[发明专利]锂离子电池用的负极端子和盖部件以及锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及含有不同的金属材料的多个层接合而成的锂离子电池用的负极端子和具有该负极端子的锂离子电池用的盖部件以及使用该盖部件的锂离子电池。

背景技术

关于电池，有作为化学电池的一次电池、二次电池、燃料电池、作为物理电池的太阳能电池等。一次电池不能够充电，有锰电池等干电池、锂电池、纽扣电池等。二次电池能够充电，有镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等。这些各种电池根据用途被分别使用。例如，锂离子电池具有高能量密度（每单位质量或每单位体积的取出能量）、几乎没有记忆效应（二次电池没有被充分放电就追加充电的话，容量减少的劣化现象）的特性，在便携电话、笔记本电脑等便携设备中被广泛使用。

近年来，在电力汽车、混合动力汽车、智能电网等的用途中，开始使用大型的锂离子电池。在这样的领域中，为了得到大电流，很多时候将多个锂离子电池电连接而使用。在这样的电池的端子间连接时，使用含有电阻低、产生的焦耳热少的Cu类材料的端子间连接部件（汇流条）。汇流条对电池端子的连接，在现有技术中考虑到各个电池特性的偏差，大多为利用螺栓、螺母等的机械性连结，使得能够容易进行电池更换。

最近的锂离子电池例如公开于日本特开2011－210725号公报（专利文献1）。该电池作为正极集电体使用能够抑制与正极活性物质的化学反应的Al，作为负极集电体使用电阻低的Cu。此外，在电池的外部露出地设置的端子选择容易与集电体焊接的材料，在正极部使用Al，在负极部使用Cu。锂离子电池中的各部分的材料主要如此选择。此外，为了减少含有Al的正极部和含有Cu类材料的汇流条的由连接引起的电阻（接触电阻），例如在日本特开2010－97769号公报（专利文献2）中公开了，在正极部中，使含有Al的集电体的连接部分（端子下部）为Al，使在与汇流条的连接部分（端子上部）含有Cu的结构。

近年来，锂离子电池中电特性偏差被抑制，品质得以提高，为了达到进一步的轻量化、紧凑化（减少体积）、提高生产性等，开始研究在汇流条对电池端子的连接中应用焊接。此外，代替现有技术中含有Cu类材料的汇流条，研究应用含有密度（比重）更小、能够轻量化的Al类材料的汇流条。例如根据上述专利文献2公开的结构，含有Al类材料的汇流条与含有Al的正极部的焊接能够容易地进行。

但是，含有Al类材料的汇流条与含有Cu的负极部的焊接中，会由于焊接时的热影响而导致发生反应，在接合界面，Al和Cu由于组成的倾向性而生成机械强度弱的金属间化合物，由此导致接合强度下降。为了解决该问题，例如在上述专利文献1中提出，将含有Al类材料的汇流条焊接于含有Al的端子部件（负极端子），将该端子部件通过含有Al和Cu的二层复合材料（clad）焊接于含有Cu的负极部的结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011－210725号公报

专利文献2：日本特开2010－97769号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

在上述专利文献1中，应用含有Al和Cu的二层复合材料。但是，即使是预先具有充分的接合强度的复合材料，也是Al类材料和Cu类材料的接合体。因此，焊接时的入热量变大，有500℃左右的传热时，存在在复合材料的Al层和Cu层的接合界面发生上述反应，生成金属间化合物而接合强度下降的问题。此外，在汇流条与负极部的连接中需要端子部件（负极端子）和复合材料这两个部件，因为具有这些部件，相应地生产效率下降、制造成本升高，而且存在对电池的紧凑性、轻量性造成不良影响等的问题。

本发明的目的在于，在将正极侧和含有Cu类材料的负极部使用含有Al类材料的汇流条进行连接的方式的锂离子电池中，不是将负极部和汇流条由螺纹部件等机械性连结的方式进行连接，而是例如通过电阻焊接、激光焊接等进行金属学性质的接合的情况下，提供能够使负极部与汇流条之间具有充分的接合强度，且能够实现连接中所需要的部件数量的减少、生产率的提高等的锂离子电池用的负极端子。并且提供具有该负极端子的锂离子电池用的盖部件以及使用该盖部件的锂离子电池。

用于解决技术问题的技术方案

本发明的发明者们在负极端子本身应用Cu类材料和Al类材料的复合构造，并且在该负极端子中设置能够抑制Cu类材料和Al类材料的金属学性质的反应的反应抑制层，由此得到能够解决上述问题的本发明。