JP7594566B2

JP7594566B2 - Battery manufacturing method

Info

Publication number: JP7594566B2
Application number: JP2022076077A
Authority: JP
Inventors: 竜山下
Original assignee: Prime Planet Energy and Solutions Inc
Current assignee: Prime Planet Energy and Solutions Inc
Priority date: 2022-05-02
Filing date: 2022-05-02
Publication date: 2024-12-04
Anticipated expiration: 2042-05-02
Also published as: JP2023165251A

Description

本開示は、電池の製造方法に関する。 This disclosure relates to a method for manufacturing a battery.

近年、電池の用途は益々拡大しており、特に、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池は、パソコン、携帯端末等のポータブル電源や、電気自動車（ＢＥＶ；ＢａｔｔｅｒｙＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ；ＨｙｂｒｉｄＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ；Ｐｌｕｇ－ｉｎＨｙｂｒｉｄＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）等の車両駆動用電源などに好適に用いられている。 In recent years, the uses of batteries have been expanding. In particular, non-aqueous electrolyte secondary batteries such as lithium-ion secondary batteries are suitable for use as portable power sources for personal computers, mobile terminals, and the like, as well as power sources for driving vehicles such as electric vehicles (BEVs; Battery Electric Vehicles), hybrid electric vehicles (HEVs; Hybrid Electric Vehicles), and plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs; Plug-in Hybrid Electric Vehicles).

上述した電池は、例えば、集電箔をそれぞれ有する正極および負極と、該集電箔を介して正極あるいは負極と電気的に接続された集電体と、を有している。集電箔と集電体とを接合するためには、一般的にはレーザー光（以下、単にレーザーという。）を用いたレーザー溶接が行われる。かかる溶接を行った際、高温の溶融金属が微粒子として発生し、飛散することがある。これらの金属の微粒子はスパッタと呼ばれるものである。かかるスパッタが飛散し、電極体等に付着したまま放置した場合、電池使用時の振動等によって該スパッタが電極体内部に侵入することで、内部短絡が生じる虞がある。ここで、特許文献１では、レーザーを照射するための貫通孔を備えた溶接用治具を用いたレーザー溶接方法が開示されている。また、同様の従来技術として、特許文献２が挙げられる。 The above-mentioned battery has, for example, a positive electrode and a negative electrode each having a current collecting foil, and a current collector electrically connected to the positive electrode or the negative electrode via the current collecting foil. In order to join the current collecting foil and the current collector, laser welding using a laser beam (hereinafter simply referred to as a laser) is generally performed. When such welding is performed, high-temperature molten metal may be generated as fine particles and may scatter. These fine metal particles are called spatter. If such spatter scatters and is left attached to the electrode body, etc., there is a risk that the spatter will penetrate into the electrode body due to vibrations during use of the battery, causing an internal short circuit. Here, Patent Document 1 discloses a laser welding method using a welding jig equipped with a through hole for irradiating a laser. Patent Document 2 can also be cited as a similar prior art.

特開２０１９－６７５７０号公報JP 2019-67570 A 特開２０１９－６１９４９号公報JP 2019-61949 A

しかしながら、特許文献１および２に開示されている溶接用治具を用いたレーザー溶接では、上記貫通孔を通過してレーザー光が集電箔と集電体との重ね合わせ部分（溶接する部分）に照射される。そのため、上記溶接治具の貫通孔からレーザー溶接時に発生したスパッタが上方に飛散する虞がある。かかる上方に飛散したスパッタは、レーザー溶接部分の周囲に広範囲に付着し、不測の影響を及ぼしかねないため、問題となる。 However, in laser welding using the welding jigs disclosed in Patent Documents 1 and 2, the laser light passes through the through hole and is irradiated onto the overlapping portion (the portion to be welded) of the current collecting foil and the current collector. Therefore, there is a risk that spatter generated during laser welding will fly upward from the through hole of the welding jig. Such spatter flying upward will adhere to a wide area around the laser welded portion and may have unforeseen effects, which is problematic.

そこで、レーザー溶接時に発生するスパッタに関する上記問題を解決するべく、ここで開示される技術は、スパッタの広範囲への飛散を抑制し得るレーザー溶接方法を提供する。また、かかるスパッタの広範囲への飛散を抑制し得るレーザー溶接用治具を提供する。そしてまた、かかる溶接用治具を用いてスパッタの広範囲への飛散を抑制し得るレーザー溶接を伴う、電池の製造方法を提供する。 Therefore, in order to solve the above problems related to spatter generated during laser welding, the technology disclosed herein provides a laser welding method capable of suppressing the scattering of spatter over a wide area. It also provides a laser welding jig capable of suppressing the scattering of spatter over a wide area. It also provides a battery manufacturing method involving laser welding using such a welding jig capable of suppressing the scattering of spatter over a wide area.

ここに開示される製造方法は、集電箔を有する正極と、集電箔を有する負極と、上記正極および負極の集電箔の一部とそれぞれ溶接された正極集電体および負極集電体と、を備える電池の製造方法である。そして、上記正負極の少なくとも一方の極において、上記集電箔と前記集電体とを相互に重ね合わせてレーザー溶接することを包含する。ここで、上記レーザー溶接は、基体と該基体に設けられたレーザー透過プレートとを備える溶接治具を上記相互に重ね合わせた集電体または集電箔のいずれか一方の表面に配置し、レーザー光が上記溶接治具のレーザー透過プレートを通過して上記相互に重ね合わせた集電体または集電箔のいずれか一方の表面に到達するようにして行う。 The manufacturing method disclosed herein is a method for manufacturing a battery including a positive electrode having a current collecting foil, a negative electrode having a current collecting foil, and a positive electrode current collector and a negative electrode current collector welded to a portion of the current collecting foil of the positive electrode and the negative electrode, respectively. The manufacturing method includes overlapping the current collecting foil and the current collector on at least one of the positive and negative electrodes and laser welding them. Here, the laser welding is performed by placing a welding jig including a base and a laser transmitting plate provided on the base on the surface of either the overlapping current collector or the current collecting foil, and allowing laser light to pass through the laser transmitting plate of the welding jig and reach the surface of either the overlapping current collector or the current collecting foil.

かかる製造方法によると、レーザー溶接時に発生したスパッタの上方への飛散をレーザー透過プレートにより防止することができる。これにより、集電箔と集電体との溶接部の周囲に広範囲にスパッタが飛び散るのを抑止することができる。 With this manufacturing method, the laser-transmitting plate can prevent the upward scattering of spatter generated during laser welding. This makes it possible to prevent spatter from scattering over a wide area around the welded portion between the current collector foil and the current collector.

ここに開示される電池の製造方法の好ましい一態様では、上記基体は、筒状の周壁部を備え、上記レーザー透過プレートは、該筒状周壁部の内側に設けられており、上記溶接治具は、上記相互に重ね合わせた集電体または集電箔のいずれか一方の表面に配置された際に、上記周壁部と前記レーザー透過プレートとに包囲された密閉可能な内部空間が形成されるように構成されている。 In a preferred embodiment of the battery manufacturing method disclosed herein, the base body has a cylindrical peripheral wall portion, the laser-transmitting plate is provided inside the cylindrical peripheral wall portion, and the welding jig is configured to form a sealable internal space surrounded by the peripheral wall portion and the laser-transmitting plate when placed on the surface of either the current collector or the current collector foil that are stacked together.

かかる態様の製造方法では、上記構成の溶接治具を用いてレーザー溶接を行うことにより、溶接時に発生するスパッタを上記内部空間に閉じ込めることができる。このため、より確実に集電箔と集電体との溶接部分の周囲にスパッタが飛び散って付着するのを防止することができる。 In this manufacturing method, the welding jig having the above configuration is used to perform laser welding, so that spatter generated during welding can be contained within the internal space. This makes it possible to more reliably prevent spatter from scattering and adhering to the periphery of the welded portion between the current collector foil and the current collector.

ここに開示される電池の製造方法の好ましい一態様では、上記溶接治具は、上記内部空間からガスを吸引可能な吸引機構に接続されており、上記レーザー溶接時及び／又は該レーザー溶接後、上記吸引機構による上記内部空間からスパッタを除去するためのガス吸引処理を実施する。 In a preferred embodiment of the battery manufacturing method disclosed herein, the welding jig is connected to a suction mechanism capable of suctioning gas from the internal space, and a gas suction process is performed by the suction mechanism during and/or after the laser welding to remove spatter from the internal space.

かかる態様の製造方法では、上記ガス吸引処理によって上記密閉可能な内部空間からガスとともにスパッタを吸引、回収することができる。したがって、レーザー溶接時に発生するスパッタを集電箔と集電体との溶接部分の周囲からスパッタ効率的に回収、除去することができる。 In this manufacturing method, the gas suction process can suck and collect spatter from the sealable internal space together with the gas. Therefore, spatter generated during laser welding can be efficiently collected and removed from around the welded portion between the current collector foil and the current collector.

ここに開示される電池の製造方法の好ましい一態様では、上記溶接治具は、上記内部空間にガスを供給可能なガス供給機構に接続されており、上記レーザー溶接時、上記ガス供給機構により上記内部空間にガスの供給するためのガス供給処理を実施する。
かかる構成によると、レーザー溶接時のガス供給により、集電箔と集電体との溶接部分の周囲にスパッタが付着することを効果的に防止することができる。 In a preferred embodiment of the battery manufacturing method disclosed herein, the welding jig is connected to a gas supply mechanism capable of supplying gas to the internal space, and during the laser welding, a gas supply process is carried out by the gas supply mechanism to supply gas to the internal space.
According to this configuration, it is possible to effectively prevent spatter from adhering to the periphery of the welded portion between the current collecting foil and the current collector due to the gas supply during laser welding.

ここに開示される電池の製造方法の好ましい一態様では、上記レーザー透過プレートの厚みが１０ｍｍ以下である。かかる構成によると、レーザー透過率の低下を抑制することができる。 In a preferred embodiment of the battery manufacturing method disclosed herein, the thickness of the laser-transmitting plate is 10 mm or less. This configuration makes it possible to suppress a decrease in laser transmittance.

ここに開示される電池の製造方法の好ましい一態様では、上記レーザー透過プレートの表面に前記レーザーを透過する反射防止膜を備える。
かかる構成によると、上記レーザー透過プレートの表面でのレーザー反射率を低減することができる。 In a preferred embodiment of the battery manufacturing method disclosed herein, the surface of the laser-transmitting plate is provided with an anti-reflection film that transmits the laser.
With this configuration, it is possible to reduce the laser reflectance on the surface of the laser transmitting plate.

ここで開示される電池の製造方法によって製造され得る二次電池の内部構造を模式的に示す縦断面図である。1 is a vertical cross-sectional view that illustrates a schematic internal structure of a secondary battery that can be manufactured by the battery manufacturing method disclosed herein. ここで開示される電池の製造方法によって構築され得る電池の電極体を模式的に示す分解図である。FIG. 2 is an exploded view showing a schematic diagram of an electrode assembly of a battery that can be constructed by the battery manufacturing method disclosed herein. ここで開示される電池の製造方法を模式的に示す工程図である。1A to 1C are process diagrams illustrating a manufacturing method of a battery disclosed herein. 第１の実施形態に係る集電箔と集電体とのレーザー溶接を説明する模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating laser welding between a current collecting foil and a current collector according to the first embodiment. 第２の実施形態に係る集電箔と集電体とのレーザー溶接を説明する模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram illustrating laser welding between a current collecting foil and a current collector according to a second embodiment. 第３の実施形態に係る集電箔と集電体とのレーザー溶接を説明する模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram illustrating laser welding between a current collecting foil and a current collector according to a third embodiment.

以下、適宜図面を参照しながら、ここで開示される技術の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において言及していない事柄であってここで開示される技術を実施するのに必要な事柄は、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。ここで開示される技術は、本明細書に記載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。また、本明細書に添付される図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。また、各図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は実際の寸法関係を反映するものではない。 Below, a preferred embodiment of the technology disclosed herein will be described with reference to the drawings as appropriate. Note that matters not mentioned in this specification but necessary for implementing the technology disclosed herein can be understood as design matters for a person skilled in the art based on the prior art in the relevant field. The technology disclosed herein can be implemented based on the contents described in this specification and the technical common sense in the relevant field. In addition, in the drawings attached to this specification, components and parts that perform the same function are explained using the same reference numerals. Furthermore, the dimensional relationships (length, width, thickness, etc.) in each figure do not reflect the actual dimensional relationships.

本明細書において、「電池」とは、電気エネルギーを取り出し可能な蓄電デバイス全般を指す用語であって、一次電池と二次電池とを包含する概念である。
また、本明細書において「二次電池」とは、繰り返し充放電が可能な蓄電デバイス全般を指す用語であって、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池等のいわゆる蓄電池（化学電池）と、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ（物理電池）と、を包含する概念である。 In this specification, the term "battery" refers to any power storage device capable of extracting electrical energy, and is a concept that encompasses primary batteries and secondary batteries.
In addition, in this specification, the term "secondary battery" refers to a general electricity storage device that can be repeatedly charged and discharged, and is a concept that encompasses so-called storage batteries (chemical batteries) such as lithium ion secondary batteries and nickel-metal hydride batteries, and capacitors (physical batteries) such as electric double layer capacitors.

以下、ここで開示される電池の製造方法によって得られる電池の一例としての二次電池について説明する。
図１は、一実施形態に係る製造方法により得られる電池の一例としての二次電池（具体的にはリチウムイオン二次電池）を模式的に示す縦断面図である。図２は、かかる二次電池の電極体を模式的に示す分解図である。 A secondary battery will be described below as an example of a battery obtained by the battery manufacturing method disclosed herein.
Fig. 1 is a longitudinal sectional view showing a secondary battery (specifically a lithium ion secondary battery) as an example of a battery obtained by a manufacturing method according to an embodiment. Fig. 2 is an exploded view showing an electrode assembly of the secondary battery.

図１は、一実施形態に係る製造方法によって得られる電池１００の内部構造を模式的に示す縦断面図である。電池１００は、電池ケース３０の電池ケース本体３１内部に、扁平形状の電極体２０と、非水電解質（図示せず）とを収容し、次いで電池ケース本体３１の開口部を蓋体３２で塞いで封止することで構築される角形の密閉型電池である。ここでは、電池１００はリチウムイオン二次電池である。電池ケース３０（ここでは蓋体３２）には、外部接続用の正極端子４２および負極端子４４が備えられている。また、電池ケース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が蓋体３２に設けられている。さらに、電池ケース３０の蓋体３２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。電池ケース３０の電池ケース本体３１および蓋体３２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（鋼材）等が挙げられる。 1 is a longitudinal cross-sectional view showing a schematic internal structure of a battery 100 obtained by a manufacturing method according to one embodiment. The battery 100 is a rectangular sealed battery constructed by accommodating a flat electrode body 20 and a non-aqueous electrolyte (not shown) inside a battery case body 31 of a battery case 30, and then closing and sealing the opening of the battery case body 31 with a lid body 32. Here, the battery 100 is a lithium-ion secondary battery. The battery case 30 (here, the lid body 32) is provided with a positive electrode terminal 42 and a negative electrode terminal 44 for external connection. In addition, the lid body 32 is provided with a thin-walled safety valve 36 that is set to release the internal pressure of the battery case 30 when the internal pressure of the battery case 30 rises to a predetermined level or higher. Furthermore, the lid body 32 of the battery case 30 is provided with an injection port (not shown) for injecting a non-aqueous electrolyte. The material of the battery case body 31 and the lid body 32 of the battery case 30 is preferably a metal material that is high in strength, lightweight, and has good thermal conductivity. Examples of such metal materials include aluminum and steel.

図２は、一実施形態に係る製造方法によって得られる電池１００の電極体２０を模式的に示す分解図である。図２に示されるように、電極体２０は、長尺シート状の正極５０と、長尺シート状の負極６０とが、２枚の長尺シート状のセパレータ７０を介して積層され、長手方向に捲回された捲回電極体である。
正極５０は、正極集電箔５２と、該正極集電箔５２の両面の長手側方向に形成された正極活物質層５４とを備えている。正極集電箔５２の捲回軸方向（即ち、上記長手側方向に直交するシート幅方向）の片側の縁部には、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６０は、負極集電箔６２と、該負極集電箔６２の片面または両面（ここでは両面）の長手側方向に形成された負極活物質層６４とを備えている。負極集電箔６２の捲回軸方向の片側の反対側の縁部には、該縁部に沿って帯状に負極活物質層６４が形成されずに負極集電箔６２が露出した部分（即ち、負極集電箔露出部６２ａ）が設けられている。正極集電箔露出部５２ａには正極集電体４２ａが接合されており、負極集電箔露出部６２ａには負極集電体４４ａが接合されている（図１参照）。正極集電体４２ａは、外部接続用の正極端子４２と電気的に接続されており、電池ケース３０の内部と外部との導通を実現している。同様に、負極集電体４４ａは、外部接続用の負極端子４４と電気的に接続されており、電池ケース３０の内部と外部との導通を実現している（図１参照）。なお、正極端子４２と正極集電体４２ａとの間または負極端子４４と負極集電体４４ａとの間に、電流遮断機構（ＣＩＤ）を設置してもよい。 Fig. 2 is an exploded view showing a schematic diagram of an electrode body 20 of a battery 100 obtained by a manufacturing method according to one embodiment. As shown in Fig. 2, the electrode body 20 is a wound electrode body in which a long sheet-like positive electrode 50 and a long sheet-like negative electrode 60 are stacked with two long sheet-like separators 70 interposed therebetween and wound in the longitudinal direction.
The positive electrode 50 includes a positive electrode current collector foil 52 and a positive electrode active material layer 54 formed in the longitudinal direction on both sides of the positive electrode current collector foil 52. At one edge of the positive electrode current collector foil 52 in the winding axis direction (i.e., the sheet width direction perpendicular to the longitudinal direction), a portion where the positive electrode active material layer 54 is not formed in a band shape along the edge and the positive electrode current collector foil 52 is exposed (i.e., the positive electrode current collector foil exposed portion 52a). The negative electrode 60 includes a negative electrode current collector foil 62 and a negative electrode active material layer 64 formed in the longitudinal direction on one or both sides (both sides in this case) of the negative electrode current collector foil 62. At the edge of the negative electrode current collector foil 62 on the opposite side of the winding axis direction, a portion where the negative electrode active material layer 64 is not formed in a band shape along the edge and the negative electrode current collector foil 62 is exposed (i.e., the negative electrode current collector foil exposed portion 62a). A positive electrode current collector 42a is joined to the positive electrode current collector foil exposed portion 52a, and a negative electrode current collector 44a is joined to the negative electrode current collector foil exposed portion 62a (see FIG. 1). The positive electrode current collector 42a is electrically connected to a positive electrode terminal 42 for external connection, realizing electrical continuity between the inside and outside of the battery case 30. Similarly, the negative electrode current collector 44a is electrically connected to a negative electrode terminal 44 for external connection, realizing electrical continuity between the inside and outside of the battery case 30 (see FIG. 1). A current interrupt device (CID) may be provided between the positive electrode terminal 42 and the positive electrode current collector 42a or between the negative electrode terminal 44 and the negative electrode current collector 44a.

正極５０を構成する正極集電箔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遷移金属複合酸化物が挙げられる。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。 The positive electrode current collector foil 52 constituting the positive electrode 50 may be, for example, an aluminum foil. The positive electrode active material layer 54 includes a positive electrode active material. The positive electrode active material may be a known positive electrode active material used in a lithium ion secondary battery, such as a lithium transition metal composite oxide having a layered structure, a spinel structure, an olivine structure, or the like. The positive electrode active material layer 54 may also include a conductive material, a binder, or the like. As the conductive material, for example, carbon black such as acetylene black (AB) or other carbon materials (such as graphite) may be suitably used. As the binder, for example, polyvinylidene fluoride (PVdF) or the like may be used.
The positive electrode active material layer 54 can be formed by dispersing the positive electrode active material and materials (such as conductive materials and binders) used as necessary in an appropriate solvent (for example, N-methyl-2-pyrrolidone: NMP) to prepare a paste-like (or slurry-like) composition, applying an appropriate amount of the composition to the surface of the positive electrode current collector foil 52, and drying it.

負極６０を構成する負極集電箔６２としては、例えば、銅箔等が挙げられる。負極活物質層６４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６４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６４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６２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。 The negative electrode current collector foil 62 constituting the negative electrode 60 may be, for example, a copper foil. The negative electrode active material layer 64 includes a negative electrode active material. As the negative electrode active material, for example, a carbon material such as graphite, hard carbon, or soft carbon may be used. The negative electrode active material layer 64 may further include a binder, a thickener, or the like. As the binder, for example, styrene butadiene rubber (SBR) or the like may be used. As the thickener, for example, carboxymethyl cellulose (CMC) or the like may be used.
The negative electrode active material layer 64 can be formed, for example, by dispersing the negative electrode active material and a material (such as a binder) that is used as needed in an appropriate solvent (such as ion-exchanged water) to prepare a paste-like (or slurry-like) composition, applying an appropriate amount of the composition to the surface of the negative electrode current collector foil 62, and drying it.

セパレータ７０としては、従来からリチウムイオン二次電池に用いられるもの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７０は、耐熱層（ＨＲＬ）を備えていてもよい。 As the separator 70, various microporous sheets similar to those conventionally used in lithium ion secondary batteries can be used, such as microporous resin sheets made of resins such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP). Such microporous resin sheets may have a single layer structure or a multi-layer structure of two or more layers (for example, a three-layer structure in which PP layers are laminated on both sides of a PE layer). The separator 70 may also have a heat-resistant layer (HRL).

非水電解質は従来のリチウムイオン二次電池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。
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。 The non-aqueous electrolyte can be the same as that used in conventional lithium ion secondary batteries. For example, a non-aqueous electrolyte solution containing a supporting salt in an organic solvent (nonaqueous solvent) can be used. As the non-aqueous solvent, aprotic solvents such as carbonates, esters, ethers, etc. can be used. Among them, carbonates, for example, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC), etc. can be preferably adopted. Alternatively, fluorine-based solvents such as fluorinated carbonates such as monofluoroethylene carbonate (MFEC), difluoroethylene carbonate (DFEC), monofluoromethyl difluoromethyl carbonate (F-DMC), and trifluorodimethyl carbonate (TFDMC) can be preferably used. Such non-aqueous solvents can be used alone or in appropriate combination of two or more. As the supporting salt, for example, lithium salts such as LiPF ₆ , LiBF ₄ , and LiClO ₄ can be suitably used.
In addition, the nonaqueous electrolyte may contain components other than the nonaqueous solvent and supporting salt described above, so long as the effects of the present technology are not significantly impaired. For example, the nonaqueous electrolyte may contain various additives such as a gas generating agent, a film forming agent, a dispersing agent, and a thickening agent.

＜電池製造方法の概要＞
ここで開示される電池の製造方法について、図３を参照しつつ説明する。図３は、一実施形態にかかる電池の製造方法を模式的に示す工程図である。
即ち、ここで開示される電池の製造方法は、大まかにいって、電極体構築工程Ｓ１０、集電体取付工程Ｓ２０、電極体収容工程Ｓ３０、および封止工程Ｓ４０を含む。 <Summary of battery manufacturing method>
The method for producing a battery disclosed herein will be described with reference to Fig. 3. Fig. 3 is a process diagram that illustrates a schematic diagram of the method for producing a battery according to one embodiment.
That is, the battery manufacturing method disclosed herein broadly includes an electrode assembly construction step S10, a current collector attachment step S20, an electrode assembly accommodation step S30, and a sealing step S40.

＜電極体構築工程＞
電極体構築工程Ｓ１０は、電池の発電要素である正負極及びセパレータを含む電極体を構築する工程である。電極体（ここでは捲回電極体）の構築方法は従来と同様でよく、ここで開示される技術を特徴づけるものではないため、詳細な説明は省略する。 <Electrode body construction process>
The electrode assembly construction step S10 is a step of constructing an electrode assembly including positive and negative electrodes and a separator, which are power generating elements of a battery. The construction method of the electrode assembly (here, a wound electrode assembly) may be the same as that of a conventional method, and is not characteristic of the technology disclosed herein, so a detailed description thereof will be omitted.

＜集電体取付工程＞
集電体取付工程Ｓ２０は、上記電極体構築工程Ｓ１０で構築された電極体の正負極集電箔の露出部分にそれぞれ同極の集電体を重ね合わせ、ここで開示される溶接治具を用いてレーザー溶接する工程である。詳しくは後述する。 <Current collector attachment process>
The collector attachment step S20 is a step of overlapping the same-polarity collectors on the exposed portions of the positive and negative collector foils of the electrode assembly constructed in the electrode assembly construction step S10, and laser welding them using the welding jig disclosed herein. This will be described in detail later.

＜電極体収容工程＞
電極体収容工程Ｓ３０は、上記集電体取付工程Ｓ２０において正負極集電体がレーザー溶接された電極体を電池ケース本体（外装体）に収容する工程である。かかる電極体収容工程は、この種の密閉型電池の製造プロセスで採用される工程と同様でよく、ここで開示される技術を特徴づけるものではないため、詳細な説明は省略する。 <Electrode body accommodation step>
The electrode assembly accommodating step S30 is a step of accommodating the electrode assembly, in which the positive and negative electrode current collectors have been laser-welded in the current collector attachment step S20, in a battery case body (exterior body). This electrode assembly accommodating step may be similar to the steps employed in the manufacturing process of this type of sealed battery, and is not a feature of the technology disclosed herein, so a detailed description thereof will be omitted.

＜封止工程＞
封止工程Ｓ４０は、上記電極体収容工程Ｓ３０において電極体が収容された電池ケース本体３１の開口部に蓋体３２を被せ、これらの境界部分（即ち電池ケース本体３１の開口部周縁と蓋体３２の外周縁部）を相互にレーザー溶接して封止する工程である。かかる封止工程は、この種の密閉型電池の製造プロセスで採用される工程と同様でよく、ここで開示される技術を特徴づけるものではないため、詳細な説明は省略する。 <Sealing process>
The sealing step S40 is a step of covering the opening of the battery case body 31 in which the electrode body is accommodated in the electrode body accommodating step S30 with the lid body 32, and laser-welding the boundary between them (i.e., the periphery of the opening of the battery case body 31 and the outer periphery of the lid body 32) to seal them. This sealing step may be similar to the steps employed in the manufacturing process of this type of sealed battery, and is not a feature of the technology disclosed herein, so a detailed description thereof will be omitted.

以下、ここで開示される溶接治具を用いてレーザー溶接することを含む集電体取付工程Ｓ２０について詳細に説明する。ここでは負極側を例に挙げて、本開示における集電体取付工程Ｓ２０の実施形態について説明する。なお、正極側については同様の実施形態をとり得るため、説明を省略する。 The collector attachment process S20, which includes laser welding using the welding jig disclosed herein, will be described in detail below. Here, an embodiment of the collector attachment process S20 in this disclosure will be described using the negative electrode side as an example. Note that a similar embodiment can be used for the positive electrode side, so the description will be omitted.

＜第１の実施形態＞
図４は、第１の実施形態に係る集電箔と集電体とのレーザー溶接を説明する模式図である。まず、図４に示すように、電極体２０と溶接治具２００を用意する。電極体２０のうち、負極集電箔６２と負極集電体４４ａを重ね合わせる。そして、重ね合わせた負極集電箔６２または負極集電体４４ａの表面のうち、レーザー光Ｌを照射しようとする箇所（溶接部８０）を覆うように溶接治具２００を配置する。 First Embodiment
Fig. 4 is a schematic diagram illustrating laser welding of a current collector foil and a current collector according to the first embodiment. First, as shown in Fig. 4, an electrode body 20 and a welding jig 200 are prepared. Of the electrode body 20, the negative current collector foil 62 and the negative current collector 44a are overlapped. Then, the welding jig 200 is placed so as to cover a portion (weld portion 80) on the surface of the overlapped negative current collector foil 62 or negative current collector 44a to be irradiated with laser light L.

電極体２０は、例えば、正極５０と、負極６０と、セパレータ７０とを準備し、従来公知の手順で作成したものでよい。 The electrode body 20 may be prepared, for example, by preparing a positive electrode 50, a negative electrode 60, and a separator 70, and using a conventionally known procedure.

ここで、本実施形態に係る溶接治具２００について説明する。溶接治具２００は、電極体２０の積層方向に対し、上方向に立ち上がるように構成された筒状の周壁部（基体）２１０と該周壁部の内面にレーザー透過プレート２２０を備える。かかる構成により、周壁部２１０とレーザー透過プレート２２０とに包囲された内部空間２００ａが形成される。 Here, the welding jig 200 according to this embodiment will be described. The welding jig 200 comprises a cylindrical peripheral wall portion (base) 210 configured to rise upward relative to the stacking direction of the electrode body 20, and a laser-transmitting plate 220 on the inner surface of the peripheral wall portion. With this configuration, an internal space 200a is formed surrounded by the peripheral wall portion 210 and the laser-transmitting plate 220.

周壁部２１０の形状、及び径などは、溶接部８０を周壁部２１０の範囲内に収めることができれば、特に限定されず、目的に応じて好適に変更可能である。例えば、周壁部２１０を狭くした場合、スパッタの広範囲への飛散をより抑制することが可能である。また、例えば、周壁部２１０を広域にした場合、複数箇所のレーザー溶接を行う際に、溶接治具２００を設置し直すことなく、レーザー溶接を行うことができる。なお、広域とは、例えば、複数の溶接部８０を収める範囲等が挙げられるが、あくまで一例に過ぎない。また、周壁部２１０の形状は、特に限定されず、例えば、略四角筒状、略円筒状、略楕円筒状等に変更され得る。 The shape and diameter of the peripheral wall portion 210 are not particularly limited as long as the welded portion 80 can be contained within the range of the peripheral wall portion 210, and can be suitably changed according to the purpose. For example, if the peripheral wall portion 210 is narrowed, it is possible to further suppress the scattering of spatter over a wide range. Also, for example, if the peripheral wall portion 210 is wide, laser welding can be performed without resetting the welding jig 200 when performing laser welding at multiple locations. Note that a wide area is, for example, an area that can contain multiple welded portions 80, but this is merely one example. Also, the shape of the peripheral wall portion 210 is not particularly limited, and can be changed to, for example, an approximately square tube shape, an approximately cylindrical shape, an approximately elliptical tube shape, etc.

周壁部２１０は、例えばセラミック製のような断熱性の高い材料によって構成され得る。かかる素材からなる周壁部２１０は、レーザー光Ｌの熱を内部空間２００ａで保持する作用を持つ。従って、熱エネルギー分散による効率低下を抑えつつ、レーザー溶接を行うことができる。 The peripheral wall portion 210 can be made of a highly insulating material such as ceramic. The peripheral wall portion 210 made of such a material has the effect of retaining the heat of the laser light L in the internal space 200a. Therefore, laser welding can be performed while suppressing the decrease in efficiency due to the dispersion of thermal energy.

また、周壁部２１０は、例えば、内部にスパッタ付着防止加工が施され得る。かかるスパッタ付着防止加工は、従来公知の方法で施してよい。かかる加工により、周壁部２１０に付着したスパッタを除去しやすくなるため、溶接治具２００の清掃が簡便化される。
なお、基体はレーザー透過プレート２２０を支持できる限り、上記筒状の周壁部２１０に限定されない。例えば、レーザー透過プレート２２０を支持する耐熱性無機材料からなる枠材（枠状の骨格）と、該枠材を包囲する耐熱性のジャケット（カバー材）とを備える基体であってもよい。 In addition, the peripheral wall portion 210 may be treated, for example, with a spatter-preventive treatment on the inside. Such a spatter-preventive treatment may be performed by a conventionally known method. This treatment makes it easier to remove spatter that has adhered to the peripheral wall portion 210, and therefore simplifies cleaning of the welding jig 200.
In addition, the base is not limited to the cylindrical peripheral wall portion 210 as long as it can support the laser transmitting plate 220. For example, the base may include a frame material (frame-shaped skeleton) made of a heat-resistant inorganic material that supports the laser transmitting plate 220, and a heat-resistant jacket (cover material) that surrounds the frame material.

レーザー透過プレート２２０は、例えば、レーザー光Ｌを透過できる材料によって構成され得る。レーザー透過プレート２２０における波長９００ｎｍ～１２００ｎｍ（例えば、１０７０ｎｍ）の光線透過率は、例えば７０％以上であり、好ましくは８０％以上であり、より好ましくは９０％以上であり、さらに好ましくは９５％以上であり、１００％に近いほどよい。レーザー透過プレート２２０の光線透過率は、例えば、市販の分光光度計を用いて測定することができる。 The laser-transmitting plate 220 may be made of, for example, a material that can transmit the laser light L. The light transmittance of the laser-transmitting plate 220 at wavelengths of 900 nm to 1200 nm (for example, 1070 nm) is, for example, 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and even more preferably 95% or more, and the closer to 100%, the better. The light transmittance of the laser-transmitting plate 220 may be measured, for example, using a commercially available spectrophotometer.

レーザー透過プレート２２０は、例えば、スパッタの熱によって損傷されない材料、すなわち、溶接部８０を形成する集電箔（正極集電箔５２または負極集電箔６２）および集電体（正極集電体４２ａまたは負極集電体４４ａ）の融点より高い材料によって構成され得る。例えば、溶接部８０を形成する負極集電箔６２および負極集電体４４ａの材質が銅あるいは銅合金である場合は、レーザー透過プレート２２０は、１２００℃以上の融点を有することが好ましい。 The laser-transmitting plate 220 may be made of, for example, a material that is not damaged by the heat of sputtering, that is, a material having a higher melting point than the current collector foil (positive current collector foil 52 or negative current collector foil 62) and current collector (positive current collector 42a or negative current collector 44a) that form the welded portion 80. For example, if the material of the negative current collector foil 62 and negative current collector 44a that form the welded portion 80 is copper or a copper alloy, the laser-transmitting plate 220 preferably has a melting point of 1200°C or higher.

レーザー透過プレート２２０は、例えば、無機材料である。なかでも、レーザー透過プレート２２０として、例えば、結晶化ガラス（約８００℃）、石英ガラス（約９００℃）、フッ化バリウムガラス（約１２００℃）、フッ化カルシウムガラス（約１４００℃）、およびサファイヤガラス（約２０００℃）が好適例として挙げられる。なお、各材料名に併記された括弧内の温度は、各材料の融点を示している。 The laser-transmitting plate 220 is, for example, an inorganic material. Suitable examples of the laser-transmitting plate 220 include, for example, crystallized glass (approximately 800°C), quartz glass (approximately 900°C), barium fluoride glass (approximately 1200°C), calcium fluoride glass (approximately 1400°C), and sapphire glass (approximately 2000°C). The temperature in parentheses next to each material name indicates the melting point of each material.

レーザー透過プレート２２０の厚さは、例えば、おおよそ１０ｍｍ以下であり得る。かかる厚さのレーザー透過プレートは、レーザー透過率の低下を抑制し、好適にレーザー溶接を行うことができる。 The thickness of the laser-transmitting plate 220 can be, for example, approximately 10 mm or less. A laser-transmitting plate of this thickness suppresses the decrease in laser transmittance and allows for suitable laser welding.

レーザー透過プレート２２０は、例えば、表面に反射防止膜２２１を備え得る。かかる構成により、レーザー透過プレート２２０の表面における光の反射を低減することができる。即ち、レーザー光Ｌの反射を抑え、より好適に照射を行うことにより、レーザー溶接の効率化が実現される。 The laser-transmitting plate 220 may have, for example, an anti-reflection film 221 on its surface. This configuration can reduce the reflection of light on the surface of the laser-transmitting plate 220. In other words, by suppressing the reflection of the laser light L and irradiating it more optimally, the efficiency of laser welding can be improved.

図４に示されるレーザー透過プレート２２０は、例えば、周壁部２１０から取り外し可能となっている。これによって、レーザー透過プレートの裏面２２２にスパッタが付着した場合も、レーザー透過プレート２２０を取り外すことで、交換作業またはスパッタ除去作業が容易になる。 The laser-transmitting plate 220 shown in FIG. 4 is, for example, removable from the peripheral wall portion 210. This makes it easy to replace or remove sputters even if sputters adhere to the rear surface 222 of the laser-transmitting plate by removing the laser-transmitting plate 220.

レーザー光Ｌの種類、照射径、出力等は、例えば、集電箔と集電体の材質、積層数などによって適宜選択され得る。レーザー光Ｌの例は、例えば、ＣＯ_２レーザー、ＹＡＧレーザー、半導体レーザー、ファイバーレーザー、ディスクレーザー等が挙げられる。 The type, irradiation diameter, output, etc. of the laser light L can be appropriately selected depending on, for example, the materials of the current collecting foil and the current collecting body, the number of layers, etc. Examples of the laser light L include a _CO2 laser, a YAG laser, a semiconductor laser, a fiber laser, and a disk laser.

特に限定するものではないが、例えば、レーザー溶接時に、負極集電箔６２と負極集電体４４ａを積層方向に加圧することができる。かかる加圧手段は、特に限定されない。例えば、溶接治具２００を用いてもよいし、任意の治具等を使用してもよい。 Although not particularly limited, for example, the negative electrode current collector foil 62 and the negative electrode current collector 44a can be pressurized in the stacking direction during laser welding. Such pressurizing means is not particularly limited. For example, a welding jig 200 may be used, or any other jig may be used.

以上に述べた通り、この製造方法では、負極集電箔６２と負極集電体４４ａを相互に重ね合わせる。そして、基体（周壁部２１０）とレーザー透過プレート２２０を備える溶接治具２００を、上記相互に重ね合わせた負極集電箔６２または負極集電体４４ａの表面に配置する。そして、レーザー光Ｌが上記溶接治具２００のレーザー透過プレート２２０を通過して上記相互に重ね合わせた負極集電箔６２または負極集電体４４ａのいずれか一方の表面に到達するようにして行う。これによって、レーザー溶接時に発生したスパッタの上方への飛散をレーザー透過プレート２２０により防止することができる。即ち、負極集電箔６２と負極集電体４４ａとの溶接部８０の周囲に広範囲にスパッタが飛び散るのを抑止することができる。 As described above, in this manufacturing method, the negative electrode current collector foil 62 and the negative electrode current collector 44a are overlapped with each other. Then, the welding jig 200 including the base (circumferential wall portion 210) and the laser transmission plate 220 is placed on the surface of the overlapped negative electrode current collector foil 62 or the negative electrode current collector 44a. Then, the laser light L passes through the laser transmission plate 220 of the welding jig 200 and reaches the surface of either the overlapped negative electrode current collector foil 62 or the negative electrode current collector 44a. This makes it possible to prevent the laser transmission plate 220 from scattering spatters generated during laser welding upward. In other words, it is possible to prevent spatters from scattering over a wide area around the welded portion 80 between the negative electrode current collector foil 62 and the negative electrode current collector 44a.

また、図４に示すように、第１の実施形態では、基体は、筒状の周壁部２１０を備え、上記レーザー透過プレート２２０は、該筒状周壁部２１０の内側に設けられており、上記溶接治具２００は、上記相互に重ね合わせた負極集電箔６２または負極集電体４４ａのいずれか一方の表面に配置された際に、上記周壁部２１０と前記レーザー透過プレート２２０とに包囲された密閉可能な内部空間２００ａが形成されるように構成されている。そのため、溶接で発生するスパッタを内部空間２００ａに閉じ込めることができる。即ち、より確実に負極集電箔６２と負極集電体４４ａとの溶接部８０の周囲にスパッタが飛び散って付着するのを防止することができる。 Also, as shown in FIG. 4, in the first embodiment, the base body has a cylindrical peripheral wall portion 210, the laser-transmitting plate 220 is provided inside the cylindrical peripheral wall portion 210, and the welding jig 200 is configured to form a sealable internal space 200a surrounded by the peripheral wall portion 210 and the laser-transmitting plate 220 when placed on the surface of either the negative electrode current collector foil 62 or the negative electrode current collector 44a that are mutually overlapped. Therefore, spatter generated by welding can be confined in the internal space 200a. In other words, it is possible to more reliably prevent spatter from scattering and adhering around the welded portion 80 between the negative electrode current collector foil 62 and the negative electrode current collector 44a.

この製造方法では、レーザー透過プレート２２０の厚みは１０ｍｍ以下である。かかる厚みによって、レーザー透過プレート２２０の光吸収及び、レーザー透過率の減衰を抑制する。従って、より効率的なレーザー溶接を実現する。 In this manufacturing method, the thickness of the laser-transmitting plate 220 is 10 mm or less. This thickness suppresses the light absorption of the laser-transmitting plate 220 and the attenuation of the laser transmittance. This allows for more efficient laser welding.

この製造方法では、レーザー透過プレート２２０の表面に反射防止膜２２１を備える。反射防止膜２２１は、レーザー透過プレート２２０の表面におけるレーザー光Ｌの反射を抑える。従って、より効率的なレーザー溶接を実現する。 In this manufacturing method, an anti-reflection film 221 is provided on the surface of the laser-transmitting plate 220. The anti-reflection film 221 suppresses the reflection of the laser light L on the surface of the laser-transmitting plate 220. This allows for more efficient laser welding.

＜第２の実施形態＞
図５は、第２の実施形態に係る集電箔と集電体とのレーザー溶接を説明する模式図である。この実施形態では、溶接治具２００は、吸引機構２３０、ガス供給機構２４０と接続される。 Second Embodiment
5 is a schematic diagram illustrating laser welding of a current collector foil and a current collector according to the second embodiment. In this embodiment, a welding jig 200 is connected to a suction mechanism 230 and a gas supply mechanism 240.

ここで、本実施形態に係る吸引機構２３０について説明する。吸引機構２３０は、ここでは、吸引口２３１と吸引装置２３２とが、吸引ホース２３３を介して接続され、内部空間２００ａからガスを吸引可能なように構成される。さらに吸引ホース２３３には、吸引バルブ２３４が接続される。図では省略するが、吸引バルブ２３４は、手動あるいは制御装置によって、開閉及び吸引力がコントロールされている。なお、吸引機構２３０による吸引は、例えば、レーザー光Ｌを照射中でもよいし、レーザー光Ｌの照射後であってもよい。 Now, the suction mechanism 230 according to this embodiment will be described. In this embodiment, the suction mechanism 230 is configured such that a suction port 231 and a suction device 232 are connected via a suction hose 233, and gas can be sucked from the internal space 200a. Furthermore, a suction valve 234 is connected to the suction hose 233. Although not shown in the figure, the opening and closing and suction force of the suction valve 234 are controlled manually or by a control device. Note that suction by the suction mechanism 230 may be performed, for example, during or after irradiation of the laser light L.

吸引口２３１の端部の方向は、特に制限されないが、たとえば、溶接部８０の表面に向かって配置される。かかる構成によると、溶接部８０において発生したスパッタを適切に回収する。 The direction of the end of the suction port 231 is not particularly limited, but for example, it is arranged toward the surface of the welded portion 80. With this configuration, spatter generated at the welded portion 80 is appropriately collected.

次に、本実施形態に係るガス供給機構２４０について説明する。ガス供給機構２４０は、ここでは、ガス供給口２４１とガス供給装置２４２とが、ガス供給ホース２４３を介して接続され、内部空間２００ａにガスを供給可能なように構成される。さらにガス供給ホース２４３には、ガス供給バルブ２４４が接続される。図では省略するが、ガス供給バルブ２４４は、手動あるいは制御装置によって、開閉及びガス流量がコントロールされる。ガス供給機構２４０によるガス供給は、例えば、レーザー光Ｌの照射中にあり得る。 Next, the gas supply mechanism 240 according to this embodiment will be described. Here, the gas supply mechanism 240 is configured such that a gas supply port 241 and a gas supply device 242 are connected via a gas supply hose 243, and gas can be supplied to the internal space 200a. Furthermore, a gas supply valve 244 is connected to the gas supply hose 243. Although not shown in the figure, the gas supply valve 244 is controlled to open and close and the gas flow rate by hand or a control device. Gas supply by the gas supply mechanism 240 may occur, for example, during irradiation of the laser light L.

ガス供給機構２４０にて供給されるガスは、例えば、不活性ガスであり、好適には、窒素があり得る。ガス供給機構２４０より供給されるガスの流量は、溶接治具２００の形状や、レーザー溶接の条件によって適宜変更され得る。また、ガス供給口２４１からのガスの吹き付け方向は、特に制限されないが、ここでは、レーザー透過プレートの裏面２２２に向けて吹き付けられる。これにより、レーザー光Ｌの照射によって溶接部８０において発生したスパッタから、レーザー透過プレートの裏面２２２を保護する。つまり、レーザー透過プレートの裏面２２２にスパッタが付着することを防ぎ、レーザー透過プレート２２０の交換頻度が減ることにより、レーザー溶接が効率よく行われる。 The gas supplied by the gas supply mechanism 240 may be, for example, an inert gas, preferably nitrogen. The flow rate of the gas supplied by the gas supply mechanism 240 may be changed as appropriate depending on the shape of the welding jig 200 and the conditions of laser welding. The direction in which the gas is blown from the gas supply port 241 is not particularly limited, but here, the gas is blown toward the rear surface 222 of the laser-transmitting plate. This protects the rear surface 222 of the laser-transmitting plate from spatter generated at the welded portion 80 by irradiation with the laser light L. In other words, the adhesion of spatter to the rear surface 222 of the laser-transmitting plate is prevented, and the frequency of replacement of the laser-transmitting plate 220 is reduced, thereby allowing laser welding to be performed efficiently.

この製造方法では、溶接治具２００は、内部空間２００ａからガスを吸引可能な吸引機構２３０と接続される。そして、レーザー溶接時及び／又は該レーザー溶接後、吸引機構２３０による内部空間２００ａからスパッタを除去するためのガス吸引処理を実施する。これにより、レーザー溶接時に発生するスパッタを負極集電箔６２と負極集電体４４ａとの溶接部分の周囲からスパッタ効率的に回収、除去することができる。 In this manufacturing method, the welding jig 200 is connected to a suction mechanism 230 capable of suctioning gas from the internal space 200a. Then, during and/or after laser welding, a gas suction process is performed by the suction mechanism 230 to remove spatter from the internal space 200a. This allows spatter generated during laser welding to be efficiently collected and removed from around the welded portion between the negative electrode current collector foil 62 and the negative electrode current collector 44a.

この製造方法では、溶接治具２００は、内部空間２００ａにガスを供給可能なガス供給機構２４０に接続される。そして、レーザー溶接時、ガス供給口２４１から、内部空間２００ａにガスが供給される。かかるガスの供給により、負極集電箔６２と負極集電体４４ａとの溶接部分の周囲にスパッタが付着することを効率的に防止することができる。 In this manufacturing method, the welding jig 200 is connected to a gas supply mechanism 240 capable of supplying gas to the internal space 200a. During laser welding, gas is supplied to the internal space 200a from a gas supply port 241. This gas supply can efficiently prevent spatter from adhering to the periphery of the welded portion between the negative electrode current collector foil 62 and the negative electrode current collector 44a.

なお、吸引機構２３０およびガス供給機構２４０は、必ずしも同時に備える必要はなく、例えば、溶接治具２００は、吸引機構２３０またはガス供給機構２４０のうちいずれかを備え得る。 Note that the suction mechanism 230 and the gas supply mechanism 240 do not necessarily have to be provided at the same time; for example, the welding jig 200 may be provided with either the suction mechanism 230 or the gas supply mechanism 240.

＜第３の実施形態＞
例えば、上述した第１の実施形態および第２の実施形態では、周壁部２１０を伸長することで内部空間２００ａを確保していた。しかし、内部空間２００ａを確保する手段はこれに制限されない。図６は、第３の実施形態に係る集電箔と集電体とのレーザー溶接を説明する模式図である。ここでは、負極集電箔６２と負極集電体４４ａは、あらかじめ、負極集電箔６２と負極集電体４４ａを束ねて印加されることで凹部９０を形成される。凹部９０の形成方法は、特に限定されない。かかる凹部９０が形成されることによって、内部空間２００ａを確保する。 Third Embodiment
For example, in the first and second embodiments described above, the internal space 200a is secured by extending the peripheral wall portion 210. However, the means for securing the internal space 200a is not limited to this. FIG. 6 is a schematic diagram for explaining laser welding of the current collector foil and the current collector according to the third embodiment. Here, the negative current collector foil 62 and the negative current collector 44a are bundled together and a voltage is applied to form the recess 90. The method for forming the recess 90 is not particularly limited. The internal space 200a is secured by forming the recess 90.

図示は省略するが、ここで開示されるすべての実施形態では、正極側でも同様の溶接を行うことができる。図示は省略するが、ここでは、正極集電箔５２と正極集電体４２ａを溶接する。正極側において、レーザー溶接を実施する場合、たとえば、溶接部８０を形成する正極集電箔５２および正極集電体４２ａの材質がアルミニウムあるいはアルミニウム合金である場合は、レーザー透過プレート２２０は、８００℃以上の融点を有することが好ましい。 Although not shown in the figures, in all the embodiments disclosed herein, similar welding can be performed on the positive electrode side. Although not shown in the figures, here, the positive electrode collector foil 52 and the positive electrode collector 42a are welded. When laser welding is performed on the positive electrode side, for example, when the material of the positive electrode collector foil 52 and the positive electrode collector 42a that form the welded portion 80 is aluminum or an aluminum alloy, it is preferable that the laser-transmitting plate 220 has a melting point of 800°C or higher.

以上の通り、ここで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：集電箔を有する正極と、集電箔を有する負極と、上記正極および負極の集電箔の一部とそれぞれ溶接された正極集電体および負極集電体と、を備える電池の製造方法であって、上記正負極の少なくとも一方の極において、上記集電箔と上記集電体とを相互に重ね合わせてレーザー溶接することを包含し、上記レーザー溶接は、基体と該基体に設けられたレーザー透過プレートとを備える溶接治具を上記相互に重ね合わせた集電体または集電箔のいずれか一方の表面に配置し、レーザー光が上記溶接治具のレーザー透過プレートを通過して上記相互に重ね合わせた集電体または集電箔のいずれか一方の表面に到達するようにして上記レーザー溶接を行う、電池の製造方法。
項２：上記基体は、筒状の周壁部を備え、上記レーザー透過プレートは、該筒状周壁部の内側に設けられており、上記溶接治具は、上記相互に重ね合わせた集電体または集電箔のいずれか一方の表面に配置された際に、上記周壁部と上記レーザー透過プレートとに包囲された密閉可能な内部空間が形成されるように構成されている、項１に記載の製造方法。
項３：上記溶接治具は、上記内部空間からガスを吸引可能な吸引機構に接続されており、上記レーザー溶接時及び／又は該レーザー溶接後、上記吸引機構による上記内部空間からスパッタを除去するためのガス吸引処理を実施する、項２に記載の製造方法。
項４：上記溶接治具は、上記内部空間にガスを供給可能なガス供給機構に接続されており、上記レーザー溶接時、上記ガス供給機構により上記内部空間にガスの供給するためのガス供給処理を実施する、項３に記載の製造方法。
項５：上記レーザー透過プレートの厚みが１０ｍｍ以下である、項１～４のいずれか一項に記載の製造方法。
項６：上記レーザー透過プレートの表面に、上記レーザー光を透過する反射防止膜を備える項１～５のいずれか一項に記載の電池の製造方法。 As described above, specific aspects of the technology disclosed herein include those described in the following sections.
Item 1: A method for manufacturing a battery comprising a positive electrode having a current collecting foil, a negative electrode having a current collecting foil, and a positive electrode current collector and a negative electrode current collector welded to a portion of the current collecting foil of the positive electrode and the negative electrode, the method comprising overlapping the current collecting foil and the current collector with each other and laser welding them at least on one of the positive and negative electrodes, the laser welding being performed by placing a welding jig comprising a base and a laser transmitting plate provided on the base on a surface of either the overlapping current collector or the current collecting foil, and allowing laser light to pass through the laser transmitting plate of the welding jig and reach the surface of either the overlapping current collector or the current collecting foil.
Item 2: The manufacturing method according to item 1, wherein the base has a cylindrical peripheral wall portion, the laser-transmitting plate is provided inside the cylindrical peripheral wall portion, and the welding jig is configured to form a sealable internal space surrounded by the peripheral wall portion and the laser-transmitting plate when the welding jig is placed on a surface of one of the current collectors or current collecting foils stacked together.
Item 3: The welding jig is connected to a suction mechanism capable of suctioning gas from the internal space, and a gas suction process is performed by the suction mechanism to remove spatter from the internal space during and/or after the laser welding. The manufacturing method described in Item 2.
Item 4: The manufacturing method described in Item 3, wherein the welding jig is connected to a gas supply mechanism capable of supplying gas to the internal space, and during the laser welding, a gas supply process is carried out to supply gas to the internal space by the gas supply mechanism.
Item 5: The method according to any one of Items 1 to 4, wherein the laser transmitting plate has a thickness of 10 mm or less.
Item 6: The method for producing a battery according to any one of Items 1 to 5, further comprising providing an anti-reflection film that transmits the laser light on a surface of the laser-transmitting plate.

以上、ここで開示される電池の製造方法について説明したが、これらは例示に過ぎず、特に言及されない限りにおいて、ここで挙げられた実施形態は本開示を限定しない。また、特許請求の範囲に記載の技術には、異常に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 The battery manufacturing method disclosed herein has been described above, but these are merely examples, and unless otherwise specified, the embodiments given herein do not limit the present disclosure. Furthermore, the technology described in the claims includes various modifications and variations of the specific examples given herein.

２０電極体
３０電池ケース
３１ケース本体
３２蓋体
３６安全弁
４２正極端子
４２ａ正極集電体
４４負極端子
４４ａ負極集電体
５０正極
５２正極集電箔
５２ａ正極集電箔露出部
５４正極活物質層
６０負極
６２負極集電箔
６２ａ負極集電箔露出部
６４負極活物質層
７０セパレータ
８０溶接部
９０凹部
１００電池
２００溶接治具
２００ａ内部空間
２１０周壁部（基体）
２２０レーザー透過プレート
２２１反射防止膜
２２２レーザー透過プレートの裏面
２３０吸引機構
２３１吸引口
２３２吸引装置
２３３吸引ホース
２３４吸引バルブ
２４０ガス供給機構
２４１ガス供給口
２４２ガス供給装置
２４３ガス供給ホース
２４４ガス供給バルブ
Ｌレーザー光
Ｓ１０電極体構築工程
Ｓ２０集電体取付工程
Ｓ３０電極体収容工程
Ｓ４０封止工程 20 Electrode body 30 Battery case 31 Case body 32 Lid 36 Safety valve 42 Positive electrode terminal 42a Positive electrode current collector 44 Negative electrode terminal 44a Negative electrode current collector 50 Positive electrode 52 Positive electrode current collector foil 52a Positive electrode current collector foil exposed portion 54 Positive electrode active material layer 60 Negative electrode 62 Negative electrode current collector foil 62a Negative electrode current collector foil exposed portion 64 Negative electrode active material layer 70 Separator 80 Welded portion 90 Recess 100 Battery 200 Welding jig 200a Internal space 210 Peripheral wall portion (base)
220 Laser transmitting plate 221 Anti-reflection film 222 Back surface of laser transmitting plate 230 Suction mechanism 231 Suction port 232 Suction device 233 Suction hose 234 Suction valve 240 Gas supply mechanism 241 Gas supply port 242 Gas supply device 243 Gas supply hose 244 Gas supply valve L Laser light S10 Electrode body construction process S20 Current collector attachment process S30 Electrode body accommodation process S40 Sealing process

Claims

A positive electrode having a current collecting foil;
A negative electrode having a current collecting foil;
a positive electrode current collector and a negative electrode current collector welded to a portion of the positive electrode and negative electrode current collector foils, respectively;
A method for manufacturing a battery comprising:
The method includes overlapping the current collector foil and the current collector with each other and laser welding them at least in one of the positive and negative electrodes,
The laser welding is performed by disposing a welding jig having a base and a laser transmitting plate provided on the base on a surface of one of the current collectors or the current collecting foils that are overlapped with each other,
the base body has a cylindrical peripheral wall portion, and the laser transmitting plate is provided on the inside of the cylindrical peripheral wall portion,
the welding jig is configured such that, when placed on one surface of the mutually overlapping current collectors or current collecting foils, a sealable internal space is formed surrounded by the peripheral wall portion and the laser transmitting plate;
the welding jig is connected to a suction mechanism capable of suctioning gas from the internal space and a gas supply mechanism capable of supplying gas to the internal space,
The laser welding is performed by allowing a laser beam to pass through a laser transmitting plate of the welding jig and reach one of the surfaces of the current collector or the current collecting foil that are mutually overlapped,
During and/or after the laser welding, a gas suction process is performed by the suction mechanism to remove spatter from the internal space;
During the laser welding, a gas supply process is performed to supply gas to the internal space by the gas supply mechanism;
Here, in the gas supplying process, the gas is sprayed toward the rear surface of the laser-transmitting plate , in the method for manufacturing a battery.

The method according to claim 1 , wherein the laser transmitting plate has a thickness of 10 mm or less.

The method for manufacturing a battery according to claim 1 , further comprising providing an anti-reflection film on a surface of the laser-transmitting plate, the anti-reflection film being transparent to the laser light.