特許 7579623 蓄電デバイス

(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】

(24)【登録日】2024-10-30

(45)【発行日】2024-11-08

(54)【発明の名称】蓄電デバイス

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/536 20210101AFI20241031BHJP

   H01M 10/04 20060101ALI20241031BHJP

   H01M 10/0587 20100101ALI20241031BHJP

   H01G 11/06 20130101ALI20241031BHJP

   H01G 11/70 20130101ALI20241031BHJP

   H01G 11/74 20130101ALI20241031BHJP

【ＦＩ】

H01M50/536

H01M10/04 W

H01M10/0587

H01G11/06

H01G11/70

H01G11/74

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2022164714

(22)【出願日】2022-10-13

(65)【公開番号】P2024057806

(43)【公開日】2024-04-25

【審査請求日】2023-10-13

(73)【特許権者】

【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

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】399107063

【氏名又は名称】トヨタバッテリー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】川瀬 洋明

【審査官】小森 重樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－００４７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０８９８５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－１５０７８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１３９９５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０６９６５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２２／１８０７３７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／５０－５０／５９８

Ｈ０１Ｍ １０／０４

Ｈ０１Ｍ １０／０５８７

Ｈ０１Ｇ １１／０６

Ｈ０１Ｇ １１／７４

Ｈ０１Ｇ １１／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

長手方向に延びる帯状の正極集電箔上に上記長手方向に延びる帯状の正極活物質層が形成された正極本体部、及び、上記正極集電箔の幅方向の一方側の端縁に沿って上記長手方向に延びる帯状で、上記正極活物質層を有さず上記正極集電箔が露出した正極箔露出部を有する正極板と、帯状の負極板とが、一対の帯状のセパレータを介して捲回軸線の周りに扁平状に捲回されてなり、
上記正極板の上記正極本体部と上記負極板とが上記セパレータを介して対向した電極体本体部、及び、
上記電極体本体部から上記捲回軸線に沿う軸線方向の一方側に上記正極箔露出部が渦巻き状に突出した正極集電部と、を有する
扁平捲回型の電極体と、
上記電極体を収容するケースと、
上記ケースに固設され、上記電極体の上記正極集電部のうち、上記正極箔露出部が扁平な上記電極体の電極体厚み方向に重なった積層集電部に、超音波溶接により接合された正極端子と、を備える
蓄電デバイスであって、
上記超音波溶接によって上記積層集電部に形成された溶接部のうち、上記積層集電部の外表面に現れた表面溶接部は、外周形状が矩形状であり、
上記電極体の外表面、
上記電極体の上記電極体本体部と上記正極集電部との境界に仮想的に設けた、上記軸線方向に直交する第１仮想境界面、及び、
上記電極体のうち、上記正極板、上記負極板及び上記セパレータが平板状に重なった電極平坦部と、上記正極板、上記負極板及び上記セパレータが半円筒状に屈曲しつつ重なった一対の電極Ｒ部との境界にそれぞれ仮想的に設けた、上記軸線方向及び上記電極体厚み方向に平行な一対の第２仮想境界面が、
互いに交わる４つの仮想交点のうち、上記表面溶接部に最も近い最近仮想交点の位置を基準位置とし、
上記表面溶接部の４つの角部のうち、上記基準位置に最も近い角部を最近角部とし、
上記電極体の上記外表面における上記基準位置から上記最近角部までの直線距離を距離Ａとし、
上記表面溶接部と同形の矩形状で、上記矩形状の矩形中心を上記表面溶接部と同じくし、矩形をなす平行な２辺がそれぞれ上記軸線方向に平行となるように、上記積層集電部の上記外表面に仮想的に配置した仮想表面溶接部を想定し、
上記仮想表面溶接部の４つの仮想角部のうち、上記基準位置に最も近い仮想角部を最近仮想角部とし、
上記電極体の上記外表面における上記基準位置から上記最近仮想角部までの直線距離を仮想距離Ｂとしたとき、
上記表面溶接部は、
上記仮想表面溶接部を、上記矩形中心を回転中心として、上記最近仮想角部が上記電極体本体部から遠ざかる回転方向に４５度以下で回転させた形態に一致し、かつ、上記距離Ａが上記仮想距離Ｂよりも長い（Ａ＞Ｂ）形態を有する
蓄電デバイス。

【請求項2】

請求項１に記載の蓄電デバイスであって、
前記電極体は、前記電極体厚み方向の寸法が１０ｍｍ以上である
蓄電デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、扁平捲回型の電極体と、電極体を収容するケースと、ケースに固設され、電極体の正極集電部に超音波溶接によって接合された正極端子とを備える蓄電デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

扁平捲回型の電極体を備える電池では、電極体の特定部位で微小短絡が生じ易いことが判ってきた。この特定部位とは、電極体の外表面と、電極体の電極体本体部と正極集電部との境界に仮想的に設けた第１仮想境界面と、電極体の電極平坦部と一対の電極Ｒ部との境界にそれぞれ仮想的に設けた一対の第２仮想境界面とが、互いに交わる４つの仮想交点のうち、正極端子との溶接で出来た溶接部の表面溶接部に最も近い最近仮想交点の位置（以下、「基準位置」ともいう）の近傍である。なお、扁平捲回型の電極体を備える電池が開示された従来技術として、例えば特許文献１が挙げられる（特許文献１の図１～図３等参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２１－０８９８５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この電池では、電極体の正極集電部をなす正極箔露出部の一部を電極体厚み方向に重ねて積層集電部を形成し、この積層集電部に正極端子を超音波溶接している。具体的には、正極集電部の電極体厚み方向の一方側に、正極端子を介して、超音波溶接機のアンビルを配置する一方、正極集電部の電極体厚み方向の他方側に、超音波溶接機のホーンを配置する。そして、このホーンを正極集電部に電極体厚み方向の他方側から一方側（アンビル側、正極端子側）に向けて押し付けつつ超音波振動を与える。これにより、正極集電部に積層集電部を形成すると共に、積層集電部に正極端子を超音波溶接している。なお、積層集電部のうちホーンを押し付けた部位には、溶接痕が残される。

【0005】

この超音波溶接の際、互いに隙間を空けて渦巻き状に捲かれていた正極箔露出部の正極集電箔は、ホーンを正極集電部に押し付けた際に大きく移動し変形する。具体的には、正極集電部には、正極端子との溶接部の周囲から上記基準位置に向かって先細のＶ字状に延び、電極体厚み方向の内側に窪むにＶ字溝状の凹部が出来る。このＶ字溝状凹部のうち、上記基準位置に近い先端付近は、溝幅が細く、深さが急激に増す形状となっている。このため、このＶ字溝状凹部の先端付近では、最外周に位置する正極集電箔が電極体厚み方向の内側に大きく折れ曲がり、この正極集電箔と、そのすぐ内側に位置する負極板のうち軸線方向の外側端部の角部との間で、セパレータに大きな応力が掛かる。

【0006】

これに超音波溶接時の振動が加わると、セパレータのうち、この大きな応力が掛かっている部分に穴が空き、最外周の正極集電箔と、そのすぐ内側の負極板の外側端部の角部との間で微小短絡が生じることがある。また負極板の外側端部にバリが生じている場合があり、基準位置近傍（Ｖ字溝状凹部の先端付近）において、前述の応力により、このバリがセパレータを貫通して、上述の微小短絡が生じる場合もある。これらの理由から、電極体の基準位置近傍（Ｖ字溝状凹部の先端付近）で微小短絡が生じ易い。

【0007】

なお、このような微小短絡の発生を解決する手法として、表面溶接部の面積を小さくすることにより、基準位置近傍（Ｖ字溝状凹部の先端付近）において、凹部の深さの変化を緩やかにし、最外周に位置する正極集電箔の内側への折れ曲がりを緩やかにすることが考えられる。しかし、正極端子と電極体の正極集電部（積層集電部）との溶接強度を十分に確保するには、表面溶接部の面積を小さくするのは好ましくない。
また微小短絡の発生を解決する別の手法として、表面溶接部全体を基準位置から遠ざけることにより、基準位置近傍（Ｖ字溝状凹部の先端付近）において、凹部の深さの変化を緩やかにし、最外周に位置する正極集電箔の内側への折れ曲がりを緩やかにすることも考えられる。しかし、この場合、正極端子を長くする必要が生じ好ましくない。

【0008】

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、扁平捲回型の電極体を備える蓄電デバイスにおいて、電極体のうち前述の基準位置近傍で微小短絡が生じるのを抑制することができる蓄電デバイスを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

（１）上記課題を解決するための本発明の一態様は、長手方向に延びる帯状の正極集電箔上に上記長手方向に延びる帯状の正極活物質層が形成された正極本体部、及び、上記正極集電箔の幅方向の一方側の端縁に沿って上記長手方向に延びる帯状で、上記正極活物質層を有さず上記正極集電箔が露出した正極箔露出部を有する正極板と、帯状の負極板とが、一対の帯状のセパレータを介して捲回軸線の周りに扁平状に捲回されてなり、上記正極板の上記正極本体部と上記負極板とが上記セパレータを介して対向した電極体本体部、及び、上記電極体本体部から上記捲回軸線に沿う軸線方向の一方側に上記正極箔露出部が渦巻き状に突出した正極集電部と、を有する扁平捲回型の電極体と、上記電極体を収容するケースと、上記ケースに固設され、上記電極体の上記正極集電部のうち、上記正極箔露出部が扁平な上記電極体の電極体厚み方向に重なった積層集電部に、超音波溶接により接合された正極端子と、を備える蓄電デバイスであって、上記超音波溶接によって上記積層集電部に形成された溶接部のうち、上記積層集電部の外表面に現れた表面溶接部は、外周形状が矩形状であり、上記電極体の外表面、上記電極体の上記電極体本体部と上記正極集電部の境界に仮想的に設けた、上記軸線方向に直交する第１仮想境界面、及び、上記電極体のうち、上記正極板、上記負極板及び上記セパレータが平板状に重なった電極平坦部と、上記正極板、上記負極板及び上記セパレータが半円筒状に屈曲しつつ重なった一対の電極Ｒ部との境界にそれぞれ仮想的に設けた、上記軸線方向及び上記電極体厚み方向に平行な一対の第２仮想境界面が、互いに交わる４つの仮想交点のうち、上記表面溶接部に最も近い最近仮想交点の位置を基準位置とし、上記表面溶接部の４つの角部のうち、上記基準位置に最も近い角部を最近角部とし、上記電極体の上記外表面における上記基準位置から上記最近角部までの直線距離を距離Ａとし、上記表面溶接部と同形の矩形状で、上記矩形状の矩形中心を上記表面溶接部と同じくし、矩形をなす平行な２辺がそれぞれ上記軸線方向に平行となるように、上記積層集電部の上記外表面に仮想的に配置した仮想表面溶接部を想定し、上記仮想表面溶接部の４つの仮想角部のうち、上記基準位置に最も近い仮想角部を最近仮想角部とし、上記電極体の上記外表面における上記基準位置から上記最近仮想角部までの直線距離を仮想距離Ｂとしたとき、上記表面溶接部は、上記仮想表面溶接部を、上記矩形中心を回転中心として、上記最近仮想角部が上記電極体本体部から遠ざかる回転方向に４５度以下で回転させた形態に一致し、かつ、上記距離Ａが上記仮想距離Ｂよりも長い（Ａ＞Ｂ）形態を有する蓄電デバイスである。

【0010】

上述の蓄電デバイスでは、電極体の正極集電部の積層集電部に形成された溶接部のうち、積層集電部の外表面に現れた表面溶接部は、外周形状が矩形状である。このような矩形状の表面溶接部を含む溶接部は、形成が容易である。
更に、この表面溶接部は、上述のように、仮想表面溶接部を回転させて、電極体の基準位置から表面溶接部の最近角部までの距離Ａを、基準位置から仮想表面溶接部の最近仮想角部までの仮想距離Ｂよりも長くした形態を有する。このような表面溶接部を含む溶接部が形成された電極体では、仮想表面溶接部を電極体に設けた場合（後に比較形態として説明する）に比して、基準位置近傍（Ｖ字溝状凹部の先端付近）において、凹部の深さの変化が緩やかになり、最外周に位置する正極集電箔の電極体厚み方向の内側への折れ曲がりが緩やかになる。このため、基準位置近傍で前述のセパレータの損傷が生じ難くなり、基準位置近傍で微小短絡が生じるのを抑制することができる。

【0011】

また上述の表面溶接部は、仮想表面溶接部と同じ大きさであるので、正極端子と電極体の正極集電部の積層集電部との溶接強度を、仮想表面溶接部を設けた場合と同様の溶接強度とすることができる。
また上述の表面溶接部は、仮想表面溶接部と矩形中心が同じであり、表面溶接部全体を基準位置から遠ざけることなく設けているので、正極端子を長くしなくて済む。

【0012】

なお、「蓄電デバイス」としては、例えば、リチウムイオン二次電池等の二次電池や、リチウムイオンキャパシタ等のキャパシタ、全固体電池などが挙げられる

【0013】

（２）更に（１）に記載の蓄電デバイスであって、前記電極体は、前記電極体厚み方向の寸法が１０ｍｍ以上である蓄電デバイスとすると良い。

【0014】

電極体の電極体厚み方向の寸法を大きくするほど、蓄電デバイスのデバイス容量を大きくできる利点がある。しかし、電極体の電極体厚み方向の寸法を１０ｍｍ以上にすると、電極体の正極集電部の一部を積層集電部として正極端子を超音波溶接する際に、正極集電部（正極箔露出部の正極集電箔）が大きく変形するため、電極体の基準位置近傍（Ｖ字溝状凹部の先端付近）において、凹部の深さが急激に増加し、最外周の正極集電箔の内側への折れ曲がりが大きくなる。そして、前述の微小短絡が生じ易くなる。従って、このような微小短絡が生じ易い、電極体厚み方向の寸法が１０ｍｍ以上の蓄電デバイスに、本発明を適用するのが特に好ましい。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施形態に係る電池の斜視図である。

【図2】実施形態に係る電池の電池高さ方向及び電池厚み方向に沿う断面図である。

【図3】実施形態に係る電池の電池高さ方向及び電池横方向に沿う、図２におけるＡ－Ａ矢視断面図である。

【図4】実施形態に係る電池の電池高さ方向及び電池横方向に沿う、図２におけるＢ－Ｂ矢視断面図である。

【図5】実施形態に係る電池の電極体のうち、基準位置及び表面溶接部を含む部位の、電極体厚み方向に見た部分拡大平面図である。

【図6】実施形態に係る電池の電極体のうち、基準位置を含む部位の、軸線方向及び電極体厚み方向に沿う部分拡大断面図である。

【図7】比較形態に係る電池の電極体のうち、図６に対応した、基準位置を含む部位の、軸線方向及び電極体厚み方向に沿う部分拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に本実施形態に係る電池（蓄電デバイス）１の斜視図を、図２～図４に電池１の断面図を示す。なお、以下では、電池１の電池高さ方向ＡＨ、電池横方向ＢＨ及び電池厚み方向ＣＨ、並びに、電極体３０の軸線方向ＤＨ、電極体幅方向ＥＨ及び電極体厚み方向ＦＨを、図１～図４に示す方向と定めて説明する。この電池１は、ハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー、電気自動車等の車両などに搭載される角型（直方体状）で密閉型のリチウムイオン二次電池である。

【0017】

電池１は、ケース１０と、ケース１０内に収容された扁平捲回型の電極体３０と、ケース１０のケース上部１１にそれぞれ支持された正極端子８０及び負極端子９０等から構成されている。電極体３０は、ケース１０内で、絶縁フィルムからなり、電池高さ方向ＡＨの上側ＡＨ１に開口する袋状の絶縁ホルダ５に覆われている。またケース１０内には、電解液３が収容されており、その一部は電極体３０内に含浸され、残りはケース１０のケース底部１２上に溜まっている。

【0018】

このうちケース１０は、金属（本実施形態ではアルミニウム）からなる直方体箱状であり、電池高さ方向ＡＨの上側ＡＨ１に位置する矩形状のケース上部１１と、これに対向し、電池高さ方向ＡＨの下側ＡＨ２に位置する矩形状のケース底部１２と、これらの間を結ぶ４つの矩形状のケース側部（一対のケース長側部１３，１４及び一対のケース短側部１５，１６）とを有する。ケース１０は、上側ＡＨ１に矩形環状の開口部２１ｃを有する有底角筒状の本体部材２１と、開口部２１ｃを閉塞する形態で本体部材２１に全周にわたりレーザ溶接された蓋部材２２とから構成されている。蓋部材２２には、ケース１０の内圧が開弁圧を超えたときに破断して開弁する安全弁２５が設けられている。また蓋部材２２には、ケース１０の内外を連通する注液孔２２ｋが設けられており、アルミニウムからなる円板状の封止部材２６で気密に封止されている。

【0019】

ケース１０のケース上部１１（蓋部材２２）には、アルミニウムからなる内部端子部材８１、外部端子部材８２及び端子ボルト８３から構成される正極端子８０が、樹脂からなる内部絶縁部材８５及び外部絶縁部材８６を介して、ケース１０と絶縁された状態で固設されている。この正極端子８０は、ケース１０内で電極体３０の正極集電部６２に接合し導通する一方、ケース上部１１を貫通してケース１０の外部まで延びている。またケース上部１１には、銅からなる内部端子部材９１、外部端子部材９２及び端子ボルト９３から構成される負極端子９０が、樹脂からなる内部絶縁部材９５及び外部絶縁部材９６を介して、ケース１０と絶縁された状態で固設されている。この負極端子９０は、ケース１０内で電極体３０の負極集電部６４に接合し導通する一方、ケース上部１１を貫通してケース１０の外部まで延びている。

【0020】

正極端子８０及び負極端子９０は、同様の形態を有するので、以下ではまとめて説明する。正極端子８０及び負極端子９０の内部端子部材８１，９１は、主にケース１０の内部に配置されて、電極体３０の正極集電部６２または負極集電部６４に接合している一方、ケース上部１１を貫通してケース１０の外部まで延び、外部端子部材８２，９２に加締め接続している。一方、外部端子部材８２，９２は、ケース１０の外部に配置されており、クランク状（Ｚ字状）をなす。また端子ボルト８３，９３も、ケース１０の外部に配置されている。端子ボルト８３，９３は、外部端子部材８２，９２の下側ＡＨ２から外部端子部材８２を貫通して、外部端子部材８２，９２よりも上側ＡＨ１に突出している。

【0021】

内部絶縁部材８５，９５は、主にケース１０の内部に配置され、正極端子８０または負極端子９０の内部端子部材８１，９１と、ケース上部１１との間を絶縁している。一方、外部絶縁部材８６，９６は、ケース１０の外部に配置され、正極端子８０または負極端子９０の外部端子部材８２，９２及び端子ボルト８３，９３と、ケース上部１１との間を絶縁している。

【0022】

次に、電極体３０について説明する（図１～図４のほか、図５及び図６も参照）。電極体３０は、帯状の正極板３１と帯状の負極板４１とを、帯状で樹脂製の多孔質膜からなる一対のセパレータ５１を介して互いに重ね、捲回軸線ＤＸの周りに円筒状に捲回した後に、扁平状に圧縮したものである。この扁平状の電極体３０の各寸法は、捲回軸線ＤＸに沿う軸線方向ＤＨの寸法が１１７ｍｍ、電極体幅方向ＥＨの寸法が５８ｍｍ、電極体厚み方向ＦＨの寸法ＦＬ（図２参照）が２０ｍｍである。電極体３０は、軸線方向ＤＨが電池横方向ＢＨに一致し、電極体幅方向ＥＨが電池高さ方向ＡＨに一致し、電極体厚み方向ＦＨが電池厚み方向ＣＨに一致する形態で、ケース１０内に収容されている。

【0023】

正極板３１は、長手方向ＧＨ（図３及び図４参照）に延びる帯状のアルミニウム箔からなる正極集電箔３２を有する。この正極集電箔３２の両主面のうち、幅方向ＨＨの一部でかつ長手方向ＧＨに延びる領域上には、それぞれ長手方向ＧＨに延びる帯状の正極活物質層３３（図６参照）が形成されている。この正極活物質層３３は、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な正極活物質粒子、導電粒子及び結着剤から構成されている。正極板３１のうち、正極集電箔３２上に正極活物質層３３を有する帯状の部位が、前述の正極本体部３５である。一方、正極集電箔３２の幅方向ＨＨの一方側ＨＨ１の端縁３２ｆに沿って長手方向ＧＨに延びる帯状の部位は、正極活物質層３３を有さず正極集電箔３２が露出した正極箔露出部３６となっている。

【0024】

負極板４１は、長手方向ＪＨ（図３及び図４参照）に延びる帯状の銅箔からなる負極集電箔４２を有する。この負極集電箔４２の両主面のうち、幅方向ＫＨの一部でかつ長手方向ＪＨに延びる領域上には、それぞれ長手方向ＪＨに延びる帯状の負極活物質層４３（図６参照）が形成されている。この負極活物質層４３は、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な負極活物質粒子、結着剤及び増粘剤から構成されている。負極板４１のうち、負極集電箔４２上に負極活物質層４３を有する帯状の部位が、負極本体部４５である。一方、負極集電箔４２の幅方向ＫＨの一方側ＫＨ１の端縁４２ｆに沿って長手方向ＪＨに延びる帯状の部位は、負極活物質層４３を有さず負極集電箔４２が露出した負極箔露出部４６となっている。

【0025】

電極体３０のうち、軸線方向ＤＨの中央部分は、正極板３１の正極本体部３５の全体と負極板４１の負極本体部４５の一部とがセパレータ５１を介して対向した電極体本体部６１である。なお、負極本体部４５は、正極本体部３５よりも幅が広いため、負極本体部４５のうち軸線方向ＤＨの両外側端部は、それぞれ正極本体部３５とは対向しておらず、電極体本体部６１には含まれない。

【0026】

また電極体３０のうち、電極体本体部６１よりも軸線方向ＤＨの一方側ＤＨ１の部位は、正極板３１の正極箔露出部３６が、電極体本体部６１から軸線方向ＤＨの一方側ＤＨ１に渦巻き状をなして突出した正極集電部６２である。この正極集電部６２の軸線方向ＤＨの寸法は、８．５ｍｍである。正極集電部６２は、主に正極箔露出部３６で構成されているが、正極集電部６２には、正極箔露出部３６のほか、負極板４１のうち、正極本体部３５と対向していない、軸線方向ＤＨの一方側ＤＨ１の外側端部４５ａ（図６参照）、及び、セパレータ５１のうち、正極本体部３５と対向していない、軸線方向ＤＨの一方側ＤＨ１の外側端部５１ａも含まれている。

【0027】

この正極集電部６２の一部、具体的には、電極体幅方向ＥＨの一方側ＥＨ１寄りの中央部分は、渦巻き状の正極箔露出部３６が電極体厚み方向ＦＨに重なって積層集電部６３を形成している。そして、この積層集電部６３に、正極端子８０の内部端子部材８１が、超音波溶接によって接合している。この積層集電部６３に形成された溶接部７０のうち、積層集電部６３の外表面６３ｍに現れた部位が、前述の表面溶接部７１である。この表面溶接部７１については、後に詳述する。

【0028】

また電極体３０のうち、電極体本体部６１よりも軸線方向ＤＨの他方側ＤＨ２の部位は、負極板４１のうち、負極本体部４５の外側端部（不図示）及び負極箔露出部４６が、電極体本体部６１から軸線方向ＤＨの他方側ＤＨ２に渦巻き状をなして突出した負極集電部６４である。この負極集電部６４の軸線方向ＤＨの寸法は、正極集電部６２と同様に、８．５ｍｍである。この負極集電部６４には、セパレータ５１のうち、正極本体部３５と対向していない、軸線方向ＤＨの他方側ＤＨ２の外側端部５１ｂも含まれている。
この負極集電部６４の一部、具体的には、電極体幅方向ＥＨの一方側ＥＨ１寄りの中央部分は、渦巻き状の負極箔露出部４６が電極体厚み方向ＦＨに重なって積層集電部６５を形成している。そして、この積層集電部６５に、負極端子９０の内部端子部材９１が、超音波溶接によって接合している。

【0029】

また電極体３０は、電極平坦部６７と一対の電極Ｒ部６８とを有する。即ち、電極平坦部６７は、正極板３１、負極板４１及びセパレータ５１が平板状に重なった部位である。一方、電極Ｒ部６８は、正極板３１、負極板４１及びセパレータ５１が半円筒状に屈曲しつつ重なった部位である。

【0030】

ここで、この電極体３０における前述の「４つの仮想交点」、「最近仮想交点」及び「基準位置」について説明する。まず、電極体３０の電極体本体部６１と正極集電部６２との境界に、軸線方向ＤＨに直交する第１仮想境界面ＩＭ１（図３～図６中に一点鎖線で示す）を仮想的に設けると共に、電極体３０の電極平坦部６７と一対の電極Ｒ部６８との境界に、それぞれ軸線方向ＤＨ及び電極体厚み方向ＦＨに平行な（電極体幅方向ＥＨに直交する）一対の第２仮想境界面ＩＭ２（図２～図５中に二点鎖線で示す）を仮想的に設ける。電極体３０の外表面３０ｍと第１仮想境界面ＩＭ１と一対の第２仮想境界面ＩＭ２とが互いに交わる４つの交点が、仮想交点ＩＰ１，ＩＰ２，ＩＰ３，ＩＰ４である。また、これらの仮想交点ＩＰ１～ＩＰ４のうち、積層集電部６３に形成された溶接部７０の表面溶接部７１に最も近い仮想交点ＩＰ１が、最近仮想交点ＩＰ１（図２、図４～図６参照）である。この最近仮想交点ＩＰ１の位置が、基準位置ＳＰである。

【0031】

次に、表面溶接部７１について説明する（図５及び図４参照）。この表面溶接部７１は、外周形状が矩形状であり、平行な２つの辺７２，７３（本実施形態では、これらの長さは１０ｍｍ）と、これらに直交する、平行な２つの辺７４，７５（本実施形態では、これらの長さは４ｍｍ）とを有する。表面溶接部７１の４つの角部７１ｒ１，７１ｒ２，７１ｒ３，７１ｒ４のうち、基準位置ＳＰに最も近い角部７１ｒ１が、前述の最近角部７１ｒ１である。電極体３０の外表面３０ｍにおける基準位置ＳＰから、この最近角部７１ｒ１までの直線距離を距離Ａとする。

【0032】

また比較形態として、実施形態の表面溶接部７１と同形の矩形状で、平行な２つの辺９７２，９７３と、これらに直交する、平行な２つの辺９７４，９７５とを有し、この矩形状の矩形中心Ｃを表面溶接部７１と同じくする仮想表面溶接部９７１（図５中に、破線で示す）を想定する。この仮想表面溶接部９７１は、平行な２つの辺９７２，９７３がそれぞれ電極体幅方向ＥＨと平行で、残りの平行な２つの辺９７４，９７５がそれぞれ軸線方向ＤＨに平行となるように、電極体３０の積層集電部６３の外表面６３に仮想的に配置する。仮想表面溶接部９７１の４つの仮想角部９７１ｒ１，９７１ｒ２，９７１ｒ３，９７１ｒ４のうち、基準位置ＳＰに最も近い仮想角部９７１ｒ１が、前述の最近仮想角部９７１ｒ１である。電極体３０の外表面３０ｍにおける基準位置ＳＰから、この最近仮想角部９７１ｒ１までの直線距離を仮想距離Ｂとする。

【0033】

すると、本実施形態の表面溶接部７１は、比較形態の仮想表面溶接部９７１を、矩形中心Ｃを回転中心として、最近仮想角部９７１ｒ１が電極体本体部６１から遠ざかる回転方向ＲＨ（図５及び図４中、時計回り）に回転角度θが４５度以下（具体的にはθ＝３０度）で回転させた形態に一致し、かつ、距離Ａが仮想距離Ｂよりも長い（Ａ＞Ｂ）形態を有している。

【0034】

次いで、上記電池１の製造方法について説明する。まず、各々帯状をなす正極板３１、負極板４１及び一対のセパレータ５１を用意し、これらをセパレータ５１、負極板４１、セパレータ５１、正極板３１の順に重ね、捲回軸線ＤＸの周りに円筒状に捲回して、円筒状の電極体（不図示）を形成する。その後、この円筒状の電極体をプレスして、電極平坦部６７及び一対の電極Ｒ部６８を有する扁平状の電極体３０を形成する。

【0035】

また別途、蓋部材２２、内部端子部材８１，９１、外部端子部材８２，９２、端子ボルト８３，９３、内部絶縁部材８５，９５及び外部絶縁部材８６，９６を用意する。そして、蓋部材２２に、内部絶縁部材８５及び外部絶縁部材８６を介して、内部端子部材８１、外部端子部材８２及び端子ボルト８３からなる正極端子８０を固設すると共に、内部絶縁部材９５及び外部絶縁部材９６を介して、内部端子部材９１、外部端子部材９２及び端子ボルト９３からなる負極端子９０を固設する。

【0036】

次に、蓋部材２２に固設された正極端子８０を電極体３０の正極集電部６２に、蓋部材２２に固設された負極端子９０を電極体３０の負極集電部６４にそれぞれ超音波溶接で接合する。具体的には、正極集電部６２をなす、互いに隙間を空けて渦巻き状に捲かれている正極箔露出部３６の一部を、電極体厚み方向ＦＨに重ねて積層集電部６３を形成し、この積層集電部６３に正極端子８０の内部端子部材８１を超音波溶接する。

【0037】

詳細には、正極集電部６２の電極体厚み方向ＦＨの一方側ＦＨ１に、正極端子８０の内部端子部材８１を介して、超音波溶接機のアンビル（不図示）を配置する一方、正極集電部６２の電極体厚み方向ＦＨの他方側ＦＨ２に、超音波溶接機のホーン（不図示）を配置する。このホーンを正極集電部６２に電極体厚み方向ＦＨの他方側ＦＨ２から一方側ＦＨ１（アンビル側、正極端子８０の内部端子部材８１側）に向けて押し付けつつ超音波振動を与える。これにより、正極集電部６２に積層集電部６３を形成すると共に、積層集電部６３に正極端子８０の内部端子部材８１を超音波溶接し、積層集電部６３に、内側辺７２、外側辺７３、近側辺７４及び遠側辺７５を含む外周形状の表面溶接部７１を有する溶接部７０を形成する。また同様にして、負極端子９０の内部端子部材９１を電極体３０の負極集電部６４に超音波溶接する。

【0038】

ここで、前述した比較形態では（図７も参照）、超音波溶接のホーンを正極集電部６２に押し付けた際に、正極箔露出部３６の正極集電箔３２が大きく移動し変形する。そして、正極集電部６２に、正極端子８０の内部端子部材８１との溶接部９７０の周囲から基準位置ＳＰに向かって先細のＶ字状に延び、電極体厚み方向ＦＨの内側ＦＨ３に窪むにＶ字溝状凹部９６２ｖが出来る。このＶ字溝状凹部９６２ｖのうち、基準位置ＳＰに近い先端付近は、溝幅が細く、深さが急激に増す形状となっている。

【0039】

このため、このＶ字溝状凹部９６２の先端付近では、最外周に位置する正極集電箔３２Ａ（図７参照）が電極体厚み方向ＦＨの内側ＦＨ３（図７中、下方）に大きく折れ曲がる。 特に電極体３０の電極体厚み方向ＦＨの寸法ＦＬが１０ｍｍ以上であるため、正極集電部６２が大きく変形し、Ｖ字溝状凹部９６２ｖの先端付近で、凹部の深さが急激に増加し、最外周の正極集電箔３２Ａが内側ＦＨ３に大きく折れ曲がる。そして、この正極集電箔３２Ａと、そのすぐ内側に位置する負極板４１Ａの外側端部４５ａの角部４５ａｔとの間で、セパレータ５１の外側端部５１ａに大きな応力が掛かる。

【0040】

これに超音波溶接時の振動が加わると、セパレータ５１の外側端部５１ａのうち、この大きな応力が掛かっている部分に穴が空き、最外周の正極集電箔３２Ａと、そのすぐ内側の負極板４１Ａの外側端部４５ａの角部４５ａｔとが接触し（図７中に、矢印ＴＲで示す位置）、これらの間で微小短絡が生じることがある。また負極板４１の外側端部４５ａにバリが生じている場合があり、基準位置ＳＰ近傍（Ｖ字溝状凹部９６２ｖの先端付近）において、前述の応力により、このバリがセパレータ５１の外側端部５１ａを貫通して、上述の微小短絡が生じる場合もある。

【0041】

これに対し、本実施形態では（図６参照）、超音波溶接のホーンを正極集電部６２に押し付けた際に、正極集電部６２に、比較形態のＶ字溝状凹部９６２ｖと概ね同じ形態のＶ字溝状凹部６２ｖが出来る。しかし、本実施形態で形成されるＶ字溝状凹部６２ｖは、比較形態のＶ字溝状凹部９６２ｖと比べて、基準位置ＳＰ近傍（Ｖ字溝状凹部６２ｖの先端付近）において、凹部の深さの変化が緩やかになり、最外周に位置する正極集電箔３２Ａの内側ＦＨ３（図６中、下方）への折れ曲がりが緩やかになる。このため、基準位置ＳＰ近傍で前述のセパレータ５１の外側端部５１ａの損傷が生じ難くなり、基準位置ＳＰ近傍で、最外周の正極集電箔３２Ａと、そのすぐ内側の負極板４１Ａの外側端部４５ａの角部４５ａｔとが接触して、微小短絡が生じるのを抑制することができる。

【0042】

また本実施形態の表面溶接部７１は（図５参照）、比較形態の仮想表面溶接部９７１と同じ大きさであるので、正極端子８０の内部端子部材８１と電極体３０の正極集電部６２の積層集電部６３との溶接強度を、比較形態の仮想表面溶接部９７１を設けた場合と同様の溶接強度とすることができる。
また本実施形態の表面溶接部７１は、比較形態の仮想表面溶接部９７１と矩形中心Ｃが同じであり、表面溶接部７１全体を基準位置ＳＰから遠ざけることなく設けているので、正極端子８０の内部端子部材８１を長くしなくて済む。

【0043】

次に、電極体３０を袋状の絶縁ホルダ５で包む。その後、本体部材２１を用意し、絶縁ホルダ５で覆われた電極体３０を本体部材２１内に挿入し、蓋部材２２で本体部材２１の開口部２１ｃを塞ぐ。そして、本体部材２１の開口部２１ｃ及び蓋部材２２の周縁部を全周にわたりレーザ溶接して、ケース１０を形成する。次に、電解液３を注液孔２２ｋを通じてケース１０内に注液し、電解液３を電極体３０内に含浸させる。その後、注液孔２２ｋを外部から封止部材２６で覆い、封止部材２６を全周にわたり蓋部材２２に溶接して、封止部材２６と蓋部材２２との間を気密に封止する。次に、この電池１に充電装置（不図示）を接続して、電池１に初充電を行う。その後、初充電した電池１を所定時間にわたり静置して、電池１をエージングする。かくして、電池１が完成する。

【0044】

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は実施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、適宜変更して適用できることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0045】

１ 電池（蓄電デバイス）
１０ ケース
３０ 電極体
３０ｍ （電極体の）外表面
３１ 正極板
３２，３２Ａ 正極集電箔
３２ｆ 端縁
３３ 正極活物質層
３５ 正極本体部
３６ 正極箔露出部
４１，４１Ａ 負極板
５１ セパレータ
６１ 電極体本体部
６２ 正極集電部
６３ （正極集電部の）積層集電部
６３ｍ （積層集電部の）外表面
６７ 電極平坦部
６８ 電極Ｒ部
７０ 溶接部
７１ 表面溶接部
７２，７３，７４，７５ （表面溶接部の）辺
７１ｒ１ （表面溶接部の）最近角部（角部）
７１ｒ２，７１ｒ３，７１ｒ４
８０ 正極端子
９０ 負極端子
９７０ 溶接部
９７１ 仮想表面溶接部
９７２，９７３，９７４，９７５ （仮想表面溶接部の）辺
９７１ｒ１ （仮想表面溶接部の）仮想最近角部（仮想角部）
９７１ｒ２，９７１ｒ３，９７１ｒ４ （仮想表面溶接部の）仮想角部
ＤＸ 捲回軸線
ＤＨ 軸線方向
ＤＨ１ （軸線方向の）一方側
ＥＨ 電極体幅方向
ＥＨ１ （電極体幅方向の）一方側
ＦＨ 電極体厚み方向
ＧＨ （正極集電箔の）長手方向
ＨＨ （正極集電箔の）幅方向
ＨＨ１ （幅方向の）一方側
ＲＨ 回転方向
θ 回転角度
ＩＭ１ 第１仮想境界面
ＩＭ２ 第２仮想境界面
ＩＰ１ 最近仮想交点（仮想交点）
ＩＰ２，ＩＰ３，ＩＰ４ 仮想交点
ＳＰ 基準位置
ＦＬ （電極体の電極体厚み方向の）寸法
Ａ （基準位置から最近角部までの）距離
Ｂ （基準位置から最近仮想角部までの）仮想距離
Ｃ 矩形中心

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】