特許 6040603 電池用極板群の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6040603

(24)【登録日】2016年11月18日

(45)【発行日】2016年12月7日

(54)【発明の名称】電池用極板群の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/26 20060101AFI20161128BHJP

   H01M 2/30 20060101ALI20161128BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/26 A

   H01M2/30 B

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-159290(P2012-159290)

(22)【出願日】2012年7月18日

(65)【公開番号】特開2014-22167(P2014-22167A)

(43)【公開日】2014年2月3日

【審査請求日】2015年6月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004455

【氏名又は名称】日立化成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091443

【弁理士】

【氏名又は名称】西浦 ▲嗣▼晴

(74)【代理人】

【識別番号】100173657

【弁理士】

【氏名又は名称】瀬沼 宗一郎

(72)【発明者】

【氏名】新東 連

【審査官】 山内 達人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２９７７４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２５５７５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０９２３３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２８３５５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０６６０７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１１８５６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２６３９７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２８９７１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２８３８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０４２７６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０７５３２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ２／２６−２／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

接続用のタブを備えた複数枚の電池用極板の複数枚の前記タブを積層してなる積層タブを端子部材の被溶接部に接触させた状態で前記積層タブにレーザを照射して前記積層タブを前記端子部材に溶接するために、前記積層タブの前記レーザが照射される側の側面に沿って前記タブの材質よりもレーザの吸収率が高い材料からなるターゲットを配置し、前記ターゲットに沿って前記レーザを照射することにより電池用極板群を製造する電池用極板群の製造方法であって、
前記ターゲットが、前記端子部材の前記被溶接部に固定されて前記積層タブを貫通する複数のターゲット・ピンから構成されていることを特徴とする電池用極板群の製造方法。

【請求項2】

前記複数のターゲット・ピンは、前記レーザが走査される方向に伸びる１以上の列を形成するように前記被溶接部に配置されている請求項１に記載の電池用極板群の製造方法。

【請求項3】

接続用のタブを備えた複数枚の電池用極板の複数枚の前記タブを積層してなる積層タブを端子部材の被溶接部に接触させた状態で前記積層タブにレーザを照射して前記積層タブを前記端子部材に溶接するために、前記積層タブの前記レーザが照射される側の側面に沿って前記タブの材質よりもレーザの吸収率が高い材料からなるターゲットを配置し、前記ターゲットに沿って前記レーザを照射することにより電池用極板群を製造する電池用極板群の製造方法であって、
前記積層タブを間に挟むように前記端子部材に固定されて前記積層タブを前記被溶接部に押し付ける押し付け部材を設け、
前記押し付け部材が、前記ターゲットとして、前記積層タブに押し付けられるまたは差し込まれる複数のターゲット・ピンを備えており、
前記押し付け部材は、前記複数のターゲット・ピンの基部がレーザ光源側に露出した状態になるように構成されていることを特徴とする電池用極板群の製造方法。

【請求項4】

前記押し付け部材は、前記ターゲットとともに前記レーザの吸収率が高い材料によって一体成形されている請求項３に記載の電池用極板群の製造方法。

【請求項5】

前記タブが銅またはアルミから形成され、前記レーザの吸収率が高い材料がニッケルまたはニッケル合金から形成されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電池用極板群の製造方法。

【請求項6】

前記積層タブには、前記ターゲット・ピンが貫通する貫通孔が設けられている請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電池用極板群の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池用極板群の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

リチウムイオン電池等の非水電解液二次電池は、エネルギー密度が高く、かつ自己放電が少なくてサイクル性能が良いという利点がある。そのため近年では、非水電解液二次電池を大型または大容量化することにより、各種の産業用機械器具の電源として使用することが期待されている。非水電解液二次電池を大容量化するために、非水電解液二次電池内に収容する極板の枚数を増やした非水電解液二次電池がある。

【0003】

極板はそれぞれ電極端子に電気的に接続する必要がある。特開２００１−２８３８２４号公報（特許文献１）、特開２００１−２１０３０３号公報（特許文献２）、特開平１０−３４０７３８号公報（特許文献３）には、複数枚の電池用極板の複数枚のタブを積層してなる積層タブを、レーザ溶接により外部出力端子の端子部材に固定した電池用極板群が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１−２８３８２４号公報

【特許文献2】特開２００１−２１０３０３号公報

【特許文献3】特開平１０−３４０７３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

リチウムイオン電池等の非水電解液二次電池では、導電率が高く比較的安価な銅、アルミまたはこれらの合金を用いて極板の集電板及びタブを形成する。しかしながら銅及びアルミは、レーザの反射率が高くレーザの吸収率が低い。特許文献１〜３のような従来の極板群では、単純にレーザを積層タブに照射して極板群を製造しているものの、レーザが照射される側の積層タブの側面付近のタブしか溶融しないために、積層タブの積層枚数を増やし過ぎると、端子部材と積層タブとの電気的接続が十分でない場合が生じる。

【0006】

そのため、特許文献１〜３のような従来の電池用極板群では、所望の出力が得られない問題が生じる。また端子部材に十分に溶接されない極板の枚数が増加すると、極板のタブ同士の間及び極板のタブと端子部材との間の接触抵抗が大きくなり、発熱量が増大する問題が生じる。そのため特許文献１〜３に示す電池用極板群では、溶接不良が発生すると、各極板及び端子部材の温度が非常に高くなって、電池が発火するおそれもあり、電池の安全性が低くなる問題がある。

【0007】

なお、全てのタブをレーザの吸収率が高い材料から構成することも考えられる。しかしながら、レーザの吸収率が高い材料は、抵抗値も高いため、電池の出力が低くなる問題がある。

【0008】

本発明の目的は、電池用極板のタブを積層した積層タブを端子部材に確実に溶接することができる電池用極板群の製造方法を提供することにある。

【0009】

上記目的に加えて本発明の他の目的は、接続される極板の枚数を増やしても、各タブを電気的に確実に端子部材に接続することができる電池用極板群の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、接続用のタブを備えた複数枚の電池用極板の複数枚のタブを積層してなる積層タブを端子部材の被溶接部に接触させた状態で積層タブにレーザを照射して、積層タブを端子部材に溶接することにより電池用極板群を製造する電池用極板群の製造方法を改良の対象とする。本発明では、積層タブのレーザが照射される側の側面に沿って、タブの材質よりもレーザの吸収率が高い材料からなるターゲットを配置する。そしてこのターゲットに沿ってレーザを照射する。

【0011】

このように構成すると、まずターゲットがレーザを吸収して溶融する。ターゲットは、タブの材質よりもレーザの吸収率が高いので、積層タブにレーザを照射してタブを溶融させる場合よりも、ターゲットは簡単に溶融する。溶融して高温状態にあるターゲットは、隣接する積層タブの金属の温度を上げるため、積層タブに照射されたレーザにより積層タブの温度が上昇し、タブをスムーズに溶融させることができる。そのため本発明によれば、積層タブだけにレーザを照射する場合よりも、積層タブを確実に溶融することができる。特に、溶融したターゲットにレーザを照射し続けると、溶融したターゲットが照射されたレーザを吸収し続けて、溶融状態がレーザの進行方向へと進み、その部分の積層タブを完全に溶融することができる。その後レーザをターゲットに沿って移動させると、溶融した金属に隣接する積層タブの部分も温度が上昇しているために容易に溶融し、積層タブをある程度の長さ範囲に亘って完全に溶融させることができて、積層タブの端子部材への溶接が完了する。よって本発明によれば、従来よりも接続される極板の枚数を増やしても、溶融したターゲットが積層タブの各タブを確実に溶融して各タブ同士及びタブと端子部材とを溶接するので、積層タブを端子部材に確実に溶接することができる。

【0012】

ターゲットは、端子部材の被溶接部に固定されて積層タブを貫通する複数のターゲット・ピンから構成することができる。このように構成すると、積層タブの積層方向全体にターゲット金属が存在するため、ターゲット・ピンの位置において、短い時間で積層タブの積層方向全体に温度の高い溶融した金属を存在させることができる。その結果、短い時間で積層タブの端子部材への溶接を完了することができる。また溶接開始前においては、積層タブを複数のターゲット・ピンで貫通させるため、積層タブと端子部材の被溶接部との位置決めを行うことができる。

【0013】

複数のターゲット・ピンは、レーザが走査される方向に伸びる１以上の列を形成するように端子部材の被溶接部に配置されていることが好ましい。このように構成すると、ターゲット・ピンの列に沿ってレーザを走査することにより、順番にターゲット・ピンを溶融させて、少なくともターゲット・ピンを含む複数の領域において積層タブを端子部材に溶接することができる。

【0014】

接続される極板の枚数が多くなる場合には、極板同士を互いに密着させるために、積層タブを間に挟むように端子部材に固定されて積層タブを被溶接部に押し付ける押し付け部材を設けるのが好ましい。この場合には、押し付け部材にターゲットを設けるように構成してもよい。このように構成すると、端子部材にターゲットを固定する必要がなくなるので、端子部材の構造が簡単になるだけでなく、既存の端子部材を使用することもできる。

【0015】

押し付け部材は、ターゲットとして積層タブに押し付けられるまたは差し込まれる複数のターゲット・ピンを備えるように構成してもよい。この場合には複数のターゲット・ピンの基部がレーザ光源側に露出した状態になるように構成する。このように構成すると、押し付け部材にレーザを照射せずに、レーザをターゲット・ピンに直接照射することができるので、押し付け部材を用いたとしても、ターゲット・ピンに確実にレーザを照射することができる。

【0016】

押し付け部材は、ターゲットとともにレーザの吸収率が高い材料によって一体成形されていることが好ましい。このように構成すると、ターゲットを押し付け部材に取り付ける工程をなくすことができる。

【0017】

具体的な電池用極板としては、例えばタブを銅またはアルミから形成し、ターゲットを銅よりもレーザの吸収率が高いニッケルまたはニッケル合金から形成する。

【0018】

積層タブには、ターゲット・ピンが貫通する貫通孔を設けておいてもよい。貫通孔を設けておくと、積層タブを複数のターゲット・ピンに簡単に貫通させることができる。

【0019】

本発明の電池用極板群の製造方法で製造した電池用極板群では、レーザ溶接により形成された溶接金属が、タブの材質よりもレーザの吸収率が高い材料を中心領域に含むこととなる。その結果、少なくとも中心領域においては確実に溶融が行われており、その部分では電気抵抗が最も小さくなっている。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の電池用極板群の製造方法の第１の実施の形態を適用したリチウムイオン二次電池の平面図である。

【図2】図１のリチウムイオン二次電池の内部の構成を説明するための一部破断正面図である。

【図3】レーザ溶接前の極板群の拡大正面図である。

【図4】レーザ溶接前の状態の極板群の拡大左側面図である。

【図5】（Ａ）はレーザ溶接前の正極端子の正面図であり、（Ｂ）はレーザ溶接前の正極端子の左側面図である。

【図6】本発明の電池用極板群の製造方法の第２の実施の形態を適用したリチウムイオン二次電池のレーザ溶接前の極板群の拡大正面図である。

【図7】第２の実施の形態のレーザ溶接前の状態の極板群の拡大左側面図である。

【図8】（Ａ）は第２の実施の形態の正極側押さえ部材の正面図であり、（Ｂ）は図８（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、図面を参照して本発明の電池用極板群の製造方法の実施の形態を本発明を適用して製造した電池用極板群の実施の形態とともに詳細に説明する。図１は、本発明の電池用極板群の製造方法の第１の実施の形態を適用したリチウムイオン二次電池１の平面図であり、図２は図１のリチウムイオン二次電池の内部の構成を説明するための一部破断正面図である。なお本実施の形態では、理解を容易にするため、一部の部品の厚み寸法を誇張して描いており、また極板の枚数を実際よりも少なく描いている。

【0022】

図１及び２に示すように、本実施の形態のリチウムイオン二次電池１は、極板群３と、極板群３を内部に収容するステンレス製の角型電池容器５とを備えている。電池容器５は、一方の端部が開口する電池缶７と、電池蓋９とを備えており、極板群３を電池缶７に挿入した後、電池缶７の開口周縁部と、電池蓋９の周縁部とを溶接することで密閉されている。

【0023】

電池蓋９には、アルミニウム製の正極端子１１及び負極端子１３が固定されている。正極端子１１及び負極端子１３は、電池蓋９の蓋板を貫通して電池容器５の外部に突出する端子部１１ａ及び１３ａと、電池容器内に配置される端子本体部１１ｂ及び１３ｂとをそれぞれ有している。正極端子１１及び負極端子１３と電池蓋９の間には、円環状の内側パッキン１５がそれぞれ設けられている。電池蓋９の外側には、電池蓋９を介して内側パッキン１５と対向する位置に、円環状の外側パッキン１７と、ワッシャ１９とが重ねられた状態で設けられている。正極端子１１及び負極端子１３は、内側パッキン１５、外側パッキン１７、ワッシャ１９を介して、ネジ部の先端に設けられたナットＮにより、電池蓋９にそれぞれ固定されている。電池蓋９の正極端子１１及び負極端子１３が設けられた部分は、内側パッキン１５及び外側パッキン１７により、電池容器５内の密閉・封止状態を確保している。

【0024】

電池蓋９には、ステンレス箔を溶接したガス排出弁９ａ及び注液口９ｂが配設されている。ガス排出弁９ａは、電池内圧上昇時にステンレス箔が開裂して内部のガスを放出する機能を有している。注液口９ｂからは、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとの混合溶媒に６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ₆）または４フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ₄）を溶解した図示しない非水電解液が注入される。電解液注入後、液口栓により注液口９ｂは密閉されている。

【0025】

正極端子１１の端子本体部１１ｂには、後述する複数枚の正極板２１の複数枚の正極タブ２１ａが積層されてなる正極積層タブがレーザ溶接により溶接されている。また、負極端子１３の端子本体部１３ｂには、後述する複数枚の負極板２３の複数枚の負極タブ２３ａが積層されてなる負極積層タブがレーザ溶接により溶接されている。

【0026】

図３は、レーザ溶接前の極板群の拡大正面図であり、図４は、レーザ溶接前の状態の極板群の拡大左側面図である。また図５（Ａ）はレーザ溶接前の正極端子１１の正面図であり、（Ｂ）はレーザ溶接前の正極端子１１の左側面図である。

【0027】

なお図３及び図４においては、理解を容易にするために各構成部材を模式的に示している。そのため、図３及び図４に示した各構成部材は、実際の電極群の構成部材とは、形状及び寸法等が異なる。極板群３は、複数枚の正極板２１と、複数枚の負極板２３とがセパレータ２５を介して交互に積層されて構成されている。セパレータ２５は、正極板２１と負極板２３とが接触して短絡することを防止している。

【0028】

正極板２１は、ほぼ長方形形状の板状に形成されたアルミニウム箔からなる正極集電体と、正極集電体の両面に設けられた正極活物質層とを有している。正極活物質層は、例えばリチウムマンガン複酸化物粉末と、導電材として鱗片状黒鉛と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）とを重量比８５：１０：５の割合で混合し、これに分散溶媒のＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を添加、混練したスラリを、正極集電体に塗布した後、乾燥、プレスすることにより形成することができる。正極集電体には、電池容器５内に収容されたときに電池蓋９に沿って延びる辺に、正極タブ２１ａが一体に形成されている。複数枚の正極タブ２１ａが積層されてなる正極積層タブ３１が、正極端子１１の端子本体部１１ｂにレーザ溶接により接合される。

【0029】

負極板２３は、ほぼ長方形形状の板状に形成された電解銅箔からなる負極集電体と、負極集電体の両面に設けられた負極活物質層とを有している。負極活物質層は例えば、負極活物質としての非晶質炭素粉末９０質量部に対し、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを１０質量部添加し、これに分散溶媒のＮＭＰを添加、混練したスラリを、厚さ１０μｍの電解銅箔の両面に塗布した後乾燥、プレスすることにより形成することができる。負極集電体には、電池容器５内に収容されたときに電池蓋９に沿って延びる辺に、負極タブ２３ａが一体に形成されている。この負極タブ２３ａは、正極板２１及び負極板２３を積層したときに、正極タブ２１ａと対向しないように形成されている。複数枚の負極タブ２３ａが積層されてなる負極積層タブ３３が、負極端子１３の端子本体部１３ｂにレーザ溶接により接合されている。

【0030】

セパレータ２５は、リチウムイオンが通過可能なポリエチレン製の多孔質材によりほぼ長方形形状のシート状に形成されている。なおセパレータ２５は、正極板２１の正極集電体と負極板２３の負極集電体とが積層状態で接触することを阻止できる大きさを有している。

【0031】

なお、図４においては、図示を容易にするために、負極板及びセパレータの図示を省略しているが、実際には、正極板２１及び負極板２３はセパレータを介して交互に積層されている。

【0032】

本実施の形態では、図３及び図４に示すように、正極端子１１の端子本体部１１ｂには，積層方向に対向する面１１ｃに、ニッケルから構成される複数のターゲット・ピン２７が固定されている。複数のピン２７は、面１１ｃ上に２列に並んで配置されている。また負極端子１３の端子本体部１３ｂの積層方向に対向する面１３ｃにも同様に、複数のターゲット・ピン２７が固定されている。

【0033】

特に本実施の形態の端子本体部１１ｂでは、正極端子１１の端子本体部１１ｂの面１１ｃと積層方向に対向する面１１ｄにも複数のターゲット・ピン２７が固定されている。また、負極端子１３の端子本体部１３ｂの面１３ｃと積層方向に対向する面１３ｄにも複数のターゲット・ピン２７が固定されている。そして複数のターゲット・ピン２７は、二つの列を形成するように並んで配置されている。

【0034】

複数枚の正極タブ２１ａ及び複数枚の負極タブ２３ａには、複数のターゲット・ピン２７が貫通する複数の貫通孔２１ｂ及び２３ｂがそれぞれ設けられている。複数枚の正極タブ２１ａは、複数の貫通孔２１ｂに複数のターゲット・ピン２７を貫通させることにより積層されて、正極積層タブ３１を構成して正極端子１１に取り付けられる。本実施の形態では、複数枚の正極タブ２１ａは２分されて、２つの正極積層タブ部分３１ａ及び３１ｂが構成されている。正極積層タブ部分３１ａ及び３１ｂは、端子本体部１１ｂの面１１ｃ及び面１１ｄにそれぞれレーザ溶接されている。複数枚の負極タブ２３ａは、複数の貫通孔２３ｂに複数のターゲット・ピン２７を貫通させることにより、負極積層タブ３３を構成している。本実施の形態では、複数枚の負極タブ２３ａは２分されて、２つの負極積層タブ部分３３ａ及び３３ｂが構成されている。負極積層タブ部分３３ａ及び３３ｂは、端子本体部１３ｂの面１３ｃ及び面１３ｄにそれぞれレーザ溶接されている。

【0035】

なお本実施の形態では、負極側の極板群は、正極側の極板群の構造と同じ構造を有している。そこで図４及び図５に括弧内に負極側の構成部材の符号を付して負極側の極板群の図示を省略する。

【0036】

本実施の形態では、図４に示すように構成した極板群の複数のターゲット・ピン２７にレーザを照射して電池用極板群を製造する。レーザは、複数のターゲット・ピン２７の各列に沿って複数のターゲット・ピン２７の先端（端子本体部に固定されない端部）に照射される。ニッケルから構成された複数のターゲット・ピン２７は、レーザが照射されるとレーザを吸収して先端から溶融し、レーザの照射を継続すると、端子本体部１３ｂ側へとニッケル・ピンの溶融が進行する。

【0037】

溶融したニッケルは、隣接する正極タブ２１ａ及び負極タブ２３ａを加熱する。加熱された正極タブ２１ａ及び負極タブ２３ａの一部は溶融を開始し、さらに走査により移動するレーザからのエネルギーで溶融をする。その結果、溶融したターゲット・ピン２７の溶融金属とターゲット・ピン２７の周囲にあって溶融した正極タブ２１ａの溶融金属部分及び負極タブ２３ａの溶融金属部分とが結合した状態になって、正極端子１１の端子本体部１１ｂ及び負極端子１３の端子本体部１３ｂに溶接されることになる。またレーザは、ニッケルからなる複数のターゲット・ピンの列に沿って照射されるので、外観上は図２に示すように連続した溶接部が得られる。レーザの照射により溶融してタブ同士及びタブと端子部本体とを結合する溶融金属には、タブの材質である銅及びアルミよりも、ニッケルの含有量が多くなっている。

【0038】

照射するレーザのスポット径が小さい場合には、２列のターゲット・ピンの列に対して、列が延びる方向に個別にレーザを走査して照射を行う。レーザのスポット径が大きい場合には、２列のターゲット・ピンの列に対して１回の走査で同時にレーザを照射してもよい。また照射するレーザのパワー及びレーザの走査速度は、良好な溶接部が得られるように、実験により適宜に定める。生産性を考えると、できるだけ少ないパワーで走査速度は速くできるのが好ましい。

【0039】

図６は、本発明の電池用極板群の製造方法の第２の実施の形態を適用したリチウムイオン二次電池のレーザ溶接前の極板群の拡大正面図であり、図７は拡大左側面図である。なお図７においては、理解を容易にするために、正極側押し付け部材１４１を断面にして図示している。また図８（Ａ）は正極側押さえ部材の正面図であり、図８（Ｂ）は図８（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図６乃至図８においては、図１乃至図５に示した実施の形態を構成する部分と同じ部分には、図１乃至図５に付した符号の数に１００の数を加えた数を符号として付して、詳細な説明を省略する。なお本実施の形態では、負極側の極板群は、正極側の極板群の構造と同じ構造を有している。そこで図７及び図８に括弧内に負極側の構成部材の符号を付して負極側の極板群の図示を省略する。

【0040】

本実施の形態の極板群は、図６に示すように、正極側押し付け部材１４１と負極側押し付け部材１４３とを備えている。

【0041】

正極側押し付け部材１４１は、横断面形状が略Ｕ字状をなす細長い本体１４４に複数のターゲット・ピン１２７が設けられた形状を有している。具体的な形状については後述する。正極側押し付け部材１４１には、長手方向の両側端部に、ボルト（図示せず）が貫通する２つの貫通孔１４５が形成されている。また、正極端子１１１の端子本体部１１１ｂには、面１１１ｃ及び１１１ｄに開口するように、ボルトが螺合される２つのネジ孔（図示せず）が形成されている。ネジ孔の内部には、ボルトの外周面に設けられた雄ネジと螺合される雌ネジが形成されている。正極側押し付け部材１４１は、正極端子１１１の端子本体部１１１ｂの面１１１ｃ及び１１１ｄとの間に正極積層タブ１３１を挟んだ状態で、ボルトにより端子本体部１１１ｂに取り付けられている。

【0042】

負極側押し付け部材１４３は、正極側押し付け部材１４１と同様に形成されており、長手方向の両側端部にボルトが貫通する２つの貫通孔１４５が形成されている。負極端子１１３の端子本体部１１３ｂには、面１１３ｃ及び１１３ｄに開口するように、ボルトが締結される２つのネジ孔（図示せず）が形成されている。ネジ孔は、面１１３ｃ及び１１３ｄの長手方向の両側端部に形成される。ネジ孔の内部には、ボルトの先端に設けられたネジ部と螺合される雌ネジが形成されている。負極側押し付け部材１４３は、負極端子１１３の端子本体部１１３ｂの面１１３ｃ及び１１３ｄとの間に負極積層タブ１３３を挟んだ状態で、ボルトにより端子本体部１１３ｂに取り付けられる。

【0043】

図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、正極側押し付け部材１４１と負極側押し付け部材１４３は、細長い本体１４４の中央部に厚み方向の一方の側面に開口する細長い孔部１４１ａ（１４３ａ）を備えている。この本体１４４は、例えば、アルミニウムまたは銅によって形成されている。そして本体１４４の細長い孔部１４１ａ（１４３ａ）が開口する側面とは反対側の側面には、ニッケルからなる複数のターゲット・ピン１２７が二つの列を形成するように植設されている。複数のターゲット・ピン１２７は、基部が細長い孔部１４１ａ（１４３ａ）の内底面に露出するように本体１４４に植設されている。

【0044】

本実施の形態では、正極側押し付け部材１４１と正極端子１１１の端子本体部１１１ｂとの間に正極積層タブ１３１を挟み、ボルトで正極側押し付け部材１４１を正極端子１１１の端子本体部１１１ｂに取り付けることにより、正極積層タブ１３１を正極端子１１１に押し付けている。また、負極側押し付け部材１４３と負極端子１１３の端子本体部１１３ｂとの間に負極積層タブ１３３を挟み、ボルトで負極側押し付け部材１４３を負極端子１１３の端子本体部１１３ｂに取り付けることにより、負極積層タブ１３３を負極端子１１３に押し付けている。そのため図７に示すように、正極タブ１２１ａ及び負極タブ１２３ａには、図４に示したような貫通孔は形成されていない。また複数のターゲット・ピン１２７は、正極積層タブ１３１及び負極積層タブ１３３を貫通するだけの長さを有していない。そのためレーザ溶接前の複数のターゲット・ピン１２７は、正極積層タブ１３１及び負極積層タブ１３３の表面に接触して、積層タブを部分的に圧縮している状態にある。

【0045】

本実施の形態では、図７に示すように、正極側押し付け部材１４１と負極側押し付け部材１４３の、細長い本体１４４に設けた細長い孔部１４１ａ（１４３ａ）の内底面に露出する複数のターゲット・ピン１２７の基部にレーザを照射して積層タブを端子本体部にレーザ溶接する。レーザは、正極側押し付け部材１４１の孔部１４１ａ及び負極側押し付け部材１４３の孔部１４３ａを通って、複数のターゲット・ピン１２７の各列に沿って、複数のターゲット・ピン１２７の基部に照射される。レーザの照射によりニッケルから構成された複数のターゲット・ピン１２７は、正極側押し付け部材１４１（負極側押し付け部材１４３）に取り付けられた基部から溶融する。溶融したニッケルは、複数のターゲット・ピン１２７と接触する正極タブ１２１ａ（負極タブ１２３ａ）を加熱して溶融する。溶融したニッケルにレーザの照射を継続すると、溶融したニッケルが照射されたレーザを吸収し続けて、その熱が更に積層タブ中に伝わり、複数枚の正極タブ１２１ａ（負極タブ１２３ａ）の複数のターゲット・ピン１２７に対応する複数の部分が順次溶融し、積層タブは正極端子１１１の端子本体部１１１ｂ（負極端子１１３の端子本体部１１３ｂ）に溶接される。複数のターゲット・ピン１２７の間隔（ピッチ）を小さくしておけば、積層タブ中に形成される溶接部は実質的に連続したものとなる。

【0046】

なお本実施の形態でも、正極タブ１２１ａ及び負極タブ１２３ａに貫通孔（貫通孔２１ｂ及び２３ｂに相当する孔）を形成しておき、正極側押し付け部材１４１及び負極側押し付け部材１４３に設けた複数のターゲット・ピンが、正極タブ１２１ａ及び負極タブ１２３ａの貫通孔を貫通するように構成してもよいのは勿論である。

【0047】

上記各実施の形態では、リチウムイオン二次電池について本発明を適用した実施の形態について説明したが、本発明の適用はこれに限定されるものではなく、他の電池及びその電池用極板群に適用しても良いのは勿論である。

【0048】

また、上記各実施の形態では、端子本体部の積層方向に対向する２つの面にそれぞれ積層タブを保持しているが、一方の面のみに積層タブを保持させてもよいのは勿論である。

【0049】

具体的な電池用極板としては、タブを銅またはアルミから形成し、ターゲットをニッケルから形成しているが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。

【産業上の利用可能性】

【0050】

本発明によれば、積層タブのレーザが照射される側の側面に沿ってタブの材質よりもレーザの吸収率が高い材料からなるターゲットを配置し、ターゲットに沿ってレーザを照射しているので、積層タブだけにレーザを照射する場合よりもで、積層タブを確実に溶融することができる。特に、溶融したターゲットにレーザを照射し続けると、溶融したターゲットが照射されたレーザを吸収し続けて、溶融状態がレーザの進行方向へと進み、その部分の積層タブを完全に溶融することができる。その後レーザをターゲットに沿って移動させると、溶融した金属に隣接する積層タブの部分も温度が上昇しているために容易に溶融し、積層タブをある程度の長さ範囲に亘って完全に溶融させることができて、積層タブの端子部材への溶接が完了する。よって本発明によれば、従来よりも接続される極板の枚数を増やしても、溶融したターゲットが積層タブの各タブを確実に溶融して各タブ同士及びタブと端子部材とを溶接するので、積層タブを端子部材に確実に溶接することができる。特に、本発明によれば、ターゲットを、端子部材の被溶接部に固定されて積層タブを貫通する複数のターゲット・ピンから構成するので、積層タブの積層方向全体にターゲット金属が存在するため、ターゲット・ピンの位置において、短い時間で積層タブの積層方向全体に温度の高い溶融した金属を存在させることができる。その結果、短い時間で積層タブの端子部材への溶接を完了することができる。

【符号の説明】

【0051】

１ リチウムイオン二次電池
３ 極板群
５ 電池容器
７ 電池缶
９ 電池蓋
９ａ ガス排出弁
９ｂ 注液口
１１ 正極端子
１１ａ 端子部
１１ｂ 端子本体部
１１ｃ、１１ｄ 面
１３ 負極端子
１３ａ 端子部
１３ｂ 端子本体部
１３ｃ、１３ｄ 面
１５ 内側パッキン
１７ 外側パッキン
１９ ワッシャ
２１ 正極板
２１ａ 正極タブ
２１ｂ 貫通孔
２３ 負極板
２３ａ 負極タブ
２３ｂ 貫通孔
２５ セパレータ
２７ ターゲット・ピン
３１ 正極積層タブ
３３ 負極積層タブ
１４１ 正極側押し付け部材
１４３ 負極側押しつけ部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】