JP6861076B2 - 二次電池の製造方法及び二次電池 - Google Patents

Description

本発明は、電解液が注入される注入孔を有する二次電池の製造方法、及び、二次電池に関する。

通常、二次電池の製造工程では、電極体を収容した電槽に電解液が注入される注入工程がある。この注入工程では、二次電池の蓋に設けられた注入孔に接続された電解液の注入用ノズルから電槽内へ電解液が注入される。その後、電解液の注入された注入孔が封止材で封止されて二次電池が密閉される。こうした二次電池の一例が特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載の二次電池は、電池部品の収納された金属製の電池容器と、電解液を注入する注入孔を有し、電池容器の開口部を密閉する蓋板と、注入孔を封止する封止材とを備えている。蓋板は、注入孔近傍の全周がその近傍の外周部に比べて薄肉に形成されている。二次電池は、電解液が注入されたあと、蓋板の薄肉部分と封止材との溶融によって注入孔が封止材によって密閉される。

特開２００４−２５９５８４号公報

ところで、特許文献１に記載の二次電池によれば、注入孔に封止材を溶接するとき、注入孔はその材料である金属が溶融する温度まで温度が上昇されるとともに、それに伴って、その周囲も温度が上昇して電解液が多少なりとも気化することが避けられない。そのため、例えば、注入孔に残留している電解液やその成分は、加熱により気化することで封止材との間の溶融部分に孔や空洞、厚みのムラ等の溶接不良を生じさせるおそれがある。また、注入孔周囲の電解液が蒸発することで電槽内の内圧が上がり、この空気が溶接個所から噴出することで溶接不良を生じさせるおそれもある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、二次電池の注入孔と封止材との間の溶接不良の発生を抑制することのできる二次電池の製造方法、及び二次電池を提供することにある。

上記課題を解決する二次電池の製造方法は、電池ケースと蓋体とからなる電槽に発電要素を収容している二次電池を製造する二次電池の製造方法であって、前記蓋体に設けられている貫通孔を有する注入孔を封止する封止材を加熱する加熱工程と、前記注入孔を介して前記電池ケースに電解液が注入された後、前記加熱工程で加熱した前記封止材を前記貫通孔の周囲に設けられた封止材載置部に載置し、前記封止材の熱で前記封止材載置部に付着した前記電解液を除去する載置工程と、前記封止材を前記注入孔に溶接する溶接工程とを備える。

電槽へ電解液を注入する際、注入孔に多少なりとも電解液が付着することは避けられない。しかし、注入孔に付着した電解液は、封止材の溶接の際に気化して溶接不良を生じさせる等のおそれがある。そこで、このような方法によれば、溶接に先立って、加熱した封止材を注入孔の封止材載置部に載置することで、封止材の熱によって溶接される部分に付着している電解液を予め気化させることができる。これにより、二次電池の注入孔と封止材との間の溶接不良の発生を抑制することができる。

好ましい方法として、前記封止材は、１又は複数の通気孔を有し、前記溶接工程の後、前記通気孔を塞ぐ工程を備える。
封止材を溶接する際、注入孔とその周辺の温度が上昇して電解液が気化し、これが注入孔から排出される。そこで、このような方法によれば、溶接中に気化した電解液が通気孔から排出されるので、溶融している部分に気化した電解液のガスにより孔や空間等が発生することが抑制される。

好ましい方法として、前記注入孔は、前記貫通孔と前記封止材載置部との間に環状の中間部を備え、前記通気孔は、前記中間部に対向する位置に設けられ、前記通気孔を塞ぐ工程では、前記通気孔を通過した溶接用のレーザ光が前記中間部に照射されるように前記溶接用のレーザ光を前記通気孔に照射することで前記通気孔をレーザ溶接で塞ぐ。

このような方法によれば、通気孔を封止するとき、レーザ光が貫通孔を通じて電池内の発電要素に照射されることを防ぐことができる。
好ましい方法として、前記封止材は、前記封止材の通気孔に向かって凹む傾斜面を備え、前記載置工程では、前記封止材の前記傾斜面を前記注入孔に対向させて前記封止材を前記注入孔に配置する。

このような方法によれば、気化したガスが傾斜面に沿って通気孔に導かれるようになることから、電解液の気化が急速であったとしても、気化した電解液のガスの排出が好適に行われる。

好ましい方法として、前記二次電池は、リチウムイオン二次電池であり、前記加熱工程では、前記封止材を９０℃以上に加熱する。
このような方法によれば、リチウムイオン二次電池の電解液の成分の少なくとも一部を気化させることができるようになる。なお、封止材は溶融しない温度まで加熱することができ、例えば、アルミニウムを主成分とする金属材料であればアルミニウムの融点（６６０℃以下）まで加熱することができる。

上記課題を解決する二次電池は、電池ケースと蓋体とからなる電槽に発電要素を収容している二次電池であって、前記蓋体は、前記電池ケースに電解液を注入する注入孔を有し、前記注入孔は、中心に電槽まで貫通する貫通孔と、前記貫通孔の外周に封止材が載置される封止材載置部と、を有し、前記注入孔は、前記注入孔を封止する前記封止材が溶接されており、前記封止材は、前記封止材を貫通する通気孔を備え、前記通気孔は、封止されている。

このような構成によれば、注入孔に封止材を封止するとき、封止材の溶接によって加熱された注入孔や蓋等で気化した電解液のガスを通気孔から排出させることができる。よって溶接の不良を抑制できる。

好ましい構成として、前記封止材は、前記注入孔に対向する内側面に前記通気孔に向かって凹む傾斜面と、前記内側面に前記封止材載置部に面接触する環状の接触面とを備える。

このような構成によれば、封止材載置部と接触面とが面接触することで封止材の熱が封止材載置部に伝達されやすくなり、封止材載置部に残っている電解液の気化が好適になされて、溶接が好適になされるようになる。

また、気化したガスが傾斜面に沿って通気孔に導かれるようになることから、電解液の気化が急速であったとしても、気化した電解液の排出が好適に行われる。
好ましい構成として、前記注入孔は、前記貫通孔と前記封止材載置部との間に環状の中間部をさらに備え、前記封止材は、前記通気孔が前記中間部に対向する位置に設けられている。

このような構成によれば、通気孔をレーザ溶接等で封止するとき、レーザ光等が電池内部の発電要素に照射されることを防ぐことができる。
好ましい構成として、前記封止材は、前記注入孔を覆う２つの半円状の部材からなり、前記２つの半円状の部材はそれらの弧の部分を向かい合わせて配置され、前記２つの弧の部分は、前記封止材の厚さ方向において他方の弧と重なり合う張り出し部分をそれぞれ有し、この張り出し部分の重なりが前記通気孔である。

このような構成によれば、通気孔をレーザ溶接等で封止するとき、レーザ光等が電池内部の発電要素に照射等されることを防ぐことができる。

本発明によれば、二次電池の注入孔と封止材との間の溶接不良の発生を抑制することができる。

二次電池の一実施形態について、その概略斜視構成を示す斜視図。 同実施形態における注入孔の拡大断面構造を示す断面図。 同実施形態において注入孔に封止材が配置された断面構造を示す断面図、及び、封止材の底面構造を示す底面図。 同実施形態において注入孔を封止する処理の処理手順を示すフローチャート。 二次電池の他の実施形態について、その注入孔に封止材が配置された断面構造を示す断面図、及び、封止材の底面構造を示す底面図。 二次電池のまた他の実施形態について、その注入孔に配置される封止材の上面構造を示す上面図、及び、封止材が配置された断面構造を示す断面図。 二次電池のさらに他の実施形態について、その注入孔に封止材が配置された断面構造を示す断面図。

図１〜図４を参照して、二次電池の製造方法、及び、二次電池の一実施形態について説明する。本実施形態の二次電池１０は、外部端子１３がバスバーで複数が接続されることにより組電池を構成する。組電池は、電気自動車もしくはハイブリッド自動車に搭載され、電動モータ等に電力を供給する。二次電池１０は、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池であり、外形が直方体形状の密閉式電池である。

図１に示すように、二次電池１０は、開口部を有する直方体形状の電池ケース１１と、電池ケース１１の開口部を封止する蓋体１２と、電池ケース１１の内部に収容される極板群１７及び電解液７５（図２参照）とを備える。電池ケース１１及び蓋体１２は、アルミニウムを主成分とする金属材料で構成されている。二次電池１０は、電池ケース１１に蓋体１２が溶接によって取り付けられることで密閉された電槽が構成されている。また二次電池１０は、蓋体１２の外表面２ａ（図２参照）に、電力の充放電に用いられる２つの前記外部端子１３と、安全弁１４と、電槽内への電解液７５が注入される注入孔１５とを備えている。なお、図１に示す注入孔１５は、注入孔１５の開口を密閉する封止材３０が溶接されている状態を示している。封止材３０もアルミニウムを主成分とする金属材料で構成されている。

図２は、封止材３０が溶接される以前における注入孔１５について示す。
注入孔１５は、蓋体１２において内表面２ｂから外表面２ａに貫通する孔として設けられている。注入孔１５は、蓋体１２に貫通する円形の孔である貫通孔５ｃと、貫通孔５ｃを囲んで蓋体１２の外表面２ａから環状に一段下がった（封止材３０の厚さ方向に凹んだ）封止材載置部としての載置段５ａとを有する。また、注入孔１５は、貫通孔５ｃと載置段５ａとの間に載置段５ａから一段下がった（封止材３０の厚さ方向に凹んだ）環状の中間部としての中間段５ｂを備える。貫通孔５ｃの中心Ｐ０に対して、貫通孔５ｃは半径が半径Ｐ３の孔であり、中間段５ｂは半径Ｐ３から半径Ｐ２までの間にあり、載置段５ａは、半径Ｐ２から半径Ｐ１までの間にある。

載置段５ａは、封止材３０が載置されるとともに、溶着される部分である。中間段５ｂは、電槽へ電解液７５を注入するとき、電解液７５の注入ノズル７のシール部７Ａが嵌合する部分である。貫通孔５ｃは、電解液７５の注入ノズル７の注液部７Ｂが入り込み、注液部７Ｂから電解液７５が注入される。

図３の上図は封止材３０が載置された注入孔１５の断面図であり、下図は封止材３０を内側面としての内表面３０ｂから見た平面図である。
図３に示すように、封止材３０は、注入孔１５に形成された載置段５ａに載置可能な円形であり、円形の半径Ｐ１１は、注入孔１５の半径Ｐ１よりも小さい。半径Ｐ１の位置にある注入孔１５の内周と半径Ｐ１１の位置にある封止材３０の外周との間にはレーザ溶接によって溶着可能な溝３５が形成される。

封止材３０は、電池外側に向く外表面３０ａと電池内側に向く内表面３０ｂとを備えている。また、封止材３０は、外表面３０ａと内表面３０ｂとを貫通する（封止材３０の厚さ方向に貫通する）通気孔３３を備えている。通気孔３３は、半径Ｐ１３であって封止材３０の中心に設けられている。封止材３０は、載置段５ａに当接する環状の接触面としての着座部３１を備えている。着座部３１は、内表面３０ｂの外周寄りにおいて、半径Ｐ１２から半径Ｐ１１までの間に設けられている。着座部３１は、載置段５ａに平行な面を有しており、載置段５ａに面接触により当接する。例えば、平行な面は、外表面３０ａに平行な面である。封止材３０は、内表面３０ｂの着座部３１と、通気孔３３との間に、傾斜面３２を有している。傾斜面３２は、内表面３０ｂに対して、着座部３１から通気孔３３に向けて凹む形状に設けられている。換言すると、傾斜面３２は、外周（半径Ｐ１２）部分での厚さ方向の厚さに比較して内周（半径Ｐ１３）部分で厚さ方向の厚さが薄くなる傾斜を有しており、半径Ｐ１２から半径Ｐ１３に向けて内周面が狭まるテーパ状である。

（二次電池の作用）
すなわち、本実施形態の二次電池１０は、電池ケース１１が蓋体１２で封止され、蓋体１２の注入孔１５に封止材３０が溶接されて密閉されている。つまり、封止材３０の外周が注入孔１５の半径Ｐ１にある内周にレーザ溶接されている。また、封止材３０は通気孔３３がレーザ溶接により封止されている。なお、封止材３０は通気孔３３よりも先に外周がレーザ溶接されることで、レーザ溶接が行われる際、レーザ溶接における熱により発生する電解液７５の成分に起因して発生したガスが通気孔３３から放出されるようになる。また、傾斜面３２は、封止材３０に与圧するガスを通気孔３３に向けてスムーズに流すことができる。また、本実施形態の二次電池１０は、封止材３０が９０℃以上の高温に加熱されてから注入孔１５に載置されている。これにより、載置段５ａは、封止材３０の着座部３１により加熱されて、そこに残留していた電解液７５の成分が気化により除去される。すなわち、載置段５ａの電解液７５の成分がレーザ溶接に先立って除去される。このとき気化した電解液７５の成分は、傾斜面３２に沿って通気孔３３に導かれる。こうして電解液７５の成分が除去されてから封止材３０がレーザ溶接なされたことによって、レーザ溶接中に気化した電解液７５の成分が溶融池にムラや孔、空洞等を生じさせて溶接不良が発生するおそれが抑制される。

（二次電池の製造方法の作用）
図４を参照して、本実施形態の二次電池の製造方法について説明する。ここでは、特に、注入孔１５を封止材３０で封止する工程について説明する。

まず、封止する工程が行われることに先立ち、電池ケース１１は、蓋体１２で封止された後、蓋体１２の注入孔１５に注入ノズル７が取り付けられ、注入孔１５の貫通孔５ｃを介して電池ケース１１内に電解液７５が注入される注液工程がある。

ここで、図２を参照して、注液工程では、電解液７５を注入するとき、注入ノズル７のシール部７Ａが中間段５ｂに嵌合されるが、シール部７Ａと中間段５ｂとの間に電解液７５が浸入することが避けられない。また、この浸入した電解液７５は、シール部７Ａと中間段５ｂとの間にも浸入して中間段５ｂにも広がることも少なくない。すなわち、中間段５ｂにも、電解液７５が付着し、残留することが少なくない。また、電解液７５の成分には高温にすると気化するものが含まれていることから、注入孔１５に封止材３０を溶接するときの熱で加熱されて気化し、溶接箇所に孔や空洞、厚みのムラを形成するおそれがある。例えば、レーザ光で加熱されたアルミニウムの溶融池をガスが抜けて孔を生じさせたり、溶融池に入り込んで空洞を生じさせたり、溶融池を押圧してガスの進入分だけ薄い部分を生じさせたりしたまま固化するおそれがある。

また、レーザ溶接を行うと、溶接箇所ではアルミニウムが溶融する温度になるから、溶融箇所と一体の蓋体１２において注入孔１５の周囲も温度上昇して、電解液７５の成分が気化する。例えば、電槽内で飛び散って蓋体１２の裏側に付着した電解液７５が気化するおそれがある。こうして気化した電解液７５も、注入孔１５から排出されることになるため、レーザ溶接中の溶融池にガス抜け孔や空洞、厚みムラを生じさせて、そのまま固化してしまうおそれもある。

そこで、本実施形態では、二次電池１０の注入孔１５と封止材３０との間の溶接不良の発生を抑制することができる封止する工程を行う。二次電池の製造方法では、封止する工程が開始されると、加熱工程としての封止材加熱処理（ステップＳ１０）、載置工程としての封止材載置処理（ステップＳ１１）、溶接工程としての封止材溶接処理（ステップＳ１２）、通気孔封止処理（ステップＳ１３）の順に製造処理が行われる。

封止材加熱処理（ステップＳ１０）は、封止材３０を所定の温度まで加熱する処理である。所定の温度は、最低温度が、電解液７５の成分の少なくとも１つ以上を気化させることができる温度以上であり、最高温度が、封止材３０の形状を維持しつつ、取り扱いが可能な温度以下である。例えば、最低温度を９０℃以上とし、最高温度をアルミニウムの融点（６６０℃）以下として、この範囲から所定の温度を設定することが好ましい。こうした範囲として、例えば、アルミニウムに熱による変質を生じさせづらい４００℃以下とする範囲がある。封止材３０は、オーブンに入れたり、電磁的に加熱させたり、機械的な振動が与えられたり、周知の方法で加熱される。

封止材載置処理（ステップＳ１１）は、加熱された封止材３０を、その温度が高いまま注入孔１５に配置する処理である。注入孔１５に配置された封止材３０は、着座部３１が載置段５ａに当接することで、載置段５ａの温度を上昇させ、載置段５ａに付着している電解液７５の成分の少なくとも一部を気化させる。これにより、載置段５ａに付着している電解液７５の成分が無くなっている又は減少していることから、溶接時に電解液７５の成分が気化し、この気化したガスが注入孔１５と封止材３０との間に溶接不良を発生させるおそれが抑制される。なお、このとき、ガスを傾斜面３２が通気孔３３に導くようにするため、封止材３０の傾斜面３２を注入孔１５に対向させて封止材３０を注入孔１５に配置するようにする。

また、封止材３０は、注入孔１５の周囲についてもある程度温度上昇させて、電解液７５の成分を気化させる。これにより、溶接時の熱の伝達によって加熱されることになる蓋体１２、特に、注入孔１５の周囲に付着している電解液７５の成分も気化することが期待される。すなわち、溶接時に注入孔１５から排出されるガスの減少が期待され、注入孔１５と封止材３０との間に溶接不良の発生するおそれが抑制される。

封止材溶接処理（ステップＳ１２）は、注入孔１５に配置された封止材３０を注入孔１５にレーザ溶接する処理である。レーザ溶接では、レーザ光が封止材３０の周囲の溝３５に照射される。そして、注入孔１５の半径Ｐ１にある内周及び載置段５ａと、封止材３０の外周及び着座部３１とが相互に溶融して混合した溶融池を形成する。そして、この溶融池が固化することにより、注入孔１５と封止材３０とが溶接される。このとき、載置段５ａに残留していた電解液７５の成分が加熱によって気化してガスが発生すると、溶融池に孔や空洞、厚さ方向のムラを発生させるおそれがある。また、急激な気化によって溶融金属のスパッタが生じると、溶融池の金属量が減少したりする。これによって、上述したような溶接不良が生じるおそれがある。しかし、本実施形態では、予め加熱された封止材３０が注入孔１５に載置されたことによって、電解液７５の成分の少なくとも一部が気化されていることから、注入孔１５と封止材３０との間のレーザ溶接において、電解液７５の成分の気化に起因する溶接不良の生じるおそれが抑制される。

また、本実施形態では、通気孔３３が開放されている。よって、レーザ溶接の際、注入孔１５の周囲で温度上昇により電解液７５の成分が気化してガスが発生したとしても、発生したガスは、溶接箇所の溶融池ではなく、通気孔３３を通って排出されるようになるため、ガスの発生に起因する溶接不良の発生が抑制される。また、封止材３０には通気孔３３に向かう傾斜面３２が設けられているので、注入孔１５に向かうガスは封止材３０において傾斜面３２に沿って通気孔３３に導かれるようにもなる。

通気孔封止処理（ステップＳ１３）は、封止材３０の通気孔３３をレーザ溶接によって封止する処理である。ここで通気孔３３が封止されることで、二次電池１０が密閉される。

以上説明したように、本実施形態の二次電池の製造方法、及び、二次電池によれば、以下に記載するような効果が得られるようになる。
（１）溶接に先立って、加熱した封止材３０を注入孔１５の載置段５ａに載置することで、封止材３０の熱によって溶接される部分に付着している電解液７５を予め気化させる。これにより、二次電池１０の注入孔１５と封止材３０との間の溶接不良の発生を抑制することができる。

（２）溶接中に気化した電解液７５が通気孔３３から排出されるので、溶融している部分に気化した電解液７５のガスにより孔や空間等が発生することが抑制される。
（３）気化したガスが傾斜面３２に沿って通気孔３３に導かれるようになることから、電解液７５の気化が急速であったとしても、気化した電解液７５のガスの排出が好適に行われる。

（４）リチウムイオン二次電池の電解液７５の成分の少なくとも一部を気化させることができる。なお、封止材は溶融しない温度まで加熱することができ、例えば、アルミニウムを主成分とする金属材料であれば６６０℃まで加熱することができる。

（５）注入孔１５に封止材３０を封止するとき、封止材３０の溶接によって加熱された注入孔１５や蓋体１２等で気化した電解液７５のガスを通気孔３３から排出させることができる。

また、気化したガスが傾斜面３２に沿って通気孔３３に導かれるから、電解液７５の気化が急速であったとしても、気化した電解液７５の排出が好適に行われる。
（６）載置段５ａと着座部３１とが面接触することで封止材３０の熱が載置段５ａに伝達されやすくなり、載置段５ａに残っている電解液７５の気化が好適になされて、溶接が好適になされるようになる。

（その他の実施形態）
なお、上記実施形態は以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、蓋体１２や封止材３０がアルミニウムを主成分とする金属材料である場合について例示した。しかしこれに限らず、蓋体や封止材は、溶接することができる材料から構成されているのであれば、アルミニウムが主成分ではない金属材料から構成されていてもよいし、樹脂材料から構成されていてもよい。これにより溶接時の温度上昇で電解液の成分が気化し、溶融している材料に孔や空洞、厚さのムラが生じるおそれを抑制することができる。

・上記実施形態では、封止材３０の通気孔３３が中心に１つである場合について例示したが、通気孔の配置はこれに限られない。
一例を、図５を参照して説明する。なお、図５の上図は封止材４０が載置された注入孔１５の断面図であり、下図は封止材４０を内表面４０ｂから見た平面図である。

図５に示すように、半径Ｐ２１である封止材４０の中心Ｐ０からずれた位置であって、着座部４１よりも内側である半径Ｐ２３にある円周上に、内表面４０ｂから外表面４０ａまで貫通する２つの円弧状の通気孔４４が円周方向に離間して設けられていてもよい。通気孔４４を半径Ｐ２２と半径Ｐ２３との幅を有する円弧状とすることで幅を細くすることができるのでレーザ溶接で塞ぐことが容易になる。一方、通気孔４４を円弧状とすることで長さが確保されて開口面積を大きくすることができる。よって、注入孔１５と封止材４０との間の溝４５をレーザ溶接した際に発生する電解液の成分に起因するガスが通気孔４４から好適に排出される。

また、図５に示すように、中心Ｐ０からずれた位置である半径Ｐ２３にある円周が、中間段５ｂに対向する位置に設けられていてもよい。すなわち、通気孔４４が中間段５ｂに対向する位置に設けられていてもよい。通気孔４４が中間段５ｂに対向することで、通気孔４４をレーザ溶接で封止するときレーザ光が貫通孔５ｃを通じて電池内の発電要素に照射されるおそれが低減されるようになる。具体的には、通気孔４４を通過した溶接用のレーザ光が中間段５ｂに照射されるように溶接用のレーザ光を通気孔４４に照射することで通気孔４４をレーザ溶接で塞ぐようにすればよい。

また、このとき、内表面４０ｂは、通気孔４４に向かう外側傾斜面４２、及び内側傾斜面４３を有していてもよい。すなわち、外側傾斜面４２は封止材４０の厚さが通気孔４４に向けて薄くなる形状を有し、内側傾斜面４３は、封止材４０の厚さが中心Ｐ０での厚さが通気孔４４に向けて薄くなる形状を有している。なお、外側傾斜面４２や内側傾斜面４３は、設けられなくても、又はいずれか一方が設けられてもよい。

・また一例を、図６を参照して説明する。なお、図６の上図は封止材５０が載置された注入孔１５の断面図であり、下図は封止材５０を内表面５０ｂから見た平面図である。
図６に示すように、半径Ｐ３１の封止材５０は、注入孔１５を２つの半円状の部材５１，５２で覆う。２つの半円状の部材５１，５２はそれらの弧の部分を向かい合わせるようにして注入孔１５に配置される。２つの弧の部分は、封止材５０の厚み方向において他方の弧の部分と重なり合う張り出し部分５１ａ，５２ａをそれぞれ有し、この張り出し部分５１ａ，５２ａの重なりあう部分が内表面５０ｂから外表面５０ａまで貫通する通気孔５３となる。張り出し部分５１ａ，５２ａは重なり合っているだけのとき、ガスが通過するため通気孔５３として機能する。

詳述すると、張り出し部分５１ａ，５２ａは中心Ｐ０において厚み方向に重なり合っている。具体的には、張り出し部分５１ａは内表面５０ｂにおいて弦に垂直な方向に距離Ｐ３３だけ張りだし、張り出し部分５２ａは外表面５０ａにおいて弦に垂直な方向に距離Ｐ３３だけ張りだしている。そして、それら張り出し部分５１ａ，５２ａが弦に垂直な方向に距離Ｐ３２だけ中心Ｐ０から後退している端面に対向することで、封止材５０の厚さ方向である内表面５０ｂから外表面５０ａへ向かう方向に重なり合う。そして、外表面５０ａ側にある通気孔５３、つまり、２つの半円状の部材５１，５２の溝５５がレーザ溶接されるとき、レーザ光の透過が防止されて、発電要素に照射されるおそれが抑制される。

・なお、図６のような封止材５０の場合、封止材５０の周囲の溶接、及び、通気孔５３の溶接を連続して行うことができるようになる。例えば、レーザ溶接装置を矢印Ｍ１の方向から動かしてレーザ光を注入孔１５と封止材５０との間の溝５５であって、通気孔５３を過ぎた位置に照射開始する。その後、レーザ光を溝５５に沿って矢印Ｍ２，Ｍ３の方向に移動させる。そして、レーザ光が照射開始した位置に近づいたところで、矢印Ｍ４に示すように、溝５５から通気孔５３の方向に照射方向を変更して通気孔５３を溶接する。これにより、封止材５０の周囲の溶接に続いて通気孔５３の溶接が連続して行われるから、レーザ溶接にかかる手間が軽減される。

・上記実施形態では、着座部３１は、載置段５ａに面接触する場合について例示したが、これに限らず、着座部は、載置段に支持されるのであれば、面接触しなくてもよい。例えば、載置段が傾きを有し、着座部と載置段とが線接触していてもよいし、載置段に設けられた複数の凸部で着座部が支持されていてもよい。

・上記実施形態では、注入孔１５には載置段５ａと貫通孔５ｃとの間に中間段５ｂが設けられている場合について例示した。しかしこれに限らず、注入孔には載置段と貫通孔とが設けられていれば中間段が設けられていなくてもよい。例えば、注入ノズル７の注液部７Ｂを貫通孔に挿入させて、シール部７Ａを載置段にはめ込んで注液するのであれば中間段が設けられなくてもよい。また、注入ノズル７にシール部７Ａを設けず、注液部７Ｂを貫通孔に挿入させて注液してもよい。いずれにしても、載置段に残留した電解液７５の成分を溶接に先立って気化させることができるので溶接における電解液７５の成分の気化による影響を抑制することができる。

・上記実施形態では、封止材３０を９０℃以上に加熱する場合について例示したが、これに限らず、電解液の成分を気化させることができれば、封止材の温度を９０℃未満にしてもよい。

・上記実施形態では、封止材３０の最高温度が６６０℃以下である場合について例示したが、電解液の成分を気化させることができるとともに、封止材の形状及び注入孔の形状を維持させることができれば封止材の最高温度が６６０℃よりも高くてもよい。例えば、封止材及び注入孔が金属材料から構成されている場合、最高温度を６６０℃より高くすることも可能である。

他方、封止材及び注入孔が樹脂から構成されている場合、樹脂が溶融する温度に応じて最高温度は６６０℃以下にしてもよい。温度を下げると気化しないおそれも高まるが、樹脂が溶融する温度で気化しない成分は、樹脂溶接の際、気化しないことから、樹脂の溶融温度に近い温度にすれば、電解液の成分が気化することに起因して生じる溶接不良を抑制することができる。

・上記実施形態では、封止材３０に１つの通気孔３３がある場合について例示したが、これに限らず、通気孔は、図５に示すように２つであったり、３つ以上であったりしてもよいし、逆に、通気孔がなくてもよい。

例えば、図７に示すように、半径Ｐ４１の封止材２０に内表面２０ｂから外表面２０ａまで貫通する通気孔が設けられていないとしてもよい。このときにあっても、溶接に先立って、加熱した封止材２０を注入孔１５に配置することで注入孔１５に残留した、特に載置段５ａに残留した電解液７５の成分が気化される。よって、その後の溶接の際、電解液７５の成分が気化したことに起因する溶接不良の発生が抑制されるようになる。

・上記実施形態では、封止材３０は内表面３０ｂに通気孔３３に向かって凹む傾斜面３２が設けられている場合について例示した。しかしこれに限らず、封止材の内表面は平面であってもよい。これによっても、気化した電解液の成分からなるガスを通気孔から排出することができる。

・上記実施形態では、載置段５ａと貫通孔５ｃとの間に段状の中間段５ｂがある場合について例示した。しかしこれに限らず、載置段と貫通孔との間に必要な距離や空間、又は、封止材と載置段との間に必要な距離や空間を確保できれば、中間段の形状は段状ではなくてもよい。

例えば、図７に示すように、載置段５ａと貫通孔５ｃとが傾斜面５ｄで接続されていてもよい。また例えば、載置段５ａの水平面と貫通孔５ｃの垂直面とが曲面で接続されていてもよい。

・上記実施形態では、溶接がレーザ溶接である場合について例示したが、これに限らず、溶接は、電磁的な溶接や、機械的な溶接であってもよい。いずれにせよ、温度上昇によって電解液の成分が気化することに起因した溶接不良の発生が抑制されるようになる。

・上記実施形態では、二次電池１０がリチウムイオン二次電池である場合について例示したが、これに限らず、二次電池は、注入孔から電解液を注入する密閉型の二次電池であれば、例えば、ニッケル水素二次電池等でもよい。

・上記実施形態では、二次電池１０は自動車の電源として用いられる場合について例示した。しかしこれに限らず、二次電池は、電源として用いられるものであれば、各種の移動体や固定体など自動車以外の電源として用いられてもよい。

２ａ…外表面、２ｂ…内表面、５ａ…載置段、５ｂ…中間段、５ｃ…貫通孔、５ｄ…傾斜面、７…注入ノズル、７Ａ…シール部、７Ｂ…注液部、１０…二次電池、１１…電池ケース、１２…蓋体、１３…外部端子、１４…安全弁、１５…注入孔、１７…極板群、２０…封止材、２０ａ…外表面、２０ｂ…内表面、３０，４０，５０…封止材、３０ａ，４０ａ，５０ａ…外表面、３０ｂ，４０ｂ，５０ｂ…内表面、３１…着座部、３２…傾斜面、３３，４４，５３…通気孔、３５…溝、４２…外側傾斜面、４３…内側傾斜面、５１，５２…部材、５１ａ，５２ａ…張り出し部分、７５…電解液。

Claims (5)

1. 電池ケースと蓋体とからなる電槽に発電要素を収容している二次電池を製造する二次電池の製造方法であって、
   前記蓋体に設けられている貫通孔を有する注入孔を封止する封止材を、最低温度が電解液の成分の少なくとも１つ以上を気化させることができる温度以上であり、最高温度が前記封止材の形状を維持できる温度で加熱する加熱工程と、
   前記注入孔を介して前記電池ケースに電解液が注入された後、前記加熱工程で加熱した前記封止材を前記貫通孔の周囲に設けられた封止材載置部に載置し、前記封止材の熱で前記封止材載置部に付着した前記電解液を除去する載置工程と、
   前記封止材を前記注入孔に溶接する溶接工程とを備える
   二次電池の製造方法。
2. 前記封止材は、１又は複数の通気孔を有し、
   前記溶接工程の後、前記通気孔を塞ぐ工程を備える
   請求項１に記載の二次電池の製造方法。
3. 前記注入孔は、前記貫通孔と前記封止材載置部との間に環状の中間部を備え、
   前記通気孔は、前記中間部に対向する位置に設けられ、
   前記通気孔を塞ぐ工程では、前記通気孔を通過した溶接用のレーザ光が前記中間部に照射されるように前記溶接用のレーザ光を前記通気孔に照射することで前記通気孔をレーザ溶接で塞ぐ
   請求項２に記載の二次電池の製造方法。
4. 前記封止材は、前記封止材の通気孔に向かって凹む傾斜面を備え、
   前記載置工程では、前記封止材の前記傾斜面を前記注入孔に対向させて前記封止材を前記注入孔に配置する
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の二次電池の製造方法。
5. 前記二次電池は、リチウムイオン二次電池であり、
   前記加熱工程では、前記封止材を９０℃以上に加熱する
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の二次電池の製造方法。

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