WO2023189626A1 - 二次電池 - Google Patents

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WO2023189626A1
WO2023189626A1 PCT/JP2023/010192 JP2023010192W WO2023189626A1 WO 2023189626 A1 WO2023189626 A1 WO 2023189626A1 JP 2023010192 W JP2023010192 W JP 2023010192W WO 2023189626 A1 WO2023189626 A1 WO 2023189626A1
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WO
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recess
uneven pattern
secondary battery
terminal
thickness direction
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Application number
PCT/JP2023/010192
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English (en)
French (fr)
Inventor
秀和 村上
宏宣 小林
和幸 橋本
Original Assignee
株式会社村田製作所
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/533—Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/564—Terminals characterised by their manufacturing process
    • H01M50/566—Terminals characterised by their manufacturing process by welding, soldering or brazing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present disclosure relates to secondary batteries.
  • Patent Document 1 discloses an ultrasonic welding apparatus that has an anvil on which stacked workpieces to be welded are placed, and a horn that presses the workpieces to be welded to join them.
  • the contact surface of the horn that contacts the target workpiece has a concavo-convex region in which a concave or convex pattern is formed, and a margin region around the concavo-convex region where no concavity or convexity is formed.
  • the vibration of the horn may not be sufficiently transmitted to the workpieces to be welded, and the welding state of the workpieces to be welded may not be stable.
  • the present disclosure has been made in view of the above, and aims to stabilize the bonding state between a plurality of current collectors and terminals in a secondary battery.
  • the secondary battery of the present disclosure includes a laminate in which a plurality of electrodes are stacked, a plurality of current collectors electrically connected to each of the plurality of electrodes, and a plurality of current collectors joined to the plurality of current collectors.
  • a plate-shaped terminal, the outer surface of the joint between the plurality of current collectors and the terminal has a shape in the thickness direction of the terminal in a plan view when viewed along the thickness direction of the terminal;
  • a first concave portion recessed along the terminal and a first convex portion protruding along the thickness direction of the terminal have a plurality of first concavo-convex patterns arranged adjacent to each other from the center to the peripheral edge of the terminal. In a first direction perpendicular to the thickness direction, the first recess at the center of the first uneven pattern is deeper than the first recess closest to the periphery of the first uneven pattern.
  • the secondary battery of the present disclosure it is possible to stabilize the bonding state between the plurality of current collectors and the terminals.
  • FIG. 1 is a plan view of a secondary battery according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the secondary battery along line II-II.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a process of joining a positive electrode terminal and a plurality of current collectors.
  • FIG. 4 is a plan view of the pressing surface of the horn.
  • FIG. 5 is a side view of the horn.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the horn along line VI-VI.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the horn along line VII-VII.
  • FIG. 8 is a plan view of a joint between a positive electrode terminal and a plurality of current collectors.
  • FIG. 9 is an enlarged view of the compressed region in plan view when the joint portion is viewed along the thickness direction of the positive electrode terminal.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the joint along line XX.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the joint section along line XI-XI.
  • FIG. 12 is a plan view of the positive terminal on the opposite side of the compression region in the compression direction.
  • FIG. 13 is an enlarged view of the second uneven pattern.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the positive electrode terminal along line XIV-XIV.
  • FIG. 15 is a plan view of the pressing surface of the horn of the comparative example.
  • FIG. 16 is a diagram showing a side view of a horn of a comparative example.
  • the Z direction shown in the drawings is a direction along the compression direction of the joint J described later
  • the X direction is a direction perpendicular to the Z direction
  • the Y direction is a direction perpendicular to the Z direction and the X direction. Note that the X, Y, and Z directions are just examples, and the present disclosure is not limited to these directions.
  • the compression direction of the joint J corresponds to the thickness direction of the plate-shaped positive electrode terminal 20, which will be described later.
  • FIG. 1 is a plan view of the secondary battery according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the secondary battery along line II-II.
  • the secondary battery 1 is, for example, a lithium ion battery. As shown in FIG. 1, the secondary battery 1 includes a laminate 10, a positive terminal 20, a negative terminal 30, an exterior body 40, and a current collector 50.
  • the laminate 10 is housed in an exterior body 40. As shown in FIG. 2, the laminate 10 has a laminate structure and has a plurality of sheet-like positive electrodes 11 and a plurality of negative electrodes 12, each of which is alternately laminated with a separator 13 in between. has been done.
  • the positive electrode terminal 20 has a plate shape with an L-shaped cross section and a bent surface 21, and one end portion including the bent surface 21 is located inside the exterior body 40. The other end of the positive electrode terminal 20 is located outside the exterior body 40. Note that the positive electrode terminal 20 may have a plate shape that is not bent.
  • the positive electrode terminal 20 is electrically connected to each of the plurality of positive electrodes 11 via the plurality of current collectors 50.
  • Current collector 50 is metal foil.
  • the positive electrode terminal 20 and the current collector 50 are made of the same metal (for example, aluminum).
  • the outer surface of the current collector 50 electrically connected to the positive electrode terminal 20 has a compressed region R, which will be described later.
  • the negative electrode terminal 30 Similar to the positive electrode terminal 20, the negative electrode terminal 30 has an L-shaped cross section with a bent surface, and one end including the bent surface is located inside the exterior body 40. The other end of the negative electrode terminal 30 is located outside the exterior body 40.
  • the negative electrode terminal 30 is electrically connected to each of the plurality of negative electrodes 12 via the plurality of current collectors 50.
  • the negative electrode terminal 30 and the current collector 50 are each made of the same metal (for example, copper).
  • the outer surface of the current collector 50 electrically connected to the negative electrode terminal 30 has a compressed region R described later, similar to the current collector 50 electrically connected to the positive electrode terminal 20.
  • the exterior body 40 has an accommodating portion 41 that accommodates the laminate 10 and a flange portion 42 around the accommodating portion 41.
  • the accommodating portion 41 accommodates an electrolyte (for example, a non-aqueous electrolyte).
  • the exterior body 40 is formed by folding back a single film.
  • the accommodating portion 41 is formed by forming a portion of the film into a convex shape, for example, by press working.
  • a flange portion 42 is formed by joining the overlapping portions of the films around the accommodating portion 41 to prevent leakage of electrolyte.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a process of joining a positive electrode terminal and a plurality of current collectors.
  • the positive electrode terminal 20 and the plurality of current collectors 50 are bonded using the ultrasonic bonding machine 2.
  • the ultrasonic bonding machine 2 includes a horn 3 having a pressing surface 3a that presses a workpiece, an anvil 4 that supports the workpiece, and an ultrasonic vibration generator 5 that applies ultrasonic vibrations to the horn 3.
  • the horn 3 presses the positive electrode terminal 20 and the plurality of current collectors 50 along the pressing direction.
  • the pressing direction corresponds to the thickness direction of the positive electrode terminal 20. Further, the horn 3 vibrates along a vibration direction perpendicular to the pressing direction.
  • FIG. 4 is a plan view of the pressing surface of the horn.
  • FIG. 5 is a side view of the horn.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the horn along line VI-VI.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the horn along line VII-VII.
  • a plurality of protrusions 3b are arranged adjacent to each other from the center to the periphery in a plan view when viewing the pressing surface 3a along the pressing direction.
  • the pressing surface 3a of the horn 3 extends along a straight line L1 perpendicular to the vibration direction of the horn 3 in plan view.
  • the plurality of protrusions 3b are arranged so that the pressing surface 3a has a line-symmetrical shape with the straight line L1 as the axis of symmetry.
  • the plurality of protrusions 3b have a rectangular bottom surface, and the width becomes smaller toward the protruding end.
  • the sides of the bottom surfaces of the plurality of adjacent protrusions 3b are in contact with each other. Further, as shown in FIGS. 5, 6, and 7, the plurality of protrusions 3b are arranged such that the bottom surfaces of each are located on a plane S perpendicular to the pressing direction.
  • the plurality of protrusions 3b are arranged such that the diagonal line of the bottom surface is parallel to the straight line L1 in plan view.
  • the protrusion 3b whose upper surface overlaps the straight line L1 in plan view will be referred to as a first protrusion 3b1
  • the protrusions 3b on both sides of the first protrusion 3b1 in the vibration direction will be referred to as second protrusions. It is called 3b2.
  • the pressing surface 3a of the horn 3 has an arc C that passes through the periphery of the pressing surface 3a in the vibration direction and is convex in the pressing direction, when viewed from the side.
  • the first protrusion 3b1 does not overlap the arc C in side view.
  • the first protrusion 3b1 has a truncated cone shape with a quadrangular upper surface. As shown in FIGS. 5 and 6, the upper surface and peripheral side surface of the first protrusion 3b1 are linear in cross-sectional view.
  • the second protrusion 3b2 has an arc shape along the arc C when viewed from the side. That is, as shown in FIGS. 6 and 7, the upper surface and peripheral side surface of the second protrusion 3b2 have a shape along the arc C in cross-sectional view. Specifically, the second protrusion 3b2 has the same truncated conical shape as the first protrusion 3b1, with its upper surface side cut off by a curved surface having an arc C in side view. Thereby, the heights H2a and H2b of the second protrusion 3b2 are lower than the height H1 of the first protrusion 3b1.
  • the second protrusions 3b2 closer to the periphery of the pressing surface 3a in the vibration direction have a lower height.
  • the second protrusion 3b2 shown in FIG. 6 is closer to the periphery of the pressing surface 3a in the vibration direction than the second protrusion 3b2 shown in FIG. 7, and the height H2b of the second protrusion 3b2 shown in FIG. is lower than the height H2a of the second protrusion 3b2 shown in FIG.
  • a plurality of protrusions are arranged adjacent to each other.
  • the shape of the plurality of protrusions of the anvil 4 may be the same as or different from the shape of the first protrusion 3b1 of the horn 3.
  • the positive electrode terminal 20 and the plurality of current collectors 50 are joined. As shown in FIG. 3, the positive electrode terminal 20 is placed on the anvil 4 so that the surface opposite to the bent surface 21 is in contact with the anvil 4. Further, a plurality of current collectors 50 are arranged on the folded surface 21 of the positive electrode terminal 20 in a superimposed manner.
  • the plurality of current collectors 50 are pressed by the horn 3, and the horn 3 further vibrates, so that the positive electrode terminal 20 and the plurality of current collectors 50 are joined, and a joint J is formed.
  • the negative electrode terminal 30 and the plurality of current collectors 50 are similarly bonded using the ultrasonic bonding machine 2 to form a bonded portion J.
  • FIG. 8 is a plan view of a joint between a positive electrode terminal and a plurality of current collectors. Specifically, FIG. 8 is a plan view of the joint J as seen along the thickness direction of the positive electrode terminal 20.
  • the outer surface of the joint J has a compression region R in which the positive electrode terminal 20 and the plurality of current collectors 50 are compressed in the compression direction (+Z direction) along the pressing direction by being pressed by the horn 3. .
  • FIG. 9 is an enlarged view of the compressed region in plan view when the joint J is viewed along the thickness direction of the positive electrode terminal 20. Specifically, FIG. 9 shows a state in which the compressed region R is enlarged at a magnification of 20 times.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the joint along line XX.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the joint section along line XI-XI.
  • the compressed region R has a first uneven pattern P1 shown in FIG. 9 from the center to the periphery in a plan view when the joint J is viewed along the thickness direction of the positive electrode terminal 20.
  • the compressed region R has the first uneven pattern P1 throughout.
  • the first uneven pattern P1 exists over the entire compressed region R. That is, the periphery of the first uneven pattern P1 coincides with the periphery of the compressed region R in plan view.
  • a plurality of protrusions 3b are arranged on the pressing surface 3a of the horn 3 from the center to the periphery in plan view, and in the joining process, the pressing surface 3a of the horn 3 and the current collector 50 are in contact with each other.
  • the plurality of current collectors 50 and hence the positive electrode terminal 20 vibrate.
  • the vibration of the horn 3 is efficiently transmitted to the current collector 50 and eventually to the positive electrode terminal 20, and the first uneven pattern P1 is formed from the center of the compression region R to the periphery. Therefore, the bonding state between the plurality of current collectors 50 and the positive electrode terminal 20 can be stabilized.
  • first uneven pattern P1 a plurality of first concave portions D1 that are depressed along the compression direction (thickness direction of the positive electrode terminal 20) and first convex portions T1 that protrude along the compression direction are arranged adjacent to each other.
  • the outer surface of the first uneven pattern P1 roughly follows the pressing surface 3a of the horn 3.
  • the first uneven pattern P1 extends along the straight line L2 perpendicular to the first direction W1 in plan view.
  • the first direction W1 is parallel to the X direction and substantially along the vibration direction.
  • the straight line L2 is parallel to the Y direction and is located approximately at the center of the first uneven pattern P1 in the first direction W1.
  • the first uneven pattern P1 has a line-symmetrical shape with the straight line L2 as the axis of symmetry in plan view.
  • the vibration of the horn 3 is efficiently transmitted to the plurality of current collectors 50 and the positive electrode terminal 20. Therefore, the bonding state between the plurality of current collectors 50 and the positive electrode terminal 20 can be further stabilized.
  • a line-symmetrical shape means that when an observer observes the first uneven pattern P1 at a magnification of 20 times along the thickness direction of the positive electrode terminal 20, the first uneven pattern P1 has a line-symmetrical shape. It has a shape that allows the observer to recognize that it is.
  • the first recess D1 is formed by the first protrusion 3b1 and the second protrusion 3b2 of the horn 3. Specifically, among the three first recesses D1 shown in FIG. 10, the first recess D1 located at the center in the first direction W1 is formed by the first protrusion 3b1 of the horn 3, and The first recess D1 located outside the center is formed by the second protrusion 3b2 shown in FIG. The three first recesses D1 shown in FIG. 10 are lined up along the first direction W1. That is, the first recesses D1 are located on both sides of the first recess D1 located at the center of the first uneven pattern P1 in the first direction W1. Further, the first recess D1 shown in FIG.
  • first recesses D1 shown in FIG. 11 are lined up along the first direction W1. Note that the number of first recesses D1 arranged along the first direction W1 may be four or more.
  • the height of the second protrusion 3b2 of the horn 3 is lower than the height of the first protrusion 3b1. Furthermore, the height of the second protrusion 3b2 decreases as it approaches the periphery of the pressing surface 3a in the vibration direction. Therefore, as shown in FIGS. 10 and 11, when the straight line L3 connecting the peripheral edge E of the first uneven pattern P1 on both sides of the first direction W1 is used as a reference, the center of the first direction W1 among the plurality of first recesses D1 The bottom depth of the first recess D1 located at is the deepest. Then, the depth of the bottom of the first recess D1 becomes shallower as it approaches the peripheral edge E of the first uneven pattern P1 in the first direction W1.
  • the bottom B1 of the first recess D1 located at the center of the first direction W1 shown in FIG.
  • the bottom B2 of the first recess D1 on the outside and the bottom B3 of the first recess D1 on the outside of the center in the first direction W1 shown in FIG. It is close to the periphery E.
  • the depth of the bottom B1, the depth of the bottom B2, and the depth of the bottom B3 become shallower in this order.
  • the depth of the first recess D1 located at the center of the first uneven pattern P1 is the same as that of the first recess closest to the periphery E of the first uneven pattern P1. Deeper than the depth of D1.
  • the compression ratio of the joint J at the bottom of the first recess D1 decreases as it approaches the peripheral edge E of the first concavo-convex pattern P1. That is, in the joining process, damage to the current collector 50 at the periphery of the compressed region R in the vibration direction is suppressed. Therefore, the bonding state between the plurality of current collectors 50 and the positive electrode terminal 20 can be further stabilized.
  • the second protruding portion 3b2 of the horn 3 has a circular arc shape along the circular arc C passing through the periphery of the pressing surface 3a in the vibration direction in cross-sectional view. Therefore, as shown in FIG. 10, in the first recess D1 that is located outside the center in the first direction W1 and spans the periphery E of the first uneven pattern P1, the periphery E and bottom B3 of the first uneven pattern P1 The outer surface connecting the two has an arcuate cross-section approximately along the arc C.
  • the cross-sectional shape of a circular arc means that when an observer observes the cross-sectional shape of the joint J at a magnification of 20 times, the observer recognizes that the line corresponding to the outer surface is circular. It is a shape that can be used.
  • the two first recesses D1 extending over the periphery E of the first uneven pattern P1 are on both sides of the first recess D1 in the center of the first uneven pattern P1.
  • the surface has an arc-shaped cross section that roughly follows the arc C.
  • the compression ratio of the joint J becomes lower from the bottom toward the periphery E of the first uneven pattern P1. That is, in the joining process, damage to the current collector 50 at the periphery of the compressed region R in the vibration direction is suppressed. Therefore, the bonding state between the plurality of current collectors 50 and the positive electrode terminal 20 can be further stabilized.
  • the first protruding portion 3b1 of the horn 3 has a flat top surface. Therefore, the bottom B1 of the first recess D1, which overlaps the straight line L2 in FIG. 9 and is located at the center in the first direction W1 shown in FIG. 10, has a planar shape.
  • the planar shape refers to a range having a predetermined surface roughness or less that is sufficiently smaller than the step between the peripheral edge E of the bottom B1 of the first recess U1 in the Z direction and the bottom B1.
  • the sufficiently small predetermined surface roughness is 1/10 or less of the level difference between the peripheral edge E of the bottom B1 of the first recess D1 in the Z direction and the bottom B1.
  • the surface roughness can be measured by measuring and analyzing the three-dimensional shape of the surface of the bottom B1 using a non-contact surface roughness measuring device such as a laser microscope.
  • the non-contact surface roughness measuring instrument is set to have a magnification of 200 times, and a measurement range of 0.05 mm in diameter near the center of the bottom B1 of the first recess D1, so that the surface roughness can be measured. It will be done. For example, when the measured roughness Ry ( ⁇ m) is 20 ( ⁇ m) or less, it can be determined that the bottom B1 is planar. Note that the roughness Ry is the maximum height specified in JIS B 0601 (1994) and JIS B 0031 (1994).
  • the portion of the joint J having a high compression ratio at the center in the first direction W1 is compressed into a planar shape. That is, in the joining process, damage to the current collector 50 is suppressed at the joint J where the compression ratio is high in the center of the first direction W1. Therefore, the bonding state between the plurality of current collectors 50 and the positive electrode terminal 20 can be further stabilized.
  • FIG. 12 is a plan view of the positive electrode terminal on the opposite side to the compression region R in the compression direction.
  • the opposite surface of the positive electrode terminal 20, which is opposite to the compressed region R in the compression direction (thickness direction of the positive electrode terminal 20), has a second uneven pattern P2.
  • FIG. 13 is an enlarged view of the second uneven pattern.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the positive electrode terminal along line XIV-XIV.
  • the second concavo-convex pattern P2 has a plurality of second concave portions D2 that are depressed along the compression direction and a plurality of second convex portions T2 that protrude along the compression direction.
  • the second recess D2 has a rectangular shape in plan view.
  • the second uneven pattern P2 follows the shape of a plurality of protrusions lined up on the outer surface of the anvil 4.
  • the plurality of current collectors 50 and the negative electrode terminal 30 are joined together in the same manner as the plurality of current collectors 50 and the positive electrode terminal 20 are joined together. That is, in the joint J between the plurality of current collectors 50 and the negative electrode terminal 30, the compressed region R, the first uneven pattern P1, and the A two-concave and convex pattern P2 is formed. Note that in the joint J between the plurality of current collectors 50 and the negative electrode terminal 30, the compression direction of the joint J corresponds to the thickness direction of the plate-shaped negative electrode terminal 30.
  • junction J between the plurality of current collectors 50 and the positive electrode terminal 20 when the horn 3 is used has been described above as an example.
  • the joint J between the plurality of current collectors 50 and the positive electrode terminal 20 will be described as a comparative example when a horn 6 of a comparative example different from the horn 3 of the above embodiment is used.
  • FIG. 15 is a plan view of the pressing surface of the horn 6 of the comparative example.
  • FIG. 16 is a side view of the horn 6 of the comparative example.
  • the pressing surface 6a of the horn 6 of the comparative example extends along the straight line L4 perpendicular to the vibration direction in plan view, similarly to the horn 3 of the above-described embodiment.
  • a plurality of protrusions 6b in the shape of a truncated pyramid whose bottom surface is a regular square are arranged adjacent to each other.
  • the pressing surface 6a of the horn 6 of the comparative example does not have a circular arc when viewed from the side. Therefore, the heights of the plurality of protrusions 6b in the horn 6 of the comparative example are all the same, and the upper surfaces of the plurality of protrusions 6b are all flat.
  • a proper bonded state is a state in which the bonded portion J is not damaged and the bonded portion J has a desired bonding strength.
  • the positive electrode terminal 20 is made of aluminum and has a thickness of 200 ⁇ m.
  • the current collector 50 is made of aluminum and has a thickness of 10 ⁇ m. Further, the number of current collectors 50 is twenty.
  • the pressing force is 650 N
  • the frequency of vibration is 19.15 kHz
  • the amplitude of vibration is 30% of the maximum amplitude of the ultrasonic bonding machine 2. Selected from up to 65%.
  • the pushing amount at which a proper bonding state was obtained was 90 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the second bonding condition is that the materials of the negative electrode terminal 30 and the current collector 50 are copper.
  • the number of current collectors 50 is twenty.
  • the pressing force is 850 N
  • the vibration amplitude is selected from 30% to 90% of the maximum amplitude of the ultrasonic bonding machine 2.
  • Other conditions are the same as the first bonding conditions.
  • the pushing amount at which a proper bonding state was obtained was 140 ⁇ m or more and 220 ⁇ m or less.
  • the laminate 10 may be of a rolled type. Further, the laminate 10 may constitute an all-solid battery. In this case, the laminate 10 has a positive electrode and a negative electrode, and the housing section 41 houses a solid electrolyte.
  • the outer surface of the first recess D1 connecting the peripheral edge E of the first uneven pattern P1 and the bottom of the first recess D1 has a circular cross section. It may also have a shape other than an arc (for example, a straight cross section).
  • the bottom of the first recess D1 located at the center in the first direction W1 may have an angular cross section or an arcuate cross section.
  • the first uneven pattern P1 may have an asymmetrical shape with respect to the straight line L2.
  • the first uneven pattern P1 may have a shape extending along a direction other than the Y direction in a plan view, may have a square shape in a plan view, or may have a circular shape in a plan view.

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Abstract

二次電池において、複数の集電体と端子との接合状態の安定化を図ること。二次電池は、複数の電極が積層されている積層体と、複数の電極それぞれと電気的に接続されている複数の集電体と、複数の集電体と接合されている板状の端子と、を備え、複数の集電体と端子との接合部の外表面は、端子の厚み方向に沿って見たときの平面視において、厚み方向に沿って窪む第１凹部と厚み方向に沿って突出する第１凸部とが、互いに隣接して複数並んでいる第１凹凸パターンを中央から周縁まで有しており、厚み方向と直交する第１方向において、第１凹凸パターンの中央部にある第１凹部の深さは、第１凹凸パターンの周縁に最も近い第１凹部の深さより深い。

Description

二次電池
　本開示は、二次電池に関する。
　特許文献１には、重ね合わせられた接合対象ワークを載置するアンビルと、接合対象ワークを押圧して接合対象を接合するホーンとを有する超音波接合装置が開示されている。対象ワークに接触するホーンの接触面には、凹又は凸のパターンが形成されている凹凸領域と、凹凸領域の周囲にある凹又は凸が形成されていないマージン領域とがある。マージン領域があることで、接合時にホーンから接合対象ワークに作用する力が、接触面の周縁部が当たる接合対象ワークの部位に集中せず、接合対象ワークの破損を防ぐことができる。
特開２０１２－１２５８０１号公報
　しかしながら、マージン領域があることで、ホーンの振動が接合対象ワークに十分に伝達されず、接合対象ワークの接合状態が安定しない可能性がある。
　本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、二次電池において、複数の集電体と端子との接合状態の安定化を図ることを目的とする。
　本開示の二次電池は、複数の電極が積層されている積層体と、前記複数の電極それぞれと電気的に接続されている複数の集電体と、前記複数の集電体と接合されている板状の端子と、を備え、前記複数の集電体と前記端子との接合部の外表面は、前記端子の厚み方向に沿って見たときの平面視において、前記端子の厚み方向に沿って窪む第１凹部と前記端子の厚み方向に沿って突出する第１凸部とが、互いに隣接して複数並んでいる第１凹凸パターンを中央から周縁まで有しており、前記端子の厚み方向と直交する第１方向において、前記第１凹凸パターンの中央部にある前記第１凹部の深さは、前記第１凹凸パターンの周縁に最も近い前記第１凹部の深さより深い。
　本開示の二次電池によれば、複数の集電体と端子との接合状態の安定化を図ることができる。
図１は、第１実施形態に係る二次電池の平面図である。 図２は、ＩＩ－ＩＩ線に沿った二次電池の断面図である。 図３は、正極端子と複数の集電体との接合工程を示す概要図である。 図４は、ホーンの押圧面の平面視を示す図である。 図５は、ホーンの側面視を示す図である。 図６は、ＶＩ－ＶＩ線に沿ったホーンの断面図である。 図７は、ＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿ったホーンの断面図である。 図８は、正極端子と複数の集電体との接合部の平面視を示す図である。 図９は、接合部を正極端子の厚み方向に沿って見たときの平面視における圧縮領域の拡大図である。 図１０は、Ｘ－Ｘ線に沿った接合部の断面図である。 図１１は、ＸＩ－ＸＩ線に沿った接合部の断面図である。 図１２は、圧縮方向において圧縮領域と反対側にある正極端子の平面図である。 図１３は、第２凹凸パターンの拡大図である。 図１４は、ＸＩＶ－ＸＩＶ線に沿った正極端子の断面図である。 図１５は、比較例のホーンの押圧面の平面視を示す図である。 図１６は、比較例のホーンの側面視を示す図である。
　以下に、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本開示が限定されるものではない。各実施の形態は例示であり、異なる実施の形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもない。
　図面で示すＺ方向は、後述する接合部Ｊの圧縮方向に沿う方向であり、Ｘ方向は、Ｚ方向と直交する方向であり、Ｙ方向は、Ｚ方向およびＸ方向と直交する方向である。なお、Ｘ、Ｙ、Ｚの方向は一例であって、本開示はこれらの方向に限定されない。接合部Ｊの圧縮方向は、後述する板状の正極端子２０の厚み方向に相当する。
　図１は、第１実施形態に係る二次電池の平面図である。図２は、ＩＩ－ＩＩ線に沿った二次電池の断面図である。
　二次電池１は、例えばリチウムイオン電池である。図１に示すように、二次電池１は、積層体１０、正極端子２０、負極端子３０、外装体４０、および、集電体５０を備えている。
　積層体１０は、外装体４０に収容されている。図２に示すように、積層体１０は、積層構造であり、シート状の正極１１および負極１２をそれぞれ複数有し、複数の正極１１と複数の負極１２とがセパレータ１３を介して交互に積層されている。
　正極端子２０は、折り曲げ面２１を有する断面Ｌ字状の板状であり、折り曲げ面２１を含む一端部が外装体４０の内部に位置している。正極端子２０の他端部は、外装体４０の外部に位置している。なお、正極端子２０は、折り曲げられていない板状でもよい。
　正極端子２０は、複数の集電体５０を介して複数の正極１１それぞれと電気的に接続されている。集電体５０は、金属箔である。正極端子２０および集電体５０は、互いと同じ金属（例えばアルミニウム）で形成されている。正極端子２０に電気的に接続されている集電体５０の外表面は、後述する圧縮領域Ｒを有している。
　負極端子３０は、正極端子２０と同様に、折り曲げ面を有する断面Ｌ字状であり、折り曲げ面を含む一端部が外装体４０の内部に位置している。負極端子３０の他端部は、外装体４０の外部に位置している。負極端子３０は、複数の集電体５０を介して複数の負極１２それぞれと電気的に接続されている。負極端子３０および集電体５０は、それぞれ、互いと同じ金属（例えば銅）で形成されている。負極端子３０に電気的に接続されている集電体５０の外表面は、正極端子２０に電気的に接続されている集電体５０と同様に、後述する圧縮領域Ｒを有している。
　図１に示すように、外装体４０は、積層体１０を収容する収容部４１および収容部４１の周囲にフランジ部４２を有している。収容部４１には、電解質（例えば非水電解液）が収容されている。
　外装体４０は、１枚のフィルムが折り返されることで形成されている。フィルムの一部が例えばプレス加工によって凸状に形成されることで、収容部４１が形成されている。収容部４１の周囲でフィルムが重ね合わされている部分が接合されることで、フランジ部４２が形成され、電解質の漏出が防止されている。
　次に、正極端子２０と複数の集電体５０との接合部Ｊについて詳細に説明する。図３は、正極端子と複数の集電体とが接合される工程を示す概要図である。
　正極端子２０と複数の集電体５０とは、超音波接合機２を用いて接合される。超音波接合機２は、ワークを押圧する押圧面３ａを有するホーン３、ワークを支持するアンビル４、ホーン３に超音波振動を印加する超音波振動発生器５を備えている。ホーン３は、押圧方向に沿って正極端子２０および複数の集電体５０を押圧する。押圧方向は、正極端子２０の厚み方向に相当する。また、ホーン３は、押圧方向と直交する振動方向に沿って振動する。
　図４は、ホーンの押圧面の平面視を示す図である。図５は、ホーンの側面視を示す図である。図６は、ＶＩ－ＶＩ線に沿ったホーンの断面図である。図７は、ＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿ったホーンの断面図である。
　ホーン３の押圧面３ａには、押圧方向に沿って押圧面３ａを見たときの平面視において、複数の突出部３ｂが中央から周縁まで互いに隣接して配置されている。ホーン３の押圧面３ａは、平面視においてホーン３の振動方向と直交する直線Ｌ１に沿って延びている。また、直線Ｌ１を対称軸として押圧面３ａが線対称形状となるように、複数の突出部３ｂが並べられている。
　複数の突出部３ｂは、底面が四角形であり、突出端に向かうほど幅が小さくなる形状である。互いに隣り合う複数の突出部３ｂは、底面の辺同士が接触している。また、図５，６，７に示すように、複数の突出部３ｂは、それぞれの底面が押圧方向と直交する平面Ｓに位置するように配置されている。
　また、図４に示すように、複数の突出部３ｂは、平面視において、底面の対角線が直線Ｌ１と平行となるように配置されている。以下、複数の突出部３ｂのうち、平面視で上面が直線Ｌ１と重なる突出部３ｂを第１突出部３ｂ１と称し、第１突出部３ｂ１の振動方向両側にある突出部３ｂを第２突出部３ｂ２と称する。
　図５に示すように、ホーン３の押圧面３ａは、側面視において、振動方向における押圧面３ａの周縁を通り、かつ押圧方向に凸の円弧Ｃを有している。第１突出部３ｂ１は、側面視において円弧Ｃと重ならない。第１突出部３ｂ１は、上面が四角形である円錐台状である。図５，６に示すように、第１突出部３ｂ１の上面および周側面は、断面視で直線状である。
　一方、第２突出部３ｂ２は、側面視において、円弧Ｃに沿う円弧状である。つまり、図６，７に示すように、第２突出部３ｂ２の上面および周側面は、断面視で円弧Ｃに沿う形状である。具体的には、第２突出部３ｂ２は、第１突出部３ｂ１と同じ円錐台状から、側面視が円弧Ｃである曲面によって上面側が切り取られた形状である。これにより、第２突出部３ｂ２の高さＨ２ａ，Ｈ２ｂは、第１突出部３ｂ１の高さＨ１より低くなっている。
　また、複数の第２突出部３ｂ２において、振動方向における押圧面３ａの周縁に近い（換言すれば、振動方向において中央から離れている）第２突出部３ｂ２ほど、高さが低くなる。具体的には、図６に示す第２突出部３ｂ２は、図７に示す第２突出部３ｂ２より振動方向における押圧面３ａの周縁に近く、図６に示す第２突出部３ｂ２の高さＨ２ｂは、図７に示す第２突出部３ｂ２の高さＨ２ａより低い。
　また、アンビル４のワークを載置する外表面４ａにも、複数の突出部（不図示）が互いに隣接して並べられている。アンビル４が有する複数の突出部の形状は、ホーン３の第１突出部３ｂ１の形状と同じでもよいし、異なってもよい。
　次に、正極端子２０と複数の集電体５０とが接合される工程について説明する。図３に示すように、正極端子２０がアンビル４に折り曲げ面２１と反対面が接触するように載置される。さらに、正極端子２０の折り曲げ面２１に複数の集電体５０が重畳されて配置される。
　続けて、複数の集電体５０がホーン３によって押圧され、さらに、ホーン３が振動することで、正極端子２０と複数の集電体５０とが接合され、接合部Ｊが形成される。なお、負極端子３０と複数の集電体５０とも、同様に超音波接合機２を用いて接合され、接合部Ｊが形成される。
　次に、正極端子２０と複数の集電体５０との接合部Ｊについて詳細に説明する。図８は、正極端子と複数の集電体との接合部の平面視を示す図である。図８は、具体的には、接合部Ｊを正極端子２０の厚み方向に沿って見たときの平面視である。接合部Ｊの外表面は、正極端子２０および複数の集電体５０がホーン３によって押圧されることで押圧方向に沿う圧縮方向（＋Ｚ方向）に圧縮されている圧縮領域Ｒを有している。
　図９は、接合部Ｊを正極端子２０の厚み方向に沿って見たときの平面視における圧縮領域の拡大図である。図９は、具体的には、圧縮領域Ｒが倍率２０倍で拡大された状態を示す。図１０は、Ｘ－Ｘ線に沿った接合部の断面図である。図１１は、ＸＩ－ＸＩ線に沿った接合部の断面図である。
　圧縮領域Ｒは、接合部Ｊを正極端子２０の厚み方向に沿って見たときの平面視において、図９に示す第１凹凸パターンＰ１を中央から周縁まで有している。つまり、圧縮領域Ｒは、第１凹凸パターンＰ１を隅々まで有している。換言すれば、第１凹凸パターンＰ１は、圧縮領域Ｒの全体に亘って存在している。すなわち、平面視において、第１凹凸パターンＰ１の周縁は、圧縮領域Ｒの周縁と一致する。
　ホーン３の押圧面３ａには、平面視において複数の突出部３ｂが中央から周縁まで配置されており、接合工程において、ホーン３の押圧面３ａと集電体５０とが接触している領域の全体で複数の集電体５０ひいては正極端子２０が振動する。これにより、ホーン３の振動が集電体５０ひいては正極端子２０に効率よく伝達し、第１凹凸パターンＰ１が圧縮領域Ｒの中央から周縁まで形成される。したがって、複数の集電体５０と正極端子２０との接合状態を安定させることができる。
　第１凹凸パターンＰ１は、圧縮方向（正極端子２０の厚み方向）に沿って窪む第１凹部Ｄ１と圧縮方向に沿って突出する第１凸部Ｔ１とが、互いに隣接して複数並んでいる。第１凹凸パターンＰ１の外表面は、ホーン３の押圧面３ａにおおよそ沿っている。これにより、第１凹凸パターンＰ１は、平面視において第１方向Ｗ１と直交する直線Ｌ２に沿って延びている。第１方向Ｗ１は、Ｘ方向と平行であり振動方向にほぼ沿う。直線Ｌ２は、Ｙ方向と平行であり、第１方向Ｗ１において第１凹凸パターンＰ１のほぼ中心に位置する。また、第１凹凸パターンＰ１は、平面視において直線Ｌ２を対称軸とする線対称形状である。これにより、ホーン３の振動が複数の集電体５０および正極端子２０に効率よく伝達される。したがって、複数の集電体５０と正極端子２０との接合状態をさらに安定させることができる。なお、本明細書において線対称形状は、正極端子２０の厚み方向に沿って拡大倍率を２０倍にして第１凹凸パターンＰ１を観察者が観察したときに、第１凹凸パターンＰ１が線対称形状であることを観察者が認めることができる形状である。
　第１凹部Ｄ１は、ホーン３の第１突出部３ｂ１および第２突出部３ｂ２により形成されている。具体的には、図１０に示す３つの第１凹部Ｄ１のうち、第１方向Ｗ１中央にある第１凹部Ｄ１は、ホーン３の第１突出部３ｂ１によって形成されており、第１方向Ｗ１において中央より外側にある第１凹部Ｄ１は、図６に示す第２突出部３ｂ２によって形成されている。図１０に示す３つの第１凹部Ｄ１は、第１方向Ｗ１に沿って並んでいる。つまり、第１方向Ｗ１において第１凹凸パターンＰ１の中央部にある第１凹部Ｄ１の両側には、それぞれ、第１凹部Ｄ１が位置する。また、図１１に示す第１凹部Ｄ１は、第１方向Ｗ１において中央より外側にあり、図７に示す第２突出部３ｂ２によって形成されている。図１１に示す２つの第１凹部Ｄ１は、第１方向Ｗ１に沿って並んでいる。なお、第１方向Ｗ１に沿って並ぶ第１凹部Ｄ１の個数は、４つ以上あってもよい。
　上記のように、ホーン３の第２突出部３ｂ２の高さは、第１突出部３ｂ１の高さより低い。また、振動方向において押圧面３ａの周縁に近づくにしたがって第２突出部３ｂ２の高さが低くなる。よって、図１０、１１に示すように、第１方向Ｗ１両側にある第１凹凸パターンＰ１の周縁Ｅを結ぶ直線Ｌ３を基準とした場合、複数の第１凹部Ｄ１のうち、第１方向Ｗ１中央にある第１凹部Ｄ１の底の深さが最も深い。そして、第１方向Ｗ１において第１凹凸パターンＰ１の周縁Ｅに近づくにしたがって第１凹部Ｄ１の底の深さが浅くなる。
　具体的には、図１０および図１１に示す複数の第１凹部Ｄ１において、図１０に示す第１方向Ｗ１中央にある第１凹部Ｄ１の底Ｂ１、図１１に示す第１方向Ｗ１において中央より外側にある第１凹部Ｄ１の底Ｂ２、および、図１０に示す第１方向Ｗ１において中央より外側にある第１凹部Ｄ１の底Ｂ３は、この順に、第１方向Ｗ１において第１凹凸パターンＰ１の周縁Ｅに近くなっている。そして、底Ｂ１の深さ、底Ｂ２の深さ、および、底Ｂ３の深さは、この順に浅くなっている。つまり、正極端子２０の厚み方向と直交する第１方向Ｗ１において、第１凹凸パターンＰ１の中央部にある第１凹部Ｄ１の深さは、第１凹凸パターンＰ１の周縁Ｅに最も近い第１凹部Ｄ１の深さより深い。
　これにより、振動方向に沿う第１方向Ｗ１において、第１凹凸パターンＰ１の周縁Ｅに近づくにしたがって第１凹部Ｄ１の底での接合部Ｊの圧縮率が低くなっている。つまり、接合工程において、振動方向における圧縮領域Ｒの周縁で集電体５０が破損することが抑制されている。したがって、複数の集電体５０と正極端子２０との接合状態をさらに安定させることができる。
　また、上記のように、ホーン３の第２突出部３ｂ２は、断面視で振動方向における押圧面３ａの周縁を通る円弧Ｃに沿う円弧状である。よって、図１０に示すように、第１方向Ｗ１において中央より外側にあり、第１凹凸パターンＰ１の周縁Ｅにかかっている第１凹部Ｄ１において、第１凹凸パターンＰ１の周縁Ｅと底Ｂ３とを結ぶ外表面は、円弧Ｃにほぼ沿う断面円弧状である。なお、本明細書において断面円弧状は、拡大倍率を２０倍にして接合部Ｊの断面形状を観察者が観察したときに、外表面に相当する線が円弧状であることを観察者が認めることができる形状である。図１０に示すように、第１方向Ｗ１において、第１凹凸パターンＰ１の周縁Ｅにかかっている２つの第１凹部Ｄ１は、第１凹凸パターンＰ１の中央部にある第１凹部Ｄ１の両側それぞれに位置する。また、図１１において、第１方向Ｗ１において中央より外側にあり、第１凹凸パターンＰ１の周縁Ｅにかかっている第１凹部Ｄ１において、第１凹凸パターンＰ１の周縁Ｅと底Ｂ２とを結ぶ外表面は、円弧Ｃにほぼ沿う断面円弧状である。
　これにより、第１方向Ｗ１における第１凹凸パターンＰ１の周縁Ｅにかかる第１凹部Ｄ１において、底から第１凹凸パターンＰ１の周縁Ｅに向かって、接合部Ｊの圧縮率が低くなっている。つまり、接合工程において、振動方向における圧縮領域Ｒの周縁で集電体５０が破損することが抑制されている。したがって、複数の集電体５０と正極端子２０との接合状態をさらに安定させることができる。
　また、上記のように、ホーン３の第１突出部３ｂ１は、上面が平面状である。よって、図９において直線Ｌ２と重なり、図１０に示す第１方向Ｗ１中央にある第１凹部Ｄ１の底Ｂ１は、平面状である。なお、本明細書において平面状は、Ｚ方向の第１凹部Ｕ１の底Ｂ１の周縁Ｅと底Ｂ１との段差よりも十分小さい所定表面粗さ以下を有する範囲をいう。十分小さい所定表面粗さは、Ｚ方向の第１凹部Ｄ１の底Ｂ１の周縁Ｅと底Ｂ１との段差の１／１０以下である。表面粗さは、レーザー顕微鏡のような非接触式表面粗さ測定器によって、底Ｂ１の表面の３次元形状を測定解析することで測定できる。非接触式表面粗さ測定器は、拡大倍率を２００倍の状態に設定され、かつ第１凹部Ｄ１の底Ｂ１の中央付近における直径０．０５ｍｍの計測範囲が設定されて、表面粗さが得られる。例えば、計測された粗さＲｙ（μｍ）が２０（μｍ）以下であるとき、底Ｂ１が平面状であると判断できる。なお、粗さＲｙはＪＩＳ　Ｂ　０６０１（１９９４）　ＪＩＳ　Ｂ　００３１（１９９４）に規定される最大高さである。
　これにより、第１方向Ｗ１中央における圧縮率が高い接合部Ｊの部位では、平面状に圧縮されている。つまり、接合工程において、第１方向Ｗ１中央における圧縮率が高い接合部Ｊの部位で、集電体５０が破損することが抑制されている。したがって、複数の集電体５０と正極端子２０との接合状態をさらに安定させることができる。
　図１２は、圧縮方向において圧縮領域Ｒと反対側にある正極端子の平面図である。圧縮方向（正極端子２０の厚み方向）において圧縮領域Ｒと反対側にある正極端子２０の反対面は、第２凹凸パターンＰ２を有している。
　図１３は、第２凹凸パターンの拡大図である。図１４は、ＸＩＶ－ＸＩＶ線に沿った正極端子の断面図である。
　図１３および図１４に示すように、第２凹凸パターンＰ２は、圧縮方向に沿って窪む第２凹部Ｄ２と圧縮方向に沿って突出する第２凸部Ｔ２とが複数並んでいる。第２凹部Ｄ２は、平面視四角形状である。第２凹凸パターンＰ２は、アンビル４の外表面に並んでいる複数の突出部の形状に沿っている。
　これにより、接合工程において、正極端子２０が振動方向（第１方向Ｗ１）に動くことが抑制されている。よって、ホーン３の振動が複数の集電体５０および正極端子２０に効率よく伝達される。したがって、複数の集電体５０と正極端子２０との接合状態をさらに安定させることができる。
　なお、複数の集電体５０と負極端子３０との接合は、複数の集電体５０と正極端子２０との接合と同様に実施されている。つまり、複数の集電体５０と負極端子３０との接合部Ｊには、複数の集電体５０と正極端子２０との接合部Ｊと同様に、圧縮領域Ｒ、第１凹凸パターンＰ１および第２凹凸パターンＰ２が形成されている。なお、複数の集電体５０と負極端子３０との接合部Ｊにおいて、接合部Ｊの圧縮方向は、板状の負極端子３０の厚み方向に相当する。
　以上、ホーン３を用いた場合における複数の集電体５０と正極端子２０との接合部Ｊを実施例として説明した。次に、上記の実施例のホーン３とは異なる比較例のホーン６を用いた場合における複数の集電体５０と正極端子２０との接合部Ｊを比較例として説明する。
　図１５は、比較例のホーン６の押圧面の平面視を示す図である。図１６は、比較例のホーン６の側面視を示す図である。比較例のホーン６の押圧面６ａは、上記の実施例のホーン３と同様に、平面視において振動方向と直交する直線Ｌ４に沿って延びている。
　また、比較例のホーン６の押圧面６ａには、底面が正四角形である四角錐台状の複数の突出部６ｂが互いに隣接して配置されている。しかしながら、比較例のホーン６の押圧面６ａは、側面視で円弧を有していない。よって、比較例のホーン６における複数の突出部６ｂの高さはすべて同じとなり、複数の突出部６ｂの上面は、すべて平状である。
　以下、接合工程において、実施例のホーン３が用いられた場合と、比較例のホーン６が用いられた場合とで、接合部Ｊの適正な接合状態が得られる圧縮領域Ｒにおける圧縮方向の圧縮量すなわちホーンの押圧方向の押し込み量の違いについて説明する。適正な接合状態とは、接合部Ｊの破損がなく、接合部Ｊが所望の接合強度を有している状態である。
　まず、接合工程における第１接合条件について説明する。正極端子２０において、材料はアルミニウムであり、厚みは２００μｍである。集電体５０において、材料はアルミニウムであり、厚みは１０μである。また、集電体５０の枚数は、２０枚である。
　また、実施例のホーン３および比較例のホーン６において、押圧力は６５０Ｎであり、振動の周波数は１９．１５ｋＨｚであり、振動の振幅は、超音波接合機２が有する最大振幅の３０％から６５％までの間から選択される。
　実施例のホーン３が用いられた場合において、振動の振幅が３５％、４５％、５５％、６５％であるとき、適正な接合状態が得られた押し込み量は、９０μｍ以上２００μｍ以下であった。
　一方、比較例のホーン６が用いられた場合において、振動の振幅が３０％であるとき、適正な接合状態は得られなかった。また、振動の振幅が４０％、５０％であるとき、適正な接合状態が得られた押し込み量は、１７０μｍ以上２２０μｍ以下であった。
　この結果は、集電体５０および端子（すなわち正極端子２０および負極端子３０）の材料がアルミニウムであるときは、実施例のホーン３が用いられた場合の方が、適正な接合状態が得られる振動の振幅の範囲および押し込み量の範囲が共に広いことを示している。つまり、実施例のホーン３の方が適正な接合状態が得られる接合条件の範囲が広く、接合状態の安定化を図ることができる。
　次に、接合工程における第２接合条件について説明する。第２接合条件は、負極端子３０および集電体５０それぞれの材料は、銅である。集電体５０の枚数は、２０枚である。
　また、実施例のホーン３および比較例のホーン６において、押圧力は８５０Ｎであり、振動の振幅は、超音波接合機２が有する最大振幅の３０％から９０％までの間から選択される。その他の条件は、第１接合条件と同じである。
　実施例のホーン３が用いられた場合において、振動の振幅が３５％、４５％、５５％、６５％であるとき、適正な接合状態が得られた押し込み量は、１４０μｍ以上２２０μｍ以下であった。
　一方、比較例のホーン６が用いられた場合において、振動の振幅が５０％、６０％、７０％、８０％、９０％であるとき、適正な接合状態は得られなかった。
　この結果は、集電体５０および端子の材料が銅であるときは、比較例のホーン６では適正な接合状態を得ることができないことを示している。一方、実施例のホーン３では、適正な接合状態を得ることができるとともに、適切な押し込み量の範囲を有していることを示している。
　なお、上記した実施の形態は、本開示の理解を容易にするためのものであり、本開示を限定して解釈するためのものではない。本開示は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るとともに、本開示にはその等価物も含まれる。
　例えば、積層体１０は、巻回型でもよい。また、積層体１０は、全個体電池を構成してもよい。この場合、積層体１０は正極および負極を有し、収容部４１には個体電解質が収容される。
　また、第１凹凸パターンＰ１の周縁Ｅにかかっている第１凹部Ｄ１において、第１凹凸パターンＰ１の周縁Ｅと第１凹部Ｄ１の底とを結ぶ前記第１凹部Ｄ１の外表面は、断面円弧状以外の形状（例えば断面直線状）でもよい。
　また、第１方向Ｗ１中央にある第１凹部Ｄ１の底は、断面角状でもよいし、断面円弧状でもよい。また、第１凹凸パターンＰ１は、直線Ｌ２に対して非対称形状でもよい。
　また、第１凹凸パターンＰ１は、平面視においてＹ方向以外の方向にそって延びる形状でもよいし、平面視正方形状でもよいし、平面視円状でもよい。
　１　二次電池
　１０　積層体
　１１　正極（電極）
　１２　負極（電極）
　２０　正極端子（端子）
　３０　負極端子（端子）
　５０　集電体
　Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３　底
　Ｃ　円弧
　Ｄ１　第１凹部
　Ｄ２　第２凹部
　Ｅ　第１凹凸パターンの周縁
　Ｊ　接合部
　Ｌ２　直線
　Ｐ１　第１凹凸パターン
　Ｐ２　第２凹凸パターン
　Ｒ　圧縮領域
　Ｔ１　第１凸部
　Ｔ２　第２凸部
　Ｗ１　第１方向

Claims (8)

  1. 　複数の電極が積層されている積層体と、
    　前記複数の電極それぞれと電気的に接続されている複数の集電体と、
    　前記複数の集電体と接合されている板状の端子と、を備え、
    　前記複数の集電体と前記端子との接合部の外表面は、前記端子の厚み方向に沿って見たときの平面視において、前記端子の厚み方向に沿って窪む第１凹部と前記端子の厚み方向に沿って突出する第１凸部とが、互いに隣接して複数並んでいる第１凹凸パターンを中央から周縁まで有しており、
    　前記端子の厚み方向と直交する第１方向において、前記第１凹凸パターンの中央部にある前記第１凹部の深さは、前記第１凹凸パターンの周縁に最も近い前記第１凹部の深さより深い、
    　二次電池。
  2. 　前記第１方向において前記第１凹凸パターンの中央部にある前記第１凹部の両側には、それぞれ、前記第１凹部が位置する、
    　請求項１に記載の二次電池。
  3. 　前記第１方向において前記第１凹凸パターンの中央部にある前記第１凹部の両側に位置する前記第１凹部は、前記第１凹凸パターンの周縁にかかっており、
    　前記第１凹凸パターンの周縁にかかっている前記第１凹部において、前記第１凹凸パターンの周縁と前記第１凹部の底とを結ぶ前記第１凹部の外表面は、断面円弧状である、
    　請求項２に記載の二次電池。
  4. 　前記第１方向において前記第１凹凸パターンの中央部にある前記第１凹部の底は、平面状である、
    　請求項１から３の何れか１項に記載の二次電池。
  5. 　前記第１凹凸パターンは、前記平面視において前記第１方向と直交する直線を対称軸とする線対称形状である、
    　請求項１から４の何れか１項に記載の二次電池。
  6. 　前記第１凹凸パターンは、前記平面視において前記第１方向と直交する方向に沿って延びている、
    　請求項１から５の何れか１項に記載の二次電池。
  7. 　前記厚み方向において前記第１凹凸パターンを有する前記接合部の外表面と反対側にある前記接合部の反対面は、前記厚み方向に沿って窪む第２凹部と前記厚み方向に沿って突出する第２凸部とが複数並んでいる第２凹凸パターンを有している、
    　請求項１から６の何れか１項に記載の二次電池。
  8. 　前記複数の電極は、正極および負極を有し、
    　前記積層体は、前記正極および前記負極がセパレータを介して積層されている積層構造である、
    　請求項１から７の何れか１項に記載の二次電池。
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