(57)【要約】  セパレータ（５６、５８）を挟んで正極側の電極体（集電体１２０）と負極側の電極体（集電体１４０）とを対向させた蓄電素子（電池素子４）と、蓄電素子が収容されるケース部材を封口する封口部材（封口板１８）と、蓄電素子の素子端面に電極体を取り出させた単一または複数の電極張出し部（正極部１２、負極部１４）と電極張出し部に接続された単一または複数の集電板（３２、３４）と、封口部材に設置され、集電板と側面間で接続された端子部材（正極端子２８、負極端子３０、接続板７２、７４）とを備えることにより、蓄電デバイスの低抵抗化、接続構造の堅牢化とともに、接続工程の簡略化を図る。
2013001821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セパレータを挟んで正極側の電極体と負極側の電極体とを対向させた蓄電素子と、
前記蓄電素子が収容されるケース部材を封口する封口部材と、
前記蓄電素子の素子端面に前記電極体を取り出させた単一または複数の電極張出し部と、
前記電極張出し部に接続された単一または複数の集電板と、
前記封口部材に設置され、前記集電板と側面間で接続された端子部材と、
を備えたことを特徴とする、蓄電デバイス。
【請求項２】
正極側の電極張出し部と負極側の電極張出し部を前記蓄電素子の同一の素子端面に備えることを特徴とする、請求項１に記載の蓄電デバイス。
【請求項３】
前記集電板と前記端子部材がレーザ溶接または電子ビーム溶接されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の蓄電デバイス。
【請求項４】
前記電極張出し部は折目を設けて前記素子端面上に折り曲げられていることを特徴とする、請求項１ないし３の何れかに記載の蓄電デバイス。
【請求項５】
前記端子部材は、前記集電板に接続される外部端子と、該外部端子と前記集電板との間に設置された接続板とを含むことを特徴とする、請求項１ないし４の何れかに記載の蓄電デバイス。
【請求項６】
前記蓄電素子の前記素子端面に張り出させた前記正極側の電極張出し部と前記負極側の電極張出し部との間に第１の絶縁間隔を設定し、
前記蓄電素子の前記正極側の電極張出し部に設置された正極側の集電板と、前記負極側の電極張出し部に設置された負極側の集電板との間に第２の絶縁間隔を設定したことを特徴とする、請求項２ないし請求項５のいずれかに記載の蓄電デバイス。
【請求項７】
前記集電板は、前記端子部材と接続する接続領域と、前記電極張出し部と接続する接続領域とを有し、これら接続領域を異なる位置に設定したことを特徴とする、請求項１ないし６の何れかに記載の蓄電デバイス。
【請求項８】
前記集電板と前記端子部材は、前記蓄電素子の素子中心を基準とする円弧面とした接続面部を備えることを特徴とする、請求項１ないし７の何れかに記載の蓄電デバイス。
【請求項９】
前記集電板は、肉厚部を備え、該肉厚部で前記集電板が持つ熱容量を増大させたことを特徴とする、請求項１ないし８の何れかに記載の蓄電デバイス。
【請求項１０】
前記集電板と前記端子部材との接触面に対してレーザビームまたは電子ビームによる溶接部をずらすことを特徴とする、請求項３ないし請求項９の何れかに記載の蓄電デバイス。
【請求項１１】
前記集電板または前記端子部材に形成された覆い部で前記集電板と前記端子部材との接触面を覆い、前記覆い部にレーザビームまたは電子ビームの照射により前記集電板および前記端子部材とを溶接した溶接部を備えることを特徴とする、請求項１ないし請求項１０の何れかに記載の蓄電デバイス。
【請求項１２】
前記レーザビームまたは前記電子ビームの前記照射位置は、前記集電板と前記端子部材との接触面に一致させ、または前記接触面に対して交差方向に異ならせたことを特徴とする、請求項３ないし請求項１１の何れかに記載の蓄電デバイス。
【請求項１３】
前記レーザ溶接または前記電子ビーム溶接のナゲット深さは１．２〔ｍｍ〕以下であることを特徴とする、請求項３ないし請求項１２の何れかに記載の蓄電デバイス。
【請求項１４】
セパレータを介在させた正極体と負極体とを備える蓄電素子を形成する工程と、
前記蓄電素子の正極側および負極側の前記電極体の何れか一方または双方を素子端面に引き出させた単一または複数の電極張出し部を形成する工程と、
前記蓄電素子を収容するケース部材を封口する封口部材に設置された端子部材と、前記電極張出し部とを集電板を介在させて接続する工程と、
を含むことを特徴とする、蓄電デバイスの製造方法。
【請求項１５】
前記電極張出し部および前記集電板を側面間で溶接により接続する工程と、
前記集電板と前記端子部材とをレーザ溶接または電子ビーム溶接により接続する工程と、
を含むことを特徴とする、請求項１４に記載の蓄電デバイスの製造方法。
【請求項１６】
前記集電板を固定するとともに、前記集電板に前記蓄電素子を押し当てた状態で前記集電板と前記電極張出し部とをレーザ溶接により接続する工程を含むことを特徴とする、請求項１４または１５に記載の蓄電デバイスの製造方法。
【請求項１７】
前記集電板の上面に溶接ラインを設定し、該溶接ラインでレーザ照射を行い、前記集電板と前記蓄電素子の電極張出し部とを溶接する工程を含むことを特徴とする、請求項１４ないし１６の何れかに記載の蓄電デバイスの製造方法。
【請求項１８】
前記集電板に設定された溶接ライン上で照射するレーザ出力を変化させる工程を含むことを特徴とする、請求項１４ないし１７のいずれかに記載の蓄電デバイスの製造方法。
【請求項１９】
前記集電板と前記端子部材との接触面と異なる位置にレーザビームまたは電子ビームの照射位置を設定し、この照射位置にレーザビームまたは電子ビームを照射させることを特徴とする、請求項１５ないし請求項１８の何れかに記載の蓄電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電素子および端子部材の形成や接続技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば電気自動車の実用化や新しいポータブル機器などの開発では、高エネルギー密度の蓄電デバイスが強く望まれている。このような蓄電デバイスでは、蓄電素子と外部端子との電気的な接続が素子側の内部抵抗の低減や、接続部分の接触抵抗に影響するので、低減対策が施されている。【０００３】
このような電気的接続に関し、素子の端面に集電端子を設け、巻回素子の一方の端面に正極集電板、他方の端面に負極集電板を設け、巻回素子の端面に露出した集電箔を覆って集電板を備え、集電板と集電箔とをレーザ溶接接続すること（たとえば、特許文献１）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２６３９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、たとえば電池デバイスなどの蓄電素子の素子端面に集電体を備える構成にあっては、素子を外装する外装部材に正極側および負極側の外部端子を隣接して備える場合には、各外部端子と集電体との間に接続距離を確保する必要がある。また、巻回型素子にあっては、素子の内側部分と外側部分との間で内部抵抗の分布が異なるため、その対策が必要となり、素子と集電体との接続に注意を払う必要がある。また、集電体を用いた構造では素子の内部抵抗を低減できるが、外部端子と素子との間に介在する集電体に製造途上で加わる応力によっては接続の信頼性低下や接続抵抗が大きくなる場合がある。【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記課題に鑑み、蓄電素子の低抵抗化、接続構造の堅牢化とともに、接続工程の簡略化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の蓄電デバイスは、セパレータを挟んで正極側の電極体と負極側の電極体とを対向させた蓄電素子と、前記蓄電素子が収容されるケース部材を封口する封口部材と、前記蓄電素子の素子端面に前記電極体を取り出させた単一または複数の電極張出し部と、前記電極張出し部に接続された単一または複数の集電板と、前記封口部材に設置され、前記集電板と側面間で接続された端子部材とを備える。【０００８】
上記目的を達成するため、上記蓄電デバイスにおいて、より好ましくは、正極側の電極張出し部と負極側の電極張出し部を前記蓄電素子の同一の素子端面に備えてもよい。【０００９】
上記目的を達成するため、上記蓄電デバイスにおいて、より好ましくは、前記集電板と前記端子部材がレーザ溶接または電子ビーム溶接されてもよい。【００１０】
上記目的を達成するため、上記蓄電デバイスにおいて、より好ましくは、前記電極張出し部は折目を設けて前記素子端面上に折り曲げられてもよい。【００１１】
上記目的を達成するため、上記蓄電デバイスにおいて、より好ましくは、前記端子部材は、前記集電板に接続される外部端子と、該外部端子と前記集電板との間に設置された接続板とを含んでもよい。【００１２】
上記目的を達成するため、上記蓄電デバイスにおいて、より好ましくは、前記蓄電素子の前記素子端面に張り出させた前記正極側の電極張出し部と前記負極側の電極張出し部との間に第１の絶縁間隔を設定し、前記蓄電素子の前記正極側の電極張出し部に設置された正極側の集電板と、前記負極側の電極張出し部に設置された負極側の集電板との間に第２の絶縁間隔を設定してもよい。【００１３】
上記目的を達成するため、上記蓄電デバイスにおいて、より好ましくは、前記集電板は、前記端子部材と接続する接続領域と、前記電極張出し部と接続する接続領域とを有し、これら接続領域を異なる位置に設定してもよい。【００１４】
上記目的を達成するため、上記蓄電デバイスにおいて、より好ましくは、前記集電板と前記端子部材は、前記蓄電素子の素子中心を基準とする円弧面とした接続面部を備えてもよい。【００１５】
上記目的を達成するため、上記蓄電デバイスにおいて、より好ましくは、前記集電板は、肉厚部を備え、該肉厚部で前記集電板が持つ熱容量を増大させてよい。【００１６】
上記目的を達成するため、上記蓄電デバイスにおいて、より好ましくは、前記集電板と前記端子部材との接触面に対してレーザビームまたは電子ビームによる溶接部をずらしてもよい。【００１７】
上記目的を達成するため、上記蓄電デバイスにおいて、より好ましくは、前記集電板または前記端子部材に形成された覆い部で前記集電板と前記端子部材との接触面を覆い、前記覆い部にレーザビームまたは電子ビームの照射により前記集電板および前記端子部材とを溶接した溶接部を備えてもよい。【００１８】
上記目的を達成するため、上記蓄電デバイスにおいて、より好ましくは、前記レーザビームまたは前記電子ビームの前記照射位置は、前記集電板と前記端子部材との接触面に一致させ、または前記接触面に対して交差方向に異ならせてもよい。【００１９】
上記目的を達成するため、上記蓄電デバイスにおいて、より好ましくは、前記レーザ溶接または前記電子ビーム溶接のナゲット深さは１．２〔ｍｍ〕以下であってもよい。【００２０】
また、上記目的を達成するため、本発明の蓄電デバイスの製造方法は、セパレータを介在させた正極体と負極体とを備える蓄電素子を形成する工程と、前記蓄電素子の正極側および負極側の前記電極体の何れか一方または双方を素子端面に引き出させた単一または複数の電極張出し部を形成する工程と、前記蓄電素子を収容するケース部材を封口する封口部材に設置された端子部材と、前記電極張出し部とを集電板を介在させて接続する工程とを含んでいる。【００２１】
上記目的を達成するため、上記蓄電デバイスの製造方法において、より好ましくは、前記電極張出し部および前記集電板を側面間で溶接により接続する工程と、前記集電板と前記端子部材とをレーザ溶接または電子ビーム溶接により接続する工程とを含んでもよい。【００２２】
上記目的を達成するため、上記蓄電デバイスの製造方法において、より好ましくは、前記集電板を固定するとともに、前記集電板に前記蓄電素子を押し当てた状態で前記集電板と前記電極張出し部とをレーザ溶接により接続する工程を含んでよい。【００２３】
上記目的を達成するため、上記蓄電デバイスの製造方法において、より好ましくは、前記集電板の上面に溶接ラインを設定し、該溶接ラインでレーザ照射を行い、前記集電板と前記蓄電素子の電極張出し部と溶接する工程を含んでもよい。【００２４】
上記目的を達成するため、上記蓄電デバイスの製造方法において、より好ましくは、前記集電板に設定された溶接ライン上で照射するレーザ出力を変化させる工程を含んでもよい。【００２５】
上記目的を達成するため、記蓄電デバイスの製造方法において、より好ましくは、前記集電板と前記端子部材との接触面と異なる位置にレーザビームまたは電子ビームの照射位置を設定し、この照射位置にレーザビームまたは電子ビームを照射させてもよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の蓄電デバイスまたはその製造方法によれば、次の何れかの効果が得られる。【００２７】
(1) 電池デバイスを含む蓄電素子の素子端面に張り出させた電極張出し部と端子部材との間に集電板を介在させて接続したので、蓄電素子の低抵抗化を図ることができる。【００２８】
(2) 蓄電素子の正極側または負極側の電極体の何れか一方又は双方から素子端面に引き出された単一または複数の電極張出し部に接続された集電板と、外装部材にある端子部材とを重ね、側面部間で溶接接続しているので、接続のための空間部を狭小化でき、しかも接続の強化、接続の信頼性向上とともに、蓄電素子の低抵抗化を図ることができ、低ＥＳＲ化を図ることができる。【００２９】
(3) 蓄電素子の素子端面に張り出させた電極張出し部と端子部材との間に個別に集電板を備えた接続構造であるから、端子部材と電極張出し部ないし蓄電素子との接続構造を堅牢化できる。【００３０】
(4) 上記構造により、集電板を介在させて端子部材と電極張出し部との接続が簡易化でき、接続工程の簡略化を図ることができる。【００３１】
(5) レーザビームまたは電子ビームを集電板と端子部材との接触面と異なる位置に照射するので、集電板と端子部材との接触面の状態と無関係に両者を溶接することができる。【００３２】
(6) 集電板または端子部材、もしくは集電板と端子部材との接触面を覆う集電板側の平坦面を選択してレーザビームまたは電子ビームを照射できるので、集電板と端子部材との接触面の加工精度が低い場合でも、隙間があっても、最適な溶接範囲が得られ、集電板と端子部材との間の溶接精度や溶接強度を高めることができる。【００３３】
(7) 集電板と端子部材との接触面を集電板または端子部材にある覆い部で覆い、この覆い部にレーザビームまたは電子ビームを照射するので、集電板と端子部材との接触面の状態に無関係に両者を溶接することができる。【００３４】
そして、本発明の他の目的、特徴および利点は、添付図面および各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１の実施の形態に係る電池の一例を示す縦断面図である。
【図２】電池を示す分解斜視図である。
【図３】電池の製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図４】電池素子の一部を分解して示す斜視図である。
【図５】電池素子の素子端面を示す図である。
【図６】電池素子の素子端面および集電板を示す斜視図である。
【図７】電池素子と集電板の接続処理の一例を示す図である。
【図８】外装端子と集電板の接続処理の一例を示す図である。
【図９】集電板および外部端子の接続状態を示す図である。
【図１０】第２の実施の形態に係る電池を示す分解斜視図である。
【図１１】接続板を備える接続構造を示す図である。
【図１２】第３の実施の形態に係る集電板および成形前後の電極部を示す斜視図である。
【図１３】第４の実施の形態に係る電池を示す分解斜視図である。
【図１４】電池素子および電極部を形成するための集電体の一例を示す図である。
【図１５】電池素子を分解して示す斜視図である。
【図１６】成形前後の電極部の一例を示す斜視図である。
【図１７】成形前後の電極部の一例を示す拡大断面図である。
【図１８】集電板の平面および側面を示す図である。
【図１９】集電板の溶接ラインの一例を示す図である。
【図２０】溶接前後の外部端子と集電板を示す図である。
【図２１】第５の実施の形態に係るレーザ出力制御の一例を示す図である。
【図２２】レーザ出力制御の変形例を示す図である。
【図２３】第６の実施の形態に係る集電板および電池素子の固定構造の一例を示す図である。
【図２４】集電板および電池素子の保持および接続処理の一例を示す図である。
【図２５】集電板および電池素子の電極部の一例を示す拡大断面図である。
【図２６】第７の実施の形態に係る集電板および電池素子の一例を示す斜視図である。
【図２７】外部端子および集電板間のレーザ溶接の一例を示す斜視図である。
【図２８】レーザ照射の一例を示す図である。
【図２９】第９の実施の形態に係る正極集電板および正極端子の溶接部分を拡大して示した図である。
【図３０】レーザビームの溶接形態を示す図である。
【図３１】熱伝導溶接によって形成されたナゲットを示す図である。
【図３２】第１０の実施の形態に係る正極集電板及び正極端子の溶接部分を拡大して示した図である。
【図３３】熱伝導溶接によって形成されたナゲットを示す図である。
【図３４】熱伝導溶接によって形成された他のナゲットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
〔第１の実施の形態〕
【００３７】
第１の実施の形態は、電池の素子端面に電極張出し部を備え、この電極張出し部と端子部材とを集電板を介して接続した構成を含んでいる。
【００３８】
第１の実施の形態に係る電池について、図１を参照する。図１は電池の一例を示す縦断面を示している。図１に示す構成は一例であって、係る構成に本発明が限定されるものではない。
【００３９】
この電池２は、本発明の電池およびその製造方法の一例である。蓄電デバイスは、たとえば鉛電池やＮｉ−Ｃｄ電池の高容量化品およびＮｉ−ＭＨ電池、大容量キャパシタ、リチウム電池等が含まれる。このリチウム電池は、たとえば正極活物質に二酸化マンガン、リチウムマンガンスピネル、リチウムコバルト酸化物、リチウムニッケル酸化物などの遷移金属酸化物、もしくは塩化チオニル、ＳＯ2 などの硫化物を用い、負極活物質に金属リチウム、リチウム合金もしくはリチウムを吸蔵放出する炭素材料を用いている。また、大容量キャパシタには、たとえばリチウムイオンキャパシタ等が含まれる。リチウムイオンキャパシタは、たとえばリチウム塩を電解質として含む非水系電解液を使用する蓄電デバイス（非水系リチウム型蓄電デバイス）である。このリチウムイオンキャパシタは、活性炭単体もしくは活性炭とリチウム含有遷移金属酸化物等との複合化した電極層及び金属箔等の集電体からなる正極の電極体と、リチウムイオンを可逆的に吸蔵、放出可能な炭素材料もしくはチタン酸リチウムなどのチタン酸化物より構成された電極層及び金属箔等の集電体からなる負極の電極体を用いた蓄電デバイスの一例である。この大容量キャパシタは、両極に活性炭を適用した分極性電極を用いた電気二重層キャパシタに比べて大容量化が見込まれる。
【００４０】
図１に示す電池２は、蓄電デバイスの一例であり、巻回型素子である電池素子４が用いられ、この電池素子４は、蓄電デバイスの蓄電素子の一例であり、たとえば保持テープ６で保持されて外装ケース８に収納されている。保持テープ６は巻回素子である電池素子４の巻き戻りを防止している。この電池素子４の素子端面１０には正極部１２、負極部１４が形成され、これら正極部１２と負極部１４との間には絶縁間隔１６が設けられている。正極部１２および負極部１４は共通の素子端面１０に形成された電極張出し部の一例である。また、この絶縁間隔１６は、電池素子４の素子端面に張り出させた正極部１２と負極部１４との間に設定される第１の絶縁間隔の一例である。外装ケース８は有底筒体であり、その開口部１７（図２）は封口板１８で封口されている。この封口板１８には封口板本体であるベース部２０の上面側縁部に封止部２２を備えている。ベース部２０は絶縁材料としてたとえば、絶縁性合成樹脂で形成されている。封止部２２は密閉性の高い材料からなる部材たとえば、ゴム環で形成されている。外装ケース８は、加締め段部２４に位置決めされた封口板１８の封止部２２にカーリング処理によって外装ケース８の開口端部２６を食い込ませて強固に封止されている。
【００４１】
封口板１８には、端子部材として、ベース部２０を貫通させた正極端子２８および負極端子３０が備えられている。正極端子２８および負極端子３０はベース部２０に固定されるとともに、ベース部２０によって絶縁されている。正極端子２８と電池素子４の正極部１２との間には正極側の集電板３２が設けられ、負極端子３０と電池素子４の負極部１４との間には負極側の集電板３４が設けられている。集電板３２、３４の間には絶縁間隔３６が設けられている。この絶縁間隔３６は、電池素子４の正極側の集電板３２と、負極側の集電板３４との間に設定された第２の絶縁間隔の一例である。そして、集電板３２は正極部１２と接続されているとともに集電板３２は正極端子２８と側面の溶接接続部３８によって接続されている。集電板３２と正極端子２８との接続には、たとえば、レーザ溶接や電子ビーム溶接が用いられる。同様に集電板３４は負極部１４に溶接によって接続されているとともに負極端子３０に溶接によって接続されている。すなわち、正極端子２８には電池素子４の正極部１２が集電板３２を介して接続され、また、負極端子３０には電池素子４の負極部１４が集電板３４を介して接続されている。
【００４２】
電池素子４は封口板１８に固定されているとともに、外装ケース８に収納されて封口板１８と、外装ケース８の底面との間に保持され、外装ケース８内に固定されている。
【００４３】
次に、この電池２の各部について、図２を参照する。図２は分解した電池の一例を示している。図２に示す構成は一例であって、係る構成に本発明が限定されるものではない。図１と同一部分には同一符号を付してある。
【００４４】
電池素子４の正極部１２および負極部１４はたとえば、６０〔度〕毎に等分され、素子中心４０に向かって折り畳まれ、圧縮成形されている。この圧縮成形により、各正極部１２および各負極部１４には素子中心４０を中心に放射状を成す突条部４２が形成されている。
【００４５】
集電板３２、３４はほぼ半円状であって、素子中心４０に対応する半円状の切欠部４４が形成され、この切欠部４４から周縁部に向かって既述の突条部４２を収容する収容部の一例として凹部４６が放射状に形成されている。
【００４６】
集電板３２、３４には正極端子２８または負極端子３０と接続される第一の接続領域として端子接続部４８を備えるとともに、端子接続部４８と異なる位置に、正極部１２または負極部１４と接続される第二の接続領域として素子接続部５０が形成されている。端子接続部４８には、集電板３２、３４の側面に既述の溶接接続部３８の集電板３２、３４側の第１の溶接面部５２が形成されている。
【００４７】
そして、封口板１８にある正極端子２８、負極端子３０の側面には、既述の溶接接続部３８の端子側の第２の溶接面部５４が形成されている。溶接面部５２、５４は、共通の面部を構成し、この実施の形態ではたとえば、素子中心４０から等距離であって、平坦面を構成している。
【００４８】
次に、この電池２の製造方法について、図３を参照する。図３は電池の製造工程の一例を示している。
【００４９】
図３に示す製造工程は、本発明の蓄電デバイスの製造方法の一例である。この製造工程では、たとえば蓄電素子として電池素子４を形成し（ステップＳ１１）、電池素子４の正極部１２および負極部１４を成形し（ステップＳ１２）、正極部１２と集電板３２、負極部１４と集電板３４の接続（ステップＳ１３）、集電板３２と正極端子２８の接続、集電板３４と負極端子３０の接続（ステップＳ１４）を経て形成された電池素子４を外装ケース８に収納し、外装ケース８を封止する（ステップＳ１５）。
【００５０】
〔電池素子の形成（ステップＳ１１）〕
【００５１】
電池素子４について、図４を参照する。図４は一部を分解した電池素子の構成例を示している。図４に示す構成は一例であって、係る構成に本発明が限定されるものではない。
【００５２】
図４に示す電池素子４は巻回素子で構成され、正極体としてたとえば、正極側の集電体１２０と、負極体としてたとえば、負極側の集電体１４０と、セパレータ５６、５８とを備えている。電子素子４は、各集電体１２０、１４０との間にセパレータ５６、５８を挟み込んで、円筒状の巻回素子を形成する。各集電体１２０、１４０のベース材には電極材料が用いられ、集電体の両面にはたとえば、チタン酸リチウムを含む正極電極体や、リチウムを吸蔵放出する炭素材料を含む負極電極体を形成する。
【００５３】
この電池素子４では、同一の素子端面１０側に形成された正極部１２と負極部１４との間には一定幅の絶縁間隔１６が形成され、正極部１２および負極部１４は各集電体の基材で形成され、電極体は形成されていない。正極部１２または負極部１４の形成部は、絶縁手段であるセパレータ５６、５８の幅Ｗより大きく設定され、各正極部１２または各負極部１４の円弧長に対応する長さＬに形成される。各正極部１２および各負極部１４には、素子端面１０上に折り畳むための折目６０を素子端面１０と平行に形成する。
【００５４】
〔正極部および負極部の成形（ステップＳ１２）〕
【００５５】
正極部１２および負極部１４の成形について、図５を参照する。図５は電池素子の素子端面を示している。
【００５６】
成形前の正極部１２および負極部１４は、図５に示すように、電池素子４の素子端面１０に張り出させた集電体１２０、１４０の柱状体で、各集電体１２０、１４０を一定角度θとしてたとえば、θ＝６０〔度〕毎の仕切り線６２で区画する。これにより集電体１２０を区画部１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃとし、集電体１４０を区画部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃとする。
【００５７】
この電池素子４に対し、区画部１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃのうち、中央部の区画部１２Ａ、１４Ａの周縁から素子中心４０に向かって圧力Ｆ１を作用させて区画部１２Ａ、１４Ａを押し倒し、素子端面１０と直交方向に圧縮成形する。この成形処理の後、残りの区画部１２Ｂ、１２Ｃ、１４Ｂ、１４Ｃに対し、その周縁から素子中心４０に向かって圧力Ｆ２を作用させて区画部１２Ｂ、１２Ｃ、１４Ｂ、１４Ｃを押し倒し、素子端面１０と直交方向に圧縮成形する。これにより、区画部１２Ａと区画部１２Ｂ、１２Ｃとの境目には、集電体１２０の重なり合う部分で素子中心４０から電池素子４の周縁に向かって延びる突条部４２（図２）が放射状に形成される。同様に区画部１４Ａと区画部１４Ｂ、１４Ｃとの境目にも突条部４２（図２）が放射状に形成される。
【００５８】
この成形処理により、電池素子４の素子端面１０には正極部１２および負極部１４が形成され、正極部１２および負極部１４は複数の突条部４２で区分された形態となる。
【００５９】
正極部１２および負極部１４の圧縮成形では、素子中心４０に向かって圧縮成形する際に、高さ寸法を調整する。この処理では、たとえば、正極部１２および負極部１４に仕切り線６２に切込みを入れ、区画部１２Ａ、１４Ａを圧縮成形した後、両脇側を順次圧縮成形することで、重なりによって生成される線状の突条部４２の高さ寸法を調整する。
【００６０】
〔正極部または負極部と集電板の接続（ステップＳ１３）〕
【００６１】
正極部１２または負極部１４と集電板の接続について、図６を参照する。図６は電池素子の素子端面および集電板を示している。
【００６２】
集電板３２、３４は図６示すように、同一形状であって、蓄電素子の素子端面を構成する素子端面１０を二分する半円形状に形成されている。各集電板３２、３４の下面側には、既述の突条部４２を収容する凹部４６が放射状に形成されている。各凹部４６には電池素子４の素子端面１０にある突条部４２が収納されるので、各集電板３２、３４は、偏平に圧縮されて平坦化された正極部１２および負極部１４に水平にすなわち、素子端面１０と平行に、かつ密着状態で設置することができる。
【００６３】
各集電板３２、３４の上面には各凹部４６で挟まれた領域に端子接続部４８が設定され、各集電板３２、３４の下面には凹部４６と縁部との間の領域に素子接続部５０が設定されている。集電板３２の端子接続部４８には正極端子２８（図２）が接続され、集電板３４の端子接続部４８には負極端子３０（図２）が接続される。また、集電板３２の素子接続部５０には既述の正極部１２の区画部１２Ｂ、１２Ｃが接続され、集電板３４の素子接続部５０には既述の負極部１４の区画部１４Ｂ、１４Ｃが接続される。
【００６４】
この正極部１２または負極部１４と集電板の接続について、図７を参照する。図７は集電板が設置された電池素子を示している。
【００６５】
図７に示すように、集電板３２、３４は、凹部４６に正極部１２、負極部１４側の突条部４２を収納する。集電板３２、３４の設置では、正極部１２、負極部１４上に集電板３２、３４を配置し、集電板３２、３４を素子端面１０に押圧する。各集電板３２、３４は、凹部４６に各突状部４２を収納し、しかも、正極部１２、負極部１４が平坦に圧縮生成されているので、素子接続部５０を正極部１２または負極部１４に密着させることができる。
【００６６】
この状態を維持し、集電板３２、３４の素子接続部５０にたとえばレーザ照射装置６４からレーザ照射６６を行い、集電板３２の素子接続部５０に正極部１２を集電板３４の素子接続部５０に負極部１４を溶融させて接続する。レーザ照射装置６４と、集電板３２、３４の素子接続部５０との位置関係は、レーザ照射装置６４のレーザ照射６６を走査してもよいし、集電板３２、３４を備えた電池素子４を走査してもよい。
【００６７】
そして、レーザ照射６６では、集電板３２、３４の素子接続部５０に溶接ラインの一例としてレーザ照射部位６８を設定し、各照射部位６８は素子中心４０から集電板３２、３４の周縁に向かって延びる直線状とする。この実施の形態におけるレーザ照射部位６８は、集電板３２、３４の凹部４６で隔てられた両端側の素子接続部５０の各２箇所である。
【００６８】
レーザ照射６６は、図７に示す照射部位６８に、矢印〔Ｉ〕、〔ＩＩ〕、〔ＩＩＩ〕および〔ＩＶ〕の方向から〔Ｉ〕、〔ＩＩ〕、〔ＩＩＩ〕および〔ＩＶ〕の順で行われる。
【００６９】
矢印〔Ｉ〕を付した照射部位６８では、電池素子４の外周側より、素子中心４０に向かって直線状に一方の集電板３４にレーザ照射６６を行う。
【００７０】
矢印〔ＩＩ〕を付した照射部位６８では、素子中心４０を隔てて対向する他方の集電板３２に素子中心４０側より、電池素子４の外周側に向かってレーザ照射６６を行う。
【００７１】
また、矢印〔ＩＩＩ〕を付した照射部位６８では、電池素子４の外周側より、素子中心４０に向かって直線状に一方の集電板３４にレーザ照射６６を行う。
【００７２】
矢印〔ＩＶ〕を付した照射部位６８では、素子中心４０を隔てて対向する他方の集電板３２に素子中心４０側より、電池素子４の外周側に向かって直線上にレーザ照射６６を行う。
【００７３】
このように、素子中心４０を隔てて直線状にレーザ照射６６を行う一連の処理により、正極部１２と集電板３２の素子接続部５０、負極部１４と集電板３４の素子接続部５０とがレーザ照射６６による溶融により接続される。
【００７４】
なお、レーザ照射の〔Ｉ〕および〔ＩＩ〕の一連の動作を２回繰り返し、または、レーザ照射の〔Ｉ〕ないし〔ＩＶ〕の一連の動作を２回繰り返してもよいし、複数の溶接ラインの一例として、レーザ照射部位６８を平行二線に設定してもよい。このようにレーザ照射６６を多重化すれば、接続抵抗をより低減させることができる。レーザ照射６６の走査方向は、既述の〔Ｉ〕および〔ＩＩ〕の走査でもよいが、素子中心４０側より素子外周側に向かう方向でもよい。また、既述の〔Ｉ〕および〔ＩＩ〕のように連続走査ではなく、個別走査でもよい。
【００７５】
また、レーザ照射６６について、〔Ｉ〕ないし〔ＩＶ〕の走査は、同一箇所を連続してレーザ照射するのではなく、〔Ｉ〕から〔ＩＶ〕を行い、その後、再び〔Ｉ〕から〔ＩＶ〕に走査してもよい。このようにすれば、レーザ照射部位６８間のレーザ照射６６に時間間隔を設けることができ、レーザ照射部位６８を冷却でき、レーザ溶接による接続を安定化できる。
【００７６】
また、同一のレーザ照射部位６８に時間間隔を設けて複数回のレーザ照射６６を行うことで、冷却間隔を取りながら、レーザ照射６８を連続的に行ってもよい。このようにすれば、レーザ照射６８の溶接時間を短縮化できる。
【００７７】
〔集電板と正極端子または負極端子との接続（ステップＳ１４）〕
【００７８】
集電板と正極端子または負極端子との接続について、図８および図９を参照する。図８および図９は集電板と正極端子または負極端子との接続を示している。
【００７９】
この接続には、予め形成された封口板１８が用いられる。この封口板１８は、図２に示すように、絶縁性合成樹脂でベース部２０が成形され、このベース部２０の成形の際に、正極端子２８、負極端子３０がインサート成形されている。この場合、封止部２２は、ベース部２０に接合されていてもよいし、集電板３２、３４との接続の後にベース部２０に設置してもよい。
【００８０】
この封口板１８の正極端子２８、負極端子３０と集電板３２、３４の接続は、図８に示すように、電池素子４に接続された集電板３２に封口板１８にある正極端子２８を載せて位置決めをするとともに、集電板３４に封口板１８にある負極端子３０を載せて位置決めをする。集電板３２の溶接面部５２と正極端子２８の溶接面部５４とを一致させ、同様に、集電板３４の溶接面部５２と負極端子３０の溶接面部５４とを一致させ、これら溶接面部５２、５４に跨がってレーザ照射装置６４からレーザ照射６６を行い、図９に示すように、溶接面部５２、５４間を溶融させて接続する。この正極端子２８、負極端子３０と集電板３２、３４の接続では、レーザ溶接のほかたとえば電子ビーム溶接を利用してもよい。
【００８１】
この結果、電池素子４の素子端面１０には集電板３２、３４を介在させて封口板１８の正極端子２８、負極端子３０が接続され、電池素子４と封口板１８を一体化できる。
【００８２】
なお、溶接面部５２、５４を一致させてこの溶接面部５２、５４に跨ってレーザ照射６６を行っているが、この溶接面部５２、５４は隙間が無く一致していることが好ましいが、これに限ることはなく、１〔ｍｍ〕程度の隙間があってもよい。また溶接面部５２、５４は、それぞれ傾斜面（テーパ面）であってもよい。
【００８３】
〔電池素子の封入および外装ケースの封止（ステップＳ１５）〕
【００８４】
電池素子４は、電解液を含浸され、図１に示すように、外装ケース８に収納するとともに、挿入した封口板１８を、外装ケース８に予め加締め処理によって形成された加締め段部２４に位置決めする。この外装ケース８の開口端部２６をカーリング処理により封止し、製品である電池２を完成する。
【００８５】
以上説明した第１の実施の形態の電池２の特徴事項や利点を列挙すれば以下の通りである。
【００８６】
(1) 正極部１２および負極部１４の間には集電体１２０、１４０の張出し部分で所定の絶縁間隔１６が設けられている。この絶縁間隔１６または集電体１２０、１４０の張出し長さは、集電体１２０、１４０の張出し部分を素子中心４０に向かって圧縮成形した際に、正極部１２および負極部１４が接触しない程度の間隔または長さに設定すればよい。また、蓄電素子を構成する電池素子４の素子中心４０の近傍には、正極部１２および負極部１４を形成するための集電体１２０、１４０の張出し部分を省略してもよい。
【００８７】
(2) 正極部１２および負極部１４は、その形成部位が多いほど（または面積が大きいほど）、抵抗の低減につながる。そこで、正極部１２および負極部１４間の短絡を防止し、且つ、低抵抗化が図れる絶縁間隔１６は最適値としてたとえば、３〔ｍｍ〕〜１０〔ｍｍ〕であればよい。
【００８８】
(3) 電池素子４の最外周では、正極部１２および負極部１４の圧縮成形時にずれ等が生じても正極部１２および負極部１４と外装ケース８との接触を防止するには、たとえば、集電板３２、３４の外周面に絶縁テープを巻き付けるなどにより絶縁してもいし、集電板３２、３４の外周面と外装ケース８との間に絶縁環などを設置して絶縁してもよい。
【００８９】
(4) 正極端子２８および負極端子３０と電池素子４との接続距離が長くなると、その分だけ内部抵抗を増加させることになる。そこで、集電板３２、３４を備えることにより、また、レーザ溶接により接続間隔を大幅に短縮し、内部抵抗の増加を抑えている。具体的には、電池素子４の正極部１２および負極部１４に接続された集電板３２、３４は薄い金属板であり、この側面には溶接面部５２、正極端子２８および負極端子３０には溶接面部５４が形成され、これらは、一致した面部を構成している。この溶接面部５２、５４の境界部にレーザ照射６６を行い、溶接接続部３８が形成されている。低抵抗（ＥＳＲ：Equivalent Series Resistance）化を図っている。
【００９０】
(5) 電池素子４と封口板１８との間には僅かなスペースを設け、集電板３２、３４によってこれらを電気的に接続し、外装ケース８内の電池素子４の占有体積を増加させている。そして、電池素子４と封口板１８との間隔（距離）を短くして抵抗を抑え、電池素子４と封口板１８との間隔（距離）の狭小化を図っている。
【００９１】
(6) 正極端子２８および負極端子３０と、電池素子４上の集電板３２、３４とは、両者の側面部に形成された溶接面部５２、５４を一致した面部とし、この部位に局所的にレーザ照射６６を行い、溶接しているので、その接続処理の簡易化および接続部の強化が図られている。ここで、正極端子２８、負極端子３０および集電板３２、３４の厚み（溶接面部５２、５４の高さ寸法）は、レーザ溶接が可能な寸法でかつ内部抵抗が増大され難く、また、電池２の高さ寸法を短くする最適値としてたとえば、それぞれ０．５〔ｍｍ〕〜５〔ｍｍ〕の範囲に設定すればよい。
【００９２】
(7) 溶接面部５２、５４はたとえば、切欠きによって平面として構成しているが、これに限られることはなく、曲面でもよく、平坦面または曲面のいずれであっても双方を一致した面部とすればよい。また、溶接面部５２、５４は、レーザ照射６６を行う際に他の部材（正極部１２や負極部１４）に対する過剰なストレスが加わらないように電池素子４の外周面近傍に設置されることが好ましく、具体的には、電池素子４の外周面より、たとえば、１０〔ｍｍ〕以内とすればよい。
【００９３】
(8) 上記実施の形態のように、集電板３２、３４における端子接続部４８（図７）と素子接続部５０とを水平方向に変位させているので、レーザ溶接部が水平方向に異なっており、レーザ溶接接続の安定性を向上させることができる。
【００９４】
(9) 集電板３２、３４を用いて電池素子４と正極端子２８、負極端子３０を接続しているので、端子接続のシンプル化が図られ、接続を容易化できる。
【００９５】
(10)  外装ケース８の空間部内に端子接続構造の占める割合を低減でき、体積当たりの電池素子の占める割合を大きくできる。
【００９６】
(11)  外装部材である封口板１８には、電池素子４が強固に支持されている。すなわち、電池素子４は、正極端子２８および負極端子３０に集電板３２、３４を用いてレーザ溶接や電子ビーム溶接により、強固に固定されるので、電池素子４の支持強度が高められている（堅牢化）。この結果、機械的に堅牢な支持構造が構成され、製品の耐震性を高めることができる。
【００９７】
(12)  集電板３２により正極側の集電体１２０、集電板３４により負極側の集電体１４０がレーザ溶接により並列化されているので、電池素子４および電池２の低抵抗化を図ることができ、内部抵抗の低い製品を提供できる。
【００９８】
(13)  集電板３２、３４を用いたので、電池素子４にタブを接続する必要がない。
【００９９】
(14)  既述の製造工程によれば、電池２などの蓄電デバイスを容易に製造でき、端子接続工程の簡略化を図ることができる。
【０１００】
〔第２の実施の形態〕
【０１０１】
第２の実施の形態は、外部端子と集電板との間に端子部材として接続板を備える構成を含んでいる。
【０１０２】
第２の実施の形態について、図１０および図１１を参照する。図１０は接続板を含む電池を分解して示し、図１１は接続板を備えた接続構成例を示している。図１０および図１１において、図２と同一部分には同一符号を付してある。
【０１０３】
この第２の実施の形態では、図１０に示すように、端子部材として正極側および負極側の接続板７２、７４が備えられている。接続板７２、７４のそれぞれには正極端子２８、負極端子３０を接続する接続凹部７６が形成され、側面には第３の溶接面部７８が形成されている。この実施の形態では、封口板１８の下面側に突出する正極端子２８および負極端子３０は円柱状であり、その端面に合致するように接続凹部７６が形成されているが、円形に限定されない。また、各溶接面部７８はたとえば、フラット面であり、集電板３２、３４の溶接面部５２は第１の実施の形態と異なり、溶接面部７８と一致する位置に形成されている。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【０１０４】
正極端子２８にレーザ溶接により接続された接続板７２、同様に負極端子３０にレーザ溶接により接続される接続板７４は、図１１に示すように、電池素子４に接続された集電板３２、３４に重ねられ、一致させた溶接面部５２、７８間をレーザ溶接により接続する構成としてもよい。
【０１０５】
このような接続板７２、７４を用いた構成では外部端子である正極端子２８、負極端子３０と、電池素子４側に接続された集電板３２、３４との接続範囲が拡大されるので、接続抵抗を低減できるとともに、接続強度が高められる。
【０１０６】
〔第３の実施の形態〕
【０１０７】
第３の実施の形態は、集電板と接続される電極部の範囲を第１の実施の形態と異ならせた構成を含んでいる。
【０１０８】
第３の実施の形態について、図１２を参照する。図１２は集電板、電池素子の正極部および負極部の一例を示している。図１２において、図２と同一部分には同一符号を付してある。
【０１０９】
第１の実施の形態（図２）では、集電板３２、３４の背面側を平坦にして素子接続部５０を形成したが、図１２のＡに示すように、電池素子４の外部端子側にたとえば、６０度範囲で突出する平坦面を持つ突出面部８０と、この突出面部８０を挟んで後退した凹面部８２とを備えてもよい。
【０１１０】
電池素子４側の素子端面１０には、図１２のＢに示すように、正極部１２、負極部１４にたとえば、６０度範囲で窪ませた凹部８４と、この凹部８４を挟んで突出させた突部８６とを備え、凹部８４は、負極部１４または正極部１２が形成されていない部位、突部８６は、電池素子４の中心方向に向かって圧縮成形される部位としてもよい。突部８６は、図１２のＣに示すように、電池素子４の中心方向に向かって圧縮成形される。そして、上記実施の形態と同様に、正極部１２と集電板３２、負極部１４と集電板３４とをレーザ溶接により接続し、合体させてもよい。
【０１１１】
〔第４の実施の形態〕
【０１１２】
第４の実施の形態は、外部端子側に突出させた端子接続部を備える集電板と、素子端面から所定幅を折目にして、蓄電素子の一例である電池素子の素子端面上に折り曲げられて重ねられた単一または複数の電極張出し部を備える構成を含んでいる。
【０１１３】
第４の実施の形態に係る電池について、図１３を参照する。図１３は電池の各部材の一例を示している。図１３において、図２と同一部分には同一符号を付してある。
【０１１４】
図１３に示すように、各集電板３２、３４は正極端子２８、負極端子３０に接続する端子接続部４８が扇形状であって、集電板の背面側より突出させている。電池素子４の同一の素子端面１０には正極部１２、負極部１４が絶縁間隔１６を設けて形成されている。
【０１１５】
次に、電池素子４、正極部１２および負極部１４の形成について、図１４、図１５を参照する。図１４は集電体の一例を示し、図１５は電池素子を示している。図１４、図１５において、図２と同一部分には同一符号を付してある。
【０１１６】
正極部１２は正極側の集電体１２０、負極部１４は負極側の集電体１４０の電極張出し部である未塗工部８８によって形成される。
【０１１７】
正極部１２および負極部１４には、ベース材９０にたとえば、アルミニウム箔が用いられる。ベース材９０は、同一幅の帯状体であって、図１４のＡに示すように、ベース材９０の両面に活性炭等の活物質および結着剤等を含む分極性電極９２を形成する。この分極性電極９２の形成の際、ベース材９０には、一方の縁部側に一定幅の未塗工部８８が形成され、この未塗工部８８は分極性電極９２の非形成部分である。この未塗工部８８が既述の電極張出し部であり、この未塗工部８８で正極部１２または負極部１４が形成される。
【０１１８】
未塗工部８８に対し、図１４のＢに示すように、縁部を形成する一定幅の折目６０を形成する。この折目６０は、キズではなくケガキ線（折目線）であって、正極部１２および負極部１４の折り曲げ時の座屈を防止することができる。この折目６０は、溝であり、断面形状は、三角、四角であってもよいし、湾曲していてもよい。また、この折目６０の形成方法としては、たとえばプレス、レーザ、切削等があげられる。折り目６０は図１４のＢに示すように、１本で構成することもできるが、未塗工部８８の寸法を考慮し、複数本で形成してもよく、また、折目６０は片面または両面であってもよい。
【０１１９】
この電極部の形成において、図１４のＣに示すように、集電体１２０には幅の異なる複数の正極部１２（８８）が形成され、図１４のＤに示すように、集電体１４０には幅の異なる複数の負極部１４（８８）が形成される。各正極部１２は電池素子４の素子端面１０に半周毎に引き出されるように異なる間隔で形成する。また、各負極部１４も電池素子４の素子端面１０に半周毎に引き出され、しかも、正極部１２と負極部１４との間には既述の絶縁間隔１６が設定されている。そして、各正極部１２および各負極部１４には折目６０が形成されている。
【０１２０】
そして、電池素子４は、図示しない巻軸を用いることにより、図１５に示すように、各集電体１２０、１４０が、これらの間にセパレータ５６、５８を介在させて巻回され、巻回素子である電池素子４が形成される。この電池素子４の一方の素子端面１０には、半周毎に正極部１２と負極部１４とが形成される。
【０１２１】
正極部１２または負極部１４は、絶縁手段であるセパレータ５６、５８の幅Ｗ1より突出する形態であって、各正極部１２または負極部１４の円弧長に対応する長さＬ1に形成されている。また、各正極部１２または負極部１４は、素子端面１０から所定の幅Ｗ2の位置に折目６０が形成されている。素子端面１０は、電池素子４の端面に露出するセパレータ５６、５８の縁部によって形成される。折目６０は、素子端面１０の素子中心４０に対向する面が谷折りになるように形成されている。素子端面１０から所定の幅Ｗ2の寸法は、０．５〔ｍｍ〕以上が好ましく、このように素子端面１０のセパレータの端部位置より所定の幅Ｗ2分離間した位置に折目６０を形成することで、正極部１２または負極部１４の折り曲げ時にセパレータ５６、５８に加わる機械的ストレスが減少し、各集電体１２０、１４０の接触によるショートを防止している。また、素子端面１０からの正極部１２および負極部１４の張出し長寸法は３〔ｍｍ〕〜１０〔ｍｍ〕とすることが好ましい。
【０１２２】
次に、各電極部の成形について、図１６および図１７を参照する。図１６は成形前後の各電極部を示し、図１７は電極部の成形状態を示している。図１６、図１７において、図６と同一部分には同一符号を付してある。
【０１２３】
図１６のＡに示すように、電池素子４の素子端面１０に導出された正極部１２または負極部１４は、集電板３２または集電板３４との接続前に、図１６のＢに示すように、電池素子４の素子端面１０上で密着状態に成形加工される。
【０１２４】
電池素子４の素子端面１０には図１６のＡに示すように、電極張出し部を構成する正極部１２と負極部１４とが折目６０によって傾斜状態に立設され、これら正極部１２と負極部１４との間には所定幅の絶縁間隔１６が設定されている。絶縁間隔１６および素子中心４０を中心にＹ軸、このＹ軸と直交方向にＸ軸を取り、Ｘ軸を中心に左右に角度θ1 、θ2 （＞θ1 ）を設定して区画する。角度θ1 で電池素子４の素子中心（巻芯部）４０を中心に放射状方向に複数の切込み９４を入れ、各切込み９４で区画された複数の区画部１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが正極部１２側に形成されている。同様に、負極部１４側にも複数の区画部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃが形成されている。角度θ1をたとえば、３０〔°〕に設定すれば、区画部１２Ａ、１４Ａは、２θ1 ＝６０〔°〕となり、区画部１２Ａを挟んで形成された区画部１２Ｂ、１２Ｃまたは区画部１４Ａを挟んで形成された区画部１４Ｂ、１４Ｃの角度θ2 はたとえば、θ2 ＝６０〔°〕に設定されている。
【０１２５】
切込み９４の深さはたとえば、張出し長を正極部１２と負極部１４の高さｈ1に設定され、正極部１２の区画部１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、負極部１４の区画部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃを中途部にある既述の折目６０で屈曲させ、電池素子４の巻芯方向に押し倒して圧縮成形することにより、図１６のＢに示すように、各区画部１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、負極部１４の区画部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃに成形される。この実施の形態では、各区画部１２Ｂ、１２Ｃおよび区画部１４Ｂ、１４Ｃが集電板３２、３４との溶接部分に設定されている。そこで、区画部１２Ａ、１４Ａの突出高さｈ2が各区画部１２Ｂ、１２Ｃ、１４Ｂ、１４Ｃの高さｈ3より高く設定され、区画部１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃおよび負極部８の区画部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃの高さを集電板３２、３４の屈曲形状に対応させている。なお、電池素子４の正極部１２および負極部１４は、このように電池素子４の中心方向に向かって正極部１２および負極部１４の全体を圧縮成形することで、高さ寸法を抑制している。この実施の形態では、正極部１２の区画部１２Ｂ、１２Ｃを圧縮形成して、安定した平坦状の接続面を形成し、その後、非接続面である区画部１２Ａを圧縮成形し、各区画部間１２Ａ−１２Ｂ、１２Ａ−１２Ｃの重なりによって生じる境界部の高さ寸法を抑制している。この境界部の高さ寸法の抑制については負極部１４においても同様である。
【０１２６】
各正極部１２および各負極部１４の成形工程において、電池素子４の巻回後、素子端面１０に露出する正極部１２、負極部１４は、図１７のＡに示すように、折目６０により素子中心４０を中心にして対向方向に折り曲げられた状態で対向している。そこで、図１７のＢに示すように、集電板３２、３４との接続を図るために素子中心４０側に折目６０を用いて折り曲げ、既述の区画部１２Ｂ、１２Ｃ、１４Ｂ、１４Ｃを形成する。
【０１２７】
また、図１７のＣに示すように、折目６０を用いて区画部１２Ａ、１４Ａを素子端面１０側に更に折り曲げる。
【０１２８】
次に、集電板３２、３４について、図１８を参照する。図１８は集電板の一例を示している。図１８において、図６と同一部分には同一符号を付してある。
【０１２９】
この実施の形態の集電板３２、３４は、図１８に示すように、電極材料と同一のたとえば、アルミニウム板で形成され、既述の正極部１２の区画部１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ（図１６）を覆い、区画部１２Ｂ、１２Ｃとのレーザ溶接面積を持ち、且つ正極端子２８とのレーザ溶接面積を持つ形状および面積を備えている。この実施の形態では、電池素子４の素子端面１０の２分の１の大きさであって、絶縁間隔３６を確保する形状として、ほぼ半円形板である。
【０１３０】
集電板３２、３４には、図１８のＡに示すように、弦側中心部に電池素子４の素子中心４０に対応して円弧状の切欠部４４が形成され、その弧側には、Ｘ軸を中心にＸ軸と直交方向に直線状に切り落とされた溶接面部５２が形成されている。また、この集電板３２または集電板３４には、図１８のＢに示すように、切欠部４４を中心すなわち、Ｘ軸を中心に左右に角度θ1 を持って直角に屈曲させた段部９６を以て円弧状の端子接続部４８と、端子接続部４８を挟んで素子接続部５０が形成されている。各端子接続部４８および素子接続部５０は、端子接続部４８を突出させ、段部９６を挟んで平行面を構成している。
【０１３１】
この集電板３２、３４において、端子接続部４８の高さをｈ4、集電板３２、３４の厚さをｔ、端子接続部４８の内側の高さをｈ5とすると、
ｈ5 ＝ｈ4−ｔ≧ｈ2 −ｈ3                     ・・・(1) 
に設定されている。従って、端子接続部４８の内側の高さをｈ5は、区画部１２Ａ、１４Ａの突出高さｈ2と各区画部１２Ｂ、１２Ｃ、１４Ｂ、１４Ｃの高さｈ3との差分Δｈ（≧ｈ2−ｈ3）を吸収し、集電板３２が各区画部１２Ｂ、１２Ｃに密着し、且つ区画部１２Ａを収納して設置される。
【０１３２】
次に、集電板３２、３４と電池素子４との接続について、図１９を参照する。図１９は、集電板および電池素子の接続を示している。
【０１３３】
図１９に示すように、電池素子４の素子端面１０の素子中心４０に切欠部４４を合わせて配置され、正極部１２と負極部１４との間の絶縁間隔１６に対応して絶縁間隔３６が設定されている。集電板３２には、端子接続部４８の下面側に電池素子４の正極部１２の区画部１２Ａ、集電板３２の素子接続部５０の下面側に電池素子４の正極部１２の区画部１２Ｂ、１２Ｃが位置決めされて密着させられる。そして、レーザ照射部位６８では、電池素子４の周縁方向から巻芯方向に向かうレーザ照射により、区画部１２Ｂ、１２Ｃおよび素子接続部５０を部分的または全面的に溶融させ、接続する。このような接続は集電板３４側でも同様である。溶接処理は、第１の実施の形態と同様であるので、図１９に同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１３４】
次に、電池素子４上の集電板３２、３４と外部端子との接続について、図２０を参照する。図２０は電池素子上の集電板と外部端子の接続を示している。
【０１３５】
図２０のＡに示すように、封口板１８の正極端子２８、負極端子３０が集電板３２、３４の接続位置に位置決めされる。正極端子２８および負極端子３０には溶接面部５４が形成され、この溶接面部５４は、集電板３２、３４側にある溶接面部５２と同一面を形成する側壁面である。そこで、図２０のＢに示すように、溶接面部５２、５４を合致させ、既述のレーザ照射装置６４（図８）を用いてレーザ照射６６を行えば、溶接面部５２、５４間がレーザ溶着され、集電板３２、３４に対応する正極端子２８、負極端子３０を接続することができる。この溶接処理には、たとえば電子ビーム溶接を利用してもよい。
【０１３６】
従って、電池素子４の正極部１２および負極部１４には、集電板３２、３４がレーザ照射部６８を以て接続される。そして、電池素子４の正極部１２には、集電板３２を介在させて正極端子２８が溶接接続部３８（図９）を以て接続され、また、電池素子４の負極部８には、集電板３４を介して負極端子３０が溶接接続部３８（図９）を以て接続される。これにより電池素子４に外部端子が形成される。
【０１３７】
ここで、電池素子４と封口板１８との間隔（距離）を長く取ると、その分抵抗が増えてしまうとともに、電池２の高さ寸法が大きくなってしまうため、電池素子４と封口板１８との間隔（距離）を極力短くしている。このような小スペースにおいて、正極端子２８および負極端子３０と、集電板３２、３４とを接続するために、一致させた溶接面部５２、５４間に局所的に溶接可能なレーザ照射６６を行えばよく、この処理により、溶接の簡易化および強化が図られている。ここで、集電板３２、３４、正極端子２８および負極端子３０の厚みは、それぞれ０．５〔ｍｍ〕〜５〔ｍｍ〕の範囲で設定されており、これによると、レーザ溶接が可能な寸法でかつ内部抵抗が増大され難く、また、電池２の高さ寸法を短くすることができる。
【０１３８】
また、溶接面部５２、５４は、この実施の形態においても、レーザ照射６６の際に他の部材（正極部１２や負極部１４）への過剰なストレスを防ぐためにも電池素子４の外周面近傍に設置されることが好ましく、具体的には、電池素子４の外周面より、たとえば、１０〔ｍｍ〕以内とすることが好ましい。
【０１３９】
また、集電板３２、３４において、電池素子４の正極部１２および負極部１４との接続領域と、正極端子２８と負極端子３０との接続領域とが異なる位置に設定されているので、各電極部１２、１４と集電板３２、３４、各外部端子２８、３０と集電板３２、３４との接続を安定化させることができ、電池素子４の低抵抗化、接続の強化等、電気的特性を高めることができる。
【０１４０】
なお、この実施の形態においても、第２の実施の形態（図１０）に示したように、集電板３２、３４と正極端子２８、負極端子３０との間に接続板７２、７４を備える構成としてもよい。
【０１４１】
〔第５の実施の形態〕
【０１４２】
第５の実施の形態はレーザ照射部位（溶接ライン）に対するレーザ出力制御を含んでいる。
【０１４３】
第５の実施の形態について、図２１を参照する。図２１はレーザ出力の制御形態を示している。
【０１４４】
このレーザ照射６６による溶接について、図２１に示すように、図２１のＡは集電板３２、３４上の既述の溶接ラインの一例であるレーザ照射部位６８を示している。このレーザ照射部位６８の溶接始点６８Ｓと溶接終点６８Ｅとの間を区間ａ、ｂ、ｃと設定し、溶接終点６８Ｅ外に区間ｄを設定している。
【０１４５】
このレーザ溶接には、ビーム照射手段の一例としてレーザ照射装置６４が用いられ、レーザ照射部部位６８はレーザ照射６６による溶接部である。この場合、アルゴンガスまたはヘリウムガス等のシールドガスが使用され、溶接処理が行われる。
【０１４６】
このレーザ照射装置６４のレーザ照射６６では、一定の照射速度で、レーザ照射部位６８にビーム出力を段階的および連続的に異ならせている。この実施の形態では、図２１のＢに示すように、レーザ出力Ｐが区間ａではレーザ出力Ｐａ、区間ｂではレーザ出力Ｐｂ（＜Ｐａ）の一定値に設定され、区間ｃではレーザ出力Ｐｂからレーザ出力Ｐｃ（＜Ｐｂ）に減衰させている。区間ａのレーザ出力Ｐａは最も高い値に設定され、一例として５０Ｗ〜３０００〔Ｗ〕である。区間ｂのレーザ出力Ｐｂはレーザ出力Ｐａより小さく、レーザ出力Ｐａの９０％以下のレーザ出力としている。また、区間ｃのレーザ出力Ｐｃはレーザ出力Ｐｂより小さい値であって、レーザ出力Ｐａの８０％以下のレーザ出力としている。この場合、図２１のＢは横軸を距離〔ｍｍ〕で表している。
【０１４７】
溶接開始点６８Ｓで照射するレーザ出力Ｐａが最も高い値に設定され、その照射区間ａは区間ｂより短い時間に設定されている。区間ａの後、レーザ出力Ｐｂのレーザ照射の区間ｂは最も長く設定されている。また、区間ｃは区間ｂより短い区間に設定され、この区間ｃにおいて、レーザ出力Ｐｂをレーザ出力Ｐｃに直線的に減衰させている。このように溶接始点６８Ｓおよび溶接終点６８Ｅ近傍において、レーザ出力を減衰させるとよい。つまり少なくともレーザ出力の減衰が２区間以上あることが好ましい。
【０１４８】
レーザ照射部位６８に対するレーザ走査の速度は、一定速度であって、たとえば、３００〔ｍｍ／秒〕〜３，０００〔ｍｍ／秒〕から選択される一定速度とすればよいが、区間に応じて走査速度を変更してもよい。
【０１４９】
このようにレーザ出力をレーザ照射部位６８によって制御すれば、次のような効果が得られる。
【０１５０】
(1) 集電板３２、３４と電池素子４の正極部１２または負極部１４とのレーザ溶接の溶接始点６８Ｓから溶接終点６８Ｅに至る溶接ラインに対するレーザ出力の段階的および連続的に制御としてたとえば、レーザ出力を減衰させたので、集電板３２または３４および電極張出し部である正極部１２または負極部１４に加えられる溶接エネルギーを均一化でき、接続性を向上させることができる。
【０１５１】
(2) レーザ照射の溶接始点６８Ｓではレーザ出力を高く設定し、高いレーザ出力エネルギーでレーザ照射を行う。レーザ照射６６を受けた集電板３２、３４および正極部１２または負極部１４の溶接ラインおよびその近傍部が加熱される。すなわち、レーザ照射６６を溶接ラインに沿って行えば、レーザ照射６６の走査に応じた加熱部分がその走査とともに連鎖状態で移動するので、レーザ出力を同一に設定しなくても、連鎖的に溶融状態となる。このため、レーザ出力を段階的および連続的（上記実施の形態）、段階的または連続的に減衰させても、溶接部に加わるレーザ照射６６による熱エネルギーは均一化する。このため、集電板３２、３４と正極部１２または負極部１４との接続性を向上させることができる。
【０１５２】
(3) 仮に、レーザ出力を一定に維持した場合には、熱エネルギーが過度となる場所が生じ、電極張出し部を形成している電極が薄いことから、過度の熱エネルギーの集中で溶融ムラを生じ、集電板と電極張出し部との接続性が不安定化するが、斯かる不都合をレーザ出力の制御（たとえば、減衰）によって回避することができる。
【０１５３】
(4) レーザ照射部位６８を複数ラインに設定した場合にも、同様の制御を行うことができる。既述のレーザ照射の〔Ｉ〕ないし〔ＩＶ〕の連続動作について、同一箇所を連続してレーザ照射するのではなく、レーザ溶接を〔Ｉ〕から〔ＩＶ〕で行い、その後、異なる箇所にレーザ照射すれば、同一箇所のレーザ照射に時間間隔を設けることができ、この結果、レーザ照射箇所の冷却化を図ることができ、レーザ溶接による接続の安定化が図られる。
【０１５４】
(5) レーザ照射部位６８は２本の平行な溶接ラインとしてレーザ照射部位６８１、６８２を設定してもよい。この場合、図２２のＡに示すように、各レーザ照射部位６８１、６８２のレーザ溶接において、冷却間隔を設けてレーザ照射６６を行う。この場合、レーザ照射部位６８１、６８２のライン間隔をＷ9とすれば、ライン間隔Ｗ9はたとえば、３〔ｍｍ〕以内に設定されてもよい。またレーザ照射部位６８１、６８２は一部重複させてもよい。各レーザ照射部位６８１、６８２は、レーザ照射装置６４により個別に溶接されることは既述の通りであり、それぞれ始点６８１Ｓ、６８２Ｓ、終点６８１Ｅ、６８２Ｅが設定され、溶接走査方向に応じて既述の区間ａ、ｂ、ｃ、ｄが設定されている。レーザ照射部位６８１とレーザ照射部位６８２とでは溶接走査方向が反対方向である。このようなレーザ照射６６についても、各区間ａ、ｂ、ｃに対するレーザ出力は図２２のＢに示すように設定すればよい。斯かる構成によっても既述の効果が得られる。
【０１５５】
〔第６の実施の形態〕
【０１５６】
第６の実施の形態は、固定された集電板と電池素子とを押圧状態でレーザ溶接する構成を含んでいる。
【０１５７】
第６の実施の形態について、図２３を参照する。図２３は集電板の固定状態および位置決め治具を示している。図２３において、図２と同一部分には同一符号を付してある。
【０１５８】
図２３のＡに示すように、集電板３２、３４は電池素子４の素子端面１０側に水平に位置決めされる。この位置決めには、複数のチャック機構９８および一対の間隔保持機構１００とともに、位置決め治具１０２が用いられる。チャック機構９８は、保持対象である集電板３２、３４のそれぞれの複数箇所すなわち、放射状に配置された複数のチャック９８２が備えられている。各チャック９８２は圧縮状態にあるスプリング９８４の復元力を作用させている。この場合、張力を作用させる構成であってもよい。
【０１５９】
間隔保持機構１００には、位置決め治具１０２を挟んで集電板３２、３４の絶縁間隔３６内に設置される一対のスペーサ１０３が備えられている。各スペーサ１０３は集電板３２、３４の対向面間に配置されている。スペーサ１０３が持つ一定幅により、各スペーサ１０３が平行に維持されるとともに、集電板３２、３４の絶縁間隔３６が設定される。
【０１６０】
各スペーサ１０３の間隔内には既述の位置決め治具１０２が設置され、この位置決め治具１０２に集電板３２、３４の切欠部４４を嵌合させ、集電板３２、３４の中心位置が決定される。
【０１６１】
位置決め治具１０２は、図２３のＢに示すように、中心部に集電板３２、３４の円弧状切欠部４４を係合させる円柱部１０２１を備え、この円柱部１０２１の側壁に平板状の一対のアーム部１０２２、１０２３を備えている。各アーム部１０２２、１０２３は円柱部１０２１の軸方向および直径方向に形成されている。各アーム部１０２２、１０２３は図２３のＡに示すように、集電板３２、３４の対向面間内に設置されるとともに、各スペーサ１０３に把持され、円柱部１０２１を集電板３２、３４の切欠部４４に嵌合させる。従って、円柱部１０２１の直径およびその円弧面は、切欠部４４の内径に一致している。
【０１６２】
そして、図２４のＡに示すように、集電板３２、３４とともに電池素子４を配置し、この配置状態では、電池素子４の素子端面１０にある正極部１２および負極部１４は、既述の折目６０で折り曲げられた状態で集電板３２、３４の下面に接触し、水平に位置決めされている。この状態において、矢印に示すように、電池素子４および集電板３２、３４には、支持部材１０４の下側から圧力１０６を付与する。すなわち、位置決めされて固定されている集電番３２、３４に対して電池素子４を上昇させ、正極部１２および負極部１４を集電板３２、３４の下面側に押し当てる。
【０１６３】
電池素子４の下面側からの圧力１０６に対して電池素子４を上方で支持するチャック機構９８のチャック９８２には、集電板３２、３４の上面側を覆って支持する支持突部９８０が設けられている。各支持突部９８０には電池素子４側にある集電板３２、３４の縁部上面が当てられ、電池素子４上の集電板３２、３４が水平に維持されるとともに、電池素子４の素子端面１０との平行度が維持される。
【０１６４】
このように電池素子４は、図２４のＢに示す上限位置まで押し上げられて維持され、レーザ溶接が行われる。この場合、次のような固定状態に維持される。
【０１６５】
ａ）支持部材１０４と集電板３２、３４とは高精度に平行度が保たれるので、同一面に固定された集電板３２、３４と素子端面１０の平行度が維持されている。
【０１６６】
ｂ）正極部１２および負極部１４の各集電体は、鈍角（９０度未満の角度）に折り曲げられた状態で、集電板３２、３４の下面側に押し当てられ、平行度が維持された集電板３２、３４と素子端面１０との間で正極部１２および負極部１４が屈曲状態に制御される。
【０１６７】
ｃ）集電板３２、３４の中心部にある切欠部４４を位置決め治具１０２の円柱部１０２１に対応させ、集電板３２、３４の切欠部４４の中心部を円柱部１０２１に合致させる。集電板３２、３４の切欠部４４で包囲された円柱部１０２１は押当ての際に、電池素子４の素子中心（巻回素子の場合には巻回中心）４０に配置する。これにより、集電板３２、３４の切欠部４４の中心を電池素子４の素子中心４０に位置決めする。このように位置決めされた集電板３２、３４の上方にはレーザ照射装置６４が配置される。
【０１６８】
このような位置決めと正極部１２および負極部１４の押圧状態について、図２５（図２５のＢは作図上、正極部１２、負極部１４の中間部分を省略して示しています。）を参照する。
【０１６９】
図２５のＡに示す状態では、電池素子４の素子端面１０にある正極部１２を集電板３２に接触させ、負極部１４を集電板３４に接触させた状態である。この状態は、電池素子４に対する押圧前またはその初期段階である。なお、図２５のＡは、正極部１２の区画部１２Ｂ、１２Ｃ、負極部１４の区画部１４Ｂ、１４Ｃを示すものである。
【０１７０】
また、図２５のＢに示す状態では、電池素子４に対する加圧状態（図２４）が進み、正極部１２は加圧状態で集電板３２に接触しており、既述の鈍角状態である。同様に、負極部１４は加圧状態で集電板３４に接触しており、既述の鈍角状態である。すなわち、正極部１２の各集電体が集電板３２に密着して隙間無く接触し、同様に負極部１４の各集電体も集電板３４に密着して隙間無く接触させることができ、レーザ溶接の熱エネルギーを効率良く溶接部に作用させることができる。
【０１７１】
〔第７の実施の形態〕
【０１７２】
第７の実施の形態は、電池素子の素子中心を基準に円弧状の溶接面部を形成した集電板を用いた構成を含んでいる。
【０１７３】
第７の実施の形態について、図２６を参照する。図２６は集電板および電池素子の電極部を示している。図２６において、図６と同一部分には同一符号を付してある。
【０１７４】
この実施の形態の集電板３２、３４には、図２６に示すように、各素子接続部５０の間にたとえば、９０度の扇型状の端子接続部４８が形成され、この端子接続部４８には、端子設置面部１１０、第１の溶接面部１１２および素子覆い部１１４が形成されている。
【０１７５】
端子設置面部１１０は外部端子を設置する面部であり、その形態はたとえば、平坦面部であって、正極端子２８または負極端子３０が載置される。正極端子２８または負極端子３０の面部を平坦面とし、各正極端子２８または負極端子３０を端子設置面部１１０に密着させる。この端子設置面部１１０の背面側には電池素子４側の正極部１２の区画部１２Ａまたは負極部１４の区画部１４Ａを挿入する凹部１１６が形成されている。
【０１７６】
接続面部１１２は、電池素子４の側面側に向かう円弧状の面部である。素子覆い部１１４は、端子設置面部１１０との間で接続面部１１２を段差として立ち下がり、電池素子４の素子端面１０を覆う平坦面部である。すなわち、各集電板３２、３４に平坦な端子設置面部１１０を残し、円弧状に素子覆い部１１４を切削または成形することにより、接続面部１１２が端子設置面部１１０と素子覆い部１１４との段差で形成された円弧面である。接続面部１１２の円弧面は、電池素子４の素子中心４０を中心とする電池素子４と同一または近似の同心円面である。電池素子４については、各部に上記実施の形態と同一符号を付し、その説明を割愛する。
【０１７７】
次に、集電板３２、３４と外部端子の溶接について、図２７を参照する。図２７は集電板３２、３４と外部端子の溶接例を示している。
【０１７８】
図２７に示すように、電池素子４の素子端面１０の正極部１２には正極側の集電板３２が設置されて溶接され、負極部１４には負極側の集電板３４が設置されて溶接される。この場合、集電板３２の端子設置面部１１０には正極端子２８、集電板３４の端子設置面部１１０には負極端子３０が設置されている。正極端子２８の溶接面部５４は集電板３２の溶接面部１１２に位置決めされ、一様な面部を形成している。同様に、負極端子３０の溶接面部５４は集電板３４の溶接面部１１２に位置決めされ、一様な面部を形成している。
【０１７９】
このように２つの面部を一致させて一様な面部に設定し、レーザ照射６６を行い、溶接面部５４、１１２間を溶着させる。集電板３２の端子設置面部１１０には正極端子２８が接続され、集電板３４の端子設置面部１１０には負極端子３０が接続される。つまり、正極端子２８には電池素子４の正極部１２、負極端子３０には負極部１４が接続される。
【０１８０】
このように、各溶接面部５４、１１２を同一の曲率半径を持つ円弧面とするので、レーザ照射６６による溶着部を広範囲化することができるが、これに限らず、各溶接面部５４、１１２を同一の直線状の面部とすることもできる。
【０１８１】
次に、レーザ溶接について、図２８を参照する。図２８はレーザ照射角度および溶接面の一例を示している。
【０１８２】
各集電板３２、３４は、電池素子４の素子端面１０の素子中心４０を基準に設置され、電池素子４の正極部１２または負極部１４に接続されている。そこで、図２８に示すように、端子設置面部１１０に設置された正極端子２８または負極端子３０は、溶接面部５４を溶接面部１１２に一致させる。レーザ照射装置６４のレーザ出射部１１８を溶接面部５４、１１２に向けて設置する。
【０１８３】
レーザ出射部１１８と、溶接面部５４、１１２のレーザ照射点１１９との距離をＬｐとすれば、素子中心４０を回動中心にしてレーザ照射装置６４を矢印Ｎの方向に回転しても、距離Ｌｐを維持することができる。そして、レーザ照射点１１９を中心に電池素子４の回動角度θとし、この回動角度θを溶接範囲に設定すれば、溶接面部５４、１１２に同一の距離Ｌｐで一様にレーザ照射６６を行い、溶接をすることができる。レーザ照射６６の距離Ｌｐが同一であるとともに、安定したレーザ照射６６を連続して行え、均一な溶接処理を行うことができる。接続の信頼性を高めることができる。
【０１８４】
なお、この実施の形態では、レーザ照射装置６４を回転しているが、このレーザ照射装置６４を固定し、電池素子４側を所定角度θだけ回動させて、レーザ照射６６の走査を行ってもよい。
【０１８５】
〔第８の実施の形態〕
【０１８６】
第８の実施の形態は、集電板の熱容量を増大させてレーザ溶接を行うことを含んでいる。
【０１８７】
既述のように蓄電デバイスの一例である電池２は、蓄電素子を構成する電池素子４の素子端面１０に集電板３２、３４を備える。一例である電池素子４は巻回型素子であるが、巻回型素子以外の素子、たとえば、積層素子であってもよい。素子端面１０に接続される集電板３２、３４間には、電池２の製造時、図２３および図２４に示す集電板３２、３４の位置決め治具１０２を放熱治具およびスペーサとして用いる。
【０１８８】
電池素子４の構成は、上記の実施の形態と同一であるので、同一符号を付し、その説明を割愛する。
【０１８９】
各集電板３２、３４は、電池素子４と図示しない外部端子との間に介在させる端子部材であって、図２７に示すように集電板３２は正極部１２Ｂ、１２Ｃ（図２６）に溶接により接続され、集電板３４は負極部１４Ｂ、１４Ｃに同様に接続される。各集電板３２、３４には、切欠部４４を中心に端子接続部４８、この端子接続部４８を挟んで素子接続部５０が形成されている。端子接続部４８は外部端子（図１の正極端子２８または負極端子３０）側に接続する部分であって、素子接続部５０との間に段差を設けて高く設定されている。
【０１９０】
集電板３２、３４の各素子接続部５０には、図２６に示すように、直方体状の突部１２２が形成され、各突部１２２が、各集電板３２、３４の対向縁面部１２４の縁端部に肉厚部を形成している。各突部１２２によって形成された肉厚部が集電板３２、３４の熱容量を増大させるとともに、集電板３２、３４が把持手段（たとえば、チャック）で把持される被把持部を構成している。被把持部を突部１２２と別個に形成してもよい。
【０１９１】
各集電板３２、３４は、電池素子４の素子中心４０を基準に電池素子４の素子端面１０に位置決めされ、既述の絶縁間隔１６と同様に絶縁間隔３６が設定される。そこで、電池２の製造には、既述の位置決め治具１０２（図２３）が用いられる。この位置決め治具１０２は放熱手段の一例である。この位置決め治具１０２は熱吸収性、放熱性のよい金属材料たとえば、鋼材で形成され、中心保持部として円柱部１０２１とともに、この円柱部１０２１を中心に直径方向に間隔保持部として既述のアーム部１０２２、１０２３を備えている。
【０１９２】
円柱部１０２１は、位置決め対象である各集電板３２、３４の切欠部４４を素子中心部４０に位置決めする柱状部である。この柱状部の高さは、切欠部４４の高さと一致または同等または高く形成されている。円柱部１０２１の外周の半径は、切欠部４４の内周面の半径と同等に形成すればよい。
【０１９３】
アーム部１０２２、１０２３は、対向配置される集電板３２、３４の各対向縁面部１２４に当接され、円柱部１０２１で切欠部４４を中心に、集電板３２、３４の間隔を平行に絶縁間隔３６に保持する平行部である。アーム部１０２２、１０２３の形状は、偏平な直方体からなる板状体であって、表裏面を以て平行な基準面１０２Ａ、１０２Ｂが形成されている。
【０１９４】
この位置決め治具１０２によれば、電池素子４の中心に配置された円柱部１０２１の周面部に切欠部４４を当て、アーム部１０２２、１０２３の基準面１０２Ａ、１０２Ｂに対向縁面部１２４を密着させれば、各集電板３２、３４が絶縁間隔３６を設けて電池素子４の素子端面１０の適正な位置に位置決めされる。しかも、各集電板３２、３４に位置決め治具１０２が放熱部材として接触させることができる。
【０１９５】
電池素子４に載置した集電板３２、３４は、既述のようにレーザ照射装置６４から集電板３２、３４のレーザ照射部位６８に対してレーザ照射６６を行い、溶接を行う。このレーザ照射６６は４箇所同時に行ってもよく、各部を交互に選択して行ってもよい。
【０１９６】
突部１２２を形成したことにより、各集電板３２、３４の熱容量は突部１２２の容積分だけ増加している。そして、レーザ照射部位６８にレーザ照射６６を行った場合、溶接箇所に生じた熱は、たとえば突部１２２を通じて放熱される。また、レーザ照射部位６８の熱は、位置決め治具１０２にも流れ、各スペーサ１０３（図２３）を通じて放熱される。このような放熱形態は他のレーザ照射部位６８で生じた熱も同様に放熱される。
【０１９７】
このように各集電板３２、３４の熱容量が肉圧部の一例である突部１２２の形成によって増加したことにより、既述の放熱機能が高められ、その結果、レーザ溶接の際にレーザ照射装置６４から各レーザ照射部位６８に付与する溶接エネルギを高めることができる。この結果、従前のレーザ溶接の際にレーザ出力を高めると、集電板３２、３４や電極張出し部である正極部１２、負極部１４を構成している電極箔が薄いために生じていた欠落部やムラを抑制できる。しかも、レーザ出力を弱めた場合に未接続部が生じていた不都合はレーザ出力を高めることにより改善することができる。そして、集電板３２、３４の熱容量の向上と相俟って放熱効率が向上したことにより、集電板３２、３４や正極部１２または負極部１４に加えられる溶接エネルギを吸収でき、溶接精度を高め、接続の信頼性を向上させることができる。
【０１９８】
また、集電板３２、３４の突部１２２による熱容量の増加は、集電板３２、３４に多様な放熱ルートが確保されたことによる、溶接時の溶融熱量変化を抑制でき、溶接状態の安定化を図ることができ、溶接精度を向上させることができる。
【０１９９】
〔第９の実施の形態〕
【０２００】
第９の実施の形態は、集電板と端子の溶接について開示している。
【０２０１】
第９の実施の形態に係る、正極集電板１３２と正極端子１３０（又は負極集電板１３６と負極端子１３４）の溶接について図２９を参照する。図２９は正極集電板１３２および正極端子１３０の溶接部分を拡大して示している。
【０２０２】
正極集電板１３２は例えば、アルミニウム板をヘッダ加工され、その接続面部１５２は正極集電板１３２の上面又は下面に対して傾斜面を成している。一例として接続面部１５２は鉛直面に対して時計方向に傾斜する傾斜面であり、接触面１６５側の縁部は湾曲面となっている。また、正極端子１３０も例えば、アルミニウム板をヘッダ加工され、その端子側接続面１６４は正極集電板１３２に向かって傾斜面を成し、一例としての端子側接続面１６４は鉛直面に対して反時計方向に傾斜する傾斜面であり、接触面１６５側の縁部は正極集電板１３２と同様に湾曲面となっている。このため、正極端子１３０および正極集電板１３２は、接触面１６５側には互いに密着している部分と、互いに上下方向に湾曲して拡開する非接触部１６７とを備えている。このような正極集電板１３２と正極端子１３０の形態は、負極集電板１３６と負極端子１３４との関係においても同様である。
【０２０３】
このような正極集電板１３２と正極端子１３０との側面側の接触位置（接触面１６５）と異なった位置にレーザビーム１６９（図３０）の照射の中心位置（照射位置１７１、１７３）が設定されている。照射位置１７１は、図中接触面１６５より上方向にずれた位置であり、照射位置１７３は、図中接触面１６５より下方向にずれた位置である。これら照射位置１７１、１７３は、接触面１６５と異なる位置であって、レーザビーム１６９により形成されるナゲット１３８（図３１）の範囲（溶接部）内に接触面１６５を包含し得る位置であればよい。
【０２０４】
このレーザビーム１６９の溶接形態について図３０を参照する。レーザビーム１６９の溶接形態には、図３０のＡに示すように、熱伝導溶接と、図３０のＢに示すように、キーホール溶接とがある。金属間の溶接には何れの溶接形態を用いてもよいが、キーホール溶接では、図３０のＢに示すように、レーザビーム１６９の先鋭なフォーカス１７５を溶接面に当てるため、先鋭で長大なナゲット１３８を生じ、ナゲット１３８の成長に応じて多数のスパッタ１７７が形成される場合がある。
【０２０５】
これに対し、熱伝導溶接では、図３０のＡに示すように、レーザビーム１６９の照射位置１７１、１７３の手前にフォーカス１７５があるデフォーカスとし、照射位置１７１、１７３には口径の大きい照射部１７９が形成される。この照射部１７９では、先鋭なフォーカス１７５に比較し、緩やかに熱伝導を生じ、緩慢なナゲット１３８が形成される。即ち、熱伝導溶接では、照射部１７９の半径方向に広がりを持つナゲット１３８が生成される。この溶接処理では、レーザビーム１６９をデフォーカスすることによりナゲット径を拡大し、キーホール溶接を熱伝導溶接に移行させている。
【０２０６】
なお、既述した照射位置１７１、１７３と溶接エネルギーに関し、照射位置１７１、１７３は、レーザビーム１６９の中心位置を示している。また、レーザビーム１６９の照射範囲は、ナゲット１３８のナゲット径（図３１）と同一となる。そこで、この中心位置を異ならせれば（つまり非接触部１６７ではなく、照射位置を平坦面とする）、レーザビーム１６９の最大エネルギーとなる中心位置による溶接エネルギーを溶接部分に低減させることなく、効率的に付与することができ、所望のナゲット深さ（溶接範囲）を得ることができる。
【０２０７】
このような熱伝導溶接によって形成されたナゲット１３８について図３１を参照する。図３１のＡは照射位置１７１にレーザビーム１６９の照射の中心位置を設定して照射し、その照射形態はデフォーカスによりナゲット径を拡大させ、図３１のＢは照射位置１７３にレーザビーム１６９の照射の中心位置を設定して照射し、その照射形態はデフォーカスによりナゲット径を拡大させている。即ち、図３１のＡでは、ナゲット中心Ｏを接触面１６５より図中上方に設定し、図３１のＢでは、ナゲット中心Ｏを接触面１６５より図中下方に設定している。
【０２０８】
このような熱伝導溶接では、照射位置１７１または照射位置１７３を接触面１６５より上方向又は下方向にずらしても、ナゲット径が拡大されたナゲット１３８には接触面１６５が取り込まれ、正極集電板１３２と正極端子１３０が溶接されている。この図３１において、φはナゲット径、Ｎｄはナゲット深さ、Ｗｄは溶接深さである。ナゲット径φが大きく、ナゲット１３８がキーホール溶接に比較して偏平に近づくため、ナゲット深さＮｄと同等の溶接深さＷｄ（≒Ｎｄ）が得られる。つまり、これにより溶接精度及び溶接強度が高められる。なお、ナゲット深さＮｄと溶接深さＷｄとの寸法差を０．５〔ｍｍ〕以内に設定することで所望の溶接強度が得られる。
【０２０９】
また、ナゲット１３８の外面部には、溶接前、接触面１６５側に互いに密着している部分と、互いに上下方向に湾曲して拡開する非接触部１６７が溶融によって一体化されることにより、緩やかな面部１８１が生成されている。
【０２１０】
ナゲット１３８は、正極集電板１３２と正極端子１３０との接触面１６５、または負極集電板１３６と負極端子１３４との接触面１６５と平行方向（接続面部１５２および端子側接続面１６４に沿って平行方向）に連続または非連続にて形成される。
【０２１１】
なお、この実施の形態では、レーザビーム１６９または電子ビームの照射位置１７１、１７３が接触面１６５と直交方向に異ならせているが、交差方向に異ならせてもよい。
【０２１２】
この第９の実施の形態によれば、次の効果が得られる。
【０２１３】
(1) 上記実施の形態では、レーザビーム１６９を用いているが、レーザビーム１６９に代えて電子ビームを用いてもよい。この実施の形態では、レーザビーム１６９または電子ビームを正極集電板１３２または負極集電板１３６と正極端子１３０または負極端子１３４との接触面１６５と異なる位置に照射するので、集電板と外部端子部材との接触面の状態に無関係に両者を溶接することができる。
【０２１４】
(2) レーザビーム１６９は、正極端子１３０（または負極端子１３４）側の照射位置１７１、正極集電板１３２（または負極集電板１３６）側の照射位置１７３の何れを選択してもよく、何れかの平坦面を選択してレーザビーム１６９または電子ビームを照射できる。このようなレーザビーム１６９または電子ビームの照射形態では、正極集電板１３２（または負極集電板１３６）と正極端子１３０（または負極端子１３４）との接触面１６５の加工精度が低く、たとえば隙間などがある場合でも、最適な溶接範囲を得ることができ、集電板と外部端子部材との間の溶接精度や溶接強度を高めることができる。
【０２１５】
(3)  正極集電板１３２（または負極集電板１３６）や正極端子１３０（または負極端子１３４）にはアルミニウムなどの比較的低い硬度の金属材料が使用され、ヘッダ加工などにより加工される場合には加工精度に限界がある。正極集電板１３２（又は負極集電板１３６）と正極端子１３０（または負極端子１３４）との間の接触面間に生じる隙間を避けることができない。このような場合に、既述のレーザビーム１６９や電子ビームの照射位置１７１、１７３を接触面１６５と異ならせることにより、溶接精度を高めることができる。
【０２１６】
(4)  レーザビーム１６９または電子ビームの照射位置１７１、１７３が接触面１６５と交差方向に異なればよいが、その多寡およびその範囲は、たとえば±０．１〜±０．５〔ｍｍ〕であることが好ましい。この範囲に設定することでレーザビーム１６９または電子ビームによる溶接範囲に接触面１６５を含めることができる。
【０２１７】
レーザ溶接又は電子ビーム溶接のナゲット１３８の深さは溶接が可能であればよく、たとえば１．２〔ｍｍ〕以下が好ましい。この範囲に設定すれば、レーザビーム１６９または電子ビームの照射範囲を適正化でき、集電板及び外部端子部材の厚み寸法を増加させることがなく、蓄電デバイスの大型化を回避できる。
【０２１８】
〔第１０の実施の形態〕
【０２１９】
第１０の実施の形態は、集電板と端子の溶接について開示している。
【０２２０】
第１０の実施の形態に係る、正極集電板１３２と正極端子１３０（または負極集電板１３６と負極端子１３４）の溶接について図３２を参照する。図３２は正極集電板１３２および正極端子１３０の溶接部を拡大して示している。
【０２２１】
正極集電板１３２はたとえば、アルミニウム板をヘッダ加工され、一例として接続面部１５２には、覆い部として断面三角形状のカバー部１５３が形成されている。正極端子１３０も同様に例えば、アルミニウム板をヘッダ加工され、テーパ面１６３が形成されている。このテーパ面１６３の角度をカバー部１５３の内側壁面の傾斜角度と一致させれば、両者を合致させることができる。この場合、接触面１６５には加工精度に応じて隙間等が生じている。つまり、接触面１６５側には互いに密着している部分と、互いに上下方向に湾曲して拡開する非接触部１６７とを備えている。このような正極集電板１３２と正極端子１３０の形態は、負極集電板１３６と負極端子１３４との関係においても同様である。
【０２２２】
このような正極集電板１３２と正極端子１３０の接触面１６５に一致した位置にレーザビーム１６９の照射の中心位置（照射位置１７１）が設定されている。照射位置１７１は、図中接触面１６５に一致してもよく、また、異なった位置でもよい。
【０２２３】
このレーザビーム１６９の溶接形態については、第９の実施の形態で説明した通りであるから、その説明を割愛する。
【０２２４】
熱伝導溶接によって形成されたナゲット１３８について図３３を参照する。図３３は照射位置１７１にレーザビーム１６９を照射し、その照射形態はデフォーカスによりナゲット径φを拡大させている。即ち、図３３では、ナゲット中心Ｏを接触面１６５に一致するよう設定しているが、図中上方または下方（接触面１６５に対して交差方向を異ならせる）に設定してもよい。
【０２２５】
このような熱伝導溶接では、照射位置１７１が接触面１６５と一致しているため、ナゲット径φが拡大されたナゲット１３８には接触面１６５が取り込まれ、正極集電板１３２と正極端子１３０が溶接されている。ナゲット径φが大きく、ナゲット１３８がキーホール溶接に比較して偏平に近づくため、ナゲット深さＮｄと同等の溶接深さＷｄ（≒Ｎｄ）が得られる。つまり、これにより溶接精度および溶接強度が高められる。
【０２２６】
また、ナゲット１３８の外面部には、溶接前、接触面１６５側のカバー部１５３（図３２）と互いに密着している部分と、互いに上下方向に湾曲して拡開する非接触部１６７とが溶融によって一体化されることにより、緩やかな面部１８１が生成されている。
【０２２７】
なお、レーザビーム１６９の照射位置１７１を図３４のＡに示すように、カバー部１５３（図３２）またはカバー部１５３を設けた正極集電板１３２または負極集電板１３６の側面の範囲において、接触面１６５より上方向に異ならせ、又は図３４のＢに示すように、下方向に異ならせてもよい。この場合においても、ナゲット径が拡大されたナゲット１３８には接触面１６５が取り込まれ、正極集電板１３２と正極端子１３０が溶接される。この図３４において、φはナゲット径、Ｎｄはナゲット深さ、Ｗｄは溶接深さである。ナゲット径φが大きく、ナゲット１３８がキーホール溶接に比較して偏平に近づくため、ナゲット深さＮｄと同等の溶接深さＷｄ（≒Ｎｄ）が得られる。つまり、これにより溶接精度および溶接強度が高められる。なお、ナゲット深さＮｄと溶接深さＷｄとの寸法差を０．５〔ｍｍ〕以内に設定することで所望の溶接強度が得られる。
【０２２８】
ナゲット１３８は、正極集電板１３２と正極端子１３０との接触面１６５、または負極集電板１３６と負極端子１３４との接触面１６５と平行方向（接続面部１５２および端子側接続面１６４に沿って平行方向）に連続または非連続にて形成される。
【０２２９】
この第１０の実施の形態によれば、第９の実施の形態と同様の効果が得られる。
【０２３０】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、請求の範囲に記載され、または発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０２３１】
本発明の蓄電デバイスおよびその製造方法は、端子接続構造や接続工程の簡略化などに寄与し、生産性や信頼性を高めることができ、有益である。
【符号の説明】
【０２３２】
２  電池
４  電池素子
８  外装ケース
１０  素子端面
１２  正極部
１４  負極部
１６  絶縁間隔
１８  封口板
２８、１３０  正極端子
３０、１３４  負極端子
３２  正極側の集電板
３４  負極側の集電板
３６  絶縁間隔
３８  溶接接続部
４０  素子中心
４４  切欠部
４６  凹部
４８  端子接続部
５０  素子接続部
５２  第１の溶接面部
５４  第２の溶接面部
１２０  正極側の集電体
１４０  負極側の集電体
５６、５８  セパレータ
６０  折目
６２  仕切り線
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ  区分
１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ  区分
６４  レーザ照射装置
６６  レーザ照射
６８  レーザ照射部位
７２、７４  接続板
７６  接続凹部
７８  溶接面部
８０  突出面部
８４  凹部
８６  突部
９０  ベース材
９２  分極性電極
９４  切込み
９６  段部
９８  チャック機構
１１２  溶接面部
１１４  素子覆い部
１１６  凹部
１１８  レーザ出射部
１１９  レーザ照射点
１２２  突部
１３２  正極集電板
１３６  負極集電板
１３８  ナゲット
１５３  カバー部
１６３  テーパ面
１６４  端子側接続面
１６５  接触面
１６９  レーザビーム
１７１、１７３  照射位置
１７７  スパッタ
【図１】
2013001821.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2013001821.tif 000007
【図６】
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【図７】
2013001821.tif 000009
【図８】
2013001821.tif 000010
【図９】
2013001821.tif 000011
【図１０】
2013001821.tif 000012
【図１１】
2013001821.tif 000013
【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【国際調査報告】
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