(57)【要約】  本発明の課題は、電池缶と電池蓋との間を溶接した溶接部が予め設定された溶接強度を確保できる角形電池を得ることである。  本発明の角形電池（１）は、４つの側壁部で囲まれた電池缶であって、側壁部の高さ方向一方側の上端部が開口し、高さ方向他方側の下端部に底面部を有する電池缶（１００）と、電池缶の上端部に溶接されて電池缶を封止する電池蓋（２００）とを備える角形電池であって、電池缶と電池蓋との間には、側壁部の高さ方向に交差する横方向の横境界面（Ｆｘ）と、横境界面に交差して側壁部の高さ方向に沿った縦方向の縦境界面（Ｆｙ）とが形成されており、側壁部の高さ方向に沿った縦方向に照射されるレーザ（ＥＢ）によって横境界面の少なくとも一部と縦境界面の少なくとも一部が溶接されている構成を有している。
2015072010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４つの側壁部で囲まれた電池缶であって、該側壁部の高さ方向一方側の上端部が開口し、高さ方向他方側の下端部に底面部を有する電池缶と、前記電池缶の上端部に溶接されて前記電池缶を封止する電池蓋と、を備える角形電池であって、
前記電池缶と前記電池蓋との間には、前記側壁部の高さ方向に交差する横方向の横境界面と、該横境界面に交差して前記側壁部の高さ方向に沿った縦方向の縦境界面とが形成されており、前記側壁部の高さ方向に沿った縦方向に照射されるレーザによって前記横境界面の少なくとも一部と前記縦境界面の少なくとも一部が溶接されている構成を有することを特徴とする角形電池。
【請求項２】
前記電池缶は、該電池缶の上端部で前記側壁部の高さ方向に交差する横方向の上端面と、該上端面交差して前記電池缶の内側で前記側壁部の高さ方向に沿った縦方向の内壁面とを有し、
前記電池蓋は、前記電池缶の上端面に対向して前記横境界面を形成する第１対向面と、該第１対向面に交差し前記電池缶の内壁面に対向して前記縦境界面を形成する第２対向面とを有することを特徴とする請求項１に記載の角形電池。
【請求項３】
前記電池蓋は、該電池蓋の外周部に沿って設けられるフランジ部と、該フランジ部よりも前記電池缶側に向かって突出して前記電池缶の開口に嵌入される下凸部とを有し、前記電池缶の上端面に対向する前記フランジ部の下面によって前記第１対向面が形成され、前記フランジ部と前記下凸部との間に介在されて前記電池缶の側壁部に対向する蓋段差面によって前記第２対向面が形成されることを特徴とする請求項２に記載の角形電池。
【請求項４】
前記横境界面は、該横境界面と前記縦境界面とが交差する角部から予め設定された溶接幅分だけ部分的に溶接され、前記縦境界面は、前記角部から予め設定された溶接深さ分だけ部分的に溶接されていることを特徴とする請求項３に記載の角形電池。
【請求項５】
前記電池蓋は、前記フランジ部よりも前記電池蓋の厚さ方向で且つ前記電池缶から離間する側に向かって突出する上凸部を有することを特徴とする請求項４に記載の角形電池。
【請求項６】
前記電池蓋は、前記フランジ部から前記上凸部と同じ方向に突出して前記レーザによって溶融される突起部を有することを特徴とする請求項５に記載の角形電池。
【請求項７】
前記電池蓋は、前記下凸部から突出して前記電池缶の側壁部に対向するリブ部を有することを特徴とする請求項５に記載の角形電池。
【請求項８】
前記電池缶は、該電池缶の上端部で前記側壁部の高さ方向に交差する横方向の上段端面と、該上段端面よりも前記電池缶の下端部側で前記電池缶の内部側に形成された前記横方向の下段端面と、前記上段端面と前記下段端面との間に介在されて前記側壁部の高さ方向に沿った縦方向の缶段差面とを有し、
前記電池蓋は、前記電池缶の下段端面に対向して前記横境界面を形成する第１対向面と、該第１対向面に交差し前記缶段差面に対向して前記縦境界面を形成する第２対向面とを有することを特徴とする請求項１に記載の角形電池。
【請求項９】
前記電池蓋は、前記電池缶の下段端面に当接される下面と、前記電池缶の缶段差面に対向する外周端面とを有し、
前記電池缶の前記下段端面に当接される前記電池蓋の下面によって前記第１対向面が形成され、前記電池缶の缶段差面に対向する前記電池蓋の外周端面によって前記第２対向面が形成されることを特徴とする請求項８に記載の角形電池。
【請求項１０】
前記横境界面は、前記横境界面と前記縦境界面とが交差する角部から予め設定された溶接幅分だけ部分的に溶接され、前記縦境界面は、縦方向全体に亘って溶接されていることを特徴とする請求項９に記載の角形電池。
【請求項１１】
前記電池缶の缶段差面と前記電池蓋の外周端面は、いずれか一方が他方よりも前記縦方向の高さが高いことを特徴とする請求項１０に記載の角形電池。
【請求項１２】
前記電池缶は、該電池缶の上端部で前記側壁部の高さ方向に交差する横方向の上段端面と、該上段端面よりも前記電池缶の下端部側で前記電池缶の内部側に形成された前記横方向の下段端面と、前記上段端面と前記下段端面との間に介在されて前記側壁部の高さ方向に沿った縦方向の缶段差面とを有し、
前記電池蓋は、前記電池缶の下段端面に対向して前記横境界面を形成する第１対向面と、該第１対向面に交差し前記電池缶の段差面に対向して第１の前記縦境界面を形成する第２対向面と、前記第１対向面に直交し前記電池缶の内壁面に対向して第２の前記縦境界面を形成する第３対向面と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の角形電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開口部が形成された直方体形状の電池缶と、電池缶の開口部を封止する電池蓋と、電池缶と電池蓋とで画定された空間内に配置され、正負極板を有する扁平捲回群とを備えた角形電池およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用リチウムイオン電池では、円柱形や角形の密閉型電池が用いられている。これまでは円柱形電池が多く用いられてきたが、車載用として実装密度の向上を図る観点から、近年、角形電池が用いられるようになってきた。角形の電池及びそれを複数個組み合わせた組電池は、小型化、軽量化が求められており、それに伴い電池缶の板厚は薄尺化が盛んに検討されている。【０００３】
角形電池には、深絞り製法等により、開口部の短辺寸法より深さ寸法を大きくした直方体形状を有する金属製の電池缶が用いられることが多い。この直方体形状の電池缶に絶縁シートを介して扁平捲回群が収納される。【０００４】
扁平捲回群は、集電箔を有する正極板と負極板を重ねて捲回または複数枚を交互に積層したものであり、両端部に正極活物質合剤の未塗工部と負極活物質合剤の未塗工部とが分かれて配置されている。未塗工部のそれぞれには極板が超音波法等により接合されている。電池缶の開口部は金属製の電池蓋で封止される。電池蓋には、外部負荷と接続するための正極端子および負極端子が、電池蓋と電気的絶縁を行い、かつ、電池内部の気密を保つためのガスケットを介して固定されている。電池蓋は、レーザビーム溶接法等により電池缶に溶接され、電池缶の開口部を封止する。【０００５】
特許文献１の角形電池では、電池缶と電池蓋とをレーザにより隅肉溶接して電池容器を構成している。すなわち、電池蓋には、電池缶の開口部に嵌入される嵌入部と、電池缶の開口部の上端面に当接するフランジ部とが設けられ、電池蓋は、嵌入部が開口部に嵌入した状態で、幅広側面側および前記幅狭側面側の双方において、前記フランジ部を電池缶の開口部の上端面に隅肉溶接して固着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１８１２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の構造の場合、電池缶と電池蓋とをレーザにより隅肉溶接して電池容器を構成している。すなわち、電池缶の板厚の範囲内で隅肉溶接されていることから、電池容器の板厚が薄尺化するに従い、溶接可能範囲が狭くなる。また、部品精度のバラツキにより電池缶の板厚の範囲外に亘り電池蓋と溶接を行った場合、溶け込みの範囲が狭くなる。したがって、予め定められた溶接強度の確保が困難となるおそれがある。【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電池缶と電池蓋との間を溶接した溶接部が予め設定された溶接強度を確保できる角形電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の角形電池は、４つの側壁部で囲まれた電池缶であって、該側壁部の高さ方向一方側の上端部が開口し、高さ方向他方側の下端部に底面部を有する電池缶と、前記電池缶の上端部に溶接されて前記電池缶を封止する電池蓋と、を備える角形電池であって、前記電池缶と前記電池蓋との間には、前記側壁部の高さ方向に交差する横境界面と、該横境界面に交差して前記側壁部の高さ方向に沿った縦境界面とが形成されており、前記側壁部の高さ方向に沿った方向に照射されるレーザによって前記横境界面の少なくとも一部と前記縦境界面の少なくとも一部が溶接されている構成を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、予め設定された溶接強度を容易に確保することができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】角形電池の外観斜視図。
【図２】図１に示す角形電池の分解斜視図。
【図３】扁平捲回群の一部を展開した状態を示す斜視図。
【図４Ａ】第１実施形態における電池缶と電池蓋との接合部分の構造例を示す断面図であり、溶接前の断面を示す図。
【図４Ｂ】第１実施形態における電池缶と電池蓋との接合部分の構造例を示す断面図であり、溶接後の断面を示す図。
【図５Ａ】図４Ａ、図４Ｂに示す電池缶の開口部と電池蓋の嵌合部との間に隙間がある場合を示す断面図であり、溶接前の断面を示す図。
【図５Ｂ】図４Ａ、図４Ｂに示す電池缶の開口部と電池蓋の嵌合部との間に隙間がある場合を示す断面図であり、溶接後の断面を示す図。
【図６Ａ】第２実施形態における電池缶と電池蓋との接合部分の構造例を示す断面図であり、溶接前の断面を示す図。
【図６Ｂ】第２実施形態における電池缶と電池蓋との接合部分の構造例を示す断面図であり、溶接後の断面を示す図。
【図７Ａ】第３実施形態における電池缶と電池蓋との接合部分の構造例を示す断面図であり、溶接前の断面を示す図。
【図７Ｂ】第３実施形態における電池缶と電池蓋との接合部分の構造例を示す断面図であり、溶接後の断面を示す図。
【図８Ａ】第４実施形態における電池缶と電池蓋との接合部分の構造例を示す断面図であり、溶接前の断面を示す図。
【図８Ｂ】第４実施形態における電池缶と電池蓋との接合部分の構造例を示す断面図であり、溶接後の断面を示す図。
【図９Ａ】第５実施形態における電池缶と電池蓋との接合部分の構造例を示す断面図であり、溶接前の断面を示す図。
【図９Ｂ】第５実施形態における電池缶と電池蓋との接合部分の構造例を示す断面図であり、溶接後の断面を示す図。
【図１０Ａ】第６実施形態における電池缶と電池蓋との接合部分の構造例を示す断面図であり、溶接前の断面を示す図。
【図１０Ｂ】第６実施形態における電池缶と電池蓋との接合部分の構造例を示す断面図であり、溶接後の断面を示す図。
【図１１Ａ】第７実施形態における電池缶と電池蓋との接合部分の構造例を示す断面図であり、溶接前の断面を示す図。
【図１１Ｂ】第７実施形態における電池缶と電池蓋との接合部分の構造例を示す断面図であり、溶接後の断面を示す図。
【図１２Ａ】第８実施形態における電池缶と電池蓋との接合部分の構造例を示す断面図であり、溶接前の断面を示す図。
【図１２Ｂ】第８実施形態における電池缶と電池蓋との接合部分の構造例を示す断面図であり、溶接後の断面を示す図。
【図１３】第１実施形態の電池缶と電池蓋との接合部分の他の構造例を示す平面図。
【図１４】図１３のＡ−Ａ線断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の角形電池の各実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
［第１実施形態］
図１は、本発明に係る角形電池の一実施の形態としての角形電池の外観斜視図、図２は、図１に示す角形電池の分解斜視図である。
【００１４】
角形電池１は、例えば複数の角形電池１を組み合わせた組電池として電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド自動車等に搭載される高容量のリチウムイオン二次電池であり、扁平角形の電池容器内に扁平捲回群と非水電解液とを密閉した状態で収容した構成を有している。
【００１５】
角形電池１は、図１に示すように、電池缶１００と電池蓋２００から構成される角形の電池容器を備えている。電池缶１００および電池蓋２００の材質は、たとえば、アルミニウムまたはアルミニウム合金などのアルミニウム系金属である。電池缶１００は、一対の幅広側壁部１００ａと一対の幅狭側壁部１００ｂと底面部１００ｃとを有し、上面が開口された矩形箱状に形成されている。すなわち、電池缶１００は、図２に示すように、４つの側壁部で囲まれ、側壁部の高さ方向一方側の上端部が開口部１００ｄによって開口し、高さ方向他方側の下端部に底面部１００ｃを有する形状を有している。
【００１６】
なお、本実施形態では説明の便宜上、底面部１００ｃと開口部１００ｄとの間の方向を上下の高さ方向として底面部１００ｃ側を下側、開口部１００ｄ側を上側とし、高さ方向に交差する方向を左右の横方向とするが、これらは、角形電池１の構成を説明するための便宜的な方向付けであり、鉛直方向あるいは水平方向を意味するものではない。
【００１７】
電池缶１００は、長方形の底面部１００ｃの一対の長辺から上方に向かって一対の幅広側壁部１００ａが延出し、底面部１００ｃの一対の短辺から上方に向かって一対の幅狭側壁部１００ｂが延出している。これら一対の幅広側壁部１００ａと一対の幅狭側壁部１００ｂは、所定の曲面形状を有する面取りを介して互いに連続しており、一定の閉断面形状を有して上下に延びている。電池缶１００の一対の幅広側壁部１００ａと一対の幅狭側壁部１００ｂは、略一定の板厚を有しており、底面部１００ｃから互いに同じ高さ位置まで延出している。電池缶１００の開口部１００ｄは、幅広側壁部１００ａ及び幅狭側壁部１００ｂに対して直交する方向に沿って広がる平面視略矩形状を有するように、電池缶１００の上方に向かって開口している。
【００１８】
電池蓋２００は、電池缶１００の開口部１００ｄを閉塞する大きさを有する長方形の平板部材によって構成されている。電池蓋２００は、電池蓋２００が電池缶１００の上端部に当接した状態で電池缶１００にレーザ溶接され、電池缶１００の開口部１００ｄを封止する。
【００１９】
電池蓋２００には、正極端子６および負極端子７が配設されている。正極端子６と負極端子７は、互いに電池蓋２００の長辺方向に離間した位置に設けられている。正極端子６と負極端子７は、電池蓋２００の上面に沿って平行に広がる上面を有しており、その上面がバスバーを溶接可能なバスバー溶接面を構成している。
【００２０】
電池蓋２００には、ガス排出弁２０２が設けられている。ガス排出弁２０２は、例えばプレス加工によって電池蓋２００を部分的に薄肉化することで形成される。ガス排出弁２０２には、開裂時に大きな開口が形成されるように開裂溝が形成されている。ガス排出弁２０２は、角形電池が過充電等の異常により発熱して内部にガスが発生し、電池容器内の圧力が上昇して所定圧力に達したときに開裂して、内部からガスを排出することで電池容器内の圧力を低減させる。
【００２１】
図２に示すように、電池缶１００には扁平捲回群１０が収容されている。
【００２２】
扁平捲回群１０は、３部品から構成される絶縁ケース４１、４２に覆われた状態で電池缶１００内に収容されている。絶縁ケース４１、４２の材質は、ポリプロピレン等の絶縁性を有する樹脂である。これにより、電池缶１００と、扁平捲回群１０とは電気的に絶縁されている。
【００２３】
扁平捲回群１０の正極電極６２（図３参照）は、正極集電体６４を介して正極端子６に電気的に接続され、扁平捲回群１０の負極電極７２は、負極集電体７４を介して負極端子７に電気的に接続されている。これにより、扁平捲回群１０から正極端子６および負極端子７を介して外部負荷に電力が供給され、あるいは、正極端子６および負極端子７を介して外部発電電力が扁平捲回群１０に供給されて充電される。
【００２４】
電池蓋組立体２は、電池蓋２００と、電池蓋２００に設けられた一対の貫通孔２０１のそれぞれに取り付けられた正極端子６および負極端子７と、正極集電体６４および負極集電体７４と、一対のガスケット５と、電池蓋２００の上下面にそれぞれ一対の絶縁部材８とを含んで構成される。
【００２５】
電池蓋組立体２は、正極端子６及び負極端子７のそれぞれを、カシメ工程を行うことでガスケット５を圧縮し、電池容器の内面側と外面側を画定して固定される。ここで、正極端子６および正極集電体６４の材質はアルミニウムまたはアルミニウム合金である。負極端子７および負極集電体７４の材質は銅または銅合金である。絶縁部材８およびガスケット５の材質は、ポリブチレンテレフタレートやポリフェニレンサルファイド、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂等の絶縁性を有する樹脂である。
【００２６】
電池蓋２００には、注液孔２０３が設けられている。角形電池１は、電池缶１００内に扁平捲回群１０を収容し、電池蓋２００で電池缶１００の開口部１００ｄを閉塞し、電池蓋２００を電池缶１００に溶接接合した後、注液孔２０３から電池缶１００内に電解液が注液される。電解液としては、たとえば、エチレンカーボネート等の炭酸エステル系の有機溶媒に６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）等のリチウム塩が溶解された非水電解液を用いることができる。注液孔２０３は、電池缶１００内に電解液を注入した後に、封止栓３により封止される。封止栓３は、電池蓋２００に溶接されて注液孔２０３を封止する。
【００２７】
注液孔２０３は、電池蓋２００の厚さ方向に貫通して形成されており、その電池蓋２００の上面側には、円環状の環状凹部が注液孔２０３の外周に沿って同心円上に凹設されている。環状凹部は、電池容器の一側面を構成する電池蓋２００の上面（電池容器の外部）側において、電池容器の内側に向かって窪むように設けられており、例えば座ぐり加工により形成される。封止栓３は、円盤形状をしており、注液工程後に注液孔２０３に嵌入されてレーザ溶接により気密封止される。封止栓３は、たとえば、アルミニウム、アルミニウム合金等のアルミニウム系金属により形成される。
【００２８】
図３を参照して、扁平捲回群１０について説明する。図３は、図２に示された扁平捲回群１０の捲回終端部側を展開した状態を示す斜視図である。
【００２９】
蓄電要素でもある扁平捲回群１０は、図３に示すように、長尺状の正極電極６２および負極電極７２を、間にセパレータ８０を介在させて捲回軸Ｗの周りに扁平形状に捲回することで積層構造とされている。すなわち、扁平捲回群１０は、断面が半円弧形状の湾曲面部が両端に形成され、両湾曲面部の間がほぼ平坦な平坦面部とされた扁平形状の捲回電極群である。
【００３０】
正極電極６２は、正極箔６１と、正極活物質に結着材（バインダ）を配合した正極活物質合剤が正極箔６１の両面に塗工されて形成された正極活物質合剤層６３とを有する。負極電極７２は、負極箔７１と、負極活物質に結着材（バインダ）を配合した負極活物質合剤が負極箔７１の両面に塗工されて形成された負極活物質合剤層７３とを有する。正極活物質と負極活物質との間では、充放電が行われる。
【００３１】
正極箔６１は、厚さ２０〜３０μｍ程度のアルミニウム合金箔であり、負極箔７１は、厚さ１５〜２０μｍ程度の銅合金箔である。セパレータ８０の素材は、多孔質のポリエチレン樹脂である。正極活物質は、マンガン酸リチウム等のリチウム含有遷移金属複酸化物であり、負極活物質は、リチウムイオンを可逆に吸蔵、放出可能な黒鉛等の炭素材である。
【００３２】
扁平捲回群１０の幅方向（捲回方向に直交する捲回軸Ｗ方向）の両端部は、一方は正極活物質合剤層６３が形成されていない未塗工部（正極箔６１の露出部）が積層された部分とされている。また、他方は負極活物質合剤層７３が形成されていない未塗工部（負極箔７１の露出部）が積層された部分とされている。正極側未塗工部の積層体および負極側未塗工部の積層体は、それぞれ扁平捲回群１０の厚さ方向（図３の矢印Ｄ方向）に予め押し潰され、それぞれ電池蓋組立体２の正極集電体６４と正極集電保護箔６５との間、および負極集電体７４と負極集電保護箔７５との間で（図２参照）超音波接合により接続される。
【００３３】
図４Ａ、図４Ｂは、本実施形態における電池缶と電池蓋との接合部分の構造例を示す断面図であり、図４Ａは溶接前の断面を示す図、図４Ｂは溶接後の断面を示す図である。
【００３４】
電池缶１００は、電池缶１００の上端部で側壁部の高さ方向に交差する横方向の上端面１２１と、電池缶１００の内側と外側で側壁部の高さ方向に沿った縦方向の内壁面１１１及び外壁面１３１を有している。
【００３５】
電池蓋２００は、外周部に沿って設けられたフランジ部２２０と、外周部を除く内側部分に形成された下凸部２１０を有している。下凸部２１０は、フランジ部２２０よりも電池缶１００側に向かって突出して電池缶１００の開口部１００ｄに嵌入される大きさを有している。電池蓋２００は、フランジ部２２０における厚みが下凸部２１０における厚みよりも薄く形成されており、フランジ部２２０と下凸部２１０との間に蓋段差面２１１が形成されている。蓋段差面２１１は、フランジ部２２０の厚さと下凸部２１０の厚さの差分である高さを有している。
【００３６】
電池蓋２００は、電池缶１００の上に載置することによって、下凸部２１０が電池缶１００の開口部１００ｄに嵌入される。そして、電池缶１００の上端面１２１にフランジ部２２０の下面（第１対向面）２２１が接面し、かつ、電池缶１００の内壁面１１１に電池蓋２００の蓋段差面（第２対向面）２１１が対向して配置される。
【００３７】
したがって、電池缶１００の上端面１２１と電池蓋２００のフランジ部２２０の下面２２１との間には、電池缶１００の側壁部の高さ方向に垂直な横方向の横境界面Ｆｘが形成され、電池缶１００の内壁面１１１と電池蓋２００の蓋段差面２１１との間には、横境界面Ｆｘに直交して電池缶１００の側壁部の高さ方向に沿った縦方向の縦境界面Ｆｙが形成される。すなわち、電池蓋２００は、電池缶１００の上端面に対向して横境界面Ｆｘを形成する第１対向面（下面２２１）と、第１対向面に直交し電池缶１００の内壁面に対向して縦境界面Ｆｙを形成する第２対向面（蓋段差面２１１）とを有している。横境界面Ｆｘと縦境界面Ｆｙは、互いに直交して角部Ｋ１で交差する断面がＬ字状となっており、電池蓋２００の外周に沿って全周に亘って連続して形成される。なお、横境界面Fxは側壁部の高さ方向に完全に垂直でなくてもよく、また、横境界面Fxと縦境界面Fyは完全に直交していなくてもよい。
【００３８】
電池蓋２００は、レーザＥＢにより電池缶１００に溶接され、開口部１００ｄを密閉封止する。レーザＥＢは、図４Ａに示すように、電池蓋２００の上方から、電池缶１００の側壁部の高さ方向に沿った縦方向に照射され、横境界面Ｆｘの少なくとも一部と縦境界面Ｆｙの少なくとも一部を溶接する。
【００３９】
レーザＥＢは、電池蓋２００の上方から外周端面２２２よりも所定距離だけ内側の位置である、角部Ｋ１の直上位置に向かって照射される。そして、レーザＥＢの照射方向に沿った深さ方向と、照射方向に交差する幅方向の双方向を同時に溶融して、電池蓋２００と電池缶１００との間を溶接する溶接部３０１を形成する。レーザＥＢは、電池缶１００の外壁面１３１を基準として照射される。
【００４０】
溶接部３０１は、横境界面Ｆｘと縦境界面Ｆｙとが直交する角部Ｋ１を含むように設けられており、電池缶１００と電池蓋２００との間を気密封止している。溶接部３０１は、電池蓋２００の上面からフランジ部２２０の厚さよりも深い位置まで溶融して形成され、溶接幅ｗ１だけ横境界面Ｆｘを接合し、溶接高さｗ２だけ第２境界面部Ｆ２を接合している。すなわち、横境界面Ｆｘは、横境界面Ｆｘと縦境界面Ｆｙとが交差する角部Ｋ１から予め設定された溶接幅分ｗ１だけ部分的に溶接され、縦境界面Ｆｙは、角部Ｋ１から予め設定された溶接深さ分ｗ２だけ部分的に溶接されている。溶接部３０１は、縦境界面Ｆｙに沿って全周に亘って連続して設けられている。
【００４１】
上記した角形電池１によれば、横境界面Ｆｘと縦境界面Ｆｙの両方でそれぞれ溶接されているので、横境界面Ｆｘと縦境界面Ｆｙのいずれか一方のみが溶接されている場合と比較して、高さ方向に作用する力と横方向に作用する力の両方に対して抗することができ、高い溶接強度を得ることができる。
【００４２】
特に、角形電池１は、内圧の上昇等によって電池容器が膨張する方向に変形し、電池蓋２００のフランジ部２２０を電池缶１００の上端面１２１から引き剥がす方向の力、すなわち、横境界面Ｆｘを剥離する引張方向の力が作用するが、溶接部３０１によって、横境界面Ｆｘに加えて、横境界面Ｆｘに直交する方向に延在する縦境界面Ｆｙも溶接されている。したがって、電池蓋２００の蓋段差面２１１と電池缶１００の内壁面１１１との間に剪断方向の力を作用させて、電池蓋２００を剥離する方向の力に抗することができ、高い溶接強度を得ることができる。したがって、安定した溶接強度を得ることができ、溶接強度のバラツキを抑える効果が得られる。
【００４３】
図５Ａ、図５Ｂは、図４Ａ、図４Ｂに示す電池缶の開口部と電池蓋の嵌合部との間に隙間がある場合を示す断面図であり、図５Ａは溶接前の断面を示す図、図５Ｂは溶接後の断面を示す図である。
【００４４】
角形電池１の各構成部品には、通常、寸法公差が存在し、特に量産製品を組立てる場合、図５Ａに示すように、電池缶１００の内壁面１１１と電池蓋２００の蓋段差面２１１との間に局所的に隙間Ｇが生じることがある。かかる場合でも、電池蓋２００の上方から角部Ｋ１に向かってレーザＥＢを照射することによって、溶接部３０１を形成することができる。
【００４５】
溶接部３０１は、横境界面Ｆｘと縦境界面Ｆｙとが直交する角部Ｋ１に設けられており、電池缶１００と電池蓋２００との間を気密封止している。溶接部３０１は、図５Ｂに示すように、隙間Ｇが生じた場合においても、溶接幅ｗ１だけ横境界面Ｆｘを接合し、溶接高さｗ２だけ第２境界面部Ｆ２を接合することができる。
【００４６】
したがって、横境界面Ｆｘと縦境界面Ｆｙのいずれか一方のみが溶接されている場合と比較して、高さ方向に作用する力と横方向に作用する力の両方に対して抗することができ、高い溶接強度を得ることができる。したがって、電池缶１００と電池蓋２００の間に生じた隙間Ｇに左右されることなく、安定した溶接強度を得ることができ、溶接強度のバラツキを抑える効果が得られる。
【００４７】
角形電池１は、電池缶１００の上方からレーザＥＢを照射して、溶接部３０１を電池蓋２００の厚さ方向に貫通させて電池缶１００まで溶融させ、横境界面Ｆｘと縦境界面Ｆｙの両方をそれぞれ接合している。電池缶１００は、薄板のプレス成形品であるので、電池缶１１０の上端部の剛性が低く、開口部１００ｄの寸法形状にバラツキを生じやすい。
【００４８】
したがって、電池缶１００の側方からレーザを照射して電池缶１００と電池蓋２００との間を溶接しようとすると、レーザの焦点距離がずれやすく、焦点距離を調整するための高度な制御が必要とされ、製造し難いという問題がある。また、電池缶１００の側方からレーザを照射して電池缶１００と電池蓋２００との間を溶接した場合に、溶接部が電池缶１００の外壁面１３１よりも側方に突出するおそれがあり、複数個を並べて組電池としたときに溶接部が干渉して配列性に影響を与えることが懸念される。
【００４９】
これに対して、本実施形態の角形電池１は、電池蓋２００の上方からレーザＥＢを照射するので、焦点距離がずれにくく、簡単に溶接することができ、一定の溶接品質を得ることができ、製造し易いという効果を有している。また、溶接部３０１が電池缶１００の外壁面１３１よりも側方に突出するのを防ぐことができ、組電池とした場合に組立性が良い。
【００５０】
角形電池１は、電池缶１００の外壁面１３１を基準としてレーザＥＢが照射されて溶接されている。レーザＥＢは、電池缶１００の外壁面１３１から電池缶１００の板厚分だけ内側の位置を、電池蓋２００の外周全周に亘って連続して移動するように照射される。
【００５１】
電池蓋２００は、図５Ａ、図５Ｂに示すように、寸法公差によって横方向に位置がずれるおそれがあるので、仮に電池蓋２００の外周端面２２２を基準にレーザＥＢを照射すると、寸法公差によって角部Ｋ１を正確に捉えることができず、横境界面Ｆｘと縦境界面Ｆｙの両方を同時に溶接することができない事態が発生するおそれがある。
【００５２】
これに対して、本実施の形態における角形電池１は、電池缶１００の外壁面１３１を基準としてレーザＥＢを照射しているので、レーザＥＢの照射幅を、寸法公差を考慮した幅に設定することによって角部Ｋ１を正確に捉えることができ、横境界面Ｆｘと縦境界面Ｆｙの両方を同時に溶接することができる。
【００５３】
角形電池１は、縦境界面Ｆｙにおける溶接部３０１の溶接高さｗ２が電池蓋２００の蓋段差面２１１よりも短く、溶接部３０１の下方に、電池缶１００の内壁面１１１と電池蓋２００の蓋段差面２１１とが対向する部分が形成されている。したがって、レーザＥＢを照射した際に発生したスパッタを、この対向部分で捕らえることができ、電池容器の内部にスパッタが侵入するのを防止することができる。
【００５４】
図１３は、第１実施形態の電池缶と電池蓋との接合部分の他の構造例を示す平面図、図１４は、図１３のＡ−Ａ線断面図である。
【００５５】
上記した説明では、溶接部３０１が縦境界面Ｆｙに沿って全周に亘って連続して設けられている場合について説明したが、電池缶１００の幅広側壁部１００ａと幅狭側壁部１００ｂとの間の隅部は電池缶１００の剛性が高く、膨張変形量が少ないので、縦境界面Ｆｙに沿って溶接部３０１を設けなくてもよく、例えば、電池缶１００の隅部では、溶接部３０７によって横境界面Ｆｘのみを溶接してもよい。かかる構成によれば、隅部のＲ形状に沿ってレーザＥＢを照射する必要がなく、軌跡を単なる矩形状とすることができ、レーザＥＢを照射する照射位置の制御を単純化できる。
【００５６】
［第２実施形態］
次に、本発明の角形電池の第２実施形態について図６Ａ、図６Ｂを用いて説明する。図６Ａ、図６Ｂは、第２実施形態における電池缶と電池蓋との接合部分の構造例を示す断面図であり、図６Ａは溶接前の断面を示す図、図６Ｂは溶接後の断面を示す図である。なお、第１実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
【００５７】
本実施形態において特徴的なことは、電池蓋２００の上面に上凸部２３０を設けたことである。上凸部２３０は、電池蓋２００をプレス成形する際に一体に成形される。上凸部２３０は、フランジ部２２０よりも電池蓋２００の厚さ方向で且つ電池缶１００から離間する側に向かって突出し、フランジ部２２０との間に段差面２３１を有している。
【００５８】
段差面２３１は、下凸部２１０とフランジ部２２０との間の蓋段差面２１１よりも電池蓋２００の内側、すなわち、蓋段差面２１１を間に介して外周端面２２２から離間する側に配置されている。したがって、電池蓋２００のレーザＥＢが照射される部分の厚さを薄くすることができ、レーザＥＢの出力を小さくし、省エネルギー化を図ることができる。
【００５９】
電池蓋２００は、その上面に上凸部２３０を設けることによって、その分だけ下凸部２１０の突出高さを低くすることができる。したがって、電池缶１００の開口部１００ｄを閉塞した場合に、電池容器の内部容積をより大きく確保することができ、容積が大きくなった分だけ扁平捲回群１０の大きさを大きくして電池の高容量化を図ることができる。また、下凸部２１０の突出高さを低くしたことにより、電池蓋２００の剛性が低下するのを防ぐことができ、電池蓋２００の強度向上につながる。
【００６０】
［第３実施形態］
次に、本発明の角形電池の第３実施形態について図７Ａ、図７Ｂを用いて説明する。図７Ａ、図７Ｂは、第３実施形態における電池缶と電池蓋との接合部分の構造例を示す断面図であり、図７Ａは溶接前の断面を示す図、図７Ｂは溶接後の断面を示す図である。なお、上述の各実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
【００６１】
本実施形態において特徴的なことは、フランジ部２２０の外周端部に、レーザＥＢの照射によって溶融されて溶け代となる突起部２４０を設けたことである。突起部２４０は、電池蓋２００をプレス成形する際に一体に成形される。突起部２４０は、フランジ部２２０から上凸部２３０と同じ方向である上方に向かって突出しており、電池蓋２００外周に沿って全周に亘って連続して設けられている。そして、本実施形態では、上凸部２３０と同じ高さまで突出しており、電池缶１００の板厚よりも小さな横幅を有している。
【００６２】
突起部２４０は、フランジ部２２０のレーザＥＢが照射される箇所の側方に配置されており、レーザＥＢの照射によって溶融される。レーザＥＢは、電池蓋２００の上方から、横境界面Ｆｘと縦境界面Ｆｙとの交点である角部Ｋ１に向かって照射され、レーザＥＢの照射方向に沿った深さ方向と、照射方向に交差する幅方向の双方向を同時に溶融して、電池蓋２００と電池缶１００との間を溶接する溶接部３０２を形成する。
【００６３】
突起部２４０は、レーザＥＢによって溶融されて溶接部３０２の溶接補充金属に充てられる。溶接部３０２は、図７Ｂに示すように、突起部２４０が溶融された分だけ体積が大きくなり、冷却速度が遅くなり、溶接後の凝固収縮時に作用する応力が緩和される。したがって、溶接部３０２の割れ等を効果的に防止でき、高い溶接品質を得ることができる。
【００６４】
［第４実施形態］
次に、本発明の角形電池の第４実施形態について図８Ａ、図８Ｂを用いて説明する。図８Ａ、図８Ｂは、第４実施形態における電池缶と電池蓋との接合部分の構造例を示す断面図であり、図８Ａは溶接前の断面を示す図、図８Ｂは溶接後の断面を示す図である。なお、上記した各実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
【００６５】
本実施形態において特徴的なことは、電池蓋２００の下凸部２１０にリブ部２５０を設けたことである。
【００６６】
リブ部２５０は、電池蓋２００をプレス成形する際に一体に成形される。リブ部２５０は、下凸部２１０から下方に向かって突出して電池缶１００の内壁面１１１に対向するように、下凸部２１０の外周端部に沿って全周に亘って設けられている。下凸部２１０とフランジ部２２０との間の蓋段差面２１１は、リブ部２５０によって下凸部２１０よりも下方まで延出し、縦境界面Ｆｙを下方に延長してその距離をより長くし、より広い面積に亘って電池缶１００の内壁面１１１に対向することができる。
【００６７】
したがって、溶接高さｗ２を延長して、縦境界面Ｆｙに作用する剪断方向の力に対する抗力をより大きくすることができる。また、溶接部３０１よりも下方の縦境界面Ｆｙの距離を長くして、電池缶１００の内壁面１１１と電池蓋２００の蓋段差面２１１との間に溶接部３０１の溶接時における溶接金属（スパッタ）をキャッチし、電池容器の内部に侵入するのを防ぎ、より高品質な電池の組立てを行うことができる。
【００６８】
［第５実施形態］
次に、本発明の角形電池の第５実施形態について図９Ａ、図９Ｂを用いて説明する。図９Ａ、図９Ｂは、第５実施形態における電池缶と電池蓋との接合部分の構造例を示す断面図であり、図９Ａは溶接前の断面を示す図、図９Ｂは溶接後の断面を示す図である。なお、上記した各実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
【００６９】
本実施形態において特徴的なことは、電池缶１００の上端部に段差を形成し、その段差に電池蓋２００を嵌め入れて、電池缶１００と電池蓋２００との間に形成される２つの境界面をレーザ溶接した構造としたことである。
【００７０】
電池缶１００は、電池缶１００の上端部に上段端面１２２と下段端面１２３と缶段差面１２４とを有している。上段端面１２２と下段端面１２３は、電池缶１００の側壁部の高さ方向に直交（交差）する横方向に形成されている。上段端面１２２は、電池缶１００の上端部の外壁面１３１側に設けられ、下段端面１２３は、上段端面１２２よりも電池缶１００の下端部側で電池缶１００の内壁面１１１側に設けられている。缶段差面１２４は、上段端面１２２と下段端面１２３との間に介在されて電池缶１００の側壁部の高さ方向に沿った縦方向に形成されている。上段端面１２２と下段端面１２３は、電池缶１００をプレス成形する際に一体に成形される。上段端面１２２と下段端面１２３は、電池缶１００の上端部に沿って全周に亘って連続して設けられている。
【００７１】
電池蓋２００は、電池缶１００の上に載置することによって電池缶１００の開口部１００ｄを閉塞し、下面２４１が電池缶１００の下段端面１２３に当接し、外周端面２２２が電池缶１００の缶段差面１２４に対向する。したがって、電池缶１００の下段端面１２３と電池蓋２００の下面２４１との間には横境界面Ｆｘが形成され、電池缶１００の缶段差面１２４と電池蓋２００の外周端面２２２との間には縦境界面Ｆｙが形成される。すなわち、電池蓋２００の下面２４１が電池缶１００の下段端面１２３に対向して横境界面Ｆｘを形成する第１対向面を構成し、電池蓋２００の外周端面２２２が第１対向面に直交して缶段差面１２４に対向して縦境界面Ｆｙを形成する第２対向面を構成する。横境界面Ｆｘと縦境界面Ｆｙは、互いに直交して角部Ｋ２で交差する断面がＬ字状となっており、電池蓋２００の外周に沿って全周に亘って連続して形成される。
【００７２】
電池蓋２００は、レーザＥＢにより電池缶１００に溶接され、開口部１００ｄを密閉封止する。レーザＥＢは、図９Ａに示すように、電池蓋２００の上方から、電池缶１００の側壁部の高さ方向に沿った縦方向に照射され、横境界面Ｆｘの少なくとも一部と縦境界面Ｆｙの少なくとも一部を溶接する。
【００７３】
レーザＥＢは、電池蓋２００の上方から縦境界面Ｆｙに沿って横境界面Ｆｘと縦境界面Ｆｙとが直交する角部Ｋ２に向かって照射される。そして、レーザＥＢの照射方向に沿った深さ方向と、照射方向に交差する幅方向の双方向を同時に溶融して、電池蓋２００と電池缶１００との間を溶接する溶接部３０３を形成する。レーザＥＢは、電池缶１００の外壁面１３１を基準として照射される。
【００７４】
溶接部３０３は、横境界面Ｆｘと縦境界面Ｆｙとが直交する角部Ｋ１を含むように設けられており、電池缶１００と電池蓋２００との間を気密封止している。溶接部３０３は、電池蓋２００の上面から角部Ｋ２よりも深い位置まで溶融して形成されており、溶接幅ｗ３だけ横境界面Ｆｘを接合し、縦方向全体に亘って縦境界面Ｆｙを接合している。
【００７５】
すなわち、横境界面Ｆｘは、角部Ｋ２から予め設定された溶接幅分ｗ３だけ部分的に溶接され、縦境界面Ｆｙは、縦方向全体に亘って溶接されている。溶接部３０１は、縦境界面Ｆｙに沿って全周に亘って連続して設けられている。
【００７６】
上記した角形電池１によれば、横境界面Ｆｘと縦境界面Ｆｙの両方でそれぞれ溶接されているので、横境界面Ｆｘと縦境界面Ｆｙのいずれか一方のみが溶接されている場合と比較して、高さ方向に作用する力と横方向に作用する力の両方に対して抗することができ、高い溶接強度を得ることができる。
【００７７】
特に、角形電池１は、内圧の上昇等によって電池容器が膨張する方向に変形し、電池蓋２００の外周部を電池缶１００の下段端面１２３から引き剥がす方向の力、すなわち、横境界面Ｆｘを剥離する引張方向の力が作用するが、溶接部３０３によって、横境界面Ｆｘに加えて、横境界面Ｆｘに直交する方向に延在する縦境界面Ｆｙも溶接されている。したがって、電池蓋２００と電池缶１００との間に剪断方向の力を作用させて電池蓋２００を剥離する方向の力に抗することができ、高い溶接強度を得ることができる。
【００７８】
角形電池１は、横境界面Ｆｘにおける溶接部３０１の溶接幅ｗ３が電池缶１００の下段端面１２３よりも短く、溶接部３０３よりも電池容器の内部側に、電池缶１００の下段端面１２３と電池蓋２００の下面２４１とが対向する部分が形成されている。したがって、レーザＥＢを照射した際に発生したスパッタを、この対向部分で捕らえることができ、電池容器の内部にスパッタが侵入するのを防止することができる。
【００７９】
［第６実施形態］
次に、本発明の角形電池の第６実施形態について図１０Ａ、図１０Ｂを用いて説明する。図１０Ａ、図１０Ｂは、第６実施形態における電池缶と電池蓋との接合部分の構造例を示す断面図であり、図１０Ａは溶接前の断面を示す図、図１０Ｂは溶接後の断面を示す図である。なお、上述の各実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
【００８０】
本実施形態において特徴的なことは、電池缶１００の缶段差面１２４と電池蓋２００の外周端面２２２は、いずれか一方が他方よりも縦方向の高さが高くなっており、より高い方をレーザＥＢの照射によって部分的に溶融させて溶け代としたことである。
【００８１】
電池缶１００の缶段差面１２４の高さは、電池蓋２００の厚さよりも大きくなっており、電池蓋２００の上端部には、電池蓋２００の上面２５１よりも上方に配置する突起部１３２が設けられている。突起部１３２は、電池缶１００をプレス成形する際に一体に成形される。突起部１３２は、電池缶１００の開口部１００ｄの外縁に沿って全周に亘って設けられている。
【００８２】
電池蓋２００は、レーザＥＢの照射によって電池缶１１０に溶接され、開口部１００ｄを封止する。レーザＥＢは、電池蓋２００の上方から縦境界面Ｆｙに沿って角部Ｋ２に向かって照射され、レーザＥＢの照射方向に沿った深さ方向と、照射方向に交差する幅方向の双方向を同時に溶融して、電池蓋２００と電池缶１００との間を溶接する溶接部３０４を形成する。
【００８３】
突起部１３２は、レーザＥＢによって溶融されて溶接部３０４の溶接補充金属に充てられる。溶接部３０４は、図１０Ｂに示すように、突起部１３２が溶融された分だけ体積が大きくなり、溶接後の凝固収縮時に作用する応力が緩和される。したがって、溶接部３０２の割れ等を効果的に防止でき、高品質の溶接を行うことができる。
【００８４】
［第７実施形態］
次に、本発明の角形電池の第７実施形態について図１１Ａ、図１１Ｂを用いて説明する。図１１Ａ、図１１Ｂは、第７実施形態における電池缶と電池蓋との接合部分の構造例を示す断面図であり、図１１Ａは溶接前の断面を示す図、図１１Ｂは溶接後の断面を示す図である。なお、上述の各実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
【００８５】
本実施形態において特徴的なことは、上記した第６実施形態と同様に、電池缶１００の缶段差面１２４と電池蓋２００の外周端面２２２は、いずれか一方が他方よりも縦方向の高さが高くなっており、より高い方をレーザＥＢの照射によって部分的に溶融させて溶け代としたことである。
【００８６】
電池缶１００の缶段差面１２４の高さは、電池蓋２００の厚さよりも小さくなっている。
【００８７】
電池蓋２００の厚さは、電池缶１００の缶段差面１２４の高さよりも大きくなっており、電池蓋２００の外周部の上端縁部２５２が電池缶１００の上段端面１２２よりも上方の位置で露出している。
【００８８】
電池蓋２００は、レーザＥＢの照射によって電池缶１１０に溶接され、開口部１００ｄを封止する。レーザＥＢは、電池蓋２００の上方から縦境界面Ｆｙに沿って角部Ｋ２に向かって照射され、レーザＥＢの照射方向に沿った深さ方向と、照射方向に交差する幅方向の双方向を同時に溶融して、電池蓋２００と電池缶１００との間を溶接する溶接部３０５を形成する。
【００８９】
電池蓋２００の外周部の上端縁部２５２は、レーザＥＢによって溶融されて溶接部３０５の溶接補充金属に充てられる。溶接部３０５は、図１１Ｂに示すように、上端縁部２５２が溶融された分だけ体積が大きくなり、溶接後の凝固収縮時に作用する応力が緩和される。したがって、溶接部３０２の割れ等を効果的に防止でき、高い溶接品質を得ることができる。
【００９０】
［第８実施形態］
次に、本発明の角形電池の第８実施形態について図１２Ａ、図１２Ｂを用いて説明する。図１２Ａ、図１２Ｂは、第８実施形態における電池缶と電池蓋との接合部分の構造例を示す断面図であり、図１２Ａは溶接前の断面を示す図、図１２Ｂは溶接後の断面を示す図である。なお、上述の各実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
【００９１】
本実施の形態において特徴的なことは、電池缶１００の上端部と電池蓋２００の外周端部にそれぞれ段差を設けて互いに組み合わせ、電池缶１００と電池蓋２００との間に形成される複数の境界面をそれぞれレーザ溶接した構成としたことである。
【００９２】
電池缶１００は、電池缶１００の上端部で側壁部の高さ方向に直交（交差）する横方向の上段端面１２２と、上段端面１２２よりも電池缶１００の下端部側で電池缶１００の内部側に形成された横方向の下段端面１２３と、上段端面１２２と下段端面１２３との間に介在されて側壁部の高さ方向に沿った縦方向の缶段差面１２４とを有する。
【００９３】
電池蓋２００は、電池缶１００の下段端面１２３に対向して横境界面Ｆｘを形成するフランジ部２２０の下面（第１対向面）２２１と、フランジ部２２０の下面２２１に直交し電池缶１００の缶段差面１２４に対向して第１の縦境界面Ｆｙ１を形成する外周端面（第２対向面）２２２と、フランジ部２２０の下面２２１に直交し電池缶１００の内壁面１１１に対向して第２の縦境界面Ｆｙ２を形成する蓋段差面（第３対向面）２１１を有している。
【００９４】
電池蓋２００は、電池缶１００の上に載置することによって電池缶１００の開口部１００ｄを閉塞し、図１２Ａに示すように、フランジ部２２０の下面２２１が電池缶１００の下段端面１２３に当接し、外周端面２２２が電池缶１００の缶段差面１２４に対向する。そして、電池蓋２００の蓋段差面２１１が電池缶１００の内壁面１１１に対向する。
【００９５】
したがって、電池缶１００の缶段差面１２４と電池蓋２００の外周端面２２２との間に第１の縦境界面Ｆｙ１が形成され、電池缶１００の下段端面１２３と電池蓋２００のフランジ部２２０との間に横境界面Ｆｘが形成され、さらに、電池缶１００の内壁面１１１と電池蓋２００の蓋段差面２１１との間に第２の縦境界面Ｆｙ２が形成される。
【００９６】
第１の縦境界面Ｆｙ１と第２の横境界面Ｆｘは、互いに直交して角部Ｋ３で交差し、横境界面Ｆｘと第２の縦境界面Ｆｙ２は、互いに直交して角部Ｋ４で交差し、境界面全体の断面形状がクランク状となっており、電池蓋２００の外周に沿って全周に亘って連続して形成される。
【００９７】
電池蓋２００は、レーザＥＢにより電池缶１００に溶接され、開口部１００ｄを密閉封止する。レーザＥＢは、図１２Ａに示すように、電池蓋２００の上方から、縦境界面Ｆｙ１、Ｆｙ２を含む幅で角部Ｋ３、Ｋ４に向かって照射され、レーザＥＢの照射方向に沿った深さ方向と、照射方向に交差する幅方向の双方向を同時に溶融して、電池蓋２００と電池缶１００との間を溶接する溶接部３０６を形成する。
【００９８】
溶接部３０６は、電池缶１００と電池蓋２００との間を気密封止している。溶接部３０６は、電池蓋２００の上面から角部Ｋ３、Ｋ４よりも深い位置まで溶融して形成されており、第１の縦境界面Ｆｙ１を高さ方向に亘って接合し、横境界面Ｆｘを横方向に亘って接合し、第２の縦境界面Ｆｙ２を溶接高さｗ２だけ接合している。
【００９９】
上記した角形電池１によれば、３つの境界面でそれぞれ溶接されているので、いずれか一つの境界面のみが溶接されている場合と比較して、高さ方向に作用する力と横方向に作用する力の両方に対して抗することができ、高い溶接強度を得ることができる。
【０１００】
なお、本発明は、上述の各実施の形態の内容に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、第８実施形態では、３つの境界面をそれぞれ溶接する場合を例に説明したが、縦境界面Ｆｙ１、Ｆｙ２のいずれか一方と、横境界面Ｆｘとの間を溶接する構造としてもよく、高い溶接強度を得ることができる。
【０１０１】
その他に、第２実施形態から第４実施形態に示したように、電池蓋２００の表面に上凸部２３０を設ける構造や、溶け代として電池蓋２００に突起部２４０を設ける構造、電池蓋２００にリブ部２５０を設ける構造は、第５実施形態から第７実施形態に示した構造においても有効である。
【０１０２】
これらの構造は各々に示した効果ばかりでなく、以下の効果を含んでいる。レーザ溶接時に外側に位置する電池蓋側からレーザを照射することにより不用意に溶融金属を電池缶の開口部よりも外側へ流出することを防げるために、完成品での電池缶寸法精度の向上ができ、電池缶をホルダ等で拘束するような使用方法の場合、溶接後の溶融金属部を気にせずに平面で拘束が可能となる。
【０１０３】
本発明は、正極電極、負極電極及びセパレータを扁平形状に捲回して成る扁平捲回群と、扁平捲回群を収容し、一端部に開口部を有しており、他端部が閉塞され、側面が幅広側面と幅狭側面によって形成された扁平直方体形状の電池缶と、電池缶側面の端面に係合される係合部を有し、電池缶の開口部を溶接によって封止される電池蓋を備える角形電池であって、電池蓋の上面に溶接部を有し、前記電池蓋の係合部は厚さ方向の断面で前記電池缶側面の端面に少なくとも交差する２面で係合し、係合部に前記交差する２面に溶融部を有する角形電池の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
【０１０４】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【０１０５】
１  角形電池
１００  電池缶
１１１  内壁面
１２１  上端面
１２２  上段端面
１２３  下段端面
１２４  缶段差面
２００  電池蓋
２１０  下凸部
２１１  蓋段差面（第２対向面、第３対向面）
２２０  フランジ部
２２１  下面（第１対向面）
２２２  外周端面
２３０  上凸部
２４１  下面
３０１−３０７  溶接部
Ｆｘ  横境界面
Ｆｙ  縦境界面
ＥＢ  レーザ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年1月15日(2015.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４つの側壁部で囲まれた電池缶であって、該側壁部の高さ方向一方側の上端部が開口し、高さ方向他方側の下端部に底面部を有する電池缶と、前記電池缶の上端部に溶接されて前記電池缶を封止する電池蓋と、を備える角形電池であって、
前記電池缶と前記電池蓋との間には、前記側壁部の高さ方向に交差する横方向の横境界面と、該横境界面に交差して前記側壁部の高さ方向に沿った縦方向の縦境界面とが形成されており、前記側壁部の高さ方向に沿った縦方向に照射されるレーザによって前記横境界面の少なくとも一部と前記縦境界面の少なくとも一部が溶接されている構成を有し、
前記電池缶は、該電池缶の上端部で前記側壁部の高さ方向に交差する横方向の上端面と、該上端面に交差して前記電池缶の内側で前記側壁部の高さ方向に沿った縦方向の内壁面と、前記電池缶の外側で前記側壁部の高さ方向に沿った縦方向の外壁面とを有し、前記上端面は、前記内壁面と外壁面との間に亘って形成され、
前記電池蓋は、前記電池缶の上端面に対向して前記横境界面を形成する第１対向面と、該第１対向面に交差し前記電池缶の内壁面に対向して前記縦境界面を形成する第２対向面とを有することを特徴とする角形電池。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
前記電池蓋は、該電池蓋の外周部に沿って設けられるフランジ部と、該フランジ部よりも前記電池缶側に向かって突出して前記電池缶の開口に嵌入される下凸部とを有し、前記電池缶の上端面に対向する前記フランジ部の下面によって前記第１対向面が形成され、前記フランジ部と前記下凸部との間に介在されて前記電池缶の側壁部に対向する蓋段差面によって前記第２対向面が形成されることを特徴とする請求項１に記載の角形電池。
【請求項４】
前記横境界面は、該横境界面と前記縦境界面とが交差する角部から予め設定された溶接幅分だけ部分的に溶接され、前記縦境界面は、前記角部から予め設定された溶接深さ分だけ部分的に溶接されていることを特徴とする請求項３に記載の角形電池。
【請求項５】
前記電池蓋は、前記フランジ部よりも前記電池蓋の厚さ方向で且つ前記電池缶から離間する側に向かって突出する上凸部を有することを特徴とする請求項４に記載の角形電池。
【請求項６】
前記電池蓋は、前記フランジ部から前記上凸部と同じ方向に突出して前記レーザによって溶融される突起部を有することを特徴とする請求項５に記載の角形電池。
【請求項７】
前記電池蓋は、前記下凸部から突出して前記電池缶の側壁部に対向するリブ部を有することを特徴とする請求項５に記載の角形電池。
【手続補正書】
【提出日】平成28年4月11日(2016.4.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４つの側壁部で囲まれた電池缶であって、該側壁部の高さ方向一方側の上端部が開口し、高さ方向他方側の下端部に底面部を有する電池缶と、前記電池缶の上端部に溶接されて前記電池缶を封止する電池蓋と、を備える角形電池であって、
前記電池缶と前記電池蓋との間には、前記側壁部の高さ方向に交差する横方向の横境界面と、該横境界面に交差して前記側壁部の高さ方向に沿った縦方向の縦境界面とが形成されており、前記側壁部の高さ方向に沿った縦方向に照射されるレーザによって前記横境界面の少なくとも一部と前記縦境界面の少なくとも一部が溶接されている構成を有し、
前記電池缶は、該電池缶の上端部で前記側壁部の高さ方向に交差する横方向の上端面と、該上端面に交差して前記電池缶の内側で前記側壁部の高さ方向に沿った縦方向の内壁面と、前記電池缶の外側で前記側壁部の高さ方向に沿った縦方向の外壁面とを有し、前記上端面は、前記内壁面と外壁面との間に亘って形成され、
前記電池蓋は、前記電池缶の上端面に対向して前記横境界面を形成する第１対向面と、該第１対向面に交差し前記電池缶の内壁面に対向して前記縦境界面を形成する第２対向面とを有することを特徴とする角形電池。
【請求項２】
前記電池蓋は、該電池蓋の外周部に沿って設けられるフランジ部と、該フランジ部よりも前記電池缶側に向かって突出して前記電池缶の開口に嵌入される下凸部とを有し、前記電池缶の上端面に対向する前記フランジ部の下面によって前記第１対向面が形成され、前記フランジ部と前記下凸部との間に介在されて前記電池缶の側壁部に対向する蓋段差面によって前記第２対向面が形成されることを特徴とする請求項１に記載の角形電池。
【請求項３】
前記横境界面は、該横境界面と前記縦境界面とが交差する角部から予め設定された溶接幅分だけ部分的に溶接され、前記縦境界面は、前記角部から予め設定された溶接深さ分だけ部分的に溶接されていることを特徴とする請求項２に記載の角形電池。
【請求項４】
前記電池蓋は、前記フランジ部よりも前記電池蓋の厚さ方向で且つ前記電池缶から離間する側に向かって突出する上凸部を有することを特徴とする請求項３に記載の角形電池。
【請求項５】
前記電池蓋は、前記フランジ部から前記上凸部と同じ方向に突出して前記レーザによって溶融される突起部を有することを特徴とする請求項４に記載の角形電池。
【請求項６】
前記電池蓋は、前記下凸部から突出して前記電池缶の側壁部に対向するリブ部を有することを特徴とする請求項４に記載の角形電池。
【国際調査報告】
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