溶接方法および電池の製造方法および電池
【課題】 電極板の基板と集電板との溶接を好適に行うことのできる溶接方法および電池の製造方法および電池を提供すること。
【解決手段】 正極集電板１１０を積層電極体１００の正極非充填部Ｐ２に溶接する際に，トップハット型のレーザを用いる。そして，そのレーザの照射径Φは，狙いとする溶接幅Ｄ１の４〜７倍である。この溶接により製造された電池セル１０における正極集電板１１０の表側の熱影響部の幅は，正極集電板１１０の裏側の溶接幅の４〜７倍である。負極についても同様である。
【解決手段】 正極集電板１１０を積層電極体１００の正極非充填部Ｐ２に溶接する際に，トップハット型のレーザを用いる。そして，そのレーザの照射径Φは，狙いとする溶接幅Ｄ１の４〜７倍である。この溶接により製造された電池セル１０における正極集電板１１０の表側の熱影響部の幅は，正極集電板１１０の裏側の溶接幅の４〜７倍である。負極についても同様である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，溶接方法および電池の製造方法および電池に関する。さらに詳細には，電極板（正極板および負極板）と集電板との溶接に特徴のある溶接方法および電池の製造方法および電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電池は，携帯電話やパーソナルコンピュータ等の電子機器，ハイブリッド車両や電気自動車等の車両など，多岐にわたる分野で利用されている。このような電池は，正極板と負極板と電解質とを備えるものである。また，正極板と負極板とを絶縁するために，これらの間にセパレータを設けることが一般的である。そして，正極板および負極板を交互に配置するとともに，それらの間にセパレータをはさんで積層した積層電極体を用いることが多い。体積エネルギー密度の向上を図るためである。
【０００３】
このような積層電極体には，正極板の基板に正極集電板が接合されるとともに，負極板の基板に負極集電板が接合される。好適な集電を行うためには，この接合を確実に行うことが好ましい。接合箇所における接合が不充分であれば，その箇所における電気抵抗が高いからである。接合そのものがなされていなければ，これらの箇所はもちろん導通していない。したがって，その箇所では電流が流れない。
【０００４】
そのため，電極板の基板と集電板とを好適に接合するための技術が開発されてきている。例えば，特許文献１には，電極板の基板と集電板とをレーザ溶接する技術が開示されている。これにより，リードの加工や固定等の煩雑な工程を行うことなく，接合を行うことができるとしている。また，特許文献２には，電極板の基板と集電板とを真空中でビーム溶接する技術が開示されている。これにより，接合箇所以外の他の部分に熱による影響を生じさせないようにして接合を行うことができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−０４２７６９号公報
【特許文献２】特開２００４−００６４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが，特許文献１のようにレーザを連続的に走査する場合には，スパッタが発生しやすい。スパッタが電極体の内部に入ると，内部短絡を生ずるおそれがある。また，レーザのエネルギー密度が高いため，電極板が溶融しすぎてしまうおそれがある。この場合には，セパレータに多量の熱が伝わり，セパレータ焼けが生じてしまうこととなる。
【０００７】
一方，特許文献２のように真空中でビーム溶接する場合には，溶接を真空中で行う必要がある。この真空状態を実現するため，減圧する工程や復圧する工程などの多くの工程を要する。そして，これらの工程を行うのに時間もかかる。つまり，サイクルタイムが長いものとなってしまう。さらに，真空とするための設備を設ける必要がある。
【０００８】
本発明は，前述した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，電極板の基板と集電板との溶接を好適に行うことのできる溶接方法および電池の製造方法および電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の一態様における溶接方法は，正極板と負極板とをセパレータを間に介在させて交互に配置した電極体を，集電体に溶接する溶接方法である。そして，正極板と負極板との少なくとも一方の集電体への溶接を，バックグラウンドレベルより有意に大きい強度の照射領域である照射径Φが，次の関係
ΦＴ／Φ ≧ ０．９
ΦＴ ： ０．９Ｔ部分強度照射径（最大強度の１０％以上の強度である照射領域の径）
を満たすとともに，次の関係
４×Ｄ１ ≦ Φ ≦７×Ｄ１
Ｄ１ ： 狙いとする溶接幅
を満たすレーザを用いて行う。かかる溶接方法では，レーザの照射径の中心付近に与える熱量はそれほど多くない。そのため，集電板の穴あきやスパッタの発生がほとんど生じない。また，セパレータ焼けも生じない。そして，集電板を積層電極体に狙いとする溶接幅で溶接することができる。
【００１０】
また，本発明の別の態様における電池の製造方法は，電解液中で電極反応を起こす正極板反応部と電解液中で電極反応を起こさない正極板非反応部とを備える正極板と，電解液中で電極反応を起こす負極板反応部と電解液中で電極反応を起こさない負極板非反応部とを備える負極板と，セパレータとを，正極板および負極板を交互にしつつ正極板および負極板の間にセパレータを挟んで配置するとともに，正極板非反応部の少なくとも一部と負極板非反応部の少なくとも一部とを互いに反対方向に突出させるように積層して積層電極体とする積層電極体作成工程と，積層電極体から突出している正極板非反応部に正極集電板を溶接するとともに，積層電極体から突出している負極板非反応部に負極集電板を溶接して溶接体とする集電板溶接工程と，溶接体を電池容器に挿入するとともに電解液を注入した後に電池容器を密閉する電池組立工程とを有する。そして，集電板溶接工程では，バックグラウンドレベルより有意に大きい強度の照射領域である照射径Φが，次の関係
ΦＴ／Φ ≧ ０．９
ΦＴ ： ０．９Ｔ部分強度照射径（最大強度の１０％以上の強度である照射領域の径）を満たすとともに，次の関係
４×Ｄ１ ≦ Φ ≦７×Ｄ１
Ｄ１ ： 狙いとする溶接幅
を満たすレーザを用い，そのレーザを，積層電極体の一方の端部における正極板非反応部または負極板非反応部の箇所から他方の端部における正極板非反応部または負極板非反応部の箇所まで，積層方向に走査する。かかる電池の製造方法では，レーザの照射径の中心付近に与える熱量はそれほど多くない。そのため，集電板の穴あきやスパッタの発生がほとんど生じない。また，セパレータ焼けも生じない。そして，集電板を積層電極体に狙いとする溶接幅で溶接することができる。
【００１１】
上記に記載の電池の製造方法において，正極集電板および負極集電板の少なくとも一方として，積層方向の両端部に屈曲部が形成されたものを用い，集電板溶接工程では，積層方向へのレーザを屈曲部の内側に照射し，そのレーザの照射領域の両端部の積層方向の内側１ｍｍ以内もしくは両端部の積層方向の外側１ｍｍ以内に，レーザを走査することとしてもよい。温度の上昇しにくい屈曲部付近で，集電板と積層電極体とが未接合となる接合不良をほとんど生じないようにすることができるからである。
【００１２】
上記に記載の電池の製造方法において，正極集電板および負極集電板の少なくとも一方として，集電板溶接工程で溶接される領域の厚みがその他の領域の厚みより薄い薄肉部を有するものを用い，集電板溶接工程では，薄肉部に，正極板非反応部もしくは負極板非反応部を溶接するとなおよい。エネルギーの小さいレーザを用いても，溶接幅が不足することなく溶接を行うことができるからである。
【００１３】
また，本発明のさらに別の態様における電池は，電解液中で電極反応を起こす正極板反応部と電解液中で電極反応を起こさない正極板非反応部とを備える正極板と，電解液中で電極反応を起こす負極板反応部と電解液中で電極反応を起こさない負極板非反応部とを備える負極板と，セパレータとが，正極板および負極板を交互にしつつ正極板および負極板の間にセパレータを挟んで配置するとともに，正極板非反応部の少なくとも一部と負極板非反応部の少なくとも一部とを互いに反対方向に突出させた状態で積層された積層電極体と，積層電極体から突出している正極板非反応部と溶接された正極集電板と，積層電極体から突出している負極板非反応部と溶接された負極集電板とを有する。そして，正極集電板および負極集電板の少なくとも一方における表側の熱影響部の幅が，その集電板における裏側の溶接幅の４〜７倍である。かかる電池では，積層電極体の内部にスパッタが混入しているおそれがほとんどない。また，セパレータ焼けもほとんど生じていない。そして，必要とする溶接幅で溶接がなされている。
【００１４】
また，本発明のさらに別の態様における電池は，電解液中で電極反応を起こす正極板反応部と電解液中で電極反応を起こさない正極板非反応部とを備える正極板と，電解液中で電極反応を起こす負極板反応部と電解液中で電極反応を起こさない負極板非反応部とを備える負極板と，セパレータとが，正極板および負極板を交互にしつつ正極板および負極板の間にセパレータを挟んで配置するとともに，正極板非反応部の少なくとも一部と負極板非反応部の少なくとも一部とを互いに反対方向に突出させた状態で積層された積層電極体と，積層電極体から突出している正極板非反応部と溶接された正極集電板と，積層電極体から突出している負極板非反応部と溶接された負極集電板とを有するものである。そして，正極集電板と正極板非反応部との溶接部および負極集電板と負極板非反応部との溶接部の少なくとも一方では，積層電極体の積層方向における一方の端部から他方の端部にわたる積層方向熱影響部と，一方の端部の側で積層方向熱影響部と少なくとも接触している第１の接触熱影響部と，他方の端部の側で積層方向熱影響部と少なくとも接触している第２の接触熱影響部とが形成されているものである。かかる電池は，積層電極体の積層方向の両端に位置する箇所で，集電板と積層電極体の接合不良がほとんど生じていないものである。
【００１５】
上記に記載の電池において，正極集電板および負極集電板の少なくとも一方における表側の熱影響部の幅が，その集電板における裏側の溶接幅の４〜７倍であるとよい。積層電極体の内部にスパッタが混入しているおそれがほとんどないからである。また，セパレータ焼けもほとんど生じていない。そして，必要とする溶接幅で溶接がなされている。
【００１６】
上記に記載の電池において，正極集電板および負極集電板の少なくとも一方に，熱影響部の少なくとも一部に薄肉部が形成されているものであるとよい。積層電極体の内部にスパッタが混入している可能性がさらに低いからである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば，電極板の基板と集電板との溶接を好適に行うことのできる溶接方法および電池の製造方法および電池が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係る電池を説明するための部分破断斜視図である。
【図２】実施形態に係る電池の積層電極体に集電板を溶接した溶接体の構造を説明するための断面図である。
【図３】実施形態に係る電池の製造方法に用いるレーザの強度分布を説明するための図である。
【図４】第１の実施形態に係る電池の製造方法におけるレーザの走査方法を説明するための断面図である。
【図５】実施形態に係る電池の製造方法におけるレーザ溶接を説明するための断面図である。
【図６】第１の実施形態に係る電池の製造方法におけるレーザ溶接の溶接領域を示す斜視図である。
【図７】第１の実施形態に係る電池の製造方法におけるレーザの出力と照射径との組み合わせによるレーザ溶接の適否を説明するためのグラフ（その１）である。
【図８】第１の実施形態に係る電池の製造方法におけるレーザの出力と照射径との組み合わせによるレーザ溶接の適否を説明するためのグラフ（その２）である。
【図９】従来のキーホール型のレーザ溶接を説明するための斜視図である。
【図１０】第１の実施形態に係る電池の製造方法において凹部の形成された集電板を溶接する方法を説明するための断面図である。
【図１１】従来の電池の製造方法により製造された溶接体における溶接不良箇所を説明するための断面図である。
【図１２】第２の実施形態に係る電池の製造方法におけるレーザの走査方法を説明するための平面図である。
【図１３】第２の実施形態に係る電池における集電板の溶接による熱影響部を説明するための平面図である。
【図１４】従来の電池の製造方法におけるレーザを走査する長さとレーザを照射する長さとを説明するための平面図である。
【図１５】第２の実施形態に係る別の電池の溶接領域の形状を説明するための平面図（その１）である。
【図１６】第２の実施形態に係る別の電池の溶接領域の形状を説明するための平面図（その２）である。
【図１７】第２の実施形態に係る別の電池の溶接領域の形状を説明するための平面図（その３）である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，ニッケル水素電池とその製造方法について，本発明を具体化したものである。
【００２０】
（第１の実施形態）
１．電池
本実施の形態に係るニッケル水素電池について説明する。図１は，本形態の電池セル１０の部分破断斜視図である。図１に示すように，電池セル１０は，電池容器１１と，封口板１２と，安全弁１３と，積層電極体１００とを有している。電池容器１１は，その内部に積層電極体１００を挿入されるものであるとともに，電解液を収容するためのケースである。封口板１２は，電池セル１０を封止するためのものである。安全弁１３は，電池セル１０の内圧が上昇しすぎた場合に開弁する弁である。積層電極体１００には，後述するように，正極集電板および負極集電板が接合されている。これらは，図１の破断した箇所からは見えない位置にある。
【００２１】
図２は，電池セル１０から溶接体２００を抜き出して描いた断面図である。ここでいう溶接体２００とは，積層電極体１００に正極集電板１１０および負極集電板１２０が接合されたものである。積層電極体１００は，図２に示すように，正極板Ｐと，負極板Ｎと，セパレータＳとを有している。そして，正極板Ｐと負極板Ｎとの間には必ずセパレータＳが間に配置されるように積層されている。正極板Ｐと負極板Ｎとを絶縁するためである。ここで，図２中の矢印Ｆの示す方向は，図１中の矢印Ａの示す方向と同じであり，これらの部材の積層方向である。
【００２２】
正極板Ｐは，正極基板の一部に正極活物質が充填されたものである。正極板Ｐは，正極充填部Ｐ１と正極非充填部Ｐ２とを備えている。正極充填部Ｐ１は，図２に示すように，セパレータＳに挟まれている位置にある。正極非充填部Ｐ２は，図２に示すように，セパレータＳに挟まれていない位置にある。正極充填部Ｐ１は，正極基板に正極活物質が充填されている正極板反応部である。一方，正極非充填部Ｐ２は，正極基板に正極活物質が充填されていない正極板非反応部である。正極板反応部は，その表面で電極反応が生じる部分であるとともに，実際に発電に寄与する部分である。ここで，正極基板は，例えば発泡ニッケルである。正極活物質は，例えば水酸化ニッケルである。なお，正極活物質は図２には表れていない。発泡ニッケルの表面にはわずかに形成されているにすぎないからである。
【００２３】
負極板Ｎは，負極基板に負極活物質の充填された負極充填部Ｎ１（負極板反応部）と負極非充填部Ｎ２（負極板非反応部）とを備えている。負極充填部Ｎ１は，図２に示すように，セパレータＳに挟まれている位置にある。負極非充填部Ｎ２は，図２に示すように，セパレータＳに挟まれていない位置にある。ここで，負極基板は，例えばニッケルのパンチングメタルである。負極活物質は，例えば水素吸蔵合金である。
【００２４】
また，図２に示すように，正極充填部Ｐ１と負極充填部Ｎ１とは，セパレータＳに接して積層されている。正極非充填部Ｐ２の一部は，積層電極体１００の一方に突出している。正極非充填部Ｐ２の先端部ＰＸは，正極集電板１１０に接合されている。すなわち，正極基板と正極集電板１１０とは導通している。負極非充填部Ｎ２の一部は，積層電極体１００の他方に突出している。その突出する方向は，正極非充填部Ｐ２の突出している方向の反対側である。負極非充填部Ｎ２の先端部ＮＸは，負極集電板１２０に接合されている。すなわち，負極基板と負極集電板１２０とは導通している。ここで，各集電板１１０，１２０の厚みは０．４〜１ｍｍ程度である。電極板Ｐ，Ｎの厚みは５０〜２００μｍ程度である。
【００２５】
図２に示すように，正極集電板１１０の両端には屈曲部１１１が形成されている。屈曲部１１１には，端面１１１ａが形成されている。端面１１１ａは，電極板Ｐ，Ｎに対して垂直である。同様に，負極集電板１２０の両端にも屈曲部１２１が形成されている。
【００２６】
２．電極板と集電板との溶接方法
２−１．用いるレーザの強度分布
本形態の溶接方法について説明する。本形態では，レーザ溶接に用いるレーザの種類に特徴がある。したがって，まず本形態で用いるレーザの種類について説明する。本形態で用いるレーザの強度分布を図３に示す。図３において，横軸は中心からの距離である。縦軸はレーザの強度である。実線は，トップハット型のレーザの強度分布を示している。破線は，ガウシアン型のレーザの強度分布を示している。本形態では，図３に示すようなトップハット型のレーザを用いる。
【００２７】
図３には，照射径Φの共通するトップハット型のレーザ（実線）とガウシアン型のレーザ（破線）とが描かれている。ここで照射径Φは，バックグラウンドレベルより有意に大きい強度である照射領域の径のことをいう。例えば，レーザの最大強度の１％以上の出力である照射領域の径のことをいう。
【００２８】
レーザの最大強度をＭとする。０．９Ｍ部分強度照射径をΦＱとする。０．９Ｍ部分強度照射径とは，レーザの強度分布の最大値Ｍの１０％以上の強度である照射領域の径のことをいう。
【００２９】
本形態におけるトップハット型のレーザとは，照射径Φと０．９Ｍ部分強度照射径ΦＱとの比で定義することができる。すなわち，トップハット型のレーザとは，
ΦＱ／Φ≧０．９
の関係式を満たすレーザのことをいう。また，ガウシアン型のレーザとは，
ΦＱ／Φ＜０．８
の関係式を満たすレーザのことをいう。図３には，トップハット型のレーザおよびガウシアン型のレーザの典型例が示されている。
【００３０】
図３では，トップハット型のレーザの最大強度をＭＴとしている。すると，０．９ＭＴ部分強度照射径ΦＴは，
ΦＴ／Φ≧０．９ ………（１）
を満たす。図３では，ガウシアン型のレーザの最大強度をＭＧとしている。すると，０．９ＭＧ部分強度照射径ΦＧは，
ΦＧ／Φ＜０．８ ………（２）
を満たす。
【００３１】
このように，部分強度照射径ΦＱが照射径Φに近い値をとるほど，レーザの強度分布の最大値付近はフラットである。これが，トップハット型のレーザの特徴である。部分強度照射径ΦＱが照射径Φより充分に小さい値となるほど，レーザの強度分布の最大値付近のフラットな領域は消失する。これが，ガウシアン型のレーザの特徴である。
【００３２】
図３に示すように，出力が同じで照射径Φが同じである場合には，次のような特徴がある。トップハット型のレーザの強度は，レーザの照射中心に近い領域ではガウシアン型のレーザの強度より弱く，レーザの照射中心から遠い領域ではガウシアン型のレーザの強度よりも強い。つまり，トップハット型のレーザを用いた場合には，レーザの照射領域の中心付近に与えられる熱量はガウシアン型のレーザを用いた場合より少ない。そのため，スパッタの発生が抑制される。
【００３３】
なお，トップハット型のレーザは，遮光体を用いることにより照射することができる（特開平１０−１０９１８６号公報の段落［００２４］，図１，図３参照）。また，リアミラーを用いることにより照射することもできる（特開平９−７０６８１号公報の段落［００３４］，図５，図９，図１０参照）。
【００３４】
２−２．溶接方法
続いて，上記のトップハット型のレーザを用いた溶接方法について説明する。図４は，本形態のレーザ溶接の方法を説明する図である。レーザ溶接を行うに際して，加圧治具１０００により，積層電極体１００を，図４中の左右方向（矢印Ｅ）に加圧する。加圧治具１０００は，積層電極体１００の積層方向（図２の矢印Ｆの方向）の厚みを薄いものとするための治具である。このように加圧しつつ溶接することにより，電池容器１１への収容を可能とするとともに，電池の体積エネルギー密度を高いものとするためである。加圧治具１０００は，溶接工程に用いるだけであり，電池セル１０には残らない。
【００３５】
そして，正極集電板１１０の屈曲部１１１は，加圧治具１０００の上面１００１で支持されている。端面１１１ａは，上面１００１と対面して加圧治具１０００に接触している。このとき，正極板Ｐの先端部ＰＸは，正極集電板１１０に接触している。
【００３６】
続いて，レーザを正極集電板１１０に照射しつつ，図４の矢印Ｂの向きにレーザを走査する。ここでレーザの走査速度は，例えば６５ｍｍ／ｓｅｃである。もちろん，これ以外の走査速度であってもよい。図４の矢印Ｂの方向は，図２に示した矢印Ｆの方向，すなわち積層電極体１００の積層方向に平行である。これにより，正極集電板１１０におけるレーザ照射箇所は加熱されて溶融する。このレーザの照射箇所１１２を図５に示す。図５は，図２のＬＬ断面に相当する位置を示す断面図である。ただし，図２には溶接後の溶接体２００が示されているのに対し，図５には溶接の最中の様子が示されている。図５には，レーザ照射箇所１１２と，レーザの照射により溶融した溶融部分１１３とが示されている。溶融部分１１３は，図５に示すとおり，正極集電板１１０の厚み方向にわたって形成されている。
【００３７】
そして溶融部分１１３の一部は，正極板Ｐの先端部ＰＸに接触した状態で先端部ＰＸに濡れ広がる。この段階で，正極集電板１１０と正極板Ｐの先端部ＰＸとは導通している。その溶融部分１１３へのレーザの照射が終了した後に，溶融部分１１３は冷却されて凝固する。これにより，正極板Ｐの先端部ＰＸは，正極集電板１１０に接合される。そのときの溶接幅Ｄを図５中に示す。この溶接幅Ｄは，正極集電板１１０の裏側における溶融部分１１３の幅である。
【００３８】
レーザは，図４の矢印Ｂの向きに走査されるので，正極集電板１１０は積層電極体１００の積層方向，すなわち図４の左右方向にわたる複数の正極板Ｐに溶接される。その溶接される溶接領域Ｒを図６に示す。溶接領域Ｒは，レーザを照射されることにより，一旦は溶融して再度凝固する熱影響部（Ｈｅａｔ Ａｆｆｅｃｔｅｄ Ｚｏｎｅ）となる部分である。レーザは，図６の矢印Ｑの方向に沿って走査されることとなる。なお，図５のＨＡＺは，正極集電板１１０の表側の熱影響部の幅を示している。
【００３９】
ここで，レーザの照射径Φと，狙いとする溶接幅Ｄ１とは，次の関係を満たしている。
４×Ｄ１ ≦ Φ ≦７×Ｄ１
正極集電板１１０の表側の熱影響部の幅ＨＡＺを溶接幅Ｄの４〜７倍とするためである。
【００４０】
同様に，負極集電板１２０を積層電極体１００の負極板Ｎの先端部ＮＸに溶接する。これにより，正極集電板１１０および負極集電板１２０が積層電極体１００に溶接された溶接体２００が作成される。この溶接体２００は，図２に示したとおりである。
【００４１】
図６に示す溶接領域Ｒ，すなわち熱影響部の表面１１０ａ側の幅ＨＡＺは，レーザの照射径Φにほとんど等しい。すなわち，本形態に係る電池セルの溶接体２００では，集電板１１０，１２０の溶接幅Ｄの４〜７倍の幅の熱影響部が，集電板１１０，１２０の表面に形成されている。かかる溶接体２００を有する電池セル１０は，好適な溶接がなされているといえる。つまり，溶接不良がほとんど生じていない。また，集電板１１０，１２０に穴が開いていることもなく，スパッタが積層電極体１００の内部に入り込むおそれもほとんどない。また，セパレータ焼けも生じていない。
【００４２】
２−３．レーザの照射径Φと良品条件との関係
ここで，レーザの照射径Φと良品条件との関係について説明する。図７は，異なるレーザの照射径とレーザの出力のレーザを用いて溶接した場合に，溶接幅Ｄの不足やセパレータ焼け等の溶接不良が生ずるか否かを示したグラフである。横軸はレーザの出力である。縦軸はレーザの照射径Φである。なお，ここで用いたレーザは，式（１）を満たすトップハット型のレーザである。
【００４３】
図７および後述する図８に示す結果は，次の条件で溶接を行ったものである。
集電板１１０，１２０の板厚ｔ ： ０．４ｍｍ
狙いとする溶接幅Ｄ１ ： ０．５ｍｍ
レーザの走査速度 ： ６５ｍｍ／ｓｅｃ
【００４４】
図７において，「×」印は，溶接に際して集電板の穴あきやスパッタが生じていることを示している。菱形の印は，セパレータ焼けが生じていることを示している。三角形の印は，溶接幅Ｄが不足していることを示している。「○」印は，上記のいずれの問題点も生じていないことを示している。すなわち，良品であることを示している。
【００４５】
図７には，４つの領域Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘが存在する。領域Ｕは，照射径Φが１．５ｍｍ未満のトップハット型のレーザを用いた場合を示す領域である。領域Ｕでは，図７に示すように，集電板の穴あきやスパッタが発生する。領域Ｕではレーザの照射径が小さいので，図９に示すようにレーザが正極集電板１１０を貫通してしまう。つまり，正極集電板１１０に穴があいてしまうこととなる。領域Ｕではさらに，溶接幅が不足している。つまり，品質を満足する溶接を行うことができない。
【００４６】
照射径Φが２ｍｍ以上（Ｄ１の４倍以上）の場合には，領域Ｖ，Ｗ，Ｘがある。レーザの出力の低い順から領域Ｖ，Ｘ，Ｗとなっている。領域Ｖは，図７中の三角形の印を結んだ線より左側の領域である。領域Ｗは，図７中の菱形の印を結んだ線より右側の領域である。領域Ｘは，領域Ｖと領域Ｗの中間にある。
【００４７】
レーザの出力の低い領域Ｖでは，溶接幅が不足している。逆にレーザの出力の高い領域Ｗでは，セパレータ焼けが生じている。領域Ｘでは，良品品質を満足する溶接体２００が作成される。つまり，この溶接体２００には，穴あきやスパッタの発生，セパレータ焼け，溶接幅不足といった問題点が生じていないのである。
【００４８】
このように，レーザの照射径Φを，狙いとする塗工幅Ｄ１の４倍以上としたうえで，レーザの出力を適宜選択すれば，好適なレーザ溶接を行うことができる。一方，レーザの照射径Φが狙いとする溶接幅Ｄ１の７倍を超えると，レーザのエネルギー密度は低いものとなる。そのため，溶接幅Ｄを確保するためにはレーザの出力を高いものとする必要がある。このときの入熱量の総量は大きい。この場合にはセパレータ焼けも発生しやすいため，好ましくない。
【００４９】
２−４．ガウシアン型レーザを用いた場合
続いて，本形態のトップハット型のレーザではなく，ガウシアン型のレーザを用いた場合について説明する。図８は，ガウシアン型のレーザを用いた結果を示すグラフである。このとき狙いとする溶接幅は，集電板１１０，１２０の板厚ｔ以上の幅である。したがって，図７のトップハット型のレーザを用いた場合と同様に，溶接幅を０．５ｍｍとする。図８で用いたレーザは，式（２）を満たすガウシアン型のレーザである。
【００５０】
図８の場合においても，図７に示した場合と同様に，適切なレーザの照射径とレーザの出力を選ぶことにより，良品品質を満足する溶接体２００が得られた。ただし，図８において，良品品質を満足するようなレーザの照射径とレーザの出力の組み合わせの領域は，図７に示した領域よりも狭い。すなわち，ガウシアン型のレーザのほうが好適に溶接を行うことができる領域が狭い。逆に，トップハット型のレーザのほうが好適に溶接を行うことができる領域が広い。このように薄いＴ字型突合せ溶接であって，スパッタの飛散を抑制するとともに，セパレータ焼けを回避する必要のある電池の製造工程においては，トップハット型のレーザが好ましい。
【００５１】
以上述べたように，図７に示したように，トップハット型のレーザを用いる場合には，照射径Φが２．０〜３．５ｍｍのレーザを選ぶとよい。ただし，これは狙いとする溶接幅Ｄ１が０．５ｍｍの場合である。このときの照射径は，狙いとする溶接幅Ｄ１の４〜７倍である。狙いとする溶接幅Ｄ１が０．５ｍｍでない場合には，溶接に好適な照射径Φは図７に示したものとは異なることとなる。その場合であっても，照射径が溶接幅の４〜７倍であるレーザを用いればよい。
【００５２】
図８に示したように，ガウシアン型のレーザを用いる場合には，照射径Φが２．５〜３．５ｍｍのレーザを選ぶとよい。ただし，これは狙いとする溶接幅Ｄ１が０．５ｍｍの場合である。このときの照射径は，狙いとする溶接幅Ｄ１の４〜７倍である。狙いとする溶接幅Ｄ１が０．５ｍｍでない場合には，溶接に好適な照射径Φは図７に示したものとは異なることとなる。その場合であっても，照射径が溶接幅の４〜７倍であるレーザを用いればよい。
【００５３】
集電板１１０，１２０として，本形態のものとは板厚の異なるものを用いたとしても，溶接幅の４〜７倍の照射径のトップハット型のレーザを用いることができる。レーザの出力を変えることにより，好適な溶接を行うことができるからである。
【００５４】
なお，集電板１１０，１２０の板厚ｔは，前述のものに限らない。例えば，０．４〜１ｍｍ程度であるとよい。もちろん，それ以外の値であってもよい。狙いとする溶接幅Ｄ１は，集電板１１０，１２０の板厚ｔ以上であることが望ましい。溶接強度を保持するとともに，電気抵抗を大きいものとしないためである。
【００５５】
３．電池の製造方法
本実施の形態に係る電池の製造方法は，上記の積層電極体１００と正極集電板１１０や負極集電板１２０との溶接方法を実施することに特徴のあるものである。
【００５６】
３−１．電極板作成工程
正極板Ｐは，正極基板に正極活物質を充填することにより作成される。ここで，正極基板のうち正極活物質を充填された箇所が正極充填部Ｐ１となる。正極基板のうち正極活物質を充填されていない箇所が正極非充填部Ｐ２となる。負極板Ｎは，負極基板に負極活物質を塗着することにより作成される。ここで，負極基板のうち負極活物質を充填された箇所が負極充填部Ｎ１となる。負極基板のうち負極活物質を充填されていない箇所が負極非充填部Ｎ２となる。
【００５７】
３−２．積層電極体作成工程
続いて，正極板Ｐ，負極板Ｎ，セパレータＳを積層する。その際に，正極板Ｐと負極板Ｎとが交互になるように配置する。そして，正極板Ｐと負極板Ｎとの間に必ずセパレータＳをはさんだ状態で積層する。その際に，正極板Ｐの正極非充填部Ｐ２が一方から突出するようにするとともに，負極板Ｎの負極非充填部Ｎ２がその反対側に突出するように積み重ねる。これにより，積層電極体１００が作成される。
【００５８】
３−３．集電板溶接工程
次に，正極集電板１１０および負極集電板１２０を積層電極体１００に溶接する。図４に，溶接前の積層電極体１００と正極集電板１１０を示す。ここでは，前述のとおり，狙いとする溶接幅の４〜７倍の照射径であるレーザを用いて正極集電板１１０を正極非充填部Ｐ２の先端部ＰＸに溶接する。同様に，負極集電板１２０を負極非充填部Ｎ２の先端部ＮＸに溶接する。これらの接合の順序はどちらでもよい。
【００５９】
３−４．電池組立工程
続いて，電池容器１１に積層電極体１００を挿入する。そして電池容器１１の内部に電解液を注入する。これにより，積層電極体１００は，電解液に浸されることとなる。続いて，封口板１２を電池容器１１に接合する。これにより，本形態の電池セル１０が組み立てられる。この後，各種の検査工程を行うとよい。以上の工程を経ることにより，本形態の電池セル１０が製造される。
【００６０】
４．変形例
本形態の変形例について図１０に示す。図１０に示すように，正極集電板２１０には，凹部２１１が形成されている。正極集電板２１０における凹部２１１の箇所の厚みは，その他の箇所の厚みの半分程度である。すなわち，凹部２１１は，薄肉部である。この凹部２１１の幅は，狙いとする溶接幅Ｄ１と同程度である。この凹部２１０は，正極板Ｐと溶接される側の反対側に形成されている。
【００６１】
なお，溶接に際しては，レーザの照射径を狙いとする溶接幅Ｄ１，すなわち凹部２１１の幅よりもわずかに大きい照射径のレーザを用いるとよい。凹部２１１の厚みが薄いため，レーザのエネルギーをより小さいものとすることができる。これにより，スパッタの発生を抑制することができる。なお，凹部２１１は，溶接を施す領域に部分的にプレス処理を施すことにより形成することができる。凹部２１１の幅Ｄ２は，照射径Φよりわずかに小さい。
【００６２】
５．まとめ
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係る電池は，正極集電板１１０を正極非充填部Ｐ２の先端部ＰＸに溶接する際にトップハット型のレーザを用いて製造されたものである。負極集電板１２０を負極非充填部Ｎ２の先端部ＮＸに溶接する際も同様である。そのため，溶接幅が充分な溶接を行うことができる。また，積層電極体１００でセパレータ焼けがほとんど起こっていない。また，スパッタもほとんど積層電極体１００に入っていない。これにより，内部短絡をほとんど生じない電池が実現されている。
【００６３】
また，本形態に係る電池の製造方法では，溶接にトップハット型のレーザを用いた。したがって，溶接の際にスパッタがほとんど発生しない。また，正極基板もしくは負極基板を溶融しすぎるおそれがほとんどない。よって，セパレータＳを溶融させることがほとんどない。つまり，内部短絡を起こしにくい電池を製造することができる。さらに，ビーム溶接のように真空状態とする必要もない。本形態に係るトップハット型のレーザを用いたレーザ溶接のほうがガウシアン型のレーザを用いたレーザ溶接よりも好適に溶接を行うことができる領域が広い。
【００６４】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，ニッケル水素電池に限らない。リチウムイオン電池にも適用することができる。その場合であっても，正極板反応部および正極板非反応部を有する正極板と，負極板反応部および負極板非反応部を有する負極板とを有し，それぞれ正極集電板と負極集電板とに溶接すればよい。その他，正極非充填部Ｐ２の先端部ＰＸを正極集電板１１０に溶接し，あるいは負極非充填部Ｎ２の先端部ＮＸを負極集電板１２０に溶接するような電池であれば，適用することができる。
【００６５】
また本形態では，溶接の際に，正極集電板１１０と正極板Ｐの先端部ＰＸとが既に接触していることとした。しかし，これらの間にわずかな隙間があってもよい。溶接を行うことができることに変わりないからである。
【００６６】
（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。本形態では，第１の実施形態と同様にトップハット型のレーザを用いる。第１の実施形態と異なる点は，レーザを走査する走査方法である。したがって，レーザの走査方法を中心に説明する。
【００６７】
第１の実施形態で述べたように，図２に示した溶接体２００の正極集電板１１０の両端には，屈曲部１１１が形成されている。屈曲部１１１の箇所の板厚は，他の箇所の板厚よりも厚い。そのため，積層電極体１００の積層方向（図２の矢印Ｆ）の端部付近，すなわち屈曲部１１１の付近の溶接箇所では，その他の溶接箇所に比べて温度が上昇しにくい。レーザの照射箇所の熱が，屈曲部１１１の方へ逃げるためである。そのため，図１１に示すように，屈曲部１１１の付近で接合不良が生じやすい。これは負極側であっても同様である。
【００６８】
屈曲部１１１の付近で接合不良が生じないようにするためには，屈曲部１１１の周囲の箇所にその他の箇所より多くの熱を与えるようにすればよい。したがって本形態では，図６の溶接領域Ｒで示した以外の屈曲部１１１の周囲の箇所にレーザを照射することを特徴とする。
【００６９】
１．溶接方法
本形態のレーザ溶接におけるレーザの走査方法について説明する。レーザの走査方法を図１２に示す。図１２は，図４中の矢印Ｃの方向から見た図である。図１２に示すように，溶接を施すべき領域は，地点Ｙから地点Ｚまでの領域である。地点Ｙ，地点Ｚは，屈曲部１１１の形成されている箇所のすぐ内側に位置している。溶接幅は０．５ｍｍである。本形態では，図１２に示すように，レーザを３回照射する。
【００７０】
１回目のレーザの走査では，地点Ｙ１から地点Ｙ２まで矢印Ｉの向きにレーザを走査する。矢印Ｉの向きは，積層電極体１００の積層方向（図２の矢印Ｆの方向）に垂直な方向である。また，矢印Ｉの向きは，屈曲部１１１が形成されている方向に平行である。地点Ｙ１から地点Ｙ２までの走査領域には，溶接を施すべき領域の端部である地点Ｙが含まれている。
【００７１】
２回目のレーザの走査では，地点Ｙから地点Ｚまで矢印Ｊの向きにレーザを走査する。矢印Ｊの向きは，積層電極体１００の積層方向（図２の矢印Ｆの方向）に平行な方向である。また，矢印Ｊの向きは，矢印Ｉの向きに垂直な方向である。この２回目のレーザが走査される領域が，溶接を施すべき領域である。
【００７２】
３回目のレーザの走査では，地点Ｚ１から地点Ｚ２まで矢印Ｋの向きにレーザを走査する。矢印Ｋの向きは，積層電極体１００の積層方向（図２の矢印Ｆの方向）に垂直な方向である。矢印Ｋの向きは，矢印Ｉの向きに平行であるとともに，矢印Ｊの向きに垂直である。また，矢印Ｋの向きは，屈曲部１１１が形成されている方向に平行である。地点Ｚ１から地点Ｚ２までの走査領域には，溶接を施すべき領域の端部である地点Ｚが含まれている。
【００７３】
これにより，積層電極体１００の積層方向にわたって，確実な溶接を行うことができる。また，１回目の終点と２回目の始点である地点Ｙとの距離は，比較的短い。この距離は，１回目のレーザを照射し終わってから２回目のレーザを照射し始めるまでにレーザ照射地点を動かす距離である。したがって，１回目のレーザを照射し終わってから２回目のレーザを照射し始めるまでに要する時間は短い。例えば１０ミリ秒（１０ｍｓｅｃ）ぐらいである。そのため，２回目のレーザを照射するときには，その始点の温度は１回目のレーザによる加熱を受けたときの温度とそれほど変わらない。そのため，地点Ｙでは，溶接に充分な熱量が与えられる。そして，熱量のロスもほとんどない。
【００７４】
２回目の終点である地点Ｚと３回目の始点との距離も，比較的短い。そのため，３回目のレーザが地点Ｚを照射するときには，地点Ｚの温度は２回目のレーザによる加熱を受けたときの温度とそれほど変わらない。また，熱量のロスもほとんどない。
【００７５】
ここで，地点Ｙ１から地点Ｙ２までのレーザの移動距離は１ｍｍ程度である。地点Ｚ１から地点Ｚ２までのレーザの移動距離も１ｍｍ程度である。レーザによる加熱が不充分となりやすい箇所を余分に加熱するために行う工程であるため，この程度の走査距離で充分である。ただし，この距離は例示であり，適宜変更しても構わない。また，１回目と３回目のレーザの走査速度を変更することにより，屈曲部１１１の周囲へ与える熱量を調整することもできる。
【００７６】
また，地点Ｙおよび地点Ｚでは，レーザが都合２回走査されることとなる。そのため，地点Ｙおよび地点Ｚでは，地点Ｙから地点Ｚまでにわたる他の領域よりも多くの熱が与えられることとなる。
【００７７】
以上により，地点Ｙから地点Ｚに至るまでの溶接が行われて，積層電極体１００の正極板Ｐの先端部ＰＸが正極集電板１１０に溶接されるとともに，屈曲部１１１の周辺にも充分に熱が与えられる。本形態では，溶接範囲の両端である地点Ｙ，Ｚにレーザが２回照射されることとなる。これにより，確実な溶接が行われることとなる。
【００７８】
溶接後の正極集電板１１０の表側の面の状態について図１３により説明する。ここで表側とは，溶接により積層電極体１００と溶接されない側のことである。裏側とは，溶接により積層電極体１００と溶接される側のことである。正極集電板１１０の表側の面には，Ｉ字形状の熱影響部が形成されている。地点Ｙから地点Ｚにかけて熱影響部ＨＡＺ２が形成されている。地点Ｙを含むとともに，積層電極体１００の積層方向に垂直に熱影響部ＨＡＺ１が形成されている。地点Ｚを含むとともに，積層電極体１００の積層方向に垂直に熱影響部ＨＡＺ３が形成されている。
【００７９】
熱影響部ＨＡＺ１，熱影響部ＨＡＺ２，熱影響部ＨＡＺ３はそれぞれ，１回目に走査されたレーザ，２回目に走査されたレーザ，３回目に走査されたレーザにより形成された溶接痕である。熱影響部ＨＡＺ１，熱影響部ＨＡＺ２，熱影響部ＨＡＺ３は，互いに接触している。そのため，これらの境目は明確ではない。熱影響部ＨＡＺ２は，積層方向に形成された積層方向熱影響部である。熱影響部ＨＡＺ１は，第１の接触熱影響部である。熱影響部ＨＡＺ３は，第２の接触熱影響部である。
【００８０】
２．従来におけるレーザの走査方法との比較
ここで，図１２の矢印Ｉで示す１回目の走査および矢印Ｋで示す３回目の走査がなかった場合について説明する。その場合，図１４のようになる。正極集電板１１０の端部１１４は分厚い。つまり，熱容量が大きい。したがって，端部１１４の付近では，温度が上昇しにくい。端部１１５の付近についても同様である。したがって，端部１１４の周辺および端部１１５の周辺に余計に加熱するために，端部１１４から端部１１５までにわたってレーザが走査されることとなる。
【００８１】
端部１１４や端部１１５にレーザを照射する場合には，レーザ照射領域の半分は正極集電板１１０に，残りの半分は加圧治具１０００の上面１００１に照射されることとなる。その場合には，加圧治具１０００を損傷させるおそれがある。また，このようにしても，図１１に示すように，端部１１４，１１５のすぐ内側の箇所で溶接不良が生じるおそれがある。
【００８２】
一方，レーザの照射領域を地点Ｙから地点Ｚまでとした場合には，図１１に示すように，屈曲部１１１の付近で接合不良が生じやすい。以上述べたように本実施の形態では，積層電極体１００の積層方向（図２の矢印Ｆ）の端部付近で溶接不良が生じないようにするという問題点を解決することができる。
【００８３】
３．電池の製造方法
本形態の電池の製造方法は，前述の溶接方法を用いる。溶接方法以外の電池の製造工程は，第１の実施形態で説明したとおりである。
【００８４】
４．電池
本形態の電池の外形は，図１に示した電池セル１０の部分破断斜視図で示したものと同様である。第１の実施形態と異なる点は，正極集電板１１０や負極集電板１２０に残る熱影響部である。本形態の電池セルには，図１３で示すようなＩ次形状の熱影響部が形成されている。すなわち，積層電極体１００の積層方向（図２の矢印Ｆの方向）に，地点Ｙから地点Ｚにわたって熱影響部が形成されている。また，積層電極体１００の電極板（正極板Ｐおよび負極板Ｎ）の板面方向に平行に地点Ｙを通る熱影響部が形成されている。そして，積層電極体１００の電極板の板面方向に平行に地点Ｚを通る熱影響部が形成されている。
【００８５】
本形態の電池セルは，前述のとおり溶接不良のほとんどないものである。したがって，積層電極体１００の積層方向における両端に配置された正極板Ｐおよび負極板Ｎからも好適に集電することができる。
【００８６】
５．変形例
５−１．レーザの走査順序
また，レーザを走査する順番を入れ替えてもよい。例えば，１回目のレーザの走査で，矢印Ｊの向きに地点Ｙから地点Ｚまでレーザを走査した後に，２回目のレーザの走査で，地点Ｙ１から地点Ｙ２まで走査し，３回目のレーザの走査で，地点Ｚ１から地点Ｚ２まで走査することとしてもよい。
【００８７】
５−２．レーザの走査方向
本形態では，図１２に示したように，１回目のレーザを矢印Ｉの向きに，２回目のレーザを矢印Ｊの向きに，３回目のレーザを矢印Ｋの向きに照射した。しかし，このレーザを照射する向きは逆向きであってもよい。また，地点Ｙから地点Ｚまでにレーザの走査を，１回目，もしくは３回目に行うこととしてもよい。ただし，最初に地点Ｙにレーザが走査されてから次に地点Ｙにレーザが走査されるまでの時間は短いほうがよい。熱効率がよいためである。地点Ｚについても同様である。
【００８８】
５−３．レーザ溶接の熱影響部
本形態では，１回目（図１２の矢印Ｉ）のレーザと３回目のレーザ（図１２の矢印Ｋ）は，電極板（正極板Ｐおよび負極板Ｎ）の板面方向に平行に走査することとした。しかし，必ずしも，１回目のレーザと２回目のレーザを電極板（正極板Ｐおよび負極板Ｎ）の板面方向に平行に走査する必要はない。例えば，図１５に示すように，電極板の板面方向に平行な方向からずれた方向に走査することとしてもよい。このようにしても，地点Ｙおよび地点Ｚに熱が余計に与えられることに変わりないからである。図１５の場合においても，熱影響部ＨＡＺ５は，熱影響部ＨＡＺ４，ＨＡＺ６と接触している。
【００８９】
また，１回目のレーザと３回目のレーザを，必ずしも地点Ｙおよび地点Ｚを通るように走査する必要はない。図１６や図１７に示すように，地点Ｙおよび地点Ｚの周囲をレーザが走査されるようにすればよいからである。図１６では，熱影響部ＨＡＺ７，ＨＡＺ９は，熱影響部ＨＡＺ８に交差している。つまり，熱影響部ＨＡＺ８は，熱影響部ＨＡＺ７，ＨＡＺ９に少なくとも接触している。
【００９０】
なお，熱影響部ＨＡＺ７は，地点Ｙから積層方向の内側１ｍｍ以内の地点を狙ってレーザを走査することにより形成されたものである。熱影響部ＨＡＺ９は，地点Ｚから積層方向の内側１ｍｍ以内の地点を狙ってレーザを走査することにより形成されたものである。すなわち，地点Ｙ，Ｚから積層方向の内側に，狙いとする溶接幅Ｄ１の４倍以内の範囲内にレーザを走査することにより形成されたものである。
【００９１】
図１７でも，熱影響部ＨＡＺ１１は，熱影響部ＨＡＺ１０，熱影響部ＨＡＺ１２に少なくとも接触している。熱影響部ＨＡＺ１０は，地点Ｙから積層方向の外側１ｍｍ以内の地点を狙ってレーザを走査することにより形成されたものである。熱影響部ＨＡＺ１２は，地点Ｚから積層方向の外側１ｍｍ以内の地点を狙ってレーザを走査することにより形成されたものである。すなわち，地点Ｙ，Ｚから積層方向の外側に，狙いとする溶接幅Ｄ１の４倍以内の範囲内にレーザを走査することにより形成されたものである。
【００９２】
５−４．レーザの種類
本形態では，第１の実施形態と同様に，トップハット型のレーザを用いてレーザ溶接を行うこととした。しかし，トップハット型とは異なるレーザを用いた場合であっても，屈曲部１１１の付近で温度が上昇しにくいことに変わりない。したがって，トップハット型とは異なるレーザを用いた場合であっても，本形態のレーザの走査方法を用いることができる。また，ビーム溶接やその他の溶接であっても同様に適用できる。
【００９３】
５−５．集電板の凹部
第１の実施形態のところで説明したように，図１０に示したように，集電板１１０，１２０に凹部が形成されているものを用いてもよい。
【００９４】
６．まとめ
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係る電池は，正極集電板１１０を正極非充填部Ｐ２の先端部ＰＸに溶接する際にトップハット型のレーザを用いて製造されたものである。負極集電板１２０を負極非充填部Ｎ２の先端部ＮＸに溶接する際も同様である。そのため，積層電極体１００でセパレータ焼けがほとんど起こっていない。また，スパッタもほとんど積層電極体１００に入っていない。これにより，内部短絡をほとんど生じない電池が実現されている。
【００９５】
また，本形態に係る電池の製造方法では，溶接にトップハット型のレーザを用いた。したがって，溶接の際にスパッタがほとんど発生しない。また，正極基板もしくは負極基板を溶融しすぎるおそれがほとんどない。よって，セパレータＳを溶融させることがほとんどない。つまり，内部短絡を起こしにくい電池を製造することができる。さらに，ビーム溶接のように真空状態とする必要もない。
【００９６】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，ニッケル水素電池に限らない。リチウムイオン電池にも適用することができる。その場合であっても，正極板反応部および正極板非反応部を有する正極板と，負極板反応部および負極板非反応部を有する負極板とを有し，それぞれ正極集電板と負極集電板とに溶接すればよい。その他，正極非充填部Ｐ２の先端部ＰＸを正極集電板１１０に溶接し，あるいは負極非充填部Ｎ２の先端部ＮＸを負極集電板１２０に溶接するような電池であれば，適用することができる。
【符号の説明】
【００９７】
１０…電池セル
１００…積層電極体
１１０，２１０…正極集電板
１１１，１２１…屈曲部
１２０…負極集電板
２００…溶接体
２１１…凹部
Ｐ…正極板
Ｐ１…正極充填部
Ｐ２…正極非充填部
ＰＸ…先端部
Ｎ…負極板
Ｎ１…負極充填部
Ｎ２…負極非充填部
ＮＸ…先端部
Ｓ…セパレータ
Ｄ…溶接幅
Ｄ１…狙いとする溶接幅
【技術分野】
【０００１】
本発明は，溶接方法および電池の製造方法および電池に関する。さらに詳細には，電極板（正極板および負極板）と集電板との溶接に特徴のある溶接方法および電池の製造方法および電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電池は，携帯電話やパーソナルコンピュータ等の電子機器，ハイブリッド車両や電気自動車等の車両など，多岐にわたる分野で利用されている。このような電池は，正極板と負極板と電解質とを備えるものである。また，正極板と負極板とを絶縁するために，これらの間にセパレータを設けることが一般的である。そして，正極板および負極板を交互に配置するとともに，それらの間にセパレータをはさんで積層した積層電極体を用いることが多い。体積エネルギー密度の向上を図るためである。
【０００３】
このような積層電極体には，正極板の基板に正極集電板が接合されるとともに，負極板の基板に負極集電板が接合される。好適な集電を行うためには，この接合を確実に行うことが好ましい。接合箇所における接合が不充分であれば，その箇所における電気抵抗が高いからである。接合そのものがなされていなければ，これらの箇所はもちろん導通していない。したがって，その箇所では電流が流れない。
【０００４】
そのため，電極板の基板と集電板とを好適に接合するための技術が開発されてきている。例えば，特許文献１には，電極板の基板と集電板とをレーザ溶接する技術が開示されている。これにより，リードの加工や固定等の煩雑な工程を行うことなく，接合を行うことができるとしている。また，特許文献２には，電極板の基板と集電板とを真空中でビーム溶接する技術が開示されている。これにより，接合箇所以外の他の部分に熱による影響を生じさせないようにして接合を行うことができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−０４２７６９号公報
【特許文献２】特開２００４−００６４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが，特許文献１のようにレーザを連続的に走査する場合には，スパッタが発生しやすい。スパッタが電極体の内部に入ると，内部短絡を生ずるおそれがある。また，レーザのエネルギー密度が高いため，電極板が溶融しすぎてしまうおそれがある。この場合には，セパレータに多量の熱が伝わり，セパレータ焼けが生じてしまうこととなる。
【０００７】
一方，特許文献２のように真空中でビーム溶接する場合には，溶接を真空中で行う必要がある。この真空状態を実現するため，減圧する工程や復圧する工程などの多くの工程を要する。そして，これらの工程を行うのに時間もかかる。つまり，サイクルタイムが長いものとなってしまう。さらに，真空とするための設備を設ける必要がある。
【０００８】
本発明は，前述した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，電極板の基板と集電板との溶接を好適に行うことのできる溶接方法および電池の製造方法および電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の一態様における溶接方法は，正極板と負極板とをセパレータを間に介在させて交互に配置した電極体を，集電体に溶接する溶接方法である。そして，正極板と負極板との少なくとも一方の集電体への溶接を，バックグラウンドレベルより有意に大きい強度の照射領域である照射径Φが，次の関係
ΦＴ／Φ ≧ ０．９
ΦＴ ： ０．９Ｔ部分強度照射径（最大強度の１０％以上の強度である照射領域の径）
を満たすとともに，次の関係
４×Ｄ１ ≦ Φ ≦７×Ｄ１
Ｄ１ ： 狙いとする溶接幅
を満たすレーザを用いて行う。かかる溶接方法では，レーザの照射径の中心付近に与える熱量はそれほど多くない。そのため，集電板の穴あきやスパッタの発生がほとんど生じない。また，セパレータ焼けも生じない。そして，集電板を積層電極体に狙いとする溶接幅で溶接することができる。
【００１０】
また，本発明の別の態様における電池の製造方法は，電解液中で電極反応を起こす正極板反応部と電解液中で電極反応を起こさない正極板非反応部とを備える正極板と，電解液中で電極反応を起こす負極板反応部と電解液中で電極反応を起こさない負極板非反応部とを備える負極板と，セパレータとを，正極板および負極板を交互にしつつ正極板および負極板の間にセパレータを挟んで配置するとともに，正極板非反応部の少なくとも一部と負極板非反応部の少なくとも一部とを互いに反対方向に突出させるように積層して積層電極体とする積層電極体作成工程と，積層電極体から突出している正極板非反応部に正極集電板を溶接するとともに，積層電極体から突出している負極板非反応部に負極集電板を溶接して溶接体とする集電板溶接工程と，溶接体を電池容器に挿入するとともに電解液を注入した後に電池容器を密閉する電池組立工程とを有する。そして，集電板溶接工程では，バックグラウンドレベルより有意に大きい強度の照射領域である照射径Φが，次の関係
ΦＴ／Φ ≧ ０．９
ΦＴ ： ０．９Ｔ部分強度照射径（最大強度の１０％以上の強度である照射領域の径）を満たすとともに，次の関係
４×Ｄ１ ≦ Φ ≦７×Ｄ１
Ｄ１ ： 狙いとする溶接幅
を満たすレーザを用い，そのレーザを，積層電極体の一方の端部における正極板非反応部または負極板非反応部の箇所から他方の端部における正極板非反応部または負極板非反応部の箇所まで，積層方向に走査する。かかる電池の製造方法では，レーザの照射径の中心付近に与える熱量はそれほど多くない。そのため，集電板の穴あきやスパッタの発生がほとんど生じない。また，セパレータ焼けも生じない。そして，集電板を積層電極体に狙いとする溶接幅で溶接することができる。
【００１１】
上記に記載の電池の製造方法において，正極集電板および負極集電板の少なくとも一方として，積層方向の両端部に屈曲部が形成されたものを用い，集電板溶接工程では，積層方向へのレーザを屈曲部の内側に照射し，そのレーザの照射領域の両端部の積層方向の内側１ｍｍ以内もしくは両端部の積層方向の外側１ｍｍ以内に，レーザを走査することとしてもよい。温度の上昇しにくい屈曲部付近で，集電板と積層電極体とが未接合となる接合不良をほとんど生じないようにすることができるからである。
【００１２】
上記に記載の電池の製造方法において，正極集電板および負極集電板の少なくとも一方として，集電板溶接工程で溶接される領域の厚みがその他の領域の厚みより薄い薄肉部を有するものを用い，集電板溶接工程では，薄肉部に，正極板非反応部もしくは負極板非反応部を溶接するとなおよい。エネルギーの小さいレーザを用いても，溶接幅が不足することなく溶接を行うことができるからである。
【００１３】
また，本発明のさらに別の態様における電池は，電解液中で電極反応を起こす正極板反応部と電解液中で電極反応を起こさない正極板非反応部とを備える正極板と，電解液中で電極反応を起こす負極板反応部と電解液中で電極反応を起こさない負極板非反応部とを備える負極板と，セパレータとが，正極板および負極板を交互にしつつ正極板および負極板の間にセパレータを挟んで配置するとともに，正極板非反応部の少なくとも一部と負極板非反応部の少なくとも一部とを互いに反対方向に突出させた状態で積層された積層電極体と，積層電極体から突出している正極板非反応部と溶接された正極集電板と，積層電極体から突出している負極板非反応部と溶接された負極集電板とを有する。そして，正極集電板および負極集電板の少なくとも一方における表側の熱影響部の幅が，その集電板における裏側の溶接幅の４〜７倍である。かかる電池では，積層電極体の内部にスパッタが混入しているおそれがほとんどない。また，セパレータ焼けもほとんど生じていない。そして，必要とする溶接幅で溶接がなされている。
【００１４】
また，本発明のさらに別の態様における電池は，電解液中で電極反応を起こす正極板反応部と電解液中で電極反応を起こさない正極板非反応部とを備える正極板と，電解液中で電極反応を起こす負極板反応部と電解液中で電極反応を起こさない負極板非反応部とを備える負極板と，セパレータとが，正極板および負極板を交互にしつつ正極板および負極板の間にセパレータを挟んで配置するとともに，正極板非反応部の少なくとも一部と負極板非反応部の少なくとも一部とを互いに反対方向に突出させた状態で積層された積層電極体と，積層電極体から突出している正極板非反応部と溶接された正極集電板と，積層電極体から突出している負極板非反応部と溶接された負極集電板とを有するものである。そして，正極集電板と正極板非反応部との溶接部および負極集電板と負極板非反応部との溶接部の少なくとも一方では，積層電極体の積層方向における一方の端部から他方の端部にわたる積層方向熱影響部と，一方の端部の側で積層方向熱影響部と少なくとも接触している第１の接触熱影響部と，他方の端部の側で積層方向熱影響部と少なくとも接触している第２の接触熱影響部とが形成されているものである。かかる電池は，積層電極体の積層方向の両端に位置する箇所で，集電板と積層電極体の接合不良がほとんど生じていないものである。
【００１５】
上記に記載の電池において，正極集電板および負極集電板の少なくとも一方における表側の熱影響部の幅が，その集電板における裏側の溶接幅の４〜７倍であるとよい。積層電極体の内部にスパッタが混入しているおそれがほとんどないからである。また，セパレータ焼けもほとんど生じていない。そして，必要とする溶接幅で溶接がなされている。
【００１６】
上記に記載の電池において，正極集電板および負極集電板の少なくとも一方に，熱影響部の少なくとも一部に薄肉部が形成されているものであるとよい。積層電極体の内部にスパッタが混入している可能性がさらに低いからである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば，電極板の基板と集電板との溶接を好適に行うことのできる溶接方法および電池の製造方法および電池が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係る電池を説明するための部分破断斜視図である。
【図２】実施形態に係る電池の積層電極体に集電板を溶接した溶接体の構造を説明するための断面図である。
【図３】実施形態に係る電池の製造方法に用いるレーザの強度分布を説明するための図である。
【図４】第１の実施形態に係る電池の製造方法におけるレーザの走査方法を説明するための断面図である。
【図５】実施形態に係る電池の製造方法におけるレーザ溶接を説明するための断面図である。
【図６】第１の実施形態に係る電池の製造方法におけるレーザ溶接の溶接領域を示す斜視図である。
【図７】第１の実施形態に係る電池の製造方法におけるレーザの出力と照射径との組み合わせによるレーザ溶接の適否を説明するためのグラフ（その１）である。
【図８】第１の実施形態に係る電池の製造方法におけるレーザの出力と照射径との組み合わせによるレーザ溶接の適否を説明するためのグラフ（その２）である。
【図９】従来のキーホール型のレーザ溶接を説明するための斜視図である。
【図１０】第１の実施形態に係る電池の製造方法において凹部の形成された集電板を溶接する方法を説明するための断面図である。
【図１１】従来の電池の製造方法により製造された溶接体における溶接不良箇所を説明するための断面図である。
【図１２】第２の実施形態に係る電池の製造方法におけるレーザの走査方法を説明するための平面図である。
【図１３】第２の実施形態に係る電池における集電板の溶接による熱影響部を説明するための平面図である。
【図１４】従来の電池の製造方法におけるレーザを走査する長さとレーザを照射する長さとを説明するための平面図である。
【図１５】第２の実施形態に係る別の電池の溶接領域の形状を説明するための平面図（その１）である。
【図１６】第２の実施形態に係る別の電池の溶接領域の形状を説明するための平面図（その２）である。
【図１７】第２の実施形態に係る別の電池の溶接領域の形状を説明するための平面図（その３）である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，ニッケル水素電池とその製造方法について，本発明を具体化したものである。
【００２０】
（第１の実施形態）
１．電池
本実施の形態に係るニッケル水素電池について説明する。図１は，本形態の電池セル１０の部分破断斜視図である。図１に示すように，電池セル１０は，電池容器１１と，封口板１２と，安全弁１３と，積層電極体１００とを有している。電池容器１１は，その内部に積層電極体１００を挿入されるものであるとともに，電解液を収容するためのケースである。封口板１２は，電池セル１０を封止するためのものである。安全弁１３は，電池セル１０の内圧が上昇しすぎた場合に開弁する弁である。積層電極体１００には，後述するように，正極集電板および負極集電板が接合されている。これらは，図１の破断した箇所からは見えない位置にある。
【００２１】
図２は，電池セル１０から溶接体２００を抜き出して描いた断面図である。ここでいう溶接体２００とは，積層電極体１００に正極集電板１１０および負極集電板１２０が接合されたものである。積層電極体１００は，図２に示すように，正極板Ｐと，負極板Ｎと，セパレータＳとを有している。そして，正極板Ｐと負極板Ｎとの間には必ずセパレータＳが間に配置されるように積層されている。正極板Ｐと負極板Ｎとを絶縁するためである。ここで，図２中の矢印Ｆの示す方向は，図１中の矢印Ａの示す方向と同じであり，これらの部材の積層方向である。
【００２２】
正極板Ｐは，正極基板の一部に正極活物質が充填されたものである。正極板Ｐは，正極充填部Ｐ１と正極非充填部Ｐ２とを備えている。正極充填部Ｐ１は，図２に示すように，セパレータＳに挟まれている位置にある。正極非充填部Ｐ２は，図２に示すように，セパレータＳに挟まれていない位置にある。正極充填部Ｐ１は，正極基板に正極活物質が充填されている正極板反応部である。一方，正極非充填部Ｐ２は，正極基板に正極活物質が充填されていない正極板非反応部である。正極板反応部は，その表面で電極反応が生じる部分であるとともに，実際に発電に寄与する部分である。ここで，正極基板は，例えば発泡ニッケルである。正極活物質は，例えば水酸化ニッケルである。なお，正極活物質は図２には表れていない。発泡ニッケルの表面にはわずかに形成されているにすぎないからである。
【００２３】
負極板Ｎは，負極基板に負極活物質の充填された負極充填部Ｎ１（負極板反応部）と負極非充填部Ｎ２（負極板非反応部）とを備えている。負極充填部Ｎ１は，図２に示すように，セパレータＳに挟まれている位置にある。負極非充填部Ｎ２は，図２に示すように，セパレータＳに挟まれていない位置にある。ここで，負極基板は，例えばニッケルのパンチングメタルである。負極活物質は，例えば水素吸蔵合金である。
【００２４】
また，図２に示すように，正極充填部Ｐ１と負極充填部Ｎ１とは，セパレータＳに接して積層されている。正極非充填部Ｐ２の一部は，積層電極体１００の一方に突出している。正極非充填部Ｐ２の先端部ＰＸは，正極集電板１１０に接合されている。すなわち，正極基板と正極集電板１１０とは導通している。負極非充填部Ｎ２の一部は，積層電極体１００の他方に突出している。その突出する方向は，正極非充填部Ｐ２の突出している方向の反対側である。負極非充填部Ｎ２の先端部ＮＸは，負極集電板１２０に接合されている。すなわち，負極基板と負極集電板１２０とは導通している。ここで，各集電板１１０，１２０の厚みは０．４〜１ｍｍ程度である。電極板Ｐ，Ｎの厚みは５０〜２００μｍ程度である。
【００２５】
図２に示すように，正極集電板１１０の両端には屈曲部１１１が形成されている。屈曲部１１１には，端面１１１ａが形成されている。端面１１１ａは，電極板Ｐ，Ｎに対して垂直である。同様に，負極集電板１２０の両端にも屈曲部１２１が形成されている。
【００２６】
２．電極板と集電板との溶接方法
２−１．用いるレーザの強度分布
本形態の溶接方法について説明する。本形態では，レーザ溶接に用いるレーザの種類に特徴がある。したがって，まず本形態で用いるレーザの種類について説明する。本形態で用いるレーザの強度分布を図３に示す。図３において，横軸は中心からの距離である。縦軸はレーザの強度である。実線は，トップハット型のレーザの強度分布を示している。破線は，ガウシアン型のレーザの強度分布を示している。本形態では，図３に示すようなトップハット型のレーザを用いる。
【００２７】
図３には，照射径Φの共通するトップハット型のレーザ（実線）とガウシアン型のレーザ（破線）とが描かれている。ここで照射径Φは，バックグラウンドレベルより有意に大きい強度である照射領域の径のことをいう。例えば，レーザの最大強度の１％以上の出力である照射領域の径のことをいう。
【００２８】
レーザの最大強度をＭとする。０．９Ｍ部分強度照射径をΦＱとする。０．９Ｍ部分強度照射径とは，レーザの強度分布の最大値Ｍの１０％以上の強度である照射領域の径のことをいう。
【００２９】
本形態におけるトップハット型のレーザとは，照射径Φと０．９Ｍ部分強度照射径ΦＱとの比で定義することができる。すなわち，トップハット型のレーザとは，
ΦＱ／Φ≧０．９
の関係式を満たすレーザのことをいう。また，ガウシアン型のレーザとは，
ΦＱ／Φ＜０．８
の関係式を満たすレーザのことをいう。図３には，トップハット型のレーザおよびガウシアン型のレーザの典型例が示されている。
【００３０】
図３では，トップハット型のレーザの最大強度をＭＴとしている。すると，０．９ＭＴ部分強度照射径ΦＴは，
ΦＴ／Φ≧０．９ ………（１）
を満たす。図３では，ガウシアン型のレーザの最大強度をＭＧとしている。すると，０．９ＭＧ部分強度照射径ΦＧは，
ΦＧ／Φ＜０．８ ………（２）
を満たす。
【００３１】
このように，部分強度照射径ΦＱが照射径Φに近い値をとるほど，レーザの強度分布の最大値付近はフラットである。これが，トップハット型のレーザの特徴である。部分強度照射径ΦＱが照射径Φより充分に小さい値となるほど，レーザの強度分布の最大値付近のフラットな領域は消失する。これが，ガウシアン型のレーザの特徴である。
【００３２】
図３に示すように，出力が同じで照射径Φが同じである場合には，次のような特徴がある。トップハット型のレーザの強度は，レーザの照射中心に近い領域ではガウシアン型のレーザの強度より弱く，レーザの照射中心から遠い領域ではガウシアン型のレーザの強度よりも強い。つまり，トップハット型のレーザを用いた場合には，レーザの照射領域の中心付近に与えられる熱量はガウシアン型のレーザを用いた場合より少ない。そのため，スパッタの発生が抑制される。
【００３３】
なお，トップハット型のレーザは，遮光体を用いることにより照射することができる（特開平１０−１０９１８６号公報の段落［００２４］，図１，図３参照）。また，リアミラーを用いることにより照射することもできる（特開平９−７０６８１号公報の段落［００３４］，図５，図９，図１０参照）。
【００３４】
２−２．溶接方法
続いて，上記のトップハット型のレーザを用いた溶接方法について説明する。図４は，本形態のレーザ溶接の方法を説明する図である。レーザ溶接を行うに際して，加圧治具１０００により，積層電極体１００を，図４中の左右方向（矢印Ｅ）に加圧する。加圧治具１０００は，積層電極体１００の積層方向（図２の矢印Ｆの方向）の厚みを薄いものとするための治具である。このように加圧しつつ溶接することにより，電池容器１１への収容を可能とするとともに，電池の体積エネルギー密度を高いものとするためである。加圧治具１０００は，溶接工程に用いるだけであり，電池セル１０には残らない。
【００３５】
そして，正極集電板１１０の屈曲部１１１は，加圧治具１０００の上面１００１で支持されている。端面１１１ａは，上面１００１と対面して加圧治具１０００に接触している。このとき，正極板Ｐの先端部ＰＸは，正極集電板１１０に接触している。
【００３６】
続いて，レーザを正極集電板１１０に照射しつつ，図４の矢印Ｂの向きにレーザを走査する。ここでレーザの走査速度は，例えば６５ｍｍ／ｓｅｃである。もちろん，これ以外の走査速度であってもよい。図４の矢印Ｂの方向は，図２に示した矢印Ｆの方向，すなわち積層電極体１００の積層方向に平行である。これにより，正極集電板１１０におけるレーザ照射箇所は加熱されて溶融する。このレーザの照射箇所１１２を図５に示す。図５は，図２のＬＬ断面に相当する位置を示す断面図である。ただし，図２には溶接後の溶接体２００が示されているのに対し，図５には溶接の最中の様子が示されている。図５には，レーザ照射箇所１１２と，レーザの照射により溶融した溶融部分１１３とが示されている。溶融部分１１３は，図５に示すとおり，正極集電板１１０の厚み方向にわたって形成されている。
【００３７】
そして溶融部分１１３の一部は，正極板Ｐの先端部ＰＸに接触した状態で先端部ＰＸに濡れ広がる。この段階で，正極集電板１１０と正極板Ｐの先端部ＰＸとは導通している。その溶融部分１１３へのレーザの照射が終了した後に，溶融部分１１３は冷却されて凝固する。これにより，正極板Ｐの先端部ＰＸは，正極集電板１１０に接合される。そのときの溶接幅Ｄを図５中に示す。この溶接幅Ｄは，正極集電板１１０の裏側における溶融部分１１３の幅である。
【００３８】
レーザは，図４の矢印Ｂの向きに走査されるので，正極集電板１１０は積層電極体１００の積層方向，すなわち図４の左右方向にわたる複数の正極板Ｐに溶接される。その溶接される溶接領域Ｒを図６に示す。溶接領域Ｒは，レーザを照射されることにより，一旦は溶融して再度凝固する熱影響部（Ｈｅａｔ Ａｆｆｅｃｔｅｄ Ｚｏｎｅ）となる部分である。レーザは，図６の矢印Ｑの方向に沿って走査されることとなる。なお，図５のＨＡＺは，正極集電板１１０の表側の熱影響部の幅を示している。
【００３９】
ここで，レーザの照射径Φと，狙いとする溶接幅Ｄ１とは，次の関係を満たしている。
４×Ｄ１ ≦ Φ ≦７×Ｄ１
正極集電板１１０の表側の熱影響部の幅ＨＡＺを溶接幅Ｄの４〜７倍とするためである。
【００４０】
同様に，負極集電板１２０を積層電極体１００の負極板Ｎの先端部ＮＸに溶接する。これにより，正極集電板１１０および負極集電板１２０が積層電極体１００に溶接された溶接体２００が作成される。この溶接体２００は，図２に示したとおりである。
【００４１】
図６に示す溶接領域Ｒ，すなわち熱影響部の表面１１０ａ側の幅ＨＡＺは，レーザの照射径Φにほとんど等しい。すなわち，本形態に係る電池セルの溶接体２００では，集電板１１０，１２０の溶接幅Ｄの４〜７倍の幅の熱影響部が，集電板１１０，１２０の表面に形成されている。かかる溶接体２００を有する電池セル１０は，好適な溶接がなされているといえる。つまり，溶接不良がほとんど生じていない。また，集電板１１０，１２０に穴が開いていることもなく，スパッタが積層電極体１００の内部に入り込むおそれもほとんどない。また，セパレータ焼けも生じていない。
【００４２】
２−３．レーザの照射径Φと良品条件との関係
ここで，レーザの照射径Φと良品条件との関係について説明する。図７は，異なるレーザの照射径とレーザの出力のレーザを用いて溶接した場合に，溶接幅Ｄの不足やセパレータ焼け等の溶接不良が生ずるか否かを示したグラフである。横軸はレーザの出力である。縦軸はレーザの照射径Φである。なお，ここで用いたレーザは，式（１）を満たすトップハット型のレーザである。
【００４３】
図７および後述する図８に示す結果は，次の条件で溶接を行ったものである。
集電板１１０，１２０の板厚ｔ ： ０．４ｍｍ
狙いとする溶接幅Ｄ１ ： ０．５ｍｍ
レーザの走査速度 ： ６５ｍｍ／ｓｅｃ
【００４４】
図７において，「×」印は，溶接に際して集電板の穴あきやスパッタが生じていることを示している。菱形の印は，セパレータ焼けが生じていることを示している。三角形の印は，溶接幅Ｄが不足していることを示している。「○」印は，上記のいずれの問題点も生じていないことを示している。すなわち，良品であることを示している。
【００４５】
図７には，４つの領域Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘが存在する。領域Ｕは，照射径Φが１．５ｍｍ未満のトップハット型のレーザを用いた場合を示す領域である。領域Ｕでは，図７に示すように，集電板の穴あきやスパッタが発生する。領域Ｕではレーザの照射径が小さいので，図９に示すようにレーザが正極集電板１１０を貫通してしまう。つまり，正極集電板１１０に穴があいてしまうこととなる。領域Ｕではさらに，溶接幅が不足している。つまり，品質を満足する溶接を行うことができない。
【００４６】
照射径Φが２ｍｍ以上（Ｄ１の４倍以上）の場合には，領域Ｖ，Ｗ，Ｘがある。レーザの出力の低い順から領域Ｖ，Ｘ，Ｗとなっている。領域Ｖは，図７中の三角形の印を結んだ線より左側の領域である。領域Ｗは，図７中の菱形の印を結んだ線より右側の領域である。領域Ｘは，領域Ｖと領域Ｗの中間にある。
【００４７】
レーザの出力の低い領域Ｖでは，溶接幅が不足している。逆にレーザの出力の高い領域Ｗでは，セパレータ焼けが生じている。領域Ｘでは，良品品質を満足する溶接体２００が作成される。つまり，この溶接体２００には，穴あきやスパッタの発生，セパレータ焼け，溶接幅不足といった問題点が生じていないのである。
【００４８】
このように，レーザの照射径Φを，狙いとする塗工幅Ｄ１の４倍以上としたうえで，レーザの出力を適宜選択すれば，好適なレーザ溶接を行うことができる。一方，レーザの照射径Φが狙いとする溶接幅Ｄ１の７倍を超えると，レーザのエネルギー密度は低いものとなる。そのため，溶接幅Ｄを確保するためにはレーザの出力を高いものとする必要がある。このときの入熱量の総量は大きい。この場合にはセパレータ焼けも発生しやすいため，好ましくない。
【００４９】
２−４．ガウシアン型レーザを用いた場合
続いて，本形態のトップハット型のレーザではなく，ガウシアン型のレーザを用いた場合について説明する。図８は，ガウシアン型のレーザを用いた結果を示すグラフである。このとき狙いとする溶接幅は，集電板１１０，１２０の板厚ｔ以上の幅である。したがって，図７のトップハット型のレーザを用いた場合と同様に，溶接幅を０．５ｍｍとする。図８で用いたレーザは，式（２）を満たすガウシアン型のレーザである。
【００５０】
図８の場合においても，図７に示した場合と同様に，適切なレーザの照射径とレーザの出力を選ぶことにより，良品品質を満足する溶接体２００が得られた。ただし，図８において，良品品質を満足するようなレーザの照射径とレーザの出力の組み合わせの領域は，図７に示した領域よりも狭い。すなわち，ガウシアン型のレーザのほうが好適に溶接を行うことができる領域が狭い。逆に，トップハット型のレーザのほうが好適に溶接を行うことができる領域が広い。このように薄いＴ字型突合せ溶接であって，スパッタの飛散を抑制するとともに，セパレータ焼けを回避する必要のある電池の製造工程においては，トップハット型のレーザが好ましい。
【００５１】
以上述べたように，図７に示したように，トップハット型のレーザを用いる場合には，照射径Φが２．０〜３．５ｍｍのレーザを選ぶとよい。ただし，これは狙いとする溶接幅Ｄ１が０．５ｍｍの場合である。このときの照射径は，狙いとする溶接幅Ｄ１の４〜７倍である。狙いとする溶接幅Ｄ１が０．５ｍｍでない場合には，溶接に好適な照射径Φは図７に示したものとは異なることとなる。その場合であっても，照射径が溶接幅の４〜７倍であるレーザを用いればよい。
【００５２】
図８に示したように，ガウシアン型のレーザを用いる場合には，照射径Φが２．５〜３．５ｍｍのレーザを選ぶとよい。ただし，これは狙いとする溶接幅Ｄ１が０．５ｍｍの場合である。このときの照射径は，狙いとする溶接幅Ｄ１の４〜７倍である。狙いとする溶接幅Ｄ１が０．５ｍｍでない場合には，溶接に好適な照射径Φは図７に示したものとは異なることとなる。その場合であっても，照射径が溶接幅の４〜７倍であるレーザを用いればよい。
【００５３】
集電板１１０，１２０として，本形態のものとは板厚の異なるものを用いたとしても，溶接幅の４〜７倍の照射径のトップハット型のレーザを用いることができる。レーザの出力を変えることにより，好適な溶接を行うことができるからである。
【００５４】
なお，集電板１１０，１２０の板厚ｔは，前述のものに限らない。例えば，０．４〜１ｍｍ程度であるとよい。もちろん，それ以外の値であってもよい。狙いとする溶接幅Ｄ１は，集電板１１０，１２０の板厚ｔ以上であることが望ましい。溶接強度を保持するとともに，電気抵抗を大きいものとしないためである。
【００５５】
３．電池の製造方法
本実施の形態に係る電池の製造方法は，上記の積層電極体１００と正極集電板１１０や負極集電板１２０との溶接方法を実施することに特徴のあるものである。
【００５６】
３−１．電極板作成工程
正極板Ｐは，正極基板に正極活物質を充填することにより作成される。ここで，正極基板のうち正極活物質を充填された箇所が正極充填部Ｐ１となる。正極基板のうち正極活物質を充填されていない箇所が正極非充填部Ｐ２となる。負極板Ｎは，負極基板に負極活物質を塗着することにより作成される。ここで，負極基板のうち負極活物質を充填された箇所が負極充填部Ｎ１となる。負極基板のうち負極活物質を充填されていない箇所が負極非充填部Ｎ２となる。
【００５７】
３−２．積層電極体作成工程
続いて，正極板Ｐ，負極板Ｎ，セパレータＳを積層する。その際に，正極板Ｐと負極板Ｎとが交互になるように配置する。そして，正極板Ｐと負極板Ｎとの間に必ずセパレータＳをはさんだ状態で積層する。その際に，正極板Ｐの正極非充填部Ｐ２が一方から突出するようにするとともに，負極板Ｎの負極非充填部Ｎ２がその反対側に突出するように積み重ねる。これにより，積層電極体１００が作成される。
【００５８】
３−３．集電板溶接工程
次に，正極集電板１１０および負極集電板１２０を積層電極体１００に溶接する。図４に，溶接前の積層電極体１００と正極集電板１１０を示す。ここでは，前述のとおり，狙いとする溶接幅の４〜７倍の照射径であるレーザを用いて正極集電板１１０を正極非充填部Ｐ２の先端部ＰＸに溶接する。同様に，負極集電板１２０を負極非充填部Ｎ２の先端部ＮＸに溶接する。これらの接合の順序はどちらでもよい。
【００５９】
３−４．電池組立工程
続いて，電池容器１１に積層電極体１００を挿入する。そして電池容器１１の内部に電解液を注入する。これにより，積層電極体１００は，電解液に浸されることとなる。続いて，封口板１２を電池容器１１に接合する。これにより，本形態の電池セル１０が組み立てられる。この後，各種の検査工程を行うとよい。以上の工程を経ることにより，本形態の電池セル１０が製造される。
【００６０】
４．変形例
本形態の変形例について図１０に示す。図１０に示すように，正極集電板２１０には，凹部２１１が形成されている。正極集電板２１０における凹部２１１の箇所の厚みは，その他の箇所の厚みの半分程度である。すなわち，凹部２１１は，薄肉部である。この凹部２１１の幅は，狙いとする溶接幅Ｄ１と同程度である。この凹部２１０は，正極板Ｐと溶接される側の反対側に形成されている。
【００６１】
なお，溶接に際しては，レーザの照射径を狙いとする溶接幅Ｄ１，すなわち凹部２１１の幅よりもわずかに大きい照射径のレーザを用いるとよい。凹部２１１の厚みが薄いため，レーザのエネルギーをより小さいものとすることができる。これにより，スパッタの発生を抑制することができる。なお，凹部２１１は，溶接を施す領域に部分的にプレス処理を施すことにより形成することができる。凹部２１１の幅Ｄ２は，照射径Φよりわずかに小さい。
【００６２】
５．まとめ
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係る電池は，正極集電板１１０を正極非充填部Ｐ２の先端部ＰＸに溶接する際にトップハット型のレーザを用いて製造されたものである。負極集電板１２０を負極非充填部Ｎ２の先端部ＮＸに溶接する際も同様である。そのため，溶接幅が充分な溶接を行うことができる。また，積層電極体１００でセパレータ焼けがほとんど起こっていない。また，スパッタもほとんど積層電極体１００に入っていない。これにより，内部短絡をほとんど生じない電池が実現されている。
【００６３】
また，本形態に係る電池の製造方法では，溶接にトップハット型のレーザを用いた。したがって，溶接の際にスパッタがほとんど発生しない。また，正極基板もしくは負極基板を溶融しすぎるおそれがほとんどない。よって，セパレータＳを溶融させることがほとんどない。つまり，内部短絡を起こしにくい電池を製造することができる。さらに，ビーム溶接のように真空状態とする必要もない。本形態に係るトップハット型のレーザを用いたレーザ溶接のほうがガウシアン型のレーザを用いたレーザ溶接よりも好適に溶接を行うことができる領域が広い。
【００６４】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，ニッケル水素電池に限らない。リチウムイオン電池にも適用することができる。その場合であっても，正極板反応部および正極板非反応部を有する正極板と，負極板反応部および負極板非反応部を有する負極板とを有し，それぞれ正極集電板と負極集電板とに溶接すればよい。その他，正極非充填部Ｐ２の先端部ＰＸを正極集電板１１０に溶接し，あるいは負極非充填部Ｎ２の先端部ＮＸを負極集電板１２０に溶接するような電池であれば，適用することができる。
【００６５】
また本形態では，溶接の際に，正極集電板１１０と正極板Ｐの先端部ＰＸとが既に接触していることとした。しかし，これらの間にわずかな隙間があってもよい。溶接を行うことができることに変わりないからである。
【００６６】
（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。本形態では，第１の実施形態と同様にトップハット型のレーザを用いる。第１の実施形態と異なる点は，レーザを走査する走査方法である。したがって，レーザの走査方法を中心に説明する。
【００６７】
第１の実施形態で述べたように，図２に示した溶接体２００の正極集電板１１０の両端には，屈曲部１１１が形成されている。屈曲部１１１の箇所の板厚は，他の箇所の板厚よりも厚い。そのため，積層電極体１００の積層方向（図２の矢印Ｆ）の端部付近，すなわち屈曲部１１１の付近の溶接箇所では，その他の溶接箇所に比べて温度が上昇しにくい。レーザの照射箇所の熱が，屈曲部１１１の方へ逃げるためである。そのため，図１１に示すように，屈曲部１１１の付近で接合不良が生じやすい。これは負極側であっても同様である。
【００６８】
屈曲部１１１の付近で接合不良が生じないようにするためには，屈曲部１１１の周囲の箇所にその他の箇所より多くの熱を与えるようにすればよい。したがって本形態では，図６の溶接領域Ｒで示した以外の屈曲部１１１の周囲の箇所にレーザを照射することを特徴とする。
【００６９】
１．溶接方法
本形態のレーザ溶接におけるレーザの走査方法について説明する。レーザの走査方法を図１２に示す。図１２は，図４中の矢印Ｃの方向から見た図である。図１２に示すように，溶接を施すべき領域は，地点Ｙから地点Ｚまでの領域である。地点Ｙ，地点Ｚは，屈曲部１１１の形成されている箇所のすぐ内側に位置している。溶接幅は０．５ｍｍである。本形態では，図１２に示すように，レーザを３回照射する。
【００７０】
１回目のレーザの走査では，地点Ｙ１から地点Ｙ２まで矢印Ｉの向きにレーザを走査する。矢印Ｉの向きは，積層電極体１００の積層方向（図２の矢印Ｆの方向）に垂直な方向である。また，矢印Ｉの向きは，屈曲部１１１が形成されている方向に平行である。地点Ｙ１から地点Ｙ２までの走査領域には，溶接を施すべき領域の端部である地点Ｙが含まれている。
【００７１】
２回目のレーザの走査では，地点Ｙから地点Ｚまで矢印Ｊの向きにレーザを走査する。矢印Ｊの向きは，積層電極体１００の積層方向（図２の矢印Ｆの方向）に平行な方向である。また，矢印Ｊの向きは，矢印Ｉの向きに垂直な方向である。この２回目のレーザが走査される領域が，溶接を施すべき領域である。
【００７２】
３回目のレーザの走査では，地点Ｚ１から地点Ｚ２まで矢印Ｋの向きにレーザを走査する。矢印Ｋの向きは，積層電極体１００の積層方向（図２の矢印Ｆの方向）に垂直な方向である。矢印Ｋの向きは，矢印Ｉの向きに平行であるとともに，矢印Ｊの向きに垂直である。また，矢印Ｋの向きは，屈曲部１１１が形成されている方向に平行である。地点Ｚ１から地点Ｚ２までの走査領域には，溶接を施すべき領域の端部である地点Ｚが含まれている。
【００７３】
これにより，積層電極体１００の積層方向にわたって，確実な溶接を行うことができる。また，１回目の終点と２回目の始点である地点Ｙとの距離は，比較的短い。この距離は，１回目のレーザを照射し終わってから２回目のレーザを照射し始めるまでにレーザ照射地点を動かす距離である。したがって，１回目のレーザを照射し終わってから２回目のレーザを照射し始めるまでに要する時間は短い。例えば１０ミリ秒（１０ｍｓｅｃ）ぐらいである。そのため，２回目のレーザを照射するときには，その始点の温度は１回目のレーザによる加熱を受けたときの温度とそれほど変わらない。そのため，地点Ｙでは，溶接に充分な熱量が与えられる。そして，熱量のロスもほとんどない。
【００７４】
２回目の終点である地点Ｚと３回目の始点との距離も，比較的短い。そのため，３回目のレーザが地点Ｚを照射するときには，地点Ｚの温度は２回目のレーザによる加熱を受けたときの温度とそれほど変わらない。また，熱量のロスもほとんどない。
【００７５】
ここで，地点Ｙ１から地点Ｙ２までのレーザの移動距離は１ｍｍ程度である。地点Ｚ１から地点Ｚ２までのレーザの移動距離も１ｍｍ程度である。レーザによる加熱が不充分となりやすい箇所を余分に加熱するために行う工程であるため，この程度の走査距離で充分である。ただし，この距離は例示であり，適宜変更しても構わない。また，１回目と３回目のレーザの走査速度を変更することにより，屈曲部１１１の周囲へ与える熱量を調整することもできる。
【００７６】
また，地点Ｙおよび地点Ｚでは，レーザが都合２回走査されることとなる。そのため，地点Ｙおよび地点Ｚでは，地点Ｙから地点Ｚまでにわたる他の領域よりも多くの熱が与えられることとなる。
【００７７】
以上により，地点Ｙから地点Ｚに至るまでの溶接が行われて，積層電極体１００の正極板Ｐの先端部ＰＸが正極集電板１１０に溶接されるとともに，屈曲部１１１の周辺にも充分に熱が与えられる。本形態では，溶接範囲の両端である地点Ｙ，Ｚにレーザが２回照射されることとなる。これにより，確実な溶接が行われることとなる。
【００７８】
溶接後の正極集電板１１０の表側の面の状態について図１３により説明する。ここで表側とは，溶接により積層電極体１００と溶接されない側のことである。裏側とは，溶接により積層電極体１００と溶接される側のことである。正極集電板１１０の表側の面には，Ｉ字形状の熱影響部が形成されている。地点Ｙから地点Ｚにかけて熱影響部ＨＡＺ２が形成されている。地点Ｙを含むとともに，積層電極体１００の積層方向に垂直に熱影響部ＨＡＺ１が形成されている。地点Ｚを含むとともに，積層電極体１００の積層方向に垂直に熱影響部ＨＡＺ３が形成されている。
【００７９】
熱影響部ＨＡＺ１，熱影響部ＨＡＺ２，熱影響部ＨＡＺ３はそれぞれ，１回目に走査されたレーザ，２回目に走査されたレーザ，３回目に走査されたレーザにより形成された溶接痕である。熱影響部ＨＡＺ１，熱影響部ＨＡＺ２，熱影響部ＨＡＺ３は，互いに接触している。そのため，これらの境目は明確ではない。熱影響部ＨＡＺ２は，積層方向に形成された積層方向熱影響部である。熱影響部ＨＡＺ１は，第１の接触熱影響部である。熱影響部ＨＡＺ３は，第２の接触熱影響部である。
【００８０】
２．従来におけるレーザの走査方法との比較
ここで，図１２の矢印Ｉで示す１回目の走査および矢印Ｋで示す３回目の走査がなかった場合について説明する。その場合，図１４のようになる。正極集電板１１０の端部１１４は分厚い。つまり，熱容量が大きい。したがって，端部１１４の付近では，温度が上昇しにくい。端部１１５の付近についても同様である。したがって，端部１１４の周辺および端部１１５の周辺に余計に加熱するために，端部１１４から端部１１５までにわたってレーザが走査されることとなる。
【００８１】
端部１１４や端部１１５にレーザを照射する場合には，レーザ照射領域の半分は正極集電板１１０に，残りの半分は加圧治具１０００の上面１００１に照射されることとなる。その場合には，加圧治具１０００を損傷させるおそれがある。また，このようにしても，図１１に示すように，端部１１４，１１５のすぐ内側の箇所で溶接不良が生じるおそれがある。
【００８２】
一方，レーザの照射領域を地点Ｙから地点Ｚまでとした場合には，図１１に示すように，屈曲部１１１の付近で接合不良が生じやすい。以上述べたように本実施の形態では，積層電極体１００の積層方向（図２の矢印Ｆ）の端部付近で溶接不良が生じないようにするという問題点を解決することができる。
【００８３】
３．電池の製造方法
本形態の電池の製造方法は，前述の溶接方法を用いる。溶接方法以外の電池の製造工程は，第１の実施形態で説明したとおりである。
【００８４】
４．電池
本形態の電池の外形は，図１に示した電池セル１０の部分破断斜視図で示したものと同様である。第１の実施形態と異なる点は，正極集電板１１０や負極集電板１２０に残る熱影響部である。本形態の電池セルには，図１３で示すようなＩ次形状の熱影響部が形成されている。すなわち，積層電極体１００の積層方向（図２の矢印Ｆの方向）に，地点Ｙから地点Ｚにわたって熱影響部が形成されている。また，積層電極体１００の電極板（正極板Ｐおよび負極板Ｎ）の板面方向に平行に地点Ｙを通る熱影響部が形成されている。そして，積層電極体１００の電極板の板面方向に平行に地点Ｚを通る熱影響部が形成されている。
【００８５】
本形態の電池セルは，前述のとおり溶接不良のほとんどないものである。したがって，積層電極体１００の積層方向における両端に配置された正極板Ｐおよび負極板Ｎからも好適に集電することができる。
【００８６】
５．変形例
５−１．レーザの走査順序
また，レーザを走査する順番を入れ替えてもよい。例えば，１回目のレーザの走査で，矢印Ｊの向きに地点Ｙから地点Ｚまでレーザを走査した後に，２回目のレーザの走査で，地点Ｙ１から地点Ｙ２まで走査し，３回目のレーザの走査で，地点Ｚ１から地点Ｚ２まで走査することとしてもよい。
【００８７】
５−２．レーザの走査方向
本形態では，図１２に示したように，１回目のレーザを矢印Ｉの向きに，２回目のレーザを矢印Ｊの向きに，３回目のレーザを矢印Ｋの向きに照射した。しかし，このレーザを照射する向きは逆向きであってもよい。また，地点Ｙから地点Ｚまでにレーザの走査を，１回目，もしくは３回目に行うこととしてもよい。ただし，最初に地点Ｙにレーザが走査されてから次に地点Ｙにレーザが走査されるまでの時間は短いほうがよい。熱効率がよいためである。地点Ｚについても同様である。
【００８８】
５−３．レーザ溶接の熱影響部
本形態では，１回目（図１２の矢印Ｉ）のレーザと３回目のレーザ（図１２の矢印Ｋ）は，電極板（正極板Ｐおよび負極板Ｎ）の板面方向に平行に走査することとした。しかし，必ずしも，１回目のレーザと２回目のレーザを電極板（正極板Ｐおよび負極板Ｎ）の板面方向に平行に走査する必要はない。例えば，図１５に示すように，電極板の板面方向に平行な方向からずれた方向に走査することとしてもよい。このようにしても，地点Ｙおよび地点Ｚに熱が余計に与えられることに変わりないからである。図１５の場合においても，熱影響部ＨＡＺ５は，熱影響部ＨＡＺ４，ＨＡＺ６と接触している。
【００８９】
また，１回目のレーザと３回目のレーザを，必ずしも地点Ｙおよび地点Ｚを通るように走査する必要はない。図１６や図１７に示すように，地点Ｙおよび地点Ｚの周囲をレーザが走査されるようにすればよいからである。図１６では，熱影響部ＨＡＺ７，ＨＡＺ９は，熱影響部ＨＡＺ８に交差している。つまり，熱影響部ＨＡＺ８は，熱影響部ＨＡＺ７，ＨＡＺ９に少なくとも接触している。
【００９０】
なお，熱影響部ＨＡＺ７は，地点Ｙから積層方向の内側１ｍｍ以内の地点を狙ってレーザを走査することにより形成されたものである。熱影響部ＨＡＺ９は，地点Ｚから積層方向の内側１ｍｍ以内の地点を狙ってレーザを走査することにより形成されたものである。すなわち，地点Ｙ，Ｚから積層方向の内側に，狙いとする溶接幅Ｄ１の４倍以内の範囲内にレーザを走査することにより形成されたものである。
【００９１】
図１７でも，熱影響部ＨＡＺ１１は，熱影響部ＨＡＺ１０，熱影響部ＨＡＺ１２に少なくとも接触している。熱影響部ＨＡＺ１０は，地点Ｙから積層方向の外側１ｍｍ以内の地点を狙ってレーザを走査することにより形成されたものである。熱影響部ＨＡＺ１２は，地点Ｚから積層方向の外側１ｍｍ以内の地点を狙ってレーザを走査することにより形成されたものである。すなわち，地点Ｙ，Ｚから積層方向の外側に，狙いとする溶接幅Ｄ１の４倍以内の範囲内にレーザを走査することにより形成されたものである。
【００９２】
５−４．レーザの種類
本形態では，第１の実施形態と同様に，トップハット型のレーザを用いてレーザ溶接を行うこととした。しかし，トップハット型とは異なるレーザを用いた場合であっても，屈曲部１１１の付近で温度が上昇しにくいことに変わりない。したがって，トップハット型とは異なるレーザを用いた場合であっても，本形態のレーザの走査方法を用いることができる。また，ビーム溶接やその他の溶接であっても同様に適用できる。
【００９３】
５−５．集電板の凹部
第１の実施形態のところで説明したように，図１０に示したように，集電板１１０，１２０に凹部が形成されているものを用いてもよい。
【００９４】
６．まとめ
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係る電池は，正極集電板１１０を正極非充填部Ｐ２の先端部ＰＸに溶接する際にトップハット型のレーザを用いて製造されたものである。負極集電板１２０を負極非充填部Ｎ２の先端部ＮＸに溶接する際も同様である。そのため，積層電極体１００でセパレータ焼けがほとんど起こっていない。また，スパッタもほとんど積層電極体１００に入っていない。これにより，内部短絡をほとんど生じない電池が実現されている。
【００９５】
また，本形態に係る電池の製造方法では，溶接にトップハット型のレーザを用いた。したがって，溶接の際にスパッタがほとんど発生しない。また，正極基板もしくは負極基板を溶融しすぎるおそれがほとんどない。よって，セパレータＳを溶融させることがほとんどない。つまり，内部短絡を起こしにくい電池を製造することができる。さらに，ビーム溶接のように真空状態とする必要もない。
【００９６】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，ニッケル水素電池に限らない。リチウムイオン電池にも適用することができる。その場合であっても，正極板反応部および正極板非反応部を有する正極板と，負極板反応部および負極板非反応部を有する負極板とを有し，それぞれ正極集電板と負極集電板とに溶接すればよい。その他，正極非充填部Ｐ２の先端部ＰＸを正極集電板１１０に溶接し，あるいは負極非充填部Ｎ２の先端部ＮＸを負極集電板１２０に溶接するような電池であれば，適用することができる。
【符号の説明】
【００９７】
１０…電池セル
１００…積層電極体
１１０，２１０…正極集電板
１１１，１２１…屈曲部
１２０…負極集電板
２００…溶接体
２１１…凹部
Ｐ…正極板
Ｐ１…正極充填部
Ｐ２…正極非充填部
ＰＸ…先端部
Ｎ…負極板
Ｎ１…負極充填部
Ｎ２…負極非充填部
ＮＸ…先端部
Ｓ…セパレータ
Ｄ…溶接幅
Ｄ１…狙いとする溶接幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板と負極板とをセパレータを間に介在させて交互に配置した電極体を，集電体に溶接する溶接方法において，
前記正極板と前記負極板との少なくとも一方の前記集電体への溶接を，
バックグラウンドレベルより有意に大きい強度の照射領域である照射径Φが，次の関係
ΦＴ／Φ ≧ ０．９
ΦＴ ： ０．９Ｔ部分強度照射径（最大強度の１０％以上の強度である照射領域の径）
を満たすとともに，次の関係
４×Ｄ１ ≦ Φ ≦７×Ｄ１
Ｄ１ ： 狙いとする溶接幅
を満たすレーザを用いて行うことを特徴とする溶接方法。
【請求項２】
電解液中で電極反応を起こす正極板反応部と電解液中で電極反応を起こさない正極板非反応部とを備える正極板と，電解液中で電極反応を起こす負極板反応部と電解液中で電極反応を起こさない負極板非反応部とを備える負極板と，セパレータとを，前記正極板および前記負極板を交互にしつつ前記正極板および前記負極板の間に前記セパレータを挟んで配置するとともに，前記正極板非反応部の少なくとも一部と前記負極板非反応部の少なくとも一部とを互いに反対方向に突出させるように積層して積層電極体とする積層電極体作成工程と，
前記積層電極体から突出している前記正極板非反応部に正極集電板を溶接するとともに，前記積層電極体から突出している前記負極板非反応部に負極集電板を溶接して溶接体とする集電板溶接工程と，
前記溶接体を電池容器に挿入するとともに電解液を注入した後に前記電池容器を密閉する電池組立工程とを有する電池の製造方法において，
前記集電板溶接工程では，
バックグラウンドレベルより有意に大きい強度の照射領域である照射径Φが，次の関係
ΦＴ／Φ ≧ ０．９
ΦＴ ： ０．９Ｔ部分強度照射径（最大強度の１０％以上の強度である照射領域の径）
を満たすとともに，次の関係
４×Ｄ１ ≦ Φ ≦７×Ｄ１
Ｄ１ ： 狙いとする溶接幅
を満たすレーザを用い，
そのレーザを，前記積層電極体の一方の端部における前記正極板非反応部または前記負極板非反応部の箇所から他方の端部における前記正極板非反応部または前記負極板非反応部の箇所まで，前記積層方向に走査することを特徴とする電池の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の電池の製造方法において，
前記正極集電板および前記負極集電板の少なくとも一方として，前記積層方向の両端部に屈曲部が形成されたものを用い，
前記集電板溶接工程では，
前記積層方向へのレーザを前記屈曲部の内側に照射し，そのレーザの照射領域の両端部の前記積層方向の内側１ｍｍ以内もしくは前記両端部の前記積層方向の外側１ｍｍ以内に，レーザを走査することを特徴とする電池の製造方法。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の電池の製造方法において，
前記正極集電板および前記負極集電板の少なくとも一方として，前記集電板溶接工程で溶接される領域の厚みがその他の領域の厚みより薄い薄肉部を有するものを用い，
前記集電板溶接工程では，
前記薄肉部に，前記正極板非反応部もしくは前記負極板非反応部を溶接することを特徴とする電池の製造方法。
【請求項５】
電解液中で電極反応を起こす正極板反応部と電解液中で電極反応を起こさない正極板非反応部とを備える正極板と，電解液中で電極反応を起こす負極板反応部と電解液中で電極反応を起こさない負極板非反応部とを備える負極板と，セパレータとが，前記正極板および前記負極板を交互にしつつ前記正極板および前記負極板の間に前記セパレータを挟んで配置するとともに，前記正極板非反応部の少なくとも一部と前記負極板非反応部の少なくとも一部とを互いに反対方向に突出させた状態で積層された積層電極体と，
前記積層電極体から突出している前記正極板非反応部と溶接された正極集電板と，
前記積層電極体から突出している前記負極板非反応部と溶接された負極集電板とを有する電池において，
前記正極集電板および前記負極集電板の少なくとも一方における表側の熱影響部の幅が，
その集電板における裏側の溶接幅の４〜７倍であることを特徴とする電池。
【請求項６】
電解液中で電極反応を起こす正極板反応部と電解液中で電極反応を起こさない正極板非反応部とを備える正極板と，電解液中で電極反応を起こす負極板反応部と電解液中で電極反応を起こさない負極板非反応部とを備える負極板と，セパレータとが，前記正極板および前記負極板を交互にしつつ前記正極板および前記負極板の間に前記セパレータを挟んで配置するとともに，前記正極板非反応部の少なくとも一部と前記負極板非反応部の少なくとも一部とを互いに反対方向に突出させた状態で積層された積層電極体と，
前記積層電極体から突出している前記正極板非反応部と溶接された正極集電板と，
前記積層電極体から突出している前記負極板非反応部と溶接された負極集電板とを有する電池において，
前記正極集電板と前記正極板非反応部との溶接部および前記負極集電板と前記負極板非反応部との溶接部の少なくとも一方では，
前記積層電極体の積層方向における一方の端部から他方の端部にわたる積層方向熱影響部と，
前記一方の端部の側で前記積層方向熱影響部と少なくとも接触している第１の接触熱影響部と，
前記他方の端部の側で前記積層方向熱影響部と少なくとも接触している第２の接触熱影響部とが形成されているものであることを特徴とする電池。
【請求項７】
請求項６に記載の電池において，
前記正極集電板および前記負極集電板の少なくとも一方における表側の熱影響部の幅が，
その集電板における裏側の溶接幅の４〜７倍であることを特徴とする電池。
【請求項８】
請求項５から請求項７までのいずれかに記載の電池において，
前記正極集電板および前記負極集電板の少なくとも一方に，
前記熱影響部の少なくとも一部に薄肉部が形成されているものであることを特徴とする電池。
【請求項１】
正極板と負極板とをセパレータを間に介在させて交互に配置した電極体を，集電体に溶接する溶接方法において，
前記正極板と前記負極板との少なくとも一方の前記集電体への溶接を，
バックグラウンドレベルより有意に大きい強度の照射領域である照射径Φが，次の関係
ΦＴ／Φ ≧ ０．９
ΦＴ ： ０．９Ｔ部分強度照射径（最大強度の１０％以上の強度である照射領域の径）
を満たすとともに，次の関係
４×Ｄ１ ≦ Φ ≦７×Ｄ１
Ｄ１ ： 狙いとする溶接幅
を満たすレーザを用いて行うことを特徴とする溶接方法。
【請求項２】
電解液中で電極反応を起こす正極板反応部と電解液中で電極反応を起こさない正極板非反応部とを備える正極板と，電解液中で電極反応を起こす負極板反応部と電解液中で電極反応を起こさない負極板非反応部とを備える負極板と，セパレータとを，前記正極板および前記負極板を交互にしつつ前記正極板および前記負極板の間に前記セパレータを挟んで配置するとともに，前記正極板非反応部の少なくとも一部と前記負極板非反応部の少なくとも一部とを互いに反対方向に突出させるように積層して積層電極体とする積層電極体作成工程と，
前記積層電極体から突出している前記正極板非反応部に正極集電板を溶接するとともに，前記積層電極体から突出している前記負極板非反応部に負極集電板を溶接して溶接体とする集電板溶接工程と，
前記溶接体を電池容器に挿入するとともに電解液を注入した後に前記電池容器を密閉する電池組立工程とを有する電池の製造方法において，
前記集電板溶接工程では，
バックグラウンドレベルより有意に大きい強度の照射領域である照射径Φが，次の関係
ΦＴ／Φ ≧ ０．９
ΦＴ ： ０．９Ｔ部分強度照射径（最大強度の１０％以上の強度である照射領域の径）
を満たすとともに，次の関係
４×Ｄ１ ≦ Φ ≦７×Ｄ１
Ｄ１ ： 狙いとする溶接幅
を満たすレーザを用い，
そのレーザを，前記積層電極体の一方の端部における前記正極板非反応部または前記負極板非反応部の箇所から他方の端部における前記正極板非反応部または前記負極板非反応部の箇所まで，前記積層方向に走査することを特徴とする電池の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の電池の製造方法において，
前記正極集電板および前記負極集電板の少なくとも一方として，前記積層方向の両端部に屈曲部が形成されたものを用い，
前記集電板溶接工程では，
前記積層方向へのレーザを前記屈曲部の内側に照射し，そのレーザの照射領域の両端部の前記積層方向の内側１ｍｍ以内もしくは前記両端部の前記積層方向の外側１ｍｍ以内に，レーザを走査することを特徴とする電池の製造方法。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の電池の製造方法において，
前記正極集電板および前記負極集電板の少なくとも一方として，前記集電板溶接工程で溶接される領域の厚みがその他の領域の厚みより薄い薄肉部を有するものを用い，
前記集電板溶接工程では，
前記薄肉部に，前記正極板非反応部もしくは前記負極板非反応部を溶接することを特徴とする電池の製造方法。
【請求項５】
電解液中で電極反応を起こす正極板反応部と電解液中で電極反応を起こさない正極板非反応部とを備える正極板と，電解液中で電極反応を起こす負極板反応部と電解液中で電極反応を起こさない負極板非反応部とを備える負極板と，セパレータとが，前記正極板および前記負極板を交互にしつつ前記正極板および前記負極板の間に前記セパレータを挟んで配置するとともに，前記正極板非反応部の少なくとも一部と前記負極板非反応部の少なくとも一部とを互いに反対方向に突出させた状態で積層された積層電極体と，
前記積層電極体から突出している前記正極板非反応部と溶接された正極集電板と，
前記積層電極体から突出している前記負極板非反応部と溶接された負極集電板とを有する電池において，
前記正極集電板および前記負極集電板の少なくとも一方における表側の熱影響部の幅が，
その集電板における裏側の溶接幅の４〜７倍であることを特徴とする電池。
【請求項６】
電解液中で電極反応を起こす正極板反応部と電解液中で電極反応を起こさない正極板非反応部とを備える正極板と，電解液中で電極反応を起こす負極板反応部と電解液中で電極反応を起こさない負極板非反応部とを備える負極板と，セパレータとが，前記正極板および前記負極板を交互にしつつ前記正極板および前記負極板の間に前記セパレータを挟んで配置するとともに，前記正極板非反応部の少なくとも一部と前記負極板非反応部の少なくとも一部とを互いに反対方向に突出させた状態で積層された積層電極体と，
前記積層電極体から突出している前記正極板非反応部と溶接された正極集電板と，
前記積層電極体から突出している前記負極板非反応部と溶接された負極集電板とを有する電池において，
前記正極集電板と前記正極板非反応部との溶接部および前記負極集電板と前記負極板非反応部との溶接部の少なくとも一方では，
前記積層電極体の積層方向における一方の端部から他方の端部にわたる積層方向熱影響部と，
前記一方の端部の側で前記積層方向熱影響部と少なくとも接触している第１の接触熱影響部と，
前記他方の端部の側で前記積層方向熱影響部と少なくとも接触している第２の接触熱影響部とが形成されているものであることを特徴とする電池。
【請求項７】
請求項６に記載の電池において，
前記正極集電板および前記負極集電板の少なくとも一方における表側の熱影響部の幅が，
その集電板における裏側の溶接幅の４〜７倍であることを特徴とする電池。
【請求項８】
請求項５から請求項７までのいずれかに記載の電池において，
前記正極集電板および前記負極集電板の少なくとも一方に，
前記熱影響部の少なくとも一部に薄肉部が形成されているものであることを特徴とする電池。
【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】
【公開番号】特開２０１２−４３６０９（Ｐ２０１２−４３６０９Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８３１４１（Ｐ２０１０−１８３１４１）
【出願日】平成２２年８月１８日（２０１０．８．１８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（３９９１０７０６３）プライムアースＥＶエナジー株式会社 (193)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１８日（２０１０．８．１８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（３９９１０７０６３）プライムアースＥＶエナジー株式会社 (193)
【Ｆターム（参考）】
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