CN109792030B - 二次电池、二次电池的制造方法及二次电池用导电构件的制造方法 - Google Patents

二次电池、二次电池的制造方法及二次电池用导电构件的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种二次电池，在具备具有与正极端子或者负极端子连接并且与汇流条连接的部位的导电构件的二次电池中，具备采用简单的结构且相对于正极端子或者负极端子以及汇流条能够进行可靠性高的焊接的导电构件。二次电池具备：电极体(10)，具备正极板以及负极板；外包装体(20)，具有开口部，并收纳了电极体；封口体(21)，对开口部进行封口；端子(15)、(16)，设置于封口体，并与正极板或者负极板连接；以及导电构件(17)、(18)，配置于封口体的外部侧并与端子连接，导电构件(18)具有：重叠部，导电性的板状构件的一端部被折返而对置的面彼此重合；以及基座部，面彼此不重合，端子在基座部中与导电构件连接。

Description

二次电池、二次电池的制造方法及二次电池用导电构件的制 造方法
技术领域
本发明涉及具备与正极端子或者负极端子连接，并且具有与汇流条连接的部位的导电构件的二次电池及其制造方法以及二次电池用导电构件的制造方法。
背景技术
将多个二次电池串联电连接而构成的组电池中，并联的一个二次电池的正极端子与另一个二次电池的负极端子通过汇流条进行焊接。此时，在正极端子和负极端子由不同种类金属构成的情况下，若使用单一种类的汇流条焊接在正负的端子上，则在任一方的端子上产生不同种类金属彼此的焊接。然而，不同种类金属彼此的焊接有时因材料的组合而变得困难。例如，在负极端子由铜构成，正极端子由铝构成的情况下，若将由铝构成的汇流条焊接于负极端子，则有可能焊接部的可靠性显著降低。
针对这样的问题，在专利文献1中公开了一种汇流条，该汇流条由与正极端子相同种类的金属构成的金属板和由与负极端子相同种类的金属构成的金属板组合而成的复合板构成。在长度方向的中途，通过将由该复合板构成的汇流条扭转180°或者将两端部向相反的方向弯折180°，能够在相同平面内配置两种金属板。由此，能够通过由相同种类的金属构成的金属板分别焊接被并联的二次电池的正极端子和负极端子。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-151045号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，专利文献1所公开的汇流条需要根据被并联的二次电池的间隔，进行复合板的扭转加工、弯折加工。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其主要目的在于提供一种二次电池，在具备具有与正极端子或者负极端子连接，并且与汇流条连接的部位的导电构件的二次电池中，具备采用简单的结构且相对于正极端子以及汇流条或者负极端子以及汇流条能进行可靠性高的焊接的导电构件。
用于解决课题的手段
本发明所涉及的二次电池具备：电极体，具备正极板以及负极板；外包装体，具有开口部，并收纳了电极体；封口体，对开口部进行封口；端子，设置于封口体，与正极板或者负极板连接；以及导电构件，配置于封口体的外部侧，并与端子连接，导电构件具有：重叠部，导电性的板状构件的一端部被折返而对置的面彼此重合；以及基座部，面彼此不重合，端子在所述基座部与导电构件连接。
在某个优选的实施方式中，上述板状构件由层叠有板状的第1导电构件和第2导电构件的包层件构成，第1导电构件由与上述端子相同种类的金属构成，重叠部被折返成第1导电构件的面彼此重合，导电构件在基座部中第1导电构件在表面露出，在重叠部中第2导电构件在表面露出，端子在基座部中与导电构件连接。
发明效果
根据本发明，能够提供一种如下的二次电池，在具备具有与正极端子或者负极端子连接，并且与汇流条连接的部位的导电构件的二次电池中，具备采用简单的结构且相对于正极端子以及汇流条或者负极端子以及汇流条能进行可靠性高的焊接的导电构件。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的一个实施方式中的二次电池的结构的图，(a)是俯视图，(b)是剖视图。
图2(a)～(c)是示意性地表示制作本发明的一个实施方式中的负极导电构件的工序的图。
图3是示意性地表示在重叠部设置有连接部的导电构件的结构的立体图。
图4(a)、(b)是示意性地表示连接部的形成方法的剖视图。
图5是示意性地表示本发明的其他实施方式中的负极导电构件的结构的剖视图。
图6是示意性地表示排列多个本发明中的二次电池而构成的组电池的立体图。
图7是示意性地表示具备反转板(短路机构)的二次电池的结构的局部剖视图。
具体实施方式
以下，基于附图，对本发明的实施方式详细地进行说明。另外，本发明并不限定于以下的实施方式。此外，在不脱离起到本发明效果的范围的范围内，能够进行适当变更。
图1是示意性地表示本发明的一实施方式中的二次电池1的结构的图，图1(a)是俯视图，图1(b)是剖视图。
如图1(a)、(b)所示，在本实施方式中的二次电池1中，作为发电元件的电极体10与电解液一起收纳在外包装体20中。此外，外包装体20的开口部被封口体21封口。在此，电极体10形成为正极板以及负极板隔着间隔件(均未图示)被卷绕或者层叠的结构。正极板在正极芯体表面设置有包括正极活性物质的正极活性物质层。负极板在负极芯体表面设置有包括负极活性物质的负极活性物质层。此外，正极板以及负极板分别在其一侧部具有未形成活性物质层的正极芯体露出部11以及负极芯体露出部12。而且，正极板以及负极板配置成正极芯体露出部11以及负极芯体露出部12分别向相反方向延伸突出。
另外，正极端子15以及负极端子16经由设置于封口板12的上表面以及下表面的绝缘构件(未图示)固定于封口板12。此外，虽然在图1(a)、(b)中未图示，但在电极体13与外包装体11之间配置有被弯折加工成箱状的绝缘片。
正极芯体露出部11经由正极集电体13与正极端子15连接，此外，负极芯体露出部12经由负极集电体14与负极端子16连接。正极端子15以及负极端子16分别贯通设置于封口体21的贯通孔而固定于封口体21。进而，在封口体21的外部侧，在正极端子15以及负极端子16分别连接有正极导电构件17以及负极导电构件18。此外，正极导电构件17以及负极导电构件18分别具有成为与正极端子15以及负极端子16连接的部位的基座部17a、18a和成为与汇流条连接的部位的重叠部17b、18b。在设置于正极导电构件17的基座部17a的贯通孔插入正极端子15，正极端子15的上端被铆接固定在基座部17a上。此外，正极端子15的被铆接的部分与基座部17a焊接。在设置于负极导电构件18的基座部18a的贯通孔插入负极端子16，负极端子16的上端被铆接固定在基座部18a上。此外，负极端子16的被铆接的部分与基座部18a焊接。
负极端子16、负极导电构件18与封口体21电绝缘。此外，例如，通过使正极集电体13、正极端子15以及正极导电构件17中的至少一个与封口体21接触，从而使正极集电体13、正极端子15以及正极导电构件17与封口体21电连接。另外，也能够使正极集电体13、正极端子15以及正极导电构件17与封口体21电绝缘。
在封口体21设置有注液电解液的注液孔，该注液孔在注入电解液后，被密封构件24密封。此外，在封口体21设置有在外包装体20的内部的压力上升时断裂、释放压力的排出阀25。
另外，在二次电池1是非水电解质二次电池的情况下，正极芯体、正极集电体13以及正极端子15优选由铝或者铝合金构成。此外，负极芯体、负极集电体14以及负极端子16优选为铜或者铜合金。另外，也可以在负极端子16的表面设置镍层。
外包装体20以及封口体21优选为金属制，优选由铝、铝合金、不锈钢，铁等构成。
图2(a)～(c)是表示制作本实施方式中的负极导电构件18的工序的图。
如图2(a)所示，准备层叠有板状的第1导电构件19a和第2导电构件19b的包层件19。在此，第1导电构件19a由与负极端子16相同种类的金属构成。此外，第2导电构件19b由与汇流条相同种类的金属构成。例如，在负极端子16由铜或铜合金构成的情况下，第1导电构件19a由铜或者铜合金构成，在汇流条由铝或者铝合金构成的情况下，第2导电构件19b由铝或者铝合金构成。
接下来，如图2(b)所示，将包层件19的一端部折返成第1导电构件19a的面彼此重合。由此，如图2(c)所示，制作具有第1导电构件19a的面彼此重合的重叠部18b和第1导电构件19a的面彼此不重合的基座部18a的负极导电构件18。
如图2(c)所示，本实施方式中的负极导电构件18在基座部18a中，第1导电构件19a在表面露出，在重叠部18b中第2导电构件19b在表面露出。因此，如图1(a)、(b)所示，在封口体21的外部侧配置负极导电构件18时，第1导电构件19a在表面露出的基座部18a中，连接有负极端子16，在第2导电构件19b在表面露出的重叠部18b中，连接有汇流条。另外，在基座部18a形成有插入有负极端子16的贯通孔。该贯通孔的形成的时机可以是包层件19的弯折加工前、弯折加工后的任意时刻。
在本实施方式中，由于第1导电构件19a由与负极端子16相同种类的金属构成，因此通过相同种类金属彼此的焊接，能够将负极端子16与负极导电构件18接合。此外，由于第2导电构件19b由与汇流条相同种类的金属构成，因此通过相同种类金属彼此的焊接，能够将汇流条与负极导电构件18接合。由此，即使负极端子16和汇流条由不同的金属构成，也能够得到具备相对于负极端子16以及汇流条能够实现可靠性高的焊接的负极导电构件18的二次电池。
另外，在正极端子15由与汇流条相同种类的金属(例如，铝或者铝合金)构成的情况下，只要由与正极端子15相同种类的金属构成正极导电构件17即可。由此，能够通过相同种类的金属彼此的焊接将正极端子15和汇流条与正极导电构件17接合。
另一方面，在正极端子15由与汇流条不同种类的金属构成的情况下，将层叠有由与正极端子15相同种类的金属构成的第1导电构件和由与汇流条相同种类的金属构成的第2导电构件而成的包层件折返成第1导电构件的面彼此重合，由此制作正极导电构件17即可。此时，在第1导电构件的面彼此不重合的基座部中，能够通过相同种类金属彼此的焊接将正极端子15与正极导电构件17接合。此外，在第1导电构件的面彼此重合的重叠部，能够通过相同种类金属彼此的焊接将汇流条与正极导电构件17接合。
根据本实施方式，在具备了具有与正极端子或者负极端子连接且与汇流条连接的部位的导电构件的二次电池中，通过将层叠有第1导电构件和第2导电构件的包层件折返成第1导电构件的面彼此重合而制作导电构件，从而在第1导电构件的面彼此不重合的基座部，能够通过相同种类的金属彼此的焊接将正极端子或者负极端子与导电构件接合。此外，在第1导电构件的面彼此重合的重叠部，能够通过相同种类金属彼此的焊接将汇流条和导电构件接合。由此，即使正极端子15或者负极端子16与汇流条由不同的金属构成，也能够得到具备相对于正极端子15或者负极端子16以及汇流条能进行可靠性高的焊接的导电构件的二次电池。
另外，在本实施方式中，作为构成导电构件的包层件，在第1导电构件19a使用与正极端子或者负极端子相同种类的金属，在第2导电构件19b使用与汇流条相同种类的金属即可。
此外，本实施方式中的导电构件通过将层叠有第1导电构件和第2导电构件的包层件的一端部折返而制作，因此能够得到低成本且强度高的导电构件。
图3是示意性地表示实现了重叠部中电阻值的降低的导电构件的结构的立体图。
如图3所示，导电构件18的重叠部18b具有连接部30，该连接部30将包层件被折返而对置的第1导电构件的面彼此固定连接。另外，在基座部18a设置有正极端子或者负极端子贯通的贯通孔18c。
这样，若形成有将相对置的第1导电构件的面彼此固定连接的连接部30，则能够降低在重叠部18b中连接有汇流条的部分与在基座部18a连接有负极端子16的部分之间的电阻值。
连接部30例如能够通过如图4(a)、(b)所示的方法形成。在此，图4(a)、(b)仅示出重叠部18b的剖面。
图4(a)所示的方法在表面形成有凹部32a的模具32上载置有重叠部18b，使用冲头31从上方对重叠部18b进行冲压加工。由此，在对置地重合的第1导电构件19a中、上侧的第1导电构件19a的面的一部分被打入到下侧的第1导电构件19a的内部的状态下，形成有连接部30。此时，在上侧的第2导电构件19b的表面形成有凹部，并且在下侧的第2导电构件19b的表面形成有凸部。
图4(b)所示的方法使用在表面未形成有凹部的模具32，通过冲头31从上方对重叠部18b进行冲压加工。在这种情况下，在上侧的第2导电构件19b的表面形成有凹部，但在下侧的第2导电构件19b的表面不形成凸部。
另外，图3所例示的连接部30形成于重叠部18b的四角，但并不局限于此，也可以以任意的位置以及个数形成连接部30。另外，优选地，连接部30至少设置在基座部18a与重叠部18b的边界附近的位置。根据这样的结构，能够进一步降低在重叠部18b连接有汇流条的部分与在基座部18a连接有负极端子16的部分之间的电阻值。此外，能够更可靠地防止在基座部18a与重叠部18b的边界附近，负极导电构件变形为相对抗的第1导电构件19a的面彼此分离。
在图3所示的负极导电构件18中，板状构件19的折返部形成于负极导电构件18的长度方向上的端部。作为其他实施方式，在负极导电构件18的宽度方向上的一方的端部能够形成有板状构件19的折返部。在这种情况下，在板状构件19中，使折返后成为重叠部的部分的宽度比成为基座部的部分的宽度大即可。
以上，通过优选的实施方式对本发明进行了说明，但这样的记述不是限定事项，当然能够进行各种改变。例如，在上述实施方式中，将层叠有第1导电构件和第2导电构件的包层件的一端部折返而制作负极导电构件，如图5所示，也可以将单一的导电性的板状构件19的一端部折返而制作负极导电构件18。在这种情况下，负极导电构件18具有对置的面彼此重合的重叠部18b和面彼此不重合的基座部18a。而且，负极端子在基座部18a能够与负极导电构件18连接。此外，能够将重叠部18b设为将汇流条接合的部位。
这样结构的负极导电构件18通过将导电性的板状构件19的一端部折返而制作，因此能够以更简单的方法制作具有厚度不同的部分的负极导电构件18。负极导电构件18具有厚度薄的基座部18a和厚度厚的重叠部18b。因此，在负极导电构件18中，连接有汇流条的面(重叠部18b的上表面)与连接有负极端子16的面(基座部18a的上表面)的高度不会成为相同的高度。因此，在将汇流条与负极导电构件18的重叠部18b连接时，能够更可靠地防止汇流条、夹具等与负极导电构件18的基座部18a和负极端子16的连接部接触而使该连接部损伤。
此外，在重叠部18b激光焊接汇流条的情况下，能够在不损伤配置于重叠部18b的下方的构件的情况下，利用更高能量的激光牢固地进行焊接连接。在此，由于基座部18a的厚度比重叠部18b的厚度小，因此能够在不提高负极端子17与负极导电构件18的连接部附近的二次电池的高度的情况下得到上述的效果。另外，作为配置在重叠部18b的下方的构件，可以举出封口板、配置在负极导电构件18与封口板之间的绝缘构件、或者后述的反转板等。
另外，正极导电构件17也可以将单一的导电性的板状构件的一端部折返而制作。
也可以排列多个本发明中的二次电池1而构成组电池。图6是表示排列六个本发明中的二次电池1而构成组电池50的例子的立体图。
如图6所示，将各二次电池1的正极端子15以及负极端子16的位置交替地替换排列，通过汇流条60将相邻的二次电池1的正极端子15和负极端子16接合，将六个二次电池1电串联连接。例如，在正极端子15以及汇流条60由铝或者铝合金构成，负极端子16由铜或者铜合金构成的情况下，正极导电构件17以及负极导电构件18能够使用如下结构的构件。
即，如图5所示，正极导电构件17将由铝或者铝合金构成的板状构件19的一端部折返，能够使用具有对置的面彼此重合的重叠部18b和面彼此不重合的基座部18a的结构的构件。此外，如图2所示，负极导电构件18将层叠有由铜或者铜合金构成的第1导电构件19a和由铝或者铝合金构成的第2导电构件19b的包层件19的一端部折返成第1导电构件19a的面彼此重合，能够使用具有对置的面彼此重合的重叠部18b和面彼此不重合的基座部18a的结构的构件。
通过使用这样的结构的正极导电构件17以及负极导电构件18，正极端子15在正极导电构件17的基座部17a，能够通过相同种类的金属(铝或者铝合金)彼此的焊接进行接合。此外，负极端子16在负极导电构件18的基座部18a能够通过相同种类的金属(铜或者铜合金)彼此的焊接进行接合。进而，能够将与相邻的二次电池1的正极端子15连接的正极导电构件17的重叠部17b和与负极端子16连接的负极导电构件18的重叠部18b通过由相同种类的金属(铝或者铝合金)构成的汇流条60进行焊接。其结果是，即使二次电池1的正极端子15以及负极端子16由不同的金属构成，也能够得到以可靠性高的焊接接合正极端子15、负极端子16以及汇流条60的组电池50。另外，正极导电构件和负极导电构件的双方不需要是板状构件19的一端部被折返的构件。例如，作为正极导电构件，也可以使用未被折返加工的导电构件。
此外，在本发明的二次电池中，如图7所示，可以在负极端子16的附近设置反转板(短路机构)42。
如图7所示，负极端子16贯通设置于封口体21的贯通孔而被固定于封口体21。此外，配置于封口体21的外部侧的负极导电构件18在基座部18a中与负极端子16连接。此外，负极端子16在封口体21的内部侧与负极集电体14连接。另外，封口体21通过绝缘构件40、41与负极端子16以及负极集电体14电绝缘。另一方面，正极端子(未图示)与封口体21电连接，因此，封口体21具有与正极端子相同的极性。
在封口体21的一部分形成有空洞部43，为了覆盖该空洞部43配置有作为可变构件的反转板42。在此，反转板42与封口体21电连接，具有与正极端子相同的极性。此外，负极导电构件18的重叠部18b延伸突出到空洞部43的上方。而且，在二次电池成为过充电状态，外包装体20的内部的压力成为设定值以上时，反转板42反转，与负极导电构件18的重叠部18b接触。由此，反转板42作为使正极板和负极板在电极体的外部电短路的短路机构而发挥作用。
另外，在图7中，将反转板(短路机构)42设置在负极端子16的附近，但也可以设置在正极端子的附近。在这种情况下，正极端子与封口体电绝缘，另一方面，负极端子与封口体21电连接。
反转板优选为铝或者铝合金制。而且，在负极导电构件中，构成与反转板对置的面的第2导电构件也优选为铝或者铝合金制。由此，在反转板与第2导电构件接触时，使反转板与第2导电构件熔融连接。由此，能够更可靠地流动短路电流，能够使形成于正极集电体或正极导电构件的熔丝部可靠地溶断。此外，第1导电构件优选由铜或者铜合金制构成。由此，即使负极导电构件与反转板接触的第2导电构件熔融，也能够可靠地防止在负极导电构件形成有开口等。
本发明中的二次电池1的种类没有被特别限定，例如，可以适用于锂离子二次电池、镍氢二次电池等。此外，电极体10的构造也没有被特别限定。此外，对于正极、负极、间隔件、电解液等可以使用公知的材料。
附图标记说明
1：二次电池，
10：电极体，
11：正极芯体露出部，
12：负极芯体露出部，
13：正极集电体，
14：负极集电体，
15：正极端子，
16：负极端子，
17：正极导电构件，
17a：基座部，
17b：重叠部，
18：负极导电构件，
18a：基座部，
18b：重叠部，
18c：贯通孔，
19：包层件(板状构件)，
19a：第1导电构件，
19b：第2导电构件，
20：外包装体，
21：封口体，
24：密封构件，
25：排出阀，
30：连接部，
31：冲头，
32：模具，
32a：凹部，
40、41：绝缘构件，
42：反转板(短路机构)，
43：空洞部，
50：组电池，
60：汇流条。

Claims (10)

1.一种二次电池，具备：
电极体，具备正极板以及负极板；
外包装体，具有开口部，并收纳了所述电极体；
封口体，对所述开口部进行封口；
端子，设置于所述封口体，并与所述正极板或者所述负极板连接；以及
导电构件，配置于所述封口体的外部侧，并与所述端子连接，
所述导电构件具有：重叠部，导电性的板状构件的一端部被折返而对置的面彼此重合；以及基座部，面彼此不重合，
所述端子在所述基座部中与所述导电构件连接。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，
所述板状构件由层叠有板状的第1导电构件和第2导电构件的包层件构成，
所述第1导电构件由与所述端子相同种类的金属构成，
所述重叠部被折返成所述第1导电构件的面彼此重合，
所述导电构件，在所述基座部中所述第1导电构件在表面露出，在所述重叠部中所述第2导电构件在表面露出，
所述端子在所述基座部中与所述第1导电构件连接。
3.根据权利要求2所述的二次电池，其中，
所述第2导电构件由与汇流条相同种类的金属构成，
所述重叠部成为接合汇流条的部位。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的二次电池，其中，
所述重叠部具有被折返而对置的面彼此被固定连接的连接部。
5.根据权利要求4所述的二次电池，其中，
所述连接部将被折返而对置的面彼此压接连接。
6.根据权利要求2或者3所述的二次电池，其中，
所述第1导电构件由铜或者铜合金构成，所述第2导电构件由铝或者铝合金构成。
7.一种二次电池的制造方法，具备：
电极体，具备正极板以及负极板；
外包装体，具有开口部，并收纳了所述电极体；
封口体，对所述开口部进行封口；以及
端子，设置于所述封口体，并与所述正极板或者所述负极板连接，
所述二次电池的制造方法包括以下工序，
通过折返导电性的板状构件的一端部，从而将具有被折返而对置的面彼此重合的重叠部和面彼此不重合的基座部的导电构件配置在所述封口体，将所述端子与所述导电构件连接，
所述端子在所述基座部中与所述导电构件连接。
8.根据权利要求7所述的二次电池的制造方法，其中，
所述板状构件由层叠有板状的第1导电构件和第2导电构件的包层件构成，
所述第1导电构件由与所述端子相同种类的金属构成，
所述重叠部被折返成所述第1导电构件的面彼此重合而形成。
9.一种二次电池用导电构件的制造方法，是构成权利要求1所述的二次电池的导电构件的制造方法，
所述导电构件由导电性的板状构件构成，
通过折返所述板状构件的一端部，从而形成具有被折返而对置的面彼此重合的重叠部和面彼此不重合的基座部的导电构件。
10.根据权利要求9所述的二次电池用导电构件的制造方法，其中，
所述板状构件由层叠有板状的第1导电构件和第2导电构件的包层件构成，
所述第1导电构件由与所述端子相同种类的金属构成，
所述重叠部被折返成所述第1导电构件的面彼此重合而形成。
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