(57)【要約】【課題】バリの発生を抑止すること。【解決手段】二次電池を製造する際には、電極組立体が収容されたケース本体１３の各側壁２２，２３の先端面２４に蓋体１４を載置する。そして、蓋体１４の押さえ部位３６に押さえ治具３１の接触面３４を接触させ、蓋体１４をケース本体１３に向けて押圧する。押さえ部位３６は、ケース本体１３の周壁２１の内面から外面に向かって、周壁２１の厚みＴの半分以上、周壁２１の厚みＴから溶け込み長Ｍを差し引いた値未満の寸法の領域に対向する蓋体１４の部位である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底壁の周縁から周壁が立設された有底筒状のケース本体に、前記ケース本体の開口部を閉塞する蓋体を溶接した電池ケースと、前記電池ケースに収容された電極組立体とを備えた蓄電装置の製造方法であって、
前記ケース本体の前記周壁の立設方向の先端面に前記蓋体を載置し、
前記周壁の内面から外面に向かって、前記周壁の厚みの半分以上、かつ、前記周壁の厚みから溶け込み長を差し引いた値未満の寸法の領域に対向する前記蓋体の部位を押さえ部位とすると、押さえ治具によって前記押さえ部位を前記ケース本体に向けて押圧しながら前記ケース本体と前記蓋体との継目にレーザを照射する蓄電装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＶ（Electric Vehicle）やＰＨＶ（Plug in Hybrid Vehicle）などの車両には、原動機となる電動機への供給電力を蓄える蓄電装置としてリチウムイオン電池などの二次電池が搭載されている。この種の二次電池は、電極組立体がケース本体内に収容され、ケース本体の開口部を蓋体で閉塞することによりケース本体の気密性が保たれている。
【０００３】
特許文献１に記載の二次電池は、有底四角筒状のケース本体と、四角板状の蓋体とを備えている。ケース本体、及び、蓋体はともに金属製である。ケース本体は、矩形平板状の底壁と、底壁の周縁から立設された四角筒状の周壁とを備えている。蓋体は、ケース本体における周壁の立設方向の先端面（以下、単に先端面と記載する）に重ね合わされ、ケース本体に溶接されている。
【０００４】
ケース本体と蓋体との溶接は、ケース本体の先端面に蓋体を載置し、ケース本体と蓋体との継目にレーザを照射することで行われる。この際、蓋体をケース本体の先端面に密着させたり、蓋体の位置ずれを抑止することを目的として、一般には、押さえ治具により蓋体を上から押圧して、蓋体をケース本体に押し付ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−２２２６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、レーザ照射によって溶融した金属が押さえ治具の外形に倣って凝固したり、押さえ治具を蓋体から離間させるときに押さえ治具に付着した金属が押さえ治具に引っ張られたりすると、バリが発生するおそれがある。
【０００７】
本発明の目的は、バリの発生を抑止することができる蓄電装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する蓄電装置の製造方法は、底壁の周縁から周壁が立設された有底筒状のケース本体に、前記ケース本体の開口部を閉塞する蓋体を溶接した電池ケースと、前記電池ケースに収容された電極組立体とを備えた蓄電装置の製造方法であって、前記ケース本体の前記周壁の立設方向の先端面に前記蓋体を載置し、前記周壁の内面から外面に向かって、前記周壁の厚みの半分以上、かつ、前記周壁の厚みから溶け込み長を差し引いた値未満の寸法の領域に対向する前記蓋体の部位を押さえ部位とすると、押さえ治具によって前記押さえ部位を前記ケース本体に向けて押圧しながら前記ケース本体と前記蓋体との継目にレーザを照射する。
【０００９】
レーザはケース本体の外部からケース本体と蓋体との継目に照射されるため、ケース本体、及び、蓋体は、周壁の外面から内面に向かう方向に溶融していく。溶け込み長は、溶接時に溶融する部分における周壁の厚み方向に沿う寸法であり、周壁の厚みの半分未満の寸法である。周壁の厚みから溶け込み長を差し引くことで、溶接時に溶融しない蓋体の部位を把握することができる。また、蓋体をケース本体の先端面に密着させたり、蓋体の位置ずれを抑止するためには、周壁の先端面に対向する蓋体の部位のうち、周壁の厚みの半分以上の範囲を押圧することを要する。そして、これらの条件を満たす押さえ部位を押さえ治具によって押圧することで、溶融した金属が押さえ治具に付着することを抑止することができる。したがって、押さえ治具に溶融した金属が付着することによるバリの発生を抑止することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、バリの発生を抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】二次電池、及び、二次電池を製造する際に用いる押さえ治具の斜視図。
【図２】蓋体をケース本体に向けて押圧している押さえ治具を示す拡大図。
【図３】ケース本体の平面図。
【図４】変形例の押さえ治具を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、蓄電装置の製造方法の一実施形態について説明する。
図１に示すように、蓄電装置としての二次電池１０は、電池ケース１１と、電池ケース１１に収容された電極組立体１２とを備える。電極組立体１２は、正極電極と、負極電極とが、両者の間を絶縁した状態で積層されて構成されている。二次電池１０は角型電池であり、リチウムイオン電池である。
【００１３】
電池ケース１１は、有底四角筒状のケース本体１３と、ケース本体１３の開口部を閉塞する蓋体１４とを備える。ケース本体１３は、矩形平板状の底壁２０と、底壁２０の周縁から立設された周壁２１を備える。周壁２１は、底壁２０の長辺から立設された一対の長側壁２２と、底壁２０の短辺から立設された一対の短側壁２３とを備える。本実施形態では、長側壁２２と短側壁２３との厚みは同一である。
【００１４】
蓋体１４は、矩形板状であり、蓋体１４の長手方向の寸法Ｌ１は、一対の短側壁２３の外面同士を最短距離で結ぶ直線の長さと同一であり、蓋体１４の短手方向の寸法Ｗ１は、一対の長側壁２２の外面同士を最短距離で結ぶ直線の長さと同一である。蓋体１４は、ケース本体１３の開口部を閉塞するように周壁２１の立設方向の先端面２４に重ね合わされている。ケース本体１３と蓋体１４とは、溶接されている。なお、ケース本体１３、及び、蓋体１４は金属製であり、例えば、アルミニウム製である。
【００１５】
蓋体１４は、孔１６を２箇所に備えている。孔１６内には、円筒状の絶縁リング１７が嵌められ、端子１５は絶縁リング１７を貫通して電池ケース１１内から電池ケース１１外に突出している。
【００１６】
次に、本実施形態の二次電池１０の製造方法、及び、作用について説明する。
図１、及び、図２に示すように二次電池１０を製造する際には、電極組立体１２が収容されたケース本体１３の各側壁２２，２３の先端面２４に蓋体１４を載置する。そして、図示しないアクチュエータによって蓋体１４に接離可能な押さえ治具３１を蓋体１４の上方から外面１４ａに押し付け、蓋体１４をケース本体１３に向けて押圧する。この状態で、ケース本体１３と蓋体１４との継目に向けてレーザ照射ヘッド３２からレーザを照射する。レーザが照射されると、ケース本体１３と蓋体１４において、レーザの照射位置の周囲の部分が溶融していく。レーザは、ケース本体１３の外部から照射されるため、ケース本体１３、及び、蓋体１４は、それぞれレーザ照射方向に沿った外面から内面に向かう方向に溶融していく。ケース本体１３、及び、蓋体１４において、溶接時に溶融する部分を溶融部３３とする。以下の説明において、各側壁２２，２３の厚み方向に沿う溶融部３３の寸法を溶け込み長（溶け込み深さ）Ｍとする。溶け込み長Ｍは、各側壁２２，２３の厚みＴの半分（Ｔ／２）未満である。
【００１７】
押さえ治具３１は、直方体状であり、蓋体１４の外面１４ａに接触する接触面３４を備える。また、押さえ治具３１は、接触面３４から接触面３４の反対面に向けて延びる貫通孔３５を２箇所に備える。貫通孔３５同士の中心間距離は、蓋体１４の孔１６同士の中心間距離と同一である。貫通孔３５の直径は、絶縁リング１７の外径よりも僅かに大きい。押さえ治具３１は、蓋体１４の熱が効率良く伝導する金属製であることが好ましく、例えば、銅製である。
【００１８】
ここで、蓋体１４は、ケース本体１３の先端面２４に対向する部位に、押さえ治具３１の接触面３４が接触する押さえ部位３６を備える。押さえ部位３６は、ケース本体１３の各側壁２２，２３に設定された領域Ａ１に対向する部位である。
【００１９】
図３に示すように、領域Ａ１において、各側壁２２，２３の厚み方向に沿う内面からの寸法は、各側壁２２，２３の厚みＴの半分以上で、かつ、各側壁２２，２３の厚みＴから溶け込み長Ｍを差し引いた値未満である。領域Ａ１において、各側壁２２，２３の厚み方向に沿う寸法の最小値は各側壁２２，２３の厚みの半分であり、図３にドットで示した領域での寸法となる。領域Ａ１において、各側壁２２，２３の厚み方向に沿う寸法の最大値は、図３にドットで示した領域に加えて、斜線で示した領域での寸法となる。押さえ部位３６は、蓋体１４の領域Ａ１に対向する部位であるため、領域Ａ１と同一範囲の領域となる。
【００２０】
押さえ治具３１によって蓋体１４をケース本体１３の先端面２４に密着させたり、蓋体１４の位置ずれを抑止するためには、少なくとも各側壁２２，２３の厚みＴの半分の領域に対向する部位に接触面３４を接触させて押圧を行うことを要する。なお、「厚みＴの半分以上」は、実験やシミュレーション結果に基づいて導出された値である。
【００２１】
一方で、先端面２４に対向する蓋体１４の部位の全体に接触面３４を接触させると、溶融部３３が蓋体１４の外面１４ａに至るまで溶融した場合、溶融した金属が押さえ治具３１に付着するおそれがある。このため、溶融した金属が押さえ治具３１に付着しないように、溶け込み長Ｍに基づき、接触面３４を各側壁２２，２３の外面から後退させる必要があり、この後退させる量を押さえ部位３６の上限値に設定している。
【００２２】
各側壁２２，２３の内面から外面に向かって、各側壁２２，２３の厚みＴから溶け込み長Ｍを差し引いた値未満の寸法の領域に対向する蓋体１４の部位は、溶接時に、溶融しない部位であり、蓋体１４の外面１４ａに至るまで蓋体１４が溶融することがない。なお、溶け込み長Ｍは、レーザの出力や、ケース本体１３及び蓋体１４の材料、レーザの照射角度などから求めることができる。
【００２３】
上記した押さえ部位３６を押圧するため、接触面３４の長手方向の寸法Ｌ２は、以下の（１）式を満たすように定められている。
Ｌ１−Ｔ≦Ｌ２＜Ｌ１−２Ｍ…（１）
詳細にいえば、接触面３４の長手方向の寸法Ｌ２は、蓋体１４の長手方向の寸法Ｌ１から長側壁２２の厚みＴを差し引いた寸法（Ｌ１−Ｔ）以上で、かつ、蓋体１４の長手方向の寸法Ｌ１から溶け込み長Ｍの２倍の寸法を差し引いた寸法（Ｌ１−２Ｍ）未満である。
【００２４】
上記した押さえ部位３６を押圧するため、接触面３４の短手方向の寸法Ｗ２は、以下の（２）式を満たすように定められている。
Ｗ１−Ｔ≦Ｗ２＜Ｗ１−２Ｍ…（２）
詳細にいえば、接触面３４の短手方向の寸法Ｗ２は、蓋体１４の短手方向の寸法Ｗ１から短側壁２３の厚みＴを差し引いた寸法（Ｗ１−Ｔ）以上で、かつ、蓋体１４の短手方向の寸法Ｗ１から溶け込み長Ｍの２倍の寸法を差し引いた寸法（Ｗ１−２Ｍ）未満である。
【００２５】
押さえ治具３１によって蓋体１４をケース本体１３に向けて押圧する際には、接触面３４の長手方向と蓋体１４の長手方向とを一致させ、接触面３４の短手方向と蓋体１４の短手方向とを一致させる。また、接触面３４の長手方向及び短手方向の中心位置と、蓋体１４の長手方向及び短手方向の中心位置とを一致させる。そして、接触面３４を蓋体１４の外面１４ａに接触させて、蓋体１４をケース本体１３に向けて押圧する。接触面３４は、押さえ部位３６に接触し、押さえ部位３６よりも蓋体１４の周縁側の領域には接触しない。
【００２６】
したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）押さえ治具３１は、蓋体１４の押さえ部位３６に接触面３４が接触した状態で蓋体１４をケース本体１３に向けて押圧する。押さえ部位３６は、蓋体１４をケース本体１３の先端面２４に密着させたり、蓋体１４の位置ずれを抑止することができる範囲が下限として定められ、溶接時に溶融した金属が押さえ治具３１に付着しない範囲が上限として定められた部位である。このため、押さえ治具３１の接触面３４を押さえ部位３６に接触させて蓋体１４の押圧を行うことで、溶融した金属が押さえ治具３１に付着することによるバリの発生を抑止することができる。
【００２７】
（２）押さえ治具３１は金属製であるため、蓋体１４の熱が押さえ治具３１に伝導しやすい。このため、溶接時に上昇した蓋体１４の温度が放熱されやすい。
なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
【００２８】
○押さえ治具は、接触面３４以外の形状は実施形態と異なっていてもよい。例えば、図４に示すように、押さえ治具５１は、上面が蓋体１４の厚み方向の面と同じ大きさになるように大型化しつつ、接触面３４は実施形態と同じ大きさとし、接触面３４の周囲をテーパ状（図中実線）、又は、段状（図中二点鎖線）にした形状であってもよい。この場合、押さえ治具５１の体積、及び、表面積を実施形態の押さえ治具３１に比べて大きくすることができ、溶接時に上昇した蓋体１４の温度が放熱されやすい。
【００２９】
○押さえ治具３１は、金属製に限られず、セラミック製や木製であってもよい。
○ケース本体１３の形状は、有底四角筒状に限られず、底壁から側壁が立設している形状であれば、どのような形状であってもよい。なお、蓋体の形状は、ケース本体１３の形状に合わせて変更する。
【００３０】
○蓄電装置は、例えばキャパシタなど、二次電池１０以外の蓄電装置でもよい。
○長側壁２２と短側壁２３の厚みは異なっていてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
Ｍ…溶け込み長、Ａ１…領域、１０…二次電池、１１…電池ケース、１２…電極組立体、１３…ケース本体、１４…蓋体、２０…底壁、２１…周壁、２２…長側壁、２３…短側壁、２４…先端面、３１…押さえ治具。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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