特許 6147207 電池及び電池の製造方法

(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】6147207

(24)【登録日】2017年5月26日

(45)【発行日】2017年6月14日

(54)【発明の名称】電池及び電池の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/26 20060101AFI20170607BHJP

   H01M 2/02 20060101ALI20170607BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/26 A

   H01M2/02 F

【請求項の数】7

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-36282(P2014-36282)

(22)【出願日】2014年2月27日

(65)【公開番号】特開2015-162326(P2015-162326A)

(43)【公開日】2015年9月7日

【審査請求日】2016年6月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001889

【氏名又は名称】三洋電機株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000005821

【氏名又は名称】パナソニック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】原口 心

(72)【発明者】

【氏名】宮田 恭介

(72)【発明者】

【氏名】船見 浩司

【審査官】 正 知晃

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２７３２５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−００３６８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３５２７８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１５４４９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０１６３２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２７２７６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ２／２６

Ｈ０１Ｍ ２／０２

ＷＰＩ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

正極、負極、及び電解質を含む発電要素と、前記発電要素を収容する電池ケースと、を備えた電池において、
前記負極には、ニッケルを主成分とする単層構造の第１リードと、ニッケルを主成分とするＮｉ層及び銅を主成分とするＣｕ層を有する積層構造の第２リードと、が設けられ、
前記第２リードの前記Ｎｉ層が前記第１リードと対向するように、当該リード同士を重ね合わせて形成された積層部を有し、
前記積層部の前記第１リードが前記電池ケース側に配置された状態で、前記積層部の一部が前記電池ケースの内面に溶接されている、電池。

【請求項2】

前記電池ケースの外面には、前記積層部の溶接領域に対応して凹部が形成されている、請求項１に記載の電池。

【請求項3】

前記第２リードの厚みに対する前記Ｎｉ層の厚みの割合は、少なくとも５０％以上である、請求項１又は２に記載の電池。

【請求項4】

前記電池ケースの内面にＮｉメッキ層を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電池。

【請求項5】

正極、負極、及び電解質を含む発電要素と、前記発電要素を収容する電池ケースと、を備えた電池の製造方法であって、
前記負極に、ニッケルを主成分とする単層構造の第１リードと、ニッケルを主成分とするＮｉ層及び銅を主成分とするＣｕ層を有する積層構造の第２リードと、を取り付ける工程と、
前記第２リードの前記Ｎｉ層が前記第１リードと対向するように当該リード同士を重ね合わせて積層部を形成し、当該積層部の前記第１リードを前記電池ケース側に向けた状態で、前記積層部の一部を前記電池ケースの内面に溶接する溶接工程と、
を含む電池の製造方法。

【請求項6】

前記溶接工程では、前記電池ケースの外面側からレーザー光を照射することにより、前記積層部の一部を前記電池ケースの内面に溶接する、請求項５に記載の製造方法。

【請求項7】

前記電池ケースの内面にＮｉメッキ層を有する、請求項５又は６に記載の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池及び電池の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、負極を構成する多孔性芯材の左右両端部に、活物質層がなく、巻回方向と垂直且つ同じ向きに突出した２つの無地部を有する円筒型電池を開示している。かかる２つの無地部は、互いに重ね合わされた状態で電池ケースの内底部にスポット溶接されており、負極リードとして機能する。即ち、特許文献１の円筒型電池は、同一材料から構成される２つの負極リードを備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許３３２４３７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、複数の負極リードを重ね合わせて電池ケースの内面に溶接（スポット溶接）する場合に、例えば銅製のリードを用いると、リード同士及びリードと電池ケースとの接合強度が低く、溶接部が破断し易い。銅は電気抵抗が低いためジュール熱が発生し難く、各リードの金属同士が溶け合う溶融深さを深くすることが困難である（溶融深さを深くすべく電流を大きくした場合にはスパッタが発生する）。一方、ニッケル製のリードを用いると、接合強度については改善されるが、この場合はスパッタが発生し易く、飛散した金属粒が電極体内部に混入することでセパレータを破断し、電池が内部短絡するという問題を有する。

【0005】

図６に示す例ように、Ｎｉ層／Ｃｕ層／Ｎｉ層の積層構造を有する負極リード１０１を積層して溶接した場合も、電池ケース１０２側に溶接したリードのＣｕ層の影響により溶接部１００の溶融深さを深くすることが困難である。ゆえに、溶接部１００における負極リード１０１同士及び負極リード１０１と電池ケース１０２との接合強度は低くなる。また、図６に示す構造では、溶融形状が安定せず、接合強度のバラつきが大きくなる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る電池は、正極、負極、及び電解質を含む発電要素と、発電要素を収容する電池ケースとを備えた電池において、負極には、ニッケルを主成分とする単層構造の第１リードと、ニッケルを主成分とするＮｉ層及び銅を主成分とするＣｕ層を有する積層構造の第２リードとが設けられ、第２リードのＮｉ層が第１リードと対向するように、当該リード同士を重ね合わせて形成された積層部を有し、当該積層部の第１リードが電池ケース側に配置された状態で、積層部の一部が電池ケースの内面に溶接されていることを特徴とする。

【0007】

本発明に係る電池の製造方法は、正極、負極、及び電解質を含む発電要素と、発電要素を収容する電池ケースとを備えた電池の製造方法であって、負極に、ニッケルを主成分とする単層構造の第１リードと、ニッケルを主成分とするＮｉ層及び銅を主成分とするＣｕ層を有する積層構造の第２リードとを取り付ける工程と、第２リードのＮｉ層が第１リードと対向するように当該リード同士を重ね合わせて積層部を形成し、当該積層部の第１リードを電池ケース側に向けた状態で、積層部の一部を電池ケースの内面に溶接する溶接工程とを含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、複数の負極リードが設けられた電池において、スパッタの発生を抑制しながら、リード同士及びリードと電池ケースとの接合強度を向上させることができる。これにより、例えば溶接工程のスパッタに起因する電極体等の内部短絡が抑制され、また溶接部の破断が発生し難くなる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態の一例である電池を示す断面図である。

【図2】本発明の実施形態の一例である負極を抜き出して示す図である。

【図3】本発明の実施形態の一例である負極リードの溶接部を示す図である。

【図4】本発明の実施形態の他の一例である負極リードの溶接部を示す図である。

【図5A】本発明の実施形態の一例である電池の製造方法を説明するための図である。

【図5B】本発明の実施形態の一例である電池の製造方法を説明するための図である。

【図6】従来の負極リードの溶接部の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。
実施形態において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された構成要素の寸法比率などは、現物と異なる場合がある。具体的な寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。なお、説明の便宜上、電池において、封口体側を上、ケース本体の底面部側を下とする。

【0011】

図１は、電池１０を示す断面図である。
図１に示すように、電池１０は、電極体１１及び電解質を含む発電要素と、発電要素を収容する電池ケース１２とを備える。電極体１１は、例えば正極１３と負極１４がセパレータ１５を介して巻回されてなる巻回型構造を有する。電池ケース１２は、電極体１１と電解質を収容する金属製容器であって、例えば有底円筒状のケース本体２１を備え、封口体２３によりケース本体２１の開口部が塞がれた構造を有する。即ち、電池１０は、所謂円筒型電池である。本実施形態では、円筒型電池を例示するが、本発明の適用はこれに限定されるものではない。

【0012】

電極体１１は、正極１３に取り付けられた正極リード１６と、負極１４に取り付けられた複数の負極リードとを有する。複数の負極リードを設けることにより、電池１０の直流抵抗を低下させて入出力特性を向上させることができる。また、正極リード１６を複数設けることもできる。負極リードは３つ以上設けられてもよいが、円筒型電池の場合、好ましくは２つである。本実施形態では、負極リードとして、単層構造の第１リード１７と、積層構造の第２リード１８とを用いる。

【0013】

電極体１１の上下には、絶縁板１９，２０をそれぞれ備えることが好適である。即ち、電極体１１は、２つの絶縁板によって上下から挟まれている。正極リード１６は、絶縁板１９の貫通孔を通って封口体２３側に延びている。負極リードである第１リード１７及び第２リード１８は、絶縁板２０の貫通孔を通ってケース本体２１の底面部側に延びている。詳しくは後述するように、第１リード１７と第２リード１８とを重ね合わせて形成された積層部３５の一部が、電池ケース１２（ケース本体２１）の内面に溶接される。

【0014】

正極１３は、例えば金属箔等の正極集電体と、正極集電体上に形成された正極活物質層とで構成される（いずれも図示せず）。正極集電体には、アルミニウムなどの正極１３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を用いることができる。正極集電体は、例えば長尺状のシート形状を有し、その両面に正極活物質層が形成されている。正極活物質層は、正極活物質の他に、導電材及び結着材を含むことが好適である。正極リード１６は、正極活物質層が形成されず正極集電体の表面が露出した露出領域に取り付けられる。

【0015】

正極活物質は、例えばリチウム含有複合酸化物である。リチウム含有複合酸化物としては、Ｌｉ_xＣｏＯ₂、Ｌｉ_xＮｉＯ₂、Ｌｉ_xＭｎＯ₂、Ｌｉ_xＣｏ_yＮｉ_1-yＯ₂、Ｌｉ_xＣｏ_yＭ_1-yＯ_z、Ｌｉ_xＮｉ_1-yＭ_yＯ_z、Ｌｉ_xＭｎ₂Ｏ₄、Ｌｉ_xＭｎ_2-yＭ_yＯ₄、ＬｉＭＰＯ₄、Ｌｉ₂ＭＰＯ₄Ｆ｛０＜ｘ≦１．２、０＜ｙ≦０．９、２．０≦ｚ≦２．３、Ｍは、Ｎａ、Ｍｇ、Ｓｃ、Ｙ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂのうち少なくとも１種｝等が例示できる。

【0016】

図２は、負極１４を抜き出して示す図である。
図２に示すように、負極１４は、例えば金属箔等の負極集電体１４ａと、負極集電体１４ａ上に形成された負極活物質層１４ｂとで構成される。負極集電体１４ａには、アルミニウムや銅などの負極１４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を用いることができる。負極集電体１４ａは、例えば長尺状のシート形状を有し、その両面に負極活物質層１４ｂが形成されている。負極活物質層１４ｂは、負極活物質の他に、結着剤を含むことが好適である。また、必要により導電材を含んでいてもよい。

【0017】

負極活物質としては、例えば天然黒鉛、人造黒鉛、リチウム、珪素、炭素、錫、ゲルマニウム、アルミニウム、鉛、インジウム、ガリウム、リチウム合金、予めリチウムを吸蔵させた炭素や珪素、これらの合金や混合物等が例示できる。

【0018】

負極集電体１４ａには、上記のように、２つの負極リード（第１リード１７及び第２リード１８）が取り付けられる。第１リード１７、第２リード１８が取り付けられる部分には、負極活物質層１４ｂが形成されず、負極集電体１４ａの表面が露出した露出領域１４ｚが設けられている。図２に示す例では、負極集電体１４ａの長手方向両端縁に露出領域１４ｚがそれぞれ設けられている。即ち、各リードは、負極１４の長手方向両端縁にそれぞれ取り付けられている。なお、負極リードの配置は、これに限定されるものではなく、例えば一方のリードが負極集電体の長手方向中央部に取り付けられていてもよい。

【0019】

セパレータ１５には、例えば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、不織布等が挙げられる。セパレータ１５の材質としては、セルロース、又はポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂が好適である。セパレータ１５は、セルロース繊維層及びオレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂繊維層を有する積層体であってもよい。

【0020】

電解質は、例えば非水溶媒と、非水溶媒に溶解したリチウム塩等の電解質塩と、を含む非水電解質である。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。非水溶媒には、例えばエステル類、エーテル類、アセトニトリル等のニトリル類、ジメチルホルムアミド等のアミド類、及びこれらの２種以上の混合溶媒等を用いることができる。非水溶媒は、これら溶媒の水素をフッ素等のハロゲン原子で置換したハロゲン置換体を含有していてもよい。

【0021】

本実施形態では、第１リード１７及び第２リード１８が、ケース本体２１の底面部の内面（以下、内底部という）に接続されている。即ち、ケース本体２１が負極外部端子として兼用されている。正極リード１６は、後述する封口体２３のフィルタ２４の下面に接続されており、フィルタ２４と電気的に接続された封口体２３のキャップ２８が正極外部端子となる。

【0022】

ケース本体２１は、封口体２３が載せられる支持部２２を有することが好適である。支持部２２は、ケース本体２１の内面の一部が内側に突出した形状を有し、突出した部分の上面で封口体２３を支持する。支持部２２は、例えばケース本体２１の側面部を外側からプレスして形成される。なお、電極体１１と電解質（発電要素）は、ケース本体２１の支持部２２よりも下部に収容される。

【0023】

ケース本体２１の構成材料は、例えば銅、ニッケル、鉄、又はこれらの合金等であり、好ましくは鉄又は鉄合金である。ケース本体２１が鉄製である場合は、例えば鉄の腐食を防止するため、また負極リードとの接合強度を向上させるために、ニッケル又はニッケル合金からなるＮｉメッキ層２１ａをケース本体２１の内面に形成することが好適である。ケース本体２１の厚みは、例えば０．２〜０．４ｍｍ程度であり、Ｎｉメッキ層２１ａの厚みは、例えば０．００１〜０．０５ｍｍ程度である。

【0024】

封口体２３は、複数の部材を重ね合わせて構成されていることが好適である。本実施形態では、下から順に、フィルタ２４、下弁体２５、絶縁板２６、上弁体２７、及びキャップ２８を重ね合わせて封口体２３が構成されている。フィルタ２４は、正極リード１６が接続される部材である。キャップ２８は、封口体２３の最上部（最外部）に設けられる部材であって、正極外部端子として機能する。ケース本体２１と封口体２３の隙間には、ガスケット２９が設けられる。これにより、電池ケース１２の内部が密閉される。

【0025】

封口体２３の各部材（絶縁板２６を除く）は、互いに電気的に接続されている。具体的には、フィルタ２４と下弁体２５が各々の周縁部で互いに接合されており、上弁体２７とキャップ２８も各々の周縁部で互いに接合されている。一方、下弁体２５と上弁体２７は、各々の中央部で互いに接触しており、各周縁部の間には絶縁板２６が介在している。電池１０の内圧が上昇した場合、まず下弁体２５が破断する。これにより、上弁体２７が上方に膨れて下弁体２５との電気的接続が遮断される。さらに内圧が上昇すると、上弁体２７が破断して、発生したガスはキャップ２８のガス抜き孔を通って外部へ排出される。

【0026】

以下、図３〜図５をさらに参照しながら、負極リードの溶接部３０の構成、及び電池１０の製造方法（特に負極リードの溶接工程）について詳説する。

【0027】

負極１４には、上記のように、単層構造の第１リード１７と、積層構造の第２リード１８とが設けられている。本実施形態では、第１リード１７が電極体１１の外周側（巻回終端側）に、第２リード１８が電極体１１の内周側（巻回始端側）にそれぞれ設けられている。電池１０では、複数の負極リードが互いに同じものではなく、構成材料及び構造が互いに異なった異種リードであることを特徴とする。

【0028】

図３は、溶接部３０及びその近傍を拡大して示す図である。
図３に示すように、電池１０は、第２リード１８のＮｉ層１８ａが第１リード１７と対向するように、当該リード同士を重ね合わせて形成された積層部３５を有する。そして、積層部３５の第１リード１７が電池ケース１２のケース本体２１側に配置された状態で、積層部３５の一部がケース本体２１の内面に溶接されている。図３のドット表示した領域が、溶接により各リードを構成する金属及びケース本体２１を構成する金属が互いに溶け込んで形成された溶接部３０である。溶接部３０は、ケース本体２１の底面部の略中央に形成されることが好適である。

【0029】

第１リード１７は、ニッケルを主成分とする単層構造の導線である。第１リード１７を構成する金属は、ニッケル又はニッケル合金である。ニッケル合金のニッケル含有量は、５０モル％以上が好ましく、６０モル％以上がより好ましい。第１リード１７は、幅方向断面が略矩形形状の平角線であることが好適であり、例えば幅が２〜５ｍｍ、厚みが０．１〜０．２ｍｍ程度である（第２リード１８についても同様）。

【0030】

第２リード１８は、ニッケルを主成分とするＮｉ層１８ａ、及び銅を主成分とするＣｕ層１８ｂを有する２層構造の導線である。Ｎｉ層１８ａを構成する金属は、ニッケル又はニッケル合金であって、第１リード１７を構成する金属と略同一の組成を有することが好ましい。Ｃｕ層１８ｂを構成する金属は、銅又は銅合金である。銅合金の銅含有量は、５０モル％以上が好ましく、６０モル％以上がより好ましい。本実施形態では、第１リード１７と略同一の幅、厚みを有する第２リード１８を用いる。

【0031】

第２リード１８の厚みｔ₁₈に対するＮｉ層１８ａの厚みｔ_18aの割合（ｔ_18a／ｔ₁₈）は、少なくとも５０％以上であることが好適である。即ち、Ｎｉ層１８ａの厚みｔ_18a≧Ｃｕ層１８ｂの厚みｔ_18bであることが好ましい。好適なｔ_18a／ｔ₁₈の範囲は、５０〜９０％、又は５０〜７５％である。ｔ_18a／ｔ₁₈が当該範囲内であれば、スパッタの発生を抑制しながら溶接部３０の溶融深さを深くして高い接合強度を得ることが容易になる。このメカニズムの詳細については後述する。

【0032】

第２リード１８は、本発明の目的を損なわない範囲で、Ｎｉ層１８ａ、Ｃｕ層１８ｂに加えて、１以上の金属層を有していてもよい。第２リード１８の積層構造は、例えばＮｉ層／Ｃｕ層／Ｎｉ層の３層構造（図６参照）であってもよい。但し、スパッタの抑制及び溶接部３０の破断強度の向上を考慮すると、第２リード１８は、好ましくはＮｉ層１８ａ及びＣｕ層１８ｂの２層構造であり、第３の金属層を設ける場合も当該金属層の厚みを薄くすることが好ましい。

【0033】

溶接部３０は、第１リード１７及び第２リード１８を重ね合わせて形成された積層部３５の一部とケース本体２１の内面とを溶接することにより形成される。溶接部３０は、例えば積層部３５の幅の３０〜７０％程度の範囲（直径）に形成される。積層部３５は、第２リード１８のＮｉ層１８ａが第１リード１７と対向するように、当該リード同士を重ね合わせて形成されている。また、積層部３５（溶接部３０）では、第１リード１７がケース本体２１側に配置されている。即ち、第２リード１８は、第１リード１７の上に配置されケース本体２１と直接接触しておらず、第１リード１７を介してケース本体２１に接続されている。

【0034】

溶接部３０では、ケース本体２１側から、第１リード１７、Ｎｉ層１８ａ、Ｃｕ層１８ｂが順に重なっている。ケース本体２１の内面にはＮｉメッキ層２１ａが形成されているため、Ｎｉメッキ層２１ａから第２リード１８のＮｉ層１８ａまで、ニッケルを主成分とする層が連続している。これにより、溶接部３０の接合強度を高くすることができる。即ち、溶接部３０では、溶接により溶融し易いニッケルを主成分とする層が、第１リード１７と第２リード１８の界面を超えて厚み方向に長く連続しているため、各部材の金属（ニッケル）同士が溶け合う溶融深さを深くすることができる。

【0035】

さらに、溶接部３０では、Ｃｕ層１８ｂが最上層を構成していることが重要である。Ｃｕ層１８ｂは、ニッケルを主成分とする第１リード１７及びＮｉ層１８ａを上から覆っている。これにより、溶接部３０の接合強度を低下させることなく、溶接により発生するスパッタ（金属粒の飛散）を抑制することができる。Ｃｕ層１８ｂは、溶接により溶融し難い銅を主成分とするため、溶接部３０における溶融深さの増加を阻害するが、Ｃｕ層１８ｂを溶接部３０の最上層とすることにより溶融深さに対する影響を小さくすることができる。しかも、最上層が溶融し難いため、スパッタが発生し難い。溶接により第１リード１７及びＮｉ層１８ａは溶融するが、これらはＣｕ層１８ｂに覆われている。つまり、溶接によるスパッタの発生は、積層部３５の最上層の溶融状態に大きく影響される。

【0036】

図４は、実施形態の他の一例である溶接部３１を示す。図４は、図３と同様に溶接部３１及びその近傍を拡大して示す図である。

【0037】

図４に示す例では、ケース本体４０の外面に、積層部３５の溶接領域（溶接部３１）に対応して凹部４１が形成されている。凹部４１は、後述するレーザー溶接によりケース本体２１が溶融して膨出部４２が形成された場合に、電池１０の全長（上下方向長さ）が変化することを防止する。凹部４１は、ケース本体４０の厚み方向に沿って溶接部３１と重なる位置、及びその周縁部に形成されることが好適である。

【0038】

凹部４１は、例えばケース本体４０の底面部を外側から見たときに略円形状を有する。凹部４１の深さ及び直径は、膨出部４２の寸法に応じて決定されることが好ましい。具体的には、膨出部４２の膨らみ分よりも凹部４１を深くする必要がある。また、膨出部４２の直径よりも凹部４１の直径を大きくする必要がある。溶接部３１は、溶接部３０と同様にケース本体４０の底面部の略中央に形成されることが好ましく、凹部４１も溶接部３１に対応して当該底面部の外面（以下、外底部という）の略中央及びその周縁部に形成されることが好ましい。

【0039】

凹部４１が形成された部分のケース本体４０の厚み（残肉厚）は、ケース本体４０の熱容量を減少させて溶接性を向上させるために、第１リード１７（第２リード１８）の厚み以下にすることが好適である。ケース本体４０の耐圧性等を考慮すると、残肉厚は各リードの厚みと略同一であることが特に好適である。

【0040】

溶接部３１は、例えばケース本体４０の外面側からレーザー光を照射するレーザー溶接によって形成される。溶接部３１では、溶接部３０と同様、或いは溶接部３０よりも高い接合強度が得られる。図４に示すように、レーザー溶接の影響により溶接部３１の外側に膨出部４２が形成されている。なお、膨出部４２は、凹部４１の範囲内に形成されている。つまり、凹部４１を形成したことにより、ケース本体４０の最下面の盛り上がり（膨出）が防止されている。なお、レーザー溶接の具体的な方法及びその作用効果の詳細については後述する。

【0041】

以下、図５Ａ，５Ｂを適宜参照しながら、上記構成を備えた電池１０の製造方法、特に負極リードの溶接工程（溶接部３０，３１の形成工程）の一例について詳説する。

【0042】

電池１０は、例えば下記の製造工程（以下、本製造工程という）により製造される。
（１）まず、電池１０の構成部材である、電極体１１（正極１３、負極１４、セパレータ１５、正極リード１６、第１リード１７、第２リード１８）、電解質、及び電池ケース１２等を準備する。電極体１１は、正極リード１６が取り付けられた正極１３と、負極リード（第１リード１７及び第２リード１８）が取り付けられた負極１４とをセパレータ１５を介して巻回することにより作製される。なお、正極１３、負極１４、電解質等は、従来公知の方法により作製できる。
（２）次に、電極体１１の上下にそれぞれ絶縁板１９，２０を配置し、これを有底円筒状のケース本体２１に収容する。なお、正極リード１６は、絶縁板１９の貫通孔を通って上方に延出し、負極リードは、絶縁板２０の貫通孔を通って下方に延出している。
（３）次に、負極リードをケース本体２１の内面（例えば、内底部）に溶接し、正極リード１６を封口体２３のフィルタ２４の下面に溶接する。
（４）最後に、ケース本体２１の開口部から非水電解液を充填し、封口体２３及びガスケット２９によってケース本体２１の開口部を塞ぐ。

【0043】

本製造工程には、負極１４に複数の負極リードを取り付ける工程が含まれる。当該工程では、負極１４に設けられた露出領域１４ｚに、単層構造の第１リード１７と積層構造の第２リード１８とを取り付ける。上記のように、負極１４に取り付けられる複数の負極リードは、構成材料及び構造が互いに異なった異種リードである。各負極リードは、例えば超音波溶接により露出領域１４ｚに溶接される。

【0044】

図５Ａ，５Ｂは、負極リードの溶接工程の一例を示す図である。
図５Ａ，５Ｂに示すように、溶接工程では、（ｉ）第２リード１８のＮｉ層１８ａが第
１リード１７と対向するように当該リード同士を重ね合わせて積層部３５を形成し、（ii）積層部３５の一部をケース本体２１の内面に溶接する。当該溶接は、積層部３５の第１リード１７をケース本体２１側に向けた状態で行われる。即ち、第１リード１７とケース本体２１の内面とが接触し、第２リード１８が第１リード１７の上に配置された状態で溶接が行われる。

【0045】

上記工程（ｉ）は、ケース本体２１に溶接される積層部３５を形成する工程である（図
５Ａ参照）。工程（ｉ）は、例えば電極体１１をケース本体２１に収容する前に行われる
。上記のように、第２リード１８のＮｉ層１８ａが第１リード１７と対向するように、即ちＣｕ層１８ｂが第１リード１７と反対側を向くように、当該リード同士を重ね合わせて積層部３５を形成する。このとき、第１リード１７が下となるように、即ちケース本体２１に電極体１１を収容した状態で第１リード１７がケース本体２１の内底部に接触するように当該リード同士を重ね合わせる。

【0046】

上記工程（ii）は、電極体１１をケース本体２１に収容した後に行われる。電極体１１
をケース本体２１に収容すると、絶縁板２０の貫通孔から下方に延出した第１リード１７がケース本体２１の内底部に接触する（第２リード１８は、直接内底部に接触していない）。第１リード１７及び第２リード１８の一部は、互いに重ね合わされて積層部３５を構成している。工程（ii）では、この積層部３５の一部をケース本体２１の内底部に溶接する。

【0047】

ケース本体２１の内底部に対する積層部３５の溶接は、例えばスポット溶接（抵抗溶接）により行われる。スポット溶接を用いる場合、一方の電極をケース本体２１の開口部から挿入して積層部３５の上面、即ち第２リード１８のＣｕ層１８ｂに押し当て、他方の電極をケース本体２１の外底部に押し当てる。そして、各電極間に電流を流すことにより発生するジュール熱で、積層部３５及びケース本体２１の底面部を溶かして溶接部３１を形成する（図３参照）。

【0048】

図５Ｂは、レーザー溶接工程を示している。ケース本体４０の内底部に対する積層部３５のレーザー溶接は、ケース本体４０の外底部にレーザー光５０を照射することにより行われる。凹部４１が形成されたケース本体４０の外底部の略中央に、レーザー光５０を照射すると、Ｎｉメッキ層４０ａが形成された鉄製のケース本体４０、ニッケルを主成分とする第１リード１７及び第２リード１８のＮｉ層１８ａが溶融する。この場合、膨出部４２が形成される場合がある（図４参照）。

【0049】

図５Ｂの領域３１ｈは、レーザー光５０の照射により溶融する領域である。外底部にレーザー光５０を照射して溶接する場合、積層部３５の最上層であるＣｕ層１８ｂがレーザー光５０を反射して殆ど溶融することなく、溶接部３１を形成することが可能である。即ち、当該レーザー溶接法により、スポット溶接と同等以上の接合強度を維持しながら、スポット溶接の場合よりもスパッタの発生をさらに抑制することが可能となる。

【0050】

上記レーザー溶接の条件等の一例は、下記の通りである。
レーザー装置：ＩＰＧ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ社製のＹＬＲ−３００−ＡＣ
レーザー光波長：１μｍ
レーザー光出力：１００〜３００Ｗ

【0051】

以上のように、上記製造方法によれば、スパッタの発生を抑制しながら、第１リード１７と第２リード１８との接合強度及び当該各リードとケース本体との接合強度を向上させることができる。したがって、溶接工程のスパッタに起因する電極体１１等の内部短絡が抑制され、また溶接部の破断強度が高い電池１０を得ることができる。

【0052】

なお、上記実施形態は、本発明の目的を損なわない範囲で適宜設計変更できる。
例えば、上記実施形態では、封口体２３に内圧上昇時のガス排出機構を設けたが、ケース本体の底面部にガス排出機構を設けてもよい。例えば、底面部の凹部４１が形成された部分を内圧上昇時に破断する弁体として利用してもよい。

【符号の説明】

【0053】

１０ 電池、１１ 電極体、１２，１０２ 電池ケース、１３ 正極、１４ 負極、１４ａ 負極集電体、１４ｂ 負極活物質層、１４ｚ 露出領域、１５ セパレータ、１６ 正極リード、１７ 第１リード、１８ 第２リード、１８ａ Ｎｉ層、１８ｂ Ｃｕ層、１９，２０，２６ 絶縁板、２１，４０ ケース本体、２１ａ，４０ａ Ｎｉメッキ層、２２ 支持部、２３ 封口体、２４ フィルタ、２５ 下弁体、２７ 上弁体、２８ キャップ、２９ ガスケット、３０，３１，１００ 溶接部、３１ｈ 領域、３５ 積層部、４１ 凹部、４２ 膨出部、５０ レーザー光、１０１ 負極リード

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】