(57)【要約】【課題】溶接不良の発生を抑制することができる電池を提供する。【解決手段】本発明の一形態に係る電池は、電池ケース２と蓋３との突き合わせ部に溶接部Ａを形成して接合される電池であって、電池ケース２における蓋３との突き合わせ部、又は蓋３における電池ケース２との突き合わせ部の少なくとも一部に溝部６を備え、溶接部Ａは、溝部６に到達している。ここで、溶接部Ａと溝部６とが成す角度は９０°以上であること、が好ましい。また、溶接部Ａは、溝部６の側部６ａに到達していること、が好ましい。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池ケースと蓋との突き合わせ部に溶接部を形成して接合される電池であって、
前記電池ケースにおける前記蓋との突き合わせ部、又は前記蓋における前記電池ケースとの突き合わせ部の少なくとも一部に溝部を備え、
前記溶接部は、前記溝部に到達している電池。
【請求項２】
前記溶接部と前記溝部とが成す角度は９０°以上である請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記溶接部は、前記溝部の側部に到達している請求項１又は２に記載の電池。
【請求項４】
前記溝部は、前記電池における長辺中央部分と他の部分とで形状が異なる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電池。
【請求項５】
前記電池の長辺中央部分における前記溝部の断面積は、前記電池の他の部分における前記溝部の断面積に比べて大きい請求項４に記載の電池。
【請求項６】
前記溝部は、前記電池ケースにおける前記蓋との突き合わせ部、又は前記蓋における前記電池ケースとの突き合わせ部の全周に亘って形成され、
前記溶接部は、全周に亘って前記溝部に到達する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池に関し、特に電池ケースと蓋との突き合わせ部に溶接部を形成して接合される電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池その他の二次電池（蓄電池）は、車両搭載用電源、或いはパソコン及び携帯端末の電源として重要性が高まっている。二次電池は、例えば電極体及び電解液を収容した電池ケースが蓋で密閉された構成とされている。
【０００３】
ここで、特許文献１の電池は、電池ケースと蓋との溶接時に生じる溶融金属を収納可能な凹み部が、溶接部から電池ケースにおける電極体等の収容空間に至る経路内に形成されている。これにより、電池ケースと蓋との溶接時に溶融金属が当該電池ケースにおける電極体等の収容空間内に流動することを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１５９５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の電池は、電池ケースと蓋との溶接時に生じるガスが溶接部に残留する可能性がある。つまり、溶接不良が生じる可能性がある。
【０００６】
本発明の目的は、このような問題を解決するためになされたものであり、溶接不良の発生を抑制することができる電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態に係る電池は、電池ケースと蓋との突き合わせ部に溶接部を形成して接合される電池であって、前記電池ケースにおける前記蓋との突き合わせ部、又は前記蓋における前記電池ケースとの突き合わせ部の少なくとも一部に溝部を備え、前記溶接部は、前記溝部に到達している。
【０００８】
上記電池において、前記溶接部と前記溝部とが成す角度は９０°以上であること、が好ましい。
上記電池において、前記溶接部は、前記溝部の側部に到達していること、が好ましい。
【０００９】
上記電池において、前記溝部は、前記電池における長辺中央部分と他の部分とで形状が異なること、が好ましい。
【００１０】
上記電池において、前記電池の長辺中央部分における前記溝部の断面積は、前記電池の他の部分における前記溝部の断面積に比べて大きいこと、が好ましい。
【００１１】
上記電池において、前記溝部は、前記電池ケースにおける前記蓋との突き合わせ部、又は前記蓋における前記電池ケースとの突き合わせ部の全周に亘って形成され、前記溶接部は、全周に亘って前記溝部に到達すこと、が好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
以上、説明したように、本発明によると、溶接不良の発生を抑制することができる電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一般的な電池を概略的に示す斜視図である。
【図２】一般的な電池の製造方法を示し、電池ケースと蓋とを接合する前の状態を示す図である。
【図３】一般的な電池の製造方法を示し、電池ケースと蓋とを接合する際の状態を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る電池における、溶接前の電池ケースと蓋との突き合わせ部分を概念的に示す拡大図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る電池における、溶接後の電池ケースと蓋との突き合わせ部分を概略的に示す拡大図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る電池における、溶接部の外周面と溝部とで成す角度を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る電池の各部位を説明する図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る電池における、長辺中央部に形成される溝部と、その他の部分に形成される溝部と、の配置及び形状の違いを示す図である。
【図９】本発明の他の実施の形態に係る電池における、電池ケースと蓋との突き合わせ部分を概略的に示す拡大図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態に係る電池における、異なる電池ケースと蓋との突き合わせ部分を概略的に示す拡大図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態に係る電池における、蓋に形成された溝部を概略的に示す図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態に係る電池における、電池ケースに形成された溝部を概略的に示す図である。
【図１３】本発明の他の実施の形態に係る電池における、縦打ちによって電池ケースと蓋とを溶接した際の、電池ケースと蓋との突き合わせ部分を概略的に示す拡大図である。
【図１４】本発明の他の実施の形態に係る電池における、縦打ちによって電池ケースと蓋とを溶接した際の、異なる電池ケースと蓋との突き合わせ部分を概略的に示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。但し、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００１５】
＜実施の形態１＞
本実施の形態に係る電池は、例えばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池その他の密閉型電池として好適に用いられる。
ここで、先ず一般的な電池の構成を説明する。電池は、図１に示すように、電極体１、電池ケース２、蓋３、正極外部端子４、負極外部端子５を備えている。
【００１６】
電極体１は、図示を省略した電解液と共にケース２内に収容されている。電極体１としては、一般的な密閉型電池と同様の電極体を用いることができる。つまり、電極体１は、図示は省略するが、正極シート、負極シート、セパレータを備えている。
【００１７】
詳細には、正極シートと負極シートとがセパレータと共に積層された状態で捲回されている。具体的に云うと、正極シートにおける集電箔に正極活物質が塗布された塗工部と負極シートにおける集電箔に負極活物質が塗布された塗工部とセパレータとが密に捲回されたコア部分から、正極シートの未塗工部及び負極シートの未塗工部がはみ出している。正極シートの未塗工部に正極外部端子４が電気的に接続されている。負極シートの未塗工部に負極外部端子５が電気的に接続されている。
【００１８】
電池ケース２には、電解液及び電極体１が収容されている。電池ケース２は、蓋３によって密閉されている。電池ケース２の上面からは、正極外部端子４及び負極外部端子５がそれぞれ突出している。ちなみに、蓋３には、電解液を注入する注入口が形成されている。注入口は、安全弁３１によって塞がれている。
【００１９】
正極外部端子４は、正極シートの未塗工部に電気的に接続されている。また、負極外部端子５は、負極シートの未塗工部に電気的に接続されている。
【００２０】
このような電池は、以下のように製造される。先ず、図２に示すように、蓋３の正極外部端子４及び負極外部端子５に電極体１を電気的に接続する。そして、図３に示すように、電池ケース２内に電極体１を挿入して当該電池ケース２を蓋３で塞ぐ。さらに電池ケース２と蓋３との突き合わせ部分を溶接して密閉構造とする。最後に、電池ケース２内に電解液を充填すると、電池が完成する。
【００２１】
ここで、電池ケース２と蓋３との突き合わせ部分を溶接する際に、溶接エネルギにより溶融物がガス化したものや、シールドガスが溶接部に溜まり、溶接不良が生じる可能性がある。そこで、本実施の形態の電池は、図４に示すように、蓋３における電池ケース２との突き合わせ部分に溝部６を形成した。
【００２２】
詳細には、蓋３は、外周縁部に沿って電池ケース２の上端部が嵌め込まれる嵌合部３２を備えている。この嵌合部３２における電池ケース２の上面２１と突き合わされる部分３２ａに溝部６が形成されている。
【００２３】
溝部６は、電池ケース２と蓋３との突き合わせ部分を溶接する際に生じるガスを収容する。本実施の形態の溝部６は、蓋３の外周縁部に沿って、例えば全周に亘って、又は部分的に形成されている。この溝部６の断面形状は台形形状に形成されている。但し、溝部６の断面形状は、特に限定されない。
【００２４】
溝部６は、図５に示すように、溶接部Ａ（図５のハッチング部分）が到達する位置に配置されている。これにより、溶接部Ａ内における電池ケース２の外方側に溜まったガスは、溶接部Ａにおける電池ケース２の外方側の露出面Ａ１から抜ける。一方、溶接部Ａ内における電池ケース２の内方側に溜まったガスは、溶接部Ａにおける電池ケース２の内方側の露出面、即ち溝部６内に露出する面Ａ２から抜け、溝部６内に収容される。
【００２５】
そのため、電池ケース２と蓋３との突き合わせ部分を溶接する際に生じるガスを溶接部Ａから良好に抜くことができ、溶接不良を防ぐことができる。したがって、電池ケース２と蓋３との溶接部の強度を向上させることができる。
【００２６】
しかも、溝部６は空洞部であるので、同じ溶接エネルギでも溶け込み深さＤを稼ぐことができ、従来に比べて少ない溶接エネルギで電池ケース２と蓋３とを溶接することができる。
【００２７】
ちなみに、電池ケース２と蓋３との溶接方法としては、レーザ溶接が好適に用いられるが、溶接エネルギにより溶融物がガス化したものや、シールドガスが溶接部に溜まる溶接方法であれば、本実施の形態の電池を製造する際に用いることができる。
【００２８】
なお、溶接部Ａは、蓋３の外周縁部の全周に亘って、又は部分的に形成された溝部６の全域に亘って到達している必要はなく、少なくとも一部に到達していれば良い。言い換えると、溶接部Ａは、溝部６に到達していない箇所があっても良い。
【００２９】
ここで、図６に示すように、溶接部Ａの露出面Ａ２と溝部６とが成す角度θが９０°より大きいことが好ましい。本実施の形態では、溶接部Ａの露出面Ａ２が溝部６の側部６ａに到達し、且つ溝部６の底部６ｂに到達しないように、溝部６を形成することで、溶接部Ａの露出面Ａ２と溝部６とが成す角度θが９０°より大きくなるように構成している。
【００３０】
このような構成とすることで、電池ケース２内部の圧力が上昇した際に、溶接部Ａの露出面Ａ２と溝部６との接触端部Ｂへの応力集中を防ぐことができる。そのため、溶接部Ａの損傷を防ぐことができる。但し、溝部６の形状や配置は、溶接エネルギや母材の材質等の溶接条件によって適宜設定される。
【００３１】
＜実施の形態２＞
実施の形態１の電池の溝部６は、電池での形成位置と形状との関係について特に言及していないが、以下のような電池での形成位置と形状との関係とされていることが好ましい。
【００３２】
すなわち、図７に示すように、電池の各部位を長辺中央部、長辺端部、Ｒ部、短辺部と規定した場合、長辺中央部と、その他の部分である長辺端部、Ｒ部、短辺部と、で溝部６の形状が異なるように形成することが好ましい。
【００３３】
ここで、電池ケース２内部の圧力が上昇した際に、電池における長辺中央部の溶接部には、その他の部分の溶接部に比べて大きな応力が作用する。そのため、電池における長辺中央部の溶接部は、その他の部分の溶接部に比べて、溶け込み深さを深く確保し、電池ケース２と蓋３とを強固に接合する必要がある。つまり、電池における長辺中央部は、その他の部分に比べて高い溶接エネルギで電池ケース２と蓋３とが溶接されることになる。
【００３４】
そこで、本実施の形態では、図８に示すように、電池における長辺中央部に形成される溝部６（図８では破線で示す。）は、電池におけるその他の部分に形成される溝部６（図８では実線で示す。）より、電池ケース２の内方側に形成し、且つ断面積を大きく形成している。
【００３５】
これにより、電池の各部位に応じて溶接エネルギを変化させても、電池ケース２と蓋３との溶接時に生じるガスを良好に溝部６内に収容することができ、溶接不良を抑制できる。
【００３６】
＜他の実施の形態＞
上記実施の形態１及び２の溝部６は、蓋３における電池ケース２との突き合わせ部分に形成したが、図９に示すように、電池ケース２における蓋３との突き合わせ部分に形成しても良い。また、図１０に示すように、溝部６を蓋３における電池ケース２との突き合わせ部分と、電池ケース２における蓋３との突き合わせ部分と、の両方に形成しても良い。
【００３７】
上記実施の形態１及び２の溝部６は、断面形状を台形形状に形成したが、図１１及び図１２に示すように、三角形状に形成しても良い。要するに、電池ケース２と蓋３とを溶接する際に生じるガスを良好に収納することができれば良い。
【００３８】
上記実施の形態１及び２は、所謂横打ち（即ち、電池ケース２と蓋３とを横方向から溶接する形態）で電池ケース２と蓋３とを溶接したが、図１３及び図１４に示すように、所謂縦打ち（即ち、電池ケース２と蓋３とを縦方向から溶接する形態）で電池ケース２と蓋３とを溶接しても良い。この場合も、図１３及び図１４に示すように、電池ケース２における蓋３との突き合わせ部分、又は蓋３における電池ケース２との突き合わせ部分に溝部６が形成される。
【００３９】
これらの形態でも、溝部６は電池ケース２と蓋３との突き合わせ部分の少なくとも一部に形成されていれば良く、また溶接部Ａも溝部６の少なくとも一部に到達していれば良く、略同様の効果を得ることができる。
【００４０】
以上、本発明に係る電池の実施形態を説明したが、上記の構成に限らず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で、変更することが可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１  電極体
２  電池ケース、２１  上面
３  蓋、３１  安全弁
３２  嵌合部、３２ａ  突き合わせ部分
４  正極外部端子
５  負極外部端子
６  溝部、６ａ  溝部の側部、６ｂ  溝部の底部
Ａ  溶接部
Ａ１  溶接部の露出面
Ａ２  溶接部の露出面
Ｂ  溶接部と溝部との接触端部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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