[发明专利]电阻焊接用通电块、使用其的密闭电池的制造方法及密闭电池

说明书

技术领域

本发明涉及在具有相互被二分割并层叠的正极芯体露出部及负极芯体露出部的密闭电池中，可以实现各自的芯体露出部与集电用部件之间的低电阻化，能够通过一次焊接稳定地进行电阻焊接的电阻焊接用通电块；和使用了该通电块的密闭电池的制造方法及密闭电池。

背景技术

近年来，环境保护运动的热情日益高涨，二氧化碳气体等成为温暖化原因的排放气体的排放限制得以强化。因此，在汽车业界，取代使用汽油、柴油、天然气等化石燃料的汽车，对电动汽车(EV)、混合动力电动汽车(HEV)的开发正在盛行。作为这样的EV、HEV用电池，可以使用镍氢二次电池或锂离子二次电池，但近年来由于得到了轻量且高容量的电池，所以大多使用锂离子二次电池等非水电解质二次电池。

在EV、HEV用途中，除了环境应对之外，还需要作为汽车的基本性能、即加速性能、爬坡性能等行驶能力的高度化。为了满足这样的要求，除了简单地增大电池容量之外，还需要高输出的电池。一般情况下，EV、HEV用的非水电解质二次电池大多使用将发电要素收纳到铝系金属制的方形外装罐内的方形密闭电池，但如果进行高输出的放电，则由于电池中流过大电流，所以需要极力降低电池的内部电阻。因此，对防止电池的发电要素中的电极片的芯体与集电用部件之间的焊接不良，使内部电阻降低的方案，进行了各种改良。

作为将发电要素中的电极片的芯体与集电用部件电接合来进行集电的方法，有机械方式的铆接法、焊接法等，但作为被要求高输出的电池的集电方法，由于容易实现低电阻化，并且难以发生时效变化，所以适合采用焊接法。而且，在锂离子二次电池中，为了实现低电阻化，使用铝或铝合金作为正极片的芯体材料及集电用部件的材料，使用铜或铜合金作为负极片的芯体材料及集电用部件的材料。但是，由于对铝、铝合金、铜及铜合金而言，作为其特性，电阻小、热传导率大，所以为了进行焊接，需要非常大的能量。

作为这样的发电要素的电极片的芯体与集电用部件之间的焊接方法，以往公知有以下的方法。

(1)激光焊接法(参照下述专利文献1)

(2)超声波焊接法(参照下述专利文献2)

(3)电阻焊接法(参照下述专利文献3)

在激光焊接法中，作为被焊接材料的铝、铝合金、铜及铜合金，由于相对于在金属焊接用广泛使用的YAG(钇-铝-石榴石)激光的反射率高至约90％，所以需要高能量的激光。而且，如果对铝、铝合金、铜及铜合金进行激光焊接，则存在着焊接性会因为表面状态的影响而大幅改变、以及与其他材质的激光焊接时同样地不可避免溅射的发生这些问题。

在超声波焊接中，由于作为被焊接材料的铝、铝合金、铜及铜合金的热传导率大，所以也需要大的能量，而且，会因为焊接时的超声波振动使得正极活性物质及负极活性物质脱落。因此，在下述专利文献2所公开的发明中，在超声波焊接时压缩作为发电要素的电极体，不使已脱落的活性物质侵入到电极体内。

并且，在电阻焊接中，由于作为被焊接材料的铝、铝合金、铜及铜合金的电阻小且热传导率大，所以存在着需要在短时间内投入大电流、有时在电阻焊接时发生电阻焊接用电极棒与集电用部件的熔焊、以及产生焊接部以外的融解或火花的发生等问题。

如上所述，3种焊接方法各有利弊，当考虑生产率及经济性时，优选采用以往作为金属间的焊接法而被广泛使用的电阻焊接法。不过，EV、HEV用的锂离子二次电池等的电极体，具备正极片和负极片夹着隔板卷绕或层叠的构成。而且，正极片或负极片的芯体露出部分别被配置成位于相互不同的一侧，正极片的芯体露出部被层叠、焊接于正极集电用部件，负极片的芯体露出部也被层叠、焊接于负极集电用部件。关于这些正极芯体露出部及负极芯体露出部的层叠个数，在EV、HEV用的锂离子二次电池等的容量大的情况下，变得非常多。

因此，为了对正极片的芯体露出部可靠地电阻焊接铝或铝合金制的集电用部件、对负极片的芯体露出部可靠地电阻焊接铜或铜合金制的集电用部件，需要大量的焊接能量。并且，如果在电阻焊接时增大焊接能量，则因为飞溅(spatter)引起的尘垢增加，由于该尘垢向电极体内部移动，增加了成为内部短路的原因的可能性。