(57)【要約】【課題】導通経路の抵抗が小さく、高出力特性を得ることが可能な電気化学デバイス、接合体、電気化学デバイスの製造方法及び接合体の製造方法を提供すること。【解決手段】本発明に係る電気化学デバイスは、蓄電素子と、接続プレートと、ラプチャーディスクとを具備する。蓄電素子は、正極又は負極に電気的に接続されたリード部材を有する。接続プレートは、蓄電素子側の第１の主面と、第１の主面の反対側の第２の主面を有し、第１の主面に、重ねられた複数のリード部材が溶接されている。複数のリード板は、第１の主面上の第１の溶接箇所と第２の溶接箇所において接続プレートに溶接され、複数のリード板のうち、接続プレート側のリード板は第１の溶接箇所と第２の溶接箇所で接続プレートに溶接され、接続プレートと反対側のリード板は、第１の溶接箇所で接続プレートに溶接され、第２の溶接箇所で接続プレートに溶接されていない。【選択図】図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極、負極及びセパレータを備え、前記正極と前記負極がセパレータを介して積層され、捲回された蓄電素子であって、前記正極又は前記負極に電気的に接続された複数のリード板を有する蓄電素子と、
前記蓄電素子側の第１の主面と、前記第１の主面の反対側の前記第２の主面を有し、前記第１の主面に、重ねられた前記複数のリード板が溶接された接続プレートと、
前記接続プレートの前記第２の主面に接続されたラプチャーディスクとを具備し、
前記複数のリード板は、前記第１の主面上の第１の溶接箇所と前記第１の主面上で前記第１の溶接箇所と離間した第２の溶接箇所において前記接続プレートに溶接され、前記複数のリード板のうち、前記接続プレート側のリード板は前記第１の溶接箇所と前記第２の溶接箇所で前記接続プレートに溶接され、前記接続プレートと反対側のリード板は、前記第１の溶接箇所で前記接続プレートに溶接され、前記第２の溶接箇所で前記接続プレートに溶接されていない
電気化学デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の電気化学デバイスであって、
前記第１の溶接箇所で溶接されているリード板は２枚であり、
前記第２の溶接箇所で溶接されているリード板は１枚である
電気化学デバイス。
【請求項３】
請求項１に記載の電気化学デバイスであって、
前記第１の溶接箇所で溶接されているリード板は３枚以上であり、
前記第２の溶接箇所で溶接されているリード板は前記第１の溶接箇所で溶接されているリード板より２枚少ない
電気化学デバイス。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の電気化学デバイスであって、
前記複数のリード板はアルミニウムからなる
電気化学デバイス。
【請求項５】
請求項１から５のいずれか一項に記載の電気化学デバイスであって、
リチウムイオンキャパシタである
電気化学デバイス。
【請求項６】
正極、負極及びセパレータを備え、前記正極と前記負極がセパレータを介して積層され、捲回された蓄電素子であって、前記正極又は前記負極に電気的に接続された複数のリード板を有する蓄電素子と、前記蓄電素子側の第１の主面と、前記第１の主面の反対側の前記第２の主面を有する接続プレートと、前記接続プレートの前記第２の主面に接続されたラプチャーディスクとを準備し、
前記複数のリード板を重ねて前記第１の主面に当接させ、前記複数のリード板が重ねられた第１の溶接箇所と、前記第１の電極当接箇所より少ない枚数のリード板が重ねられた第２の溶接箇所を形成し、
前記第１の溶接箇所に第１の溶接用電極を当接させ、前記第２の溶接箇所に第２の溶接用電極を当接させ、前記第１の溶接用電極と前記第２の溶接用電極の間に電流を印加することにより、前記複数のリード板を前記接続プレートに溶接する
電気化学デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抵抗溶接により接合された導通経路を有する電気化学デバイス及び電気化学デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオンキャパシタ等の電気化学デバイスには、正極と負極がセパレータによって隔てられた状態で捲回された捲回型のものが多く用いられている。正極と負極はそれぞれリード部材を介して端子に接続されている。
【０００３】
電気化学デバイスでは電極を長尺化することにより、高容量化および低抵抗化が可能である。しかしながら、電極を長尺化した場合、電極長の長さから、十分な出力特性を得ることが困難となる。この解消のため、電極に複数のリード部材を接続し、複数のリード部材によって電極と端子を接続することが行われている。
【０００４】
例えば特許文献１には、複数枚のリード板を一点で重ね合わせ、その重なり部を封口体に接続した二次電池が開示されている。また、特許文献２には、複数枚のリード板を集電板を介して封口体へ接続する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３３５２３２号公報
【特許文献２】国際公開第２０１６／１７４８１１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の接続方法による封口体への直接接続は困難であり、実現性に乏しい。また、特許文献２に記載の方法では、部品点数の増加や集電板とリード板の接続抵抗による出力性能の低下を導くおそれがある。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、導通経路の抵抗が小さく、高出力特性を得ることが可能な電気化学デバイス及び電気化学デバイスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る電気化学デバイスは、蓄電素子と、接続プレートと、ラプチャーディスクとを具備する。
上記蓄電素子は、正極、負極及びセパレータを備え、上記正極と上記負極がセパレータを介して積層され、捲回された蓄電素子であって、上記正極又は上記負極に電気的に接続された複数のリード板を有する。
上記接続プレートは、上記蓄電素子側の第１の主面と、上記第１の主面の反対側の第２の主面を有し、上記第１の主面に、重ねられた上記複数のリード板が溶接されている。
上記ラプチャーディスクは、上記接続プレートの上記第２の主面に接続されている。
上記複数のリード板は、上記第１の主面上の第１の溶接箇所と上記第１の主面上で上記第１の溶接箇所と離間した第２の溶接箇所において上記接続プレートに溶接され、上記複数のリード板のうち、上記接続プレート側のリード板は上記第１の溶接箇所と上記第２の溶接箇所で上記接続プレートに溶接され、上記接続プレートと反対側のリード板は、上記第１の溶接箇所で上記接続プレートに溶接され、上記第２の溶接箇所で上記接続プレートに溶接されていない。
【０００９】
この構造によれば、接続プレートの第２の主面にはラプチャーディスクが接続されており、第１の主面にリード板を接合するためには、第１の主面側でリード板に当接させた溶接用電極の間で電流を流すシリーズ方式の抵抗溶接を行う必要がある。ここで、接続プレート側のリード板は第１の溶接箇所と第２の溶接箇所の２箇所で接続プレートに溶接され、接続プレートと反対側のリード板は、第１の溶接箇所で接続プレートに溶接され、第２の溶接箇所で上記接続プレートに溶接されていない。この構造を抵抗溶接により形成する際、接続プレートとは反対側のリード板は第１の溶接箇所と第２の溶接箇所の間で導通経路とならず、溶接用電極間に大きな電流を印加してもリード板の溶断を防止することができる。したがって、リード板が確実に接続プレートに溶接され、導通経路の抵抗が小さく、高出力特性を得ることが可能な電気化学デバイスとすることが可能である。
【００１０】
、
上記第１の溶接箇所で溶接されているリード板は２枚であり、
上記第２の溶接箇所で溶接されているリード板は１枚であってもよい。
【００１１】
上記第１の溶接箇所で溶接されているリード板は３枚以上であり、
上記第２の溶接箇所で溶接されているリード板は上記第１の溶接箇所で溶接されているリード板より２枚少なくてもよい。
【００１２】
上記複数のリード板はアルミニウムからなるものであってもよい。
【００１３】
上記電気化学デバイスはリチウムイオンキャパシタであってもよい。
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る電気化学デバイスの製造方法は、正極、負極及びセパレータを備え、上記正極と上記負極がセパレータを介して積層され、捲回された蓄電素子であって、上記正極又は上記負極に電気的に接続された複数のリード板を有する蓄電素子と、上記蓄電素子側の第１の主面と、上記第１の主面の反対側の上記第２の主面を有する接続プレートと、上記接続プレートの上記第２の主面に接続されたラプチャーディスクとを準備する。
上記複数のリード板を重ねて上記第１の主面に当接させ、上記複数のリード板が重ねられた第１の溶接箇所と、上記第１の電極当接箇所より少ない枚数のリード板が重ねられた第２の溶接箇所を形成する。
上記第１の溶接箇所に第１の溶接用電極を当接させ、上記第２の溶接箇所に第２の溶接用電極を当接させ、上記第１の溶接用電極と上記第２の溶接用電極の間に電流を印加することにより、上記複数のリード板を上記接続プレートに溶接する。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように本発明によれば、導通経路の抵抗が小さく、高出力特性を得ることが可能な電気化学デバイス及び電気化学デバイスの製造方法を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る電気化学デバイスの斜視図である。
【図２】同電気化学デバイスの一部構成の斜視図である。
【図３】同電気化学デバイスが備える蓄電素子の斜視図である。
【図４】同蓄電素子の断面図である。
【図５】同蓄電素子が備える負極の平面図である。
【図６】同蓄電素子が備える正極の平面図である。
【図７】同蓄電素子の負極リード板及び正極リード板の模式図である。
【図８】同蓄電素子の容器との電気的接続の態様を示す模式図である。
【図９】本発明の実施形態に係る電気化学デバイスが備える封口体の断面図である。
【図１０】同電気化学デバイスが備える封口体の平面図である。
【図１１】同封口体が備える接続プレートの断面図である。
【図１２】同封口体が備える接続プレートへの１枚の正極リード板を溶接する態様を示す断面図である。
【図１３】同封口体が備える接続プレートへの１枚の正極リード板を一般的手法により溶接する態様を示す平面図である。
【図１４】同封口体が備える接続プレートへの３枚の正極リード板を一般的手法により溶接する態様を示す断面図である。
【図１５】同封口体が備える接続プレートへの３枚の正極リード板を本発明の手法により溶接する態様を示す断面図である。
【図１６】同封口体が備える接続プレートへの３枚の正極リード板を本発明の手法により溶接する態様を示す平面図である。
【図１７】同封口体が備える接続プレートへ溶接された正極リード板を示す断面図である。
【図１８】同封口体が備える接続プレートへ溶接された正極リード板を示す断面図である。
【図１９】同封口体が備える接続プレートへ溶接された正極リード板を示す断面図である。
【図２０】２つの溶接箇所での正極リード板の枚数差による評価結果を示す断面図である。
【図２１】本発明の実施形態に係る電気化学デバイスにおいて、封口体が備える接続プレートへの正極リード板の溶接箇所を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る電気化学デバイスについて説明する。
【００１８】
[電気化学デバイスの構成]
図１は本実施形態に係る電気化学デバイス１００の斜視図であり、図２は電気化学デバイス１００の一部構成の斜視図である。なお、以下の図においてＸ、Ｙ及びＺ方向は相互に直交する３方向である。
【００１９】
電気化学デバイス１００は、充電及び放電が可能なデバイスであればよく、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ及びリチウムイオン二次電池等の各種電気化学デバイスのいずれであってもよい。
【００２０】
図１及び図２に示すように、電気化学デバイス１００は、蓄電素子１１０及び容器１２０を備える。電気化学デバイス１００は円柱形状を有し、例えば直径（Ｘ−Ｙ方向）１８ｍｍ、長さ（Ｚ方向）６５ｍｍとすることができる。
【００２１】
図１に示すように、容器１２０は、外装缶１２１及び封口体１２２を備える。
【００２２】
外装缶１２１は金属からなり、缶底部１２１ａと側壁部１２１ｂを有する。缶底部１２１ａは円板形状を有する。側壁部１２１ｂは、缶底部１２１ａの周縁に連続する円筒形状を有する。側壁部１２１ｂは絶縁性フィルムによって被覆されている。
【００２３】
封口体１２２は金属からなり、側壁部１２１ｂに接合され、外装缶１２１の内部空間を封止する。封口体１２２の構成については後述する。
【００２４】
図２に示すように、外装缶１２１に蓄電素子１１０及び図示しない電解液が収容され、封口体１２２によって封止されることにより、電気化学デバイス１００が形成されている。
【００２５】
図３は、蓄電素子１１０の斜視図であり、図４は蓄電素子１１０の拡大断面図である。これらの図に示すように、蓄電素子１１０は、負極１３０、正極１４０及びセパレータ１５０を有し、これらが積層された積層体が捲回されて構成されている。
【００２６】
負極１３０は、図４に示すように、負極集電体１３１及び負極活物質層１３２を有する。負極集電体１３１は、導電性材料からなり、銅箔等の金属箔であるものとすることができる。負極集電体１３１は表面が化学的あるいは機械的に粗面化された金属箔や、貫通孔が形成された金属箔が好適である。
【００２７】
負極活物質層１３２は、負極集電体１３１の表裏両面上に形成されている。負極活物質層１３２の材料は、負極活物質がバインダ樹脂と混合されたものとすることができ、さらに導電助材を含んでもよい。負極活物質は、例えばハードカーボン、グラファイト又はソフトカーボン等の炭素系材料等とすることができる。
【００２８】
バインダ樹脂は、負極活物質を接合する合成樹脂であり、例えばカルボキシメチルセルロース、スチレンブタジエンゴム、ポリエチレン、ポリプロピレン、芳香族ポリアミド、フッ素系ゴム、ポリビニリデンフルオライド、イソプレンゴム、ブタジエンゴム及びエチレンプロピレン系ゴム等とすることができる。
【００２９】
導電助剤は、導電性材料からなる粒子であり、負極活物質の間での導電性を向上させる。導電助剤は、例えば、黒鉛やカーボンブラック等の炭素材料が挙げられる。これらは単独でもよいし、複数種が混合されてもよい。なお、導電助剤は、電気化学的に安定かつ導電性を有する材料であれば、金属材料あるいは導電性高分子などであってもよい。
【００３０】
図５は捲回前の負極１３０を示す平面図である。同図に示すように、負極集電体１３１の表面の大部分には負極活物質層１３２が積層されている。また、負極集電体１３１の裏面にも同様に図示しない負極活物質層１３２が積層されている。
【００３１】
さらに、負極１３０は複数の負極リード板１３３を備える。負極リード板１３３は、負極集電体１３１の一部が突出して形成されている。負極リード板１３３は、後述するように外装缶１２１に接続され、外装缶１２１と負極１３０を電気的に接続させる。
【００３２】
なお、負極リード板１３３は、負極集電体１３１の一部が突出して形成されたものに限られず、負極集電体１３１に電気的に接続された、負極集電体１３１とは別の板状又は箔状部材であってもよい。負極リード板１３３の数は図５に示す７つに限られず、１つ以上の任意の数とすることができる。
【００３３】
正極１４０は、図４に示すように、正極集電体１４１及び正極活物質層１４２を有する。正極集電体１４１は、導電性材料からなり、アルミニウム箔等の金属箔であるものとすることができる。正極集電体１４１は表面が化学的あるいは機械的に粗面化された金属箔や、貫通孔が形成された金属箔が好適である。
【００３４】
正極活物質層１４２は、正極集電体１４１の表裏両面上に形成されている。正極活物質層１４２の材料は、正極活物質がバインダ樹脂と混合されたものとすることができ、さらに導電助材を含んでもよい。正極活物質は、例えば活性炭又はＰＡＳ（Polyacenic Semiconductor：ポリアセン系有機半導体）等とすることができる。
【００３５】
バインダ樹脂は、正極活物質を接合する合成樹脂であり、例えばカルボキシメチルセルロース、スチレンブタジエンゴム、ポリエチレン、ポリプロピレン、芳香族ポリアミド、フッ素系ゴム、ポリビニリデンフルオライド、イソプレンゴム、ブタジエンゴム及びエチレンプロピレン系ゴム等とすることができる。
【００３６】
導電助剤は、導電性材料からなる粒子であり、正極活物質の間での導電性を向上させる。導電助剤は、例えば、黒鉛やカーボンブラック等の炭素材料が挙げられる。これらは単独でもよいし、複数種が混合されてもよい。なお、導電助剤は、電気化学的に安定かつ導電性を有する材料であれば、金属材料あるいは導電性高分子などであってもよい。
【００３７】
図６は捲回前の正極１４０を示す平面図である。同図に示すように、正極集電体１４１の表面の大部分には正極活物質層１４２が積層されている。また、正極集電体１４１の裏面にも同様に図示しない正極活物質層１４２が積層されている。
【００３８】
さらに、正極１４０は正極リード板１４３を備える。正極リード板１４３は、板状又は箔状の金属からなり、正極集電体１４１上において正極活物質層１４２が塗布されていない領域に接続されている。正極リード板１４３は、正極集電体１４１と同一材料からなり、例えばアルミニウムからなるものとすることができる。正極リード板１４３は、後述するように封口体１２２に接続され、封口体１２２と正極１４０を電気的に接続させる。
【００３９】
なお、正極リード板１４３は、正極集電体１４１の一部が突出して形成されたものであってもよい。正極リード板１４３の数は図５に示す３つに限られず、２つ以上であればよい。
【００４０】
セパレータ１５０は負極１３０と正極１４０の間に配置され、負極１３０と正極１４０を絶縁すると共に電解液中に含まれるイオンを透過する。セパレータ１５０は、織布、不織布、ガラス繊維、セルロース繊維又はプラスチック繊維等からなる多孔質シートとすることができる。
【００４１】
電気化学デバイス１００は以上のように構成されている。蓄電素子１１０と共に容器１２０に収容される電解液は、電気化学デバイス１００の種類に応じて任意に選択することが可能である。
【００４２】
［蓄電素子と外装缶の電気的接続について］
電気化学デバイス１００では、蓄電素子１１０は容器１２０に電気的に接続され、容器１２０を介して蓄電素子１１０の充電及び放電が行われる。
【００４３】
図７は蓄電素子１１０の模式的な断面図である。同図に示すように、負極１３０及び正極１４０はセパレータ１５０によって隔てられた状態で捲回されている。同図に示すように、捲回中心の孔を中心孔Ｓとする。負極リード板１３３は負極１３０から蓄電素子１１０の片側（図７中、下方）に突出し、正極リード板１４３は正極１４０から反対側（図７中、上方）に突出する。
【００４４】
図８は、蓄電素子１１０と容器１２０との電気的接続を示す模式図である。同図に示すように、負極リード板１３３は外装缶１２１に接合され、正極リード板１４３は封口体１２２に接合される。これにより、外装缶１２１の缶底部１２１ａは負極端子として機能し、封口体１２２は正極端子として機能する。
【００４５】
ここで、正極リード板１４３と封口体１２２の接合は、後述するようにシリーズ方式の抵抗溶接によって行われる。
【００４６】
［封口体の構成］
図９は封口体１２２の断面図であり、図１０は封口体１２２の蓄電素子１１０側から見た平面図である。
【００４７】
これらの図に示すよう、封口体１２２は、枠部材１６１、外部端子１６２、接続プレート１６３、ラプチャーディスク１６４及びインシュレータ１６５を備える。
【００４８】
枠部材１６１は、外装缶１２１に嵌合し、封口体１２２を外装缶１２１に対して固定する。枠部材１６１は円環形状とすることができる。
【００４９】
外部端子１６２は、枠部材１６１に固定され、電気化学デバイス１００の正極端子として機能する。
【００５０】
接続プレート１６３は、円板形状を有し、封口体１２２において蓄電素子１１０側（図中下方）に配置され、正極リード板１４３が接合される部分である。
【００５１】
図１１は接続プレート１６３の断面図である。同図に示すように、接続プレート１６３は、第１主面１６３ａ及び第２主面１６３ｂを有する。第１主面１６３ａは蓄電素子１１０側の面であり、第２主面１６３ｂは第１主面１６３ａの反対側の面である。
【００５２】
また、図１０に示すように接続プレート１６３は、貫通孔１６３ｃ及び凹部１６３ｄを有する。貫通孔１６３ｃは、は第１主面１６３ａ及び第２主面１６３ｂに連通し、蓄電素子１１０に異常が生じた場合に、発生するガスが通過する孔である。貫通孔１６３ｃの数及び形状は特に限定されないが、後述する溶接対象領域を空けて配置されている。
【００５３】
凹部１６３ｄは、接続プレート１６３の厚みが薄くなっている部分であり、第２主面１６３ｂの内周領域に設けられ、ラプチャーディスク１６４が接続される部分である。
【００５４】
ラプチャーディスク１６４は、第２主面１６３ｂにおいて凹部１６３ｄに接続され、接続プレート１６３と外部端子１６２を電気的に接続する。ラプチャーディスク１６４は、蓄電素子１１０からガスが発生した場合に凹部１６３ｄとの接続箇所が破断し、接続プレート１６３と外部端子１６２を絶縁する。
【００５５】
インシュレータ１６５は、ラプチャーディスク１６４と接続プレート１６３の間に配置され、両者を絶縁する。インシュレータ１６５は円環形状を有し、図９に示すように第２主面１６３ｂの外周領域に当接する。
【００５６】
枠部材１６１、外部端子１６２、接続プレート１６３及びラプチャーディスク１６４は金属材料からなり、同一の材料からなるものが好適である。これらの材料としてはアルミニウム、アルミニウムを含む合金及びステンレス等を挙げることができる。インシュレータ１６５は樹脂等の絶縁性材料からなる。
【００５７】
［正極リード板の接続プレートへの溶接について］
上述のように正極リード板１４３は封口体１２２へ電気的に接続される。具体的には正極リード板１４３は、抵抗溶接によって接続プレート１６３に溶接される。図１２は、正極リード板１４３を接続プレート１６３に溶接する際の断面図であり、図１３はこの際の平面図である。なお、実際には溶接される正極リード板１４３は複数枚であるが、まず、一枚の正極リード板１４３が溶接される場合について説明する。
【００５８】
これらの図に示すように、溶接時には、正極リード板１４３を第１主面１６３ａ上に配置し、正極リード板１４３上に２本の溶接用電極３０１を当接させる。この状態で２本の溶接用電極３０１の間に電流を印加する。これにより、矢印で示すように正極リード板１４３及び接続プレート１６３を介して２本の溶接用電極３０１の間に電流が流れ、正極リード板１４３の間及び正極リード板１４３と接続プレート１６３の間が溶接（抵抗溶接）される。
【００５９】
上記のように、接続プレート１６３の第２主面１６３ｂ側にはラプチャーディスク１６４及び外部端子１６２が設けられており、第２主面１６３ｂ側に溶接用電極を配置することができない。このため、第１主面１６３ａ側に２本の溶接用電極３０１を当接させ、両電極の間に電流を流して抵抗溶接（シリーズ方式抵抗溶接）を行う必要がある。
【００６０】
ここで、溶接する正極リード板１４３が１枚の場合には、問題なく溶接が可能である。しかしながら、正極リード板１４３が複数枚の場合、次のような問題が生じる。図１４は、３枚の正極リード板１４３を抵抗溶接により溶接する場合の模式図である。
【００６１】
溶接する正極リード板１４３が複数枚の場合、同図に示すように、溶接用電極３０１の間を流れる電流は接続プレート１６３に加え、導体である正極リード板１４３にも分流する。
【００６２】
さらに、複数枚の正極リード板１４３を溶接する場合、正極リード板１４３間の接触抵抗が増加するため、正極リード板１４３が１枚の場合に比べて溶接用電極３０１の間の電流値を大きくする必要がある。
【００６３】
そうすると、各正極リード板１４３は、各正極リード板１４３に分流した電流に耐えられず、溶断してしまう。特に複数枚の正極リード板１４３のうち最も上層（接続プレート１６３とは反対側）の正極リード板１４３は溶接用電極３０１間の最短距離となるため、溶断しやすい。正極リード板１４３の溶断が生じると、正極リード板１４３と接続プレートの電気的接続は困難となる。
【００６４】
一方、正極リード板１４３の溶断が生じないように電流値を小さくすると、抵抗加熱が不十分となり確実な溶接ができなくなる。
【００６５】
なお、図１２に示すように、正極リード板１４３が１枚の場合にも電流の分流が生じ、正極リード板１４３に電流が流れるが、１枚の正極リード板１４３を溶接する場合には抵抗溶接に要する電流値が小さいため、溶断は生じない。
【００６６】
これに対し、本発明では以下のようにして抵抗溶接を行う。図１５は、本発明の手法により正極リード板１４３を接続プレート１６３に溶接する際の断面図であり、図１６はこの際の平面図である。
【００６７】
なお、以下の説明において２本の溶接用電極３０１のうちの一方を溶接用電極３０１ａとし、他方を溶接用電極３０１ｂとする。また、正極リード板１４３について、接続プレート１６３側から順に正極リード板１４３ａ、正極リード板１４３ｂ、正極リード板１４３ｃとする。
【００６８】
図１５及び図１６に示すように、接続プレート１６３上において正極リード板１４３ｂ及び１４３ｃは、正極リード板１４３ａに対してずらして配置されている。そして、溶接用電極３０１ａは正極リード板１４３ｃに当接され、溶接用電極３０１ｂは正極リード板１４３ａに当接されている。
【００６９】
この状態で溶接用電極３０１ａと溶接用電極３０１ｂの間に電流を流し、正極リード板１４３と接続プレート１６３を抵抗溶接により接合する。正極リード板１４３ｂ及び１４３ｃは溶接用電極３０１ｂに当接しないため、正極リード板１４３ｂ及び１４３ｃには電流はほとんど流れず、溶断することが防止されている。
【００７０】
図１４に示すように通常であれば、上層側の正極リード板１４３は溶断を生じやすい最短の通電経路であるが、これを遮断することにより、電流を下層に流すことが可能となり、正極リード板１４３の溶断を防止しつつ溶接用電極３０１に大きな電流を流し、確実に抵抗溶接を行うことが可能である。
【００７１】
図１７は、抵抗溶接によって溶接された正極リード板１４３を示す模式図である。同図に示すように、溶接用電極３０１ａが当接されていた箇所を溶接箇所Ｔ１とし、溶接用電極３０１ｂが当接されていた箇所を溶接箇所Ｔ２とする。また、正極リード板１４３の間及び正極リード板１４３と接続プレート１６３の間で、溶接により接合されている部分を溶接部Ｒとして示す。
【００７２】
下層（接続プレート１６３側）の正極リード板１４３ａは溶接箇所Ｔ１と溶接箇所Ｔ２の両方で溶接されているのに対し、上層（接続プレート１６３とは反対側）の正極リード板１４３ｂ及び１４３ｃは、溶接箇所Ｔ１でのみ溶接され、溶接箇所Ｔ２では溶接されていない。換言すれば、溶接箇所Ｔ１で溶接されている正極リード板１４３の枚数は、溶接箇所Ｔ２で溶接されている正極リード板１４３の枚数より多い。
【００７３】
なお、正極リード板１４３ｂは正極リード板１４３ａと同様に溶接箇所Ｔ１と溶接箇所Ｔ２の両方で溶接されていてもよいが、溶接箇所Ｔ１でのみ溶接されている方が抵抗溶接に大電流を利用することができ、好適である。
【００７４】
以上のように、上層側の正極リード板１４３を一方の溶接用電極３０１とのみ接触させることにより、複数の正極リード板１４３を確実に接続プレート１６３に溶接することが可能であり、導通経路の抵抗が小さく、高出力特性を有する電気化学デバイス１００を得ることが可能である。
【００７５】
［正極リード板の枚数差について］
接続プレート１６３に溶接される正極リード板１４３の枚数は上記の枚数に限定されない。図１８は、２枚の正極リード板１４３を接続プレート１６３に溶接した状態の模式図である。
【００７６】
この場合、同図に示すように、下層の正極リード板１４３ａは溶接箇所Ｔ１と溶接箇所Ｔ２の両方で溶接され、上層の正極リード板１４３ｂは、溶接箇所Ｔ１でのみ溶接され、溶接箇所Ｔ２では溶接されないものとすることができる。
【００７７】
また、図１９は、４枚の正極リード板１４３を接続プレート１６３に溶接した状態の模式図である。同図に示すように、下層の正極リード板１４３ａ及び１４３ｂは溶接箇所Ｔ１と溶接箇所Ｔ２の両方で溶接され、上層の正極リード板１４３ｃ及び１４３ｄは、溶接箇所Ｔ１でのみ溶接され、溶接箇所Ｔ２では溶接されないものとすることができる。
【００７８】
同様に、５枚以上の正極リード板１４３を溶接する場合にも溶接箇所Ｔ１と溶接箇所Ｔ２で正極リード板１４３の枚数に差を設けることにより、正極リード板１４３の溶断を防止しながら大電流を流すことができる。
【００７９】
図２０は、溶接箇所Ｔ１と溶接箇所Ｔ２での正極リード板１４３の枚数と評価結果を示す表である。「◎」は溶接強度が非常に良好、「○」は溶接強度が良好、「△」は溶接強度が使用に耐える程度、「×」は溶接強度が不足であることを示す。
【００８０】
なお、いずれの場合も、下層（接続プレート１６３側）の正極リード板１４３が溶接箇所Ｔ１及び溶接箇所Ｔ２の両方で溶接され、上層（接続プレート１６３とは反対側）の正極リード板１４３は溶接箇所Ｔ１でのみ溶接されている。
【００８１】
同図に示すように、溶接箇所Ｔ１での正極リード板１４３の枚数が２枚の場合、溶接箇所Ｔ２での正極リード板１４３の枚数が１枚であると、十分な溶接強度が得られる。また、溶接箇所Ｔ１での正極リード板１４３の枚数が３枚以上の場合、溶接箇所Ｔ１と溶接箇所Ｔ２での正極リード板１４３の枚数差は２枚が好適である。
【００８２】
これは、溶接箇所Ｔ１と溶接箇所Ｔ２での正極リード板１４３の枚数差が小さすぎると、正極リード板１４３に分流する電流が大きく、溶接が不十分となるためである。また、溶接箇所Ｔ１と溶接箇所Ｔ２での正極リード板１４３の枚数差が大きすぎると、溶接箇所Ｔ１で十分に溶接するための電流値で下層の正極リード板１４３が溶断するためである。
【００８３】
［溶接箇所の数について］
上記説明では、２箇所で正極リード板１４３を溶接するとしたが、より多くの溶接箇所で正極リード板１４３を溶接してもよい。
【００８４】
図２１は、４箇所の溶接箇所で３枚の正極リード板１４３を溶接する際の溶接方法を示す模式図である。同図に示すように、溶接用電極３０１ａと溶接用電極３０１ｂを正極リード板１４３に当接させて抵抗溶接を行った後、溶接用電極３０２ａと溶接用電極３０２ｂを正極リード板１４３に当接させて抵抗溶接を行ってもよい。
【００８５】
溶接用電極３０１ａと溶接用電極３０２ａは図１５に示すように、正極リード板１４３ｃに当接され、溶接用電極３０１ｂと溶接用電極３０２ｂは正極リード板１４３ａに当接される。即ち、溶接用電極３０１ａと溶接用電極３０２ａの当接箇所にそれぞれ溶接箇所Ｔ１が形成され、溶接用電極３０１ｂと溶接用電極３０２ｂの当接箇所にそれぞれ溶接箇所Ｔ２が形成される。なお、溶接用電極３０１ａと溶接用電極３０２ａの当接箇所は入れ替えてもよい。
【００８６】
［変形例］
上記説明では、正極リード板１４３を封口体１２２に抵抗溶接によって接合する構成について説明したが、正極リード板１４３に代えて負極リード板１３３を上記手法によって封口体１２２に接合してもよい。この場合、正極リード板１４３は外装缶１２１に接合する構成とすることができる。
【符号の説明】
【００８７】
１００…電気化学デバイス
１１０…蓄電素子
１２０…容器
１２１…外装缶
１２２…封口体
１３０…負極
１３１…負極集電体
１３２…負極活物質層
１３３…負極リード板
１４０…正極
１４１…正極集電体
１４２…正極活物質層
１４３…正極リード板
１５０…セパレータ
１６１…枠部材
１６２…外部端子
１６３…接続プレート
１６３ａ…第１主面
１６３ｂ…第２主面
１６３ｃ…貫通孔
１６３ｄ…凹部
１６４…ラプチャーディスク
１６５…インシュレータ
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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