(57)【要約】【課題】密閉型電池の信頼性を高めることが可能な密閉型電池の製造方法を提供する。【解決手段】この密閉型電池の製法方法では、蓋２０の一方端部に正極端子２１が設けられ、蓋２０の他方端部に負極端子２２が設けられており、蓋２０の正極端子２１側の端面２０ａを開口部１１に挿入して開口部１１の内壁に接触させた後に、蓋２０の負極端子２２側の端面を開口部１１に挿入して、電池缶１０と蓋２０を溶接する。したがって、製造時に金属異物が発生して電池缶１０内に混入しても負極端子２２側に混入するので、密閉電池の電圧低下を小さく抑制できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池缶の段差付の開口部に蓋を嵌め込んで溶接する密閉型電池の製造方法であって、
前記蓋の第１端部に正極端子が設けられるとともに前記蓋の第２端部に負極端子が設けられており、
前記蓋の前記第１端部の端面を前記開口部に挿入して前記開口部の内壁に接触させる第１の工程と、
前記蓋の前記第２端部の端面を前記開口部に挿入して前記蓋を前記開口部に嵌め込む第２の工程と、
前記電池缶と前記蓋を溶接する第３の工程とを含む、密閉型電池の製造方法。
【請求項２】
前記第１の工程では、前記電池缶の前記開口部の幅を前記蓋の外寸よりも広げた状態で前記蓋の前記第１端部の端面を前記開口部に挿入し、
前記第２の工程では、前記電池缶の前記開口部の幅を元に戻した状態で前記蓋の前記第２端部の端面を前記開口部に挿入する、請求項１に記載の密閉型電池の製造方法。
【請求項３】
前記開口部および前記蓋の各々が長方形状に形成されており、
前記第１端部は前記蓋の一方の短辺側の端部であり、前記第２端部は前記蓋の他方の短辺側の端部であり、
前記第１の工程では、前記開口部の２つの長辺を外側に円弧状に変形させて前記開口部の幅を広げた状態で、前記蓋の前記第１端部の端面を前記開口部に挿入して前記開口部の内壁に接触させ、
前記第２の工程では、前記電池缶の前記開口部を長方形状に戻し、前記蓋の前記第２端部の端面を前記開口部に挿入して前記蓋を前記開口部に嵌め込む、請求項２に記載の密閉型電池の製造方法。
【請求項４】
電池缶の段差付の開口部に蓋を嵌め込んで溶接した密閉型電池であって、
前記蓋の第１端部に正極端子が設けられるとともに前記蓋の第２端部に負極端子が設けられ、
前記蓋の長さは前記開口部の長さよりも短く、
前記蓋の裏面側において前記蓋の前記第１端部の端面と前記開口部の内壁との隙間は、前記蓋の前記第２端部の端面と前記開口部の内壁との隙間よりも小さく、
前記蓋の表面側において前記電池缶と前記蓋が溶接されている、密閉型電池。
【請求項５】
前記蓋の裏面側において前記蓋の前記第１端部の端面と前記開口部の内壁とは接触し、前記蓋の前記第２端部の端面と前記開口部の内壁とは離間している、請求項４に記載の密閉型電池。
【請求項６】
前記開口部および前記蓋の各々が長方形状に形成されており、
前記第１端部は前記蓋の一方の短辺側の端部であり、前記第２端部は前記蓋の他方の短辺側の端部である、請求項５に記載の密閉型電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は密閉型電池およびその製造方法に関し、特に、電池缶の段差付の開口部に蓋を嵌め込んで溶接した密閉型電池と、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池使用機器においては、一般に直方体状の電池収納部が設けられており、電池収納部の容積を有効に使用するために角柱状の密閉型電池が用いられる。密閉型電池の製造方法としては、発電要素を収容した電池缶の段差付の開口部に蓋を嵌め込んで溶接する方法がある（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１３５２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の密閉型電池の製造方法では、電池缶の開口部に蓋を嵌め込むときに金属異物が発生し、その金属異物が電池缶内に混入するという問題があった。電池缶内に金属異物が混入すると、金属異物の混入場所によっては電池の電圧が低下し、電池の信頼性が低くなる。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、密閉型電池の信頼性を高めることが可能な密閉型電池の製造方法と、信頼性の高い密閉電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る密閉型電池の製造方法は、電池缶の段差付の開口部に蓋を嵌め込んで溶接する密閉型電池の製造方法である。この密閉型電池では、蓋の第１端部に正極端子が設けられるとともに蓋の第２端部に負極端子が設けられている。この製造方法は、蓋の第１端部の端面を開口部に挿入して開口部の内壁に接触させる第１の工程と、蓋の第２端部の端面を開口部に挿入して蓋を開口部に嵌め込む第２の工程と、電池缶と蓋を溶接する第３の工程とを含む。
【０００７】
好ましくは、第１の工程では、電池缶の開口部の幅を蓋の外寸よりも広げた状態で蓋の第１端部の端面を開口部に挿入し、第２の工程では、電池缶の開口部の幅を元に戻した状態で蓋の第２端部の端面を開口部に挿入する。
【０００８】
好ましくは、開口部および蓋の各々が長方形状に形成されており、第１端部は蓋の一方の短辺側の端部であり、第２端部は蓋の他方の短辺側の端部である。第１の工程では、開口部の２つの長辺を外側に円弧状に変形させて開口部の幅を広げた状態で、蓋の第１端部の端面を開口部に挿入して開口部の内壁に接触させる。第２の工程では、電池缶の開口部を長方形状に戻し、蓋の第２端部の端面を開口部に挿入して蓋を開口部に嵌め込む。
【０００９】
また、この発明に係る密閉型電池は、電池缶の段差付の開口部に蓋を嵌め込んで溶接した密閉型電池であって、蓋の第１端部に正極端子が設けられるとともに蓋の第２端部に負極端子が設けられ、蓋の長さは開口部の長さよりも短く、蓋の裏面側において蓋の第１端部の端面と開口部の内壁との隙間は、蓋の第２端部の端面と開口部の内壁との隙間よりも小さく、蓋の表面側において電池缶と蓋が溶接されているものである。
【００１０】
好ましくは、蓋の裏面側において蓋の第１端部の端面と開口部の内壁とは接触し、蓋の第２端部の端面と開口部の内壁とは離間している。
【００１１】
好ましくは、開口部および蓋の各々が長方形状に形成されており、第１端部は蓋の一方の短辺側の端部であり、第２端部は蓋の他方の短辺側の端部である。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係る密閉型電池およびその製造方法では、金属異物が電池缶内に混入したとしても負極端子側に混入するので、密閉型電池の電圧低下を小さく抑制することができ、信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の一実施の形態による密閉型電池の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図２に示した発電要素の構成を示す図である。
【図４】図１に示した密閉型電池の製造方法を示す図である。
【図５】図１に示した密閉型電池の製造方法を示す他の図である。
【図６】図１に示した密閉型電池の製造方法を示すさらに他の図である。
【図７】図１に示した密閉型電池の製造方法を示すさらに他の図である。
【図８】図１に示した密閉型電池の製造方法を示すさらに他の図である。
【図９】図８に示した製造工程で発生する金属異物の影響を説明するための図である。
【図１０】図１に示した密閉型電池の製造方法を示すさらに他の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、この発明の一実施の形態による密閉型電池の構成を示す斜視図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図１および図２において、この密閉型電池は、リチウムイオン電池のような非水電解質２次電池であり、電池缶１０と蓋２０を備える。図２では、蓋２０が電池缶１０に溶接される前の状態が示されている。電池缶１０は、長方形状の開口部１１を有する筒状部１２と、底部１３とを一体に形成したものである。長方形状の開口部１１の内側全体に亘って段差１４が形成されている。
【００１５】
蓋２０は、長方形状に形成されており、開口部１１に嵌め込まれ、段差１４によって支持されている。蓋２０の一方の短辺側の端部には正極端子２１が設けられ、蓋２０の他方の短辺側の端部には負極端子２２が設けられている。正極端子２１および負極端子２２は、それぞれ絶縁部材２３，２４によって蓋２０に固定されている。正極端子２１は蓋２０を貫通しており、その上端部２１ａは蓋２０の上に突出し、その下端部２１ｂは蓋２０の下に突出している。負極端子２２は蓋２０を貫通しており、その上端部２２ａは蓋２０の上に突出し、その下端部２２ｂは蓋２０の下に突出している。
【００１６】
蓋２０の一方の短辺側（正極端子２１側）の端面は開口部１１の一方の短辺側の内壁に接触しており、蓋２０の他方の短辺側（負極端子２２側）の端面と開口部１１の他方の短辺側の内壁とは所定の隙間Ａを開けて互いに対向している。蓋２０の長辺の長さをＬ１０とし、開口部１１の長辺の長さをＬ２０とし、段差１４の各々の幅をＷとすると、Ａ＝Ｌ２０−Ｌ１０であり、０＜Ａ＜Ｗが成り立つ。また、蓋２０の厚さと段差１４の深さとは略等しく、蓋２０の表面と電池缶１０の上端面とは略同じ高さになっている。
【００１７】
また、電池缶１０内には、直流電力の充電および放電を行なう発電要素３０が収容されている。発電要素３０は、図３に示すように、複数組（図では２組）の正極板３１および負極板３２を含む。正極板３１と負極板３２は開口部１１の短辺の延在する方向に交互に配置され、正極板３１と負極板３２の間にはセパレータ３３が設けられている。セパレータ３３には、電解液が含浸されている。
【００１８】
正極板３１は、電極３１ａを正極材料層３１ｂで被覆したものである。正極板３１のうちの正極端子２１側の端部では、電極３１ａが露出している。負極板３２は、電極３２ａを負極材料層３２ｂで被覆したものである。負極板３２のうちの負極端子２２側の端部では、電極３２ａが露出している。正極板３１の端部の電極３１ａは正極端子２１に接続され、負極板３２の端部の電極３２ａは負極端子２２に接続されている。また、電池缶１０の上端面と蓋２０の表面の外周部とは溶接され、電池缶１０内は密閉される。
【００１９】
次に、この密閉型電池の製造方法について説明する。ここでは、図面および説明の簡単化のため、電池缶１０の内部の構成の図示を省略する。図４（ａ）は蓋２０の平面図であり、図４（ｂ）は電池缶１０の平面図である。図４（ａ）（ｂ）において、蓋２０は長方形状に形成され、電池缶１０の開口部１１は長方形状に形成されている。蓋２０の長辺の長さＬ２０は、開口部１１の長辺の長さＬ１０よりも短く、Ａ＝Ｌ１０−Ｌ２０は段差１４の幅Ｗよりも小さい。蓋２０の短辺の長さは、開口部１１の短辺の長さよりも若干小さい。
【００２０】
まず図５に示すように、電池缶１０を変形させ、電池缶１０の開口部１１の２本の長辺を外側に円弧状に変形させて開口部１１の幅を蓋２０の外寸よりも広げる。電池缶１０は、弾性を有する金属で形成されているので、開口部１１の幅を広げるような力を加えると開口部１１の幅が広がり、その力を取り除くと開口部１１は元通りの長方形状に戻る。
【００２１】
次に図６（ａ）（ｂ）に示すように、開口部１１の短辺と蓋２０の短辺とを平行にして開口部１１の上に蓋２０を配置し、蓋２０の正極端子２１側の端面２０ａを電池缶１０の開口部１１内に先に挿入する。このとき、蓋２０の端面２０ａの角（図中のＡ部およびＢ部）と電池缶１０に接触すると金属異物が発生するので、それらが接触しないように注意する。次いで図７に示すように、蓋２０を長辺の延在方向にスライドさせ、蓋２０の正極端子２１側の端面２０ａを電池缶１０の開口部１１の内壁に接触させる。
【００２２】
次に図８（ａ）（ｂ）に示すように、開口部１１に加えられていた力を取り除いて開口部１１を元の長方形状に戻し、蓋２０の負極端子２２側の部分を開口部１１に挿入する。これにより、蓋２０の負極端子２２側の端面２０ｂと開口部１１の他方の短辺側の内壁とは所定の隙間Ａを開けて互いに対向する。このとき、蓋２０の負極端子２２側の部分と開口部１１とが図中のＣ部およびＤ部で接触し、金属異物が発生して電池缶１０内に混入する可能性がある。しかし、金属異物が混入したとしても、必ず負極端子２２側に混入するので、密閉型電池の電圧低下は生じ難い。この理由は、次の通りである。
【００２３】
図９は、金属異物４１，４２が電池缶１０内に混入した場合を示す図である。金属異物４１，４２の各々は、糸バリ状になり、長い。負極材料層３２ｂの電気抵抗値が小さいので、正極端子２１側で発生した金属異物４１によって正極板３１の電極３１ａと負極板３２の負極材料層３２ｂとが接続されると、密閉型電池の端子間電圧が大きく低下してしまう。しかし、正極材料層３１ｂの電気抵抗値は大きいので、負極端子２２側で発生した金属異物４２によって負極板３２の電極３２ａと正極板３１の正極材料層３１ｂとが接続されても、密閉型電池の端子間電圧の低下は小さい。
【００２４】
最後に図１０に示すように、電池缶１０の上端面と蓋２０の表面の外周部とにレーザ光を照射して電池缶１０と蓋２０を溶接し、電池缶１０内を密閉する。すなわち、レーザ光のエネルギーによって電池缶１０と蓋２０の一部が溶けた後に固まると、固まった金属からなる溶接部５０により、電池缶１０の上端面と蓋２０の表面の外周部とが接合される。このとき、蓋２０の負極端子２２側の端面２０ｂと開口部１１の内壁との隙間Ａは段差１４の幅Ｗよりも小さいので、レーザ光が電池缶１０内の発電要素に照射されるのを防止することができる。
【００２５】
完成した密閉型電池では、蓋２０の表面側においては、電池缶１０の上端面と蓋２０の表面の外周部とが溶接部５０によって接合されている。また、蓋２０の裏面側においては、蓋２０の正極端子２１側の端面２０ａと開口部１１の内壁とは密着しており、蓋２０の負極端子２２側の端面２０ｂと開口部１１の内壁との隙間Ａは所定値に設定されている。
【００２６】
本実施の形態では、製造工程において金属異物が発生して電池缶１０内に混入したとしても、金属異物は負極端子２２側に混入するので、金属異物による密閉型電池の電圧低下を防止することができ、密閉型電池の信頼性を高めることができる。
【００２７】
今回開示された実施の形態はすべ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および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００２８】
１０  電池缶、１１  開口部、１２  筒状部、１３  底部、１４  段差、２０  蓋、２１  正極端子、２２  負極端子、２３，２４  絶縁部材、３０  発電要素、３１  正極板、３２  負極板、３３  セパレータ、４１，４２  金属異物、５０  溶接部。
【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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【図１０】
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