特許 6252359 蓄電デバイスおよびその製造方法

(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】6252359

(24)【登録日】2017年12月8日

(45)【発行日】2017年12月27日

(54)【発明の名称】蓄電デバイスおよびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/26 20060101AFI20171218BHJP

   H01M 2/30 20060101ALI20171218BHJP

   H01G 11/70 20130101ALI20171218BHJP

   H01G 11/74 20130101ALI20171218BHJP

   B23K 20/12 20060101ALI20171218BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/26 A

   H01M2/30 D

   H01G11/70

   H01G11/74

   B23K20/12 360

   B23K20/12 364

【請求項の数】10

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2014-109071(P2014-109071)

(22)【出願日】2014年5月27日

(65)【公開番号】特開2015-225755(P2015-225755A)

(43)【公開日】2015年12月14日

【審査請求日】2016年12月1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】100080001

【弁理士】

【氏名又は名称】筒井 大和

(72)【発明者】

【氏名】田中 明

【審査官】 山内 達人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−１０９２３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５１０１４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／００３１８５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−５９４８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１−１３８０８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−４８４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１５５２４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１１６７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ２／２６

Ｈ０１Ｍ ２／３０

Ｈ０１Ｇ １１／７０

Ｈ０１Ｇ １１／７４

Ｈ０１Ｇ １１／８４

Ｈ０１Ｇ １３／００

Ｂ２３Ｋ ２０／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

（ａ）第１面および前記第１面とは反対側に位置する第２面を有するカバープレートであって、前記第１面に溝が設けられた前記カバープレート、
（ｂ）前記カバープレートの前記第２面と接するタブ積層体であって、電極板と一体化したタブを複数枚重ねて形成された前記タブ積層体、
（ｃ）前記タブ積層体と接する外部出力端子、
（ｄ）前記カバープレートと前記タブ積層体と前記外部出力端子とにわたって形成された接合部であって、前記溝に接する前記接合部、
（ｅ）前記接合部と一体化したバリ接合部であって、前記溝内において、前記接合部から盛り上がるように形成された前記バリ接合部、
を備え、
前記バリ接合部の高さは、前記溝の深さよりも小さく、
前記バリ接合部は、前記溝の側面に接している、蓄電デバイス。

【請求項2】

請求項１に記載の蓄電デバイスにおいて、
前記溝の底面から前記接合部の内部に向かって、凹部が形成されている、蓄電デバイス。

【請求項3】

請求項１に記載の蓄電デバイスにおいて、
前記バリ接合部は、前記カバープレートの前記第１面から突出していない、蓄電デバイス。

【請求項4】

請求項１に記載の蓄電デバイスにおいて、
前記カバープレートと、前記タブ積層体と、前記外部出力端子は、同一部材から形成されている、蓄電デバイス。

【請求項5】

請求項４に記載の蓄電デバイスにおいて、
前記同一部材は、アルミニウムを主成分とする部材である、蓄電デバイス。

【請求項6】

請求項４に記載の蓄電デバイスにおいて、
前記同一部材は、銅を主成分とする部材である、蓄電デバイス。

【請求項7】

請求項１に記載の蓄電デバイスにおいて、
前記蓄電デバイスは、リチウムイオン電池である、蓄電デバイス。

【請求項8】

（ａ）第１面および前記第１面とは反対側に位置する第２面を有するカバープレートであって、前記第１面に溝が設けられた前記カバープレートを用意する工程、
（ｂ）外部出力端子を用意する工程、
（ｃ）電極板と一体化したタブを複数枚重ねてタブ積層体を形成する工程、
（ｄ）前記タブ積層体を前記カバープレートの前記第２面と前記外部出力端子で挟む工程、
（ｅ）前記（ｄ）工程後、前記カバープレートと前記タブ積層体と前記外部出力端子とを摩擦撹拌接合する工程、
を備え、
前記（ｅ）工程は、
（ｅ１）ピン部を有するツールを用意する工程、
（ｅ２）前記ピン部を回転させながら、前記カバープレートの前記溝の底面から前記カバープレートおよび前記タブ積層体を貫通して、前記外部出力端子に達するように、前記ピン部を挿入することにより、
前記カバープレートと前記タブ積層体と前記外部出力端子にわたる接合部であって、前記溝に接する前記接合部と、
前記接合部と一体化したバリ接合部であって、前記溝内において、前記接合部から盛り上がる前記バリ接合部と、を形成する工程、
を有し、
前記バリ接合部の高さは、前記溝の深さよりも小さく、
前記バリ接合部は、前記溝の側面に接する、蓄電デバイスの製造方法。

【請求項9】

請求項８に記載の蓄電デバイスの製造方法において、
前記溝の直径は、前記ツールのショルダ径よりも大きい、蓄電デバイスの製造方法。

【請求項10】

請求項９に記載の蓄電デバイスの製造方法において、
前記溝の直径／前記ショルダ径＝Ａとする場合、
１．０５≦Ａ≦１．２である、蓄電デバイスの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄電デバイスおよびその製造技術に関し、例えば、リチウムイオン電池およびその製造技術に適用して有効な技術に関する。

【背景技術】

【0002】

特許第４７２４８４１号公報（特許文献１）には、リチウムイオン電池において、内部電極と、積層された複数のタブと、補強板とを重ね合わせた後、摩擦撹拌接合によって、これらの部材を接合する技術が記載されている。

【0003】

特開２０１１−１７３１６３号公報（特許文献２）、特開２００６−２８９４０９号公報（特許文献３）、特開２００７−８８０号公報（特許文献４）、特開２０００−７１０９０号公報（特許文献５）、特許第３２８９６５０号公報（特許文献６）などには、摩擦撹拌接合に関する技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４７２４８４１号公報

【特許文献2】特開２０１１−１７３１６３号公報

【特許文献3】特開２００６−２８９４０９号公報

【特許文献4】特開２００７−８８０号公報

【特許文献5】特開２０００−７１０９０号公報

【特許文献6】特許第３２８９６５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

携帯電子機器の発達に伴い、これらの携帯電子機器の電力供給源として、繰り返し充電が可能な小型二次電池が使用されている。中でも、エネルギー密度が高く、サイクルライフが長いとともに、自己放電性が低く、かつ、作動電圧が高いリチウムイオン電池が注目されている。リチウムイオン電池は、上述した利点を有するため、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話機などの携帯電子機器に多用されている。

【0006】

さらに、近年では、電気自動車用電池や電力貯蔵用電池として、高容量、高出力、かつ、高エネルギー密度を実現できる大型のリチウムイオン電池の研究開発が進められている。特に、自動車産業においては、環境問題に対応するため、動力源としてモータを使用する電気自動車や、動力源としてエンジン（内燃機関）とモータとの両方を使用するハイブリッド車の開発が進められている。このような電気自動車やハイブリッド車の電源としてもリチウムイオン電池が注目されている。同様に、太陽光発電や夜間電力を有効利用するための電力貯蔵などの用途での重要性が増してきている。

【0007】

例えば、電力貯蔵用の大型のリチウムイオン電池は、正極活物質を塗着した正極板と、負極活物質を塗着した負極板と、正極板と負極板の接触を防止するセパレータとを積層した電極積層体を備えている。そして、このリチウムイオン電池では、この電極積層体が外装缶（電池缶）に挿入されるとともに、外装缶内に電解液が注入されている。

【0008】

ここで、正極板や負極板を構成する電極板には、一体的に短冊状のタブ（集電タブ）が形成されており、このタブを複数枚重ね合わせてタブ積層体が形成されている。そして、リチウムイオン電池では、このタブ積層体を外部出力端子と接続することにより、外装缶の内部に配置されている電極積層体と、外装缶に固定される外部出力端子とを電気的に接続する構成が採用されている。このとき、タブ積層体と外部接続端子との接続には、例えば、アーク溶接などの溶接技術が使用されてきたが、近年では、摩擦撹拌接合と呼ばれる技術を使用することが検討されている。

【0009】

この摩擦撹拌接合では、先端に突起部のある円筒状のツール（工具）を回転させながら、強い力で突起部を部材に押し付けることにより、突起部を接合させる部材（母材）に貫入させる。これにより、摩擦撹拌接合では、摩擦熱を発生させて部材を軟化させるとともに、ツールの回転力によって接合部の周辺を塑性流動させて練り混ぜることで、複数の部材を一体化させて接合する。このような摩擦撹拌接合では、部材の融解を伴わずに接合部を形成できるため、接合部の熱影響を抑制できる利点を有している。なお、摩擦撹拌接合は、英語では、ＦＳＷ（Friction Stir Welding）と呼ばれる。

【0010】

ところが、摩擦撹拌接合では、ツールの突起部を部材に挿入することから、軟化した部材が突起部を挿入することにより押し出されて、この軟化した部材が接合部の近傍にバリとして発生することが考えられる。例えば、リチウムイオン電池に着目すると、タブ積層体と外部出力端子との接合部近傍にバリが発生する可能性がある。

【0011】

このことから、摩擦撹拌接合によって、タブ積層体と外部出力端子との接合部を形成する場合、接合部近傍に形成されるバリが剥離して、外装缶の内部に配置されている電極積層体に金属異物が侵入するポテンシャルが高くなる。特に、通常のリチウムイオン電池では、正極板と負極板とセパレータが別部品で構成されているため、例えば、正極板とセパレータとの間に隙間が存在し、この隙間に、バリが剥離することにより発生した金属異物が侵入しやすくなる。このようにして、電極積層体の内部に金属異物が侵入すると、侵入した金属異物がセパレータを突き破って、正極と負極が金属異物で短絡したり、例えば、正極とセパレータの隙間に侵入した金属異物が正極に付着すると、付着した金属異物が電解液中に溶解し、その後、負極に析出する現象が生じる。そして、負極からの析出によって成長した金属が正極まで達すると、正極と負極とが短絡してしまうおそれがある。

【0012】

したがって、リチウムイオン電池の製造工程において、タブ積層体と外部出力端子との接合に摩擦撹拌接合を使用する場合、リチウムイオン電池の信頼性を向上する観点から、改善の余地が存在することになる。

【0013】

そこで、本発明の目的は、例えば、リチウムイオン電池に代表されるように、タブ積層体と外部出力端子とを接続する構造を有する蓄電デバイスの信頼性を向上することができる技術を提供することにある。

【0014】

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0015】

一実施の形態における蓄電デバイスは、（ａ）第１面および第１面とは反対側に位置する第２面を有するカバープレートであって、第１面に溝が設けられたカバープレート、（ｂ）カバープレートの第２面と接するタブ積層体であって、電極板と一体化したタブを複数枚重ねて形成されたタブ積層体、（ｃ）タブ積層体と接する外部出力端子、を備える。そして、さらに、一実施の形態における蓄電デバイスは、（ｄ）カバープレートとタブ積層体と外部出力端子とにわたって形成された接合部であって、溝に接する接合部、（ｅ）接合部と一体化したバリ接合部であって、溝内において、接合部から盛り上がるように形成されたバリ接合部、を備える。このとき、バリ接合部の高さは、溝の深さよりも小さく、バリ接合部は、溝の側面に接している。

【0016】

また、一実施の形態における蓄電デバイスの製造方法は、（ａ）第１面および第１面とは反対側に位置する第２面を有するカバープレートであって、第１面に溝が設けられたカバープレートを用意する工程、（ｂ）外部出力端子を用意する工程、（ｃ）電極板と一体化したタブを複数枚重ねてタブ積層体を形成する工程、を備える。そして、（ｄ）タブ積層体をカバープレートの第２面と外部出力端子で挟む工程、（ｅ）カバープレートとタブ積層体と外部出力端子とを摩擦撹拌接合する工程、を備える。ここで、（ｅ）工程は、（ｅ１）ピン部を有するツールを用意する工程、（ｅ２）ピン部を回転させながら、カバープレートの溝の底面からカバープレートおよびタブ積層体を貫通して、外部出力端子に達するように、ピン部を挿入する。これにより、カバープレートとタブ積層体と外部出力端子にわたる接合部であって、溝に接する接合部と、接合部と一体化したバリ接合部であって、溝内において、接合部から盛り上がるバリ接合部と、を形成する。このとき、バリ接合部の高さは、溝の深さよりも小さく、バリ接合部は、溝の側面に接する。

【発明の効果】

【0017】

一実施の形態によれば、蓄電デバイスの信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】角型のリチウムイオン電池の概略構成を示す斜視図である。

【図2】電極積層体の模式的な構成を示す斜視図である。

【図3】関連技術において、カバープレートとタブ積層体と外部出力端子とを摩擦撹拌接合で接合する工程を模式的に示す図である。

【図4】関連技術において、カバープレートとタブ積層体と外部出力端子とを摩擦撹拌接合によって接合した後の構成を示す模式図である。

【図5】関連技術における摩擦撹拌接合の詳細を説明する図である。

【図6】実施の形態において、カバープレートとタブ積層体と外部出力端子とを摩擦撹拌接合で接合する工程を模式的に示す図である。

【図7】実施の形態において、カバープレートとタブ積層体と外部出力端子とを摩擦撹拌接合によって接合した後の構成を示す模式図である。

【図8】実施の形態における摩擦撹拌接合の詳細を説明する図である。

【図9】摩擦撹拌接合によって、ツールのピン部が、カバープレートに形成されている溝の底面からカバープレートおよびタブ積層体を貫通して、外部出力端子に達するように挿入された状態を示す図である。

【図10】本発明者が行なった実験結果をまとめたグラフであって、ＤＣ／ＤＳと溝の深さの関係を示すグラフである。

【図11】図１０に示すグラフに基づいて作成された表である。

【図12】比較例１〜４に対応した接合構造を示す断面図である。

【図13】比較例５〜９に対応した接合構造を示す断面図である。

【図14】比較例１０〜１３に対応した接合構造を示す断面図である。

【図15】実施例１〜１４に対応した接合構造を示す断面図である。

【図16】実施の形態の変形例１における接合構造を示す斜視図である。

【図17】実施の形態の変形例２における接合構造を示す斜視図である。

【図18】実施の形態の変形例３における接合構造を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。

【0020】

また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。

【0021】

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

【0022】

同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。

【0023】

また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。

【0024】

（実施の形態）
＜リチウムイオン電池の構成＞
本実施の形態では、蓄電デバイスの一例として、リチウムイオン電池を例に挙げて説明する。図１は、角型のリチウムイオン電池ＬＩＢの概略構成を示す斜視図である。図１に示すように、底部を有する角形の外装缶ＣＳの内部には、例えば、正極とセパレータと負極からなる電極積層体ＬＥが形成されている。具体的に、電極積層体ＬＥは、正極と負極の間にセパレータを挟むように積層されている。そして、正極および負極のそれぞれには、一体的にタブＴＢが形成されている。例えば、図１に示すように、正極と一体的に形成されているタブＴＢは、外装缶ＣＳの上面に設けられた外部出力端子ＥＯＴと電気的に接続されるとともに、負極と一体的に形成されているタブＴＢも、外装缶ＣＳの上面に設けられた別の外部出力端子ＥＯＴと電気的に接続されている。

【0025】

外装缶ＣＳの内部には、外装缶ＣＳの上面に設けられた注液栓ＰＬＧから電解液が注入される。これにより、外装缶ＣＳの内部に配置されている電極積層体ＬＥは、電解液で満たされることになる。また、外装缶ＣＳの上面には、安全弁ＳＶが設けられている。この安全弁ＳＶは、例えば、金属異物による正極と負極との短絡などによって発生したガスに基づく外装缶ＣＳの内部圧力の上昇を抑制する機能を有し、外装缶ＣＳの内部圧力が基準値を超えた場合に開いて、外装缶ＣＳの内部に充填されているガスを放出する。これにより、内部圧力の上昇に起因する外装缶ＣＳの破壊を防止することができる。

【0026】

正極は、正極活物質と結着剤（バインダ）を含有する塗液を正極板（正極集電体）に塗布して乾燥させた後、加圧することにより形成されている。この正極には、一体的に複数の矩形状をしたタブ（正極集電タブ）ＴＢが形成されており、この複数のタブＴＢが一方の外部出力端子ＥＯＴと接続されている。したがって、正極は、複数のタブＴＢを介して一方の外部出力端子ＥＯＴと電気的に接続されていることになる。複数のタブＴＢは、正極の低抵抗化および電流の取り出しを迅速にするために設けられている。

【0027】

正極を構成する正極活物質は、リチウムイオンを挿入・脱離可能なリチウム含有遷移金属酸化物から形成されている。具体的に、正極活物質は、例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウムなどに代表される上述した材料を使用することができる。また、結着剤は、例えば、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなどを使用することができる。さらに、正極板には、例えば、アルミニウムなどの導電性金属からなる金属箔や網状金属などが使用される。

【0028】

負極は、負極活物質と結着剤（バインダ）を含有する塗液を負極板（負極集電体）に塗布して乾燥させた後、加圧することにより形成されている。この負極にも一体的に複数の矩形状をしたタブ（負極集電タブ）ＴＢが形成されており、この複数のタブＴＢが他方の外部出力端子ＥＯＴと接続されている。したがって、負極は、複数のタブＴＢを介して他方の外部出力端子ＥＯＴと電気的に接続されていることになる。複数のタブＴＢは、負極の低抵抗化および電流の取り出しを迅速にするために設けられている。

【0029】

負極を構成する負極活物質は、リチウムイオンを挿入・脱離可能な炭素材料などに代表される材料から構成されている。また、結着剤は、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなどを使用することができる。さらに、負極板には、例えば、銅などの導電性金属からなる金属箔や網状金属などが使用される。

【0030】

セパレータは、正極と負極との電気的な接触を防止しつつ、リチウムイオンを通過させるスペーサとしての機能を有している。近年では、このセパレータとして、高強度で薄い微多孔質膜が使用されている。この微多孔質膜は、電池短絡による異常電流、急激な内圧や温度の上昇および発火を防ぐという機能も合わせもっている。つまり、現在のセパレータは、正極と負極の電気的接触を防止し、かつ、リチウムイオンを通過させる機能の他に、短絡と過充電防止のための熱ヒューズとしての機能を有していることになる。この微多孔質膜の持つシャットダウン機能によって、リチウムイオン電池の安全性を保つことができる。例えば、リチウムイオン電池が何らかの原因で外部短絡を引き起こした場合、瞬時ではあるが大電流が流れ、ジュール熱により異常に温度が上昇するおそれがある。このとき、セパレータとして微多孔質膜を使用すれば、微多孔質膜は、膜材料の融点近傍で空孔（微多孔）が閉塞するため、正極と負極との間のリチウムイオンの透過を阻止することができる。言い換えれば、セパレータとして微多孔質膜を使用することにより、外部短絡時に電流を遮断し、リチウムイオン電池の内部の温度上昇をストップさせることができる。この微多孔質膜から構成されるセパレータとしては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、あるいは、これらの材料の組み合わせから構成されている。

【0031】

電解液は、非水電解液が使用される。リチウムイオン電池は、活物質でのリチウムイオンの挿入・脱離を利用して充放電を行う電池であり、電解液中をリチウムイオンが移動する。リチウムは、強い還元剤であり、水と激しく反応して水素ガスを発生する。したがって、リチウムイオンが電解液中を移動するリチウムイオン電池では、従来の電池のように水溶液を電解液に使用することができない。このことから、リチウムイオン電池では、電解液として非水電解液が使用される。

【0032】

具体的に、非水電解液の電解質としては、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＢ（Ｃ_６Ｈ_５）_４、ＣＨ_３ＳＯ_３Ｌｉ、ＣＦ_３ＳＯ_３Ｌｉなどやこれらの混合物を使用することができる。また、有機溶媒としては、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリルなどや、これらの混合液を使用することができる。

【0033】

＜充放電のメカニズム＞
リチウムイオン電池は上記のように構成されており、以下に充放電のメカニズムについて説明する。まず、充電のメカニズムについて説明する。例えば、リチウムイオン電池を充電する際、正極と接続された一方の外部出力端子ＥＯＴと負極と接続された他方の外部出力端子ＥＯＴの間に充電器を接続する。この場合、リチウムイオン電池では、正極活物質内に挿入されているリチウムイオンが脱離し、電解液中に放出される。このとき、正極活物質からリチウムイオンが脱離することにより、正極から充電器へ電子が流れる。そして、電解液中に放出されたリチウムイオンは、電解液中を移動し、微多孔質膜からなるセパレータを通過して、負極に到達する。この負極に到達したリチウムイオンは、負極を構成する負極活物質内に挿入される。このとき、負極活物質にリチウムイオンが挿入することにより、負極に電子が流れ込む。このようにして、充電器を介して正極から負極に電子が移動することにより充電が完了する。

【0034】

続いて、放電のメカニズムについて説明する。例えば、正極と接続された一方の外部出力端子ＥＯＴと負極と接続された他方の外部出力端子ＥＯＴの間に外部負荷を接続する。すると、負極活物質内に挿入されていたリチウムイオンが脱離して電解液中に放出される。このとき、負極から電子が放出される。そして、電解液中に放出されたリチウムイオンは、電解液中を移動し、微多孔質膜からなるセパレータを通過して、正極に到達する。この正極に到達したリチウムイオンは、正極を構成する正極活物質内に挿入される。このとき、正極活物質にリチウムイオンが挿入することにより、正極に電子が流れ込む。このようにして、負極から正極に電子が移動することにより放電が行われる。言い換えれば、正極から負極に電流が流れて負荷を駆動することができる。以上のようにして、リチウムイオン電池においては、リチウムイオンを正極活物質と負極活物質との間で挿入・脱離することにより、充放電することができる。

【0035】

＜電極積層体の構成＞
図２は、電極積層体ＬＥの模式的な構成を示す斜視図である。図２に示すように、電極積層体ＬＥは、正極と負極とセパレータとを重ねた構成をしている。正極には、正極と一体的に形成された複数のタブＴＢが形成されており、これらの複数のタブＴＢが束ねられて外部出力端子ＥＯＴと接続されている。同様に、負極にも、負極と一体的に形成された複数のタブＴＢが形成されており、これらの複数のタブＴＢが束ねられて別の外部出力端子ＥＯＴと接続されている。

【0036】

ここで、本実施の形態において、複数のタブＴＢと外部出力端子ＥＯＴとの接続には、摩擦撹拌接合が使用される。この摩擦撹拌接合は、部材の融解を伴わずに接合部を形成できるため、接合部の熱影響を抑制できる利点を有している一方、摩擦撹拌接合をリチウムイオン電池における複数のタブＴＢと外部出力端子ＥＯＴとの接合に使用する場合には、蓄電デバイスに特有の改善の余地が存在する。以下では、まず、摩擦撹拌接合に伴う改善の余地を関連技術で説明することにする。

【0037】

＜関連技術に存在する改善の余地＞
図３は、関連技術において、カバープレートＣＰＬＴとタブ積層体ＴＬと外部出力端子ＥＯＴとを摩擦撹拌接合で接合する工程を模式的に示す図である。図３に示すように、まず、平板状のカバープレートＣＰＬＴと、外部出力端子ＥＯＴとを用意する。また、複数のタブを重ねることによりタブ積層体ＴＬを形成する。そして、カバープレートＣＰＬＴと外部出力端子ＥＯＴとの間にタブ積層体ＴＬを挟み込み、この状態で、カバープレートＣＰＬＴとタブ積層体ＴＬと外部出力端子ＥＯＴとを摩擦撹拌接合で接合する。この結果、カバープレートＣＰＬＴとタブ積層体ＴＬと外部出力端子ＥＯＴにわたって接合部ＣＵが形成されることになる。

【0038】

次に、関連技術で使用する摩擦撹拌接合の詳細について説明する。図４は、関連技術において、カバープレートＣＰＬＴとタブ積層体ＴＬと外部出力端子ＥＯＴとを摩擦撹拌接合によって接合した後の構成を示す模式図である。図４に示すように、カバープレートＣＰＬＴの表面に円形形状の接合部ＣＵが形成されていることがわかる。

【0039】

ここで、以下では、図４のＡ−Ａ線で切断した断面図に対応する図を使用して、関連技術での摩擦撹拌接合の詳細について説明する。図５は、関連技術における摩擦撹拌接合の詳細を説明する図である。図５に示すように、カバープレートＣＰＬＴと外部出力端子ＥＯＴでタブ積層体ＴＬを挟むように配置する。そして、カバープレートＣＰＬＴの上方にツール（工具）ＴＯＬを配置する。このツールＴＯＬの先端部には、突起形状をしたピン部ＰＵが形成されている。

【0040】

次に、ピン部ＰＵを回転させながら、強い力でピン部ＰＵをカバープレートＣＰＬＴに押し付けることにより、ピン部ＰＵを接合させる部材に貫入させる。具体的には、ピン部ＰＵを回転させながら、カバープレートＣＰＬＴの上面からカバープレートＣＰＬＴおよびタブ積層体ＴＬを貫通して、外部出力端子ＥＯＴに達するように、ピン部ＰＵを挿入する。これにより、関連技術では、摩擦熱を発生させて部材を軟化させるとともに、ツールＴＯＬの回転力によって接合部ＣＵの周辺を塑性流動させて練り混ぜることで、カバープレートＣＰＬＴとタブ積層体ＴＬと外部出力端子ＥＯＴとにわたって一体的に接合部ＣＵを形成する。

【0041】

ところが、関連技術では、図５に示すように、ツールＴＯＬのピン部ＰＵを部材に挿入することから、軟化した部材がピン部ＰＵを挿入することにより押し出されて、この軟化した部材が接合部の近傍にバリＢＲとして発生することが考えられる。具体的には、図５に示すように、カバープレートＣＰＬＴの表面からバリＢＲが突出する可能性がある。

【0042】

この突出したバリＢＲは、非常に剥がれやすいことから、カバープレートＣＰＬＴの上面に形成されたバリＢＲが剥離して金属異物となり、この金属異物が外装缶の内部に配置されている電極積層体に侵入する可能性がある。特に、リチウムイオン電池では、正極と負極とセパレータとが別部品で構成されているため、例えば、正極とセパレータとの間に隙間が存在し、この隙間に、バリＢＲが剥離することにより発生した金属異物が侵入しやすくなる。このようにして、電極積層体の内部に金属異物が侵入すると、侵入した金属異物がセパレータを突き破って、正極と負極が金属異物で短絡したり、例えば、正極とセパレータの隙間に侵入した金属異物が正極に付着すると、付着した金属異物が電解液中に溶解し、その後、負極に析出する現象が生じる。そして、負極からの析出によって成長した金属が正極まで達すると、正極と負極とが短絡してしまうおそれがある。

【0043】

したがって、関連技術においては、カバープレートＣＰＬＴとタブ積層体ＴＬと外部出力端子との接合に摩擦撹拌接合を使用する場合、リチウムイオン電池の信頼性が低下する可能性がある。すなわち、関連技術においては、リチウムイオン電池の信頼性を向上する観点から改善の余地が存在することがわかる。そこで、本実施の形態では、カバープレートＣＰＬＴとタブ積層体ＴＬと外部出力端子との接合に摩擦撹拌接合を使用する場合であっても、リチウムイオン電池の信頼性低下を抑制する工夫を施している。以下に、この工夫を施した本実施の形態における技術的思想について説明する。

【0044】

＜実施の形態におけるリチウムイオン電池の製造方法＞
図６は、本実施の形態において、カバープレートＣＰＬＴとタブ積層体ＴＬと外部出力端子ＥＯＴとを摩擦撹拌接合で接合する工程を模式的に示す図である。図６に示すように、まず、例えば、円形形状の溝ＤＩＴが形成されたカバープレートＣＰＬＴと、外部出力端子ＥＯＴとを用意する。また、複数のタブを重ねることによりタブ積層体ＴＬを形成する。そして、溝ＤＩＴが形成されたカバープレートＣＰＬＴと外部出力端子ＥＯＴとの間にタブ積層体ＴＬを挟み込み、この状態で、カバープレートＣＰＬＴとタブ積層体ＴＬと外部出力端子ＥＯＴとを摩擦撹拌接合で接合する。この結果、カバープレートＣＰＬＴとタブ積層体ＴＬと外部出力端子ＥＯＴにわたって接合部ＣＵが形成されることになる。特に、本実施の形態では、溝ＤＩＴの底部に接合部ＣＵが形成される。

【0045】

次に、本実施の形態で使用する摩擦撹拌接合の詳細について説明する。図７は、本実施の形態において、カバープレートＣＰＬＴとタブ積層体ＴＬと外部出力端子ＥＯＴとを摩擦撹拌接合によって接合した後の構成を示す模式図である。図７に示すように、カバープレートＣＰＬＴには、溝ＤＩＴが形成されており、この溝ＤＩＴに、例えば、円形形状の接合部ＣＵが形成されている。

【0046】

ここで、以下では、図７のＡ−Ａ線で切断した断面図に対応する図を使用して、本実施の形態での摩擦撹拌接合の詳細について説明する。

【0047】

図８は、本実施の形態における摩擦撹拌接合の詳細を説明する図である。図８において、まず、表面（第１面）および表面とは反対側に位置する裏面（第２面）を有するカバープレートＣＰＬＴであって、表面に溝ＤＩＴが設けられたカバープレートＣＰＬＴを用意する。このカバープレートＣＰＬＴは、タブ積層体ＴＬを押さえ付ける機能を有する。また、外部出力端子ＥＯＴも用意する。さらに、電極板と一体化したタブを複数枚重ねてタブ積層体ＴＬを形成する。

【0048】

次に、図８に示すように、タブ積層体ＴＬをカバープレートＣＰＬＴの裏面と外部出力端子ＥＯＴで挟んだ後、カバープレートＣＰＬＴとタブ積層体ＴＬと外部出力端子ＥＯＴとを摩擦撹拌接合する。具体的には、カバープレートＣＰＬＴの表面の上方にツール（工具）ＴＯＬを配置する。このツールＴＯＬの先端部には、突起形状をしたピン部ＰＵが形成されている。

【0049】

続いて、ピン部ＰＵを回転させながら、強い力でピン部ＰＵをカバープレートＣＰＬＴに押し付けることにより、ピン部ＰＵを接合させる部材に貫入させる。具体的には、ピン部ＰＵを回転させながら、カバープレートＣＰＬＴに形成されている溝ＤＩＴの底面からカバープレートＣＰＬＴおよびタブ積層体ＴＬを貫通して、外部出力端子ＥＯＴに達するように、ピン部ＰＵを挿入する。これにより、本実施の形態では、摩擦熱を発生させて部材を軟化させるとともに、ツールＴＯＬの回転力によって接合部ＣＵの周辺を塑性流動させて練り混ぜることで、カバープレートＣＰＬＴとタブ積層体ＴＬと外部出力端子ＥＯＴとにわたって一体的に接合部ＣＵを形成する。

【0050】

ここで、本実施の形態では、図８に示すように、ツールＴＯＬのピン部ＰＵを部材に挿入することから、ピン部ＰＵを挿入することで接合部ＣＵに凹部ＣＡＶが形成され、凹部ＣＡＶが形成されることによって、凹部ＣＡＶから、軟化した部材が押し出される。このため、接合部ＣＵと一体化したバリ接合部ＢＣＵが形成され、このバリ接合部ＢＣＵは、溝ＤＩＴ内において、接合部ＣＵから盛り上がるように形成される。このとき、本実施の形態では、カバープレートＣＰＬＴに溝ＤＩＴが形成されているため、バリ接合部ＢＣＵは、溝ＤＩＴ内に形成される。具体的に、本実施の形態において、バリ接合部ＢＣＵの高さは、溝ＤＩＴの深さよりも小さく形成され、かつ、バリ接合部ＢＣＵは、溝ＤＩＴの側面に接するように形成される。

【0051】

以上のようにして、本実施の形態における摩擦撹拌接合では、カバープレートＣＰＬＴとタブ積層体ＴＬと外部出力端子ＥＯＴとにわたって一体的に接合部ＣＵが形成され、かつ、この接合部ＣＵと一体化したバリ接合部ＢＣＵが溝ＤＩＴの内部に形成される。

【0052】

＜実施の形態における特徴＞
続いて、上述した本実施の形態におけるリチウムイオン電池の製造方法での特徴点について説明する。図８に示すように、本実施の形態における特徴点は、カバープレートＣＰＬＴの表面に溝ＤＩＴを設けた点にある。この場合、図８に示すように、摩擦撹拌接合でのピン部ＰＵの挿入によって、接合部ＣＵに凹部ＣＡＶが形成され、この凹部ＣＡＶから、軟化した部材が押し出されるが、本実施の形態によれば、カバープレートＣＰＬＴに溝ＤＩＴが形成されている。この結果、この溝ＤＩＴが防護壁として機能することによって、金属屑の飛散が抑制されるため、本実施の形態によれば、金属異物の発生が抑制される。

【0053】

さらに、本実施の形態によれば、カバープレートＣＰＬＴに溝ＤＩＴが形成されているため、凹部ＣＡＶから押し出された部材は、接合部ＣＵから一体的に盛り上がるバリ接合部ＢＣＵを形成するが、このバリ接合部ＢＣＵが溝ＤＩＴの内部から突出しない。つまり、本実施の形態によれば、バリ接合部ＢＣＵがカバープレートＣＰＬＴの表面から突出しないため、バリ接合部ＢＣＵが剥離して金属異物となるポテンシャルを低減することができる。特に、本実施の形態においては、溝ＤＩＴの内部に形成されたバリ接合部ＢＣＵが、溝ＤＩＴの側面に接している。すなわち、本実施の形態で形成されるバリ接合部ＢＣＵは、溝ＤＩＴの底面と密着するだけでなく、溝ＤＩＴの側面とも密着することから、バリ接合部ＢＣＵとカバープレートＣＰＬＴとの密着強度が大きくなる。このことは、バリ接合部ＢＣＵがカバープレートＣＰＬＴから剥離して金属異物になりにくいことを意味し、これによって、バリ接合部ＢＣＵの剥離による金属異物の発生を抑制することができる。

【0054】

例えば、図５に示すように、関連技術で形成されるバリＢＲは、カバープレートＣＰＬＴとの密着面積が小さく、かつ、カバープレートＣＰＬＴの表面から突出しているため、バリＢＲは、外部からの影響を受けやすく、カバープレートＣＰＬＴから剥離しやすい。

【0055】

これに対し、本実施の形態では、カバープレートＣＰＬＴの表面に溝ＤＩＴを設けるという特徴点によって、（１）溝ＤＩＴが金属異物の飛散を抑制する防護壁として機能する点、（２）バリ接合部ＢＣＵが溝ＤＩＴ内に収まり、カバープレートＣＰＬＴの表面から突出しない点、（３）バリ接合部ＢＣＵが溝ＤＩＴの底面だけでなく、溝ＤＩＴの側面とも密着する結果、バリ接合部ＢＣＵとカバープレートＣＰＬＴとの密着面積が大きくなる点が実現される。これにより、本実施の形態によれば、上述した（１）〜（３）の相乗効果によって、摩擦撹拌接合を使用する場合であっても、金属異物の発生を効果的に抑制することができる。このことから、特に、リチウムイオン電池では、金属異物の発生が正極と負極との短絡原因となりやすいが、本実施の形態における摩擦撹拌接合によれば、リチウムイオン電池の短絡原因となる金属異物の発生を効果的に抑制することができるため、本実施の形態によれば、リチウムイオン電池の信頼性を向上することができる。つまり、本実施の形態によれば、摩擦撹拌接合の利点を確保しながら、信頼性の高いリチウムイオン電池を提供することができる。

【0056】

＜実施の形態における接合構造＞
次に、本実施の形態におけるリチウムイオン電池の製造方法によって製造される接合構造について説明する。すなわち、本実施の形態では、図８に示すように、摩擦撹拌接合によって、カバープレートＣＰＬＴとタブ積層体ＴＬと外部出力端子ＥＯＴとの接合構造が形成される。以下では、この接合構造について説明する。

【0057】

図８に示すように、本実施の形態におけるリチウムイオン電池は、表面（第１面）および表面とは反対側に位置する裏面（第２面）を有するカバープレートＣＰＬＴであって、表面に溝ＤＩＴが設けられたカバープレートＣＰＬＴと、カバープレートＣＰＬＴの裏面と接するタブ積層体ＴＬであって、電極板と一体化したタブを複数枚重ねて形成されたタブ積層体ＴＬと、タブ積層体ＴＬと接する外部出力端子ＥＯＴとを有する。

【0058】

さらに、本実施の形態におけるリチウムイオン電池は、図８に示すように、カバープレートＣＰＬＴとタブ積層体ＴＬと外部出力端子ＥＯＴとにわたって形成された接合部ＣＵであって、溝ＤＩＴに接する接合部ＣＵと、接合部ＣＵと一体化したバリ接合部ＢＣＵであって、溝ＤＩＴ内において、接合部ＣＵから盛り上がるように形成されたバリ接合部ＢＣＵとを有する。このとき、バリ接合部ＢＣＵの高さは、溝ＤＩＴの深さよりも小さく、したがって、バリ接合部ＢＣＵは、カバープレートＣＰＬＴの表面から突出しておらず、かつ、バリ接合部ＢＣＵは、溝ＤＩＴの側面に接している。

【0059】

そして、図８に示すように、溝ＤＩＴの底面から接合部ＣＵの内部に向かって、凹部ＣＡＶが形成されている。これは、摩擦撹拌接合によって、ツールＴＯＬのピン部ＰＵが、カバープレートＣＰＬＴに形成されている溝ＤＩＴの底面からカバープレートＣＰＬＴおよびタブ積層体ＴＬを貫通して、外部出力端子ＥＯＴに達するように挿入された痕跡として形成されるものである。

【0060】

なお、本実施の形態では、特に明言していないが、本実施の形態における接合構造は、正極板と一体的に形成されたタブと外部出力端子ＥＯＴとを接続する接続構造に適用することができるとともに、負極板と一体的に形成されたタブと外部出力端子ＥＯＴとを接続する接続構造にも適用することができる。

【0061】

また、カバープレートＣＰＬＴと、タブ積層体ＴＬと、外部出力端子ＥＯＴとは、互いに異なる材料から構成することもできるが、摩擦撹拌接合の適用容易性の観点から、例えば、カバープレートＣＰＬＴと、タブ積層体ＴＬと、外部出力端子ＥＯＴとを同一部材から構成することもできる。この場合、例えば、正極に対する接合構造では、同一部材は、アルミニウムを主成分とする部材であり、負極に対する接合構造では、同一部材は、銅を主成分とする部材である。

【0062】

ここで、本明細書で、「主成分」とは、部材を構成する構成材料のうち、最も多く含まれている材料成分のことをいい、例えば、「アルミニウムを主成分とする部材」とは、部材の材料がアルミニウム（Ａｌ）を最も多く含んでいることを意味している。同様に、「銅を主成分とする部材」とは、部材の材料が銅（Ｃｕ）を最も多く含んでいることを意味している。本明細書で「主成分」という言葉を使用する意図は、例えば、部材が基本的にアルミニウムや銅から構成されているが、その他に不純物を含む場合を排除するものではないことを表現するために使用している。

【0063】

以上では、本実施の形態における技術的思想について説明したが、本発明者は、カバープレートＣＰＬＴの表面に溝ＤＩＴを設けた状態で摩擦撹拌接合を実施するという本実施の形態の特徴点について、実験を行って、さらに深く検討した。この結果、本発明者は、以下に示す知見を獲得したので、この知見を実施例という形で説明する。

【0064】

＜実施例＞
図９は、摩擦撹拌接合によって、ツールＴＯＬのピン部ＰＵが、カバープレートＣＰＬＴに形成されている溝ＤＩＴの底面からカバープレートＣＰＬＴおよびタブ積層体ＴＬを貫通して、外部出力端子ＥＯＴに達するように挿入された状態を示す図である。

【0065】

図９において、溝ＤＩＴの直径ＤＣと、ツールＴＯＬのショルダ径ＤＳが図示されており、特に、ツールＴＯＬのショルダ径ＤＳとは、概略として、ツールＴＯＬの部分のうち、ピン部ＰＵ以外の部分で、カバープレートＣＰＬＴに形成された溝ＤＩＴの底面よりも下方に挿入される部分として定義される。なお、図９では、溝ＤＩＴの直径ＤＣが、ツールＴＯＬのショルダ径ＤＳよりも大きい場合が図示されている。

【0066】

ここで、本発明者は、溝ＤＩＴの直径ＤＣ／ツールＴＯＬのショルダ径ＤＳ（＝ＤＣ／ＤＳ）と、溝ＤＩＴの深さとの関係に着目し、これらのパラメータを変化させた場合において、本実施の形態における特徴点が実現される条件例について検討した。すなわち、バリ接合部ＢＣＵの高さが、溝ＤＩＴの深さよりも小さく、バリ接合部ＢＣＵが、溝ＤＩＴの側面に接しているという特徴点が実現される条件例について、本発明者は、実験を行なったので、この実験結果について説明する。

【0067】

図１０は、本発明者が行なった実験結果をまとめたグラフであって、ＤＣ／ＤＳと溝の深さの関係を示すグラフである。図１０において、横軸は、ＤＣ／ＤＳを示しており、縦軸は、溝ＤＩＴの深さ（ｍｍ）を示している。そして、図１０において、○は、本実施の形態における特徴点が実現される条件例を示しており、×は、本実施の形態における特徴点が実現されない条件例を示している。つまり、○は、バリ評価として、バリが発生しない「ＯＫ」を示しており、×は、バリ評価として、バリが発生する「ＮＧ」を示していることになる。

【0068】

図１０において、矢印Ａで示す領域は、溝ＤＩＴの直径ＤＣが、ツールＴＯＬのショルダ径ＤＳよりも小さくなる領域を示しており、この領域では、ツールＴＯＬを押し込む際、溝ＤＩＴが潰れてしまう領域である。このため、矢印Ａで示す領域は、本実施の形態における特徴点の実現が困難となる領域である。

【0069】

続いて、矢印Ｂで示す領域は、溝ＤＩＴの直径がツールＴＯＬのショルダ径ＤＳよりも大きくなりすぎて、バリが溝ＤＩＴの側面に密着しない領域を示しており、この領域も、本実施の形態における特徴点の実現が困難となる領域である。

【0070】

さらに、矢印Ｃで示す領域は、溝ＤＩＴの深さが浅く、バリが溝ＤＩＴから突出する領域を示しており、この領域は、バリが溝ＤＩＴからはみ出すことから、本実施の形態における特徴点の実現が困難となる領域である。

【0071】

これに対し、図１０に示すように、ＤＣ／ＤＳの値と、溝ＤＩＴの深さの値とが、図１０の○で示す条件例となる場合は、本実施の形態における特徴点が実現される。このことから、ＤＣ／ＤＳの値と、溝ＤＩＴの深さの値によっては、必ずしも、カバープレートＣＰＬＴの表面に溝ＤＩＴを設けても、本実施の形態における特徴点は実現されず、本実施の形態における特徴点を実現するためには、ＤＣ／ＤＳの値と、溝ＤＩＴの深さの値とを適切な値に設定する必要があることがわかる。

【0072】

図１１は、図１０に示すグラフに基づいて作成された表であり、本実施の形態における特徴点が実現される条件例が、実施例１〜１４として記載される一方、本実施の形態における特徴点が実現されない条件例が、比較例１〜１３として記載されている。具体的に、図１１には、ツール押込み体積Ｖを８８（ｍｍ^３）と一定にした場合において、形状パラメータ（ＤＣ／ＤＳの値、ショルダ径ＤＳの値、溝ＤＩＴの直径ＤＣの値、溝ＤＩＴの深さの値）、および、バリ評価が示されている。

【0073】

なお、バリの発生は、ツール押込み体積Ｖに依存するため、図１１では、例えば、ツール押込み体積Ｖを８８（ｍｍ^３）と一定にした場合において、図１１に示す形状パラメータを変化させてバリを評価している。すなわち、ツール押込み体積Ｖが同じあれば、バリの発生は、基本的に、形状パラメータに依存し、その他の条件（例えば、材質（正極や負極）やタブの積層枚数やツール回転数や押し込み速度等）に影響を受けないと考えられるので、図１１では、これらの条件を限定していない。すなわち、図１１に示すバリ評価は、材質（正極や負極）やタブの積層枚数やツール回転数や押し込み速度等に関わらず適用できるものである。

【0074】

図１１に示す表において、バリ評価の欄を見ると、本実施の形態における特徴点を実現するためには、少なくとも、ＤＣ／ＤＳの値が適切な範囲内に存在する必要があることがわかる。具体的に、本実施の形態における特徴点が実現されるためには、溝ＤＩＴの直径ＤＣ／ショルダ径ＤＳ＝Ａとする場合、１．０５≦Ａ≦１．２である必要がある。

【0075】

図１１に示すように、この条件例を満たしても、溝ＤＩＴの深さによっては、バリ評価が「×」となる条件例が存在することから、１．０５≦Ａ≦１．２という条件は、本実施の形態における特徴点を実現するための必要十分条件ではないが、本実施の形態における特徴点を実現するためには、少なくとも満たす必要のある必要条件であることがわかる。

【0076】

続いて、図１１に示す比較例１〜１３および実施例１〜１４のそれぞれに対応した接合構造の模式的な断面図を使用して、バリの発生の有無について説明する。

【0077】

図１２は、比較例１〜４に対応した接合構造を示す断面図である。図１２では、ＤＣ／ＤＳ＝１に対応した接合構造が示されている。図１２に示すように、溝ＤＩＴの端部が潰れており、カバープレートＣＰＬＴの表面から突出するバリＢＲが形成されていることがわかる。この結果、バリＢＲが溝ＤＩＴの内部に収まっておらず、本実施の形態における特徴点が実現されていないことがわかる。この図１２に示す接合構造では、カバープレートＣＰＬＴの表面から突出するようにバリＢＲが形成されており、このバリＢＲが剥離しやすいことから、バリＢＲが剥離して金属異物が発生しやすい接合構造と言える。

【0078】

次に、図１３は、比較例５〜９に対応した接合構造を示す断面図である。図１３に示すように、バリＢＲの高さＨＢが、溝ＤＩＴの深さＬＣよりも大きくなっており、バリＢＲがカバープレートＣＰＬＴの表面から突出していることがわかる。図１３に示す接合構造においても、バリＢＲが溝ＤＩＴの内部に収まっておらず、本実施の形態における特徴点が実現されていないことがわかる。この図１３に示す接合構造でも、カバープレートＣＰＬＴの表面から突出するようにバリＢＲが形成されており、このバリＢＲが剥離しやすいことから、バリＢＲが剥離して金属異物が発生しやすい接合構造と言える。

【0079】

続いて、図１４は、比較例１０〜１３に対応した接合構造を示す断面図である。図１４に示すように、バリＢＲの高さが、溝ＤＩＴの深さよりも小さいため、バリＢＲは、カバープレートＣＰＬＴの表面から突出していないものの、溝ＤＩＴの直径ＤＣが大きすぎる結果、溝ＤＩＴは、溝ＤＩＴの側面に接していない。このことから、図１４に示す接合構造においても、本実施の形態における特徴点が実現されていないことがわかる。この図１４に示す接合構造においては、溝ＤＩＴの底面に形成されているバリＢＲが、溝ＤＩＴの側面に接していないことから、バリＢＲと溝ＤＩＴとの接触面積を大きくすることができず、バリＢＲが剥離しやすい。このことから、図１４に示す接合構造も、バリＢＲが剥離して金属異物が発生しやすい接合構造と言える。

【0080】

最後に、図１５は、実施例１〜１４に対応した接合構造を示す断面図である。図１５に示すように、実施例１〜１４に対応した接合構造では、バリ接合部ＢＣＵが溝ＤＩＴ内に収まり、カバープレートＣＰＬＴの表面から突出しない点と、バリ接合部ＢＣＵが溝ＤＩＴの底面だけでなく、溝ＤＩＴの側面とも密着する結果、バリ接合部ＢＣＵとカバープレートＣＰＬＴとの密着面積が大きくなる点とが実現されていることがわかる。

【0081】

これにより、実施例１〜１４に対応した図１５に示す接合構造によれば、摩擦撹拌接合を使用する場合であっても、金属異物の発生を効果的に抑制することができる。つまり、図１５に示す実施例１〜１４に対応した接合構造によれば、リチウムイオン電池の短絡原因となる金属異物の発生を効果的に抑制することができるため、リチウムイオン電池の信頼性を向上することができる。

【0082】

＜実施の形態における接合構造の変形例＞
次に、本実施の形態における接合構造の変形例について説明する。図１６は、実施の形態の変形例１における接合構造を示す斜視図である。図１６に示すように、本変形例１における接合構造では、カバープレートＣＰＬＴに設けられている溝ＤＩＴの形状が長円形状となっており、これによって、接合部ＣＵの形状も長円形状となる。この結果、本変形例１によれば、接合部ＣＵの面積を大きくすることができ、これによって、カバープレートＣＰＬＴとタブ積層体ＴＬと外部出力端子ＥＯＴとのわたる接合部ＣＵの接合強度を向上させることができる。

【0083】

続いて、図１７は、実施の形態の変形例２における接合構造を示す斜視図である。図１７に示すように、本変形例２の接合構造は、タブ積層体ＴＬが外部出力端子ＥＯＴの片側だけから引き出されている構造である。このような本変形例２の接合構造にも、実施の形態における技術的思想を適用することができる。つまり、外部出力端子ＥＯＴからのタブ積層体ＴＬの引き出し形態によらず、実施の形態における技術的思想を適用できる。

【0084】

さらに、図１８は、実施の形態の変形例３における接合構造を示す斜視図である。図１８に示すように、本変形例３の接合構造は、タブ積層体ＴＬを外部出力端子ＥＯＴの側面に接合する構造である。このような本変形例３の接合構造にも、実施の形態における技術的思想を適用することができる。

【0085】

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

【0086】

前記実施の形態では、蓄電デバイスの一例として、リチウムイオン電池を取り上げて説明したが、前記実施の形態における技術的思想は、これに限らず、例えば、摩擦撹拌接合によって、カバープレートとタブ積層体と外部出力端子とにわたる接合部を形成する蓄電デバイスに幅広く適用することができる。

【産業上の利用可能性】

【0087】

本発明は、例えば、リチウムイオン電池に代表される蓄電デバイスを製造する製造業に幅広く適用することができる。

【符号の説明】

【0088】

ＢＣＵ バリ接合部
ＣＰＬＴ カバープレート
ＣＵ 接合部
ＤＩＴ 溝
ＥＯＴ 外部出力端子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】