(57)【要約】【課題】本発明の目的は、蓋板と封止栓とを容易に溶融させて確実に注入穴を封止でき、その表面を平滑にできる密閉型電池とその製造法及び密閉型電池用蓋板を提供することにある。【解決手段】本発明は、電池部品が収納された金属製の電池容器と、電解液を注入する注入穴を有し、前記電池容器の開口部を密閉する蓋板と、前記注入穴を封止する封止栓とを有する密閉型電池において、前記蓋板は前記封止前に前記注入穴近傍の全周が外周部に比べて薄肉に形成され、該薄肉部分と封止栓との溶融によって前記封止されていることを特徴とする。【選択図】  図２
2004259584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池部品が収納された金属製の電池容器と、電解液を注入する注入穴を有し、前記電池容器の開口部を密閉する蓋板と、前記注入穴を封止する封止栓とを有する密閉型電池において、前記蓋板の裏面は前記注入穴近傍が外周部よりも薄肉に形成され、該薄肉に形成された部分と封止栓との溶融によって前記注入穴が封止されていることを特徴とする密閉型電池。
【請求項２】
電池部品が収納された金属製の電池容器と、電解液を注入する注入穴を有し、前記電池容器の開口部を密閉する蓋板と、前記注入穴を封止する封止栓とを有する密閉型電池において、前記蓋板は前記注入穴近傍が外周部よりも薄肉に形成され、前記封止栓全体の溶融によって前記注入穴が封止されていることを特徴とする密閉型電池。
【請求項３】
電池部品が収納された金属製の電池容器と、該電池容器の開口部を密閉する蓋板と、前記蓋板に設けられた注入穴から前記電池容器内に電解液が注入された後前記注入穴を封止する封止栓とを有する密閉型電池において、前記注入穴は前記封止栓全体の溶融によって封止され、封止後の前記封止栓の高さが前記蓋板外表面の高さより大きく、前記蓋板外表面の位置から０．２ｍｍ以下であることを特徴とする密閉型電池。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記封止栓はその頭部に張出し部を有し、前記注入穴が前記封止栓の張出し部と蓋板の薄肉部との溶融によって封止されていることを特徴とする密閉型電池。
【請求項５】
請求項１、３及び４のいずれかにおいて、前記注入穴は前記封止栓全体の溶融によって封止されていることを特徴とする密閉型電池。
【請求項６】
電池部品が収納された金属製の電池容器の開口部を蓋板によって密閉し、次いで前記蓋板に設けられた注入穴から電解液を注入した後、前記注入穴を封止栓によって封止する密閉型電池の製造法において、前記蓋板の前記注入穴近傍の全周に前記蓋板の他の部分よりも薄肉にした薄肉部を形成し、前記薄肉部と封止栓とを溶融することによって前記注入穴を封止することを特徴とする密閉型電池の製造法。
【請求項７】
電池部品が収納された金属製の電池容器の開口部を蓋板によって密閉し、次いで前記蓋板表面に設けられた注入穴から電解液を注入した後、前記注入穴を封止栓によって封止する密閉型電池の製造法において、前記蓋板の前記注入穴近傍の全周に前記蓋板の他の部分よりも薄肉の薄肉部を形成し、前記封止栓全体を溶融することによって前記注入穴を封止することを特徴とする密閉型電池の製造法。
【請求項８】
電池部品が収納された金属製の電池容器の開口部を蓋板によって密閉し、次いで前記蓋板表面に設けられた注入穴から電解液を注入した後、前記注入穴を封止栓によって封止する密閉型電池の製造法において、前記注入穴を前記封止栓全体の溶融によって封止し、該封止後の前記封止栓の高さが前記蓋板外表面の高さと同等以上であり、前記蓋板外表面の位置から０．２ｍｍ以下になるように調整することを特徴とする密閉型電池の製造法。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれかにおいて、前記注入穴は円であり、前記封止栓は前記注入穴の径より大きい径の張り出し部と前記注入穴に挿入される挿入部とを有し、前記封止栓の張出し部と蓋板の薄肉部とを溶接することによって前記注入穴を封止することを特徴とする密閉型電池の製造法。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれかにおいて、前記蓋板を前記開口部に装着する工程と、前記電池容器と蓋板とを封止溶接する工程と、前記電解液を前記電池容器内に注入した後に前記注入穴の大きさより大きい張り出し部と前記注入穴に挿入される挿入部とを有する前記封止栓を前記注入穴に挿入する工程と、前記封止栓をアーク熱源又はレーザ熱源により溶融し前記注入穴を封止溶接する工程とを順次有することを特徴とする密閉電池の製造法。
【請求項１１】
請求項６〜１０のいずれかにおいて、前記溶融をタングステンの非消耗性電極によるアーク溶接又はプラズマアーク溶接によって行うことを特徴とする密閉型電池の製造法。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれかにおいて、前記封止栓の張り出し部は、前記薄肉部の体積と同程度又はそれより小さい体積を有することを特徴とする密閉型電池の製造法。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれかにおいて、前記アーク溶接による溶接条件を、電流Ｉ（Ａ）と溶接時間Ｔ（ｍｓ）とを下記の（１）式に基づいて設定することを特徴とする密閉型電池の製造法。
Ｉ＝（ｃ／Ｔ）  ｂ                          ……（１）
（但し、ｂは接合部分の溶融に係わる乗数、ｃは栓頭部の加熱に係わる定数である）
【請求項１４】
請求項６〜１３のいずれかにおいて、前記注入穴に電解液を注入した後前記封止前に、吸収性のシート材によって前記注入穴の表面周囲に付着した前記電解液を拭き取る拭き取り工程を有することを特徴とする密閉型電池の製造法。
【請求項１５】
請求項６〜１４のいずれかにおいて、前記注入穴に前記封止栓を挿入した後、前記封止溶接する前に、ガスバーナー、温風ヒータ及びプラズマジェットのいずれかの加熱源によって、前記封止栓及び注入穴の周囲を予め加熱乾燥することを特徴とする密閉型電池の製造法。
【請求項１６】
請求項６〜１５のいずれかにおいて、前記封止後に溶接部及び液漏れの有無を検査する検査工程を有することを特徴とする密閉型電池の製造法。
【請求項１７】
電池部品が収納される金属製の電池容器の開口部を密閉する蓋板に電解液の注入穴を有し、該注入穴近傍の全周に前記蓋板の他の部分に比べて半分未満の厚さを有する薄肉部が形成されていることを特徴とする密閉型電池用蓋板。
【請求項１８】
請求項１７において、全体が塑性加工によって形成されていることを特徴とする密閉型電池用蓋板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規な密閉型電池とその製造法及び密閉型電池用蓋板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平８−４５４８８号広報
【特許文献２】特開平１１−２５９３６号公報
【特許文献３】特開平１１−１４９９１５号公報
【特許文献４】特開２００２−２３９７６２号公報
携帯電話やノート型パソコンなどの情報機器の普及により、密閉型電池の需要が高まっている。中でも、リチウムイオン電池は、ニカド電池やニッケル水素電池と比べエネルギー密度、作動電圧が高く、各種の情報機器などの電源に多く使用されてきている。
【０００３】
密閉型電池は、主に正極材、セパレータ、負極材などの電池部品を収納した電池容器と、この電池容器の開口上部を密閉する蓋板とを事前に一体接合し、この蓋板表面に予め設けられている小径の注入穴から有機溶剤の電解液を容器内に注入した後に、この注入穴を最後に完全封止して製造されている。電池容器及び蓋板には、従来から安価なスチール材、耐食性に優れたステンレス鋼材が用いられ、最近では、軽量なアルミニウム材が多く用いられてきている。
【０００４】
使用する金属の材質、接合方法や接合条件などに大きな相違があっても、密閉型電池の製造工程で、容器内を密閉保持するべく、最後に電解液の注入穴を封止する必要がある。注入穴を封止するための封止方法がこれまでに幾つか提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１の密閉型電池には、電解液を注入した後、注入穴にアルミニウム製の球状の封止栓を押圧し、超音波溶接で封止することが示されている。
又、特許文献２の角形密閉式蓄電池及びその製造方法及び特許文献３の密閉型電池には、注入穴に封止栓を挿入し、レーザー溶接で封止することがそれぞれ示されている。また、特許文献４の容器における注入口の封止方法及び密閉容器には、注入口にステンレス製の球状の封止部材を押し込み、抵抗溶接後にレーザー溶接による仕上げ溶接の二段階で封止溶接することが示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術は、超音波溶接或はレーザ溶接等により注入穴に挿入した封止栓の外周と蓋板表面との継ぎ部のみを溶融させる浅い溶け込みの円周溶接である。隙間腐食を抑えるには、裏面側の継ぎ部は未接合のまま残さない方が良い。又、レーザービーム溶接の場合、ビームを照射する継ぎ部に隙間が生じていたり、注入穴部分に液が付着していたりすると、溶接ビードの形成に乱れが生じ易く、ピンホールの発生によって未接合部分が生じ易い。
【０００７】
本発明の目的は、蓋板と封止栓とを容易に溶融させて確実に注入穴を封止でき、その表面を平滑にできる密閉型電池とその製造法及び密閉型電池用蓋板を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電池部品が収納された金属製の電池容器と、電解液を注入する注入穴を有し、該電池容器の開口部を密閉する蓋板と、前記蓋板に設けられた注入穴を封止する封止栓とを有する密閉型電池において、前記蓋板は前記封止前に注入穴近傍の全周に前記蓋板の他の部分よりも薄肉の薄肉部（形成される空間をザグリ溝穴と言う）が形成され、該薄肉部は前記電池容器の内側に形成され、該薄肉部と封止栓との溶融によって前記注入穴が封止されていることを特徴とする密閉型電池にある。
【０００９】
又、本発明は、前述の密閉型電池において、前記蓋板は前記封止前に注入穴近傍の全周に前記蓋板の他の部分よりも薄肉の薄肉部が形成され、前記封止栓全体の溶融によって前記注入穴が封止されていること、又前記注入穴は前記封止栓全体の溶融によって前記封止され、封止後の前記封止栓の高さが前記蓋板外表面の高さより大きく、前記蓋板外表面の位置から０．２ｍｍ以下、好ましくは０．１ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１０】
更に、本発明は、電池部品が収納された金属製の電池容器の開口部を蓋板によって密閉し、次いで前記蓋板表面に設けられた注入穴から電解液を注入した後、前記注入穴を封止栓によって封止する密閉型電池の製造法において、前記蓋板の注入穴近傍の全周に前記蓋板の他の部分よりも薄肉の薄肉部を前記電池容器の内側に形成し、前記薄肉部と封止栓とを溶融によって前記注入穴を封止することを特徴とし、又前記蓋板の注入穴近傍の全周に前記蓋板の他の部分よりも薄肉の薄肉部を形成し、前記封止栓全体を溶融することによって封止すること、更に前記注入穴を前記封止栓全体の溶融によって前記封止し、該封止後の前記封止栓の高さが前記蓋板外表面の高さと同等以上であり、前記蓋板外表面の位置から０．２ｍｍ以下、好ましくは０．１ｍｍ以下になるように調整することを特徴とする。この調整は、溶接条件、薄肉部の厚さ、ザグリ溝穴の大きさ、封止栓の形状等によって行う。
【００１１】
更に、本発明は、前述の密閉型電池の製造法において、前記蓋板を前記開口部に装着する工程と、前記電池容器と蓋板とを封止溶接する工程と、前記電解液を注入した後に前記注入穴の大きさより大きい張り出し部と前記注入穴に挿入される挿入部とを有する前記封止栓を前記注入穴に挿入する工程と、前記封止栓をアーク熱源又はレーザ熱源により溶融し前記注入穴を封止溶接する工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
特に、前記封止栓頭部に設ける張り出し部分は、少なくとも蓋板表面にある注入穴の内径より大きく、裏面側に設けたザグリ溝穴の内径より小さい径にし、前記ザグリ溝穴上部のツバ部分の体積と同程度又は幾分小さい体積に形成するとよい。
【００１３】
また、前記溶融を、非消耗性のタングステンを電極にするＴＩＧアーク溶接又はプラズマアーク溶接によって行うのが好ましく、前記封止栓の張り出し部分と前記蓋板表面の注入穴周辺部との一体融合が可能な溶接条件を設定する。特に、前記溶接条件は、電流Ｉ（Ａ）と溶接時間Ｔ（ｍｓ）との関係を下記の（１）式に基づいて設定するとよい。但し、ｂは接合部分の溶融に係わる乗数、ｃは栓頭部の加熱に係わる定数である。
【００１４】
Ｉ＝（ｃ／Ｔ）  ｂ  ・・・  （１）
前記注入穴から電解液を注入した後の工程で、吸収性のシート材を表面に設けた液拭き取り機構を用いて、前記注入穴の表面周囲を拭くようにするとよい。また、前記蓋板表面の注入穴に前記封止栓を挿入した後に、封止溶接する前工程でガスバーナー、温風ヒータ、プラズマジェットなどの加熱源を用いて、前記封止栓及び注入穴の周囲を予め加熱乾燥するとよい。
【００１５】
即ち、本発明は、注入穴の外周囲に予めザグリ溝穴を前記蓋板の裏面側に設けると、封止接合すべき注入穴周辺部の肉厚を蓋板の厚さより薄くすることにより、その薄肉部のみを集中させて溶融することができるので、少ないエネルギーで、溶融範囲のバラツキの極めて少ない封止が得られる。また、封止栓の頭部に短時間で溶融可能な大きさの張り出し部分を設けると、封止栓の頭部を冶具で簡単につかんで注入穴へ圧入することができ、張り出し部分の下面と注入穴周囲の蓋板表面とを確実に密着させることができるばかりでなく、蓋板表面より凸形状に突き出した栓頭部にアーク熱源を加え易く、短時間で確実に溶融させることができる。
【００１６】
特に、封止栓頭部の張出し部は、少なくとも蓋板表面にある注入穴の内径より大きく、裏面側に設けたザグリ溝穴の内径より小さい径にし、前記ザグリ溝穴上部のツバ部分の体積と同程度又は幾分小さい体積に形成すると、融合すべきツバ部分との体積バランスが良くなり、短時間のアーク加熱で栓頭部を確実に溶融でき、蓋板表面のツバ部分と平滑に一体融合させることができる。又、張出し部は薄肉であるので、溶融し易く、確実な封止が得られる。
【００１７】
更に、アーク溶接として、所定条件のアーク熱源を封止栓の頭部より短時間与えて加熱溶融させると、封止栓の張り出し部分と蓋板表面の注入穴周辺部とが適正に一体融合して完全封止でき、表面が平滑で高品質な溶接部を得ることができる。又前述の関係式に基づいて溶接すると、確実な封止が可能な適正条件を出力でき、溶接条件の管理、溶接の品質管理が容易となる。
【００１８】
ＴＩＧアークの代わりにプラズマアークを用い、封止栓の頭部より与えて加熱溶融させても、ＴＩＧアーク溶接の時とほぼ同様に、封止栓の張り出し部分と蓋板表面の注入穴周辺部とが適正に一体融合して完全封止でき、表面が平滑で高品質な溶接部を得ることが可能である。プラズマアーク溶接は、電極の外周囲にあるノズル及びノズル穴から流出するプラズマガスで保護されているので、電極の寿命が長く、長時間使用が可能である。ＴＩＧアーク溶接やプラズマアーク溶接の他、レーザー溶接でも可能である。
【００１９】
さらに、前記注入穴から電解液を注入した後の工程で、吸収性のシート材を表面に設けた液拭き取り機構を用いて前記注入穴の表面周囲を拭くようにすると、液たれ等によって付着した電解液や汚れを確実に拭き取り除くことができ、注入穴封止の溶接時に、発生することがあるポロシティなどの欠陥要因を未然に防止することができる。また、封止溶接する前工程でガスバーナー、温風ヒータ、プラズマジェットなどの加熱源を用いて、前記封止栓及び注入穴の周囲を予め加熱乾燥すると、残存していた付着液があっても、それを乾燥、除去することができ、注入穴封止の溶接時に、ポロシティ等の欠陥要因を抑制、防止することができ、表面が平滑で高品質な溶接部が得ることができる。更に、前記封止後に溶接部及び液漏れの有無を検査する検査工程を有することにより、不良品を除外し、合格品のみを選択、認定することができるので、密閉性の高い密閉型電池を確実に提供することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、角形の密閉型電池の斜視図である。図１において、角形の電池容器１の内部（図示せずに省略）には、正極材、セパレータ、負極材、タブなどの電池部品が収納される。電池容器１は正極端子を兼ねている。電池容器１の上部には、容器を密閉するための蓋板２が装着される。蓋板２は外周継ぎ部を溶接８して電池容器１と一体接合されている。蓋板２の外周継ぎ部の溶接８は、レーザビーム熱源やアーク熱源を与えて接合するレーザ溶接法やアーク溶接法によって行うことが可能である。蓋板２の中央部には、負極端子７が絶縁パッキング６を介して予め固定されている。また、蓋板２には、電解液を注入するための小径の注入穴４が予め設けられており、この注入穴４に図２に示す封止栓３を挿入し、アーク溶接によって完全に封止溶接するようにしている。これらの電池容器１、蓋板２、封止栓３には、いずれも軽量なアルミニウム材が用いられる。なお、電池容器１に安価な炭素鋼板又は耐食性に優れたステンレス鋼板を用いる場合には、蓋板２及び封止栓３の材料も、電池容器１と同じ材質又は類以の材質にすることが望ましい。いずれも溶接性を良くするためである。
【００２１】
図２は本発明による封止溶接方法を採用した注入穴及び封止栓の一実施形態を示す断面図である。図３及び図４は封止栓の頭部の形状が異なる一実施形態を示す断面図である。図２、図３及び図４に示すように、蓋板２は全体が塑性加工によって形成され、円形の注入穴４が設けられると共に、その近傍の全周には、蓋板２より薄肉とした薄肉部５ｂを有するザグリ溝穴５が蓋板２の裏面側に設けられている。例えば、注入穴４の大きさは約ｄ１＝１〜２ｍｍである。また、ザグリ溝穴５の大きさは、約ｄ２＝２〜３ｍｍであり、そのザグリ溝穴５上部の薄肉部５ｂの厚みｈは、蓋板２の厚さｔに対して、ｔ／２≦ｈ≦ｔ／３程度にすると良く、特にｔ／２未満が良い。本実施例においてはｔ＝０．８ｍｍ、ｈ＝０．３ｍｍとした。
【００２２】
一方、この注入穴４に挿入する封止栓３は、その頭部に短時間で溶融可能な大きさの薄肉を有する張出し部３ａが設けられ、更に注入穴への挿入部３ｂが設けられている。図２に示した封止栓３の頭部は、加工が簡単な平面形状をしている。図３に示した封止栓３の頭部は、滑らかな曲面形状又は半球形状をしており、また、図４に示した封止栓３の頭部は、中央に突起を有する形状をしており、これらにより溶接時の位置合せを容易にすることができる。封止栓３の頭部に設ける張出し部３ａは、少なくとも注入穴４の内径ｄ１より大きく、ザグリ溝穴５の内径ｄ２より小さい外径（ｄ１＜Ｄ＜ｄ２）にし、ザグリ溝穴５上部のツバ部分５ｂの体積（注入穴を含む合計体積：（ｄ２２−ｄ１２）πｈ／４）と同程度又は幾分小さい体積に形成するとよい。このように形状の異なる封止栓３は、例えば、金型による塑性加工によって容易に製作することができる。
【００２３】
注入穴４から電解液を注入した後に、封止栓３の挿入部３ｂを注入穴４へ押し込み、張り出し部分３ａの下面と注入穴４周囲のツバ部分５ｂ上面（蓋板表面）とを密着させる。その後、アーク熱源を封止栓３頭部より与えて、張出し部３ａと蓋板２表面の注入穴周辺部とを封止溶接する。
【００２４】
このように、封止栓３頭部に短時間で溶融可能な張出し部３ａを設けると、封止栓３の張出し部３ａを冶具などで簡単につかんで注入穴４へ圧入することができ、張出し部３ａの下面と注入穴４周囲の蓋板表面とを確実に密着させることができるばかりでなく、蓋板表面より凸形状に突き出した封止栓３頭部にアーク熱源を加え易くなる。また、ザグリ溝穴５を蓋板２の裏面側に設けると、封止接合すべき注入穴４周辺部の肉厚が薄く、表面側から行うアーク溶接で裏側まで完全に溶融させることができる。また、張出し部３ａの体積をツバ部分５ｂの体積と同程度又は幾分小さい体積に形成すると、融合すべきツバ部分との体積バランスが良くなり、短時間で封止栓３頭部を確実に溶融でき、蓋板表面の注入穴４周辺のツバ部分と平滑に一体融合させることができる。
【００２５】
図５は、注入穴の封止をアーク溶接によって行う工程を示す断面図及び溶接電流と時間との関係を示す線図であり、（１）溶接前の封止栓と電極の配置、（２）封止栓頭部のアーク加熱、（３）封止栓頭部の球形溶融、（４）蓋板ツバ部との一体融合、（５）溶接後の溶接部、（６）時間経過の電流波形の様子をそれぞれ示している。この実施例で用いているアーク熱源は、非消耗性のタングステンを電極１２にするＴＩＧアークであり、所定の溶接条件（電流と溶接時間）を溶接電源に設定し出力させている。
【００２６】
図５（１）に示したように、蓋板２の裏側にザグリ溝穴５を有する注入穴４に密着挿入された封止栓３の頭部中央に電極１２先端を位置決めする。溶接開始によってシールドガス（Ａｒガス）流出の雰囲気内で封止栓３頭部にアーク１１を発生させ、図５（６）に示したように所定時間Ｔ（ｍｓ）にわたって電流Ｉ（Ａ）を出力させている。次に、図５（２）示すようにアーク加熱で封止栓３頭部の張り出し部分３ａが最初に溶融し、図５（３）に示すように、溶融金属の表面張力によって球形状に溶融変化する。そして、図５（４）に示すように、その後に加熱溶融される注入穴４周辺のツバ部分と、既に球形状に溶融変化した封止栓３頭部の張出し部３ａとが平滑に一体融合し、封止栓３全体と蓋板２の裏側まで完全に溶け込ますことができる。更に、図５（５）に示すように溶接後の溶接部９表面は、その中心部で蓋板２の表面より約０．１ｍｍと若干高く、平滑で円形を有する完全封止の良好な溶接部９を得ることができる。
【００２７】
図６は、アルミニウム製の密閉電池における適正な注入穴封止溶接の時間と電流の関係を示す線図である。図中の○印が接合良好な領域である。蓋板２及び封止栓３は、いずれもアルミニウム材であり、注入穴４の径ｄ１が１．４ｍｍ、ザグリ溝穴５の径ｄ２が２．４ｍｍ、ツバ部分５ａの厚みｈが約０．３ｍｍの注入穴封止の結果を示している。例えば、電流Ｉが９０Ａの時には約２９ｍｓの短い時間、４０Ａの時には約１００ｍｓでアーク溶接すると、図中に示すように図５（５）と同様の良好な溶接部９を得ることができ、溶接部９の高さも０．１ｍｍ以下の良好なものであった。
【００２８】
接合良好な適正条件は、電流Ｉ（Ａ）と時間Ｔ（ｍｓ）との相関関係があり、下記の（１）式で求めることができる。ただし、ｂは、注入穴３接合部分の溶融に係わる乗数であり、封止栓３及び蓋板２の注入穴４周辺部の形状や材質などの違いで変化し、０．５〜０．８程度となる。また、ｃは、栓頭部の加熱に係わる定数であり、約９３００〜１７５０００の範囲である。
【００２９】
Ｉ＝（ｃ／Ｔ）  ｂ  ・・・            （１）
このように、所定条件のアーク熱源を封止栓３の頭部より短時間与えて加熱溶融させると、封止栓３の張り出し部分３ａと蓋板２表面の注入穴４周辺部とが適正に一体融合し完全封止することができ、表面が平滑で高品質な溶接部９を得ることができる。また、溶接条件を少なくとも電流と溶接時間との関係式に基づいて設定すると、完全封止が可能な適正条件を確実に出力でき、溶接条件の管理、溶接の品質管理が容易となる。
【００３０】
図５に示したＴＩＧアークよる穴封止溶接の代わりにプラズマアーク及び溶接電源を用い、封止栓３の頭部よりアーク熱源を与えて加熱溶融させても、ＴＩＧアーク溶接の時とほぼ同様に、封止栓３の張出し部３ａと蓋板２表面の注入穴４周辺部とが適正に一体融合して完全封止でき、表面が平滑で高品質な溶接部が得ることが可能である。プラズマアーク溶接は、電極の外周囲にあるノズル及びノズル穴から流出するプラズマガスで保護されているので、電極の寿命が長く、長時間使用が可能である。
【００３１】
図７は、本発明の密閉型電池の製造工程を示すフロー図である。最初の工程で製造組立２１された電池部品を電池容器１内に収納２２する。この容器上面の開口部を密閉するため、次の工程で、蓋板２を装着２３した後に、例えば、レーザー溶接で蓋板２をその外周に沿って電池容器１に封止溶接２４をする。その後、予め蓋板２に設けられた注入穴４より電池容器１内に電解液１０を注入２５する。次の工程で封止栓３を注入穴４に圧入２７する。最後に注入穴４を密閉するため、アーク熱源による注入穴４の封止溶接２８をする。この封止溶接後に溶接部８、９及び液漏れの検査２９を行う。さらに、図示していないが、電池外装の洗浄と乾燥、電池の充電、性能試験や品質検査などを行う。
【００３２】
このように、電池部品の製造組立２１から溶接後の溶接部及び液漏れの検査２９まで、密閉が必要な所望の密閉型電池を一連の製造ラインで確実に生産することができる。特に、注入穴を封止溶接する工程において、封止栓の張り出し部と前記蓋板表面の注入穴周辺部との一体融合が可能な溶接条件を出力させてアーク溶接すると、従来のレーザー溶接による円周封止溶接と異なる融合形態及び溶け込み形状になり、表面が平滑で高品質な溶接部を得ることができる。また、溶接後に行う溶接部及び液漏れの検査によって、不良品を除外し、合格品のみを選択、認定するので、密閉性の高い密閉型電池を確実に生産、提供することができる。
【００３３】
図８は、本発明の密閉型電池の他の製造工程を示すフロー図である。本工程は、電解液１０を注入２５するまでは図７と同じであり、次の工程で、電解液１０の液たれ等で注入穴部に付着した電解液１０を取り除くため、例えば、吸収性のシート材を表面に設けた液拭き取り機構を用いて注入穴４の表面周囲を拭く２６ようにしている。その後に、図７と同様に封止栓３を注入穴４に圧入２７する工程を順次行うものである。
【００３４】
このように、電池部品の製造組立２１から溶接後の溶接部及び液漏れの検査２９まで一連の工程を経て、密閉性の高い密閉型電池を生産することができる。特に、電解液の注入２５後の工程で、吸収性のシート材を表面に設けた液拭き取り機構を用いて注入穴４の表面周囲を拭くようにすると、液たれ等によって付着した電解液や汚れを確実に拭き取り除くことができ、注入穴封止の溶接時に発生することがあるポロシティなどの欠陥要因を未然に防止することができる。
【００３５】
図９は、注入穴へ封止栓を挿入した後に、その封止栓及び注入穴の周囲を予め加熱乾燥する工程を加えたフロー図である。例えばガスバーナー、温風ヒータ、プラズマジェットなどの加熱源を用いて、封止栓及び注入穴の周囲を予め加熱乾燥３０すると、残存していた付着液があっても、それを乾燥、除去することができ、注入穴封止の溶接時に、ポロシティ等の欠陥要因を抑制、防止することができ、表面が平滑で高品質な溶接部を得ることができる。
【００３６】
以上、本実施例によれば、封止栓の張出し部と蓋板表面の注入穴周辺部の薄肉部とを容易に一体融合することができ、注入穴を確実に封止溶接することができる。また、ポロシティなど溶接欠陥の発生を未然に防止でき、表面が平滑で高品質な溶接部が得られ、バラツキの少ない密閉性の高い密閉型電池を製造することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、封止栓の張出し部と蓋板表面の注入穴周辺部の薄肉部との薄肉同士での一体融合が容易にでき、注入穴を容易に確実に封止溶接することができる。また、ポロシティなど溶接欠陥の発生が少なく、表面が平滑で高品質な溶接部が得られ、バラツキの少ない密閉性の高い密閉型電池とその製造法及び密閉型電池用蓋板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る角形の密閉型電池の斜視図である。
【図２】蓋板の注入穴及び封止栓の断面図である。
【図３】蓋板の注入穴及び封止栓の他の形状を示す断面図である。
【図４】蓋板の注入穴及び封止栓の他の形状示す断面図である。
【図５】注入穴をアーク溶接によって封止する工程を示す断面図である。
【図６】アルミニウム製密閉型電池の注入穴の封止における溶接時間と電流の関係を示す線図である。
【図７】本発明の製造法に係る密閉型電池の製造工程を示すフロー図である。
【図８】図７の工程に、注入穴の周辺に付着した電解液を拭き取る拭き取り工程を加えたフロー図である。
【図９】図７の工程に、封止栓及び注入穴の周囲を予め加熱乾燥する工程を加えたフロー図である。
【符号の説明】
１…電池容器、２…蓋板、３…封止栓、３ａ…張り出し部、３ｂ…注入穴への挿入部、４…注入穴、５…ザグリ溝穴、５ｂ…薄肉部、６…絶縁パッキング、７…負極端子、８…蓋板外周の溶接部、９…注入穴封止の溶接部、１０…電解液、１１…アーク、１２…電極。
【図１】
2004259584.tif 000003
【図２】
2004259584.tif 000004
【図３】
2004259584.tif 000005
【図４】
2004259584.tif 000006
【図５】
2004259584.tif 000007
【図６】
2004259584.tif 000008
【図７】
2004259584.tif 000009
【図８】
2004259584.tif 000010
【図９】
2004259584.tif 000011