(57)【要約】【課題】外面上に外側樹脂部材が配置された蓋体を該外面側からレーザ溶接する角型電池製造方法において、上記外側樹脂部材へのレーザ光の影響を軽減する。【解決手段】（Ａ）蓋体２２に、外部端子４６０と、該外部端子４６０と蓋体２２の外面２２Ａとを隔てる外側樹脂部材６０とを組み付ける工程；（Ｂ）上記（Ａ）工程より後で、蓋体２２をケース本体２１にレーザ溶接する工程、ここで、上記レーザ溶接は、蓋体２２の外面側からレーザ光を照射して行われる；および（Ｃ）上記（Ｂ）工程より後で、外側樹脂部材６０を膨張させる工程；を包含する角型電池製造方法が提供される。【選択図】図２
2015125831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース本体と該ケース本体に溶接された蓋体とを含む角型電池の製造方法であって：
（Ａ）前記蓋体に、外部端子と、該外部端子と前記蓋体の外面とを隔てる外側樹脂部材とを組み付ける工程；
（Ｂ）前記（Ａ）工程より後で、前記蓋体を前記ケース本体にレーザ溶接する工程、ここで、前記レーザ溶接は、前記蓋体の外面側からレーザ光を照射して行われる；および
（Ｃ）前記（Ｂ）工程より後で、前記外側樹脂部材を膨張させる工程；
を包含する、角型電池製造方法。
【請求項２】
前記（Ｃ）工程は、前記外側樹脂部材に水分を吸収させることによって該外側樹脂部材を膨張させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記（Ｂ）工程に先立って、前記外側樹脂部材を乾燥させる処理を行う、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記（Ｂ）工程における前記外側樹脂部材の吸水率（ＡＢ）は、質量基準で１％以下であり、
前記（Ｃ）工程では、該（Ｃ）工程における前記外側樹脂部材の吸水率（ＡＣ）が質量基準で１％より高くなるように該外側樹脂部材に水分を吸収させる、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記外側樹脂部材は、ポリアミド樹脂をベースとする樹脂材料により構成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
角型電池であって：
開口部を有するケース本体；
前記ケース本体の開口部に固定されている蓋体；
前記ケース本体に収容された電極体；
前記電極体と電気的に接続しており、その一部が前記蓋体の外部に露出している電極端子；および
前記電極端子と前記蓋体の外面とを隔てる外側樹脂部材；
を含み、
前記蓋体の外縁と前記ケース本体との合わせ目は、前記外側樹脂部材の外縁と前記合わせ目との距離がより大きくなるように前記外側樹脂部材が一時的に変形した状態において、前記蓋体の外面側からレーザ溶接されている、角型電池。
【請求項７】
前記外側樹脂部材が一時的に変形した状態は、前記外側樹脂部材が一時的に収縮した状態である、請求項６に記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角型電池の製造方法および角型電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
正極および負極を備えた電極体が外装ケースに収容された形態の電池が知られている。かかる形態を有する電池の一つの代表的な構成では、上記外装ケースが、ケース本体と該ケース本体に溶接された蓋体とを備える。溶接方法としてはレーザ溶接法を好ましく採用し得る。この種の電池に関する技術文献として特許文献１および２が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２８２８４７号公報
【特許文献２】特開２０１３−０４１７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された電池は、蓋体の貫通孔（端子引出孔）から電極端子が引き出されており、その電極端子と蓋体の外面とは外側樹脂部材により隔てられて絶縁されている。ケース本体と蓋体との合わせ目（すなわち溶接部）は、蓋体の側方、すなわちケース本体の側面側に設けられている。この合わせ目を蓋体の外面側とすると、該蓋体の外面側の一方向から上記合わせ目にレーザ光を照射してレーザ溶接を行うことが可能となる。このことは電池の生産性向上等の観点から有利である。
【０００５】
しかし、このように蓋体の外面側からレーザ光を照射してレーザ溶接を行う場合、蓋体の外面上に外側樹脂部材が配置されていると、該外側樹脂部材の外縁から溶接部までの距離が小さくなるにつれて上記外側樹脂部材がレーザ光の影響を受けやすくなる。例えば、外側樹脂部材がレーザ光を吸収することにより、該外側樹脂部材が熱による変質（熱変形、変色等）を生じることがあり得る。一方、外側樹脂部材の外形（各部の寸法等）は、一般に、電池の使用時において所望の絶縁性能を発揮し得る絶縁距離の長さや、該外部樹脂部材に求められる機械的強度や耐久性等を考慮して設計される。このため、外側樹脂部材の外縁から溶接部までの距離を充分に確保することが困難となることがあり得る。
【０００６】
本発明は、外面上に外側樹脂部材が配置された蓋体を上記外面側からレーザ溶接する場合において、上記外側樹脂部材へのレーザ光の影響を軽減し得る角型電池製造方法を提供することを目的とする。関連する他の目的は、外面上に外側樹脂部材を有する蓋体が上記外面側からレーザ溶接されており、かつ上記外側樹脂部材へのレーザ光の影響が軽減された角型電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この明細書によると、ケース本体と該ケース本体に溶接された蓋体とを含む角型電池を製造する方法が提供される。その方法は、前記蓋体に、外部端子と、該外部端子と前記蓋体の外面とを隔てる外側樹脂部材とを組み付ける工程（（Ａ）工程）を含む。この製造方法は、また、前記（Ａ）工程より後に、前記蓋体を前記ケース本体にレーザ溶接する工程（（Ｂ）工程）を含む。ここで、前記レーザ溶接は、前記蓋体の外面側からレーザ光を照射して行われる。上記製造方法は、さらに、前記（Ｂ）工程より後に、前記外側樹脂部材を膨張させる工程（（Ｃ）工程）を含む。このような製造方法によると、膨張後の外側樹脂部材において適切な絶縁距離（例えば沿面距離）を確保することができる。また、膨張前のレーザ溶接時には、膨張後に比べて外側樹脂部材の外縁と溶接部との距離をより大きくし、これによりレーザ溶接時のレーザ光が外側樹脂部材に及ぼす影響（例えば、熱による変質）を軽減することができる。
【０００８】
上記（Ｃ）工程は、前記外側樹脂部材に水分を吸収させることによって該外側樹脂部材を膨張させることを含み得る。すなわち、上記（Ｃ）工程は、上記（Ｂ）工程における外側樹脂部材の吸水率（ＡＢ）に比べて、該外側樹脂部材の吸水率をより高くする工程であり得る。例えば、前記（Ｂ）工程における前記外側樹脂部材の吸水率（ＡＢ）を１％以下とし、前記（Ｃ）工程では、該（Ｃ）工程における前記外側樹脂部材の吸水率（ＡＣ）が質量基準で１％より高くなるように該外側樹脂部材に水分を吸収させるとよい。
【０００９】
なお、本明細書中における吸水率は、特記しない限り、質量基準の吸水率を意味する。この吸水率は、外側樹脂部材を０．１ｋＰａ以下の減圧条件下で１００℃に５時間加熱した後の重量Ｍ０を基準として、吸水による重量増加分の上記重量Ｍ０に対する比として算出することができる。すなわち、測定対象の外側樹脂部材の重量をＭ１として、該外側樹脂部材の吸水率は以下の式により求められる。
吸水率（％）＝（（Ｍ１−Ｍ０）／Ｍ０）×１００
【００１０】
上記（Ｂ）工程に先立って、前記外側樹脂部材を乾燥させる処理を行ってもよい。このことによって外側樹脂部材を収縮させ、レーザ溶接時における外側樹脂部材の外縁と溶接部との距離をより大きくすることができる。上記（Ｃ）工程において上記外側樹脂部材に水分を吸収させる場合には、上記（Ｂ）工程よりも前に上記乾燥処理を行うことが特に有意義である。前記外側樹脂部材の乾燥は、例えば、該外側樹脂部材を減圧下で加熱することにより好適に行うことができる。
【００１１】
前記外側樹脂部材としては、例えば、ポリアミド樹脂をベースとする樹脂材料（ポリアミド樹脂系樹脂材料）により構成されたものを好ましく採用し得る。一般にポリアミド樹脂は吸水性が高く、また吸水率の違いによる体積変化が大きい。したがって、ポリアミド樹脂系樹脂材料により構成された外側樹脂部材によると、該外側樹脂部材の吸水率を通じて、外側樹脂部材の外縁と溶接部との距離を効果的に調整することができる。
【００１２】
この明細書によると、また、開口部を有するケース本体と、前記ケース本体の開口部に固定されている蓋体と、前記ケース本体に収容された電極体とを備える角型電池が提供される。上記角型電池は、前記電極体と電気的に接続している電極端子を備える。該電極端子の一部は前記蓋体の外部に露出している。上記角型電池は、また、前記電極端子と前記蓋体の外面とを隔てる外側樹脂部材を備える。前記蓋体の外縁と前記ケース本体との合わせ目は、前記外側樹脂部材の外縁と前記合わせ目との距離がより大きくなるように前記外側樹脂部材が一時的に変形した状態において、前記蓋体の外面側からレーザ溶接されている。ここで、上記一時的に変形した状態とは、当該角型電池における上記外側樹脂部材の形状を基準として、この形状に対して変形した状態をいう。また、前記外側樹脂部材の外縁と前記合わせ目との距離がより大きいとは、この距離が、当該角型電池における同箇所の距離よりも大きいことをいう。かかる角型電池は、蓋体とケース本体とを溶接するためのレーザ光の影響が軽減され、かつ適切な沿面距離が得られる寸法の外側樹脂部材を備えたものとなり得る。
【００１３】
好ましい一態様において、前記外側樹脂部材が一時的に変形した状態は、前記外側樹脂部材が一時的に収縮した状態であり得る。上記外側樹脂部材が一時的に収縮した状態とは、当該角型電池における上記外側樹脂部材の外形を基準として、より収縮した状態を意味する。上記一時的に収縮した状態は、例えば、外側樹脂部材の吸水率を意図的に低下させることにより、好適に実現することができる。レーザ溶接の後、外側樹脂部材に水分を吸収させることにより、上記外側樹脂部材を膨張させることができる。この膨張により沿面距離が長くなり、絶縁性能が向上し得る。
【００１４】
ここに開示される角型電池の好ましい一態様において、該電池は、頭部と脚部とを有するボルトをさらに備える。そのボルトは、前記電極端子の外側端部に設けられたボルト挿通孔に前記脚部を挿通させて配置されている。ここで、前記電極端子の外側端部は、典型には、該電極端子のうち前記蓋体の外部に露出している部分の端部である。前記外側樹脂部材には、前記ボルトの前記頭部を受け入れ且つ該ボルトの回転を制限するボルト受け穴が形成されている。このような構成によると、例えば、上記ボルトにナットを装着して外部回路または隣接する他の電池の電極との接続部材を締結する操作を、効率よくかつ的確に行うことができる。
【００１５】
この明細書によると、また、ここに開示されるいずれかの電池を単電池とし、該単電池を複数備えてなる組電池が提供される。それらの単電池の端子間は、接続部材を介して接続されている。好ましい一態様では、上記単電池は上記ボルトを備えた態様の角型電池であり、前記接続部材は、該接続部材のボルト挿通孔に前記ボルトの脚部を通してナットを締め付けることにより前記電極端子の外側端部に締結されている。かかる態様の組電池は、上記ボルトの回り止めを適切に行い得ることにより、上記ナットの締め付けを着実に行うことができることから、単電池間の接続抵抗の低いものとなり得る。
【００１６】
ここに開示される角型電池は、例えば、自動車等の車両に搭載されるモータ（電動機）用電源として好適に使用され得る。したがって、本発明の他の側面として、例えば図９に模式的に示すように、かかる電池１０（典型的には、当該電池１０を複数個直列に接続して形成される組電池）を駆動用電源として備える車両（典型的には自動車、例えばハイブリッド自動車、電気自動車等）１が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態に係る角型電池を示す部分断面図である。
【図２】図１の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】一実施形態に係る内側樹脂部材を示す平面図である。
【図４】一実施形態に係る外側樹脂部材を示す平面図である。
【図５】図５のＶ−Ｖ線における断面図である。
【図６】一実施形態に係る角型電池の蓋体および電極端子を示す分解斜視図である。
【図７】一実施形態に係る組電池の一部を示す側面図である。
【図８】一実施形態に係る組電池の一部を示す平面図である。
【図９】一実施形態に係る角型電池を搭載した車両（自動車）を示す模式的側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
【００１９】
ここに開示される技術の好ましい適用対象として、開口部を有するケース本体と該ケース本体の開口部の周縁に溶接された蓋体とが扁平な角型（すなわち、扁平な直方体形状）の外装ケースを形成しており、上記蓋体が上記外装ケースの幅狭面の一つを構成している角型電池が挙げられる。かかる形態の電池では、蓋体が細長形状であるため、上記蓋体の外縁（すなわち、蓋体とケース本体との溶接部）と該蓋体の外面上に配置された外側樹脂部材との距離が小さくなりがちである。したがって、ここに開示される技術を適用することが特に有意義である。
【００２０】
特に限定することを意図したものではないが、以下では主として本発明を扁平な角型の外装ケースを備えたリチウムイオン二次電池とその製造方法に適用する場合を例として、本発明をより詳細に説明する。なお、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付すことがあり、重複する説明は省略することがある。また、各図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は、必ずしも実際の寸法関係を反映するものではない。
【００２１】
本実施形態により製造されるリチウムイオン二次電池の概略構成を図１、図２に示す。このリチウムイオン二次電池１０は、扁平な角型の外装ケース２０に、所定の電池構成材料を具備する捲回電極体３０が適当な電解液９０とともに収容された構成を有する。
【００２２】
＜外装ケース＞
外装ケース２０は、上記扁平直方体形状における幅狭面の一つが開口部２１Ａとなっている有底四角筒状のケース本体２１と、その開口部を塞ぐ蓋体２２とを備える。詳しくは、ケース本体２１の開口部２１Ａに蓋体２２が嵌め込まれ、蓋体２２の外面２２Ａの外縁と開口部２１Ａ周囲のケース本体２１との合わせ目２５をレーザ溶接することにより蓋体２２がケース本体２１に固定されている。上記レーザ溶接は、図２に示すように、蓋体２２の外面２２Ａ側からレーザ光を照射することにより行われる。ここで、蓋体２２の外面２２Ａ側からレーザ光を照射するとは、この外面２２Ａに対して非平行な方向、すなわち外面２２Ａと交差する方向からレーザ光を照射することをいう。上記レーザ光の照射は、典型的には合わせ目２５の上方（図２の上方）から行われる。図２に示すように、合わせ目２５の延びる方向に垂直な断面からみて、レーザ光の照射方向と蓋体外面２２Ａとのなす角θは、通常、６０度〜１２０度程度とすることが適当である。θが小さすぎると、レーザ光が外側樹脂部材６０に遮られて合わせ目２５に当たりにくくなる場合があり得る。θが大きすぎると、レーザ照射の反射光等によって外側樹脂部材６０が加熱されやすくなることがあり得る。上記θを７５度〜１０５度（例えば７５度〜９０度）程度とすることが好ましい。
【００２３】
外装ケース２０を構成する材質は、ケース本体２１と蓋体２２との合わせ目（溶接部）２５を溶接により接合し得るものであれば特に限定されず、一般的な電池で使用されるものと同様のもの等を適宜使用することができる。放熱性等の観点からケース本体２１および蓋体２２のほぼ全体が金属製（例えばアルミニウム製、ステンレス鋼（ＳＵＳ）製、鋼製等）である外装ケース２０を好ましく採用し得る。ここに開示される技術は、ケース本体２１および蓋体２２のほぼ全体がアルミニウム製である電池に好ましく適用され得る。ＳＵＳ等に比べてアルミニウムは熱伝導率が高い（熱が逃げやすい）ので、レーザ溶接に要するエネルギーが多くなりがちである。ここに開示される技術によると、このように高エネルギーが付与される溶接態様においても、外側樹脂部材の変質を効果的に防止することができる。
【００２４】
蓋体２２の外形は、開口部２１Ａの形状（ケース本体２１の開口形状）に適合する略長方形状である。ここに開示される技術は、例えば、蓋体２２の幅Ｗ０（図４，６参照）が凡そ１０ｍｍ〜２８ｍｍ（好ましくは１０ｍｍ〜１５ｍｍ）である電池に好ましく適用され得る。このように蓋体２２の幅Ｗ０が比較的狭い電池では、蓋体２２の幅方向において、外側樹脂部材６０の外縁から合わせ目（溶接部）２５までの距離Ｄ１（図４参照）が短くなりがちである。したがって、ここに開示される技術を適用することが特に有意義である。本実施形態における蓋体２２は、幅（Ｗ０）１２．５ｍｍ、長さ１３６ｍｍの長方形状である。蓋体２２の中央部には、ケース２０の内圧が上昇した場合に該ケースの内外を連通させて内圧を開放するための安全弁２７が設けられている。
【００２５】
特に限定するものではないが、蓋体２２の厚み（板厚）は、例えば０．３ｍｍ〜２ｍｍ（典型的には０．５ｍｍ〜２ｍｍ）程度であり得る。蓋体２２の厚さが０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ未満であってもよい。また、ケース本体２１の厚み（板厚）は、例えば０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度とすることができ、典型的には１ｍｍ〜３ｍｍである。本実施形態に係る電池１０では、ケース本体２１を構成するアルミニウム材の板厚が０．４ｍｍであり、蓋体２２を構成するアルミニウム材の板厚が０．７ｍｍである。
【００２６】
＜捲回電極体＞
捲回電極体３０は、ケース本体２１に、その捲回軸が横倒しとなる姿勢で収容されている。捲回電極体３０は、通常のリチウムイオン二次電池の捲回電極体と同様、シート状の正極（正極シート）３２および負極（負極シート）３４を計二枚のシート状のセパレータ（セパレータシート）３６とともに積層して長手方向に捲回し、得られた捲回体を側面方向から押圧して拉げさせることによって作製され得る。
【００２７】
捲回電極体３０を構成する材料および部材自体は、従来のリチウムイオン二次電池に備えられる電極体と同様でよく、特に制限はない。本実施形態の捲回電極体３０は、長尺状の正極集電体（例えばアルミニウム箔）上に正極活物質層を有する正極シート３２と、長尺状の負極集電体（例えば銅箔）上に負極活物質層を有する負極シート３４と、セパレータシート３６としての多孔質ポリオレフィン系樹脂シートとを含む。正極活物質および負極活物質としては、それぞれ、従来からリチウムイオン二次電池に用いられる物質の１種または２種以上を特に限定なく使用することができる。本実施形態では、正極活物質としてＬｉＮｉＯ２を、負極活物質として天然黒鉛を使用している。
【００２８】
＜電極端子＞
正極シート３２および負極シート３４には、正極端子４０および負極端子８０がそれぞれ接続されている。これらの電極端子４０，８０は、蓋体２２の長手方向の一端および他端に設けられた正極用および負極用の端子引出孔（貫通孔）２４２，２４４をそれぞれ貫通して、外装ケース２０の内部から外部に引き出されている。正極端子４０は、図１、２、６に示すように、主として外装ケース２０の内側に位置する正極内部端子４２０と、主として外装ケース２０の外側に位置する正極外部端子４６０とが接続された構成を有する。負極端子８０もまた、正極側と概ね同形状に形成された負極内部端子８２０と負極外部端子８６０とが接続された構成を有する（図１参照）。
【００２９】
正極内部端子４２０は、その下端４２２Ａが正極シート３２に、例えば超音波溶接により接続されている。正極内部端子４２０は、下端４２２Ａから蓋体２２に対して略垂直に延びる板状（帯状）の第一リード部４２２と、第一リード部の上端に続いて形成され該上端から略直角に（図２では図の手前から奥側に）曲がって蓋体２２の内面と略平行に広がる板状の第二リード部４２４と、第二リード部の板面中央部から電池の外方向に略垂直に延びる突出部４２６とを備える。突出部４２６はリベット部として構成されており、端子引出孔２４２および正極外部端子４６０の貫通孔（リベット孔）４６２Ａに上記リベット部を貫通させてリベッティングすることにより、正極内部端子４２０と正極外部端子４６０とが接続（締結）されている。正極内部端子４２０および正極外部端子４６０の構成材料としては導電性のよい金属材料が好ましく、典型的にはアルミニウムが用いられる。
【００３０】
正極外部端子４６０は、上記リベッティング前において突出部４２６を挿通可能な貫通孔４６２Ａを有する第一接続部４６２と、第一接続部４６２から蓋体２２の長手方向中央側に続き、外装ケース２０の外方に階段状に持ち上がって形成された第二接続部（外側端部）４６４とを有する。第二接続部４６４には、図６によく示されるように、ボルト６７０の脚部６７４を挿通可能なボルト挿通孔４６４Ａが形成されている。ボルト挿通孔４６４Ａにボルト６７０の脚部６７４を下から上に通し、第二接続部４６４から上方に突出した脚部６７４に外部接続用の接続部材１１２を装着してナット１１３を締め付けることにより（図７、図８参照）、正極外部端子４６０に接続部材１１２を連結（固定）することができる。
【００３１】
上記リベッティングは、端子引出孔２４２を囲む蓋体２２の壁面と第二リード部４２４との間に内側樹脂部材５０を挟み、さらに該壁面と外部端子の第一接続部４６２との間に外側樹脂部材６０を挟んで行われる。かかるリベッティングにより、正極端子４０を蓋体２２に固定するとともに、蓋体２２と第二リード部４２４との間で内側樹脂部材５０を圧縮することにより端子引出孔２４２をシールしている。
【００３２】
＜内側樹脂部材＞
内側樹脂部材５０は、内部端子４２０の突出部４２６を挿通させる開口５２２が設けられた取付部５２０を有する。取付部５２０は、開口５２２を囲む部分が蓋体２２と第二リード部４２４との間に挟み込まれて圧縮されることにより、内部端子４２０（第二リード部４２４）と蓋体２２とを絶縁するとともに、端子引出孔２４２をシールする。取付部５２０の下面（電極体側の面）には、内部端子４２０の第二リード部４２４を下方（すなわちケースの内方）から受け入れ可能な窪み５２４が形成されている。この窪み５２４は、第二リード部４２４の下端面が窪み５２４の内側に収まるように形成されている。これにより、電極体３０の外周と第二リード部４２４との接触を回避し、また内部端子４２０（第二リード部４２４）とケース本体２１との絶縁をより確実に行うことができる。
【００３３】
内側樹脂部材５０の構成材料としては、使用する電解液に対して耐性を示す各種の樹脂材料を適宜選択して用いることができる。例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン樹脂（ＰＥＫＫ）、ポリエーテルスルホン樹脂（ＰＥＳ）等の樹脂をベースとする樹脂材料（典型的には、上記ベース樹脂が樹脂成分のうちの５０質量％超を占める組成の樹脂材料）を好ましく採用することができる。あるいは、後述する外側樹脂部材６０と同様の樹脂材料により内側樹脂部材５０を形成してもよい。本実施形態に係る内側樹脂部材５０は、ＰＰＳにより形成されている。
【００３４】
＜外側樹脂部材＞
外側樹脂部材６０は、端子引出孔２４２を囲む蓋体２２の壁面と外部端子の第一接続部４６２との間に挟まれる取付部６２０と、外部端子の第二接続部４６４と蓋体２２との間に延びる延長部６４０とを有する。取付部６２０は、端子引出孔２４２に外側から挿入されてリベット部４２６と蓋体２２との直接接触を阻む（絶縁する）筒部６２２と、筒部６２２に続いて形成され蓋体２２の外面に沿って広がる皿部６２４とを有する。この皿部６２４の窪みに合わせて外部端子の第一接続部４６２が配置されている。
【００３５】
延長部６４０には、外側樹脂部材６０の長手方向（蓋体２２の長手方向と一致する。）を長辺とする長方形状の開口形状を有し、ボルト６７０の頭部６７２を受け入れ可能なボルト受け穴６４２が形成されている。頭部６７２は、ボルト６７０の軸に垂直な断面における形状がボルト受け穴６４２の開口形状よりも一回り小さな長方形状となるように形成されている。ボルト６７０は、頭部６７２がボルト受け穴６４２に挿入されることで回転が制限され（共回りが阻止され）、かつ脚部６７４がボルト挿通孔４６４Ａを通して突出するように配置（装着）されている。
【００３６】
外側樹脂部材の構成材料としては、各種の絶縁性樹脂材料を適宜選択して用いることができる。例えば、ポリアミド、ポリアセタール（ＰＯＭ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル樹脂（ＰＦＡ）、メタクリル樹脂、ＰＰＳ、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ、ＰＥＫＫ、ＰＥＳ、ユリア樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂等の樹脂をベースとする樹脂材料を好ましく採用することができる。あるいは、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等のポリオレフィン系樹脂；パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂；等の樹脂をベースとする樹脂材料を用いてもよい。
【００３７】
外側樹脂部材の構成材料の一好適例として、非芳香族性樹脂材料、すなわち非芳香族性樹脂をベースとする樹脂材料が挙げられる。ここで、非芳香族性樹脂とは、芳香環（典型的にはベンゼン環）を有しない樹脂を指す。非芳香族性樹脂の具体例としては、ナイロン６（ＰＡ６）、ナイロン６６（ＰＡ６６）等の脂肪族ポリアミド、ＰＯＭ、ＰＦＡ、ＰＦＡ、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）等のメタクリル樹脂、等が挙げられる。これらは１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。このような非芳香族性樹脂材料は、概してレーザ溶接時のレーザ光に起因する変質に対する耐性が高い（典型的にはレーザ散乱光を吸収しにくい）ので好ましい。荷重たわみ温度測定（０．４５ＭＰａ）法に基づく耐熱温度が１５０℃以上（より好ましくは２５０℃以上）である樹脂材料の使用が好ましい。
【００３８】
外側樹脂部材の構成材料の他の好適例として、脂肪族ポリアミド、ユリア樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂等の樹脂をベースとする樹脂材料が挙げられる。このような樹脂材料を用いて形成された外側樹脂部材は、比較的高い吸水性を示すものとなり得る。したがって、上記外側樹脂部材の吸水率を調節することにより、該外部樹脂部材を効果的に膨張または収縮させることができる。例えば、レーザ溶接後において外側樹脂部材に水分を吸収させることにより、該外側樹脂部材をレーザ溶接時に比べて有意に膨張させることができる。このことを利用して、レーザ溶接時における外側樹脂部材の外縁から溶接部までの距離を、例えば角型電池の使用時に比べて、より大きくすることができる。かかる観点から、外側樹脂部材を構成する樹脂材料としては、２３℃、相対湿度６０％における平衡吸水率（ＡＥ；質量基準）が１％より大きいものが好ましく、１．５％より大きいものがより好ましく、２．０％より大きいものがさらに好ましい。上記平衡吸水率（ＡＥ）の上限は特に限定されないが、寸法安定性等の観点から、通常は１０％以下であることが適当であり、例えば５％以下であることが好ましい。
【００３９】
ここに開示される技術において、外側樹脂部材を構成する樹脂材料としては、ナイロン６、ナイロン６６等の脂肪族ポリアミドをベースとする樹脂材料を特に好ましく採用し得る。ここで、脂肪族ポリアミドをベースとする樹脂材料とは、当該樹脂材料に含まれる樹脂成分に占める脂肪族ポリアミドの割合が５０質量％より多いことをいい、典型的には７０質量％より多いことをいう。上記樹脂成分が実質的に脂肪族ポリアミドからなる樹脂材料であってもよい。
【００４０】
なお、外部樹脂部材を構成する樹脂材料に含まれる樹脂の種類は、赤外線（ＩＲ）スペクトル分析、熱分解ガスクロマトグラフィ等の一般的な分析手法を必要に応じて組み合わせて適用することにより特定され得る。外部樹脂部材が複数の樹脂を含む場合において、それらの樹脂の配合比は、上記分析結果および外側樹脂部材の比重から把握することができる。内部樹脂部材についても同様である。
【００４１】
特に限定するものではないが、本実施形態では、長方形状の頭部６７２を有するボルト６７０を採用している。そして、外側樹脂部材６０には、ボルト頭部６７２の形状に対応する長方形状のボルト受け穴６４２を、その長辺が外側樹脂部材６０の長尺方向となるように設けている。かかる構成によると、例えば一般的な六角形状のボルト頭部と該ボルト頭部の形状に対応する六角形状のボルト受け穴との組合せに比べて、ボルト６７０の座面の面積が同じでも、ボルト受け穴６４２から外側樹脂部材６０の外縁までの幅Ｗ１（図４参照）をより広く確保することができる。これにより、ボルト６７０の座面の面積を大きくして接続抵抗を低減しつつ、ボルト６７０の回り止めその他の外力に対して十分な機械的強度を有する外側樹脂部材６０を実現することができる。
このような接続抵抗の低減は、車両駆動電源用の電池のように高出力化（急速放電性能向上）が望まれる電池では特に有意義である。また、高出力の電池では端子の断面積を大きくすることが好ましいため、外側樹脂部材６０の外縁から溶接部２５までの距離が短くなりがちである。この点からも、ここに開示される技術は、車両駆動電源用の電池に特に好ましく適用され得る。
なお、ここに開示される技術は、ボルト頭部およびボルト受け穴の断面形状が長方形状以外の形状（例えば、六角形状その他の多角形状）である態様でも好適に実施され得る。
【００４２】
本実施形態の電池１０における負極側の構造は、負極端子８０の材質を除いては正極側と概ね同様である。すなわち、負極シート３４には負極端子８０の一端が、例えば抵抗溶接により接続されている。この負極端子８０は、正極内部端子４２０と概ね同じ形状に形成された負極内部端子８２０と負極外部端子８６０とを備え、負極内部端子８２０の突出部（リベット部）を負極外部端子８６０の第一接続部にリベッティングすることにより負極内部端子８２０と負極外部端子８６０とが接続されている。上記リベッティングは、正極側と同様に、端子８２０，８６０の間に内側樹脂部材５０、蓋体２２および外側樹脂部材６０を挟んで行われる。負極外部端子８６０は、第一接続部と第二接続部とを有する階段状に形成されている。その第二接続部に設けられたボルト挿通孔にはボルト６７０が下から上に装着されており、その脚部６７４に外部接続用の接続部材１１２を連結（固定）し得るように構成されている。負極内部端子８２０および負極外部端子８６０の構成材料としては導電性のよい金属材料が好ましく、典型的には銅が用いられる。内側樹脂部材５０、外側樹脂部材６０の材質や形状は正極側と同様である。
【００４３】
＜電池の製造方法＞
かかる構成のリチウムイオン二次電池１０は、例えば概ね以下の手順で好適に製造（構築）することができる。すなわち、上述した構成の蓋体２２を用意し、その内側面に内側樹脂部材５０を、外側面に外側樹脂部材６０および正極外部端子４６０をセットする。このとき、外側樹脂部材６０のボルト受け穴６４２にボルト６７０の頭部６７２を収容し、その上から正極外部端子４６０を配置するようにする。正極内部端子４２０の突出部４２６を端子引出孔２４２、外側樹脂部材６０および正極外部端子４６０に通して外方に突出させ、その突出部をリベッティングすることにより、蓋体２２の端子引出孔２４２に正極端子４０を取り付ける。また、正極側と同様にして、蓋体２２の端子引出孔２４４に負極端子８０を取り付ける。このようにして、蓋体２２に正極外部端子４６０、負極外部端子８６０および外側樹脂部材６０が組み付けられ、両電極端子４０，８０と蓋体２２とが一体化された蓋体−端子アセンブリを得る（（Ａ）工程）。
【００４４】
次いで、上記構成の捲回電極体３０の軸方向両端部に正極端子４０および負極端子８０をそれぞれ接合（例えば溶接）する。これにより上記蓋体−端子アセンブリと電極体３０とが一体化された蓋体ユニット（蓋体−端子−電極体アセンブリ）を得る。
【００４５】
そして、電極体３０をケース本体２１の開口部から内部に収めるようにして該開口部に蓋体２２を装着し、蓋体２２とケース本体２１との合わせ目２５をレーザ溶接する（（Ｂ）工程）。このレーザ溶接工程は、外側樹脂部材が一時的に収縮している状態で実施することができる。かかる状態は、例えば、外側樹脂部材の吸水率を低下させる処理、すなわち外側樹脂部材を乾燥させる処理を行うことにより実現することができる。
【００４６】
上記乾燥処理は、外側樹脂部材に対して、加熱、減圧、低湿度雰囲気中での保管等の、該外側樹脂部材から水分を除去し得る適宜の条件を適用する処理であり得る。特に限定するものではないが、上記加熱条件は、典型的には４０℃以上、好ましくは５０℃以上、例えば６０℃以上とすることができる。加熱条件の好適な上限の温度は、外部樹脂部材の材質によっても異なり得るが、通常は１５０℃以下が適当であり、１２０℃以下が好ましく、例えば１００℃以下とすることができる。上記減圧条件は、大気圧以下の圧力であればよく、例えば大気圧の０．９倍以下、好ましくは０．５倍以下、より好ましくは０．２倍以下とすることができる。これらの条件は、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて適用することができる。乾燥処理を効率よくかつ的確に行う観点から、外側樹脂部材を減圧下で加熱する方法を好ましく採用することができる。いったん乾燥させた外側樹脂部材は、レーザ溶接時までは、吸水率が大きく上昇しない条件下に保持することが好ましい。
【００４７】
レーザ溶接時における外側樹脂部材の吸水率（ＡＢ）は、レーザ溶接後に外側樹脂部材に水分を吸収させることにより該外側樹脂部材を膨張させ得るレベルであればよく、特に限定されない。吸水率（ＡＢ）は、外側樹脂部材を構成する樹脂材料の２３℃、相対湿度６０％における平衡吸水率（ＡＥ）よりも低く、かつ１％を超えないように設定することが適当である。好ましい吸水率（ＡＢ）は、平衡吸水率（ＡＥ）の７０％以下であり、より好ましくは５０％以下、さらに好ましくは２０％以下、特に好ましくは１０％以下（例えば５％以下）である。
【００４８】
好ましい吸水率（ＡＢ）の具体的な値は、外側樹脂部材を構成する樹脂材料の組成等によっても異なり得る。例えば、ナイロン６またはナイロン６６をベースとする樹脂材料により構成された外側樹脂部材において、レーザ溶接時における外側樹脂部材の吸水率（ＡＢ）は、０．５％以下であることが適当であり、０．２％以下であることが好ましく、０．１％以下であることがより好ましく、０．０５％以下であることがさらに好ましい。なお、２３℃、相対湿度６０％における平衡吸水率（ＡＥ）は、ナイロン６では３．５％、ナイロン６６では２．５％程度である。
【００４９】
レーザ溶接の条件は特に限定されない。例えば、レーザ光としては、ＹＡＧレーザ、ファイバーレーザ、炭酸ガスレーザ、ＤＯＥレーザ、ＬＤレーザ等を適宜採用することができる。連続発振（ＣＷ）、パルス発振のいずれも使用可能である。生産性向上の観点からは、溶接速度を高めやすいＣＷ発振が有利である。また、一般にＣＷ発振による溶接（典型的には、溶融金属からの熱伝導を利用して隣接する部位を溶融させることで合わせ目２５に沿って次第に溶融部が移動するように、該溶融金属上にレーザを照射する態様で実施される。）では、パルス発振による溶接に比べて付与されるエネルギー量が多くなるため、本発明を適用して外側樹脂部材の変質を抑制することが特に有意義である。ここに開示される技術は、例えば、エネルギー密度０．２〜１００ｋＷ／ｍｍ２の条件で蓋体とケース本体とをレーザ溶接する場合に好ましく適用され得る。また、溶接速度２〜１０ｍ／ｍｉｎの条件で蓋体とケース本体とをレーザ溶接する場合に好ましく適用され得る。
【００５０】
かかるレーザ溶接を行った後、蓋体２２に設けられた注液孔２８から外装ケース２０内に電解液を注入する。電解液としては、従来からリチウムイオン二次電池に用いられる非水電解液と同様のものを特に限定なく使用することができる。例えば、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合溶媒（例えば、体積比１：１程度の混合溶媒）にＬｉＰＦ６を約１ｍｏｌ／リットルの濃度で含有させた電解液を用いることができる。その後、注液孔２８に封止キャップ２９を溶接等により取り付けて、外装ケース２０を封止する。このようにしてリチウムイオン二次電池１０を製造（構築）することができる。
【００５１】
ここに開示される技術では、上記レーザ溶接を行った後に、上記外側樹脂部材を膨張させる（（Ｃ）工程）。典型的には、上記外側樹脂部材の吸水率を高めることにより、該外側樹脂部材を膨張させる。上記吸水率は、例えば、外側樹脂部材に水分を吸収させることにより高めることができる。
【００５２】
上記（Ｃ）工程では、外側樹脂部材の吸水率（ＡＣ）を、レーザ溶接時の吸水率（ＡＢ）に比べて０．５％より大きく上昇させることが好ましい。すなわち、（ＡＣ）−（ＡＢ）が０．５％より大きくなるように外側樹脂部材を吸水させることが好ましい。このことによって、外側樹脂部材を効果的に膨張させることができる。かかる観点から、（ＡＣ）−（ＡＢ）は、１％以上であることが好ましく、１．５％以上であることがより好ましく、２％以上であることがさらに好ましい。
【００５３】
好ましい吸水率（ＡＣ）の具体的な値は、外側樹脂部材を構成する樹脂材料の組成等によっても異なり得る。例えば、ナイロン６またはナイロン６６をベースとする樹脂材料により構成された外側樹脂部材において、膨張後の吸水率（ＡＣ）は、例えば１％超とすることができ、好ましくは１．２％超、より好ましくは１．５％超である。吸水率（ＡＣ）が１．７％超であってもよく、さらに２％超であってもよい。
【００５４】
外側樹脂部材に水分を吸収させる処理としては、上記外側樹脂部材に水を供給する（接触させる）処理を好ましく採用し得る。上記外側樹脂部材に液状の水を供給してもよく、気体状の水を供給してもよく、これらの両方の形態の水を供給してもよい。例えば、レーザ溶接後の電池を相対湿度５０％以上（より好ましくは５５％以上、例えば６０％以上）の雰囲気下に保持することにより、外側樹脂部材に水分を吸収させて膨張させることができる。処理効率向上の観点から、上記水分を吸収させる処理は、室温よりも高い温度域で行うことが好ましい。例えば、３５℃〜８０℃、より好ましくは４０℃〜７０℃、例えば４０℃〜６０℃程度の条件下で水分を吸収させることが効果的である。
【００５５】
ここに開示される技術は、外側樹脂部材がレーザ溶接後に上記吸水等により膨張した状態（例えば、完成品として実際に使用される状態）において、該外側樹脂部材の外縁から溶接部までの最小距離（図４に示す例では距離Ｄ１）が５ｍｍ以下、例えば３ｍｍ以下である角型電池およびその製造に好ましく適用され得る。上記距離が２ｍｍ以下（例えば０．５ｍｍ〜２ｍｍ、さらには０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ）の電池では特に適用効果が大きい。
【００５６】
このように外側樹脂部材の外縁から溶接部までの最小距離が比較的小さい電池では、外側樹脂部材を一時的に収縮させた状態（すなわち、上記膨張前の状態）でレーザ溶接を行うことにより、このレーザ溶接時において、外側樹脂部材の外縁から溶接部までの最小距離をより大きくすることができる。したがって、外側樹脂部材へのレーザ光の影響（熱による変質等）を抑制することができる。溶接後に外部樹脂部材を膨張させることにより、膨張前に比べて外部樹脂部材による絶縁距離を長くすることができる。このことによって、レーザ溶接時におけるレーザ光の影響抑制と、電池の実際の使用時における絶縁距離（特に沿面距離）の確保とを好適に両立させることができる。
【００５７】
本実施形態では、図４に示す蓋体２２の幅方向については、上記膨張後の外側樹脂部材６０の外縁から溶接部２５までの距離Ｄ１が１ｍｍである。また、蓋体２２の長手方向については、上記膨張後の外側樹脂部材６０の外縁から溶接部２５までの距離Ｄ２が２．８ｍｍである。したがって、本実施形態では、外側樹脂部材の外縁から溶接部までの最小距離は１ｍｍである。
【００５８】
なお、上記外部樹脂部材の乾燥処理を行う時期は、上記（Ｂ）工程の直前に限定されず、上記（Ｂ）工程に先立って行われていればよい。例えば、上記乾燥処理を（Ａ）工程よりも前に行うことができる。すなわち、蓋体−端子アセンブリを得る工程は、外側樹脂部材が一時的に収縮している状態で好ましく実施され得る。このように外側樹脂部材が収縮している状態でボルトの頭部をボルト受け穴に挿入することにより、上記ボルトの頭部とボルト受け穴とが製造誤差等により干渉する事態が起こりにくくなり、ボルトの組み付け性が向上し得る。レーザ溶接後、外側樹脂部材を膨張させることにより、ボルトの頭部とボルト受け穴との間のクリアランスが小さくなる。これにより上記ボルト受け穴によるボルトの回り止め機能を適切に発揮させることができる。その結果、例えば、上記ボルトにナットを装着して外部回路または隣接する他の電池の電極との接続部材を締結する操作を、より着実に行うことができる。ここに開示される技術によると、外側樹脂部材の体積変化を利用して、ボルトの組み付け性を向上させ、かつ該ボルトの回り止めを適切に行うことができる。
【００５９】
＜組電池＞
かかる構成のリチウムイオン二次電池１０を単電池とし、該単電池を複数備えてなる組電池の一構成例を説明する。図７，８に示すように、この組電池１００は、複数個（典型的には１０個以上、好ましくは１０〜３０個程度、例えば２０個）のリチウムイオン二次電池（単電池）１０を、それぞれの正極端子４０および負極端子８０が交互に配置されるように一つづつ反転させつつ、外装ケース２０の幅広な面が対向する方向（積層方向）に配列されている。当該配列された単電池１０間には、所定形状の冷却板（図示せず）が挟み込まれている。熱伝導性の良い金属製もしくは軽量で硬質なポリプロピレンその他の合成樹脂製の冷却板が好適である。
【００６０】
図８に示すように、上記配列させた単電池１０の両端には、一対のエンドプレート（拘束板）１１８が配置されている（図８には上記配列の一端側のみを示している。）。上記配列された単電池１０は、両エンドプレートの間を架橋するように取り付けられた締め付け用の拘束バンド（図示せず）によって、規定の拘束圧が加わるように拘束されている。そして、隣接する単電池１０間において、一方の正極端子４０と他方の負極端子８０とが、接続部材（バスバー）１１２によって電気的に接続されている。
より詳しくは、接続部材１１２の両端設けられた貫通孔を隣接する単電池１０の外部端子から突出するボルト脚部６７４にそれぞれ通し、その上からナット１１３を締め付けることにより、一方の正極端子４０と他方の負極端子８０とを電気的に接続することができる。このように各単電池１０を直列に接続することにより、所望する電圧の組電池１００が構築されている。このような構成の組電池の構築においては、生産性や品質安定性等の観点から、ナット１１３を締め付ける際にボルト６７０の回り止めを適切に行い得ることが特に有意義である。
【００６１】
以上、本発明を好適な実施形態により説明したが、こうした記述は限定事項ではなく、もちろん種々の改変が可能である。
【００６２】
例えば、レーザ溶接後に外側樹脂部材を膨張させる（Ｃ）工程は、外側樹脂部材の外縁と溶接部との距離が小さくなるように該外側樹脂部材を膨らませる工程であればよく、外側樹脂部材に水分を吸収させることで膨張（体積増加）させる工程に限定されない。例えば、外側樹脂部材の構成材料として形状記憶樹脂を含む樹脂材料を使用し、該外側樹脂部材をその外縁と溶接部（蓋体の外縁）との距離が大きくなるように変形させた状態でレーザ溶接を行い、その後、上記外側樹脂部材を形状復元温度まで加熱することにより、該外側樹脂部材の外縁が溶接部側に膨張するように形状を復元させてもよい。
【００６３】
また、外側樹脂部材を構成する樹脂材料は、樹脂成分以外の任意成分を含み得る。かかる任意成分の好適例として無機繊維が挙げられる。例えば、上記樹脂成分からなる樹脂マトリックスと、該樹脂マトリックス中に分散して存在する無機繊維とを含む外側樹脂部材を好ましく採用し得る。無機繊維の含有量は、例えば、外側樹脂部材の全質量に対して５〜６０質量％とすることができ、通常は１５〜６０質量％程度とすることが好ましく、３０〜６０質量％程度（例えば４５〜６０質量％程度）とすることがより好ましい。無機繊維としては、ガラス繊維、セラミック繊維、炭素繊維、金属繊維等を利用することができる。特にガラス繊維が好ましい。
前記外側樹脂部材中の無機繊維の少なくとも５０質量％は、該無機繊維の繊維軸方向が前記蓋体の外面と平行状態となるように配置されていることが好ましい。無機繊維がこのように配置された外側樹脂部材は、上記無機繊維によって外側樹脂部材を効果的に補強することができ、かつ該無機繊維が外側樹脂部材の膨張収縮（特に、蓋体の外面に沿う方向への膨張収縮）の妨げとなりにくいので好ましい。
なお、上記「平行状態」は、完全に平行であることの他に、本発明の効果を奏する限りにおいて、実質的に平行であると見なすことができる場合も含むものとする。典型的には、無機繊維と蓋体の外面との交差する角度が０度以上３０度以下をいう。
【００６４】
また、ここに開示される技術は、リチウムイオン二次電池に限定されず、種々の一次電池、二次電池、密閉型電池、非密閉型電池、水系の電解質を備えた電池、非水系の電解質を備えた電池等およびその製造に広く適用され得る。このような電池において、電極体の形態は上述のような捲回型に限定されず、積層型その他の形態であってもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１    自動車（車両）
１０    リチウムイオン二次電池（角型電池）
２０    外装ケース
２１    ケース本体
２２    蓋体
２４２，２４４    貫通孔（端子引出孔）
２５    合わせ目（溶接部）
３０    捲回電極体（電極体）
４０    正極端子（電極端子）
４２０    正極内部端子
４２６    突出部（リベット部）
４６０    正極外部端子（外部端子）
４６２    第一接続部
４６４    第二接続部（外側端部）
４６４Ａ  ボルト挿通孔
５０    内側樹脂部材
６０    外側樹脂部材
６２０    取付部
６２２    筒部
６２４    皿部
６４０    延長部
６４２    ボルト受け穴
６７０    ボルト
６７２    頭部
６７４    脚部
８０    負極端子（電極端子）
９０    電解液
１００    組電池
１１２    接続部材（バスバー）
【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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