JP2009259697A - Battery and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池、詳しくは集電箔と集電部材とが溶接により接合されている電池とその製造方法に関する。 The present invention relates to a battery, and more particularly to a battery in which a current collector foil and a current collector are joined by welding and a method for manufacturing the same.
種々の電池の中には渦巻き状構造を有する電極体(捲回電極体)を備えた電池がある。電極体を渦巻き状構造とすることにより正負極の反応面積を大きくすることができ、これによってエネルギー密度を増大して高出力が可能となる。このような捲回電極体を備えた電池は高出力が得られる電源として車両搭載用電源、或いはパソコンおよび携帯端末の電源として重要性が益々高まっている。この種の捲回電極体は一般に長尺シート状の集電箔表面に電極活物質層が形成された正負の電極シートを捲回することにより形成されている。正負の電極シートには集電箔表面に活物質層が形成されていない活物質層非形成部(集電箔露出部分)が幅方向の一端に沿って設けられている。このような電極シートを捲回すると図8に示す通りである。 Among various types of batteries, there is a battery provided with an electrode body (wound electrode body) having a spiral structure. By making the electrode body have a spiral structure, the reaction area of the positive and negative electrodes can be increased, thereby increasing the energy density and enabling high output. A battery equipped with such a wound electrode body is becoming increasingly important as a power source for mounting on a vehicle or a power source for a personal computer and a portable terminal as a power source capable of obtaining a high output. This type of wound electrode body is generally formed by winding a positive and negative electrode sheet having an electrode active material layer formed on the surface of a long sheet-shaped current collector foil. In the positive and negative electrode sheets, an active material layer non-formation portion (current collector foil exposed portion) in which no active material layer is formed on the surface of the current collector foil is provided along one end in the width direction. When such an electrode sheet is wound, it is as shown in FIG.
図8に示すように捲回電極体90の軸方向端部には活物質層非形成部(集電箔露出部分)が捲回されて積層された集電箔積層部92が形成される。かかる集電箔積層部92には集電部材94aが取り付けられ該集電部材94aを介して電極端子(図示せず)と電気的に接続される。上記集電部材94aと集電箔積層部92とは、例えば抵抗溶接により接合され得る。すなわち、集電部材94aと集電箔積層部92とを接触させ、該接触部を加圧しながら電流を流し、その抵抗熱によって両部材を局所的に溶融して一体化する。かかる抵抗溶接によれば、歪みが少ない溶接品質の良好な溶接部を非常に短い時間で形成することができる。なお、この種の従来技術としては例えば特許文献1が挙げられる。また、抵抗溶接に関する従来技術として例えば特許文献2が開示されている。
しかしながら、この種の抵抗溶接では溶接の際に溶接スパッタ等(溶接時に溶融して火花状に飛散する金属粒等)が発生し易いという問題がある。溶接スパッタ等は溶接部周辺に飛散して溶接品質に悪影響を及ぼす。或いは、飛散した溶接スパッタが集電箔の隙間を介して捲回電極体内に入り込むと種々の不具合(例えば電極体内部の微小短絡による電池性能の悪化など)が生じ得る要因ともなり得る。 However, in this type of resistance welding, there is a problem that welding spatter and the like (metal particles that melt during the welding and scatter in a spark shape) are likely to occur. Weld spatter or the like is scattered around the weld and adversely affects weld quality. Alternatively, when the scattered welding spatter enters the wound electrode body through the gap of the current collector foil, it may be a factor that may cause various problems (for example, deterioration of battery performance due to a micro short circuit inside the electrode body).
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、電池製造過程において溶接スパッタの飛散が抑制される構造を備えた電池とその製造方法を提供することである。 This invention is made | formed in view of this point, The main objective is to provide the battery provided with the structure where scattering of welding spatter is suppressed in a battery manufacturing process, and its manufacturing method.
本発明によって提供される電池は、箔状の集電体が積層した構成の集電箔積層部を有する電極体と、上記集電箔積層部上に積層され、該集電箔積層部に溶接された集電部材とを備える。上記集電箔積層部は、上記集電部材に溶接されて該集電部材と一体となった集電箔溶接部を有している。そして、上記集電箔積層部の一部分であって上記集電箔溶接部の周辺部分には、上記積層された集電箔が互いに密接した状態となるように積層方向に圧縮された集電箔圧縮部が上記集電箔溶接部の周りを囲むように形成されている。 The battery provided by the present invention includes an electrode body having a current collector foil laminated portion having a configuration in which a foil-shaped current collector is laminated, and the current collector foil laminated portion, and is welded to the current collector foil laminated portion. Current collector. The current collector foil laminated portion has a current collector foil welded portion welded to the current collector and integrated with the current collector. The current collector foil is compressed in the stacking direction so that the stacked current collector foils are in close contact with each other at a portion of the current collector foil laminated portion and around the current collector foil welded portion. The compression part is formed so as to surround the current collector foil welded part.
本発明の構成によれば、集電箔溶接部の周囲を集電箔圧縮部(典型的には、積層部分を構成している各集電箔が隙間なく互いに接している集電箔密集部分)で塞いでいるため、上記溶接時に集電箔を溶接する部位(即ち上記集電箔溶接部が形成される部位)から発生し得る溶接スパッタ等をその周囲に設けられた集電箔圧縮部で囲まれた所定の領域内に閉じ込める(即ち溶接スパッタが集電箔積層部を越えて電極体の内方に飛散するのを防止する)ことができる。これにより、溶接スパッタが溶接部周辺に飛散することによる悪影響(例えば溶接スパッタが積層された集電箔の隙間を介して電極体内部に入り込むことによる内部短絡など)を回避することができる。このようにして得られた本発明の電池では、電池製造過程において溶接スパッタの飛散が抑制されており、結果、良好な電池性能を有し且つ高い信頼性を実現することができる。 According to the configuration of the present invention, the current collector foil welded portion is surrounded by the current collector foil compressed portion (typically, the current collector foil dense portion in which the current collector foils constituting the laminated portion are in contact with each other without a gap. Current collector foil compression part provided around the welding spatter that can be generated from the part where the current collector foil is welded at the time of welding (that is, the part where the current collector foil weld part is formed). Can be confined in a predetermined region surrounded by (that is, welding spatter can be prevented from splashing inward of the electrode body beyond the collector foil laminated portion). Thereby, the bad influence (for example, the internal short circuit by entering the inside of an electrode body through the clearance gap between the current collector foils in which the welding sputter | spatter was laminated | stacked) by the welding spatter scattered around a welding part can be avoided. In the battery of the present invention thus obtained, scattering of welding spatter is suppressed in the battery manufacturing process, and as a result, good battery performance and high reliability can be realized.
ここで開示される電池のある好適な一態様において、上記集電箔積層部の一部を積層方向に押し付け得る押圧手段を備えている。そして、上記集電箔圧縮部は、該押圧手段によって上記積層方向に押し付けられた状態で形成されている。 In a preferred aspect of the battery disclosed herein, the battery includes a pressing unit capable of pressing a part of the current collector foil stacking portion in the stacking direction. And the said collector foil compression part is formed in the state pressed in the said lamination direction by this press means.
かかる構成によれば、電池構築時において上記集電箔圧縮部を容易に形成することができる。なお、上記押圧手段は、上記集電部材に一体に形成されたものであることが好ましい。これにより、別途押圧手段(押圧部材)を用意する必要がないので、集電構造が複雑になるのを回避できる。 According to this configuration, the current collector foil compression part can be easily formed at the time of battery construction. In addition, it is preferable that the said press means is integrally formed in the said current collection member. Thereby, since it is not necessary to prepare a separate pressing means (pressing member), it can avoid that a current collection structure becomes complicated.
ここで開示される電池のある好適な一態様において、上記押圧手段は、上記集電箔積層部を積層方向の両側から挟み込む一対の突起である。そして、上記集電箔圧縮部は、上記突起の押圧により上記積層された集電箔が積層方向の両側から積層面の中央付近に寄せ集められるようにして形成されている。 In a preferred aspect of the battery disclosed herein, the pressing means is a pair of protrusions that sandwich the current collector foil laminate from both sides in the lamination direction. The current collector foil compression section is formed such that the stacked current collector foils are gathered from both sides in the stacking direction to the vicinity of the center of the stack surface by pressing the protrusions.
かかる構成によれば、積層された集電箔(特に積層方向の最外側に位置する集電箔)を大きく屈曲させることなく集箔(圧縮)することができるので、集電箔圧縮部の形成が容易になるとともに集電箔の破損(典型的には箔破れ)を回避することができる。 According to such a configuration, it is possible to collect (compress) the laminated current collector foils (especially, the current collector foil located on the outermost side in the laminating direction) without greatly bending, so that the current collector foil compression part is formed. Is easy, and damage to the current collector foil (typically foil breakage) can be avoided.
ここで開示される電池のある好適な一態様において、上記集電部材は、上記押圧手段を構成する押圧突起部であって、上記集電箔溶接部の周辺部分に設けられた押圧突起部と、上記集電箔溶接部に溶接される溶接突出部であって上記押圧突起部よりも外方に突出した(即ち集電部材の基部からみて押圧突起部よりも高く突出した)溶接突出部とを有している。このような構成の押圧突起部は、上記押圧手段として好ましい。 In a preferred aspect of the battery disclosed herein, the current collecting member is a pressing protrusion that constitutes the pressing means, and a pressing protrusion provided in a peripheral portion of the current collector foil welded portion; A weld protrusion that is welded to the current collector foil weld and protrudes outward from the pressing protrusion (that is, protrudes higher than the pressing protrusion as viewed from the base of the current collector); have. A pressing protrusion having such a configuration is preferable as the pressing means.
また、ここで開示される電池の他の好適な一態様において、上記集電部材は、上記集電箔溶接部に溶接される溶接突出部を有しており、該溶接突出部には、上記集電箔溶接部に溶接されている頂部と、該頂部の周縁部であって上記押圧手段を構成する湾曲面からなる湾曲周縁部とが形成されている。 Further, in another preferable aspect of the battery disclosed herein, the current collecting member has a weld protrusion to be welded to the current collector foil weld, and the weld protrusion includes A top portion welded to the current collector foil welded portion, and a curved peripheral portion that is a peripheral portion of the top portion and is formed of a curved surface that constitutes the pressing means are formed.
かかる構成によれば、集電箔圧縮部を集電箔溶接部に隣接するように形成することができる。すなわち、集電箔溶接部周辺の集電箔の形状(湾曲形状)に対応して、溶接部位である上記頂部の周縁部表面が湾曲面となっていることにより、該湾曲面(押圧手段)によって集電箔溶接部周辺の集電箔を広範囲に押し付けて集電箔同士を密接に集約させる(くっつける)ことができる。そのため、集電箔溶接部の外縁部分を集電箔圧縮部で構成することができる。このように集電箔圧縮部が集電箔溶接部に隣接して形成されることにより、集電箔溶接部から生じた溶接スパッタを該溶接部にそのまま閉じ込めることができる。そのため、溶接スパッタが溶接部近辺に飛散することによる悪影響(例えば溶接品質の低下等)を回避することができ、溶接強度および通電性に優れた電池を提供することができる。 According to such a configuration, the current collector foil compression part can be formed adjacent to the current collector foil welded part. That is, the peripheral surface of the top portion, which is a welded portion, is a curved surface corresponding to the shape (curved shape) of the current collector foil around the welded foil welded portion, whereby the curved surface (pressing means). Therefore, the current collector foils around the current collector foil welded portion can be pressed in a wide range and the current collector foils can be closely aggregated (attached). Therefore, the outer edge part of the current collector foil welded portion can be constituted by the current collector foil compressed portion. Thus, the current collector foil compression part is formed adjacent to the current collector foil welded part, so that the welding spatter generated from the current collector foil welded part can be confined in the welded part as it is. For this reason, it is possible to avoid an adverse effect (for example, a reduction in welding quality) caused by welding spatter scattering near the welded portion, and to provide a battery having excellent welding strength and electrical conductivity.
また、本発明は、箔状の集電体が積層した構成の集電箔積層部を有する電極体と、上記集電箔積層部上に配置され、該集電箔積層部に溶接された集電部材とを備えた電池の製造方法を提供する。 Further, the present invention provides an electrode body having a current collector foil laminated portion having a structure in which a foil-shaped current collector is laminated, and a collector disposed on the current collector foil laminated portion and welded to the current collector foil laminated portion. Provided is a method for manufacturing a battery including an electric member.
この製造方法は、上記集電箔積層部と上記集電部材とを接触させ、該集電箔積層部の一部と該集電部材の一部とを溶接してなる集電箔溶接部を形成する工程、および、上記溶接が完了する前に(典型的には集電部材と集電箔積層部との溶融が完了する前に)上記集電箔溶接部が形成される部分の周辺において、上記集電箔積層部の一部分を積層方向に押し付けて、該積層された集電箔が互いに密接した状態となるように圧縮された集電箔圧縮部を形成する工程を包含する。ここで、上記集電箔圧縮部は、上記集電箔溶接部が形成される部分を囲むように形成され且つ上記溶接時において溶融させた上記接触部分から発生し得る溶接スパッタを該集電箔圧縮部で囲まれた領域内に閉じ込めるように形成される。 In this manufacturing method, a current collector foil welded portion formed by bringing the current collector foil laminated portion into contact with the current collecting member and welding a part of the current collector foil laminated portion and a part of the current collector member is provided. And in the vicinity of the portion where the current collector foil weld is formed before the welding is completed (typically, before the melting of the current collector and the current collector foil laminate is completed). And a step of pressing a part of the current collector foil laminated portion in the laminating direction to form a current collector foil compressed portion compressed so that the laminated current collector foils are in close contact with each other. Here, the current collector foil compression part is formed so as to surround a part where the current collector foil welded part is formed, and weld collector spatter that can be generated from the contact part melted at the time of the welding. It is formed so as to be confined in a region surrounded by the compression portion.
かかる製造方法によれば、集電箔圧縮部で囲まれた領域内に溶接スパッタを閉じ込める(即ち溶接スパッタが集電箔積層部を越えて電極体の内方に飛散するのを防止する)ことができ、該溶接スパッタの飛散を抑制しつつ集電部材を集電箔に溶接することができる。これにより、溶接スパッタが溶接部周辺に飛散することによる悪影響(例えば溶接スパッタが積層された集電箔の隙間を介して電極部内部に入り込むことによる内部短絡など)を回避することができ、良好な電池性能を有し、且つ、信頼性が高い電池を製造することができる。 According to such a manufacturing method, the welding spatter is confined in the region surrounded by the current collector foil compression portion (that is, the welding spatter is prevented from scattering inward of the electrode body beyond the current collector foil laminated portion). The current collecting member can be welded to the current collector foil while suppressing scattering of the welding spatter. As a result, adverse effects caused by welding spatter scattering around the welded part (for example, an internal short circuit caused by entering the inside of the electrode part through the gap of the current collector foil on which the welded spatter is laminated) can be avoided. A battery having high battery performance and high reliability can be manufactured.
ここで開示される製造方法の好ましい一態様では、上記集電箔圧縮部は、上記積層された集電箔を積層方向の両側から積層面の中央付近に寄せ集めるようにして形成される。かかる方法によれば、積層された集電箔(特に積層方向の最外側に位置する集電箔)を大きく屈曲させることなく集箔(圧縮)することができるので、上記圧縮作業が容易になるとともに、集電箔の破損(典型的には箔破れ)を確実に回避することができる。 In a preferred embodiment of the manufacturing method disclosed herein, the current collector foil compression section is formed so that the stacked current collector foils are gathered from both sides in the stacking direction to near the center of the stacking surface. According to such a method, the laminated current collecting foil (especially the current collecting foil located on the outermost side in the laminating direction) can be collected (compressed) without greatly bending, and thus the above-described compression work is facilitated. At the same time, breakage of the current collector foil (typically foil breakage) can be reliably avoided.
ここで開示される製造方法の好ましい一態様では、集電部材として、上記集電箔積層部の一部分を積層方向に押し付ける押圧手段を備える集電部材を使用する。これにより、別途押圧手段(押圧部材)を用意することなく目的の電池を製造することができる。 In a preferable aspect of the manufacturing method disclosed herein, a current collecting member including a pressing unit that presses a part of the current collecting foil laminated portion in the laminating direction is used as the current collecting member. Thereby, the target battery can be manufactured without preparing a separate pressing means (pressing member).
ここで開示される製造方法の好ましい一態様では、上記押圧手段は、上記集電部材に一体に形成された押圧突起部である。そして、上記押圧突起部は、上記溶接を行う際に上記集電箔積層部を積層方向に押し付けるように構成されている。かかる方法によれば、溶接工程時に集電箔圧縮部もまた形成することができ、溶接スパッタの飛散を防止し得る電池を効率良く製造することができる。 In a preferred aspect of the manufacturing method disclosed herein, the pressing means is a pressing protrusion formed integrally with the current collecting member. And the said press protrusion part is comprised so that the said current collection foil laminated part may be pressed on the lamination direction, when performing the said welding. According to this method, the current collector foil compression part can also be formed during the welding process, and a battery that can prevent welding spatter from scattering can be efficiently manufactured.
ここで開示される製造方法の好ましい一態様では、上記集電部材は、上記集電箔積層部に溶接される部位であって上記押圧突起部よりも外方に突出した(即ち集電部材の基部からみて押圧突起部よりも高く突出した)溶接突出部を有している。そして、溶接を行う際は、上記溶接突出部と上記集電箔積層部とが接触するように配置される。このように溶接突出部を押圧突起部よりも高くして上記集電箔積層部と接触させることにより、該溶接突出部を局所的に加熱することができる。例えば抵抗溶接の場合、押圧突起部が集電箔積層部に触れたとしても、溶接突出部の方が面圧は高くなるため、該溶接突出部に電流を集中して流すことができ、押圧突起部への電流分流を防止することができる。これにより、押圧突起部と集電箔積層部との意図しない溶接(延いてはそれを起因とする溶接スパッタの飛散)を容易に防止することができる。なお、押圧突起部への電流分流を防止するために、押圧突起部に絶縁処理を施してもよい。すなわち、押圧突起部の表面に、例えばエナメルその他の樹脂コーティング等の表面絶縁処理を施すことにより、押圧突起部と集電箔積層部との意図しない溶接を防止することができる。 In a preferred aspect of the manufacturing method disclosed herein, the current collecting member is a portion welded to the current collector foil laminated portion and protrudes outward from the pressing protrusion (that is, the current collecting member). It has a welding protrusion (which protrudes higher than the pressing protrusion when viewed from the base). And when welding, it arrange | positions so that the said welding protrusion part and the said current collection foil lamination | stacking part may contact. Thus, the welding protrusion can be heated locally by making the welding protrusion higher than the pressing protrusion and bringing it into contact with the current collector foil laminate. For example, in the case of resistance welding, even if the pressing protrusion touches the current collector foil laminate, the surface pressure of the welding protrusion is higher, so that the current can be concentrated and flowed to the welding protrusion. Current shunting to the protrusion can be prevented. This makes it possible to easily prevent unintentional welding between the pressing protrusion and the current collector foil stacking (and hence spattering of welding spatter resulting from it). In addition, in order to prevent current shunting to the pressing protrusion, the pressing protrusion may be insulated. In other words, unintentional welding between the pressing protrusion and the current collector foil laminate can be prevented by subjecting the surface of the pressing protrusion to surface insulation treatment such as enamel or other resin coating.
以下、図面を参照しながら本発明による実施の形態を説明する。以下の図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。なお、以下、角形リチウムイオン二次電池100を例にして本発明の電池の構造について詳細に説明するが、本発明をかかる実施形態に記載されたものに限定することを意図したものではない。また各図における寸法関係(長さ、幅、厚さ等)は実際の寸法関係を反映するものではない。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following drawings, members / parts having the same action are described with the same reference numerals. Hereinafter, the structure of the battery of the present invention will be described in detail by taking the prismatic lithium ion
図1を参照しながら電池100の構成について説明する。図1は本実施形態に係るリチウムイオン二次電池の外観を模式的に示す正面図である。ここで開示されるリチウムイオン二次電池100は、電極体80と、該電極体80を収容する容器50とを備えている。
The configuration of the
電極体80は、典型的なリチウムイオン電池に装備される電極体と同様、所定の電池構成材料(正負極それぞれの活物質、正負極それぞれの集電体、セパレータ等)から構成されている。ここでは電極体80として後述する扁平形状の捲回電極体80が用いられている。容器50は、上記扁平形状の捲回電極体80を収容し得る形状(図示した例では箱型)を有する。また、容器50の材質は、典型的な単電池で使用されるものと同じであればよく特に制限はないが、電池自体の軽量化の観点から、例えば薄い金属製或いは合成樹脂製の容器が使用され得る。
The
次に、図2も加えて、扁平形状の捲回電極体80の構成について説明する。図2に示すように、捲回電極体80はシート状電極体20を捲回することによって形成されている。シート状電極体20は、捲回電極体を組み立てる前段階における長尺状(帯状)のシート構造を有している。シート状電極体20は、典型的な捲回電極体と同様に正極シート30と負極シート40を計2枚のセパレータシート22と共に積層して形成されている。
Next, the configuration of the flat
正極シート30は、長尺シート状の箔状の正極集電体(以下「正極集電箔34」と称する)の両面に電池用正極活物質層32が付着されて形成されている。ただし、正極活物質層32はシート状電極体20の幅方向の端辺に沿う一方の側縁(図では上側の側縁部分)には付着されず、正極集電体34を一定の幅にて露出させた正極活物質層非形成部36が形成されている。負極シート40も正極シート30と同様に、長尺シート状の箔状の負極集電体(以下「負極集電箔44」と称する)の両面に電池用負極活物質層42が付着されて形成されている。ただし、負極活物質層42はシート状電極体20の幅方向の端辺に沿う一方の側縁(図では下側の側縁部分)には付着されず、負極集電体44を一定の幅にて露出させた負極活物質層非形成部46が形成されている。なお、正極シート30および負極シート40を構成する材料自体は、従来のリチウムイオン電池の電極体と同様でよく、特に制限はない。例えば、正極集電箔34にはアルミニウム箔(本実施形態)その他の正極に適する金属箔が好適に使用される。負極集電箔44には銅箔(本実施形態)その他の負極に適する金属箔が好適に使用される。
The
捲回電極体80を構築する際には、正極シート30と負極シート40とをセパレータシート22を介して積層したシート状電極体20を用意する。このとき、セパレータシート22は正極シート30の正極活物質層非形成部(正極集電箔34の露出部分)36が外方にはみ出るように(即ち正極活物質層32とセパレータシート22とが対向するように)重ね合せられる。負極シート40も正極シート30と同様に積層され、負極活物質層非形成部(負極集電箔44の露出部分)46がセパレータシート22から外方にはみ出るように(即ち負極活物質層42とセパレータシート22とが対向するように)重ね合せられる。かかるシート状電極体20を捲回し、次いで得られた捲回体を側面方向から押しつぶして拉げさせることによって扁平形状の捲回電極体80が得られる。
When constructing the
捲回電極体80の捲回軸方向における中央部分には、捲回コア部分82(即ち正極シート30の正極活物質層32と負極シート40の負極活物質層42とセパレータシート22とが密に積層された部分)が形成される。また、捲回電極体80の捲回軸方向の一方の端部には、正極活物質層非形成部36(正極集電箔34の露出部分)が捲回されて積層された正極集電箔積層部84(箔状の正極集電体が積層した構成の正極集電箔積層部)が形成される。そして、捲回電極体80の捲回軸方向の他方の端部には、負極活物質層非形成部46(負極集電箔44の露出部分)が捲回されて積層された負極集電箔積層部86(箔状の負極集電体が積層した構成の負極集電箔積層部)が形成される。
A wound core portion 82 (that is, the positive electrode
このようにして得られた捲回電極体80は、図1に示すように捲回軸方向が水平方向(図では左右方向)となるように容器50に収容される。そして、正極集電箔積層部84および負極集電箔積層部86には、それぞれ正極集電部材14および負極集電部材11が接合される。この実施形態では、正極集電部材14は、正極集電箔積層部84の外面に沿うように延びたアルミニウム製の板状部材である。正極集電部材14は、正極集電箔積層部84の上に配置されて溶接されている。一方、負極集電部材11は、負極集電箔積層部86の外面に沿うように延びた銅製の板状部材である。負極集電部材11は、負極集電箔積層部86の上に配置されて溶接されている。
The
上記溶接手段は、典型的な集電部材の溶接に使用されるものと同じであればよく特に制限はないが、例えば抵抗溶接(好ましくはスポット溶接)により行うことができる。抵抗溶接では、歪みが少ない溶接品質の良好な溶接部を非常に短い時間で形成することができる。なお、正極集電部材14および負極集電部材11は、それぞれ正極端子56aおよび負極端子56bに電気的に接続される。この例では正極端子56aおよび負極端子56bはガスケット54a、54bを介して容器50の蓋体52に取り付けられている。
The welding means is not particularly limited as long as it is the same as that used for welding a typical current collecting member. For example, resistance welding (preferably spot welding) can be used. In resistance welding, it is possible to form a welded portion with less distortion and good welding quality in a very short time. The positive electrode current collecting
次に、図3および図4を参照しながら、集電部材の溶接部分の構成について説明する。図3は正極集電部材の溶接部分周辺を拡大した要部拡大図であり、図4は図3のIV−IV断面を模式的に示す要部断面図である。なお、以下では主として正極側の集電部材の溶接部分について説明するが、本発明の構成は正負の電極に関係なく適用可能なものである。 Next, the structure of the welding part of a current collection member is demonstrated, referring FIG. 3 and FIG. FIG. 3 is an enlarged view of a main part in which the periphery of the welded portion of the positive electrode current collecting member is enlarged, and FIG. 4 is a main part cross-sectional view schematically showing the IV-IV cross section of FIG. In the following, the welded portion of the current collecting member on the positive electrode side will be mainly described, but the configuration of the present invention can be applied regardless of the positive and negative electrodes.
正極集電箔積層部84は、図4に示すように、負極シート及びセパレータシートが積層されていない分だけ捲回コア部分82よりも厚みが小さくなり、それゆえに積層された各正極集電箔34の間には隙間35が生じがちとなる。そのため、正極集電部材14と正極集電箔積層部84とを溶接(例えば抵抗溶接)すると、該隙間35を介して細かい溶接スパッタや塵等が捲回電極体80内(特に捲回コア部分82)に混入する虞がある。これに対し、この実施形態では、図3及び図4に示すように、正極集電部材14の一部と正極集電箔積層部84の一部とが一体となった集電箔溶接部16を囲むように集電箔圧縮部(典型的には積層部分を構成している各集電箔34が隙間なく互いに接している集電箔密集部分)18を形成した上で上記溶接を行うことにより、該溶接部16から生じた溶接スパッタ60等を該溶接部近傍に閉じ込めるように構成されている。そのため、溶接スパッタ60等が捲回電極体80(特に捲回コア部分82)内へ混入する事態を回避することができる。以下、詳細に説明する。
As shown in FIG. 4, the positive electrode current collector
図4に示すように、集電箔積層部84は、集電部材14と溶接(ここでは抵抗溶接)されて一体となった集電箔溶接部16を有している。この実施形態では、集電部材14に加えて集電補助部材(アルミニウム製の板状部材)17が集電箔積層部84に溶接され、該集電部材14と集電箔積層部84と集電補助部材17とが一体となった集電箔溶接部16が形成されている。上記集電箔積層部84の一部であって上記集電箔溶接部16の周辺部分には、積層された集電箔34が互いに密接した状態となるように積層方向に圧縮された集電箔圧縮部18が形成されている。そして、該集電箔圧縮部18は、集電箔溶接部16の周りを囲むように設けられている。この実施形態では、集電箔圧縮部18は、積層された集電箔34が積層方向の両側から積層面の中央付近に寄せ集められるようにして圧縮(集箔)され、相互の集電箔34の間に隙間がない状態となっている。また、この実施形態では、図3に示すように、集電箔圧縮部18は、集電箔溶接部16を囲むように該集電箔溶接部16の同心上に環状(図示した例では楕円環状)に形成されている。
As shown in FIG. 4, the current collector foil laminated
上記構成によれば、集電箔溶接部16の周囲を集電箔圧縮部18(典型的には、積層部分を構成している各集電箔34が互いに接している集電箔密集部分)で塞いでいるため、溶接時に集電箔を溶接する部位16(即ち上記集電箔溶接部が形成される部位)から発生し得る溶接スパッタ60等をその周囲に設けられた集電箔圧縮部18で囲まれた所定の領域内(図3では楕円環状の集電箔圧縮部18で囲まれた領域内)に閉じ込めることができる。これにより、溶接スパッタが溶接部周辺に飛散することによる悪影響(例えば溶接スパッタが積層された集電箔の隙間を介して電極体内部に入り込むことによる内部短絡など)を回避することができる。その結果、溶接スパッタの飛散を抑制し得る集電構造を備え、良好な電池性能を有し、且つ、信頼性が高い電池を提供することができる。
According to the above-described configuration, the current collector foil welded
なお、集電箔圧縮部18の形状は、集電箔溶接部16を環囲し得る形状であればよく、図3に示した円環状に限らず、その他の形状(例えば、矩形の環状、その他の多角の環状)であってもよい。また、集電箔圧縮部18を構成する各集電箔34は、電池性能に影響を及ぼす虞がある大サイズの溶接スパッタ60(例えば直径20μm以上の粒状スパッタ)を通過し得ない程度に相互に密接されていればよい。したがって、集電箔圧縮部18を構成する各集電箔34の間に、電池性能に影響を及ぼす虞がない極小サイズの溶接スパッタ(例えば直径20μm未満の微粒状スパッタ)が通過するかしないか程度の微小な隙間が局所的に形成されていてもよい。
The shape of the current collector
さらに、本実施形態に係る他の特徴について説明する。図4に示すように、この実施形態では、集電箔積層部84の一部を積層方向に押し付け得る押圧手段15を備えている。そして、集電箔圧縮部18は、該押圧手段15によって上記積層方向に押し付けられた状態で形成されている。この実施形態では、押圧手段15は、集電箔積層部84を積層方向の両側から挟み込む一対の突起15a、15bである。そして、集電箔圧縮部18は、上記突起15a、15bの押圧(挟み込み)により積層された集電箔34が積層方向の両側から積層面の中央付近に寄せ集められる(集箔される)ようにして形成されている。このように、集電箔圧縮部18は、一対の突起15a、15bの押圧により積層された集電箔34を積層方向の両側から積層面の中央付近に寄せ集めるようにして形成されているので、積層された集電箔34(特に積層方向の最外側に位置する集電箔34a)を大きく屈曲させることなく集箔(圧縮)することができる。その結果、上記集箔(圧縮)作業が容易になるとともに集電箔34、34aの破損(典型的には箔破れ)を確実に回避することができる。
Furthermore, other features according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 4, in this embodiment, the pressing means 15 which can press a part of current collection foil lamination | stacking
また、この実施形態では、押圧手段15(一対の突起15a、15b)は、集電部材14および集電補助部材17に一体に形成されている。詳しくは、集電部材14は、集電箔溶接部16に溶接される溶接突出部19aと、押圧手段15を構成する押圧突起部15aとを有している。そして、押圧突起部15aは、溶接突出部19aおよび集電箔溶接部16の周辺部分に設けられている。一方、集電補助部材17は、集電箔溶接部16に溶接される溶接突出部19bと、押圧手段15を構成する押圧突起部15bとを有している。そして、押圧突起部15bは、溶接突出部19bおよび集電箔溶接部16の周辺部分に設けられている。この例では、一対の押圧突起部15a、15bは、それぞれ溶接突出部19a、19bを囲む円環状の突起であり、該溶接突出部19a、19bよりも背高が低くなるように形成されている。このように、押圧手段15を集電部材14および集電補助部材17に一体に形成しているので、別途押圧手段15(押圧部材)を用意することなく目的の電池を製造することができ、集電構造が複雑になるのを回避できる。
In this embodiment, the pressing means 15 (the pair of
次に、図5A〜図5Cを参照しつつ上記集電部材14と集電箔積層部84との溶接工程(即ち集電箔溶接部を形成する工程)について説明する。上述したように、集電部材14と集電箔積層部84とは抵抗溶接(ここではスポット溶接)によって接合されている。すなわち、集電部材14の一部分を集電箔積層部84の一部分に接触させ、その接触部分を一対の溶接電極(図示せず)で適当に加圧しながら電流を流し、その抵抗熱によってそれらを局所的に溶融・凝固して一体化している。
Next, a welding process (that is, a process of forming a current collector foil welded portion) between the current collecting
詳しくは、図5Aに示すように、先ず、集電部材14と集電箔積層部84とを接触させる。この実施形態では、集電箔積層部84の一方の面(図では集電箔積層部84の上面)上に集電部材14を配置し、溶接突出部19aの先端13aを集電箔積層部84の一部分に接触させる。また、集電箔積層部84の他方の面(図では集電箔積層部84の下面)上に集電補助部材17を配置し、溶接突出部19bの先端13bを集電箔積層部84の一部分に接触させる。このとき、集電部材14の溶接突出部19aと集電補助部材17の溶接突出部19bとが集電箔積層部84を間に挟んで対向するように配置される。
Specifically, as shown in FIG. 5A, first, the current collecting
次に、図5Bに示すように、一対の溶接電極(図示せず)を用いて集電部材14及び集電補助部材17を矢印「62」方向に加圧すると同時に通電する。これにより溶接突出部19a、19b間に挟まれた各集電箔34が積層面の中央付近に集箔されるとともに、溶接電極(図示せず)からの電流は、面圧が大きくなる溶接突出部19a、19b間に集中して流れる。そして、その抵抗発熱によって、溶接突出部19a、19bの先端13a、13bと、該溶接突出部19a、19b間に集箔された各集電箔34とが軟化・溶融状態となり、さらに溶接電極からの加圧力で圧接されることにより、溶接突出部19a、19bの先端13a、13bが溶融しつつ押し潰され、集電部材14と集電箔積層部84と集電補助部材17との溶融部分が次第に沈み込む(溶接突出部19a、19bの背高が次第に低くなる)。
Next, as shown in FIG. 5B, the current collecting
さらに加圧・通電を続けると、溶融部分がさらに沈み込み(溶接突出部19a、19bの背高がさらに低くなり)、集電部材14と集電補助部材17との距離が縮まり、溶接突出部19a、19bよりも低く形成された押圧突起部15a、15b(押圧手段15)が集電箔積層部84に当接する。そして、図5Cに示すように、押圧突起部15a、15b(押圧手段15)は、溶接電極からの加圧を受けて、溶融部分(集電箔溶接部16が形成される部分)の周辺において、集電箔積層部84の一部分を積層方向に押し付け、該積層された集電箔34が互いに密接した状態となるように圧縮された集電箔圧縮部18を形成する。この実施形態では、集電箔圧縮部18は、積層された集電箔34を積層方向の両側から積層面の中央付近に寄せ集めるようにして形成されている。また、集電箔圧縮部18は、溶融部分(集電箔溶接部16が形成される部分)を囲むように形成され、これによって溶融部分(電箔溶接部16が形成される部分)から発生した溶接スパッタ(特に通電末期の溶融部分から発生する多数の溶接スパッタ)を該集電箔圧縮部18で囲まれた領域内に閉じ込める。その後、加圧・通電を停止して溶融部分を凝固することにより、集電箔溶接部16が形成され、集電箔積層部84と集電部材14と集電補助部材17とが固定される。このようにして、集電箔積層部84と集電部材14とを接触させ、該集電箔積層部84の一部と該集電部材14の一部とを溶接してなる集電箔溶接部16を形成することができる。
When the pressurization / energization is further continued, the melted portion further sinks (the height of the
上記製造方法によれば、集電箔圧縮部18で囲まれた領域内に溶接スパッタを閉じ込めることができ、該溶接スパッタの飛散を抑制しつつ集電部材14を集電箔積層部84に溶接することができる。これにより、溶接スパッタが溶接部周辺に飛散することによる悪影響(例えば溶接スパッタが積層された集電箔34の隙間35を介して電極体内部(特に捲回コア部分82)に入り込むことによる内部短絡など)を回避することができ、良好な電池性能を有し、且つ、信頼性が高い電池を製造することができる。加えて、押圧手段15を構成する押圧突起部15aを集電部材14に一体に形成し、且つ、該押圧突起部15aが上記溶接を行う際に集電箔積層部84を積層方向に押し付けるように構成されているので、溶接工程時に集電箔圧縮部18もまた形成することができ、溶接スパッタの飛散を防止し得る電池100を効率良く製造することができる。
According to the above manufacturing method, the welding spatter can be confined within the region surrounded by the current collector
さらに、この実施形態では、溶接突出部19a、19bを押圧突起部15a、15bよりも高くして集電箔積層部84と接触させることにより、該溶接突出部19a、19bに集中して通電し、押圧突起部15a、15bへの電流分流(迂回)を防止している。すなわち、通電の途中段階において押圧突起部15a、15bが集電箔積層部84に触れたとしても、溶接突出部19a、19bの方が面圧は高くなるため、該溶接突出部19a、19bに電流を集中して流すことができ、押圧突起部15a、15bへの電流分流を防止することができる。これにより、押圧突起部15a、15bと集電箔積層部84との意図しない溶接(延いてはそれを起因とする溶接スパッタの飛散)を防止することができる。なお、溶接スパッタは、一般に通電末期(すなわち溶融の最終段階)に生じることが多く、それゆえ、押圧突起部15a、15bは、溶接が完了する前に(典型的には通電末期の時点において)集電箔圧縮部18を形成し得るように構成されていればよい。また、押圧突起部15a、15bへの電流分流を防止するために、押圧突起部15a、15bに絶縁処理を施してもよい。すなわち、押圧突起部15a、15bの表面に、例えばエナメルその他の樹脂コーティング等の表面絶縁処理を施すことにより、押圧突起部15a、15bと集電箔積層部84との意図しない溶接(延いてはそれを起因とする溶接スパッタの飛散)を防止することができる。或いは、集電箔溶接部16が形成される部分に低温溶融化処理(例えばロウ付け)を行い、該集電箔溶接部16が形成される部分が低温にて選択的に溶融されるように構成してもよい。
Further, in this embodiment, the
続いて、図6および図7を参照しながら本実施形態に係る電池100の改変例について説明する。改変例では、図6に示すように、集電箔圧縮部18は、集電箔溶接部16に隣接して形成される。この場合、図7に示すように、集電部材14は、基部となる平板部から半球状に***した部分であって集電箔溶接部16に溶接される溶接突出部19aを有している。さらに詳しくは、溶接突出部19aには、集電箔溶接部16に溶接されている頂部(先端)13aと、該頂部13aの周縁部であって上記押圧手段15を構成する湾曲面15cからなる湾曲周縁部15aと、が形成されている。また、集電補助部材17は、集電部材14と同様の形状であり、基部となる平板部から半球状に***した部分であって集電箔溶接部16に溶接される溶接突出部19bを有している。さらに詳しくは、溶接突出部19bには、集電箔溶接部16に溶接されている頂部(先端)13bと、該頂部13bの周縁部であって上記押圧手段15を構成する湾曲面15cからなる湾曲周縁部15bと、が形成されている。かかる構成によれば、集電箔圧縮部18と集電箔溶接部16とが隣接するように形成することができる。すなわち、集電箔溶接部16周辺の集電箔34の形状(湾曲形状)に対応して、溶接部位である上記頂部19cの周縁部表面が湾曲面15cとなっていることにより、該湾曲面15c(押圧手段15)によって集電箔溶接部16周辺の集電箔34を広範囲に押し付けて集電箔34同士を密接に集約させる(くっつける)ことができる。そのため、集電箔溶接部16の外縁部分を集電箔圧縮部18で構成することができる。
Subsequently, a modified example of the
このように集電箔圧縮部18を集電箔溶接部16に隣接して形成することにより、集電箔溶接部16から生じた溶接スパッタを該溶接部16にそのまま閉じ込めることができる。そのため、溶接スパッタが溶接部16近辺に飛散することによる悪影響(例えば溶接品質の低下等)を回避することができ、溶接強度および通電性に優れた電池を提供することができる。また、集電箔圧縮部18を集電箔溶接部16に隣接させることにより、集電箔圧縮部18が占める割合(集電箔圧縮部18で囲まれた領域の面積)を最小にすることができるので、捲回電極体80のガス抜き性を確保し易くなる。
By forming the current collector foil compressed
以下、図1を参照しつつ電池100を構成する各構成材料について説明する。正極シート30は、長尺状の正極集電箔34の上にリチウムイオン電池用正極活物質層が付与されて形成され得る。正極集電箔34にはアルミニウム箔(本実施形態)その他の正極に適する金属箔が好適に使用される。正極活物質は従来からリチウムイオン電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定することなく使用することができる。好適例として、LiMn2O4、LiCoO2、LiNiO2等が挙げられる。
Hereinafter, each constituent material which comprises the
一方、負極シート40は長尺状の負極集電箔44の上にリチウムイオン電池用負極活物質層が付与されて形成され得る。負極集電箔44には銅箔(本実施形態)その他の負極に適する金属箔が好適に使用される。負極活物質は従来からリチウムイオン電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定することなく使用することができる。好適例として、グラファイトカーボン、アモルファスカーボン等の炭素系材料、リチウム含有遷移金属酸化物や遷移金属窒化物等が挙げられる。
On the other hand, the
また、正負極シート間に使用される好適なセパレータシート22としては多孔質ポリオレフィン系樹脂で構成されたものが挙げられる。電解質として固体電解質若しくはゲル状電解質を使用する場合には、セパレータが不要な場合(即ちこの場合には電解質自体がセパレータとして機能し得る。)があり得る。
Moreover, as a
電池容器50内に捲回電極体80と共に収容される電解液としては、非水溶媒に電解質を溶解した非水電解液が挙げられる。電解液を構成する非水溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート(EMC)、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン等からなる群から選択された一種または二種以上を用いることができる。電解液を構成する電解質(支持塩)としては、フッ素を構成元素とする各種リチウム塩から選択される一種または二種以上を用いることができる。例えば、LiPF6,LiBF4,LiAsF6,LiCF3SO3,LiC4F9SO3,LiN(CF3SO2)2,LiC(CF3SO2)3等からなる群から選択される一種または二種以上を用いることができる。
Examples of the electrolytic solution housed in the
なお、本実施形態に係る電池100は特に自動車等の車両に搭載されるモーター(電動機)用電源として好適に使用し得る。即ち、図9に示すように、本発明に係る電池100を単電池として所定の方向に配列し、当該単電池をその配列方向に拘束することによって組電池を構築し、かかる組電池を電源として備える車両(典型的には自動車、特にハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車のような電動機を備える自動車)1を提供することができる。
The
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、本発明の構成に適用可能な電極体は上記捲回タイプに限定されない。 As mentioned above, although this invention was demonstrated by suitable embodiment, such description is not a limitation matter and of course various modifications are possible. For example, the electrode body applicable to the configuration of the present invention is not limited to the above wound type.
例えば正極シートと負極シートをセパレータ(或いはセパレータとしても機能し得る固体またはゲル状電解質)と共に交互に積層して成る積層タイプの電極体であってもよい。 For example, it may be a laminated type electrode body in which a positive electrode sheet and a negative electrode sheet are alternately laminated together with a separator (or a solid or gel electrolyte that can also function as a separator).
また、電池の種類は上述したリチウムイオン電池に限られず、電極体構成材料や電解質が異なる種々の内容の電池、例えばリチウム金属やリチウム合金を負極とするリチウム二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、或いは電気二重層キャパシタ(即ち物理電池)であってもよい。 In addition, the type of battery is not limited to the above-described lithium ion battery, but batteries having various contents with different electrode body constituent materials and electrolytes, for example, lithium secondary batteries having a negative electrode made of lithium metal or lithium alloy, nickel metal hydride batteries, nickel cadmium It may be a battery or an electric double layer capacitor (that is, a physical battery).
1 車両
11 負極集電部材
13 先端(頂部)
14 正極集電部材
15 押圧手段
15a、15b 押圧突起部
15c 湾曲面
16 集電箔溶接部
17 集電補助部材
18 集電箔圧縮部
19a、19b 溶接突出部
20 シート状電極体
22 セパレータシート
30 正極シート
32 正極活物質層
34 正極集電箔
34a 最外側集電箔
35 隙間
36 正極活物質層非形成部
40 負極シート
42 負極活物質層
44 負極集電箔
46 負極活物質層非形成部
50 容器
52 蓋体
54a ガスケット
56a 正極端子
56b 負極端子
60 溶接スパッタ
80 捲回電極体
80 電極体
82 捲回コア部分
84 正極集電箔積層部
86 負極集電箔積層部
90 捲回電極体
92 集電箔積層部
94a 集電部材
100 電池
1
14 Positive electrode
Claims (12)
前記集電箔積層部上に配置され、該集電箔積層部に溶接された集電部材と
を備え、
前記集電箔積層部は、前記集電部材に溶接されて該集電部材と一体となった集電箔溶接部を有しており、
前記集電箔積層部の一部分であって前記集電箔溶接部の周辺部分には、前記積層された集電箔が互いに密接した状態となるように積層方向に圧縮された集電箔圧縮部が前記集電箔溶接部の周りを囲むように形成されている、電池。 An electrode body having a current collector foil laminated portion having a structure in which foil-shaped current collectors are laminated;
A current collecting member disposed on the current collector foil laminate and welded to the current collector foil laminate;
The current collector foil laminated portion has a current collector foil welded portion that is welded to the current collector and integrated with the current collector.
A current collector foil compression part that is a part of the current collector foil laminated part and is compressed in the lamination direction so that the laminated current collector foils are in close contact with each other at the peripheral part of the current collector foil welded part Is formed so as to surround the current collector foil welded portion.
前記集電箔圧縮部は、前記押圧手段によって前記積層方向に押し付けられた状態で形成されている、請求項1に記載の電池。 Comprising a pressing means capable of pressing a part of the current collector foil stacking portion in the stacking direction;
The battery according to claim 1, wherein the current collector foil compression section is formed in a state of being pressed in the stacking direction by the pressing means.
前記集電箔圧縮部は、前記突起の押圧により前記積層された集電箔が積層方向の両側から積層面の中央付近に寄せ集められるようにして形成されている、請求項2に記載の電池。 The pressing means is a pair of protrusions that sandwich the current collector foil laminate from both sides in the lamination direction,
3. The battery according to claim 2, wherein the current collector foil compression section is formed such that the stacked current collector foils are gathered together near the center of the stack surface from both sides in the stack direction by pressing of the protrusions. .
前記集電箔溶接部に溶接される溶接突出部であって前記押圧突起部よりも外方に突出した溶接突出部と
を有する、請求項4に記載の電池。 The current collecting member is a pressing projection that constitutes the pressing means, and a pressing projection provided in a peripheral portion of the current collector foil welded portion;
The battery according to claim 4, further comprising: a welding protrusion that is welded to the current collector foil weld and protrudes outward from the pressing protrusion.
前記溶接突出部には、前記集電箔溶接部に溶接されている頂部と、該頂部の周縁部であって前記押圧手段を構成する湾曲面からなる湾曲周縁部とが形成されている、請求項4に記載の電池。 The current collecting member has a welding protrusion welded to the current collector foil welded portion,
The weld protrusion is formed with a top welded to the current collector foil weld, and a curved peripheral edge composed of a curved surface that is a peripheral edge of the top and constitutes the pressing means. Item 5. The battery according to Item 4.
前記集電箔積層部と前記集電部材とを接触させ、該集電箔積層部の一部と該集電部材の一部とを溶接してなる集電箔溶接部を形成する工程;および
前記溶接が完了する前に前記集電箔溶接部が形成される部分の周辺において、前記集電箔積層部の一部分を積層方向に押し付けて、前記積層された集電箔が互いに密接した状態となるように圧縮された集電箔圧縮部を形成する工程;
を包含し、
ここで、前記集電箔圧縮部は、前記集電箔溶接部が形成される部分を囲むように形成され且つ前記溶接時において溶融させた前記接触部分から発生し得る溶接スパッタを該集電箔圧縮部で囲まれた領域内に閉じ込めるように形成される、製造方法。 An electrode body having a current collector foil laminated portion having a configuration in which a foil-shaped current collector is laminated, and a current collector member disposed on the current collector foil laminated portion and welded to the current collector foil laminated portion. A battery manufacturing method comprising:
Forming the current collector foil welded portion by bringing the current collector foil stacked portion into contact with the current collector and welding a part of the current collector foil stacked portion and a part of the current collector; and Before the welding is completed, around the portion where the current collector foil welded portion is formed, a part of the current collector foil laminated portion is pressed in the stacking direction, and the stacked current collector foils are in close contact with each other Forming a current collector foil compressed part so compressed;
Including
Here, the current collector foil compression part is formed so as to surround the part where the current collector foil welded part is formed, and the current collector foil generates weld spatter that can be generated from the contact part melted during the welding. The manufacturing method formed so that it may be confined in the area | region enclosed by the compression part.
前記溶接を行う際に、前記溶接突出部と前記集電箔積層部とが接触するように配置する、請求項11に記載の製造方法。 The current collector member is a weld protrusion that is welded to the current collector foil weld, and has a weld protrusion that protrudes outward from the pressing protrusion,
The manufacturing method of Claim 11 arrange | positioned so that the said welding protrusion part and the said collector foil laminated part may contact when performing the said welding.
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010086688A (en) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Sanyo Electric Co Ltd | Sealed battery |
JP2011165436A (en) * | 2010-02-08 | 2011-08-25 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | Lithium ion secondary battery |
JP2014022153A (en) * | 2012-07-17 | 2014-02-03 | Toyota Industries Corp | Electricity storage device |
JP2014032814A (en) * | 2012-08-02 | 2014-02-20 | Toyota Industries Corp | Power storage device and secondary battery |
JP2014182993A (en) * | 2013-03-21 | 2014-09-29 | Toyota Industries Corp | Power storage device |
JP2015095404A (en) * | 2013-11-13 | 2015-05-18 | 株式会社Gsユアサ | Power storage element and manufacturing method therefor |
US9159505B2 (en) | 2011-08-31 | 2015-10-13 | Gs Yuasa International Ltd. | Electric storage device |
CN108242525A (en) * | 2016-12-26 | 2018-07-03 | 三洋电机株式会社 | The manufacturing method of secondary cell |
CN108321335A (en) * | 2018-03-28 | 2018-07-24 | 青海绿草地新能源科技有限公司 | A kind of lithium ion battery accumulation power supply module |
WO2018159198A1 (en) * | 2017-02-28 | 2018-09-07 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Secondary battery |
-
2008
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Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010086688A (en) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Sanyo Electric Co Ltd | Sealed battery |
JP2011165436A (en) * | 2010-02-08 | 2011-08-25 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | Lithium ion secondary battery |
US9159505B2 (en) | 2011-08-31 | 2015-10-13 | Gs Yuasa International Ltd. | Electric storage device |
JP2014022153A (en) * | 2012-07-17 | 2014-02-03 | Toyota Industries Corp | Electricity storage device |
JP2014032814A (en) * | 2012-08-02 | 2014-02-20 | Toyota Industries Corp | Power storage device and secondary battery |
JP2014182993A (en) * | 2013-03-21 | 2014-09-29 | Toyota Industries Corp | Power storage device |
JP2015095404A (en) * | 2013-11-13 | 2015-05-18 | 株式会社Gsユアサ | Power storage element and manufacturing method therefor |
CN108242525A (en) * | 2016-12-26 | 2018-07-03 | 三洋电机株式会社 | The manufacturing method of secondary cell |
JP2018106860A (en) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | 三洋電機株式会社 | Manufacturing method of secondary battery |
US10608233B2 (en) | 2016-12-26 | 2020-03-31 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method of manufacturing secondary battery |
CN108242525B (en) * | 2016-12-26 | 2022-04-22 | 三洋电机株式会社 | Method for manufacturing secondary battery |
WO2018159198A1 (en) * | 2017-02-28 | 2018-09-07 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Secondary battery |
JPWO2018159198A1 (en) * | 2017-02-28 | 2019-06-27 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Secondary battery |
CN108321335A (en) * | 2018-03-28 | 2018-07-24 | 青海绿草地新能源科技有限公司 | A kind of lithium ion battery accumulation power supply module |
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