(57)【要約】【課題】  はんだ付けの作業性、及び、接続信頼性を向上させることができる蓄電デバイスを提供する。【解決手段】  蓄電デバイス２０は、電極積層体３０と、外装体４０と、外装体４０の外部に位置する先端部５０２を有するとともに、電極積層体３０に接続されている正極端子５０と、先端部５０２を挟むように折り曲げられたクラッド材７０と、を備え、クラッド材７０は、正極端子５０が有する第一の主成分と同じ組成の主成分を有する第一の層７１と、第一の層７１に接合されているとともに、第一の主成分とは異なる第二の主成分を有し、第一の層７１よりも電気抵抗値が大きい第二の層７２と、を含み、第一の層７１は、先端部５０２に溶接された溶接部７３を有しているとともに、第二の層７２よりも内側に位置している。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極積層体と、
前記電極積層体を収容する外装体と、
前記外装体の外部に位置する先端部を有するとともに、前記電極積層体に接続されている正極端子と、
前記先端部を挟むように折り曲げられたクラッド材と、を備え、
前記クラッド材は、
前記正極端子が有する第一の主成分と同じ組成の主成分を有する第一の層と、
前記第一の層に接合されているとともに、前記第一の主成分とは異なる第二の主成分を有し、前記第一の層よりも電気抵抗値が大きい第二の層と、を含み、
前記第一の層は、前記先端部に溶接された溶接部を有しているとともに、前記第二の層よりも内側に位置している蓄電デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の蓄電デバイスであって、
前記第一の主成分はアルミニウムであり、
前記第二の主成分はニッケルである蓄電デバイス。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の蓄電デバイスであって、
前記先端部と前記第一の層の折り返し部との間に空隙部が形成されている蓄電デバイス。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の蓄電デバイスであって、
下記（１）式を満たす蓄電デバイス。
ｔａ／２≦ｔｂ≦２×ｔａ  ・・・  （１）
ただし、ｔａは前記正極端子の厚さであり、ｔｂは前記第一の層の厚さである。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の蓄電デバイスであって、
下記（２）式を満たす蓄電デバイス。
ｔｂ／３≦ｔｃ≦３×ｔｂ  ・・・  （２）
ただし、ｔｂは前記第一の層の厚さであり、ｔｃは前記第二の層の厚さである。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の蓄電デバイスを複数備える蓄電モジュールであって、
前記第二の層は、接続対象にはんだ付けされた接続部を有しており、
前記接続部は、前記正極端子の厚さ方向から見て、前記溶接部と重ならない位置に形成されている蓄電モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電デバイス及び蓄電モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
蓄電デバイスとして、外装体内から絶縁処理した正極タブリードを引き出してはんだ付等によって結線するものが知られている（例えば、特許文献１（段落［０００４］）参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１２９０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、一般的に、正極タブリードはアルミニウム等のはんだに対する濡れ性が低い材料で構成されている（例えば、特許文献１（段落［００９１］）参照）。そのため、はんだ付けの作業性が低下するとともに、十分な接続強度が得られず、接続信頼性が低下してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、はんだ付けの作業性、及び、接続信頼性を向上させることができる蓄電デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［１］  本発明に係る蓄電デバイスは、電極積層体と、前記電極積層体を収容する外装体と、前記外装体の外部に位置する先端部を有するとともに、前記電極積層体に接続されている正極端子と、前記先端部を挟むように折り曲げられたクラッド材と、を備え、前記クラッド材は、前記正極端子が有する第一の主成分と同じ組成の主成分を有する第一の層と、前記第一の層に接合されているとともに、前記第一の主成分とは異なる第二の主成分を有し、前記第一の層よりも電気抵抗値が大きい第二の層と、を含み、前記第一の層は、前記先端部に溶接された溶接部を有しているとともに、前記第二の層よりも内側に位置していることを特徴とする。
【０００７】
［２］  上記発明において、前記第一の主成分はアルミニウムであってもよく、前記第二の主成分はニッケルであってもよい。
【０００８】
［３］  上記発明において、前記先端部と前記第一の層の折り返し部との間に空隙部が形成されていてもよい。
【０００９】
［４］  上記発明において、蓄電デバイスは、下記（１）式を満たしていてもよい。
ｔａ／２≦ｔｂ≦２×ｔａ  ・・・  （１）
ただし、ｔａは前記正極端子の厚さであり、ｔｂは前記第一の層の厚さである。
【００１０】
［５］  上記発明において、蓄電デバイスは、下記（２）式を満たしていてもよい。
ｔｂ／３≦ｔｃ≦３×ｔｂ  ・・・  （２）
ただし、ｔｂは前記第一の層の厚さであり、ｔｃは前記第二の層の厚さである。
【００１１】
［６］  また、本発明に係る蓄電モジュールは、上記の蓄電デバイスを複数備える蓄電モジュールであって、前記第二の層は、接続対象にはんだ付けされた接続部を有しており、前記接続部は、前記正極端子の厚さ方向から見て、前記溶接部と重ならない位置に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、はんだに対する濡れ性の低い正極端子とは異なる材料から成る第二の層を外側に備えるクラッド材により正極端子を挟むことで、第二の層を介して、正極端子と接続対象とをはんだ付けをすることができるため、はんだ付けの作業性、及び、接続信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施形態における蓄電デバイスを示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態における蓄電デバイスを示す平面図である。
【図３】図３は、図２のIII-III線に沿った断面図である。
【図４】図４は、図２のIV-IV線に沿った断面図である。
【図５】図５は、図３のV部の部分拡大図である。
【図６】図６（Ａ）は、正極端子とクラッド材を準備する工程を説明する断面図であり、図６（Ｂ）は、正極端子をクラッド材により挟み込む工程を説明する断面図であり、図６（Ｃ）は、正極端子とクラッド材とを抵抗溶接する工程を説明する断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態の蓄電デバイスの電流経路を説明する模式図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態の蓄電デバイスを接続対象にはんだ付けする際の伝熱経路を説明する模式図である。
【図９】図９は、クラッド材及び正極端子の変形例を示す断面図である。
【図１０】図１０は、クラッド材及び正極端子の他の変形例を示す断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態における蓄電モジュールを示す斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態の蓄電モジュールにおける蓄電デバイス同士の接合部分を示す断面図である。
【図１３】図１３は、図１１に示す蓄電モジュールの等価回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の蓄電デバイスの実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施形態における蓄電デバイスを示す斜視図、図２は本発明の実施形態における蓄電デバイスを示す平面図、図３は図２のIII-III線に沿った断面図、図４は図２のIV-IV線に沿った断面図であり、図５は、図３のV部の部分拡大図である。
【００１６】
図１及び図２に示す蓄電デバイス２０は、扁平型のラミネートタイプのリチウムイオンキャパシタである。この蓄電デバイス２０は、８０ｍｍ程度の長さ、５５ｍｍ程度の幅、及び、３．５ｍｍ程度の厚さの寸法を有しており、小型に分類されるリチウムイオンキャパシタである。なお、蓄電デバイス２０の寸法は、特に上記の数値に限定されない。
【００１７】
なお、蓄電デバイスは、上記のリチウムイオンキャパシタに限定されず、例えば、リチウムイオン二次電池や電気二重層コンデンサ等の他の蓄電デバイスであってもよい。
【００１８】
この蓄電デバイス２０は、図３及び図４に示すように、正極板３１及び負極板３２を含む電極積層体３０と、電極積層体３０を収容して封止する外装体４０と、正極板３１に電気的に接続されている正極端子５０と、負極板３２に電気的に接続されている負極端子６０と、正極端子５０を挟むように折り曲げられたクラッド材７０とを備えている。また、外装体４０の内部には電解液（不図示）が充填されている。なお、「蓄電デバイス２０」が本発明における「蓄電デバイス」の一例に相当し、本実施形態における「電極積層体３０」が本発明における「電極積層体」の一例に相当し、本実施形態における「外装体４０」が本発明における「外装体」の一例に相当し、本実施形態における「正極端子５０」が本発明における「正極端子」の一例に相当し、本実施形態における「クラッド材７０」が本発明における「クラッド材」の一例に相当する。
【００１９】
電極積層体３０は、複数の正極板３１と、複数の負極板３２と、複数のセパレータ３３と、を備えている。正極板３１と負極板３２は、セパレータ３３を介して交互に積層されている。なお、電極積層体３０を構成する正極板３１、負極板３２、及びセパレータ３３の枚数は特に限定されない。
【００２０】
図３に示すように、それぞれの正極板３１は、正極集電体３１１と正極層３１４を備えており、それぞれの正極集電体３１１は、本体部３１２とリード部３１３を有している。本体部３１２は、多数の貫通孔を有する矩形状の薄板であり、具体的には、エキスパンドメタル、パンチングメタル、網、発泡体等で構成されている。この本体部３１２を構成する材料の具体例としては、アルミニウム板等の金属材料を例示することができる。本体部３１２に形成された貫通孔は、電解液やリチウムイオンの移動経路として機能する。正極層３１４は、この本体部３１２の両面に設けられている。なお、最上段の正極板３１については、本体部３１２の下面のみに正極層３１４が設けられている。
【００２１】
正極板３１のリード部３１３は、貫通孔を有しない帯状の薄板であり、上述の本体部３１２と同様の材料から構成されている。このリード部３１３は、本体部３１２の一方の短辺における一端（図２において左辺の上端）の近傍から延出しており、当該リード部３１３の先端は、他のリード部３１３と共に正極端子５０の後端部５０１に接合されている。本実施形態では、このリード部３１３は本体部３１２と一体的に形成されているが、特にこれに限定されず、リード部３１３と本体部３１２を別に形成した後にこれらを接合してもよい。
【００２２】
正極層３１４は、正極活物質等を正極集電体３１１の本体部３１２の主面に塗布等により付着させることで形成されている。正極活物質としては、アニオンを可逆的に担持可能であれば特に限定されないが、例えば、黒鉛や活性炭等を例示することができる。なお、必要に応じて、正極層３１４が導電材やバインダ等を含有してもよい。
【００２３】
図４に示すように、それぞれの負極板３２も、負極集電体３２１と負極層３２４を備えており、それぞれの負極集電体３２１は、本体部３２２とリード部３２３を有している。本体部３２２は、多数の貫通孔を有し、上述の正極集電体３１１の本体部３１２と同じサイズの矩形状の薄板であり、具体的には、エキスパンドメタル、パンチングメタル、網、発泡体等で構成されている。この本体部３２２を構成する材料の具体例としては、ステンレス、銅、ニッケル等の金属材料を例示することができる。本体部３２２に形成された貫通孔は、電解液やリチウムイオンの移動経路として機能する。負極層３２４は、この本体部３２２の両面に設けられている。
【００２４】
負極板３２のリード部３２３は、貫通孔を有しない帯状の薄板であり、上述の本体部３２２と同様の材料から構成されている。このリード部３２３は、本体部３２２の一方の短辺における他端（図２において左辺の下端）の近傍から延出しており、当該リード部３２３の先端は、他のリード部３２３と共に負極端子６０の後端部６０１に接合されている。本実施形態では、このリード部３２３は本体部３２２と一体的に形成されているが、特にこれに限定されず、リード部３２３と本体部３２２を別に形成した後にこれらを接合してもよい。
【００２５】
負極層３２４は、負極活物質等を本体部３２２の主面に塗布等により付着させることで形成されている。負極活物質としては、リチウムイオンを可逆的に担持可能であれば特に限定されないが、例えば、黒鉛や活性炭等を例示することができる。なお、必要に応じて、負極層３２４が導電材やバインダ等を含有してもよい。
【００２６】
セパレータ３３は、電解液、正極活物質、及び負極活物質等に対して耐久性があり、連通孔を有する一方で電子導電性は有しない多孔体から構成されている。このセパレータ３３は、具体的には、セルロース、ポリエチレン等から形成される不織布や微多孔膜から構成されている。このセパレータ３３には電解液が含浸されている。なお、漏液を防止するために、電解液に代えて、ゲル状又は固体状の電解質を用いてもよく、この場合には、セパレータ３３を省略してもよい。
【００２７】
電解液の具体例としては、リチウム塩の非プロトン性有機溶媒電解質溶液を例示することができる。リチウム塩としては、特に限定されないが、例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＦＳＩ、ＬｉＴＦＳＩを用いることができる。また、非プロトン性有機溶媒の具体例としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどのカーボネートを例示することができる。なお、これら非プロトン性有機溶媒の二種以上を混合した混合液を用いてもよい。
【００２８】
さらに、本実施形態における電極積層体３０は、図４に示すように、リチウム極３４を備えている。このリチウム極３４は、最下段の負極板３２の更に下にセパレータ３３を介して積層されており、負極板３２に対してリチウムイオンを供給するリチウム供給源として機能する。このリチウム極３４は、リチウム極集電体３４１とリチウム層３４４を備えており、リチウム極集電体３４１は、本体部３４２とリード部３４３を有している。本体部３４２は、上述の正極集電体３１１の本体部３１２と同じサイズの矩形状の薄板であり、例えば、銅やステンレス等の金属材料から構成されている。
【００２９】
リード部３４３は、上述の本体部３４２と同様の材料から構成された帯状の薄板である。このリード部３４３は、本体部３４２の一方の短辺における他端（図２において左辺の下端）の近傍から延出しており、当該リード部３４３の先端は、負極板３２のリード部３２３と共に負極端子６０の後端部６０１に接合されている。本実施形態では、このリード部３４３は本体部３４２と一体的に形成されているが、特にこれに限定されず、リード部３４３と本体部３４２を別に形成した後にこれらを接合してもよい。
【００３０】
リチウム層３４４は、リチウム極集電体３４１の本体部３４２の表面に圧着された金属箔である。このリチウム層３４４は、少なくともリチウムを含有し、リチウムイオンを供給することが可能な材料から構成されている。このリチウム層３４４を構成する具体的な材料としては、例えば、リチウム−アルミニウム合金板等を例示することができる。
【００３１】
本実施形態では、リチウム極３４が負極の一部を構成している。すなわち、リチウム極集電体３４１のリード部３４３が負極端子６０に接続されており、負極層３２４の負極活物質にリチウムイオンを担持させることが可能となっている。リチウムイオンを負極にスムーズに担持させるために、リチウム極３４を負極板３２に対向するように配置することが好ましい。
【００３２】
なお、リチウム極は、図３及び図４に示す形態に限定されない。例えば、特に図示しないが、（１）最上段の正極板の上に負極板をさらに設け、当該負極板の上にリチウム極を配置した形態や、（２）電極積層体の中央領域の２つの負極板の間にリチウム極を介在させた形態としてもよい。
【００３３】
外装体４０は、図２〜図４に示すように、矩形状のラミネートフィルム４１を折り返し部４４で二つ折りにして、当該折返部４４を除く他の三辺を熱融着することで形成されている。この外装体４０は、電極積層体３０を上側から覆う凸状の第１のシート部４２と、当該電極積層体３０を下側から保持する平坦な第２のシート部４３と、を有している。
【００３４】
ラミネートフィルム４１は、屈曲可能な程度の可撓性を有したフィルムである。このラミネートフィルム４１は、図３の拡大図に示すように、アルミニウム等から構成される金属箔４１ａと、当該金属箔４１ａの両面にそれぞれ積層された第１及び第２の樹脂フィルム４１ｂ，４１ｃと、を備えている。金属箔４１ａの内側に積層された第１の樹脂フィルム４１ｂは、耐電解液性及び熱融着性に優れた樹脂材料から構成されている。一方、金属箔４１ａの外側に積層された第２の樹脂フィルム４１ｃは、電気絶縁性に優れた樹脂材料から構成されている。
【００３５】
第１のシート部４２は、収容部４２１とフランジ部４２２を有している。収容部４２１は、絞り加工等により第１のシート部４２が内側から凹状に加工されることで形成されている。結果的に、この収容部４２１は、外側に向かって凸状に突出した形状を有している。この収容部４２１は、上述の電極積層体３０を収容可能な大きさを有しており、電極積層体３０を包むことが可能となっている。フランジ部４２２は、上述の折り返し部４４を除く収容部４２１の三方に設けられている。これに対し、第２のシート部４３には、収容部等が形成されておらず、この第２のシート部４３は、実質的に平坦な形状を有している。
【００３６】
電極端子５０，６０が接続された電極積層体３０を収容部４２１に収容して、ラミネートフィルム４１を折り返し部４４で二つ折りした状態で、第１のシート部４２のフランジ部４２２と、第２のシート部４３の周縁部と、が熱融着されている。これにより、第１及び第２のシート部４２，４３の間に電極積層体３０が収容され、外装体４０の内部に電極積層体３０が密閉されている。
【００３７】
正極端子５０は、帯状の部材であり、外装体４０の内部から外部に引き出されている（延在している）。この正極端子５０は、図３に示す通り、外装体４０の内部に位置している後端部５０１を有しており、この後端部５０１には、正極板３１のリード部３１３の先端が接合されている。また、正極端子５０は、外装体４０の外部に位置している先端部５０２を有している。この正極端子５０と外装体４０との間にはシーラント樹脂層５６が介在している。本実施形態における「先端部５０２」が、本発明における「先端部」の一例に相当する。
【００３８】
正極端子５０は、蓄電デバイス２０内で電蝕が発生しないように、正極集電体３１１を構成する材料と同じアルミニウム板などの金属材料が用いられる。正極端子がアルミニウム板の場合、本発明における「第一の主成分」はアルミニウムである。
【００３９】
図２に戻り、負極端子６０は、例えば、負極集電体３２１と同様に、銅又は銅合金等の金属材料から構成された帯状の部材であり、全体に亘って平坦な形状を有している。なお、ニッケルなどで負極端子６０の表面をめっきしてもよい。この負極端子６０も、図４に示す通り、外装体４０の内部から外部に引き出されており（延在しており）、この負極端子６０の後端部６０１には、負極板３２及びリチウム極３４のリード部３２３，３４３が接合されている。また、負極端子６０の先端部６０２は、外装体４０の外部に位置している。また、この負極端子６０と外装体４０との間にもシーラント樹脂層６１が介在している。
【００４０】
本実施形態では、正極端子５０は、外装体４０の一方の短辺４５から一方の方向（図３の左側）に向かって引き出されている。負極端子６０も、外装体４０の一方の短辺４５から一方の方向（図４の左側）に向かって引き出されている。すなわち、本実施形態では、正極端子５０及び負極端子６０が、外装体４０の同一の短辺４５から引き出されていると共に、実質的に同一の方向（図２の左側）に向かって引き出されている。
【００４１】
クラッド材７０は、図３及び図５に示すように、第一の層７１と第二の層７２とを備えている。このクラッド材７０は、異なる種類の金属板（第一の層７１及び第二の層７２）が貼り合わせられて形成された積層体であり、２枚の帯状の金属板が積層されていることにより、クラッド材７０の全体形状は帯状となっている。そして、この帯状のクラッド材７０は、コの字型に二つ折りされており、正極端子５０の先端部５０２は、クラッド材７０に上下方向から挟まれているとともに、クラッド材７０と溶接されている。なお、クラッド材７０を構成する２枚の金属板は、一般に、拡散接合又は圧着等の方法により貼り合わされている。なお、本実施形態における「第一の層７１」が本発明における「第一の層」に相当し、本実施形態における「第二の層７２」が本発明における「第二の層」に相当する。
【００４２】
第一の層７１は、帯状の金属板であり、クラッド材７０の全体形状に従って、コの字型に二つ折りされた形状を有しているとともに、第二の層７２より内側に位置している。この第一の層７１は、上側部７１１と、下側部７１２と、これらを接続する折り返し部７１３と、を有しており、上側部７１１と下側部７１２は、先端部５０２を介して対向しているとともに、両者は先端部５０２に直接接触している。第一の層７１の幅は、正極端子５０の幅と同程度となっている（図１参照）。また、図５に戻り、第一の層７１と正極端子５０との接触部分の長さＬｔ（正極端子５０の延在方向における当該接触部分の長さ）は、５ｍｍ程度とすることができる。
【００４３】
第一の層７１は、第二の層７２よりも電気抵抗値が小さい材料で構成されているとともに、正極端子５０を構成する材料が含有する第一の主成分と同じ組成の主成分を有している材料から構成されている。特に限定されないが、例えば、正極端子５０の第一の主成分がアルミニウムである場合、第一の層７１を構成する材料は、正極端子５０の第一の主成分であるアルミニウムを主成分とする。この場合、第一の層７１を構成する材料として、具体的には、アルミニウム板、アルミニウム合金板等を例示できる。
【００４４】
第二の層７２は、第一の層７１の形状と同様にコの字形状を有しており、第一の層７１より外側に位置している。この第二の層７２は、上側部７２１と、下側部７２２と、これらを接続する折り返し部７２３と、を含んでおり、第二の層７２は、第一の層７１と接合されているとともに、第一の層７１の外面を、上側部７２１と、下側部７２２と、折り返し部７２３とにより覆っている。第二の層７２の幅は、第一の層７１の幅及び正極端子５０の幅と同程度となっている。結果的に、クラッド材７０の幅と正極端子５０の幅は同程度となっている。クラッド材７０の幅が正極端子５０の幅より小さい場合、断面積も小さくなることから、後述の抵抗溶接の際に、発熱が大きくなりすぎる。クラッド材７０の幅が正極端子５０の幅より大きい場合、蓄電デバイス２０の重量増加及びコスト増加につながる。
【００４５】
この第二の層７２を構成する材料は、正極端子５０及び第一の層７１を構成する材料とは主成分が異なる。すなわち、第二の層７２を構成する材料は、第一の主成分とは組成が異なる第二の主成分を有する。具体的には、例えば、「第二の主成分」としてニッケルを例示することができ、第二の層７２を構成する材料として、特に限定されないが、ニッケル板、ニッケル合金板を例示することができる。例えば、第一の層７１を構成する材料がアルミニウム板、第二の層７２の主成分がニッケルである場合、第一の層７１の電気抵抗値よりも、第二の層７２の電気抵抗値の方が大きくなる。
【００４６】
本実施形態の蓄電デバイス２０を、他の電子部品と接続する際には、クラッド材７０の最外周に位置する第二の層７２に対してはんだ付けが行われる。ここで、ニッケルを主成分とする材料は、正極端子５０を構成する材料として一般に用いられるアルミニウム板と比較して、はんだに対する濡れ性が優れている。従って、第二の層７２が、濡れ性のより良好なニッケルを主成分とする材料から構成されていれば、はんだ付けの作業性及び接続信頼性を向上することができる。なお、材料のはんだに対する濡れ性は、平衡法（JIS C 60068-2-54）などの一般的な評価方法を用いて評価できる。
【００４７】
クラッド材７０は、正極端子５０の先端部５０２と溶解部７３で溶接されている。この溶接部７３は、上側部７１１及び下側部７１２と、先端部５０２との間に位置しており、上側部７１１及び下側部７１２と、先端部５０２とを接合している。本実施形態における「溶接部７３」が本発明における「溶接部」に相当する。
【００４８】
溶接部７３は、抵抗溶接により形成することが好ましい。例えば、クラッド材７０と先端部５０２の溶接には抵抗溶接の他に、超音波溶接などの手法を用いることもできる。しかしながら、超音波溶接は溶接面積が大きく作業効率が高いものの、溶接部に超音波振動を印加するため、物理的なダメージにより溶接部の端が剥離しやすくなり、溶接部の物理的強度が低下する恐れがある。一方で、抵抗溶接は、溶接範囲が超音波溶接よりも小さいものの、物理的なダメージが生じないため、溶接部の物理的強度を向上させることができる。
【００４９】
ここで、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）を参照しながら、正極端子５０の先端部５０２とクラッド材７０とを抵抗溶接する方法について説明する。なお、ここでは、第一の層７１を構成する材料及び正極端子５０を構成する材料をアルミニウム板、第二の層７２を構成する材料をニッケル板とした場合について説明する。図６（Ａ）は、正極端子５０とクラッド材７０を準備する工程を説明する断面図であり、図６（Ｂ）は、正極端子５０をクラッド材７０により挟み込む工程を説明する断面図であり、図６（Ｃ）は、正極端子５０とクラッド材７０とを抵抗溶接する工程を説明する断面図である。
【００５０】
まず、図６（Ａ）に示すように正極端子５０とクラッド材７０を準備し、図６（Ｂ）に示すように、先端部５０２を、上側部７１１と下側部７１２との隙間に挿入する。このとき、折り返し部７１３と先端部５０２との間を離した状態で、先端部５０２をクラッド材７０により挟むことで、空隙部８０を形成する。本実施形態における「空隙部８０」が本発明における「空隙部」に相当する。
【００５１】
次に、図６（Ｃ）に示すように、抵抗溶接機の上側電極１０１と下側電極１０２を上下からクラッド材７０に押し付けて加圧しながら、上側電極１０１と下側電極１０２の間に電流を流す。
【００５２】
抵抗溶接では、溶接する部材に電流を流し、当該部材自体の電気抵抗及び部材同士の接触界面の接触抵抗により生じるジュール熱により、接触面を溶融する。本実施形態では、内側の第一の層７１と正極端子５０はアルミニウム板であるため電気抵抗値が小さく、温度上昇し難いが、第二の層７２はニッケル板であるためアルミニウムより電気抵抗値が大きく、比較的温度上昇しやすい。
【００５３】
よって、まず、外側の第二の層７２の温度が第一の層７１と正極端子５０に比べて大きく上昇する。この第二の層７２からの発熱により、第一の層７１の温度上昇を補助することができ、第一の層７１の温度を十分に高くすることができる。この第一の層７１自体の温度上昇に伴って、第一の層７１自体の電気抵抗値が大きくなる。これによって、第一の層７１自体の発熱量を十分に確保できる。また、第一の層７１からの発熱によって、正極端子５０の温度上昇も補助されるため、第一の層７１と同様に、正極端子５０の電気抵抗値が上昇し、正極端子５０自体の発熱量も十分に確保できる。このようにして、第一の層７１と正極端子５０との界面における、上側電極１０１と下側電極１０２の間に位置する領域に溶融部分（ナゲット）が形成される。
【００５４】
なお、第一の層７１及び正極端子５０を構成するアルミニウムの融点は６６０℃付近、第二の層７２を構成するニッケルの融点は１４５５℃付近であり、第一の層７１及び正極端子５０の融点よりも第二の層７２の融点の方が高いため、第一の層７１と正極端子５０の接触界面のみを溶融することができる。
【００５５】
次に、電流を流すのを止めることで、溶融部分の温度が低下する。これにより、溶融部分が固化し、溶接部７３が形成される。以上のようにして、第一の層７１と正極端子５０とが溶接される。なお、クラッド材７０上の２か所以上を正極端子５０と溶接してもよい（本実施形態の蓄電デバイス２０では、図２及び図５のように、２か所で抵抗溶接を行っている）。
【００５６】
上記のように、本実施形態のクラッド材７０であれば、第二の層７２により第一の層７１の温度上昇を補助できるため、容易にクラッド材７０と正極端子５０を溶接することができ、抵抗溶接における作業性を向上させることができる。
【００５７】
また、抵抗溶接の作業性、接続信頼性を考慮すると、図５に示す、正極端子５０の厚さｔａ、第一の層７１の厚さｔｂ、及び第二の層７２の厚さｔｃの相対的な関係は下記の（１）式及び／又は（２）式を満たしていることが好ましい。
ｔａ／２≦ｔｂ≦２×ｔａ  ・・・  （１）
ｔｂ／３≦ｔｃ≦３×ｔｂ  ・・・  （２）
【００５８】
正極端子５０の厚さｔａと第一の層７２の厚さｔｂとの差が大きすぎると溶接が安定しないが、上記（１）式のように、両者の差が小さければ、溶接が安定する。また、ｔａに対してｔｂが小さすぎるとクラッド材７０における発熱が大きくなり蓄電デバイス２０がダメージを受ける恐れがあるが、上記（１）式のようにｔａ／２≦ｔｂの関係を満たすことで、蓄電デバイス２０へのダメージを抑制できる。
【００５９】
また、第二の層７２の厚さｔｃと第一の層７２の厚さｔｂとの相対的な関係が上記（２）式を満たすことで、安定した溶接ができる。ｔｂ／３≦ｔｃの関係を満たすことで、第二の層７２が十分に厚くなり、第一の層７１の温度上昇を補助するための発熱量が確保できる。また、ｔｃ≦３×ｔｂの関係を満たすことで、第二の層７２の厚さｔｃが適切な範囲内となり、第一の層７１の温度が上昇し過ぎることがない。
【００６０】
空隙部８０は、先端部５０２と第一の層７１との間に形成されており、図５の断面図では、先端部５０２と第一の層７１とにより区画されている。この空隙部８０は、幅方向の両側が開口している。また、空隙部８０の高さ（Ｚ方向）は、正極端子５０の厚さｔａと実質的に同じであり、空隙部８０の幅（Ｙ方向）は、正極端子５０の幅と実質的に同じである。また、空隙部８０の長さＬｓは１〜１０ｍｍの範囲とすることができる。例えば、空隙部８０の長さＬｓを４ｍｍとすることができる。
【００６１】
空隙部８０が設けられていることによる効果を、図７及び図８を参照しながら説明する。図７は、第一の実施形態の蓄電デバイスの電流経路を説明する模式図であり、図８は、第一の実施形態の蓄電デバイスを接続対象にはんだ付けする際の伝熱経路を説明する模式図である。図７では実線で表された矢印が電流経路を示しており、図８では、鎖線で表された矢印が伝熱経路を示している。なお、説明の簡略化のために、図７及び図８では、はんだ付けの接続対象を図示しておらず、図７では、溶接を一か所のみ行った場合を例示する。
【００６２】
クラッド材７０と正極端子５０との間に電流が流れる場合には、電流のほとんどは溶接部７３を通るうえに、一般に、リチウムイオンキャパシタは、瞬間的に大電流を流す（電流密度が大きい）用途に使用されることが多いため、溶接部７３の発熱量は大きくなりやすい。溶接部７３の過度な温度上昇が生じると、溶接部７３の断裂やセル劣化を引き起こす。一方で、本実施形態では、図７に示すように、はんだ２００を通った電流が、正極端子５０へと流れる際に、空隙部８０を境に上側部７１１を通る経路と下側部７１２を通る経路とに分かれる。これによって、各溶接部７３を通る電流は分散されて小さくなるため、溶接部７３における過度な発熱を防止することができる。
【００６３】
また、接続対象とクラッド材７０とをはんだ付けする時には、クラッド材７０上ではんだ２００を加熱溶融する。このときに、溶接部７３やセルに熱が伝わると、溶接部７３の破断やセルの劣化を引き起こす恐れがある。一方で、本実施形態では、図８に示すように、空隙部８０がはんだ２００からの熱を遮蔽するため、正極端子５０に熱が伝わりにくい。従って、はんだ付け時の熱に起因する溶接部７３の破断及びセルの劣化を防止することができる。
【００６４】
また、電極端子５０に対するクラッド材７０の相対的な位置関係は、図９又は図１０のような態様としてもよい。図９は、クラッド材及び正極端子の変形例を示す断面図であり、図１０は、クラッド材及び正極端子の他の変形例を示す断面図である。図９に示す変形例では、空隙部８０が形成されておらず、第一の層７１の内周面の全面が正極端子５０に直接接触している。また、図１０に示す変形例では、クラッド材７０が外装体４０の端部（より具体的には、シーラント樹脂５６）から離間しており、クラッド材７０とシーラント樹脂５６との間には、正極端子５０の上下面が露出する露出部９０が形成されている。
【００６５】
以上のような本実施形態の蓄電デバイスは以下のような効果を奏する。
【００６６】
正極端子は、一般に、はんだに対する濡れ性が低い材料により構成されているため、はんだ付けの作業性、接続信頼性が低下してしまう。これに対して、本実施形態では、正極端子５０と主成分が異なる材料から構成された第二の層７２を最外周に有するクラッド材７０を正極端子５０に溶接する。
【００６７】
これによって、正極端子５０とは異なる材料から成る第二の層７２上にはんだ付けを行うことができるため、はんだ付けの作業性、接続信頼性を向上することができる。
【００６８】
また、クラッド材７０が折り曲げられており、正極端子５０を挟み込んでいることで、クラッド材７０の上面と下面（上側部７２１の表面と下側部７２２の表面）の両方にはんだ付けが可能であり、はんだ付け可能な面積が大きくなる。これによって、はんだ付けの作業性を向上することができる。
【００６９】
また、本実施形態では、クラッド材７０は抵抗溶接により正極端子５０に接続する。このとき、本実施形態では、正極端子５０と直接接触する第一の層７１の主成分を正極端子５０の主成分と同じものとしている。これにより、正極端子５０を構成する材料と第一の層７１を構成する材料との融点の差が小さくなるため、溶接の作業性が向上する。
【００７０】
さらに、正極端子５０は、電気抵抗値の小さい材料により構成されているため、抵抗溶接時に温度上昇し難く、作業性が低下しやすい。これに対して、本実施形態では、溶接時に第一の層７１よりも電気抵抗値が大きい第二の層７２を発熱させ、第一の層７１の温度上昇を補助することができるため、作業性を向上させることができる。
【００７１】
次に、本実施形態の蓄電モジュール１について、図１１〜図１３を参照しながら説明する。図１１は本発明の一実施の形態に係る蓄電モジュールを示す斜視図、図１２は本発明の一実施の形態に係る蓄電モジュールの蓄電デバイスのクラッド材と他の蓄電デバイスの負極端子との接合部分を示す断面図、図１３は図１１に示す蓄電モジュールの等価回路図である。
【００７２】
本実施形態の蓄電モジュール１は、図１１に示すように、相互に積層された複数の蓄電デバイス２０を備えている。この蓄電モジュール１では、上下に重なる２つの蓄電デバイス２０が以下のように配されている。すなわち、蓄電モジュール１は、蓄電デバイス２０の第１のシート部４２（図１参照）側では収容部４２１（図１参照）同士を突き合わせ、第２のシート部４３（図１参照）側では第２のシート部４３（図１参照）同士を突き合わせ、これらを交互に繰り返して複数の蓄電デバイス２０を積み重ねることで構成されている。これにより、下段の蓄電デバイス２０の正極端子５０と上段の蓄電デバイス２０の負極端子６０とが、互いに対向するように配されることとなる。
【００７３】
これらの蓄電デバイス２０は、図１２に示すように、下段の蓄電デバイス２０の正極端子５０がクラッド材７０を介して上段の蓄電デバイス２０の負極端子６０にはんだ２００により接合されている。これにより、複数の蓄電デバイス２０が、電気的に直列接続されている。
【００７４】
図１３に示すように、複数の蓄電デバイス２０のうち最上段に位置する蓄電デバイス２０の正極端子５０が、蓄電モジュール１の外部正極端子として機能する。同様に、複数の蓄電デバイス２０のうち最下段に位置する蓄電デバイス２０の負極端子６０が、蓄電モジュール１の外部負極端子として機能する。なお、最上段に位置する蓄電デバイス２０の正極端子５０が外部機器とはんだ付けにより接合されない場合には、クラッド材７０を溶接していない蓄電デバイスを最上段に用いてもよい。
【００７５】
本実施形態における「蓄電モジュール１」が、本発明における「蓄電モジュール」に相当し、本実施形態における蓄電デバイス２０の「負極端子６０」が、本発明における「接続対象」に相当する。ただし、「接続対象」は蓄電デバイス２０の負極端子６０に限定されない。例えば、バスバーや、基板のランドが接続対象であってもよい。
【００７６】
本実施形態では、下段の蓄電デバイス２０のクラッド材７０の第二の層７２と、上段の蓄電デバイス２０の負極端子６０とがはんだ２００により接合されている。この場合、第二の層７２及び負極端子６０のいずれも、その表面がアルミニウムに比べてはんだに対する濡れ性が高い材料により構成されているため、正極端子５０及び負極端子６０を比較的高い接合強度で接合することができる。また、正極端子５０及び負極端子６０の接合作業性を向上させることができる。
【００７７】
また、負極端子６０と第二の層７２との接続部７２４は、正極端子５０の厚さ方向から見て、溶接部７３と重ならない位置に形成されている。このように、接続部７２４と溶接部７３とを離すことで、はんだ付け時の熱が溶接部７３に伝わりにくくなるため、溶接部７３の断裂を防止することができる。
【００７８】
なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【符号の説明】
【００７９】
１…蓄電モジュール
２０…蓄電デバイス
３０…電極積層体
３１…正極板
３１１…正極集電体
３１２…本体部
３１３…リード部
３１４…正極層
３２…負極板
３２１…負極集電体
３２２…本体部
３２３…リード部
３２４…負極層
３３…セパレータ
３４…リチウム極
３４１…リチウム極集電体
３４２…本体部
３４３…リード部
３４４…リチウム層
４０…外装体
４１…ラミネートフィルム
４１ａ…金属箔
４１ｂ…第１の樹脂フィルム
４１ｃ…第２の樹脂フィルム
４２…第１のシート部
４２１…収容部
４２２…フランジ部
４３…第２のシート部
４４…折り返し部
４５…短辺
５０…正極端子
５０１…後端部
５０２…先端部
５６…シーラント樹脂層
６０…負極端子
６０１…後端部
６０２…先端部
６１…シーラント樹脂層
７０…クラッド材
７１…第一の層
７１１…上側部
７１２…下側部
７１３…折り返し部
７２…第二の層
７２１…上側部
７２２…下側部
７２３…折り返し部
７２４…接続部
７３…溶接部
８０…空隙部
９０…露出部
１０１…上側電極
１０２…下側電極
２００…はんだ
【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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