JP6885072B2 - Laser welding method - Google Patents

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Description

本発明は、電極のタブ同士、又はタブと導電部材とをレーザ溶接するレーザ溶接方法に関する。 The present invention relates to a laser welding method in which tabs of electrodes or tabs and conductive members are laser welded to each other.

EV(Electric Vehicle)やPHV(Plug in Hybrid Vehicle)などの車両には、走行用モータへの供給電力を蓄える蓄電装置としての二次電池が搭載されている。一般に、二次電池は、電極組立体を収容するケースを備え、そのケース内に電極組立体が収容されている。電極組立体として、例えば、複数の正極電極と複数の負極電極との間にセパレータを介在させた状態で積層した積層型の電極組立体がある。そして、二次電池からの電力の取り出しは、電極組立体と電気的に接続された電極端子を通して行われている。 Vehicles such as EV (Electric Vehicle) and PHV (Plug in Hybrid Vehicle) are equipped with a secondary battery as a power storage device for storing the power supplied to the traveling motor. Generally, the secondary battery includes a case for accommodating the electrode assembly, and the electrode assembly is housed in the case. As the electrode assembly, for example, there is a laminated electrode assembly in which a separator is interposed between a plurality of positive electrode electrodes and a plurality of negative electrode electrodes. Then, the electric power is taken out from the secondary battery through the electrode terminals electrically connected to the electrode assembly.

例えば、特許文献1の二次電池において、電極組立体は、寄せ集められた正極電極の一端部(例えばタブ)と正極端子の一部(例えば導電部材)とをレーザ溶接によって接合した溶接部を備える。溶接部によって、各正極電極は、正極端子と電気的に接続されている。負極電極及び負極電極端子についても同様である。 For example, in the secondary battery of Patent Document 1, the electrode assembly has a welded portion in which one end (for example, a tab) of a gathered positive electrode and a part of a positive electrode terminal (for example, a conductive member) are joined by laser welding. Be prepared. Each positive electrode is electrically connected to the positive electrode terminal by a welded portion. The same applies to the negative electrode and the negative electrode terminal.

また、その他の二次電池として、電極組立体は、寄せ集められた状態の複数の正極電極の一端部(例えばタブ)をレーザ溶接によって接合した第1溶接部を備える。第1溶接部によって、正極電極同士は電気的に接続されている。また、電極組立体は、第1溶接部によって接合された複数の正極電極の一端部(タブ群)と正極端子の一部(例えば導電部材)とをレーザ溶接によって接合した第2溶接部を備える。第2溶接部によって、正極電極は正極端子と電気的に接続されている。負極電極及び負極端子についても同様である。 Further, as another secondary battery, the electrode assembly includes a first welded portion in which one end portions (for example, tabs) of a plurality of positive electrode electrodes in a gathered state are joined by laser welding. The positive electrodes are electrically connected to each other by the first welded portion. Further, the electrode assembly includes a second welded portion in which one end (tab group) of a plurality of positive electrode electrodes joined by the first welded portion and a part of the positive electrode terminal (for example, a conductive member) are joined by laser welding. .. The positive electrode is electrically connected to the positive terminal by the second weld. The same applies to the negative electrode and the negative electrode terminal.

特開2016−30280号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-30280

このようにタブ同士、又はタブと導電部材とをレーザ溶接する場合、溶融したタブ又は導電部材からスパッタ(金属の塵)が発生し、電極組立体や導電部材に付着することがある。スパッタが電極組立体や導電部材に付着したままの状態で二次電池が製造されると、スパッタは二次電池内の異物となる。異物は、例えば、二次電池の内部短絡の原因となり得るため、除去することが望まれている。 When the tabs or the tabs and the conductive member are laser welded in this way, spatter (metal dust) may be generated from the molten tab or the conductive member and adhere to the electrode assembly or the conductive member. If the secondary battery is manufactured with the spatter still attached to the electrode assembly and the conductive member, the spatter becomes a foreign substance in the secondary battery. Foreign matter can cause an internal short circuit of the secondary battery, for example, and is therefore desired to be removed.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、スパッタが蓄電装置の構成部品に付着することを抑制できるレーザ溶接方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a laser welding method capable of suppressing spatter from adhering to a component of a power storage device.

上記問題点を解決するためのレーザ溶接方法は、集電体と該集電体の一辺から突出したタブとを有する複数の電極を積層した電極組立体と、前記電極組立体と電気を授受する端子と、前記電極組立体と前記端子とを電気的に接続する導電部材と、を備えた蓄電装置の製造のために、前記タブ同士、又は前記タブと前記導電部材とをレーザ溶接するレーザ溶接方法であって、前記タブ同士、又は前記タブと前記導電部材とが重なる部分のうち後にレーザ溶接される溶接対象部に向けて、前記電極組立体からの前記タブの突出方向に第1ガスを噴射する第1ガス噴射工程、及び前記第1ガス噴射工程の最中に前記溶接対象部にレーザ光を照射し、前記タブ同士、又は前記タブと前記導電部材とをレーザ溶接するレーザ光照射工程を有する接合工程と、前記レーザ光照射工程後に、前記溶接対象部に向けて、前記電極組立体からの前記タブの突出方向に第2ガスを噴射する第2ガス噴射工程と、を含み、前記第2ガスの風量は、前記第1ガスの風量以上であることを要旨とする。 The laser welding method for solving the above problems is to transfer electricity to and from an electrode assembly in which a plurality of electrodes having a current collector and a tab protruding from one side of the current collector are laminated and the electrode assembly. Laser welding in which the tabs or the tabs and the conductive member are laser welded together for the production of a power storage device including the terminals and a conductive member that electrically connects the electrode assembly and the terminals. In the method, the first gas is applied in the projecting direction of the tab from the electrode assembly toward the weld target portion to be laser-welded later in the portion where the tabs overlap each other or the tab and the conductive member overlap. A laser light irradiation step of irradiating the welding target portion with laser light during the first gas injection step of jetting and the first gas injection step, and laser welding the tabs or the tabs and the conductive member. A second gas injection step of injecting a second gas toward the welding target portion in the direction of protrusion of the tab from the electrode assembly after the laser beam irradiation step. The gist is that the air volume of the second gas is equal to or greater than the air volume of the first gas.

これによれば、第1ガス噴射工程の最中にレーザ光照射工程が行われると、電極組立体からのタブの突出方向に噴射される第1ガスにより、レーザ溶接時にタブ又は導電部材で発生したスパッタの一部は、電極組立体から離れる方向に飛ばされる。さらに、レーザ光照射工程後の第2ガス噴射工程では、第1ガスと同等以上の風量の第2ガスが噴射されるため、第1ガスで除去できなかったスパッタを電極組立体から離れる方向に飛ばすことができる。よって、スパッタが電極組立体の構成部品に付着することを抑制できる。 According to this, when the laser beam irradiation step is performed during the first gas injection step, the first gas jetted in the protruding direction of the tab from the electrode assembly generates the tab or the conductive member at the time of laser welding. A part of the spatter is blown away from the electrode assembly. Further, in the second gas injection step after the laser light irradiation step, since the second gas having an air volume equal to or higher than that of the first gas is jetted, the spatter that could not be removed by the first gas is separated from the electrode assembly. You can skip it. Therefore, it is possible to prevent spatter from adhering to the components of the electrode assembly.

また、レーザ溶接方法について、前記第1ガスと前記第2ガスは、同じガスであるのが好ましい。
これによれば、第1ガス噴射工程から第2ガス噴射工程に移行する際、第1ガスの風量を増加させるだけでよい。よって、ガスの種類を切り替える必要がなく、第1ガス噴射工程から第2ガス噴射工程に素早く移行することができる。その結果、スパッタが冷却されてタブ又は導電部材に付着してしまう前に除去することができる。
Further, regarding the laser welding method, it is preferable that the first gas and the second gas are the same gas.
According to this, when shifting from the first gas injection step to the second gas injection step, it is only necessary to increase the air volume of the first gas. Therefore, it is not necessary to switch the type of gas, and the process can be quickly shifted from the first gas injection process to the second gas injection process. As a result, the spatter can be removed before it is cooled and adheres to the tabs or conductive members.

また、レーザ溶接方法について、前記第2ガス噴射工程において、前記タブ又は前記導電部材を通過後の前記第2ガスを集塵機で回収するのが好ましい。
これによれば、第2ガスによって飛ばされたスパッタは、第2ガスとともに集塵機で回収されるため、スパッタが蓄電装置の構成部品に付着することをより抑制できる。
Further, regarding the laser welding method, in the second gas injection step, it is preferable to recover the second gas after passing through the tab or the conductive member with a dust collector.
According to this, since the spatter blown by the second gas is collected by the dust collector together with the second gas, it is possible to further suppress the spatter from adhering to the components of the power storage device.

また、レーザ溶接方法について、前記第1ガス噴射工程において、前記タブ又は前記導電部材を通過後の前記第1ガスを集塵機で回収するのが好ましい。
これによれば、第1ガスによって飛ばされたスパッタは、第1ガスとともに集塵機で回収されるため、スパッタが蓄電装置の構成部品に付着することをより抑制できる。
Further, regarding the laser welding method, in the first gas injection step, it is preferable to recover the first gas after passing through the tab or the conductive member with a dust collector.
According to this, since the spatter blown by the first gas is collected by the dust collector together with the first gas, it is possible to further suppress the spatter from adhering to the components of the power storage device.

本発明によれば、スパッタが蓄電装置の構成部品に付着することを抑制できる。 According to the present invention, it is possible to prevent spatter from adhering to the components of the power storage device.

実施形態の蓄電装置の分解斜視図。An exploded perspective view of the power storage device of the embodiment. (a)は実施形態の正極タブ、正極導電部材、及び溶接装置の配置を示す平面図、(b)及び(c)はその側面図。(A) is a plan view showing the arrangement of the positive electrode tab, the positive electrode conductive member, and the welding apparatus of the embodiment, and (b) and (c) are side views thereof. 実施形態の溶接方法の各工程におけるガスの風量を示すグラフ。The graph which shows the air volume of the gas in each step of the welding method of embodiment. (a)は正極タブ、正極導電部材、及び溶接装置の配置の別例を示す平面図、(b)及び(c)はその側面図。(A) is a plan view showing another example of the arrangement of the positive electrode tab, the positive electrode conductive member, and the welding apparatus, and (b) and (c) are side views thereof.

以下、本発明を具体化した実施形態を図1〜図3にしたがって説明する。
図1に示すように、蓄電装置としての二次電池10において、ケース11には電極組立体12が収容されている。ケース11は、直方体状のケース本体13と、矩形平板状の蓋14とを有する。ケース本体13は、その内側に収容部を有するとともに、収容部と連通する挿入口13aが開口している。蓋14は、挿入口13aを閉塞する。ケース11を構成するケース本体13と蓋14は、何れも金属製(例えば、ステンレスやアルミニウム)である。また、本実施形態の二次電池10は、その外観が角型をなす角型電池である。また、本実施形態の二次電池10は、リチウムイオン電池である。
Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
As shown in FIG. 1, in the secondary battery 10 as a power storage device, the electrode assembly 12 is housed in the case 11. The case 11 has a rectangular parallelepiped case body 13 and a rectangular flat plate-shaped lid 14. The case body 13 has an accommodating portion inside, and an insertion port 13a communicating with the accommodating portion is open. The lid 14 closes the insertion port 13a. The case body 13 and the lid 14 constituting the case 11 are both made of metal (for example, stainless steel or aluminum). Further, the secondary battery 10 of the present embodiment is a square battery having a square appearance. Further, the secondary battery 10 of the present embodiment is a lithium ion battery.

図2(c)に示すように、電極組立体12は、電極としての正極電極20及び負極電極30と、多孔質膜で形成されたセパレータ40とを備える。電極組立体12は、複数の正極電極20と、複数の負極電極30とが、セパレータ40を介して交互に積層されて構成されている。 As shown in FIG. 2C, the electrode assembly 12 includes a positive electrode 20 and a negative electrode 30 as electrodes, and a separator 40 formed of a porous film. The electrode assembly 12 is configured by alternately stacking a plurality of positive electrode 20s and a plurality of negative electrode electrodes 30 via a separator 40.

正極電極20は、矩形シート状の集電体としての正極金属箔(例えばアルミニウム箔)21と、正極金属箔21の両面に存在する活物質層としての正極活物質層22と、を有する。正極金属箔21は、正極活物質層22によって覆われず、正極金属箔21そのもので構成された矩形状のタブとしての正極タブ23を含む。正極タブ23は、正極金属箔21の一対の長辺に沿う縁部のうちの一方の縁部の一部から突出している。 The positive electrode electrode 20 has a positive electrode metal foil (for example, aluminum foil) 21 as a rectangular sheet-shaped current collector, and a positive electrode active material layer 22 as an active material layer existing on both sides of the positive electrode metal foil 21. The positive electrode metal leaf 21 is not covered by the positive electrode active material layer 22, and includes a positive electrode tab 23 as a rectangular tab composed of the positive electrode metal leaf 21 itself. The positive electrode tab 23 projects from a part of one of the edges along the pair of long sides of the positive electrode metal foil 21.

負極電極30は、矩形シート状の集電体としての負極金属箔(例えば銅箔)31と、負極金属箔31の両面に存在する活物質層としての負極活物質層32と、を有する。負極金属箔31は、負極活物質層32によって覆われず、負極金属箔31そのもので構成された矩形状のタブとしての負極タブ33を含む。負極タブ33は、負極金属箔31の一対の長辺に沿う縁部のうちの一方の縁部の一部から突出している。 The negative electrode electrode 30 has a negative electrode metal foil (for example, copper foil) 31 as a rectangular sheet-shaped current collector, and a negative electrode active material layer 32 as an active material layer existing on both sides of the negative electrode metal foil 31. The negative electrode metal foil 31 is not covered by the negative electrode active material layer 32, and includes a negative electrode tab 33 as a rectangular tab composed of the negative electrode metal foil 31 itself. The negative electrode tab 33 projects from a part of one of the edges along the pair of long sides of the negative electrode metal foil 31.

正極電極20及び負極電極30は、正極タブ23が積層方向に沿って列状に配置され、且つ正極タブ23と重ならない位置にて負極タブ33が積層方向に沿って列状に配置されるように積層される。そして、正極タブ23は、電極組立体12の積層方向の一端側にて集められ(束ねられ)、他端側に向けて折り曲げられている。同様に、負極タブ33は、電極組立体12の積層方向の一端側にて集められ(束ねられ)、他端側に向けて折り曲げられている。 In the positive electrode 20 and the negative electrode 30, the positive electrode tabs 23 are arranged in a row along the stacking direction, and the negative electrode tabs 33 are arranged in a row along the stacking direction at positions where they do not overlap with the positive electrode tab 23. It is laminated on. The positive electrode tabs 23 are collected (bunched) at one end side of the electrode assembly 12 in the stacking direction and bent toward the other end side. Similarly, the negative electrode tabs 33 are collected (bunched) on one end side of the electrode assembly 12 in the stacking direction and bent toward the other end side.

図1に示すように、二次電池10は、電極組立体12から電気を取り出すための端子としての正極端子15と負極端子16とを備える。正極端子15及び負極端子16は、蓋14の貫通孔14aを貫通してケース11外に突出する。正極端子15及び負極端子16には、ケース11から絶縁するためのリング状の絶縁リング17がそれぞれ取り付けられている。正極端子15は、ケース11内に矩形板状の導電部材としての正極導電部材15aを有する。正極端子15は、正極導電部材15aと電気的に接続されている。負極端子16は、ケース11内に矩形板状の導電部材としての負極導電部材16aを有する。負極端子16は、負極導電部材16aと電気的に接続されている。 As shown in FIG. 1, the secondary battery 10 includes a positive electrode terminal 15 and a negative electrode terminal 16 as terminals for extracting electricity from the electrode assembly 12. The positive electrode terminal 15 and the negative electrode terminal 16 penetrate the through hole 14a of the lid 14 and project to the outside of the case 11. A ring-shaped insulating ring 17 for insulating the case 11 is attached to the positive electrode terminal 15 and the negative electrode terminal 16, respectively. The positive electrode terminal 15 has a positive electrode conductive member 15a as a rectangular plate-shaped conductive member in the case 11. The positive electrode terminal 15 is electrically connected to the positive electrode conductive member 15a. The negative electrode terminal 16 has a negative electrode conductive member 16a as a rectangular plate-shaped conductive member in the case 11. The negative electrode terminal 16 is electrically connected to the negative electrode conductive member 16a.

二次電池10は、正極タブ23と正極導電部材15aとがレーザ溶接によって接合された溶接部としての第1溶接部18を有する。第1溶接部18は、寄せ集められた正極タブ23と正極導電部材15aとが重なる部分である溶接対象部Aを溶接して形成されている。つまり、溶接対象部Aは、正極タブ23と正極導電部材15aとが重なる部分のうち、後にレーザ溶接される部分である。正極タブ23は、第1溶接部18によって正極導電部材15aと電気的に接続されている。二次電池10は、負極タブ33と負極導電部材16aとがレーザ溶接によって接合された溶接部としての第2溶接部19を有する。第2溶接部19は、寄せ集められた負極タブ33と負極導電部材16aとが重なる部分である溶接対象部Aを溶接して形成されている。負極タブ33は、第2溶接部19によって負極導電部材16aと電気的に接続されている。 The secondary battery 10 has a first welded portion 18 as a welded portion in which the positive electrode tab 23 and the positive electrode conductive member 15a are joined by laser welding. The first welded portion 18 is formed by welding the welded target portion A, which is a portion where the gathered positive electrode tabs 23 and the positive electrode conductive member 15a overlap. That is, the welding target portion A is a portion of the portion where the positive electrode tab 23 and the positive electrode conductive member 15a overlap, which is later laser welded. The positive electrode tab 23 is electrically connected to the positive electrode conductive member 15a by the first welded portion 18. The secondary battery 10 has a second welded portion 19 as a welded portion in which the negative electrode tab 33 and the negative electrode conductive member 16a are joined by laser welding. The second welded portion 19 is formed by welding the welded target portion A, which is a portion where the gathered negative electrode tabs 33 and the negative electrode conductive member 16a overlap. The negative electrode tab 33 is electrically connected to the negative electrode conductive member 16a by the second welded portion 19.

以下、正極タブ23と正極導電部材15aとをレーザ溶接によって接合する溶接装置50と、溶接装置50を用いた溶接方法について説明する。なお、本実施形態では、各正極タブ23と正極導電部材15aとを溶接する。負極タブ33と負極導電部材16aとのレーザ溶接については、正極タブ23と正極導電部材15aとのレーザ溶接と同様の方法で行われるため、詳細な説明及び図示を省略する。 Hereinafter, a welding device 50 for joining the positive electrode tab 23 and the positive electrode conductive member 15a by laser welding, and a welding method using the welding device 50 will be described. In this embodiment, each positive electrode tab 23 and the positive electrode conductive member 15a are welded. Since laser welding of the negative electrode tab 33 and the negative electrode conductive member 16a is performed by the same method as laser welding of the positive electrode tab 23 and the positive electrode conductive member 15a, detailed description and illustration will be omitted.

図2(a)〜(c)に示すように、溶接装置50は、レーザ光Lを照射するレーザ装置51と、ガスを噴射するガス噴射装置52と、集塵機53とを備える。なお、電極組立体12は、積層方向一端側が上に、積層方向他端側が下を向くように、図示しない治具上に載置されている。そして、正極導電部材15a上に積層方向一端側に位置した正極タブ23が載せられた状態で溶接が行われる。以下、電極組立体12の積層方向一端側を下側とし、電極組立体12の積層方向他端側を上側とする。 As shown in FIGS. 2A to 2C, the welding device 50 includes a laser device 51 that irradiates the laser beam L, a gas injection device 52 that injects gas, and a dust collector 53. The electrode assembly 12 is placed on a jig (not shown) so that one end side in the stacking direction faces upward and the other end side in the stacking direction faces downward. Then, welding is performed with the positive electrode tab 23 located on one end side in the stacking direction placed on the positive electrode conductive member 15a. Hereinafter, one end side in the stacking direction of the electrode assembly 12 is the lower side, and the other end side in the stacking direction of the electrode assembly 12 is the upper side.

レーザ装置51は、寄せ集められた正極タブ23の斜め上方に配置されている。レーザ装置51は、溶接対象部Aにレーザ光Lを照射する。レーザ装置51は、電極組立体12の積層方向及び正極タブ23の突出方向に移動可能であるため、レーザ光Lの照射位置は溶接対象部A上で移動する。 The laser device 51 is arranged diagonally above the positive electrode tabs 23 that are gathered together. The laser device 51 irradiates the welding target portion A with the laser beam L. Since the laser device 51 can move in the stacking direction of the electrode assembly 12 and the protruding direction of the positive electrode tab 23, the irradiation position of the laser beam L moves on the welding target portion A.

ガス噴射装置52は、電極組立体12の側方において、ガスの噴射方向が電極組立体12からの正極タブ23の突出方向と一致するように配置されている。ガス噴射装置52は、レーザ光Lの照射位置へ向けてガスを噴射する。ガス噴射装置52は、アシストガスの風量を調整する風量調節部(図示せず)を備える。ガス噴射装置52は、レーザ光Lの照射位置の移動に伴って移動可能である。 The gas injection device 52 is arranged on the side of the electrode assembly 12 so that the gas injection direction coincides with the protruding direction of the positive electrode tab 23 from the electrode assembly 12. The gas injection device 52 injects gas toward the irradiation position of the laser beam L. The gas injection device 52 includes an air volume adjusting unit (not shown) for adjusting the air volume of the assist gas. The gas injection device 52 can move as the irradiation position of the laser beam L moves.

集塵機53は、ガス噴射装置52の噴射口52aと対向するように配置されている。つまり、集塵機53は、ガス噴射装置52からのアシストガスの噴射方向において正極タブ23より下流側に配置されている。 The dust collector 53 is arranged so as to face the injection port 52a of the gas injection device 52. That is, the dust collector 53 is arranged on the downstream side of the positive electrode tab 23 in the injection direction of the assist gas from the gas injection device 52.

本実施形態の溶接方法は、電極組立体12と正極導電部材15aとを配置する配置工程と、正極タブ23と正極導電部材15aとをレーザ溶接により接合する接合工程とを含む。接合工程は、第1ガスとしてのアシストガスを噴射する第1ガス噴射工程と、レーザ光Lを照射し、正極タブ23と正極導電部材15aとをレーザ溶接するレーザ光照射工程とを有する。また、溶接方法は、第2ガスとしての除去ガスを噴射する第2ガス噴射工程を含む。本実施形態のアシストガスと除去ガスは、同じ種類のガスであり、窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガスである。 The welding method of the present embodiment includes an arrangement step of arranging the electrode assembly 12 and the positive electrode conductive member 15a, and a joining step of joining the positive electrode tab 23 and the positive electrode conductive member 15a by laser welding. The joining step includes a first gas injection step of injecting an assist gas as the first gas, and a laser beam irradiation step of irradiating the laser beam L and laser welding the positive electrode tab 23 and the positive electrode conductive member 15a. The welding method also includes a second gas injection step of injecting a removal gas as the second gas. The assist gas and the removal gas of the present embodiment are the same type of gas, and are inert gases such as nitrogen gas and argon gas.

図3に示すように、配置工程は、時刻t0から時刻t1までの間に行われる。配置工程では、積層方向一端側に位置する正極タブ23と正極導電部材15aの一部とが重なるように電極組立体12及び正極導電部材15aを配置する。 As shown in FIG. 3, the arrangement step is performed between the time t0 and the time t1. In the arranging step, the electrode assembly 12 and the positive electrode conductive member 15a are arranged so that the positive electrode tab 23 located on one end side in the stacking direction and a part of the positive electrode conductive member 15a overlap.

接合工程は、時刻t1から時刻t3までの間に行われる。接合工程の第1ガス噴射工程では、ガス噴射装置52が時刻t1から時刻t3までの間、溶接対象部Aに向けてアシストガスを噴射し続ける。第1ガス噴射工程でのガス(アシストガス)の風量QはQ1である。この風量Q1は、レーザ溶接に適した風量に設定されている。 The joining step is performed between time t1 and time t3. In the first gas injection step of the joining step, the gas injection device 52 continues to inject the assist gas toward the welding target portion A from the time t1 to the time t3. The air volume Q of the gas (assist gas) in the first gas injection step is Q1. This air volume Q1 is set to an air volume suitable for laser welding.

接合工程のレーザ光照射工程は、第1ガス噴射工程の最中である時刻t2から時刻t3まで行われる。時刻t2は、第1ガス噴射工程が開始された時刻t1から所定時間経過した時刻である。つまり、レーザ光照射工程は、照射位置周辺にアシストガスが充満した状態で開始される。レーザ光照射工程では、レーザ装置51が溶接対象部Aにレーザ光Lを照射し、溶接対象部Aをレーザ溶接して第1溶接部18を形成する。このとき、レーザ光Lが照射された正極導電部材15aではスパッタが発生する。発生したスパッタの一部は、アシストガスによって、電極組立体12からの正極タブ23の突出方向に向かって飛ばされ、その後、集塵機53に吸い込まれて回収される。このとき、アシストガスによって飛ばされず、正極導電部材15aに付着するスパッタもある。 The laser light irradiation step of the joining step is performed from time t2 to time t3 during the first gas injection step. The time t2 is a time when a predetermined time has elapsed from the time t1 when the first gas injection process is started. That is, the laser light irradiation step is started in a state where the vicinity of the irradiation position is filled with the assist gas. In the laser light irradiation step, the laser device 51 irradiates the welding target portion A with the laser beam L, and the welding target portion A is laser-welded to form the first welding portion 18. At this time, sputtering occurs in the positive electrode conductive member 15a irradiated with the laser beam L. A part of the generated spatter is blown by the assist gas in the direction of protrusion of the positive electrode tab 23 from the electrode assembly 12, and then sucked into the dust collector 53 and recovered. At this time, there is also sputtering that is not blown by the assist gas and adheres to the positive electrode conductive member 15a.

第2ガス噴射工程は、時刻t3から時刻t4までの間に行われる。第2ガス噴射工程では、ガス噴射装置52が第1溶接部18に向けて除去ガスを噴射する。第2ガス噴射工程でのガス(除去ガス)の風量Qは、第1ガス噴射工程でのガスの風量Q1よりも10倍多いQ2である。上述したように、本実施形態のアシストガスと除去ガスは同じ種類のガスであるため、風量Q1から風量Q2への変更は、ガス噴射装置52の風量調節部によって風量を増加させることで行われる。よって、第1ガス噴射工程から第2ガス噴射工程への移行は、連続的に行われる。第2ガス噴射工程では、第1ガス噴射工程で飛ばされず、正極導電部材15aに乗っていたスパッタがアシストガスによって、電極組立体12からの正極タブ23の突出方向に飛ばされ、その後、集塵機53に吸い込まれて回収される。他の正極タブ23と正極導電部材15aとの接合についても同様の溶接方法によって行われる。 The second gas injection step is performed between the time t3 and the time t4. In the second gas injection step, the gas injection device 52 injects the removal gas toward the first welded portion 18. The air volume Q of the gas (removed gas) in the second gas injection step is Q2, which is 10 times larger than the air volume Q1 of the gas in the first gas injection step. As described above, since the assist gas and the removal gas of the present embodiment are the same type of gas, the change from the air volume Q1 to the air volume Q2 is performed by increasing the air volume by the air volume adjusting unit of the gas injection device 52. .. Therefore, the transition from the first gas injection step to the second gas injection step is continuously performed. In the second gas injection step, the spatter on the positive electrode conductive member 15a is not blown in the first gas injection step, but is blown in the protruding direction of the positive electrode tab 23 from the electrode assembly 12 by the assist gas, and then the dust collector 53. It is sucked into and collected. The other positive electrode tab 23 and the positive electrode conductive member 15a are joined by the same welding method.

次に、本実施形態の効果を作用とともに記載する。
(1)レーザ光照射工程後の第2ガス噴射工程において、ガス噴射装置52は、レーザ溶接時に噴射したアシストガスの風量Q1よりも多い風量Q2で除去ガスを噴射するため、レーザ溶接時にアシストガスで除去できなかったスパッタを除去できる。
Next, the effects of this embodiment will be described together with the actions.
(1) In the second gas injection step after the laser beam irradiation step, the gas injection device 52 injects the removal gas at an air volume Q2 larger than the air volume Q1 of the assist gas injected at the time of laser welding, so that the assist gas is injected at the time of laser welding. It is possible to remove the spatter that could not be removed by.

(2)ガス噴射装置52は、電極組立体12からの正極タブ23の突出方向にガスを噴射するため、スパッタを電極組立体12から離れる方向へ飛ばすことができる。よって、スパッタが電極組立体12に付着することを抑制できる。 (2) Since the gas injection device 52 injects gas in the direction in which the positive electrode tab 23 protrudes from the electrode assembly 12, spatter can be skipped in the direction away from the electrode assembly 12. Therefore, it is possible to prevent spatter from adhering to the electrode assembly 12.

(3)アシストガスと除去ガスは、同じ種類のガスであるため、第1ガス噴射工程から第2ガス噴射工程に移行する際には、ガスの風量Q1を風量Q2に増加させるだけでよい。よって、ガスの種類を切り替える必要がなく、第1ガス噴射工程から第2ガス噴射工程に素早く移行することができる。その結果、スパッタが冷却されて正極導電部材15aに付着してしまう前に除去することができる。 (3) Since the assist gas and the removal gas are the same type of gas, it is only necessary to increase the air volume Q1 of the gas to the air volume Q2 when shifting from the first gas injection step to the second gas injection step. Therefore, it is not necessary to switch the type of gas, and the process can be quickly shifted from the first gas injection process to the second gas injection process. As a result, the spatter can be removed before it is cooled and adheres to the positive electrode conductive member 15a.

(4)溶接装置50は、集塵機53を備える。このため、アシストガスや除去ガスによって飛ばされたスパッタは、ガスとともに集塵機53によって吸い込まれるため、正極導電部材15aに付着することをより抑制できる。 (4) The welding device 50 includes a dust collector 53. Therefore, the spatter that is blown off by the assist gas or the removal gas is sucked by the dust collector 53 together with the gas, so that it can be further suppressed from adhering to the positive electrode conductive member 15a.

なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
○ 集電体は、正極活物質層22や負極活物質層32が形成できるものであれば、正極金属箔21や負極金属箔31に限定されるものではない。例えば、織物状や網状のシートを用いてもよい。
The above embodiment may be changed as follows.
○ The current collector is not limited to the positive electrode metal foil 21 and the negative electrode metal foil 31 as long as the positive electrode active material layer 22 and the negative electrode active material layer 32 can be formed. For example, a woven or net-like sheet may be used.

○ 正極電極20は、正極金属箔21の片面に正極活物質層22が存在する構造でもよい。同様に、負極電極30は、負極金属箔31の片面に負極活物質層32が存在する構成でもよい。 ○ The positive electrode electrode 20 may have a structure in which the positive electrode active material layer 22 exists on one side of the positive electrode metal foil 21. Similarly, the negative electrode electrode 30 may have a configuration in which the negative electrode active material layer 32 is present on one side of the negative electrode metal foil 31.

○ 正極タブ23は、矩形状でなくてもよい。また、正極タブ23は、正極金属箔21の一対の短辺に沿う縁部のうちの一方の縁部の一部から突出していてもよい。同様に、負極タブ33は、矩形状でなくてもよい。また、負極タブ33は、負極金属箔31の一対の短辺に沿う縁部のうちの一方の縁部の一部から突出していてもよい。 ○ The positive electrode tab 23 does not have to be rectangular. Further, the positive electrode tab 23 may protrude from a part of one edge portion of the edge portions along the pair of short sides of the positive electrode metal foil 21. Similarly, the negative electrode tab 33 does not have to be rectangular. Further, the negative electrode tab 33 may protrude from a part of one edge portion of the edge portions along the pair of short sides of the negative electrode metal foil 31.

○ 正極タブ23及び負極タブ33を寄せ集める位置は、積層方向他端側や中央であってもよい。
○ レーザ装置51の位置は、適宜変更してもよい。上記実施形態では、寄せ集められた正極タブ23の斜め上方にレーザ装置51を配置していたが、例えば、図4(a)〜(c)に示すように、寄せ集められた正極タブ23の斜め下方にレーザ装置51を配置してもよい。
○ The position where the positive electrode tab 23 and the negative electrode tab 33 are gathered together may be on the other end side or the center in the stacking direction.
○ The position of the laser device 51 may be changed as appropriate. In the above embodiment, the laser device 51 is arranged diagonally above the gathered positive electrode tabs 23. For example, as shown in FIGS. 4A to 4C, the gathered positive electrode tabs 23 are arranged. The laser device 51 may be arranged diagonally downward.

○ 上記実施形態では、正極タブ23と正極導電部材15aとをレーザ溶接していたが、正極タブ23同士を溶接してもよく、溶接対象部Aは、正極タブ23同士が重なる部分のうち、後にレーザ溶接される部分となる。この場合、正極タブ23同士を溶接して正極タブ23群を形成した後、正極タブ23群と正極導電部材15aとを溶接する。また、正極タブ23同士を溶接する位置と、正極タブ23群と正極導電部材15aとを溶接する位置は、同じでもよいし異なっていてもよい。 ○ In the above embodiment, the positive electrode tab 23 and the positive electrode conductive member 15a are laser welded, but the positive electrode tabs 23 may be welded to each other, and the welding target portion A is a portion where the positive electrode tabs 23 overlap each other. It will be the part that will be laser welded later. In this case, the positive electrode tabs 23 are welded to each other to form the positive electrode tabs 23 group, and then the positive electrode tabs 23 group and the positive electrode conductive member 15a are welded. Further, the positions where the positive electrode tabs 23 are welded to each other and the positions where the positive electrode tabs 23 group and the positive electrode conductive member 15a are welded may be the same or different.

○ 接合工程において、第1ガス噴射工程の終了時刻とレーザ光照射工程の終了時刻は一致していなくてもよい。ただし、レーザ光Lの照射位置周辺にアシストガスが充満した状態でレーザ光Lを照射できるよう、第1ガス噴射工程の終了時刻をレーザ光照射工程の終了時刻よりも遅くする。 ○ In the joining process, the end time of the first gas injection process and the end time of the laser light irradiation process do not have to coincide. However, the end time of the first gas injection step is made later than the end time of the laser beam irradiation step so that the laser beam L can be irradiated in a state where the vicinity of the irradiation position of the laser beam L is filled with the assist gas.

○ 第1ガス噴射工程のガスの風量Q1と、第2ガス噴射工程のガスの風量Q2は同じでもよい。また、第2ガス噴射工程のガスの風量Q2は、風量Q1と同等以上であれば適宜変更してよい。 ○ The gas air volume Q1 in the first gas injection process and the gas air volume Q2 in the second gas injection process may be the same. Further, the air volume Q2 of the gas in the second gas injection step may be appropriately changed as long as it is equal to or higher than the air volume Q1.

○ アシストガスと除去ガスとは、異なる種類のガスであってもよい。除去ガスには空気を用いることができる。アシストガスと除去ガスとで異なる種類のガスを用いる場合、ガス噴射装置52にアシストガス用の弁と、除去ガス用の弁とを設ける。そして、第1ガス噴射工程後から第2ガス噴射工程への移行の際には、アシストガス用の弁を閉じて除去ガス用の弁を開くことで、ガスの種類を切り替えるとともに、調整部によってガスの風量Qを調整して風量Q2にする。また、第1ガス噴射工程後に、アシストガス用の弁に加えて除去ガス用の弁を開くことで、アシストガスに除去ガスを追加し、風量Q2としてもよい。この場合、除去ガスは、2種類のガスが混ざった状態となる。 ○ The assist gas and the removal gas may be different types of gas. Air can be used as the removal gas. When different types of gases are used for the assist gas and the removal gas, the gas injection device 52 is provided with a valve for the assist gas and a valve for the removal gas. Then, at the time of transition from the first gas injection process to the second gas injection process, the valve for the assist gas is closed and the valve for the removal gas is opened to switch the gas type and the adjustment unit. Adjust the air volume Q of the gas to make the air volume Q2. Further, after the first gas injection step, the removal gas may be added to the assist gas to obtain the air volume Q2 by opening the valve for the removal gas in addition to the valve for the assist gas. In this case, the removal gas is in a state in which two types of gases are mixed.

○ 集塵機53は必ずしも設置しなくてもよい。
○ 上記実施形態では、集塵機53は、レーザ光照射工程及び第2ガス噴射工程の両方で作動していたが、レーザ光照射工程のみで作動してもよいし、第2ガス噴射工程のみで作動してもよい。
○ The dust collector 53 does not necessarily have to be installed.
○ In the above embodiment, the dust collector 53 is operated in both the laser light irradiation step and the second gas injection step, but it may be operated only in the laser light irradiation step or only in the second gas injection step. You may.

○ 上記実施形態では、正極端子15と正極導電部材15aとは一体化されていたが、別構成にしてもよい。同様に、負極端子16と負極導電部材16aとは一体化されていたが、別構成にしてもよい。 -In the above embodiment, the positive electrode terminal 15 and the positive electrode conductive member 15a are integrated, but may be configured differently. Similarly, although the negative electrode terminal 16 and the negative electrode conductive member 16a are integrated, they may have different configurations.

○ 二次電池10は、リチウムイオン二次電池でもよいし、他の二次電池であってもよい。要は、正極用の活物質と負極用の活物質との間をイオンが移動するとともに電荷の授受を行うものであればよい。 ○ The secondary battery 10 may be a lithium ion secondary battery or another secondary battery. In short, it suffices as long as the ions move between the active material for the positive electrode and the active material for the negative electrode and transfer charges.

○ 蓄電装置は、例えばキャパシタなど、二次電池以外の蓄電装置にも適用可能である。 ○ The power storage device can also be applied to a power storage device other than a secondary battery, such as a capacitor.

10…蓄電装置としての二次電池、12…電極組立体、15…端子としての正極端子、15a…導電部材としての正極導電部材、16…端子としての負極端子、16a…導電部材としての負極導電部材、18…溶接部としての第1溶接部、19…溶接部としての第2溶接部、20…電極としての正極電極、21…正極金属箔としての集電体、23…タブとしての正極タブ、30…電極としての負極電極、31…負極金属箔としての集電体、33…タブとしての負極タブ、53…集塵機、A…溶接対象部、L…レーザ光、Q,Q1,Q2…風量。 10 ... Secondary battery as a power storage device, 12 ... Electrode assembly, 15 ... Positive electrode terminal as a terminal, 15a ... Positive electrode conductive member as a conductive member, 16 ... Negative electrode terminal as a terminal, 16a ... Negative electrode conductivity as a conductive member Member, 18 ... 1st welded part as welded part, 19 ... 2nd welded part as welded part, 20 ... positive electrode electrode as electrode, 21 ... current collector as positive electrode metal foil, 23 ... positive electrode tab as tab , 30 ... Negative electrode as an electrode, 31 ... Current collector as a negative electrode metal foil, 33 ... Negative tab as a tab, 53 ... Dust collector, A ... Welding target, L ... Laser light, Q, Q1, Q2 ... Air volume ..

Claims (4)

集電体と該集電体の一辺から突出したタブとを有する複数の電極を積層した電極組立体と、前記電極組立体と電気を授受する端子と、前記電極組立体と前記端子とを電気的に接続する導電部材と、を備えた蓄電装置の製造のために、前記タブ同士、又は前記タブと前記導電部材とをレーザ溶接するレーザ溶接方法であって、
前記タブ同士、又は前記タブと前記導電部材とが重なる部分のうち後にレーザ溶接される溶接対象部に向けて、前記電極組立体からの前記タブの突出方向に第1ガスを噴射する第1ガス噴射工程、及び前記第1ガス噴射工程の最中に前記溶接対象部にレーザ光を照射し、前記タブ同士、又は前記タブと前記導電部材とをレーザ溶接するレーザ光照射工程を有する接合工程と、
前記レーザ光照射工程後に、前記溶接対象部に向けて、前記電極組立体からの前記タブの突出方向に第2ガスを噴射する第2ガス噴射工程と、を含み、
前記第2ガスの風量は、前記第1ガスの風量よりも多いことを特徴とするレーザ溶接方法。
An electrode assembly in which a plurality of electrodes having a current collector and a tab protruding from one side of the current collector are laminated, a terminal for transmitting and receiving electricity to and from the electrode assembly, and the electrode assembly and the terminal are electrically connected to each other. A laser welding method in which the tabs are laser-welded to each other or the tabs and the conductive member are laser-welded in order to manufacture a power storage device including the conductive members that are specifically connected to each other.
A first gas that injects a first gas in the projecting direction of the tab from the electrode assembly toward the weld target portion to be laser-welded later in the portion where the tabs overlap each other or the tab and the conductive member A joining step including a laser beam irradiation step of irradiating the welding target portion with a laser beam during the injection step and the first gas injection step and laser welding the tabs or the tab and the conductive member with each other. ,
After the laser beam irradiation step, the second gas injection step of injecting the second gas toward the welding target portion in the protruding direction of the tab from the electrode assembly is included.
A laser welding method characterized in that the air volume of the second gas is larger than the air volume of the first gas.
前記第1ガスと前記第2ガスは、同じガスである請求項1に記載のレーザ溶接方法。 The laser welding method according to claim 1, wherein the first gas and the second gas are the same gas. 前記第2ガス噴射工程において、前記タブ又は前記導電部材を通過後の前記第2ガスを集塵機で回収する請求項1又は請求項2に記載のレーザ溶接方法。 The laser welding method according to claim 1 or 2, wherein in the second gas injection step, the second gas after passing through the tab or the conductive member is recovered by a dust collector. 前記第1ガス噴射工程において、前記タブ又は前記導電部材を通過後の前記第1ガスを集塵機で回収する請求項1〜請求項3の何れか一項に記載のレーザ溶接方法。
The laser welding method according to any one of claims 1 to 3, wherein in the first gas injection step, the first gas after passing through the tab or the conductive member is recovered by a dust collector.
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