JP2020004643A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接合強度を向上できる蓄電装置を提供する。【解決手段】二次電池は、タブ２６が積層されたタブ群１５を有する電極組立体と、電極組立体と外部装置とを接続する端子１６と、タブ群１５群と端子１６とが一体となった接合部３２とを備える。接合部３２の外側で、タブ群１５と端子１６とが分離している部分を非接合部３１としたとき、二次電池は、接合部３２と非接合部３１との間に、接合部３２と非接合部３１の両方と結晶構造の異なる熱影響部３３を有する。熱影響部３３を構成する結晶粒径は、非接合部３１を構成する結晶粒径よりも小さい。【選択図】図４

Description

本発明は、未塗工部群と端子とが一体となった接合部を備える蓄電装置に関する。

従来から、ＥＶ（Electric Vehicle）やＰＨＶ（Plug in Hybrid Vehicle）などの車両には、電動機などへの供給電力を蓄える蓄電装置としてリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池などが搭載されている。特許文献１に開示の二次電池は、複数の電極が積層された電極組立体を備える。電極は、金属箔と、金属箔の少なくとも片面に存在する活物質層と、活物質層が存在せず、金属箔が露出した未塗工部（芯体露出部）とを有する。電極組立体は、未塗工部が積層された未塗工部群を備える。二次電池は、電極組立体と外部装置とを接続する端子（集電用部材）と、未塗工部群と端子とがレーザ溶接により一体となった接合部を備える。

特開２０１１−７６７７６号公報

このような二次電池において、接合強度が低い場合、例えば、二次電池を車両に搭載した後に車両が振動すると、未塗工部群と端子との接合や未塗工部群を構成する未塗工部同士の接合が解除されることがある。未塗工部群と端子との接合が解除されると、電極組立体から電気を取り出せなくなってしまう。また、未塗工部群を構成する未塗工部同士の接合が解除されると、未塗工部群における電気抵抗が増大してしまう。よって、接合強度の向上が望まれている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、接合強度を向上できる蓄電装置を提供することにある。

上記問題点を解決するための蓄電装置は、金属箔と、前記金属箔の少なくとも片面に存在する活物質層と、前記活物質層が存在せず、前記金属箔が露出した未塗工部とを有する複数の電極が積層され、かつ前記未塗工部が積層された未塗工部群を備える電極組立体と、前記電極組立体と外部装置とを接続する端子と、前記未塗工部群と前記端子とが一体となった接合部と、を備えた蓄電装置であって、前記接合部の外側で、前記未塗工部群と前記端子とが分離している部分を非接合部としたとき、前記接合部と前記非接合部との間には、前記接合部と前記非接合部の両方と結晶構造の異なる熱影響部を有し、前記熱影響部を構成する結晶粒径は、前記非接合部を構成する結晶粒径よりも小さいことを要旨とする。

これによれば、熱影響部の結晶粒径が非接合部の結晶粒径よりも大きい場合と比較して、接合部から熱影響部に至る領域の強度が向上する。その結果、蓄電装置を車両に搭載した後、車両が振動しても、未塗工部群と端子との接合、及び未塗工部群を構成する未塗工部同士の接合が解除されにくくなる。

また、上記蓄電装置について、前記熱影響部における前記接合部に近接した部分の結晶粒径のＬ／Ｓ比は、前記非接合部の結晶粒径のＬ／Ｓ比の２〜２０％であるのが好ましい。

熱影響部における接合部に近接した部分の結晶粒径のＬ／Ｓ比が非接合部の結晶粒径のＬ／Ｓ比の２０％よりも大きくなるような溶接条件で溶接する場合、レーザ溶接時の未塗工部に対する入熱量が大きくなるため、金属箔が溶断してしまう。一方、熱影響部における接合部に近接した部分の結晶粒径のＬ／Ｓ比が非接合部の結晶粒径のＬ／Ｓ比の２％未満となるような溶接条件で溶接する場合、入熱量の不足により未塗工部群と端子とが良好に接合されないことがある。以上のことから、熱影響部における接合部に近接した部分の結晶粒径のＬ／Ｓ比を非接合部の結晶粒径のＬ／Ｓ比の２〜２０％とすることで、金属箔の溶断を抑制しつつ、未塗工部群と端子とを良好に接合できる。

また、上記蓄電装置について、前記接合部及び前記熱影響部を合わせて溶接部とすると、前記溶接部は、キーホール方式のレーザ溶接によって形成され、前記未塗工部の面方向における前記溶接部の面積は、前記未塗工部群と前記端子とが重なる方向において前記端子から離れるにつれて徐々に大きくなるのが好ましい。

これによれば、溶接部は、キーホール方式のレーザ溶接によって形成されるため、例えば、熱伝導方式のレーザ溶接によって形成される場合と比較して、溶接部の溶け込み深さを深くしやすい。よって、未塗工部群と端子との接合に必要な溶け込み深さを確保しやすい。また、未塗工部群と端子とを接合する際、未塗工部群を構成する複数の未塗工部のうち、端子とは反対側に位置する未塗工部は、熱収縮して他の未塗工部から浮き上がりやすいが、端子とは反対側の溶接部の面積が端子から離れるにつれて大きくなるように接合することで、未塗工部の浮き上がりを抑制できる。

本発明によれば、接合強度を向上できる。

実施形態の二次電池の分解斜視図。 実施形態の二次電池の断面図。 溶接部を示す斜視図。 （ａ）は溶接部の圧延方向の断面金属組織を顕微鏡観察した模式図、（ｂ）は（ａ）における非接合部の拡大図、（ｃ）は（ａ）における熱影響部の拡大図、（ｄ）は（ａ）における接合部の拡大図。 二次電池の別例を示す断面図。 別例の電極組立体の分解斜視図。 別例の溶接部の断面金属組織を顕微鏡観察した模式図。 別例の溶接部の断面金属組織を顕微鏡観察した模式図。

以下、蓄電装置を二次電池に具体化した一実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。
図１に示すように、蓄電装置としての二次電池１０は、ケース１１と、ケース１１に収容された電極組立体１２とを備える。ケース１１は、直方体状のケース本体１３と、ケース本体１３の開口部１３ａを閉塞する矩形平板状の蓋１４とを有する。ケース１１を構成するケース本体１３と蓋１４は、何れも金属製（例えば、ステンレスやアルミニウム）である。また、本実施形態の二次電池１０は、その外観が角型をなす角型電池である。また、本実施形態の二次電池１０は、リチウムイオン電池である。

図２に示すように、電極組立体１２は、複数の正極電極２１と負極電極２２とセパレータ２３とを備える。電極組立体１２は、正極電極２１と負極電極２２との間にセパレータ２３を介在させ、かつ相互に絶縁させた状態で積層した層状構造を有する。正極電極２１と負極電極２２とが積層された方向を積層方向とする。

正極電極２１は、矩形状の金属箔としての正極金属箔２４と、正極金属箔２４の両面に存在する活物質層としての正極活物質層２５とを有する。本実施形態の正極金属箔２４の材料は、アルミニウム（熱伝導率：２３６［Ｗ／ｍ・Ｋ］）である。正極金属箔２４は、アルミニウムの基材が圧延されることにより形成される。正極電極２１は、長手方向に沿う縁部のうちの一方の縁部にタブ側縁部２１ａを備える。正極電極２１は、タブ側縁部２１ａの一部から突出した矩形状の正極のタブ２６を有する。正極のタブ２６の長手方向は、正極電極２１の短手方向と一致し、正極のタブ２６の短手方向は、正極電極２１の長手方向と一致する。正極のタブ２６は、正極活物質層２５が存在せず、正極金属箔２４が露出した未塗工部である。図４（ｂ）に示すように、正極金属箔２４において、アルミニウムの結晶は、細長形状であり、タブ２６の長手方向に延びている。

負極電極２２は、矩形状の金属箔としての負極金属箔２７と、負極金属箔２７の両面に存在する活物質層としての負極活物質層２８とを有する。本実施形態の負極金属箔２７の材料は、銅（熱伝導率：３９８［Ｗ／ｍ・Ｋ］）である。負極金属箔２７は、銅の基材が圧延されることにより形成される。負極電極２２は、長手方向に沿う縁部のうちの一方の縁部にタブ側縁部２２ａを備える。負極電極２２は、タブ側縁部２２ａの一部から突出した矩形状の負極のタブ２６を有する。負極のタブ２６の長手方向は、負極電極２２の短手方向と一致し、負極のタブ２６の短手方向は、負極電極２２の長手方向と一致する。負極のタブ２６は、負極活物質層２８が存在せず、負極金属箔２７が露出した未塗工部である。図４（ｂ）に示すように、負極金属箔２７において、銅の結晶は、細長形状であり、タブ２６の長手方向に延びている。

セパレータ２３は、矩形シート状の絶縁性材料からなる。セパレータ２３は、正極電極２１と負極電極２２とを絶縁する。
電極組立体１２は、各正極電極２１の正極のタブ２６が積層方向の一端側に寄せ集められ積層された正極の未塗工部群としてのタブ群１５と、各負極電極２２の負極のタブ２６が積層方向の一端側に寄せ集められ積層された負極の未塗工部群としてのタブ群１５とを備える。正極のタブ群１５と負極のタブ群１５とは、タブ側縁部２１ａ，２２ａに沿う方向において間隔を置いて並べて配置されている。電極組立体１２は、タブ群１５が存在する端面にタブ側端面１２ａを有する。電極組立体１２は、タブ群１５がタブ２６の長手方向に折り曲げられた状態でケース１１に収容されている。

図１に示すように、二次電池１０は、電極組立体１２から電気を取り出すための各極性の端子１６を備える。正極の端子１６の材料はアルミニウムであり、負極の端子１６の材料は銅である。各端子１６は、矩形状の板部１６ａと、板部１６ａから突出する軸部１６ｂとを有する。正極の端子１６の板部１６ａは正極のタブ群１５に接合され、負極の端子１６の板部１６ａは負極のタブ群１５に接合される。各軸部１６ｂは、蓋１４の貫通孔１４ａを貫通してケース１１外に突出する。各軸部１６ｂの先端部には、二次電池１０同士を電気的に接続する図示しない外部装置としてのバスバーが固定可能である。各端子１６は、電極組立体１２とバスバーとを電気的に接続している。二次電池１０は、蓋１４と各端子１６の軸部１６ｂとを絶縁するための絶縁リング１７を備える。

二次電池１０は、電極組立体１２を覆う絶縁シート１８を備える。絶縁シート１８は、電極組立体１２の端面のうち、タブ側端面１２ａを除く５面を覆っている。絶縁シート１８は、電極組立体１２のタブ側端面１２ａを除く５面と、ケース本体１３の内面とを絶縁する。

図４（ａ）に示すように、二次電池１０は、正極のタブ群１５と正極の端子１６の板部１６ａとが接合され、一体となった正極の接合部３２と、負極のタブ群１５と端子１６の板部１６ａとが接合され、一体となった負極の接合部３２とを備える。電極組立体１２は、接合部３２により、端子１６と一体化される。

各接合部３２は、キーホール方式のレーザ溶接によって形成される。接合部３２は、レーザ溶接の熱により、タブ群１５及び端子１６の板部１６ａが溶融した後に凝固することで金属組織が変化するとともに、タブ群１５と端子１６の板部１６ａとが一体となった部分である。タブ群１５と端子１６とが重なる方向において、接合部３２の最深部３２ａは、端子１６の板部１６ａの厚さ方向の半分程度まで到達している。各タブ群１５及び各端子１６の板部１６ａにおいて、接合部３２の外側で、溶接前と変わらず分離している部分は、非接合部３１である。

接合部３２の外側では更に、接合部３２と非接合部３１との間に熱影響部３３が存在する。熱影響部３３は、レーザ溶接の熱により、溶融までは至らないものの、タブ群１５及び端子１６の板部１６ａの金属組織が変化した部分である。つまり、上述した接合部３２と熱影響部３３は、レーザ溶接により、タブ群１５及び端子１６の板部１６ａの金属組織が変化した部分である。接合部３２及び熱影響部３３を合わせて溶接部３０とする。

図３に示すように、本実施形態の各溶接部３０はライン状であり、溶接部３０の長手は、端子１６の板部１６ａの長手方向に延びている。溶接部３０は、端子１６の板部１６ａにおける軸部１６ｂ側の面からは視認されない。なお、熱影響部３３では、溶融によってタブ群１５と端子１６の板部１６ａとは一体とならないものの、タブ群１５を構成するタブ２６のうち端子１６側に位置するタブ２６と、端子１６の板部１６ａにおけるタブ群１５側の端面とが固相接合される場合がある。

端子１６の板部１６ａの短手方向における溶接部３０の幅Ｗは、板部１６ａの長手方向ではほぼ一定であり、タブ群１５と端子１６とが重なる方向では端子１６から離れるにつれて徐々に大きくなる。つまり、タブ２６の面に沿う溶接部３０の面積は、タブ群１５と端子１６とが重なる方向において、端子１６から離れるにつれて大きくなる。

図４（ｂ）〜図４（ｄ）では、非接合部３１、接合部３２、及び熱影響部３３における断面金属組織（金属の結晶の集合）を示す。図４（ｂ）〜図４（ｃ）に示すように、非接合部３１の結晶構造と、接合部３２の結晶構造と、熱影響部３３の結晶構造はそれぞれ異なる。図４（ｂ）に示すように、非接合部３１の結晶は、細長形状である。図４（ｃ）に示すように、熱影響部３３の結晶は、粒状である。図４（ｄ）に示すように、接合部３２の結晶は、熱影響部３３の結晶よりも小さい粒状である。非接合部３１、接合部３２、熱影響部３３を構成する結晶粒径は、接合部３２、熱影響部３３、非接合部３１の順に大きくなっている（接合部３２の結晶粒径＜熱影響部３３の結晶粒径＜非接合部３３の結晶粒径）。なお、結晶粒径とは結晶の長径を指す。

熱影響部３３及び接合部３２の結晶粒径のＬ／Ｓ比は、非接合部３１の結晶粒径のＬ／Ｓ比よりも小さい。つまり、熱影響部３３及び接合部３２の結晶粒径のＬ／Ｓ比は、非接合部３１の結晶粒径のＬ／Ｓ比よりも１に近付いている。熱影響部３３において、接合部３２に近接した部分の結晶粒径のＬ／Ｓ比は、非接合部３１に近接した部分の結晶粒径のＬ／Ｓ比よりも大きい。熱影響部３３における接合部３２に近接した部分の結晶粒径のＬ／Ｓ比は、非接合部３１の結晶粒径のＬ／Ｓ比の２〜２０％である。

なお、結晶粒径のＬ／Ｓ比は、次の方法で測定される。溶接部３０の形成後に、タブ群１５を構成するタブ２６（金属箔）を集束イオンビーム装置（ＦＩＢ：Focused Ion Beam）によって薄片加工し、圧延方向（本実施形態ではタブ２６の長手方向）と４５°をなし板厚方向に平行な断面片を得て、この断面片の走査イオン（ＳＩＭ：Scanning Ion Microscope）像を倍率１００００倍で得た。この像の厚み方向の結晶粒径を、ＪＩＳＨ０５０１に規定する切断法でｎ＝５で測定をし、厚み方向の該中心位置での結晶粒径の最大長さをＬとし、それと直交する結晶粒径の最小長さをＳとして、Ｌ／Ｓ比を求め、ｎ＝５それぞれの算術平均値Ｌ／Ｓ比を平均Ｌ／Ｓ比とした。

次に、二次電池１０の製造方法の一部について説明する。
二次電池１０の製造方法は、電極組立体１２が備える複数のタブ２６を集箔してタブ群１５を形成する集箔工程と、タブ群１５と端子１６の板部１６ａとを接合し、溶接部３０を形成する接合工程と、電極組立体１２をケース１１に収容する収容工程とを含む。

集箔工程では、図示しない金属製の作業台に載置された端子１６の板部１６ａ上に、電極組立体１２の全てのタブ２６を配置する。次に、図示しない集箔装置によって、タブ２６を挟んで板部１６ａの反対側から全てのタブ２６を押圧して集箔し、タブ群１５を形成する。板部１６ａにおける軸部１６ｂが突出する面とは反対側の面は、タブ群１５を構成する複数のタブ２６のうち、積層方向の一端に位置するタブ２６と対向する。

接合工程では、まず、タブ群１５の上方に配置された図示しない金属製の治具によって、タブ群１５を端子１６の板部１６ａに向けて押圧する。なお、タブ群１５において押圧される部分は、溶接部３０となる部分を囲む部分であり、溶接部３０となる部分は押圧されない。これにより、タブ群１５を構成する積層方向に隣り合うタブ２６同士、及びタブ群１５と板部１６ａとは密接する。次に、治具によりタブ２６同士及びタブ群１５と板部１６ａとを密接させた状態で、図示しないレーザ照射装置によって、タブ群１５側からタブ群１５と板部１６ａに向けてレーザを照射する。本実施形態のレーザ照射装置は、レーザを照射しながら板部１６ａの長手方向の一端から他端に向けて移動する。

タブ群１５においてレーザが照射された部分とその周辺では、タブ群１５の溶融が急激に進むとともに、金属蒸気の反跳力により溶融した金属が押し広げられることでキーホールが形成される。レーザは、形成されたキーホール内に侵入するとともにキーホール内で多重反射する。これにより、キーホールの深さは更に深くなる。そして、キーホールの最深部が端子１６の板部１６ａまで到達すると、タブ群１５及び端子１６の板部１６ａが溶融した溶融部が形成される。レーザの通過後、溶融部が凝固することで、タブ群と端子１６の板部１６ａとが一体となった接合部３２が形成される。また、溶融部が形成される際に、非接合部３１と溶融部との間には熱影響部３３が形成される。つまり、溶接部３０が形成される。レーザの照射により形成されたキーホールは、溶融部が凝固して接合部３２となる前に、溶融した金属の表面張力によって埋められる。なお、レーザの照射条件は、レーザが端子１６の板部１６ａを貫通しないような条件に設定される。レーザの照射条件とは、レーザの出力、スポット径、端子１６の板部１６ａの厚さ方向における焦点の位置、レーザ照射装置の移動速度などを指す。タブ群１５及び端子１６の溶接部３０は、レーザ照射後、自然冷却される。熱影響部３３における結晶の成長、すなわち結晶粒径の粗大化は、冷却により緩やかになる。

ここで、上述したようにタブ２６及び端子１６の材料はアルミニウムや銅であり、アルミニウムや銅の熱伝導率は、例えば、鋼の熱伝導率（熱伝導率：６７［Ｗ／ｍ・Ｋ］）と比較して高い。このため、本実施形態のタブ２６及び端子１６の冷却速度は、タブ２６及び端子１６の材料が鋼である場合の冷却速度よりも速い。また、結晶粒径は、冷却時間が長くなるほど粗大化することが一般に知られている。よって、本実施形態の熱影響部３３の結晶粒径は、タブ２６及び端子１６の材料が鋼である場合の熱影響部３３の結晶粒径よりも小さくなる。その結果、タブ２６及び端子１６の材料が鋼である場合、熱影響部３３の結晶粒径は、非接合部３１の結晶粒径よりも大きくなるのに対し、本実施形態の熱影響部３３の結晶粒径は、非接合部３１の結晶粒径よりも小さくなる。

上述したように、非接合部３１、接合部３２、及び熱影響部３３は、主に金属組織を構成する結晶構造の違いによって区別することができる。また、製造工程の観点では、非接合部３１は、レーザ溶接の前後で変化しない部分であり、接合部３２は、レーザ溶接時に一度溶融し、その後、凝固した部分であり、熱影響部３３は、レーザ溶接時に溶融しないものの、レーザ溶接の熱により金属組織が変化した部分である。

収容工程では、溶接部３０が電極組立体１２のタブ側端面１２ａと対向するようにタブ群１５を折り曲げるとともに、電極組立体１２をケース本体１３に挿入する。次に、各端子１６の軸部１６ｂを蓋１４の貫通孔１４ａに挿通し、ケース本体１３の開口部１３ａを蓋１４によって閉塞する。そして、ケース本体１３と蓋１４とを溶接により接合する。これにより、二次電池１０が完成する。

本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）タブ群１５及び端子１６の板部１６ａにおいて、非接合部３１、接合部３２、及び熱影響部３３を構成する結晶粒径は異なる。本実施形態では、熱影響部３３の結晶粒径は、非接合部３１の結晶粒径よりも小さい。よって、熱影響部３３の結晶粒径が非接合部３１の結晶粒径よりも大きい場合と比較して、接合部３２から熱影響部３３に至る領域の強度が向上する。その結果、二次電池１０を車両に搭載した後、車両が振動しても、タブ群１５と端子１６との接合、及びタブ群１５を構成するタブ２６同士の接合が解除されにくくなる。

（２）タブ２６の非接合部３１において、アルミニウム又は銅の結晶は、タブ２６の長手方向に延びる細長形状である。このため、タブ群１５を折り曲げることにより、タブ２６の長手方向に応力が加わり、タブ２６が破断することがある。よって、熱影響部３３の結晶粒径が非接合部３１の結晶粒径よりも小さくなり、接合部３２から熱影響部３３に至る領域の強度が向上することで、タブ２６の破断を抑制できる。

（３）熱影響部３３における接合部３２に近接した部分の結晶粒径のＬ／Ｓ比は、非接合部３１の結晶粒径のＬ／Ｓ比の２〜２０％である。熱影響部３３における接合部３２に近接した部分の結晶粒径のＬ／Ｓ比が非接合部３１の結晶粒径のＬ／Ｓ比の２０％よりも大きくなるような溶接条件で溶接する場合、溶接工程においてタブ２６に対する入熱量が大きくなるため、タブ２６が溶断してしまう。一方、熱影響部３３における接合部３２に近接した部分の結晶粒径のＬ／Ｓ比が非接合部３１の結晶粒径のＬ／Ｓ比の２％未満となるような溶接条件で溶接する場合、入熱量の不足により、タブ群１５と端子１６の板部１６ａとが良好に接合されないことがある。以上のことから、熱影響部３３における接合部３２に近接した部分の結晶粒径のＬ／Ｓ比を非接合部３１の結晶粒径のＬ／Ｓ比の２〜２０％にすることで、タブ２６の溶断を抑制しつつ、タブ群１５と端子１６とを良好に接合できる。

（４）レーザ溶接の一種として、熱伝導方式が知られている。熱伝導方式のレーザ溶接によりタブ群１５と端子１６とを接合する場合、レーザの照射方向の手前側（端子１６とは反対側）には、レーザの照射方向と直交する方向に広がる第１の溶接部が形成されるとともに、レーザの照射方向の奥側（端子１６側）には、レーザの照射方向に延びる第２の溶接部が形成される。このため、溶接部は、いわゆるワインカップ形状になる。このようなワインカップ形状の溶接部では、タブ２６の面方向への溶接部の面積が、タブ群１５と端子１６とが重なる方向において端子１６から離れるにつれて大きくなるのは上記実施形態と同じであるが、第１の溶接部と第２の溶接部との境界で溶接部の幅が急激に変化することが上記実施形態と異なる。

タブ群１５を構成する複数のタブ２６のうち、端子１６とは反対側に位置するタブ２６は、溶融時に熱収縮し、他のタブ２６から浮き上がりやすい。このため、第１の溶接部によって、レーザの照射方向の手前側での溶接部の面積を大きくすることにより、端子１６とは反対側に位置するタブ２６の浮き上がりを抑制できる。しかしながら、熱伝導方式では、溶接部の溶け込み深さを深くしにくい。このため、熱伝導方式によりタブ群１５と端子１６とを接合しようとすると、接合に必要な溶け込み深さを確保する前に、タブ群１５を構成する複数のタブ２６のうち、端子１６とは反対側に位置するタブ２６が溶断してしまう。

これに対し、本実施形態の溶接部３０は、キーホール方式のレーザ溶接によって形成される。キーホール方式のレーザ溶接では、溶接部３０の溶け込み深さを深くしやすい。よって、タブ群１５と端子１６との接合に必要な溶け込み深さを確保しやすい。また、タブ２６の面方向において溶接部３０が形成される面積は、タブ群１５と端子１６とが重なる方向において端子１６から離れるほど大きくなる。よって、溶接時に端子１６とは反対側に位置するタブ２６が浮き上がることを抑制できる。

（５）端子１６が載置される作業台、及びタブ群１５を押圧する治具はそれぞれ、金属製である。このため、溶接工程においてタブ群１５及び端子１６に加えられた熱は、作業台及び治具を介して逃げやすい。よって、タブ群１５及び端子１６の冷却速度が速くなり、熱影響部３３の結晶粒径をより小さくできる。その結果、接合部３２から熱影響部３３に至る領域の強度がより向上する。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○ 図５〜図７に示すように、電極組立体１２は、帯状の正極電極２１と、帯状のセパレータ２３と、帯状の負極電極２２とがこの順に積層され、巻回された巻回型の電極組立体でもよい。電極組立体１２は、正極電極２１、セパレータ２３、及び負極電極２２が積層された層状構造を有する。

図６に示すように、正極電極２１は、正極活物質層２５が存在せず、正極金属箔２４が露出した未塗工部２９を短手方向の一端側に有する。負極電極２２は、負極活物質層２８が存在せず、負極金属箔２７が露出した未塗工部２９を短手方向の一端側に有する。未塗工部２９は、正極電極２１及び負極電極２２の長手方向全体に亘って存在する。電極組立体１２は、巻回軸線の一端側に正極の未塗工部２９が積層された正極の未塗工部群２９ａを備えるとともに、巻回軸線の他端側に負極の未塗工部２９が積層された負極の未塗工部群２９ａを備える。

図５に示すように、二次電池１０は、電極組立体１２から電気を取り出すための各極性の端子１６を備える。各端子１６は、板部１６ａと、板部１６ａから突出する軸部１６ｂと、板部１６ａから電極組立体１２側に延出する延出部１６ｃと、延出部１６ｃの先端部に位置する矩形板状の接続部１６ｄを有する。図７に示すように、二次電池１０は、同じ極性の未塗工部群２９ａと端子１６の接続部１６ｄとが一体となった接合部３２と、接合部３２と非接合部３１との間に形成された熱影響部３３とを有する。また、二次電池１０は、接合部３２の外側で、未塗工部群２９ａと端子１６の接続部１６ｄとが分離している非接合部３１を有する。接合部３２及び熱影響部３３は、未塗工部群２９ａと端子１６の接続部１６ｄとを重ねた状態で、未塗工部群２９ａ側からレーザを照射することで形成される。また、非接合部３１、接合部３２、及び熱影響部３３を構成する結晶粒径は、接合部３２、熱影響部３３、非接合部３１の順に大きくなる。

なお、図示しないが、端子１６の接続部１６ｄが電極組立体１２の巻回軸となるように電極組立体１２に挿入された状態で、未塗工部群２９ａと端子１６の接続部１６ｄとは接合されていてもよい。

○ 正極電極２１において、正極活物質層２５は正極金属箔２４の片面に存在してもよい。同様に、負極電極２２において、負極活物質層２８は負極金属箔２７の片面に存在してもよい。

○ タブ２６及び端子１６の材料は、アルミニウムや銅に限定されず、熱伝導率が２００［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上の導電性材料であればよく、例えば、アルミニウムや銅の金めっき（熱伝導率：２９５［Ｗ／ｍ・Ｋ］）でもよいし、アルミニウムや銅の銀めっき（熱伝導率：４１８［Ｗ／ｍ・Ｋ］）でもよい。タブ２６及び端子１６の材料の熱伝導率が２００［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上であれば、熱影響部３３の結晶粒径は非接合部３１の結晶粒径よりも小さくなる。

○ タブ２６の材料と端子１６の材料は異なっていてもよい。
○ 図８に示すように、タブ２６の材料と端子１６の材料が同金属である場合、タブ群１５と端子１６とが重なる方向において、接合部３２は、端子１６の板部１６ａまで到達していなくてもよい。この場合、タブ群１５を構成する複数のタブ２６のうち、端子１６側に位置するタブ２６と、端子１６の板部１６ａとは、固相接合（拡散接合）される。なお、タブ群１５と端子１６とが重なる方向において、熱影響部３３の深さＨ３３が端子１６の板部１６ａの厚みＨ１６の５〜２０％となるように溶接した場合に、タブ２６と端子１６の板部１６ａとが固相接合される。熱影響部３３の深さＨ３３が端子１６の板部１６ａの厚みＨ１６の５％未満の場合、タブ群１５と端子１６とを良好に接合できない虞がある。一方、熱影響部３３の深さＨ３３が端子１６の板部１６ａの厚みＨ１６の２０％より大きい場合、端子１６にも接合部３２が形成される。

○ 端子１６の板部１６ａの短手方向における溶接部３０の幅Ｗは、タブ群１５と端子１６とが重なる方向において、一定でもよいし、端子１６から離れるにつれて徐々に小さくなっていてもよい。

○ 溶接部３０は、ライン状に限定されず、例えば帯状であってもよい。この場合、レーザを照射しながら板部１６ａの長手方向の一端から他端に向けて移動するレーザ照射装置を、更に板部１６ａの短手方向に往復移動させる。

○ 二次電池１０は、リチウムイオン二次電池でもよいし、他の二次電池であってもよい。要は、正極用の活物質と負極用の活物質との間をイオンが移動するとともに電荷の授受を行うものであればよい。

○ 蓄電装置は、例えばキャパシタなど、二次電池以外の蓄電装置にも適用可能である。

１０…蓄電装置としての二次電池、１２…電極組立体、１５…未塗工部群としてのタブ群、１６…端子、２１…電極としての正極電極、２２…電極としての負極電極、２４…金属箔としての正極金属箔、２５…活物質層としての正極活物質層、２６…未塗工部としてのタブ、２７…金属箔としての負極金属箔、２８…活物質層としての負極活物質層、２９…未塗工部、２９ａ…未塗工部群、３０…溶接部、３１…非接合部、３２…接合部、３３…熱影響部。

Claims (3)

1. 金属箔と、前記金属箔の少なくとも片面に存在する活物質層と、前記活物質層が存在せず、前記金属箔が露出した未塗工部とを有する複数の電極が積層され、かつ前記未塗工部が積層された未塗工部群を備える電極組立体と、
   前記電極組立体と外部装置とを接続する端子と、
   前記未塗工部群と前記端子とが一体となった接合部と、
   を備えた蓄電装置であって、
   前記接合部の外側で、前記未塗工部群と前記端子とが分離している部分を非接合部としたとき、
   前記接合部と前記非接合部との間には、前記接合部と前記非接合部の両方と結晶構造の異なる熱影響部を有し、
   前記熱影響部を構成する結晶粒径は、前記非接合部を構成する結晶粒径よりも小さいことを特徴とする蓄電装置。
2. 前記熱影響部における前記接合部に近接した部分の結晶粒径のＬ／Ｓ比は、前記非接合部の結晶粒径のＬ／Ｓ比の２〜２０％である請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記接合部及び前記熱影響部を合わせて溶接部とすると、
   前記溶接部は、キーホール方式のレーザ溶接によって形成され、
   前記未塗工部の面方向における前記溶接部の面積は、前記未塗工部群と前記端子とが重なる方向において前記端子から離れるにつれて徐々に大きくなる請求項１又は請求項２に記載の蓄電装置。