(57)【要約】      （修正有）【課題】安全性の高い電池を製造する製造装置を提供すること。【解決手段】円筒型電池の製造装置１は、光透過性を有し、リード２をケース５の内側に押し当てる棒状の治具６と、前記ケースの外側からレーザ光７を照射し、前記ケースと前記リードとを溶接するレーザ生成装置９と、前記ケースと前記リードとの溶接部から発せられ、前記治具の内部を透過した放射光を検出する検出部１３と、前記検出部によって検出された放射光に基づいて、前記溶接部における溶接状態を判断する判断部１４と、を備える。【選択図】図１
2020140824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性を有し、リードをケースの内側に押し当てる棒状の治具と、
前記ケースの外側からレーザ光を照射し、前記ケースと前記リードとを溶接するレーザ生成装置と、
前記ケースと前記リードとの溶接部から発せられ、前記治具の内部を透過した放射光を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された放射光に基づいて、前記溶接部における溶接状態を判断する判断部と、
を備える、円筒型電池の製造装置。
【請求項２】
前記治具は、前記リードを前記ケースの内側に押し当てる際に前記リードに接触する第１端面と、前記第１端面より光反射率が高い側面を有する、
請求項１に記載の円筒型電池の製造装置。
【請求項３】
前記判断部は、あらかじめ記憶された強度と、前記検出部によって検出された放射光の強度とを比較して、前記溶接状態を判断する、
請求項１または２に記載の円筒型電池の製造装置。
【請求項４】
前記溶接状態の様態は、前記溶接部に存在する溶融部が、前記ケースの内部に露出したか否かである、
請求項３に記載の円筒型電池の製造装置。
【請求項５】
前記判断部は、前記あらかじめ記憶された強度より、前記検出部によって検出された放射光の強度のほうが大きい場合、前記溶融部が前記ケースの内部に露出していると判断する、
請求項４に記載の円筒型電池の製造装置。
【請求項６】
前記判断部は、前記あらかじめ記憶された強度より、前記検出部によって検出された放射光の強度が１０％以上大きい場合、前記溶融部が前記ケースの内部に露出していると判断する、
請求項５に記載の円筒型電池の製造装置。
【請求項７】
前記溶接状態の様態は、前記溶接部でスパッタが発生したか否かである、
請求項３〜６のいずれかに記載の円筒型電池の製造装置。
【請求項８】
前記判断部は、前記検出部によって検出された放射光の強度が、前記あらかじめ記憶された強度の５倍を超えた場合、スパッタが発生したと判断する、
請求項７に記載の円筒型電池の製造装置。
【請求項９】
前記判断部は、スパッタが発生したと判断される放射光の強度が検出された時間に基づいて、前記スパッタの大きさを算出する、
請求項７または８に記載の電池の製造装置。
【請求項１０】
前記判断部は、スパッタが発生したと判断される放射光の強度の１回目の検出時間と２回目の検出時間との差に基づいて、前記スパッタの大きさを算出する、
請求項９に記載の電池の製造装置。
【請求項１１】
前記治具は、中心部と外周部とを有し、
前記中心部と前記外周部との界面は、前記第１端面より光反射率が高い、
請求項２〜１０のいずれかに記載の円筒型電池の製造装置。
【請求項１２】
前記検出部は、前記中心部の内部を透過した第１放射光と、前記外周部の内部を透過した第２放射光とを検出する、
請求項１１に記載の円筒型電池の製造装置。
【請求項１３】
前記判断部は、前記第１放射光の強度に基づいて、前記溶接部に存在する溶融部が、前記ケースの内部に露出したか否かを判断する、
請求項１２に記載の円筒型電池の製造装置。
【請求項１４】
前記判断部は、前記第２放射光の強度に基づいて、前記溶接部でスパッタが発生したか否かを判断する、
請求項１２または１３に記載の円筒型電池の製造装置。
【請求項１５】
前記治具は、前記外周部の一部を含む端面がテーパ形状または曲面形状である、
請求項１から１４のいずれかに記載の円筒型電池の製造装置。
【請求項１６】
前記治具は、前記溶接部に照射される前記レーザ光と同軸になるように配置される、
請求項１から１５のいずれかに記載の円筒型電池の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、円筒型電池のケースとリードを溶接する電池の製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に電池は、大きく、乾電池やリチウム電池などの一次電池、及び、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの充電可能な二次電池に分類される。また、形状で分類すると、円筒型、角型、コイン型などがある。よって、それらの組み合わせにより多くの種類の電池が存在する。
【０００３】
これらの電池の主な構成は次のとおりである。つまり、鉄やアルミニウムなどの金属からなるケースに、電極体と呼ばれる正極、並びに、セパレータ及び負極から構成される発電部分が挿入されている。また、正極及び負極に溶接されたニッケルやアルミニウムからなるリードがケース又は蓋に溶接されている。
【０００４】
また、パソコン用を中心とした円筒形電池の一般的な構造は次のとおりである。つまり、正極板と負極板とをセパレータを介して渦巻状に巻回してなる電極体が円筒形ケースに挿入されている。また、負極板に溶接された負極リードがケース底部に溶接されている。
【０００５】
特許文献１には、従来のケースとリードとの溶接方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１５８３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電池容量の増大を目的として電極体の容積が拡大するため、ケース及びリードは、薄くなる傾向にある。これに伴い、電池の内部と外部と貫通するようなスルーホール状の溶接欠陥又はスパッタが起こりやすくなる。完成した電池における溶接欠陥やスパッタの存在は、電池性能及び電池の安全性を低下させる。
【０００８】
よって、電池性能及び電池の安全性を確保する上で、ケースとリードを安定して溶接するために、溶接欠陥又はスパッタを検出する技術が必要である。
【０００９】
そこで本開示は、安全性の高い電池を製造する製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本開示は、光透過性を有し、リードをケースの内側に押し当てる棒状の治具と、前記ケースの外側からレーザ光を照射し、前記ケースと前記リードとを溶接するレーザ発振器と、前記ケースと前記リードとの溶接部から発せられ、前記治具の内部を透過した放射光を検出する検出部と、前記検出部によって検出された放射光に基づいて、前記溶接部における溶接状態を判断する判断部と、を備える、円筒型電池の製造装置を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本開示の円筒型電池の製造装置によって、安全性の高い電池を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態１における円筒型電池の製造装置の模式図
【図２】本実施の形態１における溶接部の拡大模式図
【図３】本実施の形態１におけるリードの位置がずれている場合の溶接部の拡大模式図
【図４】本実施の形態１における放射光の強度と時間との関係を表す模式図
【図５】本実施の形態１における判断部による溶接状態の判断を示すフローチャート
【図６】本実施の形態２における溶接部の拡大模式図
【図７】本実施の形態２における治具外周部での放射光の強度と時間との関係を表す模式図
【図８】スパッタの大きさと飛散速度の相関図
【図９】本実施の形態２の変形例１における溶接部の拡大模式図
【図１０】本実施の形態２の変形例２における溶接部の拡大模式図
【図１１】本実施の形態２の変形例３における溶接部の拡大模式図
【図１２】本実施の形態２の変形例３における治具外周部での放射光の強度と時間との関係を表す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下、円筒型電池を製造する円筒型電池の製造装置を例に挙げて説明するが、本開示に係る電池の製造装置が製造する電池が、円筒型電池に限られないこと、つまり、本開示に係る電池の製造装置が円筒型電池の製造装置に限られないことは言うまでもない。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１における円筒型電池の製造装置１の模式図を示す。図２は、本実施の形態１において、リードの位置が所定の位置にある場合の溶接部の拡大模式図を示す。
【００１５】
円筒型電池の製造装置１は、光透過性を有する棒状体である治具６、レーザ生成装置９、検出部１３及び判断部１４を備える。
【００１６】
レーザ生成装置９は、レーザ発振器１０、ファイバー１１及び鏡筒１２を備える。
【００１７】
まず、製造途中にある電池の状態について説明する。電池は、正極板と負極板とをセパレータを介して渦巻状に巻回してなる電極体４、金属を含むケース５、及び、負極板に電気的に接続されているリード２を備える。電極体４が、ケース５に挿入されている。リード２が、ケース５の中央部にてケース５の底部に重ねられている。
【００１８】
リード２は所定の位置に配置されている。ここで、所定の位置とは、後に説明する溶融部３の幅方向の最大長さをリード２が覆うことが可能な位置である。
【００１９】
次に、円筒型電池の製造装置１の動作について説明する。
【００２０】
電池が上述の状態にあるとき、電極体４の中央部の開口部より、治具６が挿入される。治具６は、リード２に接触してリード２を押すとともに、ケース５の底部にリード２を接触させる。
【００２１】
また、レーザ発振器１０で発振したレーザは、ファイバー１１を通って鏡筒１２へ導光される。ファイバー１１から射出された拡散光は鏡筒１２内の光学素子（図示せず）により成形され、レーザ７として射出された後、ケース５の外側表面に照射される。
【００２２】
すると、レーザ７のパワーによって、ケース５の外側表面からリード２まで到達するキーホールが形成される。または、ケース５の外側表面から熱が伝わる。よって、リード２の一部を溶融して溶接することができる。
【００２３】
溶接の際に、レーザ照射部の温度上昇に伴って、リード２表面からの放射光１０３の光量が増減する。リード２表面から発せられた放射光１０３は、リード２に接触する光透過性を有する治具６の端面から入射する。放射光１０３は、光透過性を有する治具６内を伝播して、光電センサなどからなる検出部１３に直接または集光レンズなどの光学素子を介して入射する。検出部１３は、放射光１０３の光量強度を計測し、判断部１４に計測値を出力する。判断部１４は、予め記憶されている放射光の強度の設定値と比較し、溶融部３がケース５の内部に露出しているか否か、又は、スパッタが発生しているか否かを判断する。
【００２４】
なお、電池が図２に示される状態にある場合、つまり、所定の位置にリード２が配置されている場合、溶融部３をケース５内に露出させることなく、ケース５とリード２とを溶接することができる。この場合、溶接部にスルーホール等の溶接不良が生じたり、スパッタがケース５内に入ったりする可能性は低い。
【００２５】
図３は、本実施の形態１において、リードの位置が所定の位置からずれている場合の溶接部の拡大模式図を示す。
【００２６】
図３に示すように、リード２が所定の位置に配置された場合、リード２がない位置にレーザ７が照射されることになる。そのため、溶融部３が電池内部に到達、つまり、溶融部３がケース５内に露出する。
【００２７】
溶融部３がケース５内に露出した場合、リード２表面からの放射光１０３だけでなく、溶融部３から発せられる放射光１０１が発生する。
【００２８】
放射光１０１が治具６の端面から入射することで、検出部１３が検出する強度が上昇する。すなわち、放射光の検出強度の上昇から、溶融部３の電池内部への到達、つまり、溶融部３のケース５内への露出が判断できる。
【００２９】
溶融部３が電池内部へ到達すると、ケース５内にスパッタ８１が入る可能性が高くなる。スパッタ８１がケース５内に入ると、電極間を短絡させる原因となり、電池が発火するなどの恐れがある。したがって、電池の安全性が低下する恐れがある。
【００３０】
また、リード２とケース５との隙間や溶融部３が電池内部に到達した箇所などから、スパッタ８１が電池内部に向かって飛び出すことがある。この場合、スパッタ８１から発せられる放射光１０２が発生する。
【００３１】
放射光１０２が治具６の端面から入射することで、検出部１３が検出する強度が急激に上昇する。すなわち、放射光の検出強度の急激な上昇から、スパッタ８１の発生が判断できる。
【００３２】
次に、検出部１３による検出強度から、溶融部３の電池内部への到達やスパッタ８１の発生を判断する方法について説明する。
【００３３】
図４は、本実施の形態１における放射光の強度と時間との関係を表す模式図である。
【００３４】
レーザ出力プロファイル２１１は、レーザ出力強度のプロファイルである。最適プロファイル２１２は、溶融部がケース５内に露出せず適切に溶接がされた場合の放射光強度のプロファイルである。最適プロファイル２１２に関するデータは、予め判断部１４に記憶させておく。貫通プロファイル２１３は、溶融部がケース５内に露出した場合に得られる放射光強度のプロファイルである。
【００３５】
レーザ出力プロファイル２１１は、一定の変化率で放射光強度が増加し、その後、一定期間、一定の放射光強度が維持され、更にその後、一定の変化率で放射光強度が減少する、というプロファイルである。
【００３６】
最適プロファイル２１２は、ケース５とリード２とが適切に溶接されている場合に得られるプロファイルである。つまり、この場合、溶融部３はケース５の内部に露出しないし、スパッタ８１も生じない。よって、最適プロファイル２１２は、レーザ出力プロファイル２１１の変化に略追随する。ただし、検出部１３の機体差や、治具６とリード２の接触の状態などにより、誤差が生じることがある。
【００３７】
一方、貫通プロファイル２１３において、時間ｔ１からｔ２までは、溶融部３は、ケース５内に露出していない。このような状態のとき、貫通プロファイル２１３は、レーザ出力プロファイル２１１の変化に略追随する。ただし、検出部１３の機体差や、治具６とリード２の接触の状態などにより、誤差を生じることがある。
【００３８】
貫通プロファイル２１３において、時間ｔ２からｔ３までは、最適プロファイル２１２と比較し、放射光強度が大きくなる。このときの溶接状態は、図３に表すように、溶融部３が電池内部に到達している、つまり、溶融部がケース５内に露出している状態である。このような状態のとき、放射光の強度は、溶融部３が電池内に到達していない状態の放射光強度に対して１０％〜４０％程度大きくなる。
【００３９】
貫通プロファイル２１３のピーク１１１は、リード２とケース５との隙間や溶融部３がケース５内部に露出した箇所などから発生するスパッタ８１から発せられた放射光の検出によるものである。このときのピーク強度の値の一例は、ｔ２からｔ３までにおけるピーク１１１以外の部分における強度の値の５倍〜１０倍程度である。
【００４０】
図５は、本実施の形態１における判断部１４による溶接状態の判断を示すフローチャートである。
【００４１】
判断部１４は、あらかじめ適切に溶接がされた場合の最適プロファイル２１２を閾値として記憶している。なお、判断部１４は、外部に記憶されている閾値を判断に利用することもできる。
【００４２】
まず、判断部１４は、溶接中に検出部１３によって検出された放射光の強度と、予め記憶されている最適プロファイル２１２の強度とを比較する（Ｓ１）。
【００４３】
そして、判断部１４は、検出された放射光の強度≧適切に溶接された場合の最適プロファイル２１２の強度×１．１であるか否かを判定する（Ｓ２）。すなわち、記憶された最適プロファイル２１２の強度に対して、検出された放射光の強度が１０％以上上回っているか否かを判定する。
【００４４】
上回っていない場合（Ｓ２でＮｏ）、判断部１４は、溶接状態が適切であると判断する。
【００４５】
上回っている場合（Ｓ２でＹｅｓ）、判断部１４は、さらに、検出された放射光の強度≧レーザ出力プロファイルの強度×５であるか否かを判定する（Ｓ３）。すなわち、記憶されたレーザ出力プロファイル２１１の強度に対して、検出された放射光の強度が５倍以上上回っているか否かを判定する。
【００４６】
上回っていない場合（Ｓ２でＮｏ）、判断部１４は、電池内部への溶融部３の到達があると判断する。
【００４７】
上回っている場合（Ｓ２でＮｏ）、判断部１４は、スパッタ８１が発生したと判断する。
【００４８】
判断部１４による溶接状態の判断は、任意の時間間隔に対して行われて良い。時間間隔を短く設定すると、判断精度が向上する。時間間隔を長く設定すると、一度の溶接に対して判断回数が少なくなることで、判断部１４の処理速度の低下を防ぐことができる。
【００４９】
治具６は、温度の算出に用いる放射光の波長を透過する材質であればよく、本実施の形態１では石英を用いた。
【００５０】
治具６は、電極体４の中央部の開口より挿入できる形状および大きさであればよく、レーザ照射により形成される溶融部３より大きい形状が望ましい。また、レーザ７と同軸となるように治具６を配置することが望ましく、本構成により、リード２から発せられる放射光を効率的に治具６に導光することが可能となる。
【００５１】
本実施の形態１では、０．１ｍｍ程度の溶融幅かつ１ｍｍ程度の溶融部長さの溶接部が０．５ｍｍ間隔で３ケ所形成され、かつ、これら３ヶ所が１ｍｍ角の溶融部３を形成している。１ｍｍ角の溶融部３を覆うようにケース５とリード２を接触させるため、治具６の形状は、直径が１．５ｍｍである円柱状とした。
【００５２】
治具６のリード２と接触する端面ともう一方の端面には単層又は多層の誘電体膜からなる反射防止膜を施すことが好ましい。このようにすることで、治具６端面での放射光等の光の反射を低減することができる。また、治具６の側面には、アルミや金などの金属蒸着膜や単層又は多層の誘電体膜からなる高反射膜を施すことが好ましい。このようにすることで、治具６の側面は、治具６の端面より光反射率が高くなる。よって、治具６に導光した放射光が、治具６の側面から漏れることを低減し、溶接部で発生する放射光を効率的に検出部１３に導光することができる。
【００５３】
溶接状態判断のために測定する放射光として、赤外領域の波長の光を用いると良く、本実施の形態１では、光として１３００ｎｍの波長を用いた。治具６から出た光を、１３００ｎｍの光を選択的に透過させるバンドパスフィルターを介して、検出部１３に入射させ放射光量の測定を行うことが好ましい。
【００５４】
本実施の形態１では、単一の波長を用いて溶接状態の判断を行ったが、複数の検出部１３を用いて複数の波長を用いて判断してもよい。
【００５５】
本実施の形態１において、レーザ生成装置９が生成するレーザとして、炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ（基本波レーザおよび第二高調波レーザ）、ＬＤレーザ、ディスクレーザやファイバーレーザなどを用いることができる。このうち、高出力・高密度がえられ制御が容易でありかつ連続波での加工が可能なファイバーレーザが望ましい。
【００５６】
（実施の形態２）
図６は、本実施の形態２における溶接部の拡大模式図を示す。
【００５７】
本実施の形態２における治具６は、実施の形態１における治具６と比較して、治具中心部６１と治具外周部６２からなる点が異なる。このような治具６によって、本実施の形態２は、電池内部に混入するスパッタ８１をより確実に検出することができる。
【００５８】
より具体的には、まず、治具中心部６１は、図６中の一点鎖線で囲まれる領域で発生する放射光を検出することができる。そのため、溶融部３から発せられる放射光１０１や、スパッタ８１から発せられる放射光１０２が、治具中心部６１に導光される。すなわち、治具中心部６１によって検出される放射光の強度は、実施形態１と略同じ挙動を示す。
【００５９】
そして、治具外周部６２は、図６中の破線で囲まれる領域の放射光を検出することができる。そのため、スパッタ８１から発せられる放射光１０２が、治具外周部６２に導光される。すなわち、治具外周部６２によって、スパッタ８１から発せられる放射光１０２のみを検出することができる。
【００６０】
そして、検出部１３は、治具中心部６１と治具外周部６２それぞれから導光された放射光強度を別々に測定する。本構成により、電池内部へのスパッタ８１の混入を直接判断することができる。よって、溶融部３がケース５内部に露出しておらず、かつ、スパッタ８１がない電池を、良品として、他の電池と区別することができる。
【００６１】
図７は、本実施の形態２における治具外周部６２での放射光の強度と時間との関係を表す模式図を示す。
【００６２】
スパッタ８１が治具外周部６２で受光できる領域を飛散する間、治具外周部６２で受けたスパッタ８１から発せられる放射光により、強度増大部１１２が検出される。強度増大部１１２の継続時間より、スパッタ８１の飛散時間１１０を算出することができる。したがって、スパッタ８１の飛散速度が算出可能となる。
【００６３】
図８は、スパッタ８１の大きさと飛散速度の相関図を示す。図８に示すように、スパッタ８１の大きさと飛散速度との間には相関が確認されている。そのため、スパッタ８１の飛散速度１１０を算出することにより、スパッタ８１の大きさを把握することが可能となる。
【００６４】
したがって、電池内部へ混入したスパッタ８１が、電池の安全性に対して重篤な影響を与えうる大きさか否かの判断ができるようになる。
【００６５】
治具６は、電極体４の中央部の開口より挿入できる形状および大きさであれば良い。また、治具６は、レーザ７と同軸上に配置されることが望ましい。
【００６６】
治具中心部６１は、レーザ照射により形成される溶融部３の幅方向の最大長さより大きく、かつ溶融部３の幅方向の最大長さを１０％以上上回らない直径を有する形状が望ましい。
【００６７】
治具外周部６２は、電極体４の中央部の開口に挿入した際に、電極体４に接触しない大きさが良く、中央部の開口径より小さい形状が望ましい。
【００６８】
本実施の形態２において、熱放射検出部１３の測定時間分解能は１０μｓであり、１０μｍ程度のスパッタ８１を検出するためには治具外周部６２の厚みは２０μｍ以上が望ましい。
【００６９】
本実施の形態２では、１ｍｍ角の溶融部３が形成される。本実施の形態２で用いられる治具６は、円柱状であり、各部の寸法は、以下のとおりである。すなわち、治具中心部６１の直径は１．５ｍｍであり、治具６の直径は２．５ｍｍである。治具外周部６２の厚みは０．５ｍｍである。
【００７０】
本実施の形態２では、治具中心部６１に入射した放射光１０１が治具外周部６２に漏れないようにし、かつ、治具外周部６２に入射した放射光１０１が治具中心部６１に漏れないようにすることが好ましい。そこで、治具中心部６１と治具６２の界面に赤外領域の放射光に対して高い反射特性を持つ反射膜を形成してもよい。また治具外周部６２から治具６外への放射光漏れを防ぐため、治具６の外周にも赤外領域の放射光に対して高い反射特性を持つ反射膜を形成してもよい。
【００７１】
図６では、治具中心部６１の端面と治具外周部６２の端面とが、リード２と接触する側において、同一平面を形成しているが、治具外周部６２の端面を治具中心部６１の端面よりリード２から離れた位置となるように段差を設けても良い。このような段差を設けることで、溶融部３から発せられる放射光１０１が治具外周部６２に侵入することを低減でき、より精度良くスパッタ８１の発生を検出することが可能となる。
【００７２】
本実施の形態２では、厚みが５０μｍのリード２を用いたため、６００μｍ程度の段差を設けることが好ましい。
【００７３】
本実施の形態２では、治具中心部６１と治具外周部６２からの光を１つの検出部１３のそれぞれ違う領域で受光することで、治具中心部６１と治具外周部６２からの放射光を分けて検出を行っている。治具中心部６１と治具外周部６２からの放射光をそれぞれ別の検出部１３で検出しても良いことは言うまでもない。
【００７４】
図９は、本実施の形態２の変形例１における溶接部の拡大模式図である。
【００７５】
本実施の形態２の変形例１における治具６は、端部にテーパ部が形成された治具外周部６２を有している。
【００７６】
治具外周部６２が端部にテーパ部を有することで、図９中の破線で囲まれる領域の放射光を検出することができるようになる。そのため、より広範囲からの放射光を治具外周部６２に入射させることができる。したがって、図７におけるスパッタ８１の飛散時間１１０をより長く算出することができ、より高精度にスパッタ８１の飛散速度を算出可能となる。
【００７７】
さらに、治具外周部６２が端部にテーパ部を有することで、内周部６１の臨界角から外周部６２の臨界角までの受け入れ角度が広くなる。つまり、より広い範囲に存在するスパッタ８１から、治具６が放射光１０２を受け入れることが可能となる。したがって、スパッタ８１からの放射光１０２を効率的に検出部側に伝播させることが可能となる。
【００７８】
テーパ部のテーパ面と、リード２との接触面つまり中心部６１の端面とのなす角は、２０度以上９０度未満であることが好ましい。この範囲とすることで、治具外周部６２に入射した放射光１０１の、治具中心部６１との界面での反射角を所定の範囲内とすることができ、ひいては、放射光１０２を効率的に検出部側に伝搬させることが可能となる。本実施の形態２の変形例１では、この角は、４５度である。
【００７９】
図１０は、本実施の形態２の変形例２における溶接部の拡大模式図である。
【００８０】
本実施の形態２の変形例２における治具６は、端部に曲面形状部が形成された治具外周部６２を有している。
【００８１】
治具外周部６２が曲面形状部を有することで、図１０中の破線で囲まれる領域の放射光を検出することができる。そのため、さらに広範囲からの放射光を治具外周部６２に入射させることができる。したがって、図７におけるスパッタ８１の飛散時間１１０をより長く算出することができ、より高精度にスパッタ８１の飛散速度を算出可能となる。
【００８２】
図１１は、本実施の形態２の変形例３における溶接部の拡大模式図を示す。
【００８３】
本実施の形態２の変形例３における治具６は、端部にリード２との接触面とテーパ部とが形成された治具外周部６２を有する。
【００８４】
治具中心部６１のリード２との接触面からは、図１１中の一点鎖線で囲まれる領域の放射光が入射する。そして、治具外周部６２のテーパ部からは、図１１中の破線で囲まれる領域の放射光が入射する。
【００８５】
図１２は、本実施の形態２の変形例３における治具外周部６２に入射する放射光の強度と時間との関係を表す模式図を示す。
【００８６】
まず始めに、スパッタ８１から発せられた放射光が、リード２との接触面から入射し、ピーク１１３として検出される。
【００８７】
その後、リード２と対向する面とテーパ面の切り替わり部では、スパッタ８１から発せられる放射光が治具外周部６２に入射できなくなり、放射光強度が低下する。
【００８８】
さらにその後、スパッタ８１から発せられた放射光が、テーパ部から入射し、強度増大部１１４として検出される。
【００８９】
最初に得られた放射光のピーク１１３と次に得られた強度増大部１１４の始点との時間差、および治具外周部６２の形状より、スパッタ８１の飛散時間１１５を算出することができる。したがって、スパッタ８１の飛散速度が算出可能となる。
【００９０】
図１２に示されるピーク１１３の代わりに、図４に示されるピーク１１１が用いられても良い。また、図１２に示される強度増大部１１４の代わりに、図７に示される強度増大部１１２が用いられても良い。すなわち、本実施の形態２において、スパッタ８１から発せられた放射光が、治具中心部６１に入射した後に検出され、その後、治具外周部６２に入射した後に検出されてもよい。このような場合、治具中心部６１に入射した後に検出されたピーク１１１が発生したタイミングと、治具外周部６２に入射した後に検出された強度増大部１１２の始点との時間差、および治具６の形状より、スパッタ８１の飛散時間を算出しても良い。このような場合においても、スパッタ８１の飛散速度が算出可能となる。
【００９１】
なお、実施の形態２の各種変形例のような外周形状を、実施の形態１に係る治具６が備えていても良い。
【００９２】
本開示による電池の製造方法は、電池内部の狭い空間での溶接においても、その溶接状態を判断することができる。このことで、安全性の高い電池を製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本開示のケースとリードを溶接する円筒電池の製造装置は、電池の安全性に重大な影響を与えうる大きさのスパッタ発生を検知することができ、電池の歩留まり向上による低コスト化と小型で高容量かつ安全性の高い電池の製造が可能となる。
【符号の説明】
【００９４】
１  円筒型電池の製造装置
２  リード
３  溶融部
４  電極体
５  ケース
６  治具
６１  治具中心部
６２  治具外周部
７  レーザ
９  レーザ生成装置
１０  レーザ発振器
１１  ファイバー
１２  鏡筒
１３  検出部
１４  判断部
８１  スパッタ
１０１、１０２、１０３  放射光
１１０  飛散時間
１１１、１１３  ピーク
１１２、１１４  強度増大部
２１１  レーザ出力プロファイル
２１２  最適プロファイル
２１３  貫通プロファイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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