JP2024009547A - 密閉型電池 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ溶接時の絶縁材４０の劣化を抑える。【解決手段】密閉型電池１００は、開口を有する電池ケース１１と、上記開口を封口する封口板１５と、電池ケース１１と封口板１５との嵌合部１４と、封口板１５の外面１７に露出する外部接続部３４を有する集電端子３０と、封口板１５と外部接続部３４とを絶縁する樹脂製の絶縁材４０と、を備える。少なくとも嵌合部１４と絶縁材４０とが最も近接する領域では、封口板１５が、嵌合部１４に向かって５°以上の傾斜角で傾斜する封口板傾斜部Ｓ２を有し、電池ケース１１が、嵌合部１４で封口板傾斜部Ｓ２と面一になり、外方かつ封口板１５から離れる方向に向かって傾斜する電池ケース傾斜部Ｓ１を有し、封口板傾斜部Ｓ２および電池ケース傾斜部Ｓ１を含む嵌合部１４がレーザ溶接されている。【選択図】図３

Description

本発明は、密閉型電池に関する。

従来、電極を有する電極体と、開口を有しかつ上記電極体を収容する電池ケースと、端子装着孔を有しかつ上記開口を封口する封口板と、一端が上記電池ケースの内部で上記電極と接続され、他端が上記端子装着孔に挿通されて上記封口板の外部に引き出された集電端子と、を備える密閉型電池が知られている。これに関連する従来技術文献として、特許文献１～６が挙げられる。

例えば特許文献１には、集電端子の上に配設固定され、安全弁が内蔵された樹脂キャップをさらに備える電池が開示されている。特許文献１には、電池ケースの溶接接合部を、樹脂キャップに対して外方かつ斜め下方に０．１～３°の範囲で傾斜させることにより、溶接時の熱から安全弁を保護することが記載されている。

特開平７－１８３０１２号公報 特開２０２１－０８６８１３号公報 特開２００５－１１６２０８号公報 特開２０１６－０８７６１６号公報 特開２０１７－１１１８９６号公報 特開２０１９－０８４５４０号公報

本発明者らの検討によれば、上記技術を、封口板の外面と集電端子とを絶縁する絶縁材をさらに備える電池において、電池ケースと封口板とを溶接接合する際に適用しようとすると、改善の余地があった。すなわち、近年の高エネルギー密度化された電池では、封口板に設けられた集電端子と嵌合部との間隔が狭く、レーザ溶接する個所が絶縁材と近接している。また、レーザで溶接接合する際には、例えばワークの姿勢の変化等で、レーザの入射角度が僅かにずれることがある。これにより、レーザの反射光が樹脂製の絶縁材に当たって、絶縁材が焼け焦げてしまうことがある。その結果、絶縁材が劣化して、絶縁材の絶縁性が低下したり電池の気密性が低下したりする虞がある。したがって、レーザ溶接時に絶縁材を保護することが求められている。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、レーザ溶接時の絶縁材の劣化が抑えられた密閉型電池を提供することにある。

本発明により、電極を有する電極体と、開口を有し、上記電極体を収容する電池ケースと、端子装着孔を有し、上記開口を封口する封口板と、上記電池ケースと上記封口板との嵌合部と、上記電池ケースの内部で上記電極と接続される電極体接続部と、上記端子装着孔に挿通される軸部と、上記封口板の外面に露出する外部接続部と、を有する集電端子と、上記封口板の上記外面と上記外部接続部とを絶縁する樹脂製の絶縁材と、を備える密閉型電池が提供される。少なくとも上記嵌合部と上記絶縁材とが最も近接する領域では、上記嵌合部において、上記封口板が、上記嵌合部に向かって５°以上の傾斜角で傾斜する封口板傾斜部を有し、上記電池ケースが、上記嵌合部で上記封口板傾斜部と面一になりかつ外方かつ上記封口板から離れる方向に向かって傾斜する電池ケース傾斜部を有し、上記封口板傾斜部および上記電池ケース傾斜部を含む上記嵌合部がレーザ溶接されている。

電池ケース傾斜部の傾斜角を５°以上とすることで、レーザ溶接時にレーザの反射光が絶縁材の側に反射されにくくなる。また、封口板傾斜部を設けることによって、万が一、絶縁材の側に僅かに反射光が反射されても、反射光を遮蔽できる。このため、例えばレーザ溶接する個所が絶縁材と近接していたり、レーザ溶接する際にレーザの入射角度が多少ずれたりしても、絶縁材にレーザの反射光が当たりにくくなる。したがって、絶縁材の焼け焦げを抑制でき、ひいては絶縁材の絶縁性の低下や電池の気密性の低下を抑えられる。

図１は、一実施形態に係る密閉型電池を模式的に示す斜視図である。 図２は、図１の分解斜視図である。 図３は、図１のIII-III線断面図である。 図４は、図１の平面図である。 図５は、レーザ溶接工程における嵌合部の近傍を表す縦断面図である。 図６（Ａ）は、第１変形例に係る溝部の近傍を表す縦断面図であり、図６（Ｂ）は、第２変形例に係る溝部の近傍を表す縦断面図であり、図６（Ｃ）は、第３変形例に係る溝部の近傍を表す縦断面図である。

以下、図面を参照しながら、ここで開示される技術の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄（例えば、本発明を特徴付けない電池の一般的な構成および製造プロセス）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。ここで開示される技術は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。また、以下では、同じ作用を奏する部材、部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化することがある。

なお、本明細書において「電池」とは、電気エネルギーを取り出し可能な蓄電デバイス全般を指す用語であって、一次電池と二次電池とを包含する概念である。また、本明細書において「二次電池」とは、電解質を介して正極と負極の間で電荷担体が移動することによって繰り返し充放電が可能な蓄電デバイス全般をいう。電解質は、液状電解質（電解液）、ゲル状電解質、固体電解質のいずれであってもよい。かかる二次電池は、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池等のいわゆる蓄電池（化学電池）の他に、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ（物理電池）等も包含する。以下では、リチウムイオン二次電池を対象とした場合の実施形態について説明する。

＜密閉型電池１００＞
図１は、密閉型電池１００の斜視図である。図２は、密閉型電池１００の構成を説明する分解斜視図である。なお、以下の説明において、図面中の符号Ｌ、Ｒ、Ｆ、Ｒｒ、Ｕ、Ｄは、左、右、前、後、上、下を表す。また、図面中の符号Ｘ、Ｙ、Ｚは、密閉型電池１００の短辺方向、長辺方向、上下方向を示す。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、密閉型電池１００の設置形態を何ら限定するものではない。

図２に示すように、密閉型電池１００は、外装体１０と、電極体２０と、集電端子３０と、絶縁材４０と、を備えている。図示は省略するが、密閉型電池１００は、ここではさらに電解液を備えている。なお、図２では、外装体１０の封口板１５に集電端子３０と絶縁材４０とがインサート成形されたアッセンブリ部品（以下、蓋アッセンブリ１５Ａと言う。）と、その他の部品とを分離して図示している。さらに図２では、一方側（図２の右側）の電極に関して、封口板１５と集電端子３０と絶縁材４０とを分離して図示している。

外装体１０は、電池ケース１１と、封口板（蓋体）１５と、を備えている。図１に示すように、外装体１０は、ここでは扁平な直方体形状（角型）の外形を有する。外装体１０の材質は、従来から使用されているものと同じでよく、特に制限はない。外装体１０（電池ケース１１および封口板１５）は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、鉄、鉄合金等からなっている。外装体１０は、ここではアルミニウム製である。

電池ケース１１は、図２に示すように、電極体２０と電解液とを収容する筐体である。電池ケース１１は、上面に開口１２を有する有底かつ角型の容器である。開口１２は略矩形状である。電池ケース１１は、図１に示すように、長辺および短辺を有する底壁１１ａと、底壁１１ａの長辺から上方に延び相互に対向する一対の長側壁１１ｂと、底壁１１ａの短辺から上方に延び相互に対向する一対の短側壁１１ｃと、を備えている。底壁１１ａは、略矩形状である。なお、本明細書において「略矩形状」とは、完全な矩形状（長方形状）に加えて、例えば、矩形状の長辺と短辺とを接続する角部がＲ状になっている形状や、角部に切り欠きを有する形状等をも包含する用語である。

特に限定されるものではないが、電池ケース１１の厚み（板厚）は、耐久性等の観点から、概ね０．５ｍｍ以上、例えば１ｍｍ以上であるとよく、コストやエネルギー密度の観点から、概ね３ｍｍ以下、例えば２ｍｍ以下であるとよい。

封口板１５は、電池ケース１１の開口１２に嵌合され、開口１２を封口するプレート状の部材である。封口板１５は、略矩形状である。封口板１５の外形は、電池ケース１１の開口１２よりも小さい。封口板１５は、電池ケース１１の底壁１１ａと対向している。封口板１５は、密閉型電池１００の内部側を向いた内面１６と外部側を向いた外面１７とを有する。封口板１５は、内面１６と外面１７とを貫通する２つの端子装着孔１８を有する。端子装着孔１８は、封口板１５の長辺方向Ｙの両端部に１個ずつ設けられている。一方側（図２の左側）の端子装着孔１８は正極用であり、他方側（図２の右側）の端子装着孔１８は負極用である。

特に限定されるものではないが、封口板１５の厚み（板厚）は、耐久性等の観点から、概ね０．３ｍｍ以上、例えば０．５ｍｍ以上であるとよく、コストやエネルギー密度の観点から、概ね２ｍｍ以下、例えば１．５ｍｍ以下であるとよい。封口板１５の厚みは、電池ケース１１の厚みよりも薄くてもよい。

封口板１５のうち、絶縁材４０と接する部分の少なくとも一部の表面には、粗面化処理がなされている。粗面化処理は、表面に凹凸を形成することによって、表面積を大きくするとともにアンカー効果を高め、絶縁材４０との接合性や密着性を向上させる表面処理である。粗面化処理は、例えば、レーザの照射やサンドブラスト等によって行い得る。封口板１５の粗面化処理された部分は、粗面化処理部１５ｂ（図３参照）を構成している。粗面化処理部１５ｂは、ここでは端子装着孔１８の周辺の内面１６と、端子装着孔１８の周辺の外面１７と、に形成されている。ただし、粗面化処理部１５ｂは、例えば封口板１５の絶縁材４０と接する部分全てに形成されてもよい。また、粗面化処理部１５ｂは必須ではなく、省略することもできる。

電極体２０は、電池ケース１１の内部に収容されている。電極体２０は、例えば、樹脂性の絶縁フィルム（図示せず）等で覆われた状態で、電池ケース１１に収容されている。電極体２０は、正極シート２１と、負極シート２２と、正極シート２１と負極シート２２との間に配置されたセパレータシート（図示せず）と、を備えている。正極シート２１および負極シート２２は、電極の一例である。電極体２０は、ここでは帯状の正極シート２１と帯状の負極シート２２とが２枚の帯状のセパレータシートを介して積層され、長手方向に捲回されてなる捲回電極体である。ただし、電極体２０は、方形状の正極と方形状の負極とが絶縁された状態で積み重ねられてなる積層電極体であってもよい。

正極シート２１は、正極集電体（例えば、アルミニウム箔）の少なくとも一方の表面上に、正極活物質を含む正極活物質層が固着されている部材である。正極シート２１の構成は特に限定されず、従来公知の電池に用いられているものと同様でよい。正極活物質としては、従来公知の材料を特に制限なく使用できる。一例として、リチウム遷移金属複合酸化物が挙げられる。負極シート２２は、負極集電体（例えば、銅箔）の少なくとも一方の表面上に、負極活物質を含む負極活物質層が固着されている部材である。負極シート２２の構成は特に限定されず、従来公知の電池に用いられているものと同様でよい。負極活物質としては、従来公知の材料を特に制限なく使用できる。一例として、黒鉛等の炭素材料が挙げられる。セパレータシートは、電荷担体が通過し得る微細な貫通孔が複数形成された絶縁性の樹脂シートである。セパレータシートの構成は特に限定されず、従来公知の電池に用いられているものと同様でよい。

正極シート２１は、電池ケース１１の内部で、一端が長辺方向Ｙの一方の端部（図２の左端部）にくるように配置されている。負極シート２２は、電池ケース１１内で、一端が長辺方向Ｙの他方の端部（図２の右端部）にくるように配置されている。なお、図２では分離状態で図示されているが、密閉型電池１００の完成品では、正極シート２１および負極シート２２には、それぞれ集電端子３０が溶接接合されている。

集電端子３０は、図１、図２に示すように、封口板１５の長辺方向Ｙの両端部に１個ずつ設けられている。図２に示すように、一端が外装体１０の内部に配置され、他端が端子装着孔１８に挿通されて封口板１５の外部に配置されている。正極側の集電端子３０は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金からなっている。負極側の集電端子３０は、例えば、銅、銅合金からなっている。

図３は、図１のIII-III線断面図である。なお、図３では、電池ケース１１の片方の長側壁１１ｂのみを表し、もう片方の長側壁１１ｂを省略している。図２、図３に示すように、集電端子３０は、台座部３１と、電極体接続部３２と、軸部３３と、外部接続部３４と、を有している。台座部３１は、図２に示すように、ここでは四角形の平板状に構成され、水平方向に延びている。台座部３１は、端子装着孔１８に挿通可能な大きさに構成されている。電極体接続部３２は、電池ケース１１の内部に配置されている。電極体接続部３２はここでは板状に形成され、台座部３１の後端から下方に延びている。電極体接続部３２の先端は、電池ケース１１の内部で電極体２０の正極シート２１または負極シート２２に電気的に接続されている。

軸部３３は、電極体接続部３２と外部接続部３４との間に配置され、端子装着孔１８に挿通されている。軸部３３は、台座部３１から上方に延びている。外部接続部３４は、外装体１０の外面１７に露出するように配置されている。外部接続部３４は、軸部３３の上方に設けられている。外部接続部３４は、端子装着孔１８に挿通可能な大きさに構成されている。台座部３１、軸部３３、および外部接続部３４の大きさの差により、軸部３３は台座部３１および外部接続部３４に対してくびれたようになっている。

集電端子３０のうち、絶縁材４０と接する部分の少なくとも一部の表面には、封口板１５の粗面化処理部１５ｂと同様に、粗面化処理がなされている。集電端子３０の粗面化処理された部分は、粗面化処理部３０ａ（図３参照）を構成している。粗面化処理部３０ａは、ここでは軸部３３と、台座部３１の上面と、に形成されている。ただし、粗面化処理部３０ａは、例えば集電端子３０の絶縁材４０と接する部分全てに形成されてもよい。また、粗面化処理部１５ｂは必須ではなく、省略することもできる。

絶縁材４０は、封口板１５と集電端子３０との導通を防止する部材である。絶縁材４０は、樹脂製である。絶縁材４０は、例えば、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂や、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の合成樹脂材料からなっている。合成樹脂材料には無機フィラー等が添加されてもよい。図３に示すように、絶縁材４０は、筒状部４１と、第１鍔部４２と、第２鍔部４３と、を有している。筒状部４１と第１鍔部４２と第２鍔部４３とは一体に形成されている。

筒状部４１は、端子装着孔１８と集電端子３０の軸部３３との間に位置している。筒状部４１は、端子装着孔１８と軸部３３とを絶縁している。第１鍔部４２は、筒状部４１から、封口板１５の内面１６に沿って水平方向に延びている。第１鍔部４２は、封口板１５の内面１６と台座部３１とを絶縁している。第２鍔部４３は、筒状部４１から、封口板１５の外面１７に沿って水平方向に延びている。第２鍔部４３は、封口板１５の外面１７と外部接続部３４とを絶縁している。第１鍔部４２および第２鍔部４３の外形は、集電端子３０の台座部３１および外部接続部３４の外形よりも大きい。図１、図３に示すように、第２鍔部４３は、平面視において、集電端子３０よりも外側にはみ出し、外部に露出している。

蓋アッセンブリ１５Ａは、図２に示すように、封口板１５に、集電端子３０と絶縁材４０とがインサート成形（一体成形）で組み付けられたアッセンブリ部品である。封口板１５および集電端子３０は、封口板１５の粗面化処理部１５ｂおよび集電端子３０の粗面化処理部３０ａにより、それぞれ絶縁材４０に強固に固定されている。これにより、集電端子３０は、台座部３１がかしめ加工されることなく、また封口板１５と直接接触することなく、封口板１５に固定されている。さらに、粗面化処理部１５ｂおよび粗面化処理部３０ａにおいて、封口板１５および集電端子３０が絶縁材４０に密着することで、端子装着孔１８が絶縁材４０により封止されている。集電端子３０および絶縁材４０は、封口板１５に移動不能に固定されている。

本発明者の検討によれば、封口板１５と集電端子３０と絶縁材４０とをインサート成形で一体化させる場合、密着性を高めるために、封口板１５と絶縁材４０との接触面積を大きくすることが望ましい。このため、外部接続部３４および／または第２鍔部４３が従来よりも大きくなり、封口板１５の外面１７で絶縁材４０（第２鍔部４３）と嵌合部１４とが近接しやすい。したがって、ここに開示される技術を適用することが特に効果的である。

図４は、図１の平面図である。図３、図４に示すように、電池ケース１１の開口１２と封口板１５とが嵌め合わされた部分（合わせ目）が、嵌合部１４を構成している。図３に示すように、上下方向において、嵌合部１４は、封口板１５の外面１７の延長線よりも下方に位置している。嵌合部１４は、絶縁材４０の下端よりも下方に位置している。図４に示すように、嵌合部１４は、封口板１５の外面１７側に位置している。嵌合部１４は、電池ケース１１の内周縁（内側の側壁）および封口板１５の外周縁（側壁）に沿って延びている。嵌合部１４は、平面視において、電池ケース１１と封口板１５との境界に沿って、略環状に連続して形成されている。嵌合部１４は、略矩形状である。ここでは、集電端子３０および絶縁材４０が長辺方向Ｙの両端部にそれぞれ設けられている。そのため、嵌合部１４は、長辺方向Ｙの両端部で、絶縁材４０と近接している。嵌合部１４は、ここでは長辺方向Ｙの両端部の領域Ａにおいて、絶縁材４０と最も近接している。

領域Ａは、絶縁材４０の長辺方向Ｙの長さと略同等（±１ｍｍ程度の誤差を許容する。）の長さの範囲である。領域Ａは、「嵌合部１４と絶縁材４０とが最も近接する領域」の一例である。特に限定されるものではないが、領域Ａでは、嵌合部１４と絶縁材４０（第２鍔部４３）との距離が、概ね５ｍｍ以下、典型的には３ｍｍ以下、例えば１～２ｍｍ程度でありうる。

少なくとも領域Ａでは、嵌合部１４において、電池ケース１１が電池ケース傾斜部Ｓ１を有している。電池ケース傾斜部Ｓ１は、外方かつ封口板１５から離れる方向に向かって傾斜角θ１で傾斜する傾斜面である。傾斜角θ１は、封口板１５の外面１７（ここでは水平面と同じ）を基準とした傾斜角である。詳しくは、傾斜角θ１は、封口板１５の外面１７の延長線と電池ケース傾斜部Ｓ１の延長線とのなす角のうち小さい方の角度である。電池ケース傾斜部Ｓ１において、傾斜角θ１は、ここでは一定である。電池ケース傾斜部Ｓ１は、平坦面である。

傾斜角θ１は、５°以上が好ましく、１０°以上がより好ましく、例えば２０°以上であり、典型的には８０°以下であり、６０°以下であることが好ましく、例えば４５°以下、３０°以下である。傾斜角θ１を所定値以上とすることで、レーザ溶接時にレーザの反射光が絶縁材４０の側に反射されにくくなり、絶縁材４０の焼け焦げをより高いレベルで抑制できる。傾斜角θ１を所定値以下とすることで、レーザ溶接時に溶融金属が傾斜に沿って流れにくくなり、溶接性を向上できる。

また、電池ケース傾斜部Ｓ１と対向する位置では、封口板１５が封口板傾斜部Ｓ２を有している。封口板傾斜部Ｓ２は、嵌合部１４に向かって傾斜角θ２で傾斜する傾斜面である。嵌合部１４では、封口板傾斜部Ｓ２と電池ケース傾斜部Ｓ１とが面一になっている。封口板傾斜部Ｓ２は、レーザ溶接時に反射光を遮蔽する遮蔽部としても機能しうる。傾斜角θ２は、封口板１５の外面１７（ここでは水平面と同じ）を基準とした傾斜角である。詳しくは、傾斜角θ２は、封口板１５の外面１７の延長線と封口板傾斜部Ｓ２の延長線とのなす角のうち小さい方の角度である。封口板傾斜部Ｓ２において、傾斜角θ２は、ここでは一定である。封口板傾斜部Ｓ２は、平坦面である。封口板傾斜部Ｓ２は、封口板１５の外面１７からスロープ状に設けられている。

本実施形態において、傾斜角θ２は、５°以上である。傾斜角θ２を所定値以上とすることで、レーザ溶接時にレーザの反射光が絶縁材４０の側に反射されにくくなり、絶縁材４０の焼け焦げを的確に抑制できる。傾斜角θ２は、１０°以上が好ましく、例えば２０°以上、さらには３０°以上であり、典型的には８０°以下であり、例えば６０°以下である。傾斜角θ２を所定値以上とすることで、反射光を遮蔽する効果を高いレベルで発揮できる。傾斜角θ２を所定値以下とすることで、レーザ溶接時に溶融金属が傾斜に沿って流れにくくなり、溶接性を向上できる。

本実施形態において、傾斜角θ２は、傾斜角θ１と同じである。ただし、傾斜角θ１と傾斜角θ２とは異なっていてもよい。例えばθ１＞θ２であってもよく、θ１＜θ２であってもよい。電池ケース傾斜部Ｓ１の高さ（上下方向Ｚの長さ。以下同じ）ｔ１は、絶縁材４０の厚みの２／３以下が好ましく、１／２以下がより好ましい。封口板傾斜部Ｓ２の高さｔ２は、絶縁材４０の厚みの２／３以下が好ましく、１／２以下がより好ましく、例えば１／３以下である。また、ｔ１とｔ２との合計は、典型的には絶縁材４０の厚みよりも小さいことが好ましい。

図４に示すように、電池ケース傾斜部Ｓ１および封口板傾斜部Ｓ２は、ここでは嵌合部１４の全周に亘ってそれぞれ設けられている。ただし、電池ケース傾斜部Ｓ１および封口板傾斜部Ｓ２は、少なくとも嵌合部１４と絶縁材４０とが最も近接する領域に設けられていればよい。例えば、嵌合部１４が略矩形状である場合は、少なくとも嵌合部１４の長辺部分のうち絶縁材４０と対向する領域Ａに設けられていればよい。これにより、ここに開示される技術の効果を適切に発揮できる。電池ケース傾斜部Ｓ１および封口板傾斜部Ｓ２は、領域Ａ以外の部分、例えば長辺方向Ｙの中央部分および／または短辺方向Ｘの全体には設けられていなくてもよい。電池ケース傾斜部Ｓ１および封口板傾斜部Ｓ２は、例えば上記領域Ａに加えて、嵌合部１４の短辺部分と絶縁材４０とが対向する領域に設けられていてもよいし、嵌合部１４の長辺部分と略同じ長さで長辺方向Ｙに沿って連続的に設けられていてもよい。

外装体１０は、電池ケース傾斜部Ｓ１および封口板傾斜部Ｓ２を含む嵌合部１４が全周に亘ってレーザ溶接されることによって、気密に封止（密閉）されている。嵌合部１４のレーザ溶接された部分では、電池ケース１１の構成金属と封口板１５の構成金属とが溶融されて、レーザ溶接部１４Ｗが形成されている。レーザ溶接部１４Ｗは、封口板の外面１７の延長線よりも下方に全て収まっていることが好ましい。言い換えれば、断面視において、レーザ溶接部１４Ｗの上端が、封口板１５の外面１７よりも下方に位置していることが好ましい。レーザ溶接部１４Ｗが封口板１５の外面１７から突出していないことで、レーザ溶接部１４Ｗが他の部材と干渉して損傷したり破損したりすることを抑制できる。

＜密閉型電池１００の製造方法＞
上記のような密閉型電池１００は、例えば、（１）用意工程と（２）レーザ溶接工程とを包含する製造方法によって製造できる。ここでは、用意工程に、（１Ａ）インサート成形工程をさらに含んでいる。

（１）用意工程では、電池ケース１１と封口板１５とを用意する。さらに、その他上記したような必要部材を用意する。ここでは、電池ケース１１は、電池ケース傾斜部Ｓ１を有している。封口板１５は、封口板傾斜部Ｓ２を有している。電池ケース傾斜部Ｓ１は、例えば、電池ケース１１の内周縁が外縁に向かうにつれて広がるようにテーパ状に形成されている。封口板傾斜部Ｓ２は、例えば、封口板１５の外周縁が開口１２から離れるにつれて広がるようにテーパ状に形成されている。

（１Ａ）インサート成形工程では、封口板１５に集電端子３０と絶縁材４０とを一体化してアッセンブリ部品（例えば、蓋アッセンブリ１５Ａ）を作製する。蓋アッセンブリ１５Ａは、封口板１５、集電端子３０、および絶縁材４０をインサート成形することで作製できる。これにより、部品点数を削減できると共に、従来のリベットを用いる方法に比べて導電経路を簡便に形成できる。インサート成形は、例えば、特開２０２１－０８６８１３号公報、特開２０２１－０８６８１４号公報、特許第３９８６３６８号公報、特許第６６４８６７１号公報等に記載されるように、従来公知の方法に従って行うことができる。例えば、下型と上型とを有する成形金型を用いて、部品セット工程、位置決め工程、上型セット工程、射出成形工程、上型リリース工程、および部品取出工程、を含む方法によって作製できる。

部品セット工程では、集電端子３０が封口板１５の端子装着孔１８に挿通された後、封口板１５が下型に装着される。位置決め工程では、集電端子３０が位置決めされ、固定される。上型セット工程では、上型が、下型とともに封口板１５および集電端子３０を上下方向に挟むように装着される。射出成形工程では、まず成形金型が加熱される。次に、成形金型に溶融樹脂が注入される。溶融樹脂は上型から端子装着孔１８を通って下型に流される。その後、成形金型と成形品とが冷却される。これにより、絶縁材４０と封口板１５と集電端子３０とが一体化される。上型リリース工程では、上型が下型から離間される。部品取出工程では、成形品が下型から取り外される。

（２）レーザ溶接工程では、電池ケース１１の内部に電極体２０が収容された後、電池ケース１１の開口１２に封口板１５が嵌合される。これにより、電池ケース１１の電池ケース傾斜部Ｓ１と封口板１５の封口板傾斜部Ｓ２とが面一となるように組み合わされる。次に、電池ケース１１と封口板１５との合わせ目（嵌合部１４）が、レーザで溶接接合される。なお、レーザ溶接に使用するレーザ光の種類やレーザ溶接の条件については、従来と同様よく、特に限定されない。レーザ照射方向と封口板１５の外面１７（水平面）とのなす角は、典型的には９０±１０°程度であり、例えば９０±５°程度である。嵌合部１４が全周に亘って溶接接合されることで、封口板１５と電池ケース１１とが隙間無く溶着される。

図５は、本工程における嵌合部１４の近傍を表す縦断面図である。本実施形態では、図５に太い矢印で示すように、嵌合部１４にレーザ光ＩＬが照射される。嵌合部１４に照射されたレーザ光ＩＬは、図５に細い矢印で示すように、嵌合部１４で反射して、反射光ＲＬが外方に反射しうる。しかしながら、本実施形態では絶縁材４０の側には反射光ＲＬが反射されにくい。また万が一、絶縁材４０の側に微量の反射光ＲＬが反射されても、封口板傾斜部Ｓ２によって反射光ＲＬを遮蔽できる。よって、例えば領域Ａのように嵌合部１４が絶縁材４０と近接していたり、あるいは、レーザ光ＩＬの入射角度が多少ずれたりしても、絶縁材４０にレーザの反射光ＲＬが当たりにくい。以上のような効果で、絶縁材４０の焼け焦げを防止でき、ひいては絶縁材４０の絶縁性の低下や密閉型電池１００の気密性の低下を抑えられる。

＜電池の用途＞
密閉型電池１００は各種用途に利用可能であるが、例えば、乗用車、トラック等の車両に搭載されるモータ用の動力源（駆動用電源）として好適に用いることができる。車両の種類は特に限定されないが、例えば、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ；Plug-in Hybrid Electric Vehicle）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ；Hybrid Electric Vehicle）、電気自動車（ＢＥＶ；Battery Electric Vehicle）等が挙げられる。

以下、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明を係る実施例に示すものに限定することを意図したものではない。

ここでは、まず、表１に示すように、電池ケース傾斜部傾斜角θ１を０．１～６０°の範囲で異ならせた電池ケースと、封口板傾斜部の傾斜角θ２を０．１～６０°の範囲で異ならせた封口板と、を用意した。次に、θ１＝θ２となるように電池ケースと封口板とを組み合わせ、電池ケースの開口に封口板を嵌合した。そして、電池ケースと封口板との合わせ目（嵌合部）をレーザで溶接接合した。このとき、レーザ溶接の後に絶縁材が焼け焦げているか否かを目視で確認した。結果を表１に示す。なお、表１では、絶縁材が焼け焦げていた場合に「あり」と示し、絶縁材の変色（焼け焦げ）が認められなかった場合に「無」と示している。

表１に示すように、特許文献１に倣って傾斜角θ１を０．１～３°とした例１，例２では、絶縁材にレーザの反射光が当たり、絶縁材が焼け焦げた。これに対し、傾斜角θ１を５°以上（ここでは５～６０°）とした例３～例９では、絶縁材の変色（焼け焦げ）が認められなかった。すなわち、レーザ溶接時の絶縁材の劣化が抑えられていた。かかる結果は、ここに開示される技術の意義を示すものである。

以上、ここで提案される密閉型電池について説明したが、上記実施形態は一例に過ぎない。本発明は、他にも種々の形態にて実施することができる。ここに開示される技術は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。請求の範囲に記載の技術には、上記に例示した実施形態を様々に変形、変更したものが含まれる。

＜第１変形例＞
例えば、上記した図３の実施形態では、封口板傾斜部Ｓ２が封口板１５の外面１７からスロープ状に連なっていた。しかしこれには限定されない。図６Ａは、第１変形例に係る溝部の近傍を表す縦断面図である。本変形例において、封口板１１５は、外面１７と封口板傾斜部Ｓ１２との間に垂直壁部Ｗを有すること以外、封口板１５と同様である。垂直壁部Ｗは、封口板傾斜部Ｓ１の嵌合部１４と反対側の端（図６Ａの右端）から上方に延びている。垂直壁部Ｗは、封口板傾斜部Ｓ１２の延長線（図６Ａの破線）よりも上方に突出している。これにより、万が一、絶縁材４０の側に微量の反射光が絶縁材４０の側に反射された場合に、反射光をより高いレベルで遮蔽できる。

＜第２変形例＞
例えば、上記した図３の実施形態では、傾斜角θ１と傾斜角θ２とが同じであった。しかしこれには限定されない。図６Ｂは、第２変形例に係る溝部の近傍を表す縦断面図である。本変形例において、封口板２１５は、封口板傾斜部Ｓ２にかえて封口板傾斜部Ｓ２２を有すること以外、封口板１５と同様である。封口板傾斜部Ｓ２２の傾斜角θ２２は、電池ケース傾斜部Ｓ１の傾斜角θ１よりも大きい。これにより、密閉型電池１００のコンパクト化が図れる。

＜第３変形例＞
例えば、上記した図３の実施形態では、電池ケース傾斜部Ｓ１および封口板傾斜部Ｓ２が、それぞれ平坦面であった。しかしこれには限定されない。電池ケース傾斜部Ｓ１および／または封口板傾斜部Ｓ２は、湾曲面であってもよい。図６Ｃは、第３変形例に係る溝部の近傍を表す縦断面図である。本変形例において、封口板３１５は、封口板傾斜部Ｓ２にかえて封口板傾斜部Ｓ３２を有すること以外、封口板１５と同様である。封口板傾斜部Ｓ３２では、傾斜角が、嵌合部１４から遠ざかるにつれて大きくなるように連続的に変化している。封口板傾斜部Ｓ３２は、湾曲面である。なお、封口板傾斜部Ｓ３２が湾曲面である場合、最も傾斜の大きい部分（図６Ｃの嵌合部１４と反対側の端部）で、傾斜角θ３２が、５°以上であればよい。^※１これにより、密閉型電池１００のコンパクト化が図れるとともに、反射光をより確実に遮蔽できる。^※２

以上の通り、ここで開示される技術の具体的な態様として、以下の各項に記載のものが挙げられる。
項１：電極を有する電極体と、開口を有し、上記電極体を収容する電池ケースと、端子装着孔を有し、上記開口を封口する封口板と、上記電池ケースと上記封口板との嵌合部と、上記電池ケースの内部で上記電極と接続される電極体接続部と、上記端子装着孔に挿通される軸部と、上記封口板の上記外面に露出する外部接続部と、を有する集電端子と、上記封口板の上記外面と上記外部接続部とを絶縁する樹脂製の絶縁材と、を備え、少なくとも上記嵌合部と上記絶縁材とが最も近接する領域では、上記嵌合部において、上記封口板が、上記嵌合部に向かって５°以上の傾斜角で傾斜する封口板傾斜部を有し、上記電池ケースが、上記嵌合部で上記封口板傾斜部と面一になり、かつ外方かつ上記封口板から離れる方向に向かって傾斜する電池ケース傾斜部を有し、上記封口板傾斜部および上記電池ケース傾斜部を含む上記嵌合部がレーザ溶接されている、密閉型電池。
項２：上記封口板と上記集電端子と上記絶縁材とがインサート成形されている、項１に記載の密閉型電池。
項３：上記封口板傾斜部および上記電池ケース傾斜部が平坦面で、上記封口板傾斜部の傾斜角と、上記電池ケース傾斜部の傾斜角とが同じである、項１または２に記載の密閉型電池。
項４：上記封口板傾斜部および上記電池ケース傾斜部が平坦面で、上記封口板傾斜部の傾斜角が、上記電池ケース傾斜部の傾斜角よりも大きい、項１から３のいずれか１つに記載の密閉型電池。
項５：上記封口板が、上記封口板傾斜部と上記絶縁材との間に、上記封口板傾斜部の延長線よりも外方に突出した垂直壁部を有する、項１から４のいずれか１つに記載の密閉型電池。
項６：上記封口板傾斜部が、上記嵌合部に向かって湾曲する湾曲面である、項１から５のいずれか１つに記載の密閉型電池。
項７：上記嵌合部が略矩形状で、上記封口板傾斜部および上記電池ケース傾斜部が、少なくとも上記嵌合部の長辺部分のうち上記絶縁材と対向する領域に設けられている、項１から６のいずれか１つに記載の密閉型電池。

１０ 外装体
１１ 電池ケース
Ｓ１ 電池ケース傾斜部
１４ 嵌合部
１４Ｗ レーザ溶接部
１５ 封口板
Ｓ２ 封口板傾斜部
１５Ａ 蓋アッセンブリ
１８ 端子装着孔
２０ 電極体
３０ 集電端子
３４ 外部接続部
４０ 絶縁材
４３ 第２鍔部
１００ 密閉型電池

Claims (7)

1. 電極を有する電極体と、
   開口を有し、前記電極体を収容する電池ケースと、
   端子装着孔を有し、前記開口を封口する封口板と、
   前記電池ケースと前記封口板との嵌合部と、
   前記電池ケースの内部で前記電極と接続される電極体接続部と、前記端子装着孔に挿通される軸部と、前記封口板の外面に露出する外部接続部と、を有する集電端子と、
   前記封口板の前記外面と前記外部接続部とを絶縁する樹脂製の絶縁材と、
   を備え、
   少なくとも前記嵌合部と前記絶縁材とが最も近接する領域では、前記嵌合部において、
   前記封口板が、前記嵌合部に向かって５°以上の傾斜角で傾斜する封口板傾斜部を有し、
   前記電池ケースが、前記嵌合部で前記封口板傾斜部と面一になり、かつ外方かつ前記封口板から離れる方向に向かって傾斜する電池ケース傾斜部を有し、
   前記封口板傾斜部および前記電池ケース傾斜部を含む前記嵌合部がレーザ溶接されている、密閉型電池。
2. 前記封口板と前記集電端子と前記絶縁材とがインサート成形されている、
   請求項１に記載の密閉型電池。
3. 前記封口板傾斜部および前記電池ケース傾斜部が平坦面で、
   前記封口板傾斜部の傾斜角と、前記電池ケース傾斜部の傾斜角とが同じである、
   請求項１または２に記載の密閉型電池。
4. 前記封口板傾斜部および前記電池ケース傾斜部が平坦面で、
   前記封口板傾斜部の傾斜角が、前記電池ケース傾斜部の傾斜角よりも大きい、
   請求項１または２に記載の密閉型電池。
5. 前記封口板が、前記封口板傾斜部と前記絶縁材との間に、前記封口板傾斜部の延長線よりも外方に突出した垂直壁部を有する、
   請求項１または２に記載の密閉型電池。
6. 前記封口板傾斜部が、前記嵌合部に向かって湾曲する湾曲面である、
   請求項１または２に記載の密閉型電池。
7. 前記嵌合部が略矩形状で、
   前記封口板傾斜部および前記電池ケース傾斜部が、少なくとも前記嵌合部の長辺部分のうち前記絶縁材と対向する領域に設けられている、
   請求項１または２に記載の密閉型電池。

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