(57)【要約】【課題】耐圧低下が防止された非水電解質二次電池用ケースの提供。【解決手段】非水電解質二次電池用ケースは、開口が形成された容器と、開口に嵌合され、開口を規定する開口周縁部に溶接された蓋体と、開口周縁部の一部および蓋体の一部のうちの少なくとも１つの溶融により形成され、開口周縁部と蓋体とを接続する溶接部とを備える。溶接部は、容器の金属材料および蓋体の金属材料よりも硬度が高い第１金属を含む。第１金属は、潤滑効果を発揮する結晶構造を有した状態で開口周縁部の内周面および蓋体の外周面のうちの少なくとも１つに設けられ、開口周縁部の一部および蓋体の一部のうちの少なくとも１つの溶融により溶接部に取り込まれて当該溶接部に分散している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口が形成された容器と、
前記開口に嵌合され、前記開口を規定する開口周縁部に溶接された蓋体と、
前記開口周縁部の一部および前記蓋体の一部のうちの少なくとも１つの溶融により形成され、前記開口周縁部と前記蓋体とを接続する溶接部とを備え、
前記溶接部は、前記容器の金属材料および前記蓋体の金属材料よりも硬度が高い第１金属を含み、
前記第１金属は、潤滑効果を発揮する結晶構造を有した状態で前記開口周縁部の内周面および前記蓋体の外周面のうちの少なくとも１つに設けられ、前記開口周縁部の一部および前記蓋体の一部のうちの少なくとも１つの溶融により前記溶接部に取り込まれて当該溶接部に分散している非水電解質二次電池用ケース。
【請求項２】
前記第１金属は、前記開口周縁部の内周面および前記蓋体の外周面のうちの少なくとも１つに設けられた潤滑剤に含まれ、
前記容器の金属材料および前記蓋体の金属材料は、アルミニウムであり、
前記潤滑剤は、モリブデン硫化物およびタングステン硫化物の少なくとも１つを含む請求項１に記載の非水電解質二次電池用ケース。
【請求項３】
前記潤滑剤は、モリブデン硫化物を含み、
前記溶接部は、アルミニウムに対して０．００１質量％以上０．７質量％以下のモリブデンを含む請求項２に記載の非水電解質二次電池用ケース。
【請求項４】
開口が形成され、電極体および電解質が配置された容器と、前記開口に嵌合される蓋体とを準備する工程と、
前記容器の金属材料および前記蓋体の金属材料よりも硬度が高い第１金属を、前記開口を規定する開口周縁部の内周面および前記蓋体の外周面の少なくとも１つに設けた後に、前記蓋体を前記開口に嵌合させる工程と、
前記開口周縁部の一部および前記蓋体の一部のうちの少なくとも１つの溶融により前記開口周縁部と前記蓋体とを接続する溶接部を形成する工程とを含み、
前記第１金属は、前記開口周縁部の内周面および前記蓋体の外周面の少なくとも１つに設けられたときには潤滑効果を発揮する結晶構造を有し、前記開口周縁部の一部および前記蓋体の一部のうちの少なくとも１つの溶融により前記溶接部に取り込まれて当該溶接部に分散する非水電解質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、蓋体が容器に溶接されて構成された非水電解質二次電池用ケースに関し、その非水電解質二次電池用ケースを用いた非水電解質二次電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１（特開平１１−９０６５７号公報）には、溶接作業性に優れた角形耐圧ケ−スの製造方法が記載されている。また、特許文献２（特開２０００−１０６１５５号公報）には、封口板を電池の角型ケースの開口部にレーザ溶接するときに撥水剤をレーザ溶接部付近に塗着することにより、レーザ溶接部への電解液の這い上がりを防止できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−９０６５７号公報
【特許文献２】特開２０００−１０６１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
容器の開口と同程度の大きさの蓋体を当該開口に挿入すると、開口を規定する開口周縁部と蓋体との間に摩擦が発生する。そのため、開口への蓋体の挿入が困難となる。また、蓋体が開口に嵌合された場合であっても、ストレスが開口周縁部または蓋体に与えられるため、蓋体の嵌合状態が不安定となる。これにより、開口周縁部と蓋体との溶接不良を招き、よって、ケースの耐圧低下を引き起こす。
【０００５】
一方、開口よりも小さな蓋体を用いた場合、開口周縁部と蓋体との間に隙間が生じる。そのため、蓋体が開口周縁部に固定されていない状態で開口周縁部と蓋体とが溶接されることとなる。これにより、開口周縁部と蓋体との溶接不良を招き、よって、ケースの耐圧低下を引き起こす。
【０００６】
このような不具合の発生を防止する方法として、開口周縁部の内周面または蓋体の外周面に樹脂を設けてから蓋体を開口に挿入して開口周縁部と蓋体とを溶接するという方法が考えられる。しかし、この方法では、開口周縁部と蓋体との溶接強度が低下する。そのため、この方法を用いた場合であっても、ケースの耐圧を高めることは難しい。
【０００７】
本発明の目的は、耐圧低下が防止された非水電解質二次電池用ケースの提供である。本発明の別の目的は、かかる非水電解質二次電池用ケースを用いた非水電解質二次電池の製造方法の提供である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の非水電解質二次電池用ケースは、開口が形成された容器と、開口に嵌合され、開口を規定する開口周縁部に溶接された蓋体と、開口周縁部の一部および蓋体の一部のうちの少なくとも１つの溶融により形成され、開口周縁部と蓋体とを接続する溶接部とを備える。
【０００９】
溶接部は、第１金属を含む。第１金属は、潤滑効果を発揮する結晶構造を有した状態で開口周縁部の内周面および蓋体の外周面のうちの少なくとも１つに設けられる。これにより、蓋体は、開口周縁部の内周面を滑りながら開口に挿入されるので、開口周縁部との間に摩擦を発生させることなく開口に挿入される。よって、開口への蓋体の嵌合後にストレスが開口周縁部および蓋体に与えられることを防止できる。また、開口への蓋体の嵌合後には第１金属が開口周縁部の内周面と蓋体の外周面との間に存在するので、開口周縁部と蓋体との間に隙間が発生することを防止できる。このような状態で開口周縁部と蓋体とが溶接されるので、開口周縁部と蓋体との溶接強度のバラツキ（個体間のバラツキ）を小さく抑えることができる。
【００１０】
第１金属は、容器の金属材料および蓋体の金属材料よりも硬度が高く、開口周縁部の一部および蓋体の一部のうちの少なくとも１つの溶融により溶接部に取り込まれて当該溶接部に分散している。これにより、溶接部では、容器の金属材料および蓋体の金属材料の転位運動が第１金属により妨害されるので、開口周縁部と蓋体との溶接強度が高くなる。
【００１１】
「蓋体が開口に嵌合されている」は、開口周縁部の内周面と蓋体の外周面とが接触する状態で蓋体が開口に嵌っている場合だけでなく、容器の金属材料および蓋体の金属材料とは異なる材料（たとえば第１金属）が開口周縁部の内周面と蓋体の外周面との間に設けられた状態で蓋体が開口に嵌っている場合も含む。
【００１２】
「溶接部」は、開口周縁部の一部および蓋体の一部のうちの少なくとも１つが溶融された後に固化されることにより形成された部位を意味する。
【００１３】
比較する硬さの種類が同じであれば、「容器の金属材料および蓋体の金属材料よりも硬度が高い第１金属」における「硬度」は、モース硬さ、ビッカース硬さまたはブリネル硬さのいずれであっても良い。「容器の金属材料および蓋体の金属材料よりも硬度が高い第１金属」は、第１金属のモース硬さが容器の金属材料および蓋体の金属材料のそれぞれのモース硬さの２倍以上であることを意味し、第１金属のビッカース硬さが容器の金属材料および蓋体の金属材料のそれぞれのビッカース硬さの５倍以上であることを意味し、第１金属のブリネル硬さが容器の金属材料および蓋体の金属材料のそれぞれのブリネル硬さの５倍以上であることを意味する。モース硬さは標準物質を試料物質で擦ったときの傷の有無により測定できる。ビッカース硬さはＪＩＳ  Ｚ  ２２４４に規定の方法にしたがって測定でき、ブリネル硬さはＪＩＳ  Ｚ  ２２４３に規定の方法にしたがって測定できる。
【００１４】
「第１金属が潤滑効果を発揮する結晶構造を有する」とは、第１金属を含む化合物が潤滑効果を発揮する結晶構造を有することを意味する。「潤滑効果を発揮する結晶構造」とは、結晶構造を構成する層内における原子間の結合が強いのに対し、結晶構造を構成する層間における原子間の結合が弱いことを意味する。結晶構造を構成する層内における原子間の結合は、蓋体が開口に挿入されるときにおいても、開口周縁部の一部および蓋体の一部のうちの少なくとも１つが溶融されるときにおいても、解離しない。一方、結晶構造を構成する層間における原子間の結合は、蓋体が開口に挿入されるとき、または、開口周縁部の一部および蓋体の一部のうちの少なくとも１つが溶融されるときに、解離する。かかる結晶構造の一例としては、二硫化モリブデンの結晶構造または二硫化タングステンの結晶構造などが挙げられる。
【００１５】
「開口周縁部の内周面」とは、蓋体が開口に嵌合されたときに当該蓋体の外周面が対向する部分を意味する。
【００１６】
第１金属は、開口周縁部の内周面および蓋体の外周面のうちの少なくとも１つに設けられた潤滑剤に含まれていることが好ましい。容器の金属材料および蓋体の金属材料は、アルミニウムであることが好ましい。潤滑剤は、モリブデン硫化物およびタングステン硫化物の少なくとも１つを含むことが好ましい。第１金属であるモリブデンまたはタングステンは、アルミニウムと合金を形成しない。そのため、溶接部では、モリブデンまたはタングステンが均一に分散し易くなるので、アルミニウムの転位運動が妨害され易くなる。これにより、開口周縁部と蓋体との溶接強度がさらに高くなる。
【００１７】
「モリブデン硫化物」は、モリブデン原子と硫黄原子とが化学結合により結合されて構成された化合物を意味する。「タングステン硫化物」は、タングステン原子と硫黄原子とが化学結合により結合されて構成された化合物を意味する。
【００１８】
潤滑剤は、モリブデン硫化物を含むことが好ましい。溶接部は、アルミニウムに対して０．００１質量％以上０．７質量％以下のモリブデンを含むことが好ましい。これにより、溶接部では、モリブデンがより一層、均一に分散する。また、モリブデンが添加されたことによる不具合の発生を防止できる。
【００１９】
本発明の非水電解質二次電池の製造方法は、開口が形成され、電極体および電解質が配置された容器と、開口に嵌合される蓋体とを準備する工程と、容器の金属材料および蓋体の金属材料よりも硬度が高い第１金属を、開口を規定する開口周縁部の内周面および蓋体の外周面の少なくとも１つに設けた後に、蓋体を開口に嵌合させる工程と、開口周縁部の一部および蓋体の一部のうちの少なくとも１つの溶融により開口周縁部と蓋体とを接続する溶接部を形成する工程とを含む。第１金属は、開口周縁部の内周面および蓋体の外周面の少なくとも１つに設けられたときには潤滑効果を発揮する結晶構造を有し、開口周縁部の一部および蓋体の一部のうちの少なくとも１つの溶融により溶接部に取り込まれて当該溶接部に分散する。
【００２０】
「電極体」は、正極と、負極と、正極と負極との間に設けられたセパレータとを含む。「電解質」は、リチウム塩と非水溶媒（たとえば有機溶媒）とを含む。非水溶媒は、液状であっても良いし、ゲル状であっても良い。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、開口周縁部と蓋体との溶接強度のバラツキ（個体間のバラツキ）を小さく抑えることができ、開口周縁部と蓋体との溶接強度が高くなるので、非水電解質二次電池用ケースの耐圧を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態の非水電解質二次電池の斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態の電池ケースの要部拡大断面図である。
【図３】本発明の一実施形態の非水電解質二次電池の製造方法を工程順に示すフロー図である。
【図４】本発明の一実施形態の非水電解質二次電池の製造方法の一工程を示す要部拡大断面図である。
【図５】本発明の一実施形態の非水電解質二次電池の製造方法の一工程を示す要部拡大断面図である。
【図６】本発明の一実施形態の非水電解質二次電池の製造方法の一工程を示す要部拡大図である。
【図７】破壊強度試験の方法を示す要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明について図面を用いて説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表すものではない。
【００２４】
［非水電解質二次電池の構成］
図１は、本発明の実施形態の非水電解質二次電池の斜視図である。図１では、非水電解質二次電池用ケース（以下では「電池ケース」と記す）１の一部を透視して電極体１１を図示している。電池ケース１の容器２１には電極体１１と電解質（不図示）とが配置され、電極体１１は正極１３と負極１７とがセパレータ１５を挟んで巻回されて扁平状に形成されている。電池ケース１の蓋体３１には正極端子３と負極端子７とが設けられ、正極端子３はセパレータ１５から露出する正極１３の部分に接続され、負極端子７はセパレータ１５から露出する負極１７の部分に接続されている。
【００２５】
＜電池ケース＞
図２は、電池ケース１の要部拡大断面図である。電池ケース１は、容器２１と、蓋体３１と、溶接部４１とを有する。蓋体３１は、容器２１に形成された開口２３（図４参照）に嵌合されており、開口２３を規定する開口周縁部２５に溶接されている。溶接部４１は、開口周縁部２５の一部および蓋体３１の一部の溶融により形成され、開口周縁部２５と蓋体３１とを接続する。
【００２６】
溶接部４１は、第１金属４５を含む。第１金属４５は、潤滑効果を発揮する結晶構造を有した状態で蓋体３１の外周面３１Ａ（図４参照）に設けられる。そのため、開口２３への蓋体３１の挿入により剪断応力が上記結晶構造に与えられると、当該結晶構造を構成する層間における原子間の結合が解離する。これにより、蓋体３１は、開口周縁部２５の内周面２５Ａ（図４参照）を滑りながら開口２３に挿入されるので、開口周縁部２５との間に摩擦を発生させることなく開口２３に挿入される。よって、開口２３への蓋体３１の挿入が容易となる。
【００２７】
蓋体３１は開口周縁部２５との間に摩擦を発生させることなく開口２３に挿入されるので、開口２３への蓋体３１の嵌合後にストレスが開口周縁部２５および蓋体３１に与えられることを防止できる。たとえば、開口２３への蓋体３１の嵌合後に開口周縁部２５および蓋体３１の少なくとも１つが変形または割れることを防止できる。また、開口２３への蓋体３１の嵌合後には、第１金属４５が開口周縁部２５の内周面２５Ａと蓋体３１の外周面３１Ａとの間に存在するので、開口周縁部２５と蓋体３１との間に隙間が生じることを防止でき、よって、蓋体３１の位置ズレを防止できる。このような状態で開口周縁部２５と蓋体３１とが溶接されるので、開口２３と蓋体３１との大小関係によらず開口周縁部２５と蓋体３１との溶接状態が良好となる。したがって、開口周縁部２５と蓋体３１との溶接強度のバラツキ（個体間のバラツキ）を小さく抑えることができる。
【００２８】
第１金属４５は、容器２１の金属材料および蓋体３１の金属材料よりも硬度が高く、開口周縁部２５の一部および蓋体３１の一部の溶融により溶接部４１に取り込まれて当該溶接部４１に分散している。このように、溶接部４１では、硬度の高い金属材料（第１金属４５）が、硬度の低い金属材料（容器２１の金属材料および蓋体３１の金属材料）に分散している。これにより、第１金属４５よりも硬度の低い金属材料の転位運動が第１金属４５によって妨害される。よって、開口周縁部２５と蓋体３１との溶接強度が高くなる。
【００２９】
詳細には、第１金属４５は、潤滑効果を発揮する結晶構造を有した状態で蓋体３１の外周面３１Ａに設けられる。そのため、開口周縁部２５の一部および蓋体３１の一部が溶融する程度のエネルギー（以下では「溶融エネルギー」と記す）が開口周縁部２５の内周面２５Ａと蓋体３１の外周面３１Ａとの界面近傍に与えられると、上記結晶構造を構成する層間における原子間の結合は解離し易いが、上記結晶構造を構成する層内における原子間の結合は解離し難い。これにより、開口周縁部２５の一部および蓋体３１の一部が溶融することにより形成された溶融池では、第１金属４５を含む化合物が、個々の分子として存在していると考えられ、また、均一に分散していると考えられる。ここで、溶接部４１は、溶融池が固化されることにより形成されたものである。よって、第１金属４５を含む化合物は、溶接部４１においても均一に分散することとなる。
【００３０】
以上より、本実施形態では、開口周縁部２５と蓋体３１との溶接強度のバラツキ（個体間のバラツキ）を小さく抑えることができ、開口周縁部２５と蓋体３１との溶接強度が高くなるので、電池ケース１の耐圧が高くなる。これにより、電池ケース１を用いれば、電池ケース１の耐圧が高い非水電解質二次電池を提供できる。かかる非水電解質二次電池は、たとえば、ハイブリッド自動車もしくは電気自動車などの自動車用電源、工場用電源または家庭用電源などに使用される大型電池として好適である。
【００３１】
第１金属４５は、蓋体３１の外周面３１Ａに設けられた潤滑剤４３（図４参照）に含まれていることが好ましい。これにより、第１金属４５は、潤滑効果を発揮する結晶構造を有した状態で蓋体３１の外周面３１Ａに設けられることとなる。よって、電池ケース１の耐圧が高くなるという効果が有効に得られる。
【００３２】
潤滑剤４３は、二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）等のモリブデン硫化物を含むことが好ましい。これにより、上述の効果が有効に得られる。
【００３３】
具体的には、モリブデン硫化物は六方晶型の層状結晶構造を有し、その結晶構造はモリブデンの層が硫黄の層で挟まれて構成されている。モリブデン原子と硫黄原子との結合（上記結晶構造を構成する層内における原子間の結合）は強固であるのに対し、硫黄原子同士の結合（上記結晶構造を構成する層間における原子間の結合）は弱い。そのため、開口２３への蓋体３１の挿入により剪断応力が潤滑剤４３に与えられると、硫黄原子同士の結合が解離する。これにより、開口２３への蓋体３１の挿入性が向上する。
【００３４】
また、溶融エネルギーが開口周縁部２５の内周面２５Ａと蓋体３１の外周面３１Ａとの界面近傍に与えられても、硫黄原子同士の結合が解離する。これにより、モリブデン硫化物は、溶融池において個々の分子として存在するので、溶接部４１において均一に分散する。よって、開口周縁部２５と蓋体３１との溶接強度が高くなる。
【００３５】
さらに、モリブデン原子は、アルミニウムと合金を形成しない。そのため、容器２１の金属材料および蓋体３１の金属材料がアルミニウムであり潤滑剤４３がモリブデン硫化物を含む場合には、モリブデン硫化物は溶接部４１においてより一層、均一に分散する。これにより、開口周縁部２５と蓋体３１との溶接強度がより一層高くなる。なお、容器２１の金属材料としてはＡ１０００番系アルミニウム（ＪＩＳ  Ｈ  ４１４０で規定）等が挙げられ、蓋体３１の金属材料としてはＡ１０００番系アルミニウムまたはＡ３０００番系アルミニウム合金（ＪＩＳ  Ｈ  ４１４０で規定）等が挙げられる。
【００３６】
その上、溶融エネルギーが開口周縁部２５の内周面２５Ａと蓋体３１の外周面３１Ａとの界面近傍に与えられても、モリブデン原子と硫黄原子との結合は解離し難い。これにより、硫黄原子がモリブデン原子から離脱して容器２１の金属材料または蓋体３１の金属材料と結合することを防止できる。
【００３７】
潤滑剤４３がモリブデン硫化物を含む場合、溶接部４１は、アルミニウムに対して０．００１質量％以上０．７質量％以下のモリブデンを含むことが好ましく、より好ましくは０．０１質量％以上０．７質量％以下のモリブデンを含む。溶接部４１がアルミニウムに対して０．００１質量％以上のモリブデンを含むことにより、溶接部４１におけるモリブデンの分散性がより一層高くなる。よって、開口周縁部２５と蓋体３１との溶接強度がより一層高くなる。
【００３８】
また、溶接部４１がアルミニウムに対して０．７質量％以下のモリブデンを含むことにより、モリブデンの添加による不具合の発生を防止できる。たとえば、モリブデンが容器２１の金属材料または蓋体３１の金属材料に固溶することを防止できる。また、開口周縁部２５の内周面２５Ａと蓋体３１の外周面３１Ａとの間隔が大きくなり過ぎることを防止できるので、開口周縁部２５と蓋体３１との溶接強度を有効に高めることができる。
【００３９】
なお、アルミニウムに対するモリブデンの含有量は、金属材料の一般的な分析方法を用いて測定可能であり、たとえば溶接部４１の一部をサンプルとしてＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）発光分光分析法などを用いて測定可能である。また、溶接部４１の断面に対してＥＰＭＡ（Electron Probe Micro Analyzer）による面分析を行い、モリブデン元素の存在状況から上記含有量を求めても良い。
【００４０】
電池ケース１は、以下に示す構成を有していても良い。
溶接部４１は、開口周縁部２５の一部または蓋体３１の一部が溶融されて形成されたものであっても良い。開口周縁部２５の一部が溶融されて溶接部４１が形成される場合には、第１金属４５は、開口周縁部２５の一部の溶融により溶接部４１に取り込まれて当該溶接部４１に分散していることが好ましい。蓋体３１の一部が溶融されて溶接部４１が形成される場合には、第１金属４５は、蓋体３１の一部の溶融により溶接部４１に取り込まれて当該溶接部４１に分散していることが好ましい。溶融エネルギーの大きさ又は溶融エネルギーが与えられる位置等が変更されると、溶融される部材（開口周縁部２５の一部、蓋体３１の一部、または、開口周縁部２５の一部および蓋体３１の一部）が変更される。
【００４１】
第１金属４５は、潤滑効果を発揮する結晶構造を有した状態で開口周縁部２５の内周面２５Ａに設けられても良い。このとき、潤滑剤４３が開口周縁部２５の内周面２５Ａに設けられることが好ましい。第１金属４５は、潤滑効果を発揮する結晶構造を有した状態で開口周縁部２５の内周面２５Ａと蓋体３１の外周面３１Ａとに設けられても良い。このとき、潤滑剤４３が開口周縁部２５の内周面２５Ａと蓋体３１の外周面３１Ａとに設けられることが好ましい。
【００４２】
モリブデン硫化物の代わりに、タングステン硫化物、または、モリブデン硫化物とタングステン硫化物との両方を用いても良い。これにより、潤滑剤４３がモリブデン硫化物を含む場合と同様の効果を得ることができる。なお、タングステン硫化物としては二硫化タングステン（ＷＳ2）等が挙げられる。
【００４３】
開口２３は、容器２１の一側面全体に形成されていても良いし、容器２１の一側面の一部に形成されていても良い。開口２３の形状は、矩形に限定されず、矩形以外の多角形、円形または楕円形であっても良い。蓋体３１の平面形状についても同様のことが言える。
【００４４】
また、本実施形態の非水電解質二次電池では、電極体１１は、図１に示す構成に限定されず、正極１３、セパレータ１５、負極１７およびセパレータ１５が順に積層されて構成されていても良い。また、電極体１１は、正極１３と負極１７とがセパレータ１５を挟んで巻回されて形成されてなる円筒型の電極体であっても良い。
【００４５】
［非水電解質二次電池の製造方法］
図３は本実施形態の非水電解質二次電池の製造方法を工程順に示すフロー図であり、図４〜図６は本実施形態の非水電解質二次電池の製造方法の一工程を示す要部拡大図である。図４、図５は、断面図である。図６では、上側に断面図を示し、下側に平面図を示す。以下では、上記［非水電解質二次電池の構成］での記載事項とは異なる点を主に示す。
【００４６】
＜ステップＳ１０１（容器および蓋体の準備）＞
ステップＳ１０１では、開口２３が形成され、電極体１１と電解質とが配置された容器２１を準備する。また、開口２３に嵌合可能な大きさを有する蓋体３１を準備する。
【００４７】
＜ステップＳ１０２（第１金属の付与）＞
ステップＳ１０２では、図４に示すように、第１金属４５を含む潤滑剤４３を、蓋体３１の外周面３１Ａに設ける。潤滑剤４３を設ける方法としては、たとえば、蓋体３１の外周面３１Ａへの潤滑剤４３の塗布、または、蓋体３１の外周面３１Ａへの潤滑剤４３の蒸着等が挙げられる。
【００４８】
潤滑剤４３の付与量としては、溶接部４１における第１金属４５の含有割合が所望の範囲内となるように設定することが好ましい。たとえば容器２１の金属材料および蓋体３１の金属材料がアルミニウムであり潤滑剤４３がモリブデン硫化物を含む場合には、溶接部４１がアルミニウムに対して０．００１質量％以上０．７質量％以下のモリブデンを含むように潤滑剤４３の付与量を設定することが好ましい。溶接部４１がアルミニウムに対して０．００１質量％以上０．７質量％以下のモリブデンを含むように、潤滑剤４３中のモリブデン量を設定しても良い。
【００４９】
なお、潤滑剤４３を蓋体３１の外周面３１Ａではなく容器２１の開口周縁部２５の内周面２５Ａに設けても良い。また、潤滑剤４３を蓋体３１の外周面３１Ａと容器２１の開口周縁部２５の内周面２５Ａとの両方に設けても良い。
【００５０】
＜ステップＳ１０３（嵌合）＞
ステップＳ１０３では、図４に示すように、潤滑剤４３が外周面３１Ａに設けられた蓋体３１を開口２３に挿入させる。これにより、開口２３への蓋体３１の挿入が容易となる。また、開口２３への蓋体３１の嵌合後には、ストレスが開口周縁部２５および蓋体３１に与えられることを防止できるとともに蓋体３１が位置ズレを起こすことを防止できる。
【００５１】
＜ステップＳ１０４（溶接部の形成）＞
ステップＳ１０４では、開口周縁部２５の一部および蓋体３１の一部の溶融により、図２に示す溶接部４１が形成される。
【００５２】
ステップＳ１０３では、ストレスが開口周縁部２５および蓋体３１に与えられることを防止でき、蓋体３１が位置ズレを起こすことを防止できる。本ステップでは、このような状態で開口周縁部２５と蓋体３１とを溶接する。これにより、開口２３と蓋体３１との大小関係によらず、開口周縁部２５と蓋体３１との溶接状態が良好となる。よって、開口周縁部２５と蓋体３１との溶接強度のバラツキ（個体間のバラツキ）を小さく抑えることができる。
【００５３】
開口周縁部２５と蓋体３１とを溶接する方法としては、深溶込み型レーザ溶接（キーホール型レーザ溶接）が挙げられる。レーザ光の照射条件としては、好ましくは溶込み深さが０．２ｍｍ以上となるように設定することであり、より好ましくは溶込み深さが０．５ｍｍ以上となるように設定することである。
【００５４】
図６に示すようにレーザ光（たとえばパワー密度の高いレーザ光）を開口周縁部２５の内周面２５Ａと蓋体３１の外周面３１Ａとの界面近傍（潤滑剤４３周辺）に照射すると、潤滑剤４３に含まれる第１金属４５以外の成分（たとえば二硫化モリブデンの硫黄成分）は耐熱性に優れないので蒸発することがあるが、潤滑剤４３に含まれる第１金属４５は耐熱性に優れるので蒸発せずに残存する。また、溶融池では、第１金属４５を含む化合物が個々の分子として存在すると考えられるので、溶接部４１においても、第１金属４５を含む化合物が均一に分散する。これにより、第１金属４５よりも硬度の低い材料の転位運動が第１金属４５によって妨害され、よって、開口周縁部２５と蓋体３１との溶接強度が高くなる。
【００５５】
なお、熱伝導型レーザ溶接または電子ビーム溶接等を用いて開口周縁部２５と蓋体３１とを溶接しても良い。また、開口周縁部２５の一部または蓋体３１の一部が溶融するようにレーザ光の照射条件を設定しても良い。
【００５６】
以上説明したように、開口周縁部２５と蓋体３１との溶接強度のバラツキ（個体間のバラツキ）を小さく抑えることができ、また、開口周縁部２５と蓋体３１との溶接強度を高めることができる。よって、電池ケース１の耐圧が高い非水電解質二次電池が得られる。
【実施例】
【００５７】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下に示す実施例では、電池ケースに対して破壊強度試験を行なった。
【００５８】
＜実施例１＞
まず、電池ケースを構成する容器および蓋体を準備した。準備した容器はＡ３００３−Ｏアルミニウム（ＪＩＳ  Ｈ  ４１４０で規定）からなり、その厚さは０．４ｍｍであった。準備した蓋体はＡ１０５０−Ｏアルミニウム（ＪＩＳ  Ｈ  ４１４０で規定）からなり、その厚さは１．０ｍｍであった。
【００５９】
次に、蓋体の外周面に潤滑剤を塗布した。潤滑剤としては、二硫化モリブデンを含む潤滑剤を用いた。また、溶接部がアルミニウムに対して０．１質量％（１０００ｐｐｍ）のモリブデンを含むように、潤滑剤の塗布量を調整した。
【００６０】
続いて、潤滑剤が外周面に塗布された蓋体を電池ケースの開口に挿入して当該開口に嵌合させた。その後、深溶込み型レーザ溶接により容器の開口周縁部と蓋体とを溶接し、溶接部を形成した。深溶込み型レーザ溶接の条件は次に示すとおりであった。
【００６１】
（深溶込み型レーザ溶接の条件）
レーザの種類：ＹＡＧレーザ
レーザ出力：６００Ｗ
レーザ光のスポット径：０．５ｍｍ
パルス間隔：１００回／ｍｉｎ．
走査速度：３００ｍｍ／ｍｉｎ．
溶込み深さが０．５ｍｍとなるように深溶込み型レーザ溶接の条件を調整した。
【００６２】
続いて、深溶込み型レーザ溶接により形成された溶接部をサンプリングし、ＩＣＰ発光分光分析法により溶接部がアルミニウムに対して０．１質量％のモリブデンを含むことを確認した。
【００６３】
続いて、図７に示すように、溶接部４１を含む小片を切り出し、その小片を破壊強度試験の試料とした。蓋体３１側を固定して容器２１側を引っ張り、試料が破壊に至るまでに容器２１に与えられた最大荷重と試料が破壊に至るまでに容器２１が移動した距離とを測定した。測定された最大荷重を測定された距離で除して、破壊に至るまでの距離当たりの強度（以下では「破壊強度」と記す）を求めた。かかる破壊強度試験を１０回行って、破壊強度の平均値とその標準偏差σとを求めた。その結果を表１に示す。
【００６４】
【表１】
2015125883.tif 000003
【００６５】
破壊強度の平均値が大きい方が、開口周縁部と蓋体との溶接強度が高いことを示す。破壊強度の標準偏差が小さい方が、開口への蓋体の挿入性に優れ、開口周縁部と蓋体との溶接強度のバラツキ（個体間のバラツキ）が小さく抑えられていることを示す。なお、図７は、破壊強度試験の方法を示す要部拡大断面図である。また、表１において、「Ｍｏの含有量」*1は溶接部におけるアルミニウムに対するモリブデンの含有量を意味し、「ＰＴＦＥ」はpolytetrafluoroethyleneの略称である。
【００６６】
＜実施例２〜６＞
溶接部がアルミニウムに対して表１に示す量のモリブデンを含むように潤滑剤の塗布量を調整したことを除いては実施例１に記載の方法にしたがって、破壊強度試験を行った。なお、深溶込み型レーザ溶接により容器の開口周縁部と蓋体とを溶接してから、深溶込み型レーザ溶接により形成された溶接部をサンプリングし、溶接部におけるモリブデンの含有量が設計値に一致していることを確認している。
【００６７】
＜比較例１＞
潤滑剤を塗布することなく蓋体を電池ケースの開口に挿入したことを除いては実施例１に記載の方法にしたがって、破壊強度試験を行った。
【００６８】
＜比較例２、３＞
表１に示す潤滑剤を塗布して蓋体を電池ケースの開口に挿入したことを除いては実施例１に記載の方法にしたがって、破壊強度試験を行った。
【００６９】
＜考察＞
実施例１〜６では、破壊強度の平均値は大きく、その標準偏差は小さかった。その理由としては、二硫化モリブデンを含む潤滑剤を蓋体の外周面に塗布して当該蓋体を容器の開口に挿入したことが考えられる。
【００７０】
一方、比較例１では、破壊強度の標準偏差が実施例よりも著しく大きかった。その理由としては、蓋体の外周面に潤滑剤を塗布することなく当該蓋体を容器の開口に挿入したことが考えられる。これにより、開口への蓋体の挿入が困難となった。また、ストレスが開口周縁部または蓋体に与えられた状態で、または、蓋体が開口周縁部に固定されていない状態で、開口周縁部と蓋体とが溶接されることとなった。また、比較例１では、破壊強度の平均値が実施例よりも低下した。
【００７１】
比較例２、３では、破壊強度の標準偏差は比較例１よりも小さかったが、破壊強度の平均値は実施例よりも小さかった。その理由として次に示すことが考えられる。比較例２では、深溶込み型レーザ溶接によりＰＴＦＥ（潤滑剤）が燃焼したために、開口周縁部と蓋体との溶接強度が低下した。比較例３では、深溶込み型レーザ溶接によりカーボン（潤滑剤）が炭化したために、開口周縁部と蓋体との溶接強度が低下した。
【００７２】
実施例１〜４と実施例５とを比較すると、破壊強度の平均値は、実施例１〜４の方が実施例５よりも大きかった。その理由としては、次に示すことが考えられる。実施例１〜４では溶接部がアルミニウムに対して０．００１質量％以上のモリブデンを含んでいたのに対し、実施例５では溶接部がアルミニウムに対して０．０００１質量％のモリブデンを含んでいた。これにより、実施例１〜４では、二硫化モリブデンが溶接部においてより一層、均一に分散したために、アルミニウムの転位運動をより一層妨害できた。
【００７３】
実施例１〜４と実施例６とを比較すると、破壊強度の平均値は、実施例１〜４の方が実施例６よりも大きかった。その理由としては、次に示すことが考えられる。実施例１〜４では溶接部がアルミニウムに対して０．７質量％以下のモリブデンを含んでいたのに対し、実施例６では溶接部がアルミニウムに対して１質量％のモリブデンを含んでいた。これにより、実施例１〜４では、アルミニウムへのモリブデンの固溶をより一層防止でき、また、開口周縁部の内周面と蓋体の外周面との間隔をより一層最適化できた。
【００７４】
以上、実施形態および実施例において、電池ケース、非水電解質二次電池および非水電解質二次電池の製造方法を示したが、非水電解質二次電池は、リチウムイオン二次電池であることが好ましい。また、正極、負極、セパレータおよび電解質は、それぞれ、次に示す構成を有することが好ましい。
【００７５】
正極、負極、セパレータおよび電解質は、それぞれ、リチウムイオン二次電池の正極、負極、セパレータおよび電解質の一般的な構成を有することが好ましい。たとえば、正極は、アルミニウム箔とアルミニウム箔上に設けられた正極合剤層とを含むことが好ましく、正極合剤層は、正極活物質（たとえばコバルト酸リチウム）と導電剤（カーボン粉末）とポリフッ化ビニリデン（結着剤）とを含むことが好ましい。正極合剤層における正極活物質、導電剤および結着剤のそれぞれの含有量は、リチウムイオン二次電池の正極合剤層における正極活物質、導電剤および結着剤のそれぞれの含有量として一般的な含有量であることが好ましい。正極に接続される正極端子はアルミニウムからなることが好ましい。
【００７６】
負極は、たとえば、銅箔と銅箔上に設けられた負極合剤層とを含むことが好ましく、負極合剤層は、負極活物質（たとえば天然黒鉛）と結着剤（ポリフッ化ビニリデン）とを含むことが好ましい。負極合剤層における負極活物質および結着剤のそれぞれの含有量は、リチウムイオン二次電池の負極合剤層における負極活物質および結着剤のそれぞれの含有量として一般的な含有量であることが好ましい。負極に接続される負極端子は銅からなることが好ましい。
【００７７】
セパレータは、たとえば、多孔質ポリオレフィン系樹脂（たとえばポリプロピレン）からなる単層であっても良いし、かかる単層が２以上積層されて構成されても良い。
【００７８】
電極体の作製方法は、リチウムイオン二次電池の電極体の作製方法として一般的な方法であることが好ましい。たとえば、正極合剤層と負極合剤層との間にセパレータを配置し、正極の一部（アルミニウム箔が正極合剤層から露出する部分）と負極の一部（銅箔が負極合剤層から露出する部分）とがアルミニウム箔の幅方向においてセパレータから逆向きに突出するように正極と負極とセパレータとを配置する。その後、アルミニウム箔の幅方向に対して平行となるように巻回軸を配置し、その巻回軸を用いて正極、セパレータおよび負極を巻回させる。必要に応じて、得られた巻回電極体に対して扁平化処理を行なう。
【００７９】
電解質は、たとえば、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（たとえば、体積比１：１程度の混合溶媒）にＬｉＰＦ６が約１ｍｏｌ／リットルの濃度で含有された溶液（電解液）であることが好ましい。なお、上記混合溶媒の代わりにゲル溶媒を用いても良い。
【００８０】
今回開示された実施の形態および実施例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】
【００８１】
１  電池ケース、３  正極端子、７  負極端子、１１  電極体、１３  正極、１５  セパレータ、１７  負極、２１  容器、２３  開口、２５  開口周縁部、２５Ａ  内周面、３１  蓋体、３１Ａ  外周面、４１  溶接部、４３  潤滑剤、４５  第１金属。
【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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