JP2010257851A - 電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電極体を構成する電極において集電部材に対する溶接部分として設けられる突出箔部分を、簡単な構成および工程によって、挫屈を生じさせることなく、集電部材に対する接触部分の間隔が一定となるように変形させることができ、良好な溶接性を得ることができる電池の製造方法を提供すること。
【解決手段】帯状の正極１０および負極２０がセパレータ３０を介して積層されるとともに渦巻状に巻かれることで構成される捲回体１（電極体）に設けられる突出箔部分１３を、集電板４０（集電部材）に電気的に接続するための溶接を行う方法において、溶接に際し、突出箔部分１３を押え付けることで突出箔部分１３を倒し込む押え付けを行うものであり、この押え付けを、突出箔部分１３の捲回体１の径方向の外側への膨らみが規制されるように、捲回体１の巻軸方向における少なくとも突出箔部分１３に対応する範囲の部分を外周側から取り囲んだ状態で行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、帯状の正極および負極がセパレータを介して積層されるとともに渦巻状に巻かれた捲回体を電極体として有する電池の製造に使用される電池の製造方法に関する。

例えばアルカリ蓄電池やリチウムイオン電池等の電池においては、帯状の正極および負極がセパレータを介して積層されるとともに渦巻状に巻かれた捲回体を電極体として有する構成のものがある。かかる構成の電池は、電極体が電解液とともに所定の形状を有するケース内に収容され、電極体を構成する正極および負極がそれぞれ所定の部位（部材）に電気的に接続された状態で、ケースが密封されることにより製造される。

このようにして製造される電池においては、電極体を構成する正極および負極の少なくともいずれか一方が電気的に接続される部材として、集電板が備えられる。集電板としては、例えば円筒形状を有する電極体に合わせて、円板状の部材が用いられる。つまりこの場合、円板状の集電板が、電極体における巻軸方向（帯状の電極の幅方向）の端面側に配置された状態で、電極体を構成する電極（正極または負極）に接続される。

具体的には、例えば、集電板に接続される電極が正極である場合、正極において、電極体の巻軸方向の端面部に、活物質（電極合剤）が存在しない部分が、負極およびセパレータよりも電極体の巻軸方向に突出箔部分（突出する箔部分）として設けられる。ここで、活物質（電極合剤）とは、各電極において基材（金属箔）の両面側に対して塗布されること等によって形成される膜部分（層部分）である。そして、正極の突出箔部分が、例えばレーザー溶接等の溶接によって、集電板に対して電気的に接続される。なお、負極についても、正極の場合と同様にして集電板に接続される。

このように電極体を構成する電極の突出箔部分が溶接によって集電板に接続される工程においては、事前に突出箔部分を溶接に適した形状（例えば電極に対する集電板の接触面に倣う形状）に変形させることが行われる。すなわち、集電板に溶接される突出箔部分が、例えば突出方向に真っ直ぐな状態から曲げられることによって、集電板に対して側面部分（箔面部分）が接触するような状態とされる。これにより、突出箔部分の突出方向の端面部のみが集電板に対して接触した状態との比較において突出箔部分の集電板に対する接触面積が増加し、溶接がやりやすくなる。

このように、集電板に溶接される突出箔部分を事前に変形させることで溶接の便宜を図るための技術が、特許文献１に開示されている。特許文献１においては、突出箔部分における集電板に対する溶接部分として、同一方向性を有して曲げられた部分（バンディング部位）が設けられている。そして、このバンディング部位は、突出箔部分が電極体の周方向について部分的に切り出され、その切り出された部分が金型によって曲げられることで形成される。

したがって、特許文献１の技術によれば、突出箔部分を変形させるに際し、突出箔部分を切り出す工程が行われる。また、同じく特許文献１の技術によれば、バンディング部位を電極体の周方向について均等に形成するためには、金型による複数回の曲げ作業が順次行われることになったり、複数の金型によって複数箇所の曲げ作業が行われることになったりする。このため、突部箔部分を変形させるための設備や工程が複雑になる。

そこで、突出箔部分を溶接に適した形状に変形させるため、突出箔部分に対して突出箔部分の突出側から集電板または他の部材を押し当てることで、圧縮によって突出箔部分を変形させる手法が考えられる。つまり、かかる手法によれば、集電板における突出箔部分に接触する側の部分の形状が、集電板等が押し付けられることによってあらかじめ突出箔部分に転写される。

しかし、単に集電板等を押し当てることによって突出箔部分を変形させる場合、突出箔部分の一部等において挫屈が生じることにより、電極体の径方向に隣り合う各電極の突出箔部分の集電板に対する接触部分の間隔が一定にならないことがある。このように突出箔部分の集電板に対する接触部分の間隔が不均一であると、溶接ポイントが間隔の広い部分に該当した場合に溶接が不十分となったり、電池における短絡等の悪影響を与える原因となる、溶接にともなって生じる溶接飛沫（スパッタ）が電極体の内部に入り込むという不具合が生じたりする。

特開２００６−４０９０２号公報

本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、電極体を構成する電極において集電部材に対する溶接部分として設けられる突出箔部分を、簡単な構成および工程によって、挫屈を生じさせることなく、集電部材に対する接触部分の間隔が一定となるように変形させることができ、良好な溶接性を得ることができる電池の製造方法を提供することにある。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

すなわち、請求項１においては、帯状の正極および負極がセパレータを介して積層されるとともに渦巻状に巻かれることで構成される電極体における巻軸方向の端面側に突出するように設けられる、前記正極または前記負極を構成する箔部分を、前記電極体の前記端面側に配置される集電部材に電気的に接続するため、前記箔部分と前記集電部材との溶接を行う電池の製造方法であって、前記溶接に際し、前記箔部分を該箔部分の突出方向に対向する方向に押え付けることで前記箔部分を倒し込む押え付けを行うものであり、前記押え付けを、前記箔部分の前記電極体の径方向の外側への膨らみが規制されるように、前記電極体の前記巻軸方向における少なくとも前記箔部分に対応する範囲の部分を外周側から取り囲んだ状態で行うものである。

請求項２においては、前記押え付けを、前記集電部材を前記箔部分に対して溶接される姿勢で前記箔部分に押し当てることによって行うものである。

請求項３においては、帯状の正極および負極がセパレータを介して積層されるとともに渦巻状に巻かれることで構成される電極体を備え、前記正極または前記負極を前記電極体の前記端面側に配置される集電部材に対して電気的に接続するための溶接部分として、前記電極体における巻軸方向の端面側に突出するように設けられる、前記正極または前記負極を構成する箔部分を有する電池の製造に用いられる電池の製造方法であって、前記電極体を取り囲むことで前記箔部分の前記電極体の径方向の外側への膨らみを規制する規制面を有する囲み部材を用い、前記規制面によって前記電極体の前記巻軸方向における少なくとも前記箔部分に対応する範囲の部分を外周側から取り囲む囲み工程と、前記電極体に対して前記端面側に押し付けられることで前記箔部分を倒し込む押圧面を有する押圧部材を用い、前記規制面によって前記電極体が取り囲まれた状態で、前記押圧部材を前記箔部分の突出方向に対向する方向に前記箔部分に押し当てることによって前記箔部分を倒し込む押圧工程と、前記押圧部材が押し当てられることによって倒れ込んだ前記箔部分を前記集電部材に接触させた状態で、前記箔部分を前記集電部材に電気的に接続するため、前記箔部分と前記集電部材とを溶接する溶接工程と、を含むものである。

請求項４においては、前記押圧部材として、前記集電部材を用い、該集電部材を前記箔部分に対して溶接される姿勢で前記箔部分に押し当てることによって前記押圧工程を行うものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
すなわち、本発明によれば、電極体を構成する電極において集電部材に対する溶接部分として設けられる突出箔部分を、簡単な構成および工程によって、挫屈を生じさせることなく、集電部材に対する接触部分の間隔が一定となるように変形させることができ、良好な溶接性を得ることができる。

本発明の一実施形態に係る電池が備える構成を示す斜視図。 本発明の一実施形態に係る電池が備える捲回体の構成を示す図。 同じく断面図。 本発明の一実施形態に係る電池の製造方法についての説明図。 本発明の一実施形態に係る電池の製造方法によって得られる作用についての説明図。 押圧部材の構成を示す斜視図。 囲み部材の構成を示す断面図。 囲み部材が用いられない場合における作用についての説明図。 同じく部分拡大断面図。 本発明の一実施形態に係る電池の製造方法の手順についての説明図。 本発明の一実施形態に係る電池の製造方法の手順における一過程の状態を示す図。 同じく手順における一過程の状態を示す図。 同じく手順における一過程の状態を示す図。 同じく手順における一過程の状態を示す図。 同じく手順における一過程の状態を示す図。

本発明は、電池を構成する電極体の端面部において突出した状態で設けられる電極の箔部分に対する集電部材の溶接に際し、箔部分に所定の部材を押し当てることで箔部分を事前に変形させるその変形の仕方を工夫することで、良好な溶接性を得ようとするものである。以下、本発明の実施の形態を説明する。

まず、本実施形態に係る電池の製造方法の説明に先立ち、本実施形態に係る電池の製造方法が使用される電池が備える構成について説明する。図１〜図３に示すように、本実施形態に係る電池は、例えばアルカリ蓄電池やリチウムイオン電池等の電池であり、電極体として、帯状（シート状）の正極１０および負極２０がセパレータ３０を介して積層されるとともに渦巻状に巻かれることで構成される捲回体１を有する。

図２および図３に示すように、捲回体１は、いずれも帯状の正極１０と負極２０とが、同じく帯状であって絶縁性の部材であるセパレータ３０を介して積層されたものが、帯状の形状における幅方向を巻軸方向として渦巻状に巻かれることで構成される電極群である。本実施形態の捲回体１は、巻軸方向を軸心方向とする略円筒形状に形成される。

正極１０および負極２０は、いずれも電極基材としての金属箔１１の両面側に、活物質（電極合剤）１２を有する。金属箔１１としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属箔が用いられる。

活物質１２は、例えばペースト状の電極合剤が金属箔１１に塗布された後に乾燥させられること等によって形成される膜部分（層部分）である。電極合剤は、電極活物質、導電剤、結着剤等が、溶媒により混練された組成物である。電極合剤としては、正極１０の活物質１２については正極用の電極合剤が用いられ、負極２０の活物質１２については負極用の電極合剤が用いられる。

このような構成の捲回体１を電極体として有する電池は、捲回体１が電解液とともに所定の形状を有するケース内に収容され、捲回体１を構成する正極１０および負極２０がそれぞれ所定の部位（部材）に電気的に接続された状態で、ケースが密封されることにより製造される。

そして、本実施形態に係る電池においては、捲回体１を構成する正極１０および負極２０の少なくともいずれか一方が電気的に接続される部材として、集電部材である集電板４０が備えられる（図１参照）。本実施形態では、集電板４０は、略円筒形状の外形を有する捲回体１に合わせて、全体として略円板状の部材として構成される。集電板４０の材質としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、または銅にニッケルめっきが施されたものが用いられる。集電板４０は、捲回体１における巻軸方向の端面側に配置された状態で、捲回体１を構成する電極（正極１０または負極２０）に接続される。

具体的には、捲回体１を構成する電極においては、集電板４０に対する接続部分として、捲回体１の巻軸方向の端面部に、突出箔部分１３が設けられる。突出箔部分１３は、捲回体１を構成する電極の金属箔１１の一部であり、他の電極およびセパレータ３０よりも捲回体１の巻軸方向に突出する部分である。また、突出箔部分１３は、電極において金属箔１１に形成される活物質１２が存在しない部分である。つまり、突出箔部分１３は、捲回体１の端面部において突出した状態となるように、帯状の電極において幅方向の一側の端部に設けられる、活物質１２が配置されていない無地部分である。

したがって、正極１０に設けられる突出箔部分１３は、正極１０を構成する金属箔１１の幅方向の一側（図３において上側）の端部であって、負極２０およびセパレータ３０よりも捲回体１の巻軸方向（図３において上方向）に突出する無地部分（活物質１２が配置されていない部分）である。同様に、負極２０に設けられる突出箔部分１３は、負極２０を構成する金属箔１１の幅方向の一側（図３において下側）の端部であって、正極１０およびセパレータ３０よりも捲回体１の巻軸方向（図３において下方向）に突出する無地部分である。

そして、捲回体１を構成する電極の突出箔部分１３が、例えばレーザー溶接等の溶接によって、集電板４０に対して電気的に接続される。つまり、集電板４０に対する接続部分としての突出箔部分１３が、捲回体１を構成する電極において集電板４０に溶接される部分として用いられる。

以上のように、本実施形態に係る電池の製造方法は、電極体としての捲回体１を備え、正極１０または負極２０を捲回体１の端面側に配置される集電板４０に対して電気的に接続するための溶接部分として、捲回体１における巻軸方向の端面側に突出するように設けられる、正極１０または負極２０を構成する箔部分である突出箔部分１３を有する電池の製造に用いられる。すなわち、本実施形態に係る電池の製造方法は、捲回体１において設けられる突出箔部分１３を、捲回体１の端面側に配置される集電板４０に電気的に接続するため、突出箔部分１３と集電板４０との溶接（以下「集電板溶接」という。）を行うものである。

なお、以下では、集電板溶接として、捲回体１を構成する電極のうち、正極１０（の突出箔部分１３）が集電板４０に接続（溶接）される場合について説明するが、負極２０も正極１０の場合と同様にして集電板４０に接続（溶接）される。つまり、集電板溶接は、正極１０および負極２０のいずれか一方、あるいは正極１０および負極２０の両者について行われるものであり、これらの接続の態様は電池の構造等によって適宜異なる。

本実施形態に係る電池の製造方法においては、集電板溶接に際し、突出箔部分１３をこの突出箔部分１３の突出方向に対向する方向に押え付けることで突出箔部分１３を倒し込む押え付け（以下「箔押え付け」という。）が行われる。つまり、箔押え付けは、集電板溶接が行われる工程において、事前に突出箔部分１３を集電板４０に対する溶接に適した形状に変形させるために行われる。

図４および図５に示すように、箔押え付けは、突出箔部分１３に溶接される集電板４０が押圧部材として用いられて行われる。押圧部材としての集電板４０は、捲回体１に対して巻軸方向の端面側に押し付けられることで突出箔部分１３を倒し込む押圧面４１を有する。押圧面４１は、集電板溶接において突出箔部分１３が溶接される溶接面として用いられる。つまり、集電板４０は、突出箔部分１３に対する溶接面を押圧面４１とすることで、押圧部材として機能する。

図４に示すように、箔押え付けにおいて、集電板４０は、押圧面４１を正極１０の突出箔部分１３に向けた状態で、突出箔部分１３の突出方向に対向する方向（図４において下方向）に、突出箔部分１３に対して押し当てられる（矢印Ａ１参照）。

そして、図５に示すように、集電板４０は、正極１０の突出箔部分１３の先端に押圧面４１を接触させた状態から、集電板４０の押し当て方向に加圧される（矢印群Ａ２参照）。これにより、図５に示すように、負極２０およびセパレータ３０よりも突出した部分である突出箔部分１３は、押し曲げられ、倒れ込んだ状態となる。このような箔押え付けにより、集電板４０における押圧面４１を含む側の面部（以下「押圧側面部」という。）の形状が、押し曲げられる突出箔部分１３の部分に転写される。つまり、捲回体１における突出箔部分１３の部分は、箔押え付けによって、集電板４０の押圧側面部の形状に倣う形状に変形させられる。

このように箔押え付けが行われることで、突出箔部分１３によって集電板４０に溶接される正極１０は、集電板４０の溶接面（押圧面４１）に対して、突出箔部分１３の側面部分（箔面部分）を接触させることができる。このため、正極１０についての集電板溶接において、突出箔部分１３の突出方向の端面部のみが集電板４０に対して接触する場合との比較において突出箔部分１３の集電板４０に対する接触面積が増加し（突出箔部分１３が集電板４０に密着し）、溶接がやりやすくなる。

なお、箔押え付けにおいては、突出箔部分１３に押し当てられる押圧部材として、集電板４０の代わりに専用の治具（以下「押し当て治具」という。）が用いられてもよい。箔押え付けにおいて押し当て治具が用いられる場合、押し当て治具としては、例えば、突出箔部分１３を押圧する側の面部の形状が、集電板４０における押圧側面部の形状と同じであるものが用いられる。

具体的には、図６（ａ）に示すように、本実施形態の集電板４０は、押圧側面部において、略十字状に配される四個の突起部４２を有する。突起部４２は、全体として略円板状の集電板４０において互いに略直交する径方向に沿うように形成される直線状の突出部分である。突起部４２における突出側の端面が、押圧部材としての集電板４０における押圧面４１となる。

突起部４２は、集電板４０の表側面部（押圧側面部と反対側の面部）において略十字状に形成される溝状の部分（凹部）である十字溝４３（図１参照）とともに、雨樋状の部分を構成する。つまり、突起部４２は、集電板４０の表側面部に形成される十字溝４３に対応して反対側（押圧側面部）に突出する部分（雨樋形状における底側の部分）として形成される。

このように集電板４０がその押圧側面部において四個の突起部４２によって形成される押圧面４１を有する場合、箔押え付けにおいて用いられる押し当て治具としては、例えば図６（ｂ）に示すような押し当て治具５０が用いられる。

図６（ｂ）に示すように、押し当て治具５０は、板状の部分である基部５５と、この基部５５における一側の面部に設けられる突起部５２とを有する。基部５５は、集電板４０の表側面部に形成される十字溝４３と同様に略十字状に形成される。つまり、基部５５は、互いに略直交する直線に沿う形状部分である支持板部５５ａ・５５ｂを有する。

押し当て治具５０が有する突起部５２は、集電板４０が有する突起部４２に対応する形状（略同一の形状）を有する。すなわち、押し当て治具５０は、その（基部５５の）一側の面部において、略十字状に配される四個の突起部５２を有する。突起部５２は、基部５５が有する略十字形状に沿うように形成される直線状の突出部分である。つまり、各支持板部５５ａ・５５ｂにおける長手方向の両側に、支持板部５５ａ・５５ｂの形状に沿う直線状の突起部５２が設けられる。

そして、突起部５２における突出側の端面が、集電板４０における押圧面４１に対応する押圧面５１となる。このように、押し当て治具５０は、その一側の面部において、略十字状に配される四個の突起部５２を有することにより、集電板４０の押圧側面部の形状と同じ形状を有する。

なお、箔押え付けに用いられる押圧部材（集電板４０や押し当て治具５０）における押圧側の面部の形状は、特に限定されない。押圧部材における押圧側の面部の形状としては、例えば、捲回体１の端面の大きさに対応する円形状の平面等であってもよい。また、押圧部材として集電板４０が用いられる場合、集電板４０の押し付けられることに対する剛性が不十分であるときは、集電板４０を補強するための押え板等の補強部材が適宜用いられる。つまりこの場合、集電板４０は、補強部材とともに押圧部材を構成する。

また、箔押え付けにおいては、押圧部材として集電板４０が用いられることが好ましい。つまり、本実施形態の電池の製造方法においては、箔押え付けが、集電板４０を突出箔部分１３に対して溶接される姿勢で突出箔部分１３に押し当てることによって行われることが好ましい。

箔押え付けにおいて押圧部材として集電板４０が用いられることで、押し当て治具５０等の治具を別途準備する必要がなくなり、また、箔押え付けの後に行われる集電板溶接において作業の簡略化を図ることができる。かかる作業の簡略化の態様としては、例えば、箔押え付けにおいて集電板４０が捲回体１における巻軸方向の端面側に配置された状態が集電板溶接においてそのまま利用されること等が挙げられる。

本実施形態に係る電池の製造方法においては、箔押え付けが、突出箔部分１３の捲回体１の径方向の外側（以下単に「径方向外側」という。）への膨らみが規制（抑制）されるように、捲回体１の巻軸方向における少なくとも突出箔部分１３に対応する範囲の部分が外周側から取り囲まれた状態で行われる。つまり、捲回体１において箔押え付けが行われる突出箔部分１３を含む部分が、捲回体１の周方向に取り囲まれることで、箔押え付けによって突出箔部分１３が押し付けられることにともなって径方向外側に膨らむこと（径方向外側に凸となるように湾曲すること）が規制される。

図４および図５に示すように、箔押え付けにおいて突出箔部分１３の径方向外側への膨らみを規制するために捲回体１の周囲を取り囲むことは、囲み部材６０が用いられて行われる。囲み部材６０は、捲回体１を取り囲むことで突出箔部分１３の径方向外側への膨らみを規制する規制面６１を有する。つまり、囲み部材６０は、捲回体１において箔押え付けによって突出箔部分１３が径方向外側に膨らむ部分に規制面６１を位置させた状態で用いられる。

囲み部材６０は、規制面６１によって、箔押え付けが行われる突出箔部分１３の全体を覆う。したがって、規制面６１は、巻軸方向を軸心方向とする略円筒形状に形成される捲回体１に対して、その外周側を全周にわたって覆うことができる円筒状の内周面として形成される。

また、規制面６１は、少なくとも突出箔部分１３の部分を捲回体１の外周側から覆うことができる長さ（捲回体１の巻軸方向に対応する方向の寸法）を有するように形成される。つまり、規制面６１の長さについては、突出箔部分１３の部分を捲回体１の外周側から覆うことができる長さ以上であれば、特に限定されない。

囲み部材６０としては、例えば図７（ａ）に示すように、周壁部７２と底部７３とを有する円筒状のケース体７０が用いられる。つまり、ケース体７０は、筒軸方向の一側（図７（ａ）において上側）が開口する有底の円筒部材である。ケース体７０は、例えばアルミニウムや鋳鉄等の金属や合成樹脂等の適宜の材料によって構成される。

囲み部材６０としてのケース体７０においては、その（周壁部７２の）内周面７１が、規制面６１として用いられる。つまり、箔押え付けに際しては、捲回体１がケース体７０内に入れられることで、箔押え付けの対象となる突出箔部分１３が内周面７１によって覆われた状態となる。このため、ケース体７０は、捲回体１を収容した状態で内周面７１によって捲回体１における箔押え付けの対象となる突出箔部分１３の範囲の部分を外周側から覆うことができる大きさを有する。

また、囲み部材６０としては、例えば図７（ｂ）に示すように、周壁部８２のみを有する円筒状のスリーブ体８０が用いられる。つまり、スリーブ体８０は、有底の円筒部材であるケース体７０（図７（ａ）参照）に対して無底の円筒部材である。スリーブ体８０は、ケース体７０と同様、アルミニウム等の適宜の材料によって構成される。

囲み部材６０としてのスリーブ体８０においては、その（周壁部８２の）内周面８１が、規制面６１として用いられる。つまり、箔押え付けに際しては、捲回体１がスリーブ体８０を貫通した状態となることで、箔押え付けの対象となる突出箔部分１３が内周面８１によって覆われた状態となる。このため、スリーブ体８０は、捲回体１を貫通させた状態で内周面８１によって捲回体１における箔押え付けの対象となる突出箔部分１３の範囲の部分を外周側から覆うことができる大きさを有する。

なお、囲み部材６０が有する規制面６１の形状は、捲回体１における箔押え付けの対象となる突出箔部分１３の範囲の部分を外周側から略全体的に覆うことができるものであれば、特に限定されない。したがって、例えば、囲み部材６０が有する規制面６１としては、本実施形態のように長さ方向および周方向について連続的な面である円筒状の内周面に限らず、長さ方向または周方向について不連続な面であってもよい。

このように、箔押え付けにおいて、囲み部材６０が用いられて突出箔部分１３の径方向外側への膨らみが規制されることによって得られる作用について、突出箔部分１３の径方向外側への膨らみが規制されない場合との比較において説明する。

図８に示すように、捲回体１において、正極１０の突出箔部分１３の部分が囲み部材６０によって取り囲まれていない状態、つまり突出箔部分１３の径方向外側への膨らみが規制されていない状態（以下「非規制状態」という。）で箔押え付けが行われた場合、外周側に位置する突出箔部分１３の部分が横方向に（径方向外側に）膨らむという現象が生じる（矢印Ｂ参照）。言い換えると、非規制状態で箔押え付けが行われた場合、突出箔部分１３が押圧部材によって加圧されて圧縮されると（矢印群Ａ３参照）、外周側に位置する突出箔部分１３が変形（湾曲）することで径方向外側に張り出た部分である膨張部１３ａが形成される。なお、図８においては、押圧部材として集電板４０が示されている。

箔押え付けによって突出箔部分１３に径方向外側への膨らみが生じた場合、突出箔部分１３の一部等において挫屈が生じる。突出箔部分１３において挫屈が生じると、捲回体１の径方向に隣り合う突出箔部分１３間の隙間（集電板４０に対する接触部分の間隔、以下「箔間隙間」という。）が一定にならないことがある。つまり、突出箔部分１３において挫屈が生じた場合、箔間隙間について狭いところや広いところが生じる。

具体的には、図９に示すように、非規制状態で箔押え付けが行われた場合、集電板４０が押し当てられることで変形する突出箔部分１３について、捲回体１の径方向の内側（図９において右側、以下単に「径方向内側」という。）に倒れ込むように押し曲げられた正常な状態の突出箔部分１３Ａのほか、挫屈した状態の突出箔部分１３Ｂが生じる。

図９においては、捲回体１の径方向に隣り合う突出箔部分１３について、径方向外側（図９において左側）に位置する二箇所の（二層の）突出箔部分１３が正常な状態の突出箔部分１３Ａであり、径方向内側に位置する二箇所の（二層の）突出箔部分１３が挫屈した状態の突出箔部分１３Ｂである。

また、挫屈した状態の二箇所の突出箔部分１３Ｂのうち、径方向外側（図９において左側）に位置する突出箔部分１３Ｂは、その突出方向の端面が正常な突出箔部分１３Ａの端面と反対側（径方向外側）を向いた状態に変形している。同じく挫屈した状態の二箇所の突出箔部分１３Ｂのうち、径方向内側（図９において右側）に位置する突出箔部分１３Ｂは、押圧面４１によって押え付けられることによってその場で蛇腹状に屈曲した状態に変形している。

図９に示すように挫屈した状態の突出箔部分１３Ｂが生じた状態においては、箔間隙間について、標準的な箔間隙間（寸法Ｙ１）に対して、狭い箔間隙間（寸法Ｙ２）や広い箔間隙間（寸法Ｙ３）が生じる。すなわち、捲回体１の径方向に隣り合う正常な状態の突出箔部分１３Ａ間の箔間隙間（寸法Ｙ１）が標準である場合、同じく径方向に隣り合う正常な状態の突出箔部分１３Ａと挫屈した状態の突出箔部分１３Ｂとの間の箔間隙間（寸法Ｙ２）は比較的狭い箔間隙間となり、同じく径方向に隣り合う挫屈した状態の突出箔部分１３Ｂ間の箔間隙間（寸法Ｙ３）は比較的広い箔間隙間となる。

このように箔間隙間が不均一であると、溶接ポイントが間隔の広い部分に該当した場合に溶接が不十分となったり、電池における短絡等の悪影響を与える原因となる、溶接にともなって生じる溶接飛沫（スパッタ）が捲回体１の内部に入り込むという不具合が生じたりする。

そこで、本実施形態のように、箔押え付けにおいて、囲み部材６０が用いられて突出箔部分１３の径方向外側への膨らみが規制されることで、箔間隙間が一定になる。すなわち、突出箔部分１３の径方向外側への膨らみが規制された状態で、突出箔部分１３がその先端側から押圧部材によって押え付けられることにより、突出箔部分１３についての挫屈が防止される。これにより、箔押え付けによって突出箔部分１３が倒れ込む方向が、径方向内側を向く方向に整えられ、箔間隙間の均一化が図られる。

具体的には、図５に示すように、突出箔部分１３の径方向外側への膨らみが規制された状態で箔押え付けが行われた場合、集電板４０が押し当てられることで変形する突出箔部分１３については、いずれも径方向内側に倒れ込むように押し曲げられた正常な状態（図９、正常な状態の突出箔部分１３Ａ参照）となる。

図５に示すように箔押え付けを受けた突出箔部分１３がいずれの部分においても正常な状態となることにより、箔間隙間の寸法Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３は、いずれも略同じ標準的な寸法（図９、寸法Ｙ１参照）となる。

このように、箔押え付けにおいて、囲み部材６０が用いられて突出箔部分１３の径方向外側への膨らみが規制されることで、箔間隙間が一定になるという作用が得られる。したがって、突出箔部分１３の径方向外側への膨らみを規制する囲み部材６０の規制面６１と、この規制面６１が対向する突出箔部分１３（の外周面）との間隔（隙間）は、前述したような箔間隙間が一定になるという作用が得られるように適宜設定される。つまり、囲み部材６０の規制面６１は、突出箔部分１３の外周面との関係において、箔間隙間が一定になるという作用が得られるように、接触した状態、略接触した状態、所定の間隔を隔てた状態等、適宜の位置関係（捲回体１の径方向の位置関係）を有する。

また、囲み部材６０としてケース体７０（図７（ａ）参照）のような有底の部材が用いられる場合、その底の部分を箔押え付けにおいて突出箔部分１３に押し当てられる押圧部分として用いることができる。有底の囲み部材６０における底の部分が押圧部分として用いられる場合、例えばケース体７０においては、底部７３の部分における内側の面部が、押圧部材において押圧面が形成される面部（例えば集電板４０の押圧面４１が形成される押圧側面部）と同じ形状とされる。

そして、捲回体１が、ケース体７０に収容された状態で、ケース体７０の開口側から押圧部材によって押え付けられることにより、底部７３の内側の面部の形状が捲回体１の突出箔部分１３の部分に転写される。かかる態様によれば、例えば捲回体１が有する正極１０および負極２０の両方に集電板４０が溶接される構成の電池の場合、押圧部材による一方向側（ケース体７０の開口側）からの押圧によって、正極１０および負極２０それぞれの突出箔部分１３について同時に箔押え付けを行うことが可能となる。

以下では、本実施形態に係る電池の製造方法の一連の流れ（作業手順）の一例について説明する。なお、本説明では、押圧部材として集電板４０が用いられ、囲み部材６０としてケース体７０（図７（ａ）参照）が用いられる場合を例に説明する。

本例に係る電池の製造方法は、囲み部材６０としてのケース体７０が用いられて行われる囲み工程と、押圧部材としての集電板４０が用いられて行われる押圧工程と、集電板４０が捲回体１に溶接される溶接工程とを含む。そして、本例に係る電池の製造方法においては、これらの工程が囲み工程、押圧工程、溶接工程の順に行われる。

囲み工程においては、突出箔部分１３の径方向外側への膨らみを規制する規制面として内周面７１を有するケース体７０が用いられ、内周面７１によって捲回体１の巻軸方向における突出箔部分１３に対応する範囲の部分が外周側から取り囲まれる。図１０に示すように、本例に係る囲み工程においては、集電板４０が乗せられた状態の捲回体１が、ケース体７０内に入れられる。

すなわち、図１１（ａ）に示すように、本例に係る囲み工程においては、まず、集電板４０が捲回体１に乗せられる。集電板４０は、捲回体１に対して、箔押え付けが行われる正極１０の突出箔部分１３側の端面上に、押圧側面部を対向させる向きで乗せられる。

したがって、図１１（ｂ）に示すように、集電板４０が捲回体１に乗せられた状態においては、集電板４０の押圧側面部に存在する押圧面４１が、正極１０の突出箔部分１３の先端に接触した状態となる。なお、図１１において、（ａ）は、集電板４０を乗せた状態の捲回体１を示す側面図であり、（ｂ）は、同じく部分拡大断面図である。

そして、集電板４０が乗せられた状態の捲回体１が、ケース体７０に入れられる。すなわち、図１２および図１３に示すように、集電板４０を乗せた状態の捲回体１が、その下側（集電板４０を乗せた端面と反対側の端面側）から、ケース体７０の開口部を介してケース体７０内に挿入される。なお、図１３において、（ａ）は、ケース体７０内に入れられた状態の捲回体１を示す側面図であり、（ｂ）は、同じく部分拡大断面図である。

次に、押圧工程が行われる。押圧工程においては、押圧面４１を有する集電板４０が用いられ、ケース体７０の内周面７１によって捲回体１が取り囲まれた状態で、集電板４０が突出箔部分１３の突出方向に対向する方向に突出箔部分１３に押し当てられることによって突出箔部分１３が倒し込まれる。

本例に係る押圧工程においては、図１２および図１３に示すように、ケース体７０内の捲回体１上に乗せられた状態の集電板４０が、正極１０の突出箔部分１３の先端に押圧面４１を接触させた状態から、集電板４０の押し当て方向に加圧されることで、箔押え付けが行われる（図１２、矢印Ｃ１、図１３（ａ）、矢印群Ｃ２、同図（ｂ）、矢印群Ｃ３参照）。

かかる箔押え付けにより、負極２０およびセパレータ３０よりも突出した部分である突出箔部分１３は、押し曲げられ、倒れ込んだ状態となる（図５参照）。このような押圧工程により、集電板４０における押圧側面部の形状が、押し曲げられる突出箔部分１３の部分に転写される。そして、押圧工程が行われることで、突出箔部分１３は集電板４０（の押圧面４１）に密着した状態となる。

図１４に示すように、押圧工程が行われた後、集電板４０が押し当てられて加圧されることで集電板４０が密着した状態の捲回体１が、ケース体７０から取り出される。このように集電板４０が密着した状態でケース体７０から取り出された捲回体１に対して、溶接工程が行われる。

溶接工程においては、集電板４０が押し当てられることによって倒れ込んだ突出箔部分１３が集電板４０に接触させられた状態で、突出箔部分１３を集電板４０に電気的に接続するため、集電板溶接が行われる。

ここで、本例に係る電池の製造方法においては、押圧部材として、集電板４０が用いられ、集電板４０が突出箔部分１３に対して溶接される姿勢で突出箔部分１３に押し当てられることによって押圧工程が行われる。このため、溶接工程において、前述したように突出箔部分１３が集電板４０に密着した状態がそのまま用いられる。このように、箔押え付けにおいて集電板４０が捲回体１における巻軸方向の端面側に配置された状態が集電板溶接においてそのまま利用されることで、押し当て治具が用いられる場合との比較において作業の簡略化が図られる。

図１５に示すように、集電板溶接においては、集電板４０の表側面部側から溶接作業が行われる。本実施形態に係る集電板溶接では、複数の溶接ポイント（黒丸部分（符号Ｄ参照））が、集電板４０の十字溝４３に沿って配置される。すなわち、本例に係る集電板溶接においては、集電板４０が有する十字溝４３の部分が用いられ、十字溝４３に沿って所定の間隔を隔てて溶接ポイントが配置される。ただし、集電板溶接における溶接ポイントは、本例に限定されるものではなく、集電板４０における十字溝４３以外の部分に配置されてもよい。

本例に係る溶接工程においては、集電板溶接として、レーザー溶接が行われる。したがって、集電板４０の表側面部から溶接ポイントに対してレーザー光が照射されることで、集電板４０の押圧面４１に突出箔部分１３が溶接される。なお、溶接工程においては、レーザー溶接のほか、例えば電子ビーム溶接など、集電板溶接を行うことができる適宜の溶接方法が用いられる。

以上のように、本実施形態の電池の製造方法によれば、捲回体１を構成する電極において集電板４０に対する溶接部分として設けられる突出箔部分１３を、簡単な構成および工程によって、挫屈を生じさせることなく、箔間隙間が一定となるように変形させることができ、良好な溶接性を得ることができる。

すなわち、本実施形態の電池の製造方法によれば、図５に示すように、箔間隙間が一定となることで、箔間間隔が所定の間隔よりも広くなることが防止されるので、溶接ポイントの配置に対応して十分な溶接部分を確保することができる。これにより、集電板溶接についての失敗が少なくなり、確実な溶接が可能となる。また、同じく箔間隙間が所定の間隔よりも広くなることが防止されることから、溶接飛沫（スパッタ）が箔間隙間から捲回体１の内部に侵入することによって生じる、電池における短絡等の悪影響が防止される。

また、本実施形態の電池の製造方法によれば、箔押え付けに際して例えば捲回体１の大きさに対応する寸法の円筒状の部材を準備し、それによって捲回体１を外周側から取り囲むという作業のみにより、箔間隙間が一定になるという作用が得られる。このため、本実施形態の電池の製造方法は、余計な設備を必要とせず、簡単な工程によって行うことができる。

１ 捲回体（電極体）
１０ 正極
１３ 突出箔部分
２０ 負極
３０ セパレータ
４０ 集電板（集電部材、押圧部材）
４１ 押圧面
５０ 押し当て治具（押圧部材）
５１ 押圧面
６０ 囲み部材
６１ 規制面
７０ ケース体（囲み部材）
７１ 内周面（規制面）
８０ スリーブ体（囲み部材）
８１ 内周面（規制面）

Claims (4)

1. 帯状の正極および負極がセパレータを介して積層されるとともに渦巻状に巻かれることで構成される電極体における巻軸方向の端面側に突出するように設けられる、前記正極または前記負極を構成する箔部分を、前記電極体の前記端面側に配置される集電部材に電気的に接続するため、前記箔部分と前記集電部材との溶接を行う電池の製造方法であって、
   前記溶接に際し、前記箔部分を該箔部分の突出方向に対向する方向に押え付けることで前記箔部分を倒し込む押え付けを行うものであり、
   前記押え付けを、前記箔部分の前記電極体の径方向の外側への膨らみが規制されるように、前記電極体の前記巻軸方向における少なくとも前記箔部分に対応する範囲の部分を外周側から取り囲んだ状態で行うことを特徴とする電池の製造方法。
2. 前記押え付けを、前記集電部材を前記箔部分に対して溶接される姿勢で前記箔部分に押し当てることによって行うことを特徴とする請求項１に記載の電池の製造方法。
3. 帯状の正極および負極がセパレータを介して積層されるとともに渦巻状に巻かれることで構成される電極体を備え、前記正極または前記負極を前記電極体の前記端面側に配置される集電部材に対して電気的に接続するための溶接部分として、前記電極体における巻軸方向の端面側に突出するように設けられる、前記正極または前記負極を構成する箔部分を有する電池の製造に用いられる電池の製造方法であって、
   前記電極体を取り囲むことで前記箔部分の前記電極体の径方向の外側への膨らみを規制する規制面を有する囲み部材を用い、前記規制面によって前記電極体の前記巻軸方向における少なくとも前記箔部分に対応する範囲の部分を外周側から取り囲む囲み工程と、
   前記電極体に対して前記端面側に押し付けられることで前記箔部分を倒し込む押圧面を有する押圧部材を用い、前記規制面によって前記電極体が取り囲まれた状態で、前記押圧部材を前記箔部分の突出方向に対向する方向に前記箔部分に押し当てることによって前記箔部分を倒し込む押圧工程と、
   前記押圧部材が押し当てられることによって倒れ込んだ前記箔部分を前記集電部材に接触させた状態で、前記箔部分を前記集電部材に電気的に接続するため、前記箔部分と前記集電部材とを溶接する溶接工程と、
   を含むことを特徴とする電池の製造方法。
4. 前記押圧部材として、前記集電部材を用い、該集電部材を前記箔部分に対して溶接される姿勢で前記箔部分に押し当てることによって前記押圧工程を行うことを特徴とする請求項３に記載の電池の製造方法。

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