JP2013127906A - Secondary battery and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、二次電池及び二次電池の製造方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a secondary battery and a method for manufacturing the secondary battery.
近年、リチウムイオン電池に代表される二次電池では、車載用途を中心に各種用途が広がり、生産は拡大の一途をたどっている。二次電池を製造する際、金属ケース内に電池の構成部品を封入して製造する方法が採用される場合が多い。また、二次電池のスペース効率向上のため、従来の丸型ケースよりも、角型の電池ケースが採用されることが多くなってきている。丸型及び角型のどちらの電池ケースの場合においても、構造体を効率よく製造することができるレーザ溶接はリチウムイオン電池製造に多く用いられるようになってきている。 2. Description of the Related Art In recent years, secondary batteries represented by lithium ion batteries have been used for various purposes, mainly in-vehicle applications, and production has been steadily expanding. When manufacturing a secondary battery, a method of manufacturing a battery by enclosing the battery components in a metal case is often employed. In addition, in order to improve the space efficiency of the secondary battery, a rectangular battery case is increasingly employed rather than a conventional round case. In both cases of round and square battery cases, laser welding, which can efficiently produce a structure, has been widely used in lithium ion battery production.
リチウムイオン電池の製造工程において、レーザ溶接がよく用いられる工程は以下の三工程である。
1.アルミ缶本体とキャップ体とを接続するキャップシーム溶接
2.電解液を注液する注液口を塞ぐための封止溶接
3.複数のセルを電気的に並列または直列に接続するための部品溶接
In the manufacturing process of a lithium ion battery, laser welding is often used in the following three processes.
1. 1. Cap seam welding that connects the aluminum can body and the cap body. 2. Seal welding for closing the injection port for injecting the electrolyte. Component welding to connect multiple cells electrically in parallel or in series
しかしながら、前述の工程のうち2の封止溶接工程は、電解液で汚染されやすい注液口周辺をレーザ溶接しなくてはならないため、技術的難度が高いことで知られている。注液口周辺に電解液が付着したままの状態で封口用の金属蓋を置いて溶接を行うと、電解液中に含まれる電解質または溶媒の影響により溶接欠陥が生じてしまう。また、吸引や拭き取りにより電解液を除去したうえで溶接を行っても、一定の割合で電解液起因とみられる接合不良が発生してしまう場合がある。 However, of the above-described processes, the second sealing welding process is known to have a high technical difficulty because the vicinity of the liquid injection port that is easily contaminated with the electrolyte must be laser welded. When welding is performed with a metal lid for sealing in a state where the electrolytic solution remains attached around the liquid injection port, a welding defect occurs due to the influence of the electrolyte or solvent contained in the electrolytic solution. Moreover, even if welding is performed after removing the electrolytic solution by suction or wiping, there may be a case where a bonding failure that appears to be caused by the electrolytic solution occurs at a certain rate.
実施形態に係る二次電池は、容器と、入熱部と、蓋と、を備えている。前記容器は、開口が設けられた壁部を有し、電極体と電解液とを収納している。前記入熱部は、前記壁部の外面で前記開口の縁に沿って設けられ前記開口から遠ざかる方向に並べられた部分を含み、前記壁部に設けられている。前記蓋は、前記入熱部に重ねられた状態で前記壁部に固定され、前記開口を塞いでいる。前記入熱部は、前記開口を囲んだ第1部分と、前記第1部分より前記縁の近くで前記開口を囲み前記第1部分より入熱の深さが深い第2部分と、を有している。 The secondary battery according to the embodiment includes a container, a heat input unit, and a lid. The said container has a wall part provided with opening and accommodates the electrode body and electrolyte solution. The heat input portion includes a portion provided along an edge of the opening on the outer surface of the wall portion and arranged in a direction away from the opening, and is provided on the wall portion. The lid is fixed to the wall portion in a state of being overlapped with the heat input portion, and closes the opening. The heat input section includes a first portion that surrounds the opening, and a second portion that surrounds the opening nearer the edge than the first portion and has a deeper heat input than the first portion. ing.
以下、図面を参照して、実施形態について詳細に説明する。なお、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. Note that similar components are included in the following embodiments. Therefore, in the following, common reference numerals are given to those similar components, and redundant description is omitted.
(第1実施形態)
図1に示すように、本実施形態に係る二次電池1は、電極体2と、電極体2を電解液と共に収容する容器3と、一対の正極端子4及び負極端子5とを備えている。二次電池1としては、例えば、リチウムイオン電池などの非水電解質二次電池が挙げられる。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the secondary battery 1 according to the present embodiment includes an
電極体2は、発電要素である正極シート及び負極シートがセパレータを介してスパイラス状に巻かれて形成されており、容器3内に電解液と共に収納されている。
The
容器3は、扁平な直方体形状の外装容器であり、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金などの金属により形成されている。容器3は、上端(図1中)が開口する一端開口の容器本体3aと、容器本体3aの開口を塞ぐ矩形板状の蓋体3bとを有しており、蓋体3bが容器本体3aに溶接されて液密に形成されている。蓋体3bは、壁部の一例である。
The container 3 is a flat rectangular parallelepiped exterior container, and is formed of a metal such as aluminum or an aluminum alloy, for example. The container 3 has a
正極端子4は、蓋体3bの長手方向の一端部に設けられており、負極端子5は、蓋体3bの長手方向の他端部に設けられている。これらの正極端子4及び負極端子5は、電極体2の正極及び負極にそれぞれ接続されており、蓋体3bの上面から突出している。また、どちらか一方の端子、例えば正極端子4は、蓋体3bに電気的に接続されて容器3と同電位になっている。負極端子5は、蓋体3bを貫通して延伸しており、その負極端子5と蓋体3bとの間には、合成樹脂やガラスなどの絶縁体からなるシール材、例えばガスケット(図示せず)が設けられている。このシール材は、負極端子5と容器3との間を気密にシールすると共に電気的に絶縁している。
The positive terminal 4 is provided at one end in the longitudinal direction of the
蓋体3bの中央部には、例えば矩形状の安全弁6が設けられている。この安全弁6は、蓋体3bの一部を約半分程度の厚さに薄くして形成されており、その薄い部分の上面中央部には刻印が形成されている。安全弁6は、二次電池1の異常などにより容器3内にガスが発生して容器3の内圧が所定値以上に上昇した場合、開状態となって容器3内のガスを放出し、容器3の内圧を下げる。
For example, a rectangular safety valve 6 is provided at the center of the
また、図1及び図2に示すように、蓋体3bには、注液口7が設けられている。注液口7は、開口の一例である。注液口7は、蓋体3bの板厚方向に蓋体3bを貫通した貫通孔である。注液口7は、一例として円形状に形成されている。この注液口7から容器3内に電解液が注入される。
Moreover, as shown in FIG.1 and FIG.2, the
また、蓋体3bには、図2に示すように、入熱部8が設けられている。入熱部8は、注液口7を囲む略円環状に設けられている。入熱部8は、蓋体3bに光等により入熱がされた部分である。本実施形態では、一例として、入熱部8は、蓋体3bの外面3cへのレーザ光の照射によって設けられたものである。入熱部8は、蓋体3bの外面3cにおける注液口7を含む所定領域R1において、注液口7の周囲に設けられている。所定領域R1は、例えば、注液口7の中央を中心とする半径数mm程度の円領域であり、その半径は封口蓋9の半径より大きい。
Moreover, the
入熱部8は、図3ないし図5に示すように、複数の溝部8aと、溝部8aから延びた複数の溶け込み部8b(図5)と、を有している。入熱部8は、注液口7を囲んだ螺旋状に設けられている。したがって、注液口7は、蓋体3bの外面3cで注液口7の縁7aに沿って設けられ注液口7から遠ざかる方向に並べられた部分である沿い部8cを複数含んでいる。各沿い部8cは、溝部8aと溶け込み部8bとを有している。なお、図4中の一点鎖線Xは、螺旋方向で隣合う沿い部8c同士の境界部の一例を示している。各沿い部8cの溝部8aは、相互に接続しており、螺旋状をなしている。また、各沿い部8cの溶け込み部8bは、相互に接続しており、螺旋状をなしている。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
図5に示すように、複数の沿い部8cのうち最内周に位置した沿い部8cの入熱の深さL1は、他の沿い部8cの入熱の深さL2よりも深い。以後、複数の沿い部8cのうち最内周に位置した沿い部8cを、便宜上、最内周沿い部8dとも呼ぶ。ここで、本実施形態では、一例として、最内周沿い部8dの外周側に位置する沿い部8cが、注液口7を囲んだ第1部分に相当し、最内周沿い部8dが、第1部分より注液口7の縁7aの近くで注液口7を囲み第1部分より入熱の深さが深い第2部分に相当する。このように、入熱の深さが異なるのは、最内周沿い部8dが設けられた際の蓋体3bの外面3cの単位面積当たりのレーザ光による入熱量が、最内周沿い部8dの外周側に位置する沿い部8cが設けられた際の外面3cの単位面積当たりのレーザ光による入熱量よりも多かったためである。ここで、最内周沿い部8dは、入熱部8において、注液口7の縁7aの最も近くに位置している部分である。即ち、本実施形態では、入熱部8では、第2部分が注液口7の縁7aの最も近くに位置している。
As shown in FIG. 5, the heat input depth L1 of the
図3や図4に示すように、入熱部8は、注液口7の縁7aから離間している。つまり、入熱部8と注液口7の縁7aとの間には、レーザ光の照射がなされなかった領域である非照射領域R2が存在する。非照射領域R2は、略平坦状をなしている。なお、図4や後述する第2実施形態の図8,図9では、非照射領域R2にハッチングを付与している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
図5に示すように、入熱部8の注液口7側の縁(内縁)8eから注液口7の縁7aまでの距離W1は、入熱部8における沿い部8cの注液口7から遠ざかる方向に沿った幅W2の0.5倍〜10倍の長さであることが好適である。
As shown in FIG. 5, the distance W <b> 1 from the edge (inner edge) 8 e on the
ここで、上述の通り、入熱部8は、蓋体3b上の注液口7周囲の所定領域R1にレーザ光が螺旋状に照射されることによって、設けられている。このとき、金属が溶ける出力のレーザ光が照射される。図4に示すように、レーザ照射の始点P1は、注液口7の縁7aから離間した位置であり、レーザ光は内から外に向かって螺旋状に照射され、レーザ照射の終点P2は所定領域R1の外縁上の位置となる。このとき、レーザ照射の始点P1に対応する溝部8aの始端は当初半円の円弧形状であるが、その始点P1に隣接する溝部8aが形成されるとその溝部8aが始点P1に重なるため、最初の形状が崩れて半円の円弧より短い扇形の円弧形状となっている。一方、レーザ照射の終点P2に対応する溝部8aの終端は最外周に位置するため、始端と異なり半円の円弧形状となっている。
Here, as described above, the
蓋体3bには、注液口7を塞ぐ封口蓋9が、一例としてレーザ溶接によって固定されている。封口蓋9は、蓋の一例である。封口蓋9は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金などの金属により形成されており、入熱部8(溝部8a)に重ねられて蓋体3bに固定されている。封口蓋9は、例えば円形状に形成されており、その半径が注液口7の半径より大きく所定領域R1の半径より小さく形成されている。
As an example, a sealing
ここで、封口蓋9は、入熱部8の外縁8fの注液口7側で、蓋体3bに溶接されている。外縁8fは、入熱部8における注液口7から最も離れた部分である。したがって、入熱部8の外縁8fの内周側に、溶接痕10が存在する。そして、蓋体3bの外面3cからの最内周沿い部8dの入熱の深さL1よりも、封口蓋9と蓋体3bとの溶接における外面3cから封口蓋9への入熱の深さL3の方が深くなっている。したがって、本実施形態では、外面3cからの最内周沿い部8dの入熱の深さL1よりも、封口蓋9と蓋体3bとの溶接における封口蓋9の外面9aからの入熱の深さL4の方が深くなっている。
Here, the sealing
次に、二次電池1の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the secondary battery 1 will be described.
図6に示すように、まず、電解液注入装置(図示せず)を用いて容器3内に注液口7から電解液を注入する(ステップS1)。その後、電解液が注液された容器3をレーザ照射装置20(図7参照)に供給する(ステップS2)。
As shown in FIG. 6, first, an electrolytic solution is injected into the container 3 from the
次いで、電解液が注液された容器3の周囲雰囲気を減圧状態にする(ステップS3)。なお、容器3の全体あるいは封口蓋9が位置する上部のみが密閉空間、すなわちレーザ照射装置20のチャンバ内に閉じ込められている。チャンバ内の密閉空間の雰囲気は、例えば、N2雰囲気で20kPaに減圧される。
Next, the ambient atmosphere of the container 3 into which the electrolytic solution has been injected is brought into a reduced pressure state (step S3). Note that the entire container 3 or only the upper part where the sealing
ステップS3による減圧後、レーザ照射装置20を用いて、容器3の注液口7の周囲(前述の所定領域R1)にレーザ光を照射し、容器3の蓋体3bの外面3cの所定領域R1に入熱部8を形成する(ステップS4)。
After depressurization in step S3, the
ここで、図7に示すように、レーザ照射装置20は、レーザ光を照射するレーザ照射部21と、レーザ照射部を制御する制御装置22と、を有する。制御装置22は、一例として、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)を有するコンピュータである。制御装置22では、ROMに記憶されたプログラムに従ってCPUがレーザ照射部21を制御する。
Here, as illustrated in FIG. 7, the
ステップS4で、レーザ照射装置20は、制御装置22によって制御されたレーザ照射部21が、蓋体3b上の所定領域R1に金属が溶ける出力のレーザ光を螺旋状に内から外に向かって照射する。レーザ照射部21は、レーザ光の照射を、注液口7の縁7aから離間した位置から開始する。これにより、注液口7の縁7aから離間した螺旋状の入熱部8が設けられる。このように設けられた入熱部8は、蓋体3bの外面3cで注液口7の縁7aに沿って設けられ注液口7から遠ざかる方向に並べられた沿い部8cを含む。
In step S4, in the
このとき、レーザ照射装置20は、最内周沿い部8dを設ける際の蓋体3bの外面3cの単位面積当たりのレーザ光による入熱量が、最内周沿い部8dの外周側に位置する沿い部8cを設ける際の外面3cの単位面積当たりのレーザ光による入熱量よりも多くなるようにレーザ光を照射する。
At this time, in the
一例として、レーザ照射装置20は、最内周沿い部8d(第2部分)を設ける際のレーザ光の走査速度(線速度)を、最内周沿い部8dの外周側に位置する沿い部8c(第1部分)を設ける際のレーザ光の走査速度よりも遅くする。例えば、最内周沿い部8dの外周側に位置する沿い部8cを設ける際のレーザ光の走査速度は、最内周沿い部8dを設ける際のレーザ光の走査速度の5倍〜20倍の範囲内であり、好適には、5倍〜10倍の範囲内である。なお、レーザ光の走査速度同士の倍率は、上記の値に限定されるものでなく、上記の値以外のものであってもよい。また、最内周沿い部8dの外周側に位置する沿い部8cが設ける際のレーザ光の走査速度は、一例として、10mm/s〜500mm/sの範囲内である。なお、レーザ光の走査速度は、上記の値に限定されるものでなく、上記の値以外のものであってもよい。
As an example, the
別の一例として、レーザ照射装置20は、最内周沿い部8d(第2部分)を設ける際のレーザ光照射出力を、最内周沿い部8dの外周側に位置する沿い部8c(第1部分)を設ける際のレーザ光照射出力よりも高くする。
As another example, the
ここで、レーザ照射装置20における入熱部8を設ける際のレーザ光照射出力は、一例として、300W〜3000Wの範囲内であり、最内周沿い部8d以外の沿い部8cを形成する際の際のレーザ光照射出力は、好適には700W〜800Wの範囲内である。なお、レーザ光照射出力は、上記の値に限定されるものでなく、上記の値以外のものであってもよい。また、レーザ照射装置20が入熱部8を設ける際のレーザ光の波長は、一例として、800nm〜1300nmの範囲内である。なお、レーザ光の波長は、上記の値に限定されるものでなく、上記の値以外のものであってもよい。
Here, the laser beam irradiation output when providing the
このようにしてレーザ光を照射すると、レーザ光により金属が溶融するときの熱によって、注液口7の周囲に付着した電解液が蒸発して除去される。この付着した電解液を除去せず、後工程で蓋体3bに封口蓋9をレーザ溶接した場合には、穴あきなどの溶接欠陥が頻発してしまう。
When the laser beam is irradiated in this manner, the electrolyte adhering around the
なお、レーザ照射装置20は、一例として、あらかじめ注液口7の周囲(所定領域R1を含む領域)を撮影した画像データから注液口7を抽出し、その抽出した注液口7を画像処理して座標を特定し、得られた座標値を基準にレーザ照射位置を補正しながら、金属が溶融する出力のレーザ光を注液口7まわりに集光し、螺旋状に走査して照射する。
As an example, the
このレーザ光を走査する走査方式としては、ガルバノスキャナなどのスキャナを用いて走査する方法を用いることが高速にレーザ光を走査することができるため望ましい。ただし、容器3のワーク本体を回転させる方法や、光学系をロボットなどの移動機構を用いて移動させる方法を用いてもよい。 As a scanning method for scanning with this laser beam, it is desirable to use a scanning method using a scanner such as a galvano scanner because the laser beam can be scanned at high speed. However, a method of rotating the work body of the container 3 or a method of moving the optical system using a moving mechanism such as a robot may be used.
なお、入熱部8を形成する前に、容器3の注液口7の周囲にあふれた電解液を吸収体により吸収するようにしてもよい。この場合には、注液口7の周囲に付着した電解液の除去をより確実に行うことが可能となる。また、注液口7の上端がテーパ状に形成されている場合には、そのテーパ部分から入熱部8を形成するようにしてもよい。
In addition, before forming the
次に、ステップS4による入熱部8の形成後、ロボットなどの載置装置(図示せず)により、注液口7を塞ぐ位置で入熱部8に封口蓋9を重ねる(ステップS5)。
Next, after the
次に、前述の減圧状態で、容器3の蓋体3bに封口蓋9をレーザ溶接して固定する(ステップS6)。ステップS6では、レーザ照射装置20は、レーザ照射部21を用いて、封口蓋9の蓋体3bと反対側に位置する外面(表面)9aに、前述の入熱部8形成用のレーザ出力より高い金属が溶ける出力(例えば入熱部8形成用のレーザ出力の2倍程度)のレーザ光を円環状に照射する。これにより、レーザ光が注液口7の縁7aに沿う円環状に照射され、封口蓋9が蓋体3bに溶接される。
Next, the sealing
このレーザ溶接により、図2に示すように、封口蓋9と蓋体3bとを相互に固定する溶接痕(溶接部)10が円環状に、入熱部8の外縁8f(所定領域R1の外縁)よりも内側、すなわち注液口7側に存在することになる。このとき、封口蓋9は、その外縁の全てが入熱部8の外縁8f(所定領域R1の外縁)よりも内側、すなわち注液口7側に収まるように配置されている。
As shown in FIG. 2, by this laser welding, a welding mark (welding portion) 10 for fixing the sealing
なお、前述の封口蓋9の溶接では、封口蓋9を溶接する際に、前述の入熱部8の形成と同様、容器3の全体又は封口蓋9が位置する上部のみを密閉空間に閉じ込め、その密閉空間内を減圧雰囲気にする。このとき、排気速度が高い場合や到達真空度が高い場合などには、注液口7から多量の電解液が漏洩するため、一例として、減圧雰囲気を10kPaから30kPaの範囲に制御することが好適であり、例えば20kPaの圧力を目標値として排気系を制御する。その後、減圧雰囲気中で、前述のように、封口蓋9上にレーザ光を円環状に走査して溶接を行うが、このレーザ光を走査する走査方式としては、前述の溝部8aの形成と同様、ガルバノスキャナなどのスキャナを用いて走査する方法を用いることが高速にレーザ光を走査することができるため望ましい。ただし、走査速度によっては、容器3のワーク本体を回転させる方法や、光学系をロボットなどの移動機構を用いて移動させる方法を用いてもよい。
In the welding of the sealing
最後に、出荷テストなどの所定の検査を行う(ステップS7)。 Finally, a predetermined inspection such as a shipping test is performed (step S7).
以上説明したように、本実施形態では、電解液が注入された容器3の蓋体3bの外面3cへのレーザ光の照射によって、蓋体3bの外面3cで注液口7の縁7aに沿っていて注液口7から遠ざかる方向に並んだ沿い部8d、を含む入熱部8を、蓋体3bに設ける。そして、注液口7を塞ぐ位置で入熱部8に封口蓋9を重ねて当該封口蓋9をレーザ溶接によって蓋体3bに固定する。したがって、注液口7の周囲に残留した電解液を、入熱部8を形成する際のレーザ照射による熱により蒸発させて除去することができる。そして、その電解液の除去後に封口蓋9が容器3に溶接されることになる。これにより、注液口7近傍に残留した電解液起因の欠陥発生を抑止して注液口7封止溶接の品質を向上させ、二次電池1の高品質及び高信頼性を実現することができる。また、高い歩留りで二次電池1を製造することも可能となる。
As described above, in this embodiment, the
また、本実施形態では、入熱部8の最内周沿い部8dを設ける際の外面3cの単位面積当たりのレーザ光による入熱量が、最内周沿い部8dの外周側に位置する沿い部8cが設けられた際の外面3cの単位面積当たりのレーザ光による入熱量よりも多い。これにより、入熱部8では、最内周沿い部8dの入熱の深さが、最内周沿い部8dの外周側に位置する沿い部8cの入熱の深さよりも深くなる。これにより、例えば、最内周沿い部8dの注液口7側(例えば、非照射領域R2)に残留した電解液をより確実に蒸発させて除去することができる。これにより、本実施形態では、最内周沿い部8dの入熱量を他の沿い部8cと同じとして場合に比べて、電解液起因の欠陥発生率を1/50に減らすことができた。
In the present embodiment, the amount of heat input by the laser beam per unit area of the
また、本実施形態では、入熱部8が注液口7の縁7aから離間しており、入熱部8と注液口7の縁7aとの間に、非照射領域R2が存在する。したがって、入熱部8を形成する際に、レーザ光が注液口7から容器3内へ入ること抑制して、容器3内に異常が発生することを抑制することができる。このとき、本実施形態では、入熱部8の注液口7側の縁(内縁)8eから注液口7の縁7aまでの距離W1は、入熱部8における沿い部8cの注液口7から遠ざかる方向に沿った幅W2の0.5倍〜10倍の長さであることが好適である。これにより、入熱部8を形成する際に、レーザ光が注液口7から容器3内へ入ることをより抑制することができる。
Moreover, in this embodiment, the
また、本実施形態では、一例として、最内周沿い部8dの外周側に位置する沿い部8cを設ける際のレーザ光の走査速度は、最内周沿い部8dを設ける際のレーザ光の走査速度の5倍〜20倍の範囲内であり、好適には、5倍〜10倍の範囲内である。また、最内周沿い部8dの外周側に位置する沿い部8cが設ける際のレーザ光の走査速度は、一例として、10mm/s〜500mm/sの範囲内である。これにより、蓋体3bを破損させることなく、良好に入熱部8を形成して、注液口7の周囲に付着した電解液を除去することができる。レーザ光の走査速度は、速度計測装置で計測可能である。
In the present embodiment, as an example, the scanning speed of the laser beam when providing the
また、本実施形態では、レーザ照射装置20における入熱部8を設ける際のレーザ光照射出力が、一例として、300W〜3000Wの範囲内であり、最内周沿い部8d以外の沿い部8cを形成する際の際のレーザ光照射出力は、好適には700W〜800Wの範囲内である。これにより、蓋体3bを破損させることなく、良好に入熱部8を形成して、注液口7の周囲に付着した電解液を除去することができる。レーザ光照射出力は、レーザ光照射出力計測装置で計測可能である。
Moreover, in this embodiment, the laser beam irradiation output at the time of providing the
また、本実施形態では、レーザ照射装置20が入熱部8を設ける際のレーザ光の波長は、一例として、800nm〜1300nmの範囲内である。上記の範囲内の波長のレーザ光を用いることにより、蓋体3bを破損させることなく、良好に入熱部8を形成して、注液口7の周囲に付着した電解液を除去することができる。レーザ光の波長は、レーザ波長計測装置で計測可能である。
Moreover, in this embodiment, the wavelength of the laser beam when the
また、注液口7の周囲に残留した電解液は各溝部8aに入り込むため、広範囲に拡がる電解液溜りの発生が抑止されるので、残留した電解液が後工程のレーザ溶接に影響を与えることが抑えられる。このため、注液口7近傍に残留した電解液起因の欠陥発生をより確実に抑止し、注液口7封止溶接の品質をより向上させることができる。
In addition, since the electrolyte remaining around the
また、注液口7の周囲の所定領域R1にレーザ光を注液口7の外縁に沿わして螺旋状に照射し、入熱部8を形成することから、入熱部8を比較的に短時間で形成することが可能となるので、二次電池1の製造時間を短縮することができる。
Further, since the laser beam is irradiated spirally along the outer edge of the
また、注液口7を中心として内から外に複数の沿い部8cを順次形成することから、外から内に順次形成する場合に比べより確実に、残留した電解液を注液口7の周囲から除去することが可能となる。これにより、注液口7近傍に残留した電解液起因の欠陥発生をより確実に抑止することができる。
Further, since the plurality of
ここで、所定領域R1に対して内から外へのレーザ光照射を行った場合には、注液口7の周囲に残留した電解液は内から外に向かって移動するような現象が生じ、所定領域R1の外、すなわち容器3に対する封口蓋9のレーザ溶接に関与しない領域まで移動する。一方、所定領域R1に対して外から内へのレーザ光照射を行った場合には、注液口7の周囲に残留した電解液は外から内に向かって移動するような現象が生じ、容器3に対する封口蓋9のレーザ溶接に関与する領域、すなわち注液口7の近傍に集まってきて結合し、大きな滴を形成するため、レーザ光が作用し難くなってくる。したがって、内から外へのレーザ光照射を行った方が、残留した電解液をより確実に注液口7の周囲から除去することが可能であり、注液口7近傍に残留した電解液起因の欠陥発生をより確実に抑止することができる。
Here, when laser irradiation is performed from the inside to the outside for the predetermined region R1, a phenomenon occurs in which the electrolytic solution remaining around the
なお、内から外へのレーザ光照射により電解液を内から外に追い出すが、その電解液が残ることがある(例えば、入熱部8に沿って戻ってきたりする)。そこで、電解液を所定領域R1の外まで十分に追い出したところで、入熱部8の外縁(所定領域R1の外縁)よりも内側で溶接を行うことにより、溶接不良の発生頻度をさらに低くすることができる。また、残留した電解液の中には、蓋体3bの入熱部8上に封口蓋9を重ねたときに毛細現象により内側に戻ってくる電解液があるが、径方向には複数の壁(各溝部8aによる壁)があって周方向にその電解液は吸収されるので、内奥まで到達し難い。
In addition, although electrolyte solution is driven out from the inside by laser beam irradiation from the inside to the outside, the electrolyte solution may remain (for example, return along the heat input portion 8). Therefore, when the electrolyte is sufficiently expelled to the outside of the predetermined region R1, welding is performed on the inner side of the outer edge of the heat input portion 8 (the outer edge of the predetermined region R1), thereby further reducing the occurrence frequency of welding failure. Can do. Further, among the remaining electrolyte, there is an electrolyte that returns to the inside due to a capillary phenomenon when the sealing
(第2実施形態)
図8に示すように、本実施形態では、入熱部8の複数の沿い部8cのうち最内周に位置した最内周沿い部8d(第2部分)が、環状、詳しくは略円環状に設けられている。最内周沿い部8d以外の入熱部8の他の部分は、螺旋状に設けられている。最内周沿い部8d以外の入熱部8の他の部分は、入熱部8の一部の一例である。
(Second Embodiment)
As shown in FIG. 8, in the present embodiment, the innermost
本実施形態では、最内周沿い部8dと、最内周沿い部8dの外周側で最内周沿い部8dの隣に位置する沿い部8cとは、レーザ光の連続照射によって形成されており、それらが有する溝部8a同士が接続されている。なお、変形例として、最内周沿い部8dと、最内周沿い部8dの外周側で最内周沿い部8dの隣に位置する沿い部8cとで、レーザ光の照射を分割して行ってもよい。この場合、図9に示すように、最内周沿い部8dの溝部8aと、最内周沿い部8dの外周側で最内周沿い部8dの隣に位置する沿い部8cの溝部8aとは、非連続となる。
In the present embodiment, the innermost
ここで、環状の最内周沿い部8dを形成する際、最内周沿い部8dを形成する軌跡に沿ったレーザ光の照射は、一回でもよいし繰り返し(複数回)行ってもよい。
Here, when the annular innermost
以上説明した本実施形態でも、注液口7の周囲に残留した電解液を入熱部8を形成する際のレーザ照射による熱により蒸発させて除去することができる。
Also in the present embodiment described above, the electrolytic solution remaining around the
以上説明した各実施形態によれば、注液口7近傍に残留した電解液起因の欠陥発生を抑止して注液口7封止溶接の品質を向上させ、二次電池1の高品質及び高信頼性を実現することができる。
According to each embodiment described above, defects caused by the electrolytic solution remaining in the vicinity of the
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
例えば、入熱部8の第2の部分は、最内周の外側に設けられていてもよい。また、入熱部8の各沿い部8cは、それぞれ環状に形成されていてもよい。また、入熱部8の沿い部8cのピッチを、入熱部8外周側に比べて内周側を狭くしてもよい。
For example, the second portion of the
1…二次電池、2…電極体、3…容器、3b…蓋体、3c…外面、7…注液口、7a…縁、8…入熱部、8c…沿い部、8d…最内周沿い部、8f…外縁、9…封口蓋、20…レーザ照射装置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Secondary battery, 2 ... Electrode body, 3 ... Container, 3b ... Cover body, 3c ... Outer surface, 7 ... Liquid injection port, 7a ... Edge, 8 ... Heat input part, 8c ... Along part, 8d ... Innermost circumference Side part, 8f ... outer edge, 9 ... sealing lid, 20 ... laser irradiation apparatus.
Claims (20)
前記壁部の外面で前記開口の縁に沿って設けられ前記開口から遠ざかる方向に並べられた部分を含み、前記壁部に設けられた入熱部と、
前記入熱部に重ねられた状態で前記壁部に固定され、前記開口を塞いだ蓋と、
を備え、
前記入熱部は、前記開口を囲んだ第1部分と、前記第1部分より前記縁の近くで前記開口を囲み前記第1部分より入熱の深さが深い第2部分と、を有した二次電池。 A container having a wall portion provided with an opening and containing an electrode body and an electrolyte;
A heat input portion provided on the wall portion, including a portion provided along an edge of the opening on the outer surface of the wall portion and arranged in a direction away from the opening;
A lid that is fixed to the wall portion in a state of being superimposed on the heat input portion, and that covers the opening;
With
The heat input part has a first part surrounding the opening, and a second part surrounding the opening near the edge than the first part and having a deeper heat input than the first part. Secondary battery.
前記外面からの前記第2部分の入熱の深さよりも前記溶接における前記外面から前記壁部への入熱の深さの方が深い請求項1ないし6のいずれか一項に記載の二次電池。 The lid is welded to the wall portion on the opening side of the portion farthest from the opening in the heat input portion,
The secondary according to any one of claims 1 to 6, wherein a depth of heat input from the outer surface to the wall portion in the welding is deeper than a depth of heat input of the second portion from the outer surface. battery.
前記壁部の外面で前記開口の縁に沿って設けられ前記開口から遠ざかる方向に並べられた部分を含み、レーザ光の照射によって前記壁部に設けられた入熱部と、
前記入熱部に重ねられた状態で前記壁部に固定され、前記開口を塞いだ蓋と、
を備え、
前記入熱部は、前記開口を囲んだ第1部分と、前記第1部分より前記縁の近くで前記開口を囲んだ第2部分と、を有し、
前記第2部分が設けられた際の前記外面の単位面積当たりの前記レーザ光による入熱量が、前記第1部分が設けられた際の前記外面の単位面積当たりの前記レーザ光による入熱量よりも多い二次電池。 A container having a wall portion provided with an opening and containing an electrode body and an electrolyte;
Including a portion arranged along the edge of the opening on the outer surface of the wall and arranged in a direction away from the opening;
A lid that is fixed to the wall portion in a state of being superimposed on the heat input portion, and that covers the opening;
With
The heat input portion has a first portion surrounding the opening, and a second portion surrounding the opening closer to the edge than the first portion,
The amount of heat input by the laser light per unit area of the outer surface when the second portion is provided is greater than the amount of heat input by the laser light per unit area of the outer surface when the first portion is provided. Many secondary batteries.
前記開口を塞ぐ位置で前記入熱部に蓋を重ねて当該蓋を前記壁部に固定する工程と、
を含み、
前記入熱部は、前記開口を囲んだ第1部分と、前記第1部分より前記縁の近くで前記開口を囲み前記第1部分より入熱の深さが深い第2部分と、を有し、
前記第2部分を設ける際の前記外面の単位面積当たりの前記レーザ光による入熱量が、前記第1部分を設ける際の前記外面の単位面積当たりの前記レーザ光による入熱量よりも多い二次電池の製造方法。 Direction of moving away from the opening along the edge of the opening on the outer surface of the wall portion by irradiating the outer surface of the wall portion of the container having the wall portion provided with the opening and into which the electrolyte is injected. A step of providing, on the wall, a heat input portion including a portion arranged in
A step of stacking a lid on the heat input portion at a position closing the opening and fixing the lid to the wall portion;
Including
The heat input section includes a first portion that surrounds the opening, and a second portion that surrounds the opening nearer the edge than the first portion and has a deeper heat input than the first portion. ,
A secondary battery in which the amount of heat input by the laser light per unit area of the outer surface when providing the second portion is greater than the amount of heat input by the laser light per unit area of the outer surface when providing the first portion. Manufacturing method.
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