[发明专利]方形密封二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及方形密封二次电池，该方形密封二次电池具有层叠的正极芯体露出部及负极芯体露出部，且至少一侧的芯体露出部被分割成两部分，在该两部分之间配置有连结导电构件，并将芯体露出部与集电构件之间以及芯体露出部与连结导电构件之间电阻焊接，从而能够实现焊接部的低电阻化，并且使焊接部分的品质稳定化，且提高制造成品率。

背景技术

近年来，环境保护运动高涨，二氧化碳气体等造成温室化的废气的排出限制被强化。因此，在机动车行业里，取代使用汽油、柴油、天然气等化石燃料的机动车，而活跃地进行电动机动车(EV)、混合动力电动机动车(HEV)的开发。作为这样的EV、HEV用电池，使用镍-氢二次电池或锂离子二次电池，但近些年为了得到轻量且高容量的电池，锂离子二次电池等非水电解质二次电池被广泛使用。

在EV、HEV用途中，不仅要求与环境相适应，而且要求作为机动车的基本性能、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，需要不仅电池容量增大而且高输出的电池。通常，EV、HEV用的二次电池大多使用在方形外装壳体内收容有发电要件的方形密封二次电池，但为了在进行高输出的放电时在电池中流过大电流，需要极力减少电池的内部电阻。因此，对于防止电池的发电要件中的电极极板的芯体与集电构件之间的焊接不良来降低内部电阻进行了各种改良。

作为将发电要件中的电极极板的芯体与集电构件电接合而进行集电的方法，已知有机械的紧固法、焊接法等，但由于焊接法容易实现低电阻化且很难产生时效变化，因此适合作为要求高输出的电池的集电方法。另外，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极板的芯体材料及集电构件的材料，使用铜或铜合金作为负极极板的芯体材料及集电构件的材料。但是，由于铝、铝合金、铜及铜合金具有电阻小且热传导率大的特性，因此为了焊接而需要非常大的能量。

作为这样的发电要件的电极极板的芯体与集电构件之间的焊接方法，一直以来已知有以下的方法。

(1)激光焊接法

(2)超声波焊接法

(3)电阻焊接法

在激光焊接法中，作为被焊接材料的铝、铝合金、铜及铜合金相对于广泛用于金属焊接的YAG(钇铝石榴石)激光的反射率高，约为90％，因此需要高能量的激光。另外，当对铝、铝合金、铜或铜合金进行激光焊接时，存在如下问题点：因表面状态的影响而导致焊接性较大变化；以及与其它材质的激光焊接的情况同样不可避免地产生溅射。

在超声波焊接中，由于作为被焊接材料的铝、铝合金、铜或铜合金的热传导率大，因此需要大的能量，另外，存在因焊接时的超声波振动而容易产生正极活性物质及负极活性物质脱落的问题。

进而，在电阻焊接时，由于作为被焊接材料的铝、铝合金、铜或铜合金的电阻小及热传导率大，因此存在如下问题，即，短时间需要大电流的投入，电阻焊接时可能产生电阻焊接用电极棒与集电构件的熔接，产生焊接部以外的熔解或火花。

上述的三种焊接方法各有优缺点，但考虑到生产率及经济性时，优选采用一直以来作为金属之间的焊接法而广泛使用的电阻焊接法。然而，EV、HEV用的锂离子二次电池等方形密封二次电池的电极体具备隔着隔板层叠或卷绕正极极板和负极极板的结构。并且，正极极板和负极极板的芯体露出部配置成位于互不相同侧，正极极板的芯体露出部层叠而焊接于正极集电构件，负极极板的芯体露出部也层叠而焊接于负极集电构件。上述正极芯体露出部及负极芯体露出部的层叠张数在EV、HEV用的锂离子二次电池等方形密封二次电池的容量大的情况下变得非常多。

另一方面，在下述专利文献1中公开有蓄电元件的发明，在该蓄电元件中，在将正极极板及负极极板隔着隔板而卷绕成扁平状的电极体中，为了减少从隔板伸出的各电极的芯体露出部的层叠宽度，将各电极的芯体露出部分向两个部位并焊接于集电构件。在此，利用图9及图10，说明下述专利文献1中公开的蓄电元件的结构。需要说明的是，图9A为下述专利文献1公开的作为蓄电元件的双电荷层电容器的剖视图，图9B是图9A的沿IXB-IXB线的剖视图，图9C是图9A的沿IXC-IXC线的剖视图。另外，图10是表示图9中的电极的芯体露出部与集电构件之间的焊接工序的图。