JP2019153496A - 電極集電体と電極タブとの接合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電極タブとの接合時に電極集電体に損傷が生じることを防止し、電極集電体と電極タブとの接合作業を簡素にかつ低コストに行うことができる、電極集電体と電極タブとの接合装置を提供する。【解決手段】電極集電体３１、４１と電極タブ３３、４３との接合装置１００は、電極集電体を重ねて保持する保持台１３０と、保持台の開口部１４１に臨んだ電極タブと電極集電体との接合部位を接合する超音波接合機１１０（接合工具）と、を有する。保持台の第１保持部１５０は、ベース部１４０における発電要素２０（積層体）に向かい合う縁辺１４３に配置され、電極集電体を保持する。保持台の第２保持部１６０は、縁辺の位置１４３ａから離間して開口部に臨み、電極タブを保持する。第１保持部は、発電要素に向かい合う角部がアール面１５１に形成され、縁辺のうち開口部に向かい合う領域の外側のみに配置されている。【選択図】図９Ｂ

Description

本発明は、電極集電体と電極タブとの接合装置に関する。

電気自動車の電源などに用いられる二次電池は、例えば、発電要素と、発電要素を収容する外装体と、発電要素に電気的に接続され外装体の外部に導出された正極タブおよび負極タブとを有する。発電要素は、正極集電体の面上に正極活物質層を配置してなる正極と、負極集電体の面上に負極活物質層を配置してなる負極と、電解質を保持するセパレータとを有する。発電要素は、電極（正極および負極）とセパレータとを積層した積層体である。正極タブおよび負極タブは、外部端子を構成する。外装体は、可撓性を備えたアルミラミネートフィルムなどからなる。

電極集電体（正極集電体および負極集電体）は、積層体である発電要素から伸びている。この電極集電体に、電極タブ（正極タブおよび負極タブ）が接合されている。電極集電体と電極タブとは、超音波接合や抵抗スポット溶接などによって接合される。

二次電池の高容量化を図るために、活物質層の厚みを厚くする一方、電極集電体を薄肉化（１０μｍ前後）することが行われている。電極集電体の薄肉化に伴い、超音波接合時の振動によって、電極タブとの接合時に電極集電体に亀裂などの損傷が生じ易くなる。電極集電体に亀裂が生じると、車両走行時等の振動によって亀裂が進展し、電極タブと電極集電体との接合部位が破断しバッテリー容量が著しく低下してしまう。

従来、電極タブとの接合時に電極集電体に損傷が生じることを防止するために、保護板を電極集電体に接合する技術が提案されている（特許文献１を参照）。保護板は、電極集電体に接合される側の反対側において折り返された折り返し部を有する。

特開２０１２−２４３４０３号公報

特許文献１に開示された技術では、電極集電体に保護板を接合し、さらに接合された保護板を折り返して折り返し部を形成しなければならず、電極集電体と電極タブとの接合作業が煩雑である。また、保護板自身のコスト、保護板の接合や折り返し加工のためのコストが必要であり、電極集電体と電極タブとの接合作業を低コストに実施することができない。

そこで、本発明の目的は、電極タブとの接合時に電極集電体に損傷が生じることを防止し、電極集電体と電極タブとの接合作業を簡素にかつ低コストに行うことができる、電極集電体と電極タブとの接合装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明は、電極とセパレータとを積層した積層体から伸びている電極集電体と、外部端子を構成する電極タブとを接合する、電極集電体と電極タブとの接合装置である。接合装置は、前記電極タブと前記電極集電体との接合部位が臨む開口部を備え、前記電極タブの上に前記電極集電体を重ねて保持する保持台と、前記保持台の前記開口部に臨んだ前記電極タブと前記電極集電体との前記接合部位を接合する接合工具と、を有する。前記保持台は、前記電極タブを保持する保持面および前記開口部を備えるベース部を有する。前記保持台は、前記ベース部における前記積層体に向かい合う縁辺に配置され、前記電極タブの上に重ねられた前記電極集電体を保持する第１保持部を有する。前記保持台は、前記縁辺の位置から離間して前記開口部に臨み、前記電極タブを保持する第２保持部を有する。そして、前記第１保持部は、前記積層体に向かい合う角部がアール面に形成され、前記縁辺のうち前記開口部に向かい合う領域の外側のみに配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、電極タブとの接合時に電極集電体に損傷が生じることを防止し、電極集電体と電極タブとの接合作業を簡素にかつ低コストに行うことができる。

二次電池を示す斜視図である。 図１の２−２線に沿う断面図である。 電極集電体と電極タブとの接合装置の全体構成を示す断面図である。 図３の要部を拡大して示す断面図である。 接合装置の保持台を示す斜視図である。 保持台におけるベース部に、電極集電体を保持する第１保持部と、電極タブを保持する第２保持部とを組み付ける前の状態を示す斜視図である。 保持台におけるベース部を表裏反転して示す斜視図である。 接合装置の保持台を示す上面図である。 図８に示される９Ａ−９Ａ線に沿う断面図である。 図８に示される９Ｂ−９Ｂ線に沿う断面図である。

以下、添付した図面を参照しながら、実施形態について説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面における各部材の大きさや比率は、説明の都合上誇張され実際の大きさや比率とは異なる場合がある。

（二次電池１０）
まず、図１および図２を参照して、電気自動車の電源などに用いられる二次電池１０の一例について説明する。図１は、二次電池１０を示す斜視図、図２は、図１の２−２線に沿う断面図である。

図示する二次電池１０は、積層型の扁平なリチウムイオン二次電池であり、発電要素２０と、発電要素２０を収容する外装体５６と、発電要素２０に電気的に接続され外装体５６の外部に導出された正極タブ３３および負極タブ４３とを有する。外装体５６は、可撓性を備えたアルミラミネートフィルム５０からなる。フィルム５０は、金属層５１の両面に樹脂フィルム５２、５３が形成された積層構造を有する。フィルム５０によって袋状の容器が形成され、この容器内に発電要素２０が収容される。フィルム５０の周縁部５５を重ね合わせた封止部５４は、樹脂フィルム５２、５２同士を熱融着によって接合して封止される。金属層５１の両面全体が樹脂フィルム５２、５３によってコーティングされることによって、フィルム５０は電気的に絶縁されている。

発電要素２０は、正極集電体３１の面上に正極活物質層３２を配置してなる正極３０と、負極集電体４１の面上に負極活物質層４２を配置してなる負極４０と、電解質を保持するセパレータ６０とを有する。単電池層２１は、正極活物質層３２と負極活物質層４２とをセパレータ６０を挟んで対向させることによって形成される。発電要素２０は、単電池層２１が複数積層された状態において外装体５６の内部に電解液とともに収納される。正極タブ３３は正極３０に電気的に接続され、負極タブ４３は負極４０に電気的に接続される。以下の説明において、正極３０および負極４０を総称して、電極３０、４０とも称する。また、正極集電体３１および負極集電体４１を総称して、電極集電体３１、４１とも称する。正極タブ３３および負極タブ４３を総称して、電極タブ３３、４３とも称する。

発電要素２０は、電極３０、４０とセパレータ６０とを積層した積層体である。正極タブ３３および負極タブ４３は、外部端子を構成する。電極集電体３１、４１は、積層体である発電要素２０から伸びている。この電極集電体３１、４１に、電極タブ３３、４３が接合されている。電極集電体３１、４１と電極タブ３３、４３とは、超音波接合や抵抗スポット溶接などによって接合される。

図２に示される発電要素２０にあっては、最外層に位置する最外層電極は負極４０である。最外層の負極４０は、負極集電体４１の一方の面上にのみ負極活物質層４２が配置されている。最外層の負極４０は、負極集電体４１の両面上に負極活物質層４２を配置したものでもよい。最外層電極は正極３０でもよい。

電極集電体３１、４１は、１０μｍ前後の薄さであり、導電性材料から構成される。電極集電体３１、４１を構成する材料に特に制限はなく、例えば、金属や、導電性を有する樹脂が採用されうる。導電性樹脂は、導電性高分子材料または非導電性高分子材料に導電性フィラーが添加されている。

金属としては、アルミニウム、ニッケル、鉄、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、チタン、銅などが挙げられる。これらのほか、ニッケルとアルミニウムとのクラッド材、銅とアルミニウムとのクラッド材、あるいはこれらの金属の組み合わせのめっき材などが好ましく用いられうる。また、金属表面にアルミニウムが被覆されてなる箔であってもよい。これらのうち、導電性や電池作動電位の観点からは、アルミニウム、ステンレス鋼、または銅を用いることが好ましい。

導電性高分子材料としては、例えば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリアクリロニトリル、およびポリオキサジアゾールなどが挙げられる。非導電性高分子材料としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ；高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ））、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、およびポリスチレン（ＰＳ）などが挙げられる。

電極タブ３３、４３を構成する材料は、特に制限されず、公知の高導電性材料が用いられうる。電極タブ３３、４３の構成材料としては、例えば、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、これらの合金等の金属材料が好ましい。軽量、耐食性、高導電性の観点から、より好ましくはアルミニウム、銅である。なお、正極タブ３３と負極タブ４３とは、同一の材料が用いられてもよいし、異なる材料が用いられてもよい。

二次電池１０の製造手順は以下のとおりである。まず、正極３０、セパレータ６０、負極４０を順次積層し、積層体である発電要素２０を形成する。超音波接合や抵抗スポット溶接などによって、発電要素２０から伸びている正極集電体３１の束を正極タブ３３に接合する。同様に、超音波接合や抵抗スポット溶接などによって、発電要素２０から伸びている負極集電体４１の束を負極タブ４３に接合する。次に、電極タブ３３、４３の一部が外装体５６の外部に導出されるように、発電要素２０を外装体５６によって覆う。比較的小さな充填口を残して、外装体５６の周縁部５５同士を熱融着する。次に、充填口を通して外装体５６の内部に電解液を充填し、その後、充填口を熱融着して外装体５６を密閉状態とする。次に、二次電池１０に初充電を行い、一定時間、エージングを行う。そして、エージングの完了後、電圧検査や再充電等を行う。

（電極集電体３１、４１と電極タブ３３、４３との接合装置１００）
図３〜図９Ｂを参照して、電極集電体３１、４１と電極タブ３３、４３との接合装置１００について説明する。図３は、接合装置１００の全体構成を示す断面図、図４は、図３の要部を拡大して示す断面図である。図５は、接合装置１００の保持台１３０を示す斜視図、図６は、保持台１３０におけるベース部１４０に、電極集電体３１、４１を保持する第１保持部１５０と、電極タブ３３、４３を保持する第２保持部１６０とを組み付ける前の状態を示す斜視図、図７は、保持台１３０におけるベース部１４０を表裏反転して示す斜視図である。図８は、接合装置１００の保持台１３０を示す上面図、図９Ａは、図８に示される９Ａ−９Ａ線に沿う断面図、図９Ｂは、図８に示される９Ｂ−９Ｂ線に沿う断面図である。なお、図３〜図５に付したＸ軸は、各部材における長さ方向を示し、Ｙ軸は幅方向を示し、Ｚ軸は高さ方向を示している。

図示する電極集電体３１、４１と電極タブ３３、４３との接合装置１００は、電極３０、４０とセパレータ６０とを積層した発電要素２０（積層体に相当する）から伸びている電極集電体３１、４１と、外部端子を構成する電極タブ３３、４３とを接合する。接合装置１００は、概説すると、電極タブ３３、４３の上に電極集電体３１、４１を重ねて保持する保持台１３０と、電極タブ３３、４３と電極集電体３１、４１との接合部位を接合する接合工具１１０とを有する。保持台１３０は、電極タブ３３、４３と電極集電体３１、４１との接合部位が臨む開口部１４１を備える。接合工具１１０は、保持台１３０の開口部１４１に臨んだ接合部位を接合する。保持台１３０は、電極タブ３３、４３を保持する保持面１４２および開口部１４１を備えるベース部１４０と、電極タブ３３、４３の上に重ねられた電極集電体３１、４１を保持する第１保持部１５０と、電極タブ３３、４３を保持する第２保持部１６０と、を有する。第１保持部１５０は、ベース部１４０における発電要素２０に向かい合う縁辺１４３に配置される。第２保持部１６０は、縁辺１４３の位置から離間して開口部１４１に臨んでいる。そして、第１保持部１５０は、発電要素２０に向かい合う角部がアール面１５１に形成され、縁辺１４３のうち開口部１４１に向かい合う領域の外側のみに配置されている。なお、本明細書において「アール面」とは、曲面形状に面取りされた面を指している。以下、正極集電体３１と正極タブ３３とを接合する形態を例に挙げて、接合装置１００について詳述する。

図３に示すように、接合装置１００は、接合工具１１０としての超音波接合機を有する。超音波接合機１１０は、周知のように、ホーン１１１と、アンビル１１２とを有する。超音波接合機１１０は、正極タブ３３および正極集電体３１をホーン１１１とアンビル１１２との間に挟み、図示しないエアシリンダ等のアクチュエータによって加圧する。この加圧と同時に、図示しないトランスデューサによって生成された超音波振動をホーン１１１から加える。これによって、正極タブ３３と正極集電体３１との間に相対運動を発生させ、正極タブ３３および正極集電体３１の表面の酸化被膜を除去し、正極タブ３３と正極集電体３１とを接合する。

必要に応じて、正極集電体３１の上に当て板１１３を配置できる。当て板１１３は、接合時の超音波振動および工具の沈み込みによるダメージに対する保護材として用いられる。

図４にも示すように、保持台１３０は、パレット１２０の上に取り付けられる。正極タブ３３は、保持台１３０の上に位置決めされた状態において載置される。発電要素２０および発電要素２０から伸びている正極集電体３１も、保持台１３０の上に位置決めされた状態において載置される。パレット１２０は、正極タブ３３、正極集電体３１、および必要に応じて配置された当て板１１３を拘束するクランプ１２１（図３を参照）を有する。クランプ１２１によって拘束することによって、接合時の超音波振動によって正極タブ３３、正極集電体３１、および当て板１１３の位置ずれを防止する。

図５〜図８にも示すように、保持台１３０は、取付穴１３１に挿通した図示しないボルトによってパレット１２０の上に交換自在に締結される。保持台１３０は、略平坦なプレート形状を有するベース部１４０を有する。

図５を参照して、ベース部１４０は、長さ方向（Ｘ）の右手奥側に、電極タブ３３、４３を保持する保持面１４２を有する。保持面１４２の幅方向（Ｙ）の両端には、正極タブ３３の幅方向（Ｙ）の位置を規制する規制部１４４が高さ方向（Ｚ）に突出して形成されている。ベース部１４０は、長さ方向（Ｘ）の左手前側に、正極タブ３３と正極集電体３１との接合部位が臨む開口部１４１が形成されている。ベース部１４０における長さ方向（Ｘ）の左手前側の縁辺が、発電要素２０に向かい合う縁辺１４３である。開口部１４１は、ベース部１４０の縁辺１４３を切り欠いて形成されている。正極タブ３３はベース部１４０の上に位置決めされた状態において載置され、正極集電体３１は位置決めされた状態において正極タブ３３の上に重ねて載置される（図４を参照）。

図９Ａおよび図９Ｂにも示すように、第１保持部１５０は、正極タブ３３の上に重ねられた正極集電体３１を保持する。第１保持部１５０は、ベース部１４０の縁辺１４３に配置される。第１保持部１５０は、発電要素２０に向かい合う角部がアール面１５１に形成されている。第１保持部１５０は、開口部１４１の幅方向（Ｙ）の両側に配置されている。つまり、第１保持部１５０は、縁辺１４３のうち開口部１４１に向かい合う領域の外側のみに配置されている。第１保持部１５０は、開口部１４１に向かい合う竪壁１５２の角部もアール面に形成されている（図５を参照）。

第２保持部１６０は、正極タブ３３を保持する。図５および図８を参照して、第２保持部１６０は、アーム形状を有し、基端部が開口部１４１の内周面１４１ａに接続されている。第２保持部１６０の先端部１６１は、開口部１４１の内周面１４１ａから長さ方向（Ｘ）に沿って伸びている。保持台１３０は、少なくとも１個の第２保持部１６０を備えていればよい。実施形態においては、超音波接合の接合打点を幅方向（Ｙ）に３箇所設定している。２つの第２保持部１６０が、隣り合う２点の接合打点の間において長さ方向（Ｘ）に沿って伸びている。第２保持部１６０は、開口部１４１に臨んでいるが、縁辺１４３の位置から寸法ｄだけ離間している（図８および図９Ｂを参照）。ここで「縁辺１４３の位置」とは、開口部１４１の存在によって縁辺１４３は実際には存在しないことから、縁辺１４３を仮想的に延長したときの位置を意味している。図８における符号１４３ａが「縁辺１４３の位置」を示している。

第２保持部１６０が縁辺１４３の位置１４３ａから離間する寸法ｄは、特に限定されないが、１ｍｍ〜数ｍｍ程度である。

電極集電体３１、４１を保持するという観点からすると、第２保持部１６０の先端部１６１を縁辺１４３の位置１４３ａまで延長し、第１保持部１５０のみならず、第２保持部１６０の先端部１６１においても電極集電体３１、４１を保持するのが好ましいとも考えられる。

しかしながら、本件発明者らは、先端部１６１を縁辺１４３の位置１４３ａまで延長した第２保持部１６０を備える保持台１３０を用いて接合試験を実施したところ、超音波接合の場合に、電極集電体３１、４１に亀裂が生じた。亀裂が生じた原因は次のように考察される。接合時に接合工具１１０が電極集電体３１、４１に接触することによって、電極集電体３１、４１は緊張状態になる。この緊張状態になった電極集電体３１、４１に、第１保持部１５０と、第２保持部１６０の先端部１６１との両者が接触することによって、電極集電体３１、４１に作用する応力が大きくなり、電極集電体３１、４１に亀裂が生じたと考えられる。

一方、第２保持部１６０の先端部１６１を縁辺１４３の位置１４３ａから離間させた保持台１３０を用いて接合試験を実施したところ、接合工具１１０の接合形態（超音波接合や抵抗スポット溶接など）に拘わらず、電極集電体３１、４１に亀裂が生じることはなかった。実施形態の保持台１３０においては、電極集電体３１、４１は、幅方向（Ｙ）の両端部においては第１保持部１５０によって保持されるものの、幅方向（Ｙ）の中央部分においては保持されていない状態となる。このため、接合工具１１０が接触することによって電極集電体３１、４１は緊張状態になるものの、幅方向（Ｙ）の両端部においてのみ第１保持部１５０が接触する。このことから、電極集電体３１、４１に作用する応力が低下する。この結果、電極集電体３１、４１に亀裂が生じなかったものと考えられる。

上記の結果に基づいて、本実施形態の保持台１３０においては、第２保持部１６０は縁辺１４３の位置１４３ａから離間して開口部１４１に臨ませ、電極集電体３１、４１を保持する第１保持部１５０を縁辺１４３のうち開口部１４１に向かい合う領域の外側のみに配置することとしている。

図９Ｂに示すように、第１保持部１５０の保持面１４２からの高さｈは、正極タブ３３の厚さｔ以上の寸法を有する。

このような高さ寸法に設定しておくことによって、正極タブ３３の上面と正極集電体３１の下面との間の高さ方向（Ｚ）の寸法が大きくなり、正極集電体３１が正極タブ３３のエッジ部３３ａから遠ざかることになる。したがって、接合時にホーン１１１によって正極集電体３１が加圧されても、正極集電体３１が正極タブ３３のエッジ部３３ａに強く接触しない。これによって、正極集電体３１に亀裂が生じることを一層防止できる。

正極タブ３３の製造時に、正極タブ３３のエッジ部３３ａにバリが生じることがある。このような場合においても、正極集電体３１がエッジ部３３ａのバリに強く接触しない。これによって、正極集電体３１に亀裂が生じることを一層防止できる。

図９Ａおよび図９Ｂに示すように、第１保持部１５０は、アール面１５１の頂部から、ベース部１４０上に保持された正極タブ３３に向かって伸びている平面部１５３を有する。

平面部１５３の端部が正極タブ３３に近づくほど、正極タブ３３の上面と正極集電体３１の下面との間の高さ方向（Ｚ）の寸法が大きくなり、正極集電体３１が正極タブ３３のエッジ部３３ａから遠ざかることになる。したがって、接合時にホーン１１１によって正極集電体３１が加圧されても、正極集電体３１が正極タブ３３のエッジ部３３ａに強く接触しない。これによって、正極集電体３１に亀裂が生じることを一層防止できる。

平面部１５３の長さ方向（Ｘ）の長さは、特に限定されないが、０．６ｍｍ〜数ｍｍ程度である。

図６および図７に示すように、第１保持部１５０および第２保持部１６０のうち少なくとも第１保持部１５０は、樹脂材料から形成され、ベース部１４０に交換可能に取り付けられる。本実施形態にあっては、第２保持部１６０についても、樹脂材料から形成され、ベース部１４０に交換可能に取り付けられる。

第１保持部１５０は、ベース部１４０の裏面に形成された凹所１４５ａに嵌り込むプレート部１５５ａと、正極集電体３１に接触するアール面１５１を備えるアール部１５５ｃとを有する。プレート部１５５ａには、凹所１４５ａに形成された係合溝１４５ｂに嵌り込む係合凸部１５５ｂが形成されている。係合溝１４５ｂに係合凸部１５５ｂが嵌り込むことによって、第１保持部１５０は、ベース部１４０に交換可能に取り付けられる。

第１保持部１５０を形成する樹脂材料としては、適宜の樹脂材料を用いることができるが、弾性を有し、正極集電体３１に対する摺動性が良好な材料であることが好ましい。一例として、シリコンゴムを挙げることができる。

第１保持部１５０を樹脂材料から形成することによって、正極集電体３１に対する摺動性を高めることができる。また、第１保持部１５０が弾性変形することによって、正極集電体３１に作用する応力を低下させることができる。これらによって、正極集電体３１に亀裂が生じることを一層防止できる。さらに、第１保持部１５０の磨耗に応じて、新品の第１保持部１５０に交換することによって、保持台１３０のベース部１４０を長期に亘って使用することができ、コスト的に有利なものとなる。

第２保持部１６０は、ベース部１４０の裏面に形成された凹所１４６ａに嵌り込むプレート部１６２ａと、正極タブ３３に接触するアール面１６３を備えるアール部１６２ｃとを有する。プレート部１６２ａには、凹所１４６ａに形成された係合溝１４６ｂに嵌り込む係合凸部１６２ｂが形成されている。係合溝１４６ｂに係合凸部１６２ｂが嵌り込むことによって、第２保持部１６０は、ベース部１４０に交換可能に取り付けられる。

第２保持部１６０を形成する樹脂材料は、第１保持部１５０を形成する樹脂材料と同じでもよいし、異なる樹脂材料でもよい。一例として、シリコンゴムを挙げることができる。

第２保持部１６０を樹脂材料から形成することによって、第２保持部１６０が弾性変形して正極タブ３３を保持するため、接合時の正極タブ３３の湾曲や変形などを一層抑えることができる。さらに、第２保持部１６０の磨耗に応じて、新品の第２保持部１６０に交換することによって、保持台１３０のベース部１４０を長期に亘って使用することができ、コスト的に有利なものとなる。

本実施形態の作用を説明する。

正極集電体３１と正極タブ３３とを接合するときには、保持台１３０が取り付けられたパレット１２０に、正極タブ３３を保持台１３０の上に位置決めされた状態において載置する。発電要素２０および発電要素２０から伸びている正極集電体３１も、保持台１３０の上に位置決めされた状態において載置する。クランプ１２１によって、正極タブ３３、正極集電体３１、および必要に応じて配置された当て板１１３を拘束する。

クランプ１２１による拘束が終了すると、図３に示すように、パレット１２０は、超音波接合機１１０を備える接合装置１００に搬入される。パレット１２０が下降あるいは超音波接合機１１０が上昇し、アンビル１１２が正極タブ３３の下面に接触する。次に、ホーン１１１が下降し、アンビル１１２との間に、正極タブ３３、正極集電体３１、および当て板１１３を挟み、加圧する。この加圧と同時に、超音波振動をホーン１１１から加える。これによって、正極タブ３３と正極集電体３１との間に相対運動を発生させ、正極タブ３３と正極集電体３１とを接合する。

接合が完了すると、パレット１２０が上昇あるいは超音波接合機１１０が下降し、打点位置を変更したうえで、超音波接合を打点数だけ繰り返す。

本実施形態の保持台１３０においては、第２保持部１６０は縁辺１４３の位置１４３ａから離間して開口部１４１に臨ませ、正極集電体３１を保持する第１保持部１５０を縁辺１４３のうち開口部１４１に向かい合う領域の外側のみに配置している。正極集電体３１は、幅方向（Ｙ）の両端部においては第１保持部１５０によって保持されるものの、幅方向（Ｙ）の中央部分においては保持されていない状態となる。超音波接合機１１０が接触することによって正極集電体３１は緊張状態になるものの、幅方向（Ｙ）の両端部においてのみ第１保持部１５０が接触することから、正極集電体３１に作用する応力が低下することになる。この結果、３点の打点のいずれの打点を接合するときにも、正極集電体３１に亀裂などの損傷は生じない。第１保持部１５０は開口部１４１に向かい合う竪壁１５２の角部もアール面に形成されているので、正極集電体３１がこの部位に接触しても亀裂などの損傷は生じない。

負極集電体４１と負極タブ４３との接合も上述したのと同様に実施される。

以上説明したように、本実施形態の電極集電体３１、４１と電極タブ３３、４３との接合装置１００は、保持台１３０と、接合工具１１０としての超音波接合機１１０を有している。保持台１３０は、ベース部１４０と、ベース部１４０における発電要素２０に向かい合う縁辺１４３に配置され、電極タブ３３、４３の上に重ねられた電極集電体３１、４１を保持する第１保持部１５０を有する。保持台１３０は、縁辺１４３の位置１４３ａから離間して開口部１４１に臨み、電極タブ３３、４３を保持する第２保持部１６０を有する。そして、第１保持部１５０は、発電要素２０に向かい合う角部がアール面１５１に形成され、縁辺１４３のうち開口部１４１に向かい合う領域の外側のみに配置されている。

このように構成すると、電極集電体３１、４１は超音波接合機１１０が接触することによって緊張状態になるものの、幅方向（Ｙ）の両端部においてのみ第１保持部１５０が接触することから、電極集電体３１、４１に作用する応力が低下する。これによって、電極タブ３３、４３との接合時に電極集電体３１、４１に亀裂などの損傷が生じることを防止できる。第２保持部１６０は、電極集電体３１、４１に接触することなく電極タブ３３、４３のみを保持しており、接合時の電極タブ３３、４３の湾曲や変形などを防止できる。さらに、特許文献１に開示された保護板などを接合したり、折り曲げたりする必要がなく、電極集電体３１、４１と電極タブ３３、４３との接合作業が煩雑にならない。したがって、電極タブ３３、４３との接合時に電極集電体３１、４１に損傷が生じることを防止し、電極集電体３１、４１と電極タブ３３、４３との接合作業を簡素にかつ低コストに行うことができる。

第１保持部１５０の保持面１４２からの高さｈは、電極タブ３３、４３の厚さｔ以上の寸法を有することが好ましい。

このように構成すると、電極集電体３１、４１が電極タブ３３、４３のエッジ部３３ａから遠ざかり、接合時に電極集電体３１、４１が加圧されても、電極集電体３１、４１が電極タブ３３、４３のエッジ部３３ａに強く接触しない。これによって、電極集電体３１、４１に亀裂が生じることを一層防止できる。

第１保持部１５０は、アール面１５１の頂部から、ベース部１４０上に保持された電極タブ３３、４３に向かって伸びている平面部１５３を有することが好ましい。

このように構成すると、電極集電体３１、４１が電極タブ３３、４３のエッジ部３３ａから遠ざかり、接合時に電極集電体３１、４１が加圧されても、電極集電体３１、４１が電極タブ３３、４３のエッジ部３３ａに強く接触しない。これによって、電極集電体３１、４１に亀裂が生じることを一層防止できる。

第１保持部１５０および第２保持部１６０のうち少なくとも第１保持部１５０は、樹脂材料から形成され、ベース部１４０に交換可能に取り付けられることが好ましい。

このように、少なくとも第１保持部１５０が樹脂材料から形成されることによって、電極集電体３１、４１に対する摺動性を高めることができ、弾性変形することによって電極集電体３１、４１に作用する応力を低下させることができる。これらによって、電極集電体３１、４１に亀裂が生じることを一層防止できる。さらに、第１保持部１５０の磨耗に応じて、新品の第１保持部１５０に交換することによって、保持台１３０のベース部１４０を長期に亘って使用することができ、コスト的に有利なものとなる。

（変形例）
接合工具１１０として超音波接合機１１０を備える接合装置１００を示したが、この場合に限定されるものではない。接合工具１１０は、抵抗スポット溶接機やレーザ溶接機など、電極集電体３１、４１と電極タブ３３、４３とを接合し得る機器を広く適用できる。

第２保持部１６０が長さ方向（Ｘ）に沿って伸びている保持台１３０を示した。しかしながら、第２保持部１６０は電極集電体３１、４１を保持するものではないことから、長さ方向（Ｘ）に沿って伸びている場合に限定されない。第２保持部１６０は、接合工具１１０の接合部位への移動と干渉しない限りにおいて、幅方向（Ｙ）に沿って伸びていてもよい。

電極タブ３３、４３を保持する第２保持部１６０の個数は、接合時の電極タブ３３、４３の湾曲や変形などを防止する観点から決定することができ、接合する打点数から決定する必要はない。

１０ 二次電池、
２０ 発電要素（積層体）、
３０ 正極（電極）、
３１ 正極集電体（電極集電体）、
３２ 正極活物質層、
３３ 正極タブ（電極タブ）、
３３ａ エッジ部、
４０ 負極（電極）、
４１ 負極集電体（電極集電体）、
４２ 負極活物質層、
４３ 負極ブ（電極タブ）、
５０ アルミラミネートフィルム、
５６ 外装体、
６０ セパレータ、
１００ 接合装置、
１１０ 超音波接合機（接合工具）、
１１１ ホーン、
１１２ アンビル、
１１３ 当て板、
１２０ パレット、
１２１ クランプ、
１３０ 保持台、
１３１ 取付穴、
１４０ ベース部、
１４１ 開口部、
１４２ 保持面、
１４３ 縁辺、
１４３ａ 縁辺の位置、
１４４ 規制部、
１５０ 第１保持部、
１５１ アール面、
１５２ 竪壁、
１５３ 平面部、
１６０ 第２保持部、
１６１ 先端部、
ｈ 第１保持部の保持面からの高さ、
ｔ 電極タブの厚さ。

Claims (4)

1. 電極とセパレータとを積層した積層体から伸びている電極集電体と、外部端子を構成する電極タブとを接合する、電極集電体と電極タブとの接合装置において、
   前記電極タブと前記電極集電体との接合部位が臨む開口部を備え、前記電極タブの上に前記電極集電体を重ねて保持する保持台と、
   前記保持台の前記開口部に臨んだ前記電極タブと前記電極集電体との前記接合部位を接合する接合工具と、を有し、
   前記保持台は、
   前記電極タブを保持する保持面および前記開口部を備えるベース部と、
   前記ベース部における前記積層体に向かい合う縁辺に配置され、前記電極タブの上に重ねられた前記電極集電体を保持する第１保持部と、
   前記縁辺の位置から離間して前記開口部に臨み、前記電極タブを保持する第２保持部と、を有し、
   前記第１保持部は、前記積層体に向かい合う角部がアール面に形成され、前記縁辺のうち前記開口部に向かい合う領域の外側のみに配置されていることを特徴とする、電極集電体と電極タブとの接合装置。
2. 前記第１保持部の前記保持面からの高さは、前記電極タブの厚さ以上の寸法を有する、請求項１に記載の、電極集電体と電極タブとの接合装置。
3. 前記第１保持部は、前記アール面の頂部から、前記ベース部上に保持された前記電極タブに向かって伸びている平面部を有する、請求項１または請求項２に記載の、電極集電体と電極タブとの接合装置。
4. 前記第１保持部および前記第２保持部のうち少なくとも前記第１保持部は、樹脂材料から形成され、前記ベース部に交換可能に取り付けられる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の、電極集電体と電極タブとの接合装置。