JP2007328940A - 電池の製造方法及び弁部材 - Google Patents

Abstract

【課題】ケース部材の内圧が所定値を超えたときに、開裂してガスを外部に放出する弁部材を備える電池において、ケース部材の一部に弁部材が適切に溶接された、信頼性の高い電池の製造方法、及び、溶接によりこの電池のケース部材の一部に固着させる弁部材を提供する。
【解決手段】電池は、直方体形状の電池容器及びこれを閉塞する封口蓋１４０からなる電池ケース、電池ケース内に収容された発電要素、及び、電池ケース内の圧力が所定値を超えたとき、弁機能部１５１からガスを外部に放出する安全弁１５０等から構成されている。安全弁１５０は、弁機能部１５１の周囲に弁周囲部１５３を有し、弁周囲部１５３は、弁機能部１５１よりも肉厚周囲部１５４及び肉厚周囲部よりも厚みが薄い環状の溶接予定部１５６を含む。安全弁１５０は、溶接予定部１５６を溶融させた溶接部位１７０で封口蓋１４０に固着されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、電池の製造方法及び、電池のケース部材の一部に溶接で固着され、ケース部材の内圧が所定値を超えたときに、開裂してガスを外部に放出する弁部材に関する。

近年、ポータブル機器や携帯機器などの電源として、また、電気自動車やハイブリッド自動車などの電源として、様々な二次電池が提案されている。このような二次電池では、例えば、短絡や過充電等により電池に大きな電流値の電流が流れ、電池容器の内部の温度が上昇すると、電解液がガス化する等により電池容器の内圧が大きく上昇することがある。二次電池の中には、このような場合に備え、ガスを電池容器の外部に放出して電池容器の破損を防止できるように、安全弁を設けたものがある。この安全弁は、電池容器を閉塞する封口蓋の弁孔に取り付けられ、溶接で封口蓋に接合されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）

特開２００３−２０８８８２号公報 特開平１１−８６８２０号公報

特許文献１に開示された二次電池容器は、その一部である上面板（ケース部材）に穿孔された貫通孔（弁孔）、及び、この貫通孔の周囲に厚さ方向に突出する環状の突出部を有している。この上面板には、二次電池容器の内部が所定値以上の圧力となることにより破壊して容器内外を連通する安全弁の弁体（弁部材）が設けられている。この弁体は、板状で、突出部の上部に載置され、貫通孔を覆っている。そして、この弁体は、自身の外周部と突出部の外周部との間に形成した溶接部で溶接され、上面板と接合して貫通孔を閉塞するようになっている。

また、特許文献２に開示された二次電池は、発電要素と、これを密閉収納する金属製の電池ケース（ケース部材）とを有している。この電池ケースは、容器部及びこれを閉塞する蓋部とからなる。この蓋部には、電池ケース内の圧力が上昇し、設定された圧力値になると金属薄板（弁機能部）が破壊する安全弁（弁部材）が設けられている。この安全弁は、中心部に穿孔された弁孔を有する環状の金属板と、弁孔を閉塞するように、この金属板の片側面の全面にクラッド圧着された金属薄板とからなる。この安全弁は、蓋部に形成した貫通孔内に埋め込んだり、段付きの貫通孔に嵌合させ、安全弁のうちの金属板の外周部を全周レーザ溶接等で蓋部に溶接している。

しかしながら、特許文献１に係る二次電池容器では、弁体全体の厚みが薄いため、取り扱い難く、突出部と溶接するまでに変形を起こし易い。弁体が変形すると、弁体の外周部と突出部の外周部とを適切に溶接できず、二次電池容器内からのガスのリークや、設定値より小さいガスの内圧で溶接箇所が破断する等の溶接不良が起きる虞があった。

また、特許文献２に係る二次電池では、安全弁を、蓋部に設けたこれにぴったりの大きさの孔に埋め込んだ上で外周をレーザ溶接する。しかるに、蓋部の孔の寸法や安全弁の外形寸法には個々にバラツキが生じることがある。このため、安全弁の外形寸法が孔の寸法より大きくなった場合には、安全弁を孔に嵌め込むことができず、安全弁が蓋部にのりあげる状態となる。また、穴の内周部の寸法に対して安全弁の外形寸法が、安全弁と孔とが嵌合できない程度に小さい場合には、安全弁の外周と孔の内周との間に隙間ができる。いずれの場合にも、安全弁の外周と蓋部とを適切に溶接することが困難になる問題があった。
また、溶接中に飛散したスパッタが金属薄板に付着して、金属薄板の開弁圧が所定値から変化してしまう虞もあった。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、ケース部材の内圧が所定値を超えたときに、開裂してガスを外部に放出する弁部材を備える電池において、ケース部材の一部に弁部材が適切に溶接された、信頼性の高い電池の製造方法、及び、溶接によりこの電池のケース部材の一部に固着させる弁部材を提供することを目的とする。

その解決手段は、発電要素と、上記発電要素を内部に収容してなり、自身の内外を貫通する弁孔を有するケース部材と、上記ケース部材の上記弁孔を気密に封止してなる弁部材であって、上記ケース部材の内圧が所定値を超えたときに、開裂して外部にガスを放出する板状の弁機能部、及び、上記弁機能部の周囲に位置する環状の弁周囲部を有する弁部材と、を備え、上記弁部材を、上記弁周囲部のうち環状の溶接部位で、上記ケース部材のうち上記弁孔の周縁を含む環状の弁孔周縁部に固着してなる電池の製造方法であって、上記弁部材の上記弁周囲部は、上記ケース部材に固着する前の状態において、上記弁機能部よりも厚みが厚い環状の肉厚周囲部、及び、上記肉厚周囲部よりも厚みが薄い環状の溶接予定部を含んでなり、上記ケース部材の上記弁孔周縁部に、上記弁部材の上記弁周囲部を当接させ、上記溶接予定部の少なくとも一部を溶融させて上記溶接部位として、上記弁部材を上記ケース部材に溶接する溶接工程を備える電池の製造方法である。

本発明の電池の製造方法では、弁部材の弁周囲部は、ケース部材に固着する前の状態において、弁機能部よりも厚みが厚い環状の肉厚周囲部、及び、肉厚周囲部よりも厚みが薄い環状の溶接予定部を含んでいる。そして、溶接工程では、ケース部材の弁孔周縁部に、弁部材の弁周囲部を当接させ、溶接予定部の少なくとも一部を溶融させて溶接部位として、弁部材をケース部材に溶接する。
本発明における弁部材は、弁周囲部内に、弁機能部よりも厚みが厚い肉厚周囲部を有しているので、弁機能部と同じ厚みの弁周囲部を有する場合に比べ変形し難い。
一方、溶接工程では、弁周囲部内のうち肉厚周囲部よりも厚みが薄い溶接予定部の少なくとも一部を溶融させて弁部材とケース部材とを溶接する。このため、肉厚周囲部と同じ厚みの肉厚な溶接予定部を形成した場合と比べて、より少ないエネルギで弁部材とケース部材とを溶接できる。これにより、溶接中にスパッタが弁部材やケース部材に向けて飛散し難くなり、したがって、弁機能部にスパッタが付着したことにより、弁機能部の開弁圧が所定値から変化してしまうことをも抑制できる。
かくして、本発明によれば、ケース部材の一部に弁部材が適切に溶接された、信頼性の高い電池を製造することができる。
また、溶接時に、より少ないエネルギの投与で弁部材とケース部材とが溶融できるようになるので、エネルギが節約でき、電池の製造に掛るコストを低減することができる。

なお、ケース部材としては、発電要素を内部に収容してなり、自身の内外を貫通する弁孔を有するケース部材であればよく、例えば、発電要素を内部に収容するケース本体部材と、このケース本体部材を閉塞する封口部材とからなるケース部材が挙げられる。このケース部材の場合、弁孔は、ケース本体部材及び封口部材のいずれかに有れば良い。
また、溶接予定部が、少なくともその一部が溶融されて溶接部位とされていれば良い。したがって、例えば、厚みの薄い溶接予定部の一部を溶融させた場合のほか、溶接予定部全体を溶融させた場合、さらには、弁周囲部のうち溶接予定部のみならず、他の部位まで溶融させた場合も含まれる。

さらに、上述の電池の製造方法であって、前記ケース部材の前記弁孔周縁部は、前記弁部材を固着する前の状態において、平坦な弁当接予定面を有してなり、前記弁部材は、上記ケース部材に固着する前の状態において、前記弁周囲部が、平坦なケース当接予定面を有し、前記溶接予定部は、上記弁当接予定面に向けて上記弁周囲部の厚み方向に凹設された凹溝の底部であり、前記溶接工程では、上記ケース部材の上記弁孔周縁部の上記弁当接予定面に、上記弁部材の上記弁周囲部の上記ケース当接予定面を当接させ、上記溶接予定部の少なくとも一部を溶融させて、上記弁部材を上記ケース部材に溶接する電池の製造方法とすると良い。

本発明の電池の製造方法では、弁部材の溶接予定部を、弁部材を固着する前の状態において、弁当接予定面に向けて弁周囲部の厚み方向に凹設された凹溝の底部である。そして、溶接工程において、ケース部材の弁孔周縁部の平坦な弁当接予定面に、弁部材の弁周囲部の平坦なケース当接予定面を当接させ、溶接予定部の少なくとも一部を溶融させて、弁部材をケース部材に溶接する。
弁部材の弁周囲部のケース当接予定面とケース部材の弁当接予定面とが当接しているので、弁部材の溶接予定部の少なくとも一部を溶融させることで、弁部材のみならず、ケース部材の弁孔周縁部の一部まで確実に溶融させることができ、弁部材とケース部材とを、適切にかつ気密に溶接されて固着できる。
また、肉厚周囲部よりも厚みが薄い環状の溶接予定部を設けているので、この溶接予定部の少なくとも一部を溶融させて弁部材とケース部材とを溶接すれば良く、ケース部材に設けた弁孔や段付き孔の寸法と、弁部材の外形寸法がぴったり嵌合する関係でなくても良い。具体的には、弁孔周縁部に弁部材の弁周囲部を当接させる関係になっていれば良く、ケース部材及ぶ弁部材に寸法のバラツキがあっても適切に溶接できる。

さらに、請求項１に記載の電池の製造方法であって、前記ケース部材に固着する前の状態において、前記弁部材の前記弁周囲部は、ケース対向面を含み、前記溶接予定部は、上記ケース対向面から上記弁周囲部の厚み方向に凹設された環状の凹溝の底部であり、前記ケース部材の前記弁孔周縁部は、前記弁部材を固着する前の状態において、弁対向面に、この弁対向面から突出し上記凹溝に嵌合する環状の突条を有してなり、前記溶接工程では、上記ケース部材の上記弁孔周縁部の上記弁対向面と、上記弁部材の上記弁周囲部の上記ケース対向面とを対向させると共に、上記突条を上記凹溝に嵌合させ、上記溶接予定部の少なくとも一部を溶融させて、上記弁部材を上記ケース部材に溶接する電池の製造方法とすると良い。

本発明の電池の製造方法において、弁部材の溶接予定部は、ケース部材に固着する前の状態において、ケース対向面から弁周囲部の厚み方向に凹設された環状の凹溝の底部である。また、ケース部材の弁孔周縁部は、弁部材を固着する前の状態において、弁対向面に、この弁対向面から突出し凹溝に嵌合する環状の突条を有する。そして、溶接工程において、ケース部材の弁孔周縁部の弁対向面と、弁部材の弁周囲部のケース対向面とを対向させると共に、突条を凹溝に嵌合させ、溶接予定部の少なくとも一部を溶融させて、弁部材をケース部材に溶接する。
本発明によれば、ケース部材に弁部材を固着する前の状態において、ケース部材と弁部材との位置決めを行うにあたり、ケース部材の突条を弁部材の凹溝に嵌合させることで、弁部材とケース部材との相対的な位置合わせが容易にでき、溶接工程中の位置ずれも防止される。その上、弁部材の弁周囲部の凹溝の底部である溶接予定部の少なくとも一部を溶融させると、この凹溝と嵌合するケース部材の弁孔周縁部の突条とも容易に溶融させることができるので、弁部材とケース部材とを、適切にかつ気密に溶接して固着できる。

なお、ケース部材の弁対向面と弁部材のケース対向面とは、ケース部材の突条を弁部材の凹溝に嵌合させた際、弁対向面とケース対向面とは、互いに離間しつつ対向していても、互いに当接していても良い。

他の解決手段は、発電要素を内部に収容し、自身の内外を貫通する弁孔を有するケース部材の上記弁孔を、環状の溶接部位で溶接して気密に封止するのに用いる弁部材であって、上記ケース部材の内圧が所定値を超えたときに、開裂して外部にガスを放出する板状の弁機能部と、上記弁機能部の周囲に位置する環状の弁周囲部と、を備え、上記弁周囲部は、上記弁機能部よりも厚みが厚い環状の肉厚周囲部、及び、上記肉厚周囲部よりも厚みが薄く環状で、上記溶接部位とする溶接予定部を有する弁部材である。

本発明の弁部材は、ケース部材の内圧が所定値を超えたときに、開裂して外部にガスを放出する板状の弁機能部と、弁機能部の周囲に位置する環状の弁周囲部と、を備えている。弁部材のうち弁周囲部は、弁機能部よりも肉厚で環状の肉厚周囲部と、これよりも厚みが薄く環状の溶接予定部を有する。
本発明の弁部材を、発電要素を内部に収容するケース部材の弁孔を気密に封止する弁部材として用いれば、肉厚周囲部の存在により弁部材の変形が防止できる。また、弁部材の溶接予定部は、肉厚周囲部よりも厚みが薄いので、この溶接予定部をケース部材に溶接すれば、レーザ溶接などにおいて、より少ないエネルギで弁部材をケース部材に溶接できる。
さらに、エネルギを小さくすると、溶接中にスパッタが弁部材やケース部材に向けて飛散し難くなり、したがって、弁機能部にスパッタが付着したことにより、弁機能部の開弁圧が所定値から変化してしまう不具合も抑制できる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。

（実施例１）
本実施例に係る電池１００は、電気自動車やハイブリット自動車用の駆動電源として用いられる、例えば、ニッケル・水素二次蓄電池やリチウムイオン電池などの二次電池である。この電池１００は、図１及び図２に示すように、略直方体形状の角型単電池である。
この電池１００は、直方体形状をなす電池容器１３０及びこれを閉塞する封口蓋１４０からなる電池ケース１２０、電池ケース１２０内に収容された発電要素１１０、及び、封口蓋１４０に設けられた安全弁１５０等から構成されている。
この安全弁１５０は、電池ケース１２０内の圧力が所定値を超えたとき、ガスを外部に放出して電池ケース１２０の破損を防止する。この安全弁１５０は、図２及び図３に示すように、レーザ溶接による環状の溶接部位１７０で封口蓋１４０に固着されている。

電池ケース１２０のうち電池容器１３０は、金属からなり、図１及び図２に示すように、平板状で長方形状の第１容器側面１３０ａと、これと平行に位置し第１容器側面１３０ａと同形状の第２容器側面１３０ｂとを有する。また、この電池容器１３０は、第１容器側面１３０ａの短辺（図２における上下方向の辺）と第２容器側面１３０ｂの短辺とを結ぶ平板状で長方形状の第３容器側面１３０ｃ及び第４容器側面１３０ｄを有する。また、この電池容器１３０は、第１容器側面１３０ａの長辺（図１における左右方向の辺）と第２容器側面１３０ｂの長辺とを結ぶ平板状で長方形状の容器底面１３０ｅを有する。
この電池容器１３０は、挿入側（図１中、上方側）が開口（図示しない）し、この開口から後述する発電要素１１０が電池容器１３０の内部に収容できるようになっている。

電池ケース１２０のうち封口蓋１４０は、金属のような導電材からなり、図２に示すように、電池容器１３０における第１容器側面１３０ａ及び第２容器側面１３０ｂに沿った長辺（図２の左右方向）と、第３容器側面１３０ｃ及び第４容器側面１３０ｄに沿った短辺（図２の上下方向）とからなる長方形状の平板である。
この封口蓋１４０は、図２及び図４に示すように、第１容器側面１１１ａの長辺に沿った長手方向に所定の間隔で離間した２つの端子挿通孔（図示しない）、これらの端子挿通孔の間に位置する弁孔１４１Ｈ、この弁孔１４１Ｈの周囲に位置する弁孔周縁部１４２、及び、電解液を注入するための注液口（図示しない）を有している。

封口蓋１４０のうち弁孔１４１Ｈは、図４に示すように、封口蓋１４０の短辺に沿った方向に比べ封口蓋１４０の長辺に沿った方向に長く延びた矩形状で、四隅をＲ形状とした形態にされた、封口蓋１４０の内外を貫通する孔である。

封口蓋１４０のうち、弁孔周縁部１４２は、図４に示すように、弁孔１４１Ｈの周縁１４１Ｅを含み、弁孔１４１Ｈの形状に沿った環状の段差部であり、電池ケース１２０の外部側に位置させる外部側平面１４０ａよりも低く平坦な弁当接予定面１４２ａを有する。弁孔周縁部１４２は、寸法公差を考慮しても、後述する安全弁１５０の弁周囲部１５３のケース当接予定面１５３ａが弁当接予定面１４２ａに常に当接可能な大きさとされている。

封口蓋１４０のうち端子挿通孔には、次述するように、外部正極端子１１１の周囲を気密に保持した第１シール部材１１３、及び、外部負極端子１１２の周囲を気密に保持した第２シール部材１１４を、それぞれ嵌め込む。
また、封口蓋１４０のうちの注液口（図示しない）は、電池容器１３０内に次述する電解液を注入した後には、注液蓋（図示しない）で閉塞する。
なお、電池ケース１２０（封口蓋１４０）が本発明のケース部材に対応する。

電池１００のうち、発電要素１１０は、例えば、正電極、負電極、セパレータ及び電解液等から構成され、電池の機能を有している。発電要素１１０は、図１に示すように、電池容器１３０の内部に収容されている。発電要素１１０の正電極（図示しない）は、電池容器１３０の内部で外部正極端子１１１と接続されている。一方、発電要素１１０の負電極（図示しない）は、電池容器１３０の内部で外部負極端子１１２と接続されている。電解液（図示しない）は、電池容器１３０の内部に注入されている。

発電要素１１０の正電極と接続した外部正極端子１１１は、アルミニウムからなり、平板状である。この外部正極端子１１１は、封口蓋１４０の端子挿通孔に嵌め込まれた第１シール部材１１３により、液密で、かつ、封口蓋１４０とは電気的に絶縁された状態で、封口蓋１４０の一方（図１において右側）の端子挿通孔を通じて外部に突出している。
一方、発電要素１１０の負電極と接続した外部負極端子１１２は、銅からなり、平板状である。この外部負極端子１１２は、封口蓋１４０の端子挿通孔に嵌め込まれた第２シール部材１１４により、液密で、かつ、封口蓋１４０とは電気的に絶縁された状態で、封口蓋１４０の他方（図１において左側）の端子挿通孔を通じて外部に突出している。

電池１００のうち、安全弁１５０は、アルミニウムからなり、図５に示すように、封口蓋１４０の弁孔周縁部１４２の外周形状に対応した形態で、一方向に短く、これに直交する方向に長く延びた矩形状で、四隅をＲ形状とした細長の形態とされている。この安全弁１５０は、内側に位置する板状の弁機能部１５１と、この弁機能部１５１の周囲に位置する環状の弁周囲部１５３とからなる。なお、安全弁１５０が本発明の弁部材に対応する。

安全弁１５０のうち弁機能部１５１は、板状であり、電池ケース１２０内の圧力が所定値を超えたときに、ガスの圧力で開裂し、電池ケース１２０内のガスを外部に放出させる開裂予定部１５２を有している。この開裂予定部１５２は、弁機能部１５１における他の部位よりも所定厚さだけ薄くされた断面Ｖ溝形状の形態とされている。弁機能部１５１は、封口蓋１４０の弁孔１４１Ｈと同じ形状及び大きさとなっている。

安全弁１５０のうち弁周囲部１５３は、封口蓋１４０に固着する前の状態において、弁機能部１５１よりも厚みが厚い平板環状の肉厚周囲部１５４を含んでいる。また、弁周囲部１５３は、その内側面（図５（ｂ）中、下面）が平坦なケース当接予定面１５３ａとされている。さらに、この弁周囲部１５３ほぼ中央には、外部側平面１５３ｂからケース当接予定面１５３ａに向けて弁周囲部１５３の厚み方向（図５（ｂ）における上下方向）に凹む環状の凹溝１５５が凹設されている。この凹溝１５５の底部が、肉厚周囲部１５４よりも厚みが薄く環状で、この部分で溶接することが予定されている溶接予定部１５６である。

本実施例に係る電池１００では、前述したように、安全弁１５０は、封口蓋１４０の弁孔１４１Ｈを気密に封止した状態に、封口蓋１４０に固着されている（図２及び図３参照）。
具体的には、封口蓋１４０と安全弁１５０とは、次述するように、封口蓋１４０の弁孔周縁部１４２の弁当接予定面１４２ａに安全弁１５０の弁周囲部１５３のケース当接予定面１５３ａを当接させた状態で、レーザ溶接により溶接部位１７０で溶接されている（図６（ｂ）参照）。

次に、電池１００の製造方法について図６を用いて説明する。
ただし、この電池１００において、封口蓋１４０に安全弁１５０を溶接部位１７０で固着する安全弁固着工程以外は、公知の手法によれば良いので、封口蓋１４０と安全弁１５０との安全弁固着工程を中心に説明し、その他は簡略に説明する。

まず、別途、公知の方法により、正電極に外部正極端子１１１を、負電極に外部負極端子１１２をそれぞれ接続した発電要素１１０を、電池容器１３０の開口から内部に収納しておく。次いで、第１シール部材１１３及び第２シール部材１１４を封口蓋１４０の各端子挿通孔に嵌め込む。次いで、第１シール部材１１３に外部正極端子１１１を、及び、第２シール部材１１４に外部負極端子１１２を挿通し、それぞれ気密にシールすると共に、電池容器１３０の開口を封口蓋１４０で閉塞する。さらに、電池容器１３０と封口蓋１４０とをレーザで液密に溶接する。

次いで、安全弁固着工程について説明する。この安全弁固着工程は、さらに、（１）配置工程、（２）溶接工程の２つの工程からなる。
安全弁固着工程のうち配置工程では、図６（ａ）に示すように、安全弁１５０を封口蓋１４０の弁孔周縁部１４２に配置し、弁当接予定面１４２ａに安全弁１５０の弁周囲部１５３のケース当接予定面１５３ａを当接させる。これにより、封口蓋１４０の弁孔１４１Ｈは、安全弁１５０で閉塞される。

次いで、溶接工程では、図６（ｂ）に示すように、ケース当接予定面１５３ａが弁当接予定面１４２ａに当接した状態で、レーザビームを、凹溝１５５の底部である溶接予定部１５６に向けて照射しつつ、封口蓋１４０に対して相対移動させ、この溶接予定部１５６及び封口蓋１４０の弁周縁部１４２の一部を全周にわたり溶融させる。これにより、封口蓋１４０と安全材１５０とは環状の溶接部位１７０により気密に溶接される。かくして、安全材１５０は、溶接部位１７０で封口蓋１４０に固着され、封口蓋１４０の弁孔１４１Ｈを封止することができる（図２及び図３参照）。次いで、注液口より電池容器１３０の内部に所定量の電解液を注入し、その後に注液口を注液蓋で気密に閉塞する。
かくして、図１及び図２に示す二次電池１００が完成する。

本実施例に係る安全弁１５０は、弁周囲部１５３内に、弁機能部１５１よりも厚みが厚い環状の肉厚周囲部１５４を有しているので、この弁周囲部１５３が弁機能部１５１と同じ厚みであるとした場合に比べ変形し難く、取り扱いが容易である。また、変形による封止不良も生じ難い。
また、溶接工程では、弁周囲部１５３のうちでも肉厚周囲部１５４よりも厚みが薄い溶接予定部１５６を溶融させて、安全弁１５０を封口蓋１４０に溶接する。このため、肉厚周囲部１５４と同じ厚みの肉厚な溶接予定部を溶融させて溶接を行う場合と比べて、より少ないエネルギのレーザビームを照射するだけで安全弁１５０と封口蓋１４０とを溶接できる。これにより、封口蓋１４０と安全弁１５０とを溶融させるのに必要なエネルギが節約でき、電池１００の製造に掛るコストを低減することができる。

また、これにより、溶接中に飛散するスパッタの量を抑制できるから、スパッタが、弁機能部１５１、特に開裂予定部１５２に付着したことにより、弁機能部１５１の開弁圧が所定値から変化してしまう危険性をも抑制できる。
かくして、封口蓋１４０に安全弁１５０が適切に溶接された、信頼性の高い電池１００を製造することができる。

また、本実施例１では、封口蓋１４０と安全弁１５０との溶接に際し、弁孔周縁部１４２の平坦な弁当接予定面１４２ａと弁周囲部１５３の平坦なケース当接予定面１５３ａとを当接させている。これにより、安全弁１５０の溶接予定部１５６を溶融させると共に、封口蓋１４０の弁孔周縁部１４２の一部を溶融させるにあたり、この弁孔周縁部１４２の一部を確実に溶融させることができる。
また、溶融部分に気泡を含み難く、封口蓋１４０に安全弁１５０を、適切にかつ気密に固着できる。

また、肉厚周囲部１５４よりも厚みが薄い溶接予定部１５６を設けているので、この溶接予定部１５６の一部を溶融させて封口蓋１４０と安全弁１５０とを溶接すれば良く、前述した従来技術のように、ケース部材に設けた弁孔や段付き孔の寸法と、弁部材の外形寸法がぴったり嵌合する関係としなくても良い。具体的には、弁孔周縁部１４２に安全弁１５０の弁周囲部１５３が当接する寸法関係になっていれば良く、ケース部材の弁孔や段付き孔及び弁部材に寸法のバラツキがあっても適切に溶接できる。

（実施例２）
次に、実施例２について、図７〜図９を用いて説明する。
本実施例２に係る電池２００は、前述の実施例１に係る電池１００とは、これに用いる封口蓋２４０及び安全弁２５０の形態が一部で異なるのみであり、それ以外の部分は同様である。したがって、実施例１と同様な部分の説明は、省略あるいは簡素化し、異なる部分を中心に説明する。

具体的には、実施例１に係る電池１００では、封口蓋１４０に有する平坦な弁当接面予定面１４２ａと安全弁１５０に有する平坦なケース当接面予定面１５３ａとを当接させ、ケース当接面予定面１５３ａに向けて凹設した安全弁１５０の凹溝１５５の底部を溶接予定部１５６とし、この溶接予定部１５６を溶融させて、封口蓋１４０と安全弁１５０とを溶接した。
これに対し、実施例２に係る電池２００では、封口蓋２４０に有する弁対向面２４２ａから突出した突条２４３と、安全弁２５０に有するケース対向面２５３ａから凹設された凹溝２５５とを嵌合させ、これらの弁対向面２４２ａとケース対向面２５３ａとを対向させて、凹溝２５５の底部である溶接予定部２５６と突条２４３とを溶融させて、封口蓋２４０と安全弁２５０とを溶接する。

詳細に説明する。本実施例に係る封口蓋２４０には、図７に示すように、弁孔２４１Ｈが穿孔されている。この弁孔２４１Ｈは、封口蓋２４０の短辺に沿った方向に比べ封口蓋２４０の長辺に沿った方向に長く延びた矩形状で、四隅をＲ形状とした形態とされ、封口蓋２４０の内外を貫通する孔である。

封口蓋２４０のうち、弁孔２４１Ｈの周囲には、弁孔周縁部２４２が設けられている。この弁孔周縁部２４２は、図７に示すように、弁孔２４１Ｈの周縁２４１Ｅを含み、弁孔２４１Ｈの形状に沿った環状の段差部で、封口蓋２４０の外部側平面２４０ａよりも低位の弁対向面２４２ａを有する。弁対向面２４２ａには、この弁対向面２４２ａから厚さ方向外部側面２４０ａに向けて突出した環状の突条２４３が設けられている。弁孔周縁部２４２は、後述する安全弁２５０の弁周囲部２５３を収容可能な大きさとされている。

電池２００のうち安全弁２５０は、図８に示すように、内側に位置する板状の弁機能部２５１と、この弁機能部２５１の周囲に位置する環状の弁周囲部２５３とからなる。
安全弁２５０のうち弁機能部２５１は、板状であり、電池ケース１２０内の圧力が所定値を超えたときに、ガスの圧力で開裂し、電池ケース１２０内のガスを外部に放出させる開裂予定部２５２を有している。この開裂予定部２５２は、弁機能部２５１における他の部位よりも所定厚さだけ薄くされた断面Ｖ溝状の形態とされている。弁機能部２５１は、封口蓋２４０の弁孔２４１Ｈと同じ形状及び大きさとなっている。

安全弁２５０のうち弁周囲部２５３は、封口蓋２４０に固着する前の状態において、弁機能部２５１よりも厚みが厚い平板環状の肉厚周囲部２５４を有している。また、弁周囲部２５３は、安全弁２５０が封口蓋２４０に固着されたとき、電池２００の外部側に位置する外部側平面２５３ｂ、及び、この外部側平面２５３ｂとは反対側に位置するケース対向面２５３ａを含んでいる。弁周囲部２５３ほぼ中央には、ケース対向面２５３ａから弁周囲部２５３の厚み方向（図８（ｂ）における上下方向）に凹む環状で、封口蓋２４０の弁孔周縁部２４２の突条２４３と嵌合可能な形態の凹溝２５５が凹設されている。この凹溝２５５の底部が、肉厚周囲部２５４よりも厚みが薄い環状の溶接予定部２５６である。

本実施例に係る電池２００では、安全弁２５０は、封口蓋２４０の弁孔２４１Ｈを気密に封止した状態で、封口蓋２４０に固着されている。具体的には、封口蓋２４０と安全弁２５０とは、次述するように、封口蓋２４０の弁孔２４１Ｈを安全弁２５０で閉塞し、レーザ溶接により溶接部位２７０で固着されている（図２及び図３参照）。

次に、電池２００の製造方法について図９を用いて説明する。
ただし、本実施例に係る電池２００の製造方法は、前述の実施例に係る電池１００の製造方法とは、封口蓋２４０に安全弁２５０を溶接部位２７０で固着する安全弁固着工程のみが異なり、それ以外の部分は同様である。したがって、実施例１と同様な部分の説明は、省略し、異なる部分を中心に説明することとする。

この安全弁固着工程は、さらに、（１）配置工程、（２）溶接工程の２つの工程からなる。
安全弁固着工程のうち配置工程では、図９（ａ）に示すように、安全弁２５０を封口蓋２４０の弁孔周縁部２４２に配置し、弁対向面２４２ａに安全弁２５０の弁周囲部２５３のケース対向面２５３ａを対向させる。弁孔周縁部２４２の突条２４３を弁周囲部２５３の凹溝２５５に嵌合させる。これにより、封口蓋２４０の弁孔２４１Ｈは、安全弁２５０で閉塞される。

次いで、溶接工程では、図９（ｂ）に示すように、凹溝２５５が突条２４３に嵌合した状態で、弁周囲部２５３の凹溝２５５の底部である溶接予定部２５６にレーザビームを照射しつつ、封口蓋２４０に対して相対移動させ、この溶接予定部２５６及び突条２４３あるいはこれを含む弁周縁部２４２の一部を全周にわたって溶融させる。かくして、封口蓋２４０と安全材２５０とは環状の溶接部位２７０で溶接される。これにより、安全材２５０は、溶接部位２７０で封口蓋２４０に固着され、封口蓋２４０の弁孔２４１Ｈを封止することができる。

本実施例では、上述したように、封口蓋２４０に安全材２５０を固着する前の状態において、封口蓋２４０は、その弁周縁部２４２に突条２４３を有し、安全材２５０は、その弁周囲部２５３に突条２４３と嵌合する凹溝２５５を有している。
したがって、本実施例に係る電池２００の製造方法によれば、安全材２５０を封口蓋２４０に溶接するに際し、封口蓋２４０の突条２４３を安全材２５０の凹溝２５５に嵌合させることで、安全材２５０と封口蓋２４０との位置合わせが容易にでき、溶接工程中の位置ずれも防止される。

その上、本実施例に係る安全弁２５０も、弁周囲部２５３内に、弁機能部２５１よりも厚みが厚い環状の肉厚周囲部２５４を有しているので、この弁周囲部２５３が弁機能部２５１と同じ厚みであるとした場合に比べ変形し難く、取り扱いが容易である。また、変形による封止不良も生じ難い。
また、溶接工程では、弁周囲部２５３のうちでも肉厚周囲部２５４よりも厚みが薄い溶接予定部２５６を溶融させて、安全弁２５０を封口蓋２４０に溶接する。このため、肉厚周囲部２５４と同じ厚みの肉厚な溶接予定部を溶融させて溶接を行う場合と比べて、より少ないエネルギのレーザビームを照射することで安全弁２５０と封口蓋２４０とを溶接できる。このため、封口蓋２４０と安全弁２５０とを溶融させるのに必要なエネルギが節約でき、電池２００の製造に掛るコストを低減することができる。

また、これにより、溶接中に飛散するスパッタの量を抑制できるから、スパッタが、弁機能部２５１、特に開裂予定部２５２に付着したことにより、弁機能部２５１の開弁圧が所定値から変化してしまう危険性をも抑制できる。
かくして、封口蓋２４０に安全弁２５０が適切に溶接された、信頼性の高い電池２００を製造することができる。

以上において、本発明を実施例１及び２に即して説明したが、本発明は上記実施例１及び実施例２に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施例１及び２に係る封口蓋１４０，２４０では、外部側平面１４０ａ，２４０ａよりも低い位置に弁孔周縁部１４２の弁当接予定面１４２ａや弁孔周縁部２４２の弁対向面２４２ａを設けた段差部とし、ここに安全弁１５０，２５０のケース当接予定面１５３ａやケース対向面２５３ａを当接させた。しかしながら、ケース部材の弁当接予定面あるいは弁対向面は、ケース部材において弁孔の周縁を含む環状の弁孔周縁部に有していれば良く、弁孔の周縁に段差を付けない面であっても良い。
また、実施例１及び２では、安全弁１５０，２５０を封口蓋１４０，２４０にレーザ溶接で溶接したが、弁部材とケース部材との溶接は、レーザ溶接に限定するものではなく、電子ビーム溶接などレーザ溶接以外の手法にも適宜適用可能である。

また、実施例１及び２では、図６（ｂ）及び図９（ｂ）に示すように、安全弁１５０，２５０を封口蓋１４０，２４０に固着するにあたり、弁周囲部１５３，２５３のうち溶接予定部１５６，２５６全体のみならず肉厚周囲部１５４，２５４の一部をも溶融させて溶接部位１７０，２７０とした。しかしながら、溶接予定部は、その少なくとも一部が溶融されて溶接部位とされていれば良く、例えば、溶接予定部の一部または全部のみを溶融させることもできる。

実施例１及び２に係る電池を示す正面図である。 実施例１及び２に係る電池を示す平面図である。 図２の要部を拡大して示す拡大図である。 実施例１に係る電池に用いた封口蓋の一部を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＣ―Ｃ矢視断面図である。 実施例１に係る電池に用いた安全弁を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ―Ｂ矢視断面図である。 実施例１に係る安全弁と封口蓋とについて、両者を溶接で固着するまでの各工程を説明するための説明図であり、（ａ）は配置工程、（ｂ）は溶接工程を示す断面図である。 実施例２に係る電池に用いた封口蓋の一部を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＥ―Ｅ矢視断面図である。 実施例２に係る電池に用いた安全弁を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＤ―Ｄ矢視断面図である。 実施例２に係る安全弁と封口蓋とについて、両者を溶接で固着するまでの各工程を説明するための説明図であり、（ａ）は配置工程、（ｂ）は溶接工程を示す断面図である。

符号の説明

１００，２００ 電池
１１０ 発電要素
１２０ 電池ケース（ケース部材）
１４０，２４０ 封口蓋（ケース部材）
１４１Ｈ，２４１Ｈ 弁孔
１４１Ｅ，２４１Ｅ 周縁
１４２，２４２ 弁孔周縁部
１４２ａ 弁当接予定面
２４２ａ 弁対向面
２４３ 突条
１５０，２５０ 安全弁（弁部材）
１５１，２５１ 弁機能部
１５３，２５３ 弁周囲部
１５３ａ ケース当接予定面
２５３ａ ケース対向面
１５４，２５４ 肉厚周囲部
１５５，２５５ 凹溝
１５６，２５６ 溶接予定部
１７０，２７０ 溶接部位

Claims (4)

1. 発電要素と、
   上記発電要素を内部に収容してなり、自身の内外を貫通する弁孔を有するケース部材と、
   上記ケース部材の上記弁孔を気密に封止してなる弁部材であって、
   上記ケース部材の内圧が所定値を超えたときに、開裂して外部にガスを放出する板状の弁機能部、及び
   上記弁機能部の周囲に位置する環状の弁周囲部を有する
   弁部材と、を備え、
   上記弁部材を、上記弁周囲部のうち環状の溶接部位で、上記ケース部材のうち上記弁孔の周縁を含む環状の弁孔周縁部に固着してなる
   電池の製造方法であって、
   上記弁部材の上記弁周囲部は、
   上記ケース部材に固着する前の状態において、上記弁機能部よりも厚みが厚い環状の肉厚周囲部、及び、上記肉厚周囲部よりも厚みが薄い環状の溶接予定部を含んでなり、
   上記ケース部材の上記弁孔周縁部に、上記弁部材の上記弁周囲部を当接させ、上記溶接予定部の少なくとも一部を溶融させて上記溶接部位として、上記弁部材を上記ケース部材に溶接する溶接工程を備える
   電池の製造方法。
2. 請求項１に記載の電池の製造方法であって、
   前記ケース部材の前記弁孔周縁部は、
   前記弁部材を固着する前の状態において、平坦な弁当接予定面を有してなり、
   前記弁部材は、
   上記ケース部材に固着する前の状態において、
   前記弁周囲部が、平坦なケース当接予定面を有し、
   前記溶接予定部は、上記弁当接予定面に向けて上記弁周囲部の厚み方向に凹設された凹溝の底部であり、
   前記溶接工程では、
   上記ケース部材の上記弁孔周縁部の上記弁当接予定面に、上記弁部材の上記弁周囲部の上記ケース当接予定面を当接させ、上記溶接予定部の少なくとも一部を溶融させて、上記弁部材を上記ケース部材に溶接する
   電池の製造方法。
3. 請求項１に記載の電池の製造方法であって、
   前記ケース部材に固着する前の状態において、
   前記弁部材の前記弁周囲部は、ケース対向面を含み、
   前記溶接予定部は、上記ケース対向面から上記弁周囲部の厚み方向に凹設された環状の凹溝の底部であり、
   前記ケース部材の前記弁孔周縁部は、
   前記弁部材を固着する前の状態において、弁対向面に、この弁対向面から突出し上記凹溝に嵌合する環状の突条を有してなり、
   前記溶接工程では、
   上記ケース部材の上記弁孔周縁部の上記弁対向面と、上記弁部材の上記弁周囲部の上記ケース対向面とを対向させると共に、上記突条を上記凹溝に嵌合させ、上記溶接予定部の少なくとも一部を溶融させて、上記弁部材を上記ケース部材に溶接する
   電池の製造方法。
4. 発電要素を内部に収容し、自身の内外を貫通する弁孔を有するケース部材の上記弁孔を、環状の溶接部位で溶接して気密に封止するのに用いる弁部材であって、
   上記ケース部材の内圧が所定値を超えたときに、開裂して外部にガスを放出する板状の弁機能部と、
   上記弁機能部の周囲に位置する環状の弁周囲部と、を備え、
   上記弁周囲部は、
   上記弁機能部よりも厚みが厚い環状の肉厚周囲部、及び、上記肉厚周囲部よりも厚みが薄く環状で、上記溶接部位とする溶接予定部を有する
   弁部材。

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