(57)【要約】【課題】    本発明は、電池缶外側から溶接をしたとしても電池缶底部の腐食を防ぐ信頼性に優れた二次電池を提供することを目的とする。【解決手段】    正極電極と負極電極とセパレータとを軸芯に捲回してなる発電要素と、発電要素を収容する電池缶と、発電要素と前記電池缶とを接合する接続リード板とを有するリチウムイオン二次電池において、接続リード板と前記電池缶とは、溶接溶融部を介して接合され、溶接溶融部は前記電池缶の表面に設けられためっき層から露出して形成され、溶接溶融部は保護層により覆われた円筒形二次電池。めっき層から露出した溶接溶融部を保護層で覆うことで、溶接溶融部の腐食を防止することができる。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極電極と負極電極とセパレータとを軸芯に捲回してなる発電要素と、
前記発電要素を収容する電池缶と、
前記発電要素と前記電池缶とを接合する接続リード板とを有するリチウムイオン二次電池において、
前記接続リード板と前記電池缶とは、溶接溶融部を介して接合され、
前記溶接溶融部は前記電池缶の表面に設けられためっき層から露出して形成され、
前記溶接溶融部の露出した部分は保護層により覆われた円筒形二次電池。
【請求項２】
請求項１において、
前記溶接溶融部は、前記リード板と前記電池缶と前記めっき層とが混ざり合った混合体である円筒形二次電池。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記保護材の材料は、エポキシ樹脂、フェノール、メラミン、尿素、アルキド、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニルの少なくともいずれか一種を含む円筒型二次電池。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、
前記電池缶は鉄を含み、
前記めっき層はニッケルまたはクロムを含む円筒型二次電池。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、
前記溶接溶融部は前記電池缶の底面に設けられており、
前記底面には開裂弁が設けられ、
前記保護層は前記開裂弁を避けて形成されている円筒型二次電池。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、
前記溶接溶融部は前記電池缶の底面に設けられており、
前記底面には、溶接点を介してバスバーが設けられ、
前記溶接溶融部は前記溶接点を避けて形成された円筒型二次電池。
【請求項７】
請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、
前記溶接溶融部は前記電池缶の底面に設けられており、
前記底面には、開裂弁と、溶接点を介してバスバーが設けられ、
前記溶接溶融部は前記開裂弁と前記溶接点を避けて形成された円筒型二次電池。
【請求項８】
請求項５において、
前記保護層は、前記底面の前記開裂弁より内側に設けられた円筒型二次電池。
【請求項９】
請求項６において、
前記保護層は、前記底面の前記溶接点より内側に設けられた円筒型二次電池。
【請求項１０】
請求項７において、
前記保護層は、前記底面の前記開裂弁より内側且つ前記溶接点より内側に設けられた円筒型二次電池。
【請求項１１】
前記電池缶に前記発電要素を収容する工程と、
前記電池缶外部からレーザー溶接により前記電池缶と前記接続リード板とを溶接する工程と、
前記溶接溶融部にスプレーを噴射し、前記保護層を設ける工程と、を有する請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載された円筒形二次電池の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記保護層を設ける工程は、前記保護層を設ける個所以外の個所に予めマスキングを施しスプレーを噴出する請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載された円筒形二次電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車載用途等に利用される円筒形二次電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化などの環境問題の顕在化により、自動車からの二酸化炭素排出量の削減が求められており、電気エネルギーを動力とする電気自動車や、自動車の減速時に生じるエネルギーを回生し、動力の一部として使用するハイブリッド自動車の開発が急速に進められている。
【０００３】
近年、電気自動車やハイブリッド自動車の動力源として、エネルギー密度の高いリチウムイオン二次電池の開発が進められている。車載用途の二次電池では電極群を筒状に捲回し、円筒缶に収納する円筒形二次電池がある。
【０００４】
特許文献１には、円筒形電池の製造方法として、底部を有する円筒型ケースにリードを挿入し、このリードに電池缶内側から棒状の治具を押し当てて、電池缶外側からケースの底部とリードを溶接する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１５８３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電池缶ケースは腐食を防止するために表面にＮｉなどのコーティングが施される。しかし、特許文献１に開示されたように電池缶の外側からレーザー溶接により電池缶とリードとを溶接する場合、電池缶の表面に施されたコーティングが溶融し電池缶の素材が一部表面に露出した状態となる。電池缶の素材は腐食しやすく、腐食が進むと電池缶底に腐食孔が発生し内部の電解液の漏液を引き起こすおそれがある。
【０００７】
本発明は、電池缶外側から溶接をしたとしても電池缶底部の腐食を防ぐ信頼性に優れた二次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】
上記課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
【０００９】
正極電極と負極電極とセパレータとを軸芯に捲回してなる発電要素と、発電要素を収容する電池缶と、発電要素と前記電池缶とを接合する接続リード板とを有するリチウムイオン二次電池において、接続リード板と前記電池缶とは、溶接溶融部を介して接合され、溶接溶融部は前記電池缶の表面に設けられためっき層から露出して形成され、溶接溶融部の露出した部分は保護層により覆われた円筒形二次電池。めっき層から露出した溶接溶融部を保護層で覆うことで、溶接溶融部の腐食を防止することができる。
【発明の効果】
【００１０】
電池缶外側から溶接をしたとしても電池缶底部の腐食を防ぐ信頼性に優れた二次電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】円筒形二次電池の断面図
【図２】円筒形二次電池の分解斜視図
【図３】発電要素の分解断面斜視図
【図４】円筒形二次電池の組立工程の概念図
【図５】接続リード板押さえ治具挿入工程の概念図
【図６】レーザー溶接の様子および溶接により生じた溶接痕を示す概念図
【図７】スプレー噴射装置及び保護層形成の概念図
【図８】円筒型二次電池１を底面側から見た概念図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１３】
以下、本発明による蓄電素子の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、円筒形二次電池の一実施の形態を示す拡大断面図である。
【００１５】
円筒形二次電池１は、底部を有し、上部が開口された円筒形の電池缶２および電池缶２の上部を封口するハット型の電池蓋３で構成される電池容器４を有する。電池容器４の内部には、以下に説明する発電用の各構成部材が収容され、非水電解液５が注入されている。
【００１６】
円筒形の電池缶２には、上端側に設けられた開口部２ｂ側に電池缶２の内側に突き出した溝２ａが形成されている。
【００１７】
電池缶２の内部には、発電要素１０が配置されている。発電要素１０は、軸方向に沿う中空部を有する細長い円筒形の軸芯１５と、軸芯１５の周囲に捲回された正極電極および負極電極とを備える。円筒形状の軸芯１５の中空部は、軸方向（図面の上下方向）で軸方向に垂直な面の断面形状が異なる。中空部の上方での断面形状は平行部と曲線部で形成されるトラック形状をしている。中空部の下方での断面形状は上方の平行部の幅よりも小さい径の円形である。この上方の中空部１５ａに円筒状の正極集電リング２７が圧入されている。正極集電リング２７は、円盤状の基部２７ａと、この基部２７ａの内周部において軸芯１５側に向かって突出し、軸芯１５の内面に圧入される下部筒部２７ｂと、外周縁において電池蓋３側に突き出す上部筒部２７ｃとを有する。正極集電リング２７はこの下部筒部２７ｂにより軸芯１５の上端部に固定、支持されている。
【００１８】
正極電極の正極タブ１６は、正極集電リング２７の上部筒部２７ｃに溶接されている。正極集電リング２７は例えばアルミニウム系金属により形成され、上部筒部２７ｃの外周には、正極電極の正極タブ１６および押え部材２８が溶接されている。多数の正極タブ１６は、正極集電リング２７の上部筒部２７ｃの外周に密着させておき、正極タブ１６の外周に押え部材２８をリング状に巻き付けて仮固定し、この状態で超音波溶接により接合される。
【００１９】
軸芯１５の下端部の外周には、外径が径小とされた段部１５ｂが形成され、この段部１５ｂに負極集電リング２１が圧入されて固定されている。負極集電リング２１は、例えば、銅系金属により形成され、円盤状の基部２１ａに軸芯１５の段部１５ｂに圧入される開口部２１ｂが形成され、外周縁に、電池缶２の底部側に向かって突き出す外周筒部２１ｃが形成されている。負極集電リング２１の基部２１ａには、軸芯１５の中空軸に注液された非水電解液５を発電要素１０に浸透させるための開口部２１ｄ（図２参照）が形成されている。
【００２０】
負極電極の負極タブ１７は、負極集電リング２１の外周筒部２１ｃに接合される。
負極集電リング２１の外周筒部２１ｃの外周には、負極電極の負極タブ１７および押え部材２２が溶接されている。多数の負極タブ１７を、負極集電板２１の外周筒部２１ｃの外周に密着させておき、負極タブ１７の外周に押え部材２２をリング状に巻き付けて仮固定し、この状態で溶接される。負極集電リング２１の基部２１ａには、接続リード板５０が、抵抗溶接、或いはレーザー溶接等により接合されている。
【００２１】
多数の正極タブ１６は、正極集電リング２７に溶接され、多数の負極タブ１７が負極集電リング２１に溶接されることにより、正極集電リング２７、負極集電リング２１および発電要素１０が一体的にユニット化された発電ユニット２０が構成される。電池缶２の内部には、非水電解液５が所定量注入されている。非水電解液５の一例として、リチウム塩がカーボネート系溶媒に溶解した溶液が上げられる。
【００２２】
図２は円筒形二次電池の分解斜視図である。
【００２３】
円筒形状の軸芯１５の中空部の上方には、円筒状の正極集電リング２７が圧入されている。正極集電リング２７は、例えば、アルミニウム系金属により形成されている。正極集電リング２７の基部２７ａには、電池内部で発生するガスを放出するための開口部２７ｄが形成されている。正極集電リング２７に形成された開口部２７ｅは、接続リード板５０を電池缶２に溶接するための接続リード板押さえ治具８０（図５にて後述）を挿通するためのものである。電極棒を正極集電リング２７に形成された開口部２７ｅから軸芯１５の中空部に差し込み、その先端部で接続リード板５０を電池缶２の底部２ｃの内面に押し付けて電池缶２の外部からレーザー溶接または、抵抗溶接を行う。これにより発電ユニット２０は電池缶２の底部２ｃに固定される。また、負極集電リング２１に接続されている電池缶２の底面は一方の出力端子として作用し、発電要素１０に蓄電された電力を電池缶２から取り出すことができる。正極集電リング２７の基部２７ａの上面には、複数のアルミニウム箔が積層されて構成されたフレキシブルな接続部材３３が、その一端部を溶接されて接合されている。
【００２４】
正極集電リング２７の上部筒部２７ｃ上には、電池蓋ユニット３０が配置されている。電池蓋ユニット３０は、リング形状をした絶縁板３４、絶縁板３４に設けられた開口部３４ａに嵌入された接続板３５、接続板３５に溶接されたダイアフラム３７およびダイアフラム３７に、かしめと溶接により固定された電池蓋３により構成される。
【００２５】
絶縁板３４は、円形の開口部３４ａを有する絶縁性樹脂材料からなるリング形状を有し、正極集電リング２７の上部筒部２７ｃ上に載置されている。
【００２６】
絶縁板３４は、開口部３４ａおよび下方に突出する側部３４ｂを有している。絶縁板３４の開口部３４ａ内には接続板３５が嵌合されている。接続板３５の下面には、接続部材３３の他端部が溶接されて接合されている。
【００２７】
接続板３５は、アルミニウム系金属で形成され、中央部を除くほぼ全体が均一でかつ、中央側が少々低い位置に撓んだ、ほぼ皿形状を有している。接続板３５の中心には、薄肉でドーム形状に形成された突起部３５ａが形成されており、突起部３５ａの周囲には、複数の開口部３５ｂが形成されている。開口部３５ｂは、電池内部に発生するガスを放出する機能を有している。接続板３５の突起部３５ａはダイアフラム３７の中央部の底面に抵抗溶接または摩擦攪拌接合により接合されている。ダイアフラム３７はアルミニウム系金属で形成され、ダイアフラム３７の中心部を中心とする円形の切込み３７ａを有する。切込み３７ａはプレスにより上面側をＶ字形状に押し潰して、残部を薄肉にしたものである。ダイアフラム３７は、電池の安全性確保のために設けられており、電池の内圧が上昇すると、切込み３７ａにおいて開裂し、内部のガスを放出する機能を有する。
【００２８】
ダイアフラム３７は周縁部において電池蓋３の周縁部を固定している。ダイアフラム３７は図２に図示されるように、当初、周縁部に電池蓋３側に向かって垂直に起立する側壁３７ｂを有している。この側壁３７ｂ内に電池蓋３を収容し、かしめ加工により、側壁３７ｂを電池蓋３の上面側に屈曲して固定する。
【００２９】
電池蓋３は、炭素鋼等の鉄で形成され、表裏両面にニッケルめっきが施されており、ダイアフラム３７に接触する円盤状の周縁部３ａと、この周縁部３ａから上方に突出す筒部３ｂを有するハット型を有する。筒部３ｂには開口部３ｃが形成されている。この開口部３ｃは、電池内部に発生するガス圧によりダイアフラム３７が開裂した際、ガスを電池外部に放出するためのものである。電池蓋３は一方の電力出力端として作用し、電池蓋３から蓄電された電力を取り出すことができる。
【００３０】
ダイアフラム３７と電池蓋３とのかしめ部を覆う絶縁部材からなるガスケット４３が設けられている。ガスケット４３は、ゴムで形成されており、限定する意図ではないが、１つの好ましい材料の例として、フッ素系樹脂をあげることができる。
【００３１】
ガスケット４３は、リング状の基部４３ａの周側縁に、上部方向に向けてほぼ垂直に起立して形成された外周壁部４３ｂを有する形状を有している。そして、プレス等により、電池缶２と共にガスケット４３の外周壁部４３ｂを屈曲して基部４３ａと外周壁部４３ｂにより、ダイアフラム３７と電池蓋３を軸方向に圧接するようにかしめ加工される。これにより、電池蓋３、ダイアフラム３７、絶縁板３４および接続板３５が一体に形成された電池蓋ユニット３０がガスケット４３を介して電池缶２に固定されると共に、絶縁板３４が発電ユニット２０の正極集電リング２７に当接し、発電ユニット２０を電池缶２の缶底側に押しつけている。
【００３２】
図３は、発電要素１０の構造の詳細を示すための分解断面斜視図である。
【００３３】
発電要素１０は、軸芯１５の周囲に、正極電極１１、負極電極１２、および第１、第２のセパレータ１３、１４が捲回された構造を有する。
【００３４】
軸芯１５は、例えば、ＰＰ（ポリプロピレン）のような絶縁材により形成され、中空円筒形状を有する。軸芯１５には、第１のセパレータ１３、負極電極１２、第２のセパレータ１４および正極電極１１が、順に積層され、捲回されている。最内周の負極電極１２の内側には第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４が数周（図３では、１周）捲回されている。第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４は、絶縁性の多孔質体で形成されている。
【００３５】
最内周（軸芯側）では、負極電極１２の捲き始めが正極電極１１の捲き始めよりも周方向に延出している。また、最外周（電池缶側）では負極電極１２が正極電極１１よりも外周側に捲回されており、負極電極１２の捲き終わりが正極電極１１の捲き終わりよりも周方向に延出されている。最外周の負極電極１２の外周に第２のセパレータ１４が捲回されている。最外周の第２のセパレータ１４終端が接着テープ１９で止められる。尚、最外周で第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４が数回、捲回された後、接着テープ１９で止められることもある。
【００３６】
正極電極１１は、アルミニウム箔により形成され長尺な形状を有し、正極金属箔１１ａと、この正極金属箔１１ａの両面に正極合剤が塗布された正極合剤層１１ｂを有する。正極金属箔１１ａの長手方向に延在する上方側の側縁は、正極合剤が塗布されず正極金属箔１１ａが露出した正極箔露出部１１ｃとなっている。この正極箔露出部１１ｃには、軸芯１５の軸に沿って上方に突き出す多数の正極タブ１６が等間隔に一体的に形成されている。
【００３７】
正極合剤は正極活物質と、正極導電材と、正極バインダとからなる。正極活物質として、コバルト、マンガン、ニッケル等のリチウム酸化物が挙げられる。
【００３８】
正極バインダとして、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）やフッ素ゴムなどが挙げられる。
【００３９】
正極合剤を正極金属箔１１ａに塗布する方法の例として、ロール塗工法、スリットダイ塗工法、等が挙げられる。正極合剤に分散溶液を混練したスラリを、厚さ２０μｍのアルミニウム箔の両面に均一に塗布し、乾燥させた後、プレスし、裁断する。正極合剤の塗布厚さの一例としては片側約４０μｍである。正極金属箔１１ａを裁断する際、正極タブ１６を一体的に形成する。すべての正極タブ１６の長さは、ほぼ同じである。
【００４０】
負極電極１２は、銅箔により形成され長尺な形状を有する負極金属箔１２ａと、この負極金属箔１２ａの両面に負極合剤が塗布された負極合剤層１２ｂとを有する。負極金属箔１２ａの長手方向に延在する下方側の側縁は、負極合剤が塗布されず銅箔が露出した負極箔露出部１２ｃとなっている。この負極箔露出部１２ｃには、軸芯１５の軸に沿って正極タブ１６とは反対方向に延出された、多数の負極タブ１７が等間隔に一体的に形成されている。
【００４１】
負極合剤は、負極活物質と、負極バインダと、増粘剤とからなる。負極活物質としては、黒鉛炭素が挙げられる。
【００４２】
負極合剤を負極金属箔１２ａに塗布する方法の例として、ロール塗工法、スリットダイ塗工法等が挙げられる。
【００４３】
負極合剤に分散溶媒を混練したスラリを、厚さ１０μｍの圧延銅箔の両面に均一に塗布し、乾燥させた後、裁断する。負極合剤の塗布厚さの一例としては片側約４０μｍである。負極金属箔１２ａをプレスにより裁断する際、負極タブ１７を一体的に形成する。すべての負極タブ１７の長さは、ほぼ同じである。
【００４４】
第１、第２のセパレータ１３、１４の幅は、負極電極１２の負極合剤層１２ｂの幅よりも大きい。負極電極１２の負極合剤層１２ｂの幅は、正極電極１１の正極合剤層１１ｂの幅よりも大きい。負極合剤層１２ｂの幅および長さを正極合剤層１１ｂの幅および長さよりも大きくして、正極合剤層１１ｂの全領域を負極合剤層１２ｂで覆う構造とされている。リチウムイオン二次電池の場合、正極活物質であるリチウムがイオン化してセパレータを浸透し、負極活物質に吸蔵される。この場合、負極側に負極活物質が形成されておらず負極金属箔１２ａが表出していると負極金属箔１２ａにリチウムが析出し、内部短絡を発生する原因となる。上記の如く、正極合剤層１１ｂの全領域を負極合剤層１２ｂで覆うことにより、このようなリチウム析出に伴う内部短絡を防止することができる。
【００４５】
第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４は、それぞれ、例えば、厚さ４０μｍのポリエチレン製多孔膜で形成されている。
【００４６】
図４に、円筒形二次電池１の組立工程の概念図を示す。
【００４７】
まず、軸芯１５の周囲に、正極電極１１、負極電極１２、および第１、第２のセパレータ１３、１４を捲回し、電力を取り出すための負極集電リング２１、正極集電リング２７を取り付け、捲回群アセンブリ２５を組み立てる（捲回群アセンブリ組み立て工程５１）。
【００４８】
次に捲回群アセンブリ２５を電池缶２へ挿入する（捲回群アセンブリの電池缶への挿入工程５２）。捲回群アセンブリ２５を挿入した電池缶２は、溶接セット台１００にセットし（セット工程５３）、接続リード板と電池缶底部とを固定するための接続リード押さえ治具を挿入する（接続リード板押さえ治具挿入工程５４）。接続リード板と電池缶２の缶底部をレーザー溶接または抵抗溶接により接続する（溶接工程５５）。さらに、スプレー照射により溶接溶融部へ樹脂膜を設ける。溶接溶融部を保護層により覆うことでめっき層から露出した溶接溶融部の腐食を防止することができる。
【００４９】
以下、接続リード板押さえ治具挿入工程５４以降の詳細を示す。
【００５０】
図５は、接続リード板押さえ治具挿入工程の概念図である。
【００５１】
捲回群アセンブリ２５を挿入した電池缶２は、溶接セット台１００にセットし、接続リード板５０と、電池缶２を電池缶２の缶底外部からレーザー溶接により接続する。接続リード板５０と電池缶２の溶接では、接続リード板５０と電池缶２とを接触させ、レーザー溶接により接続リード板５０と電池缶２を溶融混合させ接合する。溶接の際、接続リード板５０と電池缶２との間に空間が生じないよう接続リード板押さえ治具８０により接続リード板５０を電池内部の上側から押さえる。接続リード板押さえ治具８０は正極集電リング２７に形成された開口部２７ｅから捲回群アセンブリ２５の電池缶２５の内部に挿入され、軸芯１５を通って接続リード板５０上に達する。接続リード板押さえ治具８０により固定された接続リード板５０と電池缶２の底面は、電池外部からのレーザー照射により溶接、接合される。
【００５２】
図６は、レーザー溶接の様子および溶接により生じた溶接痕を示す概念図である。
【００５３】
接続リード板５０と電池缶２の底面は、電池外部底面側からレーザー発振器６０１により溶接される。レーザー溶接により、電池缶２の底面と接続リード５０の一部が溶融し、溶接溶融部７０が形成される。溶接溶融部７０は、電池缶２表面から電池内部に向かって窄むように形成され、電池缶２の底面と接続リード５０はこの溶接溶融部７０を介して接合される。電池缶２の表面に設けられためっき層６０はレーザー溶接の際に溶融し、接続リード板５０と電池缶２と混合して溶接溶融部７０を形成する。このように、溶接溶融部７０は、接続リード板５０と電池缶２を介し、めっき層６０から露出して形成される。
【００５４】
電池缶２は、例えば鉄、アルミのような材質からなり、腐食に対して耐性が高くない。このため電池缶２の表面には、予めニッケル、クロムのようなめっき層６０を設けることで電池缶の腐食を防止することができる。しかし、電池缶２外部からのレーザー溶接によりめっき層６０が溶け、電池缶２の材料が電池の表面に露出する。腐食に対して耐性が高くない電池缶２の材料が電池表面に露出することで、溶接溶融部７０から腐食が起こり、腐食が進むと電池缶底に腐食孔が発生し内部の電解液の漏液を引き起こすおそれがある。
【００５５】
溶接装置６００は、レーザー発振器６０１、制御装置６０２および集光系レンズ６０３を有する。レーザー発振器６０１は、制御装置６０２から得られる制御信号に基づいて、所定のタイミングで所定の強さのパルスレーザービームを出射する。レーザー発振器６０１としては、例えばＹＡＧレーザー、ＣＯ２レーザー等、一般的なレーザービームを用いることができる。溶接装置６００は、複数のレンズ光学系を有し、レンズの位置を調整することでレーザー発振器６０１により出射されたレーザービームを所定の形状に成形する。制御装置６０２は、レーザー発振器６０１によるレーザービームの照射の強さやタイミング等の制御を行う。
【００５６】
溶接溶融部７０の露出は、レーザー溶接以外の溶接方法でも起こり得る。抵抗溶接の場合、溶接痕は電池缶２の内側表面と接続リード板５０表面に発生するため、溶接溶融部７０はめっき層６０から露出しにくい。しかし、溶接痕がめっき層６０から露出する程の溶接を行った場合には、めっき層６０が溶融し、耐食性が低い材料が電池表面に露出する可能性がある。
【００５７】
図７は、溶接溶融部７０上に形成された保護層９０および、スプレー噴霧装置７００による保護層９０形成の概念図である。
【００５８】
めっき層６０から露出した溶接溶融部７０上に保護層９０を設けることで、電池缶２の材質の露出による腐食を防ぐことができる。電池完成時にはめっき層６０、電池缶２、接続リード板５０から上には電解液が挿入される。電池において、溶接により腐食しやすい材料が外部に露出することはあるが、缶底部の溶接溶融部７０が腐食した場合、亀裂が電解液に達し、電解液が漏れる可能性があるので、特に缶底部にこのような保護層９０を設けることが好ましい。また、溶接溶融部７０は露出の面積が広いため、保護層９０の効果は大きい。保護層９０の厚みとしては、腐食防止の観点から１０μｍ以上が望ましく、バスバーを取り付ける場合には、２００μｍ以下が望ましい。
【００５９】
保護層９０の材質としては、エポキシ樹脂、フェノール、メラミン、尿素、アルキド、ポリウレタン、ポリイミド等の熱硬化性樹脂やポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル等の熱可塑性樹脂などの耐水性を有するものを用いることができる。耐食性の観点からは特にポリイミドが好ましい。
【００６０】
保護層９０の形成方法としては例えばスプレー法やインクジェット法のような手法により、樹脂を液滴状に噴射する方法を用いることができる。図７に示すスプレー噴霧装置７００は、制御装置７０２と噴霧ノズル７０１を有する。制御装置７０２により噴射量が制御され、所定の量のエポキシ樹脂材が噴射ノズル７０１より噴射され保護層９０を形成することができる。
【００６１】
図８は、円筒型二次電池１を底面側から見た概念図である。
【００６２】
保護層９０は、めっき層６０から露出した溶接溶融部７０を覆うように形成される。溶接溶融部７０を覆うことで、溶接溶融部７０の腐食を防止することができる。
【００６３】
円筒型二次電池１の底面側には電池内の圧力が上昇した際の電池保護機能として、電池内部のガスを噴射するための開裂弁８０１を設けることができる。電池がこのような開裂弁８０１を有する場合、保護層９０は開裂弁８０１を避けた個所に設けられることが好ましい。開裂弁８０１上に保護層９０が形成された場合、開裂弁８０１が機能しにくくなる恐れがある。特に図８のように電池缶２底面の開裂弁８０１よりも内側に設けられることが好ましい。
【００６４】
円筒型二次電池１の底面には電池同士をつなぐバスバー８００を溶接により設けることができる。バスバー８００と電池缶２は、例えば複数箇所をスポット溶接することで接合される。バスバー８００と電池缶２との溶接点８０２は、導電性の観点から保護層９０が設けられていない場所に設けられるため、保護層９０は溶接点８０２を形成する箇所を避けて設ける必要がある。特に図８のように、保護層９０は電池缶２底面の溶接点８０２となる箇所よりも内側の範囲に設けられることが好ましい。例えば電池缶底面中央の溶接溶融部７０を覆うように円状に保護層９０を設け、保護層９０の外側４個所でバスバーと電池缶２とを溶接することができる。
【００６５】
円筒型二次電池１が開裂弁８０１と溶接点８０２の両方を有する場合、保護層９０は、電池缶２底面の開裂弁より内側且つ前記溶接点より内側の範囲に設けることが好ましい。溶接溶融部７０を覆い且つ、開裂弁８０１、バスバーの溶接点８０２よりも電池缶底面内側に保護層９０を設けることで、開裂弁８０１の機能を害することなく、溶接溶融部７０の腐食を防止することができ、またバスバーを設置することができる。
【００６６】
保護層９０の形成範囲を調節する方法としては、スプレー噴霧装置の噴霧範囲を調節する以外には、例えば、保護層９０を設ける範囲外にマスキングを設けた状態でスプレー噴霧をすることで、保護層９０の形成範囲を限定することができる。また、保護層９０をスプレー以外の方法で塗布、スタンプ等のような方法で塗布することで、保護層９０が形成される範囲を調節することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１      円筒形二次電池
２      電池缶
２ａ    溝
２ｂ    開口部
３      電池蓋
３ａ    周縁部
３ｂ    筒部
３ｃ    開口部
４      電池容器
５      非水電解液
１０    発電要素
１１    正極電極
１１ａ  正極金属箔
１１ｂ  正極合剤層
１１ｃ  正極箔露出部
１２    負極電極
１２ａ  負極金属箔
１２ｂ  負極合剤層
１２ｃ  負極箔露出部
１３    第１のセパレータ
１４    第２のセパレータ
１５    軸芯
１５ａ  上方の中空部
１５ｂ  段部
１６    正極タブ
１７    負極タブ
１９    接着テープ
２０    発電ユニット
２１    負極集電板
２１ａ  基部
２１ｂ  開口部
２１ｃ  外周筒部
２１ｄ  開口部
２２    押え部材
２５    捲回群アセンブリ
２７    正極集電リング
２７ａ  基部
２７ｂ  下部筒部
２７ｃ  上部筒部
２７ｄ  開口部
２７ｅ  開口部
２８    押え部材
３０    電池蓋ユニット
３３    接続部材
３４    絶縁板
３４ａ  開口部
３４ｂ  側部
３５    接続板
３５ａ  突起部
３５ｂ  開口部
３７    ダイアフラム
３７ａ  切込み
３７ｂ  側壁
４３    ガスケット
４３ａ  基部
４３ｂ  外周壁部
５０    接続リード板
６０    めっき層
７０    溶接溶融部
８０    接続リード板押さえ治具
９０    保護層
１００    溶接セット台
６００    溶接装置
６０１    レーザー発振器
６０２    制御装置
６０３    集光系レンズ
７００    スプレー噴射装置
７０１    噴射ノズル
７０２    制御装置
８００    バスバー
８０１    開裂弁
８０２    溶接点
【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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