JP2010040398A - 密閉型電池及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ケースと蓋体とがレーザ溶接によって接合された封口構造を備える信頼性の高い密閉型電池及びその製造方法を提供する。
【解決手段】ケース１０と蓋体３０とが接しているケース側壁の上端周縁（側方）１８と蓋体の周縁（側方）３４がレーザ照射面７０となる。ケース１０の側方αからレーザ照射され、ケース１０と蓋体３０が封口される。レーザ照射で接合されるケース１０及び蓋体３０の表面（典型的には、レーザ照射面７０）には、予め平滑な被膜が形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、密閉型電池及びその製造方法に関する。詳しくは、密閉型電池のケースと蓋体とのレーザ溶接に関する。

近年、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池は、電気を駆動源とする車両搭載用電源、或いはパソコン及び携帯端末その他の電気製品等に搭載される電源として重要性が高まっている。特に、軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン電池は、車両搭載用高出力電源として好ましく用いられるものとして期待されている。
かかる電池の一形態として、所定の電極体ユニット及び電解質がケース（筐体）の内部に収容された密閉形式の電池が挙げられる。典型的には、かかる密閉形式の電池は、正極と負極とから成る電極体ユニットを金属製ケースに収容された後、該ケースの開口部（即ち電極体ユニットを収容するための収容口）に蓋体（蓋部材）が装着され、封口（シール）されることによって構築される。

この種の電池に用いられる封口手段としては種々の方法がある。典型的には、ＹＡＧレーザやＣＯ_２レーザ等の熱源を利用するレーザ溶接を用いることが多い。特にレーザ溶接は選択的かつ局所的に熱を与えることができるため好適な手段である。しかしながら、レーザ溶接は被照射物によってはレーザ光を反射し易く、とりわけ金属製の被照射物の場合、反射し易く吸収率も低い。レーザ光の照射出力を大きくすることによって吸収率を上げることも可能であるが、その場合、吸収率が急激に上昇し溶接スパッタが電池内部に飛散して内部短絡を誘引する虞が生じる。このように、レーザ溶接は好適な封口手段の一つではあるが、微妙な出力調整を要する方法といえる。かかるレーザ溶接に関する関連技術として、特許文献１または２が挙げられる。
特許文献１に記載の技術では、高いシール性を実現するためにアルミニウムまたはアルミニウム合金材からなるケース及び蓋体の封口溶接面にブラスト処理を行うことにより、レーザ溶接による溶接効率または安定性を図る技術を開示している。また、特許文献２に記載の技術では、ケースと蓋体の接合面にサンドブラストまたはワイヤブラシ等で表面処理することによってレーザ吸収率を向上させている。

特開２０００−１４９８８１号公報 特開２０００−９０８９３号公報

しかしながら、上記ブラスト処理またはサンドブラストのような研磨剤を用いた上記表面処理は、いずれも溶接面を削ることによって連続する平滑面を形成することが目的であるが、処理後にブラストビーズまたは研磨材を全て除去することが難しい。残留物が付着したまま溶接されるとレーザ吸収率にバラつきが生じるため、溶け込み深さまたはビード幅（いわゆる溶接による熱で溶融し冷却されて凝固した部分の深さまたはその幅）を一定に形成することが困難である。

そこで本発明は、電池の封口をレーザ溶接によって行う際の従来の問題点を解決すべく創出されたものであり、良好なレーザ溶接によって信頼性の高い密閉型電池を提供することを目的とする。また、それを実現し得る電池の製造方法の提供を他の目的とする。

上記目的を実現するべく本発明によって提供される電池は、電極体ユニットを収容するための開口部を有するケースと、該ケースの開口部に配置される蓋体とを備え、該ケースと該蓋体とはレーザ溶接によって接合される密閉型電池である。
本発明によって提供される電池では、上記ケース及び／又は上記蓋体のレーザ照射面には該照射面を平滑化するための被膜が形成されている。

なお、本明細書において「電池」とは、所定の電気エネルギーを取り出し得る蓄電装置をいい、特定の蓄電機構（電極体や電解質の構成）に限定されない。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或いは電気二重層キャパシタ等のキャパシタ（即ち物理電池）は、ここでいう電池に包含される典型例である。
また、本明細書において「電極体ユニット」とは、少なくとも一つずつの正極及び負極を含む電池の主体を成す構造体をいう。
また、本明細書において「ケース」とは、ここで開示される電池を構成する一部材であって、電極体ユニット及び電解質を収容し、開口部（即ち電極体ユニット収容口）を有する電池用筐体をいう。
なお、本明細書において「面粗度（Ｒｚ）」とは、即ち十点平均粗さをいい、レーザ変位計等による測定により得られる物質の表面の粗さを表す。

本発明に係る電池は、ケース（典型的には金属製）の開口部に蓋体（典型的には金属製）が装着され、レーザ溶接によって該開口部が封口される密閉型電池である。そして、該ケース及び／又は該蓋体のレーザ光の照射面には、該照射面を平滑化するため、予め面粗度Ｒｚが所定の数値以下になるように設定された被膜を備えている。つまり、該被膜によって平滑なレーザ照射面がケース及び／又は蓋体に形成されている。そのため、従来のような照射面が粗いために照射されたレーザ光がさまざまな角度に拡散（反射）されることがなく、レーザ光は照射面に対して均等に照射される。これにより、一定出力でのレーザ溶接が可能となり、照射面の吸収率を安定させることができる。その結果、バラつきのない溶け込み深さ及びビード幅が形成された信頼性の高い密閉型電池の提供が実現される。

また、本発明によって提供される電池の好ましい他の一態様では、上記被膜は面粗度（Ｒｚ）が１μｍ以下である。
上記被膜の面粗度Ｒｚが１μｍ以下になるように形成された該ケース及び／又は該蓋体の被膜は極めて平滑なレーザ照射面となり得る。これにより、レーザ光は照射面に対して均等に照射され、安定した出力でレーザ溶接される。その結果、バラつきのない溶け込み深さ及びビード幅が形成された信頼性の高い密閉型電池の提供が実現される。

本発明によって提供される電池の好ましい他の一態様では、上記被膜は上記ケース及び／又は上記蓋体の前記レーザ照射面を構成する材料と同じ材料で形成されている。
ケース及び／又は蓋体のうち、レーザ光が照射される照射面を構成するケース及び／又は蓋体の材料と同じ材料（典型的には、金属）で被膜が形成されることによって、ケース及び／又は蓋体の照射面（溶融部）の熱伝導率と、被膜が形成されている照射面の熱伝導率とを同一にすることができる。その結果、安定した溶け込み深さ及びビード幅が形成された封口構造の密閉型電池の提供が実現される。

また、本発明によって提供される電池の好ましい他の一態様では、上記被膜はアルミニウム又はアルミニウム合金で形成されている。
アルミニウム合金とは、アルミニウムを主成分とする（すなわち、アルミニウムを５０質量％以上含む）合金をいう。アルミニウム又はアルミニウム合金は軽量で取扱い易いため、ケース及び／又は蓋体の成形材料として好適に用いられている。そのため、ケースまたは蓋体の材料と同じ金属であるアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された被膜は、ケース及び／又は蓋体と一体化されて平滑な照射面を構成する。その結果、照射面の吸収率を安定させることが可能となり、良好な封口構造の密閉型電池を提供することができる。

また、本発明は、密閉型電池の製造方法を提供する。即ち、本発明によって提供される製造方法は、電極体ユニットを収容するための開口部を有するケースと、該ケースの開口部に配置される蓋体とを備える密閉型電池の製造方法である。
かかる製造方法では、上記ケース及び／又は上記蓋体のレーザ照射面に該照射面を平滑化するための被膜を形成し、上記被膜が形成されたレーザ照射面にレーザ光を照射して上記ケースと上記蓋体とを接合（溶接）することを特徴とする。
かかる態様の製造方法では、レーザ光の照射面が平滑になるように、ケース及び／又は蓋体に平滑な被膜を予め形成することによって、該照射面に対して均等にレーザ照射することができる。これにより、微妙な出力調整を要することなく一定出力の条件下で安定したレーザ溶接が可能となる。その結果、バラつきのない溶け込み深さ及びビード幅が形成された信頼性の高い密閉型電池の製造方法が提供される。

また、本発明に係る電池の製造方法として好ましい他の一態様では、面粗度（Ｒｚ）が１μｍ以下となるように上記被膜を形成する。
かかる態様の製造方法では、レーザ光を照射面に対して均等に照射することができるため、バラつきのない溶け込み深さ及びビード幅が形成された信頼性の高い密閉型電池の製造方法が提供される。

また、本発明に係る電池の製造方法として好ましい他の一態様では、上記被膜は少なくとも１μｍ以上の厚みを備えるように形成する。
上記被膜の膜厚が薄すぎると所定の数値以下の面粗度Ｒｚを備えることが困難であるため、被膜は少なくとも１μｍ以上の厚さに形成することが好ましい。かかる膜厚の被膜を有するレーザ照射面を形成することによって、レーザ吸収率を一定に維持することができる。その結果、バラつきのない溶け込み深さ及びビード幅が形成された信頼性の高い密閉型電池の製造方法を提供することができる。

本発明によって提供される電池の製造方法の好ましい他の一態様では、上記被膜を真空蒸着法により形成する。
真空蒸着法は、極めて薄く均一な厚さを有する膜を形成することができる。したがって、かかる方法を用いることによって、レーザ照射面に平滑な被膜を容易に形成することができる。その結果、レーザ照射面における吸収率を安定させ、高いシール性が実現された信頼性の高い密閉型電池の製造方法が提供される。

また、本発明に係る電池の製造方法として好ましい他の一態様では、上記ケース及び／又は上記蓋体の上記レーザ照射面を構成する材料と同じ材料を用いて上記被膜を形成する。
レーザ照射面となるケース及び／又は蓋体と同じ材料（典型的には金属）で被膜を形成することによって、ケース及び／又は蓋体の溶融部の熱伝導率と、被膜が形成された照射面の熱伝導率とを同一にすることができる。その結果、安定した溶け込み深さ及びビード幅が形成された良好な封口構造を備える電池の製造方法が提供される。

また、好ましい他の一態様では、アルミニウム又はアルミニウム合金から成る上記被膜を形成する。アルミニウムまたはアルミニウム合金は軽量で取扱い易いためケース及び／又は蓋体の成形材料として好適に用いられている。そのため、かかる材料と同じ金属で被膜を形成することよって、ケース及び／又は蓋体と被膜が一体化し、平滑な照射面となり得る。その結果、照射面の吸収率を安定させることが可能となり、良好な封口構造を備える電池の製造方法が提供される。

以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。

本発明の密閉型電池は、電池のケースとその開口部を塞ぐ蓋体とがレーザ溶接で封口されることによって特徴付けられる電池である。従って、以下に本発明の好適な実施形態を説明するが、ケース及び蓋体のそれぞれの形状及び大きさは、用途（典型的には車載用）によって適切に変更することができる。また、電解液や電極体ユニットの種類又は構成についても同様に以下に示す実施形態に限定するものではない。
本発明により提供される電池としては、その典型的な例として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、或いは電気二重層キャパシタ等のキャパシタ（即ち物理電池）が挙げられるがこれらに限定されない。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態を説明する。図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明する。
図１は、一実施形態に係る密閉型電池１００を模式的に示す斜視図である。図２は、図１中のII−II線断面図である。
図１に示されるように、本実施形態に係る密閉型電池１００は、直方体形状の角形のケース１０と、該ケース１０の開口部１２を塞ぐ蓋体３０とから構成される。そして、該ケース１０は、開口部１２からみて対向する一対の長辺側壁１４と、対向する一対の短辺側壁１６と、図示されていない底面とから構成される直方体形状の筐体であり、一方の面（底面と対向する面、図１中では上面）の周縁は矩形状の開口部１２を構成している。この開口部１２よりケース１０内部に図示しない所定の電極体ユニット及び電解液を収容することができる。

図２に示されるように、上記蓋体３０はケース１０の開口部１２を塞ぐようにして装着されている。該蓋体３０は、該ケース１０の底面と同一のサイズ・形状であって開口部１２上に配置されてケース１０の一面を構成するように矩形プレート状に形成され、その裏面側（ケース１０の内側に配置される内面側をいう。以下同じ。）の中心部には蓋体３０をケース開口部１２に装着した際に開口部１２の内方に入り込む凸部３２が形成されている。すなわち、本実施形態に係る電池１００は、開口部１２を構成しているケース１０側壁１４，１６の上端と、蓋体３０の裏面側の周縁とが全周に亘って接している。
また、図１に示されるように、蓋体３０には外部接続用の正極端子４０と負極端子５０とが設けられており、それら端子の一部は蓋体３０の表面側に突出している。正極端子４０及び負極端子５０は、ケース１０内部に収容された電極体ユニットの正極集電体及び負極集電体と電気的にそれぞれ接続される。

上記ケース１０及び蓋体３０を構成する成形材料としては金属製の材料が好ましい。後述するように、本実施形態に係る密閉型電池１００は、ケース開口部１２に装着された蓋体３０がレーザ溶接によって封口される構成であるため、レーザ溶接が可能な成形材料である限りにおいてはその種類は特に限定されないが、軽量で熱伝導性が良い金属材料を好適に使用することができる。このような金属材料として、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、ニッケルめっき鋼などが挙げられる。特に好ましい材料は、軽量で熱伝導性の良いアルミニウム又はアルミニウム合金である。
また、ケース１０及び蓋体３０を構成する成形材料はそれぞれ同じ材料でも良く、異なる材料を用いて構成されていても構わない。ただし、同じ材料で構成されたケース１０及び蓋体３０は、熱伝導率や溶融温度等の諸物性が同じであるため、レーザ溶接の熱による溶融に偏りが生じないため好ましい。本実施形態では、ケース１０及び蓋体３０は、いずれもアルミニウムで構成されている。
なお、上記形状のケース１０及び蓋体３０は、適当な金属材料からなる板材を用いて、プレス加工等によって所望の形状に成形される。

次に、本実施形態の電池１００を構成する封口構造について詳細に説明する。
本実施形態に係る電池１００は、ケース１０の開口部１２に蓋体３０が装着された後、図２の矢印αで示される位置からレーザ照射されて接合された封口構造を備える。レーザ溶接は、レーザ光を集光した状態で溶接する部分に照射し、該部分を局部的に溶融・凝固させることによって接合する方法である。本実施形態では、種々のレーザ溶接を限定することなく利用することができるが、例えば好適な熱源としては、ＹＡＧレーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、ＣＯ_２レーザ等が挙げられる。
そして、本実施形態では、図２に示すように、ケース１０と蓋体３０とが接しているケース側壁の上端周縁（側方）１８と蓋体の周縁（側方）３４がレーザ照射面７０となり、かかる部分にレーザ照射されて接合される。したがって、ケース１０の側方αから当該部分にレーザ照射され、ケース１０と蓋体３０との封口が構成されている。

さらに、上記レーザ照射で接合されるケース１０及び蓋体３０の表面（典型的には、レーザ照射面７０）には、予め平滑な被膜が形成されている。上述のように、本実施形態では、ケース側壁の上端周縁（側方）１８と蓋体の周縁（側方）３４が、該レーザ照射面７０となるため、被膜はケース１０及び蓋体３０の少なくとも側面に予めそれぞれ形成されている。また、該被膜は、所定の面粗度Ｒｚが設定され、平滑な連続する照射面を備えるように構成されている。
ここで、面粗度は表面の粗さを表す指標であり、面粗度Ｒｚは十点平均粗さをいう。上記被膜の面粗度Ｒｚが１μｍ以下となるように形成された被膜は、極めて平滑なレーザ照射面７０となり得る。かかる被膜の面粗度Ｒｚとしては、凡そＲｚが１μｍ以下が好ましく、０．５μｍ以下がより好ましく、０．１μｍ以下が特に好ましい。
さらに、上記被膜の厚さとしては少なくとも１μｍ以上が好ましい。被膜の膜厚が薄すぎると所定の数値以下の面粗度Ｒｚを備えることが困難であるためである。したがって、該被膜としては少なくとも１μｍ以上の厚さに形成することが好ましく、２μｍ以上の膜厚は特に好ましい。

図３は、蓋体３０のレーザ照射面７０に形成された被膜６０にレーザ光Ｌが照射される際の模式図である。被膜６０を有しない従来の構成の電池では、ケース及び／又は蓋体にレーザ照射されると、表面の凹凸や付着物にレーザ光が乱反射する虞があった。この場合、当該乱反射したレーザ光の一部が、図示しないレーザ装置に向かって反射され、さらにレーザ装置のファイバーを逆流してレーザ発振器まで戻ってくることもあり得る。その場合には、発振器内で生成されたエネルギーに当該戻ったレーザ光のエネルギーが上乗せされて再度出力される結果、予定された出力よりも大きいエネルギーが不規則的に出力されてしまい、レーザ照射面の溶け込みの程度がばらつくという不具合が生じる虞がある。また、乱反射により、レーザ照射面全体に均等に熱が伝わることが困難になるという欠点もある。
しかしながら、図３に示されるように、本発明によると、所定の面粗度Ｒｚが設定された平滑な被膜６０をケース１０及び／又は蓋体３０のレーザ照射面７０に予め形成するため、該平滑な被膜６０に照射されたレーザ光Ｌは乱反射されることなく、照射面全体に均等に熱が伝わる。また、レーザ光Ｌの反射方向（図中の矢印Ｌ_１参照）を制御することが容易となり、反射レーザ光Ｌ_１のレーザ装置への逆戻りを防止することができる。そして、レーザ光が照射された部分のケース１０及び蓋体３０はレーザ光Ｌの熱で溶融し、冷却されて固化することによって接合される。

また、本実施形態においては、上記被膜６０は、ケース１０及び／又は蓋体３０のレーザ照射面７０を構成する材料と同じ材料で形成されている。レーザ光が照射される照射面を構成するケース１０及び／又は蓋体３０の材料と同じ材料で被膜６０が形成されることによって、被膜６０が形成されている照射面の熱伝導率と、ケース１０及び／又は蓋体３０の照射面（溶融部）の熱伝導率とを同一にすることができる。これにより、レーザ照射される被膜６０と被膜で覆われた部分のケース１０及び／又は蓋体３０が偏りなく均等に溶融させることが可能となる。
被膜６０の形成材料としては特に限定されないが、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル等が好ましい被膜形成材料として挙げられる。そして、特に好ましい材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金である。
アルミニウム又はアルミニウム合金は、軽量で取扱い易いためケース１０または蓋体３０の成形材料として用いられることが多く、熱伝導率に優れるためレーザ溶接を伴う封口構造を備える電池としては好適な材料といえる。したがって、レーザ照射面７０を構成するケース１０及び／又は蓋体３０の材料と同じ金属であるアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された被膜６０は、ケース１０及び／又は蓋体３０と一体化して平滑な照射面７０を構成することができる。
本実施形態では、ケース１０及び蓋体３０はいずれもアルミニウム製であり、また、アルミニウムから成る被膜６０がレーザ照射面７０に形成されたケース１０及び蓋体３０によって構成された電池１００である。

上記被膜６０を形成する方法としては、上述の面粗度Ｒｚまたは膜厚を備える被膜が形成される限りにおいては特に制限されるものではなく、めっきや溶射などの金属被膜を形成する種々の表面処理方法を利用することができる。例えば、電気めっき、無電解めっき、蒸着めっき、及び化成処理による陽極酸化等が挙げられる。或いは、種々の物理蒸着（ＰＶＤ）法または化学蒸着（ＣＶＤ）法を好ましく採用することができる。このような蒸着によって例えば平滑な金属被膜を容易に形成することができる。
特に金属の被膜６０を形成するには、ＰＶＤ法の一種である真空蒸着法が好ましい。かかる真空蒸着法によると、比較的短時間で極めて薄く均一な厚さの被膜６０が形成することができる。また、真空蒸着法は被膜６０の膜厚を調整することが可能であるため、膜厚または面粗度Ｒｚが設定された平滑な被膜６０を形成するには好適な方法といえる。
なお、真空蒸着法自体の手法は、当該分野において周知であり、その実施方法（プロトコル）自体は、本発明を特徴付けるものではないため、これ以上の詳細な説明は省略する。

上述のように構成されたケース１０及び蓋体３０を備える密閉型電池１００として、その他の構成要素である電極体ユニット及び電解液等は、本発明の目的を達成し得る限りにおいて特に限定されるものではないが、本実施形態では、捲回型の電極体ユニットを備えるリチウムイオン電池１００を構築した。以下、その他の構成要素について説明するが、本発明を係る実施形態に限定することを意図したものではない。

図示しないが、本実施形態では該ケース１０内に扁平形状の電極体ユニットが収容されている。該電極体ユニットは、長尺シート状の正極集電体の表面に正極活物質層を有する正極シート、長尺シート状の負極集電体の表面に負極活物質層を有する負極シート、及び長尺シート状のセパレータからなり、正極シート及び負極シートを２枚のセパレータと共に重ね合わせて捲回し、得られた捲回体を側面方向から押しつぶして拉げさせることによって扁平形状に成形されている。
そして、正極集電体の端部に正極端子４０が、負極集電体の端部には負極端子５０がそれぞれ接合され、上記扁平形状に形成された正極シートまたは負極シートと電気的に接続されている（図１参照）。正負極端子４０，５０と集電体とのそれぞれの接合方法としては、例えば超音波溶接法、抵抗溶接法等の各種溶接法を用いることができる。

正極シートを構成する正極集電体としては、導電性の良好な金属からなるシート材を用いることができる。例えば、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金製の導電性部材が挙げられる。また、正極活物質層の主成分たる電極活物質としては、従来からリチウムイオン電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定なく使用することができる。例えばリチウム遷移金属複合酸化物等を好ましく用いることができる。
一方、負極シートを構成する負極集電体としては、例えば銅等の金属からなるシート材を用いることができる。例えば、銅箔が好ましい導電性部材として挙げられる。また、負極活物質層の主成分たる電極活物質としては、従来からリチウムイオン電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定なく使用することができる。例えば、グラファイト構造（層状構造）を含む粒子状の炭素材料が挙げられる。
正極シート及び負極シートは、上記電極活物質を適当な溶媒に分散させた組成物をそれぞれの集電体に付与し、該組成物を乾燥させることにより好ましく作製され得る。上記溶媒としては、例えば、水等の水系溶媒、或いはＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、メチルエチルケトン、トルエン等の非水系溶媒を好適に用いることができる。
また、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＰＶＤＦ−ＨＦＰ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等のポリマーから適宜選択される一種または二種以上のポリマー材料を、結着剤や増粘剤などの各種添加剤として好適に用いることができる。なお、上記電極活物質を適当な溶媒に分散させた組成物をそれぞれの集電体に付与（典型的には塗布）する操作は、例えば、適当な塗布装置（スリットコーター、ダイコーター、コンマコーター等）を使用して、所定量の組成物を塗布することができる。

上記電極体ユニットをケースに収容した後、電解液を該ケース内に注入する。リチウムイオン電池用電解液としては、非水系溶媒と該溶媒に添加され溶解しているリチウム塩（支持塩）とを含む非水電解液を用いることができる。非水系溶媒としては、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、等の一般にリチウムイオン電池の電解液に使用し得るものとして知られている非水系溶媒から選択される一種または二種以上を用いることができる。また、電解液に含有させる支持塩としては、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣｌＯ_４等から選択される一種または二種以上のリチウム化合物（リチウム塩）を用いることができる。
上記電解液を注入後、ケース１０の開口部１２に蓋体３０を装着し、該ケース側方のα（図２参照）からレーザ照射して接合することによって、本発明の好ましい一実施形態である密閉型電池１００が構築される。

［被膜の評価］
以下、金属性の板材を用いて様々な面粗度Ｒｚを備える被膜を形成し、該被膜にそれぞれレーザ光を照射して、溶融部の溶込み深さ、平均ビード幅、及びレーザ光熱量を測定し、被膜の効果について評価した。

まず、板厚０．８ｍｍの純アルミニウム製のアルミ圧延板（Ａ１０５０−Ｏ）を用意し、該板材の表面に一般的な真空蒸着法を用いてアルミニウムの被膜を形成した。
各サンプルとして、それぞれ異なる膜厚（μｍ）及び面粗度Ｒｚ（μｍ）を備える被膜を形成した。まず、真空蒸着による被膜が形成されていない、即ちアルミ圧延板そのものの面粗度Ｒｚを備えるもの（サンプル１）と、種々の膜厚及び面粗度Ｒｚになるように真空蒸着法によって被膜が形成されたものを用意した。具体的には、膜厚０．１μｍで面粗度Ｒｚ２．０１μｍ（サンプル２）、膜厚０．５μｍで面粗度Ｒｚ１．２４μｍ（サンプル３）、膜厚１μｍで面粗度Ｒｚ０．４８μｍ（サンプル４）、及び膜厚２μｍで面粗度Ｒｚ０．０８μｍ（サンプル５）の全５種類のサンプルを用意した。表１に各サンプルの膜厚と面粗度Ｒｚの一覧を示す。

各サンプルはそれぞれ異なる膜厚及び面粗度Ｒｚの被膜が形成されている以外は、同じ条件でレーザ照射を行った。照射条件は、以下のように設定した。
発振器としてＮｄ：ＹＡＧレーザー（波長１０６４μｍ）を用いて、レーザ光径８μｍ、平均溶出出力５４０Ｗで、２００スポットのレーザ照射を連続して行った。そして、かかる照射条件で各サンプルにレーザ照射し、溶融部の溶込み深さ、平均ビード幅、及びレーザ光熱量を測定した。その測定結果を表２に示す。

表２に示す結果から明らかなように、まず、溶込み深さについてみてみると、被膜が形成されていないサンプル１と、膜厚が１μｍより小さく面粗度Ｒｚが１μｍより大きいサンプル２及び３では、溶込み深さが大きく、またバラつきも大きかった。一方、膜厚が１μｍ以上で面粗度Ｒｚが１μｍ以下のサンプル４及び５では、溶込み深さが３０μｍほど小さい数値を示し、バラつきも小さかった。
また、ビード幅に関しては、サンプル１〜３では８５０μｍ以上のビード幅を有していたが、サンプル４及び５ではそれよりも小さく、それぞれ８２０μｍであった。
さらに、レーザ光熱量は、サンプル１〜３の方がサンプル４及び５よりも高い熱量を示した。これは、サンプル１〜３では照射されたレーザ光が乱反射されて熱量が増幅されたためである。
以上の測定結果から明らかなように、膜厚が１μｍ以上で面粗度Ｒｚが１μｍ以下の被膜が形成された平滑な照射面を備えるサンプル４及び５は、溶融部の溶込み深さはバラつきが大幅に低減され、安定した深さを有することが示された。また、ビード幅は小さくなり、レーザ光熱量も小さくなることが示された。

さらに、被膜が形成されていないサンプル１と、膜厚が２μｍで面粗度Ｒｚが０．０８μｍのサンプル５について、１〜２００スポットのレーザ光熱量のそれぞれの数値をグラフに表した図を図４に示す。
図４に示されるように、被膜が形成されず面粗度Ｒｚが高いサンプル１では、サンプル５よりも２００スポット全てでレーザ光の出力熱量が高く、スポット毎の熱量にもバラつきが見られた。一方、サンプル５では、出力熱量は全スポットを通して安定した熱量であり、連続して照射を行っても熱量が増幅しないことが示された。

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、種々の改変が可能である。例えば、図５に示されるような封口構造を備える電池でもよい。
図５は、他の実施形態に係る密閉型電池１００Ａの断面図である。図５に示されるように、本実施形態の電池１００Ａでは、上記蓋体１３０はケース１１０の開口部１１２を塞ぐようにして装着されている。該蓋体１３０は、ケース底面よりもひと回り小さいサイズ・形状の矩形プレート状に形成され、該ケース１１０の開口部１１２を覆うように該蓋体１３０が嵌り込んでいる。
そして、本実施形態では、ケース１１０の開口部１１２に上記蓋体１３０が装着された後、図５の矢印βで示される位置、即ち蓋体１３０の上方からレーザ照射されて封口された構造を備える。したがって、ケース１１０と蓋体１３０のレーザ照射面７０Ａは、ケース側壁の上端周縁（上方）１８Ａと蓋体の蓋体の周縁（上方）３４Ａとからなり、かかる部分に被膜が形成された構成の電池１００Ａである。
このように、レーザ照射面７０Ａを平滑にするための被膜が形成される場所は、ケース及び蓋体のそれぞれの形状、典型的には封口構造によって変更し得るものである。したがって、該封口構造によっては、ケースのみ、或いは蓋体のみにレーザ照射されることもあり得る。その場合、該被膜はレーザ照射されるケース又は蓋体のみに形成されていればよい。

また、密閉型電池の種類は上述したリチウムイオン電池に限られず、電極体構成材料や電解質が異なる種々の内容の電池、例えばリチウム金属やリチウム合金を負極とするリチウム二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、或いは電気二重層キャパシタのようないわゆる物理電池であってもよい。

一実施形態に係る密閉型電池を模式的に示す斜視図である。 図１におけるII−II線断面図である。 平滑な被膜が形成されたレーザ照射面にレーザ光が照射された際の模式図である。 被膜を形成しないサンプル１と被膜を形成したサンプル５のそれぞれのレーザ光熱量をグラフで表した図である。 他の実施形態に係る密閉型電池を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１０，１１０ ケース
１２，１１２ 開口部
１４，１１４ 長辺側壁
１６ 短辺側壁
１８ 側壁の上端周縁（側方）
１８Ａ 側壁の上端周縁（上方）
３０，１３０ 蓋体
３２ 凸部
３４ 蓋体の周縁（側方）
３４Ａ 蓋体の周縁（上方）
４０ 正極端子
５０ 負極端子
６０ 被膜
７０，７０Ａ レーザ照射面
１００，１００Ａ 密閉型電池

Claims (10)

1. 電極体ユニットを収容するための開口部を有するケースと、該ケースの開口部に配置される蓋体とを備え、該ケースと該蓋体とはレーザ溶接によって接合される密閉型電池であって、
   前記ケース及び／又は前記蓋体のレーザ照射面には該照射面を平滑化するための被膜が形成されている、密閉型電池。
2. 前記被膜は面粗度（Ｒｚ）が１μｍ以下である、請求項１に記載の電池。
3. 前記被膜は前記ケース及び／又は前記蓋体の前記レーザ照射面を構成する材料と同じ材料で形成されている、請求項１又は２に記載の電池。
4. 前記被膜はアルミニウム又はアルミニウム合金で形成されている、請求項３に記載の電池。
5. 電極体ユニットを収容するための開口部を有するケースと、該ケースの開口部に配置される蓋体とを備える密閉型電池の製造方法であって、
   前記ケース及び／又は前記蓋体のレーザ照射面に該照射面を平滑化するための被膜を形成し、
   前記被膜が形成されたレーザ照射面にレーザ光を照射して前記ケースと前記蓋体とを接合することを特徴とする、電池の製造方法。
6. 面粗度（Ｒｚ）が１μｍ以下となるように前記被膜を形成する、請求項５に記載の方法。
7. 前記被膜は少なくとも１μｍ以上の厚みを備えるように形成する、請求項５又は６に記載の方法。
8. 前記被膜を真空蒸着法により形成する、請求項５〜７のいずれかに記載の方法。
9. 前記ケース及び／又は前記蓋体の前記レーザ照射面を構成する材料と同じ材料を用いて前記被膜を形成する、請求項５〜８のいずれかに記載の方法。
10. アルミニウム又はアルミニウム合金から成る前記被膜を形成する、請求項９に記載の方法。

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