(57)【要約】      （修正有）【課題】注液栓を容器に溶接する際に、溶接作業を円滑に行うことができる蓄電素子の製造方法を提供する。【解決手段】電解液を注液するための注液口が形成された容器の容器表面に注液栓を溶接することで蓄電素子を製造する蓄電素子の製造方法であって、容器表面の注液栓が溶接される領域を含む第一領域に第一レーザ光線を照射する第一照射工程（Ｓ１０４）と、容器表面に注液栓が配置された状態で、第一レーザ光線よりも強い第二レーザ光線を注液栓上の領域を含む第二領域に照射することで、容器表面に注液栓をレーザ溶接する第二照射工程（Ｓ１０６）とを含み、第一照射工程（Ｓ１０４）では、容器表面が滑らかになる強さの第一レーザ光線を照射する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解液を注液するための注液口が形成された容器の容器表面に注液栓を溶接することで蓄電素子を製造する蓄電素子の製造方法であって、
前記容器表面の前記注液栓が溶接される領域を含む第一領域に第一レーザ光線を照射する第一照射工程と、
前記容器表面に前記注液栓が配置された状態で、前記第一レーザ光線よりも強い第二レーザ光線を前記注液栓上の領域を含む第二領域に照射することで、前記容器表面に前記注液栓をレーザ溶接する第二照射工程とを含み、
前記第一照射工程では、前記容器表面が滑らかになる強さの前記第一レーザ光線を照射する
蓄電素子の製造方法。
【請求項２】
さらに、
前記注液口を塞ぐように前記容器表面に前記注液栓を配置する注液栓配置工程を含み、
前記第一照射工程では、前記容器表面に前記注液栓が配置された状態で、前記第一領域に前記第一レーザ光線を照射する
請求項１に記載の蓄電素子の製造方法。
【請求項３】
前記第一照射工程では、前記容器表面における前記注液栓が配置される領域よりも外方の領域に前記第一レーザ光線の中心が位置するように、前記第一領域に前記第一レーザ光線を照射し、
前記第二照射工程では、前記第二レーザ光線の中心が前記注液栓上に位置するように、前記第二領域に前記第二レーザ光線を照射する
請求項１または２に記載の蓄電素子の製造方法。
【請求項４】
前記第一照射工程では、前記第一レーザ光線の外縁の少なくとも一部が前記注液栓上に位置するように、前記第一領域に前記第一レーザ光線を照射する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電素子の製造方法。
【請求項５】
前記第一照射工程では、前記第一レーザ光線の中心が前記注液栓の外方を全周にわたって移動するように、前記第一領域に前記第一レーザ光線を照射する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電素子の製造方法。
【請求項６】
前記第二照射工程では、前記第二レーザ光線の中心が前記注液栓の外周部を全周にわたって移動するように、前記第二領域に前記第二レーザ光線を照射する
請求項１〜５のいずれか１項に記載の蓄電素子の製造方法。
【請求項７】
電解液を注液するための注液口が形成された容器と、前記注液口を塞ぐように配置された注液栓とを備える蓄電素子であって、
前記容器の容器表面に前記注液栓がレーザ溶接されることで形成された溶接部と、
前記容器表面における前記溶接部に隣接して形成され、レーザ溶接で照射されるレーザ光線よりも弱いレーザ光線が照射されることで前記容器表面が滑らかになるように改質されたレーザ照射痕と
を備える蓄電素子。
【請求項８】
前記溶接部は、前記注液栓の外周部に全周にわたって形成され、
前記レーザ照射痕は、前記溶接部を囲うように全周にわたって形成されている
請求項７に記載の蓄電素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解液を注液するための注液口が形成された容器に注液栓を溶接することで蓄電素子を製造する蓄電素子の製造方法、及び当該製造方法によって製造された蓄電素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
世界的な環境問題への取り組みとして、ガソリン自動車から電気自動車への転換が重要になってきている。このため、非水電解質二次電池などの蓄電素子を電気自動車の電源として使用することが検討されている。
【０００３】
このような蓄電素子においては、電解液を注液するための注液口が形成された容器を備えている。そして、当該蓄電素子の製造時には、当該注液口から電解液が注液されて、当該容器に注液栓が溶接されることで、当該注液口が封止される。しかし、注液口の周りに電解液が付着していると、注液栓を容器に溶接する際に溶接不良が生じる。
【０００４】
このため、従来、注液口の周りの電解液を除去して、注液栓を容器に溶接する際の溶接不良を低減することができる蓄電素子の製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この蓄電素子の製造方法では、容器に注液栓を配置していない状態で注液口の周囲にレーザ光線を照射して、当該注液口の周囲を当該レーザ光線によって溶融させ、溝を形成することで、注液口周りの電解液を除去し、注液栓を容器に溶接する際の溶接不良を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１６９２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の蓄電素子の製造方法では、注液栓を容器に溶接する際に、溶接作業を円滑に行うことができない場合があるという問題がある。
【０００７】
つまり、上記特許文献１に開示された蓄電素子の製造方法では、容器に注液栓を配置していない状態で注液口の周囲にレーザ光線を照射する。このため、注液口から容器内方にレーザ光線が入り込む可能性があり、容器内方にレーザ光線が入り込んだ場合には、容器内のセパレータが溶けたりするなどの問題が生じる。特に、上記特許文献１では、注液口の周囲を溶融させるほどの強いレーザ光線を照射しているため、容器内方に当該レーザ光線が入り込んだ場合には、大きな問題を引き起こす可能性がある。
【０００８】
また、上記特許文献１に開示された蓄電素子の製造方法では、注液口の周囲をレーザ光線によって溶融させ、溝を形成している。このため、溝が形成された容器に注液栓を配置して溶接を行う必要があるため、容器と注液栓との密着性が悪くなり、容器への注液栓の溶接に影響を及ぼす恐れがある。
【０００９】
以上のように、上記従来の蓄電素子の製造方法では、注液栓を容器に溶接する際に、容器内方にレーザ光線が入り込んでしまったり、容器と注液栓との密着性が悪くなったりすることで、容器への注液栓の溶接を円滑に行うことができない場合がある。
【００１０】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、注液栓を容器に溶接する際に、溶接作業を円滑に行うことができる蓄電素子の製造方法及び当該製造方法によって製造された蓄電素子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】
【００１１】
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の製造方法は、電解液を注液するための注液口が形成された容器の容器表面に注液栓を溶接することで蓄電素子を製造する蓄電素子の製造方法であって、前記容器表面の前記注液栓が溶接される領域を含む第一領域に第一レーザ光線を照射する第一照射工程と、前記容器表面に前記注液栓が配置された状態で、前記第一レーザ光線よりも強い第二レーザ光線を前記注液栓上の領域を含む第二領域に照射することで、前記容器表面に前記注液栓をレーザ溶接する第二照射工程とを含み、前記第一照射工程では、前記容器表面が滑らかになる強さの前記第一レーザ光線を照射する。
【００１２】
これによれば、当該蓄電素子の製造方法において、まず、容器表面が滑らかになる強さの第一レーザ光線を第一領域に照射し、次いで、第一レーザ光線よりも強い第二レーザ光線を第二領域に照射することで容器表面に注液栓をレーザ溶接する。つまり、第一レーザ光線を第一領域に照射して、容器表面の注液栓が溶接される領域を滑らかにすることで、容器表面への注液栓の溶接を安定した状態で行うことができる。また、第一レーザ光線を第一領域に照射した際の熱で、容器表面上に残留している電解液を乾燥させることができるため、第二レーザ光線による容器表面への注液栓の溶接を安定した状態で行うことができる。また、第一レーザ光線を第一領域に照射した際の余熱によって、従来よりも弱いレーザ光線で容器表面への注液栓の溶接を行うことができる。以上のように、当該蓄電素子の製造方法によれば、注液栓を容器に溶接する際に、溶接作業を円滑に行うことができる。
【００１３】
また、さらに、前記注液口を塞ぐように前記容器表面に前記注液栓を配置する注液栓配置工程を含み、前記第一照射工程では、前記容器表面に前記注液栓が配置された状態で、前記第一領域に前記第一レーザ光線を照射することにしてもよい。
【００１４】
これによれば、当該蓄電素子の製造方法において、注液口を塞ぐように容器表面に注液栓を配置した後に、当該容器表面に注液栓が配置された状態で、第一レーザ光線を照射する。このように、容器表面に注液栓が配置された状態でレーザ光線を照射することで、レーザ光線が注液口から容器内部に入射されるのを防ぐことができる。これにより、当該蓄電素子の製造方法によれば、注液栓を容器に溶接する際に、溶接作業を円滑に行うことができる。
【００１５】
また、前記第一照射工程では、前記容器表面における前記注液栓が配置される領域よりも外方の領域に前記第一レーザ光線の中心が位置するように、前記第一領域に前記第一レーザ光線を照射し、前記第二照射工程では、前記第二レーザ光線の中心が前記注液栓上に位置するように、前記第二領域に前記第二レーザ光線を照射することにしてもよい。
【００１６】
これによれば、当該蓄電素子の製造方法において、容器表面における注液栓が配置される領域よりも外方の領域に第一レーザ光線の中心が位置するように、容器表面が滑らかになる強さの第一レーザ光線を照射する。つまり、容器表面における注液栓が配置される領域よりも外方の注液栓が溶接される領域に、第一レーザ光線を照射する。これにより、当該蓄電素子の製造方法によれば、容器表面における注液栓が溶接される領域を確実に改質させて、当該領域を滑らかにすることができる。
【００１７】
また、前記第一照射工程では、前記第一レーザ光線の外縁の少なくとも一部が前記注液栓上に位置するように、前記第一領域に前記第一レーザ光線を照射することにしてもよい。
【００１８】
これによれば、当該蓄電素子の製造方法において、第一レーザ光線の外縁の少なくとも一部が注液栓上に位置するように、容器表面が滑らかになる強さの第一レーザ光線を照射する。つまり、注液栓の最外周部の打ち抜き部分に第一レーザ光線を照射して、当該最外周部が滑らかになるように表面を改質させる。これにより、当該蓄電素子の製造方法によれば、注液栓の最外周部の打ち抜き部分のバリなどを低減することができるとともに、溶接箇所である注液栓の上面端部も表面改質することができる。
【００１９】
また、前記第一照射工程では、前記第一レーザ光線の中心が前記注液栓の外方を全周にわたって移動するように、前記第一領域に前記第一レーザ光線を照射することにしてもよい。
【００２０】
これによれば、当該蓄電素子の製造方法において、第一レーザ光線の中心が注液栓の外方を全周にわたって移動するように、容器表面が滑らかになる強さの第一レーザ光線を照射する。これにより、当該蓄電素子の製造方法によれば、注液栓が溶接される領域の全体を満遍なく改質させて、当該領域を滑らかにすることができる。
【００２１】
また、前記第二照射工程では、前記第二レーザ光線の中心が前記注液栓の外周部を全周にわたって移動するように、前記第二領域に前記第二レーザ光線を照射することにしてもよい。
【００２２】
これによれば、当該蓄電素子の製造方法において、第二レーザ光線の中心が注液栓の外周部を全周にわたって移動するように、第二レーザ光線を照射する。これにより、当該蓄電素子の製造方法によれば、表面改質されて滑らかになった容器表面に、注液栓の外周全周にわたってレーザ溶接することができる。
【００２３】
また、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、電解液を注液するための注液口が形成された容器と、前記注液口を塞ぐように配置された注液栓とを備える蓄電素子であって、前記容器の容器表面に前記注液栓がレーザ溶接されることで形成された溶接部と、前記容器表面における前記溶接部に隣接して形成され、レーザ溶接で照射されるレーザ光線よりも弱いレーザ光線が照射されることで前記容器表面が滑らかになるように改質されたレーザ照射痕とを備える。
【００２４】
これによれば、当該蓄電素子において、容器表面における溶接部に隣接して、レーザ溶接で照射されるレーザ光線よりも弱いレーザ光線が照射されることで容器表面が滑らかになるように改質されたレーザ照射痕が形成されている。このように、容器表面の注液栓が溶接される領域が滑らかになるように改質されてレーザ溶接されているため、容器への注液栓の溶接が安定した状態で行われた蓄電素子が実現できている。これにより、当該蓄電素子によれば、注液栓を容器に溶接する際に、溶接作業を円滑に行うことができている。
【００２５】
また、前記溶接部は、前記注液栓の外周部に全周にわたって形成され、前記レーザ照射痕は、前記溶接部を囲うように全周にわたって形成されていることにしてもよい。
【００２６】
これによれば、当該蓄電素子において、注液栓の外周部に全周にわたって形成された溶接部を囲うように、レーザ照射痕が全周にわたって形成されている。このように、注液栓が溶接される領域の全体が満遍なく滑らかにされてレーザ溶接されているため、容器への注液栓の溶接が安定した状態で行われた蓄電素子が実現できている。
【発明の効果】
【００２７】
本発明における蓄電素子の製造方法によれば、注液栓を容器に溶接する際に、溶接作業を円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態に係る蓄電素子の外観を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る蓄電素子が備える各構成要素を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る注液栓の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る注液栓が蓋体に溶接された場合の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る蓄電素子の製造方法を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態に係る蓄電素子の製造方法における注液栓配置工程を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る蓄電素子の製造方法における第一照射工程を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る蓄電素子の製造方法における第一照射工程を説明するための図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る蓄電素子の製造方法における第二照射工程を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る蓄電素子の製造方法における第二照射工程を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施の形態の変形例に係る蓄電素子の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態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、いずれも本発明の好ましい一具体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、ステップ、ステップの順序などは、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。
【００３０】
（実施の形態）
まず、蓄電素子１０の構成について、説明する。
【００３１】
図１は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０の外観を模式的に示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０が備える各構成要素を示す斜視図である。
【００３２】
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、より具体的には、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池である。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。
【００３３】
図１に示すように、蓄電素子１０は、容器１００と、正極端子２００と、負極端子３００と注液栓４００とを備えている。また、図２に示すように、容器１００内方には、正極集電体１２０と、負極集電体１３０と、電極体１４０とが収容されている。なお、蓄電素子１０の容器１００の内部には電解液などの液体が封入されているが、当該液体の図示は省略する。
【００３４】
容器１００は、矩形筒状で底を備える本体１１１と、本体１１１の開口を閉塞する板状部材である蓋体１１０とで構成されている。また、容器１００は、電極体１４０等を内部に収容後、蓋体１１０と本体１１１とが溶接等されることにより、内部を密封することができるものとなっている。なお、蓋体１１０及び本体１１１の材質は、特に限定されないが、例えばステンレス鋼やアルミニウムなど溶接可能な金属であるのが好ましい。
【００３５】
また、容器１００の蓋体１１０には、図２に示すように、注液口１１０ａが形成されている。ここで、注液口１１０ａは、蓄電素子１０の製造時に電解液を注液するための円柱形状の貫通孔である。なお、注液口１１０ａは、円柱形状には限定されず、角柱形状などであってもよい。
【００３６】
また、図１に示すように、容器１００の蓋体１１０には、注液口１１０ａを塞ぐように、注液栓４００が配置されている。つまり、蓄電素子１０の製造時に、注液口１１０ａから容器１００内に電解液を注入し、注液栓４００を蓋体１１０に溶接して注液口１１０ａを塞ぐことで、電解液が容器１００内に収容される。注液栓４００の詳細な説明については、後述する。
【００３７】
なお、容器１００に封入される電解液（非水電解液）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。
【００３８】
電極体１４０は、正極と負極とセパレータとを備え、電気を蓄えることができる部材である。正極は、アルミニウムやアルミニウム合金などからなる長尺帯状の正極基材箔上に正極活物質層が形成されたものである。負極は、銅や銅合金などからなる長尺帯状の負極基材箔上に負極活物質層が形成されたものである。セパレータは、樹脂からなる微多孔性のシートである。
【００３９】
ここで、正極活物質層に用いられる正極活物質、または負極活物質層に用いられる負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極活物質または負極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。
【００４０】
そして、電極体１４０は、負極と正極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き回されて形成されている。なお、同図では、電極体１４０の形状としては長円形状を示したが、円形状または楕円形状でもよい。また、電極体１４０の形状は捲回型に限らず、平板状極板を積層した形状でもよい。
【００４１】
正極端子２００は、電極体１４０の正極に電気的に接続された電極端子であり、負極端子３００は、電極体１４０の負極に電気的に接続された電極端子である。つまり、正極端子２００及び負極端子３００は、電極体１４０に蓄えられている電気を蓄電素子１０の外部空間に導出し、また、電極体１４０に電気を蓄えるために蓄電素子１０の内部空間に電気を導入するための金属製の電極端子である。また、正極端子２００及び負極端子３００は、電極体１４０の上方に配置された蓋体１１０に取り付けられている。
【００４２】
正極集電体１２０は、電極体１４０の正極と容器１００の本体１１１の側壁との間に配置され、正極端子２００と電極体１４０の正極とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。なお、正極集電体１２０は、電極体１４０の正極基材箔と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成されている。
【００４３】
負極集電体１３０は、電極体１４０の負極と容器１００の本体１１１の側壁との間に配置され、負極端子３００と電極体１４０の負極とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。なお、負極集電体１３０は、電極体１４０の負極基材箔と同様、銅または銅合金で形成されている。
【００４４】
次に、注液栓４００の構成、及び注液栓４００が蓋体１１０に溶接された場合の構成について、説明する。まず、注液栓４００の構成について、詳細に説明する。
【００４５】
図３は、本発明の実施の形態に係る注液栓４００の構成を示す図である。具体的には、同図の（ａ）は、蓋体１１０に溶接される前の注液栓４００を上方から見た場合の平面図であり、同図の（ｂ）は、蓋体１１０に溶接される前の注液栓４００の断面を示す断面図である。
【００４６】
同図に示すように、注液栓４００は、蓋体１１０に溶接固定される固定部４１０と、固定部４１０から突出した突出部４２０とを備えている。
【００４７】
固定部４１０は、注液口１１０ａを塞ぐように蓋体１１０上に固定される円盤形状の部材である。固定部４１０は、例えばステンレス鋼やアルミニウムなど、蓋体１１０に溶接可能な金属で形成されている。なお、固定部４１０の形状は、注液口１１０ａを塞ぐことができる形状であれば、矩形状の平板形状などどのような形状であってもよい。
【００４８】
突出部４２０は、注液口１１０ａに挿入される突出状の部位である。具体的には、突出部４２０は、固定部４１０の中央部分から突出した円柱形状の部位である。ここで、突出部４２０は、固定部４１０と一体に形成されているが、別体で構成されていてもよい。また、突出部４２０の形状は、円柱形状には限定されないが、注液口１１０ａの形状に対応した形状であるのが好ましい。
【００４９】
次に、注液栓４００が蓋体１１０に溶接された場合の構成について、詳細に説明する。
【００５０】
図４は、本発明の実施の形態に係る注液栓４００が蓋体１１０に溶接された場合の構成を示す図である。具体的には、同図の（ａ）は、注液栓４００が蓋体１１０に溶接された状態を上方から見た場合の平面図であり、同図の（ｂ）は、注液栓４００が蓋体１１０に溶接された状態における注液栓４００と蓋体１１０との断面を示す断面図である。
【００５１】
同図に示すように、蓋体１１０の注液口１１０ａに注液栓４００の突出部４２０が挿入されて蓋体１１０の表面である容器表面１１０ｂ上に注液栓４００の固定部４１０が配置された状態で、注液栓４００が容器表面１１０ｂに溶接されて、溶接部６３１が形成されている。
【００５２】
つまり、溶接部６３１は、容器１００の容器表面１１０ｂに注液栓４００が溶接されることで形成された溶接部であり、具体的には、容器表面１１０ｂに注液栓４００がレーザ溶接されることで形成された溶接部である。
【００５３】
また、本実施の形態では、溶接部６３１は、注液栓４００の固定部４１０の外周部に全周にわたって形成されている。つまり、溶接部６３１は、固定部４１０の外周部と容器表面１１０ｂとがレーザ溶接によって溶融して形成されたドーナツ形状の部位である。
【００５４】
なお、溶接部６３１は、固定部４１０の外周部に１周だけ形成されていてもよいし、２周以上形成されていてもよい。また、溶接部６３１は、固定部４１０の外周部の全周ではなく一部に形成されていることにしてもよい。この溶接部６３１が形成されることについての詳細な説明については、後述する。
【００５５】
また、容器表面１１０ｂにおける溶接部６３１に隣接してレーザ照射痕５１１が形成されている。レーザ照射痕５１１は、溶接部６３１を形成するためにレーザ溶接で照射されるレーザ光線よりも弱いレーザ光線が照射されることで、容器表面１１０ｂが滑らかになるように改質されたレーザ照射の痕である。
【００５６】
また、本実施の形態では、レーザ照射痕５１１は、溶接部６３１を囲うように全周にわたって形成されている。つまり、レーザ照射痕５１１は、容器表面１１０ｂの、溶接部６３１に隣接して溶接部６３１の外方に形成されたドーナツ形状の部位である。
【００５７】
なお、レーザ照射痕５１１は、溶接部６３１外方に１周だけ形成されていてもよいし、２周以上形成されていてもよい。また、レーザ照射痕５１１は、溶接部６３１外方の全周ではなく溶接部６３１外方の一部に形成されていることにしてもよい。このレーザ照射痕５１１が形成されることについての詳細な説明については、後述する。
【００５８】
次に、蓄電素子１０の製造方法について、説明する。
【００５９】
図５は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０の製造方法を示すフローチャートである。具体的には、同図は、蓄電素子１０を製造するために、注液口１１０ａが形成された容器１００の容器表面１１０ｂに注液栓４００を溶接する工程を説明するフローチャートである。
【００６０】
同図に示すように、まず、注液栓配置工程として、注液口１１０ａを塞ぐように容器表面１１０ｂに注液栓４００を配置する（Ｓ１０２）。この注液栓配置工程について、以下に詳細に説明する。
【００６１】
図６は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０の製造方法における注液栓配置工程を説明するための図である。具体的には、同図の（ａ）は、容器表面１１０ｂに注液栓４００を配置した状態を上方から見た場合の平面図であり、同図の（ｂ）は、容器表面１１０ｂに注液栓４００を配置した状態における注液栓４００と蓋体１１０との断面を示す断面図である。
【００６２】
同図に示すように、蓋体１１０の注液口１１０ａに注液栓４００の突出部４２０が挿入されて、蓋体１１０の容器表面１１０ｂ上に注液栓４００の固定部４１０が配置される。これにより、注液栓４００が注液口１１０ａを塞ぐように容器表面１１０ｂに配置される。
【００６３】
図５に戻り、次に、第一照射工程として、容器表面１１０ｂの注液栓４００が溶接される領域を含む第一領域に第一レーザ光線を照射する（Ｓ１０４）。この第一照射工程について、以下に詳細に説明する。
【００６４】
図７及び図８は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０の製造方法における第一照射工程を説明するための図である。
【００６５】
ここで、図７は、第一レーザ光線５００の照射を開始した状態を示す図であり、具体的には、同図の（ａ）は、第一レーザ光線５００の照射を開始した状態を上方から見た場合の平面図であり、同図の（ｂ）は、第一レーザ光線５００の照射を開始した状態における注液栓４００と蓋体１１０との断面を示す断面図である。
【００６６】
また、図８は、第一レーザ光線５００の照射を終了した状態を示す図であり、具体的には、同図の（ａ）は、第一レーザ光線５００の照射を終了した状態を上方から見た場合の平面図であり、同図の（ｂ）は、第一レーザ光線５００の照射を終了した状態における注液栓４００と蓋体１１０との断面を示す断面図である。
【００６７】
まず、図７に示すように、第一領域５３０ａに対して、第一レーザ光線５００の照射が開始される。つまり、第一照射工程では、容器表面１１０ｂに注液栓４００が配置された状態で、第一領域５３０ａに第一レーザ光線５００を照射する。
【００６８】
ここで、第一領域５３０ａは、容器表面１１０ｂの注液栓４００が溶接される領域（後述の溶接領域６１０ａ）を含む領域である。つまり、容器表面１１０ｂ上の領域と固定部４１０上の領域とを含む第一領域５３０ａに対して、第一レーザ光線５００の照射が開始される。このように、第一照射工程では、第一レーザ光線５００の外縁の少なくとも一部が注液栓４００上に位置するように、第一領域５３０ａに第一レーザ光線５００を照射する。
【００６９】
また、第一レーザ光線５００は、照射した領域の表面が滑らかになる強さのレーザ光線である。具体的には、第一レーザ光線５００は、照射した領域の表面が滑らかになるように当該表面を改質させる強さのレーザ光線である。つまり、第一照射工程では、容器表面１１０ｂが滑らかになる強さの第一レーザ光線５００を照射する。
【００７０】
これにより、容器表面１１０ｂ上の第一領域５３０ａ内の領域において、レーザ照射痕５１０ａが形成され、固定部４１０上の第一領域５３０ａ内の領域において、レーザ照射痕５２０ａが形成される。なお、レーザ照射痕５１０ａは、第一レーザ光線５００が照射されることで容器表面１１０ｂが滑らかになるように改質されたレーザ照射の痕であり、レーザ照射痕５２０ａは、第一レーザ光線５００が照射されることで固定部４１０の表面が滑らかになるように改質されたレーザ照射の痕である。
【００７１】
また、第一レーザ光線５００は、中心Ｐが、注液栓４００の固定部４１０よりも外方の容器表面１１０ｂ上の領域に位置するように照射される。つまり、第一照射工程では、容器表面１１０ｂにおける注液栓４００が配置される領域よりも外方の領域に第一レーザ光線５００の中心Ｐが位置するように、第一領域５３０ａに第一レーザ光線５００を照射する。
【００７２】
また、第一照射工程では、第一レーザ光線５００の中心Ｐが注液栓４００の外方を全周にわたって移動するように、第一領域に第一レーザ光線５００を照射する。つまり、第一レーザ光線５００は、中心Ｐが同図の移動軌跡５０１を描くように移動しながら、固定部４１０の全周にわたって照射される。
【００７３】
これにより、図８に示すように、固定部４１０の全周にわたる第一領域５３０に第一レーザ光線５００が照射される。なお、第一領域５３０は、第一レーザ光線５００が固定部４１０の全周にわたって移動することで、図７に示された第一領域５３０ａが描く移動軌跡である。
【００７４】
そして、容器表面１１０ｂ上の第一領域５３０内の領域において、レーザ照射痕５１０が形成され、固定部４１０上の第一領域５３０内の領域において、レーザ照射痕５２０が形成される。
【００７５】
ここで、レーザ照射痕５１０は、第一レーザ光線５００が固定部４１０の全周にわたって移動することで、図７に示されたレーザ照射痕５１０ａの移動軌跡によって形成され、容器表面１１０ｂが滑らかになるように改質されたレーザ照射の痕である。また、レーザ照射痕５２０は、第一レーザ光線５００が固定部４１０の全周にわたって移動することで、図７に示されたレーザ照射痕５２０ａの移動軌跡によって形成され、固定部４１０の表面が滑らかになるように改質されたレーザ照射の痕である。
【００７６】
なお、表面が滑らかになるとは、表面が改質されることで表面の平滑状態が改善される、つまり、表面に形成された凹凸や加工時のバリなどの平滑ではない部位が平滑な状態になることをいう。
【００７７】
このように、レーザ照射痕５２０は、固定部４１０の外周部の全周にわたって円形状に形成され、レーザ照射痕５１０は、レーザ照射痕５２０の外方に全周にわたって円形状に形成される。
【００７８】
なお、レーザ照射痕５２０及び５１０の形状は円形状に限定されず、例えば固定部４１０が矩形状であれば、レーザ照射痕５２０及び５１０も矩形状に形成される。また、レーザ照射痕５２０は、固定部４１０の外周部に１周だけ形成されてもよいし、２周以上形成されてもよく、同様に、レーザ照射痕５１０は、レーザ照射痕５２０の外方に１周だけ形成されてもよいし、２周以上形成されてもよい。また、レーザ照射痕５２０及び５１０は、当該全周にわたって形成されなくともよく、当該全周のうちの一部に形成されることにしてもよい。
【００７９】
図５に戻り、次に、第二照射工程として、第一レーザ光線５００よりも強い第二レーザ光線を注液栓４００上の領域を含む第二領域に照射することで、容器表面１１０ｂに注液栓４００をレーザ溶接する（Ｓ１０６）。この第二照射工程について、以下に詳細に説明する。
【００８０】
図９及び図１０は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０の製造方法における第二照射工程を説明するための図である。
【００８１】
ここで、図９は、第二レーザ光線６００の照射を開始した状態を示す図であり、具体的には、同図の（ａ）は、第二レーザ光線６００の照射を開始した状態を上方から見た場合の平面図であり、同図の（ｂ）は、第二レーザ光線６００の照射を開始した状態における注液栓４００と蓋体１１０との断面を示す断面図である。
【００８２】
また、図１０は、第二レーザ光線６００の照射を終了した状態を示す図であり、具体的には、同図の（ａ）は、第二レーザ光線６００の照射を終了した状態を上方から見た場合の平面図であり、同図の（ｂ）は、第二レーザ光線６００の照射を終了した状態における注液栓４００と蓋体１１０との断面を示す断面図である。
【００８３】
まず、図９に示すように、第二領域６３０ａに対して、第二レーザ光線６００の照射が開始される。つまり、第二照射工程では、第一照射工程に引き続き、容器表面１１０ｂに注液栓４００が配置された状態で、第二領域６３０ａに第二レーザ光線６００を照射する。
【００８４】
ここで、第二領域６３０ａは、注液栓４００上の領域を含む領域である。つまり、容器表面１１０ｂ上の溶接領域６１０ａと固定部４１０上の溶接領域６２０ａとを含む第二領域６３０ａに対して、第二レーザ光線６００の照射が開始される。このように、第二照射工程では、第二レーザ光線６００が容器表面１１０ｂと固定部４１０とに跨るように、第二領域６３０ａに第二レーザ光線６００を照射する。
【００８５】
また、第二レーザ光線６００は、第一レーザ光線５００よりも大きな強さのレーザ光線である。具体的には、第二レーザ光線６００は、照射した領域の表面を溶融する強さのレーザ光線である。つまり、第二照射工程では、容器表面１１０ｂと固定部４１０とを溶融させる強さの第二レーザ光線６００を第二領域６３０ａに照射することで、容器表面１１０ｂに注液栓４００をレーザ溶接する。
【００８６】
また、第二レーザ光線６００は、中心Ｑが、注液栓４００の固定部４１０上の領域に位置するように照射される。つまり、第二照射工程では、第二レーザ光線６００の中心Ｑが注液栓４００上に位置するように、第二領域６３０ａに第二レーザ光線６００を照射する。
【００８７】
また、第二照射工程では、第二レーザ光線６００の中心Ｑが注液栓４００の外周部を全周にわたって移動するように、第二領域に第二レーザ光線６００を照射する。つまり、第二レーザ光線６００は、中心Ｑが同図の移動軌跡６０１を描くように移動しながら、固定部４１０の全周にわたって照射される。
【００８８】
これにより、図１０に示すように、固定部４１０の全周にわたる第二領域６３０に第二レーザ光線６００が照射され、溶接部６３１が形成される。つまり、溶接部６３１は、第二領域６３０内の領域において、容器表面１１０ｂに注液栓４００がレーザ溶接されることで形成された溶接部である。なお、第二領域６３０は、第二レーザ光線６００が固定部４１０の全周にわたって移動することで、図９に示された第二領域６３０ａが描く移動軌跡である。
【００８９】
また、レーザ照射痕５１０のうち、第二領域６３０に含まれない領域においては、第二レーザ光線６００が照射されずに溶接部６３１が形成されないため、レーザ照射痕５１１が形成されたまま残ることになる。
【００９０】
このように、注液栓４００の固定部４１０の外周部に全周にわたって溶接部６３１が円形状に形成されるとともに、溶接部６３１に隣接して溶接部６３１を囲うように全周にわたってレーザ照射痕５１１が円形状に形成される。
【００９１】
なお、溶接部６３１の形状は円形状に限定されず、例えば固定部４１０が矩形状であれば、溶接部６３１も矩形状に形成される。また、溶接部６３１は、固定部４１０の外周部に１周だけ形成されてもよいし、２周以上形成されてもよい。また、溶接部６３１は、当該全周にわたって形成されなくともよく、当該全周のうちの一部に形成されることにしてもよい。また、レーザ照射痕５１１についても、レーザ照射痕５１０の形状に応じて、矩形状に形成されてもよいし、２周以上形成されてもよいし、全周のうちの一部に形成されることにしてもよい。
【００９２】
以上のように、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、まず、容器表面１１０ｂが滑らかになる強さの第一レーザ光線５００を第一領域５３０に照射し、次いで、第一レーザ光線５００よりも強い第二レーザ光線６００を第二領域６３０に照射することで容器表面１１０ｂに注液栓４００をレーザ溶接する。つまり、第一レーザ光線５００を第一領域５３０に照射して、容器表面１１０ｂの注液栓４００が溶接される領域を滑らかにすることで、容器表面１１０ｂへの注液栓４００の溶接を安定した状態で行うことができる。また、第一レーザ光線５００を第一領域５３０に照射した際の熱で、容器表面１１０ｂ上に残留している電解液を乾燥させることができるため、第二レーザ光線６００による容器表面１１０ｂへの注液栓４００の溶接を安定した状態で行うことができる。また、第一レーザ光線５００を第一領域５３０に照射した際の余熱によって、従来よりも弱いレーザ光線で容器表面１１０ｂへの注液栓４００の溶接を行うことができる。以上のように、蓄電素子１０の製造方法によれば、注液栓４００を容器１００に溶接する際に、溶接作業を円滑に行うことができる。
【００９３】
また、蓄電素子１０の製造方法において、注液口１１０ａを塞ぐように容器表面１１０ｂに注液栓４００を配置した後に、容器表面１１０ｂに注液栓４００が配置された状態で、第一レーザ光線５００を照射する。このように、容器表面１１０ｂに注液栓４００が配置された状態で第一レーザ光線５００を照射することで、第一レーザ光線５００が注液口１１０ａから容器１００内部に入射されるのを防ぐことができる。これにより、蓄電素子１０の製造方法によれば、注液栓４００を容器１００に溶接する際に、溶接作業を円滑に行うことができる。
【００９４】
また、蓄電素子１０の製造方法において、容器表面１１０ｂにおける注液栓４００が配置される領域よりも外方の領域に第一レーザ光線５００の中心が位置するように、容器表面１１０ｂが滑らかになる強さの第一レーザ光線５００を照射する。つまり、容器表面１１０ｂにおける注液栓４００が配置される領域よりも外方の注液栓４００が溶接される領域に、第一レーザ光線５００を照射する。これにより、蓄電素子１０の製造方法によれば、容器表面１１０ｂにおける注液栓４００が溶接される領域を確実に改質させて、当該領域を滑らかにすることができる。
【００９５】
また、蓄電素子１０の製造方法において、第一レーザ光線５００の外縁の少なくとも一部が注液栓４００上に位置するように、容器表面１１０ｂが滑らかになる強さの第一レーザ光線５００を照射する。つまり、注液栓４００の最外周部の打ち抜き部分に第一レーザ光線５００を照射して、当該最外周部が滑らかになるように表面を改質させる。これにより、蓄電素子１０の製造方法によれば、注液栓４００の最外周部の打ち抜き部分のバリなどを低減することができるとともに、溶接箇所である注液栓４００の上面端部も表面改質することができる。
【００９６】
また、蓄電素子１０の製造方法において、第一レーザ光線５００の中心Ｐが注液栓４００の外方を全周にわたって移動するように、容器表面１１０ｂが滑らかになる強さの第一レーザ光線５００を照射する。これにより、蓄電素子１０の製造方法によれば、注液栓４００が溶接される領域の全体を満遍なく改質させて、当該領域を滑らかにすることができる。
【００９７】
また、蓄電素子１０の製造方法において、第二レーザ光線６００の中心Ｑが注液栓４００の外周部を全周にわたって移動するように、第二レーザ光線６００を照射する。これにより、蓄電素子１０の製造方法によれば、表面改質されて滑らかになった容器表面１１０ｂに、注液栓４００の外周全周にわたってレーザ溶接することができる。
【００９８】
また、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０によれば、容器表面１１０ｂにおける溶接部６３１に隣接して、レーザ溶接で照射される第二レーザ光線６００よりも弱い第一レーザ光線５００が照射されることで容器表面１１０ｂが滑らかになるように改質されたレーザ照射痕５１１が形成されている。このように、容器表面１１０ｂの注液栓４００が溶接される領域が滑らかになるように改質されてレーザ溶接されているため、容器１００への注液栓４００の溶接が安定した状態で行われた蓄電素子１０が実現できている。これにより、蓄電素子１０によれば、注液栓４００を容器１００に溶接する際に、溶接作業を円滑に行うことができている。
【００９９】
また、蓄電素子１０において、注液栓４００の外周部に全周にわたって形成された溶接部６３１を囲うように、レーザ照射痕５１１が全周にわたって形成されている。このように、注液栓４００が溶接される領域の全体が満遍なく滑らかにされてレーザ溶接されているため、容器１００への注液栓４００の溶接が安定した状態で行われた蓄電素子１０が実現できている。
【０１００】
以上、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０及びその製造方法について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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ことが意図される。
【０１０１】
例えば、上記実施の形態では、注液栓４００は、蓋体１１０に配置されていることとしたが、注液栓は、本体に配置されていることにしてもよい。図１１は、本発明の実施の形態の変形例に係る蓄電素子１１の構成を示す図である。同図に示すように、注液栓７００は、容器１０１の本体１１３の側壁に配置されている。なお、注液栓７００の配置位置は、同図の位置には限定されない。また、注液栓７００は、本体１１３の底壁に配置されていることにしてもよい。これによっても、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【０１０２】
また、上記実施の形態では、第一照射工程において、注液栓４００の固定部４１０よりも外方の容器表面１１０ｂ上の領域に第一レーザ光線５００の中心Ｐが位置するように、第一レーザ光線５００を照射することとした。しかし、第一照射工程において、固定部４１０上に第一レーザ光線５００の中心Ｐが位置するように、第一レーザ光線５００を照射することにしてもよい。これによっても、上記実施の形態と同様に、注液栓４００が溶接される容器表面１１０ｂ上の領域を滑らかにするなどにより、溶接作業を円滑に行うことができる。
【０１０３】
また、上記実施の形態では、第一照射工程において、第一レーザ光線５００の外縁の少なくとも一部が注液栓４００上に位置するように、第一レーザ光線５００を照射することとした。しかし、第一照射工程において、第一レーザ光線５００が注液栓４００上に位置することなく第一レーザ光線５００を照射することにしてもよい。これによっても、上記実施の形態と同様に、注液栓４００が溶接される容器表面１１０ｂ上の領域を滑らかにするなどにより、溶接作業を円滑に行うことができる。
【０１０４】
また、上記実施の形態では、第二照射工程において、第二レーザ光線６００の中心Ｑが注液栓４００上に位置するように第二レーザ光線６００を照射することとした。しかし、第二照射工程において、第二レーザ光線６００の中心Ｑが注液栓４００上に位置することなく第二レーザ光線６００を照射することにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明は、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子の製造方法等に適用できる。
【符号の説明】
【０１０６】
１０、１１  蓄電素子
１００、１０１  容器
１１０、１１２  蓋体
１１０ａ  注液口
１１０ｂ  容器表面
１１１、１１３  本体
１２０  正極集電体
１３０  負極集電体
１４０  電極体
２００  正極端子
３００  負極端子
４００、７００  注液栓
４１０  固定部
４２０  突出部
５００  第一レーザ光線
５０１、６０１  移動軌跡
５１０、５１０ａ、５１１、５２０、５２０ａ  レーザ照射痕
５３０、５３０ａ  第一領域
６００  第二レーザ光線
６１０ａ、６２０ａ  溶接領域
６３０、６３０ａ  第二領域
６３１  溶接部
【図１】
2014175160.tif 000003
【図２】
2014175160.tif 000004
【図３】
2014175160.tif 000005
【図４】
2014175160.tif 000006
【図５】
2014175160.tif 000007
【図６】
2014175160.tif 000008
【図７】
2014175160.tif 000009
【図８】
2014175160.tif 000010
【図９】
2014175160.tif 000011
【図１０】
2014175160.tif 000012
【図１１】
2014175160.tif 000013