(57)【要約】【課題】注液孔と該注液孔を封止する封止部材とを突き合わせ溶接する際の溶接不良を防止した密閉型電池を提供する。【解決手段】注液孔１４と該注液孔１４を封止する封止蓋１５とを突き合わせ溶接することにより封止した密閉型電池１０において、前記封止蓋１５の裏面１５ａと前記注液孔１４が形成される蓋体２ｂとの対向部の少なくとも一部に溶接箇所から前記注液孔１４の開口部である小径部１４ｂに貫通する流路１１が形成されている。また、前記流路１１は、前記封止蓋１５の裏面１５ａに設けられた溝１５ｂにより構成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
注液孔と該注液孔を封止する封止部材とを突き合わせ溶接することにより封止した密閉型電池において、
前記封止部材裏面と前記注液孔が形成される注液孔形成部材との対向部の少なくとも一部に溶接箇所から前記注液孔開口部に貫通する流路が形成されていることを特徴とする密閉型電池。
【請求項２】
前記流路は、前記封止部材裏面に設けられた溝又は突起により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の密閉型電池。
【請求項３】
前記流路は、前記注液孔形成部材に設けられた溝又は突起により形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の密閉型電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉型電池に関し、より詳細には、注液孔を封止部材により溶接封止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池等の密閉型電池においては、充放電要素（正極、負極、セパレータ等）を電池ケース内に収容し、電解液を注液した後に注液孔を封止した構造が知られている。このような密閉型電池を製造する場合、注液孔を介して電池ケース内に電解液を注液した後に、内部の電解液が漏れないように電池を密閉するため、電池ケースの注液孔を封止部材により溶接封止される。このように電池ケースの注液孔を封止部材により溶接封止する技術は公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１では、封止栓側壁に封止栓厚み方向に貫通する溝を設け、該封止栓により注液孔を溶接封止するために、先ず該封止栓の溝以外の部分をレーザー溶接した後に、該溝部分をレーザー溶接することで、溶接時の熱によって発生するガスによる溶接不良を防止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１９９８１９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、特許文献１に記載された技術では、溶接時に発生するガスを逃がすために、封止栓に溝を設けるだけでなく、複数回数の溶接を行う必要があるため、溶接箇所を連続して溶接することができず、溶接工程が複雑になってしまう。
【０００６】
一方、図７（ａ）（ｂ）に示すように、レーザーにより電池ケースの蓋体（注液孔）と封止蓋（封止部材）とを溶接する突き合わせ溶接において、溶接開始点からスタートして封止蓋周囲を回り、溶接終了点に至るまで溶接箇所が途切れないように連続して溶接する際に、溶接不良が発生する場合がある。例えば、図８に示すように、封止蓋周囲に沿った周中の溶接において、注液孔に残った電解液残渣などの異物が溶接時の熱の影響で気化した場合や、周溶接端部において、溶接時の熱の影響で蓋体（注液孔）と封止蓋との隙間（図９参照）に閉じ込められた空気が膨張した場合に、これらの気体が気泡となって溶接部（溶融池）を通過して溶接部の外側へ出た際に、該気泡がはじけて、溶接部に溶接不良を発生する虞がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、注液孔と該注液孔を封止する封止部材とを突き合わせ溶接する際の溶接不良を防止した密閉型電池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】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、請求項１においては、
注液孔と該注液孔を封止する封止部材とを突き合わせ溶接することにより封止した密閉型電池において、
前記封止部材裏面と前記注液孔が形成される注液孔形成部材との対向部の少なくとも一部に溶接箇所から前記注液孔開口部に貫通する流路が形成されているものである。
【００１０】
請求項２においては、
前記流路は、前記封止部材裏面に設けられた溝又は突起により構成されているものである。
【００１１】
請求項３においては、
前記流路は、前記注液孔形成部材に設けられた溝又は突起により形成されているものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数回溶接を行う必要がなく、溶接時に発生したガスが流路を通って、電池ケース内大空間側に逃げる構成となるため、溶接不良を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る密閉型電池の全体構成を示す斜視図。
【図２】同じく密閉型電池の内部を示す正面断面図。
【図３】実施例１の封止蓋及び注液孔の形状を示す図であり、（ａ）は封止蓋の下面図、（ｂ）は封止蓋の側面図、（ｃ）は溶接時を示す側面断面図、（ｄ）は蓋体（封止蓋なし状態）の注液孔近傍を示す側面断面図、（ｅ）は同じく上面図。
【図４】実施例２の封止蓋及び注液孔の形状を示す図であり、（ａ）は封止蓋の下面図、（ｂ）は封止蓋の側面図、（ｃ）は溶接時を示す側面断面図、（ｄ）は蓋体（封止蓋なし状態）の注液孔近傍を示す側面断面図、（ｅ）は同じく上面図。
【図５】実施例３の封止蓋及び注液孔の形状を示す図であり、（ａ）は封止蓋の下面図、（ｂ）は封止蓋の側面図、（ｃ）は溶接時を示す側面断面図、（ｄ）は蓋体（封止蓋なし状態）の注液孔近傍を示す側面断面図、（ｅ）は同じく上面図。
【図６】実施例４の封止蓋及び注液孔の形状を示す図であり、（ａ）は封止蓋の下面図、（ｂ）は封止蓋の側面図、（ｃ）は溶接時を示す側面断面図、（ｄ）は蓋体（封止蓋なし状態）の注液孔近傍を示す側面断面図、（ｅ）は同じく上面図。
【図７】従来の密閉型電池における突き合わせ溶接を示す説明図であり、（ａ）は蓋体（注液孔）と封止蓋との溶接箇所を示す上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図。
【図８】従来の密閉型電池における溶接不良の発生箇所を示す上面図。
【図９】従来の密閉型電池における突き合わせ溶接時に蓋体（注液孔）と封止蓋の間に形成される隙間を示す側面断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、発明の実施の形態を説明する。
先ず、本発明に係る密閉型電池の一実施形態である電池１０の構成について図１及び図２を用いて説明する。電池１０は、充放電可能に構成される密閉型電池（例えば、リチウムイオン二次電池）であって、注液孔４と該注液孔４を封止する封止部材である封止蓋５とを突き合わせ溶接することにより封止した密閉型電池である。以下、電池１０について具体的に説明する。
【００１５】
電池１０は、図１に示すように、充放電要素１と、充放電要素１を内部に収容する電池ケース２と、電池ケース２の上面から突出する一対の外部端子３・３と、電池ケース２に開口形成され、電解液を注液するための注液孔４と、注液孔４を封止する封止部材である封止蓋５と、を備える。
【００１６】
充放電要素１は、正極、負極とをセパレータを介して積層し、複数回巻回されてなる電極体である。正極及び負極の積層部分には、それぞれ正極活物質又は負極活物質を含む合材が担持されている。充放電要素１は、積層部分における正極・負極間の化学反応により充放電が行われる。
【００１７】
電池ケース２は、充放電要素１を内部に収容する直方体形状の金属製の部材である。電池ケース２は、ケース本体２ａ及び蓋体２ｂ等により角型の電池容器として形成される。
【００１８】
ケース本体２ａは、一面（図１では、上面）が開口された有底の角筒状の部材であり、内部に充放電要素１が収納される。
【００１９】
蓋体２ｂは、ケース本体２ａの開口面に応じた形状（本実施形態では、平面視略矩形状）を有する平板状部材であり、ケース本体２ａの開口面を閉塞するための部材である。蓋体２ｂは、その略中央部に安全弁６を備える。蓋体２ｂは、該安全弁６と外部端子３・３の一方の端子との間に注液孔４が開口形成された注液孔形成部材である。蓋体２ｂは、ケース本体２ａの開口面を閉塞した状態で、レーザ溶接等によりケース本体２ａと接合される。ケース本体２ａ及び蓋体２ｂを構成する材料としては、例えばアルミニウムやアルミニウム合金等が挙げられる。
なお、本実施形態の電池１０は、ケース本体２ａが有底の角筒状に形成された角型電池に構成しているが、これに限定するものではなく、例えば、ケース本体が有底の円筒状に形成された円筒型電池に適用することも可能である。
【００２０】
外部端子３・３は、一方が正極端子であり、他方が負極端子である。外部端子３・３は、電池１０の外部との充放電のための接続経路となる電極端子である。外部端子３・３は、外部端子３・３の一部が電池ケース２から外側に向けて突出される。外部端子３・３は、図２に示すように、集電端子７・７を介して充放電要素１の正極又は負極に電気的に接続される。外部端子３・３は、絶縁部材を介して蓋体２ｂに固定される。
【００２１】
注液孔４は、蓋体２ｂの厚さ方向に蓋体２ｂを貫通する貫通孔であり、所定の内径を有する大径部４ａ、該大径部よりも小径の小径部４ｂ、及び該大径部４ａと小径部４ｂの間に形成される円環状の段差部（段差面）４ｃを備える。注液孔４は、予め充放電要素１が収容された電池ケース２の内部に電解液を注液するために用いられる。注液孔４の段差部４ｃは、封止蓋５の裏面（内側面）の対向部となる。注液孔４には、封止蓋５が取り付けられ、レーザー溶接により溶接封止される。
なお、本実施形態においては、注液孔４が形成される注液孔形成部材として、蓋体２ｂを用いているが、特に限定するものではない。注液孔は、電池ケース２内に電解液を注液可能な位置に設ける構成であればよいため、例えば、注液孔形成部材をケース本体２ａとし、ケース本体２ａ上部に注液孔を設ける構成とすることも可能である。
【００２２】
封止蓋５は、注液孔４の大径部４ａよりも小径の円盤状の金属部材である。封止蓋５は、注液孔４を封止するための封止部材である。封止蓋５は、注液孔４の大径部４ａに挿入し、注液孔４の段差部４ｃに載置可能であり、該封止蓋５を段差部４ｃに載置した場合、封止蓋５の外側面と蓋体２ｂの外側面とが略一致する状態、いわゆる面一となる。また、封止蓋５の裏面（内側面）は、注液孔４の段差部４ｃの対向部となる。封止蓋５を構成する材料としては、例えばアルミニウムやアルミニウム合金等が挙げられる。封止蓋５は、大径部４ａに挿入し、注液孔４の段差部４ｃに載置され、大径部４ａの側壁面と封止蓋５の外周面とを突き合わせた状態でレーザー溶接により突き合わせ溶接が行われて接合される。
【００２３】
本実施形態の電池１０には、封止部材である封止蓋５の裏面と注液孔形成部材である蓋体２ｂ（注液孔４）との対向部の少なくとも一部に溶接箇所から注液孔４開口部に貫通する流路が形成されている。以下に、当該流路の具体的な例を挙げ、本発明の実施例を示す。
【００２４】
（実施例１）
図３（ａ）に示すように、封止蓋１５には、その裏面（内側面）１５ａに封止蓋１５の中心部から外周縁まで放射状に延びる凹状の溝１５ｂが穿設されている。該溝１５ｂの断面形状は、矩形状である（図３（ｂ）参照）。一方、封止蓋１５の裏面１５ａの対向部にあたる、注液孔１４の段差部１４ｃは、円環状の平坦な面として形成されている。図３（ｃ）に示すように、この封止蓋１５を大径部１４ａに挿入し、注液孔１４の段差部１４ｃに載置されると、封止蓋１５の溝１５ｂにより大径部１４ａの側壁面と封止蓋１５の外周面とを突き合わせた状態における外側部分（図３（ｃ）の点線丸印部分）の溶接箇所から注液孔１４の開口部（小径部１４ｂ）に貫通する流路１１が形成される。該封止蓋１５を用いて注液孔１４を溶接封止する場合、該封止蓋１５を大径部１４ａに挿入し、注液孔１４の段差部１４ｃに載置され、上記溶接箇所に対してレーザーが照射されることにより突き合わせ溶接が行われると、溶接時の熱の影響によりガス（例えば、電解液残渣などの異物が気化したもの）が発生した場合でも、このガスは図３（ｃ）に示す点線矢印方向に沿って流路１１を通って、電池ケース２内へと流れることになる。また、このように溶接箇所から注液孔１４の開口部に貫通する流路１１が形成されるため、従来のように蓋体（注液孔壁面）と封止蓋との隙間に空気が閉じ込められることもない。こうして、溶接箇所を連続して溶接可能となり、従来のように複数回溶接を行う必要がなく、溶接時の熱の影響により発生するガスを電池ケース２内の大空間側に逃げるように構成することにより、溶接不良を防止することができる。
なお、溝１５ｂの数やその断面形状等については、特に限定するものではない。
【００２５】
（実施例２）
図４（ｅ）に示すように、注液孔２４の段差部２４ｃには、注液孔２４の小径部２４ｂから大径部２４ａまで放射状に延びる凹状の溝２４ｄが穿設されている。該溝２４ｄの断面形状は、矩形状である。一方、注液孔２４の段差部２４ｃの対向部にあたる、封止蓋２５の裏面（内側面）２５ａは、平坦な面として形成されている。図４（ｃ）に示すように、この封止蓋２５を大径部２４ａに挿入し、注液孔２４の段差部２４ｃに載置されると、注液孔２４の溝２４ｄにより大径部２４ａの側壁面と封止蓋２５の外周面とを突き合わせた状態における外側部分（図４（ｃ）の点線丸印部分）の溶接箇所から注液孔２４の開口部（小径部２４ｂ）に貫通する流路２１が形成される。該封止蓋２５を用いて注液孔２４を溶接封止する場合、該封止蓋２５を大径部２４ａに挿入し、注液孔２４の段差部２４ｃに載置され、上記溶接箇所に対してレーザーが照射されることにより突き合わせ溶接が行われると、溶接時の熱の影響によりガス（例えば、電解液残渣などの異物が気化したもの）が発生した場合でも、このガスは図４（ｃ）に示す点線矢印方向に沿って流路２１を通って、電池ケース２内へと流れることになる。また、このように溶接箇所から注液孔２４の開口部に貫通する流路２１が形成されるため、従来のように蓋体（注液孔壁面）と封止蓋との隙間に空気が閉じ込められることもない。こうして、溶接箇所を連続して溶接可能となり、従来のように複数回溶接を行う必要がなく、溶接時の熱の影響により発生するガスを電池ケース２内の大空間側に逃げるように構成することにより、溶接不良を防止することができる。
なお、溝２４ｄの数やその断面形状等については、特に限定するものではない。
また、上記のように本実施例では、注液孔２４の段差部２４ｃに溝２４ｄを設けたが、本実施例で用いた封止蓋２５の代わりに、実施例１で用いた封止蓋１５を適用し、注液孔２４の段差部２４ｃと封止蓋１５の裏面１５ａの両方に溝２４ｄ、溝１５ｂを有する構成とすることも可能である。このように構成することで、形成される流路のガスの流通性がさらに向上する。
【００２６】
（実施例３）
図５（ｅ）に示すように、注液孔３４の段差部３４ｃには、注液孔３４の小径部３４ｂ中心にして、その四方に凸状の突起部３４ｄが設けられている。突起部３４ｄは、円柱状の突起である。一方、注液孔３４の段差部３４ｃの対向部にあたる、封止蓋３５の（裏面内側面）３５ａは、平坦な面として形成されている。図５（ｃ）に示すように、この封止蓋３５を大径部３４ａに挿入し、注液孔３４の段差部３４ｃに載置されると、注液孔３４の突起部３４ｄにより大径部３４ａの側壁面と封止蓋３５の外周面とを突き合わせた状態における外側部分（図５（ｃ）の点線丸印部分）の溶接箇所から注液孔３４の開口部（小径部３４ｂ）に貫通する流路３１が形成される。該封止蓋３５を用いて注液孔３４を溶接封止する場合、該封止蓋３５を大径部３４ａに挿入し、注液孔３４の段差部３４ｃ上に設けられた突起部３４ｄ上面に載置され、上記溶接箇所に対してレーザーが照射されることにより突き合わせ溶接が行われると、溶接時の熱の影響によりガス（例えば、電解液残渣などの異物が気化したもの）が発生した場合でも、このガスは図５（ｃ）に示す点線矢印方向に沿って流路３１を通って、電池ケース２内へと流れることになる。また、このように溶接箇所から注液孔３４の開口部に貫通する流路３１が形成されるため、従来のように蓋体（注液孔壁面）と封止蓋との隙間に空気が閉じ込められることもない。こうして、溶接箇所を連続して溶接可能となり、従来のように複数回溶接を行う必要がなく、溶接時の熱の影響により発生するガスを電池ケース２内の大空間側に逃げるように構成することにより、溶接不良を防止することができる。
なお、本実施例では、注液孔３４の段差部３４ｃに突起部３４ｄを設けたが、特に限定するものではない。例えば、注液孔３４の段差部３４ｃではなく、封止蓋３５の裏面に突起部を設ける構成し、本実施例と同様の効果を得ることも可能である。
また、突起部３４ｄの数やその形状等については、特に限定するものではない。
【００２７】
（実施例４）
実施例４として示す封止蓋及び注液孔の形状においては、実施例２で示した封止蓋２５の形状のみが異なるものであるため、本実施例では実施例２の封止蓋２５に代わる封止蓋４５についてのみ説明する。図６（ａ）（ｂ）に示すように、封止蓋４５には、その裏面（内側面）４５ａの周端部（注液孔２４側壁面との突き合わせ部分）にテーパー状に形成されたテーパー部４５ｂを有している。テーパー部４５ｂは、外周側へ行くほど封止蓋４５の厚みが薄くなるように形成されている。図６（ｃ）に示すように、この封止蓋４５を大径部２４ａに挿入し、注液孔２４の段差部２４ｃに載置されると、注液孔２４の溝２４ｄにより大径部２４ａの側壁面と封止蓋２５の外周面とを突き合わせた状態における外側部分（図６（ｃ）の点線丸印部分）の溶接箇所から注液孔２４の開口部（小径部２４ｂ）に貫通する流路４１が形成される。該封止蓋４５を用いて注液孔２４を溶接封止する場合、該封止蓋２５を大径部２４ａに挿入し、注液孔２４の段差部２４ｃに載置され、上記溶接箇所に対してレーザーが照射されることにより突き合わせ溶接が行われると、溶接時の熱の影響によりガス（例えば、電解液残渣などの異物が気化したもの）が発生した場合でも、このガスは図６（ｃ）に示す点線矢印方向に沿って流路４１を通って、電池ケース２内へと流れることになる。また、本実施例では、上記溶接箇所の近傍にテーパー部４５ｂを設けているため、実施例２で示された流路２１よりも、よりスムーズに溶接時の熱の影響により発生するガスを注液孔２４の開口部へと逃がすことが可能となる。また、このように溶接箇所から注液孔２４の開口部に貫通する流路４１が形成されるため、従来のように蓋体（注液孔壁面）と封止蓋との隙間に空気が閉じ込められることもない。こうして、溶接箇所を連続して溶接可能となり、従来のように複数回溶接を行う必要がなく、溶接時の熱の影響により発生するガスを電池ケース２内の大空間側に逃げるように構成することにより、溶接不良を防止することができる。
【００２８】
以上のように、本発明は、封止部材である封止蓋の裏面と注液孔形成部材である蓋体（注液孔）との対向部（合わせ面）の少なくとも一部に溶接箇所から注液孔開口部に貫通する流路が形成されている。また、前記流路は、前記封止蓋裏面に設けられた溝又は突起により構成されている。また、前記流路は、前記蓋体（注液孔）に設けられた溝又は突起により形成されている。これにより、従来のように複数回溶接を行う必要がなく、溶接時の熱により発生したガスがガス抜け用の流路を通って、電池ケース内大空間側に逃げる構成となるため、溶接不良を防止できる。すなわち、本発明は、溶接箇所での溶接不良を未然に防ぐために、ガス圧力が電池ケース内部へ逃げる構造にするべく、注液孔と封止蓋の形状を構成したものである。
【符号の説明】
【００２９】
２ｂ  蓋体（注液孔形成部材）
４、１４、２４、３４  注液孔
５、１５、２５、３５、４５  封止蓋
１５ａ、２５ａ、３５ａ、４５ａ  裏面
１０  密閉型電池
１１、２１、３１、４１  流路
１５ｂ、２４ｄ  溝
３４ｄ  突起部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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