特開 2024-125801 蓄電デバイスの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024125801

(43)【公開日】2024-09-19

(54)【発明の名称】蓄電デバイスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/536 20210101AFI20240911BHJP

   H01G 11/84 20130101ALI20240911BHJP

【ＦＩ】

H01M50/536

H01G11/84

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023033877

(22)【出願日】2023-03-06

(71)【出願人】

【識別番号】520184767

【氏名又は名称】プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100117606

【弁理士】

【氏名又は名称】安部 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100121186

【弁理士】

【氏名又は名称】山根 広昭

(74)【代理人】

【識別番号】100130605

【弁理士】

【氏名又は名称】天野 浩治

(72)【発明者】

【氏名】齊藤 靖幸

【テーマコード（参考）】

5E078

5H043

【Ｆターム（参考）】

5E078AA14

5E078AB01

5E078AB12

5E078AB13

5E078FA21

5E078FA23

5E078HA05

5E078LA08

5H043AA19

5H043BA11

5H043CA04

5H043CA12

5H043EA39

5H043HA17E

(57)【要約】

【課題】集電箔の溶断を抑制し得る蓄電デバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】ここで開示される蓄電デバイスの製造方法は、正極４０と、負極６０とを備える蓄電デバイスの製造方法である。当該製造方法は、正極４０および負極６０のうちの少なくとも一方の電極において、複数の積層された集電箔と集電体とを重ね合わせること、ＹＡＧまたはＹ_２Ｏ_３で構成されるレーザ光透過部材２００を上記重ね合わせた集電箔上に配置すること、および、レーザ光透過部材２００を上記集電体側に向かって押さえながら、レーザ光Ｌをレーザ光透過部材２００を通過させて上記重ね合わせた複数の集電箔に照射し、上記重ね合わせた複数の集電箔と上記集電体とを溶接することを含む。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の積層された正極集電箔と、該積層された正極集電箔に接続された正極集電体とを備える正極と、
複数の積層された負極集電箔と、該積層された負極集電箔に接続された負極集電体とを備える負極と
を備える蓄電デバイスの製造方法であって、
前記正極および前記負極のうちの少なくとも一方の電極において、前記複数の積層された集電箔と前記集電体とを重ね合わせること；
ＹＡＧまたはＹ_２Ｏ_３で構成されるレーザ光透過部材を前記重ね合わせた集電箔上に配置すること；および
前記レーザ光透過部材を前記集電体側に向かって押さえながら、レーザ光を前記レーザ光透過部材を通過させて前記重ね合わせた複数の集電箔に照射し、前記重ね合わせた複数の集電箔と前記集電体とを溶接すること；
を含む、蓄電デバイスの製造方法。

【請求項2】

前記レーザ光透過部材の厚み２ｍｍの試験片の該厚み方向における前記レーザ光波長の透過率が８０％以上である、請求項１に記載の製造方法。

【請求項3】

前記レーザ光透過部材の密度が、４ｇ／ｃｍ^３以上である、請求項１または２に記載の製造方法。

【請求項4】

前記レーザ光透過部材の前記レーザ光が通過する部分の厚みが５ｍｍ以下である、請求項１または２に記載の製造方法。

【請求項5】

前記レーザ光透過部材がプレート状である、請求項１または２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、蓄電デバイスの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電極体が備える各電極の複数の集電箔と集電体との接合には、抵抗溶接若しくは超音波溶接が広く用いられている。一方でコスト削減の観点から、レーザ溶接による複数の集電箔と集電体との接合の技術開発が行われている。例えば、特許文献１には、金属箔の密着性を高めるためを仮止め接合することを含むレーザ溶接技術が開示されている。また、特許文献２～４には、金属箔のレーザ溶接予定部分の周囲を治具により押圧してレーザ溶接する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－１４０８９０号公報

【特許文献2】特開２０１４－１３６２４２号公報

【特許文献3】特開２０１６－０３０２８０号公報

【特許文献4】特開２０１９－０６７５７０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、複数の積層された集電箔と集電体とをレーザ溶接をする場合には、溶接予定部分において集電箔間の隙間を低減することが望ましい。集電箔間に隙間がある場合には、集電箔にレーザ光を照射した際に、集電箔が溶け落ちて溶断する（レーザ溶接部で集電体と接合されていない集電箔が生じる）場合がある。

【0005】

本開示の主な目的は、集電箔の溶断を抑制し得る蓄電デバイス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】

【0006】

ここで開示される蓄電デバイスの製造方法は、複数の積層された正極集電箔と、該積層された正極集電箔に接続された正極集電体とを備える正極と、複数の積層された負極集電箔と、該積層された負極集電箔に接続された負極集電体とを備える負極とを備える蓄電デバイスの製造方法である。該製造方法は、上記正極および上記負極のうちの少なくとも一方の電極において、上記複数の積層された集電箔と上記集電体とを重ね合わせることを含む。また、該製造方法は、ＹＡＧまたはＹ_２Ｏ_３で構成されるレーザ光透過部材を上記重ね合わせた集電箔上に配置することを含む。また、該製造方法は、上記レーザ光透過部材を上記集電体側に向かって押さえながら、レーザ光を上記レーザ光透過部材を通過させて上記重ね合わせた複数の集電箔に照射し、上記重ね合わせた複数の集電箔と上記集電体とを溶接することを含む。
かかる製造方法によれば、レーザ光透過部材を重ね合わせた複数の積層された集電箔に向かって押さえているため、押さえられた複数の積層された集電箔の箔間の隙間を低減することができる。そして、レーザ光透過部材を通過するようにしてレーザ光を照射することで、集電箔の箔間の隙間を低減させた状態を維持したままレーザ溶接を行うことができる。これにより、箔間の隙間が原因で生じ得る集電箔の溶断を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、一実施形態に係る非水電解質二次電池の構成を大まかに示す模式的な断面図である。

【図2】図２は、一実施形態に係る非水電解質二次電池の電極体の構成を模式的に示す分解図である。

【図3】図３は、一実施形態に係るレーザ溶接方法を模式的に示す側面図である。

【図4】図４は、レーザ光Ｌ照射後のレーザ溶接部の近傍の断面を示す模式図である。

【図5】図５は、実施例におけるレーザ溶接部近傍の断面ＳＥＭ画像である。

【図6】図６は、比較例におけるレーザ溶接部近傍の断面ＳＥＭ画像である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本技術について詳細に説明する。本明細書において特に言及している事項（例えば、集電箔と集電体とのレーザ溶接方法）以外の事柄であっても本技術の実施に必要な事柄（例えば、蓄電デバイスの組み立て方等）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本技術の内容は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。

【0009】

各図面は模式的に描かれており、寸法関係（長さ、幅、厚み等）は実際の寸法関係を必ずしも反映するものではない。また、以下に説明する図面において、同じ作用を奏する部材、部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化することがある。
また、本明細書において、数値範囲を「Ａ～Ｂ（ここでＡ、Ｂは任意の数値）」と記載している場合は、「Ａ以上Ｂ以下」を意味すると共に、「Ａを超えてＢ未満」、「Ａを超えてＢ以下」、および「Ａ以上Ｂ未満」の意味を包含する。

【0010】

本明細書において「蓄電デバイス」とは、充電と放電とを行うことができるデバイスをいう。蓄電デバイスには、一次電池、二次電池（例えば、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池）等の電池と、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ（物理電池）とが包含される。以下では、ここで開示される製造方法によって製造される蓄電デバイスの一実施形態である非水電解質二次電池について説明する。なお、本技術により製造される蓄電デバイスは非水電解質二次電池に限定されるものではない。

【0011】

図１は、一実施形態に係る非水電解質二次電池１００の構成を大まかに示す模式的な断面図である。非水電解質二次電池１００は、電極体２０と、ケース３０と、正極４０と、負極板７０と、非水電解質（図示せず）とを備える。正極４０は、正極端子４２と、正極集電体４４と、正極板５０とを備える。負極６０は、負極端子６２と、負極集電体６４と負極板７０とを備える。特に限定されないが、本実施形態では、非水電解質二次電池１００はリチウムイオン二次電池である。

【0012】

図１に示すように、非水電解質二次電池１００は、ケース３０の内部に、扁平形状の電極体（捲回電極体）２０と、非水電解質（図示せず）とが収容されて構築される角形の密閉型電池である。ケース３０は、開口を有するケース本体３２と、該開口を封止する封口部材３４とを備える。封口部材３４は、ここでは板状である。封口部材３４には、外部接続用の正極端子４２および負極端子６２が備えられている。また、封口部材３４には、ケース３０の内圧が所定レベル以上に上昇した場合に該内圧を開放するように設定された薄肉の安全弁３６が設けられている。さらに、ケース３０には、非水電解質を注入するための注入口（図示せず）が設けられている。ケース３０の材質は、高強度であり軽量で熱伝導性が良い金属材料であることが好ましい。このような金属材料として、例えば、アルミニウムやスチール等が挙げられる。

【0013】

図２は、一実施形態に係る非水電解質二次電池１００の電極体２０の構成を模式的に示す分解図である。図２においては、電極体２０は、長尺シート状の正極板５０と、長尺シート状の負極板７０とが、２枚の長尺シート状のセパレータ８０を介してそれぞれの長手方向が揃うようにして積層され、捲回軸ＷＬを中心として捲回された捲回電極体である。正極板５０は、正極集電箔５２と、該正極集電箔５２の片面または両面（ここでは両面）において長手方向に配置された正極活物質層５４とを備えている。正極集電箔５２の捲回軸ＷＬ方向（即ち、長手方向に直交するシート幅方向）の一方の縁部には、該縁部に沿って帯状に正極活物質層５４が形成されずに正極集電箔５２が露出した部分（即ち、正極集電箔露出部５２ａ）が設けられている。負極板７０は、負極集電箔７２と、該負極集電箔７２の片面または両面（ここでは両面）において長手方向に配置された負極活物質層７４とを備えている。負極集電箔７２の捲回軸ＷＬ方向の他方の縁部（即ち、正極集電箔露出部５２ａとは反対側の縁部）には、該縁部に沿って帯状に負極活物質層７４が形成されずに負極集電箔７２が露出した部分（即ち、負極集電箔露出部７２ａ）が設けられている。

【0014】

捲回された正極集電箔５２は、電極体２０の厚み方向において、正極集電箔露出部５２ａが複数積層されている。複数の積層された正極集電箔露出部５２ａは、正極集電体４４とレーザ溶接により接合されている（後述の図４に示すレーザ溶接部９０が設けられている）。また、捲回された負極集電箔７２は、電極体２０の厚み方向において、負極集電箔露出部７２ａが複数積層されている。複数の積層された負極集電箔露出部７２ａは、負極集電体６４とレーザ溶接により接合されている（即ち、レーザ溶接部が設けられている）。正極集電体４４は、外部接続用の正極端子４２と電気的に接続されており、ケース３０の内部と外部との導通を実現している（図１参照）。同様に、負極集電体６４は、外部接続用の負極端子６２と電気的に接続されており、ケース３０の内部と外部との導通を実現している（図１参照）。なお、正極集電箔露出部５２ａ及び／又は負極集電箔露出部７２ａはタブ状であってもよく、かかるタブが複数積層されていてもよい。タブの形状は特に限定されず、例えば、平面視において、台形状、矩形状等であり得る。

【0015】

正極集電体４４は、正極集電箔露出部５２ａと接合されるレーザ溶接部が設けられる部分が板状であることが好ましい。また、正極集電体４４全体が板状であってもよい。正極集電体４４の正極集電箔露出部５２ａと接合される部分の厚みは、例えば０．５ｍｍ～３ｍｍであり得る。
負極集電体６４は、負極集電箔露出部７２ａと接合されるレーザ溶接部が設けられる部分が板状であることが好ましい。また、負極集電体６４全体が板状であってもよい。例えば板状であり得る。負極集電体６４の負極集電箔露出部７２ａと接合される部分の厚みは、例えば０．５ｍｍ～３ｍｍであり得る。

【0016】

正極端子４２と封口部材３４との間には、正極端子４２と封口部材３４との絶縁をするための絶縁部材（図示せず）が配置され得る。絶縁部材は、例えば電気絶縁性を有する樹脂部材によって構成される。かかる樹脂としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン樹脂、パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素化樹脂や、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等が挙げられる。また、負極端子６２と封口部材３４との間、正極集電体４４と封口部材３４との間、負極集電体６４と封口部材３４との間にも上記絶縁部材が配置されてもよい。

【0017】

正極集電箔５２としては、例えば、アルミニウム箔等が挙げられる。正極集電箔５２の厚みは、例えば５μｍ～２０μｍであり得る。正極活物質層５４は正極活物質を含む。正極活物質としては、リチウムイオン二次電池に用いられる公知の正極活物質を用いてよく、例えば層状構造、スピネル構造、オリビン構造等を有するリチウム複合金属酸化物（例えば、ＬｉＮｉ_１／３Ｃｏ_１／３Ｍｎ_１／３Ｏ_２、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＦｅＯ_２、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、ＬｉＮｉ_０．５Ｍｎ_１．５Ｏ_４，ＬｉＣｒＭｎＯ_４、ＬｉＦｅＰＯ_４等）が挙げられる。また、正極活物質層５４は、導電材、バインダ等を含んでいてもよい。導電材としては、例えばアセチレンブラック（ＡＢ）等のカーボンブラックやその他（グラファイト等）の炭素材料を好適に使用し得る。バインダとしては、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等を使用し得る。
正極活物質層５４は、正極活物質と、必要に応じて用いられる材料（導電材、バインダ等）とを適当な溶媒（例えばＮ－メチル－２－ピロリドン：ＮＭＰ）に分散させ、ペースト状（またはスラリー状）の組成物（正極合剤ペースト）を調製し、該組成物の適当量を正極集電箔５２の表面に塗工し、乾燥することによって形成することができる。

【0018】

負極集電箔７２としては、例えば、銅箔等が挙げられる。負極集電箔７２の厚みは、例えば５μｍ～２０μｍであり得る。負極活物質層７４は、負極活物質を含む。負極活物質としては、例えば黒鉛、ハードカーボン、ソフトカーボン等の炭素材料を使用し得る。また、負極活物質層７４は、バインダ、増粘剤等をさらに含んでいてもよい。バインダとしては、例えばスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等を使用し得る。増粘剤としては、例えばカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等を使用し得る。
負極活物質層７４は、例えば、負極活物質と必要に応じて用いられる材料（バインダ等）とを適当な溶媒（例えばイオン交換水）に分散させ、ペースト状（またはスラリー状）の組成物を調製し、該組成物の適当量を負極集電箔７２の表面に塗工し、乾燥することによって形成することができる。

【0019】

セパレータ８０としては、従来と同様の各種微多孔質シートを用いることができ、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂から成る微多孔質樹脂シートが挙げられる。かかる微多孔質樹脂シートは、単層構造であってもよく、二層以上の複層構造（例えば、ＰＥ層の両面にＰＰ層が積層された三層構造）であってもよい。また、セパレータ８０は、耐熱層（ＨＲＬ）を備えていてもよい。

【0020】

非水電解質は従来と同様のものを使用可能であり、例えば、有機溶媒（非水溶媒）中に、支持塩を含有させた非水電解液を用いることができる。非水溶媒としては、カーボネート類、エステル類、エーテル類等の非プロトン性溶媒を用いることができる。なかでも、カーボネート類、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等を好適に採用し得る。あるいは、モノフルオロエチレンカーボネート（ＭＦＥＣ）、ジフルオロエチレンカーボネート（ＤＦＥＣ）、モノフルオロメチルジフルオロメチルカーボネート（Ｆ－ＤＭＣ）、トリフルオロジメチルカーボネート（ＴＦＤＭＣ）のようなフッ素化カーボネート等のフッ素系溶媒を好ましく用いることができる。このような非水溶媒は、１種を単独で、あるいは２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。支持塩としては、例えば、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣｌＯ_４等のリチウム塩を好適に用いることができる。支持塩の濃度は、特に限定されるものではないが、０．７ｍｏｌ／Ｌ以上１．３ｍｏｌ／Ｌ以下程度が好ましい。
なお、上記非水電解質は、本技術の効果を著しく損なわない限りにおいて、上述した非水溶媒、支持塩以外の成分を含んでいてもよく、例えば、ガス発生剤、被膜形成剤、分散剤、増粘剤等の各種添加剤を含み得る。

【0021】

非水電解質二次電池１００等の蓄電デバイスは、各種用途に利用可能であるが、例えば、乗用車、トラック等の車両に搭載されるモータ用の動力源（駆動用電源）として好適に用いることができる。車両の種類は特に限定されないが、例えば、プラグインハイブリッド自動車（Ｐｌｕｇ－ｉｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ （ＰＨＥＶ））、ハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ （ＨＥＶ））、電気自動車（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ （ＢＥＶ））等が挙げられる。

【0022】

また、ここに開示される蓄電デバイスの形状は角形に限定されず、コイン型、ボタン型、円筒型等であってよい。また、ラミネートケースを備える蓄電デバイスとして構成することもできる。また、ここに開示される蓄電デバイスは、非水電解液の代わりにポリマー電解質を用いたポリマー電池や、固体電解質を用いた全固体電池等であり得る。

【0023】

以下、ここで開示される蓄電デバイスの製造方法について説明する。ここで開示される製造方法は、正極または負極の集電箔と集電体とレーザ光透過部材とを該集電箔の上に配置することを含む重ね合わせ工程と、上記レーザ光透過部材を上記集電体側に向かって押さえながら、レーザ光を上記レーザ光透過部材を通過させて集電箔に照射し、集電箔と集電体とをレーザ溶接する溶接工程とを含む。また、ここで開示される製造方法は、溶接工程の他に、例えば、準備工程、組立工程、収容工程、封口工程、注液工程等を必要に応じ、任意の順番で含んでいてもよい。

【0024】

ここで開示される製造方法は、レーザ光透過部材を重ね合わせた複数の積層された集電箔に向かって押さえているため、押さえられた複数の積層された集電箔の箔間の隙間を低減することができる。そして、レーザ光透過部材を通過するようにしてレーザ光を照射することで、集電箔の箔間の隙間を低減させた状態を維持したままレーザ溶接を行うことができる。これにより、箔間の隙間が原因で生じ得る集電箔の溶断を抑制することができる。

【0025】

以下、ここで開示される製造方法の一実施形態について説明する。

【0026】

準備工程では、例えば、電極体を準備する。電極体は、上述した電極体２０のような捲回電極体であっても、複数の正極板と、複数の負極板とがセパレータを介して交互に積層された電極体である積層電極体であってもよい。ここでは、上述した電極体２０を例に説明する。電極体２０は、従来公知の手順で作製することができる。

【0027】

重ね合わせ工程は、正極４０および負極６０のうちの少なくとも一方の電極において、電極体２０が備える複数の積層された集電箔（集電箔露出部）と集電体とを重ね合わせること、および、レーザ光透過部材を上記重ね合わせた複数の集電箔上に配置すること、を含む。ここでは、正極４０を例に説明する。

【0028】

図３は、一実施形態に係るレーザ溶接方法を模式的に示す側面図である。図３では、説明の便宜上、正極集電箔５２（正極集電箔露出部５２ａ）と正極集電体４４以外の蓄電デバイスの部材を省略している（後述の図４において同じ）。本実施形態では、図３に示すように、正極集電体４４の表面４４ａの上に、電極体２０の端部に位置する複数の積層された正極集電箔５２（詳細には正極集電箔露出部５２ａ）を重ね合わせる。積層された正極集電箔５２の数は特に限定されないが、例えば１０～１２０枚、又は２０～１００枚程度であり得る。限定されるものではないが、正極集電箔５２の積層方向は、鉛直方向に沿っていることが好ましい。これにより、重力により正極集電箔５２の箔間の隙間が低減され易くなる。

【0029】

次に、レーザ光透過部材２００を上記重ね合わせた正極集電箔５２の上（最上面）に配置する。換言すれば、レーザ光透過部材２００と正極集電体４４とにより、複数の積層された正極集電箔５２を挟み込む。このとき、レーザ光透過部材２００が正極集電箔５２の溶接予定部分４００（レーザ照射予定部分）を覆うように配置する。正極集電箔５２の溶接予定部分４００のシワを伸ばしてから、レーザ光透過部材２００を配置することが好ましい。これにより、積層された正極集電箔５２間の空隙が減少し、レーザ溶接時の溶断が抑制される。

【0030】

レーザ光透過部材２００は、平面視において、中心またはその近傍に正極集電箔５２の溶接予定部分４００が位置するように配置することが好ましい。これにより、溶接予定部分４００の周囲をレーザ光透過部材２００により押圧することができ、溶接予定部分４００付近の正極集電箔間の隙間が低減され得る。

【0031】

レーザ光透過部材２００の形状は特に限定されないが、ここではプレート状である。レーザ光透過部材２００は、平面視において、円形状、楕円状、矩形状、多角形状でありうる。レーザ光透過部材２００がプレート状であることで、レーザ光透過部材２００を正極集電箔５２に向かって押さえた際に、正極集電箔５２をより均一な力で押さることができるため、箔間の隙間をより均一に低減することができる。なお、レーザ光透過部材２００の大きさは、正極集電箔５２の溶接予定部分４００を覆うことができれば特に限定されない。

【0032】

レーザ光透過部材２００のレーザ光Ｌが通過する部分の厚みは、例えば、５ｍｍ以下であるとよく、好ましくは４ｍｍ以下、より好ましくは３ｍｍ以下、さらに好ましくは２ｍｍ以下である。レーザ光Ｌがレーザ光透過部材２００を通過する距離が短いほど、レーザ光Ｌの拡散が抑えられ、レーザ溶接の精度が向上し得る。また、レーザ光透過部材２００のレーザ光Ｌが通過する部分の厚みは、例えば、０．２ｍｍ以上であるとよく、好ましくは０．５ｍｍ以上、より好ましくは０．８ｍｍ以上、さらに好ましくは１ｍｍ以上である。レーザ光透過部材２００の厚みが小さすぎると強度が不十分になり得る。なお、レーザ光透過部材２００のレーザ光Ｌが通過する部分の厚みは、例えば、複数の積層された正極集電箔５２の積層方向における厚みであり得る。

【0033】

レーザ光透過部材２００は、レーザ溶接に用いられるレーザ光Ｌを透過できる材料によって構成され得る。レーザ光透過部材２００は、例えば透明であり得る。レーザ光透過部材２００のレーザ光波長の透過率は、例えば、７０％以上であって、好ましくは７５％以上、より好ましくは８０％以上である。レーザ光透過部材２００のレーザ光波長の透過率が高いほど、レーザ光Ｌが正極集電箔５２の溶接予定部分４００に精度よく到達するため、レーザ溶接精度が向上する。レーザ光波長は、使用するレーザ光の波長に合わせて測定すればよく、例えば、９００ｎｍ～１２００ｎｍ（例えば、１０７０ｎｍ）のレーザ光波長に対する透過率であり得る。
なお、本明細書において、レーザ光波長の透過率は、レーザ光を所定の時間パワーメータに照射したときにパワーメータで測定されるエネルギーを１００％としたとき、厚み２ｍｍの試験片に当該厚み方向からレーザ光透過部材を通過させてパワーメータに照射したときにパワーメータで測定されるエネルギーの比率として算出される。

【0034】

レーザ光透過部材２００は、集電箔と集電体とのレーザ溶接時に発生する熱に耐え得る材料によって構成されることが好ましい。換言すれば、レーザ光透過部材２００は、集電箔の融点よりも高い融点を有した材料で構成されることが好ましい。レーザ光透過部材２００の融点は、例えば、８００℃以上であって、１２００℃以上、１６００℃以上、１７００℃以上、１８００℃以上、１９００℃以上、２０００℃以上、２１００℃以上、２２００℃以上、２３００℃以上、または２４００℃以上であり得る。

【0035】

レーザ光透過部材２００を構成する材料としては、例えば、ＹＡＧ（アルミン酸イットリウム、融点：約１９７０℃）、Ｙ_２Ｏ_３（酸化イットリウム、融点：約２４２５℃）、サファイア（融点：約２０４０℃）、石英ガラス（融点：約１７２３℃）等が挙げられる。この中でも、ＹＡＧまたはＹ_２Ｏ_３で構成されていることが好ましい。ＹＡＧ、Ｙ_２Ｏ_３は上記例示の中で比較的密度が高い。例えば、レーザ光透過部材２００がＹＡＧまたはＹ_２Ｏ_３で構成されている場合、密度が４ｇ／ｃｍ^３以上、好ましくは４．５ｇ／ｃｍ^３以上、より好ましくは５ｇ／ｃｍ^３以上であり得る。これにより、例えば、鉛直方向に沿ってレーザ光透過部材２００、複数の正極集電箔５２、および正極集電体４４を配置した場合に、レーザ光透過部材２００の自重により、複数の正極集電箔５２の箔間の隙間を低減し易くなる。
なお、上述したレーザ光透過部材２００を構成し得る材料は、レーザ光透過部材２００を主要に構成する成分であればよく、例えば、他の元素がドープされたものを含み得る。ドープされる元素の割合は、例えば、全体の５ｍｏｌ％以下、３ｍｏｌ％以下、または１ｍｏｌ％以下であり得る。

【0036】

溶接工程は、レーザ光透過部材２００を正極集電体４４側に向かって押さえることを含む。これにより、レーザ光透過部材２００と正極集電体４４との間に配置される複数の積層された正極集電箔５２における箔間の隙間を低減させることができる。

【0037】

レーザ光透過部材２００を押さえる方法は特に限定されない。本実施形態では、図３に示すように治具３００を用いてレーザ光透過部材２００を押さえている。治具３００は、下板３１０と、上板３２０と、加圧制御部３３０とを備える。ここでは、下板３１０の上に正極集電体４４が配置され、当該正極集電体４４の上に複数の積層された正極集電箔５２が配置され、当該正極集電箔５２の上にレーザ光透過部材２００が配置されている。下板３１０と上板３２０との間には正極集電体４４と、複数の積層された正極集電箔５２と、レーザ光透過部材２００とが配置されている。上板３２０はレーザ光透過部材２００の上面と接触している。上板３２０は、レーザ光透過部材２００の上面のうち、レーザ光Ｌを通過させる部分には配置されていない。

【0038】

加圧制御部３３０は、下板３１０と上板３２０との距離を調節する部分である。ここでは、加圧制御部３３０は、上板３２０を下板３１０側に向かって移動できるように構成されている。上板３２０を下板３１０に移動させることで、上板３２０がレーザ光透過部材２００を正極集電体４４側に向かって押さえることができる。

【0039】

レーザ光透過部材２００を押さえることで、正極集電箔５２の溶接予定部分４００の積層方向において正極集電箔５２間の隙間が実質的になくなることが好ましい。例えば、複数の積層された正極集電箔５２の厚みの合計（正極集電箔５２の１枚あたりの厚み×積層されている枚数）を１００％としたとき、レーザ光透過部材２００を押さえているときの溶接予定部分における正極集電箔５２の積層方向の厚みが１１０％以下であるとよく、１０５％以下が好ましく、１００％以下であることがより好ましい。これにより、レーザ溶接時の集電箔の溶断が抑制される。なお、レーザ光透過部材２００を押さえているときの溶接予定部分における正極集電箔５２の積層方向の厚みの下限は特に限定されず、レーザ光透過部材２００の押圧により集電箔が破断しなければよい。正極集電箔５２は金属製であるため、元の厚さよりも薄くなる場合があるため、かかる下限は、例えば、９０％以上、または９５％以上であり得る。

【0040】

レーザ光透過部材２００を正極集電体４４に向かって押さえる（加圧する）圧力は、特に限定されないが、例えば、１０Ｎ～２００Ｎであって、好ましくは１００Ｎ～２００Ｎである。

【0041】

次に、レーザ光透過部材２００を正極集電体４４側に向かって押さえながら、レーザ光Ｌを正極集電箔５２の溶接予定部分４００に向かって照射する。溶接予定部分４００はレーザ光透過部材２００に覆われているため、レーザ光Ｌはレーザ光透過部材２００を通過する。レーザ光Ｌは、例えば、レーザ光透過部材２００の厚み方向から照射することが好ましい。

【0042】

レーザ光Ｌの種類は、特に限定されず、集電箔と集電体との構成材料に応じて適宜選択されうる。レーザ光Ｌの種類としては、ＹＡＧレーザ、ＣＯ_２レーザ、半導体レーザ、ディスクレーザ、ファイバーレーザ等が挙げられる。レーザ光Ｌの照射径は、例えば、０．５ｍｍ～１．０ｍｍに設定され得る。
レーザ光Ｌの照射径、出力、照射時間等の諸条件は、例えば、レーザ溶接に供する集電箔及び集電体の材質、集電箔の積層数等によって適宜設定されうる。

【0043】

レーザ光Ｌは、正極集電箔５２の表面の一点に対して照射してもよいが、二点以上の複数箇所に照射してもよい。即ち、正極集電箔５２の溶接予定部分４００は１または２以上であってもよい。また、溶接予定部分４００は、点でなくてもよく、線であってもよい。溶接予定部分４００が線である場合は、レーザ光Ｌまたは正極集電箔５２を所定の方向に移動させながらレーザ照射を行ってもよい。この場合、レーザ溶接部の面積が広くなり、より強固に正極集電箔５２と正極集電体４４とを溶接することができる。

【0044】

図４は、レーザ光Ｌ照射後のレーザ溶接部の近傍の断面を示す模式図である。レーザ光Ｌを正極集電箔５２の溶接予定部分４００に照射することで、溶接予定部分４００にレーザ溶接部９０が形成される。レーザ溶接部９０は、例えば、正極集電箔５２と正極集電体４４とが溶融し凝固して相互に接合された部位である。レーザ溶接部９０は、複数の積層された正極集電箔５２の最上層から最下層まで接合している（即ち、溶断していない）。これは、レーザ光透過部材２００により、正極集電箔５２の溶接予定部分４００を押圧して箔間の隙間を低減したことにより実現された効果であり得る。

【0045】

レーザ光Ｌ照射後の溶接予定部分４００に対応する部分には、凹部９２が形成され得る。凹部９２は、レーザ溶接部９０において、正極集電箔５２側から正極集電体４４側に向かって凹んでいる。凹部９２の周囲は、正極集電箔５２と正極集電体４４とがレーザ溶接されて接続されている。凹部９２の深さはレーザ照射の条件（出力、照射時間等）により変化し得る。例えば、凹部９２の底部９２ｂは正極集電箔５２と正極集電体４４との境界（正極集電体４４の表面４４ａ）よりも上側（正極集電箔５２側）に位置し得る。また、凹部９２の底部９２ｂは正極集電箔５２と正極集電体４４との境界よりも下側（正極集電体４４側）に位置し得る。凹部９２の底部９２ｂの位置は、例えば、正極集電箔５２の積層方向に沿った断面ＳＥＭ像で確認することができる。

【0046】

レーザ溶接部９０の上面９０ａ（正極集電体４４とは反対側の面。レーザ光透過部材２００が配置されていた面。）は、正極集電箔５２と正極集電体４４との境界面（正極集電体４４の表面４４ａ）と略平行であり得る。例えば、レーザ溶接部９０の上面９０ａが、正極集電箔５２と正極集電体４４との境界面に対して、１０°以下、５°以下、１°以下の角度を有する、若しくは０°（即ち、平行）であり得る。

【0047】

上述したレーザ溶接方法は、負極６０においても同様に適用することができる。本実施形態では、負極集電箔７２と負極集電体６４とをレーザ溶接している。

【0048】

組立工程では、例えば、封口部材３４に取り付けられた正極端子４２に電極体２０に取り付けられた正極集電体４４を接合し、封口部材３４に取り付けられた負極端子６２に電極体２０に取り付けられた負極集電体６４を接合することで、封口部材３４、電極体２０、正極端子４２、正極集電体４４、負極端子６２、および負極集電体６４を備える組立体を構築する。各部材の取り付け方法は公知方法に従えばよく、例えば、カシメ加工、レーザ溶接、超音波溶接、抵抗溶接等で接合することができる。なお、各電極の集電体と端子とは、溶接工程後に接合しなくてもよく、溶接工程前に予め接合されていてもよい。

【0049】

収容工程では、例えば、電極体２０をケース本体１２の内部へ収容する。ここでは、上記構築した組立体の電極体２０をケース本体１２へと収容し、封口部材３４をケース本体１２の開口部と重ね合わせる。このとき、予め袋状または箱状に成形した絶縁フィルムを電極体２０とケース本体１２との間に配置してもよい。

【0050】

封口工程では、例えば、封口部材３４とケース本体１２とが重ね合わされた部分を溶接し、ケース本体１２を封止する。溶接方法は従来公知の方法に従えばよく、例えばレーザ溶接により溶接される。

【0051】

注液工程では、ケース３０に設けられた注入口から、従来公知の方法に従って非水電解質を注入する。なお、蓄電デバイスの種類によっては、注液工程は省略される。

【0052】

その後、例えば、所定の条件の下、初期充電、エージング処理等を行うことで、使用可能状態の非水電解質二次電池１００（蓄電デバイス）が作製される。

【0053】

以上、ここで開示される技術について説明したが、上述した実施形態は一例に過ぎない。本技術は、他にも種々の形態にて実施することができる。他の実施形態において、その技術的特徴が必須なものでなければ、適宜削除することもできる。

【0054】

ここに開示される技術の具体的な態様として、以下の各項に記載のものが挙げられる。
項１：複数の積層された正極集電箔と、該積層された正極集電箔に接続された正極集電体とを備える正極と、
複数の積層された負極集電箔と、該積層された負極集電箔に接続された負極集電体とを備える負極と
を備える蓄電デバイスの製造方法であって、
上記正極および上記負極のうちの少なくとも一方の電極において、上記複数の積層された集電箔と上記集電体とを重ね合わせること；
ＹＡＧまたはＹ_２Ｏ_３で構成されるレーザ光透過部材を上記重ね合わせた集電箔上に配置すること；および
上記レーザ光透過部材を上記集電体側に向かって押さえながら、レーザ光を上記レーザ光透過部材を通過させて上記重ね合わせた複数の集電箔に照射し、上記重ね合わせた複数の集電箔と上記集電体とを溶接すること；
を含む、蓄電デバイスの製造方法。
項２：上記レーザ光透過部材の厚み２ｍｍの試験片の該厚み方向における前記レーザ光波長の透過率が８０％以上である、項１に記載の製造方法。
項３：上記レーザ光透過部材の密度が、４ｇ／ｃｍ^３以上である、項１または２に記載の製造方法。
項４：上記レーザ光透過部材の上記レーザ光が通過する部分の厚みが５ｍｍ以下である、項１～３のいずれか一項に記載の製造方法。
項５：上記レーザ光透過部材がプレート状である、項１～４のいずれか一項に記載の製造方法。

【0055】

以下、ここで開示される技術の試験例について説明する。ただし、ここに開示される技術は試験例に示すものに限定されるものではない。

【0056】

＜実施例＞
アルミニウム製の板状の正極集電体と、アルミニウム製の複数の正極集電箔とを準備した。レーザ光透過部材として、厚みが１～２ｍｍのプレート状の石英ガラス（融点１７２３℃、レーザ光波長の透過率８２％）を準備した。図３に示す構成の治具を準備した。図３と同様に正極集電体、正極集電箔、およびレーザ光透過部材を治具にセットし、レーザ光透過部材を正極集電体側に向かって押圧した。この状態を維持したまま、レーザ光透過部材の厚み方向からＹＡＧレーザ（出力：２０００Ｗ、照射時間：０．００５秒、レーザ投入熱量：１０Ｊ）をレーザ光透過部材を通過させて正極集電箔の表面に照射し、正極集電箔と正極集電体とのレーザ溶接を行った。レーザ溶接部近傍の断面ＳＥＭ画像を図５に示す。

【0057】

＜比較例＞
アルミニウム製の板状の正極集電体と、アルミニウム製の複数の正極集電箔とを重ね合わせ、レーザ光透過部材を用いずに上記ＹＡＧレーザによる溶接を行った。レーザ溶接部近傍の断面ＳＥＭ画像を図６に示す。

【0058】

図６に示す比較例では、正極集電箔が溶断されており、正極集電箔と正極集電体（画像下部の部材）との接合が達成されていないことがわかる。一方で、図５に示す実施例では、レーザ溶接部において正極集電箔が溶断することなく、正極集電体と接合されていることがわかる。

【0059】

以上、本技術の具体例について説明したが、本技術はこれに限定されない。特許請求の範囲に記載の技術には、上記に例示した実施形態を様々に変形、変更したものが含まれる。

【符号の説明】

【0060】

２０ 電極体
３０ ケース
４０ 正極
４２ 正極端子
４４ 正極集電体
５０ 正極板
５２ 正極集電箔
５２ａ 正極集電箔露出部
６０ 負極
６２ 負極端子
６４ 負極集電体
７０ 負極板
７２ 負極集電箔
７２ａ 負極集電箔露出部
８０ セパレータ
９０ レーザ溶接部
９２ 凹部
１００ 非水電解質二次電池
２００ レーザ光透過部材
３００ 治具
４００ 溶接予定部分

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】