JP5189626B2 - 電池の製造方法、電池、溶接前正極板の製造方法、及び溶接前正極板 - Google Patents

Description

本発明は、電池の製造方法、電池、溶接前正極板の製造方法、及び溶接前正極板に関する。

近年、ハイブリッド車、電気自動車などの車両やノート型パソコン、ビデオカムコーダなどのポータブル電子機器の駆動用電源には、例えば、ニッケル水素二次電池などの二次電池が利用されている。

このような二次電池には、たとえば特許文献１に例示される積層型の二次電池、具体的には、正極板と負極板をセパレータを介して交互に積層すると共に、正極板のリード部（正極集電部）を正極集電板に、負極板のリード部（負極集電部）を負極集電板に、それぞれ溶接した電極体を、電池容器に収容した二次電池がある。

さらに、この特許文献１では、正極板として、発泡メタル板の内部に活物質を充填した構成とすると共に、リード部（正極集電部）として、活物質未充填の発泡メタルを加圧圧縮するとともに、その一面にニッケルリード板を溶接したものを用いることが開示されている。また、負極板と負極集電板との接続に当たり、負極板の端部に三角形状の突起を形成し、この突起が負極集電板に形成した溝に挿入された形態に負極板を配置し、負極集電板の外側から電子ビームを照射して、負極板の突起と負極集電板の溝とを接合する（特許文献の図４参照）ことが記載されている。また、正極板と正極集電板との接続も、同様に行うこと、即ち、正極板のリード部（正極集電部）の端部に三角形状の突起を形成し、この突起が正極集電板に形成した溝に挿入された形態に正極板を配置し、正極集電板の外側から電子ビームを照射して、正極板の突起と正極集電板の溝とを接合することが記載されている。

特開２００６−３５１３７６号公報

ところで、特許文献１に記載の電池では、前述したように、正極板のリード部（正極集電部）は、活物質未充填の発泡メタル板（発泡ニッケル板）を加圧圧縮するとともに、その一面にニッケルなどからなるリード板（金属リード板）を溶接した構成としている。
また、特許文献１に記載の電池の負極板及び正極板を製造するに当たっては、プレス加工によって形成している。従って、正極板を形成するには、発泡メタル板の内部に活物質を充填する一方、活物質未充填の発泡メタルを加圧圧縮するとともに、その一面にニッケルリード板を溶接した大判を用意し、これをプレス加工（プレス打ち抜き）によって正極板とすることが行われる。

しかしながら、図１３に示すように、プレス加工で正極板３０を形成すると、活物質未充填の発泡メタルを加圧圧縮するとともにリード板を溶接したリード部３５の三角形状の突起３５Ｔにおいて、溶接されたはずの圧縮された発泡メタル（発泡ニッケル板）３６がリード板３７から剥離することがあった。すると、圧縮された発泡メタル３６は脆いため、突起３５Ｔをなす部分の一部が脱落して異物ＦＭとなることがあり、場合によっては、この異物ＦＭによって、正極板と負極板とが短絡する虞があった。

本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであって、発泡メタル板を圧縮した圧縮正極基板にリード部材を付着させた正極集電部を備える正極板を用いた電池の製造方法及びこのような電池を提供することを目的とする。さらには、このような電池に用いる溶接前正極板の製造方法及び溶接前正極板を提供することを目的とする。

そして、その解決手段は、発泡メタル板を圧縮した圧縮正極基板にリード部材を付着させた正極集電部を含む正極板と、上記正極板の上記正極集電部に溶接された正極集電板と、を有する電極体を備える電池の製造方法であって、溶接前の上記正極板である溶接前正極板を、溶接前の上記正極集電部である溶接前正極集電部から突出した突起部を有するよう形成する溶接前正極板形成工程と、溶接前の上記正極集電板である溶接前正極集電板を溶融させることで、上記溶接前正極板の上記溶接前正極集電部の上記突起部に溶接する溶接工程と、を備え、上記溶接前正極板形成工程において、上記溶接前正極板の上記突起部は、その幅をＷ、周長をＳとしたとき、Ｓ≦１．３Ｗを満たす形状に形成される電池の製造方法である。

この電池の製造方法では、溶接前正極板の突起部が、Ｓ≦１．３Ｗを満たす形状に形成される。
このため、溶接前正極板において、突起部の圧縮正極基板がリード部材から剥がれ、さらに、剥がれた圧縮正極基板の一部が脱落して異物化する不具合を防止し、信頼性の高い電池を製造できる。
加えて、この溶接前正極板は、溶接前正極集電部に突起部を有しているので、正極板と正極集電板とを確実に溶接した電池を製造することができる。
さらに、この電池の製造方法では、正極板（溶接前正極板）において、正極集電部（溶接前正極集電部）は、発泡メタル板を圧縮した圧縮正極基板を用いている。圧縮正極基板は、圧縮していない発泡メタル板を用いた正極集電部に比して、リード部材を確実に付着させることができる上、強度が高く、一部が欠けて脱落しにくいので、突起部において、圧縮正極基板がリード部材から剥がれ難い。また、圧縮正極基板の一部が脱落して異物化し難いため、さらに信頼性の高い電池を製造できる。

なお、正極集電部をなすリード部材としては、例えば、鋼やニッケルなどからなる金属リード板が挙げられる。
また、溶接の手法としては、溶接前正極集電板を溶融させて、溶接前正極板の突起部とを溶接できる手法であればよい。具体的には、エネルギビームを溶接前正極集電板に照射して溶接するのが、深い溶け込み深さが得られるので好ましい。なお、エネルギビームとしては、レーザビーム、電子ビームが挙げられる。

その他、溶接前正極板の突起部は、Ｓ≦１．２Ｗを満たす形状とすると、より圧縮正極基板がリード部材から剥がれにくくなり、さらに好ましい。
あるいは、溶接前正極板の突起部の突出高さを０．１〜０．２ｍｍすると、より圧縮正極基板がリード部材から剥がれにくくなり、さらに好ましい。

また、上述の電池の製造方法であって、前記溶接前正極集電板は、前記溶接前正極板の前記溶接前正極集電部の前記突起部の少なくとも一部を挿入可能な凹部をなす形態である電池の製造方法とすると良い。

この電池の製造方法では、溶接前正極集電板が凹部をなす形態とされている。このため、この凹部に溶接前正極板の突起部を挿入して係合させることで、溶接前正極集電板と溶接前正極板との位置合わせが容易にできる。

さらに、前述のいずれかの電池の製造方法であって、前記突起部は、少なくともその先端周縁が円弧をなす形態である電池の製造方法とすると良い。

この電池の製造方法では、突起部を、少なくともその先端周縁が円弧をなす形態としているので、特に突起部の圧縮正極基板がリード部材から剥がれ難い。従って、圧縮正極基板の一部が脱落して異物化する不具合を確実に防止し、さらに信頼性の高い電池を製造できる。

さらに、前述のいずれかの電池の製造方法であって、前記溶接前正極板形成工程は、前記発泡メタル板に正極活物質を担持させた担持部、及び、上記正極活物質を有さない上記発泡メタル板に帯状金属板を付着させた付着部を含む正極用大判から、前記突起部を有する前記溶接前正極板をプレス打ち抜きする打ち抜き工程である電池の製造方法とすると良い。

この電池の製造方法では、担持部と付着部を含む正極用大判を、打ち抜き工程でプレス打ち抜きして、突起部を有する溶接前正極板を形成する。しかも、この突起部は、Ｓ≦１．３Ｗを満たす形状を有している。
このため、打ち抜き工程でプレス打ち抜きし、その際に突起部を形成した溶接前正極板において、この突起部の圧縮正極基板がリード部材から剥がれ、さらに、圧縮正極基板の一部が脱落して異物化する不具合を、容易に防止できる。
加えて、このプレス打ち抜きで、突起部を有する溶接前正極板を形成するので、これを容易に形成することができる。

さらに、前述のいずれかの電池の製造方法であって、前記溶接工程は、前記溶接前正極集電板にエネルギビームを照射して行う電池の製造方法とすると良い。

この電池の製造方法では、エネルギビームを溶接前正極集電板に照射して溶接するので、深い溶け込み深さを容易に得られ正極集電板と正極板の正極集電部とを、確実に溶接することができる。
なお、エネルギビームとしては、ＹＡＧレーザ、ＣＯ_２レーザ、半導体レーザ、エキシマレーザなどのよるレーザビームが挙げられる。その他、電子ビームなど他のエネルギビームを用いることもできる。

他の解決手段は、発泡メタル板を圧縮した圧縮正極基板にリード部材を付着させた正極集電部を含む正極板と、上記正極板の上記正極集電部に溶接された正極集電板と、を有する電極体を備える電池であって、溶接前の上記正極板である溶接前正極板は、溶接前の上記正極集電部である溶接前正極集電部に、この溶接前正極集電部から突出する突起部であって、上記突起部の幅をＷとし、上記突起部の周長をＳとしたとき、Ｓ≦１．３Ｗを満たす形状の突起部を有してなり、上記溶接前正極板の上記溶接前正極集電部の上記突起部と溶接前の上記正極集電板である溶接前正極集電板とを溶接してなる電池である。

この電池では、溶接前正極板の溶接前正極集電部に突起部を有しているので、溶接前正極板と溶接前正極集電板とを確実に溶接した電池とすることができる。
しかも、この突起部は、Ｓ≦１．３Ｗを満たす形状を有している。このため、この突起部において圧縮正極基板がリード部材から剥がれることがなく、圧縮正極基板の一部が脱落して異物化する不具合を防止し、信頼性の高い電池とすることができる。

さらに、上述の電池であって、前記溶接前正極板の前記突起部は、少なくともその先端周縁が円弧をなす形態である電池とすると良い。

この電池では、溶接前正極板の突起部を、少なくともその先端周縁が円弧をなす形態としている。しかも、この突起部は、前述したように、Ｓ≦１．３Ｗを満たす形状を有している。
このため、この電池では、溶接前正極板の突起部において、圧縮正極基板がリード部材から剥がれ、さらには、剥がれた圧縮正極基板の一部が脱落して異物化する不具合を、特に適切に防止することができ、さらに信頼性の高い電池とすることができる。

さらに他の解決手段は、発泡メタル板を圧縮した圧縮正極基板にリード部材を付着させた溶接前正極集電部、を含む溶接前正極板の製造方法であって、上記溶接前正極板を、上記溶接前正極集電部から突出した突起部を有するよう形成する溶接前正極板形成工程を備え、上記溶接前正極板形成工程において、上記溶接前正極板の上記突起部は、その幅をＷ、周長をＳとしたとき、Ｓ≦１．３Ｗを満たす形状に形成される溶接前正極板の製造方法である。

この溶接前正極板の製造方法では、溶接前正極板形成工程で、突起部を有する溶接前正極板を形成する。しかもこの突起部は、Ｓ≦１．３Ｗを満たす形状を有している。
このため、この突起部において圧縮正極基板がリード部材から剥がれ、さらに、圧縮正極基板の一部が脱落して異物化する不具合を防止できる。
なお、この溶接前正極板は、溶接前正極集電部に突起部を有しているので、この溶接前正極板を用いることで、溶接前正極集電板と確実に溶接することができる。

さらに他の解決手段は、発泡メタル板を圧縮した圧縮正極基板にリード部材を付着させた溶接前正極集電部を含む溶接前正極板であって、上記溶接前正極集電部は、この溶接前正極集電部から突出する突起部を有し、上記突起部は、その幅をＷ、周長をＳとしたとき、Ｓ≦１．３Ｗを満たす形状を有してなる溶接前正極板である。

この溶接前正極板は、溶接前正極集電部に突起部を有している。さらに、この突起部は、Ｓ≦１．３Ｗを満たす形状を有している。
このため、この突起部において圧縮正極基板がリード部材から剥がれ難く、剥がれた圧縮正極基板の一部が脱落して異物化する不具合を防止することができる。
なお、この溶接前正極板を用いれば、溶接前正極集電部に突起部を有しているので、溶接前正極集電板と確実に溶接することができる。

二次電池１００の斜視図である。 電池ケース１１０の分解斜視図である。 二次電池の部分破断断面図である。 電極体の斜視図である。 電極体のうち、図４におけるＡ−Ａ’断面図である。 溶接前正極板の（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ’断面図、（ｃ）は（ａ）のＤ部拡大図である。 溶接前正極集電板の断面図である。 （ａ）は、溶接前正極板と溶接前正極集電板との配置を示し、（ｂ）は溶接後の正極板と正極集電板との接続の形態を示す部分拡大断面図である。 突起部の幅Ｗ、及び、突起部の円弧状の周長Ｓが異なる溶接前正極板について、突起部の剥がれの有無を検査した結果を示すグラフである。 溶接前正極集電板と各溶接前正極板との配置を示す説明図である。 正極集電板と各正極板との接続状態を示す説明図である。 正極用大判の斜視図である。 従来形態にかかる溶接前正極板の部分拡大斜視図である。

先ず、本実施形態に係る二次電池１００の構造について、図面を参照して説明する。本実施形態にかかる二次電池１００は、図１〜図４に示すように、ケース本体部材１１１、蓋部材１１８、及び注液蓋１１９を有する直方体形状の電池ケース１１０内に、図４に示す電極体１２０を複数（本実施形態では６ヶ）備えるニッケル水素蓄電池の電池パックである。

図２に示すように、この電池ケース１１０のうち、ケース本体部材１１１は、外形が直方体形状とされ、図２中、右下方向が開放された中空凹状であるが、５つの隔壁１１２により互いに区画された６つの収容部１１３を備えている。この隔壁１１２のうち、図中上方寄りには、隣接する収容部１１３同士を連通する接続孔１１２Ｈが開口している。後述するように、各収容部１１３に収容した電極体１２０同士は、この接続孔１１２Ｈを通じて直列に接続される。また、ケース本体部材１１１の上壁部１１１Ｕには、各収容部１１３に連通する注液孔１１３Ｈが、隣り合う収容部１１３同士で近接して、２つずつペアとなって形成されている。この注液孔１１３Ｈは、後述するように、電解液（図示しない）の注液後に、上壁部１１１Ｕに固着する注液蓋１１９で、２つずつ封止される。また、ケース本体部材１１１のうち、一方の端壁部１１１Ｔ１（図２中、左下側）には総正端子１１４が、他方の端壁部１１１Ｔ２（図２中、右上側）には総負端子１１５が形成されている。蓋部材１１８は、電極体１２０をケース本体部材１１１の収容部１１３にそれぞれ収容し、互いに接続した後に、ケース本体部材１１１に固着され、このケース本体部材１１１を封止する。なお、このケース本体部材１１１は、樹脂の射出成形により一体成形されている。

ケース本体部材１１１の各収容部１１３内には、図４に示す電極体１２０がそれぞれ配置され、電解液（図示しない）が含浸されている。この電極体１２０は、図４及び図５に示すように、正極板１３０と、負極板１４０と、袋状のセパレータ１５０とを備える。このうち、正極板１３０は袋状のセパレータ１５０内に挿入されている。電極体１２０は、セパレータ１５０内に挿入された正極板１３０と、負極板１４０とが交互に積層された、積層型の電極体である。
なお、各々の正極板１３０は、その一端部（図４において上側、図５において右側）に位置する正極集電部１３５において、正極集電板１６０と溶接されている。同様に、各々の負極板１４０は、その一端部（図４において下側、図５において左側）に位置する負極集電部１４５において、負極集電板１７０と溶接されている。

このうち、正極板１３０を正極集電板１６０に溶接する前の溶接前正極板２３０は、図６に示すように、その大部分を占める矩形状の正極部１３１と、この正極部１３１の端部に位置する溶接前正極集電部２３５（正極集電部１３５）とからなる。このうち正極部１３１は、発泡メタル板（本実施形態では発泡ニッケル板）からなる正極基板１３２に水酸化ニッケルを含む正極活物質１３３を担持させてなる。一方、溶接前正極集電部２３５（正極集電部１３５）は、正極活物質を含まない発泡メタル板を厚み方向に圧縮した圧縮正極基板１３６に、金属リード板（本実施形態では鋼板）１３７を超音波溶接によって貼り付けてなる。この溶接前正極板２３０（正極板１３０）は、後述するように、正極用大判２００をプレス打ち抜きすることで形成される。

なお、溶接前正極板２３０の溶接前正極集電部２３５には、その端縁１３５Ｆからドーム状（外周が円弧となる、円板の一部形状）に突出する突起部２３５Ｔが、４箇所形成されている。この４つの突起部２３５Ｔは、端縁１３５Ｆに均等に配置されている。さらに、この突起部２３５Ｔは、図６（ｃ）に拡大して示すように、その幅をＷとし、その円弧状の周長をＳとしたとき、Ｓ≦１．３Ｗの寸法となる突出形状とされている。

負極板１４０も、正極板１３０とほぼ同様の形態を有している。即ち、負極板１４０は、その大部分を占める矩形状の負極部１４１と、この負極部１４１の端部に位置する負極集電部１４５とからなる。このうち、負極部１４１は、金属多孔板（本実施形態ではニッケルパンチングメタル）に水素吸蔵合金粉末を塗着してなる。一方、負極集電部１４２は、金属多孔板そのものを用いる。この負極板１４０（溶接前負極板２４０）も、金属多孔板の所定部位に水素吸蔵合金粉末を塗着した負極用大判を、プレス打ち抜きすることで形成される。

セパレータ１５０には、ポリオレフィン樹脂やポリアミド樹脂など、親水化処理された合成繊維からなる不織布を用いる。電解液には、例えば、ＫＯＨを含む比重１．２〜１．４のアルカリ水溶液を用いる。

図７に示す溶接前正極集電板２６０（正極集電板１６０）は、細長板状で、ニッケルメッキ鋼板をプレス成形したものである。この溶接前正極集電板２６０は、断面コ字状に成形され、正極板１３０と溶接してこれを保持する正極板保持部１６１と、この正極板保持部１６１から延び、電池ケース１１０（ケース本体部材１１１）内で、隣り合う電極体１２０の負極集電板１７０と接続する接続タブ１６５とを有する。

このうち、正極板保持部１６１には、前述した溶接前正極板２３０の突起部２３５Ｔに適合する４箇所に金属板を略Ｗ字状に屈曲させた屈曲変形部２６３及びこれに伴う凹部２６４が設けてある。このため、図８（ａ）に拡大して示すように、この凹部２６４に溶接前正極板２３０の突起部２３５Ｔの一部を収容するように、溶接前正極集電板２６０と溶接前正極板２３０とを配置して、後述するレーザ溶接を行うことができる。
なお、溶接により、溶接前正極集電板２６０の屈曲変形部２６３及び溶接前正極板２３０の突起部２３５Ｔを溶接すると、両者が溶け込んで、図８（ｂ）に拡大して示すように、正極集電板１６０の正極板保持部１６１と正極板１３０の突起部１３５Ｔとの間に、溶接部１６２が形成される。かくして、正極集電板１６０と正極板１３０の正極集電部１３５とが、機械的にも電気的にも接続される。
また、溶接前負極集電板（負極集電板１７０）も、詳述しないが、溶接前正極集電板２６０（正極集電板１６０）と同様の形態を有しており、同様にして、負極集電板１７０と負極板１４０の負極集電部１４５とを溶接する。

また、溶接前正極集電板２６０（正極集電板１６０）の接続タブ１６５には、隣り合う電極体１２０の負極集電板１７０の接続タブ１７５と接続するための接続端子部１６６が形成されている。
なお、この点も、負極集電板１７０について同様であり、負極集電板１７０の接続タブ１７５には、電池ケース１１０内で隣り合う電極体１２０の正極集電板１６０の接続タブ１６５と接続するための接続端子部１７６が形成されている（図３参照）。
即ち、本実施形態の二次電池１００では、図３に示すように、隣り合う一方の電極体１２０の正極集電板１６０の接続端子部１６６と、他方の電極体１２０の負極集電板１７０の接続端子部１７６とが、それぞれケース本体部材１１１の隔壁１１２に形成した同じ接続孔１１２Ｈに挿入され、抵抗溶接により接続されている。

この二次電池１００では、溶接前正極板２３０の溶接前正極集電部２３５に突起部２３５Ｔを有しているので、この正極板１３０の正極集電部１３５と正極集電板１６０とを（溶接前正極板２３０の溶接前正極集電部２３５と溶接前正極集電板２６０とを）、確実に溶接した二次電池１００とすることができる。
しかも、この突起部２３５は、Ｓ≦１．３Ｗを満たす形状を有している。このため、次述するように、突起部２３５において圧縮正極基板１３６が金属リード板１３７から剥がれることが無く、圧縮正極基板１３６の一部が脱落して異物化する不具合を防止し、信頼性の高い二次電池１００とすることができる。

加えてこの二次電池１００では、溶接前正極板２３０の突起部２３５Ｔを、少なくともその先端周縁２３５ＳＳが円弧をなす形態としている。具体的には、溶接前正極板２３０の突起部２３５Ｔを、その周縁２３５Ｓが円弧をなすドーム状に突出した形状としている。しかも、この突起部２３５Ｔは、Ｓ≦１．３Ｗを満たす形状を有している。
このため、この二次電池１００では、溶接前正極板２３０の突起部２５３Ｔにおいて、圧縮正極基板１３６が金属リード板１３７から剥がれ、さらには、剥がれた圧縮正極基板１３６の一部が脱落して異物化する不具合を、特に適切に防止することができ、さらに信頼性の高い二次電池１００とすることができる。

また、本実施例の溶接前正極板２３０は、溶接前正極集電部２３５に突起部２３５Ｔを有している。さらに、この突起部２３５Ｔは、Ｓ≦１．３Ｗを満たす形状を有している。
このため、この突起部２３５Ｔにおいて圧縮正極基板１３６が金属リード板１３７から剥がれ難く、剥がれた圧縮正極基板１３６の一部が脱落して異物化する不具合を防止することができる。
なお、この溶接前正極板２３０を用いれば、溶接前正極集電部２３５に突起部２３５Ｔを有しているので、溶接前正極集電板２６０と確実に溶接することができる。

次いで、この二次電池１００において、溶接前正極板２３０の溶接前正極集電部２３５に形成した突起部２３５Ｔの形態に関する検討結果について、以下に説明する。
突起部２３５Ｔの幅Ｗ、及び、突起部の円弧状の周長Ｓが異なる溶接前正極板のサンプルを、後述するのと同様のプレス打ち抜きにより製造した。そして、形成された突起部２３５Ｔにおいて、圧縮正極基板１３６と金属リード板１３７の間に、剥がれが生じているかどうかについて検査した。
その結果を、図９のグラフに示す。

このグラフにおいて、左下から右上方向に延びる破線は、Ｓ＝Ｗ、即ち、突起部を設けない場合を示す。また、○印は、圧縮正極基板１３６が金属リード板１３７から剥がれていないサンプルを、×印は、剥がれが生じたサンプルを示す。このグラフから、破線より左上の領域（突起部が形成される領域）において、破線、即ちＳ＝Ｗに近い場合には、剥がれが生じない（○印）が、破線から遠い場合、即ち、突起部の突出量が大きく、周長ＳがＷに比して大きくなっている場合には、剥がれが生じる（×印）ことが判る。
そして、左下から右上方向に延びる一点鎖線よりも破線側、即ち、Ｓ≦１．３Ｗの場合には、突起部に剥がれが生じないことが判る。
さらには、左下から右上方向に延びる二点鎖線よりも破線側、即ち、Ｓ≦１．２Ｗの場合には、さらに確実に突起部に剥がれが生じないことが判る。
なお、本実施形態では、突起部２３５Ｔをプレス打ち抜きにより形成しているが、突起部２３５Ｔの形成手法は特に限定されない。
また、本実施形態では、突起部２３５Ｔをドーム状としているが、少なくとも、突起部の先端周縁２３５ＳＳが円弧をなす形態とすればよい。

次いで、本実施形態に係る二次電池１００の製造方法について説明する。
先ず、図１２に示す正極用大判２００を用意する。この正極用大判２００は、２条の担持部２０１の間に、付着部２０５を形成してなる。このうち、担持部２０１は、帯状で、発泡メタル板（発泡ニッケル板）２０２に正極活物質２０３を担持させてなる。一方、付着部２０５は、２条の担持部の間において、正極活物質２０３を担持させないで厚み方向に圧縮した圧縮発泡メタル部２０６の一方面（図中上面）に、帯状の鋼板である帯状金属板２０７を、超音波溶接で固着したものである。この正極用大判２００は、帯状の発泡メタル板に、その幅方向中央を残して正極活物質ペーストを塗布して担持部２０１を形成する。一方、発泡メタル板２０２の幅方向中央は、ロールプレスにより圧縮し、圧縮発泡メタル部２０６とする。さらに、この圧縮発泡メタル部２０６の一方面に帯状の鋼板を超音波溶接して、付着部２０５を形成する。

その後、打ち抜き工程において、この正極用大判２００から、プレス打ち抜きにより、溶接前正極板２３０を形成する（図６参照）。具体的には、内側が溶接前正極集電部２３５となる形態で、幅方向に対称に、２ヶずつ打ち抜く。

但し、このプレス打ち抜きの際、溶接前正極集電部２３５に突起部２３５Ｔを形成するのであるが、前述した従来技術が三角形状に形成していたのに対し、本実施形態では、この突起部２３５Ｔを、正極集電部から突出するドーム状の突起部であって、Ｓ≦１．３Ｗを満たす形状とする。
すると、既に図９を参照して説明したように、突起部２３５Ｔは形成されているものの、従来技術（図１３参照）と異なり、この突起部２３５Ｔをなす圧縮正極基板１３６が金属リード板１３７から剥離することがない。従来技術のように、三角形状とする場合に比して、突起部２３５Ｔをプレス打ち抜きで形成する際に、この突起部２３５Ｔ（特にその先端部）に掛かる応力が小さく、圧縮正極基板１３６が金属リード板１３７から剥がれにくいためと考えられる。
したがって、この溶接前正極板２３０を用いて製造した二次電池１００では、従来技術と異なり、突起部２３５Ｔをなす圧縮正極基板１３６が欠けて、異物となることがなく、信頼性の高い二次電池とすることができる。
また、同様のプレス打ち抜きにより、前述したように、負極用大判から溶接前負極板も形成する。

さらに、溶接前正極板２３０に袋状のセパレータ１５０を被せ、袋状のセパレータ１５０内にそれぞれ挿入した複数の溶接前正極板２３０と、複数の溶接前負極板とを、それぞれ溶接前正極集電部２３５と溶接前負極集電部が、それぞれ外側に位置するように配置しつつ、交互に積層する。
さらに、溶接前正極集電板２６０の正極板保持部１６１が、積層された溶接前正極板２３０の溶接前正極集電部２３５に直交するように、溶接前正極集電板２６０を配置する。この際、図８（ａ）に示すように、溶接前正極集電板２６０の凹部２６４に、溶接前正極板２３０の溶接前正極集電部２３５の突起部２３５Ｔの一部が挿入されるように、位置決めをする。このように、溶接前正極集電板２６０に凹部２６４を形成すると共に、溶接前正極板２３０の溶接前正極集電部２３５に突起部２３５Ｔを形成することで、溶接前正極集電板２６０と溶接前正極板２３０との位置決めが容易にできる。

なお、図１０に示すように、溶接前正極板２３０の位置（図中上下方向の位置）は、交差内でばらつく。したがって、溶接前正極板２３０の突起部２３５Ｔと溶接前正極集電板２６０の凹部２６４（屈曲変形部２６３）との間の間隙ｄの大きさにはバラツキが生じ、間隙ｄが大きいもの、小さいものも生じ得る。
また、次述するレーザ溶接によって、溶接前正極集電板２６０の屈曲変形部２６３を溶融させた場合に、その溶融部分の表面に形成された酸化被膜によって、溶融部分の変形や塗れ拡がりが妨げられる場合がある。
しかしながら、本実施形態では、溶接前正極板２３０の溶接前正極集電部２３５に突起部２３５Ｔを形成しているので、屈曲変形部２６３が溶けた溶融部分が、突起部２３５Ｔに届きやすく、確実に正極集電板２６０と正極板１３０の正極集電部１３５とを溶接することができる。

溶接工程では、溶接前正極集電板２６０と溶接前正極板２３０との位置決めした後、図８（ａ）に矢印で示すように、溶接前正極集電板２６０の屈曲変形部２６３に、図中上方からレーザビームＬを照射し、屈曲変形部２６３を溶融させる。なお、レーザビームＬは、溶接前正極集電板２６０の幅方向（図８（ａ）において紙面に直交する方向、図１０において左右方向）に移動させて、各正極板１３０と溶接する。レーザビームＬを発生する装置としては、ＹＡＧレーザ、ＣＯ_２レーザ、半導体レーザ、エキシマレーザなどを用いることができる。
溶接前正極板２３０の溶接前正極集電部２３５に突起部２３５Ｔは、溶接前正極集電板２６０の屈曲変形部２６３と共に溶融して一体となり、冷却後、図８（ｂ）及び図１１に示す溶接部１６２となる。
なお、このように溶接前正極板２３０の溶接前正極集電部２３５に突起部２３５Ｔを設けているので、図１０における間隙ｄの大きさがばらついていても、いずれの正極板２３０についても、図１１に示すように、適切に正極集電板１６０に溶接することができる。

なお、図８（ａ）に示すように、突起部２３５Ｔの突出高さをｈ、溶接前正極板２３０の寸法公差により生じる溶接前正極板２３０（突起部２３５Ｔを除く）から溶接前正極集電板２６０までの最大隙間の大きさをｓ、溶接前正極集電板２６０の凹部２６４の深さをｆとする。この場合に、この三者の関係を、ｓ≦ｈ≦ｆとすることにより、正極集電板１６０と正極板１３０の正極集電部１３５とを、より確実に溶接することができる。
その後、同様にして、溶接前負極板と溶接前負極集電板とを溶接して、図４，図５に示す電極体１２０を完成する。
なお、溶接前正極板２３０の突起部２３５Ｔの突出高さｈを、０．１〜０．２ｍｍすると、より圧縮正極基板１３６が金属リード板１３７から剥がれにくくなる。

次いで、各々の電極体１２０を、ケース本体部材１１１の収容部１１３内に収容し、隣り合う電極体１２０うち、一方の電極体１２０の正極集電板１６０と他方の電極体１２０の負極集電板１７０とを接続する。具体的には、隔壁１１２の接続孔１１２Ｈ内に位置する、一方の電極体１２０における正極集電板１６０の接続タブ１６５の接続端子部１６６と、他方の電極体１２０における負極集電板１７０の接続タブ１７５の接続端子部１７６とを、抵抗溶接により接続する。なお、両端に位置する電極体の接続端子部１６６，１７６については、ケース本体部材１１の端壁部１１１Ｔ１，１１１Ｔ２にそれぞれ埋め込まれた総正端子１１４あるいは総負端子１１５と接続する。これにより、各電極体１２０は、電気的に直列に接続され、総正端子１１４は、直列接続された６つの電極体１２０全体の正極端子となる。同様に、総負端子１１５は、直列接続された６つの電極体１２０全体の負極端子となる。

その後、熱板溶接により、ケース本体部材１１１に平板状の蓋部材１１８を被せて封着する。さらに、注液孔１１３Ｈを通じて、各収容部１１３内に電解液を注入し、その後、注液蓋１１９を熱板溶接により、ケース本体部材１１１の上壁部１１１Ｕに被せて封着する。かくして、二次電池１００が完成する。

この二次電池１００の製造方法では、前述したように、溶接前正極板２３０の突起部２３５Ｔが、Ｓ≦１．３Ｗを満たす形状に形成される。このため、この溶接前正極板２３０において、突起部２３５Ｔの圧縮正極基板１３６が金属リード板１３７から剥がれ、さらに、剥がれた圧縮正極基板１３６の一部が脱落して異物化する不具合を防止し、信頼性の高い二次電池１００を製造できる。
加えて、この溶接前正極板２３０は、溶接前正極集電部２３５に突起部２３５Ｔを有しているので、正極板１３０と正極集電板１６０とを確実に溶接した二次電池１００を製造することができる。

特に、本実施形態の二次電池１００の製造方法では、溶接前正極集電板２６０が凹部２６４をなす形態とされている。このため、この凹部２６４に溶接前正極板２３０の突起部２３５Ｔを挿入して係合させることで、溶接前正極集電板２６０と溶接前正極板２３０との位置合わせが容易にできる。
また、突起部２３５Ｔを、少なくともその先端周縁２３５ＳＳが円弧をなす形態としているので、特に突起部の圧縮正極基板１３６が金属リード板１３７から剥がれ難い。従って、圧縮正極基板１３６の一部が脱落して異物化する不具合を確実に防止し、さらに信頼性の高い二次電池１００を製造できる。特に本実施形態では、突起部２３５Ｔの周縁２３５Ｓ全体が円弧をなすドーム状としているので、圧縮正極基板１３６が金属リード板１３７から剥がれ難く、特に信頼性が高い二次電池１００となる。

さらに、二次電池１００の製造方法では、正極板１３０（溶接前正極板２３０）において、正極集電部１３５（溶接前正極集電部２３５）は、発泡メタル板を圧縮した圧縮正極基板１３６を用いている。圧縮正極基板１３６は、圧縮していない発泡メタル板を用いた正極集電部に比して、金属リード板１３７を確実に付着させることができる上、強度が高く、一部が欠けて脱落しにくいので、突起部２３５Ｔにおいて、圧縮正極基板１３６が金属リード板１３７から剥がれ難い。また、圧縮正極基板１３６の一部が脱落して異物化し難いため、さらに信頼性の高い二次電池１００を製造できる。

さらにこの二次電池１００の製造方法では、担持部２０１と付着部２０５を含む正極用大判２００を、打ち抜き工程でプレス打ち抜きして、突起部２３５Ｔを有する溶接前正極板２３０を形成する。しかも、この突起部２３５Ｔは、Ｓ≦１．３Ｗを満たす形状を有している。
このため、打ち抜き工程でプレス打ち抜きし、その際に突起部２３５Ｔを形成した溶接前正極板２３０において、この突起部２３５Ｔの圧縮正極基板１３６が金属リード板１３７から剥がれ、さらに、圧縮正極基板１３６の一部が脱落して異物化する不具合を、容易に防止できる。
加えて、このプレス打ち抜きで、突起部２３５Ｔを有する溶接前正極板２３０を形成するので、これを容易に形成することができる。

この本実施形態では、レーザビームＬを溶接前正極集電板２６０に照射して溶接するので、深い溶け込み深さを容易に得られ正極集電板１６０と正極板１３０の正極集電部１３５とを、確実に溶接することができる。

また、本実施形態の溶接前正極板の製造方法では、溶接前正極板形成工程（打ち抜き工程）で、突起部２３５Ｔを有する溶接前正極板２３０を形成する。しかもこの突起部２３５Ｔは、Ｓ≦１．３Ｗを満たす形状を有している。
このため、この突起部２３５Ｔにおいて圧縮正極基板１３６が金属リード板１３７から剥がれ、さらに、剥がれた圧縮正極基板１３６の一部が脱落して異物化する不具合を防止できる。
なお、この溶接前正極板２３０は、溶接前正極集電部２３５に突起部２３５Ｔを有しているので、この溶接前正極板２３０を用いることで、溶接前正極集電板２６０と確実に溶接することができる。

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記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いうまでもない。
例えば、上記実施形態では、二次電池１００として、６ヶの電極体１２０を収容した電池パックを例示した。しかし、１つの電極体を電池ケース内に保持する単電池としても良い。また、上記実施形態では、複数の正極板及び負極板を積層した積層型の電極体１２０を例示したが、正極板及び負極板を捲回した捲回型の電極体を用いる電池としても良い。
また、上述の実施形態では、レーザビームＬを用いた例を示したが、これに変えて、電子ビームなど他のエネルギビームを用いることもできる。さらに、溶接前正極集電板を溶融させ、溶接前正極板２３０と溶接できる手法であれば、他の溶接手法を採用することもできる。

１００ 二次電池
１２０ 電極体
１３０ 正極板
１３１ 正極部
１３２ 正極基板（発泡メタル板）
１３３ 正極活物質
１３５ 正極集電部
１３６ 圧縮正極基板
１３７ 金属リード板
１４０ 負極板
１４１ 負極部
１５０ セパレータ
１６０ 正極集電板
１６１ 正極板保持部
１６２ 溶接部
１７０ 負極集電板
２００ 正極用大判
２０１ 担持部
２０２ 発泡メタル板
２０３ 正極活物質
２０５ 付着部
２０６ 圧縮発泡メタル部
２０７ 帯状金属板
２３０ 溶接前正極板
２３５ 溶接前正極集電部
２３５Ｔ 突起部
２３５Ｓ （突起部の）周縁
２３５ＳＳ （突起部の）先端周縁
Ｗ （突起部の）幅
Ｓ （突起部の）周長
２６０ 溶接前正極集電板
２６３ 屈曲変形部
２６４ 凹部
ｄ 間隙
Ｌ レーザビーム（エネルギビーム）

Claims (9)

1. 発泡メタル板を圧縮した圧縮正極基板にリード部材を付着させた正極集電部を含む正極板と、
   上記正極板の上記正極集電部に溶接された正極集電板と、を有する
   電極体を備える
   電池の製造方法であって、
   溶接前の上記正極板である溶接前正極板を、溶接前の上記正極集電部である溶接前正極集電部から突出した突起部を有するよう形成する溶接前正極板形成工程と、
   溶接前の上記正極集電板である溶接前正極集電板を溶融させることで、上記溶接前正極板の上記溶接前正極集電部の上記突起部に溶接する溶接工程と、を備え、
   上記溶接前正極板形成工程において、上記溶接前正極板の上記突起部は、その幅をＷ、周長をＳとしたとき、Ｓ≦１．３Ｗを満たす形状に形成される
   電池の製造方法。
2. 請求項１に記載の電池の製造方法であって、
   前記溶接前正極集電板は、
   前記溶接前正極板の前記溶接前正極集電部の前記突起部の少なくとも一部を挿入可能な凹部をなす形態である
   電池の製造方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の電池の製造方法であって、
   前記突起部は、少なくともその先端周縁が円弧をなす形態である
   電池の製造方法。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電池の製造方法であって、
   前記溶接前正極板形成工程は、
   前記発泡メタル板に正極活物質を担持させた担持部、及び、上記正極活物質を有さない上記発泡メタル板に帯状金属板を付着させた付着部を含む正極用大判から、前記突起部を有する前記溶接前正極板をプレス打ち抜きする
   打ち抜き工程である
   電池の製造方法。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電池の製造方法であって、
   前記溶接工程は、
   前記溶接前正極集電板にエネルギビームを照射して行う
   電池の製造方法。
6. 発泡メタル板を圧縮した圧縮正極基板にリード部材を付着させた正極集電部を含む正極板と、
   上記正極板の上記正極集電部に溶接された正極集電板と、を有する
   電極体を備える
   電池であって、
   溶接前の上記正極板である溶接前正極板は、
   溶接前の上記正極集電部である溶接前正極集電部に、この溶接前正極集電部から突出
   する突起部であって、
   上記突起部の幅をＷとし、上記突起部の周長をＳとしたとき、Ｓ≦１．３Ｗを満たす形状の
   突起部を有してなり、
   上記溶接前正極板の上記溶接前正極集電部の上記突起部と溶接前の上記正極集電板である溶接前正極集電板とを溶接してなる
   電池。
7. 請求項６に記載の電池であって、
   前記溶接前正極板の前記突起部は、少なくともその先端周縁が円弧をなす形態である
   電池。
8. 発泡メタル板を圧縮した圧縮正極基板にリード部材を付着させた溶接前正極集電部、を含む
   溶接前正極板の製造方法であって、
   上記溶接前正極板を、上記溶接前正極集電部から突出した突起部を有するよう形成する溶接前正極板形成工程を備え、
   上記溶接前正極板形成工程において、上記溶接前正極板の上記突起部は、その幅をＷ、周長をＳとしたとき、Ｓ≦１．３Ｗを満たす形状に形成される
   溶接前正極板の製造方法。
9. 発泡メタル板を圧縮した圧縮正極基板にリード部材を付着させた溶接前正極集電部を含む溶接前正極板であって、
   上記溶接前正極集電部は、この溶接前正極集電部から突出する突起部を有し、
   上記突起部は、その幅をＷ、周長をＳとしたとき、Ｓ≦１．３Ｗを満たす形状を有してなる
   溶接前正極板。

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