JP6058328B2 - 電池 - Google Patents

Description

本発明は、非水電解液二次電池等の電池に関する。

近年、電気自動車（ＥＶ）、およびハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）等のモータ駆動用電源の用途に供される電池として、また、家庭用蓄電池として、高エネルギーを有する大型電池が求められている。

これに伴い、外装体内に納められる発電素子は、高エネルギーを生成するために、大型化、重量化する傾向がある。従って、大型化、重量化した発電素子を、安全に、外装体内に収容しておく技術が求められている。

また、発電素子の大容量化に伴い、発電素子の集電部と電極リードまたは電極端子との接続について、抵抗成分での電圧降下の影響が大きくなり、電池特性に大きく影響するようになっている。従って、発電素子の集電部を、電気的に低抵抗な方法で、電極リードおよび電極端子といった他の電池構成要素と接続する技術が求められている。

ここで、高エネルギーを有する大型電池における、電池内で発電素子の集電部と電極リードまたは電極端子との接続に求められる性質を明らかにするため、従来の、エネルギー容量の限られた小型の電池において、電池内で発電素子の集電部と電極リードまたは電極端子とが如何に接続されていたかを説明しておくこととする。

図１１は、従来の接続方法によって、積層体９１０の集電部９２０と電極端子９６０とが接続されている電池の一例であり、具体的には、積層体９１０の集電部９２０と電極端子９６０とが抵抗溶接のみによって電気的に接続されている電池９を示している。なお、２１０は抵抗溶接位置を示している。

従来の、エネルギー容量の限られた電池にあっては、発電素子としての積層体は、容量が小さく、サイズも小型のものであった。また、容量の限られた、小型の発電素子にあっては、その集電部、および、当該集電部と電極端子との間の電極リードの少なくとも一方は、厚さ２ｍｍ未満の薄板であり、電極端子についても同様に厚さ２ｍｍ未満の薄板であることが一般的であった。

従って、従来の電池であれば、例えば、積層体と電極リードとの間は超音波溶接のみによって、電極リードと電極端子との間は抵抗溶接のみによって、接続されていることは何の問題にもならなかった。つまり、従来のエネルギー容量の限られた小型の電池にあっては、発電素子から電池の外に電流を取り出すための、発電素子と電極リードと電極端子とのうちの２つを電気的に接続する部分が、超音波溶接のみ、または抵抗溶接のみによって接続されていることは一般的であった。

しかし、高エネルギーを有する大型電池にあっては、発電素子である積層体も大型化、重量化する傾向がある。

従って、大型化、重量化した発電素子を、安全に、外装体内に収容しておくため、外装体内における発電素子と、電極リードおよび電極端子といった他の電池構成要素とを、十分な物理的強度を持って接続する必要がある。

また、発電素子の大容量化に伴い、発電素子と電極リードと電極端子とのうちの２つを電気的に接続する部分について、抵抗成分での電圧降下の影響が大きくなり、電池特性に大きく影響するようになっている。従って、発電素子と電極リードと電極端子とのうちの２つを、電気的に低抵抗な方法で接続させる必要がある。つまり、発電素子の大容量化に伴い、発電素子と電極リードと電極端子とのうちの２つを電気的に接続する部分について、益々、電気的低抵抗が必要とされている。

さらに、大型化、重量化した発電素子にあっては、発電素子から電池の外部に電流を取り出すための、集電部と、電極リードおよび電極端子の少なくとも一方とは厚みが厚くなる傾向がある。大型化、重量化した発電素子から電池の外部に電流を取り出すためには、その電気的経路の物理的強化および電気的低抵抗化のために、電気的経路に用いる金属箔の厚みを厚くする必要があるからである。

以上のように、高エネルギーを有する大型電池においては、大型化、重量化した発電素子を、安全に、外装体内に収容し、かつ電気的に低抵抗な方法で、当該発電素子から電池外に電流を取り出す技術が求められている。

例えば、下掲の特許文献１には、両側が同じ電極からなるスタック型構造の小型電極組立体（バイセル）、または両側が異なる電極からなるスタック型構造の小型電極組立体（フールセル）を、長い分離膜シートで巻き取って製造するスタック−折り畳み型構造のセル（ユニットセル）を備えた二次電池において、二つまたはそれ以上の前記ユニットセルを、一つの電池ケースに内蔵させ、これらユニットセルは、両側端部に一つまたは二つ以上の電極端子が突出するようにし、これら電極端子を連結した状態で積層配列構造または平面配列構造を形成しながら一つの収納部に装着することによって、ユニットセル間の電気的および物理的結合力を高めることによって、構造的に安全性を向上させ、簡便な組立工程で容量を大きく増加させる技術が開示されている。

また、特許文献２には、発電素子に含まれる正極集電体または負極集電体のうち少なくとも一方の集電体において、集電タブが接続されていない第１端部側から、それとは反対側の、集電タブが電気的に接続される第２端部方向に、質量が重くなるようにして、つまり、第１端部側からそれとは反対側の第２端部方向にかけて厚みを厚くすることによって、電流集中が起きる第２端部側で電流を流れやすくし、その部分での発熱が抑えられて集電体の面内方向における発熱の偏りを抑える技術が開示されている。

さらに、特許文献２には、非導電性材料で構成される補強層を集電体に沿って配置することにより、集電体の機械的応力に対する耐性を高める技術も開示されている。

特開２００７−３２４１１８号公報（２００７年１２月１３日公開） 特開２０１１−２３２４９号公報（２０１１年２月３日公開）

しかしながら、上述のような従来技術は、大型化、重量化の進む発電素子の集電部と、電極リードおよび電極端子といった他の電池構成要素とを、十分な物理的強度かつ低い電気的抵抗で、接続するための技術の開示や示唆を与えるものではない。

まず、特許文献１に開示されている技術は、二つ以上のユニットセルを備える高容量二次電池において、ユニットセル間の電気的および物理的結合力を高めることによって、構造的に安全性を向上させ、簡便な組立工程で容量を大きく増加させるものである。

つまり、特許文献１は、ユニットセル間の接続について、電気的および物理的結合力を高めようとする技術に係るものであって、発電素子の集電部と、電極リードまたは電極端子といった発電素子以外の電池構成要素との接続について、電気的および物理的結合力を高めようとするものではない。

また、特許文献２に開示されている技術は、集電体の面内方向における発熱の偏りを抑え、さらに、集電体自体の機械的応力への耐性を高める電池を開示するものである。

しかし、大型化、重量化した発電素子の集電部と、その他の電池構成要素、例えば、電極リードまたは電極端子との電気的接続について、接続部分の物理的強度を高め、かつ、電気的低抵抗を実現する方法については、特許文献２からは不明である。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、外装体内において発電素子の集電部と、電極リードと、電極端子とのうちの２つが、十分な物理的強度を有し、かつ電気的に低抵抗な方法で、電気的に接続している電池を実現することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る電池は、発電素子の集電部と、電極リードと、電極端子とのうち、少なくとも２つを備えた電池であって、発電素子の集電部と、電極リードと、電極端子とのうちのいずれか２つが、２種類以上の接続手段を組み合わせて電気的に接続されており、物理的強度および電気的低抵抗が実現されていることを特徴としている。

本発明の一態様によれば、１つの接続手段のみによって接続される場合には不可能であった、物理的強度と電気的低抵抗との両立を実現して、発電素子の集電部と、電極リードと、電極端子とのうちの２つを電気的に接続することができるという効果を奏する。

本発明の一実施例に係る、積層体の集電部と電極端子とが抵抗溶接と超音波溶接とによって接続されている電池の要部を示す平面図である。 図１に示した電池の、積層体の集電部と電極端子との接続を示す斜視図である。 図１に示した電池の全体構造を示す分解斜視図である。 図１に示した電池の詳細構造を示す断面図である。 本発明の別の実施例に係る、積層体の集電部と電極端子とが、抵抗溶接と超音波溶接とによって接続されている電池を示す平面図である。 本発明のさらに別の実施例に係る、積層体の集電部と電極端子とが、抵抗溶接とネジとによって接続されている電池を示す平面図である。 本発明の他の実施例に係る、積層体の集電部と電極端子とが、抵抗溶接と固定用部材とによって接続されている電池を示す平面図である。 図７に示した固定用部材のうち、ロの字型の断面形状を有する固定用部材を用いて、積層体の集電部と電極端子との抵抗溶接位置の物理的強度を補強している電池を示す断面図である。 図７に示した固定用部材のうち、コの字型の断面形状を有する固定用部材を用いて、積層体の集電部と電極端子との抵抗溶接位置の物理的強度を補強している電池を示す断面図である。 本発明に係る４つの接続手段および従来の接続手段を用いて、積層体と電極端子とが電気的に接続されているそれぞれの電池について行った、振動実験等の実験結果を示す表である。 従来技術を示すものであり、抵抗溶接のみを接続手段として積層体と電極端子とが接続されている電池を示す平面図である。

図１〜図１１に基づいて、本発明の実施例について詳細に説明する。なお、説明の便宜のため、図１〜図１１においては、電池の形状等を誇張して描いている。また、図１１は、従来技術を示すものである。

また、本発明に係る電池を構成する各部材について、実際には、正極と負極との区別がある部材であっても、説明に際し特に正負を区別する必要がない場合には、正極側の部材と負極側の部材とを同じ部材番号で示し、特に正負を区別する必要がある場合にのみ、正側の部材には部材番号の後ろに「ａ」を付し、負側の部材には部材番号の後ろに「ｂ」を付すものとする。

（本発明の概要）
各実施例の詳細を説明する前に、まず本発明の概要を説明しておくことにする。

本発明に係る電池は、発電素子の集電部と、電極リードと、電極端子とのうち、少なくとも２つを備えた電池であって、発電素子の集電部と、電極リードと、電極端子とのうちのいずれか２つが、２種類以上の接続手段を組み合わせて電気的に接続されており、物理的強度および電気的低抵抗が実現されている。

つまり、外装体内において、発電素子の集電部と、電極リードと、電極端子とのうちの２つが、或る特定の1つの接続手段によって接続されているのではなく、２種類以上の接続手段を組み合わせて電気的に接続されている。

従って、本発明は、１つの接続手段のみによって接続される場合には不可能であった、物理的強度と電気的低抵抗との両立を実現して、発電素子の集電部と、電極リードと、電極端子とのうちの２つが電気的に接続されている。

ここで、特に高エネルギーを有する大型電池にあっては、発電素子である積層体も大型化、重量化する傾向があり、それに併せて、発電素子の集電部と電極リードと電極端子とについても、その厚みが２ｍｍ以上となる傾向がある。

詳細は後述するが、超音波溶接は、厚さ１〜２ｍｍまでの薄板同士での実績に留まり、それ以上の厚みの溶接では信頼性が未知数であるのに対し、抵抗溶接は、厚さが２ｍｍを超えるような金属板同士の溶接について実績があり、信頼性が高い。

従って、以下の各実施例にあっては、抵抗溶接を、上記十分な物理的強度を有し、かつ電気的に低抵抗な方法で接続するための２種類以上の接続手段の１つとして用いる。つまり、以下の実施例においては、積層体の集電部と電極リードと電極端子とのうちの２つが、抵抗溶接によって、電気的に接続されている。

つまり、本発明は、例えば、厚さが２ｍｍを超えるような金属板同士の溶接について実績があり、信頼性のある抵抗溶接を用いて、積層体の集電部と電極リードと電極端子とのうちの２つが電気的に接続されている電池であって、当該抵抗溶接による接続の物理的強度を補強するために、抵抗溶接以外の接続手段によって、当該接続部分が補強された電池を提供するものである。

ただし、本発明は、接続手段として抵抗溶接を含むものに限定されない。

図１は、本発明の一実施例である、発電素子としての積層体１０の集電部２０と、電極端子６０とが抵抗溶接と超音波溶接とによって接続されている電池１の平面図であり、２１０は抵抗溶接位置を、２２０は超音波溶接位置を示している。

また、図５は、本発明の別の実施例に係る、積層体１０の集電部２０と電極端子６０との接続について、抵抗溶接位置２１０と超音波溶接位置２２０とを工夫して配置している電池１’の平面図である。

図６は、本発明のさらに別の実施例に係る、積層体１０の集電部２０と電極端子６０とが抵抗溶接とネジ２３０とによって接続されている電池２の平面図である。

さらに、図７は、本発明の他の実施例に係る、積層体１０の集電部２０と電極端子６０とが抵抗溶接と固定用部材２４０とによって接続されている電池３の平面図である。

なお、図１、図５、図６および図７において、２１０は抵抗溶接位置を示している。

各実施例において、発電素子としての積層体１０の集電部２０と電極リード４０と電極端子６０とのうちの２つが電気的に接続される部分であって、その厚みが合計で３ｍｍ以上である部分は、抵抗溶接を用いて、接続されている。溶接する薄板同士の厚みが合計で３ｍｍ以上の厚い部分の溶接としては、確実に導通がとれるのは抵抗溶接だからである。

しかし、詳細は後述するが、大型化、重量化した積層体を備えた、高エネルギーを有する電池にあっては、発電素子の集電部と電極リードと電極端子とのうちの２つが電気的に接続される部分を、抵抗溶接のみで接続するのは、物理的強度等の観点から言って、改良の余地が残る。

従って、各実施例においては、上記の、積層体１０の集電部２０と電極リード４０と電極端子６０とのうちの２つが電気的に接続される部分は、抵抗溶接だけではなく、さらに、抵抗溶接以外の方法によっても、接続されている。

以上を整理すれば、各実施例にあっては、積層体１０の集電部２０と電極リード４０と電極端子６０とのうちの２つが電気的に接続される部分であって、その厚みが合計で３ｍｍ以上である部分は、抵抗溶接と抵抗溶接以外の方法とによって、電気的に接続されている。厚さが２ｍｍを超えるような金属板同士の溶接について実績があり、信頼性のある抵抗溶接と、抵抗溶接の物理的強度等を補強するための、抵抗溶接以外の接続手段とを組み合わせて用いることにより、外装体３０内において、積層体１０の集電部２０と電極リード４０と電極端子６０とのうちの２つが、十分な物理的強度を有し、かつ電気的に低抵抗な方法で、電気的に接続している電池を実現することができる。

以下の各実施例においては、上記抵抗溶接以外の接続手段として、超音波溶接と、ネジ２３０と、固定用部材２４０とを説明する。なお、図１および図５において、２１０は抵抗溶接位置を、２２０は超音波溶接位置を示している。

なお、以下では、積層体１０の集電部２０と電極リード４０と電極端子６０とのうちの２つを電気的に接続する部分のうち、特に、積層体１０の集電部２０と電極端子６０とが直接接続されている電池の、積層体１０の集電部２０と電極端子６０との接続部分について、超音波溶接とネジ２３０と固定用部材２４０との少なくとも１つを用いて、抵抗溶接を補強している電池を実施例として説明を行う。

しかし、発電素子の集電部と電極端子とが直接接続されている電池のみではなく、発電素子の集電部と電極端子とが電極リードを介して接続されている電池も、本発明の範囲に含まれる。具体的には、発電素子の集電部―電極リード、および電極リード―電極端子の少なくとも一方が、超音波溶接と、ネジと、固定用部材との少なくとも１つと、抵抗溶接とによって接続されている電池であれば、本発明の範囲に含まれる。

つまり、外装体内で、発電素子の集電部と電極リードと電極端子とのうちの２つが、抵抗溶接と、抵抗溶接の物理的強度を補強するための抵抗溶接以外の接続手段とを組み合わせて、接続されている電池であれば、本発明の範囲に含まれる。

まず、抵抗溶接と、超音波溶接と、ネジと、固定用部材という、４つの接続手段の各々について、その概要を整理する。

（各接続手段の概要）
（抵抗溶接）
図１および図５は、積層体１０の集電部２０と電極端子６０とが抵抗溶接と超音波溶接とによって接続されている、電池１および電池１’の平面図である。２１０は抵抗溶接位置を、２２０は超音波溶接位置を、示している。

抵抗溶接は、溶接したい母体に電流を流しジュール熱を発生させ、その母体を溶解させ、それと同時に加圧することによって接続する溶接方法であり、この方法を応用した溶接法として、スポット溶接等を挙げることができる。

抵抗溶接は、厚さが２ｍｍを超えるような金属板同士の溶接について実績があり、信頼性が高い。また、合計の厚みが３ｍｍ以上の厚い部分の溶接としては、確実に導通が取れるのは抵抗溶接になるので、当該厚い部分の接続には、抵抗溶接を少なくとも１ヶ所は行う。

以下のいずれの実施例においても、発電素子としての積層体１０の集電部２０と電極端子６０とを電気的に接続する部分の厚みは合計で３ｍｍ以上であり、従って、抵抗溶接を用いて接続されている。

しかし、抵抗溶接には以下のような短所があるため、それらの短所を補うために、抵抗溶接以外の接続手段を、抵抗溶接と組み合わせて用いる。

抵抗溶接の短所として、まず、抵抗溶接は、特に、１点溶接の場合、溶接面に平行な回転方向の力に弱い。ただし、回転方向の力がなければ、同じ溶接面積について、後述する超音波溶接に比べて、抵抗溶接の方が物理的強度の点では優れている。

また、抵抗溶接は、基本的には、狭い間隔での溶接には向いておらず、具体的には、狭い面積に２カ所以上の溶接を行う場合、１０ｍｍ程度間隔をあけないと、電流が分散して好く溶接できない。また、狭い間隔で２カ所以上に抵抗溶接を行う場合には、電流が溶接ポイントに集中するよう、０．３ｍｍ程度の溶接補強板を乗せ、その溶接補強板に窪みを付けるといった工夫が必要となる。

その他、抵抗溶接を行う場合には、スパッタが飛ぶが、このスパッタが積層体１０内に飛び込むと、異物となって電池の特性に影響を与える可能性がある。

各実施例において、抵抗溶接位置２１０の面積は、いずれの実施例においても、１ｃｍ^２程度を想定している。

（超音波溶接）
図１および図５は、積層体１０の集電部２０と電極端子６０とが抵抗溶接と超音波溶接とによって接続されている、電池１および電池１’の平面図である。２１０は抵抗溶接位置を、２２０は超音波溶接位置を、示している。

超音波溶接は、溶接部に超音波で振動する工具を押し当てて、母材が互いに摩擦することにより接合を行なうものであり、アルミ箔や銅箔などの薄い金属箔の接合に適する。しかし、基本的には、厚さ１〜２ｍｍ程度の薄板同士の溶接においてしか実績がない。

超音波溶接において、接合は面接合になり、抵抗溶接の一種であるスポット接合より大きな面になる傾向がある。なお、抵抗溶接と超音波溶接とで、溶接面積を同じにした場合には、抵抗溶接の方が物理的強度は高い。

超音波溶接は、狭い間隔で２カ所以上を溶接する場合であっても、抵抗溶接が必要とするような特別な工夫を必要としない。

その他、超音波溶接においては、溶接前の金属表面に酸化皮膜および汚れ等が付着していても、初期の振動によりそれらを破壊、飛散させて、清浄な面同士を接触させ、さらに振動を継続させることによって原子拡散を惹起するので、特別な表面処理が不要である。

つまり、超音波溶接においては、積層体１０の集電部２０と電極端子６０との溶接しようとする面の状況によらずに、溶接することが可能である。

ただし、超音波溶接に際しては、超音波のパワーが過度に強いと、電極板１２の塗工部、つまり電極活物質１２２を塗布している部分の剥がれを発生させるおそれがあるため、注意が必要である。

超音波溶接位置２２０の面積は、１ｃｍ^２程度を想定している。

（ネジ）
図６は、積層体１０の集電部２０と電極端子６０とが抵抗溶接とネジ２３０とによって接続されている電池２の平面図である。２１０は、抵抗溶接位置を示している。

ネジ２３０を用いて、抵抗溶接位置２１０の物理的強度を補強することができる。ネジ２３０は、固定用部材２４０ほどではないが、超音波溶接よりもさらに、高い物理的強度を有する接続手段である。

ネジ２３０は、固定用部材２４０に比べれば取り付けは容易だが、抵抗溶接と超音波溶接との組合せに比べると実施するのに手間がかかり、つまり抵抗溶接と超音波溶接との組み合わせに比べて、電池製造コストの増加につながりやすい。

また、本願発明者らは、電極リード４０と電極端子６０との接続をネジ２３０のみによって実施した電池を作成してみたところ、電気的抵抗が大きく、電圧効果も大きいことを確認している。

（固定用部材）
図７は、積層体１０の集電部２０と電極端子６０とが抵抗溶接と固定用部材２４０とによって接続されている電池３の平面図である。２１０は、抵抗溶接位置を示している。

集電部２０と電極端子６０との抵抗溶接位置２１０を、例えば、図８および図９に示すようなコの字型またはロの字型の固定用部材２４０によって覆い、当該抵抗溶接位置２１０の物理的強度を補強する方法である。

集電部２０と電極端子６０との抵抗溶接による接続を、固定用部材２４０を用いて補強する方法は、抵抗溶接を超音波溶接によって補強する方法、および、抵抗溶接をネジ２３０によって補強する方法に比べて、物理的強度が強い。

また、固定用部材２４０は、ネジ２３０よりもさらに取り付けに際し時間を要する上、固定用部材２４０自体の製造費用の分も含め、これまでに説明してきた接続手段の中では、実施するのにコストが最もかかる。

なお、固定用部材２４０の材質、サイズ、および形状について、詳細は後述する。

固定用部材２４０の材質としては、積層体１０の集電部２０と電極端子６０との抵抗溶接位置２１０を、接続が外れないよう、ピッタリと固定し補強することができるものであって、電解液５０によって腐食することのないものである必要がある。また、充放電特性への影響が懸念されるため、金属等の伝導性の部材は、固定用部材としては不適である。

本実施例において固定用部材２４０の材料としてはポリプロピレンを用いたが、これに限られるものではなく、電気的絶縁性があり、硬く、ある程度の耐電解液性もある材料であればよい。例えば、積層体１０の集電部２０と電極端子６０との抵抗溶接位置２１０をカプトンテープで固定したり、粘着剤で固定したりする場合も、本発明に係る固定用部材を用いた接続の範囲に含まれる。

（接続手段の整理）
物理的強度について整理すると、最も物理的強度が高いのは、固定用部材を用いて抵抗溶接位置２１０を補強する方法であり、以下、ネジ２３０によって補強を行う方法、超音波溶接によって補強を行う方法の順である。

（実施例１．抵抗溶接と超音波溶接との基本的配置位置）
図１は、積層体１０の集電部２０と電極端子６０とが抵抗溶接と超音波溶接とによって接続されている電池１の平面図であって、抵抗溶接位置２１０と、超音波溶接位置２２０とが、基本的な位置関係になるよう配置されている電池１を示している。電池１においては、抵抗溶接位置２１０と、超音波溶接位置２２０と、積層体１０とが、１直線状に並ばずに配置されている。

電池１においては、図１に示すように、超音波溶接位置２２０が２カ所あり、当該２カ所の超音波溶接位置２２０は、積層体１０の集電部２０と電極端子６０との接続方向（ｘ方向）に垂直な方向（ｙ方向）に並んで配置されている。

上記２カ所の超音波溶接位置２２０からほぼ等距離に、抵抗溶接位置２１０が配置されている。

抵抗溶接位置２１０は、積層体１０からできるだけ離れた位置に配置されることが好ましい。集電部２０の、積層体１０からできるだけ離れた位置に抵抗溶接位置２１０を配置することにより、抵抗溶接を行う際に積層体１０内にスパッタが飛んで異物となり、電池１の電池特性に与える影響を防止あるいは抑制することができる。

また、上記２カ所の超音波溶接位置２２０は、集電部２０の幅一杯に、つまりｙ方向一杯に離して、配置されることが好ましい。抵抗溶接は、特に１点溶接の場合、溶接する金属板に平行な面における、つまりｘ−ｙ平面における回転方向の力に対する物理的強度が十分ではないため、抵抗溶接位置２１０の物理的強度の補強という観点から言えば、超音波溶接位置２２０は、抵抗溶接位置２１０に、ｘ−ｙ平面上の回転方向の力がかからないよう、配置されていることが好ましいからである。

なお、集電部２０と電極端子６０との接続について、集電部２０の幅方向の、つまりｙ方向の端の一方を超音波溶接によって接続し、他方の端を抵抗溶接によって接続する配置によっても、ほぼ同様の効果を得ることができる。

この場合にも、抵抗溶接位置２１０について、その物理的強度を超音波溶接位置２２０によって補強することができ、特に、抵抗溶接位置２１０の、溶接する金属板に平行な面における、つまりｘ−ｙ平面における回転方向の力に対する物理的強度を、超音波溶接位置２２０によって補強することができるからである。

ただし、当然、集電部２０の幅方向の、つまりｙ方向の端をそれぞれ抵抗溶接と超音波溶接とによって接続する方法よりも、集電部２０の幅方向の両端に超音波溶接位置２２０を配置し、当該２カ所の超音波溶接位置からほぼ等距離に、抵抗溶接位置２１０を配置する方が、物理的強度の面からすれば優位である。

抵抗溶接位置２１０と超音波溶接位置２２０との面積はそれぞれ、１ｃｍ^２程度である。

（実施例２．抵抗溶接と超音波溶接との応用的配置位置）
図５は、積層体１０の集電部２０と電極端子６０とが抵抗溶接と超音波溶接とによって接続されている電池１’の平面図であって、抵抗溶接位置２１０と、超音波溶接位置２２０とが、抵抗溶接の実施の際にスパッタが積層体１０内に飛び込まないように、抵抗溶接位置２１０と超音波溶接位置２２０との配置を工夫した電池１’を示している。電池１’においては、抵抗溶接位置２１０と、超音波溶接位置２２０と、積層体１０とが、１直線状に並べて配置され、かつ、抵抗溶接位置２１０と積層体１０との間に超音波溶接位置２２０が来るように、配置されている。

抵抗溶接位置２１０と超音波溶接位置２２０との配置位置以外の点では、電池１と電池１’とは同じものであり、説明の便宜上、電池１と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

電池１’においては、図５に示すように、超音波溶接位置２２０が２カ所あり、当該２カ所の超音波溶接位置２２０は、積層体１０の集電部２０と電極端子６０との接続方向（ｘ方向）に垂直な方向（ｙ方向）に並んで配置されている。

抵抗溶接位置２１０は、抵抗溶接位置２１０と集電部２０とが、上記２カ所の超音波溶接位置２２０の一方を挟んで一直線上に並ぶように、配置されている。図５に即して言えば、抵抗溶接位置２１０と、積層体１０とは、上記２カ所の超音波溶接位置２２０のうち図５で上側に位置する方の超音波溶接位置２２０を挟んで、積層体１０の集電部２０と電極端子６０との接続方向（ｘ方向）の１直線上に並んで配置されている。

抵抗溶接位置２１０と積層体１０との間に超音波溶接位置２２０が配置されるように、抵抗溶接位置２１０と超音波溶接位置２２０とを配置することにより、抵抗溶接を行う際に積層体１０内にスパッタが飛んで異物となり、電池１’の電池特性に与える影響を防止あるいは抑制することができる。

なお、上記２カ所の超音波溶接位置２２０は、集電部２０の幅一杯に、つまりｙ方向一杯に離して、配置されることが好ましいことは、前述の通りである。

抵抗溶接位置２１０と超音波溶接位置２２０との面積はそれぞれ、１ｃｍ^２程度である。

（実施例３．抵抗溶接とネジとの組み合わせ）
抵抗溶接の物理的強度を補強するのに、ネジ２３０を用いることができる。

図６は、積層体１０の集電部２０と電極端子６０との電気的接続について、ネジ２３０によって、抵抗溶接位置２１０の物理的強度を補強している電池２を示す平面図である。

なお、説明の便宜上、これまでに説明した実施例と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。抵抗溶接位置２１０は、これまで説明してきた実施例における抵抗溶接位置２１０と違いはなく、面積は１ｃｍ^２程度である。

集電部２０と電極端子６０とを接続するのに際し、集電部２０の幅方向、つまりｙ方向の一方の端に抵抗溶接位置２１０を配置し、ネジ２３０を他方の端に配置する。

また、抵抗溶接位置２１０とネジ２３０を結ぶ、集電部２０の溶接面上の直線は、ｙ方向に一致し、集電部２０と電極端子６０との接続方向（ｘ方向）に対し垂直となっている。

上記のように、抵抗溶接は、特に１点溶接の場合、溶接する金属板に平行な面における、つまりｘ−ｙ平面における回転方向の力に対する物理的強度が十分ではない。従って、抵抗溶接位置２１０とネジ２３０とを、集電部２０の幅方向、つまりｙ方向の両端に配置し、かつ、抵抗溶接位置２１０とネジ２３０を結ぶ、集電部２０の溶接面上の直線が、集電部２０と電極端子６０との接続方向（ｘ方向）に対し垂直となるように、抵抗溶接位置２１０とネジ２３０とを配置することによって、抵抗溶接位置２１０の物理的強度を、ネジ２３０によってより強く補強することができる。

（実施例４．抵抗溶接と固定用部材との組み合わせ）
抵抗溶接の物理的強度を補強するのに、固定用部材２４０を用いることができる。

図７は、積層体１０の集電部２０と電極端子６０との電気的接続について、固定用部材２４０を用いて抵抗溶接位置２１０の物理的強度を補強している電池３を示す平面図である。

図８は、図７に示した固定用部材２４０のうち、ロの字型の断面形状を有する固定用部材２４０を用いて、積層体１０の集電部２０と電極端子６０との抵抗溶接位置２１０の物理的強度を補強している電池を示す断面図である。

図９は、図７に示した固定用部材２４０のうち、コの字型の断面形状を有する固定用部材２４０を用いて、積層体１０の集電部２０と電極端子６０との抵抗溶接位置２１０の物理的強度を補強している電池を示す断面図である。

なお、説明の便宜上、これまでに説明した実施例と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。抵抗溶接位置２１０は、これまで説明してきた実施例における抵抗溶接位置２１０と違いはなく、面積は１ｃｍ^２程度である。

図７に示すように、固定用部材２４０は、抵抗溶接によって互いに接続されている、厚さ２ｍｍの集電部２０と、厚さ２ｍｍの電極端子６０とをピッタリと覆っている。固定用部材２４０のサイズは、厚み方向の高さが４ｍｍ程度、集電部２０と電極端子６０との接続方向（ｘ方向）の幅が３２ｍｍ程度である。

上記において固定用部材２４０の高さは４ｍｍ程度であるとしたが、固定用部材２４０は集電部２０と電極端子６０とを、その抵抗溶接位置２１０の物理的強度を補強するよう、例えばピッタリと覆うことができればよいのであって、高さが４ｍｍであることは必須ではない。

また、図８および図９では、抵抗溶接によって互いに接続されている集電部２０と電極端子６０とを覆うことによって、抵抗溶接位置２１０の物理的強度を補強するタイプの固定用部材２４０を示している。しかし、本発明に係る固定用部材は、抵抗溶接によって互いに接続されている集電部２０と電極端子６０とを覆っている必要はなく、抵抗溶接位置２１０の物理的強度を補強するものであればよい。例えば、積層体１０の集電部２０と電極端子６０との抵抗溶接位置２１０をカプトンテープで固定したり、粘着剤で固定したりする場合も、本発明に係る固定用部材を用いた接続の範囲に含まれる。

つまり、本発明に係る固定用部材は、抵抗溶接位置２１０を圧力または接着（粘着）によって物理的に補強し固定するものであればよい。

（各実施例の利用環境）
上記４つの実施例は、状況に応じて使い分けることができる。

すなわち、電気的低抵抗をより重視する場合には、抵抗溶接と超音波溶接とを組み合わせた接続手段を、つまり上記の実施例１または実施例２を採用することができる。また、物理的強度をより重視する場合には、抵抗溶接とネジ２３０または固定用部材２４０とを組み合わせた接続手段を、つまり上記の実施例３または実施例４を採用することができる。

（各実施例と従来の電池との比較実験）
図１０は、実施例１〜４、つまり電池１、１’、２、３と、従来の接続手段によって、つまり抵抗溶接のみによって、集電部９２０と電極端子９６０とが電気的に接続されている電池９とについて、振動実験等を行った結果を示す表である。

また、図１１は、従来の接続手段によって、つまり抵抗溶接のみによって、集電部９２０と電極端子９６０とが電気的に接続されている電池９を示している。

また、図１０で実施例１とは、図１に示す、積層体１０の集電部２０と電極端子６０との接続方向（ｘ方向）に垂直な方向（ｙ方向）に並べて、集電部２０の幅方向一杯に、２カ所の超音波溶接位置２２０を配置し、当該２カ所の超音波溶接位置２２０からほぼ等距離に、抵抗溶接位置２１０を配置して、積層体１０の集電部２０と電極端子６０とを接続している電池１である。

図１０で実施例２とは、図５に示す、積層体１０の集電部２０と電極端子６０との接続方向（ｘ方向）に垂直な方向（ｙ方向）に並べて、集電部２０の幅方向一杯に、２カ所の超音波溶接位置２２０を配置し、抵抗溶接位置２１０と積層体１０との間に、当該２カ所の超音波溶接位置２２０の一方が配置されるように、抵抗溶接位置２１０を配置して、集電部２０と電極端子６０とを接続している電池１’である。

また、実施例３とは、図６に示す、抵抗溶接とネジ２３０による補強とを組み合わせて、集電部２０と電極端子６０とを接続している電池２を、実施例４とは、図７に示す、抵抗溶接と固定用部材２４０による補強とを組み合わせて、集電部２０と電極端子６０とを接続している電池３を指している。

なお、従来方法とは、あくまでも、「積層体と電極端子または電極リードとを抵抗溶接のみによって電気的に接続する」方法を指すものに過ぎない。上記従来方法は、大型化および高容量化が進む前の電池において、積層体と電極端子または電極リードを接続したり、電極リードと電極端子とを接続したりするのに用いられてきたに過ぎない。

電池１、１’、２、３と、従来方法、つまり抵抗溶接のみによって、集電部９２０と電極端子９６０とが電気的に接続されている電池９とについて、振動実験等の内容と、その実験結果とを、以下に説明する。

なお、電池１、１’、２、３は、集電部２０と電極端子６０との接続に用いている接続手段以外の点では、同じものであるが、電池１、１’、２、３と従来方法に係る電池９とも、集電部と電極端子との接続に用いている接続手段以外の点では、同じものである。つまり、電池９の積層体９１０、集電部９２０、外装体９３０、電極端子９６０と、電池１、１’、２、３の積層体１０、集電部２０、外装体３０、電極端子６０とは、同じものである。また、詳細は後述するが、積層体１０および９１０の重量は５００ｇであり、集電部２０および９２０の厚さは２ｍｍ、電極端子６０および９６０の厚さは２ｍｍである。

実験としては、まず、充放電評価を実施し、仕様の電気容量が出ているかを確認した。具体的には、０．１Ｃのレートでの初期充放電評価を行い、その結果、全ての電池について、電気容量が仕様通り出ていることを確認した。

なお、１Ｃとは、公称容量値の電気容量を有する電池を定電流放電して、ちょうど１時間で放電終了となる電流値のことであり、例えば、２．２Ａｈの公称容量値のセルでは１Ｃ＝２．２Ａである。つまり、０．１Ｃは、公称容量値の電気容量を有するセルが１０時間で放電終了となる電流値であり、例えば、上述の２．２Ａｈの公称容量値のセルでは０．２２Ａである。

次に、振動試験を行い、集電部２０（または９２０）と電極端子６０（または９６０）との接続部分の強度を確認した。具体的には、各電池に振動を加えた後、電池を分解した。その結果、従来の接続手段を用いている、つまり抵抗溶接のみによって、集電部９２０と電極端子９６０とを接続している５個の電池９のうち１個について、抵抗溶接位置２１０が破損し、集電部９２０と電極端子９６０との接続に問題が発生していることを確認した。その他の電池については全て、振動による影響がないことを、分解解析によって確認した。

つまり、重量が５００ｇである積層体１０または９１０の、厚さ２ｍｍの集電部２０または９２０と、厚さ２ｍｍの電極端子６０または９６０とを、十分な物理的強度を有し、かつ電気的に低抵抗な方法で、電気的に接続するには、従来の接続手段、つまり抵抗溶接のみでは不十分であることを確認した。

一方、実施例１〜４、つまり電池１、１’、２、３は、全て、電気的接続についても、物理的強度についても問題のないことを確認した。つまり、抵抗溶接と、抵抗溶接の欠点を補うための抵抗溶接以外の接続手段とを組み合わせて、集電部２０と電極端子６０とを電気的に接続することによって、集電部２０と電極端子６０とが、十分な物理的強度を有し、かつ電気的に低抵抗な方法で、電気的に接続している電池を実現できたことを確認した。

（電池１の各構成要素の構造）
次に、図３および図４を用いて、電池１を構成する各部材の各種形態について説明する。

図３は、電池１の全体構造を示す分解斜視図であり、図４は、電池１の詳細構造を示す断面図である。なお、上記のように、図５の電池１’、図６の電池２、図７の電池３は、集電部２０と電極端子６０との接続に用いている接続手段以外の点では、電池１と同じ構造である。また、図１１に示した、従来方法に係る電池９も、集電部と電極端子との接続に用いている接続手段以外の点では、電池１と同じ構造である。すなわち、電池９の積層体９１０、集電部９２０、外装体９３０、電極端子９６０と、電池１、１’、２、３の積層体１０、集電部２０、外装体３０、電極端子６０とは、同じものである。

図３に示すように、電池１は、発電素子としての積層体１０と電解液５０（図示しない）とが外装体３０内に封入されて成る。なお、封口体３０ｂによって開口部が封口される前の外装体を外装体３０ａとし、開口部を封口体３０ｂによって封口された後の外装体を外装体３０とする。電池１は、封口前の外装体３０ａ内に積層体１０を格納し、電解液５０を注液した後、封口前の外装体３０ａの開口部を封口体３０ｂによって封口して成る。

外装体３０内において、積層体１０は、集電部２０を介して、外装体３０内に延びた電極端子６０に電気的に接続している。なお、積層体１０の集電部２０が、電極リード（図示しない）をさらに介して、電極端子６０と電気的に接続している構成であってもよい。

図４に示すように、積層体１０は、セパレータ１１を介して対向する正極板１２ａおよび負極板１２ｂを含む。外装体３０内で、積層体１０の正極板１２ａと負極板１２ｂとの間に電解液５０が満たされ、さらにセパレータ１１が正極板１２ａと負極板１２ｂとの短絡を防いでいる。

正極板１２ａは、正極集電体１２１ａに正極活物質１２２ａを塗布したものであり、一方、負極板１２ｂは、負極集電体１２１ｂに負極活物質１２２ｂを塗布したものである。

正極集電体１２１ａの一方の端部には正極活物質１２２ａが塗布されておらず、この正極活物質１２２ａの塗布されていない、複数の正極集電体１２１ａの端部を束ね、正極端子６０ａへと電気的に接続させるように、正極集電部２０ａが形成されている。

同様に、負極集電体１２１ｂの一方の端部には負極活物質１２２ｂが塗布されておらず、この負極活物質１２２ｂの塗布されていない、複数の負極集電体１２１ｂの端部を束ね、負極端子６０ｂへと電気的に接続させるように、負極集電部２０ｂが形成されている。

次に、電池１の各構成要素の材質等について説明する。

まず、電極板１２について説明すれば、正極集電体１２１ａは、例えば、アルミニウム箔であり、負極集電体１２１ｂは、例えば、銅箔である。

正極板１２ａの正極活物質１２２ａとしては、リチウムが含有された酸化物（ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＦｅＯ_２、ＬｉＭｎＯ_２、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４など）や、その酸化物の遷移金属の一部を他の金属元素で置換した化合物などが挙げられる。なかでも、通常の使用において、正極板１２ａが保有するリチウムの８０％以上を電池反応に利用し得るものを正極活物質１２２ａとして用いれば、過充電などの事故に対する安全性を高めることができる。

また、負極板１２ｂの負極活物質１２２ｂとしては、リチウムが含有された物質やリチウムの挿入／離脱が可能な物質が用いられる。特に、高いエネルギー密度を持たせるためには、リチウムの挿入／離脱電位が金属リチウムの析出／溶解電位に近いものを用いるのが好ましい。その典型例は、粒子状（鱗片状、塊状、繊維状、ウィスカー状、球状および粉砕粒子状など）の天然黒鉛もしくは人造黒鉛である。

なお、正極板１２ａの正極活物質１２２ａに加えて、また、負極板１２ｂの負極活物質１２２ｂに加えて、導電材、増粘材および結着材などが含有されていてもよい。導電材としては、正極板１２ａや負極板１２ｂの電池性能に悪影響を及ぼさない電子伝導性材料であれば特に限定されず、例えば、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、グラファイト（天然黒鉛、人造黒鉛）、炭素繊維などの炭素質材料や導電性金属酸化物などを用いることができる。

増粘材としては、例えば、ポリエチレングリコール類、セルロース類、ポリアクリルアミド類、ポリＮ−ビニルアミド類、ポリＮ−ビニルピロリドン類などを用いることができる。結着材は、活物質粒子および導電材粒子を繋ぎとめる役割を果たすものであり、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルピリジン、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系ポリマーや、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系ポリマーや、スチレンブタジエンゴムなどを用いることができる。

また、セパレータ１１としては、電解液５０に侵されない微多孔性の高分子フィルムを用いることが好ましい。具体的には、ナイロン、セルロースアセテート、ニトロセルロース、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテンなどのポリオレフィン高分子からなるフィルムが使用可能である。

また、電解液５０としては、有機電解液を用いることが好ましい。具体的には、有機電解液の有機溶媒として、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、γ―ブチロラクトンなどのエステル類、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン、ジエチルエーテル、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、メトキシエトキシエタンなどのエーテル類、さらに、ジメチルスルホキシド、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、ギ酸メチル、酢酸メチルなどが使用可能である。なお、これらの有機溶媒は、単独で使用してもよいし、２種類以上を混合して使用してもよい。

さらに、有機溶媒には電解質塩が含まれていてもよい。この電解質塩としては、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ_４）、ホウフッ化リチウム、六フッ化リン酸リチウム、トリフルオロメタンスルホン酸（ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３）、フッ化リチウム、塩化リチウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウムおよび四塩化アルミン酸リチウムなどのリチウム塩が挙げられる。なお、これらの電解質塩は、単独で使用してもよいし、２種類以上を混合して使用してもよい。

電解質塩の濃度は特に限定されないが、約０．５〜約２．５ｍｏｌ／Ｌであれば好ましく、約１．０〜２．２ｍｏｌ／Ｌであればより好ましい。なお、電解質塩の濃度が約０．５ｍｏｌ／Ｌ未満の場合には、電解液５０中においてキャリア濃度が低くなり、電解液５０の抵抗が高くなるおそれがある。一方、電解質塩の濃度が約２．５ｍｏｌ／Ｌよりも高い場合には、塩自体の解離度が低くなり、電解液５０中のキャリア濃度が上がらないおそれがある。

外装体３０の材質としては、例えば、鉄、ニッケルメッキされた鉄、ステンレススチール、およびアルミニウムなどを利用することができる。

（電池１の容量およびサイズ等）
次に、電池１の一例について、容量、サイズ、重量等について、以下に説明する。

（正極）
正極集電体１２１ａは、圧延アルミニウム箔（厚さ：２０μｍ）であり、当該正極集電体１２１ａの両面に、ダイコーターを用いて正極活物質１２２ａを塗布し、乾燥電極厚が２９０μｍで、３００ｍｍ（縦）×１５０ｍｍ（横）の正極板１２ａを得る。

上記のように、正極集電体１２１ａの一方の端には正極活物質１２２ａを塗布しない部分が残されるが、この未塗工部のサイズは、９ｍｍ（縦）×１５０ｍｍ（横）である。

複数の正極集電体１２１ａの未塗工部を束ね、正極端子６０ａへと電気的に接続させるように、正極集電部２０ａが形成されている。

（負極）
負極集電体１２１ｂは、圧延銅箔（厚さ：１０μｍ）であり、当該負極集電体１２１ｂの両面に、ダイコーターを用いて負極活物質１２２ｂを塗布し、乾燥電極厚が１８０μｍで、３０４ｍｍ（縦）×１５４ｍｍ（横）の負極板１２ｂを得る。

負極集電体１２１ｂの一方の端には負極活物質１２２ｂを塗布しない部分が残されるが、この未塗工部のサイズは、９ｍｍ（縦）×１５４ｍｍ（横）である。

複数の負極集電体１２１ｂの未塗工部を束ね、負極端子６０ｂへと電気的に接続させるように、負極集電部２０ｂが形成されている。

（セパレータ）
セパレータ１１は、例えば、厚さ２０μｍのポリエチレン板である。

（積層体）
積層体１０は、セパレータ１１/負極板１２ｂ/セパレータ１１/正極板１２ａ/セパレータ１１/負極板１２ｂ・・・/セパレータ１１/負極板１２ｂ/セパレータ１１の順で積層させたものである。

ここで、上記のように、正極板１２ａの乾燥電極厚は２９０μｍであり、負極板１２ｂの乾燥電極厚は１８０μｍであり、セパレータ１１の厚さは２０μｍである。つまり、セパレータ１１を介して互いに対向する１組の、負極板１２ｂと正極板１２ａとのセットの厚みは約５００μｍである。従って、負極板１２ｂと正極板１２ａとのセットをｎ個積層する場合、つまり、集電体束数をｎとすると、積層体１０の厚みは、５００μｍ×ｎとなる。電池１においては、例えばｎ＝３０とし、積層体１０の厚みは１５ｍｍである。また積層体１０の積層面のサイズは、３３５ｍｍ（縦）×１５４ｍｍ（横）である。

上記の構成によれば、積層体１０の容量は５０Ａｈであり、重量は５００ｇである。

（集電部）
正極集電部２０ａおよび負極集電部２０ｂについて、積層体１０の集電部２０と電極端子６０との接続方向（ｘ方向）に垂直な方向、つまりｙ方向の幅は、約２０ｍｍである。

（電極端子）
正極端子６０ａには厚み２ｍｍのアルミニウム板を用い、負極端子６０ｂには厚み２ｍｍの銅板を用いた。正極端子６０ａおよび負極端子６０ｂについて、積層体１０の集電部２０と電極端子６０との接続方向（ｘ方向）に垂直な方向、つまりｙ方向の幅は、約３０ｍｍである。

（電極リード）
電池１では電極リード４０を用いなかったが、本発明に係る電池においては、積層体１０の集電部２０と電極端子６０とが、電極リード４０を介して電気的に接続していてもよい。その場合、正極タブには、アルミニウム箔（厚さ：１００μｍ、幅：３０ｍｍ）を、負極タブには、ニッケル箔（厚さ：１００μｍ、幅：３０ｍｍ）を用いてもよい。

（本発明に係る電池の変形例）
これまでの、電極端子６０に接続されるのは１つの積層体１０の集電部２０であるとして説明を行ってきた。しかし、単一の発電素子（セル）が電極リード４０または電極端子６０に電気的に接続されている場合に限られず、いわゆる電池モジュール、つまり複数のセルが、電極リード４０または電極端子６０に、超音波溶接と、ネジ２３０と、固定用部材２４０との少なくとも１つを抵抗溶接と組み合わせて、電気的に接続されているものも本発明の技術的範囲に含まれる。

これまで、発電素子としての積層体１０の集電部２０と電極端子６０とが直接接続されている電池を用いて説明を行ってきたが、集電部２０と電極端子６０とが、例えば電極リード４０を介して接続されている電池も、本発明の範囲に含まれる。この場合、集電部２０と電極リード４０、および電極リード４０と電極端子６０の少なくとも一方が、抵抗溶接と、例えば、超音波溶接、ネジ、または固定治具といった、抵抗溶接の欠点を補う抵抗溶接以外の接続手段とによって、接続されている。

本発明は、大型化、高容量化の進む発電素子から電流を外部に取り出すための、各電池構成要素間の電気的接続部分について、物理的強度と電気的低抵抗とを実現する２種類以上の接続手段を組み合わせて接続させている電池に係るものである。本発明は、特に、超音波溶接と、ネジと、固定用部材との少なくとも１つを、抵抗溶接と組み合わせて、上記接続部分の接続に用いることにより、上記接続部分に物理的高強度と、電気的低抵抗とを与える電池を実現するものである。

（まとめ）
下記に、本発明を整理しておくこととする。

本発明の一態様に係る電池は、発電素子（積層体１０）の集電部と、電極リードと、電極端子とのうち、少なくとも２つを備えた電池であって、発電素子の集電部と、電極リードと、電極端子とのうちのいずれか２つが、２種類以上の接続手段を組み合わせて電気的に接続されており、物理的強度および電気的低抵抗が実現されている構成である。

上記の構成によれば、外装体内において、発電素子の集電部と、電極リードと、電極端子とのうちの２つが、或る特定の１つの接続手段によって接続されているのではなく、２種類以上の接続手段を組み合わせて電気的に接続されている。

従って、１つの接続手段のみによって接続される場合には不可能であった、物理的強度と電気的低抵抗との両立を実現して、発電素子の集電部と、電極リードと、電極端子とのうちの２つを電気的に接続することができる。

さらに、本発明の一態様に係る電池１は、発電素子（積層体１０）の集電部と、電極リードと、電極端子とのうち、少なくとも２つを備えた電池であって、発電素子（積層体１０）の集電部と、電極リードと、電極端子とのうちのいずれか２つが、２種類以上の接続手段を組み合わせて電気的に接続されており、当該２種類以上の接続手段の１つは、抵抗溶接（抵抗溶接位置２１０）であることが好ましい。

上記の構成によれば、さらに、抵抗溶接によって、発電素子（集電部１０）の集電部と、電極リードと、電極端子とのうちの２つが、電気的に接続されている。

ここで、抵抗溶接は、厚さ２ｍｍ以上の薄板同士の溶接について実績のある、信頼性の高い溶接方法である。

よって、外装体内において、発電素子（積層体１０）の集電部と、電極リードと、電極端子とのうちの２つは、たとえその各々の厚みが２ｍｍ以上である場合であっても、抵抗溶接によって、高い信頼性でもって、電気的に接続されている。

さらに、本発明の一態様に係る電池２は、上記２種類以上の接続手段の他の１つは、超音波溶接（超音波溶接位置２２０）であることが好ましい。

上記の構成によれば、さらに、溶接する薄板の面に平行な回転方向の力に弱い抵抗溶接の物理的強度を補強するための超音波溶接と、抵抗溶接とでもって、発電素子（積層体１０）の集電部と、電極リードと、電極端子とのうちの２つを、接続することができる。

ここで、抵抗溶接は、特に一点溶接の場合、溶接面に平行な回転方向の力に対し、物理的強度が十分ではないなどの欠点がある。しかし、超音波溶接を、抵抗溶接と組み合わせて用いることにより、抵抗溶接の上記の欠点を補うことが可能となる。

つまり、外装体内において、発電素子（積層体１０）の集電部と、電極リードと、電極端子とのうちの２つは、その各々の厚みが２ｍｍ以上である場合であっても、抵抗溶接によって高い信頼性でもって電気的に接続されることができる。その上、超音波溶接によって、抵抗溶接のみによる場合に比べてさらに物理的に高強度に接続することができる。

さらに、本発明の一態様に係る電池３は、上記２種類以上の接続手段の他の１つは、ネジ止め（ネジ２３０）であることが好ましい。

上記の構成によれば、さらに、溶接する薄板の面に平行な回転方向の力に弱い抵抗溶接の物理的強度を補強するためのネジ２３０と、抵抗溶接とでもって、発電素子（積層体１０）の集電部と、電極リードと、電極端子とのうちの２つを、接続することができる。

これにより、外装体内において、発電素子（積層体１０）の集電部と、電極リードと、電極端子とのうちの２つは、その各々の厚みが２ｍｍ以上である場合であっても、抵抗溶接によって高い信頼性でもって電気的に接続されることができる。その上、ネジ２３０によって、抵抗溶接のみによる場合に比べてさらに物理的に高強度に接続することができる。

さらに、本発明の一態様に係る電池４は、上記２種類以上の接続手段の他の１つは、発電素子（積層体１０）の集電部と、電極リードと、電極端子とのうちの上記抵抗溶接によって接続されている２つを挟み込むようにして固定する固定用部材２４０による接続であることが好ましい。

上記の構成によれば、さらに、溶接する薄板の面に平行な回転方向の力に弱い抵抗溶接の物理的強度を補強するための固定用部材２４０と、抵抗溶接とでもって、発電素子（積層体１０）の集電部と、電極リードと、電極端子とのうちの２つを、接続することができる。

これにより、外装体内において、発電素子（積層体１０）の集電部と、電極リードと、電極端子とのうちの２つは、その各々の厚みが２ｍｍ以上である場合であっても、抵抗溶接によって高い信頼性でもって電気的に接続されることができる。その上、固定用部材２４０によって、抵抗溶接のみによる場合に比べてさらに物理的に高強度に接続することができる。

なお、他の固定用部材として、発電素子（積層体１０）の集電部と、電極リードと、電極端子とのうちの上記抵抗溶接によって接続されている２つの各々の接続面同士を接着するものを用いてもよい。

さらに、本発明の一態様に係る電池１、１’、２、３は、上記発電素子（積層体１０）は、容量が５０Ａｈ以上である。

発電素子（積層体１０）の容量が５０Ａｈ以上という高容量である場合、発電素子（積層体１０）の集電部と、電極リードと、電極端子とのうちの２つを接続するには、物理的強度と電気的低抵抗とを実現する２種類以上の接続手段を組み合わせることが好適である。

上記の構成によれば、さらに、容量が５０Ａｈ以上という高容量な発電素子（積層体１０）について、外装体内に安全に発電素子（積層体１０）を収容しつつ、かつ電気的に低抵抗な経路によって、電流を電池の外に取り出すことが可能となる。

さらに、本発明の一態様に係る電池１、１’、２、３は、上記発電素子（積層体１０）は、重量が５００ｇ以上である。

発電素子（積層体１０）の重量が５００ｇ以上である場合、発電素子（積層体１０）の集電部と、電極リードと、電極端子とのうちの２つを接続するには、物理的強度と電気的低抵抗とを実現する２種類以上の接続手段を組み合わせることが好適である。

上記の構成によれば、さらに、重量が５００ｇ以上の発電素子（積層体１０）について、外装体内に安全に発電素子（積層体１０）を収容しつつ、かつ電気的に低抵抗な経路によって、電流を電池の外に取り出すことが可能となる。

さらに、本発明の一態様に係る電池１、１’、２、３は、上記接続手段によって接続される部分の厚みが３ｍｍ以上である。

発電素子（積層体１０）の集電部と、電極リードと、電極端子とのうちの２つが接続される部分の厚みが３ｍｍ以上である場合、発電素子（積層体１０）の集電部と、電極リードと、電極端子とのうちの２つを接続するには、物理的強度と電気的低抵抗とを実現する２種類以上の接続手段を組み合わせることが好適である。

上記の構成によれば、さらに、上記接続される部分の厚みが３ｍｍ以上であることによって、接続される部分自体が、例えば千切れてしまったりして破損することのない、十分な物理的強度を有することになる。従って、発電素子（積層体１０）を外装体内に安全に収容することができる。

さらに、発電素子（積層体１０）の集電部と、電極リードと、電極端子とのうちの２つが接続される部分が、物理的強度と電気的低抵抗とを実現する２種類以上の接続手段を組み合わせて接続されていることにより、例えば接続が剥がれたりすることのない、物理的に安全な方法で外装体内に収容された発電素子（積層体１０）から、電流を電池の外に電気的に低抵抗な方法で取り出すことが可能となる。

本発明は上述した各実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、外装体内で各電池構成要素がお互いに電気的に接続する際に、十分な物理的強度を有し、かつ電気的に低抵抗な方法で接続した電池を実現できるものであるため、電池全般に広く利用可能であり、特に、大型化、重量化した発電素子を用いた電池に好適に利用できる。

１ 電池
１’ 電池
２ 電池
３ 電池
１０ 積層体（発電素子）
１１ セパレータ
１２ 電極板
１２ａ 正極板
１２ｂ 負極板
２０ 集電部
２０ａ 正極集電部
２０ｂ 負極集電部
３０ 外装体
４０ 電極リード
５０ 電解液
６０ 電極端子
６０ａ 正極端子
６０ｂ 負極端子
１２１ａ 正極集電体
１２１ｂ 負極集電体
１２２ 電極活物質
１２２ａ 正極活物質
１２２ｂ 負極活物質
２１０ 抵抗溶接位置（抵抗溶接、接続手段）
２２０ 超音波溶接位置（超音波溶接、接続手段）
２３０ ネジ（接続手段）
２４０ 固定用部材（接続手段）

Claims (7)

1. 発電素子の集電部と、電極リードと、電極端子とのうち、少なくとも２つを備えた電池であって、
   発電素子の集電部と、電極リードと、電極端子とのうちのいずれか２つが、２種類以上の接続手段を組み合わせて電気的に接続されており、
   上記２種類以上の接続手段は抵抗溶接と超音波溶接とを含み、
   抵抗溶接される位置と上記発電素子との間に超音波溶接される位置が配置され、物理的強度および電気的低抵抗が実現されていることを特徴とする電池。
2. 上記２種類以上の接続手段は、ネジ止めを含むことを特徴とする請求項１に記載の電池。
3. 上記２種類以上の接続手段は、発電素子の集電部と、電極リードと、電極端子とのうちの上記抵抗溶接によって接続されている２つを挟み込むようにして固定する固定用部材による接続を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の電池。
4. 上記２種類以上の接続手段は、発電素子の集電部と、電極リードと、電極端子とのうちの上記抵抗溶接によって接続されている２つの各々の接続面同士を接着する固定用部材による接続を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電池。
5. 上記発電素子は、容量が５０Ａｈ以上であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電池。
6. 上記発電素子は、重量が５００ｇ以上であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電池。
7. 上記接続手段によって接続される部分の厚みが３ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電池。

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