(57)【要約】【課題】接続リードと電池缶とをレーザ溶接により接合する方法において、溶融部における発熱および破断を抑制する。【解決手段】少なくとも非導電性材料で形成された先端部を有する押え治具８０を軸芯１５の中空部１５ｃ内に挿通し、先端部の先端面８０ａを接続リード５０の表面５０ａに接触させて接続リード５０を電池缶２の缶底２ｃの内面に押圧し、接続リード５０と缶底２ｃの内面とが接触した状態で、缶底２ｃの外部からレーザビームＬを照射して、接続リード５０と電池缶２の缶底２ｃとの溶融部Ｍが、接続リード５０の表面５０ａに表出するように接続リード５０と電池缶２の缶底２ｃとを接合する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極電極と負極電極とがセパレータを介して軸芯の周囲に捲回された発電要素の前記正極電極および前記負極電極の一方が電極集電部材に接続され、前記電極集電部材に接続リードが電気的に接続された捲回群アセンブリを準備し、
前記捲回群アセンブリを電池缶の開口部から前記電池缶に収容し、
少なくとも非導電性材料で形成された先端部を有する押え治具を前記軸芯内に挿通し、前記押え治具の前記先端部の先端面を前記接続リードの表面に接触させて前記接続リードを前記電池缶の缶底の内面に押圧し、
前記接続リードと前記缶底の内面とが接触した状態で、前記缶底の外部からレーザビームを照射して、前記接続リードと前記電池缶の缶底とを接合する溶融部が、前記接続リードの前記表面に表出するように前記接続リードと前記電池缶の缶底とを接合する、円筒形二次電池の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の円筒形二次電池の製造方法において、
少なくとも前記押え治具の前記先端部は、セラミックスにより形成されている、円筒形二次電池の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の円筒形二次電池の製造方法において、
前記接続リードと前記電池缶の缶底とを接合した後、前記電池缶内に非水電解液を注入する工程を備え、前記電池缶は鉄系材料により形成され、前記電池缶の内面にはめっきが施されることなく前記電池缶を形成する鉄系材料が前記電池缶の内部に露出しており、前記非水電解液はリチウム塩がカーボネート系溶媒に溶解した溶液である、円筒形二次電池の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の円筒形二次電池の製造方法において、
前記押え治具の前記先端部の前記先端面の面積は、前記接続リードの前記表面に表出した前記溶融部の面積より小さい、円筒形二次電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車載用途等に使用される円筒形二次電池の製造方法に関し、より詳細には、発電要素に接続される接続リードと電池缶とを溶接する円筒形二次電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
円筒形二次電池の製造方法として、下記に示す接続リードを電池缶に溶接する工程を有するものがある。正極電極と負極電極とをセパレータを介して軸芯の周囲に捲回して発電要素を作製する。発電要素に電極集電部材を介して接続リードを電気的に接続し、この接続リードを電池缶の缶底にレーザ溶接により接合する。レーザ溶接は、接続リードを電池缶の缶底の内面に押圧し、この状態で、電池缶の缶底の外部からレーザを照射して、接続リードと電池缶とを接合する。
従来の方法では、接続リードと電池缶の缶底とを接合する溶融部が、接続リードの表面に表出しないように、換言すれば、電池缶の缶底の外面から接続リードの厚さの中間まで溶融させて溶接していた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
上記先行文献１に記載された方法では、溶融部が電池缶の缶底の外面から接続リードの厚さの中間までであるので、溶融部の断面積が小さい。円筒形二次電池において、溶融部の断面積が小さいと発熱を伴ったり、振動により溶融部で破断したりすることが懸念される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の円筒形二次電池の製造方法は、正極電極と負極電極とがセパレータを介して軸芯の周囲に捲回された発電要素の正極電極および負極電極の一方が電極集電部材に接続され、電極集電部材に接続リードが電気的に接続された捲回群アセンブリを準備し、捲回群アセンブリを電池缶の開口部から電池缶に収容し、少なくとも非導電性材料で形成された先端部を有する押え治具を軸芯内に挿通し、押え治具の先端部の先端面を接続リードの表面に接触させて接続リードを電池缶の缶底の内面に押圧し、接続リードと缶底の内面とが接触した状態で、缶底の外部からレーザビームを照射して、接続リードと電池缶の缶底とを接合する溶融部が、接続リードの表面に表出するように接続リードと電池缶の缶底とを接合するものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の円筒形二次電池の製造方法によれば、接続リードと電池缶の缶底とを接合する溶融部が、接続リードの表面に表出するように溶融されるので、溶融部の断面積を大きくすることができる。従って、溶融部における発熱を抑制し、振動等による破断に対する防止能力を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】この発明による一実施の形態としての円筒形二次電池の断面図。
【図２】図１に図示された円筒形二次電池の分解斜視図。
【図３】図１に図示された発電要素を、その一部を切断した状態の斜視図。
【図４】円筒形二次電池の組立方法の概要を示すフロー図。
【図５】接続リードと電池缶との溶接方法を示すフロー図。
【図６】接続リードが収容された電池缶を固定する方法を示す断面図。
【図７】接続リードと電池缶とを溶接する方法を説明するための模式図であり、（ａ）は、（ｂ）の領域ＶＩＩａの拡大図。
【図８】本発明の実施形態２の接続リードと電池缶とを溶接する方法を説明するための模式図であり、（ａ）は、（ｂ）の領域ＶＩＩＩａの拡大図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
−実施形態１−
（円筒形二次電池１の全体構成）
以下、本発明による円筒形二次電池の製造方法の一実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、円筒形二次電池１の拡大断面図である。以下の説明では、円筒形二次電池１をリチウムイオン円筒形二次電池として説明する。
円筒形二次電池１は、缶底２ｃを有し、上部が開口された円筒形の電池缶２および電池缶２の上部を封口するハット型の電池蓋３で構成される電池容器４を有する。電池容器４の内部には、以下に説明する発電用の各構成部材が収容され、非水電解液６が注入されている。
【０００９】
円筒型の電池缶２は、鉄系材料により形成され、上端側には開口部２ｂが設けられ、開口部２ｂ側に、電池缶２の内側に突き出した溝２ａが形成されている。電池缶２の外面２ｋには、腐食を防止するため、ニッケル等のめっきが施されている。しかし、電池缶２の内面２ｍには、めっきは施されておらず、鉄系材料が電池缶２の内部に露出している。
電池缶２の内部には、発電要素１０が収容されている。発電要素１０は、軸方向に沿う中空部１５ｃを有する細長い円筒形の軸芯１５と、軸芯１５の周囲に捲回された正極電極１１（図３参照）および負極電極１２（図３参照）とを備える。正極集電リング２７は、円盤状の基部２７ａと、この基部２７ａの内周部において軸芯１５側に向かって突出し、軸芯１５の内面に圧入される下部筒部２７ｂと、外周縁において電池蓋３側に突き出す上部筒部２７ｃとを有する。正極集電リング２７はこの下部筒部２７ｂにより軸芯１５の上端部に固定、支持されている。
【００１０】
正極電極１１の正極タブ１６は、正極集電リング２７の上部筒部２７ｃに溶接されている。正極集電リング２７は例えばアルミニウム系金属により形成され、上部筒部２７ｃの外周には、正極電極１１の正極タブ１６および押え部材２８が溶接されている。多数の正極タブ１６は、正極集電リング２７の上部筒部２７ｃの外周に密着させておき、正極タブ１６の外周に押え部材２８をリング状に巻き付けて仮固定し、この状態で超音波溶接により接合される。
【００１１】
軸芯１５の下端部の外周には、外径が径小とされた段部１５ｂが形成され、この段部１５ｂに負極集電リング（電極集電部材）２１が圧入されて固定されている。負極集電リング２１は、例えば、銅系金属により形成され、円盤状の基部２１ａに軸芯１５の段部１５ｂに圧入される開口部２１ｂが形成され、外周縁に、電池缶２の底部側に向かって突き出す外周筒部２１ｃが形成されている。負極集電リング２１の基部２１ａには、軸芯１５の中空軸に注液された非水電解液６を発電要素１０に浸透させるための開口部２１ｄ（図２参照）が形成されている。
【００１２】
負極電極の負極タブ１７は、負極集電リング２１の外周筒部２１ｃに接合される。
負極集電リング２１の外周筒部２１ｃの外周には、負極電極１２の負極タブ１７および押え部材２２が溶接されている。多数の負極タブ１７を、負極集電リング２１の外周筒部２１ｃの外周に密着させておき、負極タブ１７の外周に押え部材２２をリング状に巻き付けて仮固定し、この状態で溶接される。負極集電リング２１の基部２１ａには、接続リード５０が、抵抗溶接、或いはレーザ溶接等により接合されている。接続リード５０の材質は、ニッケルあるいはニッケル合金である。
【００１３】
多数の正極タブ１６は、正極集電リング２７に溶接され、多数の負極タブ１７が負極集電リング２１に溶接されることにより、正極集電リング２７、負極集電リング２１および発電要素１０が一体的にユニット化された捲回群アセンブリ２０が構成される。電池缶２の内部には、非水電解液６が所定量注入されている。非水電解液６の一例として、リチウム塩がカーボネート系溶媒に溶解した溶液が上げられる。この溶液は、鉄系材料と反応することは無く、電池缶２を腐食しない。
【００１４】
図２は円筒形二次電池の分解斜視図である。
円筒形状の軸芯１５の中空部１５ｃの上方には、円筒状の正極集電リング２７が圧入されている。正極集電リング２７は、例えば、アルミニウム系金属により形成されている。正極集電リング２７の基部２７ａには、電池内部で発生するガスを放出するための開口部２７ｄが形成されている。正極集電リング２７に形成された開口部２７ｅは、接続リード５０を電池缶２に溶接するための押え治具８０（図５参照）を挿通するためのものである。詳細は後述するが、押え治具８０を正極集電リング２７に形成された開口部２７ｅから軸芯１５の中空部１５ｃに差し込み、押え治具８０の先端部で接続リード５０を電池缶２の缶底２ｃの内面に押し付けてレーザを照射する。これにより捲回群アセンブリ２０は電池缶２の缶底２ｃに固定される。
【００１５】
負極集電リング２１に接続されている電池缶２の缶底２ｃは一方の出力端子として作用し、発電要素１０に蓄電された電力を電池缶２から取り出すことができる。正極集電リング２７の基部２７ａの上面には、複数のアルミニウム箔が積層されて構成されたフレキシブルな接続部材３３が、その一端部を溶接されて接合されている。
【００１６】
正極集電リング２７の上部筒部２７ｃ上には、電池蓋ユニット３０が配置されている。電池蓋ユニット３０は、リング形状をした絶縁板３４、絶縁板３４に設けられた開口部３４ａに嵌入された接続板３５、接続板３５に溶接されたダイアフラム３７およびダイアフラム３７に、かしめと溶接により固定された電池蓋３により構成される。
絶縁板３４は、円形の開口部３４ａを有する絶縁性樹脂材料からなるリング形状を有し、正極集電リング２７の上部筒部２７ｃ上に載置されている。
【００１７】
絶縁板３４は、開口部３４ａおよび下方に突出する側部３４ｂを有している。絶縁板３４の開口部３４ａ内には接続板３５が嵌合されている。接続板３５の下面には、接続部材３３の他端部が溶接されて接合されている。
【００１８】
接続板３５は、アルミニウム系金属で形成され、中央部を除くほぼ全体が均一でかつ、中央側が少々低い位置に撓んだ、ほぼ皿形状を有している。接続板３５の中心には、薄肉でドーム形状に形成された突起部３５ａが形成されており、突起部３５ａの周囲には、複数の開口部３５ｂが形成されている。開口部３５ｂは、電池内部に発生するガスを放出する機能を有している。接続板３５の突起部３５ａはダイアフラム３７の中央部の底面に抵抗溶接または摩擦攪拌接合により接合されている。ダイアフラム３７はアルミニウム系金属で形成され、ダイアフラム３７の中心部を中心とする円形の切込み３７ａを有する。切込み３７ａはプレスにより上面側をＶ字形状に押し潰して、残部を薄肉にしたものである。ダイアフラム３７は、電池の安全性確保のために設けられており、電池の内圧が上昇すると、切込み３７ａにおいて開裂し、内部のガスを放出する機能を有する。
【００１９】
ダイアフラム３７は周縁部において電池蓋３の周縁部を固定している。ダイアフラム３７は図２に図示されるように、当初、周縁部に電池蓋３側に向かって垂直に起立する側壁３７ｂを有している。この側壁３７ｂ内に電池蓋３を収容し、かしめ加工により、側壁３７ｂを電池蓋３の上面側に屈曲して固定する。
【００２０】
電池蓋３は、炭素鋼等の鉄で形成され、表裏両面にニッケルめっきが施されており、ダイアフラム３７に接触する円盤状の周縁部３ａと、この周縁部３ａから上方に突出す筒部３ｂを有するハット型を有する。筒部３ｂには開口部３ｃが形成されている。この開口部３ｃは、電池内部に発生するガス圧によりダイアフラム３７が開裂した際、ガスを電池外部に放出するためのものである。電池蓋３は一方の電力出力端として作用し、電池蓋３から蓄電された電力を取り出すことができる。
【００２１】
電池缶２の開口部２ｂと電池蓋３との間にガスケット４３が介装されている。ガスケット４３は絶縁部材により形成されており、ダイアフラム３７と電池蓋３とのかしめ部を覆っている。ガスケット４３は、ゴムで形成されており、限定する意図ではないが、１つの好ましい材料の例として、フッ素系樹脂を挙げることができる。
ガスケット４３は、リング状の基部４３ａの周側縁に、上部方向に向けてほぼ垂直に起立して形成された外周壁部４３ｂを有する形状を有している。
【００２２】
プレス等により、電池缶２と共にガスケット４３の外周壁部４３ｂを屈曲して基部４３ａと外周壁部４３ｂにより、ダイアフラム３７と電池蓋３を軸方向に圧接するようにかしめ加工される。これにより、電池蓋３、ダイアフラム３７、絶縁板３４および接続板３５が一体に形成された電池蓋ユニット３０がガスケット４３を介して電池缶２に固定される。これとと共に、絶縁板３４が捲回群アセンブリ２０の正極集電リング２７に当接し、捲回群アセンブリ２０を電池缶２の缶底２ｃ側に押し付ける。
【００２３】
図３は、発電要素１０の構造の詳細を示すための、その一部を切断した状態の斜視図である。
発電要素１０は、軸芯１５の周囲に、正極電極１１、負極電極１２、および第１、第２のセパレータ１３、１４が捲回された構造を有する。軸芯１５は、例えば、ＰＰ（ポリプロピレン）のような絶縁材により形成され、中空部１５ｃを有する円筒形状を有する。軸芯１５には、第１のセパレータ１３、負極電極１２、第２のセパレータ１４および正極電極１１が、順に積層され、捲回されている。最内周の負極電極１２の内側には第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４が数周（図３では、１周）捲回されている。第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４は、絶縁性の多孔質体で形成されている。
【００２４】
最内周（軸芯１５側）では、負極電極１２の捲き始めが正極電極１１の捲き始めよりも周方向に延出している。また、最外周（電池缶２側）では負極電極１２が正極電極１１よりも外周側に捲回されており、負極電極１２の捲き終わりが正極電極１１の捲き終わりよりも周方向に延出されている。最外周の負極電極１２の外周に第２のセパレータ１４が捲回されている。最外周の第２のセパレータ１４終端が接着テープ１９で止められる。尚、最外周で第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４が数回、捲回された後、接着テープ１９で止められることもある。
【００２５】
正極電極１１は、アルミニウム箔により形成され長尺な形状を有し、正極金属箔１１ａと、この正極金属箔１１ａの両面に正極合剤が塗布された正極合剤層１１ｂを有する。正極金属箔１１ａの長手方向に延在する上方側の側縁は、正極合剤が塗布されず正極金属箔１１ａが露出した正極箔露出部１１ｃとなっている。この正極箔露出部１１ｃには、軸芯１５の軸に沿って上方に突き出す多数の正極タブ１６が等間隔に一体的に形成されている。
【００２６】
正極合剤は正極活物質と、正極導電材と、正極バインダとからなる。正極活物質として、コバルト、マンガン、ニッケル等のリチウム酸化物が挙げられる。
正極バインダとして、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）やフッ素ゴムなどが挙げられる。
【００２７】
正極合剤を正極金属箔１１ａに塗布する方法の例として、ロール塗工法、スリットダイ塗工法、等が挙げられる。正極合剤に分散溶液を混練したスラリを、厚さ２０μmのアルミニウム箔の両面に均一に塗布し、乾燥させた後、プレスし、裁断する。正極合剤の塗布厚さの一例としては片側約４０μmである。正極金属箔１１ａを裁断する際、正極タブ１６を一体的に形成する。すべての正極タブ１６の長さは、ほぼ同じである。
【００２８】
負極電極１２は、銅箔により形成され長尺な形状を有する負極金属箔１２ａと、この負極金属箔１２ａの両面に負極合剤が塗布された負極合剤層１２ｂとを有する。負極金属箔１２ａの長手方向に延在する下方側の側縁は、負極合剤が塗布されず銅箔が露出した負極箔露出部１２ｃとなっている。この負極箔露出部１２ｃには、軸芯１５の軸に沿って正極タブ１６とは反対方向に延出された、多数の負極タブ１７が等間隔に一体的に形成されている。
【００２９】
負極合剤は、負極活物質と、負極バインダと、増粘剤とからなる。負極活物質としては、黒鉛炭素が挙げられる。
【００３０】
負極合剤を負極金属箔１２ａに塗布する方法の例として、ロール塗工法、スリットダイ塗工法等が挙げられる。
負極合剤に分散溶媒を混練したスラリを、厚さ１０μmの圧延銅箔の両面に均一に塗布し、乾燥させた後、裁断する。負極合剤の塗布厚さの一例としては片側約４０μmである。負極金属箔１２ａをプレスにより裁断する際、負極タブ１７を一体的に形成する。すべての負極タブ１７の長さは、ほぼ同じである。
【００３１】
第１、第２のセパレータ１３、１４の幅（軸方向の長さ）は、負極電極１２の負極合剤層１２ｂの幅（軸方向の長さ）よりも大きい。負極電極１２の負極合剤層１２ｂの幅は、正極電極１１の正極合剤層１１ｂの幅（軸方向の長さ）よりも大きい。負極合剤層１２ｂの幅および長さを正極合剤層１１ｂの幅および長さよりも大きくして、正極合剤層１１ｂの全領域を負極合剤層１２ｂで覆う構造とされている。リチウムイオン二次電池の場合、正極活物質であるリチウムがイオン化してセパレータを浸透し、負極活物質に吸蔵される。この場合、負極側に負極活物質が形成されておらず負極金属箔１２ａが表出していると負極金属箔１２ａにリチウムが析出し、内部短絡を発生する原因となる。上記の如く、正極合剤層１１ｂの全領域を負極合剤層１２ｂで覆うことにより、このようなリチウム析出に伴う内部短絡を防止することができる。
【００３２】
第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４は、それぞれ、例えば、厚さ４０μmのポリエチレン製多孔膜で形成されている。
【００３３】
（円筒形二次電池の組立方法）
図４を参照して、円筒形二次電池１の組立方法の概要を説明する。
ステップＳ１では、図３に図示される発電要素１０を組立てる。
ステップＳ２において、捲回群アセンブリ２０を組立てる。この工程では、発電要素１０の軸芯１５の上端側に正極集電リング２７を取り付け、正極集電リング２７に正極電極１１の正極タブ１６を溶接し、また、軸芯１５の下端側に負極集電リング２１を取り付け、負極集電リング２１に負極電極１２の負極タブ１７を溶接する。
【００３４】
ステップＳ３では、捲回群アセンブリ２０を電池缶２内に収容する。
ステップＳ４では、捲回群アセンブリ２０の接続リード５０を電池缶２の缶底２ｃの内面にレーザ溶接により接合する。この方法の詳細は、後述する。
【００３５】
ステップＳ５において、非水電解液６を電池缶２内に注入し、発電要素１０の正負極電極１１、１２を非水電解液６で浸潤する。
【００３６】
ステップＳ６の前に、予め、電池蓋ユニット３０を作製しておく（ステップＳ１１参照）。
電池蓋ユニット３０を作製するには、先ず、電池蓋３の周縁部にダイアフラム３７をかしめ、さらに、溶接により、電池蓋３とダイアフラム３７とを一体化する。次に、接続板３５を絶縁板３４の開口部３４ａに嵌合して取り付けておく。そして、接続板３５の突起部３５ａを、電池蓋３が固定されたダイアフラム３７の底面に抵抗溶接または摩擦攪拌接合により接合する。これにより、電池蓋３、ダイアフラム３７、絶縁板３４、接続板３５が一体化された電池蓋ユニット３０が形成される。
【００３７】
ステップＳ６では、接続部材３３の一端を正極集電リング２７に溶接により接合し、次いで、接続部材３３の他端を、接続板３５が一体化されたダイアフラム３７に溶接により接合する。
【００３８】
ステップＳ７において、電池缶２の開口部２ｂ内に絶縁板３４、接続板３５が接合されたダイアフラム３７、電池蓋３およびガスケット４３を配置し、かしめにより、電池蓋ユニット３０を構成し、電池缶２の開口部２ｂを封口する。これにより、外部から密封された円筒形二次電池１が作製される。
【００３９】
（接続リードと電池缶の溶接方法）
図５に図示された接続リード５０と電池缶２との溶接方法を示すフロー図を参照して、図４のステップＳ３〜Ｓ４の詳細を説明する。
ステップＳ２で捲回群アセンブリ２０の組立てを行い、ステップＳ３で捲回群アセンブリ２０を電池缶２内に収容する。
ステップＳ３は、捲回群アセンブリ２０の接続リード５０を電池缶２の缶底２ｃ側に向けて電池缶２の開口部２ｂから挿入する。従って、捲回群アセンブリ２０を電池缶２内に収容した状態では、接続リード５０の下面が電池缶２の缶底２ｃの内面に接触している。
【００４０】
ステップＳ３１では、捲回群アセンブリ２０が収容された電池缶２を、図６に図示されるように、固定治具７０に取り付ける。固定治具７０は、電池缶２を収容する円筒形の筒壁７１と筒壁７１に垂直に設けられた設置部７２とを有する。設置部７２の上面に電池缶２の缶底２ｃを載置する。
【００４１】
ステップＳ３２では、軸芯１５の中空部１５ｃ内に、断面円形の棒状の押え治具８０を挿入し、押え治具８０の先端面８０ａで接続リード５０の表面５０ａを押圧して、接続リード５０を電池缶２の缶底２ｃの内面に圧接する。
この状態を図６に図示する。
押え治具８０は、ストレート部８１と、先端面８０ａに向かって、漸次、径小となる先端部８２とを有しており（図７参照）、先端面８０ａは、ストレート部８１より断面積が小さい平坦な面となっている。押え治具８０は、例えば、アルミナ、ジリコニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素等のセラミックス材料により形成されている。
【００４２】
ステップＳ３３では、図７に図示されるように、電池缶２の缶底２ｃの外方からレーザビームＬを照射する。溶接装置６０は、レーザ発振器６１と、制御装置６２と、集光系レンズ６３とを備えている。制御装置６２から得られる制御信号に基づいて、レーザ発振器６１内でパルス状のレーザビームＬが生成され、所定のタイミングで、所定の強さで集光系レンズ６３に向けて出射される。レーザビームＬは、集光系レンズ６３により溶接部となる領域に集光され、レーザビームＬが照射された領域の電池缶２の缶底２ｃおよび接続リード５０が溶融する。
【００４３】
レーザビームＬとしては、ＹＡＧレーザ、ＣＯ2レーザ等の一般的なレーザビームＬを用いることができる。溶接装置６０は、複数の集光系レンズ６３を備え、レンズの位置を調整することでレーザビームＬの外周を所定形状に成形する。制御装置６２は、レーザ発振器６１内で生成されるレーザビームＬの照射の強さおよび照射のタイミング等の制御を行う。
【００４４】
レーザビームＬの照射により、上述したように、電池缶２の缶底２ｃおよび接続リード５０の照射領域が溶融され、接合される。レーザビームＬの照射は、図７（ａ）に図示されるように、接続リード５０の電池缶２の内部側に面する表面５０ａに溶融部Ｍが表出するまで行う。溶融部Ｍの断面形状は、レーザビームＬが照射される側である電池缶２の缶底２ｃの外面側が最も大きく、接続リード５０の表面５０ａ側に向かって、漸次、小さくなる。接続リード５０の表面５０ａに表出した溶融部Ｍが所定の面積に達した時点で、レーザビームＬの照射を止め、溶融部Ｍを固化して、接続リード５０と電池缶２の缶底２ｃとが固着するまで待機する。つまり、押え治具８０により接続リード５０を電池缶２の缶底２ｃに押圧する状態を維持する。この待機時間は、例えば、２〜３ｍｓ程度である。
【００４５】
押え治具８０は、セラミックスにより形成されているため、溶融部Ｍに固着することは無い。また、図７（ａ）に図示されるように、接続リード５０の表面５０ａに表出する溶融部Ｍの面積が押え治具８０の先端面８０ａの面積より小さい場合、押え治具８０は、その先端面８０ａが、接続リード５０における溶融部Ｍの周囲の非溶融領域により支持される。このため、押え治具８０の先端部が溶融部Ｍ内に押し込まれることは無い。
このように、接続リード５０と電池缶２の缶底２ｃとを接合するステップＳ４が完了したら、押え治具８０を挿脱して、ステップＳ５〜Ｓ７を行うと、図１に図示される円筒形二次電池１が得られる。
【００４６】
上記一実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
（１）接続リード５０を電池缶２の缶底２ｃに押圧した状態で、缶底２ｃの外側からレーザビームＬを照射し、レーザビームＬの照射により溶融する溶融部Ｍが、電池缶２の内部側の表面５０ａに表出するように溶融させている。このため、溶融部Ｍが、接続リード５０の厚さの中間位置まで溶融される従来の方法に比して、溶融部Ｍの断面積を大きくすることができる。これにより、溶融部Ｍにおける発熱を抑制し、振動等による破断に対する防止能力を向上することができる。
【００４７】
（２）接続リード５０を電池缶２の缶底２ｃに押圧する押え治具８０をセラミックス系材料により作製した。このため、溶融部Ｍが、接続リード５０の電池缶２の内部側の表面５０ａに表出しても、押え治具８０が溶融部Ｍに固着することが無く、溶接による接合を効率的に行うことができる。
【００４８】
（３）電池缶２を鉄系材料で形成し、非水溶分解液を、鉄系材料を腐食することがない、リチウム塩がカーボネート系溶媒に溶解した溶液とした。このため、溶融部Ｍが、接続リード５０の電池缶２の内部側の表面５０ａに表出しても、溶接後に電池缶２が腐食することがなく、信頼性を向上することができる。
【００４９】
−実施形態２−
図８は、本発明の実施形態２であり、図８（ａ）は、図８（ｂ）の領域ＶＩＩＩａの拡大図であり、接続リード５０と電池缶２とを溶接する方法を説明するための模式図である。
実施形態２が実施形態１と相違する点は、押え治具８０の先端面８０ａの面積を、接続リード５０の電池缶２の内部側の表面５０ａに表出する溶融部Ｍの面積よりも小さくした点である。
図８（ａ）に図示されるように、接続リード５０の電池缶２の内部側の表面５０ａに表出する溶融部Ｍは、押え治具８０の先端面８０ａの外周の外側に延在されている。
実施形態２における接続リード５０の表面５０ａに表出する溶融部Ｍの面積を実施形態１の場合と同じとすれば、実施形態２における押え治具８０の先端面８０ａの面積は、実施形態１の押え治具８０の先端面８０ａの面積よりも小さいことになる。
このようにすれば、押え治具８０が挿通される軸芯１５の中空部１５ｃの軸方向に垂直な面の断面積、つまり、軸芯１５の軸方向に垂直な面の断面積を小さくすることが可能となる。軸芯１５の断面積が小さくなれば、軸芯１５の周囲に巻回される正負極電極１１、１２の巻き数を大きくすることができ、正負極電極１１、１２の長さを大きくすることができる。すなわち、円筒形二次電池１の容量を大きくすることができる。
【００５０】
なお、実施形態２では、押え治具８０の先端面８０ａの面積が、接続リード５０の電池缶２の内部に表出する溶融部Ｍの面積より小さいので、レーザビームＬを照射して電池缶２の缶底２ｃおよび接続リード５０が溶融した状態で、押え治具８０の先端部が溶融部Ｍ内に押し込まれる。これを避けるには、押え治具８０が、下方に移動するのを規制するためのストッパのような規制手段を設け、押え治具８０の先端部が、所定の深さ以上、溶融部Ｍ内に押し込まれることがないようにすればよい。
【００５１】
実施形態２における他の構成は、実施形態１と同様であり。対応する構成に同一の符号を付して、説明を省略する。
実施形態２においても、実施形態１の効果（１）〜（３）を得ることができる。
【００５２】
なお、上記実施形態において、押え治具８０をセラミックスにより形成するとしたが、テフロン（登録商標）等、セラミックス以外の非導電性材料で形成するようにすることもできる。
【００５３】
押え治具８０は、全体を非導電性材料で形成する必要はなく、先端面８０ａを含む先端側のみを非導電性材料で形成し、それ以外は、導電性材料で形成するようにしてもよい。
【００５４】
電池缶２を鉄系材料により形成するとしたが、本発明は、電池缶２をアルミニウム系合金等、他の材料により形成した場合においても適用が可能である。
【００５５】
接続リード５０を負極電極１２に接続されるとして例示したが、電池缶２を正極側とする円筒形二次電池１もあり、本発明は、正極電極１１に接続された接続リード５０を電池缶２にレーザ溶接する場合にも適用することが可能である。
【００５６】
また、本発明は、リチウムイオン二次電池に限られるものではなく、ニッケル水素電池またはニッケル・カドミウム電池、鉛蓄電池のように水溶性電解液を用いる円筒形二次電池１にも適用が可能である。
【００５７】
また、電池缶２の開口部２ｂを電池蓋ユニット３０により封口するものとして例示したが単一の電池蓋により封口するようにしてもよい。その他、本発明の円筒形二次電池の製造方法は、発明の趣旨の範囲内において、種々、変形して適用することが可能であり、要は、接続リードと缶底の内面とが接触した状態で、缶底の外部からレーザビームを照射して、接続リードと電池缶の缶底とを接合する溶融部が、接続リードの表面に表出するように接続リードと電池缶の缶底とを接合するようにするものであればよい。
【符号の説明】
【００５８】
１      円筒形二次電池
２      電池缶
２ｃ    缶底
２ｋ    外面
２ｍ    内面
３      電池蓋
４      電池容器
６      非水電解液
１０      発電要素
１１      正極電極
１２      負極電極
１５      軸芯
１５ｃ    中空部
２０      捲回群アセンブリ
２１      負極集電リング（電極集電部材）
３０      電池蓋ユニット
５０      接続リード
５０ａ    表面
６０      溶接装置
７０      固定治具
８０      押え治具
８０ａ    先端面
８２      先端部
Ｌ        レーザビーム
Ｍ        溶融部
【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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