(57)【要約】【課題】溶接部におけるブローホールを抑制することが可能なリチウムイオン電池の製造方法を提供することである。【解決手段】本発明にかかるリチウムイオン電池の製造方法は、電極シートの未塗工部２１ａを積層する工程と、スリットに開先２３ａが設けられた集電端子２３に積層させた未塗工部２１ａｌが突出するように挿通させる工程と、開先２３ａから突出させた未塗工部２１ａｌを含む領域にレーザＬを照射し、未塗工部２１ａｌを溶融させて溶融金属ＭＭとする工程と、溶融金属ＭＭを開先２３ａの内部で凝固させる工程と、を含み、未塗工部２１ａｌを溶融させて溶融金属ＭＭとする工程において、レーザＬをスリットに沿って走査させる際に、レーザＬの走査方向の下流側において、溶融金属ＭＭからの熱伝導により前記未塗工部ａｌの端部を含む部分が溶融して先行溶融金属ＭＴＣとなり、開先２３ａの内部に流れ込んだ先行溶融金属ＭＴＣにレーザＬを照射する。【選択図】図８
2018147830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極シートの未塗工部を積層する工程と、
集電端子を貫通するスリットにおける開先が設けられた一方の開口側に、積層させた前記未塗工部の端部を含む部分が突出するように、他方の開口側から前記未塗工部を挿通させる工程と、
前記開先から突出させた前記未塗工部を含む領域にレーザを照射し、前記未塗工部を溶融させて溶融金属とする工程と、
前記溶融金属を前記開先の内部で凝固させる工程と、
を含み、
前記未塗工部を溶融させて前記溶融金属とする工程において、
前記レーザを前記スリットに沿って走査させる際に、
前記レーザの走査方向の下流側において、前記溶融金属からの熱伝導により前記未塗工部の前記端部を含む部分が溶融して先行溶融金属となり、
前記開先の内部に流れ込んだ前記先行溶融金属に前記レーザを照射し、溶融金属とする、
リチウムイオン電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリチウムイオン電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非水電解質二次電池の一つにリチウムイオン電池がある。リチウムイオン電池は、リチウムイオンを吸蔵・放出する正極および負極の間を、非水電解質中のリチウムイオンが移動することによって充放電可能な二次電池である。特許文献１には、正極および負極シートの未塗工部を集電端子のスリットに挿通させ、スリットにおいて、挿通された未塗工部と集電端子とをレーザ溶接によって接合する、非水電解質二次電池が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２６１４４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願の発明者は、未塗工部と集電端子との溶接を行う際、溶接欠陥を抑制するための手法について検討した。溶接欠陥の一例として、ブローホールがある。ブローホールとは、溶融金属内へ侵入した、酸素・窒素・水素などのガスが固溶できず、凝固時においても溶接金属内にガスが残存、すなわち、溶接金属中にガスが閉じ込められることによって生じる空洞のことである。未塗工部の表面には酸化皮膜が形成されており、酸化皮膜に吸着されている水分に起因する水素ガスによって、ブローホールが発生してしまうという問題が生じることが判明した。
【０００５】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、未塗工部と集電端子との溶接部におけるブローホールを抑制することが可能なリチウムイオン電池の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかるリチウムイオン電池の製造方法は、電極シートの未塗工部を積層する工程と、集電端子を貫通するスリットにおける開先が設けられた一方の開口側に、積層させた前記未塗工部の端部を含む部分が突出するように、他方の開口側から前記未塗工部を挿通させる工程と、前記開先から突出させた前記未塗工部を含む領域にレーザを照射し、前記未塗工部を溶融させて溶融金属とする工程と、前記溶融金属を前記開先の内部で凝固させる工程と、を含む。前記未塗工部を溶融させて溶融金属とする工程において、前記レーザを前記スリットに沿って走査させる際に、前記レーザの走査方向の下流側において、前記溶融金属からの熱伝導により前記未塗工部の前記端部を含む部分が溶融して先行溶融金属となり、前記開先の内部に流れ込んだ前記先行溶融金属に前記レーザを照射する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明にかかるリチウムイオン電池の製造方法は、未塗工部を溶融させて溶融金属とする工程において、レーザをスリットに沿って走査させる際に、レーザの走査方向の下流側において、溶融金属からの熱伝導により未塗工部の端部を含む部分が溶融して先行溶融金属となり、開先の内部に流れ込んだ先行溶融金属にレーザを照射する。このような構成により、未塗工部と集電端子との溶接部におけるブローホールを抑制することが可能なリチウムイオン電池の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態にかかるリチウムイオン電池の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】実施の形態にかかる捲回電極体を構成する正極シートの一例を示す上面図である。
【図３】実施の形態にかかる捲回電極体を構成する負極シートの一例を示す上面図である。
【図４】実施の形態にかかる捲回電極体を作製する途中の状態を示す図であり、正極シート、セパレータ、および負極シートを積層した後、捲回する前の状態を示す断面図である。
【図５】実施の形態にかかる開先およびスリットを有する集電端子に、捲回電極体の未塗工部を挿通した状態を示す斜視図である。
【図６】図５に示す集電端子のスリットに未塗工部を挿通させた状態における、切断線ＶＩ−ＶＩにおける断面図である。
【図７】実施の形態にかかるレーザ溶接装置を用いて捲回電極体の未塗工部と集電端子とのレーザ溶接の開始段階における斜視図である。
【図８】図７に示す未塗工部と集電端子とのレーザ溶接の状態を示す拡大側面図である。
【図９】図８に示す未塗工部と集電端子とのレーザ溶接における、一点鎖線ａ、ｂ、ｃ、ｄにおける断面図である。
【図１０】実施の形態にかかる突合せ継手の品質判定を行う工程を示すフローチャートである。
【図１１】実施例にかかる先行溶融金属の有無を示す写真である。
【図１２】実施例にかかる先行溶融金属の有無および集電端子の開先の有無の各条件における突合せ継手の画像である。
【図１３】実施例にかかる適正レーザ条件の検討結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするために、図面は適宜、簡略化されている。
なお、当然のことながら、図５〜図９に示した右手系ｘｙｚ座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、ｚ軸プラス向きが鉛直上向き、ｘｙ平面が水平面であり、図面間で共通である。
【００１０】
図１〜６を用いて、実施の形態にかかるリチウムイオン電池の製造方法の一連の流れについて説明する。
＜ステップＳ１＞
図１は、実施の形態にかかるリチウムイオン電池の製造方法を示すフローチャートである。図２は、捲回電極体を構成する正極シートの一例を示す上面図である。図３は、実施の形態にかかる捲回電極体を構成する負極シートの一例を示す上面図である。図４は、実施の形態にかかる捲回電極体を作製する途中の状態を示す図であり、正極シート、セパレータ、および負極シートを積層した後、捲回する前の状態を示す断面図である。
【００１１】
図１のステップＳ１に示すように、リチウムイオン電池を製造する際は、まず捲回電極体を形成する。図２〜４に示すように、捲回電極体は、電極シートである正極シート１１および負極シート１２と、セパレータ１３とを積層し、捲回することによって形成する。
【００１２】
図２及び図４に示すように、正極シート１１は、シート状の部材である。正極シート１１は、正極集電体１４及び正極合材１５を含んでいる。正極集電体１４の表面（両面）に正極合材１５が塗工された部分を正極合材塗工部２１ｂといい、正極合材１５が塗工されずに正極集電体１４が露出している部分を正極合材未塗工部２１ａという。
【００１３】
正極合材１５は正極活物質を含む。正極活物質は、リチウムを吸蔵・放出可能な材料である。正極活物質として、例えばコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）等を用いることができる。また、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉＯ２を任意の割合で混合して焼成した材料を用いてもよい。組成の一例としては、例えば、これらの材料を等しい割合で混合したＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２が挙げられる。また、正極合材１５は、導電材を含んでいてもよい。導電材としては、例えばアセチレンブラック（ＡＢ）、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、黒鉛（グラファイト）を用いることができる。
【００１４】
正極シート１１を作製する際は、例えば、正極活物質と、導電材と、溶媒と、結着剤（バインダー）とを混練し、混練後の正極合材１５を正極集電体１４に塗布して乾燥させることによって作製することができる。ここで、溶媒としては、例えばＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）溶液を用いることができる。また、バインダーとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、スチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等を用いることができる。また、正極集電体１４として、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金を用いることができる。
【００１５】
図３及び図４に示すように、負極シート１２は、シート状の部材である。負極シート１２は、負極集電体１６及び負極合材１７を含んでいる。負極集電体１６の表面（両面）に負極合材１７が塗工された部分を負極合材塗工部２２ｂといい、負極合材１７が塗工されずに負極集電体１６が露出している部分を負極合材未塗工部２２ａという。
【００１６】
負極合材１７は負極活物質を含む。負極活物質は、リチウムを吸蔵・放出可能な材料である。負極活物質として、例えば、黒鉛（グラファイト）等からなる粉末状の炭素材料を用いることができる。負極シート１２を作製する際は、例えば、負極活物質と、溶媒と、バインダーとを混練し、混練後の負極合材１７を負極集電体１６に塗布して乾燥させることによって作製することができる。ここで、負極集電体１６として、例えば銅やニッケルあるいはそれらの合金を用いることができる。
【００１７】
図４に示すように、捲回電極体を作製する際は、正極シート１１、負極シート１２、およびセパレータ１３を積層する。セパレータ１３には、絶縁性の多孔質膜を用いることができる。例えば、セパレータ１３としては、ポリエチレン膜、ポリオレフィン膜、およびポリ塩化ビニル膜等の多孔質ポリマー膜、又は、リチウムイオンもしくはイオン導電性ポリマー電解質膜を、単独、又は組み合わせて使用することができる。
以上のように積層した正極シート１１、負極シート１２、およびセパレータ１３を捲回し、捲回電極体を作製する。
【００１８】
＜ステップＳ２＞
図１のステップＳ２に示すように、捲回電極体を作製後、未塗工部２１ａを収束し積層させた未塗工部２１ａｌと集電端子２３とをレーザ溶接する。
図５は、実施の形態にかかる開先およびスリットを有する集電端子に、捲回電極体の未塗工部を挿通した状態を示す斜視図である。図５に示すように、未塗工部２１ａｌは、捲回電極体の作製後、捲回電極体の未塗工部２１ａを所要数ごとに収束し積層させたものである。集電端子２３は、例えば、ｙ軸正方向に延設された直方体状の部材である。集電端子２３には、上面から下面まで貫通したスリットが設けられている。スリットは、ｙ軸正方向に延びている。スリットの一方の開口、例えば、スリットの上面側の開口には、開先２３ａが形成されている。このように、集電端子２３は開先２３ａを有する。
【００１９】
図６は、図５に示す集電端子のスリットに未塗工部を挿通させた状態における、切断線ＶＩ−ＶＩにおける断面図である。開先２３ａは、例えば、スリットの開口側に開いたＶ形となっているが、開先２３ａの種類として、Ｕ形、レ形、Ｊ形であってもよい。開先角度θを大きくした場合、溶接量が増加し、溶接工数の増加を招き、さらに、入熱量の増加により溶接部近傍の形状等に影響を及ぼす。逆に、開先角度θを小さくした場合は、作業性の低下や溶込み性の悪化、内部欠陥等の溶接不良を引き起こす。
【００２０】
そこで、本実施の形態においては、開先２３ａの種類はＶ形またはＵ形が好ましい。図６に示すように、開先角度は７５°〜１１０°が好ましく、９０°程度がより好ましい。ただし、溶融金属ＭＭおよび先行溶融金属ＭＴＣが開先２３ａに流れ込み、溢れ出さない程度の角度であれば、９０°以外でもよい。開先２３ａの開先幅ｗは、例えば、０．４〜２ｍｍ程度が好ましく、より好ましくは１ｍｍ程度であるが、レーザＬの照射により溶融した溶融金属が開先２３ａに流れ込み、溢れ出さない程度の幅であれば、１ｍｍ以外でもよい。なお、材料やレーザの条件によって上記条件は適宜変更可能である。
【００２１】
図６に示すように、未塗工部２２ａｌは、集電端子２３より０．５〜２ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ程度突出させることが好ましいが、求める溶接の強度を得られかつレーザを照射した際に溶融金属が開先２３ａから溢れ出ない程度の長さであればよい。図５及び図６に示すように、スリットにおける開先２３ａが設けられた一方の開口側に、積層させた未塗工部２１ａｌの端部２９を含む部分を突出させる。すなわち、積層させた未塗工部２１ａｌの端部２９を含む部分が一方の開口側に突出するように、他方の開口側から未塗工部２１ａｌを挿通させる。
【００２２】
図７は、実施の形態にかかるレーザ溶接装置を用いて捲回電極体の未塗工部と集電端子とのレーザ溶接の開始段階における斜視図である。
図７に示すように、レーザ溶接装置１００は、レーザ発振機と、ファイバーＦと、レーザ・ヘッドＬＨと、レーザ・ヘッド制御部と、観察画像記録・演算部と、品質記録部と、を備えている。また、レーザ・ヘッドＬＨは、同軸カメラＣと、ガルバノミラーＧＭとを備えている。レーザとして、ＹＡＧレーザ、ＣＯ２レーザ、ファイバーレーザなどを用いることができるが、溶接と撮像を同時に行うことができる構成であれば、これに限定されない。
【００２３】
図７に示すように、レーザ発振機は、レーザＬを発振する。レーザＬは、例えば、１０７０ｎｍを中心波長としたレーザ光とする。レーザ発振機から発振されたレーザＬは、ファイバーＦを通ってレーザ・ヘッドＬＨに到達する。レーザ・ヘッドＬＨに到達したレーザＬは、レーザ・ヘッドＬＨ内のガルバノミラーＧＭの反射等により、未塗工部２１ａｌを照射する。レーザＬが未塗工部２１ａｌを照射する際のレーザＬの集光径は、開先２３ａの幅よりも小さいことが好ましく、例えば、０．３ｍｍであるが、これに限定されない。
【００２４】
図７に示すように、レーザＬによって照射された部分及びその周辺からの光は、レーザ・ヘッドＬＨに入射し、レーザ・ヘッドＬＨ内のガルバノミラーＧＭの反射等により同軸カメラＣに到達する。これにより、同軸カメラＣは、レーザＬが照射された部分及びその周辺を撮像する。
【００２５】
このように、レーザ溶接装置１００は、ガルバノミラーＧＭを備えることにより、レーザＬの照射およびレーザＬの先端部における画像検出の両方に対し、同一の光路である光路Ｐを用いることができる。したがって、レーザ溶接装置１００は、レーザＬの照射および画像検出を同時に行うことができる。
【００２６】
図７に示すように、レーザ・ヘッド制御部は、レーザ・ヘッドＬＨの動作等を制御する。例えば、レーザＬがスリットに沿って走査するようにレーザ・ヘッドＬＨの動作を制御する。例えば、レーザ・ヘッド制御部は、レーザ・ヘッドＬＨの走査速度を制御する。また、レーザ・ヘッド制御部は、レーザ発振機が発振するレーザの出力を制御する。レーザ・ヘッド制御部は、観察画像記録・演算部から画像データの情報を取得する。レーザ・ヘッド制御部は、観察画像記録・演算部から取得した情報に基づいて、レーザ・ヘッドＬＨの走査速度及びレーザの出力等のレーザ条件を調整する。このように、レーザ・ヘッド制御部は、画像データの情報に基づいて、レーザ条件をフィードバック制御する。
【００２７】
図７に示すように、観察画像記録・演算部は、同軸カメラによって撮像された画像の画像処理を行う。また、観察画像記録・演算部は、画像処理により取得した画像データの情報をレーザ・ヘッド制御部に送信する。さらに、観察画像記録・演算部は、画像データの情報を品質記録部に送信する。品質記録部は、画像データの情報を記録する。このように、レーザ溶接装置１００によって検出した画像は、観察画像記録・演算部へ送られ、画像処理が行われ、演算によって、溶接部における溶接欠陥、特にブローホールが抑制できているか否かを判断する。また、その判断に基づいて、レーザ条件をフィードバック制御してもよい。
【００２８】
図７に示すように、未塗工部２１ａｌと集電端子２３とをレーザ溶接によって接合させる。ここで、レーザＬの照射幅は、図６に示す開先幅ｗより狭い照射幅とする。レーザＬの照射幅を開先幅ｗより狭く設定することにより、集電端子２３への入熱を抑制することができ、集電端子２３が溶融してしまうことを防ぐことができる。
【００２９】
図７に示すように、レーザ・ヘッドＬＨは、集電端子２３のスリットに沿って、矢印方向（ｙ軸正方向）に走査される。レーザＬが照射されている溶接部ＷＰの溶融金属からの熱伝導により、レーザ走査方向の下流側（ｙ軸正方向側）において未塗工部２１ａｌが溶融し、先行溶融金属ＭＴＣとなる。
【００３０】
次に、図８を用いて、図７における溶接の状態について詳細に説明する。図８は、図７に示す未塗工部と集電端子とのレーザ溶接の状態を示す拡大側面図である。
【００３１】
まず、レーザ溶接の一連の流れを説明する。図８に示すように、レーザ・ヘッドＬＨよりレーザＬが照射されると、溶接部ＷＰにおいて未塗工部２１ａｌが溶融し、溶融金属ＭＭとなる。このように、開先２３ａから突出させた未塗工部２１ａｌを含む領域にレーザＬを照射し、未塗工部２１ａｌを溶融させて溶融金属ＭＭとする。また、レーザＬをスリットに沿って走査させる。このとき、レーザＬの走査方向の下流側（ｙ軸正方向側）において、溶接部ＷＰにおける溶融金属ＭＭからの熱伝導により、未塗工部２１ａｌの端部２９が溶融して、先行溶融金属ＭＴＣとなる。先行溶融金属ＭＴＣは開先２３ａに流れ込む。開先２３ａに流れ込んだ先行溶融金属ＭＴＣにレーザＬを照射し、水素ガスＧを放出させる。
【００３２】
ここで、レーザＬの走査方向の下流側（ｙ軸正方向側）の未塗工部２１ａｌに伝わる熱伝導は、レーザＬの照射開始時点においては、溶融金属ＭＭからの熱伝導である。レーザＬの照射開始時点における溶融金属ＭＭは、レーザＬが未塗工部２１ａｌを直接照射することによって溶融したものである。レーザＬを走査するにつれ、レーザＬは未塗工部２１ａｌを直接照射することによって溶融させることに加え、先行溶融によって開先２３ａに流れ込んだ先行溶融金属ＭＴＣを照射することになる。ここで、開先２３ａに流れ込んだ先行溶融金属ＭＴＣについても、レーザＬを照射した時点から溶融金属ＭＭと呼ぶ。したがって、レーザＬの走査が進むにつれ、レーザＬの走査方向の下流側（ｙ軸正方向側）の未塗工部２１ａｌに伝わる熱伝導は、すでに先行溶融によって開先２３ａに流れ込んだ先行溶融金属ＭＴＣにレーザを照射した溶融金属ＭＭより伝わる熱伝導である。
【００３３】
次に、図８及び図９を用いて溶接の状態について詳細に説明する。図９（ａ）〜（ｄ）は図８に示す未塗工部と集電端子とのレーザ溶接における、一点鎖線ａ、ｂ、ｃ、ｄにおける断面図である。
【００３４】
図９（ａ）は、図８の一点鎖線ａにおいて切断した断面図である。図９（ａ）は、先行溶融が始まった段階を示しているため、熱伝導により溶融した先行溶融金属ＭＴＣと溶融前の未塗工部２１ａｌとが混在している状態である。
【００３５】
図８に示すように、未塗工部２１ａｌの端部２９が溶融した先行溶融金属ＭＴＣは、集電端子２３の開先２３ａに流れ込む。具体的には、先行溶融金属ＭＴＣは、一点鎖線ａ〜一点鎖線ｃの区間における開先２３ａに流れ込む。図９（ｂ）は、図８の一点鎖線ｂにおいて切断した断面図であり、先行溶融金属ＭＴＣが開先２３ａに流れ込んだ状態を示している。
【００３６】
ここで、図８ａｂ及び図９（ａ）（ｂ）に示すように、本実施の形態における先行溶融金属ＭＴＣは、水素ガスＧを含んでいる。水素ガスＧは、未塗工部２１ａｌの表面に形成された酸化膜（不図示）に吸着した水分に由来する。水素ガスＧの存在は、ブローホールの原因となるため、溶接後凝固する前に放出させる必要がある。
【００３７】
図９（ｃ）は、図８の一点鎖線ｃにおいて切断した断面図である。図９（ｃ）に示すように、溶接部ＷＰにおいて、開先２３ａに流れ込んだ先行溶融金属ＭＴＣにレーザＬを照射する。レーザＬの照射により、先行溶融金属ＭＴＣに含まれている水素ガスＧが放出される。このように、集電端子２３の開先２３ａに流れ込んだ先行溶融金属ＭＴＣにレーザＬを照射することによって、ブローホールの原因となる水素ガスＧを放出させることができる。したがって、溶接欠陥を抑制することができるため、品質を保つことができる。
【００３８】
図９（ｄ）は、図８の一点鎖線ｄにおいて切断した断面図である。図８ｄ及び図９（ｄ）に示すように、レーザＬの走査によって、レーザ照射後の溶融金属ＭＭを開先２３ａの内部で凝固させる。ここで、図９（ｄ）に示すように、溶融金属ＭＭが凝固した状態を、突合せ継手３０という。
以上が、集電端子２３と未塗工部２１ａｌとのレーザ溶接の一連の流れである。
【００３９】
＜ステップＳ３＞
次に、図１のステップＳ３に示すように、突合せ継手の品質判定を行う。突合せ継手３０の品質判定は、図７に示したレーザ溶接装置１００の観察画像記録・演算部によって行う。具体的には、図１０を用いて説明する。図１０は、実施の形態にかかる突合せ継手の品質判定を行う工程を示すフローチャートである。
【００４０】
まず、集電端子２３と未塗工部２１ａｌとに対しレーザ溶接を行う部分全体を、ｙ軸正方向においてｍ区間に区切り、現在の区間（ｎ区間）を把握する（ステップＳ１０１）。ここで、ｍ及びｎは、１以上の整数である。ｎ区間＜ｍ区間である（ＹＥＳの）とき（ステップＳ１０２）、ｎ区間目における先行溶融金属の有無について画像処理を行う（ステップＳ１０３）。
【００４１】
次に、ｎ区間目における先行溶融金属の有無について判定し（ステップＳ１０４）、先行溶融金属が有る（ＹＥＳの）場合には、該当区間の品質を保つことができると判定される（ステップＳ１０５）。そして、ｎ区間目に１区間計上し、ｎ＋１区間目を新たなｎ区間として（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０２に戻り、新たなｎ区間について同様に品質判定を行う。ステップＳ１０２において、ｎ＜ｍでない（ＮＯの）場合、例えば、ｎ区間＝ｍ区間となった場合には、溶接欠陥が抑制されたビードを形成することができるため（ステップＳ１０７）、最終的に全区間について品質が保たれていると判断される。
【００４２】
ｎ区間目において先行溶融金属が無い（ＮＯの）場合（ステップＳ１０４）には、該当区間はブローホールが形成されていることが想定されるため、該当区間は品質に問題が生じると判定される（ステップＳ１０８）。そして、全体のＮＧ率が所定の値ａ％よりも小さいか判定される（ステップＳ１０９）。ＮＧ率とは、ｎ区間目において、１〜ｎ区間全体に対して先行溶融金属が無い割合を示す。ＮＧ率が所定の値ａ％以上の（ＮＯの）場合は、溶接欠陥が多いと判断され、ビード全体の品質に問題が生じている（ステップＳ１１２）。よって、処理を終了する。なお、所定の値ａ％は、求める溶接の条件によって任意の数値に設定可能である。
【００４３】
また、ｎ区間目において、ＮＧ率が所定の値ａ％よりも小さい（ＹＥＳの）場合は、レーザ条件が適切な条件であるか否かを判断する（ステップＳ１１０）。レーザ条件が適切である（ＹＥＳの）場合は、ｎ区間目に１区間計上し、ｎ＋１区間目を新たなｎ区間として（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０２に戻り、新たなｎ区間について品質判定を行う。ステップＳ１１０において、レーザ条件が適切ではない（ＮＯの）場合は、レーザ条件を適切なものに調整する（ステップＳ１１１）。例えば、後述する図１３のレーザ条件検討結果に基づいて、レーザ出力および走査速度等をフィードバック制御する。そして、ｎ区間目に１区間計上し、ｎ＋１区間目を新たなｎ区間として（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０２に戻り、新たなｎ区間について品質判定を行う。このようにして、突合せ継手３０の品質判定を行う。
【００４４】
なお、図１０では、ステップＳ１０９において、ＮＧ率が所定の値ａ％よりも小さい（ＹＥＳの）場合には、ステップＳ１１０及び場合によってはステップＳ１１１を有しているが、これらのステップＳ１１０及びステップＳ１１１は省いてもよい。すなわち、ステップＳ１０９において、ＮＧ率が所定の値ａ％よりも小さい場合には、レーザ条件のフィードバック制御を行わず、ステップＳ１０６に進んでもよい。このように、ステップＳ１１０及びステップＳ１１１を省く、すなわち、レーザ条件のフィードバック制御を行わないことにより、品質判定を迅速に行うことができる。
【００４５】
＜ステップＳ４＞
図１のステップＳ４に示すように、上記のようにして捲回電極体を形成した後、捲回電極体を電池ケースに収容し、電解液を注入し、捲回電極体に電解液を含浸させる。
以上が、本実施の形態にかかるリチウムイオン電池の製造方法の一連の流れである。
【実施例】
【００４６】
次に、本発明の実施例について説明する。
以下、実施例に基づき本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００４７】
図１１は、実施例にかかる先行溶融金属の有無を示す写真である。図１１（ａ）の白い鎖線の円によって囲まれている部分が、先行溶融金属ＭＴＣである。それに対し、図１１（ｂ）においては、そのような先行溶融金属ＭＴＣは形成されていない。
【００４８】
図１２は、実施例にかかる先行溶融金属の有無および集電端子の開先の有無の各条件における突合せ継手３０の画像である。集電端子２３に開先２３ａが設けられており、かつ、先行溶融金属ＭＴＣがある場合は、溶接部ＷＰにおけるブローホールおよび未塗工部２１ａｌのちぎれが抑制されている。これは、前述の通り、先行溶融金属ＭＴＣ内に残存していた水素ガスＧが、レーザＬの照射によって放出されためである。これに対して、集電端子２３に開先２３ａは設けられているが、先行溶融金属ＭＴＣは無い場合は、黒丸部分に示すようにブローホールが生じている。
【００４９】
図１２に示すように、先行溶融金属ＭＴＣがあったとしても、集電端子２３に開先２３ａが設けられていないと、黒丸部分に示すように、ブローホールおよび未塗工部２１ａｌのちぎれが生じている。さらに、先行溶融金属ＭＴＣおよび開先２３ａの両者が無い場合、黒丸部分に示すように、ブローホールおよび未塗工部２１ａｌのちぎれが生じている。
【００５０】
図１３は、実施例にかかる適正レーザ条件の検討結果を示すグラフである。図１３は、レーザ集光径φ０．３ｍｍにおける結果である。横軸は、レーザをスリットに沿って走査させる走査速度を示し、縦軸は、レーザの出力を示す。グラフ中の丸は、接合されておりかつブローホールが抑制されている条件を示す。グラフ中の三角は、接合されているが、ブローホールや未塗工部２１ａｌのちぎれが生じている場合を示す。グラフ中のバツは、未接合であるか、溶け落ちが生じている条件を示す。
【００５１】
具体的には、図１３に示すように、レーザ走査速度が１０ｍｍ／Ｓである場合、レーザ出力は７５０〜８５０Ｗとすることが好ましい。レーザ走査速度が１０ｍｍ／Ｓである場合、レーザ出力を７００Ｗとすると、接合はされているがブローホールや未塗工部２１ａｌのちぎれが生じている。また、レーザ走査速度が１０ｍｍ／Ｓである場合、レーザ出力が９００〜９５０Ｗにおいては、７００Ｗと同様に接合はされているがブローホールや未塗工部２１ａｌのちぎれが生じている。レーザ走査速度が１０ｍｍ／Ｓである場合、さらに出力を上げ、レーザの出力を１０００Ｗとすると、溶け落ちが生じた。
【００５２】
図１３に示すように、レーザ走査速度が２０ｍｍ／Ｓである場合、レーザ出力は８００〜１０００Ｗとすることが好ましい。レーザ走査速度が２０ｍｍ／Ｓである場合、レーザ出力を１０５０Ｗ程度とすると、溶け落ちが生じた。
【００５３】
図１３に示すように、レーザ走査速度が４０ｍｍ／Ｓである場合、レーザ出力は１０００Ｗ以上とすることが好ましい。レーザ走査速度が４０ｍｍ／Ｓである場合、レーザ出力を９００Ｗ程度とすると、接合がうまく行われず、未接合であった。
【００５４】
図１３に示すように、レーザ走査速度が８０ｍｍ／Ｓである場合、レーザ出力は１２００Ｗ〜１４００Ｗ程度とすることが好ましい。レーザ走査速度が８０ｍｍ／Ｓである場合、レーザ出力を１６００Ｗ程度とすると、溶け落ちが生じた。
【００５５】
図１３に示すように、レーザ走査速度が１２０ｍｍ／Ｓである場合、レーザ出力は１４００Ｗ〜１６００Ｗ程度とすることが好ましい。レーザ走査速度が１２０ｍｍ／Ｓである場合、レーザ出力を１８００Ｗ程度とすると、溶け落ちが生じた。
【００５６】
図１２及び図１３の結果から、集電端子２３に開先２３ａを有しているが、先行溶融金属ＭＴＣが生じず溶け落ちが生じる条件は、レーザＬの走査速度が速すぎる上に出力が大きすぎる条件であることが判明した。逆に、レーザＬの走査速度が遅すぎる上にレーザＬの出力が小さすぎると、溶接欠陥が生じてしまうことが判明した。
【００５７】
以上の結果から、開先２３ａを有する集電端子２３を用い、かつ、先行溶融金属ＭＴＣが生じるようなレーザ条件に調整することによって、ブローホールや未塗工部２１ａｌのちぎれなどの溶接欠陥を抑制することができる。
【００５８】
次に、実施形態の効果を説明する。
本実施形態では、先行溶融金属ＭＴＣが開先２３ａに流れ込む過程で水素ガスが抜けていく。さらに、開先２３ａに流れ込んだ先行溶融金属ＭＴＣに対して、レーザＬを照射することによって、水素ガスＧを放出させている。これにより、未塗工部２１ａｌと集電端子２３との溶接部におけるブローホールを抑制することができる。
【００５９】
レーザＬの照射幅を開先幅ｗより狭くしている。よって、集電端子２３への入熱を抑制することができ、集電端子２３が溶融してしまうことを抑制することができる。また、レーザＬの照射幅を開先幅ｗより狭くしているので、開先２３ａに流れ込んだ溶融金属が開先２３ａと接合する際に急冷凝固する。よって、未塗工部２１ａｌの強度を低下させずに接合させることができる。
【００６０】
レーザ照射時に、レーザが照射される部分及びその周辺の画像を撮像し、先行溶融金属の有無を確認している。よって、溶接部の品質を保証することができる。
【００６１】
レーザ・ヘッドＬＨは、ガルバノミラーＧＭを備えている。これにより、レーザの照射および画像検出を同時に行うことができる。よって、照射位置と検出位置とを対応させることができ、溶接部の品質保証の精度を向上させることができる。
【００６２】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１１  正極シート
１２  負極シート
１３  セパレータ
１４  正極集電体
１５  正極合材
１６  負極集電体
１７  負極合材
２１ａ、２２ａ、２１ａｌ  未塗工部
２１ｂ  正極合材塗工部
２２ｂ  負極合材塗工部
２３  集電端子
２３ａ  開先
２９  端部
３０  突合せ継手
Ｃ  同軸カメラ
Ｆ  ファイバー
Ｇ  水素ガス
ＧＭ  ガルバノミラー
ＬＨ  レーザ・ヘッド
Ｌ  レーザ
ＭＭ  溶融金属
ＭＴＣ  先行溶融金属
ＷＰ  溶接部
【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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