JP6920636B2

JP6920636B2 - 電池の製造方法

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Publication number: JP6920636B2
Application number: JP2018011818A
Authority: JP
Inventors: 森　正裕; 正裕森
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2018-01-26
Filing date: 2018-01-26
Publication date: 2021-08-18
Anticipated expiration: 2038-01-26
Also published as: JP2019129126A

Description

本発明は、電池の製造方法に関する。

レーザ光を用いて外装缶の開口を封口板によって封口する電池の製造方法において、電解液を外装缶に注液する際に、開口部に電解液が付着することが問題となる。この問題に対して、外装缶の開口部または開口部近傍に第１レーザ光を照射することによって電解液を除去した後、第２レーザ光を照射することによって、外装缶と封口板とを溶接する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０００−２１４３７号公報

近年、電池の製造方法において、外装缶と封口板との良好な溶接を実現することが求められている。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、外装缶と封口板との良好な溶接を実現することができる電池の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様の電池の製造方法は、
電解液を保持する外装缶の開口を封口板によって封口する電池の製造方法であって、
前記開口が設けられる前記外装缶の開口部の内壁に前記封口板を嵌合するステップ、
前記外装缶、又は前記封口板に第１レーザを照射するステップ、
前記外装缶と前記封口板とが接する境界を含む領域に第２レーザを照射するステップ、
を含む。

以上のように、本発明の電池の製造方法によれば、外装缶と封口板との良好な溶接を実現することが可能となる。

本発明の実施の形態１における円筒電池の例示的な断面模式図本発明の実施の形態１における円筒電池の製造方法の例示的なフローチャート本発明の実施の形態１における、レーザ溶接工程の例示的な模式図本発明の実施の形態１における、レーザ溶接工程の例示的な模式図本発明の実施の形態１における、レーザ溶接工程の例示的な模式図本発明の実施の形態１における、レーザ溶接工程の例示的な模式図溶接不良部の発生メカニズムの例示的な模式図溶接不良部の発生メカニズムの例示的な模式図溶接不良部の発生メカニズムの例示的な模式図溶接不良部の発生メカニズムの例示的な模式図

（本発明に至った経緯）
近年、外装缶の開口部に付着した電解液を、レーザを用いて除去する電池の製造方法が開発されている。このような電池の製造方法においては、図４Ａに示すように、外装缶１０２の開口部１２１と封口板１０３の外縁部１３７との接合界面１２３に付着した電解液１８０を除去するために、接合界面１２３に第１レーザ１４１を照射している。

接合界面１２３に第１レーザ１４１を照射すると、外装缶１０２の開口端面１２２と封口板１０３の端面１３８が加熱される。これにより、電解液１８０が気化し、除去される。

外装缶１０２の開口エッジ部１２４及び／又は封口板１０３のエッジ部１３９は、溶融しやすい部分である。接合界面１２３に第１レーザ１４１を照射すると、図４Ｂに示すように、外装缶１０２の開口エッジ部１２４及び／又は封口板１０３のエッジ部１３９が部分的に溶融し、第１溶融部１５１が形成される。即ち、第１レーザ１４１が接合界面１２３に照射されると、外装缶１０２の開口エッジ部１２４及び／又は封口板１０３のエッジ部１３９が溶融及び変形して第１溶融部１５１が形成される。このため、外装缶１０２と封口板１０３との間に隙間１６１が発生する場合がある。あるいは、封口板１０３が外装缶１０２から浮いてしまう場合がある。

外装缶１０２と封口板１０３との間に隙間１６１が形成される場合、図４Ｃに示すように、第２レーザ１４２を照射するとき、外装缶１０２および封口板１０３が溶融した金属によって、隙間１６１を充填できない場合がある。この場合、図４Ｄに示すように、外装缶１０２と封口板１０３との間にピンホール状に形成された溶接不良部１６２が発生する。

また、封口板１０３の浮きが発生する場合、外装缶１０２の開口部１２１の開口端面１２２と封口板１０３の外縁部１３７の端面１３８とに段差が生じる。段差が生じると、第２レーザ１４２の照射によって溶融した外装缶１０２と封口板１０３の金属が一体化されず、溶接不良が生じる場合がある。

このように、外装缶１０２と封口板１０３との接合界面１２３に付着した電解液１８０をレーザ照射により除去する電池の製造方法においては、溶接不良が発生する可能性がある。このため、外装缶１０２と封口板１０３との良好な溶接を実現することができず、適切な密閉が得ることができないため、電池特性を確保することができないという課題がある。

そこで、本発明者らは、鋭意研究を行ったところ、以下の発明に至った。

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における、円筒形電池１の断面模式図ある。図１中のＸ及びＹ方向は、それぞれ、円筒形電池１の横方向及び縦方向を示す。

図１に示すように、円筒形電池１は、有底筒状の外装缶２と、外装缶２に溶接される封口板３とを備える。

外装缶２は、例えば、ＳＵＳなどの金属で形成される円筒形のケースである。外装缶２は、一端に開口２０を有する有底筒状に形成されている。外装缶２は、正極、セパレータ及び負極からなる電極群３５と電解液３６とを内部に収容している。

封口板３は、円板状のフランジ３１と、フランジ３１の中央に空けられた孔に配置される正極端子３２と、フランジ３１と正極端子３２との間に配置されるガスケット３３と、を備える。

フランジ３１は、ＳＵＳなどの金属で形成されている。フランジ３１は、封口板３の上面側に突出する立ち上がり部３７を有する。立ち上がり部３７は、円筒形電池１の縦方向（Ｙ方向）に延びると共に、フランジ３１の外縁に沿って環状に形成されている。正極端子３２は、正極リード３４を介して電極群３５と接続されている。ガスケット３３は、フランジ３１と正極端子３２とを絶縁する絶縁部材として機能する。ガスケット３３は、例えば、樹脂などで形成されている。

円筒形電池１では、封口板３が外装缶２の開口部２１の内壁に嵌合されている。具体的には、円筒形電池１では、封口板３の外縁に形成されると共に封口板３の上面側に延びる立ち上がり部３７を、外装缶２の開口部２１の内壁に接触させることによって、封口板３を外装缶２に嵌合している。

円筒形電池１では、外装缶２の開口部２１の開口端面２２と、封口板３の立ち上がり部３７の端面３８とが面一になるように合わせた状態で、外装缶２の内周に封口板３の立ち上がり部３７が嵌め合わされている。

円筒形電池１では、外装缶２の開口部２１の端部と封口板３の立ち上がり部３７の端部とが溶接され、溶融部５２を形成することによって接続されている。これにより、外装缶２の開口２０を封口板３によって封口している。

実施の形態１では、外装缶２の開口端面２２と封口板３の立ち上がり部３７の端面３８とにレーザを照射することによって、外装缶２の開口部２１の端部と封口板３の立ち上がり部３７の端部とを溶接している。言い換えると、外装缶２の開口部２１の端部と封口板３の立ち上がり部３７の端部とをレーザにより溶融し、溶融部５２を形成している。この溶融部５２によって、外装缶２の開口部２１の端部と封口板３の立ち上がり部３７の端部とを接続し、外装缶２の開口２０を封口板３によって封口している。

実施の形態１に係る円筒形電池１の製造方法について説明する。図２は、円筒形電池１の製造方法の例示的なフローチャートを示す。図２に示すように、円筒形電池１の製造方法は、封口板３を外装缶２に嵌合するステップＳＴ１、第１レーザを照射するステップＳＴ２、及び第２レーザを照射するステップＳＴ３を含む。

ステップＳＴ１において、開口２０が設けられる外装缶２の開口部２１の内壁に封口板３を嵌合する。実施の形態１では、外装缶２に正極、セパレータ及び負極からなる電極群３５と電解液３６を収容した外装缶２の開口部２１の内周に、封口板３の立ち上がり部３７を嵌合する。

また、ステップＳＴ１においては、外装缶２の開口部２１の開口端面２２と封口板３の立ち上がり部３７の端面３８とが面一となるように、外装缶２の開口部２１の内周に封口板３の立ち上がり部３７を嵌合している。

ステップＳＴ２及びステップＳＴ３について、図３Ａ〜３Ｄを用いて説明する。図３Ａ〜３Ｄは実施の形態１における、外装缶２と封口板３の密閉を行うレーザ溶接工程の断面模式図である。また、図３Ａ〜３Ｄは、図１の円筒形電池１の一部を拡大した図である。

図３Ａに示すように、外装缶２と封口板３とが接する接合界面（境界）２３に、電解液８０が付着している。ステップＳＴ２においては、外装缶２、又は封口板３に第１レーザ４１を照射する。これにより、電解液８０を気化させ除去する。

具体的には、ステップＳＴ２において、第１レーザ４１は、外装缶２の開口端面２２、又は封口板３の立ち上がり部３７の端面３８に照射される。実施の形態１では、ステップＳＴ２において、封口板３の立ち上がり部３７の端面３８に、第１レーザ４１を照射している。

ステップＳＴ２において、第１レーザ４１は、封口板３の立ち上がり部３７の端面３８に対して垂直な方向（Ｙ方向）から、端面３８に向けて照射される。これにより、封口板３の立ち上がり部３７の端面３８を加熱する。その結果、図３Ｂに示すように、立ち上がり部３７の端面３８で発生した熱によって、電解液８０を気化させ除去することができる。

ステップＳＴ３においては、図３Ｃに示すように、外装缶２と封口板３とが接する接合界面（境界）２３を含む領域２５に第２レーザ４２を照射する。これにより、外装缶２と封口板３とを溶接する。

実施の形態１では、第２レーザ４２は、外装缶２の開口部２１の開口端面２２と、封口板３の立ち上がり部３７の端面３８とに跨がって照射される。具体的には、第２レーザ４２は、外装缶２の開口部２１の開口端面２２及び封口板３の立ち上がり部３７の端面３８に対して垂直な方向（Ｙ方向）から、接合界面２３に向けて照射される。

これにより、図３Ｄに示すように、外装缶２の開口部２１の端部と、封口板３の立ち上がり部３７の端部とを部分的に溶融し、溶融部５２を形成する。溶融部５２は、外装缶２の開口部２１の端部と、封口板３の立ち上がり部３７の端部とを接続する。その結果、外装缶２と封口板３とを一体化させ、密閉することができる。

なお、第２レーザ４２は、第１レーザ４１よりもパワー密度が高いレーザ光である。

以上のように、ステップＳＴ１〜ＳＴ３を実行することによって、円筒形電池１を製造することができる。

次に、第１レーザ４１及び第２レーザ４２について詳細に説明する。

実施の形態１において、一例として、第１レーザ４１及び第２レーザ４２は共にシングルモードファイバーレーザ（ＩＰＧ社製３ｋＷシングルモードＹＬＳ−３０００−ＳＭ）を用いる。ファイバーから射出されたレーザ光をコリメートレンズ（ｆ３５５ｍｍ）で平行光にし、ｆθレンズ（２５５ｍｍ）で集光したレーザ光を、ガルバノミラーを用いて走査する。これにより、被加工対象物の所定の位置に照射を行う。

実施の形態１において、第２レーザ４２は、外装缶２の開口部２１の開口端面２２の幅と封口板３の立ち上がり部３７の端面３８の幅との合計よりも１００μｍ程度大きなレーザスポット径となるように、ｆθレンズからの距離を調整している。また、第１レーザ４１は、第２レーザ４２のレーザスポット径より小さい径になるように、ｆθレンズからの距離を調整している。

実施の形態１では、上記コリメートレンズとｆθレンズとの組み合わせにおいて、焦点位置から外れた位置とすることで、所望のレーザスポットを得ている。しかしながら、焦点位置で所望のレーザスポット径となるように、レンズの焦点距離の組合せを選んでもよい。焦点位置でのレーザ照射を行うことで、例えば同軸カメラなどの観察光学系を具備している場合、照射位置を用意に観察することができる。また、レーザ発振器はマルチモードファイバーレーザを用いてもよい。

実施の形態１において、幾何光学的にファイバー径とコリメートレンズ及びｆθレンズから算出される値をスポット径と定義する。

実施の形態１では、ステップＳＴ２において、第１レーザ４１は、封口板３の立ち上がり部３７の端面３８の中央部７４に照射される。中央部７４とは、円筒形電池１を上方向から見て、封口板３の立ち上がり部３７の外側壁及び内側壁から互いに等しい距離にある端面３８上の中央の部分を意味する。

ステップＳＴ２においては、第１レーザ４１のレーザスポットの中心７１が、封口板３の立ち上がり部３７の端面３８の中央部７４を通過するように、第１レーザ４１を走査している。

このように、第１レーザ４１のレーザスポットの中心７１が封口板３の立ち上がり部３７の端面３８の中央部７４を通過することによって、第１レーザ４１のうちレーザ光の強度が強い領域を封口板３の立ち上がり部３７の端面３８に照射することができる。これにより、封口板３の立ち上がり部３７の端面３８を効率良く加熱することができるため、接合界面２３に付着した電解液８０を効率的に除去することができる。

実施の形態１において、封口板３の立ち上がり部３７の端面３８の中央部７４に第１レーザ４１を照射する場合、第１レーザ４１のレーザスポット径の大きさは、封口板３の立ち上がり部３７の端面３８の幅（Ｘ方向の長さ）、即ち、封口板３の立ち上がり部３７の厚さと同程度の大きさであることが好ましい。これにより、封口板３のエッジ部３９及び／又は外装缶２の開口エッジ部２４にパワー密度の高い（１／ｅ^２（ｅは自然対数を表す）以上）レーザ光が照射されることを抑制することができる。その結果、第１レーザ４１によって、外装缶２の開口エッジ部２４及び／又は封口板３のエッジ部３９が溶融することを抑制することができる。

なお、実施の形態１では、封口板３の立ち上がり部３７の端面３８の中央部７４に第１レーザ４１を照射する例を説明したが、これに限定されない。例えば、外装缶２の開口部２１の開口端面２２の中央部７３（図３Ａ参照）に第１レーザ４１を照射してもよい。外装缶２の開口部２１の開口端面２２の中央部７３とは、円筒形電池１を上方向から見て、外装缶２の外側壁及び内側壁から互いに等しい距離にある開口端面２２上の中央の部分を意味する。

外装缶２の開口部２１の開口端面２２の中央部７３に第１レーザ４１を照射する場合、第１レーザ４１のレーザスポット径の大きさは、外装缶２の開口端面２２の幅（Ｘ方向の長さ）、即ち、外装缶２の側壁の厚さに対して、１．５倍以下とすることが好ましい。これにより、封口板３の立ち上がり部３７のエッジ部３９及び／又は外装缶２の開口エッジ部２４にパワー密度の高い（１／ｅ^２以上）レーザ光が照射されることを抑制することができる。その結果、第１レーザ４１によって、外装缶２の開口エッジ部２４及び／又は封口板３のエッジ部３９が溶融することを抑制することが可能である。また、外装缶２の開口端面２２を効率良く加熱できるため、接合界面２３に付着した電解液８０を効率良く除去することができる。

このように、第１レーザ４１を照射するステップＳＴ２において、外装缶２の開口端面２２に第１レーザ４１を照射する場合、第１レーザ４１は、外装缶２の開口端面２２の中央部７３に照射されてもよい。

外装缶２の開口端面２２の中央部７３に第１レーザ４１を照射する場合、第１レーザ４１のレーザスポット径の大きさは、外装缶２の開口端面２２の幅（Ｘ方向の長さ）、即ち、外装缶２の側壁の厚さに対して、０．５倍以上とすることが好ましい。これにより、封口板３の立ち上がり部３７の端面３８に十分なレーザパワーを照射することができ、接合界面２３に付着した電解液８０を効果的に除去することができる。

第１レーザ４１のレーザスポットの中心７１は、外装缶２と封口板３との接合界面２３から外装缶２の開口端面２２の幅方向に第１レーザ４１のレーザスポット径の１／３以上かつ２／３以下の距離離れていることが好ましい。

第１レーザ４１のレーザスポットの中心７１と接合界面２３との距離を、第１レーザ４１のレーザスポット径の１／３以上とすることによって、パワー密度の高い（１／ｅ^２以上）レーザ光が接合界面２３に照射されることを抑制することができる。即ち、接合界面２３に、第１レーザ４１のレーザ光の強度が強い領域が照射されることを抑制することができる。これにより、接合不良の原因となる、外装缶２の開口エッジ部２４及び／又は封口板３の立ち上がり部３７のエッジ部３９の溶融を抑制することが可能である。

また、第１レーザ４１のレーザスポットの中心７１と接合界面２３との距離を、第１レーザ４１のレーザスポット径の２／３以下とすることによって、パワー密度の高い（１／ｅ^２以上）レーザ光を封口板３の立ち上がり部３７の端面３８に照射することができる。これにより、外装缶２と封口板３との接合界面２３を効果的に加熱し、接合界面２３に付着した電解液８０を除去することができる。

上記の通り、第１レーザ４１を照射するステップＳＴ２において、外装缶２の開口端面２２に第１レーザ４１を照射する場合、第１レーザ４１のレーザスポット径は、外装缶２の開口端面２２の幅の１／３以上かつ３／２以下であってもよい。この場合、第１レーザ４１のレーザスポットの中心７１は、接合界面２３から開口端面２２の幅方向（Ｘ方向）に第１レーザ４１のレーザスポット径の１／３以上かつ２／３以下の距離離れていてもよい。

また、第１レーザ４１を照射するステップＳＴ２において、封口板３の立ち上がり部３７の端面３８に第１レーザ４１を照射してもよい。第１レーザ４１のレーザスポット径は、封口板３の立ち上がり部３７の端面３８の幅の１／３以上かつ３／２以下であってもよい。この場合、第１レーザ４１のレーザスポットの中心７１は、接合界面２３から立ち上がり部３７の端面３８の幅方向（Ｘ方向）にレーザスポット径の１／３以上かつ２／３以下の距離離れていてもよい。

第２レーザ４２を照射するステップＳＴ３において、第２レーザ４２は、外装缶２と封口板３の接合界面２３、又は外装缶２の開口端面２２と封口板３の立ち上がり部３７の端面３８とで形成される面の中央部７５に照射してもよい。

中央部７５とは、外装缶２の開口端面２２と封口板３の立ち上がり部３７の端面３８とで形成される面上において、外装缶２の外壁と封口板３の立ち上がり部３７の内壁とから互いに等しい距離にある中央の部分を意味する。言い換えると、外装缶２の開口端面２２の幅（Ｘ方向の長さ）と封口板３の立ち上がり部３７の端面３８との幅（Ｘ方向の長さ）を合計した全幅の中央に位置する部分を意味する。

外装缶２と封口板３との接合界面２３、又は中央部７５に第２レーザ４２を照射することによって、封口板３および外装缶２が均等に溶融し、良好な溶融部５２を形成することができる。これにより、外装缶２と封口板３との良好な溶接が可能となる。

第２レーザ４２のレーザスポットの中心７２は、外装缶２と封口板３の接合界面２３、又は外装缶２の開口端面２２と封口板３の立ち上がり部３７の端面３８とで形成される面の中央部７５に位置してもよい。

外装缶２と封口板３の接合界面２３上に、レーザ光の焦点をあわせるように第２レーザ４２を走査することによって、第２レーザ４２の軌道に沿って、溶融部５２の最も深い領域が形成される。このため、封口耐圧強度を高く確保することができる。

また、外装缶２と封口板３の厚みが異なる場合、外装缶２の開口端面２２の幅と封口板３の端面３８の幅を合計した全幅の中央部７５上にレーザ光の焦点をあわせつつ、レーザスポット内に接合界面２３が含まれるように第２レーザ４２を走査する走査する。これにより、外装缶２の開口端面２２の幅と封口板３の端面３８とを含む全幅を均等に溶融させることができ、良好な溶融部５２を形成することができる。

実施の形態１において、第２レーザ４２のレーザスポット径は外装缶２の開口端面２２の幅と封口板３の立ち上がり部３７の端面３８の幅の合計より１００μｍ程度大きくしている。このような構成により、第２レーザ４２の照射位置のばらつき、外装缶２の外形ばらつきなどを許容し、歩留まり高く外装缶２と封口板３の溶接を行うことができる。

第２レーザ４２のレーザスポット径と第１レーザ４１のレーザスポット径を変化させる場合、スポット径の大きさの調整は、集光レンズから加工点までのワーキングディスタンスの調整、及び／又は加工機に具備する光学系の光学素子の配置を調整することで、制御することができる。

実施の形態１では、第１レーザ４１のパワー密度は、第２レーザ４２のパワー密度よりも小さくしている。このような構成により、第１レーザ４１による外装缶２の開口エッジ部２４及び／又は封口板３のエッジ部３９の溶融を抑制することができる。また、第１レーザ４１は、第２レーザ４２と比べて、１／１０倍以上１／２倍以下のパワー密度にすることが好ましい。これにより、外装缶２と封口板３の接合界面２３に隙間が発生することを抑制し、歩留まり高く外装缶２と封口板３の溶接を行うことができる。

第２レーザ４２と第１レーザ４１のパワー密度の調整は、走査速度、スポット径やレーザパワーで制御すればよく、それらの組合せによって制御してもよく、加工部の形状によって最適な制御を行えばよい。

実施の形態１において、第２レーザ４２に用いるレーザ光は連続波を照射しており、シーム溶接を行ってもよい。第２レーザ４２のパワー密度を１．４ｋＷ／ｍｍ^２程度、走査速度は１００ｍｍ／ｓ程度とする。これにより、第２レーザ４２の照射によって形成された溶融部５２は、２００〜３００μｍ程度の深さまで形成される。

実施の形態１では、第１レーザ４１及び第２レーザ４２の走査速度は、１００ｍｍ／ｓ程度としたが、より低速で走査してもよい。走査速度を遅くすることで、レーザ照射部に安定した溶融した金属の流れを形成することができ、安定した溶接が可能となる。走査速度を遅くする場合、レーザ光のパワー密度を低くするなど、適切な溶融が得られる条件に調整すればよい。例えば、溶融部以外への熱の流出が大きくなるため、例えばガスケット３３など溶融部以外の温度が上昇するため、ガスケット３３などの部材にダメージを与えない条件とすればよい。

また、第１レーザ４１及び第２レーザ４２の走査速度は、１００ｍｍ／ｓより速くてもよい。第１レーザ４１及び第２レーザ４２のパワー密度を高くし、適切な溶融の得られる条件に調整すればよい。走査速度を速くすることで、レーザ照射部以外への熱の流出を抑制でき、溶融部５２以外の温度上昇を防ぐことができる。

溶融部５２の深さは、必要な密閉強度によって調整すればよい。密閉強度を高くする場合は、より溶け込み深さを確保すればよく、パワー密度を高くする方法や走査速度を遅くすることで、単位時間当たりの投入パワーを増加することで、深い溶け込み溶融部を形成することができる。

以上のように、円筒形電池１の製造方法では、レーザを用いた外装缶２の開口部２１と封口板３の溶接において、第１レーザ４１を、外装缶２、又は封口板３に照射している。これにより、外装缶２、又は封口板３を効率良く加熱することによって、外装缶２と封口板３との接合界面２３に付着した電解液８０を気化させて、除去することができる。

また、円筒形電池１の製造方法によれば、第１レーザ４１が外装缶２の開口エッジ部２４及び封口板３の立ち上がり部３７のエッジ部３９に直接照射されないため、溶融による隙間の発生及び封口板３の浮きを抑制することができる。

また、円筒形電池１の製造方法では、第２レーザ４２を、外装缶２と封口板３との接合界面２３、又は外装缶２の開口端面２２と封口板３の立ち上がり部３７の端面３８との全幅の中央部７５に照射している。これにより、外装缶２と封口板３とを良好に溶接することができ、溶接不良の発生を抑制することができる。その結果、外装缶２と封口板３とを適切に密閉し、電池特性を確保することができる。

なお、実施の形態１では、封口板３が立ち上がり部３７を有する例について説明したが、これに限定されない。封口板３は、立ち上がり部３７を有していなくてもよい。この場合、フランジ３１の外縁部が外装缶２の開口部２１の内壁に接触することによって、外装缶２に封口板３を嵌合する。これにより、封口板３を簡易な構成にすることができる。

実施の形態１では、第１レーザ４１が外装缶２の開口部２１の開口端面２２、又は封口板３の立ち上がり部３７の端面３８に照射される例について説明したが、これに限定されない。第１レーザ４１は、外装缶２又は封口板３に照射されればよい。第１レーザ４１を照射することによって、外装缶２又は封口板３を加熱できればよい。第１レーザ４１は、外装缶２の開口部２１の外壁に照射されてもよいし、封口板３の立ち上がり部３７の内壁に照射されてもよい。

本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術に熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。

本発明は、リチウム一次電池、リチウム二次電池、ニッケルカドミウム蓄電池、ニッケル水素蓄電池など密閉型電池の製造に適用できる。すなわち、有底筒状に成形した金属製外装缶内に、正極、セパレータおよび負極などからなる電極群および電解液を注液した後に、外装缶の開口部に封口板を封止し、外装缶を密閉する際に本発明を適用可能である。

１円筒形電池
２外装缶
３封口板
２０開口
２１開口部
２２開口端面
２３接合界面（境界）
２４開口エッジ部
２５領域
３１フランジ
３２正極端子
３３ガスケット
３４正極リード
３５電極群
３６電解液
３７立ち上がり部
３８端面
３９エッジ部
４１第１レーザ
４２第２レーザ
５２溶融部
７１第１レーザのレーザスポットの中心
７２第２レーザのレーザスポットの中心
７３中央部
７４中央部
７５中央部
８０電解液
１０２外装缶
１０３封口板
１２１開口部
１２２開口端面
１２３接合界面（境界）
１２４開口エッジ部
１３７外縁部
１３８端面
１３９エッジ部
１４１第１レーザ
１４２第２レーザ
１５１溶融部
１５２溶融部
１６１隙間
１６２溶接不良部
１８０電解液

Claims

電解液を保持する外装缶の開口を封口板によって封口する電池の製造方法であって、
前記開口が設けられる前記外装缶の開口部の内壁に前記封口板を嵌合するステップ、
前記外装缶、又は前記封口板に、前記外装缶と前記封口板とが接する境界に付着した電解液を除去するための第１レーザを照射するステップ、
前記第１レーザによって前記電解液が除去された前記境界を含む領域に、前記外装缶と前記封口板とを溶接するための第２レーザを照射するステップ、
を含む、電池の製造方法。
前記封口板は、外縁に形成されると共に前記封口板の上面側に延びる立ち上がり部を有し、
前記封口板を嵌合するステップは、前記開口が設けられる前記外装缶の開口部の内壁に前記封口板の前記立ち上がり部を嵌合し、
前記第２レーザを照射するステップは、前記外装缶の開口端面と前記封口板の前記立ち上がり部の端面とに跨がって前記第２レーザを照射する、
請求項１に記載の電池の製造方法。
前記第１レーザを照射するステップは、前記外装缶の前記開口端面、又は前記封口板の前記立ち上がり部の前記端面に前記第１レーザを照射することを含む、請求項２に記載の電池の製造方法。
前記第１レーザを照射するステップは、
前記外装缶の前記開口端面に前記第１レーザを照射する場合、前記外装缶の前記開口端面の中央部に前記第１レーザを照射すること、および
前記封口板の前記立ち上がり部の前記端面に第１レーザを照射する場合、前記封口板の前記立ち上がり部の前記端面の中央部に前記第１レーザを照射すること、
を含む、請求項２又は３に記載の電池の製造方法。
前記第１レーザを照射するステップにおいて、
前記外装缶の前記開口端面に前記第１レーザを照射する場合、
前記第１レーザのレーザスポット径は、前記外装缶の前記開口端面の幅の１／３以上かつ３／２以下であり、
前記第１レーザのレーザスポットの中心は、前記境界から前記開口端面の幅方向に前記レーザスポット径の１／３以上かつ２／３以下の距離離れている、
前記封口板の前記立ち上がり部の前記端面に第１レーザを照射する場合、
前記第１レーザのレーザスポット径は、前記封口板の前記立ち上がり部の前記端面の幅の１／３以上かつ３／２以下であり、
前記第１レーザのレーザスポットの中心は、前記境界から前記立ち上がり部の前記端面の幅方向に前記レーザスポット径の１／３以上かつ２／３以下の距離離れている、
請求項２又は３に記載の電池の製造方法。
前記第２レーザのレーザスポットの中心は、前記境界、又は前記外装缶の前記開口端面と前記封口板の前記立ち上がり部の前記端面とで形成される面の中央部に位置する、請求項２〜５のいずれか一項に記載の電池の製造方法。
前記第１レーザのパワー密度は、前記第２レーザのパワー密度よりも小さい、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電池の製造方法。
前記第１レーザの前記パワー密度は、前記第２レーザのパワー密度の１／１０倍以上１／２倍以下である、請求項７に記載の電池の製造方法。