(57)【要約】【課題】溶接に用いた高エネルギー線の強弱を直接的に表示して判別できる密閉型電池の製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の密閉型電池の製造方法は、密閉型電池の開口部を塞ぐ部材の周囲を高エネルギー線により溶接して封止する際に、前記高エネルギー線による封止のための溶接部とは異なる位置に、前記高エネルギー線の溶接条件が適切な時に得られる溶接ビード径と実質的に同じピッチで形成された複数個の溶接ビード３６を含む照射痕３３を形成することを特徴とする。この複数個の溶接ビード３６の外周が離れているか、接しているか、或いは重なっているかを判別することにより、高エネルギー線の強度が弱いか、最適強度であるか或いは強すぎるかを簡単に判別できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉型電池の開口部を塞ぐ部材の周囲を高エネルギー線により溶接して封止する密閉型電池の製造方法において、前記高エネルギー線による封止のための溶接部とは異なる位置に、前記高エネルギー線の溶接条件が適切な時に得られる溶接ビード径と実質的に同じピッチで形成された複数個の溶接ビードを含む照射痕を形成することを特徴とする密閉型電池の製造方法。
【請求項２】
前記密閉型電池の開口部を塞ぐ部材が外装缶の封口蓋であり、前記高エネルギー線によって前記外装缶と封口蓋との間を溶接終了位置まで順次溶接した後、前記外装缶と封口蓋との間の溶接部からずれる方向に前記照射痕を形成した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】
前記外装缶と封口蓋との間の溶接部からずれる方向を前記高エネルギー線を出力する溶接ヘッド毎に変えたことを特徴とする請求項２に記載の密閉型電池の製造方法。
【請求項４】
前記密閉型電池の開口部を塞ぐ部材が前記密閉型電池の電解液注入孔を栓で塞ぐと共に前記栓を覆うように配置した金属板からなり、前記金属板の周縁の少なくとも２箇所を前記高エネルギー線により溶接して前記栓を固定することで前記電解液注入孔を封止するものであり、前記照射痕を前記高エネルギー線による第１の溶接箇所の溶接終了点から第２の溶接箇所の溶接開始点まで相対的に溶接ヘッドを動かす間に形成した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５】
前記電解液注入孔は、前記密閉型電池の外装缶の開口部を塞ぐ封口蓋に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の密閉型電池の製造方法。
【請求項６】
前記照射痕は、更に前記高エネルギー線を出力する溶接ヘッドを特定するパターンを含むことを特徴とする請求項４又は５に記載の密閉型電池の製造方法。
【請求項７】
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１〜６のいずれかに記載の密閉型電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高エネルギー線により溶接された密閉型電池の製造方法に関し、特に高エネルギー線により電解液注入孔や封口蓋を封じるようにした密閉型電池の製造方法に関する。
【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リチウム非水電解質二次電池が注目され、このリチウム非水電解質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】
このリチウム非水電解質二次電池は、主としてリチウムイオンの吸蔵放出が可能な黒鉛等の炭素質物を負極活物質とし、リチウム含有コバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ２）、リチウム含有マンガン酸化物（ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４）等のリチウム含有遷移金属酸化物を正極活物質とするものが、小型軽量でかつ高容量な電池として広く使用されている。
【０００４】
ところで、この種の非水電解質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た角形の非水電解質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非水電解質二次電池の一例を図面を用いて説明する。
【０００５】
図８は、従来から作製されている角形の密閉型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。この非水電解質二次電池１０は、正極板１１と負極板１２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、封口蓋１６によって角形の電池外装缶１５を密閉したものである。
【０００６】
偏平状の渦巻状電極体１４は、正極板１１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１１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１２は、封口蓋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。
【０００７】
そして、角形の電池外装缶１５は、正極板１１と電気的に接続されているので、負極板１２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の上端と封口蓋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１２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。
【０００８】
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、封口蓋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。このような角形の密閉型非水電解質二次電池は、使用時のスペースの無駄が少なく、しかも電池性能や電池の信頼性が高いという優れた効果を奏するものである。
【０００９】
ここで下記特許文献１に開示されている密閉型非水電解質二次電池の封口蓋を角形の電池外装缶の開口部にレーザ溶接する工程を図９を用いて説明する。なお、図９においては図８に示した非水電解質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こととする。下記特許文献１に開示されている密閉型非水電解質二次電池の封口蓋１６は略長方形状をしており、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、周縁部に電解液注入孔２１を備えている。この封口蓋１６は外装缶１５の開口内縁に取り付けられた後、封口蓋１６と電池外装缶１５の接合部にパルス的に発振するレーザ光を周方向へ順序よく、断続的に送りながら断続的に照射することによって溶接ビード列２２を形成し、レーザ光照射開始側の溶接ビード列２３と照射終了側の溶接ビード列２４とを重ね合わせてラップ２５を形成することにより、これらのラップ２５を判別のための照射痕（マーキング）として利用できるようにしている。
【００１０】
一方、封口蓋１６に設けられた電解液注入孔２１は電解液注入後に封止する必要があるが、ここで下記特許文献２に開示されている密閉型非水電解液二次電池の電解液注入孔の封止方法について図１０及び図１１を用いて説明する。なお、図１０は封口蓋の電解液注入孔と封止栓とをレーザ溶接する様子を示す縦断面図であり、図１１は同じく平面図であり、図１０及び図１１においても図８及び図９に示した非水電解質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こととする。
【００１１】
この下記特許文献２に開示されている電解液注入孔２１を封止するための封止栓２６は、封口蓋１６と同じ材料（例えばアルミニウム）から形成され、周辺に円錐面又は角錐面２７が設けられた実質的に平板状の形状を備えている。この封止栓２６は、電解液注入孔２１を塞ぐように封口蓋１６上に載置された後、封止栓２６の側面の円錐面又は角錐面２７の全体にわたり、パルス的に発振するレーザ光２８を周方向へ順序よく、断続的に送りながら断続的に照射して溶接ビード列２２を形成するようにして封口蓋１６に溶接されている。
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−  ３１１８６号公報（特許請求の範囲、段落［００１３］〜［００１８］、図１〜図３）
【特許文献２】特開２０００−  ９０８９１号公報（特許請求の範囲、段落［００１１］〜［００１３］、図１〜図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記特許文献１に開示された密閉型非水電解質二次電池によれば、封口蓋を角形の電池外装缶の開口部にレーザ溶接する際に、レーザの照射開始側の照射痕と照射終了側の照射痕とを重ね合わせてラップを形成し、このラップを判別のための照射痕として利用できるようにしたため、製造されたそれぞれの電池ごとに製造履歴を判別するための照射痕の形成を製造工程中に行うことができ、別途判別するための照射痕を形成するための工数が増えることはなく、製造時間の短縮や製造コストの低減化を測ることができるという効果を奏するものである。
【００１４】
一方、上記特許文献２には、非水電解質二次電池の封口蓋に設けられた電解液注入孔を封止するため、封止栓の側面の円錐面又は角錐面の全体にわたり、レーザ光を周方向へ順序よく、断続的に送りながら断続的に照射して溶接ビード列を形成するようにして封口蓋に溶接したものが示されているが、製造履歴を判別するための照射痕を形成することについて示唆する記載はない。
【００１５】
通常、密閉型電池の製造工程においては、封口蓋を電池外装缶の開口部にレーザ溶接する工程と封口蓋に設けられた電解液注入孔を封止する工程とは別々に行われるため、それぞれの工程では別々のレーザ溶接用加工ヘッドが使用される。すなわち、密閉型電池の封口蓋を電池外装缶の開口部にレーザ溶接する工程においても、封口蓋に設けられた電解液注入孔に封止栓をレーザ溶接する工程においても、レーザ溶接に必要な時間が長いため、レーザ溶接用の加工ヘッドが１個では十分な処理能力が得られないので、複数の加工ヘッドを持つレーザ溶接装置が用いられ、複数の電池の溶接を同時並行で行うようにしている。
【００１６】
ところで、レーザ溶接に際しては、レーザ光の強度が適正でないと良好な溶接を行うことができないので、常にレーザ光の強度が適正な範囲となるように維持する必要があるが、レーザ光を出力するレーザヘッド内の光学部品の劣化、レーザ発振器自体の出力の変動等によってレーザ光の強度に変動を生じることがある。このようなレーザ光の強度変動があると、溶接が適切に行なわれず、特定の加工ヘッドで溶接された電池に不良品が多発することがある。そこで、従来は定期的に溶接後の溶接ビード幅を測定し、適切な強度で溶接されているか否かを確認する方法が行われていた。
【００１７】
しかしながら、一般に、溶接ビード幅は小さいのでその幅を測定するために顕微鏡などの測定機器を用いる必要があった。このようなレーザ光の出力すなわち溶接ビード幅の測定に専用の測定機器等を用意することは、コスト的に不利であり、また、その都度、専用の測定機器を操作して測定しなければならず手数がかかるという問題点が生じる。
【００１８】
従って、密閉型電池の封口蓋を電池外装缶の開口部にレーザ溶接する工程だけでなく、封口蓋に設けられた電解液注入孔に封止栓をレーザ溶接する工程においても、製造履歴を判別するための照射痕を形成すること及び専用の高価な測定機器を使用せずにレーザ光の出力が所定範囲内に入っているか否かを確認するための手段が必要とされている。
【００１９】
本発明は、上述のような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、レーザ光等の高エネルギー線の強度の変化を判別できるようにしながら製造履歴判別のための照射痕を付与できるようにして、常に適正な強度での溶接が行われる用にした密閉型電池及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
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、密閉型電池の開口部を塞ぐ部材の周囲を高エネルギー線により溶接して封止する密閉型電池の製造方法において、前記高エネルギー線による封止のための溶接位置とは異なる位置に、前記高エネルギー線の溶接条件が適切な時に得られる溶接ビード径と実質的に同じピッチで形成された複数個の溶接ビードを含む照射痕を形成することを特徴とする。
【００２１】
なお、請求項１に係る発明においては、高エネルギー線による溶接の際に密閉型電池を固定して加工ヘッドを移動させても、或いは、加工ヘッドを固定して密閉型電池を例えばＸ−Ｙステージを使用することにより移動させてもよい。また、密閉型電池としては、非水電解質二次電池だけでなく、非水電解質一次電池や水性電解質を使用した二次電池及び一次電池であってもよい。
【００２２】
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、前記密閉型電池の開口部を塞ぐ部材が外装缶の封口蓋であり、前記高エネルギー線によって前記外装缶と封口蓋との間を溶接終了位置まで順次溶接した後、前記外装缶と封口蓋との間の溶接部からずれる方向に前記照射痕を形成したことを特徴とする。
【００２３】
また、請求項３に係る発明は、請求項２に記載の密閉型電池の製造方法において、前記溶接位置からずれる方向を前記高エネルギー線を出力する溶接ヘッド毎に変えたことを特徴とする。
【００２４】
また、請求項４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、前記密閉型電池の開口部を塞ぐ部材が前記密閉型電池の電解液注入孔を栓で塞ぐと共に前記栓を覆うように配置した金属板からなり、前記金属板の周縁の少なくとも２箇所を前記高エネルギー線により溶接して前記栓を固定することで前記電解液注入孔を封止するものであり、前記照射痕を前記高エネルギー線による第１の溶接箇所の溶接終了点から第２の溶接箇所の溶接開始点まで相対的に溶接ヘッドを動かす間に形成したことを特徴とする。
【００２５】
また、請求項５に係る発明は、請求項４に記載の密閉型電池の製造方法において、前記電解液注入孔は、前記密閉型電池の外装缶の開口部を塞ぐ封口蓋に設けられていることを特徴とする。
【００２６】
また、請求項６に係る発明は、請求項４又は５に記載の密閉型電池の製造方法において、前記照射痕は、更に前記高エネルギー線を出力する溶接ヘッドを特定するパターンを含むことを特徴とする。
【００２７】
また、請求項７に係る発明は、請求項１〜６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。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は上記のような構成及び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、高エネルギー線の溶接条件が適切な時に得られる溶接ビード径と実質的に同じピッチで形成された複数個の溶接ビードを含む照射痕が形成されているため、
（１）高エネルギー線の出力が適切なときより弱くなっていると、溶接ビード径は小さくなるから、複数個の照射痕の間には隙間ができ、
（２）高エネルギー線の出力が適切なときより強くなっていると、溶接ビード径は大きくなるから、複数個の照射痕の間には重なりができる。
そして、この複数個の照射痕の間の隙間ないし重なりは虫眼鏡等の低倍率の観察手段でも容易に目視により識別でき、しかも、照射痕を封止のための溶接部とは独立して設けたので、安価かつ正確に高エネルギー線のエネルギーの強弱を判定することができるようになり、高エネルギー線による溶接の品質管理を簡単にかつ確実に行うことができるようになる。
【００２９】
また、請求項２に係る発明によれば、封口蓋と外装缶とは周囲全体にわたり高エネルギー線により溶接されるが、溶接終了後位置まで溶接した後に封止のための溶接部分からずれた方向に照射痕を形成したので、封口蓋と外装缶との間の溶接工程と照射痕の形成工程とを連続して行うことができ、請求項１に係る発明の効果を奏しながらも溶接ヘッド移動のために溶接作業を中断することなく効率よく密閉型電池を製造することができる。
【００３０】
また、請求項３に係る発明によれば、多数の溶接ヘッドを用いて溶接を行う場合に単に照射痕が設けられた方向を判別するだけでその溶接ヘッドを直ちに特定できるから、密閉型電池の多量生産の際に溶接手段の保守管理が簡単にできるようになるので、密閉型電池の不良品の発生を少なくすることができるようになる。
【００３１】
また、請求項４に係る発明によれば、栓による電解液注入孔に対する封止能力を利用できるから、必ずしも栓を覆う金属板の周囲全体を高エネルギー線により溶接しなくても必要な封止度を確保することができので、金属板の周縁の少なくとも２箇所を封口蓋に溶接すれば所定の封止強度を確保することができ、しかも少なくとも２箇所の溶接の際には、高エネルギー線による第１の溶接箇所の溶接終了点から第２の溶接箇所の溶接開始点まで相対的に加工ヘッドを移動させる必要が生じるが、この移動の間に照射痕を形成するようにしたので、別途照射痕形成のために加工ヘッドを相対的に移動させる必要がなくなり、請求項１に係る発明の効果を奏しながらも高エネルギー線による金属板の溶接工程に必要とする時間を短縮することができるようになる。
【００３２】
また、請求項５に係る発明によれば、電池の外装缶の開口部を電解液導入孔を備える封口蓋で塞いだ密閉型電池は種々の形式のものが作製されており、これらの幅広い形式の密閉型電池に対して請求項４に係る発明の効果を奏する密閉型電池を製造することができるようになる。
【００３３】
また、請求項６に係る発明によれば、高エネルギー線を出力する溶接ヘッドの出力の大小だけでなく、多数の溶接ヘッドを用いて溶接を行う場合にその溶接ヘッドを直ちに特定できるから、密閉型電池の多量生産の際に溶接手段の保守管理が簡単にできるようになるので、密閉型電池の不良品の発生を少なくすることができるようになる。
【００３４】
また、請求項７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】
【００３５】
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７を参照しながら詳細に説明する。ただし、以下に示す実施例は、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、本発明をこの実施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。
【００３６】
なお、図１は実施例１に係る密閉型電池の各製造工程を示す図であり、図１Ａは外装缶の開口部と封口蓋との間をレーザ溶接した状態を表す平面図、図１Ｂは電解液注入孔から電解液を注入して金属板で塞いだ状態の平面図、及び、図１Ｃは金属板をレーザ溶接した状態の平面図である。また、図２は図１Ａにおける照射痕部分の拡大平面図である。また、図３はレーザ光強度と照射痕との関係を説明する図であり、図３Ａは正常な強度のレーザ光による照射痕、図３Ｂは強度が低下したレーザ光による照射痕、図３Ｃは強度が正常状態より大きくなったレーザ光による照射痕を示す図である。また、図４は実施例１における最適なレーザ光強度を定めるための説明図である。また、図５は図１ＣのＶ−Ｖ線断面図である。
【実施例１】
【００３７】
実施例１に係る角形の密閉型電池の封口蓋１６は、図１Ａに示したように、略長方形状をしており、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、周縁部に電解液注入孔２１を備えている。この封口蓋１６は予め外装缶１５の開口部の内縁に開口部を塞ぐように取り付けられ、その後に封口蓋１６と電池外装缶１５の接合部が周方向全体にわたりレーザ光によって溶接されている。
【００３８】
この溶接は以下のとおりに行った。すなわち、溶接スタート位置３１を外装缶１５及び封口蓋１６の境界の一方の湾曲部とし、この溶接スタート位置３１からレーザヘッドからのレーザ光を、図９に示した従来例の場合と同様に、外装缶１５及び封口蓋１６の境界にそって、レーザヘッドの移動と同期してパルス的に照射することにより溶接した。レーザ照射位置が最初の溶接スタート位置３１に戻った後は、溶接終了位置３２から分岐して本発明に係るレーザ光の強弱の度合を示す照射痕３３を形成し、最後にはレーザ光のパワーを落として照射痕３３の形成を終了した。
【００３９】
この照射痕３３近傍のレーザ照射により生じた溶接ビード列の拡大図を図２に示す。図２は、外装缶１５及び封口蓋１６の境界部に沿って、溶接スタート位置３１から一方の長辺方向３４に沿って順次溶接した後、他方の長辺方向３５側から溶接スタート位置３１まで溶接し、溶接終了位置３２で溶接スタート位置３１に形成された溶接ビードと一部が重複するように溶接した後、溶接ビード列の方向を封口蓋１６側にずれるようにして、所定の照射痕３３を形成したものであることを示している。
【００４０】
この所定の照射痕３３は、一部分が図３Ａに示した所定の関係となるように形成する。例えば、正常な強度のレーザ光がレーザヘッドの移動速度４０ｍｍ／秒、レーザ照射により形成された溶接ビード径０．５ｍｍならば、レーザ光の照射繰り返し数を８０パルス／秒で形成すると、図３Ａで示すように、照射痕３３部分の各溶接ビード３６はそれぞれの溶接ビード３６の外縁が丁度接する状態とすることができる。
【００４１】
この状態で、レーザヘッドから照射されたレーザ光の強度が正常値より低下していると、照射痕３３部分の各溶接ビード３６は、図３Ｂで示すように、外縁が接しなくなる。即ち、レーザ光による溶融の度合が低下して溶接ビード径が小さくなるので、照射痕３３部分の各溶接ビード３６の周縁間に間隙が生じた状態となる。他方、レーザヘッドから照射されたレーザ光の強度が正常値より大きくなった場合は、図３Ｃで示すように、レーザ光照射による溶融の度合が高まるために照射痕３３部分の各溶接ビード３６径が大きくなるので、各溶接ビード３６の周縁同士が重なった状態となる。
【００４２】
このような照射痕３３部分の各溶接ビード３６間に隙間が生じているか否か及び各溶接ビード３６同士が重なっているか否かは、例えば虫眼鏡のような低倍率の拡大手段を用いるのみで、簡単に目視により識別でき、しかも、照射痕３３部分を封止のための溶接部とは独立して設けたので、照射痕３３が見やすくなるので、安価かつ正確に高エネルギー線のエネルギーの強弱を判定することができるようになり、高エネルギー線による溶接の品質管理を簡単にかつ確実に行うことができるようになる。なお、図１Ａ〜図１Ｃにおいては、外装缶１５及び封口蓋１６の境界部に沿った溶接の溶接終了位置３２に引き続いて連続的に照射痕３３を形成した例を示したが、外装缶１５及び封口蓋１６の境界部に沿った溶接とは分離して形成してもよい。
【００４３】
このような照射痕３３部分の各溶接ビード３６の初期設定は次のようにして行うことができる。すなわち、レーザ照射ヘッドの移動速度を４０ｍｍ／ｓｅｃとし、パルスの繰り替えし数を例えば７８パルス／秒、８０パルス／秒、８２パルス／秒の３種類としたとすると、レーザ光のパルスの繰り替えし数が７８パルス／秒の場合、２つの溶接ビード間の間隔は、時間間隔が１／７８秒であり、距離は０．５１３ｍｍである。また、レーザ光のパルスの繰り替えし数が８０パルス／秒の場合、２つの溶接ビード間の間隔は、時間間隔が１／８０秒であり、距離は０．５００ｍｍである。更にレーザ光のパルスの繰り替えし数が８２パルス／秒の場合、２つの溶接ビード間の間隔は、時間間隔が１／８２秒であり、距離は０．４８ｍｍである。
【００４４】
そこで、パルスレーザ光による第１の溶接ビード３６１が形成されてから、１／７８秒後に第２の溶接ビード３６２を１個形成し、この溶接ビード３６２が形成されてから１／８０秒後に第３の溶接ビード３６３を１個形成し、この第３の溶接ビード３６４が形成されてから１／８２秒後に第４の溶接ビード３６４を形成する。そうすると、図４に示したような関係の溶接ビード３６１〜３４４が形成されたとすると、隣あう溶接ビード間に隙間も重なりもないのは第２の溶接ビード３６２と第３の溶接ビード３６３の間であるから、レーザ照射ヘッドの移動速度を４０ｍｍ／ｓｅｃの場合、パルスの繰り替え指数を８０パルス／秒とすればよく、この場合の溶接ビード径は０．５ｍｍであることもわかる。
また、溶接ビードの大きさが０．４８ｍｍ〜０．５１３ｍｍ以内であればレーザの強度が適切と考えられるとき、図４に示した設定の照射痕を形成すると、３６１−３６２間に隙間があり、３６３−３６４間に重なりがあることを観察すればレーザ強度が適切であることがわかる。つまりこの方法では、簡易的にビード径がどれくらいか、またレーザー強度が適切かどうかを容易に知ることができる。
【００４５】
照射痕３３を形成して電池外装缶１５と封口蓋１６との間の溶接が完了した後には、この封口蓋１６の電解液注入孔２１から所定量の所定組成の電解液を注入する。その後、図１Ｂに示したように、金属板４１の表面に設けられたゴム栓４２（図５参照）を電解液注入孔２１内に差し込むことにより封口蓋１６の表面に載置、固定する。ここでは金属板４１の形状として角を落とした矩形状のものを用いた。そして、金属板４１の第1の短辺側４３と第２の短辺側４４とを部分的にレーザヘッドによるレーザ光を照射して溶接ビード列を生じさせ、第1の短辺側４３には第1の溶接部４３１を形成し、第２の短辺側４４には第２の溶接部４４１を形成する。この溶接による金属板４１の封口蓋１６への固定がなされ、密閉型電池の溶接作業が完了する。
【００４６】
以上のように、実施例１の密閉型電池の製造方法によれば、レーザ光の強弱に対応した径を有する溶接ビード３６が封口蓋１６上の照射痕３３部分に形成される。レーザ光の強弱の区別は、溶接ビード３６の外縁が接した状態か、離れた状態か、或いは重なり合った状態になっているかを識別することによって容易に判別できる。また、照射痕３３を外装缶１５及び封口蓋１６との間の溶接位置からずれる方向に設けたが、このような構成となるようにすると、外装缶１５及び封口蓋１６との間に形成された溶接ビードと照射痕３３とが重ならないので、照射痕３３部分の各溶接ビード３６の輪郭が明確となり、正確に判定できるようになる。更に、密閉型電池を大量生産する場合には、複数個の溶接ヘッドを使用して平行生産することが行われるが、各溶接ヘッド毎異前記ずれの程度を変えておくことにより、作製された密閉型電池がどの溶接ヘッドで溶接されたかを特定することができる。
【実施例２】
【００４７】
次に、実施例２の密閉型電池の製造方法について図６及び図７を用いて説明する。なお、図６は実施例２で製造された密閉型電池の平面図である。また、図７Ａは金属板とレーザ走査パターンとの関係を示す図であり、図７Ｂは、図６の金属板の溶接部分と照射痕部分の拡大平面図であり、図１〜図５に記載の構成と同一構成の部分には同一の参照符号を付与して説明する。
【００４８】
この実施例２における照射痕３３は、封口蓋１６に設けられた電解液注入孔２１にゴム栓４２を有する金属板４１を溶接して固定する際に形成するものである。なお、実施例２の密閉型電池の製造工程は、封口蓋１６に設けられた電解液注入孔２１にゴム栓４２を有する金属板４１を載置するまでは、実施例１の図１Ａ及び図１Ｂに示した工程と実質的に同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００４９】
実施例２においては、その後、金属板４１の溶接工程において、図７Ａに示すように、レーザヘッドを軌跡５１に沿って、金属板４１の第１の短辺側４３に沿って図面上において上方へ向かって角部をわずかに通りすぎるまで相対的に移動させ、次いで、同じく右方向に向かって長辺４５に平行に第２の短辺側４４に対応する位置まで移動させ、更に、同じく下方向に第２の短辺側４４に沿って移動させる。その際、所定位置でレーザ照射することにより金属板４１の短辺側で２箇所溶接部を形成すると共に、その途中で照射痕３３Ａを形成するようにしている、すなわち、実施例２においては、図７Ｂに示すように、金属板４１の第１の短辺側４３において第１の溶接部４３１を形成し、その後、長辺４５側の中間部分において照射痕３３を形成し、更に、第２の短辺側４４において第２の溶接部４４１を形成する。
【００５０】
この実施例２の照射痕３３Ａは、前述した実施例1における照射痕３３の場合と同様に、レーザ光の強弱の度合に対応した溶接ビード３６Ａを含み、更にこの溶接ビード３６Ａの形成前もしくは形成の後に、使用されたレーザヘッドを特定するための特定のパターンのビード列３８から形成されている。そして、第１の溶接部４３１及び第２の溶接部４４１によって金属板４１は封口蓋１６に強固に溶接されるとともに、封口蓋１６に設けられた電解液注入孔２１の封止はゴム栓４２（図５参照）によって確保される。
【００５１】
以上のように、本発明の実施例２によれば、照射痕３３Ａは、レーザ光の強弱の度合に対応した溶接ビード３６Ａと使用されたレーザヘッドを特定するための特定のパターンのビード列３８とから構成されているから、レーザ光が所定の出力のであるか否か及びどのレーザヘッドで溶接されたかが簡単にわかるとともに、レーザヘッドが金属板４１の第１の短辺側４３で第１の溶接部４３１を形成した後に長辺４５に沿って第２の短辺側４４にまで相対的に移動する途中で形成されるから、特に照射痕３３Ａを形成するためにレーザヘッドを別の方向に動かす必要がないことと金属板４１の周縁の全体を溶接する必要がないこととが相まって、大幅な溶接時間の短縮を達成することができる。
【００５２】
なお、実施例２においては、電解液注入孔２１は、封口蓋１６に設けた例を示したが、外装缶１５に設けるようにしたものであってもよい。この場合、照射痕３３Ａは外装缶１５上に形成される。
【００５３】
なお、上記実施例１及び実施例２とにおいては、溶接方法としてレーザ光を用いたものを示したが、これに限らず周知の高エネルギー線、例えば電子ビーム等を用いた溶接法も使用することができる。また、上記実施例１と実施例２とにおいては、密閉型電池を固定してレーザヘッドを移動させ留ものとして説明したが、レーザヘッドを固定して密閉型電池を例えばＸ−Ｙステージを使用することにより移動させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施例１に係る密閉型電池の各製造工程を示す図であり、図１Ａは外装缶の開口部と封口蓋との間をレーザ溶接した状態を表す平面図、図１Ｂは電解液注入孔から電解液を注入して金属板で塞いだ状態の平面図、及び、図１Ｃは金属板をレーザ溶接した状態の平面図である。
【図２】図１Ａにおける照射痕部分の拡大平面図である。
【図３】レーザ光強度と照射痕との関係を説明する図であり、図３Ａは正常な強度のレーザ光による照射痕、図３Ｂは強度が低下したレーザ光による照射痕、図３Ｃは強度が正常状態より大きくなったレーザ光による照射痕を示す図である。
【図４】実施例１における最適なレーザ光強度を定めるための説明図である。
【図５】図１ＣのＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】実施例２で製造された密閉型電池の平面図である。
【図７】図７Ａは金属板とレーザ走査パターンとの関係を示す図であり、図７Ｂは、図６の金属板の溶接部分と照射痕部分の拡大平面図である。
【図８】従来例の角型の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９】従来例の非水電解質二次電池の封口蓋を角形の電池外装缶の開口部にレーザ溶接する工程を示す図である。
【図１０】従来の封口蓋の電解液注入孔と金属板とをレーザ溶接する様子を示す縦断面図である。
【図１１】従来の封口蓋の電解液注入孔と金属板とをレーザ溶接する様子を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０    非水電解質二次電池
１１    正極板
１２    負極板
１３    セパレータ
１４    渦巻状電極体
１５    外装缶
１６    封口蓋
１８    負極端子
２１    電解液注入孔
３１    溶接スタート位置
３２    溶接終了位置
３３、３３Ａ    照射痕
３６、３６１〜３６４、３６Ａ、３８  溶接ビード
４１    金属板
４２    ゴム栓
４３１  第１の溶接部
４４２  第２の溶接部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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