(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属箔からなる複数の金属箔部が積層方向に積層された金属箔積層部と、金属板と、が溶接された溶接構造体の製造方法であって、
前記金属箔積層部と前記金属板とを前記積層方向に積層した積層体を、抵抗溶接機の一対の電極チップにより前記積層方向に挟み、前記一対の電極チップを通じて前記積層体に対し前記積層方向に一定の圧縮荷重をかけた加圧状態とする加圧工程と、
前記加圧状態で前記一対の電極チップ間に電流を流して、前記金属箔積層部と前記金属板とを溶接する通電工程と、を備え、
前記通電工程では、当該通電工程を開始してからの前記一対の電極チップ間の距離の減少量を、予め設定した一定値にする
溶接構造体の製造方法において、
前記一対の電極チップは、前記積層方向に移動する第１電極チップと、不動の第２電極チップと、であり、
前記抵抗溶接機は、前記第１電極チップに連結されて前記第１電極チップと共に前記積層方向に移動する第１ストッパーと、前記第１ストッパーに対して前記積層方向に向かい合って配置された不動の第２ストッパーと、を備え、
前記加圧工程では、前記加圧状態で、前記第１ストッパーと前記第２ストッパーとの間の前記積層方向にかかる距離が、前記一定値であるか否かを確認し、前記一定値でない場合は、前記第１ストッパーと前記第２ストッパーとの間の前記積層方向にかかる距離を前記一定値に調整し、
前記通電工程では、前記第１電極チップと共に前記積層方向に移動してゆく前記第１ストッパーが前記第２ストッパーに当接して停止することで、前記第１電極チップの前記積層方向への移動を停止させて、これによって、当該通電工程を開始してからの前記第１電極チップと前記第２電極チップとの間の距離の減少量を、前記一定値にする
溶接構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、次のような溶接構造体の製造方法が開示されている。具体的には、金属箔からなる複数の金属箔部が積層方向に積層された金属箔積層部（集電部）と、金属板（集電板）と、が溶接された溶接構造体（集電部に集電板が溶接された集電板付き電極体）の製造方法が開示されている。より具体的には、まず、加圧工程において、金属箔積層部（集電部）と金属板（集電板）とを積層方向に積層して（重ね合わせて）積層体とし、この積層体を一対の電極チップにより積層方向に挟み、一対の電極チップを通じて積層体に対し前記積層方向に一定の圧縮荷重をかけた加圧状態とする。その後、通電工程において、この加圧状態で、一対の電極チップ間に一定の大きさの電流を一定時間流して、金属箔積層部と金属板とを溶接する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２０３６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、通電工程では、当該通電工程を開始する（積層体への通電を開始する）と、通電により発生する抵抗熱（ジュール熱）により、積層体（金属箔積層部及び金属板）が形状変化（積層体の軟化及び溶融による形状変化）してゆく。この積層体の形状変化に伴って、一対の電極チップの少なくとも一方が加圧方向（積層方向）に移動してゆき、一対の電極チップ間の距離（積層方向の距離）は減少してゆく。すなわち、加圧工程において積層体を一定の圧縮荷重で積層方向に加圧した状態としたときの電極チップ間距離が、通電工程において減少してゆく。
【０００５】
ところが、多数の溶接構造体を順次製造してゆく（すなわち、通電工程を順次行ってゆく）と、電極チップ表面の状態（例えば、酸化状態、表面の形状）は変化してゆく。また、金属箔積層部及び金属板の電気抵抗値も、一定とは限らない。このため、多数の溶接構造体を順次製造してゆく（すなわち、通電工程を順次行ってゆく）と、通電工程において発生する抵抗熱（ジュール熱）が変動し、これに伴う積層体の形状変化（積層体の軟化及び溶融による形状変化）が、積層体の間で大きく異なることがあった。このため、通電工程を順次行ってゆくと、通電工程における積層体の形状変化に伴って減少する一対の電極チップ間の距離の減少量が、大きく変動することがあった。換言すれば、通電工程間で、通電工程における積層体の形状変化に伴って減少する一対の電極チップ間の距離の減少量が大きく異なることがあった。これにより、金属箔積層部と金属板との溶接強度に大きなバラツキが生じることがあった。
【０００６】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、金属箔積層部と金属板との溶接強度のバラツキを小さくすることができる溶接構造体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】
本発明の一態様は、金属箔からなる複数の金属箔部が積層方向に積層された金属箔積層部と、金属板と、が溶接された溶接構造体の製造方法であって、前記金属箔積層部と前記金属板とを前記積層方向に積層した積層体を、抵抗溶接機の一対の電極チップにより前記積層方向に挟み、前記一対の電極チップを通じて前記積層体に対し前記積層方向に一定の圧縮荷重をかけた加圧状態とする加圧工程と、前記加圧状態で前記一対の電極チップ間に電流を流して、前記金属箔積層部と前記金属板とを溶接する通電工程と、を備え、前記通電工程では、当該通電工程を開始してからの（前記積層体の形状変化に伴って減少する）前記一対の電極チップ間の距離の減少量を、予め設定した一定値にする溶接構造体の製造方法において、前記一対の電極チップは、前記積層方向に移動する第１電極チップと、不動の第２電極チップと、であり、前記抵抗溶接機は、前記第１電極チップに連結されて前記第１電極チップと共に前記積層方向に移動する第１ストッパーと、前記第１ストッパーに対して前記積層方向に向かい合って配置された不動の第２ストッパーと、を備え、前記加圧工程では、前記加圧状態で、前記第１ストッパーと前記第２ストッパーとの間の前記積層方向にかかる距離が、前記一定値であるか否かを確認し、前記一定値でない場合は、前記第１ストッパーと前記第２ストッパーとの間の前記積層方向にかかる距離を前記一定値に調整し、前記通電工程では、前記第１電極チップと共に前記積層方向に移動してゆく前記第１ストッパーが前記第２ストッパーに当接して停止することで、前記第１電極チップの前記積層方向への移動を停止させて、これによって、当該通電工程を開始してからの前記第１電極チップと前記第２電極チップとの間の距離の減少量を、前記一定値にする溶接構造体の製造方法である。
【０００８】
上述の製造方法では、加圧工程において、金属箔積層部と金属板とを積層方向に積層した（重ね合わせた）積層体を、一対の電極チップ（金属箔積層部に接触してこれを金属板側に押圧する第１電極チップと、金属板に接触してこれを金属箔積層部側に押圧する第２電極チップ）により積層方向に挟み、一対の電極チップを通じて、積層体（金属箔積層部と金属板）に対し積層方向に一定の圧縮荷重をかけた加圧状態（圧接状態）とする。すなわち、一対の電極チップにより、積層体（金属箔積層部と金属板）を一定の圧縮荷重で積層方向に加圧（圧接）した状態とする。その後、通電工程において、前記の加圧状態（積層体を一定の圧縮荷重で積層方向に加圧した状態）で一対の電極チップ間に電流を流して（通電して）、金属箔積層部と金属板とを溶接する（すなわち、積層体を溶接する）。
【０００９】
ところで、前述のように、従来の製造方法では、多数の溶接構造体を順次製造してゆく（すなわち、通電工程を順次行ってゆく）と、通電工程における積層体の形状変化に伴って減少する一対の電極チップ間の距離の減少量が、大きく変動することがあった。換言すれば、通電工程間で、通電工程における積層体の形状変化に伴って減少する一対の電極チップ間の距離の減少量が大きく異なることがあった。これにより、金属箔積層部と金属板との溶接強度に大きなバラツキが生じることがあった。
【００１０】
これに対し、上述の製造方法では、通電工程において、当該通電工程を開始してからの（前記積層体の形状変化に伴って減少する）一対の電極チップ間の距離の減少量を、予め設定した一定値にする（一定値に制限する）。すなわち、通電工程を開始してからの一対の電極チップ間の距離の減少量が予め設定した一定値となるように制御する。換言すれば、通電工程において、当該通電工程を開始してからの一対の電極チップ間の距離の減少量が、予め設定した一定値に達したとき、前記一対の電極チップの移動を停止させる（一対の電極チップの位置を固定する）。これにより、金属箔積層部と金属板とを安定して溶接することができ、金属箔積層部と金属板との間の溶接強度のバラツキを小さくすることができる。
【００１１】
なお、金属箔積層部としては、複数の金属箔（あるいは、その一部）が積層方向に積層されたものが挙げられる。具体的には、例えば、二次電池の積層型電極体を構成する電極の集電箔（正極集電箔または負極集電箔）の端部（金属箔のみからなる活物質層未塗工部、これが金属箔部に相当する）が、複数、積層方向に積層されたものが挙げられる。この場合、金属板としては、例えば、板状の集電端子が挙げられる。なお、積層型電極体とは、複数のシート状の正極と複数のシート状の負極とが、正極と負極との間にセパレータが介在するようにして積層された電極体をいう。
【００１２】
また、金属箔積層部は、１枚の金属箔の一部（金属箔部）が、複数、積層方向に積層されたものであっても良い。具体的には、例えば、二次電池の扁平捲回型電極体を構成する電極の集電箔（正極集電箔または負極集電箔）の端部（金属箔のみからなる活物質層未塗工部）のうち、積層方向（電極体の厚み方向）に並ぶ矩形状の部位（これが金属箔部に相当する）が、複数、積層方向に積層されたものが挙げられる。なお、扁平捲回型電極体とは、帯状の正極と帯状の負極とが、正極と負極との間にセパレータが介在するようにして扁平形状に捲回された電極体をいう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態にかかる二次電池の断面図である。
【図２】同電池の電極体の斜視図である。
【図３】同電極体を構成する正極を示す図である。
【図４】同電極体を構成する負極を示す図である。
【図５】同電極体の作製方法を説明する図である。
【図６】実施形態にかかる二次電池の製造方法の流れを示すフローチャートである。
【図７】実施形態にかかる端子付き蓋部材の正面図である。
【図８】実施形態にかかる端子付き電極体（溶接構造体）の製造方法を説明する図である。
【図９】実施形態にかかる端子付き電極体（溶接構造体）の製造方法を説明する他の図である。
【図１０】実施形態にかかる端子付き電極体（溶接構造体）の製造方法を説明する他の図である。
【図１１】実施形態にかかる端子付き電極体（溶接構造体）の正面図である。
【図１２】溶接試験の結果を示す図である。
【図１３】一定値Ｌ１と引張強度との相関図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
まず、本実施形態にかかる二次電池１００について説明する。
二次電池１００は、図１に示すように、直方体形状の電池ケース１１０と、正極外部端子１２１と、負極外部端子１３１とを備える、角形密閉式のリチウムイオン二次電池である。このうち、電池ケース１１０は、直方体形状の収容空間をなす金属製の角形収容部１１１と金属製の蓋部１１２とを有するハードケースである。電池ケース１１０（角形収容部１１１）の内部には、電極体１５０などが収容されている。
【００１５】
電極体１５０は、帯状の正極１５５と帯状の負極１５６とを、正極１５５と負極１５６との間にセパレータ１５７が介在するようにして扁平形状に捲回した扁平捲回型電極体である（図２参照）。
【００１６】
正極１５５は、図３に示すように、長手方向ＤＡに延びる帯状で、アルミニウム箔からなる正極集電箔１５１と、この正極集電箔１５１の表面の一部に塗工された正極活物質層１５２とを有している。正極活物質層１５２は、正極活物質１５３と、アセチレンブラックからなる導電材と、バインダーとを含んでいる。
【００１７】
正極１５５のうち、正極活物質層１５２が塗工されている部位を、正極活物質層塗工部１５５ｃという。一方、正極活物質層１５２が塗工されていない部位（すなわち、正極集電箔１５１のみからなる部位）を、正極活物質層未塗工部１５５ｂという。正極活物質層未塗工部１５５ｂは、正極集電箔１５１（正極１５５）の幅方向ＤＢ（図３において左右方向）の端部（図３において左端部）に位置し、正極集電箔１５１（正極１５５）の一方長辺に沿って、正極集電箔１５１（正極１５５）の長手方向ＤＡに帯状に延びている。
【００１８】
正極活物質層未塗工部１５５ｂは、電極体１５０の幅方向ＤＢの一方端部（図１及び図２において右端部）において、扁平形状に捲回されている。この正極活物質層未塗工部１５５ｂは、矩形状をなす複数の金属箔部１５５ｂ１と、弧状をなす複数の上側弧状部１５５ｂ２と、弧状をなす複数の下側弧状部１５５ｂ３とにより構成されている（図２参照）。矩形状をなす複数の金属箔部１５５ｂ１は、電極体１５０の厚み方向（積層方向ＤＣ）に並んで、金属箔積層部１５５ｄを構成している。従って、電極体１５０は、電極体１５０の幅方向ＤＢの一方端部（図１及び図２において右端部）に、正極集電箔１５１の一部である矩形状をなす金属箔部１５５ｂ１が、複数、積層方向ＤＣ（電極体１５０の厚み方向）に積層された金属箔積層部１５５ｄを有している。
【００１９】
また、負極１５６は、図４に示すように、長手方向ＤＡに延びる帯状で銅箔からなる負極集電箔１５８と、この負極集電箔１５８の表面の一部に塗工された負極活物質層１５９とを有している。負極活物質層１５９は、負極活物質１５４とＳＢＲ（バインダー）とＣＭＣ（増粘剤）とを含んでいる。
【００２０】
負極１５６のうち、負極活物質層１５９が塗工されている部位を、負極活物質層塗工部１５６ｃという。一方、負極１５６のうち、負極活物質層１５９が塗工されていない部位（すなわち、負極集電箔１５８のみからなる部位）を、負極活物質層未塗工部１５６ｂという。負極活物質層未塗工部１５６ｂは、負極集電箔１５８（負極１５６）の一方長辺に沿って、負極集電箔１５８（負極１５６）の長手方向ＤＡ（図４において上下方向）に帯状に延びている。
【００２１】
負極活物質層未塗工部１５６ｂは、電極体１５０の幅方向ＤＢの他方端部（図１及び図２において左端部）において、扁平形状に捲回されている。この負極活物質層未塗工部１５６ｂは、矩形状をなす複数の金属箔部１５６ｂ１と、弧状をなす複数の上側弧状部１５６ｂ２と、弧状をなす複数の下側弧状部１５６ｂ３とにより構成されている（図２参照）。矩形状をなす複数の金属箔部１５６ｂ１は、電極体１５０の厚み方向（積層方向ＤＣ）に並んで、金属箔積層部１５６ｄを構成している。従って、電極体１５０は、電極体１５０の幅方向ＤＢの他方端部（図１及び図２において左端部）に、負極集電箔１５８の一部である矩形状をなす金属箔部１５６ｂ１が、複数、積層方向ＤＣ（電極体１５０の厚み方向）に積層された金属箔積層部１５６ｄを有している。
【００２２】
また、正極活物質層未塗工部１５５ｂの金属箔積層部１５５ｄには、アルミニウム製の板状の正極集電端子１２２（金属板）が、超音波溶接により接合されている。これにより、正極活物質層未塗工部１５５ｂ（正極１５５）は、正極集電端子１２２を通じて、正極外部端子１２１に電気的に接続されている（図１参照）。
【００２３】
また、負極活物質層未塗工部１５６ｂの金属箔積層部１５６ｄには、銅製の板状の負極集電端子１３２（金属板）が、抵抗溶接により接合されている。これにより、負極活物質層未塗工部１５６ｂ（負極１５６）は、負極集電端子１３２を通じて、負極外部端子１３１に電気的に接続されている（図１参照）。
【００２４】
なお、本実施形態では、正極外部端子１２１と正極集電端子１２２とは一体に形成され、正極端子部材１２０を構成している。また、負極外部端子１３１と負極集電端子１３２とは一体に形成され、負極端子部材１３０を構成している。
【００２５】
セパレータ１５７は、電気絶縁性を有する樹脂フィルムからなるセパレータである。このセパレータ１５７は、正極１５５と負極１５６との間に介在して、これらを離間させている。セパレータ１５７には、リチウムイオンを有する非水電解液１４０が含浸している。
【００２６】
次に、本実施形態にかかる溶接構造体（端子付き電極体）及び二次電池の製造方法について説明する。図６は、実施形態にかかる溶接構造体（端子付き電極体）及び二次電池の製造方法の流れを示すフローチャートである。
図６に示すように、ステップＳ１において、端子付き蓋部材１６０（図７参照）を作製する。具体的には、蓋部１１２と、正極端子部材１２０と、負極端子部材１３０とを用意して、これらを組み付けて一体にする。これにより、図７に示すような、蓋部１１２と正極端子部材１２０と負極端子部材１３０とを有する端子付き蓋部材１６０を得る。
【００２７】
また、ステップＳ２において、電極体１５０を作製する。具体的には、図５に示すように、負極１５６、セパレータ１５７、正極１５５、及びセパレータ１５７を、この順に重ねるようにして捲回する。詳細には、正極１５５の正極活物質層未塗工部１５５ｂと負極１５６の負極活物質層未塗工部１５６ｂとが、幅方向ＤＢ（図５において左右方向）について互いに反対側に位置するようにして、負極１５６、セパレータ１５７、正極１５５、及びセパレータ１５７を扁平形状に捲回して、電極体１５０を形成する（図２参照）。
【００２８】
この電極体１５０は、電極体１５０の幅方向ＤＢの一方端部（図１及び図２において右端部）に、正極集電箔１５１の一部である矩形状をなす金属箔部１５５ｂ１が、複数、積層方向ＤＣ（電極体１５０の厚み方向）に積層された金属箔積層部１５５ｄを有し、且つ、電極体１５０の幅方向ＤＢの他方端部（図１及び図２において左端部）に、負極集電箔１５８の一部である矩形状をなす金属箔部１５６ｂ１が、複数、積層方向ＤＣ（電極体１５０の厚み方向）に積層された金属箔積層部１５６ｄを有している。
【００２９】
次に、電極体１５０のうち負極活物質層未塗工部１５６ｂの金属箔積層部１５６ｄに、端子付き蓋部材１６０に含まれる板状の負極集電端子１３２（金属板）を、抵抗溶接により接合する。
まず、本実施形態で用いる抵抗溶接機１０について説明する。抵抗溶接機１０は、図８に示すように、第１電極チップ３０と、第２電極チップ４０と、金属箔押さえ部５０と、第１ストッパーボルト６０と、第２ストッパーボルト７０とを有する。
【００３０】
第１電極チップ３０と第２電極チップ４０は、一対の電極チップであり、両者の間に金属箔積層部１５６ｄと負極集電端子１３２（金属板）とを積層方向ＤＣに積層した（重ね合わせた）積層体１８１を挟んで加圧した状態とし、積層体１８１に溶接電流を流すための部材である。なお、第１電極チップ３０は、積層方向ＤＣ（図８において上下方向）に移動可能とされている。一方、第２電極チップ４０は固定されており、不動である。ここで、積層方向ＤＣのうち金属箔積層部１５６ｄ側から負極集電端子１３２側に向かう方向（図８において下方）を第１積層方向ＤＣ１、その反対方向（図８において上方）を第２積層方向ＤＣ２とする。
【００３１】
本実施形態では、第１電極チップ３０と第２電極チップ４０との間に積層体１８１を配置した状態で、第１電極チップ３０によって、金属箔積層部１５６ｄに対し、第１積層方向ＤＣ１（図８において下方）に一定（規定）の圧縮荷重Ｆ１をかけることで、第１電極チップ３０と第２電極チップ４０とにより、積層体１８１（金属箔積層部１５６ｄと負極集電端子１３２）を一定の圧縮荷重Ｆ１で積層方向ＤＣに加圧（圧接）した状態とすることができる（図９参照）。
【００３２】
金属箔押さえ部５０は、複数の金属箔部１５６ｂ１が積層方向ＤＣに隙間を空けて積層されている金属箔積層部１５６ｄを、複数の金属箔部１５６ｂ１を隙間無く積層方向ＤＣに重ね合わせるようにして、負極集電端子１３２（金属板）に対し積層方向ＤＣに押圧する部材である。従って、金属箔押さえ部５０により金属箔積層部１５６ｄを押圧することで、金属箔押さえ部５０と負極集電端子１３２（金属板）との間に、複数の金属箔部１５６ｂ１が隙間無く積層方向ＤＣに積層された（重ね合わされた）金属箔積層部１５６ｄが配置される。なお、金属箔押さえ部５０は、積層方向ＤＣ（図８において上下方向）に移動可能とされている。また、金属箔押さえ部５０は、貫通孔５１を有する円筒形状であり、貫通孔５１内に第１電極チップ３０を挿通可能としている。
【００３３】
第１ストッパーボルト６０と第２ストッパーボルト７０とは、一対のストッパーである。第１ストッパーボルト６０は、図示しない部材を介して第１電極チップ３０に連結されており（第１電極チップ３０と一体になっており）、第１電極チップ３０と共に積層方向ＤＣに移動する。従って、第１電極チップ３０が積層方向ＤＣへ移動すると、同一の距離だけ、第１ストッパーボルト６０も積層方向ＤＣへ移動する。但し、第１ストッパーボルト６０は、図示しないサーボモータの駆動により、独立して（第１電極チップ３０とは別で）、積層方向ＤＣに移動可能にもされている。一方、第２ストッパーボルト７０は固定されており、不動である。第１ストッパーボルト６０と第２ストッパーボルト７０とは同軸で、積層方向ＤＣに向かい合って配置されている（図８参照）。第１ストッパーボルト６０が、第２ストッパーボルト７０よりも上方（第２積層方向ＤＣ２）に配置されている。
【００３４】
従って、後述する通電工程において、第１電極チップ３０と共に第１積層方向ＤＣ１（下方）に移動してゆく第１ストッパーボルト６０を、第２ストッパーボルト７０に当接させて停止させることで、第１電極チップ３０の第１積層方向ＤＣ１（下方）への移動を停止させることができる。
より具体的には、後述する加圧工程において、第１電極チップ３０と第２電極チップ４０とにより、積層体１８１（金属箔積層部１５６ｄと負極集電端子１３２）を一定の圧縮荷重Ｆ１で積層方向ＤＣに加圧（圧接）した状態で、第１ストッパーボルト６０と第２ストッパーボルト７０との距離（積層方向ＤＣにかかる距離）を一定値Ｌ１に設定すれば、通電工程において、当該通電工程を開始してから積層体１８１の形状変化（積層体１８１の軟化及び溶融による形状変化）に伴って第１積層方向ＤＣ１（図８において下方）に移動する第１電極チップ３０の移動量を、一定値Ｌ１にすることができる。
【００３５】
すなわち、通電工程を開始してからの一対の電極チップ間の距離（第１電極チップ３０と第２電極チップ４０との間の距離）の減少量を、予め設定した一定値Ｌ１にすることができる。換言すれば、通電工程において、第１電極チップ３０と第２電極チップ４０との間の距離の減少量が、一定値Ｌ１に達したとき、第１電極チップ３０の移動を停止させて、それ以降、第１電極チップ３０と第２電極チップ４０との間の距離を一定にすることができる。これにより、金属箔積層部１５６ｄと負極集電端子１３２とを安定して溶接することができ、金属箔積層部１５６ｄと負極集電端子１３２の間の溶接強度のバラツキを小さくすることができる。
【００３６】
引き続いて、電極体１５０のうち負極活物質層未塗工部１５６ｂの金属箔積層部１５６ｄに、板状の負極集電端子１３２（金属板）を、抵抗溶接により接合する方法について説明する。図８に示すように、第１電極チップ３０と第２電極チップ４０との間に、金属箔積層部１５６ｄと負極集電端子１３２（金属板）とを積層方向ＤＣに積層した（重ね合わせた）積層体１８１を配置した状態で、金属箔押さえ部５０によって金属箔積層部１５６ｄを第１積層方向ＤＣ１（下方）に押圧する。これにより、金属箔押さえ部５０と負極集電端子１３２（金属板）との間に、複数の金属箔部１５６ｂ１が隙間無く積層方向ＤＣに積層された（重ね合わされた）金属箔積層部１５６ｄが配置される。なお、このとき、負極集電端子１３２の下面は、第２電極チップ４０に当接した状態とされている。
【００３７】
次いで、ステップＳ３（加圧工程）に進み、第１電極チップ３０と第２電極チップ４０（一対の電極チップ）により、積層体１８１を積層方向ＤＣに挟み、第１電極チップ３０と第２電極チップ４０を通じて積層体１８１に対し積層方向ＤＣに一定（規定値）の圧縮荷重Ｆ１をかけた加圧状態とする。具体的には、図９に示すように、第１電極チップ３０を第１積層方向ＤＣ１（下方）に移動させ、金属箔押さえ部５０の貫通孔５１内を挿通させる。そして、第１電極チップ３０によって、金属箔積層部１５６ｄに対し、第１積層方向ＤＣ１（図９において下方）に一定の圧縮荷重Ｆ１をかける。これにより、第１電極チップ３０と第２電極チップ４０とにより、積層体１８１（金属箔積層部１５６ｄと負極集電端子１３２）を一定の圧縮荷重Ｆ１で積層方向ＤＣに加圧（圧接）した状態とする。
【００３８】
この状態で、第１ストッパーボルト６０と第２ストッパーボルト７０との間の積層方向ＤＣにかかる距離が、一定値Ｌ１であるか否かを確認する。一定値Ｌ１でない場合は、図示しないサーボモータの駆動により、第１ストッパーボルト６０を積層方向ＤＣに移動させて、第１ストッパーボルト６０と第２ストッパーボルト７０との間の積層方向ＤＣにかかる離間距離を、一定値Ｌ１に調整する。なお、本実施形態では、一定値Ｌ１＝０．５ｍｍとしている。
【００３９】
次いで、ステップＳ４（通電工程）に進み、第１電極チップ３０と第２電極チップ４０とにより、積層体１８１を圧縮荷重Ｆ１で積層方向ＤＣに加圧した状態で、第１電極チップ３０と第２電極チップ４０との間に、一定時間（例えば、２０ｍｓ）、一定の大きさの電流を流して、金属箔積層部１５６ｄと負極集電端子１３２（積層体１８１）を抵抗溶接する（図１０参照）。
【００４０】
ところで、通電工程では、当該通電工程を開始する（積層体１８１への通電を開始する）と、通電により発生する抵抗熱（ジュール熱）により、積層体１８１（金属箔積層部１５６ｄと負極集電端子１３２）が変形（軟化及び溶融）してゆく。この積層体１８１の変形に伴って、第１電極チップ３０が第１積層方向ＤＣ１（下方）に移動してゆき、第１電極チップ３０と第２電極チップ４０との間の距離（積層方向ＤＣの距離）は減少してゆく。
【００４１】
ところが、多数の溶接構造体（端子付き電極体）を順次製造してゆく（すなわち、通電工程を順次行ってゆく）と、第１電極チップ３０及び第２電極チップ４０の表面の状態（例えば、酸化状態、表面の形状）が変化してゆく。また、金属箔積層部１５６ｄ及び負極集電端子１３２の電気抵抗値も、一定とは限らない。このため、多数の溶接構造体（端子付き電極体）を順次製造してゆく（すなわち、通電工程を順次行ってゆく）と、通電工程において発生する抵抗熱（ジュール熱）が変動し、これに伴う積層体１８１の形状変化が、複数の積層体１８１の間で大きく異なることがあった。
【００４２】
このため、従来（例えば、特許文献１）の製造方法では、通電工程を順次行ってゆくと、通電工程における積層体の形状変化に伴って減少する第１電極チップと第２電極チップとの間の距離の減少量が、大きく変動することがあった。換言すれば、複数の通電工程の間で、通電工程における積層体の形状変化に伴って減少する一対の電極チップ間の距離の減少量が大きく異なることがあった。これにより、金属箔積層部と金属板との溶接強度に大きなバラツキが生じることがあった。
【００４３】
これに対し、本実施形態では、図１０に示すように、第１電極チップ３０と共に第１積層方向ＤＣ１（下方）に移動する第１ストッパーボルト６０を、第２ストッパーボルト７０に当接させることで、第１電極チップ３０の第１積層方向ＤＣ１（下方）への移動を制止している。より具体的には、先の加圧工程（ステップＳ３）において、第１電極チップ３０と第２電極チップ４０とにより、積層体１８１を圧縮荷重Ｆ１で積層方向ＤＣに加圧した状態で、第１ストッパーボルト６０と第２ストッパーボルト７０との距離（積層方向ＤＣにかかる距離）を一定値Ｌ１に設定している。
【００４４】
これにより、通電工程を開始してから積層体１８１の形状変化（積層体１８１の軟化及び溶融）に伴って第１積層方向ＤＣ１（図８〜図１０において下方）に移動する第１電極チップ３０の移動量を、一定値Ｌ１にすることができる。なお、図１０では、先の加圧工程（ステップＳ３）において、第１電極チップ３０と第２電極チップ４０とにより積層体１８１を圧縮荷重Ｆ１で積層方向ＤＣに加圧した状態における、第１電極チップ３０と第１ストッパーボルト６０を、二点鎖線で示している。
【００４５】
換言すれば、通電工程において、第１電極チップ３０と第２電極チップ４０との間の距離の減少量が、一定値Ｌ１に達したとき、第１電極チップ３０の移動を停止させて、それ以降、第１電極チップ３０と第２電極チップ４０との間の距離を一定にすることができる。このときの状態を、図１０に示している。これにより、複数の積層体１８１を順次溶接していく（通電工程を順次繰り返し行う）場合でも、金属箔積層部１５６ｄと負極集電端子１３２とを安定して溶接することができ、金属箔積層部１５６ｄと負極集電端子１３２の間の溶接強度のバラツキを小さくすることができる。このことは、後述する溶接試験の結果より明らかである。
【００４６】
なお、通電工程では、第１電極チップ３０と第２電極チップ４０との間に流す電流値の大きさ、及び、通電時間を、「仮に、第１ストッパーボルト６０と第２ストッパーボルト７０とにより第１電極チップ３０の移動を制限しないとしたならば、通電による第１電極チップ３０と第２電極チップ４０との間の距離の減少量が一定値Ｌ１以上となる」値に設定している。
【００４７】
また、通電工程において、第１電極チップ３０と第２電極チップ４０との間の距離の減少量が、一定値Ｌ１に達したとき、第１電極チップ３０の移動を停止させて、それ以降、第１電極チップ３０と第２電極チップ４０との間の距離を一定にすることで、第１電極チップ３０及び第２電極チップ４０に過度な荷重がかかるのを抑制することができる。これにより、第１電極チップ３０及び第２電極チップ４０の劣化の進行を遅らせることができ、第１電極チップ３０及び第２電極チップ４０の寿命を長くすることができる。
【００４８】
次に、電極体１５０の正極活物質層未塗工部１５５ｂの金属箔積層部１５５ｄに、端子付き蓋部材１６０に含まれる板状の正極集電端子１２２を、超音波溶接により接合する。具体的には、図示しない超音波アンビルと超音波ホーンとにより、金属箔積層部１５５ｄと正極集電端子１２２を挟んで圧接する。この状態で、超音波ホーンを超音波振動させて、正極集電端子１２２を金属箔積層部１５５ｄに接合する。
【００４９】
これにより、図１１に示すように、正極端子部材１２０と正極１５５とが電気的に接続され、且つ、負極端子部材１３０と負極１５６とが電気的に接続されると共に、端子付き蓋部材１６０と電極体１５０とが一体にされた端子付き電極体１７０（溶接構造体）が完成する。この端子付き電極体１７０は、端子付き蓋部材１６０と電極体１５０とが溶接された溶接構造体であって、電極体１５０の金属箔積層部１５６ｄと端子付き蓋部材１６０の負極集電端子１３２（金属板）とが抵抗溶接により接合された溶接構造体である。
【００５０】
その後、ステップＳ５に進み、端子付き電極体１７０（溶接構造体）の電極体１５０を、角形収容部１１１内に収容すると共に、蓋部１１２で角形収容部１１１の開口を閉塞する。次いで、蓋部１１２と角形収容部１１１とを溶接する。なお、蓋部１１２の中央には、蓋部１１２を貫通する注液孔１１２ｂが形成されている（図１参照）。
【００５１】
次に、ステップＳ６に進み、電池ケース１１０の注液孔１１２ｂを通じて、非水電解液１４０を電池ケース１１０内に注入して、非水電解液１４０を電極体１５０内に含浸させる。その後、注液孔１１２ｂを注液蓋１１４で封止することで、本実施形態の二次電池１００が完成する（図１参照）。
【００５２】
（溶接試験）
次に、電極体１５０と負極端子部材１３０を、それぞれ複数個（具体的には、３０００個）ずつ用意し、前述の抵抗溶接機１０を用いて、順次、ステップＳ３（加圧工程）及びステップＳ４（通電工程）を行い、電極体１５０の金属箔積層部１５６ｄと負極端子部材１３０の負極集電端子１３２（積層体１８１）を抵抗溶接した（図８〜図１０参照）。但し、本試験では、第１電極チップ３０及び第２電極チップ４０の交換は行うことなく、３０００個のサンプルの溶接を同一の第１電極チップ３０及び第２電極チップ４０で行っている。
【００５３】
また、本試験では、いずれの抵抗溶接においても、一定値Ｌ１＝０．５ｍｍとしている。すなわち、３０００回の加圧工程において、第１電極チップ３０と第２電極チップ４０とにより、積層体１８１（金属箔積層部１５６ｄと負極集電端子１３２）を一定の圧縮荷重Ｆ１で積層方向ＤＣに加圧（圧接）した状態で、第１ストッパーボルト６０と第２ストッパーボルト７０との間の積層方向ＤＣにかかる離間距離を、一定値Ｌ１＝０．５ｍｍに統一している。これにより、３０００回の通電工程において、積層体１８１の形状変化（軟化及び溶融）に伴って第１積層方向ＤＣ１（図８〜図１０において下方）に移動する第１電極チップ３０の移動量を、一定値Ｌ１＝０．５ｍｍに統一した。
【００５４】
その後、上述のようにして、電極体１５０の金属箔積層部１５６ｄに負極端子部材１３０の負極集電端子１３２を抵抗溶接した３０００個のサンプルについて、金属箔積層部１５６ｄと負極集電端子１３２との溶接強度を把握するため、引張強度試験を行った。具体的には、各々のサンプルを、公知の引張強度試験機にセットし、負極集電端子１３２を金属箔積層部１５６ｄ（負極活物質層未塗工部１５６ｂ）から引き離す方向（第１積層方向ＤＣ１）に引っ張り、負極集電端子１３２が金属箔積層部１５６ｄ（負極活物質層未塗工部１５６ｂ）から剥がれるまでの間の引張応力の最大値（Ｎ）を測定した。この試験結果を、図１２に示す。なお、図１２では、引張応力の最大値を、引張強度（Ｎ）として記載している。
【００５５】
図１２に示すように、３０００個のサンプルでは、いずれも引張強度が２２０〜２４０Ｎの範囲内の値となった。この結果より、本実施形態の製造方法によれば、金属箔積層部１５６ｄと負極集電端子１３２（金属板）とを安定して溶接することができ、金属箔積層部１５６ｄと負極集電端子１３２の間の溶接強度のバラツキを小さくすることができるといえる。すなわち、通電工程において、積層体１８１の形状変化（軟化及び溶融）に伴って第１積層方向ＤＣ１（図８〜図１０において下方）に移動する第１電極チップ３０の移動量を、一定値Ｌ１にすることで、金属箔積層部１５６ｄと負極集電端子１３２（金属板）の間の溶接強度のバラツキを小さくすることができるといえる。
【００５６】
（一定値Ｌ１の好ましい範囲）
次に、一定値Ｌ１の好ましい範囲を調査した。具体的には、複数のサンプルを用意し、一定値Ｌ１の値を０．２ｍｍ〜１．２ｍｍの範囲内で異ならせて、実施形態と同様にして、各々のサンプルについて金属箔積層部１５６ｄと負極集電端子１３２とを抵抗溶接した。その後、これらのサンプルについて、前述の溶接試験と同様に、金属箔積層部１５６ｄと負極集電端子１３２との溶接強度を把握するため、引張強度試験を行った。この結果を図１３に示す。
【００５７】
図１３に示すように、一定値Ｌ１の値を０．４ｍｍ以上として溶接することで、金属箔積層部１５６ｄと負極集電端子１３２との溶接強度を高めることができた。しかしながら、一定値Ｌ１の値を０．７ｍｍよりも大きくして溶接した場合には、負極集電端子１３２（金属板）の変形が大きくなった。溶接強度（引張強度）は高いほうが好ましく、負極集電端子１３２（金属板）の変形は小さいほうが好ましい。従って、一定値Ｌ１の値は、０．４ｍｍ以上０．７ｍｍ以下とするのが好ましいといえる。
【００５８】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【００５９】
例えば、実施形態では、金属箔積層部として、扁平捲回型の電極体１５０を構成する負極集電箔の端部（負極活物質層未塗工部１５６ｂ）のうち、積層方向ＤＣに並ぶ矩形状の部位（これが金属箔部に相当する）が、複数、積層方向ＤＣに積層されたものを例示した。しかしながら、金属箔積層部は、これに限定されるものではない。例えば、金属箔積層部は、積層型電極体を構成する電極の集電箔（正極集電箔または負極集電箔）の端部（金属箔のみからなる活物質層未塗工部、これが金属箔部に相当する）が、複数、積層方向に積層されたものであっても良い。
【００６０】
また、金属箔積層部は、電極体の一部に限定されるものではなく、「金属箔からなる複数の金属箔部が積層方向に積層されたもの」であれば、いずれのものであっても良い。
また、実施形態では、金属板として、集電端子（負極集電端子１３２）を例示したが、金属板はこれに限定されるものではない。金属板は、板状の金属部材であれば、いずれのものであっても良い。
【符号の説明】
【００６２】
１０  抵抗溶接機
３０  第１電極チップ
４０  第２電極チップ
６０  第１ストッパーボルト
７０  第２ストッパーボルト
１００  二次電池
１３０  負極端子部材
１３２  負極集電端子（金属板）
１５６ｂ  負極活物質層未塗工部
１５６ｂ１  金属箔部
１５６ｃ  負極活物質層塗工部
１５６ｄ  金属箔積層部
１５８  負極集電箔（金属箔）
１５９  負極活物質層
１１０  電池ケース
１１２  蓋部
１５０  電極体
１５５  正極
１５６  負極
１５７  セパレータ
１６０  端子付き蓋部材
１７０  端子付き電極体（溶接構造体）
１８１  積層体
ＤＢ  幅方向
ＤＣ  積層方向
Ｌ１  一定値
Ｓ３  加圧工程
Ｓ４  通電工程
【図１】
0006601161.tif 000002
【図２】
0006601161.tif 000003
【図３】
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【図４】
0006601161.tif 000005
【図５】
0006601161.tif 000006
【図６】
0006601161.tif 000007
【図７】
0006601161.tif 000008
【図８】
0006601161.tif 000009
【図９】
0006601161.tif 000010
【図１０】
0006601161.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0006601161.tif 000013
【図１３】
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