(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する外装缶と、前記外装缶との嵌合面全周或いはその一部に溝を形成した封口板とを用い、前記外装缶と前記封口板のフランジ部の天面同士が略同一平面となるように前記外装缶の開口部に封口板を挿入する第１のステップと、
前記外装缶の開口部と封口板の嵌合部に高エネルギー線を照射し、前記外装缶外表面から前記封口板までにわたって溶融させて溶接すると共に前記溝を溶融金属で埋め、前記外装缶の天面の全面にわたって溶融凝固部を形成させる第２のステップと、を備えることを特徴とする密閉型電池の製造方法。
【請求項２】
前記封口板には予め電極体が接続されており、前記第１のステップにおいて同時に前記電極体を前記外装缶内に挿入することを特徴とする請求項１に記載の密閉型電池の製造方法。
【請求項３】
前記溝は、天面からの距離Ｈが０．１０〜０．２０ｍｍであり、前記封口板外周から中心方向へ向かう幅Ｗが０．１０〜０．２０ｍｍであり、前記封口板天面から底面方向へ向かう深さＤが０．１０〜０．１５ｍｍであり、天面方向への上がり角度θが０°〜６０°であることを特徴とする請求項１に記載の密閉型電池の製造方法。
【請求項４】
前記高エネルギー線はレーザ光又は電子ビームからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の密閉型電池の製造方法。
【請求項５】
外装缶の開口部に封口板が嵌合され、前記嵌合面及びその周縁が高エネルギー線により溶接されて溶融凝固部が形成された構造の密閉型電池において、
前記外装缶と前記封口板のフランジの天面同士が略同一平面となるように嵌合されており、
前記溶融凝固部は、前記外装缶の天面の全面にわたって形成されていると共に、前記外装缶外表面から前記封口板までにわたって略円弧状になった形状であり、前記溶融凝固部の最深部が前記外装缶と前記封口板との嵌合位置又は前記外装缶よりも前記封口板側に存在しており、前記縦断面の前記封口板側の溶融凝固部と未溶融部との境界には変曲点が存
在しており、
前記封口板は、前記嵌合面全周又はその一部に設けられた溝が前記溶融凝固部によって埋められていることを特徴とする密閉型電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉型電池の製造方法及びその製造方法により製造された密閉型電池に関し、特に電池の外装缶の開口部に嵌合された封口板がレーザ光等の高エネルギー線により溶接された溶接部の破断強度の大きい密閉型電池製造方法及びその製造方法により製造された密閉型電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯型の電子機器の急速な普及に伴い、それに使用される電池への要求仕様は、年々厳しくなり、特に小型・薄型化、高容量でサイクル特性が優れ、性能の安定したものが要求されている。そして、二次電池分野では他の電池に比べて高エネルギー密度であるニッケル水素電池やリチウム非水電解質二次電池が注目され、これらの二次電池の占める割合は二次電池市場において大きな伸びを示している。
【０００３】
ところで、この種の二次電池が使用される機器においては、電池を収容するスペースが角形（偏平な箱形）であることが多いことから、発電要素を角形外装缶に収容して密閉した密閉型二次電池が使用されることが多い。このような角形の密閉型二次電池の一例を図面を用いて説明する。
【０００４】
図５は、従来から作製されている角形の密閉型二次電池であるリチウム非水電解質二次電池を縦方向に切断して示す斜視図である。この密閉型二次電池１０は、正極板１２と負極板１１とがセパレータ１３を介して巻回された偏平状の渦巻状電極体１４を、角形の電池外装缶１５の内部に収容し、封口板１６によって角形の電池外装缶１５を密閉したものである。
【０００５】
偏平状の渦巻状電極体１４は、正極板１２が最外周に位置して露出するように巻回されており、露出した最外周の正極板１２は、正極端子を兼ねる角形の電池外装缶１５の内面に直接接触し、電気的に接続されている。また、負極板１１は、封口板１６の中央に形成され、絶縁体１７を介して取り付けられた負極端子１８に対して集電体１９を介して電気的に接続されている。
【０００６】
そして、角形の電池外装缶１５は、正極板１２と電気的に接続されているので、負極板１１と角形の電池外装缶１５との短絡を防止するために、偏平状の渦巻状電極体１４の上端と封口板１６との間に絶縁スペーサ２０を挿入することにより、負極板１１と角形の電池外装缶１５とを電気的に絶縁状態にしている。
【０００７】
この角形の非水電解質二次電池は、偏平状の渦巻状電極体１４を角形の電池外装缶１５内に挿入した後、封口板１６を角形の電池外装缶１５の開口部にレーザ溶接し、その後電解液注入孔２１から非水電解液を注液してこの電解液注入孔２１を密閉することにより作製される。このように、封口板１６をレーザ溶接して角形外装缶に固定する方法は、容積効率を低下させることなく、角形外装缶の開口部を閉塞できるという効果を奏するために広く使用されている。
【０００８】
上述のような封口板を角形外装缶にレーザ溶接して角形の密閉型電池を製造する方法は、特に角形外装缶と封口板に熱伝導の良いアルミニウムないしアルミニウム合金を使用すると、角形電池を著しく軽量化できるという優れた特長があるが、封口板と角形外装缶の溶接部分にクラックが生じやすいため、製品の歩留を著しく低下させることもある。このような封口板と角形外装缶の溶接部分にクラックが生じ易いことの原因を図６を用いて説明する。なお、図６は下記特許文献１に開示されている封口板を角型電池の外装缶にレーザ溶接する従来方法を示す断面図であり、上述の角形の密閉型二次電池と同一の構成部分には同一の参照符号を付与して説明する。
【０００９】
角形電池の外装缶１５の内側に封口板１６をセットして、その境界にレーザ光を照射すると、鎖線で示す領域のアルミニウム等の金属が約１０００℃に加熱されて溶融して溶着される。この鎖線で示す溶融部分の深さは、角形外装缶１５と封口板１６とにアルミニウム金属を使用すると、約０．２〜０．３ｍｍとなる。この加熱溶融された金属は、熱が矢印で示す方向に伝導して冷却して硬化される。矢印の方向に伝導される熱は、角形外装缶１５と封口板１６の表面から放熱されるが、角形外装缶１５のコーナではより効率よく放熱されて温度が低くなる。熱は温度の低い部分に効率よく伝導されるので、溶融部分の熱は、矢印Ａで示す方向により効率よく伝達される。このため、溶融部分は外側から冷却されて、ａ領域、ｂ領域、ｃ領域の順番で硬化し、矢印Ｂで示すように外側から内側に硬化領域が広がる。
【００１０】
金属は冷却されて硬化すると体積が収縮する性質がある。したがって、溶融部分の外側部分が硬化するときに体積が収縮するので、溶融状態にある内側部分の金属が外側に移動する。その後、溶融部分の内側は、硬化するときに体積が収縮し、更に、溶融した金属の一部が外側に移動しているので引っ張られる内部応力が作用し、引張強度の弱い境界にクラックが発生することになる。このような角形外装缶１５と封口板１６との間のクラックの発生は、角形外装缶１５のコーナ部分においては表面からより効率よく放熱されるために、著しくなる。なお、上述のようなクラック発生という問題点は、角形外装缶と封口板とレーザ溶接する場合だけに生じるものではなく、円形の外装缶と封口板とをレーザ溶接する場合や、レーザ溶接に変えて電子ビームを用いて溶接する場合においても同様に生じる問題点である。
【００１１】
そこで、下記特許文献１に開示されている角型の密閉型電池の製造方法の発明においては、図７に示すように、角形外装缶１５のエッジ部を所定の角度αだけ切り落として放熱除去部１５'とし、角型外装缶１５のエッジ部からの放熱効率を減少させることにより角形外装缶１５と封口板１６との間のクラックの発生を減少させるようにしている。この場合、溶融部分の熱は、矢印Ｃで示すように、角形外装缶１５の熱伝導率が空気の熱伝導率よりも遙かに大きいため、放熱方向が下方に向けられる。この矢印Ｃで示すように下方に伝導する熱によって、クロスハッチングで示す領域Ｆ部分の温度が高くなるため、矢印Ｄ、Ｅで示す方向の熱伝導が減少する。したがって、図６に示す角形外装缶１５と封口板１６とは、溶融部分の外周から冷却硬化される割合が少なくなり、溶融部分がゆっくりと冷却されるため、角形外装缶１５と封口板１６の境界にできるクラックが極めて少なくなるというものである。
【００１２】
【特許文献１】特開平  ８−  ７７９８３号公報（特許請求の範囲、段落［００１８］〜［００２２］、図２〜図４）
【特許文献２】特開平  ９−  ９２２４８号公報（特許請求の範囲、段落［００４２］〜［００６２］、図１、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記特許文献１に開示された角型の密閉型電池によれば、角形外装缶１５のエッジ部を所定の角度αだけ切り落として放熱除去部１５'としため、溶接部のクラックの発生は少なくなったが、角形外装缶１５のエッジを切り落とさない場合と比して、溶接部の強度が格段に大きくなるわけではない。
【００１４】
本願の発明者は、このような角形外装缶１５のエッジ部を切り落とした場合でも溶接部の強度が十分ではないことの原因を探求すべく種々実験を重ねた結果、
（１）一般に、封口板の厚さは外装缶の嵌合部の厚さよりも厚い方が多いこと、
（２）封口板は、ガス排出弁や負極端子部の加工を容易にするため、外装缶よりも柔らかく、熱伝導率の良好な材料が使用されていること、
から、封口板側は熱が逃げやすく外装缶側に比べて溶け難いため、接合面に対して封口板側と外装缶側の溶け込み方が異なると、十分な溶け込み深度が得られず、十分な接合強度が得られなくなることを見出した。
【００１５】
本願の発明者は、上述のような問題点を解決するためには、封口板側へ逃げる熱を減少させればよいことから、封口板の外装缶との接合面に所定の大きさの溝を設け、この溝部分をも含めてレーザ光等の高エネルギー線によって溶融させ、溶接することにより解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。すなわち、本発明は、電池の外装缶の開口部に嵌合された封口板がレーザ光等の高エネルギー線により溶接された溶接部の破断強度の大きい密閉型電池の製造方法及びその製造方法により製造された密閉型電池に関する。
【００１６】
なお、上記特許文献２には、封口板の外装缶との接合面に所定の大きさの溝を設け、溝部分を残したまま溝部分よりも天面側の封口板と外装缶との接合面をレーザ溶接することにより密閉型電池を製造する方法が開示されているが、上記特許文献２に開示されている発明では、密閉型電池の内圧が上昇した際にこの溶接した溝部分から破壊されるように、いわゆる開裂弁の作用を果たすようにしているものであるから、本発明とは課題も構成も全く相違するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するため、本願の請求項１に係る密閉型電池の製造方法の発明は、
開口部を有する外装缶と、前記外装缶との嵌合面全周或いはその一部に溝を形成した封口板とを用い、前記外装缶と前記封口板のフランジ部の天面同士が略同一平面となるように前記外装缶の開口部に封口板を挿入する第１のステップと、
前記外装缶の開口部と封口板の嵌合部に高エネルギー線を照射し、前記外装缶外表面から前記封口板までにわたって溶融させて溶接すると共に前記溝を溶融金属で埋め、外装缶の天面の全面にわたって溶融凝固部を形成させる第２のステップと、
を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の密閉型電池の製造方法において、前記封口板には予め電極体が接続されており、前記第１のステップにおいて同時に前記電極体を前記外装缶内に挿入することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項３に係る発明は、請求項１に記載の密閉型電池の製造方法において、前記溝は、天面からの距離Ｈが０．１０〜０．２０ｍｍであり、封口板外周から中心方向へ向かう幅Ｗが０．１０〜０．２０ｍｍであり、封口板天面から底面方向へ向かう深さＤが０．１０〜０．１５ｍｍであり、天面方向への上がり角度θが０°〜６０°であることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の密閉型電池の製造方法において、前記高エネルギー線はレーザ光又は電子ビームからなることを特徴とする。
【００２１】
更に、本願の請求項５に係る密閉型電池の発明は、
外装缶の開口部に封口板が嵌合され、前記嵌合面及びその周縁が高エネルギー線により溶接されて溶融凝固部が形成された構造の密閉型電池において、
前記外装缶と前記封口板のフランジの天面同士が略同一平面となるように嵌合されており、
前記溶融凝固部は、前記外装缶の天面の全面にわたって形成されていると共に、前記外装缶外表面から前記封口板までにわたって略円弧状になった形状であり、前記溶融凝固部の最深部が前記外装缶と前記封口板との嵌合位置又は前記外装缶よりも前記封口板側に存在しており、前記縦断面の前記封口板側の溶融凝固部と未溶融部との境界には変曲点が存在しており、
前記封口板は、前記嵌合面全周又はその一部に設けられた溝が前記溶融凝固部によって埋められていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は上記のような製造方法を採用することにより以下に述べるような優れた効果を奏する。すなわち、請求項１に係る発明によれば、封口板に溝を設けることで形状的な不連続部が生じ、外装缶と封口板との間に高エネルギー線を照射した場合、封口板側に逃げる熱が減少するので、封口板側の溶け込みが増加し、封口板側の溶融部分と外装缶側の溶融部分との間で十分な溶け込み深度が得られ、十分な接合強度が得られる密閉型電池を製造できる。さらに、請求項１の発明によれば、封口板に設けられた溝が溶融金属で埋まるから、残留応力が少なくなり、封口板−溶融金属−外装缶の強い結合が生じるため、溶接部の強度がより向上した密閉型電池を製造できるようになる。
【００２４】
また、請求項２に係る発明によれば、予め外装缶内に挿入される電極体を封口板に接続しておくことにより、封口板を外装缶に溶接した後に電極体との電気的接続を行う必要がなくなるため、密閉型電池の製造が容易となる。
【００２５】
また、請求項３に係る発明によれば請求項１に係る発明の効果が顕著に現れる。この場合、溝の天面からの距離Ｈが０．１０ｍｍ未満であると溝が瞬間的に埋まってしまうため、放熱部除去という溝の機能が現れず、外装缶と封口板との間に溶融金属による強い結合力が生じなくなり、また、溝の天面からの距離Ｈが０．２０ｍｍを越えると、高エネルギー線による熱が溝の下部に伝わらなくなるために外装缶と封口板との間に溶融金属による強い結合力が生じなくなるため、好ましくない。
【００２６】
更に、溝の幅Ｗが０．１０ｍｍ未満であると外装缶と封口板との間に溶融金属による強い結合力が生じなくなり、また、溝の幅Ｗが０．２０ｍｍ以上であると、高エネルギー線の照射面でのスポット径は約０．６ｍｍ程度であって溝の位置では更に小さくなること及び外装缶の肉厚は通常０．２０〜０．３０ｍｍ程度と薄いため、溝が溶融金属で埋まらなくなるので、強度アップ効果が小さくなるため、好ましくない。
【００２７】
更に、溝の深さＤが０．１０ｍｍ未満であると、放熱部除去という溝の機能が現れず、外装缶と封口板との間に溶融金属による強い結合力が生じなくなり、また、溝の深さＤが０．１５ｍｍを越えると、高エネルギー線による熱が溝の内部まで伝わらなくなるために溶融金属が溝の奥まで浸入しなくなり、強度アップ効果が小さくなるため、好ましくない。
【００２８】
更に、溝の天面方向への上がり角度θは０°（水平状態）であっても所期の効果を奏するが、溝の天面方向への上がり角度θは高エネルギー線による熱の分布方向と平行に近くなると放熱部除去効果が大きく表れる。封口板材料、封口板フランジ幅、外装缶肉厚、高エネルギー線出力等により最適値は異なるが、天面方向への上がり角度θが０°〜６０°の間で好ましい結果を与え、θが６０°を越えると溝の内部まで溶融金属が浸入しなくなり、強度アップ効果が小さくなるため、好ましくない。
【００２９】
また、請求項４に係る発明によれば、レーザ光及び電子ビームともに溶接用高エネルギー線として慣用的に用いられており、溶接部の信頼性及び品質が良好な角形電池が得られる。
【００３０】
更に、請求項５に係る発明によれば、封口板−溶融金属−外装缶の結合が強く、溶接部の強度が向上した密閉型電池が得られる。なお、請求項１〜４のいずれかに記載の密閉型電池の製造方法により製造された密閉型電池は、請求項５に係る構成を備えた密閉型電池が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本願発明を実施するための最良の形態を角形の密閉型電池及び高エネルギー線としてのレーザ光を使用した場合を例にとり、図１〜図３及び各種実験例を参照しながら詳細に説明する。ただし、以下に示す実験例は、本発明の技術思想を具体化するための一例を例示するものであって、本発明をこの実験例に特定することを意図するものではなく、本発明は例えば円形の密閉型電池や高エネルギー線として電子線を使用した場合等、特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変更を行ったものにも均しく適用し得るものである。
【００３２】
なお、図１Ａは実施例に相当する封口板の平面図であり、図１Ｂは図１Ａの側面図であり、図１Ｃは図１ＡのＩＣ−ＩＣ線断面図である。また、図２は封口板の各部の形状を説明するための部分拡大断面図であり、図２Ａは溝の天面方向への上がり角度θ＝０°（水平状態）の場合、図２Ｂは溝の天面方向への上がり角度θ>０°である場合を示す図である。図３は溝の有無と溶接後の溶融部分の形状との関係を示す図であり、図３Ａは実施例に相当する溝の天面方向への上がり角度θ＝０°（水平状態）の場合、図３Ｂは同じく実施例に相当する溝の天面方向への上がり角度θ>０°の場合、及び、図３Ｃは従来例に相当する溝が設けられていない場合の図である。また、図４は外装缶と封口板と接合面にレーザ光を照射した場合の同一温度分布線を示す図であり、図４Ａは溝を設けた実施例に相当する場合、図４Ｂは溝を設けない従来例に相当する場合の図である。なお、これらの角形の密閉型電池においては、図５に示した従来例の角形の密閉型電池と同一の構成部分には同一の参照符号を付与して説明する。
【００３３】
［実験例］
まず最初に、各実施例及び比較例に共通する実験方法について説明する。実施例１〜４に係る角形の密閉型電池の封口板１６としては、図１Ａ〜図１Ｃに示したように純アルミニウムからなる略長方形の封口板１６を用いた。この封口板１６は、周縁にフランジ部２３を有し、中央部に絶縁体１７を介して取り付けられた負極端子１８が設けられているとともに、電解液注入孔２１を備え、更に側面に全周にわたって切削加工により形成された溝２２を備えている。以下の実施例においては、溝２２は図２Ａに示したようにフランジ２３の天面方向への上がり角度θ＝０°（実施例１、２及び４。図２Ａ参照。）の場合とθ＝４５°（実施例３。図２Ｂ参照。）の場合とついて、それぞれ封口板の外寸、溝寸法を変えて実験を行った。なお、比較例１〜３の封口板としては溝を備えていない以外は全て対応する実施例の封口板と同材料かつ同寸法のものを使用した。
【００３４】
これらの実施例１〜４及び比較例１〜３で使用した封口板１６を、図３の上段に示したように、それぞれ肉厚０．２０ｍｍの所定寸法の外装缶１５の開口内縁に予め取り付け、電極体及び電解液は使用しないダミー電池をそれぞれ１５個作成し、次いで封口板１６と電池外装缶１５の接合面をフランジ部２３の天面側から周方向全体にわたりレーザ光によって溶接した。溶接後の各ダミー電池のそれぞれ１０個について負極端子１８の横を垂直に切断し、この断面での溶融凝固部の溶接深度Ｗｄを測定した。
【００３５】
なお、この断面は溶融凝固部の外装缶１５の外表面から前記封口板１６までの距離が最短となる縦断面に相当し、溶融凝固部の断面形状は図３Ａ〜図３Ｃの下段に斜線で示した部分のようにそれぞれ異なった形状を示し、外装缶の天面の全面にわたって形成されていると共に、溶融凝固部の外周縁は略円弧状になった形状となっている。また、溝がある実施例１〜４においては、それぞれ図３Ａ及び図３Ｂの下段に示したように、溶融凝固部の最深部が外装缶１５と封口板１６との嵌合位置ないしは封口板１６側に存在しており、天面方向への上がり角度θ＝０°の場合には溶融凝固部の最深部が外装缶１５と封口板１６との嵌合位置から外装缶の外側まで実質的に同一深さとなっているものも存在していた。それに対して溝がない比較例１〜３においては、図３Ｃの下段に示すように、溶融凝固部の断面形状は外装缶の外縁側が最も深くなっていた。
【００３６】
溶接深度Ｗｄは、図３Ａ〜図３Ｃのそれぞれ下段に示すように、溶融凝固部の嵌合部での頂点と最深部の距離を表す。また、それぞれ残りの５個のダミー電池について、負極端子１８を先端の直径φ＝３ｍｍの丸棒にて加圧し、レーザ溶接部又は封口板が破断したときの荷重を測定して押し込み強度を測定した。なお、実施例３、４及び比較例３については押し込み強度測定時の変位も測定した。結果を各封口板の外寸、溝寸法、溝の天面方向への上がり角度θとともにまとめて表１に示した。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
封口板寸法が同値である実施例１と比較例１及び実施例２と比較例２の結果をそれぞれ対比すると、実施例１及び２の方が溶接深度Ｗｄ及び押し込み強度ともに比較例１及び２のものよりも大であり、溶接強度が上昇していることが確認できた。同じく封口板寸法が同一である実施例３及び４と比較例３との結果を対比すると、実施例３及び４の方が溶接深度Ｗｄ、押し込み強度、破断時変位ともに比較例３のものよりも大であった。この時の破断位置は、比較例３のものでは溶接凝固部の中間（外装缶１５と封口板１６との境界部）で破断するのに対し、実施例３及び４のものでは溶接凝固部の強度が強いために外装缶１５と封口板１６とが結合されたまま変形し、最終的には封口板１６と溶融凝固部の境界部で破断していた。また、実施例３と実施例４との結果を対比すると、溝が天面方向へ上がり角度θ＝４５°傾いている実施例３の方がθ＝０°である実施例４のほうよりも溶接深度Ｗｄ、押し込み強度、破断時変位ともに大きくなっている。
【００３９】
従って、封口板の寸法によらず、封口板の周囲に溝を設けると溶接深度Ｗｄ、押し込み強度ともに溝を設けないものよりも大きくなり、溶接部の強度が大きくなる。また、溝を設ける場合は、溝が天面方向へ上がり角度θ（θ>０°）を有する状態で傾いているもののほうが傾いていない（θ＝０）ものよりも溶接強度が大きくなる。
【００４０】
このような現象が生じる理由は次のとおりであると推定される。すなわち、図４Ａ及び図４Ｂに示したように、外装缶１５と封口板１６の接合面をレーザ溶接すると、レーザ光の照射により発生した熱は点線で表した等温線に直交する方向に伝達されていく。このとき、封口板１６の周囲に溝が存在していないと封口板１６の熱伝導率が良好なことから、封口板１６側は熱が逃げやすく、外装缶１５側に比べて溶け難いため、接合面に対して封口板１６側と外装缶１５側の溶け込み方が異なってしまうために、嵌合部で十分な溶け込み深さが得られず、溶接強度が小さくなってしまう。
【００４１】
これに対し、封口板１６の周囲に溝２２を設けた場合は、図４Ａに示したように、この溝が放熱部除去作用を有するため、封口板側に逃げる熱が減少し、封口板側の溶け込みが増加し、接合面に対して封口板１６側と外装缶１５側の溶け込み方が実質的に同一となるために溶接強度が強くなる。しかも、この溝２２は溶融金属で埋まるために、結果として封口板１６の周囲に溝２２を設けたものは、図３Ａ及び図３Ｂに示したように、封口板１６側の溶融凝固部の断面形状に変曲点Ｘが生じるとともに、溶融凝固部の最深部が封口板１６側に生じるようになる。したがって、この変曲点Ｘの存在の有無及び溶融凝固部の最深部の位置により、溶接前に封口板１６の周囲に溝２２が設けられていたか否かが判別できる。
【００４２】
なお、封口板１６の周囲に設けた溝２２の位置及び大きさについては、溝の天面からの距離Ｈは、０．１０ｍｍ未満であると溝が溶融された金属で瞬間的に埋まってしまうため、放熱部除去という溝の機能が現れず、外装缶と封口板との間に溶融金属による強い結合力が生じなくなり、また、０．２０ｍｍを越えると高エネルギー線による熱が溝の下部に伝わらなくなるために外装缶と封口板との間に溶融金属による強い結合力が生じなくなるため、０．１０〜０．２０ｍｍが好ましい。
【００４３】
また、溝の幅Ｗは、０．１０ｍｍ未満であると外装缶と封口板との間に溶融金属による強い結合力が生じなくなり、また、０．２０ｍｍ以上であると、高エネルギー線の照射面でのスポット径は約０．６ｍｍ程度であって溝の位置では更に小さくなること及び外装缶の肉厚は通常０．２０〜０．３０ｍｍ程度と薄いことのため、溝が溶融金属で埋まらなくなり、強度アップ効果が小さくなるため、０．１０ｍｍ〜０．２０ｍｍが好ましい。
【００４４】
また、溝の深さＤは、０．１０ｍｍ未満であると、放熱部除去という溝の機能が現れず、外装缶と封口板との間に溶融金属による強い結合力が生じなくなり、また、０．１５ｍｍを越えると、高エネルギー線による熱が溝の内部まで伝わらなくなるために溶融金属が溝の奥まで浸入しなくなり、強度アップ効果が小さくなるため、０．１０〜０．１５ｍｍが好ましい。
【００４５】
更に、溝の天面方向への上がり角度θは、０°（水平状態）であっても所期の効果を奏するが、θが高エネルギー線による熱の分布方向と平行に近くなると放熱部除去効果が大きく表れ、また、θが６０°を越えると溝の内部まで溶融金属が浸入しなくなり、強度アップ効果が小さくなるため、０°〜６０°が好ましい。
【００４６】
なお、上記実施例においては、溶接方法としてレーザ溶接法を採用したものを示したが、これに限らず周知の高エネルギー線、例えば電子ビーム溶接法も使用することができる。また、上記実施例においては、封口板の全周にわたって溝を設けた例を示したが、断続的に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１Ａは実施例に相当する封口板の平面図であり、図１Ｂは図１Ａの側面図であり、図１Ｃは図１ＡのＩＣ−ＩＣ線断面図である。
【図２】封口板の各部の形状を説明するための部分拡大断面図であり、図２Ａは溝の天面方向への上がり角度θ＝０°（水平状態）の場合、図２Ｂは溝の天面方向への上がり角度θ>０°である場合を示す図である。
【図３】溝の有無と溶接後の溶融部分の形状との関係を示す図であり、図３Ａは実施例に相当するθ＝０°（水平状態）の場合、図３Ｂは同じく実施例に相当するθ>０°の場合、及び、図３Ｃは従来例に相当する溝が設けられていない場合の図である。
【図４】外装缶と封口板と接合面にレーザ光を照射した場合の同一温度分布線を示す図であり、図４Ａは溝を設けた実施例に相当する場合、図４Ｂは溝を設けない従来例に相当する場合の図である。
【図５】従来例の角形の密閉型二次電池であるリチウム非水電解質二次電池を縦方向に切断して示す斜視図である。
【図６】封口板を角型電池の外装缶にレーザ溶接する従来方法を示す断面図である。
【図７】放熱除去部を設けた封口板を角型電池の外装缶にレーザ溶接する従来方法を示す断面図である
【符号の説明】
【００４８】
１０    非水電解質二次電池
１１    負極板
１２    正極板
１３    セパレータ
１４    渦巻状電極体
１５    外装缶
１６    封口板
１７    絶縁体
１８    負極端子
２１    電解液注入孔
２２    溝
２３    フランジ部
【図１】
0005246999.tif 000003
【図２】
0005246999.tif 000004
【図３】
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【図４】
0005246999.tif 000006
【図５】
0005246999.tif 000007
【図６】
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【図７】
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