特開 2024-99988 蓄電デバイスの製造方法

(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】P2024099988

(43)【公開日】2024-07-26

(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 20210101AFI20240719BHJP

   H01M 50/103 20210101ALI20240719BHJP

   H01M 50/15 20210101ALI20240719BHJP

   H01M 50/176 20210101ALI20240719BHJP

   H01M 50/55 20210101ALI20240719BHJP

   H01M 50/588 20210101ALI20240719BHJP

   H01M 50/593 20210101ALI20240719BHJP

   H01G 11/84 20130101ALI20240719BHJP

   H01G 11/78 20130101ALI20240719BHJP

【ＦＩ】

H01M50/169

H01M50/103

H01M50/15

H01M50/176

H01M50/55 101

H01M50/588

H01M50/593

H01G11/84

H01G11/78

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023003660

(22)【出願日】2023-01-13

(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】100117606

【弁理士】

【氏名又は名称】安部 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100121186

【弁理士】

【氏名又は名称】山根 広昭

(74)【代理人】

【識別番号】100130605

【弁理士】

【氏名又は名称】天野 浩治

(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】立山 望美

(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】鈴木 大介

(72)【発明者】

【氏名】永柄 雄己

【テーマコード（参考）】

5E078

5H011

5H043

【Ｆターム（参考）】

5E078AA12

5E078AB02

5E078AB06

5E078BA18

5E078BA27

5E078HA04

5E078HA05

5E078HA12

5E078HA13

5E078HA25

5H011AA09

5H011BB03

5H011CC06

5H011DD13

5H011EE04

5H011FF03

5H011GG09

5H011HH02

5H011KK01

5H011KK02

5H043AA19

5H043CA04

5H043DA09

5H043EA01

5H043HA31D

5H043HA32D

5H043KA22D

5H043KA30D

5H043KA45D

(57)【要約】

【課題】蓋体、端子部材および樹脂製の絶縁部材が一体成型された蓋アッセンブリと、ケース本体とのレーザー溶接時において、絶縁部材の劣化が抑制され、かつ、溶接強度が高い電池を実現する製造方法を提供すること。
【解決手段】ここに開示される製造方法は、蓄電デバイスの製造方法であって、開口の周縁部１２ｅが平面であるケース本体１１と、蓋体１５、端子部材３０および絶縁部材４０が一体成型された蓋アッセンブリとを用意する工程と、ケース本体１１の開口に蓋アッセンブリを装着する工程と、周縁部１２ｅと前記外縁部１５ｅとの境界に対して蓋体１５の外表面１７側からレーザー光を照射する工程とを含む。蓋アッセンブリは、傾斜部１５ｓが外表面１７からケース本体１１との境界に向けて薄肉化するように配置され、蓋体１５の外表面１７が開口の周縁部１２ｅよりも高く、かつ、蓋体１５の内表面１６が開口の周縁部１２ｅよりも低い位置に配置される。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一側面が開口した有底のケース本体と、端子装着孔を有し、前記開口を封口する蓋体と、を備える電池ケースと、
前記電池ケースに収容された電極体と、
一端が前記電池ケースの内部で前記電極体と電気的に接続され、他端が前記端子装着孔に挿通されて前記蓋体の外側に露出した端子部材と、
前記蓋体の表面であって、前記開口を封口した状態で前記電池ケースの外側にある外表面と、前記端子部材と、を絶縁する樹脂製の絶縁部材と、
を備える蓄電デバイスの製造方法であって、
前記開口の周縁部が平面であるケース本体と、前記蓋体、前記端子部材および前記絶縁部材が一体成型された蓋アッセンブリと、を用意する工程と、
前記ケース本体の前記開口に前記蓋アッセンブリを装着する工程と、
前記周縁部と前記蓋体の外縁部との境界に対して前記蓋体の前記外表面側からレーザー光を照射し、前記ケース本体と前記蓋アッセンブリとをレーザー溶接する工程と、
を含み、
ここで、
前記用意工程で用意される前記蓋アッセンブリの前記蓋体は、少なくとも前記蓋体の前記外縁部と前記絶縁部材とが最も近接する領域において、該蓋体の中央側から該外縁部に向けて薄肉化する傾斜部を有しており、
前記装着工程において、前記蓋アッセンブリは、前記傾斜部が前記外表面から前記ケース本体との境界に向けて薄肉化するように配置され、
前記蓋体の外表面が前記開口の前記周縁部よりも高く、かつ、前記蓋体の内表面が前記開口の前記周縁部よりも低い位置に配置される、蓄電デバイスの製造方法。

【請求項2】

前記用意工程で用意されるケース本体は、矩形状の開口と、該開口と対向する矩形状の底面と、該底面から延び互いに対向する一対の第１側壁と、該底面から延び互いに対向する一対の第２側壁と、を有し、
前記用意工程で用意される蓋アッセンブリは、矩形状の蓋体を有しており、前記傾斜部は該蓋体の外縁部の全周に亘って設けられている、請求項１に記載の製造方法。

【請求項3】

前記用意工程で用意される蓋アッセンブリは、前記蓋体の最大厚みを１００％としたときに、前記外表面から厚み方向に５０％以内の領域に前記傾斜部が設けられている、請求項１または２に記載の製造方法。

【請求項4】

前記装着工程では、前記蓋体の最大厚みを１００％としたときに、前記内表面から厚み方向に２５％以上５０％未満の領域に前記開口の周縁部が配置される、請求項１または２に記載の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄電デバイスの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電極体と、該電極体を収容するケース本体と、ケース本体の開口を封口し、端子装着孔を有する蓋体と、該蓋体の端子装着孔に装着される端子部材と、を備える電池が知られている。上記したケース本体と蓋体とは、例えばレーザー溶接などで溶接されて密閉される。

【0003】

例えば特許文献１には、外装缶の開口端面を端子部材から外方かつ下方に向けて傾斜させた外装缶と、蓋体とを溶接することが記載されている。特許文献２では、開口部の内壁に蓋体を据え付け可能な段を有し、当該段の上に蓋体を据え付けたときに蓋体の上面の位置が開口部の上端部よりも高くなる電池筐体に対して、レーザー溶接を行うことが開示されている。特許文献３には、金属製の蓋にガスケットを介して端子が装着されており、当該蓋を金属製のケースの上端面より高くなるように嵌着して、レーザー溶接することが記載されている。また、特許文献４には、電池缶と電池蓋との間には、側壁部の高さ方向に交差する横方向の横境界面（Ｆｘ）と、横境界面に交差して側壁部の高さ方向に沿った縦方向の縦境界面（Ｆｙ）とが形成されており、側壁部の高さ方向に沿った縦方向に照射されるレーザ（ＥＢ）によって横境界面の少なくとも一部と縦境界面の少なくとも一部が溶接されていることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平７－１８３０１２号公報

【特許文献2】特開２０１０－９７７７０号公報

【特許文献3】特開平１１－２１３９６７号公報

【特許文献4】国際公開第２０１５／０７２０１０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

近年の高エネルギー密度化された電池では、蓋体と端子部材と樹脂製の絶縁部材とが一体成型された蓋アッセンブリが用いられている。かかる蓋アッセンブリでは、密着強度向上の観点等から蓋の外縁部と絶縁部材との間隔が狭くなりがちである。特許文献１～４に開示される技術を、上記したような蓋アッセンブリとケース本体とを溶接接合する際に適用しようとすると、レーザー溶接する箇所と樹脂製の絶縁部材とが近接しているために、絶縁部材が焼き焦げてしまうことがある。その結果、絶縁部材が劣化して、絶縁性の低下や電池の気密性が低下することがある。

【0006】

また、例えば特許文献１に開示されるように、外装缶の開口端面に傾斜を設けた場合、照射されたレーザー光の当たる面積が小さく、溶ける金属量が少なくなる。このため、溶接強度の観点からも未だ改善の余地があった。

【0007】

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、蓋体、端子部材および樹脂製の絶縁部材が一体成型された蓋アッセンブリと、ケース本体とのレーザー溶接時において、絶縁部材の劣化が抑制され、かつ、溶接強度が高い電池を実現する製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

ここに開示される製造方法は、一側面が開口した有底のケース本体と、端子装着孔を有し、上記開口を封口する蓋体と、を備える電池ケースと、上記電池ケースに収容された電極体と、一端が上記電池ケースの内部で上記電極体と電気的に接続され、他端が上記端子装着孔に挿通されて上記蓋体の外側に露出した端子部材と、上記蓋体の表面であって、上記開口を封口した状態で上記電池ケースの外側にある外表面と、上記端子部材と、を絶縁する樹脂製の絶縁部材と、を備える蓄電デバイスの製造方法である。かかる製造方法は、上記開口の周縁部が平面であるケース本体と、上記蓋体、上記端子部材および上記絶縁部材が一体成型された蓋アッセンブリと、を用意する工程と、上記ケース本体の上記開口に上記蓋アッセンブリを装着する工程と、上記周縁部と上記外縁部との境界に対して上記蓋体の上記外表面側からレーザー光を照射し、上記ケース本体と上記蓋アッセンブリとをレーザー溶接する工程と、を含む。ここで、上記用意工程で用意される上記蓋アッセンブリの上記蓋体は、少なくとも上記蓋体の上記外縁部と上記絶縁部材とが最も近接する領域において、該蓋体の中央側から該外縁部に向けて薄肉化する傾斜部を有している。上記装着工程において、上記蓋アッセンブリは、上記傾斜部が上記外表面から上記ケース本体との境界に向けて薄肉化するように配置され、上記蓋体の外表面が上記開口の上記周縁部よりも高く、かつ、上記蓋体の内表面が上記開口の上記周縁部よりも低い位置に配置される。

【0009】

かかる構成によれば、蓋体の外側から照射されたレーザー光が傾斜部に反射されて、絶縁部材から離れる方向に反射されやすい。このため、絶縁部材と蓋体の外縁部とが近接していても絶縁部材の焦げを抑制することができる。また、ケース本体の開口の周縁部は平面であるため、レーザー光が照射される面積が増え、溶け込む金属量を増加させることができる。これにより、溶接強度を高くすることができる。したがって、絶縁部材の劣化が抑制され、かつ、溶接強度が高い電池を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、一実施形態に係る電池を模式的に示す斜視図である。

【図2】図２は、一実施形態に係る電池の分解斜視図である。

【図3】図３は、蓋体の平面図である。

【図4】図４は、図１のIV-IV線に沿う模式的な縦断面図である。

【図5】図５は、溶接工程における蓋体とケース本体との境界部分を模式的に示す縦断面図である。

【図6】図６は、従来の電池の溶接工程を説明するための縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、ここで開示される技術の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって、ここで開示される技術の実施に必要な事柄（例えば、ここに開示される技術を特徴付けない電池の一般的な構成および製造プロセス等）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。ここで開示される技術は、本明細書に開示されている内容と、当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。

【0012】

本明細書において、「蓄電デバイス」とは、電解質を介して一対の電極（正極および負極）の間で電荷担体が移動することによって充放電反応が生じるデバイスをいう。
かかる蓄電デバイスは、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等の二次電池；リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ；を包含する。
以下では、ここに開示される製造方法によって製造される蓄電デバイスの一例として、上述した蓄電デバイスのうちリチウムイオン二次電池を例に挙げて、ここに開示される技術の一実施形態について説明する。また、以下では、まずリチウムイオン二次電池の構成について説明し、次いで、ここに開示される製造方法について説明する。

【0013】

＜電池１００＞
図１は、電池１００の斜視図である。図２は、電池１００の構成を説明する分解斜視図である。以下の説明において、図面中の符号Ｌ、Ｒ、Ｆ、Ｒｒ、Ｕ、Ｄは、左、右、前、後、上、下を表す。また、図面中の符号Ｘは「電池の短辺方向」を示し、符号Ｙは「電池の長辺方向」を示し、符号Ｚは「電池の上下方向」を示す。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、電池の設置形態を何ら限定するものではない。

【0014】

図１および図２に示すように、電池１００は、電池ケース１０と、電極体２０と、端子部材３０と、絶縁部材４０と、を備えている。図示は省略するが、電池１００は、ここではさらに電解液を備えている。なお、図２では、電池ケース１０の蓋体１５に、端子部材３０と絶縁部材４０とが一体成型されたアッセンブリ部品（以下、「蓋アッセンブリ１５Ａ」ともいう。）と、その他の部品とを分離して図示している。さらに図２では、一方側（図２の右側）の電極に関して、蓋体１５と端子部材３０と絶縁部材４０とを分離して図示している。

【0015】

電池ケース１０は、ケース本体１１と、蓋体１５と、を備えている。図１に示すように、電池ケース１０は、ここでは扁平な直方体形状（角型）の外形を有する。電池ケース１０の材質は、従来から使用されているものと同じでよく、特に制限はない。電池ケース１０（ケース本体１１および蓋体１５）は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、鉄、鉄合金等からなっている。電池ケース１０は、ここではアルミニウム製である。

【0016】

ケース本体１１は、図２に示すように、電極体２０と電解液とを収容する筐体である。ケース本体１１は、一側面（ここでは上面）に開口１２を有する有底かつ角型の容器である。開口１２は、ここでは略矩形状である。ケース本体１１は、図１に示すように、長辺および短辺を有する矩形状の底面１１ａと、底面１１ａの長辺から上方に延び相互に対向する一対の長側壁１１ｂと、底面１１ａの短辺から上方に延び相互に対向する一対の短側壁１１ｃと、を備えている。長側壁１１ｂは第１側壁の一例であり、短側壁１１ｃは第２側壁の一例である。
なお、ケース本体は、一側面に開口を有する有底の容器であれば特に限定されない。例えば、ケース本体は、有底の円筒形状のケースであってもよい。

【0017】

蓋体１５は、ここでは矩形状であり、ケース本体１１の開口１２を封口するプレート状の部材である。蓋体１５の外形は、ケース本体１１の開口１２よりも小さい。蓋体１５は、ケース本体１１の底面１１ａと対向している。蓋体１５は、電池１００の内部側（すなわち、電極体２０と対向する側）を向いた内表面１６と、電池１００の外部側を向いた外表面１７とを有する。蓋体１５は、内表面１６と外表面１７とを貫通する２つの端子装着孔１８を有する。端子装着孔１８は、蓋体１５の長辺方向Ｙの両端部に１個ずつ設けられている。一方側（図２の左側）の端子装着孔１８は正極用であり、他方側（図２の右側）の端子装着孔１８は負極用である。蓋体１５の平均厚み（平均板厚）は、耐久性等の観点から、概ね０．３ｍｍ以上、例えば０．５ｍｍ以上であるとよく、コストやエネルギー密度の観点から、概ね２ｍｍ以下、例えば１．５ｍｍ以下であるとよい。

【0018】

図１に示すように、蓋体１５には、注液孔（図示せず）と、ガス排出弁１５ｈとが設けられている。注液孔は、ケース本体１１に蓋体１５を組み付けた後、電池ケース１０の内部に電解液を注液するための貫通孔である。注液孔は、電解液の注液後に封止部材（図示せず）によって封止されている。ガス排出弁１５ｈは、電池ケース１０内の圧力が所定値以上になったときに破断して、電池ケース１０内のガスを外部に排出するように構成された薄肉部である。

【0019】

蓋アッセンブリ１５Ａは、端子装着孔１８を有する蓋体１５と、端子部材３０と、絶縁部材４０とが一体成型された部材である。蓋アッセンブリ１５Ａは、上記ケース本体１１の開口１２を塞ぐように装着される。具体的には、ケース本体１１の側壁の内壁１１ｄと蓋体１５の側面とが突き合わされている。後述するように、蓋アッセンブリ１５Ａは、蓋体１５の外表面１７が開口１２の周縁部１２ｅよりも高い位置に配置され、内表面１６が開口１２の周縁部１２ｅよりも低い位置に配置された状態で溶接工程を実施する。蓋体１５によってケース本体１１の開口１２が隙間なく塞がれた状態で溶接接合することにより、電池ケース１０が密閉される。蓋アッセンブリ１５Ａとケース本体１１との境界（すなわち、両部材の対向面）の一部を含む所定領域においては、溶接により形成された溶接部５０が形成されている。

【0020】

図３は、図１を上面側からみたときの平面図である。図３に示すように、溶接部５０は、蓋体１５の外表面１７側に位置している。溶接部５０は、平面視において、ケース本体１１と蓋体１５の外縁部１５ｅとの境界に沿って、略環状に連続して形成されている。ここでは、図３に示すように、端子部材３０と絶縁部材４０とが長辺方向Ｙの両端部にそれぞれ設けられている。このため、溶接部５０は、長辺方向Ｙの両端部で絶縁部材４０と近接している。溶接部５０は、ここでは長辺方向Ｙの両端部の領域Ａにおいて絶縁部材４０と最も接近している。領域Ａは、絶縁部材４０の長辺方向Ｙの長さと略同等（±１ｍｍ程度の誤差を許容する。）の長さの範囲である。領域Ａは、「蓋体の外縁部と絶縁部材とが最も近接する領域」の一例である。特に限定されるものではないが、領域Ａでは、溶接部５０と絶縁部材４０との距離が、概ね５ｍｍ以下、典型的には３ｍｍ以下、例えば１～２ｍｍ程度でありうる。

【0021】

図４は、図１のIV-IV線に沿う断面図である。なお、図４では、ケース本体１１の片方の長側壁１１ｂのみを表し、もう片方の長側壁１１ｂを省略している。図４に示すように、ケース本体１１は、内壁１１ｄからケース内側方向に向けて突出する支持部１１ｅを備えていてもよい。支持部１１ｅは、蓋体１５を所望する位置に配置するための部位である。例えば蓋体１５が支持部１１ｅ上に載置されることにより、蓋体１５の外表面１７が開口１２の周縁部１２ｅよりも高い位置に配置され、内表面１６が開口１２の周縁部１２ｅよりも低い位置に配置された状態で溶接を実施することができる。支持部１１ｅは、ケース本体１１の開口１２の全周に設けられていてもよいし、短側壁１１ｃの内表面にのみ設けられていてもよい。あるいは、支持部１１ｅは、ケース本体１１の４つの角部にそれぞれ設けられていてもよい。

【0022】

電極体２０は、ケース本体１１の内部に収容されている。電極体２０は、例えば、樹脂
性の絶縁フィルム（図示せず）等で覆われた状態で、ケース本体１１に収容されている。電極体２０は、正極シートと、負極シートと、正極シートと負極シートとの間に配置されたセパレータシートと、を備えている。電極体２０は、ここでは帯状の正極シートと帯状の負極シートとが２枚の帯状のセパレータシートを介して絶縁された状態で積層され、捲回軸を中心として長手方向に捲回されてなる捲回電極体である。ただし、電極体２０は、方形状の正極と方形状の負極とが絶縁された状態で積み重ねられてなる積層電極体であってもよい。なお、図２における符号ＷＤは、電極体２０の捲回軸方向（幅方向でもある）を示している。

【0023】

正極シートは、正極集電体（例えば、アルミニウム箔）の少なくとも一方の表面上に、正極活物質を含む正極活物質層が固着されている部材である。正極シートの構成は特に限定されず、従来公知の電池に用いられているものと同様でよい。正極活物質としては、従来公知の材料を特に制限なく使用できる。一例として、リチウム遷移金属複合酸化物が挙げられる。負極シートは、負極集電体（例えば、銅箔）の少なくとも一方の表面上に、負極活物質を含む負極活物質層が固着されている部材である。負極シートの構成は特に限定されず、従来公知の電池に用いられているものと同様でよい。負極活物質としては、従来公知の材料を特に制限なく使用できる。一例として、黒鉛等の炭素材料が挙げられる。セパレータシートは、電荷担体が通過し得る微細な貫通孔が複数形成された絶縁性の樹脂シートである。セパレータシートの構成は特に限定されず、従来公知の電池に用いられているものと同様でよい。

【0024】

電極体２０は、捲回軸方向ＷＤが上下方向Ｚと略一致するようにケース本体１１の内部に収容されている。言い換えれば、電極体２０は、捲回軸方向ＷＤが、長側壁１１ｂおよび短側壁１１ｃと略平行になり、かつ底面１１ａおよび蓋体１５と略直交する向きで、電池ケース１０の内部に配置されている。

【0025】

正極シートは、捲回軸方向ＷＤの一方の端辺から外側（図２の上側）に向かって複数の正極タブ２１ｔが突出している。正極タブ２１ｔは、正極活物質層が形成されていない領域である。また、負極シートは、捲回軸方向ＷＤの一方の端辺から外側（図２の上側）に向かって複数の負極タブ２２ｔが突出している。なお、図２では分離状態で図示されているが、電池１００の完成品では、正極シートおよび負極シートには、それぞれ端子部材３０が電気的に接合されている。

【0026】

端子部材３０は、図１および図２に示すように、蓋体１５の長辺方向Ｙの両端部に１個ずつ設けられている。図２に示すように、一端が電池ケース１０の内部に配置され、他端が端子装着孔１８に挿通されて蓋体１５の外部に配置されている。正極側の端子部材３０は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金からなっている。負極側の端子部材３０は、例えば、銅、銅合金からなっている。

【0027】

図２および図４に示すように、端子部材３０は、電極体接続部３１と、軸部３２と、外部接続部３３と、を有している。電極体接続部３１は、電池ケース１０の内部に配置されている。電極体接続部３１は、図２に示すように、ここでは四角形の平板状に構成され、蓋体１５の内表面１６に沿って水平方向に延びている。電極体接続部３１の長辺方向Ｙの端部は、電池ケース１０の内部で電極体２０の正極タブ２１ｔまたは負極タブ２２ｔに電気的に接続されている。

【0028】

軸部３２は、電極体接続部３１と外部接続部３３との間に配置され、端子装着孔１８に挿通されている。軸部３２は、電極体接続部３１から上方に延びている。外部接続部３３は、電池ケース１０の外表面１７に露出するように配置されている。外部接続部３３は、軸部３２の上方に設けられている。外部接続部３３は、端子装着孔１８に挿通可能な大きさに構成されている。電極体接続部３１、軸部３２、および外部接続部３３の大きさの差により、軸部３２は電極体接続部３１および外部接続部３３に対してくびれたようになっている。

【0029】

絶縁部材４０は、蓋体１５と端子部材３０との導通を防止する樹脂製の部材である。絶縁部材４０は、例えば、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂や、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の合成樹脂材料から構成されることが好ましい。合成樹脂材料には無機フィラー等が添加されてもよい。図４に示すように、絶縁部材４０は、第１鍔部４１と、第２鍔部４２と、筒状部４３とを有している。ここでは、第１鍔部４１と第２鍔部４２と筒状部４３とは一体に形成されている。

【0030】

筒状部４３は、端子装着孔１８と端子部材３０の軸部３２との間に位置している。筒状部４３は、端子装着孔１８と軸部３２とを絶縁している。第１鍔部４１は、蓋体１５の内表面１６に沿って水平方向に延びている。第１鍔部４１は、蓋体１５の内表面１６と電極体接続部３１とを絶縁している。第２鍔部４２は、筒状部４３から、蓋体１５の外表面１７に沿って水平方向に延びている。第２鍔部４２は、蓋体１５の外表面１７と外部接続部３３とを絶縁している。第１鍔部４１および第２鍔部４２の外形は、端子部材３０の電極体接続部３１および外部接続部３３の外形よりも大きい。図３および図４に示すように、第２鍔部４２は、平面視において、端子部材３０（外部接続部３３）よりも外側にはみ出し、外部に露出している。

【0031】

蓋アッセンブリ１５Ａは、図２に示すように、蓋体１５に、端子部材３０と絶縁部材４０とがインサート成形（一体成形）で組み付けられたアッセンブリ部品である。蓋アッセンブリ１５Ａでは、端子部材３０はかしめ加工されることなく、絶縁部材４０によって蓋体１５に固定されている。また、端子部材３０は、絶縁部材４０によって固定されることにより蓋体１５と直接接触することなく、蓋体１５に固定されている。図示は省略するが、蓋体１５および端子部材３０には、例えば粗面化処理がなされた粗面化処理部が設けられていてもよい。これにより、蓋体１５、端子部材３０、および絶縁部材４０がさらに強固に固定することができる。

【0032】

＜電池の製造方法＞
以下、ここに開示される製造方法について説明する。かかる製造方法は、ケース本体１１と、上記した蓋アッセンブリ１５Ａを用意する用意工程と、ケース本体１１に蓋アッセンブリ１５Ａを装着する装着工程と、ケース本体１１の開口１２と蓋体１５の周縁部との境界をレーザー溶接する溶接工程とを少なくとも含む。そして、用意工程において、開口１２の周縁部１２ｅが平面であるケース本体１１と、傾斜部１５ｓを有する蓋体１５を備える蓋アッセンブリ１５Ａとを用意する。蓋アッセンブリ１５Ａは、蓋体１５の傾斜部１５ｓが外表面１７からケース本体１１との境界に向けて薄肉化するように配置され、さらに蓋体１５の外表面１７が開口１２の周縁部１２ｅよりも高く、かつ、蓋体１５の内表面１６が開口１２の周縁部１２ｅよりも低い位置に配置される。ここに開示される製造方法は、上記したような用意工程、装着工程および溶接工程を実施することにより特徴づけられており、それ以外の製造プロセスは従来と同様であってもよい。また、任意の段階でさらに他の工程を含んでいてもよい。

【0033】

図５は、溶接工程におけるケース本体１１と蓋体１５との境界の近傍を模式的に示す縦断面図である。ここに開示される製造方法によれば、図５の太い矢印で示すように外表面１７側から照射されたレーザー光ＩＬは、蓋体１５の一部と、開口１２の周縁部１２ｅの一部とに当たる。蓋体１５および開口１２の周縁部１２ｅの一部に当たったレーザー光ＩＬは、図５の細い矢印で示すように境界で反射して反射光ＲＬが外方に反射し得る。このため、絶縁部材４０と近接する領域を溶接する際にも、絶縁部材４０の損傷を抑制することができる。また、開口１２の周縁部１２ｅが平面であるケース本体１１を用いることで、レーザー光ＩＬが照射される面積が大きくなり、より強固な溶接部５０を形成することができる。かかる製造方法によれば、蓋体１５、端子部材３０および樹脂製の絶縁部材４０が一体成型された蓋アッセンブリと、ケース本体１１とのレーザー溶接時において、絶縁部材４０の劣化が抑制され、かつ、溶接強度が高い電池１００を実現することができる。

【0034】

用意工程では、ケース本体１１と蓋アッセンブリ１５Ａとを用意する。さらに、その他上記したような必要部材を用意する。ケース本体１１は、開口１２の周縁部１２ｅが平面であるケースを用意する。より詳細には、周縁部１２ｅは、蓋体１５の厚み方向に直交する平面である。

【0035】

蓋体１５は、該蓋体１５の中央側から外縁部１５ｅに向けて蓋体１５の厚みが薄くなるように傾斜した傾斜部１５ｓを有している。蓋体１５は、当該傾斜部１５ｓよりも径方向の内側に平坦部１５ｆ（図４参照）を有している。傾斜部１５ｓにおける蓋体１５の平均厚みは、平坦部１５ｆにおける蓋体１５の平均厚みよりも小さくなっている。蓋体１５が傾斜部１５ｓを有することにより、照射されたレーザー光ＩＬが傾斜部１５ｓに当たって絶縁部材４０とは逆方向に飛散するため、絶縁部材４０を好適にレーザー光から保護することができる。

【0036】

傾斜部１５ｓは、後述する装着工程においてケース本体１１と突き合わせたときに、外表面１７から蓋体１５とケース本体１１との境界に向けて傾斜角θ１で傾斜する傾斜面を有する。傾斜部１５ｓは、例えば図４に示すように、絶縁部材４０から離れるほど薄肉化するように傾斜しているとよい。傾斜角θ１は、蓋体１５の外表面１７（ここでは水平面と同じ）を基準とした傾斜角である。詳しくは、傾斜角θ１は、蓋体１５の外表面１７の延長線と傾斜部１５ｓの延長線とのなす角のうち小さい方の角度である。傾斜部１５ｓにおいて、傾斜角θ１は、ここでは一定である。

【0037】

傾斜角θ１は、上記したようにレーザー光ＩＬを好適に反射させることができる角度であれば特に限定されない。傾斜角θ１は、少なくとも１°以上であり、５°以上であることが好ましく、１０°以上であってもよく、２０°以上であることがより好ましい。傾斜角θ１は、９０°以下であることが好ましく、例えば８０°以下であり、６０°以下であることがより好ましい。傾斜角θ１を所定値以上とすることで、レーザー溶接時にレーザー光ＩＬが絶縁部材４０側に反射されにくくなり、絶縁部材４０の焼け焦げをより高いレベルで抑制できる。傾斜角θ１を所定値以下とすることで、レーザー溶接時に溶融金属が傾斜に沿って流れにくくなり、溶接性を向上することができる。

【0038】

特に限定されないが、傾斜部１５ｓは、蓋体１５の厚み方向において、外表面１７側に設けられていることが好ましい。具体的には、蓋体１５の最大厚みｔ（上下方向Ｚの長さ。以下同じ。）を１００％としたときに、傾斜部１５ｓは、厚み方向において外表面から５０％以内の領域に設けられていることが好ましく、例えば４０％以内の領域に設けられていてもよい。これにより、上方から照射されたレーザー光の反射光を好適に飛散させ、絶縁部材４０を保護することができる。一方で、傾斜部１５ｓは、蓋体１５の厚み方向において、内表面側に設けられていないことが好ましい。すなわち、傾斜部１５ｓは、蓋体１５の最大厚みｔを１００％としたときに、厚み方向において内表面から５０％未満の領域には設けられていないことが好ましい。例えば、蓋体１５は、厚み方向に沿った縦断面において、厚み方向において内表面から５０％未満の領域には、ケース本体１１の側壁（ここでは長側壁１１ｂ）と平行な面を有していることが好ましい。これにより、蓋体１５とケース本体１１との隙間を減じることができる。このため、例えば蓋体１５とケース本体１１との境界の隙間から、レーザーが直接的にケース内部に進入するいわゆる「レーザー抜け」を好適に抑制することができる。

【0039】

上記したような傾斜部１５ｓの形成方法は特に限定されない。例えば、蓋体１５の周縁部に対して切削加工を行うことにより、所望する形状の傾斜部１５ｓを有する蓋体１５を作製することができる。あるいは、蓋体の外表面側と側壁の外側に治具を配置した状態で外縁部を斜め方向から叩くことにより加工（コイニング）してもよい。このとき、外表面側に金属（余肉）が移動してやや膨らむことや、側壁の下方側（内表面側）に余肉が流れることがあるが、ここに開示される技術の効果を損なわない限りにおいては許容され得る。

【0040】

用意工程は、インサート成型（一体成型）工程を含み得る。インサート成型工程では、蓋体１５に端子部材３０と絶縁部材４０とを一体化して、アッセンブリ部品（例えば、蓋アッセンブリ１５Ａ）を作製する。蓋アッセンブリ１５Ａは、蓋体１５、端子部材３０、および絶縁部材４０をインサート成型することで作成することができる。これにより、部品点数を削減できるとともに、従来のリベットを用いる方法に比べて導通経路を簡便に形成することができる。蓋アッセンブリ１５Ａは、例えば、下型と上型とを有する成形金型を用いて、部品セット工程、位置決め工程、上型セット工程、射出成形工程、上型リリース工程、および部品取出工程、を含む方法によって作製できる。

【0041】

部品セット工程では、２つの端子部材３０が蓋体１５の端子装着孔１８のそれぞれに挿通された後、当該蓋体１５が下型に装着される。位置決め工程では、端子部材３０が位置決めされ、固定される。上型セット工程では、上型が、下型とともに蓋体１５および端子部材３０を上下方向に挟むように装着される。射出成形工程では、まず成形金型が加熱される。次に、成形金型に溶融樹脂が注入される。溶融樹脂は上型から端子装着孔１８を通って下型に流される。その後、成形金型と成形品とが冷却される。これにより、絶縁部材４０と蓋体１５と端子部材３０とが一体化される。上型リリース工程では、上型が下型から離間される。部品取出工程では、成形品が下型から取り外される。

【0042】

蓋体１５と端子部材３０と絶縁部材４０とをインサート成形で一体化させる場合、密着性を高めるために、蓋体１５と絶縁部材４０との接触面積を大きくすることが望ましい。このため、外部接続部３３および／または第２鍔部４２が従来よりも大きくなる傾向にあり、蓋体１５の外表面１７で絶縁部材４０（より詳細には第２鍔部４２）と溶接個所とが近接しやすい。したがって、ここに開示される技術を適用することが特に効果的である。

【0043】

例えば、図示されるように略平板状の蓋体１５と、ケース本体１１とを溶接する場合、長辺方向Ｙの両端部の領域Ａ（図４参照）において、蓋体１５の外縁部１５ｅと絶縁部材４０とが最も接近している。このため、ここに開示される技術では、蓋体１５は少なくとも領域Ａにおいて傾斜部１５ｓを有していることが好ましい。これにより、一体成型された蓋アッセンブリ１５Ａを用いた場合でも、絶縁部材４０を好適に保護しながら溶接を実施することができる。蓋体１５は、例えば溶接時において、蓋体１５の外縁部１５ｅと絶縁部材４０との距離が３ｍｍ以下（例えば２ｍｍ以下）の領域においては、少なくとも傾斜部１５ｓが設けられているとよい。好ましくは、傾斜部１５ｓは、ケース本体１１と蓋体１５との境界に沿って、略環状に連続して形成されているとよい。これにより、より確実に絶縁部材４０を保護することができる。

【0044】

装着工程では、ケース本体１１の開口１２に蓋アッセンブリ１５Ａを装着する。このとき、蓋アッセンブリ１５Ａは、図４に示すように、上記した傾斜部１５ｓがケース本体１１との境界に向けて蓋体１５の厚みが薄くなるように配置される。そして、蓋体１５の外表面１７が開口１２の周縁部１２ｅよりも高く、かつ、蓋体１５の内表面１６が開口１２の周縁部１２ｅよりも低い位置に配置される。これにより、レーザー光ＩＬが傾斜部１５ｓに好適に当たりやすくなり、レーザー光が絶縁部材４０から離れる方向に反射されやすくなる。

【0045】

特に限定されないが、装着工程では、蓋体１５の厚み方向において内表面側の領域に開口１２の周縁部１２ｅが配置されることが好ましい。すなわち、蓋体１５の最大厚みを１００％としたときに、厚み方向において内表面１６から５０％未満の領域に開口１２の周縁部１２ｅが配置されることが好ましい。より好ましくは、厚み方向において内表面１６から２５％以上５０％未満の領域に開口１２の周縁部１２ｅが配置されるとよい。あるいは、蓋体１５の最大厚みをｔとしたときに、最大厚みｔに対して周縁部１２ｅから蓋体１５の内表面１６までの距離が（ｔ／４）～（ｔ／２）であるとよい。これにより、傾斜部１５ｓによる絶縁部材４０の保護効果を発揮させつつ、蓋体１５とケース本体１１とが接触する面積を十分に確保することができ、溶接性を向上させることができる。また、上記したレーザー抜けも好適に防止することができる。

【0046】

蓋体１５の外表面１７と開口１２の周縁部１２ｅとの距離（上下方向Ｚの長さ）は、電池１００の大きさや蓋体１５の厚み、ケース本体１１の厚み等により異なるため特に限定されないが、例えば０．０５ｍｍ以上０．６ｍｍ以下であるとよく、例えば０．０５ｍｍ以上０．１ｍｍ以下であることが好ましい。

【0047】

特に限定されるものではないが、蓋アッセンブリ１５Ａは、ケース本体１１と組付けられる前に電極体２０と電気的に接続され得る。具体的には、蓋体１５と一体化された端子部材３０の電極体接続部３１と、正極タブ２１ｔおよび負極タブ２２ｔとを電気的に接続することによって、蓋アッセンブリ１５Ａに電極体２０が取り付けられる。そして、蓋アッセンブリ１５Ａに取り付けられた電極体２０を、電極体ホルダ（図示せず）で覆った後に、ケース本体１１の内部に収容するとよい。ここでは電極体２０の捲回軸方向ＷＤが上下方向Ｚと略一致するようにケース本体１１の内部に収容される。

【0048】

蓋アッセンブリ１５Ａとケース本体１１とを上記したような位置に配置する方法は特に限定されない。例えば、図４に示すように、ケース本体１１の内壁１１ｄにおいて、蓋体１５が所望する位置に配置されるように支持部１１ｅが設けられていてもよい。これにより、簡便な方法で蓋体１５を所望する位置に配置することができる。あるいは、電極体２０の高さ（上下方向Ｚの長さ。以下同じ。）を高くすることにより、当該電極体２０に接続される蓋体１５の配置を調整してもよいし、蓋体１５の厚みを厚くすることによって、蓋体１５の配置を調整してもよい。

【0049】

溶接工程では、電池ケース１０の内部に電極体２０が収容された後、ケース本体１１と、蓋アッセンブリ１５Ａ（より詳細には蓋体１５）との境界に対してレーザー光を照射することにより、ケース本体１１と蓋アッセンブリ１５Ａとをレーザーによって溶接接合する。これにより、ケース本体１１と蓋体１５との境界に溶接部５０が形成される。

【0050】

ここに開示される製造方法では、図５に示すように、レーザー光ＩＬは、ケース本体１１と蓋体１５との境界に対してケース本体１１の外表面側から照射される。特に限定されるものではないが、レーザー照射方向と蓋体１５の外表面１７（水平面）とのなす角は、例えば９０±１０°程度であることが好ましく、９０±５°程度であってもよい。なお、レーザー光の種類やレーザー溶接の条件については、この種の電池において用いられるレーザー溶接の方法と同様であってよく、特に限定されない。

【0051】

図５の太い矢印で示すように外表面側から照射されたレーザー光ＩＬは、蓋体１５の一部と、開口１２の周縁部１２ｅの一部とに当たる。かかるレーザー光ＩＬの反射光ＲＬは、絶縁部材４０の方向に向けて反射し難い。ここに開示される製造方法では、蓋体１５が傾斜部１５ｓを有し、さらに、蓋体１５の外表面１７が開口１２の周縁部１２ｅよりも上方に配置され、かつ、内表面１６が開口１２の周縁部１２ｅよりも下方に配置されている。これにより、入射角と反射角との関係から傾斜部１５ｓにレーザー光ＩＬが当たりやすく、絶縁部材４０から離れる方向にレーザー光ＩＬが反射されるためと推測される。また、照射されたレーザー光ＩＬの拡散光ＤＬがわずかに傾斜部１５ｓに向けて反射され得るが、傾斜部１５ｓに当たることで絶縁部材４０とは反対側の方向に再び反射される。すなわち、ここに開示される技術によれば、開口１２の近傍で発生する二次的な反射光（例えば拡散光）からも絶縁部材４０を保護することができる。したがって、溶接個所と絶縁部材４０とが近接している場合であっても絶縁部材の劣化が好適に抑制される。

【0052】

図６は、従来の電池の溶接工程を説明するための縦断面図である。図６に示すように、ケース本体１１１の開口の周縁部１１２ｅが傾斜部１１２ｓを有していた場合、照射されたレーザー光ＩＬは、傾斜部１１２ｓの一部と蓋体１１５の一部とに照射される（すなわち、レーザー光を点で受ける）。このため、図６に示す従来技術では溶ける金属量が少なく、溶接強度が低くなる。一方で、図５に示すように、ここに開示される製造方法では、開口１２の周縁部１２ｅは平面であり、蓋体１５に傾斜部１５ｓを設け、外表面１７が周縁部１２ｅよりも上方に配置されている。このため、レーザー光ＩＬは、傾斜部１５ｓの一部と周縁部１２ｅの一部とに照射される（すなわち、レーザー光を面で受けることができる）。したがって、溶ける金属量が多く、溶接強度を高くすることができる。これらにより、端子装着孔１８を有する蓋体１５、端子部材３０および樹脂製の絶縁部材４０が一体成型された蓋アッセンブリ１５Ａと、ケース本体１１とのレーザー溶接時において、絶縁部材４０の劣化が抑制され、かつ、溶接強度が高い電池１００を実現することができる。

【0053】

＜電池の用途＞
ここに開示される製造方法によって製造される電池は各種用途に利用可能であるが、例えば、乗用車、トラック等の車両に搭載されるモータ用の動力源（駆動用電源）として好適に用いることができる。車両の種類は特に限定されないが、例えば、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ；Plug-in Hybrid Electric Vehicle）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ；Hybrid Electric Vehicle）、電気自動車（ＢＥＶ；Battery Electric Vehicle）等が挙げられる。電池は、組電池の構築においても好適に用いることができる。

【0054】

以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、上記実施形態は一例に過ぎない。本発明は、他にも種々の形態にて実施することができる。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。請求の範囲に記載の技術には、上記に例示した実施形態を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、上記した実施形態の一部を他の変形態様に置き換えることも可能であり、上記した実施形態に他の変形態様を追加することも可能である。また、その技術的特徴が必須なものとして説明されていなければ、適宜削除することも可能である。

【0055】

以上のとおり、ここに開示される技術の具体的な態様として、以下の各項に記載のものが挙げられる。
項１：一側面が開口した有底のケース本体と、端子装着孔を有し、上記開口を封口する蓋体と、を備える電池ケースと、上記電池ケースに収容された電極体と、一端が上記電池ケースの内部で上記電極体と電気的に接続され、他端が上記端子装着孔に挿通されて上記蓋体の外側に露出した端子部材と、上記蓋体の表面であって、上記開口を封口した状態で上記電池ケースの外側にある外表面と、上記端子部材と、を絶縁する樹脂製の絶縁部材と、
を備える蓄電デバイスの製造方法であって、上記開口の周縁部が平面であるケース本体と、上記蓋体、上記端子部材および上記絶縁部材が一体成型された蓋アッセンブリと、を用意する工程と、上記ケース本体の上記開口に上記蓋アッセンブリを装着する工程と、上記周縁部と上記蓋体の外縁部との境界に対して上記蓋体の外表面側からレーザー光を照射し、上記ケース本体と上記蓋アッセンブリとをレーザー溶接する工程と、を含み、ここで、上記用意工程で用意される上記蓋アッセンブリの上記蓋体は、少なくとも上記蓋体の上記外縁部材と上記絶縁部材とが最も近接する領域において、該蓋体の中央側から該外縁部に向けて薄肉化する傾斜部を有しており、上記装着工程において、上記蓋アッセンブリは、上記傾斜部が上記外表面から上記ケース本体との境界に向けて薄肉化するように配置され、上記蓋体の外表面が上記開口の上記周縁部よりも高く、かつ、上記蓋体の内表面が上記開口の上記周縁部よりも低い位置に配置される、蓄電デバイスの製造方法。
項２：上記用意工程で用意されるケース本体は、矩形状の開口と、該開口と対向する矩形状の底面と、該底面から延び互いに対向する一対の第１側壁と、該底面から延び互いに対向する一対の第２側壁と、を有し、上記用意工程で用意される蓋アッセンブリは、矩形状の蓋体を有しており、上記傾斜部は該蓋体の外縁部の全周に亘って設けられている、項１に記載の製造方法。
項３：上記用意工程で用意される蓋アッセンブリは、上記蓋体の最大厚みを１００％としたときに、上記外表面から厚み方向に５０％以内の領域に上記傾斜部が設けられている、項１または２に記載の製造方法。
項４：上記装着工程では、上記蓋体の最大厚みを１００％としたときに、上記内表面から厚み方向に２５％以上５０％未満の領域に上記開口の周縁部が配置される、項１～３のいずれか一つに記載の製造方法。

【符号の説明】

【0056】

１０ 電池ケース
１１ ケース本体
１１ａ 底面
１１ｂ 長側壁
１１ｃ 短側壁
１１ｄ 内壁
１１ｅ 支持部
１２ 開口
１２ｅ 周縁部
１５ 蓋体
１５Ａ 蓋アッセンブリ
１５ｅ 外縁部
１５ｆ 平坦部
１５ｈ ガス排出弁
１５ｓ 傾斜部
１６ 内表面
１７ 外表面
１８ 端子装着孔
２０ 電極体
２１ｔ 正極タブ
２２ｔ 負極タブ
３０ 端子部材
３１ 電極体接続部
３２ 軸部
３３ 外部接続部
４０ 絶縁部材
４１ 第１鍔部
４２ 第２鍔部
４３ 筒状部
５０ 溶接部
１００ 電池
１１１ ケース本体
１１２ 開口
１１２ｅ 周縁部
１１２ｓ 傾斜部
１１５ 蓋体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】