(57)【要約】  本開示は、円筒形電池において、外装缶とリードとの溶接部に電極体の回転方向に加わる力に対して、外装缶とリードの溶接強度を向上させることである。円筒形電池（２０）は、電極体（２２）を収容する有底円筒状の外装缶（５０）を含む。電極体の正極及び負極の一方に接続されたリードが、電極体（２２）から導出されるとともに外装缶の底部（５１）に溶接されている。底部（５１）を外装缶の外側から見た場合に、溶融痕により形成されるリードと底部（５１）の溶接部の少なくとも一部が、リードの幅を直径とする底部（５１）の同心円の外側に形成されている。
2019187776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と負極がセパレータを介して巻回された電極体と、
前記電極体を収容する有底円筒状の外装缶と、を備え、
前記正極及び前記負極の一方に接続されたリードが、前記電極体から導出されるとともに前記外装缶の底部に溶接されており、
前記底部を前記外装缶の外側から見た場合に、溶融痕により形成される前記リードと前記底部の溶接部の少なくとも一部が、前記電極体からの導出方向に垂直な前記リードの幅を直径とする前記底部の同心円の外側に形成されている、
円筒形電池。
【請求項２】
請求項１に記載の円筒形電池において、
前記溶接部が、前記底部の径方向に沿って形成されている、円筒形電池。
【請求項３】
請求項１に記載の円筒形電池の製造方法であって、
前記電極体の巻回軸に垂直な二つの端面のうち、前記溶接部とは反対側の端面には、前記リードが他の端面に対向する位置を示すマーキングが表示され、前記マーキングを検出しながら、前記底部の外側から、前記底部の前記リードと対向する部分にエネルギービームを照射することで、前記溶接部を形成する、
円筒形電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、円筒形電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電池の一種として、有底筒状の外装缶に電極体が収容された円筒形電池が知られている。【０００３】
従来、円筒形電池では、外装缶と、電極体の正極及び負極の一方に接続されたリードとが、主に外装缶の底部の内面での抵抗溶接によって接続されている。一方、近年では、外装缶の底部の外側からエネルギービーム、例えばレーザ光を照射して、外装缶とリードとを溶接させるものがある（例えば特許文献１〜２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−３６８６号公報
【特許文献２】特開平４−１６２３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
外装缶の外部からエネルギービームを照射し外装缶にリードを溶接する円筒形電池では、外装缶に電極体を挿入した後、外装缶内で電極体が回転した場合でも、外装缶の底部とリードとが対向する位置にエネルギービームを照射する必要がある。このために、従来は、外装缶内での電極体の回転にかかわらず、常に外装缶の底部とリードが対向する位置にエネルギービームが照射されるように、外装缶の底部の中心部にエネルギービームを照射している。具体的には、外装缶の底部のうち、電極体の巻中心に位置する中空部に対向する部分で、かつ、リードの幅を直径とする円内のみに、エネルギービームを照射する。これにより、この円内に対応する部分でだけ底部とリードとを溶接する溶接部を形成している。しかしながら、このような電池では、溶接部が外装缶の底部の中心にのみ形成されるため、外装缶に対して電極体を回転させるような力が電池に加わる場合、外装缶とリードとの溶接強度が、その溶接部に加わる電極体の回転方向の力に対して不十分の可能性がある。上記では、外装缶にエネルギービームを照射することで、外装缶にリードを溶接する場合の不都合について説明したが、外装缶にリードを抵抗溶接で溶接する場合も同様の不都合が生じる可能性がある。【０００６】
本開示は、円筒形電池及びその製造方法において、外装缶とリードとの溶接部に加わる電極体の回転方向の力に対して、外装缶とリードの溶接強度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係る円筒形電池は、正極と負極とがセパレータを介して巻回された電極体と、電極体を収容する有底円筒状の外装缶と、を備え、正極及び負極の一方に接続されたリードが、電極体から導出されるとともに外装缶の底部に溶接されており、底部を外装缶の外側から見た場合に、溶融痕により形成されるリードと底部の溶接部の少なくとも一部が、電極体からの導出方向に垂直なリードの幅を直径とする底部の同心円の外側に形成されている、円筒形電池である。【０００８】
本開示に係る円筒形電池の製造方法は、本開示に係る円筒形電池の製造方法であって、電極体の巻回軸に垂直な二つの端面のうち、リードと外装缶の底部の溶接部とは反対側の端面には、リードが他の端面に対向する位置を示すマーキングが表示され、マーキングを検出しながら、底部の外側から、底部のリードと対向する部分にエネルギービームを照射することで、溶接部を形成する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示に係る円筒形電池及びその製造方法によれば、リードと外装缶との溶接部が、外装缶の底部の中心に限定されずに形成される。これにより、電極体の回転中心より外周側に大きく離れた位置で溶接されるので、電極体の回転方向の力がリードと外装缶の溶接部に加わる場合に電極体とリードとの溶接部に回転方向に加わる力のモーメントを小さくできる。さらに、溶接部の面積を大きくすることもできる。このため、外装缶とリードとの溶接部に電極体の回転方向に加わる力に対して、溶接強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態の一例の円筒形電池の底面側半部の断面図である。
【図２】図２は、図１に示す円筒形電池の底板部の平面図である。
【図３】図３は、実施形態の一例において、マーキングが表示された電極体を外装缶の開口側から見た場合の模式図である。
【図４】図４は、図２において、外装缶の内部で電極体が回転した場合にリードが移動する様子を示す図である。
【図５】図５は、実施形態の別例の円筒形電池において、図２に対応する図である。
【図６】図６は、比較例の円筒形電池において、図２に対応する図である。
【図７】図７は、実施形態の別例の円筒形電池において、図１に対応する図である。
【図８】図８は、実施形態の別例の円筒形電池において、図１に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本開示に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本開示の理解を容易にするための例示であって、円筒形電池の仕様に合わせて適宜変更することができる。また、以下において「略」なる用語は、例えば、完全に同じである場合に加えて、実質的に同じとみなせる場合を含む意味で用いられる。さらに、以下において複数の実施形態、変形例が含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。
【００１２】
また、以下では、円筒形電池がリチウムイオン二次電池である場合を説明するが、これに限定するものではなく、ニッケル水素電池、ニッカド電池等の他の二次電池、または乾電池またはリチウム電池等の一次電池であってもよい。
【００１３】
図１は、実施形態の一例の円筒形電池２０の底面側半部の断面図である。図２は、円筒形電池２０の底面部である。図３は、実施形態の一例において、マーキング６０が表示された電極体２２を外装缶５０の開口側から見た場合の模式図である。以下では、円筒形電池２０は、電池２０と記載する。
【００１４】
図１〜図３に例示するように、電池２０は、巻回型の電極体２２と、非水電解質（図示せず）と、外装缶５０とを備える。巻回型の電極体２２は、正極２３と、負極２４と、セパレータ２５とを有し、正極２３と負極２４がセパレータ２５を介して渦巻状に巻回されている。以下では、電極体２２の巻回軸方向一方側を「上」、巻回軸方向他方側を「下」という場合がある。複数の正極及び負極がセパレータを介して交互に積層された電極体を用いることもできる。非水電解質は、非水溶媒と、非水溶媒に溶解したリチウム塩等の電解質塩とを含む。非水電解質は、液体電解質に限定されず、ゲル状ポリマー等を用いた固体電解質であってもよい。
【００１５】
正極２３は、帯状の正極集電体２３ａを有し、当該集電体２３ａに正極リード（図示せず）が接続される。正極リードは、正極集電体２３ａを正極端子（図示せず）に電気的に接続するための導電部材であって、電極体２２の巻回軸に垂直な、上側（図１の上方）の端面から導出されている。正極リードは、電極体２２の径方向βの略中央部に設けられている。
【００１６】
負極２４は、帯状の負極集電体２４ａを有し、当該集電体２４ａに負極リード２６が接続される。負極リード２６は、負極端子となる外装缶５０に負極集電体２４ａを電気的に接続するための導電部材であって、電極体２２の巻回軸に垂直な、下側（図１の下方）の端面から導出されている。負極リード２６は、負極２４の巻き終り側端部に設けられている。
【００１７】
各リードの構成材料は特に限定されない。正極リードはアルミニウムを主成分とする金属によって、負極リード２６はニッケルまたは銅を主成分とする金属によって、または、ニッケル及び銅の両方を含む金属によって、それぞれ構成することができる。負極リード２６は、ニッケルめっきされた鉄から形成されてもよい。正極リード及び負極リードは、それぞれ複数ずつ設けられてもよい。
【００１８】
負極リード２６は、後述の外装缶５０における円形の底部５１の近くで略直角に曲げられて、絶縁板３０を介して電極体２２の中空状の巻き芯部２９と対向する部分まで延びるように、底部５１の内面に沿って配置される。負極リード２６は、底部５１の内面に沿った部分で底部５１の内面に重ねられ、この内面に接する。そして、この状態で、外装缶５０の外部から底部５１の負極リード２６と対向する部分に向けてレーザ光４０が照射されることで、外装缶５０と負極リード２６とが溶接群５４により溶接される。図２に示すように、溶接群５４は、３本の溶接部５６，５７，５８によって形成される。各溶接部５６，５７，５８は、外装缶５０の外側表面から負極リード２６に向けて形成される。レーザ光４０はエネルギービームに相当する。
【００１９】
図２に示すように、各溶接部５６，５７，５８は、底部５１を外装缶５０の外側（図１の下側）から見た場合の平面形状が直線状である。なお、本開示で溶接部とは、外装缶５０や負極リード２６のうちレーザ光４０（図１）が照射されて溶融し、凝固した溶融痕により形成される部分をいう。溶接群５４及び溶接工程については後で詳しく説明する。
【００２０】
外装缶５０は、円形の底部５１を有し、電極体２２を収容する有底円筒状の容器である。外装缶５０は、ニッケルめっきされた鉄からなる材料を有底円筒状に加工して形成される。外装缶は、このような材料から形成するものに限定せず、電池の種類や特性を考慮して、銅、ニッケル等、適宜選出した金属材料を用いることができる。
【００２１】
外装缶５０の開口部５２（図３）は、絶縁材料製の密閉用ガスケット（図示せず）と封口体（図示せず）によって封止される。このとき、外装缶５０の開口部５２にガスケットを介して封口体が嵌合され、その後、かしめ加工により外装缶５０の開口部５２が隙間なく封口される。外装缶５０は、電極体２２及び非水電解質を収容する。電極体２２の下部には、絶縁板３０（図１）が配置される。負極リード２６は絶縁板３０の外側を通って、外装缶５０の底部に沿って導出され、外装缶５０の底部５１の内面に溶接される。外装缶５０の底部である底部５１の厚みは、例えば０．２〜０．５ｍｍである。電極体２２の上側にも、下側と同様に絶縁板（図示せず）が配置されることが好適である。
【００２２】
図１に戻って、電極体２２は、正極２３と負極２４がセパレータ２５を介して渦巻状に巻回されてなる巻回構造を有する。正極２３、負極２４、及びセパレータ２５は、いずれも帯状に形成され、渦巻状に巻回されることで電極体２２の径方向βに交互に積層された状態となる。本実施形態では、電極体２２の巻中心軸Ｏを含む巻き芯部２９は、円柱状の空間である。
【００２３】
正極２３は、帯状、すなわち長尺のシート形状の正極集電体２３ａと、当該集電体上に形成された正極活物質層とを有する。例えば正極集電体２３ａの両面に正極活物質層が形成されている。正極集電体２３ａには、例えばアルミニウムなどの正極の電位範囲で安定な金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等が用いられる。好適な正極集電体２３ａは、アルミニウムまたはアルミニウム合金を主成分とする金属などの正極の電位範囲で安定な金属の箔である。
【００２４】
正極活物質層は、正極活物質、導電剤、及び結着剤を含むことが好ましい。正極２３は、例えば正極活物質、導電剤、結着剤、及びＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）等の溶剤を含む正極合剤スラリーを正極集電体２３ａの両面に塗布した後、乾燥及び圧延することにより作製される。
【００２５】
正極活物質としては、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｎｉ等の遷移金属元素を含有するリチウム含有遷移金属酸化物が例示できる。リチウム含有遷移金属酸化物は、特に限定されないが、一般式Ｌｉ１+ｘＭＯ２（式中、−０．２＜ｘ≦０．２、ＭはＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌの少なくとも１種を含む）で表される複合酸化物であることが好ましい。
【００２６】
上記導電剤の例としては、カーボンブラック（ＣＢ）、アセチレンブラック（ＡＢ）、ケッチェンブラック、黒鉛等の炭素材料などが挙げられる。上記結着剤の例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等のフッ素系樹脂、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などが挙げられる。また、これらの樹脂と、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）またはその塩、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）等が併用されてもよい。これらは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２７】
負極２４は、帯状の負極集電体２４ａと、当該負極集電体上に形成された負極活物質層とを有する。例えば負極集電体２４ａの両面に負極活物質層が形成されている。負極集電体２４ａには、例えばアルミニウムや銅などの負極の電位範囲で安定な金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等が用いられる。
【００２８】
負極活物質層は、負極集電体２４ａの両面において、後述の無地部を除く全域に形成されることが好適である。負極活物質層は、負極活物質及び結着剤を含むことが好ましい。負極活物質層は、必要により導電材を含んでいてもよい。負極２４は、例えば負極活物質、結着剤、及び水等を含む負極合剤スラリーを負極集電体２４ａの両面に塗布した後、乾燥及び圧延することにより作製される。
【００２９】
負極活物質としては、リチウムイオンを可逆的に吸蔵、放出できるものであれば特に限定されず、例えば天然黒鉛、人造黒鉛等の炭素材料、Ｓｉ、Ｓｎ等のリチウムと合金化する金属、またはこれらを含む合金、複合酸化物などを用いることができる。負極活物質層に含まれる結着剤には、例えば正極２３の場合と同様の樹脂が用いられる。水系溶媒で負極合剤スラリーを調製する場合は、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ＣＭＣまたはその塩、ポリアクリル酸またはその塩、ポリビニルアルコール等を用いることができる。これらは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３０】
負極２４には、負極集電体２４ａを構成する金属の表面が露出した無地部が設けられる。無地部は、負極リード２６が接続される部分であって、負極集電体２４ａの表面が負極活物質層に覆われていない部分である。無地部は、負極２４の幅方向である巻回軸方向αに沿って長く延びた正面視略矩形形状であり、負極リード２６よりも幅広に形成される。
【００３１】
負極リード２６は、負極集電体２４ａの無地部の表面に例えば超音波溶接等の溶接により接合されている。無地部は、例えば負極集電体２４ａの一部に負極合剤スラリーを塗布しない間欠塗布により設けられる。
【００３２】
正極リードは、正極集電体２３ａに形成された無地部に接合され、正極集電体２３ａから上方に突出した部分が正極端子または正極端子に接続された部分に接合される。
【００３３】
セパレータ２５には、イオン透過性及び絶縁性を有する多孔性シートが用いられる。多孔性シートの具体例としては、微多孔薄膜、織布、不織布などが挙げられる。セパレータ２５の材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン樹脂が好ましい。
【００３４】
溶接群５４を形成する各溶接部５６，５７，５８（図２）は、上記のように溶融痕により形成される。図２に示すように、外装缶５０の底部５１の外側（図１の下側）から溶接群５４を見た場合に、平行な３本の溶接部５６，５７，５８は、底部５１の径方向に沿って形成されている。
【００３５】
３本の溶接部５６，５７，５８は、略同じ長さである。さらに、３本の溶接部５６，５７，５８は、図２に示すように底部５１を外装缶５０の外側から見た場合に、負極リード２６の幅Ｄを直径とした円Ｃであって、円Ｃの中心を底部５１の中心Ｇに一致させた円Ｃの外側に形成される。円Ｃは底部５１の同心円である。ここで、負極リード２６の幅Ｄとは、負極リード２６が電極体２２から導出する方向に対し直交する方向を基準として規定される。負極リード２６の幅が均一でない場合は、負極リード２６のうち底部５１の中心に対向している部分の幅を負極リード２６の幅Ｄとする。また、底部５１を外装缶５０の外側から見た場合に、電極体２２の中空状の巻き芯部２９（図１）を規定する筒部２９ａは上記の円Ｃとはほぼ一致するが、必ずしも一致する必要はない。
【００３６】
図４は、図２において、外装缶５０の内部で電極体２２が回転した場合に負極リード２６が移動する様子を示す図である。上記の円Ｃは、負極リード２６が電極体２２とともに外装缶５０内で回転した場合でも、負極リード２６の先端部と底部５１とが重なる範囲を規定する。このため、この円Ｃの内部に対応する部分に溶接部を形成すれば、負極リード２６の回転位置の変化に応じてレーザ光の照射位置を変える必要がない。一方、上記の円Ｃ内に対応する部分のみに溶接部を形成する場合には、本実施形態と異なり、外装缶５０と負極リード２６との溶接部に電極体２２の回転方向に加わる力に対して、この溶接強度は改良の余地がある。本実施形態では、上記のように各溶接部５６，５７，５８を上記の円Ｃの外側を含む範囲に形成するので、後述のように上記の溶接部に電極体２２の回転方向に加わる力に対して溶接部の強度を向上させることができる。
【００３７】
３本の溶接部５６，５７，５８は、いずれも底部５１において、負極リード２６の底部５１の内面に沿った部分と対向する部分に形成される。各溶接部５６，５７，５８は、負極リード２６と底部５１の一部を溶融、凝固させて、負極リード２６と底部５１とを溶接している。各溶接部５６，５７，５８は、レーザ照射工程で、レーザ光４０（図１）を外装缶５０の外部から底部５１に向かって照射させることにより溶融痕として形成される。
【００３８】
レーザ光としては、ファイバーレーザのレーザ光を用いることが好適である。ファイバーレーザのスポット径は、例えば直径が０．０２ｍｍ〜０．０５ｍｍ程度と非常に小さくできるため、そのファイバーレーザにより形成される溶融痕の幅も約０．１ｍｍと非常に小さくできる。このため、レーザ光の集光点のパワー密度を非常に高くできる。
【００３９】
例えば、直線方向に沿って一方側（例えば図１の右側）に向かって、レーザ光４０の照射部を外装缶５０の底部５１の外側表面において移動させて、それを３回繰り返すことで、３本の溶接部５６，５７，５８を形成する。光学的な回折格子を用いてレーザ光４０を分岐することで、溶接部５６，５７，５８を同時に形成することもできる。
【００４０】
また、電池２０をレーザ光の照射方向に対し直交する方向に相対的に移動させることで、底部５１を外装缶５０の外側から見た場合の各溶接部５６，５７，５８の形状を線状とすることができる。このとき、電池２０は底部５１を上にした状態で配置し、その底部に向けてレーザ光を照射させることができる。電池２０を横に傾けた状態で配置し、底部５１に向けてレーザ光を照射させることもできる。
【００４１】
[電池の製造方法]
次に本実施形態に係る電池２０の製造方法を説明する。まず、外装缶５０の底部５１の内面に負極リード２６を対向させた状態で、外装缶５０に電極体２２を収容する。この状態で、正極リードを外装缶５０の開口部５２（図３）側に配置する。このとき、図３に示すように、電極体２２の巻回軸に垂直な二つの端面のうち、負極リード２６の溶接部とは反対側（図３の紙面の表側）の端面には、負極リード２６が溶接部側の電極体２２の端面に対向する位置を、予めマーキング６０で表示されるようにしておく。図３では、正極リードの図示を省略している。図３に示す例では、負極リード２６の底部５１に沿った部分の外周側部分である根元２７側部分における幅方向中央を根元２７側端から先端２８側に向かって延びるように、電極体２２の表面に直線状のマーキング６０が表示されている。例えば、電極体２２の正極リード側の端面に位置するセパレータには、インクジェットで印刷されることで、マーキング６０が表示されている。マーキング６０は、インク等で描かれてもよい。マーキングは直線に限定せず、負極リードの位置を示す矩形等でもよい。このようなマーキングの代わりに、外装缶５０への電極体２２の挿入の前後で負極リード２６が常に定められた位相（回転方向位置）に配置されるように、電極体２２と外装缶５０とが設備（図示せず）により保持されるようにすることもできる。
【００４２】
次に、外装缶５０への電極体２２の挿入後に電極体２２が外装缶５０に対して動かないように保持し、かつ、電極体２２全体を外装缶５０の開口部５２側から加圧することにより、負極リード２６と外装缶５０の底部５１とを密着させる。この状態で、マーキング６０の位置をカメラ（図示せず）で検出しながら、その検出信号を受けた制御部を含むレーザ光照射装置（図示せず）によって、底部５１の外側から、底部５１の負極リード２６と対向する部分に線状にレーザ光を照射する。これにより、外装缶５０と負極リード２６とを溶接群５４により溶接する。このとき、底部５１を外装缶５０の外側から見た場合に負極リード２６の幅Ｄ（図２）を直径とした円Ｃであって、円Ｃの中心を底部５１の中心Ｇ（図２）に一致させた円Ｃの外側に、溶接部５６，５７，５８（図２）が形成される。これにより、電極体２２と一体の負極リード２６と外装缶５０とが、電極体２２の回転中心である巻中心軸Ｏ（図１）より外周側に大きく離れた位置で溶接される。巻中心軸Ｏの延長線は、底部５１の中心Ｇと一致する。このため、電極体２２に、外装缶５０に対し回転させる方向に力が加わる場合に、外装缶５０と負極リード２６との溶接部５６，５７，５８に回転方向に加わる力のモーメントを、溶接部が底部５１の中心付近に位置する場合よりも小さくできる。したがって、外装缶５０と負極リード２６との接合部に電極体２２の回転方向に加わる力に対して、溶接部の強度を向上させることができる。
【００４３】
また、上記のように電極体２２の負極リード２６の溶接部とは反対側端の表面には、負極リード２６の底部５１に沿った部分の位置を示すマーキング６０が表示される。また、そのマーキング６０の位置を検出しながら、底部５１の外側から、底部５１の負極リード２６と対向する部分にレーザ光を照射することにより、外装缶５０と負極リード２６とを溶接群５４により溶接する。このため、外装缶５０の外側から負極リード２６が見えない状態で負極リード２６の位置を精度よく検出しながら、負極リード２６と対向し、かつ、電極体２２の巻中心軸Ｏより外周側に大きく離れた位置にレーザ光を照射できる。したがって、外装缶５０と負極リード２６との溶接部に電極体２２の回転方向に加わる力に対して溶接強度が高い電池２０を、高精度に製造できる。また、本例の構成では、負極リード２６のうち、外装缶５０の底部５１に沿った部分の先端部が、巻中心軸Ｏの付近に位置するように負極リードを長くする必要がない。これにより、電池２０の低コスト化を図れる。
【００４４】
次に、上記の実施形態の効果を確認するために行った実験結果を説明する。実験には、以下の実施例１、２及び比較例の電池の製造方法のそれぞれで作製された電池を用いた。
【００４５】
［実施例１］
図２を参照して、実施例１では、底部５１を外側から見た状態で、溶接部５６，５７，５８は、缶底面の中心Ｇから径方向外側に４ｍｍ離れた位置を始点として、径方向外側に延びるように３本の直線状に形成される。各溶接部５６，５７，５８は、長手方向寸法が１ｍｍであり、短手方向の幅が０．０８ｍｍであり、線同士のピッチの間隔が０．５ｍｍである。実施例１において、その他の構成は図１〜図４の構成と同様である。
【００４６】
上記の条件で実施例１において、電極体２２に、外装缶５０に対し回転させる方向に力を加えたときの、溶接群５４の回転方向に加わる力に対する強度であるトルク強度を計算で確認した。その結果、トルク強度は、１５０Ｎ・ｍｍ以上となった。
【００４７】
［実施例２］
図５を参照して、実施例２では、３本の溶接部５６ａ、５７ａ、５８ａにより溶接群５４ａが形成される。底部５１を外側から見た状態で、溶接部５６ａ、５７ａ、５８ａは、缶底面の中心Ｇから径方向外側に２ｍｍ離れた位置を始点として、径方向外側に延びるように３本の直線状に形成される。各溶接部５６ａ、５７ａ、５８ａは、長手方向寸法が２ｍｍであり、短手方向の幅が０．０８ｍｍであり、線同士のピッチの間隔が０．５ｍｍである。実施例２では、実施例１と異なり、底部５１において、負極リード２６の幅を直径とした円Ｃを径方向に跨ぐように、３本の溶接部５６ａ、５７ａ、５８ａが円Ｃの内側と外側に形成される。実施例２において、その他の構成は、実施例１と同様である。
【００４８】
上記の条件で実施例２において、電極体２２に、外装缶５０に対し回転させる方向に力を加えたときの溶接群５４ａのトルク強度を計算で確認した。その結果、トルク強度は、１５０Ｎ・ｍｍ以上となった。
【００４９】
[比較例]
図６を参照して、比較例では、３本の溶接部５６ｂ、５７ｂ、５８ｂにより溶接群５４ｂが形成される。底部５１を外側から見た状態で、溶接部５６ｂ、５７ｂ、５８ｂは、缶底面の中心Ｇを通りこの中心Ｇの径方向両側に均等に伸びる直線状の溶接部５７ｂと、この溶接部５７ｂの両側に平行に配置された２本の直線状の溶接部５６ｂ、５８ｂとを含んでいる。各溶接部５６ｂ、５７ｂ、５８ｂは、長手方向寸法が１ｍｍであり、短手方向の幅が０．０８ｍｍであり、線同士のピッチの間隔が０．５ｍｍである。比較例において、その他の構成は、実施例１と同様である。
【００５０】
上記の条件で比較例において、電極体２２に、外装缶５０に対し回転させる方向に力を加えたときの溶接群５４ｂのトルク強度を計算で確認した。その結果、トルク強度は、３０Ｎ・ｍｍとなった。
【００５１】
これにより、実施例１,２では、比較例に対して大幅に溶接群のトルク強度を高くでき
ることを確認できた。
【００５２】
図７は、実施形態の別例の電池２０ａにおいて、図１に対応する図である。本例の構成では、負極リード２６ａが負極２４の巻き終わり側端部ではなく、負極２４の巻き始め側端部に接続される。この負極リード２６ａは、底部５１の近くで略直角に、外装缶５０の筒部の外周側に曲げられて、底部５１の内面に沿って配置される。負極リード２６ａは、底部５１の内面に沿った部分で底部５１の内面に重ねられ、この内面に接する。そして、この状態で、外装缶５０の外部から底部５１の負極リード２６ａと対向する部分に向けてレーザ光４０が照射されることで、外装缶５０と負極リード２６ａとが溶接群５４により溶接される。本例において、その他の構成及び作用は、図１〜図４の構成と同様である。
【００５３】
図８は、実施形態の別例の電池２０ｂにおいて、図１に対応する図である。本例の構成では、図７の電池２０ａと同様に、負極リード２６ａが負極２４の巻き始め側端部に接続される。この負極リード２６ａは、底部５１の近くで略直角に、外装缶５０の筒部の内周側に曲げられて、底部５１の内面に沿って配置される。負極リード２６ａは、底部５１の内面に沿った部分で底部５１の内面に重ねられ、この内面に接する。そして、この状態で、外装缶５０の外部から底部５１の負極リード２６ａと対向する部分に向けてレーザ光４０が照射されることで、外装缶５０と負極リード２６ａとが溶接群５４により溶接される。本例において、その他の構成及び作用は、図１〜図４の構成と同様である。
【００５４】
上記の各例では、負極リード２６,２６ａと外装缶５０とが３本の溶接部からなる溶接群により溶接される場合を説明したが、本開示はこれに限定するものではない。例えば、２本、または３本以上の溶接部からなる溶接群、または１本の溶接部のみにより、負極リードと外装缶とが溶接されてもよい。
【００５５】
上記の各例では、エネルギービームの照射により負極リードを外装缶に溶接する場合を説明したが、抵抗溶接により、負極リードが外装缶に溶接される場合も本開示の構成を適用できる。また、上記の各例では、負極に接続された負極リードを外装缶に溶接する場合を説明したが、正極に接続された正極リードを外装缶に溶接する場合にも、本開示の構成を適用できる。
【符号の説明】
【００５６】
２０，２０ａ，２０ｂ  円筒形電池（電池）、２２  電極体、２３  正極、２３ａ  正極集電体、２４  負極、２４ａ  負極集電体、２５  セパレータ、２６,２６ａ  負極リード、２７  根元、２８  先端、２９  巻き芯部、２９ａ  筒部、３０  絶縁板、４０  レーザ光、５０  外装缶、５１  底部、５４，５４ａ,５４ｂ  溶接群、５６，５６ａ,５６ｂ,５７，５７ａ,５７ｂ,５８,５８ａ,５８ｂ  溶接部、６０  マーキング。
【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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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年9月14日(2020.9.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本開示に係る円筒形電池及びその製造方法によれば、リードと外装缶との溶接部が、外装缶の底部の中心に限定されずに形成される。これにより、電極体の回転中心より外周側に大きく離れた位置で溶接されるので、電極体の回転方向の力がリードと外装缶の溶接部に加わる場合に外装缶とリードとの溶接部に回転方向に加わる力のモーメントを小さくできる。さらに、溶接部の面積を大きくすることもできる。このため、外装缶とリードとの溶接部に電極体の回転方向に加わる力に対して、溶接強度を向上させることができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
正極２３は、帯状、すなわち長尺のシート形状の正極集電体２３ａと、当該集電体上に形成された正極活物質層とを有する。例えば正極集電体２３ａの両面に正極活物質層が形成されている。正極集電体２３ａには、例えばアルミニウムなどの正極の電位範囲で安定な金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等が用いられる。好適な正極集電体２３ａは、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金などの正極の電位範囲で安定な金属の箔である。
【国際調査報告】
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