JP7241391B2 - 電極積層体及びその製造方法並びに電池 - Google Patents

Description

本発明は、正極板及び負極板を積層したセパレータを介して積層した電極群と電極群の端部を束ねるクリップとを具備する電極積層体及びその製造方法並びに電極積層体を有する電池に関する。

二次電池等の電池は、発電要素として、セパレータを介して電極板である正極板と負極板とを交互に積層した電極群を有する電極積層体を用いている。正極板の表面あるいは表面と裏面の両方には正極活物質層が形成され、負極板の表面あるいは表面と裏面の両方には負極活物質層が形成されている。

電極群を構成する複数の正極板の端部には正極活物質層が形成されておらず、その端部は積層部分の一方から延出され、複数の負極板の端部には負極活物質層が形成されておらず、その端部は積層部分の他方から延出されている。延出された正極板の端部は、重ね合わされて外部端子となる正極タブリードが接続される。また、延出された負極板の端部は、重ね合わされて外部端子となる負極タブリードが接続される。

複数の電極板の端部を重ね合わせて直接タブリードと接合すると、電極板の端部の金属箔が破れることや、電極板の端部同士の位置ずれ及びタブリードの位置ずれが生じる虞がある。

このため、電極群の複数の電極板の端部をクリップで束ねるようにした電極積層体が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。

特開２０１２－６９２６８号公報 特開２００９－２６４９０号公報

しかしながら、電池容量の大容量化・高出力化が求められ、これを実現するために電極板の積層枚数を増やすことがあるが、電極板の積層枚数が増えた分だけクリップと電極板との接合が不安定になってしまうという問題がある。すなわち、電極板の枚数が増えた分、電極板とクリップとの接合に必要なエネルギー量が大きくなり、それに伴う発熱量が大きくなることで、安定した接合を行うことが困難である。

また、電極板とクリップとを接合できたとしても、接合時の発熱量が大きくなり、その熱が周辺の他の部材、例えば、セパレータ等に影響し、品質が低下してしまうという問題がある。

特に、電池容量を増やすために電極板の積層数を増やす一方で、電池の小型化に従って電極積層体のサイズも小さくなることに伴うクリップの小型化によって、クリップを接合する際に使用するツールの微少な位置ずれにより、ツールがクリップの屈曲部に接し、ツールを押し込む際に屈曲部が抵抗となってツールとクリップとの密着不良、クリップと電極板との密着不良が生じ、クリップと電極板との接合不良が生じることや、接合に必要なエネルギー量が大きくなり歩留まりが低下する。このため、クリップの小型化及び電極積層体の小型化が困難であるという問題がある。

また、電極板とクリップとを超音波接合によって接合する場合、振動エネルギーが大きくなり、電極板の端部（例えば、金属箔）が破れてしまうという問題がある。

一方、電極板の枚数を減らすと、クリップと電極板との接合は容易に行えるものの、電池容量が減少する。

また、特許文献２のようにクリップに切り欠きを設けて、タブリードは電極板のみと直接接するようにして接合する構成では、クリップと電極板とを接合する箇所が少ないと、接合強度が低下し、保持力が低下してしまうと共に、クリップの端部が開き易く、開いたクリップの端部によって電極積層体を覆うラミネートフィルム等の外装部材が破れてしまうという問題がある。特に、クリップの配置によっては、折り曲げたクリップの屈曲部の内側で電極板の先端が接すると、接合ツールによる荷重を受ける際に先端の接触が抵抗となって電極板の接合部分が定まり難く、最終的には最下層の電極板と接するタブリードにも影響し、タブリードの位置ずれが生じるといった問題もある。

また、特許文献２のようにクリップにタブリードを接続するための切り欠きを設けた場合、クリップの下面とタブリードの下面との間に段差ができてしまうため、クリップと電極板とタブリードとの密着力が低下し、接合不良が生じてしまうという問題がある。また、クリップの切り欠き部分でクリップと電極の端部とを接合すると、クリップの上面と電極の端部とが接合されるだけで、クリップの下面と電極の端部とが接合されないため、クリップと電極との接合強度が低下し、クリップによる電極の保持力が低下してしまうと共に、クリップが開き易く、開いたクリップの端部によって電極積層体を覆うラミネートフィルム等の外装部材が破れてしまうという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑み、電極板とクリップとを確実に接合して歩留まりを向上することができると共に、電極板の積層枚数を増やすことができ、且つ小型化を図ることができる電極積層体及びその製造方法並びに電池を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明の態様は、電池に用いられる電極積層体であって、複数の電極板を有する電極群と、前記電極群の複数の電極板の積層された端部を挟み、複数の前記電極板の積層方向において一方に設けられた第１面と、他方に設けられた第２面と、前記第１面と前記第２面とを接続する屈曲部と、を有し、前記第１面と前記第２面とは、前記積層方向において少なくとも一部が互いに重なる位置に配置されたクリップと、前記クリップの前記第２面と対向するよう配置されたタブリードと、を具備し、前記クリップの前記第１面には、複数の前記電極板の積層された端部と前記タブリードとを前記クリップの前記第２面を挟んで接合する接合部が形成され、前記接合部は、前記電極群の長さ方向に設けられており、前記屈曲部には、開口部が設けられており、前記開口部は、前記接合部に対して前記電極群の幅方向で隣り合う位置に並設されていることを特徴とする電極積層体にある。

かかる態様では、屈曲部に開口部を設けることで、屈曲部を折り曲げるのを容易に行うことができるため、クリップと電極板との密着性を向上して安定した接合を行うことができる。また、クリップと電極板とを接合する際のツールの位置ずれが生じても、開口部が設けられた屈曲部を容易に折り曲げることができるため、屈曲部が抵抗となるのを低減して、密着性を向上することができる。したがって、ツールの位置ずれが接合不良につながるのを抑制することができ、クリップの小型化及び電極積層体の小型化を図ることができる。

また、屈曲部に開口部を設けることで、屈曲部を折り曲げ易くすることができ、第１面と電極板の端部と第２面との密着性を向上して、接合に必要なエネルギーを低減することができる。このため、電極板の破れを防止し、クリップによって束ねる電極板の枚数を増やして、電池容量の大容量化・高出力化を実現することができる。

また、開口部を屈曲部に設け、接合部を第１面及び第２面に重なる位置に設けることで、クリップによって電極板の端部を確実に束ねることができる。また、第１面又は第２面に開口部を設けることなく屈曲部に開口部を設け、接合部を第１面と第２面とに重なる位置に配置することで、第１面と電極板の端部と第２面とを接合する際に開口部による段差が形成されることがなく、電極の端部を第１面及び第２面と良好に接合することができる。また、電極の端部を第１面及び第２面に接合部によって接合することで、第１面及び第２面が互いに離反するようにクリップが広がるのを抑制することができる。これにより、広がったクリップの端部によってラミネートフィルム等の外装部材が破れるのを抑制して電池の破壊を抑制することができる。

さらに、タブリードが電極群と直接接合されず、タブリードがクリップの第２面と接合されるため、折り曲げたクリップの内側で電極群の端部が接することがあっても、その影響でタブリードの位置がずれるのを抑制することができる。

ここで、前記開口部は、前記電極群の長さ方向において前記接合部を含む長さで設けられていることが好ましい。これによれば、クリップと電極板の端部とを接合する接合部を形成する際に、クリップを一方面側から押圧した圧力による変形や接合時に生じる振動が開口部によって他方面の接合部以外の他の部分に伝わり難くして、接合不良を抑制することができる。

また、前記接合部は、前記電極群の長さ方向に沿って複数設けられ、前記電極群の長さ方向において、複数の前記接合部の長さの合計値は前記開口部の長さより短いものとしてもよい。これによれば、接合部を電極群の長さ方向に沿って複数設けることで、接合部を第１面及び第２面の広い面積に亘って分散して設けることができ、接合部による接合強度を向上して、第１面及び第２面が互いに離反するようにクリップが広がるのを抑制して、広がったクリップの端部によってラミネートフィルム等の外装部材が破れるのを抑制して電池の破壊を抑制することができる。

また、複数の接合部のそれぞれに電極群の幅方向で隣り合うよう開口部を並設されることで、接合部によって接合する際に第１面と第２面とが接合部の隣で開口部によって分断されるため、クリップの一方面からの振動が他方面に伝わり難く、異物の発生を抑制することができる。

さらに、開口部は、前記積層方向における前記電極群の厚さより大きく開口されていることが好ましい。これによれば、接合部と隣り合う開口部には屈曲した部分が残っていないため、溶接時におけるツールの押し込みの際に屈曲部が抵抗となってツールとクリップとの密着不良やクリップと電極板との密着不良が生じることが抑えられ、クリップと電極板との接合不良や接合に必要なエネルギー量が大きくなり歩留まりが低下することを抑制することができる。

さらに、本発明の他の態様は、上記態様の電極積層体を具備することを特徴とする電池にある。

かかる態様では、電池容量の大容量化・高出力化及び小型化を図ることができる。

また、本発明の他の態様は、複数の電極板を有する電極群と、前記電極群の複数の前記電極板の積層された端部を挟み、前記クリップは、複数の前記電極板の積層方向において一方に設けられた第１面と、他方に設けられた第２面と、前記第１面と前記第２面とを接続する屈曲部と、を有し、前記第１面と前記第２面とは、前記積層方向において互いに重なる位置に配置されたクリップと、前記クリップの前記第２面の対向するように配置されたタブリードと、を具備し、前記クリップの前記第１面には、複数の前記電極板の積層された端部と前記タブリードとを前記クリップの前記第２面を挟んで接合する接合部が形成され、前記接合部は、前記電極群の長さ方向に設けられており、前記屈曲部には、開口部が設けられており、前記開口部は、前記接合部に対して前記電極群の幅方向で隣り合う位置に並設された電極積層体の製造方法であって、前記電極板の積層された端部を前記クリップの前記第１面と前記第２面との間で挟み込んで仮止めする工程と、仮止めした前記クリップの前記第２面に対向するよう前記タブリードとともに前記クリップを、前記第１面と前記第２面とが近づくように前記積層方向に加圧して、前記クリップの前記第１面と前記電極板の積層された端部と前記第２面と前記タブリードとを前記接合部によって接合する工程と、を具備することを特徴とする電極積層体の製造方法にある。

屈曲部に開口部が設けられたクリップを用いることで、屈曲部を容易に折り曲げることができる。したがってクリップと電極板との密着性を向上して安定した接合を行うことができる。また、クリップと電極板とを接合する際のツールの位置ずれが生じても、開口部が設けられた屈曲部を容易に折り曲げることができるため、屈曲部が抵抗となるのを低減して、密着性を向上することができる。また、開口部として貫通孔を設けることで、折り曲げたクリップの上下が接合部の隣で分離され、クリップの一方面からの変形や振動がクリップの他方面側に伝わり難く、接合不良を低減することができる。したがって、ツールの位置ずれが接合不良につながるのを抑制することができる。

また、開口部が設けられた屈曲部を容易に折り曲げて、クリップと電極板とを密着させることができるため、接合時に必要なエネルギー量を減らすことができ、複数の電極板を比較的低いエネルギー量でクリップによって束ねることができる。したがって、接合時の発熱を抑えて、発熱による品質の低下を抑制することができると共に、電極板の積層枚数を増やしても安定した接合を行うことができ、電池容量の大容量化・高出力化を図ることができる。

さらに、タブリードを電極群と直接接合せずに、タブリードとクリップの第２面とを接合するため、折り曲げたクリップの内側で電極群の端部が接することがあっても、その影響でタブリードの位置がずれるのを抑制することができる。

ここで、前記クリップの前記第１面と前記電極板の積層された端部と前記第２面とを前記接合部で接合する工程では、超音波溶接により行うことが好ましい。これによれば、超音波溶接によって確実に接合することができる。

本発明によれば、屈曲部に開口部を設けることで、屈曲部を容易に折り曲げることができるため、電極板の端部とクリップとの接合時に屈曲部の折り曲げが抵抗となるのを抑制してクリップと電極板の端部とを密着させることができる。このため、ツールの位置ずれによって屈曲部を押圧しても接合不良が生じるのを抑制することができ、クリップの小型化及び電極積層体の小型化を図ることができる。また、クリップが束ねる電極板の枚数を増やしても安定した接合を行うことができる。また、第１面及び第２面を電極板の端部に接合するため、電極板の端部を確実に束ねることができる。また、第１面と第２面とをつなぐ屈曲部に開口部を設け、接合部を第１面と第２面とが重なる位置に配置することで、第１面と電極板の端部と第２面とタブリードとを接合する際に開口部による段差が生じることがなく接合不良が生じるのを抑制することができる。また、第１面及び第２面が広がるのを抑制してクリップが電池の外装等を破くのを抑制することができる。

本発明の実施形態１に係る電極積層体の分解斜視図である。 本発明の実施形態１に係る電極積層体の上面図である。 本発明の実施形態１に係る電極積層体の要部断面図である。 本発明の実施形態１に係るクリップを開いた状態の平面図である。 本発明の実施形態１に係る電極積層体の製造方法を示す断面図である。 本発明の実施形態１に係る電極積層体の比較例を示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係るクリップを開いた状態の平面図である。 本発明の他の実施形態に係る電極積層体の上面図である。 本発明の他の実施形態に係る電池の上面図である。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る電極積層体を示す分解斜視図である。図２は、電極積層体の上面図である。図３（ａ）は、図２の右側から見た電極積層体の負極側接続部側の断面図であり、図３（ｂ）は、図２の右側から見た電極積層体の正極側接続部側の断面図である。図４は、クリップを開いた状態の平面図である。また、図中において、電極群２０の幅方向をＸ方向で表し、電極群２０の長さ方向をＹ方向で表し、正極板２１及び負極板２２の積層方向をＺ方向で表す。

図１～図３に示すように、電極積層体１０は、電極板である正極板２１と負極板２２とがセパレータ２３を挟んで交互に多数積層された電極群２０と、クリップ３０と、タブリード４０とを具備する。

電極板である正極板２１及び負極板２２のそれぞれは、金属箔に電極活物質層が形成されたものである。正極板２１に用いられる金属箔としては、例えば、アルミニウム箔が挙げられる。また、負極板２２に用いられる金属箔としては、例えば銅箔が挙げられる。

正極板２１及び負極板２２は、ジグザグ折りした絶縁体のセパレータ２３を挟んで相対向するようにセパレータ２３の各谷溝内に挿入され、上下方向から押圧することで、スタック構造の電極群２０に成型される。

このような電極群２０において幅方向であるＸ方向の一端部には、複数の正極板２１の端部であって電極活物質層が形成されていない正極側接続部２４が設けられている。また、電極群２０の幅方向であるＸ方向の他端部には、複数の負極板２２の端部であって電極活物質層が形成されていない負極側接続部２５が設けられている。これら正極側接続部２４と負極側接続部２５とは、セパレータ２３の幅方向の両端部のそれぞれから突出して設けられており、セパレータ２３の幅方向（Ｘ方向）の両端部から突出した複数の正極側接続部２４と、複数の負極側接続部２５とには、それぞれクリップ３０が接合されている。なお、以降、正極側接続部２４、負極側接続部２５について極性を限定しない表現として電極接続部と称する。

クリップ３０は、本実施形態では、複数の正極側接続部２４と複数の負極側接続部２５とをそれぞれ纏めておくものであり、図４に示すように、金属からなる長方形状の平板を折り曲げ位置を示す線Ｃの部分、つまり、長方形状の両短辺の中心を含む位置で折り曲げたものである。

このようなクリップ３０は、図１～図３に示すように、電極接続部の積層方向であるＺ方向の一方に設けられた上面部３１と、電極接続部の積層方向であるＺ方向の他方に設けられた下面部３２と、電極接続部の幅方向であるＸ方向の外側で上面部３１と下面部３２とを接続する屈曲部３３と、を有する。

そして、上面部３１の外側の面、すなわち、Ｚ方向において電極板とは反対側の面を第１面３１ａと称し、下面部３２の外側の面、すなわち、Ｚ方向において電極板とは反対側の面を第２面３２ａと称する。

そして本実施形態のクリップ３０は、上面部３１（第１面３１ａ）と下面部３２（第２面３２ａ）との間で複数の電極接続部を重ね合わせた状態で挟み込んで固定されている。

なお、上面部３１及び下面部３２は、電極板である正極板２１及び負極板２２と同じ面方向となるように設けられたものである。なお、上面部３１及び下面部３２は、平板状のものに限定されず、例えば、電極群２０の表面に沿って若干湾曲したものであってもよい。そして、第１面３１ａと第２面３２ａとは、電極板である正極板２１及び負極板２２の面方向に略水平な面のことである。また、屈曲部３３は、電極群２０の表面の面方向と交差する方向に湾曲又は屈曲された部分である。

そして第１面３１ａと第２面３２ａとは、図３に示すように、積層方向であるＺ方向において少なくとも一部が互いに重なるように設けられている。なお、第１面３１ａと第２面３２ａとの少なくとも一部が互いに重なるとは、第１面３１ａ及び第２面３２ａの一部のみが互いに重なるように配置されたものも、第１面３１ａ及び第２面３２ａの全てが重なるように配置されているものも含む。本実施形態では、第１面３１ａと第２面３２ａとは、全てが重なるように配置されている。この第２面３２ａ側には、第２面３２ａと対向するように位置するタブリード４０が、正極及び負極それぞれが外部との接続用に設けられている。すなわち、クリップ３０の下面部３２の電極群２０とは反対側の第２面３２ａにタブリード４０が接合されている。

このような第１面３１ａ及び第２面３２ａには、図２に示すように、電極接続部と接合された接合部３４を有する。接合部３４は、積層方向であるＺ方向において第１面３１ａと第２面３２ａとに重なる位置に配置されている。すなわち、接合部３４は、第１面３１ａと複数の電極接続部と第２面３２ａとを積層方向であるＺ方向に亘って相互に接続するものである。

本実施形態では、接合部３４は、１つのクリップ３０に対して電極群２０の長さ方向であるＹ方向に沿って２つ並設されている。なお、接合部３４の数は、２つに限定されず、１つであってもいいし、３つ以上であってもよい。接合部３４が１つであれば接合にかかる時間を短縮できるなどの効果を期待でき、超音波接合による振動の影響による電極板の破れといった問題の発生も抑制できるものの、図２のように接合部３４を電極群２０の長さ方向であるＹ方向に複数並設することで、接合部３４を第１面３１ａ及び第２面３２ａの広い面積に亘って分散して設けることができ、接合部３４による接合強度を向上して、接合不良による剥離を抑制することができる。また、接合部３４を複数設けることで、クリップ３０と電極板とを接合する接合強度が低下するのを抑制して、クリップ３０による保持力の低下を抑制することができる。また、接合部３４を電極群２０の長さ方向であるＹ方向に複数並設することで、クリップ３０のＹ方向の端部近傍を接合部３４によって接合することができるため、クリップ３０のＹ方向の端部が開き難く、開いたクリップ３０の端部によって電極積層体１０を覆うラミネートフィルム等の外装部材が破れてしまうのを抑制することができる。

なお、複数の接合部３４は、電極群２０の長さ方向であるＹ方向に並設した列を、電極群２０の幅方向であるＸ方向に沿って複数列設けるようにしてもよい。ただし、クリップ３０の第１面３１ａ及び第２面３２ａのＸ方向の幅は小さいため、接合部３４がＹ方向に並設された列をＸ方向に複数列設けることによってクリップ３０が幅方向であるＸ方向に大型化してしまい、電極積層体１０がＸ方向に大型化してしまう虞がある。したがって、複数の接合部３４は、電極群２０の長さ方向であるＹ方向に一列に沿って並設するのが好ましい。ちなみに、例えば、複数の接合部を電極群２０の長さ方向であるＹ方向に並設せずに、複数の接合部３４を電極群２０の幅方向であるＸ方向に並設するようすることも考えられるが、クリップ３０のＹ方向の端部の接合強度が低下し易く、クリップ３の端部が開き易くなると共に、クリップ３０がＸ方向に大型化してしまい、電極積層体１０がＸ方向に大型化してしまう。本実施形態では、複数の接合部３４を電極群２０の長さ方向であるＹ方向に一列に並設することで、クリップ３０の幅方向であるＸ方向の小型化を図って、電極積層体１０のＸ方向の小型化を図ることができる。ちなみに、接合部３４の面積は、クリップ３０と電極接続部とに電流を流すために必要な抵抗値と、クリップ３０と電極接続部とを接続する機械的強度と、によって決定される。

また、クリップ３０の屈曲部３３には、開口部３５が設けられている。開口部３５は、図３に示すように、クリップ３０の折り曲げ位置を示す線Ｃで図中上下に対称となるようにクリップ３０を厚さ方向に貫通した長孔として設けられている。すなわち、開口部３５は、クリップ３０となる長方形状の平板の短辺の中心部分に、長辺に沿って直線上に延設されており、その両端部は、短辺方向の幅が徐々に漸小するように曲線状に設けられている。また、開口部３５の長辺方向に沿った終端部３５ａ、３５ｂは、折り曲げ位置を示す線Ｃ上に位置している。

また、開口部３５の一方の終端部３５ａは、クリップ３０の外端部３０ａの近傍に位置し、開口部３５の他方の終端部３５ｂは、クリップ３０の外端部３０ｂの近傍に位置する。

そして、このようなクリップ３０を折り曲げ位置を示す線Ｃに沿って折り曲げることで、図１、図２及び図４に示すように、開口部３５が屈曲部３３に設けられる。つまり、クリップ３０に開口部３５を設けることで、開口部３５の終端部３５ａ、３５ｂよりも外側のクリップ３０の剛性が低くなった部分を開口部３５の長手方向に沿って容易に折り曲げることができる。

そして、折り曲げられたクリップ３０の屈曲部３３は、クリップ３０の外端部３０ａ、３０ｂとその近傍の一部を残して取り除かれた状態となる。つまり、開口部３５は、クリップの第１面３１ａ及び第２面３２ａそれぞれの平坦面まで延在する大きさを有する。言い換えると、開口部３５は、図３に示されるように、クリップ３０を折り曲げた際、電極群２０におけるクリップで挟まれた端部の厚さ（Ｚ方向の高さ）より大きくなるように設けている。このように、屈曲部３３としてクリップ３０の外端部３０ａ、３０ｂとその一部を残すように開口部３５を設けることで、クリップ３０によって電極接続部を束ねる機能が開口部３５によって損なわれるのを抑制することができる。また、クリップ３０の外端部３０ａ、３０ｂとその近傍である一部を残すように開口部３５を設けることで、クリップ３０の第１面３１ａと第２面３２ａとのＹ方向の端部同士が、外端部３０ａ、３０ｂによって接続されるため、Ｙ方向の端部において第１面３１ａと第２面３２ａとが互いに離反するように変形するのを抑制することができる。

また、屈曲部３３が抵抗となることを抑制できれば、開口部３５の大きさ、特に、電極群２０の端部の厚さ方向（Ｚ方向）の大きさは特に問わないが、本実施形態では、クリップ３０を折り曲げた際、電極群２０におけるクリップ３０で挟まれた端部の厚さ（Ｚ方向の高さ）より大きくなるよう開口部３５を設け、接合部３４と開口部３５との間には屈曲した部分がないようにしている。このため、クリップ３０として電極群２０の端部を挟んでまとめつつ、接合時、例えば、超音波溶接を用いて行う場合には、超音波振動を与える手段（ツール）で各部材（電極群２０、クリップ３０、タブリード４０）を挟み、各部材に荷重をかけていきながら超音波による振動を接合すべき各部材（電極群２０、クリップ３０、タブリード４０）に与えるようにするが、溶接部分とその近傍は実質的に２枚の平板（クリップ３０の第１面３１ａ側の板である上面部３１と第２面３２ａ側の板である下面部３２）の間に電極群２０を挟んで行なわれているようになる。つまり、接合開始時にかける荷重で２枚の平板（上面部３１及び下面部３２）と電極群２０とタブリード４０とがそれぞれ接合部近傍において面で接するため、接合時の振動が各部材（電極群、クリップ、タブリード）に伝わり易く安定した接合を行うことができる。このようにすることで、接合箇所における各部材が面接触し、その接触部分における面積で圧力をかけることとなり、接合部３４とその近傍では各部材が振動によりずれることが抑えられ、各部材の位置ずれが起きにくくなる。

一方、接合部３４と開口部３５との間には屈曲した部分があると、接合時、例えば、超音波溶接を用いて行う場合、溶接部分の近傍に残された屈曲部３３には接合開始時にかける荷重が与えられず、荷重をかけていくに従って屈曲部３３の接触が行われるため、開口部３５を設けた分、屈曲部３３が抵抗となることは低減されるので本発明における所望の効果を奏するが、荷重とともに部材との接触面積が変化するため、部材に与えるべき超音波振動をより安定して与えるようにするためには、開口部３５を大きくして接合部近傍では屈曲部３３が残らないようにするのが望ましい。本実施形態では、開口部３５を電極群２０の積層方向（Ｚ方向）に大きく開口させて接合部３４近傍には屈曲部３３を残さないようにし、面で押さえながら接合をしている。そして、クリップ３０の外側（第２面３２ａと対向する側）にタブリード４０を配置して接合を行うようにしている。このような構成とすることで、クリップ３０による電極群２０を束ねる効果を維持しつつ、接合時におけるクリップ３０の屈曲部３３における悪影響を低減し、接合時における部材間の接触を安定なものにし、高い接合品質を実現できるものである。

このような開口部３５は、接合部３４の並設方向であるＹ方向に延在すると共に、複数の接合部３４のそれぞれに電極群２０の幅方向であるＸ方向で隣り合う位置に設けられている。ここで、開口部３５が、複数の接合部３４のそれぞれに電極群２０の幅方向であるＸ方向で隣り合う位置に設けられているとは、積層方向であるＺ方向から平面視した際に、開口部３５と接合部３４とがＸ方向で対向する位置に設けられていることを言う。

本実施形態では、開口部３５は、電極群２０の長さ方向であるＹ方向において、接合部３４を含む長さで設けられている。すなわち、電極群２０の長さ方向であるＹ方向において、開口部３５の長さは、接合部３４を含む長さ、すなわち、接合部３４以上の長さで、且つ接合部３４に重なる位置に配置されている。つまり、本実施形態では、接合部３４は、電極群２０の長さ方向であるＹ方向に沿って複数設けられ、複数の接合部３４それぞれに隣り合うよう開口部３５が並設され、電極群２０の長さ方向であるＹ方向において、複数の接合部３４の長さの合計値は開口部３５の長さより短く設けられている。これにより、クリップ３０の接合部３４を電極接続部に接合した際の屈曲部３３を曲げる応力が、開口部３５によって緩和し易く、クリップ３０と電極接続部との密着性を向上して安定した接合を行うことができる。また、第１面３１ａ、電極接続部及び第２面を超音波溶接によって接合する際に、第１面３１ａと第２面３２ａとが接合部３４のＸ方向の隣で開口部３５によって分離されるため、クリップ３０の一方面からの変形や振動がクリップ３０の他方面側に伝わり難く、接合に必要なエネルギーの不足や、異物の発生などの接合不良を低減することができる。本実施形態では、開口部３５の長さＬ_１は、長さ方向に並設された２つの接合部３４に亘って連続する長さＬ_２よりも長く、開口部３５は、複数の接合部３４の配列方向に沿うよう、つまり、幅方向（Ｘ方向）において２つの接合部３４に重なる位置に設けられている。もちろん、開口部３５の数は、特に限定されずに、接合部３４毎に独立した開口部３５、すなわち、２つの開口部３５を設けるようにしてもよい。

なお、電極群２０の長さ方向であるＹ方向において、開口部３５の長さは、接合部３４の長さよりも短くてもよい。すなわち、開口部３５が、電極群２０の幅方向であるＸ方向で隣り合う位置に設けられているとは、開口部３５が、接合部３４のＹ方向の全てに亘ってＸ方向で隣り合う位置に設けられているものも、接合部３４のＹ方向の一部のみにＸ方向で隣り合う位置に設けられているものも含むものである。ただし、開口部３５は、電極群２０の長さ方向であるＹ方向において、接合部３４のＹ方向の全てに亘ってＸ方向で隣り合う位置に設けられている方が、クリップ３０と電極接続部とを接合部３４によって接合する際に、クリップ３０の一方面からの押圧や振動が開口部３５によって他方面の接合部３４以外の他の部分に伝わり難くすることができる。

このような開口部３５の幅（図４のＸ方向）は、クリップ３０の厚さ以上で、且つ第１面３１ａ及び第２面３２ａに達しない幅で設けられていることが好ましい。開口部３５の幅をクリップ３０の厚さ以上とすることで、開口部３５をプレス加工等で容易に形成することができる。また、開口部３５を第１面３１ａ及び第２面３２ａに達しない幅で形成することで、第１面３１ａ及び第２面３２ａと電極接続部とを接合する面積が減少するのを抑制することができると共に、接合部３４の位置ずれが生じても接合面積が減少するのを抑制することができる。

また、クリップ３０の第２面３２ａの電極接続部とは反対側には、タブリード４０が接続されている。正極側のタブリード４０は正極側接続部２４に接続されたクリップ３０と接続され、負極側のタブリード４０は負極側接続部２５に接続されたクリップ３０と接続されている。なお、クリップ３０とタブリード４０とは、接合部３４によって接合されている。

ちなみに、タブリード４０をクリップ３０の第２面３２ａに接合することで、電極接続部とタブリード４０との接合強度が低下するのを抑制して、電極接続部の破れやタブリード４０の剥離等の破壊を抑制することができる。例えば、開口部３５を第２面３２ａまで延設して設け、電極接続部に直接タブリード４０を接合した場合、金属箔で形成された電極接続部は剛性が低いため、タブリード４０に応力が印加されることで金属箔からなる電極接続部が破れてしまう虞がある。本実施形態では、電極接続部に比べて剛性が高いクリップ３０とタブリード４０とを接続することで、タブリード４０に応力が印加されても電極接続部の破壊及びタブリード４０の剥離等の破壊が発生するのを抑制することができる。特に、クリップ３０は、第１面３１ａと第２面３２ａとが完全に分離することなく屈曲部３３で接続されているため、タブリード４０の応力が第２面３２ａのみに印加されることがなく、クリップ３０全体に印加されるため、クリップ３０の破壊を抑制することができる。また、タブリード４０が電極群２０と直接接合されず、クリップ３０（の第２面３２ａ）と接合されるようにしているので、折り曲げたクリップ３０の内側で電極群２０の端部が接するようなことがあったとしても、その影響でタブリード４０の位置がずれることがない。

また、開口部３５を第２面３２ａまで延設して設け、電極接続部に直接タブリード４０を接合した場合、クリップ３０と電極板とを接合する箇所が少なく、接合強度が低下して保持力が低下してしまうと共に、電極接続部とクリップ３０の第２面３２ａとが接合されていないことから、クリップ３０の第２面３２ａが第１面３１ａから離れるように開いてしまう虞がある。このようにクリップ３０が開いてしまうと、電極積層体１０をラミネートフィルム等の外装部材に収容して電池を形成した場合に、クリップ３０の第２面３２ａの角部等で外装部材を破いてしまい、電池が破壊されてしまう虞がある。本実施形態のクリップ３０では、開口部３５を屈曲部３３のみに設けることで、電極接続部と第２面３２ａとを接合部３４によって接合することができるため、クリップ３０と電極板との接合箇所を増やして接合強度を増大させて保持力を向上すると共に第１面３１ａ及び第２面３２ａが互いに離れる方向に開くのを抑制することができる。したがって、クリップ３０が開くことによってラミネートフィルム等の外装部材を破れるのを抑制して、電池の破壊を抑制することができる。

このようなクリップ３０では、第１面３１ａと第２面３２ａとの間で電極接続部を挟み込んで電極積層部とクリップ３０とを接合部３４によって接合する際に、屈曲部３３を折り曲げる抵抗が小さく、屈曲部３３を容易に折り曲げることができる。したがって、クリップ３０の電極接続部からの浮き上がりを抑制して、電極積層部とクリップ３０を密着させることができ、電極接続部の積層枚数を増やしても電極接続部とクリップ３０との接合を容易に行うことができる。例えば、本実施形態のクリップ３０が挟み込むことが可能な電極接続部の枚数、すなわち、電極板の枚数は、約６０枚程度である。このように本実施形態のクリップ３０を用いることで電極板の積層枚数を増やすことができ、電池容量の大容量化・高出力化を実現することができる。

また、本実施形態のクリップ３０では、開口部３５を設けることで、屈曲部３３を容易に折り曲げることができるため、クリップ３０と電極接続部とを接合部３４で接合する際に、ツールの位置ずれによる接合不良が生じ難い。また、タブリード４０が電極群２０と直接接合されず、クリップ３０の第２面３２ａと接合されるため、折り曲げたクリップ３０の内側で電極群２０の端部が接するようなことがあったとしても、その影響でタブリード４０の位置がずれることによるクリップ３０とタブリード４０との接続不良が生じ難い。したがって、クリップ３０を小型化して、電極積層体１０を小型化することができる。図２に示すように、本実施形態では、クリップ３０の幅Ｗ_１、すなわち、クリップ３０を折り曲げた状態におけるＸ方向の幅Ｗ_１は、３ｍｍ～６ｍｍ、接合部３４の幅Ｗ_２は、２ｍｍのものを用いることができる。

本実施形態では、上記のような寸法の小型のクリップ３０であっても、屈曲部３３に開口部３５を設けることで、クリップを接合する際に使用するツールの微少な位置ずれによる屈曲部３３の抵抗を低減し、ツールが第１面３１ａを十分に押圧することができる。したがって、ツールとクリップ３０と電極接続部との密着性を向上して、接合不良が生じるのを抑制することができると共に、必要なエネルギー量を低減して、発熱を小さくし、品質の低下や、活物質の滑落等を抑制して、歩留まりを向上することができる。

以上説明したように、本発明の電極積層体１０は、電池に用いられる電極積層体であって、複数の電極板である正極板２１及び負極板２２を有する電極群２０と、電極群２０の複数の正極板２１及び負極板２２の積層された端部である電極接続部を挟み、複数の正極板２１及び負極板２２の積層方向において一方に設けられた第１面３１ａと、他方に設けられた第２面３２ａと、第１面３１ａと第２面３２ａとを接続する屈曲部３３と、を有し、第１面３１ａと第２面３２ａとは、積層方向において少なくとも一部が互いに重なる位置に配置されたクリップ３０と、クリップ３０の第２面３２ａと対向するように配置されたタブリード４０と、を具備し、クリップ３０の第１面３１ａには、複数の正極板２１及び負極板２２の積層された端部とタブリード４０とをクリップ３０の第２面３２ａを挟んで接合する接合部が形成され、接合部３４は、電極群２０の長さ方向であるＹ方向に設けられており、第１面３１ａ第２面３２ａ屈曲部３３には、開口部３５が設けられており、開口部３５は、接合部３４に対して電極群２０の幅方向であるＸ方向で隣り合う位置に並設されている。

このように屈曲部３３に開口部３５を設けることで、屈曲部３３の折り曲げを容易に行うことができるため、クリップ３０と電極接続部との密着性を向上して安定した接合を行うことができる。また、クリップ３０と電極接続部とを接合する際のツールの位置ずれが生じても、開口部３５が設けられた屈曲部３３を容易に折り曲げることができるため、屈曲部３３が抵抗となるのを低減して、密着性を向上することができる。したがって、ツールの位置ずれが接合不良につながるのを抑制することができ、クリップ３０の小型化及び電極積層体１０の小型化を図ることができる。

また、屈曲部３３に開口部３５を設けることで、屈曲部３３を折り曲げ易くすることができ、第１面３１ａと電極板の端部と第２面３２ａとの密着性を向上して、接合に必要なエネルギーを低減することができる。このため、クリップ３０によって束ねる電極板の枚数を増やして、電池容量の大容量化・高出力化を実現することができる。

また、複数の接合部３４のそれぞれに電極群２０の幅方向であるＸ方向で隣り合う位置に開口部３５を設けることで、接合部３４によって接合する際に第１面３１ａと第２面３２ａとが接合部３４の隣で開口部３５によって分断されるため、クリップ３０の一方面からの振動が他方面に伝わり難く、異物の発生を抑制することができる。

特に、本実施形態の開口部３５は、クリップ３０を貫通する貫通孔によって形成することで、凹部によって開口部を形成した場合に比べて、屈曲部３３の剛性を低下させて屈曲部３３を変形し易くすることができる。また、開口部３５は、クリップ３０を貫通する貫通孔によって形成することで、第１面３１ａと第２面３２ａとが切り離された部分が形成されるため、超音波接合によって接合する際に、超音波によって生ずる振動に基づく振動エネルギーが、屈曲部３３のタブリード４０との接点部分Ａに集中し難い。

さらに、開口部３５を屈曲部３３に設け、接合部３４を第１面３１ａ及び第２面３２ａに重なる位置に設けることで、開口部３５を第１面３１ａ又は第２面３２ａに達するまで延設した場合に比べて、接合部３４によって接合する際の段差が形成されることがなく、電極接続部を第１面３１ａ及び第２面３２ａと良好に接合することができる。また、電極接続部を第１面３１ａ及び第２面３２ａに接合部３４によって接合することで、第１面３１ａ及び第２面３２ａが互いに離反するようにクリップ３０が広がるのを抑制することができる。これにより、広がったクリップ３０の端部によってラミネートフィルム等の外装部材が破れるのを抑制して電池の破壊を抑制することができる。

また、タブリード４０は、クリップ３０の第２面３２ａに対向するように接合されることで、タブリード４０を直接、電極板に接合する場合に比べて、電極板の破れやタブリード４０の剥離等の破壊を抑制することができる。また、クリップ３０は、第１面３１ａ及び第２面３２ａが電極板に接合されているため、タブリード４０に応力が印加されることによるクリップ３０の破壊を抑制することができる。さらに、タブリード４０が電極群２０と直接接合されず、タブリード４０がクリップ３０の第２面３２ａと接合されるため、折り曲げたクリップ３０の内側で電極群２０の端部が接することがあっても、その影響でタブリード４０の位置がずれるのを抑制することができる。

また、本実施形態の電極積層体１０では、開口部３５は、電極群２０の長さ方向において接合部３４を含む長さで設けられていることが好ましい。これによれば、クリップ３０と電極接続部とを接合する接合部３４を形成する際に、クリップ３０を一方面側から押圧した圧力による変形や接合時に印加される振動が開口部３５によって他方面の接合部３４以外の他の部分に伝わり難くすることができ、接合不良が生じるのを抑制することができると共に接合に必要なエネルギー量を低減することができる。

また、本実施形態の電極積層体１０では、接合部３４は、電極群２０の長さ方向であるＹ方向に沿って複数設けられ、複数の接合部３４それぞれに隣り合うよう開口部３５が並設され、電極群２０のＹ方向において、複数の接合部３４の長さの合計値は、開口部３５の長さよりも短いことが好ましい。

このように、接合部３４をＹ方向に複数設けることで、接合部３４を第１面３１ａ及び第２面３２ａの広い面積に亘って分散して設けることができ、接合部３４による接合強度を増大させて、第１面３１ａ及び第２面３２ａが互いに離反するようにクリップ３０が広がるのを抑制して、広がったクリップ３０の端部によってラミネートフィルム等の外装部材が破れるのを抑制することができる。特に、接合部３４をＹ方向に並設することで、クリップ３０のＹ方向の端部近傍を接合部３４によって接合することができ、クリップ３０の端部の広がりを抑制することができる。

また、接合部３４の長さの合計値を、開口部３５の長さよりも短くすることで、接合部３４によって接合する際に第１面３１ａと第２面３２ａとが接合部３４の隣で開口部３５によって確実に分断されるため、クリップ３０の一方面からの振動が他方面に伝わり難く、異物の発生を抑制することができる。

また、本実施形態の電極積層体１０では、開口部３５は、積層方向であるＺ方向における電極群２０の厚さより大きく開口されていることが好ましい。これによれば、接合部と隣り合う開口部には屈曲した部分が残っていないため、溶接時におけるツールの押し込みの際に屈曲部が抵抗となってツールとクリップとの密着不良やクリップと電極板との密着不良が生じることが抑えられ、クリップと電極板との接合不良や接合に必要なエネルギー量が大きくなり歩留まりが低下することを抑制することができる。

ここで、本実施形態のクリップ３０を用いた電極積層体１０の製造方法について、図５を参照して説明する。なお、図５は、電極積層体の製造方法を示す断面図である。なお、正極側接続部２４及び負極側接続部２５は、セパレータ２３の幅方向の一方の端部及び他方の端部からそれぞれ反対側に突出しているが、以降、両者とも図中右側に突出しているものとして説明する。

図５（ａ）に示すように、まず成型された電極群２０の電極接続部、すなわち、正極側接続部２４及び負極側接続部２５をクリップ３０の第１面３１ａと第２面３２ａとで挟み込んで仮止めする。具体的には、押圧機構５０の上部押圧部材５１と下部押圧部材５２との間でクリップ３０を押圧することで、積層された電極接続部である正極側接続部２４及び負極側接続部２５にクリップ３０を仮止めする。すなわち、上部押圧部材５１及び下部押圧部材５２によってクリップ３０の第１面３１ａと第２面３２ａとが積層方向であるＺ方向に近づくように押圧することで、第１面３１ａと第２面３２ａとの間で積層された電極接続部を比較的強度に挟み込む。このとき、クリップ３０の屈曲部３３には開口部３５が設けられているため、クリップ３０の屈曲部３３をさらに折り曲げるための抵抗が小さく、クリップ３０の変形が妨げられるのを抑制することができる。

ちなみに、開口部３５によって第１面３１ａと第２面３２ａとを完全に分離して、クリップを第１面３１ａと第２面３２ａとの２つの部材で構成してしまうと、クリップ３０を複数の電極接続部に仮止めすることができなくなり、クリップ３０が複数の電極接続部を束ねる機能が損なわれて、ハンドリング性が低下する。また、後の工程で、クリップ３０と複数の電極接続部とを接合する際に、複数の電極接続部が束ねられていないばらけた状態で行わなくてはならず、作業性が低下すると共に接合不良が生じ易い。本実施形態では、第１面３１ａと第２面３２ａとを完全に分離することなく、屈曲部３３によって接続されるように開口部３５を設けたため、クリップ３０によって複数の電極接続部を束ねることができ、クリップ３０の取り付けられた電極群２０のハンドリング性を向上することができると共に、後の工程で、クリップ３０と複数の電極接続部との接合を容易に且つ確実に行うことができ、接合不良を低減することができる。

次に、図５（ｂ）に示すように、仮止めしたクリップ３０の第１面３１ａと第２面３２ａとが近づくように積層方向であるＺ方向に加圧して、クリップ３０の第１面３１ａと複数の電極接続部と第２面３２ａとをＺ方向に亘って相互に接合する。本実施形態では、第１面３１ａと複数の電極接続部と第２面３２ａとに加えて、第２面３２ａの電極接続部とは反対面側にタブリード４０を同時に接合する。また、本実施形態では、クリップ３０と電極接続部とタブリード４０とは、超音波溶接によって接合するようにした。具体的には、超音波溶接機６０のアンビル６１上にタブリード４０と電極接続部を仮止めしたクリップ３０とを積層し、アンビル６１とホーン６２との間でタブリード４０、第２面３２ａ、複数の電極接続部及び第１面３１ａを所定の圧力で挟み込んだ状態で、ホーン６２を発振させて超音波溶接を行う。これにより、第１面３１ａと複数の電極接続部と第２面３２ａとタブリード４０とを積層方向であるＺ方向に亘って接合部３４によって接合して電極積層体１０を製造することができる。

このとき、クリップ３０の屈曲部３３には開口部３５が設けられているため、ホーン６２とアンビル６１との間で押圧されたクリップ３０の変形が妨げられるのを低減して、クリップ３０を容易に変形させることができる。すなわち、ホーン６２によってクリップ３０の第１面３１ａをアンビル６１に向かって押圧した際に、屈曲部３３に開口部３５を設けることで屈曲部３３が折り曲げの抵抗となるのを低減して、屈曲部３３を容易に折り曲げることができる。したがって、ホーン６２と第１面３１ａとの間、第１面３１ａ及び第２面３２ａと複数の電極接続部との間、第２面３２ａとタブリード４０との間、及び、タブリード４０とアンビル６１との間に隙間が生じるのを抑制して密着することができ、接合部３４を形成する部分にホーン６２の振動を効率よく伝えることができる。このため、超音波溶接を行った際に、密着不良による接合不良を抑制して、接合に必要なエネルギーを低減することができ、接合時の発熱を小さくし、セパレータ２３の熱による品質の低下や、電極板の活物質の滑落等を抑制して、歩留まりを向上することができる。

ちなみに例えば、図６に示すように、開口部３５を設けていないクリップ１３０を用いた場合、クリップ１３０が、アンビル６１とホーン６２との間で挟まれて変形する際に、変形による応力が屈曲部３３の下端とタブリード４０との接点部分Ａに集中する。そして、アンビル６１とホーン６２との間で超音波溶接を行った際に、応力が集中した屈曲部３３の下端とタブリード４０との接点部分Ａにも超音波によって生ずる振動に基づく振動エネルギーが集中し、タブリード４０の表面上に傷を付けたり、タブリード４０とクリップ１３０との擦れによる粉塵の発生など、電池としての品質が低下してしまう。

また、接点部分Ａに振動エネルギーが集中することで接合に必要な振動エネルギーが不足するため、接合不良が生じてしまう。接合不良を生じさせないために、エネルギー量を大きくすると、金属箔である電極接続部が破れてしまう。また、エネルギー量が大きくなるのに伴って発熱量が大きくなり、安定した接合を行うことが困難となると共に発熱によって他の部材、例えば、セパレータ２３等に影響し品質が低下してしまう。特に電極板（電極接続部）の枚数が多くなると、接合に必要な振動エネルギーが不足し易く、上記の問題が顕著に表れる。

また、電極板（電極接続部）の枚数が多くても接合不良を生じさせないためには、必要な深さまでホーン６２をアンビル６１の方向へより強く沈み込ませてクリップ１３０と電極板との密着性を向上させる必要があるが、挟み込みの圧力も大きくなり、屈曲部３３が、例えば、ホーン６２側に凸状に変形してしまう。そして例えばホーン６２の位置ずれなどによって凸状に変形する屈曲部３３にホーン６２が乗ってしまうと、凸状に変形した部分の密着性は低く、溶着が安定しないことから接合部３４の接合不良が生じてしまう。

本実施形態では、屈曲部３３に開口部３５を有するクリップ３０を用いることで、クリップ３０が変形し易く、ホーン６２をアンビル６１方向へ沈み込ませるための圧力を小さくすることができるため、変形による応力が屈曲部３３の下端とタブリード４０との接点部分Ａに集中するのを抑制することができる。特に、本実施形態では、開口部３５としてクリップ３０を厚さ方向に貫通する貫通孔を設けたため、第１面３１ａと第２面３２ａとが、接合部３４のＸ方向の隣で開口部３５によって分離される。したがって、ホーン６２によって第１面３１ａを押圧した変形や、開口部３５で接合する際の振動エネルギーが屈曲部３３とタブリード４０との接点部分Ａに伝わり難い。このため、屈曲部３３とタブリード４０との接点部分Ａに超音波による振動エネルギーが集中するのを抑制して、タブリード４０の表面上への傷の発生を低減することができると共に、タブリード４０とクリップ３０との擦れによる粉塵の発生を抑制して、電池としての品質を向上することができる。

また、接点部分Ａに振動エネルギーが集中するのを抑制することができるため、接合部３４に必要な振動エネルギーが不足し難く、金属箔である電極接続部が破れてしまうのを抑制することができる。また、接合に必要なエネルギー量を小さくすることで、発熱量を低下させて、安定した接合を行うことができると共に、発熱によってセパレータ２３等が劣化するのを抑制することができる。したがって、電極板（電極接続部）の枚数を多くしても必要なエネルギー量を低減することができるため、接合不良が生じるのを抑制することができる。例えば、本実施形態のクリップ３０が挟み込むことが可能な電極接続部の枚数、すなわち、電極板の枚数は、約６０枚程度である。このように本実施形態のクリップ３０を用いることで電極板の積層枚数を増やすことができ、電池容量の大容量化・高出力化を実現することができる。

また、本実施形態では、屈曲部３３に開口部３５を有するクリップ３０を用いることで、屈曲部３３を容易に折り曲げることができるため、クリップ３０と複数の電極接続部とを接合部３４で接合する際に、ホーン６２の位置ずれによる接合不良が生じ難い。すなわち、ホーン６２によって押圧した際に、クリップ３０の屈曲部３３がホーン６２側に凸状に変形し難いため、ホーン６２の位置ずれによって屈曲部３３となる位置を押圧しても、接合不良が生じ難い。したがって、クリップ３０を小型化して、電極積層体１０を小型化することができる。本実施形態では、例えば、図２に示すように、電極群２０の幅方向におけるクリップ３０の幅Ｗ_１、すなわち、クリップ３０を折り曲げた状態におけるＸ方向の幅Ｗ_１が３ｍｍ～６ｍｍ程度で、ホーン６２によってクリップ３０を押圧して接合部３４によって接合する際のホーン６２の幅（図中、接合部３４の幅Ｗ_２で示す）が約２ｍｍ程度の場合、ホーン６２の微少な位置ずれによって、ホーン６２がクリップ３０の第１面３１ａからずれて屈曲部３３の一部を押圧することになる。このとき、屈曲部３３が折り曲げ難く、屈曲部３３が抵抗となってホーン６２が第１面３１ａを十分に押圧することができないと、ホーン６２の第１面３１ａへの密着が不十分となり、クリップ３０と電極接続部との密着不良が生じ、クリップ３０と電極接続部とを確実に接合することができなくなってしまう。つまり、ホーン６２とクリップ３０との密着不良や、クリップ３０と電極接合体との密着不良によってホーン６２の振動が伝わり難くなり、接合不良や接合に必要なエネルギー量が大きくなり、金属箔の電極接続部が破れが生じることや、エネルギー量の増大によって発熱が増大し、発熱によって他の部材、例えば、セパレータ２３等に影響を及ぼし、品質の低下や歩留まりが低下する。

本実施形態では、上記のような小型のクリップ３０であっても、屈曲部３３に開口部３５を設けることで、ホーン６２の微少な位置ずれによる屈曲部３３の抵抗を低減し、ホーン６２が第１面３１ａを十分に押圧することができる。したがって、ホーン６２とクリップ３０と電極接続部との密着性を向上して、接合不良が生じるのを抑制することができると共に、必要なエネルギー量を低減して、金属箔の電極接続部が破れるのを抑制し、発熱を小さくして品質の低下や歩留まりを向上することができる。

以上説明したように、本実施形態の電極積層体の製造方法は、複数の電極板である正極板２１及び負極板２２を有する電極群２０と、電極群２０の複数の正極板２１及び負極板２２の積層された端部である正極側接続部２４及び負極側接続部２５を挟み、複数の正極側接続部２４及び負極側接続部２５と接合された接合部３４を有するクリップ３０とを具備し、クリップ３０は、複数の正極板２１及び負極板２２の積層方向において一方に設けられた第１面３１ａと、他方に設けられた第２面３２ａと、第１面３１ａと第２面３２ａとを接続する屈曲部３３と、を有し、第１面３１ａと第２面３２ａとは、積層方向において互いに重なる位置に配置されており、接合部３４は、電極群２０の幅方向であるＸ方向の少なくとも一端部側に、電極群２０の長さ方向であるＹ方向に沿って２以上の複数並設されており、接合部３４は、積層方向であるＺ方向において第１面３１ａ及び第２面３２ａと重なる位置に配置されており、屈曲部３３には、開口部３５が設けられており、開口部３５は、接合部３４の並設方向であるＹ方向に延在すると共に、複数の接合部３４のそれぞれに電極群２０の幅方向であるＸ方向で隣り合う位置に設けられた電極積層体１０の製造方法であって、正極板２１及び負極板２２の積層された正極側接続部２４及び負極側接続部２５をクリップ３０の第１面３１ａと第２面３２ａとの間で挟み込んで仮止めする工程と、仮止めしたクリップ３０の第１面３１ａと第２面３２ａとが近づくように積層方向に加圧して、クリップ３０の第１面３１ａと正極板２１及び負極板２２の積層された正極側接続部２４及び負極側接続部２５と第２面３２ａとを接合部３４によって接合する工程と、を具備する。

このような電極積層体の製造方法では、正極板２１及び負極板２２の正極側接続部２４及び負極側接続部２５にクリップ３０を仮止めする工程、及び、クリップ３０と正極板２１及び負極板２２の正極側接続部２４及び負極側接続部２５とを接合する工程において、屈曲部３３に開口部３５が設けられたクリップ３０を用いることで、屈曲部３３を容易に折り曲げることができる。したがってクリップ３０と電極接続部との密着性を向上して安定した接合を行うことができる。また、クリップ３０と電極接続部とを接合する際のツールの位置ずれが生じても、開口部３５が設けられた屈曲部３３を容易に折り曲げることができるため、クリップ３０と電極接続部との密着性を向上することができる。また、開口部３５としてクリップ３０を貫通する貫通孔を設けることで、折り曲げたクリップ３０の上下が接合部３４の隣で分離され、クリップ３０の一方面からの変形や振動がクリップ３０の他方面側に伝わり難い。したがって、ツールの位置ずれが接合不良につながるのを抑制することができ、クリップ３０の小型化及び電極積層体１０の小型化を図ることができる。

また、開口部３５が設けられた屈曲部３３を容易に折り曲げて、クリップ３０と電極接続部とを密着させることができると共に、クリップ３０とタブリード４０等との接点部分に応力が集中せず、この接点部分にエネルギーが集中し難いため、接合時に必要なエネルギー量を減らすことができ、複数の電極接続部を比較的低いエネルギー量でクリップ３０によって束ねることができる。したがって、電極接続部（電極板）の積層枚数を増やしても安定した接合を行うことができ、電池容量の大容量化・高出力化を図ることができる。また、開口部３５としてクリップ３０を貫通する貫通孔を設けることで、折り曲げたクリップ３０の上下が接合部３４の隣で分離され、クリップ３０の一方面からの変形や振動がクリップ３０の他方面側に伝わり難く、エネルギー不足がより生じ難く、接合に必要なエネルギー量を低減することができる。

また、本実施形態の電極積層体１０の製造方法では、クリップ３０の第１面３１ａと電極板である正極板２１及び負極板２２の積層された端部である正極側接続部２４及び負極側接続部２５と第２面３２ａとを接合部３４で接合する工程では、超音波溶接により行うことが好ましい。これによれば、超音波溶接によって電極接続部とクリップ３０とを確実に接合することができる。

また、本実施形態の電極積層体１０の製造方法では、クリップ３０の第１面３１ａと電極板である正極板２１及び負極板２２の積層された端部である正極側接続部２４及び負極側接続部２５と第２面３２ａとを接合する工程では、第２面３２ａの正極板２１及び負極板２２とは反対側の面にタブリード４０を同時に接合することが好ましい。これによれば、タブリード４０とクリップ３０とを接合する工程と、クリップ３０と電極接続部とを接合する工程とを同時に行うことで、個別に行う場合に比べて工程を減少させてコストを低減することができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。

例えば、上述した実施形態１では、開口部３５は１つのクリップ３０に対して１つだけ設けるようにしたが、複数設けられていてもよい。ここで、変形例を図７及び図８に示す。なお、図７は、クリップの開いた状態の平面図である。図８は、電極積層体の上面図である。

図７及び図８に示すように、クリップ３０の接合部３４は、長さ方向であるＸ方向に複数、本実施形態では３つ設けられている。また、クリップ３０の屈曲部３３には、開口部３５が、各接合部３４に対応して独立して設けられている。すなわち、開口部３５は、接合部３４と同じ数、すなわち３つ設けられている。

各開口部３５は、幅方向であるＸ方向において各接合部３４に重なる位置に設けられており、各開口部３５のＹ方向の長さＬ_１Ａは、対応する接合部３４の長さＬ_２Ａよりも長い。

このように複数の開口部３５を設けることで、第１面３１ａと第２面３２ａとを接続する屈曲部３３を長さ方向であるＹ方向に分散して設けることができるため、クリップ３０が複数の電極接続部を確実に挟み込むことができる。

また、開口部３５の形状は、特に限定されず、例えば、矩形状、多角形状であってもよい。また、開口部３５の長さ方向であるＹ方向の終端部３５ａ、３５ｂは、幅が徐々に漸小する円形状に形成されたものに限定されず、幅が徐々に漸小するテーパー状であってもよい。ただし、終端部３５ａ、３５ｂが尖っていると、終端部３５ａ、３５ｂから屈曲部３３に亀裂が入る虞があるため、終端部３５ａ、３５ｂは曲線状に設けられていることが好ましい。また、開口部３５の長さ方向の終端部３５ａ、３５ｂは、長手方向の端部に向かって幅が漸小して設けられていることが好ましい。これにより、一枚の板状部材を折り曲げてクリップ３０を形成する際に、開口部３５が折り曲げ位置のガイドとなって、折り曲げを容易に行うことができる。

また、上述した実施形態１では、タブリード４０とクリップ３０との接合を、クリップ３０と電極接続部との接合と同時に行うようにしたが、特にこれに限定されず、タブリード４０とクリップ３０とを接合する工程と、クリップ３０と電極接続部とを接合する工程とを個別に行うようにしてもよい。

さらに、上述した実施形態では、正極側接続部２４と負極側接続部２５とのそれぞれにクリップ３０を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、正極側接続部２４及び負極側接続部２５の何れか一方のみに上述したクリップ３０を用いるようにしてもよい。特に、負極板２２の銅箔で形成された負極側接続部２５に上述したクリップ３０を用いることが好ましい。ちなみに、正極側接続部２４は、開口部３５が設けられていないクリップを用いるようにしてもよく、正極側接続部２４に直接タブリード４０を接続するようにしてもよい。

また、上述した電極積層体１０は、外装部材によってタブリードの端部以外を覆われた電池として用いられる。ここで、電池の一例を図９に示す。

図９に示すように、電池１は、上述した電極積層体１０と内部に電極積層体１０を収容した外装部材７０とを有する。外装部材７０は、図中上下の両側の開口をシールしたラミネートフィルムからなり、外装部材７０に覆われた電極積層体１０のタブリード４０の一部が開口から突出して設けられている。また、外装部材７０の内部には、電解液が充填されている。

なお、図９に示す電池１では、外装部材７０としてラミネートフィルムを用いるようにしたが、特にこれに限定されず、外装部材７０として、円筒形の電池ケースあるいは四角柱形の角形ケースを用いるようにしてもよい。

１…電池、１０…電極積層体、２０…電極群、２１…正極板、２２…負極板、２３…セパレータ、２４…正極側接続部、２５…負極側接続部、３０…クリップ、３０ａ、３０ｂ…外端部、３１…上面部、３１ａ…第１面、３２…下面部、３２ａ…第２面、３３…屈曲部、３４…接合部、３５…開口部、３５ａ、３５ｂ…終端部、４０…タブリード、５０…押圧機構、５１…上部押圧部材、５２…下部押圧部材、６０…超音波溶接機、６１…アンビル、６２…ホーン、７０…外装部材、１３０…クリップ、Ａ…接点部分、Ｃ…折り曲げ位置を示す線

Claims (11)

1. 電池に用いられる電極積層体であって、
   積層方向にセパレータを挟んで積層された複数の電極板と、前記積層方向と直交する第１の方向の両端部のそれぞれに、前記電極板が前記セパレータよりも前記第１の方向に突出して設けられた電極接続部と、を有する電極群と、
   前記電極接続部を挟み、前記積層方向において一方に設けられた第１面と、他方に設けられた第２面と、前記第１面と前記第２面とを接続する屈曲部と、を有し、前記第１面と前記第２面とは、前記積層方向において少なくとも一部が互いに重なる位置に配置されたクリップと、
   前記クリップの前記第２面と対向するよう配置されたタブリードと、を具備し、
   前記クリップの前記第１面には、前記電極接続部と前記タブリードとを前記クリップの前記第２面を挟んで接合する接合部が形成され、
   前記接合部は、前記積層方向および前記第１の方向の双方に対して直交する第２の方向に設けられており、
   前記屈曲部には、開口部が設けられており、
   前記開口部は、前記接合部に対して前記第１の方向で隣り合う位置に並設されており、
   前記開口部は、前記第２の方向において前記接合部を含む長さで設けられていることを特徴とする電極積層体。
2. 電池に用いられる電極積層体であって、
   積層方向にセパレータを挟んで積層された複数の電極板と、前記積層方向と直交する第１の方向の両端部のそれぞれに、前記電極板が前記セパレータよりも前記第１の方向に突出して設けられた電極接続部と、を有する電極群と、
   前記電極接続部を挟み、前記積層方向において一方に設けられた第１面と、他方に設けられた第２面と、前記第１面と前記第２面とを接続する屈曲部と、を有し、前記第１面と前記第２面とは、前記積層方向において少なくとも一部が互いに重なる位置に配置されたクリップと、
   前記クリップの前記第２面と対向するよう配置されたタブリードと、を具備し、
   前記クリップの前記第１面には、前記電極接続部と前記タブリードとを前記クリップの前記第２面を挟んで接合する接合部が形成され、
   前記接合部は、前記積層方向および前記第１の方向の双方に直交する第２の方向に設けられており、
   前記屈曲部には、開口部が設けられており、
   前記開口部は、前記接合部に対して前記第１の方向で隣り合う位置に並設されており、
   前記第２の方向において、前記開口部の最端部間の長さは、前記接合部の最端部間の長さより長いことを特徴とする電極積層体。
3. 前記開口部は、前記第２の方向において前記接合部を含む長さで設けられていることを特徴とする請求項２記載の電極積層体。
4. 前記接合部は、前記第２の方向に沿って複数設けられ、複数の前記接合部それぞれに隣り合うよう前記開口部が並設され、前記第２の方向において、複数の前記接合部の長さの合計値は前記開口部の長さより短いことを特徴する請求項１～３の何れか一項に記載の電極積層体。
5. 前記開口部は、前記積層方向における前記電極群の厚さより大きく開口されていることを特徴とする請求項１～４の何れか一項に記載の電極積層体。
6. 電池に用いられる電極積層体であって、
   積層方向にセパレータを挟んで積層された複数の電極板と、前記積層方向と直交する第１の方向の両端部のそれぞれに、前記電極板が前記セパレータよりも前記第１の方向に突出して設けられた電極接続部と、を有する電極群と、
   前記電極接続部を挟み、前記積層方向において一方に設けられた第１面と、他方に設けられた第２面と、前記第１面と前記第２面とを接続する屈曲部と、を有し、前記第１面と前記第２面とは、前記積層方向において少なくとも一部が互いに重なる位置に配置されたクリップと、
   前記クリップの前記第２面と対向するよう配置されたタブリードと、を具備し、
   前記クリップの前記第１面には、前記電極接続部と前記タブリードとを前記クリップの前記第２面を挟んで接合する接合部が形成され、
   前記接合部は、前記積層方向および前記第１の方向の双方に対して直交する第２の方向に設けられており、
   前記屈曲部には、開口部が設けられており、
   前記開口部は、前記接合部に対して前記第１の方向で隣り合う位置に並設されており、
   前記接合部は、前記第２の方向に沿って複数設けられ、複数の前記接合部それぞれに前記第１の方向で隣り合うよう前記開口部が並設され、前記第２の方向において、複数の前記接合部の長さの合計値は前記開口部の長さより短いことを特徴する電極積層体。
7. 前記開口部は、前記積層方向における前記電極群の厚さより大きく開口されていることを特徴とする請求項６に記載の電極積層体。
8. 電池に用いられる電極積層体であって、
   積層方向にセパレータを挟んで積層された複数の電極板と、前記積層方向と直交する第１の方向の両端部のそれぞれに、前記電極板が前記セパレータよりも前記第１の方向に突出して設けられた電極接続部と、を有する電極群と、
   前記電極接続部を挟み、前記積層方向において一方に設けられた第１面と、他方に設けられた第２面と、前記第１面と前記第２面とを接続する屈曲部と、を有し、前記第１面と前記第２面とは、前記積層方向において少なくとも一部が互いに重なる位置に配置されたクリップと、
   前記クリップの前記第２面と対向するよう配置されたタブリードと、を具備し、
   前記クリップの前記第１面には、前記電極接続部と前記タブリードとを前記クリップの前記第２面を挟んで接合する接合部が形成され、
   前記接合部は、前記積層方向および前記第１の方向の双方に対して直交する第２の方向に設けられており、
   前記屈曲部には、開口部が設けられており、
   前記開口部は、前記接合部に対して前記第１の方向で隣り合う位置に並設されており、
   前記開口部は、前記積層方向における前記電極群の厚さより大きく開口されていることを特徴とする電極積層体。
9. 請求項１～８の何れか一項に記載の電極積層体を具備することを特徴とする電池。
10. 請求項１～８の何れか一項に記載の電極積層体の製造方法であって、
    前記電極接続部を前記クリップの前記第１面と前記第２面との間で挟み込んで仮止めする工程と、
    仮止めした前記クリップの前記第２面に対向するよう前記タブリードとともに前記クリップを、前記第１面と前記第２面とが近づくように前記積層方向に加圧して、前記クリップの前記第１面と前記電極接続部と前記第２面と前記タブリードとを前記接合部によって接合する工程と、
    を具備することを特徴とする電極積層体の製造方法。
11. 前記クリップの前記第１面と前記電極接続部と前記第２面とを前記接合部で接合する工程では、超音波溶接により行うことを特徴とする請求項１０に記載の電極積層体の製造方法。

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