(57)【要約】【課題】ハイレート充放電時においても性能且つ信頼性が確保された蓄電装置を製造する方法を提供する。【解決手段】蓄電装置の製造方法は、電極の幅方向一端に設けられ且つ合剤層が集電体に設けられることなく構成された露出部と露出部よりも電極の幅方向外側に設けられた集電端子とを接続する接続工程を備える。接続工程では、集電端子を構成する第１金属よりも融点が高い第２金属からなる金属層を露出部と集電端子とで挟んだ状態で、集電端子のうち少なくとも金属層との接触箇所へエネルギーを照射する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極の幅方向一端に設けられ且つ合剤層が集電体に設けられることなく構成された露出部と前記露出部よりも前記電極の幅方向外側に設けられた集電端子とを接続する接続工程を備え、
前記接続工程では、前記集電端子を構成する第１金属よりも融点が高い第２金属からなる金属層を前記露出部と前記集電端子とで挟んだ状態で前記集電端子のうち少なくとも前記金属層との接触箇所へエネルギーを照射する蓄電装置の製造方法。
【請求項２】
前記露出部と前記電極の幅方向に延びる前記露出部の面に設けられた前記金属層とを有する電極を準備する工程と、
前記接続工程よりも前に行われ、前記金属層の少なくとも一部が前記露出部よりも前記電極の幅方向外側に位置するように前記金属層が設けられた前記露出部を折り曲げる工程とをさらに備える請求項１に記載の蓄電装置の製造方法。
【請求項３】
準備する前記電極では、前記合剤層側に位置する金属層の端面は前記金属層側に位置する合剤層の端面から離隔している請求項２に記載の蓄電装置の製造方法。
【請求項４】
前記第２金属の融点は、前記第１金属の融点よりも１００℃以上高い請求項１〜３のいずれかに記載の蓄電装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１金属は、銅であり、
前記第２金属は、ニッケル、チタン、クロム及び鉄のうちの少なくとも１つである請求項４に記載の蓄電装置の製造方法。
【請求項６】
前記金属層の厚さは、０．５μｍ以上１０μｍ以下である請求項１〜５のいずれかに記載の蓄電装置の製造方法。
【請求項７】
合剤層が集電体に設けられることなく構成された露出部を幅方向一端に有する電極と、
前記露出部よりも前記電極の幅方向外側に設けられ、前記露出部に接続される集電端子とを備え、
前記露出部と前記集電端子とを接続する接続部は、前記集電端子を構成する第１金属と前記第１金属よりも融点が高い第２金属との合金を含む蓄電装置。
【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及び蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１（特開２００５−３０２７１９号公報）には、集電端子が電極の無地部にレーザ溶接によって固定されることが記載されている。この特許文献には、電極の無地部は、集電体において活物質が塗布されていない部位であることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０２７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、自動車用電源、工場用電源又は家庭用電源などに使用される蓄電装置の開発が盛んであり、このような蓄電装置にはハイレート充放電時においても性能が確保されることが要求されている。このような要求を満足させるために、例えば、外部端子に接続される集電端子を電極体の端面に溶接すること（端面集電）が提案されている。
【０００５】
以下では、蓄電装置の一例として巻回電極体を備えた非水電解質二次電池を例に挙げて端面集電を具体的に説明する。まず、巻回電極体を作製する。具体的には、正極合剤層が正極集電体に設けられることなく構成された正極露出部を幅方向一端に有する正極と、負極合剤層が負極集電体に設けられることなく構成された負極露出部を幅方向一端に有する負極とを準備する。正極露出部と負極露出部とがセパレータから互いに逆向きに突出するように正極と負極とセパレータとを配置し、正極の幅方向および負極の幅方向に対して平行となるように巻回軸を配置する。この巻回軸を用いて正極、負極及びセパレータを巻回する。このようにして巻回電極体が得られる。
【０００６】
次に、正極露出部の端面に正極集電端子を対向させ、正極集電端子に対して巻回電極体とは反対側からレーザ光をその正極集電端子へ照射する。正極集電端子では、レーザ光が照射された部分において溶融が起こる。溶融した正極集電端子（正極集電端子の溶融部）が正極露出部に接触すると、正極露出部のうち正極集電端子の溶融部が接触した箇所において溶融が起こる。正極集電端子の溶融部と溶融した正極露出部（正極露出部の溶融部）とが互いに接触した状態で凝固することによって、正極集電端子と正極露出部とが接続される（端面集電）。同様の方法にしたがって負極集電端子と負極露出部とが接続される。
【０００７】
しかし、今般、上記方法にしたがって端面集電を行うと、露出部において細り（図１０）又は千切れ（図１１）が発生する場合があることが分かった。露出部において細りが発生すると、集電抵抗が増大するので、蓄電装置の性能低下を引き起こす。それだけでなく、露出部の引張強度が低下するので、蓄電装置の製造中又は使用中などにおいて露出部の千切れを引き起こす。露出部において千切れが発生すると、集電が不可能となり、よって、蓄電装置として機能させることが不可能となる。以上より、ハイレート充放電時においても性能を確保するために端面集電を行うと、蓄電装置の信頼性が低下する場合があることが、今般、分かった。本発明では、ハイレート充放電時においても性能且つ信頼性が確保された蓄電装置を製造する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
集電端子の溶融部と露出部の溶融部とが凝固するとき、これらの溶融部は収縮すると考えられる。ここで、集電端子の溶融部と露出部の溶融部とは互いに接触した状態で凝固する。そのため、露出部の溶融部の一部が集電端子側に取り込まれた状態で露出部の溶融部が凝固すると、露出部において細り又は千切れが発生し易くなる、と考えられる。かかる知見に基づいて本発明が完成された。
【０００９】
具体的には、本発明の蓄電装置の製造方法は、電極の幅方向一端に設けられ且つ合剤層が集電体に設けられることなく構成された露出部と露出部よりも電極の幅方向外側に設けられた集電端子とを接続する接続工程を備える。接続工程では、集電端子を構成する第１金属よりも融点が高い第２金属からなる金属層を露出部と集電端子とで挟んだ状態で、集電端子のうち少なくとも金属層との接触箇所へエネルギーを照射する。
【００１０】
本発明の蓄電装置の製造方法では、露出部と露出部よりも電極の幅方向外側に設けられた集電端子とを接続するので（端面集電）、ハイレート充放電時においても性能が確保された蓄電装置を提供できる。
【００１１】
また、本発明の蓄電装置の製造方法では、金属層を露出部と集電端子とで挟んだ状態で集電端子のうち少なくとも金属層との接触箇所へエネルギーを照射するので、このエネルギーの照射によって溶融した集電端子（集電端子の溶融部）は金属層に接触することとなる。これにより、金属層のうち集電端子の溶融部が接触した箇所では溶融が起こり、溶融した金属層（金属層の溶融部）と集電端子の溶融部とが互いに接触した状態で凝固する。このようにして露出部と集電端子とが接続される。
【００１２】
金属層を構成する第２金属の融点は、集電端子を構成する第１金属の融点よりも高い。そのため、集電端子の溶融部が有する熱エネルギーの多くは金属層の溶融に消費される。よって、集電端子のうち少なくとも金属層との接触箇所へエネルギーを照射しても、露出部が溶融することを防止できる。したがって、溶融した露出部が集電端子側に取り込まれることを防止できるので、露出部における細り又は千切りの発生を防止できる。
【００１３】
好ましくは、本発明の蓄電装置の製造方法は、露出部と電極の幅方向に延びる露出部の面に設けられた金属層とを有する電極を準備する工程と、接続工程よりも前に行われ、金属層の少なくとも一部が露出部よりも電極の幅方向外側に位置するように金属層が設けられた露出部を折り曲げる工程とをさらに備えることが好ましい。これにより、金属層が露出部と集電端子とで挟まれる状態を実現し易くなる。
【００１４】
準備する電極では、合剤層側に位置する金属層の端面は金属層側に位置する合剤層の端面から離隔していることが好ましい。これにより、金属層の溶融部が金属層側に位置する合剤層の端面に接触することを防止できる。
【００１５】
第２金属の融点は、第１金属の融点よりも１００℃以上高いことが好ましい。これにより、露出部と集電端子との接続工程における露出部の溶融をさらに防止できる。第１金属が銅である場合、第２金属は、ニッケル、チタン、クロム及び鉄のうちの少なくとも１つであることが好ましい。
【００１６】
金属層の厚さは、０．５μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。これにより、露出部と集電端子との接続工程では、露出部の細り又は千切りの発生をさらに防止でき、また、金属層を均一に溶融させることができる。
【００１７】
本発明の蓄電装置は、合剤層が集電体に設けられることなく構成された露出部を幅方向一端に有する電極と、露出部よりも電極の幅方向外側に設けられ、露出部に接続される集電端子とを備える。露出部と集電端子とを接続する接続部は、集電端子を構成する第１金属と第１金属よりも融点が高い第２金属との合金を含む。
【００１８】
なお、本明細書では、本発明の蓄電装置が非水電解質二次電池などの二次電池である場合、「電極」は、正極及び負極のうちの少なくとも一方を意味する。本発明の蓄電装置がコンデンサである場合、「電極」は、陽極及び陰極のうちの少なくとも一方を意味する。
【００１９】
「電極の幅方向」とは、電極が電極体を形成していない状態における電極の長手方向に対して垂直な方向であって集電体のうちの合剤層が形成される面に対して平行な方向を意味する。「電極体」とは、正極と、負極と、正極と負極との間に設けられたセパレータとを備えた構造体、又は、陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に設けられたセパレータとを備えた構造体を意味する。
【００２０】
「集電端子」とは、電極と外部端子とを接続するための端子を意味する。蓄電装置が非水電解質二次電池などの二次電池である場合、「集電端子」には、正極と正極外部端子とを接続するための正極集電端子と、負極と負極外部端子とを接続するための負極集電端子とが含まれる。蓄電装置がコンデンサである場合、「集電端子」には、陽極と陽極外部端子とを接続するための陽極集電端子と、陰極と陰極外部端子とを接続するための陰極集電端子とが含まれる。「集電端子」は、集電板と称されることもある。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、露出部と集電端子とを接続するときに露出部において細り又は千切りが発生することを防止できるので、ハイレート充放電時においても性能且つ信頼性が確保された蓄電装置を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態の非水電解質二次電池の製造方法の一工程を示す要部断面図である。
【図２】本発明の一実施形態の非水電解質二次電池の製造方法の一工程を示す要部断面図である。
【図３】本発明の一実施形態の非水電解質二次電池の製造方法の一工程を示す要部断面図である。
【図４】本発明の一実施形態の非水電解質二次電池の製造方法の一工程を示す要部断面図である。
【図５】本発明の一実施形態の非水電解質二次電池の製造方法の一工程を示す要部断面図である。
【図６】本発明の一実施形態の非水電解質二次電池の製造方法の一工程を示す要部断面図である。
【図７】本発明の一実施形態の非水電解質二次電池の製造方法の一工程を示す要部断面図である。
【図８】本発明の一実施形態の非水電解質二次電池の断面図である。
【図９】本発明の一実施形態の接続部の断面画像である。
【図１０】露出部において細りが発生したときの様子を示す側面画像である。
【図１１】露出部において千切りが発生したときの様子を示す側面画像である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明について図面を用いて説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分又は相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚さ、深さ等の寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表すものではない。
【００２４】
以下では、蓄電装置の一例として非水電解質二次電池を例に挙げて本発明を説明するが、本発明は、非水電解質二次電池に限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池又はコンデンサ等にも適用可能である。
【００２５】
［非水電解質二次電池の製造方法］
図１〜図７は、本発明の一実施形態の非水電解質二次電池を製造する工程の一部を示す断面図である。図８は、製造された非水電解質二次電池の断面図である。図９は、露出部と集電端子とを接続する接続部の断面画像である。
【００２６】
本実施形態の非水電解質二次電池の製造方法は、負極１７の幅方向一端に設けられ且つ負極合剤層７３が負極集電体７１に設けられることなく構成された負極露出部７５と負極露出部７５よりも負極１７の幅方向外側に設けられた負極集電端子８７とを接続する接続工程（図６）を備える。この接続工程では、負極集電端子８７を構成する第１金属よりも融点が高い第２金属からなる金属層７７を負極露出部７５と負極集電端子８７とで挟んだ状態で、負極集電端子８７のうち少なくとも金属層７７との接触箇所へエネルギーを照射する（図６）。これにより、負極露出部７５において細り又は千切りが発生することなく負極露出部７５と負極集電端子８７とを接続できるので、ハイレート充放電時においても性能且つ信頼性が確保された非水電解質二次電池を製造できる。
【００２７】
本実施形態の非水電解質二次電池の製造方法は、電極の準備工程（負極１７の準備工程と正極１３の準備工程とを含む）、電極体１１の作製工程、露出部（好ましくは負極露出部７５）の折り曲げ工程、電極体の収容工程、および、非水電解質の注入工程をさらに備えることが好ましい。以下、工程順に示す。
【００２８】
＜電極の準備＞
（負極の準備）
負極１７の準備工程では、負極露出部７５と金属層７７とを有する負極１７を準備し、好ましくは負極合剤層７３をさらに有する負極１７を準備する。
【００２９】
具体的には、まず、負極集電体７１の幅方向一端側（負極露出部７５となる部分）において負極集電体７１の表面に金属層７７を形成する（図１）。負極集電体７１としては、厚さが５μｍ以上５０μｍ以下の銅箔を用いることができる。なお、負極集電体７１の幅方向は、負極１７の幅方向に対して平行である。
【００３０】
負極集電体７１の表面（負極露出部７５となる部分の表面）のうち後述の接続工程において負極集電端子８７と対向する部分が予め分かっている場合には、その部分のみに金属層７７を形成すれば良い。しかし、本実施形態の非水電解質二次電池の量産を考慮すれば、負極集電体７１の幅方向一端側において負極集電体７１の幅方向に延びる負極集電体７１の面（負極集電体７１の幅方向に延びる負極露出部７５の面７５ａ（図２）となる部分）に金属層７７を形成することが好ましい。これにより、負極集電体７１の表面のうち後述の接続工程において負極集電端子８７と対向する部分の位置が何らかの理由で設計時からずれた場合であっても、後述の接続工程において金属層７７が負極露出部７５と負極集電端子８７とで挟まれる状態を実現できる。
【００３１】
金属層７７は、負極集電体７１の幅方向一端側に位置する負極集電体７１の端面（負極露出部７５の第１先端面７５ｄとなる部分）に対して面一であることが好ましいが（図１）、負極集電体７１のかかる端面にも設けられていても良い。
【００３２】
金属層７７の形成方法は、特に限定されないが、例えばめっき法又は蒸着法などであることが好ましい。金属層７７を構成する金属の材料に応じて金属層７７の形成方法又は金属層７７の形成条件を適宜選択することが好ましい。
【００３３】
金属層７７を構成する金属の融点は、負極集電端子８７を構成する金属の融点よりも高く、好ましくは負極集電端子８７を構成する金属の融点よりも１００℃以上高く、より好ましくは負極集電端子８７を構成する金属の融点よりも２００℃以上高く、さらに好ましくは負極集電端子８７を構成する金属の融点よりも４００℃以上高い。金属層７７を構成する金属の融点と負極集電端子８７を構成する金属の融点との差が大きければ大きいほど、負極露出部７５と負極集電端子８７との接続工程における負極露出部７５の溶融をより一層防止できる。ここで、負極集電端子８７を構成する金属の一例としては、銅が挙げられる。また、金属層７７を構成する金属は、非水電解質二次電池の充放電によって溶出しないことが好ましい。以上より、金属層７７を構成する金属はニッケル、チタン、クロム及び鉄のうちの少なくとも１つであることが好ましい。金属層７７は、ニッケル、チタン、クロム及び鉄のうちの２つ以上の金属を含む合金からなっても良い。
【００３４】
金属層７７の幅（負極１７の幅方向における金属層７７の大きさ）Ｗ17は、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以上であることがより好ましい。金属層７７の幅Ｗ17が１ｍｍ以上であれば、金属層７７が設けられた負極露出部７５の折り曲げによって金属層７７の少なくとも一部が負極露出部７５よりも負極１７の幅方向外側に位置し易くなる（図６）。つまり、金属層７７の少なくとも一部が負極露出部７５と負極集電端子８７とで挟まれる状態を実現し易くなる。これにより、負極露出部７５と負極集電端子８７との接続工程における負極露出部７５の細り又は千切りの発生をさらに防止できる。負極１７の断面のＳＥＭ（scanning electron microscope）画像の観察によって金属層７７の幅Ｗ17を求めることができる。
【００３５】
金属層７７の厚さ（負極１７の幅方向に延びる負極露出部７５の面７５ａに対して垂直な方向における金属層７７の大きさ）ｔ7は、負極集電体７１の厚さ以下であることが好ましい。これにより、負極露出部７５と負極集電端子８７との接続工程において、負極集電体７１を構成する金属と金属層７７を構成する金属とが合金を形成することを防止できる。よって、負極露出部７５と負極集電端子８７との接続強度を確保できる。
【００３６】
より好ましくは、金属層７７の厚さｔ7は０．５μｍ以上１０μｍ以下である。金属層７７の厚さｔ7が０．５μｍ以上であれば、負極露出部７５と負極集電端子８７との接続工程における負極露出部７５の溶融をさらに防止できる。これにより、この接続工程において、負極露出部７５における細り又は千切りの発生をさらに防止できる。金属層７７の厚さｔ7が１０μｍ以下であれば、負極露出部７５と負極集電端子８７との接続工程において金属層７７を均一に溶融させることができる。より好ましくは、金属層７７の厚さｔ7は２μｍ以上５μｍ以下である。負極１７の断面のＳＥＭ画像の観察によって金属層７７の厚さｔ7を求めることができる。
【００３７】
次に、負極集電体７１のうち金属層７７が形成された領域を除く部分において負極合剤層７３を負極集電体７１の両面に形成する（図２）。
【００３８】
好ましくは、負極合剤層７３側に位置する金属層７７の端面７７ｃが金属層７７側に位置する負極合剤層７３の端面７３ｄから離隔している。「金属層７７の端面７７ｃが負極合剤層７３の端面７３ｄから離隔している」とは、負極１７の幅方向における金属層７７の端面７７ｃと負極合剤層７３の端面７３ｄとの間の距離Ｗ27が０．５ｍｍ以上であることを意味する。
【００３９】
距離Ｗ27が０．５ｍｍ以上であれば、負極露出部７５と負極集電端子８７との接続工程において溶融した金属層７７（金属層７７の溶融部）と溶融した負極集電端子８７（負極集電端子８７の溶融部）とが負極合剤層７３の端面７３ｄに接触することを防止できる。より好ましくは、距離Ｗ27が５ｍｍ以下である。距離Ｗ27が５ｍｍ以下であれば、負極露出部７５の幅が大きくなり過ぎることを防止できるので、非水電解質二次電池の単位体積当たりのエネルギー密度を高く維持できる。さらに好ましくは、距離Ｗ27が１ｍｍ以上３ｍｍ以下である。
【００４０】
負極合剤層７３の形成方法は特に限定されない。例えば、負極活物質と結着剤とを含む負極合剤ペーストを調製し、負極集電体７１のうち金属層７７が形成された領域を除く部分であって負極集電体７１の両面に負極合剤ペーストを塗布する。このようにして負極合剤層７３を形成できる。
【００４１】
負極活物質と結着剤とを含む湿潤造粒粒子を調製し、負極集電体７１のうち金属層７７が形成された領域を除く部分であって負極集電体７１の両面に湿潤造粒粒子を圧着する。このようにして負極合剤層７３を形成しても良い。
【００４２】
負極合剤ペーストを用いて負極合剤層７３を形成した場合には、負極集電体７１のうち負極合剤ペーストが塗布されなかった領域が負極露出部７５となる。また、湿潤造粒粒子を用いて負極合剤層７３を形成した場合には、負極集電体７１のうち湿潤造粒粒子が圧着されなかった領域が負極露出部７５となる。つまり、作製された負極１７は、負極１７の幅方向一端に負極露出部７５を有し、負極１７の幅方向に延びる負極露出部７５の面７５ａに金属層７７を有する（図２）。負極露出部７５の幅は、電極体１１の大きさなどに依存するため一概に言えないが、好ましくは１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、より好ましくは３ｍｍ以上７ｍｍ以下である。
【００４３】
負極合剤層７３は、負極活物質を８０質量％以上９９質量％以下含むことが好ましく、結着剤を０．３質量％以上２０質量％以下含むことが好ましい。負極活物質は、黒鉛からなっても良いし、シリコン系合金などの合金材料からなっても良い。結着剤は、例えばＳＢＲ（styrene-butadiene rubber）などからなることが好ましい。
【００４４】
なお、負極合剤層７３と金属層７７との形成順序は特に限定されない。負極合剤層７３を形成した後に金属層７７を形成しても良い。
【００４５】
また、電極体１１の作製後に金属層７７を形成しても良いが、電極体１１の作製前に金属層７７を形成することが好ましい。これにより、金属層７７を形成し易くなる。
【００４６】
（正極の準備）
正極集電体３１の幅方向一端側（正極露出部３５となる部分）を除く部分において正極合剤層３３を正極集電体３１の両面に形成する（図３）。正極集電体３１としては、厚さが５μｍ以上５０μｍ以下のアルミニウム箔又はアルミニウム合金箔を用いることができる。なお、正極集電体３１の幅方向は、正極１３の幅方向に対して平行である。
【００４７】
正極合剤層３３の形成方法は特に限定されない。例えば、正極活物質と導電剤と結着剤とを含む正極合剤ペーストを調製し、正極集電体３１のうち幅方向一端側（正極露出部３５となる部分）であって正極集電体３１の両面に正極合剤ペーストを塗布する。このようにして正極合剤層３３を形成できる。
【００４８】
正極活物質と導電剤と結着剤とを含む湿潤造粒粒子を調製し、正極集電体３１のうち幅方向一端側であって正極集電体３１の両面に湿潤造粒粒子を圧着する。このようにして正極合剤層３３を形成しても良い。
【００４９】
正極合剤層３３は、正極活物質と導電剤と結着剤とを含むことが好ましい。正極活物質は、ニッケル、コバルト及びマンガンのうちの少なくとも１つを含むリチウム複合酸化物からなっても良いし、オリビン型の結晶構造を有するリチウム複合酸化物（例えばＬｉＦｅＰＯ4）からなっても良いし、２種以上のリチウム複合酸化物が混合されたものであっても良い。導電剤は例えばアセチレンブラックなどの炭素材料からなることが好ましく、結着剤は例えばＰＶｄＦ（PolyVinylidene DiFluoride）などからなることが好ましい。
【００５０】
正極合剤層３３は、正極活物質を、好ましくは８０質量％以上９５質量％以下含み、より好ましくは８５質量％以上９５質量％以下含み、さらに好ましくは９０質量％以上９５質量％以下含む。正極合剤層３３は、導電剤を、好ましくは１質量％以上１０質量％以下含み、より好ましくは３質量％以上１０質量％以下含む。正極合剤層３３は、結着剤を、好ましくは２質量％以上５質量％以下含む。
【００５１】
＜電極体の作製＞
負極露出部７５と負極集電端子８７との接続工程の前に電極体１１を作製することが好ましい。
【００５２】
電極体１１の作製方法は特に限定されない。例えば、セパレータ１５を挟んで正極１３と負極１７とを巻回すれば、巻回電極体を作製できる。具体的には、まず、正極１３と負極１７との間にセパレータ１５を配置する。このとき、正極露出部３５と負極露出部７５とがセパレータ１５から互いに逆向きに突出するように、正極１３と負極１７とセパレータ１５とを配置する。次に、正極１３の幅方向及び負極１７の幅方向に対して平行となるように巻回軸を配置し、その巻回軸を用いて正極１３、セパレータ１５及び負極１７を巻回させる。このようにして電極体１１（図４）が得られる。巻回によって得られた電極体に対して互いに逆向きの圧力を与えても良い。なお、図４では、金属層７７の図示を省略している。
【００５３】
セパレータ１５は、非水電解質二次電池のセパレータの構成として従来公知の構成からなることが好ましく、例えば、ＰＥ（polyethylene）又はＰＰ（polypropylene）などからなる微多孔膜であっても良いし、耐熱層をさらに有していても良い。
【００５４】
なお、本実施形態では、電極体１１として巻回電極体を用いる場合について示すが、巻回電極体の代わりに積層型電極体を用いても良い。積層型電極体の作製方法としては、例えば、正極１３と負極１７とでセパレータ１５を挟むようにして正極１３とセパレータ１５と負極１７とを積層することが好ましい。このとき、正極露出部３５と負極露出部７５とがセパレータ１５から互いに逆向きに突出するように正極１３とセパレータ１５と負極１７とを配置することが好ましい。
【００５５】
＜露出部の折り曲げ＞
（負極露出部の折り曲げ）
まず、負極集電端子８７を負極露出部７５の第１先端面７５ｄに対向させる（図５）。負極集電端子８７は、負極外部端子７に接続される第１接続部１８７と、負極１７に接続される第２接続部２８７とを有する（図８参照）。そのため、第２接続部２８７を負極露出部７５の第１先端面７５ｄに対向させることが好ましい。「負極露出部７５の第１先端面７５ｄ」とは、負極露出部７５が電極体１１の軸方向に対して平行に延びている状態において電極体１１の軸方向端部に位置する負極露出部７５の面を意味する。
【００５６】
集電抵抗を低く抑えるという観点から、負極集電端子８７は、負極露出部７５と同一の材料からなることが好ましく、よって、銅からなることが好ましい。
【００５７】
次に、負極集電端子８７及び電極体１１のうちの少なくとも一方を移動させて、負極集電端子８７の第２接続部２８７を負極露出部７５の第１先端面７５ｄに押し当てる。これにより、金属層７７が設けられた負極露出部７５が折れ曲がる。
【００５８】
金属層７７が設けられた負極露出部７５が折れ曲がると、金属層７７の少なくとも一部が負極露出部７５よりも電極体１１の軸方向外側に位置する。よって、金属層７７の少なくとも一部が負極露出部７５（具体的には負極露出部７５の第２先端面７５ｅ）と負極集電端子８７の第２接続部２８７とで挟まれることとなる（図６）。「負極露出部７５の第２先端面７５ｅ」とは、金属層７７が設けられた負極露出部７５を折り曲げたことによって電極体１１の軸方向端部に位置することとなった負極露出部７５の面を意味する。
【００５９】
なお、本実施形態では、負極集電端子８７とは異なる部材を用いて金属層７７が設けられた負極露出部７５を折り曲げた後、負極集電端子８７を負極露出部７５の第２先端面７５ｅに対向させても良い。
【００６０】
また、金属層７７が設けられた負極露出部７５の折り曲げ後の形状は図６に示す形状に限定されない。金属層７７の少なくとも一部が負極露出部７５よりも電極体１１の軸方向外側（負極１７の幅方向外側）に位置するように、金属層７７が設けられた負極露出部７５が折り曲げられていれば良い。
【００６１】
＜露出部と集電端子との接続＞
（負極露出部と負極集電端子との接続）
金属層７７の少なくとも一部が負極露出部７５と負極集電端子８７の第２接続部２８７とで挟まれた状態で、負極集電端子８７の第２接続部２８７のうち少なくとも金属層７７との接触箇所へエネルギーを照射する（図６）。これにより、負極集電端子８７の第２接続部２８７では、エネルギーが照射された部分において溶融が起こる。ここで、エネルギーは、負極集電端子８７の第２接続部２８７に対して電極体１１とは反対側（図６の上側）から、負極集電端子８７のうち少なくとも金属層７７との接触箇所へ照射される。そのため、溶融した負極集電端子８７（負極集電端子８７の溶融部）は、自重によって、電極体１１側へ移動する。
【００６２】
金属層７７の少なくとも一部が負極露出部７５と負極集電端子８７の第２接続部２８７とで挟まれた状態で負極集電端子８７の第２接続部２８７のうち少なくとも金属層７７との接触箇所へエネルギーを照射するので、負極集電端子８７の溶融部は、負極露出部７５ではなく金属層７７に接触することとなる。そのため、金属層７７では負極集電端子８７の溶融部が接触した部分において溶融が起こり、負極集電端子８７の溶融部と溶融した金属層７７（金属層７７の溶融部）とが互いに接触した状態で凝固する。このようにして負極露出部７５と負極集電端子８７とが接続される（図７）。したがって、金属層７７を構成する金属と負極集電端子８７（具体的には負極集電端子８７の第２接続部２８７）を構成する金属との合金を含む接続部６７によって、負極露出部７５と負極集電端子８７とが接続される。
【００６３】
本実施形態では、金属層７７を構成する金属の融点は負極集電端子８７を構成する金属の融点よりも高いので、負極集電端子８７の溶融部が有する熱エネルギーの多くは金属層７７の溶融に消費される。これにより、負極集電端子８７の溶融部が金属層７７に接触しても負極露出部７５（負極露出部７５は金属層７７に対して負極集電端子８７の溶融部とは反対側に位置している）の溶融を防止できる。よって、溶融した負極露出部７５が負極集電端子８７側に取り込まれることを防止できるので、負極集電端子８７の溶融部と金属層７７の溶融部とが凝固しても負極露出部７５における細り又は千切れの発生を防止できる。
【００６４】
エネルギーの照射条件は、特に限定されず、端面集電を行う場合のエネルギーの照射条件として従来公知の条件であることが好ましい。例えば、負極集電端子８７を溶融可能なエネルギーを有するレーザ光を負極集電端子８７のうち少なくとも金属層７７との接触箇所へ照射することが好ましい。
【００６５】
なお、接続部６７の断面のＳＥＭ画像から、負極露出部７５の溶融の有無を確認することができる。また、本発明者らは、接続部６７の断面のＳＥＭ画像から、接続部６７が金属層７７を構成する金属と負極集電端子８７（具体的には負極集電端子８７の第２接続部２８７）を構成する金属との合金（図９に「合金」と記載）を含むことを確認している。
【００６６】
また、接続部６７の形状は図７に示す形状に限定されない。また、負極露出部７５および金属層７７の各溶融状態は図７に示す溶融状態に限定されない。
【００６７】
また、蓋体４に設けられた負極外部端子７と負極集電端子８７の第１接続部１８７とを接続した後に、負極露出部７５と負極集電端子８７の第２接続部２８７とを接続しても良い。
【００６８】
（正極露出部と正極集電端子との接続）
まず、正極集電端子８３を正極露出部３５の先端面に対向させる。正極集電端子８３は、負極集電端子８７と同じく、正極外部端子３に接続される第１接続部１８３と、正極１３に接続される第２接続部２８３とを有する（図８参照）。そのため、第２接続部２８３を正極露出部３５の先端面に対向させることが好ましい。集電抵抗を低く抑えるという観点から、正極集電端子８３は、正極露出部３５と同一の材料からなることが好ましく、よって、アルミニウムからなることが好ましい。
【００６９】
次に、正極集電端子８３及び電極体１１のうちの少なくとも一方を移動させて、正極集電端子８３の第２接続部２８３を正極露出部３５の先端面に押し当てる。その後、正極集電端子８３の第２接続部２８３のうち少なくとも正極露出部３５との接触箇所へエネルギーを照射する。これにより、正極露出部３５と正極集電端子８３の第２接続部２８３とが接続される。
【００７０】
なお、本実施形態では、正極露出部３５と正極集電端子８３との接続工程の後で負極露出部７５と負極集電端子８７との接続工程を行っても良いし、負極露出部７５と負極集電端子８７との接続工程の後で正極露出部３５と正極集電端子８３との接続工程を行っても良い。
【００７１】
また、蓋体４に設けられた正極外部端子３と正極集電端子８３の第１接続部１８３とを接続した後に、正極露出部３５と正極集電端子８３の第２接続部２８３とを接続しても良い。
【００７２】
＜電極体の収容＞
まず、電池ケース１を準備する。電池ケース１は、ケース本体２とケース本体２の開口を封止する蓋体４とを有し、例えばアルミニウムからなることが好ましい。蓋体４に設けられた正極外部端子３と正極集電端子８３の第１接続部１８３とを接続し、蓋体４に設けられた負極外部端子７と負極集電端子８７の第１接続部１８７とを接続する。このとき、絶縁部材９１によって正極外部端子３及び負極外部端子７と蓋体４とを絶縁し、絶縁部材９３によって正極集電端子８３及び負極集電端子８７と蓋体４とを絶縁する。このようにして蓋体４が電極体１１に接続される。
【００７３】
次に、蓋体４が接続された電極体１１をケース本体２の凹部に入れ、蓋体４でケース本体２の開口を封止する。その後、蓋体４をケース本体２の開口周縁に溶接する。
【００７４】
＜非水電解質の注入＞
まず、非水電解質を調製する。非水電解質は、非水電解質二次電池の非水電解質として従来公知の構成からなることが好ましく、例えば１種以上の有機溶媒と１種以上のリチウム塩（例えばＬｉＰＦ6）とを含むことが好ましく、より好ましくは過充電抑制剤（例えばシクロヘキシルベンゼン又はビフェニルなど）をさらに含む。
【００７５】
次に、ケース本体２又は蓋体４に形成されている注液用孔から非水電解質を注入する。必要に応じてケース本体２内を減圧にした後、注液用孔を封止する。このようにして図８に示す非水電解質二次電池を製造できる。
【００７６】
以上、本実施形態の非水電解質二次電池の製造方法を示したが、本実施形態の非水電解質二次電池の製造方法は次に示す構成を有していても良い。
【００７７】
金属層を正極１３の幅方向に延びる正極露出部３５の面に形成しても良い。この場合には、金属層を構成する金属の融点は、正極集電端子８３を構成する金属の融点よりも高く、好ましくは正極集電端子８３を構成する金属の融点よりも１００℃以上高く、より好ましくは正極集電端子８３を構成する金属の融点よりも２００℃以上高く、さらに好ましくは負極集電端子８７を構成する金属の融点よりも４００℃以上高い。ここで、正極集電端子８３を構成する金属の一例としては、アルミニウムが挙げられる。また、正極露出部３５に形成される金属層を構成する金属は、非水電解質二次電池の充放電によって溶出しないことが好ましい。これらをふまえて、正極露出部３５に形成される金属層を構成する金属を決定することが好ましい。金属層を正極１３の幅方向に延びる正極露出部３５の面と負極１７の幅方向に延びる負極露出部７５の面との両方に形成しても良い。
【００７８】
また、金属層７７を形成することなく負極１７を準備しても良い。この場合には、負極露出部７５の折り曲げ工程の後に負極露出部７５の第２先端面７５ｅと負極集電端子８７の第２接続部２８７との間に金属層７７を配置し、その後、負極集電端子８７の第２接続部２８７のうちの少なくとも金属層７７との接触箇所へエネルギーを照射する。これにより、本実施形態に記載の効果が得られる。しかし、非水電解質二次電池の量産を考慮すれば、本実施形態の非水電解質二次電池の製造方法にしたがって非水電解質二次電池を製造することが好ましい。
【００７９】
［非水電解質二次電池の構成］
本実施形態の非水電解質二次電池は、本実施形態の非水電解質二次電池の製造方法にしたがって製造されたものである。つまり、負極露出部７５と負極集電端子８７とを接続する接続部６７は、負極集電端子８７を構成する金属（第１金属）と金属層７７を構成する金属（第１金属よりも融点が高い第２金属）との合金を含む。
【実施例】
【００８０】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明は以下に限定されない。
［実施例１］
＜リチウムイオン二次電池の製造＞
（正極の準備）
正極活物質として、Ｌｉと３種の遷移金属元素（Ｎｉ、Ｃｏ及びＭｎ）とを含む複合酸化物を準備した。質量比で９０：８：２となるように正極活物質とアセチレンブラック（導電剤）とＰＶｄＦ（結着剤）とを入れて混合した後、ＮＭＰ（N-methylpyrrolidone）で希釈した。このようにして正極合剤ペーストを得た。
【００８１】
正極合剤ペーストを、Ａｌ箔（正極集電体、厚さが１５μｍ）の幅方向一端から幅５ｍｍの領域を除いてＡｌ箔の両面に塗布した後、乾燥させた。得られた極板を圧延して正極を得た。正極の幅方向一端には、正極露出部（幅が５ｍｍ）が形成されていた。正極の幅方向一端を除く領域においては、Ａｌ箔の両面に正極合剤層が形成されていた。
【００８２】
（負極の準備）
負極集電体として、厚さが１０μｍである電解銅箔を準備した。無電解めっき法により、電解銅箔の幅方向一端（以下では「電解銅箔の第１端」と記す）から幅２ｍｍの領域における電解銅箔の両面にニッケル層（厚さが３μｍ）を形成した。
【００８３】
負極活物質として、天然黒鉛を準備した。質量比で９８：１：１となるように負極活物質とＣＭＣ（carboxymethylcellulose）（増粘剤）とＳＢＲ（結着剤）とを混ぜ、水で希釈した。このようにして、負極合剤ペーストを得た。
【００８４】
負極合剤ペーストを、電解銅箔の第１端から幅５ｍｍの領域を除いて電解銅箔の両面に塗布した後、乾燥させた。得られた極板を圧延して負極を得た。負極の幅方向一端には、負極露出部（幅が５ｍｍ）が形成されていた。負極露出部の互いに対向する両面（負極の幅方向に延びる負極露出部の面）には、ニッケル層（幅が２ｍｍ、厚さが３μｍ）が形成されていた。負極の幅方向一端を除く領域においては、電解銅箔の両面に負極合剤層が形成されていた。
【００８５】
（電極体の作製）
ＰＥ（polyethylene）からなるセパレータを準備した。正極露出部と負極露出部とがセパレータから互いに逆向きに突出するように、正極と負極とセパレータとを配置した。その後、Ａｌ箔の幅方向及びＣｕ箔の幅方向に対して平行となるように巻回軸を配置し、その巻回軸を用いて正極、セパレータ及び負極を巻回させた。このようにして得られた電極体（円筒型電極体）に対して互いに逆向きの圧力を与え、扁平な電極体を得た。
【００８６】
（正極露出部と正極集電端子との接続）
第１接続部と第２接続部（長さ：５０ｍｍ）とを有する正極集電端子（材料：アルミニウム、厚さ：０．６ｍｍ、幅：１２ｍｍ）を準備し、正極集電端子の第２接続部を正極露出部に溶接させた。このようにして正極露出部と正極集電端子とが接続された。
【００８７】
（負極露出部の折り曲げ）
第１接続部と第２接続部（長さ：５０ｍｍ）とを有する負極集電端子（材料：銅、厚さ：０．６ｍｍ、幅：１２ｍｍ）を準備した。負極集電端子の第２接続部を負極露出部の第１先端面に対向させた後、負極集電端子を移動させて負極集電端子の第２接続部を負極露出部の第１先端面に押し当てた。これにより、ニッケル層が設けられた負極露出部が折れ曲がり、よって、ニッケル層の一部が負極露出部と負極集電端子の第２接続部とで挟まれた。
【００８８】
（負極露出部と負極集電端子との接続）
レーザ光を、負極集電端子の第２接続部に対して電極体とは反対側から、負極集電端子のうちニッケル層との接触箇所へ照射した。このようにして負極露出部と負極集電端子とが接続された。
【００８９】
（電極体の収容）
ケース本体と蓋体とを有する電池ケースを準備した。蓋体には、絶縁部材を挟んで正極外部端子を固定し、別の絶縁部材を挟んで正極集電端子の第１接続部を固定した。また、蓋体には、絶縁部材を挟んで負極外部端子を固定し、別の絶縁部材を挟んで負極集電端子の第１接続部を固定した。このようにして蓋体が電極体に接続された。その後、電極体をケース本体の凹部に入れ、蓋体でケース本体の開口を封止した。
【００９０】
（非水電解液の調製、注入）
体積比で３：４：３となるように、ＥＣ（ethylene carbonate）とＤＭＣ（ethyl methyl carbonate）とＥＭＣ（dimethyl carbonate）とを混合した。このようにして得られた混合溶媒にＬｉＰＦ6を添加して、非水電解液を得た。得られた非水電解液では、ＬｉＰＦ6の濃度が１．０ｍｏｌ／Ｌであった。
【００９１】
得られた非水電解液を、蓋体に形成された注液用孔からケース本体の凹部へ注入した。電池ケース内を減圧した後、注液用孔を封止した。このようにして本実施例のリチウムイオン二次電池（電池容量が４Ａｈ）が得られた。上述の方法にしたがって、本実施例のリチウムイオン二次電池を３０個、作製した。
【００９２】
＜ハイレート試験＞
３０個のリチウムイオン二次電池に対し、２５℃において、ハイレート試験を行った。ハイレート試験では、３０Ｃの電流で１０秒間、充電を行い、１０分間、休止し、５Ｃの電流で１分間、放電を行い、１０分間、休止した。これを１サイクルとして１００００サイクル行った。
【００９３】
ハイレート試験の終了後、リチウムイオン二次電池を分解し、露出部における細り又は千切れの発生の有無を確認した。結果を表１に示す。
【００９４】
［実施例２〜１１及び比較例１］
金属層の構成を表１に示すように変更したことを除いては実施例１に記載の方法にしたがってリチウムイオン二次電池（３０個）を製造した。つまり、比較例１では、実施例１における正極露出部と正極集電端子の第２接続部との接続方法と同様の方法で、負極露出部と負極集電端子の第２接続部とを接続した。その後、実施例１に記載の方法にしたがって、３０個のリチウムイオン二次電池を評価した。結果を表１に示す。
【００９５】
【表１】
2016162617.tif 000003
【００９６】
表１における「不具合の発生率」には、（露出部において細り又は千切れの発生が確認されたリチウムイオン二次電池の個数）／（リチウムイオン二次電池の総数（３０個））を記している。
【００９７】
［結果］
比較例１では、実施例１〜１１に比べて、不具合の発生率が高かった。この結果から、ニッケル層の一部が負極露出部と負極集電端子の第２接続部とで挟まれた状態で負極集電端子のうちニッケル層との接触箇所へエネルギーを照射することが好ましいことが分かった。
【００９８】
実施例１〜５では、実施例６に比べて、不具合の発生率がさらに低かった。この結果から、ニッケル層の厚さは０．５μｍ以上であることが好ましいことが分かった。
【００９９】
実施例１〜５では、実施例７に比べて、不具合の発生率がさらに低かった。この結果から、ニッケル層の厚さは電解銅箔の厚さ（１０μｍ）以下であることが好ましいことが分かった。ニッケル層の厚さが電解銅箔の厚さよりも大きければ、エネルギーの照射によって電解銅箔を構成する金属とニッケルとが合金を形成し易い。そのため、負極露出部と負極集電端子との接続強度が低下し、よって、実施例７では不具合の発生率が５／３０となったと考えられる。
【０１００】
実施例１、８及び９では、不具合の発生率を低く抑えることができた。この結果から、ニッケル層の幅は２μｍ以上５μｍ以下であることが好ましいことが分かった。
【０１０１】
実施例１、１０及び１１では、不具合の発生率を低く抑えることができた。この結果から、ニッケルの代わりにチタン又はクロムを用いて金属層を形成しても同様の効果が得られることが分かった。
【０１０２】
今回開示された実施の形態及び実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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及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】
【０１０３】
１  電池ケース、２  ケース本体、３  正極外部端子、４  蓋体、７  負極外部端子、１１  電極体、１３  正極、１５  セパレータ、１７  負極、３１  正極集電体、３３  正極合剤層、３５  正極露出部、６７  接続部、７１  負極集電体、７３  負極合剤層、７３ｄ，７７ｃ  端面、７５  負極露出部、７５ａ  負極の幅方向に延びる負極露出部の面、７５ｄ  第１先端面、７５ｅ  第２先端面、７７  金属層、８３  正極集電端子、８７  負極集電端子、９１，９３  絶縁部材、１８３，１８７  第１接続部、２８３，２８７  第２接続部。
【図１】
2016162617.tif 000004
【図２】
2016162617.tif 000005
【図３】
2016162617.tif 000006
【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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