。
<裸露部分和集电极端之间的连接>
（负电极裸露部分和负电极集电端之间的连接）
在金属层77的至少一部分位于负电极裸露部分75和负电极集电极端87的第二连接部分287之间的同时，负电极集电极端87的第二连接部分287与金属层77的接触的至少一部分受到能量辐射（图6）。因此，在负电极集电极端87的第二连接部分287中，受到能量辐射的部分熔化。在这里，能量从电极组件11相对于负电极集电极端87的第二连接部分287的相对侧（图6中的上侧）朝负电极集电极端87与金属层77的接触的至少一部分射出。因此，熔化的负电极集电极端87（负电极集电极端87的熔化部分）由于它自身的重量朝向电极组件11移动。
由于负电极集电极端87的第二连接部分287与金属层77的接触的至少一部分受到能量辐射的同时，金属层的至少一部分位于负电极裸露部分75和负电极集电极端87的第二连接部分287之间，负电极集电极端87的熔化部分是与金属层77接触，而不是与负电极裸露部分75接触。因此，金属层77与负电极集电极端87的熔化部分接触的部分熔化，并且在负电极集电极端87的熔化部分和熔化的金属层77（金属层77的熔化部分）彼此接触的同时凝固。负电极裸露部分75和负电极集电极端87因此彼此连接（图7）。因此，包含形成金属层77的金属和形成负电极集电极端87的合金的连接部分67将负电极裸露部分75和负电极集电极端87彼此连接起来。
在本实施例中，由于形成金属层77的金属的熔点高于形成负电极集电极端87的金属的熔点，负电极集电极端87的熔化部分的大部分热能消耗用于金属层77的熔化。因此，即使负电极集电极端87的熔化部分与金属层77接触，也可以防止负电极裸露部分75被熔化（负电极裸露部分75相对于金属层77位于负电极集电极端87的熔化部分的对面）。由于可以防止熔化的负电极裸露部分75进入负电极集电极端87，因此，即使当负电极集电极端87的熔化部分和金属层77的熔化部分凝固的时候，也可以防止在负电极裸露部分75发生变薄或断开。
没有具体限制受能量辐射的条件，一般所习知的条件，如在端面集电中受能量辐射的条件，是优选的。例如，具有可以熔化负电极集电极端87的能量的激光束可以优选地发射到负电极集电极端87与金属层77接触的至少一部分上。
可以在连接部分67的横截面的SEM图像中检查负电极裸露部分75是否被熔化。本发明者已经在连接部分67的横截面的SEM图像确认了连接部分67包含形成金属层77的金属和形成负电极集电极端87（具体地，负电极集电极端87的第二连接部分287）的金属的合金（在图9中用“合金”表示）。
连接部分67的形状不限于图7所示的形状。负电极裸露部分75和金属层77中的每一个的熔化状态不限于图7所示的熔化状态。
在设在盖体4中的负电极外部端子7和负电极集电极端87的第一连接部分187彼此连接之后，负电极裸露部分75和负电极集电极端87的第二连接部分287也可能彼此连接。
（正电极裸露部分和正电极集电极端的连接）
首先，使正电极集电极端83面向正电极裸露部分35的末端表面。类似于负电极集电极端87，正电极集电极端83具有连接至正电极外部端子3的第一连接部分183，和连接至正电极13的第二连接部分283（参见图8）。因此，优选地，使第二连接部分283面向正电极裸露部分35的末端表面。根据抑制集电电阻的一种观点，正电极集电极端83优选地由与用于正电极裸露部分35相同的材料组成，因此，优选地由铜组成。
接着，正电极集电极端83和电极组件11中的至少一个被移动至将正电极集电极端83的第二连接部分283挤压正电极裸露部分35的末端表面。此后，正电极集电极端83的第二连接部分283与正电极裸露部分35接触的至少一部分受能量辐射。因此，正电极裸露部分35和正电极集电极端83的第二连接部分283彼此连接。
在本实施例中，可能在将正电极裸露部分35和正电极集电极端83连接起来的步骤之后，执行将负电极裸露部分75和负电极集电极端87彼此连接起来的步骤，或者，可能在将负电极裸露部分75和负电极集电极端87连接起来的步骤之后，执行将正电极裸露部分35和正电极集电极端83连接起来的步骤。
可能在将设在盖体4中的正电极外部端子3和正电极集电极端83的第一连接部分183彼此连接之后将正电极裸露部分35和正电极集电极端83的第二连接部分283彼此连接。
<电极组件的容置>
首先，制备电池壳1。电池壳1具有壳主体2和封闭壳主体2的开口的盖体4，该电池壳1优选地由例如铝制成。设在盖体4中的正电极外部端子3和正电极集电极端83的第一连接部分183彼此连接，设在盖体4中的负电极外部端子7和负电极集电极端87的第一连接部分187彼此连接。在这里，通过隔离构件91将正电极外部端子3和负电极外部端子7与盖体4隔离，通过隔离构件93将正电极集电极端83和负电极集电极端87与盖体4隔离。从而将盖体4连接至电极组件11。
接着，盖体4所连接的电极组件11被放置在壳主体2的凹部，用盖体4封闭壳主体2的开口。此后，盖体4焊接到壳主体2的开口的边缘。
<非水电解质的注入>
首先，制备非水电解质。该非水电解质优选地由一般习知的非水电解质二次电池的非水电解质的合成物组成，其优选地包括，例如，一种或多种类型的有机溶剂和一种或多种类型的锂盐（例如LiPF6），更优选地，还包括过度充电抑制剂（例如，苯基环己烷或联苯）。
接着，通过形成在壳主体2或盖体4中的流体注入孔注入非水电解质。在根据需要减小壳主体2中的压力之后，封闭流体注入孔。从而制造出图8所示的非水电解质二次电池。
虽然上面已经说明了本实施例中的制造非水电解质二次电池的方法，但是在本实施例中制造非水电解质二次电池的方法还具有以下特征。
金属层可能在沿着正电极13的宽度方向延伸的正电极裸露部分35的表面上。在这种情况下，形成金属层的金属的熔点高于形成正电极集电极端83的金属的熔点，优选地，形成金属层的金属的熔点比形成正电极集电极端83的金属的熔点高至少100℃，更优选地，形成金属层的金属的熔点比形成正电极集电极端83的金属的熔点高至少200℃，进一步优选地，形成金属层的金属的熔点比形成正电极集电极端83的金属的熔点高至少400℃。在这里，铝代表了形成正电极集电极端83的金属的一个实施例。形成在正电极裸露部分35中形成的金属层的金属优选地不会被非水电解质二次电池的充电和放电洗脱。基于以上，优选地确定形成在正电极裸露部分35中形成的金属层的金属。金属层可能同时形成在沿正电极13的宽度方向延伸的正电极裸露部分35的表面上和沿负电极17的宽度方向延伸的负电极裸露部分75的表面上。
负电极17可能优选地没有形成金属层77。在这种情况下，在弯曲负电极裸露部分75之后，金属层77布置在负电极裸露部分75的第二末端表面75e和负电极集电极端87的第二连接部分287之间，此后，负电极集电极端87的第二连接部分287与金属层77接触的至少一部分受到能量辐射。从而可以得到本实施例所述的效果。然而，考虑到非水电解质二次电池的批量生产，优选地根据本实施例中的制造非水电解质二次电池的方法制造非水电解质二次电池。
【非水电解质二次电池的结构】
在本实施例中的非水电解质二次电池是根据本实施例中的制造非水二次电池的方法制造的。即，将负电极裸露部分75和负电极集电极端87彼此连接的连接部分67包括形成负电极集电极端87的金属（第一金属）和形成金属层77的金属（熔点高于第一金属的熔点的第二金属）的合金。
实施例
虽然将参照下面的实施例对本发明的进一步细节进行描述，但是本发明不限于下面实施例。
【实施例1】
<锂离子二次电池的制造>
（正电极的制备）
包含Li和三种金属元素（Ni、Co和Mn）的复合氧化物被制备为正电极活性材料。该正电极活性材料、乙炔黑（导电材料）和PVdF（粘合剂）以90:8:2的质量比率放置和混合，此后用甲基吡咯烷酮（N-methylpyrrolidone，NMP）将它们稀释。从而得到正电极复合材料浆体。
该正电极复合材料浆体应用于铝箔除了从宽度方向的一端延伸5 mm的铝箔区域以外的相对的两表面上，此后，烘干该正电极复合材料浆体。轧制得到的电极浆体从而得到正电极。正电极裸露部分（宽度为5 mm）形成在正电极宽度方向的一端。在除了正电极的宽度方向的一端的区域中，正电极复合材料层形成在铝箔的相对的两表面上。
（负电极的制备）
10 μm厚度的电解铜箔被制备为负电极集电体。采用化学镀，在从电解铜箔的宽度方向的一端（以下标记为“电解铜箔的第一端”）延伸2 mm的区域中的电解铜箔的相对的两表面上形成镍层（厚度为3 μm）。
天然石墨被制备为负电极活性材料。负电极活性材料、羧甲基纤维素（CMC）（增稠剂）和SBR（粘合剂）以98:1:1的质量比率混合，并用水稀释。从而得到负电极复合材料浆体。
负电极复合材料浆体应用于电解铜箔的除了从电解铜箔的第一端延伸5 mm的区域外的相对的两表面上，而后被烘干。轧制得到的电极浆体从而得到负电极。负电极裸露部分（宽度为5 mm）形成在负电极宽度方向的一端。镍层（宽度为2 mm，厚度为3 μm）形成在负电极裸露部分的相对的两表面（在负电极的宽度方向的一端延伸的负电极裸露部分的表面）上。在除了负电极的宽度方向的一端的区域中，负电极复合材料层形成在电解铜箔的相对的两表面上。
（电极组件的制造）
制备由聚乙烯（PE）组成的隔离物。正电极、负电极和隔离物布置为使得正电极裸露部分和负电极裸露部分在彼此相反的方向上从该隔离物伸出来。此后，绕线的轴布置为平行于铝箔的宽度方向和铜箔的宽度方向，正电极、隔离物和负电极绕在绕线的轴上。通过在彼此相反的方向向电极组件施加压力，得到扁平的电极组件（圆柱形电极组件）。
（正电极裸露部分和正电极集电极端之间的连接）
制备具有第一连接部分和第二连接部分（长度为50 mm）的正电极集电极端（材料为铝，厚度为0.6 mm，宽度为12 mm），正电极集电极端的第二连接部分焊接至正电极裸露部分。从而将正电极裸露部分和正电极集电极端彼此连接。
（负电极裸露部分的弯曲）
制备具有第一连接部分和第二连接部分（长度为50 mm）的负电极集电极端（材料为铜，厚度为0.6 mm，宽度为12 mm）。在使负电极集电极端的第二连接部分面向负电极裸露部分的第一末端时，负电极集电极端被移动至将负电极集电极端的第二连接部分挤压向负电极裸露部分的第一末端表面。从而设有镍层的负电极裸露部分被弯曲，因此镍层的一部分位于负电极裸露部分和负电极集电极端的第二连接部分之间。
（负电极裸露部分和负电极集电极端之间的连接）
负电极集电极端与镍层之间的接触的一部分受来自电极组件的相对负电极集电极端的第二连接部分的相对侧的激光束辐射。从而将负电极裸露部分和负电极集电极端彼此连接。
（电极组件的容置）
制备具有壳主体和盖体的电池壳。采用有隔离构件插入的方式将正电极外部端子固定到盖体，采用有另一隔离构件插入的方式将正电极集电极端的第一连接部分固定到盖体。采用有隔离构件插入的方式将负电极外部端子固定盖体，采用有另一隔离构件插入的方式将负电极集电极端的第一连接部分固定到盖体。从而将盖体连接至电极组件。此后，将电极组件放置在壳主体的凹部，并用盖体封闭壳主体的开口。
（非水电解质的制备和注入）
碳酸亚乙酯（EC）、碳酸二甲酯（DMC）和碳酸甲乙酯（EMC）以3:4:3的体积比混合。向得到的混合溶剂加入LiPF6，从而得到非水电解质。得到的非水电解质具有1.0 mol/L浓度的LiPF6。
通过形成盖体中的液体注入孔将得到的非水电解质注入到壳主体的凹部。在电池壳中的压力减小之后，封闭液体注入孔。从而得到根据本实施例的锂离子二次电池（具有4Ah的电池容量）。依照上述方法，制造了三十个本实施例的锂离子二次电池。
<高速率测试>
这三十个锂离子二次电池在25℃下经受高速率测试。在该高速率测试中，以30C的电流充电10秒钟，接着暂停10分钟，再以5C的电流放电1分钟，接着暂停10分钟，以此定义一个周期。执行一万个周期。
在高速率测试结束后，拆解该锂离子二次电池，检查在裸露部分是否出现变薄或断开。表1展示了结果。
【实施例2到11和比较实施例1】
除了在表1所示的金属层的结构的改变，根据实施例1所述的方法制造（三十个）锂离子二次电池。即，相较于实施例1，采用与实施例1中的将正电极裸露部分和正电极集电极端彼此连接起来的方向相类似的方法，将负电极裸露部分和负电极集电极端的第二连接部分彼此连接起来。此后，根据实施例1所述的方法评估30个锂离子二次电池。表1显示了结果。
表1
在表1中的“缺陷发生”表示（确定在裸露部分发生变薄或断开的锂离子二次电池的数量）/（锂离子二次电池的总数（30））。
【结果】
在比较实施例1中的缺陷发生高于实施例1到11中的缺陷发生。从这个结果可以发现，在镍层的一部分位于负电极裸露部分和负电极集电极端的第二连接部分之间的同时负电极集电极端与镍层的接触优选地受到能量辐射。
实施例1到5的缺陷发生低于实施例6的缺陷发生。从这个结果可以发现，镍层的厚度优选地小于0.5μm。
实施例1到5的缺陷发生低于实施例7的缺陷发生。从这个结果可以发现，镍层的厚度优选地不大于电解铜箔的厚度（10 μm）。当镍层的厚度大于电解铜箔的厚度，形成电解铜箔的金属和镍倾向于受能量辐射形成合金。因此，认为在负电极裸露部分和负电极集电极端之间的连接减弱，从而在实施例7中缺陷发生为5/30。
在实施例1、8和9中，可以抑制缺陷的发生。从这个结果可以发现镍层的宽度优选地不小于2 μm并且不大于5 μm。
在实施例1、10和11中，可以抑制缺陷的发生。从这个结果可以发现，当金属层由钛或铬而不是镍形成时，也能得到类似的效果。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种制造蓄电装置的方法，包括：
将裸露部分和集电极端彼此连接起来的连接步骤，该裸露部分设置在电极的宽度方向的一端，且被建构为不含设置在集流体中的复合材料层，该集电极端在所述电极的所述宽度方向上设置在相对于所述裸露部分的外侧；
在所述连接步骤中，当由第二金属组成的金属层位于所述裸露部分和所述集电极端之间时，所述集电极端与所述金属层的接触的至少一部分受到能量辐射以形成包括形成所述集电极端的第一金属和所述第二金属的合金的连接部分，其中所述第二金属的熔点高于所述第一金属的熔点，所述裸露部分和所述集电极端通过所述连接部分彼此连接。
2.根据权利要求1所述的制造蓄电装置的方法，还包括以下步骤：
制备具有所述裸露部分和所述金属层的电极，所述金属层设置在沿所述电极的所述宽度方向延伸的所述裸露部分的表面上；以及
在所述连接步骤之前，弯曲设置有所述金属层的所述裸露部分，致使所述金属层的至少一部分在所述电极的所述宽度方向上处在相对于所述裸露部分的外侧。
3.根据权利要求2所述的制造蓄电装置的方法，其中，
在制备好的所述电极中，位于所述复合材料层的一侧上的所述金属层的端面远离位于所述金属层的一侧上的复合材料层的端面。
4.根据权利要求1到3中任意一项所述的制造蓄电装置的方法，其中，
所述第二金属的熔点比所述第一金属的熔点至少高100℃。
5.根据所述权利要求4所述的制造蓄电装置的方法，其中，
所述第一金属为铜，以及
所述第二金属为镍、钛、铬和铁中的至少一种。
6.根据权利要求1到3中任意一项所述的制造蓄电装置的方法，其中，
所述金属层的厚度不小于0.5μm并且不大于10μm。
7.一种蓄电装置，包括：
电极，在该电极的宽度方向的一端具有裸露部分，该裸露部分被建构为不含设置在集流体中的复合材料层；以及
集电极端，该集电极端在所述电极的所述宽度方向上设置在相对于所述裸露部分的外侧，并且连接至所述裸露部分，
连接部分，该连接部分将所述裸露部分和所述集电极端彼此连接，且该连接部分包括第一金属和第二金属的合金，该第一金属形成所述集电极端，该第二金属的熔点高于所述第一金属的熔点。
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