JP2012086254A - Welding method, welding apparatus, method of manufacturing battery, and battery - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a welding method and welding apparatus that can suitably carry out welding of an electrode plate and a current collecting plate; to provide a method of manufacturing a battery; and to provide a battery.SOLUTION: When a positive electrode current collecting plate 110 is welded to a positive electrode plate P, a laser is used which has an irradiation center region Z and a high-intensity outer periphery region Y. The high-intensity outer periphery region is higher in laser intensity than the irradiation center region Z. The laser is scanned so that: an irradiation center region X is scanned at the center of a welding width direction; and the high-intensity outer periphery region Y is scanned on both sides of the center thereof. Thus, projecting portions X2 and X3 appear, each of which projects toward a laser irradiation direction in a cross section that is perpendicular to a laser scanning direction at a portion to be welded, in a cross-sectional shape of a portion to be affected by heat. Moreover a recessed portion X1 appears between the projecting portions X2 and X3.

Description

本発明は,溶接方法および溶接装置および電池の製造方法および電池に関する。さらに詳細には,電極板(正極板および負極板)と集電板との溶接に特徴のある溶接方法および溶接装置および電池の製造方法および電池に関するものである。   The present invention relates to a welding method, a welding apparatus, a battery manufacturing method, and a battery. More specifically, the present invention relates to a welding method, a welding apparatus, a battery manufacturing method, and a battery that are characteristic of welding between an electrode plate (a positive electrode plate and a negative electrode plate) and a current collector plate.

電池は,携帯電話やパーソナルコンピュータ等の電子機器,ハイブリッド車両や電気自動車等の車両など,多岐にわたる分野で利用されている。このような電池は,正極板と負極板と電解質とを備えるものである。また,正極板と負極板とを絶縁するために,これらの間にセパレータを設けることが一般的である。そして,正極板および負極板を交互に配置するとともに,それらの間にセパレータをはさんで積層した積層電極体を用いることが多い。体積エネルギー密度の向上を図るためである。   Batteries are used in various fields such as electronic devices such as mobile phones and personal computers, vehicles such as hybrid vehicles and electric vehicles. Such a battery includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, and an electrolyte. Further, in order to insulate the positive electrode plate and the negative electrode plate, it is common to provide a separator between them. In many cases, a laminated electrode body in which positive plates and negative plates are alternately arranged and a separator is sandwiched between them is used. This is to improve the volume energy density.

このような積層電極体では,正極板に正極集電板が接合されるとともに,負極板に負極集電板が接合される。好適な集電を行うためには,この接合を確実に行うことが好ましい。接合箇所における接合が不充分であれば,その箇所における電気抵抗が高いからである。接合そのものがなされていなければ,これらの箇所はもちろん導通していない。したがって,その箇所では電流が流れない。   In such a laminated electrode body, the positive electrode current collector plate is bonded to the positive electrode plate, and the negative electrode current collector plate is bonded to the negative electrode plate. In order to perform a suitable current collection, it is preferable to perform this joining reliably. This is because if the joint at the joint location is insufficient, the electrical resistance at that location is high. If the junction itself is not made, these parts are of course not conducting. Therefore, no current flows at that point.

そのため,電極板と集電板とを好適に接合するための技術が開発されてきている。例えば,特許文献1には,電極板と集電板とをレーザ溶接する技術が開示されている。これにより,リードの加工や固定等の煩雑な工程を行うことなく,接合を行うことができるとしている。また,特許文献2には,電極板と集電板とを真空中でビーム溶接する技術が開示されている。これにより,接合箇所以外の他の部分に熱による影響を生じさせないようにして接合を行うことができるとしている。   Therefore, techniques for suitably joining the electrode plate and the current collector plate have been developed. For example, Patent Document 1 discloses a technique for laser welding an electrode plate and a current collector plate. As a result, it is possible to perform bonding without performing complicated processes such as processing and fixing of leads. Patent Document 2 discloses a technique of beam welding an electrode plate and a current collector plate in a vacuum. Thereby, it can be said that it can join without producing the influence by heat in other parts other than a joining location.

特開2002−042769号公報JP 2002-042769 A 特開2004−006407号公報JP 2004-006407 A

ところで,特許文献1やその他のレーザ溶接ではガウシアンモードのレーザが通常用いられる。ガウシアンモードのレーザでは,レーザの照射領域の中心で最もレーザ強度が高い。したがって,レーザの照射領域の中心から入熱される箇所が最も溶融する(特許文献1の図5参照)。そのため,レーザの照射領域の中心から入熱される箇所が溶融しすぎてしまうおそれがある。入熱量が多い場合には,セパレータに多量の熱が伝わり,セパレータ焼けが生じてしまうこととなる。   By the way, in Patent Document 1 and other laser welding, a Gaussian mode laser is usually used. In a Gaussian mode laser, the laser intensity is highest at the center of the laser irradiation area. Therefore, the place where heat is input from the center of the laser irradiation region is melted most (see FIG. 5 of Patent Document 1). For this reason, there is a possibility that the portion of heat input from the center of the laser irradiation region will be melted too much. If the amount of heat input is large, a large amount of heat is transmitted to the separator, and the separator is burnt.

一方,特許文献2のように真空中でビーム溶接する場合には,溶接を真空中で行う必要がある。この真空状態を実現するため,減圧する工程や復圧する工程などの多くの工程を要する。そして,これらの工程を行うのに時間もかかる。つまり,サイクルタイムが長いものとなってしまう。さらに,真空とするための設備を設ける必要がある。   On the other hand, when beam welding is performed in vacuum as in Patent Document 2, it is necessary to perform welding in vacuum. In order to realize this vacuum state, many processes such as a decompression process and a decompression process are required. And it takes time to perform these steps. That is, the cycle time becomes long. Furthermore, it is necessary to provide equipment for creating a vacuum.

本発明は,前述した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは,電極板と集電板との溶接を好適に行うことのできる溶接方法および溶接装置および電池の製造方法および電池を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art. That is, the subject is to provide a welding method, a welding apparatus, a battery manufacturing method, and a battery capable of suitably welding the electrode plate and the current collector plate.

この課題の解決を目的としてなされた本発明の一態様における溶接方法は,レーザを溶接対象物に照射することにより溶接を行う方法である。そして,レーザとして,レーザの照射領域の外周部に,レーザの照射領域の中心のレーザ強度より高いレーザ強度である高強度外周部領域を有するとともに,レーザの照射領域の中心からみてレーザの走査方向の前後の外周部におけるレーザ強度が,他の外周部におけるレーザ強度より低いレーザを用いる。かかる溶接方法では,レーザの照射領域の中心への入熱量が抑制される。したがって,レーザの照射領域の中心で溶接の深さが深くなりすぎるおそれがない。また,レーザの照射領域の中心が走査される領域の両側に高強度外周部領域のレーザが照射されるため,十分な溶接幅で溶接を行うことができる。   The welding method according to an aspect of the present invention, which has been made for the purpose of solving this problem, is a method of performing welding by irradiating a welding object with a laser. The laser has a high-intensity outer peripheral region having a laser intensity higher than the laser intensity at the center of the laser irradiation region at the outer peripheral portion of the laser irradiation region, and the laser scanning direction as viewed from the center of the laser irradiation region. A laser having a laser intensity lower than the laser intensity at the other outer peripheral part is used. In this welding method, the amount of heat input to the center of the laser irradiation region is suppressed. Therefore, there is no possibility that the welding depth becomes too deep at the center of the laser irradiation region. Further, since the laser of the high-intensity outer peripheral region is irradiated on both sides of the region where the center of the laser irradiation region is scanned, welding can be performed with a sufficient welding width.

上記に記載の溶接方法において,正極板と負極板とをこれらの間にセパレータを介在させて交互に配置した電極体の正極板もしくは負極板に,集電体を溶接するとよい。これにより,セパレータ焼けの発生を抑制しつつ,電極板と集電体との溶接を行うことができるからである。   In the welding method described above, the current collector may be welded to the positive electrode plate or the negative electrode plate of the electrode body in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are alternately arranged with a separator interposed therebetween. This is because welding of the electrode plate and the current collector can be performed while suppressing the occurrence of separator burn.

上記に記載の溶接方法において,高強度外周部領域の間に位置する照射中心領域の幅が,レーザの照射領域の全幅の10〜30%の範囲内であるレーザを用いるとなおよい。十分な溶接幅を確保するとともに,溶接の深さが深くなりすぎない溶接を行う上で好適であるからである。   In the welding method described above, it is more preferable to use a laser in which the width of the irradiation center region located between the high-strength outer peripheral region is within a range of 10 to 30% of the entire width of the laser irradiation region. This is because it is suitable for securing a sufficient welding width and performing welding in which the welding depth does not become too deep.

また,本発明の別の態様における電池の製造方法は,正極板と負極板とをこれらの間にセパレータを介在させて交互に積層することで電極体とする電極体作成工程と,電極体の正極板と負極板との少なくとも一方を集電体に溶接して溶接体とする集電体溶接工程と,溶接体を電池容器の内部に配置するとともに電池容器の内部に電解液を注入して封止する電池組立工程とを有する。そして,集電体溶接工程では,レーザとして,レーザの照射領域の外周部に,レーザの照射領域の中心のレーザ強度より高いレーザ強度である高強度外周部領域を有するとともに,レーザの照射領域の中心からみてレーザの走査方向の前後の外周部におけるレーザ強度が,他の外周部におけるレーザ強度より低いレーザを用いる。かかる電池の製造方法では,集電体溶接工程でレーザの照射領域の中心への入熱量が抑制される。したがって,レーザの照射領域の中心で溶接の深さが深くなりすぎるおそれがない。また,レーザの照射領域の中心が走査される領域の両側に高強度外周部領域のレーザが照射されるため,十分な溶接幅で溶接を行うことができる。   Further, the battery manufacturing method according to another aspect of the present invention includes an electrode body preparation step in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are alternately laminated with a separator interposed therebetween, A current collector welding process in which at least one of the positive electrode plate and the negative electrode plate is welded to the current collector to form a welded body, and the welded body is disposed inside the battery container and an electrolyte is injected into the battery container. A battery assembly process for sealing. In the current collector welding process, the laser has a high-intensity outer peripheral region having a laser intensity higher than the laser intensity at the center of the laser irradiation region at the outer peripheral portion of the laser irradiation region, and the laser irradiation region. A laser is used in which the laser intensity at the outer periphery before and after the laser scanning direction as viewed from the center is lower than the laser intensity at the other outer periphery. In such a battery manufacturing method, the amount of heat input to the center of the laser irradiation region is suppressed in the current collector welding process. Therefore, there is no possibility that the welding depth becomes too deep at the center of the laser irradiation region. Further, since the laser of the high-intensity outer peripheral region is irradiated on both sides of the region where the center of the laser irradiation region is scanned, welding can be performed with a sufficient welding width.

上記に記載の電池の製造方法において,集電体溶接工程では,底面が長方形の四角錘形状のプリズムを透過させたレーザを用いるとよい。レーザの照射領域の外周部に,高強度外周部領域を形成することができるからである。   In the battery manufacturing method described above, in the current collector welding process, it is preferable to use a laser that transmits a prism having a rectangular pyramid shape with a rectangular bottom surface. This is because a high-strength outer peripheral region can be formed in the outer peripheral portion of the laser irradiation region.

上記に記載の電池の製造方法において,集電体溶接工程では,三角柱形状のプリズムを透過させたレーザを用いてもよい。レーザの照射領域の外周部に,高強度外周部領域を形成することができることに変わりないからである。   In the battery manufacturing method described above, in the current collector welding step, a laser that transmits a triangular prism may be used. This is because a high-strength outer peripheral region can be formed in the outer peripheral portion of the laser irradiation region.

上記に記載の電池の製造方法において,集電体溶接工程では,高強度外周部領域の間に位置する照射中心領域の幅が,レーザの照射領域の全幅の10〜30%の範囲内であるレーザを用いるとなおよい。十分な溶接幅を確保するとともに,溶接の深さが深くなりすぎない溶接を行う上で好適であるからである。   In the battery manufacturing method described above, in the current collector welding step, the width of the irradiation center region located between the high-strength outer peripheral region is within a range of 10 to 30% of the entire width of the laser irradiation region. It is even better to use a laser. This is because it is suitable for securing a sufficient welding width and performing welding in which the welding depth does not become too deep.

また,本発明のさらに別の態様における電池は,正極板と負極板とをこれらの間にセパレータを介在させて交互に配置した電極体と,正極板と負極板との少なくとも一方に溶接箇所でレーザ溶接された集電体とを有する電池である。そして,溶接箇所におけるレーザの走査方向に垂直な断面では,熱影響部の断面形状は,レーザを照射する向きに突出している第1の凸部および第2の凸部と,第1の凸部と第2の凸部との間に位置するとともにレーザを照射する向きの反対向きに凹んでいる凹部とが形成された形状である。かかる電池では,溶接箇所の熱影響部がセパレータの箇所にまで達していない。そのため,セパレータ焼けの発生が抑制されている。そして,溶接幅は十分である。   A battery according to still another aspect of the present invention includes a positive electrode plate and a negative electrode plate that are alternately disposed with a separator interposed therebetween, and at least one of the positive electrode plate and the negative electrode plate. A battery having a laser-welded current collector. And in the cross section perpendicular | vertical to the scanning direction of the laser in a welding location, the cross-sectional shape of a heat affected zone is the 1st convex part and 2nd convex part which protrude in the direction which irradiates a laser, and 1st convex part And a second concave portion that is recessed in a direction opposite to the direction of laser irradiation. In such a battery, the heat-affected zone at the weld does not reach the separator. Therefore, the occurrence of burnt separator is suppressed. And the welding width is sufficient.

また,本発明のさらに別の態様における溶接装置は,レーザを発振するレーザ発振器と,レーザ発振器により発振されたレーザを伝送するとともにレーザ照射口を備える光ファイバーと,レーザ照射口から照射されるレーザを平行光とするコリメートレンズと,コリメートレンズにより平行光とされたレーザを回折するプリズムとを有するものである。そして,プリズムは,底面が長方形である四角錘形状であり,レーザを,底面から四角錘形状の頂点に向かう向きに入射するように配置されている。かかる溶接装置では,レーザの照射領域の中心よりエネルギー強度の高い高強度外周部領域のあるレーザを照射することができる。このレーザを用いることにより,十分な溶接幅を確保するとともに,溶接幅の深すぎない溶接を行うことができる。   A welding apparatus according to still another aspect of the present invention includes a laser oscillator that oscillates a laser, an optical fiber that transmits the laser oscillated by the laser oscillator and includes a laser irradiation port, and a laser that is irradiated from the laser irradiation port. It has a collimating lens for collimating light and a prism for diffracting the laser that has been collimated by the collimating lens. The prism has a quadrangular pyramid shape with a rectangular bottom surface, and is arranged so that the laser is incident in a direction from the bottom surface toward the apex of the quadrangular pyramid shape. In such a welding apparatus, it is possible to irradiate a laser having a high-intensity outer peripheral region having a higher energy intensity than the center of the laser irradiation region. By using this laser, it is possible to secure a sufficient welding width and perform welding that is not too deep.

本発明によれば,電極板と集電板との溶接を好適に行うことのできる溶接方法および溶接装置および電池の製造方法および電池が提供されている。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the welding method and welding apparatus which can perform welding with an electrode plate and a current collector plate suitably, the manufacturing method of a battery, and a battery are provided.

実施形態に係る電池を説明するための部分破断斜視図である。It is a partially broken perspective view for demonstrating the battery which concerns on embodiment. 実施形態に係る電池の積層電極体に集電板を溶接した溶接体の構造を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the structure of the welded body which welded the current collecting plate to the laminated electrode body of the battery which concerns on embodiment. 実施形態に係る電池の製造方法に用いられるレーザ溶接装置を説明するための概略構成図である。It is a schematic block diagram for demonstrating the laser welding apparatus used for the manufacturing method of the battery which concerns on embodiment. 実施形態に係る電池の製造方法に用いられるレーザ溶接装置のプリズムを説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the prism of the laser welding apparatus used for the manufacturing method of the battery which concerns on embodiment. 実施形態に係る電池の製造方法に用いられるレーザの強度分布を示す図(その1)である。It is FIG. (1) which shows intensity distribution of the laser used for the manufacturing method of the battery which concerns on embodiment. 実施形態に係る電池の製造方法に用いられるレーザの強度分布を示す図(その2)である。It is FIG. (2) which shows intensity distribution of the laser used for the manufacturing method of the battery which concerns on embodiment. 実施形態に係る電池の製造方法におけるレーザの走査方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the scanning method of the laser in the manufacturing method of the battery which concerns on embodiment. 実施形態に係る電池の製造方法におけるレーザの走査方法を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the scanning method of the laser in the manufacturing method of the battery which concerns on embodiment. 実施形態に係る電池の製造方法におけるレーザ溶接の途中を示す断面図(その1)である。It is sectional drawing (the 1) which shows the middle of the laser welding in the manufacturing method of the battery which concerns on embodiment. 実施形態に係る電池の製造方法におけるレーザ溶接の途中を示す断面図(その2)である。It is sectional drawing (the 2) which shows the middle of the laser welding in the manufacturing method of the battery which concerns on embodiment. 実施形態に係る電池の正極集電板と正極板との溶接箇所を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the welding location of the positive electrode current collecting plate and positive electrode plate of the battery which concerns on embodiment. 実施形態に係る電池の製造方法に用いられるレーザの強度分布と溶接箇所との対応を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a response | compatibility with the intensity distribution of the laser used for the manufacturing method of the battery which concerns on embodiment, and a welding location. 従来の電池の製造方法に用いられるレーザの強度分布と溶接箇所との対応を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a response | compatibility with the intensity distribution of the laser used for the manufacturing method of the conventional battery, and a welding location. 実施形態に係る別の電池の製造方法に用いられるレーザ溶接装置のプリズムを説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the prism of the laser welding apparatus used for the manufacturing method of another battery which concerns on embodiment. 実施形態に係る別の電池の製造方法に用いられるレーザの強度分布を示す図(その1)である。It is a figure (the 1) which shows the intensity distribution of the laser used for the manufacturing method of another battery which concerns on embodiment. 実施形態に係る別の電池の製造方法に用いられるレーザの強度分布を示す図(その2)である。It is FIG. (2) which shows intensity distribution of the laser used for the manufacturing method of another battery which concerns on embodiment. 実施形態に係る別の電池の製造方法に用いられるレーザの強度分布を示す図(その3)である。It is FIG. (3) which shows intensity distribution of the laser used for the manufacturing method of another battery which concerns on embodiment. 実施形態に係る別の電池の製造方法に用いられるレーザ溶接装置のプリズムを説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the prism of the laser welding apparatus used for the manufacturing method of another battery which concerns on embodiment.

以下,本発明を具体化した実施の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は,ニッケル水素電池とその製造方法について,本発明を具体化したものである。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. The present embodiment embodies the present invention regarding a nickel metal hydride battery and a method for manufacturing the same.

1.電池
本実施の形態に係るニッケル水素電池について説明する。図1は,本形態の電池セル10の部分破断斜視図である。図1に示すように,電池セル10は,電池容器11と,封口板12と,安全弁13と,積層電極体100とを有している。電池容器11は,その内部に積層電極体100を挿入されるものであるとともに,電解液を収容するためのケースである。封口板12は,電池セル10を封止するためのものである。安全弁13は,電池セル10の内圧が上昇しすぎた場合に開弁する弁である。積層電極体100には,後述するように,正極集電板および負極集電板が接合されている。これらは,図1の破断した箇所からは見えない位置にある。
1. Battery A nickel metal hydride battery according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a partially broken perspective view of a battery cell 10 of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the battery cell 10 includes a battery container 11, a sealing plate 12, a safety valve 13, and a laminated electrode body 100. The battery container 11 is a case in which the laminated electrode body 100 is inserted and the electrolytic solution is accommodated therein. The sealing plate 12 is for sealing the battery cell 10. The safety valve 13 is a valve that opens when the internal pressure of the battery cell 10 increases too much. As will be described later, the positive electrode current collector plate and the negative electrode current collector plate are joined to the laminated electrode body 100. These are in a position that cannot be seen from the broken portion in FIG.

図2は,電池セル10から溶接体200を抜き出して描いた断面図である。ここでいう溶接体200とは,積層電極体100に正極集電板110および負極集電板120が接合されたものである。積層電極体100は,図2に示すように,正極板Pと,負極板Nと,セパレータSとを有している。そして,正極板Pと負極板Nとの間には必ずセパレータSが間に配置されるように積層されている。正極板Pと負極板Nとを絶縁するためである。つまり,積層電極体100は,正極板Pと負極板Nとを交互に配置するとともに,正極板Pと負極板Nとの間にセパレータSを介在させた状態で積層された電極体である。なお,図2中の矢印Fの示す方向は,図1中の矢印Aの示す方向と同じであり,これらの部材の積層方向である。   FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the welded body 200 extracted from the battery cell 10. Here, the welded body 200 is obtained by joining the positive electrode current collector plate 110 and the negative electrode current collector plate 120 to the laminated electrode body 100. As shown in FIG. 2, the laminated electrode body 100 includes a positive electrode plate P, a negative electrode plate N, and a separator S. The separator S is always laminated between the positive electrode plate P and the negative electrode plate N so as to be disposed therebetween. This is because the positive electrode plate P and the negative electrode plate N are insulated. In other words, the laminated electrode body 100 is an electrode body in which the positive plates P and the negative plates N are alternately arranged and the separator S is interposed between the positive plates P and the negative plates N. The direction indicated by the arrow F in FIG. 2 is the same as the direction indicated by the arrow A in FIG. 1, and is the stacking direction of these members.

正極板Pは,正極基板の一部に正極活物質が充填されたものである。正極板Pは,正極充填部P1と正極非充填部P2とを備えている。正極充填部P1は,図2に示すように,セパレータSに挟まれている位置にある。正極非充填部P2は,図2に示すように,セパレータSに挟まれていない位置にある。正極充填部P1は,正極基板に正極活物質が充填されている正極板反応部である。一方,正極非充填部P2は,正極基板に正極活物質が充填されていない正極板非反応部である。正極板反応部は,その表面で電極反応が生じる部分であるとともに,実際に発電に寄与する部分である。ここで,正極基板は,例えば発泡ニッケルである。正極活物質は,例えば水酸化ニッケルである。なお,正極活物質は図2には表れていない。発泡ニッケルの表面にはわずかに形成されているにすぎないからである。   The positive electrode plate P is obtained by filling a part of the positive electrode substrate with a positive electrode active material. The positive electrode plate P includes a positive electrode filling part P1 and a positive electrode non-filling part P2. The positive electrode filling portion P1 is located between the separators S as shown in FIG. As shown in FIG. 2, the positive electrode unfilled portion P <b> 2 is in a position where it is not sandwiched between the separators S. The positive electrode filling part P1 is a positive electrode plate reaction part in which a positive electrode substrate is filled with a positive electrode active material. On the other hand, the positive electrode unfilled portion P2 is a positive plate non-reacting portion in which the positive electrode substrate is not filled with the positive electrode active material. The positive electrode plate reaction part is a part where an electrode reaction occurs on the surface thereof and a part that actually contributes to power generation. Here, the positive electrode substrate is, for example, foamed nickel. The positive electrode active material is, for example, nickel hydroxide. Note that the positive electrode active material does not appear in FIG. This is because the surface of the nickel foam is only slightly formed.

負極板Nは,負極基板の一部に負極活物質が充填されたものである。負極板Nは,負極充填部N1と負極非充填部N2とを備えている。負極充填部N1は,図2に示すように,セパレータSに挟まれている位置にある。負極非充填部N2は,図2に示すように,セパレータSに挟まれていない位置にある。負極充填部N1は,負極基板に負極活物質が充填されている負極板反応部である。一方,負極非充填部N2は,負極基板に負極活物質が充填されていない負極板非反応部である。負極板反応部は,その表面で電極反応が生じる部分であるとともに,実際に発電に寄与する部分である。ここで,負極基板は,例えばニッケルのパンチングメタルである。負極活物質は,例えば水素吸蔵合金である。なお,負極活物質も図2には表れていない。   The negative electrode plate N is obtained by filling a part of a negative electrode substrate with a negative electrode active material. The negative electrode plate N includes a negative electrode filling part N1 and a negative electrode non-filling part N2. The negative electrode filling portion N1 is located between the separators S as shown in FIG. The negative electrode non-filling portion N2 is in a position not sandwiched between the separators S as shown in FIG. The negative electrode filling part N1 is a negative electrode plate reaction part in which a negative electrode substrate is filled with a negative electrode active material. On the other hand, the negative electrode unfilled portion N2 is a negative electrode plate non-reactive portion where the negative electrode substrate is not filled with the negative electrode active material. The negative electrode plate reaction part is a part where an electrode reaction occurs on the surface and a part that actually contributes to power generation. Here, the negative electrode substrate is, for example, nickel punching metal. The negative electrode active material is, for example, a hydrogen storage alloy. Note that the negative electrode active material does not appear in FIG.

また,図2に示すように,正極充填部P1と負極充填部N1とは,セパレータSに接して積層されている。正極非充填部P2の一部は,積層電極体100の一方に突出している。正極非充填部P2の先端部PXは,正極集電板110に接合されている。すなわち,正極基板と正極集電板110とは導通している。負極非充填部N2の一部は,積層電極体100の他方に突出している。その突出する方向は,正極非充填部P2の突出している方向の反対側である。負極非充填部N2の先端部NXは,負極集電板120に接合されている。すなわち,負極基板と負極集電板120とは導通している。ここで,各集電板110,120の厚みは0.4〜1mm程度である。電極板P,Nの厚みは50〜200μm程度である。   Further, as shown in FIG. 2, the positive electrode filling portion P1 and the negative electrode filling portion N1 are stacked in contact with the separator S. A part of the positive electrode unfilled portion P <b> 2 protrudes to one side of the laminated electrode body 100. The tip end portion PX of the positive electrode unfilled portion P <b> 2 is joined to the positive electrode current collector plate 110. That is, the positive electrode substrate and the positive electrode current collector plate 110 are electrically connected. A part of the negative electrode non-filling portion N <b> 2 protrudes to the other side of the laminated electrode body 100. The protruding direction is opposite to the protruding direction of the positive electrode unfilled portion P2. The leading end NX of the negative electrode non-filling portion N2 is joined to the negative electrode current collector plate 120. That is, the negative electrode substrate and the negative electrode current collector plate 120 are electrically connected. Here, the thickness of each current collecting plate 110, 120 is about 0.4 to 1 mm. The thickness of the electrode plates P and N is about 50 to 200 μm.

図2に示すように,正極集電板110の両端には屈曲部111が形成されている。屈曲部111には,端面111aが形成されている。端面111aは,電極板P,Nに対して垂直である。同様に,負極集電板120の両端にも屈曲部121が形成されている。   As shown in FIG. 2, bent portions 111 are formed at both ends of the positive electrode current collector plate 110. An end surface 111 a is formed on the bent portion 111. The end surface 111a is perpendicular to the electrode plates P and N. Similarly, bent portions 121 are formed at both ends of the negative electrode current collector plate 120.

2.電極板と集電板との溶接方法
本形態の溶接方法について説明する。本形態では,レーザ溶接に用いるレーザの種類に特徴がある。したがって,本形態で用いるレーザ溶接装置およびレーザの強度分布について説明する。
2. The welding method of an electrode plate and a current collector plate The welding method of this form is demonstrated. This embodiment is characterized by the type of laser used for laser welding. Therefore, the laser welding apparatus and laser intensity distribution used in this embodiment will be described.

2−1.レーザ溶接装置の構成
本形態におけるレーザ溶接装置1000の構成を図3に示す。図3には,正極集電体110等の溶接対象となる部材も一緒に描かれている。
2-1. Configuration of Laser Welding Apparatus The configuration of the laser welding apparatus 1000 in this embodiment is shown in FIG. In FIG. 3, members to be welded such as the positive electrode current collector 110 are also drawn.

図3に示すように,レーザ溶接装置1000は,レーザ発振器1001と,光ファイバー1010と,コリメートレンズ1020と,プリズム1030と,集光レンズ1040とを有している。レーザ発振器1001は,レーザを発振させるための装置である。光ファイバー1010は,レーザを伝送するためのものである。その内壁の断面は長方形である。したがって,光ファイバー1010から照射されるレーザの断面形状は長方形形状である。光ファイバー1010の先端には,照射口1011がある。コリメートレンズ1020は,光ファイバー1010の照射口1011から拡散するレーザを平行な光にするためのものである。プリズム1030は,透過するレーザの強度分布を変えるためのものである。集光レンズ1040は,プリズム1030によりやや拡散したレーザを集光するためのものである。   As shown in FIG. 3, the laser welding apparatus 1000 includes a laser oscillator 1001, an optical fiber 1010, a collimator lens 1020, a prism 1030, and a condenser lens 1040. The laser oscillator 1001 is a device for oscillating a laser. The optical fiber 1010 is for transmitting a laser. The cross section of the inner wall is rectangular. Therefore, the cross-sectional shape of the laser irradiated from the optical fiber 1010 is a rectangular shape. At the tip of the optical fiber 1010 is an irradiation port 1011. The collimating lens 1020 is for making the laser diffused from the irradiation port 1011 of the optical fiber 1010 into parallel light. The prism 1030 is for changing the intensity distribution of the transmitted laser. The condensing lens 1040 is for condensing the laser slightly diffused by the prism 1030.

図4は,レーザ溶接装置1000のプリズム1030を説明するための平面図である。プリズム1030は,先端1039を頂点とする四角錘形状をしている。プリズム1030は,その表面を面1033,1034,1035,1036と,底面とで覆われた5面体である。そして,プリズム1030の底面は,長辺1031と短辺1032とで囲まれた長方形である。   FIG. 4 is a plan view for explaining the prism 1030 of the laser welding apparatus 1000. The prism 1030 has a quadrangular pyramid shape with the tip 1039 as a vertex. The prism 1030 is a pentahedron whose surface is covered with surfaces 1033, 1034, 1035, 1036 and a bottom surface. The bottom surface of the prism 1030 is a rectangle surrounded by the long side 1031 and the short side 1032.

続いて,レーザ溶接装置1000が照射するレーザについて説明する(図3参照)。まず,レーザ発振器1001がレーザを発振する。そのレーザを光ファイバー1010により伝送する。そのレーザは光ファイバー1010の照射口1011から拡散的に照射される。拡散的に照射されたレーザは,コリメートレンズ1020を透過することにより平行に進行する。この段階では,レーザの断面形状は長方形であり,その強度は,照射中心で最も高いものとなっている。続いて,その平行レーザはプリズム1030により回折する。そのとき,レーザは底面から四角錘の頂点に向かう向きに入射する。この段階では,後述するように,照射中心以外の箇所でレーザの強度が最大となっている。そして,そのレーザを集光レンズ1040により集光する。このように得られたレーザの強度分布について次に説明する。   Next, the laser irradiated by the laser welding apparatus 1000 will be described (see FIG. 3). First, the laser oscillator 1001 oscillates a laser. The laser is transmitted by the optical fiber 1010. The laser is diffusely emitted from the irradiation port 1011 of the optical fiber 1010. The laser irradiated diffusely travels in parallel by passing through the collimating lens 1020. At this stage, the cross-sectional shape of the laser is rectangular, and its intensity is highest at the irradiation center. Subsequently, the parallel laser is diffracted by the prism 1030. At that time, the laser is incident in a direction from the bottom surface toward the apex of the square pyramid. At this stage, as will be described later, the laser intensity is maximized at locations other than the irradiation center. Then, the laser is condensed by a condenser lens 1040. The laser intensity distribution thus obtained will be described next.

2−2.レーザの強度分布
レーザ溶接装置1000により照射されるレーザの強度分布を図5に示す。図5中の矢印I,Jの示す方向は,図4中の矢印I1,J1で示す方向と対応する方向である。すなわち,図5中の矢印Iの方向と図4中の矢印I1の方向とは平行である。図5中の矢印Jの方向と図4中の矢印J1の方向とは平行である。
2-2. Laser Intensity Distribution FIG. 5 shows the intensity distribution of the laser irradiated by the laser welding apparatus 1000. The directions indicated by arrows I and J in FIG. 5 are directions corresponding to the directions indicated by arrows I1 and J1 in FIG. That is, the direction of arrow I in FIG. 5 and the direction of arrow I1 in FIG. 4 are parallel. The direction of arrow J in FIG. 5 and the direction of arrow J1 in FIG. 4 are parallel.

線Lは,レーザの照射中心を示している。レーザの強度分布は,図5に示すように線Lに対して軸対称(回転対称)ではない。ただし,レーザの強度分布は,線Vと線Lを含む平面に対して対称である。また,線Wと線Lを含む平面に対して対称である。ここで線Vは,線Lとゼロエネルギー面との交点である中心Oを通る線である。線Wは,中心Oを通り,線Vに垂直な線である。   A line L indicates the laser irradiation center. The intensity distribution of the laser is not axially symmetric (rotationally symmetric) with respect to the line L as shown in FIG. However, the intensity distribution of the laser is symmetric with respect to the plane including the lines V and L. Further, it is symmetric with respect to a plane including the line W and the line L. Here, the line V is a line passing through the center O which is an intersection of the line L and the zero energy surface. The line W is a line that passes through the center O and is perpendicular to the line V.

図5から明らかなように,本形態で用いられるレーザは,その照射領域の中心の強度より高い強度である領域が存在する。図5のレーザの強度で表すと,照射領域の中心付近に凹みが表れている。この凹みは,図4のプリズム1030における,面1033,1035と底面とのなす角と,面1034,1036と底面とのなす角とに差があることに起因する。面1033,1035と底面とのなす角は,面1034,1036と底面とのなす角より大きい。このずれがあるため,レーザの強度が最大値となる箇所を,レーザの照射領域の中心からずらすことができるのである。   As is clear from FIG. 5, the laser used in this embodiment has a region whose intensity is higher than the intensity at the center of the irradiation region. When expressed by the laser intensity in FIG. 5, a dent appears near the center of the irradiation region. This dent is caused by the difference between the angle between the surfaces 1033 and 1035 and the bottom surface and the angle between the surfaces 1034 and 1036 and the bottom surface in the prism 1030 of FIG. The angle formed between the surfaces 1033 and 1035 and the bottom surface is larger than the angle formed between the surfaces 1034 and 1036 and the bottom surface. Because of this deviation, the point where the laser intensity is maximum can be shifted from the center of the laser irradiation area.

このレーザを溶接に用いる場合には,後述するように,レーザの走査方向を図5の矢印Jの方向とする。詳細については後述する。   When this laser is used for welding, the laser scanning direction is the direction of arrow J in FIG. Details will be described later.

図6の左図は,図5における線Lと線Vを含む平面でのレーザ強度を示す図である。レーザの走査方向(図5の矢印J)に平行な断面を示すものである。図6の左図に示すように,そのエネルギー分布では,レーザの照射領域の中心(線L)付近がフラットである。ここで,R0は,線L上におけるレーザの強度である。R1,R2は,レーザの外周部におけるレーザの強度である。レーザの外周部におけるレーザの強度の変化は図5や図6に示すとおりであるが,説明のためにレーザの強度R1,R2を代表点として選んだ。レーザの強度R1,R2は,レーザの強度R0とほとんど同じ値である。もしくはわずかに強度が弱い。R1,R2は,レーザの照射領域の外周部であって走査方向の前後の領域にある箇所におけるレーザの強度である。   The left figure of FIG. 6 is a figure which shows the laser intensity in the plane containing the line L and the line V in FIG. A cross section parallel to the laser scanning direction (arrow J in FIG. 5) is shown. As shown in the left diagram of FIG. 6, in the energy distribution, the vicinity of the center (line L) of the laser irradiation region is flat. Here, R0 is the intensity of the laser on the line L. R1 and R2 are the laser intensities at the outer periphery of the laser. Changes in the laser intensity at the outer periphery of the laser are as shown in FIG. 5 and FIG. 6, but the laser intensities R1 and R2 were selected as representative points for explanation. The laser intensities R1 and R2 are almost the same value as the laser intensity R0. Or slightly weak. R1 and R2 are the laser intensities at locations on the outer periphery of the laser irradiation region and in the regions before and after the scanning direction.

図6の右図は,図5における線Lと線Wを含む平面でのレーザ強度を示す図である。レーザの走査方向(図5の矢印J)に垂直な断面を示すものである。図6の右図に示すように,そのエネルギー分布では,レーザの照射領域の中心(線L)付近が凹んでおり,その両側に凸形状が表れている。レーザの強度Q1,Q2は,レーザの照射領域におけるレーザの強度の最大値である。レーザの強度Q1,Q2は,レーザの強度R0の1.2倍程度である。   The right diagram in FIG. 6 is a diagram showing the laser intensity on a plane including the line L and the line W in FIG. A cross section perpendicular to the laser scanning direction (arrow J in FIG. 5) is shown. As shown in the right diagram of FIG. 6, in the energy distribution, the vicinity of the center (line L) of the laser irradiation region is concave, and convex shapes appear on both sides thereof. The laser intensities Q1 and Q2 are the maximum values of the laser intensity in the laser irradiation region. The laser intensities Q1 and Q2 are about 1.2 times the laser intensity R0.

図6の右図に示すように,レーザの照射領域の外周部には,高強度外周部領域Yがある。ここで,高強度外周部領域Yは,レーザの照射中心のレーザ強度R0よりも有意に大きいレーザ強度の値をとる領域である。高強度外周部領域Yは,レーザの照射領域の外周部であってレーザの走査方向における照射中心の前後を除く領域にある。そして高強度外周部領域Yは,レーザの照射中心領域Zの両側にある。レーザの照射中心領域Zは,レーザの照射領域の全幅の10〜30%程度である。この場合,後述するように,十分な溶接幅を確保するとともに,溶接の深さが深くなりすぎない溶接を行う上で好適である。   As shown in the right diagram of FIG. 6, there is a high-strength outer peripheral region Y at the outer peripheral portion of the laser irradiation region. Here, the high-intensity outer peripheral region Y is a region having a laser intensity value significantly higher than the laser intensity R0 at the laser irradiation center. The high-intensity outer peripheral region Y is an outer peripheral portion of the laser irradiation region, except for the front and rear of the irradiation center in the laser scanning direction. The high-intensity outer peripheral region Y is on both sides of the laser irradiation central region Z. The laser irradiation center region Z is about 10 to 30% of the entire width of the laser irradiation region. In this case, as will be described later, it is suitable for securing a sufficient welding width and performing welding in which the welding depth is not too deep.

2−3.溶接方法
続いて,本形態のレーザの溶接方法について説明する。本形態のレーザの溶接方法は,正極集電板110と正極板Pとを溶接する場合および負極集電板120と負極板Nとを溶接する場合の双方に用いることができる。そのため,これらの代表として,正極集電板110と正極板Pとを溶接する場合について説明する。
2-3. Next, the laser welding method of this embodiment will be described. The laser welding method of this embodiment can be used both when the positive electrode current collector plate 110 and the positive electrode plate P are welded and when the negative electrode current collector plate 120 and the negative electrode plate N are welded. Therefore, as a representative of these, the case where the positive electrode current collector plate 110 and the positive electrode plate P are welded will be described.

図7は,本形態のレーザを用いる溶接方法を説明する図である。レーザ溶接を行うに際して,加圧治具2000により,積層電極体100を,図7中の左右方向(矢印E)に加圧する。加圧治具2000は,積層電極体100の積層方向(図2の矢印Fの方向)の厚みを薄いものとするための治具である。このように加圧しつつ溶接することにより,電池容器11への収容を可能とするとともに,電池の体積エネルギー密度を高いものとするためである。なお,加圧治具2000は,溶接工程に用いるだけであり,電池セル10には残らない。   FIG. 7 is a diagram for explaining a welding method using the laser of this embodiment. When performing laser welding, the laminated electrode assembly 100 is pressurized in the left-right direction (arrow E) in FIG. The pressurizing jig 2000 is a jig for reducing the thickness of the laminated electrode body 100 in the laminating direction (the direction of arrow F in FIG. 2). This is because welding in such a manner can be accommodated in the battery container 11 and the volume energy density of the battery can be increased. Note that the pressure jig 2000 is only used in the welding process and does not remain in the battery cell 10.

そして,正極集電板110の屈曲部111は,加圧治具2000の上面2001で支持されている。端面111aは,上面2001と対面して加圧治具2000に接触している。このとき,正極板Pの先端部PXは,正極集電板110に接触している。   The bent portion 111 of the positive electrode current collector plate 110 is supported by the upper surface 2001 of the pressure jig 2000. The end surface 111 a faces the upper surface 2001 and is in contact with the pressing jig 2000. At this time, the tip portion PX of the positive electrode plate P is in contact with the positive electrode current collector plate 110.

続いて,レーザを正極集電板110に照射しつつ,図7の矢印Bの向きにレーザを走査する。ここでレーザの走査速度は,例えば65mm/secである。もちろん,これ以外の走査速度であってもよい。図7の矢印Bの方向は,図2に示した矢印Fの方向,すなわち積層電極体100の積層方向に平行である。これにより,正極集電板110におけるレーザ照射箇所は加熱されて溶融する。   Subsequently, the laser is scanned in the direction of arrow B in FIG. 7 while irradiating the positive electrode current collector plate 110 with the laser. Here, the scanning speed of the laser is, for example, 65 mm / sec. Of course, other scanning speeds may be used. The direction of arrow B in FIG. 7 is parallel to the direction of arrow F shown in FIG. Thereby, the laser irradiation spot in the positive electrode current collector plate 110 is heated and melted.

図8は,図7の矢印Cの方向から見た平面図である。図8の矢印Mは,レーザの走査方向を示している。図8の線M0は,図6の右図で示したレーザの強度R0,R1,R2の部分が走査される領域を示す線である。図8の線M1は,図6の右図で示したレーザの強度のうちレーザの強度Q1の部分が走査される領域を示す線である。図8の線M2は,図6の右図で示したレーザの強度のうちレーザの強度Q2の部分が走査される領域を示す線である。   FIG. 8 is a plan view seen from the direction of arrow C in FIG. An arrow M in FIG. 8 indicates the scanning direction of the laser. A line M0 in FIG. 8 is a line indicating a region in which the portions of the laser intensities R0, R1, and R2 shown in the right diagram of FIG. 6 are scanned. A line M1 in FIG. 8 is a line that indicates a region in which the laser intensity Q1 portion of the laser intensity shown in the right diagram of FIG. 6 is scanned. A line M2 in FIG. 8 is a line indicating a region in which the laser intensity Q2 portion of the laser intensity shown in the right diagram of FIG. 6 is scanned.

図8に示すように,最大値をとるレーザの強度Q1,Q2が溶接幅方向の中心(線M0)の両側を通過するように,レーザを走査する。そのため,溶接幅方向の中心(線M0)には,高強度外周部領域Yが通過することはない。後述するように,溶接幅方向の中心(線M0)への過剰な入熱を抑制するためである。   As shown in FIG. 8, the laser is scanned so that the laser intensities Q1 and Q2 having the maximum values pass through both sides of the center (line M0) in the welding width direction. For this reason, the high-strength outer peripheral region Y does not pass through the center (line M0) in the welding width direction. This is to suppress excessive heat input to the center (line M0) in the welding width direction, as will be described later.

図9は,図8のGG断面の一部を示す断面図である(図2でいえばHH断面に相当)。なお,図9負極板Nを省略して描いてある(図10〜図13も同様)。図9は,レーザによる正極集電板110への入熱が始まった直後の状態を示している。図9に示すように,正極集電板110のうち照射されるレーザの強度の高い箇所から溶融する。図9には,正極集電板110の一部が溶融している溶融部分112が表れている。溶融部分112は,高強度外周部領域Yからの入熱により溶融している部分である。一方,図9に示す初期の段階では,レーザの照射中心(線L)により入熱される箇所は未だ溶融していない。   9 is a cross-sectional view showing a part of the GG cross section of FIG. 8 (corresponding to the HH cross section in FIG. 2). 9 is drawn with the negative electrode plate N omitted (the same applies to FIGS. 10 to 13). FIG. 9 shows a state immediately after heat input to the positive electrode current collector plate 110 by the laser is started. As shown in FIG. 9, the positive electrode current collector 110 is melted from a portion where the intensity of the irradiated laser is high. FIG. 9 shows a melted portion 112 where a part of the positive electrode current collector plate 110 is melted. The melted portion 112 is a portion melted by heat input from the high-strength outer peripheral region Y. On the other hand, at the initial stage shown in FIG. 9, the portion where heat is input by the laser irradiation center (line L) is not yet melted.

その後,レーザによる入熱が進行する。図10は,図9と同様の断面についてさらに時間が経過している状態を示す断面図である。図10の溶融部分113は図9の溶融部分112より広い領域にわたって存在している。この状態に至っても,溶融部分113のうち最も深い位置まで溶融しているのは,レーザの強度の高い箇所である。ここで,溶接幅方向には,十分に広い領域が溶融している。そして,レーザの照射領域における中心付近では,それほど深い位置まで溶融していない。   Thereafter, heat input by the laser proceeds. FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state in which more time has passed for the same cross section as in FIG. 9. The melted portion 113 in FIG. 10 exists over a wider area than the melted portion 112 in FIG. Even in this state, it is the portion where the laser intensity is high that melts to the deepest position in the melted portion 113. Here, a sufficiently wide region is melted in the weld width direction. In the vicinity of the center in the laser irradiation region, the melt is not so deep.

レーザによる入熱が終わると,レーザの照射を受けた領域の温度は下がり始める。そして,その溶融部分113は再度凝固する。図11は,図10に示した溶融部分113が凝固した場合を示す図である。図11に示すように,正極集電板110から正極板Pの先端部PXの一部にわたって,熱影響部Xが形成されている。この段階で,正極集電板110と正極板Pとは溶接されている。   When the heat input by the laser is finished, the temperature of the region irradiated with the laser begins to drop. The molten portion 113 is solidified again. FIG. 11 is a diagram showing a case where the melted portion 113 shown in FIG. 10 is solidified. As shown in FIG. 11, the heat affected zone X is formed from the positive electrode current collector plate 110 to a part of the front end portion PX of the positive electrode plate P. At this stage, the positive electrode current collector plate 110 and the positive electrode plate P are welded.

同様に負極集電板120と負極板Nとを溶接することにより,図2に示した溶接体200が得られる。   Similarly, by welding the negative electrode current collector plate 120 and the negative electrode plate N, the welded body 200 shown in FIG. 2 is obtained.

3.電池における溶接箇所の断面形状
ここで,本形態の電池における溶接箇所の断面形状について図11により説明する。図11は,溶接箇所におけるレーザの走査方向に垂直な断面の一部を示す断面図である。図11に示す熱影響部Xの断面には,凸部X2,X3が表れている。そして,これらの凸部X2,X3の間には凹部X1が表れている。凸部X2および凸部X3は,レーザを照射する向きに突出している。凹部X1は,凸部X2と凸部X3との間に位置している。そして,レーザを照射する向きの反対向きに凹んでいる。
3. Here, the cross-sectional shape of the welded part in the battery according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a cross-sectional view showing a part of a cross section perpendicular to the laser scanning direction at a welding location. Convex parts X2 and X3 appear in the cross section of the heat affected zone X shown in FIG. And the recessed part X1 appears between these convex parts X2 and X3. The convex part X2 and the convex part X3 protrude in the direction in which the laser is irradiated. The concave portion X1 is located between the convex portion X2 and the convex portion X3. And it is dented in the opposite direction to the direction of laser irradiation.

図11では,熱影響部Xは,セパレータSの箇所に達していない。そのため,セパレータSも燃焼していない。溶接深さTがセパレータSの箇所に達しない程度の深さであるためである。ここで溶接深さTとは,正極集電板110の表側の面110aから熱影響部における凸部X2の頂部X2A(または凸部X3の頂部X3A)までの距離のことをいう。   In FIG. 11, the heat affected zone X does not reach the location of the separator S. Therefore, the separator S is not combusted. This is because the welding depth T is a depth that does not reach the location of the separator S. Here, the welding depth T means the distance from the surface 110a on the front side of the positive electrode current collector plate 110 to the top X2A of the convex portion X2 (or the top X3A of the convex portion X3) in the heat affected zone.

このときの溶接幅Dは,例えば0.5mmである。この溶接幅Dは十分な幅である。つまり,正極集電板110と正極板Pとの溶接強度は十分である。溶接幅Dは,図11に示すとおりである。ここで溶接幅Dとは,正極板Pと正極集電板110との間の接合部における熱影響部Xの幅のことをいう。   The welding width D at this time is, for example, 0.5 mm. This welding width D is a sufficient width. That is, the welding strength between the positive electrode current collector plate 110 and the positive electrode plate P is sufficient. The welding width D is as shown in FIG. Here, the weld width D refers to the width of the heat affected zone X at the joint between the positive electrode plate P and the positive electrode current collector plate 110.

図12は,レーザの強度分布とそのレーザにより溶接された溶接箇所の断面との関係を示す図である。図12に示すように,レーザの高強度外周部領域Yにより入熱された箇所が,熱影響部Xの凸部X2,X3の箇所となる。そして,レーザの照射中心(線L)により入熱された箇所が,熱影響部Xの凹部X1の箇所となる。なお,図12の線U1は,仮想的に描いたものである。   FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the intensity distribution of the laser and the cross section of the welded portion welded by the laser. As shown in FIG. 12, the places where heat is input by the high-intensity outer peripheral region Y of the laser are the locations of the convex portions X2 and X3 of the heat-affected zone X. And the location where heat is input by the laser irradiation center (line L) becomes the location of the recess X1 of the heat affected zone X. The line U1 in FIG. 12 is drawn virtually.

本形態の電池セル10では,好適な溶接のなされた溶接体200を有するものである。溶接体200では,セパレータ焼けがほとんど生じていない。また,正極集電板110,負極集電板120に貫通孔がほとんど生じていない。したがって,積層電極体100から好適に集電できる電池セル10が実現されている。そして,正極板Pと負極板Nとの絶縁性が保たれている。   The battery cell 10 of this embodiment has a welded body 200 that is suitably welded. In the welded body 200, the separator is hardly burned. Further, almost no through holes are formed in the positive electrode current collector plate 110 and the negative electrode current collector plate 120. Therefore, the battery cell 10 which can collect current suitably from the laminated electrode body 100 is realized. Insulation between the positive electrode plate P and the negative electrode plate N is maintained.

4.従来技術との比較
本形態と従来技術との比較のために,ガウシアン型のレーザを用いて溶接を行った場合について説明する。図13の上図は,ガウシアン型のレーザの強度分布を示すプロファイルである。図13の下図は,ガウシアン型のレーザを用いてレーザ溶接を行った場合を示す断面図である。ガウシアン型のレーザでは,その照射領域の中心でエネルギー強度が最も強い。
4). Comparison with Prior Art For comparison between the present embodiment and the prior art, a case where welding is performed using a Gaussian laser will be described. The upper diagram of FIG. 13 is a profile showing the intensity distribution of a Gaussian laser. The lower part of FIG. 13 is a cross-sectional view showing a case where laser welding is performed using a Gaussian laser. A Gaussian laser has the strongest energy intensity at the center of the irradiated area.

ガウシアン型のレーザを用いてレーザ溶接を行うと,図13の下図に示すように,レーザによる熱がセパレータSの箇所にまで到達する場合がある。これにより,セパレータSが燃焼するおそれがある。セパレータSが燃焼すると,その燃焼部分で電解質の透過が起こらないことがある。さらに,その燃焼部分で正極板Pと負極板Nとが絶縁されない場合がある。   When laser welding is performed using a Gaussian laser, the heat from the laser may reach the position of the separator S as shown in the lower diagram of FIG. Thereby, there exists a possibility that the separator S may burn. When the separator S burns, electrolyte permeation may not occur in the burning portion. Furthermore, the positive electrode plate P and the negative electrode plate N may not be insulated at the burning portion.

ガウシアン型のレーザを用いた場合であっても,もちろんセパレータSまで熱がそれほど伝わらないこともありうる。しかし,照射領域の中心でレーザの強度が最大値をとるため,本形態のレーザを用いた場合に比べてセパレータSまで熱が伝わりやすい。また,セパレータSの燃焼を抑制するために,レーザの強度を全体的に弱くすることも考えられる。しかし,その場合には溶接幅が不足するおそれがある。すなわち,溶接強度が十分でない。   Even when a Gaussian laser is used, of course, heat may not be transmitted to the separator S so much. However, since the intensity of the laser takes the maximum value at the center of the irradiation region, heat is more easily transmitted to the separator S than in the case where the laser of this embodiment is used. In order to suppress the combustion of the separator S, it is conceivable to reduce the intensity of the laser as a whole. In that case, however, the weld width may be insufficient. That is, the welding strength is not sufficient.

5.電池の製造方法
本実施の形態に係る電池の製造方法は,積層電極体100と正極集電板110や負極集電板120との溶接に前述の溶接方法を実施することに特徴のあるものである。
5. Battery Manufacturing Method The battery manufacturing method according to the present embodiment is characterized in that the above-described welding method is performed for welding the laminated electrode body 100 to the positive electrode current collector plate 110 and the negative electrode current collector plate 120. is there.

5−1.電極板作成工程
正極板Pは,正極基板に正極活物質を充填することにより作成される。ここで,正極基板のうち正極活物質を充填された箇所が正極充填部P1となる。正極基板のうち正極活物質を充填されていない箇所が正極非充填部P2となる。負極板Nは,負極基板に負極活物質を塗着することにより作成される。ここで,負極基板のうち負極活物質を充填された箇所が負極充填部N1となる。負極基板のうち負極活物質を充填されていない箇所が負極非充填部N2となる。
5-1. Electrode plate preparation process The positive electrode plate P is prepared by filling a positive electrode substrate with a positive electrode active material. Here, the portion of the positive electrode substrate filled with the positive electrode active material becomes the positive electrode filling portion P1. A portion of the positive electrode substrate that is not filled with the positive electrode active material is a positive electrode unfilled portion P2. The negative electrode plate N is prepared by applying a negative electrode active material to a negative electrode substrate. Here, the portion filled with the negative electrode active material in the negative electrode substrate becomes the negative electrode filling portion N1. A portion of the negative electrode substrate that is not filled with the negative electrode active material is a negative electrode non-filled portion N2.

5−2.電極体作成工程
続いて,正極板P,負極板N,セパレータSを積層する。その際に,正極板Pと負極板Nとが交互になるように配置する。そして,正極板Pと負極板Nとの間に必ずセパレータSをはさんだ状態で積層する。その際に,正極板Pの正極非充填部P2が一方から突出するようにするとともに,負極板Nの負極非充填部N2がその反対側に突出するように積み重ねる。これにより,積層電極体100が作成される。
5-2. Electrode body preparation process Then, the positive electrode plate P, the negative electrode plate N, and the separator S are laminated | stacked. At that time, the positive plates P and the negative plates N are alternately arranged. Then, the separator S is necessarily laminated between the positive electrode plate P and the negative electrode plate N. At that time, the positive electrode plate P is stacked so that the positive electrode unfilled portion P2 protrudes from one side and the negative electrode unfilled portion N2 of the negative electrode plate N protrudes to the opposite side. Thereby, the laminated electrode body 100 is created.

5−3.集電体溶接工程
次に,正極集電板110および負極集電板120を積層電極体100に溶接する。図7に,溶接前の積層電極体100と正極集電板110を示す。ここでは,前述のレーザを用いて正極集電板110を正極非充填部P2の先端部PXに溶接する。同様に,負極集電板120を負極非充填部N2の先端部NXに溶接する。これらの接合の順序はどちらでもよい。
5-3. Current Collector Welding Step Next, the positive electrode current collector plate 110 and the negative electrode current collector plate 120 are welded to the laminated electrode body 100. FIG. 7 shows the laminated electrode body 100 and the positive electrode current collector plate 110 before welding. Here, the positive electrode current collector plate 110 is welded to the front end portion PX of the positive electrode unfilled portion P2 using the laser described above. Similarly, the negative electrode current collector plate 120 is welded to the tip portion NX of the negative electrode unfilled portion N2. The order of these joinings may be either.

5−4.電池組立工程
続いて,電池容器11の内部に積層電極体100を配置する。そして電池容器11の内部に電解液を注入する。これにより,積層電極体100は,電解液に浸されることとなる。続いて,封口板12を電池容器11に接合する。これにより,本形態の電池セル10が組み立てられる。この後,各種の検査工程を行うとよい。以上の工程を経ることにより,本形態の電池セル10が製造される。
5-4. Battery Assembly Step Subsequently, the laminated electrode body 100 is disposed inside the battery container 11. Then, an electrolytic solution is injected into the battery container 11. Thereby, the laminated electrode body 100 is immersed in the electrolytic solution. Subsequently, the sealing plate 12 is joined to the battery container 11. Thereby, the battery cell 10 of this embodiment is assembled. After this, various inspection processes may be performed. Through the above steps, the battery cell 10 of this embodiment is manufactured.

6.変形例
6−1.高強度外周部領域
本形態では,図6に示すように,レーザの外周部であってレーザの走査方向の前後におけるレーザの強度R1,R2を,レーザの照射中心におけるレーザの強度R0以下とした。しかし,レーザの走査方向の前後におけるレーザの強度R1,R2を,レーザの照射中心におけるレーザの強度R0より大きいこととしてもよい。ただし,レーザの強度R1,R2は,レーザの強度Q1,Q2よりも小さい。つまり,レーザの照射領域の中心からみてレーザの走査方向の前後の外周部におけるレーザ強度が,他の外周部におけるレーザ強度より低いレーザを用いればよい。
6). Modification 6-1. High-intensity outer peripheral region In this embodiment, as shown in FIG. 6, the laser intensities R1 and R2 at the outer periphery of the laser and before and after the laser scanning direction are set to be equal to or lower than the laser intensity R0 at the laser irradiation center. . However, the laser intensities R1 and R2 before and after the laser scanning direction may be larger than the laser intensity R0 at the laser irradiation center. However, the laser intensities R1 and R2 are smaller than the laser intensities Q1 and Q2. That is, it is only necessary to use a laser in which the laser intensity in the outer peripheral part before and after the laser scanning direction is lower than the laser intensity in the other outer peripheral part when viewed from the center of the laser irradiation region.

6−2.プリズムの形状とレーザの強度分布
本形態では,図4に示した底面が長方形のプリズム1030を用いた。しかし,図14に示すような底面が正方形のプリズム1130を用いることもできる。この場合,レーザのエネルギー強度のプロファイルは,図15のようになる。
6-2. Prism Shape and Laser Intensity Distribution In this embodiment, the prism 1030 having a rectangular bottom surface shown in FIG. 4 is used. However, it is also possible to use a prism 1130 having a square bottom as shown in FIG. In this case, the profile of the energy intensity of the laser is as shown in FIG.

図15の断面を図16に示す。図16には,高強度外周部領域Y1と,高強度外周部領域Y2とが表れている。ここで,高強度外周部領域Y1が十分に狭ければよい。このレーザを用いて製造された電池セルでは,図11に示した断面は,凹部X1よりやや凹みの小さい凹部を有している。この場合であっても,溶接幅Dを確保しつつ溶接深さTが深くなりすぎない溶接を行うことができる。   The cross section of FIG. 15 is shown in FIG. FIG. 16 shows a high-strength outer peripheral region Y1 and a high-strength outer peripheral region Y2. Here, the high-strength outer peripheral region Y1 only needs to be sufficiently narrow. In the battery cell manufactured using this laser, the cross section shown in FIG. 11 has a concave portion that is slightly smaller than the concave portion X1. Even in this case, it is possible to perform welding in which the welding depth T is not excessively deep while ensuring the welding width D.

6−3.ツインビーム
本形態では,図5および図6に示したレーザ強度のプロファイルを有するレーザを用いた。しかし,レーザを2本用いることとしても同様の効果が得られる。その場合のレーザのプロファイルを,図17に示す。図17に示すプロファイルのレーザを用いるためには,図18に示す形状のプリズム1230を用いればよい。プリズム1230の形状は三角柱形状である。ここで,図18の矢印I3は,図4の矢印I1に平行な方向を示している。図18の矢印J3は,図4の矢印J1に平行な方向を示している。
6-3. Twin Beam In this embodiment, a laser having the laser intensity profile shown in FIGS. 5 and 6 was used. However, the same effect can be obtained by using two lasers. FIG. 17 shows the laser profile in that case. In order to use the laser having the profile shown in FIG. 17, the prism 1230 having the shape shown in FIG. 18 may be used. The prism 1230 has a triangular prism shape. Here, an arrow I3 in FIG. 18 indicates a direction parallel to the arrow I1 in FIG. An arrow J3 in FIG. 18 indicates a direction parallel to the arrow J1 in FIG.

または,ツインビームを発生するのであれば,光ファイバーを2本用いて,レーザを照射することとしてもよい。レーザのエネルギー強度を調整することにより,必要な溶接幅を得るとともに,セパレータ焼けを生じにくくすることができる。   Alternatively, if a twin beam is generated, two optical fibers may be used for laser irradiation. By adjusting the energy intensity of the laser, the necessary welding width can be obtained and the separator can be made difficult to burn.

7.まとめ
以上,詳細に説明したように,本実施の形態に係る溶接方法は,正極集電板110を正極板Pの先端部PXに溶接する際に,レーザの照射領域のうち照射中心のレーザの強度R0よりも高いレーザの強度をとる高強度外周部領域Yを有するレーザを用いる方法である。そして,高強度外周部領域Yは,溶接幅方向の中心を通過しないようにする。そのため,このレーザ溶接によりセパレータの燃焼のおそれがほとんどない。また,ビーム溶接のように,真空状態化で溶接を行う必要性がない。そのため,真空引きする工程が必要ない。すなわち,サイクルタイムが短い。負極集電板120を負極板Nの先端部NXに溶接する場合も同様である。これにより,レーザ溶接の際にセパレータSが溶損するおそれのほとんどない溶接方法および電池の製造方法が実現されている。
7). Summary As described above in detail, the welding method according to the present embodiment, when welding the positive electrode current collector plate 110 to the tip portion PX of the positive electrode plate P, the laser at the irradiation center in the laser irradiation region. In this method, a laser having a high-intensity outer peripheral region Y that takes a laser intensity higher than the intensity R0 is used. And the high intensity | strength outer peripheral part area | region Y is made not to pass the center of a welding width direction. For this reason, there is almost no risk of burning the separator by this laser welding. In addition, unlike beam welding, there is no need to perform welding in a vacuum state. Therefore, there is no need for a vacuuming process. That is, the cycle time is short. The same applies to the case where the negative electrode current collector plate 120 is welded to the tip NX of the negative electrode plate N. This realizes a welding method and a battery manufacturing method that hardly cause the separator S to melt during laser welding.

また,本形態に係る電池では,溶接箇所の熱影響部における溶接方向に垂直な断面において,凸部X2,X3が表れている。凸部X2および凸部X3は,レーザを照射する向きに突出している。レーザ照射面の反対側に向かって凸形状である2箇所の凸部X2,X3と,それらの凸部X2,X3の間に凹部X1が形成されている。そのため,熱影響部Xの形状は,溶接幅Dの方向に広く,溶接深さTの方向に浅い。つまり,溶接体200は,十分な溶接幅Dを備えるとともに,セパレータSが燃焼していない。したがって,本形態の電池は,内部短絡を起こしにくい。   Further, in the battery according to this embodiment, the convex portions X2 and X3 appear in the cross section perpendicular to the welding direction in the heat-affected zone of the welded portion. The convex part X2 and the convex part X3 protrude in the direction in which the laser is irradiated. Two convex portions X2 and X3 that are convex toward the opposite side of the laser irradiation surface, and a concave portion X1 are formed between the convex portions X2 and X3. Therefore, the shape of the heat affected zone X is wide in the direction of the welding width D and shallow in the direction of the welding depth T. That is, the welded body 200 has a sufficient welding width D and the separator S is not burned. Therefore, the battery of this embodiment is less likely to cause an internal short circuit.

また,本形態の溶接装置は,底面が長方形の四角錘形状のプリズム1030を有するものである。そのため,レーザの照射領域のうち照射中心のレーザの強度R0よりも高いレーザの強度をとる高強度外周部領域Yを有するレーザを発振させることができる。   Further, the welding apparatus of the present embodiment has a quadrangular pyramid prism 1030 having a rectangular bottom surface. Therefore, it is possible to oscillate a laser having a high-intensity outer peripheral region Y that takes a laser intensity higher than the intensity R0 of the laser at the irradiation center in the laser irradiation area.

なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。例えば,ニッケル水素電池に限らない。リチウムイオン電池にも適用することができる。その場合であっても,正極板反応部および正極板非反応部を有する正極板と,負極板反応部および負極板非反応部を有する負極板とを有し,それぞれ正極集電板と負極集電板とに溶接すればよい。その他,正極非充填部P2の先端部PXを正極集電板110に溶接し,あるいは負極非充填部N2の先端部NXを負極集電板120に溶接するような電池であれば,適用することができる。また,電極体は,平積みした積層電極体100に限らない。例えば,捲回した捲回型電極体であってもよい。   Note that this embodiment is merely an example, and does not limit the present invention. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, it is not limited to a nickel metal hydride battery. The present invention can also be applied to a lithium ion battery. Even in this case, it has a positive electrode plate having a positive electrode plate reaction part and a positive electrode plate non-reaction part, and a negative electrode plate having a negative electrode plate reaction part and a negative electrode plate non-reaction part. What is necessary is just to weld to an electric plate. In addition, it is applicable to any battery in which the tip PX of the positive electrode unfilled portion P2 is welded to the positive electrode current collector plate 110 or the tip NX of the negative electrode unfilled portion N2 is welded to the negative electrode current collector plate 120. Can do. Further, the electrode body is not limited to the stacked electrode body 100 stacked in a flat manner. For example, a wound wound electrode body may be used.

また本形態では,溶接の際に,正極集電板110と正極板Pの先端部PXとが既に接触していることとした。しかし,これらの間にわずかな隙間があってもよい。溶接を行うことができることに変わりないからである。   Further, in this embodiment, the positive electrode current collector plate 110 and the tip portion PX of the positive electrode plate P are already in contact with each other during welding. However, there may be a slight gap between them. This is because welding can be performed.

10…電池セル
100…積層電極体
110…正極集電板
111,121…屈曲部
120…負極集電板
200…溶接体
1000…レーザ溶接装置
1001…レーザ発振器
1010…光ファイバー
1020…コリメートレンズ
1030,1130,1230…プリズム
1040…集光レンズ
D…溶接幅
P…正極板
P1…正極充填部
P2…正極非充填部
PX…先端部
N…負極板
N1…負極充填部
N2…負極非充填部
NX…先端部
S…セパレータ
X…熱影響部
X1…凹部
X2,X3…凸部
X2A,X3A…頂部
Y,Y1,Y2…高強度外周部領域
Z…照射中心領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Battery cell 100 ... Laminated electrode body 110 ... Positive electrode current collecting plate 111, 121 ... Bending part 120 ... Negative electrode current collecting plate 200 ... Welding body 1000 ... Laser welding apparatus 1001 ... Laser oscillator 1010 ... Optical fiber 1020 ... Collimating lens 1030, 1130 , 1230 ... prism 1040 ... condensing lens D ... welding width P ... positive electrode plate P1 ... positive electrode filling part P2 ... positive electrode unfilling part PX ... tip part N ... negative electrode plate N1 ... negative electrode filling part N2 ... negative electrode unfilling part NX ... tip Part S ... Separator X ... Heat-affected zone X1 ... Concave part X2, X3 ... Convex part X2A, X3A ... Top part Y, Y1, Y2 ... High-strength outer peripheral area Z ... Irradiation center area

Claims (9)

レーザを溶接対象物に照射することにより溶接を行う溶接方法であって,
レーザとして,
レーザの照射領域の外周部に,レーザの照射領域の中心のレーザ強度より高いレーザ強度である高強度外周部領域を有するとともに,
レーザの照射領域の中心からみてレーザの走査方向の前後の外周部におけるレーザ強度が,他の外周部におけるレーザ強度より低いレーザを用いることを特徴とする溶接方法。
A welding method for performing welding by irradiating a welding object with a laser,
As a laser,
In the outer periphery of the laser irradiation region, there is a high-intensity outer peripheral region that is higher than the laser intensity at the center of the laser irradiation region,
A welding method characterized by using a laser whose laser intensity at the outer periphery before and after the laser scanning direction as viewed from the center of the laser irradiation region is lower than the laser intensity at the other outer periphery.
請求項1に記載の溶接方法であって,
正極板と負極板とをこれらの間にセパレータを介在させて交互に配置した電極体の前記正極板もしくは前記負極板に,集電体を溶接することを特徴とする溶接方法。
The welding method according to claim 1,
A welding method comprising welding a current collector to the positive electrode plate or the negative electrode plate of an electrode body in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are alternately arranged with a separator interposed therebetween.
請求項1または請求項2に記載の溶接方法であって,
前記高強度外周部領域の間に位置する照射中心領域の幅が,
レーザの照射領域の全幅の10〜30%の範囲内であるレーザを用いることを特徴とする溶接方法。
A welding method according to claim 1 or claim 2, wherein
The width of the irradiation center region located between the high-strength outer peripheral regions is
A welding method using a laser that is within a range of 10 to 30% of the entire width of a laser irradiation region.
正極板と負極板とをこれらの間にセパレータを介在させて交互に積層することで電極体とする電極体作成工程と,
前記電極体の前記正極板と前記負極板との少なくとも一方を集電体に溶接して溶接体とする集電体溶接工程と,
前記溶接体を電池容器の内部に配置するとともに前記電池容器の内部に電解液を注入して封止する電池組立工程とを有する電池の製造方法であって,
前記集電体溶接工程では,
レーザとして,
レーザの照射領域の外周部に,レーザの照射領域の中心のレーザ強度より高いレーザ強度である高強度外周部領域を有するとともに,
レーザの照射領域の中心からみてレーザの走査方向の前後の外周部におけるレーザ強度が,他の外周部におけるレーザ強度より低いレーザを用いることを特徴とする電池の製造方法。
An electrode body preparation step in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are alternately laminated with a separator interposed therebetween,
A current collector welding step of welding at least one of the positive electrode plate and the negative electrode plate of the electrode body to a current collector to form a welded body;
A battery assembling step of disposing the welded body inside a battery container and injecting an electrolyte into the battery container and sealing the battery,
In the current collector welding process,
As a laser,
In the outer periphery of the laser irradiation region, there is a high-intensity outer peripheral region that is higher than the laser intensity at the center of the laser irradiation region,
A method of manufacturing a battery, comprising using a laser whose laser intensity at the outer periphery before and after the laser scanning direction as viewed from the center of the laser irradiation region is lower than the laser intensity at the other outer periphery.
請求項4に記載の電池の製造方法であって,
前記集電体溶接工程では,
底面が長方形の四角錘形状のプリズムを透過させたレーザを用いることを特徴とする電池の製造方法。
A method of manufacturing a battery according to claim 4,
In the current collector welding process,
A method of manufacturing a battery, characterized by using a laser having a bottom surface of a rectangular pyramid prism.
請求項4に記載の電池の製造方法であって,
前記集電体溶接工程では,
三角柱形状のプリズムを透過させたレーザを用いることを特徴とする電池の製造方法。
A method of manufacturing a battery according to claim 4,
In the current collector welding process,
A method for manufacturing a battery, comprising using a laser beam transmitted through a prism having a triangular prism shape.
請求項4から請求項6までのいずれかに記載の電池の製造方法であって,
前記集電体溶接工程では,
前記高強度外周部領域の間に位置する照射中心領域の幅が,
レーザの照射領域の全幅の10〜30%の範囲内であるレーザを用いることを特徴とする電池の製造方法。
A method of manufacturing a battery according to any one of claims 4 to 6,
In the current collector welding process,
The width of the irradiation center region located between the high-strength outer peripheral regions is
A method for producing a battery, comprising using a laser that is within a range of 10 to 30% of a total width of a laser irradiation region.
正極板と負極板とをこれらの間にセパレータを介在させて交互に配置した電極体と,
前記正極板と前記負極板との少なくとも一方に溶接箇所でレーザ溶接された集電体とを有する電池であって,
前記溶接箇所におけるレーザの走査方向に垂直な断面では,
熱影響部の断面形状は,
レーザを照射する向きに突出している第1の凸部および第2の凸部と,
前記第1の凸部と前記第2の凸部との間に位置するとともにレーザを照射する向きの反対向きに凹んでいる凹部とが形成された形状であることを特徴とする電池。
An electrode body in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are alternately arranged with a separator interposed therebetween,
A battery having a current collector laser welded to at least one of the positive electrode plate and the negative electrode plate at a welding point;
In the cross section perpendicular to the laser scanning direction at the weld location,
The cross-sectional shape of the heat affected zone is
A first protrusion and a second protrusion protruding in the direction of irradiating the laser;
A battery having a shape in which a concave portion is formed between the first convex portion and the second convex portion and is recessed in a direction opposite to the direction of laser irradiation.
レーザを発振するレーザ発振器と,
前記レーザ発振器により発振されたレーザを伝送するとともにレーザ照射口を備える光ファイバーと,
前記レーザ照射口から照射されるレーザを平行光とするコリメートレンズと,
前記コリメートレンズにより平行光とされたレーザを回折するプリズムとを有する溶接装置であって,
前記プリズムは,
底面が長方形である四角錘形状であり,
レーザを,前記底面から前記四角錘形状の頂点に向かう向きに入射するように配置されているものであることを特徴とする溶接装置。
A laser oscillator that oscillates a laser;
An optical fiber that transmits a laser oscillated by the laser oscillator and includes a laser irradiation port;
A collimating lens that collimates the laser emitted from the laser irradiation port;
A welding device having a prism that diffracts a laser beam made parallel by the collimating lens,
The prism is
A quadrangular pyramid shape with a rectangular bottom,
A welding apparatus, wherein the laser is arranged so as to be incident in a direction from the bottom surface toward the apex of the quadrangular pyramid shape.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017107709A (en) * 2015-12-09 2017-06-15 トヨタ自動車株式会社 Battery manufacturing method
JP2020525995A (en) * 2017-07-03 2020-08-27 モンバット・ニュー・パワー・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング Method and device for manufacturing storage battery, and storage battery
CN115117466A (en) * 2022-06-17 2022-09-27 重庆宏辰科扬能源有限责任公司 Production process of cylindrical high-voltage nickel-hydrogen battery
WO2023053650A1 (en) * 2021-09-28 2023-04-06 パナソニックIpマネジメント株式会社 Welding method and welded structure of metal member
WO2024000128A1 (en) * 2022-06-27 2024-01-04 宁德时代新能源科技股份有限公司 Soldering method, soldering device, and battery manufacturing apparatus

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4159355A1 (en) * 2020-03-27 2023-04-05 Furukawa Electric Co., Ltd. Welding method and welding apparatus

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5587119A (en) * 1978-12-25 1980-07-01 Toshiba Corp Laser light radiation method
JPS5768288A (en) * 1980-10-15 1982-04-26 Toyota Motor Corp Heating method by laser beam
JPH0966382A (en) * 1995-09-01 1997-03-11 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Torch for irradiation with laser
JPH09189881A (en) * 1996-01-11 1997-07-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Optical system in laser device
JP2001093504A (en) * 1999-09-22 2001-04-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Battery and manufacturing method
JP2001160387A (en) * 1999-09-21 2001-06-12 Sanyo Electric Co Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery and manufacturing method therefor
JP2007253165A (en) * 2006-03-20 2007-10-04 Tokyu Car Corp Laser beam heating method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5587119A (en) * 1978-12-25 1980-07-01 Toshiba Corp Laser light radiation method
JPS5768288A (en) * 1980-10-15 1982-04-26 Toyota Motor Corp Heating method by laser beam
JPH0966382A (en) * 1995-09-01 1997-03-11 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Torch for irradiation with laser
JPH09189881A (en) * 1996-01-11 1997-07-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Optical system in laser device
JP2001160387A (en) * 1999-09-21 2001-06-12 Sanyo Electric Co Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery and manufacturing method therefor
JP2001093504A (en) * 1999-09-22 2001-04-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Battery and manufacturing method
JP2007253165A (en) * 2006-03-20 2007-10-04 Tokyu Car Corp Laser beam heating method

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017107709A (en) * 2015-12-09 2017-06-15 トヨタ自動車株式会社 Battery manufacturing method
JP2020525995A (en) * 2017-07-03 2020-08-27 モンバット・ニュー・パワー・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング Method and device for manufacturing storage battery, and storage battery
EP3649683B1 (en) 2017-07-03 2021-10-27 Monbat New Power GmbH Method and apparatus for producing a rechargeable battery and rechargeable battery
US11502380B2 (en) 2017-07-03 2022-11-15 Monbat New Power GmbH Producing a rechargeable battery
JP7308155B2 (en) 2017-07-03 2023-07-13 モンバット・ニュー・パワー・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング Method and apparatus for manufacturing storage battery, and storage battery
WO2023053650A1 (en) * 2021-09-28 2023-04-06 パナソニックIpマネジメント株式会社 Welding method and welded structure of metal member
CN115117466A (en) * 2022-06-17 2022-09-27 重庆宏辰科扬能源有限责任公司 Production process of cylindrical high-voltage nickel-hydrogen battery
WO2024000128A1 (en) * 2022-06-27 2024-01-04 宁德时代新能源科技股份有限公司 Soldering method, soldering device, and battery manufacturing apparatus

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