[发明专利]密闭型电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及密闭型电池及其制造方法，特别涉及从电极组导出的引线和封口板的连接结构。

背景技术

近年来，作为便携式电子设备等的驱动用电源，以应用广泛的高容量的碱性蓄电池为代表的水系电解液电池、和以锂离子电池为代表的非水系电解液电池等密闭型电池得到了广泛使用。另外，伴随着近年来的电子设备及通信设备的多功能化，希望密闭型电池进一步高容量化。一方面要进行这些密闭型电池的高容量化，一方面应该重视的是安全对策，特别是有可能因密闭型电池内的内部短路等引起温度的急剧上升，以至发生热失控，因而强烈要求提高安全性。特别是，在大型及高输出的密闭型电池中，必须设法提高抑制热失控等的安全性。

这些密闭型电池形成如下的密闭结构：其将由通过隔膜分隔的正极板和负极板卷绕或层叠而成的电极组与电解液一同收纳在电池壳体内，并且电池壳体的开口部经由垫圈而用封口板进行封口。而且从电极组的一个极板(例如正极板)导出的引线被连接在兼作一个外部端子的封口板上，从电极组的另一个极板(例如负极板)导出的引线被连接在兼作另一个外部端子的电池壳体的内表面上。再有，引线和封口板或电池壳体的内表面的连接广泛采用电阻焊。

可是，对电池壳体的开口部进行封口的工序采用如下的方法来进行：在将电极组收纳于电池壳体内的状态下，将从电极组导出的引线采用电阻焊焊接在封口板上，然后折弯引线而收纳在电池壳体内，再用封口板密封电池壳体的开口部。在此情况下，在将从电极组导出的引线采用电阻焊焊接在封口板上时，飞溅物(主要是从引线的焊接区脱离的金属粒子)向周围飞散，如果该飞散的飞溅物混入电池壳体内的电极组中，则有可能损伤隔膜而引起内部短路。或者，如果飞散的飞溅物附着在安装于封口板的周边部的垫圈上，则当在电池壳体的开口部经由垫圈而对封口板进行敛缝封口时，垫圈的通过敛缝封口而形成的窄压部被飞溅物切断，从而电池壳体和封口板有可能经由飞溅物接触而发生短路。

对于这样的飞溅物的混入等造成的短路的发生，例如，有在将从电极组导出的引线采用电阻焊焊接在封口板上时，为了使飞散的飞溅物不会混入电池壳体内而在制作时用薄板等覆盖电池壳体的开口部的方法，但因不能完全覆盖而不能充分防止飞溅物的混入。

与此相对照，如果采用超声波焊接进行接合以取代电阻焊，则由于不会产生象电阻焊那样的熔化，因而在原理上能够阻止飞溅物的混入。但是，利用超声波焊接的接合与电阻焊相比，其接合强度差，而且在封口板具有用于防爆的安全机构时，在超声波振动的作用下，有可能影响其功能，或者活性物质有可能从电极板上剥离，因此在可靠性方面是不优选的。

由于作为锂离子二次电池的正极板的集电体的材质通常使用铝，因而从正极板导出的引线也采用铝。另外，为了谋求轻量化，电池壳体及封口板也开始使用铝。在此情况下，引线和封口板的焊接为铝相互间的连接，但铝与钢相比，其电导率和热传导系数一般较高，在电阻焊中需要短时间通以大电流，与钢的焊接相比，电阻焊时使用的焊条的损耗严重，从而难以进行长时间稳定的焊接。

于是，在引线和封口板的焊接中，一直采用使用了能够局部地使能量集中的脉冲振荡的YAG激光的激光焊接。该激光焊接能够缩小激光点，因此与电阻焊相比，能够减小熔化面积，而且还能够相应地降低飞散的飞溅物的量。

例如，在专利文献1、2中，如图7、8所示，记载了采用脉冲振荡的YAG激光，将从电极组41导出的引线42采用激光焊接焊接在封口板40上，在两处以上的焊接区43接合引线42和封口板40的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-299099号公报

专利文献2：日本特开2007-234276号公报

发明内容

发明所要解决的课题

如上所述，引线和封口板的焊接在其工序上，必然受到飞溅物的影响，但在采用激光焊接的情况下，能够期待大幅度降低其影响。

但是，本发明人对引线和封口板的接合中采用脉冲振荡的YAG激光焊接制造的锂离子二次电池的可靠性进行了评价，结果有一定比例的锂离子二次电池产生了一般认为起因于短路的发热。

通过对产生该发热的锂离子二次电池的更详细的研究，确认发生了由剪断垫圈造成的电池壳体的开口部和封口板的短路、以及由隔膜损伤造成的内部短路。而且对成为该短路的原因的异物进行了分析，结果得知：含有引线及封口板的材料即铝。

由此可以认为，在引线和封口板的焊接工序中，起因于某种制造工序上的外部因素的变动而在激光焊接时产生飞溅物的飞散，该飞溅物附着在垫圈上，或混入电池壳体内。