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特開2024-53766蓄電デバイスの製造方法及び蓄電デバイス
<図1>
  • 特開-蓄電デバイスの製造方法及び蓄電デバイス 図1
  • 特開-蓄電デバイスの製造方法及び蓄電デバイス 図2
  • 特開-蓄電デバイスの製造方法及び蓄電デバイス 図3
  • 特開-蓄電デバイスの製造方法及び蓄電デバイス 図4
  • 特開-蓄電デバイスの製造方法及び蓄電デバイス 図5
  • 特開-蓄電デバイスの製造方法及び蓄電デバイス 図6
  • 特開-蓄電デバイスの製造方法及び蓄電デバイス 図7
  • 特開-蓄電デバイスの製造方法及び蓄電デバイス 図8
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024053766
(43)【公開日】2024-04-16
(54)【発明の名称】蓄電デバイスの製造方法及び蓄電デバイス
(51)【国際特許分類】
   H01M 50/15 20210101AFI20240409BHJP
   H01M 50/169 20210101ALI20240409BHJP
   H01M 50/103 20210101ALI20240409BHJP
   H01G 11/84 20130101ALI20240409BHJP
   H01G 11/78 20130101ALI20240409BHJP
   H01M 50/176 20210101ALI20240409BHJP
   H01M 50/188 20210101ALI20240409BHJP
【FI】
H01M50/15
H01M50/169
H01M50/103
H01G11/84
H01G11/78
H01M50/176
H01M50/188
【審査請求】有
【請求項の数】4
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022160182
(22)【出願日】2022-10-04
(71)【出願人】
【識別番号】520184767
【氏名又は名称】プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】399107063
【氏名又は名称】プライムアースEVエナジー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000291
【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 友紀
(72)【発明者】
【氏名】内田 陽三
(72)【発明者】
【氏名】江原 強
(72)【発明者】
【氏名】土屋 詔一
(72)【発明者】
【氏名】浅井 正孝
(72)【発明者】
【氏名】浅野 剛史
(72)【発明者】
【氏名】内村 将大
(72)【発明者】
【氏名】松本 繁
(72)【発明者】
【氏名】永野 泰章
【テーマコード(参考)】
5E078
5H011
【Fターム(参考)】
5E078AA14
5E078AB01
5E078HA05
5E078LA07
5H011AA09
5H011CC02
5H011DD13
5H011KK01
(57)【要約】
【課題】レーザ溶接の際のレーザ光の散乱光により、蓋部材と端子部材との間を絶縁する樹脂部材に焦げ部が生じるのを抑制できる蓄電デバイスの製造方法等を提供すること。
【解決手段】蓄電デバイス1の製造方法は、蓋形成工程S1と蓋アセンブリ形成工程S2と閉塞工程S3と溶接工程S4とを備える。蓋形成工程S1は、鍛造により、蓋部材30の周縁部31と挿通孔周囲部33,34との間に位置して、レーザ光LBの散乱光LCが樹脂部材70,80に照射されるのを遮る凸部35,36であって、蓋部材30の厚みtに対し、周縁部31の端面31sから凸部35,36の側面35ks,36ksまでの距離Dが0.5t以内とされた凸部35,36を形成する凸部形成工程S12を含む。
【選択図】図5
【特許請求の範囲】
【請求項1】
開口部を有する有底筒状の本体部材、及び、上記開口部を閉塞する形態で上記本体部材に全周にわたりレーザ溶接された蓋部材を有するケースと、
上記蓋部材を蓋厚み方向に貫通する挿通孔内に挿通された端子部材と、
上記蓋部材の上記挿通孔を囲む挿通孔周囲部と上記端子部材との間を絶縁しつつ、上記蓋部材の上記挿通孔周囲部及び上記端子部材にそれぞれ接合した樹脂部材と、を備える
蓄電デバイスの製造方法であって、
上記蓋部材を形成する蓋形成工程と、
上記蓋部材の上記挿通孔内に上記端子部材を挿通した状態で、上記樹脂部材をインサート成形して、上記蓋部材に上記樹脂部材を介して上記端子部材を一体化した蓋アセンブリを形成する蓋アセンブリ形成工程と、
上記蓋アセンブリのうち上記蓋部材で、上記本体部材の上記開口部を塞ぐ閉塞工程と、
上記蓋部材の上記蓋厚み方向の外側からレーザ光を照射し、上記本体部材の上記開口部及び上記蓋部材の周縁部を全周にわたりレーザ溶接して、上記ケースを形成する溶接工程と、を備え、
上記蓋形成工程は、
鍛造により、
上記蓋部材の上記周縁部と上記挿通孔周囲部との間に位置して、上記蓋厚み方向の外側に向かって突出し、上記開口部及び上記周縁部に照射された上記レーザ光の散乱光が上記樹脂部材に照射されるのを遮る凸部であって、
上記蓋部材の厚みtに対し、上記周縁部の端面から上記凸部の基端部のうち上記周縁部側の側面までの距離Dが0.5t以内(D≦0.5t)とされた凸部を形成する凸部形成工程を含む
蓄電デバイスの製造方法。
【請求項2】
請求項1に記載の蓄電デバイスの製造方法であって、
前記本体部材の前記開口部は、
一対の長辺開口部と一対の短辺開口部とを有する矩形環状であり、
前記蓋部材の前記周縁部は、
一対の長辺周縁部と一対の短辺周縁部とを有する矩形環状であり、
前記閉塞工程は、
上記蓋部材の上記一対の長辺周縁部を上記本体部材の上記一対の長辺開口部に、上記蓋部材の上記一対の短辺周縁部を上記本体部材の上記一対の短辺開口部にそれぞれ対向させて、上記蓋部材で上記本体部材の上記開口部を塞ぎ、
前記凸部は、
上記蓋部材のうち、上記一対の長辺周縁部と前記挿通孔周囲部との間にそれぞれ位置し、上記長辺周縁部に沿って延びる一対の凸条部を含む
蓄電デバイスの製造方法。
【請求項3】
開口部を有する有底筒状の本体部材、及び、上記開口部を閉塞する形態で上記本体部材に全周にわたりレーザ溶接された蓋部材を有するケースと、
上記蓋部材を蓋厚み方向に貫通する挿通孔内に挿通された端子部材と、
上記蓋部材の上記挿通孔を囲む挿通孔周囲部と上記端子部材との間を絶縁しつつ、上記蓋部材の上記挿通孔周囲部及び上記端子部材にそれぞれ接合した樹脂部材と、を備える
蓄電デバイスであって、
上記蓋部材は、
上記蓋部材の周縁部と上記挿通孔周囲部との間に位置して、上記蓋厚み方向の外側に向かって突出し、上記開口部及び上記周縁部に照射されたレーザ光の散乱光が上記樹脂部材に照射されるのを遮る凸部であって、上記蓋部材の厚みtに対し、上記周縁部の端面から上記凸部の基端部のうち上記周縁部側の側面までの距離Dが0.5t以内(D≦0.5t)とされた、鍛造により形成された凸部を有し、
上記樹脂部材は、
上記蓋部材の上記凸部により、焦げ部の発生が抑制された
蓄電デバイス。
【請求項4】
請求項3に記載の蓄電デバイスであって、
前記本体部材の前記開口部は、
一対の長辺開口部と一対の短辺開口部とを有する矩形環状であり、
前記蓋部材の前記周縁部は、
一対の長辺周縁部と一対の短辺周縁部とを有する矩形環状であり、
前記凸部は、
上記蓋部材のうち、上記一対の長辺周縁部と前記挿通孔周囲部との間にそれぞれ位置し、上記長辺周縁部に沿って延びる一対の凸条部を含み、
前記樹脂部材は、
上記蓋部材の上記凸条部により、上記樹脂部材のうち上記長辺周縁部に近接する周縁近接部位で、焦げ部の発生が抑制された
蓄電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ケースに樹脂部材を介して端子部材が固設された、電池やキャパシタなどの蓄電デバイスの製造方法及び蓄電デバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
蓄電デバイスとして、直方体箱状のケースに樹脂部材を介して正負の端子部材がそれぞれ固設された角形の電池が知られている。具体的には、ケースは、矩形環状の開口部を有する有底角筒状の本体部材と、開口部を閉塞する形態で本体部材に全周にわたりレーザ溶接された矩形板状の蓋部材とからなる。また正負の端子部材は、蓋部材に穿設された一対の挿通孔内にそれぞれ挿通されて、ケース内部からケース外部に延びている。そして、一対の樹脂部材が、蓋部材と正負の端子部材との間をそれぞれ絶縁しつつ、蓋部材及び端子部材にそれぞれ接合している。関連する従来技術として、例えば特許文献1,2が挙げられる(特許文献1の図1図2等、及び、特許文献2の図1図2等を参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2021-086813号公報
【特許文献2】特開2013-054964号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、このような電池の製造過程において、予め端子部材を固設しておいた蓋部材で、本体部材の開口部を塞ぎ、本体部材の開口部と蓋部材の周縁部とを全周にわたりレーザ溶接する際に、レーザ光の散乱光が、蓋部材と端子部材との間を絶縁する樹脂部材に照射されて、樹脂部材に焦げ部が生じることがある。
【0005】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、本体部材と蓋部材とをレーザ溶接してケースを形成する際に、レーザ光の散乱光により、蓋部材と端子部材との間を絶縁する樹脂部材に焦げ部が生じるのを抑制することができる蓄電デバイスの製造方法及び蓄電デバイスを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
(1)上記課題を解決するための本発明の一態様は、開口部を有する有底筒状の本体部材、及び、上記開口部を閉塞する形態で上記本体部材に全周にわたりレーザ溶接された蓋部材を有するケースと、上記蓋部材を蓋厚み方向に貫通する挿通孔内に挿通された端子部材と、上記蓋部材の上記挿通孔を囲む挿通孔周囲部と上記端子部材との間を絶縁しつつ、上記蓋部材の上記挿通孔周囲部及び上記端子部材にそれぞれ接合した樹脂部材と、を備える蓄電デバイスの製造方法であって、上記蓋部材を形成する蓋形成工程と、上記蓋部材の上記挿通孔内に上記端子部材を挿通した状態で、上記樹脂部材をインサート成形して、上記蓋部材に上記樹脂部材を介して上記端子部材を一体化した蓋アセンブリを形成する蓋アセンブリ形成工程と、上記蓋アセンブリのうち上記蓋部材で、上記本体部材の上記開口部を塞ぐ閉塞工程と、上記蓋部材の上記蓋厚み方向の外側からレーザ光を照射し、上記本体部材の上記開口部及び上記蓋部材の周縁部を全周にわたりレーザ溶接して、上記ケースを形成する溶接工程と、を備え、上記蓋形成工程は、鍛造により、上記蓋部材の上記周縁部と上記挿通孔周囲部との間に位置して、上記蓋厚み方向の外側に向かって突出し、上記開口部及び上記周縁部に照射された上記レーザ光の散乱光が上記樹脂部材に照射されるのを遮る凸部であって、上記蓋部材の厚みtに対し、上記周縁部の端面から上記凸部の基端部のうち上記周縁部側の側面までの距離Dが0.5t以内(D≦0.5t)とされた凸部を形成する凸部形成工程を含む蓄電デバイスの製造方法である。
【0007】
上述の蓄電デバイスの製造方法では、蓋部材のうち周縁部と挿通孔周囲部との間に上述の凸部を設けた蓋部材を用いる。これにより、溶接工程において、レーザ光の散乱光が凸部により遮られて樹脂部材に照射され難くなるので、樹脂部材に焦げ部が生じるのを抑制することができる。また凸部を、鍛造によって蓋部材の周縁部の端面近傍に(具体的には、蓋部材に厚みtに対し、周縁部の端面から凸部の基端部の側面までの距離Dが0.5t以内の位置に)形成しているので、凸部を精度良く形成することができる。
【0008】
なお、蓋部材の「凸部」は、例えば、周縁部と挿通孔周囲部との間に、周縁部に沿って周縁部の全周にわたり設けてもよいし、周縁部に沿って周縁部の一部にのみ設けてもよい。
「蓄電デバイス」としては、例えば、リチウムイオン二次電池等の二次電池や、リチウムイオンキャパシタ等のキャパシタ、全固体電池などが挙げられる
【0009】
(2)更に(1)に記載の蓄電デバイスの製造方法であって、前記本体部材の前記開口部は、一対の長辺開口部と一対の短辺開口部とを有する矩形環状であり、前記蓋部材の前記周縁部は、一対の長辺周縁部と一対の短辺周縁部とを有する矩形環状であり、前記閉塞工程は、上記蓋部材の上記一対の長辺周縁部を上記本体部材の上記一対の長辺開口部に、上記蓋部材の上記一対の短辺周縁部を上記本体部材の上記一対の短辺開口部にそれぞれ対向させて、上記蓋部材で上記本体部材の上記開口部を塞ぎ、前記凸部は、上記蓋部材のうち、上記一対の長辺周縁部と前記挿通孔周囲部との間にそれぞれ位置し、上記長辺周縁部に沿って延びる一対の凸条部を含む蓄電デバイスの製造方法とすると良い。
【0010】
この製造方法では、本体部材の矩形環状の開口部と蓋部材の矩形環状の周縁部とをレーザ溶接する。この場合、蓋部材に設けた樹脂部材は、蓋部材の周縁部のうち長辺周縁部の一部に近接する形態とされ易く、樹脂部材のうち長辺周縁部に近接する周縁近接部位に焦げ部が発生し易い。レーザ光の散乱光が樹脂部材(周縁近接部位)まで届く距離が短いからである。
これに対し、上述の蓄電デバイスの製造方法では、蓋部材に設ける凸部は、長辺周縁部と挿通孔周囲部との間に位置して長辺周縁部に沿って延びる凸条部を含んでいる。このため、樹脂部材のうち、特に焦げ部が生じ易い、長辺周縁部に近接する周縁近接部位で、焦げ部が生じるのを抑制することができる。
【0011】
(3)また他の態様は、開口部を有する有底筒状の本体部材、及び、上記開口部を閉塞する形態で上記本体部材に全周にわたりレーザ溶接された蓋部材を有するケースと、上記蓋部材を蓋厚み方向に貫通する挿通孔内に挿通された端子部材と、上記蓋部材の上記挿通孔を囲む挿通孔周囲部と上記端子部材との間を絶縁しつつ、上記蓋部材の上記挿通孔周囲部及び上記端子部材にそれぞれ接合した樹脂部材と、を備える蓄電デバイスであって、上記蓋部材は、上記蓋部材の周縁部と上記挿通孔周囲部との間に位置して、上記蓋厚み方向の外側に向かって突出し、上記開口部及び上記周縁部に照射されたレーザ光の散乱光が上記樹脂部材に照射されるのを遮る凸部であって、上記蓋部材の厚みtに対し、上記周縁部の端面から上記凸部の基端部のうち上記周縁部側の側面までの距離Dが0.5t以内(D≦0.5t)とされた、鍛造により形成された凸部を有し、上記樹脂部材は、上記蓋部材の上記凸部により、焦げ部の発生が抑制された蓄電デバイスである。
【0012】
上述の蓄電デバイスでは、樹脂部材における焦げ部の発生が抑制されているので、樹脂部材の本来の外観を保つことができる上、発生した焦げ部を経由して蓋部材と端子部材との間の絶縁抵抗が低下するのを抑制することができる。また凸部は、鍛造によって蓋部材の周縁部の端面近傍に(具体的には、蓋部材に厚みtに対し、周縁部の端面から凸部の基端部の側面までの距離Dが0.5t以内の位置に)形成されているので、精度の良い凸部が出来ている。
【0013】
(4)更に(3)に記載の蓄電デバイスであって、前記本体部材の前記開口部は、一対の長辺開口部と一対の短辺開口部とを有する矩形環状であり、前記蓋部材の前記周縁部は、一対の長辺周縁部と一対の短辺周縁部とを有する矩形環状であり、前記凸部は、上記蓋部材のうち、上記一対の長辺周縁部と前記挿通孔周囲部との間にそれぞれ位置し、上記長辺周縁部に沿って延びる一対の凸条部を含み、前記樹脂部材は、上記蓋部材の上記凸条部により、上記樹脂部材のうち上記長辺周縁部に近接する周縁近接部位で、焦げ部の発生が抑制された蓄電デバイスとすると良い。
【0014】
上述の蓄電デバイスでは、樹脂部材のうち、特に焦げ部が発生し易い、蓋部材の長辺周縁部に近接する周縁近接部位で、焦げ部の発生が抑制されているので、この周縁近接部位においても樹脂部材の本来の外観を保つことができると共に、絶縁抵抗が低下するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図1】実施形態に係る電池の斜視図である。
図2】実施形態に係る電池の電池高さ方向及び電池幅方向に沿う断面図である。
図3】実施形態に係る電池の本体部材の開口部及び蓋部材の周縁部近傍における部分拡大断面図であり、(a)は電池高さ方向及び電池幅方向に沿う部分拡大断面図であり、(b)は電池高さ方向及び電池厚み方向に沿う部分拡大断面図である。
図4】実施形態に係る電池の製造方法のフローチャートである。
図5】実施形態に係る電池の製造方法に関し、蓋形成工程の凸部形成工程において、(a)は蓋部材に凸条部を形成する前の様子を示す説明図であり、(b)は蓋部材に凸条部を形成した様子を示す説明図である。
図6】実施形態に係る電池の製造方法に関し、蓋アセンブリ形成工程で形成される蓋アセンブリを示す説明図である。
図7】実施形態に係る電池の製造方法に関し、閉塞工程において、蓋アセンブリをなす蓋部材で、本体部材の開口部を閉塞した様子を示す説明図である。
図8】実施形態に係る電池の製造方法に関し、溶接工程において、本体部材の開口部と蓋部材の周縁部とをレーザ溶接する様子を示す説明図であり、(a)は電池高さ方向及び電池幅方向に沿う部分拡大断面の説明図であり、(b)は電池高さ方向及び電池厚み方向に沿う部分拡大断面の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図1に本実施形態に係る電池(蓄電デバイス)1の斜視図を、図2に電池1の全体の断面図を、図3に電池1のうち本体部材20の開口部21及び蓋部材30の周縁部31近傍の部分拡大断面図を示す。なお、以下では、電池1の電池高さ方向AH、電池幅方向BH及び電池厚み方向CHを、図1図3に示す方向と定めて説明する。この電池1は、ハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー、電気自動車等の車両などに搭載される角型(直方体状)で密閉型のリチウムイオン二次電池である。
【0017】
電池1は、ケース10と、ケース10内に収容された電極体40と、ケース10のケース上部11に樹脂部材70,80を介して支持された正負の端子部材50,60等から構成されている。電極体40は、ケース10内で、絶縁フィルムからなり、電池高さ方向AHの上側AH1に開口する袋状の絶縁ホルダ5に覆われている。またケース10内には、電解液3が収容されており、その一部は電極体40内に含浸され、残りはケース10のケース底部12上に溜まっている。
【0018】
このうちケース10は、金属(本実施形態ではアルミニウム)からなる直方体箱状であり、電池高さ方向AHの上側AH1に位置する矩形状のケース上部11と、これに対向し、電池高さ方向AHの下側AH2に位置する矩形状のケース底部12と、これらの間を結ぶ4つの矩形状のケース側部(一対のケース長側部13,14及び一対のケース短側部15,16)とを有する。
【0019】
ケース10は、本体部材20と蓋部材30とから構成されている。本体部材20は、電池高さ方向AHの上側AH1に、一対の長辺開口部21bと一対の短辺開口部21cとを有する矩形環状の開口部21を有する有底角筒状であり、ケース10のうちケース底部12、ケース長側部13,14及びケース短側部15,16をなしている。一方、蓋部材30は、矩形板状であり、ケース10のケース上部11をなしている。蓋部材30は、本体部材20の開口部21を閉塞する形態で本体部材20に全周にわたりレーザ溶接されており、蓋部材30と本体部材20との間に溶接部18が形成されている。具体的には、本体部材20の矩形環状の開口部21のうち一対の長辺開口部21bと、蓋部材30の矩形環状の周縁部31のうち一対の長辺周縁部31bとがそれぞれ溶接されて溶接部18が形成されている(図3(b)参照)。また本体部材20の開口部21のうち一対の短辺開口部21cと、蓋部材30の周縁部31のうち一対の短辺周縁部31cとがそれぞれ溶接されて溶接部18が形成されている(図3(a)参照)。
【0020】
蓋部材30には、ケース10の内圧が開弁圧を超えたときに破断して開弁する安全弁19が設けられている。また蓋部材30には、ケース10の内外を連通する注液孔30kが形成されており、アルミニウムからなる円板状の封止部材39で気密に封止されている。
また蓋部材30のうち、電池幅方向BHの一方側BH1の端部近傍及び他方側BH2の端部近傍には、それぞれ蓋厚み方向DHに貫通する矩形状の挿通孔33h,34hが設けられている。一方の挿通孔33h内には、アルミニウムからなる正極の端子部材50が挿通されており、樹脂部材70を介して蓋部材30と絶縁された状態で蓋部材30に固設されている。また他方の挿通孔34h内には、銅からなる負極の端子部材60が挿通されており、樹脂部材80を介して蓋部材30と絶縁された状態で蓋部材30に固設されている。
【0021】
これらの端子部材50,60は、それぞれ蓋部材30上に配置された矩形板状の外部端子部51,61と、主にケース10内に配置され、蓋部材30の挿通孔33h,34hを経由して外部端子部51,61に繋がる内部端子部52,62とを有する。正極の内部端子部52は、ケース10内で電極体40の正極タブ40aに接合し導通している。一方、負極の内部端子部62は、ケース10内で電極体40の負極タブ40bに接合し導通している。
【0022】
正極の樹脂部材70は、蓋部材30の挿通孔33hを囲み、一対の長辺周囲部33eと一対の短辺周囲部33fとを有する矩形環状の挿通孔周囲部33と、端子部材50との間を絶縁しつつ、蓋部材30の挿通孔周囲部33及び端子部材50にそれぞれ接合している。同様に、負極の樹脂部材80は、蓋部材30の挿通孔34hを囲み、一対の長辺周囲部34eと一対の短辺周囲部34fとを有する矩形環状の挿通孔周囲部34と、端子部材60との間を絶縁しつつ、蓋部材30の挿通孔周囲部34及び端子部材60にそれぞれ接合している。
【0023】
これらの樹脂部材70,80は、ポリフェニレンサルファイド(PPS)からなり、蓋部材30上に配置された矩形板状の外部絶縁部71,81と、ケース10の内部及び蓋部材30の挿通孔33h,34h内に配置され、外部絶縁部71,81と繋がる内部絶縁部72,82とを有する。このうち外部絶縁部71,81は、端子部材50,60の外部端子部51,61と蓋部材30の挿通孔周囲部33,34との間を絶縁している。一方、内部絶縁部72,82は、端子部材50,60の内部端子部52,62と蓋部材30の挿通孔周囲部33,34との間を絶縁している。
【0024】
また蓋部材30のうち、正極の挿通孔周囲部33の一対の長辺周囲部33eと、周縁部31の一対の長辺周縁部31bのうち、長辺周囲部33eに近接する一対の対向長辺周縁部31beとの間には、それぞれ蓋厚み方向DHの外側DH1(電池高さ方向AHの上側AH1)に向かって突出すると共に、長辺周縁部31b(対向長辺周縁部31be)に沿って電池幅方向BHに直線状に延びる一対の凸条部(凸部)35が設けられている(図1及び図3(b)参照)。また蓋部材30のうち、負極の挿通孔周囲部34の一対の長辺周囲部34eと、周縁部31の一対の長辺周縁部31bのうち、長辺周囲部34eに近接する一対の対向長辺周縁部31beとの間にも、それぞれ蓋厚み方向DHの外側DH1(電池高さ方向AHの上側AH1)に向かって突出すると共に、長辺周縁部31bに沿って電池幅方向BHに直線状に延びる一対の凸条部(凸部)36が設けられている。
【0025】
これらの凸条部35,36は、後述するように鍛造によって蓋部材30の周縁部31の端面31s近傍に形成されている。具体的には、凸条部35,36は、蓋部材30の厚みtに対し、周縁部31の端面31sから凸条部35,36の基端部35k,36kのうち周縁部31側(図3(b)中、左方)の側面35ks,36ksまでの距離Dが、0.5t以内(D≦0.5t、本実施形態では、D=0.5t)の位置に形成されている。
これらの凸条部35,36は、後述するように、レーザ溶接でケース10を形成する際に、本体部材20の開口部21及び蓋部材30の周縁部31に照射されたレーザ光LBの散乱光LCが樹脂部材70,80に照射されるのを遮るものである。そして、これらの凸条部35,36により、本実施形態の電池1では、樹脂部材70,80における焦げ部BP(図8(b)参照)の発生が防止されている。
【0026】
電極体40は、扁平な直方体状であり、各々電池高さ方向AH及び電池幅方向BHに拡がる矩形状をなす、複数の正極板41と複数の負極板42とを、樹脂製の多孔質膜からなるセパレータ43を介して交互に電池厚み方向CHに積層した積層型の電極体である。各正極板41は、上側AH1に延びる正極集電部41rを有し、各々の正極集電部41r同士が厚み方向に重なって前述の正極タブ40aを形成している。この正極タブ40aは、前述のように正極の端子部材50の内部端子部52に接続している。また各負極板42は、上側AH1に延びる負極集電部42rを有し、各々の負極集電部42r同士が厚み方向に重なって前述の負極タブ40bを形成している。この負極タブ40bは、前述のように負極の端子部材60の内部端子部62に接続している。
【0027】
本実施形態の電池1では、凸条部35,36により、樹脂部材70,80における焦げ部BPの発生が防止されているので、樹脂部材70,80の本来の外観を保つことができる上、発生した焦げ部BPを経由して蓋部材30と端子部材50,60との間の絶縁抵抗が低下するのを抑制することができる。特に本実施形態では、樹脂部材70,80のうち、焦げ部BPが発生し易い、長辺周縁部31bの対向長辺周縁部31beに近接する周縁近接部位70e,80eでも、焦げ部BPの発生が抑制されているので、この周縁近接部位70e,80eにおいても樹脂部材70,80の本来の外観を保つことができると共に、絶縁抵抗が低下するのを抑制することができる。
また凸条部35,36は、鍛造によって蓋部材30の周縁部31の端面31s近傍に(蓋部材30の厚みtに対し、周縁部31の端面31sから凸条部35,36の基端部35k,36kの側面35ks,36ksまでの距離Dが0.5t以内の位置に)形成されているので、精度の良い凸条部35,36が出来ている。
【0028】
次いで、上記電池1の製造方法について説明する(図4図8参照)。まず「蓋形成工程S1」(図4参照)において、蓋部材30を形成する。即ち、まず蓋形成工程S1の「打抜工程S11」において、アルミニウム板を用意し、プレスにより、これを矩形状に打ち抜くと共に、安全弁19、注液孔30k及び挿通孔33h,34hをそれぞれ設けて、凸条部35,36を有しない蓋部材30Z(図5(a)参照)を形成する。
【0029】
その後、蓋形成工程S1の「凸部形成工程S12」において、この蓋部材30Zに、鍛造により凸条部35,36を設けて蓋部材30を形成する(図5(a)(b)参照)。具体的には、図5(a)に示すように、前述の蓋部材30Zを、第1金型KA及び第2金型KBで蓋厚み方向DHに挟む。第1金型KAには、凸条部35,36を形成するための段差部KADが設けられている。
【0030】
続いて、第3金型KCを、蓋部材30Z及び第1金型KAに向けて図5(b)中、右方に移動させ、蓋部材30Zの周縁部31の端面31sを叩いて、蓋部材30Zの周縁部31及びその近傍部位を塑性変形させる。そして、第3金型KCと第1金型KAの段差部KADとの空間に、凸条部35,36を形成する。この凸条部35,36は、前述のように、蓋部材30の厚みtに対し、周縁部31の端面31sから凸条部35,36の基端部35k,36kの側面35ks,36ksまでの距離Dが0.5t以内(D≦0.5t、本実施形態では、D=0.5t)の位置に形成する。かくして、精度の良い凸条部35,36を有する蓋部材30が形成される。
【0031】
次に「蓋アセンブリ形成工程S2」(図4参照)において、蓋アセンブリ7を形成する(図6参照)。即ち、端子部材50,60を更に用意し、樹脂部材70,80をインサート成形して、蓋部材30に樹脂部材70,80を介して端子部材50,60を一体化させる。具体的には、正極の端子部材50はアルミニウム板を、負極の端子部材60は銅板を、それぞれプレス加工して得る。そして、蓋部材30の挿通孔33h,34hに端子部材50,60を挿通した状態で、樹脂部材70,80をインサート成形して、蓋部材30に樹脂部材70,80を介して端子部材50,60を一体化させる。
【0032】
次に、正極板41、負極板42及びセパレータ43を積層して形成した電極体40を用意し、電極体40の正極タブ40a及び負極タブ40bに、上述の蓋部材30に一体化させた端子部材50,60の内部端子部52,62をそれぞれ溶接して接続する。その後、この電極体40を袋状の絶縁ホルダ5で包む。かくして、蓋部材30、端子部材50,60、樹脂部材70,80、電極体40及び絶縁ホルダ5からなる蓋アセンブリ7が形成される。
【0033】
次に「閉塞工程S3」(図4参照)において、本体部材20を用意し、蓋アセンブリ7のうち、絶縁ホルダ5で覆われた電極体40を本体部材20内に挿入し、蓋部材30で本体部材20の開口部21を塞ぐ(図7及び図8(a)参照)。具体的には、蓋部材30の周縁部31のうち一対の長辺周縁部31bを、それぞれ本体部材20の開口部21のうち一対の長辺開口部21bに対向させると共に、蓋部材30の周縁部31のうち一対の短辺周縁部31cを、それぞれ本体部材20の開口部21のうち一対の短辺開口部21cに対向させて、蓋部材30で本体部材20の開口部21を塞ぐ。
【0034】
次に「溶接工程S4」(図4参照)において、蓋部材30の蓋厚み方向DHの外側DH1(電池高さ方向AHの上側AH1)から、本体部材20の開口部21及び蓋部材30の周縁部31にレーザ光LBを照射し、開口部21及び周縁部31を全周にわたりレーザ溶接して、ケース10を形成する(図8参照)。
その際、蓋部材30のうち、周縁部31と挿通孔周囲部33,34との間には、蓋厚み方向DHの外側DH1(電池高さ方向AHの上側AH1)に向かって突出する凸条部35,36が設けられているため、これらの凸条部35,36によって、開口部21及び周縁部31に照射されたレーザ光LBの散乱光LCが樹脂部材70,80に照射されるのを遮ることができる。
【0035】
詳細には、図8(b)に示すように、蓋部材30の挿通孔周囲部33,34と、蓋部材30の周縁部31及び本体部材20の開口部21との間の距離は、挿通孔周囲部33,34の長辺周囲部33e,34eと、周縁部31の長辺周縁部31b及び開口部21の長辺開口部21bのうち、長辺周囲部33e,34eに対向する対向長辺周縁部31be及び対向長辺開口部21beとの間で最も短くなっている。このため、凸条部35,36を設けなかった場合には、図8(b)に破線の矢印で示すように、樹脂部材70,80のうち、周縁部31の対向長辺周縁部31be及び開口部21の対向長辺開口部21beに対向して近接する周縁近接部位70e,80eに、レーザ光LBの散乱光LCが照射されて焦げ部BPが発生し易い。
【0036】
これに対し本実施形態では、蓋部材30のうち、挿通孔周囲部33,34の長辺周囲部33e,34eと、周縁部31の長辺周縁部31bの対向長辺周縁部31beとの間に、それぞれ凸条部35,36を設けている。これにより、周縁部31の長辺周縁部31bの対向長辺周縁部31be、及び、開口部21の長辺開口部21bの対向長辺開口部21beに照射されたレーザ光LBの散乱光LCが、樹脂部材70,80の周縁近接部位70e,80eに照射されるのを防止できるので、樹脂部材70,80の周縁近接部位70e,80eに焦げ部BPが発生するのを防止できる。
【0037】
なお、蓋部材30の挿通孔周囲部33,34と、蓋部材30の周縁部31及び本体部材20の開口部21との間の距離は、上述の挿通孔周囲部33,34の長辺周囲部33e,34eと、周縁部31の対向長辺周縁部31be及び開口部21の対向長辺開口部21beとの間の距離以外では、十分に長い距離が確保されている(図8(a)も参照)。このため、凸条部を設けてレーザ光LBの散乱光LCを遮らなくても、樹脂部材70,80に焦げ部BPが生じ難い。従って、本実施形態では、上述のように、蓋部材30のうち、挿通孔周囲部33,34の長辺周囲部33e,34eと、周縁部31の長辺周縁部31bの対向長辺周縁部31beとの間にのみ、凸条部35,36を設けている。
【0038】
次に「注液・封止工程S5」において、電解液3を注液孔30kを通じてケース10内に注液し、電解液3を電極体40内に含浸させる。その後、注液孔30kを外部から封止部材39で覆い、封止部材39を全周にわたり蓋部材30に溶接して、封止部材39と蓋部材30との間を気密に封止する。
次に「初充電・エージング工程S6」において、この電池1に充電装置(不図示)を接続して、電池1に初充電を行う。その後、初充電した電池1を所定時間にわたり静置して、電池1をエージングする。かくして、電池1が完成する。
【0039】
本実施形態の電池1の製造方法では、蓋部材30のうち周縁部31と挿通孔周囲部33,34との間に凸条部35,36を設けた蓋部材30を用いている。これにより、溶接工程S4において、レーザ光LBの散乱光LCが凸条部35,36により遮られて樹脂部材70,80に照射され難くなるので、樹脂部材70,80に焦げ部BPが生じるのを抑制することができる。また凸条部35,36を、鍛造によって蓋部材30の周縁部31の端面31s近傍に(具体的には、蓋部材30に厚みtに対し、周縁部31の端面31sから凸条部35,36の基端部35k,36kの側面35ks,36ksまでの距離Dが0.5t以内の位置に)形成しているので、凸条部35,36を精度良く形成することができる。
【0040】
更に本実施形態では、蓋部材30に、長辺周縁部31bと挿通孔周囲部33,34との間に位置して、長辺周縁部31bに沿って延びる凸条部35,36を設けている。このため、樹脂部材70,80のうち、特に焦げ部BPが生じ易い、長辺周縁部31bに近接する周縁近接部位70e,80eで、焦げ部BPが生じるのを抑制することができる。
【0041】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば実施形態では、凸部として、蓋部材30の長辺周縁部31bに沿って延びるそれぞれ一対の凸条部35,36を設けた例を示したが、これに加えて、図7(a)に破線で示すように、蓋部材30の短辺周縁部31cに沿って延びる一対の凸条部(凸部)37,38をそれぞれ設けて、樹脂部材70,80のうち、短辺周縁部31cに沿う周縁近接部位70f,80fに焦げ部BPが生じるのを抑制するようにしても良い。これらの凸条部37,38も、凸条部35,36と同様に、鍛造によって蓋部材30の周縁部31の端面31s近傍に(具体的には、蓋部材30に厚みtに対し、周縁部31の端面31sから凸条部37,38の基端部37k,38kの側面37ks,38ksまでの距離Dが0.5t以内の位置に)形成すると良い。
【0042】
また実施形態では、ケース10内に収容する電極体として、積層型の電極体40を例示したが、電極体は扁平状捲回型の電極体でもよい。また複数の電極体をケース内に収容してもよい。
【符号の説明】
【0043】
1 電池(蓄電デバイス)
7 蓋アセンブリ
10 ケース
20 本体部材
21 開口部
21b 長辺開口部
21c 短辺開口部
30 蓋部材
30Z (凸条部を有しない)蓋部材
31 周縁部
31b 長辺周縁部
31c 短辺周縁部
31s 端面
33,34 挿通孔周囲部
33h,34h 挿通孔
33e,34e 長辺周囲部
33f,34f 短辺周囲部
35,36,37,38 凸条部(凸部)
35k,36k,37k,38k (凸条部の)基端部
35ks,36ks,37ks,38ks (基端部の周縁部側の)側面
40 電極体
50,60 端子部材
70,80 樹脂部材
70e,80e (樹脂部材のうち蓋部材の長辺周縁部に近接する)周縁近接部位
70f,80f (樹脂部材のうち蓋部材の短辺周縁部に近接する)周縁近接部位
DH 蓋厚み方向
DH1 (蓋厚み方向の)外側
LB レーザ光
LC 散乱光
BP 焦げ部
S1 蓋形成工程
S11 打抜工程
S12 凸部形成工程
S2 蓋アセンブリ形成工程
S3 閉塞工程
S4 溶接工程
S5 注液・封止工程
S6 初充電・エージング工程
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8