[发明专利]焊接装置

说明书

技术领域

本发明涉及焊接装置，特别是关于适用于多张板的层叠体的接合中的焊接装置。

背景技术

近几年，正在使用隔着隔离物而层叠了多个平板状的正极电极及负极电极的层叠型锂离子电池。图9A是表示层叠型锂离子电池的层叠后的状态的立体图，图9B是表示连接了电极的垂片和引线端子的状态的立体图。

在层叠型锂离子电池中，如图9A所示，由铝（Al）等金属箔构成的正极电极100和由铜（Cu）等金属箔构成的负极电极101隔着隔离物（未图示）而被交替地层叠。各正极电极100上设有引线接合用的垂片102。这些垂片102如图9B所示那样被层叠，在接合部106中与外部连接用的引线端子104接合。同样地，各负极电极101上设有引线接合用的垂片103。这些垂片103被层叠，在接合部107中与外部连接用的引线端子105接合。

通常，在垂片102与引线端子104的接合以及垂片103与引线端子105的接合中使用超声波焊接、激光焊接、电阻焊接（参照JP特开2008-66170号公报、特开2009-32670号公报）。

超声波焊接是向被接合物施加垂直方向的压力的同时向接合面施加平行的超声波振动来进行接合的方法。

激光焊接是向被接合物照射激光来使其熔化来进行接合的方法。

如图10所示，电阻焊接是如下的方法：利用一对电极108a、108b从上下夹持并按压多张垂片102和引线端子104的同时，使电流流过电极108a、108b之间，利用所产生的焦耳热使垂片102和引线端子104熔化来进行接合。

在超声波焊接中，存在因焊接时的超声波振动而从电池脱落微小的金属粉的问题。此外，若通过增加电极的个数来增加垂片的个数，则要增加所需的焊接能量，因此需要提高超声波的输出，有可能会破坏或切断垂片。

在激光焊接中，由于由Al或Cu构成的被接合物的反射率高，因此存在需要高能量的激光的问题。此外，还存在产生被称为溅射物的金属粉的问题。

另一方面，在电阻焊接中，能够抑制在超声波焊接及激光焊接中成为问题的金属粉的产生或垂片的破损。在该电阻焊接中，向焊接电源反馈通电电流和电极间电压，控制提供给电极的通电量以使将所设定的电流或功率、电压向被接合物施加恒定时间。但是，在这种恒定时间的通电控制方式中，在焊接多张板的层叠体时，焊接状态不稳定，存在无法获得良好的固体小块（接合部分）的问题。

在焊接由Al或Cu等构成的多张板的层叠体的情况下，板的表面的氧化膜起到绝缘体的作用，在焊接时，需要向电极间施加高电压来破坏氧化膜。但是，氧化膜的破坏现象有偏差，在使对电极的通电时间恒定的现有的控制方式中，无法应对该偏差，无法实现适当的焊接。

另外，以上的问题并不限于层叠型锂离子电池，在对多张Al箔或Cu箔进行接合时也同样会发生。

发明内容

本发明为了解决上述问题而完成，其目的在于，提供一种即使在焊接多张板的层叠体的情况下也能够实现适当焊接的焊接装置。

本发明的焊接装置包括：第1电极，所述第1电极抵接于被接合物；第2电极，所述第2电极在与第1电极之间夹持被接合物且与第1电极对置；加压机构，所述加压机构对第1电极和第2电极中的至少一个加压，通过第1电极和第2电极夹持被接合物；焊接电源，所述焊接电源向第1电极、第2电极间供给电流；检测单元，所述检测单元检测与焊接中的被接合物相关的物理量；和控制单元，所述控制单元根据来自外部的指示而从焊接电源向第1电极和第2电极供给电流，由此开始焊接，在焊接过程中检测到的物理量到达了规定的结束条件值的时刻，停止对第1电极和第2电极的通电，所述物理量是流过第1电极和第2电极的焊接电流、施加于第1电极、第2电极间的焊接电压、提供给第1电极和第2电极的焊接功率、第1电极、第2电极间的电阻、施加到被接合物的负荷、及被接合物的厚度方向的位移量中的至少一种。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施例所涉及的焊接装置的结构的框图；

图2是本发明的第1实施例所涉及的焊接头的放大剖视图；

图3是表示焊接中的焊接电流、焊接电压、焊接功率的变化的一个示例的视图；

图4是表示焊接中的电极间电阻的变化的一个示例的视图；

图5是表示焊接中的负荷、位移量的变化的一个示例的视图；

图6是表示本发明的第2实施例所涉及的焊接装置的动作的流程图；

图7是本发明的第3实施例所涉及的焊接头的放大剖视图；