JP2018106860A - 二次電池の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】芯体露出部と集電体の接続部の信頼性が高い二次電池を提供する。【解決手段】負極芯体露出部５に溶接接続された負極集電体８を備えた二次電池の製造方法であって、積層された負極芯体露出部５の外面側に、負極集電体８の芯体接続部８ｃに設けられた凹部８ｅが負極芯体露出部５と対向するように、負極集電体８の芯体接続部８ｃを配置する第１工程と、負極集電体８の芯体接続部８ｃにおいて凹部８ｅが形成された部分を押圧部材６０により押圧し、負極集電体８の芯体接続部８ｃを変形させ変形部８ｆを形成し、変形部８ｆを負極芯体露出部５に接触させる第２工程と、抵抗溶接用電極を負極集電体８に当接し負極集電体８と負極芯体露出部５を抵抗溶接する第３工程を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、二次電池の製造方法に関する。
非水電解質二次電池等の二次電池は、ハイブリッド電気自動車、電気自動車、大型蓄電システム等に利用される。
非水電解質二次電池は、正極芯体上に正極活物質合剤層を有する正極板と負極芯体上に負極活物質合剤層を有する負極板がセパレータを介して積層ないし巻回された電極体を備える。そして正極端子に電気的に接続された正極集電体が正極芯体露出部に接続され、負極端子に電気的に接続された負極集電体が負極芯体露出部に接続される。
芯体露出部と集電体の接続を抵抗溶接により行う場合、溶接予定位置に溶接電流が集中するように、集電体において芯体露出部と対向する面に突起（プロジェクション）を設けることが提案されている（下記特許文献１）。また、芯体露出部と集電体を積層した状態で、集電体に針状の部材を突き刺し開口を形成した後、抵抗溶接を行うことが提案されている（下記特許文献２）。
特開２００９-０４７６０９号公報 特許第５８７６３８０号公報
上述の特許文献１のように、予め突起が設けられた集電体を芯体露出部に当接して抵抗溶接を行った場合、集電体の突起と芯体露出部の接触状態が安定しない可能性がある。そのため、抵抗溶接により形成される溶接ナゲットの大きさや形状が安定しない可能性がある。あるいは、抵抗溶接時に生じる金属スパッタの量が多くなる可能性がある。
上述の特許文献２に開示されている技術に関しても、溶接ナゲットの大きさや形状を安定させ、また金属スパッタの飛散を抑制するために、更なる改善が必要である。
本発明の主な目的は、より大きな溶接ナゲットが安定的に形成されると共に、金属スパッタの発生が抑制された二次電池の製造方法を提供する。
本発明の一つの形態の二次電池の製造方法は、
正極芯体露出部を有する正極板、及び負極芯体露出部を有する負極板を含む電極体と、
前記正極芯体露出部又は前記負極芯体露出部に溶接接続された集電体と、を備えた二次電池の製造方法であって、
積層された正極芯体露出部又は積層された負極芯体露出部の外面側に、凹部を有する集電体を、前記凹部が前記正極芯体露出部又は前記負極芯体露出部と対向するように配置する第１工程と、
前記集電体において前記凹部が形成された部分を、前記凹部が形成された面とは反対側の面側から押圧部材で押圧し、前記集電体において前記凹部が形成された部分を変形させ変形部を形成し、前記変形部を前記正極芯体露出部又は前記負極芯体露出部に接触させる
第２工程と、
抵抗溶接用電極を前記集電体に当接し、前記集電体と前記正極芯体露出部又は前記負極芯体露出部とを、前記変形部において抵抗溶接する第３工程、を有する。
上述の製造方法によると、集電体と芯体露出部の接触状態が安定した状態で抵抗溶接が行える。また、集電体と芯体露出部の接触部の周囲には、集電体と芯体露出部が接さない部分を形成でき、抵抗溶接に関与しない無効電流を低減できる。よって、溶接予定部により大きな溶接ナゲットをより安定的に形成できる。また、抵抗溶接時に金属スパッタが発生することを抑制できる。
集電体と芯体露出部の接続部に、より大きな溶接ナゲットが安定的に形成されると共に、金属スパッタの発生が抑制された二次電池の製造方法を提供する。
図１Ａは実施形態に係る角形二次電池の断面図であり、図１Ｂは図１ＡのＩＢ−ＩＢ線に沿った断面図である。 実施形態に係る負極芯体露出部と負極集電体の接続部近傍の巻回電極体の巻回軸が延びる方向に沿った断面図である。 負極集電体の芯体接続部の平面図である。 負極集電体を押圧部材で押圧したときの状態を示す図である。 変形例１に係る負極芯体露出部と負極集電体の接続部近傍の巻回電極体の巻回軸が延びる方向に沿った断面図である。 変形例２に係る負極芯体露出部と負極集電体の接続部近傍の巻回電極体の巻回軸が延びる方向に沿った断面図である。 変形例２に係る負極集電体受け部品の平面図である。 変形例３に係る負極芯体露出部と負極集電体の接続部近傍の巻回電極体の巻回軸が延びる方向に沿った断面図である。
以下に本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。なお、本発明は以下の形態に限定されない。まず、図１Ａ及び図１Ｂを用いて実施形態に係る角形二次電池２０の構成を説明する。
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、角形二次電池２０は、上方に開口を有する角形外装体１と、当該開口を封口する封口板２を備える。角形外装体１及び封口板２により電池ケースが構成される。角形外装体１及び封口板２は、それぞれ金属製であり、アルミニウム又はアルミニウム合金製であることが好ましい。角形外装体１内には、正極板と負極板とがセパレータ（いずれも図示省略）を介して巻回された扁平状の巻回電極体３が非水電解質と共に収容される。正極板は、金属製の正極芯体上に正極活物質を含む正極活物質合剤層が形成され、長手方向に沿って正極芯体が露出する正極芯体露出部が形成されたものである。また負極板は、金属製の負極芯体上に負極活物質を含む負極活物質合剤層が形成され、長手方向に沿って負極芯体が露出する負極芯体露出部が形成されたものである。なお、正極芯体はアルミニウム又はアルミニウム合金製であり、負極芯体は銅又は銅合金製であることが好ましい。
巻回電極体３は巻回軸が延びる方向の一方端側に正極活物質合剤層が形成されていない正極芯体露出部４を有し、巻回軸が延びる方向の他方端側に負極活物質合剤層が形成されていない負極芯体露出部５を有する
。正極芯体露出部４は巻回されることにより複数枚の正極芯体露出部４が積層された状態
となっている。また、負極芯体露出部５は巻回されることにより複数枚の負極芯体露出部５が積層された状態となっている。正極芯体露出部４には、正極集電体６が接続されている。正極集電体６には正極端子７が接続されている。負極芯体露出部５には、負極集電体８が接続されている。負極集電体８には負極端子９が接続されている。
正極端子７は、封口板２の電池外部側に配置される鍔部７ａと、封口板２に設けられた貫通穴に挿入される挿入部を有する。また、負極端子９は、封口板２の電池外部側に配置される鍔部９ａと、封口板２に設けられた貫通穴に挿入される挿入部を有する。
正極芯体露出部４において正極集電体６が配置される側と反対側の面には正極集電体受け部品が配置されている。また、負極芯体露出部５において負極集電体８が配置される側と反対側の面には負極集電体受け部品３０が配置されている。なお、正極集電体受け部品及び負極集電体受け部品３０は必須の構成ではなく、省略することもできる。
正極集電体６は、正極端子７に接続される端子接続部、端子接続部から巻回電極体３側に延びるリード部６ｂ、リード部６ｂの先端側に設けられ正極芯体露出部４に接続される芯体接続部６ｃを有する。正極集電体６はアルミニウム又はアルミニウム合金製であることが好ましい。また、正極集電体６の厚みは０．５〜２ｍｍ程度とすることが好ましい。
負極集電体８は、負極端子９に接続される端子接続部８ａ、端子接続部８ａから巻回電極体３側に延びるリード部８ｂ、リード部８ｂの先端側に設けられ負極芯体露出部５に接続される芯体接続部８ｃを有する。負極集電体８は銅又は銅合金製であることが好ましい。また、負極集電体８の厚みは０．５〜２ｍｍ程度とすることが好ましい。
正極端子７及び正極集電体６はそれぞれ内部側絶縁部材１０、外部側絶縁部材１１を介して封口板２に固定される。負極端子９及び負極集電体８はそれぞれ内部側絶縁部材１２、外部側絶縁部材１３を介して封口板２に固定される。内部側絶縁部材１０は封口板２と正極集電体６の間に配置され、外部側絶縁部材１１は封口板２と正極端子７の間に配置される。内部側絶縁部材１２は封口板２と負極集電体８の間に配置され、外部側絶縁部材１３は封口板２と負極端子９の間に配置される。巻回電極体３は絶縁シート１４に覆われた状態で角形外装体１内に収容される。封口板２は角形外装体１の開口縁部にレーザー溶接等により溶接接続される。封口板２は電解液注液孔１５を有し、この電解液注液孔１５は電解液を注液した後、封止栓１６により封止される。封口板２には電池内部の圧力が所定値以上となった場合にガスを排出するためのガス排出弁１７が形成されている。なお、正極板と正極端子７の間の導電経路、又は負極板と負極端子９の間の導電経路に、電池内圧が所定値以上となった場合に作動し導電経路を切断する電流遮断機構を設けることができる。電流遮断機構を設ける場合、電流遮断機構の作動圧はガス排出弁１７の作動圧よりも低い値とする。
＜巻回電極体の作製＞
次に、巻回電極体３の作製方法について説明する。
正極活物質としてのリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物、導電剤及び結着剤を含む正極合剤を、正極芯体である厚さ１５μｍの矩形状のアルミニウム箔の両面に塗布して正極活物質合剤層を形成する。そして、短辺方向の一方側の端部に正極活物質合剤が塗布されていない所定幅の正極芯体露出部を有する正極板を作製する。また。負極活物質としての天然黒鉛粉末及び結着剤を含む負極合剤を、負極芯体である厚さ８μｍの矩形状の銅箔の両面に塗布して負極活物質合剤層を形成する。そして、短辺方向の一方側の端部に負極活物質合剤が塗布されていない所定幅の負極芯体露出部を有する負極板を作製する。
上述の方法で得られた正極板の正極芯体露出部と負極板の負極芯体露出部とがそれぞれ対向する電極の活物質合剤層と重ならないようにずらして、ポリエチレン製の多孔質セパレータを間に介在させて巻回し、扁平状に成形する。これにより、一方の端部に複数の正極芯体が積層された正極芯体露出部４を有し、他方の端部に複数の負極芯体が積層された負極芯体露出部５を有する扁平状の巻回電極体３とする。
＜封口体の組み立て＞
次に、正極集電体６、正極端子７、負極集電体８及び負極端子９の封口板２への取り付け方法を、負極側を例に説明する。なお、正極側についても負極側と同様の方法で取り付けを行うことができる。
封口板２の電池外部側に外部側絶縁部材１３を配置し、封口板２の電池内部側に内部側絶縁部材１２及び負極集電体８の端子接続部８ａを配置する。そして、負極端子９の挿入部を電池外部側から、外部側絶縁部材１３、封口板２、内部側絶縁部材１２及び端子接続部８ａのそれぞれに設けられた貫通穴に挿入し、挿入部の先端側をカシメる。これにより、負極端子９、外部側絶縁部材１３、封口板２、内部側絶縁部材１２及び端子接続部８ａが一体的に固定される。なお、負極端子９の挿入部の先端のカシメられた部分を負極集電体８の端子接続部８ａに溶接することが好ましい。
＜電極体への集電体の取り付け＞
次に、巻回電極体３への正極集電体６及び負極集電体８の取り付け方法について、負極芯体露出部５への負極集電体８の取り付けを例に説明する。なお、正極芯体露出部４への正極集電体６の取り付けについても、負極芯体露出部５への負極集電体８の取り付けと同様の方法で行うことができる。
図２は、負極芯体露出部５と負極集電体８の接続部近傍の巻回電極体３の巻回軸が延びる方向に沿った断面図であり、負極芯体露出部５への負極集電体８の取り付け方法を示す図である。
まず、図２（ａ）に示すように、積層された負極芯体露出部５の一方の外面側に負極集電体８の芯体接続部８ｃを配置し、他方の外面側に負極集電体受け部品３０を配置する。負極集電体８の芯体接続部８ｃには、凹部８ｅが形成されている。負極集電体８の芯体接続部８ｃを、凹部８ｅが負極芯体露出部５と対向するように配置する。また、負極集電体受け部品３０の本体部３０ａには凹部３０ｃが形成されている。負極集電体受け部品３０の本体部３０ａを、凹部３０ｃが負極芯体露出部５と対向するように配置する。
なお、負極集電体８の芯体接続部８ｃにおいて、凹部８ｅが形成された部分は、その周囲よりも薄肉となっている。このような構成であるため、後述する変形部８ｆを形成し易くなっている。また、負極集電体受け部品３０の本体部３０ａにおいて、凹部３０ｃが形成された部分は、その周囲よりも薄肉となっている。
なお、負極集電体８の芯体接続部８ｃにおける巻回電極体３の中央側端部にはリブ８ｄが形成されている。また、負極集電体受け部品３０の本体部３０ａにおける巻回電極体３の中央側端部にはリブ３０ｂが形成されている。但し、リブ８ｄ及びリブ３０ｂは必須の構成ではない。
図２（ａ）に示すように、負極集電体８の芯体接続部８ｃと負極芯体露出部５の間には絶縁フィルム５０が配置されている。また、負極集電体受け部品３０の本体部３０ａと負極芯体露出部５の間には絶縁フィルム５０が配置されている。絶縁フィルム５０には絶縁フィルム開口５０ａが設けられている。絶縁フィルム５０の絶縁フィルム開口５０ａは、負極集電体８の芯体接続部８ｃの凹部８ｅ、負極集電体受け部品３０の本体部３０ａの凹部３０ｃとそれぞれ対向するように配置されている。
絶縁フィルム５０の表面に接着層を設け、この接着層により絶縁フィルム５０を負極集電体８、負極集電体受け部品３０、ないし負極芯体露出部５に接着することが好ましい。なお、絶縁フィルム５０は必須の構成ではない。
図３（ａ）は、負極集電体８の芯体接続部８ｃの平面図である。負極集電体８の芯体接続部８ｃにおいて負極芯体露出部５と対向する面には凹部８ｅが設けられている。図３（ｂ）は、絶縁フィルム５０が貼り付けられた芯体接続部８ｃの平面図である。絶縁フィルム５０に設けられた絶縁フィルム開口５０ａの径は、凹部８ｅの径よりも小さくすることが好ましい。
次に図２（ｂ）に示すように、負極集電体８の芯体接続部８ｃにおいて凹部８ｅが形成された部分を、凹部８ｅが形成された面とは反対側の面から押圧部材６０で押圧する。これにより、負極集電体８の芯体接続部８ｃにおいて、凹部８ｅが形成された部分が負極芯体露出部５側に変形し、変形部８ｆが生じる。そして、この変形部８ｆが負極芯体露出部５と接触する。なお、負極集電体８の芯体接続部８ｃにおいて凹部８ｅが形成された部分の面積に比べ、押圧部材６０において負極集電体８を押圧する部分（押圧部材６０の先端）の面積は小さい。これにより、負極集電体８の芯体接続部８ｃにおいて凹部８ｅが形成された部分の一部が負極芯体露出部５に接触する。押圧部材６０としては、先端が尖った形状のものを用いることが好ましい。芯体接続部８ｃにおける変形部８ｆが、負極芯体露出部５に突き刺さり、負極芯体露出部５に芯体開口５ａが形成されることが好ましい。
また、図２（ｂ）に示すように、負極集電体受け部品３０の本体部３０ａにおいて凹部３０ｃが形成された部分を、凹部３０ｃが形成された面とは反対側の面から押圧部材６１で押圧する。これにより、負極集電体受け部品３０の本体部３０ａにおいて、凹部３０ｃが形成された部分が負極芯体露出部５側に変形し、変形部３０ｄが生じる。そして、この変形部３０ｄが負極芯体露出部５と接触する。なお、負極集電体受け部品３０の本体部３０ａにおいて凹部３０ｃが形成された部分の面積に比べ、押圧部材６１において負極集電体受け部品３０を押圧する部分（押圧部材６１の先端）の面積は小さい。これにより、負極集電体受け部品３０の本体部３０ａにおいて凹部３０ｃが形成された部分の一部が負極芯体露出部５に接触する。押圧部材６１としては、先端が尖った形状のものを用いることが好ましい。負極集電体受け部品３０の本体部３０ａにおいて変形した部分が、負極芯体露出部５に突き刺さり、負極芯体露出部５に芯体開口５ａが形成されることが好ましい。
変形部８ｆにおいて最も外径が大きい部分の外径は、凹部８ｅの径よりも小さいことが好ましい。例えば、凹部８ｅの径を２〜１０ｍｍ程度とし、変形部８ｆの外径を１〜８ｍｍ程度とすることが好ましい。また、凹部８ｅの径を２〜５ｍｍ程度とし、変形部８ｆの外径を１〜４ｍｍ程度とすることがより好ましい。
負極集電体８の芯体接続部８ｃを押圧部材６０で押圧する工程と、負極集電体受け部品３０の本体部３０ａを押圧部材６１で押圧する工程は、同時に行っても良いし、いずれか一方を先に行ってもよい。
次に、図２（ｃ）に示すように、負極集電体８の芯体接続部８ｃにおいて凹部８ｅと反対側の面に抵抗溶接用電極７０を当接し、負極集電体受け部品３０の本体部３０ａにおいて凹部３０ｃと反対側の面に抵抗溶接用電極７１を当接する。そして、抵抗溶接用電極７０と抵抗溶接用電極７１で、負極集電体８の芯体接続部８ｃ、負極芯体露出部５、及び負極集電体受け部品３０の本体部３０ａを挟み込んだ状態で、抵抗溶接用電極７０と抵抗溶接用電極７１に電圧を印加し抵抗溶接電流を流す。
これにより、図２（ｄ）に示すように、溶接ナゲット９０が形成される。
上述の方法では、負極芯体露出部５の外面側に負極集電体８の芯体接続部８ｃを配置した後、芯体接続部８ｃにおいて凹部８ｅが形成された部分を押圧部材６０で押圧し、芯体接続部８ｃの変形部８ｆを負極芯体露出部５に接触させる。このため、芯体接続部８ｃの変形部８ｆと負極芯体露出部５の接触状態がより安定した状態となる。そして、このような状態で抵抗溶接を行うため、より大きな溶接ナゲットがより安定的に形成される。また、抵抗溶接時に金属スパッタが生じることを抑制できる。
更に、上述の方法によると、図２（ｃ）に示すように負極集電体８の芯体接続部８ｃの変形部８ｆの周囲には、隙間８ｇが存在する状態で抵抗溶接が行われる。これにより、変形部８ｆの周囲において、負極集電体８の芯体接続部８ｃと負極芯体露出部５が直接接することを防止できる。よって、変形部８ｆと負極芯体露出部５の接触部に抵抗溶接電流が集中するため、より大きな溶接ナゲットがより安定的に形成される。また、抵抗溶接時に金属スパッタが生じることをより抑制できる。また、抵抗溶接時に金属スパッタが発生した場合、この金属スパッタが、凹部８ｅ内において凝固し、金属スパッタが凹部８ｅ外に飛散することを防止できる。なお、抵抗溶接により、より大きな溶接ナゲット９０が形成され、隙間８ｇが消失するようにしてもよい。
更に、上述の方法によると、負極集電体８の芯体接続部８ｃにおいて、凹部８ｅの周囲と負極芯体露出部５の間には絶縁フィルム５０が配置されている。このため、芯体接続部８ｃにおける凹部８ｅの周囲と負極芯体露出部５の間に抵抗溶接電流が流れることを抑制できる。このため、より大きな溶接ナゲットがより安定的に形成される。また、抵抗溶接時に金属スパッタが生じることをより抑制できる。なお、絶縁フィルム５０を省略することもできる。
また、上述の方法によると、負極集電体受け部品３０側においても、負極集電体８側と同様の構成となっているため、より効果的である。負極集電体受け部品３０側においても、変形部３０ｄが形成され、隙間３０ｅが存在する状態で抵抗溶接が行われる。
図４Ａ〜図４Ｃは、負極集電体８の芯体接続部８ｃにおいて凹部８ｅが形成された部分を、凹部８ｅが形成された面とは反対側の面から押圧部材６０で押圧した状態を示す図である。図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃにおいては、それぞれ押圧部材６０の先端部の形状が異なる。
図４Ａに示すように、押圧部材６０の先端が平坦なものであってもよい。但し、図４Ｂに示すように、押圧部材６０として先端が尖ったものを用い、負極集電体８の変形部８ｆが負極芯体露出部５に食い込むようにすることが好ましい。このような構成とすると、負極集電体８の変形部８ｆと負極芯体露出部５の接触状態がより良好な状態となる。これにより、より大きな溶接ナゲットがより安定的に形成される。また、抵抗溶接時に金属スパッタが生じることをより抑制できる。なお、負極集電体８の変形部８ｆが負極芯体露出部５に食い込み、負極芯体露出部５に芯体開口５ａが形成されることがより好ましい。
更に、図４Ｃに示すように、押圧部材６０として先端が尖ったものを用い、負極集電体８の変形部８ｆに集電体開口８ｘが形成されるようにすることが好ましい。このような構成とすると、負極集電体８の変形部８ｆと負極芯体露出部５の接触状態がより良好な状態となる。これにより、より大きな溶接ナゲットがより安定的に形成される。また、抵抗溶接時に金属スパッタが生じることをより抑制できる。なお、負極集電体８の変形部８ｆが負極芯体露出部５に食い込んだ状態となることが好ましい。また、負極芯体露出部５に芯体開口５ａが形成されることがより好ましい。図４Ｃに示す形態では、押圧部材６０の先端が、負極芯体露出部５に直接食い込んでいる。
［変形例１］
図５は、変形例１に係る負極芯体露出部５と負極集電体８の接続部近傍の巻回電極体３の巻回軸が延びる方向に沿った断面図であり、負極芯体露出部５への負極集電体８の取り付け方法を示す図である。
変形例１では、負極集電体受け部品の形状、及び負極集電体受け部品と負極芯体露出部の接続方法を除いては、上述の実施形態と同様である。
変形例１において、負極集電体受け部品１３０は、本体部１３０ａと、本体部１３０ａにおける巻回電極体３の中央側端部に形成されたリブ１３０ｂを有する。負極集電体受け部品１３０には、上述の実施形態における負極集電体受け部品３０に設けられた凹部３０ｃは形成されていない。
図５（ａ）に示すように、積層された負極芯体露出部５の一方の外面側に負極集電体８の芯体接続部８ｃを配置し、他方の外面側に負極集電体受け部品１３０が配置する。負極集電体８の芯体接続部８ｃには、凹部８ｅが形成されている。負極集電体８の芯体接続部８ｃを、凹部８ｅが負極芯体露出部５と対向するように配置する。
なお、図５（ａ）に示すように、負極集電体８の芯体接続部８ｃと負極芯体露出部５の間には絶縁フィルム５０が配置されている。また、負極集電体受け部品１３０の本体部１３０ａと負極芯体露出部５の間には絶縁フィルム５０が配置されている。絶縁フィルム５０には絶縁フィルム開口５０ａが設けられている。絶縁フィルム５０の絶縁フィルム開口５０ａは、負極集電体８の芯体接続部８ｃと負極芯体露出部５の溶接予定部、負極集電体受け部品１３０の本体部１３０ａと負極芯体露出部５の溶接予定部と対向する位置に配置されている。即ち、絶縁フィルム５０の絶縁フィルム開口５０ａを通じて、溶接ナゲット９０が形成されるようにする。
次に図５（ｂ）に示すように、負極集電体８の芯体接続部８ｃにおいて凹部８ｅが形成された部分を、凹部８ｅが形成された面とは反対側の面から押圧部材６０で押圧する。これにより、負極集電体８の芯体接続部８ｃにおいて、凹部８ｅが形成された部分が負極芯体露出部５側に変形し、変形部８ｆが生じる。そして、この変形部８ｆが負極芯体露出部５と接触する。なお、芯体接続部８ｃにおける変形部８ｆが、負極芯体露出部５に突き刺さり、負極芯体露出部５に芯体開口５ａが形成されることが好ましい。
次に、図５（ｃ）に示すように、負極集電体８の芯体接続部８ｃにおいて凹部８ｅと反対側の面に抵抗溶接用電極７０を当接する。また、負極集電体受け部品１３０の本体部１３０ａの外面に抵抗溶接用電極７１を当接する。そして、抵抗溶接用電極７０と抵抗溶接用電極７１で、負極集電体８の芯体接続部８ｃ、負極芯体露出部５、及び負極集電体受け部品１３０の本体部１３０ａを挟み込んだ状態で、抵抗溶接用電極７０と抵抗溶接用電極７１に電圧を印加し抵抗溶接電流を流す。
これにより、図５（ｄ）に示すように、溶接ナゲット９０が形成される。
上述の方法によると、より大きな溶接ナゲット９０がより安定的に形成される。また、抵抗溶接時に金属スパッタが発生することを抑制できる。
［変形例２］
図６は、変形例２に係る負極芯体露出部５と負極集電体８の接続部近傍の巻回電極体３の巻回軸が延びる方向に沿った断面図であり、負極芯体露出部５への負極集電体８の取り付け方法を示す図である。変形例２では、負極集電体受け部品の形状、及び負極集電体受け部品と負極芯体露出部の接続方法を除いては、上述の実施形態と同様である。
図６（ａ）及び図７に示すように、変形例２において、負極集電体受け部品２３０は、本体部２３０ａと、本体部２３０ａにおける巻回電極体３の中央側端部に形成されたリブ２３０ｂを有する。負極集電体受け部品２３０の本体部２３０ａには凹部２３０ｃが形成され、凹部２３０ｃの中央には突部２３０ｄが形成されている。
図６（ａ）に示すように、積層された負極芯体露出部５の一方の外面側に負極集電体８の芯体接続部８ｃを配置し、他方の外面側に負極集電体受け部品２３０が配置する。負極集電体８の芯体接続部８ｃには、凹部８ｅが形成されている。負極集電体８の芯体接続部８ｃを、凹部８ｅが負極芯体露出部５と対向するように配置する。また、負極集電体受け部品２３０の本体部２３０ａを、凹部２３０ｃが形成された面が負極芯体露出部５と対向するように配置する。
なお、図６（ａ）に示すように、負極集電体８の芯体接続部８ｃと負極芯体露出部５の間には絶縁フィルム５０が配置されている。また、負極集電体受け部品２３０の本体部２３０ａと負極芯体露出部５の間には絶縁フィルム５０が配置されている。絶縁フィルム５０には絶縁フィルム開口５０ａが設けられている。絶縁フィルム５０の絶縁フィルム開口５０ａは、負極集電体８の芯体接続部８ｃと負極芯体露出部５の溶接予定部、負極集電体受け部品２３０の本体部２３０ａと負極芯体露出部５の溶接予定部と対向する位置に配置されている。即ち、絶縁フィルム５０の絶縁フィルム開口５０ａを通じて、溶接ナゲット９０が形成されるようにする。
次に図６（ｂ）に示すように、負極集電体８の芯体接続部８ｃにおいて凹部８ｅが形成された部分を、凹部８ｅが形成された面とは反対側の面から押圧部材６０で押圧する。これにより、負極集電体８の芯体接続部８ｃにおいて、凹部８ｅが形成された部分が負極芯体露出部５側に変形し、この変形部８ｆが負極芯体露出部５と接触する。なお、芯体接続部８ｃにおける変形部８ｆが、負極芯体露出部５に突き刺さり、負極芯体露出部５に芯体開口５ａが形成されることが好ましい。なお、変形部８ｆが、負極芯体露出部５を介して負極集電体受け部品２３０の突部２３０ｄと対向する位置に形成されることが好ましい。
次に、図６（ｃ）に示すように、負極集電体８の芯体接続部８ｃにおいて凹部８ｅと反対側の面に抵抗溶接用電極７０を当接する。また、負極集電体受け部品２３０の本体部２３０ａの外面に抵抗溶接用電極７１を当接する。そして、抵抗溶接用電極７０と抵抗溶接用電極７１で、負極集電体８の芯体接続部８ｃ、負極芯体露出部５、及び負極集電体受け部品２３０の本体部２３０ａを挟み込んだ状態で、抵抗溶接用電極７０と抵抗溶接用電極７１に電圧を印加し抵抗溶接電流を流す。
これにより、図６（ｄ）に示すように、溶接ナゲット９０が形成される。
上述の方法によると、より大きな溶接ナゲット９０がより安定的に形成される。また、抵抗溶接時に金属スパッタが発生することを抑制できる。
更に、上述の方法によると、負極集電体受け部品２３０の凹部２３０ｃの中央に形成された突部２３０ｄにおいて、負極集電体受け部品２３０と負極芯体露出部５が抵抗溶接される。このため、抵抗溶接の際、溶接予定部により確実に抵抗溶接電流を集中させることができる。よって、より大きな溶接ナゲット９０がより安定的に形成される。また、抵抗溶接時に金属スパッタが発生することをより抑制することができる。
［変形例３］
図８は、変形例３に係る負極芯体露出部５と負極集電体８の接続部近傍の巻回電極体３の巻回軸が延びる方向に沿った断面図であり、負極芯体露出部５への負極集電体１８０の
取り付け方法を示す図である。変形例３では、負極集電体の芯体接続部の形状、負極集電体受け部品及び絶縁フィルム５０を用いないことを除いては、上述の実施形態と同様である。
図８（ａ）に示すように、変形例３において負極集電体１８０の芯体接続部１８０ｃには凹部１８０ｅが設けられている。なお、芯体接続部１８０ｃにはリブが形成されていない。
図８（ａ）に示すように、積層された負極芯体露出部５の一方の外面側に、凹部１８０ｅが形成された面が負極芯体露出部５と対向するように、負極集電体１８０の芯体接続部１８０ｃを配置する。
次に図８（ｂ）に示すように、負極集電体１８０の芯体接続部１８０ｃにおいて凹部１８０ｅが形成された部分を、凹部１８０ｅが形成された面とは反対側の面から押圧部材６０で押圧する。これにより、負極集電体１８０の芯体接続部１８０ｃにおいて、凹部１８０ｅが形成された部分が負極芯体露出部５側に変形し、変形部１８０ｆが生じる。そして、この変形部１８０ｆが負極芯体露出部５と接触する。なお、芯体接続部１８０ｃにおける変形部１８０ｆが、負極芯体露出部５に突き刺さり、負極芯体露出部５に芯体開口５ａが形成されることが好ましい。
次に、図８（ｃ）に示すように、負極集電体１８０の芯体接続部１８０ｃにおいて凹部１８０ｅと反対側の面に抵抗溶接用電極７０を当接する。また、積層された負極芯体露出部５において、負極集電体１８０の芯体接続部１８０ｃが配置される側とは反対側の外面に抵抗溶接用電極７１を当接する。そして、抵抗溶接用電極７０と抵抗溶接用電極７１で、負極集電体１８０の芯体接続部１８０ｃ、及び負極芯体露出部５を挟み込んだ状態で、抵抗溶接用電極７０と抵抗溶接用電極７１に電圧を印加し抵抗溶接電流を流す。なお、抵抗溶接を行う前の状態で、変形部１８０ｆの周囲であって、負極集電体１８０の芯体接続部１８０ｃと負極芯体露出部５の間に隙間１８０ｇが形成されている。
これにより、図８（ｄ）に示すように、溶接ナゲット９０が形成される。
上述の方法によると、より大きな溶接ナゲット９０がより安定的に形成される。また、抵抗溶接時に金属スパッタが発生することを抑制できる。
［その他］
上述の実施形態及び変形例においては、負極側を例にして説明を行ったが、正極側に適用することも可能である。即ち、本発明は、正極側及び負極側の少なくとも一方に適用されていればよい。
上述の実施形態及び変形例においては、巻回電極体を用いる例を示したが、複数枚の正極板と複数枚の負極板を含む積層型電極体に適用することも可能性である。
積層された正極芯体露出部又は積層された負極芯体露出部の外面側に、凹部を有する集電体を、凹部が正極芯体露出部又は負極芯体露出部と対向するように配置する際、積層された正極芯体露出部上又は積層された負極芯体露出部上に直接集電体を配置してもよい。また、積層された正極芯体露出部上又は積層された負極芯体露出部上に、絶縁フィルム等を介して集電体を配置してもよい。但し、集電体の凹部が形成された部分において変形部が形成される部分は、積層された正極芯体露出部又は積層された負極芯体露出部と直接対向するようにすることが好ましい。
絶縁フィルムは、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレン、ポリエステル、又はポリエチレンナフタレート等からなることが好ましい。また、絶縁フィルムの表面に設ける接着層は、ゴム系接着剤、アクリル系接着剤、又はポリエチレン系接着剤等からなるものとすることが好ましい。
２０・・・角形二次電池

１・・・角形外装体
２・・・封口板
３・・・巻回電極体
４・・・正極芯体露出部
５・・・負極芯体露出部
５ａ・・・芯体開口
６・・・正極集電体
６ｂ・・・リード部
６ｃ・・・芯体接続部
７・・・正極端子
７ａ・・・鍔部
８・・・負極集電体
８ａ・・・端子接続部
８ｂ・・・リード部
８ｃ・・・芯体接続部
８ｄ・・・リブ
８ｅ・・・凹部
８ｆ・・・変形部
８ｇ・・・隙間
８ｘ・・・集電体開口

９・・・負極端子
９ａ・・・鍔部
１０・・・内部側絶縁部材
１１・・・外部側絶縁部材
１２・・・内部側絶縁部材
１３・・・外部側絶縁部材
１４・・・絶縁シート
１５・・・電解液注液孔
１６・・・封止栓
１７・・・ガス排出弁

３０・・・負極集電体受け部品
３０ａ・・・本体部
３０ｂ・・・リブ
３０ｃ・・・凹部
３０ｄ・・・変形部
３０ｅ・・・隙間

５０・・・絶縁フィルム
５０ａ・・・絶縁フィルム開口

６０、６１・・・押圧部材
７０、７１・・・抵抗溶接用電極

９０・・・溶接ナゲット


１３０・・・負極集電体受け部品
１３０ａ・・・本体部
１３０ｂ・・・リブ

１８０・・・負極集電体
１８０ｃ・・・芯体接続部
１８０ｅ・・・凹部
１８０ｆ・・・変形部
１８０ｇ・・・隙間

２３０・・・負極集電体受け部品
２３０ａ・・・本体部
２３０ｂ・・・リブ
２３０ｃ・・・凹部
２３０ｄ・・・突部

Claims (7)

  1. 正極芯体露出部を有する正極板、及び負極芯体露出部を有する負極板を含む電極体と、
    前記正極芯体露出部又は前記負極芯体露出部に溶接接続された集電体と、を備えた二次電池の製造方法であって、
    積層された正極芯体露出部又は積層された負極芯体露出部の外面側に、凹部を有する集電体を、前記凹部が前記正極芯体露出部又は前記負極芯体露出部と対向するように配置する第１工程と、
    前記集電体において前記凹部が形成された部分を、前記凹部が形成された面とは反対側の面側から押圧部材で押圧し、前記集電体において前記凹部が形成された部分を変形させ変形部を形成し、前記変形部を前記正極芯体露出部又は前記負極芯体露出部に接触させる第２工程と、
    抵抗溶接用電極を前記集電体に当接し、前記集電体と前記正極芯体露出部又は前記負極芯体露出部とを、前記変形部において抵抗溶接する第３工程と、
    を有する二次電池の製造方法。
  2. 前記第２工程において、前記変形部の先端が前記正極芯体露出部又は前記負極芯体露出部に食い込んだ状態とする請求項１に記載の二次電池の製造方法。
  3. 前記第２工程において、前記押圧部材として先端が尖った部材を用い、前記変形部に開口が形成されるようにし、前記変形部の先端が前記正極芯体露出部又は前記負極芯体露出部に接するようにする請求項１又は２に記載の二次電池の製造方法。
  4. 前記第２工程において、前記押圧部材の先端が前記正極芯体露出部又は前記負極芯体露出部に突き刺さるようにする請求項３に記載の二次電池の製造方法。
  5. 前記正極芯体露出部又は前記負極芯体露出部において、前記集電体が配置された外面とは反対側の外面に集電体受け部品が溶接接続された、請求項１〜４のいずれかに記載の二次電池の製造方法。
  6. 前記正極芯体露出部又は前記負極芯体露出部において前記集電体が配置された外面とは反対側の外面に、第２凹部を有する前記集電体受け部品を、前記第２凹部が前記正極芯体露出部又は前記負極芯体露出部と対向するように配置する工程と、
    前記集電体受け部品において前記第２凹部が形成された部分を、前記第２凹部が形成された面とは反対側の面側から押圧部材で押圧し、前記集電体受け部品を変形させ、当該変形させた部分を前記正極芯体露出部又は前記負極芯体露出部に接触させる工程と、を有し、
    前記第３工程において、前記集電体及び前記集電体受け部品のそれぞれに抵抗溶接用電極を当接し、前記集電体受け部品の前記変形させた部分において、前記集電体受け部品と前記正極芯体露出部又は前記負極芯体露出部を抵抗溶接する請求項５に記載の二次電池の製造方法。
  7. 第２凹部を有し、前記第２凹部の中央には突部が設けられた前記集電体受け部品を、前記正極芯体露出部又は前記負極芯体露出部において前記集電体が配置された外面とは反対側の外面に、前記突部が前記正極芯体露出部又は前記負極芯体露出部と対向するように配置する工程を有し、
    前記第３工程において、前記集電体及び前記集電体受け部品のそれぞれに抵抗溶接用電極を当接し、前記集電体受け部品の前記突部において、前記集電体受け部品と前記正極芯体露出部又は前記負極芯体露出部を抵抗溶接する請求項５に記載の二次電池の製造方法。

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