(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極群と、
一対の長側面と、前記長側面より短い一対の短側面と、底面と、前記底面と対向する位置に形成された長方形状の開口部と、を備え、前記電極群を収容する外装缶と、
前記電極群に接続された一対の端子が配置された面と、前記面と直交する方向に延出し且つ前記開口部に挿入される勘合部と、を備える蓋と、
前記面と平行な方向に前記勘合部より延出して形成されたフランジ部の全域と、前記開口部を構成する前記長側面及び前記短側面の端面の全域と、に亘って形成された溶接ビードと、
を具備する二次電池。
【請求項２】
前記勘合部は、前記長側面及び前記短側面の内面と当接するように形成され、
前記溶接ビードは、前記勘合部と前記長側面及び前記短側面の内面とが当接箇所の一部に亘って形成されている請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記フランジ部は、長辺が前記外装缶の前記開口部を構成する前記長側面の外形寸法より短く且つ前記開口部の長手方向の寸法より長く形成され、短辺が前記外装缶の前記開口部を構成する前記短側面の外形寸法より短く且つ前記開口部の短手方向の寸法より長く形成されている請求項２に記載の二次電池。
【請求項４】
前記フランジ部は、長辺及び短辺において同じ長さだけ前記勘合部から前記蓋の前記面と平行な方向に延出して形成されている請求項２又は３に記載の二次電池。
【請求項５】
前記勘合部は、長手方向の寸法が前記外装缶の前記開口部の長手方向の寸法と等しい、または前記外装缶の前記開口部の長手方向の寸法より大きく形成され、短手方向の寸法が前記外装缶の前記開口部の短手方向の寸法と等しい、または前記外装缶の前記開口部の短手方向の寸法より小さく形成されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項６】
電極群と、
一対の長側面と、前記長側面より短い一対の短側面と、底面と、前記底面と対向する位置に形成された長方形状の開口部と、を備え、前記電極群を収容する外装缶と、
前記電極群に接続された一対の端子が配置された面と、前記面と直交する方向に延出し且つ前記開口部に挿入される勘合部と、前記面と平行な方向に前記勘合部より延出して形成されたフランジ部と、を備える蓋と、
を備える二次電池の製造方法であって、
前記外装缶に前記電極群を収容し、
前記蓋を前記勘合部側から前記開口部に挿入して前記フランジ部と前記開口部を構成する前記長側面及び前記短側面の端面とを当接させ、
前記面に対向する方向から前記フランジ部に対してレーザを照射して前記フランジ部の全域と前記長側面及び前記短側面の端面の全域とに亘って溶接ビードを形成させて前記蓋と前記外装缶とを溶接する、
二次電池の製造方法。
【請求項７】
前記フランジ部は、長辺が前記外装缶の前記開口部を構成する前記長側面の外形寸法より短く且つ前記開口部の長手方向の寸法より長く形成され、短辺が前記外装缶の前記開口部を構成する前記短側面の外形寸法より短く且つ前記開口部の短手方向の寸法より長く形成されている請求項６に記載の二次電池の製造方法。
【請求項８】
前記フランジ部は、長辺及び短辺において同じ長さだけ前記勘合部から前記蓋の前記面と平行な方向に延出して形成されている請求項６又は７に記載の二次電池の製造方法。
【請求項９】
前記勘合部は、長手方向の寸法が前記外装缶の前記開口部の長手方向の寸法と等しい、または前記外装缶の前記開口部の長手方向の寸法より大きく形成され、短手方向の寸法が前記外装缶の前記開口部の短手方向の寸法と等しい、または前記外装缶の前記開口部の短手方向の寸法より小さく形成されている請求項６乃至８のいずれか１項に記載の二次電池の製造方法。
【請求項１０】
電極群と、
一対の長側面と、前記長側面より短い一対の短側面と、底面と、前記底面と対向する位置に形成された長方形状の開口部と、を備え、前記電極群を収容する外装缶と、
前記電極群に接続された一対の端子が配置された面と、前記面と直交する方向に延出し且つ前記開口部に挿入される勘合部と、前記面と平行な方向に前記勘合部より延出して形成されたフランジ部と、を備える蓋と、
を備え、
前記外装缶に前記電極群を収容し、
前記蓋を前記勘合部側から前記開口部に挿入して前記フランジ部と前記開口部を構成する前記長側面及び前記短側面の端面とを当接させ、
前記面に対向する方向から前記フランジ部に対してレーザを照射して前記フランジ部の全域と前記長側面及び前記短側面の端面の全域とに亘って溶接ビードを形成させて前記蓋と前記外装缶とを溶接させた二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、二次電池、二次電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、二次電池としてリチウムイオン二次電池などが種々の電動機の電源として一般的に用いられている。二次電池は、例えば、直方体形状で製造される。二次電池が電源として用いられる場合、複数の二次電池が電気的に接続されて配列された状態で使用される。例えば、リチウムイオン二次電池は、セパレータを介した正極と負極との積層体が捲回された電極群電極組立体を備える。リチウムイオン二次電池は、電極組立体が電池缶（外装缶）内に封入された状態で蓋と外装缶とが溶接されて製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
例えば、二次電池が自動車などの移動体に用いられる場合、移動体が受ける衝撃によって二次電池に外力が印加される可能性がある。この為、二次電池は、より高い強度が要求されている。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、破断を抑制することができる二次電池、及び二次電池の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態に係る二次電池は、電極群と、外装缶と、蓋と、溶接ビードとを備える。外装缶は、一対の長側面と、前記長側面より短い一対の短側面と、底面と、前記底面と対向する位置に形成された長方形状の開口部と、を備え、前記電極群を収容する。蓋は、前記電極群に接続された一対の端子が配置された面と、前記面と直交する方向に延出し且つ前記開口部に挿入される勘合部と、を備える。溶接ビードは、前記面に平行な方向に前記勘合部より延出して形成されたフランジ部の全域と、前記開口部を構成する前記長側面及び前記短側面の端面の全域と、に亘って形成される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る二次電池の構成の例を示す展開斜視図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る二次電池の一部の構成の例を示す説明図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る二次電池の一部の構成の例を示す説明図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係る二次電池の構成の例を示す斜視図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係る二次電池の一部の構成の例を示す説明図である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係る二次電池の一部の構成の例を示す説明図である。
【図７】図７は、第２の実施形態に係る二次電池の一部の構成の例を示す説明図である。
【図８】図８は、第２の実施形態に係る二次電池の一部の構成の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施形態）
以下図１乃至図６を用いて第１の実施形態に係る二次電池１について説明する。図１は、第１の実施形態に係る溶接前の二次電池の構成の例を示す展開斜視図である。図２は、第１の実施形態に係る溶接前の二次電池の一部の構成の例を示す説明図である。図３は、第１の実施形態に係る溶接前の二次電池の一部の構成の例を示す説明図である。図４は、第１の実施形態に係る溶接後の二次電池の構成の例を示す斜視図である。図５は、第１の実施形態に係る溶接後の二次電池の一部の構成の例を示す説明図である。図６は、第１の実施形態に係る溶接後の二次電池の一部の構成の例を示す説明図である。
【０００９】
二次電池１は、例えば非水二次電池である。二次電池１は、電極組立体２と、有底角筒状の外装缶３と、蓋体４と、を備える。二次電池１は、外装缶３内に電極組立体２が収容された状態で外装缶３と蓋体４を構成する構造体とが溶接されることにより製造される。
【００１０】
電極組立体２は、電極群１１、正極集電タブ１２、及び負極集電タブ１３を備える。
【００１１】
電極群１１は、セパレータを介して正極と負極とが積層された積層体が偏平形状に捲回されたものである。
【００１２】
正極は、例えば金属箔からなる帯状の正極集電体と、正極集電体に形成された正極材料層（正極活物質含有層）とを備える。正極集電タブ１２は、正極集電体に超音波接合され、セパレータから延出している。
【００１３】
正極は、例えば、正極活物質を含むスラリーをアルミニウム箔もしくはアルミニウム合金箔からなる集電体に塗着することにより作製される。正極活物質としては、特に限定されるものではないが、リチウムを吸蔵放出できる酸化物や硫化物、ポリマーなどが使用できる。好ましい活物質としては、高い正極電位が得られるリチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウム燐酸鉄等が挙げられる。
【００１４】
負極は、例えば金属箔からなる帯状の負極集電体と、負極集電体に形成された負極材料層（負極活物質含有層）とを備える。負極集電タブ１３は、負極集電体に超音波接合され、セパレータから延出している。
【００１５】
負極は、負極活物質を含むスラリーをアルミニウム箔もしくはアルミニウム合金箔からなる集電体に塗着することにより作製される。負極活物質としては、特に限定されるものではないが、リチウムを吸蔵放出できる金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物、合金等が使用でき、好ましくは、リチウムイオンの吸蔵放出電位が金属リチウム電位に対して０．４Ｖ以上貴となる物質である。このようなリチウムイオン吸蔵放出電位を有する負極活物質は、アルミニウムもしくはアルミニウム合金とリチウムとの合金反応を抑えられることから、負極集電体および負極関連構成部材へのアルミニウムもしくはアルミニウム合金の使用を可能とする。たとえば、チタン酸化物、リチウムチタン酸化物、タングステン酸化物、アモルファススズ酸化物、スズ珪素酸化物、酸化珪素などがあり、中でもリチウムチタン複合酸化物が好ましい。
【００１６】
セパレータは、微多孔性の膜、織布、不織布、これらのうち同一材または異種材の積層物等を用いることができる。セパレータを形成する材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合ポリマー、エチレン−ブテン共重合ポリマー等を挙げることができる。
【００１７】
正極集電タブ１２及び負極集電タブ１３は、上記の積層体が捲回された場合に、捲回軸方向の端部から延出するように形成される。
【００１８】
外装缶３は、有底角筒状に形成される。例えば、外装缶３は、一対の長側面２１と、長側面２１より短い一対の短側面２２と、底面２３と、により構成されている。外装缶３は、底面２３と対向する位置に形成された長方形状の開口部２４を備える。外装缶３は、開口部２４から挿入された電極組立体２を収容することができる。
【００１９】
外装缶３は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、またはステンレス等の金属によって形成される。アルミニウム合金としては、マンガン、鉄、銅、ケイ素、亜鉛等の元素を含む合金が好ましい。
【００２０】
蓋体４は、蓋３１、正極端子３２、負極端子３３、正極リード３４、及び負極リード３５を備える。蓋３１は、正極端子３２及び負極端子３３が配置される孔、注液口３６、及び弁３８を備える。
【００２１】
正極端子３２は、蓋３１に形成された孔を貫通し、正極リード３４と電気的に接続された状態で、正極リード３４とともに蓋３１に固定される。正極端子３２と、蓋３１の間には、絶縁部材であるガスケットが介在される。
【００２２】
負極端子３３は、蓋３１に形成された孔を貫通し、負極リード３５と電気的に接続された状態で、負極リード３５とともに蓋３１に固定される。負極端子３３と、蓋３１の間には、絶縁部材であるガスケットが介在される。
【００２３】
注液口３６は、蓋３１を貫通するように形成され、電解液を注入する為の孔である。注液口３６は、封止蓋３７が蓋３１の注液口３６の周囲にレーザ溶接されることによって封止される。
【００２４】
弁３８は、蓋３１に設けられる。弁３８は、二次電池１の内圧が所定の圧力に達した場合に開放されるように構成されている。例えば、弁３８は、外装缶３、又は、外装缶３と蓋３１との溶接箇所が二次電池１の内圧によって破損する前に開放するように構成されている。
【００２５】
電解液は、非水溶媒に電解質（例えば、リチウム塩）を溶解させることにより調製された非水電解液が用いられる。非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、γ−ブチロラクトン（γ−ＢＬ）、スルホラン、アセトニトリル、１，２−ジメトキシエタン、１，３−ジメトキシプロパン、ジメチルエーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテトラヒドロフラン等を挙げることができる。非水溶媒は、単独で使用しても、２種以上混合して使用してもよい。電解質としては、例えば、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ４）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ６）、トリフルオロメタスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ３ＳＯ３）等のリチウム塩を挙げることができる。電解質は単独で使用しても、２種以上混合して使用してもよい。電解質の非水溶媒に対する溶解量は、０．２ｍｏｌ／Ｌ〜３ｍｏｌ／Ｌとすることが望ましい。
【００２６】
蓋３１は、外装缶３の開口部２４を構成する一対の長側面２１と一対の短側面２２とに溶接される。蓋３１は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、またはステンレス等の金属によって形成される。アルミニウム合金としては、マンガン、鉄、銅、ケイ素、亜鉛等の元素を含む合金が好ましい。
【００２７】
図２及び図３により示されるように、蓋３１の正極端子３２及び負極端子３３が露出する面と逆側の面には、勘合部４１が形成されている。また、蓋３１の面の外縁には、フランジ部４２が形成されている。図２は、溶接前の二次電池１の外装缶３の長側面２１と蓋３１とを切断した断面を示す図である。図３は、溶接前の二次電池１の外装缶３の短側面２２と蓋３１とを切断した断面を示す図である。
【００２８】
勘合部４１は、蓋３１の面と直交する方向に蓋３１が延出して形成されている。勘合部４１は、外装缶３の開口部２４の寸法に近い寸法で長方形状に形成されている。例えば、勘合部４１は、長手方向の寸法が外装缶３の開口部２４の長手方向の寸法と等しい、または外装缶３の開口部２４の長手方向の寸法より大きく形成されており、短手方向の寸法が外装缶３の開口部２４の短手方向の寸法と等しい、または外装缶３の開口部２４の短手方向の寸法より小さく形成されている。勘合部４１は、例えば蓋３１の面と直交する方向に第１の板厚を成すように形成されている。
【００２９】
フランジ部４２は、蓋３１の面と平行な方向に蓋３１が延出して形成されている。即ち、フランジ部４２は、蓋３１の長方形状の辺部として形成される。フランジ部４２は、長辺が外装缶３の開口部２４を構成する長側面２１の外形寸法より短く、且つ開口部２４の長手方向の寸法より長く形成されている。また、フランジ部４２は、短辺が外装缶３の開口部２４を構成する短側面２２の外形寸法より短く、且つ開口部２４の短手方向の寸法より長く形成されている。即ち、フランジ部４２は、開口部２４を構成する長側面２１及び短側面２２のそれぞれの端面の板厚未満の長さだけ勘合部４１から蓋３１の面と平行な方向に延出して形成されている。例えば、フランジ部４２は、長辺及び短辺において同じ長さだけ勘合部４１から蓋３１の面と平行な方向に延出するように形成されている。
【００３０】
フランジ部４２は、例えば蓋３１の面と直交する方向に第１の板厚より薄い第２の板厚を成すように形成されている。フランジ部４２は、蓋３１が外装缶３に装着された場合に外装缶３の開口部２４を構成する長側面２１及び短側面２２の端面に当接する。フランジ部４２は、蓋３１と外装缶３とが溶接される場合の溶接代として用いられる。
【００３１】
次に上記のような構成の二次電池１の製造工程について説明する。
【００３２】
二次電池１を製造する場合、電極組立体２の正極集電タブ１２と正極リード３４とを溶接して電気的に接続し、電極組立体２の負極集電タブ１３と負極リード３５とを溶接して電気的に接続する。これにより、電極組立体２と蓋体４とが一体に組み立てられる。この結果、正極端子３２及び負極端子３３から電気的エネルギーを取り出すことが出来る。
【００３３】
電極組立体２を先頭にして電極組立体２と蓋体４との組立体を外装缶３の開口部２４が形成された方向から外装缶３に挿入することにより、蓋３１のフランジ部４２と外装缶３の開口部２４を構成する長側面２１及び短側面２２の端面とを当接させる。また、この場合、蓋３１の勘合部４１と外装缶３の開口部２４を構成する長側面２１及び短側面２２の内面とが当接する。
【００３４】
蓋３１のフランジ部４２と外装缶３の開口部を構成する長側面２１及び短側面２２の端面とを当接させ、且つ一対の長側面２１と直交する方向から一対の長側面２１に対して外力を加えて一対の長側面２１によって勘合部４１を締結する。この状態で、蓋３１の正極端子３２及び負極端子３３が配置された面に対向する方向、即ち、蓋３１の面の上方から蓋３１のフランジ部４２に対してレーザを照射することにより、蓋３１のフランジ部４２と外装缶３の開口部２４を構成する長側面２１及び短側面２２とを溶接する。
【００３５】
図５は、溶接後の二次電池１の外装缶３の長側面２１と蓋３１とを切断した断面を示す図である。図６は、溶接後に二次電池１の外装缶３の短側面２２と蓋３１とを切断した断面を示す図である。
【００３６】
例えば、図５及び図６に示されるように、少なくとも溶接ビードがフランジ部４２の全域と外装缶３の開口部２４を構成する長側面２１及び短側面２２の端面の全域に到達するようにレーザを照射することにより、蓋３１と外装缶３とを溶接する。より具体的には、第１の板厚未満且つ第２の板厚以上の深さで溶接ビードが形成されるようにレーザを照射することにより、蓋３１と外装缶３とを溶接する。これにより、電極組立体２を外装缶３内に密閉した状態で収容する。
【００３７】
次に、電解液を注液口３６から注入し、電極群１１の正極、負極、及びセパレータ、さらにそれぞれの層間等の空隙を電解液で十分満たし、注液口３６を封止蓋３７により塞ぎ、注液口３６の周囲の蓋３１と封止蓋３７とをレーザ溶接して注液口３６を封止することにより、図４乃至６により示される二次電池１を製造することができる。
【００３８】
次に上記のような構成の二次電池１の作用効果について説明する。
【００３９】
上記のような二次電池１の蓋３１は、フランジ部４２が外装缶３の開口部２４を覆うように形成されている為、蓋３１の面に対向する方向から照射されたレーザが開口部２４を通って外装缶３内に入射することを抑制することができる。また、正極端子３２及び負極端子３３がガスケットを介して蓋３１に固定されていることにより、正極端子３２及び負極端子３３と蓋３１との絶縁性、及び蓋３１によって覆われた外装缶３内の気密性を確保することができる。
【００４０】
また、上記のような二次電池１の蓋３１は、蓋３１の面と直交する方向に延出して形成された勘合部４１に外装缶３の長側面２１が押し当てられた状態で蓋３１と外装缶３とが溶接される為、長側面２１が外側に開くことによって溶融金属が外装缶３内に飛散することを抑制することができる。
【００４１】
また、上記のような二次電池１の蓋３１は、フランジ部４２の長辺が外装缶３の開口部２４を構成する長側面２１の外形寸法より短く、且つ開口部２４の長手方向の寸法より長く形成され、フランジ部４２の短辺が外装缶３の開口部２４を構成する短側面２２の外形寸法より短く、且つ開口部２４の短手方向の寸法より長く形成されている。この為、フランジ部４２に対してレーザが照射されてフランジ部４２が溶融した場合に外装缶３の長側面２１及び短側面２２の外側に溶融した金属がはみだすことを抑制することができる。即ち、溶融した金属が外装缶３の長側面２１及び短側面２２の外側に突出することを防ぐことができる。
【００４２】
また、上記のような二次電池１の蓋３１は、フランジ部４２が長辺及び短辺において同じ長さだけ勘合部４１から蓋３１の面と平行な方向に延出するように形成されている為、フランジ部４２の長辺と短辺とを同じ条件で溶接することができる。
【００４３】
また、上記のような二次電池１の蓋３１は、勘合部４１の長手方向の寸法が外装缶３の開口部２４の長手方向の寸法と等しい、または外装缶３の開口部２４の長手方向の寸法より大きく形成されており、勘合部４１の短手方向の寸法が外装缶３の開口部２４の短手方向の寸法と等しい、または外装缶３の開口部２４の短手方向の寸法より小さく形成されている。このような構成によると、外装缶３の開口部２４に勘合部４１が挿入された場合に、勘合部４１と外装缶３の短側面２２の内面との間に隙間が無くなる。さらに、一対の長側面２１と直交する方向から一対の長側面２１に対して外力を加えて一対の長側面２１によって勘合部４１を締結することにより、勘合部４１と外装缶３の長側面２１の内面との間に隙間をなくすことができる。このような構成によると、外装缶３の開口部２４の全周囲に亘って勘合部４１と当接させた状態で、蓋３１と外装缶３とを溶接することができる。
【００４４】
また、上記のような工程によって製造された二次電池１は、蓋３１のフランジ部４２の全域と、外装缶３の開口部２４を構成する長側面２１及び短側面２２の端面の全域と、が溶接される為、より大きな溶接ビード５１が形成される。特に、二次電池１は、蓋のフランジ部の端面と、外装缶の開口部を構成する長側面及び短側面の端面の一部とが溶接されるすみ肉（隅肉）溶接により蓋と外装缶とが接合された二次電池に比べて、より大きな溶接ビード５１を備える。このように二次電池１の溶接箇所により大きな溶接ビード５１を形成することによって、溶接箇所の許容応力を向上させることができる。即ち、二次電池１は、外装缶３または蓋３１に外力が印加された場合に溶接箇所に生じる種々の応力に対する強度を向上させることができる。この結果、破断を抑制することができる二次電池、及び二次電池の製造方法を提供することができる。
（第２の実施形態）
以下図７及び８を用いて第２の実施形態に係る二次電池１Ａについて説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成には同じ参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。図７は、溶接後の二次電池１Ａの外装缶３の長側面２１と蓋３１とを切断した断面を示す図である。図８は、溶接後の二次電池１Ａの外装缶３の短側面２２と蓋３１とを切断した断面を示す図である。
【００４５】
第１の実施形態では、少なくとも溶接ビードがフランジ部４２の全域と外装缶３の開口部２４を構成する長側面２１及び短側面２２の端面の全域に到達するようにレーザを照射することにより、蓋３１と外装缶３とを溶接すると説明したが、この構成に限定されない。溶接ビードがフランジ部４２の全域と、外装缶３の開口部２４を構成する長側面２１及び短側面２２の端面の全域と、勘合部４１の一部と、外装缶３の長側面２１及び短側面２２の内面の一部と、に到達するようにレーザを照射することにより、蓋３１と外装缶３とを溶接してもよい。
【００４６】
このような工程によって製造された二次電池１Ａは、蓋３１の勘合部４１と、外装缶３の長側面２１及び短側面２２の内面との当接箇所の一部が溶融される。この為、二次電池１Ａは、第１の実施形態に比べてより大きな溶接ビード５２を備える。このように、蓋３１の勘合部４１と、外装缶３の長側面２１及び短側面２２の内面との当接箇所の一部に到達する溶接ビード５２が形成されることによって、溶接箇所の許容応力をさらに向上させることができる。即ち、二次電池１Ａは、外装缶３または蓋３１に外力が印加された場合に溶接箇所に生じる種々の応力に対する強度をさらに向上させることができる。この結果、破断を抑制することができる二次電池、及び二次電池の製造方法を提供することができる。
【００４７】
二次電池１及び１Ａの内圧が上昇すると、二次電池１及び１Ａの外装缶３及び蓋体４が膨れる。この為、面積の大きい長側面２１は、面積の小さい短側面２２に比べて、変形しやすい構造となっている。この為、長側面２１は、短側面２２に比べて蓋３１との溶接箇所に応力が集中しやすい。そこで、上記のように第１の実施形態に比べて深く溶接ビード５２を形成する溶接方法を短側面２２に対して用いず、長側面２１に対して用いる構成であってもよい。この構成によると、短側面２２に比べてより大きい応力が印加される長側面２１と蓋３１との溶接箇所に大きな溶接ビード５２を形成し、長側面２１に比べて小さい応力が印加される短側面２２と蓋３１との溶接箇所に小さな溶接ビード５１を形成することができる。このような構成によっても、破断を抑制することができる二次電池、及び二次電池の製造方法を提供することができる。
【００４８】
なお、上記の実施形態では、電極群１１の一方の端面から正極集電タブ１２及び負極集電タブ１３を引き出す例について説明したが、この構成に限定されない。電極群１１の一方の端面から正極集電タブ１２を引き出し、他方の端面から負極集電タブ１３を引き出す構成であってもよい。
【００４９】
また、上記の実施形態では、正極集電タブ１２及び負極集電タブ１３は、正極と負極とがセパレータを介して積層された積層体が捲回された場合に、捲回軸方向の端部から延出するように形成される構成であると説明したが、この構成に限定されない。正極集電タブ１２及び負極集電タブ１３は、電極群１１の正極及び負極から電気的エネルギーを取り出すことができるものであれば、如何なる構成であってもよい。例えば、正極集電タブ１２及び負極集電タブ１３は、正極材料層が形成されていない正極集電体及び負極材料層が形成されていない負極集電体が部分的に捲回軸方向に延出されて構成されていてもよい。
【００５０】
また、上記の実施形態では、扁平渦巻き形状の電極群１１の例について説明したが、この構成に限定されず、電極群１１の構造は如何なるものであってもよい。例えば、電極群１１は、正極と負極とがセパレータを介して交互に積層された積層型電極群により構成されていてもよい。
【００５１】
なお、上記の各図面では、二次電池１の外装缶３及び蓋３１などの構造のコーナ部及び稜線部の曲率を省略して図示しているが、必要に応じて曲率が設けられていてもよい。
【００５２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に、本願の当初の特許請求の範囲に記載された事項を付記する。
［１］電極群と、
一対の長側面と、前記長側面より短い一対の短側面と、底面と、前記底面と対向する位置に形成された長方形状の開口部と、を備え、前記電極群を収容する外装缶と、
前記電極群に接続された一対の端子が配置された面と、前記面と直交する方向に延出し且つ前記開口部に挿入される勘合部と、を備える蓋と、
前記面と平行な方向に前記勘合部より延出して形成された前記蓋の一部と、前記開口部を構成する前記長側面及び前記短側面の端面の全域と、に亘って形成された溶接ビードと、
を具備する二次電池。
［２］前記勘合部は、前記長側面及び前記短側面の内面と当接するように形成され、
前記溶接ビードは、前記勘合部と前記長側面及び前記短側面の内面とが当接箇所の一部に亘って形成されている［１］に記載の二次電池。
［３］電極群と、
一対の長側面と、前記長側面より短い一対の短側面と、底面と、前記底面と対向する位置に形成された長方形状の開口部と、を備え、前記電極群を収容する外装缶と、
前記電極群に接続された一対の端子が配置された面と、前記面と直交する方向に延出し且つ前記開口部に挿入される勘合部と、前記面と平行な方向に前記勘合部より延出して形成されたフランジ部と、を備える蓋と、
を備える二次電池の製造方法であって、
前記外装缶に前記電極群を収容し、
前記蓋を前記勘合部側から前記開口部に挿入して前記フランジ部と前記開口部を構成する前記長側面及び前記短側面の端面とを当接させ、
前記面に対向する方向から前記フランジ部に対してレーザを照射して前記フランジ部の全域と前記長側面及び前記短側面の端面の全域とに亘って溶接ビードを形成させて前記蓋と前記外装缶とを溶接する、
二次電池の製造方法。
［４］前記フランジ部は、長辺が前記外装缶の前記開口部を構成する前記長側面の外形寸法より短く且つ前記開口部の長手方向の寸法より長く形成され、短辺が前記外装缶の前記開口部を構成する前記短側面の外形寸法より短く且つ前記開口部の短手方向の寸法より長く形成されている［３］に記載の二次電池の製造方法。
［５］前記フランジ部は、長辺及び短辺において同じ長さだけ前記勘合部から前記蓋の前記面と平行な方向に延出して形成されている［３］又は［４］に記載の二次電池の製造方法。
［６］前記勘合部は、長手方向の寸法が前記外装缶の前記開口部の長手方向の寸法と等しい、または前記外装缶の前記開口部の長手方向の寸法より大きく形成され、短手方向の寸法が前記外装缶の前記開口部の短手方向の寸法と等しい、または前記外装缶の前記開口部の短手方向の寸法より小さく形成されている［３］乃至［５］のいずれか１項に記載の二次電池の製造方法。
［７］電極群と、
一対の長側面と、前記長側面より短い一対の短側面と、底面と、前記底面と対向する位置に形成された長方形状の開口部と、を備え、前記電極群を収容する外装缶と、
前記電極群に接続された一対の端子が配置された面と、前記面と直交する方向に延出し且つ前記開口部に挿入される勘合部と、前記面と平行な方向に前記勘合部より延出して形成されたフランジ部と、を備える蓋と、
を備え、
前記外装缶に前記電極群を収容し、
前記蓋を前記勘合部側から前記開口部に挿入して前記フランジ部と前記開口部を構成する前記長側面及び前記短側面の端面とを当接させ、
前記面に対向する方向から前記フランジ部に対してレーザを照射して前記フランジ部の全域と前記長側面及び前記短側面の端面の全域とに亘って溶接ビードを形成させて前記蓋と前記外装缶とを溶接させた二次電池。
【符号の説明】
【００５３】
１…二次電池、１Ａ…二次電池、２…電極組立体、３…外装缶、４…蓋体、１１…電極群、１２…正極集電タブ、１３…負極集電タブ、２１…長側面、２２…短側面、２３…底面、２４…開口部、３１…蓋、３２…正極端子、３３…負極端子、３４…正極リード、３５…負極リード、３６…注液口、３７…封止蓋、３８…弁、４１…勘合部、４２…フランジ部、５１…溶接ビード、５２…溶接ビード。
【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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