CN104584272B - 蓄电装置的制造方法以及蓄电装置 - Google Patents

Abstract

利用第一金属构件与第二金属构件夹入从重叠为层状的电极板延伸突出的金属箔，通过使超声波振动从所述第一金属构件侧作用于多个作用位置，由此使所述金属箔与所述第一金属构件以及所述第二金属构件接合。所述第一金属构件的维氏硬度设定为40Hv以上且75Hv以下。

Description

蓄电装置的制造方法以及蓄电装置

关联申请的相互参照

本申请主张日本特愿2012-187154号的优先权，日本特愿2012-187154号的内容通过引用而引入本申请说明书的记载。

技术领域

本发明涉及一种蓄电装置的制造方法以及蓄电装置，在该蓄电装置的制造方法中，在利用第一金属构件与第二金属构件夹入从构成电极体且重叠为层状的电极板延伸突出的金属箔的状态下，从所述第一金属构件侧向多个作用位置作用超声波振动而进行接合。

背景技术

一般来讲，为了提高蓄电效率，蓄电装置的蓄电构件由层叠为层状的电极板构成。作为电极板与该蓄电构件的配线方式，大多将从各电极板延伸突出的金属箔捆扎而与配线构件直接或者间接地接合。

在这种情况下，超声波焊接技术广泛用作所述金属箔的接合技术。

在对所述金属箔进行超声波焊接时，并非仅是对所述金属箔作用超声波振动而进行焊接。具体如下。如下述专利文献1所记载，在使超声波振动作用于所述金属箔的工具(所谓焊头的前端部)与所述金属箔之间夹入金属构件(第一金属构件)，并且在捆扎的所述金属箔的相反侧的面上也配置金属构件(第二金属构件)。如此，在利用所述第一金属构件与所述第二金属构件夹入捆扎的金属箔的状态下，使超声波振动作用于所述第一金属构件而进行接合，由此保护所述金属箔。

此外，也通过在多个位置进行超声波焊接，避免焊头的前端部的大型化并且确保接合区域。

然而，在所述现有结构中，在多个位置进行超声波焊接的结果是，有时损伤用于保护所述金属箔的金属构件(所述第一金属构件)。

即，在使超声波振动作用于所述第一金属构件时，在作用超声波振动的位置各自的周围，所述第一金属构件以起伏的方式发生变形，在邻接的超声波振动的作用位置之间，来自两侧的所述变形重叠。

该变形的重叠有时成为在所述第一金属构件产生应力所导致的裂纹的程度的变形。当如上述那样产生裂纹时，所述第一金属构件与所述金属箔之间的相对位置关系从优选的位置发生变化，或导致成品率的降低。因此，存在生产性降低的情况。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-71199号公报

发明内容

本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于，即便是利用金属构件保护焊接对象的金属箔并且在多个位置进行超声波焊接的情况，也尽可能防止该金属构件的损伤。

解决方案

本发明的蓄电装置的制造方法包括如下工序：

利用第一金属构件与第二金属构件夹入从重叠为层状的电极板延伸突出的金属箔的工序；以及

通过使超声波振动从第一金属构件侧作用于多个作用位置，由此使金属箔与第一金属构件以及第二金属构件接合的工序，

第一金属构件的维氏硬度设定为40Hv以上且75Hv以下。

在此，作为本发明的蓄电装置的制造方法的一个方式，也可以是

在进行接合的工序中使用振动工具，该振动工具具有可与第一金属构件接触的接触面，并使超声波振动作用于第一金属构件，

接触面由一个或者多个凸部构成。

另外，作为本发明的蓄电装置的制造方法的其他方式，也可以是，

第一金属构件与第二金属构件的端缘彼此之间由连结部连结，

在进行夹入的工序中，以使金属箔的端缘与连结部相接的方式，利用第一金属构件与第二金属构件夹入金属箔。

另外，本发明的蓄电装置具备蓄电构件，该蓄电构件具有：电极体，其通过将金属箔向一端侧延伸突出的电极板重叠为层状而构成；以及超声波焊接用的辅助板，其具有多个通过超声波振动而与金属箔接合的接合部，且与被捆扎好的金属箔抵接，

辅助板的维氏硬度为40Hv以上且75Hv以下。

附图说明

图1是本发明的实施方式的蓄电装置的外观立体图。

图2是示出本发明的实施方式的蓄电装置的内部结构的立体图。

图3是本发明的实施方式的蓄电装置的主要部分剖视图。

图4是将本发明的实施方式的超声波焊接用的辅助板展开后的状态的放大图。

图5是本发明的实施方式的超声波焊接用的辅助板的放大立体图。

图6是示出本发明的实施方式的超声波焊接作业的剖视图。

图7是示出本发明的实施方式的蓄电构件的组装作业的立体图，且足安装辅助板之前的立体图。

图8是示出本发明的实施方式的蓄电构件的组装作业的立体图，且是安装辅助板后的状态的立体图。

图9是示出本发明的实施方式的蓄电构件的组装作业的立体图，且是安装集电体后的状态的立体图。

图10是示出超声波焊接的输出特性的图。

图11是示出超声波焊接用的辅助板的硬度与裂纹产生率之间的关系的图。

图12是示出本发明的其他实施方式的超声波焊接作业的剖视图。

图13是示出本发明的其他实施方式的超声波焊接作业的剖视图。

具体实施方式

本发明的蓄电装置的制造方法包括以下工序：

利用第一金属构件与第二金属构件夹入从重叠为层状的电极板延伸突出的金属箔的工序；以及

通过使超声波振动从第一金属构件侧作用于多个作用位置，由此使金属箔与第一金属构件以及第二金属构件接合的工序，

第一金属构件的维氏硬度设定为40Hv以上且75Hv以下。

如此，通过适当地设定所述第一金属构件的维氏硬度，即便是利用所述第一金属构件保护焊接对象的金属箔并且在多个位置进行超声波焊接的情况，也能够尽可能防止所述第一金属构件的损伤。详细情况如下。

利用所述第二金属构件与用于保护焊接对象的金属箔且维氏硬度为40Hv以上且75Hv以下的第一金属构件夹入捆扎的金属箔，使超声波振动从所述第一金属构件侧作用于金属箔，使金属箔与第一金属构件以及第二金属构件接合。

在此，当所述第一金属构件的维氏硬度小于40Hv时，所述第一金属构件过度柔软，作用超声波振动的位置与该位置的周边部分的相对位移所带来的应力增大。因此，有时在作用超声波振动的位置与该位置的周边部分的边界处产生裂纹等损伤。

因此，通过将所述第一金属构件的维氏硬度设定为40Hv以上，超声波振动的作用位置的振动向周边适度地传播，因此，能够尽可能防止在作用超声波振动的位置与该位置的周边部分的边界产生损伤。

另一方面，通过将所述第一金属构件的维氏硬度设定为75Hv以下，在相邻的超声波振动的作用位置之间，即使与来自两侧的作用位置的超声波焊接相伴的变形重合而使得变形增大，由于所述第一金属构件适度柔软，也能够防止在该变形位置产生损伤。

在此，作为本发明的蓄电装置的制造方法的一个方式，也可以是，

在进行接合的工序中使用振动工具，该振动工具具有可与第一金属构件接触的接触面，并使超声波振动作用于第一金属构件，

接触面由一个或者多个凸部形成。

根据该结构，由于适当地设定了所述第一金属构件的维氏硬度，因此在使用接触面为凸部形状的振动工具的情况下，能够避免对所述第一金属构件施加过度的超声波振动的能量，能够尽可能防止所述第一金属构件的损伤。详细情况如下。

在使用与所述第一金属构件接触的接触面是一个或者多个凸部形状的振动工具(例如，焊头的前端部)进行超声波焊接的情况下，若所述第一金属构件的硬度高，则振动工具的所述凸部形状难以转印至所述第一金属构件。因此，在超声波焊接的初始阶段，金属箔侧的第一金属构件的表面几乎是平坦的。另外，在所述凸部形状没有完全转印至所述第一金属构件的情况下，也难以向更内侧的金属箔进行转印，因此金属箔的表面也几乎是平坦的。因此，在超声波焊接的初始阶段，在所述第一金属构件与金属箔的接触面、金属箔彼此的接触面、以及金属箔与所述第二金属构件的接触面中的至少任一者产生打滑，形成超声波振动的传递程度小的状态。

之后，若继续进行超声波焊接，则振动工具的所述凸部形状逐渐转印至所述第一金属构件。由此，向所述第一金属构件、金属箔的超声波振动的能量的传递程度增大，对用于进行接合的能量的贡献增大。即，通过所述凸部形状转印至所述第一金属构件，超声波振动的能量的传递程度从较小的状态转向较大的状态。

如此，来自振动工具的超声波振动的能量无法有效地帮助进行接合，达到所述第一金属构件等通过超声波焊接可靠地接合的状态所需的时间增长。由此，向所述第一金属构件施加过度的超声波振动的能量。

与此相对，若所述第一金属构件的硬度适度较低(软)，则振动工具的所述凸部形状容易转印至所述第一金属构件。因此，从超声波焊接的初始阶段开始，振动工具的所述凸部形状转印至所述第一金属构件，由此，超声波振动的能量有效地向所述第一金属构件、金属箔传递，对用于进行接合的能量作出有效的贡献。

因此，能够减少达到所述第一金属构件等通过超声波焊接可靠地接合的状态所需的时间。其结果是，不会向所述第一金属构件施加过度的超声波振动的能量。

无论振动工具的凸部是一个还是多个，都会产生上述这样的现象。

通过具体的实验例说明上述的关系。

图10例示了利用对薄板状的金属构件进行弯曲形成而得到的辅助板夹入捆扎的金属箔并将其与集电体超声波焊接的情况下的、焊接时间与控制输出之间的关系。即，图10例示了利用单一的薄板状的金属构件构成所述第一金属构件与所述第二金属构件，使超声波振动从相对于金属箔而位于与集电体的存在侧相反的一侧的所述第一金属构件侧作用的情况。

图10中的纵轴的“控制输出”是使超声波振动作用于所述第一金属构件的焊头的前端部维持规定的振幅而进行振动所需的输出功率(电力)。存在从所述第一金属构件侧施加于焊头的前端部的负荷越大，则所述控制输出越大的关系。

在图10中，利用曲线L表示由C1020(JIS H 3100所规定的材料符号)的O材料(较软的材料)形成的所述第一金属构件的实验结果。在此，C1020是纯度高于99％的铜。详细地说，如下规定。C1020在以质量分率表示的情况下，Cu大于99.96％。

另外，在图10中，利用曲线M表示由C1020的1/4H材料(较硬的材料)形成的所述第一金属构件的实验结果。在此，C1020的O材料的维氏硬度为50Hv，C1020的1/4H材料的维氏硬度为85Hv。

在使用维氏硬度高的所述第一金属构件而得到的曲线M的测定结果中，控制输出在上升至“p”点之后，在到达“q”点之前基本不上升。这表示在所述第一金属构件与金属箔之间产生打滑，施加于焊头的前端部的负荷没有增大。

之后，焊头前端部的凸部形状向所述第一金属构件进行的转印继续进行，施加于焊头前端部的负荷变大为“r”点、“s”点(即，超声波焊接继续进行)，焊接在“t”点结束。

另一方面，在使用维氏硬度低的所述第一金属构件而得到的曲线L的测定结果中，施加于焊头前端部的负荷从“a”点迅速上升至“b”点。这表示焊头前端部的凸部形状向所述第一金属构件的转印、以及超声波焊接从超声波焊接的初始阶段迅速地进行。

根据图10的曲线L的特性与曲线M的特性的对比显而易见，在维氏硬度高的第一金属构件中，因超声波焊接初始阶段中的凸部形状的转印的延迟、之后的控制电力的上升程度低，使得到达“t”点的焊接结束为止的焊接所需时间增长。由此，过度的超声波振动的能量施加于维氏硬度高的第一金属构件。其结果是，在维氏硬度高的第一金属构件中，在图10的箭头N所示的位置(时间)产生裂纹。

与此相对，在维氏硬度低的第一金属构件中，到达“c”点的焊接结束为止的焊接所需时间减短，所施加的超声波振动的能量有效地用于接合。由此，不会产生裂纹等损伤。

另外，作为本发明的蓄电装置的制造方法的其他方式，也可以是，

第一金属构件与第二金属构件的端缘彼此之间由连结部连结，

在进行夹入的工序中，以使金属箔的端缘与连结部相接的方式，利用第一金属构件与第二金属构件夹入所述金属箔。

根据该结构，能够将位于焊接对象的金属箔的两侧的金属构件作为一个构件进行处理，并且能够利用所述连结部进行焊接对象的金属箔与第一金属构件以及第二金属构件之间的对位。具体如下。

由于利用连结部来连结第一金属构件与第二金属构件，因此，能够将位于焊接对象的金属箔的两侧的金属构件作为一个构件进行处理。在此基础上，能够利用所述连结部进行焊接对象的金属箔与第一金属构件以及第二金属构件的对位。

在将形成为一个构件的第一金属构件以及第二金属构件安装于焊接对象的金属箔的时，能够通过将该金属箔的前端配置为与所述连结部的内侧抵接来进行两者的定位。其结果是，能够简单地进行所述金属箔与第一金属构件以及第二金属构件之间的相对对位、以及作用超声波振动的位置的设定。

另外，本发明的蓄电装置具备蓄电构件，该蓄电构件具有：

电极体，其通过将金属箔向一端侧延伸突出的电极板重叠为层状而构成；以及超声波焊接用的辅助板，其具有多个通过超声波振动而与金属箔接合的接合部，且与被捆扎好的金属箔抵接，

辅助板的维氏硬度为40Hv以上且75Hv以下。

根据该结构，能够防止通过超声波焊接对电极体的金属箔进行焊接时用于保护所述金属箔的超声波焊接用的辅助板的损伤。由此，能够提高蓄电装置的质量。

以下，根据附图对应用了本发明的蓄电装置的实施方式进行说明。

在本实施方式中，作为蓄电装置，列举电池、尤其是作为充电电池的一例的非水电解质充电电池(更具体而言是锂离子电池)进行说明。

〔充电电池的结构〕

如图1的立体图所示，本第一实施方式的非水电解质充电电池RB具有电池壳体BC(以下简称为“壳体BC”)。壳体BC具有有底筒状(更具体而言是有底矩形筒状)的筒体1、以及覆盖在筒体1的开放面上的盖部2。壳体BC通过将盖部2覆盖并焊接在筒体1的开放面上而构成。盖部2由长条形的长方形板材形成。作为正极的电极端子的端子螺栓5与作为负极的电极端子的端子螺栓7安装在盖部2的成为壳体BC外侧的面上。

筒体1是与盖部2的形状匹配的扁平形状的长方体。因此，壳体BC整体具有扁平的大致长方体形状。

图2中双点划线简要示出的蓄电构件3与板状的集电体4、6收纳在壳体BC的内侧。图2是在省略了筒体1的状态下从下侧仰视时的壳体BC的内侧的立体图。

集电体4、6是用于使蓄电构件3与端子螺栓5、7电连接的构件。

需要说明的是，在本实施方式中，在作为蓄电装置而例示充电电池RB的关系方面，以下将蓄电构件3称作“发电构件3”。

集电体4与集电体6均是导电体，具有大致相同的形状。这些集电体4与集电体6对称地配置。集电体4的材质与集电体6的材质不同。正极侧的集电体4由铝形成，负极侧的集电体6由铜形成。

集电体4、6通过将所述金属材料的板状构件弯曲成规定的形状而形成。集电体4、6具有横向姿态部分与纵向姿态部分，且具有这些横向姿态部分以及纵向姿态部分相连的大致L字状的弯曲形状。横向姿态部分沿着端子螺栓5、7的配置面即盖部2的表面延伸。纵向姿态部分在盖部2的长边方向的端部附近向下方侧(与端子螺栓5、7的存在侧相反的一侧)弯曲90度，进而沿着盖部2的壳体BC内侧的面的法线方向延伸。用于与发电构件3连接的连接部4a、6a通过使纵向姿态部分的一部分向发电构件3侧弯曲而形成。连接部4a、6a以如下方式形成。在集电体4、6各自的纵向姿态部分，在平板的状态下形成上下一对贯通孔4c、4d以及贯通孔6c、6d，并且在贯通孔4c、4d之间以及贯通孔6c、6d之间形成切口。然后，通过冲压加工等顶出所述切口部分，由此形成连接部4a、6a。

集电体4、6与壳体BC具有扁平形状对应地呈宽度窄的长方形状。集电体4、6整体以沿着壳体BC的短边侧的侧面的姿态弯曲形成。

发电构件3是所谓卷绕型的发电构件。发电构件3是以电极体为主的构成要素。电极体具有正极的箔状电极板、负极的箔状电极板以及长条带状的隔离件。正极的箔状电极板在由铝形成的长条带状的基底金属箔涂覆有正极活性物质。负极的箔状电极板在由铜形成的长条带状的基底金属箔涂覆有负极活性物质。并且，电极体构成为，在正极的箔状电极板与负极的箔状电极板之间夹入隔离件，将它们在长边方向上卷绕成扁平形状，将一对正极的箔状电极板以及负极的箔状电极板重叠为层状。

构成该卷绕型的发电构件3的电极体为了与所述集电体4、6进行电连接，而在正极以及负极的各个箔状电极板的宽度方向的一侧端部具备使所述基底金属箔露出的未涂装部3a、3b。正极侧的未涂装部3a与负极侧的未涂装部3b在宽度方向上位于相反侧。并且，在如上所述卷绕的状态下，正极侧的未涂装部3a从发电构件3的卷绕轴芯方向(箔状电极板的宽度方向)的一端侧延伸突出，负极侧的未涂装部3b也从发电构件3的卷绕轴芯方向(箔状电极板的宽度方向)的另一端侧(与未涂装部3a相反的一侧)延伸突出。

发电构件3与集电体4、6以如下方式接合。将发电构件3的从正极的箔状电极板延伸突出的金属箔即未涂装部3a捆扎，通过超声波焊接而与集电体4接合，并且将发电构件3中的从负极的箔状电极板延伸突出的金属箔即未涂装部3b捆扎，通过超声波焊接而与集电体6接合。

其中，并非仅对捆扎的所述金属箔与集电体4、6进行超声波焊接。而是捆扎的所述金属箔与集电体4、6使用图4以及图5所示的超声波焊接用的辅助板21进行超声波焊接。

关于该超声波焊接用的辅助板21，在后述的充电电池RB的制造工序的说明中进行详述。

如上所述那样安装于金属制(具体而言，例如铝制)的盖部2的正极侧的端子螺栓5与正极侧的集电体4电连接。另外，安装于所述金属制的盖部2的负极侧的端子螺栓7与负极侧的集电体6电连接。

端子螺栓5向盖部2安装的安装构造以及端子螺栓7向盖部2安装的安装构造大致相同，端子螺栓5与集电体4的连接构造以及端子螺栓7与集电体6的连接构造大致相同，对称地配置。以下，以正极侧的结构为主进行说明。

如图3的剖视图所示，端子螺栓5经由铆钉8以及金属板9而与集电体4电连接。铆钉8由金属材料构成。更具体地说，正极侧的铆钉8由正极侧的其他金属构件相同地由铝构成。金属板9是对铜实施镀镍而得到的构件等。

铆钉8的头部侧通过夹入金属板9来固定该金属板9。

保持框10设置于盖部2。保持框10具有上表面侧开放并且与端子螺栓5的头部5b的形状(在本实施方式的例子中是矩形形状)适合的盘状的凹部。端子螺栓5的头部5b嵌合于其凹部，从而阻止端子螺栓5转动。

保持框10由作为电绝缘材料的树脂形成，确保端子螺栓5与盖部2之间的电绝缘。

从集电体4到端子螺栓5的电流路径通过上部垫圈11以及下部垫圈12来确保与盖部2的电绝缘。另外，从集电体4到端子螺栓5的电流路径在盖部2中的铆钉8的贯通位置处被上部垫圈11以及下部垫圈12气密密封。上部垫圈11以及下部垫圈12均由电绝缘材料(更具体而言是树脂)形成并且是密封用构件。

上部垫圈11具有在上部开放的盘状的长方体容器的底部安装有嵌入到盖部2的开口的筒部11a的构造。上部垫圈11通过所述盘状的长方体容器来保持铆钉8的头部附近。另外，铆钉8嵌入到筒部11a的内部空间。

在端子螺栓5等安装于盖部2的状态下，上部垫圈11的底部夹在铆钉8的头部与盖部2之间。

在集电体4等安装于盖部2的状态下，下部垫圈12夹在集电体4的所述横向姿态部分与盖部2之间。

铆钉8以贯通上部垫圈11的筒部11a、盖部2、下部垫圈12以及集电体4的所述横向姿态部分的状态铆接。由此，铆钉8将集电体4的所述横向姿态部分固定于盖部2，并且使集电体4与金属板9电连接。其结果是，集电体4与端子螺栓5电连接。

如图2的立体图所示，负极侧的结构通过以盖部2的中心对称地配置正极侧的结构而得到。在壳体BC外侧，设置于盖部2的保持框14保持端子螺栓7的头部，并且固定于铆钉15的金属板16使铆钉15与端子螺栓7电连接。

铆钉15在将头部保持于上部垫圈17的状态下，以夹入上部垫圈17、盖部2、下部垫圈18以及集电体6的状态进行铆接。

铆钉15与集电体6相同地由铜构成，经由金属板16使集电体6与端子螺栓7电连接。

〔充电电池RB的制造工序〕

接下来，以发电构件3的组装为中心对充电电池RB的制造工序进行说明。

在将例如磷酸铁锂等正极活性物质层涂覆形成在长条带状的铝(具体而言是A1085(JIS H4000所规定的材料符号)制)的基底金属箔的表背两面之后，进一步进行冲压加工处理等，由此制成正极的箔状电极板。需要说明的是，A1085是纯度为99％以上的铝。详细地说，如下规定。A1085在利用质量分率表示的情况下，Si为0.10％以下，Fe为0.12％以下，Cu为0.03％以下，Mn为0.02％以下，Mg为0.02％以下，Zn为0.03％以下，Ga为0.03％以下，V为0.05％以下，Ti为0.02％以下，Al为99.85％以上。

如上所述，在宽度方向的一端侧，形成不涂覆正极活性物质而使带状的基底金属层露出的露出部。将该露出部设为所述未涂装部3a。

例如将石墨等负极活物质层涂覆在长条带状的铜(具体而言是C1020(JIS H 3100所规定的材料符号)的1/4H制)的基底金属箔的表背两面，进一步进行冲压加工处理等，由此制成负极的箔状电极板。

负极的箔状电极板也在宽度方向的一端侧形成不涂覆负极活性物质而使带状的基底金属层露出的露出部。将该露出部设为所述未涂装部3b。

将规定长度的所述正极的箔状电极板与规定长度的所述负极的箔状电极板以在中间夹有隔离件的状态绕扁平板状的卷绕轴卷绕。此时，以形成未涂装部3a向卷绕轴芯方向的一侧伸出，另一方面未涂装部3b向卷绕轴芯方向的另一侧伸出的状态的方式，对正极的箔状电极板、负极的箔状电极板以及隔离件进行对位。

在发电构件3中，隔离件卷绕在最外周。

接下来，作为用于对未涂装部3a、3b与集电体4、6的连接部4a、6a进行超声波焊接的预先准备，将图4以及图5所示的超声波焊接用的辅助板21安装于未涂装部3a、3b。

如图5所示，辅助板21具有对置配置的一对金属构件21a、21b以及将所述一对金属构件21a、21b的端缘彼此连结起来的连结部21c。

辅助板21通过利用一对金属构件21a、21b夹入捆扎的未涂装部3a、3b而向该未涂装部3a、3b安装。

在未涂装部3a、3b等的超声波焊接中，使超声波振动作用于以上述方式安装的一对金属构件21a、21b中的一方的金属构件21a。

以下，为了方便说明，将一对金属构件21a、21b中的、作用超声波振动一侧的金属构件21a称作“第一金属构件”，将另一方的金属构件21b称作“第二金属构件”。

安装于正极侧的未涂装部3a的辅助板21与安装于负极侧的未涂装部3b的辅助板21形成为大致相同的形状。安装于正极侧的未涂装部3a的辅助板21由与未涂装部3a相同的材料即铝形成。

安装于负极侧的未涂装部3b的超声波焊接用的辅助板21与未涂装部3b相同地由铜形成。该负极侧的未涂装部3b由未加工硬化的铜板(具体而言是C1020(JIS H 3100所规定的材料符号)的O材制)形成。由此，负极侧的未涂装部3b的维氏硬度为40Hv以上且75Hv以下。这是为了防止在进行超声波焊接时损伤辅助板21，详细内容后述。需要说明的是，在此的“维氏硬度”是表示构件的表面硬度的指标。该维氏硬度能够在成为对象的构件表面中的超声波焊接位置的中心位置处通过JIS Z 2244的维氏硬度试验-试验方法来测定。具体而言，将金刚石制的四棱锥的压头按压于试件的表面并形成压痕，测量该压痕的对角线而求出压痕的表面积，使按压的力与所述表面积相除，从而求出维氏硬度。

作为辅助板21的构成要素、即第一金属构件21a、第二金属构件21b以及连结部21c由一张薄板状的金属构件形成。将薄板状的金属构件(正极用是铝板，负极用是铜板)加工成图4所示的形状，将进行该加工后的构件在图4所示的中心线A对折，形成图5所示的形状。将该薄板状的金属构件对折而成的辅助板21在其内侧夹入被捆扎好的未涂装部3a、3b。

说明例如在负极侧向未涂装部3a、3b安装辅助板21的安装方式。在卷绕成扁平形状的发电构件3中，如图7所示，将未涂装部3b以从宽度方向中央向左右拨开的方式束成两部分。并且，如图8所示，利用辅助板21分别夹入被束成两部分的未涂装部3b。此时，使未涂装部3b的端缘与连结部21c的内面侧抵接而进行辅助板21的对位，以未涂装部3b的端缘与连结部21c相接的方式安装辅助板21。

进而，分别对两个辅助板21进行铆接，牢固地固定于未涂装部3b。由此，辅助板21稳固地抵接于箔状的焊接对象物即未涂装部3b的焊接面。在第一金属构件21a中，与接触于未涂装部3b的接触面相反侧的面成为超声波振动的作用面。

在正极侧，也与上述内容相同地，在未涂装部3a上安装两个辅助板21。

另一方面，在盖部2侧的组装构件的正极侧，安装于铆钉8的金属板9以使保持于保持框10的端子螺栓5的螺纹部5a贯通的状态配置。另外，铆钉8以贯通上部垫圈11、盖部2、下部垫圈12以及集电体4的状态组装于盖部2，通过对铆钉8的壳体BC内侧的端部进行铆接而固定。

在负极侧，安装于铆钉15的金属板16也以使保持于保持框14的端子螺栓7的螺纹部7a贯通的状态配置。另外，铆钉15以贯通上部垫圈17、盖部2、下部垫圈18以及集电体6的状态组装于盖部2，通过对铆钉15的壳体BC内侧的端部进行铆接而固定。

需要说明的是，在该状态下，集电体4、6虽已形成有连接部4a、6a，但并不成为L字状的弯曲姿态。即，集电体4、6的形成有连接部4a、6a的部分(成为所述纵向姿态部分的部分)也形成为沿着盖部2的长边方向延伸的大致直线形状。

通过如上这样做，将安装有辅助板21的发电构件3配置在盖部2侧的组装构件中的下部垫圈12、18的安装面的正下方。此时，发电构件3配置为，箔状电极板的卷绕轴芯与盖部2的长边方向平行，并且发电构件3的扁平面成为与盖部2正交的姿态。接下来，使正负的集电体4、6弯曲成图2所示的L字状，如图9所示，使连接部4a、6a分别嵌入到一对辅助板21之间的空间。需要说明的是，在图9中，与图7等对应地仅示出负极侧，正极侧也采用相同的配置。

如此，在盖部2侧的组装构件与发电构件3组装后的状态下，通过超声波焊接使发电构件3的未涂装部3a、3b与集电体4、6的连接部4a、6a接合。

在进行该超声波焊接时，在使夹入未涂装部3a、3b的各辅助板21与集电体4、6的连接部4a、6a抵接的状态下，从辅助板21侧作用超声波振动来进行焊接。

具体而言，如示出进行超声波焊接时的简要配置的图6所示，使砧座31与集电体4、6侧抵接，并且使作用超声波振动的作为振动工具的焊头的前端部32与辅助板21中的与接触于集电体4、6的接触面相反的一侧的面(所述第一金属构件21a的表面)抵接。并且，在利用辅助板21与集电体4、6夹入未涂装部3a、3b的状态下，沿着图6中箭头B所示的方向(未涂装部3a、3b的长边方向)作用超声波振动。

即，在使辅助板21与集电体4、6接触的状态下，从弯曲形成的辅助板21的一对侧面中的、位于与集电体4、6的存在侧相反的一侧的侧面(所述第一金属构件21a的表面)侧作用超声波振动来进行接合。

焊头的前端部32中的与辅助板21接触的接触面是在图6的箭头B所示的方向上细长的长方形形状。焊头的前端部32以焊头的前端部32的长边方向成为发电构件3的扁平面中的未涂装部3a、3b的长边方向的姿态，抵接于辅助板21。利用图4、图5以及图9中的双点划线C表示作用于辅助板21的超声波振动的作用位置。在超声波焊接后，焊接痕迹残留在双点划线C所示的位置。

如图6简要所示，焊头的前端部32的与辅助板21接触的接触面、以及砧座31的与集电体4、6接触的接触面形成为排列有多个正四棱锥形状的凸部的、所谓滚花(knurling)形状。焊头的前端部32的突起比砧座31侧的突起大。

图4以及图5等中利用双点划线C表示的超声波振动的作用位置在每个辅助板21上设定有多处(在本实施方式中是三处)。并且，在图6所示的形态下，在各辅助板21依次对超声波焊接的各作用位置进行超声波焊接，由此使集电体4、6与未涂装部3a、3b接合。

此时，在安装于负极侧的未涂装部3b的辅助板21的相邻的超声波焊接的作用位置之间，与来自两侧的作用位置的超声波焊接相伴的辅助板21的变形重合，变形的程度增大。

如上所述，安装于负极侧的未涂装部3b的辅助板21的维氏硬度为40Hv以上且75Hv以下。因此，即使伴随着超声波焊接而发生大幅变形，也能够防止产生裂纹等损伤。

通过具体的实验例对该辅助板21的损伤的防止进行说明。

准备安装于负极侧的未涂装部3b的铜制的辅助板21。具体而言，针对每种硬度准备100张使铜板的维氏硬度发生各种变化的辅助板21。并且，以与上述的组装方法相同的方式对辅助板21、未涂装部3b以及集电体6进行超声波焊接。图11示出此时的辅助板21的裂纹等损伤的产生结果。在图11中，横轴表示维氏硬度，纵轴表示裂纹等损伤的产生率。在此，裂纹等损伤的产生率表示100张辅助板21中的产生了裂纹等损伤的张数。

根据图11显而易见，在维氏硬度为40Hv以上且75Hv以下时，裂纹产生率为“0％”。这表示即便在辅助板21产生上述这样的变形，也能够防止裂纹等损伤的产生。

另一方面，在维氏硬度小于40Hv时，辅助板21过度柔软，在超声波振动的作用位置的周围产生裂纹等损伤。认为其原因在于，因焊接时伴随的加压而使得辅助板21过度变形。

通过如上那样做，在正极侧以及负极侧分别组装对两个辅助板21完成超声波焊接后的发电构件3。接着，将该盖部2侧的组装构件***到筒体1，对盖部2的端缘与筒体1的开口端进行激光焊接。

之后，经过电解液的注入以及初始充电等工序，充电电池RB完成。

〔其他实施方式〕

以下，列出本发明的其他实施方式。需要说明的是，与第一实施方式的各结构对应的结构使用相同的附图标记。

(1)在所述各实施方式中，例示了如下情况：利用由连结部21c连结第一金属构件21a与第二金属构件21b的端缘彼此的超声波焊接的辅助板21来夹入未涂装部3a、3b，使进行该夹入后的构件与集电体4、6的连接部4a、6a重叠，集中重叠后的构件进行超声波焊接。但是，未涂装部3a、3b等的超声波焊接与集电体4、6的接合也可以在单独的时刻进行。

例如，如下所述。如示出与所述实施方式的图6对应的剖面的图12所示，将利用所述实施方式所示的超声波焊接用的辅助板21夹入未涂装部3a、3b并铆接的构件、即仅是由构成辅助板21的第一金属构件21a与第二金属构件21b夹入未涂装部3a、3b后的构件配置在焊头的前端部32与砧座31之间。在该状态下，也可以使超声波振动作用于图4等中双点划线C所示的位置来进行超声波焊接。

在这种情况下，辅助板21不限定于由连结部21c将第一金属构件21a与第二金属构件21b连结起来的结构。作用超声波振动的第一金属构件21a、以及将未涂装部3a、3b夹在中间而位于第一金属构件21a的相反侧的第二金属构件21b也可以是独立的。

以上述方式焊接而成的构件与集电体4、6的连接部4a、6a例如也可以通过对辅助板21与集电体4、6的连接部4a、6a进行电阻焊接等而接合。

(2)在所述实施方式中，采用使由薄板状的金属构件形成的辅助板21以对折的方式弯曲，第一金属构件21a与第二金属构件21b的端缘彼此之间由连结部21c连结的结构，例示了通过该辅助板21夹入未涂装部3a、3b的例子。但是，如示出与所述实施方式的图6对应的剖面的图13所示，也可以从辅助板21侧使超声波振动作用于利用形成为大致平坦的板材的辅助板21以及集电体4、6夹入捆扎的未涂装部3a、3b而成的构件，进行超声波焊接。

在这种情况下，辅助板21仅由所述第一金属构件21a构成。并且，集电体4、6成为与所述第一金属构件21a一起夹入未涂装部3a、3b的所述第二金属构件。

(3)在所述实施方式中，超声波振动的作用位置在一个超声波焊接用的辅助板21设定有三处，但也可以设定为两处，也可以设定为四处以上。

(4)在所述实施方式中，作为应用本发明的蓄电装置，例示了非水电解质充电电池RB，但也能够将本发明应用于电容器等各种蓄电装置。

(5)在所述实施方式的辅助板21中，使用未加工硬化的铜板(C1020的O材料)，但辅助板21的材料不限于此。例如，也可以使用对C1020的1/2H材料、1/4H材料等进行退火而降低了硬度的材料。另外，不限于C1020，也可以使用C1100等的铜。另外，也可以使用铜合金的O材料。另外，只要维氏硬度为40Hv以上且75Hv以下，则不局限于铜材料，也可以使用A5000系列等硬度比较高的铝合金。

(6)在所述实施方式中，例示了在负极侧应用本发明的情况，但在正极侧也同样能够应用本发明。

(7)在所述实施方式中，例示了将长条带状的正极侧的电极板与长条带状的负极侧的电极板以使隔离件夹在中间的方式卷绕的卷绕型的蓄电构件3。但是，只要是具备正极侧的电极板与负极侧的电极板重叠为层状的蓄电构件的蓄电装置，就能够应用本发明。例如，在将多个正极侧的电极板与多个负极侧的电极板以使隔离件夹在中间的方式交替层叠的层叠型的蓄电构件中，也能够应用本发明。作为其他例，蓄电构件也可以采用将正极侧的电极板、负极侧的电极板以及隔离件中的至少一者折叠成蛇纹状并重叠为层状的结构。

附图标记说明如下：

3 蓄电构件

4、6 集电体

21 超声波焊接用的辅助板

21a 第一金属构件

21b 第二金属构件

21c 连结部

32 振动工具

Claims (4)

1.一种蓄电装置的制造方法，其中，

所述蓄电装置的制造方法包括如下工序：

利用第一金属构件与第二金属构件夹入从重叠为层状的电极板延伸突出的金属箔的工序；以及

通过使超声波振动从所述第一金属构件侧作用于多个作用位置，由此使所述金属箔与所述第一金属构件以及所述第二金属构件接合的工序，

所述第一金属构件的维氏硬度设定为40Hv以上且75Hv以下。

2.根据权利要求1所述的蓄电装置的制造方法，其中，

在进行所述接合的工序中使用振动工具，该振动工具具有与所述第一金属构件接触的接触面，并使超声波振动作用于所述第一金属构件，

所述接触面由一个或者多个凸部构成。

3.根据权利要求1或2所述的蓄电装置的制造方法，其中，

所述第一金属构件与所述第二金属构件的端缘彼此之间由连结部连结，

在进行所述夹入的工序中，以使所述金属箔的端缘与所述连结部相接的方式，利用所述第一金属构件与所述第二金属构件夹入所述金属箔。

4.一种蓄电装置，其中，

所述蓄电装置具备蓄电构件，该蓄电构件具有：电极体，其通过将金属箔向一端侧延伸突出的电极板重叠为层状而构成；以及超声波焊接用的辅助板，其具有多个通过超声波振动而与所述金属箔接合的接合部，且与被捆扎好的所述金属箔抵接，

所述辅助板的维氏硬度为40Hv以上且75Hv以下。