CN104412408A - 方型电池和方型电池的制造方法 - Google Patents

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Abstract

方型电池(100)的电池壳体(110)的本体部件(111)的开口部(111h)和盖部件(113)被焊接。开口部(111h)中的开口圆角部(111r)具有支承突出部(111e)，所述支承突出部(111e)在周向(SH)上遍及整个开口圆角部(111r)，所述支承突出部(111e)朝向内侧突出并支承盖部件(113)。而且，开口短边部(111b)具有低位突出部(111d)，所述低位突出部(111d)在周向(SH)上遍及整个开口短边部(111b)，所述低位突出部(111d)与支承突出部(111e)相比在本体部件(111)的深度方向(FH)上处于低位并朝向内侧突出。

Description

方型电池和方型电池的制造方法
技术领域
本发明涉及将电极体收容在呈长方体状的金属制的电池壳体内而构成的方型电池及该方型电池的制造方法。
背景技术
锂离子二次电池等电池用于混合动力汽车、插电式混合动力汽车、电动汽车等车辆、以及笔记本电脑等家用电气设备、冲击式螺丝刀等工业设备等各种领域。作为这种电池的形态，例如已知有将电极体收容在将其外形形状设为长方体状的金属制的电池壳体内而构成的方型电池，具体而言，通过焊接有底方筒状的本体部件和插入其开口部中的盖部件而将其密封的方型电池(参照专利文献1的各图)。而且，在该专利文献1中公开了：为了防止盖(盖部件)落下到外装容器(本体部件)内，在外装容器的4处开口角部形成有突起。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-219688号公报
发明内容
发明要解决的课题
确实，如该专利文献1公开的外装容器那样，通过在4处开口角部形成突起，能够防止盖的落下。但是，在外装容器(本体部件)的开口部与盖(盖部件)之间存在间隙的情况下，在激光焊接时，激光有时会入射至外装容器内部而使电极体损伤。
另一方面，也可考虑在外装容器(本体部件)的开口部中的规定范围内形成支承盖(盖部件)的台阶部。但是，难以在外装容器的深度方向上将台阶部的位置在规定范围内形成在相同位置，当相距容器底部的高度产生偏差时，有可能导致盖的支承高度产生偏差或盖被倾斜地支承。另一方面，如专利文献的图5所记载的那样，也可考虑在盖的周围设置卡定片。但是，在该情况下，在激光焊接时从侧方照射激光，难以进行焊接(参照专利文献1的段落(0004)、(0005))。
本发明鉴于该现状而做出，提供了一种方型电池和该方型电池的制造方法，针对方型电池的电池壳体，在用能量束焊接本体部件的开口部和被插入到本体部件的开口部的盖部件的规定范围时，在本体部件的开口部内支承盖部件，而且抑制了由从本体部件的开口部与盖部件的间隙入射的能量束引起的不良情况。
用于解决课题的方案
用于解决上述课题的本发明的一个实施方式为一种方型电池，在呈长方体状的金属制的电池壳体内收容电极体而构成，其特征在于，所述电池壳体具有：有底方筒状的本体部件，所述本体部件具有矩形的开口部，所述开口部由一对开口长边部、一对开口短边部以及将所述开口长边部和所述开口短边部之间分别连结而呈弧状弯曲的4个开口圆角部构成；以及矩形板状的盖部件，所述盖部件被插入到所述开口部内而将所述开口部封口，所述盖部件具有盖周缘部，所述盖周缘部由与一对所述开口长边部分别相向的一对盖长边部、与一对所述开口短边部分别相向的一对盖短边部以及与4个所述开口圆角部分别相向的4个盖圆角部构成，在所述本体部件的所述开口部中，4个所述开口圆角部分别具有支承突出部，所述支承突出部在所述开口部的周向上遍及整个所述开口圆角部，所述支承突出部朝向内侧突出并支承被插入的所述盖部件，一对所述开口短边部分别具有低位突出部，所述低位突出部在所述开口部的所述周向上遍及整个所述开口短边部，所述低位突出部与所述支承突出部相比在所述本体部件的深度方向上处于低位并朝向内侧突出，4个所述开口圆角部与4个所述盖圆角部在每一个所述开口圆角部与对应的所述盖圆角部之间具有间隙，并通过从所述盖部件的厚度方向外侧照射的能量束分别被焊接，一对所述开口短边部与一对所述盖短边部在至少任一个所述开口短边部与对应的所述盖短边部之间具有间隙，并通过所述能量束分别被焊接。
在该方型电池的电池壳体中，插入到本体部件的开口部内的盖部件通过开口圆角部的支承突出部分别向盖圆角部卡合而被支承在开口部内。此外，虽然开口短边部分别具有低位突出部，但该低位突出部与支承突出部相比处于低位。因此，不会发生如下不良情况：低位突出部与盖部件的盖短边部接触而干涉开口圆角部处的盖部件的支承，使得盖部件在本体部件的深度方向(与本体部件的底部正交的方向。以下也简称为“深度方向”)上的位置发生变动。因此，能够适当地确定盖部件在深度方向上的位置并进行焊接。
而且，开口圆角部的支承突出部在开口部的周向(以下也简称为“周向”)上遍及整个开口圆角部向内侧突出。因此，为了焊接该开口圆角部和盖圆角部而从盖部件的厚度方向外侧照射了能量束时，即使能量束通过开口圆角部与盖圆角部的间隙而侵入，该能量束也照射到支承突出部上。因此，能够抑制能量束直接入射到本体部件内。因此，在焊接开口圆角部和盖圆角部时，能够抑制能量束入射至本体部件内而给电极体带来损伤等不良情况产生。
而且，开口短边部的低位突出部也在开口短边部的整个周向上向内侧突出。因此，为了焊接该开口短边部和盖短边部而从盖部件的厚度方向外侧照射了能量束时，即使能量束通过开口短边部与盖短边部的间隙而侵入，该能量束也照射到低位突出部上。因此，在此也能够抑制能量束直接入射到本体部件内。因此，在焊接开口短边部和盖短边部时，也能够抑制能量束入射至本体部件内而给电极体带来损伤等不良情况产生。如此，在该方型电池中，即使在开口圆角部与盖圆角部之间、开口短边部与盖短边部之间具有间隙，也能够抑制由能量束的入射导致的电极体的损伤等不良情况。
此外，设置于开口圆角部的支承突出部采用供盖部件的盖圆角部卡合而能够支承盖部件的形态和尺寸。因此，在深度方向上，支承突出部既可以仅形成在开口部或仅形成在开口部及其附近，也能够采用支承突出部延长至本体部件的底部的形态。另外，支承突出部中的支承盖部件的盖圆角部的部位优选采用与深度方向正交的平面(与开口圆角部的内周面正交的平面)。这是因为即便由支承突出部支承的盖部件的盖圆角部在与深度方向正交的方向上发生了位置偏移，盖部件在深度方向上的位置也难以产生变动。
另一方面，设置于开口短边部的低位突出部采用与支承突出部(具体而言，其中的支承盖部件的盖圆角部的部位)相比在深度方向上处于低位且朝向内侧突出的形态。在深度方向上，该低位突出部同样既可以仅形成在开口部或仅形成在开口部及其附近，也能够采用低位突出部延长至本体部件的底部的形态。另外，低位突出部也能够采用如下形态：将其中的朝向与深度方向相反的方向(朝外的方向)的面设为与深度方向正交的平面(与开口短边部的内周面正交的平面)的形态、或越处于内侧越成为低位的倾斜面的形态。其中，在采用倾斜面的情况下，优选将其倾斜角度设为45度以下。这是因此由倾斜面反射的能量束难以进入本体部件内。
另外，作为用于焊接的“能量束”，可列举激光束、电子束等。作为激光器，能够使用光纤激光器等CW激光器或YAG激光器等脉冲激光器。
而且，也可以构成为，上述方型电池中，所述支承突出部的突出尺寸大于所述开口圆角部与所述盖圆角部之间的所述间隙，所述低位突出部的突出尺寸大于所述开口短边部与所述盖短边部之间的所述间隙。
在该方型电池中，支承突出部的突出尺寸大于开口圆角部与盖圆角部的间隙，另外，低位突出部的突出尺寸大于开口短边部与盖短边部的间隙。由此，在焊接时，从盖部件的厚度方向外侧照射的能量束必定照射到支承突出部或低位突出部。因此，能够有效地防止能量束直接入射到本体部件内而给电极体带来损伤等不良情况，成为可靠性高的电池。
而且，也可以构成为，在上述任一项所述的方型电池中，所述支承突出部包括支承平面，所述支承平面在所述周向上遍及整个所述开口圆角部，所述支承平面与所述深度方向正交并支承所述盖部件，所述低位突出部包括低位倾斜面，所述低位倾斜面在所述周向上遍及整个所述开口短边部，所述低位倾斜面从与所述支承平面相同的位置向内侧倾斜地突出，并且所述低位倾斜面在所述深度方向上的位置越处于内侧越在所述深度方向上成为低位，所述低位倾斜面与所述支承平面形成的角度α设为45度以下。
在该方型电池中，低位突出部在开口短边部的整个周向上具有低位倾斜面，该低位倾斜面与支承突出部的支承平面相比处于低位，因此不与盖部件抵接。因此，能够防止盖部件在深度方向上的位置因低位突出部而变动。另一方面，由于两个支承突出部及它们之间的低位突出部成为低位倾斜面由两个支承平面夹持的形态，所以即使形成低位倾斜面，也能够减小与这两个支承平面的位置、形态的差异。因此，能够用拉深加工(squeezing work)、冲压加工等在两个支承平面之间容易地形成低位倾斜面，能够制造廉价的本体部件进而制造廉价的电池。而且，由于将低位倾斜面的倾斜角度(与支承平面形成的角度)α设为45度以下，所以，在焊接时，由低位倾斜面反射的能量束难以进入本体部件内，能够制造适当地防止了电极体的损伤等的电池。
此外，如上所述，低位倾斜面的倾斜角度α可设为45度以下，优选的是，可设为30度以下。这是因为，在焊接时，由低位倾斜面反射的能量束更难以进入本体部件内。
而且，也可以构成为，上述任一项所述的方型电池中，所述本体部件的所述开口部与所述盖部件的所述盖周缘部在一对所述开口长边部与所述盖长边部分别相互紧贴的状态下，在所述盖部件的整周被气密地焊接。
一对开口长边部没有朝向内侧突出的部位。但是，在该方型电池中，在一对开口长边部和盖长边部在分别相互紧贴的状态下，在盖部件的整周被气密地焊接。因此，能够防止在焊接这些部件时能量束入射到本体部件内，成为可靠性更高的电池。
另外，另一个实施方式是方型电池的制造方法，在呈长方体状的金属制的电池壳体内收容电极体而构成所述方型电池，所述电池壳体具有：有底方筒状的本体部件，所述本体部件具有矩形的开口部，所述开口部由一对开口长边部、一对开口短边部以及将所述开口长边部和所述开口短边部之间分别连结而呈弧状弯曲的4个开口圆角部构成；以及矩形板状的盖部件，所述盖部件被插入到所述开口部内而将所述开口部封口，所述盖部件具有盖周缘部，所述盖周缘部由与一对所述开口长边部分别相向的一对盖长边部、与一对所述开口短边部分别相向的一对盖短边部以及与4个所述开口圆角部分别相向的4个盖圆角部构成，在所述本体部件的所述开口部中，4个所述开口圆角部分别具有支承突出部，所述支承突出部在所述开口部的周向上遍及整个所述开口圆角部，所述支承突出部朝向内侧突出并支承被插入的所述盖部件，一对所述开口短边部分别具有低位突出部，所述低位突出部在所述开口部的所述周向上遍及整个所述开口短边部，所述低位突出部与所述支承突出部相比在所述本体部件的深度方向上处于低位并朝向内侧突出，4个所述开口圆角部与4个所述盖圆角部在每一个所述开口圆角部与对应的所述盖圆角部之间具有间隙，并通过从所述盖部件的厚度方向外侧照射的能量束分别被焊接，一对所述开口短边部与一对所述盖短边部在至少任一个所述开口短边部与对应的所述盖短边部之间具有间隙，并通过所述能量束分别被焊接，所述方型电池的制造方法的特征在于，具有：插入支承工序，在所述插入支承工序中，将所述盖部件插入到所述本体部件的所述开口部内，使所述盖部件的所述盖圆角部支承于所述本体部件的所述开口圆角部的所述支承突出部；以及焊接工序，在所述焊接工序中，在4个所述开口圆角部与4个所述盖圆角部之间分别产生了所述间隙的状态且在一对所述开口短边部与一对所述盖短边部之间的至少任一个所述开口短边部与对应的所述盖短边部之间产生了所述间隙的状态下，照射所述能量束而将4个所述开口圆角部与4个所述盖圆角部分别焊接，并将一对所述开口短边部与一对所述盖短边部分别焊接。
在该方型电池的制造方法中，在插入支承工序中，当向本体部件的开口部内插入盖部件时，开口圆角部的支承突出部分别向盖圆角部卡合，使得盖部件在开口部内被支承。此外，虽然开口短边部分别具有低位突出部，但该低位突出部与支承突出部相比处于低位。因此，不会发生如下不良情况：低位突出部与盖部件的盖短边部接触而干涉开口圆角部处的盖部件的支承，使得盖部件在深度方向上的位置发生变动。因此，能够适当地确定盖部件在深度方向上的位置并进行焊接工序。
而且，开口圆角部的支承突出部在开口圆角部的整个周向上向内侧突出。因此，在焊接工序中，为了焊接该开口圆角部和盖圆角部，在开口圆角部与盖圆角部之间产生了间隙的状态下，在从盖部件的厚度方向外侧照射了能量束时，该能量束照射到支承突出部上。因此，能够抑制能量束直接入射到本体部件内。因此，在焊接开口圆角部和盖圆角部时，能够抑制能量束入射至本体部件内而给电极体带来损伤等不良情况产生。
而且，开口短边部的低位突出部也在开口短边部的整个周向上向内侧突出。因此，在焊接工序中，为了焊接该开口短边部和盖短边部，在开口短边部和盖短边部之间的至少一个产生了间隙的状态下，在从盖部件的厚度方向外侧照射了能量束时，该能量束照射到低位突出部上。因此，在此也能够抑制能量束直接入射到本体部件内。因此，在焊接开口短边部和盖短边部时，也能够抑制能量束入射至本体部件内而给电极体带来损伤等不良情况产生。如此，即使在开口圆角部与盖圆角部之间、开口短边部与盖短边部之间具有间隙，也能够制造抑制了由能量束的入射导致的电极体的损伤等不良情况的方型电池。
而且，也可以构成为，上述方型电池的制造方法中，所述支承突出部的突出尺寸大于所述开口圆角部与所述盖圆角部之间的所述间隙，所述低位突出部的突出尺寸大于所述开口短边部与所述盖短边部之间的所述间隙。
在该方型电池的制造方法中，支承突出部的突出尺寸大于开口圆角部与盖圆角部的间隙，另外，低位突出部的突出尺寸大于开口短边部与盖短边部的间隙。由此，在焊接工序中，从盖部件的厚度方向外侧照射的能量束必定照射到支承突出部或低位突出部。因此，能够有效地防止能量束直接入射到本体部件内而给电极体带来损伤，能够制造可靠性高的方型电池。
而且，也可以构成为，上述任一项所述的方型电池的制造方法中，所述支承突出部包括支承平面，所述支承平面在所述周向上遍及整个所述开口圆角部，所述支承平面与所述深度方向正交并支承所述盖部件，所述低位突出部包括低位倾斜面，所述低位倾斜面在所述周向上遍及整个所述开口短边部，所述低位倾斜面从与所述支承平面相同的位置向内侧倾斜地突出，并且所述低位倾斜面在所述深度方向上的位置越处于内侧越在所述深度方向上成为低位，所述低位倾斜面与所述支承平面形成的角度α设为45度以下。
在该制造方法的方型电池中，低位突出部在开口短边部的整个周向上具有低位倾斜面，该低位倾斜面与支承突出部的支承平面相比处于低位，因此不与盖部件抵接。因此，能够防止盖部件在深度方向上的位置因低位突出部而变动。另一方面，由于两个支承突出部及它们之间的低位突出部成为低位倾斜面由两个支承平面夹持的形态，所以即使形成低位倾斜面，也能够减小与这两个支承平面的位置、形态的差异。因此，能够用拉深加工、冲压加工等在两个支承平面之间容易地形成低位倾斜面，能够制造廉价的本体部件进而制造廉价的方型电池。而且，由于将低位倾斜面的倾斜角度(与支承平面形成的角度)α设为45度以下，所以，在焊接工序中，由低位倾斜面反射的能量束难以进入本体部件内，能够制造适当地防止了电极体的损伤等的方型电池。
而且，也可以构成为，上述任一项所述的方型电池的制造方法中，所述焊接工序是如下工序：在压缩一对所述开口长边部彼此之间以使所述开口长边部与所述盖长边部分别相互紧贴的状态下，在整周上气密地焊接所述开口部与所述盖周缘部。
在插入支承工序中，在将盖部件插入到本体部件的开口部内时，当盖部件的周缘部与开口部碰撞或强力接触时，有可能会产生金属粉末等异物并落入本体部件内而成为短路等的原因。因此，在成形本体部件等将本体部件设为自由状态(没有推压、束缚等的状态)使得开口部中的一对开口长边部彼此间的间隔大于盖部件中的一对盖长边部彼此间的间隔的情况下，有时会采用在开口长边部与盖长边部之间产生间隙的尺寸关系。但是，当在这种状态下焊接开口部与盖周缘部时，有可能会产生能量束从开口长边部与盖长边部之间的间隙直接入射到本体部件内而给电极体带来损伤等不良情况。与之相对，在上述制造方法中，在使开口长边部与盖长边部相互紧贴的状态下，在整周上气密地焊接开口部与盖周缘部。因此，能量束不会直接入射到本体部件内，产生给电极体带来损伤等不良情况的可能性能够进一步降低。
附图说明
图1是实施方式的锂离子二次电池的立体图。
图2是实施方式的锂离子二次电池的纵剖视图。
图3涉及实施方式，是盖部件、正极端子以及负极端子等的分解立体图。
图4涉及实施方式，是构成电池壳体的本体部件的局部立体图。
图5涉及实施方式，是从上方观察已焊接的状态下的开口部和盖周缘部的局部放大俯视图。
图6涉及实施方式，是表示开口长边部和盖长边部附近的图5中的A-A剖面的局部放大剖视图。
图7涉及实施方式，是表示开口短边部和盖短边部附近的图5中的B-B剖面的局部放大剖视图。
图8涉及实施方式，是表示开口圆角部和盖圆角部附近的图5中的C-C剖面的局部放大剖视图。
图9涉及实施方式，是表示本体部件的开口部与插入到该开口部内的盖部件的关系的说明图。
图10涉及实施方式，是表示开口长边部和盖长边部附近的图9中的D-D剖面的说明图。
图11涉及实施方式，是表示开口短边部和盖短边部附近的图9中的E-E剖面的说明图。
图12涉及实施方式，是表示开口圆角部和盖圆角部附近的图9中的F-F剖面的说明图。
图13涉及实施方式，是表示在焊接之前压缩一对开口长边部彼此间以使开口长边部与盖长边部相互紧贴的状态的说明图。
图14涉及实施方式，是表示开口长边部和盖长边部附近的图13中的G-G剖面的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。在图1和图2中示出本实施方式的锂离子二次电池100(以下也简称为电池100)。另外，在图3中示出盖部件113、正极端子150以及负极端子160等。另外，在图4中示出电池壳体110的本体部件111。而且，在图5～图8中示出电池壳体110中的本体部件111的开口部111h和盖部件113的盖周缘部113f的附近。此外，在以下说明中，将电池100的厚度方向BH、宽度方向CH以及高度方向DH确定为图1和图2所示的方向来说明。另外，将图1和图2中的上方作为电池100的上侧，将下方作为电池100的下侧来进行说明。
该电池100是装载于混合动力汽车或电动汽车等车辆、锤钻(hammer drill)等电池使用设备的方型密闭型电池。该电池100由长方体状的电池壳体110、收容在该电池壳体110内的扁平状卷绕型的电极体120以及由电池壳体110支承的正极端子150和负极端子160等构成(参照图1和图2)。另外，在电池壳体110内保持有非水类的电解液117。
其中，电极体120以其轴线(卷绕轴)横倒成与电池100的宽度方向CH平行的状态收容在电池壳体110内(参照图2)。该电极体120是将带状的正极板121和带状的负极板131隔着两片带状的分隔件141、141(separator)相互重叠并绕轴线卷绕，并压缩成扁平状而构成的部件。正极板121的宽度方向的一部分从分隔件141、141向轴线方向的一侧(图2中为左方)呈漩涡状地突出，并与前述正极端子(正极端子部件)150连接。另外，负极板131的宽度方向的一部分从分隔件141、141向轴线方向的另一侧(图2中为右方)呈漩涡状地突出，并与前述负极端子(负极端子部件)160连接。
接着，说明电池壳体110。该电池壳体110由金属(具体而言为铝)形成。该电池壳体110由如下部件构成：仅在上侧具有矩形的开口部111h的有底方筒状本体部件111和插入到该本体部件111的开口部111h内而将开口部111h封口的矩形板状的盖部件113(参照图1～图4)。
其中，本体部件111的矩形的开口部111h由一对开口长边部111a、111a、一对开口短边部111b、111b以及分别连结这些开口长边部111a与开口短边部111b之间并呈弧状弯曲的4个开口圆角部111r、111r构成(参照图4～图8)。
各个开口圆角部111r具有支承突出部111e，所述支承突出部111e在开口部111h的周向SH上遍及整个开口圆角部111r，所述支承突出部111e朝向内侧突出并从下方支承被插入的盖部件113中的后述盖周缘部113f的盖圆角部113r。该支承突出部111e具有从下方支承盖部件113的盖圆角部113r的支承平面111n，并且，支承突出部111e具有延长至本体部件111的底部111g的形态。支承平面111n是遍及开口圆角部111r的整个周向SH并与本体部件111的深度方向FH正交的平面(与开口圆角部111r的内周面正交的平面)。通过以这种支承平面111n支承盖部件113的盖圆角部113r，即使盖圆角部113r在与深度方向FH正交的方向上发生位置偏移，盖部件113在深度方向FH上的位置也难以产生变动。
另一方面，各个开口短边部111b具有低位突出部111d，所述低位突出部111d在开口部111h的周向SH上遍及整个开口短边部111b，所述低位突出部111d与支承突出部111e相比在深度方向FH上处于低位(位于下方)并朝向内侧突出。该低位突出部111d具有不与盖部件113接触的低位倾斜面111m，并且，低位突出部111d具有延长至本体部件111的底部111g的形态。低位倾斜面111m是如下的平面：遍及开口短边部111b的整个周向SH，其深度方向FH的位置从与支承平面111n相同的位置向内侧倾斜地突出，并且越处于内侧越在深度方向FH上成为低位(越处于内侧越向下方降低)。该低位倾斜面111m的倾斜角度(与支承平面111n形成的角度)α为45度以下(在本实施方式中α＝45度)。
在盖部件113中的其长度方向(电池100的宽度方向CH)的中央附近，设置有非恢复型安全阀113v(参照图1～图3)。另外，在该安全阀113v附近，设置有在将电解液117注入电池壳体110内时使用的注液孔113h，用密封部件115气密地密封。另外，在盖部件113中的长度方向上的两端附近，分别固定设置有从电池壳体110的内部向外部延伸的形态的正极端子(正极端子部件)150和负极端子(负极端子部件)160。
具体而言，这些正极端子150和负极端子160分别在电池壳体110内与电极体120连接，另一方面，由贯通盖部件113并向电池壳体110外部延伸的第一端子部件151、161和配置在盖部件113上并紧固固定在第一端子部件151、161上的曲轴状第二端子部件152、162构成。正极端子150和负极端子160与用于将母线、压接端子等电池外的连接端子联结在正极端子150和负极端子160上的金属制联结部件155、165一起，经由配置于盖部件113内侧(壳体内侧)的树脂制第一绝缘部件157、167以及配置于盖部件113外侧(壳体外侧)的树脂制第二绝缘部件158、168，固定在盖部件113上。
该盖部件113的盖周缘部113f由一对盖长边部113a、113a、一对盖短边部113b、113b以及分别连结这些盖长边部113a与盖短边部113b之间并呈弧状弯曲的4个盖圆角部113r、113r构成(参照图5～图8)。其中，盖长边部113a、113a分别与本体部件111的开口长边部111a、111a相向。另外，盖短边部113b、113b分别与本体部件111的开口短边部111b、111b相向。另外，盖圆角部113r、113r分别与本体部件111的开口圆角部111r、111r相向。
开口长边部111a、111a与盖长边部113a、113a分别相互紧贴而不形成间隙。与之相对，开口短边部111b、111b与盖短边部113b、113b分别隔着极小的间隙KG2而相互分离。另外，开口圆角部111r、111r与盖圆角部113r、113r分别隔着比上述间隙KG2大的间隙KG3相互分离。此外，盖圆角部113r、113r的曲率半径r2(参照图9)分别比开口圆角部111r、111r的曲率半径r1大。因此，能够在开口圆角部111r与盖圆角部113r之间可靠地设置间隙KG3。
前述开口圆角部111r的支承突出部111e的突出尺寸Ae设为大于开口圆角部111r与盖圆角部113r的间隙KG3。另外，开口短边部111b的低位突出部111d的突出尺寸Ad设为大于开口短边部111b与盖短边部113b的间隙KG2。
本体部件111与盖部件113通过焊接而相互接合。具体而言，如后所述，本体部件111的开口部111h与盖部件113的盖周缘部113f通过从盖部件113的厚度方向外侧(从盖部件113的上方)照射的能量束LS(具体而言为激光束)而在整周被焊接。即，开口部111h与盖周缘部113f，经由开口部111h的一部分和盖周缘部113f的一部分暂时熔融后固化的俯视呈口字形的熔融固化部112而气密地接合。
如以上所说明的那样，在该电池100的电池壳体110中，插入到本体部件111的开口部111h内的盖部件113，通过开口圆角部111r、111r的支承突出部111e、111e分别向盖圆角部113r、113r卡合而被支承在开口部111h内。此外，虽然开口短边部111b、111b分别具有低位突出部111d、111d，但该低位突出部111d与支承突出部111e相比处于低位。因此，不会发生如下不良情况：低位突出部111d与盖部件113的盖短边部113b接触而干涉开口圆角部111r处的盖部件113的支承，使得盖部件113在深度方向FH上的位置发生变动。因此，能够适当地确定盖部件113在深度方向FH上的位置并进行焊接。
而且，开口圆角部111r的支承突出部111e在开口圆角部111r的整个周向SH上向内侧突出。因此，为了焊接该开口圆角部111r和盖圆角部113r而从盖部件113的厚度方向外侧照射了能量束LS时，即使能量束LS通过开口圆角部111r与盖圆角部113r的间隙KG3而侵入，该能量束LS也照射到支承突出部111e上。因此，能够抑制能量束LS直接入射到本体部件111内。因此，在焊接开口圆角部111r和盖圆角部113r时，能够抑制能量束LS入射至本体部件111内而给电极体120带来损伤等不良情况产生。
而且，开口短边部111b的低位突出部111d也在开口短边部111b的整个周向SH上向内侧突出。因此，为了焊接该开口短边部111b和盖短边部113b而从盖部件113的厚度方向外侧照射了能量束LS时，即使能量束LS通过开口短边部111b与盖短边部113b的间隙KG2而侵入，该能量束LS也照射到低位突出部111d上。因此，在此也能够抑制能量束LS直接入射到本体部件111内。因此，在焊接开口短边部111b和盖短边部113b时，也能够抑制能量束LS入射至本体部件111内而给电极体120带来损伤等不良情况产生。
另一方面，开口长边部111a没有朝向内侧突出的部位。但是，在该电池100中，开口长边部111a与盖长边部113a在相互紧贴的状态下在盖部件113的整周被气密地焊接。因此，能够防止在焊接这些部件时能量束LS入射至本体部件111内。如此，在该电池100中，即使在开口圆角部111r与盖圆角部113r之间、开口短边部111b与盖短边部113b之间具有间隙KG3、KG2，也能够抑制由能量束LS的入射导致的电极体120的损伤等不良情况。
而且，在该电池100中，将支承突出部111e的突出尺寸Ae设为大于开口圆角部111r与盖圆角部113r的间隙KG3，另外，将低位突出部111d的突出尺寸Ad设为大于开口短边部111b与盖短边部113b的间隙KG2。由此，在焊接时，从盖部件113的厚度方向外侧照射的能量束LS必定照射到支承突出部111e、低位突出部111d，所以能够有效地防止能量束LS直接入射至本体部件111内而给电极体120带来损伤等不良情况，成为可靠性高的电池。
另外，在该电池100中，低位突出部111d在开口短边部111b的整个周向SH上具有低位倾斜面111m，该低位倾斜面111m与支承突出部111e的支承平面111n相比处于低位，所以不与盖部件113抵接。因此，低位突出部111d不会使盖部件113在深度方向FH上的位置发生变动。另一方面，由于两个支承突出部111e、111e及它们之间的低位突出部111d成为低位倾斜面111m由两个支承平面111n、111n夹持的形态，所以即使形成低位倾斜面111m，也能够减小与两个支承平面111n、111n的位置、形态的差异。因此，能够用拉深加工、冲压加工等在两个支承平面111n、111n之间容易地形成低位倾斜面111m，能够制造廉价的本体部件111进而制造廉价的电池100。而且，由于将低位倾斜面111m的倾斜角度α设为45度以下，所以，在焊接时，由低位倾斜面111m反射的能量束LS难以进入本体部件111内，能够制造适当地防止了电极体120的损伤等的电池。
接着，说明上述电池100的制造方法。首先，分别准备盖部件113、第一端子部件151、161、第二端子部件152、162、联结部件155、165、第一绝缘部件157、167以及第二绝缘部件158、168。而且，使用这些部件将正极端子150和负极端子160分别固定设置在盖部件113上(参照图3)。
接着，在另外形成的电极体120上，分别连接(焊接)正极端子150和负极端子160。另外，准备本体部件111。接着，在插入支承工序中，将电极体120收容在本体部件111内，并且向本体部件111的开口部111h内插入盖部件113(参照图9～图12)。而且，分别使盖部件113的盖圆角部113r、113r由本体部件111的开口圆角部111r、111r的支承突出部111e、111e支承。
此时，在本体部件111的开口部111h与盖部件113的盖周缘部113f之间，在整周上形成间隙。具体而言，开口长边部111a、111a与盖长边部113a、113a分别隔着间隙KG1相互分离地配置。另外，开口短边部111b、111b与盖短边部113b、113b分别隔着间隙KG2相互分离地配置。另外，开口圆角部111r、111r与盖圆角部113r、113r分别隔着间隙KG3相互分离地配置。通过采用如上所述形成间隙KG1、KG2、KG3的形态，在该插入支承工序中，能够防止开口部111h与盖周缘部113f碰撞或强力接触而产生金属粉末等异物。
此外，如上所述，开口圆角部111r的支承突出部111e的突出尺寸Ae大于开口圆角部111r与盖圆角部113r的间隙KG3。另外，开口短边部111b的低位突出部111d的突出尺寸Ad大于开口短边部111b与盖短边部113b之间的间隙KG2。因此，能够防止在以下所述的焊接工序中能量束LS通过间隙KG3、KG2而直接入射到本体部件111内。
接着，在焊接工序中，首先，在焊接之前，将本体部件111中的一对开口长边部111a、111a分别向内侧推压(压缩开口长边部111a、111a彼此之间)，使这些开口长边部111a、111a与盖部件113的一对盖长边部113a、113a分别相互紧贴(参照图13和图14)。之后，在维持该状态的同时，从盖部件113的厚度方向外侧(从盖部件113的上方)，更具体而言，在与盖部件113正交的方向上照射能量束(具体而言为激光束)LS而在整周上焊接本体部件111的开口部111h与盖部件113的盖周缘部113f。
此外，为了照射该激光束LS而将使用了光纤为媒介的光纤激光器用作连续地发出激光的CW激光器(Continuous wave laser：连续波激光器)。由此，开口部111h的一部分和盖周缘部113f的一部分熔融后固化而形成俯视呈口字形的熔融固化部112，经由该熔融固化部112，开口部111h与盖周缘部113f在整周上气密地接合。
接着，从注液孔113h向电池壳体110内注入电解液117，并用密封部件115气密地密封注液孔113h。之后，对该电池100进行首次充电、老化以及各种检查。如此，完成电池100。
如以上所说明的那样，在该电池100的制造方法中，在插入支承工序中，当向本体部件111的开口部111h内插入盖部件113时，开口圆角部111r、111r的支承突出部111e、111e分别向盖圆角部113r、113r卡合，使得盖部件113在开口部111h内被支承。此外，虽然开口短边部111b、111b分别具有低位突出部111d、111d，但该低位突出部111d与支承突出部111e相比处于低位。因此，不会发生如下不良情况：低位突出部111d与盖部件113的盖短边部113b接触而干涉开口圆角部111r处的盖部件113的支承，使得盖部件113在深度方向FH上的位置发生变动。因此，能够适当地确定盖部件113在深度方向FH上的位置并进行焊接工序。
而且，开口圆角部111r的支承突出部111e在开口圆角部111r的整个周向SH上向内侧突出。因此，在焊接工序中，为了焊接该开口圆角部111r和盖圆角部113r，在开口圆角部111r与盖圆角部113r之间产生了间隙KG3的状态下，在从盖部件113的厚度方向外侧照射了能量束LS时，该能量束LS照射到支承突出部111e上。因此，能够抑制能量束LS直接入射到本体部件111内。因此，在焊接开口圆角部111r和盖圆角部113r时，能够抑制能量束LS入射至本体部件111内而给电极体120带来损伤等不良情况产生。
而且，开口短边部111b的低位突出部111d也在开口短边部111b的整个周向SH上向内侧突出。因此，在焊接工序中，为了焊接该开口短边部111b和盖短边部113b，在开口短边部111b与盖短边部113b之间产生了间隙KG2的状态下，在从盖部件113的厚度方向外侧照射了能量束LS时，该能量束LS照射到低位突出部111d上。因此，在此也能够抑制能量束LS直接入射到本体部件111内。因此，在焊接开口短边部111b和盖短边部113b时，也能够抑制能量束LS入射至本体部件111内而给电极体120带来损伤等不良情况产生。如此，即使在开口圆角部111r与盖圆角部113r之间、开口短边部111b与盖短边部113b之间具有间隙KG3、KG2，也能够制造抑制了由能量束LS的入射导致的电极体120的损伤等不良情况的方型电池100。
而且，在该电池100的制造方法中，将支承突出部111e的突出尺寸Ae设为大于开口圆角部111r与盖圆角部113r的间隙KG3，另外，将低位突出部111d的突出尺寸Ad设为大于开口短边部111b与盖短边部113b的间隙KG2。由此，在焊接工序中，从盖部件113的厚度方向外侧照射的能量束LS必定照射到支承突出部111e、低位突出部111d，所以能够有效地防止能量束LS直接入射至本体部件111内而给电极体120带来损伤，能够制造可靠性高的方型电池100。
另外，在该制造方法涉及的电池100中，低位突出部111d在开口短边部111b的整个周向SH上具有低位倾斜面111m，该低位倾斜面111m与支承突出部111e的支承平面111n相比处于低位，所以不与盖部件113抵接。因此，低位突出部111d不会使盖部件113在深度方向FH上的位置发生变动。另一方面，由于两个支承突出部111e、111e及它们之间的低位突出部111d成为低位倾斜面111m由两个支承平面111n、111n夹持的形态，所以即使形成低位倾斜面111m，也能够减小与两个支承平面111n、111n的位置、形态的差异。因此，能够用拉深加工、冲压加工等在两个支承平面111n、111n之间容易地形成低位倾斜面111m，能够制造廉价的本体部件111进而制造廉价的方型电池100。而且，由于将低位倾斜面111m的倾斜角度α设为45度以下，所以，在焊接时，由低位倾斜面111m反射的能量束LS难以进入本体部件111内，能够制造适当地防止了电极体120的损伤等的方型电池100。
在插入支承工序中，在将盖部件113插入到本体部件111的开口部111h内时，当盖部件113的盖周缘部113f与开口部111h碰撞或强力接触时，有可能会产生金属粉末等异物并落入本体部件111内而成为短路等的原因。因此，在本实施方式中采用如下形态：在将本体部件111设为没有推压、束缚等的自由状态下，在开口长边部111a与盖长边部113a之间产生间隙KG1。但是，当在该状态下焊接开口部111h与盖周缘部113f时，有可能会产生能量束LS从开口长边部111a与盖长边部113a的间隙KG1直接入射到本体部件111内而给电极体120带来损伤等不良情况。与之相对，在本实施方式中，在使开口长边部111a与盖长边部113a相互紧贴的状态下，在整周上气密地焊接开口部111h与盖周缘部113f。因此，能量束LS不会直接入射到本体部件111内，产生给电极体120带来损伤等不良情况的可能性能够进一步降低。
以上，根据实施方式说明了本发明，但不言而喻的是，本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离其宗旨的范围内能够适当变更地应用。
附图标记说明
100 锂离子二次电池(方型电池)
110 电池壳体
111 本体部件
111h 开口部
111a 开口长边部
111b 开口短边部
111r 开口圆角部
111d 低位突出部
111m 低位倾斜面
111e 支承突出部
111n 支承平面
112 熔融固化部
113 盖部件
113f 盖周缘部
113a 盖长边部
113b 盖短边部
113r 盖圆角部
120 电极体
150 正极端子(正极端子部件)
160 负极端子(负极端子部件)
Ae (支承突出部的)突出尺寸
Ad (低位突出部的)突出尺寸
KG1、KG2、KG3 间隙
LS 能量束(激光束)
FH (本体部件的)深度方向
SH (开口部的)周向

Claims (8)

1.一种方型电池，在呈长方体状的金属制的电池壳体内收容电极体而构成，其特征在于，
所述电池壳体具有：
有底方筒状的本体部件，所述本体部件具有矩形的开口部，所述开口部由一对开口长边部、一对开口短边部以及将所述开口长边部和所述开口短边部之间分别连结而呈弧状弯曲的4个开口圆角部构成；以及
矩形板状的盖部件，所述盖部件被插入到所述开口部内而将所述开口部封口，所述盖部件具有盖周缘部，所述盖周缘部由与一对所述开口长边部分别相向的一对盖长边部、与一对所述开口短边部分别相向的一对盖短边部以及与4个所述开口圆角部分别相向的4个盖圆角部构成，
在所述本体部件的所述开口部中，
4个所述开口圆角部分别具有支承突出部，所述支承突出部在所述开口部的周向上遍及整个所述开口圆角部，所述支承突出部朝向内侧突出并支承被插入的所述盖部件，
一对所述开口短边部分别具有低位突出部，所述低位突出部在所述开口部的所述周向上遍及整个所述开口短边部，所述低位突出部与所述支承突出部相比在所述本体部件的深度方向上处于低位并朝向内侧突出，
4个所述开口圆角部与4个所述盖圆角部在每一个所述开口圆角部与对应的所述盖圆角部之间具有间隙，并通过从所述盖部件的厚度方向外侧照射的能量束分别被焊接，
一对所述开口短边部与一对所述盖短边部在至少任一个所述开口短边部与对应的所述盖短边部之间具有间隙，并通过所述能量束分别被焊接。
2.根据权利要求1所述的方型电池，其特征在于，
所述支承突出部的突出尺寸大于所述开口圆角部与所述盖圆角部之间的所述间隙，
所述低位突出部的突出尺寸大于所述开口短边部与所述盖短边部之间的所述间隙。
3.根据权利要求1或2所述的方型电池，其特征在于，
所述支承突出部包括支承平面，所述支承平面在所述周向上遍及整个所述开口圆角部，所述支承平面与所述深度方向正交并支承所述盖部件，
所述低位突出部包括低位倾斜面，所述低位倾斜面在所述周向上遍及整个所述开口短边部，所述低位倾斜面从与所述支承平面相同的位置向内侧倾斜地突出，并且所述低位倾斜面在所述深度方向上的位置越处于内侧越在所述深度方向上成为低位，
所述低位倾斜面与所述支承平面形成的角度α设为45度以下。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的方型电池，其特征在于，
所述本体部件的所述开口部与所述盖部件的所述盖周缘部在一对所述开口长边部与一对所述盖长边部分别相互紧贴的状态下，在所述盖部件的整周被气密地焊接。
5.一种方型电池的制造方法，
在呈长方体状的金属制的电池壳体内收容电极体而构成所述方型电池，
所述电池壳体具有：
有底方筒状的本体部件，所述本体部件具有矩形的开口部，所述开口部由一对开口长边部、一对开口短边部以及将所述开口长边部和所述开口短边部之间分别连结而呈弧状弯曲的4个开口圆角部构成；以及
矩形板状的盖部件，所述盖部件被插入到所述开口部内而将所述开口部封口，所述盖部件具有盖周缘部，所述盖周缘部由与一对所述开口长边部分别相向的一对盖长边部、与一对所述开口短边部分别相向的一对盖短边部以及与4个所述开口圆角部分别相向的4个盖圆角部构成，
在所述本体部件的所述开口部中，
4个所述开口圆角部分别具有支承突出部，所述支承突出部在所述开口部的周向上遍及整个所述开口圆角部，所述支承突出部朝向内侧突出并支承被插入的所述盖部件，
一对所述开口短边部分别具有低位突出部，所述低位突出部在所述开口部的所述周向上遍及整个所述开口短边部，所述低位突出部与所述支承突出部相比在所述本体部件的深度方向上处于低位并朝向内侧突出，
4个所述开口圆角部与4个所述盖圆角部在每一个所述开口圆角部与对应的所述盖圆角部之间具有间隙，并通过从所述盖部件的厚度方向外侧照射的能量束分别被焊接，
一对所述开口短边部与一对所述盖短边部在至少任一个所述开口短边部与对应的所述盖短边部之间具有间隙，并通过所述能量束分别被焊接，
所述方型电池的制造方法的特征在于，具有：
插入支承工序，在所述插入支承工序中，将所述盖部件插入到所述本体部件的所述开口部内，使所述盖部件的所述盖圆角部支承于所述本体部件的所述开口圆角部的所述支承突出部；以及
焊接工序，在所述焊接工序中，在4个所述开口圆角部与4个所述盖圆角部之间分别产生了所述间隙的状态且在一对所述开口短边部与一对所述盖短边部之间的至少任一个所述开口短边部与对应的所述盖短边部之间产生了所述间隙的状态下，照射所述能量束而将4个所述开口圆角部与4个所述盖圆角部分别焊接，并将一对所述开口短边部与一对所述盖短边部分别焊接。
6.根据权利要求5所述的方型电池的制造方法，其特征在于，
所述支承突出部的突出尺寸大于所述开口圆角部与所述盖圆角部之间的所述间隙，
所述低位突出部的突出尺寸大于所述开口短边部与所述盖短边部之间的所述间隙。
7.根据权利要求5或6所述的方型电池的制造方法，其特征在于，
所述支承突出部包括支承平面，所述支承平面在所述周向上遍及整个所述开口圆角部，所述支承平面与所述深度方向正交并支承所述盖部件，
所述低位突出部包括低位倾斜面，所述低位倾斜面在所述周向上遍及整个所述开口短边部，所述低位倾斜面从与所述支承平面相同的位置向内侧倾斜地突出，并且所述低位倾斜面在所述深度方向上的位置越处于内侧越在所述深度方向上成为低位，
所述低位倾斜面与所述支承平面形成的角度α设为45度以下。
8.根据权利要求5～7中任一项所述的方型电池的制造方法，其特征在于，
所述焊接工序是如下工序：
在压缩一对所述开口长边部彼此之间以使所述开口长边部与所述盖长边部分别相互紧贴的状态下，将所述开口部与所述盖周缘部在整周上气密地焊接。
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