[发明专利]锂离子电池用负极的制造方法以及锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池用负极的制造方法以及锂离子电池。更详细地，本发明涉及含有合金系活性物质的锂离子电池用负极中的、负极集电体与负极引线的接合方法的改进。

背景技术

锂离子电池具有高容量以及高能量密度，容易小型化以及轻量化，因此被广泛用于电子设备等的电源。电子设备有便携式电话、便携式信息终端(Personal Digital Assistant，PDA)、笔记本型个人计算机、摄像机、便携式游戏机等。代表性的锂离子电池具备含有锂钴复合氧化物的正极、含有石墨的负极和聚烯烃制隔膜。

正极以及负极分别由集电体、活性物质层和引线构成。活性物质层形成于集电体表面。引线被焊接在未形成活性物质层的集电体露出部。引线的焊接利用了电阻焊接或超声波焊接。集电体露出部是通过在集电体表面空出间隔地形成活性物质层、或在集电体表面上形成活性物质层之后除去活性物质层的一部分而形成的。

最近，随着电子设备的多功能化的进展，其电力消费量也在增大。另一方面，希望能够延长通过一次充电而连续使用的时间。因此，需要锂离子电池的更高容量化，积极进行了比石墨更高容量的合金系活性物质的开发。代表性的合金系活性物质有硅、硅氧化物等硅系活性物质。

含有合金系活性物质的负极一般具备负极集电体、在负极集电体表面通过气相法形成的合金系活性物质的薄膜(以下有时称为“薄膜状负极活性物质层”)。

对于在形成有薄膜状负极活性物质层的负极集电体上接合负极引线的方法，有各种提案。

日本特开2007-214086号公报(以下称为专利文献1)中公开了下述负极：通过对负极板与负极引线的层叠体照射激光从而形成将上述层叠体在厚度方向上贯通的连通孔。如果对上述层叠体照射激光，则存在于连通孔的内部表面的负极集电体与负极引线熔化并接触，由此使得负极集电体与负极引线连接。

然而，在负极集电体与负极引线的连接部分中含有合金系活性物质的粒子。合金系活性物质的粒子通过激光照射而从薄膜状负极活性物质层中流出。由于合金系活性物质的熔点高，因此只是照射激光的话，不易熔化。因此，上述连接部分的接合强度低。另外，合金系活性物质的电阻大，因此由于在上述连接部分中存在合金系活性物质的粒子，上述连接部分的导通性容易下降。

日本特开2007-115421号公报(以下称为专利文献2)中公开了下述负极：在含有合金系活性物质的薄膜状负极活性物质层的表面通过电阻焊接而接合由铜、铜合金或铜的包层材形成的负极引线。电阻焊接中，有时负极集电体或负极引线会发生局部熔化，但由于电流在薄膜状负极活性物质层中几乎不流通，因此薄膜状负极活性物质层不熔化。因此，负极集电体与负极引线不能充分接合。

发明内容

为了在负极集电体的表面通过气相法形成合金系活性物质的薄膜并同时设置集电体露出部，例如可以考虑在负极集电体表面的规定位置上形成掩模层、在薄膜形成后除去掩模层的方法。除去掩模层的部分成为集电体露出部。在这种情况下，需要掩模层的形成、掩模层的除去等繁琐且多余的操作。

局部地除去合金系活性物质的薄膜而形成集电体露出部是非常困难的。特别是，硅系活性物质的薄膜为玻璃质，具有高机械强度，牢固地固附在负极集电体表面。如果从负极集电体上除去该玻璃质薄膜，则负极集电体受损，其集电性能以及电极性能有可能下降。

也就是说，在包含含有合金系活性物质的薄膜状负极活性物质层的负极中，将负极集电体与负极引线高效且切实地接合是非常繁杂且困难的。

本发明的目的在于提供一种制造锂离子电池用负极的方法、以及具备通过上述方法制造的锂离子电池用负极的锂离子电池，所述锂离子电池用负极具备含有合金系活性物质的薄膜状负极活性物质层，且负极集电体与负极引线切实地接合。

本发明的锂离子电池用负极的制造方法的特征在于，具备(1)准备负极板以及与负极板连接的负极引线的工序，其中，所述负极板具备集电体、和形成于集电体的表面且含有合金系活性物质的薄膜状负极活性物质层；(2)在由第1板与第2板构成的一组焊接夹具的第1板与第2板之间，以薄膜状负极活性物质层的表面与负极引线的表面重合、且包含由负极板的端面与负极引线的端面形成的焊接端面的焊接区域露出的方式夹持负极板与负极引线的工序，(3)通过向焊接区域进行弧光放电使焊接区域熔化从而将所述集电体与所述负极引线电弧焊接的工序；其中，焊接夹具在第1板与第2板的接合面中的焊接区域的周围具有限制由弧光放电引起的焊接区域的体积扩展的形状。