(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】P2024053771
(43)【公開日】2024-04-16
(54)【発明の名称】蓄電デバイスの製造方法
(51)【国際特許分類】
H01M 50/169 20210101AFI20240409BHJP
H01M 50/103 20210101ALI20240409BHJP
H01M 50/15 20210101ALI20240409BHJP
H01G 11/84 20130101ALI20240409BHJP
H01G 11/78 20130101ALI20240409BHJP
【FI】
H01M50/169
H01M50/103
H01M50/15
H01G11/84
H01G11/78
【審査請求】有
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022160187
(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
5E078HA13
5E078LA07
5H011AA09
5H011CC02
5H011DD13
(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、蓋部材30に樹脂部材70,80を介して端子部材50,60を一体化した蓋アセンブリ7のうち蓋部材30で、本体部材20の開口部21を塞ぐ配置工程S2と、本体部材20の開口部21及び蓋部材30の周縁部31を全周にわたりレーザ溶接する溶接工程S3とを備える。配置工程S2は、蓋部材30の周縁部31の周縁外側面31mが本体部材20の開口部21の開口端面21mよりも外側DH1に位置する周縁高位領域STを、開口部21及び周縁部31のうち近接長辺開口部21be及び近接長辺周縁部31beに設ける。
【選択図】
図7
【特許請求の範囲】
【請求項1】
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の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、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の周縁部を有する蓋部材を有する
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のうち、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ぐように、上記蓋アセンブリを配置する配置工程と、
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溶融させ混合した後に固化させて溶融固化部を形成するレーザ溶接を全周にわたり行って、上記ケースを形成する溶接工程と、を備え、
上記配置工程は、
上記蓋部材の上記周縁部のうち上記外側を向く周縁外側面が、上記本体部材の上記開口部のうち上記外側を向く開口端面よりも、上記外側に位置する周縁高位領域を、
上記開口部及び上記周縁部のうち、少なくとも、上記一対の長辺開口部のうち上記樹脂部材に近接する近接長辺開口部、及び、上記一対の長辺周縁部のうち上記樹脂部材に近接する近接長辺周縁部に設け、
上記溶接工程は、
上記周縁高位領域において、上記蓋部材の上記周縁外側面が上記溶融固化部よりも上記外側に位置する形態に上記溶融固化部を形成する
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、
前記配置工程は、
前記周縁高位領域を、前記本体部材の前記開口部及び前記蓋部材の前記周縁部の全周にわたって設け、
前記溶接工程は、
上記本体部材の上記開口部及び上記蓋部材の上記周縁部の全周にわたって、上記蓋部材の前記周縁外側面が前記溶融固化部よりも前記外側に位置する形態に前記溶融固化部を形成する
蓄電デバイスの製造方法。
【請求項3】
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、
前記近接長辺開口部が、上記開口部の他の部位よりも、前記蓋厚み方向の内側に位置する形態を有する
蓄電デバイスの製造方法。
【請求項4】
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の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、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の周縁部を有する蓋部材を有する
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、
上記本体部材の上記開口部及び上記蓋部材の上記周縁部のうち、少なくとも、
上記一対の長辺開口部のうち上記樹脂部材に近接する近接長辺開口部、及び、上記近接長辺開口部に対向し、上記一対の長辺周縁部のうち上記樹脂部材に近接する近接長辺周縁部について、
上記周縁部のうち上記蓋厚み方向の外側を向く周縁外側面が、上記開口部及び周縁部が溶融し混合した後に固化した溶融固化部よりも上記外側に位置する
蓄電デバイス。
【請求項5】
請求項4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及び前記蓋部材の前記周縁部の全周にわたって、上記蓋部材の前記周縁外側面が前記溶融固化部よりも前記外側に位置する
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、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が挙げられる(特許文献1の
図1、
図2等参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【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では、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。この際に、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、樹脂部材に焦げ部を生じさせることがある。なお、この焦げ部は、樹脂部材のうちでもレーザ溶接で形成した溶融固化部との距離が近い部位に、具体的には、本体部材の矩形環状の開口部のうち一対の長辺開口部、及び、蓋部材の矩形環状の周縁部のうち一対の長辺周縁部に近接した部位に生じ易い。
【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できる蓄電デバイスの製造方法を提供する。
【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、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の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、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の周縁部を有する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のうち、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ぐように、上記蓋アセンブリを配置する配置工程と、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溶融させ混合した後に固化させて溶融固化部を形成するレーザ溶接を全周にわたり行って、上記ケースを形成する溶接工程と、を備え、上記配置工程は、上記蓋部材の上記周縁部のうち上記外側を向く周縁外側面が、上記本体部材の上記開口部のうち上記外側を向く開口端面よりも、上記外側に位置する周縁高位領域を、上記開口部及び上記周縁部のうち、少なくとも、上記一対の長辺開口部のうち上記樹脂部材に近接する近接長辺開口部、及び、上記一対の長辺周縁部のうち上記樹脂部材に近接する近接長辺周縁部に設け、上記溶接工程は、上記周縁高位領域において、上記蓋部材の上記周縁外側面が上記溶融固化部よりも上記外側に位置する形態に上記溶融固化部を形成する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、配置工程において、蓋アセンブリを本体部材に配置することにより、蓋部材の周縁部の周縁外側面が本体部材の開口部の開口端面よりも蓋厚み方向の外側に位置する周縁高位領域を、本体部材の開口部及び蓋部材の周縁部のうち、少なくとも近接長辺開口部及び近接長辺周縁部に設ける。そして溶接工程で、周縁高位領域において、蓋部材の周縁外側面が溶融固化部よりも外側に位置する形態に溶融固化部を形成する。これにより、溶接工程で、周縁高位領域において、レーザ光の照射により形成される溶融金属部は、その全体が樹脂部材から離れるほど低位となる斜面を有する形状となる。このため、この斜面に照射されたレーザ光の散乱光は、樹脂部材に照射され難く、樹脂部材に焦げ部が生じ難い。特に、樹脂部材のうちでも近接長辺開口部及び近接長辺周縁部に近接し焦げ部が生じ易い周縁近接部位に、焦げ部が生じるのを抑制できる。また周縁高位領域において、蓋部材の周縁外側面が溶融固化部よりも外側に位置するため、蓋部材の周縁外側面よりも溶融固化部の一部が外側に位置する場合に比べ、水や埃が蓄電デバイスの蓋部材の上に溜まり難い。
【0008】
なお、「周縁高位領域」は、本体部材の開口部及び蓋部材の周縁部の全周にわたって設けてもよいし、開口部及び周縁部の一部(近接長辺開口部及び近接長辺周縁部を含む)にのみ設けてもよい。
「蓋部材」としては、板状の蓋部材のほか、蓋部材の周縁部を除く中央部が蓋部材の周縁部よりも外側に膨らんだ形状の蓋部材や、蓋部材の中央部が蓋部材の周縁部よりも内側に凹んだ形状の蓋部材などが挙げられる。
「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、前記配置工程は、前記周縁高位領域を、前記本体部材の前記開口部及び前記蓋部材の前記周縁部の全周にわたって設け、前記溶接工程は、上記本体部材の上記開口部及び上記蓋部材の上記周縁部の全周にわたって、上記蓋部材の前記周縁外側面が前記溶融固化部よりも前記外側に位置する形態に前記溶融固化部を形成する蓄電デバイスの製造方法とすると良い。
【0010】
上述の蓄電デバイスの製造方法では、周縁高位領域を本体部材の開口部及び蓋部材の周縁部の全周にわたって設ける。これにより、レーザ溶接する際、どのレーザ照射位置からの散乱光についても、樹脂部材に照射されるのを抑制できるので、樹脂部材の全周にわたり焦げ部の発生を抑制することができる。また水や埃が蓄電デバイスの蓋部材の上に溜まるのを、より一層抑制することができる。
【0011】
(3)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、前記近接長辺開口部が、上記開口部の他の部位よりも、前記蓋厚み方向の内側に位置する形態を有する蓄電デバイスの製造方法とすると良い。
【0012】
上述の蓄電デバイスの製造方法では、開口部の近接長辺開口部が開口部の他の部位よりも蓋厚み方向の内側に位置する形態の本体部材を用いる。このような本体部材を用いることにより、配置工程で蓋アセンブリを配置した際に、容易に、開口部の近接長辺開口部及び周縁部の近接長辺周縁部において前述の周縁高位領域を設けることができる。
【0013】
(4)また他の態様は、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の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、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の周縁部を有する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、上記本体部材の上記開口部及び上記蓋部材の上記周縁部のうち、少なくとも、上記一対の長辺開口部のうち上記樹脂部材に近接する近接長辺開口部、及び、上記近接長辺開口部に対向し、上記一対の長辺周縁部のうち上記樹脂部材に近接する近接長辺周縁部について、上記周縁部のうち上記蓋厚み方向の外側を向く周縁外側面が、上記開口部及び周縁部が溶融し混合した後に固化した溶融固化部よりも上記外側に位置する蓄電デバイスである。
【0014】
上述の蓄電デバイスでは、樹脂部材のうち近接長辺開口部及び近接長辺周縁部に近接し焦げ部が生じ易い周縁近接部位において、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。また近接長辺開口部及び近接長辺周縁部について、蓋部材の周縁外側面が溶融固化部よりも外側に位置するため、蓋部材の周縁外側面よりも溶融固化部の一部が外側に位置する場合に比べ、水や埃が蓄電デバイスの蓋部材の上に溜まり難い。
【0015】
(5)更に(4)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及び前記蓋部材の前記周縁部の全周にわたって、上記蓋部材の前記周縁外側面が前記溶融固化部よりも前記外側に位置する蓄電デバイスとすると良い。
【0016】
上述の蓄電デバイスでは、樹脂部材の全周にわたり焦げ部の発生が抑制されているので、樹脂部材の全周にわたり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。また水や埃が蓄電デバイスの蓋部材の上に溜まるのを、より一層抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【
図2】実施形態1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1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1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1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6】実施形態1に係る電池の製造方法に関し、配置工程において、蓋アセンブリをなす蓋部材で、本体部材の開口部を塞ぐように蓋アセンブリを配置した様子を示す説明図である。
【
図7】実施形態1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(近接長辺開口部)及び蓋部材の周縁部(近接長辺周縁部)をレーザ溶接する様子を示す説明図であり、(a)はレーザ光の照射を開始した様子を示す説明図であり、(b)はレーザ光の照射で溶融金属部が形成された様子を示す説明図である。
【
図8】実施形態2の電池に係る本体部材について、(a)は側面図であり、(b)は上面図である。
【
図9】比較形態に係る電池の製造方法に関し、
図7に対応した説明図であり、(a)はレーザ光の照射を開始した様子を示す説明図であり、(b)はレーザ光の照射で溶融金属部が形成された様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
(実施形態1)
以下、本発明の第1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1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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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とを含む矩形環状の開口部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との間に溶融固化部18が形成されている。
【0022】
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融固化部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融固化部18が形成されている(
図3(a)参照)。本実施形態1では、一対の長辺開口部21bのうち樹脂部材70,80に近接する近接長辺開口部21be、及び、一対の長辺周縁部31bのうち樹脂部材70,80に近接する近接長辺周縁部31beを含む開口部21及び周縁部31の全周にわたって、周縁部31のうち、蓋厚み方向DHの外側DH1(電池高さ方向AHの上側AH1)を向く周縁外側面31mが、溶融固化部18よりも外側DH1(上側AH1)に位置している(
図3(a)(b)中に、周縁外側面31mの蓋厚み方向DHの位置を破線Mで示す)。
【0023】
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。
【0024】
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内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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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に延出する正極集電部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に延出する負極集電部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。
【0028】
本実施形態1の電池1では、樹脂部材70,80のうち近接長辺開口部21be及び近接長辺周縁部31beに近接し焦げ部BP(
図9(b)参照)が生じ易い周縁近接部位70e,80e(
図3(b)参照)において、焦げ部BPの発生が抑制されており、更には、樹脂部材70,80の全周にわたり焦げ部BPの発生が抑制されている。このため、樹脂部材70,80の全周にわたり樹脂部材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。
また本実施形態1では、近接長辺開口部21be及び近接長辺周縁部31beにおいて、 更には開口部21及び周縁部31の全周にわたって、蓋部材30の周縁外側面31mが溶融固化部18よりも外側DH1に位置している。このため、水や埃が電池1の蓋部材30(ケース上部11)の上に溜まり難い。
【0029】
次いで、上記電池1の製造方法について説明する(
図4~
図7参照)。まず「蓋アセンブリ形成工程S1」(
図4参照)において、蓋アセンブリ7を形成する(
図5参照)。即ち、蓋部材30及び端子部材50,60を用意し、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、蓋部材30は、アルミニウム板を用い、プレス加工により注液孔30k、挿通孔33h,34h及び安全弁19を形成して得る。また正極の端子部材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内に端子部材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。
【0030】
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。
【0031】
次に「配置工程S2」(
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を塞ぐように、蓋アセンブリ7を本体部材20に配置する(
図6参照)。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。
【0032】
その際、蓋部材30の周縁部31のうち、蓋厚み方向DHの外側DH1(電池高さ方向AHの上側AH1)を向く周縁外側面31mが、本体部材20の開口部21のうち、外側DH1を向く開口端面21mよりも、外側DH1に位置する周縁高位領域STを設ける。本実施形態1では、この周縁高位領域STを、本体部材20の開口部21及び蓋部材30の周縁部31の全周にわたって設ける。具体的には、本体部材20のうち蓋部材30を係止する棚部23(
図6及び
図3(a)参照)の位置を、従来よりも外側DH1(上側AH1)に設けることにより、蓋部材30の全体を外側DH1に配置し、全周にわたり蓋部材30の周縁部31の周縁外側面31mを、本体部材20の開口部21の開口端面21mよりも外側DH1に配置している。
【0033】
なお、上述した本体部材20の棚部23を外側DH1に設けることに代えて、蓋部材30の厚みを従来よりも厚くすることにより、蓋部材30の全体を外側DH1に配置して、全周にわたり周縁高位領域STを設けてもよい。
【0034】
次に「溶接工程S3」(
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を溶融させ混合し溶融金属部18Zを形成した後に固化させて溶融固化部18を形成するレーザ溶接を全周にわたり行って、ケース10を形成する(
図7(a)(b)参照)。
【0035】
ここで、
図9(a)(b)に比較形態を示すように、配置工程S2で前述の周縁高位領域STを設けず、蓋部材30の周縁部31の周縁外側面31mと、本体部材20の開口部21の開口端面21mとを同じ高さ(面一)とした場合、蓋部材30の周縁外側面31mよりも、溶融金属部218Zの一部が蓋厚み方向DHの外側DH1に位置し(溶融金属部218Zの一部が破線Mよりも
図9(b)中、上方に位置し)、溶融金属部218Zは、樹脂部材70,80に近づく(
図9中、右方)ほど低くなる斜面218Zmを有する形状となる。このため、この斜面218Zmに照射されたレーザ光LBの散乱光LCは、樹脂部材70,80に照射され易く、樹脂部材70,80に焦げ部BPが発生し易い。
【0036】
特に、蓋部材30に設けた樹脂部材70,80は、本体部材20の開口部21のうち長辺開口部21bの一部(近接長辺開口部21be)、及び、蓋部材30の周縁部31のうち長辺周縁部31bの一部(近接長辺周縁部31be)に近接している。このため、樹脂部材70,80のうち、開口部21の近接長辺開口部21be及び周縁部31の近接長辺周縁部31beに対向して近接する周縁近接部位70e,80eには、高強度の散乱光LCが照射されるため、特に焦げ部BPが発生し易い。
【0037】
これに対し、本実施形態(
図7(a)(b)参照)では、蓋部材30の周縁外側面31mが溶融金属部18Zよりも蓋厚み方向DHの外側DH1に位置し(溶融金属部18Zの全体が破線Mよりも
図7(b)中、下方に位置し)、溶融金属部18Zは、その全体が樹脂部材70,80から離れる(
図7中、左方)ほど低くなる斜面18Zmを有する形状となる。このため、この斜面18Zmに照射されたレーザ光LBの散乱光LCは、樹脂部材70,80に照射され難いため、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。
【0038】
次に「注液・封止工程S4」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S5」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、配置工程S2において、蓋アセンブリ7を本体部材20に配置することにより、蓋部材30の周縁部31の周縁外側面31mが、本体部材20の開口部21の開口端面21mよりも、蓋厚み方向DHの外側DH1に位置する周縁高位領域STを、本体部材20の開口部21及び蓋部材30の周縁部31のうち、近接長辺開口部21be及び近接長辺周縁部31beに設ける。そして溶接工程S3で、周縁高位領域STにおいて、蓋部材30の周縁外側面31mが溶融金属部18Z(溶融固化部18)よりも外側DH1に位置するように溶融固化部18を形成している。
【0040】
これにより、溶接工程S3で、周縁高位領域STにおいて、レーザ光LBの照射により形成される溶融金属部18Zは、その全体が樹脂部材70,80から離れるほど低くなる斜面18Zmを有する形状となる。このため、この斜面18Zmに照射されたレーザ光LBの散乱光LCは、樹脂部材70,80に照射され難く、樹脂部材70,80に焦げ部BPが生じ難い。特に、焦げ部BPが生じ易い周縁近接部位70e,80eに、焦げ部BPが生じるのを抑制できる。
また周縁高位領域STにおいて、蓋部材30の周縁外側面31mが溶融固化部18よりも外側DH1に位置するため、比較形態のように、蓋部材30の周縁外側面31mよりも溶融固化部(溶融金属部218Z)の一部が外側DH1に位置する場合に比べ、水や埃が電池1の蓋部材30(ケース上部11)の上に溜まり難い。
【0041】
更に本実施形態1では、周縁高位領域STを本体部材20の開口部21及び蓋部材30の周縁部31の全周にわたって設けている。これにより、レーザ溶接する際、どのレーザ照射位置からの散乱光LCについても、樹脂部材70,80に照射されるのを抑制できるので、樹脂部材70,80の全周にわたり焦げ部BPの発生を抑制することができる。また水や埃が電池1の蓋部材30の上に溜まるのを、より一層抑制することができる。
【0042】
(実施形態2)
次いで、第2の実施形態について説明する。なお、実施形態1と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。実施形態1の電池1の製造方法では、配置工程S2で、本体部材20の開口部21及び蓋部材30の周縁部31の全周にわたって、周縁部31の周縁外側面31mが開口部21の開口端面21mよりも外側DH1に位置する周縁高位領域STを設けた。これに対し、本実施形態2の電池100の製造方法では、配置工程S2で、本体部材120の開口部121及び蓋部材30の周縁部31の一部(近接長辺開口部121be及び近接長辺周縁部31be)にのみ、周縁高位領域STを設ける点が異なる。
【0043】
具体的には、本実施形態2では、実施形態1で用いた本体部材20とは、開口部121の形状が異なる本体部材120を用いる(
図8(a)(b)参照)。即ち、本実施形態2に係る本体部材120の開口部121は、一対の長辺開口部121bと一対の短辺開口部121cとを有する矩形環状である。但し、長辺開口部121bのうち近接長辺開口部121beが、開口部121の他の部位121d(長辺開口部121bのうち近接長辺開口部121be以外の部位、及び、短辺開口部121c)よりも、蓋厚み方向DHの内側DH2(電池高さ方向AHの下側AH2)に位置する形態(開口部121に4つの切り欠きを設けた形態)を有する。
【0044】
本実施形態2の配置工程S2では、この本体部材120に蓋アセンブリ7を配置することより、本体部材120の開口部121及び蓋部材30の周縁部31のうち、近接長辺開口部121be及び近接長辺周縁部31beにおいてのみ、周縁部31の周縁外側面31mが開口部121の開口端面121mよりも外側DH1に位置する周縁高位領域STを設ける。
【0045】
その後、溶接工程S3において、本体部材120の開口部121及び蓋部材30の周縁部31をレーザ溶接すると、周縁高位領域STでは、実施形態1で説明したように(
図7参照)、蓋部材30の周縁外側面31mが溶融金属部18Zよりも蓋厚み方向DHの外側DH1に位置し、溶融金属部18Zが樹脂部材70,80から離れるほど低くなる斜面18Zmを有する形状となる。このため、この斜面18Zmに照射されたレーザ光LBの散乱光LCは、樹脂部材70,80の周縁近接部位70e,80eに照射され難いので、周縁近接部位70e,80eに焦げ部BPが生じるのを抑制することができる。
【0046】
一方、本体部材120の開口部121及び蓋部材30の周縁部31のうち、周縁高位領域STを設けなかった部位では、比較形態で説明したように(
図9参照)、蓋部材30の周縁外側面31mよりも溶融金属部218Zの一部が蓋厚み方向DHの外側DH1に位置し、溶融金属部218Zが樹脂部材70,80に近づくほど低くなる斜面218Zmを有する形状となるため、この斜面218Zmに照射されたレーザ光LBの散乱光LCは、樹脂部材70,80に照射され易い。しかし、周縁高位領域STを設けなかった部位では、開口部121及び周縁部31から樹脂部材70,80までの距離が十分に長くなっている。このため、高強度の散乱光LCが樹脂部材70,80に照射されることはなく、樹脂部材70,80に焦げ部BPが発生し難い。
【0047】
本実施形態2の電池100の製造方法でも、配置工程S2で、蓋部材30の周縁部31の周縁外側面31mが本体部材120の開口部121の開口端面121mよりも外側DH1に位置する周縁高位領域STを、開口部121及び周縁部31のうち、近接長辺開口部21be及び近接長辺周縁部31beに設けている。このため、この周縁高位領域STでは、レーザ光LBの散乱光LCが樹脂部材70,80に照射され難く、樹脂部材70,80に焦げ部BPが生じ難い。特に、焦げ部BPが生じ易い周縁近接部位70e,80eに、焦げ部BPが生じるのを抑制できる。また周縁高位領域STにおいて、蓋部材30の周縁外側面31mが溶融固化部18よりも外側DH1に位置するため、水や埃が電池100の蓋部材30の上に溜まり難い。
【0048】
また本実施形態2では、開口部121の近接長辺開口部121beが開口部121の他の部位121dよりも蓋厚み方向DHの内側DH2に位置する形態の本体部材120を用いているので、配置工程S2で蓋アセンブリ7を配置した際に、容易に、開口部121の近接長辺開口部121be及び周縁部31の近接長辺周縁部31beにおいて周縁高位領域STを設けることができる。その他、実施形態1と同様な部分は、実施形態1と同様な作用効果を奏する。
【0049】
以上において、本発明を実施形態1,2に即して説明したが、本発明は実施形態1,2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1,2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】
【0050】
1,100 電池(蓄電デバイス)
7 蓋アセンブリ
10 ケース
18 溶融固化部
20,120 本体部材
21,121 開口部
21m,121m 開口端面
21b,121b 長辺開口部
21be,121be 近接長辺開口部
21c,121c 短辺開口部
121d 他の部位
30 蓋部材
31 周縁部
31m 周縁外側面
31b 長辺周縁部
31be 近接長辺周縁部
31c 短辺周縁部
33,34 挿通孔周囲部
33h,34h 挿通孔
40 電極体
50,60 端子部材
70,80 樹脂部材
70e,80e (樹脂部材の)周縁近接部位
DH 蓋厚み方向
DH1 (蓋厚み方向の)外側
DH2 (蓋厚み方向の)内側
LB レーザ光
LC 散乱光
ST 周縁高位領域
S1 蓋アセンブリ形成工程
S2 配置工程
S3 溶接工程
S4 注液・封止工程
S5 初充電・エージング工程