JP6331753B2 - 電池用ケース - Google Patents
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Description
この電池用ケース60では、発電要素としての電極組立体(図示せず)をケース本体61に収容した後、ケース本体61と蓋体63とをレーザー溶接により接合する。レーザー溶接によりケース本体61と蓋体63とを接合する場合、ケース本体61の開口側端部62および開口側端部62と接合する蓋体63の接合部にはレーザー溶接によって溶接部Bが形成される。なお、図6に示す蓋体63には、ケース本体61との位置決めのための段差面64が形成されている。
以下、第1の実施形態に係る電池用ケースについて図面を参照して説明する。本実施形態の電池用ケースは、リチウムイオン二次電池のための電池用ケースの例である。
図2に示すように、電極組立体10の正極端子14には、電池用ケース20との絶縁を図るための樹脂製の絶縁部材18A、18Bが設けられている。また、電極組立体10には、正極端子14付近における電池用ケース20の気密性を保つためのシール部材19が設けられている。図示はされないが、負極端子16にも正極端子14と同様に樹脂製の絶縁部材18A、18Bが設けられるほか、負極端子16付近における電池用ケース20の気密性を保つためのシール部材19が設けられている。
本実施形態の第1側壁26は、電池用ケース20において最も大きな面積を有する。第1側壁26の内側の面である第1内壁面28および第2側壁27の内側の面である第2内壁面29は、側壁部24の内側面に相当する。側壁部24の開口22は矩形であり、側壁部24の開口22側には開口側端部30が形成されている。開口側端部30は、蓋体23と接合される部位であり、側壁部24の内側面と直角な端面31を有している。開口側端部30には、互いに隣り合う第1側壁26と第2側壁27とにより形成される角部32が4個存在する。
本実施形態では、蓋体23の外周縁に沿う部位について蓋体23の板厚を小さくすることにより接合面38が形成されている。蓋体23の内側面37において接合面38の内側は、蓋体23の板厚が大きくなっている。このため、接合面38に対して直角となる段差面39が接合面38の内側において形成されている。
図3に示すように、段差面39は、第1側壁26の第1内壁面28と当接可能な一対の第1段差面40と、第2側壁27の第2内壁面29と当接可能な一対の第2段差面41を有する。つまり、段差面39は接合面38から延在して形成され、側壁部24の内側面と当接する。段差面39は、ケース本体21に対する端面31および接合面38と平行な方向に対する蓋体23の位置決め手段として機能する。
本実施形態では、突条部42は蓋体23と一体形成されており、内側面37において接合面38に沿って環状に形成されている。突条部42は、ケース本体21に蓋体23をレーザー溶接により接合する際に、ケース本体21の内部へレーザー光を進入させないようにするために設けられている。電極組立体10を収容したケース本体21に蓋体23が接合されている状態では、電極組立体10の上部と側壁部24の内側面との間には空間部Aが形成される。
突条部42は、電極組立体10を収容したケース本体21に蓋体23が接合されている状態では、空間部Aへ向けて突出しており、電極組立体10の上部と側壁部24との間に位置する。従って、突条部42は側壁部24と当接せず、突条部42と側壁部24との間には間隙が存在する。
本実施形態では、外側対向面43はレーザー光の反射防止のために粗面加工が施されている。粗面加工された外側対向面43は、レーザー光が外側対向面43に入射しても入射したレーザー光を拡散反射させて入射の状態と同様の状態でのレーザー光の反射を防止する。
本実施形態では、レーザー溶接機Mを固定し、レーザー光が接合面38および端面31に沿うように電池用ケース20を移動することにより、溶接部Bが電池用ケース20の外周にわたって形成される。溶接部Bが電池用ケース20の外周にわたって形成された状態では、ケース本体21の内部は密封された状態となる。
本実施形態では、レーザー光がケース本体21の内部に進入しても、レーザー光は突条部42に遮られ、電極組立体10に達することはなく、電極組立体10がレーザー光により損傷することはない。また、本実施形態では、レーザー光が照射される突条部42の外側対向面43には粗面加工が施されているため、レーザー光は外側対向面43によって拡散反射される。拡散反射後のレーザー光は、拡散されているために入射のレーザー光とは異なり、実質的にレーザー光の反射が防止される。このため、レーザー光が突条部42によって反射し、反射後のレーザー光がレーザー溶接機Mに入射されることはない。
なお、レーザー光の進行方向における突条部42の位置は溶接部Bが形成される位置よりもレーザー溶接機Mから遠く離れているため、突条部42にレーザー光が照射されてもレーザー光のエネルギーは低く、直ちに突条部42が溶融することはない。
(1)レーザー溶接の際に、ケース本体21と蓋体23との間に空隙が生じても、蓋体23の内側面37に形成した突条部42が空隙を通るレーザー光を遮るため、レーザー光が電極組立体10に達することがない。従って、電池用ケース20内に収容されている電極組立体10のレーザー光による損傷を防止することができる。その結果、レーザー溶接時において電池用ケース20を損傷しても電極組立体10は無駄になることがない。
次に、第2の実施形態に係る電池用ケースについて説明する。本実施形態の突条部は、第1の実施形態の突条部と構成が異なる。従って、本実施形態では、突条部以外の構成については第1の実施形態と同一であるため、第1の実施形態の説明を援用し、共通の符号を用いる。
突条部51は、内側面37に対して傾斜する外側対向面52、内側対向面53および端面54を有する。突条部51の傾斜する外側対向面52には粗面加工が施されていないため、外側対向面52はレーザー光の反射を可能としている。
また、突条部51の外側対向面52が傾斜しているため、例えば、図5(b)に示すように、空隙を通るレーザー光は外側対向面52に対して直角に入射することはない。このため、外側対向面52が空隙を通るレーザー光を反射しても、反射後のレーザー光はレーザー溶接機Mを照射することはない。従って、外側対向面52によって反射したレーザー光がレーザー溶接機Mに照射されることがなく、反射したレーザー光によるレーザー溶接機Mの損傷を防止することができる。さらに、突条部51の先端が側壁部24に最も接近するため、外側対向面52にて反射したレーザー光は蓋体23側へ向かい易く、電極組立体10へ向かい難い。このため、外側対向面52によって反射したレーザー光が電極組立体10を損傷することは殆どない。
○ 上記の実施形態では、蓋体に位置決めのための段差面を設けたが、この段差面は必須の要件ではない。段差面以外の手段によりケース本体に対する蓋体の位置決めが可能な場合、一定の板厚の蓋体とし、この蓋体の内側面に突条部を形成してもよい。
○ 上記の実施形態では、蓋体に形成する突条部は蓋体と一体形成されるとしたが、突条部を蓋体と別部材とし、突条部を蓋体に取り付けるようにしてもよい。この場合、突条部を蓋体の材料と異なる材料により形成することができ、例えば、蓋体の材料よりも耐熱性に優れた材料を用いることにより、突条部の溶融を確実に防止できる。
○ 上記の実施形態では、蓋体に形成する突条部が蓋体の内側面において接合面に沿って環状に形成されるとしたが、必ずしも環状に形成しなくてもよく、空隙が生じ易い部位に対応して突条部を部分的に設けてもよい。例えば、蓋部の角部は、レーザー溶接時における熱の影響による歪等により、比較的、空隙が生じ易い。この蓋部の角部に対応する部位周辺に突条部を形成し、角部に対応する部位周辺から離れた空隙の生じ難い位置には突条部を設けないようにしてもよい。この場合、突条部を部分的に設けることでケース本体内のスペース拡大や蓋体の軽量化を図ることができる。
○ 上記の実施形態では、電池をリチウムイオン二次電池としたが、レーザー溶接により接合されるケース本体と蓋体とを備える電池用ケースを用いる電池であれば、電池の種類は特に限定されない。
○ 上記の第2の実施形態では、突条部を突出方向に対して傾斜させて設けたことにより、突条部の対向面が側壁部の内側面と傾斜するとしたが、この限りではない。例えば、突条部を突出方向と直交する方向に傾斜させて設けることにより、突条部の対向面が側壁部の内側面と傾斜するようにしてもよい。具体的には、電極組立体の挿入方向から見て、突条部の対向面が側壁部の内側面に対して傾斜して設けられればよい。これにより、突条部の対向面と側壁部の内側面との間隙が傾斜に応じて突条部の延在方向において異なる。この場合、電極組立体の挿入方向から見て、レーザー光は対向面に対して直角に入射されることはなく、対向面がレーザー光を反射しても、反射後のレーザー光はレーザー溶接機Mを照射することはない。さらに言うと、突条部は突出方向および突出方向と直交する方向に対してそれぞれ傾斜して設けられてもよい。
14 正極端子
15 正極集電体
16 負極端子
17 負極集電体
18 絶縁部材
19 シール部材
20、50、60 電池ケース
21、61 ケース本体
22 開口
23、63 蓋体
24 側壁部
25 底壁部
30、62 開口側端部
31 端面
32 角部
37 内側面
38 接合面(接合部としての)
39、64 段差面
40 第1段差面
41 第2段差面
42、51 突条部
43、52 外側対向面
A 空間部
B 溶接部
M レーザー溶接機
Claims (3)
- 開口を有する有底筒状のケース本体と、前記ケース本体の開口側に形成された開口側端部に接合される蓋体と、を備え、
前記ケース本体は、前記開口側端部を備える筒状の側壁部と、前記側壁部において前記開口側端部の反対側となる端部に設けた底壁部と、を有し、
前記蓋体は、内側面に形成され、前記開口側端部と接合される接合部を有し、
電極組立体を収容する電池用ケースにおいて、
前記蓋体は、前記接合部より前記蓋体の中心側において前記蓋体の内側面から突出して形成される突条部を有し、
前記ケース本体に前記蓋体が接合される状態では、
前記突条部は、前記電極組立体と前記側壁部との間に位置するとともに、前記側壁部の内側面と対向する対向面を有し、
前記対向面と前記側壁部との間に間隙が形成され、前記対向面は粗面加工されていることを特徴とする電池用ケース。 - 開口を有する有底筒状のケース本体と、前記ケース本体の開口側に形成された開口側端部に接合される蓋体と、を備え、
前記ケース本体は、前記開口側端部を備える筒状の側壁部と、前記側壁部において前記開口側端部の反対側となる端部に設けた底壁部と、を有し、
前記蓋体は、内側面に形成され、前記開口側端部と接合される接合部を有し、
電極組立体を収容する電池用ケースにおいて、
前記蓋体は、前記接合部より前記蓋体の中心側において前記蓋体の内側面から突出して形成される突条部を有し、
前記ケース本体に前記蓋体が接合される状態では、
前記突条部は、前記電極組立体と前記側壁部との間に位置するとともに、前記側壁部の内側面と対向する対向面を有し、
前記対向面と前記側壁部との間に間隙が形成され、
前記対向面は、前記突条部の先端へ向かうにつれて前記側壁部の内側面に近づくように前記側壁部の内側面に対して傾斜する傾斜面とすることを特徴とする電池用ケース。 - 前記蓋体は、前記接合部から延在して形成され、前記側壁部の内側面と当接する段差面を有することを特徴とする請求項1又は2記載の電池用ケース。
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