WO2015186169A1 - タブ溶接方法 - Google Patents

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WO2015186169A1
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tab
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tabs
welding
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Inventor
和彦 鍵谷
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日産自動車株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding

Definitions

  • the present invention relates to a method for superposing and welding the tabs of an assembled battery.
  • a method described in Patent Document 1 is known as a method for acquiring laser irradiation position information for correcting a laser focal position shift from a laser welding apparatus.
  • laser irradiation position information in the XY directions is obtained by irradiating a laser on the same plane of a resin plate from a laser head fixed at a fixed position over a plurality of locations, and a procedure similar to this is obtained. Change the height of the resin plate twice.
  • the deviation amount of the laser focus is calculated for each of the X, Y, and Z directions.
  • the laser is focused by finely adjusting the position of the laser head in the Z direction based on the amount of laser focus shift in the Z direction.
  • the position of the tab may be different each time. That is, since the thickness of the whole single cell varies depending on the thickness variation of the positive electrode sheet, the negative electrode sheet, and the separator in the single cell and the amount of the electrolytic solution, the position of the tab may be different each time. Moreover, since the tab of the unit cell is configured to be very thin, it is easy to bend, and the position of the tab may be different. Also, the joining position may vary in the thickness direction depending on the location within the same tab.
  • the present invention has been made paying attention to such a problem, and joins the tabs of the assembled battery with the focus of at least one laser being aligned with the joining surface of the tabs without reducing the production efficiency.
  • a tab welding method is provided.
  • the present invention provides a method for superimposing at least two tabs and joining them with a laser.
  • the laser means which is disposed obliquely with respect to the laser irradiation direction of the laser means, and the focus is fixed at a predetermined position, is moved in a direction perpendicular to the laser irradiation direction so that the focus crosses the bonding surface.
  • Laser welding is performed in the form of dots or lines.
  • the tabs can be joined with the focus of at least one laser coinciding with the joining surface between the tabs.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic structure of a laminate type lithium ion secondary battery as an example of a single battery.
  • FIG. It is a perspective view which shows 1st Example of the tab welding method of the assembled battery which concerns on this invention.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the assembled battery shown in FIG. 2. It is the figure which looked at the assembled battery shown in FIG. 3 from the top. It is the figure which looked at the part containing the positive electrode tab of the assembled battery shown in FIG. 3 from the top. It is a figure which shows the 2nd Example of the tab welding method of the assembled battery which concerns on this invention. It is a figure which shows the other example of the welding pattern of the laser welding by the welding method shown in FIG. 3, or the welding method shown in FIG.
  • FIG. 1 shows a schematic structure of a lithium ion secondary battery 1 as an example of a film-covered battery to which a tab welding method for a battery pack according to the present invention is applied.
  • the secondary battery 1 (hereinafter simply referred to as “single cell”). Is used as a unit cell constituting a lithium ion battery pack of an electric vehicle, for example.
  • the cell 1 includes a laminate film 4 a having two upper and lower laminate films 4 a, with a positive electrode tab 2 as a positive electrode terminal and a negative electrode tab 3 as a negative electrode terminal led out to the outside. It is housed and sealed by a rectangular laminated film outer package 4 made of 4b.
  • a laminate which is a battery element (power generation element) formed by laminating a plurality of positive electrodes and negative electrodes as electrodes and a separator interposed between both, is housed together with an electrolyte.
  • the four circumferences of the laminate film outer package 4 are hermetically sealed by heat welding.
  • the X direction of FIG. 1 which is the derivation direction of the tabs 2 and 3 is defined as “tab derivation direction”, and the Y direction orthogonal to the X direction is defined as “tab width direction”. Further, the Z direction perpendicular to the X direction and the Y direction is defined as a “stacking direction”.
  • FIG. 2 is a diagram showing an assembled battery 5 in which a plurality of unit cells 1 are stacked such that positive electrode tabs 2 and negative electrode tabs 3 are alternately arranged in the stacking direction Z.
  • a plurality of unit cells 1 are referred to as a first unit cell 1A, a second unit cell 1B, a third unit cell 1C,.
  • the negative electrode tab 3 of the first single cell 1A is joined to the positive electrode tab 2 of the second single cell 1B, and the negative electrode tab 3 of the second single cell 1B is connected to the third single cell.
  • the series assembled battery 5 is configured by sequentially joining the tabs 2 and 3 in the stacking direction Z in a zigzag manner so as to be joined to the 1C positive electrode tab 2.
  • FIG. 3 is a diagram showing a welding method of the positive electrode tab 2 of the second unit cell 1B of FIG. 2 and the negative electrode tab 3 of the first unit cell 1A as an example.
  • the second unit cell 1B is disposed adjacent to the first unit cell 1A in the horizontal direction, and the positive electrode tab 2 of the second unit cell 1B and the negative electrode tab 3 of the first unit cell 1A Are superimposed.
  • the boundary surface between the positive electrode tab 2 of the second unit cell 1B and the negative electrode tab 3 of the first unit cell 1A becomes the joint surface 6 to be welded.
  • the laser irradiation device 7 is obliquely inclined so that the laser irradiation direction D1 is inclined in the direction in which the laser L1 is separated from the main body of the unit cell 1, and the positive electrode tab is fixed so that the laser focus 8 is fixed at a predetermined position.
  • a laser irradiation device 7 irradiates the laser L1 in the laser irradiation direction D1 from the second side. In this initial position, the focal point 8 fixed at a predetermined position is positioned below the negative electrode tab 3, for example.
  • laser welding is performed by moving the laser irradiation device 7 in a direction D2 orthogonal to the laser irradiation direction D1 while the focus 8 of the laser irradiation device 7 is fixed. Due to the movement in the direction D2, the focal point 8 crosses the oblique joining surface 6.
  • FIG. 4 is a view of the assembled battery 5 shown in FIG. 3 as viewed from above, and shows an example of laser welding.
  • each of the positive electrode tab 2 and the negative electrode tab 3 is point-shaped (irradiated in the tab lead-out direction X from the vicinity of the main body of the second unit cell 1B toward the tip of each of the positive electrode tab 2 and the negative electrode tab 3.
  • Laser welding is performed on the locus 9a).
  • a plurality of welds having an irradiation locus 9a along the tab derivation direction X can be obtained, and at least one focal point 8 of the plurality of welds coincides with the joint surface 6 or in a very close state.
  • Laser welding is performed. Thereby, even when there is a positional shift in the stacking direction Z in the tab of the assembled battery, the tabs 2 and 3 can be reliably joined.
  • laser welding may be performed linearly in the tab lead-out direction X toward the tip of each of the positive electrode tab 2 and the negative electrode tab 3.
  • the focal point 8 since the focal point 8 always coincides with the joining surface 6 at any point of the linear irradiation locus, the positive electrode tab 2 and the negative electrode tab 3 can be firmly joined on the joining surface 6.
  • FIG. 5 is a view of the portion including the positive electrode tab 2 of the assembled battery 5 shown in FIG. 3 as seen from above, and shows another example of laser welding.
  • laser welding is performed linearly (irradiation locus 9b) in the tab width direction Y from one side of the positive electrode tab 2 to the other side, and the laser welding is offset in the tab derivation direction X. And do it multiple times.
  • the inclination direction of the tabs 2 and 3 with respect to the laser L1 is along the tab derivation direction X as illustrated.
  • FIG. 6 is a view showing a second embodiment of the tab welding method for an assembled battery according to the present invention.
  • the laser irradiation device 7 is arranged in an upright state so that the laser irradiation direction D1 is perpendicular to the horizontal plane 10.
  • the unit cells 1B and 1A that are adjacent to each other by the same method as in FIG. Then, the laser L1 is irradiated in the laser irradiation direction D1 by the laser irradiation device 7 from the positive electrode tab 2 side so that the focal point 8 of the laser is fixed at a predetermined position on the plane 11 parallel to the horizontal plane 10. In this initial position, the focal point 8 fixed at a predetermined position is positioned below the negative electrode tab 3, for example.
  • the laser irradiation device 7 is moved in the horizontal direction while the focus 8 of the laser irradiation device 7 is fixed. By this movement in the horizontal direction, the focal point 8 moves along the plane 11 and crosses the oblique joining surface 6. Further, the assembled battery 5 may be tilted in the opposite direction to the illustrated example so that the angle ⁇ is in the range of 0 to ⁇ 90 °. However, in this case, since the laser L1 from the laser irradiation device 7 is directed toward the main body of the unit cell 1, high-temperature heat from the laser L1 may be easily conducted to the main unit of the unit cell 1. Therefore, it is preferable to incline the assembled battery 5 so that the laser L1 does not face the main body side of the unit cell 1 as in the illustrated example.
  • FIG. 7 shows another example of a welding pattern of laser welding by the welding method shown in FIG. 3 or the welding method shown in FIG.
  • laser welding is performed in a zigzag manner so that a plurality of lines are diffracted linearly (irradiation locus 9c) in the tab width direction Y from one side of the positive electrode tab 2 to the other side.
  • the focal point 8 moves a plurality of times along the inclination direction of the tabs 2 and 3 in FIG. 6, the positive electrode tab 2 and the negative electrode tab 3 are always firmly joined at a plurality of points.
  • FIG. 8 shows still another example of the welding pattern of laser welding.
  • laser welding is performed in a linear and irregular shape (irradiation locus 9d) in the tab width direction Y from one side of the positive electrode tab 2 to the other side.
  • the laser L1 is moved in the tab width direction Y, so as to form a plurality of loops.
  • This irregular laser irradiation also causes the focal point 8 to cross the joint surface 6 a plurality of times, as in the example of FIG. 7, so that the positive electrode tab 2 and the negative electrode tab 3 have the focal point 8 and the joint surface 6. Matched at several points and firmly joined.
  • FIG. 9 is a view showing a third embodiment of the tab welding method for an assembled battery according to the present invention.
  • the laser irradiation device 7 is placed upright so that the laser irradiation direction D1 is vertical, and the single cells 1B and 1A are inclined along the tab width direction Y with respect to the laser irradiation direction D1. Is shown.
  • the laser L1 is irradiated in the laser irradiation direction D1 by the laser irradiation device 7 from the negative electrode tab 3 side so that the focus 8 of the laser is fixed at a predetermined position on the left inclined tabs 3 and 2, for example.
  • the focal point 8 fixed at a predetermined position is located, for example, on the left side of the positive electrode tab 2.
  • laser welding is performed by moving the laser irradiation device 7 in a direction D3 orthogonal to the laser irradiation direction D1 while the focal point 8 of the laser irradiation device 7 is fixed. Due to the movement in the direction D2, the focal point 8 crosses the obliquely joined surface 6 like the three focal points 8 shown in the figure aligned in the horizontal direction.
  • FIG. 10 shows an example of a welding pattern of laser welding by the welding method of FIG.
  • laser welding is performed in a dot shape (irradiation locus 9e) in the tab width direction Y from one side of the tabs 3 and 2 to the other side.
  • the irradiation locus 9e can obtain a plurality of welds along the tab width direction Y, and in a state where at least one focal point 8 of the plurality of welds coincides with the joint surface 6 or in a very close state.
  • Laser welding is performed. Thereby, even when there is a position shift in the stacking direction Z of the tabs of the assembled battery, the tabs 2 and 3 can be reliably joined.
  • laser welding may be performed linearly along the tab width direction Y.
  • the focal point 8 of the laser L1 is surely aligned with the joining surface 6 at any point, the positive electrode tab 2 and the negative electrode tab 3 can be firmly joined on the joining surface 6.
  • FIG. 11A laser welding is performed in a zigzag manner so that the rectangular tabs 2 and 3 having an inclination direction in the tab derivation direction X are folded back in a plurality of lines (irradiation locus 9f) in the tab width direction Y.
  • the welding pattern in the case is shown.
  • FIG. 11B shows laser welding in a zigzag manner so that a plurality of lines are diffracted linearly (irradiation locus 9g) in the tab derivation direction X into rectangular tabs 2 and 3 having an inclination direction in the tab width direction Y.
  • the welding pattern when performing is shown.
  • the tab 3 is omitted for the sake of brevity.
  • FIG. 11 (a) a portion where the tabs 2 and 3 are joined on the joining surface 6 is shown as a focusing portion 12.
  • the in-focus portion 12 obtained along the tab width direction Y is reduced, but it is possible to cope with a large variation in the stacking direction Z, compared to the welding pattern of FIG. 11 (b). It is advantageous.
  • the focus part 12 is arrange
  • the number of the focus parts 12 is the focus part 12 of the welding pattern of Fig.11 (a). More than the number of. Therefore, laser welding as in the welding pattern of FIG. 11B can secure a large number of in-focus portions 12 and increase the welding strength between the tabs. This is more advantageous than the welding pattern.
  • a lithium ion secondary battery is taken as an example of a film-clad battery, and the tab welding method has been described.
  • a battery that is an object of the present invention is not necessarily limited to a film-clad battery. It is not something.

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Abstract

正負のタブ（２，３）が外部に導出されてなる偏平な単電池（１）を複数積層した組電池（５）において、少なくとも２つのタブ（２，３）を重ね合わせてレーザ（Ｌ１）により互いに接合するタブの溶接方法が提供される。この溶接方法では、重ね合わせたタブ（２，３）の接合面（６）を、レーザ手段（７）のレーザ照射方向（Ｄ１）に対し斜交して配置する。次に、所定位置に焦点（８）を固定したレーザ手段（７）を、焦点（８）が接合面（６）を横切るようにレーザ照射方向（Ｄ１）と直交する方向（Ｄ２，Ｄ３）に移動しながら点状または線状にレーザ溶接を行う。

Description

タブ溶接方法
　本発明は、組電池のタブ同士を重ね合わせて溶接する方法に関する。
　レーザ溶接装置からのレーザの焦点位置ズレを補正するためのレーザ照射位置情報取得方法として特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載された方法では、定位置に固定したレーザヘッドから樹脂プレートの同一平面にレーザを複数箇所にわたって照射してＸＹ方向におけるレーザ照射位置情報を取得し、これと同様の手順を、樹脂プレートの高さを２回変更して行う。このようにして、ＸＹ方向におけるレーザ照射位置情報とともに、高さの異なるＺ方向のレーザ照射位置情報を取得することにより、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の各々についてレーザ焦点のズレ量を算出している。そして、Ｚ方向におけるレーザ焦点のズレ量に基づいて、レーザヘッドのＺ方向における位置を微調整することにより、レーザの焦点合わせを行っている。
　しかし、例えば、レーザ溶接を用いて単電池のタブ同士を接合しようとする場合には、タブの位置（厚さ方向の位置）が毎回異なる恐れがある。つまり、単電池内の正極シート、負極シートおよびセパレータの厚みのばらつきや電解液量により単電池全体の厚みがばらつくので、タブの位置が毎回異なる恐れがある。また、単電池のタブは非常に薄く構成されているため折れ曲がりやすく、これにより、タブの位置が異なることがある。また、同一タブ内でも場所によって接合位置が厚さ方向に異なることもある。
　従って、特許文献１に記載された方法を用いてタブ同士を接合しようとすると、Ｚ方向におけるレーザ焦点のズレ量の算出や、レーザヘッドのＺ方向における位置の微調整を伴うこととなり、接合時間が長くなって生産効率が著しく低下してしまうことが懸念される。
　本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、生産効率を低下させることなく、少なくとも１つのレーザの焦点がタブ同士の接合面に合わされた状態で組電池のタブ同士を接合するタブ溶接方法を提供するものである。
特開２０１２－５５９６０号公報
　本発明は、正負のタブが外部に導出されてなる偏平な単電池を複数積層した組電池において、少なくとも２つのタブを重ね合わせてレーザにより互いに接合するにあたり、重ね合わせたタブの接合面を、レーザ手段のレーザ照射方向に対し斜交して配置し、そして、所定位置に焦点を固定した上記レーザ手段を、上記焦点が上記接合面を横切るようにレーザ照射方向と直交する方向に移動しながら点状または線状にレーザ溶接を行うようにしたものである。
　本発明によれば、組電池のタブの積層方向における位置ズレがある場合にも、少なくとも１つのレーザの焦点がタブ同士の接合面に一致した状態でタブ同士を接合することができる。
単電池の一例としてラミネート型のリチウムイオン二次電池の概略構造を示す斜視図である。 本発明に係る組電池のタブ溶接方法の第１の実施例を示す斜視図である。 図２に示した組電池を模式的に示す図である。 図３に示した組電池を上から見た図である。 図３に示した組電池の正極タブを含む部分を上から見た図である。 本発明に係る組電池のタブ溶接方法の第２の実施例を示す図である。 図３に示した溶接方法もしくは図６に示した溶接方法によるレーザ溶接の溶接パターンの他の例を示す図である。 レーザ溶接の溶接パターンのさらに他の例を示す図である。 本発明に係る組電池のタブ溶接方法の第３の実施例を示す図である。 図９の溶接方法によるレーザ溶接の溶接パターンの一例を示す図である。 （ａ），（ｂ）は、長方形のタブに複数回折り返すようにしてジグザグにレーザ溶接を行う場合の溶接パターンを示す図である。
　図１、図２および図３に基づいて、本発明に係るタブ溶接方法の一実施例を説明する。図１は、本発明に係る組電池のタブ溶接方法が適用されるフィルム外装電池の一例としてリチウムイオン二次電池１の概略構造を示しており、この二次電池１（以下、単に「単電池」という。）は、例えば、電気自動車のリチウムイオンバッテリパックを構成する単電池として用いられる。
　図１に示すように、単電池１は、正極側の電極端子としての正極タブ２と負極側の電極端子としての負極タブ３とが外部に導出された状態で上下二枚のラミネートフィルム４ａ，４ｂからなる矩形状のラミネートフィルム外装体４にて収納密閉されている。ラミネートフィルム外装体４の内部には、電極としての正極ならびに負極とこれら両者の間に介在するセパレータとを複数積層してなる電池要素（発電要素）である積層体が電解液とともに収容されていて、ラミネートフィルム外装体４の四周が熱溶着により気密に封止されている。
　ここで、以下の説明の便宜のために、タブ２，３の導出方向である図１のＸ方向を「タブ導出方向」と定義し、Ｘ方向と直交するＹ方向を「タブ幅方向」と定義し、さらに、Ｘ方向およびＹ方向と直交するＺ方向を「積層方向」と定義する。
　図２は、正極タブ２と負極タブ３とが積層方向Ｚに互いに交互に配置されるようにして単電池１を複数積層してなる組電池５を示す図である。ここで、複数積層された単電池１を上から順に第１の単電池１Ａ、第２の単電池１Ｂ、第３の単電池１Ｃ・・・とする。図２に示す例では、第１の単電池１Ａの負極タブ３を第２の単電池１Ｂの正極タブ２に接合し、さらに、第２の単電池１Ｂの負極タブ３を第３の単電池１Ｃの正極タブ２に接合するようにして、このタブ２，３同士の接合を千鳥状に積層方向Ｚに順次繰り返すことによって直列型の組電池５が構成される。
　図３は、一例として図２の第２の単電池１Ｂの正極タブ２と第１の単電池１Ａの負極タブ３との溶接方法を示す図である。最初に、第２の単電池１Ｂを第１の単電池１Ａに隣接させて両者を水平方向に配置し、第２の単電池１Ｂの正極タブ２と第１の単電池１Ａの負極タブ３とを重ね合わせる。ここで、第２の単電池１Ｂの正極タブ２と第１の単電池１Ａの負極タブ３との境界面が溶接すべき接合面６となる。次に、単電池１の本体部からレーザＬ１が離間する方向にレーザ照射方向Ｄ１を傾けるようにしてレーザ照射装置７を斜交させ、所定位置にレーザの焦点８を固定するようにして正極タブ２側からレーザ照射装置７によりレーザＬ１をレーザ照射方向Ｄ１へと照射する。この初期位置では、所定位置に固定された焦点８は、例えば負極タブ３の下方に位置する。次に、レーザ照射装置７の焦点８を固定した状態のまま、レーザ照射方向Ｄ１と直交する方向Ｄ２にレーザ照射装置７を移動してレーザ溶接を行う。この方向Ｄ２への移動により、焦点８は、斜交した接合面６を横切っていく。
　図４は、図３に示した組電池５を上から見た図であり、レーザ溶接の一例を示している。この例では、正極タブ２および負極タブ３の各々における第２の単電池１Ｂの本体部の近くから正極タブ２および負極タブ３の各々の先端部に向かってタブ導出方向Ｘに点状（照射軌跡９ａ）にレーザ溶接を行う。これにより、照射軌跡９ａがタブ導出方向Ｘに沿った複数の溶接部を得ることができ、これら複数の溶接部のうち少なくとも１つの焦点８が接合面６に一致した状態もしくは極めて近接した状態でレーザ溶接がなされる。これにより、組電池のタブにおける積層方向Ｚの位置ズレがある場合にも、タブ２，３同士を確実に接合することができる。
　また、正極タブ２および負極タブ３の各々の先端部に向かってタブ導出方向Ｘに線状にレーザ溶接を行うようにしてもよい。この場合には、線状の照射軌跡のいずれかの箇所で焦点８が接合面６に必ず一致するので、接合面６において正極タブ２と負極タブ３とを堅固に接合することができる。
　図５は、図３に示した組電池５の正極タブ２を含む部分を上から見た図であり、レーザ溶接の他の例を示している。この例では、正極タブ２の一方の側部側から他方の側部側へとタブ幅方向Ｙに線状（照射軌跡９ｂ）にレーザ溶接を行い、このレーザ溶接をタブ導出方向Ｘへとオフセットさせて複数回行う。なお、レーザＬ１に対するタブ２，３の傾斜方向は、図示するように、タブ導出方向Ｘに沿っている。これにより、照射軌跡９ｂがタブ幅方向Ｙに沿った複数の連続的な長い溶接部を得ることができ、これら複数の溶接部のうち焦点８が接合面６に一致もしくは最も近くにある溶接部によって、タブ２，３同士をタブ幅方向Ｙに沿って長く接合することができる。従って、より強固な接合が得られる。
　図６は、本発明に係る組電池のタブ溶接方法の第２の実施例を示す図である。まず、水平面１０に対してレーザ照射方向Ｄ１が垂直になるようにレーザ照射装置７を直立した状態に配置する。次に、図３と同様の方法で隣接させた単電池１Ｂ，１Ａを、水平面１０に対し角度α（０～９０°）だけアクチュエータを用いて傾ける。そして、水平面１０と平行な平面１１上にある所定位置にレーザの焦点８を固定するようにして正極タブ２側からレーザ照射装置７によりレーザＬ１をレーザ照射方向Ｄ１へと照射する。この初期位置では、所定位置に固定された焦点８は、例えば負極タブ３の下方に位置する。次に、レーザ照射装置７の焦点８を固定した状態のまま、水平方向にレーザ照射装置７を移動する。この水平方向への移動により、焦点８は、平面１１に沿って移動し、斜交した接合面６を横切っていく。また、角度αが０～－９０°の範囲となるように図示例とは逆向きに組電池５を傾けてもよい。ただし、この場合には、レーザ照射装置７からのレーザＬ１が単電池１の本体部側に向くので、レーザＬ１による高温の熱が単電池１の本体部へと伝導し易くなる恐れがある。従って、図示例のように、組電池５を傾けて単電池１の本体部側にレーザＬ１が向かないようにすることが好ましい。
　図７は、図３に示した溶接方法もしくは図６に示した溶接方法によるレーザ溶接の溶接パターンの他の例を示している。この例では、正極タブ２の一方の側部側から他方の側部側へとタブ幅方向Ｙに線状（照射軌跡９ｃ）に複数回折り返すようにしてジグザグにレーザ溶接を行う。このレーザ溶接では、図６において、焦点８がタブ２，３の傾斜方向に沿って複数回移動するので、正極タブ２と負極タブ３とは、必ず複数の点で堅固に接合される。
　図８は、レーザ溶接の溶接パターンのさらに他の例を示している。この例では、正極タブ２の一方の側部側から他方の側部側へとタブ幅方向Ｙに線状でかつ不規則な形状（照射軌跡９ｄ）にレーザ溶接を行う。例えば、タブ幅方向ＹへとレーザＬ１を移動するにつれて複数のループを形成するようにしてレーザＬ１を移動する。この不規則な形状のレーザ照射も、図７の例と同様に、焦点８が接合面６を複数回横切ることになるので、正極タブ２と負極タブ３とは、焦点８が接合面６と複数の点で一致して堅固に接合される。
　図９は、本発明に係る組電池のタブ溶接方法の第３の実施例を示す図である。この実施例は、レーザ照射方向Ｄ１が垂直になるようにレーザ照射装置７を直立した状態に配置し、レーザ照射方向Ｄ１に対し単電池１Ｂ，１Ａをタブ幅方向Ｙに沿って傾斜させた例を示している。この例では、例えば左側の傾斜したタブ３，２において、所定位置にレーザの焦点８を固定するようにして負極タブ３側からレーザ照射装置７によりレーザＬ１をレーザ照射方向Ｄ１へと照射する。この初期位置では、所定位置に固定された焦点８は、例えば正極タブ２の左側に位置する。次に、レーザ照射装置７の焦点８を固定した状態のまま、レーザ照射方向Ｄ１と直交する方向Ｄ３にレーザ照射装置７を移動してレーザ溶接を行う。この方向Ｄ２への移動により、焦点８は、水平方向に整列した図示の３つの焦点８のように、斜交した接合面６を横切っていく。
　図１０は、図９の溶接方法によるレーザ溶接の溶接パターンの一例を示している。この例では、タブ３，２の一方の側部側から他方の側部側へとタブ幅方向Ｙに点状（照射軌跡９ｅ）にレーザ溶接を行う。これにより、照射軌跡９ｅがタブ幅方向Ｙに沿った複数の溶接部を得ることができ、これら複数の溶接部のうち少なくとも１つの焦点８が接合面６に一致した状態もしくは極めて近接した状態でレーザ溶接がなされる。これにより、組電池のタブの積層方向Ｚにおける位置ズレがある場合にも、タブ２，３同士を確実に接合することができる。
　また、図１０において、タブ幅方向Ｙに沿って線状にレーザ溶接を行うようにしてもよい。この場合には、レーザＬ１の焦点８が、いずれかの箇所で接合面６に確実に一致するので、接合面６において正極タブ２と負極タブ３とを堅固に接合することができる。
　図１１（ａ）は、タブ導出方向Ｘに傾斜方向を有した長方形のタブ２，３に、タブ幅方向Ｙに線状（照射軌跡９ｆ）に複数回折り返すようにしてジグザグにレーザ溶接を行う場合の溶接パターンを示している。また、図１１（ｂ）は、タブ幅方向Ｙに傾斜方向を有した長方形のタブ２，３に、タブ導出方向Ｘに線状（照射軌跡９ｇ）に複数回折り返すようにしてジグザグにレーザ溶接を行う場合の溶接パターンを示している。図１１では、図を簡潔にするためにタブ３が省略されている。また、タブ２，３同士が接合面６上で接合されている箇所を合焦部１２として示している。図１１（ａ）では、タブ幅方向Ｙに沿って得られる合焦部１２が少なくなるが、積層方向Ｚの大きなばらつきに対応することができる点で、図１１（ｂ）の溶接パターンよりも有利である。また、図１１（ｂ）では、合焦部１２がタブ導出方向Ｘに沿って不規則に配置されるが、合焦部１２の数が、図１１（ａ）の溶接パターンの合焦部１２の数よりも多くなる。従って、図１１（ｂ）の溶接パターンのようにレーザ溶接を行う方が、合焦部１２の数を多く確保し、タブ同士の溶接強度を増加させることができる点で、図１１（ａ）の溶接パターンよりも有利である。
　なお、上記各実施例の形態では、タブ同士を直接に接触させてレーザ溶接を行う例を説明したが、２つのタブの間にクラッド材を介在させてレーザ溶接を行うようにしてもよい。
　また、上記各実施例の形態では、フィルム外装電池の一例としてリチウムイオン二次電池を例にとり、そのタブの溶接方法について説明したが、本発明の対象となる電池は必ずしもフィルム外装電池に限定されるものではない。

Claims (7)

  1. 　正負のタブが外部に導出されてなる偏平な単電池を複数積層した組電池において、少なくとも２つのタブを重ね合わせてレーザにより互いに接合するタブの溶接方法であって、
    　重ね合わせたタブの接合面を、レーザ手段のレーザ照射方向に対し斜交して配置し、所定位置に焦点を固定した上記レーザ手段を、上記焦点が上記接合面を横切るようにレーザ照射方向と直交する方向に移動しながら点状または線状にレーザ溶接を行うタブ溶接方法。
  2. 　水平面と平行にタブの接合面を配置し、レーザ手段のレーザ照射方向を垂直方向に対し傾けた請求項１に記載のタブ溶接方法。
  3. 　単電池の本体部からレーザが離間する方向に上記レーザ照射方向を傾けた請求項２に記載のタブ溶接方法。
  4. 　上記接合面を水平面に対し斜交して配置し、レーザ手段を水平方向に移動する請求項１に記載のタブ溶接方法。
  5. 　タブが下方となるようにアクチュエータを用いて組電池を傾ける請求項４に記載のタブ溶接方法。
  6. 　複数回折り返した線状の照射軌跡となるようにレーザ手段を移動する請求項１～４のいずれかに記載のタブ溶接方法。
  7. 　単電池がラミネート型単電池である請求項１～４のいずれかに記載のタブ溶接方法。
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