JP2017076573A - 電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】連結積層型電極体を備える電池において、厚み方向に曲げられた連結部でセパレータ層及び第２活物質層が剥がれ落ちるのを抑制できる電池の製造方法を提供すること。【解決手段】電池１の製造方法は、連結電極板４７を形成する連結板形成工程を備える。この工程は、未加工電極板４７ｘを形成する未加工電極板形成工程と、未加工電極板４７ｘの未加工連結部４１ｘにレーザ光ＬＢを照射し走査して、第２活物質層３３及びセパレータ層３５をいずれも除去すると共に、集電連結部４２を一旦溶融させ、レーザ光ＬＢの連結幅方向ＬＨへの進行と共に貫通孔４２ｈ及び金属塊部４２ｔを交互に形成して、破線状連結部４３を有する連結電極板４７を形成する加工工程とを有する。【選択図】図４

Description

本発明は、連結積層型の電極体を備える電池の製造方法に関する。

従来より、電池の電極体として、複数の矩形状の正極板と、１枚の帯状の連結負極板（複数の矩形状の負極板が連結したもの）と、この連結負極板の両主面に重ねられた一対の帯状のフィルム状セパレータとを有し、連結負極板及びフィルム状セパレータが山折り谷折りに交互に折り曲げられ、負極板同士の間にそれぞれ正極板が挿入された連結積層型の電極体が知られている。

このような連結積層型電極体は、例えば特許文献１に開示された製造方法によって製造する。即ち、まず、帯状の負極板（連結負極板）を一対の帯状のフィルム状セパレータの間に挿入し、これらを押圧して、連結負極板とフィルム状セパレータとが圧着した負極・セパレータ圧着体を形成する。次に、この負極・セパレータ圧着体に、長手方向の所定間隔毎に刃状具を押し当てて、幅方向に延びる折り目を複数形成する。次に、この負極・セパレータ圧着体を、複数の折り目で山折り谷折りに交互に折り曲げると共に、負極・セパレータ圧着体同士の間にそれぞれ正極板を挿入して、連結積層型電極体を形成する。

特開２０１３−２２２６０２号公報

ところで、特許文献１の連結積層型電極体は、正極板及び連結負極板とは別部材とされたフィルム状セパレータを用いて電極体を形成しているが、連結負極板の負極活物質層上にセパレータ層を形成して、連結負極板とセパレータ層とを一体化したもの（以下、連結複合負極板ともいう）を用いることも考えられる。

このような連結積層型電極体は、例えば、次のようにして製造する。即ち、まず、樹脂粒子を用いて、この粒子を含む多孔質のセパレータ層を、連結負極板の負極活物質層上に形成し、連結負極板とセパレータ層とが一体化した帯状の連結複合負極板を得る。次に、この連結複合負極板に、長手方向の所定間隔毎に刃状具などを押し当てて、幅方向に延びる折り目を複数形成する。次に、この連結複合負極板を、複数の折り目で山折り谷折りに交互に折り曲げると共に、この折り曲げられた連結部を介して繋がる複合負極板同士の間にそれぞれ正極板を挿入して、連結積層型電極体を形成する。

しかしながら、刃状具等を押し当てて折り目を形成すると、その際にセパレータ層及び負極活物質層に掛かる応力により、折り目の近傍においてセパレータ層及び負極活物質層が破壊して剥がれ落ちることがある。このため、このような連結複合負極板を用いて電極体及び電池を形成すると、短絡を生じるおそれがある。また、折り目の形成時にセパレータ層及び負極活物質層の剥がれ落ちが生じない場合であっても、連結複合負極板を山折り或いは谷折りに折り曲げると、連結部の外側では、セパレータ層及び負極活物質層に引張応力が掛かる一方、連結部の内側では、セパレータ層及び負極活物質層に圧縮応力が掛かる。このため、連結部でセパレータ層及び負極活物質層が破壊して剥がれ落ちることがある。この場合も、この連結複合負極板を用いて電極体及び電池を形成したときに、短絡を生じるおそれがある。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、複数の第１電極板と複数の複合第２電極板とが交互に積層され、積層方向に第１電極板を介して隣り合う複合第２電極板同士が連結部で連結された連結電極板を有する連結積層型電極体を備える電池において、厚み方向に曲げられた連結部でセパレータ層及び第２活物質層が剥がれ落ちるのを抑制した電池の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の一態様は、第１金属箔からなる第１集電部、及び、この第１集電部の両主面上に位置する第１活物質層を有する複数の第１電極板と、第２金属箔からなる第２集電部、この第２集電部の両主面上に位置する第２活物質層、及び、この第２活物質層の表面上にそれぞれ位置し熱可塑性樹脂製の樹脂粒子を含むセパレータ層を有する複数の複合第２電極板とが、交互に積層されてなり、上記複合第２電極板は、上記第１電極板を介して積層方向に隣り合う他の上記複合第２電極板と連結部を介して連結した連結電極板をなしており、上記連結電極板は、単一の上記第２金属箔から構成され、複数の上記第２集電部、及び、上記連結部に含まれ上記第２集電部同士を連結する集電連結部を含む連結第２集電箔を有する連結積層型電極体を備え、上記連結部は、自身の厚み方向に曲げられてなり、この連結部が連結する上記複合第２電極板同士の間を結ぶ連結方向に直交する連結幅方向に延び、上記第２活物質層及び上記セパレータ層が存在せずに上記集電連結部が露出し、この集電連結部を貫通する複数の貫通孔と複数の金属塊部とが交互に並び、上記金属塊部を介して連結した破線状連結部を含む電池の製造方法であって、上記連結電極板を形成する連結板形成工程を備え、上記連結板形成工程は、複数の上記複合第２電極板と、これらを連結する未加工連結部とを有する未加工電極板を形成する未加工電極板形成工程と、上記未加工電極板のうち上記未加工連結部にレーザ光を照射しつつ上記連結幅方向に走査して、上記集電連結部の両主面上の上記第２活物質層及び上記セパレータ層をいずれも除去すると共に、上記集電連結部を一旦溶融させ、上記レーザ光の上記連結幅方向への進行と共に上記貫通孔及び上記金属塊部を交互に形成して、上記破線状連結部を有する上記連結電極板を形成する加工工程と、を有する電池の製造方法である。

この電池の製造方法によれば、上述のように、連結板形成工程の加工工程において、未加工電極板のうち未加工連結部にレーザ光を照射し走査して、第２活物質層及びセパレータ層をいずれも除去すると共に、集電連結部を一旦溶融させ、レーザ光の連結幅方向への進行と共に貫通孔及び金属塊部を交互に形成して、破線状連結部を有する連結電極板を形成する。この連結電極板を用いて連結積層型電極体を形成すると、連結部は、第２活物質層及びセパレータ層が除去され、かつ、破線状となった破線状連結部で大きく曲がるため、連結部のうち破線状連結部を除く第２活物質層が残った部位（以下、「残存連結部」ともいう）の曲率が小さくなって、残存連結部に掛かる圧縮応力及び引張応力が小さくなる。このため、連結部のうち残存連結部でセパレータ層及び第２活物質層が剥がれ落ちるのを抑制した電池を製造できる。

なお、「第１電極板」は、前述のように、第１集電部及び第１活物質層を有するが、複合第２電極板と同様に、第１活物質層の表面上にセパレータ層を有する「複合第１電極板」であってもよい。更には、複合第１電極板が、第２電極板を介して積層方向に隣り合う他の複合第１電極板と第１連結部を介して連結した形態であってもよい。

更に、上記の電池の製造方法であって、前記第１集電部は、正極集電部であり、前記第１活物質層は、正極活物質層であり、前記第１電極板は、正極板であり、前記第２集電部は、負極集電部であり、前記第２活物質層は、負極活物質層であり、前記複合第２電極板は、複合負極板であり、前記連結電極板は、連結複合負極板であり、前記連結第２集電箔は、連結負極集電箔である電池の製造方法とするのが好ましい。

この電池の製造方法によれば、連結複合負極板の連結部でセパレータ層及び負極活物質層が剥がれ落ちるのを抑制した電池を製造できる。

また、他の態様としては、第１金属箔からなる第１集電部、及び、この第１集電部の両主面上に位置する第１活物質層を有する複数の第１電極板と、第２金属箔からなる第２集電部、この第２集電部の両主面上に位置する第２活物質層、及び、この第２活物質層の表面上にそれぞれ位置し熱可塑性樹脂製の樹脂粒子を含むセパレータ層を有する複数の複合第２電極板とが、交互に積層されてなり、上記複合第２電極板は、上記第１電極板を介して積層方向に隣り合う他の上記複合第２電極板と連結部を介して連結した連結電極板をなしており、上記連結電極板は、単一の上記第２金属箔から構成され、複数の上記第２集電部、及び、上記連結部に含まれ上記第２集電部同士を連結する集電連結部を含む連結第２集電箔を有する連結積層型電極体を備え、上記連結部は、自身の厚み方向に曲げられてなり、この連結部が連結する上記複合第２電極板同士の間を結ぶ連結方向に直交する連結幅方向に延び、上記第２活物質層及び上記セパレータ層が存在せずに上記集電連結部が露出し、この集電連結部を貫通する複数の貫通孔と複数の金属塊部とが交互に並び、上記金属塊部を介して連結した破線状連結部を含む電池とするのが好ましい。

この電池では、上述のように、連結電極板の連結部は、第２活物質層及びセパレータ層が存在せずに集電連結部が露出し、複数の貫通孔と複数の金属塊部とが交互に並び、金属塊部を介して連結した破線状連結部を含む。この連結電極板は、連結部をその厚み方向に曲げると、第２活物質層及びセパレータ層が存在せず、かつ、破線状となった破線状連結部で大きく曲がるため、連結部のうち破線状連結部を除く第２活物質層が残った部位（残存連結部）の曲率が小さくなって、残存連結部に掛かる圧縮応力及び引張応力が小さくなる。これにより、連結部のうち残存連結部でセパレータ層及び第２活物質層が剥がれ落ちるのを抑制できる。

実施形態に係る電池の斜視図である。 実施形態に係る電池を電池厚み方向に直交する（電池横方向及び電池縦方向に沿う）平面で切断した電池の縦断面図である。 実施形態に係る連結積層型電極体を電極体縦方向に直交する(電極体横方向及び電極体積層方向に沿う）平面で切断した連結積層型電極体の断面図である。 実施形態に係る連結積層型電極体を電極体横方向に直交する(電極体縦方向及び電極体積層方向に沿う）平面で切断した連結積層型電極体の断面図である。 実施形態に係り、連結複合負極板と各々の正極板との重なり状態を維持しつつ展開した、連結積層型電極体の展開図である。 実施形態に係り、加工工程後の連結複合負極板の平面図である。 実施形態に係り、加工工程後の連結複合負極板をその幅方向に切断した断面図である。 実施形態に係る未加工電極板の平面図である。 実施形態に係り、未加工電極板をその幅方向に切断した断面図である。 実施例１〜３及び比較例１〜９に係る各連結複合負極板について、加工工程におけるレーザの走査速度及び出力と連結複合負極板の連結部の状態との関係を示すグラフである。 比較例２，３に係り、加工工程後の連結複合負極板の平面図である。 比較例２，３に係り、加工工程後の連結複合負極板をその幅方向に切断した断面図である。 比較例６，７，９に係り、加工工程後の連結複合負極板の平面図である。 比較例６，７，９に係り、加工工程後の連結複合負極板をその幅方向に切断した断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１及び図２に、本実施形態に係る電池１の斜視図及び縦断面図を示す。また、図３〜図５に、この電池１を構成する連結積層型電極体２０（以下、単に電極体２０とも言う）の断面図及び展開図を示す。また、図６及び図７に、連結複合負極板（連結電極板）４７の平面図及び断面図を示す。なお、以下では、電池１の電池厚み方向ＢＨ、電池横方向ＣＨ及び電池縦方向ＤＨを、図１及び図２に示す方向、電極体２０の電極体積層方向（積層方向）ＥＨ、電極体横方向ＦＨ及び電極体縦方向ＧＨを、図２〜図５に示す方向と定めて説明する。

この電池１は、ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両などに搭載される角型で密閉型のリチウムイオン二次電池である。電池１は、電池ケース１０と、この内部に収容された連結積層型電極体２０と、電池ケース１０に支持された正極端子部材５０及び負極端子部材６０等から構成される。また、電池ケース１０内には、非水電解液１７が収容されており、その一部は電極体２０内に含浸されている。

このうち電池ケース１０は、直方体箱状で金属（本実施形態ではアルミニウム）からなる。この電池ケース１０は、上側のみが開口した有底角筒状のケース本体部材１１と、このケース本体部材１１の開口１１ｈを閉塞する形態で溶接された矩形板状のケース蓋部材１３とから構成される。ケース蓋部材１３には、電池ケース１０の内圧が所定圧力に達した際に破断開弁する安全弁１４が設けられている。また、このケース蓋部材１３には、電池ケース１０の内外を連通する注液孔１３ｈが形成され、封止部材１５で気密に封止されている。

また、ケース蓋部材１３には、アルミニウムからなる内部端子部材５３、外部端子部材５４及びボルト５５により構成される正極端子部材５０が、樹脂からなる内部絶縁部材５７及び外部絶縁部材５８を介して固設されている。この正極端子部材５０の一端は、電池ケース１０内において、後述する電極体２０のうち正極板（第１電極板）２１の正極露出部２１ｍに接続し導通しており、正極端子部材５０の他端は、ケース蓋部材１３を貫通して電池外部まで延び、電池１の正極端子を構成している。

また、ケース蓋部材１３には、銅からなる内部端子部材６３、外部端子部材６４及びボルト６５により構成される負極端子部材６０が、樹脂からなる内部絶縁部材６７及び外部絶縁部材６８を介して固設されている。この負極端子部材６０の一端は、電池ケース１０内において、後述する電極体２０のうち負極板（第２電極板）３１の負極露出部３１ｍに接続し導通しており、負極端子部材６０の他端は、ケース蓋部材１３を貫通して電池外部まで延び、電池１の負極端子を構成している。

次に、電極体２０について説明する（図２〜図５参照）。この電極体２０は、その電極体積層方向ＥＨが電池厚み方向ＢＨ、電極体横方向ＦＨが電池横方向ＣＨ、電極体縦方向ＧＨが電池縦方向ＤＨとそれぞれ一致した状態で、電池ケース１０内に収容されている（図２参照）。電極体２０と電池ケース１０との間には、絶縁フィルムからなり、一端側（図２中、上方）に開口を有する袋状の絶縁フィルム包囲体１９が配置され、電極体２０と電池ケース１０との間を絶縁している。

この電極体２０は、複数の矩形状の正極板２１と、１枚の帯状の連結複合負極板４７（図６及び図７も参照）とからなる連結積層型の電極体である。このうち連結複合負極板４７は、後述する連結部４１毎に山折り谷折りに交互に、即ちジグザグに折り曲げられている。この連結複合負極板４７のうち、後述する複合負極板（複合第２電極板）３７同士の間には、それぞれ正極板２１が挿入されており、複数の正極板２１と複数の複合負極板３７とが交互に積層されて、積層型の電極体をなしている。

正極板２１は、矩形状の正極金属箔（第１金属箔，本実施形態ではアルミニウム箔）からなる正極集電部（第１集電部）２２の両主面２２ａ，２２ａ上に、それぞれ矩形状の正極活物質層（第１活物質層）２３，２３を設けてなる。正極活物質層２３には、正極活物質（第１活物質）、導電材、結着剤が含まれる。正極板２１の４辺のうち１つの辺に沿う端部（図３中、左方、図５中、上方）は、厚み方向に正極活物質層２３が存在せず、正極集電部２２が厚み方向の両側に露出した正極露出部２１ｍとなっている。一方、正極板２１のうち正極露出部２１ｍ以外の部分は、厚み方向に正極活物質層２３，２３が存在する正極層存在部２１ｎとなっている。

連結複合負極板４７は、長手方向ＩＨに並んだ複数の矩形状の複合負極板３７と、隣り合う複合負極板３７同士の間をそれぞれ連結し、自身の厚み方向ＨＨに曲げられた複数の連結部４１とからなる。なお、図４、図６及び図７における一点鎖線は、複合負極板３７と連結部４１との境界をそれぞれ示している。また、この連結複合負極板４７は、厚み方向ＨＨの中心に、単一（１枚）で帯状の負極金属箔（第２金属箔，本実施形態では銅箔）からなる連結負極集電箔（連結第２集電箔）４８を有する。連結負極集電箔４８は、複合負極板３７にそれぞれ含まれる負極集電部（第２集電部）３２と、連結部４１にそれぞれ含まれ隣り合う負極集電部３２，３２同士を連結する集電連結部４２とに分けられる。

複合負極板３７は、負極板３１と、これに一体化された２つのセパレータ層３５，３５とから構成される。このうち負極板３１は、前述のように、連結負極集電箔４８の負極集電部３２を有し、その両主面３２ａ，３２ａ上には、それぞれ矩形状の負極活物質層（第２活物質層）３３，３３が設けられている。負極活物質層３３には、負極活物質（第２活物質）、結着剤及び増粘剤が含まれる。負極板３１の４辺のうち１つの辺に沿う端部（図３中、右方、図５中、下方）は、厚み方向ＨＨに負極活物質層３３が存在せず、負極集電部３２が厚み方向ＨＨの両側に露出した負極露出部３１ｍとなっている。一方、負極板３１のうち負極露出部３１ｍ以外の部分は、厚み方向ＨＨに負極活物質層３３，３３が存在する負極層存在部３１ｎとなっている。

セパレータ層３５は、負極活物質層３３の表面３３ａ上にそれぞれ形成されている。このセパレータ層３５は、熱可塑性樹脂（本実施形態ではポリエチレン樹脂）からなる樹脂粒子３６と、結着剤（本実施形態ではカルボシキメチルセルロース（ＣＭＣ））とによって構成された多孔質層である。

連結部４１は、前述のように、連結負極集電箔４８の集電連結部４２を有し、連結部４１が連結する複合負極板３７，３７同士の間を結ぶ連結方向ＫＨ（図５〜図７中、左右方向）の中央部分に位置し、連結方向ＫＨに直交する連結幅方向ＬＨに延びる破線状連結部４３と、この破線状連結部４３の連結方向ＫＨの両側に位置する２つの残存連結部４４（第１残存連結部４４ｒ及び第２残存連結部４４ｓ）（図７参照）とからなる。

このうち破線状連結部４３は、負極活物質層３３及びセパレータ層３５が存在せずに集電連結部４２が露出し、かつ、この集電連結部４２を貫通する複数の貫通孔４２ｈと、複数の略球状の金属塊部４２ｔとが交互に破線状に並び、金属塊部４２ｔを介して連結した部位である。具体的には、破線状連結部４３は、集電連結部４２の一部をなし、連結方向ＫＨに隣り合う２つの露出した第１露出集電連結部４２ｐ及び第２露出集電連結部４２ｑと、これら第１，第２露出集電連結部４２ｐ，４２ｑ同士の間をそれぞれ連結する複数の金属塊部４２ｔと、連結幅方向ＬＨに並んだ金属塊部４２ｔ同士の間にそれぞれ形成された複数の貫通孔４２ｈとからなる。

また、第１残存連結部４４ｒ（図７中、右方）は、集電連結部４２の一部をなす一方側集電連結部４２ｒと、この両主面上に形成された負極活物質層３３，３３と、これらの負極活物質層３３，３３の表面３３ａ，３３ａ上に形成されたセパレータ層３５，３５とからなる。また、第２残存連結部４４ｓ（図７中、左方）は、集電連結部４２の一部をなす他方側集電連結部４２ｓと、この両主面上に形成された負極活物質層３３，３３と、これらの負極活物質層３３，３３の表面３３ａ，３３ａ上に形成されたセパレータ層３５，３５とからなる。

次いで、上記電池１の製造方法について説明する。まず、連結複合負極板４７の製造（連結板形成工程）について述べる（図６〜図９参照）。具体的には、まず、帯状の負極金属箔（銅箔）からなる連結負極集電箔４８を用意する。また別途、負極活物質、結着剤及び増粘剤を溶媒と共に混合した負極ペーストを用意する。そして、「未加工電極板形成工程」において、この負極ペーストを、連結負極集電箔４８の一方の主面４８ａに、ダイコート法により塗布し、これを加熱乾燥させて、帯状の負極活物質層３３を形成する。次に、連結負極集電箔４８の反対側の主面４８ａにも、同様に負極ペーストを塗布し、これを加熱乾燥させて、帯状の負極活物質層３３を形成する。その後、この連結負極板を加圧ロールにより圧縮して、負極活物質層３３，３３の密度を高める。

次に、この連結負極板にセパレータ層３５，３５を形成して、未加工電極板４７ｘを形成する（図８及び図９参照）。なお、図８及び図９における一点鎖線は、複合負極板３７と後述する未加工連結部４１ｘとの境界をそれぞれ示している。具体的には、熱可塑性樹脂（本実施形態ではポリエチレン樹脂）からなる樹脂粒子３６を水に分散させた分散液に、結着剤（本実施形態ではＣＭＣ）を添加し混合して、樹脂粒子ペーストを作製する。そして、この樹脂粒子ペーストを、グラビアロールで連結負極板の一方の負極活物質層３３の表面３３ａ上に塗布し、これを加熱乾燥させて、セパレータ層３５を形成する。次に、連結負極板の反対側の負極活物質層３３の表面３３ａ上にも、同様に樹脂粒子ペーストを塗布し、これを加熱乾燥させて、セパレータ層３５を形成する。これにより、長手方向ＩＨに並んだ複数の複合負極板３７と、隣り合う複合負極板３７同士の間をそれぞれ連結する複数の未加工連結部４１ｘとからなる未加工電極板４７ｘが形成される。

次に、この未加工電極板４７ｘについて「加工工程」を行って、連結複合負極板４７を形成する（図６及び図７参照）。具体的には、波長１．０６４μｍのファイバーレーザを用い、所定の走査速度及び出力（本実施形態では走査速度２０００ｍｍ／ｓｅｃ、出力８００Ｗ）で、レーザ光ＬＢを、未加工電極板４７ｘの一方の主面側（図７参照）から、未加工電極板４７ｘのうち未加工連結部４１ｘの長手方向ＩＨ（連結方向ＫＨ）の中央部分に照射しつつ幅方向ＪＨ（連結幅方向ＬＨ）に走査する。

このレーザ照射により、未加工連結部４１ｘの長手方向ＩＨ（連結方向ＫＨ）の中央部分では、連結負極集電箔４８（集電連結部４２）の両主面４２ａ，４２ａ上の負極活物質層３３，３３及びセパレータ層３５，３５はいずれも除去される。具体的には、レーザ照射により、負極活物質層３３及びセパレータ層３５中に僅かに残留している溶剤や、負極活物質層３３及びセパレータ層３５に含まれている結着剤がそれぞれ気化し、また、負極活物質層３３及びセパレータ層３５に含まれる空隙が急激に膨張するために、負極活物質層３３及びセパレータ層３５が飛散して無くなると考えられる。

また、レーザを走査することにより、後に詳述するように、レーザ光ＬＢの幅方向ＪＨ（連結幅方向ＬＨ）への進行と共に、集電連結部４２を貫通する貫通孔４２ｈと、集電連結部４２が溶融した金属（Ｃｕ）が表面張力で集まり固化した略球状の金属塊部４２ｔとが交互に形成される。その際、溶融して球状となった金属は、集電連結部４２の露出部分のうち、溶融しないで長手方向ＩＨ（連結方向ＫＨ）の両側に残った第１露出集電連結部４２ｐ及び第２露出集電連結部４２ｑにそれぞれ付着した状態で固化するため、各々の金属塊部４２ｔは、隣り合う第１露出集電連結部４２ｐと第２露出集電連結部４２ｑとの間を連結する形態となる。これにより、複数の貫通孔４２ｈと複数の金属塊部４２ｔとが交互に破線状に並び、金属塊部４２ｔを介して第１露出集電連結部４２ｐと第２露出集電連結部４２ｑとが連結した破線状連結部４３が形成される。

一方、破線状連結部４３の長手方向ＩＨの一方の外側部分（図７中、右方）では、集電連結部４２の一部をなす一方側集電連結部４２ｒが残るだけでなく、負極活物質層３３，３３及びセパレータ層３５，３５も残って、第１残存連結部４４ｒとなる。また、破線状連結部４３の長手方向ＩＨの他方の外側部分（図７中、左方）では、集電連結部４２の一部をなす他方側集電連結部４２ｓが残るだけでなく、負極活物質層３３，３３及びセパレータ層３５，３５も残って、第２残存連結部４４ｓとなる。これにより、未加工連結部４１ｘから、破線状連結部４３及び残存連結部４４（第１残存連結部４４ｒ及び第２残存連結部４４ｓ）からなる連結部４１が形成されて、複数の複合負極板３７と複数の連結部４１とから構成される連結複合負極板４７が形成される。

また別途、正極板２１を製造する（図３〜図５参照）。即ち、正極金属箔（アルミニウム箔）からなる正極集電部２２を用意する。また、正極活物質、導電材及び結着剤を溶媒と共に混合した正極ペーストを用意する。そして、この正極ペーストを、正極集電部２２の一方の主面２２ａに塗布し、これを加熱乾燥させて、正極活物質層２３を形成する。同様に、正極集電部２２の反対側の主面２２ａにも、同様に正極ペーストを塗布し、これを加熱乾燥させて、正極活物質層２３を形成する。その後、この正極板を加圧ロールにより圧縮して、正極活物質層２３，２３の密度を高める。

次に、「積層工程」において、連結複合負極板４７を、連結部４１毎に山折り谷折りに交互に折り曲げると共に、複合負極板３７同士の間にそれぞれ正極板２１を挿入して、複数の正極板２１と複数の複合負極板３７とを交互に積層する（図３及び図４参照）。かくして、連結積層型電極体２０が形成される。

また別途、ケース蓋部材１３、内部端子部材５３，６３、外部端子部材５４，６４、ボルト５５，６５、内部絶縁部材５７，６７を用意する。そして、「電池組立工程」において、ケース蓋部材１３に正極端子部材５０及び負極端子部材６０をそれぞれ固設する（図１及び図２参照）。更に、正極端子部材５０及び負極端子部材６０を電極体２０にそれぞれ溶接する。また、電極体２０に絶縁フィルム包囲体１９を被せて、これら電極体２０及び絶縁フィルム包囲体１９をケース本体部材１１内に挿入すると共に、ケース本体部材１１の開口１１ｈをケース蓋部材１３で塞ぐ。そして、ケース本体部材１１とケース蓋部材１３とをレーザ溶接する。次に、「注液工程」において、非水電解液１７を注液孔１３ｈから電池ケース１０内に注液し、封止部材１５で注液孔１３ｈを封止する。その後は、この電池について、コンディショニング工程や各種の検査工程を行う。かくして、電池１が完成する。

（実施例及び比較例）
次いで、本発明の効果を検証するために行った試験の結果について説明する。実施例１〜３及び比較例１〜９として、加工工程におけるレーザの走査速度（ｍｍ／ｓ）及び出力（Ｗ）をそれぞれ変更し、それ以外は前述の実施形態と同様にして、１２種類の連結複合負極板を作製した。具体的には、下記の表１及び図１０に示すように、走査速度（ｍｍ／ｓ）を、２００（比較例１〜３）、２０００（比較例４，実施例１〜３）、３０００（比較例５〜７）、４０００（比較例８，９）とすると共に、出力（Ｗ）を、２００（比較例１）、３００（比較例２）、４００（比較例３）、６００（比較例４）、７００（実施例１）、８００（実施例２）、９００（実施例３）、１０００（比較例５）、１２００（比較例６，８）、１４００（比較例７，９）とした。なお、実施例２の連結複合負極板は、前述の実施形態の連結複合負極板を４７と同じである。

そして、加工工程後の各連結複合負極板について、連結部４１の状態をそれぞれ調査した。連結部４１の長手方向ＩＨ（連結方向ＫＨ）の中央に、幅方向ＪＨ（連結幅方向ＬＨ）に延びる破線状連結部４３（複数の貫通孔４２ｈと複数の金属塊部４２ｔとが交互に並び、金属塊部４２ｔを介して連結した部位）が形成されたもの（図６及び図７参照）を、適正（●印）と評価した。

一方、連結部４１に破線状連結部４３が形成されなかったものを、不適正と評価した。具体的には、金属塊部４２ｔ２が大きくなり過ぎて集電連結部４２が切断され、連結複合負極板が連結部４１で分断されたもの（図１１及び図１２参照）を、不適正（▲印）と評価した。また、複数の金属塊部が形成されずに集電連結部４２が切断され、連結複合負極板が連結部４１で分断されたもの（図１３及び図１４参照）を、不適正（■印）と評価した。また、集電連結部４２に貫通孔４２ｈも金属塊部４２ｔも形成されずに、集電連結部４２の露出部分がそのまま残ったものを、不適正（×印）と評価した。これらの結果を表１及び図１０に示す。

表１及び図１０から判るように、レーザの走査速度及び出力を適切な条件とすると、具体的には、実施例１〜３を含む図１０中に破線で囲んだ範囲の条件にすると、加工工程で連結部４１に破線状連結部４３を形成できることが判る。一方、レーザの走査速度が遅すぎると（比較例２，３）、図１１及び図１２に示すように、金属塊部４２ｔ２が大きくなり過ぎて集電連結部４２が切断され、連結複合負極板が連結部４１で分断されることが判る。また、走査速度が速すぎると（比較例６，７，９）、図１３及び図１４に示すように、複数の金属塊部ができずに集電連結部４２が切断され、連結複合負極板が連結部４１で分断されることが判る。また、走査速度に対してレーザの出力が低すぎると（比較例１，４，５，８）、集電連結部４２に貫通孔４２ｈも金属塊部４２ｔも形成されずに、集電連結部４２の露出部分がそのまま残ることが判る。

そのメカニズムは、以下であると考えられる。レーザの走査速度及び出力を適切な条件とすると（図６及び図７参照）、溶融した金属（Ｃｕ）が表面張力により、現時点でレーザスポットが当たっている所に向けて集まろうとするため、溶融した膜状の金属がレーザの進行方向に引っ張られる。このため、進行方向の後方では、膜状の溶融金属が周りの金属箔（長手方向ＩＨ（連結方向ＫＨ）の両側に位置する溶けていない金属箔：第１露出集電連結部４２ｐ及び第２露出集電連結部４２ｑ）から切り離される場合があり、これにより貫通孔４２ｈが形成される一方、切り離された溶融金属は表面張力で丸くなろうとして、球状溶融金属池ができる。この球状溶融金属池は、長手方向ＩＨ（連結方向ＫＨ）の両側の金属箔（第１露出集電連結部４２ｐ及び第２露出集電連結部４２ｑ）にそれぞれ付着した状態でレーザスポットから離れ、固化して金属塊部４２ｔとなるため、この金属塊部４２ｔは、第１露出集電連結部４２ｐと第２露出集電連結部４２ｑとの間を連結する。レーザスポットの進行と共に溶融金属が増えていくので、再び貫通孔４２ｈと金属塊部４２ｔが形成される。このようにして、レーザスポットの進行に合わせて、破線状に複数の貫通孔４２ｈと複数の金属塊部４２ｔとが交互に並び、金属塊部４２ｔを介して第１露出集電連結部４２ｐと第２露出集電連結部４２ｑとが連結した破線状連結部４３が形成されると考えられる。

一方、レーザの走査速度が遅すぎると（図１１及び図１２参照）、高温となった膜状の溶融金属がゆっくりとレーザの進行方向に引っ張られるため、周りの金属箔が多く溶融して、球状溶融金属池に次々と取り込まれ、球状溶融金属池が大きく成長する。但し、球状溶融金属池は、表面張力により丸くなろうとして、長手方向ＩＨ（連結方向ＫＨ）の両側の金属箔（第１露出集電連結部４２ｐ及び第２露出集電連結部４２ｑ）のうち、いずれか一方の金属箔から切り離されて、他方の金属箔のみに付着した状態となる。その結果、この球状溶融金属池が固化した金属塊部４２ｔ２は、第１露出集電連結部４２ｐと第２露出集電連結部４２ｑとの間を連結できずに、集電連結部４２が切断され、連結複合負極板が連結部４１で分断されると考えられる。

また、走査速度が速すぎると（図１３及び図１４参照）、膜状の溶融金属がレーザの進行方向に引っ張られ難くなるため、進行方向の後方で、膜状の溶融金属が長手方向ＩＨ（連結方向ＫＨ）の中央で半分に分かれる。形成される溶融金属池は、その量が少なすぎて、長手方向ＩＨ（連結方向ＫＨ）の両側の金属箔（第１露出集電連結部４２ｐ及び第２露出集電連結部４２ｑ）同士の隙間を繋ぐことができない。その結果、この溶融金属池が固化した円柱状の金属固化部４２ｔ３は、第１露出集電連結部４２ｐと第２露出集電連結部４２ｑとの間を連結できず、集電連結部４２が切断され、連結複合負極板が連結部４１で分断されると考えられる。
また、走査速度に対してレーザの出力が低すぎる場合には、金属箔が完全に溶融せずにそのまま残るため、集電連結部４２に貫通孔４２ｈも金属塊部４２ｔも形成されない。このため、連結部４１に破線状連結部４３が形成されないと考えられる。

以上で説明したように、本実施形態の電池１の製造方法によれば、連結板形成工程の加工工程において、未加工電極板４７ｘのうち未加工連結部４１ｘにレーザ光ＬＢを照射し走査して、負極活物質層３３，３３及びセパレータ層３５，３５をいずれも除去すると共に、連結負極集電箔４８（集電連結部４２）を一旦溶融させ、レーザ光ＬＢの連結幅方向ＬＨへの進行と共に貫通孔４２ｈ及び金属塊部４２ｔを交互に形成して、破線状連結部４３を有する連結複合負極板４７を形成する。この連結複合負極板４７を用いて連結積層型電極体２０を形成すると、連結部４１は、負極活物質層３３，３３及びセパレータ層３５，３５が除去され、かつ、破線状となった破線状連結部４３で大きく曲がるため、残存連結部４４の曲率が小さくなって、残存連結部４４に掛かる圧縮応力及び引張応力が小さくなる。このため、連結部４１のうち残存連結部４４でセパレータ層３５，３５及び負極活物質層３３，３３が剥がれ落ちるのを抑制した電池１を製造できる。

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、実施形態では、負極板３１の負極活物質層３３上にセパレータ層３５を形成して、負極板３１とセパレータ層３５とが一体となった複合負極板３７を形成したが、これに限られない。正極板２１の正極活物質層２３上にセパレータ層を形成して、正極板２１とセパレータ層とが一体となった複合正極板を形成することもできる。この場合、この複合正極板と前述の連結複合負極板４７とを用いて、連結積層型電極体を形成する。或いは、負極板同士が連結部を介して連結されているが、セパレータ層は有しない連結負極板を別途用意し、この連結負極板と複合正極板とを用いて、連結積層型電極体を形成する。
また、上述の複合正極板が連結部を介して複数連結した連結複合正極板を形成することもできる。この場合、例えば、負極板同士が連結されていない個別の負極板を複数用意し、これらの負極板と連結複合正極板とを用いて、連結積層型電極体を形成する。

１ 電池
２０ 電極体（連結積層型電極体）
２１ 正極板（第１電極板）
２２ 正極集電部（第１集電部）
２２ａ （正極集電部の）主面
２３ 正極活物質層（第１活物質層）
３１ 負極板（第２電極板）
３２ 負極集電部（第２集電部）
３２ａ （負極集電部の）主面
３３ 負極活物質層（第２活物質層）
３３ａ （負極活物質層の）表面
３５ セパレータ層
３６ 樹脂粒子
３７ 複合負極板（複合第２電極板）
４１ 連結部
４１ｘ 未加工連結部
４２ 集電連結部
４２ａ （集電連結部の）主面
４２ｈ 貫通孔
４２ｔ 金属塊部
４２ｐ 第１露出集電連結部
４２ｑ 第２露出集電連結部
４２ｒ 一方側集電連結部
４２ｓ 他方側集電連結部
４３ 破線状連結部
４４ 残存連結部
４４ｒ 第１残存連結部
４４ｓ 第２残存連結部
４７ 連結複合負極板（連結電極板）
４７ｘ 未加工電極板
４８ 連結負極集電箔（連結第２集電箔）
ＥＨ 電極体積層方向（積層方向）
ＦＨ 電極体横方向
ＧＨ 電極体縦方向
ＨＨ （連結複合負極板の）厚み方向
ＩＨ （連結複合負極板の）長手方向
ＪＨ （連結複合負極板の）幅方向
ＫＨ 連結方向
ＬＨ 連結幅方向
ＬＢ レーザ光

Claims (1)

1. 第１金属箔からなる第１集電部、及び、この第１集電部の両主面上に位置する第１活物質層を有する複数の第１電極板と、
   第２金属箔からなる第２集電部、この第２集電部の両主面上に位置する第２活物質層、及び、この第２活物質層の表面上にそれぞれ位置し熱可塑性樹脂製の樹脂粒子を含むセパレータ層を有する複数の複合第２電極板とが、交互に積層されてなり、
   上記複合第２電極板は、上記第１電極板を介して積層方向に隣り合う他の上記複合第２電極板と連結部を介して連結した連結電極板をなしており、
   上記連結電極板は、単一の上記第２金属箔から構成され、複数の上記第２集電部、及び、上記連結部に含まれ上記第２集電部同士を連結する集電連結部を含む連結第２集電箔を有する
   連結積層型電極体を備え、
   上記連結部は、
   自身の厚み方向に曲げられてなり、
   この連結部が連結する上記複合第２電極板同士の間を結ぶ連結方向に直交する連結幅方向に延び、上記第２活物質層及び上記セパレータ層が存在せずに上記集電連結部が露出し、この集電連結部を貫通する複数の貫通孔と複数の金属塊部とが交互に並び、上記金属塊部を介して連結した破線状連結部を含む
   電池の製造方法であって、
   上記連結電極板を形成する連結板形成工程を備え、
   上記連結板形成工程は、
   複数の上記複合第２電極板と、これらを連結する未加工連結部とを有する未加工電極板を形成する未加工電極板形成工程と、
   上記未加工電極板のうち上記未加工連結部にレーザ光を照射しつつ上記連結幅方向に走査して、上記集電連結部の両主面上の上記第２活物質層及び上記セパレータ層をいずれも除去すると共に、上記集電連結部を一旦溶融させ、上記レーザ光の上記連結幅方向への進行と共に上記貫通孔及び上記金属塊部を交互に形成して、上記破線状連結部を有する上記連結電極板を形成する加工工程と、を有する
   電池の製造方法。

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