JP2011170972A - 二次電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低抵抗で抵抗ばらつきの少ない高出力用電池を提供することを目的とする。
【解決手段】金属箔からなる集電体に幅方向の一辺に未塗布部を形成するように活物質層を形成した正極板と負極板とをセパレータを介して巻回または積層して正極板と負極板の未塗布部が相対向する側に表出するように電極群を形成し、この電極群のそれぞれの端面に集電端子板を溶接により接続し、この電極群を電解液とともに電池ケースに封入する二次電池の製造方法において、前記電極群に集電端子板を接続する順番を集電体の座屈強度の弱い方から先に行う二次電池の製造方法をとることで、低抵抗で抵抗ばらつきの少ない高出力用電池を提供することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池等の二次電池の製造方法に関し、特に、端面集電を行っている二次電池の製造方法に関する。

近年、駆動用電源として用いられる二次電池は重要なキーデバイスとしてその開発が進められている。中でもニッケル水素蓄電池やリチウムイオン二次電池は小型かつ軽量で、高エネルギー密度を有することから携帯電話を始めとする民生用機器のみならず、電気自動車や電動工具といった駆動用電源にまで広く使用されている。最近では特にリチウムイオン二次電池が駆動用電源として注目され、高容量化、高出力化に向けた開発が活発になってきている。

駆動用電源として用いられる二次電池には、大きな出力電流が要求される。このため、二次電池の構造、特に、集電構造に工夫を加えた二次電池が提案されている。

例えば、正極板及び負極板の全面をそれぞれ集電板に接合したタブレス集電構造では電気抵抗を小さくできるので、このタブレス集電構造は大電流放電に適している。しかしタブレス集電を行うためには、正極板及び負極板の端部をそれぞれ集電板に確実に接合する必要がある。

特許文献１に記載された集電構造では、集電体の表面に集電体の一辺が露出するように活物質層を形成した正極板と負極板とをセパレータを介してそれぞれの集電体の露出部が逆の端面に表出するように捲回または積層して電極群とし、この正極板（または負極板）の集電体が露出した端部と集電端子板とを合わせて溶接するという方法がある。この時、集電端子板の電極群側に向けた表面に、電極集電板端部の１枚１枚が収まるような溝を設け、この溝周辺を溶融することで確実に接合できる。

しかしながら上記方法では正極板または負極板の厚みや、セパレータの厚みによって極間距離が変わるため、それに応じた集電端子板の溝を形成する必要がある。また、正極板（または負極板）の端部を正極集電板の溝に挿入するための位置あわせが必要になる。これらのようなことから上記の手法は製造工程が複雑に成り、製造コストが高くなるという問題がある。

また特許文献２では、集電体の表面に集電体の一辺が露出するように活物質層を形成した正極板と負極板とをセパレータを介してそれぞれの集電体の露出部が逆の端面に表出するように捲回または積層して電極群とし、正極板および負極板の活物質未塗工部分の端部をそれぞれ捲回軸芯方向に押圧することにより平端部を形成しており、この平坦部と集電端子板を溶接している。この方法では特許文献１でみられたような、集電端子板と電極群との位置あわせが不要となり、簡単な方法で集電端子板を溶接することができる。

しかしながら、二次電池の大容量化／小型化を図る上で、この方法では正極板または負極板を構成する集電体が薄箔化されると、集電体自身に機械的強度が得られないために正極板または負極板を押圧しても均一に折れ曲がった平端部を形成することが困難になる。

特にリチウムイオン二次電池では正極板や負極板を構成する集電体には、厚みが２０μｍ程度のアルミニウム箔や銅箔が用いられるため、押圧によって平端部を形成することはきわめて困難である。
特開２００６−１７２７８０号公報 特開２０００−２９４２２２号公報

本発明はこれらのような課題に鑑みなされたもので、その主な目的は、安定した正極板（または負極板）と集電板との接合部を備え、大電流放電に適した集電構造を有する二次電池を提供するものである。

前記従来の課題を解決するために本発明は、集電体の表面に集電体の一辺が露出するように活物質層を形成した正極板と負極板とをセパレータを介してそれぞれの集電体の露出部が逆の端面に表出するように捲回または積層して電極群とし、その電極群の端面に集電端子板をＴＩＧ溶接により接続する二次電池用電極群の製造方法において、特許文献１に提案されているような集電構造をとった場合、厚みが１０μｍ〜３０μｍという金属箔の端部に集電端子板を溶接するため溶接強度の確保や振動に対する安定性など、信頼性の向上という課題を有していた。

また、特許文献２に提案されているような技術を用いても、金属箔から成る集電板の端面を集電端子で押さえ込み物理的に座屈させ集電端子板を溶接するため、座屈の仕方によって溶接面積がばらつき溶接強度が安定しない、また溶接時に内部短絡を起こす恐れがあるという課題を有していた。

そこで、本発明は、端面集電の溶接安定性に優れる高出力非水電解質二次電池を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の二次電池の製造方法は、金属箔からなる集電体に幅方向の一端面に未形成部を持つように活物質層を形成した正極板及び負極板を、セパレータを介し、前記正極板と負極板の未形成部がそれぞれ相対向する側に表出するように巻回または積層して、電極群を形成し、前記表出した未形成部からなる、それぞれの電極端面に集電端子板をＴＩＧ溶接により接続し、溶接された電極群を電解液とともに電池ケースに封入する二次電池の製造方法において、前記それぞれの電極端面に集電端子板をＴＩＧ溶接により接続する際に、集電体の座屈強度の弱い方から先に行うことを特徴としたものである。

本発明の製造方法を用いることによって、金属箔から成る集電板の端面が座屈することなく集電端子板と溶接することができるようになるため、端面集電の長期信頼性に優れた、内部抵抗の小さい非水二次電池となる。

本発明によると、端面集電の溶接安定性に優れているため、端面集電の溶接強度が強く長期使用においても信頼性の高く、低抵抗であって、さらには電池内部抵抗のばらつきが小さい、高出力用途として優れた非水電解質二次電池を提供することができる。

本発明は上記のような製造方法を用いると、端面集電の溶接強度が強く長期使用においても信頼性の高い高出力用非水電解質二次電池となることを見出したものである。

なお、本発明の製造方法で用いている集電板の座屈強度とは図２−（ｃ）に示すように、極板の片側に電極合剤の未塗工部を設け、集電体を露出させた正極板と負極板とを、セ
パレーターを介して捲回して両極の正極集電体露出部１３、負極集電体露出部１４が反対方向に露出するような形態をとる電極群１において、これら集電体露出部に平板を垂直方向に押し当てた時、これら集電体露出部が屈曲する強度を示す。

電極群に集電端子板を接続する順番を上記と逆に強度の強い方を先に溶接すると、電極群を固定する時に弱いほうの集電板に座屈が発生する可能性が高い。このように座屈を起こした集電板に集電端子板を溶接しようとすると、電極群に集電端子板を押し当てても集電端子板の溶接点に集電体を接触が安定しない。そのため
（１）集電時の集電体溶接面積がばらつき、その結果、集電抵抗がばらつく、
（２）正極集電板と集電端子板が接触していない場所を溶接してしまうと溶接できないばかりか、溶融した金属が電極群にたれ落ち内部短絡の原因となる、
などの不具合が発生する。

それに対し集電板の座屈強度が弱いほうを先に溶接する本発明の製造法では、先に溶接するほうは集電板が座屈することがなく安定した溶接が可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図２は電極群の構造を模式的に示した図であり、（ａ）は正極板１１の平面図、（ｂ）は負極板１２の平面図であり、それぞれの電極には活物質が塗工されずに集電板がむき出しとなっている部分である正極集電体露出部１３、負極集電体露出部１４が極板の端部に連続的に設けられている。（ｃ）は電極群１の斜視図であり、正極板と負極板の正極集電体露出部１３、負極集電体露出部１４が逆に位置するようにセパレーターを介して重ね捲回した状態である。

図３は本実施形態における円筒型二次電池の集電構造を模式的に示す断面図であり、（ａ）は接合前の状態を示した断面図であり、電極群１の正極集電体露出部１３または負極集電体露出部１４に正極集電端子板８または負極集電体端子板１５を配した状態である。（ｂ）は接合後の状態を示した断面図であり、集電端子板の一部が溶融し集電板側へ垂れ込み接合した状態となる。

本実施形態の二次電池は円筒状の電極群１と円盤状の正極集電端子板８と円盤状の負極集電端子板１５と接合部を備え、電極群１の正極板１１がタブを介することなく正極集電端子板８に接合され、同様に負極板１２がタブを介することなく負極集電端子板１５に接合されたタブレス構造の二次電池である。電極群１は、正極板１１、負極板１２および多孔質絶縁層を有しており、図２（ｃ）に示すように正極板１１の正極集電体露出部１３および負極板１２の負極集電体露出部１４がそれぞれ多孔質絶縁層（図２（ｃ）には不図示）から突出するように正極板１１と負極板１２とが多孔質絶縁層を介して捲回されて構成されている。正極板１１では、図２（ａ）に示すように、その大部分に正極合剤が塗布されて正極塗工部が形成されており、多孔質絶縁層から突出している正極集電体露出部１３には正極合剤が塗布されていない。また、負極板１２では、図２（ｂ）に示すように、その大部分に負極合剤が塗布されて負極塗工部が形成されており、多孔質絶縁層から突出している負極集電体露出部１４には負極合剤が塗布されていない。そして、正極集電体露出部１３は集電板１５に接合されている。

ここで、多孔質絶縁層１７は、樹脂からなる微多孔膜フィルムであってもよく、金属酸化物などのフィラーからなる多孔質絶縁層であってもよく、微多孔膜フィルムと多孔質絶縁層との積層体であってもよい。

次に正極集電端子板および負極集電端子板について説明する。正極集電端子板の中央に
は図５（ａ）に示すように貫通孔が形成され、この貫通孔は電極群の中空部分に連通するように集電体露出部に被せられている。集電端子板はＴＩＧ溶接により自身の一部分が溶融し、集電体露出部の集電板先端部分へ垂れこんで集電板と接合するのが好ましい。

次に図１から図５を用いて、本実施形態にかかる二次電池の製造方法を示す。まず図２（ａ）（ｂ）に示す正極板と負極板を用意する。次に正極板の集電体露出部と負極板の集電体露出部が互いに反対方向に多孔質絶縁層から突出するように正極板、負極板、多孔質絶縁層を配置し、多孔質絶縁層を介して正極板および負極板を渦巻状に捲回して図２（ｃ）に示す電極群１を形成する。

この電極群を図１に示すようなカップ状のケース２に電極群１を挿入するが、まず初めは電極群１の正極と負極のうち座屈強度の弱い方の例えば正極集電体露出部１３を上にして挿入する。この時、電極群１の上部のほうがケース２の上部よりも５ｍｍ程上にあるのが好ましい。

以下、正極集電体露出部１３が座屈強度が弱い場合について説明するが、負極集電体露出部１４が弱い場合は、以下の説明で正極と負極が入れ替えて読み替える。

この電極群１を入れたケース２を図１（ｂ）のような水平台に穴を設けた溶接用台座６の下に配置し、エアー圧で駆動するシリンダー３によってケース２を持ち上げ、前記穴の部分に正極集電体露出部１３が入り、前記ケース２の上部に設けたＯリング７が溶接用台座６の水平台と密着する。このように電極群が溶接用台座にセットされたところに、図５（ａ）に示すような正極集電端子板８を正極集電体露出部１３上に載せて接した状態で、押さえ板９で固定する。なお、この正極集電端子板８の材質は正極集電体露出部１３と同じ金属を主成分とするのが好ましい。

続いて、正極集電端子板８と正極集電体露出部１３とを互いに接合する。具体的には図１（ｄ）に示すように被溶融部の外面に溶接機電極１０からエネルギーを照射して溶解させる。溶接方法としてはアーク溶接法（ＴＩＧ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ）溶接法）を用いる。すると溶融した金属は電極群側に垂れ込み、正極集電体露出部１３に付着する。これにより図３（ｂ）に示すように接合部が形成され、正極集電端子板８と正極集電体露出部１３とを互いに接合することができる。

正極集電体露出部１３と正極集電端子板８を溶接した後、ケース２から電極群を取り出し、今度は反対側の座屈強度の強い負極集電体露出部１４が上になるようにして再び電極群１をケース２に挿入する。そして図５−（ｂ）に示すような負極集電端子板１５と負極集電体露出部１４を前記の場合と同様の方法でＴＩＧ溶接によって接続する。なお、この負極集電端子板１５の材質は負極集電体露出部１４と同じ金属を主成分とするのが好ましい。

その後、図４に示すように集電構造を電池ケース１６に収容する。このとき、負極集電端子板１５を電池ケース１６の下面に接触させ抵抗溶接によって負極集電端子板と電池ケース１６を接合する。正極集電端子板８にレーザー溶接によって接合したリード１７を介して正極集電端子板８を封口板１８に接続する。そして、非水電解質溶液を電池容器内に注入した後、ガスケット１９を介して封口板で密封する。これにより、図４に示す本実施形態にかかる二次電池を製造することができる。

本発明は、二次電池に適用でき、後述の実施例に記載のリチウムイオン二次電池に適用してもよく、ニッケル水素蓄電池などに適用してもよい。また、本発明は、二次電池と同様の集電構造を有する電気化学素子（例えばコンデンサなど）に適用してもよい。

本発明は上記のように、集電体の表面に集電体の一辺が露出するように活物質層を形成した正極板と負極板とをセパレータを介してそれぞれの集電体露出部が逆の端面に表出するように捲回または積層して電極構成とし、その電極構成体の両端面に集電端子板をＴＩＧ溶接により接続する二次電池用電極群の製造方法において、前記ＴＩＧ溶接時に集電体露出部と集電端子板の溶融する順番を、初めに集電体露出部の座屈強度が弱い方を溶接し、その後、集電体露出部の座屈強度が強い方を溶接することによって集電端子板と集電板との接合の信頼性をより向上させた製造法に関するものである。

この理由について図６を用いて説明する。図６は集電体露出部と集電端子板との接合付近の断面模式図である。（ａ）−１のように圧接した状態からＴＩＧ溶接によって集電端子板を溶融させる。すると（ａ）−２に示すように集電端子板の溶融した部分はドーム４となって下向きに垂れ込み、同時に露出部の集電板も溶融することになる。この状態で冷えて溶融金属が固まることによって、（ａ）−３に示すように集電端子板と集電体露出部が接合される。しかし、例えば図６（ｂ）に示すように、集電体露出部を構成する集電板の間隔が広くなると、前述と同様の条件でＴＩＧ溶接を行っても（ｂ）−３に示すように集電端子板と集電体露出部が接合できないことを見出した。この理由は以下のように考えている。

集電端子板が溶融するとドーム状に垂れ込むのは金属の自重によるためであり、これが冷えて再度固まるときには徐々に固まっていくためドームの高さが低くなっていく。すると、溶融していたときには（ｂ）−２のように溶融した金属は集電板と接して、集電板をも溶融するが、冷えて固まっていくとドームが小さくなるため、接合部が切れてしまう。（ａ）の場合には接合が保たれているのは、集電板の枚数が多いため表面張力によって集電板側に引っ張る力が大きくなり、ドームが小さくなるのを防いでいるためだと考えられる。

このことから、溶接を行う前に集電体露出部を構成する集電板の間隔が何らかの影響を受けて当初の状態から変わってしまうと、集電端子板と集電体露出部との接合ができないということは明白である。製造工程において集電体露出部を構成する集電板の間隔の変化が起こることが考えられるのは、集電体露出部の座屈が最も可能性が高い。このため座屈を発生させない製造方法が非常に重要となってくる。

そこで、電極構成体の両端面に集電端子板をＴＩＧ溶接により接続する二次電池用電極群の製造方法において、前記ＴＩＧ溶接時に集電体露出部と集電端子板の溶融する順番を、初めに集電体露出部の座屈強度が弱い方を溶接し、その後、集電体露出部の座屈強度が強い方を溶接することによって集電体露出部を構成する集電板の座屈を抑制し、集電端子板と集電板との接合の信頼性をより向上させることを達成した。

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

（実施例１）
（１）正極板の作製
まず、正極活性物質としてコバルト酸リチウム粉末を８５重量部用意し、導電剤として炭素粉末を１０重量部用意し、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を５重量部用意した。そして、用意した正極活性物質、導電剤および結着剤を混合して、正極合剤を作製した。

次に、正極合剤を厚みが１５μｍであり幅が５６ｍｍであるアルミニウム箔の正極集電
体の両面に塗布し、正極合剤を乾燥させた。その後、正極合剤を塗布した部分（正極合剤塗工部）を圧延して、厚みが１００μｍである正極板を作製した。このときの正極合剤塗工部の幅は５０ｍｍであり、正極集電体露出部の幅は６ｍｍであった。

（２）負極板の作製
まず、負極活性物質として人造黒鉛粉末を９５重量部用意し、結着剤としてＰＶＤＦを５重量部用意した。そして、負極活性物質および結着剤を混合して、負極合剤を作製した。

次に、負極合剤を厚みが１０μｍであり幅が５７ｍｍである銅箔の負極集電体の両面に塗布し、負極合剤を乾燥させた。その後、負極合剤を塗布した部分（負極合剤塗工部）を圧延して、厚みが１００μｍである負極板を作製した。このときの負極合剤塗工部の幅は５２ｍｍ、負極集電体露出部の幅は５ｍｍであった。

（３）電極群の作製
正極合剤塗工部と負極合剤塗工部との間に、幅が５３ｍｍであり厚みが２５μｍであるポリプロピレン樹脂製微多孔フィルムよりなるセパレータを挟んだ。その後、正極、負極およびセパレータを渦巻き状に捲回して電極群を作製した。

（４）集電板の作製
アルミニウム板を、厚みが１ｍｍで直径が２４ｍｍの円盤状に成型し、このアルミニウム板をプレスで打ち抜いて、円盤の中央に直径７ｍｍの穴を形成し正極集電端子板とした。

同様に、銅板を厚みが０．５ｍｍで、直径が２４ｍｍの円盤状に成型し、この銅板をプレスで打ち抜いて中央にＵ字形の貫通口を設け負極集電端子板とした。この貫通口にはＵ字の２つの先端を結ぶ直線の中点と曲線部分の先端とを結ぶ直線の中点が円盤状集電端子板の中心になるように加工した。またＵ字の２つの先端間距離は５ｍｍで、２つの先端を結ぶ直線の中点とＲ部先端までの距離は５ｍｍでＵ字形貫通口の幅は幅１ｍｍである。

（５）集電構造の作製
この電極群の集電体露出部に次のようにして集電端子板を溶接した。図１を用いて説明する。

まず初めに、ケース２に上記（３）で作成した電極群１を正極集電露出端が上側になるように挿入し、図１−（ｂ）に示すように配置する。

上記（４）で作成した正極集電端子板を溶接台に設置しシリンダー３を持ち上げ、図１−（ｄ）に示すように正極集電端子板に電極群の正極集電体露出部の端部を押し当てる。この時の押し当てる力は０．５ｋｇ重とした。

正極集電端子板の上からＴＩＧ溶接によって、正極集電端子板と正極集電体露出部とを溶接する。溶接は正極集電端子板に十文字になるように１２箇所を溶接する。なお、この時の溶接条件は８０Ａ、３０ｍｓの４００Ｈｚ交流で行った。

次にケース２から電極群を取り出し、再び負極集電体露出部が上になるように挿入した。

上記（４）で作成した負極集電端子板を溶接台に設置しシリンダー３を持ち上げ、図１−（ｄ）に示すように負極集電端子板に電極群の負極集電体露出部の端部を押し当てる。
この時の押し当てる力は１ｋｇ重とした。

負極集電端子板の上からＴＩＧ溶接によって、負極集電端子板と負極集電体露出部とを溶接する。溶接は負極集電端子板に十文字になるように１２箇所を溶接する。

なお、この時の溶接条件は１８０Ａ、３０ｍｓの直流で行った。

作成した電極群の正極集電端子と負極集電端子間に５００Ｖの電圧を印加して電極群の絶縁抵抗を測定し、５０ＭΩ以下の電極群は絶縁不良と判断した。

次に、非水溶媒としてエチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートを体積比１：１で混合して調製し、この非水溶媒を六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）の溶質に溶解させて、非水電解質を作製した。

さらに、電池容器を加熱して乾燥させた後、電池容器に非水電解質を注入した。その後、ガスケットを介して封口板を電池容器でかしめて封止し、直径が２６ｍｍであり高さが６５ｍｍである円筒型リチウムイオン二次電池（サンプル１）を作製した。このサンプル１の設計上の容量は２６００ｍＡｈであった。

これを実施例１の電池とする。

（比較例１）
電極群の集電体露出部への集電端子板溶接を、最初に負極集電端子板を溶接し、その次に正極集電端子板を溶接したとしたこと以外は実施例１と同様にして電池を作製した。これを実施例１の電池とする。

（集電端子板溶接の評価）
これら比較例１と実施例１の２種類の電池を、正極集電端子板および負極集電端子板を溶接した時点で、正極集電端子と負極集電端子間に５００Ｖの電圧を印加して電極群の絶縁抵抗を測定し、５０ＭΩ以下の電極群は絶縁不良と判断した。それぞれ５０セルを測定した時の、絶縁不良発生率を表１に示す。

さらに比較例１と実施例１の絶縁抵抗測定で問題のない電極群をそれぞれ１０個用いて、正極集電端子板および負極集電端子板の溶接強度を測定するため、引っ張り試験を実施した。試験には島津製作所製のオートグラフＡＧ−ＩＳを使用した。１ｍｍ／ｍｉｎの速度で電極群から集電端子板が完全に外れるまで引っ張り、その時の最大値をデータとした。

その結果を表２に示す。

（初期充放電）
さらに絶縁抵抗測定で問題のない電極群を用いて、上記のように最終形態まで電池を作成し室温下で次のような充放電を行った。
（１）１．４Ａの定電流で電池電圧が４．２Ｖに達するまでの充電
（２）２０分間の無負荷状態
（３）１．４Ａの定電流で電池電圧が３．０Ｖに達するまでの放電
（４）２０分間の無負荷状態
初期充放電として（１）から（４）までを３回繰り返し実施した。

（エージング）
初期充放電をいった後、上記の（1）をもう一度行い電池を充電状態にした。この状態で温度４５℃の環境下で７日間放置するエージング処理を行った。

（電池の評価）
（初期容量）
前述したエージングが終了した電池を２５℃の環境下で１０時間放置した後、
（１）１．４Ａの定電流で電池電圧が３．０Ｖに達するまで放電
（２）２０分間の無負荷状態
（３）１．４Ａの定電流で電池電圧が４．２Ｖに達するまで充電
２０分間の無負荷状態
を１サイクルとして充放電を行い、３サイクル目の放電容量を電池容量とした。

（ＤＣ−ＩＲ）
まず電池を１．４Ａの定電流充電によって、その電池容量の６０％分だけ充電した。これを２５℃の環境下で１０時間放置した後、以下の手順で定電流充放電を行った。なお放電中に電池電圧が２．０Ｖを下回った場合、試験を終了してさらなる放電は行わないようにした。
１時間率（２．６Ａ）で１０秒間放電、その後３０秒間の無負荷状態
１時間率（２．６Ａ）で１０秒間充電、その後３０秒間の無負荷状態
１／２時間率（５．２Ａ）で１０秒間放電、その後３０秒間の無負荷状態
１／２時間率（５．２Ａ）で１０秒間充電、その後３０秒間の無負荷状態
１／５時間率（１３Ａ）で１０秒間放電、その後３０秒間の無負荷状態
１／５時間率（１３Ａ）で１０秒間充電、その後３０秒間の無負荷状態
１／１０時間率（２６Ａ）で１０秒間放電、その後６０秒間の無負荷状態
１／５時間率（１３Ａ）で２０秒間充電、その後６０秒間の無負荷状態
１／２０時間率（５２Ａ）で１０秒間放電、その後６０秒間の無負荷状態
（１０）１／５時間率（１３Ａ）で４０秒間充電、その後６０秒間の無負荷状態
（１１）１／３０時間率（７８Ａ）で１０秒間放電、その後６０秒間の無負荷状態
（１２）１／５時間率（１３Ａ）で６０秒間、その後６０秒間の無負荷状態
上述した条件での放電において、各電流値で電流が印加されてから１０秒後の電圧を読み取り、電流−電圧特性（Ｉ−Ｖ特性）図を作成した。Ｉ−Ｖ特性図の一例を図５に示す。このＩ−Ｖ特性図のグラフの傾きをＤＣ−ＩＲとした。おのおの２０セルのＤＣ−ＩＲ値を（表３）に示した。

表１、２からわかるように、比較例１に比べ実施例１では絶縁不良が減少し、引っ張り強度が高位平準化していることがわかる。これは比較例１では正極集電端子板の溶接を後にしているため、負極の溶接時に正極集電板のアルミ芯材が座屈を起こしているためだと考えられる。正極集電板が座屈を起こすということは、電極群と集電端子板とを押し当てても、正極集電板が集電端子板と接触する場所にむらができることになる。このようなむらの発生は制御することができないので、正極集電板と集電端子板が接触していない場所にＴＩＧ溶接の電流が流れても、全く溶接できないばかりか溶融した金属が電極群にたれ落ちてしまう恐れがある。それに対して実施例１では、正極集電板が座屈することがないので、正極集電端子板に電極群を押し当てた時には、集電端子板全面に均一に正極集電板が接触するため、前述のようなＴＩＧ溶接を行った場合に溶接できない、あるいは溶融金属がたれ落ちるというような不具合は回避され、安定した溶接が可能となる。

表３からは、比較例１に比べ実施例１ではＤＣ−ＩＲが低く安定していることがわかる。

この理由も、上記の内容と同じであると考えられる。つまり、溶接部分の電気抵抗が低くなることに加え、安定化も図れることが実証された。

本発明の非水電解質二次電池は、信頼性の高い端面集電法によって製造されているために、例えば、高出力を要求される電気自動車用の電源として用いることができる。

電極接続工程の一例を示す斜視図 （ａ）は正極板の構成を簡略化して示す平面図、（ｂ）は負極板の構成を簡略化して示す平面図、（ｃ）は電極構成体の構成を簡略化して示す斜視図 （ａ）集電体露出部の先端部分と正極または負極集電端子板との当接状態を示す断面図、（ｂ）集電体露出部の先端部分と正極または負極集電端子板との接合状態を示す断面図 本発明の実施形態の１つである二次電池の構成を簡略化して示す縦断面図 正極および負極集電端子板の構成を示す斜視図 集電体露出部の先端部分と正極または負極集電端子板との接合不具合が発生した場合の状態を示す断面図 本発明による電池のＩ−Ｖ特性図

符号の説明

１ 電極群
２ ケース
３ シリンダー
４ 集電端子板の一部がＴＩＧ溶接によって溶融した部分
５ 集電端子板と集電板との接合不良部分
６ 溶接台
７ Ｏリング
８ 正極集電端子板
９ 押さえ板
１０ 溶接機電極
１１ 正極板
１２ 負極板
１３ 正極集電体露出部
１４ 負極集電体露出部
１５ 負極集電端子板
１６ 電池ケース
１７ 正極リード
１８ 電池蓋
１９ ガスケット
２０ 負極集電端子板に設けたＵ字型の貫通口

Claims (2)

1. 金属箔からなる集電体に幅方向の一端面に未形成部を持つように活物質層を形成した正極板及び負極板を、セパレータを介し、前記正極板と負極板の未形成部がそれぞれ相対向する側に表出するように巻回または積層して、電極群を形成し、前記表出した未形成部からなる、それぞれの電極端面に集電端子板をＴＩＧ溶接により接続し、溶接された電極群を電解液とともに電池ケースに封入する二次電池の製造方法において、
   前記それぞれの電極端面に集電端子板をＴＩＧ溶接により接続する際に、集電体の座屈強度の弱い方から先に行うことを特徴とした二次電池の製造方法。
2. 前記集電体の座屈強度の弱い方は、正極板である請求項１記載の二次電池の製造方法。