JP4936839B2 - 密閉電池の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、リチウムイオン電池やアルカリ電池などの密閉電池に係り、特に、一方の端部に正極芯体露出部が形成され、他方の端部に負極芯体露出部が形成された電極群が金属製外装缶内に収容された密閉電池の製造方法に関する。

近年、携帯電話、ノートパソコン、小型ビデオカメラ等の携帯用電子・通信機器等に用いられる電源、あるいはハイブリッド車（ＨＥＶ）や電気自動車（ＥＶ）等の電源として、エネルギー密度（Ｗｈ／Ｋｇ）の高いリチウム二次電池が開発されており、その中でも体積エネルギー密度（Ｗｈ／ｌ）の高い密閉電池が注目されている。

この種の電池は、例えば、特許文献１（特開平７−３２６３３６号公報）などに示されており、以下のようにして作製される。即ち、まず、正極芯体（通常は、アルミニウム箔）に正極活物質を含有する正極合剤を塗布して正極板を作製するとともに、負極芯体（通常は、銅箔）に負極活物質を含有する負極合剤を塗布して負極板を作製する。この後、得られた正極板と負極板をセパレータを介して交互に積層して扁平状電極群とし、これを扁平角形の外装缶内に収容して、非水電解液を注液して角形電池としている。

上述のように作製される扁平状電極群においては、例えば、図４に示されるように、一方の端部に正極板５１から延出した正極芯体露出部（正極合剤の未塗布部）５１ａが形成されているとともに、他方の端部に負極板５２から延出した負極芯体露出部（負極合剤の未塗布部）５２ａが形成されている。そして、正極芯体露出部５１ａの下部に正極集電リード（正極集電体）５３を配置するとともに、超音波ホーン６１と超音波発信器６２とからなる超音波溶接装置６０を用意する。この後、正極芯体露出部５１ａの上部に超音波ホーン６１を押し当て、この超音波ホーン６１に接続された超音波発信器６２を超音波振動させることにより、正極芯体露出部５１ａに正極集電リード５３を溶接する。

一方、負極芯体露出部５２ａの下部に負極集電リード（負極集電体）５４を配置するとともに、負極芯体露出部５２ａの上部に超音波ホーン６１を押し当て、この超音波ホーン６１に接続された超音波発信器６２を超音波振動させることにより、負極芯体露出部５２ａに負極集電リード５４を溶接する。これにより、扁平状電極群５０の両端部に正極集電リード５３と負極集電リード５４とが溶接された電極体５０が得られることとなる。そして、得られた電極体５０を扁平角形の外装缶内に収容した後、正極リード５３を封口板の正極端子部５５に溶接するとともに、負極リード５４を負極端子部５６に溶接する。ついで、外装缶開口部に封口板を溶接した後、封口板に形成された注液孔から所定の電解液を注液し、注液孔を封止することにより角形電池が製造される。

ところが、正極芯体露出部５１ａと正極集電リード（正極集電体）５３との超音波接合、あるいは負極芯体露出部５２ａと負極集電リード（負極集電体）５４との超音波接合においては、各芯体露出部同士および各集電リードを一体的に接合する上で、各芯体の積層枚数の増加に応じて接合時に付与される超音波エネルギーを高出力化させる必要があった。

しかしながら、電池の高出力化を達成するために電極板（芯体）の積層枚数を増加させ、かつ接合状態を満足させようとした場合、接合部および接合部周辺に過大なストレスを与えてしまい、電極体を構成する電極板（芯体）自身の強度不足により破れてしまうという問題を有していた。特に、リチウムイオン二次電池の場合には、芯体にアルミニウム箔、銅箔が一般的に用いられるが、これらの材質は接合が困難であることから電極板（芯体）にダメージを与えることなく完全な接合状態を得ることは困難であった。

そこで、集電リードに突起部を設け、この突起部が積層体と重ね合わされた状態で超音波振動を付与して、集電リードを積層体に一体的に接合することが特許文献２（特開２００１−３８４７５号公報）で提案されるようになった。この特許文献２で提案された積層体の接合方法は、図５に示すように、一方の端部に正極板から延出した正極芯体露出部（正極合剤の未塗布部）７１ａが形成され、他方の端部に負極板から延出した負極芯体露出部（負極合剤の未塗布部）７１ｂが形成された積層体７１と、この積層体７１の芯体露出部７１ａ（７１ｂ）に重ね合わされた集電リード７３，７４に超音波振動を付与して、積層体７１の芯体露出部７１ａ（７１ｂ）同士および芯体露出部７１ａ（７１ｂ）と集電リード７３（７４）とを接合させるようにしている。

この場合、集電リード７３（７４）は、積層体７１との重ね合わせ部に突出した突起部７３ａ（７４ａ）を有し、突起部７３ａ（７４ａ）が積層体７１の芯体露出部７１ａ（７１ｂ）を押圧した状態で超音波振動が付与されるようにしている。
これにより、集電リード７３（７４）の積層体７１の芯体露出部７１ａ（７１ｂ）との接合面７３ｂ（７４ｂ）に突起部７３ａ（７４ａ）を設けることで、超音波接合法における超音波振幅エネルギーを局部的に、吸収、拡散させ、超音波接合プロセスの高効率化を図っている。このため、積層体７１の接合部および接合部周辺において、超音波振動による発熱、破れ、ホーンの食い込みを抑制し、接合面の高品質化が達成されるというものである。
特開平７−３２６３３６号公報 特開２００１−３８４７５号公報

ところで、上述した特許文献２にて提案されたように、集電リード７３（７４）の積層体７１の芯体露出部７１ａ（７１ｂ）との接合面７３ｂ（７４ｂ）に突起部７３ａ（７４ａ）を設けるようにして、超音波振幅エネルギーを局部的に、吸収、拡散させるようにしても、接合部および接合部周辺に過大なストレスを与え、電極体を構成する電極板（芯体）が破損する等の問題を生じた。この場合、超音波接合法に代えてレーザ溶接法を適用することも考えられるが、積層体と集電リードとを同時にレーザ溶接するためには高出力のレーザ溶接機を用いる必要があって、以下のような問題を生じた。

即ち、高出力の溶接となるため、溶接工程での時間（タクトタイム）を短縮することが困難で、設備コストが増大するという問題を生じた。また、高出力でタクトタイムを短縮することが困難であるため、溶接部近傍に存在するセパレータなどの部品に熱的影響を及ぼすという問題を生じた。さらに、高出力のレーザを照射すると、溶接スパッタが生じ易く、電極体や加工装置内に溶接ちりが付着して内部短絡や他の不具合等が生じる恐れがあった。

そこで、本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、溶接のためのエネルギーを低減させても必要とする溶接強度が得られるようにして、内部抵抗が低く、かつ内部短絡の発生も防止できる密閉電池の製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明は、一方の端部に正極芯体露出部が形成され、他方の端部に負極芯体露出部が形成された電極群が金属製外装缶内に収容された密閉電池の製造方法であって、上記目的を達成するため、正極芯体露出部同士を超音波溶着して該正極芯体露出部に正極溶着部を形成するとともに、負極芯体露出部同士を超音波溶着して該負極芯体露出部に負極溶着部を形成する超音波溶着工程と、正極溶着部に高エネルギー線を照射して該正極溶着部に正極集電体を溶接するとともに、負極溶着部に高エネルギー線を照射して該負極溶着部に負極集電体を溶接して電極群の一方の端部に正極集電体が溶接され、他方の端部に負極集電体が溶接された電極体を形成する電極体形成工程とを備えている。そして、このようにして形成された電極体を金属製外装缶内に電解液とともに収容した後、密封するように密閉電池を製造するようにしている。

このように、予め芯体露出部同士を超音波溶着して溶着部を形成しておくことにより、この溶着部に高エネルギー線を照射して集電体を溶接する際には、少ないエネルギーで溶接することが可能で、エネルギーを低減させることが可能となる。この場合、超音波により溶着部を形成するようにしているので、予め、超音波エネルギーを消費していることとなる。ところが、この超音波エネルギーのエネルギー消費は高エネルギー線よりも少ないので、トータルの溶接エネルギーを低減させることが可能となる。

そして、低出力の高エネルギー線での溶接が可能となるので、溶接工程での時間（タクトタイム）を短縮することが可能となり、設備コストを低減させることが可能となる。また、溶接部近傍に存在するセパレータなどの部品に熱的影響を及ぼすことが防止できるようになるとともに、溶接スパッタも生じなくなるので、電極体や加工装置内に溶接ちりが付着するといった不具合が生じることもない。この結果、高品質で、信頼性が向上した密閉電池を提供できるようになる。

この場合、正極集電体および負極集電体にはそれぞれスリットが形成されていて、このスリットの長さ方向の中心線に沿って高エネルギー線を照射するようにすると、正極集電体および負極集電体を高エネルギー線で直接溶融させる必要がなくなる。このため、正極溶着部および負極溶着部を溶融させることにより、正極溶着部と正極集電体とが溶着し、負極溶着部と負極集電体とが溶着することとなるので、スリットが形成されていない集電体を用いた場合に比較して、一層、溶接に必要なエネルギーを低減させることが可能となって、省エネルギーを達成できるとともに熱的影響や溶接ちりによる不具合も一層低減されるようになる。なお、高エネルギー線はレーザ光線であるのが望ましい。

上述したように、本発明の密閉電池の製造方法においては、低出力の高エネルギー線での溶接が可能となるので、高品質で、信頼性が向上した密閉電池の製造方法を提供することが可能となる。

ついで、本発明の実施の形態を以下の図１〜図３に基づいて説明するが、本発明はこの実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
なお、図１は本発明の電極群を模式的に示す斜視図であり、図１（ａ）はセパレータを介して正極板と負極板とが積層されたものが扁平な渦巻状に巻回された扁平電極群を模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す扁平電極群の両側に形成された芯体露出部に超音波ホーンを押し当てて超音波溶着部を形成する状態を模式的に示す斜視図であり、図１（ｃ）は、扁平電極群の両側に形成された芯体露出部に超音波溶着部が形成された状態を模式的に示す斜視図である。

図２は本発明の電極体を模式的に示す側面図であり、図２（ａ）は電極群の一方の側部に正極集電体が溶接され、他方の側部に負極集電体が溶接されるとともに、電極群の上部に封口板が溶接された電極体を模式的に示す側面図であり、図２（ｂ）は正極集電体を模式的に示す平面図であり、図２（ｃ）は負極集電体を模式的に示す平面図である。図３は、図２（ａ）に示す電極体の周囲に絶縁枠体が装着されたものを外装缶内に挿入する状態を模式的に示す側面図である。

１．扁平状電極群
まず、アルミニウム箔（例えば、厚みが２０μｍのもの）からなる帯状正極芯体を用意し、これに正極活物質（この場合は、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ₂）とした）を主体とした正極スラリーを正極芯体に均一に塗布して、正極合剤層を形成した。この場合、帯状正極芯体の長辺側の一方端部に所定幅（ここで、１０ｍｍとした）の正極芯体露出部（正極スラリーの未塗布部）１１が形成されるように正極スラリーを塗布した。この後、乾燥機中を通過させて、スラリー作製時に必要であった有機溶剤を除去して乾燥させた。乾燥後、ロールプレス機により所定の厚みになるまで圧延して帯状正極板を作製した。このようにして作製した帯状正極板を所定の幅になるように切り出して、帯状の正極芯体露出部１１を設けた正極板とした。

一方、銅箔（例えば、厚みが１２μｍのもの）からなる帯状負極芯体を用意し、これに負極活物質（この場合は、天然黒鉛とした）を主体とした負極スラリーを負極芯体に均一に塗布して、負極合剤層を形成した。この場合、帯状負極芯体の長辺側の一方端部に所定幅（ここで、８ｍｍとした）の負極芯体露出部（負極スラリーの未塗布部）１２が形成されるように負極スラリーを塗布した。この後、乾燥機中を通過させて乾燥させた。乾燥後、ロールプレス機により所定の厚みになるまで圧延して帯状負極板を作製した。このようにして作製した帯状負極板を所定の幅になるように切り出して、帯状の負極芯体露出部１２を設けた負極板を得た。

ついで、上述のようにして作製した正極板と負極板とを用意し、これらの間にポリエチレン−ポリプロピレン−ポリエチレンの３層構造の微多孔膜（厚みが０．０３０ｍｍで、幅が１００ｍｍのもの）からなる帯状セパレータを介在させ、かつ、これらの幅方向の中心線が一致するように重ね合わせた。この後、巻取機によりこれらを渦巻状に巻回した後、最外周をテープ止めして渦巻状電極群とした。ついで、これを横断面形状が扁平状になるように押しつぶして扁平状電極群１０を作製した。なお、このようにして作製された扁平状電極群１０においては、その一端部（図１（ａ）の扁平状電極群１０の右側）には正極芯体露出部１１が形成されており、その他端部（図１（ａ）の扁平状電極群１０の左側）には負極芯体露出部１２が形成されている。

ついで、超音波ホーン２１と、アンビル２２と、図示しない制御装置からなる超音波溶接機２０を用意した。なお、超音波ホーン２１の所定の位置には超音波振動子（図示せず）が配設されていて、この超音波振動子に制御装置（図示せず）から所定の高周波が付与されて、超音波ホーン２１が超音波振動するようになされている。
ついで、図１（ｂ）に示すように、扁平状電極群１０に形成された帯状の正極芯体露出部１１の所定の位置の下部にアンビル２２を配置するとともに、正極芯体露出部１１の所定の位置の上部に超音波ホーン２１を配置した後、正極芯体露出部１１の所定の位置に所定の圧力を付与した。

この後、制御装置（図示せず）から所定の高周波を超音波振動子に付与して超音波ホーン２１を超音波振動させた。これにより正極芯体露出部１１の所定の位置の正極芯体同士が超音波溶着されることとなる。ついで、超音波ホーン２１およびアンビル２２の位置を移動させて、上述と同様に超音波溶着を繰り返し行った。これにより、図１（ｃ）に示すように、扁平状電極群１０に形成された帯状の正極芯体露出部１１に超音波溶着部１１ａが形成されることとなる。

同様にして、今度は、扁平状電極群１０に形成された帯状の負極芯体露出部１２の所定の位置の下部にアンビル２２を配置するとともに、負極芯体露出部１２の所定の位置の上部に超音波ホーン２１を配置した後、負極芯体露出部１２の所定の位置に所定の圧力を付与した。この後、制御装置（図示せず）から所定の高周波を超音波振動子に付与して超音波ホーン２１を超音波振動させた。これにより負極芯体露出部１２の所定の位置の負極芯体同士が超音波溶着されることとなる。ついで、超音波ホーン２１およびアンビル２２の位置を移動させて、上述と同様に超音波溶着を繰り返し行った。これにより、図１（ｃ）に示すように、扁平状電極群１０に形成された帯状の負極芯体露出部１２に超音波溶着部１２ａが形成されることとなる。

２．扁平状電極体
この後、図２（ｂ）に示すように、長方形状の本体部３３ａの下部両側に膨出部３３ｂ，３３ｂを備えたアルミニウム製の正極集電体（厚さが１ｍｍのもの）３３を用意するとともに、長方形状の本体部３４ａの下部両側に膨出部３４ｂ，３４ｂを備えたニッケルメッキが施された銅製の負極集電体（厚さが１ｍｍのもの）３４を用意した。なお、正極集電体３３の一方の膨出部３３ｂにはスリット３３ｃが形成されており、負極集電体３４の一方の膨出部３４ｂにはスリット３４ｃが形成されている。

ついで、扁平状電極群１０の一端部の正極芯体露出部１１の超音波溶着部１１ａの側部に正極集電体３３の本体部３３ａを押し当てた状態で、膨出部３３ｂ，３３ｂを折り曲げて超音波溶着部１１ａの両側面に膨出部３３ｂ，３３ｂを加圧した。一方、扁平状電極群１０の一端部の負極芯体露出部１２の超音波溶着部１２ａの側部に負極集電体３４の本体部３４ａを押し当てた状態で、膨出部３４ｂ，３４ｂを折り曲げて超音波溶着部１２ａの両側面に膨出部３４ｂ，３４ｂを加圧した。

この後、正極集電体３３の一方の膨出部３３ｂに形成されたスリット３３ｃの長さ方向の中心線に沿って、図示しないレーザ溶接機よりレーザ光を照射して、正極芯体露出部１１の超音波溶着部１１ａと膨出部３３ｂとをレーザ溶接した。これにより、膨出部３３ｂに形成されたスリット３３ｃの部位にレーザ溶接部３３ｄが形成されることとなる。また、負極集電体３４の一方の膨出部３４ｂに形成されたスリット３４ｃの長さ方向の中心線に沿って、図示しないレーザ溶接機よりレーザ光を照射して、負極芯体露出部１２の超音波溶着部１２ａと膨出部３４ｂとをレーザ溶接した。これにより、膨出部３４ｂに形成されたスリット３４ｃの部位にレーザ溶接部３４ｄが形成されることとなる。

ついで、正極端子部３５ａと、負極端子部３５ｂとを備えるとともに注液孔やガス排気弁（図示せず）を備えた封口板３５を用意した。この後、正極集電体３３の本体部３３ａの上端部を折り曲げて正極端子部３５ａの下端部に溶接するとともに、負極集電体３４の本体部３４ａの上端部を折り曲げて負極端子部３５ｂの下端部に溶接することにより、扁平状電極群１０の上部に封口板３５が配設された扁平状電極体３０を形成した。なお、封口板３５と正極端子部３５ａとの間は樹脂製絶縁体３５ｃで絶縁されているとともに、封口板３５と負極端子部３５ｂとの間も樹脂製絶縁体３５ｄで絶縁されている

ついで、上部に封口板３５が配設された扁平状電極体３０の外周部を断面形状がコ字状で外形形状がコ字状の絶縁枠体３６により被覆した。これにより、正極芯体露出部１１および正極集電体３３ならびに負極芯体露出部１２および負極集電体３４は断面形状がコ字状で外形形状がコ字状の絶縁枠体３６により被覆され、この絶縁枠体３６により扁平状電極体３０の周囲部は絶縁保護されるようになる。

ついで、アルミニウム製の角形外装缶４０を用意し、図３に示すように、この外装缶４０の開口部から、絶縁枠体３６により周囲部が保護された扁平状電極体３０を挿入した。この後、外装缶４０と封口板３５との接触部を溶接して密閉した後、封口板３５に形成された注液孔から非水電解液（この場合は、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）を３：７の容積比で混合した混合溶媒に、ＬｉＰＦ₆を１モル／リットルの割合で溶解させたものとした）を注液した。ついで、注液孔を液口栓により封止して角形非水電解液二次電池が作製される。

３．溶接エネルギーの検討
上述のようにして角形非水電解液二次電池を作製するに際して、扁平状電極群の両芯体露出部１１，１２を超音波溶着して扁平状電極体３０を形成する際の溶接エネルギー、および、この扁平状電極体３０の両超音波溶着部１１ａ，１２ａにそれぞれ集電体３３，３４をレーザ溶接する際の溶接エネルギーを求めた。そこで、図１に示すように、一端部に正極芯体露出部１１が形成され、他端部に負極芯体露出部１２が形成された扁平状電極群１０の各芯体露出部１１，１２に超音波ホーン２１を押し当てて、各電極の芯体露出部１１（１２）同士が溶着した状態となった超音波溶着部１１ａ，１２ａを形成する際の超音波溶着のエネルギーを求めると、各々３００Ｊ、６００Ｊであった。この場合、超音波の振幅は各々５５μｍ、６０μｍとした。

一方、扁平状電極群１０の正極芯体露出部１１に正極集電体３３の本体部３３ａを押し当てた状態で膨出部３３ｂを折り曲げて、正極芯体露出部１１の両側面に膨出部３３ｂを加圧し、この状態で膨出部３３ｂに超音波ホーン２１を押し当てて正極芯体露出部１１同士を溶着するとともに、正極芯体露出部１１と正極集電体３３の膨出部３３ｂとを超音波溶着した。また、扁平状電極群１０の負極芯体露出部１２に負極集電体３４の本体部３４ａを押し当てた状態で膨出部３４ｂを折り曲げて、負極芯体露出部１２の両側面に膨出部３４ｂを加圧し、この状態で膨出部３４ｂに超音波ホーン２１を押し当てて負極芯体露出部１２同士を溶着するとともに、負極芯体露出部１２と負極集電体３４の膨出部３４ｂとを超音波溶着した。このときの超音波溶着のエネルギーを求めると、６００Ｊ、１０００Ｊであった。この場合、超音波の振幅は各々５５μｍ、６０μｍとした。これらの結果を表１に示す。

上記表１の結果から明らかなように、芯体露出部１１（１２）同士を超音波溶着するとともに、これらに集電体３３（３４）を超音波溶着する場合の超音波溶着エネルギーと比べて、芯体露出部１１（１２）同士のみを超音波溶着した方が遙かに超音波溶着エネルギーを低減させることが可能であることが分かる。

ついで、扁平状電極群１０の正極芯体露出部１１に超音波溶着部を形成せずに正極集電体３３の本体部３３ａを押し当てた状態で膨出部３３ｂを折り曲げて、正極芯体露出部１１の両側面に膨出部３３ｂを加圧した。また、扁平状電極群１０の負極芯体露出部１２に超音波溶着部を形成せずに負極集電体３４の本体部３４ａを押し当てた状態で膨出部３４ｂを折り曲げて、負極芯体露出部１２の両側面に膨出部３４ｂを加圧した。
このような状態で、膨出部３３ｂに形成されたスリット３３ｃの長さ方向の中心線に沿ってレーザ光を照射して、スリット３３ｃの部位にレーザ溶接部３３ｄを形成した後、膨出部３４ｂに形成されたスリット３４ｃの長さ方向の中心線に沿ってレーザ光を照射して、スリット３４ｃの部位にレーザ溶接部３４ｄを形成した。この場合の溶接状態は、集電体３３（３４）のスリット３３ｃ（３４ｃ）と芯体露出部１１（１２）の全層が溶融して接合状態となっていた。このときのレーザ光の照射エネルギーを求めて、これを１００％とした。

一方、扁平状電極群１０の各芯体露出部１１，１２に超音波溶着部１１ａ，１２ａを形成したものと、正極集電体３３と、負極集電体３４とを用い、図２に示すように、正極芯体露出部１１の両側面に正極集電体３３の芯体膨出部３３ｂ，３３ｂを加圧し、負極芯体露出部１２の両側面に負極集電体３４の膨出部３４ｂ，３４ｂを加圧した。この後、正極集電体３３の一方の膨出部３３ｂに形成されたスリット３３ｃの長さ方向の中心線に沿ってレーザ光を照射して、スリット３３ｃの部位にレーザ溶接部３３ｄを形成した。

また、負極集電体３４の一方の膨出部３４ｂに形成されたスリット３４ｃの長さ方向の中心線に沿ってレーザ光を照射して、スリット３４ｃの部位にレーザ溶接部３４ｄを形成した。この場合、レーザ光の照射エネルギーを調整して、芯体露出部と集電体とを同時にレーザ溶接した場合の７５％（２５％減）のレーザ光を照射したものと、５０％（５０％減）のレーザ光を照射したものとを作製した。この後、これらの芯体露出部と集電体との間の抵抗値(Ω)を求めると下記の表２に示すような結果が得られた。

上記表２の結果から明らかなように、芯体露出部１１（１２）が超音波溶着されて形成された超音波溶着部１１ａ（１２ａ）と集電体３３（３４）とを２５％減あるいは５０％減のレーザエネルギーで溶接しても、芯体露出部１１（１２）と集電体３３（３４）を１００％のレーザエネルギーで同時に溶接しても、正極芯体露出部１１と正極集電体３３の端部との間の抵抗値および負極芯体露出部１２と負極集電体３４の端部との間の抵抗値はほぼ同等で、低抵抗であることが分かる。

即ち、予め芯体露出部１１（１２）同士を超音波溶着して超音波溶着部１１ａ（１２ａ）を形成しておくことにより、この超音波溶着部１１ａ（１２ａ）と集電体３３（３４）とをレーザ溶接する際には、少ないレーザエネルギーで溶接することが可能となり、レーザエネルギーを低減させることが可能となる。なお、この場合は、超音波溶着部１１ａ（１２ａ）を形成するために、予め、超音波エネルギーを消費しているが、この超音波エネルギーは５０％のレーザエネルギーよりも少ないので、トータルの溶接エネルギーを低減させることが可能となる。

このように、低出力のレーザ溶接が可能となるので、溶接工程での時間（タクトタイム）を短縮することが可能となり、設備コストを低減させることが可能となる。また、溶接部近傍に存在するセパレータなどの部品に熱的影響を及ぼすことが防止できるようになるとともに、溶接スパッタも生じなくなって、電極体や加工装置内に溶接ちりが付着するといった不具合が生じることもないので、高品質で、信頼性が向上した電池を提供できるようになる。

なお、上述した実施の形態においては、本発明を非水電解液二次電池に適用する例について説明したが、本発明の密閉電池は、非水電解液二次電池に限らず、一方の端部に正極芯体露出部が形成され、他方の端部に負極芯体露出部が形成された電極群が金属製外装缶内に収容された密閉電池であれば、ニッケル−水素蓄電、ニッケル−カドミウム蓄電池などのアルカリ蓄電池やその他の蓄電池に適用できることは明らかである。
また、上述した実施の形態においては、角形外装缶を用いた例について説明したが、外装缶形状は特に限定されず、円筒状の外装缶を用いても実施可能である。電池を組み込む機器のスペース効率を考慮すると、角形形状の外装缶を用いることが好ましい。角形形状の外装缶にあっては、正しく直方体、立方体であるものに限らず、角が曲面状やテーパー状になっているものでもよく、さらには外装缶の高さ方向に直角の断面形状が長円形のようなものであってもよい。
さらに、上述した実施の形態においては、渦巻状電極群を押しつぶして扁平状電極群とした電極群を用いる例について説明したが、例えば、平板状の正・負極板をセパレータを介して積層した電極群などを適用できることも明らかである。

本発明の電極群を模式的に示す斜視図であり、図１（ａ）はセパレータを介して正極板と負極板とが積層されたものが扁平な渦巻状に巻回された扁平電極群を模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す扁平電極群の両側に形成された芯体露出部に超音波ホーンを押し当てて超音波溶着部を形成する状態を模式的に示す斜視図であり、図１（ｃ）は、扁平電極群の両側に形成された芯体露出部に超音波溶着部が形成された状態を模式的に示す斜視図である。 本発明の電極体を模式的に示す側面図であり、図２（ａ）は電極群の一方の側部に正極集電体が溶接され、他方の側部に負極集電体が溶接されるとともに、電極群の上部に封口板が溶接された電極体を模式的に示す側面図であり、図２（ｂ）は正極集電体を模式的に示す平面図であり、図２（ｃ）は負極集電体を模式的に示す平面図である。 図２（ａ）に示す電極体の周囲に絶縁枠体が装着されたものを外装缶内に挿入する状態を模式的に示す側面図である。 従来例の扁平状電極群に集電リード（集電体）を超音波溶接する状態を模式的に示す斜視図である。 他の従来例の扁平状電極群に集電リード（集電体）を超音波溶接する状態を模式的に示す斜視図である。

符号の説明

１０…扁平状電極群、１１…正極芯体露出部、１１ａ…超音波溶着部、１２…負極芯体露出部、１２ａ…超音波溶着部、２０…超音波溶接機、２１…超音波ホーン、２２…アンビル、３０…扁平状電極体、３３…正極集電体、３３ａ…本体部、３３ｂ…膨出部、３３ｃ…スリット、３３ｄ…レーザ溶接部、３４…負極集電体、３４ａ…本体部、３４ｂ…膨出部、３４ｃ…スリット、３４ｄ…レーザ溶接部、３５…封口板、３５ａ…正極端子部、３５ｂ…負極端子部、３５ｃ，３５ｄ…樹脂製絶縁体、３６…絶縁枠体、４０…角形外装缶

Claims (3)

1. 一方の端部に正極芯体露出部が形成され、他方の端部に負極芯体露出部が形成された電極群が金属製外装缶内に収容された密閉電池の製造方法であって、
   前記正極芯体露出部同士を超音波溶着して該正極芯体露出部に正極溶着部を形成するとともに、前記負極芯体露出部同士を超音波溶着して該負極芯体露出部に負極溶着部を形成する超音波溶着工程と、
   前記正極溶着部に高エネルギー線を照射して該正極溶着部に正極集電体を溶接するとともに、前記負極溶着部に高エネルギー線を照射して該負極溶着部に負極集電体を溶接して電極群の一方の端部に正極集電体が溶接され、他方の端部に負極集電体が溶接された電極体を形成する電極体形成工程とを備え、
   前記電極体を金属製外装缶内に電解液とともに収容した後、密封するようにしたことを特徴とする密閉電池の製造方法。
2. 前記正極集電体および前記負極集電体にはそれぞれスリットが形成されていて、該スリットの長さ方向の中心線に沿って前記高エネルギー線を照射するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の密閉電池の製造方法。
3. 前記高エネルギー線は、レーザ光線であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の密閉電池の製造方法。

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