JP3573411B2 - 角型の密閉型電池 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池缶の開口部に蓋を嵌合して溶接によって封口した電池に関し、特に角型電池の嵌合部に蓋体を嵌合して溶接する際に封口不良等が生じることがない密閉型電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
小型の電子機器用の電源として各種の電池が用いられている。とくに携帯電話、ノート型パソコン、カメラ一体型ビデオレコーダ等の電源としては、小型で大容量の密閉型電池であるリチウムイオン二次電池等の非水電解液電池が用いられている。
電池使用機器においては、一般には直方体状の電池収納部が用いられている。このような直方体状の形状の機器の電池収納部においては、円筒形状の電池では無効な容積が大きくなるという問題があった。さらに、電池収納部の厚さによって円筒型の電池の径が制限を受けるので、小型、あるいは薄型の機器においては、円筒型の電池に代えて、厚みの薄い角柱状の密閉型電池が用いられている。
【０００３】
これらの角型の密閉型電池は、発電要素を収納したステンレス、ニッケルメッキ鋼板、アルミニウム等からなる電池缶の開口端部に電池蓋を溶接することによって製造されている。
角型の密閉型電池の組立工程では、蓋体の溶接方法としてはアーク溶接、抵抗溶接、ガス溶接に比べて、溶接部の位置決め精度が高く溶接部周囲への熱的影響が少ない、レーザー溶接による方法がひろく用いられている。
【０００４】
レーザー溶接を用いた封口方法では、角型の金属缶の一端に形成された開口部に金属板から形成された蓋体を嵌入し、嵌合部をレーザー溶接している。しかしながら、溶接後の密閉容器の検査において、溶接部からの電解液の漏洩や溶接部の耐圧不足が発見される場合があった。
本発明者らは、溶接不良品の分解、断面観察からこのような密閉不良が以下の原因に基づくことを見いだした。
【０００５】
図４は、従来の電池缶の開口部の封口方法を説明する図である。
図４（Ａ）は、電池缶の外観を示す斜視図であり、図４（Ｂ）および図４（Ｃ）は、図４（Ａ）において、Ａ−Ａ’線で切断した断面図であり、電池内部の発電要素を省略した図である。
電池缶１の上端の開口端部２に蓋体３を嵌入し、図４（Ｂ）に示すように蓋体３の外周縁を電池缶１の開口端部２の内周に突き合わせた状態を保ちつつ嵌合部の所定部位にレーザー４を照射してレーザー溶接する。
【０００６】
ところが、溶接部位における電池缶１の蓋体の係止性が低下すると、図４（Ｃ）に示すように、溶接部位において蓋体３が電池缶１の内側へ落ち込んだり、またはその反動により溶接部位の反対側において蓋体３が電池缶１の外側へ持ち上げられたりして蓋体３が斜めにずれるために、蓋体３と電池缶との接触部へのレーザー４の焦点距離が一定しなくなり、焦点が合致しない部分では十分にエネルギーが与えられなくなる。また、持ち上げられた部分では、持ち上げられた蓋体によって、レーザーの照射部の影が生じ溶接不良が生じる場合があることが判明した。また、蓋体が正確に装着されていないものについて人手で手直しをすることも考えられるが、自動化工程において大量生産を行う場合には人手で手直しを行うことは事実上不可能である。
【０００７】
また、レーザー溶接によって電池缶と蓋体との密着をより確実なものとするために、角型の電池缶の嵌合部の互いに離れた３カ所以上の仮止め箇所を仮止めした後に、嵌合部の全周をレーザー溶接することが特開平８−３１５７９０号公報において提案されている。
また、特開平９−２８８９９９号公報にも、レーザー溶接、スポット溶接によって仮止めした後に、レーザー溶接によって蓋体を溶接して密閉することが記載されている。
【０００８】
ところが、レーザー溶接等の溶接による仮止めでは蓋体の熱的な変形等から蓋体の一部が跳ね上がり、嵌合部の間隙が増加したり、あるいは平行度が悪化し、その結果、レーザー溶接の密閉不良個所が生じることがあった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、レーザー溶接等によって密閉型電池の蓋体を溶接して封口する際に、蓋体の位置ずれ等を生じることなく溶接することができ、確実な溶接によって封口が可能な密閉型電池を提供することを課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は、電池缶の上部の開口部に蓋体を溶接によって封口した角型の密閉型電池において、電池缶の開口端部の長辺側は、蓋体を開口端部に嵌合した際に、その先端部が蓋体の上部を超えて延びた部分を有し、蓋体の上部を超えた部分を内方へ折り曲げた後に溶接して封口した角型の密閉型電池によって解決される。
また、電池缶の開口端部において蓋体を受ける段差部を形成したものである前記の角型の密閉型電池である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の密閉型電池は、電池缶の開口部端部の長辺側には、開口部に蓋体を嵌合した後に、蓋体の上部に延びた開口端部を内側へ折り曲げて蓋体を固定した後にレーザー溶接を行うので、電池缶の開口部に嵌合した蓋体の位置ずれがなく、レーザー溶接によっても封口不良が生じることがない角型の密閉型電池が得られることを見出したものであります。
【００１２】
本発明の密閉型電池を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の密閉型電池を説明する図であり、図１（Ａ）は電池缶の上部の斜視図であり、図１（Ｂ）は、Ｂ−Ｂ’線の断面を説明する図である。
本発明の電池缶１の開口端部２に蓋体３を嵌合させた際に、長辺側上端部５を蓋体３の上面を超えて位置するようにするとともに、長辺側上端部５を折り曲げてかしめたものであり、蓋体を短辺側上端部６に載置したものである。そして、上面から電池缶の長辺側上端部５を中心方向へ折り曲げてかしめた部分に上面からレーザー４を照射してレーザー溶接するとともに、電池缶の短辺側上端部６の蓋体３の載置面を側面からレーザー４を照射し溶接して封口することができる。
【００１３】
また、蓋体を超えて延びる部分の大きさは、レーザーのビード幅の半分程度とすることが好ましく、小型の電池缶の場合には、レーザーのビード幅が０．６〜１．０ｍｍとなるようにレーザーを照射するので、蓋体を超えて延びる長さは０．３〜０．５ｍｍとすることができる。
【００１４】
図２は、本発明の密閉型電池を他の例を説明する図であり、図２（Ａ）は電池缶の上部の斜視図であり、図２（Ｂ）は、Ｃ−Ｃ’線の断面を説明する図である。
図２に示した本発明の電池缶１の開口端部２に蓋体３を嵌合させた際に、蓋体の上面と短辺側上端部６の上面を同じ位置に位置させるとともに、長辺側上端部５を蓋体３の上面を超えて位置させて、長辺側上端部５を中心方向へ折り曲げてかしめたものであり、上面から蓋体の外周部にレーザー４を照射して溶接し封口したものである。
【００１５】
図３は、本発明の密閉型電池を他の例を説明する図であり、図３（Ａ）は電池缶の上部の斜視図であり、図３（Ｂ）は、Ｄ−Ｄ’線の断面を説明する図である。
図３に示した本発明の電池缶１の開口端部２には、段差部７を設けて蓋体３を嵌合させたものである。段差部７は、蓋体３の上面が短辺側上端部６の面と一致するような大きさとする。蓋体の上部へ延びた長辺側上端部を中心方向へ折り曲げた後に、蓋体の周囲に上面からレーザー４を照射しレーザー溶接によって封口したものである。開口部に段差部７を設けたので、蓋体３は電池缶に蓋体３を嵌合させる際に蓋体が電池缶の内部に落下するおそれはなく、段差部７において保持されるために蓋体の装着が容易となる。
【００１６】
以上のように、本発明の密閉型電池においては、蓋体が電池缶の開口端部の所定の位置に確実に嵌合して仮固定した後に、レーザーを照射してレーザー溶接するので、レーザー溶接の際の熱によって変形することはなく、確実な封口が可能となり、本発明の密閉型電池は、小型のリチウムイオン電池等に好適である。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、電池缶の開口端部の長辺側上端部を、蓋体を嵌合した後に開口端部を中心部へかしめるように折り曲げたので、蓋体と電池缶の内面との間に間隙が生じたり、開口端部との間の係合が確実なものとなり、その後の封口工程において蓋体の装着不良に起因するレーザー溶接不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の密閉型電池を説明する図である。
【図２】図２は、本発明の密閉型電池の他の例を説明する図である。
【図３】図３は、本発明の密閉型電池の他の例を説明する図である。
【図４】図４は、従来の密閉型電池を説明する図である。
【符号の説明】
１…電池缶、２…開口端部、３…蓋体、４…レーザー、５…長辺側上端部、６…短辺側上端部、７…段差部

Claims (2)

1. 電池缶の上部の開口部に蓋体を溶接によって封口した角型の密閉型電池において、電池缶の開口端部の長辺側は、蓋体を開口端部に嵌合した際に、その先端部が蓋体の上部を超えて延びた部分を有し、蓋体の上部を超えた部分を内方へ折り曲げた後に溶接して封口したものであることを特徴とする角型の密閉型電池。
2. 電池缶の開口端部に蓋体を受ける段差部を形成したものであることを特徴とする請求項１記載の角型の密閉型電池。

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