JP2015115223A - 密閉型電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外装缶の開口部と蓋板の外周縁部とを溶接することによって電池ケースを得る密閉型電池の製造方法において、密閉型電池の耐衝撃性を向上しつつ前記開口部と前記蓋板の外周縁部との溶接強度を向上可能な構成を得る。【解決手段】密閉型電池の製造方法は、外装缶（１０）を形成するとともに、開口部（１６）の外周側に、開口端に向かって徐々に開口部（１６）の厚みが小さくなるテーパ部（１６ａ）を形成する外装缶形成工程と、外装缶（１０）の開口部（１６）を覆う蓋板（２０）を形成する蓋板形成工程と、蓋板（２０）を外装缶（１０）に組み付ける組立工程と、外装缶（１０）の開口部（１６）に蓋板（２０）を配置した状態で、開口部（１６）と蓋板（２０）の外周縁部（２０ｂ）とを、テーパ部（１６ａ）の少なくとも一部が溶融するように、レーザー光によって接合する接合工程とを有する。【選択図】図４

Description

本発明は、外装缶と蓋板との溶接によって電池ケースが形成される密閉型電池の製造方法に関する。

従来より、電池ケースの側壁を構成し且つ少なくとも一つの開口部を有する外装缶と、前記電池ケースの端面を構成するように前記外装缶の開口部を覆う蓋板とを有する電池ケースを備えた密閉型電池が知られている。このような密閉型電池では、例えば特許文献１に開示されるように、電池缶（外装缶）の開口部に対して電池蓋（蓋板）の外周縁部を溶接することにより、電池ケースが構成される。

電池缶（外装缶）の開口部と電池蓋（蓋板）の外周縁部との溶接は、特許文献１に開示されているように、一般的にはレーザー溶接によって行われる。電池缶（外装缶）の開口部及び電池蓋（蓋板）の外周縁部にレーザー光を照射すると、該開口部及び電池蓋（蓋板）の外周縁部は、レーザー光の熱によって溶融した後、冷却されることにより接合される。

特開２００３−３１１８６号公報

ところで、上述の特許文献１のようにレーザー光を外装缶の開口部と蓋板との合わせ部分に照射する場合、該外装缶の側壁の開口部における厚み（以下、開口部の厚みという。）が大きいと、外装缶の開口部の内周側の一部は溶融するが、該開口部の外周側が溶融しない。この場合、該開口部の外周側には、縦断面で見て略直角形状の角部が残る。本発明者らの種々の検討により、外装缶に上記のような角部が存在すると、密閉型電池の耐衝撃性を十分に向上できないことが分かった。

そこで、本発明者らは、外装缶の開口部の厚みが大きい密閉型電池において、該開口部の外周側に、角部分がなく滑らかに湾曲した外表面を有する溶接部を形成することによって、該密閉型電池の耐衝撃性を向上させることを試みた。具体的には、前記合わせ部分から外装缶の外周側にオフセットした位置にレーザー光を照射した。これによって、前記開口部の外周側を溶融させ、該開口部の外周側に、上記のような湾曲した外表面を有する溶接部を形成した。

しかしながら、本発明者らの種々の検討により、前記開口部の厚みが大きい密閉型電池において、レーザー光を照射する位置を前記合わせ部分から外装缶の外周側にオフセットすると、前記合わせ部分での溶融領域が小さくなり、溶接強度が低下する可能性があることが分かった。

よって、外装缶の開口部の厚みが大きくなると、十分な溶接強度が得られない可能性がある。

本発明は、外装缶の開口部と蓋板の外周縁部とを溶接することによって電池ケースを得る密閉型電池の製造方法において、密閉型電池の耐衝撃性を向上しつつ、前記開口部と前記蓋板の外周縁部との溶接強度を向上可能な構成を得ることを目的とする。

本発明の一実施形態に係る密閉型電池の製造方法は、内部に電極体及び電解液が封入された柱状の電池ケースを備えた密閉型電池の製造方法である。この製造方法は、前記電池ケースの側壁を構成し且つ少なくとも一つの開口部を有する外装缶を形成するとともに、該開口部の外周側に、開口端に向かって徐々に前記開口部の厚みが小さくなるテーパ部を形成する外装缶形成工程と、前記電池ケースの端面を構成するように前記外装缶の開口部を覆う蓋板を形成する蓋板形成工程と、前記蓋板を前記外装缶の開口部に組み付ける組立工程と、前記外装缶の開口部に対して前記蓋板を配置した状態で、前記開口部と前記蓋板の外周縁部とを、前記テーパ部の少なくとも一部が溶融するように、レーザー光によって溶接する接合工程とを有する（第１の方法）。

以上の方法により、外装缶の開口部と蓋板の外周縁部との溶接部の強度を向上することができる。具体的に説明すると、前記第１の方法では、外装缶の開口部の外周側にテーパ部を設け、該テーパ部の少なくとも一部が溶融するように、レーザー光によって開口部と蓋板とを溶接する。言い換えると、レーザー光によって溶融した溶融部が少なくともテーパ部まで拡がるように、開口部と蓋板とを溶接する。このように開口部と蓋板とを溶接することによって、溶接部は、開口部の最外周側において滑らかな外表面を有する。すなわち、開口部の最外周側の外表面は、角部分がなく滑らかに湾曲した外表面となる。これにより、密閉型電池を落下させた際に開口部で応力が集中する部分がなくなる。よって、密閉型電池の耐衝撃性を向上することができる。

また、テーパ部を形成することによって、テーパ部を形成しない場合に比べて、溶融部の熱が外装缶の外側に向かって伝達されにくくなる。これにより、外装缶に形成された溶融部の熱は、外装缶の内周側で保持されやすくなる。このため、前記第１の方法では、テーパ部を形成しない場合に比べて、溶融部を外装缶の内周側により集中して形成することができる。その結果、前記合わせ部分において、十分な大きさの溶融部を形成することができるので、外装缶の開口部と蓋板の外周縁部との接合強度を向上することができる。

さらに、前記第１の方法では、開口端に向かって徐々に開口部の厚みが小さくなるようにテーパ部を形成するので、外装缶の側壁の厚みが大きい場合でも、開口部の開口端側の厚みを小さくできる。これにより、レーザー光の照射位置を、開口部と蓋板との合わせ部分に対して外装缶の外周側に大きくオフセットさせなくても、溶融部をテーパ部まで拡げることができる。すなわち、前記第１の方法により、前記合わせ部分近傍にレーザー光を照射しつつ、前記開口部の最外周側の外表面を角部分がなく滑らかに湾曲した外表面とすることができる。この場合、前記合わせ部分において溶融領域を十分に確保できるので、外装缶の開口部と蓋板の外周縁部とを十分な強度で接合できる。

以上のように、前記第１の方法によれば、外装缶の側壁の厚みが大きい場合でも、密閉型電池の耐衝撃性を向上しつつ、開口部と蓋板の外周縁部とを十分な溶接強度で接合できる。

前記第１の方法において、前記外装缶形成工程では、前記密閉型電池の厚み方向よりも前記密閉型電池の幅方向に長い扁平形状を有し、且つ少なくとも前記開口部における前記幅方向の両端部に前記テーパ部を有するように、前記外装缶を形成する（第２の方法）。

これにより、成形条件等によって外装缶の前記幅方向の両端部において側壁の厚みを小さくすることが難しい場合でも、該両端部における前記開口部の開口端側の厚みを小さくできる。

前記第１または第２の方法において、前記接合工程では、前記外装缶を縦断面で見て、前記テーパ部の外表面全体が溶融するように、前記開口部と前記蓋板とを溶接する（第３の方法）。

これにより、開口部の最外周側の外表面をより確実に前記湾曲した外表面とすることができるので、密閉型電池の耐衝撃性をさらに向上することができる。

前記第１から第３の方法のうちいずれか一つの方法において、前記外装缶形成工程では、前記開口部の全周に亘って前記テーパ部を形成する（第４の方法）。

これにより、開口部の最外周側に角部が残ることを確実に防止できるので、密閉型電池の耐衝撃性を十分に向上することができる。

前記第１から第４の方法のうちいずれか一つの方法において、前記外装缶形成工程では、前記開口部が前記テーパ部および前記テーパ部が設けられていない残部を含み、且つ前記外装缶を縦断面で見て、前記開口部の厚み方向における前記テーパ部の長さが、前記厚み方向における前記テーパ部の長さおよび前記厚み方向における前記残部の長さの和の３分の１以上になるように、前記外装缶を形成する（第５の方法）。

開口部の厚み方向において、テーパ部の長さを、テーパ部の長さおよび残部の長さの和の３分の１以上にすることによって、外装缶の側壁の厚みに関わらず、前記開口部の開口端側の厚みを自由に決めることができる。これにより、外装缶の側壁の厚みに左右されることなく、前記開口部と蓋板とを、理想的な溶接状態で溶接することができる。

本発明の一実施形態に係る密閉型電池の製造方法によれば、外装缶の開口部の外周側に、開口端に向かって徐々に厚みが小さくなるテーパ部を設け、該テーパ部の少なくとも一部が溶融するように開口部と蓋板とを溶接する。これにより、外装缶の側壁の厚みが大きい場合でも、密閉型電池の耐衝撃性を向上しつつ、該開口部と蓋板の外周縁部との溶接強度を向上することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る密閉型電池の概略構成を示す斜視図である。 図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図３は、電池ケースの溶接部を拡大して示す拡大断面図である。 図４は、電池ケースの外装缶の開口部と蓋板の外周縁部との合わせ部分に対してレーザー光を照射する様子を模式的に示す図３相当図である。 図５は、電池ケースの外装缶の開口部と蓋板の外周縁部との合わせ部分をレーザー光によって一部溶融させた様子を示す図３相当図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。なお、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。

（全体構成）
図１は、本発明の実施形態に係る密閉型電池１の概略構成を示す斜視図である。この密閉型電池１は、有底筒状の外装缶１０と、該外装缶１０の開口部１６（図２参照）を覆う蓋板２０と、該外装缶１０内に収納される電極体３０とを備える。

図１及び図２に示すように、外装缶１０に蓋板２０を取り付けることによって、内部に空間を有する柱状の電池ケース２が構成される。すなわち、密閉型電池１は、電池ケース２を有する。また、後述するように、密閉型電池１は、蓋板２０を貫通する負極端子２２と、該負極端子２２と電池ケース２との間に配置された絶縁パッキング２１（絶縁体）とを有する。なお、電池ケース２内には、電極体３０以外に、非水電解液（以下、単に電解液という）も封入されている。

電極体３０は、それぞれシート状に形成された正極３１、負極３２及びセパレータ３３を、例えば、正極３１、セパレータ３３、負極３２、セパレータ３３の順に重ね合わせた状態で渦巻状に巻回することによって形成された巻回電極体である（図２参照）。特に図示しないが、電極体３０は、正極３１、負極３２及びセパレータ３３を重ね合わせた状態で巻回した後、押しつぶして扁平状に形成される。

ここで、図２には、電極体３０の外周側の数層分しか図示されていない。しかしながら、この図２では電極体３０の内周側部分の図示を省略しているだけであり、当然のことながら、電極体３０の内周側にも正極３１、負極３２及びセパレータ３３が存在する。また、図２では、蓋板２０と電極体３０との間に配置される絶縁体等の記載も省略している。

正極３１は、正極活物質を含有する正極活物質層を、アルミニウム等の金属箔製の正極集電体の両面にそれぞれ設けたものである。詳しくは、正極３１は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能なリチウム含有酸化物である正極活物質、導電助剤及びバインダなどを含む正極合剤を、アルミニウム箔などからなる正極集電体上に塗布して乾燥させることによって形成される。正極活物質であるリチウム含有酸化物としては、例えば、ＬｉＣｏＯ_２などのリチウムコバルト酸化物やＬｉＭｎ_２Ｏ_４などのリチウムマンガン酸化物、ＬｉＮｉＯ_２などのリチウムニッケル酸化物等のリチウム複合酸化物を用いるのが好ましい。なお、正極活物質として、１種類の物質のみを用いてもよいし、２種類以上の物質を用いてもよい。また、正極活物質は、上述の物質に限られない。

負極３２は、負極活物質を含有する負極活物質層を、銅等の金属箔製の負極集電体の両面にそれぞれ設けたものである。詳しくは、負極３２は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極活物質、導電助剤及びバインダなどを含む負極合剤を、銅箔などからなる負極集電体上に塗布して乾燥させることによって形成される。負極活物質としては、例えば、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な炭素材料（黒鉛類、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類など）を用いるのが好ましい。負極活物質は、上述の物質に限られない。

図２に示すように、電極体３０の正極３１には正極リード３４が接続されている一方、負極３２には負極リード３５が接続されている。これにより、正極リード３４及び負極リード３５が、電極体３０の外に引き出されている。図示しないが、正極リード３４の先端側は、蓋板２０に接続されている。一方、負極リード３５の先端側は、後述するように、リード板２７を介して負極端子２２に接続されている（図２参照）。

外装缶１０は、アルミニウム合金製の有底筒状部材であり、後述する蓋板２０とともに電池ケース２を構成する。外装缶１０は、図１に示すように、長方形の短辺側が円弧状に形成された底面１１を有する有底筒状の部材である。詳しくは、外装缶１０は、底面１１と、滑らかな曲面を有する扁平筒状の側壁１２とを備える。この側壁１２は、対向する一対の平面部１３（側面）と、該平面部１３同士を接続する一対の半円筒部１４とを有する。外装缶１０は、底面１１の短辺方向に対応する厚み方向の寸法が、底面１１の長辺方向に対応する幅方向の寸法よりも小さくなるように、扁平形状に形成されている。すなわち、外装缶１０は、密閉型電池１の厚み方向よりも密閉型電池１の幅方向に長い扁平形状を有する。また、この外装缶１０は、後述するように正極リード３４に接続される蓋板２０と接合されているため、密閉型電池１の正極端子も兼ねている。

図２に示すように、外装缶１０の内側の底部には、該外装缶１０を介して電極体３０の正極３１と負極３２との間で短絡が発生するのを防止するためのポリエチレンシートからなる底部絶縁体１５が配置されている。上述の電極体３０は、該底部絶縁体１５上に一方の端部が位置付けられるように配置されている。

図４に示すように、蓋板２０と接合される前の外装缶１０の開口部１６の外周側には、開口端に向かうほど厚みが小さくなるテーパ部１６ａが形成されている。本実施形態では、テーパ部１６ａは、開口部１６の全周に亘って形成されている。このテーパ部１６ａの少なくとも一部は、外装缶１０の開口部１６が蓋板２０と溶接される際に、溶融して後述の溶接部１７の一部となる。本実施形態では、外装缶１０を縦断面で見て、テーパ部１６ａの外表面１６ｃの全体が溶融するように、開口部１６と蓋板２０とを溶接する。したがって、本実施形態では、テーパ部１６ａは、図１から図３に示すように電池ケース２が形成された時点では、外装缶１０に残存していない。

なお、上述のとおり、テーパ部１６ａは、蓋板２０と接合される前の外装缶１０の開口部１６の外周側に設けられている。そのため、図４に示すように、蓋板２０と接合される前の外装缶１０の開口部１６の内周側には、テーパ部１６ａが設けられていない残部１６ｂが形成されている。すなわち、開口部１６は、テーパ部１６ａおよび残部１６ｂを含む。この残部１６ｂも、外装缶１０の開口部１６と蓋板２０とが接合された際には溶融するため、図１から図３に示すように、外装缶１０の開口部１６には残存していない。なお、外装缶１０を縦断面で見て、開口部１６の厚み方向におけるテーパ部１６ａの長さＸは、前記長さＸおよび開口部１６の厚み方向における残部１６ｂの長さＹの和Ｔの３分の１以上であることが好ましい。

上述のようなテーパ部１６ａを外装缶１０の開口部１６の外周側に設けることにより、蓋板２０との接合部分における外装缶１０の側壁１２の厚みを小さくすることができる。これにより、詳しくは後述するが、図２及び図３に示すような溶接部１７の形状を実現することができる。

なお、テーパ部１６ａは、該開口部１６の全周に設けなくてもよい。テーパ部１６ａは、少なくとも開口部１６における前記幅方向の両端部に形成することが好ましい。すなわち、本実施形態のように、一対の半円筒部１４を有する外装缶１０の開口部１６において、幅方向の両端に位置する平面視半円形状のＲ部分１０ａ（両端部）にテーパ部を設けることが好ましい。これにより、成形条件等によって前記両端部において外装缶１０の側壁１２の厚みを小さくすることが難しい場合でも、該両端部における開口部１６の開口端側の厚みを小さくできる。

テーパ部１６ａの外表面は、平面であってもよいし、凸面や凹面などの曲面であってもよい。また、テーパ部１６ａが断面階段状の外表面を有していてもよい。また、テーパ部１６ａには、Ｒ部も含む。

本実施形態では、密閉型電池１の電池ケース２を、長方形の短辺側が円弧状に形成された底面を有する柱状としている。しかしながら、電池ケースの形状は、六面体など他の形状であってもよい。例えば、本実施形態では、側壁１２は、一対の平面部１３同士を接続する一対の半円筒部１４を有するが、一対の半円筒部１４の代わりに一対の板状の平面部を用いて一対の平面部１３同士を接続してもよい。すなわち、外装缶の側壁が平面視において長方形状であってもよい。この場合も、少なくとも開口部における前記幅方向の両端部にテーパ部を形成することが好ましい。すなわち、一対の平面部１３同士を接続する前記一対の平面部の上端部にテーパ部を形成することが好ましい。

（蓋板）
図２に示すように、蓋板２０は、外装缶１０の開口部１６を覆うように配置されている。また、蓋板２０は、その外周縁部２０ｂで外装缶１０の開口部１６にレーザー溶接によって接合されている。この蓋板２０は、外装缶１０と同様、アルミニウム合金製の部材からなり、該外装缶１０の開口部１６の内側に嵌合可能なように平面視で短辺側が円弧状に形成されている。また、蓋板２０は、その板厚が外装缶１０の側壁１２の厚みよりも大きい。

蓋板２０には、その長手方向の中央部分に貫通孔２０ａが形成されている。この貫通孔２０ａ内には、ポリプロピレン製の絶縁パッキング２１（絶縁体）及びステンレス鋼製の負極端子２２が挿通している。具体的には、概略柱状の負極端子２２が挿通された概略円筒状の絶縁パッキング２１が該貫通孔２０ａの周縁部に嵌合されている。

負極端子２２は、円柱状の軸部２２ａの両端に一対の平面部２２ｂがそれぞれ一体形成された構成を有する。負極端子２２は、絶縁パッキング２１に対し、一対の平面部２２ｂが露出する一方、軸部２２ａが絶縁パッキング２１内に位置付けられるように配置されている。この負極端子２２には、ステンレス鋼製のリード板２７が電気的に接続されている。これにより、負極端子２２は、リード板２７及び負極リード３５を介して、電極体３０の負極３２に電気的に接続されている。なお、リード板２７と蓋板２０との間には、上部絶縁体２６が配置されている。

蓋板２０と外装缶１０の開口部１６とは、レーザー溶接によって接合されている。蓋板２０の外周縁部２０ｂと外装缶１０の開口部１６とは、該蓋板２０の全周に亘って接合されている。具体的には、蓋板２０の外周縁部２０ｂと外装缶１０の開口部１６との合わせ部分（接触部分）にレーザー光を照射して、前記合わせ部分を溶融させる。これによって溶融した部分が溶接部１７となり、蓋板２０と開口部１６とが接合される。すなわち、蓋板２０の外周縁部２０ｂ及び外装缶１０の開口部１６に跨って、溶接部１７が形成されている。この溶接部１７は、図２及び図３に示すように、電池ケース２の最外周側に形成されるとともに、電池ケース２を縦断面で見て、蓋板２０の厚み方向に凸状に湾曲するように形成されている。このような溶接部１７を形成することにより、外装缶１０の開口部１６の最外周側の外表面は角部分がなく滑らかに湾曲した外表面となる。これにより、密閉型電池１を床面等に落下させて該密閉型電池１が衝撃を受けた際に、開口部１６で応力が集中する部分がなくなる。よって、密閉型電池１の耐衝撃性を向上することができる。

溶接部１７を上述のような形状にした場合の効果について、以下で説明する。

密閉型電池の溶接部の形状による効果の違いを調べるために、異なる形状の溶接部を有する密閉型電池を製作して、密閉型電池の落下衝撃試験を行った。

具体的には、密閉型電池１の縦断面視で、溶接部の表面が平面状の試験片と、外装缶１０の開口部１６の最外周側が滑らかな曲面になるように溶接部の表面を上述のように蓋板２０の厚み方向に湾曲させた試験片とを、それぞれ、３個ずつ（それぞれの溶接部形状においてＮｏ．１からＮｏ．３）製作した。そして、製作した試験片を１．５ｍの高さからコンクリートの床面上に繰り返し落下させて、溶接部が破損するまでの落下回数をカウントした。なお、目視で溶接部にクラックの発生が確認できた場合に、溶接部の破損と判定した。

密閉型電池の落下衝撃試験の結果を表１に示す。表１に示すように、溶接部の表面が平面状の場合には、数回の落下で、溶接部が破損した。これに対し、外装缶の最外周側が滑らかな曲面になるように溶接部の外表面を湾曲させている場合には、落下を２０回、繰り返しても、溶接部の損傷はなかった。よって、表１の結果から、上述のように外装缶の開口部１６の最外周側が滑らかな曲面になるように溶接部１７の外表面を湾曲させることで、密閉型電池の耐衝撃性を向上可能であることが分かる。

上述のように、外装缶１０の開口部１６の外周側にテーパ部１６ａを設けることにより、外装缶１０の側壁１２の厚みが大きい場合でも、レーザー光によって形成される溶接部１７は、開口部１６の最外周側に角部分がなく滑らかに湾曲した外表面となる。すなわち、外装缶１０の開口部１６の外周側にテーパ部１６ａを設けることにより、該外装缶１０の側壁１２の厚みが大きい場合でも、該開口部１６が溶融しやすくなる。このように開口部１６を十分に溶融可能な構成にすることにより、レーザー光によって外装缶１０及び蓋板２０を溶接する際に、テーパ部１６ａが溶融して図３に示すような滑らかな外表面を有する溶接部１７を形成することができる。

（密閉型電池の製造方法）
次に、上述のような構成を有する密閉型電池１の製造方法について説明する。

まず、有底筒状の外装缶１０及び板状の蓋板２０を形成する。外装缶１０を形成する際には、外装缶１０の開口部１６の外周側に、開口端に向かうほど開口部１６の厚みが小さくなるようなテーパ部１６ａを形成する。このテーパ部１６ａは、開口部１６の内周側にテーパ部分が形成されない残部１６ｂが設けられるように、開口部１６の外周側に形成される。残部１６ｂの長さＹは、例えば、レーザー溶接に用いられるレーザー光のスポット径Ｄに対して０．５倍から１．２倍に設定される。なお、外装缶１０は、例えば深絞り加工によって形成される。

蓋板２０を形成する際には、蓋板２０を外装缶１０の開口部１６を覆うような形状に形成する。

上述の外装缶１０及び蓋板２０とは別に、それぞれ従来と同様の構成を有する電極体３０、負極端子２２及び絶縁パッキング２１等の各部品を製作する。

上述のように形成された外装缶１０内に、電極体３０などの各部品を配置した後、電解液を注入し、外装缶１０の開口部１６を蓋板２０によって覆う（図４参照）。蓋板２０には、貫通孔２０ａ内に負極端子２２及び絶縁パッキング２１が配置されている。

外装缶１０の開口部１６に蓋板２０を配置した状態で、開口部１６と蓋板２０の外周縁部２０ｂとにレーザー光を照射して溶接する（図５参照）。このとき、テーパ部１６ａの少なくとも一部が溶融するように、開口部１６と蓋板２０の外周縁部２０ｂとを溶接する。本実施形態では、テーパ部１６ａの外表面１６ｃの全体が溶融するように、開口部１６と蓋板２０の外周縁部２０ｂとを溶接する。レーザー溶接は、レーザー溶接機を用いて、例えば５００Ｗから４０００Ｗの出力のレーザー光を１０００μｓの時間内で出力を変動させながら被溶接物（外装缶１０及び蓋板２０）に対して照射することにより行う。具体的には、一例として、照射時間が０μｓから１００μｓの間は出力５００Ｗのレーザー光を被溶接物に照射し、照射時間が１００μｓから２００μｓの間は出力４０００Ｗのレーザー光を被溶接物に照射する。レーザー溶接は、被溶接物に対するレーザー光の照射位置（スポット）が部分的に重なるように、蓋板２０の外周に沿って照射位置を徐々に移動させて行う。なお、図５において、符号１８は、レーザー光によって溶融した溶融部である。

なお、レーザー光のスポット径は、例えばφ０．４ｍｍである。

上述のようにレーザー光によって外装缶１０の開口部１６と蓋板２０の外周縁部２０ｂとを溶接することにより、外装缶１０の開口部１６の最外周側に角部分がない滑らかに湾曲した外表面を有する溶接部１７が形成される。

ここで、外装缶１０を形成するとともに、該外装缶１０の開口部１６の外周側に、開口端に向かって徐々に開口部１６の厚みが小さくなるテーパ部１６ａを形成する工程が外装缶形成工程に、蓋板２０を形成する工程が蓋板形成工程に、それぞれ対応する。また、蓋板２０を外装缶１０に組み付ける工程が組立工程に、外装缶１０の開口部１６に対して蓋板２０を配置した状態で、開口部１６と蓋板２０とをレーザー光によって溶融させることにより接合する工程が接合工程に、それぞれ対応する。

（実施形態の効果）
本実施形態では、外装缶１０の開口部１６の外周側にテーパ部１６ａを設け、テーパ部１６ａの少なくとも一部が溶融するように、レーザー光によって開口部１６と蓋板２０とを溶接する。言い換えると、レーザー光によって溶融した溶融部１８が少なくともテーパ部１６ａまで拡がるように、開口部１６と蓋板２０とを溶接する。このように開口部１６と蓋板２０とを溶接することによって、溶接部は、開口部１６の最外周側において滑らかな外表面を有する。すなわち、開口部１６の最外周側の外表面は、角部分がなく滑らかに湾曲した外表面となる。これにより、密閉型電池１を落下させた際に開口部１６で応力が集中する部分がなくなる。よって、密閉型電池１の耐衝撃性を向上することができる。

また、テーパ部１６ａを形成することによって、テーパ部を形成しない場合に比べて、溶融部１８の熱が外装缶１０の外側に向かって伝達されにくくなる。これにより、外装缶１０に形成された溶融部１８の熱は、外装缶１０の内周側で保持されやすくなる。このため、本実施形態では、テーパ部を形成しない場合に比べて、溶融部１８を外装缶１０の内周側により集中して形成することができる。その結果、前記合わせ部分において、十分な大きさの溶融部１８を形成することができるので、外装缶１０の開口部１６と蓋板２０の外周縁部２０ｂとの接合強度を向上することができる。

さらに、開口端に向かって徐々に開口部１６の厚みが小さくなるようにテーパ部１６ａを形成するので、外装缶１０の側壁１２の厚みが大きい場合でも、開口部１６の開口端側の厚みを小さくできる。これにより、レーザー光の照射位置を、開口部１６と蓋板２０との合わせ部分に対して外装缶１０の外周側に大きくオフセットさせなくても、溶融部１８をテーパ部１６ａまで拡げることができる。すなわち、前記合わせ部分近傍にレーザー光を照射しつつ、開口部１６の最外周側の外表面を角部分がなく滑らかに湾曲した外表面とすることができる。この場合、前記合わせ部分において溶融領域を十分に確保できるので、外装缶１０の開口部１６と蓋板２０の外周縁部２０ｂとを十分な強度で接合できる。

以上のように、本実施形態では、外装缶１０の側壁１２の厚みが大きい場合でも、密閉型電池１の耐衝撃性を向上しつつ、開口部１６と蓋板２０の外周縁部２０ｂとを十分な溶接強度で接合できる。

また、外装缶１０を縦断面で見て、テーパ部１６ａの外表面１６ａの全体が溶融するように、開口部１６と蓋板２０とを溶接することによって、開口部１６の最外周側の外表面をより確実に上記のような湾曲した外表面とすることができる。これにより、密閉型電池１の耐衝撃性をさらに向上することができる。

また、開口部１６の全周に亘ってテーパ部１６ｂを形成することによって、開口部１６の最外周側に角部が残ることを確実に防止できる。これにより、密閉型電池１の耐衝撃性を十分に向上することができる。

さらに、開口部１６の厚み方向において、テーパ部１６ａの長さＸを、テーパ部１６ａの長さＸおよび残部１６ｂの長さＹの和Ｔの３分の１以上にすることによって、外装缶１０の側壁１２の厚みが大きい場合でも、開口部１６の開口端側の厚みを十分に小さくできる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

前記実施形態では、密閉型電池１をリチウムイオン電池として構成している。しかしながら、密閉型電池１はリチウムイオン電池以外の電池であってもよい。

本発明は、外装缶の開口部に蓋板が溶接によって接合された電池ケースを有する密閉型電池の製造方法に利用可能である。

１ 密閉型電池
２ 電池ケース
１０ 外装缶
１２ 側壁
１６ 開口部
１６ａ テーパ部
１６ｂ 残部
１６ｃ テーパ部の外表面
２０ 蓋板
２０ｂ 外周縁部
３０ 電極体
Ｔ テーパ部の長さおよび残部の長さの和
Ｘ テーパ部の長さ
Ｙ 残部の長さ

Claims (5)

1. 内部に電極体及び電解液が封入された柱状の電池ケースを備えた密閉型電池の製造方法であって、
   前記電池ケースの側壁を構成し且つ少なくとも一つの開口部を有する外装缶を形成するとともに、該開口部の外周側に、開口端に向かって徐々に前記開口部の厚みが小さくなるテーパ部を形成する外装缶形成工程と、
   前記電池ケースの端面を構成するように前記外装缶の開口部を覆う蓋板を形成する蓋板形成工程と、
   前記蓋板を前記外装缶の開口部に組み付ける組立工程と、
   前記外装缶の開口部に対して前記蓋板を配置した状態で、前記開口部と前記蓋板の外周縁部とを、前記テーパ部の少なくとも一部が溶融するように、レーザー光によって溶接する接合工程とを有する、密閉型電池の製造方法。
2. 請求項１に記載の密閉型電池の製造方法において、
   前記外装缶形成工程では、前記外装缶が前記密閉型電池の厚み方向よりも前記密閉型電池の幅方向に長い扁平形状を有し、且つ少なくとも前記開口部における前記幅方向の両端部に前記テーパ部を有するように、前記外装缶を形成する、密閉型電池の製造方法。
3. 請求項１または２に記載の密閉型電池の製造方法において、
   前記接合工程では、前記外装缶を縦断面で見て、前記テーパ部の外表面全体が溶融するように、前記開口部と前記蓋板とを溶接する、密閉型電池の製造方法。
4. 請求項１から３までのいずれか一つに記載の密閉型電池の製造方法において、
   前記外装缶形成工程では、前記開口部の全周に亘って前記テーパ部を形成する、密閉型電池の製造方法。
5. 請求項１から４までのいずれか一つに記載の密閉型電池の製造方法において、
   前記外装缶形成工程では、前記開口部が前記テーパ部および前記テーパ部が設けられていない残部を含み、且つ前記外装缶を縦断面で見て、前記開口部の厚み方向における前記テーパ部の長さが、前記厚み方向における前記テーパ部の長さおよび前記厚み方向における前記残部の長さの和の３分の１以上になるように、前記外装缶を形成する、密閉型電池の製造方法。