(57)【要約】【課題】高率放電性能のバラツキを低コストで抑制可能な密閉型電池を提供する。【解決手段】リチウムイオン電池３０は、電池容器１６内の中央に収容された捲回群１１を備えており、捲回群１１の上部には正極集電板１が配置されている。正極集電板１の外周部には、テーパ部１ａが形成されており、捲回群１４から導出された正極集電タブ３がテーパ部１ａと、テーパ部１ａに対向する環状正極リング２とに挟まれ正極集電板１側から摩擦攪拌接合されて円形状の接合部７が形成されている。正極集電タブ３を介してテーパ部１ａ及び正極リング２を治具４、５により挟むことで、テーパ部１ａが正極リング２に沿って曲がりテーパ部１ａと正極集電タブ３との隙間が減少し、摩擦攪拌接合することで、接合部が塑性流動状態となり正極集電タブ３同士の隙間に充填される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
渦巻き状の捲回群の端面から導出された多数の集電タブが、外周側ほど薄いテーパ部を有する円盤状集電板と、前記テーパ部に対向する環状当て板とに挟まれ、前記集電板側から摩擦攪拌接合されたことを特徴とする密閉型電池。
【請求項２】
前記集電板のテーパ部の角度が１°乃至５°であることを特徴とする請求項１に記載の密閉型電池。
【請求項３】
渦巻き状の捲回群の端面から導出された多数の集電タブが、円盤状集電板の外周部と、前記外周部に対向し外周側ほど薄いテーパ状の環状当て板とに挟まれ、前記集電板側から摩擦攪拌接合されたことを特徴とする密閉型電池。
【請求項４】
前記当て板のテーパの角度が１°乃至５°であることを特徴とする請求項３に記載の密閉型電池。
【請求項５】
渦巻き状の捲回群の端面から導出された多数の集電タブが、外周部が上方に反った円盤状集電板と、前記外周部に対向し外周側ほど上方に反った裁頭円錐台形状当て板とに挟まれ、前記集電板側から摩擦攪拌接合されたことを特徴とする密閉型電池。
【請求項６】
前記集電板の外周部の上方への反り角度が、前記当て板の上方への反り角度より１°乃至５°大きいことを特徴とする請求項５に記載の密閉型電池。
【請求項７】
摩擦攪拌接合用の接合ツールと、前記集電板及び前記捲回群とが互いに逆方向の回転により接合されたことを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の密閉型電池。
【請求項８】
前記集電タブは、前記集電板に前記ツールが圧入された接合開始点から前記集電板が３６０゜回転した後更に２０゜以上回転した位置まで接合されたことを特徴とする請求項１、請求項３及び請求項５のいずれか１項に記載の密閉型電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉型電池に係り、特に、渦巻き状の捲回群の端面から導出された多数の集電タブが、円盤状集電板と、環状当て板とに挟まれて接合された密閉型電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、密閉型電池は家電製品に汎用されており、最近では、密閉型電池の中でも特にリチウム電池が数多く用いられるに至っている。リチウム電池はエネルギ密度が高いことから、電気自動車（ＥＶ）又はハイブリッド車（ＨＥＶ）の車載電源としても開発が進められている。このような用途においては、高出力が要求されるため、密閉型電池の捲回群から多数の集電タブを導出して集電体に接続する必要があり、例えば、集電タブを円盤状の集電板と当て板とで挟持して溶接する構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、集電板に集電タブが超音波溶接された構造も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１１８５６１号公報（図１、段落番号「００２７」〜「００２９」）
【特許文献２】
特開２００２−０５０３３８号公報（図２、段落番号「０００９」）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、集電板と当て板との間に集電タブを挟んでレーザで溶接しているが、挟まれる集電タブの枚数が位置によってまちまちなので、集電タブの枚数が少ないところでは隙間が多くなり接合が不完全になりやすく、電池の高率放電性能のバラツキが大きくなる、という問題がある。
【０００５】
また、特許文献２の技術では、集電板に箔状の集電タブを接続するために超音波溶接を用いているが、集電板と捲回群との間に挿入できるアンビルの厚さに制約があるため、溶接箇所に十分な強度を持たせることが難しく、大きな振動が加わるので、アンビルの寿命が短くなる。
【０００６】
本発明は、上記事案に鑑み、高率放電性能のバラツキを低コストで抑制可能な密閉型電池を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、渦巻き状の捲回群の端面から導出された多数の集電タブが、外周側ほど薄いテーパ部を有する円盤状集電板と、前記テーパ部に対向する環状当て板とに挟まれ、前記集電板側から摩擦攪拌接合されている。
【０００８】
第１の態様では、集電板のテーパ部が外周側ほど薄いため、集電タブを介して集電板と当て板とを治具により挟むことでテーパ部が当て板に沿って曲がりテーパ部と集電タブとの隙間が減少し、集電タブを集電板側から摩擦攪拌接合することで集電板の接合部が塑性流動状態となり集電タブ同士の隙間に充填されるので、電気抵抗が減少し高率放電性能のバラツキの少ない電池とすることができると共に、治具で集電タブを介して集電板と当て板とを挟んだ状態で摩擦攪拌接合することで治具にかかる振動等の負荷を小さくすることができるので、治具が長期間使用できコストを低減させることができる。本態様において、集電板のテーパ部の角度が５゜を超えると剛性が大きくなりテーパ部が曲りずらくなるのでテーパ部と集電タブとに隙間が生じやすく、１゜未満のときは治具で挟んでもテーパ部が当て板に沿って曲がりずらいので、集電板のテーパ部の角度を１°乃至５°とすることが好ましい。
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の第２の態様は、渦巻き状の捲回群の端面から導出された多数の集電タブが、円盤状集電板の外周部と、前記外周部に対向し外周側ほど薄いテーパ状の環状当て板とに挟まれ、前記集電板側から摩擦攪拌接合されている。
【００１０】
第２の態様では、当て板が外周側ほど薄いテーパ状のため、集電タブを介して集電板と当て板とを治具により挟むことで集電板が当て板に沿って曲がり集電板と集電タブとの隙間が減少し、集電タブを集電板側から摩擦攪拌接合することで集電板の接合部が塑性流動状態となり集電タブ同士の隙間に充填されるので、電気抵抗が減少し高率放電性能のバラツキの少ない電池とすることができると共に、治具で集電タブを介して集電板と当て板とを挟んだ状態で摩擦攪拌接合することで治具にかかる振動等の負荷を小さくすることができるので、治具が長期間使用できコストを低減させることができる。本態様において、当て板のテーパの角度が５゜を超えると集電板が当て板に沿って曲りずらくなるので集電板と集電タブとに隙間が生じやすく、１゜未満のときは治具で挟んでも集電板が当て板に沿って曲がりずらいので、当て板のテーパの角度を１°乃至５°とすることが好ましい。
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の第３の態様は、渦巻き状の捲回群の端面から導出された多数の集電タブが、外周部が上方に反った円盤状集電板と、前記外周部に対向し外周側ほど上方に反った裁頭円錐台形状当て板とに挟まれ、前記集電板側から摩擦攪拌接合されている。
【００１２】
第３の態様では、集電板の外周部が上方に反い、当て板が外周側ほど上方に反っているため、集電タブを介して集電板と当て板とを治具により挟むことで集電板が当て板に沿って曲がり集電板と集電タブとの隙間が減少し、集電タブを集電板側から摩擦攪拌接合することで上記態様と同様に高率放電性能のバラツキが小さくコストの低減された電池とすることができると共に、当て板が裁頭円錐台形状なので、接合の強度を向上させることができ、集電板及び当て板を反らすだけでテーパ部を形成するプレス機が不要なので、更にコストを低減することができる。本態様において、集電板の外周部の上方への反り角度が当て板の上方への反り角度より５°を超えて大きくなると剛性が大きくなり曲りずらくなるので隙間が生じやすく、１゜未満のときは集電板が当て板に沿って曲がりずらいので、集電板の外周部の反り角度を当て板の反り角度より１°乃至５°大きくすることすることが好ましい。
【００１３】
上記態様において、摩擦攪拌接合用の接合ツールと、集電板及び捲回群とを互いに逆方向の回転により接合すれば、経験上、欠陥を接合箇所の外周側に生じさせることができるため、欠陥が内周側に生ずるときに比べ欠陥による電気抵抗の増大を抑制することができるので、高率放電性能のバラツキを小さくすることができる。
【００１４】
また、上記態様において、集電タブを、集電板にツールが圧入された接合開始点から集電板が３６０゜回転した後更に２０゜以上回転した位置まで接合すれば、接合開始点付近の欠陥を補修することができるので、高率放電性能のバラツキを更に小さくすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明が適用可能な円筒密閉型リチウムイオン電池の実施の形態について説明する。
【００１６】
（構成）
図１に示すように、本実施形態の円筒密閉型リチウムイオン電池（以下、リチウムイオン電池、という。）３０は、中空円筒状でポリプロピレン（ＰＰ）製の捲芯１５の周りに正負極板が合成樹脂製微多孔薄膜のセパレータを介して捲回された渦巻き状捲回群１４が、導電性の有底電池容器１６の中央部に収容されている。電池容器１６は、厚さ０．５ｍｍのＳＰＣＣ（冷間圧延鋼鈑）を深絞り加工で有底円筒状に成形した後、内面を含めてニッケルの電気メッキを施して作製されている。
【００１７】
捲回群１４の正極板からは、多数の短冊状の正極集電タブ３が、電池容器１６の上方側へ導出されている。正極集電タブ３は、正極板の基材となる厚さ２０μｍのアルミニウム合金箔を切り欠いて作製されている。捲芯１５の上端側の中空部には、アルミニウム合金製円盤状正極集電板１の中央に形成されたスリーブが挿嵌されている。スリーブはプレスによる深絞り加工により形成されている。正極集電タブ３の端部は、正極集電板１の外周部と、外周部に対向して配置され平板環状の正極リング２との間に挟まれて摩擦攪拌接合により正極集電板１側から接合されている。正極リング２は、アルミニウム合金製板の打ち抜き加工により作製されている。
【００１８】
図２（Ａ）に示すように、接合前では、端部に段差が形成された治具５に正極リング２が載置されており、正極集電板１の上方に治具４が配置されている。正極集電板１は、外周部に外周側ほど薄いテーパ部１ａを有している。テーパ部１ａの角度、すなわち、テーパ部１ａの水平面と斜面とのなす角度Ｄは、１゜以上５゜以下に設定されている。このため、テーパ部１ａの斜面と正極リング２の上面との隙間は、外周側ほど大きくなっている。図２（Ｂ）に示すように、接合時には、テーパ部１ａは、治具４、５により拘束され正極リング２に沿うように曲げられることで、テーパ部１ａと正極集電タブ３との内周側の隙間が減少して均一化される。テーパ部１ａには、円柱状の摩擦攪拌接合ツール６を用いる摩擦攪拌接合により、断面半円状の接合部７が形成されている。接合部７は、正極集電板１の外周部にツール６の直径の幅で円形状に形成されている（図７参照）。
【００１９】
摩擦攪拌接合は、図３に示す合金工具鋼製の摩擦攪拌接合ツール６を用いて行われる。ツール６は、先端側に円柱状ピン２５が突出しており、ピン２５の基部周囲には、ツール６の角部となるショルダ部２６を有している。また、ピン２５を除いたツール６の先端面には、ツール６の外周から中心に向かうにつれ深くなる凹部が形成されている。ツール６は不図示の支持台に支持されており上下方向に移動可能とされている。また、ツール６は高速で固定中心点Ｔを中心に時計回りに回転可能とされている（図７参照）。
【００２０】
図７に示すように、正極集電板１が固定された捲回群１４は、不図示の摩擦攪拌接合装置の載置台に載置され、治具４、５に拘束されて、正極集電板１の中心点Ｏを中心に反時計回りに回転可能とされている。摩擦攪拌接合では、ツール６を時計回りに回転させながら捲回群１４に固定された正極集電板１の外周部に押しつけて、摩擦熱を発生させ、摩擦熱によって正極集電板１の表層を塑性流動させ、ツール６により攪拌して接合する。従って、ツール６と正極集電板１とは互いに逆方向に回転して接合される。正極集電タブ３は、正極集電板１にツール６が圧入された接合開始点Ｇから正極集電板１が３６０゜回転した後、更に２０゜以上回転した位置まで接合されている。
【００２１】
正極集電板１の上面には、略Ｕ字状の正極リード板の一端側が接合されており、正極リード板の他端側は電池の蓋となる封口電池蓋群を構成する皿状の上蓋ケース下面に接合されている。封口電池蓋群は、上蓋ケース、電池内圧が所定圧となると開裂して内圧を外部に開放する安全弁１３、安全弁１３を挟んで周縁部を上蓋ケースの周縁部でカシメられ正極外部端子として電池外部へ露出される導電性の上蓋キャップ１２及び上蓋ケースの皿底部外面周縁に配置され安全弁１３を押さえるリング状の弁押さえで一体に構成されている。
【００２２】
一方、捲回群１４の負極板からは、多数の短冊状の負極集電タブ１０が電池容器１６の底側へ導出されている。負極集電タブ１０は、負極板の基材となる厚さ１０μｍのニッケル箔を切り欠いて作製されている。負極集電タブ１０の端部は、ニッケル製で円盤状負極集電板８の外周部と、外周部に対向して配置された銅製で環状の負極リング９との間に挟持されて摩擦攪拌接合により負極集電板８側から接合されている。
【００２３】
図４（Ａ）に示すように、負極リング９は、外周側ほど薄いテーパ状とされている。テーパの角度、すなわち、負極リング９の水平面と斜面とのなす角度は、１゜以上５゜以下に設定されている。負極リング９は、銅板の抜き打ち加工により環状とされており、不図示のプレス機によりプレスすることで外周側ほど薄いテーパ状に作製されている。このため、摩擦攪拌接合前では、負極リング９の斜面と負極集電板８の底面との隙間は、外周側ほど大きくなっている。図４（Ｂ）に示すように、負極集電板８は、外周部にテーパ部が形成されておらず、中央部に放熱フィンとして機能する一対の舌状突起が対向するように上方に立設されている（図１参照）。治具４、５により拘束するときには、負極集電板８の外周部は負極リング９の斜面に沿うように曲げられることで、負極リング９と負極集電タブ１０との内周側の隙間が減少して均一化される。正極側と同様に摩擦攪拌接合により負極集電板８の外周側に接合部が円形状に形成されている。
【００２４】
負極集電板８の中心部で舌状突起が立設された面の背面側には、凸設形状のプロジェクションが形成されている。舌状突起は捲芯１５の中空部に挿入されており、プロジェクションは電池容器１６の底面に抵抗溶接で接合されている。なお、捲芯１５の下端は負極集電板８の平板部に連通穴を跨ぐように当接固定されている。
【００２５】
封口電池蓋群は、電気的絶縁性及び耐熱性を有する絶縁部材を介して電池容器１６の上部でカシメ固定され、リチウムイオン電池３０の内部は密閉されている。また、リチウムイオン電池３０には、電池容器１６内にエチレンカーボネート、ジメチルカーボネート及ジエチルカーボネートの混合溶媒に６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）を加えた図示しない非水電解液が所定量注入されており、捲回群１４はこの図示しない非水電解液に浸潤されている。
【００２６】
（作用）
次に、本実施形態のリチウムイオン電池３０の作用等について説明する。
【００２７】
正極集電タブ３の接合に摩擦攪拌接合を採用する場合には、レーザ溶接よりも更に強固にワークを固縛する必要がある。このため、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、治具４、５によって正極集電板１及び正極リング２を拘束しても、正極集電タブ３の弾性のため、テーパ部１ａの内周側が浮き上がり正極集電タブ３同士に隙間が生ずる。本実施形態のリチウムイオン電池３０は、正極集電板１のテーパ部１ａが外周側ほど薄い。このため、正極集電タブ３を介して正極集電板８と正極リング２とを治具４、５により挟むことで、テーパ部１ａが正極リング２に沿って曲がり正極集電タブ３同士の隙間やテーパ部１ａと正極集電タブ３との隙間が減少しテーパ部１ａと正極リング２との間隔が均一化される。また、正極集電板８側から摩擦攪拌接合することで、正極集電板８の接合部が塑性流動状態となり正極集電タブ３同士の隙間に充填される。このため、接合部７での電気抵抗が減少し高率放電性能のバラツキの少ない電池を得ることができる。
【００２８】
また、本実施形態のリチウムイオン電池３０では、治具４、５で正極集電タブ３を介して正極集電板８と正極リング２とを挟んだ状態で摩擦攪拌接合するので、超音波溶接するときに比べ、治具４、５にかかる振動等の負荷を小さくすることができる。このため、治具４、５が長期間使用できるので、コストを低減させることができる。
【００２９】
更に、本実施形態のリチウムイオン電池３０は、テーパ部１ａの角度Ｄが１゜以上５゜以下に設定されている。正極集電板８のテーパ部１ａの角度を５゜以下としたので、剛性が小さくなりテーパ部１ａが曲りやすくなり、１゜以上としたので治具４、５で挟むことでテーパ部１ａが正極リング２に沿って曲がりやすくなり、テーパ部１ａと正極集電タブ３とに隙間が生ずることを防止することができる。
【００３０】
更にまた、本実施形態のリチウムイオン電池３０は、正極集電板１はアルミニウム合金製なので、負極集電板８のニッケル板に比べ強度が小さく、小さい力でプレス機によりテーパ部１ａを形成することができる。従って、強力なプレス機が不要なので、コスト高となることを防止することができる。
【００３１】
また、本実施形態のリチウムイオン電池３０は、負極リング９が外周側ほど薄いテーパ状とされている。このため、正極側と同様に、負極集電タブ１０を介して負極集電板８と負極リング９とを治具４、５により挟むことで、負極集電板８が負極リング９に沿って曲がり負極集電板８と負極集電タブ１０との隙間が減少し、負極集電板８と負極リング９との間隔が均一化される。また、負極集電タブ１０を負極集電板８側から摩擦攪拌接合することで、負極集電板８の接合部が塑性流動状態となり負極集電タブ１０同士の隙間に充填される。このため、接合部の電気抵抗が減少し高率放電性能のバラツキの少ない電池とすることができる。
【００３２】
更に、本実施形態のリチウムイオン電池３０は、正極側と同様に、治具４、５で負極集電タブ１０を介して負極集電板８と負極リング９とを挟んだ状態で摩擦攪拌接合することで、治具４、５にかかる振動等の負荷を小さくすることができる。従って、治具４、５が長期間使用できるので、コストを低減させることができる。
【００３３】
また更に、本実施形態のリチウムイオン電池３０は、負極リング９のテーパの角度が１°以上５°以下に設定されている。このため、負極リング９のテーパの角度を５゜以下としたので負極集電板８が負極リング９に沿って曲りやすくなり、１゜以上としたので負極集電板８が負極リング９に沿って曲がりやすくなり、負極集電板８と負極集電タブ１０とに隙間が生ずることを防止することができる。
【００３４】
また、負極集電板８はニッケル製なので、アルミニウム合金に比べ強度が大きく、テーパ部を形成するために強力なプレス機が必要となる。本実施形態のリチウムイオン電池３０では、銅製の負極リング９をテーパ状とした。このため、負極集電板８の外周側をテーパ状とする必要がなく強力なプレス機が不要なので、コスト高となることを防止することができる。
【００３５】
更に、ツール６を時計回りに、正極集電板１を反時計回りに回転して接合するときには、ツール６の進行方向左側、すなわち、正極集電板１の外周側に欠陥が発生しやすいことが経験上知られている。本実施形態のリチウムイオン電池３０では、ツール６を時計回りに、正極集電板１を反時計回りに回転して接合するので、欠陥が接合部７の外周側に生じやすくなる。従って、通電経路側（内周側）に欠陥が生ずることによる電気抵抗の増大を抑制して高率放電性能のバラツキの少ない電池を得ることができる。
【００３６】
また、本実施形態のリチウムイオン電池３０では、正極集電板１及び正極集電タブ３は、接合開始点Ｇから３６０゜回転した後、更に２０゜以上回転した位置まで接合されている。このため、接合開始点Ｇ付近の欠陥を補修することができるので、接合の安定性を更に向上させることができると共に、接合面積を大きくすることができるので、大電流放電に優れた電池とすることができる。
【００３７】
なお、本実施形態では、正極側では正極集電板１、負極側では負極リング９をそれぞれテーパ部、テーパ状とする例を示したが、正極側では正極リング２、負極側では負極集電板８にそれぞれテーパ部を形成するようにしてもいし、正、負極集電板１、８及び正、負極リング２、９共にテーパ部を形成するようにしてもよい。このようにしても接合時の正、負極集電タブ３、１０同士の隙間を減少させ、高率放電特性のバラツキの小さい電池を得ることができる。
【００３８】
また、本実施形態では、正極集電板１、負極リング９にそれぞれテーパ部を形成する例を示したが、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、正極集電板２１の外周部にテーパ部を形成せず水平方向から上方に角度Ｄ１だけ反らせ、正極リング２２が水平方向に対して角度Ｄ２だけ上方に反る裁頭円錐台形状としてもよい（Ｄ１＞Ｄ２＋ｄ（ｄは１゜〜５゜））。このようにしても、接合時に正極集電板２１の外周部と正極リング２２との隙間を低減することができるので、高率放電特性のバラツキの小さい電池とすることができる。また、正極集電板１又は正極リング２にテーパ部を形成する必要がないので、強力なプレス機が不要となりコストを低減することができる。更に、正極リング２２が裁頭円錐台形状なので、接合部の強度を向上させることができる。なお、正極リング２２は上方に反っていない平板としてもよい。
【００３９】
更に、本実施形態では、載置台に載置された捲回群１４を回転させ、ツール６を固定中心点Ｔで回転させて円形状に接合する例を示したが、捲回群１４を載置台に載置して固定し、ツール６側を円形状に回転するようにしても、同様に接合することができる。
【００４０】
【実施例】
次に、上記実施形態に従って作製した実施例のリチウムイオン電池について説明する。比較のために作製した電池についても併記する。なお、電池の容量は６Ａｈとし、ショルダ径４ｍｍ、ピン径１ｍｍ、ピンの長さ１ｍｍ、１．２ｍｍ、１．５ｍｍの３種類のツールをテーパ部の厚さに応じて選択して使用した。
【００４１】
（比較例１）
下表１に示すように、比較例１では、正極集電板に外径３５ｍｍ、厚さ１．６ｍｍ、テーパ部のないアルミニウム合金Ａ３００３−Ｈ１４、正極リングに外径３７ｍｍ、内径２３ｍｍ、厚さ１ｍｍのアルミニウム合金Ａ３００３−Ｈ１４、負極集電板に厚さ０．５ｍｍのニッケル板、負極リングにテーパ状でない厚さ１．６ｍｍの銅板を用いて、捲回群の回転方向を反時計回り（ＣＣＷ）、捲回群の回転角度を３８０゜として電池を作製した。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
（比較例２）
表１に示すように、比較例２では、回転角度を３６０゜とし、それぞれ正負極集電タブをレーザ溶接により接合した以外は比較例１と同様に電池を作製した。
【００４４】
（実施例１）
表１に示すように、実施例１では、正極集電板の外周部に幅７ｍｍ、外周端部の厚さ０．５ｍｍのテーパ部を形成し、テーパ部の角度を１゜とし、負極リングのテーパの斜面の角度を１゜とした以外は比較例１と同様に電池を作製した。
【００４５】
（実施例２、３）
表１に示すように、実施例２、３では、テーパ部の角度をそれぞれ２゜、３゜とし、負極リングのテーパの斜面の角度をそれぞれ２゜、３゜とした以外は実施例１と同様に電池を作製した。
【００４６】
（実施例４）
表１に示すように、実施例４では、テーパ部の角度を３゜とし、負極リングのテーパの斜面の角度を３゜とし、回転角度を３６０゜とした以外は実施例１と同様に電池を作製した。
【００４７】
（実施例５、６）
表１に示すように、実施例５、６では、回転角度をそれぞれ４００゜、４５０゜とした以外は実施例４と同様に電池を作製した。
【００４８】
（実施例７）
表１に示すように、実施例７では、捲回群を時計回り（ＣＷ）に回転した以外は実施例３と同様に電池を作製した。
【００４９】
（実施例８）
表１に示すように、実施例８では、テーパ部の角度を５゜とし、負極リングのテーパの斜面の角度を５゜とした以外は実施例１と同様に電池を作製した。
【００５０】
（実施例９、１０）
表１に示すように、実施例９、１０では、テーパ部の角度をそれぞれ７゜、９゜とし、負極リングのテーパの斜面の角度をそれぞれ７゜、９゜とした以外は実施例１と同様に電池を作製した。
【００５１】
＜試験＞
上述したように作製した実施例及び比較例の電池をそれぞれ１００個ずつ計１２００個準備し、通電時の電池の内部抵抗値を測定し、それぞれ１００個の平均値を算出した。下表２に試験結果を示す。
【００５２】
【表２】
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【００５３】
比較例２の電池では、正負極集電タブがそれぞれレーザ溶接されているので、内部抵抗値が６．０９であったのに対して、実施例の電池では、摩擦攪拌接合されているので、内部抵抗値が４．３７であった。従って、摩擦攪拌接合により高率放電性能のバラツキが小さい電池が得られることが判明した。
【００５４】
また、比較例の電池では、テーパ部の角度が１゜〜５゜の範囲外のため、拘束時にテーパ部の剛性が高くなりすぎて逆に正極集電板の外周側に隙間が生じ、接合部の欠陥が発生しやすくなり、内部抵抗値が大きくなったと考えられる。従って、テーパ部の角度を１゜以上５゜以下とすることで、高率放電性能のバラツキが小さい電池を得ることができることが判明した。
【００５５】
更に、実施例７の電池では、内部抵抗値が４．６５であったのに対して、実施例３の電池では、内部抵抗値が４．１４であった。従って、摩擦攪拌接合時には、ツールと捲回群とを互いに逆向きに回転することがよいことが判明した。
【００５６】
そして、実施例３、４及び５の電池では、それぞれ、内部抵抗値が４．１４、４．３３、４．１５であった。実施例３の電池は、回転角度が３８０゜なので、回転角度が３６０゜の実施例４の電池に比べて、接合開始点Ｇの欠陥を補修することができるので、内部抵抗値を低減することができた。また、実施例５及び６の電池では、回転角度が４００゜以上としたが、実施例３の電池とほぼ同じ効果であることが確認できた。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、集電板のテーパ部が外周側ほど薄いため、集電タブを介して集電板と当て板とを治具により挟むことで、テーパ部が当て板に沿って曲がりテーパ部と集電タブとの隙間が減少し、集電タブを集電板側から摩擦攪拌接合することで、集電板の接合部が塑性流動状態となり集電タブ同士の隙間に充填されるので、電気抵抗が減少し高率放電性能のバラツキの少ない電池とすることができると共に、治具で集電タブを介して集電板と当て板とを挟んだ状態で摩擦攪拌接合することで、治具にかかる振動等の負荷を小さくすることができるので、治具が長期間使用できコストを低減させることができる、という効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用可能な実施形態の密閉円筒型リチウムイオン二次電池の断面図である。
【図２】実施形態の密閉円筒型リチウムイオン二次電池の正極集電板及び正極集電タブの断面図であり、（Ａ）は接合前の断面図、（Ｂ）は接合時の断面図を示す。
【図３】実施形態の摩擦攪拌接合ツールの先端部の部分断面図である。
【図４】実施形態の密閉円筒型リチウムイオン二次電池の負極集電板及び負極集電タブの断面図であり、（Ａ）は拘束前の断面図、（Ｂ）は拘束時の断面図を示す。
【図５】本発明が適用可能な他の実施形態の密閉円筒型リチウムイオン二次電池の正極集電板及び正極集電タブの断面図であり、（Ａ）は拘束前の断面図、（Ｂ）は拘束時の断面図を示す。
【図６】従来の密閉円筒型リチウムイオン二次電池の正極集電板及び正極集電タブの断面図であり、（Ａ）は拘束前の断面図、（Ｂ）は拘束時の断面図を示す。
【図７】実施形態の密閉円筒型リチウムイオン二次電池の摩擦攪拌接合工程での正極集電板の平面図である。
【符号の説明】
１  正極集電板
１ａ  テーパ部
２  正極リング（当て板）
３  正極集電タブ
４、５  治具
６  摩擦攪拌接合ツール（接合ツール）
８  負極集電板
９  負極リング（当て板）
１０  負極集電タブ
１４  捲回群
３０  密閉円筒型リチウムイオン二次電池（密閉型電池）
【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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