(57)【要約】【課題】  超音波振動の付与を伴う接合手段により電極シートを集電端子に接合する電池製造方法において、その超音波振動により発生する金属粉が電極ユニットに進入することを防止する。【解決手段】  本発明の電池製造方法は、正負の電極シート１２，１４がセパレータを介して積層された電極ユニット１０を用意すること；および、その電極ユニット１０において両電極シートの重なり部分１０２からはみ出した電極シート１４を、超音波振動の付与を伴う接合手段によって集電端子３２に接合すること；を包含する。ここで、電極シート１４は金属製のシート状集電体１４２を備え、電極シート１４と集電端子３２との接合は、超音波振動によってシート状集電体１４２から生じる金属粉７が重なり部分１０２に進入することを阻止可能な圧縮力Ｆを重なり部分１０２に加えつつ行われる。【選択図】  図１
2007053002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正電極シートおよび負電極シートがセパレータを介して積層された電極ユニットと、該正電極シートおよび該負電極シートにそれぞれ接合された正集電端子および負集電端子と、を備える電池を製造する方法であって、
前記電極ユニットを用意すること；および、
該電極ユニットにおいて両電極シートが重なっている部分からはみ出した正負いずれかの電極シートを、超音波振動の付与を伴う接合手段によって対応する集電端子に接合すること；を包含し、
ここで、前記集電端子に接合される電極シートは金属製のシート状集電体を備え、
前記電極シートと集電端子との接合は、前記両電極シートの重なり部分に、前記超音波振動によって前記シート状集電体から生じる金属粉が前記重なり部分に進入することを阻止可能な圧縮力を該重なり方向に加えつつ行われる、電池の製造方法。
【請求項２】
前記両電極シートの重なり部分のうち、少なくとも前記超音波振動が付与される側の端部を含む範囲に前記圧縮力を付与する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記端部のうち、前記超音波振動が付与される箇所からの距離が最も短い部分を含む範囲に前記圧縮力を付与する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記集電端子に接合される電極シートは、銅製または銅合金製のシート状集電体を備える負電極シートである、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記電極ユニットは、前記正電極シートと前記負電極シートと前記セパレータとの積層体を捲回してなる捲回型電極ユニットである、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正負の電極シートとセパレータとが積層された電極ユニットと、該ユニットに接合された正負の集電端子とを備える電池を製造する方法に関する。詳しくは、超音波振動の付与を伴う接合手段（超音波溶接等）によって前記電極シートと前記集電端子とを接合することを含む電池製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
正電極シートと負電極シートとがセパレータを介して重ね合わされた電極ユニットを容器に収容してなる形態の電池が知られている。このような電池の一つの代表的な構成では、前記電極ユニットにおいて正負いずれかの電極シートの端部を両電極シートが重なっている部分からはみ出させ、そのはみ出した部分に集電端子が接合されている。電極シートと端子とを接合手段として採用され得る代表的な手段の一つとして超音波溶接が挙げられる。超音波溶接により電極ユニットと集電端子とを接合することに関する従来技術文献として特許文献１および２が挙げられる。
【特許文献１】特開２００３−１９７１７４号公報
【特許文献２】特開２００２−３１３３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような超音波溶接は、通常、集電端子に接合される電極シート（典型的には、金属製のシート状集電体を備える。）に超音波振動を付与して行われる。このため、かかる超音波振動によって前記電極シートの一部が粉末（典型的には金属粉）となって飛散し、その粉末が前記両電極シートの重なり部分に入り込むことがある。このことが原因となって電極ユニットの短絡等の不具合が引き起こされる場合がある。
【０００４】
そこで本発明は、かかる不具合の発生を防止することのできる電池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】
【０００５】
本発明者は、電極ユニットのうち両電極シートの重なり部分にその重なり方向への圧縮力を加えつつ上記はみ出し部分に超音波振動を付与することにより、該はみ出し部分から生じた金属粉が前記重なり部分に進入することを効果的に阻止し得ることを見出して本発明を完成した。
【０００６】
本発明は、正電極シートおよび負電極シートがセパレータを介して積層された電極ユニットと、該正電極シートおよび該負電極シートにそれぞれ接合された正集電端子および負集電端子とを備える電池を製造する方法に関する。その方法は、前記電極ユニットを用意すること；および、該電極ユニットにおいて両電極シートが重なっている部分からはみ出した正負いずれかの電極シートを、超音波振動の付与を伴う接合手段（典型的には超音波溶接）によって対応する集電端子に（すなわち、負電極シートであれば負集電端子に）接合すること；を包含する。前記集電端子に接合される電極シートは金属製のシート状集電体を備える。そして、前記電極シートと集電端子との接合は、前記両電極シートの重なり部分に、前記超音波振動によって前記シート状集電体から生じる金属粉が前記重なり部分に進入することを阻止可能な圧縮力を該重なり方向に加えつつ行われる。
【０００７】
このような製造方法によると、前記重なり部分に圧縮力を加えるという簡易な方法によって、超音波振動により生じた金属粉に起因する不具合の発生（短絡、自己放電不良等）を効果的に防止することができる。
【０００８】
ここに開示される方法の好ましい一つの態様では、前記両電極シートの重なり部分のうち、少なくとも前記超音波振動が付与される側の端部に前記圧縮力を付与する。前記端部のほぼ全範囲にわたって圧縮力を加えてもよく、該端部の一部範囲に圧縮力を加えてもよい。該端部は、該超音波振動の付与により生じた金属粉が前記重なり部分に進入する場合における主な入口となり得る。したがって、かかる端部に前記圧縮力を付与することにより、重なり部分の内部に金属粉が進入する現象を、該重なり部分の入口部において確実に阻止することができる。
【０００９】
ここに開示される方法の他の一つの好ましい態様では、前記超音波振動が付与される側の端部のうち、該超音波振動が付与される箇所からの距離が最も短い部分を含む範囲に前記圧縮力を付与する。通常、前記超音波振動の付与により生じた金属粉は、前記端部のうち該超音波振動が付与される箇所により近い（より距離が短い）部分により多く（より高頻度で）到達することとなる。したがって、少なくとも上記最も距離が短い部分を含む範囲に前記圧縮力を付与することによって、重なり部分の内部に金属粉が進入する現象を効率よく阻止することができる。例えば、所望の進入防止効果が得られるだけの圧縮力を加えるのに要する圧縮エネルギーを節約することができる。
【００１０】
ここに開示される方法の好ましい一つの態様では、前記集電端子に接合される電極シートが、銅または銅合金製のシート状集電体を備える負電極シートである。ここで銅合金とは、銅を第一成分とする合金をいう（以下、「銅製または銅合金製」を略して銅製ということがある）。このような材質からなる金属粉は、前記重なり部分に進入することによって前記不具合（短絡等）を発生させやすい傾向にある。本発明によると、かかる材質からなる該集電体を有する負電極シートと負極端子とを接合する際に前記圧縮力を加えることによって、前記不具合の発生を効果的に防止することができる。
【００１１】
ここに開示される方法は、前記正電極シートと前記負電極シートと前記セパレータとの積層体を捲回してなる捲回型電極ユニットと、該正電極ユニットおよび該負電極シートにそれぞれ接続された正集電端子および負集電端子と、を備える電池（捲回型電池）の製造に好ましく適用される。すなわち、ここに開示される方法の好ましい一つの態様では、前記電極ユニットが、前記正電極シートと前記負電極シートと前記セパレータとの積層体を捲回してなる捲回型電極ユニットである。かかる捲回型の電極ユニットは、一または複数の正電極シートと負電極シートとセパレータとを平面的に積層してなる電極ユニットに比べて該電極ユニットの構成要素間に隙間が生じやすいため、上記重なり部分に金属粉が進入しやすい傾向にある。したがって、このような捲回型電極ユニットを備える電池の製造においては本発明の適用効果が特によく発揮され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している内容以外の技術的事項であって本発明の実施に必要な事項（例えば、正負の電極シートおよび電極ユニットの製造方法、超音波溶接を行う際の具体的な溶接条件等）は、従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている技術内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
【００１３】
本発明の方法により製造される電池は、正電極シートおよび負電極シートがセパレータを介して積層された電極ユニットと、それら正負の電極シートにそれぞれ接続された正集電端子および負集電端子とを備える構成の電池であればよく、その種類は特に限定されない。本発明は、種々の一次電池（例えばリチウム一次電池、マンガン電池）または二次電池（例えばリチウム二次電池、ニッケル水素電池）の製造に適用され得る。かかる電池の構成要素（正負の電極シート、活物質および集電端子、ならびにセパレータ、電解質、電池容器等）としては、当該電池の種類および形態に応じて適当な材質、形状等を有するものを適宜選択することができる。
【００１４】
ここに開示される製造方法は、正電極シートおよび負電極シートがセパレータを介して積層された電極ユニットを用意することを含む。該電極ユニットは、例えば、正負の電極シート（典型的には、正負それぞれ一枚の電極シート）とセパレータとの積層体を捲回してなる捲回型電極ユニットであってもよく、それぞれ一枚または複数枚の正電極シート、負電極シートおよびセパレータを平面的に積層してなる積層型電極ユニットであってもよい。本発明は、例えば、正負の電極シートとセパレータとの積層体を扁平に捲回してなる捲回型電極ユニットを備える電池の製造に好ましく適用され得る。
【００１５】
このような電極ユニットを構成する正負の電極シートのうち少なくとも一方は、その一部が両電極シートの重なり部分（典型的には、両電極シートおよびセパレータの重なり部分）からはみ出して配置されている。好ましい一つの態様では、前記重なり部分の一端から正電極シートがはみ出し、該重なり部分の他の一端から負電極シートがはみ出している。このような構成となるように正負の電極シートおよびセパレータが重ね合わせられている。捲回型の電極ユニットでは、例えば、長尺状の正電極シートと負電極シートとセパレータシートとを長手方向がほぼ一致するように重ね合わせ、このとき該セパレータシートの幅方向の一端から前記正電極シートがはみ出し、該セパレータシートの幅方向の他端から前記負電極シートがはみ出すようにこれらのシートを配置することによって、上記構成の電極ユニットを実現することができる。
【００１６】
本発明の方法を適用して製造される電池の典型的な態様では、前記電極ユニットを構成する電極シートのうち少なくとも前記超音波振動の付与を伴う接合手段（例えば超音波溶接）によって集電端子に接合される電極シート（好ましくは、正電極シートおよび負電極シートの双方）は、金属製のシート状集電体の表面に活物質組成物（電極活物質を含む組成物）が付与された構成を有する。好ましい一つの態様では、該シート状集電体の端部に上記活物質組成物が実質的に付与されていない領域（集電端子接続部）が残されており、該接続部が両電極シートの重なり部分（典型的には、両電極シートおよびセパレータの重なり部分）からはみ出している。そして、そのはみ出した部分の電極シート（典型的には、実質的に金属質である。）が超音波溶接等の手段によって集電端子に接合される。
【００１７】
好ましい一つの態様では、前記重なり部分の一端からはみ出した正負いずれかの電極シートが束ねられ、その束ねられた状態で対応する集電端子（すなわち、正電極シートなら正集電端子、負電極シートなら負集電端子）に接合される。ここで「束ねられる」とは、複数枚の電極シートが寄せ集められる形態（例えば、積層型電極ユニットの場合）および一枚の電極シートの複数個所が寄せ集められる形態（例えば、捲回型電極ユニットの場合）の双方を含む概念である。
【００１８】
前記電極シートと集電端子との接合は、該電極シートへの超音波振動の付与（換言すれば、超音波エネルギーの付与）を伴う接合手段により行われる。かかる接合手段の典型例として超音波溶接が挙げられる。この超音波溶接自体（例えば、超音波溶接装置の構成、超音波振動の周波数、集電端子に電極シートを押し付ける圧力、溶接時間等）は従来公知の超音波溶接法と同様の条件を採用して実施すればよく、特に本発明を特徴付けるものではないので詳細な説明は省略する。
【００１９】
ここに開示される方法では、前記重なり部分をその重なり方向に圧縮しつつ前記接合（典型的には超音波溶接）を行う。典型的には、前記重なり部分の重なり方向に、前記超音波振動によって前記シート状集電体から生じる金属粉が前記重なり部分に進入することを阻止可能な圧縮力を加えつつ前記接合を実施する。少なくとも直径が凡そ５μｍ以上（より好ましくは３μｍ以上）またはそれに相当するサイズ（たとえば、同体積の球に換算した場合における直径が凡そ５μｍ以上、好ましくは３μｍ以上）の金属粉が前記重なり部分に進入することを実質的に阻止し得る程度の圧縮力を加えることが好ましい。重なり部分への侵入を阻止し得る金属粉のサイズの上限は特に限定されない。例えば、５μｍ〜６０μｍ（より好ましくは３μｍ〜６０μｍ）程度のサイズの金属粉の進入を実質的に阻止し得る圧縮力を加えつつ前記接合を行うことが適当である。圧縮力の上限は、電極シートおよびセパレータの損傷（例えば過剰な変形、破れ）等の不都合が生じない程度であればよく、特に限定されない。
【００２０】
より具体的には、例えば、電極ユニットの重なり部分に凡そ０．０５ＭＰａ以上（典型的には、凡そ０．０５ＭＰａ〜０．１ＭＰａ程度）の圧縮力を加えつつ上記接合を行うことができる。この範囲の圧縮力は、例えば、厚さ凡そ１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度（より好ましくは凡そ１２ｍｍ〜１８ｍｍ程度、例えば凡そ１５ｍｍ程度）の扁平形状に捲回された電極ユニットからはみ出した電極シートと集電端子とを超音波溶接する態様において特に好適である。
【００２１】
電極ユニットの重なり部分に圧縮力を加える方法は特に限定されず、例えば従来公知の方法を適宜採用することができる。例えば、適当な形状の治具を該重なり部分に押し付ける方法が好ましく採用され得る。かかる治具の移動（特に、押し付け側およびその反対側への移動）と超音波接合装置の動作（例えば、アンビルおよび／またはホーンの移動）とを連動させてもよく、これらの移動を独立に制御してもよい。
【００２２】
前記圧縮力は、少なくとも前記超音波振動が付与される側の端部を含む範囲に加えることが好ましい。例えば図３に示すように、超音波振動が付与される箇所２４，３４に近い側の端部１０２ａ，１０２ｂを含む重なり部分１０２の全体に圧縮力を加えることができる。ここで、図３中の符号２４，３４は超音波振動が付与される箇所（すなわち接合箇所）を指し、符号１０２は両電極シートの重なり部分を指し、符号１０２ａおよび１０２ｂは重なり部分１０２の一方の端部および他方の端部を指す。また、図３中の二点鎖線は、前記超音波振動が付与される際に圧縮力を加える対象となる範囲を示している。また、例えば図４に示すように、重なり部分１０２のうち端部１０２ａ，１０２ｂの近傍に選択的に圧縮力を付与してもよい。図３に示すように重なり部分１０２の全体に圧縮力を加える場合には、圧縮力付与手段の構成（例えば治具の形状）が簡単である、圧縮力を付与する範囲の位置合わせが容易である等の利点がある。一方、図４に示すように重なり部分１０２のうち端部１０２ａ，１０２ｂの近傍に選択的に圧縮力を加える場合には、重なり部分１０２のうち金属粉進入の主な入口となる部分に集中的に圧縮力を加えることができるので、所望の進入防止効果を実現するための圧縮力を加えるのに要する圧縮エネルギーを節約できるという利点がある。例えば、端部１０２ａ，１０２ｂからそれぞれ重なり部分１０２の内側に向かう幅２ｍｍ以上（好ましくは幅５ｍｍ以上、より好ましくは幅１０ｍｍ以上）の範囲に圧縮力を加えることが適当である。
【００２３】
前記圧縮力は、前記端部のうち超音波振動が付与される箇所（接合箇所）からの距離が最も短い部分（最近接部分）を含む範囲に加えることが好ましい。前記最近接部分を含む端部のほぼ全長にわたって圧縮力を加えてもよく、該部分およびその近傍に選択的に圧縮力を加えてもよい。最近接部分およびその近傍に選択的に圧縮力を加える場合には、前記端部のうち金属粉の到達頻度が高い部分に集中的に圧縮力を加えることができるので、所望の進入防止効果が得られるだけの圧縮力を加えるのに要する圧縮エネルギーを節約することができるという利点がある。例えば、図６に示すように、重なり部分１０２の端部１０２ｂのうち少なくとも接合箇所３４の両端から端部１０２ｂに向けて引いた垂線Ｌ１，Ｌ２に挟まれた領域（図６中、二点鎖線で囲んだ領域）に選択的に圧縮力を加えることができる。通常は、例えば図７に示すように、これら垂線Ｌ１，Ｌ２に挟まれた領域を含んで、該領域から両側にやや広がった領域（例えば、該領域から両側にそれぞれ凡そ３ｍｍ以上、好ましくは両側にそれぞれ凡そ５ｍｍ以上広がった領域）に圧縮力を加えることがより好ましい。また、例えば図８に示すように、端部１０２ｂのうち接合箇所３４からの距離が最も短い部分を含んで、重なり部分１０２の幅全体に跨る範囲（すなわち、端部１０２ｂから反対側の端部１０２ａに至る範囲）に圧縮力を加えてもよい。
【００２４】
ここに開示される方法の好ましい態様によれば、該方法を適用して製造された電池（典型的には、リチウムイオン二次電池）において、自己放電不良率２％未満（より好ましくは１％未満）を達成することが可能である。ここで「自己放電不良率」とは、ＳＯＣ（State of Charge）８０％に充電された電池を常温に１０日間放置した場合において、その間の電圧低下（例えば、初期電圧３．７Ｖに対する差分）が２０ｍＶ以上となる確率（例えば、製造された多数の電池のうち電圧低下が２０ｍＶ以上となる電池の個数割合）をいう。換言すれば、該自己放電不良率を２％未満（より好ましくは１％未満）とし得る程度の圧縮力を電極ユニットの重なり部分に加えつつ、電極シートと集電端子との接合（典型的には超音波溶接）を行うことが好ましい。
【００２５】
以下、本発明に関する具体的実施例を説明するが、本発明をかかる実施例に示すものに限定することを意図したものではない。
【００２６】
まず、本実施例により製造するリチウム二次電池の概略構成を説明する。
図２に示すように、本実施例に係るリチウム二次電池１は、扁平な直方体状の外形を有する容器２と、この容器２に収容されており扁平に捲回された電極ユニット１０と、電極ユニット１０を構成する正電極シート１２および負電極シート１４にそれぞれ一端が接合された正集電端子２２および負集電端子３２とを備える。この図２では、図を見やすくするために、容器２の手前側の壁面の図示を省略している。これらの集電端子２２，３２の他端は容器２を貫通してその外部に突出している。また、容器２には図示しない液状電解質（電解液）が収容されており、電極ユニット１０に含浸されている。電解液としては、従来公知の一般的なリチウム二次電池と同様の組成を有するものを使用し得る。本実施例では、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とエチレンカーボネート（ＥＣ）とを質量比７：３程度の割合で含む混合溶媒に支持塩としてのリチウム塩（ここではＬｉＰＦ6）を１ｍｏｌ／Ｌ程度の濃度で溶解させた非水電解液を使用した。
【００２７】
電極ユニット１０としては、従来の捲回型電池に備えられる電極ユニットと同様に構成されたものを使用し得る。例えば、帯状の正集電シート１２２の表面に正極活物質を含む層（正極活物質層）を有する正電極シート１２と、帯状の負集電シート１４２の表面に負極活物質層を有する負電極シート１４とを、帯状のセパレータシートを介して重ね合わせ、それらのシートを扁平に捲回してなる構造の電極ユニット１０を使用することができる。正電極シート１２の幅方向の一端には、正集電シート１２２上に正極活物質層が形成されていない領域（集電端子接続部）１２２ａが帯状に設けられている。同様に、負電極シート１４の幅方向の一端には、負集電シート１４２上に負極活物質層が形成されていない領域（集電端子接続部）１４２ａが帯状に設けられている。前記セパレータシートの幅は正電極シート１２および負電極シート１４の幅に比べてやや狭くなるように設定されている。そして、正電極シート１２、負電極シート１４およびセパレータシートは、集電端子接続部１２２ａ，１４２ａがセパレータシートの幅方向の両側からそれぞれはみ出すように重ね合わされている。すなわち、これら集電端子接続部１２２ａ，１４２ａは、それぞれ両電極シート１２，１４とセパレータシートとが重なっている部分（重なり部分）１０２からはみ出した部分（はみ出し部分）を構成している。このような配置で重ね合わされたシートが捲回されていることにより、電極ユニット１０の捲回軸方向の一方の端部（正極側端部）は正電極シート１２の集電端子接続部（はみ出し部分）１２２ａから実質的に構成され、他方の端部（負極側端部）は負電極シート１４の集電端子接続部（はみ出し部分）１４２ａから実質的に構成されている。
【００２８】
正電極シート１２を構成する正集電シート１２２としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）等から選択されるいずれかの金属またはこれらの金属のいずれかを主成分とする合金からなる箔状体（金属箔）を好適に使用することができる。本実施例では、正集電シート１２２として厚さ約１５μｍのアルミニウム箔を使用した。正極活物質層に含まれる正極活物質としては、リチウム二次電池の正極活物質として従来から用いられている物質の一種または二種以上を特に限定なく使用することができる。好適例としては、ＬｉＭｎ2Ｏ4，ＬｉＣｏＯ2，ＬｉＮｉＯ2等のリチウム遷移金属酸化物が挙げられる。本実施例では、正極活物質としてのＬｉＮｉＯ2を含む正極活物質層が正集電シート１２２の両面（ただし、集電端子接続部１２２ａを除く部分）に設けられた構成の正電極シート１２を使用した。
【００２９】
また、負電極シート１４を構成する負集電シート１４２としては、例えば、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）等から選択されるいずれかの金属またはこれらの金属のいずれかを主成分とする合金からなる箔状体（金属箔）を好適に使用することができる。本実施例では、負集電シート１４２として厚さ約１０μｍの銅箔を使用した。負極活物質層に含まれる負極活物質としては、リチウム二次電池の負極活物質として従来から用いられている物質の一種または二種以上を特に限定なく使用することができる。好適例としては、グラファイトカーボン、アモルファスカーボン等の炭素材料、リチウム遷移金属酸化物、遷移金属窒化物等が挙げられる。本実施例では、負極活物質としてのカーボンブラックを含む負極活物質層が負集電シート１４２の両面（ただし、集電端子接続部１４２ａを除く部分）に設けられた構成の負電極シート１４を使用した。
【００３０】
正負の電極シート間に配置されるセパレータシートとしては、例えば、オレフィン系樹脂（ポリプロピレン樹脂等）からなる多孔質シートを使用することができる。本実施例では、セパレータとして厚さ２０〜２５μｍ程度のポリプロピレン製多孔質シートを使用した。そして、正電極シート１２および負電極シート１４とそれら電極シートを隔てるセパレータシートとが凡そ１５ｍｍの厚さの扁平形状に捲回されている電極ユニット１０を使用してリチウム二次電池１を構築した。
【００３１】
本実施例の製造方法では、このように構成された電極ユニット１０の一方の端部を構成する集電端子接続部１２２ａに正集電端子２２の一端を超音波溶接し、該電極ユニット１０の他方の端部を構成する集電端子接続部１４２ａに負集電端子３２の一端を超音波溶接する。この超音波溶接は次のようにして行われる。
すなわち、図１に示すように、超音波溶接装置を構成するアンビル５およびホーン６の間に、電極ユニット１０の負極側端部の長手方向の中央部（接合箇所３４）を構成する集電端子接続部１４２ａと、該負極側端部の外側（図２では裏側）にその長手方向に沿って配置された負集電端子３２とを挟む。ここで図１は、超音波溶接時の様子を図２のＩ−Ｉ線断面から見た模式図である。
【００３２】
また、図１に示すように、電極ユニット１０の捲回軸方向の中央部に形成された重なり部分１０２を一組の押圧治具４０の間に挟む。ここで使用する押圧治具４０は、重なり部分１０２に対向する面の全体がほぼ同じ高さの平面状に形成されている。したがって、電極ユニット１０のうち押圧治具４０が配置される部分は、該押圧治具４０によって重なり方向（図１の上下方向）に所望の圧縮力Ｆが付与される範囲と概ね一致する。換言すれば、押圧治具４０の面方向のほぼ全体が電極ユニット１０の重なり方向に所望の圧縮力Ｆを加える押圧部４２として機能する。図３は、電極ユニット１０のうち押圧治具４０で挟まれる範囲（ここでは、押圧部４２で挟まれる範囲と概ね一致する。）を二点鎖線で示した説明図である。
【００３３】
そして、図１に示すように、押圧治具４０によって重なり部分１０２の全体に（したがって、負極側端部１０２ｂを含む範囲に）ほぼ均一な圧縮力Ｆを加えつつ、アンビル５およびホーン６に挟まれた負電極シート１４（すなわち、集電端子接続部１４２ａ）に超音波振動を付与し、負集電シート１４２を負集電端子３２に超音波溶接する。このとき、上記超音波振動によって銅製の負電極シート１４から金属粉（銅粉）７が生じ、その金属粉７が接合箇所３４の周囲に飛散し得る。本実施例では、上述のように電極ユニット１０の重なり部分１０２全体を押圧治具４０に挟み、その押圧部４２によって重なり部分１０２の構成要素（両電極シート１２，１４およびセパレータシート）が相互に密着する方向に所望の圧縮力Ｆを加えつつ超音波溶接を行う。このことによって、接合箇所３４から飛散した金属粉７が電極ユニット１０の重なり部分１０２に進入することが阻止される。上記圧縮力Ｆは重なり部分１０２のうち接合箇所３４側の端部である負極側端部１０２ｂを含む範囲に加えられるので、金属粉７の進入をより確実に阻むことができる。本実施例では、例えば凡そ０．０５ＭＰａまたはそれ以上（例えば０．０５〜０．１ＭＰａ程度）の面圧となるように圧縮力Ｆを加えることによって、上記金属粉７の進入防止効果がよりよく発揮され得る。
【００３４】
正電極シート１２と正集電端子２２との接合も、上述した負電極シート１４と負集電端子３２との接合と同様にして行うことができる。すなわち、図１と同様に構成されたアンビル５とホーン６との間に、電極ユニット１０の正極側端部の長手方向の中央部（接合箇所２４）を構成する集電端子接続部１２２ａと、該正極側端部の外側（図２では裏側）にその長手方向に沿って配置された正集電端子２２とを挟む。そして、押圧治具４０によって重なり部分１０２の全体にほぼ均一な圧縮力Ｆを加えつつ、アンビル５およびホーン６に挟まれた正電極シート１２（すなわち、集電端子接続部１２２ａ）に超音波振動を付与して、正集電シート１２２を正集電端子２２に超音波溶接する。このとき、電極ユニット１０の重なり部分１０２の全体に（したがって、正極側端部１０２ａを含む範囲に）圧縮力Ｆが加えられているので、接合箇所２４から飛散した金属粉７が電極ユニット１０の重なり部分１０２に進入することが効率よく阻止される。本実施例では、例えば凡そ０．０５ＭＰａまたはそれ以上（例えば０．０５〜０．１ＭＰａ程度）の面圧となるように圧縮力Ｆを加えることによって、上記金属粉７の進入防止効果がより適切に発揮され得る。
【００３５】
このようにして電極ユニット１０と正負の集電端子２２，３２とを接合した後、該接合物を電解液とともに容器２に収容することによってリチウム二次電池１を構築することができる。かかる収容工程は、従来公知のリチウム二次電池製造方法と同様にして実施することができる。
【００３６】
上記実施例の製造方法（特に、電極シートと集電端子との超音波接合方法）を採用したことによる効果を以下の実験により確認した。
すなわち、上述した製造方法において正負の電極シート１２，１４と対応する集電端子２２，３２とを超音波溶接する際に電極ユニット１０に加える圧縮力Ｆを面圧０．０１〜０．０７ＭＰａの範囲で異ならせ、その他の点は同様の操作によってリチウム二次電池（サンプルＮｏ．１〜７）を作製した。以下、面圧０．０１ＭＰａの条件で作製された電池をサンプルＮｏ．１といい、同様に、面圧０．０２ＭＰａ〜０．０７ＭＰａの条件で作製された電池をそれぞれサンプルＮｏ．２〜Ｎｏ．７という。また、比較のため、電極ユニット１０に上記圧縮力Ｆを加えることなく（すなわち、面圧ゼロで）超音波溶接を行った点を除いてはサンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．７と同様にしてリチウム二次電池を作製した。以下、この電池をサンプルＮｏ．０という。
【００３７】
各面圧で作製された電池（サンプルＮｏ．０〜Ｎｏ．７）を２００個づつ用意し、これらを常法によりＳＯＣ８０％に充電した。このときの電圧はいずれの電池についても３．７Ｖであった。そして、該電池を常温で１０日間放置した後に再び電圧を測定し、放置前の電圧との差（すなわち、１０日の放置中における電圧低下）が２０ｍＶ以上となったサンプルを自己放電不良と判断した。このようにして、各サンプルＮｏ．について、自己放電不良と判断された電池の個数を調べた。その結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
2007053002.tif 000003
【００３９】
表１から判るように、本実験例により、電極ユニット１０の重なり部分１０２をその重なり方向（図１の上下方向）に押圧しつつ超音波溶接を行うことによって自己放電不良の発生が防止されることが確認された。特に、面圧が０．０５ＭＰａ以上となるように圧縮力Ｆを加えることによって、自己放電不良の発生を確実に防止することができた。
なお、上記実施例では両電極シート１２，１４の重なり部分１０２の全体に所望の圧縮力Ｆを加えつつ超音波溶接を行ったが、例えば図４に例示するように、重なり部分１０２のうち正極側端部１０２ａおよび負極側端部１０２ｂの近傍に選択的に所望の圧縮力を加えてもよい。図４において二点鎖線で囲んだ範囲は、該圧縮力が加えられる範囲（後述する押圧部２４２に挟まれる範囲）を示している。かかる圧縮力の付与は、例えば、図５に示す形状の押圧治具２４０を用いて実施することができる。この押圧治具２４０には、電極ユニット１０の重なり部分１０２に対向する面の両端にそれぞれ帯状の凸部が形成されている。この凸部を押圧部２４２として機能させることができる。
【００４０】
また、図３および図４には重なり部分１０２の端部１０２ｂの長手方向の全体に圧縮力を加える場合を例示しているが、図６に例示するように、端部１０２ｂのうち接合箇所３４の両端から端部１０２ｂに向けて引いた垂線Ｌ１，Ｌ２に挟まれた領域（二点鎖線で囲んだ領域）に選択的に圧縮力を加えてもよい。あるいは、図７および図８に例示するように、これら垂線Ｌ１，Ｌ２に挟まれた領域を含んで、該領域から両側にやや広がった領域（二点鎖線で囲んだ領域）に圧縮力を加えてもよい。
【００４１】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、上記実施例では金属製の容器を備えたリチウム二次電池を例として説明したが、本発明の方法は、ラミネートフィルム等の封止用フィルムの熱溶着等により成形されたフィルム外装体を備える態様の電池（フィルム外装型電池）の製造にも好ましく適用され得る。
また、本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独で或いは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】一実施例に係る製造方法において、電極シートと集電端子とを超音波溶接する際の様子を模式的に示す断面図である。
【図２】一実施例に係る製造方法により製造されるリチウム二次電池の構造を模式的に示す平面図である。
【図３】一実施例に係る製造方法において、圧縮力を加える範囲を模式的に示す平面図である。
【図４】一実施例に係る製造方法の変形例において、圧縮力を加える範囲を模式的に示す平面図である。
【図５】一実施例に係る製造方法の変形例において使用する押圧治具の形状を模式的に示す側面図である。
【図６】一実施例に係る製造方法の変形例において、圧縮力を加える範囲を模式的に示す平面図である。
【図７】一実施例に係る製造方法の変形例において、圧縮力を加える範囲を模式的に示す平面図である。
【図８】一実施例に係る製造方法の変形例において、圧縮力を加える範囲を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  ：リチウム二次電池
５  ：アンビル
６  ：ホーン
１０  ：電極ユニット
１２  ：正電極シート
１４  ：両電極シート
２２  ：正集電端子
３２  ：負集電端子
２４，３４：接合箇所
４０，２４０：押圧治具
４２，２４２：押圧部
１０２  ：重なり部分
１０２ａ：端部（正極側端部）
１０２ｂ：端部（負極側端部）
１２２  ：正集電シート
１４２  ：負集電シート
１２２ａ，１４２ａ：集電端子接続部（はみ出し部分）
【図１】
2007053002.tif 000004
【図２】
2007053002.tif 000005
【図３】
2007053002.tif 000006
【図４】
2007053002.tif 000007
【図５】
2007053002.tif 000008
【図６】
2007053002.tif 000009
【図７】
2007053002.tif 000010
【図８】
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