[发明专利]接合装置、接合方法、以及电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种在较难设置夹具的部位上进行接合的接合装置和接合方法、以及使用所述接合装置和接合方法进行制造的电池。

背景技术

利用图7A、图7B、以及图10，对现有的接合方法进行说明。

图7A、图7B是表示电池的结构的图，图7A是纵向剖视图，图7B是仰视图。图10是对现有的接合方法进行说明的图。

以往，使用利用较宽的电阻焊机的点焊来作为如图7A、图7B所示的圆筒形锂电池的、圆筒壳76与负电极7的接合方法。

其原理是，在镀镍的深冲圆筒形的铁壳(以下简称为圆筒壳76)的内面底面上，用长棒状的钨电极夹住镍或镀镍铜包材料，使大电流流过，用因接触部的接触电阻而产生的发热来熔解接合界面的金属，从而进行焊接。然而，由于以大电流使接触部发生短路，因此，难以完全避免溅射物。因而，虽然钨电极上接合有层叠结构的薄膜电极，但可能会因溅射物的混入而导致正极板与负极板发生内部短路，从而发生急剧的温度上升，较难确保可靠性。

下面利用图10，对除上述电阻焊接以外的、能有效减少溅射物的方法进行说明。

如图10所示，该方法是：用筒状夹具按住金属片91a和93，照射激光A将接合界面熔解，从而对金属片91a和93进行接合。然而在该方法中，虽然只要是树脂或低熔点金属即可进行接合，但在对镍等熔点超过1000℃的金属进行接合的情况下，大部分热量被筒状夹具所吸收，很难超过熔点，从而不适合对高熔点材料进行接合。即使万一接合好了，也会因温度梯度而导致只在中心部接合，由于接合的面积较小，因此接合部的电阻较大，从而在需要流过大电流的EV和HEV中，会因发热而无法充分发挥锂电池原有的高密度、大电流的能力。而且，在产生溅射物的情况下，由于在夹具上方空有空间，因此，还存在因溅射物向外飞出而导致质量下降的问题。

此外，在圆筒壳锂电池的情况下，由于层叠电极是卷曲的，因此，圆筒壳中心部上只开有直径3mm左右的孔，设置按压夹具在物理上较为困难(例如，参照日本专利特开平4-220164号公报)。

由此，以往基本用电阻焊机进行生产，但每天需要对电阻焊机的焊接棒频繁地进行多次更换，并且无法阻止溅射物的产生，从而只能以在之后的充放电检查工序中找出因溅射物所导致的不良的方式来应对。

发明内容

本发明用于解决上述问题，其目的在于，即使在较难设置夹具等的位置上进行焊接的情况下，也能用较容易的方法来抑制溅射物的产生，并能确保接合面积。

为了达到上述目的，本发明的接合装置的特征在于，包括：中空工具，该中空工具包括激光波导；以及中空环状喷头，该中空环状喷头设置于所述中空工具的前端，内壁呈向内的锥形，在使所述环形喷头与接合对象相接触的状态下，经由中空工具对所述接合对象照射所述激光，从而对直接照射所述激光的部位进行热传导型焊接，对所述环形喷头的内壁照射所述激光，以对所述环形喷头进行加热，从而对接合对象的、与所述环形喷头相接的部分进行热扩散接合。

另外，优选通过照射所述激光，使所述接合对象的、直接照射所述激光的部位在所述接合对象的熔点以上沸点以下的温度下液化，并使所述接合对象的、与所述环形喷头相接的部分在所述接合对象的熔点以下的温度下软化。

另外，所述环形喷头优选由陶瓷制成。

另外，在所述环形喷头的、与所述接合对象相接触的面上，优选具有凹凸。

另外，优选形成所述凹凸，使从所述环形喷头的内壁到外壁上形成槽。

另外，所述波导也可以是光纤。

另外，优选在所述中空工具与所述光纤之间设有间隙。

另外，本发明的接合方法利用接合装置对接合对象进行接合，所述接合装置包括：中空工具，该中空工具包括激光波导；以及中空环状喷头，该中空环状喷头设置于所述中空工具的前端，内壁呈向内的锥形，其特征在于，包括：压接工序，该压接工序将所述环形喷头的前端压接于所述接合对象上；以及照射工序，该照射工序经由所述中空工具，从所述环形喷头对所述接合对象照射所述激光，从而对直接照射所述激光的部位进行热传导型焊接，对所述环形喷头的内壁照射所述激光，以对所述环形喷头进行加热，从而对接合对象的、与所述环形喷头相接的部分进行热扩散接合。

另外，所述照射工序优选包括：第一照射工序，该第一照射工序照射第一激光功率的第一激光，从而对所述接合对象进行加热；以及第二照射工序，该第二照射工序用功率大于所述第一功率、且波长短于所述第一激光的第二激光，对所述接合对象进行接合。