(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央部に透孔を有する金属製の蓋板部の両面の一部に樹脂層がそれぞれ設けられたラミネート封口板と、
導電性の端子板部の一面に樹脂層が設けられた内側ラミネート端子板および外側ラミネート端子板とを備え、
前記内側ラミネート端子板の前記樹脂層と前記ラミネート封口板の一面側の前記樹脂層とが熱溶着されているとともに、前記外側ラミネート端子板の前記樹脂層と前記ラミネート封口板の他面側の前記樹脂層とが熱溶着されて、前記ラミネート封口板と前記内側および外側ラミネート端子板とが重ね合わせ状態に一体化され、
前記内側および外側ラミネート端子板の各々の前記各端子板部における前記樹脂層の未形成箇所が、前記透孔内を通じて互いに電気的接続状態に溶着されていることを特徴とする電池の封口構造。
【請求項２】
一部に薄肉の易破断部を有する導電性基板の両面に樹脂層が設けられたラミネート接続板と、
導電性の端子板部の一面に樹脂層が設けられた内側ラミネート端子板および外側ラミネート端子板と、
中央部に透孔を有する金属製の蓋板部の少なくとも一面の一部に樹脂層が設けられたラミネート封口板とを備え、
前記内側ラミネート端子板と前記ラミネート接続板とが、各々の前記樹脂層を互いに熱溶着され、且つ各々の前記端子板部と前記導電性基板とが溶着部を介し電気的接続されて一体化され、
前記外側ラミネート端子板と前記ラミネート接続板とが、各々の前記樹脂層が互いに熱溶着され、且つ各々の前記端子板部と前記導電性基板とが溶着部を介し電気的接続されて一体化され、
前記内側ラミネート端子板が前記透孔に遊挿された状態で前記ラミネート接続板の一面側の前記樹脂層が前記ラミネート封口板の前記樹脂層に熱溶着されて前記内側ラミネート端子板と前記ラミネート封口板とが一体化されていることを特徴とする電池の封口構造。
【請求項３】
少なくとも一側面が開口した電池ケース内に電極群が収容され、
前記電池ケースの開口部が、請求項１に記載の封口構造を有する封口体におけるラミネート封口板の蓋板部が開口端面に溶接されて封口され、
前記電極群の一方の電極のリードが前記封口体における内側ラミネート端子板の端子板部に溶着され、
前記電極群の他方の電極のリードが前記電池ケースまたは他方の封口体における内側ラミネート端子板の端子板部の何れかに溶着されていることを特徴とする電池。
【請求項４】
少なくとも一面側が開口した電池ケース内に電極群が収容され、
前記電池ケースの開口部が、請求項２に記載の封口構造を有する封口体におけるラミネート封口板の蓋板部が開口端面に溶接されて封口され、
前記電極群の一方の電極のリードが前記封口体における内側ラミネート端子板の端子板部に溶着され、
前記電極群の他方の電極のリードが前記電池ケースまたは他方の封口体における内側ラミネート端子板の端子板部の何れかに溶着されていることを特徴とする電池。
【請求項５】
板状の導電性部材を一方向に移送しながら各工程に順次送給し、
プレス工程において、前記導電性部材に電池ケースの容積に相当する凹所を加工し、
群挿入工程において、電極群の一方の電極のリードを前記凹所の底板部に溶着したのちに、前記電極群を前記凹所内に収容し、
施蓋工程において、請求項１または請求項２の何れかに記載の封口構造を有する封口体における内側ラミネート端子板の端子板部と前記電極群の他方の電極のリードとを溶着したのち、前記封口体を前記凹所を施蓋する配置で前記導電性部材上に載置し、
封口工程において、前記導電性部材と前記封口体におけるラミネート封口板の蓋板部とを前記凹所の開口端縁部に沿って環状に溶着して、前記封口体によって前記凹所を密閉に封口し、
打ち抜き工程において、前記環状に溶着した溶着部の外側に沿って打ち抜くことを特徴とする電池の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の板状の導電性部材に代えて、帯状の導電性連続部材を用いるようにした電池の製造方法。
【請求項７】
板状の導電性部材または帯状の導電性連続部材と封口体におけるラミネート封口板の蓋板部とを、凹所の開口端縁部に沿って環状に電子ビーム溶接して溶着する請求項５または６に記載の電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池ケースの開口部を閉塞するための電池の封口構造およびその封口構造を用いた電池並びにその電池の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電池の封口構造としては、図７（ａ）〜（ｃ）に示すような構成が一般に採用されている。すなわち、（ａ）の封口構造は、例えば鉄にニッケルめっきを施した金属製の電池ケース１の外周面における開口部の近傍箇所に周溝２を形成することによって電池ケース１の内周面に環状支持部３を設け、封口板、絶縁ガスケットおよび金属キャップなどを組み合わせてなる封口体４を電池ケース１の開口部から挿入して環状支持部３上に支持させた状態で、電池ケース１の開口周端部分を内方にかしめ加工することにより、電池ケース１の開口部を密閉状態に封口するものである。
【０００３】
また、（ｂ）の封口構造は、例えば、ニッケル水素蓄電池やリチウム電池などの角形密閉電池において、電池ケース７の開口部に封口体８を挿入して、封口体８の開口周端面と電池ケース７の上面とを面一にした状態で、上方からレーザー光を照射して電池ケースの開口部内周面と封口体８の周端面との突き合わせ箇所を溶接することにより、封口するものである。
【０００４】
さらに、（ｃ）の封口構造は、主として、リチウムポリマー二次電池などのラミネート外装型電池に採用されているもので、アルミニウムの金属箔の外面に樹脂層が形勢されてなるラミネートシートで形成された外装ケース９の収納凹所１０内に積層電極群１１を収容して、積層電極群１１から正極リード１２および負極リード１３をそれぞれ外装ケース９の外部に引き出した状態で収納凹所１０を外装ケース９の蓋板シール片１４で施蓋するとともに、正極リード１２および負極リード１３の各適所にそれぞれ熱溶着した樹脂シート１７を介在して蓋板シール片１４と外装ケース９とを熱溶着してシールすることにより、外装ケース９を密閉するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、（ａ）のかしめ加工による封口構造および（ｂ）のレーザー溶接による封口構造では、各々の封口体４，８が特に絶縁ガスケット（図示せず）を備えていることに起因して体積が比較的大きくなるとともに、封口体４，８と電池ケース１，７に収納の電極群との間に正極リードまたは負極リードの配線などのためにどうしてもデッドスペースが生じてしまい、さらに、主に鉄を素材として形成される電池ケース１および主にアルミニウムを素材として形成される電池ケース７は、これらの加工の工法上から厚みを薄くするのに自ずから限界があるのに加えて、かしめ加工やレーザー溶接を行う必要から、比較的大きな厚みを有している必要がある。
【０００６】
したがって、（ａ），（ｂ）の各封口構造を用いて構成した電池では、電池としての機能に関与しない部材の体積が比較的大きく、且つデッドスペースが生じるために、電池としての単位体積当たりのエネルギー密度の向上を図るのに限界がある。さらに、（ｂ）の封口構造を用いた電池では、レーザー溶接を行うことに起因して生産性の向上を図ることができない。
【０００７】
一方、（ｃ）の封口構造を用いたラミネート外装型電池では、外装ケース９に、正極および負極リード１２，１３を外部に引出し処理をするのに必要な所要長さｄのシール片部９ａが必要となり、このシール片部９ａの部分が電池として機能しないデッドスペースとなるので、（ａ），（ｂ）の封口構造を用いた電池と同様に、やはり電池としての単位体積当たりのエネルギー密度の向上を図るのに限界がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、体積を可及的に小さくできる電池の封口構造およびその封口構造を用いて高容量化を図ることができる構成を備えた電池並びにその電池を高い生産性で製造することのできる製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の一構成に係る電池の封口構造は、中央部に透孔を有する金属製の蓋板部の両面の一部に樹脂層がそれぞれ設けられたラミネート封口板と、導電性の端子板部の一面に樹脂層が設けられた内側ラミネート端子板および外側ラミネート端子板とを備え、前記内側ラミネート端子板の前記樹脂層と前記ラミネート封口板の一面側の前記樹脂層とが熱溶着されているとともに、前記外側ラミネート端子板の前記樹脂層と前記ラミネート封口板の他面側の前記樹脂層とが熱溶着されて、前記ラミネート封口板と前記内側および外側ラミネート端子板とが重ね合わせ状態に一体化され、前記内側および外側ラミネート端子板の各々の前記各端子板部における前記樹脂層の未形成箇所が、前記透孔内を通じて互いに電気的接続状態に溶着されていることを特徴としている。
【００１０】
この電池の封口構造では、封口板に、相互に電気的接続された両端子板が、各々の樹脂層を介して電気的絶縁状態で重ね合わせ状態に固着されているから、封口板と電池ケースとを電気絶縁するための既存の絶縁ガスケットが不要になっている。また、封口板と両端子板とは、これらが厚みの薄い単なる板状である上に、各々にラミネートされた極めて厚みの薄い樹脂層を相互に熱溶着することによって一体化されているので、全体として極めて厚みが薄く、且つ軽量であるとともに、構成の簡素化に伴って安価な構造になっているので、この封口構造は、絶縁ガスケットや金属キャップなどを備えた従来の一般的な電池の封口構造に比較して体積が格段に小さいものとなる。
【００１１】
また、本発明の他の構成に係る電池の封口構造は、一部に薄肉の易破断部を有する導電性基板の両面に樹脂層が設けられたラミネート接続板と、導電性の端子板部の一面に樹脂層が設けられた内側ラミネート端子板および外側ラミネート端子板と、中央部に透孔を有する金属製の蓋板部の少なくとも一面の一部に樹脂層が設けられたラミネート封口板とを備え、前記内側ラミネート端子板と前記ラミネート接続板とが、各々の前記樹脂層を互いに熱溶着され、且つ各々の前記端子板部と前記導電性基板とが溶着部を介し電気的接続されて一体化され、前記外側ラミネート端子板と前記ラミネート接続板とが、各々の前記樹脂層が互いに熱溶着され、且つ各々の前記端子板部と前記導電性基板とが溶着部を介し電気的接続されて一体化され、前記内側ラミネート端子板が前記透孔に遊挿された状態で前記ラミネート接続板の一面側の前記樹脂層が前記ラミネート封口板の前記樹脂層に熱溶着されて前記内側ラミネート端子板と前記ラミネート封口板とが一体化されていることを特徴としている。
【００１２】
この電池の封口構造では、一構成に係る封口構造の上述した効果とほぼ同様の効果を得ることができるのに加えて、薄型化を図りながらも易破断部による安全機構を組み込むことができる利点がある。
【００１３】
また、本発明の一構成に係る電池は、少なくとも一側面が開口した電池ケース内に電極群が収容され、前記電池ケースの開口部が、前記一構成に係る封口構造を有する封口体におけるラミネート封口板の蓋板部が開口端面に溶接されて封口され、前記電極群の一方の電極のリードが前記封口体における内側ラミネート端子板の端子板部に溶着され、前記電極群の他方の電極のリードが前記電池ケースまたは他方の封口体における内側ラミネート端子板の端子板部の何れかに溶着されていることを特徴としている。
【００１４】
この電池では、封口体が極めて薄型であり、この封口板を既存の絶縁ガスケットを介在することなく電池ケースに直接溶接して封口でき、また、電極群を封口体における内側ラミネート端子板の端子板部に重ね合わせ状態で接合して電極群と封口体とを電気的接続できることから、電極群と封口体との間にリード取り出しのためのデッドスペースが存在せず、さらに、極めて薄型で軽量の封口体で封口することから、電池ケースを構成する金属板材の厚みを可及的に薄くできるので、体積を可及的に小さくすることが可能となる。したがって、この電池は、従来の種々の電池と比較して、同一の電池容量を得る場合に体積を大幅に縮小することができ、体積を同一にする場合に電池容量が大幅に増大するから、単位体積当たりのエネルギ密度が極めて高いものとなる。
【００１５】
また、本発明の他の構成に係る電池は、少なくとも一面側が開口した電池ケース内に電極群が収容され、前記電池ケースの開口部が、前記他の構成に係る封口構造を有する封口体におけるラミネート封口板の蓋板部が開口端面に溶接されて封口され、前記電極群の一方の電極のリードが前記封口体における内側ラミネート端子板の端子板部に溶着され、前記電極群の他方の電極のリードが前記電池ケースまたは他方の封口体における内側ラミネート端子板の端子板部の何れかに溶着されていることを特徴としている。
【００１６】
この電池では、一構成に係る電池の上述した効果とほぼ同様の効果を得ることができるのに加えて、従来の電池に比較して格段に体積を縮小化しながらも、易破断部による安全機構を備えた構成とすることができる利点がある。
【００１７】
また、本発明に係る電池の製造方法は、板状の導電性部材を一方向に移送しながら各工程に順次送給し、プレス工程において、前記導電性部材に電池ケースの容積に相当する凹所を加工し、群挿入工程において、電極群の一方の電極のリードを前記凹所の底板部に溶着したのちに、前記電極群を前記凹所内に収容し、施蓋工程において、請求項１または請求項２の何れかに記載の封口構造を有する封口体における内側ラミネート端子板の端子板部と前記電極群の他方の電極のリードとを溶着したのち、前記封口体を前記凹所を施蓋する配置で前記導電性部材上に載置し、封口工程において、前記導電性部材と前記封口体におけるラミネート封口板の蓋板部とを前記凹所の開口端縁部に沿って環状に溶着して、前記封口体によって前記凹所を密閉に封口し、打ち抜き工程において、前記環状に溶着した溶着部の外側に沿って打ち抜くことを特徴としている。
【００１８】
この電池の製造方法では、板状の導電性部材を一方向に移送しながら、その導電性部材に対し各工程で所要の加工を連続的に行えるので、電池を極めて高い生産性で製造することが可能となる。
【００１９】
また、上記製造方法における板状の導電性部材に代えて、帯状の導電性連続部材を用いることが好ましい。これにより、導電性連続部材、例えばフープ材を連続的または間欠的に移送しながら、そのフープ材に対し各工程で所要の加工を連続的に行えるので、電池を一層高い生産性で製造することが可能となる。
【００２０】
上記発明の電池の製造方法において、フープ材と封口体におけるラミネート封口板の蓋板部とを、収納凹所の開口端縁部に沿って環状に電子ビーム溶接して溶着することができる。
【００２１】
これにより、封口体におけるラミネート封口板の蓋板部および打ち抜き加工を経て電池ケースとなるフープ材が共に厚みの薄いものであることから、電子ビーム溶接を用いることが可能となっているが、この電子ビーム溶接は、レーザー溶接に比較して速度が約３倍程度速いので、電池の生産性が一層向上するとともに、電子ビーム溶接は、他の溶接に比較して良好なシール性を得られるだけでなく、溶着代が小さくて済む利点があるから、これによって電池の体積を一層小さくすることが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る電池の封口構造を模式的に示した縦断面図である。この封口構造は、ラミネート封口板１８の両面にそれぞれ内側および外側ラミネート端子板１９，２０が重ね合わせ状態で接合された構成になっている。
【００２３】
ラミネート封口板１８は、鉄にニッケルめっきを施した素材により薄板に形成された蓋板部１８ａの中央部に透孔２１が形成されているとともに、蓋板部１８ａの両面における透孔２１の周囲箇所に、それぞれ変成ＰＰからなる樹脂層１８ｂ，１８ｃが接合されている。内側ラミネート端子板１９は、アルミニウム箔などの金属からなる端子板部１９ａの外側面（図の上側面）における中央部を除く部分に変成ＰＰからなる樹脂層１９ｂが接合されている。外側ラミネート端子板２０は、アルミニウム箔などの金属からなる端子板部２０ａの内側面（図の下側面）における中央部を除く部分に変成ＰＰからなる樹脂層２０ｂが接合されている。なお、内側ラミネート端子板１９には、樹脂層１９ｂが未形成の中央箇所に連通孔２２が形成されている。
【００２４】
上記封口構造では、ラミネート封口板１８と内側ラミネート端子板１９とが、各々の樹脂層１８ｃ，１９ｂを相互に熱溶着することによって互いに接合されているとともに、ラミネート封口板１８と外側ラミネート端子板２０とが、各々の樹脂層１８ｂ，２０ｂを相互に熱溶着することによって互いに接合されており、さらに、外側ラミネート端子板２０の端子板部２０ａにおける樹脂層２０ｂが未形成の中央部分が、ラミネート封口板１８の透孔２１を挿通して下方へ延出するよう変形されて、内側ラミネート端子板１９の端子板部１９ａにおける樹脂層１９ｂの未形成箇所に、例えばレーザー溶接または超音波溶接されて、その溶接による溶着部１５を介して両端子板１９，２０が相互に電気的接続されている。
【００２５】
この封口構造では、封口板１８に、溶着部１５を通じて相互に電気的接続された両端子板１９，２０が、各々の樹脂層１８ｂ，１８ｃ，１９ｂ，２０ｂを介在した電気的絶縁状態で重ね合わせ状態に固着されているから、封口板１８における蓋板部１８ａの周端部を２点鎖線で示す電池ケース２３の開口部に取り付けて封口する際に、封口板１８と電池ケース２３とを電気絶縁する必要がないので、既存の絶縁ガスケットが不要となる。
【００２６】
さらに、封口板１８と両端子板１９，２０とは、これらが厚みの薄い単なる板状である上に、各々にラミネートされた極めて厚みの薄い樹脂層１８ｂ，１８ｃ，１９ｂ，２０ｂを相互に熱溶着することによって一体化されているので、各々の間にデッドスペースが全く存在せず、既存の絶縁ガスケットや金属キャップなどが不要となることと相まって、全体として極めて厚みが薄く、且つ軽量であるとともに、構成の簡素化に伴って安価な構造になっている。実測結果によると、従来の一般的な封口構造の平均厚みが２〜３ｍｍであるのに対し、この封口構造では厚みを0.3 ｍｍ程度に薄型化できる。したがって、この封口構造は、絶縁ガスケットや金属キャップなどを備えた従来の一般的な電池の封口構造に比較して体積が格段に小さいものとなる。
【００２７】
図２は本発明の他の実施の形態に係る電池の封口構造を模式的に示した縦断面図である。この封口構造は、内側ラミネート端子板２７および外側ラミネート端子板２８が両面にそれぞれ重ね合わせ状態に接合されたラミネート接続板２４の周端部が、ラミネート封口板２９上に載置して接合された構成になっている。
【００２８】
ラミネート封口板２９は、鉄にニッケルめっきを施した素材により板状に形成された蓋板部２９ａの中央部に比較的大径の透孔３０が形成されているとともに、蓋板部２９ａの上面における透孔３０の周囲箇所に変成ＰＰからなる樹脂層９ｂが接合されている。ラミネート接続板２４は、導電性フィルム基板２４ａの中央部に薄肉の易破断部３１が例えばフィルム基板のエッチング技術を用いて形成されているとともに、その導電性フィルム基板２４ａの両面に変成ＰＰからなる樹脂層２４ｂ，２４ｃが接合されている。内側ラミネート端子板２７は、アルミニウム箔などの金属薄板からなる端子板部２７ａの外側面（図の上側面）に変成ＰＰからなる樹脂層２７ｂが接合されている。外側ラミネート端子板２８は、アルミニウム箔などの金属薄板からなる端子板部２８ａの内側面（図の下側面）に変成ＰＰからなる樹脂層２８ｂが接合されている。
【００２９】
そして、ラミネート接続板２４と内側ラミネート端子板２７とは、各々の樹脂層２４ｃ，２７ｂを互いに熱溶着することにより接合されているとともに、レーザー溶接または超音波溶接による溶着部２５を介して互いに電気的接続されている。また、ラミネート接合板２４と外側ラミネート端子板２８とは、各々の樹脂層２４ｂ，２８ｂを互いに熱溶着することによって互いに接合されているとともに、レーザー溶接または超音波溶接による溶着部２６を介して互いに電気的接続されている。これにより、ラミネート接続板２４の両面には両端子板２７，２８がそれぞれ重ね合わせ状態で電気的接続されて固着されている。この両端子板２７，２８が一体化された接続板２４は、内側ラミネート端子板２７を透孔３０内に挿入させた配置で自体の周端部がラミネート封口板２９における透孔３０の孔縁部の上面に載置されて、各々の樹脂層２４ｃ，２９ｂを熱溶着することにより、ラミネート封口板２９に一体化されている。
【００３０】
この封口構造では、封口板２９が、接続板２４に対して各々の樹脂層２９ｂ，２４ｃを介在した電気的絶縁状態に接合され、且つ溶着部２５を通じて接続板２４に電気的接続された内側ラミネート端子板２７に対して透孔３０を介し離間している。そのため、封口板２９を２点鎖線で示す電池ケース２３の開口部に取り付けて封口する際には、既存の絶縁ガスケットを介在させることなく封口板２９を電池ケース２３に直接取り付けできる。
【００３１】
また、封口板２９、両端子板２７，２８および接続板２４は、何れも薄い単なる板状である上に、各々にラミネートされた極めて厚みの薄い樹脂層２９ｂ，２７ｂ，２８ｂ，２４ｂ，２４ｃを相互に熱溶着することによって一体化されているので、各々の間にデッドスペースが全く存在せず、図１の一実施の形態の封口構造に比較して接続板２４の厚み分だけ厚みが大きくなるものの、全体として極めて薄型化して体積が格段に小さいものとなる。したがって、この封口構造は、図１の封口構造における上述した効果とほぼ同様の効果を得ることができ、それに加えて、薄型化を図りながらも易破断部３１による安全機構を組み込むことができる利点がある。なお、ラミネート接続板２４の易破断部３１の機能については後述する。
【００３２】
図３は本発明の一実施の形態に係る電池を模式的に示した縦断面図である。この電池は、図１の封口構造を用いて電池ケース２３の開口部を封口した構成になっており、同図において、図１と同一若しくは同等のものには同一の符号を付して、重複する説明を省略する。この電池は、比較的偏平な容器状となった電池ケース２３の一端開口部を、図１の封口構造を有する封口体１６で封口した構成になっている。
【００３３】
上記電池は、電極群３２の正極リード３３が電池ケース２３の底板部に、例えば抵抗溶接により接合されて電気的接続された状態で電極群３２が電池ケース２３内に挿入されている。電極群３２の負極リード３４は、封口体１６の内側ラミネート端子板１９における端子板部１９ａの内面適所に、例えば抵抗溶接により接合されて電気的接続されている。さらに、封口体１６は、これのラミネート封口板１８における蓋板部１８ａが電池ケース２３の開口端面に載置された配置で、蓋板部１８ａの周端縁部と電池ケース２３のフランジ部２３ａとが、例えば電子ビーム溶接されて、その溶着部３７を介して接合されている。なお、電極群３２は、帯状の正，負極板をこれらの間にセパレータを介在して積層しながら渦巻状に巻回した周知のものである。或いは、電極群３２は、帯状の正，負極板をこれらの間にセパレータを介在して積層したものであってもよい。
【００３４】
従来の一般的な円筒型電池または角形電池では長手方向の両端部に正負の電極端子を有しているのに対し、上記電池では、全体として偏平な外観を有する電池ケース２３の厚み方向の両側面に正負の電極端子を備えた構成になっている。すなわち、上記電池は、電池ケース２３が正側電極端子を兼ねているとともに、外側ラミネート端子板２０における端子板部２０ａが負側電極端子になっている。したがって、この電池は、電池ケース２３の形状の自由度が大きく、また、正負の電極端子の配設位置などを任意に設定できる利点がある。
【００３５】
この電池では、何らかの原因によって電池内圧が上昇すると、発生ガスが、連通孔２２を通って封口体１６における透孔２１とこれの両側を閉塞する端子板１９，２０とで囲まれた密閉空間内に入り込むとともに、外側ラミネート端子板２０の端子板部２０ａにおける下方への垂れ下がり形状の変形箇所を押し上げるように作用する。その密閉空間内のガス圧が所定値以上に上昇したときには、溶着部１５が破断して両端子板部２０ａ，１９ａが互いに離間して非導通状態となり、電流が遮断される。
【００３６】
上記電池は、封口体１６が極めて薄型であり、この封口板１８を既存の絶縁ガスケットを介在することなく電池ケース２３に直接溶接して封口でき、また、電極群３２を封口体１６における内側ラミネート端子板１９の端子板部１９ａに重ね合わせ状態で接合して電極群３２と封口体１６とを電気的接続できることから、電極群３２と封口体１６との間にリード取り出しのためのデッドスペースが存在せず、さらに、極めて薄型で軽量の封口体１６で封口することから、電池ケース２３を構成する金属板材の厚みを可及的に薄くできるので、体積を可及的に小さくすることが可能となる。一方、この電池は、図７（ｃ）に示したラミネート外装型電池のようにリード１２，１３を外部に引き出さないので、このリード１２，１３のシール部分のような電池機能に寄与しない部材ないしデッドスペースが不要となる。したがって、上記電池は、従来の種々の電池と比較して、同一の電池容量を得る場合に体積を大幅に縮小することができ、体積を同一にする場合に電池容量が大幅に増大するから、単位体積当たりのエネルギ密度が極めて高いものとなる。
【００３７】
実測結果によると、上記実施の形態の電池では、図７（ｂ）の電池と同一の体積に構成する場合、電極群３２による電池容量が7.2 ％増大した。このとき、電池ケース２３と蓋板部１８ａとを電子ビーム溶接するための溶着代ｄつまり電池ケース２３のフランジ部２３ａの突出長さは0.4 ｍｍに設定した。なお、電池ケース２３の厚みが大きい場合には、図３に２点鎖線で示すように、上記溶着代を０ｍｍに設定して、蓋板部１８ａの外周端面を電池ケース２３の開口端内周面に嵌め込んだ状態で電子ビーム溶接することが可能であり、その場合には、図７（ｂ）の電池と同一の体積に構成したときに、電極群３２による電池容量が12.3％増大した。
【００３８】
なお、上記実施の形態では、一面開口した電池ケース２３の開口部を封口体１６によって封口した構成としたが、電池ケースを両面開口した筒心方向の長さが小さい筒状として、その電池ケースの両面開口部をそれぞれ封口体１６で封口する構成とすることもできる。この構成とした電池では、正，負の電極端子を共に電池ケースの両面側から僅かに突出した外側ラミネート端子部２０の端子板部２０ａによって構成することができる。
【００３９】
図４は本発明の他の実施の形態に係る電池を模式的に示した縦断面図である。この電池は、図２の封口構造を用いて電池ケース２３の開口部を封口した構成になっており、同図において、図２と同一若しくは同等のものには同一の符号を付して、重複する説明を省略する。この電池は、比較的偏平な容器状となった電池ケース２３の一端開口部を、図２の封口構造を有する封口体３５で封口した構成になっている。
【００４０】
上記電池は、電極群３２の正極リード３３が電池ケース２３の底板部に例えば抵抗溶接により接合されて電気的接続された状態としたのちに、電極群３２が電池ケース２３内に挿入されている。電極群３２の負極リード３４は、図２の封口構造を有する封口体３５における内側ラミネート端子板２７の端子板部２７ａの内面適所に、例えば抵抗溶接により接合されて電気的接続されている。さらに、封口体３５は、これのラミネート封口板２９における蓋板部２９ａが電池ケース２３の開口端に嵌め入れられて、蓋板部２９ａの外周端面と電池ケース２３の開口端内周面との突き合わせ箇所が例えば電子ビーム溶接され、その溶着部３８を介して電池ケース２３に接合固着されている。なお、電極群３２は、帯状の正，負極板をこれらの間にセパレータを介在して積層した帯状電極群を渦巻状に巻回した周知のものである。或いは、電極群３２は帯状の正，負極板をこれらの間にセパレータを介在して積層したものであってもよい。
【００４１】
この電池は、図３の電池と同様に、全体として偏平な外観を有し、その厚み方向の両側に正負の電極端子を備えた構成になっている。この電池では、通常時に、電流が外側ラミネート端子板２８の端子板部２８ａから溶着部２６、接続板２４、溶着部２５を介して内側ラミネート端子板２７の端子板部２７ａに至る経路を介して流れ、電池として機能する。そして、何らかの原因によって過大電流が流れた場合には、接続板２４における易破断部３１が発熱によって破断し、電流を遮断する。すなわち、この電池では、従来の封口構造を用いて構成した電池に比較して格段に体積を縮小化しながらも、易破断部３１による安全機構を備えた構成になっている。
【００４２】
上記電池は、封口体３５が図３の電池に比較して僅かに厚みが大きいものの極めて薄型であること、既存の絶縁ガスケットを介在することなく封口板２９を電池ケース２３に直接的に溶接することによって封口体３５で電池ケース２３を封口できること、電極群３２を封口体３５における内側ラミネート端子板２７の端子板部２７ａに重ね合わせ状態に接合して電極群３２と封口体３５とを電気的接続できることに起因して電極群３２と封口体３５との間にリード取り出しのためのデッドスペースが存在しないこととにより、電池として機能しない部材を可及的に排除した構成になっている。したがって、この電池では、従来の種々の電池と同一の電池容量を得るよう構成した場合に体積を大幅に小さくでき、体積が同一となる構成とした場合に電池容量が大幅に増大するので、単位体積当たりのエネルギ密度が極めて高いものとなる。
【００４３】
つぎに、本発明の電池の製造方法について説明する。この実施の形態では、図１の一実施の形態の封口構造および図３の一実施の形態の電池の製造方法をそれぞれ具現化した製造工程を例示して説明する。図５（ａ）〜（ｄ）は、図１の封口構造の製造過程を工程順に示した斜視図であり、同図において、図１と同一のものには同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４４】
先ず、（ａ）に示すように、蓋板部１８ａの両面に枠状の樹脂層１８ｂ（１８ｃは図示せず）が接合されたラミネート封口板１８に対しその両面側に、内側ラミネート端子板１９および外側ラミネート端子板２０を所定の相対位置に位置決めして配置する。つぎに、（ｂ）に示すように、両端子板１９，２０を封口板１８の両面に重ね合わせて仮着けし、続いて、（ｃ）に示すように、封口板１８に仮着けした内側ラミネート端子板１９および外側ラミネート端子板２０には、封口板１８の両面側からそれぞれ挟み付ける状態にヒータ３９が押し付けられることにより、内側ラミネート端子板１９の樹脂層１９ｂとラミネート封口板１８の樹脂層１８ｃとが溶融状態となって互いに熱溶着されるとともに、外側ラミネート端子板２０の樹脂層２０ｂとラミネート封口板１８の樹脂層１８ｂとが溶融状態となって互いに熱溶着される。
【００４５】
最後に、両端子板１９，２０における各々の樹脂層１９ｂ，２０ｂが未形成の端子板部１９ａ，２０ａを封口板１８の透孔２１内にこれの両側から押し込むように変形させて互いに接触する状態として、（ｄ）に示すように、両端子板部１９ａ，２０ａの接触箇所をレーザ溶接または超音波溶接することにより、その溶接による図１の溶着部１５を介して両端子板部１９ａ，２０ａを互いに電気的接続すると、封口体１６が出来上がる。
【００４６】
この封口体１６の製造方法では、外側ラミネート端子板２０、ラミネート封口板１８および内側ラミネート端子板１９を所定の相対位置に位置決めして互いに重ね合わせたのち、ヒータ３９による熱溶着工程と、所要部位に対する溶接工程との簡単な工程で封口体１６を製造することができる。なお、図１では、外側ラミネート端子板２０における中央部の樹脂層２０ｂが未形成の端子板部２０ａを変形させて内側ラミネート端子板１９の端子板部１９ａに溶着する図示になっているが、両端子板部１９ａ，２０ａを互いに近接方向にほぼ等分に変形させて相互に接触させることが好ましい。
【００４７】
図６は、上記工程を経て製造した封口体１６を用いて電池を製造する方法を具現化した製造工程を示す斜視図であり、同図において、図３と同一若しくは同等のものには同一の符号を付して、その説明を省略する。この電池の製造工程では、鉄にニッケルめっきを施した素材により帯状に形成されたフープ材４０を、Ａ矢印方向に向け間欠的に移送しながら、後述する各工程に順次位置決め停止させて、その各工程においてそれぞれ所要の加工を施して電池を製造できるようになっている。
【００４８】
先ず、プレス工程では、プレス機械（図示せず）によってフープ材４０に例えば深絞り加工が施され、図３の電池ケース２３と同等の容積を有する収納凹所４１が形成される。つぎに、群挿入工程に移送された収納凹所４１には電極群３２が挿入され、その電極群３２の図３に示した正極リード３３が収納凹所４１の底面に抵抗溶接によって電気的接続状態に接合される。
【００４９】
続いて、施蓋工程では、図５の工程を経て製造された封口体１６が収納凹所４１の上方位置に移送されて、収納凹所４１内の電極群３２から引き出された図３の負極リード３４が封口体１６における図３に示した内側ラミネート端子板１９の端子板部１９ａに抵抗溶接により電気的接続状態に接合され、そののち、封口板１６がフープ材４０に対し所定の位置決め状態で載置されて、収納凹所４１が封口体１６で施蓋される。
【００５０】
さらに、封口工程では、封口体１６におけるラミネート封口板１８の蓋板部１８ａとフープ材４０とが電子ビーム溶接により互いに接合される。この電子ビーム溶接は、フープ材４０における収納凹所４１の開口縁部に沿いながら進行されて、収納凹所４１の開口縁部に沿って一周して終了する。これにより、収納凹所４１は、環状の溶着部３７によってフープ材４０に接合された封口体１６におけるラミネート封口板１８の蓋板部１８ａで密閉される。なお、電解液は、電子ビーム溶接の終了後に、封口板１８の蓋板部１８ａに設けた注液孔（図示せず）から収納凹所４１内に注入し、その後に、注液孔が封栓される。
【００５１】
最後に、打ち抜き工程では、封口工程で電子ビーム溶接することによって接合した環状の溶着部３７の外側の近接箇所に沿って環状に打ち抜かれる。これにより、フープ材４０が打ち抜かれ部分は図３に示した電池ケース２３となり、図３に示した電池が得られる。なお、打ち抜き加工は、収納凹所４１の開口端から外方側に0.4 ｍｍ程度離間した部位に設定して行われ、それにより、電池ケース２３のフランジ部２３ａが形成される。
【００５２】
この電池の製造方法では、フープ材４０を間欠的に移送しながら、そのフープ材４０に対し各工程で所要の加工が連続的に行われるので、電池を極めて高い生産性で製造することが可能となる。しかも、封口工程では、封口体１６におけるラミネート封口板１８の蓋板部１８ａおよび打ち抜き加工を経て電池ケース２３となるフープ材４０が共に厚みの薄いものであることから、電子ビーム溶接を用いることが可能となり、この電子ビーム溶接は、レーザー溶接に比較して速度が約３倍程度速いので、この点からも電池の生産性が一層向上する。しかも、電子ビーム溶接は、他の溶接に比較して良好なシール性を得られるだけでなく、溶着代が小さくて済む利点があるから、これによって電池の体積を一層小さくすることが可能となる。
【００５３】
なお、上記実施の形態の製造方法では、帯状の連続導電性部材であるフープ材４０を用いる場合を例示して説明しているが、フープ材に代えて、一つの電池を構成するのに必要な板状の導電性部材を各工程に順次送給して、電池毎に個々に加工を施すようにしてもよい。
【００５４】
また、上記実施の形態では、ラミネート封口板１８の蓋板部１８ａとフープ材４０とを電子ビーム溶接によって互いに接合する場合を例示して説明しているが、蓋板部１８ａとフープ材４０とをレーザー溶接または抵抗溶接によって互いに接合してもよい。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の電池の封口構造によれば、封口板に、相互に電気的接続された両端子板を、各々の樹脂層を介して電気的絶縁状態で重ね合わせ状態に固着する構成としたので、封口板と電池ケースとを電気絶縁するための既存の絶縁ガスケットが不要になり、また、封口板と両端子板とは、これらが厚みの薄い単なる板状である上に、各々にラミネートされた極めて厚みの薄い樹脂層を相互に熱溶着することによって一体化されているので、全体として極めて厚みが薄く、且つ軽量であるとともに、構成の簡素化に伴って安価な構造になる。したがって、この封口構造は、絶縁ガスケットや金属キャップなどを備えた従来の一般的な電池の封口構造に比較して体積が格段に小さいものとなる。
【００５６】
また、本発明の電池によれば、封口体が極めて薄型であり、この封口板を既存の絶縁ガスケットを介在することなく電池ケースに直接溶接して封口でき、また、電極群を封口体における内側ラミネート端子板の端子板部に重ね合わせ状態で接合して電極群と封口体とを電気的接続できることから、電極群と封口体との間にリード取り出しのためのデッドスペースが存在せず、さらに、極めて薄型で軽量の封口体で封口することから、電池ケースを構成する金属板材の厚みを可及的に薄くできるので、体積を大幅に小さくすることが可能となる。したがって、この電池は、従来の種々の電池と比較して、同一の電池容量を得る場合に体積を大幅に縮小することができ、体積を同一にする場合に電池容量が大幅に増大するから、単位体積当たりのエネルギ密度が極めて高いものとなる。
【００５７】
また、本発明の電池の製造方法によれば、板状の導電性部材または帯状の連続導電性部材を一方向に移送しながら、その導電性部材に対し各工程で所要の加工を連続的に行うので、電池を極めて高い生産性で製造することが可能となる。しかも、封口体におけるラミネート封口板の蓋板部および打ち抜き加工を経て電池ケースとなるフープ材が共に厚みの薄いものであることから、封口体と電池ケースとを電子ビーム溶接を用いて固着することが可能であり、この電子ビーム溶接を行う場合には、レーザー溶接に比較して速度が約３倍程度速いので、電池の生産性が一層向上するとともに、他の溶接に比較して良好なシール性を得ることができ、しかも、溶着代が小さくて済む利点があるから、これによって電池の体積を一層小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電池の封口構造を模式的に示した縦断面図。
【図２】本発明の他の実施の形態に係る電池の封口構造を模式的に示した縦断面図。
【図３】本発明の一実施の形態に係る電池を模式的に示した縦断面図。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る電池を模式的に示した縦断面図。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は図１の封口構造の製造方法を具現化した製造過程を工程順に示す斜視図。
【図６】図３の電池の製造方法を具現化した製造工程を示す斜視図。
【図７】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ従来の電池の封口構造を示す斜視図。
【符号の説明】
１５  溶着部
１６，３５  封口体
１８，２９  ラミネート封口板
１８ａ，２９ａ  蓋板部
１８ｂ，１８ｃ，２９ｂ  ラミネート封口板の樹脂層
１９，２７  内側ラミネート端子板
１９ａ，２７ａ  内側ラミネート端子板の端子板部
１９ｂ，２７ｂ  内側ラミネート端子板の樹脂層
２０，２８  外側ラミネート端子板
２０ａ，２８ａ  外側ラミネート端子板の端子板部
２０ｂ，２８ｂ  外側ラミネート端子板の樹脂層
２１，３０  透孔
２３  電池ケース
２４  ラミネート接続板
２４ａ  フィルム基板（導電性基板）
２４ｂ，２４ｃ  導電性基板の樹脂層
２５，２６，３７，３８  溶着部
３１  易破断部
３２  電極群
３３  正極リード（リード）
３４  負極リード（リード）
４０  フープ材（帯状の連続導電性部材）
４１  収納凹所
【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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