JP2015179626A - 密閉型電池、その電池ケースに用いる蓋板、及び密閉型電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外装缶の開口が蓋板によって覆われた電池ケースを有する密閉型電池において、生産性を向上しつつ、外装缶の開口の周縁部に対して蓋板が容易に嵌合可能な構成を得る。【解決手段】密閉型電池（１）は、内部に電極体（３０）及び電解液が封入された電池ケース（１０）を備えた密閉型電池である。電池ケース（１０）は、開口（１１ａ）を有する箱状の外装缶（１１）と、開口（１１ａ）を覆った状態で該開口（１１ａ）の周縁部（１１ｆ）と溶接される蓋板（１２）とを備える。蓋板（１２）は、外周縁部（１２ａ）に、開口（１１ａ）内に配置された状態で折り曲げられる折曲部（１２ｂ）を有し、少なくとも該折曲部（１２ｂ）よりも外周側で周縁部（１１ｆ）と溶接される。【選択図】図７

Description

本発明は、外装缶の開口が蓋板によって覆われた電池ケースを有する密閉型電池に関する。

従来より、開口を有する外装缶と、該開口を覆うように配置された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）の開口に対して電池蓋（蓋板）を配置した状態で、電池缶の開口の周縁部と電池蓋の外周縁部とを溶接することにより、電池ケースが得られる。

なお、電池缶（外装缶）の開口の周縁部と電池蓋（蓋板）の外周縁部との溶接は、特許文献１、２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）の開口の周縁部と電池蓋（蓋板）の外周縁部との合わせ部分にレーザー光を照射すると、該開口の周縁部及び電池蓋（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 特開２００７−１５７５１９号公報

ところで、蓋板は、溶接時に外装缶に対して浮いたり大きな隙間が生じたりしないように、該外装缶の開口内に配置されるのが好ましい。すなわち、蓋板は、外装缶の開口の周縁部に対して嵌合可能な寸法公差で製造されるのが好ましい。

しかしながら、外装缶の開口が大きくなって、該開口を覆う蓋板の面積も大きくなると、該蓋板を精度良く形成することが難しくなる。しかも、外装缶の開口を設ける位置によっては、電池ケース内の電極体の近傍に蓋板を配置することになるため、電極体によって蓋板が電池内方側から押されて該蓋板を外装缶の開口の周縁部に対して嵌合させにくくなる可能性がある。

本発明の目的は、外装缶の開口が蓋板によって覆われた電池ケースを有する密閉型電池において、生産性を向上しつつ、外装缶の開口の周縁部に対して蓋板が容易に嵌合可能な構成を得ることにある。

本発明の一実施形態に係る密閉型電池は、内部に電極体及び電解液が封入された電池ケースを備えた密閉型電池である。前記電池ケースは、開口を有する箱状の外装缶と、前記開口を覆った状態で該開口の周縁部と溶接される蓋板とを備える。前記蓋板は、外周縁部に、前記開口内に配置された状態で折り曲げられる折曲部を有し、少なくとも該折曲部よりも外周側で前記周縁部と溶接される（第１の構成）。

これにより、外装缶の開口内に蓋板を配置する際に、該蓋板の外周縁部が折曲部で折り曲げられるため、該蓋板を外装缶の開口の周縁部に対して容易に嵌合させることができる。すなわち、上述の構成により、蓋板の折曲部が外装缶の開口に合わせて適度に折れ曲がるため、蓋板の寸法を精度良く形成することなく、該蓋板を外装缶の開口の周縁部に嵌合させることができる。

しかも、蓋板の外周縁部に折曲部を設けることにより、該折曲部よりも外周側によって外装缶の開口の周縁部を押圧することができる。すなわち、蓋板の外周縁部が板ばねとして機能する。これにより、蓋板の外周縁部は外装缶の開口の周縁部に対してより確実に嵌合する。

したがって、生産性を向上しつつ、外装缶の開口の周縁部に対して容易に且つ確実に嵌合可能な蓋板を得ることができる。よって、蓋板の外周縁部と外装缶の開口の周縁部とを溶接する際に、蓋板が浮いたり隙間が生じたりするのを防止できる。

なお、蓋板の外周縁部に折曲部を設けることにより、該外周縁部と外装缶の開口の周縁部とを溶接する際に、熱が蓋板の中央側へ伝わる経路が長くなる。これにより、溶接時の熱が折曲部から蓋板の中央側に移動するのを抑制できる。したがって、蓋板の外周縁部を溶接によって十分に溶融させることができ、該蓋板と外装缶との溶接強度を確保することができる。

しかも、蓋板の外周縁部に折曲部を設けることによって、該折曲部を設けない蓋板の場合に比べて、外装缶の開口の周縁部と溶接される部分の蓋板の厚みが大きくなる。よって、電池を小型化するために蓋板を薄くした場合でも、蓋板の外周縁部と外装缶の開口の周縁部とを溶接する際に、該蓋板が溶接時の熱によって溶融して穴が開いたり十分な溶接強度が得られなかったりするのを防止できる。

前記第１の構成において、前記折曲部は、前記電池ケースの内方側に向かって突状に形成されている（第２の構成）。これにより、折曲部が電池ケースの外方側に突出しないため、電池全体をより小型化することができる。

前記第１または第２の構成において、前記蓋板の外周縁部は、前記外装缶の開口内に配置された状態で前記折曲部が折れ曲がるように断面Ｖ字状に形成されている（第３の構成）。

これにより、蓋板を外装缶の開口内に配置した際に、該蓋板の折曲部が容易に変形する。したがって、蓋板を外装缶の開口の周縁部に容易に嵌合させることができる。

前記第１または第２の構成において、前記蓋板は、前記外周縁部の厚みが該外周縁部よりも中央側の部分の厚みに比べて大きくなるように形成されている。前記折曲部は、前記蓋板の外周縁部よりも中央側に形成されている（第４の構成）。

上述の構成では、蓋板の外周縁部は、他の部分よりも厚みが大きいため、溶接時に穴が開きにくい。これにより、蓋板の外周縁部を外装缶の開口の周縁部に溶接する際に、該蓋板に穴が開いたり溶接強度が低下したりするのを防止できる。

前記第１から４のいずれか一つの構成において、前記電池ケースは、直方体状に形成されている。前記開口は、前記電池ケースの一つの面に平面視で矩形状に形成されている。前記蓋板は、前記開口を覆うように矩形状に形成され、且つ、前記折曲部が少なくとも１辺に形成されている（第５の構成）。

これにより、直方体状の電池ケースに形成された矩形状の開口に対して、蓋板を容易に嵌合させることができる。すなわち、矩形状の蓋板の少なくとも１辺には折曲部が形成されているため、蓋板を外装缶の開口に配置する際に折曲部が容易に変形して、該蓋板と外装缶とを容易に嵌合させることができる。

前記第５の構成において、前記折曲部は、前記蓋板の複数の辺に形成されている（第６の構成）。これにより、蓋板を外装缶の開口の周縁部に対してより確実に嵌合させることができる。すなわち、蓋板の１辺に折曲部を設ける場合に比べて、該折曲部を複数の辺に設けた方が、外装缶の開口の周縁部に対する蓋板の嵌合力を向上することができる。

前記第１から第６の構成のうちいずれか一つの構成において、前記電池ケースは、対向する一対の面が他の面に比べて幅広に形成された扁平形状を有する。前記開口は、前記電池ケースにおける前記一対の面のうち一方の面に形成されている。前記蓋板は、前記電池ケースの前記一方の面を構成するように前記外装缶に溶接によって固定されている（第７の構成）。

このように、扁平形状の外装缶における幅広の面に開口を設けて、該開口を蓋板によって覆う構成の場合、該蓋板の厚みが電池ケースの内容積に大きく影響する。そのため、蓋板を薄くすることにより、電池容量を確保しつつ電池全体の小型化を図れる。しかしながら、蓋板を薄くすると、該蓋板の浮き上がりや外装缶との隙間の発生などの問題が生じる可能性がある。しかも、上述の構成の場合、外装缶の開口の周縁部と蓋板の外周縁部との溶接の範囲は、外装缶の上面に開口を設けて該開口の周縁部に蓋板を溶接する従来の構成に比べて大きくなる。

このような構成において上述の第１から第６の構成を適用することにより、外装缶の開口の周縁部に対して蓋板を容易に嵌合させることができる。したがって、上述の構成において、上述の第１から第６の構成を適用することにより、電池全体の小型化と、電池の生産性との両立を図れるという特に優れた効果が得られる。

本発明の一実施形態に係る蓋板は、内部に電極体及び電解液が封入された密閉型電池の電池ケースに用いられる蓋板である。蓋板は、前記電池ケースの外装缶に形成された開口を覆うように平面視で該開口よりも大きな板状に形成されている。蓋板は、外周縁部に、前記開口内に配置された状態で折り曲げられる折曲部を有し、少なくとも該折曲部よりも外周側で前記開口の周縁部と溶接される（第８の構成）。

これにより、外装缶の開口の周縁部に対して容易に嵌合可能な蓋板が得られる。すなわち、蓋板の外周縁部に設けられた折曲部が、該蓋板を外装缶の開口内に配置した際に折り曲げられることにより、蓋板は外装缶の開口の周縁部に対して嵌合する。

また、上述のように、蓋板の外周縁部には折曲部が設けられているため、溶接時の熱が蓋板の中央側に移動する距離が長くなり、熱の移動を抑制できる。これにより、蓋板の外周縁部を溶接によって十分に溶融させることができ、該蓋板と外装缶との溶接強度を確保することができる。

しかも、蓋板の折曲部よりも外周側が外装缶の開口の周縁部と溶接されるため、蓋板は、折り曲げられた比較的厚みの大きい部分で外装缶の開口の周縁部と溶接される。これにより、溶接時の熱によって蓋板の外周縁部に穴が開いたり十分な溶接強度が得られなかったりするのを防止できる。

前記第８の構成において、蓋板は、断面で見て、外周端が前記折曲部よりも外周側に位置するように形成されている（第９の構成）。これにより、蓋板を外装缶の開口の周縁部に嵌合させる際に、該蓋板の外周端が中央側に変位させられる。そして、蓋板が外装缶の開口内に配置された状態で該蓋板の折曲部よりも外周側は、外装缶の開口の周縁部を押圧する。すなわち、蓋板の外周縁部は、外装缶の開口内に配置された状態で板ばねとして機能する。よって、上述の構成により、蓋板と外装缶との嵌合の強度をより向上させることができる。

前記第８または第９の構成において、前記外周縁部は、前記折曲部で折れ曲がるように断面Ｖ字状に形成されている（第１０の構成）。これにより、蓋板を外装缶の開口内に配置した際に、該蓋板の折曲部が容易に変形する。したがって、蓋板を外装缶の開口の周縁部に容易に嵌合させることができる。

前記第８または第９の構成において、前記外周端部の厚みは、該外周端部よりも中央側の部分の厚みに比べて大きい。前記折曲部は、前記外周縁部よりも中央側に位置する（第１１の構成）。

上述の構成では、蓋板の外周縁部は、他の部分よりも厚みが大きいため、溶接時に穴が開きにくい。これにより、蓋板の外周縁部を外装缶の開口の周縁部に溶接する際に、該蓋板に穴が開いたり溶接強度が低下したりするのを防止できる。

本発明の一実施形態に係る密閉型電池の製造方法は、内部に電極体及び電解液が封入された電池ケースを有する密閉型電池の製造方法である。密閉型電池の製造方法は、開口を有する箱状の外装缶を形成する外装缶形成工程と、前記開口を覆うように平面視で該開口よりも大きな蓋板を形成する蓋板形成工程と、前記蓋板の外周縁部を前記外装缶の開口の周縁部に溶接する溶接工程とを備える。前記蓋板形成工程は、前記蓋板の外周縁部に、該蓋板が前記開口内に配置された状態で前記電池ケースの内方側に突出するように折り曲げられる折曲部を形成する。前記溶接工程は、前記蓋板の少なくとも前記折曲部よりも外周側を前記周縁部と溶接する（第１２の方法）。

これにより、外装缶の開口の周縁部に対して確実且つ容易に嵌合可能な蓋板を容易に製造することができる。しかも、蓋板の外周縁部に折曲部を設けることにより、溶接時の熱が蓋板の中央側に伝わる経路を長くすることができるとともに、蓋板において外装缶と溶接される部分を他の部分に比べて厚くすることができる。これにより、外装缶の開口の周縁部と蓋板の外周縁部との溶接部分の溶接強度の低下を防止できる。

したがって、上述の方法により、外装缶と蓋板とを確実且つ容易に嵌合しつつ、外装缶と蓋板との溶接強度を確保可能な電池を容易に製造することができる。

前記第１２の方法において、前記蓋板形成工程では、前記蓋板を断面で見て、外周端が前記折曲部よりも蓋板の外周側に位置するように前記蓋板を形成する（第１３の方法）。これにより、外装缶の開口の周縁部に対してより確実に嵌合可能な蓋板を得ることができる。

本発明の一実施形態に係る密閉型電池によれば、外装缶の開口を覆う蓋板には、外周縁部に、該開口内に配置された状態で折り曲げられる折曲部が形成されている。これにより、生産性を向上しつつ、外装缶の開口の周縁部に対して容易に嵌合可能な蓋板が得られる。

図１は、本発明の実施形態１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、密閉型電池の蓋板の一部を切り欠いて該密閉型電池の内部構造を示す斜視図である。 図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図４は、図１におけるＩＶ−ＩＶ線断面図である。 図５は、蓋板の外周縁部の構成を示す部分拡大断面図である。 図６は、外装缶の開口内に蓋板を配置する様子を模式的に示す部分拡大断面図である。 図７は、図２におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。 図８は、外装缶と蓋板との溶接の様子を模式的に示す図である。 図９は、実施形態２に係る密閉型電池の蓋板の構成を示す図５相当図である。 図１０は、実施形態３に係る密閉型電池の蓋板の構成を示す図５相当図である。 図１１は、実施形態３に係る密閉型電池の構成を示す図７相当図である。 図１２は、その他の実施形態に係る密閉型電池の蓋板を電池ケース内方側から見た図である。

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。

＜実施形態１＞
（全体構成）
図１は、本発明の実施形態１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、直方体状の電池ケース１０と、該電池ケース１０内に封入される電極体３０（図２参照）及び非水電解液（図示省略。以下、電解液という）とを備える。密閉型電池１は、例えば携帯端末などの電子機器の電源として用いられる二次電池である。

電池ケース１０は、対向する一対の面が他の面に比べて幅広に形成されている。すなわち、電池ケース１０は、厚み方向（図１及び図２における奥行き方向）の寸法に比べて幅方向（図１及び図２における横方向）及び高さ方向（図１及び図２における上下方向）の各寸法が大きい扁平形状に形成されている。よって、電池ケース１０は、高さ方向に延びる側面のうち、対向する一対の側面（一対の面）が他の側面よりも幅広である。なお、本実施形態の電池ケース１０は、高さ方向の寸法が幅方向の寸法よりも大きい。

電池ケース１０は、図２に示すように、前記一対の幅広の側面のうち一方の面が開口した箱状の外装缶１１と、該外装缶１１の開口１１ａを覆う平板状の蓋板１２とを備える。

外装缶１１には、電池ケース１０における前記一対の幅広の側面のうち一方の側面に、開口１１ａが形成されている。蓋板１２は、開口１１ａを覆って電池ケース１０の前記一方の側面を構成するように、外装缶１１に固定される。外装缶１１及び蓋板１２は、詳しくは後述するが、蓋板１２の外周縁部１２ａが外装缶１１の開口１１ａの周縁部１１ｆに例えばシーム溶接によって接合されている。電池ケース１０における前記一対の幅広の側面のうち他方の側面は、外装缶１１の側面の一つによって構成される。なお、図１において、電池ケース１０における前記一対の幅広の側面のうち他方の側面（以下、外装缶１１の幅広面という）を、符号１１ｂで示す。

図１に示すように、外装缶１１の幅広面１１ｂには、密閉型電池１の高さ方向の一方に、端子取付面１１ｃが設けられている。この端子取付面１１ｃは、図３及び図４にも示すように、幅広面１１ｂの他の部分に比べて開口１１ａにより近い位置に位置づけられるように、段状に形成されている。詳しくは、端子取付面１１ｃは、後述する各端子を配置した状態で、それらの端子が幅広面１１ｂの他の部分よりも密閉型電池１の厚み方向に突出しないように、該幅広面１１ｂの他の部分に比べて外装缶１１の開口１１ａ側にオフセットしている。よって、端子取付面１１ｃにおける外装缶１１の厚みは、幅広面１１ｂの他の部分における外装缶１１の厚みよりも小さい。なお、幅広面１１ｂにおける前記他の部分は、電極体３０を覆っている。

図１に示すように、端子取付面１１ｃには、正極端子２１及び負極端子２２が配置されている。詳しくは後述するが、正極端子２１は、電池ケース１０に電気的に接続されている。一方、負極端子２２は、後述するように、押さえ板２５及び負極リードタブ２８を介して電極体３０の負極に電気的に接続されている（図３参照）。また、後述するように、負極端子２２は、絶縁体２４及び絶縁板２６によって、電池ケース１０に対して電気的に絶縁されている（図３参照）。

正極端子２１は、図１に示すように、端子取付面１１ｃを正面に見て、該端子取付面１１ｃの左側に配置されている。負極端子２２は、端子取付面１１ｃを正面に見て、該端子取付面１１ｃの右側に配置されている。すなわち、正極端子２１及び負極端子２２は、端子取付面１１ｃに左右に並んで配置されている。

端子取付面１１ｃ上には、負極端子２２を囲むように絶縁体２３が配置されている。このように絶縁体２３を設けることにより、負極端子２２と正極端子２１との間、及び、負極端子２２と外装缶１１との間で、それぞれ短絡が生じるのを防止することができる。

正極端子２１及び負極端子２２を含む、密閉型電池１の内部構造を、図３及び図４を用いて以下で詳細に説明する。図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図４は、図１におけるＩＶ−ＩＶ線断面図である。

図３に示すように、正極端子２１は、外装缶１１の端子取付面１１ｃに形成された貫通穴１１ｄを塞ぐ栓部２１ａと、該栓部２１ａの基端側が接続された平板部２１ｂとを有する。栓部２１ａは、平板部２１ｂを平面で見て、該平板部２１ｂの中央部分に形成されている。これにより、正極端子２１は、図３に示すように、全体として断面Ｔ字状に形成されている。

正極端子２１の平面部２１ｂは、２枚の平板状の部材を重ね合わせた状態で圧接することにより形成される。すなわち、正極端子２１は、いわゆるクラッド材によって構成される。平面部２１ｂを構成する２枚の平板状の部材のうち、端子取付面１１ｃ側に位置する部材には、上述の栓部２１ａが一体形成されている。すなわち、正極端子２１は、平板状の部材と断面Ｔ字状の部材とがそれらの平面同士で圧接された部材である。

なお、正極端子２１において、栓部２１ａを有する部材を外装缶１１と同様の材料（例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金）によって構成し、その上に配置される平板状の部材をリード線（図示省略）と同様の材料（例えばニッケルまたはニッケル合金）によって構成するのが好ましい。これにより、外装缶１１との接合強度が高く、且つ、リード線との接合強度も高い正極端子２１が得られる。したがって、正極端子２１に対する外装缶１１及びリード線の接合強度を向上することができる。

正極端子２１は、栓部２１ａが外装缶１１の端子取付面１１ｃに形成された貫通穴１１ｄに挿入された状態で固定される。すなわち、栓部２１ａが端子取付面１１ｃの貫通穴１１ｄに圧入された状態で、平板部２１ｂの外周側が端子取付面１１ｃに溶接によって接合される。

なお、外装缶１１の端子取付面１１ｃに形成された貫通穴１１ｄは、電池ケース１０内に電解液を注入するための注入口として機能する。上述のように、正極端子２１の栓部２１ａによって貫通穴１１ｄを塞ぐことにより、電池ケース１０の内部から電解液が漏れ出るのを防止できる。

図２及び図３に示すように、外装缶１１の内面には、一端側が電極体３０の正極に接続された正極リードタブ２７の他端側が接続されている。これにより、正極端子２１は、外装缶１１及び正極リードタブ２７を介して電極体３０の正極に電気的に接続されている。

負極端子２２は、例えば銅からなる部材であり、平板状の平面部２２ａと、円柱状の軸部２２ｂとを有する。軸部２２ｂは、平面部２２ａを平面で見て、該平面部２２ａの中央部分に形成されている。これにより、負極端子２２も、正極端子２１と同様、全体として断面Ｔ字状に形成されている。なお、負極端子２２において、軸部２２ｂは、平面部２２ａと一体形成されている。

負極端子２２の軸部２２ｂは、円筒状の絶縁体２４とともに、外装缶１１の端子取付面１１ｃに形成された貫通穴１１ｅを貫通している。詳しくは、軸部２２ｂは、絶縁体２４内に挿入された状態で、該絶縁体２４とともに、外装缶１１の端子取付面１１ｃの貫通穴１１ｅ内に挿入されている。また、軸部２２ｂは、その先端側が押さえ板２５を貫通した状態で潰されることにより、該押さえ板２５に固定されている。

なお、押さえ板２５と外装缶１１の内面との間には、絶縁板２６が配置されている。この絶縁板２６は、負極端子２２に電気的に接続された押さえ板２５と、正極端子２１に電気的に接続された外装缶１１とを電気的に絶縁する。負極端子２２の軸部２２ｂ及び円筒状の絶縁体２４は、絶縁板２６を貫通している。これにより、外装缶１１の貫通穴１１ｅは、その周縁部分が絶縁体２４及び絶縁板２６によって覆われる。よって、外装缶１１と、負極端子２２及び押さえ板２５との間で短絡が生じるのを防止できる。

押さえ板２５には、一端側が電極体３０の負極に接続された負極リードタブ２８の他端側が接続されている。これにより、負極端子２２は、押さえ板２５及び負極リードタブ２８を介して電極体３０の負極に電気的に接続されている。

正極電極は、帯状の正極集電体の片面または両面に正極合剤層が形成されたものである。正極集電体は、例えば、アルミニウムまたはチタン等の箔、平織金網、エキスパンドメタル、ラス網、またはパンチングメタル等によって形成されている。

正極合剤層は、正極活物質と、導電助剤と、バインダとを混合して形成されている。正極活物質として、マンガン酸リチウム、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物、酸化バナジウム、または酸化モリブデン等を用いることができる。導電助剤として、黒鉛、カーボンブラック、またはアセチレンブラック等を用いることができる。バインダとして、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等を、単独または混合して用いることができる。

負極電極は、帯状の負極集電体の片面または両面に負極合剤層が形成されたものである。負極集電体は、例えば、銅、ニッケル、またはステンレス等の箔、平織金網、エキスパンドメタル、ラス網、またはパンチングメタル等によって形成されている。

負極合剤層は、負極活物質と、バインダとを混合して形成されている。負極活物質として、天然黒鉛、メソフェーズカーボン、または非晶質カーボン等を用いることができる。バインダとして、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）およびヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）等のセルロース、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリルゴム等のゴムバインダ、ＰＴＦＥ、ならびにＰＶＤＦ等を、単独または混合して用いることができる。

セパレータは、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、またはポリフェニルサルフィド（ＰＰＳ）等の、多孔性フィルムまたは不織布によって形成されている。

電解液は、有機溶媒にリチウム塩を溶解させた溶液である。有機溶媒として、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、またはγ‐ブチロラクトン等を、単独でまたは２種類以上を混合して用いることができる。リチウム塩として、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、またはＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２等を用いることができる。

なお、正極電極、負極電極、セパレータ及び電解液は、上述の構成に限らず、密閉型電池１を実現可能な構成であれば、どのような構成であってもよい。

（外装缶と蓋板との接合構造）
次に、上述のような構成を有する密閉型電池１における外装缶１１と蓋板１２との接合構造について、図５から図８を用いて詳細に説明する。図５は、蓋板１２の外周側の構成を示す部分拡大断面図である。図６は、蓋板１２を外装缶１１の開口１１ａ内に配置する様子を模式的に示す部分拡大断面図である。図７は、図２におけるＶ−Ｖ線断面図である。図８は、外装缶１１と蓋板１２とをレーザー光を用いて溶接する様子を模式的に示す図である。なお、図８以外の各図では、外装缶１１と蓋板１２との溶接部の記載を省略している。

本実施形態では、図７及び図８に示す構造は、密閉型電池１の外装缶１１と蓋板１２との溶接部分の全範囲に適用される。

図５に示すように、蓋板１２は、外周縁部１２ａが断面Ｖ字状に形成されている。詳しくは、外周端部１２ａには、蓋板１２を外装缶１１の開口１１ａ内に配置した状態（図７参照）で、電池ケース１０の内方側に突出するように折曲部１２ｂが形成されている。この折曲部１２ｂは、蓋板１２の外周縁部１２ａが断面Ｖ字状に折れ曲がるように形成されているため、該蓋板１２の外周縁部１２ａに外周側から力が加わると、蓋板１２の外周端が中央側に移動するように折り曲げられる（図７参照）。

蓋板１２は、平面視で、外装缶１１の開口１１ａよりも大きく形成されている。具体的には、蓋板１２は、外装缶１１の開口１１ａ内に配置される際に、外装缶１１の開口１１ａの周縁部１１ｆに設けられた後述の切り欠き部１１ｇに蓋板１２の外周縁部１２ａが接触して、折曲部１２ｂが折れ曲がるような大きさに形成されている。

外装缶１１の開口１１ａの周縁部１１ｆには、該外装缶１１の内方側に切り欠き部１１ｇが形成されている。この切り欠き部１１ｇを周縁部１１ｆに設けることにより、該周縁部１１ｆを構成する壁の厚みが他の部分に比べて薄い。蓋板１２は、外周縁部１２ａが折曲部１２ｂで折れ曲がった状態で外装缶１１の切り欠き部１１ｇに位置するような大きさに形成されている。

図６に示すように、外装缶１１の開口１１ａ内に蓋板１２を配置する場合（白抜き矢印参照）、蓋板１２の外周端は、外装缶１１の開口１１ａの周縁部１１ｆに接触して、蓋板１２の折曲部１２ｂが折れ曲がる（実線矢印参照）。そうすると、図７に示すように、蓋板１２の外周縁部１２ａが折れ曲がった状態で、外装缶１１の切り欠き部１１ｇ内に配置される。

上述の構成により、蓋板１２を外装缶１１の開口１１ａ内に配置した場合、該蓋板１２の外周縁部１２ａが折曲部１２ｂで折れ曲がって外装缶１１の開口１１ａの周縁部１１ｆに容易に嵌合する。このとき、蓋板１２の折曲部１２ｂよりも外周側が、外装缶１１の開口１１ａの周縁部１１ｆを押圧する。すなわち、蓋板１２の外周縁部１２ａは、板ばねとして機能する。

よって、蓋板１２の外周縁部１２ａを外装缶１１の開口１１ａの周縁部１１ｆに嵌合させるように精度良く形成する必要がなくなるため、蓋板１２を容易に形成することができる。また、蓋板１２の外周縁部１２ａが外装缶１１の開口１１ａの周縁部１１ｆに嵌合するため、該蓋板１２を薄く形成した場合でも、該蓋板１２の浮き上がり等が生じるのを防止できる。

上述のような構成を有する蓋板１２及び外装缶１１を、図８に示すように、レーザー光を用いて部分的に溶融させる。これにより、蓋板１２と外装缶１１とを接合する。詳しくは、蓋板１２の外周縁部１２ａと外装缶１１の開口１１ａの周縁部１１ｆとの境界部分にレーザー光を照射する（白抜き矢印参照）。これにより、当該境界部分に溶融部分が形成され、蓋板１２の溶融部分と外装缶１１の溶融部分とが固まることにより、溶接部１３が形成される。

上述のように蓋板１２の外周縁部１２ａを折曲部１２ｂで折り曲げた状態で外装缶１１の開口１１ａの周縁部１１ｆと溶接することにより、溶接時の熱が蓋板１２の中央側に伝わる経路が長くなる。これにより、蓋板１２の中央側に溶接時の熱が伝わりにくくなって、該蓋板１２の外周縁部１２ａを十分に溶融させることができる。したがって、蓋板１２と外装缶１１との溶接強度を確保することができる。

なお、蓋板１２を外装缶１１の開口１１ａ内に配置した状態で、折曲部１２ｂで折れ曲がった外周縁部１２ａの厚みは、溶接部１３の溶け込み深さよりも大きいのが好ましい。これにより、蓋板１２の外周縁部１２ａと外装缶１１の開口１１ａの周縁部１１ｆとを溶接した際に、蓋板１２の外周縁部１２ａに穴が開いたり、穴が開かないようなレーザー光の強度で溶接して溶接強度が低下したりするのを防止できる。

ここで、密閉型電池１を製造する工程において、上述のような構成を有する外装缶１１を形成する工程が外装缶形成工程であり、上述のような構成を有する蓋板１２を形成する工程が蓋板形成工程である。これらの工程では、外装缶１１及び蓋板１２は、例えばプレス加工によって形成される。

また、レーザー光を用いて、蓋板１２の外周縁部１２ａを外装缶１１の開口１１ａの周縁部１１ｆに溶接する工程が溶接工程である。

本実施形態では、蓋板１２の外周縁部１２ａが断面Ｖ字状になるように該外周縁部１２ａに折曲部１２ｂを設ける。これにより、外装缶１１の開口１１ａ内に蓋板１２を配置する際に、該蓋板１２の外周縁部１２ａの折曲部１２ｂが折り曲げられて、該外周縁部１２ａが外装缶１１の開口１１ａの周縁部１１ｆに対して嵌合される。よって、開口１１ａの周縁部１１ｆに嵌合可能な蓋板１２を、高い寸法精度で製作する必要がなくなるため、容易に製造することができる。

しかも、蓋板１２の外周縁部１２を外装缶１１の開口１１ａの周縁部１１ｆに嵌合させた状態で、該蓋板１２の折曲部１２ｂよりも外周側は、外装缶１１の開口１１ａの周縁部１１ｆを押圧する。すなわち、蓋板１２の外周縁部１２ａは板ばねとして機能する。これにより、蓋板１２を外装缶１１の開口１１ａの周縁部１１ｆに対してより確実に嵌合させることができる。したがって、蓋板１２の浮き上がり等を防止できるため、該蓋板１２と外装缶１１との溶接を容易に行うことができる。

また、蓋板１２の外周縁部１２ａに折曲部１２ｂを設けることにより、溶接時の熱が蓋板１２の中央側に伝わる経路を長くすることができるとともに、外装缶１１の開口１１ａの周縁部１１ｆと溶接される蓋板１２の外周側の厚みを大きくすることができる。したがって、蓋板１２と外装缶１１との溶接部分を十分に溶融させることができ、蓋板１２と外装缶１１との溶接強度を確保することができる。

＜実施形態２＞
図９に、本発明の実施形態２に係る密閉型電池の蓋板１１２の構成を示す。この実施形態では、蓋板１１２の外周縁部１１２ａの構成が、実施形態１の構成とは異なる。以下の説明において、実施形態１と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略し、実施形態１と異なる構成についてのみ説明する。

図９に示すように、蓋板１１２の外周縁部１１２ａは、断面Ｕ字状に形成されている。すなわち、外周縁部１１２ａは、蓋板１１２を外装缶１１の開口１１ａ内に配置した状態で、電池ケース１０の内方側に向かって突出するように屈曲している。これにより、外周縁部１１２ａは、その一部が蓋板１１２の厚み方向に突出している。この厚み方向に突出した屈曲部分が折曲部１１２ｂを構成する。

折曲部１１２ｂよりも蓋板１１２の外周側は、該蓋板１１２の厚み方向に延びている。具体的には、折曲部１１２ｂよりも蓋板１１２の外周側は、折曲部１１２ｂから先端に向かうほど蓋板１１２の外周側に位置するように傾斜している。すなわち、蓋板１１２の外周端は、断面で見て、折曲部１１２ｂよりも外周側に位置している。

なお、この実施形態の蓋板１１２も、実施形態１の蓋板１２と同様、平面で見て、外装缶１１の開口１１ａよりも大きくなるように形成されている。

これにより、蓋板１１２が外装缶１１の開口１１ａ内に配置される際に、該蓋板１１２の折曲部１１２ｂよりも外周側が、外装缶１１の開口１１ａの周縁部１１ｆによって蓋板１１２の中央側に押されて折れ曲がる（実線矢印参照）。したがって、外装缶１１の開口１１ａの周縁部１１ｆに対して蓋板１１２を容易に嵌合させることができる。

なお、本実施形態の蓋板１１２の外周縁部１１２ａも、外装缶１１の開口１１ａの周縁部１１ｆを押圧する板ばねとして機能する。これにより、蓋板１１２を外装缶１１の開口１１ａの周縁部１１ｆに対してより確実に嵌合させることができる。

また、この実施形態においても、蓋板１１２の外周縁部１１２ａに折曲部１１２ｂを設けることにより、溶接時の熱が蓋板１１２の中央側に伝わる経路を長くすることができるとともに、外装缶１１の開口１１ａの周縁部１１ｆと溶接される蓋板１１２の外周側の厚みを大きくすることができる。したがって、蓋板１１２と外装缶１１との溶接部分を十分に溶融させることができ、蓋板１１２と外装缶１１との溶接強度を確保することができる。

＜実施形態３＞
図１０に、本発明の実施形態３に係る密閉型電池２００の蓋板２１２の構成を示す。図１１に、蓋板２１２を外装缶１１の開口１１ａの周縁部１１ｆに嵌合させた状態を示す。この実施形態では、蓋板２１２の外周縁部２１２ａの構成が、実施形態１の構成とは異なる。以下の説明において、実施形態１と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略し、実施形態１と異なる構成についてのみ説明する。

図１０に示すように、蓋板２１２の外周縁部２１２ａは、外周端に向かって徐々に厚みが大きくなるように両面にテーパが形成されている。すなわち、蓋板２１２は、外周端で最も厚みが大きい。後述するように、蓋板２１２は、外装缶１１の開口１１ａ内に配置される際に、外周縁部２１２ａよりも中央側、すなわち、厚みが大きくなり始める部分で折れ曲がる（図１１参照）。すなわち、蓋板２１２において、外周縁部２１２ａよりも中央側に、折曲部２１２ｂが形成される。

なお、この実施形態の蓋板２１２も、実施形態１の蓋板１２と同様、平面で見て、外装缶１１の開口１１ａよりも大きくなるように形成されている。

図１１に示すように、蓋板２１２を外装缶１１の開口１１ａ内に配置すると、該蓋板２１２の外周縁部２１２ａが外装缶１１の開口１１ａの周縁部１１ｆに接触して、蓋板２１２の厚み方向に折り曲げられる。これにより、蓋板２１２は外装缶１１の開口１１ａの周縁部１１ｆに容易に嵌合する。

なお、本実施形態の蓋板２１２の外周縁部２１２ａも、外装缶１１の開口１１ａの周縁部１１ｆを押圧する板ばねとして機能する。これにより、蓋板２１２を外装缶１１の開口１１ａの周縁部１１ｆに対してより確実に嵌合させることができる。

しかも、蓋板２１２の外周端が最も厚いため、該蓋板２１２の外周縁部２１２ａと外装缶１１の開口１１ａの周縁部１１ｆとを溶接する際に、蓋板２１２の外周縁部２１２ａが溶けて穴が開いたり、穴が開かないようなレーザー光の強度で溶接して溶接強度が低下したりするのを防止できる。

また、この実施形態においても、蓋板２１２の外周縁部２１２ａに折曲部２１２ｂを設けることにより、溶接時の熱が蓋板１１２の中央側に伝わる経路を長くすることができる。したがって、蓋板２１２と外装缶１１との溶接部分を十分に溶融させることができ、蓋板１１２と外装缶１１との溶接強度をより確実に確保することができる。

（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。

前記各実施形態では、電池ケース１０の側面のうち幅広の側面に開口１１ａを設けて、該開口１１ａを蓋板１２，１１２，２１２によって覆っている。しかしながら、電池ケース１０の幅広の側面以外の面（例えば上面、底面、他の側面）に開口を設けて、該開口を蓋板によって覆ってもよい。そして、その開口の周縁部と蓋板の外周縁部との溶接部分に、前記各実施形態の構成を適用してもよい。

前記各実施形態では、蓋板１２，１１２，２１２の外周全周に、折曲部１２ｂ，１１２ｂ，２１２ｂを設けている。しかしながら、図１２に示すように、蓋板３１２の四隅のＲ部分３１２ａ（蓋板が長方形の場合には角部分）には、折曲部３１２ｂを設けないようにしてもよい。また、折曲部を、蓋板の全ての辺ではなく、少なくとも１辺に設けてもよい。蓋板を外装缶の開口の周縁部により確実に嵌合させるためには、該蓋板の２辺以上に折曲部を設けるのが好ましいが、蓋板の生産性を考慮すると、３辺以下に折曲部を設けるのが好ましい。

前記各実施形態では、蓋板１２，１１２，２１２に、電池ケース１０の内方に突出するように折曲部１２ｂ，１１２ｂ，２１２ｂ，３１２ｂを形成している。しかしながら、折曲部を電池ケース１０の外方に突出するように設けてもよい。

前記各実施形態では、密閉型電池１の電池ケース１０は、直方体である。しかしながら、電池ケースの形状は、他の形状であってもよい。

前記各実施形態では、密閉型電池１は二次電池である。しかしながら、密閉型電池は、一次電池であってもよい。

本発明は、外装缶の開口の周縁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に利用可能である。

１、２００ 密閉型電池
１０ 電池ケース
１０ａ 開口
１１ 外装缶
１１ｂ 幅広面
１１ｆ 周縁部
１２、１１２、２１２、３１２ 蓋板
１２ａ、１１２ａ、２１２ａ 外周縁部
１２ｂ、１１２ｂ、２１２ｂ、３１２ｂ 折曲部
３０ 電極体

Claims (13)

1. 内部に電極体及び電解液が封入された電池ケースを備えた密閉型電池であって、
   前記電池ケースは、
   開口を有する箱状の外装缶と、
   前記開口を覆った状態で該開口の周縁部と溶接される蓋板とを備え、
   前記蓋板は、外周縁部に、前記開口内に配置された状態で折り曲げられる折曲部を有し、少なくとも該折曲部よりも外周側で前記周縁部と溶接される、密閉型電池。
2. 請求項１に記載の密閉型電池において、
   前記折曲部は、前記電池ケースの内方側に向かって突状に形成されている、密閉型電池。
3. 請求項１または２に記載の密閉型電池であって、
   前記蓋板の外周縁部は、前記外装缶の開口内に配置された状態で前記折曲部が折れ曲がるように断面Ｖ字状に形成されている、密閉型電池。
4. 請求項１または２に記載の密閉型電池であって、
   前記蓋板は、前記外周縁部の厚みが該外周縁部よりも中央側の部分の厚みに比べて大きくなるように形成されていて、
   前記折曲部は、前記蓋板の外周縁部よりも中央側に形成されている、密閉型電池。
5. 請求項１から４のいずれか一つに記載の密閉型電池において、
   前記電池ケースは、直方体状に形成されていて、
   前記開口は、前記電池ケースの一つの面に平面視で矩形状に形成されていて、
   前記蓋板は、前記開口を覆うように矩形状に形成され、且つ、前記折曲部が少なくとも１辺に形成されている、密閉型電池。
6. 請求項５に記載の密閉型電池において、
   前記折曲部は、前記蓋板の複数の辺に形成されている、密閉型電池。
7. 請求項１から６のいずれか一つに記載の密閉型電池において、
   前記電池ケースは、対向する一対の面が他の面に比べて幅広に形成された扁平形状を有し、
   前記開口は、前記電池ケースにおける前記一対の面のうち一方の面に形成されていて、
   前記蓋板は、前記電池ケースの前記一方の面を構成するように前記外装缶に溶接によって固定されている、密閉型電池。
8. 内部に電極体及び電解液が封入された密閉型電池の電池ケースに用いられる蓋板であって、
   前記電池ケースの外装缶に形成された開口を覆うように平面視で該開口よりも大きな板状に形成されていて、
   外周縁部に、前記開口内に配置された状態で折り曲げられる折曲部を有し、
   少なくとも前記折曲部よりも外周側で前記開口の周縁部と溶接される、蓋板。
9. 請求項８に記載の蓋板であって、
   断面で見て、外周端が前記折曲部よりも外周側に位置するように形成されている、蓋板。
10. 請求項８または９に記載の蓋板であって、
    前記外周縁部は、前記電池ケースの前記開口内に配置された状態で前記折曲部が折れ曲がるように断面Ｖ字状に形成されている、蓋板。
11. 請求項８または９に記載の蓋板であって、
    前記外周縁部の厚みは、該外周縁部よりも中央側の部分の厚みに比べて大きく、
    前記折曲部は、前記外周縁部よりも中央側に位置する、蓋板。
12. 内部に電極体及び電解液が封入された電池ケースを有する密閉型電池の製造方法であって、
    開口を有する箱状の外装缶を形成する外装缶形成工程と、
    前記開口を覆うように平面視で該開口よりも大きな蓋板を形成する蓋板形成工程と、
    前記蓋板の外周縁部を前記外装缶の開口の周縁部に溶接する溶接工程とを備え、
    前記蓋板形成工程は、前記蓋板の外周縁部に、該蓋板が前記開口内に配置された状態で前記電池ケースの内方側に突出するように折り曲げられる折曲部を形成し、
    前記溶接工程は、前記蓋板の少なくとも前記折曲部よりも外周側を前記周縁部と溶接する、密閉型電池の製造方法。
13. 請求項１２に記載の密閉型電池の製造方法であって、
    前記蓋板形成工程では、前記蓋板を断面で見て、外周端が前記折曲部よりも蓋板の外周側に位置するように前記蓋板を形成する、密閉型電池の製造方法。