CN107204420B - 二次电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种二次电池制造方法，包括从层叠的多个集流体箔(21)的层叠方向将集流体端子(410)放置在层叠的多个集流体箔(21)上。集流体端子(410)具有第一端部(46)和与该第一端部(46)形成缺口(44)的第二端部(47)。第二端部(47)包括基部(48)和薄壁部(49)，薄壁部(49)的厚度小于基部(48)的厚度。该二次电池制造方法包括通过采用能量束沿着第一延伸方向朝向第二端部扫描布置在缺口(44)中的多个集流体箔(21)，同时采用能量束照射多个集流体箔(21)，将多个集流体箔焊(21)接至集流体端子(410)。

Description

二次电池及其制造方法
技术领域
本发明涉及二次电池及其制造方法。
背景技术
关于二次电池及其制造方法，例如，第10-261441号日本专利申请公开文件公开了一种非水电解质二次电池，其目的是低廉地生产发电元件和电池的外部端子之间的高可靠性的连接，同时减少内部电阻的变化(参见JP 10-261441 A)。
在JP 10-261441中公开的非水电解质二次电池的制造方法中，电极的末端边缘被插入顶部设有狭缝的集流体的槽中，并且电极的末端边缘的前端从狭缝中突出来。接着，从狭缝中突出来的电极的末端边缘被激光扫描从而与电极和集流体焊接在一起。
第2007-265846号日本专利申请公开文件公开了一种圆柱电池及其制造方法，其目的是通过采用允许集流体能够稳定地焊接至暴露的芯部分的焊接结构来减少内部电阻(参见JP2007-265846 A)。
在JP 2007-265846 A中公开的圆柱电池具有带有暴露的(正极和负极)芯部分的螺旋电极组，以及焊接至螺旋电极的(正极和负极)集流体。暴露的芯部分具有下折槽，该下折槽通过将暴露的芯部分从外圆周侧朝向螺旋电极组的中心部分地向下折叠而形成。集流体具有圆形扁平主体，在该圆形扁平主体中形成有从中心径向延伸的多个大体上U型的槽。在这种圆柱电池的制造过程中，集流体设置在螺旋电极组上，以致大体上U型的槽安装进下折槽中。接着，用激光束照射大体上U型的槽的底面和侧壁，从而将集流体焊接至螺旋电极组。
第2007-149353号日本专利申请公开文件公开了一种用于高电流应用(如电动车辆和混合动力汽车)的方形电池(参见JP 2007-149353 A)。
在JP 2007-149353 A中公开的方形电池具有轧制的扁平电极组，以及具有折叠部分的固定板，从电极组延伸出的正极芯或负极芯的多个暴露部分插入折叠部分中。在这种方形电池的制造过程中，通过形成在固定板中的狭缝用激光束照射多个暴露部分，从而将多个暴露部分和固定部分整体焊接在一起。
发明内容
如在JP 10-261441 A、JP 2007-265846 A和JP 2007-149353 A中所公开的，层叠的多个集流体箔和集流体端子通过焊接连接在一起的二次电池制造方法是已知的。
在这样的二次电池制造方法中，多个集流体箔和集流体端子通过被熔融然后被固化而被集成。然而，由于多个集流体箔和集流体端子的熔融区在固化过程中收缩，因此该熔融区可能拉拔和撕扯集流体箔的未熔融部分。在集流体箔中的撕扯可能导致二次电池的电阻增大或焊接强度减小。
本发明提供一种二次电池及其制造方法，其防止对通过焊接连接至集流体端子的集流体箔的损伤。
本发明的第一方面涉及一种二次电池制造方法，其包括从层叠的多个集流体箔的层叠方向将集流体端子放置在层叠的所述多个集流体箔上。所述集流体端子具有在与所述集流体箔的层叠方向正交的第一延伸方向上延伸的第一端部，以及在同时与所述集流体箔的层叠方向和所述第一延伸方向正交的第二延伸方向上从所述第一端部的末端延伸出的第二端部，所述第二端部在所述第二延伸方向上的长度小于所述第一端部在所述第一延伸方向上的长度，并且所述第二端部与所述第一端部形成缺口，以至于部分地暴露出布置在所述集流体箔的层叠方向上的末端的所述集流体箔。所述第二端部包括基部和薄壁部，所述薄壁部在所述第一延伸方向上从所述基部突出，并且在所述集流体箔的层叠方向上的厚度小于所述基部的厚度。所述二次电池制造方法包括通过采用能量束沿着所述第一延伸方向朝向所述第二端部扫描布置在所述缺口中的所述多个集流体箔，同时采用所述能量束照射所述多个集流体箔，将所述多个集流体箔焊接至所述集流体端子。当所述多个集流体箔焊接至所述集流体端子时，布置在所述缺口中的所述多个集流体箔和所述薄壁部熔融。
根据本发明的第一方面，当所述多个集流体箔焊接至所述集流体端子时，布置在所述缺口中的所述多个集流体箔和厚度比所述基部小的所述薄壁部熔融。因此，可以减少经受固化收缩的熔融区域的体积，从而减少伴随着熔融区域的固化收缩的拉伸应力。此外，可以通过使得拉伸应力作用于分散在第一端部侧和第二端部侧的集流体箔上，避免伴随着熔融区域的固化收缩的拉伸应力的集中。因此，本发明的第一方面可以阻止对通过焊接连接至集流体端子的集流体箔的损害。
在本发明的第一方面中，当所述多个集流体箔焊接至所述集流体端子时，在所述第二端部的延伸方向上从所述第一端部突出的所述多个集流体箔可能仅在所述第一端部的延伸方向上远离所述第二端部的位置处在所述第二端部的延伸方向上部分地熔融。
根据如此配置的所述二次电池制造方法，在所述第一端部的延伸方向上远离所述第二端部的位置处，所述集流体端子和所述多个集流体箔没有焊接在一起。因此，在那个位置处，可以防止所述集流体箔遭受在所述第二端部分的延伸方向上的集中的拉伸应力。
在本发明的第一方面中，当所述集流体端子放置在层叠的所述多个集流体箔上时，所述薄壁部在所述多个集流体箔的层叠方向上的厚度T与所述集流体箔在所述多个集流体箔的层叠方向上的厚度t的比率可能满足关系0.5≤T/t≤1.1。
根据如此配置的所述二次电池制造方法，如果满足关系0.5≤T/t，那么可以保证足够体积的所述薄壁部来更稳固地将所述多个集流体箔和所述集流体端子焊接在一起。在另一方面，如果满足关系T/t≤1.1，那么可以减少经受固化收缩的所述薄壁部，从而更有效地较少伴随熔融区域的固化收缩的拉伸应力。
此外，在本发明的上述方面中，当所述集流体端子放置在层叠的所述多个集流体箔上时，所述薄壁部在所述多个集流体箔的层叠方向上的厚度T与所述集流体箔在所述多个集流体箔的层叠方向上的厚度t的比率可能满足关系0.6≤T/t≤0.9。
在本发明的第一方面中，所述集流体端子还具有第三端部，所述第三端部布置为在所述第一延伸方向上面向所述第二端部，在同时与所述集流体箔的层叠方向和所述第一延伸方向正交的方向上延伸，并且与所述第一端部和所述第二端部形成所述缺口。所述第三端部包括基部和薄壁部。当所述多个集流体箔焊接至所述集流体端子时，还采用能量束沿着所述第一延伸方向朝向所述第三端部扫描布置在所述缺口中的所述多个集流体箔，同时采用所述能量束照射布置在所述缺口中的所述多个集流体箔。
根据如此配置的所述二次电池制造方法，增大了所述多个集流体箔和所述集流体端子之间的连接区域，因此可以增强所述多个集流体箔和所述集流体端子之间的连接强度。
在本发明的第一方面中，所述第二端部可能具有台阶结构，使得所述第二端部在所述集流体箔的层叠方向上的厚度从所述基部朝向所述薄壁部不连续地变化。
本发明的第二方面是一种二次电池，其包括层叠的多个集流体箔，和集流体端子，所述集流体端子在所述多个集流体箔的层叠方向上放置在所述多个集流体箔上。在所述集流体端子中形成缺口。所述集流体端子具有在与所述集流体箔的层叠方向正交的方向上延伸的第一端部，以及在同时与所述集流体箔的层叠方向和所述第一端部的延伸方向正交的方向上从所述第一端部的末端延伸出的第二端部，所述第二端部的长度小于所述第一端部，并且与所述第一端部形成缺口。所述二次电池还包括随着所述多个集流体箔和所述集流体端子焊接在一起而沿着所述第二端部形成的焊接部。在所述第一端部的延伸方向上远离所述第二端部的位置处，所述多个集流体箔在所述第二端部的延伸方向上从所述第一端部突出，并且在所述多个集流体箔的突出端处具有熔融标记。
根据由此配置的二次电池，随着所述多个集流体箔和所述集流体端子焊接在一起，沿着长度小于所述第一端部的第二端部形成所述焊接部。因此，在形成所述焊接部的焊接步骤中，可以通过使得拉伸应力作用于分散在第一端部侧和第二端部侧的集流体箔上，避免伴随着所述多个集流体箔和所述集流体端子的熔融区域的固化收缩的拉伸应力的集中。在所述第一端部的延伸方向上远离所述第二端部的位置处，所述多个集流体箔在所述第二端部的延伸方向上从所述第一端部突出，并且在突出端具有熔融标记。因此，在形成所述焊接部的焊接步骤中，在所述第一端部的延伸方向上远离所述第二端部的位置处，可以防止所述集流体箔在所述第二端部的延伸方向上遭受集中的拉伸应力。相应地，本发明可以防止对集流体箔的损害，从而增强集流体箔和集流体端子的连接强度，或者减少二次电池的电阻。
在本发明的第二方面中，所述集流体端子可能还具有第三端部，所述第三端部布置为在所述第一延伸方向上面向所述第二端部，在同时与所述集流体箔的层叠方向和所述第一延伸方向正交的方向上延伸，并且与所述第一端部和所述第二端部形成所述缺口。所述二次电池还可能包括随着所述多个集流体箔和所述集流体端子焊接在一起而沿所述第三端部形成的焊接部。
根据如上已经描述的本发明，可以提供一种二次电池及其制造方法，防止对通过焊接连接至集流体端子的集流体箔的损害。
附图说明
下面参照附图的描述有助于更好地理解本发明的示例性实施例的特征、优势，以及技术和工业意义。附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
图1为展示了由第一实施例的二次电池制造方法制造的二次电池的截面图；
图2为单独展示了图1所示的二次电池的电极的透视图；
图3为展示了图2所示的电极的部件分解图；
图4为展示了将图1所示的外部端子和集流体端子相互连接的结构的部件分解图；
图5为单独展示了图1所示的二次电池的集流体端子的透视图；
图6为在图1中被双点划线VI环绕的区域的放大透视图；
图7为展示了图1所示的二次电池的制造方法中的一步骤的透视图；
图8为在图7中被双点划线VIII环绕的区域的放大透视图；
图9为展示了图1所示的二次电池的制造方法中的一步骤的示意图；
图10为展示了图1所示的二次电池的制造方法中的一步骤的示意图；
图11展示了图1所示的二次电池的制造方法中的一步骤的示意图；
图12为沿着图6中的线XII-XII的二次电池的截面的示意图；
图13为展示了第二实施例的二次电池制造方法的一步骤的透视图；
图14为展示了在例子1中将电极和集流体端子相互连接的结构的侧视图；
图15为展示了在例子1中将电极和集流体端子相互连接的结构的截面图；
图16为例子1的集流体端子的第二端部的放大透视图；
图17为展示了在对比例1中将电极和集流体端子焊接在一起的步骤的截面图；
图18为展示了在对比例2中将电极和集流体端子焊接在一起的步骤的截面图；
图19为展示了例子1、对比例1和对比例2的二次电池的评价结果的表格；
图20为展示了例子2的二次电池的评价结果的表格。
具体实施方式
以下将参照附图描述本发明的实施例。在以下参考的附图中，相同的附图标记代表相同或相似的部件。
(第一实施例)
图1为展示了由本发明的第一实施例的二次电池制造方法制造的二次电池的截面图。首先，将参照图1描述由本实施例的二次电池制造方法制造的第二电池10的结构。
二次电池10安装在，例如，电动车辆、外部可充电的插电式混合动力车辆、或由内部的内燃机(如汽油发动机或柴油发动机)和由可充电-可放电电池提供电力的发动机供电的混合动力车辆中。
二次电池10具有电极20、壳体31、正外部端子36P和负外部端子36N、正集流体端子41P和负集流体端子41N(以下，在正外部端子36P和负外部端子36N之间没有区别的地方，这些外部端子将被简称为“外部端子36”，在正集流体端子41P和负集流体端子41N之间没有区别的地方，这些集流体端子将被简称为“集流体端子41”)。壳体31定义了二次电池10的外形。壳体31由铝等金属制成。壳体31由主体32和盖33组装而成。主体32为在一侧开口的基本矩形的平行六面体盒形状。盖33设置为覆盖主体32的开口。正外部端子36P和负外部端子36N安装在盖33上。
图2为单独展示了图1所示的二次电池的电极的透视图。图3为展示了图2所示的电极的部件分解图。参照图1到3，电极20连同电解液一起容置于壳体31中。电极20由正集流体箔21P、分隔件29、以及通过分隔件29放置在正集流体箔21P上的负集流体箔21N组成(以下，在正集流体箔21P和负集流体箔21N之间没有区别的地方，这些集流体箔将被简称为“集流体箔21”)。正集流体箔21P由基本矩形的铝箔形成。在正集流体箔21P的两侧涂上包含正极活性材料的涂料25。形成没有涂上涂料25的外周边缘部23P，从而在以长边方向延伸的正集流体箔21P的其中一个外周边缘处，该外围边缘部分23P以条状延伸。
负集流体箔21N由与正集流体箔21P相同形状的铜箔形成。在负集流体箔21N的两侧涂上包含负极活性材料的涂料27。形成没有涂上涂料27的外周边缘部23N，从而在以长边方向延伸的负集流体箔21N的其中一个外周边缘处，该外围边缘部分23N以条状延伸(以下，在外周边缘部23P和外周边缘部23N之间没有区别的地方，这些外周边缘部将被简称为“外周边缘部23”)。隔离件29为大致矩形，其在短边方向上的长度小于正集流体箔21P和负集流体箔21N在短边方向上的长度。例如，多孔聚丙烯树脂薄片可以用作隔离件29。
正集流体箔21P、负集流体箔21N和两个隔离件29以正集流体箔21P、一个隔离件29、负集流体箔21N和另一个隔离件29的顺序一个放置在另一个的顶部。因此，正集流体箔21P上涂有涂料25的区域和负集流体箔21N上涂有涂料27的区域通过隔离件29面对面。正集流体箔21P的外周边缘部23P从隔离件29在长边方向上延伸的两个端侧的其中一个端侧暴露出来，而负集流体箔21N的外周边缘部23N从隔离件29在长边方向上延伸的两个端侧的另一个端侧暴露出来。
电极20为卷绕性，正集流体箔21P、负集流体箔21N和两个隔离件29的叠层绕图2所示的想象的中心轴101卷绕。该叠层卷绕为使得沿与中心轴10正交的平面截取的截面为轨道形状(由矩形和两个半圆形成的形状)。
正集流体端子41P将正外部端子36P和正集流体箔21P相互电连接。负集流体端子41N将负外部端子36N和负集流体箔21N相互电连接。
集流体端子41由导电金属构成。正集流体端子41P由与构成正集流体箔21P的金属相同类型的金属构成。负集流体端子41N由与构成负集流体箔21N的金属相同类型的金属构成。正集流体端子41P由铝构成，该铝的特点在于即使在高电势也具有抗腐蚀性，并且具有低电阻率。负集流体端子41N由铜构成，该铜的特点在于具有低电阻率并且不会与锂(Li)合金化。
图4为展示了将图1所示的外部端子和集流体端子相互连接的结构的部件分解图。图5为单独展示了图1所示的二次电池的集流体端子的透视图。
参照图1到图5，外部端子36从壳体31的外部通过绝缘体37放置在盖33上。集流体端子41从壳体31的外部通过绝缘体38放置在盖33上。随着导电销部件39从集流体端子41插入到外部端子36，集流体端子41和外部端子36彼此电连接。
将正外部端子36P和负集流体端子41P相互连接的结构和将负外部端子36N和负集流体端子41N相互连接的结构是相同的。
集流体端子41具有板状部42和一对臂43，作为组成部分。板状部42为板形。板状部42为集流体端子41放置在盖33上的一部分。臂43从板状部42折叠，并且以在远离板状部42的方向上的臂的形状延伸。这对臂43面对面并在它们之间留有间隙。这对臂43为集流体端子41连接至电极20(集流体箔21)的部分。
正集流体端子41P设置为使得它的一对臂43夹持正集流体箔21P的外周边缘部23P被分层的部分。负集流体端子41N设置为使得它的一对臂43夹持负集流体箔21N的外周边缘部23N被分层的部分
将正集流体端子41P和正集流体箔21P相互连接的结构和将负集流体端子41N和负集流体箔21N相互连接的结构是相同的。
图6为在图1中被双点划线VI环绕的区域的放大透视图。参照图6，多个集流体箔21层叠在由箭头111指示的方向(以下也称为“集流体箔21的层叠方向”)上的层中。集流体端子41(臂43)从集流体箔21的层叠方向放置在层叠的多个集流体箔21的外周边缘部23。
在集流体端子41(臂43)中形成缺口44。当从集流体箔21的层叠方向看集流体端子41时，缺口44形成为减少臂43的宽度(在与臂43以臂的形状延伸的方向正交的方向上为臂43的长度)。
当从集流体箔21的层叠方向看集流体端子41时，缺口44为大致矩形，具有沿着由箭头112指示的方向延伸的长边，和沿着由箭头113指示的方向延伸的短边。缺口44的长边方向是臂43以臂的形状延伸的方向。缺口44的长边方向正交于集流体箔21的层叠方向。缺口44的短边方向同时正交于缺口44的长边方向和集流体箔21的层叠方向。
集流体端子41具有第一端部46和第二端部47。第一端部46在与集流体箔21的层叠方向正交的方向(由箭头112指示的方向)上延伸(以下由箭头112指示的方向将称为“第一延伸方向”)。第二端部47从第一端部46的末端在同时与集流体箔21的层叠方向和第一延伸方向正交的方向(由箭头113指示)上延伸(以下由箭头113指示的方向将称为“第二延伸方向”)。当从集流体箔21的层叠方向看集流体端子41时，第二端部47的长度小于第一端部47的长度。也就是说，第二端部47在第二延伸方向上的长度小于第一端部46在第一延伸方向上的长度。第一端部46和第二端部47形成缺口44。
在图6中，在臂43的从缺口44处开始的基侧(图5中板状部42的一侧)，层叠的多个集流体箔21的末端(外周边缘部23)与集流体端子41的末端对齐。然而，本发明不限于这种结构，层叠的多个集流体箔21的末端可能从集流体端子41的末端突出。
多个集流体箔21通过焊接连接至集流体端子41(臂43)。
更具体地，二次电池10具有焊接部56。该焊接部56是多个集流体箔21和集流体端子41通过焊接连接在一起的部分。焊接部56是多个集流体箔21和集流体端子41通过熔融然后固化而结合的部分。
焊接部56沿着第二端部47形成。在由箭头111指示的集流体箔21的层叠方向上，焊接部56跨过一个臂43、多个集流体箔21和另一个臂43形成。在由箭头111指示的集流体箔21的层叠方向上，焊接部56的厚度大于多个集流体箔21的厚度。焊接部56形成在远离第一端部46的方向上为从第一端部46和第二端部47的一个角延伸出去。
在第一延伸方向(缺口44的长边方向)上远离第二端部47的位置处，多个集流体箔21在由箭头113指示的第二延伸方向(缺口44的短边方向)上从第一端部46突出。多个集流体箔21从第一端部46突出的部分的长度小于第二端部47的长度。多个集流体箔21在从第一端部46突出的末端具有熔融标记52。熔融标记52是多个集流体箔21的熔融的痕迹，并且随着多个集流体箔21熔融然后固化而形成。
熔融标记52在箭头112指示的第一延伸方向上以带状在一个臂43和另一个臂43之间延伸。熔融标记52在第一延伸方向上连续延伸使其一端到达焊接部56。在熔融标记52在第一延伸方向上延伸的区域中，集流体端子41的臂43和多个集流体箔21不会通过焊接连接在一起。
接着，将描述本发明的第一实施例的二次电池制造方法。图7为展示了图1所示的二次电池的制造方法中的一步骤的透视图。图7展示了与图6相对应的区域。图8为在图7中被双点划线VII环绕的区域的放大透视图。
参照图7和图8，首先，卷绕正集流体箔21P、负集流体箔21N和两个隔离件29的层叠(参见图2)以生成电极20。接着，从箭头111指示的集流体箔21的层叠方向将集流体端子41放置在层叠的多个集流体箔21的外周边缘部23。在本实施例中，集流体端子410的一对臂43夹持层叠的多个集流体箔21的外周边缘部23。
图7的集流体端子410通过后续焊接步骤变成图6的集流体端子41。集流体端子410和集流体端子41除了第二端部47的形状外具有基本相同的形状。下面将描述集流体端子410的结构，该描述可能与集流体端子41的描述部分重叠。
缺口形成在集流体端子410中。缺口44形成为部分地暴露出布置在集流体箔21的层叠方向上最远端的集流体箔21。集流体箔21的暴露部分是集流体箔21的表面的一部分，该部分设置在集流体箔21的层叠方向上的最远端处，并且没有被集流体端子410覆盖。
集流体端子410具有第一端部46和第二端部47。第一端部46在与集流体箔21的层叠方向正交的第一延伸方向(由箭头112指示的方向)上延伸。第一端部46在远离层叠的集流体箔21的末端24的方向延伸。第一端部46沿着层叠的集流体箔21的末端24延伸。第二端部47在同时与集流体箔21的层叠方向和第一延伸反向正交的方向(由箭头113指示的方向)上从第一端部46的末端延伸。第二端部47从第一端部46的末端朝向集流体箔21的末端24延伸。当从集流体箔46的层叠方向看集流体端子440时，第二端部47的长度小于第一端部46的长度。也就是说，第二端部47在第二延伸方向上的长度小于第一端部在第一延伸方向上的长度。第一端部46和第二端部47形成缺口44。
第二端部47具有基部48和薄壁部49。基部48与位于第一端部46和集流体箔21在第二延伸方向上的末端24之间的集流体箔21接触。在集流体箔21的层叠方向上，基部48具有与第一基部46相同的厚度。
在第一延伸方向上，薄壁部49从基部48突出。薄壁部49与位于第一端部46和集流体箔21在第二延伸方向上的末端24之间的集流体箔21接触。在集流体箔21的层叠方向上，薄壁部49的厚度小于基部48的厚度(在图8中，T<Tb)。薄壁部49通过从基部48与面向集流体箔21的一侧相反的表面在集流体箔21的层叠方向上凹陷，形成台阶结构。
在本实施例中，层叠的多个集流体箔21的末端24与集流体端子41的末端对齐，但是本发明不限于这种结构，末端24可能从集流体端子41的末端突出。
图9到图11展示了图1所示的二次电池的制造方法中的步骤的示意图。这些图展示了如从图7中的箭头IX指示的方向所看到的，将电极20(集流体箔21)和集流体端子410焊接在一起的步骤。
参照图9到图11，通过采用激光束120沿着第一延伸方向朝向第二端部47扫描布置在缺口中的多个集流体箔21，同时采用激光束120照射多个集流体箔21，将多个集流体箔21焊接至集流体端子410。在这个焊接步骤中，布置在缺口44中的多个集流体箔21和薄壁部49熔融。
更具体地，首先，如图9所示，采用直接在第一端部46的末端46p(与第二端部47在第一延伸方向上与第一端部46相交的一侧所处的末端46q相反的末端)之上的激光束120照射布置在缺口44中的多个集流体箔21的末端24。
如图10所示，从第一端部46的末端46p到末端46q，采用激光束扫描末端24，同时采用激光束照射末端24。
在这个过程中，激光束的功率输出和/或扫描速度被调节为使得在第二延伸方向上从第一端部46突出的多个集流体箔21仅在第二延伸方向上部分熔融。随着多个集流体箔21在第二延伸方向上部分地熔融，然后固化，在第一延伸方向上远离第二端部47的位置处留下如图6中所示的熔融标记52。
通过激光束照射而熔融的多个集流体箔21的一部分(熔融体51)在激光束的扫描方向上与扫描的激光束一起移动。在尺寸增大的同时，熔融体51从第一端部46的末端46p朝向末端46q移动。
如图11所示，当激光束照射接近第一端部46的末端46q时，布置在缺口44中的多个集流体箔21和薄壁部49熔融。已经从第一端部46的末端46p朝向末端46q移动的熔融体51加入熔融，并且多个集流体箔21和薄壁部49的熔融区域固化，因此在第二端部47处形成图6所示的焊接部56。
正集流体端子41P和负集流体端子41N通过上述焊接步骤连接至电极20。图4中所示的销部件39、绝缘体38、盖33、绝缘体37和外部端子36连接至已经与电极20结合的集流体端子41。如图1所示，与外部端子36和盖33结合的电极20容置于壳体31的主体32内部，盖33焊接至主体32。电解液通过设置在盖33中的注入孔注入到壳体31中，然后将注入孔封闭。这些步骤完成图1所示的二次电池10。
在上述焊接步骤中，多个集流体箔21和集流体端子41通过熔融然后固化而结合。然而，由于多个集流体箔21和集流体端子410的熔融区域在固化的过程中收缩，因此该熔融区域可能拉扯集流体箔21的非熔融部。为了减少这种可能性，在本实施例中，通过在集流体端子410的第二端部47中提供薄壁部49并且将该薄壁部49熔融，减少经受固化收缩的熔融区域的体积。因此，可以减少伴随固化收缩的拉伸应力。
在本实施例中，在第二端部47处，多个集流体箔21和集流体端子410通过熔融然后固化而结合。因此，可以致使伴随熔融区域的固化收缩的拉伸应力分散地作用于位于第一端部46侧的集流体箔21和位于第二端部47侧的集流体箔21上。相应地，可以避免作用在集流体箔21上的拉伸应力的集中。
在本实施例中，在第二延伸方向上从第一端部46突出的多个集流体箔21仅在第一延伸方向上远离第二端部47的位置处在第二延伸方向部分地熔融。因此，可以防止在第二延伸方向上的拉伸应力作用在第一端部46下方直接由集流体端子410覆盖的集流体箔21上。
由于上述原因，本发明可以防止在将电极20和集流体端子410焊接在一起的步骤中多个集流体箔21和集流体端子410的熔融区域的固化收缩导致的集流体箔21中的撕扯。
图12为沿着图6中的线XII-XII的二次电池的截面的示意图。参照图12，当通过本实施例的二次电池制造方法生产二次电池时，可以防止集流体箔21的撕扯。
参照图7和图8，薄壁部49在多个集流体箔21的层叠方向上的厚度T与集流体箔21在其层叠方向上的厚度t的比率优选为满足关系0.5≤T/t≤1.1。
如果满足0.5≤T/t，可以防止足够体积的薄壁部49来更稳定地将多个集流体箔21和集流体端子410焊接在一起。在另一方面，如果满足关系T/t≤1.1，那么可以减少经受固化收缩的薄壁部49，从而更有效地较少伴随多个集流体箔21和集流体端子410的熔融区域的固化收缩的拉伸应力。因此，可以提高将电极20和集流体端子410焊接地连接在一起的质量。
薄壁部在多个集流体箔21的层叠方向上的厚度T与集流体箔在其层叠方向上的厚度t的比率更优选地满足关系0.6≤T/t≤0.9。
简而言之，前面已经描述了本发明的第一实施例的二次电池制造方法和二次电池的配置，本实施例的二次电池10的制造方法包括从多个集流体箔21的层叠方向将集流体端子410放置在层叠的多个集流体箔21上。在集流体端子410中形成缺口44，从而部分地暴露出布置在集流体箔21的层叠方向上的末端的集流体箔21。集流体端子410具有在与集流体箔21的层叠方向正交的第一延伸方向上延伸的第一端部46，以及在同时与集流体箔21的层叠方向和第一延伸方向正交的第二延伸方向上从第一端部46的末端延伸出的第二端部47，第二端部47的长度小于第一端部46，并且第二端部47与第一端部46形成缺口。第二端部47包括基部48和薄壁部49，薄壁部49在第一延伸方向上从基部48突出，并且在集流体箔21的层叠方向上的厚度小于基部48的厚度。二次电池制造方法还包括通过采用作为能量束的激光束沿着第一延伸方向朝向第二端部47扫描布置在缺口44中的多个集流体箔21，同时采用激光束照射多个集流体箔21，将多个集流体箔21焊接至集流体端子410。在将多个集流体箔21焊接至集流体端子410的步骤中，布置在缺口44中的多个集流体箔21和薄壁部49熔融。
本实施例的二次电池10，包括层叠的多个集流体箔21，和集流体端子41，集流体端子41在多个集流体箔21的层叠方向上放置在多个集流体箔21上。在集流体端子41中形成缺口44。集流体端子41具有在与集流体箔21的层叠方向正交的第一延伸方向上延伸的第一端部46，以及在同时与集流体箔21的层叠方向和第一延伸方向正交的第二延伸方向上从第一端部46的末端延伸出的第二端部47，第二端部47的长度小于第一端部46，并且与第一端部46形成缺口44。二次电池10还包括随着多个集流体箔21和集流体端子41焊接在一起而沿着第二端部47形成的焊接部56。在第一延伸方向上远离第二端部47的位置处，多个集流体箔21在第二延伸方向上从第一端部46突出，并且在突出端处具有熔融标记52。
根据如此配置的本发明的第一实施例的二次电池10的制造方法和二次电池10，在将电极20和集流体端子410焊接在一起的步骤中可以防止对电极20的集流体箔21的损害。因此，可以防止二次电池10的阻抗增加，或者电极20和集流体端子41的焊接强度降低。
在本实施例中已经描述了卷绕类型的电极20，但是本发明不限于这个例子；电极可能是正集流体箔和负集流体箔通过隔离件反复层叠的层叠类型。在本实施例中，集流体端子41的第二端部47具有由基部48和薄壁部49形成的台阶结构，但是本发明不限于这种结构。例如，薄壁部可能具有锥形结构，其中，薄壁部的厚度在远离基部的方向上逐渐减少。在将电极20和集流体端子410焊接在一起的步骤中可能使用电子束代替激光束。
(第二实施例)
图13为展示了本发明的第二实施例的二次电池制造方法的一步骤的透视图。图13为与第一实施例的图7相对应的视图。第二实施例的二次电池制造方法基部具有与第一实施例的二次电池制造方法相同的配置。在下面，将省略这两个实施例相同部分的描述。
参照图13，在本实施例中，集流体端子410具有第一端部46、第二端部47m和第三端部47n。
第一端部46和第二端部47m分别对应第一实施例的第一端部46和第二端部47。
在第一端部46的第一延伸方向上，第三端部47n面向第二端部47m。第三端部47n在同时与集流体箔21的层叠方向和第一延伸方向正交的方向上从第一端部46的末端延伸。第三端部47n从第一端部46朝向集流体箔21的末端24延伸。第三端部47n平行于第二端部47m延伸。由第一端部46、第二端部47m和第三端部47n形成缺口44。
第二端部47m具有基部48m和薄壁部49m。基部48m和薄壁部49m分别对应第一实施例的基部48和薄壁部49。第三端部47n具有基部48n和薄壁部49n。基部48n和薄壁部49n以分别与第二端部47m的基部48m和薄壁部49m相同的形式设置。
在将电极20和集流体端子410焊接在一起的步骤中，采用激光束沿着第一延伸方向朝向第二端部47m扫描布置在缺口44中的多个集流体箔21，同时采用激光束照射布置在缺口44中的多个集流体箔21(以箭头121指示的方向扫描)。在这个焊接步骤中，布置在缺口44中的多个集流体箔21和薄壁部49m熔融。
接着，采用激光束沿着第一延伸方向朝向第三端部47n扫描布置在缺口44中的多个集流体箔21，同时采用激光束照射布置在缺口44中的多个集流体箔21(以箭头122指示的方向扫描)。在这个焊接步骤中，布置在缺口44中的多个集流体箔21和薄壁部49n熔融。
与第一实施例的二次电池10相比，由本实施例的二次电池制造方法制造的二次电池具有沿着第三端部47n形成的额外焊接。
根据如此配置的第二实施例的二次电池制造方法，可以实现类似于在第一实施例中描述的那些效果。此外，由于增大了电极20(集流体箔21)和集流体端子41的连接面积，本实施例具有更显著的增强焊接强度和减少电池电阻的效果。因此，可以提高二次电池抗故障和抗振动的可靠性，以及电学特性。
(例子)
图14为展示了在例子1中将电极和集流体端子相互连接的结构的侧视图。图15为展示了在例子1中将电极和集流体端子相互连接的结构的截面图。
参照图14和15，在这个例子中，15μm厚的铝箔(或铝合金箔)用作正集流体箔21P，10μm厚的铜箔用作负集流体箔21N。在正集流体箔21P和负集流体箔21N的表面上分别形成正活性材料混合物层和负活性材料混合物层。
正集流体箔21P和负集流体箔21N被切割为预定尺寸。正集流体箔21P和负集流体箔21N通过作为隔离件29的多孔绝缘层层叠，卷绕获得的层叠以生产图2的电极20。
图16为展示了例子1的集流体端子的第二端部的放大透视图。在这个例子中，1.0mm厚的铝片用于生产图7的正集流体端子410，1.0mm厚的铜片用于生产图7的负集流体端子410。如图16所示，基部48的厚度Tb为1.0mm；薄壁部49的厚度T为0.5mm；从基部48突出的薄壁部49的长度H为2.0mm；薄壁部49在与突出方向正交的方向上的宽度L为2.0mm。
参照图14和15，芯71插入电极20中，从而将集流体箔21从电极20的卷绕的中心划分为左边和右边。在这个改变的例子中，使用带有平行设置的一对臂43j和一对臂43k的集流体端子410。一对臂43j夹持由芯71划分的多个集流体箔21的一边，而一对臂43k夹持由芯71划分的多个集流体箔21的另一边。
依照在第一实施例中描述的二次电池制造方法执行将电极20和集流体端子410焊接在一起的步骤。采用光纤激光器，在输出功率2000W和扫描速度20mm/s的条件下，焊接正端子。采用光纤激光器，在输出功率3000W和扫描速度10mm/s的条件下，焊接负端子。
图17为展示了在对比例1中将电极和集流体端子焊接在一起的步骤的截面图。图18为展示了在对比例2中将电极和集流体端子焊接在一起的步骤的截面图。
参照图17和图18，同时在对比例1和对比例2中，由与例子1中相同的步骤生产电极20。
如图17所示，在对比例1中，集流体箔21的外周边缘部插入设有狭缝252的集流体(集流体端子)251的收缩部，集流体箔21的外周边缘部的前端从狭缝252突出来。采用激光束扫描从狭缝252突出来的集流体箔21的外周边缘部，从而将电极20和集流体251焊接在一起。对于正电极，使用的集流体251为1.5mm厚，并且由铝制成，带有0.2mm宽的狭缝252。对于负电极，使用的集流体251为1.5mm厚，并且由铜制成，带有0.2mm宽的狭缝252。
如图18所示，在对比例2中，集流体箔21的外周边缘部插入固定板261的折叠部261(集流体端子)。通过形成在固定板216中的缝隙孔262，采用激光束照射外周边缘部，从而将电极20和固定板261焊接在一起。对于正电极，使用的固定板261是被弯曲成倒U型的1.0mm厚的铝片。对于负电极，使用的固定板216是被弯曲成倒U型的1.0mm厚的铜片。
通过上面描述的相应的二次电池制造方法生产了例子1、对比例1和对比例2的各30个二次电池。
图19为展示了例子1、对比例1和对比例2的二次电池的评价结果的表格。参照图19，首先评价了生产的二次电池的充电和放电性能。如图19所示，当比较例子1、对比例1和对比例2时，例子1的二次电池的电池容量比对比例1和对比例2的二次电池的电池容量高5％。这是因为，在例子1中，在焊接步骤中所需的集流体箔从隔离件上突出的长度更小。
接着，对生产的二次电池进行振动测试。在振动测试之后，二次电池被拆解以检查集流体端子和集流体箔之间的焊接的状态。在对比例1的二次电池中，集流体箔21被扯裂，因此焊接强度降低。可能的解释是，在将电极20和集流体21焊接在一起的步骤中，位于从狭缝252突出的位置下方的集流体箔21均受到拉伸应力。在另一方面，在对比例2的一些二次电池中，由于焊接过程中热量输入过大，在集流体箔21和固定板261之间的焊接的一部分中形成孔，同时，由于焊接过程中热量输入不足，另一些集流体箔21没能够被连接。相交而言，在例子1的二次电池中，有效地防止了这些由集流体端子410和集流体箔21的焊接引起的缺陷。
图20为展示了例子2的二次电池的评价结果的表格。参照图20，在例子2中，依照例子1的二次电池制造方法生产二次电池。在这种情况下，集流体箔21的层叠厚度t为0.5mm，在集流体端子410中的基部48的厚度Tb为1mm。在集流体端子410中的薄壁部49的厚度T的值在0.05mm到0.75mm的范围内变化，从而使得T/t的值如图20所示变化。
在图20中，用A标记集流体箔21和集流体端子41之间的焊接质量更高的那些二次电池，并且用B标记焊接质量稍低的那些二次电池。如图20所示，当满足关系0.5≤T/t≤1.1时，集流体箔21和集流体端子41之间的焊接具有更高质量。
这里公开的实施例在每一方面都应当理解为是说明而非限制。本发明的范围不是由上述描述限定，而是由权利要求限定，并且旨在包括在权利要求的含义和范围内等同的所有可能修改。
本发明主要应用于采用焊接将集流体箔和集流体端子焊接在一起的二次电池。

Claims (8)

1.一种二次电池制造方法，其特征在于，包括：
从层叠的多个集流体箔的层叠方向将集流体端子放置在层叠的所述多个集流体箔上，
所述集流体端子具有在与所述集流体箔的层叠方向正交的第一延伸方向上延伸的第一端部，以及在同时与所述集流体箔的层叠方向和所述第一延伸方向正交的第二延伸方向上从所述第一端部的一端延伸出的第二端部，所述第二端部在所述第二延伸方向上的长度小于所述第一端部在所述第一延伸方向上的长度，并且所述第二端部与所述第一端部形成缺口，以使得布置在所述集流体箔的层叠方向上的末端处的所述集流体箔部分暴露，
所述第二端部包括基部和薄壁部，所述薄壁部在所述第一延伸方向上从所述基部突出，并且该薄壁部在所述集流体箔的层叠方向上的厚度小于所述基部的厚度；
通过用能量束沿着所述第一延伸方向朝着所述第二端部扫描布置在所述缺口中的所述多个集流体箔，同时用所述能量束照射所述多个集流体箔，将所述多个集流体箔焊接至所述集流体端子，其中，
当所述多个集流体箔焊接至所述集流体端子时，使布置在所述缺口中的所述多个集流体箔和所述薄壁部熔融。
2.根据权利要求1所述的二次电池制造方法，其特征在于：
当所述多个集流体箔焊接至所述集流体端子时，在所述第二延伸方向上从所述第一端部突出的所述多个集流体箔仅在沿所述第一延伸方向上远离所述第二端部的位置处、在所述第二延伸方向上部分地熔融。
3.根据权利要求1所述的二次电池制造方法，其特征在于：
当所述集流体端子放置在层叠的所述多个集流体箔上时，所述薄壁部在所述多个集流体箔的层叠方向上的厚度T与所述集流体箔在所述多个集流体箔的层叠方向上的厚度t的比率满足关系0.5≤T/t≤1.1。
4.根据权利要求1所述的二次电池制造方法，其特征在于：
当所述集流体端子放置在层叠的所述多个集流体箔上时，所述薄壁部在所述多个集流体箔的层叠方向上的厚度T与所述集流体箔在所述多个集流体箔的层叠方向上的厚度t的比率满足关系0.6≤T/t≤0.9。
5.根据权利要求1到4中任意一项所述的二次电池制造方法，其特征在于：
所述集流体端子还具有第三端部，所述第三端部布置为：在所述第一延伸方向上面向所述第二端部，在同时与所述集流体箔的层叠方向和所述第一延伸方向正交的方向上延伸，并且与所述第一端部和所述第二端部形成所述缺口；
所述第三端部包括基部和薄壁部，所述薄壁部在与所述第一延伸方向相反的方向上从所述基部突出，并且在所述集流体箔的层叠方向上具有小于所述基部的厚度；
当所述多个集流体箔焊接至所述集流体端子时，还用能量束沿着所述第一延伸方向朝着所述第三端部扫描布置在所述缺口中的所述多个集流体箔，同时用所述能量束照射布置在所述缺口中的所述多个集流体箔。
6.根据权利要求1到4中任意一项所述的二次电池制造方法，其特征在于：
所述第二端部具有台阶结构，从而使得所述第二端部在所述集流体箔的层叠方向上的厚度从所述基部朝向所述薄壁部不连续地变化。
7.一种二次电池，其特征在于，包括：
层叠的多个集流体箔；
集流体端子，所述集流体端子沿所述多个集流体箔的层叠方向放置在所述多个集流体箔上，
所述集流体端子具有在与所述集流体箔的层叠方向正交的第一延伸方向上延伸的第一端部，以及在同时与所述集流体箔的层叠方向和所述第一延伸方向正交的第二延伸方向上从所述第一端部的末端延伸出的第二端部，所述第二端部在所述第二延伸方向上的长度小于所述第一端部在所述第一延伸方向上的长度，并且与所述第一端部形成缺口，其中，在与所述多个集流体箔焊接在一起之前，所述第二端部包括基部和薄壁部，所述薄壁部在所述第一延伸方向上从所述基部突出，并且所述薄壁部在所述集流体箔的层叠方向上的厚度小于所述基部的厚度；以及
焊接部，其随着当所述多个集流体箔和所述集流体端子被焊接在一起时所述多个集流体箔和所述薄壁部的熔融区域固化而沿着所述第二端部形成，
在所述第一延伸方向上远离所述第二端部的位置处，所述多个集流体箔在所述第二延伸方向上从所述第一端部突出，并且在所述多个集流体箔的突出端处具有熔融标记。
8.根据权利要求7所述的二次电池，其特征在于：
所述集流体端子还具有第三端部，所述第三端部布置为在所述第一延伸方向上面向所述第二端部，在同时与所述集流体箔的层叠方向和所述第一延伸方向正交的方向上延伸，并且与所述第一端部和所述第二端部形成所述缺口，
所述二次电池还包括随着所述多个集流体箔和所述集流体端子焊接在一起而沿所述第三端部形成的焊接部。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019088053A1 (ja) * 2017-10-30 2019-05-09 株式会社東芝 電池および電池の製造方法
CN110959206B (zh) * 2017-10-30 2022-12-30 株式会社东芝 电池
DE102020120263B3 (de) 2020-07-31 2021-12-09 Manz Ag Verschweißen von metallischen Folien mittels Laser

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000133241A (ja) * 1998-10-30 2000-05-12 Japan Storage Battery Co Ltd 非水電解質電池及び非水電解質電池の製造方法
CN105390656A (zh) * 2014-08-29 2016-03-09 丰田自动车株式会社 二次电池集电端子和二次电池的制造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3804702B2 (ja) 1997-03-18 2006-08-02 株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション 非水電解質二次電池
JP3547953B2 (ja) * 1997-09-30 2004-07-28 三洋電機株式会社 円筒型非水電解液二次電池の製造方法
JP5034135B2 (ja) * 2000-09-22 2012-09-26 株式会社デンソー 電池およびその製造方法
KR100599732B1 (ko) * 2004-09-21 2006-07-12 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP4986441B2 (ja) 2005-11-24 2012-07-25 三洋電機株式会社 角形電池
JP2007265846A (ja) 2006-03-29 2007-10-11 Sanyo Electric Co Ltd 円筒形電池およびその製造方法
JP4918997B2 (ja) * 2006-04-27 2012-04-18 株式会社デンソー 非水電解質二次電池
JP2009227643A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Mitsui Chemicals Agro Inc 含フッ素アルキルカルボン酸誘導体を利用した含フッ素ピラゾール誘導体の製造方法
JP2011076776A (ja) * 2009-09-29 2011-04-14 Sanyo Electric Co Ltd 電極体の芯体露出部と集電用部材との溶接方法
JP2013122973A (ja) * 2011-12-09 2013-06-20 Chiba Inst Of Technology 金属箔の接続構造及びその接続方法及びコンデンサ
KR101675623B1 (ko) * 2013-10-17 2016-11-11 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 및 그 제조 방법
JP6191876B2 (ja) * 2014-06-10 2017-09-06 トヨタ自動車株式会社 電池

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000133241A (ja) * 1998-10-30 2000-05-12 Japan Storage Battery Co Ltd 非水電解質電池及び非水電解質電池の製造方法
CN105390656A (zh) * 2014-08-29 2016-03-09 丰田自动车株式会社 二次电池集电端子和二次电池的制造方法

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