JP4543662B2

JP4543662B2 - 電池

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Publication number: JP4543662B2
Application number: JP2003388240A
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Inventors: 伸之古林; 徹三菅
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Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-11-18
Filing date: 2003-11-18
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2023-11-18
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Description

本発明は、正極と負極とをセパレータを介して積層した発電要素となる電池素子を外装缶に収納する電池に関する。

近年においては、例えばノート型パーソナルコンピュータ、携帯型電話機、カメラ一体型ＶＴＲ（video tape recorder）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等の電子機器の電源として、軽量で高エネルギー密度な二次電池の開発が進められている。この高いエネルギー密度を有する二次電池としては、例えば鉛電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池等といった水系電解液電池よりも大きなエネルギー密度を有するリチウムイオン二次電池がある。

このリチウムイオン二次電池は、正極と負極とをセパレータを介して積層させた発電要素となる電池素子と、正極と負極との間でリチウムイオンを移動させる際の媒体となる非水電解液とが、導電性金属等で形成された筒状の有底容器からなる外装缶に収納され、外装缶の開口部が封口蓋体で封止されて内部が高い気密性で密閉されたものである。

このような構成のリチウムイオン二次電池において、外装容器となる外装缶は、例えば鉄、ステンレス、アルミ等や、これらの金属の合金等といった導電性金属の薄板を筒状に絞り加工し、表面にニッケル等の導電性金属等からなるめっきを施すことで形成され、容器としての機能だけではなく、例えば電極等が容器底部等に抵抗溶接等で接続されて電池素子より電気を外部に取り出すための外部端子としても機能する。

このため、外装缶においては、外部端子として外部に露出する機会が多く、外側表面に傷や凹み等があると外観不良となってしまう。このため、外装缶においては、外側表面がブライト仕上げのもの、すなわち外側表面が平滑で光沢のある状態に仕上がったものを用いることが好ましいが、電池製造工程等ですり傷等が外側表面に生じる虞があることから、予め外側表面を所定の粗度でのダル仕上げ、いわゆるつや消し仕上げにしておき、電池製造工程等ですり傷等が生じても目立たないようにしている。

また、外装缶においては、電池素子との接続を、例えば電池素子から導出されたリード端子を容器底部に抵抗溶接することで行っていることから、リード端子を溶接した位置に抵抗溶接痕がついてしまい、この抵抗溶接痕を目立たなくする必要がある。

このような問題を解決するために、例えば特許文献１等には、外装缶の外側表面の粗度を粗くして外側表面に生じたすり傷や、抵抗溶接痕等を目立たないようにすることや、外装缶の内側表面の粗度は密にしてリード端子と容器底部との接触抵抗を安定化させ、適切に抵抗溶接が行えるようにすることが提案されている。

しかしながら、このような提案では、例えば外装缶表面に成膜された導電性金属等からなるめっきの厚みによっては、リード端子を外装缶に抵抗溶接で接続させるときのリード端子と外装缶との電気抵抗が不安定になって抵抗溶接時にリード端子と外装缶との間に生じる電気抵抗による発熱が不安定になり、リード端子を外装缶に適切に溶接できなくなることがある。

特許第２５７６０１４号公報

本発明は、外側表面のすり傷や溶接痕が目立ちにくく、且つ電池素子から導出されたリード端子を内側に適切に接続できる電池を提供するものである。

本発明に係る電池は、正極と負極とがセパレータを介して積層され、長手方向に巻回され、巻回軸方向の一端面より正極リード端子が突出し、他端面より負極リード端子が突出した電池素子と、有底筒状をなして上記電池素子を収納する容器部材と、上記容器部材の内面上及び外面上に設けられた導電金属層とを有し、上記電池素子の負極リード端子が内側底面に抵抗溶接により接続され、上記電池素子の他に、電解質塩と有機溶媒とを有する非水電解液を収納する外装缶と、上記電池素子の正極リード端子が溶接により接続される上記外装缶の開口部を閉塞する封口蓋体とを備える。上記外装缶は、上記容器部材の上記リード端子が接続される位置の上記導電金属層の厚みが、上記容器部材の内側より外側が厚くされ、且つ上記導電金属層表面の中心線平均粗度（Ｒａ）が、上記容器部の内側と外側とで同じにされる。上記外装缶は、上記導電金属層表面の中心線平均粗度（Ｒａ）が０．４μｍ以上、１μｍ以下の範囲でダル仕上げされており、上記容器部材の上記負極リード端子が接続される位置の上記導電金属層の厚みが、上記容器部材の内側で０．２μｍ以上、１．５μｍ以下の範囲にあり、上記容器部材の外側で２μｍ以上、５μｍ以下の範囲にある。

このように、本発明によれば、外装缶における導電金属層表面、すなわち外装缶表面の中心線平均粗度（Ｒａ）が内側と外側とで略同じ、具体的には中心線平均粗度（Ｒａ）の範囲が０．４μｍ以上、１μｍ以下と粗い、いわゆるダル仕上げにしている。特に、電池素子のリード端子が接続される内側表面の粗度を従来よりも粗くしている。このように、外装缶内側表面の粗度を粗くすることで、マクロ的には外装缶内側表面が凸凹になっており、リード端子が外装缶内側表面の凸部と点で接触することから外装缶内側表面とリード端子とを安定した接触状態にできる。

また、本発明によれば、外装缶外側表面も内側と同様にダル仕上げになっており、つや消し状態になっていることから、電池製造時に外装缶外側表面に生じるすり傷や、溶接痕等を目立たなくできる。

さらに、本発明によれば、リード端子が接続される位置の導電金属層の厚みを容器部材の内側より外側で厚くなるようにしている。具体的には、外装缶内側のリード端子が直接接続される位置の導電金属層の厚みを０．２μｍ以上、１．５μｍ以下の範囲にし、対向する外側の導電金属層の厚みより薄くしている。このように、リード端子が直接接続される外装缶内側の導電金属層の厚みを薄くすることで、リード端子を外装缶内側に抵抗溶接等で溶接したときに溶融した導電金属層が電圧で飛び散ることを防ぐことができ、外装缶の内側にリード端子を適切に接続できる。

本発明によれば、外装缶における内側及び外側の導電金属層表面の中心線平均粗度（Ｒａ）を略同じ、具体的には中心線平均粗度（Ｒａ）の範囲が０．４μｍ以上、１μｍ以下と粗いダル仕上げにしている。これにより、本発明によれば、外装缶内側の表面の粗度も粗くなることから、リード端子が外装缶内側表面に点接触することになり、外装缶内側表面とリード端子とを安定した接触状態にでき、リード端子を外装缶内側に溶接等で適切に接続できる。

本発明によれば、外装缶外側表面も内側と同様にダル仕上げ、いわゆるつや消し状態になっていることから、電池製造時に外装缶外側表面に生じるすり傷や、溶接痕等を目立たなくでき、外観不良を抑えることができる。

本発明によれば、リード端子が直接接続される外装缶内側の導電金属層の厚みを薄くすることで、リード端子を外装缶内側に抵抗溶接等で溶接したときに溶融した導電金属層が電圧で飛び散ることを防ぐことができ、外装缶に対するリード端子の接続信頼性を向上できる。

以下、本発明を適用した電池用外装缶及び電池について、図１に示す円筒形のリチウムイオン二次電池（以下、電池と記す。）１を参照にして説明する。この電池１は、発電要素となりの巻回構造を有する電池素子２と、電池内部でリチウムイオンを移動させる際の媒体となる非水電解液３とが、外装容器となる外装缶４内に収納され、外装缶４の開口部が封口蓋体５で閉蓋されたものである。

電池素子２は、帯状の正極１１と、帯状の負極１２とが、正極１１と負極１２とが接触しないようにこれらを互いに遮蔽する帯状のセパレータ１３を介して積層され、電極の長手方向に巻回されたものである。この電池素子２では、正極１１と負極１２との間で後述する非水電解液３を媒体としてリチウムイオンを行き来させることで電池反応が行われる。

正極１１は、正極活物質、結着剤等を含有する正極合剤塗液を正極集電体２１の主面に塗布、乾燥、加圧することにより、正極集電体２１の主面上に正極合剤層２２が圧縮形成されている。正極１１には、正極リード端子２３が正極集電体２１の所定の位置に、例えば超音波溶接や抵抗溶接等の溶接方法によって電気的に接続されている。この正極リード端子２３には、例えばアルミニウム等の導電性金属等からなる短冊状金属片等を用いる。

正極１１において、正極合剤層２２に含有される正極活物質には、リチウムイオンをドープ／脱ドープすることが可能な材料を用いる。具体的には、例えば化学式Ｌｉ_ｘＭＯ_２（ｘは０．５以上、１．１以下の範囲であり、Ｍは遷移金属のうちの何れか一種又は複数種の化合物である。）等の化学式で示されるリチウム遷移金属複合酸化物、ＴｉＳ_２、ＭｏＳ_２、ＮｂＳｅ_２、Ｖ_２Ｏ_５等の化学式で示されるリチウムを含有しない金属硫化物、金属酸化物、或いは特定のポリマー等を用いる。これらのうち、リチウム遷移金属複合酸化物としては、例えばＬｉＣｏＯ_２といった化学式で示されるリチウム・コバルト複合酸化物、ＬｉＮｉＯ_２といった化学式で示されるリチウム・ニッケル複合酸化物、Ｌｉ_ｘＮｉ_ｙＣｏ_１−ｙＯ_２（ｘ、ｙは電池の充放電状態によって異なり、通常０＜ｘ＜１、０．７＜ｙ＜１．０２である。）といった一般的な化学式で示されるリチウム・ニッケル・コバルト複合酸化物や、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４といった化学式で示されるスピネル型のリチウム・マンガン複合酸化物等が挙げられる。そして、正極１１では、正極活物質として、上述した金属硫化物、金属酸化物、リチウム遷移金属複合酸化物等のうちの何れか一種又は複数種を混合して用いることも可能である。

正極１１では、正極合剤層２２の結着剤として、非水電解液電池の正極合剤に用いられる例えばポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等といった結着剤を用いることができる他に、正極合剤層２２に導電材として炭素質材料等を添加したり、公知の添加剤等を添加したりすることができる。また、正極１１では、正極集電体２１に、例えばアルミニウム等の導電性金属からなる箔状金属や網状金属等を用いる。

負極１２は、負極活物質、結着剤等を含有する負極合剤塗液を負極集電体３１の主面に塗布、乾燥、加圧することにより、負極集電体３１の主面上に負極合剤層３２が圧縮形成された構造となっている。負極１２には、負極リード端子３３が負極集電体３１の所定の位置に接続されている。この負極リード端子３３には、例えば銅、ニッケル等の導電性金属等からなる短冊状金属片等を用いる。

負極１２において、負極合剤層３２に含有される負極活物質には、リチウム、リチウム合金、又はリチウムイオンをドープ／脱ドープできる炭素質材料等が用いられる。リチウムイオンをドープ／脱ドープできる炭素質材料としては、例えば２０００℃以下の比較的低い温度で焼成して得られる低結晶性炭素材料、結晶化しやすい原材料を３０００℃付近の高温で焼成した人造黒鉛等の高結晶性炭素材料等を用いることが可能である。具体的には、熱分解炭素類、コークス類、黒鉛類、ガラス状炭素繊維、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活性炭等の炭素質材料を用いることが可能である。コークス類としては、例えばピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス等がある。なお、有機高分子化合物焼成体とは、フェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化したものである。これらの炭素質材料は、電池素子２を充放電した際に、負極１２側にリチウムが析出することを抑制させることが可能である。

また、上述した炭素質材料の他には、負極活物質として例えばリチウムと化合可能な金属、合金、元素、及びこれらの化合物等が挙げられる。負極活物質としては、例えばリチウムと化合可能な元素をＭとしたときにＭ_ｘＭ'_ｙＬｉ_ｚ（Ｍ'はＬｉ元素及びＭ元素以外の金属元素であり、ｘは０より大きな数値であり、ｙ及びｚは０以上の数値である。）の化学式で示される化合物である。この化学式においては、例えば半導体元素であるＢ、Ｓｉ、Ａｓ等も金属元素として挙げられる。具体的には、例えばＭｇ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｙ、Ｂ、Ｓｉ、Ａｓ等の元素及びこれらの元素を含有する化合物、Ｌｉ−Ａｌ、Ｌｉ−Ａｌ−Ｍ（Ｍは２Ａ族、３Ｂ族、４Ｂ族の遷移金属元素のうち何れか一種又は複数種である。）、ＡｌＳｂ、ＣｕＭｇＳｂ等が挙げられる。

特に、リチウムと化合可能な元素には、３Ｂ族典型元素が好ましく、これらの中でも特にＳｉ、Ｓｎが好ましく、更にはＳｉを用いることが好ましい。具体的には、Ｍ_ｘＳｉ、Ｍ_ｘＳｎ（ＭはＳｉ、Ｓｎ以外の一種以上の元素であり、ｘは０以上の数値である。）の化学式で示されるＳｉ化合物、Ｓｎ化合物として、例えばＳｉＢ_４、ＳｉＢ_６、Ｍｇ_２Ｓｉ、Ｍｇ_２Ｓｎ、Ｎｉ_２Ｓｉ、ＴｉＳｉ_２、ＭｏＳｉ_２、ＮｉＳｉ_２、ＣａＳｉ_２、ＣｒＳｉ_２、Ｃｕ_５Ｓｉ、ＦｅＳｉ_２、ＭｎＳｉ_２、ＮｂＳｉ_２、ＴａＳｉ_２、ＶＳｉ_２、ＷＳｉ_２、ＺｎＳｉ_２等が挙げられ、これらのうちの何れか一種又は複数種を混合して用いる。

さらに、負極活物質としては、１つ以上の非金属元素を含有する炭素以外の４Ｂ族の元素化合物も利用できる。この化合物には、複数種の４Ｂ族の元素を含有していても良い。具体的には、例えばＳｉＣ、Ｓｉ_３Ｎ_４、Ｓｉ_２Ｎ_２Ｏ、Ｇｅ_２Ｎ_２Ｏ、ＳｉＯ_ｘ（０＜ｘ≦２である。）、ＳｎＯ_ｘ（０＜ｘ≦２である。）、ＬｉＳｉＯ、ＬｉＳｎＯ等の化学式で示される酸化物、窒化物等が挙げられ、これらのうちの何れか一種又は複数種を混合して用いる。

負極１２では、負極合剤層３２の結着剤として、非水電解液電池の負極合剤に用いられる例えばポリフッ化ビニリデンやポリテトラフルオロエチレン等といった結着剤を用いることができる。負極１２では、負極集電体３１に、例えば銅等といった導電性金属からなる箔状金属や網状金属等を用いる。

セパレータ１３は、正極１１と負極１２とを離間させるものであり、この種の非水電解液電池の絶縁性微多孔膜として通常用いられている公知の材料を用いることができる。具体的には、例えばポリプロピレン、ポリエチレン等の高分子フィルムが用いられる。また、リチウムイオン伝導度とエネルギー密度との関係から、セパレータ１３の厚みはできるだけ薄い方が好ましく、その厚みを３０μｍ以下にして用いる。

このような構成の電池素子２は、正極１１と負極１２とがセパレータ１３を介して積層され、長手方向に巻回された巻回体であり、巻回軸方向の一端面より正極リード端子２３が突出し、他端面より負極リード端子３３が突出した構造になっている。

非水電解液３は、例えば非水溶媒に電解質塩を溶解させた溶液である。非水電解液３において、非水溶媒としては、例えば環状の炭酸エステル化合物、水素をハロゲン基やハロゲン化アクリル基で置換した環状炭酸エステル化合物や鎖状炭酸エステル化合物等を用いる。具体的には、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４メチル１，３ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリル、アニソール、酢酸エステル、酪酸エステル、プロピオン酸エステル等が挙げられ、これらのうちの一種以上を用いる。特に、非水溶媒としては、電圧安定性の点からプロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートを使用することが好ましい。

また、電解質塩としては、例えばＬｉＰＦ_６、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＢ（Ｃ_６Ｈ_５）_４、ＬｉＣＨ_３ＳＯ_３、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ等が挙げられ、これらのうちの一種以上を用いる。

外装缶４は、上述した電池素子２及び非水電解液３を収納する容器であり、缶底部４１が略円形にされた略円筒状の有底容器である。そして、外装缶４は、容器本体となる容器部材４２と、この容器部材４２の内面上及び外面上の全面に亘って形成された導電金属層４３とによって構成されている。

容器部材４２は、例えば鉄、ステンレス、アルミニウム、若しくはこれらのうち一種以上を含有する合金等といった導電性金属等からなり、１ｍｍ程度の鋼板に絞り加工を施すことで形成される。

導電金属層４３は、防錆や溶接信頼性等を向上させるためのものであり、例えばニッケル、アルミニウム、これらうち一種以上を含有する合金等といった導電性金属を容器部材４２の内面上及び外面上にめっき層等、薄膜金属層として設けたものである。導電金属層４３は、容器部材４２が鉄やステンレス等で形成された場合、ニッケル、ニッケルを含有する合金等で形成され、容器部材４２がアルミニウム等で形成された場合、アルミニウムを含有する合金等で形成される。

このような構成の外装缶４は、負極リード端子３３が容器内側底面４１ａ等に抵抗溶接等により接続されたときは負極１２と導通し、負極外部端子となり、正極リード端子２３が容器内側底面４１ａ等に抵抗溶接等で接続されたときは正極１１と導通し、外部正極端子となる。

そして、外装缶４は、導電金属層４３の表面、すなわち外周面の平均粗度が容器の内側と外側とで略同じにされている。具体的には、外装缶４の内外側表面の平均粗度は、０．４μｍ以上、１μｍ以下と粗い仕上げ、いわゆるダル仕上げにしている。特に、外装缶４においては、電池素子２のリード端子２３，３３が接続される容器内側表面の粗度を従来よりも粗くしている。なお、ここでの平均粗度とは、ＪＩＳＢ０６０１１９９４に規定されている中心線平均粗さ（Ｒａ）のことである。

このように、外装缶４においては、リード端子２３，３３が接続される内側表面の粗度を粗くすることで、マクロ的には外装缶内側表面が凸凹になっており、リード端子２３，３３が内側表面の凸部と点で接触することから、内側表面とリード端子２３，３３とを安定した接触状態にできる。したがって、外装缶４においては、内側表面とリード端子２３，３３との接触が安定した状態で抵抗溶接等により接続されることから、リード端子２３，３３との接続信頼性が向上される。また、外装缶４においては、外側表面も内側表面と同様にダル仕上げになっており、いわゆるつや消し状態になっていることから、電池製造時に外側表面に生じるすり傷や、溶接痕等を目立たなくでき、外観不良を抑制できる。

外装缶４の内外側表面の平均粗度が０．４μｍよりも小さい場合、すなわち表面粗度が密な場合、外装缶４の内側表面にリード端子２３，３３を適切に接触させることが困難となり、抵抗溶接等で外装缶４にリード端子２３，３３を接続したときの接続信頼性が低下する。一方、外装缶４の内外側表面の平均粗度が１μｍよりも大きい場合、すなわち表面粗度が粗い場合、外装缶４の外側表面の粗度が粗すぎて、商品になったときの見栄えが悪くなる。したがって、外装缶４においては、内外側表面の平均粗度を０．４μｍ以上、１μｍ以下の範囲にすることで、リード端子２３，３３との接続信頼性を向上でき、且つ外観の見栄えの良くすることができる。

また、外装缶４は、リード端子２３，３３が接続される位置の導電金属層４３の厚みが容器内側より容器外側で厚くされている。すなわち、外装缶４においては、リード端子２３．３３が接続される缶底部４１の導電金属層４３の厚みが内側より外側で厚くされている。

外装缶４においては、リード端子２３，３３が接続される位置の容器内側の導電金属層４３が厚いと、リード端子２３，３３を抵抗溶接するときに、溶融した導電金属層４３が電圧で飛び散る、いわゆるスプラッシュ現象が生じることがあり、接続信頼性が低下する虞がある。外装缶４においては、リード端子２３，３３が溶接される位置の容器外側の導電金属層４３が薄いと、リード端子２３，３３を抵抗溶接するときに押圧する溶接端子によって傷等がついてしまうことがあり、傷等によって下層の容器部材４２が露出した部分で錆たり、腐食したりする虞がある。

具体的に、外装缶４においては、リード端子２３，３３が接続される容器内側底面４１ａの導電金属層４３の厚みが０．２μｍ以上、１．５μｍ以下の範囲にされ、容器外側底面４１ｂの導電金属層の厚みが２μｍ以上、５μｍ以下の範囲にされている。

容器内側底面４１ａの導電金属層４３の厚みが０．２μｍよりも薄い場合、導電金属層４３が薄すぎて、例えばめっき等で導電金属層４３を形成したときにめっきが形成されない部分、いわゆるピンホール等が生じることがあり、容器内部に収納された非水電解液３がピンホールから露出する容器部材４２を腐食する虞ある。一方、容器内側底面４１ａの導電金属層４３の厚みが１．５μｍよりも厚い場合、導電金属層４３が厚すぎて、例えばリード端子２３，３３を抵抗溶接するときにスプラッシュ現象等が起きてしまい、リード端子２３，３３の接続信頼性が低下する虞がある。

容器外側底面４１ｂの導電金属層４３の厚みが２μｍよりも薄い場合、導電金属層４３が薄すぎて、例えば電池製造時にすり傷等が付いて下層の容器部材４２が露出してしまうことがあり、容器部材４２の導電金属層４３より露出する部分に錆、腐食等が生じる虞がある。一方、容器外側底面４１ｂの導電金属層４３の厚みが５μｍよりも厚い場合、導電金属層４３が厚すぎて、例えば導電金属層４３を形成させるのに掛かる時間が長くなったり、使用する金属材料が多くなったりする等、製造歩留まりの低下、高コスト化してしまう。

このように、外装缶４においては、リード端子２３，３３が接続される容器内側底面４１ａの導電金属層４３の厚みを０．２μｍ以上、１．５μｍ以下にし、容器外側底面４１ｂの厚みを２μｍ以上、５μｍ以下にすることで、容器部材４２に錆、腐食が発生することを防止でき、接続信頼性が低下することを抑制でき、製造歩留まりの低下や高コスト化を防ぐことができる。

以上のような構成の外装缶４は、以下のようにして形成する。先ず、鋼板の両主面に導電性金属のめっきが施されためっき鋼板に、一対の圧延ロールを供える圧延装置にて圧延処理を施す。このとき、圧延装置においては、一対のロールの周面の平均粗度が０．４μｍ以上、１μｍ以下の範囲にされており、めっき鋼板に圧延処理を施すことでめっき鋼板の表面に一対のロールの表面の平均粗度を転写させ、めっき鋼板の表面をダル仕上げにする。また、めっき鋼板には、鋼板の厚みが０．１ｍｍ程度、一方主面のめっき厚みが０．２μｍ以上、１．５μｍ以下、他方主面のめっき厚みが２μｍ以上、５μｍ以下のものを用いる。

次に、以上のように両主面が所定の平均粗度に調整されためっき鋼板には、例えばプレス装置等によって一方主面から他方主面に向かって膨出させるような絞り加工が一回以上施される。このようして、鋼板が容器部材４２となり、両主面のめっきが導電金属層４３となる外装缶４が形成される。このとき、めっき鋼板には、外装缶４の缶底部４１となる部分の鋼板及びめっきの厚みが変化しないような絞り加工が施される。また、形成された外装缶４の側面の厚みは、絞り加工を施す回数等を制御することで所定の厚みに調整できる。

なお、以上では、めっき鋼板の両主面の平均粗度を調整したが、このような方法に限定されることはなく、両主面の平均粗度を調整した鋼板にめっき処理を施し、導電金属層４３となるめっき層を形成させるようにしてもよい。この場合のめっき層は、例えば電界めっき処理、非電界めっき処理等の方法で形成される。

この外装缶４には、その開口部付近に内径全周に亘って内側に括れた曲げ加工によるビード部４４が設けられている。このビード部４４は、封口蓋体５が外装缶４の開口部に後述するガスケット５４を介して圧入されて閉蓋する際に、封口蓋体５の台座となって封口蓋体５が外装缶４の開口部に配置される位置を決定し、且つ外装缶４に収納された電池素子２等が飛び出すことを防止するものである。このため、ビード部４４は、その内径が電池素子の外径よりも小さくされている。

封口蓋体５は、電池素子２の電池内圧が所定の圧力以上になると電池素子２に流れる電流を遮断する電流遮断機構部５１と、電池素子２に所定の温度以上又は所定の電流値以上の電流が流れると電気抵抗を上昇させて電池素子２に流れる電流を小さくさせるＰＴＣ素子５２と、電池１の外部正極端子となる端子板５３とが順次積層されてガスケット５４に収納された状態で、外装缶４の開口部に圧入される。

電流遮断機構部５１は、電池内圧が所定値以上に上昇した場合に破れて電池内部のガス等を電池外部に逃がす安全弁６１と、正極リード端子２３が接続される接続板６２と、接続板６２が接続されるディスク６３と、安全弁６１とディスク６３とを絶縁するディスクホルダ６４とによって構成されている。

安全弁６１は、例えばアルミニウム等の導電性金属等からなり、円盤状金属板にプレス加工等を施すことで、外装缶４に収納された電池素子２側に突出する皿部６１ａと、皿部６１ａの略中央から電池素子２側に突出する凸部６１ｂとが形成されている。また、安全弁６１は、皿部６１ａに電池内圧が所定値以上に上昇した際に破れる肉薄部６１ｃが設けられている。

接続板６２は、例えばアルミニウム等の導電性金属等からなり、一主面には安全弁６１の凸部６１ｂが、他主面には電池素子２より突出するリード端子２３，３３のうちの外装缶４に接続されたのとは反対の方が超音波溶接、抵抗溶接等で接続されている。

ディスク６３は、例えば平面性を保持できるある程度の剛性を有する金属板等からなり、略中央部に安全弁６１の凸部６１ｂが挿入される孔部６３ａが設けられている。

ディスクホルダ６４は、例えば絶縁性樹脂材料等からなり、円環状を呈して内周側に安全弁６１の皿部６１ａと、ディスク６３とが嵌合されることで、これらを保持している。また、ディスクホルダ６４には、嵌合された安全弁６１の皿部６１ａとディスク６３とを接触しないように離間させる離間部６４ａが内周全周に亘って内側に突出するように設けられている。さらに、このディスクホルダ６４には、離間部６４ａの略中央部に安全弁６１の凸部６１ｂが挿入される孔部６４ｂが設けられている。

そして、電流遮断機構部５１は、ディスクホルダ６４の内周側に安全弁６１の皿部６１ａとディスク６３とがディスクホルダ６４の離間部６４ａにより接触しないように嵌合され、安全弁６１の凸部６１ｂがディスクホルダ６４の孔部６４ｂ及びディスク６３の孔部６３ａに挿入されて接続板６２に例えば抵抗溶接法や超音波溶接法等で溶接された構成になっている。すなわち、電流遮断機構部５１は、接続板６２、ディスク６３、ディスクホルダ６４、安全弁６１が順次積層され、安全弁６１の凸部６１ｂがディスクホルダ６４及びディスク６３を貫通するようにして接続板６２に接続された構成になっている。

このような構成の電流遮断機構部５１では、電池内圧が上昇するに従って、安全弁６１の皿部６１ａが電池素子２側とは反対の外側に膨らむように変形して行く。そして、安全弁６１の皿部６１ａの変形に伴って凸部６１ｂに接続されている接続板６２の外側に移動しようとするのをディスク６３が抑えることから、安全弁６１の凸部６１ｂと接続板６２との接続が途切れることになる。このようにして、電流遮断機構部５１では、電池内圧が上昇した際に、電池素子２と封口蓋体５との接続を遮断して、これ以上、電池素子２に電流が供給されて電池内圧が更に上昇することを抑制させる。

ＰＴＣ素子５２は、電池温度が所定値以上に上昇したり、所定値以上の電流が流れたりして温度が上昇すると、その電気抵抗を大きくさせて、電池素子２に流れる電流を小さくさせるようにする。これにより、電池素子２では、ＰＴＣ素子５２が電流値を制御して電池内部の温度上昇を抑制させることが可能になる。また、ＰＴＣ素子５２は、その電気抵抗が大きくなって電池素子２に流れる電流が小さくなり温度が下がると、その電気抵抗が小さくなって、電池素子２に再び電流が流れるようにさせる。

端子板５３は、例えば鉄、アルミニウム、ステンレス、ニッケル等のうちの何れか一種又は複数種を含む導電性金属等からなり、接続板６２、安全弁６１、ＰＴＣ素子５２を介して電池素子２から突出するリード端子２３，３３のうち一方と電気的に接続されることから、電池素子２の外部端子として機能する。この端子板５３には、例えば円盤状金属板にプレス加工等を施すことで、外装缶４に収納された電池素子２側とは反対側に突出する端子部５３ａが設けられる。この端子部５３ａは、正極外部端子となる端子板５３の外部に対する正極側の接続部となり、外部からの接続端子が例えば接触や溶接等により接続されることになる。また、この端子板５３には、例えば電池内圧の上昇により安全弁６１が破れて外部に放出されたガス等を逃がす図示しないガス抜け孔等が設けられている。

次に、以上のような構成の電池１の製造方法について説明する。なお、以下の説明では、外装缶４が負極外部端子として機能し、封口蓋体５が正極外部端子と機能する電池１の製造方法について説明する。

この電池１は次のようにして製造される。先ず、正極１１を作製する。正極１１を作製する際は、正極活物質と、導電材と、結着剤とを例えばボールミル、サンドミル、二軸混練機等の分散装置で均一に分散させた正極合剤塗液を調製する。そして、この正極合剤塗液を正極集電体２１の両主面に未塗布部を設けながら例えばスライドコーティング、エクストルージョン型のダイコーティング、リバースロール、グラビア、ナイフコーター、キスコーター、マイクログラビア、ロッドコーター、ブレードコーター等の塗工装置で厚みが均一になるように塗布し、送風乾燥機、温風乾燥機、赤外線加熱乾燥機等といった乾燥機を用いて乾燥した後に、圧延装置等を用いて圧縮することで正極合剤層２２を形成し、帯状に裁断して未塗布部等に正極リード端子２３を例えば抵抗溶接法、超音波溶接法等で取り付ける。このようにして、帯状の正極１１が作製される。

次に、負極１２を作製する。負極１２を作製する際は、負極活物質と、結着剤とを含有する負極合剤塗液を上述した分散装置等を用いて調製する。そして、この負極合剤塗液を負極集電体３１の両主面に未塗布部を設けながら上述した塗工装置等を用いて厚みが均一になるように塗布し、乾燥した後に、圧縮することで負極合剤層３２を形成し、帯状に裁断して未塗布部等に負極リード端子３３を例えば抵抗溶接法、超音波溶接法等で取り付ける。このようにして、帯状の負極１２が作製される。

次に、正極１１と負極１２とを、帯状のセパレータ１３を介して積層し、多数回巻回することにより電池素子２を作製する。

次に、電池素子２は、上述した方法により形成された外装缶４に収納され、負極リード端子３３が外装缶４の容器内側底面４１ａに例えば抵抗溶接等で溶接される。

具体的には、図２に示すように、電池素子２の巻回中心に設けられた一方の巻回端面から他方の巻回端面に貫通する空間部２ａに、抵抗溶接機の導電性金属からなる細棒状の第１の溶接端子７１を挿入し、外装缶４の容器外側底面４１ｂに空間部２ａに挿入された溶接端子７１よりも太い導電性金属からなる第２の溶接端子７２を当接させる。そして、一対の溶接端子７１，７２の間に負極リード端子３３と外装缶４の缶底部４１とを介在させ、負極リード端子３３が缶底部４１に所定の圧力で当接されるように第２の溶接端子７２に向かって第１の溶接端子７１の先端を負極リード端子３３に押圧させた状態で一対の溶接端子７１の間に１．６ｋＡ〜２．２ｋＡ程度の電流を流す。このようにして一対の溶接端子７１，７２の間に大電流が流されると、負極リード端子３３と外装缶４の容器内側底面４１ａと接触部が電気抵抗による発熱で溶融し、溶接されることになる。

このとき、外装缶４では、内側表面の平均粗度が０．４μｍ以上、１μｍ以下のダル仕上げにされていることから、缶底部４１と負極リード端子３３とを安定した接触状態にできる。したがって、外装缶４では、缶底部４１と負極リード端子３３との接触が安定した状態で抵抗溶接が施されることから、缶底部４１と負極リード端子３３とを適切に溶接でき、負極リード端子３３との接続信頼性を向上できる。

この外装缶４では、外側表面もダル仕上げになっていることから、抵抗溶接による溶接痕を目立たなくでき、外観不良を抑制できる。

この外装缶４では、負極リード端子３３が接続される容器内側底面４１ａの導電金属層４３の厚みが０．２μｍ以上、１．５μｍ以下と容器外側底面４１ｂより薄くされていることから、負極リード端子３３を抵抗溶接するときにスプラッシュ現象が起きることを抑制できる。また、この外装缶４では、負極リード端子３３が接続される容器外側底面４１ｂの導電金属層４３の厚みが２μｍ以上、５μｍ以下と容器内側底面４１ａより厚くされていることから、例えば抵抗溶接したときに当接する第２の溶接端子７２によって容器外側底面４１ｂにすり傷等が付いたとしても、すり傷が付いた部分より下層の容器部材４２が露出してしまうことを防止できる。

これにより、この外装缶４では、負極リード端子３３が直接接続される外装缶４の缶底部４１における容器内側底面４１ａの導電金属層４３の厚みを容器外側底面４１ｂより薄くすることで、負極リード端子３３との接続信頼性を向上でき、且つ従来のような容器外側底面に付いたすり傷より露出した下層の容器部材が錆るといった不具合を防止できる。このように、この外装缶４では、容器内側底面４１ａの厚みを容器外側底面４１ｂと略同じに厚くした場合、スプラッシュ現象が起きて負極リード端子３３との接続信頼性が低下する虞があり、容器外側底面４１ｂの厚みを容器内側底面４１ａと略同じに薄くした場合、容器外側底面４１ｂから錆が生じる虞がある。すなわち、この外装缶４は、負極リード端子３３が直接接続される容器内側底面４１ａの導電金属層４３の厚みを容器外側底面４１ｂより薄くすることで、容器底面４１ａ，４１ｂそれぞれに起きる不具合を防止できるものである。

次に、電池素子２には、図１に示すように、例えば電池内圧が上昇して内部のガスを外部に排出させる状態に陥った際にガスの通り道として機能するセンターピン６が、空間部２ａに挿入される。このとき、電池素子２においては、外装缶４の缶底部４１側の巻回端面に内部短絡を防止するためのインシュレータ７を設置する。

なお、センターピン６は、適切にガスの通り道として機能し、容易に潰れてしまうことがないように例えば金属や樹脂など剛性が高い材料で筒状に形成されている。また、電池素子２においては、空間部２ａに挿入されるセンターピン６が金属等で形成された場合でも、巻回中心、すなわち空間部２ａの内壁でセパレータ１３を露出するような巻回構造になっており、センターピン６と電極１１，１２とが接触して内部短絡を起こすことがないようにされている。ここでは、電池素子２の空間部２ａにセンターピン６を挿入しているが、このことに限定されることはなく、例えばセンターピン６の代わりに温度ヒューズ等の安全性保護素子等を空間部２ａに挿入したり、空間部２ａに何も挿入しなかったりしてもよい。

次に、電池素子２の外装缶４の開口部側の巻回端面に、電池素子２から導出される正極リード端子２３を挿通させた状態のインシュレータ７を設置する。そして、電池素子２が収納された外装缶４には、開口部付近に内径全周に亘って内側に括れたビード部４４が設けられる。

次に、電池素子２が収納され、且つビード部４４が設けられた外装缶４には、非水電解液３が注液される。

次に、注液が終了した電池素子２から導出される正極リード端子２３を、周囲にアスファルト等のシール剤が塗布されたガスケット５４に収納された封口蓋体５の接続板６２に例えば超音波溶接、抵抗溶接等で溶接させる。

次に、外装缶４の開口部は、封口蓋体５がガスケット５４を介して圧入されることで閉蓋される。そして、外装缶４は、ビード部４４より上方の縁部付近を内側に曲げる加工、いわゆるかしめ加工することにより開口部で封口蓋体５が固定されて電池素子２が密閉封入される。このとき、外装缶４は、かしめ加工が施された際に、開口部の縁部全周でガスケット５４がはみ出るようにされており、負極外部端子となる縁部と正極外部端子となる封口蓋体５とが接触しないようにされている。このようにして、電池１が製造される。

このようにして製造される電池１は、外装缶４における内側及び外側の導電金属層４３表面の平均粗度が０．４μｍ以上、１μｍ以下の範囲、すなわち外装缶４の表面がダル仕上げにされている。これにより、電池１では、外装缶４の容器内側底面４１ａに負極リード端子３３を溶接するときに、外装缶４の缶底部４１と負極リード端子３３とを点接触で安定した接触状態、すなわち外装缶４の缶底部４１と負極リード端子３３との接触が安定した状態で抵抗溶接できることから、外装缶４の缶底部４１と負極リード端子３３とが適切に溶接され、外装缶４と負極リード端子３３との接続信頼性を向上できる。

この電池１では、外装缶４の外側表面も内側表面と同様にダル仕上げ、いわゆるつや消し仕上げになっていることから、電池製造時に外装缶４の外側表面に生じる虞のあるすり傷や、溶接痕等を目立たなくでき、外観不良を抑制できる。

この電池１では、負極リード端子３３が接続される外装缶４の容器内側底面４１ａの導電金属層４３の厚みを０．２μｍ以上、１．５μｍ以下と容器外側底面４１ｂより薄くしおり、負極リード端子３３が底面内側缶底部４１ａに抵抗溶接するときにスプラッシュ現象が容器内側で起きることが抑制され、外装缶４と負極リード端子３３との接続信頼性を向上できる。また、この電池１では、負極リード端子３３が接続される外装缶４の容器外側底面４１ｂの導電金属層４３の厚みを２μｍ以上、５μｍ以下と容器内側底面４１ａより厚くしており、負極リード端子３３を外装缶４の缶底部４１に抵抗溶接したときに当接する第２の溶接端子７２によって外装缶４の容器外側底面４１ｂにすり傷等が付いたとしても、すり傷が付いた部分より下層の容器部材４２が露出してしまうことを防止できる。このように、この電池１では、負極リード端子３３が直接接続される外装缶４の缶底部４１における容器内側底面４１ａの導電金属層４３の厚みを容器外側底面４１ｂより薄くすることで、外装缶４と負極リード端子３３との接続信頼性を向上でき、且つ従来のような容器外側底面に付いたすり傷より露出した下層の容器部材が錆るといった不具合を防止できる。

以下、本発明を適用した電池用外装缶を実際に製造した実施例について説明する。また、これら実施例と比較するために製造した比較例について説明する。

〈実施例１〉
実施例１では、外装缶を製造する際に、先ず、鉄鋼板の両主面にニッケルめっきが施されたニッケルめっき鋼板に、一対の圧延ロールを供える圧延装置にて圧延処理を施し、このニッケルめっき鋼板の両主面に一対のロールの表面の平均粗度を転写させ、ニッケルめっき鋼板表面の中心線平均粗度（Ｒａ）を０．６μｍのダル仕上げにした。このとき、ニッケルめっき鋼板には、鉄鋼板の厚みが０．１ｍｍ程度、一方主面のニッケルめっき厚みが１μｍ、他方主面のニッケルめっき厚みが３μｍのものを用いた。

次に、以上のように両主面がダル仕上げにされたニッケルめっき鋼板には、例えばプレス装置等によって一方主面から他方主面に向かって膨出させるような絞り加工を施し、底面が略円状である直径が１８ｍｍの有底筒状容器を形成した。このとき、ニッケルめっき鋼板には、外装缶の底部の鉄鋼板及びニッケルめっきの厚みが変化しないような絞り加工を施した。このようして、鉄鋼板が容器部材となり、両主面のニッケルめっきが導電金属層となり、容器内側底面の導電金属層の厚みが１μｍ、容器外側底面の導電金属層の厚みが３μｍの外装缶を製造した。

〈比較例１〉
比較例１では、両主面のニッケルめっきの厚みが３μｍのニッケルめっき鋼板を用いたこと以外は、実施例１と同様にして有底筒状容器を形成し、容器内側底面及び容器外側底面の導電金属層の厚みが３μｍの外装缶を製造した。

次に、実施例１及び比較例１の容器内側底面に、正極活物質をＬｉＣｏＯ_２粉末とする帯状正極と、負極活物質を黒鉛粉末とする帯状負極とを、ポリプロピレン製微多孔フィルムからんるセパレータを介して積層し、巻回した電池素子から導出する厚みが０．１ｍｍ、幅４ｍｍのニッケルからなるリード端子を、抵抗溶接機で抵抗溶接した。抵抗溶接する際は、容器内側底面でリード端子に当接される第１の溶接端子には先端の直径が２ｍｍの銅からなる円柱状金属棒を用い、容器外側底面に当接され受電側となる第２の溶接端子には直径が１０ｍｍの銅からなる円柱状電極棒を用い、第１の溶接端子を第２の溶接端子に向かって０．５ＭＰａの加圧力で押圧しながら溶接実行電流を第１の溶接端子からリード端子及び外装缶底部を介して第２の溶接端子に流した。また、抵抗溶接は、溶接実行電流を１．６５ｋＡ、１．９ｋＡ、２．２ｋＡにしたときについてそれぞれ行った。

このようにして、容器内側底面にリード端子を抵抗溶接した実施例１及び比較例１について、溶接強度を測定する評価を行った。そして、以下に、これらの実施例１及び比較例１における、溶接強度の評価結果を表１に示す。

なお、表１において、溶接強度は、リード端子を容器内側底面に対して略垂直に引っ張ていき、リード端子が容器内側底面より外れるか若しくはリード端子が破断したときの引っ張り強度、いわゆる張力である。

表１に示す評価結果より、溶接箇所における容器内側底面の導電金属層を容器外側底面の導電金属層より薄くした実施例１では、溶接箇所における容器内側底面及び容器外側底面の導電金属層の厚みを略同じにした比較例１に比べ、実行電流値毎での溶接強度が大きくなっていることがわかる。

比較例１では、溶接箇所となる容器内側底面の導電金属層の厚みが３μｍと厚いことから、抵抗溶接時に導電性金属層に流れる電流の抵抗が小さくなって、抵抗溶接時にリード端子と容器内側底面との間に生じる電気抵抗による発熱が小さくなることから溶接にリード端子と外装缶とが溶融し合ってできる溶接塊、いわゆる溶接ナゲットが小さくなり、溶接強度が小さくなる。

これに対し、実施例１では、溶接箇所となる容器内側底面の導電金属層の厚みが１μｍと薄いことから、抵抗溶接時に導電性金属層に流れる電流の抵抗が大きくなって、抵抗溶接時にリード端子と容器内側底面との間に生じる電気抵抗による発熱が大きくなることから溶接ナゲットが大きくでき、溶接強度を大きくできる。

以上のことから、外装缶を製造するに際して、溶接箇所における容器内側底面の導電金属層を容器外側底面の導電金属層より薄くすることは、リード端子の溶接強度を大きくできる優れた外装缶を製造する上で大変重要であることがわかる。

次に、溶接箇所における容器内側底面の導電金属層の厚み、すなわちニッケルめっきの厚みを変化させた外装缶を製造した実施例２〜実施例４、比較例２及び比較例３について説明する。

〈実施例２〉
実施例２では、一方主面のニッケルめっきの厚みが０．２μｍのニッケルめっき鋼板を用いたこと以外は、実施例１と同様にして有底筒状容器を形成し、容器内側底面の導電金属層の厚みが０．２μｍ、容器外側底面の導電金属層の厚みが３μｍの外装缶を製造した。

〈実施例３〉
実施例３では、一方主面のニッケルめっきの厚みが０．７５μｍのニッケルめっき鋼板を用いたこと以外は、実施例１と同様にして有底筒状容器を形成し、容器内側底面の導電金属層の厚みが０．７５μｍ、容器外側底面の導電金属層の厚みが３μｍの外装缶を製造した。

〈実施例４〉
実施例４では、一方主面のニッケルめっきの厚みが１．５μｍのニッケルめっき鋼板を用いたこと以外は、実施例１と同様にして有底筒状容器を形成し、容器内側底面の導電金属層の厚みが１．５μｍ、容器外側底面の導電金属層の厚みが３μｍの外装缶を製造した。

〈比較例２〉
比較例２では、一方主面のニッケルめっきの厚みが０．１μｍのニッケルめっき鋼板を用いたこと以外は、実施例１と同様にして有底筒状容器を形成し、容器内側底面の導電金属層の厚みが０．１μｍ、容器外側底面の導電金属層の厚みが３μｍの外装缶を製造した。

〈比較例３〉
比較例３では、一方主面のニッケルめっきの厚みが１．６μｍのニッケルめっき鋼板を用いたこと以外は、実施例１と同様にして有底筒状容器を形成し、容器内側底面の導電金属層の厚みが１．６μｍ、容器外側底面の導電金属層の厚みが３μｍの外装缶を製造した。

次に、これらの実施例及び比較例について、上述した実施例１と同様の方法でニッケルからなるリード端子を容器内側底面に溶接実行電流を１．９ｋＡで溶接し、容器内側底面にニッケルめっきのない部分、いわゆるピンホールの有無、スプラッシュ現象の有無の評価を行った。そして、以下に、これらの実施例及び比較例における、ピンホールの有無、スプラッシュ現象の有無の評価結果を表２に示す。

なお、表２において、ピンホールの有無は以下のように評価した。各実施例及び各比較例についてリード端子を溶接した後に、ＬｉＰＦ_６をエチレンカーボネートとメチルエチルカーボネートとを等重量比で混合した溶媒に溶解した非水電解液を注液し、封口蓋体で密封したリチウムイオン二次電池（以下、電池と記す。）を作成し、この電池を電流値５００ｍＡ、終了電流値５ｍＡ、電圧値４．２５Ｖとする定電流定電圧充電と、電流値１００ｍＡ、電圧値３．０Ｖまでとする定電流放電といった充放電条件で充電を行い、充放電後に１００時間常温で静置した後に、電池を分解し、外装缶の内周面に錆、腐食が生じているかどうかを目視により確認した。そして、外装缶の内周面に錆、腐食が生じたものを容器内側の導電金属層、すなわちニッケルめっきにピンホール有りが発生しているとした。また、表２において、スプラッシュ現象の有無は、目視でリード端子と容器内側底面との溶接箇所を確認した。

表２に示す評価結果より、リード端子が抵抗溶接される容器内側底面の導電金属層の厚みを０．２μｍ〜１．５μｍとする実施例２〜実施例４では、容器内側底面の導電金属層の厚みを０．１μｍとする比較例２と異なり、容器内側のニッケルめっきにピンホールが生じていないことがわかる。また、実施例２〜実施例４では、容器内側底面の導電金属層の厚みを１．６μｍとする比較例３と異なり、スプラッシュ現象が生じていないことがわかる。

このことから、外装缶を製造するに際して、リード端子が抵抗溶接される容器内側底面の導電金属層の厚みを０．２μｍ〜１．５μｍにすることは、容器内側のニッケルめっきにピンホールがなく、リード溶接部にスプラッシュ現象のない優れた外装缶を製造する上で大変重要であることがわかる。

次に、溶接箇所における容器外側底面の導電金属層の厚み、すなわちニッケルめっきの厚みを変化させた外装缶を製造した実施例５〜実施例７、比較例４について説明する。

〈実施例５〉
実施例５では、他方主面のニッケルめっきの厚みが２μｍのニッケルめっき鋼板を用いたこと以外は、実施例１と同様にして有底筒状容器を形成し、容器内側底面の導電金属層の厚みが１μｍ、容器外側底面の導電金属層の厚みが２μｍの外装缶を製造した。

〈実施例６〉
実施例６では、他方主面のニッケルめっきの厚みが３．５μｍのニッケルめっき鋼板を用いたこと以外は、実施例１と同様にして有底筒状容器を形成し、容器内側底面の導電金属層の厚みが１μｍ、容器外側底面の導電金属層の厚みが３．５μｍの外装缶を製造した。

〈実施例７〉
実施例７では、他方主面のニッケルめっきの厚みが５μｍのニッケルめっき鋼板を用いたこと以外は、実施例１と同様にして有底筒状容器を形成し、容器内側底面の導電金属層の厚みが１μｍ、容器外側底面の導電金属層の厚みが５μｍの外装缶を製造した。

〈比較例４〉
比較例４では、他方主面のニッケルめっきの厚みが１．５μｍのニッケルめっき鋼板を用いたこと以外は、実施例１と同様にして有底筒状容器を形成し、容器内側底面の導電金属層の厚みが１μｍ、容器外側底面の導電金属層の厚みが１．５μｍの外装缶を製造した。

次に、これらの実施例及び比較例４について、上述した実施例１と同様の方法でニッケルからなるリード端子を容器内側底面に溶接実行電流を１．９ｋＡで溶接し、溶接部の錆の有無の評価を行った。そして、以下に、これらの実施例及び比較例における、溶接部の錆の有無の評価結果を表３に示す。

なお、表３において、溶接部の錆の有無は以下のように評価した。各実施例及び各比較例についてリード端子を溶接した後に、湿度が９５％以上、温度が６０℃の雰囲気にされた高温層中に１００時間静置した後に、容器外側底面の抵抗溶接部と対向する位置に錆が生じているかどうかを目視により確認した。そして、外装缶の容器外側底面に錆が生じたものを溶接部の錆有りとした。

表３に示す評価結果より、容器外側底面の導電金属層の厚みを２μｍ〜５μｍとする実施例５〜実施例７では、容器外側底面の導電金属層の厚みを１．５μｍとする比較例４と異なり、容器外側底面の溶接部と対向する位置に錆が生じていないことがわかる。

このことから、外装缶を製造するに際して、容器外側底面の導電金属層の厚みを２μｍ〜５μｍにすることは、容器外側底面の溶接部と対向する位置に錆が生じることのない優れた外装缶を製造する上で大変重要であることがわかる。

次に、ニッケルめっき鋼板の両主面の平均粗度、すなわち容器内面表面及び容器外面表面における中心線平均粗度（Ｒａ）を変化させた外装缶を製造した実施例８〜実施例１０、比較例５及び比較例６について説明する。

〈実施例８〉
実施例８では、両主面の中心線平均粗度（Ｒａ）が０．４μｍのニッケルめっき鋼板を用いたこと以外は、実施例１と同様にして有底筒状容器を形成し、容器内側表面及び容器外側表面の中心線平均粗度（Ｒａ）が０．４μｍの外装缶を製造した。

〈実施例９〉
実施例９では、両主面の中心線平均粗度（Ｒａ）が０．７μｍのニッケルめっき鋼板を用いたこと以外は、実施例１と同様にして有底筒状容器を形成し、容器内側表面及び容器外側表面の中心線平均粗度（Ｒａ）が０．７μｍの外装缶を製造した。

〈実施例１０〉
実施例１０では、両主面の中心線平均粗度（Ｒａ）が１μｍのニッケルめっき鋼板を用いたこと以外は、実施例１と同様にして有底筒状容器を形成し、容器内側表面及び容器外側表面の中心線平均粗度（Ｒａ）が１μｍの外装缶を製造した。

〈比較例５〉
比較例５では、両主面の中心線平均粗度（Ｒａ）が０．２μｍのニッケルめっき鋼板を用いたこと以外は、実施例１と同様にして有底筒状容器を形成し、容器内側表面及び容器外側表面の中心線平均粗度（Ｒａ）が０．２μｍの外装缶を製造した。

〈比較例６〉
比較例６では、両主面の中心線平均粗度（Ｒａ）が１．２μｍのニッケルめっき鋼板を用いたこと以外は、実施例１と同様にして有底筒状容器を形成し、容器内側表面及び容器外側表面の中心線平均粗度（Ｒａ）が１．２μｍの外装缶を製造した。

次に、これらの実施例及び比較例について、上述した実施例１と同様の方法でニッケルからなるリード端子を容器内側底面に溶接実行電流を１．９ｋＡで溶接し、溶接強度の測定、外観観察の評価を行った。そして、以下に、これらの実施例及び比較例における、溶溶接強度、外観観察の評価結果を表４に示す。

なお、表４において、溶接強度は、上述した実施例１と同様の方法で評価した。また、外観観察は、目視と手で触ったときの感触で判断し、見た目に表面が粗くて見栄えが悪く、手で触ったときの感触でざらつきが大きいものを外観不良とした。

表４に示す評価結果より、容器内側表面及び容器外側表面の中心線平均粗度（Ｒａ）を０．４μｍ〜１μｍとする実施例８〜実施例１０では、容器内側表面及び容器外側表面の中心線平均粗度（Ｒａ）を０．２μｍとする比較例５より、溶接強度が大きくなっていることがわかる。また、実施例８〜実施例１０では、容器内側表面及び容器外側表面の中心線平均粗度（Ｒａ）を１．２μｍとする比較例６と異なり、外観観察で外観に不良がないことがわかる。

比較例５では、容器内側表面及び容器外側表面の中心線平均粗度（Ｒａ）が０．２μｍであり、外装缶の表面がなめらかすぎることから、外装缶の容器内側底面にリード端子を点接触で接触させることが困難となって容器内側底面とリード端子との接触状態が不安定になり溶接強度が低下する。

また、比較例６では、容器内側表面及び容器外側表面の中心線平均粗度（Ｒａ）が１．２μｍであり、外装缶の表面が粗すぎることから、見栄えが悪くなり、且つ外装缶の表面がヤスリのような状態になっていることから周囲にすり傷等を発生させる虞がある。

これらに対し、実施例８〜実施例１０では、容器内側表面及び容器外側表面の中心線平均粗度（Ｒａ）を０．４μｍ〜１μｍであることから、外装缶表面のざらつきも押さえられて見栄えもよくなる。また、実施例８〜実施例１０では、外装缶の容器内側底面にリード端子を点接触でき、容器内側底面とリード端子との接触が安定な状態で抵抗溶接できることから、溶接強度を大きくできる。

以上のことから、外装缶を製造するに際して、容器内側表面及び容器外側表面の中心線平均粗度（Ｒａ）を０．４μｍ〜１μｍにすることは、外観の見栄えがよく、リード端子と容器内側底面との溶接強度が大きくされた優れた外装缶を製造する上で大変重要であることがわかる。

本発明が適用された電池（リチウムイオン二次電池）の内部構成を示す斜視図である。同電池の負極リード端子を外装缶の缶底部に抵抗溶接する状態を示す断面図である。

符号の説明

１リチウムイオン二次電池、２電池素子、３非水電解液、４外装缶、５封口蓋体、１１正極、１２負極、１３セパレータ、２１正極集電体、２２正極合剤層、２３正極リード端子、３１負極集電体、３２負極合剤層、３３負極リード端子、４１缶底部、４１ａ容器内側底面、４１ｂ容器外側底面、４２容器部材、４３導電金属層、７１第１の溶接端子、７２第２の溶接端子

Claims

正極と負極とがセパレータを介して積層され、長手方向に巻回され、巻回軸方向の一端面より正極リード端子が突出し、他端面より負極リード端子が突出した電池素子と、
有底筒状をなして上記電池素子を収納する容器部材と、上記容器部材の内面上及び外面上に設けられた導電金属層とを有し、上記電池素子の負極リード端子が内側底面に抵抗溶接により接続され、上記電池素子の他に、電解質塩と有機溶媒とを有する非水電解液を収納する外装缶と、
上記電池素子の正極リード端子が溶接により接続される上記外装缶の開口部を閉塞する封口蓋体とを備え、
上記外装缶は、上記容器部材の上記リード端子が接続される位置の上記導電金属層の厚みが、上記容器部材の内側より外側が厚くされ、且つ上記導電金属層表面の中心線平均粗度（Ｒａ）が、上記容器部の内側と外側とで同じにされ、
上記外装缶は、上記導電金属層表面の中心線平均粗度（Ｒａ）が０．４μｍ以上、１μｍ以下の範囲でダル仕上げされており、上記容器部材の上記負極リード端子が接続される位置の上記導電金属層の厚みが、上記容器部材の内側で０．２μｍ以上、１．５μｍ以下の範囲にあり、上記容器部材の外側で２μｍ以上、５μｍ以下の範囲にある電池。
該電池は、リチウムイオン二次電池である請求項１記載の電池。