DE60221181T2

DE60221181T2 - Lithium-Sekundärbatterie

Info

Publication number: DE60221181T2
Application number: DE60221181T
Authority: DE
Inventors: Kazumasa Nagoya-city Aichi-prefecture Yashiro; Kenji Nagoya-city Aichi-prefecture Kawamura; Kenshin Nagoya-city Aichi-prefecture Kitoh
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2001-05-02
Filing date: 2002-03-05
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2022-03-06
Also published as: US20020164524A1; JP2003022842A; CA2374313A1; EP1255310A2; EP1255310B1; US20050246887A1; JP4060590B2; EP1255310A3; ATE367656T1; US7214250B2; DE60221181D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle (nachstehend einfach als „Zelle" bezeichnet) und insbesondere eine Lithium-Sekundärzelle mit herausragender Produktivität und Platzsparfähigkeit.
Die Entwicklung von Lithium-Sekundärzellen ist unterwegs als Motorantriebsenergieversorgungen für elektrische Autos und hybrid-elektrische Autos (nachstehend einfach als „elektrische Autos usw." bezeichnet) als Reaktion auf eine zunehmende internationale Nachfrage nach Ressourcensparen und Energiesparen, um die globale Umwelt zu schützen.
Diese Lithium-Sekundärzelle enthält einen inneren Elektrodenkörper (nachstehend einfach als „Elektrodenkörper" bezeichnet), der aus einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode zusammengesetzt ist, welche mit einem aus einem dazwischen eingefügten porösen Polymerfilm hergestellten Separator gemeinsam gewickelt oder geschichtet sind, so dass sich die positive Elektrode und die negative Elektrode einander nicht unmittelbar kontaktieren.
Wie in 20 dargestellt ist, wird ein herkömmlicher innerer Elektrodenkörper vom Wicklungstyp 61 mit einer positiven Elektrode 62 und einer negativen Elektrode 63 gefertigt, welche mit einem dazwischen eingefügten Separator 64 gewickelt sind, welche jeweils zumindest mit einem Kollektor-Streifen bzw. -Anhänger 65 für die positive Elektrode und einem Kollektor-Streifen bzw. -Anhänger 66 für die negative Elektrode (nachstehend als "Kollektor-Streifen 65 und 66" bezeichnet) versehen sind. Dann werden, wie in 19 dargestellt ist, die Kanten auf der gegenüberliegenden Seite der Kollektor-Streifen 65 und 66, die mit den Elektrodenplatten 62 und 63 verbunden sind, an internen Anschlüssen 69A und 69B etc. angebracht. Das Bezugszeichen 76 bezeichnet einen elastischen Körper (Verpacken bzw. Abdichten); 77 bezeichnet einen Isolations-Polymerfilm; 78 bezeichnet ein Druckreduzierventil; 79 bezeichnet eine metallische Folie.
Metallische Folien etc. werden für die Elektrodenplatten verwendet wie Aluminium etc. für die positive Elektrode und Kupfer oder Nickel für die negative Elektrode als Kollektor-Substrate und jede Elektrodenplatte wird ausgebildet durch Aufbringen eines Elektrodenaktivmaterials und die Kollektor-Streifen werden auf zumindest einer Seite dieser Kollektor-Substrate angeordnet.
Jedoch müssen die Kollektor-Streifen bzw. -Anhänger einzeln an die Elektrodenplatten zum Beispiel durch Punktschweißen angebracht werden, wenn der Elektrodenkörper gewickelt wird, und das Problem besteht darin, dass deren Verarbeitung kompliziert ist. Ferner muß an den Kanten auf der gegenüberliegenden Seite, die mit den Elektrodenplatten der Kollektor-Streifen verbunden sind, die Vielzahl von Kollektor-Streifen an die internen Anschlüsse zum Beispiel durch Vernieten gebunden und angefügt werden und demgemäß ist ihre Verarbeitung ebenso kompliziert und weist ein Problem auf, dass es nicht einfach ist, die Kollektor-Streifen zu verbinden, während sie bei niedrigem Widerstand aufrechtgehalten werden. Ferner gibt es ein anderes Problem, dass das Verbinden des Elektrodenkörpers und der internen Anschlüsse unter Verwendung einer Viel zahl von Kollektor-Streifen dementsprechend einen ziemlichen großen Zwischenraum bzw. Platz erfordert.
Die Druckschrift EP 1 076 371 A1 offenbart nicht-wäßrige Elektrolyt-Sekundärzellen und einen Prozeß zur Fertigung derselben. Die nicht-wäßrige Elektrolyt-Sekundärzelle weist eine aufgerollte Elektrodeneinheit, welche aus einer positiven Elektrode, einer negativen Elektrode und einem dazwischen angeordneten Separator zusammengesetzt ist, und eine negative Elektrodenstrom-Kollektor-Platte und eine positive Elektrodenstrom-Kollektor-Platte auf, die mit den jeweiligen Enden der Elektrodeneinheit verbunden sind. Die negative Elektroden-Kollektor-Platte ist mit einer Kante der negativen Elektrode verbunden, welche an einem der gegenüberliegenden Enden der Elektrodeneinheit vorsteht. Die Kollektor-Platte weist eine Zweischichtenstruktur auf, welche eine Kupferschicht, die aus Kupfer oder einer vorherrschend aus Kupfer bestehenden Legierung hergestellt ist, und eine Metallschicht aufweist, die aus einem Metall hergestellt ist, das nicht eine zwischenmetallische Verbindung mit Lithium bildet und eine niedrigere Laserstrahlreflektivität als Kupfer oder eine vorherrschend aus dem Metall gebildete Legierung aufweist.
Ferner offenbart die Druckschrift WO00/62356 eine Sekundärbatterie und eine Niedrigkosten-Stromsammelstruktur einer Sekundärzelle, welche einen stabilen und hohen Stromsammelwirkungsgrad und ein stabiles Laden/Entladen verwirklichen kann. Die Sekundärzelle weist eine Gruppe von Elektrodenplatten auf, welche positive Elektrodenplatten und negative Elektrodenplatten beinhalten, die über Separatoren gestapelt und gewickelt sind, und welche in einem Batteriebehälter mit einem Elektrolyt untergebracht sind. Die Batterie ist dadurch gekennzeichnet, dass Stromkollektoren der Elektrodenplatten von beiden Enden der Gruppe der Elektrodenplatten vorstehen, wobei die Vorsprünge gepresst sind, um flache Abschnitte der Kollektoren auszubilden, und die Kollektoren mit den flachen Abschnitten verbunden sind.
Außerdem offenbart die Druckschrift EP 1 049 187 A2 eine Lithium-Sekundärbatterie, die eine Haltbarkeit aufweist, die länger als bei herkömmlichen Batterien bei einer hohen Temperatur ist, die für elektrische Energiespeicherungssysteme, elektrische Fahrzeuge, eine Aufzugsstromquelle, elektrische Werkzeuge und dergleichen, welche hohe Ausgangs- und hohe Eingangscharakteristiken benötigen, verwirklicht wird. Überdies offenbart sie ein Material, das in dem Li/Mn-Atomverhältnis, der Gitterkonstante, der Halbwertsbreite, dem spezifischen Oberflächenbereich und der mittleren Primärpartikelgröße spezifiziert ist, welches verwendet wird als das positive Elektrodenaktivmaterial; und offenbart ein Material, das in negativer Elektrodendichte, wirklicher Dichte und kristalliner Dicke verwendet wird als die negative Elektrode; um eine Lithium-Sekundärbatterie mit einer langen Lebensdauer bzw. Haltbarkeit bei einer hohen Temperatur, bei hohen Ausgangs- und hohen Eingangscharakteristiken zu erzielen.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen herkömmlichen Probleme implementiert und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Sekundärzelle mit herausragender Produktivität und Platzsparfähigkeit vorzusehen, indem ein Prozess angewandt wird, bei dem jede Elektrodenplatte und jeder Kollektor direkt mit dem Stromherausführungsteil von dem inneren Elektrodenkörper verbunden sind, um Strom herauszuführen.
Das bedeutet, dass das obige Ziel erreicht durch das wird, was in dem beigefügten unabhängigen Anspruch dargelegt ist. Vorteilhafte Modifikationen sind in den beigefügten abhängigen Ansprüchen dargelegt.
In spezifischer Weise wird die Verbindung zwischen den Verbindungskanten der positiven metallischen Elektrodenfolie und dem vorbestimmten Teil des positiven Elektrodenkollektors (positive Elektrodenverbindung) vorzugsweise ausgebildet durch Bestrahlen eines konvexen Teils, der in Richtung auf die Verbindungskanten vorsteht, die auf dem vorbestimmten Teil des positiven Elektrodenkollektors ausgebildet sind, mit Energiestrahlen, durch Schmelzen des konvexen Teils des positiven Elektrodenkollektors und durch Schweißen des konvexen Teils des positiven Elektrodenkollektors an die Verbindungskanten der positiven metallischen Elektrodenfolie.
Außerdem wird die vorliegende Erfindung vorzugsweise auf eine derartige Weise ausgeführt, dass die Verbindung zwischen den Verbindungskanten der negativen metallischen Elektrodenfolie und dem vorbestimmten Teil des negativen Elektrodenkollektors (negative Elektrodenverbindung) gebildet wird durch Bestrahlen eines konvexen Teils, der in Richtung auf die Verbindungskante vorsteht, welche auf dem vorbestimmten Teil des negativen Elektrodenkollektors ausgebildet ist, mit Energiestrahlen, durch Schmelzen des konvexen Teils des negativen Elektrodenkollektors und durch Schweißen des konvexen Teils des negativen Elektrodenkollektors an die Verbindungskanten der negativen metallischen Elektrodenfolie.
Der positive Elektrodenkollektor und/oder negative Elektrodenkollektor wird vorzugsweise gebildet aus dem konvexen Teil und einem anderen flachen Teil und die Differenz zwischen der Dicke (L₂) des konvexen Teils und der Dicke (L₁) des flachen Teils beträgt 0.1 mm oder mehr, die Dicke des flachen Teils des positiven Elektrodenkollektors beträgt vorzugsweise 0.4 mm oder mehr und die Dicke des konvexen Teils des positiven Elektrodenkollektors beträgt vorzugsweise 0.6 mm oder mehr.
1 ist eine Perspektivansicht, welche in schematischer Weise ein Beispiel einer Verbindung zwischen einer positiven metallischen Elektrodenfolie und einem positiven Elektroden-Kollektor einer Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Kopie-Schaubild, welches ein Beispiel eines Stromherausführungsteils zeigt, wo die positive metallische Elektrodenfolie und der positive Elektroden-Kollektor verbunden sind.
3 ist eine Perspektivansicht, welche in schematischer Weise ein Beispiel einer Verbindung zwischen einer negativen metallischen Elektrodenfolie und einem negativen Elektroden-Kollektor der Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist eine Schnittansicht, welche eine Ausführungsform der Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist ein Kopie-Schaubild eines Photos, das ein Beispiel eines Stromherausführungsteils zeigt, wo ein Elektrodenkörper vom Wicklungstyp und ein positiver Elektroden-Kollektor der Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung verbunden sind.
6 ist eine schematische Ansicht, welche Beispiele des für die Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung verwendeten Kollektors zeigt.
7 ist eine Schnittansicht, welche eine andere Ausführungsform der Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung zeigt.
8 ist eine Perspektivansicht, welche in schematischer Weise ein Beispiel eines Energiestrahl-Bestrahlungsabschnitts des positiven Elektroden-Kollektors zeigt, welcher für die Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
9 ist eine Perspektivansicht, welche in schematischer Weise ein Beispiel eines Energiestrahl-Bestrahlungsabschnitts des negativen Elektroden-Kollektors zeigt, welcher für die Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
10 ist eine Perspektivansicht, welche in schematischer Weise ein anderes Beispiel des Energiestrahl-Bestrahlungsabschnitts des positiven Elektroden-Kollektors zeigt, welcher für die Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
11 ist eine Perspektivansicht, welche in schematischer Weise ein weiteres Beispiel des Energiestrahl-Bestrahlungsabschnitts des positiven Elektroden-Kollektors zeigt, welcher für die Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
12 ist eine Perspektivansicht, welche in schematischer Weise ein noch weiteres Beispiel des Energiestrahl-Bestrahlungsabschnitts des positiven Elektroden-Kollektors zeigt, welcher für die Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
13 ist eine Perspektivansicht, welche in schematischer Weise ein anderes Beispiel des Energiestrahl-Bestrahlungsabschnitts des negativen Elektroden-Kollektors zeigt, welcher für die Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
14 ist eine Perspektivansicht, welche in schematischer Weise ein weiteres Beispiel des Energiestrahl-Bestrahlungsabschnitts des negativen Elektroden-Kollektors zeigt, welcher für die Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
15 ist eine schematische Ansicht, welche ein Beispiel der Form eines konvexen Teils des Kollektors zeigt, welcher für die Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
16 ist eine schematische Ansicht, welche ein anderes Beispiel der Form des konvexen Teils des Kollektors zeigt, welcher für die Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
17 ist eine schematische Ansicht, welche ein Beispiel eines Verfahrens zum Biegen der metallischen Folie zeigt.
18 ist eine schematische Ansicht, welche ein anderes Beispiel des Verfahrens zum Biegen der metallischen Folie veranschaulicht.
19 ist eine Schnittansicht, welche eine Ausführungsform einer herkömmlichen Lithium-Sekundärzelle zeigt.
20 ist eine Perspektivansicht, welche ein Beispiel eines inneren Elektrodenkörpers vom Wicklungstyp zeigt.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unten erläutert werden.
Wie in 4 dargestellt ist, ist die Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung eine Lithium-Sekundärzelle 68, welche einen mit einem nicht-wäßrigen Elektrolyt getränkten bzw. imprägnierten inneren Elektrodenkörper (innerer Elektrodenkörper 61 vom Wicklungstyp), welcher aus einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode gebildet ist, die jeweils zumindest aus einer gewickelten oder geschichteten metallischen Folie gebildet sind, einen positiven Elektroden-Kollektor 4A und einen negativen Elektroden-Kollektor 4B aufweist, um einen Strom aus diesem inneren Elektrodenkörper herauszuführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanten von zumindest einer metallischen Folie, welche die positive Elektrode und/oder die negative Elektrode bildet, und vorbestimmte Teile des positiven Elektroden-Kollektors 4A und/oder des negativen Elektroden-Kollektors 4B miteinander verbunden sind, um einen Strom aus dem inneren Elektrodenkörper herauszuführen, und von den Kanten der metallischen Folien die angeordneten Kanten (Verbindungskanten) 15, welche mit den vorbestimmten Teilen des positiven Elektroden-Kollektors 4A und/oder des negativen Elektroden-Kollektors 4B zu verbinden sind, und die vorbestimmten Teile des positiven Elektroden-Kollektors 4A und/oder des negativen Elektroden-Kollektors 4B miteinander verbunden sind.
Außerdem ist 1 eine Perspektivansicht, welche in schematischer Weise ein Beispiel einer Verbindung zwischen einer positiven Elektrode und einem positiven Elektroden-Kollektor der Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung zeigt und zeigt, dass die Kanten von zumindest einer metallischen Folie (positive metallische Elektrodenfolie 1A), welche die positive Elektrode bildet, und ein vorbestimmter Teil des positiven Elektroden-Kollektors 4A verbunden sind, um einen Strom aus dem inneren Elektrodenkörper herauszuführen, und zeigt ferner, dass die Kanten (Verbindungskanten) 15, welche angeordnet sind, um mit dem vorbestimmten Teil des positiven Elektroden-Kollektors 4A der Kanten der metallischen Folie verbunden zu werden, und der vorbestimmte Teil des positiven Elektroden-Kollektors 4A verbunden sind.
Außerdem ist 3 eine Perspektivansicht, welche in schematischer Weise ein Beispiel einer Verbindung zwischen der negativen Elektrode und dem negativen Elektroden-Kollektor der Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung zeigt und zeigt, dass die Kanten von zumindest einer metallischen Folie (negative metallische Elektrodenfolie 18), welche die negative Elektrode bildet, und ein vorbestimmter Teil des negativen Elektroden-Kollektors 4B verbunden sind, um einen Strom aus dem inneren Elektrodenkörper herauszuführen, und zeigt ferner, dass die Kanten (Verbindungskanten) 15, welche angeordnet sind, um mit dem vorbestimmten Teil des negativen Elektroden-Kollektors 4B der Kanten der metallischen Folie verbun den zu werden, und der vorbestimmte Teil des negativen Elektroden-Kollektors 4B verbunden sind.
Wie in 4 dargestellt ist, kann zusätzlich zu der oben beschriebenen Konfiguration die vorliegende Erfindung ferner eine Konfiguration aufweisen, welche eine Elektrodenhülle aufweist, die mit internen Anschlüssen 69A und 69B, externen Anschlüssen 70A und 70B und Zellenhüllen 71A und 71B versehen ist, wobei der positive Elektroden-Kollektor 4A und der negative Elektroden-Kollektor 4B mit den internen Anschlüssen 69A und 69B verbunden sind, indem deren jeweilige Elektrodenzuleitungen 72 verwendet werden. Zu diesem Zeitpunkt sind die Elektrodenzuleitungen 72 vorzugsweise aus einem Metall desselben Typs einschließlich seiner Legierung hergestellt als dasjenige der verbundenen Kollektoren 4A und 4B und der internen Anschlüsse 69A und 69B. Noch spezifischer ist es bevorzugt, falls Aluminium oder eine Aluminiumlegierung für den positiven internen Elektrodenanschluß 69A und den positiven Elektroden-Kollektor 4A verwendet wird, dass Aluminium oder eine Aluminiumlegierung für die positiven Elektrodenzuleitungen verwendet wird, und falls Kupfer oder eine Kupferlegierung für den negativen internen Elektroden-anschluß 69B und den negativen Elektroden-Kollektor 4B verwendet wird, ist es bevorzugt, dass Kupfer oder eine Kupferlegierung für die negativen Elektrodenzuleitungen verwendet wird.
Die vorliegende Erfindung kann ferner implementiert werden, indem die Kollektoren 4A und 4B unmittelbar mit den internen Anschlüssen 69A und 69B verbunden werden, um einen Strom zu tragen, anstatt die Elektrodenzuleitungen zu verwenden.
Außerdem kann die vorliegende Erfindung ferner implementiert werden, indem der Stromherausführungsteil der vorliegenden Erfindung für die positive Elektrode und negative Elektrode oder jede der zwei verwendet wird.
Außerdem kann in der vorliegenden Erfindung der Kollektor 54 ebenso als die Elektrodenhülle dienen, wie in 7 dargestellt ist. 7 zeigt ein Beispiel eines Falles eines zylindrischen Zellengehäuses 73 mit einem offengelassenen Ende und einer auf das andere Ende angewandten Kontraktionsverarbeitung. Jedoch ist, soweit wie der Kollektor 54 ebenso als die Elektrodenhülle dient, die Form der Zelle nicht auf eine besondere beschränkt und beide Enden des Zellengehäuses 73 können entweder der Kontraktionsverarbeitung unterworfen werden oder offengelassen werden. Außerdem zeigt 7 ein Beispiel eines Falles, wo ein Druckreduzierloch 75 auf der positiven Elektrodenseite vorgesehen ist, jedoch kann ein Druckreduzierloch 75 ebenso auf der negativen Elektrodenseite vorgesehen sein.
Wie in 4 und 7 dargestellt ist, beseitigt eine Übernahme einer Konfiguration, dass die Elektrodenplatten und die Kollektoren 4A, 4B und 54 unmittelbar mit dem Stromherausführungsteil von dem inneren Elektrodenkörper (innerer Elektrodenkörper vom Wicklungstyp 61) verbunden sind, um einen Strom herauszuführen, die Notwendigkeit, die Kollektor-Streifen zu verwenden, welche die herkömmlichen Stromherausführungsmittel sind, und beseitigt dabei die Notwendigkeit für einen komplizierten Prozeß zum Anbringen der Kollektor-Streifen, wobei somit die Produktivität verbessert wird, und spart gleichzeitig den Platz bzw. Raum, welcher der Länge des Kollektor-Streifens entspricht, wobei somit die Platz- bzw. Raumsparfähigkeit verbessert wird. Der Stromausführungsteil der vorliegenden Erfindung wird hergestellt, wie später beschrieben wird, und demgemäß ist es leichter als eine Viel zahl von Kollektor-Streifen zu befestigen und vorteilhafter als die Kollektor-Streifen im Hinblick auf das Platzsparen. Dies wird in weiteren Einzelheiten unten beschrieben werden.
Wie in 1 dargestellt ist, ist es bevorzugt, dass die vorliegende Erfindung auf eine derartige Weise ausgeführt wird, dass die Verbindungskanten 15 der positiven metallischen Elektrodenfolie 1A, welche die positive Elektrode bildet, verbunden werden mit der Verbindung 5, die eine Verbindungsoberfläche an dem Ende aufweist, welche sich von einem vorbestimmten Teil des positiven Elektroden-Kollektors 4A in Richtung auf die Verbindungskanten 15 erstreckt, wobei die schmale Endfläche 2 der Verbindungsoberfläche zugewandt ist. Aluminium oder eine Aluminiumlegierung wird vorzugsweise als das Metallmaterial, welches die positive metallische Elektrodenfolie 1A und den damit zu verbindenden positiven Elektroden-Kollektor 4A bildet, von dem Standpunkt verwendet, dass es eine optimale Charakteristik als die Komponente der Lithium-Sekundärzelle zeigt.
Außerdem wird, wie in 8 dargestellt ist, die Verbindung (positive Elektrodenverbindung) zwischen den Verbindungskanten 15 der positiven metallischen Elektrodenfolie 1A und dem vorbestimmten Teil des positiven Elektroden-Kollektors 4A vorzugsweise gebildet durch Bestrahlen eines in Richtung auf die Verbindungskanten 15 vorstehenden konvexen bzw. gekrümmten Teils 7, welcher auf dem vorbestimmten Teil des positiven Elektroden-Kollektors 4A gebildet ist, mit einem Energiestrahl 8, durch Schmelzen des konvexen Teils 7 des positiven Elektroden-Kollektors 4A und dabei durch Schweißen des konvexen Teils 7 des positiven Elektroden-Kollektors 4A an die Verbindungskanten 15 der positiven metallischen Elektrodenfolie 1A. Außerdem ist es bevorzugt, dass der vorbestimmte Teil des positiven Elektroden-Kollektors 4A eine Kante 6 des positiven Elektroden-Kollektors 4A ist, da dies es einfacher macht, die Verbindungsoberfläche zu überprüfen.
Das nachfolgende Beispiel ist ein Beispiel eines Verfahrens zum Ausbilden der positiven Elektrodenverbindung der Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung. Das bedeutet, wie in 8 dargestellt ist, dass dieses Verfahren aus dem Ausbilden eines Verbindungskörpers zwischen der positiven metallischen Elektrodenfolie 1A und dem positiven Elektroden-Kollektor 4A besteht, indem der positive Elektroden-Kollektor 4A, welcher den konvexen Teil 7 aufweist, der in Richtung auf den vorbestimmten Teil der Kanten (Verbindungskanten) 15, die angeordnet sind, um mit dem positiven Elektroden-Kollektor 4A verbunden zu werden, von den Kanten der positiven metallischen Elektrodenfolie 1A vorsteht, auf eine derartige Weise angeordnet wird, dass der konvexe Teil 7 Kontakt aufweist mit zumindest einer der schmalen Endflächen 2 oder zumindest einer der schmalen Endflächen 2 nahekommt, indem der konvexe Teil 7 des positiven Elektroden-Kollektors 4A mit dem Energiestrahl 8 bestrahlt wird und indem der konvexe Teil 7 geschmolzen wird und indem der geschmolzene konvexe Teil 7 des positiven Elektroden-Kollektors 4A an die Verbindungskanten 15 der positiven metallischen Elektrodenfolie 1A geschweißt wird.
Außerdem ist die Form des konvexen Teils 7, der in Richtung auf die Verbindungskanten 15 der positiven metallischen Elektrodenfolie 1A vorsteht, auf dem vorbestimmten Teil des positiven Elektroden-Kollektors 4A nicht auf eine besondere beschränkt, sondern es ist bevorzugt, dass die Form des konvexen Teils 7 den Kontakt zwischen der konvexen Oberfläche des konvexen Teils 7 und der schmalen Endfläche 2 der positi ven metallischen Elektrodenfolie 1A sicherstellt, um das Schweißen der Verbindungskante 15 der positiven metallischen Elektrodenfolie 1A und des positiven Elektroden-Kollektors 4A zu erleichtern, und ein bevorzugtes Beispiel kann einen Fall beinhalten, wo die konvexe Oberfläche des konvexen Teils 7 und die schmale Endfläche 2 der positiven metallischen Elektrodenfolie 1A auf eine derartige Weise gebildet werden, dass sie Punktkontakt miteinander aufweisen.
15 und 16 zeigen spezifische Beispiele der Form des konvexen Teils des Kollektors. Die Form des konvexen Teils 7 des positiven Elektroden-Kollektors 4A und des negativen Elektroden-Kollektors 4B (später beschrieben) kann entweder eine trapezförmige Form, wie in 15 dargestellt ist, oder eine spitzen-ähnliche Form, wie in 16 dargestellt ist, sein.
In 15 und 16 bezeichnet L₁ die Dicke des flachen Teils 12 und bezeichnet L₂ die Dicke des konvexen Teils 7.
In der Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung ist es, wie in 15 und 16 dargestellt ist, bevorzugt, dass der positive Elektroden-Kollektor 4A aus dem konvexen Teil 7 und einem anderen flachen Teil 12 aufgebaut ist, die Differenz zwischen der Dicke (L₂) des konvexen Teils 7 und der Dicke (L₁) des flachen Teils 12 0.1 mm oder mehr beträgt, noch bevorzugter 0.6 mm oder mehr beträgt und am meisten bevorzugt 0.8 mm oder mehr beträgt. In dem Fall, wo die Differenz in der Dicke zwischen dem konvexen Teil 7 und dem flachen Teil 12 weniger als 0.1 mm beträgt, ist es unmöglich, aus dem Merkmal in der Form des konvexen Teils 7 einen Vorteil zu ziehen und ist es nicht erwünscht, da der Kontakt zwischen dem konvexen Teil 7 und der positiven metallischen Elektrodenfolie 1A instabil wird. Die obere Grenze der Differenz in der Dicke zwischen dem konvexen Teil 7 und dem flachen Teil 12 in der vorliegenden Erfindung ist nicht auf eine besondere beschränkt, sondern kann entsprechend der Verarbeitungsgenauigkeit und Festigkeit etc. des positiven Elektroden-Kollektors in geeigneter Weise beispielsweise auf 3 mm oder weniger eingestellt werden.
Wenn der positive Elektroden-Kollektor gegen die positive metallische Elektrodenfolie gedrückt wird, um die zwei miteinander zu verbinden, ist es von dem Standpunkt zur Verhinderung einer Deformation oder Beschädigung etc. des positiven Elektroden-Kollektors bevorzugt, dass die Dicke (L₁) des flachen Teils des positiven Elektroden-Kollektors 4A 0.4 mm oder mehr beträgt, noch bevorzugter 0.5 mm oder mehr und am meisten bevorzugt 0.6 mm oder mehr beträgt. Die obere Grenze der Dicke des flachen Teils ist nicht auf eine besondere beschränkt, sondern kann gemäß der Festigkeit und dem Gewicht etc. des positiven Elektroden-Kollektors in geeigneter Weise beispielsweise auf 2 mm oder weniger eingestellt werden, da es der Teil ist, der nicht unmittelbar auf den geschweißten Teil bezogen ist.
Außerdem ist es bevorzugt, dass die Dicke (L₂) des konvexen Teils des positiven Elektroden-Kollektors 4A 0.6 mm oder mehr beträgt, noch bevorzugter 0.7 mm oder mehr beträgt und am meisten bevorzugt 0.8 mm oder mehr beträgt. Dies festigt die Verbindung zwischen den beiden. Die obere Grenze der Dicke des konvexen Teils ist nicht auf eine besondere beschränkt, sondern kann entsprechend der Grenze der Strahlungsleistung des Energiestrahls etc. in geeigneter Weise eingestellt werden.
Die folgenden Formen können in bevorzugten Beispielen der Form des Energiestrahl-Bestrahlungsabschnitts des positiven Elektroden-Kollektors, der für die Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung verwendet wird, umfasst sein.
8 zeigt ein Beispiel des positiven Elektroden-Kollektors 4A, welcher den konvexen Teil 7 an der Kante 6 aufweist. In diesem Falle ist es durch Einstrahlen des Energiestrahls 8 von der Oberseite des positiven Elektroden-Kollektors 4A möglich, den positiven Elektroden-Kollektor 4A und die Verbindungskanten 15 der positiven metallischen Elektrodenfolie 1A durch Schweißen zu verbinden.
10 zeigt ein Beispiel des positiven Elektroden-Kollektors 31A, welcher den konvexen Teil 33 aufweist, der dicker als jener des positiven Elektroden-Kollektors 4A in der 8 ist. In diesem Fall ist es zusätzlich zur Einstrahlung des Energiestrahls 34 von der Oberseite des positiven Elektroden-Kollektors 31A ebenso möglich, einen Energiestrahl 35 auf die Seite des konvexen Teils 33 einzustrahlen, um den positiven Elektroden-Kollektor 31A und die Verbindungskanten 15 der positiven metallischen Elektrodenfolie 1A durch Schweißen zu verbinden.
11 zeigt ein Beispiel eines Falls, wo ein streifenförmiger positiver Elektroden-Kollektor 41 auf eine derartige Weise angeordnet wird, dass dessen Endfläche die Verbindungskanten 15 der positiven metallischen Elektrodenfolie 1A kontaktiert. In diesem Falle ist es ebenso möglich, einen Energiestrahl 42 von der Seite des positiven Elektroden-Kollektors 41 einzustrahlen, um den positiven Elektroden-Kollektor 41 und die Verbindungskanten 15 der positiven metallischen Elektrodenfolie 1A durch Schweißen zu verbinden. Somit kann, wie in 11 dargestellt ist, die Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung ebenso hergestellt werden, indem der positive Elektroden-Kollektor 41 ohne den konvexen Teil und eine Vielzahl von positiven metallischen Elektrodenfolien 1A verbunden werden.
12 zeigt ein Beispiel eines Falls, wo ein konvexer Teil 52 auf einem vorbestimmten Teil mit Ausnahme der Kante eines positiven Elektroden-Kollektors 51A vorgesehen ist. In diesem Fall ist es möglich, einen Energiestrahl 53 auf die Rückseite des positiven Elektroden-Kollektors 51A mit einem konvexen Teil 52 einzustrahlen, um den positiven Elektroden-Kollektor 51A und die positive metallische Elektrodenfolie 1A zu verbinden.
Andererseits ist es, wie in 3 dargestellt ist, in der vorliegenden Erfindung bevorzugt, die Verbindungskanten 15 der negativen metallischen Elektrodenfolie 1B, welche die negative Elektrode bildet, und die Verbindung 5 zu verbinden, welche die Verbindungsoberfläche an ihrem Ende aufweist, die sich von dem vorbestimmten Teil des negativen Elektroden-Kollektors 4B in Richtung auf die Verbindungskanten 15 erstreckt, indem die Seite 13 nahe den Verbindungskanten 15 mit der Verbindungsoberfläche dicht kontaktiert wird, und es ist bevorzugt, Kupfer oder eine Kupferlegierung als das Metallmaterial zu verwenden, welches die negative metallische Elektrodenfolie 1B und den damit zu verbindenden negativen Elektroden-Kollektor 4B bildet, von dem Standpunkt, es eine optimale Charakteristik als die Komponente der Lithium-Sekundärzelle aufweisen zu lassen. Außerdem ist es, wie in 9 dargestellt ist, ferner bevorzugt, dass die Verbindung (negative Verbindung) zwischen den Verbindungskanten 15 der negativen metallischen Elektrodenfolie 1B und dem vorbestimm ten Teil des negativen Elektroden-Kollektors 4B gebildet wird, indem der Energiestrahl 8 auf den konvexen Teil 7 eingestrahlt wird, welcher in Richtung auf die Verbindungskanten 15 vorsteht, die auf dem vorbestimmten Teil des negativen Elektroden-Kollektors 48 ausgebildet sind, wobei der konvexe Teil 7 des negativen Elektroden-Kollektors 48 geschmolzen wird und der konvexe Teil 7 des negativen Elektroden-Kollektors 48 und die Verbindungskanten 15 der negativen metallischen Elektrodenfolie 1 geschweißt werden. Außerdem ist es ebenso bevorzugt, dass der vorbestimmte Teil des negativen Elektroden-Kollektors 4B die Kante 6 des negativen Elektroden-Kollektors 4B ist von dem Standpunkt der Erleichterung einer Überprüfung der Verbindungsoberfläche.
Beispiele des Verfahrens zum Verbinden der negativen metallischen Elektrodenfolie und des negativen Elektroden-Kollektors der Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung beinhalten die nachfolgenden Verfahren. Das bedeutet, dass, wie in 9 dargestellt ist, es möglich ist, die negative metallische Elektrodenfolie 1B und den negativen Elektroden-Kollektor 48 zu verbinden, indem der negative Elektroden-Kollektor 48, der auf dem vorbestimmten Teil des konvexen Teils 7 vorgesehen ist, welcher in Richtung auf die Kanten (Verbindungskanten) 15, die angeordnet sind, um mit dem negativen Elektroden-Kollektor 4B verbunden zu werden, von den Kanten der negativen metallischen Elektrodenfolie 48 vorsteht, auf eine derartige Weise angeordnet wird, dass der konvexe Teil 7 die Seite 13 in der Nähe von zumindest einer der Verbindungskanten 15 dicht kontaktiert, indem der Energiestrahl 8 auf den konvexen Teil 7 des negativen Elektroden-Kollektors 4B eingestrahlt wird, indem der konvexe Teil 7 geschmolzen wird, indem der geschmolzene konvexe Teil 7 des negativen Elektroden-Kollektors 4B an die Verbindungskanten 15 der negativen metallischen Elektrodenfolie 13 geschweißt wird.
Zu diesem Zeitpunkt ist es möglich, die Seite 13 an den konvexen Teil 7 anzufügen, welcher die Verbindungsoberfläche ist, indem die Fläche dicht an den Verbindungskanten 15 gekrümmt bzw. gebogen wird. Die Verfahren zum dichten Kontaktieren der Seite 13 mit dem konvexen Teil 7 durch Biegen der Fläche dicht an den Verbindungskanten 15 umfassen ein Verfahren, wie in 17 dargestellt ist, wobei die Fläche dicht an den Verbindungskanten 15 gebogen wird, indem zuvor ein geeignetes Verfahren verwendet wird (17A), indem dann der negative Elektroden-Kollektor 4B auf der Seite 13 (17B) angeordnet wird, oder ein Verfahren, wie in 18 dargestellt ist, wobei der negative Elektroden-Kollektor 48, der mit den Verbindungskanten zu verbinden ist, mit einem geeigneten Druck gedrückt, gebogen und angefügt wird etc. (18B und 18C).
In der Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass säulenförmige Kristalle von der negativen metallischen Elektrodenfolie in Richtung auf den negativen Elektroden-Kollektor an der Verbindungsstelle zwischen der negativen metallischen Elektrodenfolie und dem negativen Elektroden-Kollektor ausgebildet werden. Im allgemeinen wächst ein geschweißtes Metall (epitaktisches Wachstum) auf Kristallkörnern des Basismaterials (ungeschweißter Teil) in derselben Kristallorientierung auf. Die auf diese Weise gebildete feste Phase wächst in Richtung der Innenseite der geschweißten Rippe (geschweißter Teil), wenn sich die Wärmequelle bewegt. Dieses Wachstum tendiert dazu, sich in der Richtung mit dem maximalen Temperaturgradienten fortzusetzen, und der Kristall wächst, indem er sich nahezu in einer derar tigen Richtung erstreckt, und der auf diese Weise aufgewachsene Kristall wird als „säulenförmiger Kristall" bezeichnet.
Der geschmolzene Teil des negativen Elektroden-Kollektors wird rekristallisiert, wenn er heruntergekühlt wird und sich die Wärme des geschmolzenen Teils rasch durch die negative metallische Elektrodenfolie ausbreitet. Das bedeutet, dass sich die Temperatur des geschmolzenen Metalls, was dem Teil entspricht, welcher an die negative metallische Elektrodenfolie angefügt ist, verringert, und die säulenförmigen Kristalle werden leichter von der negativen metallischen Elektrodenfolie in Richtung auf den negativen Elektroden-Kollektor mit der Grenzfläche zwischen der negativen metallischen Elektrodenfolie und dem geschmolzenen Metall als dem Kern ausgebildet. Außerdem weist in der vorliegenden Erfindung die Seite nahe den Verbindungskanten der negativen metallischen Elektrodenfolie einen engen Kontakt mit dem negativen Elektroden-Kollektor ohne irgendwelche Lücken auf, was eine optimale Kontaktbedingung liefert, und demgemäß werden die säulenförmigen Kristalle leicht mit dem Kühleffekt durch die negative metallische Elektrodenfolie gebildet. Die Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung, in welcher säulenförmige Kristalle auf der Verbindung von der negativen metallischen Elektrodenfolie in Richtung auf den negativen Elektroden-Kollektor ausgebildet werden, ist eine Lithium-Sekundärzelle, welche einen optimalen Verbindungszustand zwischen der negativen metallischen Elektrodenfolie und dem negativen Elektroden-Kollektor liefert, das heißt, eine hervorragende mechanische Festigkeit und Zuverlässigkeit.
Die Form des konvexen Teils, welcher auf dem vorbestimmten Teil des negativen metallischen Elektrodenteils vorgesehen ist, welcher in der Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist nicht auf eine besondere Form beschränkt.
Hier zeigen 15 und 16 spezifische Beispiele der Form des konvexen Teils. Die Form des konvexen Teils 7 des negativen Elektroden-Kollektors 4B, welcher in der Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann eine trapezförmige Form sein, wie in 15 dargestellt ist, oder eine spitzen-ähnliche Form, wie in 16 dargestellt ist.
In der Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung wird, wie in 15 und 16 dargestellt ist, der negative Elektroden-Kollektor 4B aus dem konvexen Teil 7 und einem anderen flachen Teil 12 gebildet und die Differenz zwischen der Dicke (L₂) des konvexen Teils 7 und der Dicke (L₁) des flachen Teils 12 ist vorzugsweise 0.1 mm oder mehr, noch bevorzugter 0.6 mm oder mehr und am meisten bevorzugt 0.8 mm oder mehr. In dem Fall, wo die Differenz in der Dicke zwischen dem konvexen Teil 7 und dem flachen Teil 12 weniger als 0.1 mm beträgt, ist es unmöglich, einen Vorteil aus dem Merkmal in der Form des konvexen Teils 7 zu ziehen, und ist es nicht wünschenswert, da der Kontakt zwischen dem konvexen Teil 7 und der negativen metallischen Elektrodenfolie 1B instabil wird. Außerdem ist die obere Grenze der Differenz in der Dicke zwischen dem konvexen Teil 7 und dem flachen Teil 12 des negativen Elektroden-Kollektors 4B nicht auf eine besondere beschränkt, sondern kann entsprechend der Verarbeitungsgenauigkeit und Stärke etc. des negativen Elektroden-Kollektors in geeigneter Weise beispielsweise auf 3 mm oder weniger eingestellt werden.
Wenn der negative Elektroden-Kollektor gegen die negative metallische Elektrodenfolie gedrückt wird, um die zwei zu verbinden, ist es bevorzugt von dem Standpunkt der Verhinderung einer Deformation oder Beschädigung etc. des negativen Elektroden-Kollektors, dass die Dicke (L₁) des flachen Teils 0.2 mm oder mehr beträgt, noch bevorzugter 0.3 mm oder mehr beträgt und am meisten bevorzugt 0.4 mm oder mehr beträgt. Die obere Grenze der Dicke des flachen Teils ist nicht auf eine besondere beschränkt, sondern kann gemäß der Stärke und dem Gewicht etc. des negativen Elektroden-Kollektors in geeigneter Weise auf beispielsweise 2 mm oder weniger eingestellt werden, da es der Teil ist, welcher nicht unmittelbar auf den geschweißten Teil bezogen ist.
Außerdem ist es bevorzugt, dass die Dicke (L₂) des konvexen Teils des negativen Elektroden-Kollektors 4B 0.4 mm oder mehr beträgt, noch bevorzugter 0.5 mm oder mehr beträgt und am meisten bevorzugt 0.6 mm oder mehr beträgt. Dies festigt die Verbindung zwischen den beiden. Die obere Grenze der Dicke des konvexen Teils ist nicht auf eine besondere beschränkt, sondern kann entsprechend der Grenze der Einstrahlungsleistung des Energiestrahls etc. in geeigneter Weise eingestellt werden.
Die folgenden Beispiele sind bevorzugte Beispiele der Form des Energiestrahl-Bestrahlungsabschnitts des negativen Elektroden-Kollektors, welcher für die Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
9 zeigt ein Beispiel des negativen Elektroden-Kollektors 4B, welcher den konvexen Teil 7 an der Kante 6 aufweist. In diesem Fall ist es durch Einstrahlen des Energiestrahls 8 von der Oberseite des negativen Elektroden-Kollektors 4B möglich, den negativen Elektroden-Kollektor 4B und Verbindungskanten 15 der negativen metallischen Elektrodenfolie 1B durch Schweißen zu verbinden.
13 zeigt ein Beispiel des negativen Elektroden-Kollektors 31B, welcher den konvexen Teil 33 aufweist, der dicker als jener des negativen Elektroden-Kollektors 4B in 9 ist. In diesem Fall ist es möglich, einen Energiestrahl 34 von der Oberseite des negativen Elektroden-Kollektors 31B einzustrahlen und den negativen Elektroden-Kollektor 31B und die Verbindungskanten 15 der negativen metallischen Elektrodenfolie 1B durch Schweißen zu verbinden.
14 zeigt ein Beispiel eines Falls, wo ein konvexer Teil 52 auf einem vorbestimmten Teil vorgesehen ist, welcher nicht die Kante des negativen Elektroden-Kollektors 51B ist. In diesem Fall ist es möglich, einen Energiestrahl 53 auf die Rückseite des mit dem konvexen Teil 52 versehenen negativen Elektroden-Kollektors 51B einzustrahlen, um den negativen Elektroden-Kollektor 51B und die negative metallische Elektrodenfolie 1B zu verbinden.
Wenn Aluminium oder eine Aluminiumlegierung für den positiven Elektroden-Kollektor und die positive metallische Elektrodenfolie verwendet wird und Kupfer oder eine Kupferlegierung für den negativen Elektroden-Kollektor und die negative metallische Elektrodenfolie verwendet wird, werden die metallische Folie und der Kollektor aus demselben Metall-Typ in der vorliegenden Erfindung hergestellt, und demgemäß ist es möglich, die metallische Folie und den Kollektor besser zu verbinden und die mechanische Festigkeit des Stromherausführungsabschnittes zu steigern. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Dicke der positiven metallischen Elektrodenfolie, welche aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt ist, 15 μm bis 25 μm beträgt und die Dicke der negativen metallischen Elektrodenfolie, welche aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt ist, 7 μm bis 15 μm beträgt. In dem Fall der Zellen, welche in 4 und 7 dargestellt sind, werden eine Aluminiumfolie mit einer Dicke von 20 μm und eine Kupferfolie mit einer Dicke von 10 μm verwendet.
Es ist bevorzugt, dass der positive Elektroden-Kollektor und/oder der negative Elektroden-Kollektor, welche in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, von einem kreuztafelförmigen Typ, wie in 6A und 6E dargestellt ist, einem Y-geformten tafelförmigen Typ, wie in 6B und 6F dargestellt ist, oder einem I-geformten tafelförmigen Typ, wie in 6C und 6G dargestellt ist, oder einem kreisförmigen Typ mit teilweiser Einkerbung, wie in 5, 6D und 6H dargestellt ist, ist. Dies macht es möglich, die Verbindung leicht zu überprüfen, das Gewicht zu reduzieren oder den Elektrolyt in dem gesamten Körper während des Nachfüllens des Elektrolyts etc. zirkulieren zu lassen.
Wenn die positive Elektrodenverbindung der Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung ausgebildet wird, ist es bevorzugt, dass der Energiestrahl 8 auf den konvexen Teil 7 bei einem Winkel θ (0° < θ ≤ 90°) bezüglich der Normalen 3A zu der die schmale Endfläche 2 der positiven metallischen Elektrodenfolie 1A einschließenden Ebene eingestrahlt wird, noch bevorzugter bei einem Winkel θ (5° ≤ θ ≤ 80°) eingestrahlt wird und insbesondere bevorzugt bei einem Winkel θ (10° ≤ θ ≤ 60°) eingestrahlt wird und am meisten bevorzugt bei einem Winkel θ (15° ≤ θ ≤ 45°) eingestrahlt wird (8). Es ist ebenso bevorzugt, dass der Energiestrahl 8 auf oder dicht auf oder um die Oberfläche des konvexen Teils 7 des positiven Elektroden-Kollektors 4A fokussiert wird, und es ist bevorzugt, dass der Energiestrahl 8 nicht unmittelbar auf die positive metallische Elektrodenfolie 1A eingestrahlt wird.
Außerdem ist es bevorzugt, dass der positive Elektroden-Kollektor 4A auf eine derartige Weise angeordnet wird, dass der konvexe Teil 7 die schmale Endfläche 2 bei quasi-rechten Winkeln kreuzt und der Energiestrahl 8 eingestrahlt wird, indem die Linie, welche die schmale Endfläche 2 bei quasirechten Winkeln kreuzt, unter Verwendung eines Energiestrahlgenerators abgetastet bzw. abgescannt wird, das bedeutet, durch Abtasten des konvexen Teils 7 des positiven Elektroden-Kollektors 4A. Zu diesem Zeitpunkt ist es zusätzlich dazu, dass der oben beschriebene Energiestrahl 8 auf den konvexen Teil 7 bei einem Winkel θ (0° < θ ≤ 90°) bezüglich der Normalen 3A zu der die schmale Endfläche 2 der positiven metallischen Elektrodenfolie 1A einschließenden Ebene eingestrahlt wird, bevorzugt, dass der Energiestrahl 8 auf den konvexen Teil 7 bei quasi-rechten Winkeln bezüglich der Linie, welche die schmale Endfläche 2 bei quasi-rechten Winkeln kreuzt, eingestrahlt wird.
Wie in 1 dargestellt ist, macht dies es möglich, den geschmolzenen Körper der positiven metallischen Elektrodenfolie 1A und den positiven Elektroden-Kollektor 4A zu schweißen, ohne Hartlot zu verwenden, um die positive metallische Elektrodenfolie 1A und den positiven Elektroden-Kollektor 4A zu verbinden. Es ist ferner möglich, zumindest eine positive metallische Elektrodenfolie 1 mit dem positiven Elektroden-Kollektor 4A durch einmalige Bestrahlung zu verbinden. Außerdem ist es, da lediglich ein vorbestimmter Teil (konvexer Teil 7) des positiven Elektroden-Kollektors 4A geschmolzen werden kann, um die positive metallische Elektrodenfolie 1A mit dem positiven Elektroden-Kollektor 4A zu verschweißen/verbinden, ohne irgendeine Beschädigung an der positiven metallischen Elektrodenfolie 1A zu verursachen, möglich, die mechanische Festigkeit der Verbindung zu erhöhen.
Im übrigen bezieht sich der Ausdruck "Verbindungskanten" in der vorliegenden Erfindung auf eine Vielzahl von Kanten, welche in einer metallischen Folie zu verbinden sind, oder auf Kanten, welche von den jeweiligen metallischen Folien bei einer Vielzahl von Stellen zu verbinden sind, und der Ausdruck "kreuzt die schmale Endfläche bei quasi-rechten Winkeln" bezieht sich auf ein Kreuzen all der schmalen Endflächen von einer Vielzahl von Verbindungskanten bei quasi-rechten Winkeln.
Wenn die positive Elektrodenverbindung der Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung ausgebildet wird, ist es bevorzugt, dass die Leistungsdichte des Energiestrahls an dem Bestrahlungspunkt 3 kW/mm² oder mehr beträgt, noch bevorzugter 4 kW/mm² oder mehr beträgt und am meisten bevorzugt 5 kW/mm² oder mehr beträgt. Dies ist darin begründet, dass in dem Fall, wo der Energiestrahl an dem Bestrahlungspunkt weniger als 3 kW/mm² ist, die Verbindung nicht gut ist und die mechanische Festigkeit als unzureichend betrachtet werden kann. Die obere Grenze der Leistungsdichte ist nicht auf eine besondere beschränkt, kann jedoch von dem Standpunkt der Verhinderung einer Beschädigung an dem positiven Elektroden-Kollektor oder der damit verbundenen positiven metallischen Elektrodenfolie in geeigneter Weise auf beispielsweise 60 kW/mm² festgelegt werden. Der Ausdruck "Leistungsdichte" des Energiestrahls in der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf einen Wert, welcher durch Teilen der Leistung des Energie strahls (kW) durch die Fleckfläche (mm²) eines Bestrahlungspunkts, welcher mit dem Energiestrahl in dem vorbestimmten Teil des positiven oder negativen Elektroden-Kollektors bestrahlt wird, erzielt wird.
2 ist ein photographisches Kopie-Schaubild, welches ein Beispiel eines Verbindungskörpers zeigt, welcher durch Verwenden einer Aluminiumfolie von 20 μm für die positive metallische Elektrodenfolie 1A, eines Aluminiummaterials für den Teil (konvexer Teil) von 2 mm Länge, das mittels des Energiestrahls in dem positiven Elektroden-Kollektor 4A zu schmelzen ist, und durch Einstrahlen eines YAG-Lasers verbunden wird.
Das Beispiel in 2 zeigt, dass die positive metallische Elektrodenfolie 1A auf eine derartige Weise geschweißt wird, dass die gesamte Kante mit der Verbindungsoberfläche 9 des positiven Elektroden-Kollektors 4A bedeckt wird, und demgemäß ist es selbstverständlich, dass die positive metallische Elektrodenfolie 1A fest mit dem positiven Elektroden-Kollektor 4A verbunden ist.
In diesem Beispiel sind benachbarte positive metallische Elektrodenfolien 1A mit einer dazwischen gehaltenen Lücke 10 angeordnet, jedoch wird, da die Form des geschmolzenen Körpers des vorbestimmten Teils des positiven Elektroden-Kollektors 4A auf den Kanten der positiven metallischen Elektrodenfolien 1A durch deren Oberflächenspannung aufrechtgehalten wird, auch wenn die Lücke 10 existiert, die Lücke 10 nicht eingetaucht und der geschmolzene Körper und der die Kanten der positiven metallischen Folien 1A kontaktierende Teil, sind verbunden. Im übrigen ist es, auch wenn einige aus der Vielzahl von positiven metallischen Elektrodenfolien 1A angeordnet sind, indem sie einander kontaktieren, oder alle von ihnen angeordnet sind, um einander eng zu kontaktieren, möglich, diese Folien zu verbinden.
Wenn die negative Elektrodenverbindung der Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung ausgebildet wird, ist es bevorzugt, dass der Energiestrahl 8 auf den konvexen Teil 7 bei einem Winkel θ (0° ≤ θ ≤ 30°) bezüglich der Normalen 3B zu der die Seite 13 nahe den Verbindungskanten 15 der negativen metallischen Elektrodenfolie 1B einschließenden Ebene eingestrahlt wird, noch bevorzugter bei einem Winkel θ (0° ≤ θ ≤ 10°) eingestrahlt wird und am meisten bevorzugt bei einem Winkel θ (0° ≤ θ ≤ 5°) eingestrahlt wird (9). Außerdem ist es bevorzugt, dass der Energiestrahl 8 auf die Oberfläche oder um den konvexen Teil 7 des negativen Elektroden-Kollektors 4B fokussiert wird, und es ist bevorzugt, dass der Energiestrahl 8 nicht unmittelbar auf die negative metallische Elektrodenfolie 18 eingestrahlt wird.
Außerdem ist es bevorzugt, dass der negative Elektroden-Kollektor 48 auf eine derartige Weise angeordnet wird, dass der konvexe Teil 7 die Seite 13 bei quasi-rechten Winkeln kreuzt und der Energiestrahl 8 eingestrahlt wird durch Scannen des Strahls, der die Seite 13 bei quasi-rechten Winkeln kreuzt, unter Verwendung eines Energiestrahlgenerators, das bedeutet, durch Scannen bzw. Abtasten des konvexen Teils 7 des negativen Elektroden-Kollektors 4B. Zu diesem Zeitpunkt ist es, zusätzlich dazu, dass der Energiestrahl 8 auf den konvexen Teil 7 bei einem Winkel θ (0° ≤ θ ≤ 30°) bezüglich der Normalen 38 zu der die Seite 13 der negativen metallischen Elektrodenfolie 1B einschließenden Ebene eingestrahlt wird, bevorzugt, dass der Energiestrahl 8 auf den konvexen Teil 7 bei quasi-rechten Winkeln bezüglich der Linie eingestrahlt wird, welche die Seite 13 bei quasi-rechten Winkeln kreuzt.
Wie in 3 dargestellt ist, macht es dies möglich, den geschmolzenen Körper der negativen metallischen Elektrodenfolie 1B und den negativen Elektroden-Kollektors 4B zu schweißen, ohne das Hartlot zu verwenden, um die negative metallische Elektrodenfolie 1B und den negativen Elektroden-Kollektors 4B zu verbinden. Es ist ebenso möglich, zumindest eine negative metallische Elektrodenfolie 1B mit dem negativen Elektroden-Kollektor 4B durch einmalige Bestrahlung zu verbinden. Außerdem ist es, da lediglich ein vorbestimmter Teil (konvexer Teil 7) des negativen Elektroden-Kollektors 4B geschmolzen werden kann, um die negative metallische Elektrodenfolie 1B mit dem negativen Elektroden-Kollektor 4B zu verschweißen/verbinden, ohne irgendeine Beschädigung an der negativen metallischen Elektrodenfolie 1B zu verursachen, möglich, die mechanische Festigkeit der Verbindung zu erhöhen.
Im übrigen bezieht sich der Ausdruck "kreuzt die Seite bei quasi-rechten Winkeln" auf ein Kreuzen von all den Seiten nahe einer Vielzahl von Verbindungskanten bei quasi-rechten Winkeln.
Außerdem ist es, wenn die negative Elektrodenverbindung der Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung ausgebildet wird, bevorzugt, dass der nachfolgende Ausdruck (7) erfüllt wird, wenn die Dicke des konvexen Teils des negativen Elektroden-Kollektors L₂ (mm) ist und die Leistungsdichte des Energiestrahls an dem Bestrahlungspunkt E (kW/mm²) ist. Durch Einstrahlung des Energiestrahls unter Bedingungen, welche den nachfolgenden Ausdruck (3) erfüllen, unterdrückt die Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung eine Beschädigung an der negativen metallischen Elektrodenfolie und weist die spe zielle Eigenschaft auf, dass die Verbindung eine starke mechanische Festigkeit aufweist.
[Mathematischer Ausdruck 3] L2 ≤ E/7 (3)
Von dem Standpunkt der Unterdrückung einer Beschädigung an der negativen metallischen Elektrodenfolie und des Aufweisens der speziellen Eigenschaft, dass die Verbindung eine starke mechanische Festigkeit aufweist, ist es bevorzugt, dass die folgenden Ausdrücke (4) und (5) erfüllt sind.
[Mathematischer Ausdruck 4] L2 ≤ E/9 (4)
[Mathematischer Ausdruck 5] L2 ≤ E/10 (5)
Mit der Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der Bestrahlungspunkt des Energiestrahls des negativen Elektroden-Kollektors eine flache Form aufweist. Dies unterdrückt eine diffuse Reflexion von Energiestrahlen und liefert die spezielle Eigenschaft der Unterdrückung einer Beschädigung an der negativen metallischen Elektrodenfolie. Im übrigen muß vom Standpunkt der Unterdrückung einer diffusen Reflexion von Energiestrahlen die flache Form lediglich auf zumindest einen Bereich angewendet werden, welcher breiter als der Bestrahlungspunkt ist.
Außerdem ist es mit der Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass der Fleckdurchmesser des Bestrahlungspunkts 1 mm oder weniger beträgt. Dies unterdrückt die Einstrahlung von Energiestrahlen auf unnötige Stellen und liefert die spezielle Eigenschaft, einen optimalen Verbindungszustand aufzuweisen, da eine Beschädigung an der negativen metallischen Elektrodenfolie unterdrückt wird. Die Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung ist insbesondere geeignet für den Fall, wo die benachbarten metallischen Folien mit einer dazwischen gehaltenen bestimmten Lücke angeordnet werden.
Außerdem ist es mit der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass der in 8 und 9 dargestellte Energiestrahl 8 von einem Laser- oder Elektronenstrahl erzeugt wird, der eine hohe Energiedichte und einen niedrigen Erwärmungswert aufweist, und es ist ferner bevorzugt, dass der Energiestrahl 8 vom Dauerstrich-Typ ist. Dies erlaubt es, Energie einzustrahlen, die auf die Oberfläche des konvexen Teils 7 fokussiert ist, was es möglich macht, den konvexen Teil 7 in effizienter Weise zu schmelzen und eine Beschädigung an der positiven metallischen Elektrodenfolie 1A oder an der negativen metallischen Elektrodenfolie 1B zu unterdrücken. Von den Lasern ist ein YAG-Laser insbesondere bevorzugt, da er besser fokussiert werden kann und die Energiedichte an der Position der positiven metallischen Elektrodenfolie 1A oder der negativen metallischen Elektrodenfolie 1B, die weg von dem Brennpunkt angeordnet sind, kleiner ist, was es möglich macht, eine Beschädigung an der positiven metallischen Elektrodenfolie 1A oder der negativen metallischen Elektrodenfolie 1B besser zu unterdrücken.
Außerdem ist es, wenn die positive Elektrodenverbindung der Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung ausgebildet wird, bevorzugt, dass der Energiestrahl 8 in 8 eingestrahlt wird, indem ein Energiestrahlgenerator verwendet wird, der zur kontinuierlichen Einstrahlung fähig ist, und dass der Energiestrahl 8 eingestrahlt wird, indem ein Energiestrahlgenerator verwendet wird, der zum Abtasten bzw. Scannen der Ebene geeignet ist, welche parallel zu der die schmale Endfläche 2 einschließenden Ebene verläuft. Außerdem ist es bevorzugt, dass die Scan- bzw. Abtastgeschwindigkeit des einzustrahlenden Energiestrahls 0.1 bis 100 m/min beträgt, noch bevorzugter 1 bis 30 m/min beträgt und am meisten bevorzugt 2 bis 10 m/min beträgt. Außerdem ist es, wenn der vorbestimmte Teil des positiven Elektroden-Kollektors 4A den konvexen Teil 7 aufweist, bevorzugt, dass der konvexe Teil 7 mit dem Energiestrahl 8 bestrahlt wird, indem er unter Verwendung des Energiestrahlgenerators abgetastet bzw. gescannt wird. Außerdem ist es mit der vorliegenden Erfindung bevorzugt, eine Vielzahl von positiven Elektroden-Kollektoren 4A entsprechend der Anzahl von angeordneten positiven metallischen Elektrodenfolien 1A vorzusehen und die Vielzahl von positiven Elektroden-Kollektoren 4A einen nach dem anderen auf eine derartige Weise anzuordnen, dass ihre jeweiligen konvexen Teile 7 die schmale Endfläche 2 bei quasi-rechten Winkeln kreuzen. Dies erlaubt es, dass die Vielzahl von positiven metallischen Elektrodenfolien 1A durch einmalige Bestrahlung verbunden wird.
Andererseits ist es, wenn die negative Elektrodenverbindung der Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung ausgebildet wird, bevorzugt, dass der in 9 dargestellte Energiestrahl 8 eingestrahlt wird, indem ein Energiestrahlgenerator verwendet wird, der zur kontinuierlichen Einstrahlung ge eignet ist, und dass der Energiestrahl 8 eingestrahlt wird, indem der Energiestrahigenerator verwendet wird, der zum Abtasten der Ebene geeignet ist, welche parallel zu der die Seite 13 einschließenden Ebene verläuft. Außerdem ist es, wenn der vorbestimmte Teil des negativen Elektroden-Kollektors 4B den konvexen Teil 7 aufweist, bevorzugt, dass der konvexe Teil 7 mit dem Energiestrahl 8 bestrahlt wird, indem er unter Verwendung des Energiestrahlgenerators abgetastet wird. Außerdem ist es mit der vorliegenden Erfindung bevorzugt, eine Vielzahl von negativen Elektroden-Kollektoren 4B entsprechend der Anzahl von angeordneten negativen metallischen Elektrodenfolien 1B vorzusehen und die Vielzahl von negativen Elektroden-Kollektoren 4B einen nach dem anderen auf eine derartige Weise anzuordnen, dass ihre jeweiligen konvexen Teile 7 die Seite 13 bei quasi-rechten Winkeln kreuzen. Dies erlaubt es, dass die Vielzahl von negativen metallischen Elektrodenfolien 1B durch einmalige Bestrahlung verbunden werden.
Wenn die positive Elektrodenverbindung der Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung ausgebildet wird, wird kein Verbindungsunterstützungsmaterial wie Hartlot benötigt, jedoch kann ein derartiges Material selbstverständlich verwendet werden. In einem derartigen Fall ist es bevorzugt, dass das Verbindungsergänzungsmaterial zur Unterstützung der Verbindung zwischen dem positiven Elektroden-Kollektor und der positiven metallischen Elektrodenfolie auf die positive metallische Elektrodenfolie und/oder vorbestimmte Teile des positiven Elektroden-Kollektors aufgebracht wird oder zwischen der positiven metallischen Elektrodenfolie und den vorbestimmten Teilen des positiven Elektroden-Kollektors eingefügt wird, der vorbestimmte Teil des positiven Elektroden-Kollektors und Verbindungsmaterial mit einem Energiestrahl bestrahlt wird, geschmolzen wird und der geschmolzene vorbestimmte Teil des positiven Elektroden-Kollektors und das Verbindungsmaterial an die Verbindungskanten der positiven metallischen Folie geschweißt wird.
Außerdem wird, wenn die negative Elektrodenverbindung der Lithium-Sekundärzelle der vorliegenden Erfindung ausgebildet wird, kein Verbindungsunterstützungsmaterial wie Hartlot benötigt, jedoch kann ein derartiges Material selbstverständlich verwendet werden. In einem derartigen Fall ist es bevorzugt, dass das Verbindungsergänzungsmaterial zur Unterstützung der Verbindung zwischen dem negativen Elektroden-Kollektor und der negativen metallischen Elektrodenfolie auf die negative metallische Elektrodenfolie und/oder vorbestimmte Teile des negativen Elektroden-Kollektors aufgebracht wird oder zwischen der negativen metallischen Elektrodenfolie und den vorbestimmten Teilen des negativen Elektroden-Kollektors eingefügt wird, der vorbestimmte Teil des negativen Elektroden-Kollektors und Verbindungsmaterial mit einem Energiestrahl bestrahlt wird, geschmolzen wird und der geschmolzene vorbestimmte Teil des negativen Elektroden-Kollektors und das Verbindungsmaterial an die Verbindungskanten der negativen metallischen Folie geschweißt wird.
Noch spezifischer ist die vorliegende Erfindung idealerweise auf einen inneren Elektrodenkörper vom Wicklungstyp oder Schichtungstyp anwendbar und insbesondere auf jene mit einer Kapazität von 2 Ah oder mehr. Die Verwendung der Zelle ist nicht auf ein besonderes Gebiet beschränkt und ist geeignet zum Starten eines Triebwerks als eine fahrzeugmontierte Batterie großer Kapazität, welche dazu dient, eine große Ausgangsleistung zu erzeugen, indem Zellen in Reihe verbunden werden, und eine Platzeinsparung benötigt wird, um mehrere Zellen zu montieren, oder zum Antreiben eines Motors eines elektrischen Autos oder eines hybrid-elektrischen Autos.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden noch spezifischer unten erläutert werden, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.
(Ausführungsformen 1 bis 3, Vergleichsbeispiele 1, 2)
Ein Verbindungstest wird durchgeführt, indem ein Dauerstrich-YAG-Laser als ein Energiestrahl verwendet wird und indem verschiedene Verbindungsbedingungen eingestellt werden wie die Form der Verbindung (konvexer Teil) des negativen Elektroden-Kollektors, die Weise, die negative metallische Elektrodenfolie den negativen Elektroden-Kollektor kontaktieren zu lassen, die Ausgangsleistung des YAG-Lasers, die Scan- bzw. Abtastgeschwindigkeit etc., und der Abschnitt des erzielten Verbindungskörpers wird beobachtet, indem ein Mikroskop verwendet wird. Im übrigen ist das Metall, welches die negative metallische Elektrodenfolie und den negativen Elektroden-Kollektor bildet, Kupfer (JIS C1100).
(Betrachtung)
Wenn der negative Elektroden-Kollektor und die negative metallische Elektrodenfolie in gutem Zustand verbunden werden, ist es möglich, säulenförmige Kristalle zu beobachten, welche von der negativen metallischen Elektrodenfolie in Richtung auf den negativen Elektroden-Kollektor ausgebildet werden (Ausführungsformen 1 bis 3).
Andererseits ist es nicht möglich, irgendwelche säulenförmige Kristalle an Stellen zu beobachten, wo der negative Elektro den-Kollektor und die negative metallische Elektrodenfolie nicht verbunden sind, wie in dem Vergleichsbeispiel 1 dargestellt ist, und gleichachsige bzw. gleichgerichtete Kristalle können stattdessen beobachtet werden.
Einerseits zeigt das Vergleichsbeispiel 2, dass keine säulenförmigen Kristalle beobachtet werden, sondern die negative metallische Elektrodenfolie und der negative Elektroden-Kollektor teilweise verbunden sind. Jedoch wurde entdeckt, das ihre Verbindungsfläche klein ist und die Verbindung nicht in einem stabilen Zustand im Vergleich zu den Ausführungsformen ist.
Wie oben dargestellt ist, wurde es bestätigt, dass ein guter Verbindungszustand erzielt werden kann unter Bedingungen, unter denen säulenförmige Kristalle von der negativen metallischen Elektrodenfolie in Richtung auf den negativen Elektroden-Kollektor an der Verbindung zwischen der negativen metallischen Elektrodenfolie und dem negativen Elektroden-Kollektor ausgebildet werden.
Wie oben beschrieben wurde, indem eine Konfiguration übernommen wird, dass Elektrodenplatten und Kollektoren unmittelbar verbunden werden, um einen Strom für den Teil herauszuführen, welcher einen Strom von dem inneren Elektrodenkörper herausführt, kann die vorliegende Erfindung eine Lithium-Sekundärzelle mit ausgezeichneter Produktivität und Platzsparfähigkeit vorsehen.
Die Erfindung sieht eine Lithium-Sekundärzelle vor, welche einen mit einem nicht-wäßrigen Elektrolyt getränkten inneren Elektrodenkörper, der aus einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode zusammengesetzt ist, welche jeweils aus zumindest einer metallischen Folie gebildet sind, die gemeinsam gewickelt oder geschichtet sind, und Kollektoren einschließt, um einen Strom von diesem inneren Elektrodenkörper herauszuführen. Die Kanten der metallischen Folie der positiven Elektrode und/oder der negativen Elektrode und vorbestimmte Teile des positiven Elektroden-Kollektors und/oder des negativen Elektroden-Kollektors sind miteinander verbunden, um einen Strom aus dem inneren Elektrodenkörper herauszuführen. Die Kanten der metallischen Folie, die Kanten, (Verbindungskanten), welche angeordnet sind, um mit den vorbestimmten Teilen des positiven Elektroden-Kollektors und/oder des negativen Elektroden-Kollektors verbunden zu werden, und die vorbestimmten Teile des positiven Elektroden-Kollektors und/oder des negativen Elektroden-Kollektors sind miteinander verbunden. Die Lithium-Sekundärzelle weist eine ausgezeichnete Produktivität und Platzsparfähigkeit auf.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle mit: Vorsehen eines mit einem wässrigen Elektrolyt getränkten inneren Elektrodenkörpers (61) einschließlich einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode, die jeweils zumindest eine metallische Folie (1A) aufweisen, die gemeinsam gewickelt oder geschichtet sind; Vorsehen eines positiven Elektrodenkollektors (4A) und eines negativen Elektrodenkollektors (4B), um Strom aus dem inneren Elektrodenkörper (61) herauszuführen, wobei jeder der Kollektoren einen konvexen Teil (7, 33, 52) aufweist; und Anordnen von Endteilen der metallischen Folie (1A) der positiven Elektrode und von Endteilen der metallischen Folie (1A) der negativen Elektrode, um den konvexen Teil (7, 33, 52) des positiven Elektroden-Kollektors (4A) und den konvexen Teil (7, 33, 52) des negativen Elektroden-Kollektors (4B) jeweils zu kontaktieren; dadurch gekennzeichnet, dass jeder konvexe Teil (7, 33, 52) dicker als übrige Teile von seinem jeweiligen Kollektor ist; wobei das Verfahren ferner aufweist: Bestrahlen des konvexen Teils (7, 33, 52) des positiven Elektroden-Kollektors (4A) und des konvexen Teils (7, 33, 52) des negativen Elektroden-Kollektors (4B) mit Energiestrahlen; Schmelzen von zumindest jedem konvexen Teil (7, 33, 52); und Ausbilden einer Schweißverbindung zwischen jedem konvexen Teil (7, 33, 52) und den Endteilen der metallischen Folien (1A).
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 1, wobei die Dicke des konvexen Teils (7, 33, 52) während des Bestrahlungsschrittes verringert wird.
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 1, wobei ferner umfasst ist: Vorsehen einer Elektrodenhülle einschließlich interner Anschlüsse, externer Anschlüsse und einer Zellenhülle; und Verbinden des positiven Elektroden-Kollektors (4A) und/oder des negativen Elektroden-Kollektors (4B) mit den internen Anschlüssen unter Verwendung von Elektrodenzuleitungen.
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 1, wobei die Endteile der metallischen Folie (1A) der positiven Elektrode Kanten der Folie aufweisen und eine Dicke aufweisen, welche dieselbe wie die Dicke der Folie ist.
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 4, wobei die metallische Folie (1A) der positiven Elektrode und der positive Elektroden-Kollektor (4A) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet werden.
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 5, wobei der konvexe Teil (7, 33, 52) des positiven Elektroden-Kollektors (4A) an einer lateralen Kante des positiven Elektroden-Kollektors (4A) positioniert wird.
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 1, wobei die Endteile der metallischen Folien (1A) der negativen Elektrode Seitenteile der Folie aufweisen und eine Dicke aufweisen, welche größer als die Dicke der Folie ist.
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 7, wobei die metallische Folie (1A) der negativen Elektrode und der negative Elektroden-Kollektor (4B) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildet werden.
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 7, wobei der konvexe Teil (7, 33, 52) des negativen Elektroden-Kollektors (48) an einer lateralen Kante des negativen Elektroden-Kollektors (48) positioniert wird.
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 7, wobei ferner der Schritt zum Ausbilden der Endteile der metallischen Folien (1A) durch Biegen umfasst ist.
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 1, wobei der konvexe Teil (7, 33, 52) konvex ist.
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 1, wobei der jeweilige Elektroden-Kollektor ein kreuz-, Y- oder I-geformter tafelförmiger Kollektor oder ein kreisförmiger Kollektor mit teilweiser Kerbung ist.
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 1, wobei der jeweilige Kollektor einen flachen Teil mit dem sich davon erstreckenden konvexen Teil (7, 33, 52) aufweist und der konvexe Teil (7, 33, 52) zumindest 0.1 mm dicker als der flache Teil ist.
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 13, wobei der konvexe Teil (7, 33, 52) zumindest 0.4 mm dicker als der flache Teil ist.
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 14, wobei der konvexe Teil (7, 33, 52) zumindest 0.6 mm dicker als der flache Teil ist.
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 13, wobei die Energiestrahlen auf den konvexen Teil (7, 33, 52) des positiven Elektroden-Kollektors (4A) bei einem Winkel eingestrahlt werden, der größer als 0° und nicht mehr als 90° bezüglich einer Ebene ist, welche normal zu der den flachen Teil einschließenden Ebene ist.
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 16, wobei die Leistungsdichte der Energiestrahlen an dem Bestrahlungspunkt zumindest 3 kW/mm² beträgt.
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 13, wobei die Dicke des flachen Teils des negativen Elektroden-Kollektors (4B) 0.2 mm oder mehr beträgt.
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 18, wobei die Dicke des konvexen Teils (7, 33, 52) des negativen Elektroden-Kollektors (4B) 0.4 mm oder mehr beträgt.
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 13, wobei die Energiestrahlen auf den konvexen Teil (7, 33, 52) des negativen Elektroden-Kollektors (4B) bei einem Winkel von 0° bis 30° bezüglich einer Ebene eingestrahlt werden, welche normal zu der den flachen Teil einschließenden Ebene ist.
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 20, wobei die Leistungsdichte der Energiestrahlen an dem Bestrahlungspunkt zumindest 6 kW/mm² beträgt.
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 21, wobei ein in (mm) ausgedrückter numerischer Wert der Dicke des konvexen Teils (7, 33, 52) nicht größer als 1/7 eines in (kW/mm²) ausgedrückten numerischen Werts der Leistungsdichte der Energiestrahlen an dem Bestrahlungspunkt ist.
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 22, wobei der Fleckdurchmesser des Bestrahlungspunkts nicht mehr als 1 mm beträgt.
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 4, wobei der konvexe Teil (7, 33, 52) des positiven Elektroden-Kollektors (4A) angeordnet wird, um die Kanten der Folie bei quasi-rechten Winkeln zu kreuzen.
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 7, wobei der konvexe Teil (7, 33, 52) des negativen Elektroden-Kollektors (4B) angeordnet wird, um die Seiten der Folie bei quasi-rechten Winkeln zu kreuzen.
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 1, wobei die Energiestrahlen nicht unmittelbar auf die metallische Folie (1A) eingestrahlt werden.
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 1, wobei benachbarte Windungen der metallischen Folie (1A) derart angeordnet werden, dass eine Lücke dazwischen vorhanden ist.
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 1, wobei die Energiestrahlen Laser- oder Elektronenstrahlen sind.
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 28, wobei die Energiestrahlen kontinuierliche Wellen sind.
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 28, wobei der Laser ein YAG-Laser ist.
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 1, wobei ferner der Schritt zum Anordnen eines Verbindungsmaterials zwischen den Endteilen der metallischen Folie (1A) und den Endteilen des konvexen Teils (7, 33, 52) vor dem Bestrahlungsschritt umfasst ist.
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Sekundärzelle nach Anspruch 1, wobei ferner umfasst ist: Vorsehen von zumindest einer Elektrodenhülle einschließlich interner Anschlüsse, externer Anschlüsse und einer Zellenhülle, wobei zumindest die eine Elektrodenhülle mit dem positiven Elektroden-Kollektor (4A) und/oder dem negativen Elektroden-Kollektor (4B) integriert ist.