(57)【要約】【課題】集電端子に不要な変形が発生することを抑制する。【解決手段】二次電池は、正極芯体および負極芯体を有し、両端に正極芯体露出部２２および負極芯体露出部２４がそれぞれ設けられた電極体２０と、正極芯体露出部に溶接された正極集電端子３０と、負極芯体露出部に溶接された負極集電端子４０とを備える。正極集電端子の両面および負極集電端子の両面には、溶接により形成される溶接部を囲う位置に環状溝３３，３６，４３，４６がそれぞれ設けられている。正極集電端子の両面に設けられた環状溝３３，３６は、正極集電端子の長手方向に沿って延在する第１直線部を有している。負極集電端子の両面に設けられた環状溝４３，４６は、負極集電端子の長手方向に沿って延在する第２直線部を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極芯体および負極芯体を有し、両端に正極芯体露出部および負極芯体露出部がそれぞれ設けられた電極体と、
前記正極芯体露出部に溶接された正極集電端子と、
前記負極芯体露出部に溶接された負極集電端子と、を備え、
前記正極集電端子の表面および裏面の両面ならびに前記負極集電端子の表面および裏面の両面には、溶接により形成される溶接部を囲う位置に環状溝がそれぞれ設けられており、
前記正極集電端子の前記両面に設けられた前記環状溝は、前記正極集電端子の長手方向に沿って延在する第１直線部を有しており、
前記負極集電端子の前記両面に設けられた前記環状溝は、前記負極集電端子の長手方向に沿って延在する第２直線部を有している、
二次電池。
【請求項２】
前記正極集電端子の前記両面に設けられた前記環状溝は、前記正極集電端子の長手方向に沿って延在し且つ前記溶接部に対して前記第１直線部の反対側に位置する第３直線部をさらに有しており、
前記負極集電端子の前記両面に設けられた前記環状溝は、前記負極集電端子の長手方向に沿って延在し且つ前記溶接部に対して前記第２直線部の反対側に位置する第４直線部をさらに有している、
請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記正極集電端子の前記両面に設けられた前記環状溝ならびに前記負極集電端子の前記両面に設けられた前記環状溝は、いずれも矩形状の形状を有している、
請求項２に記載の二次電池。
【請求項４】
前記正極集電端子の前記両面に設けられた前記環状溝ならびに前記負極集電端子の前記両面に設けられた前記環状溝は、いずれも０．２ｍｍ以上の溝幅を有している、
請求項１から３のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項５】
前記正極集電端子の前記両面に設けられた前記環状溝ならびに前記負極集電端子の前記両面に設けられた前記環状溝は、いずれも母材の厚みに対して１０％以上８０％以下の溝深さを有している、
請求項１から４のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項６】
前記正極集電端子の前記表面は、前記正極集電端子に電流を供給するための電極棒に接触する側の面であり、
前記正極集電端子の前記裏面は、前記正極芯体露出部に接合される側の面であり、
前記負極集電端子の前記表面は、前記負極集電端子に電流を供給するための電極棒に接触する側の面であり、
前記負極集電端子の前記裏面は、前記負極芯体露出部に接合される側の面であり、
前記正極集電端子の前記表面に設けられた前記環状溝の溝深さと前記正極集電端子の前記裏面に設けられた前記環状溝の溝深さとの比、ならびに、前記負極集電端子の前記表面に設けられた前記環状溝の溝深さと前記負極集電端子の前記裏面に設けられた前記環状溝の溝深さとの比は、いずれも１：１以上１：３以下の関係を有している、
請求項１から５のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項７】
正極芯体および負極芯体を有し、両端に正極芯体露出部および負極芯体露出部がそれぞれ設けられた電極体を準備する工程と、
前記正極芯体露出部に正極集電端子を溶接する工程と、
前記負極芯体露出部に負極集電端子を溶接する工程と、を備え、
前記正極集電端子の表面および裏面の両面ならびに前記負極集電端子の表面および裏面の両面には、溶接により形成される溶接部を囲う位置に環状溝がそれぞれ設けられており、
前記正極集電端子の前記両面に設けられた前記環状溝は、前記正極集電端子の長手方向に沿って延在する直線部を有しており、
前記負極集電端子の前記両面に設けられた前記環状溝は、前記負極集電端子の長手方向に沿って延在する他の直線部を有している、
二次電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池およびその製造方法に関し、たとえば電気自動車およびハイブリッド電気自動車などの大電流用途に適した二次電池およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００９−０３２６７０号公報（特許文献１）に開示されているように、電気自動車およびハイブリッド電気自動車などの大電流用途に適した二次電池が知られている。二次電池の種類としては、ニッケル−水素二次電池およびリチウムイオン二次電池などが知られている。二次電池は、電極体および集電端子を備えている。電極体のうちの芯体が露出している部分に、集電端子が接合される。
【０００３】
一般的に、電極体の芯体と集電端子とは溶接により接合されるが、溶接のためには大きなエネルギーが必要となる。たとえば、リチウムイオン二次電池の電極体材料として、銅またはアルミニウムが使用されたとする。この場合には、これらの電極体材料は電気抵抗が小さく熱伝導率が大きいという特性を有しているため、溶接のためには非常に大きなエネルギーが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０３２６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電極体の芯体と集電端子とを抵抗溶接によって接合する場合、溶接エネルギーを大きくすると、集電端子の一部が融解したり、集電端子からスパークが発生したり、抵抗溶接に用いる電極棒と集電端子とが溶着したりしやすくなる。集電端子が融解したりスパークが発生したりした部分は、変形し、不要な短絡を誘発することがある。電極棒と集電端子とが溶着した場合には、溶着部分を切り離すのに労力を要する。
【０００６】
本発明は、集電端子に不要な変形が発生することを抑制し、集電端子と電極棒との溶着が発生することも抑制可能な構造を備えた二次電池およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
二次電池は、正極芯体および負極芯体を有し、両端に正極芯体露出部および負極芯体露出部がそれぞれ設けられた電極体と、上記正極芯体露出部に溶接された正極集電端子と、上記負極芯体露出部に溶接された負極集電端子と、を備え、上記正極集電端子の表面および裏面の両面ならびに上記負極集電端子の表面および裏面の両面には、溶接により形成される溶接部を囲う位置に環状溝がそれぞれ設けられており、上記正極集電端子の上記両面に設けられた上記環状溝は、上記正極集電端子の長手方向に沿って延在する第１直線部を有しており、上記負極集電端子の上記両面に設けられた上記環状溝は、上記負極集電端子の長手方向に沿って延在する第２直線部を有している。
【０００８】
上記構成によれば、抵抗溶接のための電流は、外側に向かって広がって流れることが環状溝の存在によって規制されるため、溶接を実施する部分に集中的に流れる。電流の供給によって発生した発熱も、外側に向かって広がることが環状溝の存在によって規制される。したがって、発熱の影響が拡大しにくいため、集電端子に不要な変形が発生することは抑制され、集電端子と電極棒との溶着が発生することも抑制できる。さらに、各直線部は、集電端子の電流が集中している部分から幅方向へ熱影響が広がることに対して抵抗として作用するため、熱影響の広がりを効果的に抑制する。幅方向への熱影響の広がりを小さくすることができるため、集電端子の変形量も小さくなり、短絡することもほとんど無くなる。
【０００９】
好ましくは、上記正極集電端子の上記両面に設けられた上記環状溝は、上記正極集電端子の長手方向に沿って延在し且つ上記溶接部に対して上記第１直線部の反対側に位置する第３直線部をさらに有しており、上記負極集電端子の上記両面に設けられた上記環状溝は、上記負極集電端子の長手方向に沿って延在し且つ上記溶接部に対して上記第２直線部の反対側に位置する第４直線部をさらに有している。上記構成によれば、電流が集中して流れる部分の幅方向における両側に直線部が存在しているため、幅方向への熱影響の広がりをさらに小さくすることができ、集電端子の変形量も小さくなり、短絡することもいっそう無くなる。
【００１０】
好ましくは、上記正極集電端子の上記両面に設けられた上記環状溝ならびに上記負極集電端子の上記両面に設けられた上記環状溝は、いずれも矩形状の形状を有している。
【００１１】
好ましくは、上記正極集電端子の上記両面に設けられた上記環状溝ならびに上記負極集電端子の上記両面に設けられた上記環状溝は、いずれも０．２ｍｍ以上の溝幅を有している。
【００１２】
好ましくは、上記正極集電端子の上記両面に設けられた上記環状溝ならびに上記負極集電端子の上記両面に設けられた上記環状溝は、いずれも母材の厚みに対して１０％以上８０％以下の溝深さを有している。
【００１３】
好ましくは、上記正極集電端子の上記表面は、上記正極集電端子に電流を供給するための電極棒に接触する側の面であり、上記正極集電端子の上記裏面は、上記正極芯体露出部に接合される側の面であり、上記負極集電端子の上記表面は、上記負極集電端子に電流を供給するための電極棒に接触する側の面であり、上記負極集電端子の上記裏面は、上記負極芯体露出部に接合される側の面であり、上記正極集電端子の上記表面に設けられた上記環状溝の溝深さと上記正極集電端子の上記裏面に設けられた上記環状溝の溝深さとの比、ならびに、上記負極集電端子の上記表面に設けられた上記環状溝の溝深さと上記負極集電端子の上記裏面に設けられた上記環状溝の溝深さとの比は、いずれも１：１以上１：３以下の関係を有している。
【００１４】
二次電池の製造方法は、正極芯体および負極芯体を有し、両端に正極芯体露出部および負極芯体露出部がそれぞれ設けられた電極体を準備する工程と、上記正極芯体露出部に正極集電端子を溶接する工程と、上記負極芯体露出部に負極集電端子を溶接する工程と、を備え、上記正極集電端子の表面および裏面の両面ならびに上記負極集電端子の表面および裏面の両面には、溶接により形成される溶接部を囲う位置に環状溝がそれぞれ設けられており、上記正極集電端子の上記両面に設けられた上記環状溝は、上記正極集電端子の長手方向に沿って延在する直線部を有しており、上記負極集電端子の上記両面に設けられた上記環状溝は、上記負極集電端子の長手方向に沿って延在する他の直線部を有している。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、集電端子に不要な変形が発生することを抑制し、集電端子と電極棒との溶着が発生することも抑制可能な構造を備えた二次電池およびその製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態における二次電池の内部構造を模式的に示す断面図である。
【図２】実施の形態における二次電池に用いられる正極集電端子を拡大して示す正面図である。
【図３】実施の形態における二次電池に用いられる正極集電端子を拡大して示す斜視図である。
【図４】図３中のＩＶ−ＩＶ線に沿った矢視断面図である。
【図５】実施の形態における二次電池に用いられる負極集電端子を拡大して示す正面図である。
【図６】実施の形態における二次電池の製造方法を示す図である。
【図７】実施の形態における二次電池の正極集電端子に溶接が実施されている際の様子を示す断面図である。
【図８】実施の形態における二次電池の正極集電端子に溶接が実施されている際の様子を示す斜視図である。
【図９】実施の形態における二次電池の正極集電端子に溶接が実施されている際の様子を示す断面図である。
【図１０】実施の形態における二次電池の正極集電端子に溶接が実施されている際の様子を示す他の断面図である。
【図１１】実施の形態の変形例における二次電池に用いられる正極集電端子を拡大して示す正面図である。
【図１２】比較例Ａにおける二次電池に用いられる正極集電端子を拡大して示す斜視図である。
【図１３】比較例Ａにおける二次電池に用いられる正極集電端子の変形した様子を拡大して示す斜視図である。
【図１４】比較例Ｂにおける二次電池に用いられる正極集電端子を拡大して示す斜視図である。
【図１５】比較例Ｂにおける二次電池に用いられる正極集電端子の変形した様子を拡大して示す断面図である。
【図１６】実施の形態に関して行なった実験例の実験条件および結果を示す図である。
【図１７】実験例で用いた負極集電端子のモデルを示す断面図である。
【図１８】実験例で用いた負極集電端子に溶接が実施されている際の様子を示す断面図である。
【図１９】実験例（実施例１〜８および比較例１〜４）のそれぞれにおける各点Ｔ１〜Ｔ３の温度測定結果と、投入電流値とを示す図である。
【図２０】実験例（実施例１〜８および比較例１〜４）のそれぞれにおける負極集電端子の変形量を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。個数および量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数およびその量などに限定されない。同一の部品および相当部品には、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
【００１８】
（二次電池１００）
図１は、二次電池１００の内部構造を模式的に示す断面図である。二次電池１００は、外装缶１０、電極体２０、正極集電端子３０および負極集電端子４０を備えている。外装缶１０は、有底角筒状の形状を有している。詳細は図示していないが、電極体２０は、正極芯体（正極板ともいう）、負極芯体（負極板ともいう）およびセパレータを含んでおり、正極芯体および負極芯体は、セパレータを介して巻回されている。
【００１９】
材質を例示すると、正極芯体はアルミニウム製またはアルミニウム合金製であり、正極集電端子３０はアルミニウム製である。負極芯体は銅製または銅合金製であり、負極集電端子４０は銅製である。電極体２０は、全体として偏平状の形状を有している。電極体２０の巻回軸ＡＸが延びる方向の両端には、正極芯体露出部２２および負極芯体露出部２４がそれぞれ設けられている。電極体２０は、外装缶１０の中に収容され、外装缶１０の開口は封口板１１によって密閉される。封口板１１は、たとえばアルミニウム製である。
【００２０】
電極体２０の正極芯体露出部２２には、正極合剤が塗布されておらず、正極芯体が露出している。正極芯体露出部２２には、抵抗溶接により正極集電端子３０が接合される。正極集電端子３０は、正極芯体露出部２２に接合（溶接）された部分から封口板１１が位置している側に向かって棒状に延びる形状を有している。正極芯体露出部２２は、正極集電端子３０を介して正極端子１２に電気的に接続されている。正極端子１２は、絶縁部材１３を介して封口板１１に固定されている。
【００２１】
電極体２０の負極芯体露出部２４には、負極合剤が塗布されておらず、負極芯体が露出している。負極芯体露出部２４には、抵抗溶接により負極集電端子４０が接合される。負極集電端子４０は、負極芯体露出部２４に接合（溶接）された部分から封口板１１が位置している側に向かって棒状に延びる形状を有している。負極芯体露出部２４は、負極集電端子４０を介して負極端子１４に電気的に接続されている。負極端子１４は、絶縁部材１５を介して封口板１１に固定されている。
【００２２】
封口板１１により密閉された外装缶１０の中には、非水電解液が注液されている。非水電解液としては、たとえば、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとを体積比で３：７となるように混合した溶媒に対し、ＬｉＰＦ６を１モル／Ｌとなるように溶解したものを使用できる。
【００２３】
（正極集電端子３０）
図２は、正極集電端子３０を拡大して示す正面図である。図３は、正極集電端子３０を拡大して示す斜視図である。図４は、図３中のＩＶ−ＩＶ線に沿った矢視断面図である。
【００２４】
図２〜図４を参照して、正極集電端子３０は、表面３１および裏面３２を含む。正極集電端子３０は、全体として平板状の形状を有し、表面３１および裏面３２のうちの溶接に用いられる部分は、いずれも平坦な面形状を有している。表面３１および裏面３２の形状は、図２に示される範囲では同一に表れる。図２で示される範囲とは、正極集電端子３０のうちの次述する環状溝３３，３６が形成されている範囲である。便宜上のため、図２では、表面３１側に表れる構成を示す符号は括弧の外に記載しており、裏面３２側に表れる構成を示す符号は括弧の中に記載している。
【００２５】
図２〜図４に示すように、表面３１および裏面３２の両面には、溶接により形成される溶接部を囲う位置に、環状溝３３，３６がそれぞれ形成されている。環状溝３３，３６は、たとえばプレス加工により形成される。ここでいう溶接部とは、正極集電端子３０の一部分であり、抵抗溶接が実施されることによって正極芯体露出部２２（図１）に接合される部分である。溶接部は、溶接の際に電極棒５１（図７参照）と正極芯体露出部２２とによって挟み込まれた部分に形成される。溶接部は、溶接時の熱影響により靭性が溶接前よりも低くなっている。
【００２６】
表面３１に設けられた環状溝３３（図２参照）は、縦直線部３４ａ，３４ｂおよび横直線部３５ａ，３５ｂを含み、全体として正面視で矩形状の形状を有している。正面視とは、表面３１に対して直交する方向から見た場合に表れる様子である。縦直線部３４ａ（第１直線部）および縦直線部３４ｂ（第３直線部）は、互いに平行であり、正極集電端子３０の長手方向に沿って延在する形状を有している。表面３１のうちの環状溝３３によって囲まれた部分には、溶接を実施するための矩形部３１Ｐが形成されている。矩形部３１Ｐの一部は、溶接が実施されることによって溶接部となる。縦直線部３４ａ，３４ｂは、この矩形部３１Ｐの一部（溶接部）に対して互いに反対側に位置している。横直線部３５ａ，３５ｂも、この矩形部３１Ｐの一部（溶接部）に対して互いに反対側に位置している。
【００２７】
裏面３２に設けられた環状溝３６（図２参照）は、縦直線部３７ａ，３７ｂおよび横直線部３８ａ，３８ｂを含み、全体として正面視で矩形状の形状を有している。正面視とは、裏面３２に対して直交する方向から見た場合に表れる様子である。縦直線部３７ａ（第１直線部）および縦直線部３７ｂ（第３直線部）は、互いに平行であり、正極集電端子３０の長手方向に沿って延在する形状を有している。裏面３２のうちの環状溝３６によって囲まれた部分には、溶接を実施するための矩形部３２Ｐが形成されている。矩形部３２Ｐの一部は、溶接が実施されることによって溶接部となる。縦直線部３７ａ，３７ｂは、この矩形部３２Ｐの一部（溶接部）に対して互いに反対側に位置している。横直線部３８ａ，３８ｂも、この矩形部３２Ｐの一部（溶接部）に対して互いに反対側に位置している。
【００２８】
（正極集電端子３０および環状溝３３，３６などの寸法関係）
正極集電端子３０および環状溝３３，３６の寸法関係を例示すると、たとえば次のとおりである。正極集電端子３０の長さは３０ｍｍであり、幅Ｗ３０（図２）は７ｍｍであり、厚さＤ３０（図４）は１．５ｍｍである。
【００２９】
環状溝３３，３６（矩形部３１Ｐ，３２Ｐ）の中心の位置と正極集電端子３０の長手方向の端部３０Ｔとの間の寸法Ｈ３３，Ｈ３６（図２）は、それぞれ５．５ｍｍである。環状溝３３，３６の中心の位置と正極集電端子３０の幅方向の端部３０Ｓとの間の寸法Ｙ３３，Ｙ３６は、それぞれ３．５ｍｍである。環状溝３３，３６の溝幅方向のちょうど中心を通る矩形Ｌ３３，Ｌ３６を描いた場合、その矩形は５ｍｍ×５ｍｍの大きさである。
【００３０】
図４を参照して、環状溝３３，３６の溝幅Ｗ３３，Ｗ３６は、それぞれ０．５ｍｍである。溝幅Ｗ３３，Ｗ３６は、０．２ｍｍ以上であることが好ましく、０．３ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であることがより好ましい。環状溝３３，３６の溝深さＤ３３，Ｄ３６は、それぞれ０．２ｍｍである。溝深さＤ３３，Ｄ３６は、母材（正極集電端子３０）の厚さＤ３０（１．５ｍｍ）に対して１０％以上８０％以下であることが好ましく、３０％以上６０％以下であることがより好ましい。
【００３１】
正極集電端子３０の表面３１が、正極集電端子３０に電流を供給するための電極棒５１（図７参照）に接触する側の面であり、正極集電端子３０の裏面３２が、電極体２０（図１）の正極芯体露出部２２に接合される側の面であるとすると、表面３１に設けられた環状溝３３の溝深さＤ３３と裏面３２に設けられた環状溝３６の溝深さＤ３６との比は、１：１以上１：３以下の関係を有していることが好ましく、１：１の関係を有していることがより好ましい。環状溝３３，３６に関する上記の各種寸法は、縦直線部３４ａ，３４ｂ，３７ａ，３７ｂ（図２）および横直線部３５ａ，３５ｂ，３８ａ，３８ｂ（図２）のいずれにも共通することである。
【００３２】
（負極集電端子４０）
図５は、負極集電端子４０を拡大して示す正面図である。負極集電端子４０は、表面４１および裏面４２を含む。負極集電端子４０は、全体として平板状の形状を有し、表面４１および裏面４２のうちの溶接に用いられる部分は、いずれも平坦な面形状を有している。表面４１の形状および裏面４２の形状は、図５に示される範囲では同一に表れる。図５で示される範囲とは、負極集電端子４０のうちの環状溝４３，４６が形成されている範囲である。便宜上のため、図５では、表面４１側に表れる構成を示す符号は括弧の外に記載しており、裏面４２側に表れる構成を示す符号は括弧の中に記載している。
【００３３】
表面４１および裏面４２の両面には、溶接により形成される溶接部を囲う位置に、環状溝４３，４６がそれぞれ形成されている。環状溝４３，４６は、たとえばプレス加工により形成される。ここでいう溶接部とは、負極集電端子４０の一部分であり、抵抗溶接が実施されることによって負極芯体露出部２４（図１）に接合される部分である。溶接部は、溶接の際に電極棒（図示せず）と負極芯体露出部２４とによって挟み込まれる部分に形成される。溶接部は、溶接時の熱影響により靭性が溶接前よりも低くなっている。
【００３４】
表面４１に設けられた環状溝４３（図５参照）は、縦直線部４４ａ，４４ｂおよび横直線部４５ａ，４５ｂを含み、全体として正面視で矩形状の形状を有している。正面視とは、表面４１に対して直交する方向から見た場合に表れる様子である。縦直線部４４ａ（第２直線部）および縦直線部４４ｂ（第４直線部）は、互いに平行であり、負極集電端子４０の長手方向に沿って延在する形状を有している。表面４１のうちの環状溝４３によって囲まれた部分には、溶接を実施するための矩形部４１Ｐが形成されている。矩形部４１Ｐの一部は、溶接が実施されることによって溶接部となる。縦直線部４４ａ，４４ｂは、この矩形部４１Ｐの一部（溶接部）に対して互いに反対側に位置している。横直線部４５ａ，４５ｂも、この矩形部４１Ｐの一部（溶接部）に対して互いに反対側に位置している。
【００３５】
裏面４２に設けられた環状溝４６（図５参照）は、縦直線部４７ａ，４７ｂおよび横直線部４８ａ，４８ｂを含み、全体として正面視で矩形状の形状を有している。正面視とは、裏面４２に対して直交する方向から見た場合に表れる様子である。縦直線部４７ａ（第２直線部）および縦直線部４７ｂ（第４直線部）は、互いに平行であり、負極集電端子４０の長手方向に沿って延在する形状を有している。裏面４２のうちの環状溝４６によって囲まれた部分には、溶接を実施するための矩形部４２Ｐが形成されている。矩形部４２Ｐの一部は、溶接が実施されることによって溶接部となる。縦直線部４７ａ，４７ｂは、この矩形部４２Ｐの一部（溶接部）に対して互いに反対側に位置している。横直線部４８ａ，４８ｂも、この矩形部４２Ｐの一部（溶接部）に対して互いに反対側に位置している。
【００３６】
（負極集電端子４０および環状溝４３，４６などの寸法関係）
負極集電端子４０および環状溝４３，４６の寸法関係は、正極集電端子３０および環状溝３３，３６の寸法関係とそれぞれ同一とすることができる。すなわち、負極集電端子４０の長さは３０ｍｍであり、幅は７ｍｍである。ただし、負極集電端子４０の厚さは、正極集電端子３０の厚さＤ３０（１．５ｍｍ）とは異なり、１．０ｍｍとしてもよい。
【００３７】
環状溝４３，４６（矩形部４１Ｐ，４２Ｐ）の中心の位置と負極集電端子４０の長手方向の端部４０Ｔとの間の寸法は、それぞれ５．５ｍｍである。環状溝４３，４６の中心の位置と負極集電端子４０の幅方向の端部４０Ｓとの間の寸法は、それぞれ３．５ｍｍである。環状溝４３，４６の溝幅方向のちょうど中心を通る矩形を描いた場合、その矩形は５ｍｍ×５ｍｍの大きさである。
【００３８】
環状溝４３，４６の溝幅は、それぞれ０．５ｍｍである。溝幅は、０．２ｍｍ以上であることが好ましく、０．３ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であることがより好ましい。環状溝４３，４６の溝深さは、それぞれ０．２ｍｍである。溝深さは、母材（負極集電端子４０）の厚さ（１．０ｍｍ）に対して１０％以上８０％以下であることが好ましく、３０％以上６０％以下であることがより好ましい。
【００３９】
負極集電端子４０の表面４１が、負極集電端子４０に電流を供給するための電極棒に接触する側の面であり、負極集電端子４０の裏面４２が、電極体２０（図１）の負極芯体露出部２４に接合される側の面であるとすると、表面４１に設けられた環状溝４３の溝深さと裏面４２に設けられた環状溝４６の溝深さとの比は、１：１以上１：３以下の関係を有していることが好ましく、１：１の関係を有していることがより好ましい。環状溝４３，４６に関する上記の各種寸法は、縦直線部４４ａ，４４ｂ，４７ａ，４７ｂ（図５）および横直線部４５ａ，４５ｂ，４８ａ，４８ｂ（図５）のいずれにも共通することである。
【００４０】
（二次電池１００の製造方法）
図６を参照して、二次電池１００の製造方法について説明する。まず、正極芯体（正極板ともいう）、負極芯体（負極板ともいう）およびセパレータが準備される（ステップＳ１）。正極芯体を作製するためは、１５μｍの厚さを有するアルミニウム製またはアルミニウム合金製の金属箔を準備し、その端部を残し両面に活物質合剤層を形成する。乾燥、圧延および切断などの所定の加工処理を経ることによって、長さがたとえば１００ｍｍの正極芯体が作製される。ここで形成する正極芯体露出部２２の幅は、たとえば１０ｍｍである。
【００４１】
負極芯体を作製するためには、１０μｍの厚さを有する電解胴製の金属箔を準備し、その端部を残し両面に活物質合剤層を形成する。乾燥、圧延および切断などの所定の加工処理を経ることによって、長さがたとえば１１０ｍｍの負極芯体が作製される。ここで形成する負極芯体露出部２４の幅は、たとえば８ｍｍである。正極芯体および負極芯体の大きさは上記の値に限られず、二次電池１００の容量（たとえば３．６Ａｈ）に応じて適宜変更される。
【００４２】
次に、電極体２０を作製する（ステップＳ２）。具体的には、正極芯体の正極芯体露出部２２と負極芯体の負極芯体露出部２４とがそれぞれ対向する電極の活物質合剤層と重ならないように、正極芯体および負極芯体をずらした状態で、これらをポリエチレン製の多孔質セパレータを介して巻回する。これにより、複数のアルミニウム箔からなる正極芯体露出部２２と、複数の銅箔からなる負極芯体露出部２４とが両端にそれぞれ形成された偏平状の電極体２０が得られる。正極芯体露出部２２および負極芯体露出部２４におけるそれぞれの芯体数は、電極体２０の設計容量によって変化するが、たとえば数十枚〜数百枚積層された状態となっている。
【００４３】
次に、正極集電端子３０を正極芯体露出部２２に溶接し、負極集電端子４０を負極芯体露出部２４に溶接する（ステップＳ３）。図７を参照して、具体的には、一対の電極棒５１，５２を準備する。電極棒５１，５２の先端５３，５４の直径はたとえば５ｍｍであり、これらの先端５３，５４は、正極集電端子３０の矩形部３１Ｐ，３２Ｐよりも小さな表面積を有している。電極棒５１，５２を含む抵抗溶接システムとしては、ナグシステム株式会社製のＤＤＣウェルダーＮＤＷＳ−５５００−４Ｍを用いることができる。正極芯体露出部２２を集箔し、正極集電端子３０の裏面３２と正極芯体露出部２２とを面接触させる。この状態で、一対の電極棒５１，５２を用いてこれらを挟み込み（矢印ＡＲ１，ＡＲ２）、十分な圧力を加えた状態で溶接する。負極集電端子４０および負極芯体露出部２４についても同様に溶接する。
【００４４】
図６を再び参照して、次に、電極体２０を外装缶１０（図１）の中に挿入する。この際、正極集電端子３０および負極集電端子４０は、予め封口板１１（図１）に溶接しておき、電極体２０、正極集電端子３０および負極集電端子４０を一体的に外装缶１０の中に挿入する。その後、封口板１１を外装缶１０の開口部にレーザー溶接にて固定し、封口板１１に設けられた孔（図示せず）から外装缶１０の中に非水電解液を注液する（ステップＳ５）。電解液を電極体２０に含浸する。その後、この注液孔を密閉し、外装缶１０を封止する（ステップＳ６）。以上により、二次電池１００が作製される。
【００４５】
（作用および効果）
図８および図９は、それぞれ、正極集電端子３０に溶接が実施されている際の様子を示す斜視図および断面図である。図８および図９を参照して、上述の通り、表面３１のうちの環状溝３３によって囲まれた部分には、溶接を実施するための矩形部３１Ｐが形成されている。同様に、裏面３２のうちの環状溝３６によって囲まれた部分には、溶接を実施するための矩形部３２Ｐが形成されている。環状溝３３，３６の存在によって、矩形部３１Ｐ，３２Ｐは、正極集電端子３０のうちの矩形部３１Ｐ，３２Ｐ以外の部分から孤立した状態を形成している。矩形部３１Ｐの丁度中央に、電極棒５１（図９）の先端５３が当てられる。
【００４６】
抵抗溶接のための電流は、矩形部３１Ｐの丁度中央から供給されたのち、外側に向かって若干広がりながら伝わる。環状溝３３の存在が抵抗となるため、電流の電気的な広がりは環状溝３３によって規制される（図８中の矢印ＤＲ１）。このことは、正極集電端子３０の裏面３２側に形成された環状溝３６についても同様である。
【００４７】
電極棒５１，５２（図７参照）を通して供給される電流は、溶接を実施する部分である矩形部３１Ｐ，３２Ｐに集中的に流れることができる（図９中の矢印ＤＲ２）。したがって、環状溝３３，３６が正極集電端子３０に設けられていない場合に比べて、本実施の形態によれば、より小さな電流で十分な抵抗発熱が得られる。溶接強度を確保するために必要な温度にまで正極集電端子３０を昇温するためにも、より小さな電流で足りることとなる。
【００４８】
図１０は、正極集電端子３０に溶接が実施されている際の様子を示す他の断面図である。正極集電端子３０の昇温部分も、環状溝３３，３６が正極集電端子３０に設けられていない場合に比べて局所的な小さな領域内に形成することができる。正極集電端子３０が昇温したことに伴って矩形部３１Ｐ，３２Ｐが外側に向かって広がるように変形したとしても、その機械的な変形は環状溝３３，３６の存在によって規制される（図１０中の矢印ＤＲ３）。
【００４９】
したがって、発熱の影響によって正極集電端子３０が変形することも抑制され、変形量が小さくなるために正極集電端子３０が外装缶１０（図１）などと短絡することもほとんど無くなる。仮に変形が生じたとしても、表面３１および裏面３２に同一形状の環状溝３３，３６がそれぞれ設けられているため、正極集電端子３０の軟化および凝固収縮による変形の偏りも少なくなる。
【００５０】
ここで、一般的な電極棒５１，５２の先端５３，５４の形状は、円形または矩形である。正極集電端子３０のうちの発熱が高くなる箇所は、電流が最も流れやすい先端５３，５４に接触している部分（溶接部）の中央に集中して形成される。この発熱箇所から十分な距離や体積を有する正極集電端子３０の長手方向に比べて、この発熱箇所から距離や体積が小さい正極集電端子３０の幅方向への熱影響は大きい。
【００５１】
正極集電端子３０においては、電流が最も流れやすい部分（溶接部）を挟んでその両側に縦直線部３４ａ（第１直線部）および縦直線部３４ｂ（第３直線部）が形成されている。縦直線部３４ａ，３４ｂは、互いに平行であり、正極集電端子３０の長手方向に沿って延在する形状を有している。縦直線部３４ａ，３４ｂは、正極集電端子３０の電流が集中している部分から幅方向へ熱影響が広がることに対して抵抗として作用するため、熱影響の広がりを効果的に抑制することができる。幅方向への熱影響の広がりを小さくすることができるため正極集電端子３０の変形量も小さくなり、正極集電端子３０が外装缶１０（図１）などと短絡することもほとんど無くなる。
【００５２】
上述の通り、プレス成形などによって正極集電端子３０に縦直線部３４ａ，３４ｂは容易に形成できる。電流集中を実現したり熱影響（変形）の広がりを小さくしたりするための手段としては、正極集電端子３０の体積を増加させる必要がないため体積効率が良く、製造コストも抑えることが可能である。本実施の形態では、正極集電端子３０に縦直線部３４ａ，３４ｂの双方が形成されているが、これらのうちの一方は湾曲していたり屈曲したりしていてもよい。直線状に形成された縦直線部（直線部）において熱影響の広がりが抑制され、その部分において正極集電端子３０の変形は抑制される。
【００５３】
また、上述の通り、溶接強度を確保するために必要な温度にまで正極集電端子３０を昇温するためにも、より小さな電流で足りることとなる。供給電流がより小さな値で足りるため、電極棒５１，５２が繰り返し使用されたとしても、発熱に起因して電極棒５１，５２にクラックが発生することは抑制される。供給電流がより小さな値で足りるため、電極棒５１，５２の表面が酸化することも抑制され、酸化に起因して正極集電端子３０や正極芯体露出部２２に電極棒５１，５２が溶着することもほとんど無くなり、電極棒５１，５２が長寿命となり、生産性も向上する。
【００５４】
図４を再び参照して、上述の通り、環状溝３３，３６の溝幅Ｗ３３，Ｗ３６は、０．２ｍｍ以上であることが好ましく、０．３ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であることがより好ましい。溝幅Ｗ３３，Ｗ３６が０．２ｍｍ以上であれば、製作も容易であり、熱影響の広がりを抑制するという効果を十分に期待できる。溝幅Ｗ３３，Ｗ３６の上限は、求められる接触面積や、正極集電端子３０の幅Ｗ３０と電極棒５１，５２の先端５３，５４の大きさとに応じて最適化されるとよい。
【００５５】
上述の通り、環状溝３３，３６の溝深さＤ３３，Ｄ３６は、母材（正極集電端子３０）の厚さＤ３０（１．５ｍｍ）に対して１０％以上８０％以下であることが好ましく、３０％以上６０％以下であることがより好ましい。１０％以上であれば、抵抗溶接時の電流集中効果を十分に期待でき、抵抗溶接に必要な電流も小さくできる。正極集電端子３０の変形や電極棒５１，５２の劣化も抑制され、生産性も向上する。また、溝深さが９０％未満であれば、熱影響の広がりを抑制するという効果を十分に期待できる。
【００５６】
上述の通り、表面３１に設けられた環状溝３３の溝深さＤ３３と裏面３２に設けられた環状溝３６の溝深さＤ３６との比は、１：１以上１：３以下の関係を有していることが好ましく、１：１の関係を有していることがより好ましい。これらの比率が１：４未満であれば、表面３１の環状溝３３と裏面３２の環状溝３６とで、略同様の程度を有する作用および効果が発揮され、正極集電端子３０の電流集中や熱変形に対するバランスが過度に崩れることもなく、熱影響の広がりを抑制するという効果を十分に期待できる。
【００５７】
以上説明した正極集電端子３０および環状溝３３，３６に関する作用効果は、負極集電端子４０についても同様である。負極集電端子４０については、説明が重複するためその説明は繰り返さないものとする。
【００５８】
（変形例）
上述の実施の形態では、正極集電端子３０に設けられた環状溝３３，３６は、正面視で矩形状の形状を有している。図１１を参照して、正極集電端子３０Ａのように、環状溝３３，３６は、正面視で矩形状の形状を有していなくてもよい。正極集電端子３０Ａにおいても、電流が最も流れやすい部分（溶接部）を挟んでその両側に縦直線部３４ａ，３７ａ（第１直線部）および縦直線部３４ｂ，３７ｂ（第３直線部）が形成されている。横直線部３５ａ，３５ｂ，３８ａ，３８ｂは半円弧形状を有している。
【００５９】
当該構成によっても、抵抗溶接のための電流は、外側に向かって若干広がりながら伝わるものの、環状溝３３，３６の存在が抵抗となるため、その電気的な広がりは環状溝３３，３６によって規制される（矢印ＤＲ４）。縦直線部３４ａ，３４ｂは、正極集電端子３０Ａの電流が集中している部分から幅方向へ熱影響が広がることに対して抵抗として作用するため、熱影響の広がりを抑制することができる。幅方向への熱影響の広がりを小さくすることができるため正極集電端子３０Ａの変形量も小さくなり、正極集電端子３０Ａが外装缶１０（図１）などと短絡することもほとんど無くなり、上述の実施の形態と同様の作用および効果を得ることができる。このような変形例については、負極集電端子４０にも同様に適用できる。
【００６０】
（比較例Ａ）
図１２は、比較例Ａにおける正極集電端子７０を示す斜視図である。正極集電端子７０は、平坦な表面７１および裏面７２を有しているが、上述の実施の形態とは異なり環状溝３３，３６を有していない。このような正極集電端子７０の場合、電極棒の先端５３から電流を供給した際に電流の集中が発生しにくく、発熱および変形（軟化）も外側に向かって広がる（矢印ＤＲ５）。図１３に示すように、溶接後の正極集電端子７０には、外側に向かって広がる膨出部７３が形成される。膨出部７３は、外装缶１０（図１）などに接触して短絡を誘発し得るものである。
【００６１】
（比較例Ｂ）
図１４は、比較例Ｂにおける正極集電端子８０を示す斜視図である。正極集電端子８０は、平坦部８１および一対の折曲部８２，８３を有している。正極集電端子８０も、上述の実施の形態とは異なり環状溝３３，３６を有していない。このような正極集電端子８０の場合も、電極棒の先端５３から電流を供給した際に電流の集中が発生しにくく、発熱および変形（軟化）も外側に向かって広がる（矢印ＤＲ６）。変形の広がりを小さくするための手段としては、正極集電端子３０は環状溝３３，３６により実現できるが、正極集電端子８０は正極集電端子３０に比べて大きな体積を有している。図１５に示すように、溶接後の正極集電端子８０は、折曲部８２，８３同士が内側に接近するように収縮変形する（矢印ＤＲ７）。このような変形は、接触面積の低下や、外装缶１０（図１）などに接触して短絡を誘発し得るものである。
【００６２】
［実験例］
図１６〜図２０を参照して、上述の実施の形態に関して行った実験例について説明する。当該実験例は、実施例１〜８および比較例１〜４を含む（図１６参照）。
【００６３】
（実施例１〜８）
実施例１〜８においては、図１７に示すような負極集電端子４０を準備した。実施例１〜８で用いた負極集電端子は、環状溝４３，４６の溝幅Ｗ４３，Ｗ４６、溝深さＤ４３，Ｄ４６、および溝深さＤ４３，Ｄ４６の比率が互いに異なるものとした。具体的なパラメータは、次の通りである。
【００６４】
溝幅Ｗ４３，Ｗ４６については、実施例１では０．３ｍｍであり、実施例２，６では０．５ｍｍであり、実施例３〜５では０．８ｍｍであり、実施例７では０．２ｍｍであり、実施例８では０．８ｍｍである。表面４１側の環状溝４３の溝深さＤ４３については、負極集電端子４０の板厚Ｄ４０に対して、実施例１〜３，６，７では４０％であり、実施例４では３０％であり、実施例５では８０％であり、実施例８では１０％である。
【００６５】
表面４１側の環状溝４３の溝深さＤ４３と裏面４２側の環状溝４６の溝深さＤ４６との比率については、実施例１〜５，７，８では１：１であり、実施例６では１：３である。環状溝４３，４６は、実施例１〜８のいずれにおいても、直線部（縦直線部４４ａ，４４ｂに相当する部位）を有しているものとした。
【００６６】
（比較例１〜４）
比較例１〜４においては、図１７に示すような負極集電端子４０と同様な厚さ、幅、長さ、および材質を有する負極集電端子を準備した。
【００６７】
比較例１の負極集電端子は、表面および裏面の両面に環状溝を有しているものとした。溝幅は、両面ともに０．５ｍｍである。表面側の環状溝の溝深さは、負極集電端子の板厚に対して４０％である。表面側の環状溝の溝深さと裏面側の環状溝の溝深さとの比率は、１：１である。比較例１の環状溝は、両面ともに直線部（縦直線部４４ａ，４４ｂに相当する部位）を有していないものとした。
【００６８】
比較例２の負極集電端子は、裏面にのみ環状溝を有し、表面には環状溝を有していない。溝幅は０．５ｍｍである。溝深さは、負極集電端子の板厚に対して４０％である。表面側の環状溝の溝深さと裏面側の環状溝の溝深さとの比率は、０：１０である。比較例２の環状溝は、直線部（縦直線部３４ａ，３４ｂに相当する部位）を有していないものとした。
【００６９】
比較例３の負極集電端子は、上述の比較例Ａ（図１２，図１３）における正極集電端子７０と同様の形状を有している。この負極集電端子は、平板形状を有し、環状溝を有していない。比較例４の負極集電端子は、上述の比較例Ｂ（図１４，図１５）における正極集電端子８０と同様の形状を有している。この負極集電端子は、平坦部と、一対の折曲部とを有し、環状溝を有していない。
【００７０】
図１８を参照して、以上のように構成される各負極集電端子を負極芯体露出部に対して溶接を実施し、図１８中に示す各点Ｔ１〜Ｔ３における温度を測定した。点Ｔ１における温度とは、電極棒５２の先端５４の中心部分における表面温度である。点Ｔ２における温度とは、負極集電端子の側面の中心部分における表面温度である。点Ｔ３における温度とは、負極集電端子の矩形部４２Ｐ（溶接部表面）の中心部分における表面温度である。溶接を実施した際には、所定の溶接強度を得るために必要となった投入電流値についても測定した。
【００７１】
図１９は、実施例１〜８（Ｅ１〜Ｅ８）および比較例１〜４（Ｃ１〜Ｃ４）のそれぞれにおける各点Ｔ１〜Ｔ３の温度測定結果と、投入電流値とを示す図である。電極棒の表面温度（点Ｔ１）の測定結果からは、実施例１〜８では電極棒に熱ひずみが発生する温度に対して十分に下回っていることがわかる。一方、比較例１〜４では、電極棒に熱ひずみが発生する温度の付近に到達していることがわかる。これらのことから、溶接時における電極棒の表面温度という点についての評価は、実施例１〜８ではＯＫとし、比較例１〜４ではＮＧとした（図１６）。
【００７２】
負極集電端子の側面の表面温度（点Ｔ２）の測定結果からは、実施例１〜８および比較例４に比べて、比較例１〜３の方が高い温度となっていることがわかる。実施例２と比較例１とを比較すると、環状溝に直線部を有していない比較例１に比べて、環状溝に直線部を有している実施例２の方が良好な結果が得られていることがわかる。
【００７３】
負極集電端子の矩形部４２Ｐ（溶接部表面）の表面温度（点Ｔ３）の測定結果からは、実施例１〜６，８が他のものに比べて若干良い結果が得られていることがわかる。特に、実施例８の構成が、最も良い結果が得られていることがわかる。必要となった投入電流値については、実施例１〜８はいずれも比較例１〜４に比べて低く抑えることが可能となっていることがわかる。
【００７４】
実施例１〜８および比較例１〜４のそれぞれについては、負極集電端子の幅Ｘ（図１７参照）が溶接の前後においてどのくらい変化したかについても測定した。図２０は、その結果を変形量として示している。実施例１〜８は、いずれも比較例２〜４に比べて変形を小さく抑えることが可能となっていることがわかる。実施例１〜８の中では、実施例２の構成が最も良い結果が得られていることがわかる。変形を小さくするという観点では、比較例１の構成でも、一定程度の効果が得られることがわかる。これらのことから、溶接の前後における負極集電端子の変形という点についての評価は、実施例１〜８および比較例１はＯＫとし、比較例２〜４ではＮＧとした（図１６）。
【００７５】
図１６を再び参照して、実施例１〜８および比較例１〜４のそれぞれについては、上記に加えて電極棒５１，５２を交換するまでに使用可能であった電極棒５１，５２の使用回数（寿命）についても測定した。その結果、実施例１〜７および比較例２では２０００回以上が達成できた。一方、実施例８および比較例１，３，４では５００回以下という結果が得られた。実施例８の結果からすると、溝深さはある程度深い方が、電極棒５１，５２の長寿命化が図れるものと考えられる。以上のような各実施例および比較例は、負極集電端子に基づいて行なったが、正極集電端子についても同様の結果が得られる。
【００７６】
以上、本発明に基づいた実施の形態および実施例について説明したが、今回開示された内容はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７７】
１０  外装缶、１１  封口板、１２  正極端子、１３，１５  絶縁部材、１４  負極端子、２０  電極体、２２  正極芯体露出部、２４  負極芯体露出部、３０，３０Ａ，７０，８０  正極集電端子、３０Ｓ，３０Ｔ，４０Ｓ，４０Ｔ  端部、３１，４１，７１  表面、３１Ｐ，３２Ｐ，４１Ｐ，４２Ｐ  矩形部、３２，４２，７２  裏面、３３，３６，４３，４６  環状溝、３４ａ，３４ｂ，３７ａ，３７ｂ，４４ａ，４４ｂ，４７ａ，４７ｂ  縦直線部、３５ａ，３５ｂ，３８ａ，３８ｂ，４５ａ，４５ｂ，４８ａ，４８ｂ  横直線部、４０  負極集電端子、５１，５２  電極棒、５３，５４  先端、７３  膨出部、８１  平坦部、８２，８３  折曲部、１００  二次電池、ＡＲ１，ＡＲ２，ＤＲ１，ＤＲ２，ＤＲ３，ＤＲ４，ＤＲ５，ＤＲ６，ＤＲ７  矢印、ＡＸ  巻回軸。
【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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