JP2011049122A - 電池、電池パック、及び電池の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電池パック1の電池2の蓋部8には、外縁から少し内周側に、外縁に沿って一周するように角溝状で適宜の深さを有する凹部81が設けられている。蓋部8が電極群6が接続された状態でケース7の開口部に嵌合された上で、蓋部8とケース7とがレーザ光の照射により溶接され、溶接部82が形成されている。溶接部82は蓋部8とケース7との接続部分から凹部81の縁部に亘って形成されており、凹部81の底面と略平行に、凹部81の開口部に張り出した張出部82aを備えている。蓋部8に保護回路基板15を配し、入出力端子15aが露出する状態で樹脂モールド部19が形成されている。
【選択図】図2
Description
特許文献2の電池パックの場合、蓋部の外周に凹部を設けるために、複雑なプレス加工工程を経る必要があり、加工が困難であって、蓋部の製造歩留まりが良くないという問題がある。
そして、蓋体に設けられた凹部に形成した張出部により投錨効果を得るので、特許文献1の電池パックのように追加部品を必要としない。また、凹部は特許文献2の電池パックのように複雑なプレス加工工程を必要とせず、従来と同程度のプレス加工技術により製造可能であるため、安価に、良好な製造歩留を有して蓋体を製造することができる。そして、蓋体の周縁部の加工精度が低下することもなく、ケースへの溶接不良、及びこれに伴う漏液不良の発生が抑制されている。
凹部は任意の位置に任意の形状で設けることができるので、投錨効果を所望する部分に効率良く張出部を設けることができる。
特許文献2の電池の凹部は、プレス加工により得ているため、表面が平滑であるが、本発明の張出部は、金属表面が一度溶融して再固化することにより形成されるため、複雑な凹凸を有している。そのため、表面積が大きく、樹脂モールド部の電池に対する接着強度が向上している。
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1に係る電池パック1を示す斜視図、図2は電池パック1を示す(a)は一部断面図、(b)は(a)のA部分における一部拡大図、図3はケース嵌合前の蓋部(蓋体)8を示す斜視図、図4は図3のIV−IV線断面図である。
蓋部8の他端側には接合部材13が嵌め込まれており、接合部材13は蓋部8の裏面側に設けられた板状をなすAl製の集電体14と接続される。該集電体14に垂設されたタブには、正極板4の正極リードが接続されている。接合部材13は、Al又はAl合金製の第1層と、Ni製の第2層とからなるクラッド材である。
蓋部8は、電極群6が接続された状態でケース7の開口部に嵌合され、蓋部8の外縁部(周縁部)とケース7の開口の内縁部とがレーザ光の照射により溶接されて、溶接部82が形成されている(図2参照)。
溶接部82は蓋部8の外縁部とケース7の内縁部との接続部分から凹部81の縁部に亘って形成されており、凹部81の底面と略平行に(蓋部8の面方向に)、凹部81の開口部に張り出した張出部82aを備えている。
ホットメルト樹脂は、蓋部8の部品の表面、及び複雑な凹凸を有する張出部82aの細部にまで亘って充填されている。
前記樹脂モールド部19が設けられた電池2の二平面及び二側面が合成樹脂製のラベル20で覆われることにより電池パック1が構成される。
電池2は以下のようにして製造される。
図5は、蓋部8をケース7に嵌合して溶接する工程を示す模式的断面図である。図中、電極群6は省略してある。
まず、電極群6が接続された蓋部8の外面とケース7の開口縁部の端面とが面一になるように蓋部8をケース7に嵌合する(図5(a))。
前記境界部がレーザ光21により溶融して再固化することにより溶接部82が形成されるが、縁部を含む、凹部81の側壁の端面にもレーザ光21が照射されるように制御することで、前記端面も溶融して再固化され、該端面に複雑な凹凸を有した張出部82aが形成される(図5(c))。
レーザの出力、溶接ビード径(レーザ光のビーム径)、及びビームの断面形状(楕円形等)を制御したり、レーザ光の光軸が前記境界部よりケース7の内側に位置するように制御したりすることによって、張出部82aの形状、及び面方向の突出長を制御することができる。
そして、電池2の二平面及び二側面をラベル20で覆うことにより電池パック1が得られる。
実施の形態2に係る電池パックは、実施の形態1に係る電池パックと同様の構成を有し、凹部81が張出部82aに加えて、張出部83を備える点が実施の形態1に係る電池パック1と異なる。
図6は、本発明の実施の形態2に係る電池パックを示す一部断面図である。図2(b)と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。
張出部83は、実施の形態1と同様にして溶接部82を形成した後、凹部81の内周側の縁部に沿って、ビーム径を張出部82aの形成時より絞った状態でレーザ照射することにより、前記縁部が融解し、再固化して形成される。
本実施の形態においては、張出部82a,83が溝状の凹部81の両側の縁部に設けられているのでアンダーカット効果がより大きくなり、蓋部8の表面積が大きくなっていることと相まって、樹脂モールド部19の蓋部8に対する接着力がより大きくなっている。
実施の形態3に係る電池パックは、蓋部28の形状が実施の形態1に係る電池パック1の蓋部8の形状と異なること以外は、電池パック1と同様の構成を有する。
図7は本発明の実施の形態3に係るケース嵌合前の蓋部28を示す斜視図、図8は図7のVIII−VIII線断面図、図9は本発明の実施の形態3に係る電池パックを示す一部断面図である。図7,図9において、図3,図2と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。
蓋部28は、負極端子9及び接合部材13が設けられる本体(平面)部分が周縁部28aより凹んだ状態で設けられており、すなわち、前記本体部分全体が凹部となっている。
本実施の形態においても、実施の形態1と同様に、蓋部28のケース7への溶接時に張出部28cが同時に形成され、樹脂モールド部19を形成して電池パックを作製したときに、蓋部28の周方向全体で投錨効果が得られ、樹脂モールド部19は良好に蓋部28に接着され得る。
実施の形態4に係る電池パックは、蓋部38の構成が実施の形態1に係る電池パック1の蓋部8の構成と異なること以外は、電池パック1と同様の構成を有する。
図10は、本発明の実施の形態4に係るケース嵌合前の蓋部38を示す斜視図、図11は、図10のXI−XI線断面図である。図中、図3及び図4と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。
そして、負極端子9の凹部38e側には、蓋部38の短手方向に延びる溝状の凹部38bが設けられ、凹部38bと凹部38eとの間には、蓋部38の短手方向の両端に、蓋部38の長手方向に延びる凹部38c,38dが設けられている。
まず、蓋部38の外面とケース7の開口縁部の端面とが面一になるように蓋部38をケース7に嵌合する(図12(a))。
次に、蓋部38とケース7との境界部に沿って、レーザヘッドを移動させてレーザ光21を照射する(図12(b))。
前記境界部がレーザ光21により溶融して再固化することにより溶接部22が形成される(図12(c))。
前記縁部が溶融して再固化され、該縁部に複雑な凹凸を有した張出部38fが形成される(図12(e))。
レーザの出力、溶接ビード径(レーザ光のビーム径)、及びビームの断面形状(楕円形等)を制御したり、レーザ光21の光軸が前記境界部よりケース7の内側に位置するように制御したりすることによって、張出部38fの形状、及び面方向の突出長を制御することができる。
そして、蓋部38に設けられた他の凹部38b,38c,38d,38eの一方の長辺又は両方の長辺に対応する縁部にも張出部38fと同様に張出部を形成することができる。
凹部は任意の位置に設けることができるので、本実施の形態においては、投錨効果を所望する部分に効率良く張出部を形成することができる。
実施の形態5に係る電池パックは、蓋部48の構成が実施の形態1に係る電池パック1の蓋部8の構成と異なること以外は、電池パック1と同様の構成を有する。
図13は本発明の実施の形態5に係るケース嵌合前の蓋部48を示す斜視図、図14は図13のXIV −XIV 線断面図、図15はケース嵌合後の蓋部48を示す一部断面図である。図中、図3及び図4と同一部分は同一符号を付して詳細な説明は省略する。
そして、負極端子9の凹部48c側には、蓋部48の短手方向に延び、凹部48cと略同一の幅を有する凹部48bが設けられている。
そして、蓋部48に設けられた他の凹部48b、48cの一方の長辺又は両方の長辺に対応する縁部にも張出部48dと同様に張出部を形成することができる。
本実施の形態においても、投錨効果を所望する部分に効率良く張出部を形成することができる。
また、凹部は蓋部8,28,38,48の外面側に、該外面より凹み、凹部の内面側は他部と面一である状態で設けられている場合につき説明しているがこれに限定されず、内面も内側に突出するように凹部を設けることにしてもよい。
さらに、電池2は平面視が略直方体状を有する場合には限定されず、蓋部の平面視が略長円状を有する電池であってもよい。
2 電池
3 負極板
4 正極板
5 セパレータ
6 電極群
7 ケース
8、28、38、48 蓋部
81、38a、38b、38c、38d、38e、48a、48b、48c 凹部
82、28b、22 溶接部
82a、83、28c、38f、48d 張出部
28a 周縁部
9 負極端子
10 ガスケット
11 絶縁体
12、14 集電体
13 接合部材
15 保護回路基板
15a 入出力端子
16、18 リード
17 保護素子
20 ラベル
21 レーザ光
Claims (11)
- 有底筒状のケースに発電要素を収容し、該ケースの開口部に蓋体を嵌合してなる電池において、
前記蓋体の外面に凹部が設けられており、
該凹部の縁部に、前記蓋体の面方向に張り出す張出部を備えることを特徴とする電池。 - 前記張出部は、前記縁部にエネルギー線を照射することにより形成してあることを特徴とする請求項1に記載の電池。
- 前記凹部は、前記蓋体の周縁部寄りに設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電池。
- 前記凹部は溝状をなすことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電池。
- 前記凹部は、前記蓋体の周縁部の全周に沿って設けられていることを特徴とする請求項4に記載の電池。
- 前記張出部は、前記凹部の縁部の対向する部分に設けられていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の電池。
- 前記凹部は複数設けられていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の電池。
- 前記凹部は、前記蓋体の周縁部が側面となるように設けられていることを特徴とする請求項1に記載の電池。
- 請求項1乃至8のいずれかに記載の電池の前記蓋体に、該電池へ電力を入出力するための入出力端子を有する端子基板を配し、
前記入出力端子が露出する状態で、前記端子基板及び蓋体を樹脂モールドしてなることを特徴とする電池パック。 - 請求項1に記載の電池の製造方法であって、
前記蓋体の外縁部と前記ケースの内縁部とをエネルギー線の照射により融着する工程と、
前記凹部の縁部に前記エネルギー線を照射して、前記張出部を形成する工程と
を有することを特徴とする電池の製造方法。 - 請求項3又は5に記載の電池の製造方法であって、
前記蓋体の外縁部と前記ケースの内縁部とをエネルギー線の照射により融着し、同時に前記凹部の縁部に前記張出部を形成する工程を有することを特徴とする電池の製造方法。
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