JP2015111573A - Battery and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,発電要素を扁平形状の電池ケースに封入してなる電池およびその製造方法に
関する。さらに詳細には,発電要素に接続されるとともに対外端子として機能する対外端
子部材が電池ケースの蓋部材を貫通して設けられるとともに,その対外端子部材と蓋部材
とを絶縁する絶縁部材が蓋部材の外面側に配置されている電池およびその製造方法に関す
るものである。
The present invention relates to a battery in which a power generation element is enclosed in a flat battery case and a method for manufacturing the same. More specifically, an external terminal member that is connected to the power generation element and functions as an external terminal is provided through the lid member of the battery case, and an insulating member that insulates the external terminal member from the lid member is a lid member. The present invention relates to a battery disposed on the outer surface side of the battery and a manufacturing method thereof.
従来の電池の一例として,特許文献1に記載されているものが挙げられる。同文献の図
2に記載の電池は,一方が開口している「外装缶10」の開口部に「封口板31」をはめ
込んで扁平な全体形状としたものである。外装缶10の内部には「渦巻電極体20」が収
納されている。この電池では,外装缶10の開口端面と封口板31のとの境目のところが
溶接されることにより,外装缶10に封口板31が固定されている。この溶接は,当該溶
接箇所に上方から「レーザ光50」を照射することによりなされる。
An example of a conventional battery is described in Patent Document 1. The battery shown in FIG. 2 of the same document has a flat overall shape by fitting a “sealing plate 31” into an opening of an “exterior can 10” that is open on one side. A “spiral electrode body 20” is accommodated inside the outer can 10. In this battery, the sealing plate 31 is fixed to the outer can 10 by welding the boundary between the opening end surface of the outer can 10 and the sealing plate 31. This welding is performed by irradiating the “laser beam 50” from above on the welding location.
しかしながら前記した特許文献1の技術には,次のような問題点があった。特許文献1
の図2にも現れているように,封口板31には,「極端子32」やそれを囲む「ガスケッ
ト33」が設けられる。そして,電池の外形が扁平形状であることから,溶接箇所とガス
ケット33との間にあまり間隔のない箇所が存在する。そのため溶接時に,溶接の熱の影
響でガスケット33がダメージを受けてしまう場合がある。特に,電池の品種によっては
,ガスケット33に相当する絶縁物が封口板31に相当する蓋部材の外面より外側にはみ
出して設けられている場合がある。このような場合に特に,当該絶縁物が溶接時に溶融箇
所から出るプルーム(金属蒸気やプラズマ)に炙られて焼けてしまうことがある。これは
絶縁物の劣化を招き,絶縁性や密閉性の不全の原因となる。
However, the technique disclosed in Patent Document 1 has the following problems. Patent Document 1
As shown in FIG. 2, the sealing plate 31 is provided with a “pole terminal 32” and a “gasket 33” surrounding it. And since the external shape of a battery is flat shape, there exists a location with little space | interval between a welding location and the gasket 33. FIG. Therefore, the gasket 33 may be damaged due to the heat of welding during welding. In particular, depending on the type of battery, an insulator corresponding to the gasket 33 may be provided so as to protrude outward from the outer surface of the lid member corresponding to the sealing plate 31. Particularly in such a case, the insulator may be burned by being beaten by a plume (metal vapor or plasma) coming out of the melting point during welding. This leads to deterioration of the insulating material and causes failure of insulation and sealing.
本発明は,前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。
すなわちその課題とするところは,溶接時におけるプルームによる蓋部材上の部材の焼け
が生じないようにした電池およびその製造方法を提供することにある。
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art.
That is, an object of the present invention is to provide a battery and a method for manufacturing the same in which the member on the lid member is not burned by the plume during welding.
この課題の解決を目的としてなされた本発明の電池は,発電要素を内蔵するとともに一
方が開口した扁平形状の電池ケース本体と,長辺部と短辺部とを有する形状であり電池ケ
ース本体の開口部を塞ぐ蓋部材とを有する電池であって,電池ケース本体内で発電要素に
接続するとともに部分的に外部に露出する,蓋部材を貫通して設けられた対外端子部材と
,少なくとも蓋部材の外面側に配置され,対外端子部材を蓋部材から絶縁する絶縁部材と
を有している。本発明の電池はさらに,絶縁部材の縁辺と蓋部材の長辺との間隔が,絶縁
部材の縁辺と蓋部材の短辺との間隔より小さく,蓋部材は,電池ケース本体の開口部には
め込まれており,蓋部材の外面と電池ケース本体の開口端面とに跨る溶接痕が蓋部材の全
周にわたって形成されることで,蓋部材が電池ケース本体に固定されるとともに電池ケー
ス本体の内部が外界から密閉されており,蓋部材の長辺上のうち少なくとも絶縁部材に対
面する区間は,溶接痕が,蓋部材の外面および電池ケース本体の開口端面のみならず電池
ケース本体の外側面にも及んで形成されている幅広溶接痕区間とされているものである。
The battery of the present invention, which has been made for the purpose of solving this problem, has a shape having a flat battery case body with a built-in power generation element and an opening on one side, a long side part and a short side part. An external terminal member provided through the lid member and connected to the power generation element in the battery case body and partially exposed to the outside, and at least the lid member. And an insulating member that insulates the external terminal member from the lid member. In the battery of the present invention, the interval between the edge of the insulating member and the long side of the lid member is smaller than the interval between the edge of the insulating member and the short side of the lid member, and the lid member is fitted into the opening of the battery case body. The weld mark extending over the outer surface of the lid member and the opening end surface of the battery case body is formed over the entire circumference of the lid member, so that the lid member is fixed to the battery case body and the interior of the battery case body is The section that is sealed from the outside and faces at least the insulating member on the long side of the lid member has weld marks not only on the outer surface of the lid member and the opening end surface of the battery case body but also on the outer surface of the battery case body. This is a wide welding mark section formed so as to extend.
本発明の電池の製造方法は,発電要素を内蔵するとともに一方が開口した扁平形状の電
池ケース本体と,長辺部と短辺部とを有する形状であり電池ケース本体の開口部を塞ぐ蓋
部材とを有する電池を製造する方法であり,その対象とする電池は,電池ケース本体内で
発電要素に接続するとともに部分的に外部に露出する,蓋部材を貫通して設けられた対外
端子部材と,少なくとも蓋部材の外面側に配置され,対外端子部材を蓋部材から絶縁する
絶縁部材とを有し,絶縁部材の縁辺と蓋部材の長辺との間隔が,絶縁部材の縁辺と蓋部材
の短辺との間隔より小さいものである。本発明の製造方法では,蓋部材を,電池ケース本
体の開口端面を覆うことなく電池ケース本体の開口部にはめ込んだ状態とし,蓋部材の外
面と電池ケース本体の開口端面との境目を蓋部材の全周にわたって溶接することで,蓋部
材を電池ケース本体に固定するとともに電池ケース本体の内部を外界から密閉する。その
溶接の際のエネルギーを,蓋部材の長辺上のうち少なくとも絶縁部材に対面する区間では
,溶接痕が蓋部材の外面および電池ケース本体の開口端面のみならず電池ケース本体の外
側面にも及んで形成される第1レベルのエネルギーとし,第1レベルのエネルギーでの溶
接がなされる区間以外の区間では,第1レベル以下の第2レベルのエネルギーとする。
The battery manufacturing method according to the present invention includes a flat battery case body having a built-in power generation element and one of which is open, a shape having a long side portion and a short side portion, and a lid member that closes the opening portion of the battery case body. The battery of interest is an external terminal member provided through the lid member that is connected to the power generation element in the battery case body and is partially exposed to the outside. And an insulating member that is disposed at least on the outer surface side of the lid member and insulates the external terminal member from the lid member, and the interval between the edge of the insulating member and the long side of the lid member is such that the edge of the insulating member and the lid member It is smaller than the distance from the short side. In the manufacturing method of the present invention, the lid member is fitted into the opening of the battery case body without covering the opening end face of the battery case body, and the boundary between the outer surface of the lid member and the opening end face of the battery case body is covered with the lid member. The lid member is fixed to the battery case main body and the inside of the battery case main body is sealed from the outside world. In at least the section of the long side of the lid member that faces the insulating member, the welding trace is not only on the outer surface of the lid member and the opening end surface of the battery case body, but also on the outer surface of the battery case body. The first level energy is formed to extend, and the second level energy equal to or lower than the first level is used in sections other than the section where welding with the first level energy is performed.
こうすることで,蓋部材の長辺のうち絶縁部材に対面する区間を溶接するときには,第
1レベルのエネルギー(大エネルギー)での溶接により,プルームが外向きに傾いて噴出
される。このため,溶接時のプルームによる絶縁部材等の劣化が防止されている。この高
いエネルギーでの溶接により,幅広溶接痕区間が形成される。
By so doing, when welding the section facing the insulating member in the long side of the lid member, the plume is ejected with an inclination toward the outside by welding at the first level energy (large energy). For this reason, deterioration of the insulating member etc. by the plume at the time of welding is prevented. By this high energy welding, a wide weld mark section is formed.
ここで幅広溶接痕区間以外の区間には,蓋部材の短辺上の区間が含まれる。幅広溶接痕
区間以外の区間では,溶接痕が,蓋部材の外面と電池ケース本体の開口端面とにわたると
ともに電池ケース本体の外側面には高々局所的にしか及んでいない。つまり幅広溶接痕区
間以外の区間での溶接痕は,電池ケース本体の外側面には及んでいないか,及んでいたと
しても局所的に及ぶにとどまる。幅広溶接痕区間以外の区間での溶接のエネルギーのレベ
ルである第2レベルは,第1レベル以下であり,好ましくは第1レベルより低いレベルで
ある。
Here, the section other than the wide welding mark section includes a section on the short side of the lid member. In the sections other than the wide welding trace section, the welding trace extends over the outer surface of the lid member and the opening end surface of the battery case main body and extends only locally on the outer surface of the battery case main body. In other words, the welding marks in the sections other than the wide welding mark section do not reach the outer surface of the battery case main body, or even if they extend, only locally. The second level, which is the level of welding energy in the section other than the wide welding mark section, is equal to or lower than the first level, and is preferably lower than the first level.
本発明の電池では,溶接痕の断面形状のうち表面が円弧状である部分に当てはめられる
近似扇形の中心方向が,幅広溶接痕区間では,幅広溶接痕区間以外の区間と比較して,よ
り外側向きに傾いている。本発明の電池ではまた,溶接痕を外部から見たときにおける,
溶接時に溶融しなかった部分での蓋部材の外面と電池ケース本体との境目に対する電池ケ
ース本体側への溶け込み幅を蓋部材側への溶け込み幅で割った値が,幅広溶接痕区間では
,幅広溶接痕区間以外の区間と比較して大きい。あるいは本発明の電池では溶接痕の断面
における表面長のうち,溶接時に溶融しなかった部分における蓋部材の外面と電池ケース
本体との境目を溶接痕の表面に延長した線より電池ケース本体側の表面長を蓋部材側の表
面長で割った値が,幅広溶接痕区間では,幅広溶接痕区間以外の区間と比較して大きい。
In the battery of the present invention, the center direction of the approximate sector shape applied to the arc-shaped portion of the cross-sectional shape of the weld trace is more outward in the wide weld trace section than in the sections other than the wide weld trace section. Tilt to the direction. In the battery of the present invention, when the welding mark is viewed from the outside,
The value obtained by dividing the penetration width on the battery case body side by the penetration width on the lid member side at the boundary between the outer surface of the lid member and the battery case body at the part that did not melt at the time of welding, Larger than sections other than the weld mark section. Alternatively, in the battery of the present invention, of the surface length in the cross-section of the weld mark, the boundary between the outer surface of the lid member and the battery case body at the portion not melted during welding extends from the line extending from the surface of the weld case to the battery case body side. The value obtained by dividing the surface length by the surface length on the lid member side is larger in the wide weld trace section than in the sections other than the wide weld trace section.
本発明の電池では,対外端子部材および絶縁部材が,蓋部材の長辺方向の両端寄りの位
置にそれぞれ設けられており,幅広溶接痕区間が,蓋部材の長辺方向に対し,一方の絶縁
部材に対面する区間ともう一方の絶縁部材に対面する区間とそれらの区間の間の区間とに
わたって形成されていることが望ましい。すなわち本発明の電池の製造方法では,前記第
1レベルのエネルギーでの溶接を,蓋部材の長辺方向に対し,一方の絶縁部材に対面する
区間ともう一方の絶縁部材に対面する区間とそれらの区間の間の区間とにわたって行うこ
とが望ましい。こうすると,蓋部材と電池ケース本体との接合強度という点でより有利で
ある。
In the battery of the present invention, the external terminal member and the insulating member are provided at positions near both ends in the long side direction of the lid member, respectively, and the wide weld mark section is insulated on the one side with respect to the long side direction of the lid member. It is desirable to form over the section facing the member, the section facing the other insulating member, and the section between these sections. That is, in the battery manufacturing method of the present invention, the welding at the first level energy is performed in a section facing one insulating member and a section facing the other insulating member in the long side direction of the lid member. It is desirable to carry out over the section between these sections. This is more advantageous in terms of bonding strength between the lid member and the battery case body.
本発明によれば,溶接時におけるプルームによる蓋部材上の部材の焼けが生じないよう
にした電池およびその製造方法が提供されている。
According to the present invention, there are provided a battery and a method for manufacturing the same which prevent the member on the lid member from being burned by the plume during welding.
次に,本発明の実施形態について,図面を参照しつつ説明する。図1は,実施形態に係
る電池100の断面図である。図2は,図1のB部及びC部の拡大図である。なお,図2
中,括弧書きのない符号と括弧書きのある符号とが2段書きされているものは,B部とC
部とで部材が異なるものである。すなわち,括弧書きのない符号はB部の部材のものであ
り,括弧書きのある符号はC部の部材のものである。図3は,実施形態に係る端子付蓋部
材115の一部を分解した斜視図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a
In the middle, the code without parentheses and the code with parentheses are written in two stages.
The members are different from each other. That is, the reference numerals without parentheses are for the B part member, and the reference numerals with parentheses are for the C part member. FIG. 3 is an exploded perspective view of a part of the lid member with
本実施形態に係る電池100は,図1に示すように,開口111dを有する矩形箱状の
電池ケース本体111と,電池ケース本体111の内部に収容された電極体150とを備
えるリチウムイオン二次電池である。さらに,電池100は,電池ケース本体111の開
口111dを閉塞する板状の電池ケース蓋113を備えている。電池ケース本体111と
電池ケース蓋113とは,溶接により一体とされ,電池ケース110を構成している。
As shown in FIG. 1, the
電池ケース蓋113は,矩形板状をなし,その長辺方向(図1において左右方向)の両
端部寄りの位置には,この電池ケース蓋113を貫通する円形状の貫通孔113h,11
3kが形成されている。また,電池ケース蓋113における長手方向の中央部には,安全
弁113jが設けられている。この安全弁113jは,電池ケース蓋113と一体的に形
成されて,電池ケース蓋113の一部をなしている。
The
3k is formed. A
安全弁113jは,電池ケース蓋113の他の部分よりも薄く形成されると共に,その
上面には溝部113jvが形成されている(図3参照)。これにより,安全弁113jは
,電池ケース110内部の内圧が所定圧力に達した際に作動する。即ち,内圧が所定圧力
に達したときに溝部113jvが破断して,電池ケース110の内部のガスを外部に放出
する。
The
また,電池ケース蓋113の安全弁113jと貫通孔113kとの間には,電解液(図
示なし)を電池ケース110内に注入するための注液口113nが形成されている(図1
参照)。完成した電池100ではこの注液口113nは,注液栓113mにより封止され
ている。
Further, a
reference). In the completed
さらに,電池100は,電池ケース本体111の内部で電極体150に接続すると共に
,電池ケース蓋113の貫通孔113h,113kを通じて外部に延出する正極端子部材
130及び負極端子部材140(対外端子部材)を備えている。
Further, the
正極端子部材130は,正極接続部材135と正極外部端子部材137と正極締結ボル
ト139とにより構成されている(図1,図3参照)。このうち,正極接続部材135は
,電極体150に接続すると共に,電池ケース蓋113の貫通孔113hを通じて外部に
延出している。正極外部端子部材137は,電池ケース蓋113上,つまり電池ケース1
10の外部に位置し,電池ケース110の外部において正極接続部材135と電気的に接
続している。正極締結ボルト139は,電池ケース蓋113上,つまり電池ケース110
の外部に位置し,正極外部端子部材137に電気的に接続されまたは接続可能とされてい
る。正極接続部材135,正極外部端子部材137,正極締結ボルト139はいずれもア
ルミ製である。
The positive
10, and is electrically connected to the positive
The positive electrode
詳細には,正極接続部材135は,台座部131と挿通部132と電極体接続部134
と加締め部133とを有している(図1〜図3参照)。このうち,台座部131は,矩形
板状をなし,電池ケース本体111の内部に位置している。挿通部132は,台座部13
1の上面131fから突出する円柱形状で,電池ケース蓋113の貫通孔113hに挿通
されている。加締め部133は,挿通部132の上端に連なった部位であり,加締められ
て,つまり拡径するように変形されて円盤状をなし,正極外部端子部材137に電気的に
接続している。電極体接続部134は,台座部131の下面131bから電池ケース本体
111の底面111b側に延びる形態で,電極体150の正極合材層非塗工部151bに
接合されている。これにより,正極接続部材135と電極体150とが電気的かつ機械的
に接続されている。
Specifically, the positive
And a caulking portion 133 (see FIGS. 1 to 3). Of these, the
The cylindrical shape protrudes from the
正極外部端子部材137は,側面視にて略Z字状をなしている。この正極外部端子部材
137は,加締め部133により固定される固定部137f,正極締結ボルト139と接
続する接続部137g,及び,固定部137fと接続部137gとを連結する連結部13
7hを有している。固定部137fには,これを貫通する貫通孔137bが形成されてお
り,この貫通孔137b内には,正極接続部材135の挿通部132が挿通されている。
また,接続部137gにも,これを貫通する貫通孔137cが形成されている。
The positive
7h. A through
Further, the connecting
正極締結ボルト139は,矩形板状の頭部139bと,円柱状の軸部139cとを有し
ている。軸部139cのうち先端側の部位は,ネジ部139dとなっている。正極締結ボ
ルト139の軸部139cは,正極外部端子部材137の貫通孔137cに挿通されてい
る。
The
負極端子部材140は,負極接続部材145と負極外部端子部材147と負極締結ボル
ト149とにより構成されている(図1,図3参照)。このうち,負極接続部材145は
,電極体150に接続すると共に,電池ケース蓋113の貫通孔113kを通じて外部に
延出している。負極外部端子部材147は,電池ケース蓋113上,つまり電池ケース1
10の外部に位置し,電池ケース110の外部において負極接続部材145と電気的に接
続している。負極締結ボルト149は,電池ケース蓋113上,つまり電池ケース110
の外部に位置し,負極外部端子部材147に電気的に接続され,または接続可能とされて
いる。負極接続部材145,負極外部端子部材147,負極締結ボルト149はいずれも
銅製である。
The negative
10, and is electrically connected to the negative
And is electrically connected to or connectable to the negative
詳細には,負極接続部材145は,台座部141と挿通部142と電極体接続部144
と加締め部143とを有している(図1〜図3参照)。このうち,台座部141は,矩形
板状をなし,電池ケース本体111の内部に位置している。挿通部142は,台座部14
1の上面141fから突出する円柱形状で,電池ケース蓋113の貫通孔113kに挿通
されている。加締め部143は,挿通部142の上端に連なった部位であり,加締められ
て,つまり拡径するように変形されて円盤状をなし,負極外部端子部材147に電気的に
接続している。電極体接続部144は,台座部141の下面141bから電池ケース本体
111の底面111b側に延びる形態で,電極体150の負極合材層非塗工部158bに
接合されている。これにより,負極接続部材145と電極体150とが電気的かつ機械的
に接続されている。
Specifically, the negative
And a caulking portion 143 (see FIGS. 1 to 3). Of these, the
A cylindrical shape protruding from the
負極外部端子部材147は,側面視略Z字状をなしている。この負極外部端子部材14
7は,加締め部143により固定される固定部147f,負極締結ボルト149と接続す
る接続部147g,及び,固定部147fと接続部147gとを連結する連結部147h
を有している。固定部147fには,これを貫通する貫通孔147bが形成されており,
この貫通孔147b内には,負極接続部材145の挿通部142が挿通されている。また
,接続部147gにも,これを貫通する貫通孔147cが形成されている。
The negative
7 includes a fixing
have. The fixing
The
負極締結ボルト149は,矩形板状の頭部149bと,円柱状の軸部149cとを有し
ている。軸部149cのうち先端側の部位は,ネジ部149dとなっている。負極締結ボ
ルト149の軸部149cは,負極外部端子部材147の貫通孔147cに挿通されてい
る。
The negative
さらに,電池100は,正極端子部材130(詳細には,正極接続部材135)と電池
ケース蓋113との間に介在し,両者を電気的に絶縁する第1絶縁部材170を備えてい
る。この第1絶縁部材170は,負極端子部材140(詳細には,負極接続部材145)
と電池ケース蓋113との間にも介在している。
Further, the
And the
具体的には,第1絶縁部材170は,電気絶縁性の樹脂からなり,絶縁介在部171と
絶縁側壁部173と挿入部175とを有している(図2,図3参照)。このうち,絶縁介
在部171は,平板形状をなし,その中央部に,正極端子部材130(負極端子部材14
0)の挿通部132(挿通部142)を挿通させる円形の貫通孔175aを有している。
この絶縁介在部171は,正極端子部材130(負極端子部材140)の台座部131(
台座部141)の上面131f(上面141f)と電池ケース蓋113との間に介在して
いる。
Specifically, the first insulating
0), a circular through-
This insulating
It is interposed between the
絶縁側壁部173は,絶縁介在部171の周縁に位置する四角環状の側壁部である。こ
の絶縁側壁部173は,台座部131(台座部141)の外周側面131g(外周側面1
41g)を取り囲んでいる。挿入部175は,絶縁介在部171の上面171fから突出
する円筒形状で,電池ケース蓋113の貫通孔113h(貫通孔113k)を挿通してい
る。この挿入部175の筒内には,正極端子部材130の挿通部132(負極端子部材1
40の挿通部142)が挿通している。
The insulating
41g). The
40 insertion parts 142) are inserted.
さらに,電池100は,電気絶縁性の樹脂からなり,電池ケース蓋113上に配置され
た第2絶縁部材180を備えている。この第2絶縁部材180は,正極端子部材130(
詳細には,正極外部端子部材137及び正極締結ボルト139)と電池ケース蓋113と
の間に介在し,両者を電気的に絶縁する。なお,この第2絶縁部材180は,負極端子部
材140(詳細には,負極外部端子部材147及び負極締結ボルト149)と電池ケース
蓋113との間にも介在している。
Further, the
Specifically, the positive electrode
具体的には,第2絶縁部材180は,正極締結ボルト139の頭部139b(負極締結
ボルト149の頭部149b)が配置される頭部配置部181と,正極外部端子部材13
7の固定部137f(負極外部端子部材147の固定部147f)が配置される締結配置
部183とを有している。締結配置部183には,これを貫通する貫通孔183bが形成
されており,この貫通孔183b内には,正極端子部材130の挿通部132(負極端子
部材140の挿通部142)が挿通している。
Specifically, the second insulating
7 and a
本実施形態では,電池ケース蓋113と,電極端子部材(正極端子部材130及び負極
端子部材140)と,第1絶縁部材170,170と,第2絶縁部材180,180とに
より,端子付蓋部材115が構成されている。具体的には,正極端子部材130の加締め
部133と台座部131との間に,正極外部端子部材137,第2絶縁部材180,電池
ケース蓋113,及び,第1絶縁部材170を挟んで固定すると共に,負極端子部材14
0の加締め部143と台座部141との間に,負極外部端子部材147,第2絶縁部材1
80,電池ケース蓋113,及び,第1絶縁部材170を挟んで固定することで,これら
が一体となった端子付蓋部材115を形成している。
In the present embodiment, the
Between the 0 crimping
80, the
なお,端子付蓋部材115において,第1絶縁部材170の絶縁介在部171は,正極
端子部材130(負極端子部材140)の台座部131(台座部141)の上面131f
(上面141f)と電池ケース蓋113との間に挟まれて,自身の厚み方向(図2におい
て上下方向)に弾性的に圧縮されて配置されている。さらに,第1絶縁部材170の挿入
部175は,自身の軸線方向(図2において上下方向)に弾性的に圧縮され,その先端1
75bが,第2絶縁部材180に密着している。このようにして,第1絶縁部材170に
よって,電池ケース蓋113の貫通孔113h,113kが封止されている。
In the lid member with
It is sandwiched between (
75b is in close contact with the second insulating
電極体150は,帯状の正極板155,負極板156,及びセパレータ157を扁平形
状に捲回した扁平型の捲回電極体である(図4〜図7参照)。正極板155は,図5に示
すように,長手方向DAに延びる帯状のもので,アルミ箔からなる集電箔である正極基材
151と,この正極基材151の表面の一部に配置された正極合材層152とを有してい
る。正極合材層152は,正極活物質153とアセチレンブラックからなる導電材とPV
DF(ポリフッ化ビニリデン,結着剤)とを含んでいる。
The
DF (polyvinylidene fluoride, binder).
正極基材151のうち,正極合材層152が塗工されている部位を,正極合材層塗工部
151cという。一方,正極合材層152が塗工されていない部位を,正極合材層非塗工
部151bという。正極合材層非塗工部151bは,正極基材151(正極板155)の
幅方向DB(図5において左右方向)の端部(図5において左端部)に位置し,正極基材
151(正極板155)の一方長辺に沿って,正極基材151(正極板155)の長手方
向DA,つまり図5において上下方向に帯状に延びている。
A portion of the positive
また,負極板156は,図6に示すように,長手方向DAに延びる帯状のもので,銅箔
からなる集電箔である負極基材158と,この負極基材158の表面の一部に配置された
負極合材層159とを有している。負極合材層159は,負極活物質154とSBR(ス
チレン・ブタジエンゴム,結着剤)とCMC(カルボキシメチルセルロース,増粘剤)と
を含んでいる。
Further, as shown in FIG. 6, the
負極基材158のうち,負極合材層159が塗工されている部位を,負極合材層塗工部
158cという。一方,負極基材158のうち,負極合材層159が塗工されていない部
位を,負極合材層非塗工部158bという。負極合材層非塗工部158bは,負極基材1
58(負極板156)の幅方向DB(図6において左右方向)の端部(図6において右端
部)に位置し,負極基材158(負極板156)の一方長辺に沿って,負極基材158(
負極板156)の長手方向DA,つまり図6において上下方向に帯状に延びている。
A portion of the negative
58 (negative electrode plate 156) is located at the end portion (right end portion in FIG. 6) in the width direction DB (left and right direction in FIG. 6), and extends along one long side of the negative electrode base material 158 (negative electrode plate 156). Material 158 (
The negative electrode plate 156) extends in the longitudinal direction DA, that is, in the vertical direction in FIG.
図4の電極体150は,を図7に示すように,重ね合わせつつ捲回したものである。す
なわち図7の重ね合わせでは,正極板155と負極板156と2枚のセパレータ157と
が重ね合わせられるとともに,正極合材層非塗工部151bと負極合材層非塗工部158
bとが逆向きに突出するようにされている。セパレータ157の幅は,正極合材層塗工部
151cや負極合材層塗工部158cの幅とほぼ同じである。よって,捲回した状態を示
す図4では,正極合材層非塗工部151bは複数枚の正極基材151が重ね合わせられた
ものであり,負極合材層非塗工部158bは複数枚の負極基材158が重ね合わせられた
ものである。
As shown in FIG. 7, the
b protrudes in the opposite direction. The width of the
上記のように構成された電池100において,本発明としての特徴は,電池ケース本体
111と電池ケース蓋113との溶接部分にある。図8の平面図に示すように電池100
では,電池ケース本体111と電池ケース蓋113との境目が全周にわたって溶接され,
溶接痕160が形成されている。
In the
Then, the boundary between the
A
この溶接痕160の詳細について説明する前に,端子部分の第2絶縁部材180と電池
ケース蓋113の縁辺との間隔について説明する。図9の部分平面図に示すように電池1
00では,第2絶縁部材180と電池ケース蓋113の縁辺との間隔は,長辺方向と短辺
方向とで異なっている。すなわち,第2絶縁部材180と電池ケース蓋113の長辺11
3aとの間隔Gaは,第2絶縁部材180と電池ケース蓋113の短辺113bとの間隔
Gbより小さい。これは,電池100の全体形状が扁平状であり,電池ケース蓋113が
矩形状であることによる。なお図9は,電池ケース蓋113(端子付蓋部材115)を電
池ケース本体111にはめ込んだ後,溶接を実施する前の状態での平面図である。また,
図示は省略しているが右端付近の負極側も同じである。
Before describing the details of the
In 00, the distance between the second insulating
The distance Ga between the second insulating
Although not shown, the same applies to the negative electrode side near the right end.
図8の溶接後の平面図に戻ってみると,電池ケース蓋113の長辺113aのところと
短辺113bのところとで,溶接痕(溶接時に溶融した箇所)160の幅が違うことが分
かる。長辺113aのところでは溶接痕160が幅広であるのに対し,短辺113bのと
ころでは溶接痕160が幅狭なのである。このことを,断面図を用いてさらに説明する。
図10に図9中のX箇所の断面図を図11にY箇所の断面図を,それぞれ示す。これらの
断面図より,電池ケース本体111より電池ケース蓋113の方が板厚が大きいことが分
かる。
Returning to the plan view after welding in FIG. 8, it can be seen that the width of the welding mark (the portion melted during welding) 160 is different between the
FIG. 10 shows a cross-sectional view of the portion X in FIG. 9, and FIG. 11 shows a cross-sectional view of the portion Y. From these sectional views, it can be seen that the
まず短辺側の図10を見ると,溶接痕160が,電池ケース蓋113の上面113eと
,電池ケース本体111の開口端面111eとに跨っているが,電池ケース本体111の
外側面111sには及んでいない。これに対し長辺側の図11では,電池ケース蓋113
の上面113eから電池ケース本体111の外側面111sにまで及んでいる。短辺側と
長辺側とでのこの違いが,図8では溶接痕160の幅の広狭として現れているのである。
First, looking at FIG. 10 on the short side, the
The
図10と図11との違いについてさらに説明する。図10のように短辺部を溶接すると
きには,溶接時の溶融が,電池ケース蓋113の上面113eと,電池ケース本体111
の開口端面111eとにのみ及び,電池ケース本体111の外側面111sには及ばない
ように,溶接エネルギーを比較的小さめに設定する。図10ではこのとき,電池ケース蓋
113と電池ケース本体111とがほぼ均等に溶融する。このため,溶融部分の近似扇形
Tはほぼ垂直となる。このため,近似扇形Tの中心方向である矢印Qの方向,すなわち垂
直上方に,プルームPが噴出する。それでも,間隔Gbが大きいので,第2絶縁部材18
0がプルームPにより焼けてしまうことはない。なお近似扇形Tとは,断面中における溶
接痕160の表面形状のうち円弧で近似できる部分と,その円弧の両端に対する半径とで
構成される扇形のことである。
The difference between FIG. 10 and FIG. 11 will be further described. When welding the short side as shown in FIG. 10, the melting during welding is caused by the
The welding energy is set to be relatively small so as not to reach the
0 is not burned by the plume P. The approximate sector T is a sector configured by a portion of the surface shape of the
一方,図11のように長辺部を溶接するときには,短辺部を溶接するときと比べて溶接
エネルギーを大きくする。すると,図10と比較して溶融範囲は広くなる。また溶け込み
深さMaも,図10中の溶け込み深さMbより大きくなる。ただし,電池ケース蓋113
側と電池ケース本体111側とに均等に溶融範囲が広がるわけではない。溶融範囲は,電
池ケース本体111側により大きく広がり,電池ケース蓋113側にはあまり広がらない
のである。
On the other hand, when the long side portion is welded as shown in FIG. 11, the welding energy is increased as compared with the case where the short side portion is welded. Then, compared with FIG. 10, the melting range becomes wider. Further, the penetration depth Ma is also larger than the penetration depth Mb in FIG. However, the
The melting range does not spread evenly on the side and the
その理由は電池ケース本体111と電池ケース蓋113との板厚の違いにある。板厚の
違いによる熱容量の違いにより,電池ケース蓋113側では電池ケース本体111側より
も熱の逃げが多い。このため,電池ケース蓋113側の方が昇温が激しいので,溶融範囲
が電池ケース本体111側により大きく広がるのである。このため図11では,溶融部分
の近似扇形Tおよびその中心方向Rが外向きに傾いた状態となる。このためプルームPも
外向きに傾いて放出される。したがって,間隔Gaが小さくても,第2絶縁部材180が
プルームPにより焼けてしまうことがないのである。
The reason is the difference in plate thickness between the
もし,長辺部の溶接を図10の説明と同じように低い溶接エネルギーで行うと,間隔G
aが小さいにもかかわらず,電池ケース蓋113の縁辺(長辺)からプルームPがほぼ垂
直に噴出することとなる。つまり,第2絶縁部材180のすぐ近くにプルームPが存在す
ることになり,第2絶縁部材180が焼けてしまうおそれがある。特に,周辺の気流等に
よりプルームPが揺れるようなことがあると,容易に図12に示すようにプルームPが第
2絶縁部材180に当たってしまう。これに対し本形態では長辺部を大エネルギーで溶接
することで,上記弊害を防止しているのである。なお溶接自体の手法は,レーザ溶接等,
溶接箇所に対して非接触で溶接できる手法であれば何でもよい。
If the long side is welded with low welding energy as in the description of FIG.
Although a is small, the plume P is ejected almost vertically from the edge (long side) of the
Any method can be used as long as it can be welded to the welding portion in a non-contact manner.
図11に示した長辺部の溶接痕160については,さらに次のようなことが言える。図
13に示すように,未溶融部分における電池ケース本体111と電池ケース蓋113との
境目の延長線Sに対して,上方から見たときの電池ケース本体111側への溶け込み幅W
aと電池ケース蓋113側への溶け込み幅Wbとを考えることができる。このとき,溶け
込み幅Waは溶け込み幅Wbより大きいのである。つまり,「Wa/Wb」は1より大き
い。図10の短辺部の溶接痕160でこのようなことを考えれば「Wa/Wb」はほぼ1
になる。したがって,長辺部の溶接痕160では,短辺部の溶接痕160と比較して,「
Wa/Wb」の値が大きいと言える。また,Wa自体の値も,短辺部よりも長辺部にて大
きい。
The following can be said about the
a and the penetration width Wb to the
become. Therefore, the
It can be said that the value of “Wa / Wb” is large. Also, the value of Wa itself is larger at the long side than at the short side.
また図14に示すように,断面図上で延長線Sに対して,溶接痕160の電池ケース本
体111側での表面長Laと電池ケース蓋113側での表面長Lbとを考えることができ
る。これについても,表面長Laは表面長Lbより大きい。そして,「La/Lb」の値
が,長辺部の溶接痕160では,短辺部の溶接痕160と比較して大きいと言える。また
,La自体の値も,短辺部よりも長辺部にて大きい。
Further, as shown in FIG. 14, the surface length La on the
なお本発明は,図15に示すように,電池ケース蓋113(端子付蓋部材115)を電
池ケース本体111にはめ込んだ後,溶接を実施する前の時点で,電池ケース本体111
の開口端面111eが電池ケース蓋113に覆われないものを適用対象とする。このよう
なものでは,溶接時のプルームPが電池ケース蓋113の上面側,つまり第2絶縁部材1
80のある側へ噴出するからである。
In the present invention, as shown in FIG. 15, the battery case
The
It is because it spouts to the side with 80.
一方,図16のように,溶接前の時点で開口端面111eが電池ケース蓋113に覆わ
れてしまうものは,本発明の適用対象ではない。このようなものでは,溶接時のプルーム
Pの影響が第2絶縁部材180に及んでしまうことがもともとあり得ないからである。逆
に,図17のようなものでも,開口端面111eが電池ケース蓋113に覆われずに露出
している以上,本発明の適用対象となりうる。また,電池ケース蓋113の上面113e
に上記に説明した以外の形状(例えば図18中の溝113f)がさらに形成されていたと
しても,本発明の適用は妨げられない。なお図13〜図18では,図11等における第2
絶縁部材180等を省略して描いている。
On the other hand, as shown in FIG. 16, the case where the opening
Even if shapes other than those described above (for example, the
The insulating
また本発明では,図11に示した幅広の溶接痕160は,少なくとも,電池ケース蓋1
13の両端付近の第2絶縁部材180に対面する領域に設けられている必要がある。すな
わち図8中の区間Z1,Z3である。その間の区間Z2については,区間Z1,Z3の幅
広の溶接痕160が形成されていてもよいし,短辺側と同じく図10の幅狭の溶接痕16
0が形成されていてもよい。ただし,区間Z2についても幅広の溶接痕160を形成した
方が,接合強度という点では有利である。さらにいえば,電池ケース蓋113の全周にわ
たって図11の幅広の溶接痕160を形成してもかまわない。また,現実の製品では,低
エネルギーでの溶接により図10の幅狭の溶接痕160を形成する区間においても,とこ
ろどころ局所的に溶接痕160が電池ケース本体111の外側面111sに及んでしまう
ことはありうる。
In the present invention, the
13 must be provided in a region facing the second insulating
0 may be formed. However, it is advantageous in terms of joint strength to form a
さらに,電池ケース蓋113の平面形状について先に矩形板状と述べたが,図8に示し
たようにコーナーが丸いものであってもよい。要は長辺部と短辺部とを認識できればよい
。さらに短辺部については,図19や図20に示すように直線部分の存在しない形状であ
ってもかまわない。
Furthermore, the planar shape of the
以上詳細に説明したように本実施の形態によれば,扁平形状の電池100であって,溶
接前の段階では電池ケース本体111の開口端面111eが電池ケース蓋113に覆われ
ないものにおいて,電池ケース蓋113の短辺部と長辺部とで溶接エネルギーを変え,長
辺部での溶接エネルギーを短辺部より上げている。これにより,第2絶縁部材180に対
面する長辺部の溶接の際に,電池ケース本体111側がより多く溶け込み,プルームPが
外向きに傾いて噴出するようにしている。こうして,溶接時のプルームPにより電池ケー
ス蓋113上の第2絶縁部材180等がダメージを受けてしまうことを防止した電池10
0およびその製造方法が実現されている。
As described above in detail, according to the present embodiment, the
0 and its manufacturing method are realized.
なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。した
がって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。
Note that this embodiment is merely an example, and does not limit the present invention. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof.
111 電池ケース本体
111e 電池ケース本体の開口端面
113 電池ケース蓋(蓋部材)
113e 電池ケース蓋の上面
130,140 端子部材(対外端子部材)
150 電極体
160 溶接痕
180 第2絶縁部材(絶縁部材)
Ga,Gb 間隔
La,Lb 溶接痕の表面長
Q,R 近似扇形の中心方向
T 近似扇形
Wa,Wb 溶接痕の溶け込み幅
Z1,Z3 絶縁部材に対面する区間
Z2 区間Z1,Z3の間の区間
111
113e Upper surface 130,140 of battery case lid Terminal member (outside terminal member)
150
Ga, Gb Spacing La, Lb Surface length Q, R of welding trace Central direction T Approximate sector Wa, Wb Penetration width Z1, Z3 Section Z2 facing section of insulation member Z1, section Z3
Claims (7)
部とを有する形状であり前記電池ケース本体の開口部を塞ぐ蓋部材とを有する電池におい
て,
前記電池ケース本体内で前記発電要素に接続するとともに部分的に外部に露出する,前
記蓋部材を貫通して設けられた対外端子部材と,
少なくとも前記蓋部材の外面側に配置され,前記対外端子部材を前記蓋部材から絶縁す
る絶縁部材とを有し,
前記絶縁部材の縁辺と前記蓋部材の長辺との間隔が,前記絶縁部材の縁辺と前記蓋部材
の短辺との間隔より小さく,
前記蓋部材は,前記電池ケース本体の開口部にはめ込まれており,
前記蓋部材の外面と前記電池ケース本体の開口端面とに跨る溶接痕が前記蓋部材の全周
にわたって形成されることで,前記蓋部材が前記電池ケース本体に固定されるとともに前
記電池ケース本体の内部が外界から密閉されており,
前記蓋部材の長辺上のうち少なくとも前記絶縁部材に対面する区間は,前記溶接痕が,
前記蓋部材の外面および前記電池ケース本体の開口端面のみならず前記電池ケース本体の
外側面にも及んで形成されている幅広溶接痕区間とされていることを特徴とする電池。 In a battery having a flat battery case body having a built-in power generation element and having one side opened, and a lid member that has a long side portion and a short side portion and closes the opening portion of the battery case body,
An external terminal member provided through the lid member, which is connected to the power generation element in the battery case body and partially exposed to the outside;
An insulating member that is disposed at least on the outer surface side of the lid member and insulates the external terminal member from the lid member;
An interval between the edge of the insulating member and the long side of the lid member is smaller than an interval between the edge of the insulating member and the short side of the lid member;
The lid member is fitted into the opening of the battery case body,
A welding mark straddling the outer surface of the lid member and the opening end surface of the battery case body is formed over the entire circumference of the lid member, so that the lid member is fixed to the battery case body and the battery case body The inside is sealed from the outside world,
Of the long side of the lid member, at least the section facing the insulating member has the weld mark,
A battery having a wide welding mark section formed not only on an outer surface of the lid member and an opening end surface of the battery case body but also on an outer surface of the battery case body.
前記溶接痕の断面形状のうち表面が円弧状である部分に当てはめられる近似扇形の中心
方向が,前記幅広溶接痕区間では,前記幅広溶接痕区間以外の区間と比較して,より外側
向きに傾いていることを特徴とする電池。 The battery according to claim 1,
The center direction of the approximate sector shape applied to the arc-shaped portion of the cross-sectional shape of the weld trace is inclined more outward in the wide weld trace section than in the sections other than the wide weld trace section. A battery characterized by having
前記溶接痕を外部から見たときにおける,溶接時に溶融しなかった部分での前記蓋部材
の外面と前記電池ケース本体との境目に対する前記電池ケース本体側への溶け込み幅を前
記蓋部材側への溶け込み幅で割った値が,前記幅広溶接痕区間では,前記幅広溶接痕区間
以外の区間と比較して大きいことを特徴とする電池。 The battery according to claim 1,
When the welding mark is viewed from the outside, a penetration width to the battery case body side with respect to a boundary between the outer surface of the lid member and the battery case body at a portion not melted at the time of welding to the lid member side. A battery characterized in that a value obtained by dividing by a penetration width is larger in the wide welding trace section than in a section other than the wide welding trace section.
前記溶接痕の断面における表面長のうち,溶接時に溶融しなかった部分における前記蓋
部材の外面と前記電池ケース本体との境目を前記溶接痕の表面に延長した線より前記電池
ケース本体側の表面長を前記蓋部材側の表面長で割った値が,前記幅広溶接痕区間では,
前記幅広溶接痕区間以外の区間と比較して大きいことを特徴とする電池。 The battery according to claim 1,
Of the surface length in the cross section of the welding mark, the surface on the battery case main body side from the line extending from the outer surface of the lid member to the battery case main body at the portion not melted during welding to the surface of the welding mark The value obtained by dividing the length by the surface length on the lid member side is the wide weld mark section.
Batteries characterized in that they are larger than sections other than the wide welding mark section.
前記対外端子部材および前記絶縁部材が,前記蓋部材の長辺方向の両端寄りの位置にそ
れぞれ設けられており,
前記幅広溶接痕区間が,前記蓋部材の長辺方向に対し,一方の前記絶縁部材に対面する
区間ともう一方の前記絶縁部材に対面する区間とそれらの区間の間の区間とにわたって形
成されていることを特徴とする電池。 In the battery according to any one of claims 1 to 4,
The external terminal member and the insulating member are respectively provided at positions near both ends in the long side direction of the lid member;
The wide welding mark section is formed across a section facing the one insulating member, a section facing the other insulating member, and a section between these sections in the long side direction of the lid member. A battery characterized by comprising:
部とを有する形状であり前記電池ケース本体の開口部を塞ぐ蓋部材とを有する電池の製造
方法において,
対象とする電池は,
前記電池ケース本体内で前記発電要素に接続するとともに部分的に外部に露出する,
前記蓋部材を貫通して設けられた対外端子部材と,
少なくとも前記蓋部材の外面側に配置され,前記対外端子部材を前記蓋部材から絶縁
する絶縁部材とを有し,
前記絶縁部材の縁辺と前記蓋部材の長辺との間隔が,前記絶縁部材の縁辺と前記蓋部
材の短辺との間隔より小さいものであり,
前記蓋部材を,前記電池ケース本体の開口端面を覆うことなく前記電池ケース本体の開
口部にはめ込んだ状態とし,
前記蓋部材の外面と前記電池ケース本体の開口端面との境目を前記蓋部材の全周にわた
って溶接することで,前記蓋部材を前記電池ケース本体に固定するとともに前記電池ケー
ス本体の内部を外界から密閉し,
前記溶接の際のエネルギーを,
前記蓋部材の長辺上のうち少なくとも前記絶縁部材に対面する区間では,溶接痕が前
記蓋部材の外面および前記電池ケース本体の開口端面のみならず前記電池ケース本体の外
側面にも及んで形成される第1レベルのエネルギーとし,
前記第1レベルのエネルギーでの溶接がなされる区間以外の区間では,前記第1レベ
ル以下の第2レベルのエネルギーとすることを特徴とする電池の製造方法。 In a battery manufacturing method comprising a flat battery case body having a built-in power generation element and one of which is open, and a lid member that has a long side portion and a short side portion and closes the opening portion of the battery case body ,
The target battery is
Connected to the power generation element in the battery case body and partially exposed to the outside,
An external terminal member provided through the lid member;
An insulating member that is disposed at least on the outer surface side of the lid member and insulates the external terminal member from the lid member;
The distance between the edge of the insulating member and the long side of the lid member is smaller than the distance between the edge of the insulating member and the short side of the lid member;
The lid member is in a state of being fitted into the opening of the battery case body without covering the opening end surface of the battery case body,
By welding the boundary between the outer surface of the lid member and the opening end surface of the battery case body over the entire circumference of the lid member, the lid member is fixed to the battery case body and the inside of the battery case body is externally exposed. Sealed,
The energy in the welding is
In at least a section facing the insulating member on the long side of the lid member, a welding mark is formed not only on the outer surface of the lid member and the opening end surface of the battery case body but also on the outer surface of the battery case body. The first level energy to be
The battery manufacturing method according to claim 1, wherein a second level energy equal to or lower than the first level is used in a section other than a section where welding with the first level energy is performed.
対象とする電池は,前記対外端子部材および前記絶縁部材が,前記蓋部材の長辺方向の
両端寄りの位置にそれぞれ設けられているものであり,
前記第1レベルのエネルギーでの溶接を,前記蓋部材の長辺方向に対し,一方の前記絶
縁部材に対面する区間ともう一方の前記絶縁部材に対面する区間とそれらの区間の間の区
間とにわたって行うことを特徴とする電池の製造方法。 In the manufacturing method of the battery according to claim 6,
The target battery is such that the external terminal member and the insulating member are provided at positions near both ends in the long side direction of the lid member,
Welding at the first level of energy with respect to the long side direction of the lid member, a section facing one of the insulating members, a section facing the other insulating member, and a section between the sections; A method for producing a battery, characterized by comprising:
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