(57)【要約】【課題】抵抗溶接を行うときに電極の過剰な押し込みを簡便に抑制できる蓄電装置の製造方法を提供すること。【解決手段】溶接工程では、第１電極２１の先端部と第２電極２２の先端部とによって溶接対象１８を挟んだ状態で通電することにより抵抗溶接し、第１電極２１の先端部に設けられ且つ絶縁性を有する接触面３０ａを溶接対象１８の第１面１７ａに接触させる一方で、第２電極２２の先端部に設けられ且つ絶縁性を有する接触面３２ａを溶接対象１８の第１面１７ａとは反対面である第２面１６ａに接触させることにより、第１電極２１と第２電極２２との距離が小さくなることを抑制する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の集電タブが層状に重なっている集電タブ群と、導電部材とを有する蓄電装置の製造方法であって、
前記集電タブ群と前記導電部材とを含む溶接対象を抵抗溶接する溶接工程を含み、
前記溶接工程では、
第１電極の先端部と第２電極の先端部とによって前記溶接対象を挟んだ状態で通電することにより抵抗溶接し、
前記第１電極の先端部に設けられ且つ絶縁性を有する第１接触部を前記溶接対象の第１面に接触させる一方で、前記第２電極の先端部に設けられ且つ絶縁性を有する第２接触部を前記溶接対象の前記第１面とは反対面である第２面に接触させることにより、前記第１電極と前記第２電極との距離が小さくなることを抑制する蓄電装置の製造方法。
【請求項２】
前記第１電極のうち、前記溶接工程において前記溶接対象に押し込む第１押込部のみが前記第１接触部から突出しており、
前記第２電極のうち、前記溶接工程において前記溶接対象に押し込む第２押込部のみが前記第２接触部から突出している請求項１に記載の蓄電装置の製造方法。
【請求項３】
前記溶接対象は、アルミニウム製である請求項１又は２に記載の蓄電装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１接触部は、前記第１電極に対して着脱可能に構成された第１絶縁部材に設けられており、
前記第２接触部は、前記第２電極に対して着脱可能に構成された第２絶縁部材に設けられている請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＥＶ（Electric Vehicle）やＰＨＶ（Plug in Hybrid Vehicle）などの車両には、電動機などへの供給電力を蓄える蓄電装置としてリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池などが搭載されている。一般的に、二次電池は、集電タブを有する電極が層状に重なった電極組立体を備えるとともに、該電極組立体の縁部から突出し且つ集電タブが層状に重なった集電タブ群は、該集電タブ群に溶接された導電部材によって、ケースの外部に突出する端子と電気的に接続されている。
【０００３】
このような集電タブ群や導電部材のように、導電性を有する材料の溶接方法としては、例えば特許文献１に記載されるように、抵抗溶接がよく知られている。特許文献１では、異なる金属材料を重ね合わせた溶接対象を挟む２本の電極のうち、一方の電極の先端に絶縁性を有する規制部材を配設することによって、溶接対象に対する電極の過剰な押し込みを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２８４５７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、溶接対象のうち一方の材料に対する過剰な押し込みを抑制できるものの、他方の材料に対する過剰な押し込みを抑制することが困難である。
この発明は、上記従来技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、抵抗溶接を行うときに電極の過剰な押し込みを簡便に抑制できる蓄電装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する蓄電装置の製造方法は、複数の集電タブが層状に重なっている集電タブ群と、導電部材とを有する蓄電装置の製造方法であって、前記集電タブ群と前記導電部材とを含む溶接対象を抵抗溶接する溶接工程を含み、前記溶接工程では、第１電極の先端部と第２電極の先端部とによって前記溶接対象を挟んだ状態で通電することにより抵抗溶接し、前記第１電極の先端部に設けられ且つ絶縁性を有する第１接触部を前記溶接対象の第１面に接触させる一方で、前記第２電極の先端部に設けられ且つ絶縁性を有する第２接触部を前記溶接対象の第１面とは反対面である第２面に接触させることにより、前記第１電極と前記第２電極との距離が小さくなることを抑制することを要旨とする。
【０００７】
この構成によれば、溶接工程において、溶接対象を挟む第１電極と第２電極との距離が小さくなることを抑制し、溶接対象に対して第１電極及び第２電極が過剰に押し込まれることを抑制できる。また、第１接触部は第１電極の先端部に設けられる一方、第２接触部は第２電極の先端部に設けられることから、各電極とは別に接触部を用いる場合と比較して溶接工程を簡略化できる。したがって、抵抗溶接を行うときに電極の過剰な押し込みを簡便に抑制できる。
【０００８】
上記蓄電装置の製造方法について、前記第１電極のうち、前記溶接工程において前記溶接対象に押し込む第１押込部のみが前記第１接触部から突出しており、前記第２電極のうち、前記溶接工程において前記溶接対象に押し込む第２押込部のみが前記第２接触部から突出していることが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、第１接触部を溶接対象に接触させることで、第１押込部の全体を溶接対象に押し込みつつ、第１押込部を超えて第１電極が溶接対象に押し込まれることを抑制できる。また、第２接触部を溶接対象に接触させることで、第２押込部の全体を溶接対象に押し込みつつ、第２押込部を超えて第２電極が溶接対象に押し込まれることを抑制できる。したがって、抵抗溶接を行うときの電極の押し込み量を簡便に規定できる。
【００１０】
上記蓄電装置の製造方法について、前記溶接対象は、アルミニウム製であることが好ましい。この構成によれば、集電タブ及び導電部材が比較的低い温度で溶融するアルミニウム製であっても、抵抗溶接を行うときに電極の過剰な押し込みを簡便に抑制できる。
【００１１】
上記蓄電装置の製造方法について、前記第１接触部は、前記第１電極に対して着脱可能に構成された第１絶縁部材に設けられており、前記第２接触部は、前記第２電極に対して着脱可能に構成された第２絶縁部材に設けられていることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、第１電極及び第２電極の先端部の表面が消耗した場合に、各絶縁部材を取り外した状態で切削や研磨を行ったのち、再び各絶縁部材を取り付けることができる。したがって、第１絶縁部材及び第２絶縁部材を再利用できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、抵抗溶接を行うときに電極の過剰な押し込みを簡便に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】蓄電装置を模式的に示す断面図。
【図２】抵抗溶接装置の模式図。
【図３】電極を模式的に示す斜視図。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、溶接工程を説明するための模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、蓄電装置の製造装置及び蓄電装置の製造方法の一実施形態について説明する。
まず、蓄電装置１０について説明する。本実施形態の蓄電装置１０は、リチウムイオン二次電池である。
【００１６】
図１に示すように、蓄電装置１０は、縁部に集電タブ１１ａを有する複数の電極シート１１がセパレータによって相互に絶縁された状態で層状に重なっている電極組立体１２を有する。セパレータは、絶縁性を有する多孔質の樹脂製シートである。正極用の電極シート１１の集電タブ１１ａは、アルミニウム製やアルミニウム合金製の金属箔である。負極用の電極シート１１の集電タブ１１ａは、銅製の金属箔である。
【００１７】
電極組立体１２は、該電極組立体１２の縁部１２ａから突出し、集電タブ１１ａが層状に重なっている２つの集電タブ群１３を有する。集電タブ群１３には、正極用の集電タブ１１ａが層状に重なっている正極用の集電タブ群１３と、負極用の集電タブ１１ａが層状に重なっている負極用の集電タブ群１３とがある。
【００１８】
また、蓄電装置１０は、電極組立体１２を収容するケース１４を有する。ケース１４には、ケース１４の外部に突出するように、正極用と負極用の端子１５が固定されている。また、蓄電装置１０は、正極用の集電タブ群１３と端子１５とを電気的に接続する正極用の導電部材１６と、負極用の集電タブ群１３と端子１５とを電気的に接続する負極用の導電部材１６とを有する。
【００１９】
集電タブ群１３と導電部材１６とは、それぞれ抵抗溶接によって接合されている。各集電タブ群１３において、導電部材１６の反対側には、板状の保護部材１７が抵抗溶接されている。正極用の集電タブ群１３に接合されている導電部材１６及び保護部材１７は、アルミニウム製又はアルミニウム合金製である。また、負極用の集電タブ群１３に接合されている導電部材１６及び保護部材１７は、銅製である。
【００２０】
次に、蓄電装置１０の製造装置としての抵抗溶接装置２０について説明する。
図２に示すように、抵抗溶接装置２０は、電極組立体１２の集電タブ群１３と、導電部材１６とを抵抗溶接するための装置である。本実施形態では、集電タブ群１３、導電部材１６、及び保護部材１７が溶接対象１８となる。なお、図２では、説明の便宜のため、６枚の集電タブ１１ａが重なった集電タブ群１３を図示しているが、実際には更に多数の集電タブ１１ａが重なって集電タブ群１３が構成されている。即ち、各集電タブ１１ａは、図２に示した状態よりも、導電部材１６や保護部材１７と比べて遥かに薄い。
【００２１】
抵抗溶接装置２０は、溶接対象１８を間に挟んだ状態で通電することにより、溶接対象１８を抵抗溶接するための電極として、第１電極２１及び第２電極２２を備えている。第１電極２１及び第２電極２２は、何れも金属製の略円柱状の電極棒である。各電極２１，２２の基端部は、各電極２１，２２の先端部同士が近接する方向（図中において矢印で示す）及び離間する方向に移動させる移動装置２５にそれぞれ固定されている。抵抗溶接装置２０において、各電極２１，２２の先端部同士は、各電極２１，２２の中心線同士を一致させた状態で対向している。また、各電極２１，２２には、電源装置２３が接続されている。
【００２２】
図２及び図３に示すように、第１電極２１は、第１電極２１の先端面２６の中央から第１電極２１が延びる方向に沿って突出する略円柱状の突出部２７を有する。第２電極２２は、第２電極２２の先端面２６の中央から第２電極２２が延びる方向に沿って突出する略円柱状の突出部２７を有する。各突出部２７は、先端部に扁平な円錐状である円錐部２７ａをそれぞれ有する。即ち、各電極２１，２２は、先端部において円周方向に沿って延びる段部２６ａをそれぞれ有する。
【００２３】
そして、第１電極２１には、突出部２７を挿通させた状態で円環状の第１絶縁部材３０が脱着可能に固定されている。第１絶縁部材３０は、例えばネジ３１によって、第１電極２１に固定されている。同様に、第２電極２２には、突出部２７を挿通させた状態で円環状の第２絶縁部材３２が脱着可能に固定されている。即ち、各絶縁部材３０，３２は、それぞれ電極２１，２２の先端部において、段部２６ａに組み付けられている。各絶縁部材３０，３２は、耐熱性と絶縁性とを有する材料製（例えば、窒化ケイ素などのセラミック製）である。
【００２４】
第１絶縁部材３０のうち第１電極２１の先端側の面は、溶接対象１８のうち保護部材１７と接触する第１接触部としての接触面３０ａとなる。保護部材１７のうち、接触面３０ａと対向する面は、溶接対象１８の第１面１７ａとなる。また、第２絶縁部材３２のうち第２電極２２の先端側の面は、溶接対象１８のうち導電部材１６と接触する第２接触部としての接触面３２ａとなる。導電部材１６のうち、接触面３２ａと対向する面は、溶接対象１８の第２面１６ａとなる。
【００２５】
そして、第１電極２１の先端部では、第１電極２１のうち円錐部２７ａのみが接触面３０ａ（第１絶縁部材３０）から突出している。第２電極２２の先端部では、第２電極２２のうち円錐部２７ａのみが接触面３２ａ（第２絶縁部材３２）から突出している。本実施形態の各円錐部２７ａは、溶接対象１８を抵抗溶接する場合、各円錐部２７ａの全体が溶接対象１８に押し込まれたときに、最適な溶接条件となる形状及び大きさに設定されている。各円錐部２７ａは、それぞれ第１押込部及び第２押込部となる。
【００２６】
次に、抵抗溶接装置２０を用いた蓄電装置１０の製造方法について、作用とともに説明する。蓄電装置１０の製造方法には、集電タブ群１３と導電部材１６とを含む溶接対象１８を抵抗溶接する溶接工程を含んでいる。以下、溶接工程について詳しく説明する。
【００２７】
図４（ａ）に示すように、溶接工程では、第１電極２１の円錐部２７ａと第２電極２２の円錐部２７ａとの間に、第２電極２２側から、導電部材１６、集電タブ群１３、及び保護部材１７の順に重ね合わせた溶接対象１８を配置する。
【００２８】
次に、図４（ｂ）に示すように、移動装置２５を駆動させることによって、各電極２１，２２を溶接対象１８に向かって移動させる。そして、各電極２１，２２によって溶接対象１８を所定の荷重で加圧しながら、電源装置２３から電力を供給し、各電極２１，２２の間で通電させる。これにより、溶接対象１８が発熱して溶融することに伴って、各電極２１，２２の円錐部２７ａが徐々に溶接対象１８に押し込まれ、各電極２１，２２の円錐部２７ａ同士の距離が小さくなる。
【００２９】
そして、第１電極２１の接触面３０ａと保護部材１７の第１面１７ａとが接触する一方で、第２電極２２の接触面３２ａと導電部材１６の第２面１６ａとが接触すると、移動装置２５から加わる荷重が分散され、各電極２１，２２が円錐部２７ａを超えて押し込まれることが抑制される。このように、溶接工程では、接触面３０ａと溶接対象１８の第１面１７ａとを接触させる一方で、接触面３２ａと溶接対象１８の第２面１６ａとを接触させることにより、第１電極２１と第２電極２２との距離が小さくなることを抑制する。即ち、接触面３０ａ，３２ａは、各電極２１，２２が溶接対象１８に押し込まれることを規制する規制部として機能する。
【００３０】
その後、電源装置２３からの電力の供給を停止させるとともに、移動装置２５を駆動させることによって各電極２１，２２を溶接対象１８から離間する方向へ移動させる。これにより、溶接対象１８において溶融した部分が固化し、ナゲット４０が形成される。これにより、溶接対象１８が抵抗溶接される。
【００３１】
なお、抵抗溶接によって、各電極２１，２２の円錐部２７ａの表面が消耗した場合には、まず各電極２１，２２からそれぞれ絶縁部材３０，３２を取り外す。そして、円錐部２７ａの表面を切削や研磨などによって再生処理した後、再び絶縁部材３０，３２を各電極２１，２２に固定する。このため、絶縁部材３０，３２が着脱不能である構成と比較して、円錐部２７ａの表面を再生処理する際に、各絶縁部材３０，３２が損傷することを抑制し、再利用することができる。
【００３２】
上記実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）溶接工程において、溶接対象１８に対して各電極２１，２２が過剰に押し込まれることを抑制できる。また、接触面３０ａは第１電極２１の先端部に設けられる一方で、接触面３２ａは第２電極２２の先端部に設けられることから、各電極２１，２２とは別に接触部を用いる場合と比較して溶接工程を簡略化できる。したがって、抵抗溶接を行うときに各電極２１，２２の過剰な押し込みを簡便に抑制できる。
【００３３】
（２）そして、溶接対象１８に対する各電極２１，２２の過剰な押し込みによって、スパッタが飛散することを抑制できる。このため、スパッタによって、電極組立体１２を構成するセパレータが悪影響を受けたり、スパッタが蓄電装置１０のケース１４内に異物として混入したりすることを抑制できる。
【００３４】
（３）第１絶縁部材３０の接触面３０ａを溶接対象１８に接触させることで、円錐部２７ａの全体を溶接対象１８に押し込みつつ、円錐部２７ａを超えて第１電極２１が溶接対象１８に押し込まれることを抑制できる。また、第２絶縁部材３２の接触面３２ａを溶接対象１８に接触させることで、円錐部２７ａの全体を溶接対象１８に押し込みつつ、円錐部２７ａを超えて第２電極２２が溶接対象１８に押し込まれることを抑制できる。したがって、抵抗溶接を行うときの各電極２１，２２の押し込み量を簡便に規定できる。
【００３５】
（４）正極用の集電タブ群１３、導電部材１６、及び保護部材１７は、何れも比較的低い温度で溶融するアルミニウム製又はアルミニウム合金製である。このような場合でも、本実施形態では、第１電極２１に絶縁性を有する接触面３０ａを設ける一方で、第２電極２２に絶縁性を有する接触面３２ａを設けることで、抵抗溶接を行うときに各電極２１，２２の過剰な押し込みを簡便に抑制できる。
【００３６】
（５）各電極２１，２２の円錐部２７ａの表面が消耗した場合に、各絶縁部材３０，３２を取り外した状態で切削や研磨を行ったのち、再び各絶縁部材３０，３２を取り付けることができる。したがって、第１絶縁部材３０及び第２絶縁部材３２を再利用できる。
【００３７】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○  集電タブ１１ａ、導電部材１６、及び保護部材１７は、異なる金属製であってもよい。
【００３８】
○  保護部材１７を省略してもよい。
○  各電極２１，２２の先端部となる円錐部２７ａの形状を変更してもよい。例えば円錐部２７ａは、半球状であってもよい。
【００３９】
○  各電極２１，２２は、角柱状であってもよく、楕円柱状であってもよい。
○  第１絶縁部材３０は、第１電極２１に対して着脱不能に固定されていてもよい。第２絶縁部材３２は、第２電極２２に対して着脱不能に固定されていてもよい。
【００４０】
○  接触面３０ａ，３２ａは、各電極２１，２２の先端面２６をセラミックなどの絶縁層で覆って形成してもよい。
○  各絶縁部材３０，３２の形状を変更してもよい。例えば、第１絶縁部材３０は、第１電極２１の先端部側に同心円（波紋）状に整列する１又は複数の環状凸部を有していてもよい。この場合、環状凸部の先端は、溶接対象１８と接触する第１接触部となる。第２絶縁部材３２についても同様に変更できる。
【００４１】
○  接触面３０ａは、第１絶縁部材３０の周方向にそって断続的に配置されていてもよい。接触面３２ａについても同様に変更できる。
○  第１絶縁部材３０及び第２絶縁部材３２は、環状でなくてもよい。
【００４２】
○  溶接工程において、溶接対象１８における各部材の配置順序を変更してもよい。
○  各絶縁部材３０，３２は、耐熱性と絶縁性を有しておればセラミック製でなくてもよい。
【００４３】
○  蓄電装置１０は、リチウムイオン二次電池に限らず、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池等の他の二次電池であってもよい。また、蓄電装置１０は、二次電池に限らず、例えば、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタ等のようなキャパシタであってもよい。
【００４４】
上記実施形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
（イ）複数の集電タブが層状に重なっている集電タブ群と、導電部材とを抵抗溶接する蓄電装置の製造装置であって、前記集電タブ群と前記導電部材とを含む溶接対象を挟んだ状態で通電することにより、前記集電タブ群と前記導電部材とを抵抗溶接する電極として第１電極及び第２電極を備え、前記第１電極の先端部には、絶縁性を有する第１接触部を備え、前記第２電極の先端部には、絶縁性を有する第２接触部を備えている蓄電装置の製造装置。
【符号の説明】
【００４５】
１０…蓄電装置、１１…電極、１１ａ…集電タブ、１２…導電部材、１３…集電タブ群
１６…導電部材、１６ａ…第２面、１７…保護部材、１７ａ…第１面、１８…溶接対象、２０…抵抗溶接装置（製造装置）、２１…第１電極、２２…第２電極、３０…第１絶縁部材、３０ａ…接触面（第１接触部）、３２…第２絶縁部材、３２ａ…接触面（第２接触部）、２７ａ…円錐部（第１押込部、第２押込部）。
【図１】
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【図２】
2015136701.tif 000004
【図３】
2015136701.tif 000005
【図４】
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