方形二次電池的製造方法與流程
2023-07-25 09:18:16 4

本發明涉及方形二次電池的製造方法。
背景技術:
在電動汽車(EV)、混合動力電動汽車(HEV、PHEV)等的驅動用電源中,使用了鹼性二次電池、非水電解質二次電池等方形二次電池。
在這些方形二次電池中,由具有開口的有底筒狀的方形外殼體和對該開口進行封口的封口板形成電池盒。在電池盒內與電解液一同容納由正極板、負極板以及隔板構成的電極體。在封口板安裝正極端子和負極端子。正極端子經由正極集電體與正極板電連接,負極端子經由負極集電體與負極板電連接。
正極板包括金屬制的正極芯體和形成在正極芯體表面的正極活性物質層。在正極芯體的一部分形成未形成正極活性物質層的正極芯體露出部。而且,正極集電體連接於該正極芯體露出部。此外,負極板包括金屬制的負極芯體和形成在負極芯體表面的負極活性物質層。在負極芯體的一部分形成未形成負極活性物質層的負極芯體露出部。而且,負極集電體連接於該負極芯體露出部。
例如,在專利文獻1中提出了使用卷繞電極體的方形二次電池,該卷繞電極體具有卷繞在一個端部的正極芯體露出部,並具有卷繞在另一個端部的負極芯體露出部。此外,在專利文獻2中提出了使用在一個端部設置了正極芯體露出部和負極芯體露出部的電極體的方形二次電池。
在先技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2009-032640號公報
專利文獻2:日本特開2008-226625號公報
技術實現要素:
發明要解決的課題
關於車載用二次電池,特別是用於EV、PHEV等的二次電池,要求開發體積能量密度更高且電池容量更大的二次電池。在上述專利文獻1公開的方形二次電池的情況下,在電池盒內,需要用於配置卷繞的正極芯體露出部和卷繞的負極芯體露出部的程度的空間、以及封口板與卷繞電極體之間的上部的空間,成為難以增加二次電池的體積能量密度的原因。
相對於此,若像上述專利文獻2所公開的方形二次電池那樣使用在一個端部設置了正極芯體露出部和負極芯體露出部的電極體,則容易得到體積能量密度高的方形二次電池。然而,即使僅使用在一個端部設置了正極芯體露出部和負極芯體露出部的電極體,對於現有的製造方法尤其是現有的集電部的組裝方法而言,仍難以製造體積能量密度進一步提高的方形二次電池。
本發明的目的在於,提供一種具有高體積能量密度的方形二次電池。
用於解決課題的技術方案
在本發明的一個方式的方形二次電池的製造方法中,所述方形二次電池具備:
電極體,其包括正極板和負極板;
外殼體,其具有開口,並容納所述電極體;
封口板,其對所述開口進行封口;
正極集電體,其與所述正極板電連接;以及
負極集電體,其與所述負極板電連接,
所述方形二次電池的製造方法包括:
安裝工序,將所述正極集電體以及所述負極集電體安裝到所述封口板;
連接工序,在所述封口板的短邊方向上,在所述封口板的一側配置包括具有第一正極接頭部的所述正極板以及具有第一負極接頭部的所述負極板的第一電極體要素,並且
在所述封口板的另一側配置包括具有第二正極接頭部的所述正極板和具有第二負極接頭部的所述負極板的第二電極體要素,並且
將所述第一正極接頭部以及所述第二正極接頭部與所述正極集電體電連接,將所述第一負極接頭部以及所述第二負極接頭部與所述負極集電體電連接;以及
匯集工序,將所述第一電極體要素和所述第二電極體要素匯集為一個。
根據上述的方法,能夠使由接頭部以及集電體構成的集電部所佔的體積非常小,因此能夠容易得到體積能量密度更高的方形二次電池。
另外,在連接工序中,各電極體要素的配置、以及各接頭部與集電體的連接順序並沒有特別限定。在連接工序中,也可以在將第一電極體要素和第二電極體要素分別配置在封口板的兩側之後,將第一正極接頭部以及第二正極接頭部與正極集電體電連接,並將第一負極接頭部以及第二負極接頭部與負極集電體電連接。此外,在連接工序中,也可以將第一電極體要素配置在封口板的一側,將第一正極接頭部與正極集電體電連接,並將第一負極接頭部與負極集電體電連接,然後,將第二電極體要素配置在封口板的另一側,將第二正極接頭部與正極集電體電連接,並將第二負極接頭部與負極集電體電連接。
優選為,所述正極集電體隔著正極絕緣構件配置在所述封口板上,
所述負極集電體隔著負極絕緣構件配置在所述封口板上。
優選為,所述第一電極體要素包括多塊所述正極板以及多塊所述負極板,
所述第一正極接頭部被層疊,所述第一負極接頭部被層疊,
所述第二電極體要素包括多塊所述正極板以及多塊所述負極板,
所述第二正極接頭部被層疊,所述第二負極接頭部被層疊。
優選為,在所述匯集工序中,使所述第一電極體要素中的一面與所述第二電極體要素中的一面接觸。
優選為,在所述匯集工序中,使所述第一正極接頭部、所述第二正極接頭部、所述第一負極接頭部以及所述第二負極接頭部彎曲。
優選為,在所述連接工序中,
在所述第一正極接頭部、所述第二正極接頭部、所述第一負極接頭部以及所述第二負極接頭部中的至少一個預先連接輔助導電構件,
所述第一正極接頭部、所述第二正極接頭部、所述第一負極接頭部以及所述第二負極接頭部中的至少一個經由所述輔助導電構件與所述正極集電體或所述負極集電體電連接。
發明效果
根據本發明,能夠提供具有高體積能量密度的方形二次電池。
附圖說明
圖1是實施方式所涉及的方形二次電池的立體圖。
圖2是沿圖1的II-II線的剖視圖。
圖3是沿圖2的III-III線的剖視圖。
圖4是沿圖2的IV-IV線的剖視圖。
圖5是沿圖2的V-V線的剖視圖。
圖6是沿圖2的VI-VI線的剖視圖。
圖7是實施方式所涉及的正極板和負極板的俯視圖。
圖8是實施方式所涉及的電極體要素的俯視圖。
圖9是沿封口板的長邊方向的電流斷流機構附近的剖視圖。
圖10是沿封口板的短邊方向的電流斷流機構附近的剖視圖。
圖11是示出安裝了集電體等的封口板的電池內表面側的圖。
圖12是沿圖11的XII-XII線的剖視圖。
圖13是變形例所涉及的方形二次電池的與圖12對應的圖。
圖14是輔助構件的俯視圖。
圖15是變形例所涉及的方形二次電池的與圖12對應的圖。
圖16是用於變形例所涉及的方形二次電池的電極體要素的剖視圖。
符號說明
1-方形外殼體
1a-底部 1b-大面積側壁 1c-小面積側壁
2-封口板
2a-正極端子安裝孔 2b-負極端子安裝孔
3-電極體
3x-第一電極體要素 3y-第二電極體要素
4-正極板
4a-正極活性物質層 4b-正極芯體露出部
4c-正極接頭部 4d-保護層
4x-第一正極接頭組 4y-第二正極接頭組
5-負極板
5a-負極活性物質層5b-負極芯體露出部
5c-負極接頭部
5x-第一負極接頭組 5y-第二負極接頭組
6-正極集電體
6a-集電體主體部 6b-集電體連接部 6c-引線部
6d-連接用貫通孔 6e-薄壁部
6f-槽部
6y1-第一固定用貫通孔 6y2-第二固定用貫通孔
6y3-第三固定用貫通孔 6y4-第四固定用貫通孔
7-正極端子
7x-端子貫通孔 7y-端子塞
8-負極集電體
8a-集電體主體部 8c-引線部
8d-貫通孔
9-負極端子
10、12-內部側絕緣構件
10a-絕緣構件主體部 10b一絕緣構件第一側壁
10c-絕緣構件第二側壁
10d-凸部
11、13-外部側絕緣構件
14-絕緣片
15-電解液注入孔
16-密封塞
17-氣體排出閥
18-膠帶
19-引線部絕緣構件
20-方形二次電池
30-輔助構件
30a-主體部
30b-狹縫部
30c-折彎部
30d-薄壁部
40-電流斷流機構
41-導電構件
41a-基部 41b-筒狀部 41c-凸緣部
42-變形板
42a-突出部
43-絕緣板
43a-絕緣板主體部 43b-絕緣板第一側壁
43c-絕緣板貫通孔
43d1-第一突起 43d2-第二突起
43d3-第三突起 43d4-第四突起
50x、50y-焊接部
51x、51y-輔助接合部
60x、60y-焊接部
70a-第一固定部 70b-第二固定部
70c-第三固定部 70d-第四固定部
300-輔助導電構件
301-輔助導電構件
500x-焊接部
500y-焊接部
具體實施方式
以下對實施方式所涉及的方形二次電池20的結構進行說明。另外,本發明不限定於以下的實施方式。
如圖1~6所示,方形二次電池20具備具有開口的方形外殼體1和對該開口進行封口的封口板2。方形外殼體1和封口板2均優選由金屬製成,例如,能夠由鋁或鋁合金製成。方形外殼體1具有底部1a、一對大面積側壁1b以及一對小面積側壁1c。方形外殼體1是在與底部1a對置的位置具有開口的方形的有底筒狀的外殼體。在方形外殼體1內與電解質一同容納有層疊型的電極體3,該電極體3由多個正極板和多個負極板隔著隔板層疊而成。
正極板4具有金屬制的正極芯體和形成在正極芯體上的包含正極活性物質的正極活性物質層4a。正極板4在一個端邊具有露出正極芯體的正極芯體露出部4b。另外,作為正極芯體,優選使用鋁箔或鋁合金箔。負極板5具有金屬制的負極芯體和形成在負極芯體上的包含負極活性物質的負極活性物質層5a。負極板5在一個端邊具有露出負極芯體的負極芯體露出部5b。另外,作為負極芯體,優選使用銅箔或銅合金箔。在方形二次電池20中,正極芯體露出部4b構成了正極接頭部4c,負極芯體露出部5b構成了負極接頭部5c。
在電極體3中,在封口板2側的端部,正極接頭部4c以層疊並構成了正極接頭組(4x、4y)的狀態配置,此外,負極接頭部5c以層疊並構成負極接頭組(5x、5y)的狀態配置。層疊的正極接頭部4c與正極集電體6的引線部6c連接。而且,正極端子7與該正極集電體6電連接。層疊的負極接頭部5c與負極集電體8的引線部8c連接。而且,負極端子9與該負極集電體8電連接。在正極板4與正極端子7之間的導電路徑設置有壓敏式的電流斷流機構40。電流斷流機構40在電池內部的壓力成為規定值以上時進行工作,切斷正極板4與正極端子7之間的導電路徑,從而使電流斷流。另外,也可以在負極板5與負極端子9之間的導電路徑設置壓敏式的電流斷流機構40。
正極端子7以通過內部側絕緣構件10和外部側絕緣構件11而與封口板2電絕緣的狀態安裝於封口板2。此外,負極端子9以通過內部側絕緣構件12和外部側絕緣構件13而與封口板2電絕緣的狀態安裝於封口板2。內部側絕緣構件10、12和外部側絕緣構件11、13均優選由樹脂製成。在正極端子7設置有端子貫通孔7x,端子貫通孔7x由端子塞7y進行密封。
電極體3以被絕緣片14覆蓋的狀態容納在方形外殼體1內。作為絕緣片14,優選使用折彎成盒狀的樹脂片或袋狀的樹脂片。封口板2通過雷射焊接等而接合在方形外殼體1的開口邊緣部。封口板2具有電解液注液孔15,在注入了電解液之後,利用密封塞16對該電解液注液孔15進行密封。在封口板2形成有氣體排出閥17,該氣體排出閥17在電池內部的壓力成為規定值以上的情況下進行工作,用於將電池內部的氣體排出到電池外部。另外,氣體排出閥17的工作壓設定為比電流斷流機構40的工作壓高的值。
接著,對方形二次電池20的製造方法進行說明。
[正極板的製作]
製作正極漿料,該正極漿料包含作為正極活性物質的鋰鎳鈷錳複合氧化物、作為粘結劑的聚偏氟乙烯(PVdF)、作為導電劑的碳材料、以及N-甲基吡咯烷酮(NMP)。將該正極漿料塗敷到作為正極芯體的厚度為15μm的矩形的鋁箔的兩面。然後,使其乾燥,從而除去正極漿料中的N-甲基吡咯烷酮,在正極芯體上形成正極活性物質層。此後,進行壓縮處理,使得正極活性物質層成為規定厚度。將這樣得到的正極板裁剪成規定的形狀。
[負極板的製作]
製作負極漿料,該負極漿料包含作為負極活性物質的石墨、作為粘結劑的丁苯橡膠(SBR)、作為增稠劑的羧甲基纖維素(CMC)、以及水。將該負極漿料塗敷到作為負極芯體的厚度為8μm的矩形的銅箔的兩面。然後,使其乾燥,從而除去負極漿料中的水,在負極芯體上形成負極活性物質層。此後,進行壓縮處理,使得負極活性物質層成為規定厚度。將這樣得到的負極板裁剪成規定的形狀。
圖7是裁剪後的正極板4(圖7中的(a))、負極板5(圖7中的(b))的俯視圖。正極板4具有在正極芯體的兩面形成了正極活性物質層4a的方形的區域,在其一邊作為正極接頭部4c而形成了正極芯體露出部4b。負極板5具有在負極芯體的兩面形成了負極活性物質層5a的方形的區域,在其一邊作為負極接頭部5c而形成了負極芯體露出部5b。另外,正極板4的大小比負極板5的大小略小。優選在正極接頭部4c的根基部分設置絕緣層或電阻比正極芯體的電阻高的保護層4d。另外,也能夠在正極芯體露出部4b或負極芯體露出部5b連接其它導電構件,作為正極接頭部4c或負極接頭部5c。
[電極體要素的製作]
用上述的方法製作50個正極板4和51個負極板5,將它們隔著聚烯烴制的方形的隔板進行層疊,製作層疊型的電極體要素(3x、3y)。如圖8所示,層疊型的電極體要素(3x、3y)製作為,在一個端部層疊各正極板4的正極接頭部4c並且層疊各負極板5的負極接頭部5c。在電極體要素(3x、3y)的兩外表面配置隔板,並能夠通過膠帶18等而固定為各極板和隔板層疊的狀態。或者,也可以在隔板上設置粘接層,使得對隔板與正極板4、隔板與負極板5分別進行粘接。另外,隔板在俯視下的大小與負極板5相同、或者大於負極板5。也可以在兩個隔板之間配置正極板4,在使隔板的周緣成為熱焊接的狀態之後,層疊正極板4和負極板5。
圖9是沿著封口板2的長邊方向的電流斷流機構40附近的剖視圖。圖10是沿著封口板2的短邊方向的電流斷流機構40附近的剖視圖。
在封口板2作為正極端子安裝孔2a而形成了貫通孔。在正極端子安裝孔2a的電池外表面側配置外部側絕緣構件11,在電池內表面側配置內部側絕緣構件10和導電構件41。然後,從電池外部側將正極端子7插入到分別形成於外部側絕緣構件11、封口板2、內部側絕緣構件10以及導電構件41的貫通孔,將正極端子7的前端緊固在導電構件41上。另外,優選進一步將正極端子7的前端的緊固部焊接在導電構件41上。
導電構件41優選為在電極體3側具有開口部41x的杯狀。導電構件41具有與封口板2平行地配置的基部41a和從基部41a向電極體3側延伸的筒狀部41b。筒狀部41b可以是圓筒形,也可以是方形的筒狀部。導電構件41由金屬製成,例如,優選由鋁或鋁合金製成。正極端子7與基部41a連接。另外,也可以將正極端子7和導電構件41設為一體的部件。在該情況下,正極端子7從電池內部側插入到各部件的貫通孔,並在電池外部側緊固。
內部側絕緣構件10具有:配置在封口板2與導電構件41的基部41a之間的絕緣構件主體部10a;從絕緣構件主體部10a的封口板2的短邊方向上的兩端部向電極體3側延伸的一對絕緣構件第一側壁10b;以及從絕緣構件主體部10a的封口板2的長邊方向上的兩端部向電極體3側延伸的一對絕緣構件第二側壁10c。在絕緣構件第一側壁10b的外表面形成有凸部10d。
接著,將變形板42配置為堵住導電構件41的電極體3側的開口部41x,並通過雷射焊接等而將變形板42的外周緣與導電構件41接合。由此,氣密地密封導電構件41的電極體3側的開口部41x。變形板42由金屬製成,例如優選由鋁或鋁合金製成。變形板42優選設為與導電構件41的開口部41x相同的形狀。在方形二次電池20中,變形板42在俯視下為圓形。
接著,將絕緣板43配置於變形板42的電極體3側的面。絕緣板43具有:配置在變形板42與正極集電體6的集電體主體部6a之間的絕緣板主體部43a;以及從絕緣板主體部43a的封口板2的短邊方向上的兩端部向封口板2側延伸的一對絕緣板第一側壁43b。在絕緣板主體部43a形成了絕緣板貫通孔43c、第一突起43d1、第二突起43d2、第三突起43d3、第四突起43d4。此外,在絕緣板第一側壁43b的內表面形成了凹部43e。
形成在變形板42的中央部的突出部42a插入到形成在絕緣板主體部43a的絕緣板貫通孔43c。此外,絕緣板第一側壁43b的內表面配置為與絕緣構件第一側壁10b的外表面對置。然後,通過凸部10d與凹部43e嵌合,從而絕緣構件10與絕緣板43連接。另外,也可以將該凹部43e設為貫通孔。
在導電構件41的電極體3側的端部設置有凸緣部41c。然後,優選在絕緣板主體部43a的封口板2側的面,設置卡掛於導電構件41的凸緣部41c的卡掛固定部。由此,將絕緣板43固定在導電構件41。
如圖9~11所示,正極集電體6具有集電體主體部6a、引線部6c、以及連接集電體主體部6a和引線部6c的集電體連接部6b。
在集電體主體部6a形成有連接用貫通孔6d,在該連接用貫通孔6d的周圍形成有薄壁部6e。此外,在薄壁部6e內形成有環狀的槽部6f使得包圍連接用貫通孔6d。槽部6f的厚度(剩餘厚度)比薄壁部6e的厚度小。在此,環狀的槽部6f成為脆弱部,伴隨著變形板42的變形而斷裂。即,該脆弱部成為斷裂預定部。另外,只要通過脆弱部的斷裂來切斷導電路徑即可,因此無需同時設置薄壁部6e和槽部6f。可以只設置薄壁部6e或者只設置槽部6f。或者,也能夠不設置薄壁部6e、槽部6f,而是將變形板42與集電體主體部6a的連接部設為脆弱部。或者,還能夠在變形板42設置薄壁部或槽部等脆弱部。另外,連接用貫通孔6d不是必要的結構,也能夠使設置於集電體主體部6a的薄壁部與變形板42連接。
在集電體主體部6a設置有第一固定用貫通孔6y1、第二固定用貫通孔6y2、第三固定用貫通孔6y3、第四固定用貫通孔6y4。在第一固定用貫通孔6y1、第二固定用貫通孔6y2、第三固定用貫通孔6y3、以及第四固定用貫通孔6y4各自的周圍設置有凹部。
[正極集電體的安裝]
將上述的正極集電體6配置在絕緣板43的電極體3側的面。此時,將形成於絕緣板43的第一突起43d1、第二突起43d2、第三突起43d3、第四突起43d4分別插入到形成於正極集電體6的第一固定用貫通孔6y1、第二固定用貫通孔6y2、第三固定用貫通孔6y3、第四固定用貫通孔6y4。然後,對第一突起43d1、第二突起43d2、第三突起43d3、第四突起43d4的前端進行擴徑,從而將正極集電體6固定在絕緣板43。由此,形成第一固定部70a、第二固定部70b、第三固定部70c、第四固定部70d。另外,也可以將各突起壓入到固定用貫通孔。
通過形成於正極端子7的端子貫通孔7x從電池外部側送入氣體,成為使變形板42推壓於正極集電體6的集電體主體部6a的狀態。在該狀態下,通過雷射焊接等來將設置在正極集電體6的集電體主體部6a的連接用貫通孔6d的邊緣部與變形板42接合。另外,連接用貫通孔6d不是必要的結構,也能夠將不具有連接用貫通孔6d的集電體主體部6a與變形板42接合。端子貫通孔7x用端子塞7y進行密封。
如圖9~圖11所示,在絕緣板43的電池內部側的面配置正極集電體6的集電體主體部6a。在集電體主體部6a的端部,設置有從集電體主體部6a向封口板2側延伸的集電體連接部6b。而且,設置有引線部6c,使得從集電體連接部6b的封口板2側的端部沿著封口板2向氣體排出閥17側延伸。引線部6c配置為相對於封口板2平行。引線部6c隔著引線部絕緣構件19(正極絕緣構件)配置在封口板2上。另外,引線部絕緣構件19也可以與內部側絕緣構件10或絕緣板43形成為一體。
在封口板2上作為負極端子安裝孔2b而形成有貫通孔。在負極端子安裝孔2b的外表面側配置外部側絕緣構件13,在內表面側配置內部側絕緣構件12和負極集電體8的集電體主體部8a。在集電體主體部8a設置有貫通孔8d。然後,將負極端子9從電池外部側插入到分別形成在外部側絕緣構件13、封口板2、內部側絕緣構件12以及負極集電體8的集電體主體部8a的貫通孔,並將負極端子9的前端緊固在負極集電體8上。然後,將負極端子9中緊固的部分與負極集電體8進行焊接。內部側絕緣構件12發揮負極絕緣構件的作用。另外,在正極側不設置電流斷流機構40的情況下,正極集電體6和正極端子7與封口板2的安裝能夠設為與負極側同樣的結構。
如圖11和圖12所示,在封口板2的短邊方向(在圖11中為上下方向,在圖12中為左右方向)上的一側配置第一電極體要素3x,在另一側配置第二電極體要素3y。然後,將第一電極體要素3x的第一正極接頭組4x配置在正極集電體6的引線部6c上,將第一電極體要素3x的第一負極接頭組5x配置在負極集電體8的引線部8c上。此外,將第二電極體要素3y的第二正極接頭組4y配置在正極集電體6的引線部6c上,將第二電極體要素3y的第二負極接頭組5y配置在負極集電體8的引線部8c上。此時,在第一電極體要素3x中,構成第一正極接頭組4x的各正極接頭部4c捆束在第一電極體要素3x的下表面3x2側。此外,構成第一負極接頭組5x的各負極接頭部5c捆束在第一電極體要素3x的下表面3x2側。同樣地,在第二電極體要素3y中,構成第二正極接頭組4y的各正極接頭部4c捆束在第二電極體要素3y的下表面3y2側,構成第二負極接頭組5y的各負極接頭部5c捆束在第二電極體要素3y的下表面3y2側。
然後,從上方向配置在正極集電體6的引線部6c上的第一正極接頭組4x和第二正極接頭組4y照射雷射等高能射線,將第一正極接頭組4x和第二正極接頭組4y焊接到引線部6c。此外,從上方向配置在負極集電體8的引線部8c上的第一負極接頭組5x和第二負極接頭組5y照射雷射等高能射線,將第一負極接頭組5x和第二負極接頭組5y焊接到引線部8c。由此,形成焊接部50x、50y、60x以及60y。
另外,對於第一電極體要素3x和第二電極體要素3y的每一個,優選在將接頭部與集電體進行連接之前,預先通過焊接等將正極接頭部4c彼此進行接合,先形成預備接合部51x、51y。此外,對於負極側也同樣地,優選預先將負極接頭部5c彼此進行接合,先形成預備接合部。另外,預備接合部51x和51y優選設置在與正極集電體6的引線部6c對置的位置。由此,在匯集工序中使正極接頭部4c彎曲的情況下,能夠抑制由於預備接合部而阻礙彎曲處理的情況。更優選在彎曲處理後的正極接頭部4c中在與引線部6c平行地配置的區域設置了預備接合部51x和51y。
對第一正極接頭組4x、第二正極接頭組4y、第一負極接頭組5x以及第二負極接頭組5y進行折彎,使得圖12中的第一電極體要素3x的上表面3x1與第二電極體要素3y的上表面3y1相接。由此,如圖3~6所示,由第一電極體要素3x和第二電極體要素3y構成一個電極體3。
用絕緣片14覆蓋安裝在封口板2的電極體3,並插入到方形外殼體1。然後,通過雷射焊接等將封口板2與方形外殼體1接合,對方形外殼體1的開口進行封口。此後,從設置在封口板2的電解液注液孔15注入含有電解質溶劑和電解質鹽的非水電解質。然後,用密封塞16對電解液注液孔15進行密封。
根據上述的方法,不會使由正極接頭部4c與正極集電體6的連接部、負極接頭部5c與負極集電體8的連接部等構成的集電部的構造變得複雜,能夠容易地進一步減小集電部所佔的空間。因此,能夠用更簡單的方法製造體積能量密度更高的方形二次電池。
此外,在將正極接頭部4c與正極集電體6進行連接之後,或者在將負極接頭部5c與負極集電體8進行連接之後,無需對正極集電體6或負極集電體8進行彎曲加工,因此能夠防止正極接頭部4c與正極集電體6的連接部或負極接頭部5c與負極集電體8的連接部損傷。
以下對變形例進行說明。另外,在變形例中,對於與上述的方形二次電池20相同的結構標註與方形二次電池20相同的附圖標記。此外,沒有進行特別說明的部分能夠設為與上述的方形二次電池20相同的結構。
圖13的(a)是變形例1所涉及的方形二次電池的與圖12對應的圖。如圖13的(a)所示,能夠在將金屬制的輔助構件30配置在第一正極接頭組4x和第二正極接頭組4y上的狀態下,將第一正極接頭組4x和第二正極接頭組4y連接到正極集電體6的引線部6c。
圖14是輔助構件30的俯視圖。在輔助構件30的主體部30a形成有兩個狹縫部30b。狹縫部30b配置為沿著封口板2的長邊方向延伸。在主體部30a的兩端(封口板2的短邊方向上的兩端)形成有折彎部30c。折彎部30c從主體部30a折彎,使得從主體部30a豎起。
作為連接順序,首先,設為用輔助構件30和正極集電體6的引線部6c夾住第一正極接頭組4x和第二正極接頭組4y的狀態。然後,向設置在輔助構件30的狹縫部30b的邊緣部照射雷射等高能射線,從而對輔助構件30、第一正極接頭組4x或第二正極接頭組4y、以及正極集電體6的引線部6c進行焊接。若在輔助構件30設置了折彎部30c,則能夠防止焊接時產生的金屬濺射物向電極體要素(3x、3y)側飛濺而損傷電極體要素(3x、3y)。
如圖13的(a)所示,在封口板2的短邊方向上,分離地形成兩列焊接部50x,從而第一正極接頭組4x更牢固地連接到正極集電體6的引線部6c。對於焊接部50y也是同樣的。
另外,對於負極側也能夠與正極側同樣地使用輔助構件。正極側的輔助構件優選由鋁或鋁合金製成。負極側的輔助構件優選由銅或銅合金製成。
圖13的(b)是變形例2所涉及的方形二次電池的與圖12對應的圖。變形例2與變形例1的不同點在於,輔助構件30的形態以及正極接頭部4c和負極接頭部5c的捆束方式。如變形例2那樣,也可以將輔助構件30分割為兩個。即,一個輔助構件30與第一正極接頭組4x連接,另一個輔助構件30與第二正極接頭組4y連接。此外,也可以如變形例2那樣,在第一電極體要素3x和第二電極體要素3y中,分別將正極接頭部4c捆束在電極板的層疊方向上的中央部。
圖13的(c)是變形例3所涉及的方形二次電池的與圖12對應的圖。變形例3與變形例1的不同點在於輔助構件30的形態。如變形例3那樣,能夠在輔助構件30設置薄壁部30d來代替設置狹縫部30b。然後,能夠向薄壁部30d照射雷射等高能射線,從而對輔助構件30、第一正極接頭組4x或第二正極接頭組4y、以及正極集電體6的引線部6c進行焊接。
圖15是變形例4所涉及的方形二次電池的與圖12對應的圖。如圖15所示,能夠在使電極體要素(3x、3y)相對於封口板2傾斜的狀態下,將第一正極接頭組4x、第二正極接頭組4y、第一負極接頭組5x以及第二負極接頭組5y分別連接到正極集電體6和負極集電體8。根據這樣的方法,在為了將第一電極體要素3x和第二電極體要素3y匯集成一個而使正極接頭部4c和負極接頭部5c彎曲時,能夠降低施加於正極接頭部4c、負極接頭部5c、正極接頭部4c與正極集電體6的接合部、或者負極接頭部5c與負極集電體8的連接部等的負荷。因此,能夠得到可靠性更高的方形二次電池。另外,電極體要素(3x、3y)與封口板2所成的角θ優選設為5°~70°,更優選設為5°~60°。
在變形例1~3中示出了將輔助構件30和正極接頭組(4x、4y)同時焊接到正極集電體6的引線部6c的例子。然而,能夠預先將輔助導電構件與正極接頭組(4x、4y)或負極接頭組(5x、5y)進行連接。然後,能夠將與正極接頭組(4x、4y)或負極接頭組(5x、5y)接合的輔助導電構件連接到集電體。
圖16是關於變形例5所涉及的方形二次電池的圖,是將輔助導電構件與第一電極體要素3x的第一正極接頭組4x進行了連接的圖。如圖16的(a)所示,能夠通過焊接將輔助導電構件300與第一電極體要素3x的第一正極接頭組4x進行連接。另外,通過焊接而形成焊接部500x。然後,將輔助導電構件300連接到正極集電體6的引線部6c。作為將輔助導電構件300連接到正極集電體6的引線部6c的連接方法,能夠將輔助導電構件300的兩端部雷射焊接在正極集電體6的引線部6c。
此外,如圖16的(b)所示,能夠在利用兩個輔助導電構件300和301夾住第一電極體要素3x的第一正極接頭組4x的狀態下,將輔助導電構件300和301與第一正極接頭組4x預先進行連接。另外,在第一正極接頭組4x、輔助導電構件300以及輔助導電構件301形成焊接部500y。然後,將輔助導電構件300和301中的至少一方連接到正極集電體6的引線部6c。另外,第一正極接頭組4x與輔助導電構件300以及301的連接方法、輔助導電構件300以及301中的至少一方與正極集電體6的引線部6c的連接方法並沒有特別限定,能夠使用電阻焊接、超聲波焊接、雷射焊接等。此外,也能夠預先通過鉚接等來將第一正極接頭組4x與輔助導電構件300以及301連接,之後將輔助導電構件300以及301中的至少一方與正極集電體6的引線部6c進行焊接接合。
本發明只要應用於正極側和負極側中的至少一方即可。
正極接頭部與正極集電體的連接方法、負極接頭部與負極集電體的連接方法並沒有特別限定,能夠使用電阻焊接、基於雷射等高能射線的照射的焊接、超聲波焊接等。作為高能射線,能夠使用雷射、電子束、離子束等。
電極體要素不限定於層疊型。也能夠將帶狀的正極板和帶狀的負極板隔著帶狀的隔板進行卷繞來作為電極體要素。