JP6077413B2 - 電池用電極の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、二次電池等、電池に用いられる電極を製造するための電池用電極の製造方法、及び電池用電極の製造装置に関する。

上述した二次電池のひとつにニッケル水素蓄電池が挙げられる。ニッケル水素蓄電池は、エネルギー密度が高く、信頼性に優れた蓄電池である。このニッケル水素蓄電池は、水酸化ニッケルを主成分とした正極板と、水素吸蔵合金を主成分とした負極板と、水酸化カリウムなどを含むアルカリ電解液とを有し構成されている。

一方、ニッケル水素蓄電池の正極板としては、金属多孔体からなる基板に活物質が充填されたものがある。この金属多孔体からなる基板は、多孔質であるため強度が低く、正極板から集電を行うための集電板を直接取り付けることが困難である。そこで、正極板の基板に金属端子板（リード）を取り付け、この取り付けたリードを介して集電板を正極板に取り付ける技術が知られており、こうした技術を用いた電池用電極の製造方法の一例が特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載の電池用電極の製造方法は、水酸化ニッケルを含む活物質が充填された基板（三次元多孔金属基体）にリード（金属端子板）を重ね、リード側からレーザを照射することでリードを基板に２ｍｍ間隔の点状に溶接する。これにより、基板にリードを強固に接続することができるようになる。

特開２０００−１０６１６９号公報

ところで、電池の構造によって基板とリードとの位置関係などは相違する。このため、特許文献１に記載の電極の製造方法が、必ずしも、基板にリードを適切な溶接強度で溶接させることができるものとも限らない。つまり、適切な溶接強度の得られる溶接方法は、電池の構造、つまり基板とリードとの位置関係などに応じて工夫することが求められている。

本発明は、このような実情に鑑みなされたものであって、その目的は、電池用電極の基板に、より適切な接続強度でリードを溶接することのできる電池用電極の製造方法及び製造装置を提供することにある。

上記課題を解決する電池用電極の製造方法は、電極用の基板にリードが溶接される電池用電極の製造方法であって、前記基板の幅より狭い幅の帯状のリードを、該リードの長さ方向が該基板の幅方向に交差するように該基板の表面に配置して、該配置したリードを基板の表面に押し付ける工程と、前記基板の表面に前記リードを配置し押し付けた状態で、前記リードの幅方向に離間する２箇所で同時に、該リードを前記基板に溶接する工程とを備えることを要旨とする。

上記課題を解決する電池用電極の製造装置は、電極用の基板にリードを溶接する電池用電極の製造装置であって、基板の幅よりも狭い幅の帯状のリードを、該リードの長さ方向が前記基板の幅方向に交差するように該基板の表面に沿って配置する配置部と、前記基板の表面に配置されたリードを基板の表面に押し付ける押し付け部と、前記基板の表面に押し付けているリードを、当該リードの幅方向に離間する２箇所で同時に基板に溶接する溶接部とを備えることを要旨とする。

リードは溶接時の熱で変形しやすいため、リードの２箇所を別々のタイミングで溶接すると、先に溶接した一方の溶接によって、後に溶接する他方の溶接の対象となる部分に浮き上がりなどが生じ、後から溶接された他方の溶接強度を低下させるおそれがある。また、溶接の都度、リードを基板の表面に押し付けようとしても熱により変形したリードを基板に密着させることは困難である。

そこで、この方法や構成によるように、基板の表面にリードが押し付けられているとき、そのリードの２箇所を同時に基板に溶接することで、一方の溶接による影響が他方の溶接に影響を与えるおそれが低下するようになる。つまり、リードに２箇所の溶接が必要な場合、その２箇所を適切な溶接強度で溶接することができるようになる。また、リードを基板の表面に密着させるように押し付けることも容易である。さらに、溶接箇所に適切な溶接強度が維持されれば、リードと基板との間の電気的抵抗を低いレベルに維持することができる。

好ましい方法として、前記溶接する工程に続いて、前記リードが溶接された前記基板を、前記溶接した２箇所の間で切断する工程をさらに備える。
好ましい装置の構成として、前記リードが溶接された前記基板を、前記溶接された２箇所の間で切断する切断部をさらに備える。
このような方法や装置の構成によれば、リードが接続された基板から電池に必要とされる大きさの電極を製造することができる。なお、各溶接の溶接強度が等しく維持されているため、リードの分割とともに同時に溶接した２箇所のうちの一方のみになったとしても、必要な溶接強度が維持される。つまり、各溶接に溶接不良が含まれるおそれが低い。

好ましい方法として、前記リードを基板の表面に押し付ける工程では、前記基板を湾曲させて前記リードの一部を該湾曲させた基板の外側表面に沿わせて配置するとともに、前記基板の外側表面に沿う手前のリードの部分にリードの長さ方向への張力を付与する。
好ましい装置の構成として、前記押し付け部は、前記基板を湾曲させて前記リードの一部を該湾曲させた基板の外側表面に沿わせて配置するとともに、前記基板の外側表面に沿う手前のリードの部分にリードの長さ方向への張力を付与する。

このような方法や装置の構成によれば、湾曲した基板の外側表面を沿うリードが、そのリードの手前部分からの張力を受けて基板側への力を生じ、基板の外側表面に押し付けられるようになる。これにより、基板とリードとの接触（密着）が好適に維持され、基板にリードが好適に溶接されるようになる。また、このような押し付け方法や装置の構成は、連続製造ラインに適用することが容易である。

好ましい方法として、前記溶接する工程では、前記溶接をレーザ溶接により行う。
このような方法によれば、溶接をレーザにて行うことから溶接時にリードに余計な拘束力が与えられないため、リードの溶接が好適に行われる。また、レーザ溶接はリードに機械的な接触、摩擦を生じないため、溶接装置に関する維持管理の手間を軽減させることもできる。

好ましい方法として、前記レーザ溶接に用いられるレーザは、前記リードの幅方向へのエネルギー強度分布が均等化される。
このような方法によれば、リードの幅方向への溶接幅に分布する熱量が平均化されるため、リードの溶接幅を均等に加熱・溶融させて基板へ溶接させることができるようになる。特に、基板が多孔体であるとするとリードからの熱拡散にむらが生じるが、溶接幅を均等に加熱することで、適切な溶融により溶接されるとともに、過熱による穴あきなどが防止されるようになる。

好ましい方法として、前記溶接する工程では、前記２箇所を溶接した後、該溶接した２箇所の間にあって、前記リードの幅方向に離間する２箇所を更に同時に溶接する。
このような方法によれば、基板とリードの溶接強度の向上が図られる。また、先の２箇所の溶接でリードが基板に安定配置されているため、後の溶接は基板とリードの位置関係が安定した状態で行なわれるようになる。また、同時に溶接することで、一方の溶接が他方の溶接に与える影響を低減させることができる。

好ましい方法として、前記溶接する工程では、前記溶接をリード側から行う。
このような方法によれば、溶融されたリードによってリードが基板に溶接される。リードの密度が基板よりも高ければ、リード側を溶融させることで基板に多くの金属を溶接させることができ、溶接強度が高く維持されるようになる。また、リードと基板との間の電気的抵抗も低くすることができる。

好ましい方法として、前記基板は金属多孔体であり、前記溶接する工程の後に、前記金属多孔体に水酸化ニッケルを含む活物質を塗布する工程を含む。
このような方法によれば、リードを、正極板を構成する金属多孔体に好適に溶接することができる。

本発明にかかる電池用電極の製造方法及び製造装置によれば、電池用電極の基板に、より適切な接続強度でリードを溶接することができるようになる。

本実施形態に係る電池用電極の製造方法を具体化した第１の実施形態について、その製造方法の概要を示す模式図。 同実施形態において、図１に示す工程の後、さらに実施される工程の概要を示す模式図。 同実施形態において、製造された電極（大板）の例を示す平面図。 同実施形態において、製造された電極（大板）が分割された例を示す平面図。 同実施形態において、電池用電極の製造装置の斜視構造を示す斜視図。 同実施形態において、電池用電極の製造装置の側面構造を示す側面図。 同実施形態において、レーザ光のエネルギー強度の分布を示すグラフ。 図７に示すグラフと比較するレーザ光のエネルギー強度の分布を示すグラフ。 本実施形態に係る電池用電極の製造方法を具体化した第２の実施形態について、その製造方法の概要を示す模式図。 同実施形態により製造される電極部分の拡大断面構造を示す拡大断面図。 同実施形態におけるガウシアン型のレーザ光のエネルギー強度分布を模式的に示すグラフ。 同実施形態におけるガウシアン型のレーザ光が照査される範囲を示すグラフ。 同実施形態におけるガウシアン型のレーザ光の幅方向の中央の位置において、長さ方向へのエネルギー強度の分布を示すグラフ。 同実施形態におけるガウシアン型のレーザ光の幅方向の端部方向の８０％位置において、長さ方向へのエネルギー強度の分布を示すグラフ。 同実施形態におけるトップハット型のレーザ光のエネルギー強度分布を模式的に示すグラフ。 同実施形態におけるトップハット型のレーザ光が照査される範囲を示すグラフ。 同実施形態におけるトップハット型のレーザ光の幅方向の中央の位置において、長さ方向へのエネルギー強度の分布を示すグラフ。 同実施形態におけるトップハット型のレーザ光の幅方向の端部方向の８０％位置において、長さ方向へのエネルギー強度の分布を示すグラフ。 同実施形態におけるスクエアトップハット型のレーザ光のエネルギー強度分布を模式的に示すグラフ。 同実施形態におけるスクエアトップハット型のレーザ光が照査される範囲を示すグラフ。 同実施形態におけるスクエアトップハット型のレーザ光の幅方向の中央の位置において、長さ方向へのエネルギー強度の分布を示すグラフ。 同実施形態におけるスクエアトップハット型のレーザ光の幅方向の端部方向の８０％位置において、長さ方向へのエネルギー強度の分布を示すグラフ。 同実施形態により製造された電極（大板）の正面構造を示す正面図。 同実施形態により製造された電極（大板）のハンドリング性の測定を模式的に示す模式図。 同実施形態により製造された電極のレーザ光のエネルギー強度分布と溶接品質及びハンドリング性との関係を示すグラフ。 同実施形態により製造された電極のレーザ光のエネルギー強度分布と溶接品質及びハンドリング性との関係を示すグラフ。 同実施形態により製造された電極のレーザ光のエネルギー強度分布と溶接品質及びハンドリング性との関係を示すグラフ。 同実施形態により製造された電極の溶接品質とハンドリング特性を、レーザ光のエネルギー強度分布（プロファイル特性指標）と発泡金属の気孔率との関係で示すグラフ。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる電池用電極の製造方法及び製造装置を具体化した第１の実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。

本実施形態では、電池用電極として、ニッケル水素蓄電池の正極板を製造する場合について例示する。このニッケル水素蓄電池は、密閉型電池であり、電気自動車やハイブリッド自動車の電源として用いられる電池である。このニッケル水素蓄電池は、例えば、水素吸蔵合金を含む所定枚数の負極板と、水酸化ニッケル（Ｎｉ（ＯＨ）_２）を含む所定枚数の正極板とを、耐アルカリ性樹脂の不織布から構成されるセパレータを介して積層した電極群を備えている。負極板は、パンチングメタルなどからなる基板としての電極支持体に水素吸蔵合金粉末を塗布して製作される。正極板は、金属多孔体である発泡ニッケル基板からなる基板１０に水酸化ニッケル粒子を含む活物質を充填して製作される。そして、ニッケル水素蓄電池は、電極群の正極を正極側の集電板に接続させ、電極群の負極を負極側の集電板に接続させ、電解液とともに樹脂製の電槽内に収容して構成される。

ところで正極板は、基板１０が金属多孔体からなる多孔質であるため機械的な強度が低く、その端部（辺部）に集電板を直接取り付けることが難しい。そのため、正極板は、その基板１０の表面のうち集電板が接続される辺に近い表面に、ニッケル板やニッケルめっき板などからなり帯状に延びる金属板であるリード１５が溶接され、その溶接されたリード１５に集電板が取り付けられる。つまり、正極板は、リード１５を介して集電板が取り付けられる。

次に、ニッケル水素蓄電池の正極板の製造方法について説明する。
図１に示すように、基板１０は、複数の正極板を切り出すことのできる大きさを有する基材、いわゆる大板である。そして、大板である基板１０は、後の工程で切断されて複数の正極板（１０Ａ，１０Ｂ等（図４参照））に分割される。こうした大板は、進行方向Ｄ１の前後方向に多数の正極板を切り出すことのできる長さに延びる基板１０に、同様に進行方向Ｄ１の前後方向に延びる帯状のリード１５が溶接されることで構成されている。なお、進行方向Ｄ１は、電池用電極の製造に伴って基板１０が移動される方向である。

詳述すると、基板１０は、その表面に基板１０の延びる長さ方向に沿ってプレス加工によってその他の部分よりも薄い厚みに加工された溝１１が延設されている。これにより、溝１１は、基板１０の多孔質を形成する金属が集約されて密度が高くなるため、単位面積あたりの溶接面積が増え、溶接強度が向上する。基板１０は、溝１１の部分の厚みが、例えば、０．１〜０．２ｍｍである。そして溝１１には、帯状のリード１５が配置される。つまり、リード１５は、その幅が溝１１の幅よりも狭い幅であり、その厚みは溝１１に収容できる厚み、例えば０．１〜０．２ｍｍである。

リード１５には基板１０の表面に向かう押圧力Ｆ１が付与されている。つまり、溝１１に配置されたリード１５は溝１１において基板１０の表面に押し付けられている。また、リード１５は、進行方向Ｄ１の反対方向に向かって張力Ｔが印加されている。この張力Ｔは、リード１５に生じるたわみや波打ち、ばたつきなどを抑えるようになっている。これにより、リード１５の裏面と基板１０（溝１１）の表面との接触（密着）が維持され、リード１５と基板１０との間には溶接に適した接触（密着）が確保・維持されるようになっている。もしも、溶接される基板１０とリード１５との間に隙間が生じていると溶融したリード１５が充分な量だけ基板１０に達しなかったり、温度低下が進行して溶接が不十分になったりするおそれがある。そこで本実施形態では、基板１０とリード１５との接触を維持することで溶接が好適に行われるようにしている。

そして、リード１５が基板１０に溶接される。つまり、リード１５には、溶接装置としての第１のレーザ溶接機２０からレーザ光２１が照射され、このレーザ光２１により溶融されたリード１５の一部が基板１０に溶接される。なお、第１のレーザ溶接機２０としては、ＹＡＧレーザ、ＣＯ_２レーザ、エキシマレーザなどを用いることができるとともに、その他の公知のレーザを適用してもよい。また、本実施形態の第１のレーザ溶接機２０は、一つの発振器が発光したレーザ光を２分割し、２本のレーザ光２１ａ，２１ｂを放出する。レーザ光の２分割は、プリズム（二焦点レンズ）を用いて行っているが、回折光学素子（ＤＯＥ）など公知の方法を用いて行ってもよい。

詳述すると、第１のレーザ溶接機２０は、進行方向Ｄ１に直交する方向に離間する第１のレーザ光２１ａと第２のレーザ光２１ｂとをそれぞれリード１５へ照射させる。つまり、リード１５は、進行方向Ｄ１に直交する方向に離間する２つの位置に第１及び第２のレーザ光２１ａ，２１ｂがそれぞれ照射される。そして、リード１５は、第１のレーザ光２１ａによって溶接される第１の溶接部１６と、第２のレーザ光２１ｂによって溶接される第２の溶接部１７との２箇所で基板１０に溶接される。なお、第１のレーザ光２１ａと第２のレーザ光２１ｂとは、同一のエネルギー強度であるとともに、エネルギー強度やその分布が経時的に変化しない。また、第１のレーザ光２１ａ及び第２のレーザ光２１ｂは、必要な時間、連続してリード１５に照射されるため連続溶接が可能である。さらに、リード１５に照射される第１及び第２のレーザ光２１ａ，２１ｂのビーム径は約０．５ｍｍに設定されているが、ビーム径は０．５ｍｍ未満であっても、０．５ｍｍより大きくてもよい。特に、ビーム径は０．５〜０．６ｍｍの範囲が好ましい。

ところで、第１のレーザ光２１ａが照射されたリード１５は、第１のレーザ光２１ａのエネルギーを受けた部分が温度上昇して溶融する。このとき、溶融する部分の周囲の温度も上昇し、熱膨張や剛性の低下などにより、たわみや波打ちなどの変形が生じるおそれが高い。こうしたリード１５の変形は、リード１５の幅方向にも機械的に伝達してリード１５と基板１０との間に隙間を生じさせることもある。なお、リード１５に張力Ｔをかけることでリード１５を基板１０に押し付けることができるが、リード１５の進行方向Ｄ１（長さ方向）への張力Ｔは、溶接された部分で受け止められるため、溶接された部分よりも後の部分には伝達されない。つまり、長さ方向からの張力Ｔは、溶接された部分よりも後の部分を基板１０に押し付けることができない。もし押し付けられていないと、基板１０とリード１５との間に隙間が生じ、当該隙間箇所が適切に溶接されないおそれが高く、溶接不良や未溶接になることが懸念さる。

そこで、本実施形態の第１のレーザ溶接機２０は、リード１５へ第１及び第２のレーザ光２１ａ，２１ｂを同時に照射するようにし、リード１５の第１及び第２の溶接部１６，１７の２箇所が同時に基板１０に溶接されるようにしている。つまり、第１のレーザ溶接機２０は、進行方向Ｄ１に直交する方向に第１及び第２のレーザ光２１ａ，２１ｂを並べる。これにより、第１及び第２のレーザ光２１ａ，２１ｂにより溶接される第１及び第２の溶接部１６，１７は、リード１５において張力Ｔの向きにおいて略同位置となる進行方向Ｄ１に直交する方向に配置されるため、両方の位置にそれぞれ張力Ｔの一部が印加される。つまり、リード１５は、第１及び第２のレーザ光２１ａ，２１ｂにより溶接される部分が張力Ｔにより基板１０に押し付けられ、基板１０との接触が維持された状態で溶接されるようになる。これにより、第１及び第２の溶接部１６，１７による基板１０への溶接強度が適切に維持されるようになる。また、２箇所を同時に溶接することで、先に溶接された部分により張力Ｔの伝達が阻止された他の部分を後から溶接する場合に比較して、両方の部分に張力Ｔが伝達されて基板に押し付けられた状態で溶接できる。また、２箇所の両方が溶接処理中であるため、リード１５の２箇所の各溶接部やその周辺がそれぞれ、溶融していたり、柔軟性が高くなっているため、一方の溶接が生じさせるゆがみ等の影響が他方の溶接部分に影響するおそれが低減される。

本実施形態では、第１のレーザ溶接機２０の位置は固定されている。一方で、基板１０はリード１５が載置されたままで進行方向Ｄ１に一定速度で移動する。そして、第１及び第２のレーザ光２１ａ，２１ｂは、その第１及び第２のレーザ光２１ａ，２１ｂが照射されるリード１５の部分の溶接に適した量のエネルギーを付与することができるように調整されている。これにより、リード１５は第１及び第２の溶接部１６，１７が一定速度で基板１０に連続溶接されるようになる。つまり、適切なエネルギー量により適切に溶接される部分が第１及び第２の溶接部１６，１７として連続形成されるため、この第１及び第２の溶接部１６，１７によって、リード１５は必要とされる強度で強固に基板１０へ溶接されるようになる。また、第１及び第２の溶接部１６，１７の溶接強度が、第１及び第２の溶接部１６，１７の延びる方向において異なる位置で大きく相違するようなおそれも低減される。

図２に示すように、リード１５が基板１０にさらに溶接される。基板１０に溶接されたリード１５は、第１及び第２の溶接部１６，１７の間の部分が基板１０に溶接されて第３及び第４の溶接部１８，１９が形成される。リード１５は、既に第１及び第２の溶接部１６，１７により基板１０に固定されているため、基板１０とリード１５とは接触しており溶接に適した状態に維持されている。つまり、リード１５は、第１及び第２の溶接部１６，１７の間の部分に第２のレーザ溶接機２５からレーザ光２６が照射され、このレーザ光２６によりリード１５の一部が基板１０に溶接される。第２のレーザ溶接機２５としては、第１のレーザ溶接機２０と同様に、ＹＡＧレーザ、ＣＯ_２レーザ、エキシマレーザなどを用いることができるとともに、その他の公知のレーザを適用してもよい。第２のレーザ溶接機２５は、一つの発振器が発光したレーザ光を２分割し、２本のレーザ光２６ａ，２６ｂを放射することができる。レーザ光の２分割は、プリズム（二焦点レンズ）を用いて行っているが、回折光学素子（ＤＯＥ）など公知の方法を用いて行ってもよい。

詳述すると、第２のレーザ溶接機２５は、進行方向Ｄ１に直交する方向に離間する第３及び第４のレーザ光２６ａ，２６ｂをそれぞれリード１５へ照射させる。つまり、リード１５は、進行方向Ｄ１に直交する方向に離間する２つの位置に照射される第３及び第４のレーザ光２６ａ，２６ｂによってそれぞれ第３及び第４の溶接部１８，１９の２箇所で基板１０に溶接される。第３及び第４のレーザ光２６ａ，２６ｂは、同一のエネルギー強度であるとともに、エネルギー強度やその分布が経時的に変化しない。また、第３及び第４のレーザ光２６ａ，２６ｂは、必要な時間、連続してリード１５に照射することができるため連続溶接をすることが可能になっている。さらに、リード１５に照射される第３及び第４のレーザ光２６ａ，２６ｂのビーム径は約０．５ｍｍに設定されているが、ビーム径は０．５ｍｍ未満であっても、０．５ｍｍより大きくてもよい。特に、ビーム径は０．５〜０．６ｍｍに設定されることが好適である。

ところで、基板１０にリード１５を２箇所で溶接するとき、上述した第１及び第２の溶接部１６，１７による溶接の場合と同様に、先にした一方の溶接がリード１５に生じさせる変形が、後に溶接する他方の溶接に影響を与えるおそれが懸念される。そこで本実施形態の第２のレーザ溶接機２５は、第３及び第４のレーザ光２６ａ，２６ｂを同時にリード１５へ照射して、第３及び第４の溶接部１８，１９の２箇所が基板１０に同時に溶接されるようにしている。つまり、第２のレーザ溶接機２５は、進行方向Ｄ１に直交する方向に第３及び第４のレーザ光２６ａ，２６ｂを並べる。こうして２箇所を同時に溶接することで、先に溶接した部分に生じた変形が後に溶接する部分に隙間を生じさせるようなことをさけることができるようになる。また、２箇所の両方が溶接処理中であるため、リード１５の２箇所の各溶接部やその周辺がそれぞれ、溶融していたり、柔軟性が高くなっているため、一方の変形によって生じる影響が低減される。なお、第１及び第２の溶接部１６，１７によってリード１５は基板１０に密着させられていることから溶接により生じる変形は比較的小さく抑えられるため、第３及び第４のレーザ光２６ａ，２６ｂによる溶接を同時ではなく、それぞれ別々のタイミングで行うこともできる。

なお、第３及び第４の溶接部１８，１９が形成されるとき、第１及び第２の溶接部１６，１７によりリード１５が基板１０に溶接されているため、第１及び第２の溶接部１６，１７を形成するときのようにリード１５に進行方向Ｄ１の反対方向への張力が付与されていなくてもよい。

本実施形態では、第２のレーザ溶接機２５の位置は固定されている一方、基板１０はリード１５が載置されたままで進行方向Ｄ１に一定速度で移動する。そして、第３及び第４のレーザ光２６ａ，２６ｂは、その第３及び第４のレーザ光２６ａ，２６ｂが照射されるリード１５の部分の溶接に適した量のエネルギーを付与することができるように調整されている。これにより、リード１５は第３及び第４の溶接部１８，１９が一定速度で基板１０に連続溶接されるようになる。つまり、適切なエネルギー量により適切に溶接される部分が第３及び第４の溶接部１８，１９として連続形成されるため、この第３及び第４の溶接部１８，１９によって、リード１５は必要とされる強度で強固に基板１０へ溶接されるようになる。また、第３及び第４の溶接部１８，１９の溶接強度が第３及び第４の溶接部１８，１９の延びる方向において異なる位置で大きく相違するようなおそれも低減される。

これにより、リード１５は、その幅方向が、第１の溶接部１６、第３の溶接部１８、第４の溶接部１９、そして第２の溶接部１７の順に並ぶ４箇所で基板１０に溶接される。リード１５は、複数箇所で基板１０に溶接されるため、強い溶接強度が維持されるようになる。

次に基板１０、いわゆる大板について説明する。
図３の基板１０は、分割することにより２枚の正極板を得ることのできる大きさの大板として図示されている。しかし、大板としては、例えば、８枚の正極板に分割することのできる基板が知られている。正極板８枚分の大板は、その大きさが、図３に示す基板１０に比べ、縦横にそれぞれ２倍の長さを有する大きさであって、基板１０が縦横に２つずつ並んだ構造となる。つまり、正極板８枚分の大板は、基板の長さ方向に２本のリード１５が、基板の幅方向に離間して平行に溶接されている構造を有している。なお、本実施形態では、断りのない限り、説明の便宜上、正極板２枚分の大きさを有する基板１０を大板として説明する。

図３に示すように、基板１０は、リード１５の幅方向中央に沿って切断線Ｌが設定される。つまり基板１０は、４つの溶接部が切断線Ｌの左右に２つずつ略対称に配置される。詳述すると、基板１０は、切断線Ｌの左側（図３において左側）には右側から順に第３と第１の溶接部１８，１６が配置され、切断線Ｌの右側（図３において右側）には左側から順に第２と第４の溶接部１７，１９が配置されている。

図４に示すように、基板１０は切断線Ｌで切断されることで、第１の正極板１０Ａ及び第２の正極板１０Ｂに分割される。この切断により基板１０に溶接されたリード１５は、長さ方向に沿って２分割され、分割された一方が第１の正極板１０Ａに、分割された他方が第２の正極板１０Ｂにそれぞれ配置される。

つまり、第１の正極板１０Ａは、切断線Ｌに沿う辺（図４において右側の辺）に、幅がリード１５の略半分である分割リード部１５Ａが溶接されている。分割リード部１５Ａは、切断線Ｌに沿う辺に沿って外側から第３と第１の溶接部１８，１６の順番で第１の正極板１０Ａ（基板１０）の表面に溶接されている。

また、第２の正極板１０Ｂは、切断線Ｌに沿う辺（図４において左側の辺）に、幅がリード１５の略半分である分割リード部１５Ｂが溶接されている。分割リード部１５Ｂは、切断線Ｌに沿う辺に沿って外側から第４と第２の溶接部１９，１７の順番で第２の正極板１０Ｂ（基板１０）の表面に溶接されている。

つまり第１の溶接部１６は、リード１５が基板１０に接触した状態で溶接されているため、リード１５を基板１０に必要な強度で溶接させている。また、第２の溶接部１７も、リード１５が基板１０に接触した状態で溶接されているため、リード１５を基板１０に必要な強度で溶接させている。つまり、リード１５が切断線Ｌで分割されたとしても、分割リード部１５Ａは、必要な溶接強度を有する第１の溶接部１６の溶接で第１の正極板１０Ａ（基板１０）に溶接されている。また、分割リード部１５Ｂも、必要な溶接強度を有する第２の溶接部１７の溶接で第２の正極板１０Ｂ（基板１０）に溶接されている。

また、第１と第２の溶接部１６，１７は必要な溶接強度を有し、電気的抵抗が低く維持されている。このため、第１の正極板１０Ａ（基板１０）と分割リード部１５Ａとの間の電気的抵抗、及び、第２の正極板１０Ｂ（基板１０）と分割リード部１５Ｂとの間の電気的抵抗はそれぞれ低く維持される。

さらに、第３の溶接部１８は、リード１５が基板１０に接触した状態で溶接されているため、リード１５が基板１０に必要な強度で溶接されている。また、第４の溶接部１９も、リード１５が基板１０に接触した状態で溶接されているため、リード１５が基板１０に必要な強度で溶接されている。つまり、リード１５が切断線Ｌで分割されたとしても、分割リード部１５Ａは、必要な溶接強度を有する第３の溶接部１８の溶接で第１の正極板１０Ａ（基板１０）に溶接されている。また、分割リード部１５Ｂは、必要な溶接強度を有する第４の溶接部１９の溶接で第２の正極板１０Ｂ（基板１０）に溶接されている。

さらに、第３と第４の溶接部１８，１９は、基板１０とリード１５との間の電気的抵抗を低く維持させているため、第１の正極板１０Ａと分割リード部１５Ａとの間の電気的抵抗、及び、第２の正極板１０Ｂと分割リード部１５Ｂとの間の電気的抵抗をそれぞれ低く維持させる。

続いて、基板１０にリード１５を溶接する電池用電極の製造装置について、図５及び図６を参照して説明する。なお、この製造装置の説明においては、基板１０は、その幅方向に４枚分の正極板の幅を有し、その幅方向に直交する長さ方向には多数の正極板を切り出すことのできる長さを有する場合について例示する。また、リード１５もその幅方向に直交する長さ方向には多数の正極板に溶接できる長さを有する場合について例示する。つまり、基板１０は、その幅方向に２本のリード１５が平行に連続溶接されている。

図５及び図６に示すように、電池用電極の製造装置は、回転駆動される駆動ロール３０と、駆動ロール３０の上流に設けられる入側ロール３１，３２と、駆動ロール３０の下流に設けられる出側ロール３３とを備えている。なお、上流は、この製造装置に基材である基板１０が供給される方向であり、図において左側であって、進行方向Ｄ１の逆方向である。一方、下流は、この製造装置にて加工された基板１０が排出される方向であり、図において右側であって、進行方向Ｄ１の方向である。つまり、製造装置は基板１０が図の左側から供給され、図の右側に排出される。

また製造装置は、リード１５を基板１０の進行方向Ｄ１に送り出す送出ロール３５と、リード１５に張力Ｔを付与する押し付け部としての張力ロール３６と、駆動ロール３０に対向配置され、リード１５を駆動ロール３０との間に挟みこむ配置部としての上流側及び下流側の案内ロール３７，３８とを備えている。送出ロール３５は、基板１０の進行方向Ｄ１への速度に応じて、リード１５を進行方向Ｄ１へ送り出す。張力ロール３６は、基板１０に重ねられる手前においてリード１５に重力方向への力Ｆ２を印加する。これにより、リード１５は張力ロール３６と駆動ロール３０との間に、上流方向への張力Ｔが印加される。上流側及び下流側の案内ロール３７，３８は基板１０にリード１５を接触させるためのロールであって、それぞれ駆動ロール３０と同じ方向に回転駆動される。そして、上流側及び下流側の案内ロール３７，３８の間でリード１５が溝１１に配置されるようにしている。

さらに、駆動ロール３０のロール面において、上流側及び下流側の案内ロール３７，３８に挟まれる位置に基板１０とリード１５とを溶接する加工位置が設定されている。そして製造装置は、駆動ロール３０外方から加工位置にレーザ光２１を射出することができるように、加工位置の外方であって駆動ロール３０から垂直方向に離れた位置に第１のレーザ溶接機２０が備えられている。なお、第１のレーザ溶接機２０は、１本のリード１５に１台ずつ設けられている、つまり本実施形態の製造装置には２台が並んで設けられている。

次に、この製造装置による基板１０の製造方法（動作）について、図５及び図６を参照して説明する。
製造装置には、矢印で示すように、図の左側から基板１０が供給されるとともに、同様に矢印で示すように、図の左側から２本のリード１５が供給される。基板１０は駆動ロール３０の回転に従って入側ロール３１，３２に案内されながら駆動ロール３０の表面に到達する。一方、リード１５は、駆動ロール３０上の基板１０の移動に追従して移動する。つまり、リード１５は、送出ロール３５により基板１０の移動速度に応じて進行方向Ｄ１へ送り出され、張力ロール３６により重力方向への力Ｆ２が印加される。この重力方向への力Ｆ２が駆動ロール３０側から見るとリード１５を上流方向に引っ張る張力Ｔとして作用する。リード１５は、駆動ロール３０に到達すると該駆動ロール３０の表面で湾曲される基板１０の外側表面に当接・配置される。このときリード１５は、駆動ロール３０のロール面に沿って湾曲するとともに、張力Ｔが駆動ロール３０の中心方向への力に変換される。つまりリード１５は、上流側に印加される張力Ｔに基づく押圧力Ｆ１によって基板１０の表面へ押し付けられる。このように長さ方向への張力Ｔが印加されるため、リード１５はゆがみや波打ち、ばたつきなどが抑えられるようになり、基板１０の表面に好適に接触できるようになる。またリード１５は、押圧力Ｆ１で基板１０の外側表面、つまり溝１１に押し付けられるため、溶接に適した状態で基板１０に接触（密着）するようになる。

そして、リード１５が基板１０に好適に接した状態で、レーザ溶接機２０によって、リード１５の第１及び第２の溶接部１６，１７の２箇所が同時に基板１０に連続して溶接される。

なお、この電池用電極の製造装置の下流側には、図示しないが、第２のレーザ溶接機２５を有し、リード１５を基板１０に第３及び第４の溶接部１８，１９で溶接する工程を実行する装置が配置されている。

さらに下流側には、図示しないが、リード１５の溶接された基板１０に水酸化ニッケルを主成分とする活物質を塗布するとともに、定着させる工程を実行する装置が配置されている。

さらに、その下流側には、図示しないが、活物質の塗布された大板としての基板１０を所定枚数に分割する工程を実行する装置が配置されている。
続いて、本実施形態における、レーザ光２１ａ，２１ｂのエネルギー強度の分布について、図７及び図８を参照して説明する。

図７に示すように、レーザ光２１ａ，２１ｂは、矩形分布型、いわゆるトップハット型のエネルギー強度分布をしている。これにより、レーザ光２１ａ，２１ｂは、リード１５の幅方向にエネルギー強度分布が均等化される。つまり、第１及び第２の溶接部１６，１７は、その溶接幅にレーザ光２１ａ，２１ｂのエネルギーが均等に付与されて形成される。これによりリード１５が溶接幅に分布する熱量が平均化されるため、溶接幅全体で均等に加熱・溶融して基板１０に溶接されるようになる。とりわけ、多数の空間を有するため溶接にむらが生じやすい傾向にある金属多孔体からなる基板１０に対しても安定した溶接が行なえる。また、エネルギーの強度が高い部分がないため、リード１５にエネルギーが過剰に付与されて穴が開いたりするおそれも低減される。

図８に示すように、レーザ光としては、正規分布型、いわゆるガウシアン型のエネルギー強度分布を持つものも知られている。しかし、この強度分布を有するレーザ光は、エネルギー強度の高い範囲が狭い範囲に集中するためリード１５を好適に溶接させるための調整における感度が高くなり、調整が難しくなる。また、エネルギー変動が狭い範囲に集約されてリード１５のみならず、基板１０にも穴を開けてしまうおそれがある。これにより、ガウシアン型のエネルギー強度分布を持つレーザ光による溶接は、未溶接や穴あきの生じない良品範囲となる出力範囲が狭い傾向にある。

つまり、本実施形態では、レーザ光２１ａ，２１ｂのリード１５の幅方向におけるエネルギーの強度部分布をトップハット型とすることで、エネルギー強度が特に強くなる部分を生じさせないようにしている。エネルギー強度に特に強い部分が無いため、強度の調節において、調整感度が高くなることが抑えられるため、調整が容易になる。また、エネルギー変動が広範囲に分散されるため、多少の変動では溶接に不具合などが生じるおそれが低減される。つまり、トップハット型のエネルギー強度分布を持つレーザ光による溶接は、未溶接や穴あきの生じない良品範囲となる出力範囲が広くなる傾向にある。

以上説明したように、本実施形態の電池用電極の製造方法及び製造装置によれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
（１）リード１５は溶接時の熱で変形しやすいため、２箇所の溶接を別々のタイミングで行うと、先にされた一方の溶接によって、後にされる他方の溶接部分が浮き上がるなど、後に溶接される他方の溶接強度が低下するおそれがある。また、溶接の都度、リード１５を基板１０に押し付けようとしても熱により変形したリードを基板１０に密着させることは困難である。そこで、本実施形態では、基板１０にリード１５が押し付けられているとき、そのリード１５の２箇所の溶接部１６，１７を基板１０に同時に溶接することで、一方の溶接による影響が他方の溶接に影響を与えるおそれが低下するようになる。つまり、リード１５に２箇所の溶接部１６，１７に溶接が必要な場合、その２箇所を適切な溶接強度で溶接することができるようになる。また、リード１５を基板１０に密着させるように押し付けることも容易である。さらに、溶接箇所である各溶接部１６，１７に適切な溶接強度が維持されれば、リード１５と基板１０との間の電気的抵抗を低いレベルに維持することができる。

（２）駆動ロール３０表面に沿って湾曲した基板１０の外側表面を沿うリード１５が、そのリード１５の手前部分（上流側）からの張力Ｔを受けて基板１０側への押圧力Ｆ１を生じ、基板１０の外側表面に押し付けられるようになる。これにより、基板１０とリード１５との接触（密着）が好適に維持され、基板１０にリード１５が好適に溶接されるようになる。また、このような押し付け方法は、連続製造ラインに適用することが容易である。

（３）基板１０及びリード１５が多数の電極板を切り出すことのできる長さを有するため、基板１０に連続してリード１５が溶接されるようになる。第１及び第２の溶接部１６，１７のように、溶接が連続することで溶接面積が増加し、溶接強度が高くなる。また連続溶接は、短い時間で長い距離を溶接することができるようになる。さらに溶接面積の増加は、電気的抵抗を低減させる。

（４）第１及び第２の溶接部１６，１７の溶接をレーザ光２１にて行うことから溶接時にリード１５に余計な拘束力が与えられないため、リード１５の溶接が好適に行われる。また、レーザ溶接はリード１５等に機械的な接触、摩擦を生じないため、レーザ溶接機２０に関する維持管理の手間を軽減させることもできる。

（５）レーザ光２１ａ，２１ｂのエネルギー強度分布をトップハット型とすることで第１及び第２の溶接部１６，１７の溶接幅に分布する熱量が平均化されるため、リード１５の溶接幅を均等に加熱・溶融させて基板１０へ溶接させることができるようになる。特に、基板１０が多孔体であるとするとリード１５からの熱拡散にむらが生じるが、溶接幅を均等に加熱することで、適切に溶融・溶接されるとともに、過熱による穴あきなどが防止されるようになる。

（６）リード１５を第１及び第２の溶接部１６，１７と第３及び第４の溶接部１８，１９との４箇所で基板１０に溶接する。つまり、基板１０とリード１５の溶接強度の向上が図られる。また、先の２箇所の第１及び第２の溶接部１６，１７の溶接でリード１５が基板１０に安定配置されているため、後の溶接の第３及び第４の溶接部１８，１９は基板１０とリード１５の位置関係が安定した状態で行なわれるようになる。また、同時に第３及び第４の溶接部１８，１９を溶接することで、一方の溶接が他方の溶接に与える影響を低減させることができる。

（７）基板１０を溶接した２箇所の第１及び第２の溶接部１６，１７の間で切断することで、リード１５が接続された基板１０から電池に必要とされる大きさの電極（正極板）を製造することができる。なお、第１及び第２の溶接部１６，１７の各溶接の溶接強度が等しく維持されているため、リード１５の分割とともに同時に溶接した２箇所のうちの一方の溶接箇所のみになったとしても、必要な溶接強度が維持される。つまり、各溶接に溶接不良が含まれるおそれが低い。

（８）溶接をリード１５側から行うことによって、溶融されたリード１５によってリード１５が基板１０に溶接される。リード１５の密度は基板１０よりも高いことから、リード１５側を溶融させることで基板１０に多くの金属を溶接させることができ、溶接強度が高く維持されるようになる。また、リード１５と基板１０との間の電気的抵抗も低くすることができる。

（９）リード１５を、正極板を構成する金属多孔体（基板１０）に好適に溶接することができる。
（第２の実施形態）
電池用電極の製造方法及び製造装置が具体化された第２の実施形態について、図９〜図２８に従って説明する。本実施形態では、特に、レーザ溶接に用いるレーザのエネルギー強度の分布について説明する。なお、本実施形態の電池用電極の製造装置は、金属多孔体である発泡ニッケル基板からなる基板４２に金属板であるリード４５をレーザ溶接する構成を備えるが、この製造装置の構成は、第１の実施形態における基板１０に金属板であるリード１５をレーザ溶接する製造装置の構成と同等である。また、本実施形態の基板４２及びリード４５はそれぞれ第１の実施形態の基板１０及びリード１５と同様の材料から形成されている。

ところで従来より、シーム溶接や超音波溶接によって電極用の基板にリードを溶接する技術が知られている（例えば、特開２００１−２３６９５１号公報）。一方、近年、電極用の基板にリードをレーザ溶接する技術が提案されるようになってきてはいるものの、発泡金属である電極用の基板へのリードの溶接となると、気孔のないもしくは少ない金属材同士の溶接に比べ、溶接箇所やその周辺に、溶接を要因としての穴あきや、欠肉などが生じるおそれが高い。本実施形態によれば、発泡金属である電極用の基板とリードとを好適に溶接することができる電池用電極の製造方法やその装置を提供することができるようになる。

図９に示すように、基板４２にリード４５がレーザ光４１にてレーザ溶接される。基板４２は、回転駆動される駆動ロール４０により進行方向Ｄ１１方向へ一定速度で移動される。

リード４５には基板４２の表面に向かう押圧力Ｆ１１が付与されている。つまり、基板４２の表面に配置されたリード４５は基板４２の表面に押し付けられている。また、リード４５は、進行方向Ｄ１１の反対方向（上流側）に向かって張力Ｔが印加されている。またリード４５は、上流側に印加される張力Ｔに基づいて基板４２へ安定して接触させられるとともに、同張力Ｔに含まれる押圧力Ｆ１１方向への力によっても基板４２の表面へ押し付けられる。こうして基板４２とリード４５との接触が維持されることで基板４２へのリード４５のレーザ溶接が好適に行われるようになっている。

図１０に示すように、基板４２は、金属多孔体である発泡ニッケル基板からなる多孔質である。基板４２は、０．５〜１．０ｍｍ程度の厚みを有するとともに、気孔率は９０％以上である。例えば、基板４２は、１．０〜１．５ｍｍ程度の元材がプレス加工やローラ圧延等によって０．５〜１．０ｍｍ程度の厚みに圧縮加工されたものである。正極板に用いられる基板４２としては、０．５〜１．０ｍｍ程度、特に０．７０〜０．８５ｍｍ程度の厚みは好適である。基板４２は、活物質の充填効率を高くするため、気孔率は９０％以上であることが一般的である。

基板４２は、その表面に基板４２の延びる長さ方向に沿ってプレス加工やローラ圧延等の圧縮加工によってその他の部分よりも薄い厚みになるように圧縮加工された配置部４３を備えている。つまり、基板４２は、配置部４３を有し、その配置部４３に対応する位置に溝４４が形成される。配置部４３は、基板４２の多孔質を形成する金属が集約されて密度が高くなるため、単位面積あたりの溶接面積が増え、溶接強度が向上するようにもなる。

また配置部４３の気孔率はプレス加工やローラ圧延等の圧縮加工によって５０〜８２％に調整されている。気孔率が８２％以下の場合、レーザ溶接の際、穴あきなどの欠陥が生じにくくなるなど、溶接品質の向上が図られる。一方、気孔率が５０％未満の場合、配置部４３の強度がその薄さを要因として低下し、例えば折れ曲がりやすくなるなど基板４２の運搬時などにおける取り扱いの手間が増加するなどハンドリング性の低下を招く。すなわち、配置部４３の気孔率を５０〜８２％とすることにより、溶接品質の向上が図られるとともに、ハンドリング性が良好な基板４２を得ることができる。なお、基板４２は、配置部４３に対応する溝４４の部分の厚み（溝の深さ）が、０．１〜０．２ｍｍ程度であることがより好ましい。

配置部４３に対応する溝４４には、帯状のリード４５が配置される。つまり、リード４５は、その幅が配置部４３の幅よりも狭い幅であり、その厚みは配置部４３に対応する溝４４に収容される厚み、０．１〜０．２ｍｍ（１００〜２００μｍ）程度であることが好ましい。また、リード４５の厚みは、１００〜１５０μｍ程度であることがより好ましい。なお、本実施形態では、リード４５の進行方向Ｄ１１とリード４５の長さ方向（帯状に延びる方向）とは同じ方向であり、リード４５の進行方向Ｄ１１に直交する方向とリード４５の幅方向（帯の幅方向）とは同じ方向である。

配置部４３に配置されたリード４５は、レーザ溶接機から照射されたレーザ光４１によりその一部が溶融され、その溶融された部分から形成される溶接部４６，４７によって基板４２（配置部４３）に溶接される。これより、基板４２は、リード４５により補強され、リード４５の配置された部分における圧縮や張力に対する耐性が向上する。本実施形態のレーザ溶接には、第１の実施形態のレーザ溶接機２０，２５などのレーザ溶接機と同様の構成からなるレーザ溶接機が用いられる。例えば、レーザ溶接機には、ＹＡＧレーザ、ＣＯ_２レーザ、エキシマレーザなどを用いることができる。

レーザ光４１は、所定の照射領域を有していることから、エネルギー強度の分布に応じてその照射領域中の位置に照射されるエネルギー強度がそれぞれ定まる。つまり、レーザ光４１がリード４５の進行方向Ｄ１１（長さ方向）には長さ方向に対応するエネルギー強度分布を有するとともに、リード４５の進行方向Ｄ１１に直交する方向（幅方向）には幅方向に対応するエネルギー強度分布を有している。この場合には、レーザ光４１は、リード４５の幅方向には、幅方向に対応するエネルギー強度分布で照射されるとともに、リード４５の長さ方向には、同長さ方向に対応するエネルギー強度分布で照射される。なお、本実施形態では、レーザ光４１の長さ方向に対応するエネルギー強度、及び、幅方向に対応するエネルギー強度分布が必要に応じて変更されるようになっている。長さ方向や幅方向に対応するエネルギー強度分布は、レーザ溶接機が交換されたり、レーザ溶接機が調整されたりすることにより変更される。

つまり、リード４５がレーザ溶接されるとき、レーザ光４１の照射領域の中になるリード４５の特定の位置は、レーザ光４１の幅方向に対応するエネルギー強度分布の幅方向の一点が対応し、その対応する幅方向の一点における強度のエネルギーが付与される。また、リード４５は進行方向Ｄ１１に移動することから、リード４５の特定の位置に対しレーザ光４１は反進行方向Ｄ１１へ移動し、リード４５の特定の位置は、幅方向の一点に対応する強度のエネルギーが、レーザ光４１の長さ方向に対応するエネルギー強度分布の全範囲の累積値として付与される。

次に、レーザ光４１におけるエネルギー強度の分布について説明する。本実施形態では、エネルギー強度の分布として、ガウシアン型、トップハット型、及び、スクエアトップハット型の３つの分布について説明する。このうち、ガウシアン型のエネルギー強度分布を有するレーザ光は、金属のレーザ溶接に多く用いられている。

まず、図１１〜１４を参照して、ガウシアン型のエネルギー強度分布を有するレーザ光４１、いわゆるガウシアン型のレーザ光４１について説明する。
図１１に示すように、ガウシアン型のレーザ光４１は、それが照射される円形状の照射領域５１におけるエネルギー強度の分布が、第１の強度分布５０に示すガウシアン型のエネルギー強度分布となっている。つまり、第１の強度分布５０は、照射領域５１内のそれぞれの位置に、レーザ光４１から与えられるエネルギーの強度（量）を示している。第１の強度分布５０に示すように、ガウシアン型のレーザ光４１は、照射領域５１のうちレーザ光４１の中心Ｃ５０を含む頂部５２に対応する位置には強い（多くの）エネルギーＥ５２を付与し、中心Ｃ５０から照射領域５１の端部方向に離れることに応じて付与するエネルギー強度が低下する（エネルギー量が減少する）。

図１２に示すように、ガウシアン型のレーザ光４１は、中心Ｃ５０から半径ｒを有する略円形状の領域である照射領域５１を有し、同照射領域５１の大きさでリード４５に照射される。つまり照射領域５１は、中心Ｃ５０から長さ方向には半径ｒ、幅方向にも半径ｒの大きさを有している。レーザ溶接の際、リード４５は、レーザ光４１の中心Ｃ５０が通過する中央位置には、長さ方向に延びる通過線Ｌ０が示す長さの範囲でレーザ光４１からエネルギーが付与される。通過線Ｌ０は、レーザ光４１の照射領域５１を二分するように照射領域５１を横断する線であって、該照射領域５１の長さ方向の先端から中心Ｃ５０を通り、該照射領域５１の長さ方向の後端までの直線状の経路からなる。また、リード４５は、その幅方向においてレーザ光４１の中心Ｃ５０から端部方向へ半径ｒの０．８倍の位置である８０％位置には、長さ方向に延びる通過線Ｌ１及び通過線Ｌ２が示す長さの範囲でレーザ光４１からエネルギーが付与される。また、通過線Ｌ０の長さ方向の長さは約半径ｒの２倍であり、通過線Ｌ１及び通過線Ｌ２の長さ方向の長さは約半径ｒの１．２倍である。

図１３に示すように、リード４５の中央位置には、通過線Ｌ０に沿い移動するレーザ光４１から長さ方向に対応するエネルギー強度分布に基づき、そのエネルギー強度分布の全範囲からエネルギーが付与される。つまり、リード４５の中央位置は、レーザ光４１の照射領域５１の長さ方向の先端が到達することによってレーザ光４１からのエネルギー付与が開始され、その後、頂部５２に至るまで付与されるエネルギー強度が徐々に強くなる。そして、リード４５の中央位置は、中心Ｃ５０を含む頂部５２付近が通過するとき最も強いエネルギーＥ５２が付与され、頂部５２を過ぎて照射領域５１の長さ方向の後端に到達するまで付与されるエネルギー強度が徐々に弱くなる。このように、リード４５の中央位置には、頂部５２に対応する最も強いエネルギーＥ５２を分布の中央に有する長さ方向へのエネルギー強度分布に基づいてエネルギーが付与される。よって、リード４５の中央位置には、長さ方向へのエネルギー強度分布に基づくエネルギーの累積値であるエネルギー積分値Ｐ０が付与される。

一方、図１４に示すように、リード４５の８０％位置には、各通過線Ｌ１，Ｌ２に沿い移動するレーザ光４１から長さ方向におけるエネルギー強度分布に基づき、そのエネルギー強度分布の全範囲からエネルギーが付与される。なお、以下では、通過線Ｌ１から付与されるエネルギーについて説明し、同様にエネルギーを付与する通過線Ｌ２から付与されるエネルギーについては、説明の便宜上、その詳細な説明を割愛する。

つまり、リード４５の８０％位置は、レーザ光４１の照射領域５１の長さ方向の先端が到達することによってレーザ光４１からのエネルギー付与が開始され、その後、エネルギー強度が徐々に強くなる。そして、リード４５の８０％位置は、通過線Ｌ１上において、幅方向に中心Ｃ５０と並ぶ位置を通過するとき、通過線Ｌ１において最も強いエネルギーＥ５３が付与され、そこを過ぎると照射領域５１の後端に到達するまで付与されるエネルギー強度が徐々に弱くなる。ところで、通過線Ｌ１は、中心Ｃ５０の通過線Ｌ０から端部方向に８０％の位置にあるため、リード４５の幅方向のエネルギー強度分布が正規分布であれば、幅方向に中心Ｃ５０と並ぶ位置におけるエネルギー強度は、中心Ｃ５０のエネルギー強度に比べて弱くなる。例えば、通過線Ｌ１において最も強いエネルギーＥ５３の強度は、中心Ｃ５０における最も強いエネルギーＥ５２の強度に比べて、２０％程度の強度である。また、通過線Ｌ１の長さは、約半径ｒの１．２倍であり、約半径ｒの２倍の長さの通過線Ｌ０に比べ、６０％程度の長さとなる。つまり、リード４５の８０％位置には、中心Ｃ５０における最も強いエネルギーＥ５２の強度に比べて２０％程度の強度のエネルギーＥ５３を分布の中央に有する長さ方向へのエネルギーが付与される。よって、リード４５の８０％位置には、長さ方向へのエネルギー強度分布に基づくエネルギーの累積値であるエネルギー積分値Ｐ１が付与される。

なお、通過線Ｌ１と同様に、通過線Ｌ２の位置にも長さ方向へのエネルギー強度分布に基づくエネルギーの累積値であるエネルギー積分値Ｐ２が付与される。
また、図１５〜１８を参照して、トップハット型のエネルギー強度分布を有するレーザ光４１、いわゆるトップハット型のレーザ光４１について説明する。

図１５に示すように、トップハット型のレーザ光４１は、それが照射される円形状の照射領域６１におけるエネルギー強度の分布が、第２の強度分布６０に示すトップハット型のエネルギー強度分布となっている。つまり、第２の強度分布６０は、照射領域６１内のそれぞれの位置に、レーザ光４１から与えられるエネルギーの強度（量）を示している。第２の強度分布６０に示すように、トップハット型のレーザ光４１は、レーザ光４１の中心Ｃ６０を含む頂部６２の形状及び広さが照射領域６１と同様の広さを有していることから、エネルギー強度分布が円柱状の分布となっており、照射領域６１におけるどの位置にも略同一の強度のエネルギーＥ６２が付与される。

図１６に示すように、トップハット型のレーザ光４１は、中心Ｃ６０から半径ｒを有する略円形状の領域である照射領域６１を有し、同照射領域６１の大きさでリード４５に照射される。つまり照射領域６１は、中心Ｃ６０から長さ方向には半径ｒ、幅方向にも半径ｒの大きさを有している。レーザ溶接の際、リード４５は、レーザ光４１の中心Ｃ６０が通過する中央位置には、長さ方向に延びる通過線Ｌ１０が示す長さの範囲でレーザ光４１からエネルギーが付与される。通過線Ｌ１０は、レーザ光４１の照射領域６１を二分するように照射領域６１を横断する線であって、該照射領域６１の長さ方向の先端から中心Ｃ６０を通り、該照射領域６１の長さ方向の後端までの直線状の経路からなる。また、リード４５は、その幅方向においてレーザ光４１の中心Ｃ６０から端部方向へ半径ｒの０．８倍の位置である８０％位置には、長さ方向に延びる通過線Ｌ１１及び通過線Ｌ１２が示す長さの範囲でレーザ光４１からエネルギーが付与される。また、通過線Ｌ１０の長さ方向の長さは約半径ｒの２倍であり、通過線Ｌ１１及び通過線Ｌ１２の長さ方向の長さは約半径ｒの１．２倍である。

図１７に示すように、リード４５の中央位置には、通過線Ｌ１０に沿い移動するレーザ光４１から長さ方向に対応するエネルギー強度分布に基づき、そのエネルギー強度分布の全範囲からエネルギーが付与される。つまり、リード４５の中央位置は、レーザ光４１の照射領域６１の長さ方向の先端が到達することによってレーザ光４１から頂部６２に対応する強度のエネルギーＥ６２の付与が開始され、その後、中心Ｃ６０を通過して照射領域６１の長さ方向の後端に到達するまで同様に、頂部６２に対応する強度のエネルギーＥ６２が付与され続ける。このように、リード４５の中央位置には、通過線Ｌ１０の長さと、その通過線Ｌ１０の範囲で略一定である長さ方向へのエネルギー強度分布とに基づいてエネルギーが付与される。よって、リード４５の中央位置には、長さ方向へのエネルギー強度分布に基づいて頂部６２に対応する強度のエネルギーＥ６２の累積値であるエネルギー積分値Ｐ１０が付与される。

一方、図１８に示すように、リード４５の８０％位置には、各通過線Ｌ１１，Ｌ１２に沿い移動するレーザ光４１から長さ方向におけるエネルギー強度分布に基づき、そのエネルギー強度分布の全範囲からエネルギーが付与される。なお、以下では、通過線Ｌ１１から付与されるエネルギーについて説明し、同様にエネルギーを付与する通過線Ｌ１２から付与されるエネルギーについては、説明の便宜上、その詳細な説明を割愛する。

つまり、リード４５の８０％位置は、レーザ光４１の照射領域６１の長さ方向の先端が到達することによってレーザ光４１からの頂部６２に対応する強度のエネルギーＥ６２の付与が開始される。その後、リード４５の８０％位置は、通過線Ｌ１１上において、幅方向に中心Ｃ６０と並ぶ位置を通過し、照射領域６１の長さ方向の後端に到達するまで頂部６２に対応する強度のエネルギーＥ６２が付与され続ける。このように、リード４５の８０％位置には、通過線Ｌ１１の長さと、その通過線Ｌ１１の範囲で略一定である長さ方向へのエネルギー強度分布とに基づいてエネルギーが付与される。よって、リード４５の中央位置には、長さ方向へのエネルギー強度分布に基づいて頂部６２に対応する強度のエネルギーＥ６２の累積値であるエネルギー積分値Ｐ１１が付与される。つまり、通過線Ｌ１１の長さは通過線Ｌ１０の長さの６０％（＝１．２ｒ÷２ｒ＊１００）であることから、通過線Ｌ１１の通る位置に付与されるエネルギー積分値Ｐ１１は、通過線Ｌ１０の通る位置に付与されるエネルギー積分値Ｐ１０の６０％となる。

なお、通過線Ｌ１２の位置にも、通過線Ｌ１１の位置に付与されるエネルギー積分値Ｐ１１と同じ値であるエネルギー積分値Ｐ１２が付与される。
こうしたことから、トップハット型のエネルギー強度分布を有するレーザ光４１は、ガウシアン型のレーザ強度分布を有するレーザ光に比して、リード４５のレーザ溶接される溶接部４６の均等な加熱・溶融に基づいてリード４５を基板４２へ溶接させるようになる。これにより、レーザ溶接されるリード４５や基板４２の一部のみが過度に加熱されたりすることによる穴あきや欠肉などが生じることが防止されるようになる。

また、図１９〜２２を参照して、スクエアトップハット型のエネルギー強度分布を有するレーザ光４１、いわゆるスクエアトップハット型のレーザ光４１について説明する。
図１９に示すように、スクエアトップハット型のレーザ光４１は、それが照射される四角形状の照射領域７１におけるエネルギー強度の分布が、第３の強度分布７０に示すスクエアトップハット型のエネルギー強度分布となっている。第３の強度分布７０は、照射領域７１内のそれぞれの位置に、レーザ光４１から与えられるエネルギーの強度（量）を示している。第３の強度分布７０に示すように、スクエアトップハット型のレーザ光４１は、レーザ光４１の中心Ｃ７０を含む頂部７２の形状及び広さが照射領域７１と同様の広さを有していることから、エネルギー強度分布が四角柱状の分布となっており、照射領域７１におけるどの位置にも略同一の強度のエネルギーＥ７２が付与される。

図２０に示すように、スクエアトップハット型のレーザ光４１は、略四角形状の領域である照射領域７１を有し、同照射領域７１の大きさでリード４５に照射される。なお、本実施形態では、照射領域７１の対向する２辺がリード４５の長さ方向に沿って、他の対向する２辺がリード４５の幅方向に沿って配置される。つまり照射領域７１は、中心Ｃ７０から長さ方向には幅ｗ、幅方向にも幅ｗの大きさを有している。レーザ溶接の際、リード４５は、レーザ光４１の中心Ｃ７０が通過する中央位置には、長さ方向に延びる通過線Ｌ２０が示す長さの範囲でレーザ光４１からエネルギーが付与される。通過線Ｌ２０は、レーザ光４１の照射領域７１を二分するように照射領域７１を横断する線であって、該照射領域７１の長さ方向の先端から中心Ｃ７０を通り、該照射領域７１の長さ方向の後端までの直線状の経路からなる。また、リード４５は、その幅方向においてレーザ光４１の中心Ｃ７０から端部方向へ幅ｗの０．８倍の位置である８０％位置には、長さ方向に延びる通過線Ｌ２１及び通過線Ｌ２２が示す長さの範囲でレーザ光４１からエネルギーが付与される。また、通過線Ｌ２０の長さ方向の長さは約幅ｗの２倍であり、通過線Ｌ１１及び通過線Ｌ１２の長さ方向の長さも約幅ｗの２倍である。

図２１に示すように、リード４５の中央位置には、通過線Ｌ２０に沿い移動するレーザ光４１から長さ方向におけるエネルギー強度の分布に基づき、そのエネルギー強度分布の全範囲からエネルギーが付与される。つまり、リード４５の中央位置は、レーザ光４１の照射領域７１の長さ方向の先端が到達することによってレーザ光４１からの頂部７２に対応する強さのエネルギーＥ７２の付与が開始され、その後、中心Ｃ７０を通過して照射領域７１の長さ方向の後端に到達するまで同様に、頂部７２に対応する強度のエネルギーＥ７２が付与され続ける。このように、リード４５の中央位置には、通過線Ｌ２０の長さと、その通過線Ｌ２０の範囲で略一定である長さ方向へのエネルギー強度分布とに基づいてエネルギーが付与される。よって、リード４５の中央位置には、長さ方向へのエネルギー強度分布に基づいて頂部７２に対応する強度のエネルギーＥ７２の累積値であるエネルギー積分値Ｐ２０が付与される。

一方、図２２に示すように、リード４５の８０％位置には、各通過線Ｌ２１，Ｌ２２に沿い移動するレーザ光４１から長さ方向におけるエネルギー強度分布に基づき、そのエネルギー強度分布の全範囲からエネルギーが付与される。なお、以下では、通過線Ｌ２１から付与されるエネルギーについて説明し、同様にエネルギーを付与する通過線Ｌ２２から付与されるエネルギーについては、説明の便宜上、その詳細な説明を割愛する。

つまり、リード４５の８０％位置は、レーザ光４１の照射領域７１の長さ方向の先端が到達することによってレーザ光４１からの頂部７２に対応する強度のエネルギーＥ７２の付与が開始される。その後、リード４５の８０％位置は、通過線Ｌ２１上において、幅方向に中心Ｃ７０と並ぶ位置を通過し、照射領域７１の長さ方向の後端に到達するまで頂部７２に対応する強度のエネルギーＥ７２が付与され続ける。このように、リード４５の８０％位置には、通過線Ｌ２１の長さと、その通過線Ｌ２１の範囲で略一定である長さ方向へのエネルギー強度分布とに基づいてエネルギーが付与される。よって、リード４５の中央位置には、長さ方向へのエネルギー強度分布に基づいて頂部７２に対応する強度のエネルギーＥ７２の累積値であるエネルギー積分値Ｐ２１が付与される。つまり、通過線Ｌ２１の長さは通過線Ｌ２０の長さと同じであることから、通過線Ｌ２１の通る位置に付与されるエネルギー積分値Ｐ２１は、通過線Ｌ２０の通る位置に付与されるエネルギー積分値Ｐ２０と同じエネルギー量となる。

なお、通過線Ｌ２２の位置にも、通過線Ｌ２１の位置に付与されるエネルギー積分値Ｐ２１と同じ、つまり通過線Ｌ２０の位置に付与されるエネルギー積分値Ｐ２０と同じ値であるエネルギー積分値Ｐ２２が付与される。

こうしたことから、スクエアトップハット型のエネルギー強度分布を有するレーザ光４１は、リード４５のレーザ溶接される溶接部４６の均等な加熱・溶融に基づいてリード４５を基板４２へ溶接させることができる。これにより、レーザ溶接されるリード４５や基板４２の一部のみが過度に加熱されたりすることによる穴あきや欠肉などが生じることが防止されるようになる。

そして、本実施形態では、レーザ溶接における溶接品質の良否に関連するプロファイル特性指標値を算出する。プロファイル特性指標値は、リード４５の中央位置に付与されるエネルギー積分値と、リード４５の８０％位置に付与されるエネルギー積分値との関係から算出される指標値である。本実施形態では、このプロファイル特性指標値と、レーザ溶接における溶接品質の良否との関連性を説明する。プロファイル特性指標値は、次の式（１）に基づいて算出される。

（第１端部の積分値＋第２端部の積分値）／（中央の積分値×２）・・・（１）
但し、「第１端部の積分値」及び「第２端部の積分値」は、リード４５の２つの８０％位置のエネルギー積分値をそれぞれ示し、「中央の積分値」は、リード４５の中央位置に付与されるエネルギー積分値を示している。

プロファイル特性指標値は、指標が「１」に近いほど、レーザ光４１の照射範囲に対するエネルギーが均等化されて、リード４５の照射範囲の熱分布が均等になり、溶融した金属が形成する溶融池内の温度勾配が緩やかになる。これにより、溶融池内に、表面張力や対流により生じる移動が抑制され、溶融値が安定化する。リード４５と、基板４２との溶接では、プロファイル特性指標値が所定の値を下回ると、発泡金属に対する溶融池の安定性が急に低下し、穴あきなどの溶接不良が生じやすくなってしまうことが分かっている。なお、本実施形態ではプロファイル特性指標値の所定の値として、「０．６」を採用したが、この値は、リードや基板などの条件に応じて、実験や経験、論理的に定めることができる。

なお、ガウシアン型のレーザ光４１、トップハット型のレーザ光４１、及び、スクエアトップハット型のレーザ光４１のいずれも、「第１端部の積分値」と「第２端部の積分値」とが同じ値である。このため、本実施形態では、プロファイル特性指標値は、中央の積分値と、第１端部の積分値（又は第２端部の積分値）との比率を算出する式である「（第１端部の積分値）／（中央の積分値）」から算出することもできる。

例えば、ガウシアン型のレーザ光４１のプロファイル特性指標値は、リード４５の中央位置のエネルギー積分値Ｐ０と、リード４５の８０％位置のエネルギー積分値Ｐ１，Ｐ２とに基づいて、「（Ｐ１＋Ｐ２）／（Ｐ０×２）」又は「Ｐ１／Ｐ０」として算出される。本実施形態では、ガウシアン型のレーザ光４１のプロファイル特性指標値として、例えば「０．１７」、「０．２５」、及び「０．４」などの値が算出される。

また、トップハット型のレーザ光４１のプロファイル特性指標値は、リード４５の中央位置のエネルギー積分値Ｐ１０と、リード４５の８０％位置のエネルギー積分値Ｐ１１，Ｐ１２とに基づいて、「（Ｐ１１＋Ｐ１２）／（Ｐ１０×２）」又は「Ｐ１１／Ｐ１０」より算出される。本実施形態では、トップハット型のレーザ光４１のプロファイル特性指標値として、例えば「０．６」などの値が算出される。

また、スクエアトップハット型のレーザ光４１のプロファイル特性指標値は、リード４５の中央位置のエネルギー積分値Ｐ２０と、リード４５の８０％位置のエネルギー積分値Ｐ２１，Ｐ２２とに基づいて、「（Ｐ２１＋Ｐ２２）／（Ｐ２０×２）」又は「Ｐ２１／Ｐ２０」より算出される。本実施形態では、スクエアトップハット型のレーザ光４１のプロファイル特性指標値として、例えば「１．０」などの値が算出される。

続いて、基板４２の強度の測定について説明する。
図２３に示すように、基板４２は、複数の正極板を切り出すことのできる大きさを有する基材、いわゆる大板である。大板である基板４２は、進行方向Ｄ１１から見ると、幅方向のうちの２箇所に押圧形成された第１及び第２の配置部４３Ａ，４３Ｂを有し、これら２つの第１及び第２の配置部４３Ａ，４３Ｂによって、通常の厚みを有する部分が第１〜第３の極板部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃの３つに区分されている。なお、本実施形態では、第１及び第３の極板部４２Ａ，４２Ｃは正極板１枚分の幅を有し、第２の極板部４２Ｂは正極板２枚分の幅を有している。

幅Ｌ３０は、第１の極板部４２Ａの幅に対応し、例えば３３ｍｍである。また、幅Ｌ３１は、上記幅Ｌ３０に第１の配置部４３Ａの幅を加えた幅に対応し、例えば４１ｍｍである。また、幅Ｌ３２は、上記幅Ｌ３１に第２の極板部４２Ｂの幅を加えた幅に対応し、例えば１０５ｍｍである。また、幅Ｌ３３は、上記幅Ｌ３２に第２の配置部４３Ｂの幅及び第３の極板部４２Ｃの幅を加えた幅に対応し、例えば１４６ｍｍである。

このような構造の基板４２は、厚みの薄い第１及び第２の配置部４３Ａ，４３Ｂに応力が集中して、折れ曲がりなどの変形が生じるおそれがある。折れ曲がりなどの変形が生じると、運搬等における基板４２の取り扱いにかかる手間が煩雑になる、いわゆるハンドリング性が低下する。そこでハンドリング性が良好であるか不良であるかを判定するため、基板４２の強度を測定する。

つまり、図２４に示すように、第１及び第２の配置部４３Ａ，４３Ｂにそれぞれリード４５が溶接された基板４２の第１の極板部４２Ａを測定台８１に載置し、押さえ８２で固定する。このとき、第１の極板部４２Ａ以外の部分は測定台８１などによって支持されないように測定台８１から突出させる。つまり、基板４２が自重によってたわむたわみ量を、第１の極板部４２Ａから最も離れた第３の極板部４２Ｃの端部が第１の極板部４２Ａに対して垂れ下がった量（変位）として測定する。

これにより、運搬時などに生じるおそれのある第１の極板部４２Ａのみによる基板４２の保持において、第１の配置部４３Ａなどが、第２及び第３の極板部４２Ｂ，４２Ｃなどの自重で折れ曲がる量（たわみ量）が測定される。そして、基板４２は、たわみ量が少なければ良好な強度が維持されておりハンドリング性は良好であると判定され、逆に、たわみ量が多ければ強度が不足しておりハンドリング性が不良であると判定される。

続いて、リード４５がレーザ溶接された基板４２を、良好な溶接品質及びハンドリング性を有するものとして作成するための条件について説明する。
図２５〜図２７には、リード４５がレーザ溶接された基板４２の溶接品質とハンドリング性との測定結果を示す。まず、測定条件について説明する。

基板４２は、発泡ニッケル基板からなり、第１〜第３の極板部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃの厚さは１３００μｍ、気孔率は９７．２％とした。
また、基板４２の第１及び第２の配置部４３Ａ，４３Ｂはそれぞれ、気孔率が３８％〜８６％になるように圧延加工により圧縮された。例えば、各配置部の気孔率とそのときの厚み及び圧縮率は、気孔率３８％のとき厚み６０μｍ、圧縮率９５．４％であり、気孔率４０％のとき厚み６２μｍ、圧縮率９５．２％であり、気孔率４２％のとき厚み６４μｍ、圧縮率９５．１％であり、気孔率４４％のとき厚みは６６μｍ、圧縮率９４．９％である。また、気孔率４８％のとき厚みは７１μｍ、圧縮率９４．５％であり、気孔率５０％のとき厚み７４μｍ、圧縮率９４．３％であり、気孔率５２％のとき厚み７７μｍ、圧縮率９４．１％であり、気孔率５４％のとき厚みは８１μｍ、圧縮率９３．６％である。また、気孔率６６％のとき厚みは１０９μｍ、圧縮率９１．６％であり、気孔率６８％のとき厚み１１６μｍ、圧縮率９１．１％であり、気孔率７０％のとき厚み１２４μｍ、圧縮率９０．５％であり、気孔率７２％のとき厚みは１３２μｍ、圧縮率８９．８％である。また、気孔率７８％のとき厚みは１６８μｍ、圧縮率８７．０％であり、気孔率８０％のとき厚み１８５μｍ、圧縮率８５．７％であり、気孔率８２％のとき厚み２０６μｍ、圧縮率８４．２％であり、気孔率８４％のとき厚みは２３２μｍ、圧縮率８２．２％であり、気孔率８８％のとき厚みは２６５μｍ、圧縮率７９．６％である。

リード４５としては、厚さ１２５μｍのニッケルメッキされた鋼製のリードを用いた。
リード４５の進行方向Ｄ１１への移動速度、つまり溶接速度は１５ｍ／ｍｉｎとした。
プロファイル特性指標値が「０．１７」のレーザ光４１は、ガウシアン型のエネルギー強度分布を有し、レーザ出力を１．５ｋＷ、ファイバー径を１００μｍ、コリメートレンズ焦点距離を５０ｍｍ、フォーカスレンズ焦点距離を３００ｍｍ、レーザスポット径（ビーム径）を６００μｍ（円形）とした。つまり、レーザスポット径（ビーム径）は、照射領域５１の半径ｒの２倍に対応する。

また、プロファイル特性指標値が「０．２５」のレーザ光４１は、ガウシアン型のエネルギー強度分布を有し、レーザ出力を１．５ｋＷ、ファイバー径を２００μｍ、コリメートレンズ焦点距離を１００ｍｍ、フォーカスレンズ焦点距離を３００ｍｍ、レーザスポット径を６００μｍ（円形）とした。

また、プロファイル特性指標値が「０．４」のレーザ光４１は、ガウシアン型のエネルギー強度分布を有し、レーザ出力を１．５ｋＷ、ファイバー径を４００μｍ、コリメートレンズ焦点距離を１００ｍｍ、フォーカスレンズ焦点距離を１５０ｍｍ、レーザスポット径を６００μｍ（円形）とした。

また、プロファイル特性指標値が「０．６」のレーザ光４１は、ハットトップ型のエネルギー強度分布を有し、レーザ出力を１．５ｋＷ、ファイバー径を６００μｍ、コリメートレンズ焦点距離を１００ｍｍ、フォーカスレンズ焦点距離を１００ｍｍ、レーザスポット径を６００μｍ（円形）とした。つまり、レーザスポット径は、照射領域６１の半径ｒの２倍に対応する。

また、プロファイル特性指標値が「１」のレーザ光４１は、スクエアハットトップ型のエネルギー強度分布を有し、レーザ出力を２ｋＷ、ファイバー断面形状を辺長６２０μｍの四角形、レーザスポット形状を辺長６２０μｍの四角形とした。つまり、辺長は、照射領域７１の幅ｗの２倍に対応する。

そして、基板４２にリード４５が３００ｍｍレーザ溶接されたものについて溶接品質の良好／不良と、ハンドリング性の良好／不良とを判別した。
溶接品質は、溶接部４６の全長に渡り、穴あき、アンダーフィル（欠肉）、未溶接といった溶接欠陥箇所が認められないなどの場合、発泡ニッケルとリードとが問題なく溶接されている、すなわち良好「○」であると判別される。逆に、１箇所でも溶接欠陥箇所が認められた場合、発泡ニッケルとリードとの溶接に問題がある、すなわち不良「×」であると判別される。

ハンドリング性は、たわみ量が７０ｍｍ未満である場合、良好「○」と判別され、たわみ量が７０ｍｍ以上である場合、不良「×」と判別される。
つまり、図２５に示すように、プロファイル特性指標値が「０．１７」のレーザ光４１による溶接品質及びハンドリング性として測定結果Ｔ１１〜Ｔ１４が得られた。すなわち、溶接品質は、気孔率が３８％及び４０％（測定結果Ｔ１１，Ｔ１２）のとき、良好「○」であると判別され、気孔率が４２％及び４４％（測定結果Ｔ１３，Ｔ１４）のとき、不良「×」であると判別される。つまり、気孔率が高くなると溶接品質が低下した。また、ハンドリング性は、気孔率が３８％、４０％、４２％及び４４％（測定結果Ｔ１１〜Ｔ１４）のとき、つまり厚みが６０〜６６μｍのとき、いずれも不良「×」であると判別される。

同じく、図２５に示すように、プロファイル特性指標値が「０．２５」のレーザ光４１による溶接品質及びハンドリング性として測定結果Ｔ２１〜Ｔ２５が得られた。すなわち、溶接品質は、気孔率が４０％、４８％及び５０％（測定結果Ｔ２１〜Ｔ２３）のとき、良好「○」であると判別され、気孔率が５２％及び５４％（測定結果Ｔ２４，Ｔ２５）のとき、不良「×」であると判別される。つまり、気孔率が高くなると溶接品質が低下した。また、ハンドリング性は、気孔率が４０％及び４８％（測定結果Ｔ２１，Ｔ２２）のとき、つまり厚みが６２〜７１μｍのとき、不良「×」であると判別され、気孔率が５０％，５２％及び５４％（測定結果Ｔ２３〜Ｔ２５）のとき、つまり厚みが７４〜８１μｍのとき、良好「○」であると判別される。

図２６に示すように、プロファイル特性指標値が「０．４」のレーザ光４１による溶接品質及びハンドリング性として測定結果Ｔ４１〜Ｔ４５が得られた。すなわち、溶接品質は、気孔率が５０％、６６％及び６８％（測定結果Ｔ４１〜Ｔ４３）のとき、良好「○」であると判別され、気孔率が７０％及び７２％（測定結果Ｔ４４，Ｔ４５）のとき、不良「×」であると判別される。つまり、気孔率が高くなると溶接品質が低下した。また、ハンドリング性は、気孔率が５０％、６６％、６８％、７０％及び７２％（測定結果Ｔ４１〜Ｔ４５）のとき、つまり厚みが７４〜１３２μｍのとき、いずれも良好「○」であると判別される。

同じく、図２６に示すように、プロファイル特性指標値が「０．６」のレーザ光４１による溶接品質及びハンドリング性として測定結果Ｔ６１〜Ｔ６６が得られた。すなわち、溶接品質は、気孔率が５２％、６８％、７８及び８０％（測定結果Ｔ６１〜Ｔ６４）のとき、良好「○」であると判別され、気孔率が８２％及び８４％（測定結果Ｔ６５，Ｔ６６）のとき、不良「×」であると判別される。つまり、気孔率が高くなると溶接品質が低下した。また、ハンドリング性は、気孔率が５２％、６８％、７８％、８０％、８２％及び８４％（測定結果Ｔ６１〜Ｔ６６）のとき、厚みが７７〜２３２μｍのとき、いずれも良好「○」であると判別される。

図２７に示すように、プロファイル特性指標値が「１」のレーザ光４１による溶接品質及びハンドリング性として測定結果Ｓ６１〜Ｓ６６が得られた。すなわち、溶接品質は、気孔率が５４％、７２％、８０％及び８２％（測定結果Ｓ６１〜Ｓ６４）のとき、良好「○」であると判別され、気孔率が８４％及び８６％（測定結果Ｓ６５，Ｓ６６）のとき、不良「×」であると判別される。つまり、気孔率が高くなると溶接品質が低下した。また、ハンドリング性は、気孔率が５４％、７２％、８０％、８２％、８４％及び８６％（測定結果Ｓ６１〜Ｓ６６）のとき、つまり厚みが８１〜２６５μｍのとき、いずれも良好「○」であると判別される。

これらの測定結果に基づいて、プロファイル特性指標値と、リード４５が溶接される配置部の発泡金属の発泡率［％］との関係を、図２８を参照して説明する。
図２８に示すグラフには、溶接品質が良好「○」と判別された測定結果が「○」で示され、溶接品質が不良「×」と判別された測定結果が「△」で示されている。つまり、グラフには、測定結果Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３，Ｔ４１，Ｔ４２，Ｔ４３，Ｔ６１，Ｔ６２，Ｔ６３，Ｔ６４，Ｓ６１，Ｓ６２，Ｓ６３，Ｓ６４が「○」で示され、測定結果Ｔ１２，Ｔ１４，Ｔ２４，Ｔ２５，Ｔ４４，Ｔ４５，Ｔ６５，Ｔ６６，Ｓ６５，Ｓ６６が「△」で示されている。このグラフに示すように、溶接品質の良好／不良は、区分線Ｋ１により区分される。すなわち、配置部の気孔率において、レーザ溶接するレーザ光４１のプロファイル特性指標値が区分線Ｋ１以上（領域Ａ２１，Ａ２２）であれば、溶接品質は良好「○」となる。逆に、レーザ溶接するレーザ光４１のプロファイル特性指標値が区分線Ｋ１未満（領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３）であれば、溶接品質は不良「△」となる。なお、プロファイル特性指標値の値にかかわらず、気孔率が８２％を超えると溶接品質は不良となる。つまり、レーザ溶接される配置部の気孔率は８２％以下であることが好ましい。

また、プロファイル特性指標値が「０．６」以上である場合、気孔率が８２％未満であれば、溶接品質が良好となる傾向にある。一方、プロファイル特性指標値が「０．６」未満である場合、プロファイル特性指標値の低下に伴って、溶接品質が良好となる気孔率も低下する傾向にある。

これらより、レーザ溶接による溶接品質を良好にするためには、エネルギー強度分布のプロファイル特性指標値が、リード４５を溶接する配置部の気孔率に対して区分線Ｋ１により示される値よりも大きいことが好ましい。特に、プロファイル特性指標値が「０．６」以上、かつ、気孔率が８２％未満であればレーザ溶接による溶接品質が良好になりより好ましい。

また、ハンドリング性は、プロファイル特性指標値の値に関わらず、気孔率が５０％未満である場合（領域Ａ１１，２１）は不良であり、気孔率が５０％以上である場合（領域Ａ１２，Ａ１３，Ａ２２）は良好である。

これより、リード４５の溶接された基板４２のハンドリング性は、気孔率が５０％以上であることが好ましい。
これらのことから、溶接品質が良好である、かつ、ハンドリング性が良好な条件は、気孔率が５０％以上、かつ、溶接する配置部の気孔率においてレーザ光４１のプロファイル特性指標値が区分線Ｋ１により示される値以上であることとなる。特に、プロファイル特性指標値が０．６以上、かつ、１以下の場合、気孔率が５０％以上、かつ、８２％未満の範囲で、つまり区分線Ｋ２にて区画される領域Ａ２３内で、溶接品質、及び、ハンドリング性が良好に維持されてより好適な条件となる。

本実施形態によれば、リード４５を気孔率が５０％〜８２％の溶接部４６に良好な溶接品質で溶接することができるとともに、基板４２に良好なハンドリング性を維持することができる。

また、プロファイル特性指標値が０．６以上となるエネルギー強度分布を有するレーザ光４１によるレーザ溶接は、レーザ光４１の照射範囲に溶接部４６を溶融させる熱を均等分布させ、溶接の安定性を向上させる。つまり、レーザ光４１の照射範囲が均等に溶融されることで、局所的に溶融した金属が表面張力で引き寄せられて一箇所に集まることによって生じる、溶融している部分と溶融していない部分との間の穴あきやアンダーフィル（欠肉）などの溶接欠陥の発生が抑制されるようになる。また、レーザ光４１の照射範囲を均等に溶融させることで、溶融した金属の溶融池内の温度勾配を小さくすることができるため、溶融池内の対流が抑制されて溶融池内の乱れも抑制され、安定した溶融池による安定した溶接が行われるようにもなる。上述した溶接欠陥や溶融池の乱れは、通常の金属をレーザ溶接するときよりも、発泡金属をレーザ溶接するときに顕著であり、気孔率が大きい程発生しやすくなる傾向にある。このため、本実施形態によれば、リード４５と基板４２とのレーザ溶接の溶接品質の向上が図られるようになる。

以上説明したように、本実施形態の電池用電極の製造方法及び製造装置によれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
（１０）レーザ光４１のエネルギー強度の分布が、リード４５の幅方向に均等化されるとともにリード４５の長さ方向へも均等化される。よって、リード４５はレーザ溶接される部分において幅方向への熱量の分布が平均化され、リード４５のレーザ溶接される溶接部４６の均等な加熱・溶融に基づいてリード４５が基板４２へ溶接されるようになる。特に、基板４２が多孔体であるとするとリード４５からの熱拡散にむらが生じるが、レーザ溶接される範囲を均等に加熱することで、適切な溶融によりリード４５と基板４２とが溶接されるとともに、過熱による穴あきや欠肉などが抑制されるようになる。このように、エネルギー強度の分布が均等化されるエネルギー強度の分布としてトップハット型や、スクエアハット型などが挙げられる。なお、金属の溶接に用いられることの多い、円錐形状のエネルギー強度分布を有するレーザ光、例えばガウシアン型は、エネルギー強度が、レーザの中心位置から離れると大幅に低下する傾向にあり、エネルギー強度の分布の均等化されている程度が低い。

（１１）レーザにおいてリード４５の幅方向の中央位置からリード端部方向に８０％の位置におけるエネルギー強度を６０％以上とすることで、リード４５のレーザ溶接に適したエネルギー強度となるように強度の分布の均等化が行われ、リード４５の基板４２へのレーザ溶接が適切に行われるようになる。

（１２）プロファイル特性指標値が「０．６」以上である場合、気孔率が８２％未満であれば、基板４２のリード４５が配置される部分である配置部４３が、レーザ溶接に適した気孔率とされるとともに、適切な強度を有するものとなる。例えば、気孔率が低下すれば、溶着強度は向上するが、基板４２の強度が低下する。逆に、気孔率が高くなれば、リード４５などに溶接による穴あきなどが生じやすくなる。

（１３）スクエアトップハット型のエネルギー強度を有するレーザは、レーザのエネルギー強度が略同一に均等化されることから、照射範囲の熱分布がより均等になり、リードの基板へのレーザ溶接がより適切に行われるようになる。

（その他の実施形態）
なお上記各実施形態は、以下の態様で実施することもできる。
・上記各実施形態では、正極板を製造する場合について例示した。しかしこれに限らず、負極板を製造してもよい。つまり、パンチングメタルなどの金属支持体を基板として用い、基板にリードが溶接された後、当該基板に水素吸蔵合金を含む材料を塗布する工程を有するようにしてもよい。これにより、リードを、負極板を構成する電極支持体に好適に溶接することができるようになるため、このような電池用電極の製造方法の適用可能性の拡大が図られるようになる。

・上記第１の実施形態では、電池用電極の製造装置は、基板１０に２本のリード１５を配置させる場合について例示した。しかしこれに限らず、基板に１本のリードを配置させても、基板に３本以上のリードを配置させてもよい。これにより、電池用電極の製造装置の構成自由度の向上が図られるようになる。

・上記各実施形態では、正極板２枚分の大きさの大板、または正極板８枚分の大きさの大板について例示した。しかしこれに限らず、大板は、複数の正極板を取得できる大きさであれば、３〜７枚分の正極板の大きさや９枚以上の正極板の大きさであってもよい。これにより、リードを分割することで複数の正極板を取得することができる電池用電極の製造方法の適用可能性の拡大が図られる。

・上記第１の実施形態では、基板１０にリード１５を溶接した後、基板１０（大板）を切断する場合について例示した。しかしこれに限らず、基板にリードを溶接した後、基板を切断する工程が含まれていなくてもよい。つまり基板が切断されなくても、リードは基板に２箇所の溶接部によって必要な溶接強度で好適に溶接される。これにより、電池用電極の製造方法の適用可能性の拡大が図られるようになる。

・上記第１の実施形態では、リード１５に第１〜第４の溶接部１６〜１９を設ける場合について例示した。しかしこれに限らず、リードに基板への必要な溶接強度が確保されるのであれば、第１及び第２の溶接部のみによる溶接であってもよい。これにより、電池用電極の製造方法の適用可能性の拡大が図られるようになる。

・上記第１の実施形態では、レーザ光２１ａ，２１ｂのエネルギー強度分布がトップハット型である場合について例示した。しかしこれに限らず、溶接に不具合が生じないので有れば、レーザ光のエネルギー強度分布は、スクエアトップハット型や、その他のトップハット型から変形した分布や、ガウシアン型及びガウシアン型から変形した分布など、トップハット型以外の他の公知の強度分布であってもよい。これにより、電池用電極の製造方法の設計自由度の向上が図られるようになる。

・上記第１の実施形態では、リード１５にレーザ光２１ａ，２１ｂを連続照射する場合について例示した。しかしこれに限らず、必要な溶接強度が確保されるのであれば、リードにレーザ光を間欠的に照射して間欠的に溶接してもよい。このとき溶接する間隔は、必要な溶接強度が確保されるのであれば、任意の間隔を確保することができる。これにより、電池用電極の製造方法の設計自由度の向上が図られるようになる。

・上記第１の実施形態では、第１及び第２のレーザ溶接機２０，２５は、一つの発振器が発光したレーザ光２１，２６を２分割する場合について例示した。しかしこれに限らず、同強度のレーザ光を放出できるのであれば、２つのレーザ光を別々のレーザ発振器から発振させてもよい。つまり、レーザ溶接機に２つの発振器を搭載してもよいし、２つのレーザ溶接機を用いてもよい。これにより、電池用電極の製造方法の設計自由度の向上が図られるようになる。

・上記第１の実施形態では、溶接をレーザ光２１，２６で行なう場合について例示した。しかしこれに限らず、リードが基板に溶接されるのであれば、カシメ溶接や電気溶接などであってもよい。これらの溶接方法であっても、溶接部分は加熱されるためリードに変形などが生じるおそれがあるが、基板に押し付けられている２箇所を同時に溶接することで、先の溶接により生じた変形などが後に溶接する他方に影響を及ぼすようなおそれが軽減されるようになる。これにより、電池用電極の製造方法の設計自由度の向上が図られるようになる。

・上記第１の実施形態では、リード１５の長さ方向は、基板１０の幅方向に直交する場合について例示した。しかしこれに限らず、リードの長さ方向は、基板の幅方向に交差すればよい。これにより、電池用電極の製造方法の適用自由度の向上が図られるようになる。

・上記各実施形態では、電池が二次電池である場合について例示したが、これに限らず、電池は一次電池でもよい。これにより、電池用電極の製造方法の適用範囲の拡大が図られるようになる。

・上記第１の実施形態では、レーザ溶接機２０がリード１５毎に設けられている場合について例示した。しかしこれに限らず、１台のレーザ溶接機が複数のリードを溶接してもよい。このとき、レーザ溶接機などに備えられるレーザ光源としての１つのレーザ光発生装置から出力されたレーザ光をプリズムで複数に分割し、それら分割されたレーザ光のそれぞれが別々のリードを溶接するようにしてもよい。これにより、１つのレーザ光源で複数箇所の溶接を行うことが可能になる。また、プリズムによる分光は、ビーム径を小さくするなどの調整や、溶接本数を多くするなどの調整を容易にもする。これにより、電池用電極の製造方法の適用範囲の拡大が図られるようになる。

・上記第２の実施形態では、リード４５は押圧力Ｆ１１で基板４２に押し付けられている場合について例示した。しかしこれに限らず、リードが基板に適切に配置されるのであれば、リードは基板に、溶接や接着剤などで仮止めされていてもよい。これにより、電池用電極の製造方法の設計自由度の向上が図られるようになる。

・上記第２の実施形態では、基板４２（圧縮された配置部４３を除く）の厚みが０．５〜１．０ｍｍ程度である場合について例示した。しかしこれに限らず、基板として適切に利用できるのでれば、基板の厚みは０．５〜１．０ｍｍを越えて薄くてもよいし、又は厚くてもよい。例えば、基板の厚みは１．０〜１．５ｍｍ程度であってもよい。これにより、電池用電極の製造方法の設計自由度の向上が図られるようになる。

・上記第２の実施形態では、基板４２（圧縮された配置部４３を除く）の気孔率は９０％以上である場合について例示した。すなわち、活物質の充填が行えるのであれば、基板の強度が維持できる範囲で気孔率を高めてもよいし、逆に、気孔率を９０％未満にしてもよい。これにより、電池用電極の製造方法の設計自由度の向上が図られるようになる。

・上記第２の実施形態では、溝４４の深さが、０．１〜０．２ｍｍ程度である場合について例示した。しかしこれに限らず、基板にリードを好適に配置することができるのであれば、溝の深さは０．１〜０．２ｍｍを越えて浅くてもよいし、又は、深くてもよい。これにより、電池用電極の製造方法の設計自由度の向上が図られるようになる。

・上記第２の実施形態では、リード４５の厚みは、１００〜２００μｍ程度である場合について例示した。しかしこれに限らず、基板に溶接することができるのであれば、リードの厚みは、１００〜２００μｍを越えて薄くてもよいし、又は厚くてもよい。これにより、電池用電極の製造方法の設計自由度の向上が図られるようになる。

・上記第２の実施形態では、リード４５の２つの８０％位置のエネルギー積分値を「第１端部の積分値」及び「第２端部の積分値」とする場合について例示した。しかしこれに限らず、溶接品質の良否の判断を行うことができるのであれば、「第１端部の積分値」及び「第２端部の積分値」の少なくとも一方が、リードの８０％位置ではなく、８０％よりも中央位置に近い位置でもよいし、逆に、８０％よりも中央位置から離れた位置でもよい。これにより、電池用電極の製造方法の設計自由度の向上が図られるようになる。

・上記第２の実施形態では、「中央の積分値」をリード４５の中央位置に付与されるエネルギー積分値とする場合について例示した。しかしこれに限らず、溶接品質の良否の判断を行うことができるのであれば、リードに付与されるエネルギー積分値が最も大きい位置やその近辺に付与されるエネルギー積分値を「中央の積分値」としてもよい。これにより、電池用電極の製造方法の設計自由度の向上が図られるようになる。

・上記第２の実施形態では、プロファイル特性指標値が０．６以上であればエネルギー強度分布が均等化されているとする場合について例示した。しかしこれに限らず、適切なレーザ溶接ができるのであれば、エネルギー強度分布が均等化されているとするプロファイル特性指標値は０．６より小さくてもよいし、又は、０．６より大きくてもよい。これにより、電池用電極の製造方法の設計自由度の向上が図られるようになる。

１０…基板、１０Ａ…第１の正極板、１０Ｂ…第２の正極板、１１…溝、１５…リード、１５Ａ，１５Ｂ…分割リード部、１６…第１の溶接部、１７…第２の溶接部、１８…第３の溶接部、１９…第４の溶接部、２０…第１のレーザ溶接機、２１…レーザ光、２１ａ…第１のレーザ光、２１ｂ…第２のレーザ光、２５…第２のレーザ溶接機、２６…レーザ光、２６ａ…第３のレーザ光、２６ｂ…第４のレーザ光、３０…駆動ロール、３１，３２…入側ロール、３３…出側ロール、３５…送出ロール、３６…張力ロール、３７，３８…案内ロール、４０…駆動ロール、４１…レーザ光、４２…基板、４２Ａ…第１の極板部、４２Ｂ…第２の極板部、４２Ｃ…第３の極板部、４３…配置部、４３Ａ…第１の配置部、４３Ｂ…第２の配置部、４４…溝、４５…リード、４６…溶接部、４７…溶接部、５０…第１の強度分布、５１…照射領域、５２…頂部、６０…第２の強度分布、６１…照射領域、６２…頂部、７０…第３の強度分布、７１…照射領域、７２…頂部、８１…測定台、８２…押さえ、Ｌ…切断線、ｒ…半径、Ｋ１…区分線、Ｋ２…区分線、Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ１０，Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ２０，Ｌ２１，Ｌ２２…通過線、Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ１０，Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２０，Ｐ２１，Ｐ２２…エネルギー積分値。

Claims (9)

1. 電極用の基板にリードが溶接される電池用電極の製造方法であって、
   前記基板の幅より狭い幅の帯状のリードを、該リードの長さ方向が該基板の幅方向に交差するように該基板の表面に配置して、該配置したリードを基板の表面に押し付ける工程と、
   前記基板の表面に前記リードを配置し押し付けた状態で、前記リードの幅方向に離間する２箇所で同時に、該リードを前記基板に溶接する工程と、
   前記溶接する工程に続いて、前記リードが溶接された前記基板を、前記溶接した２箇所の間で切断する工程と
   を備えることを特徴とする電池用電極の製造方法。
2. 電極用の基板にリードが溶接される電池用電極の製造方法であって、
   前記基板の幅より狭い幅の帯状のリードを、該リードの長さ方向が該基板の幅方向に交差するように該基板の表面に配置して、該配置したリードを基板の表面に押し付ける工程と、
   前記基板の表面に前記リードを配置し押し付けた状態で、前記リードの幅方向に離間する２箇所で同時に、該リードを前記基板に溶接する工程とを備え、
   前記リードを基板の表面に押し付ける工程では、前記基板を湾曲させて前記リードの一部を該湾曲させた基板の外側表面に沿わせて配置するとともに、前記基板の外側表面に沿う手前のリードの部分にリードの長さ方向への張力を付与する
   ことを特徴とする電池用電極の製造方法。
3. 前記溶接する工程では、前記溶接をレーザ溶接により行う
   請求項１又は２に記載の電池用電極の製造方法。
4. 前記レーザ溶接に用いられるレーザは、前記リードの幅方向へのエネルギー強度分布が均等化される
   請求項３に記載の電池用電極の製造方法。
5. 前記溶接する工程では、前記２箇所を溶接した後、該溶接した２箇所の間にあって、前記リードの幅方向に離間する２箇所を更に同時に溶接する
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の電池用電極の製造方法。
6. 前記溶接する工程では、前記溶接をリード側から行う
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の電池用電極の製造方法。
7. 前記基板は金属多孔体であり、
   前記溶接する工程の後に、前記金属多孔体に水酸化ニッケルを含む活物質を塗布する工程を含む
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の電池用電極の製造方法。
8. 電極用の基板にリードを溶接する電池用電極の製造装置であって、
   基板の幅よりも狭い幅の帯状のリードを、該リードの長さ方向が前記基板の幅方向に交差するように該基板の表面に沿って配置する配置部と、
   前記基板の表面に配置されたリードを基板の表面に押し付ける押し付け部と、
   前記基板の表面に押し付けているリードを、当該リードの幅方向に離間する２箇所で同時に基板に溶接する溶接部と、
   前記リードが溶接された前記基板を、前記溶接された２箇所の間で切断する切断部と
   を備えることを特徴とする電池用電極の製造装置。
9. 電極用の基板にリードを溶接する電池用電極の製造装置であって、
   基板の幅よりも狭い幅の帯状のリードを、該リードの長さ方向が前記基板の幅方向に交差するように該基板の表面に沿って配置する配置部と、
   前記基板の表面に配置されたリードを基板の表面に押し付ける押し付け部と、
   前記基板の表面に押し付けているリードを、当該リードの幅方向に離間する２箇所で同時に基板に溶接する溶接部とを備え、
   前記押し付け部は、前記基板を湾曲させて前記リードの一部を該湾曲させた基板の外側表面に沿わせて配置するとともに、前記基板の外側表面に沿う手前のリードの部分にリードの長さ方向への張力を付与する
   ことを特徴とする電池用電極の製造装置。

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