JP2018010815A

JP2018010815A - 蓄電素子及び蓄電素子の製造方法

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Publication number: JP2018010815A
Application number: JP2016139836A
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Inventors: 祐介小川; Yusuke Ogawa
Original assignee: Lithium Energy and Power GmbH and Co KG
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Priority date: 2016-07-14
Filing date: 2016-07-14
Publication date: 2018-01-18
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Abstract

【課題】容器本体と蓋体とが溶接により接合された容器を備える蓄電素子であって、品質が高い蓄電素子を提供すること。
【解決手段】容器本体１０１と、容器本体１０１の開口１０２を塞ぐ蓋体１１０とを有する容器１００を備える蓄電素子１０であって、容器１００には、容器本体１０１と蓋体１１０との溶接部分である、長尺状の溶接部１４０が形成されており、溶接部１４０は、溶接部１４０の長手方向に並ぶ第一溶接部１４１と第二溶接部１４２とを有し、第二溶接部１４２の、溶接部１４０における短手方向の幅Ｗ２は、第一溶接部１４１の当該短手方向の幅Ｗ１よりも大きく、蓋体１１０にはガス排出弁１７０が配置されており、第二溶接部１４２は、ガス排出弁１７０の側方に配置されており、第二溶接部１４２の当該長手方向の長さは、ガス排出弁１７０の当該長手方向の長さよりも長い。
【選択図】図３

Description

本発明は、容器を備える蓄電素子及び蓄電素子の製造方法に関する。

従来、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子は、例えば、容器と容器に収容された電極体とを備え、容器に配置された電極端子を介して充電及び放電する。

このような構造の蓄電素子では、容器は、例えば、容器本体と蓋体とで構成されており、容器本体に電極体等の要素が収容された状態で、蓋体と容器本体の開口周縁とがレーザ溶接等によって接合される。具体的には、レーザ溶接では、蓋体と容器本体の開口との突合せ部分（境界部分）にレーザビームを照射することで当該部分の金属を溶融し、これにより、蓋体と容器本体とが接合される。

例えば特許文献１には、電池ケースの上蓋のレーザ溶接方法が開示されている。このレーザ溶接方法では、電池ケースの上蓋の中心を通る鉛直線上の一点を中心としてレーザ光を振ることにより、上蓋の縁部にこのレーザ光を電池ケースの外方に向けて斜めに照射するとともにこれを縁部に沿い移動させる。これにより、上蓋の箱体に対する溶接の高速化が図られる。

特開平９−１２２９５６号公報

一般に、２つの部材を接合するための溶接を高速に行った場合、例えば金属の溶融量が少ないことに起因して接合強度が不足するという事態を招き得る。また、時間をかけて溶接を行った場合は、２つの部材間の接合強度が向上する一方で製造効率の低下を招き得る。そのため、蓄電素子の容器を構成する容器本体と蓋体との溶接をどのように実行するかは、品質の高い蓄電素子を効率よく製造するためには重要である。

本発明は、上記従来の課題を考慮し、容器本体と蓋体とが溶接により接合された容器を備える蓄電素子であって、品質が高い蓄電素子、及び、その製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電素子は、容器本体と、前記容器本体の開口を塞ぐ蓋体とを有する容器を備える蓄電素子であって、前記容器には、前記容器本体と前記蓋体との溶接部分である、長尺状の溶接部が形成されており、前記溶接部は、前記溶接部の長手方向に並ぶ第一溶接部と第二溶接部とを有し、前記第二溶接部の、前記溶接部における短手方向の幅は、前記第一溶接部の前記短手方向の幅よりも大きく、前記蓋体にはガス排出弁が配置されており、前記第二溶接部は、前記ガス排出弁の側方に配置されており、前記第二溶接部の前記長手方向の長さは、前記ガス排出弁の前記長手方向の長さよりも長い。

この構成によれば、長尺状の溶接部が、第一溶接部よりも幅広の第二溶接部を有していることで、例えば、容器本体と蓋体との接合強度を、少なくとも第二溶接部の部分において向上させることができる。そのため、例えば、溶接作業全体としての効率の低下を抑制しつつ、蓋体における、容器の内圧の増加の影響を受けやすい部分の接合の信頼性を向上させることができる。

具体的には、蓋体におけるガス排出弁が配置された部分は、他の部分より剛性が低いため、例えば、容器の内圧の増加の影響を受けやすい部分である。本態様の蓄電素子では、このガス排出弁の側方に、幅広に形成され、かつ、ガス排出弁よりも長い第二溶接部が配置されるため、容器の内圧の増加に対する蓋体の耐性が向上する。

また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記第二溶接部は、前記側方から見た場合に、前記ガス排出弁の前記長手方向における全長を含む位置に配置されているとしてもよい。

この構成によれば、ガス排出弁の側方の全域に第二溶接部が存在するため、蓋体の剛性の低い部分の、容器本体に対する固定力がさらに向上する。これにより、容器の信頼性がさらに向上される。

また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記溶接部の前記長手方向の長さをＬとした場合、前記第二溶接部の長さは、０．２Ｌ以上、０．８Ｌ以下であるとしてもよい。

この構成によれば、例えば、第二溶接部の範囲が、長尺状の蓋体の中央部分など、容器本体と蓋体との接合強度をより向上させたい部分に限定されるため、溶接作業全体としての効率の低下と、容器の信頼性の向上との両立が図られる。

また、本発明の一態様に係る蓄電素子の製造方法は、容器本体と、前記容器本体の開口を塞ぐ蓋体とを有する容器を備える蓄電素子の製造方法であって、前記容器本体と前記蓋体との溶接部分である溶接部であって、前記溶接部の長手方向に並ぶ第一溶接部と第二溶接部とを含む溶接部を形成する溶接工程を含み、前記溶接工程は、前記容器本体と前記蓋体との直線状の突合せ部分に沿って、レーザビーム（レーザ光）の照射位置を相対的に直進させることで、前記第一溶接部を形成する直線溶接工程と、前記突合せ部分に対し、前記レーザビームの照射位置を前記突合せ部分に沿って移動させるとともに、当該移動の方向に対して交差する方向に前記照射位置を動かすことで、前記第二溶接部を形成する非直線溶接工程とを含む。

この製造方法によれば、容器に対するレーザビームの照射位置の変化によって、一部が幅広でかつ全体として直線状の溶接部を形成することができる。例えば、レーザユニットからのレーザビームの放出を継続させながら、容器におけるレーザビームの照射位置を制御することで、一連の作業による、第一溶接部と第二溶接部とを含む溶接部の形成を行うことができる。つまり、品質の高い蓄電素子の製造を効率よく行うことができる。

本発明によれば、容器本体と蓋体とが溶接により接合された容器を備える蓄電素子であって、品質が高い蓄電素子、及び、その製造方法を提供することができる。

実施の形態に係る蓄電素子の外観を示す斜視図である。実施の形態に係る蓄電素子が備える容器本体及び蓋体それぞれの溶接前の状態を示す斜視図である。実施の形態に係る蓄電素子が有する溶接部の構成概要を示す側面図である。実施の形態に係る第一溶接部の形成のための工程を示す図である。実施の形態に係る第二溶接部の形成のための工程を示す図である。図５の一部を拡大して示す図である。図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面を示す図である。図６におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面を示す図である。第二溶接部を形成するための溶接手法の第１の別例を示す図である。第二溶接部を形成するための溶接手法の第２の別例を示す図である。容器本体の肉の厚み方向において互いに幅が異なる第一溶接部及び第二溶接部を示す図である。容器の２つの長側面のうちの一方に近いガス排出弁を有する容器の部分断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る蓄電素子について説明する。なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。

また、以下で説明する実施の形態は、本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、製造工程の順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

まず、図１及び図２を用いて、実施の形態に係る蓄電素子１０の全般的な説明を行う。

図１は、実施の形態に係る蓄電素子１０の外観を示す斜視図である。図２は、実施の形態に係る蓄電素子１０が備える容器本体１０１及び蓋体１１０それぞれの溶接前の状態を示す斜視図である。なお、図２では、容器１００に収容される電極体４００等の要素の図示は省略されている。

また、図１及び以降の図について、説明の便宜のため、Ｚ軸方向を上下方向として説明しているが、実際の使用態様において、Ｚ軸方向と上下方向とが一致しない場合もある。

蓄電素子１０は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池である。蓄電素子１０は、例えば、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）またはプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）等に適用される。

また、蓄電素子１０は、ＵＰＳ（無停電電源装置）、自然エネルギー貯蔵用蓄電装置、電車等の回生エネルギー貯蔵用蓄電装置（車両の内部または外部に設置されるもの）、エンジン始動用蓄電装置、またはＡＧＶ（無人搬送車）等に適用されてもよい。

なお、蓄電素子１０は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。

図１及び図２に示すように、蓄電素子１０は、容器１００と、正極端子２００と、負極端子３００とを備えている。また、容器１００が有する容器本体１０１の内部には電極体４００が収容されており、容器本体１０１の開口１０２を塞ぐように蓋体１１０が配置されている。なお、図１において、電極体４００は、破線で描かれた直方体によって概念的に表されており、電極体４００の形状及びサイズは、図１に示される形状およびサイズに限定されない。

容器１００は、矩形筒状で底を備える容器本体１０１と、容器本体１０１の開口１０２を塞ぐように取り付けられる板状部材である蓋体１１０とで構成されている。また、容器１００は、電極体４００等を内部に収容後、蓋体１１０と容器本体１０１とが溶接されることにより、内部を密封する構造を有している。

また、蓋体１１０及び容器本体１０１の素材としては、例えばステンレス鋼、アルミニウム、またはアルミニウム合金など溶接可能な金属が採用される。

具体的には、容器本体１０１の開口１０２を形成する上端面の上に蓋体１１０の周縁が載せられ、その状態で、側方から照射されるレーザビーム（レーザ光）により、蓋体１１０と容器本体１０１とが溶接される。

例えば、図１に示すように、容器１００の手前側（Ｙ軸方向マイナス側）の長側面には、容器本体１０１と蓋体１１０との溶接部分である、長尺状の溶接部１４０が形成されている。溶接部１４０は、長手方向（本実施の形態ではＸ軸方向）に並ぶ第一溶接部１４１と第二溶接部１４２とを有する。なお、図１及びこれ以降の図では、第一溶接部１４１と第二溶接部１４２とを識別しやすいように、第一溶接部１４１及び第二溶接部１４２のそれぞれに、互いに異なる模様を付して表している。この溶接部１４０が形成される際の溶接の手順等については、図３〜図８を用いて後述する。

蓋体１１０には、ガス排出弁１７０が備えられている。ガス排出弁１７０は、容器１００の内圧が上昇した場合に開放し、容器１００の内部のガスを放出する安全機構として、蓄電素子１０に備えられている。ガス排出弁１７０は、例えば蓋体１１０の材料である金属板の一部がプレス加工によって薄肉化されることで形成される。なお、ガス排出弁の態様に特に限定はなく、例えば、蓋体１１０とは別体の金属板を、蓋体１１０に設けられた孔を塞ぐように配置することで、ガス排出弁が蓋体１１０に設けられてもよい。

電極体４００は、正極板と負極板とセパレータとを備え、電気を蓄えることができる部材である。本実施の形態では、正極板及び負極板がセパレータを挟んで巻回されることで形成された巻回型の電極体４００が蓄電素子１０に備えられている。また、電極体４００は、例えば、巻回軸が、蓋体１１０と容器本体１０１の底面とを結ぶ方向、つまり、本実施の形態におけるＺ軸方向に平行となる姿勢で、容器本体１０１に収容されている。

正極端子２００は、正極集電体（図示せず）を介して電極体４００の正極と電気的に接続された電極端子である。負極端子３００は、負極集電体（図示せず）を介して電極体４００の負極と電気的に接続された電極端子である。つまり、正極端子２００及び負極端子３００は、電極体４００に蓄えられている電気を蓄電素子１０の外部空間に導出し、また、電極体４００に電気を蓄えるために蓄電素子１０の内部空間に電気を導入するための金属製の電極端子である。つまり、正極端子２００及び負極端子３００は、蓄電素子１０からの放電及び蓄電素子１０への充電に用いられる電極端子である。

また、正極端子２００は、蓋体１１０に、絶縁性を有するガスケット１２５を介して取り付けられており、負極端子３００は、蓋体１１０に、絶縁性を有するガスケット１３５を介して取り付けられている。また、蓋体１１０を挟んでガスケット１２５及び１３５それぞれの裏側（Ｚ軸方向マイナス側）にも、図示しないガスケットが配置されている。

なお、蓄電素子１０は、上記の構成要素の他、容器１００内の空間を埋めるスペーサ、及び電極体４００等を包み込む絶縁フィルムなどを備えてもよい。また、蓄電素子１０の容器１００の内部には電解液（非水電解質）などの液体が封入されているが、当該液体の図示は省略する。容器１００に封入される電解液としては、蓄電素子１０の性能を損なうものでなければその種類に特に制限はなく、様々なものを選択することができる。

以上説明したように、本実施の形態の蓄電素子１０は、電極体４００等を収容する容器１００を備え、容器１００は、容器本体１０１と、容器本体１０１の開口１０２を塞ぐ蓋体１１０とを有する。具体的には、蓋体１１０と容器本体１０１とは溶接により接合されており、これにより、容器１００には長尺状の溶接部１４０が形成される。

溶接部１４０は、短手方向（本実施の形態ではＺ軸方向）の幅が互いに異なる第一溶接部１４１と第二溶接部１４２とを有している。この溶接部１４０が形成される手順及び溶接部１４０による効果等について、以下、図３〜図８を参照しながら説明する。

図３は、実施の形態に係る蓄電素子１０が有する溶接部１４０の構成概要を示す側面図である。なお、図３では、第二溶接部１４２よりも奥に存在するガス排出弁１７０が破線で表されている。

図３に示すように、本実施の形態に係る蓄電素子１０は、容器本体１０１と、容器本体１０１の開口１０２を塞ぐ蓋体１１０とを有する容器１００を備える。容器１００には、容器本体１０１と蓋体１１０との溶接部分である長尺状の溶接部１４０が形成されている。溶接部１４０は、溶接部１４０の長手方向（本実施の形態ではＸ軸方向）に並ぶ第一溶接部１４１と第二溶接部１４２とを有し、第二溶接部１４２の、溶接部１４０における短手方向（本実施の形態ではＺ軸方向）の幅Ｗ２は、第一溶接部１４１のＺ軸方向の幅Ｗ１よりも大きい。また、蓋体１１０にはガス排出弁１７０が配置されており、第二溶接部１４２は、ガス排出弁１７０の側方（図３では手前側）に配置されている。さらに、第二溶接部１４２のＸ軸方向の長さＬ２は、ガス排出弁１７０のＸ軸方向の長さＬ３よりも長い。

このように、本実施の形態に係る容器１００において、長尺状の溶接部１４０が、第一溶接部１４１と、第一溶接部１４１よりも幅が太い第二溶接部１４２とを有している。なお、第一溶接部１４１の幅Ｗ１及び、第二溶接部１４２の幅Ｗ２は、本実施の形態では、容器１００の表面に現れる溶接痕のＺ軸方向（容器本体１０１と蓋体１１０との突合せ方向）の幅である。つまり、本実施の形態に係る溶接部１４０は、比較的に高速で形成することができる第一溶接部１４１と、金属の溶融量（単位長さあたり、以下同じ）が比較的に多い第二溶接部１４２とにより構成されている。

これにより、例えば、容器本体１０１と蓋体１１０との接合強度を、少なくとも第二溶接部１４２の部分において向上させることができる。そのため、例えば、溶接作業全体としての効率の低下を抑制しつつ、蓋体１１０における、容器１００の内圧の増加の影響を受けやすい部分の接合の信頼性を向上させることができる。

具体的には、ガス排出弁１７０は、上述のように、例えば蓋体１１０の材料である金属板の一部が薄肉化されることで形成されるため、蓋体１１０のガス排出弁１７０が配置された部分は、蓋体１１０の中でも剛性が低い部分である。そのため、当該部分は、容器１００の内圧の増加の影響を受けやすい部分である。本実施の形態に係る蓄電素子１０では、このガス排出弁１７０の側方に、幅広に形成され、かつ、ガス排出弁１７０よりも長い第二溶接部１４２が配置されるため、容器１００の内圧の増加に対する蓋体１１０の耐性が向上する。従って、本実施の形態に係る蓄電素子１０は、品質の高い蓄電素子である。

また、本実施の形態に係る蓄電素子１０では、図３に示すように、第二溶接部１４２は、側方から見た場合に、ガス排出弁１７０のＸ軸方向における全長を含む位置に配置されている。

このように、本実施の形態では、ガス排出弁１７０の側方の全域に第二溶接部１４２が存在する。言い換えると、蓄電素子１０を、溶接部１４０が形成されている長側面側から見た場合、Ｘ軸方向において、ガス排出弁１７０の全長が第二溶接部１４２とオーバーラップしている。つまり、蓋体１１０における剛性の低い部分の側方の全域にわたって第二溶接部１４２が形成されるため、当該部分の、容器本体１０１に対する固定力がさらに向上する。その結果、容器１００の信頼性がさらに向上される。

ここで、蓄電素子１０において、図３に示すように、溶接部１４０の長手方向（Ｘ軸方向）の長さをＬ１とし、第二溶接部１４２の長さをＬ２とした場合を想定する。この場合、Ｌ２は、０．２Ｌ１以上、かつ、０．８Ｌ１以下としてもよい。更に好ましくは、Ｌ２は、０．２Ｌ１以上、かつ、０．５Ｌ１以下としてもよい。

これにより、例えば、第二溶接部１４２の範囲が、長尺状の蓋体１１０の中央部分など、容器本体１０１と蓋体１１０との接合強度をより向上させたい部分に限定される。そのため、溶接作業全体としての効率の低下と、容器１００の信頼性の向上との両立が図られる。

このように、本実施の形態に係る溶接部１４０は、ガス排出弁１７０の側方に位置する部分が幅広となるように形成されている。このような構成の溶接部１４０は、例えば、以下に説明される溶接工程を経ることで蓄電素子１０の容器１００に形成される。

図４は、実施の形態に係る第一溶接部１４１の形成のための工程を示す図である。図５は、実施の形態に係る第二溶接部１４２の形成のための工程を示す図である。図６は、図５の一部を拡大して示す図である。

本実施の形態において、溶接部１４０に含まれる第一溶接部１４１は、図４に示すように、容器本体１０１と蓋体１１０との直線状の突合せ部分１８０に沿って、レーザビーム７００の照射位置を相対的に直進させることで形成される。この工程は、例えば「直線溶接工程」と表現される。例えば、容器１００を固定し、かつ、レーザビーム７００の照射位置を突合せ部分１８０に沿って直進させることで、第一溶接部１４１が形成される。

その後、図５に示すように、第一溶接部１４１よりも幅広の第二溶接部１４２が形成される。具体的には、第二溶接部１４２は、レーザビーム７００の照射位置を突合せ部分１８０に沿って移動させるとともに、当該移動の方向に対して交差する方向に当該照射位置を動かすこと形成される。この工程は、例えば「非直線溶接工程」と表現される。

本実施の形態では、レーザビーム７００の照射位置を、図６に示すように、Ｘ軸方向に移動させながらＹ軸周りに回転させることで、第一溶接部１４１よりも幅広の第二溶接部１４２が形成される。また、このようにレーザビーム７００の照射位置を回転させながら溶接することで、例えば、第二溶接部１４２における溶接深さ（第二溶接部１４２のＹ軸方向の幅）が長さ方向において平準化される。つまり、当該溶接深さのＸ軸方向におけるばらつきが少なくなる。これにより、第二溶接部１４２における、容器本体１０１と蓋体１１０との接合強度が向上される。

図７は、図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面を示す図であり、図８は、図６におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面を示す図である。なお、図７及び図８では、容器１００に収容された電極体４００等の要素の図示は省略されている。このことは、後述する図１１及び図１２についても適用される。

図７及び図８に示されるように、第二溶接部１４２の幅Ｗ２は、第一溶接部１４１の幅Ｗ１よりも大きく、このことは、第二溶接部１４２における金属の溶融量が、第一溶接部１４１における金属の溶融量よりも多いことを意味する。つまり、第二溶接部１４２は、第一溶接部１４１よりも容器本体１０１と蓋体１１０との接合強度が高くなるように形成される。

このように、本実施の形態に係る蓄電素子１０の製造方法は、容器本体１０１と蓋体１１０との溶接部分である溶接部１４０であって、溶接部１４０の長手方向に並ぶ第一溶接部１４１と第二溶接部１４２とを含む溶接部１４０を形成する溶接工程を含む。

この溶接工程は、第一溶接部１４１を形成する直線溶接工程と、第二溶接部１４２を形成する非直線溶接工程とを含む。直線溶接工程では、容器本体１０１と蓋体１１０との直線状の突合せ部分１８０に沿って、レーザビーム７００の照射位置を相対的に直進させることで、第一溶接部１４１が形成される。非直線溶接工程では、レーザビーム７００の照射位置を、突合せ部分１８０に沿って移動させるとともに、当該移動の方向に対して交差する方向に当該照射位置を動かすことで、第二溶接部１４２が形成される。

この製造方法によれば、容器１００に対するレーザビーム７００の照射位置の変化によって、一部が幅広でかつ全体として直線状の溶接部１４０を形成することができる。例えば、レーザユニットからのレーザビーム７００の放出を継続させながら、レーザビーム７００の容器１００における照射位置を制御することで、一連の作業による、第一溶接部１４１と第二溶接部１４２とを含む溶接部１４０の形成を行うことができる。

つまり、溶接部１４０の形成を一連の作業で行うことができ、かつ、溶接部１４０の一部について接合強度重視で形成することができる。これにより、溶接作業全体として効率の低下を抑制し、かつ、蓋体１１０における比較的に剛性が低い部分（本実施の形態ではガス排出弁１７０が配置された部分）を、しっかりと容器本体１０１に固定できる。つまり、品質の高い蓄電素子１０の製造を効率よく行うことができる。

なお、溶接部１４０が有する第二溶接部１４２は、図６に示される手法とは異なる手法で形成されてもよい。図９及び図１０のそれぞれは、第二溶接部１４２を形成するための溶接手法の別例を示す図である。

例えば、図９に示すように、レーザビーム７００の照射位置の軌跡がジグザグ形状となるように、突合せ部分１８０にレーザビーム７００を照射することで、第二溶接部１４２が形成されてもよい。

また、例えば図１０に示すように、レーザビーム７００の照射位置を、突合せ部分１８０に沿って移動させ、かつ、所定の位置で折り返すことで、第二溶接部１４２が形成されてもよい。なお、この場合、容器１００の、レーザビーム７００が照射されるＺ軸方向の位置は、折り返す前と折り返した後とで異なる。つまり、突合せ部分１８０に対して二重にレーザビーム７００を照射するのではなく、レーザビーム７００の照射位置の主たる移動方向（Ｘ軸方向）に交差する方向にずらして、レーザビーム７００を照射する。こうすることでも第一溶接部１４１よりも幅広の第二溶接部１４２を形成することができる。

そのほか、レーザビーム７００の照射位置の軌跡がサイン波または矩形波を描くように、突合せ部分１８０に対してレーザビーム７００を照射することで、第一溶接部１４１よりも幅広の第二溶接部１４２を形成してもよい。

つまり、突合せ部分１８０の第二溶接部１４２を形成すべき範囲内において、レーザビーム７００の照射位置を突合せ部分１８０の延在方向に沿って移動させ、かつ、当該範囲内の少なくとも一か所において、当該移動の方向に対して交差する方向に当該照射位置を動かす。これにより、直線溶接工程によって形成される第一溶接部１４１よりも幅広の第二溶接部１４２を形成することができる。

また、例えば、レーザビーム７００のビーム幅（スポットサイズ）を変更することで、第一溶接部１４１よりも幅広の第二溶接部１４２を形成してもよい。例えば、レーザビーム７００の照射位置を突合せ部分１８０に沿って直進させながら第一溶接部１４１を形成し、その後、当該照射位置が第二溶接部１４２を形成すべき範囲に入った場合、レーザビーム７００のスポットサイズを大きくして直進させることで第二溶接部１４２を形成する。このようにして、第一溶接部１４１よりも幅広の第二溶接部１４２が形成されてもよい。

また、本実施の形態では、第二溶接部１４２のＺ軸方向の幅Ｗ２は、第一溶接部１４１のＺ軸方向の幅Ｗ１よりも大きいとした。しかし、第二溶接部１４２は、溶接部１４０における短手方向の幅が、第一溶接部１４１の当該短手方向の幅よりも大きければよい。つまり、溶接部１４０の長手方向に直交する少なくとも一つの方向において、第二溶接部１４２の幅が、第一溶接部１４１の幅よりも大きければよい。

図１１は、容器本体１０１の肉の厚み方向において互いに幅が異なる第一溶接部１４１及び第二溶接部１４２を示す図である。なお、図１１では、蓋体１１０の図示は省略されている。

図１１に示す第一溶接部１４１及び第二溶接部１４２の幅は、溶接部１４０の長手方向（Ｘ軸方向）に交差する方向である、容器本体１０１の肉の厚み方向（Ｙ軸方向）の長さとして規定されている。

つまり、図１１では、第二溶接部１４２のＹ軸方向の幅Ｗ２２は、第一溶接部１４１のＹ軸方向の幅Ｗ１１よりも大きい。これにより、第二溶接部１４２の接合強度を比較的に大きくすることができる。また、上述のように、第二溶接部１４２を、ガス排出弁１７０の側方に配置し、かつ、第二溶接部１４２のＸ軸方向の長さを、ガス排出弁１７０のＸ軸方向の長さよりも長くすることで、上述のように、容器１００の内圧の増加に対する蓋体１１０の耐性が向上する等の効果が得られる。なお、容器１００における第一溶接部１４１の部分の肉厚が、第二溶接部１４２の部分の肉厚よりも大きくてもよい。これにより、例えば、第二溶接部１４２のＹ軸方向の幅Ｗ２２をより大きくすることができる。

また、図１１に示す第一溶接部１４１及び第二溶接部１４２の形成は、例えば、レーザビーム７００の強度またはレーザビーム７００の移動速度等を調整することで行われてもよい。例えば、レーザビーム７００の照射位置を突合せ部分１８０に沿って所定の速度で直進させながら第一溶接部１４１を形成し、その後、当該照射位置が第二溶接部１４２を形成すべき範囲に入った場合、当該照射位置の移動速度を低下させて直進させることで第二溶接部１４２を形成する。このようにして、第一溶接部１４１よりも幅広の第二溶接部１４２が形成されてもよい。

（他の実施の形態）
以上、本発明に係る蓄電素子について、実施の形態及びその変形例に基づいて説明した。しかしながら、本発明は、上記実施の形態及び変形例に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を上記実施の形態または変形例に施したものも、あるいは、上記説明された複数の構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

例えば、上記実施の形態では、容器１００の、図１における手前側（Ｙ軸方向マイナス側）の長側面に形成された溶接部１４０について説明したが、奥側（Ｙ軸方向プラス側）の長側面についても、上記説明された構成と同じ構成の溶接部１４０が形成されていてもよい。つまり、ガス排出弁１７０を挟む両側に、第一溶接部１４１よりも幅広に形成された第二溶接部１４２が配置されていてもよい。これにより、容器１００の内圧の増加に対する蓋体１１０の耐性がさらに向上する。また、この場合、２つの第二溶接部１４２それぞれの幅を、例えば、ガス排出弁１７０との距離に応じて異ならせてもよい。

図１２は、容器１００の２つの長側面のうちの一方に近いガス排出弁１７０ａを有する容器１００の部分断面図である。

例えば図１２に示すように、蓋体１１０の左寄りの位置に、ガス排出弁１７０ａが設けられている場合、左の長側面側に形成される第二溶接部１４２ａの幅Ｗ２ａが、右の長側面側に形成される第二溶接部１４２ｂの幅Ｗ２ｂより大きくてもよい。

これにより、例えば、蓋体１１０において、ガス排出弁１７０ａが存在することで剛性が低下した部分を、より効果的に補強することができる。

また、本実施の形態では、ガス排出弁１７０は、図２及び図３に示されるように、蓋体１１０の長手方向における中央部分に配置されており、これに対応して、第二溶接部１４２は、溶接部１４０の中央部分に配置されている。しかし、ガス排出弁１７０の蓋体１１０の長手方向における位置は中央部分に限定されず、ガス排出弁１７０は、蓋体１１０の長手方向における端部に配置されていてもよい。

例えば、容器１００を長側面の側から見た場合に、蓋体１１０の左側の端部にガス排出弁１７０が配置されている場合、直線状の溶接部１４０は、左端からガス排出弁１７０を超える位置まで延設された第二溶接部１４２を有し、その右側に右端まで延設された第一溶接部１４１を有してもよい。これにより、蓋体１１０において、ガス排出弁１７０が存在することで剛性が低下した左側の端部を効果的に補強することができる。

また、第一溶接部１４１の幅Ｗ１及び第二溶接部１４２の幅Ｗ２のそれぞれは、長さ方向で一定である必要はない。例えば、Ｘ軸方向に長尺状の溶接部１４０において、第一溶接部１４１のＺ軸方向またはＹ軸方向の幅の最大値または平均値が、第一溶接部１４１の幅Ｗ１として規定されてもよい。第二溶接部１４２についても同様である。なお、第一溶接部１４１と第二溶接部１４２とは、例えば、レーザビーム７００の照射の態様（レーザビーム７００の照射位置の移動速度、移動軌跡、スポットサイズ、または、レーザビーム７００の強度等）が互いに異なることで区別してもよい。

また、例えば、溶接部１４０を、所定の長さごとに区分し、区分ごとのＺ軸方向またはＹ軸方向の幅の平均値を求め、平均値が閾値より大きい区分を第二溶接部１４２と規定し、平均値が当該閾値以下ある区分を、第一溶接部１４１と規定することもできる。

また、蓄電素子１０が備える巻回型の電極体４００の姿勢に特に限定はない。例えば、巻回軸が、蓋体１１０の長手方向（Ｘ軸方向）に平行となる姿勢で、容器本体１０１に収容されていてもよい。

また、蓄電素子１０が備える電極体は巻回型である必要はない。蓄電素子１０は、例えば平板状極板を積層した積層型の電極体、または、長尺帯状の極板を山折りと谷折りとの繰り返しによって蛇腹状に積層した構造を有する電極体を備えてもよい。

本発明は、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子、及びその蓄電素子を製造するための製造方法等に適用できる。

１０蓄電素子
１００容器
１０１容器本体
１０２開口
１１０蓋体
１２５、１３５ガスケット
１４０溶接部
１４１第一溶接部
１４２、１４２ａ、１４２ｂ第二溶接部
１７０、１７０ａガス排出弁
１８０突合せ部分
２００正極端子
３００負極端子
４００電極体
７００レーザビーム

Claims

容器本体と、前記容器本体の開口を塞ぐ蓋体とを有する容器を備える蓄電素子であって、
前記容器には、前記容器本体と前記蓋体との溶接部分である、長尺状の溶接部が形成されており、
前記溶接部は、前記溶接部の長手方向に並ぶ第一溶接部と第二溶接部とを有し、
前記第二溶接部の、前記溶接部における短手方向の幅は、前記第一溶接部の前記短手方向の幅よりも大きく、
前記蓋体にはガス排出弁が配置されており、
前記第二溶接部は、前記ガス排出弁の側方に配置されており、
前記第二溶接部の前記長手方向の長さは、前記ガス排出弁の前記長手方向の長さよりも長い
蓄電素子。
前記第二溶接部は、前記側方から見た場合に、前記ガス排出弁の前記長手方向における全長を含む位置に配置されている
請求項１記載の蓄電素子。
前記溶接部の前記長手方向の長さをＬとした場合、前記第二溶接部の長さは、０．２Ｌ以上、０．８Ｌ以下である
請求項１または２に記載の蓄電素子。
容器本体と、前記容器本体の開口を塞ぐ蓋体とを有する容器を備える蓄電素子の製造方法であって、
前記容器本体と前記蓋体との溶接部分である溶接部であって、前記溶接部の長手方向に並ぶ第一溶接部と第二溶接部とを含む溶接部を形成する溶接工程を含み、
前記溶接工程は、
前記容器本体と前記蓋体との直線状の突合せ部分に沿って、レーザビームの照射位置を相対的に直進させることで、前記第一溶接部を形成する直線溶接工程と、
前記レーザビームの照射位置を前記突合せ部分に沿って移動させるとともに、当該移動の方向に対して交差する方向に前記照射位置を動かすことで、前記第二溶接部を形成する非直線溶接工程とを含む
蓄電素子の製造方法。