JP5937483B2

JP5937483B2 - 電池及び電池の製造方法

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Publication number: JP5937483B2
Application number: JP2012224142A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　哲; 哲鈴木; 薫梶田
Original assignee: Toyota Motor Corp; Primearth EV Energy Co Ltd
Current assignee: Toyota Motor Corp; Primearth EV Energy Co Ltd
Priority date: 2012-10-09
Filing date: 2012-10-09
Publication date: 2016-06-22
Anticipated expiration: 2032-10-09
Also published as: JP2014078331A

Description

本発明は、直方体状の金属製の電池ケース内に電極体を収容してなる電池、及び、このような電池の製造方法に関する。

近年、ハイブリッド自動車、電気自動車などの車両や、ノート型パソコン、ビデオカムコーダなどのポータブル電子機器の駆動用電源に、充放電可能な電池が利用されている。
このような電池に関して、例えば、特許文献１には、電池缶（本体部材）と、この電池缶の開口部の内側全周に形成した段差部（長辺内側突出部，短辺内側突出部）に支持された蓋体（蓋部材）とをレーザ溶接で溶接して、開口部を封口した密閉型電池が開示されている。

特開２００１−１３５２８２号公報

特許文献１の電池では、レーザ光（エネルギビーム）を用いて電池缶（本体部材）と蓋体（蓋部材）とを溶接する際、本体部材の開口部に形成した段差部（長辺内側突出部，短辺内側突出部）によって、本体部材（開口部）と蓋体との間隙からエネルギビームが本体部材内に進入するのを防ぎ、エネルギビームによる電極体の損傷を防ぐことができる。
しかしながら、本体部材において、この本体部材の深さ方向について、開口部の内側全周にわたり段差部（長辺内側突出部，短辺内側突出部）を同じ位置に形成し難い。このため、本体部材では、長辺内側突出部及び短辺内側突出部の底部からの高さにばらつきが生じ易く、蓋部材を本体部材の開口部に挿入した際、蓋部材が開口部内で傾いて配置されてしまう虞があり、好ましくない。
また、矩形板状の蓋部材は、長手方向に反りが生じ易い。例えば、長手方向の中央部が本体部材の深さ方向に凸状に反った形態の蓋部材を開口部に挿入した場合、蓋部材のうち長手方向中央に位置する部位が長辺内側突出部に支持される一方、長手方向両端に位置する部位（一対の蓋短辺部）が短辺内側突出部から浮いてしまう。そこで、蓋部材全体を開口部に挿入すべく、一対の蓋短辺部を本体部材の深さ方向に押圧すると、蓋部材がねじれるように変形して、蓋部材のうち一方の長辺が長辺内側突出部よりも深さ方向に落ち込んむ場合があるなど、蓋部材を開口部内に適切に配置できない場合がある。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであって、エネルギビームの本体部材内への進入による不具合を防ぎ、蓋部材を開口部に適切に配置した電池を提供する。また、このような電池の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、直方体状の金属製の電池ケース内に電極体を収容してなる電池であって、上記電池ケースは、一対の開口長辺部及び一対の開口短辺部を含む矩形状の開口部を有する、有底角筒状の本体部材と、上記開口部内に挿入されて上記開口部を封口してなり、上記一対の開口長辺部にそれぞれ対向する一対の蓋長辺部、及び、上記一対の開口短辺部にそれぞれ対向する一対の蓋短辺部を有する、矩形板状の蓋部材と、を有し、上記開口長辺部と上記蓋長辺部とは、及び上記開口短辺部と蓋短辺部とは溶接されてなり、上記本体部材の上記開口部のうち、上記一対の開口短辺部は、上記開口短辺部全体にわたり、内側に向けて突出し、上記蓋部材の上記蓋短辺部をそれぞれ支持する短辺内側突出部を有し、上記一対の開口長辺部は、上記開口長辺部全体にわたり、内側に向けて突出すると共に、上記短辺内側突出部よりも上記本体部材の深さ方向に低位とされ、上記蓋部材の上記蓋長辺部と離間してなる長辺内側突出部を有し、前記短辺内側突出部は、前記開口短辺部全体にわたり、前記深さ方向に直交し、前記蓋部材を支持する支持面を有し、前記長辺内側突出部は、前記開口長辺部全体にわたり、内側ほど上記深さ方向に低位となる傾斜面を有する電池である。

上述の電池では、一対の開口短辺部においてその全体にわたり短辺内側突出部を有するほか、一対の開口長辺部においてその全体にわたり長辺内側突出部を有する。このため、エネルギビームを用いて溶接する際に、いずれの部位でも、開口部と蓋部材との間隙からエネルギビームが本体部材内に進入するのを防止しているので、エネルギビームの進入に伴う電池内部の損傷のない良好な電池となる。
しかも、短辺内側突出部は長辺内側突出部より本体部材の深さ方向に高位に配置され、蓋部材の蓋短辺部をそれぞれ支持するのに対し、長辺内側突出部は短辺内側突出部よりも本体部材の深さ方向に低位とされ、蓋部材の蓋長辺部と離間してなる。このため、本体部材の開口部において、短辺内側突出部及び長辺内側突出部のうち、短い長さの短辺内側突出部のみを本体部材の深さ方向に精度良く形成することで、蓋部材を開口部に適切に配置した電池となる。また、例えば、長手方向の中央部が本体部材の深さ方向に凸状となる形態に反った蓋部材を用いた場合でも、この蓋部材の蓋長辺部が長辺内側突出部に接触しにくく、蓋部材を適切に配置した電池とすることができる。
かくして、エネルギビームの本体部材内への進入による不具合を防ぎ、しかも、蓋部材を開口部に適切に配置した電池とすることができる。

加えて上述の電池では、短辺内側突出部が開口短辺部全体にわたり、深さ方向に直交する支持面を有する。このため、長手方向の寸法が許容寸法範囲のうちでも短い形態の蓋部材を用いた場合にも、蓋部材の蓋短辺部を本体部材の底部から同じ高さに支持することができる。
その一方、長辺内側突出部が開口長辺部全体にわたり、本体部材の内側ほど深さ方向に低位となる傾斜面を有する。この傾斜面は、深さ方向に直交する短辺内側突出部の支持面よりも加工し易く、本体部材に長辺内側突出部を容易に設けることができる。

さらに、本発明の他の一態様は、直方体状の金属製の電池ケース内に電極体を収容してなり、上記電池ケースは、一対の開口長辺部及び一対の開口短辺部を含む矩形状の開口部を有する、有底角筒状の本体部材と、上記開口部内に挿入されて上記開口部を封口してなり、上記一対の開口長辺部にそれぞれ対向する一対の蓋長辺部、及び、上記一対の開口短辺部にそれぞれ対向する一対の蓋短辺部を有する、矩形板状の蓋部材と、を有し、上記開口長辺部と上記蓋長辺部とは、及び上記開口短辺部と蓋短辺部とは溶接されてなり、上記本体部材の上記開口部のうち、上記一対の開口短辺部は、上記開口短辺部全体にわたり、内側に向けて突出し、上記蓋部材の上記蓋短辺部をそれぞれ支持する短辺内側突出部を有し、上記一対の開口長辺部は、上記開口長辺部全体にわたり、内側に向けて突出すると共に、上記短辺内側突出部よりも上記本体部材の深さ方向に低位とされ、上記蓋部材の上記蓋長辺部と離間してなる長辺内側突出部を有し、前記短辺内側突出部は、前記開口短辺部全体にわたり、前記深さ方向に直交し、前記蓋部材を支持する支持面を有し、前記長辺内側突出部は、前記開口長辺部全体にわたり、内側ほど上記深さ方向に低位となる傾斜面を有する電池の製造方法であって、上記本体部材の上記開口部内に上記蓋部材を挿入し、上記蓋部材の上記蓋短辺部を上記本体部材の上記開口短辺部の上記短辺内側突出部に支持させる挿入支持工程と、エネルギビームを用いて、上記一対の開口長辺部と上記一対の蓋長辺部、及び、上記一対の開口短辺部と上記一対の蓋短辺部とをそれぞれ溶接する溶接工程と、を備える電池の製造方法である。

上述の電池の製造方法では、一対の開口短辺部においてその全体にわたり短辺内側突出部を有するほか、一対の開口長辺部においてその全体にわたり長辺内側突出部を有する。このため、溶接工程では、いずれの部位でも、エネルギビームを用いて溶接する際、開口部と蓋部材との間隙からエネルギビームが本体部材内に進入するのを確実に防ぐことができる。
しかも、短辺内側突出部は長辺内側突出部より本体部材の深さ方向に高位に配置され、蓋部材の蓋短辺部をそれぞれ支持するのに対し、長辺内側突出部は短辺内側突出部よりも本体部材の深さ方向に低位とされ、蓋部材の蓋長辺部と離間してなる。このため、本体部材の開口部において、短辺内側突出部及び長辺内側突出部のうち、短い長さの短辺内側突出部のみを本体部材の深さ方向に精度良く形成することで足りるので、形成容易である。また、挿入支持工程では、例えば、長手方向の中央部が本体部材の深さ方向に凸状となる形態に反った蓋部材を用いた場合でも、この蓋部材の蓋長辺部を長辺内側突出部に接触させることなく、蓋部材を適切に配置することができる。
かくして、エネルギビームの本体部材内への進入を防ぎつつ、蓋部材を開口部に適切に配置した電池を製造できる。

加えて上述の電池の製造方法では、短辺内側突出部が開口短辺部全体にわたり、深さ方向に直交する支持面を有する。このため、挿入支持工程において、例えば、長手方向に反っているために、長手方向の寸法がわずかに短い形態の蓋部材を用いた場合でも、蓋部材の蓋短辺部を本体部材の底部から同じ高さに支持することができる。
また、長辺内側突出部が開口長辺部全体にわたり、本体部材の内側ほど深さ方向に低位となる傾斜面を有する。この傾斜面は、深さ方向に直交する短辺内側突出部の支持面よりも加工し易く、本体部材に長辺内側突出部を容易に設けることができる。

さらに、上述の電池の製造方法であって、前記長辺内側突出部の突出寸法は、前記短辺内側突出部の突出寸法よりも小さくされてなり、前記溶接工程は、前記本体部材の外部から、押圧部材で前記一対の開口長辺部を内側に向けて押圧し、上記一対の開口長辺部と前記一対の蓋長辺部とをそれぞれ当接させて、上記一対の開口長辺部と上記一対の蓋長辺部とを溶接する電池の製造方法とすると良い。

上述の電池の製造方法では、長辺内側突出部の突出寸法が、短辺内側突出部の突出寸法よりも小さくされている。このため、開口部の長辺をなす開口長辺部に、長辺内側突出部を容易に形成することができる。
一方、溶接工程では、本体部材の外部から、一対の開口長辺部を内側に向けて押圧し、一対の開口長辺部と一対の蓋長辺部とをそれぞれ当接させる。このため、開口長辺部と蓋長辺部との間に間隙が生じたとしてもその大きさをごく小さくできるため、短辺内側突出部よりも小さな突出寸法の長辺内側突出部でも、エネルギビームの本体部材内への進入を確実に防ぐことができる。

さらに、上述の電池の製造方法であって、前記一対の開口長辺部は、上記開口長辺部全体にわたり、外側に向けて突出し、かつ、前記深さ方向に前記開口部の開口端面から前記長辺内側突出部よりも低位の位置まで延びる長辺外側突出部を有し、前記溶接工程は、前記押圧部材で、上記長辺外側突出部のうち、上記開口端面から上記深さ方向に離間した部位を押圧する電池の製造方法とすると良い。

溶接工程において、押圧部材で開口長辺部を内側に向けて押圧し、開口長辺部と蓋長辺部とを当接させた状態で、開口長辺部の開口端面及び蓋長辺部にエネルギビームを照射する。このとき、開口長辺部のうち開口端面付近にまで押圧部材を配置すると、エネルギビームの熱が開口長辺部を通じて押圧部材に伝わって（逃げて）しまい、適切に溶接できない場合がある。

これに対し、上述の電池の製造方法では、開口長辺部に長辺外側突出部を有する本体部材を用い、溶接工程において、押圧部材で、長辺外側突出部のうち、開口端面から深さ方向に離間した部位を押圧する。このため、溶接の際、エネルギビームの熱が押圧部材に伝わり難い。従って、開口長辺部と蓋長辺部とを適切に溶接することができる。
しかも、長辺外側突出部は、開口長辺部全体にわたり、長辺内側突出部よりも低位の位置まで延びているので、この長辺外側突出部のうち開口端面から深さ方向に離間した部位を押圧部材で内側に向けて押圧しても、開口端面付近で開口長辺部と蓋長辺部との間に隙間を生じることなく、開口長辺部全体にわたって、これと蓋長辺部とを確実に当接させて溶接を行うことができる。

なお、押圧部材が蓋長辺部の端面と対向するように、押圧部材を配置して押圧すると良い。開口長辺部の内側面と蓋長辺部の端面とをより確実に当接させることができる。

実施形態にかかる電池の斜視図である。実施形態にかかる電池の縦断面図である。実施形態にかかり、蓋部材、正極端子及び負極端子等の分解斜視図である。実施形態にかかり、図２におけるＢ部の部分拡大断面図である。実施形態にかかり、図１におけるＣ−Ｃ断面図である。実施形態にかかり、開口部の開口Ｒ部の近傍の部分拡大上面図である。実施形態にかかり、蓋部材を開口部に挿入した状態での、開口短辺部及び蓋短辺部の近傍の部分拡大断面図である。実施形態にかかり、蓋部材を開口部に挿入した状態での、開口長辺部及び蓋長辺部の近傍の部分拡大断面図である。実施形態にかかり、溶接に先立ち、一対の開口長辺部同士間を圧縮した状態での、開口長辺部及び蓋長辺部の近傍の部分拡大断面図である。

（実施形態）
次に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
まず、本実施形態にかかる電池１００は、捲回型の電極体１２０、及び、この電極体１２０を内部に収容する直方体状の金属製の電池ケース１１０を備えるリチウムイオン二次電池である（図１参照）。この電池１００は、これら電極体１２０，電池ケース１１０のほか、正極端子１５０と負極端子１６０とを備える（図１参照）。

このうち、正極端子１５０及び負極端子１６０は、電池ケース１１０内で電極体１２０に接続する一方、電池ケース１１０の蓋部材１１３（後述）を貫通して電池ケース１１０の外部に延出する第１端子部材１５１，１６１と、蓋部材１１３上に配置されて第１端子部材１５１，１６１にかしめ固定されたクランク状の第２端子部材１５２，１６２とからなる（図２，３参照）。また、正極端子１５０及び負極端子１６０は、これらにバスバや圧着端子など電池１００外の接続端子を締結するための金属製の締結部材１５５，１６５と共に、蓋部材１１３の内側（電池ケース１１０の内側）に配置された樹脂製の第１絶縁部材１５７，１６７、及び、蓋部材１１３の外側（電池ケース１１０の外側）に配置された樹脂製の第２絶縁部材１５８，１６８を介して、蓋部材１１３に固定されている（図２，３参照）。

また、電極体１２０は、いずれも帯状の正極板１２１及び負極板１３１が、帯状のセパレータ１４１を介して、捲回軸ＡＸの周りを扁平形状に捲回された形態である。このうち、正極板１２１は、アルミニウム製の正極箔（図示しない）と、この正極箔の両主面上にそれぞれ形成された２つの正極活物質層（図示しない）とを有している。また、負極板１３１は、銅製の負極箔（図示しない）と、この負極箔の両主面上にそれぞれ形成された２つの負極活物質層（図示しない）とを有している。
なお、この電極体１２０は、正極板１２１の一部が、セパレータ１４１から捲回軸ＡＸに沿う軸線方向ＤＸの一方側（図２中、左側）に渦巻状をなして延出しており、前述の正極端子１５０の第１端子部材１５１と接続している。また、負極板１３１の一部が、セパレータ１４１から軸線方向の他方側（図２中、右側）に渦巻状をなして延出しており、前述の負極端子１６０の第１端子部材１６１と接続している。

また、電池ケース１１０は、アルミニウム製で矩形状の開口部１１１ｈを有する有底角筒状の本体部材１１１と、同じくアルミニウム製で本体部材１１１の開口部１１１ｈ内に挿入されて開口部１１１ｈを封口する矩形板状の蓋部材１１３とから構成されている。
このうち本体部材１１１の矩形状の開口部１１１ｈは、一対の開口長辺部１１１ａ，１１１ａと、一対の開口短辺部１１１ｂ，１１１ｂと、開口長辺部１１１ａと開口短辺部１１１ｂとの間の四隅にそれぞれ位置する１／４円形状の開口Ｒ部１１１ｃとを有する（図６参照）。

各開口短辺部１１１ｂ，１１１ｂは、図４に示すように、開口短辺部１１１ｂ全体にわたり、本体部材１１１の内側ＤＪ（図４中、左方から右方）に向けて突出する短辺内側突出部１１１ｅを有する（突出寸法Ｔｅ）。
この短辺内側突出部１１１ｅは、蓋部材１１３の蓋短辺部１１３ｂを下方から支持する支持面１１１ｎを有すると共に（図４参照）、短辺内側突出部１１１ｅが本体部材１１１の底部１１１ｇまで延長した形態を有する。なお、支持面１１１ｎは、本体部材１１１の深さ方向ＤＤに直交する平面とされている（図４参照）。
加えて、開口短辺部１１１ｂは、この開口短辺部１１１ｂ全体にわたり、本体部材１１１の外側ＤＫ（図４中、右方から左方）に向けて突出する短辺外側突出部１１１ｙを有する（図４参照）。

また、各開口Ｒ部１１１ｃ，１１１ｃには、その全体にわたり、本体部材１１１の内側ＤＪに向けて突出するＲ部内側突出部１１１ｆを有する（図６参照）。なお、本実施形態では、このＲ部内側突出部１１１ｆは、短辺内側突出部１１１ｅの支持面１１１ｎと同じ高さで、深さ方向ＤＤに直交する上方面１１１ｐを有する。
また、開口Ｒ部１１１ｃは、この開口Ｒ部１１１ｃ全体にわたり、本体部材１１１の外側ＤＫ方向に向けて突出するＲ部外側突出部１１１ｚを有している。

一方、各開口長辺部１１１ａ，１１１ａは、開口長辺部１１１ａ全体にわたり、本体部材１１１の内側ＤＪに向けて突出する長辺内側突出部１１１ｄを有する（図５参照）。なお、この長辺内側突出部１１１ｄの突出寸法Ｔｄは、短辺内側突出部１１１ｅの突出寸法Ｔｅより小さい（Ｔｄ＜Ｔｅ）。
この長辺内側突出部１１１ｄは、開口長辺部１１１ａ全体にわたり、支持面１１１ｎ及び上方面１１１ｐより低位で、かつ、本体部材１１１の内側ＤＪほど深さ方向ＤＤに低位となる傾斜面１１１ｍを有すると共に（図５参照）、長辺内側突出部１１１ｄが底部１１１ｇまで延長した形態を有する。なお、長辺内側突出部１１１ｄは、前述した短辺内側突出部１１１ｅよりも本体部材１１１の深さ方向ＤＤに低位とされており、長辺内側突出部１１１ｄの傾斜面１１１ｍは、蓋部材１１３の蓋長辺部１１３ａと離間している（図５参照）。また、傾斜面１１１ｍと開口Ｒ部１１１ｃの上方面１１１ｐとの間は段差状にされている。
加えて、開口長辺部１１１ａは、この開口長辺部１１１ａ全体にわたり、本体部材１１１の外側ＤＫに向けて突出する長辺外側突出部１１１ｘを有する（図５参照）。

矩形板状の蓋部材１１３のうち、その長手方向ＤＬの中央付近には、非復帰型の安全弁１１３ｖが設けられている。また、この安全弁１１３ｖの近傍には、電解液（図示しない）を電池ケース１１０内に注入する際に用いられる注液孔１１３ｈが設けられており、封止部材１１５で気密に封止されている。なお、蓋部材１１３のうち、その長手方向ＤＬの両端近傍には、前述した正極端子１５０及び負極端子１６０が、電池ケース１１０の内部から外部に延出する形態でそれぞれ固設されている。

また、この蓋部材１１３は、周縁部分に一対の蓋長辺部１１３ａ，１１３ａと、一対の蓋短辺部１１３ｂ，１１３ｂとを有している。このうち、蓋長辺部１１３ａ，１１３ａは、それぞれ本体部材１１１の開口長辺部１１１ａ，１１１ａと対向している。また、蓋短辺部１１３ｂ，１１３ｂは、それぞれ本体部材１１１の開口短辺部１１１ｂ，１１１ｂと対向している。

なお、本実施形態では、電池ケース１１０をなす本体部材１１１と蓋部材１１３とは、溶接により互いに接合されている。具体的には、開口長辺部１１１ａと蓋長辺部１１３ａ、及び、開口短辺部１１１ｂと蓋短辺部１１３ｂとが、後述するように、蓋部材１１３の厚み方向外側から（蓋部材１１３の上方から）照射されたレーザビームＬＢにより、全周にわたり溶接されている。即ち、開口部１１１ｈと蓋部材１１３とは、開口部１１１ｈの一部及び蓋長辺部１１３ａ，蓋短辺部１１３ｂの一部が一旦溶融した後に固化した平面視ロ字状の溶融固化部１１２を介して、気密に接合されている（図４，５参照）。

本実施形態にかかる電池１００では、一対の開口短辺部１１１ｂ，１１１ｂにおいてその全体にわたり短辺内側突出部１１１ｅ，１１１ｅを有するほか、一対の開口長辺部１１１ａ，１１１ａにおいてその全体にわたり長辺内側突出部１１１ｄ，１１１ｄを有する。このため、エネルギビームであるレーザビームＬＢを用いて溶接する際に、いずれの部位でも、開口部１１１ｈと蓋部材１１３との間隙からレーザビームＬＢが本体部材１１１内に進入するのを防止しているので、レーザビームＬＢの進入に伴う電池内部の損傷のない良好な電池１００となる。

次いで、本実施形態にかかる電池１００の製造方法について説明する。
まず、蓋部材１１３と、第１端子部材１５１，１６１と、第２端子部材１５２，１６２と、締結部材１５５，１６５と、第１絶縁部材１５７，１６７と、第２絶縁部材１５８，１６８とをそれぞれ用意する。なお、蓋部材１１３は、矩形板状をなしており、その周縁に位置する、一対の蓋長辺部１１３ａ，１１３ａと、一対の蓋短辺部１１３ｂ，１１３ｂとを有している。
これら蓋部材１１３，第１端子部材１５１，１６１，第２端子部材１５２，１６２，締結部材１５５，１６５，第１絶縁部材１５７，１６７，第２絶縁部材１５８，１６８を用いて、蓋部材１１３に正極端子１５０及び負極端子１６０をそれぞれ固設する（図３参照）。
次に、別途形成した電極体１２０に、正極端子１５０及び負極端子１６０をそれぞれ接続（溶接）する。かくして、正極端子１５０及び負極端子１６０と共に、電極体１２０と一体となった蓋部材１１３を作製した。

また別途、矩形状の開口部１１１ｈを有する有底角筒状の本体部材１１１を用意した。
この本体部材１１１の開口部１１１ｈは、開口端面１１１ｓを有すると共に、一対の開口長辺部１１１ａ，１１１ａと、一対の開口短辺部１１１ｂ，１１１ｂとを有している（図６〜８参照）。
このうち、各開口短辺部１１１ｂ，１１１ｂは、この開口短辺部１１１ｂ全体にわたり、本体部材１１１の内側ＤＪ（図７中、左方から右方）に向けて突出する短辺内側突出部１１１ｅを有する（突出寸法Ｔｅ）。この短辺内側突出部１１１ｅは、蓋部材１１３の蓋短辺部１１３ｂを下方から支持する支持面１１１ｎを有する（図７参照）。なお、この支持面１１１ｎは、本体部材１１１の深さ方向ＤＤに直交する平面とされている（図７参照）。このため、後述する挿入支持工程において、蓋部材１１３の蓋短辺部１１３ｂが、本体部材１１１の内側ＤＫに位置ずれしても、蓋部材１１３の深さ方向ＤＤの位置に変動が生じ難い。

また、開口短辺部１１１ｂは、この開口短辺部１１１ｂ全体にわたり、本体部材１１１の外側ＤＫ（図７中、右方から左方）に向けて突出する短辺外側突出部１１１ｙを有する（図７参照）。この短辺外側突出部１１１ｙは、図７に示すように、深さ方向ＤＤに、開口部１１１ｈの開口端面１１１ｓから短辺内側突出部１１１ｅよりも高位の位置まで延びている。つまり、開口短辺部１１１ｂでは、短辺外側突出部１１１ｙの深さ方向ＤＤの寸法Ｔｙが、開口端面１１１ｓから短辺内側突出部１１１ｅまでの深さ寸法Ｔｎより小さい（Ｔｙ＜Ｔｎ）。このような形態の開口短辺部１１ｂでは、短辺内側突出部１１１ｅの支持面１１１ｎが、深さ方向ＤＤに直交する平面とされ、しかも、深さ方向ＤＤの位置が精度良好に形成されている。

一方、各開口長辺部１１１ａ，１１１ａは、この開口長辺部１１１ａ全体にわたり、本体部材１１１の内側ＤＪに向けて突出する長辺内側突出部１１１ｄを有する（図８参照）。なお、この長辺内側突出部１１１ｄの突出寸法Ｔｄは、短辺内側突出部１１１ｅの突出寸法Ｔｅより小さい（Ｔｄ＜Ｔｅ）。
この長辺内側突出部１１１ｄは、開口長辺部１１１ａ全体にわたり、本体部材１１１の内側ＤＪほど深さ方向ＤＤに低位となる傾斜面１１１ｍを有する。なお、開口長辺部１１１ａにおいて、開口端面１１１ｓから長辺内側突出部１１１ｄまでの深さ寸法Ｔｍは、前述した開口短辺部１１１ｂにおける深さ寸法Ｔｎよりも大きい（Ｔｍ＞Ｔｎ）。つまり、長辺内側突出部１１１ｄは、前述した短辺内側突出部１１１ｅよりも本体部材１１１の深さ方向ＤＤに低位とされている（図８参照）。

また、開口長辺部１１１ａは、この開口長辺部１１１ａ全体にわたり、本体部材１１１の外側ＤＫに向けて突出する長辺外側突出部１１１ｘを有する（図８参照）。この長辺外側突出部１１１ｘは、図８に示すように、深さ方向ＤＤに、開口端面１１１ｓから長辺内側突出部１１１ｄよりも低位の位置まで延びている。つまり、開口長辺部１１１ａでは、長辺外側突出部１１１ｘの深さ方向ＤＤの寸法Ｔｘが、開口端面１１１ｓから長辺内側突出部１１１ｄまでの深さ寸法Ｔｍより大きい（Ｔｘ＞Ｔｍ）。

続いて、本実施形態にかかる電池１００の製造方法のうち挿入支持工程について説明する。
この挿入支持工程では、本体部材１１１内に電極体１２０を収容すると共に、本体部材１１１の開口部１１１ｈ内に蓋部材１１３を挿入し、蓋部材１１３の蓋短辺部１１３ｂを本体部材１１１の短辺内側突出部１１１ｅの支持面１１１ｎに支持させた。

なお、このとき、本体部材１１１の開口部１１１ｈと蓋部材１１３の周縁（蓋長辺部１１３ａ，蓋短辺部１１３ｂ）との間には、全周にわたり隙間ができる。具体的には、開口長辺部１１１ａ，１１１ａと蓋長辺部１１３ａ，１１３ａとは、それぞれ隙間ＫＧ１を介して互いに離間して配置される（図８参照）。また、開口短辺部１１１ｂ，１１１ｂと蓋短辺部１１３ｂ，１１３ｂとは、それぞれ隙間ＫＧ２を介して互いに離間して配置される（図７参照）。このように、開口部１１１ｈと蓋部材１１３との間に隙間ＫＧ１、ＫＧ２ができる形態とすることで、この挿入支持工程において、開口部１１１ｈと蓋部材１１３とが衝突したり強く接触して、金属粉などの異物が生じるのを防止できる。
また、図８に示すように、蓋部材１１３の蓋長辺部１１３ａは、支持面１１１ｎより深さ方向ＤＤに低位にされている、開口長辺部１１１ａの長辺内側突出部１１１ｄ（傾斜面１１１ｍ）に接触していない。

次に、本実施形態にかかる電池１００の製造方法のうち溶接工程について説明する。この溶接工程では、エネルギビームであるレーザビームＬＢと、金属製で矩形板状の一対の押圧部材２００，２００とを用いる。
この溶接工程では、まず、上述の一対の押圧部材２００，２００を用いて、一対の開口長辺部１１１ａ，１１１ａをそれぞれ内側ＤＪに向けて押圧して、開口長辺部１１１ａと蓋長辺部１１３ａとを当接させた（図９参照）。なお、図９に示すように、押圧部材２００は、長辺外側突出部１１１ｘのうち、開口端面１１１ｓから深さ方向ＤＤに離間した部位１１１ｘｐを押圧するように配置する。
その後、一対の押圧部材２００，２００で開口長辺部１１１ａと蓋長辺部１１３ａとを押圧しつつ、蓋部材１１３の厚み方向外側（図９中、上方）から、レーザビームＬＢを照射して、本体部材１１１の開口部１１１ｈと蓋部材１１３とを全周にわたり溶接する。
なお、このレーザビームＬＢの照射には、光ファイバを媒質に用いたファイバレーザを、連続的にレーザ光を出すＣＷレーザ（countinuous wave laser）として用いた。これにより、開口部１１１ｈの一部及び蓋部材１１３の周縁（蓋長辺部１１３ａ，蓋短辺部１１３ｂ）の一部が溶融した後に固化して平面視ロ字状の溶融固化部１１２が形成され（図４，５参照）、この溶融固化部１１２を介して、開口部１１１ｈと蓋部材１１３とが全周にわたり気密に接合する。

溶接した後、電解液を注液孔から電池ケース１１０内に注液し、封止部材で注液孔を気密に封止する。その後、この電池１００について、初充電やエージング、各種検査を行う。かくして、電池１００が完成する。

以上で説明したように、本実施形態にかかる電池１００の製造方法では、一対の開口短辺部１１１ｂ，１１１ｂにおいてその全体にわたり短辺内側突出部１１１ｅ，１１１ｅを有するほか、一対の開口長辺部１１１ａ，１１１ａにおいてその全体にわたり長辺内側突出部１１１ｄ，１１１ｄを有する。このため、溶接工程では、いずれの部位でも、レーザビームＬＢを用いて溶接する際、開口部１１１ｈと蓋部材１１３との間隙からレーザビームＬＢが本体部材１１１内に進入するのを防ぐことができる。

しかも、短辺内側突出部１１１ｅは長辺内側突出部１１１ｄより本体部材１１１の深さ方向ＤＤに高位に配置され、蓋部材１１３の蓋短辺部１１３ｂをそれぞれ支持するのに対し、長辺内側突出部１１１ｄは短辺内側突出部１１１ｅよりも本体部材１１１の深さ方向ＤＤに低位とされ、蓋部材１１３の蓋長辺部１１３ａと離間してなる。このため、本体部材１１１の開口部１１１ｈにおいて、短辺内側突出部１１１ｅ及び長辺内側突出部１１１ｄのうち、短い長さの短辺内側突出部１１１ｅのみを本体部材１１１の深さ方向ＤＤに精度良く形成することで足りるので、形成容易である。また、挿入支持工程では、蓋部材１１３として、例えば、長手方向ＤＬの中央部が本体部材１１１の深さ方向ＤＤに凸状となる形態に反った蓋部材を用いた場合でも、この蓋部材の蓋長辺部１１３ａを長辺内側突出部１１１ｄに接触させることなく、蓋部材１１３を適切に配置することができる。
かくして、レーザビームＬＢの本体部材１１１内への進入を防ぎつつ、蓋部材１１３を開口部１１１ｈに適切に配置した電池１００を製造できる。
また、レーザビームＬＢの本体部材１１１内への進入による不具合を防ぎ、しかも、蓋部材１１３を開口部１１１ｈに適切に配置した電池１００とすることができる。

また、短辺内側突出部１１１ｅが開口短辺部１１１ｂ全体にわたり、深さ方向ＤＤに直交する支持面１１１ｎを有する。このため、挿入支持工程において、蓋部材１１３に、例えば、長手方向ＤＬに反っているために、長手方向ＤＬの寸法が許容寸法範囲のうちでも短い形態の蓋部材を用いた場合にも、蓋部材１１３の蓋短辺部１１３ｂを本体部材１１１の底部１１１ｇから同じ高さに支持することができる。
その一方、長辺内側突出部１１１ｄが開口長辺部１１１ａ全体にわたり、本体部材１１１の内側ＤＪほど深さ方向ＤＤに低位となる傾斜面１１１ｍを有する。この傾斜面１１１ｍは、深さ方向ＤＤに直交する短辺内側突出部１１１ｅの支持面１１１ｎよりも加工し易く、本体部材１１１に長辺内側突出部１１１ｄを容易に設けることができる。また、このように蓋部材１１３を支持した電池１００となる。

また、長辺内側突出部１１１ｄの突出寸法Ｔｄが、短辺内側突出部１１１ｅの突出寸法Ｔｅよりも小さくされている。このため、開口部１１１ｈの長辺をなす開口長辺部１１１ａに、長辺内側突出部１１１ｄを容易に形成することができる。
また、溶接工程では、本体部材１１１の外部から、一対の開口長辺部１１１ａ，１１１ａを内側ＤＪに向けて押圧し、一対の開口長辺部１１１ａ，１１１ａと一対の蓋長辺部１１３ａ，１１３ａとをそれぞれ当接させる。このため、開口長辺部１１１ａと蓋長辺部１１３ａとの間に間隙が生じたとしてもその大きさをごく小さくできるため、短辺内側突出部１１１ｅの突出寸法Ｔｅよりも小さな突出寸法Ｔｄの長辺内側突出部１１１ｄでも、レーザビームＬＢの本体部材１１１内への進入を確実に防ぐことができる。

また、開口長辺部１１１ａに長辺外側突出部１１１ｘを有する本体部材１１１を用い、溶接工程において、一対の押圧部材２００，２００で、長辺外側突出部１１１ｘのうち、開口端面１１１ｓから深さ方向ＤＤに離間した部位１１１ｘｐを押圧する。このため、溶接の際、レーザビームＬＢの熱が押圧部材２００に伝わり難い。従って、開口長辺部１１１ａと蓋長辺部１１３ａとを適切に溶接することができる。
しかも、長辺外側突出部１１１ｘは、開口長辺部１１１ａ全体にわたり、長辺内側突出部１１１ｄよりも低位の位置まで延びているので、この長辺外側突出部１１１ｘのうち開口端面１１１ｓから深さ方向ＤＤに離間した部位１１１ｘｐを押圧部材２００で内側に向けて押圧しても、開口端面１１１ｓ付近で開口長辺部１１１ａと蓋長辺部１１３ａとの間に隙間を生じることなく、開口長辺部１１１ａ全体にわたって、これと蓋長辺部１１３ａとを確実に当接させて溶接を行うことができる。

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、実施形態では、溶接に用いるエネルギビームとして、レーザビームＬＢを用いたが、このほかに、電子ビームを用いても良い。また、レーザビームＬＢとしてＣＷレーザを用いたが、ＹＡＧレーザなどのパルスレーザを用いても良い。
また、実施形態では、開口Ｒ部１１１ｃのＲ部内側突出部１１１ｆにおける上方面１１１ｐを、開口短辺部１１１ｂの短辺内側突出部１１１ｅにおける支持面１１１ｎと同一の平面をなし、傾斜面１１１ｍとは段差をなす形態とした。しかし、例えば、開口Ｒ部１１１ｃのＲ部内側突出部１１１ｆにおける上方面１１１ｐを、開口長辺部１１１ａの長辺内側突出部１１１ｄにおける傾斜面１１１ｍをＲ部内側突出部１１１ｆに延長した形態としても良い。また、例えば、Ｒ部内側突出部１１１ｆの上方面１１１ｐを、短辺内側突出部１１１ｅの支持面１１１ｎと、長辺内側突出部１１１ｄの支持面ｍとを漸近的に繋ぐスロープ状の連結面としても良い。なお、この中でも、本実施形態に示すように、上方面１１１ｐを支持面１１１ｎと同一の平面として形成するのが好ましい。開口Ｒ部１１１ｃにおいてもエネルギビームの本体部材１１１内への進入を確実に防ぐことができるからである。

１００電池
１１０電池ケース
１１１本体部材
１１１ａ開口長辺部
１１１ｂ開口短辺部
１１１ｄ長辺内側突出部
１１１ｅ短辺内側突出部
１１１ｈ開口部
１１１ｍ傾斜面
１１１ｎ支持面
１１１ｓ開口端面
１１１ｘ長辺外側突出部
１１１ｘｐ部位
１１３蓋部材
１１３ａ蓋長辺部
１１３ｂ蓋短辺部
１２０電極体
２００押圧部材
ＤＤ深さ方向
ＤＪ内側
ＤＫ外側
ＬＢレーザビーム（エネルギビーム）
Ｔｄ（長辺内側突出部の）突出寸法
Ｔｅ（短辺内側突出部の）突出寸法

Claims

直方体状の金属製の電池ケース内に電極体を収容してなる電池であって、
上記電池ケースは、
一対の開口長辺部及び一対の開口短辺部を含む矩形状の開口部を有する、有底角筒状の本体部材と、
上記開口部内に挿入されて上記開口部を封口してなり、上記一対の開口長辺部にそれぞれ対向する一対の蓋長辺部、及び、上記一対の開口短辺部にそれぞれ対向する一対の蓋短辺部を有する、矩形板状の蓋部材と、を有し、
上記開口長辺部と上記蓋長辺部とは、及び上記開口短辺部と蓋短辺部とは溶接されてなり、
上記本体部材の上記開口部のうち、
上記一対の開口短辺部は、
上記開口短辺部全体にわたり、内側に向けて突出し、上記蓋部材の上記蓋短辺部をそれぞれ支持する短辺内側突出部を有し、
上記一対の開口長辺部は、
上記開口長辺部全体にわたり、内側に向けて突出すると共に、上記短辺内側突出部よりも上記本体部材の深さ方向に低位とされ、上記蓋部材の上記蓋長辺部と離間してなる長辺内側突出部を有し、
前記短辺内側突出部は、
前記開口短辺部全体にわたり、前記深さ方向に直交し、前記蓋部材を支持する支持面を有し、
前記長辺内側突出部は、
前記開口長辺部全体にわたり、内側ほど上記深さ方向に低位となる傾斜面を有する
電池。
直方体状の金属製の電池ケース内に電極体を収容してなり、
上記電池ケースは、
一対の開口長辺部及び一対の開口短辺部を含む矩形状の開口部を有する、有底角筒状の本体部材と、
上記開口部内に挿入されて上記開口部を封口してなり、上記一対の開口長辺部にそれぞれ対向する一対の蓋長辺部、及び、上記一対の開口短辺部にそれぞれ対向する一対の蓋短辺部を有する、矩形板状の蓋部材と、を有し、
上記開口長辺部と上記蓋長辺部とは、及び上記開口短辺部と蓋短辺部とは溶接されてなり、
上記本体部材の上記開口部のうち、
上記一対の開口短辺部は、
上記開口短辺部全体にわたり、内側に向けて突出し、上記蓋部材の上記蓋短辺部をそれぞれ支持する短辺内側突出部を有し、
上記一対の開口長辺部は、
上記開口長辺部全体にわたり、内側に向けて突出すると共に、上記短辺内側突出部よりも上記本体部材の深さ方向に低位とされ、上記蓋部材の上記蓋長辺部と離間してなる長辺内側突出部を有し、
前記短辺内側突出部は、
前記開口短辺部全体にわたり、前記深さ方向に直交し、前記蓋部材を支持する支持面を有し、
前記長辺内側突出部は、
前記開口長辺部全体にわたり、内側ほど上記深さ方向に低位となる傾斜面を有する
電池の製造方法であって、
上記本体部材の上記開口部内に上記蓋部材を挿入し、上記蓋部材の上記蓋短辺部を上記本体部材の上記開口短辺部の上記短辺内側突出部に支持させる挿入支持工程と、
エネルギビームを用いて、上記一対の開口長辺部と上記一対の蓋長辺部、及び、上記一対の開口短辺部と上記一対の蓋短辺部とをそれぞれ溶接する溶接工程と、を備える
電池の製造方法。
請求項２に記載の電池の製造方法であって、
前記長辺内側突出部の突出寸法は、
前記短辺内側突出部の突出寸法よりも小さくされてなり、
前記溶接工程は、
前記本体部材の外部から、押圧部材で前記一対の開口長辺部を内側に向けて押圧し、上記一対の開口長辺部と前記一対の蓋長辺部とをそれぞれ当接させて、上記一対の開口長辺部と上記一対の蓋長辺部とを溶接する
電池の製造方法。
請求項３に記載の電池の製造方法であって、
前記一対の開口長辺部は、
上記開口長辺部全体にわたり、外側に向けて突出し、かつ、前記深さ方向に前記開口部の開口端面から前記長辺内側突出部よりも低位の位置まで延びる長辺外側突出部を有し、
前記溶接工程は、
前記押圧部材で、上記長辺外側突出部のうち、上記開口端面から上記深さ方向に離間した部位を押圧する
電池の製造方法。