電池の製造方法および溶接装置および溶接用治具
【課題】 少ない工程で注液孔の封止を好適に行うことのできる電池の製造方法および溶接装置および溶接用治具を提供すること。
【解決手段】 レーザ溶接装置１０００は，レーザ発振装置１１００と溶接用治具１２００とを有している。溶接用治具１２００は，下側部材１３００と上側部材１４００とを有している。下側部材１３００は，空気室１３００ａを有している。また，貫通孔１３０２が形成されている。上側部材１４００は，ガラス板１４１０，１４２０と，空気室１４００ａとを有する。また，貫通孔１４０２，１４１２が形成されている。レーザ溶接に際して，貫通孔１３０２からエアを吸引する。これにより，空気室１３００ａと電池容器１１０の内部を減圧する。蓋体１７０を封口板１３０の注液部１４１にレーザ溶接する。
【解決手段】 レーザ溶接装置１０００は，レーザ発振装置１１００と溶接用治具１２００とを有している。溶接用治具１２００は，下側部材１３００と上側部材１４００とを有している。下側部材１３００は，空気室１３００ａを有している。また，貫通孔１３０２が形成されている。上側部材１４００は，ガラス板１４１０，１４２０と，空気室１４００ａとを有する。また，貫通孔１４０２，１４１２が形成されている。レーザ溶接に際して，貫通孔１３０２からエアを吸引する。これにより，空気室１３００ａと電池容器１１０の内部を減圧する。蓋体１７０を封口板１３０の注液部１４１にレーザ溶接する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，電池の製造方法および溶接装置および溶接用治具に関する。さらに詳細には，注液孔の封止を好適に行う溶接方法を用いた電池の製造方法および溶接装置および溶接用治具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。これらのうち，車両や大型電子機器類には，単電池を直列または並列につないだ組電池が搭載されることが一般的である。
【０００３】
このような電池には，非水電解液を用いる非水電解質電池がある。非水系の溶媒中では，電極反応等によりガスが発生することがある。このガスの発生により，電池容器の内圧は高いものとなる。そして，電池容器の内圧が高いと，電池容器が膨張するおそれがある。これら膨張した電池のうち膨張の度合いの大きい電池を電池搭載機器に搭載することは困難である。収容スペースに収まらないからである。なお，このガスの発生は，電極体を電解液に浸漬した後に生じやすい。
【０００４】
そのため，電極体を電池容器に収容して電解液を注入した後に，ガスを抜く技術が開発されてきている。例えば，特許文献１には，注入孔から電解液を注入し，注入孔を封止して初期充電を行い，初期充電により発生したガスを排出孔から排出し，排出孔を封止する電池の製造方法が開示されている（特許文献１の段落［００２１］−［００２７］参照）。これにより，電池容器内にほとんどガスの溜まっていない電池が製造されるとしている（特許文献１の段落［００２７］参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３２４５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし，特許文献１に記載の電池の製造方法では，注液孔と排出孔の２箇所を封止する必要がある（特許文献１の段落［００２１］−［００２７］参照）。すなわち，注液孔封止工程と排出孔封止工程の両方が必要である。また，ガス抜き工程も必要である。このように工程が多いため，サイクルタイムは長い。
【０００７】
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，少ない工程で注液孔の封止を好適に行うことのできる電池の製造方法および溶接装置および溶接用治具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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電池の製造方法は，電極体を作成する電極体作成工程と，電極体を電池容器本体に収容するとともに注液孔の形成された封口板を電池容器本体に接合して電池を作成する電池組立工程とを有する方法である。そして，電池組立工程は，注液孔から電池容器の内部に電解液を注入する電解液注入工程と，電池容器を減圧室に入れないで注液孔からエアを吸引することにより電池容器の内部を第１の圧力に減圧するとともに，電池容器の内部を第１の圧力としたまま注液孔用蓋体を封口板にレーザ溶接する減圧封止工程とを有する。かかる電池の製造方法では，電池容器の内部を減圧した電池を製造することができる。また，２度の封止工程を行う必要がない。また，電池容器を減圧室に入れることなく，電池容器の内部を減圧することができる。したがって，減圧室の全体を減圧する必要がない。すなわち，サイクルタイムは短い。
【０００９】
上記に記載の電池の製造方法において，第１の空気室と第１の吸引口とを備える下側部材と，注液孔用蓋体を保持する蓋体保持部を備える上側部材とを有する溶接用治具を用いるとよい。そして，減圧封止工程は，電池容器と第１の空気室とを連通させるとともに，第１の吸引口から電池容器の内部のエアを吸引する減圧工程と，蓋体保持部により注液孔を塞ぐ位置に注液孔用蓋体を載置する蓋体載置工程と，注液孔用蓋体を封口板にシーム溶接するレーザ溶接工程とを有する。この溶接用治具を用いることにより，第１の空気室および電池容器の体積を減圧するだけで，電池容器の内部を減圧することができるからである。
【００１０】
上記に記載の電池の製造方法において，溶接用治具として，上側部材に第２の空気室と第２の吸引口とが設けられているとともに，蓋体保持部が貫通孔の形成されたガラス板であり，第２の吸引口から第２の空気室のエアを吸引することにより，蓋体保持部が注液孔用蓋体を保持するものを用いるとよい。そして，蓋体載置工程では，第２の吸引口からエアを供給して第２の空気室を第１の圧力よりも高い第２の圧力とすることにより，注液孔用蓋体を封口板に載置する。第２の空気室からエアを吸引することで，注液孔用蓋体を保持することができるからである。そして，第２の空気室にエアを供給することで，注液孔用蓋体の保持を解除するとともに注液孔用蓋体を封口板に載置することができる。
【００１１】
上記に記載の電池の製造方法において，溶接用治具として，上側部材に第２の空気室と第２の吸引口とが設けられているとともに，蓋体保持部が貫通孔の形成されたガラス板であり，第２の吸引口から第２の空気室のエアを吸引することにより，蓋体保持部が注液孔用蓋体を保持するとともに，上側部材が下側部材の載置面に対して交差する方向にスライド可能なものを用いるとよい。そして，蓋体載置工程では，上側部材をスライドすることにより，注液孔用蓋体を封口板に載置する。第２の空気室からエアを吸引することで，注液孔用蓋体を保持することができるからである。そして，上側部材がスライドすることで，注液孔用蓋体を封口板の上に載置することができる。そして，第２の空気室にエアを供給することで，注液孔用蓋体の保持を解除することができる。
【００１２】
上記に記載の電池の製造方法において，溶接用治具として，挟持部で挟むことにより，蓋体保持部が注液孔用蓋体を保持するとともに，上側部材が下側部材の載置面に対して交差する方向にスライド可能なものを用いるとよい。そして，蓋体載置工程では，上側部材をスライドすることにより，注液孔用蓋体を封口板に載置する。挟持部が注液孔用蓋体を挟むことで，注液孔用蓋体を保持することができるからである。そして，上側部材がスライドすることで，注液孔用蓋体を封口板の上に載置することができる。
【００１３】
また，本発明の別の態様における溶接装置は，第１の空気室と，第１の空気室と少なくとも一部が連通している第２の空気室と，第１の空気室と第２の空気室との間に位置するとともに，被溶接体に載置する蓋体を保持する蓋体保持部とを有する溶接用治具と，蓋体を被溶接体に溶接するレーザを照射するレーザ発振装置とを有するものである。また，第１の空気室は，一部が開口している開口部と，外部と連通している第１の貫通孔とを有するとともに，そして，第２の空気室は，レーザを透過する透過部材と，外部と連通している第２の貫通孔とを有するものであり，そして，第１の貫通孔からエアを吸引する第１の吸引装置と，第２の貫通孔からエアを吸引する第２の吸引装置とを有するものである。かかる溶接装置を用いることで，電池容器の内部を減圧した状態で注液孔用蓋体を封口板にレーザ溶接することができる。また，電池容器を減圧室に入れる必要はない。つまり，減圧室の全体を減圧する必要がない。すなわち，サイクルタイムは短い。
【００１４】
上記に記載の溶接装置において，蓋体保持部は，貫通孔の形成されたガラス板であるとよい。第２の空気室を減圧することで，注液孔用蓋体を保持することができるからである。
【００１５】
上記に記載の溶接装置において，蓋体保持部は，蓋体を挟持する挟持部であるとよい。注液孔用蓋体を保持することができることに変わりないからである。
【００１６】
上記に記載の溶接装置において，第２の空気室は，溶接用治具の載置面に対して交差する方向にスライド可能なものであるとよい。第２の空気室をスライドすることで，注液孔を塞ぐ位置に注液孔用蓋体を載置することができるからである。
【００１７】
また，本発明のさらに別の態様における溶接用治具は，第１の空気室と，第１の空気室と少なくとも一部が連通している第２の空気室と，第１の空気室と第２の空気室との間に位置するとともに被溶接体に載置する蓋体を保持する蓋体保持部とを有するものである。また，第１の空気室は，一部が開口している開口部と，外部と連通している第１の貫通孔とを有するとともに，そして，第２の空気室は，レーザを透過する透過部材と，外部と連通している第２の貫通孔とを有するものである。かかる溶接用治具を用いることで，電池容器の内部を減圧した状態で注液孔用蓋体を封口板にレーザ溶接することができる。また，電池容器を減圧室に入れる必要はない。つまり，減圧室の全体を減圧する必要がない。すなわち，サイクルタイムは短い。
【００１８】
上記に記載の溶接用治具において，蓋体保持部は，貫通孔の形成されたガラス板であるとよい。第２の空気室を減圧することで，注液孔用蓋体を保持することができるからである。
【００１９】
上記に記載の溶接用治具において，蓋体保持部は，蓋体を挟持する挟持部であるとよい。注液孔用蓋体を保持することができることに変わりないからである。
【００２０】
上記に記載の溶接用治具において，第２の空気室は，被溶接体の載置面に対して交差する方向にスライド可能なものであるとよい。第２の空気室をスライドすることで，注液孔を塞ぐ位置に注液孔用蓋体を載置することができるからである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば，少ない工程で注液孔の封止を好適に行うことのできる電池の製造方法および溶接装置および溶接用治具が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態に係るバッテリパックの概略構成を説明するための斜視図である。
【図２】実施形態に係るバッテリの概略構成を説明するための断面図である。
【図３】実施形態に係るバッテリの捲回電極体を説明するための斜視図である。
【図４】実施形態に係るバッテリの捲回電極体の捲回構造を説明するための展開図である。
【図５】実施形態に係るバッテリの正極板（負極板）の断面構造を説明するための斜視断面図である。
【図６】実施形態に係る溶接装置の構成を説明するための概略構成図である。
【図７】実施形態に係る溶接用治具の構成を説明するための概略構成図である。
【図８】実施形態に係る各工程と電池容器の内圧との関係を示すグラフである。
【図９】第１の実施形態に係る電池の製造方法における減圧封止工程を説明するための概念図（その１）である。
【図１０】第１の実施形態に係る電池の製造方法における減圧封止工程を説明するための概念図（その２）である。
【図１１】第１の実施形態に係る電池の製造方法における減圧封止工程を説明するための概念図（その３）である。
【図１２】第１の実施形態に係る電池の製造方法における減圧封止工程を説明するための概念図（その４）である。
【図１３】実施形態に係る電解液注入工程を説明するための概念図である。
【図１４】実施形態に係る減圧封止工程を説明するための概念図である。
【図１５】実施形態に係る初期充電工程を説明するための概念図である。
【図１６】実施形態に係る初期充電工程後のバッテリを説明するための概念図である。
【図１７】実施形態に係る製品出荷時におけるバッテリを説明するための概念図である。
【図１８】第２の実施形態に係る電池の製造方法における減圧封止工程を説明するための概念図（その１）である。
【図１９】第２の実施形態に係る電池の製造方法における減圧封止工程を説明するための概念図（その２）である。
【図２０】第２の実施形態に係る電池の製造方法における減圧封止工程を説明するための概念図（その３）である。
【図２１】第２の実施形態に係る電池の製造方法における減圧封止工程を説明するための概念図（その４）である。
【図２２】第３の実施形態に係る電池の製造方法における減圧封止工程を説明するための概念図（その１）である。
【図２３】第３の実施形態に係る電池の製造方法における減圧封止工程を説明するための概念図（その２）である。
【図２４】第３の実施形態に係る電池の製造方法における減圧封止工程を説明するための概念図（その３）である。
【図２５】第３の実施形態に係る電池の製造方法における減圧封止工程を説明するための概念図（その４）である。
【図２６】第３の実施形態に係る電池の製造方法における減圧封止工程を説明するための概念図（その５）である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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，リチウムイオン二次電池の注液孔に蓋体を溶接することにより，注液孔を封止するのに好適な溶接装置および溶接用治具とそれらを用いた電池の製造方法について，本発明を具体化したものである。
【００２４】
（第１の実施形態）
１．電池の構造
１−１．バッテリパック
本形態のバッテリパックＢＰは，図１に示すように，バッテリ１００を直列に接続した組電池である。バッテリ１００は，角型の単電池である。バッテリパックＢＰでは，図１に示すように，バッテリ１００の正極端子と，そのバッテリ１００に隣り合うバッテリ１００の負極端子とが，バスバー１９０を介して締結されている。この締結は，ボルトとナットによりなされている。
【００２５】
１−２．バッテリセル
バッテリ１００の概略構成を図２の断面図に示す。図２は，図１に示したバッテリパックＢＰからバッテリ１００を取り出して描いたものである。バッテリ１００は，電池容器１１０の内部に図３に示す扁平形状の捲回電極体１０を有するものである。電池容器１１０は，図２に示すように，電池容器本体１２０と，封口板１３０とを備えるものである。電池容器１１０の内部には，捲回電極体１０が配置されている。この捲回電極体１０は，実際に発電に寄与する発電要素である。封口板１３０は，電池容器本体１２０の開口部を塞ぐためのものである。そのため，電池容器本体１２０に接合されている。
【００２６】
電池容器１１０の内部には，電解液が注入されている。この電解液は，有機溶媒に電解質を溶解させたものである。有機溶媒として例えば，プロピレンカーボネート（ＰＣ），エチレンカーボネート（ＥＣ），ジメチルカーボネート（ＤＭＣ），ジエチルカーボネート（ＤＥＣ），エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ），１，２−ジメトキシエタン，１，２−ジエトキシエタン，テトラヒドロフラン，２−メチルテトラヒドロフラン，ジオキサン，１，３−ジオキソラン，エチレングリコールジメチルエーテル，ジエチレングリコールジメチルエーテル，アセトニトリル，プロピオニトリル，ニトロメタン，Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド，ジメチルスルホキシド，スルホラン，γ−ブチロラクトン等の非水系溶媒またはこれらを組み合わせた溶媒を用いることができる。
【００２７】
また，電解質である塩として，過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）やホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ４），六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６），六フッ化砒酸リチウム（ＬｉＡｓＦ６），ＬｉＣＦ３ＳＯ３，ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３，ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２，ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３，ＬｉＩなどのリチウム塩を用いることができる。
【００２８】
図２に示すように，バッテリ１００は，正極端子５０と，負極端子６０と，絶縁部材１５０と，絶縁部材１６０とを有している。絶縁部材１５０は，正極端子５０と封口板１３０とを絶縁するための部材である。絶縁部材１６０は，負極端子６０と封口板１３０とを絶縁するための部材である。
【００２９】
図２に示すように，封口板１３０には注液孔１４０が設けられている。注液孔１４０は，封口板１３０を貫通する貫通孔である。後述する電解液注入工程では，この注液孔１４０から電解液を電池容器１１０の内部に注入する。また，注液孔１４０の内壁の内側には，何も充填されていない。すなわち，空洞である。注液孔１４０の内壁の内側には，一旦注液孔を封止する仮封止部材は設けられていない。後述するように，本形態における電池の製造方法では，仮封止をする必要がないからである。蓋体１７０は，封口板１３０の注液孔１４０を塞ぐための注液孔用蓋体である。したがって，蓋体１７０は，注液孔１４０の開口部分を覆っている。蓋体１７０は，封口板１３０の外側から封口板１３０にシーム溶接されている。
【００３０】
１−３．捲回電極体の構造
図３は，捲回電極体１０を示す斜視図である。図３に示すように，捲回電極体１０は扁平形状をしている。捲回電極体１０の一方の端部には，正極端部３０が突出している。正極端部３０は，後述するように，正極板の正極芯材が突出している箇所である。捲回電極体１０の他方の端部には，負極端部４０が突出している。負極端部４０は，後述するように，負極板の負極芯材が突出している箇所である。
【００３１】
図４は，捲回電極体１０の捲回構造を示す展開図である。捲回電極体１０は，図４に示すように，内側から正極板Ｐ，セパレータＳ，負極板Ｎ，セパレータＴの順に積み重ねた状態で捲回されたものである。すなわち，捲回電極体１０は，正極板Ｐと負極板Ｎとをこれらの間にセパレータＳ，Ｔを介在させて交互に配置したものである。
【００３２】
正極板Ｐは，正極芯材であるアルミ箔にリチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極活物質を含む合材を塗布したものである。正極活物質として，ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２），マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎＯ２），コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）等のリチウム複合酸化物などが用いられる。負極板Ｎは，負極芯材である銅箔にリチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極活物質を含む合材を塗布したものである。負極活物質として，非晶質炭素，難黒鉛化炭素，易黒鉛化炭素，黒鉛等の炭素系物質が用いられる。
【００３３】
図４に示すように正極板Ｐには，正極塗工部Ｐ１と，正極非塗工部Ｐ２とがある。正極塗工部Ｐ１は，正極芯材に正極活物質等を含む正極合材層を形成した箇所である。正極非塗工部Ｐ２は，正極芯材に正極合材層を形成していない箇所である。負極板Ｎには，負極塗工部Ｎ１と，負極非塗工部Ｎ２とがある。負極塗工部Ｎ１は，負極芯材に負極活物質等を含む負極合材層を形成した箇所である。負極非塗工部Ｎ２は，負極芯材に負極合材層を形成していない箇所である。
【００３４】
図４中の矢印Ａは，正極板Ｐ，負極板Ｎ，セパレータＳ，Ｔの幅方向（図３でいえば横方向）を示している。図４中の矢印Ｂは，正極板Ｐ，負極板Ｎ，セパレータＳ，Ｔの長手方向（図３の捲回電極体１０の周方向）を示している。
【００３５】
セパレータＳ，Ｔは，ポリエチレンやポリプロピレン等の多孔性フィルムである。セパレータＳ，Ｔの厚みは，１０〜５０μｍ程度である。ここで，セパレータＳとセパレータＴとは同じ材質のものである。上記の捲回順の理解のために符号をＳ，Ｔとして区別しただけである。
【００３６】
図５は，正極板Ｐ（もしくは負極板Ｎ）の斜視断面図である。図５中の括弧外の各符号は，正極の場合の各部を，括弧内の各符号は，負極の場合の各部を示している。図５中の矢印Ａが示す方向は，図４中の矢印Ａが示す方向と同じである。すなわち，正極板Ｐ（もしくは負極板Ｎ）の幅方向である。図５中の矢印Ｂが示す方向は，図４中の矢印Ｂが示す方向と同じである。すなわち，正極板Ｐ（もしくは負極板Ｎ）の長手方向である。
【００３７】
図５に示すように，正極板Ｐは，帯状の正極芯材ＰＢの両面の一部に正極合材層ＰＡが形成されたものである。図５中左側には，正極板Ｐの正極非塗工部Ｐ２が幅方向に突出している。正極非塗工部Ｐ２は，帯状に形成されている。正極非塗工部Ｐ２は，正極芯材ＰＢの両面ともに正極活物質が塗布されていない領域である。したがって正極非塗工部Ｐ２では，正極芯材ＰＢがむき出したままの状態にある。一方，図５中右側には，正極非塗工部Ｐ２に対応するような突出部はない。正極塗工部Ｐ１では，正極芯材ＰＢの両面に一様の厚みで正極合材層ＰＡが形成されている。
【００３８】
正極合材層ＰＡは，正極芯材ＰＢであるアルミ箔にリチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極活物質の他に，導電材，結着材，増粘材を含む合材を塗布して形成された層である。正極活物質として，ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２），マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎＯ２），コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）等のリチウム複合酸化物などが用いられる。
【００３９】
正極用の導電材として，カーボン粉末やカーボンファイバー等のカーボン材料を用いることができる。例えば，アセチレンブラック，ファーネスブラック，ケッチェンブラック等のカーボンブラック，グラファイト粉末，などのカーボン粉末である。
【００４０】
正極用の結着材は，電解液に不溶性（または難溶性）であって，正極用ペーストに用いる溶媒に分散するポリマーであるとよい。例えば，ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ），ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ），テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ），エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等のフッ素系樹脂，酢酸ビニル共重合体，スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ），アクリル酸変性ＳＢＲ樹脂（ＳＢＲ系ラテックス），アラビアゴム等のゴムを用いることができる。または，これらの組み合わせを用いてもよい。結着材は，必ずしも上記のポリマーに限定されない。
【００４１】
正極用の増粘材として，カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ），メチルセルロース（ＭＣ），酢酸フタル酸セルロース（ＣＡＰ），ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ），ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート（ＨＰＭＣＰ）等のセルロースが用いられる。ただし，必ずしも上記したようなセルロースに限らず用いることができる。
【００４２】
溶媒として，水が挙げられる。その他に，Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ，以下ＮＭＰという）を用いてもよい。また，その他の低級アルコールや低級ケトンを用いることもできる。
【００４３】
図５の括弧内の符号で示すように，負極板Ｎは，帯状の負極芯材ＮＢの両面の一部に負極合材層ＮＡが形成されたものである。図５中左側には，負極板Ｎの負極非塗工部Ｎ２が幅方向に突出している。負極非塗工部Ｎ２は，帯状に形成されている。負極非塗工部Ｎ２は，負極芯材ＮＢの両面ともに負極活物質が塗布されていない領域である。したがって負極非塗工部Ｎ２では，負極芯材ＮＢがむき出したままの状態にある。一方，図５中右側には，負極非塗工部Ｎ２に対応するような突出部はない。負極塗工部Ｎ１では，負極芯材ＮＢの両面に一様の厚みで負極合材層ＮＡが形成されている。ただし，図４に示したように，捲回時には，正極非塗工部Ｐ２と負極非塗工部Ｎ２とは，反対側に突出した状態で捲回されることとなる。
【００４４】
負極合材層ＮＡは，負極芯材ＮＢである銅箔に負極活物質，結着材，増粘材を含む合材を塗布して乾燥させた層である。負極活物質は，リチウムイオンを吸蔵・放出可能な物質である。負極活物質として，少なくとも一部にグラファイト構造を含む炭素系物質が用いられる。例えば，非晶質炭素，難黒鉛化炭素（ハードカーボン），易黒鉛化炭素（ソフトカーボン），黒鉛（グラファイト），またはこれらを組み合わせた構造を有する炭素材料を用いることができる。
【００４５】
負極用の結着材は，電解液に不溶性（または難溶性）であって，負極用ペーストに用いる溶媒に分散するポリマーであるとよい。例えば，ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ），ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ），テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ），エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等のフッ素系樹脂，酢酸ビニル共重合体，スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ），アクリル酸変性ＳＢＲ樹脂（ＳＢＲ系ラテックス），アラビアゴム等のゴムを用いることができる。または，これらの組み合わせを用いてもよい。結着材は，必ずしも上記のポリマーに限定されない。
【００４６】
負極用の増粘材として，カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ），メチルセルロース（ＭＣ），酢酸フタル酸セルロース（ＣＡＰ），ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ），ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート（ＨＰＭＣＰ）等のセルロースが用いられる。ただし，必ずしも上記したようなセルロースに限らず用いることができる。
【００４７】
溶媒として，水が挙げられる。ＮＭＰを用いてもよい。また，その他の低級アルコールや低級ケトンを用いることもできる。
【００４８】
２．電池の製造方法の概要
ここで，本実施の形態に係る電池の製造方法の概要について説明する。本形態の電池の製造方法は，以下に示す工程を有する。
（Ａ）電極板作成工程
（Ｂ）電極体作成工程
（Ｃ）電池組立工程
（Ｃ−１）電極体収容工程
（Ｃ−２）電解液注入工程
（Ｃ−３）減圧封止工程
（Ｃ−３−１）蓋体保持工程
（Ｃ−３−２）減圧工程
（Ｃ−３−３）蓋体載置工程
（Ｃ−３−４）レーザ溶接工程
（Ｃ−４）初期充電工程
【００４９】
本実施の形態に係る電池の製造方法は，電極板作成工程と，電極体作成工程と，電池組立工程とを有する方法である。そして，電池組立工程は，電極体収容工程と，電解液注入工程と，減圧封止工程と，初期充電工程とを有する方法である。ここで，本形態における電池の製造方法は，減圧封止工程に特徴のあるものである。つまり，減圧封止工程において，後述する溶接装置１０００を用いるのである。そして，減圧封止工程は，蓋体保持工程と，減圧工程と，蓋体載置工程と，レーザ溶接工程とを有する方法である。
【００５０】
ここで，本形態における電池の製造方法は，特許文献１に示すような２回の封止工程を行う必要がない。また，ガス抜き工程もない。なお，本形態の電池の製造方法については，後に詳しく説明する。
【００５１】
３．溶接装置
電池の製造方法の詳細について説明する前に，本形態の特徴点である減圧封止工程に用いられる溶接装置１０００について説明する。溶接装置１０００は，図６に示すように，レーザ発振装置１１００と，溶接用治具１２００と，真空ポンプ１７００，１８００とを有するものである。
【００５２】
３−１．レーザ発振装置
レーザ発振装置１１００は，レーザを発振させるレーザ発振部と，その他の光学部品とを有するものである。このレーザは，後述するように，蓋体１７０を封口板１３０に溶接するために用いられるものである。ここでその他の光学部品とは，プリズムやミラーやコリメータレンズ等のことをいう。これらの光学部品を適宜組み合わせることによりレーザを適宜回折等させることで，後述する溶接箇所にレーザを走査することができるようになっている。
【００５３】
３−２．溶接用治具
溶接用治具１２００を図７の断面図に示す。溶接用治具１２００は，下側部材１３００と，上側部材１４００とを有している。
【００５４】
下側部材１３００は，下側部材本体１３０１と，開口部１３０３と，Ｏリング１３１０とを有している。下側部材本体１３０１は，筒型に近い形状をしている。開口部１３０３は，下側部材本体１３０１の下側に位置している。下側部材本体１３０１には，貫通孔１３０２が形成されている。貫通孔１３０２は，エアを吸引するための第１の吸引口である。そのため，溶接用治具１２００の外部と連通している。また，下側部材本体１３０１の下端には，Ｏリング１３１０を嵌めるための溝１３１１が形成されている。
【００５５】
上側部材１４００は，上側部材本体１４０１と，ガラス板１４１０と，ガラス板１４２０とを有している。上側部材本体１４０１は，筒型に近い形状をしている。そして，上側部材本体１４０１には，貫通孔１４０２が形成されている。貫通孔１４０２は，エアを吸引するための第２の吸引口である。そのため，溶接用治具１２００の外部と連通している。
【００５６】
ガラス板１４１０は，上側部材本体１４０１の下方に配置されている。そして，ガラス板１４１０には，貫通孔１４１２が形成されている。ガラス板１４２０は，上側部材本体１４０１の上方に配置されている。なお，ガラス板１４１０，１４２０は，レーザを透過する透過部材である。
【００５７】
上側部材１４００と下側部材１３００との間には，Ｏリング１２１０が設けられている。そして，上側部材本体１４０１の側面には，Ｏリング１２１０を配置するための凹部１４３０が形成されている。そして，Ｏリング１２１０は，図７中の矢印Ｃの向きに移動することができる。つまり，上側部材１４００と下側部材１３００とは，互いに上下に移動する。すなわち，上側部材１４００は，下側部材１３００の載置面に対して交差する方向にスライド可能である。
【００５８】
なお，図７では，被溶接体を二点鎖線で描いている。図７に示すように，下側部材１３００は，空気室１３００ａを有している。空気室１３００ａは，第１の空気室である。Ｏリング１３１０が被溶接体である封口板１３０に接触しているときには，空気室１３００ａは，電池容器１１０と連通している。このとき図６に示す真空ポンプ１７００は，空気室１３００ａからエアを吸引するとともに，空気室１３００ａと連通している電池容器１１０からもエアを吸引することができる。
【００５９】
また，図７に示すように，上側部材１４００は，空気室１４００ａを有している。空気室１４００ａは，第２の空気室である。ガラス板１４１０は，空気室１３００ａと空気室１４００ａとの間に位置している。そして，空気室１３００ａと空気室１４００ａとは，ガラス板１４１０の貫通孔１４１２により連通している。後述するように，空気室１４００ａのエアを吸引することで，ガラス板１４１０は，蓋体１７０を保持することができる。つまり，ガラス板１４１０は，蓋体１７０を保持する蓋体保持部でもある。ただし，ガラス板１４１０が蓋体１７０を保持している間には，貫通孔１４１２は塞がった状態にある。
【００６０】
３−３．真空ポンプ
真空ポンプ１７００は，貫通孔１３０２から空気室１３００ａの内部のエアを吸引するための第１の吸引装置である。真空ポンプ１８００は，貫通孔１４０２から空気室１４００ａの内部のエアを吸引するための第２の吸引装置である。これらの真空ポンプ１７００，１８００は，それぞれ，空気室１３００ａ，１４００ａを減圧するためのものである。したがって，空気室１３００ａ，１４００ａを減圧することのできるものであれば，真空ポンプに限らずその他のものを用いてもよい。
【００６１】
４．（Ｃ−３）減圧封止工程
ここで，本形態の特徴点である溶接装置１０００を用いた溶接方法について説明する。すなわち，減圧封止工程について詳細に説明する。本形態では，封口板１３０の注液孔１４０を塞いで，電池容器１１０を密閉する。そのために，封口板１３０と蓋体１７０とを溶接する。なお，この減圧封止工程は，電池容器１１０を減圧室に入れないで行う工程である。また，図８に，各工程における電池容器１１０の内圧を示す。図８に示すように，減圧封止工程において減圧された後の電池容器１００の内圧はＰ７である。
【００６２】
４−１．（Ｃ−３−１）蓋体保持工程
まず，貫通孔１４０２からエアを吸引する。これにより，空気室１４００ａからエアが吸引される。そして，上側部材１４００のガラス板１４１０により蓋体１７０を保持する（図９参照）。このとき，空気室１３００ａの内圧は，ほぼ大気圧に等しい。この蓋体１７０を保持する力は，空気室１４００ａの内圧と大気圧との差によって生じる。
【００６３】
４−２．（Ｃ−３−２）減圧工程
次に，貫通孔１３０２からエアを吸引する。ここで，空気室１３００ａおよび電池容器１１０の内部は連通している。そのため，空気室１３００ａおよび電池容器１１０の内部の圧力が下がる。つまり，貫通孔１３０２からエアを吸引することで，注液孔１４０からもエアを吸引するのである。そして，図８に示したように，電池容器１１０の内圧をＰ７まで下げる。ここで圧力Ｐ７は，大気圧よりも低い第１の圧力である。第１の圧力は，例えば，２５〜９０ｋＰａである。図９では，減圧されている領域に，ドットのハッチングを施してある。図１０〜図１２においても同様である。
【００６４】
４−３．（Ｃ−３−３）蓋体載置工程
続いて，図１０に示すように，上側部材１４００を図１０中の矢印Ｄの向きに下方に移動させる。矢印Ｄの向きは，下側部材１３００の載置面と交差する向きである。その移動の際に，電池容器１１０の内圧は，Ｐ７からほとんど変わらない。上側部材１４００が下降することにより，蓋体１７０は，注液孔１４０の形成されている注液部１４１の上に載置される。蓋体１７０が載置される位置は，注液孔１４０を塞ぐような位置である。
【００６５】
４−４．（Ｃ−３−４）レーザ溶接工程
次に，空気室１４００ａを大気開放する。そして，図１１に示すように，蓋体１７０を封口板１３０にレーザ溶接する。その際に，注液孔１４０を密閉するように，シーム溶接する。なお，レーザはガラス板１４１０，１４２０を透過するため，溶接用治具１２００が溶接の障害となることはない。そして，図１２に示すように，溶接用治具１２００を電池容器１１０から退避させる。なお，空気室１４００ａの大気開放とレーザ溶接の順序は，逆であってもよい。
【００６６】
５．電池の製造方法の詳細
５−１．（Ａ）電極板作成工程
まず，正極芯材ＰＢであるアルミニウム箔に正極用塗工液を塗工して正極用ペースト層とする。この正極用塗工液は，溶媒に上記の正極活物質等を混練したものである。次に，正極用ペースト層の形成された正極芯材ＰＢを乾燥炉の内部に搬送しつつその正極用ペースト層を乾燥させる。これにより，正極芯材ＰＢに正極合材層ＰＡが形成される。正極合材層ＰＡは，正極活物質を含む層である。なお，正極芯材ＰＢの両面に正極合材層ＰＡを形成することが好ましい。これにより，正極板Ｐが作成される。負極板Ｎについても同様である。
【００６７】
５−２．（Ｂ）電極体作成工程
続いて，捲回電極体１０を作成する。その際に，図４に示したように，正極板Ｐおよび負極板Ｎに，これらの間にセパレータＳ，Ｔを介在させて捲回する。これにより，円筒形状の捲回電極体が作成される。この円筒形状の捲回電極体を円筒側面方向から圧縮することにより，図３に示したような扁平形状の捲回電極体１０が作成される。
【００６８】
５−３．（Ｃ）電池組立工程
５−３−１．（Ｃ−１）電極体収容工程
捲回電極体１０の正極端部３０に正極端子５０を溶接する。また，捲回電極体１０の負極端部４０に負極端子６０を溶接する。そして，捲回電極体１０を電池容器本体１２０に収容する。また，封口板１３０を電池容器本体１２０に接合する。この接合にレーザ溶接を用いるとよい。もちろん，その他の接合方法を用いてもよい。これにより，電池容器１１０を密閉する。ただしこの段階では，注液孔１４０は空いたままである。
【００６９】
５−３−２．（Ｃ−２）電解液注入工程
続いて，図１３に示すように，注液孔１４０から，電池容器１１０の内部に電解液を注入する。このときの電池容器１１０の内圧は，図１３に示すように，Ｐ３である。なお，Ｐ３は大気圧である。また，電解液の注入後，電解液は捲回電極体１０の正極合材層ＰＡおよび負極合材層ＮＡに徐々に含浸していく。なお，図１３〜図１７では，電解液をドットのハッチングで表している。また，これらの図中の括弧内の表示（Ｐ３等）は，電池容器１１０の内圧を示している。
【００７０】
５−３−３．（Ｃ−３）減圧封止工程
続いて，電池容器１１０の内部を減圧する。これにより，電池容器１１０の内圧は，図１４に示すように，Ｐ７となる。図１４では，やや容器が内側に凹んでいる。そして，電池容器１１０の内部を減圧した状態のままで，注液孔１４０に蓋体１７０を用いて密閉する。具体的には，前述の溶接装置１０００を用いて，注液孔１４０の周囲をシーム溶接する。この減圧封止工程が，蓋体保持工程と，減圧工程と，蓋体載置工程と，レーザ溶接工程とを有することは前述のとおりである。これにより，蓋体１７０は封口板１３０に溶接される。
【００７１】
５−３−４．（Ｃ−４）初期充電工程
次に，組み立てられたバッテリ１００に初期充電を施す。これにより，図１５に示すように，電池容器１１０の内部でガスが発生する。そのため，電池容器１１０の内圧は，Ｐ６となる。この初期充電工程の最中にも，電池容器１１０の内部の圧力は変化する。つまり，圧力Ｐ６は，この変化する圧力のうちの一つを選び出したものである。そして，初期充電後には，図１６に示すように，電池容器１１０の内圧はＰ５となる。その他，高温エージング工程等を施してもよい。また，その他の各種の検査工程を行ってもよい。以上の工程を経ることにより，本形態のバッテリ１００が製造される。なお，初期充電後にもガスが発生することがあるため，製品出荷時には，図１７に示すように，電池容器１１０の内圧はＰ４となる。
【００７２】
なお，注液工程以降の製造工程における各工程と，電池容器１１０の内圧との関係を図８のグラフに示す。図８に示すように，電池容器１１０の内圧には，次式に示すような関係が成り立つ。
Ｐ３ ＞ Ｐ４ ＞ Ｐ５ ＞ Ｐ６ ＞ Ｐ７
【００７３】
５−４．溶接後のバッテリ
本形態における電池の製造方法により製造されたバッテリ１００の内圧は，２５〜９０ｋＰａの範囲内である。また，注液孔１４０の内部は空洞である。バッテリ１００には，注液孔１４０を一旦封止する仮封止部材は設けられていない。
【００７４】
６．変形例
６−１．電極体の形状
本形態では，扁平形状の捲回電極体１０を備えるリチウムイオン二次電池の製造方法について説明した。しかし，扁平形状の捲回電極体１０を有する電池に限らない。円筒形状の電極体を有する円筒型電池にも適用することができる。また，捲回しないで正極板と負極板とを平積みした電極体を用いる電池にも適用することができる。平積みした電極体を用いる場合には，電極板等を捲回する工程や，捲回した円筒形状の電極体を扁平形状にするプレス工程等も必須ではない。
【００７５】
６−２．電池の種類
また，リチウムイオン二次電池に限らない。ニッケル水素電池やその他の二次電池にも適用することができる。その場合には，電極体の構成はもちろん，リチウムイオン二次電池の電極体の構成と異なっている。そのため，電極板作成工程は必ずしも必要ではない場合がある。しかし，これらの電池であっても，発電要素である電極体は必要である。
【００７６】
７．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の製造方法では，溶接装置１０００を用いて注液孔１４０の周辺を溶接することにより，バッテリ１００を封止することとしている。溶接装置１０００を用いることにより，電池容器１１０の内部を減圧した状態のまま，蓋体１７０を封口板１３０に溶接することができる。また，２度の封止工程は必要ない。ガス抜き工程を設ける必要もない。これにより，少ない工程で好適に注液孔１４０を封止することのできる溶接用治具および溶接装置および電池の製造方法が実現されている。
【００７７】
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，電池であれば，二次電池に限らず，一次電池にも適用することができる。
【００７８】
（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。本形態は，溶接用治具とそれを用いた減圧封止工程とが第１の実施形態と異なっている。したがって，その異なる溶接用治具と減圧封止工程のみについて説明する。
【００７９】
１．溶接用治具
本形態の溶接用治具２２００を図１８に示す。溶接用治具２２００は，第１の実施形態の溶接用治具１２００とほぼ同じである。異なる点は，下側部材１３００と上側部材２４００とが互いに移動しないことである。すなわち，下側部材１３００と上側部材２４００とが固定されているのである。本形態の溶接装置は，図６に示した溶接装置１０００において溶接用治具１２００の代わりに溶接用治具２２００を用いるものである。
【００８０】
２．（Ｃ−３）減圧封止工程
ここで，本形態の溶接装置を用いた溶接方法について説明する。本形態では，バッテリ１００の注液孔１４０を塞ぐように，蓋体１７０を封口板１３０に溶接する。製造されるバッテリ１００は，第１の実施形態のものと変わりない。
【００８１】
２−１．（Ｃ−３−１）蓋体保持工程
まず，吸引口１４０２からエアを吸引する。これにより，空気室１４００ａからエアが吸引される。そして，図１８に示すように，上側部材２４００のガラス板１４１０により蓋体１７０を保持する。このとき，空気室１３００ａの内圧は，ほぼ大気圧に等しい。この蓋体１７０を保持する力は，空気室１４００ａの内圧と大気圧との差によって生じる。なお，図１８では，減圧されている領域に，ドットのハッチングを施してある。図１９〜図２１も同様である。
【００８２】
２−２．（Ｃ−３−２）減圧工程
次に，貫通孔１３０２からエアを吸引する。ここで，図１９に示すように，空気室１３００ａおよび電池容器１１０の内部は連通している。したがって，空気室１３００ａおよび電池容器１１０の内部の圧力が下がる。そして，図８に示したように，電池容器１１０の内圧をＰ７まで下げる。
【００８３】
２−３．（Ｃ−３−３）蓋体載置工程
続いて，図２０に示すように，空気室１４００ａを大気開放する。これにより，ガラス板１４１０は，蓋体１７０を保持できなくなる。空気室１４００ａの内圧は，空気室１３００ａの内圧よりも高いからである。そのため蓋体１７０は，注液孔１４０の形成されている注液部１４１の上に載置される。その際に，電池容器１１０の内圧は，Ｐ７からほとんど変わらない。蓋体１７０が載置される位置は，注液孔１４０を塞ぐような位置である。なお，図２０に示すように，蓋体１７０を注液部１４１の上に載置した後にも，ガラス板１４１０と蓋体１７０との間にはわずかに隙間がある。
【００８４】
２−４．（Ｃ−３−４）レーザ溶接工程
次に，図２１に示すように，蓋体１７０と封口板１３０の注液部１４１とをレーザ溶接する。その際に，注液孔１４０を密閉するように，シーム溶接する。なお，レーザはガラス板１４１０，１４２０を透過するため，溶接用治具１２００が溶接の障害となることはない。なお，図２１に示すように，レーザ溶接を行う際にも，ガラス板１４１０と蓋体１７０との間にはわずかに隙間がある。
【００８５】
３．変形例
３−１．下側部材と上側部材との一体化
本形態では，溶接用治具２２００は，下側部材１３００と上側部材２４００とを有することとした。しかし，これらは，一体化されていてもよい。この場合であっても，同様の効果を奏するからである。
【００８６】
３−２．蓋体の載置
本形態では，蓋体１７０を載置する場合に，空気室１４００ａを大気開放することとした。しかし，空気室１４００ａの内圧を，電池容器１１０の内圧Ｐ７よりも高い圧力とすることとしてもよい。このようにしても，蓋体１７０を載置することができることに変わりないからである。
【００８７】
４．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の製造方法では，溶接用治具２２００を用いて注液孔１４０の周辺を溶接することにより，バッテリ１００を封止することとしている。溶接用治具２２００を用いることにより，電池容器１１０の内部を減圧した状態のまま，蓋体１７０を封口板１３０に溶接することができる。また，２度の封止工程は必要ない。ガス抜き工程を設ける必要もない。これにより，少ない工程で好適に注液孔１４０を封止することのできる溶接用治具および溶接装置および電池の製造方法が実現されている。
【００８８】
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，電池であれば，二次電池に限らず，一次電池にも適用することができる。
【００８９】
（第３の実施形態）
第３の実施形態について説明する。本形態は，溶接用治具とそれを用いた減圧封止工程とが第１の実施形態と異なっている。したがって，その異なる溶接用治具と減圧封止工程のみについて説明する。
【００９０】
１．溶接用治具
本形態の溶接用治具３２００は，第１の実施形態の溶接用治具１２００とほぼ同じである。異なる点は，図２２に示すように，第１の実施形態の溶接用治具１２００における貫通孔１４１２の設けられたガラス板１４１０の代わりに，蓋体挟持部３４１０が設けられている点である。蓋体挟持部３４１０は，蓋体１７０を挟持するためのものである。つまり，蓋体１７０を保持するとともに，注液孔１４０を塞ぐ位置に蓋体１７０を載置するための蓋体保持部である。
【００９１】
２．（Ｃ−３）減圧封止工程
ここで，本形態の溶接装置を用いた溶接方法について説明する。本形態では，バッテリ１００の注液孔１４０を塞ぐように，蓋体１７０を封口板１３０に溶接する。製造されるバッテリ１００は，第１の実施形態のものと変わりない。
【００９２】
２−１．（Ｃ−３−１）蓋体保持工程
まず，図２２に示すように，蓋体挟持部３４１０が蓋体１７０を保持する。そのため，蓋体挟持部３４１０は，蓋体１７０を容易には離さないようになっている。蓋体挟持部３４１０は，ある程度弾力性のあるものであるとよい。
【００９３】
２−２．（Ｃ−３−２）減圧工程
次に，図２３に示すように，貫通孔１３０２からエアを吸引する。ここで，空気室１３００ａおよび電池容器１１０の内部は連通している。したがって，空気室１３００ａおよび電池容器１１０の内部の圧力が下がる。そして，図８に示したように，電池容器１１０の内圧をＰ７まで下げる。図２３では，減圧されている領域に，ドットのハッチングを施してある。図２４〜図２６も同様である。
【００９４】
２−３．（Ｃ−３−３）蓋体載置工程
続いて，図２４に示すように，上側部材３４００を下方に移動させる。その際に，電池容器１１０の内圧は，Ｐ７からほとんど変わらない。上側部材３４００が下降することにより，蓋体１７０は，注液孔１４０の形成されている注液部１４１の上に載置される。
【００９５】
２−４．（Ｃ−３−４）レーザ溶接工程
次に，図２５に示すように，蓋体１７０と封口板１３０の注液部１４１とをレーザ溶接する。その際に，注液孔１４０を密閉するように，シーム溶接する。なお，レーザはガラス板１４２０を透過するため，溶接用治具３２００が溶接の障害となることはない。そして，溶接終了後に，図２６に示すように，溶接用治具３２００を退避させる。このとき溶接が完了しているため，蓋体挟持部３４１０は，蓋体１７０からはずれる。
【００９６】
３．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の製造方法では，溶接用治具３２００を用いて注液孔１４０の周辺を溶接することにより，バッテリ１００を封止することとしている。溶接用治具３２００を用いることにより，電池容器１１０の内部を減圧した状態のまま，蓋体１７０を封口板１３０に溶接することができる。また，２度の封止工程は必要ない。ガス抜き工程を設ける必要もない。これにより，少ない工程で好適に注液孔１４０を封止することのできる溶接用治具および溶接装置および電池の製造方法が実現されている。
【００９７】
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，電池であれば，二次電池に限らず，一次電池にも適用することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１０…捲回電極体
３０…正極端部
４０…負極端部
５０…正極端子
６０…負極端子
１００…バッテリ
１１０…電池容器
１２０…電池容器本体
１３０…封口板
１４０…注液孔
１４１…注液部
１５０…絶縁部材
１６０…絶縁部材
１７０…蓋体
１０００…溶接装置
１１００…レーザ発振装置
１２００，２２００，３２００…溶接用治具
１３００…下側部材
１３００ａ，１４００ａ…空気室
１３０２，１４０２，１４１２…貫通孔
１４００，２４００，３４００…上側部材
１４１０，１４２０…ガラス板
３４１０…蓋体挟持部
ＢＰ…バッテリパック
Ｐ…正極板
Ｐ１…正極塗工部
Ｐ２…正極非塗工部
Ｎ…負極板
Ｎ１…負極塗工部
Ｎ２…負極非塗工部
Ｓ，Ｔ…セパレータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は，電池の製造方法および溶接装置および溶接用治具に関する。さらに詳細には，注液孔の封止を好適に行う溶接方法を用いた電池の製造方法および溶接装置および溶接用治具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。これらのうち，車両や大型電子機器類には，単電池を直列または並列につないだ組電池が搭載されることが一般的である。
【０００３】
このような電池には，非水電解液を用いる非水電解質電池がある。非水系の溶媒中では，電極反応等によりガスが発生することがある。このガスの発生により，電池容器の内圧は高いものとなる。そして，電池容器の内圧が高いと，電池容器が膨張するおそれがある。これら膨張した電池のうち膨張の度合いの大きい電池を電池搭載機器に搭載することは困難である。収容スペースに収まらないからである。なお，このガスの発生は，電極体を電解液に浸漬した後に生じやすい。
【０００４】
そのため，電極体を電池容器に収容して電解液を注入した後に，ガスを抜く技術が開発されてきている。例えば，特許文献１には，注入孔から電解液を注入し，注入孔を封止して初期充電を行い，初期充電により発生したガスを排出孔から排出し，排出孔を封止する電池の製造方法が開示されている（特許文献１の段落［００２１］−［００２７］参照）。これにより，電池容器内にほとんどガスの溜まっていない電池が製造されるとしている（特許文献１の段落［００２７］参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３２４５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし，特許文献１に記載の電池の製造方法では，注液孔と排出孔の２箇所を封止する必要がある（特許文献１の段落［００２１］−［００２７］参照）。すなわち，注液孔封止工程と排出孔封止工程の両方が必要である。また，ガス抜き工程も必要である。このように工程が多いため，サイクルタイムは長い。
【０００７】
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，少ない工程で注液孔の封止を好適に行うことのできる電池の製造方法および溶接装置および溶接用治具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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電池の製造方法は，電極体を作成する電極体作成工程と，電極体を電池容器本体に収容するとともに注液孔の形成された封口板を電池容器本体に接合して電池を作成する電池組立工程とを有する方法である。そして，電池組立工程は，注液孔から電池容器の内部に電解液を注入する電解液注入工程と，電池容器を減圧室に入れないで注液孔からエアを吸引することにより電池容器の内部を第１の圧力に減圧するとともに，電池容器の内部を第１の圧力としたまま注液孔用蓋体を封口板にレーザ溶接する減圧封止工程とを有する。かかる電池の製造方法では，電池容器の内部を減圧した電池を製造することができる。また，２度の封止工程を行う必要がない。また，電池容器を減圧室に入れることなく，電池容器の内部を減圧することができる。したがって，減圧室の全体を減圧する必要がない。すなわち，サイクルタイムは短い。
【０００９】
上記に記載の電池の製造方法において，第１の空気室と第１の吸引口とを備える下側部材と，注液孔用蓋体を保持する蓋体保持部を備える上側部材とを有する溶接用治具を用いるとよい。そして，減圧封止工程は，電池容器と第１の空気室とを連通させるとともに，第１の吸引口から電池容器の内部のエアを吸引する減圧工程と，蓋体保持部により注液孔を塞ぐ位置に注液孔用蓋体を載置する蓋体載置工程と，注液孔用蓋体を封口板にシーム溶接するレーザ溶接工程とを有する。この溶接用治具を用いることにより，第１の空気室および電池容器の体積を減圧するだけで，電池容器の内部を減圧することができるからである。
【００１０】
上記に記載の電池の製造方法において，溶接用治具として，上側部材に第２の空気室と第２の吸引口とが設けられているとともに，蓋体保持部が貫通孔の形成されたガラス板であり，第２の吸引口から第２の空気室のエアを吸引することにより，蓋体保持部が注液孔用蓋体を保持するものを用いるとよい。そして，蓋体載置工程では，第２の吸引口からエアを供給して第２の空気室を第１の圧力よりも高い第２の圧力とすることにより，注液孔用蓋体を封口板に載置する。第２の空気室からエアを吸引することで，注液孔用蓋体を保持することができるからである。そして，第２の空気室にエアを供給することで，注液孔用蓋体の保持を解除するとともに注液孔用蓋体を封口板に載置することができる。
【００１１】
上記に記載の電池の製造方法において，溶接用治具として，上側部材に第２の空気室と第２の吸引口とが設けられているとともに，蓋体保持部が貫通孔の形成されたガラス板であり，第２の吸引口から第２の空気室のエアを吸引することにより，蓋体保持部が注液孔用蓋体を保持するとともに，上側部材が下側部材の載置面に対して交差する方向にスライド可能なものを用いるとよい。そして，蓋体載置工程では，上側部材をスライドすることにより，注液孔用蓋体を封口板に載置する。第２の空気室からエアを吸引することで，注液孔用蓋体を保持することができるからである。そして，上側部材がスライドすることで，注液孔用蓋体を封口板の上に載置することができる。そして，第２の空気室にエアを供給することで，注液孔用蓋体の保持を解除することができる。
【００１２】
上記に記載の電池の製造方法において，溶接用治具として，挟持部で挟むことにより，蓋体保持部が注液孔用蓋体を保持するとともに，上側部材が下側部材の載置面に対して交差する方向にスライド可能なものを用いるとよい。そして，蓋体載置工程では，上側部材をスライドすることにより，注液孔用蓋体を封口板に載置する。挟持部が注液孔用蓋体を挟むことで，注液孔用蓋体を保持することができるからである。そして，上側部材がスライドすることで，注液孔用蓋体を封口板の上に載置することができる。
【００１３】
また，本発明の別の態様における溶接装置は，第１の空気室と，第１の空気室と少なくとも一部が連通している第２の空気室と，第１の空気室と第２の空気室との間に位置するとともに，被溶接体に載置する蓋体を保持する蓋体保持部とを有する溶接用治具と，蓋体を被溶接体に溶接するレーザを照射するレーザ発振装置とを有するものである。また，第１の空気室は，一部が開口している開口部と，外部と連通している第１の貫通孔とを有するとともに，そして，第２の空気室は，レーザを透過する透過部材と，外部と連通している第２の貫通孔とを有するものであり，そして，第１の貫通孔からエアを吸引する第１の吸引装置と，第２の貫通孔からエアを吸引する第２の吸引装置とを有するものである。かかる溶接装置を用いることで，電池容器の内部を減圧した状態で注液孔用蓋体を封口板にレーザ溶接することができる。また，電池容器を減圧室に入れる必要はない。つまり，減圧室の全体を減圧する必要がない。すなわち，サイクルタイムは短い。
【００１４】
上記に記載の溶接装置において，蓋体保持部は，貫通孔の形成されたガラス板であるとよい。第２の空気室を減圧することで，注液孔用蓋体を保持することができるからである。
【００１５】
上記に記載の溶接装置において，蓋体保持部は，蓋体を挟持する挟持部であるとよい。注液孔用蓋体を保持することができることに変わりないからである。
【００１６】
上記に記載の溶接装置において，第２の空気室は，溶接用治具の載置面に対して交差する方向にスライド可能なものであるとよい。第２の空気室をスライドすることで，注液孔を塞ぐ位置に注液孔用蓋体を載置することができるからである。
【００１７】
また，本発明のさらに別の態様における溶接用治具は，第１の空気室と，第１の空気室と少なくとも一部が連通している第２の空気室と，第１の空気室と第２の空気室との間に位置するとともに被溶接体に載置する蓋体を保持する蓋体保持部とを有するものである。また，第１の空気室は，一部が開口している開口部と，外部と連通している第１の貫通孔とを有するとともに，そして，第２の空気室は，レーザを透過する透過部材と，外部と連通している第２の貫通孔とを有するものである。かかる溶接用治具を用いることで，電池容器の内部を減圧した状態で注液孔用蓋体を封口板にレーザ溶接することができる。また，電池容器を減圧室に入れる必要はない。つまり，減圧室の全体を減圧する必要がない。すなわち，サイクルタイムは短い。
【００１８】
上記に記載の溶接用治具において，蓋体保持部は，貫通孔の形成されたガラス板であるとよい。第２の空気室を減圧することで，注液孔用蓋体を保持することができるからである。
【００１９】
上記に記載の溶接用治具において，蓋体保持部は，蓋体を挟持する挟持部であるとよい。注液孔用蓋体を保持することができることに変わりないからである。
【００２０】
上記に記載の溶接用治具において，第２の空気室は，被溶接体の載置面に対して交差する方向にスライド可能なものであるとよい。第２の空気室をスライドすることで，注液孔を塞ぐ位置に注液孔用蓋体を載置することができるからである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば，少ない工程で注液孔の封止を好適に行うことのできる電池の製造方法および溶接装置および溶接用治具が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態に係るバッテリパックの概略構成を説明するための斜視図である。
【図２】実施形態に係るバッテリの概略構成を説明するための断面図である。
【図３】実施形態に係るバッテリの捲回電極体を説明するための斜視図である。
【図４】実施形態に係るバッテリの捲回電極体の捲回構造を説明するための展開図である。
【図５】実施形態に係るバッテリの正極板（負極板）の断面構造を説明するための斜視断面図である。
【図６】実施形態に係る溶接装置の構成を説明するための概略構成図である。
【図７】実施形態に係る溶接用治具の構成を説明するための概略構成図である。
【図８】実施形態に係る各工程と電池容器の内圧との関係を示すグラフである。
【図９】第１の実施形態に係る電池の製造方法における減圧封止工程を説明するための概念図（その１）である。
【図１０】第１の実施形態に係る電池の製造方法における減圧封止工程を説明するための概念図（その２）である。
【図１１】第１の実施形態に係る電池の製造方法における減圧封止工程を説明するための概念図（その３）である。
【図１２】第１の実施形態に係る電池の製造方法における減圧封止工程を説明するための概念図（その４）である。
【図１３】実施形態に係る電解液注入工程を説明するための概念図である。
【図１４】実施形態に係る減圧封止工程を説明するための概念図である。
【図１５】実施形態に係る初期充電工程を説明するための概念図である。
【図１６】実施形態に係る初期充電工程後のバッテリを説明するための概念図である。
【図１７】実施形態に係る製品出荷時におけるバッテリを説明するための概念図である。
【図１８】第２の実施形態に係る電池の製造方法における減圧封止工程を説明するための概念図（その１）である。
【図１９】第２の実施形態に係る電池の製造方法における減圧封止工程を説明するための概念図（その２）である。
【図２０】第２の実施形態に係る電池の製造方法における減圧封止工程を説明するための概念図（その３）である。
【図２１】第２の実施形態に係る電池の製造方法における減圧封止工程を説明するための概念図（その４）である。
【図２２】第３の実施形態に係る電池の製造方法における減圧封止工程を説明するための概念図（その１）である。
【図２３】第３の実施形態に係る電池の製造方法における減圧封止工程を説明するための概念図（その２）である。
【図２４】第３の実施形態に係る電池の製造方法における減圧封止工程を説明するための概念図（その３）である。
【図２５】第３の実施形態に係る電池の製造方法における減圧封止工程を説明するための概念図（その４）である。
【図２６】第３の実施形態に係る電池の製造方法における減圧封止工程を説明するための概念図（その５）である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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，リチウムイオン二次電池の注液孔に蓋体を溶接することにより，注液孔を封止するのに好適な溶接装置および溶接用治具とそれらを用いた電池の製造方法について，本発明を具体化したものである。
【００２４】
（第１の実施形態）
１．電池の構造
１−１．バッテリパック
本形態のバッテリパックＢＰは，図１に示すように，バッテリ１００を直列に接続した組電池である。バッテリ１００は，角型の単電池である。バッテリパックＢＰでは，図１に示すように，バッテリ１００の正極端子と，そのバッテリ１００に隣り合うバッテリ１００の負極端子とが，バスバー１９０を介して締結されている。この締結は，ボルトとナットによりなされている。
【００２５】
１−２．バッテリセル
バッテリ１００の概略構成を図２の断面図に示す。図２は，図１に示したバッテリパックＢＰからバッテリ１００を取り出して描いたものである。バッテリ１００は，電池容器１１０の内部に図３に示す扁平形状の捲回電極体１０を有するものである。電池容器１１０は，図２に示すように，電池容器本体１２０と，封口板１３０とを備えるものである。電池容器１１０の内部には，捲回電極体１０が配置されている。この捲回電極体１０は，実際に発電に寄与する発電要素である。封口板１３０は，電池容器本体１２０の開口部を塞ぐためのものである。そのため，電池容器本体１２０に接合されている。
【００２６】
電池容器１１０の内部には，電解液が注入されている。この電解液は，有機溶媒に電解質を溶解させたものである。有機溶媒として例えば，プロピレンカーボネート（ＰＣ），エチレンカーボネート（ＥＣ），ジメチルカーボネート（ＤＭＣ），ジエチルカーボネート（ＤＥＣ），エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ），１，２−ジメトキシエタン，１，２−ジエトキシエタン，テトラヒドロフラン，２−メチルテトラヒドロフラン，ジオキサン，１，３−ジオキソラン，エチレングリコールジメチルエーテル，ジエチレングリコールジメチルエーテル，アセトニトリル，プロピオニトリル，ニトロメタン，Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド，ジメチルスルホキシド，スルホラン，γ−ブチロラクトン等の非水系溶媒またはこれらを組み合わせた溶媒を用いることができる。
【００２７】
また，電解質である塩として，過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）やホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ４），六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６），六フッ化砒酸リチウム（ＬｉＡｓＦ６），ＬｉＣＦ３ＳＯ３，ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３，ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２，ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３，ＬｉＩなどのリチウム塩を用いることができる。
【００２８】
図２に示すように，バッテリ１００は，正極端子５０と，負極端子６０と，絶縁部材１５０と，絶縁部材１６０とを有している。絶縁部材１５０は，正極端子５０と封口板１３０とを絶縁するための部材である。絶縁部材１６０は，負極端子６０と封口板１３０とを絶縁するための部材である。
【００２９】
図２に示すように，封口板１３０には注液孔１４０が設けられている。注液孔１４０は，封口板１３０を貫通する貫通孔である。後述する電解液注入工程では，この注液孔１４０から電解液を電池容器１１０の内部に注入する。また，注液孔１４０の内壁の内側には，何も充填されていない。すなわち，空洞である。注液孔１４０の内壁の内側には，一旦注液孔を封止する仮封止部材は設けられていない。後述するように，本形態における電池の製造方法では，仮封止をする必要がないからである。蓋体１７０は，封口板１３０の注液孔１４０を塞ぐための注液孔用蓋体である。したがって，蓋体１７０は，注液孔１４０の開口部分を覆っている。蓋体１７０は，封口板１３０の外側から封口板１３０にシーム溶接されている。
【００３０】
１−３．捲回電極体の構造
図３は，捲回電極体１０を示す斜視図である。図３に示すように，捲回電極体１０は扁平形状をしている。捲回電極体１０の一方の端部には，正極端部３０が突出している。正極端部３０は，後述するように，正極板の正極芯材が突出している箇所である。捲回電極体１０の他方の端部には，負極端部４０が突出している。負極端部４０は，後述するように，負極板の負極芯材が突出している箇所である。
【００３１】
図４は，捲回電極体１０の捲回構造を示す展開図である。捲回電極体１０は，図４に示すように，内側から正極板Ｐ，セパレータＳ，負極板Ｎ，セパレータＴの順に積み重ねた状態で捲回されたものである。すなわち，捲回電極体１０は，正極板Ｐと負極板Ｎとをこれらの間にセパレータＳ，Ｔを介在させて交互に配置したものである。
【００３２】
正極板Ｐは，正極芯材であるアルミ箔にリチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極活物質を含む合材を塗布したものである。正極活物質として，ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２），マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎＯ２），コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）等のリチウム複合酸化物などが用いられる。負極板Ｎは，負極芯材である銅箔にリチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極活物質を含む合材を塗布したものである。負極活物質として，非晶質炭素，難黒鉛化炭素，易黒鉛化炭素，黒鉛等の炭素系物質が用いられる。
【００３３】
図４に示すように正極板Ｐには，正極塗工部Ｐ１と，正極非塗工部Ｐ２とがある。正極塗工部Ｐ１は，正極芯材に正極活物質等を含む正極合材層を形成した箇所である。正極非塗工部Ｐ２は，正極芯材に正極合材層を形成していない箇所である。負極板Ｎには，負極塗工部Ｎ１と，負極非塗工部Ｎ２とがある。負極塗工部Ｎ１は，負極芯材に負極活物質等を含む負極合材層を形成した箇所である。負極非塗工部Ｎ２は，負極芯材に負極合材層を形成していない箇所である。
【００３４】
図４中の矢印Ａは，正極板Ｐ，負極板Ｎ，セパレータＳ，Ｔの幅方向（図３でいえば横方向）を示している。図４中の矢印Ｂは，正極板Ｐ，負極板Ｎ，セパレータＳ，Ｔの長手方向（図３の捲回電極体１０の周方向）を示している。
【００３５】
セパレータＳ，Ｔは，ポリエチレンやポリプロピレン等の多孔性フィルムである。セパレータＳ，Ｔの厚みは，１０〜５０μｍ程度である。ここで，セパレータＳとセパレータＴとは同じ材質のものである。上記の捲回順の理解のために符号をＳ，Ｔとして区別しただけである。
【００３６】
図５は，正極板Ｐ（もしくは負極板Ｎ）の斜視断面図である。図５中の括弧外の各符号は，正極の場合の各部を，括弧内の各符号は，負極の場合の各部を示している。図５中の矢印Ａが示す方向は，図４中の矢印Ａが示す方向と同じである。すなわち，正極板Ｐ（もしくは負極板Ｎ）の幅方向である。図５中の矢印Ｂが示す方向は，図４中の矢印Ｂが示す方向と同じである。すなわち，正極板Ｐ（もしくは負極板Ｎ）の長手方向である。
【００３７】
図５に示すように，正極板Ｐは，帯状の正極芯材ＰＢの両面の一部に正極合材層ＰＡが形成されたものである。図５中左側には，正極板Ｐの正極非塗工部Ｐ２が幅方向に突出している。正極非塗工部Ｐ２は，帯状に形成されている。正極非塗工部Ｐ２は，正極芯材ＰＢの両面ともに正極活物質が塗布されていない領域である。したがって正極非塗工部Ｐ２では，正極芯材ＰＢがむき出したままの状態にある。一方，図５中右側には，正極非塗工部Ｐ２に対応するような突出部はない。正極塗工部Ｐ１では，正極芯材ＰＢの両面に一様の厚みで正極合材層ＰＡが形成されている。
【００３８】
正極合材層ＰＡは，正極芯材ＰＢであるアルミ箔にリチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極活物質の他に，導電材，結着材，増粘材を含む合材を塗布して形成された層である。正極活物質として，ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２），マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎＯ２），コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）等のリチウム複合酸化物などが用いられる。
【００３９】
正極用の導電材として，カーボン粉末やカーボンファイバー等のカーボン材料を用いることができる。例えば，アセチレンブラック，ファーネスブラック，ケッチェンブラック等のカーボンブラック，グラファイト粉末，などのカーボン粉末である。
【００４０】
正極用の結着材は，電解液に不溶性（または難溶性）であって，正極用ペーストに用いる溶媒に分散するポリマーであるとよい。例えば，ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ），ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ），テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ），エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等のフッ素系樹脂，酢酸ビニル共重合体，スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ），アクリル酸変性ＳＢＲ樹脂（ＳＢＲ系ラテックス），アラビアゴム等のゴムを用いることができる。または，これらの組み合わせを用いてもよい。結着材は，必ずしも上記のポリマーに限定されない。
【００４１】
正極用の増粘材として，カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ），メチルセルロース（ＭＣ），酢酸フタル酸セルロース（ＣＡＰ），ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ），ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート（ＨＰＭＣＰ）等のセルロースが用いられる。ただし，必ずしも上記したようなセルロースに限らず用いることができる。
【００４２】
溶媒として，水が挙げられる。その他に，Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ，以下ＮＭＰという）を用いてもよい。また，その他の低級アルコールや低級ケトンを用いることもできる。
【００４３】
図５の括弧内の符号で示すように，負極板Ｎは，帯状の負極芯材ＮＢの両面の一部に負極合材層ＮＡが形成されたものである。図５中左側には，負極板Ｎの負極非塗工部Ｎ２が幅方向に突出している。負極非塗工部Ｎ２は，帯状に形成されている。負極非塗工部Ｎ２は，負極芯材ＮＢの両面ともに負極活物質が塗布されていない領域である。したがって負極非塗工部Ｎ２では，負極芯材ＮＢがむき出したままの状態にある。一方，図５中右側には，負極非塗工部Ｎ２に対応するような突出部はない。負極塗工部Ｎ１では，負極芯材ＮＢの両面に一様の厚みで負極合材層ＮＡが形成されている。ただし，図４に示したように，捲回時には，正極非塗工部Ｐ２と負極非塗工部Ｎ２とは，反対側に突出した状態で捲回されることとなる。
【００４４】
負極合材層ＮＡは，負極芯材ＮＢである銅箔に負極活物質，結着材，増粘材を含む合材を塗布して乾燥させた層である。負極活物質は，リチウムイオンを吸蔵・放出可能な物質である。負極活物質として，少なくとも一部にグラファイト構造を含む炭素系物質が用いられる。例えば，非晶質炭素，難黒鉛化炭素（ハードカーボン），易黒鉛化炭素（ソフトカーボン），黒鉛（グラファイト），またはこれらを組み合わせた構造を有する炭素材料を用いることができる。
【００４５】
負極用の結着材は，電解液に不溶性（または難溶性）であって，負極用ペーストに用いる溶媒に分散するポリマーであるとよい。例えば，ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ），ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ），テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ），エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等のフッ素系樹脂，酢酸ビニル共重合体，スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ），アクリル酸変性ＳＢＲ樹脂（ＳＢＲ系ラテックス），アラビアゴム等のゴムを用いることができる。または，これらの組み合わせを用いてもよい。結着材は，必ずしも上記のポリマーに限定されない。
【００４６】
負極用の増粘材として，カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ），メチルセルロース（ＭＣ），酢酸フタル酸セルロース（ＣＡＰ），ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ），ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート（ＨＰＭＣＰ）等のセルロースが用いられる。ただし，必ずしも上記したようなセルロースに限らず用いることができる。
【００４７】
溶媒として，水が挙げられる。ＮＭＰを用いてもよい。また，その他の低級アルコールや低級ケトンを用いることもできる。
【００４８】
２．電池の製造方法の概要
ここで，本実施の形態に係る電池の製造方法の概要について説明する。本形態の電池の製造方法は，以下に示す工程を有する。
（Ａ）電極板作成工程
（Ｂ）電極体作成工程
（Ｃ）電池組立工程
（Ｃ−１）電極体収容工程
（Ｃ−２）電解液注入工程
（Ｃ−３）減圧封止工程
（Ｃ−３−１）蓋体保持工程
（Ｃ−３−２）減圧工程
（Ｃ−３−３）蓋体載置工程
（Ｃ−３−４）レーザ溶接工程
（Ｃ−４）初期充電工程
【００４９】
本実施の形態に係る電池の製造方法は，電極板作成工程と，電極体作成工程と，電池組立工程とを有する方法である。そして，電池組立工程は，電極体収容工程と，電解液注入工程と，減圧封止工程と，初期充電工程とを有する方法である。ここで，本形態における電池の製造方法は，減圧封止工程に特徴のあるものである。つまり，減圧封止工程において，後述する溶接装置１０００を用いるのである。そして，減圧封止工程は，蓋体保持工程と，減圧工程と，蓋体載置工程と，レーザ溶接工程とを有する方法である。
【００５０】
ここで，本形態における電池の製造方法は，特許文献１に示すような２回の封止工程を行う必要がない。また，ガス抜き工程もない。なお，本形態の電池の製造方法については，後に詳しく説明する。
【００５１】
３．溶接装置
電池の製造方法の詳細について説明する前に，本形態の特徴点である減圧封止工程に用いられる溶接装置１０００について説明する。溶接装置１０００は，図６に示すように，レーザ発振装置１１００と，溶接用治具１２００と，真空ポンプ１７００，１８００とを有するものである。
【００５２】
３−１．レーザ発振装置
レーザ発振装置１１００は，レーザを発振させるレーザ発振部と，その他の光学部品とを有するものである。このレーザは，後述するように，蓋体１７０を封口板１３０に溶接するために用いられるものである。ここでその他の光学部品とは，プリズムやミラーやコリメータレンズ等のことをいう。これらの光学部品を適宜組み合わせることによりレーザを適宜回折等させることで，後述する溶接箇所にレーザを走査することができるようになっている。
【００５３】
３−２．溶接用治具
溶接用治具１２００を図７の断面図に示す。溶接用治具１２００は，下側部材１３００と，上側部材１４００とを有している。
【００５４】
下側部材１３００は，下側部材本体１３０１と，開口部１３０３と，Ｏリング１３１０とを有している。下側部材本体１３０１は，筒型に近い形状をしている。開口部１３０３は，下側部材本体１３０１の下側に位置している。下側部材本体１３０１には，貫通孔１３０２が形成されている。貫通孔１３０２は，エアを吸引するための第１の吸引口である。そのため，溶接用治具１２００の外部と連通している。また，下側部材本体１３０１の下端には，Ｏリング１３１０を嵌めるための溝１３１１が形成されている。
【００５５】
上側部材１４００は，上側部材本体１４０１と，ガラス板１４１０と，ガラス板１４２０とを有している。上側部材本体１４０１は，筒型に近い形状をしている。そして，上側部材本体１４０１には，貫通孔１４０２が形成されている。貫通孔１４０２は，エアを吸引するための第２の吸引口である。そのため，溶接用治具１２００の外部と連通している。
【００５６】
ガラス板１４１０は，上側部材本体１４０１の下方に配置されている。そして，ガラス板１４１０には，貫通孔１４１２が形成されている。ガラス板１４２０は，上側部材本体１４０１の上方に配置されている。なお，ガラス板１４１０，１４２０は，レーザを透過する透過部材である。
【００５７】
上側部材１４００と下側部材１３００との間には，Ｏリング１２１０が設けられている。そして，上側部材本体１４０１の側面には，Ｏリング１２１０を配置するための凹部１４３０が形成されている。そして，Ｏリング１２１０は，図７中の矢印Ｃの向きに移動することができる。つまり，上側部材１４００と下側部材１３００とは，互いに上下に移動する。すなわち，上側部材１４００は，下側部材１３００の載置面に対して交差する方向にスライド可能である。
【００５８】
なお，図７では，被溶接体を二点鎖線で描いている。図７に示すように，下側部材１３００は，空気室１３００ａを有している。空気室１３００ａは，第１の空気室である。Ｏリング１３１０が被溶接体である封口板１３０に接触しているときには，空気室１３００ａは，電池容器１１０と連通している。このとき図６に示す真空ポンプ１７００は，空気室１３００ａからエアを吸引するとともに，空気室１３００ａと連通している電池容器１１０からもエアを吸引することができる。
【００５９】
また，図７に示すように，上側部材１４００は，空気室１４００ａを有している。空気室１４００ａは，第２の空気室である。ガラス板１４１０は，空気室１３００ａと空気室１４００ａとの間に位置している。そして，空気室１３００ａと空気室１４００ａとは，ガラス板１４１０の貫通孔１４１２により連通している。後述するように，空気室１４００ａのエアを吸引することで，ガラス板１４１０は，蓋体１７０を保持することができる。つまり，ガラス板１４１０は，蓋体１７０を保持する蓋体保持部でもある。ただし，ガラス板１４１０が蓋体１７０を保持している間には，貫通孔１４１２は塞がった状態にある。
【００６０】
３−３．真空ポンプ
真空ポンプ１７００は，貫通孔１３０２から空気室１３００ａの内部のエアを吸引するための第１の吸引装置である。真空ポンプ１８００は，貫通孔１４０２から空気室１４００ａの内部のエアを吸引するための第２の吸引装置である。これらの真空ポンプ１７００，１８００は，それぞれ，空気室１３００ａ，１４００ａを減圧するためのものである。したがって，空気室１３００ａ，１４００ａを減圧することのできるものであれば，真空ポンプに限らずその他のものを用いてもよい。
【００６１】
４．（Ｃ−３）減圧封止工程
ここで，本形態の特徴点である溶接装置１０００を用いた溶接方法について説明する。すなわち，減圧封止工程について詳細に説明する。本形態では，封口板１３０の注液孔１４０を塞いで，電池容器１１０を密閉する。そのために，封口板１３０と蓋体１７０とを溶接する。なお，この減圧封止工程は，電池容器１１０を減圧室に入れないで行う工程である。また，図８に，各工程における電池容器１１０の内圧を示す。図８に示すように，減圧封止工程において減圧された後の電池容器１００の内圧はＰ７である。
【００６２】
４−１．（Ｃ−３−１）蓋体保持工程
まず，貫通孔１４０２からエアを吸引する。これにより，空気室１４００ａからエアが吸引される。そして，上側部材１４００のガラス板１４１０により蓋体１７０を保持する（図９参照）。このとき，空気室１３００ａの内圧は，ほぼ大気圧に等しい。この蓋体１７０を保持する力は，空気室１４００ａの内圧と大気圧との差によって生じる。
【００６３】
４−２．（Ｃ−３−２）減圧工程
次に，貫通孔１３０２からエアを吸引する。ここで，空気室１３００ａおよび電池容器１１０の内部は連通している。そのため，空気室１３００ａおよび電池容器１１０の内部の圧力が下がる。つまり，貫通孔１３０２からエアを吸引することで，注液孔１４０からもエアを吸引するのである。そして，図８に示したように，電池容器１１０の内圧をＰ７まで下げる。ここで圧力Ｐ７は，大気圧よりも低い第１の圧力である。第１の圧力は，例えば，２５〜９０ｋＰａである。図９では，減圧されている領域に，ドットのハッチングを施してある。図１０〜図１２においても同様である。
【００６４】
４−３．（Ｃ−３−３）蓋体載置工程
続いて，図１０に示すように，上側部材１４００を図１０中の矢印Ｄの向きに下方に移動させる。矢印Ｄの向きは，下側部材１３００の載置面と交差する向きである。その移動の際に，電池容器１１０の内圧は，Ｐ７からほとんど変わらない。上側部材１４００が下降することにより，蓋体１７０は，注液孔１４０の形成されている注液部１４１の上に載置される。蓋体１７０が載置される位置は，注液孔１４０を塞ぐような位置である。
【００６５】
４−４．（Ｃ−３−４）レーザ溶接工程
次に，空気室１４００ａを大気開放する。そして，図１１に示すように，蓋体１７０を封口板１３０にレーザ溶接する。その際に，注液孔１４０を密閉するように，シーム溶接する。なお，レーザはガラス板１４１０，１４２０を透過するため，溶接用治具１２００が溶接の障害となることはない。そして，図１２に示すように，溶接用治具１２００を電池容器１１０から退避させる。なお，空気室１４００ａの大気開放とレーザ溶接の順序は，逆であってもよい。
【００６６】
５．電池の製造方法の詳細
５−１．（Ａ）電極板作成工程
まず，正極芯材ＰＢであるアルミニウム箔に正極用塗工液を塗工して正極用ペースト層とする。この正極用塗工液は，溶媒に上記の正極活物質等を混練したものである。次に，正極用ペースト層の形成された正極芯材ＰＢを乾燥炉の内部に搬送しつつその正極用ペースト層を乾燥させる。これにより，正極芯材ＰＢに正極合材層ＰＡが形成される。正極合材層ＰＡは，正極活物質を含む層である。なお，正極芯材ＰＢの両面に正極合材層ＰＡを形成することが好ましい。これにより，正極板Ｐが作成される。負極板Ｎについても同様である。
【００６７】
５−２．（Ｂ）電極体作成工程
続いて，捲回電極体１０を作成する。その際に，図４に示したように，正極板Ｐおよび負極板Ｎに，これらの間にセパレータＳ，Ｔを介在させて捲回する。これにより，円筒形状の捲回電極体が作成される。この円筒形状の捲回電極体を円筒側面方向から圧縮することにより，図３に示したような扁平形状の捲回電極体１０が作成される。
【００６８】
５−３．（Ｃ）電池組立工程
５−３−１．（Ｃ−１）電極体収容工程
捲回電極体１０の正極端部３０に正極端子５０を溶接する。また，捲回電極体１０の負極端部４０に負極端子６０を溶接する。そして，捲回電極体１０を電池容器本体１２０に収容する。また，封口板１３０を電池容器本体１２０に接合する。この接合にレーザ溶接を用いるとよい。もちろん，その他の接合方法を用いてもよい。これにより，電池容器１１０を密閉する。ただしこの段階では，注液孔１４０は空いたままである。
【００６９】
５−３−２．（Ｃ−２）電解液注入工程
続いて，図１３に示すように，注液孔１４０から，電池容器１１０の内部に電解液を注入する。このときの電池容器１１０の内圧は，図１３に示すように，Ｐ３である。なお，Ｐ３は大気圧である。また，電解液の注入後，電解液は捲回電極体１０の正極合材層ＰＡおよび負極合材層ＮＡに徐々に含浸していく。なお，図１３〜図１７では，電解液をドットのハッチングで表している。また，これらの図中の括弧内の表示（Ｐ３等）は，電池容器１１０の内圧を示している。
【００７０】
５−３−３．（Ｃ−３）減圧封止工程
続いて，電池容器１１０の内部を減圧する。これにより，電池容器１１０の内圧は，図１４に示すように，Ｐ７となる。図１４では，やや容器が内側に凹んでいる。そして，電池容器１１０の内部を減圧した状態のままで，注液孔１４０に蓋体１７０を用いて密閉する。具体的には，前述の溶接装置１０００を用いて，注液孔１４０の周囲をシーム溶接する。この減圧封止工程が，蓋体保持工程と，減圧工程と，蓋体載置工程と，レーザ溶接工程とを有することは前述のとおりである。これにより，蓋体１７０は封口板１３０に溶接される。
【００７１】
５−３−４．（Ｃ−４）初期充電工程
次に，組み立てられたバッテリ１００に初期充電を施す。これにより，図１５に示すように，電池容器１１０の内部でガスが発生する。そのため，電池容器１１０の内圧は，Ｐ６となる。この初期充電工程の最中にも，電池容器１１０の内部の圧力は変化する。つまり，圧力Ｐ６は，この変化する圧力のうちの一つを選び出したものである。そして，初期充電後には，図１６に示すように，電池容器１１０の内圧はＰ５となる。その他，高温エージング工程等を施してもよい。また，その他の各種の検査工程を行ってもよい。以上の工程を経ることにより，本形態のバッテリ１００が製造される。なお，初期充電後にもガスが発生することがあるため，製品出荷時には，図１７に示すように，電池容器１１０の内圧はＰ４となる。
【００７２】
なお，注液工程以降の製造工程における各工程と，電池容器１１０の内圧との関係を図８のグラフに示す。図８に示すように，電池容器１１０の内圧には，次式に示すような関係が成り立つ。
Ｐ３ ＞ Ｐ４ ＞ Ｐ５ ＞ Ｐ６ ＞ Ｐ７
【００７３】
５−４．溶接後のバッテリ
本形態における電池の製造方法により製造されたバッテリ１００の内圧は，２５〜９０ｋＰａの範囲内である。また，注液孔１４０の内部は空洞である。バッテリ１００には，注液孔１４０を一旦封止する仮封止部材は設けられていない。
【００７４】
６．変形例
６−１．電極体の形状
本形態では，扁平形状の捲回電極体１０を備えるリチウムイオン二次電池の製造方法について説明した。しかし，扁平形状の捲回電極体１０を有する電池に限らない。円筒形状の電極体を有する円筒型電池にも適用することができる。また，捲回しないで正極板と負極板とを平積みした電極体を用いる電池にも適用することができる。平積みした電極体を用いる場合には，電極板等を捲回する工程や，捲回した円筒形状の電極体を扁平形状にするプレス工程等も必須ではない。
【００７５】
６−２．電池の種類
また，リチウムイオン二次電池に限らない。ニッケル水素電池やその他の二次電池にも適用することができる。その場合には，電極体の構成はもちろん，リチウムイオン二次電池の電極体の構成と異なっている。そのため，電極板作成工程は必ずしも必要ではない場合がある。しかし，これらの電池であっても，発電要素である電極体は必要である。
【００７６】
７．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の製造方法では，溶接装置１０００を用いて注液孔１４０の周辺を溶接することにより，バッテリ１００を封止することとしている。溶接装置１０００を用いることにより，電池容器１１０の内部を減圧した状態のまま，蓋体１７０を封口板１３０に溶接することができる。また，２度の封止工程は必要ない。ガス抜き工程を設ける必要もない。これにより，少ない工程で好適に注液孔１４０を封止することのできる溶接用治具および溶接装置および電池の製造方法が実現されている。
【００７７】
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，電池であれば，二次電池に限らず，一次電池にも適用することができる。
【００７８】
（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。本形態は，溶接用治具とそれを用いた減圧封止工程とが第１の実施形態と異なっている。したがって，その異なる溶接用治具と減圧封止工程のみについて説明する。
【００７９】
１．溶接用治具
本形態の溶接用治具２２００を図１８に示す。溶接用治具２２００は，第１の実施形態の溶接用治具１２００とほぼ同じである。異なる点は，下側部材１３００と上側部材２４００とが互いに移動しないことである。すなわち，下側部材１３００と上側部材２４００とが固定されているのである。本形態の溶接装置は，図６に示した溶接装置１０００において溶接用治具１２００の代わりに溶接用治具２２００を用いるものである。
【００８０】
２．（Ｃ−３）減圧封止工程
ここで，本形態の溶接装置を用いた溶接方法について説明する。本形態では，バッテリ１００の注液孔１４０を塞ぐように，蓋体１７０を封口板１３０に溶接する。製造されるバッテリ１００は，第１の実施形態のものと変わりない。
【００８１】
２−１．（Ｃ−３−１）蓋体保持工程
まず，吸引口１４０２からエアを吸引する。これにより，空気室１４００ａからエアが吸引される。そして，図１８に示すように，上側部材２４００のガラス板１４１０により蓋体１７０を保持する。このとき，空気室１３００ａの内圧は，ほぼ大気圧に等しい。この蓋体１７０を保持する力は，空気室１４００ａの内圧と大気圧との差によって生じる。なお，図１８では，減圧されている領域に，ドットのハッチングを施してある。図１９〜図２１も同様である。
【００８２】
２−２．（Ｃ−３−２）減圧工程
次に，貫通孔１３０２からエアを吸引する。ここで，図１９に示すように，空気室１３００ａおよび電池容器１１０の内部は連通している。したがって，空気室１３００ａおよび電池容器１１０の内部の圧力が下がる。そして，図８に示したように，電池容器１１０の内圧をＰ７まで下げる。
【００８３】
２−３．（Ｃ−３−３）蓋体載置工程
続いて，図２０に示すように，空気室１４００ａを大気開放する。これにより，ガラス板１４１０は，蓋体１７０を保持できなくなる。空気室１４００ａの内圧は，空気室１３００ａの内圧よりも高いからである。そのため蓋体１７０は，注液孔１４０の形成されている注液部１４１の上に載置される。その際に，電池容器１１０の内圧は，Ｐ７からほとんど変わらない。蓋体１７０が載置される位置は，注液孔１４０を塞ぐような位置である。なお，図２０に示すように，蓋体１７０を注液部１４１の上に載置した後にも，ガラス板１４１０と蓋体１７０との間にはわずかに隙間がある。
【００８４】
２−４．（Ｃ−３−４）レーザ溶接工程
次に，図２１に示すように，蓋体１７０と封口板１３０の注液部１４１とをレーザ溶接する。その際に，注液孔１４０を密閉するように，シーム溶接する。なお，レーザはガラス板１４１０，１４２０を透過するため，溶接用治具１２００が溶接の障害となることはない。なお，図２１に示すように，レーザ溶接を行う際にも，ガラス板１４１０と蓋体１７０との間にはわずかに隙間がある。
【００８５】
３．変形例
３−１．下側部材と上側部材との一体化
本形態では，溶接用治具２２００は，下側部材１３００と上側部材２４００とを有することとした。しかし，これらは，一体化されていてもよい。この場合であっても，同様の効果を奏するからである。
【００８６】
３−２．蓋体の載置
本形態では，蓋体１７０を載置する場合に，空気室１４００ａを大気開放することとした。しかし，空気室１４００ａの内圧を，電池容器１１０の内圧Ｐ７よりも高い圧力とすることとしてもよい。このようにしても，蓋体１７０を載置することができることに変わりないからである。
【００８７】
４．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の製造方法では，溶接用治具２２００を用いて注液孔１４０の周辺を溶接することにより，バッテリ１００を封止することとしている。溶接用治具２２００を用いることにより，電池容器１１０の内部を減圧した状態のまま，蓋体１７０を封口板１３０に溶接することができる。また，２度の封止工程は必要ない。ガス抜き工程を設ける必要もない。これにより，少ない工程で好適に注液孔１４０を封止することのできる溶接用治具および溶接装置および電池の製造方法が実現されている。
【００８８】
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，電池であれば，二次電池に限らず，一次電池にも適用することができる。
【００８９】
（第３の実施形態）
第３の実施形態について説明する。本形態は，溶接用治具とそれを用いた減圧封止工程とが第１の実施形態と異なっている。したがって，その異なる溶接用治具と減圧封止工程のみについて説明する。
【００９０】
１．溶接用治具
本形態の溶接用治具３２００は，第１の実施形態の溶接用治具１２００とほぼ同じである。異なる点は，図２２に示すように，第１の実施形態の溶接用治具１２００における貫通孔１４１２の設けられたガラス板１４１０の代わりに，蓋体挟持部３４１０が設けられている点である。蓋体挟持部３４１０は，蓋体１７０を挟持するためのものである。つまり，蓋体１７０を保持するとともに，注液孔１４０を塞ぐ位置に蓋体１７０を載置するための蓋体保持部である。
【００９１】
２．（Ｃ−３）減圧封止工程
ここで，本形態の溶接装置を用いた溶接方法について説明する。本形態では，バッテリ１００の注液孔１４０を塞ぐように，蓋体１７０を封口板１３０に溶接する。製造されるバッテリ１００は，第１の実施形態のものと変わりない。
【００９２】
２−１．（Ｃ−３−１）蓋体保持工程
まず，図２２に示すように，蓋体挟持部３４１０が蓋体１７０を保持する。そのため，蓋体挟持部３４１０は，蓋体１７０を容易には離さないようになっている。蓋体挟持部３４１０は，ある程度弾力性のあるものであるとよい。
【００９３】
２−２．（Ｃ−３−２）減圧工程
次に，図２３に示すように，貫通孔１３０２からエアを吸引する。ここで，空気室１３００ａおよび電池容器１１０の内部は連通している。したがって，空気室１３００ａおよび電池容器１１０の内部の圧力が下がる。そして，図８に示したように，電池容器１１０の内圧をＰ７まで下げる。図２３では，減圧されている領域に，ドットのハッチングを施してある。図２４〜図２６も同様である。
【００９４】
２−３．（Ｃ−３−３）蓋体載置工程
続いて，図２４に示すように，上側部材３４００を下方に移動させる。その際に，電池容器１１０の内圧は，Ｐ７からほとんど変わらない。上側部材３４００が下降することにより，蓋体１７０は，注液孔１４０の形成されている注液部１４１の上に載置される。
【００９５】
２−４．（Ｃ−３−４）レーザ溶接工程
次に，図２５に示すように，蓋体１７０と封口板１３０の注液部１４１とをレーザ溶接する。その際に，注液孔１４０を密閉するように，シーム溶接する。なお，レーザはガラス板１４２０を透過するため，溶接用治具３２００が溶接の障害となることはない。そして，溶接終了後に，図２６に示すように，溶接用治具３２００を退避させる。このとき溶接が完了しているため，蓋体挟持部３４１０は，蓋体１７０からはずれる。
【００９６】
３．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の製造方法では，溶接用治具３２００を用いて注液孔１４０の周辺を溶接することにより，バッテリ１００を封止することとしている。溶接用治具３２００を用いることにより，電池容器１１０の内部を減圧した状態のまま，蓋体１７０を封口板１３０に溶接することができる。また，２度の封止工程は必要ない。ガス抜き工程を設ける必要もない。これにより，少ない工程で好適に注液孔１４０を封止することのできる溶接用治具および溶接装置および電池の製造方法が実現されている。
【００９７】
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，電池であれば，二次電池に限らず，一次電池にも適用することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１０…捲回電極体
３０…正極端部
４０…負極端部
５０…正極端子
６０…負極端子
１００…バッテリ
１１０…電池容器
１２０…電池容器本体
１３０…封口板
１４０…注液孔
１４１…注液部
１５０…絶縁部材
１６０…絶縁部材
１７０…蓋体
１０００…溶接装置
１１００…レーザ発振装置
１２００，２２００，３２００…溶接用治具
１３００…下側部材
１３００ａ，１４００ａ…空気室
１３０２，１４０２，１４１２…貫通孔
１４００，２４００，３４００…上側部材
１４１０，１４２０…ガラス板
３４１０…蓋体挟持部
ＢＰ…バッテリパック
Ｐ…正極板
Ｐ１…正極塗工部
Ｐ２…正極非塗工部
Ｎ…負極板
Ｎ１…負極塗工部
Ｎ２…負極非塗工部
Ｓ，Ｔ…セパレータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極体を作成する電極体作成工程と，
前記電極体を電池容器本体に収容するとともに注液孔の形成された封口板を前記電池容器本体に接合して電池を作成する電池組立工程とを有する電池の製造方法であって，
前記電池組立工程は，
前記注液孔から電池容器の内部に電解液を注入する電解液注入工程と，
前記電池容器を減圧室に入れないで前記注液孔からエアを吸引することにより前記電池容器の内部を第１の圧力に減圧するとともに，前記電池容器の内部を前記第１の圧力としたまま注液孔用蓋体を前記封口板にレーザ溶接する減圧封止工程とを有することを特徴とする電池の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電池の製造方法であって，
第１の空気室と第１の吸引口とを備える下側部材と，
前記注液孔用蓋体を保持する蓋体保持部を備える上側部材とを有する溶接用治具を用い，
前記減圧封止工程は，
前記電池容器と前記第１の空気室とを連通させるとともに，前記第１の吸引口から前記電池容器の内部のエアを吸引する減圧工程と，
前記蓋体保持部により前記注液孔を塞ぐ位置に前記注液孔用蓋体を載置する蓋体載置工程と，
前記注液孔用蓋体を前記封口板にシーム溶接するレーザ溶接工程とを有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であって，
前記溶接用治具として，
前記上側部材に第２の空気室と第２の吸引口とが設けられているとともに，
前記蓋体保持部が貫通孔の形成されたガラス板であり，
前記第２の吸引口から前記第２の空気室のエアを吸引することにより，前記蓋体保持部が注液孔用蓋体を保持するものを用い，
前記蓋体載置工程では，
前記第２の吸引口からエアを供給して前記第２の空気室を前記第１の圧力よりも高い第２の圧力とすることにより，前記注液孔用蓋体を前記封口板に載置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に記載の電池の製造方法であって，
前記溶接用治具として，
前記上側部材に第２の空気室と第２の吸引口とが設けられているとともに，
前記蓋体保持部が貫通孔の形成されたガラス板であり，
前記第２の吸引口から前記第２の空気室のエアを吸引することにより，前記蓋体保持部が注液孔用蓋体を保持するとともに，
前記上側部材が前記下側部材の載置面に対して交差する方向にスライド可能なものを用い，
前記蓋体載置工程では，
前記上側部材をスライドすることにより，前記注液孔用蓋体を前記封口板に載置することを特徴とする電池の製造方法。
【請求項５】
請求項２に記載の電池の製造方法であって，
前記溶接用治具として，
挟持部で挟むことにより，前記蓋体保持部が注液孔用蓋体を保持するとともに，
前記上側部材が前記下側部材の載置面に対して交差する方向にスライド可能なものを用い，
前記蓋体載置工程では，
前記上側部材をスライドすることにより，前記注液孔用蓋体を前記封口板に載置することを特徴とする電池の製造方法。
【請求項６】
第１の空気室と，前記第１の空気室と少なくとも一部が連通している第２の空気室と，前記第１の空気室と前記第２の空気室との間に位置するとともに，被溶接体に載置する蓋体を保持する蓋体保持部とを有する溶接用治具と，
前記蓋体を前記被溶接体に溶接するレーザを照射するレーザ発振装置とを有する溶接装置であって，
前記第１の空気室は，
一部が開口している開口部と，
外部と連通している第１の貫通孔とを有し，
前記第２の空気室は，
レーザを透過する透過部材と，
外部と連通している第２の貫通孔とを有するものであるとともに，
前記第１の貫通孔からエアを吸引する第１の吸引装置と，
前記第２の貫通孔からエアを吸引する第２の吸引装置とを有することを特徴とする溶接装置。
【請求項７】
請求項６に記載の溶接装置であって，
前記蓋体保持部は，
貫通孔の形成されたガラス板であることを特徴とする溶接装置。
【請求項８】
請求項６に記載の溶接装置であって，
前記蓋体保持部は，
前記蓋体を挟持する挟持部であることを特徴とする溶接装置。
【請求項９】
請求項６から請求項８までのいずれかに記載の溶接装置であって，
前記第２の空気室は，
前記溶接用治具の載置面に対して交差する方向にスライド可能なものであることを特徴とする溶接装置。
【請求項１０】
第１の空気室と，
前記第１の空気室と少なくとも一部が連通している第２の空気室と，
前記第１の空気室と前記第２の空気室との間に位置するとともに被溶接体に載置する蓋体を保持する蓋体保持部とを有する溶接用治具であって，
前記第１の空気室は，
一部が開口している開口部と，
外部と連通している第１の貫通孔とを有するとともに，
前記第２の空気室は，
レーザを透過する透過部材と，
外部と連通している第２の貫通孔とを有するものであることを特徴とする溶接用治具。
【請求項１１】
請求項１０に記載の溶接用治具であって，
前記蓋体保持部は，
貫通孔の形成されたガラス板であることを特徴とする溶接用治具。
【請求項１２】
請求項１０に記載の溶接用治具であって，
前記蓋体保持部は，
前記蓋体を挟持する挟持部であることを特徴とする溶接用治具。
【請求項１３】
請求項１０から請求項１２までのいずれかに記載の溶接用治具であって，
前記第２の空気室は，
被溶接体の載置面に対して交差する方向にスライド可能なものであることを特徴とする溶接用治具。
【請求項１】
電極体を作成する電極体作成工程と，
前記電極体を電池容器本体に収容するとともに注液孔の形成された封口板を前記電池容器本体に接合して電池を作成する電池組立工程とを有する電池の製造方法であって，
前記電池組立工程は，
前記注液孔から電池容器の内部に電解液を注入する電解液注入工程と，
前記電池容器を減圧室に入れないで前記注液孔からエアを吸引することにより前記電池容器の内部を第１の圧力に減圧するとともに，前記電池容器の内部を前記第１の圧力としたまま注液孔用蓋体を前記封口板にレーザ溶接する減圧封止工程とを有することを特徴とする電池の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電池の製造方法であって，
第１の空気室と第１の吸引口とを備える下側部材と，
前記注液孔用蓋体を保持する蓋体保持部を備える上側部材とを有する溶接用治具を用い，
前記減圧封止工程は，
前記電池容器と前記第１の空気室とを連通させるとともに，前記第１の吸引口から前記電池容器の内部のエアを吸引する減圧工程と，
前記蓋体保持部により前記注液孔を塞ぐ位置に前記注液孔用蓋体を載置する蓋体載置工程と，
前記注液孔用蓋体を前記封口板にシーム溶接するレーザ溶接工程とを有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であって，
前記溶接用治具として，
前記上側部材に第２の空気室と第２の吸引口とが設けられているとともに，
前記蓋体保持部が貫通孔の形成されたガラス板であり，
前記第２の吸引口から前記第２の空気室のエアを吸引することにより，前記蓋体保持部が注液孔用蓋体を保持するものを用い，
前記蓋体載置工程では，
前記第２の吸引口からエアを供給して前記第２の空気室を前記第１の圧力よりも高い第２の圧力とすることにより，前記注液孔用蓋体を前記封口板に載置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に記載の電池の製造方法であって，
前記溶接用治具として，
前記上側部材に第２の空気室と第２の吸引口とが設けられているとともに，
前記蓋体保持部が貫通孔の形成されたガラス板であり，
前記第２の吸引口から前記第２の空気室のエアを吸引することにより，前記蓋体保持部が注液孔用蓋体を保持するとともに，
前記上側部材が前記下側部材の載置面に対して交差する方向にスライド可能なものを用い，
前記蓋体載置工程では，
前記上側部材をスライドすることにより，前記注液孔用蓋体を前記封口板に載置することを特徴とする電池の製造方法。
【請求項５】
請求項２に記載の電池の製造方法であって，
前記溶接用治具として，
挟持部で挟むことにより，前記蓋体保持部が注液孔用蓋体を保持するとともに，
前記上側部材が前記下側部材の載置面に対して交差する方向にスライド可能なものを用い，
前記蓋体載置工程では，
前記上側部材をスライドすることにより，前記注液孔用蓋体を前記封口板に載置することを特徴とする電池の製造方法。
【請求項６】
第１の空気室と，前記第１の空気室と少なくとも一部が連通している第２の空気室と，前記第１の空気室と前記第２の空気室との間に位置するとともに，被溶接体に載置する蓋体を保持する蓋体保持部とを有する溶接用治具と，
前記蓋体を前記被溶接体に溶接するレーザを照射するレーザ発振装置とを有する溶接装置であって，
前記第１の空気室は，
一部が開口している開口部と，
外部と連通している第１の貫通孔とを有し，
前記第２の空気室は，
レーザを透過する透過部材と，
外部と連通している第２の貫通孔とを有するものであるとともに，
前記第１の貫通孔からエアを吸引する第１の吸引装置と，
前記第２の貫通孔からエアを吸引する第２の吸引装置とを有することを特徴とする溶接装置。
【請求項７】
請求項６に記載の溶接装置であって，
前記蓋体保持部は，
貫通孔の形成されたガラス板であることを特徴とする溶接装置。
【請求項８】
請求項６に記載の溶接装置であって，
前記蓋体保持部は，
前記蓋体を挟持する挟持部であることを特徴とする溶接装置。
【請求項９】
請求項６から請求項８までのいずれかに記載の溶接装置であって，
前記第２の空気室は，
前記溶接用治具の載置面に対して交差する方向にスライド可能なものであることを特徴とする溶接装置。
【請求項１０】
第１の空気室と，
前記第１の空気室と少なくとも一部が連通している第２の空気室と，
前記第１の空気室と前記第２の空気室との間に位置するとともに被溶接体に載置する蓋体を保持する蓋体保持部とを有する溶接用治具であって，
前記第１の空気室は，
一部が開口している開口部と，
外部と連通している第１の貫通孔とを有するとともに，
前記第２の空気室は，
レーザを透過する透過部材と，
外部と連通している第２の貫通孔とを有するものであることを特徴とする溶接用治具。
【請求項１１】
請求項１０に記載の溶接用治具であって，
前記蓋体保持部は，
貫通孔の形成されたガラス板であることを特徴とする溶接用治具。
【請求項１２】
請求項１０に記載の溶接用治具であって，
前記蓋体保持部は，
前記蓋体を挟持する挟持部であることを特徴とする溶接用治具。
【請求項１３】
請求項１０から請求項１２までのいずれかに記載の溶接用治具であって，
前記第２の空気室は，
被溶接体の載置面に対して交差する方向にスライド可能なものであることを特徴とする溶接用治具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２０１２−１８１９９１（Ｐ２０１２−１８１９９１Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４３６３４（Ｐ２０１１−４３６３４）
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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