JP2000268781A - 密閉式電池用封口板、密閉式電池及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 密閉式電池を製造する上でレーザ溶接を行う
時に、レーザ光の照射エネルギーをできるだけ低く抑え
つつ、クラックの発生を抑えることを可能とし、且つ比
較的小さいサイズの密閉式電池に対しても適用可能な技
術を提供する。 【解決手段】 封口板３１の外表面には、その外周輪郭
部３１０に沿って溝部３１１が形成されており、この溝
部３１１の中には、中央側の方で高さが低くなっている
段差部３１２が形成されている。このような溝部３１１
は、封口板３１の材料であるＡｌ−Ｍｎ系合金の平板に
対して、鍛造加工技術を用いて、厚み方向に押圧力を加
え凹ませることにより形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電池外装缶と封口
板とをレーザ溶接で封止することによって製造する密閉
式電池に関し、特に角形密閉式電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話，ＡＶ機器，コンピュー
タなどの携帯機器の需要が高まるに伴い、電池に対する
高性能化への要求が急速に高まっており、中でも、ニッ
ケルカドミウム電池，ニッケル−水素電池，リチウム二
次電池といった二次電池に対して高い要望がある。

【０００３】このような電池は一般的に密閉式であっ
て、電池の形状としては、円筒形や角形が一般的であ
る。特に角形密閉式電池は、携帯機器に搭載するに際し
てスペース効率が優れている点で注目されており、特に
薄形の角形密閉式電池に対する期待が高まっている。こ
のような密閉式電池は、金属製の板体を深絞り加工する
ことによって、有底筒状に成形して外装缶を作製し、そ
の外装缶に正極・負極からなる発電素体を収納し、外装
缶の開口部に封口板を装着し、外装缶の開口部と封口板
の外周とを封止することによって作製されている。

【０００４】金属製の板体としては、従来から、ニッケ
ルメッキ鋼板やステンレス鋼板などが多く用いられてき
たが、電池を軽量化するために、現在では、アルミニウ
ムにマンガンなどを添加したアルミニウム合金の板も用
いられるようになっている。封止は、電解液やガスが漏
出するのを防止するために行い、機械式かしめ法で行わ
れることも多いが、かしめ法による封口が困難な場合、
特に角形密閉式電池の場合などには、レーザ溶接による
封止が多く行われている。レーザ溶接の場合は、封口板
の外周部と外装缶の開口縁部との境界に沿って、レーザ
光を照射しながら走査することによって溶接を行うが、
その出来具合によって電池の信頼性や寿命が大きく左右
される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
レーザ溶接において、溶接箇所に照射するレーザ光のエ
ネルギーはできるだけ低く抑えることが好ましい。それ
は、封口板には通常、ガスケットを介して電極端子が装
着されているが、レーザ溶接時における照射エネルギー
が小さいほど、ガスケットが損傷しにくいということも
あるが、この他に生産効率上の理由もある。例えば、同
じ出力のレーザ光源を用いても、溶接箇所に対する照射
エネルギーを低く設定できれば、走査速度は大きく設定
することができる。また、実際の電池の溶接装置におい
ては、一つのレーザ光源からのレーザ光が複数の光ファ
イバに分岐されて、複数の電池を並行して溶接できるよ
うになっているが、この場合、各照射位置に照射される
エネルギーを低く設定できれば、同じ出力のレーザ光源
でもより多くの電池を並行して溶接できることになり効
率的である。

【０００６】しかし、溶接時に照射するレーザ光の照射
エネルギーを低く設定すると、溶接箇所において、レー
ザ光のスポットが走査される溶接ラインに沿ってクラッ
ク（ひびわれ）が発生しやすくなるという問題がある。
これは、レーザ光を照射して溶融した部分（溶融池）
は、冷却される時にその近傍で発生する熱応力によって
引っ張られるが、レーザ光の照射エネルギーが低い場合
には、溶融池が急速に冷却されるので大きな熱応力が発
生するためと考えられる。

【０００７】そして、アルミニウム合金の板を外装缶及
び封口板に用いた場合、特に溶接箇所にクラックが発生
しやすい。これは、アルミニウム合金は、鉄やステンレ
スと比べて引っ張り強度が低いことや、熱伝導率が大き
いため溶融部が急速に冷却されるなどの理由によるもの
である。このような課題に対して、例えば実開昭６１−
３６６４号公報には、図６のように封口板の外周縁を立
ち上げ、この部分と外装缶の開口縁とをレーザ溶接する
という技術も開示されており、この方法によれば、溶融
池から封口板中央部へ直線的に熱が伝導する経路がなく
なるため、溶融池からの放熱が少なくなり、これによっ
て溶接部に発生する熱応力も小さくすることができる。

【０００８】しかしながら、このように封口板の外周縁
を立ち上げる場合、この立ち上げ部の幅は封口板の厚み
と同等であって、その厚み分が封口板の幅にも反映され
る（即ち、この厚みが大きいほど封口板の幅も大きくし
なければならない。）ので、薄形の角形密閉式電池に対
しては適用することが難しい。本発明は、このような課
題に鑑みなされたものであって、密閉式電池を製造する
上でレーザ溶接を行う時に、レーザ光の照射エネルギー
をできるだけ低く抑えつつ、クラックの発生を抑えるこ
とを可能とし、且つ薄形の密閉式電池に対しても適用し
やすい技術を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、密閉式電池の外装缶開口部に装着され
レーザ溶接によって封止される封口板において、電池の
外側になる表面側に、外周側よりも中央側の方が厚み方
向に窪んだ段差部を、外周に沿って形成することとし
た。

【００１０】封口板にこのような段差部を設けると、レ
ーザ溶接で封口板の外周と外装缶の開口縁とを封止する
際、溶接箇所から封口板中央部への直線的な伝熱経路が
なくなるので、溶接箇所からの放熱が低減されることに
なる。従って、溶接箇所に発生する熱応力が低減される
ので、レーザ照射のエネルギーを低くしてもクラックの
発生率を低く抑えることができる。

【００１１】このように封口板の外表面側に段差部を形
成する方法としては、封口板を作製するための板材表面
を、その厚み方向に押圧して溝状に凹ませることによっ
て、その溝の中に段差部を形成する方法や、封口板を作
製するための板材表面を、封口板の外周に沿った輪郭部
に相当するところに対して中央部に相当するところを厚
み方向に押圧してずらすことによって形成する方法があ
り、例えば鍛造加工の技術を用いて容易に行うことがで
きる。

【００１２】このようにして封口板に段差部を形成する
場合、段差部は外周に近づけて形成することもできるの
で、図６のように封口板の外周縁を立ち上げる場合と比
べて、より幅の狭い封口板とすることができる。即ち、
本発明は、より薄い角形密閉式電池に対しても適用する
ことができる。特に、外装缶及び封口板がアルミニウム
合金で形成されている場合は、もともとクラックが発生
しやすいので、本発明により得られるクラック抑制効果
は大きなものとなる。

【００１３】

【発明の実施の形態】［実施の形態１］ （電池の構成）図１は、本実施形態に係る角形密閉式電
池の斜視図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ’線及
びＢ−Ｂ’線断面図である。

【００１４】この角形密閉式電池は、リチウム二次電池
であって、有底角筒形の外装缶１０の内部に、渦巻電極
体２０に非水電解液が含浸された発電素体が収納され、
外装缶１０の開口部を封口体３０で封口した構造であ
る。外装缶１０は、Ａｌ−Ｍｎ系合金の板が有底角筒形
に成形されたものである。このＡｌ−Ｍｎ系合金は、ア
ルミニウムを主成分としているため軽量であり、またマ
ンガンが添加されていることにより、アルミニウム単体
と比べて引っ張り強度が大きい。

【００１５】図１に示すように、封口体３０は、外装缶
１０の開口部に填まり込むよう成形された封口板３１
に、負極端子３２が、ガスケット３３を介して貫通して
取り付けられた構成である。封口板３１は、外装缶１０
の材料と同じＡｌ−Ｍｎ系合金の板が、外装缶１０の開
口部と同じ長方形状に成形されたものであって、封口板
３１の外表面側において、外周に沿って溝部３１１が形
成されており、この溝部３１１と外周との間に、一定幅
の外周輪郭部３１０が形成され、当該外周輪郭部３１０
と外装缶１０の開口縁部１１とは、レーザ溶接によって
封止されている。

【００１６】そして、この溝部３１１の中には、外周側
よりも中央側の方で封口板厚み方向に窪んでいる段差部
３１２が形成されている。外装缶１０や封口板３１の厚
さは、容量をできるだけ大きくすることを考慮して、必
要な強度を維持できる範囲内で、できるだけ薄く設定す
る。一般的には、外装缶１０の厚さを０．５ｍｍ程度に
設定し、封口板３１には、負極端子３２が装着されると
きに変形しないように、その厚さを０．８ｍｍ程度に設
定する。

【００１７】負極端子３２は、外観が平板状の頭部３２
０と円筒状のスリーブ部３２１とらなり、頭部３２０は
中空であって、安全弁を形成するためのゴム板３２２が
当該中空部に収納されている。封口板３１の中央部に
は、負極端子３２のスリーブ部３２１を貫通させるため
の貫通孔３１３が形成されており、封口板３１の外表面
における貫通孔３１３の周りは、負極端子３２の頭部３
２０が填まり込むように切り欠き部３１４が形成されて
いる。

【００１８】なお、電池の厚み方向（以下、「電池厚方
向」という。）のサイズが小さい場合は、負極端子３２
の頭部３２０の幅との差があまりないため、貫通孔３１
３の電池厚方向両側では、この切り欠き部３１４と溝部
３１１とはかなり接近するか、あるいは、図２（ａ）に
示すように、切り欠き部３１４と溝部３１１がつながっ
て一体の凹みとなる。

【００１９】負極端子３２のスリーブ部３２１には、電
池の内方に突出する突出部３４ａ及びベース部３４ｂか
らなる集電板３４が接続されている。これらの負極端子
３２及び集電板３４は、ガスケット３３によって封口板
３１と絶縁された状態で、スリーブ部３２１の先端部が
かしめ圧着されることにより封口板３１に固定されてい
る。

【００２０】電極体２０は、負極板と正極板とがセパレ
ータを介して積層され断面楕円状に卷回されたものであ
る。負極板は、層状カーボン（グラファイト粉末）が板
状の芯体に塗着されたものであって、上記集電板３４の
突出部３４ａとリード板２１で接続されている。一方、
正極板は、正極活物質としてのリチウム含有酸化物（例
えばコバルト酸リチウム）と導電剤（例えばアセチレン
ブラック）とからなる正極合剤が、板状の芯体に塗着さ
れたものであって、正極端子兼用の外装缶１０と直接接
触して電気的に接続されている。

【００２１】電極体２０に含浸される非水電解液は、例
えば、エチレンカーボネート及びジメチルカーボネート
からなる混合溶媒に、溶質としてのＬｉＰＦ₆を溶解し
たものである。なお、図２では省略しているが、電極体
２０と封口板３１との間には、絶縁性樹脂からなる絶縁
スリーブが介挿され、これによって電極体２０は、外装
缶１０内の定位置に固定されると共に、封口体３０との
接触が防止されるようになっている。

【００２２】（電池の製造方法）次に、この角形密閉式
電池の製造方法について説明する。外装缶１０は、Ａｌ
−Ｍｎ系合金の平板を、パンチとダイスを用いて深絞り
加工を施して有底角筒形に成型することにより作製す
る。封口板３１は、Ａｌ−Ｍｎ系合金の平板に対して、
その厚み方向に押圧力を加えることにより溝部３１１及
び切り欠き部３１４に相当する凹みを形成すると共に、
封口板３１の外縁及び貫通孔３１３を打ち抜くことによ
って作製することができる。

【００２３】具体的には、上記合金平板に対して、鍛造
加工技術（特に硬貨を製造するコイニング技術）を用い
て、溝部３１１及び切り欠き部３１４に相当する形状の
凸部を有するパンチで平板を押圧することによって溝部
３１１及び切り欠き部３１４に相当する凹みを形成し、
その後に、貫通孔３１３の縁に相当するところ及び封口
板３１の外縁に相当するところをパンチ及びダイでせん
断加工することによって作製することができる。

【００２４】そして、このような加工方法によれば、封
口板３１の外周端と溝部３１１との間隔Ｔ（外周輪郭部
３１０の幅Ｔ）をかなり小さく設定することも比較的容
易に行うことができる。封口体３０は、封口板３１の貫
通孔３１３に、ガスケット３３及び負極端子３２を填め
こみ、負極端子３２のスリーブ部３２１に集電板３４の
ベース部３４ｂを填め込んで（但し負極端子３２におい
てゴム板３２２及び頭部３２０のキャップは除いてお
く。）、スリーブ部３２１の先端部をかしめ圧着するこ
とにより作製する。

【００２５】渦巻電極体２０は、リード板２１付きの帯
状の負極板を帯状のセパレータで覆い、これと帯状の正
極板と積層させ、卷回した後、断面が楕円形状となるよ
う押しつぶすことによって作製する。このように作製し
た電極体２０を、外装缶１０の中に挿入すると共に、リ
ード板２１を絶縁スリーブに通し、集電板３４と電気的
に接続する。

【００２６】次に、封口体３０を外装缶１０の開口部に
圧入して填め込み、以下に説明するように、封口体３０
の外周輪郭部３１０と外装缶１０の開口縁部１１とを、
両者の境界に沿ってレーザ光を照射しながら走査するこ
とによって溶接を行う。レーザ光発振装置は、イットリ
ウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）を用いてパルス
状に発光させる（例えば、レーザパルス繰返数：５０ｐ
ｐｓ）ものであって、図２（ｂ）に示すように、レーザ
光５０は、封口板３１の外周輪郭部３１０と開口縁部１
１との境界上に集光して、小さな円形状のスポット（ス
ポット径：数百μｍ）を形成するようになっている。

【００２７】このようなレーザ光照射方式は、スポット
が照射される部分を局所的に溶融させることができるの
で、溶接箇所の周囲にある部材（ガスケットや絶縁スリ
ーブなど）に熱的損傷は加わりにくい。レーザ光が照射
されたスポットの部分では、封口板３１の外周輪郭部３
１０と外装缶１０の開口縁部１１とが溶融して溶融池６
０が生じるが、その溶融池６０は短時間で凝固する。

【００２８】レーザ光発振装置で発振する際のレーザパ
ルス繰返数並びに走査速度は、レーザ光５０のスポット
が、直前のパルスで照射したスポットと適度にオーバー
ラップするよう（通常４０〜６０％程度のオーバーラッ
プ率となるよう）調整する。このように、レーザ光５０
を照射しながら、レーザ光５０のスポットに向けてアシ
ストガスを噴射し、このアシストガス雰囲気中で溶接を
行うことによって、溶接箇所の酸化が防止されるように
なっている。アシストガスとしては、一般に窒素ガスが
用いられるが、アルゴンガスなどの不活性ガスや水素ガ
ス、酸素などが用いられる場合もある。

【００２９】このようにしてレーザ光５０を照射しなが
ら走査することによって、封口板３１の外周輪郭部３１
０と外装缶１０の開口縁部１１との境界全周にわたって
溶接を行い、封止を完了する。そして、負極端子３２の
スリーブ部３２１のところから電解液を注入し、最後に
ゴム板３２２及び頭部３２０のキャップを固着する。

【００３０】（溝部３１１による効果について）封口板
３１の外周に沿って溝部３１１を形成することによっ
て、溝部３１１の内面には、上記のように外周寄りより
も中央寄りの方で高さが低い段差部３１２が形成され
る。この段差部３１２があることによって、レーザ封口
時において、溶融池６０から封口板３１の中央部への放
熱を抑制することになるが、その理由は、次のように考
えられる。

【００３１】レーザ封口時において、溶融池６０からの
放熱の多くは、封口板３１及び外装缶１０を伝ってなさ
れ、その中でも、封口板３１を伝って封口板３１の中央
部へ放熱する割合は大きい。ここで、段差部３１２がな
い場合には、溶融池６０から封口板３１の中央部へ封口
板表面に沿って直線的な伝熱経路が存在することになる
が、段差部３１２があることによって、このような直線
的な伝熱経路がなくなるので、レーザ封口時において、
溶融池６０から封口板３１の中央部への放熱が抑制され
ることになる。

【００３２】従って、溝部３１１を設けない封口板を用
いる場合と比べると、溶融池６０における冷却速度が遅
くなる。これによって、溶融池６０のところに発生する
熱応力が低減されるので、レーザ照射エネルギを低くし
てもクラックの発生率を低く抑えることができる。そし
て、このようにレーザ照射エネルギを低くすることによ
り、溶接箇所の周囲にあるガスケットなどの部材への熱
的損傷をより少なくすることができる。

【００３３】上記効果を十分得るために、外周輪郭部３
１０及び溝部３１１の形状を以下のように設定すること
が好ましい。即ち、封口板３１の外周端と溝部３１１と
の間隔Ｔ（外周輪郭部３１０の幅Ｔ）は、レーザ溶接時
における放熱を抑えるためにはできるだけ小さく設定す
るのが好ましいが、間隔Ｔをあまり小さくし過ぎてもレ
ーザ溶接時に溶融池６０がうまく形成されず溶接強度が
出せなくなるので、この両者を考慮して適当な範囲に設
定する。

【００３４】また、溝部３１１の深さと幅は、レーザ溶
接時における放熱を抑えるためには大きい方がよいが、
封口板に必要な強度を保つには深さは小さく設定する方
が有利であるのて、これらの点を考慮して適当な範囲に
設定する。。例えば、アルミ外装缶を用いた小型の角形
リチウムイオン電池の場合、封口板の厚さは０．８ｍｍ
程度、レーザ溶接時に照射するスポットの径は０．８ｍ
ｍ程度であるが、この場合溶融池６０の溶け込み深さは
０．１５〜０．２ｍｍ程度であって、上記の点を考慮す
ると、間隔Ｔは０．４〜０．４５ｍｍ程度、溝部３１１
の深さは０．３ｍｍ程度、開口幅は０．４ｍｍ程度に設
定するのが望ましいと考えられる。

【００３５】また、後で詳しく述べるが、本実施形態の
場合、封口板３１の外周端と溝部３１１との間隔Ｔは封
口板の厚さよりもかなり小さく設定できるので、比較的
幅の狭い封口板に対しても適用することができる。 ［実施の形態２］図３は、本実施形態に係る角形密閉式
電池の斜視図であり、図４は、図３におけるＡ−Ａ’線
及びＢ−Ｂ’線断面図である。

【００３６】図中、実施の形態１と同様の構成要素に
は、図１，２と同一の番号を付してある。本実施形態の
電池は、実施の形態１の電池と同様の構成であるが、封
口板３１の形状に若干の違いがある。即ち、封口板３１
の外表面において、外周に沿って外周側よりも中央側で
窪んでいる段差部３１２が形成されている点については
共通であるが、実施の形態１の封口板３１では、その外
周に沿って溝部３１１が形成されその内面に段差部３１
２が形成されていたのに対して、本実施の形態の封口板
３１では、その外表面側において、外周輪郭部３１０を
除く中央部３１５が全体的に窪んでおり、外周輪郭部３
１０と中央部３１５との境界に段差部３１２が形成され
ている。

【００３７】また、製造方法についても、封口板３１を
製造するところ以外は実施の形態１と同様である。本実
施の形態における封口板３１は、Ａｌ−Ｍｎ系合金の平
板において、その厚み方向に押圧力を加えることによ
り、中央部３１５に相当するところ全体を凹ませると共
に、封口板３１の外縁及び貫通孔３１３を打ち抜くこと
によって作製することができる。

【００３８】具体的には、上記合金平板に対して、鍛造
加工技術（コイニング技術）を用いて、切り欠き部３１
４に相当する凹みを形成する。次に、図５に示すよう
に、中央部３１５に相当する大きさのパンチ及びダイ
で、この平板の中央部３１５に相当するところを外周輪
郭部３１０に対して板厚み方向にずらすことによって、
中央部３１５の凹みを形成する。その後に、貫通孔３１
３の縁に相当するところ及び封口板３１の外縁に相当す
るところ（図５の矢印Ｃの部分）をパンチ及びダイでせ
ん断することによって作製することができる。

【００３９】そして、このような加工方法によれば、外
周輪郭部３１０の幅Ｔをかなり小さく設定することも比
較的容易に行うことができる。本実施の形態において
も、封口板３１には実施の形態１と同様、外周に沿って
段差部３１２が形成されているので、レーザ封口時にお
いて、溶融池６０から封口板３１の中央部への放熱を低
減し、これによってレーザ照射エネルギを低くしてもク
ラックの発生率を低く抑えることができる。

【００４０】上記効果を十分得るために好ましい外周輪
郭部３１０及び段差部３１２の形状についても、実施の
形態１と同様であって、段差部３１２の高低差及び封口
板３１の外周端と段差部３１２との間隔Ｔ（外周輪郭部
３１０の幅Ｔ）は、溶融池６０がうまく形成できる範囲
内でレーザ溶接時における放熱を抑えることを考慮して
小さく設定し、段差部３１２の高低差は、封口板に必要
な強度を保ち得る範囲内で大きく設定するのがよく、封
口板の厚さが０．８ｍｍ程度、レーザ溶接時に照射する
スポットの径が０．８ｍｍ程度の場合、間隔Ｔは０．４
〜０．４５ｍｍ程度、段差部３１２の高低差は０．２ｍ
ｍ程度に設定するのが望ましいと考えられる。

【００４１】また、本実施形態１と同様、封口板３１の
外周端と段差部３１２との間隔Ｔは封口板の厚さよりも
小さく設定できるので、比較的幅の狭い封口板に対して
も適用することができる。 ［比較例１］図６は、本比較例に係る角形密閉式電池の
電池厚方向断面図である。本比較例の電池は、外周部を
折り曲げて立ち上げた封口板１３１を用い、立ち上げ部
１３２と外装缶１０の開口縁とがレーザ溶接で封止され
ている点以外は、本実施形態の電池と同様の構成であっ
て、図６中で、同様の構成要素には、図１，２と同一の
番号を付してある。

【００４２】このような封口板１３１における立ち上げ
部１３２は、絞り加工で形成することができる。 ［電池幅についての考察］実施の形態１，２と比較例１
の電池における電池幅について比較考察する。図２，
４，６に示すように、電池厚方向において、負極端子３
２の頭部３２０の端から封口板の端までの距離をＬ1と
すると、比較例１においては、頭部３２０の横に、封口
板１３１の板厚Ｗ2と同等厚さの立ち上げ部１３２が存
在しているので、距離Ｌ1はこの板厚Ｗ2よりも大きく設
定しなければならないことになる（Ｌ1＞Ｗ2）。

【００４３】一方、実施の形態１，２でも、距離Ｌ1は
上述した間隔Ｔより大きく設定する必要はあるが、板厚
Ｗ2よりも大きく設定しなければならないという制約は
ない。そして、この間隔Ｔは封口板１３１の板厚Ｗ2よ
りもかなり小さく設定できるので、その分、実施の形態
１，２では比較例１と比べて、距離Ｌ1を小さく設定す
ることが可能である。

【００４４】例えば、上記のように封口板の板厚Ｗ2が
０．８ｍｍ、距離Ｔが０．４ｍｍであるとすると、実施
の形態１，２では比較例１と比べて、距離Ｌ1を０．４
ｍｍ程度小さく設定することが可能ということになる。
これより、実施の形態１，２では比較例１と比べて、電
池幅が０．８ｍｍ小さいものに適用できることになる。

【００４５】なお、比較例１においても、立ち上げ部１
３２の外周を削って立ち上げ部１３２の幅を薄くすれ
ば、封口板の幅を小さく設定することは不可能ではない
が、製造工程が複雑になると考えられるので、実施の形
態１，２の製造方法を用いる方が明らかに有利である。
このような考察に基づいて、実施の形態１，２及び比較
例１を適用することのでできる最低電池幅を、以下のよ
うに概算できる。

【００４６】いずれの電池についても、実用上、端子頭
部３２０の幅Ｗ3は最低３．７ｍｍ程度、外装缶の開口
縁厚みＷ1は最低０．４ｍｍ程度、封口板の板厚Ｗ2は最
低０．８ｍｍ程度必要と見なされるので、比較例１で
は、電池幅Ｌとして最低必要な値は、（３．７＋０．４
×２＋０．８×２）＝６．１ｍｍ程度となる。

【００４７】一方、実施の形態１，２では、距離Ｔの最
低値を０．４ｍｍとすれば、電池幅Ｌとして最低必要な
値は（３．７＋０．４×２＋０．４×２）＝５．３ｍｍ
程度ということになるが、更に、開口縁厚みＷ1、幅Ｗ
3、距離Ｔを若干削減することによって、電池幅Ｌを
４．９ｍｍ程度まで削減することが可能である。

【００４８】

【実施例】〔実施例１〕上記実施の形態１に基づいて、
厚さ０．８ｍｍのアルミニウム合金板を用いて封口板を
作製し、それを用いて角形密閉電池を作製した。電池サ
イズは（高さ４０ｍｍ×幅３０ｍｍ×厚さ８ｍｍ）と
し、封口板の外周端と溝部との間隔Ｔは０．４ｍｍ、溝
部の深さは０．３ｍｍ、溝部の開口幅は０．４ｍｍとし
た。

【００４９】〔比較例２〕封口板に溝部３１１を形成し
ない以外は、実施例１と同様にして、封口板とそれを用
いた角形密閉電池を作製した。実施例１では、比較例２
と比べて、照射エネルギを７５％まで低下させてもレー
ザ溶接を行うことができることがわかった。

【００５０】〔実験１〕 エアリークテスト 実施例１及び比較例２の封口板を多数準備して、空の外
装缶に装着して、レーザ溶接で封止を行った。そして、
封口板の貫通孔からエアを送り込んで、内部を４ｋｇ／
ｃｍ2に加圧し、溶接部でのリーク発生率を調べた。

【００５１】

【表１】

【００５２】表１はその結果を示す表である。この表か
ら、実施例１の方が比較例２よりもリーク発生率が低い
ことが明らかである。これは、実施例１のように封口板
の外表面に外周輪郭部に沿って溝を形成することによっ
て、レーザ溶接時における照射エネルギを低くしてもク
ラックの発生を低く抑えられることを示している。

【００５３】〔実験２〕 電池の保存試験 実施例１及び比較例２の電池を、温度７０℃、湿度９０
％の条件で保存し、１０日後、２０日後において、電池
重量が初期からどれだけ変化しているかを測定した。

【００５４】

【表２】

【００５５】表２はその結果を示す表である。この表か
ら、実施例１の方が比較例２よりも重要変化が少ないこ
とがわかる。これは、比較例２では、実施例１と比べ
て、レーザ溶接時における放熱が大きいので、負極端子
ガスケットの弾性が失われ、気密性が低下したためと考
えられる。

【００５６】（その他の事項）上記実施の形態では、リ
チウム二次電池の場合を例にとって説明したが、本発明
は、ニッケル−水素電池などの二次電池、あるいは一次
電池においても適用可能である。また、上記実施の形態
では、外装缶や封口板の材質として、クラック発生の問
題が生じやすいアルミニウム合金を用いる場合について
説明したが、本発明は、ステンレス等を用いる場合にも
適用可能である。

【００５７】また、上記実施の形態では、角形密閉式電
池について説明を行なったが、本発明は、円筒形密閉式
電池に対しても適用することができる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、密閉式
電池の外装缶開口部に装着されレーザ溶接によって封止
される封口板において、その外側表面に、板厚み方向に
押圧して溝状に凹ませたり、板厚み方向に押圧してずら
すといった方法で、外周に沿って段差を形成することに
よって、レーザ照射のエネルギーを低くしてもクラック
の発生率を低く抑えることを可能とした。

【００５９】これは、密閉式電池の歩留り向上並びに生
産性向上に寄与することになる。封口板への段差形成
は、鍛造加工の技術を用いて容易に行うことができる。
そして、比較的薄形の角形密閉式電池に対しても、容易
に適用することができる。特に、外装缶及び封口板が、
アルミニウム合金で形成されている場合は、本発明によ
りクラックの発生を抑える効果が大きい。

【００６０】よって、本発明は、アルミ製の外装缶及び
封口板を用いた薄形の角形密閉式電池に対して特に有効
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１に係る角形密閉式電池の斜視図で
ある。

【図２】図１におけるＡ−Ａ’線及びＢ−Ｂ’線断面図
である。

【図３】実施の形態２に係る角形密閉式電池の斜視図で
ある。

【図４】図３におけるＡ−Ａ’線及びＢ−Ｂ’線断面図
である。

【図５】実施の形態２において封口板の作製方法を説明
するための図である。

【図６】比較例１に係る角形密閉式電池の電池厚方向断
面図である。

【符号の説明】

１０ 外装缶 １１ 開口縁部 ２０ 渦巻電極体 ３０ 封口体 ３１ 封口板 ３２ 負極端子 ３３ ガスケット ６０ 溶融池 ３１０ 外周輪郭部 ３１１ 溝部 ３１２ 段差部

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉式電池の外装缶開口部に装着されレ
   ーザ溶接によって封止される封口板であって、 電池の外側になる表面側には、外周側よりも中央側の方
   が厚み方向に窪んだ段差部が、外周に沿って形成されて
   いることを特徴とする密閉式電池用封口板。
2. 【請求項２】 前記封口板の表面には、外周に沿って溝
   が形成され、 前記段差部は、当該溝の中に形成されていることを特徴
   とする請求項１記載の密閉式電池用封口板。
3. 【請求項３】 前記封口板の表面は、 外周に沿った輪郭部に対して中央部が厚み方向にずれて
   おり、 前記段差部は、当該輪郭部と中央部との境界に形成され
   ていることを特徴とする請求項１記載の密閉式電池用封
   口板。
4. 【請求項４】 前記封口板は、 アルミニウム合金からなることを特徴とする請求項１〜
   ３のいずれかに記載の密閉式電池用封口板。
5. 【請求項５】 有底筒形状の外装缶内に発電素体が収納
   され、前記外装缶の開口部に、請求項１〜４のいずれか
   に記載の封口板が装着され、当該封口板の外周と外装缶
   の開口縁とがレーザ溶接によって封止されてなることを
   特徴とする密閉式電池。
6. 【請求項６】 密閉式電池の外装缶開口部に装着されレ
   ーザ溶接によって封止される封口板の製造方法であっ
   て、 封口板用板材の外表面側に、封口板の外周となるライン
   に沿って、中央側を厚み方向に窪ませることによって段
   差部を形成する段差形成ステップを含むことを特徴とす
   る封口板の製造方法。
7. 【請求項７】 前記段差形成ステップでは、 封口板用板材をその厚み方向に押圧して凹ませて溝を形
   成することによって、前記段差部を当該溝の中に形成す
   ることを特徴とする請求項６記載の封口板の製造方法。
8. 【請求項８】 前記段差形成ステップでは、 封口板用板材の外表面側において、 封口板の外周に沿った輪郭部に相当するところに対して
   中央部に相当するところを、厚み方向に押圧してずらす
   ことによって、前記段差部を形成することを特徴とする
   請求項６記載の封口板の製造方法。
9. 【請求項９】 前記段差形成ステップでは、 鍛造加工によって、前記段差部を形成することを特徴と
   する請求項６〜８のいずれかに記載の封口板の製造方
   法。
10. 【請求項１０】 有底筒形状の外装缶を作製する外装缶
    作製ステップと、 請求項６〜９のいずれかに記載の封口板の製造方法を用
    いて前記外装缶の開口部を封口する封口板を作製する封
    口板作製ステップと、 前記外装缶に発電素体を収納する収納ステップと、 前記外装缶の開口部に前記封口板を装着する装着ステッ
    プと、 前記封口板の外周部と外装缶の開口縁部との境界部分に
    レーザ光を照射して溶接する溶接ステップとからなるこ
    とを特徴とする密閉式電池の製造方法。