JP5969282B2 - 電池およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は，発電要素を扁平形状の電池ケースに封入してなる電池およびその製造方法に関する。さらに詳細には，発電要素に接続されるとともに対外端子として機能する対外端子部材が電池ケースの蓋部材を貫通して設けられるとともに，その対外端子部材と蓋部材とを絶縁する絶縁部材が蓋部材の外面側に配置されている電池およびその製造方法に関するものである。

従来の電池の一例として，特許文献１に記載されているものが挙げられる。同文献の図２に記載の電池は，一方が開口している「外装缶１０」の開口部に「封口板３１」をはめ込んで扁平な全体形状としたものである。外装缶１０の内部には「渦巻電極体２０」が収納されている。この電池では，外装缶１０の開口端面と封口板３１のとの境目のところが溶接されることにより，外装缶１０に封口板３１が固定されている。この溶接は，当該溶接箇所に上方から「レーザ光５０」を照射することによりなされる。

特開２０００−２６８７８１号公報

しかしながら前記した特許文献１の技術には，次のような問題点があった。特許文献１の図２にも現れているように，封口板３１には，「極端子３２」やそれを囲む「ガスケット３３」が設けられる。そして，電池の外形が扁平形状であることから，溶接箇所とガスケット３３との間にあまり間隔のない箇所が存在する。そのため溶接時に，溶接の熱の影響でガスケット３３がダメージを受けてしまう場合がある。特に，電池の品種によっては，ガスケット３３に相当する絶縁物が封口板３１に相当する蓋部材の外面より外側にはみ出して設けられている場合がある。このような場合に特に，当該絶縁物が溶接時に溶融箇所から出るプルーム（金属蒸気やプラズマ）に炙られて焼けてしまうことがある。これは絶縁物の劣化を招き，絶縁性や密閉性の不全の原因となる。

本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，溶接時におけるプルームによる蓋部材上の部材の焼けが生じないようにした電池およびその製造方法を提供することにある。

この課題の解決を目的としてなされた本発明の電池は，発電要素を内蔵するとともに一方が開口した扁平形状の電池ケース本体と，長辺部と短辺部とを有する形状であり電池ケース本体の開口部を塞ぐ蓋部材とを有する電池であって，電池ケース本体内で発電要素に接続するとともに部分的に外部に露出する，蓋部材を貫通して設けられた対外端子部材と，少なくとも蓋部材の外面側に配置され，対外端子部材を蓋部材から絶縁する絶縁部材とを有している。本発明の電池はさらに，絶縁部材の縁辺と蓋部材の長辺部との間隔が，絶縁部材の縁辺と蓋部材の短辺部との間隔より小さく，蓋部材は，電池ケース本体の開口部にはめ込まれており，蓋部材の外面と電池ケース本体の開口端面とに跨る溶接痕が蓋部材の全周にわたって形成されることで，蓋部材が電池ケース本体に固定されるとともに電池ケース本体の内部が外界から密閉されており，蓋部材の長辺部のうち少なくとも絶縁部材に対面する区間を含む区間は，溶接痕が，蓋部材の外面および電池ケース本体の開口端面のみならず電池ケース本体の外側面にも及んで形成されている幅広溶接痕区間とされており，溶接痕は，幅広溶接痕区間では，幅広溶接痕区間以外の区間と比較して，溶接痕の断面形状における溶け込み深さが大きくなっており，溶接時に溶融しなかった部分での蓋部材と電池ケース本体との境目を溶接痕の表面に延長した延長線よりも蓋部材側に食い込んで形成されており，幅広溶接痕区間以外の区間は，蓋部材の短辺部の区間，および，蓋部材の長辺部の絶縁部材に対面しない区間のうち幅広溶接痕区間とされる区間を除いた区間であり，対外端子部材および絶縁部材が，蓋部材の長辺部の方向の両端寄りの位置にそれぞれ設けられているものである。

本発明の電池の製造方法は，発電要素を内蔵するとともに一方が開口した扁平形状の電池ケース本体と，長辺部と短辺部とを有する形状であり電池ケース本体の開口部を塞ぐ蓋部材とを有する電池を製造する方法であり，その対象とする電池は，電池ケース本体内で発電要素に接続するとともに部分的に外部に露出する，蓋部材を貫通して設けられた対外端子部材と，少なくとも蓋部材の外面側に配置され，対外端子部材を蓋部材から絶縁する絶縁部材とを，蓋部材の長辺部の方向の両端寄りの位置にそれぞれ有し，絶縁部材の縁辺と蓋部材の長辺部との間隔が，絶縁部材の縁辺と蓋部材の短辺部との間隔より小さいものである。本発明の製造方法では，蓋部材を，電池ケース本体の開口端面を覆うことなく電池ケース本体の開口部にはめ込んだ状態とし，蓋部材の外面と電池ケース本体の開口端面との境目を蓋部材の全周にわたって溶接することで，蓋部材を電池ケース本体に固定するとともに電池ケース本体の内部を外界から密閉する。その溶接の際のエネルギーを，蓋部材の長辺部のうち少なくとも絶縁部材に対面する区間を含み，溶接時に溶接箇所からプルームが垂直に噴出すると絶縁部材がダメージを受けうる区間では，溶融範囲が蓋部材の外面および電池ケース本体の開口端面のみならず電池ケース本体の外側面にも及び，その溶融範囲が溶接痕となる第１レベルのエネルギーとし，蓋部材の短辺部，および，蓋部材の長辺部のうち絶縁部材に対面しない区間であって，溶接時に溶接箇所からプルームが垂直に噴出しても絶縁部材がダメージを受けない区間では，第１レベルより低い第２レベルのエネルギーとする。

こうすることで，蓋部材の長辺部のうち絶縁部材に対面する区間を溶接するときには，第１レベルのエネルギー（大エネルギー）での溶接により，プルームが外向きに傾いて噴出される。このため，溶接時のプルームによる絶縁部材等の劣化が防止されている。この高いエネルギーでの溶接により，幅広溶接痕区間が形成される。

ここで幅広溶接痕区間以外の区間には，蓋部材の短辺部の区間が含まれる。幅広溶接痕区間以外の区間では，溶接痕が，蓋部材の外面と電池ケース本体の開口端面とにわたるとともに電池ケース本体の外側面には高々局所的にしか及んでいない。つまり幅広溶接痕区間以外の区間での溶接痕は，電池ケース本体の外側面には及んでいないか，及んでいたとしても局所的に及ぶにとどまる。幅広溶接痕区間以外の区間での溶接のエネルギーのレベルである第２レベルは，第１レベルより低いレベルである。

本発明の電池では，溶接痕の断面形状のうち表面が円弧状である部分に当てはめられる近似扇形の中心方向が，幅広溶接痕区間では，幅広溶接痕区間以外の区間と比較して，より外側向きに傾いている。本発明の電池ではまた，溶接痕を外部から見たときにおける，前記境目に対する電池ケース本体側への溶け込み幅を蓋部材側への溶け込み幅で割った値が，幅広溶接痕区間では，幅広溶接痕区間以外の区間と比較して大きい。あるいは本発明の電池では溶接痕の断面における表面長のうち，前記延長線より電池ケース本体側の表面長を蓋部材側の表面長で割った値が，幅広溶接痕区間では，幅広溶接痕区間以外の区間と比較して大きい。

本発明の電池では，幅広溶接痕区間が，蓋部材の長辺部の方向に対し，一方の絶縁部材に対面する区間ともう一方の絶縁部材に対面する区間とそれらの区間の間の区間とにわたって形成されていることが望ましい。すなわち本発明の電池の製造方法では，前記第１レベルのエネルギーでの溶接を，蓋部材の長辺部の方向に対し，一方の絶縁部材に対面する区間ともう一方の絶縁部材に対面する区間とそれらの区間の間の区間とにわたって行うことが望ましい。こうすると，蓋部材と電池ケース本体との接合強度という点でより有利である。

本発明によれば，溶接時におけるプルームによる蓋部材上の部材の焼けが生じないようにした電池およびその製造方法が提供されている。

実施形態に係る電池を示す断面図である。 図１のＢ部及びＣ部の拡大図である。 実施形態に係る端子付蓋部材を示す図である。 実施形態に係る電極体の斜視図である。 同電極体を構成する正極板を示す図である。 同電極体を構成する負極板を示す図である。 同電極体における正負の極板等の重ね合わせ状態を説明する図である。 実施形態に係る電池を上方から見た平面図である。 実施形態に係る電池を溶接前の時点で上方から見た平面図の一部である。 図９中のＸ箇所の溶接中および溶接後の時点での断面図である。 図９中のＹ箇所の溶接中および溶接後の時点での断面図である。 比較例におけるＹ箇所の溶接中の時点での断面図である。 図１１に示した溶融箇所をさらに説明するための断面図である。 図１１に示した溶融箇所をさらに説明するための断面図である。 実施形態における溶接前の溶接箇所の状況を示す断面図である。 比較例における溶接前の溶接箇所の状況を示す断面図である。 本発明の変形例における溶接前の溶接箇所の状況を示す断面図である。 本発明の変形例における溶接前の溶接箇所の状況を示す断面図である。 本発明の変形例における電池ケース蓋の全体形状を示す平面図である。 本発明の変形例における電池ケース蓋の全体形状を示す平面図である。

次に，本発明の実施形態について，図面を参照しつつ説明する。図１は，実施形態に係る電池１００の断面図である。図２は，図１のＢ部及びＣ部の拡大図である。なお，図２中，括弧書きのない符号と括弧書きのある符号とが２段書きされているものは，Ｂ部とＣ部とで部材が異なるものである。すなわち，括弧書きのない符号はＢ部の部材のものであり，括弧書きのある符号はＣ部の部材のものである。図３は，実施形態に係る端子付蓋部材１１５の一部を分解した斜視図である。

本実施形態に係る電池１００は，図１に示すように，開口１１１ｄを有する矩形箱状の電池ケース本体１１１と，電池ケース本体１１１の内部に収容された電極体１５０とを備えるリチウムイオン二次電池である。さらに，電池１００は，電池ケース本体１１１の開口１１１ｄを閉塞する板状の電池ケース蓋１１３を備えている。電池ケース本体１１１と電池ケース蓋１１３とは，溶接により一体とされ，電池ケース１１０を構成している。

電池ケース蓋１１３は，矩形板状をなし，その長辺方向（図１において左右方向）の両端部寄りの位置には，この電池ケース蓋１１３を貫通する円形状の貫通孔１１３ｈ，１１３ｋが形成されている。また，電池ケース蓋１１３における長手方向の中央部には，安全弁１１３ｊが設けられている。この安全弁１１３ｊは，電池ケース蓋１１３と一体的に形成されて，電池ケース蓋１１３の一部をなしている。

安全弁１１３ｊは，電池ケース蓋１１３の他の部分よりも薄く形成されると共に，その上面には溝部１１３ｊｖが形成されている（図３参照）。これにより，安全弁１１３ｊは，電池ケース１１０内部の内圧が所定圧力に達した際に作動する。即ち，内圧が所定圧力に達したときに溝部１１３ｊｖが破断して，電池ケース１１０の内部のガスを外部に放出する。

また，電池ケース蓋１１３の安全弁１１３ｊと貫通孔１１３ｋとの間には，電解液（図示なし）を電池ケース１１０内に注入するための注液口１１３ｎが形成されている（図１参照）。完成した電池１００ではこの注液口１１３ｎは，注液栓１１３ｍにより封止されている。

さらに，電池１００は，電池ケース本体１１１の内部で電極体１５０に接続すると共に，電池ケース蓋１１３の貫通孔１１３ｈ，１１３ｋを通じて外部に延出する正極端子部材１３０及び負極端子部材１４０（対外端子部材）を備えている。

正極端子部材１３０は，正極接続部材１３５と正極外部端子部材１３７と正極締結ボルト１３９とにより構成されている（図１，図３参照）。このうち，正極接続部材１３５は，電極体１５０に接続すると共に，電池ケース蓋１１３の貫通孔１１３ｈを通じて外部に延出している。正極外部端子部材１３７は，電池ケース蓋１１３上，つまり電池ケース１１０の外部に位置し，電池ケース１１０の外部において正極接続部材１３５と電気的に接続している。正極締結ボルト１３９は，電池ケース蓋１１３上，つまり電池ケース１１０の外部に位置し，正極外部端子部材１３７に電気的に接続されまたは接続可能とされている。正極接続部材１３５，正極外部端子部材１３７，正極締結ボルト１３９はいずれもアルミ製である。

詳細には，正極接続部材１３５は，台座部１３１と挿通部１３２と電極体接続部１３４と加締め部１３３とを有している（図１〜図３参照）。このうち，台座部１３１は，矩形板状をなし，電池ケース本体１１１の内部に位置している。挿通部１３２は，台座部１３１の上面１３１ｆから突出する円柱形状で，電池ケース蓋１１３の貫通孔１１３ｈに挿通されている。加締め部１３３は，挿通部１３２の上端に連なった部位であり，加締められて，つまり拡径するように変形されて円盤状をなし，正極外部端子部材１３７に電気的に接続している。電極体接続部１３４は，台座部１３１の下面１３１ｂから電池ケース本体１１１の底面１１１ｂ側に延びる形態で，電極体１５０の正極合材層非塗工部１５１ｂに接合されている。これにより，正極接続部材１３５と電極体１５０とが電気的かつ機械的に接続されている。

正極外部端子部材１３７は，側面視にて略Ｚ字状をなしている。この正極外部端子部材１３７は，加締め部１３３により固定される固定部１３７ｆ，正極締結ボルト１３９と接続する接続部１３７ｇ，及び，固定部１３７ｆと接続部１３７ｇとを連結する連結部１３７ｈを有している。固定部１３７ｆには，これを貫通する貫通孔１３７ｂが形成されており，この貫通孔１３７ｂ内には，正極接続部材１３５の挿通部１３２が挿通されている。また，接続部１３７ｇにも，これを貫通する貫通孔１３７ｃが形成されている。

正極締結ボルト１３９は，矩形板状の頭部１３９ｂと，円柱状の軸部１３９ｃとを有している。軸部１３９ｃのうち先端側の部位は，ネジ部１３９ｄとなっている。正極締結ボルト１３９の軸部１３９ｃは，正極外部端子部材１３７の貫通孔１３７ｃに挿通されている。

負極端子部材１４０は，負極接続部材１４５と負極外部端子部材１４７と負極締結ボルト１４９とにより構成されている（図１，図３参照）。このうち，負極接続部材１４５は，電極体１５０に接続すると共に，電池ケース蓋１１３の貫通孔１１３ｋを通じて外部に延出している。負極外部端子部材１４７は，電池ケース蓋１１３上，つまり電池ケース１１０の外部に位置し，電池ケース１１０の外部において負極接続部材１４５と電気的に接続している。負極締結ボルト１４９は，電池ケース蓋１１３上，つまり電池ケース１１０の外部に位置し，負極外部端子部材１４７に電気的に接続され，または接続可能とされている。負極接続部材１４５，負極外部端子部材１４７，負極締結ボルト１４９はいずれも銅製である。

詳細には，負極接続部材１４５は，台座部１４１と挿通部１４２と電極体接続部１４４と加締め部１４３とを有している（図１〜図３参照）。このうち，台座部１４１は，矩形板状をなし，電池ケース本体１１１の内部に位置している。挿通部１４２は，台座部１４１の上面１４１ｆから突出する円柱形状で，電池ケース蓋１１３の貫通孔１１３ｋに挿通されている。加締め部１４３は，挿通部１４２の上端に連なった部位であり，加締められて，つまり拡径するように変形されて円盤状をなし，負極外部端子部材１４７に電気的に接続している。電極体接続部１４４は，台座部１４１の下面１４１ｂから電池ケース本体１１１の底面１１１ｂ側に延びる形態で，電極体１５０の負極合材層非塗工部１５８ｂに接合されている。これにより，負極接続部材１４５と電極体１５０とが電気的かつ機械的に接続されている。

負極外部端子部材１４７は，側面視略Ｚ字状をなしている。この負極外部端子部材１４７は，加締め部１４３により固定される固定部１４７ｆ，負極締結ボルト１４９と接続する接続部１４７ｇ，及び，固定部１４７ｆと接続部１４７ｇとを連結する連結部１４７ｈを有している。固定部１４７ｆには，これを貫通する貫通孔１４７ｂが形成されており，この貫通孔１４７ｂ内には，負極接続部材１４５の挿通部１４２が挿通されている。また，接続部１４７ｇにも，これを貫通する貫通孔１４７ｃが形成されている。

負極締結ボルト１４９は，矩形板状の頭部１４９ｂと，円柱状の軸部１４９ｃとを有している。軸部１４９ｃのうち先端側の部位は，ネジ部１４９ｄとなっている。負極締結ボルト１４９の軸部１４９ｃは，負極外部端子部材１４７の貫通孔１４７ｃに挿通されている。

さらに，電池１００は，正極端子部材１３０（詳細には，正極接続部材１３５）と電池ケース蓋１１３との間に介在し，両者を電気的に絶縁する第１絶縁部材１７０を備えている。この第１絶縁部材１７０は，負極端子部材１４０（詳細には，負極接続部材１４５）と電池ケース蓋１１３との間にも介在している。

具体的には，第１絶縁部材１７０は，電気絶縁性の樹脂からなり，絶縁介在部１７１と絶縁側壁部１７３と挿入部１７５とを有している（図２，図３参照）。このうち，絶縁介在部１７１は，平板形状をなし，その中央部に，正極端子部材１３０（負極端子部材１４０）の挿通部１３２（挿通部１４２）を挿通させる円形の貫通孔１７５ａを有している。この絶縁介在部１７１は，正極端子部材１３０（負極端子部材１４０）の台座部１３１（台座部１４１）の上面１３１ｆ（上面１４１ｆ）と電池ケース蓋１１３との間に介在している。

絶縁側壁部１７３は，絶縁介在部１７１の周縁に位置する四角環状の側壁部である。この絶縁側壁部１７３は，台座部１３１（台座部１４１）の外周側面１３１ｇ（外周側面１４１ｇ）を取り囲んでいる。挿入部１７５は，絶縁介在部１７１の上面１７１ｆから突出する円筒形状で，電池ケース蓋１１３の貫通孔１１３ｈ（貫通孔１１３ｋ）を挿通している。この挿入部１７５の筒内には，正極端子部材１３０の挿通部１３２（負極端子部材１４０の挿通部１４２）が挿通している。

さらに，電池１００は，電気絶縁性の樹脂からなり，電池ケース蓋１１３上に配置された第２絶縁部材１８０を備えている。この第２絶縁部材１８０は，正極端子部材１３０（詳細には，正極外部端子部材１３７及び正極締結ボルト１３９）と電池ケース蓋１１３との間に介在し，両者を電気的に絶縁する。なお，この第２絶縁部材１８０は，負極端子部材１４０（詳細には，負極外部端子部材１４７及び負極締結ボルト１４９）と電池ケース蓋１１３との間にも介在している。

具体的には，第２絶縁部材１８０は，正極締結ボルト１３９の頭部１３９ｂ（負極締結ボルト１４９の頭部１４９ｂ）が配置される頭部配置部１８１と，正極外部端子部材１３７の固定部１３７ｆ（負極外部端子部材１４７の固定部１４７ｆ）が配置される締結配置部１８３とを有している。締結配置部１８３には，これを貫通する貫通孔１８３ｂが形成されており，この貫通孔１８３ｂ内には，正極端子部材１３０の挿通部１３２（負極端子部材１４０の挿通部１４２）が挿通している。

本実施形態では，電池ケース蓋１１３と，電極端子部材（正極端子部材１３０及び負極端子部材１４０）と，第１絶縁部材１７０，１７０と，第２絶縁部材１８０，１８０とにより，端子付蓋部材１１５が構成されている。具体的には，正極端子部材１３０の加締め部１３３と台座部１３１との間に，正極外部端子部材１３７，第２絶縁部材１８０，電池ケース蓋１１３，及び，第１絶縁部材１７０を挟んで固定すると共に，負極端子部材１４０の加締め部１４３と台座部１４１との間に，負極外部端子部材１４７，第２絶縁部材１８０，電池ケース蓋１１３，及び，第１絶縁部材１７０を挟んで固定することで，これらが一体となった端子付蓋部材１１５を形成している。

なお，端子付蓋部材１１５において，第１絶縁部材１７０の絶縁介在部１７１は，正極端子部材１３０（負極端子部材１４０）の台座部１３１（台座部１４１）の上面１３１ｆ（上面１４１ｆ）と電池ケース蓋１１３との間に挟まれて，自身の厚み方向（図２において上下方向）に弾性的に圧縮されて配置されている。さらに，第１絶縁部材１７０の挿入部１７５は，自身の軸線方向（図２において上下方向）に弾性的に圧縮され，その先端１７５ｂが，第２絶縁部材１８０に密着している。このようにして，第１絶縁部材１７０によって，電池ケース蓋１１３の貫通孔１１３ｈ，１１３ｋが封止されている。

電極体１５０は，帯状の正極板１５５，負極板１５６，及びセパレータ１５７を扁平形状に捲回した扁平型の捲回電極体である（図４〜図７参照）。正極板１５５は，図５に示すように，長手方向ＤＡに延びる帯状のもので，アルミ箔からなる集電箔である正極基材１５１と，この正極基材１５１の表面の一部に配置された正極合材層１５２とを有している。正極合材層１５２は，正極活物質１５３とアセチレンブラックからなる導電材とＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン，結着剤）とを含んでいる。

正極基材１５１のうち，正極合材層１５２が塗工されている部位を，正極合材層塗工部１５１ｃという。一方，正極合材層１５２が塗工されていない部位を，正極合材層非塗工部１５１ｂという。正極合材層非塗工部１５１ｂは，正極基材１５１（正極板１５５）の幅方向ＤＢ（図５において左右方向）の端部（図５において左端部）に位置し，正極基材１５１（正極板１５５）の一方長辺に沿って，正極基材１５１（正極板１５５）の長手方向ＤＡ，つまり図５において上下方向に帯状に延びている。

また，負極板１５６は，図６に示すように，長手方向ＤＡに延びる帯状のもので，銅箔からなる集電箔である負極基材１５８と，この負極基材１５８の表面の一部に配置された負極合材層１５９とを有している。負極合材層１５９は，負極活物質１５４とＳＢＲ（スチレン・ブタジエンゴム，結着剤）とＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース，増粘剤）とを含んでいる。

負極基材１５８のうち，負極合材層１５９が塗工されている部位を，負極合材層塗工部１５８ｃという。一方，負極基材１５８のうち，負極合材層１５９が塗工されていない部位を，負極合材層非塗工部１５８ｂという。負極合材層非塗工部１５８ｂは，負極基材１５８（負極板１５６）の幅方向ＤＢ（図６において左右方向）の端部（図６において右端部）に位置し，負極基材１５８（負極板１５６）の一方長辺に沿って，負極基材１５８（負極板１５６）の長手方向ＤＡ，つまり図６において上下方向に帯状に延びている。

図４の電極体１５０は，正極板１５５と負極板１５６とセパレータ１５７とを図７に示すように，重ね合わせつつ捲回したものである。すなわち図７の重ね合わせでは，正極板１５５と負極板１５６と２枚のセパレータ１５７とが重ね合わせられるとともに，正極合材層非塗工部１５１ｂと負極合材層非塗工部１５８ｂとが逆向きに突出するようにされている。セパレータ１５７の幅は，正極合材層塗工部１５１ｃや負極合材層塗工部１５８ｃの幅とほぼ同じである。よって，捲回した状態を示す図４では，正極合材層非塗工部１５１ｂは複数枚の正極基材１５１が重ね合わせられたものであり，負極合材層非塗工部１５８ｂは複数枚の負極基材１５８が重ね合わせられたものである。

上記のように構成された電池１００において，本発明としての特徴は，電池ケース本体１１１と電池ケース蓋１１３との溶接部分にある。図８の平面図に示すように電池１００では，電池ケース本体１１１と電池ケース蓋１１３との境目が全周にわたって溶接され，溶接痕１６０が形成されている。

この溶接痕１６０の詳細について説明する前に，端子部分の第２絶縁部材１８０と電池ケース蓋１１３の縁辺との間隔について説明する。図９の部分平面図に示すように電池１００では，第２絶縁部材１８０と電池ケース蓋１１３の縁辺との間隔は，長辺方向と短辺方向とで異なっている。すなわち，第２絶縁部材１８０と電池ケース蓋１１３の長辺１１３ａとの間隔Ｇａは，第２絶縁部材１８０と電池ケース蓋１１３の短辺１１３ｂとの間隔Ｇｂより小さい。これは，電池１００の全体形状が扁平状であり，電池ケース蓋１１３が矩形状であることによる。なお図９は，電池ケース蓋１１３（端子付蓋部材１１５）を電池ケース本体１１１にはめ込んだ後，溶接を実施する前の状態での平面図である。また，図示は省略しているが右端付近の負極側も同じである。

図８の溶接後の平面図に戻ってみると，電池ケース蓋１１３の長辺１１３ａのところと短辺１１３ｂのところとで，溶接痕（溶接時に溶融した箇所）１６０の幅が違うことが分かる。長辺１１３ａのところでは溶接痕１６０が幅広であるのに対し，短辺１１３ｂのところでは溶接痕１６０が幅狭なのである。このことを，断面図を用いてさらに説明する。図１０に図９中のＸ箇所の断面図を図１１にＹ箇所の断面図を，それぞれ示す。これらの断面図より，電池ケース本体１１１より電池ケース蓋１１３の方が板厚が大きいことが分かる。

まず短辺側の図１０を見ると，溶接痕１６０が，電池ケース蓋１１３の上面１１３ｅと，電池ケース本体１１１の開口端面１１１ｅとに跨っているが，電池ケース本体１１１の外側面１１１ｓには及んでいない。これに対し長辺側の図１１では，電池ケース蓋１１３の上面１１３ｅから電池ケース本体１１１の外側面１１１ｓにまで及んでいる。短辺側と長辺側とでのこの違いが，図８では溶接痕１６０の幅の広狭として現れているのである。

図１０と図１１との違いについてさらに説明する。図１０のように短辺部を溶接するときには，溶接時の溶融が，電池ケース蓋１１３の上面１１３ｅと，電池ケース本体１１１の開口端面１１１ｅとにのみ及び，電池ケース本体１１１の外側面１１１ｓには及ばないように，溶接エネルギーを比較的小さめに設定する。図１０ではこのとき，電池ケース蓋１１３と電池ケース本体１１１とがほぼ均等に溶融する。このため，溶融部分の近似扇形Ｔはほぼ垂直となる。このため，近似扇形Ｔの中心方向である矢印Ｑの方向，すなわち垂直上方に，プルームＰが噴出する。それでも，間隔Ｇｂが大きいので，第２絶縁部材１８０がプルームＰにより焼けてしまうことはない。なお近似扇形Ｔとは，断面中における溶接痕１６０の表面形状のうち円弧で近似できる部分と，その円弧の両端に対する半径とで構成される扇形のことである。

一方，図１１のように長辺部を溶接するときには，短辺部を溶接するときと比べて溶接エネルギーを大きくする。すると，図１０と比較して溶融範囲は広くなる。また溶け込み深さＭａも，図１０中の溶け込み深さＭｂより大きくなる。ただし，電池ケース蓋１１３側と電池ケース本体１１１側とに均等に溶融範囲が広がるわけではない。溶融範囲は，電池ケース本体１１１側により大きく広がり，電池ケース蓋１１３側にはあまり広がらないのである。

その理由は電池ケース本体１１１と電池ケース蓋１１３との板厚の違いにある。板厚の違いによる熱容量の違いにより，電池ケース蓋１１３側では電池ケース本体１１１側よりも熱の逃げが多い。このため，溶融範囲が電池ケース本体１１１側により大きく広がるのである。このため図１１では，溶融部分の近似扇形Ｔおよびその中心方向Ｒが外向きに傾いた状態となる。このためプルームＰも外向きに傾いて放出される。したがって，間隔Ｇａが小さくても，第２絶縁部材１８０がプルームＰにより焼けてしまうことがないのである。

もし，長辺部の溶接を図１０の説明と同じように低い溶接エネルギーで行うと，間隔Ｇａが小さいにもかかわらず，電池ケース蓋１１３の縁辺（長辺）からプルームＰがほぼ垂直に噴出することとなる。つまり，第２絶縁部材１８０のすぐ近くにプルームＰが存在することになり，第２絶縁部材１８０が焼けてしまうおそれがある。特に，周辺の気流等によりプルームＰが揺れるようなことがあると，容易に図１２に示すようにプルームＰが第２絶縁部材１８０に当たってしまう。これに対し本形態では長辺部を大エネルギーで溶接することで，上記弊害を防止しているのである。なお溶接自体の手法は，レーザ溶接である。

図１１に示した長辺部の溶接痕１６０については，さらに次のようなことが言える。図１３に示すように，未溶融部分における電池ケース本体１１１と電池ケース蓋１１３との境目の延長線Ｓに対して，上方から見たときの電池ケース本体１１１側への溶け込み幅Ｗａと電池ケース蓋１１３側への溶け込み幅Ｗｂとを考えることができる。このとき，溶け込み幅Ｗａは溶け込み幅Ｗｂより大きいのである。つまり，「Ｗａ／Ｗｂ」は１より大きい。図１０の短辺部の溶接痕１６０でこのようなことを考えれば「Ｗａ／Ｗｂ」はほぼ１になる。したがって，長辺部の溶接痕１６０では，短辺部の溶接痕１６０と比較して，「Ｗａ／Ｗｂ」の値が大きいと言える。また，Ｗａ自体の値も，短辺部よりも長辺部にて大きい。

また図１４に示すように，断面図上で延長線Ｓに対して，溶接痕１６０の電池ケース本体１１１側での表面長Ｌａと電池ケース蓋１１３側での表面長Ｌｂとを考えることができる。これについても，表面長Ｌａは表面長Ｌｂより大きい。そして，「Ｌａ／Ｌｂ」の値が，長辺部の溶接痕１６０では，短辺部の溶接痕１６０と比較して大きいと言える。また，Ｌａ自体の値も，短辺部よりも長辺部にて大きい。

なお本発明は，図１５に示すように，電池ケース蓋１１３（端子付蓋部材１１５）を電池ケース本体１１１にはめ込んだ後，溶接を実施する前の時点で，電池ケース本体１１１の開口端面１１１ｅが電池ケース蓋１１３に覆われないものを適用対象とする。このようなものでは，溶接時のプルームＰが電池ケース蓋１１３の上面側，つまり第２絶縁部材１８０のある側へ噴出するからである。

一方，図１６のように，溶接前の時点で開口端面１１１ｅが電池ケース蓋１１３に覆われてしまうものは，本発明の適用対象ではない。このようなものでは，溶接時のプルームＰの影響が第２絶縁部材１８０に及んでしまうことがもともとあり得ないからである。逆に，図１７のようなものでも，開口端面１１１ｅが電池ケース蓋１１３に覆われずに露出している以上，本発明の適用対象となりうる。また，電池ケース蓋１１３の上面１１３ｅに上記に説明した以外の形状（例えば図１８中の溝１１３ｆ）がさらに形成されていたとしても，本発明の適用は妨げられない。なお図１３〜図１８では，図１１等における第２絶縁部材１８０等を省略して描いている。

また本発明では，図１１に示した幅広の溶接痕１６０は，少なくとも，電池ケース蓋１１３の両端付近の第２絶縁部材１８０に対面する領域に設けられている必要がある。すなわち図８中の区間Ｚ１，Ｚ３である。その間の区間Ｚ２については，区間Ｚ１，Ｚ３の幅広の溶接痕１６０が形成されていてもよいし，短辺側と同じく図１０の幅狭の溶接痕１６０が形成されていてもよい。ただし，区間Ｚ２についても幅広の溶接痕１６０を形成した方が，接合強度という点では有利である。また，現実の製品では，低エネルギーでの溶接により図１０の幅狭の溶接痕１６０を形成する区間においても，ところどころ局所的に溶接痕１６０が電池ケース本体１１１の外側面１１１ｓに及んでしまうことはありうる。

さらに，電池ケース蓋１１３の平面形状について先に矩形板状と述べたが，図８に示したようにコーナーが丸いものであってもよい。要は長辺部と短辺部とを認識できればよい。さらに短辺部については，図１９や図２０に示すように直線部分の存在しない形状であってもかまわない。

以上詳細に説明したように本実施の形態によれば，扁平形状の電池１００であって，溶接前の段階では電池ケース本体１１１の開口端面１１１ｅが電池ケース蓋１１３に覆われないものにおいて，電池ケース蓋１１３の短辺部と長辺部とで溶接エネルギーを変え，長辺部での溶接エネルギーを短辺部より上げている。これにより，第２絶縁部材１８０に対面する長辺部の溶接の際に，電池ケース本体１１１側がより多く溶け込み，プルームＰが外向きに傾いて噴出するようにしている。こうして，溶接時のプルームＰにより電池ケース蓋１１３上の第２絶縁部材１８０等がダメージを受けてしまうことを防止した電池１００およびその製造方法が実現されている。

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。

１１１ 電池ケース本体
１１１ｅ 電池ケース本体の開口端面
１１３ 電池ケース蓋（蓋部材）
１１３ｅ 電池ケース蓋の上面
１３０，１４０ 端子部材（対外端子部材）
１５０ 電極体
１６０ 溶接痕
１８０ 第２絶縁部材（絶縁部材）
Ｇａ，Ｇｂ 間隔
Ｌａ，Ｌｂ 溶接痕の表面長
Ｑ，Ｒ 近似扇形の中心方向
Ｔ 近似扇形
Ｗａ，Ｗｂ 溶接痕の溶け込み幅
Ｚ１，Ｚ３ 絶縁部材に対面する区間
Ｚ２ 区間Ｚ１，Ｚ３の間の区間

Claims (8)

1. 発電要素を内蔵するとともに一方が開口した扁平形状の電池ケース本体と，長辺部と短辺部とを有する形状であり前記電池ケース本体の開口部を塞ぐ蓋部材とを有する電池において，
   前記電池ケース本体内で前記発電要素に接続するとともに部分的に外部に露出する，前記蓋部材を貫通して設けられた対外端子部材と，
   少なくとも前記蓋部材の外面側に配置され，前記対外端子部材を前記蓋部材から絶縁する絶縁部材とを有し，
   前記絶縁部材の縁辺と前記蓋部材の長辺部との間隔が，前記絶縁部材の縁辺と前記蓋部材の短辺部との間隔より小さく，
   前記蓋部材は，前記電池ケース本体の開口部にはめ込まれており，
   前記蓋部材の外面と前記電池ケース本体の開口端面とに跨る溶接痕が前記蓋部材の全周にわたって形成されることで，前記蓋部材が前記電池ケース本体に固定されるとともに前記電池ケース本体の内部が外界から密閉されており，
   前記蓋部材の長辺部のうち少なくとも前記絶縁部材に対面する区間を含む区間は，前記溶接痕が，前記蓋部材の外面および前記電池ケース本体の開口端面のみならず前記電池ケース本体の外側面にも及んで形成されている幅広溶接痕区間とされており，
   前記溶接痕は，
   前記幅広溶接痕区間では，前記幅広溶接痕区間以外の区間と比較して，溶接痕の断面形状における溶け込み深さが大きくなっており，
   溶接時に溶融しなかった部分での前記蓋部材と前記電池ケース本体との境目を前記溶接痕の表面に延長した延長線よりも前記蓋部材側に食い込んで形成されており，
   前記幅広溶接痕区間以外の区間は，前記蓋部材の短辺部の区間，および，前記蓋部材の長辺部の前記絶縁部材に対面しない区間のうち前記幅広溶接痕区間とされる区間を除いた区間であり，
   前記対外端子部材および前記絶縁部材が，前記蓋部材の長辺部の方向の両端寄りの位置にそれぞれ設けられていることを特徴とする電池。
2. 請求項１に記載の電池において，
   前記溶接痕の断面形状のうち表面が円弧状である部分に当てはめられる近似扇形の中心方向が，前記幅広溶接痕区間では，前記幅広溶接痕区間以外の区間と比較して，より外側向きに傾いていることを特徴とする電池。
3. 請求項１に記載の電池において，
   前記溶接痕を外部から見たときにおける，前記境目に対する前記電池ケース本体側への溶け込み幅を前記蓋部材側への溶け込み幅で割った値が，前記幅広溶接痕区間では，前記幅広溶接痕区間以外の区間と比較して大きいことを特徴とする電池。
4. 請求項１に記載の電池において，
   前記溶接痕の断面における表面長のうち，前記延長線より前記電池ケース本体側の表面長を前記蓋部材側の表面長で割った値が，前記幅広溶接痕区間では，前記幅広溶接痕区間以外の区間と比較して大きいことを特徴とする電池。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の電池において，
   前記幅広溶接痕区間が，前記蓋部材の長辺部の方向に対し，一方の前記絶縁部材に対面する区間ともう一方の前記絶縁部材に対面する区間とそれらの区間の間の区間とにわたって形成されていることを特徴とする電池。
6. 請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の電池において，
   前記蓋部材の板厚が前記電池ケース本体の板厚より大きいことを特徴とする電池。
7. 発電要素を内蔵するとともに一方が開口した扁平形状の電池ケース本体と，長辺部と短辺部とを有する形状であり前記電池ケース本体の開口部を塞ぐ蓋部材とを有する電池の製造方法において，
   対象とする電池は，
   前記電池ケース本体内で前記発電要素に接続するとともに部分的に外部に露出する，前記蓋部材を貫通して設けられた対外端子部材と，
   少なくとも前記蓋部材の外面側に配置され，前記対外端子部材を前記蓋部材から絶縁する絶縁部材とを，前記蓋部材の長辺部の方向の両端寄りの位置にそれぞれ有し，
   前記絶縁部材の縁辺と前記蓋部材の長辺部との間隔が，前記絶縁部材の縁辺と前記蓋部材の短辺部との間隔より小さいものであり，
   前記蓋部材を，前記電池ケース本体の開口端面を覆うことなく前記電池ケース本体の開口部にはめ込んだ状態とし，
   前記蓋部材の外面と前記電池ケース本体の開口端面との境目を前記蓋部材の全周にわたって溶接することで，前記蓋部材を前記電池ケース本体に固定するとともに前記電池ケース本体の内部を外界から密閉し，
   前記溶接の際のエネルギーを，
   前記蓋部材の長辺部のうち少なくとも前記絶縁部材に対面する区間を含み，溶接時に溶接箇所からプルームが垂直に噴出すると前記絶縁部材がダメージを受けうる区間では，溶融範囲が前記蓋部材の外面および前記電池ケース本体の開口端面のみならず前記電池ケース本体の外側面にも及び，その溶融範囲が溶接痕となる第１レベルのエネルギーとし， 前記蓋部材の短辺部，および，前記蓋部材の長辺部のうち前記絶縁部材に対面しない区間であって，溶接時に溶接箇所からプルームが垂直に噴出しても前記絶縁部材がダメージを受けない区間では，前記第１レベルより低い第２レベルのエネルギーとすることを特徴とする電池の製造方法。
8. 請求項７に記載の電池の製造方法において，
   前記第１レベルのエネルギーでの溶接を，前記蓋部材の長辺部の方向に対し，一方の前記絶縁部材に対面する区間ともう一方の前記絶縁部材に対面する区間とそれらの区間の間の区間とにわたって行うことを特徴とする電池の製造方法。

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