CN111490221A - 二次电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种抑制了正极板与负极板的短路的可靠性高的二次电池。在二次电池中，负极板具有负极芯体和形成在负极芯体上的负极活性物质层，电极体(3)具有将负极芯体层叠而成的负极芯体层叠部(50)，在负极集电体(8)的一个面接合负极芯体层叠部(50)而形成接合部(51)，在负极集电体(8)中，在形成有接合部(51)的部分，在位于一个面的相反侧的另一个面形成凹凸形成部(8x)，在另一个面覆盖凹凸形成部(8x)地配置作为盖构件的片构件(60)。

Description

二次电池及其制造方法
技术领域
本公开涉及二次电池及其制造方法。
背景技术
锂离子二次电池等二次电池具有将包含正极板以及负极板的电极体同电解质一起收容在电池壳体内的构造。构成电极体的正极板以及负极板分别在金属制的芯体的表面形成有活性物质层。并且，经由集电体将分别设置于正极板以及负极板的芯体露出部与安装于电池壳体的端子电连接。
作为将芯体与集电体接合的方法，已知通过超声波接合进行接合的方法。超声波接合是通过一边利用焊头和砧座夹住层叠的芯体和集电体一边将超声波产生的振动能量施加于接合面来进行的。另外，为了可靠地夹住层叠的芯体和集电体，在焊头以及砧座的表面分别设置有多个突起部。
例如，在专利文献1中公开了如下的方法：将设置于焊头的表面的突起部的形状设为圆弧状，或者在焊头的周边设置未形成有突起部的边缘(margin)区域。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-125801号公报
发明内容
发明要解决的课题
本公开的一个目的在于，提供一种抑制了正极板与负极板的短路的二次电池。
用于解决课题的手段
本公开的一个方式的二次电池具备：第1电极板；第2电极板，极性与所述第1电极板不同；电极体，包含所述第1电极板和所述第2电极板；以及第1电极集电体，与所述第1电极板电连接，所述第1电极板具有第1电极芯体和形成在所述第1电极芯体上的第1电极活性物质层，所述电极体具有将所述第1电极芯体层叠而成的第1电极芯体层叠部，在所述第1电极集电体的一个面接合所述第1电极芯体层叠部而形成接合部，在所述第1电极集电体中，在形成有所述接合部的部分，在位于所述一个面的相反侧的另一个面形成凹凸形成部，在所述另一个面覆盖所述凹凸形成部地配置盖构件。
发明者等在通过超声波接合将层叠的多个芯体与集电体接合后，调查了在接合部产生的金属小片(发尘)，结果发现包含比芯体的厚度大的金属小片。从之后的详细分析可知，这样大小的金属小片不是从芯体剥离而形成的，而是从集电体削取而形成的。
根据上述的一个方式的二次电池的结构，可有效地抑制存在于集电体的凹凸形成部的附近的金属小片从凹凸形成部的附近移动而侵入到电极体内。因此，成为正极板与负极板的短路得到抑制的可靠性高的二次电池。另外，第1电极板可以是正极板，也可以是负极板。
在本公开的一个方式的二次电池的制造方法中，所述二次电池具备：第1电极板；第2电极板，极性与所述第1电极板不同；电极体，包含所述第1电极板和所述第2电极板；以及第1电极集电体，与所述第1电极板电连接，所述第1电极板具有第1电极芯体和形成在所述第1电极芯体上的第1电极活性物质层，所述二次电池的制造方法具有如下工序：电极体制作工序，制作具有将所述第1电极芯体层叠而成的第1电极芯体层叠部的所述电极体；以及超声波接合工序，利用砧座和焊头将所述第1电极芯体层叠部和所述第1电极集电体夹住来进行超声波接合，在所述超声波接合工序中，在所述第1电极集电体中，在所述砧座相接的部分形成凹凸形成部，在所述超声波接合工序之后，具有使盖构件覆盖所述凹凸形成部地将所述盖构件与所述第1电极集电体连接的盖构件连接工序。
根据上述的一个方式的二次电池的制造方法，能够制造有效地抑制了存在于集电体的凹凸形成部的附近的金属小片从凹凸形成部的附近移动而侵入到电极体内的二次电池。因此，能够制造抑制了正极板与负极板的短路的可靠性高的二次电池。
发明效果
根据本公开，能够提供抑制了正极板与负极板的短路的二次电池。
附图说明
图1是表示将实施方式所涉及的方形二次电池的方形包装体的正面部分和绝缘片正面部分去除后的电池内部的示意性的主视图。
图2是实施方式所涉及的方形二次电池的顶视图。
图3的(a)是实施方式所涉及的正极板的俯视图。图3的(b)是实施方式所涉及的负极板的俯视图。
图4是实施方式所涉及的负极集电体和负极芯体层叠部的剖视图，是表示利用焊头和砧座夹住负极集电体和负极芯体层叠部之前的状态的图。
图5是实施方式所涉及的负极集电体和负极芯体层叠部的剖视图，是表示利用焊头和砧座夹住负极集电体和负极芯体层叠部之后的状态的图。
图6是实施方式所涉及的负极集电体和负极芯体层叠部的剖视图，是表示对负极集电体和负极芯体层叠部进行超声波接合之后的状态的图。
图7是实施方式所涉及的超声波接合之后的负极集电体和负极芯体层叠部的俯视图。
图8是配置了片构件之后的负极集电体和负极芯体层叠部的俯视图。
图9是图8中的IX-IX的剖视图。
图10是凹凸形成部的放大剖视图。
图11是变形例1所涉及的负极集电体和负极芯体层叠部的剖视图，是表示利用焊头和砧座夹住负极集电体和负极芯体层叠部之前的状态的图。
图12是变形例1所涉及的负极集电体和负极芯体层叠部的剖视图，是表示利用焊头和砧座夹住负极集电体和负极芯体层叠部之后的状态的图。
图13是变形例1所涉及的负极集电体和负极芯体层叠部的剖视图，是表示对负极集电体和负极芯体层叠部进行超声波接合之后的状态的图。
图14是变形例1所涉及的超声波接合之后的负极集电体和负极芯体层叠部的俯视图。
图15是配置了片构件之后的负极集电体和负极芯体层叠部的俯视图。
图16是图15中的XVI-XVI的剖视图。
图17是变形例2所涉及的负极集电体和负极芯体层叠部的接合部附近的剖视图。
图18是变形例3所涉及的负极集电体和负极芯体层叠部的接合部附近的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本公开的实施方式所涉及的作为二次电池的方形二次电池100进行说明。另外，本公开的范围并不限定于以下的实施方式，能够在本公开的技术思想的范围内任意地进行变更。
首先，说明一实施方式所涉及的方形二次电池100的结构。如图1以及图2所示，方形二次电池100具备在上方具有开口的方形包装体1和对该开口进行封口的封口板2。由方形包装体1以及封口板2构成电池壳体200。方形包装体1以及封口板2分别为金属制，例如，优选为铝或者铝合金制。在方形包装体1内，同非水电解质(省略图示)一起收容将带状的正极板和带状的负极板隔着带状的隔板卷绕而成的扁平状的卷绕型的电极体3。在方形包装体1与电极体3之间配置有树脂制的绝缘片14。在封口板2设置有气体排出阀15，该气体排出阀15在电池壳体200内的压力成为规定值以上时断裂，将电池壳体200内的气体排出到电池壳体200外。此外，由密封构件17将设置于封口板2的电解质注液孔16密封。
如图3的(a)所示，正极板4具有金属制的正极芯体4a和形成于正极芯体4a的两面的正极活性物质层4b。正极板4在宽度方向的端部沿着长度方向具有在正极芯体4a的两面未形成正极活性物质层4b的正极芯体露出部。正极芯体4a优选为铝或者铝合金制。正极活性物质层4b包含正极活性物质。作为正极活性物质，例如能够使用锂过渡金属复合氧化物等。此外，正极活性物质层4b优选包含粘结剂以及导电材料。作为粘结剂，优选树脂制的粘结剂，例如能够使用聚偏氟乙烯等。作为导电构件，优选碳黑等碳材料。
如图3的(b)所示，负极板5具有金属制的负极芯体5a和形成于负极芯体5a的两面的负极活性物质层5b。负极板5在宽度方向的端部沿着长度方向形成有在负极芯体5a的两面未形成负极活性物质层5b的负极芯体露出部。负极芯体5a优选为铜或者铜合金制。负极活性物质层5b包含负极活性物质。作为负极活性物质，例如，能够使用石墨、无定形碳等碳材料、硅或氧化硅等硅材料等。负极活性物质层5b优选包含粘结剂。作为粘结剂，优选树脂制的粘结剂，例如优选包含丁苯橡胶(SBR)以及羧甲基纤维素(CMC)。负极活性物质层5b也可以根据需要包含导电材料。
卷绕型的电极体3具有卷绕于一个端部的正极芯体露出部，且具有卷绕于另一个端部的负极芯体露出部。卷绕的正极芯体露出部构成将正极芯体4a层叠而成的正极芯体层叠部40。卷绕的负极芯体露出部构成将负极芯体5a层叠而成的负极芯体层叠部50。
正极集电体6与正极芯体层叠部40连接。正极集电体6与安装于封口板2的正极端子7连接。在封口板2与正极集电体6之间配置有树脂制的内部侧绝缘构件10。在封口板2与正极端子7之间配置有树脂制的外部侧绝缘构件11。通过内部侧绝缘构件10以及外部侧绝缘构件11，正极集电体6以及正极端子7与封口板2电绝缘。正极集电体6以及正极端子7为金属制，例如，优选为铝或者铝合金制。
负极集电体8与负极芯体层叠部50连接。负极集电体8与安装于封口板2的负极端子9连接。在封口板2与负极集电体8之间配置有树脂制的内部侧绝缘构件12。在封口板2与负极端子9之间配置有树脂制的外部侧绝缘构件13。通过内部侧绝缘构件12以及外部侧绝缘构件13，负极集电体8以及负极端子9与封口板2电绝缘。负极集电体8以及负极端子9为金属制，例如，优选为铜或者铜合金制。此外，负极端子9优选具有由铜或者铜合金构成的部分和由铝或者铝合金构成的部分。并且，优选将由铜或者铜合金构成的部分与由铜或者铜合金构成的负极集电体8连接，使由铝或者铝合金构成的部分比封口板2更向外部侧露出。
正极端子7具有配置得比封口板2更靠电池外部侧的凸缘部7a和形成于凸缘部7a的一个面的插入部(省略图示)。插入部贯通设置于封口板2的正极端子安装孔(省略图示)，与正极集电体6连接。负极端子9具有配置得比封口板2更靠电池外部侧的凸缘部9a和形成于凸缘部9a的一个面的插入部(省略图示)。插入部贯通设置于封口板2的负极端子安装孔(省略图示)，与负极集电体8连接。
另外，也可以将正极集电体6与正极端子7经由其他导电构件电连接。此外，也可以将负极集电体8与负极端子9经由其他导电构件电连接。
正极集电体6具有配置在封口板2与电极体3之间的基体部6a和从基体部6a的端部向电极体3侧延伸的引线部6b。正极端子7与基体部6a连接。引线部6b与正极芯体层叠部40接合。在引线部6b的宽度方向的端部设置有肋6c。另外，还能够省略肋6c。负极集电体8具有配置在封口板2与电极体3之间的基体部8a和从基体部8a的端部向电极体3侧延伸的引线部8b。负极端子9与基体部8a连接。引线部8b与负极芯体层叠部50接合。在引线部8b的宽度方向的端部设置有肋8c。另外，还能够省略肋8c。
在正极集电体6的引线部6b中，在与正极芯体层叠部40接合的部分的与正极芯体层叠部40接合的面的相反侧的面形成有凹凸形成部6x。该凹凸形成部6x通过在对正极集电体6和正极芯体层叠部40进行超声波接合时使设置于砧座的砧座突起陷入到正极集电体6而形成。即，凹凸形成部6x是砧座的按压痕。
在负极集电体8的引线部8b中，在与负极芯体层叠部50接合的部分的与负极芯体层叠部50接合的面的相反侧的面形成有凹凸形成部8x。该凹凸形成部8x通过在对负极集电体8和负极芯体层叠部50进行超声波接合时使设置于砧座的砧座突起陷入到负极集电体8而形成。即，凹凸形成部8x是砧座的按压痕。
[各部件向封口板的安装]
以下，对正极集电体6、正极端子7、负极集电体8以及负极端子9向封口板2的安装方法进行说明。首先，在设置于封口板2的正极端子安装孔(省略图示)的周围，在封口板2的电池外部侧配置外部侧绝缘构件11，在封口板2的内表面侧配置内部侧绝缘构件10以及正极集电体6的基体部6a。接下来，将正极端子7的插入部从电池外部侧插入到外部侧绝缘构件11的贯通孔、封口板2的正极端子安装孔、内部侧绝缘构件10的贯通孔以及基体部6a的贯通孔中，将正极端子7的插入部的前端侧铆接在基体部6a上。由此，正极端子7、外部侧绝缘构件11、封口板2、内部侧绝缘构件10以及正极集电体6被一体地固定。另外，也可以将正极端子7的插入部的前端的被铆接的部分焊接于基体部6a。
同样地，在设置于封口板2的负极端子安装孔(省略图示)的周围，在封口板2的电池外部侧配置外部侧绝缘构件13，在封口板2的电池内部侧配置内部侧绝缘构件12以及负极集电体8的基体部8a。接下来，将负极端子9的插入部从电池外部侧插入到外部侧绝缘构件13的贯通孔、封口板2的负极端子安装孔、内部侧绝缘构件12的贯通孔以及基体部8a的贯通孔中，将负极端子9的插入部的前端侧铆接在基体部8a上。由此，负极端子9、外部侧绝缘构件13、封口板2、内部侧绝缘构件12以及负极集电体8被一体地固定。另外，也可以将负极端子9的插入部的前端的被铆接的部分焊接于基体部8a。
[方形二次电池100的组装]
将安装于封口板2的正极集电体6与正极芯体层叠部40接合，将安装于封口板2的负极集电体8与负极芯体层叠部50接合。然后，用绝缘片14覆盖电极体3，将由绝缘片14覆盖的电极体3插入到方形包装体1。然后，通过激光焊接将封口板2焊接于方形包装体1，利用封口板2对方形包装体1的开口进行封口。在从封口板2的电解质注液孔16将非水电解质注入到电池壳体200内之后，用密封构件17密封电解质注液孔16。由此，成为方形二次电池100。
以下，以负极集电体8与负极芯体层叠部50的接合方法为例，对集电体与芯体层叠部的接合方法进行说明。另外，正极集电体6与正极芯体层叠部40的接合也能够通过同样的方法来进行。
[集电体与芯体层叠部的接合]
图4～图6是沿着引线部8b的宽度方向(图1中的左右方向)的引线部8b、负极芯体层叠部50、焊头90以及砧座91的剖视图。
如图4所示，在引线部8b的一个面侧配置负极芯体层叠部50。然后，利用焊头90和砧座91夹住负极芯体层叠部50和引线部8b。焊头90在前端具有多个焊头突起90a。然后，使焊头突起90a与负极芯体层叠部50相接。砧座91在前端具有多个砧座突起91a。并且，使砧座突起91a与引线部8b相接。
如图5所示，通过利用焊头90和砧座91夹住负极芯体层叠部50和引线部8b，从而成为使焊头突起90a陷入到负极芯体层叠部50且使砧座突起91a陷入到引线部8b的状态。然后，通过对焊头90施加超声波振动，从而如图6所示将负极芯体层叠部50中的负极芯体5a彼此、以及负极芯体层叠部50与引线部8b接合。由此，在负极芯体层叠部50形成接合部51。
在接合部51的表面形成芯体侧凹凸形成部51x。此外，在引线部8b形成作为砧座91的按压痕的凹凸形成部8x。
图7是对负极芯体层叠部50和引线部8b进行超声波接合之后的、引线部8b中负极芯体层叠部50所接合的面的相反侧的面的俯视图。在引线部8b中形成有接合部51的部分的相反侧，形成作为砧座91的按压痕的凹凸形成部8x。另外，图6是图7中的VI-VI的剖视图。
接下来，如图8以及图9所示，覆盖凹凸形成部8x地将作为盖构件的片构件60与引线部8b连接。由此，即使在凹凸形成部8x的附近存在金属小片的情况下，也能够抑制该金属小片从凹凸形成部8x向电极体3内移动。另外，图9是图8中的IX-IX的剖视图。
另外，作为存在于凹凸形成部8x的附近的金属小片，设想如下那样的小片。如图10的(a)所示，在进行超声波接合时，有时砧座91会对引线部8b的一部分进行削取，被削取掉的金属小片70会附着于凹凸形成部8x。此外，如图10的(b)所示，在进行超声波接合时，有时砧座91会对引线部8b的一部分进行切削而形成毛刺71。并且，有时该毛刺71会从引线部8b脱离而成为金属小片。
在此，实施方式所涉及的片构件60通过粘合层61与引线部8b连接。在此，粘合层61在俯视时为环状形状，配置为包围凹凸形成部8x。因此，在引线部8b的厚度方向(片构件60的厚度方向)上，在片构件60与凹凸形成部8x之间形成间隙。如图9所示，片构件60与凹凸形成部8x不接触。
凹凸形成部8x通过在进行超声波接合时将砧座91陷入到引线部8b而形成。凹凸形成部8x的表面不是平坦的。根据情况，凹凸形成部8x的一部分有时会比引线部8b中的凹凸形成部8x的周围的面更突出(在图9中，凹凸形成部8x的一部分比引线部8b的上表面更向上方突出)。因此，在凹凸形成部8x的表面配置片构件60的情况下，有可能无法在引线部8b上稳定地配置片构件60。例如，有可能在片构件60产生大的褶皱，在片构件60与引线部8b中的凹凸形成部8x的周围之间产生不期望的大的间隙。
若是上述实施方式的结构，则能够使片构件60不与凹凸形成部8x相接地将片构件60与引线部8b连接。因此，能够稳定地将片构件60与引线部8b连接。
在片构件60中与凹凸形成部8x对置的区域未形成粘合层61。若是这样的结构，则能够减少粘合层61的量，因此能够减少被粘合层61吸收的非水电解液的量。因此，能够减少不参与电池反应的无用的非水电解液。另外，如图8以及图9所示，更优选在片构件60的外周缘附近也具有未形成粘合层61的区域。
[变形例1]
图11～16表示变形例1所涉及的负极集电体与负极芯体层叠部的接合方式。在变形例1中，负极集电体的引线部的形状与上述实施方式不同。在变形例1所涉及的负极集电体108中，在引线部108b中与负极芯体层叠部50对置的面的相反侧的面设置有凹部108d。由此，在引线部108b形成有薄壁部108e。负极集电体108在引线部108b的宽度方向的端部具有肋108c。另外，图11以及图12是沿着引线部108b的宽度方向(图1中的左右方向)的引线部108b、负极芯体层叠部50、焊头90以及砧座91的剖视图。
如图11所示，在引线部108b中，在形成有凹部108d的面的相反侧的面配置负极芯体层叠部50。并且，利用焊头90以及砧座91夹住负极芯体层叠部50和引线部108b。
如图12所示，使砧座91与形成于引线部108b的凹部108d的底面相接。另外，使砧座91的砧座突起91a陷入到凹部108d的底面。
通过进行超声波接合，从而如图13所示，在引线部108b的薄壁部108e中，将引线部108b与负极芯体层叠部50接合。由此，形成接合部51。形成于引线部108b的作为砧座91的按压痕的凹凸形成部108x形成于凹部108d的底面。
图14是对负极芯体层叠部50和引线部108b进行超声波接合之后的、引线部108b中负极芯体层叠部50所接合的面的相反侧的面的俯视图。在引线部108b中形成有接合部51的部分的相反侧形成作为砧座91的按压痕的凹凸形成部108x。另外，图13是图14中的XIII-XIII的剖视图。
接下来，如图15以及图16所示，覆盖凹凸形成部108x地将作为盖构件的片构件160与引线部108b连接。由此，即使在凹凸形成部108x的附近存在金属小片的情况下，也能够抑制该金属小片从凹凸形成部108x向电极体3内移动。另外，图16是图15中的XVI-XVI的剖视图。
在此，变形例1所涉及的片构件160通过粘合层161与引线部108b连接。片构件160通过粘合层161与引线部108b的凹部108d的周围连接。因此，在引线部108b的厚度方向(片构件160的厚度方向)上，在粘合层161与凹凸形成部108x之间形成间隙。即，能够使粘合层161不与凹凸形成部108x相接地将片构件160与引线部108b连接。
凹凸形成部108x通过在进行超声波接合时将砧座91陷入到引线部108b而形成。凹凸形成部108x的表面不是平坦的。因此，在凹凸形成部108x的表面配置片构件160的情况下，有可能无法在引线部108b上稳定地配置片构件160。例如，有可能在片构件160产生大的褶皱，在片构件160与引线部108b中的凹凸形成部108x的周围之间产生不期望的大的间隙。
若是变形例1的结构，则能够使片构件160不与凹凸形成部108x相接地将片构件160与引线部108b连接。因此，能够稳定地将片构件160与引线部108b连接。
[片构件]
作为盖构件的片构件优选为树脂制。例如，片构件优选为从聚丙烯、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚乙烯、聚酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等中选择的构件或它们的混合物。另外，片构件也可以是金属箔或玻璃片。片构件的厚度并没有特别限定，例如，优选为5μm以上，优选为10μm以上，更优选为20μm以上。片构件的厚度优选为1mm以下，更优选为0.5mm以下。另外，也可以将由基材层和粘合层构成的带的基材层作为片构件。
形成于片构件的粘合层优选在常温(25°)下具有粘合性。此外，粘合层也可以是能够热熔敷的层。粘合层优选为从橡胶系的粘合剂、丙烯系、聚乙烯系等中选择的构件或它们的混合物。特别优选粘合层是橡胶系的粘合剂。
[变形例2]
图17是变形例2所涉及的负极集电体的引线部与负极芯体层叠部的接合部附近的剖视图，是安装盖部之后的剖视图。另外，图17是与上述实施方式所涉及的图9对应的剖视图。变形例2仅盖构件的结构与上述的实施方式不同。在变形例2中，作为盖构件的板状构件260在与凹凸形成部8x对置的面具有板状构件凹部260a。并且，将板状构件260中位于板状构件凹部260a的周围的周边部260b通过粘合层261与负极集电体8的引线部8b连接。另外，周边部260b包围凹凸形成部8x地形成为环状。周边部260b与凹凸形成部8x的周围连接。板状构件260和凹凸形成部8x在引线部8b的厚度方向上分离。另外，板状构件260优选为树脂制。
[变形例3]
图18是变形例3所涉及的负极集电体的引线部与负极芯体层叠部的接合部附近的剖视图，是安装盖部之后的剖视图。另外，图18是与上述的变形例1所涉及的图16对应的剖视图。变形例3仅盖构件的结构与上述的变形例1不同。在变形例3中，板状构件360通过粘合层361与设置于引线部108b的凹部108d的周围连接。另外，也可以将粘合层361形成为环状，使得在与凹凸形成部108x对置的部分不配置粘合层361。板状构件360和凹凸形成部108x在引线部108b的厚度方向上分离。另外，板状构件360优选为树脂制。
[盖构件]
盖构件的材质、形状并没有特别限定。盖构件例如能够设为树脂制、陶瓷制或金属制。盖构件能够设为片状、板状、块状等。盖构件与集电体的连接能够通过粘合、熔敷、嵌合等来进行。
[超声波接合]
对集电体和芯体层叠部进行超声波接合时的条件并没有特别限定，例如，可以将焊头载荷设定为1000N～2500N(100kgf～250kgf)，将频率设定为19kHz～30kHz，将接合时间设定为200ms～500ms来进行超声波接合。此外，在频率为20kHz的情况下，可以将焊头振幅设为最大振幅(例如50μm)的50％～90％。优选，通过对芯体层叠部施加超声波振动，从而将构成芯体层叠部的芯体的各表面、集电体的表面的氧化膜以摩擦去除，将芯体彼此固相接合，并且将芯体与集电体固相接合。
<其他>
在上述实施方式以及变形例1～3中，针对负极集电体的结构、负极集电体与负极芯体层叠部的接合方法等，说明了详细的情况，但正极集电体的结构、正极集电体与正极芯体层叠部的接合方法等也能够设为同样的结构。
本公开的内容适用于正极侧以及负极侧中的至少一者。
在上述实施方式以及变形例1～3中，例示了具有扁平状的卷绕电极体的方形二次电池，但并不限定于此。电极体也可以是隔着隔板将正极板和负极板交替地层叠多片而成的层叠型的电极体。在层叠型的电极体的情况下，能够成为将多个矩形状的芯体露出部层叠而成的芯体层叠部。另外，在卷绕电极体的情况下，也能够成为将多个矩形状的芯体露出部层叠而成的芯体层叠部。此外，也可以将卷绕电极体以其卷绕轴与封口板垂直的朝向配置在电池壳体内。此外，也可以是在电极体中的封口板侧的端部配置正极芯体层叠部和负极芯体层叠部的结构。
在正极芯体为铝或者铝合金制的情况下，正极芯体的厚度优选为5～30μm，更优选为10～20μm。此外，正极芯体层叠部中的正极芯体的层叠数优选为10～100层，更优选为30～100层。正极活性物质层的厚度并没有特别限定，例如优选为10～500μm。
在负极芯体为铜或者铜合金制的情况下，负极芯体的厚度优选为5～30μm，更优选为6～15μm。此外，负极芯体层叠部中的负极芯体的层叠数优选为10～100层，更优选为30～100层。负极活性物质层的厚度并没有特别限定，例如优选为10～500μm。
关于正极板、负极板、隔板、电解质等，能够使用公知的材料。
附图标记说明：
100···方形二次电池
200···电池壳体
1···方形包装体
2···封口板
3···电极体
4···正极板
4a···正极芯体
4b···正极活性物质层
5···负极板
5a···负极芯体
5b···负极活性物质层
6···正极集电体
6a···基体部
6b···引线部
6c···肋
6x···凹凸形成部
7···正极端子
7a···凸缘部
8···负极集电体
8a···基体部
8b···引线部
8c···肋
8x···凹凸形成部
9···负极端子
9a···凸缘部
10···内部侧绝缘构件
11···外部侧绝缘构件
12···内部侧绝缘构件
13···外部侧绝缘构件
14···绝缘片
15···气体排出阀
16···电解质注液孔
17···密封构件
50···负极芯体层叠部
51···接合部
51x···芯体侧凹凸形成部
60、160·片构件
61、161·粘合层
90···焊头
90a···焊头突起
91···砧座
91a···砧座突起
108···负极集电体
108b···引线部
108c···肋
108d···凹部
108e···薄壁部
108x···凹凸形成部
260、360·板状构件
260a···板状构件凹部
260b···周边部
261、361·粘合层。

Claims (12)

1.一种二次电池，具备：
第1电极板；
第2电极板，极性与所述第1电极板不同；
电极体，包含所述第1电极板和所述第2电极板；以及
第1电极集电体，与所述第1电极板电连接，
所述第1电极板具有第1电极芯体和形成在所述第1电极芯体上的第1电极活性物质层，
所述电极体具有将所述第1电极芯体层叠而成的第1电极芯体层叠部，
在所述第1电极集电体的一个面接合所述第1电极芯体层叠部而形成接合部，
在所述第1电极集电体中，在形成有所述接合部的部分，在位于所述一个面的相反侧的另一个面形成凹凸形成部，
在所述另一个面覆盖所述凹凸形成部地配置盖构件。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，
在所述第1电极集电体的厚度方向上，所述盖构件与所述凹凸形成部分离配置。
3.根据权利要求1或者2所述的二次电池，其中，
在所述第1电极集电体的所述另一个面形成有凹部，
在构成所述凹部的底面形成所述凹凸形成部，
所述盖构件与所述凹部的周围连接。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的二次电池，其中，
所述盖构件通过粘合层与所述第1电极集电体粘合。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的二次电池，其中，
所述粘合层包围所述凹凸形成部地配置为环状。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的二次电池，其中，
所述第1电极芯体为铜或者铜合金制，
所述第1电极集电体为铜或者铜合金制。
7.一种二次电池的制造方法，
所述二次电池具备：
第1电极板；
第2电极板，极性与所述第1电极板不同；
电极体，包含所述第1电极板和所述第2电极板；以及
第1电极集电体，与所述第1电极板电连接，
所述第1电极板具有第1电极芯体和形成在所述第1电极芯体上的第1电极活性物质层，
所述二次电池的制造方法具有如下工序：
电极体制作工序，制作具有将所述第1电极芯体层叠而成的第1电极芯体层叠部的所述电极体；以及
超声波接合工序，利用砧座和焊头将所述第1电极芯体层叠部和所述第1电极集电体夹住来进行超声波接合，
在所述超声波接合工序中，在所述第1电极集电体中，在所述砧座相接的部分形成凹凸形成部，
在所述超声波接合工序之后，具有使盖构件覆盖所述凹凸形成部地将所述盖构件与所述第1电极集电体连接的盖构件连接工序。
8.根据权利要求7所述的二次电池的制造方法，其中，
在所述盖构件连接工序中，在所述第1电极集电体的厚度方向上使所述盖构件与所述凹凸形成部之间形成间隙地将所述盖构件与所述第1电极集电体连接。
9.根据权利要求7或者8所述的二次电池的制造方法，其中，
在所述第1电极集电体形成有凹部，
在构成所述凹部的底面形成所述凹凸形成部，
所述盖构件配置为覆盖所述凹部，
所述盖构件与所述凹部的周围连接。
10.根据权利要求7～9中任一项所述的二次电池的制造方法，其中，
所述盖构件通过粘合层与所述第1电极集电体粘合。
11.根据权利要求7～10中任一项所述的二次电池的制造方法，其中，
所述粘合层包围所述凹凸形成部地配置为环状。
12.根据权利要求7～11中任一项所述的二次电池的制造方法，其中，
所述第1电极芯体为铜或者铜合金制，
所述第1电极集电体为铜或者铜合金制。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113745631A (zh) * 2021-08-31 2021-12-03 湖北亿纬动力有限公司 一种电池卷芯揉平方法
CN114447401A (zh) * 2020-11-06 2022-05-06 泰星能源解决方案有限公司 电池及其制造方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7252926B2 (ja) * 2020-09-17 2023-04-05 プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社 二次電池用端子および該端子を備えた二次電池
JP7245208B2 (ja) 2020-09-17 2023-03-23 プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社 二次電池用端子および該端子を備えた二次電池
US11710879B2 (en) * 2021-04-13 2023-07-25 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for welding foils

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004273178A (ja) * 2003-03-06 2004-09-30 Toyota Motor Corp 端子と電極箔が塑性接合された蓄電装置とその製法
JP2007053002A (ja) * 2005-08-18 2007-03-01 Toyota Motor Corp 電池の製造方法
CN102856558A (zh) * 2011-07-01 2013-01-02 夏普株式会社 集流体和非水系二次电池
CN103765632A (zh) * 2011-08-31 2014-04-30 Nec能源元器件株式会社 锂离子二次电池
CN103825053A (zh) * 2014-03-17 2014-05-28 山东润峰集团新能源科技有限公司 一种高性能软包装锂离子电池电芯的制作工艺
CN104620418A (zh) * 2012-08-31 2015-05-13 日立汽车系统株式会社 方形二次电池
US20160228974A1 (en) * 2013-07-03 2016-08-11 Ching Wung LAM Electric resistance welding method and use thereof, and electrode welding head used
JP2017041320A (ja) * 2015-08-18 2017-02-23 三洋電機株式会社 二次電池及びその製造方法
CN107706343A (zh) * 2016-08-08 2018-02-16 三星Sdi株式会社 具有集流体的可再充电电池

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8574753B2 (en) * 2009-08-27 2013-11-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Battery comprising a conductive nipping member
JP5135368B2 (ja) * 2010-03-15 2013-02-06 日立ビークルエナジー株式会社 角形電池およびその製造方法
JP5194070B2 (ja) * 2010-07-20 2013-05-08 日立ビークルエナジー株式会社 二次電池
JP5214692B2 (ja) 2010-09-21 2013-06-19 株式会社東芝 電池
JP2012125801A (ja) 2010-12-15 2012-07-05 Nissan Motor Co Ltd 超音波接合装置
KR101746913B1 (ko) * 2012-06-28 2017-06-14 도요타지도샤가부시키가이샤 전지의 제조 방법 및 전지
JP5586722B2 (ja) 2013-02-26 2014-09-10 株式会社東芝 電池及び電池の超音波接合方法
WO2016208238A1 (ja) * 2015-06-25 2016-12-29 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 電気化学デバイスの製造方法
JP2017117739A (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 株式会社東芝 電池
JP6960586B2 (ja) * 2016-02-29 2021-11-05 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電極体の製造方法、及び非水電解質二次電池の製造方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004273178A (ja) * 2003-03-06 2004-09-30 Toyota Motor Corp 端子と電極箔が塑性接合された蓄電装置とその製法
JP2007053002A (ja) * 2005-08-18 2007-03-01 Toyota Motor Corp 電池の製造方法
CN102856558A (zh) * 2011-07-01 2013-01-02 夏普株式会社 集流体和非水系二次电池
CN103765632A (zh) * 2011-08-31 2014-04-30 Nec能源元器件株式会社 锂离子二次电池
CN104620418A (zh) * 2012-08-31 2015-05-13 日立汽车系统株式会社 方形二次电池
US20160228974A1 (en) * 2013-07-03 2016-08-11 Ching Wung LAM Electric resistance welding method and use thereof, and electrode welding head used
CN103825053A (zh) * 2014-03-17 2014-05-28 山东润峰集团新能源科技有限公司 一种高性能软包装锂离子电池电芯的制作工艺
JP2017041320A (ja) * 2015-08-18 2017-02-23 三洋電機株式会社 二次電池及びその製造方法
CN107706343A (zh) * 2016-08-08 2018-02-16 三星Sdi株式会社 具有集流体的可再充电电池

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114447401A (zh) * 2020-11-06 2022-05-06 泰星能源解决方案有限公司 电池及其制造方法
CN113745631A (zh) * 2021-08-31 2021-12-03 湖北亿纬动力有限公司 一种电池卷芯揉平方法

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US11411224B2 (en) 2022-08-09
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JP2020119874A (ja) 2020-08-06

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