(57)【要約】【課題】レーザ抜けを防止することができる密閉型電池の封缶溶接方法を提供する。【解決手段】電池ケース２０の開口部２５に蓋体３０を溶接によって接合するリチウムイオン二次電池１０の封缶溶接方法であって、開口部２５の一対の内側面２５Ａ・２５Ｃには、蓋体３０が嵌合する段差部２５ＡＳ・２５ＣＳが形成され、電池ケース２０の開口部２５に蓋体３０を嵌合し、段差部２５ＡＳ・２５ＣＳが形成される一対の内側面２５Ａ・２５Ｃと蓋体３０との左接合部ＹＡ又は右接合部ＹＣからレーザ溶接を開始する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池ケースの開口部に溶接によって蓋体を接合する密閉型電池の封缶溶接方法であって、
前記開口部の内側面の一部には、前記蓋体が嵌合する段差が形成され、
前記電池ケースの開口部に前記蓋体を嵌合し、
前記段差が形成される内側面と前記蓋体とが接合される接合部からレーザ溶接を開始する、
密閉型電池の封缶溶接方法。
【請求項２】
請求項１記載の密閉型電池の封缶溶接方法であって、
前記開口部の一対の内側面には、前記蓋体が嵌合する段差が形成され、
前記密閉型電池を、前記蓋体が嵌合する段差が形成される開口部の一対の内側面を境として、一側の領域と他側の領域とに分け、
前記電池ケースに前記蓋体を嵌合し、
押さえ治具によって、前記密閉型電池の他側の領域に位置する蓋体を前記電池ケースに対し押さえつけ、
前記段差が形成される内側面と前記蓋体とが接合する接合部からレーザ溶接を開始して、前記密閉型電池の一側の領域の電池ケースと蓋体とを溶接し、
前記押さえ治具を取り除き、
前記段差が形成される内側面と前記蓋体とが接合する接合部からレーザ溶接を開始して、前記密閉型電池の他側の領域の電池ケースと蓋体とを溶接する、
密閉型電池の封缶溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池ケースの開口部に溶接によって蓋体を接合する密閉型電池の封缶溶接方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
密閉型電池とは、電池ケースに電解液及び捲回電極体を封入し、溶接によって蓋体を電池ケースの開口部に接合したものであって、例えばリチウムイオン二次電池等が良く知られている。電池ケースの開口部と蓋体の周囲とは、電池ケースと蓋体とを密閉して接合するため、レーザ溶接によって全周溶接される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、電池ケースの開口部の少なくとも長辺部（平面視）の内側面に段差部を形成し、形成された段差部に嵌入した蓋体を溶接によって接合する密閉型電池が開示されている。他方、一般的な密閉型電池では、開口部の長辺部に段差部を形成すると製作費が嵩むため、電池ケース開口部のＲ部及び短辺部（平面視）の内側面に段差を形成する構成が多くみられる。
【０００４】
しかし、特許文献１に開示される密閉型電池、或いは、一般的な密閉型電池では、内側面に段差部が形成されていない辺（平面視）からレーザ溶接を開始すると、その辺と蓋体との突合せ部に少しでも隙間がある場合には、レーザが電池ケースと蓋体との突合せ部を抜けて電池ケース内部に浸入する、所謂レーザ抜けが生じるおそれがある。
【０００５】
また、上述した問題を回避するため、電池ケースの開口部と蓋体との嵌め合わせを圧入寸法にして、開口部と蓋体との隙間をゼロにする密閉型電池の構成も考えられる。しかし、圧入によって電池ケースと蓋体とが擦れて異物が生じ、その異物が電池ケース内部に侵入し、ショートの原因となるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１３５２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は、電池ケースの開口部に蓋体を圧入することなく、レーザ抜けを防止することができる密閉型電池の封缶溶接方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、請求項１においては、電池ケースの開口部に溶接によって蓋体を接合する密閉型電池の封缶溶接方法であって、前記開口部の内側面の一部には、前記蓋体が嵌合する段差が形成され、前記電池ケースの開口部に前記蓋体を嵌合し、前記段差が形成される内側面と前記蓋体とが接合される接合部からレーザ溶接を開始するものである。
【００１０】
請求項２においては、請求項１記載の密閉型電池の封缶溶接方法であって、前記開口部の一対の内側面には、前記蓋体が嵌合する段差が形成され、前記密閉型電池を、前記蓋体が嵌合する段差が形成される開口部の一対の内側面を境として、一側の領域と他側の領域とに分け、前記電池ケースに前記蓋体を嵌合し、押さえ治具によって、前記密閉型電池の他側の領域に位置する蓋体を前記電池ケースに対し押さえつけ、前記段差が形成される内側面と前記蓋体とが接合する接合部からレーザ溶接を開始して、前記密閉型電池の一側の領域の電池ケースと蓋体とを溶接し、前記押さえ治具を取り除き、前記段差が形成される内側面と前記蓋体とが接合する接合部からレーザ溶接を開始して、前記密閉型電池の他側の領域の電池ケースと蓋体とを溶接するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の密閉型電池の封缶溶接方法によれば、レーザ抜けを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】リチウムイオン二次電池の構成を示す正面断面図。
【図２】封缶溶接工程の流れを示すフロー図。
【図３】封缶溶接工程の流れを示す模式図。
【図４】封缶溶接工程の流れを示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１を用いて、リチウムイオン二次電池１０の構成について説明する。
なお、図１（Ａ）ではリチウムイオン二次電池１０を平面視にて表し、図１（Ｂ）ではリチウムイオン二次電池１０を正面視にて表し、図１（Ｃ）ではリチウムイオン二次電池１０を側面視にて表している。また、図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）では、電池ケース２０と蓋体３０との左接合部ＹＡ及び前接合部ＹＤを拡大して表している。
【００１４】
リチウムイオン二次電池１０は、本発明の密閉型電池の封缶溶接方法に係る実施形態である。リチウムイオン二次電池１０は、電解液及び捲回電極体（図示略）を電池ケース２０に封入した密閉型の構造をしている。リチウムイオン二次電池１０は、電池ケース２０と、蓋体３０と、を具備している。
【００１５】
電池ケース２０は、直方体形状の角型ケースに構成されている。電池ケース２０の内部には、扁平形状の捲回電極体及び電解液が収容されている。電池ケース２０の上部には、開口部２５が形成されている。開口部２５には、蓋体３０が開口部２５を塞ぐように設けられている。
【００１６】
蓋体３０は、正極端子３１と、負極端子３２と、を具備している。正極端子３１は、外部接続用の端子であって、蓋体３０の表面側に突出して設けられている。同様に、負極端子３２は、外部接続用の端子であって、蓋体３０の表面側に突出して設けられている。正極端子３１は、蓋体３０の長手方向における一端側に配置され、負極端子３２は、蓋体３０の長手方向における他端側に配置されている。
【００１７】
電池ケース２０の開口部２５の内周側面は、左内側面２５Ａと、後内側面２５Ｂと、右内側面２５Ｃと、前内側面２５Ｄと、から形成されている。左内側面２５Ａ及び右内側面２５Ｃは、平面視にて、開口部２５を形成する辺のうちの短辺である。後内側面２５Ｂ及び前内側面２５Ｄは、平面視にて、開口部２５を形成する辺のうちの長辺である。
【００１８】
一方、蓋体３０の周囲側面３５は、左側面３５Ａと、後側面３５Ｂと、右側面３５Ｃと、前側面３５Ｄと、から形成されている。左側面３５Ａ及び右側面３５Ｃは、平面視にて、蓋体３０の周囲を形成する辺のうちの短辺である。後内側面２５Ｂ及び前内側面２５Ｄは、平面視にて、蓋体３０の周囲を形成する辺のうちの長辺である。
【００１９】
ここで、特記すべき事項として、電池ケース２０の開口部２５のうち、左内側面２５Ａと右内側面２５Ｃとには、蓋体３０が嵌合する段差部２５ＡＳと段差部２５ＣＳ（図示略）とが形成されている。より詳しくは、電池ケース２０の開口部２５の左内側面２５Ａには、蓋体３０の左側面３５Ａが嵌合する段差部２５ＡＳが形成されている。また、電池ケース２０の開口部２５の右内側面２５Ｃには、蓋体３０の右側面３５Ｃが嵌合する段差部２５ＣＳが形成されている。
【００２０】
ここで、電池ケース２０の開口部２５と蓋体３０の周囲側面３５との接合部について、左内側面２５Ａと左側面３５Ａとが接合する部分を左接合部ＹＡとし、後内側面２５Ｂと後側面Ｂとが接合する部分を後接合部ＹＢとし、右内側面２５Ｃと右側面３５Ｃとが接合する部分を右接合部ＹＣとし、前内側面２５Ｄと前内側面２５Ｄとが接合する部分を前接合部ＹＤとする。
【００２１】
図２乃至図４を用いて、封缶溶接工程Ｓ１００について説明する。
なお、図２は、封缶溶接工程Ｓ１００の流れをフローによって表している。また、図３及び図４は、封缶溶接工程Ｓ１００の流れを模式的に表している。図２の各ステップは、図３又は図４の各ステップにそれぞれ対応している。
【００２２】
封缶溶接工程Ｓ１００は、本発明の密閉型電池の封缶溶接方法に係る実施形態である。封缶溶接工程Ｓ１００は、リチウムイオン二次電池１０の電池ケース２０の開口部２５に溶接によって蓋体３０を接合する溶接工程である。
【００２３】
なお、本実施形態では、封缶溶接工程Ｓ１００が作業者によって行われるものとして説明するが、これに限定されない。例えば、産業ロボットによって行われるものとしても良い。
【００２４】
ステップＳ１１０において、作業者は、蓋体３０を電池ケース２０の開口部２５に嵌合する。このとき、作業者は、電池ケース２０を固定治具４０Ａ・・４０Ｄによって固定する。より具体的には、作業者は、固定式の固定治具４０Ｂ・４０Ｃに電池ケース２０の外側面を当接させ、可動式の固定治具４０Ａ・４０Ｄを電池ケース２０に押圧することによって（図３（Ｓ１１０）における白抜き矢印）、電池ケース２０を固定治具４０Ａ・・４０Ｄによって固定する。なお、図３及び図４の以下のステップでは、固定治具４０Ａ・・４０Ｄの記載を省略している。
【００２５】
ステップＳ１２０において、作業者は、押さえ治具５０によって、リチウムイオン二次電池１０の前側１０Ｆの領域に位置する蓋体３０を電池ケース２０に対して上方から下方へ向けて押さえつける。ここで、リチウムイオン二次電池１０の前側１０Ｆの領域とは、電池ケース２０の開口部２５の左内側面２５Ａ及び右内側面２５Ｃを境界として、リチウムイオン二次電池１０を前側１０Ｆと後側１０Ｒとに区分けしたときの電池ケース２０の前内側面２５Ｄ及び蓋体３０の前側面３５Ｄがある側の領域である（図１（Ａ）、図３（Ｓ１２０）参照）。
【００２６】
また、リチウムイオン二次電池１０を前側１０Ｆと後側１０Ｒに区分けしたときの電池ケース２０の後内側面２５Ｂ及び蓋体３０の後側面３５Ｂがある側の領域が、後側１０Ｒの領域としている（図１（Ａ）、図３（Ｓ１２０）参照）。
【００２７】
ステップＳ１３０において、作業者は、押さえ治具５０によってリチウムイオン二次電池１０の前側１０Ｆの領域の蓋体３０を電池ケース２０に対し押さえつけた状態で、左接合部ＹＡ（電池ケース２０の左内側面２５Ａと蓋体３０の左側面３５Ａ）からレーザを照射し（図３（Ｓ１３０）の黒矢印）、レーザ溶接を開始する。
【００２８】
ステップＳ１４０において、作業者は、押さえ治具５０によってリチウムイオン二次電池１０の前側１０Ｆの領域の蓋体３０を電池ケース２０に対し押さえつけた状態で、後接合部ＹＢ（電池ケース２０の後内側面２５Ｂと蓋体３０の後側面３５Ｂ）を経由してレーザを照射し（図３（Ｓ１４０）の黒矢印）、レーザ溶接を継続する。
【００２９】
ステップＳ１５０において、作業者は、押さえ治具５０によってリチウムイオン二次電池１０の前側１０Ｆの領域の蓋体３０を電池ケース２０に対し押さえつけた状態で、右接合部ＹＣ（電池ケース２０の右内側面２５Ｃと蓋体３０の右側面３５Ｃ）にてレーザ照射を終了し（図４（Ｓ１５０）の黒矢印）、レーザ溶接を一旦終了する。すなわち、ステップＳ１３０からステップＳ１５０では、リチウムイオン二次電池１０の後側１０Ｒの領域について半周分レーザ溶接したことになる。
【００３０】
ステップＳ１６０において、作業者は、リチウムイオン二次電池１０の前側１０Ｆの領域の蓋体３０を電池ケース２０に対し押さえつけていた押さえ治具５０を取り外す。
【００３１】
ステップＳ１７０において、作業者は、右接合部ＹＣ（電池ケース２０の右内側面２５Ｃと蓋体３０の右側面３５Ｃ）からレーザを照射し（図４（Ｓ１７０）の黒矢印）、再度レーザ溶接を開始する。
【００３２】
ステップＳ１８０において、作業者は、前接合部ＹＤ（電池ケース２０の前内側面２５Ｄと蓋体３０の前側面３５Ｄ）を経由してレーザを照射し（図４（Ｓ１８０）の黒矢印）、レーザ溶接を継続する。
【００３３】
ステップＳ１９０において、前接合部ＹＤ（電池ケース２０の前内側面２５Ｄと蓋体３０の前側面３５Ｄ）にてレーザ照射を終了し（図４（Ｓ１９０）の黒矢印）、レーザ溶接を終了する。すなわち、ステップＳ１７０からステップＳ１９０では、リチウムイオン二次電池１０の前側１０Ｆの領域を半周分レーザ溶接したことになる。
【００３４】
なお、本実施形態では、ステップＳ１７０からステップＳ１９０におけるリチウムイオン二次電池１０の前側１０Ｆの領域を半周分レーザ溶接するときには、既にリチウムイオン二次電池１０の後側１０Ｒの領域が溶接によって接合され、蓋体３０が電池ケース２０から浮き上がることがないため、押さえ治具５０によってリチウムイオン二次電池１０の後側１０Ｒの領域の蓋体３０を電池ケース２０に対し押さえつけない構成とした。
【００３５】
封缶溶接工程Ｓ１００の効果について説明する。
封缶溶接工程Ｓ１００によれば、電池ケースの開口部に蓋体を圧入することなく、レーザ抜けを防止することができる。
【００３６】
すなわち、封缶溶接工程Ｓ１００によれば、レーザ照射が必ず電池ケース２０に段差部２５ＡＳまたは段差部２５ＣＳが形成される左接合部ＹＡ又は右接合部ＹＣから開始されるので、レーザ抜けが発生するおそれがない。
【００３７】
より具体的には、左接合部ＹＡ及び右接合部ＹＣにおいては、電池ケース２０の左内側面２５Ａ及び右内側面２５Ｃと蓋体３０との合わせ面の下方に、それぞれ段差部２５ＡＳ及び段差部２５ＣＳが存在するため、照射されたレーザは段差部２５ＡＳ及び段差部２５ＣＳにより遮蔽されて電池ケース２０内に入ることがなく、レーザ抜けの発生が防止される。
【００３８】
なお、レーザ抜けとは、レーザが電池ケース２０と蓋体３０との接合部（例えば、後接合部ＹＢ又は前接合部ＹＤ）を抜けて電池ケース２０の内部に浸入する現象である。一般に、レーザ抜けは、レーザ照射の開始時に発生するものであって、レーザ照射の途中では発生しないものである。
【００３９】
また、リチウムイオン二次電池１０によれば、平面視にて、短辺となる電池ケース２０の左内側面２５Ａ及び右内側面２５Ｃのみにそれぞれ段差部２５ＡＳ及び段差部２５ＣＳが形成されるので、電池ケース２０の製作費を低減することができる。
【００４０】
また、封缶溶接工程Ｓ１００によれば、リチウムイオン二次電池１０における前側１０Ｆの領域の半周分と、後側１０Ｒの領域の半周分との２回のみのレーザ照射によって、電池ケース２０の開口部２５に蓋体３０を溶接によって接合することができるので、リチウムイオン二次電池１０の製作費を低減することができる。
【００４１】
また、封缶溶接工程Ｓ１００によれば、押さえ治具５０によって、リチウムイオン二次電池１０の前側１０Ｆの蓋体３０を電池ケース２０に押さえることで、溶接時に電池ケース２０から蓋体３０が浮き上がることを防止できる。
【符号の説明】
【００４２】
１０      リチウムイオン二次電池
２０      電池ケース
２５      開口部
２５Ａ    左内側面
２５Ｂ    後内側面
２５Ｃ    右内側面
２５Ｄ    前内側面
２５ＡＳ  段差部
２５ＣＳ  段差部
３０      蓋体
３５      周囲側面
３５Ａ    左側面
３５Ｂ    後側面
３５Ｃ    右側面
３５Ｄ    前側面
５０      押さえ治具
ＹＡ      左接合部
ＹＢ      後接合部
ＹＣ      右接合部
ＹＤ      前接合部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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