JP6252359B2 - Electric storage device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、蓄電デバイスおよびその製造技術に関し、例えば、リチウムイオン電池およびその製造技術に適用して有効な技術に関する。   The present invention relates to an electricity storage device and a manufacturing technique thereof, for example, a technique effective when applied to a lithium ion battery and a manufacturing technique thereof.

特許第4724841号公報(特許文献1)には、リチウムイオン電池において、内部電極と、積層された複数のタブと、補強板とを重ね合わせた後、摩擦撹拌接合によって、これらの部材を接合する技術が記載されている。   In Japanese Patent No. 4724841 (Patent Document 1), in a lithium ion battery, after overlapping an internal electrode, a plurality of stacked tabs, and a reinforcing plate, these members are joined by friction stir welding. The technology is described.

特開2011−173163号公報(特許文献2)、特開2006−289409号公報(特許文献3)、特開2007−880号公報(特許文献4)、特開2000−71090号公報(特許文献5)、特許第3289650号公報(特許文献6)などには、摩擦撹拌接合に関する技術が記載されている。   JP 2011-173163 A (Patent Document 2), JP 2006-289409 A (Patent Document 3), JP 2007-880 A (Patent Document 4), JP 2000-71090 A (Patent Document 5). ), Japanese Patent No. 3289650 (Patent Document 6) and the like describe a technique related to friction stir welding.

特許第4724841号公報Japanese Patent No. 4724841 特開2011−173163号公報JP 2011-173163 A 特開2006−289409号公報JP 2006-289409 A 特開2007−880号公報JP 2007-880 A 特開2000−71090号公報JP 2000-71090 A 特許第3289650号公報Japanese Patent No. 3289650

携帯電子機器の発達に伴い、これらの携帯電子機器の電力供給源として、繰り返し充電が可能な小型二次電池が使用されている。中でも、エネルギー密度が高く、サイクルライフが長いとともに、自己放電性が低く、かつ、作動電圧が高いリチウムイオン電池が注目されている。リチウムイオン電池は、上述した利点を有するため、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話機などの携帯電子機器に多用されている。   With the development of portable electronic devices, small secondary batteries that can be repeatedly charged are used as power supply sources for these portable electronic devices. Of these, lithium ion batteries are attracting attention because of their high energy density, long cycle life, low self-discharge characteristics, and high operating voltage. Lithium ion batteries have the advantages described above, and are therefore widely used in portable electronic devices such as digital cameras, notebook personal computers, and mobile phones.

さらに、近年では、電気自動車用電池や電力貯蔵用電池として、高容量、高出力、かつ、高エネルギー密度を実現できる大型のリチウムイオン電池の研究開発が進められている。特に、自動車産業においては、環境問題に対応するため、動力源としてモータを使用する電気自動車や、動力源としてエンジン(内燃機関)とモータとの両方を使用するハイブリッド車の開発が進められている。このような電気自動車やハイブリッド車の電源としてもリチウムイオン電池が注目されている。同様に、太陽光発電や夜間電力を有効利用するための電力貯蔵などの用途での重要性が増してきている。   Furthermore, in recent years, research and development of large-sized lithium ion batteries capable of realizing high capacity, high output, and high energy density as batteries for electric vehicles and power storage batteries have been promoted. In particular, in the automobile industry, in order to cope with environmental problems, development of an electric vehicle that uses a motor as a power source and a hybrid vehicle that uses both an engine (internal combustion engine) and a motor as a power source are in progress. . Lithium ion batteries have attracted attention as power sources for such electric vehicles and hybrid vehicles. Similarly, importance in applications such as photovoltaic power generation and power storage for effective use of nighttime power is increasing.

例えば、電力貯蔵用の大型のリチウムイオン電池は、正極活物質を塗着した正極板と、負極活物質を塗着した負極板と、正極板と負極板の接触を防止するセパレータとを積層した電極積層体を備えている。そして、このリチウムイオン電池では、この電極積層体が外装缶(電池缶)に挿入されるとともに、外装缶内に電解液が注入されている。   For example, a large-sized lithium ion battery for power storage includes a positive electrode plate coated with a positive electrode active material, a negative electrode plate coated with a negative electrode active material, and a separator that prevents contact between the positive electrode plate and the negative electrode plate. An electrode laminate is provided. And in this lithium ion battery, while this electrode laminated body is inserted in an exterior can (battery can), electrolyte solution is inject | poured in the exterior can.

ここで、正極板や負極板を構成する電極板には、一体的に短冊状のタブ(集電タブ)が形成されており、このタブを複数枚重ね合わせてタブ積層体が形成されている。そして、リチウムイオン電池では、このタブ積層体を外部出力端子と接続することにより、外装缶の内部に配置されている電極積層体と、外装缶に固定される外部出力端子とを電気的に接続する構成が採用されている。このとき、タブ積層体と外部接続端子との接続には、例えば、アーク溶接などの溶接技術が使用されてきたが、近年では、摩擦撹拌接合と呼ばれる技術を使用することが検討されている。   Here, the electrode plates constituting the positive electrode plate and the negative electrode plate are integrally formed with strip-shaped tabs (current collecting tabs), and a plurality of these tabs are stacked to form a tab laminate. . In the lithium ion battery, the tab laminate is connected to the external output terminal, thereby electrically connecting the electrode laminate disposed inside the outer can and the external output terminal fixed to the outer can. The structure to be adopted is adopted. At this time, for example, a welding technique such as arc welding has been used for the connection between the tab laminate and the external connection terminal, but in recent years, the use of a technique called friction stir welding has been studied.

この摩擦撹拌接合では、先端に突起部のある円筒状のツール(工具)を回転させながら、強い力で突起部を部材に押し付けることにより、突起部を接合させる部材(母材)に貫入させる。これにより、摩擦撹拌接合では、摩擦熱を発生させて部材を軟化させるとともに、ツールの回転力によって接合部の周辺を塑性流動させて練り混ぜることで、複数の部材を一体化させて接合する。このような摩擦撹拌接合では、部材の融解を伴わずに接合部を形成できるため、接合部の熱影響を抑制できる利点を有している。なお、摩擦撹拌接合は、英語では、FSW(Friction Stir Welding)と呼ばれる。   In this friction stir welding, a cylindrical tool (tool) having a protruding portion at the tip is rotated, and the protruding portion is pressed against the member with a strong force, thereby penetrating the member (base material) to which the protruding portion is bonded. As a result, in friction stir welding, frictional heat is generated to soften the member, and the periphery of the joint is plastically flowed and kneaded by the rotational force of the tool, so that the plurality of members are integrated and joined. Such friction stir welding has an advantage that the thermal influence of the joint can be suppressed because the joint can be formed without melting the member. The friction stir welding is called FSW (Friction Stir Welding) in English.

ところが、摩擦撹拌接合では、ツールの突起部を部材に挿入することから、軟化した部材が突起部を挿入することにより押し出されて、この軟化した部材が接合部の近傍にバリとして発生することが考えられる。例えば、リチウムイオン電池に着目すると、タブ積層体と外部出力端子との接合部近傍にバリが発生する可能性がある。   However, in the friction stir welding, since the protruding portion of the tool is inserted into the member, the softened member is pushed out by inserting the protruding portion, and the softened member is generated as a burr near the bonded portion. Conceivable. For example, when attention is paid to a lithium ion battery, burrs may be generated in the vicinity of the joint between the tab laminate and the external output terminal.

このことから、摩擦撹拌接合によって、タブ積層体と外部出力端子との接合部を形成する場合、接合部近傍に形成されるバリが剥離して、外装缶の内部に配置されている電極積層体に金属異物が侵入するポテンシャルが高くなる。特に、通常のリチウムイオン電池では、正極板と負極板とセパレータが別部品で構成されているため、例えば、正極板とセパレータとの間に隙間が存在し、この隙間に、バリが剥離することにより発生した金属異物が侵入しやすくなる。このようにして、電極積層体の内部に金属異物が侵入すると、侵入した金属異物がセパレータを突き破って、正極と負極が金属異物で短絡したり、例えば、正極とセパレータの隙間に侵入した金属異物が正極に付着すると、付着した金属異物が電解液中に溶解し、その後、負極に析出する現象が生じる。そして、負極からの析出によって成長した金属が正極まで達すると、正極と負極とが短絡してしまうおそれがある。   Therefore, when forming the joint between the tab laminate and the external output terminal by friction stir welding, the burr formed in the vicinity of the joint is peeled off, and the electrode laminate disposed inside the outer can The potential for the entry of foreign metal into the metal increases. In particular, in a normal lithium ion battery, since the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator are composed of separate parts, for example, a gap exists between the positive electrode plate and the separator, and burrs are peeled off in this gap. It becomes easy for the metal foreign matter generated by the penetration. In this way, when a metal foreign object enters the inside of the electrode laminate, the metal foreign object penetrates the separator, and the positive electrode and the negative electrode are short-circuited by the metal foreign object, for example, a metal foreign object that has entered the gap between the positive electrode and the separator. When adhering to the positive electrode, a phenomenon occurs in which the adhered foreign metal is dissolved in the electrolytic solution and then deposited on the negative electrode. And when the metal which grew by precipitation from a negative electrode reaches a positive electrode, there exists a possibility that a positive electrode and a negative electrode may short-circuit.

したがって、リチウムイオン電池の製造工程において、タブ積層体と外部出力端子との接合に摩擦撹拌接合を使用する場合、リチウムイオン電池の信頼性を向上する観点から、改善の余地が存在することになる。   Therefore, in the manufacturing process of a lithium ion battery, when friction stir welding is used for joining the tab laminate and the external output terminal, there is room for improvement from the viewpoint of improving the reliability of the lithium ion battery. .

そこで、本発明の目的は、例えば、リチウムイオン電池に代表されるように、タブ積層体と外部出力端子とを接続する構造を有する蓄電デバイスの信頼性を向上することができる技術を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a technique capable of improving the reliability of an electricity storage device having a structure for connecting a tab laminate and an external output terminal, as represented by, for example, a lithium ion battery. It is in.

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.

一実施の形態における蓄電デバイスは、(a)第1面および第1面とは反対側に位置する第2面を有するカバープレートであって、第1面に溝が設けられたカバープレート、(b)カバープレートの第2面と接するタブ積層体であって、電極板と一体化したタブを複数枚重ねて形成されたタブ積層体、(c)タブ積層体と接する外部出力端子、を備える。そして、さらに、一実施の形態における蓄電デバイスは、(d)カバープレートとタブ積層体と外部出力端子とにわたって形成された接合部であって、溝に接する接合部、(e)接合部と一体化したバリ接合部であって、溝内において、接合部から盛り上がるように形成されたバリ接合部、を備える。このとき、バリ接合部の高さは、溝の深さよりも小さく、バリ接合部は、溝の側面に接している。   An electricity storage device according to an embodiment includes: (a) a cover plate having a first surface and a second surface located on the opposite side of the first surface, the cover plate having a groove on the first surface; b) a tab laminated body in contact with the second surface of the cover plate, the tab laminated body formed by stacking a plurality of tabs integrated with the electrode plate, and (c) an external output terminal in contact with the tab laminated body. . Further, the electricity storage device in one embodiment is (d) a joint formed between the cover plate, the tab laminate, and the external output terminal, the joint contacting the groove, and (e) the joint integrated with the joint. A burr joint portion formed so as to rise from the joint portion in the groove. At this time, the height of the burr joint is smaller than the depth of the groove, and the burr joint is in contact with the side surface of the groove.

また、一実施の形態における蓄電デバイスの製造方法は、(a)第1面および第1面とは反対側に位置する第2面を有するカバープレートであって、第1面に溝が設けられたカバープレートを用意する工程、(b)外部出力端子を用意する工程、(c)電極板と一体化したタブを複数枚重ねてタブ積層体を形成する工程、を備える。そして、(d)タブ積層体をカバープレートの第2面と外部出力端子で挟む工程、(e)カバープレートとタブ積層体と外部出力端子とを摩擦撹拌接合する工程、を備える。ここで、(e)工程は、(e1)ピン部を有するツールを用意する工程、(e2)ピン部を回転させながら、カバープレートの溝の底面からカバープレートおよびタブ積層体を貫通して、外部出力端子に達するように、ピン部を挿入する。これにより、カバープレートとタブ積層体と外部出力端子にわたる接合部であって、溝に接する接合部と、接合部と一体化したバリ接合部であって、溝内において、接合部から盛り上がるバリ接合部と、を形成する。このとき、バリ接合部の高さは、溝の深さよりも小さく、バリ接合部は、溝の側面に接する。   In one embodiment, a method of manufacturing an electricity storage device includes: (a) a cover plate having a first surface and a second surface located on the opposite side of the first surface, wherein a groove is provided on the first surface. A step of preparing a cover plate, (b) a step of preparing an external output terminal, and (c) a step of stacking a plurality of tabs integrated with the electrode plate to form a tab laminate. And (d) a step of sandwiching the tab laminate between the second surface of the cover plate and the external output terminal, and (e) a step of friction stir welding the cover plate, the tab laminate and the external output terminal. Here, the step (e) includes (e1) a step of preparing a tool having a pin portion, (e2) while rotating the pin portion, penetrating the cover plate and the tab laminate from the bottom surface of the groove of the cover plate, Insert the pin part to reach the external output terminal. As a result, a joint between the cover plate, the tab laminate, and the external output terminal, which is in contact with the groove, and a burr joint integrated with the joint, the burr joint rising from the joint in the groove And forming a part. At this time, the height of the burr joint is smaller than the depth of the groove, and the burr joint contacts the side surface of the groove.

一実施の形態によれば、蓄電デバイスの信頼性を向上することができる。   According to one embodiment, the reliability of the electricity storage device can be improved.

角型のリチウムイオン電池の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of a square-shaped lithium ion battery. 電極積層体の模式的な構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the typical structure of an electrode laminated body. 関連技術において、カバープレートとタブ積層体と外部出力端子とを摩擦撹拌接合で接合する工程を模式的に示す図である。In related technology, it is a figure which shows typically the process of joining a cover plate, a tab laminated body, and an external output terminal by friction stir welding. 関連技術において、カバープレートとタブ積層体と外部出力端子とを摩擦撹拌接合によって接合した後の構成を示す模式図である。In related art, it is a schematic diagram which shows the structure after joining a cover plate, a tab laminated body, and an external output terminal by friction stir welding. 関連技術における摩擦撹拌接合の詳細を説明する図である。It is a figure explaining the detail of friction stir welding in related technology. 実施の形態において、カバープレートとタブ積層体と外部出力端子とを摩擦撹拌接合で接合する工程を模式的に示す図である。In embodiment, it is a figure which shows typically the process of joining a cover plate, a tab laminated body, and an external output terminal by friction stir welding. 実施の形態において、カバープレートとタブ積層体と外部出力端子とを摩擦撹拌接合によって接合した後の構成を示す模式図である。In embodiment, it is a schematic diagram which shows the structure after joining a cover plate, a tab laminated body, and an external output terminal by friction stir welding. 実施の形態における摩擦撹拌接合の詳細を説明する図である。It is a figure explaining the detail of the friction stir welding in embodiment. 摩擦撹拌接合によって、ツールのピン部が、カバープレートに形成されている溝の底面からカバープレートおよびタブ積層体を貫通して、外部出力端子に達するように挿入された状態を示す図である。It is a figure which shows the state inserted by the friction stir welding so that the pin part of a tool might penetrate the cover plate and tab laminated body from the bottom face of the groove | channel currently formed in the cover plate, and might reach an external output terminal. 本発明者が行なった実験結果をまとめたグラフであって、DC/DSと溝の深さの関係を示すグラフである。It is the graph which summarized the experimental result which this inventor performed, Comprising: It is a graph which shows the relationship between DC / DS and the depth of a groove | channel. 図10に示すグラフに基づいて作成された表である。It is the table | surface created based on the graph shown in FIG. 比較例1〜4に対応した接合構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the joining structure corresponding to Comparative Examples 1-4. 比較例5〜9に対応した接合構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the joining structure corresponding to Comparative Examples 5-9. 比較例10〜13に対応した接合構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the joining structure corresponding to Comparative Examples 10-13. 実施例1〜14に対応した接合構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the joining structure corresponding to Examples 1-14. 実施の形態の変形例1における接合構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the joining structure in the modification 1 of embodiment. 実施の形態の変形例2における接合構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the joining structure in the modification 2 of embodiment. 実施の形態の変形例3における接合構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the joining structure in the modification 3 of embodiment.

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。   In the following embodiments, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other. There are some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like.

また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。   Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number.

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。   Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say.

同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。   Similarly, in the following embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc., of components, etc., unless otherwise specified, and in principle, it is considered that this is not clearly the case, it is substantially the same. Including those that are approximate or similar to the shape. The same applies to the above numerical values and ranges.

また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。   In all the drawings for explaining the embodiments, the same members are denoted by the same reference symbols in principle, and the repeated explanation thereof is omitted. In order to make the drawings easy to understand, even a plan view may be hatched.

(実施の形態)
<リチウムイオン電池の構成>
本実施の形態では、蓄電デバイスの一例として、リチウムイオン電池を例に挙げて説明する。図1は、角型のリチウムイオン電池LIBの概略構成を示す斜視図である。図1に示すように、底部を有する角形の外装缶CSの内部には、例えば、正極とセパレータと負極からなる電極積層体LEが形成されている。具体的に、電極積層体LEは、正極と負極の間にセパレータを挟むように積層されている。そして、正極および負極のそれぞれには、一体的にタブTBが形成されている。例えば、図1に示すように、正極と一体的に形成されているタブTBは、外装缶CSの上面に設けられた外部出力端子EOTと電気的に接続されるとともに、負極と一体的に形成されているタブTBも、外装缶CSの上面に設けられた別の外部出力端子EOTと電気的に接続されている。
(Embodiment)
<Configuration of lithium ion battery>
In this embodiment, a lithium ion battery will be described as an example of an electricity storage device. FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a rectangular lithium ion battery LIB. As shown in FIG. 1, for example, an electrode laminate LE including a positive electrode, a separator, and a negative electrode is formed in a rectangular outer can CS having a bottom. Specifically, the electrode laminate LE is laminated so that a separator is sandwiched between a positive electrode and a negative electrode. A tab TB is integrally formed on each of the positive electrode and the negative electrode. For example, as shown in FIG. 1, the tab TB formed integrally with the positive electrode is electrically connected to the external output terminal EOT provided on the upper surface of the outer can CS and formed integrally with the negative electrode. The tab TB is also electrically connected to another external output terminal EOT provided on the upper surface of the outer can CS.

外装缶CSの内部には、外装缶CSの上面に設けられた注液栓PLGから電解液が注入される。これにより、外装缶CSの内部に配置されている電極積層体LEは、電解液で満たされることになる。また、外装缶CSの上面には、安全弁SVが設けられている。この安全弁SVは、例えば、金属異物による正極と負極との短絡などによって発生したガスに基づく外装缶CSの内部圧力の上昇を抑制する機能を有し、外装缶CSの内部圧力が基準値を超えた場合に開いて、外装缶CSの内部に充填されているガスを放出する。これにより、内部圧力の上昇に起因する外装缶CSの破壊を防止することができる。   Inside the outer can CS, an electrolytic solution is injected from a liquid injection plug PLG provided on the upper surface of the outer can CS. Thereby, the electrode laminated body LE arrange | positioned inside the exterior can CS is satisfy | filled with electrolyte solution. A safety valve SV is provided on the upper surface of the outer can CS. The safety valve SV has a function of suppressing an increase in the internal pressure of the outer can CS based on a gas generated by, for example, a short circuit between the positive electrode and the negative electrode due to a metal foreign object, and the internal pressure of the outer can CS exceeds a reference value. In the event that it opens, the gas filled in the outer can CS is released. Thereby, destruction of the armored can CS due to an increase in internal pressure can be prevented.

正極は、正極活物質と結着剤(バインダ)を含有する塗液を正極板(正極集電体)に塗布して乾燥させた後、加圧することにより形成されている。この正極には、一体的に複数の矩形状をしたタブ(正極集電タブ)TBが形成されており、この複数のタブTBが一方の外部出力端子EOTと接続されている。したがって、正極は、複数のタブTBを介して一方の外部出力端子EOTと電気的に接続されていることになる。複数のタブTBは、正極の低抵抗化および電流の取り出しを迅速にするために設けられている。   The positive electrode is formed by applying a coating liquid containing a positive electrode active material and a binder (binder) to a positive electrode plate (positive electrode current collector), drying it, and then applying pressure. A plurality of rectangular tabs (positive electrode current collecting tabs) TB are integrally formed on the positive electrode, and the plurality of tabs TB are connected to one external output terminal EOT. Therefore, the positive electrode is electrically connected to one external output terminal EOT via a plurality of tabs TB. The plurality of tabs TB are provided in order to reduce the resistance of the positive electrode and expedite current extraction.

正極を構成する正極活物質は、リチウムイオンを挿入・脱離可能なリチウム含有遷移金属酸化物から形成されている。具体的に、正極活物質は、例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウムなどに代表される上述した材料を使用することができる。また、結着剤は、例えば、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなどを使用することができる。さらに、正極板には、例えば、アルミニウムなどの導電性金属からなる金属箔や網状金属などが使用される。   The positive electrode active material constituting the positive electrode is formed of a lithium-containing transition metal oxide capable of inserting and removing lithium ions. Specifically, the above-described materials represented by lithium cobaltate, lithium nickelate, lithium manganate and the like can be used as the positive electrode active material, for example. As the binder, for example, polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, or the like can be used. Furthermore, for the positive electrode plate, for example, a metal foil or a net-like metal made of a conductive metal such as aluminum is used.

負極は、負極活物質と結着剤(バインダ)を含有する塗液を負極板(負極集電体)に塗布して乾燥させた後、加圧することにより形成されている。この負極にも一体的に複数の矩形状をしたタブ(負極集電タブ)TBが形成されており、この複数のタブTBが他方の外部出力端子EOTと接続されている。したがって、負極は、複数のタブTBを介して他方の外部出力端子EOTと電気的に接続されていることになる。複数のタブTBは、負極の低抵抗化および電流の取り出しを迅速にするために設けられている。   The negative electrode is formed by applying a coating liquid containing a negative electrode active material and a binder (binder) to a negative electrode plate (negative electrode current collector), drying it, and then applying pressure. A plurality of rectangular tabs (negative electrode current collecting tabs) TB are formed integrally with the negative electrode, and the plurality of tabs TB are connected to the other external output terminal EOT. Therefore, the negative electrode is electrically connected to the other external output terminal EOT via the plurality of tabs TB. The plurality of tabs TB are provided in order to reduce the resistance of the negative electrode and to quickly extract current.

負極を構成する負極活物質は、リチウムイオンを挿入・脱離可能な炭素材料などに代表される材料から構成されている。また、結着剤は、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなどを使用することができる。さらに、負極板には、例えば、銅などの導電性金属からなる金属箔や網状金属などが使用される。   The negative electrode active material constituting the negative electrode is made of a material typified by a carbon material that can insert and desorb lithium ions. As the binder, for example, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, or the like can be used. Furthermore, for the negative electrode plate, for example, a metal foil made of a conductive metal such as copper or a mesh metal is used.

セパレータは、正極と負極との電気的な接触を防止しつつ、リチウムイオンを通過させるスペーサとしての機能を有している。近年では、このセパレータとして、高強度で薄い微多孔質膜が使用されている。この微多孔質膜は、電池短絡による異常電流、急激な内圧や温度の上昇および発火を防ぐという機能も合わせもっている。つまり、現在のセパレータは、正極と負極の電気的接触を防止し、かつ、リチウムイオンを通過させる機能の他に、短絡と過充電防止のための熱ヒューズとしての機能を有していることになる。この微多孔質膜の持つシャットダウン機能によって、リチウムイオン電池の安全性を保つことができる。例えば、リチウムイオン電池が何らかの原因で外部短絡を引き起こした場合、瞬時ではあるが大電流が流れ、ジュール熱により異常に温度が上昇するおそれがある。このとき、セパレータとして微多孔質膜を使用すれば、微多孔質膜は、膜材料の融点近傍で空孔(微多孔)が閉塞するため、正極と負極との間のリチウムイオンの透過を阻止することができる。言い換えれば、セパレータとして微多孔質膜を使用することにより、外部短絡時に電流を遮断し、リチウムイオン電池の内部の温度上昇をストップさせることができる。この微多孔質膜から構成されるセパレータとしては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、あるいは、これらの材料の組み合わせから構成されている。   The separator functions as a spacer that allows lithium ions to pass through while preventing electrical contact between the positive electrode and the negative electrode. In recent years, a high-strength and thin microporous membrane has been used as the separator. This microporous membrane also has a function of preventing abnormal current due to a short circuit of the battery, rapid increase in internal pressure and temperature, and ignition. In other words, the current separator has a function as a thermal fuse for preventing a short circuit and overcharge in addition to a function of preventing electrical contact between the positive electrode and the negative electrode and allowing lithium ions to pass therethrough. Become. The safety of the lithium ion battery can be maintained by the shutdown function of the microporous membrane. For example, when a lithium ion battery causes an external short circuit for some reason, a large current flows instantaneously, and the temperature may rise abnormally due to Joule heat. At this time, if a microporous membrane is used as a separator, the microporous membrane blocks pores (microporous) in the vicinity of the melting point of the membrane material, thus preventing lithium ion permeation between the positive electrode and the negative electrode. can do. In other words, by using a microporous membrane as a separator, current can be interrupted when an external short circuit occurs, and the temperature rise inside the lithium ion battery can be stopped. As a separator comprised from this microporous membrane, it is comprised from the combination of polyethylene (PE), polypropylene (PP), or these materials, for example.

電解液は、非水電解液が使用される。リチウムイオン電池は、活物質でのリチウムイオンの挿入・脱離を利用して充放電を行う電池であり、電解液中をリチウムイオンが移動する。リチウムは、強い還元剤であり、水と激しく反応して水素ガスを発生する。したがって、リチウムイオンが電解液中を移動するリチウムイオン電池では、従来の電池のように水溶液を電解液に使用することができない。このことから、リチウムイオン電池では、電解液として非水電解液が使用される。   As the electrolyte, a non-aqueous electrolyte is used. A lithium ion battery is a battery that performs charging / discharging by using insertion / extraction of lithium ions in an active material, and lithium ions move in an electrolytic solution. Lithium is a strong reducing agent and reacts violently with water to generate hydrogen gas. Therefore, in a lithium ion battery in which lithium ions move in the electrolytic solution, an aqueous solution cannot be used as the electrolytic solution as in a conventional battery. For this reason, in the lithium ion battery, a nonaqueous electrolytic solution is used as the electrolytic solution.

具体的に、非水電解液の電解質としては、LiPF、LiClO、LiAsF、LiBF、LiB(C、CHSOLi、CFSOLiなどやこれらの混合物を使用することができる。また、有機溶媒としては、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリルなどや、これらの混合液を使用することができる。 Specifically, as the electrolyte of the nonaqueous electrolyte, LiPF 6, LiClO 4, LiAsF 6, LiBF 4, LiB (C 6 H 5) 4, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li , etc., and mixtures thereof Can be used. Examples of the organic solvent include ethylene carbonate, dimethyl carbonate, propylene carbonate, diethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4-methyl- 1,3 dioxolane, diethyl ether, sulfolane, methyl sulfolane, acetonitrile, propionitrile, etc., or a mixture thereof can be used.

<充放電のメカニズム>
リチウムイオン電池は上記のように構成されており、以下に充放電のメカニズムについて説明する。まず、充電のメカニズムについて説明する。例えば、リチウムイオン電池を充電する際、正極と接続された一方の外部出力端子EOTと負極と接続された他方の外部出力端子EOTの間に充電器を接続する。この場合、リチウムイオン電池では、正極活物質内に挿入されているリチウムイオンが脱離し、電解液中に放出される。このとき、正極活物質からリチウムイオンが脱離することにより、正極から充電器へ電子が流れる。そして、電解液中に放出されたリチウムイオンは、電解液中を移動し、微多孔質膜からなるセパレータを通過して、負極に到達する。この負極に到達したリチウムイオンは、負極を構成する負極活物質内に挿入される。このとき、負極活物質にリチウムイオンが挿入することにより、負極に電子が流れ込む。このようにして、充電器を介して正極から負極に電子が移動することにより充電が完了する。
<Mechanism of charge / discharge>
The lithium ion battery is configured as described above, and the charging / discharging mechanism will be described below. First, the charging mechanism will be described. For example, when charging a lithium ion battery, a charger is connected between one external output terminal EOT connected to the positive electrode and the other external output terminal EOT connected to the negative electrode. In this case, in the lithium ion battery, lithium ions inserted in the positive electrode active material are desorbed and released into the electrolytic solution. At this time, the lithium ions are desorbed from the positive electrode active material, whereby electrons flow from the positive electrode to the charger. Then, the lithium ions released into the electrolytic solution move in the electrolytic solution, pass through a separator made of a microporous film, and reach the negative electrode. The lithium ions that have reached the negative electrode are inserted into the negative electrode active material constituting the negative electrode. At this time, when lithium ions are inserted into the negative electrode active material, electrons flow into the negative electrode. In this way, charging is completed as electrons move from the positive electrode to the negative electrode via the charger.

続いて、放電のメカニズムについて説明する。例えば、正極と接続された一方の外部出力端子EOTと負極と接続された他方の外部出力端子EOTの間に外部負荷を接続する。すると、負極活物質内に挿入されていたリチウムイオンが脱離して電解液中に放出される。このとき、負極から電子が放出される。そして、電解液中に放出されたリチウムイオンは、電解液中を移動し、微多孔質膜からなるセパレータを通過して、正極に到達する。この正極に到達したリチウムイオンは、正極を構成する正極活物質内に挿入される。このとき、正極活物質にリチウムイオンが挿入することにより、正極に電子が流れ込む。このようにして、負極から正極に電子が移動することにより放電が行われる。言い換えれば、正極から負極に電流が流れて負荷を駆動することができる。以上のようにして、リチウムイオン電池においては、リチウムイオンを正極活物質と負極活物質との間で挿入・脱離することにより、充放電することができる。   Next, the discharge mechanism will be described. For example, an external load is connected between one external output terminal EOT connected to the positive electrode and the other external output terminal EOT connected to the negative electrode. Then, lithium ions inserted into the negative electrode active material are desorbed and released into the electrolytic solution. At this time, electrons are emitted from the negative electrode. Then, the lithium ions released into the electrolytic solution move in the electrolytic solution, pass through a separator made of a microporous film, and reach the positive electrode. The lithium ions reaching the positive electrode are inserted into the positive electrode active material constituting the positive electrode. At this time, when lithium ions are inserted into the positive electrode active material, electrons flow into the positive electrode. In this way, discharge is performed by the movement of electrons from the negative electrode to the positive electrode. In other words, a current can flow from the positive electrode to the negative electrode to drive the load. As described above, in a lithium ion battery, charging / discharging can be performed by inserting / extracting lithium ions between the positive electrode active material and the negative electrode active material.

<電極積層体の構成>
図2は、電極積層体LEの模式的な構成を示す斜視図である。図2に示すように、電極積層体LEは、正極と負極とセパレータとを重ねた構成をしている。正極には、正極と一体的に形成された複数のタブTBが形成されており、これらの複数のタブTBが束ねられて外部出力端子EOTと接続されている。同様に、負極にも、負極と一体的に形成された複数のタブTBが形成されており、これらの複数のタブTBが束ねられて別の外部出力端子EOTと接続されている。
<Configuration of electrode laminate>
FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the electrode laminate LE. As shown in FIG. 2, the electrode laminate LE has a configuration in which a positive electrode, a negative electrode, and a separator are stacked. A plurality of tabs TB formed integrally with the positive electrode are formed on the positive electrode, and the plurality of tabs TB are bundled and connected to the external output terminal EOT. Similarly, a plurality of tabs TB formed integrally with the negative electrode are also formed on the negative electrode, and the plurality of tabs TB are bundled and connected to another external output terminal EOT.

ここで、本実施の形態において、複数のタブTBと外部出力端子EOTとの接続には、摩擦撹拌接合が使用される。この摩擦撹拌接合は、部材の融解を伴わずに接合部を形成できるため、接合部の熱影響を抑制できる利点を有している一方、摩擦撹拌接合をリチウムイオン電池における複数のタブTBと外部出力端子EOTとの接合に使用する場合には、蓄電デバイスに特有の改善の余地が存在する。以下では、まず、摩擦撹拌接合に伴う改善の余地を関連技術で説明することにする。   Here, in the present embodiment, friction stir welding is used for connection between the plurality of tabs TB and the external output terminals EOT. Since this friction stir welding can form a joint without melting the member, it has an advantage of suppressing the thermal effect of the joint, while the friction stir welding is connected to a plurality of tabs TB in the lithium ion battery and the outside. When used for joining to the output terminal EOT, there is room for improvement specific to the electricity storage device. Below, first, the room for improvement accompanying friction stir welding will be described in the related art.

<関連技術に存在する改善の余地>
図3は、関連技術において、カバープレートCPLTとタブ積層体TLと外部出力端子EOTとを摩擦撹拌接合で接合する工程を模式的に示す図である。図3に示すように、まず、平板状のカバープレートCPLTと、外部出力端子EOTとを用意する。また、複数のタブを重ねることによりタブ積層体TLを形成する。そして、カバープレートCPLTと外部出力端子EOTとの間にタブ積層体TLを挟み込み、この状態で、カバープレートCPLTとタブ積層体TLと外部出力端子EOTとを摩擦撹拌接合で接合する。この結果、カバープレートCPLTとタブ積層体TLと外部出力端子EOTにわたって接合部CUが形成されることになる。
<Room for improvement in related technologies>
FIG. 3 is a diagram schematically showing a process of joining the cover plate CPLT, the tab laminate TL, and the external output terminal EOT by friction stir welding in the related art. As shown in FIG. 3, first, a flat cover plate CPLT and an external output terminal EOT are prepared. Moreover, the tab laminated body TL is formed by overlapping a plurality of tabs. Then, the tab laminate TL is sandwiched between the cover plate CPLT and the external output terminal EOT, and in this state, the cover plate CPLT, the tab laminate TL, and the external output terminal EOT are joined by friction stir welding. As a result, the joint CU is formed across the cover plate CPLT, the tab laminate TL, and the external output terminal EOT.

次に、関連技術で使用する摩擦撹拌接合の詳細について説明する。図4は、関連技術において、カバープレートCPLTとタブ積層体TLと外部出力端子EOTとを摩擦撹拌接合によって接合した後の構成を示す模式図である。図4に示すように、カバープレートCPLTの表面に円形形状の接合部CUが形成されていることがわかる。   Next, details of the friction stir welding used in the related art will be described. FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration after the cover plate CPLT, the tab laminate TL, and the external output terminal EOT are joined by friction stir welding in the related art. As shown in FIG. 4, it can be seen that a circular joint CU is formed on the surface of the cover plate CPLT.

ここで、以下では、図4のA−A線で切断した断面図に対応する図を使用して、関連技術での摩擦撹拌接合の詳細について説明する。図5は、関連技術における摩擦撹拌接合の詳細を説明する図である。図5に示すように、カバープレートCPLTと外部出力端子EOTでタブ積層体TLを挟むように配置する。そして、カバープレートCPLTの上方にツール(工具)TOLを配置する。このツールTOLの先端部には、突起形状をしたピン部PUが形成されている。   Here, the details of the friction stir welding in the related art will be described below with reference to a cross-sectional view taken along line AA of FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating details of friction stir welding in the related art. As shown in FIG. 5, the tab laminate TL is sandwiched between the cover plate CPLT and the external output terminal EOT. Then, a tool (tool) TOL is arranged above the cover plate CPLT. A projecting pin portion PU is formed at the tip of the tool TOL.

次に、ピン部PUを回転させながら、強い力でピン部PUをカバープレートCPLTに押し付けることにより、ピン部PUを接合させる部材に貫入させる。具体的には、ピン部PUを回転させながら、カバープレートCPLTの上面からカバープレートCPLTおよびタブ積層体TLを貫通して、外部出力端子EOTに達するように、ピン部PUを挿入する。これにより、関連技術では、摩擦熱を発生させて部材を軟化させるとともに、ツールTOLの回転力によって接合部CUの周辺を塑性流動させて練り混ぜることで、カバープレートCPLTとタブ積層体TLと外部出力端子EOTとにわたって一体的に接合部CUを形成する。   Next, the pin portion PU is pressed against the cover plate CPLT with a strong force while rotating the pin portion PU, thereby penetrating the member to which the pin portion PU is joined. Specifically, while rotating the pin portion PU, the pin portion PU is inserted so as to penetrate the cover plate CPLT and the tab laminate TL from the upper surface of the cover plate CPLT and reach the external output terminal EOT. As a result, in the related technology, frictional heat is generated to soften the member, and the periphery of the joint CU is plastically flowed and mixed by the rotational force of the tool TOL, so that the cover plate CPLT, the tab laminate TL, and the external A joint CU is formed integrally with the output terminal EOT.

ところが、関連技術では、図5に示すように、ツールTOLのピン部PUを部材に挿入することから、軟化した部材がピン部PUを挿入することにより押し出されて、この軟化した部材が接合部の近傍にバリBRとして発生することが考えられる。具体的には、図5に示すように、カバープレートCPLTの表面からバリBRが突出する可能性がある。   However, in the related art, as shown in FIG. 5, since the pin portion PU of the tool TOL is inserted into the member, the softened member is pushed out by inserting the pin portion PU, and this softened member is joined to the joint portion. It is conceivable that a burr BR is generated in the vicinity of. Specifically, as shown in FIG. 5, the burr BR may protrude from the surface of the cover plate CPLT.

この突出したバリBRは、非常に剥がれやすいことから、カバープレートCPLTの上面に形成されたバリBRが剥離して金属異物となり、この金属異物が外装缶の内部に配置されている電極積層体に侵入する可能性がある。特に、リチウムイオン電池では、正極と負極とセパレータとが別部品で構成されているため、例えば、正極とセパレータとの間に隙間が存在し、この隙間に、バリBRが剥離することにより発生した金属異物が侵入しやすくなる。このようにして、電極積層体の内部に金属異物が侵入すると、侵入した金属異物がセパレータを突き破って、正極と負極が金属異物で短絡したり、例えば、正極とセパレータの隙間に侵入した金属異物が正極に付着すると、付着した金属異物が電解液中に溶解し、その後、負極に析出する現象が生じる。そして、負極からの析出によって成長した金属が正極まで達すると、正極と負極とが短絡してしまうおそれがある。   Since the protruding burr BR is very easy to peel off, the burr BR formed on the upper surface of the cover plate CPLT is peeled off to become a metal foreign object, and the metal foreign object is formed on the electrode laminate disposed inside the outer can. There is a possibility of intrusion. In particular, in a lithium ion battery, since the positive electrode, the negative electrode, and the separator are composed of separate parts, for example, a gap exists between the positive electrode and the separator, and the burr BR is peeled off in this gap. It becomes easy for metal foreign objects to enter. In this way, when a metal foreign object enters the inside of the electrode laminate, the metal foreign object penetrates the separator, and the positive electrode and the negative electrode are short-circuited by the metal foreign object, for example, a metal foreign object that has entered the gap between the positive electrode and the separator. When adhering to the positive electrode, a phenomenon occurs in which the adhered foreign metal is dissolved in the electrolytic solution and then deposited on the negative electrode. And when the metal which grew by precipitation from a negative electrode reaches a positive electrode, there exists a possibility that a positive electrode and a negative electrode may short-circuit.

したがって、関連技術においては、カバープレートCPLTとタブ積層体TLと外部出力端子との接合に摩擦撹拌接合を使用する場合、リチウムイオン電池の信頼性が低下する可能性がある。すなわち、関連技術においては、リチウムイオン電池の信頼性を向上する観点から改善の余地が存在することがわかる。そこで、本実施の形態では、カバープレートCPLTとタブ積層体TLと外部出力端子との接合に摩擦撹拌接合を使用する場合であっても、リチウムイオン電池の信頼性低下を抑制する工夫を施している。以下に、この工夫を施した本実施の形態における技術的思想について説明する。   Therefore, in the related art, when friction stir welding is used for joining the cover plate CPLT, the tab laminate TL, and the external output terminal, the reliability of the lithium ion battery may be lowered. That is, it can be seen that there is room for improvement in the related art from the viewpoint of improving the reliability of the lithium ion battery. Therefore, in this embodiment, even if the friction stir welding is used for joining the cover plate CPLT, the tab laminate TL, and the external output terminal, a device for suppressing a decrease in the reliability of the lithium ion battery is applied. Yes. Below, the technical idea in this Embodiment which gave this device is demonstrated.

<実施の形態におけるリチウムイオン電池の製造方法>
図6は、本実施の形態において、カバープレートCPLTとタブ積層体TLと外部出力端子EOTとを摩擦撹拌接合で接合する工程を模式的に示す図である。図6に示すように、まず、例えば、円形形状の溝DITが形成されたカバープレートCPLTと、外部出力端子EOTとを用意する。また、複数のタブを重ねることによりタブ積層体TLを形成する。そして、溝DITが形成されたカバープレートCPLTと外部出力端子EOTとの間にタブ積層体TLを挟み込み、この状態で、カバープレートCPLTとタブ積層体TLと外部出力端子EOTとを摩擦撹拌接合で接合する。この結果、カバープレートCPLTとタブ積層体TLと外部出力端子EOTにわたって接合部CUが形成されることになる。特に、本実施の形態では、溝DITの底部に接合部CUが形成される。
<Method for Manufacturing Lithium Ion Battery in Embodiment>
FIG. 6 is a diagram schematically showing a process of joining the cover plate CPLT, the tab laminate TL, and the external output terminal EOT by friction stir welding in the present embodiment. As shown in FIG. 6, first, for example, a cover plate CPLT in which a circular groove DIT is formed and an external output terminal EOT are prepared. Moreover, the tab laminated body TL is formed by overlapping a plurality of tabs. Then, the tab laminate TL is sandwiched between the cover plate CPLT in which the groove DIT is formed and the external output terminal EOT. In this state, the cover plate CPLT, the tab laminate TL, and the external output terminal EOT are joined by friction stir welding. Join. As a result, the joint CU is formed across the cover plate CPLT, the tab laminate TL, and the external output terminal EOT. In particular, in the present embodiment, the joint CU is formed at the bottom of the groove DIT.

次に、本実施の形態で使用する摩擦撹拌接合の詳細について説明する。図7は、本実施の形態において、カバープレートCPLTとタブ積層体TLと外部出力端子EOTとを摩擦撹拌接合によって接合した後の構成を示す模式図である。図7に示すように、カバープレートCPLTには、溝DITが形成されており、この溝DITに、例えば、円形形状の接合部CUが形成されている。   Next, the details of the friction stir welding used in the present embodiment will be described. FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration after the cover plate CPLT, the tab laminate TL, and the external output terminal EOT are joined by friction stir welding in the present embodiment. As shown in FIG. 7, a groove DIT is formed in the cover plate CPLT, and, for example, a circular joint CU is formed in the groove DIT.

ここで、以下では、図7のA−A線で切断した断面図に対応する図を使用して、本実施の形態での摩擦撹拌接合の詳細について説明する。   Here, the details of the friction stir welding in the present embodiment will be described below with reference to a cross-sectional view taken along line AA in FIG.

図8は、本実施の形態における摩擦撹拌接合の詳細を説明する図である。図8において、まず、表面(第1面)および表面とは反対側に位置する裏面(第2面)を有するカバープレートCPLTであって、表面に溝DITが設けられたカバープレートCPLTを用意する。このカバープレートCPLTは、タブ積層体TLを押さえ付ける機能を有する。また、外部出力端子EOTも用意する。さらに、電極板と一体化したタブを複数枚重ねてタブ積層体TLを形成する。   FIG. 8 is a diagram for explaining the details of the friction stir welding in the present embodiment. In FIG. 8, first, a cover plate CPLT having a front surface (first surface) and a back surface (second surface) located on the opposite side of the front surface, and having a groove DIT on the front surface, is prepared. . The cover plate CPLT has a function of pressing the tab laminate TL. An external output terminal EOT is also prepared. Furthermore, a tab laminate TL is formed by stacking a plurality of tabs integrated with the electrode plate.

次に、図8に示すように、タブ積層体TLをカバープレートCPLTの裏面と外部出力端子EOTで挟んだ後、カバープレートCPLTとタブ積層体TLと外部出力端子EOTとを摩擦撹拌接合する。具体的には、カバープレートCPLTの表面の上方にツール(工具)TOLを配置する。このツールTOLの先端部には、突起形状をしたピン部PUが形成されている。   Next, as shown in FIG. 8, the tab laminate TL is sandwiched between the back surface of the cover plate CPLT and the external output terminal EOT, and then the cover plate CPLT, the tab laminate TL, and the external output terminal EOT are subjected to friction stir welding. Specifically, a tool (tool) TOL is disposed above the surface of the cover plate CPLT. A projecting pin portion PU is formed at the tip of the tool TOL.

続いて、ピン部PUを回転させながら、強い力でピン部PUをカバープレートCPLTに押し付けることにより、ピン部PUを接合させる部材に貫入させる。具体的には、ピン部PUを回転させながら、カバープレートCPLTに形成されている溝DITの底面からカバープレートCPLTおよびタブ積層体TLを貫通して、外部出力端子EOTに達するように、ピン部PUを挿入する。これにより、本実施の形態では、摩擦熱を発生させて部材を軟化させるとともに、ツールTOLの回転力によって接合部CUの周辺を塑性流動させて練り混ぜることで、カバープレートCPLTとタブ積層体TLと外部出力端子EOTとにわたって一体的に接合部CUを形成する。   Subsequently, the pin portion PU is pressed against the cover plate CPLT with a strong force while rotating the pin portion PU, thereby penetrating the member to which the pin portion PU is joined. Specifically, while rotating the pin portion PU, the pin portion extends from the bottom surface of the groove DIT formed in the cover plate CPLT through the cover plate CPLT and the tab laminate TL to reach the external output terminal EOT. Insert the PU. Accordingly, in the present embodiment, frictional heat is generated to soften the member, and the periphery of the joint CU is plastically flowed and mixed by the rotational force of the tool TOL, so that the cover plate CPLT and the tab laminate TL are mixed. And the external output terminal EOT are integrally formed with the joint CU.

ここで、本実施の形態では、図8に示すように、ツールTOLのピン部PUを部材に挿入することから、ピン部PUを挿入することで接合部CUに凹部CAVが形成され、凹部CAVが形成されることによって、凹部CAVから、軟化した部材が押し出される。このため、接合部CUと一体化したバリ接合部BCUが形成され、このバリ接合部BCUは、溝DIT内において、接合部CUから盛り上がるように形成される。このとき、本実施の形態では、カバープレートCPLTに溝DITが形成されているため、バリ接合部BCUは、溝DIT内に形成される。具体的に、本実施の形態において、バリ接合部BCUの高さは、溝DITの深さよりも小さく形成され、かつ、バリ接合部BCUは、溝DITの側面に接するように形成される。   Here, in the present embodiment, as shown in FIG. 8, since the pin portion PU of the tool TOL is inserted into the member, the concave portion CAV is formed in the joint portion CU by inserting the pin portion PU, and the concave portion CAV Is formed, the softened member is pushed out from the recess CAV. For this reason, a burr joint BCU integrated with the joint CU is formed, and the burr joint BCU is formed so as to rise from the joint CU in the groove DIT. At this time, in this embodiment, since the groove DIT is formed in the cover plate CPLT, the burr joint BCU is formed in the groove DIT. Specifically, in the present embodiment, the height of the burr joint BCU is formed smaller than the depth of the groove DIT, and the burr joint BCU is formed so as to be in contact with the side surface of the groove DIT.

以上のようにして、本実施の形態における摩擦撹拌接合では、カバープレートCPLTとタブ積層体TLと外部出力端子EOTとにわたって一体的に接合部CUが形成され、かつ、この接合部CUと一体化したバリ接合部BCUが溝DITの内部に形成される。   As described above, in the friction stir welding in the present embodiment, the joint CU is integrally formed across the cover plate CPLT, the tab laminate TL, and the external output terminal EOT, and is integrated with the joint CU. The burr joint BCU thus formed is formed inside the groove DIT.

<実施の形態における特徴>
続いて、上述した本実施の形態におけるリチウムイオン電池の製造方法での特徴点について説明する。図8に示すように、本実施の形態における特徴点は、カバープレートCPLTの表面に溝DITを設けた点にある。この場合、図8に示すように、摩擦撹拌接合でのピン部PUの挿入によって、接合部CUに凹部CAVが形成され、この凹部CAVから、軟化した部材が押し出されるが、本実施の形態によれば、カバープレートCPLTに溝DITが形成されている。この結果、この溝DITが防護壁として機能することによって、金属屑の飛散が抑制されるため、本実施の形態によれば、金属異物の発生が抑制される。
<Features in Embodiment>
Then, the feature point in the manufacturing method of the lithium ion battery in this Embodiment mentioned above is demonstrated. As shown in FIG. 8, the feature point in the present embodiment is that a groove DIT is provided on the surface of the cover plate CPLT. In this case, as shown in FIG. 8, the insertion of the pin portion PU in the friction stir welding forms a concave portion CAV in the joint portion CU, and the softened member is pushed out from the concave portion CAV. According to this, the groove DIT is formed in the cover plate CPLT. As a result, since this groove DIT functions as a protective wall, the scattering of metal scraps is suppressed, and therefore, according to the present embodiment, the generation of metal foreign matter is suppressed.

さらに、本実施の形態によれば、カバープレートCPLTに溝DITが形成されているため、凹部CAVから押し出された部材は、接合部CUから一体的に盛り上がるバリ接合部BCUを形成するが、このバリ接合部BCUが溝DITの内部から突出しない。つまり、本実施の形態によれば、バリ接合部BCUがカバープレートCPLTの表面から突出しないため、バリ接合部BCUが剥離して金属異物となるポテンシャルを低減することができる。特に、本実施の形態においては、溝DITの内部に形成されたバリ接合部BCUが、溝DITの側面に接している。すなわち、本実施の形態で形成されるバリ接合部BCUは、溝DITの底面と密着するだけでなく、溝DITの側面とも密着することから、バリ接合部BCUとカバープレートCPLTとの密着強度が大きくなる。このことは、バリ接合部BCUがカバープレートCPLTから剥離して金属異物になりにくいことを意味し、これによって、バリ接合部BCUの剥離による金属異物の発生を抑制することができる。   Further, according to the present embodiment, since the groove DIT is formed in the cover plate CPLT, the member pushed out from the recess CAV forms the burr joint BCU that rises integrally from the joint CU. The burr joint BCU does not protrude from the inside of the groove DIT. That is, according to the present embodiment, since the burr joint BCU does not protrude from the surface of the cover plate CPLT, the potential that the burr joint BCU peels off and becomes a metal foreign object can be reduced. In particular, in the present embodiment, the burr joint BCU formed inside the groove DIT is in contact with the side surface of the groove DIT. In other words, the burr joint BCU formed in the present embodiment is not only in close contact with the bottom surface of the groove DIT but also in close contact with the side surface of the groove DIT, so that the adhesion strength between the burr joint BCU and the cover plate CPLT is high. growing. This means that the burr joint BCU peels off from the cover plate CPLT and does not easily become a metal foreign object, thereby suppressing the generation of metal foreign objects due to the peeling of the burr joint BCU.

例えば、図5に示すように、関連技術で形成されるバリBRは、カバープレートCPLTとの密着面積が小さく、かつ、カバープレートCPLTの表面から突出しているため、バリBRは、外部からの影響を受けやすく、カバープレートCPLTから剥離しやすい。   For example, as shown in FIG. 5, the burr BR formed by the related technique has a small contact area with the cover plate CPLT and protrudes from the surface of the cover plate CPLT. It is easy to receive and is easy to peel from the cover plate CPLT.

これに対し、本実施の形態では、カバープレートCPLTの表面に溝DITを設けるという特徴点によって、(1)溝DITが金属異物の飛散を抑制する防護壁として機能する点、(2)バリ接合部BCUが溝DIT内に収まり、カバープレートCPLTの表面から突出しない点、(3)バリ接合部BCUが溝DITの底面だけでなく、溝DITの側面とも密着する結果、バリ接合部BCUとカバープレートCPLTとの密着面積が大きくなる点が実現される。これにより、本実施の形態によれば、上述した(1)〜(3)の相乗効果によって、摩擦撹拌接合を使用する場合であっても、金属異物の発生を効果的に抑制することができる。このことから、特に、リチウムイオン電池では、金属異物の発生が正極と負極との短絡原因となりやすいが、本実施の形態における摩擦撹拌接合によれば、リチウムイオン電池の短絡原因となる金属異物の発生を効果的に抑制することができるため、本実施の形態によれば、リチウムイオン電池の信頼性を向上することができる。つまり、本実施の形態によれば、摩擦撹拌接合の利点を確保しながら、信頼性の高いリチウムイオン電池を提供することができる。   On the other hand, in the present embodiment, (1) the groove DIT functions as a protective wall that suppresses the scattering of metal foreign matters, because of the feature that the groove DIT is provided on the surface of the cover plate CPLT. The portion BCU fits in the groove DIT and does not protrude from the surface of the cover plate CPLT. (3) As a result of the burr joint BCU not only contacting the bottom surface of the groove DIT but also the side surface of the groove DIT, the burr joint BCU and the cover The point where the contact area with the plate CPLT increases is realized. Thereby, according to this Embodiment, even if it is a case where friction stir welding is used by generation | occurrence | production of the synergistic effect of (1)-(3) mentioned above, generation | occurrence | production of a metal foreign material can be suppressed effectively. . From this, in particular, in the lithium ion battery, the occurrence of metal foreign matter tends to cause a short circuit between the positive electrode and the negative electrode, but according to the friction stir welding in the present embodiment, the metal foreign matter that causes the short circuit in the lithium ion battery. Since generation | occurrence | production can be suppressed effectively, according to this Embodiment, the reliability of a lithium ion battery can be improved. That is, according to the present embodiment, it is possible to provide a highly reliable lithium ion battery while ensuring the advantage of friction stir welding.

<実施の形態における接合構造>
次に、本実施の形態におけるリチウムイオン電池の製造方法によって製造される接合構造について説明する。すなわち、本実施の形態では、図8に示すように、摩擦撹拌接合によって、カバープレートCPLTとタブ積層体TLと外部出力端子EOTとの接合構造が形成される。以下では、この接合構造について説明する。
<Joint structure in the embodiment>
Next, a junction structure manufactured by the method for manufacturing a lithium ion battery in the present embodiment will be described. That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 8, a joint structure of the cover plate CPLT, the tab laminate TL, and the external output terminal EOT is formed by friction stir welding. Below, this junction structure is explained.

図8に示すように、本実施の形態におけるリチウムイオン電池は、表面(第1面)および表面とは反対側に位置する裏面(第2面)を有するカバープレートCPLTであって、表面に溝DITが設けられたカバープレートCPLTと、カバープレートCPLTの裏面と接するタブ積層体TLであって、電極板と一体化したタブを複数枚重ねて形成されたタブ積層体TLと、タブ積層体TLと接する外部出力端子EOTとを有する。   As shown in FIG. 8, the lithium ion battery according to the present embodiment is a cover plate CPLT having a front surface (first surface) and a back surface (second surface) located on the opposite side of the front surface. A cover plate CPLT provided with a DIT, a tab laminate TL in contact with the back surface of the cover plate CPLT, a tab laminate TL formed by stacking a plurality of tabs integrated with an electrode plate, and a tab laminate TL And an external output terminal EOT in contact with.

さらに、本実施の形態におけるリチウムイオン電池は、図8に示すように、カバープレートCPLTとタブ積層体TLと外部出力端子EOTとにわたって形成された接合部CUであって、溝DITに接する接合部CUと、接合部CUと一体化したバリ接合部BCUであって、溝DIT内において、接合部CUから盛り上がるように形成されたバリ接合部BCUとを有する。このとき、バリ接合部BCUの高さは、溝DITの深さよりも小さく、したがって、バリ接合部BCUは、カバープレートCPLTの表面から突出しておらず、かつ、バリ接合部BCUは、溝DITの側面に接している。   Furthermore, as shown in FIG. 8, the lithium ion battery according to the present embodiment is a joint CU formed between cover plate CPLT, tab laminate TL, and external output terminal EOT, and is a joint that contacts groove DIT. A CU and a burr joint BCU integrated with the joint CU, and a burr joint BCU formed so as to rise from the joint CU in the groove DIT. At this time, the height of the burr joint BCU is smaller than the depth of the groove DIT. Therefore, the burr joint BCU does not protrude from the surface of the cover plate CPLT, and the burr joint BCU does not protrude from the groove DIT. It touches the side.

そして、図8に示すように、溝DITの底面から接合部CUの内部に向かって、凹部CAVが形成されている。これは、摩擦撹拌接合によって、ツールTOLのピン部PUが、カバープレートCPLTに形成されている溝DITの底面からカバープレートCPLTおよびタブ積層体TLを貫通して、外部出力端子EOTに達するように挿入された痕跡として形成されるものである。   And as shown in FIG. 8, the recessed part CAV is formed toward the inside of the junction part CU from the bottom face of the groove | channel DIT. This is because the pin portion PU of the tool TOL penetrates the cover plate CPLT and the tab laminate TL from the bottom surface of the groove DIT formed in the cover plate CPLT and reaches the external output terminal EOT by friction stir welding. It is formed as an inserted trace.

なお、本実施の形態では、特に明言していないが、本実施の形態における接合構造は、正極板と一体的に形成されたタブと外部出力端子EOTとを接続する接続構造に適用することができるとともに、負極板と一体的に形成されたタブと外部出力端子EOTとを接続する接続構造にも適用することができる。   Although not specifically stated in the present embodiment, the joint structure in the present embodiment may be applied to a connection structure that connects the tab formed integrally with the positive electrode plate and the external output terminal EOT. In addition, it can be applied to a connection structure for connecting a tab formed integrally with the negative electrode plate and the external output terminal EOT.

また、カバープレートCPLTと、タブ積層体TLと、外部出力端子EOTとは、互いに異なる材料から構成することもできるが、摩擦撹拌接合の適用容易性の観点から、例えば、カバープレートCPLTと、タブ積層体TLと、外部出力端子EOTとを同一部材から構成することもできる。この場合、例えば、正極に対する接合構造では、同一部材は、アルミニウムを主成分とする部材であり、負極に対する接合構造では、同一部材は、銅を主成分とする部材である。   Further, the cover plate CPLT, the tab laminate TL, and the external output terminal EOT can be made of different materials. From the viewpoint of ease of application of friction stir welding, for example, the cover plate CPLT, the tab, The stacked body TL and the external output terminal EOT can also be configured from the same member. In this case, for example, in the bonding structure with respect to the positive electrode, the same member is a member whose main component is aluminum, and in the bonding structure with respect to the negative electrode, the same member is a member whose main component is copper.

ここで、本明細書で、「主成分」とは、部材を構成する構成材料のうち、最も多く含まれている材料成分のことをいい、例えば、「アルミニウムを主成分とする部材」とは、部材の材料がアルミニウム(Al)を最も多く含んでいることを意味している。同様に、「銅を主成分とする部材」とは、部材の材料が銅(Cu)を最も多く含んでいることを意味している。本明細書で「主成分」という言葉を使用する意図は、例えば、部材が基本的にアルミニウムや銅から構成されているが、その他に不純物を含む場合を排除するものではないことを表現するために使用している。   Here, in this specification, the “main component” means a material component that is contained most among the constituent materials constituting the member. For example, the “member mainly composed of aluminum” This means that the material of the member contains the most aluminum (Al). Similarly, the “member mainly composed of copper” means that the material of the member contains the most copper (Cu). The intention to use the term “main component” in this specification is to express that, for example, the member is basically composed of aluminum or copper, but does not exclude the case where other impurities are included. It is used for.

以上では、本実施の形態における技術的思想について説明したが、本発明者は、カバープレートCPLTの表面に溝DITを設けた状態で摩擦撹拌接合を実施するという本実施の形態の特徴点について、実験を行って、さらに深く検討した。この結果、本発明者は、以下に示す知見を獲得したので、この知見を実施例という形で説明する。   Although the technical idea in the present embodiment has been described above, the present inventor has described the feature of the present embodiment in that the friction stir welding is performed in a state where the groove DIT is provided on the surface of the cover plate CPLT. An experiment was conducted to further investigate. As a result, the present inventor has acquired the following knowledge, and this knowledge will be described in the form of examples.

<実施例>
図9は、摩擦撹拌接合によって、ツールTOLのピン部PUが、カバープレートCPLTに形成されている溝DITの底面からカバープレートCPLTおよびタブ積層体TLを貫通して、外部出力端子EOTに達するように挿入された状態を示す図である。
<Example>
FIG. 9 shows that the pin portion PU of the tool TOL passes through the cover plate CPLT and the tab laminate TL from the bottom surface of the groove DIT formed in the cover plate CPLT and reaches the external output terminal EOT by friction stir welding. It is a figure which shows the state inserted in.

図9において、溝DITの直径DCと、ツールTOLのショルダ径DSが図示されており、特に、ツールTOLのショルダ径DSとは、概略として、ツールTOLの部分のうち、ピン部PU以外の部分で、カバープレートCPLTに形成された溝DITの底面よりも下方に挿入される部分として定義される。なお、図9では、溝DITの直径DCが、ツールTOLのショルダ径DSよりも大きい場合が図示されている。   In FIG. 9, the diameter DC of the groove DIT and the shoulder diameter DS of the tool TOL are illustrated. In particular, the shoulder diameter DS of the tool TOL is generally a portion other than the pin portion PU in the portion of the tool TOL. Therefore, it is defined as a portion inserted below the bottom surface of the groove DIT formed in the cover plate CPLT. FIG. 9 shows a case where the diameter DC of the groove DIT is larger than the shoulder diameter DS of the tool TOL.

ここで、本発明者は、溝DITの直径DC/ツールTOLのショルダ径DS(=DC/DS)と、溝DITの深さとの関係に着目し、これらのパラメータを変化させた場合において、本実施の形態における特徴点が実現される条件例について検討した。すなわち、バリ接合部BCUの高さが、溝DITの深さよりも小さく、バリ接合部BCUが、溝DITの側面に接しているという特徴点が実現される条件例について、本発明者は、実験を行なったので、この実験結果について説明する。   Here, the inventor pays attention to the relationship between the diameter D of the groove DIT / the shoulder diameter DS (= DC / DS) of the tool TOL and the depth of the groove DIT, and when these parameters are changed, An example of conditions for realizing the feature points in the embodiment was studied. That is, the present inventor conducted an experiment on a condition example in which the feature point that the height of the burr joint BCU is smaller than the depth of the groove DIT and the burr joint BCU is in contact with the side surface of the groove DIT is realized. This experiment result will be described.

図10は、本発明者が行なった実験結果をまとめたグラフであって、DC/DSと溝の深さの関係を示すグラフである。図10において、横軸は、DC/DSを示しており、縦軸は、溝DITの深さ(mm)を示している。そして、図10において、○は、本実施の形態における特徴点が実現される条件例を示しており、×は、本実施の形態における特徴点が実現されない条件例を示している。つまり、○は、バリ評価として、バリが発生しない「OK」を示しており、×は、バリ評価として、バリが発生する「NG」を示していることになる。   FIG. 10 is a graph summarizing the results of experiments conducted by the present inventor, showing the relationship between DC / DS and groove depth. In FIG. 10, the horizontal axis indicates DC / DS, and the vertical axis indicates the depth (mm) of the groove DIT. In FIG. 10, ◯ indicates an example of a condition for realizing a feature point in the present embodiment, and x indicates an example of a condition for not realizing a feature point in the present embodiment. In other words, ◯ indicates “OK” in which burr does not occur as a burr evaluation, and × indicates “NG” in which burr occurs as a burr evaluation.

図10において、矢印Aで示す領域は、溝DITの直径DCが、ツールTOLのショルダ径DSよりも小さくなる領域を示しており、この領域では、ツールTOLを押し込む際、溝DITが潰れてしまう領域である。このため、矢印Aで示す領域は、本実施の形態における特徴点の実現が困難となる領域である。   In FIG. 10, the area indicated by the arrow A indicates an area where the diameter DC of the groove DIT is smaller than the shoulder diameter DS of the tool TOL. In this area, the groove DIT is crushed when the tool TOL is pushed in. It is an area. For this reason, the area indicated by the arrow A is an area where it is difficult to realize the feature points in the present embodiment.

続いて、矢印Bで示す領域は、溝DITの直径がツールTOLのショルダ径DSよりも大きくなりすぎて、バリが溝DITの側面に密着しない領域を示しており、この領域も、本実施の形態における特徴点の実現が困難となる領域である。   Subsequently, a region indicated by an arrow B indicates a region where the diameter of the groove DIT is too larger than the shoulder diameter DS of the tool TOL, and the burr does not adhere to the side surface of the groove DIT. This is an area where it is difficult to realize feature points in the form.

さらに、矢印Cで示す領域は、溝DITの深さが浅く、バリが溝DITから突出する領域を示しており、この領域は、バリが溝DITからはみ出すことから、本実施の形態における特徴点の実現が困難となる領域である。   Further, a region indicated by an arrow C indicates a region where the depth of the groove DIT is shallow and a burr protrudes from the groove DIT. This region is a feature point in the present embodiment because the burr protrudes from the groove DIT. This is an area where it is difficult to realize.

これに対し、図10に示すように、DC/DSの値と、溝DITの深さの値とが、図10の○で示す条件例となる場合は、本実施の形態における特徴点が実現される。このことから、DC/DSの値と、溝DITの深さの値によっては、必ずしも、カバープレートCPLTの表面に溝DITを設けても、本実施の形態における特徴点は実現されず、本実施の形態における特徴点を実現するためには、DC/DSの値と、溝DITの深さの値とを適切な値に設定する必要があることがわかる。   On the other hand, as shown in FIG. 10, when the value of DC / DS and the value of the depth of the groove DIT are the example of the condition indicated by ◯ in FIG. 10, the feature point in the present embodiment is realized. Is done. Therefore, depending on the value of DC / DS and the value of the depth of the groove DIT, even if the groove DIT is provided on the surface of the cover plate CPLT, the feature point in the present embodiment is not realized, and the present embodiment It can be seen that the DC / DS value and the depth value of the trench DIT need to be set to appropriate values in order to realize the feature point in the form.

図11は、図10に示すグラフに基づいて作成された表であり、本実施の形態における特徴点が実現される条件例が、実施例1〜14として記載される一方、本実施の形態における特徴点が実現されない条件例が、比較例1〜13として記載されている。具体的に、図11には、ツール押込み体積Vを88(mm)と一定にした場合において、形状パラメータ(DC/DSの値、ショルダ径DSの値、溝DITの直径DCの値、溝DITの深さの値)、および、バリ評価が示されている。 FIG. 11 is a table created based on the graph shown in FIG. 10, and examples of conditions for realizing the feature points in the present embodiment are described as Examples 1 to 14, while in the present embodiment. Examples of conditions in which the feature points are not realized are described as Comparative Examples 1 to 13. Specifically, FIG. 11 shows the shape parameters (DC / DS value, shoulder diameter DS value, groove DIT diameter DC value, groove diameter, when the tool indentation volume V is kept constant at 88 (mm 3 ). DIT depth value) and burr evaluation are shown.

なお、バリの発生は、ツール押込み体積Vに依存するため、図11では、例えば、ツール押込み体積Vを88(mm)と一定にした場合において、図11に示す形状パラメータを変化させてバリを評価している。すなわち、ツール押込み体積Vが同じあれば、バリの発生は、基本的に、形状パラメータに依存し、その他の条件(例えば、材質(正極や負極)やタブの積層枚数やツール回転数や押し込み速度等)に影響を受けないと考えられるので、図11では、これらの条件を限定していない。すなわち、図11に示すバリ評価は、材質(正極や負極)やタブの積層枚数やツール回転数や押し込み速度等に関わらず適用できるものである。 Since the generation of burrs depends on the tool indentation volume V, in FIG. 11, for example, when the tool indentation volume V is kept constant at 88 (mm 3 ), the shape parameter shown in FIG. Is evaluated. That is, if the tool indentation volume V is the same, the generation of burrs basically depends on the shape parameters, and other conditions (for example, the material (positive electrode and negative electrode), the number of stacked tabs, the number of rotations of the tool and the indentation speed Etc.), these conditions are not limited in FIG. That is, the burr evaluation shown in FIG. 11 can be applied regardless of the material (positive electrode or negative electrode), the number of stacked tabs, the number of rotations of the tool, the pushing speed, and the like.

図11に示す表において、バリ評価の欄を見ると、本実施の形態における特徴点を実現するためには、少なくとも、DC/DSの値が適切な範囲内に存在する必要があることがわかる。具体的に、本実施の形態における特徴点が実現されるためには、溝DITの直径DC/ショルダ径DS=Aとする場合、1.05≦A≦1.2である必要がある。   Looking at the burr evaluation column in the table shown in FIG. 11, it is understood that at least the DC / DS value needs to be within an appropriate range in order to realize the feature point in the present embodiment. . Specifically, in order to realize the feature point in the present embodiment, when the diameter DC of the groove DIT / the shoulder diameter DS = A, it is necessary that 1.05 ≦ A ≦ 1.2.

図11に示すように、この条件例を満たしても、溝DITの深さによっては、バリ評価が「×」となる条件例が存在することから、1.05≦A≦1.2という条件は、本実施の形態における特徴点を実現するための必要十分条件ではないが、本実施の形態における特徴点を実現するためには、少なくとも満たす必要のある必要条件であることがわかる。   As shown in FIG. 11, even if this condition example is satisfied, there is a condition example in which the burr evaluation is “x” depending on the depth of the groove DIT, so that the condition of 1.05 ≦ A ≦ 1.2 This is not a necessary and sufficient condition for realizing the feature point in the present embodiment, but it is understood that it is a necessary condition that must be satisfied at least in order to realize the feature point in the present embodiment.

続いて、図11に示す比較例1〜13および実施例1〜14のそれぞれに対応した接合構造の模式的な断面図を使用して、バリの発生の有無について説明する。   Next, the presence / absence of burrs will be described with reference to schematic cross-sectional views of joint structures corresponding to Comparative Examples 1 to 13 and Examples 1 to 14 shown in FIG.

図12は、比較例1〜4に対応した接合構造を示す断面図である。図12では、DC/DS=1に対応した接合構造が示されている。図12に示すように、溝DITの端部が潰れており、カバープレートCPLTの表面から突出するバリBRが形成されていることがわかる。この結果、バリBRが溝DITの内部に収まっておらず、本実施の形態における特徴点が実現されていないことがわかる。この図12に示す接合構造では、カバープレートCPLTの表面から突出するようにバリBRが形成されており、このバリBRが剥離しやすいことから、バリBRが剥離して金属異物が発生しやすい接合構造と言える。   FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a bonding structure corresponding to Comparative Examples 1 to 4. In FIG. 12, a junction structure corresponding to DC / DS = 1 is shown. As shown in FIG. 12, it can be seen that the end of the groove DIT is crushed and a burr BR protruding from the surface of the cover plate CPLT is formed. As a result, it can be seen that the burr BR is not housed in the groove DIT, and the feature point in the present embodiment is not realized. In the joining structure shown in FIG. 12, the burrs BR are formed so as to protrude from the surface of the cover plate CPLT, and the burrs BR are easily peeled off. It can be said that it is a structure.

次に、図13は、比較例5〜9に対応した接合構造を示す断面図である。図13に示すように、バリBRの高さHBが、溝DITの深さLCよりも大きくなっており、バリBRがカバープレートCPLTの表面から突出していることがわかる。図13に示す接合構造においても、バリBRが溝DITの内部に収まっておらず、本実施の形態における特徴点が実現されていないことがわかる。この図13に示す接合構造でも、カバープレートCPLTの表面から突出するようにバリBRが形成されており、このバリBRが剥離しやすいことから、バリBRが剥離して金属異物が発生しやすい接合構造と言える。   Next, FIG. 13 is a cross-sectional view showing a joint structure corresponding to Comparative Examples 5 to 9. As shown in FIG. 13, the height HB of the burr BR is larger than the depth LC of the groove DIT, and it can be seen that the burr BR protrudes from the surface of the cover plate CPLT. Also in the joining structure shown in FIG. 13, it can be seen that the burrs BR are not housed in the trench DIT, and the feature points in the present embodiment are not realized. Also in the joining structure shown in FIG. 13, the burr BR is formed so as to protrude from the surface of the cover plate CPLT. Since this burr BR is easily peeled off, the burr BR is peeled off and the metal foreign matter is likely to be generated. It can be said that it is a structure.

続いて、図14は、比較例10〜13に対応した接合構造を示す断面図である。図14に示すように、バリBRの高さが、溝DITの深さよりも小さいため、バリBRは、カバープレートCPLTの表面から突出していないものの、溝DITの直径DCが大きすぎる結果、溝DITは、溝DITの側面に接していない。このことから、図14に示す接合構造においても、本実施の形態における特徴点が実現されていないことがわかる。この図14に示す接合構造においては、溝DITの底面に形成されているバリBRが、溝DITの側面に接していないことから、バリBRと溝DITとの接触面積を大きくすることができず、バリBRが剥離しやすい。このことから、図14に示す接合構造も、バリBRが剥離して金属異物が発生しやすい接合構造と言える。   Then, FIG. 14 is sectional drawing which shows the joining structure corresponding to Comparative Examples 10-13. As shown in FIG. 14, since the height of the burr BR is smaller than the depth of the groove DIT, the burr BR does not protrude from the surface of the cover plate CPLT, but the diameter DIT of the groove DIT is too large. Is not in contact with the side surface of the groove DIT. From this, it can be seen that the feature points in the present embodiment are not realized in the joint structure shown in FIG. In the joining structure shown in FIG. 14, since the burr BR formed on the bottom surface of the groove DIT is not in contact with the side surface of the groove DIT, the contact area between the burr BR and the groove DIT cannot be increased. , Burr BR is easy to peel off. From this, it can be said that the joining structure shown in FIG. 14 is also a joining structure in which the burr BR is peeled off and metal foreign matter is easily generated.

最後に、図15は、実施例1〜14に対応した接合構造を示す断面図である。図15に示すように、実施例1〜14に対応した接合構造では、バリ接合部BCUが溝DIT内に収まり、カバープレートCPLTの表面から突出しない点と、バリ接合部BCUが溝DITの底面だけでなく、溝DITの側面とも密着する結果、バリ接合部BCUとカバープレートCPLTとの密着面積が大きくなる点とが実現されていることがわかる。   Finally, FIG. 15 is a cross-sectional view showing a joint structure corresponding to Examples 1-14. As shown in FIG. 15, in the joint structure corresponding to Examples 1 to 14, the burr joint BCU fits in the groove DIT and does not protrude from the surface of the cover plate CPLT, and the burr joint BCU is the bottom surface of the groove DIT. In addition, it can be seen that, as a result of the close contact with the side surface of the groove DIT, the contact area between the burr joint BCU and the cover plate CPLT is increased.

これにより、実施例1〜14に対応した図15に示す接合構造によれば、摩擦撹拌接合を使用する場合であっても、金属異物の発生を効果的に抑制することができる。つまり、図15に示す実施例1〜14に対応した接合構造によれば、リチウムイオン電池の短絡原因となる金属異物の発生を効果的に抑制することができるため、リチウムイオン電池の信頼性を向上することができる。   Thereby, according to the joining structure shown in FIG. 15 corresponding to Examples 1-14, even if it is a case where friction stir welding is used, generation | occurrence | production of a metal foreign material can be suppressed effectively. That is, according to the junction structure corresponding to Examples 1 to 14 shown in FIG. 15, it is possible to effectively suppress the occurrence of metallic foreign matters that cause a short circuit of the lithium ion battery. Can be improved.

<実施の形態における接合構造の変形例>
次に、本実施の形態における接合構造の変形例について説明する。図16は、実施の形態の変形例1における接合構造を示す斜視図である。図16に示すように、本変形例1における接合構造では、カバープレートCPLTに設けられている溝DITの形状が長円形状となっており、これによって、接合部CUの形状も長円形状となる。この結果、本変形例1によれば、接合部CUの面積を大きくすることができ、これによって、カバープレートCPLTとタブ積層体TLと外部出力端子EOTとのわたる接合部CUの接合強度を向上させることができる。
<Modification Example of Joining Structure in Embodiment>
Next, a modified example of the joint structure in the present embodiment will be described. FIG. 16 is a perspective view showing a joint structure in Modification 1 of the embodiment. As shown in FIG. 16, in the joint structure in the first modification, the shape of the groove DIT provided in the cover plate CPLT is an oval shape, and thus the shape of the joint portion CU is also an oval shape. Become. As a result, according to the first modification, the area of the joint CU can be increased, thereby improving the joint strength of the joint CU across the cover plate CPLT, the tab laminate TL, and the external output terminal EOT. Can be made.

続いて、図17は、実施の形態の変形例2における接合構造を示す斜視図である。図17に示すように、本変形例2の接合構造は、タブ積層体TLが外部出力端子EOTの片側だけから引き出されている構造である。このような本変形例2の接合構造にも、実施の形態における技術的思想を適用することができる。つまり、外部出力端子EOTからのタブ積層体TLの引き出し形態によらず、実施の形態における技術的思想を適用できる。   Next, FIG. 17 is a perspective view showing a joint structure in Modification 2 of the embodiment. As shown in FIG. 17, the joint structure of the second modification is a structure in which the tab laminate TL is drawn out from only one side of the external output terminal EOT. The technical idea in the embodiment can also be applied to the joining structure of the second modification. That is, the technical idea in the embodiment can be applied regardless of the form of pulling out the tab laminate TL from the external output terminal EOT.

さらに、図18は、実施の形態の変形例3における接合構造を示す斜視図である。図18に示すように、本変形例3の接合構造は、タブ積層体TLを外部出力端子EOTの側面に接合する構造である。このような本変形例3の接合構造にも、実施の形態における技術的思想を適用することができる。   Further, FIG. 18 is a perspective view showing a joint structure in Modification 3 of the embodiment. As shown in FIG. 18, the joint structure of Modification 3 is a structure in which the tab laminate TL is joined to the side surface of the external output terminal EOT. The technical idea in the embodiment can also be applied to the joint structure of the third modification.

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の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種々変更可能であることは言うまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

前記実施の形態では、蓄電デバイスの一例として、リチウムイオン電池を取り上げて説明したが、前記実施の形態における技術的思想は、これに限らず、例えば、摩擦撹拌接合によって、カバープレートとタブ積層体と外部出力端子とにわたる接合部を形成する蓄電デバイスに幅広く適用することができる。   In the embodiment, the lithium ion battery has been described as an example of the electricity storage device. However, the technical idea in the embodiment is not limited to this, and for example, the cover plate and the tab laminate are formed by friction stir welding. It can be widely applied to an electricity storage device that forms a joint portion extending between and an external output terminal.

本発明は、例えば、リチウムイオン電池に代表される蓄電デバイスを製造する製造業に幅広く適用することができる。   The present invention can be widely applied to, for example, a manufacturing industry that manufactures an electricity storage device represented by a lithium ion battery.

BCU バリ接合部
CPLT カバープレート
CU 接合部
DIT 溝
EOT 外部出力端子
BCU Burr joint CPLT Cover plate CU joint DIT Groove EOT External output terminal

Claims (10)

(a)第1面および前記第1面とは反対側に位置する第2面を有するカバープレートであって、前記第1面に溝が設けられた前記カバープレート、
(b)前記カバープレートの前記第2面と接するタブ積層体であって、電極板と一体化したタブを複数枚重ねて形成された前記タブ積層体、
(c)前記タブ積層体と接する外部出力端子、
(d)前記カバープレートと前記タブ積層体と前記外部出力端子とにわたって形成された接合部であって、前記溝に接する前記接合部、
(e)前記接合部と一体化したバリ接合部であって、前記溝内において、前記接合部から盛り上がるように形成された前記バリ接合部、
を備え、
前記バリ接合部の高さは、前記溝の深さよりも小さく、
前記バリ接合部は、前記溝の側面に接している、蓄電デバイス。
(A) a cover plate having a first surface and a second surface located on the opposite side of the first surface, wherein the cover plate is provided with a groove on the first surface;
(B) a tab laminate in contact with the second surface of the cover plate, the tab laminate formed by overlapping a plurality of tabs integrated with an electrode plate;
(C) an external output terminal in contact with the tab laminate,
(D) a joint formed between the cover plate, the tab laminate, and the external output terminal, wherein the joint is in contact with the groove;
(E) a burr joint integrated with the joint, the burr joint formed so as to rise from the joint in the groove;
With
The height of the burr joint is smaller than the depth of the groove,
The burr junction is a power storage device in contact with a side surface of the groove.
請求項1に記載の蓄電デバイスにおいて、
前記溝の底面から前記接合部の内部に向かって、凹部が形成されている、蓄電デバイス。
The electricity storage device according to claim 1,
The electrical storage device in which the recessed part is formed toward the inside of the said junction part from the bottom face of the said groove | channel.
請求項1に記載の蓄電デバイスにおいて、
前記バリ接合部は、前記カバープレートの前記第1面から突出していない、蓄電デバイス。
The electricity storage device according to claim 1,
The burr joint is an electricity storage device that does not protrude from the first surface of the cover plate.
請求項1に記載の蓄電デバイスにおいて、
前記カバープレートと、前記タブ積層体と、前記外部出力端子は、同一部材から形成されている、蓄電デバイス。
The electricity storage device according to claim 1,
The power storage device, wherein the cover plate, the tab laminate, and the external output terminal are formed of the same member.
請求項4に記載の蓄電デバイスにおいて、
前記同一部材は、アルミニウムを主成分とする部材である、蓄電デバイス。
The electricity storage device according to claim 4,
The electrical storage device, wherein the same member is a member mainly composed of aluminum.
請求項4に記載の蓄電デバイスにおいて、
前記同一部材は、銅を主成分とする部材である、蓄電デバイス。
The electricity storage device according to claim 4,
The electric storage device, wherein the same member is a member mainly composed of copper.
請求項1に記載の蓄電デバイスにおいて、
前記蓄電デバイスは、リチウムイオン電池である、蓄電デバイス。
The electricity storage device according to claim 1,
The electricity storage device is a lithium ion battery.
(a)第1面および前記第1面とは反対側に位置する第2面を有するカバープレートであって、前記第1面に溝が設けられた前記カバープレートを用意する工程、
(b)外部出力端子を用意する工程、
(c)電極板と一体化したタブを複数枚重ねてタブ積層体を形成する工程、
(d)前記タブ積層体を前記カバープレートの前記第2面と前記外部出力端子で挟む工程、
(e)前記(d)工程後、前記カバープレートと前記タブ積層体と前記外部出力端子とを摩擦撹拌接合する工程、
を備え、
前記(e)工程は、
(e1)ピン部を有するツールを用意する工程、
(e2)前記ピン部を回転させながら、前記カバープレートの前記溝の底面から前記カバープレートおよび前記タブ積層体を貫通して、前記外部出力端子に達するように、前記ピン部を挿入することにより、
前記カバープレートと前記タブ積層体と前記外部出力端子にわたる接合部であって、前記溝に接する前記接合部と、
前記接合部と一体化したバリ接合部であって、前記溝内において、前記接合部から盛り上がる前記バリ接合部と、を形成する工程、
を有し、
前記バリ接合部の高さは、前記溝の深さよりも小さく、
前記バリ接合部は、前記溝の側面に接する、蓄電デバイスの製造方法。
(A) a step of preparing a cover plate having a first surface and a second surface located on the opposite side of the first surface, wherein the cover plate is provided with a groove on the first surface;
(B) preparing an external output terminal;
(C) a step of stacking a plurality of tabs integrated with the electrode plate to form a tab laminate,
(D) a step of sandwiching the tab laminate between the second surface of the cover plate and the external output terminal;
(E) After the step (d), the step of friction stir welding the cover plate, the tab laminate, and the external output terminal;
With
The step (e)
(E1) preparing a tool having a pin portion;
(E2) While rotating the pin portion, by inserting the pin portion so as to penetrate the cover plate and the tab laminate from the bottom surface of the groove of the cover plate and reach the external output terminal ,
A joint extending over the cover plate, the tab laminate, and the external output terminal, the joint contacting the groove;
A burr joint integrated with the joint, and forming the burr joint raised from the joint in the groove;
Have
The height of the burr joint is smaller than the depth of the groove,
The method for manufacturing an electricity storage device, wherein the burr joint is in contact with a side surface of the groove.
請求項8に記載の蓄電デバイスの製造方法において、
前記溝の直径は、前記ツールのショルダ径よりも大きい、蓄電デバイスの製造方法。
In the manufacturing method of the electrical storage device according to claim 8,
The method for manufacturing an electricity storage device, wherein a diameter of the groove is larger than a shoulder diameter of the tool.
請求項9に記載の蓄電デバイスの製造方法において、
前記溝の直径/前記ショルダ径=Aとする場合、
1.05≦A≦1.2である、蓄電デバイスの製造方法。
In the manufacturing method of the electrical storage device according to claim 9,
When the diameter of the groove / the shoulder diameter = A,
The manufacturing method of the electrical storage device which is 1.05 <= A <= 1.2.
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