(57)【要約】【課題】溶接部の疲労強度の向上を図ることができる容器を備える蓄電素子を提供する。【解決手段】容器１００を備える蓄電素子１０であって、容器１００は、２つの部位が第一方向に重ねられた状態で溶接されて形成された溶接部１３０と、溶接部１３０の第一方向に溶接部１３０に隣接して配置される第一部１２４と、第一部１２４の第一方向と交差する第二方向に第一部１２４に隣接して配置される第二部１２５と、を有し、第一部１２４は、第二部１２５よりも硬度が高い。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器を備える蓄電素子であって、
前記容器は、
２つの部位が第一方向に重ねられた状態で溶接されて形成された溶接部と、
前記溶接部の前記第一方向に前記溶接部に隣接して配置される第一部と、
前記第一部の前記第一方向と交差する第二方向に前記第一部に隣接して配置される第二部と、を有し、
前記第一部は、前記第二部よりも硬度が高い
蓄電素子。
【請求項２】
前記第一部は、前記第二部よりも、前記第一方向における厚さが薄い
請求項１に記載の蓄電素子。
【請求項３】
前記容器は、容器本体と蓋体とを有し、
前記溶接部は、前記容器本体と前記蓋体とが溶接されて形成された溶接部であり、
前記第一部及び前記第二部は、前記蓋体に設けられている
請求項１または２に記載の蓄電素子。
【請求項４】
容器を備える蓄電素子の製造方法であって、
前記容器が有する２つの部位を、第一方向に重ねた状態で溶接して溶接部を形成する溶接工程と、
前記溶接工程の後に、前記溶接部の前記第一方向に前記溶接部に隣接して配置される第一部を、前記第一方向とは反対方向に向けて圧縮する圧縮工程と、
を含む蓄電素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器を備える蓄電素子、及び、蓄電素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、溶接部が形成された容器を備える蓄電素子が広く知られている。例えば、特許文献１には、ケース本体部材と封口部材とが溶接されて溶接部が形成されたケース部材（容器）を備える電池（蓄電素子）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１４６６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
蓄電素子の容器においては、蓄電素子の使用に伴う内圧の変化により、溶接部に繰り返し応力が負荷されるため、溶接部の疲労強度の向上を図ることが重要である。このため、上記従来の蓄電素子の容器においても、さらなる溶接部の疲労強度の向上を図ることが望まれる。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、溶接部の疲労強度の向上を図ることができる容器を備える蓄電素子、及び、蓄電素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電素子は、容器を備える蓄電素子であって、前記容器は、２つの部位が第一方向に重ねられた状態で溶接されて形成された溶接部と、前記溶接部の前記第一方向に前記溶接部に隣接して配置される第一部と、前記第一部の前記第一方向と交差する第二方向に前記第一部に隣接して配置される第二部と、を有し、前記第一部は、前記第二部よりも硬度が高い。
【０００７】
これによれば、蓄電素子において、容器は、２つの部位が第一方向に重ねられて溶接された溶接部と、溶接部の第一方向に隣接する第一部と、第一部の第二方向に隣接する第二部と、を有しており、第一部は、第二部よりも硬度が高い。このように、溶接部の第一方向に隣接する第一部は、第一部の第二方向に隣接する第二部よりも、硬度が高く形成されている。つまり、第一部は、第一方向に圧縮されて第二部よりも硬度が高く形成されたものであるため、第一部が第一方向に圧縮される際に、第一方向において第一部に隣接する溶接部も圧縮されている。これにより、蓄電素子の容器において、溶接部の圧縮残留応力によって溶接部に負荷される平均応力を低減することができるため、溶接部の疲労強度を向上させることができる。
【０００８】
また、前記第一部は、前記第二部よりも、前記第一方向における厚さが薄いことにしてもよい。
【０００９】
これによれば、容器において、第一部は、第二部よりも第一方向における厚さが薄い。つまり、容器のうちの厚さが同等の部位を第一方向に圧縮すれば、第二部よりも第一方向における厚さが薄く、かつ、第二部よりも硬度が高い第一部が形成される。これにより、第一部が第一方向に圧縮される際に溶接部も圧縮されるため、蓄電素子の容器において、溶接部の疲労強度を向上させることができる。
【００１０】
また、前記容器は、容器本体と蓋体とを有し、前記溶接部は、前記容器本体と前記蓋体とが溶接されて形成された溶接部であり、前記第一部及び前記第二部は、前記蓋体に設けられていることにしてもよい。
【００１１】
これによれば、容器において、容器本体と蓋体とが溶接されて溶接部が形成されており、第一部及び第二部は、蓋体に設けられている。つまり、蓋体に第一部及び第二部が設けられているため、第一部は、蓋体から容器本体に向けて圧縮されて、第二部よりも硬度が高く形成されたものである。ここで、蓋体には、ガス排出弁、及び、電極端子等の外部と接続される部材が配置されることが多い。このため、第一部が圧縮される際に蓋体から容器本体に向けて圧縮荷重が負荷されることで、これらガス排出弁及び電極端子等に対して当該圧縮荷重が作用することを抑制することができる。
【００１２】
また、本発明の一態様に係る蓄電素子の製造方法は、容器を備える蓄電素子の製造方法であって、前記容器が有する２つの部位を、第一方向に重ねた状態で溶接して溶接部を形成する溶接工程と、前記溶接工程の後に、前記溶接部の前記第一方向に前記溶接部に隣接して配置される第一部を、前記第一方向とは反対方向に向けて圧縮する圧縮工程と、を含む。
【００１３】
これによれば、蓄電素子の製造方法において、容器が有する２つの部位を第一方向に重ねて溶接して溶接部を形成した後に、溶接部の第一方向に隣接する第一部を、第一方向とは反対方向に向けて圧縮する。このように、溶接部の第一方向に隣接する第一部が第一方向とは反対方向に向けて圧縮されることで、溶接部も圧縮される。これにより、蓄電素子の容器において、溶接部の圧縮残留応力によって溶接部に負荷される平均応力を低減することができるため、溶接部の疲労強度を向上させることができる。
【００１４】
なお、本発明は、このような蓄電素子及びその製造方法として実現することができるだけでなく、当該蓄電素子が備える容器及びその製造方法としても実現することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る蓄電素子等によれば、容器の溶接部の疲労強度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態に係る蓄電素子の外観を示す斜視図である。
【図２】実施の形態に係る蓄電素子を分解して各構成要素を示す分解斜視図である。
【図３】実施の形態に係る容器の溶接部及びその周辺の構成を示す断面図である。
【図４】実施の形態に係る蓄電素子の製造方法（容器の溶接部及びその周辺の形成方法）を説明するための断面図である。
【図５】実施の形態の変形例に係る容器の溶接部及びその周辺の構成を示す断面図である。
【図６】実施の形態の変形例に係る蓄電素子の製造方法（容器の溶接部及びその周辺の形成方法）を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態（及びその変形例）に係る蓄電素子及びその製造方法について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、製造工程、製造工程の順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。
【００１８】
また、以下の説明及び図面中において、蓄電素子が有する一対（正極側及び負極側）の電極端子の並び方向、一対の集電体の並び方向、または、容器の短側面の対向方向を、Ｘ軸方向と定義する。容器の長側面の対向方向、または、容器の厚さ方向を、Ｙ軸方向と定義する。電極端子と集電体と電極体との並び方向、容器の容器本体と蓋体との並び方向、または、上下方向を、Ｚ軸方向と定義する。これらＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、互いに交差（本実施の形態では直交）する方向である。なお、使用態様によってはＺ軸方向が上下方向にならない場合も考えられるが、以下では説明の便宜のため、Ｚ軸方向を上下方向として説明する。また、以下の説明において、例えば、Ｘ軸プラス方向とは、Ｘ軸の矢印方向を示し、Ｘ軸マイナス方向とは、Ｘ軸プラス方向とは反対方向を示す。Ｙ軸方向及びＺ軸方向についても同様である。
【００１９】
（実施の形態）
［１  蓄電素子１０の全般的な説明］
まず、本実施の形態における蓄電素子１０の全般的な説明を行う。図１は、本実施の形態に係る蓄電素子１０の外観を示す斜視図である。図２は、本実施の形態に係る蓄電素子１０を分解して各構成要素を示す分解斜視図である。
【００２０】
蓄電素子１０は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池であり、具体的には、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。蓄電素子１０は、例えば、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）若しくはプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）等の自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、スノーモービル、農業機械、建設機械、または、電車、モノレール若しくはリニアモーターカー等の電気鉄道用の鉄道車両等の移動体の駆動用若しくはエンジン始動用、または、家庭用若しくは発電機用に使用される定置用のバッテリ等として用いられる。
【００２１】
なお、蓄電素子１０は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。また、蓄電素子１０は、二次電池ではなく、使用者が充電をしなくても蓄えられている電気を使用できる一次電池であってもよい。さらに、蓄電素子１０は、固体電解質を用いた電池であってもよい。本実施の形態では、直方体形状（角形）の蓄電素子１０を図示しているが、蓄電素子１０の形状は、直方体形状には限定されず、直方体形状以外の多角柱形状、円柱形状、長円柱形状等であってもよい。
【００２２】
図１に示すように、蓄電素子１０は、容器１００と、一対（正極側及び負極側）の電極端子２００と、一対（正極側及び負極側）の上部ガスケット３００とを備えている。また、図２に示すように、容器１００の内方には、一対（正極側及び負極側）の下部ガスケット４００と、一対（正極側及び負極側）の集電体５００と、電極体６００とが収容されている。また、容器１００の内部には、電解液（非水電解質）が封入されているが、省略して図示している。当該電解液としては、蓄電素子１０の性能を損なうものでなければその種類に特に制限はなく、様々なものを選択することができる。また、上記の構成要素の他、電極体６００の側方または上方に配置されるスペーサ、または、電極体６００等を包み込む絶縁フィルム等が配置されていてもよい。
【００２３】
容器１００は、開口が形成された容器本体１１０と、容器本体１１０の開口を閉塞する蓋体１２０と、を有する略直方体形状（角形）の容器である。
【００２４】
容器本体１１０は、容器１００の本体部を構成する矩形筒状で底を備える部材であり、Ｚ軸プラス方向側に開口が形成されている。つまり、容器本体１１０は、Ｘ軸方向両側の側面に２つの長側壁部１１１を有し、Ｙ軸方向両側の側面に２つの短側壁部１１２を有し、Ｚ軸マイナス方向側に底壁部１１３を有している。長側壁部１１１は、容器１００の長側面を形成する矩形状かつ平板状の壁部であり、蓋体１２０に隣接して配置されている。短側壁部１１２は、容器１００の短側面を形成する（つまり、長側壁部１１１よりも外面の面積が小さい）矩形状かつ平板状の壁部であり、蓋体１２０に隣接して配置されている。底壁部１１３は、容器１００の底面を形成する矩形状かつ平板状の壁部である。
【００２５】
蓋体１２０は、容器１００の蓋部を構成する矩形状かつ平板状の壁部であり、容器本体１１０のＺ軸プラス方向側にＸ軸方向に延設されて配置されている。蓋体１２０には、一対の電極端子２００、一対の上部ガスケット３００、一対の下部ガスケット４００、及び、一対の集電体５００等が固定されている。また、蓋体１２０には、容器１００の内圧が上昇したときに容器１００内部のガスを排出するガス排出弁１２１、及び、容器１００内部に電解液を注入するための注液部１２２等が設けられているが、これらの詳細な説明は省略する。
【００２６】
また、容器１００は、電極体６００等が容器本体１１０の内方に収容された状態で、容器本体１１０と蓋体１２０とが溶接によって接合されて溶接部１３０が形成されることにより、内部が密封されている。つまり、容器１００の側面（Ｘ軸方向両側及びＹ軸方向両側の面）には、容器本体１１０と蓋体１２０とが溶接された溶接部１３０が形成されている。容器１００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、メッキ鋼板等の金属等で形成されている。なお、容器本体１１０及び蓋体１２０は、同じ材質で形成されていてもよいし、異なる材質で形成されていてもよい。
【００２７】
電極体６００は、正極板と負極板とセパレータとを備え、電気を蓄えることができる蓄電要素（発電要素）である。具体的には、電極体６００は、正極板と負極板との間にセパレータが挟み込まれるように層状に配置されたものが巻回されて形成されている。これにより、正極板の複数のタブが積層されて正極側のタブ部６１０が形成され、負極板の複数のタブが積層されて負極側のタブ部６１０が形成されている。正極板は、アルミニウムやアルミニウム合金等からなる長尺帯状の金属箔である正極基材層の表面に、正極活物質層が形成された電極板である。負極板は、銅や銅合金等からなる長尺帯状の金属箔である負極基材層の表面に、負極活物質層が形成された電極板である。セパレータは、樹脂からなる微多孔性のシートである。なお、正極活物質層及び負極活物質層に用いられる正極活物質及び負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。セパレータについても、蓄電素子１０の性能を損なうものでなければ適宜公知の材料を使用できる。なお、本実施の形態では、電極体６００の断面形状として長円形状を図示しているが、電極体６００は、楕円形状または円形状等の断面形状を有していてもよい。
【００２８】
電極端子２００は、集電体５００を介して、電極体６００に電気的に接続される電極端子である。電極端子２００は、かしめ等によって、集電体５００に接続され、かつ、蓋体１２０に取り付けられている。具体的には、電極端子２００は、下方（Ｚ軸マイナス方向）に延びる軸部２０１（リベット部）を有している。そして、軸部２０１が、上部ガスケット３００の貫通孔３０１と、蓋体１２０の貫通孔１２３と、下部ガスケット４００の貫通孔４０１と、集電体５００の貫通孔５０１とに挿入されて、かしめられる。これにより、電極端子２００は、上部ガスケット３００、下部ガスケット４００及び集電体５００とともに、蓋体１２０に固定される。なお、電極端子２００は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅または銅合金等の金属等の導電部材で形成されている。
【００２９】
集電体５００は、電極体６００と電極端子２００とを電気的に接続する矩形状かつ平板状の部材である。具体的には、集電体５００は、電極体６００のタブ部６１０と溶接等により接続（接合）されるとともに、上述の通り、電極端子２００とかしめ等により接続（接合）される。集電体５００は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅または銅合金等の金属等の導電部材で形成されている。なお、集電体５００と電極端子２００とを接続（接合）する手法は、かしめ接合には限定されず、超音波接合、レーザ溶接、抵抗溶接等の溶接、または、ねじ締結等のかしめ以外の機械的接合等が用いられてもよい。また、集電体５００とタブ部６１０とを接続（接合）する手法は、超音波接合、レーザ溶接、抵抗溶接等、どのような溶接が用いられてもよいし、かしめ接合やねじ締結等の機械的接合等が用いられてもよい。
【００３０】
上部ガスケット３００は、容器１００の蓋体１２０と電極端子２００との間に配置された、平板状の絶縁性の封止部材である。下部ガスケット４００は、蓋体１２０と集電体５００との間に配置された、平板状の絶縁性の封止部材である。なお、上部ガスケット３００及び下部ガスケット４００は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、及び、それらの複合材料等の樹脂等によって形成されている。
【００３１】
［２  容器１００の溶接部１３０及びその周辺の構成の説明］
次に、容器１００の溶接部１３０及びその周辺の構成について、詳細に説明する。なお、容器１００の溶接部１３０のうち、容器本体１１０の長側壁部１１１と蓋体１２０とが溶接された部位（長側壁部１１１側の溶接部１３０）と、容器本体１１０の短側壁部１１２と蓋体１２０とが溶接された部位（短側壁部１１２側の溶接部１３０）とは、同様の構成を有している。また、長側壁部１１１側の溶接部１３０は、Ｙ軸マイナス方向側とＹ軸プラス方向側とで同様の構成を有している。このため、以下では、長側壁部１１１側の溶接部１３０（Ｙ軸マイナス方向側）について詳細に説明し、長側壁部１１１側の溶接部１３０（Ｙ軸プラス方向側）、及び、短側壁部１１２側の溶接部１３０についての説明は、簡略化または省略することとする。
【００３２】
図３は、本実施の形態に係る容器１００の溶接部１３０及びその周辺の構成を示す断面図である。具体的には、図３は、図１に示した容器１００の溶接部１３０及びその周辺を、ＹＺ平面に平行な面で切断した場合の構成を示す断面図である。つまり、図３では、長側壁部１１１側の溶接部１３０及びその周辺（Ｙ軸マイナス方向側）の断面図を示している。
【００３３】
図３に示すように、容器１００において、容器本体１１０の長側壁部１１１のＺ軸プラス方向側の端部と、蓋体１２０のＹ軸マイナス方向側の端部とが、Ｚ軸方向に重ねられた状態で溶接されて、溶接部１３０が形成されている。このように、溶接部１３０は、２つの部位（本実施の形態では、長側壁部１１１の端部及び蓋体１２０の端部）が、第一方向（本実施の形態では、Ｚ軸方向、または、Ｚ軸プラス方向）に重ねられた状態で溶接されて形成された部位である。
【００３４】
ここで、蓋体１２０は、第一部１２４と、第二部１２５とを有している。第一部１２４は、長側壁部１１１及び溶接部１３０のＺ軸プラス方向側、かつ、蓋体１２０のＹ軸マイナス方向側の端部に配置される部位であり、溶接部１３０に接続されて（溶接部１３０と連続して）配置されている。つまり、第一部１２４は、蓋体１２０のＹ軸マイナス方向側の端部のうち、長側壁部１１１との溶接部１３０が形成されなかった（溶接時に溶融しなかった）部分である。第二部１２５は、第一部１２４のＹ軸プラス方向側に配置される部位であり、第一部１２４に接続されて（第一部１２４と連続して）配置されている。つまり、第二部１２５は、蓋体１２０の長側壁部１１１に載置されている部分よりも内側に配置された部分である。
【００３５】
このように、本実施の形態では、第一部１２４及び第二部１２５は、蓋体１２０に設けられている。そして、第一部１２４は、溶接部１３０の第一方向（Ｚ軸プラス方向）に溶接部１３０に隣接して配置されている。また、第二部１２５は、第一部１２４の第一方向と交差する第二方向（本実施の形態では、Ｙ軸方向、または、Ｙ軸プラス方向）に第一部１２４に隣接して配置されている。
【００３６】
このような構成において、第一部１２４は、第二部１２５よりも硬度が高く形成されている。また、溶接部１３０は、第一部１２４よりも硬度が低く、かつ、第二部１２５よりも硬度が高く形成されている。さらに、第一部１２４及び溶接部１３０は、Ｚ軸方向に沿って、硬度が連続的に変化している。つまり、第一部１２４及び溶接部１３０は、第二部１２５よりも硬度が高く、また、第一部１２４から溶接部１３０に向かうに従って、徐々に硬度が低くなっている。ここで、硬度とは、表面硬さであり、ロックウェル硬さ測定等の適宜公知の手法を用いて、硬度の比較を行うことができる。
【００３７】
なお、第一部１２４は、全ての部位において第二部１２５よりも硬度が高いのが好ましいが、第一部１２４の一部が第二部１２５よりも硬度が低くなっていてもよい。溶接部１３０についても同様に、全ての部位において第二部１２５よりも硬度が高いのが好ましいが、溶接部１３０の一部が第二部１２５よりも硬度が低くなっていてもよい。また、第一部１２４は、一部が溶接部１３０よりも硬度が低くなっていてもよいし、溶接部１３０は、一部が第一部１２４よりも硬度が高くなっていてもよい。
【００３８】
また、第一部１２４は、第二部１２５よりも、第一方向（Ｚ軸方向）における厚さが薄く形成されている。例えば、第一部１２４は、Ｚ軸方向における厚さが、第二部１２５の５０％〜８０％程度に薄くなっている。なお、第一部１２４の当該厚さは、Ｙ軸方向に亘って同じであってもよいし、異なっていてもよく、第一部１２４の当該厚さが異なる場合には、全ての厚さが第二部１２５よりも薄いのが好ましいが、一部の厚さのみ第二部１２５よりも薄くてもよい。
【００３９】
さらに、第一部１２４は、溶接部１３０よりもＹ軸マイナス方向に突出する突出部１２６を有している。具体的には、溶接部１３０は、長側壁部１１１よりもＹ軸マイナス方向に突出した形状を有しており、突出部１２６は、この溶接部１３０よりもＹ軸マイナス方向に突出して配置されている。
【００４０】
［３  蓄電素子１０の製造方法の説明］
次に、蓄電素子１０の製造方法について、説明する。具体的には、容器１００の製造方法、つまり、容器１００の溶接部１３０及びその周辺の形成方法について、詳細に説明する。図４は、本実施の形態に係る蓄電素子１０の製造方法（容器１００の溶接部１３０及びその周辺の形成方法）を説明するための断面図である。具体的には、図４の（ａ）は、容器１００の容器本体１１０に蓋体１２０を配置した状態を示し、図４の（ｂ）は、容器本体１１０と蓋体１２０とを溶接して溶接部１３０を形成した状態を示し、図４の（ｃ）は、蓋体１２０と溶接部１３０とを圧縮した状態を示している。なお、図４の各図は、図３で示した部位と同じ部位を示している。
【００４１】
まず、図４の（ａ）に示すように、容器本体１１０の長側壁部１１１に、蓋体１２０の第一部１２４が載置される。これにより、長側壁部１１１と第一部１２４とは、第一方向（Ｚ軸方向）に重ねられた状態となる。そして、長側壁部１１１と第一部１２４との境界部分に向けて、Ｙ軸マイナス方向側からレーザ光Ｌが照射されて、長側壁部１１１と第一部１２４とのレーザ溶接が行われる。
【００４２】
これにより、図４の（ｂ）に示すように、長側壁部１１１と第一部１２４との間に、溶接部１３０が形成される。つまり、容器１００が有する２つの部位を、第一方向（Ｚ軸方向）に重ねた状態で溶接して、溶接部１３０を形成する（溶接工程）。これにより、第一部１２４は、溶接部１３０のＺ軸プラス方向側に溶接部１３０に隣接して配置され、第二部１２５は、第一部１２４のＹ軸プラス方向側に第一部１２４に隣接して配置される。
【００４３】
そして、図４の（ｃ）に示すように、図４の（ｂ）における溶接工程の後に、第一部１２４を、第一方向とは反対方向（Ｚ軸マイナス方向）に向けて圧縮する（圧縮工程）。具体的には、上記溶接工程で形成された溶接部１３０が硬化した後に、第一部１２４のＺ軸プラス方向側にローラー等の圧縮装置２０を配置し、圧縮装置２０で第一部１２４をＺ軸マイナス方向に押圧しながら、圧縮装置２０をＸ軸方向に移動させる。これにより、第一部１２４が、Ｚ軸マイナス方向に向けて圧縮される。なお、圧縮装置２０は、ローラーを用いて第一部１２４を圧縮する装置には限定されず、例えば、細い棒状の部材で連続的に第一部１２４を圧縮するような装置等、どのような装置であってもよい。
【００４４】
これにより、第一部１２４及び溶接部１３０が圧縮されて変形し、第一部１２４及び溶接部１３０のＺ軸方向における厚さが薄くなり、かつ、硬度が高くなる。また、第一部１２４側から圧縮されるため、第一部１２４及び溶接部１３０の厚さ及び硬度の変化は、第一部１２４側が最も大きく、溶接部１３０側に向けて連続的に徐々に小さくなる。つまり、第一部１２４及び溶接部１３０は、第二部１２５よりも硬度が高く形成され、かつ、第一部１２４は、溶接部１３０よりも硬度が高く形成され、また、第一部１２４から溶接部１３０に向かうに従って、硬度が連続的に変化する（低くなる）。
【００４５】
このようにして、溶接部１３０に、圧縮残留応力が付与される。なお、溶接部１３０に容易に圧縮残留応力を付与するために、容器１００は、アルミニウム等の塑性変形させやすい素材で形成されているのが好ましい。容器１００が硬い素材であれば、第一部１２４を介して溶接部１３０に圧縮残留応力を付与することが困難となるからである。
【００４６】
また、図４の（ｃ）に示すように、第一部１２４のＹ軸マイナス方向側の端部がＹ軸マイナス方向に突出し、突出部１２６が形成される。また、溶接部１３０も圧縮されて、Ｙ軸マイナス方向に局所的に突出したり、皴が生じたりする。
【００４７】
なお、本実施の形態では、容器１００の長側壁部１１１側に形成された溶接部１３０の全てについて、上述の通り、第一部１２４を圧縮して溶接部１３０に圧縮残留応力を付与する。さらに、容器１００の短側壁部１１２側に形成された溶接部１３０についても、長側壁部１１１側と同様に、第一部１２４を圧縮して溶接部１３０に圧縮残留応力を付与する。つまり、容器１００の全周に亘って形成された溶接部１３０の全てに対して、圧縮して圧縮残留応力を付与する。また、本実施の形態では、第一部１２４は、容器１００の長側壁部１１１側及び短側壁部１１２側の全周に亘って、同等の硬度及び厚さ等を有している。第二部１２５及び溶接部１３０についても同様である。
【００４８】
［４  効果の説明］
以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０によれば、容器１００は、２つの部位が第一方向に重ねられて溶接された溶接部１３０と、溶接部１３０の第一方向側に隣接する第一部１２４と、第一部１２４の第二方向側に隣接する第二部１２５と、を有しており、第一部１２４は、第二部１２５よりも硬度が高い。このように、溶接部１３０の第一方向側に隣接する第一部１２４は、第一部１２４の第二方向側に隣接する第二部１２５よりも、硬度が高く形成されている。つまり、第一部１２４は、第一方向に圧縮されて第二部１２５よりも硬度が高く形成されたものであるため、第一部１２４が第一方向に圧縮される際に、第一方向において第一部１２４に隣接する溶接部１３０も圧縮されている。これにより、蓄電素子１０の容器１００において、溶接部１３０の圧縮残留応力によって溶接部１３０に負荷される平均応力を低減することができるため、溶接部１３０の疲労強度を向上させることができる。
【００４９】
また、第一部１２４が圧縮されることで、第一部１２４に隣接する溶接部１３０が圧縮されるため、溶接部１３０への圧縮残留応力付与は、第一部１２４を介して行われている。これにより、溶接部１３０を直接圧縮するよりも、溶接部１３０の破断等の問題が生じるのを抑制することができる。
【００５０】
また、容器１００において、第一部１２４は、第二部１２５よりも第一方向における厚さが薄い。つまり、容器１００のうちの厚さが同等の部位を第一方向に圧縮すれば、第二部１２５よりも第一方向における厚さが薄く、かつ、第二部１２５よりも硬度が高い第一部１２４が形成される。これにより、第一部１２４が第一方向に圧縮される際に溶接部１３０も圧縮されるため、蓄電素子１０の容器１００において、溶接部１３０の疲労強度を向上させることができる。また、第一部１２４は第二部１２５よりも硬度が高いため、第一部１２４を第二部１２５よりも厚さを薄くしても、第一部１２４の強度は確保できる。これにより、強度を確保しつつ、省スペース化を図ることができる。
【００５１】
また、容器１００において、容器本体１１０と蓋体１２０とが溶接されて溶接部１３０が形成されており、第一部１２４及び第二部１２５は、蓋体１２０に設けられている。つまり、蓋体１２０に第一部１２４及び第二部１２５が設けられているため、第一部１２４は、蓋体１２０から容器本体１１０に向けて圧縮されて、第二部１２５よりも硬度が高く形成されたものである。ここで、蓋体１２０には、ガス排出弁１２１、及び、電極端子２００等の外部と接続される部材が配置されることが多い。このため、第一部１２４が圧縮される際に蓋体１２０から容器本体１１０に向けて圧縮荷重が負荷されることで、これらガス排出弁１２１及び電極端子２００等に対して当該圧縮荷重が作用することを抑制することができる。
【００５２】
また、本願発明者は、以下の事項を見出した。つまり、一般的に、第一部１２４及び第二部１２５が容器本体１１０に設けられている場合には、第一部１２４及び第二部１２５の境界付近に容器１００内圧の変化による応力が負荷される。これに対し、第一部１２４及び第二部１２５が蓋体１２０に設けられている場合には、第一部１２４及び容器本体１１０の境界付近に当該応力が負荷される。このため、第一部１２４及び第二部１２５が蓋体１２０に設けられている構成においては、第一部１２４及び容器本体１１０の境界付近、つまり溶接部１３０に応力が負荷されることとなるが、本願の蓄電素子１０は、溶接部１３０の疲労強度を向上させることができる構成である。また、第一部１２４及び第二部１２５が容器本体１１０に設けられている場合には、第一部１２４の厚さ方向に亀裂が進展するため、第一部１２４の厚さが薄くなることは、耐久性を低減させるおそれがあり好ましくない。これらにより、本構成において本願を適用する効果が高い。
【００５３】
また、第一部１２４が溶接部１３０よりも突出して配置されているため、溶接部１３０の第一部１２４側の領域を大きくすることができている。このため、溶接部１３０の疲労強度を向上させることができている。また、容器１００の溶接部１３０近傍を第一方向に圧縮すれば、溶接部１３０よりも第二方向とは反対方向に突出し、かつ、第二部１２５よりも硬度が高い第一部１２４が形成される。これにより、溶接部１３０の疲労強度を向上させる構成が容易に実現できている。
【００５４】
また、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０の製造方法によれば、容器１００が有する２つの部位を第一方向に重ねて溶接して溶接部１３０を形成した後に、溶接部１３０の第一方向側に隣接する第一部１２４を、第一方向とは反対方向に向けて圧縮する。このように、溶接部１３０の第一方向側に隣接する第一部１２４が、第一方向とは反対方向に向けて圧縮されることで、溶接部１３０も圧縮される。これにより、蓄電素子１０の容器１００において、溶接部１３０の圧縮残留応力によって溶接部１３０に負荷される平均応力を低減することができるため、溶接部１３０の疲労強度を向上させることができる。
【００５５】
［５  変形例の説明］
次に、上記実施の形態の変形例について、説明する。なお、本変形例においても、上記実施の形態と同様に、容器の溶接部のうち、長側壁部側の溶接部と短側壁部側の溶接部とは同様の構成を有し、長側壁部側の溶接部のＹ軸マイナス方向側とＹ軸プラス方向側とも同様の構成を有している。このため、本変形例においても、上記実施の形態と同様に、長側壁部側の溶接部（Ｙ軸マイナス方向側）について詳細に説明し、長側壁部側の溶接部（Ｙ軸プラス方向側）及び短側壁部側の溶接部についての説明は、簡略化または省略する。
【００５６】
図５は、本実施の形態の変形例に係る容器１００ａの溶接部１３０ａ及びその周辺の構成を示す断面図である。図６は、本実施の形態の変形例に係る蓄電素子の製造方法（容器１００ａの溶接部１３０ａ及びその周辺の形成方法）を説明するための断面図である。具体的には、図５は、図３に対応する図であり、図６の（ａ）〜（ｃ）の各図は、図４の（ａ）〜（ｃ）の各図に対応する図である。
【００５７】
図５に示すように、本変形例における容器１００ａにおいては、容器本体１１０ａの長側壁部１１１ａのＺ軸プラス方向側の端部と、蓋体１２０ａのＹ軸マイナス方向側の端部とが、Ｙ軸方向に重ねられた状態で溶接されて、溶接部１３０ａが形成されている。このように、溶接部１３０ａは、２つの部位（本変形例では、長側壁部１１１ａの端部及び蓋体１２０ａの端部）が、第一方向（本変形例では、Ｙ軸方向、または、Ｙ軸マイナス方向）に重ねられた状態で溶接されて形成された部位である。
【００５８】
ここで、長側壁部１１１ａは、第一部１１４と、第二部１１５とを有している。第一部１１４は、蓋体１２０ａ及び溶接部１３０ａのＹ軸マイナス方向側、かつ、長側壁部１１１ａのＺ軸プラス方向側の端部に配置される部位であり、溶接部１３０ａに接続されて（溶接部１３０ａと連続して）配置されている。つまり、第一部１１４は、長側壁部１１１ａのＺ軸プラス方向側の端部のうち、蓋体１２０ａとの溶接部１３０ａが形成されなかった（溶接時に溶融しなかった）部分である。第二部１１５は、第一部１１４のＺ軸マイナス方向側に配置される部位であり、第一部１１４に接続されて（第一部１１４と連続して）配置されている。つまり、第二部１１５は、長側壁部１１１ａの蓋体１２０ａに当接している部分よりも下側に配置された部分である。
【００５９】
このように、本変形例では、第一部１１４及び第二部１１５は、容器本体１１０ａに設けられている。そして、第一部１１４は、溶接部１３０ａの第一方向（Ｙ軸マイナス方向）に溶接部１３０ａに隣接して配置されている。また、第二部１１５は、第一部１１４の第一方向と交差する第二方向（本変形例では、Ｚ軸方向、または、Ｚ軸マイナス方向）に第一部１１４に隣接して配置されている。
【００６０】
このような構成において、第一部１１４は、第二部１１５よりも硬度が高く形成されている。また、溶接部１３０ａは、第一部１１４よりも硬度が低く、かつ、第二部１１５よりも硬度が高く形成されている。また、第一部１１４は、第二部１１５よりも、第一方向（Ｙ軸方向）における厚さが薄く形成されている。さらに、第一部１１４は、溶接部１３０ａよりもＺ軸プラス方向に突出する突出部１１６を有している。なお、これら第一部１１４、第二部１１５及び溶接部１３０ａの硬度及び厚さ等の関係は、上記実施の形態における第一部１２４、第二部１２５及び溶接部１３０の硬度及び厚さ等の関係と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００６１】
また、上記の構成を形成する際には、まず、図６の（ａ）に示すように、容器本体１１０ａの長側壁部１１１ａの第一部１１４のＹ軸プラス方向側に、蓋体１２０ａが配置される。これにより、第一部１１４と蓋体１２０ａとは、第一方向（Ｙ軸方向）に重ねられた状態となる。そして、第一部１１４と蓋体１２０ａとの境界部分に向けて、Ｚ軸プラス方向側からレーザ光Ｌが照射されて、第一部１１４と蓋体１２０ａとのレーザ溶接が行われる。
【００６２】
これにより、図６の（ｂ）に示すように、第一部１１４と蓋体１２０ａとの間に、溶接部１３０ａが形成される。つまり、容器１００ａが有する２つの部位を、第一方向（Ｙ軸方向）に重ねた状態で溶接して、溶接部１３０ａを形成する（溶接工程）。これにより、第一部１１４は、溶接部１３０ａのＹ軸マイナス方向側に溶接部１３０ａに隣接して配置され、第二部１１５は、第一部１１４のＺ軸マイナス方向側に第一部１１４に隣接して配置される。
【００６３】
そして、図６の（ｃ）に示すように、図６の（ｂ）における溶接工程の後に、第一部１１４を、第一方向とは反対方向（Ｙ軸プラス方向）に向けて圧縮する（圧縮工程）。具体的には、第一部１１４のＹ軸マイナス方向側にローラー等の圧縮装置２０ａを配置し、圧縮装置２０ａで第一部１１４をＹ軸プラス方向に押圧しながら、圧縮装置２０ａをＸ軸方向に移動させる。これにより、第一部１１４及び溶接部１３０ａが圧縮されて、溶接部１３０ａに圧縮残留応力が付与される。なお、圧縮工程における溶接部１３０ａへの圧縮残留応力の付与については、上記実施の形態での圧縮工程における溶接部１３０ａへの圧縮残留応力の付与と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００６４】
以上のように、本変形例に係る蓄電素子によれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、本変形例では、蓋体１２０ａではなく、容器本体１１０ａに第一部１１４及び第二部１１５を設けることができるため、溶接作業の自由度の向上を図ることができる。
【００６５】
（その他の変形例）
以上、本発明の実施の形態及びその変形例に係る蓄電素子及びその製造方法について説明したが、本発明は、この実施の形態及びその変形例に限定されない。つまり、上述の実施の形態及びその変形例は全ての点で例示であって、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれる。
【００６６】
例えば、上記実施の形態及びその変形例では、溶接部１３０、１３０ａ（以下、溶接部１３０等という）は、容器１００、１００ａ（以下、容器１００等という）の容器本体１１０、１１０ａ（以下、容器本体１１０等という）と、蓋体１２０、１２０ａ（以下、蓋体１２０等という）とが溶接されて形成された部位であることとした。しかし、溶接部１３０等は、容器１００等が有する２つの部位が溶接されて形成された部位であれば、どのような部位が溶接されたものでもよい。例えば、容器本体１１０等が板状部材を溶接して形成されているような場合には、容器本体１１０等に形成された溶接部を、溶接部１３０等としてもよい。
【００６７】
また、上記実施の形態及びその変形例では、容器本体１１０等と蓋体１２０等とをレーザ溶接によって溶接することとした。しかし、容器本体１１０等と蓋体１２０等とを溶接する手法は、レーザ溶接には限定されず、抵抗溶接、または、超音波接合を用いてもよい。
【００６８】
また、上記実施の形態及びその変形例では、溶接部１３０等は、第二部１２５、１１５（以下、第二部１２５等という）よりも硬度が高く、かつ、第一部１２４、１１４（以下、第一部１２４等という）よりも硬度が低く形成されていることとした。しかし、溶接部１３０等は、圧縮前よりも硬度が高く形成されていればよく、第二部１２５等よりも硬度が低く形成されていてもよい。また、溶接部１３０等は、第一部１２４等よりも硬度が高く形成されていてもよい。
【００６９】
また、上記実施の形態及びその変形例では、第一部１２４等及び溶接部１３０等は、第一部１２４等から溶接部１３０等に向かうに従って、硬度が連続的に低くなっていることとした。しかし、第一部１２４等及び溶接部１３０等は、第一部１２４等から溶接部１３０等に向かうに従って、硬度が連続的に高くなっていることにしてもよいし、均一の硬度を有していることにしてもよい。
【００７０】
また、上記実施の形態及びその変形例では、第一部１２４等は、第二部１２５等よりも、第一方向における厚さが薄いこととした。しかし、第一部１２４等は、例えば圧縮前に第二部１２５等よりも厚さが厚く形成されており、圧縮することで第二部１２５等と厚さが同等になることにしてもよいし、圧縮しても第二部１２５等よりも厚さが厚いままになっていてもよい。
【００７１】
また、上記実施の形態及びその変形例では、第一部１２４等は、溶接部１３０等よりも、第二方向とは反対方向に突出して配置されていることとした。しかし、第一部１２４等は、溶接部１３０等から突出していないことにしてもよい。
【００７２】
また、上記実施の形態及びその変形例では、電極体６００は、Ｚ軸方向の巻回軸を有し、極板が巻回されて形成された、いわゆる横巻きの巻回型電極体であることとした。しかし、電極体６００の構成は特に限定されず、例えば、Ｘ軸方向の巻回軸を有するいわゆる縦巻きの巻回型電極体であってもよいし、極板を蛇腹状に折り畳んだ蛇腹型の電極体、または、複数枚の平板状極板を積層したスタック型の電極体であってもよい。また、電極体６００の個数も特に限定されない。
【００７３】
また、上記実施の形態及びその変形例では、第一部１２４等は、容器の長側壁部側及び短側壁部側の全周に亘って、同等の硬度及び厚さ等を有していることとした。しかし、第一部１２４等は、容器の周囲において異なる硬度や厚さ等を有していてもよく、例えば、第一部１２４等は、容器の長側壁部側の中央部分の方が他の部分よりも高い硬度や薄い厚さ等を有していることにしてもよい。容器の長側壁部側の中央部分の方が、他の部分よりも容器の内圧変化による影響を受けやすいからである。溶接部１３０等についても同様である。
【００７４】
また、上記実施の形態及びその変形例では、容器の長側壁部側及び短側壁部側の両方が、上記構成を有していることとした。しかし、長側壁部側または短側壁部側が上記構成を有していないことにしてもよい。また、容器の長側壁部側が上記構成を有している場合でも、長側壁部側の全てが上記構成を有していなくてもよく、長側壁部側の一部が上記構成を有していないことにしてもよい。例えば、容器の長側壁部側の中央部分は上記構成を有しており、当該中央部分とは異なる部分が上記構成を有していないことにしてもよい。短側壁部側についても、同様である。
【００７５】
なお、上記実施の形態及び上記変形例を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【００７６】
また、本発明は、このような蓄電素子及びその製造方法として実現することができるだけでなく、当該蓄電素子が備える容器及びその製造方法としても実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子等に適用できる。
【符号の説明】
【００７８】
１０  蓄電素子
２０、２０ａ  圧縮装置
１００、１００ａ  容器
１１０、１１０ａ  容器本体
１１１、１１１ａ  長側壁部
１１２  短側壁部
１１４、１２４  第一部
１１５、１２５  第二部
１１６、１２６  突出部
１２０、１２０ａ  蓋体
１２１  ガス排出弁
１３０、１３０ａ  溶接部
２００  電極端子
５００  集電体
６００  電極体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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