KR101354846B1

KR101354846B1 - 전지, 및 이 전지의 제조에 사용되는 초음파 용접 시스템

Info

Publication number: KR101354846B1
Application number: KR1020127013872A
Authority: KR
Inventors: 히로아키 요츠모토
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2011-03-22
Publication date: 2014-01-22
Also published as: TWI414381B; WO2011118565A1; KR20120084316A; TW201210723A; US20130011717A1; JP4995297B2; CN202712312U; JP2011204552A

Abstract

탭 다발과 리드의 용접에 관해서, 전극 적층체로부터 신장되는 탭 다발과, 리드의 단측의 일부는 접합되어 있지만 리드의 전극측의 단연이 접합되어 있지 않고, 이 단연이 튀어 올라간 상태가 됨으로써, 탭이 흠집나서 전극판과 전극 단자의 접촉 불량이 일어나는 것을 회피한다. 복수의 전극판이 적층된 전극 적층체 (10) 와, 복수의 전극판으로부터 각각 신장되는 탭을 묶은 탭 다발 (15) 과 일단이 접합되는 리드 (17) 를 구비한 전지로서, 리드 (17) 의 일단과 탭 다발 (15) 은, 적어도 리드 (17) 의 단연 (17a) 을 포함하여 초음파 용접됨으로써 접합되어 있다.

Description

전지, 및 이 전지의 제조에 사용되는 초음파 용접 시스템{BATTERY AND ULTRASONIC WELDING SYSTEM USED IN MANUFACTURE OF SAID BATTERY}

본 발명은, 복수의 전극판이 적층된 전극 적층체를 구비하고 있는 전지 (예를 들어, 적층식 이차 전지), 및 이 전지의 제조에 사용되는 초음파 용접 시스템에 관한 것이다.

본원은, 2010 년 3 월 26 일에, 일본에 출원된 일본 특허출원 2010-072200호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

예를 들어, 리튬 이온 이차 전지로 대표되는 적층식 이차 전지는, 복수의 정극판 (正極板) 과 복수의 부극판 (負極板) 이, 세퍼레이터를 개재하여 교대로 적층된 전극 적층체를 구비하고 있다.

그 적층식 이차 전지의 그 전극 적층체 중 그 복수의 정극판 및 그 복수의 부극판의 각각은 탭을 구비하고 있고, 정극판 및 부극판의 탭은 각각 묶여서 탭 다발이 된다. 그리고, 탭 다발의 일단 (一端) 은 리드의 일단과 접속되고, 리드의 타단은 각각 정극 단자 또는 부극 단자에 접속되어 있다.

이상에서 설명한 이차 전지의 제조에서는, 탭 다발과 리드를 접합할 필요가 있다. 종래, 탭 다발과 리드를 접합하는 방법으로는, 이하의 특허문헌 1 에 기재되어 있는 방법이 있다.

일본 공개특허공보 2003-223880호

이 특허문헌 1 에 기재된 접합 방법에서는, 탭 다발과 리드의 단부를 겹치고, 양자가 겹쳐 있는 일부에 초음파를 인가하여 초음파 용접에 의해 양자를 접합하고 있다.

그러나, 특허문헌 1 에 기재된 방법에서는, 본원의 도 7 에 나타내는 바와 같이, 탭 다발 (1) 과 리드 (2) 의 단측의 일부 (2b) 를 접합하고 있지만, 예를 들어 초음파 용접 장치의 구동 정밀도가 높지 않은 경우, 리드 (2) 의 전극판측의 단연 (端緣) (2a) 이 접합되지 않고, 탭 다발 (1) 과 리드 (2) 가 접합된다. 이 경우, 리드 (2) 의 전극판측의 단연 (2a) 이 접합되어 있지 않기 때문에, 이 단연 (2a) 이 탭 다발 (1) 에 대하여 튀어 올라간 상태가 된다.

여기서, 탭 다발에 리드가 접합된 전극 적층체는, 탭 다발 (1) 과 리드 (2) 가 절곡되어 전지캔에 수용된다. 그러면, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 이 리드 (2) 를 구부리는 과정 등에서, 이 단연 (2a) 에 의해 탭 다발 (1) 의 기부 (基部) (1a) 를 흠집내고, 그 결과로서 전극판과 전극 단자의 접속 불량을 일으키는 경우가 있다는 문제점이 있다.

본 발명은, 이상과 같은 종래 기술의 문제점에 착안하여, 전극판과 전극 단자의 접속 불량을 회피할 수 있는 전지, 및 이 전지의 제조에 사용되는 초음파 용접 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 전지는, 복수의 전극판이 적층된 전극 적층체와, 상기 복수의 전극판으로부터 각각 신장되는 탭을 묶은 탭 다발과 일단이 접합되는 리드를 구비한 전지로서, 상기 리드의 일단과 상기 탭 다발은, 적어도 상기 리드의 단연을 포함하여 초음파 용접됨으로써 접합되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 초음파 용접 시스템은, 복수의 전극판이 적층된 전극 적층체와, 상기 복수의 전극판으로부터 각각 신장되는 탭을 묶은 탭 다발을 구비한 전지에 있어서의 상기 탭 다발과 리드를 접합하는 초음파 용접 시스템으로서, 상기 탭 다발과 상기 리드의 용접부에 대하여 초음파를 인가하여, 상기 용접부를 용접하는 혼을 갖는 초음파 용접기와, 상기 탭 다발, 상기 리드 및 상기 혼의 상대 위치를 바꾸는 이동기와, 상기 혼이 상기 초음파를 인가하는 영역을 촬상하는 촬상기와, 상기 촬상기가 촬상하는 상기 영역에서, 상기 탭 다발, 상기 리드의 단연 및 상기 혼의 초음파 인가면이 상기 혼의 이동 방향에 대하여 늘어서도록, 상기 이동기에 의해 상기 탭 다발, 상기 리드 및 상기 혼의 적어도 2 개를 상대 이동시키는 제어를 실시하는 제어 수단과, 상기 혼의 상기 초음파 인가면을 상기 리드의 상기 단연을 포함하는 영역을 향하여 이동시키고, 적어도 상기 리드의 상기 단연을 포함하는 영역과 상기 탭 다발을, 상기 초음파 용접기에 의해 접합시키는 제어를 실시하는 제 2 제어 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는, 리드의 단연을 포함하는 부분이 용융되어 탭 다발에 접합되어 있기 때문에, 리드의 단연이 탭 다발에 대하여 매끄러워지므로, 리드의 단연이 튀어 올라 탭 다발의 기부를 흠집내지 않아, 전극판과 전극 단자의 접촉 불량을 회피할 수 있다.

본 발명에서는, 리드의 단연을 포함하는 부분이 용융되어, 탭 다발에 접합되어 있기 때문에, 리드의 단연이 탭 다발에 대하여 튀어 올라간 상태가 되지 않는다. 이 때문에, 본 발명에 의하면, 전지캔에 수용하기 위해 리드를 절곡했을 때에도 리드의 단연에서 탭 다발의 기부가 흠집나지는 않아, 전극판과 전극 단자의 접속 불량을 회피할 수 있다.

도 1 은 본 발명에 관련된 일 실시형태에 있어서의 이차 전지의 요부 절결 사시도이다.
도 2 는 본 발명에 관련된 일 실시형태에 있어서의 초음파 용접 시스템의 구성도이다.
도 3 은 본 발명에 관련된 일 실시형태에 있어서의 용접 중의 초음파 용접 장치의 요부 구성도이다.
도 4a 는 본 발명에 관련된 일 실시형태에 있어서의 탭 다발 및 리드를 나타내는 도면이고, 탭 다발 및 리드의 평면도이다.
도 4b 는 본 발명에 관련된 일 실시형태에 있어서의 탭 다발 및 리드를 나타내는 도면이고, 탭 다발 및 리드의 측면도이다.
도 5a 는 본 발명에 관련된 일 실시형태의 변형예에 있어서의 탭 다발 및 리드를 나타내는 도면이고, 탭 다발 및 리드의 평면도이다.
도 5b 는 본 발명에 관련된 일 실시형태의 변형예에 있어서의 탭 다발 및 리드를 나타내는 도면이고, 탭 다발 및 리드의 측면도이다.
도 6 은 본 발명에 관련된 일 실시형태의 변형예에 있어서의 초음파 용접 장치의 구성도이다.
도 7 은 종래의 탭 다발과 리드의 접합 부분을 나타내는 설명도이다.
도 8 은 리드를 구부리는 과정에서의, 종래의 탭 다발과 리드의 접합 부분을 나타내는 설명도이다.

이하, 본 발명에 관련된 전지, 및 이 전지의 제조에 사용되는 초음파 용접 시스템의 일 실시형태에 관해서 설명한다.

본 실시형태의 전지는, 적층식 이차 전지이고, 예를 들어 리튬 이온 이차 전지가 예시된다. 또, 본 발명은 리튬 이온 이차 전지에 한정되지 않고, 전지를 구성하는 복수 전극의 탭 다발과 리드를 접합할 필요가 있는 전지에 적용이 가능하다.

이 이차 전지는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 복수의 정극판 (11) 과, 복수의 부극판 (12) 과, 정극판 (11) 과 부극판 (12) 사이에 배치되어 있는 절연성 세퍼레이터 (13) 와, 이들을 수납하는 셀 케이스 (전지캔) (20) 와, 셀 케이스 (20) 의 일면 내에서 수지 등을 개재하여 고정되어 있는 정극 단자 (21) 및 부극 단자 (22) 와, 각 정극판 (11) 으로부터 신장되는 탭의 다발인 정극 탭 다발 (15) 과 정극 단자 (21) 를 접속하는 정극 리드 (17) 와, 각 부극판 (12) 으로부터의 신장되는 탭의 다발인 부극 탭 다발 (16) 과 부극 단자 (22) 를 접속하는 부극 리드 (18) (도 4a 에 나타낸다) 를 구비하고 있다. 정극판 (11) 은, 집전체 (예를 들어 알루미늄) 상에 정극용 활물질이 도공되어 있고, 한편, 부극판 (12) 도, 집전체 (예를 들어 구리) 상에 부극용 활물질이 도공되어 있다. 정극판 (11) 및 부극판 (12) 으로부터 각각 신장되는 탭은 집전체와 동일한 재료에 의해 형성되어 있고, 예를 들어 모재로부터 집전체를 타발 가공에 의해 형성할 때 동시에 형성된다.

또, 이하의 설명에서는, 정극 탭 다발 (15) 과 부극 탭 다발 (16) 을 총칭하여 「탭 다발」이라고 기재하는 경우가 있고, 정극 리드 (17) 와 부극 리드 (18) 를 총칭하여 「리드」라고 기재하는 경우가 있다.

복수의 정극판 (11) 은, 각각 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 등의 절연성 세퍼레이터 (13) 로 덮여 있다. 또, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는 정극판 (11) 을 세퍼레이터 (13) 로 포장하였지만, 이것 대신에 부극판 (12) 을 세퍼레이터 (13) 로 포장해도 된다. 세퍼레이터 (13) 로 덮여 있는 복수의 정극판 (11) 과 복수의 부극판 (12) 은, 교대로 적층되어 적층체 (10) 를 구성하고 있다. 또, 적층체 (10) 는, 셀 케이스 (20) 에 수용될 때에는, 1 개의 블록으로서 모아지고, 예를 들어 이 블록이 3 개 셀 케이스 (20) 에 수용된다. 1 개의 블록을 구성하는 적층체 (10) 는, 도시를 생략한 절연 테이프 등으로 단단히 묶여 적층 어긋남이 방지되어 있고, 또한 플라스틱 등으로 형성된 도시를 생략한 보호 플레이트로 적층체 (10) 의 주위를 보호하고 있다.

상기 서술한 바와 같이, 이차 전지의 제조 공정에서는, 탭 다발 (15, 16) 과 리드 (17, 18) 를 접합할 필요가 있고, 이 접합을 초음파 용접 시스템으로 실시하고 있다. 그래서, 본 실시형태에서는, 그 초음파 용접 시스템의 구성에 관해서 이하에서 설명한다. 또, 이하의 설명에 있어서는, 복수의 정극판 (11) 의 탭 다발 (15) 과 정극 리드 (17) 를 초음파 용접에 의해 접합하는 예를 중심으로 설명하는데, 복수의 부극판 (12) 의 탭 다발 (16) 과 부극 리드 (18) 를 초음파 용접에 의해 접합하는 경우도 동일해진다.

초음파 용접 시스템은, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 초음파 용접 장치 (30) 와, 적층체 (10) 를 파지하여 이것을 이동시키는 적층체 이동 장치 (40) 와, 리드 (17) 를 파지하여 이것을 이동시키는 리드 이동 장치 (50) 와, 적층체 (10) 로부터 신장되는 정극 탭 다발 (15) 을 가압하는 탭 가압 장치 (60) 와, 초음파 용접 장치 (30) 가 초음파를 인가하는 부분을 포함하는 영역을 촬상하는 카메라 (70) 와, 이들을 제어하는 통합 제어 장치 (80) 를 구비하고 있다.

초음파 용접 장치 (30) 는, 초음파 용접기 (31) 와, 이 초음파 용접기 (31) 를 제어하는 제어 회로 (39) 를 구비하고 있다.

초음파 용접기 (31) 는, X 방향에서 리드 이동기 (51) 와 적층체 이동기 (41) 사이에 배치되고, 진동자 (32) 와, 진동자 (32) 의 진동으로 진동하여 정극 탭 다발 (15) 과 정극 리드 (17) 의 용접부에 초음파를 인가하는 혼 (33) 과, 이 용접부를 개재하여 혼 (33) 으로부터의 초음파를 받는 앤빌 (34) 과, 앤빌 (34) 등을 지지하는 테이블 (35) 과, 혼 (33) 을 상기 용접부에 가압하는 가압 기구 (36) 와, 진동자 (32) 를 진동시키는 발진기를 갖는 진동자 구동 회로 (37) 와, 가압 기구 (36) 를 구동시키는 가압 구동 회로 (38) 를 구비하고 있다. 또, 이하에서는, 가압 기구 (36) 에 의해 혼 (33) 을 상기 용접부에 가압하는 방향을 +Z 방향, Z 방향에 수직인 일 방향을 X 방향, Z 방향 및 X 방향에 수직인 방향을 Y 방향으로 한다. 또한, 도 2 에 있어서, X 방향에 관해서는 리드 이동 장치 (50) 로부터 적층체 이동 장치 (40) 를 향하는 방향을 +X 방향으로 하고, Y 방향에 관해서는 지면으로부터 향하여 상방을 +Y 방향으로 칭한다.

혼 (33) 에는, 상기 용접부에 접하여, 이 용접부에 초음파를 인가하는 초음파 인가면 (33a) 이 형성되어 있다. 또한, 앤빌 (34) 에는, 상기 용접부에 접하여, 이 용접부를 개재하여 혼 (33) 으로부터의 초음파를 받는 초음파 수용면 (34a) 이 형성되어 있다.

적층체 이동 장치 (40) 는, 적층체 (10) 로부터 신장되는 정극 탭 다발 (15) 을 초음파 용접 장치 (30) 의 혼 (33) 과 앤빌 (34) 사이에 이동시키는 적층체 이동기 (41) 와, 이 적층체 이동기 (41) 를 제어하는 제어 회로 (49) 를 구비하고 있다. 적층체 이동기 (41) 는, 적층체 (10) 를 파지하는 파지 기구 (42) 와, 이 파지 기구 (42) 를 X, Y 방향으로 이동시키는 이동 기구 (43) 와, 파지 기구 (42) 및 이동 기구 (43) 를 구동하는 구동 회로 (48) 를 구비하고 있다.

리드 이동 장치 (50) 는, 정극 리드 (17) 의 단부 (17c) 를 초음파 용접 장치 (30) 의 혼 (33) 과 앤빌 (34) 사이에 이동시키는 리드 이동기 (51) 와, 이 리드 이동기 (51) 를 제어하는 제어 회로 (59) 를 구비하고 있다. 리드 이동기 (51) 는, 정극 리드 (17) 를 파지하는 파지 기구 (52) 와, 이 파지 기구 (52) 를 X, Y 방향으로 이동시키는 이동 기구 (53) 와, 파지 기구 (52) 및 이동 기구 (53) 를 구동하는 구동 회로 (58) 를 구비하고 있다.

탭 가압 장치 (60) 는, 정극 탭 다발 (15) 에 접하는 가압 부재 (62) 와, 이 가압 부재 (62) 를 Z 방향으로 이동시키는 이동 기구 (63) 와, 이 이동 기구 (63) 를 구동하는 구동 회로 (68) 와, 그 탭 가압 장치 (60) 를 제어하는 제어 회로 (69) 를 구비하고 있다.

카메라 (70) 는, 앤빌 (34) 의 초음파 수용면 (34a) 위로서, 혼 (33) 의 초음파 인가면 (33a) 에 대향하는 초음파 인가 영역 H 를 포함하는 영역을 촬상할 수 있도록, 그 방향이 설정되어 고정되어 있다.

통합 제어 장치 (80) 는, 제어부 (81) 와, 제어부 (81) 에 대하여 지시 등을 주는 입력부 (84) 와, 제어부 (81) 에서의 처리 내용 등을 출력하는 출력부 (85) 를 갖고 있다. 제어부 (81) 는, 카메라 (70) 로 촬상된 화상을 해석하는 화상 해석부 (82) 와, 각 장치 (30∼60) 를 제어하는 장치 제어부 (83) 를 갖고 있다.

또, 이상의 초음파 용접 시스템에 있어서, 정극 리드 (17) 와 초음파 용접기 (31) 의 혼 (33) 의 X 방향에서의 상대 위치를 바꾸는 제 1 이동기는, 리드 이동기 (51) 를 가지고 구성되고, 적층체 (10) 로부터 신장되는 정극 탭 다발 (15) 과 정극 리드 (17) 의 X 방향에서의 상대 위치를 바꾸는 제 2 이동기는, 적층체 이동기 (41) 및 리드 이동기 (51) 를 가지고 구성된다. 본 명세서에서는, 제 1 이동기 및 제 2 이동기를 구비한 구성을 「이동기」라고 칭한다. 또한, 촬상기 (카메라 (70)) 로부터의 화상에 기초하여, 제 1 이동기에 의해, 정극 리드 (17) 와 혼 (33) 의 상대 위치를 바꾸게 하는 제 1 제어 수단은, 통합 제어 장치 (80) 및 리드 이동 장치 (50) 의 제어 회로 (59) 를 가지고 구성된다. 또한, 초음파 용접기 (31) 에 의해, 정극 탭 다발 (15) 과 정극 리드 (17) 를 접합시키는 제 2 제어 수단은, 통합 제어 장치 (80) 와 초음파 용접 장치 (30) 의 제어 회로 (39) 를 가지고 구성된다. 또한, 제 2 이동기에 의해, 정극 탭 다발 (15) 과 정극 리드 (17) 의 단부 (17c) 를 겹치는 제 3 제어 수단은, 통합 제어 장치 (80), 적층체 이동 장치 (40) 의 제어 회로 (49) 및 리드 이동 장치 (50) 의 제어 회로 (59) 를 가지고 구성된다. 본 명세서에서는, 제 1 제어 수단 및 제 3 제어 수단을 구비한 구성을 「제어 수단」이라고 칭한다.

다음으로, 본 실시형태의 초음파 용접 시스템의 동작에 관해서 이하에서 설명한다.

통합 제어 장치 (80) 의 장치 제어부 (83) 는, 먼저, 적층체 이동 장치 (40) 의 파지 기구 (42) 를 동작시켜, 이 파지 기구 (42) 에 적층체 (10) 를 파지시킨다. 또, 상기 서술한 바와 같이 본 실시형태에서는, 적층체 (10) 의 주위는 도시를 생략한 보호 플레이트가 구비되어 있고, 파지 기구 (42) 는 이 보호 플레이트를 개재하여 적층체 (10) 를 파지한다. 계속해서, 통합 제어 장치 (80) 의 장치 제어부 (83) 는, 미리 설정되어 있는 초음파 용접 장치 (30) 의 초음파 인가 영역 H 의 위치 정보에 기초하여, 적층체 이동 장치 (40) 의 이동 기구 (43) 를 동작시킨다. 이 동작에 의해 적층체 (10) 를 파지하는 파지 기구 (42) 는 -X 방향으로 이동하고, 파지 기구 (42) 가 파지하고 있는 적층체 (10) 로부터 신장되는 정극 탭 다발 (15) 의 일부가 초음파 용접 장치 (30) 의 초음파 인가 영역 H 내의 중앙에 위치함으로써, 이 정극 탭 다발 (15) 의 위치 결정이 완료된다.

정극 탭 다발 (15) 의 일부란, 정극 탭 다발 (15) 이 신장되어 있는 방향 (도 2 에서는 X 방향) 에 있어서, 이 정극 탭 다발 (15) 의 중간부 (15a) 이다. 또, 중간부 (15a) 는 정극 탭 다발 (15) 의 중간 위치 (X 방향에서의 정극 탭 다발 (15) 의 중앙) 에 설치되는 것에 한정되지 않고, 상기 서술한 정극 리드 (17) 의 절곡시에 정극 탭 다발 (15) 의 기부와 정극 리드 (17) 의 단부가 간섭하지 않고, 또한 초음파 용접 시스템에 의해 용접을 실시할 수 있는 위치이면 된다.

정극 탭 다발 (15) 의 중간부 (15a) 가 초음파 용접 장치 (30) 의 초음파 인가 영역 H 내의 중앙에 위치하면, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 통합 제어 장치 (80) 의 장치 제어부 (83) 는, 정극 탭 다발 (15) 의 중간부 (15a) 와 적층체 (10) 사이를, 탭 가압 장치 (60) 에 가압시킨다. 즉, 탭 가압 장치 (60) 의 가압 부재 (62) 를 +Z 방향으로 이동시켜, 가압 부재 (62) 를 정극 탭 다발 (15) 에 가압한다.

다음으로, 통합 제어 장치 (80) 의 장치 제어부 (83) 는, 리드 이동 장치 (50) 의 파지 기구 (52) 를 동작시켜, 파지 기구 (52) 에 정극 리드 (17) 를 파지시킨다.

계속해서, 통합 제어 장치 (80) 의 장치 제어부 (83) 는, 파지 기구 (52) 가 파지하고 있는 정극 리드 (17) 의 단부 (17c) 중으로서, 적층체 (10) 측의 단연 (17a) 이, 정극 탭 다발 (15) 의 중간부 (15a) 와 서로 겹치도록, 리드 이동 장치 (50) 의 이동 기구 (53) 를 동작시킨다. 이것에 의해, 정극 리드 (17) 를 파지하고 있는 파지 기구 (52) 가 +X 방향으로 이동하여, 단연 (17a) 이 중간부 (15a) 와 서로 겹친다. 이 때, 통합 제어 장치 (80) 의 화상 해석부 (82) 는, 카메라 (70) 로부터의 화상을 해석하여, 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 을 인식하면, 이 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 의 위치를 장치 제어부 (83) 에 축차 통지한다. 장치 제어부 (83) 는, 미리 설정되어 있는 초음파 인가 영역 H 내의 중앙의 위치 정보가 나타내는 위치와 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 위치의 차에 따라, 이 차를 제로로 하도록 리드 이동 장치 (50) 의 이동 기구 (53) 를 동작시킨다.

이 리드 이동 장치 (50) 의 동작으로, 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 은, 초음파 인가 영역 H 내에 위치하고 있는 정극 탭 다발 (15) 의 중간부 (15a) 와 정확히 겹친다.

정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 이 초음파 인가 영역 H 내에 위치하고 있는 정극 탭 다발 (15) 의 중간부 (15a) 에 겹치면, 장치 제어부 (83) 는, 초음파 용접 장치 (30) 에 대하여 용접 개시를 지시한다.

초음파 용접 장치 (30) 는, 이 지시를 받으면, 이 초음파 용접 장치 (30) 의 혼 (33) 으로부터 초음파가 출력됨과 함께, 초음파 용접 장치 (30) 의 가압 기구 (36) 가 구동하여, 혼 (33) 이 +Z 방향으로 이동한다. 이 과정에서, 혼 (33) 의 초음파 인가면 (33a) 은, 초음파 인가 영역 H 내의 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 을 포함하는 부분에 접촉하고, 초음파 인가면 (33a) 과 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 을 포함하는 부분 사이에 작용하는 접촉압이 목적으로 하는 접촉압이 되도록 가압하고, 이것에 의해 정극 탭 다발 (15) 과 정극 리드 (17) 를 접합시킨다. 또, 도 4a 및 도 4b 에서도 설명하는 바와 같이, Y 방향에 관해서도 정극 리드 (17) 를 초음파 인가면 (33a) 이 덮도록, 이 초음파 인가면 (33a) 이 정극 리드의 단연 (17a) 을 포함하는 부분과 접촉하고 있다.

이 결과, 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 을 포함하는 정극 리드 (17) 의 단부 (17c), 및 정극 탭 다발 (15) 의 중간부 (15a) 가 용융되어, 도 4a 및 도 4b 에 나타내는 바와 같이, 단연 (17a) 을 포함하는 정극 리드 (17) 의 단부 (17c) 와 정극 탭 다발 (15) 의 중간부 (15a) 가 접합되는 영역인 접합부 (M) 에 의해, 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 과 정극 탭 다발 (15) 의 명확한 경계가 거의 없어지기 때문에, 리드의 단연이 튀어 올라 탭 다발의 기부를 흠집내지 않아, 전극판과 전극 단자의 접촉 불량을 회피할 수 있다. 또한, 도 1 에서는, 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 이 명료하게 도시되어 있는데, 이것은, 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 의 존재를 명시하기 위해서이며, 실제로는, 상기 설명한 바와 같이, 이 단연 (17a) 은 용융되어, 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 과 정극 탭 다발 (15) 의 명확한 경계는 거의 없다.

도 4b 에 나타내는 바와 같이, 여기서 주목해야 할 것은, 혼 (33) 과 단연 (17a) 및 중간부 (15a) 의 위치 관계이다. 즉, 혼 (33) 의 초음파 인가면 (33a) 의 중앙이 단연 (17a) 과 겹치는 위치에 있고, 초음파 인가면 (33a) 의 중앙으로부터 절반은 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 보다도 +X 방향에 위치하고 있다.

또, 본 실시형태에서는, 초음파 인가면 (33a) 의 중앙과 단연 (17a) 을 겹치도록 (X 방향에서 동일한 위치가 된다) 했는데, 초음파 용접 시스템의 구동 정밀도를 고려하면서 적어도 초음파 인가면 (33a) 의 일부가 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 보다도 +X 방향에 위치하고 있으면 된다. 구체적으로는, 정극 리드 (17) 를 X 방향으로 이동시키는 이동 기구 (53) 의 당해 X 방향에서의 위치 결정 정밀도의 오차를 ±ΔX 로 하고, 초음파 인가면 (33a) 의 X 방향에서의 폭을 X1 로 한 경우, X1 > (2×ΔX) 의 관계를 만족하는 X1 을 초음파 인가면 (33a) 의 X 방향에서의 폭으로 하면 된다.

이것에 의해, 예를 들어 초음파 용접 시스템의 구동 정밀도가 낮은 경우에 있어서도, 확실히 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 을 포함하는 부분을 초음파 용접할 수 있다.

초음파 용접 장치 (30) 에 의한 정극 리드 (17) 와 정극 탭 다발 (15) 의 접합이 종료되면, 통합 제어 장치 (80) 의 장치 제어부 (83) 는, 탭 가압 장치 (60) 에 의한 정극 탭 다발 (15) 의 가압을 해제시킨다. 즉, 탭 가압 장치 (60) 의 가압 부재 (62) 를 -Z 방향으로 이동시켜, 가압 부재 (62) 를 정극 탭 다발 (15) 로부터 떼어 놓는다.

계속해서, 통합 제어 장치 (80) 의 장치 제어부 (83) 는, 리드 이동 장치 (50) 의 파지 기구 (52) 에 의한 정극 리드 (17) 의 파지를 해제시키고, 이상에 의해 정극 탭 다발 (15) 과 정극 리드 (17) 가 초음파 용접 시스템에 의해 접합된다.

또, 정극 탭 다발 (15) 과 정극 리드 (17) 의 접합이 완료된 후에는, 적층체 (10) 를 이동시켜 부극 탭 다발 (16) 을 초음파 인가 영역 H 내에 위치시키고, 정극 탭 다발 (15) 과 동일한 순서로 부극 탭 다발 (16) 과 부극 리드 (18) 의 접합이 개시된다.

이상과 같이, 본 실시형태에서는, 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 을 포함하는 부분을 정극 탭 다발 (15) 에 접합하고 있기 때문에, 종래 기술과 같이, 정극 리드 (17) 의 단연이 정극 탭 다발 (15) 에 대하여 튀어 올라간 상태가 되지는 않는다. 또한, 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 이 용융됨으로써, 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 과 탭 다발 (15) 의 명확한 경계가 거의 없어진다. 상기의 점은, 부극 탭 다발 (16) 과 리드 (18) 를 접합하는 경우에 관해서도 동일하다.

이 결과, 본 실시형태에서는, 리드 (17, 18) 가 각각 탭 다발 (15, 16) 과 접합된 적층체 (10) 를 셀 케이스 (20) 에 수용하기 위해 리드 (17, 18) 를 절곡했다고 해도, 리드 (17, 18) 의 단연에 의해 탭 다발 (15, 16) 의 기부가 흠집나서 전극판과 전극 단자의 접속 불량을 일으키는 것을 회피할 수 있다.

또, 이상의 실시형태에 있어서, 통합 제어 장치 (80) 는, 미리 설정되어 있는 초음파 인가 영역 H 의 위치 정보에 기초하여, 정극 탭 다발 (15) 을 초음파 인가 영역 H 내에 위치시키고 있는데, 정극 탭 다발 (15) 의 중간부 (15a) 에 마크를 표시해 두고, 통합 제어 장치 (80) 는, 카메라 (70) 로부터의 화상으로부터 이 마크를 인식하고, 이 마크의 위치와 미리 설정되어 있는 초음파 인가 영역 H 의 위치 정보가 나타내는 위치의 차에 기초하여, 정극 탭 다발 (15) 을 초음파 인가 영역 H 내에 위치시키도록 해도 된다.

또, 이상의 실시형태에서는, 정극 탭 다발 (15) 과 정극 리드 (17) 를 접합한 후, 적층체 (10) 를 이동시켜, 부극 탭 다발 (16) 을 초음파 인가 영역 H 내에 위치시키고, 이 위치에서 부극 탭 다발 (16) 과 부극 리드 (18) 를 접합하고 있다. 그러나, 탭 다발 (15, 16) 마다, 가압 장치 (60) 및 초음파 용접 장치 (30) 를 형성하고, 일단, 적층체 (10) 를 소정의 위치 (정극 탭 다발 (15) 에 관해서는 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 이 중간부 (15a) 와 겹치고, 동시에 부극 탭 다발 (16) 에 관해서는 부극 리드 (18) 의 단연 (18a) 이 중간부 (16a) 와 겹치는 위치) 에 배치하면, 그 위치에서, 정극 탭 다발 (15) 과 정극 리드 (17) 를 접합하고, 또한 부극 탭 다발 (16) 과 부극 리드 (18) 를 접합하도록 해도 된다.

다음으로, 본 실시형태의 탭 다발 (15, 16) 에 대하여 각각 리드 (17, 18) 를 접합하는 변형예에 관해서, 도 2, 도 5a, 및 도 5b 를 사용하여 이하에 설명한다.

이상의 실시형태에서는, 정극 탭 다발 (15) 에 대한 정극 리드 (17) 의 접합 부분은, 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 을 포함하는 부분의 1 지점만이었는데, 본 변형예에서는, 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 을 포함하는 부분과, 이 부분으로부터 -X 방향으로 소정의 간격을 둔 부분의 2 지점에 접합을 실시한다. 또, 본 변형예에 있어서도 정극 탭 다발 (15) 과 정극 리드 (17) 의 접합을 예로 하여 설명하고, 부극 탭 다발 (16) 과 부극 리드 (18) 의 접합에 대한 설명은 간략화한다.

통합 제어 장치 (80) 의 장치 제어부 (83) 는, 도 2, 도 5a, 및 도 5b 에 나타내는 바와 같이, 미리 설정되어 있는 초음파 용접 장치 (30) 의 초음파 인가 영역 H 의 위치 정보에 기초하여, 적층체 이동 장치 (40) 의 파지 기구 (42) 가 파지하고 있는 적층체 (10) 로부터 신장되는 정극 탭 다발 (15) 의 일부가 초음파 용접 장치 (30) 의 초음파 인가 영역 H 내에 위치하도록, 적층체 이동 장치 (40) 의 이동 기구 (43) 를 동작시킨다. 여기서의 정극 탭 다발 (15) 의 일부는, 정극 탭 다발 (15) 이 신장되어 있는 방향 (X 방향) 에 있어서, 이 정극 탭 다발 (15) 의 중간부 (15a) 보다도, 정극 탭 다발 (15) 의 선단측 (-X 방향) 에 소정의 간격을 둔 선단측부 (15b) 이고, 처음으로, 정극 리드 (17) 와 접합되는 부분이다. 또, 소정의 간격은 특별히 한정되지 않고, 전지의 설계 사정에 따라 적절히 설정해도 된다.

정극 탭 다발 (15) 의 선단측부 (15b) 가 초음파 인가 영역 H 내에 위치하면, 통합 제어 장치 (80) 는, 정극 탭 다발 (15) 을 탭 가압 장치 (60) 에 가압시킨다. 계속해서, 통합 제어 장치 (80) 는, 리드 이동 장치 (50) 에 정극 리드 (17) 를 파지시켜, 이 정극 리드 (17) 의 단부 (17c) 가 정극 탭 다발 (15) 의 중간부 (15a) 및 선단측부 (15b) 와 서로 겹치도록, 리드 이동 장치 (50) 의 이동 기구 (53) 를 동작시킨다. 이 때, 통합 제어 장치 (80) 는, 초음파 인가 영역 H 의 위치 정보에 기초하여, 정극 리드 (17) 의 단부 (17c) 가 정극 탭 다발 (15) 의 중간부 (15a) 및 선단측부 (15b) 와 겹치도록, 리드 이동기 (51) 의 동작을 제어한다. 또, 이 경우, 통합 제어 장치 (80) 는, 카메라 (70) 로부터의 화상으로부터 이 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 을 인식하고, 이 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 의 위치와 미리 설정되어 있는 초음파 인가 영역 H 의 위치 정보에 기초하여, 정극 리드 (17) 의 단부 (17c) 가 정극 탭 다발 (15) 의 중간부 (15a) 및 선단측부 (15b) 와 겹치도록, 리드 이동기 (51) 의 동작을 제어해도 된다.

이 동작에 의해, 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 이 정극 탭 다발 (15) 의 중간부 (15a) 에 겹치고, 정극 리드 (17) 중 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 으로부터 -X 방향으로 소정의 간격을 둔 부분이 정극 탭 다발 (15) 의 선단측부 (15b) 에 겹친다. 또, 이하에서는, 초음파 인가 영역 H 내의 정극 탭 다발 (15) 의 선단측부 (15b) 에 겹치는 정극 리드 (17) 의 부분을 제 1 용접부 (M1) 로 한다.

정극 탭 다발 (15) 의 선단측부 (15b) 가 초음파 인가 영역 H 내에 위치하고, 또한 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 이 정극 탭 다발 (15) 의 중간부 (15a) 에 겹치고, 정극 리드 (17) 의 제 1 용접부 (M1) 가 정극 탭 다발 (15) 의 선단측부 (15b) 에 겹치면, 통합 제어 장치 (80) 의 장치 제어부 (83) 는, 초음파 용접 장치 (30) 에 대하여 용접 개시 지시를 주고, 이 초음파 용접 장치 (30) 에 의해, 정극 리드 (17) 의 제 1 용접부 (M1) 와 정극 탭 다발 (15) 의 선단측부 (15b) 를 접합시킨다.

정극 리드 (17) 의 제 1 용접부 (M1) 와 정극 탭 다발 (15) 의 선단측부 (15b) 가 접합되면, 통합 제어 장치 (80) 의 장치 제어부 (83) 는, 탭 가압 장치 (60) 에 의한 정극 탭 다발 (15) 의 가압을 해제시킨 후, 적층체 이동 장치 (40) 및 리드 이동 장치 (50) 를 제어하고, 정극 탭 다발 (15) 의 중간부 (15a) 를 초음파 인가 영역 H 내에 위치시킴과 함께, 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 을 포함하는 부분을 초음파 인가 영역 H 내에 위치시킨다.

이 때, 통합 제어 장치 (80) 의 화상 해석부 (82) 는, 카메라 (70) 로부터의 화상을 처리하여, 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 을 인식하면, 이 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 의 위치를 장치 제어부 (83) 에 축차 통지한다. 장치 제어부 (83) 는, 미리 설정되어 있는 초음파 인가 영역 H 내의 중앙의 위치 정보가 나타내는 위치와 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 의 위치의 차를 필요 이동량으로 하여, 이 이동량을 적층체 이동 장치 (40) 및 리드 이동 장치 (50) 에 축차 부여한다. 적층체 이동 장치 (40) 는, 이 이동량에 따라, 적층체 (10) 를 이동시키고, 정극 탭 다발 (15) 의 중간부 (15a) 를 초음파 인가 영역 H 내의 중앙에 위치시킨다. 또한, 리드 이동 장치 (50) 는, 이 이동량에 따라, 정극 리드 (17) 를 이동시키고, 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 을 포함하는 제 2 용접부 (M2) 를 초음파 인가 영역 H 내에 위치시킨다. 즉, 이 때, 적층체 (10) 와 정극 리드 (17) 는, -X 방향으로 동량 이동하고, 적층체 (10) 로부터 신장되는 정극 탭 다발 (15) 의 중간부 (15a) 및 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 을 포함하는 제 2 용접부 (M2) 는, 모두 초음파 인가 영역 H 내에 위치한다.

적층체 (10) 로부터 신장되는 정극 탭 다발 (15) 의 중간부 (15a) 및 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 을 포함하는 제 2 용접부 (M2) 가, 모두 초음파 인가 영역 H 내에 위치하면, 통합 제어 장치 (80) 는, 정극 탭 다발 (15) 을 탭 가압 장치 (60) 에 가압시킨 후, 초음파 용접 장치 (30) 에 대하여 용접 개시 지시를 주고, 이 초음파 용접 장치 (30) 에 의해, 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 을 포함하는 제 2 용접부 (M2) 와 정극 탭 다발 (15) 의 중간부 (15a) 를 접합시킨다. 또, 제 2 용접부 (M2) 를 용접할 때에 있어서의 혼 (33) 의 초음파 인가면 (33a) 과 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 의 위치 관계는, 상기한 실시형태와 동일해진다.

또, 통합 제어 장치 (80) 는, 정극 탭 다발 (15) 과 정극 리드 (17) 의 접합이 종료되면, 이하, 정극 탭 다발 (15) 에 대하여 각 장치에 실행시킨 동작과 동일한 동작을, 각 장치에 실행시켜 부극 탭 다발 (16) 과 부극 리드 (18) 를 접합시킨다.

또, 본 변형예에 있어서, X 방향에서의 제 1 용접부 (M1) 의 폭, 제 2 용접부 (M2) 의 폭, 제 1 용접부 (M1) 와 제 2 용접부 (M2) 의 폭은, 모두 약 2∼3 ㎜ 정도이다.

이상, 본 변형예에서도, 전술한 실시형태와 동일하게, 리드 (17, 18) 의 단연 (17a, 18a) 이 각각 탭 다발 (15, 16) 에 대하여 튀어 올라간 상태가 되지 않는 데다가, 리드 (17, 18) 의 단연 (17a, 18a) 과 탭 다발 (15, 16) 의 명확한 경계가 거의 없어져, 전극판과 전극 단자의 접속 불량을 일으키는 것을 회피할 수 있다.

또, 본 변형예에서는, 탭 다발 (15, 16) 과 리드 (17, 18) 를 2 지점에서 접합하고 있기 때문에, 1 지점에서만 접합되어 있는 전술한 실시형태보다도, 각 지점에서의 접합 강도를 작게 할 수 있다. 이 때문에, 혼 (33) 의 초음파 인가면 (33a) 의 면적을 작게 할 수 있고, 혼 (33) 으로부터의 초음파의 정격 출력을 억제할 수 있고, 결과적으로, 초음파 용접 장치 (30) 의 소형화 및 초음파 용접 장치 (30) 의 이니셜 코스트의 저감을 도모할 수 있다.

또, 본 변형예에서는, 정극 리드 (17) 의 제 1 용접부 (M1) 와 정극 탭 다발 (15) 의 선단측부 (15b) 를 접합한 후, 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 을 포함하는 제 2 용접부 (M2) 와 정극 탭 다발 (15) 의 중간부 (15a) 를 접합하고 있기 때문에, 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 을 접합할 때, 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 을 포함하는 단부측 부분과 정극 탭 다발 (15) 의 상대 위치가 확실히 정해져 있다. 이 때문에, 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 을 포함하는 제 2 용접부 (M2) 와 정극 탭 다발 (15) 의 중간부 (15a) 를 비교적 용이하게 접합할 수 있다.

또, 본 변형예에 있어서는, X 방향에서의 제 1 용접부 (M1) 의 폭과 제 2 용접부 (M2) 의 폭을 동일한 폭으로 하고 있는데, 이들 폭을 상이하게 해도 된다. 예를 들어, 제 2 용접부 (M2) 의 폭을 제 1 용접부 (M1) 의 폭보다도 크게 하면, 각 지점에서의 접합 강도를 억제하면서, 제 2 용접부 (M2) 에 있어서 확실히 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 을 포함하여 초음파 용접을 실시할 수 있음과 함께, 제 1 용접부 (M1) 에서는 혼 (33) 으로부터의 초음파의 정격 출력을 억제할 수 있다.

다음으로, 본 실시형태의 초음파 용접 시스템의 변형예에 관해서, 도 6 을 사용하여 설명한다.

본 변형예의 초음파 용접 시스템은, 초음파 용접 장치 (30a) 와, 적층체 (10) 를 소정의 위치에 고정시키는 적층체 고정 지그 (90) 와, 리드 (17, 18) 를 소정에 위치에 고정시키는 리드 고정 지그 (95) 와, 전술한 실시형태와 동일한 카메라 (70) 및 통합 제어 장치 (80) 를 구비하고 있다.

본 변형예의 초음파 용접 장치 (30a) 는, 전술한 실시형태와 동일한 초음파 용접기 (31) 및 그 제어 회로 (39) 와, 초음파 용접기 (31) 를 X 방향 및 Y 방향으로 이동시키는 용접기 이동 기구 (101) 와, 그 구동 회로 (108) 와, 이 구동 회로 (108) 를 제어하는 제어 회로 (109) 를 구비하고 있다.

적층체 고정 지그 (90) 는, 초음파 용접기 (31) 의 테이블 (35) 근방에 고정되어 있는 적층체 재치 (載置) 테이블 (91) 과, 적층체 (10) 를 끼워 넣어, 이 적층체 (10) 를 적층체 재치 테이블 (91) 상에 고정시키는 적층체 협지 지그 (92) 를 갖고 있다. 또한, 리드 고정 지그 (95) 는, 초음파 용접기 (31) 의 테이블 (35) 근방에 고정되어 있는 리드 재치 테이블 (96) 과, 리드 (17, 18) 를 끼워 넣어, 이 리드 (17, 18) 를 리드 재치 테이블 (96) 상에 고정시키는 리드 협지 지그 (97) 를 갖고 있다.

또, 본 변형예의 초음파 용접 시스템에 있어서, 리드 (17, 18) 와 초음파 용접기 (31) 의 혼 (33) 의 상대 위치를 바꾸는 제 1 이동기는, 용접기 이동 기구 (101) 와, 그 구동 회로 (108) 를 가지고 구성된다. 즉, 본 발명에 있어서, 제 1 이동기는, 전술한 실시형태와 같이, 리드 (17, 18) 를 이동시키는 것이어도, 본 변형예와 같이, 초음파 용접기 (31) 를 이동시키는 것이어도 된다. 또한, 본 변형예에 있어서, 촬상기 (카메라 (70)) 로부터의 화상에 기초하여, 제 1 이동기에 의해, 리드 (17, 18) 와 혼 (33) 의 상대 위치를 바꾸게 하는 제 1 제어 수단은, 용접기 이동 기구 (101) 에 대한 제어 회로 (109) 및 통합 제어 장치 (80) 를 가지고 구성된다. 또한, 초음파 용접기 (31) 에 의해, 정극 탭 다발 (15), 부극 탭 다발 (16) 과 리드 (17, 18) 를 접합시키는 제 2 제어 수단은, 전술한 실시형태와 동일하게, 통합 제어 장치 (80) 와 초음파 용접기 (31) 의 제어 회로 (39) 를 가지고 구성된다.

다음으로, 이상에서 설명한 초음파 용접 시스템의 동작, 및 작업원의 동작에 관해서 설명한다. 본 설명에 있어서는, 정극 탭 다발 (15) 과 정극 리드 (17) 의 접합을 예로 하여 설명하고, 부극 탭 다발 (16) 과 부극 리드 (18) 의 접합에 대한 설명은, 정극 탭 다발 (15) 과 정극 리드 (17) 의 접합과 동일하므로 생략한다.

먼저, 작업원은, 정극 탭 다발 (15) 의 중간부 (15a) 가 초음파 용접기 (31) 의 테이블 (35) 위로서, 카메라 (70) 의 촬상 범위 내에 위치하도록, 이 적층체 (10) 를 적층체 고정 지그 (90) 로 고정시킨다. 다음으로, 작업원은, 초음파 용접기 (31) 의 테이블 (35) 상에 위치하고 있는 정극 탭 다발 (15) 의 중간부 (15a) 상에, 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 이 겹치도록, 이 정극 리드 (17) 를 리드 고정 지그 (95) 로 고정시킨다.

작업원은, 적층체 (10) 를 적층체 고정 지그 (90) 로 고정시키고, 정극 리드 (17) 를 리드 고정 지그 (95) 로 고정시키면, 통합 제어 장치 (80) 에 대하여 용접 개시를 지시한다.

통합 제어 장치 (80) 는, 이 지시를 접수하면, 통합 제어 장치 (80) 의 화상 해석부 (82) 는, 카메라 (70) 로부터의 화상에 의해, 정극 탭 다발 (15) 의 중간부 (15a) 에 겹쳐 있는 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 을 인식하고, 이 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 의 위치를 장치 제어부 (83) 에 통지한다. 장치 제어부 (83) 는, 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 의 위치와 혼 (33) 의 초음파 인가면 (33a) 의 위치의 XY 방향의 차에 따라, 용접기 이동 기구 (101) 를 동작시킨다.

이 용접기 이동 기구 (101) 의 동작으로, 혼 (33) 의 초음파 인가면 (33a) 은, XY 방향에서, 정극 탭 다발 (15) 의 중간부 (15a) 및 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 과 겹친다.

혼 (33) 의 초음파 인가면 (33a) 이 정극 탭 다발 (15) 의 중간부 (15a) 및 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 과 겹치면, 통합 제어 장치 (80) 의 장치 제어부 (83) 는, 용접 개시 지시를 초음파 용접 장치 (30) 에 준다.

초음파 용접 장치 (30a) 는, 이 지시를 받으면, 이 초음파 용접 장치 (30a) 의 혼 (33) 으로부터 초음파가 출력됨과 함께, 초음파 용접 장치 (30a) 의 가압 기구 (36) 가 구동하여, 혼 (33) 을 +Z 방향으로 이동시킨다. 그리고, 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 을 포함하는 부분에 혼 (33) 의 초음파 인가면 (33a) 을 접촉시키고, 또한, 양자간에 작용하는 접촉압이 목적으로 하는 접촉압이 되도록 가압하고, 이것에 의해 정극 리드 (17) 와 정극 탭 다발 (15) 을 접합시킨다.

이 결과, 단연 (17a) 을 포함하는 정극 리드 (17) 의 단부, 및 정극 탭 다발 (15) 의 중간부 (15a) 가 용융되어, 전술한 실시형태와 동일하게, 단연 (17a) 을 포함하는 정극 리드 (17) 의 단부와 정극 탭 다발 (15) 의 중간부 (15a) 가 접합함과 함께, 정극 리드 (17) 의 단연 (17a) 과 정극 탭 다발 (15) 의 명확한 경계가 거의 없어진다.

이상과 같이, 전술한 실시형태보다도 훨씬 간단한 시스템 구성의 본 변형예에서도, 단연 (17a) 을 포함하는 정극 리드 (17) 의 단부가 용융되어, 정극 탭 다발 (15) 에 접합하고 있기 때문에, 전술한 실시형태와 동일하게, 전극판과 전극 단자의 접속 불량을 일으키는 것을 회피할 수 있다.

또, 이상의 실시형태 및 본 변형예에서는, 각 장치마다의 제어 회로와, 통합 제어 장치 (80) 로, 각 장치의 각 기구를 제어하고 있는데, 각 장치마다의 제어 회로의 기능을 통합 제어 장치 (80) 내에 삽입해도 된다.

산업상 이용가능성

전지캔에 수용하기 위해 리드를 절곡했을 때에도 리드의 단연에서 탭 다발의 기부가 흠집나지는 않아, 전극판과 전극 단자의 접속 불량을 회피할 수 있다.

10 : 적층체
11 : 정극판
12 : 부극판
13 : 세퍼레이터
15 : 탭 다발 (정극 탭 다발)
16 : 탭 다발 (부극 탭 다발)
17 : 리드 (정극 리드)
18 : 리드 (부극 리드)
17a, 18a : 리드의 단연
20 : 셀 케이스
21 : 정극 단자
22 : 부극 단자
30, 30a : 초음파 용접 장치
31 : 초음파 용접기
40 : 적층체 이동 장치
41 : 적층체 이동기
50 : 리드 이동 장치
51 : 리드 이동기
60 : 탭 가압 장치
70 : 카메라
80 : 통합 제어 장치
81 : 제어부
82 : 화상 해석부
83 : 장치 제어부
101 : 용접기 이동 기구

Claims

복수의 전극판이 적층된 전극 적층체와, 상기 복수의 전극판으로부터 각각 신장되는 탭을 묶은 탭 다발에 일단이 접합되는 리드를 구비한 전지로서,
상기 리드의 일단과 상기 탭 다발은, 적어도 상기 리드의 상기 전극판측의 단연 (端緣) 을 포함하여 초음파 용접됨으로써 접합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 전지.
제 1 항에 있어서,
상기 리드의 타단은 전극 단자와 접합되어 이루어지고,
상기 리드는, 상기 리드의 상기 단연과 상기 전극 단자 사이로서, 상기 리드의 상기 단연으로부터 소정의 간격을 둔 부분이 상기 탭 다발과 추가로 초음파 용접되어 있는 것을 특징으로 하는 전지.
복수의 전극판이 적층된 전극 적층체와, 상기 복수의 전극판으로부터 각각 신장되는 탭을 묶은 탭 다발을 구비한 전지에 있어서의 상기 탭 다발과 리드를 접합하는 초음파 용접 시스템으로서,
상기 탭 다발과 상기 리드의 용접부에 대하여 초음파를 인가하여, 상기 용접부를 용접하는 혼을 갖는 초음파 용접기와,
상기 탭 다발, 상기 리드 및 상기 혼의 상대 위치를 바꾸는 이동기와,
상기 혼이 상기 초음파를 인가하는 영역을 촬상하는 촬상기와,
상기 촬상기가 촬상하는 상기 영역에서, 상기 탭 다발, 상기 리드의 상기 전극판측의 단연 및 상기 혼의 초음파 인가면이 상기 혼의 이동 방향에 대하여 늘어서도록, 상기 이동기에 의해 상기 탭 다발, 상기 리드 및 상기 혼의 적어도 2 개를 상대 이동시키는 제어를 실시하는 제어 수단과,
상기 혼의 상기 초음파 인가면을 상기 리드의 상기 단연을 포함하는 영역을 향하여 이동시키고, 적어도 상기 리드의 상기 단연을 포함하는 영역과 상기 탭 다발을, 상기 초음파 용접기에 의해 접합시키는 제어를 실시하는 제 2 제어 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 초음파 용접 시스템.