(57)【要約】【課題】ケース本体の開口部を蓋で閉塞する際に、ケース本体と蓋突出部の先端縁との干渉に伴う金属粉の発生を抑制すること。【解決手段】二次電池の蓋１４は、ケース本体の開口部を閉塞する蓋本体部１６ａと、蓋本体部１６ａからケース本体内に向けて突出する柱状の蓋突出部１６ｂと、を備える。蓋突出部１６ｂは、先端縁が面取りされてなる隅部３１を備える。隅部面３１ａは、厚み方向Ｚに延びるファイバーフロー５０を備える。ファイバーフロー５０の先端側端部５０ｂは、蓋突出部１６ｂの先端側にて隅部面３１ａに隣接する突出先端面１６ｃに位置する。ファイバーフロー５０の基端側端部５０ｃは、蓋突出部１６ｂの基端側にて隅部面３１ａに隣接する突出外周面１６ｆに位置する。【選択図】図８
2020198184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極組立体を収容するケース本体と金属製の蓋とを備える蓄電装置であって、
前記蓋は、前記ケース本体の開口部を閉塞する蓋本体部と、前記蓋本体部から前記ケース本体内に向けて突出し且つ前記ケース本体の内周面に沿って延びる柱状の蓋突出部と、を備え、
前記蓋突出部は、先端縁が面取りされてなる隅部を備え、
前記隅部の表面である隅部面のファイバーフローは、前記蓋の厚み方向に延びており、
前記蓋の表面のうちで前記隅部面に隣接する部分を隅部面隣接部とするとき、
前記厚み方向における前記ファイバーフローの両端部のうち、前記蓋突出部の先端側での端部が、前記隅部面隣接部のうちで前記蓋突出部の先端側にて前記隅部面に隣接する先端側隅部面隣接部に位置するとともに、前記蓋突出部の基端側での端部が、前記隅部面隣接部のうちで前記蓋突出部の基端側にて前記隅部面に隣接する基端側隅部面隣接部に位置することを特徴とする蓄電装置。
【請求項２】
前記隅部は、前記蓋突出部の内部に向けて凹む円弧状である請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記蓋突出部を構成する結晶粒子のうち、前記隅部面に位置する前記結晶粒子は、前記隅部面隣接部に位置する前記結晶粒子のアスペクト比よりも大きく、且つ１．６以上４．０以下のアスペクト比を有する請求項１又は請求項２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記ケース本体における前記開口部の周りと前記蓋本体部とが溶接接合されてなる溶接部をさらに備え、
前記厚み方向における前記隅部の断面は、前記溶接部に近接するほど、方位差が１５度未満の小角粒界の数が単位面積当たりで少なく、且つ方位差が１５度以上の大角粒界の単位面積当たりの平均面積が大きい請求項３に記載の蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＶ（Electric Vehicle）やＰＨＶ（Plug in Hybrid Vehicle）などの車両には、走行用モータへの供給電力を蓄える蓄電装置としての二次電池が搭載されている。二次電池としては、例えば、電極組立体を収容するケース本体と、ケース本体の開口部を閉塞する金属製の蓋と、を備える。
【０００３】
また蓋としては、例えば特許文献１に記載の二次電池のように、ケース本体の開口部を閉塞する蓋本体部と、蓋本体部からケース本体内に向けて突出し且つケース本体の内周面に沿って延びる柱状の蓋突出部と、を備えるものがある。ケース本体の開口部が蓋によって閉塞された状態では、蓋突出部がケース内に位置する。そして、ケース本体の開口部を構成するケース壁の内面に蓋突出部の外周面を沿わせてケース本体への蓋突出部の挿入を行うことにより、ケース本体の開口部の位置に蓋をガイドしつつ蓋によるケース本体の開口部の閉塞を行える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
しかしながら、蓋突出部をケース本体内に挿入する際に、蓋突出部の先端縁がケース本体に干渉することにより、蓋突出部の先端縁が削れて金属粉が生じるおそれがある。生じた金属粉が製造後の二次電池の内部に残存してしまうと、二次電池の電池性能に影響を及ぼすおそれがあるため、好ましくない。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ケース本体の開口部を蓋で閉塞する際に、ケース本体と蓋突出部の先端縁との干渉に伴う金属粉の発生を抑制できる蓄電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する蓄電装置は、電極組立体を収容するケース本体と金属製の蓋とを備える蓄電装置であって、前記蓋は、前記ケース本体の開口部を閉塞する蓋本体部と、前記蓋本体部から前記ケース本体内に向けて突出し且つ前記ケース本体の内周面に沿って延びる柱状の蓋突出部と、を備え、前記蓋突出部は、先端縁が面取りされてなる隅部を備え、前記隅部の表面である隅部面のファイバーフローは、前記蓋の厚み方向に延びており、前記蓋の表面のうちで前記隅部面に隣接する部分を隅部面隣接部とするとき、前記厚み方向における前記ファイバーフローの両端部のうち、前記蓋突出部の先端側での端部が、前記隅部面隣接部のうちで前記蓋突出部の先端側にて前記隅部面に隣接する先端側隅部面隣接部に位置するとともに、前記蓋突出部の基端側での端部が、前記隅部面隣接部のうちで前記蓋突出部の基端側にて前記隅部面に隣接する基端側隅部面隣接部に位置することを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、隅部が蓋突出部の先端縁を面取りしてなる形状であるため、蓋突出部の先端縁が角張った形状ではなくなる。そのため、ケース本体の開口部を蓋で閉塞する際に、蓋突出部の先端縁のケース本体への干渉を抑制しつつ、蓋突出部をケース本体内に挿入できる。したがって、ケース本体と蓋突出部の先端縁との干渉に伴う金属粉の発生を抑制できる。
【０００９】
また、蓋突出部をケース本体内に挿入する際には、蓋突出部の挿入方向が蓋の厚み方向に沿う。上記構成では、隅部面のファイバーフローが厚み方向に延びているため、ファイバーフローの延びる方向が蓋突出部の挿入方向に沿う。そのため、蓋突出部をケース本体内に挿入する際に、隅部面がケース本体に当接したとしても、隅部面のケース本体への当接位置をファイバーフローに倣って移動させながら蓋突出部をケース本体内に挿入できるため、隅部面でのケース本体への当接部分が削れにくい。さらに、上記構成では、ファイバーフローの両端部のうち、蓋突出部の先端側での端部が、蓋突出部の先端側にて隅部面に隣接する先端側隅部面隣接部に位置するとともに、蓋突出部の基端側での端部が、蓋突出部の基端側にて隅部面に隣接する基端側隅部面隣接部に位置する。そのため、厚み方向における隅部の一方端部や他方端部がケース本体に当接したとしても、それら端部が削れにくい。したがって、隅部がケース本体に当接しても金属粉の発生を抑制できる。
【００１０】
蓄電装置において、前記隅部は、前記蓋突出部の内部に向けて凹む円弧状であることが好ましい。
上記構成によれば、蓋の厚み方向に直交する方向において、隅部面とケース本体との間の間隙の寸法をより大きくできる。したがって、蓋突出部の先端縁のケース本体への干渉をさらに抑制することで、ケース本体と蓋突出部の先端縁との干渉に伴う金属粉の発生をさらに抑制できる。
【００１１】
蓄電装置において、前記蓋突出部を構成する結晶粒子のうち、前記隅部面に位置する前記結晶粒子は、前記隅部面隣接部に位置する前記結晶粒子のアスペクト比よりも大きく、且つ１．６以上４．０以下のアスペクト比を有することが好ましい。
【００１２】
金属は表面からの圧縮を受けて硬化する。また、金属の圧縮に伴って、結晶粒子のアスペクト比は大きくなる。上記構成では、隅部面に位置する結晶粒子が隅部面隣接部に位置する結晶粒子よりも大きいアスペクト比を有している。そのため、蓋突出部をケース本体内に挿入する際に、隅部面が隅部面隣接部よりも硬いことにより、隅部面がケース本体に当接したとしても隅部面が削れにくい。したがって、ケース本体と蓋突出部の先端縁との干渉に伴う金属粉の発生をさらに抑制できる。
【００１３】
前記ケース本体における前記開口部の周りと前記蓋本体部とが溶接接合されてなる溶接部をさらに備えた蓄電装置では、前記厚み方向における前記隅部の断面は、前記溶接部に近接するほど、方位差が１５度未満の小角粒界の数が単位面積当たりで少なく、且つ方位差が１５度以上の大角粒界の単位面積当たりの平均面積が大きくなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、ケース本体の開口部を蓋で閉塞する際に、ケース本体と蓋突出部の先端縁との干渉に伴う金属粉の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態の二次電池の分解斜視図。
【図２】二次電池の上面図。
【図３】蓋をケースの内側から見た状態で示す斜視図。
【図４】図２の４−４線における断面の一部を拡大して示す図。
【図５】蓋突出部に隅部を形成する様子を説明するための図。
【図６】ローラの正面図。
【図７】ローラの側面図。
【図８】隅部面でのファイバーフローを示す模式図。
【図９】ローラ加工によって隅部が形成された蓋突出部の金属組成を示す模式図。
【図１０】ローラ加工によって隅部が形成された蓋突出部の金属組成を示す模式図。
【図１１】ケース本体と蓋とが溶接接合されたケースを示す断面図。
【図１２】隅部の第１部位での断面について単位面積におけるＩＰＦｍａｐを模式的に示した図。
【図１３】隅部の第２部位での断面について単位面積におけるＩＰＦｍａｐを模式的に示した図。
【図１４】隅部の第３部位での断面について単位面積におけるＩＰＦｍａｐを模式的に示した図。
【図１５】他の実施形態における隅部面でのファイバーフローを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、蓄電装置を二次電池に具体化した一実施形態について図１〜図１４にしたがって説明する。
図１に示すように、蓄電装置としての二次電池１０においては、ケース１１に電極組立体１２が収容されている。ケース１１は、開口部１３ａを有する四角筒状のケース本体１３と、開口部１３ａを閉塞する矩形板状の蓋１４と、を有する。ケース本体１３には、アルミニウムにマンガンを添加したアルミマンガン合金に焼きなましを行ったものを材料として用いている。ケース本体１３に用いられる材料には、例えばＡ３００３−Ｏが挙げられる。また、ケース本体１３は深絞り加工によって形成されている。蓋１４には、工業用純アルミニウムに焼きなましを行ったものを材料として用いている。蓋１４に用いられる材料には、例えばＡ１０５０−Ｏが挙げられる。また、蓋１４は切削加工によって形成されている。本実施形態の二次電池１０は、その外観が角型をなす角型電池である。また、本実施形態の二次電池１０は、リチウムイオン電池である。
【００１７】
電極組立体１２は、矩形シート状の正極電極、矩形シート状の負極電極、及び正極電極と負極電極とを絶縁する矩形シート状のセパレータを有する。正極電極は、矩形シート状の正極金属箔（例えばアルミニウム箔）と、正極金属箔の両面に設けられた正極活物質を含む正極活物質層と、を有する。本実施形態の正極金属箔はアルミニウム箔である。正極電極は、縁部の一部から突出した正極タブ２５を有している。正極タブ２５は、正極金属箔そのもので構成されている。負極電極は、矩形シート状の負極金属箔と、負極金属箔の両面に設けられた負極活物質を含む負極活物質層と、を有する。本実施形態の負極金属箔は銅箔である。負極電極は、縁部の一部から突出した負極タブ２６を有している。負極タブ２６は、負極金属箔そのもので構成されている。複数の正極タブ２５及び複数の負極タブ２６は、正極電極及び負極電極が積層された状態で、正極タブ２５と負極タブ２６とが重ならない位置に存在する。
【００１８】
電極組立体１２は、タブ側端面１２ａを備えている。タブ側端面１２ａは、電極組立体１２の積層方向に直交する方向における電極組立体１２の４つの端面のうち、正極タブ２５及び負極タブ２６が突出する端面である。タブ側端面１２ａは、正極電極の縁部のうちで正極タブ２５が突出する縁部と、負極電極の縁部のうちで負極タブ２６が突出する縁部と、セパレータの縁部と、が寄せ集められて形成されている。また、二次電池１０は、ケース本体１３と電極組立体１２との間を絶縁する絶縁フィルム２７を備えている。絶縁フィルム２７によって、電極組立体１２のタブ側端面１２ａを除く端面が覆われている。
【００１９】
図１及び図２に示すように、二次電池１０は、電極組立体１２と電気的に接続される一対の電極端子１５を備えている。一対の電極端子１５は蓋１４に固定されており、各電極端子１５を介して電極組立体１２が外部機器と電気的に接続される。各電極端子１５は、ケース１１内からケース１１外に延びる引出端子１９ａを備えている。引出端子１９ａは、正極電極及び負極電極に対応する正極引出端子及び負極引出端子を備えている。
【００２０】
一対の電極端子１５は、蓋１４の外側で引出端子１９ａと電気的に接続された平板状の端子接続部材１９ｂと、蓋１４の外側で端子接続部材１９ｂと電気的に接続された外部接続端子１９ｃと、を備えている。端子接続部材１９ｂは貫通する端子貫通孔１９ｈを備えている。また、電極端子１５は、端子接続部材１９ｂ及び外部接続端子１９ｃを蓋１４から絶縁する外側絶縁部材１９ｄを備えている。外側絶縁部材１９ｄは、端子接続部材１９ｂと蓋１４との間に位置している。また、電極端子１５は、一対の導電部材１７を備えている。一対の導電部材１７のうちの一方は、複数の正極タブ２５が接続されることにより、正極電極に対応する正極導電部材として機能する。一対の導電部材１７のうちの他方は、複数の負極タブ２６が接続されることにより、負極電極に対応する負極導電部材として機能する。複数の正極タブ２５、複数の負極タブ２６、及び電極端子１５を介して、電極組立体１２と蓋１４とが一体化されている。また、一方の電極端子１５は、導電部材１７及び複数の正極タブ２５を介して電極組立体１２と電気的に接続されている。他方の電極端子１５は、導電部材１７及び複数の負極タブ２６を介して電極組立体１２と電気的に接続されている。
【００２１】
次に、ケース本体１３及び蓋１４について詳細に説明する。
ケース本体１３は、矩形板状の底壁１３ｂと、底壁の周縁から立設した４つの矩形板状の側壁と、を有する。ケース本体１３の４つの側壁は、一対の長側壁１３ｃと、一対の短側壁１３ｄと、を有する。一対の長側壁１３ｃのうちの一方は、底壁１３ｂの一対の長側縁の一方から立設された側壁であり、一対の長側壁１３ｃのうちの他方は、底壁１３ｂの一対の長側縁の他方から立設された側壁である。また、一対の短側壁１３ｄのうちの一方は、底壁１３ｂの一対の短側縁の一方から立設された側壁であり、一対の短側壁１３ｄのうちの他方は、底壁１３ｂの一対の短側縁の他方から立設された側壁である。ケース本体１３の開口部１３ａは、一対の長側壁１３ｃ及び一対の短側壁１３ｄの先端部分によって区画形成されている。
【００２２】
図３又は図４に示すように、蓋１４は、矩形板状の蓋本体部１６ａと、蓋本体部１６ａよりも外形の小さい蓋突出部１６ｂとを有する。蓋突出部１６ｂは、蓋本体部１６ａからケース本体１３内に向けて突出し、且つケース本体１３の一対の長側壁１３ｃの内面及び一対の短側壁１３ｄの内面に沿って延びる柱状である。蓋突出部１６ｂは、ケース本体１３の開口部１３ａ内に嵌め合わされる。なお、蓋突出部１６ｂは、内側に肉の無い、いわゆる凸条により形成されていてもよい。ケース１１において、蓋本体部１６ａはケース本体１３の外側に位置しているとともに、蓋突出部１６ｂはケース本体１３の内側に位置している。以下では、蓋突出部１６ｂの表面のうちで、ケース本体１３の底壁１３ｂに対向するとともにケース１１の内側に臨む面を突出先端面１６ｃという。蓋本体部１６ａの表面のうちで、突出先端面１６ｃと平行をなすとともにケース１１の外側に臨む面を蓋本体上面１６ｄという。また、蓋本体部１６ａにおいて、蓋本体上面１６ｄとは反対側の面であって、蓋突出部１６ｂの周りでの面を蓋本体下面１６ｅという。蓋突出部１６ｂの表面のうち、ケース本体１３の一対の長側壁１３ｃの内面及び一対の短側壁１３ｄの内面に対向する面を、突出外周面１６ｆという。突出外周面１６ｆは、蓋１４の厚み方向にて蓋本体下面１６ｅから離間する方向及び蓋突出部１６ｂの周方向に延びている。なお、蓋１４の厚み方向は、蓋本体上面１６ｄ及び突出先端面１６ｃに直交する方向である。以下では、蓋１４の厚み方向を単に厚み方向Ｚという。底壁１３ｂからの一対の長側壁１３ｃ及び一対の短側壁１３ｄの立設方向と、蓋本体部１６ａからの蓋突出部１６ｂの突出方向は厚み方向Ｚに一致している。
【００２３】
蓋１４は、突出先端面１６ｃと蓋本体上面１６ｄとの間を貫通する一対の蓋貫通孔１４ｈを有する。一対の蓋貫通孔１４ｈは、厚み方向Ｚにおいて端子接続部材１９ｂの端子貫通孔１９ｈと対向している。蓋貫通孔１４ｈ及び端子貫通孔１９ｈに引出端子１９ａが挿通されている。また、蓋１４は、ケース本体１３の開口部１３ａを閉塞した状態でケース本体１３に組み付けられている。ケース１１において、ケース本体１３の長側壁１３ｃ及び短側壁１３ｄのそれぞれの先端面１３ｅ上に蓋本体下面１６ｅが載置されている。
【００２４】
図４に示すように、蓋１４は、厚み方向Ｚにおける蓋突出部１６ｂの先端縁に隅部３１を備える。隅部３１は、蓋突出部１６ｂの先端縁を面取して形成されている。また、厚み方向Ｚにおける蓋１４の断面において、隅部３１は蓋突出部１６ｂの内部に向けて凹んだ円弧状となっている。厚み方向Ｚにおける蓋突出部１６ｂの寸法を寸法Ｌ１とする。寸法Ｌ１は、厚み方向Ｚにおける突出先端面１６ｃと蓋本体下面１６ｅとの間の寸法に相当する。隅部３１の厚み方向Ｚにおける寸法Ｌ２は寸法Ｌ１よりも小さい。隅部３１は、蓋突出部１６ｂの先端側部分であって、蓋突出部１６ｂの一部に位置している。隅部３１の形成部分での蓋突出部１６ｂでは、蓋１４の長手方向における寸法及び短手方向における寸法が突出先端面１６ｃに近づくほど小さくなっている。隅部３１は、蓋突出部１６ｂの周り全体に形成されている。また、蓋突出部１６ｂは、隅部３１よりも蓋本体部１６ａ側に位置する部分に突出本体部３２を有する。突出本体部３２は、厚み方向Ｚにおいて隅部３１と蓋本体部１６ａとの間に位置する。突出本体部３２では、蓋１４の長手方向における寸法及び短手方向における寸法が厚み方向Ｚの全体で同じ大きさである。突出本体部３２の外周面が蓋突出部１６ｂの突出外周面１６ｆとなっている。
【００２５】
蓋１４によってケース本体１３の開口部１３ａが閉塞された状態で、厚み方向Ｚに直交する方向でのケース１１の周りから蓋１４とケース本体１３との境界部分に向けてレーザ溶接が施される。これにより、ケース本体１３の開口部１３ａの周りと蓋本体部１６ａとが溶接接合される。ケース本体１３の一対の長側壁１３ｃの先端面１３ｅと蓋本体下面１６ｅとが溶接されて溶接部Ｍが形成されている。
【００２６】
次に、隅部３１の形成方法について説明する。
図５又は図６に示すように、切削加工で蓋本体部１６ａ及び蓋突出部１６ｂを有する形状に成形された蓋１４に、ローラ４０を用いてロール加工が施される。なお、ロール加工前の蓋１４は、突出外周面１６ｆを延長させた仮想外周面Ｓ１と突出先端面１６ｃを延長させた仮想先端面Ｓ２とが交差する部分に先端縁を有している。図５では、説明の都合上、仮想的に先端縁を先端縁Ｓ３として図示する。ロール加工前の蓋１４の先端縁Ｓ３は、仮想外周面Ｓ１と仮想先端面Ｓ２とで直角をなしている。また、本実施形態でのローラ４０の材質はマルテンサイト系ステンレスである。ローラ４０の材質には、例えばＳＵＳ４４０Ｃが挙げられる。ＳＵＳ４４０Ｃは、焼入れ後の材料を液体窒素内に投入して急冷させることによって材料中の残留オーステナイトをなくす処理である、いわゆるサブゼロ処理を行うことで製造される。ローラ４０は、凸状に湾曲したローラ面４０ａを有する。ローラ４０は、回転軸Ｒの軸方向の両側から一対の支持部材４１によって支持されることにより、回転軸Ｒを中心に回転可能となっている。
【００２７】
図５に示すように、ローラ４０は、仮想外周面Ｓ１に対して角度Ａ１だけ蓋突出部１６ｂの内部に向けて傾いているとともに、仮想先端面Ｓ２に対して角度Ａ２だけ蓋突出部１６ｂの内部に向けて傾いている。本実施形態のローラ４０は、角度Ａ１と角度Ａ２がどちらも４５度となるように蓋突出部１６ｂの先端縁Ｓ３に当接させる。そして、蓋本体部１６ａ及び蓋突出部１６ｂを有する形状に成形された蓋１４を図示しない治具によって固定するとともに、例えばロボットによってローラ４０を蓋突出部１６ｂの先端縁Ｓ３に押し付けながらローラ４０を蓋１４の周方向へ走査移動させる。蓋１４の周方向へとローラ４０が移動するに伴って、ローラ４０が回転軸Ｒを中心に回転する。蓋突出部１６ｂの先端縁Ｓ３にはローラ４０を介して荷重が付与される。蓋１４の全周において蓋突出部１６ｂの先端縁Ｓ３をローラ４０が走査移動することにより、蓋１４の全周での蓋突出部１６ｂの先端縁Ｓ３にロール加工が施される。ローラ４０の走査移動方向を移動方向Ｕとして図示する。ローラ４０の走査移動速度は、例えば２０ｍｍ／ｍｉｎである。
【００２８】
図５及び図７に示すように、ローラ４０によるロール加工が施されることにより、蓋突出部１６ｂの先端縁Ｓ３が面取りされて隅部３１が形成される。蓋突出部１６ｂの先端縁Ｓ３はローラ面４０ａの形状に沿って表面が凹む。そのため、隅部３１はローラ面４０ａの形状に沿った形状を有する隅部面３１ａを有するとともに、蓋突出部１６ｂの内部に向けて凹んだ円弧状となる。
【００２９】
次に、ケース本体１３及び蓋１４に対して行った各種の測定及び観察について説明する。なお、以下の説明で用いる図８及び図１０では、隅部３１を蓋突出部１６ｂの内部に向けて実際よりも大きく湾曲するように図示している。
【００３０】
（ビッカース硬さの測定）
ＪＩＳＺ２２４４：２００９のビッカース硬さ試験に従って、ケース本体１３及び蓋１４のビッカース硬さを測定した。隅部３１の形成前の蓋１４であって、蓋本体部１６ａ及び蓋突出部１６ｂを有する形状に塑性加工された蓋１４では、ビッカース硬さが１９〜２３ＨＶ５であった。なお、隅部３１の形成前の蓋１４における平均粒径は、５０〜１００μｍである。上記隅部３１の形成前の蓋１４において、ビッカース硬さの最小値は上記平均粒径が最大値であるときの値であり、上記ビッカース硬さの最大値は上記平均粒形が最小値であるときの値である。一方、ローラ加工によって形成された隅部３１でのビッカース硬さは、２６〜３５ＨＶ０．０１であった。この隅部３１でのビッカース硬さは、ケース本体１３と溶接接合される前の蓋１４での隅部３１のビッカース硬さに相当する。隅部３１の形成後の蓋１４のビッカース硬さは、隅部３１の形成前よりも上昇した。蓋突出部１６ｂのうち、隅部３１の形成部分以外である突出先端面１６ｃ及び突出外周面１６ｆでのビッカース硬さは、隅部３１の形成前から変わらず１９〜２３ＨＶ５である。また、ケース本体１３のビッカース硬さは、突出本体部３２や蓋本体部１６ａでのビッカース硬さよりも大きい２６〜２８ＨＶ５であった。したがって、隅部３１でのビッカース硬さが、突出本体部３２や蓋本体部１６ａよりも大きいとともに、ケース本体１３以上の大きさとなっている。すなわち、隅部３１は、ケース本体１３と同等の硬さを有するか、ケース本体１３よりも硬くなっている。
【００３１】
（ファイバーフローの観察）
図８に示すように、蓋１４にローラ加工を施して隅部３１を形成することにより、隅部面３１ａに沿って延びる筋状のファイバーフロー５０が現れる。なお、ファイバーフローとは、繊維状の金属組織の流れのことをいう。蓋突出部１６ｂの隅部面３１ａを研磨するとともに５％ＨＦ水溶液でエッチング処理した後、ファイバーフロー５０のマクロ金属組織を観察した。この観察は、例えば偏光フィルターを使用した金属顕微鏡によって行う。なお、純アルミニウムとしてのＡ１０５０は、０．６〜０．７ｗｔ％の不純物組成としてＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕを有する。本実施形態にて隅部面３１ａに現れるファイバーフロー５０は、上記不純物組成が集まって形成された材料繊維組織からなる。
【００３２】
厚み方向Ｚでの隅部３１の両端部のうち、蓋突出部１６ｂの先端側での隅部３１の端部を隅部先端部３１ｂとするとともに、蓋突出部１６ｂの基端側での隅部３１の端部を隅部基端部３１ｃとする。ファイバーフロー５０は、厚み方向Ｚに延びているとともに、隅部先端部３１ｂと隣接する突出先端面１６ｃと隅部先端部３１ｂとの間と、隅部先端部３１ｂと隅部基端部３１ｃとの間と、隅部基端部３１ｃと隣接する突出外周面１６ｆと隅部基端部３１ｃとの間と、に一続きで延びていることが観察された。すなわち、厚み方向におけるファイバーフロー５０の両端部のうち、蓋突出部１６ｂの先端側でのファイバーフロー５０の端部である先端側端部５０ｂは突出先端面１６ｃに位置するとともに、蓋突出部１６ｂの基端側でのファイバーフロー５０の端部である基端側端部５０ｃは突出外周面１６ｆに位置する。なお、突出先端面１６ｃ及び突出外周面１６ｆが、蓋１４の表面のうちで隅部面３１ａに隣接する部分である隅部面隣接部に相当する。突出先端面１６ｃが、蓋突出部１６ｂの先端側にて隅部面３１ａに隣接する先端側隅部面隣接部に相当する。突出外周面１６ｆが、蓋突出部１６ｂの基端側にて隅部面３１ａに隣接する基端側隅部面隣接部に相当する。また、ファイバーフロー５０は、蓋１４の全周において隅部面３１ａに位置していることが観察された。ファイバーフロー５０は、蓋１４の周方向にて互いに平行をなすように隅部面３１ａに並んでいる。
【００３３】
（結晶粒径のアスペクト比（ミクロ金属組織）の測定）
図９及び図１０は、隅部３１の形成後での蓋突出部１６ｂの金属組成を模式的に図示したものである。ローラ加工に伴ってローラ４０から蓋突出部１６ｂに荷重が作用することにより、荷重を受けた蓋突出部１６ｂの部分での結晶粒径が変化する。蓋突出部１６ｂの隅部面３１ａから隅部面３１ａに直交する方向における蓋突出部１６ｂの内部へと、微細結晶粒層Ａ、塑性流動粒層Ｂ、及び金属結晶粒層Ｃの順で結晶粒径の異なる層が位置する。なお、金属結晶粒層Ｃは、図９及び図１０に金属結晶粒層Ｃとして図示した部分に加えて、その位置よりも蓋突出部１６ｂの内部の部分にも位置する。ローラ４０からの荷重の作用に伴って蓋突出部１６ｂの結晶粒子が圧縮される。隅部面３１ａとなる蓋突出部１６ｂの表面と、その蓋突出部１６ｂの表面に近い蓋突出部１６ｂの内部の部分では、蓋突出部１６ｂの表面に近い部分ほど上記荷重を大きく受ける。そのため、蓋突出部１６ｂの表面に近い部分ほど、隅部３１の形成前の蓋突出部１６ｂに対する隅部３１の形成後の蓋突出部１６ｂでの結晶粒子の圧縮率が大きくなる。この結晶粒子の圧縮率については、隅部面３１ａを含む微細結晶粒層Ａにて最も大きくなるとともに、塑性流動粒層Ｂにて微細結晶粒層Ａよりも小さくなる。また、蓋突出部１６ｂの内部のうち、隅部面３１ａとなる蓋突出部１６ｂの表面から遠い部分では、ローラ４０からの荷重が作用しない。蓋突出部１６ｂの内部のうち、隅部３１が形成されても結晶粒子が圧縮されず、隅部３１の形成前後で結晶粒径が変化しない部分を金属結晶粒層Ｃとする。
【００３４】
蓋突出部１６ｂがケース本体１３内に挿入される前の蓋１４を用いて、微細結晶粒層Ａでの結晶粒径のアスペクト比を測定した。アスペクト比の測定に際しては、蓋突出部１６ｂの隅部面３１ａを研磨するとともに、５％ＨＦ水溶液でのエッチング処理、又は１５Ｖ且つ２分間の条件下におけるバーカー試液中での陽極酸化処理を行った。その後、微細結晶粒層Ａにおいて組織写真を撮影し、組織写真から交線法でＬ／Ｓ寸法を測定することで、結晶粒径のアスペクト比を求めた。なお、Ｌ／Ｓ寸法の測定は、複数の結晶粒子の中心位置ｍでの結晶粒子の最大長さＬを、中心位置ｍにおいて最大長さＬに直交する結晶粒子の最小長さＳで除して粒径比を算出することにより行われる。ローラ加工によって形成された隅部３１において測定されたアスペクト比は、ビッカース硬さが２６〜３５ＨＶ０．０１の範囲において１．６〜４．０の値となる。
【００３５】
ここで、隅部３１において測定されたアスペクト比が１．６の値であるときは、隅部３１の形成前の蓋突出部１６ｂでの結晶粒子に対する隅部３１での結晶粒子の圧縮率が３８％となり、隅部３１でのビッカース硬さが２６〜２８ＨＶ５となる。このため、隅部３１は、ケース本体１３と同等のビッカース硬さを有することとなる。また、隅部３１において測定されたアスペクト比が１．６より大きい値であれば、隅部３１でのビッカース硬さがケース本体１３のビッカース硬さよりも大きい値となるため、隅部３１がケース本体１３よりも硬い。本実施形態では、隅部３１において測定されたアスペクト比が１．６以上の値であるため、蓋突出部１６ｂをケース本体１３内に挿入する際に隅部３１がケース本体１３に摺動したとしても、隅部面３１ａが削れにくいため金属粉が生じにくい。その一方で、隅部３１でのアスペクト比が仮に４．０を超えた値である場合は、隅部３１での上記圧縮率が７５％を超え、ロール加工時の応力を受けて蓋１４での隅部３１以外の部分に歪みが発生して撓んでしまうおそれがある。本実施形態では、隅部３１において測定されたアスペクト比が４．０以下の値であるため、上記のロール加工時の応力に伴う蓋１４の歪みが発生しにくい。
【００３６】
（粒界の観察）
図１１に示すように、溶接による蓋１４とケース本体１３との接合後、蓋突出部１６ｂの隅部３１に対して電子後方散乱回折法（ＥＢＳＤ法）を用いて結晶方位とその分布状態を測定した。ここでの観察対象部位は、蓋１４とケース本体１３との接合前に微細結晶粒層Ａであった蓋突出部１６ｂの部分である。厚み方向Ｚにおいて異なる位置での上記観察対象部位として、図１１に第１部位Ｄ、第２部位Ｅ、及び第３部位Ｆを示す。第１部位Ｄ、第２部位Ｅ、及び第３部位Ｆのうち、最も突出外周面１６ｆから離間した位置に第１部位Ｄが位置するため、第１部位Ｄが最も溶接部Ｍから離間している。第１部位Ｄ、第２部位Ｅ、及び第３部位Ｆのうち、突出外周面１６ｆに最も近接した位置に第３部位Ｆが位置するため、第３部位Ｆが最も溶接部Ｍに近接している。また、第２部位Ｅは、厚み方向Ｚにおいて第１部位Ｄと第３部位Ｆとの間に位置する。第１部位Ｄ、第２部位Ｅ、及び第３部位Ｆの各部位にて蓋突出部１６ｂを切り取るとともに各部位にて厚み方向Ｚに切断することにより、各部位での断面が表面に現れた試験片を作成する。
【００３７】
前処理として、断面試料作製装置としてのクロスセクションポリッシャ（登録商標）を用いて、３ｋＶ且つ１０．８ｋｓの加速電圧でＡｒイオンビームによる研磨を観察断面に施した。そして、ＳＥＭ本体：日本電子株式会社製ＪＳＭ−６４９０ＬＡと、ＥＢＳＤ解析システム：ＴＳＬ社（ＴｅｘＳＥＭＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．）製ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＥＢＳＤＤｅｔｅｃｔｏｒ及びＯＩＭ自動解析システムと、からなるＳＥＭ／ＥＢＳＤ装置を用いて、前処理後の各試験片を解析した。ＥＢＳＤ法を用いたデータ表示では逆極点図結晶方位マップ（ＩＰＦｍａｐ）が使用される。ＩＰＦｍａｐは、試験片において任意の面に対して平行になる各測定点の結晶面の法線方位を求めて、求められた法線方位を逆極点図カラーキーで表すものである。ＩＰＦｍａｐからは、色合いで結晶方位の分布の状態が把握できる。図１２に第１部位Ｄでの解析結果を示し、図１３に第２部位Ｅでの解析結果を示し、図１４に第３部位Ｆでの解析結果を示す。図１２、図１３、及び図１４は、各部位での隅部３１の断面について、単位面積におけるＩＰＦｍａｐを模式的に図示したものである。また、１つの結晶粒子の結晶内の方位差が小さい粒界は、サブグレイン(subgrain boundary)又は小角粒界（small-angle boundary）と呼ばれる。一方、方位差が大きい粒界は大角粒界(large-angle boundary)と呼ばれる。図１２、図１３、及び図１４では、方位差が１５度未満の粒界を小角粒界Ｂ１として細線で示し、方位差が１５度以上の粒界を大角粒界Ｂ２として太線で示す。また、大角粒界Ｂ２のうち、破線の太線で図示したものは明瞭に表れていない大角粒界であり、実線の太線で図示したものは明瞭に表れた大角粒界である。小角粒界Ｂ１が成長して実線の太線で図示した大角粒界Ｂ２になる途中のものが、破線の太線で図示した大角粒界Ｂ２である。以下では、破線の太線で示した大角粒界Ｂ２と実線の太線で示した大角粒界Ｂ２とを、まとめて大角粒界Ｂ２として説明する。
【００３８】
図１２、図１３、及び図１４に示すように、第１部位Ｄ、第２部位Ｅ、及び第３部位Ｆにおいては、レーザ溶接によって溶接部Ｍが形成される際の熱影響を受けて、小角粒界Ｂ１が大角粒界Ｂ２に成長する。なお、レーザ溶接が開始されると、溶接部Ｍが形成される部分から蓋１４の内部に熱が伝わっていくため、溶接部Ｍに近い位置ほど早期に熱が伝わり始める。そのため、熱影響を受ける総時間が蓋１４のうち溶接部Ｍに近接した位置ほど長くなることにより、第１部位Ｄ、第２部位Ｅ、及び第３部位Ｆの順で熱影響を受ける時間がより長くなる。したがって、図１２に示す第１部位Ｄの結晶粒子は細長状である一方で、図１３に示す第２部位Ｅ及び図１４に示す第３部位Ｆの結晶粒子は粒状である。隅部３１の断面は、溶接部Ｍに近接するほど、小角粒界Ｂ１の数が単位面積当たりで少なく、且つ大角粒界Ｂ２の単位面積当たりの平均面積が大きくなる。
【００３９】
本実施形態では以下の作用及び効果を得ることができる。
（１）隅部３１が蓋突出部１６ｂの先端縁Ｓ３を面取りしてなる形状であるため、蓋突出部１６ｂの先端縁が角張った形状ではなくなる。そのため、ケース本体１３の開口部１３ａを蓋１４で閉塞する際に、蓋突出部１６ｂの先端縁のケース本体１３への干渉を抑制しつつ、蓋突出部１６ｂをケース本体１３内に挿入できる。したがって、ケース本体１３と蓋突出部１６ｂの先端縁との干渉に伴う金属粉の発生を抑制できる。また、蓋突出部１６ｂをケース本体１３内に挿入する際には、蓋突出部１６ｂの挿入方向が厚み方向Ｚに沿う。本実施形態では、隅部面３１ａのファイバーフロー５０が厚み方向Ｚに延びているため、ファイバーフロー５０の延びる方向が蓋突出部１６ｂの挿入方向に沿う。そのため、蓋突出部１６ｂをケース本体１３内に挿入する際に、隅部面３１ａがケース本体１３に当接したとしても、隅部面３１ａのケース本体１３への当接位置をファイバーフロー５０に倣って移動させながら蓋突出部１６ｂをケース本体１３内に挿入できるため、隅部面３１ａでのケース本体１３への当接部分が削れにくい。さらに、本実施形態では、ファイバーフロー５０の先端側端部５０ｂが蓋突出部１６ｂの先端側にて突出先端面１６ｃに位置するとともに、ファイバーフロー５０の基端側端部５０ｃが蓋突出部１６ｂの基端側にて突出外周面１６ｆに位置している。そのため、隅部先端部３１ｂや隅部基端部３１ｃがケース本体１３に当接したとしても、それら端部が削れにくい。したがって、隅部３１がケース本体１３に当接しても金属粉の発生を抑制できる。
【００４０】
（２）隅部３１は蓋突出部１６ｂの内部に向けて凹む円弧状である。そのため、蓋の厚み方向Ｚに直交する方向において、隅部面３１ａとケース本体１３との間の間隙の寸法をより大きくできる。したがって、蓋突出部１６ｂの先端縁のケース本体１３への干渉をさらに抑制することで、ケース本体１３と蓋突出部１６ｂの先端縁との干渉に伴う金属粉の発生をさらに抑制できる。
【００４１】
（３）隅部面３１ａに位置する結晶粒子のアスペクト比は、隅部面３１ａに隣接する突出先端面１６ｃ及び突出外周面１６ｆに位置する結晶粒子のアスペクト比よりも大きく、且つ１．６以上４．０以下である。そのため、蓋突出部１６ｂをケース本体１３内に挿入する際に、隅部面３１ａが突出先端面１６ｃ及び突出外周面１６ｆよりも硬いことにより、隅部面３１ａがケース本体１３に当接したとしても隅部面３１ａが削れにくい。したがって、ケース本体１３と蓋突出部１６ｂの先端縁との干渉に伴う金属粉の発生をさらに抑制できる。
【００４２】
（４）蓋突出部１６ｂへの隅部３１の形成の際には、蓋突出部１６ｂをローラ４０が移動するに伴って、ローラ４０が回転軸Ｒを中心に回転する。ローラ４０が蓋突出部１６ｂの表面を摺動しないため、隅部面３１ａ上のファイバーフロー５０が隅部面３１ａと突出先端面１６ｃ及び突出外周面１６ｆとの境界位置にて切断されにくい。そのため、蓋突出部１６ｂの先端側にてファイバーフロー５０の先端側端部５０ｂが突出先端面１６ｃに位置するとともに、蓋突出部１６ｂの基端側にてファイバーフロー５０の基端側端部５０ｃが突出外周面１６ｆに位置するように、蓋突出部１６ｂに隅部３１を形成できる。
【００４３】
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
【００４４】
○  図１５に示すように、蓋突出部１６ｂにおける厚み方向Ｚの全体に隅部３１が位置するように、蓋突出部１６ｂに隅部３１を形成してもよい。この形態での蓋１１４では、蓋突出部１６ｂに突出外周面１６ｆが存在しなくなる。この形態においても上記実施形態と同様に、ファイバーフロー５０の先端側端部５０ｂが蓋突出部１６ｂの先端側にて突出先端面１６ｃに位置する。その一方で、上記実施形態とは異なり、この形態においてはファイバーフロー５０の基端側端部５０ｃが蓋突出部１６ｂの基端側にて蓋本体下面１６ｅに位置する。この形態において、突出先端面１６ｃ及び蓋本体下面１６ｅは、蓋１４の表面のうちで隅部面３１ａに隣接する部分である隅部面隣接部に相当する。突出先端面１６ｃは、蓋突出部１６ｂの先端側にて隅部面３１ａに隣接する先端側隅部面隣接部に相当する。蓋本体下面１６ｅは、蓋突出部１６ｂの基端側にて隅部面３１ａに隣接する基端側隅部面隣接部に相当する。
【００４５】
○  ローラ４０の形状を変更することによって隅部３１の形状を上記実施形態での形状と異ならせてもよい。この形態では、例えばローラ４０の回転軸Ｒに直交する方向の全体で凹状に湾曲したローラ面４０ａを有する形状のローラ４０を採用すると、そのローラ４０によって形成される隅部３１は蓋突出部１６ｂの外部に向けて張り出した凸円弧状となる。また、湾曲しない平面状のローラ面４０ａを有する形状のローラ４０を採用すると、そのローラ４０によって形成される隅部３１は円弧状ではなく平面状の隅部面３１ａを有するようになる。
【００４６】
○  蓋１４の周方向での蓋突出部１６ｂの位置に応じて、異なる形状のローラ４０を用いることにより、隅部３１の形状を変えてもよい。例えば、図２に示すように、ケース本体１３への蓋突出部１６ｂの挿入時に、仮に蓋１４の長手方向の両端部が中央部分よりもケース本体１３に当接しやすい場合がある。そうした場合、蓋１４の長手方向の両端部では図１５に示すように厚み方向Ｚでの蓋突出部１６ｂの大きい範囲に隅部３１を設ける一方で、上記中央部分では上記両端部よりも蓋突出部１６ｂの小さい範囲に隅部３１を設けるようにしてもよい。また、蓋１４の周方向での蓋突出部１６ｂの位置に応じて、ローラ４０から蓋突出部１６ｂに作用する荷重の大きさを異ならせることにより、隅部３１の形状を変えてもよい。
【００４７】
○  蓋１４の周方向の蓋突出部１６ｂの一部分にて隅部３１の形成を省略してもよい。
○  ローラ４０は、角度Ａ１よりも角度Ａ２が大きくなるように蓋突出部１６ｂの先端縁Ｓ３に当接させてもよい。この形態では、角度Ａ１が３５度以上であることが好ましい。
【００４８】
○  ローラ４０の材料は蓋突出部１６ｂへの隅部３１の形成が可能な硬さを有する材料であれば変更可能である。ローラ４０の材料は、ＳＵＪ２に代表されるＳＵＪ材であってもよい。なお、ＳＵＪ材としては、例えば、高炭素クロム軸受鋼鋼材が挙げられる。また、ローラ４０の材料は、ＳＫ１４０に代表されるＳＫ、ＳＫＳ、ＳＫＤ、ＳＫＨ材等の工具鋼鋼材にニッケルめっきを施したものであってもよい。
【００４９】
○  電子後方散乱回折法（ＥＢＳＤ）を用いて結晶方位とその分布状態を測定することによって、蓋突出部１６ｂでの結晶粒径のアスペクト比を測定してもよい。
○  蓋１４は、切削加工以外の製法で形成してもよく、例えばプレス加工によって形成してもよい。また、ケース本体１３は深絞り加工以外の製法で形成してもよく、例えば切削加工によって形成してもよい。
【００５０】
○  蓋１４の全体形状が平板状であってもよい。この場合では、蓋１４のうち、厚み方向Ｚにおけるケース本体１３の底壁１３ｂとは反対側の部分が蓋本体部１６ａに相当し、厚み方向Ｚにおいて蓋本体部１６ａよりもケース本体１３の底壁１３ｂに近い部分が蓋突出部１６ｂに相当する。蓋本体部１６ａはケース本体１３の開口部１３ａを閉塞し、蓋突出部１６ｂは蓋本体部１６ａからケース本体１３内に向けて突出する。
【００５１】
○  電極組立体１２は、長尺帯状の正極電極と、長尺帯状の負極電極とを、長尺帯状のセパレータを介して捲回した捲回型であってもよい。
○  二次電池１０は、リチウムイオン電池であったが、これに限らず、他の二次電池であってもよい。
【００５２】
○  蓄電装置は、二次電池でなく、電気二重層キャパシタ等の他の蓄電装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【００５３】
Ｂ１…小角粒界、Ｂ２…大角粒界、Ｍ…溶接部、Ｓ３…先端縁、１０…二次電池、１１…ケース、１２…電極組立体、１３…ケース本体、１３ａ…開口部、１４，１１４…蓋、１６ａ…蓋本体部、１６ｂ…蓋突出部、１６ｃ…突出先端面、１６ｆ…突出外周面、３１…隅部、３１ａ…隅部面、３１ｂ…隅部先端部、３１ｃ…隅部基端部、５０…ファイバーフロー、５０ｂ…先端側端部、５０ｃ…基端側端部。
【図１】
2020198184.tif 000003
【図２】
2020198184.tif 000004
【図３】
2020198184.tif 000005
【図４】
2020198184.tif 000006
【図５】
2020198184.tif 000007
【図６】
2020198184.tif 000008
【図７】
2020198184.tif 000009
【図８】
2020198184.tif 000010
【図９】
2020198184.tif 000011
【図１０】
2020198184.tif 000012
【図１１】
2020198184.tif 000013
【図１２】
2020198184.tif 000014
【図１３】
2020198184.tif 000015
【図１４】
2020198184.tif 000016
【図１５】
2020198184.tif 000017