[發明專利]二次電池電極組單元及其制造方法

有效

• 申請號: 201280025467.0
• 申請日: 2012-05-25
• 公開（公告）號: CN103563153A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 三代祐一朗;飯田幸雄
• 申請（專利權）人: 新神戶電機株式會社
• 主分類號: H01M10/04
• 分類號: H01M10/04;H01M2/26;H01M2/30
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及用于二次電池例如鋰離子二次電池的二次電池電極組單元，和制造二次電池電極組單元的方法。

背景技術

在包括卷繞電極組的一些二次電池例如鋰離子二次電池中，利用多個與電極整體形成的薄片（tabs），使由金屬箔形成的電極（正電極和負電極）和集流部件（正極集流部件和負極集流部件）彼此連接。然而，如果利用多個薄片使電極和集流部件彼此連接，包括電極的卷繞電極組由于與固定于集流部件的薄片相對，而不關于集流部件固定。因此，如果強振動從外部連續施用于二次電池，可振動容器中的卷繞電極組，從而破壞薄片。集體焊接多個薄片在焊接部增加電阻，從而增加電力損失。因此，已開發出具有無薄片結構的二次電池，其中通過激光焊接而不利用薄片使集流部件直接連接至電極，以增強耐振性并減少電極與集流部件之間的電阻[例如，參見日本專利第3738177號（專利文獻1）]。

相關技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第3738177號

發明內容

技術問題

然而，為使電極和集流部件直接地彼此連接而不利用薄片，需要使集流部件的集流部較薄，以便允許激光焊接。如果集流部件各自包括形成端子的端子形成部，和包含待經受激光焊接的多個焊接部的集流部，則由集流部所收集的電流以集中的方式流經端子形成部和集流部彼此連接的部分。如果收集大電流，在薄集流部與端子形成部之間的連接部分形成大量熱，其可使集流部件熔化且切斷。圖8示意性地示出根據相關技術的電流經其流動且形成于正極集流部件的一部分中的路徑（電流路徑）。

本發明的目的是提供二次電池電極組單元并提供制造二次電池電極組單元的方法，該二次電池電極組單元的電極和集流部件彼此可靠地固定且能夠使與相關技術相比較大的電流流動。

問題的解決方案

本發明提供基本上包括卷繞電極組、正極集流部件、負極集流部件的二次電池電極組單元。通過卷繞包含正電極、負電極和隔板的層積部件形成卷繞電極組。正電極具有通過將正極活性材料混合物涂敷于第一金屬箔所形成的涂敷層，和沿正極活性材料混合物的涂敷層未涂敷正極活性材料混合物的未涂敷部。負電極具有通過將負極活性材料混合物涂敷于第二金屬箔所形成的涂敷層，和沿負極活性材料混合物的涂敷層未涂敷負極活性材料混合物的未涂敷部。正電極和負電極經隔板層積，以使正電極的未涂敷部和負電極的未涂敷部在彼此相反的方向上突出。將正極集流部件焊接至正電極的未涂敷部。正電極的未涂敷部在卷繞電極組的一個端部突出到隔板之外。將負極集流部件焊接至負電極的未涂敷部。負電極的未涂敷部在卷繞電極組的另一端部突出到隔板之外。正極集流部件和負極集流部件中的至少一者包括配置成形成端子的端子形成部和包含多個焊接部的集流部，該焊接部設置成面向未涂敷部且通過激光焊接而焊接至未涂敷部的一部分。如果集流部足夠厚以便被激光焊接至未涂敷部且從集流部至端子形成部僅存在一個電流路徑，且如果大電流流經該電流路徑，則所有的電流集中在端子形成部與集流部之間的連接部分，這可引起熱產生。因此，在本發明中，將導電部件與集流部和端子形成部機械連接和電連接，以便除通過集流部和端子形成部的電流路徑之外，還形成使電流從集流部的一部分流動到端子形成部的另一電流路徑。形成這樣的電流路徑能夠提供通過集流部和端子形成部的第一電流路徑以及繞過第一電流路徑的第二電流路徑。這允許即使在產生大電流的鋰離子二次電池等中集流部的厚度減少，也抑制集流部處的熱產生。

如果在集流部的中心部分整體設置端子形成部，導電部件優選具有在其中心部分形成的通孔，以便使端子形成部通過。如果端子形成部和集流部是獨立部件同樣適用，集流部具有在其中心部分形成的通孔，以便使端子形成部通過，并且在端子形成部裝配到集流部的通孔中且端子形成部接觸集流部的狀態下，將集流部和端子形成部彼此焊接。在端子形成部裝配到通孔中且導電部件接觸集流部的狀態下，將端子形成部和導電部件彼此焊接，且將集流部和導電部件在多個焊接部以外的部分彼此焊接。該配置使導電部件關于端子形成部和集流部固定，從而確保多個電流路徑的形成并防止電流的集中。

優選地，通過使集流部的一部分變形以朝向未涂敷部為凸形來各自形成集流部件的多個焊接部位，且其布置成關于端子形成部徑向延伸。因此，形成多個焊接部以執行激光焊接增加集流部件與未涂敷部之間的接觸面積，從而減少電阻。此外，清楚地限定焊接位置，從而促進焊接工作。