JPH09259841A - 密閉電池 - Google Patents
密閉電池Info
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- JPH09259841A JPH09259841A JP8068346A JP6834696A JPH09259841A JP H09259841 A JPH09259841 A JP H09259841A JP 8068346 A JP8068346 A JP 8068346A JP 6834696 A JP6834696 A JP 6834696A JP H09259841 A JPH09259841 A JP H09259841A
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- lid
- battery container
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Laser Beam Processing (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】密閉構造を有し、レーザ溶接により封口する電
池において、耐圧性の向上をはかれるようにすること。 【解決手段】電池容器１と蓋体２をレーザ溶接する際、
蓋体の電池容器容器内部に向いた面２′と電池容器開口
縁１′の接合面がすべて溶け込み部に含まれるようにす
る。これにより、電池内部圧力上昇時に接合部への応力
集中を防ぎ、耐圧性が向上する。
池において、耐圧性の向上をはかれるようにすること。 【解決手段】電池容器１と蓋体２をレーザ溶接する際、
蓋体の電池容器容器内部に向いた面２′と電池容器開口
縁１′の接合面がすべて溶け込み部に含まれるようにす
る。これにより、電池内部圧力上昇時に接合部への応力
集中を防ぎ、耐圧性が向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属製電池容器へ
発電要素を収納し、密閉構造を有する電池に関するもの
である。
発電要素を収納し、密閉構造を有する電池に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】密閉式の電池、たとえば密閉式アルカリ
蓄電池やリチウム電池を作製する場合、電池容器を蓋体
で封口するには、大きく分けて２つの方法がある。１つ
は、電池容器開口へ蓋体をガスケットを介して嵌合し、
電池容器開口をかしめて密閉する方法で、円筒型の電池
で多く用いられている。もう１つは、レーザ溶接などに
より金属製電池容器へ蓋体を直接溶接して密閉する方法
である。この方法は、電池形状の自由度が大きいため、
角形電池など様々な形状の電池の作製に対応できる方法
である。
蓄電池やリチウム電池を作製する場合、電池容器を蓋体
で封口するには、大きく分けて２つの方法がある。１つ
は、電池容器開口へ蓋体をガスケットを介して嵌合し、
電池容器開口をかしめて密閉する方法で、円筒型の電池
で多く用いられている。もう１つは、レーザ溶接などに
より金属製電池容器へ蓋体を直接溶接して密閉する方法
である。この方法は、電池形状の自由度が大きいため、
角形電池など様々な形状の電池の作製に対応できる方法
である。
【０００３】レーザ溶接により封口する場合、従来は電
池容器開口へ蓋体を嵌合させた後、両者の嵌合部へレー
ザ照射して接合していた。しかし、この方法は電池容器
と蓋体との嵌合精度を要求される。すなわち、電池容器
開口と蓋体を嵌合させた際に隙間があれば、ピンホール
などの溶接不良が発生しやすくなるため、電池容器およ
び蓋体の寸法精度を極めて高くする必要がある。その結
果、材料コストが高くなるという問題点を有している。
池容器開口へ蓋体を嵌合させた後、両者の嵌合部へレー
ザ照射して接合していた。しかし、この方法は電池容器
と蓋体との嵌合精度を要求される。すなわち、電池容器
開口と蓋体を嵌合させた際に隙間があれば、ピンホール
などの溶接不良が発生しやすくなるため、電池容器およ
び蓋体の寸法精度を極めて高くする必要がある。その結
果、材料コストが高くなるという問題点を有している。
【０００４】このような嵌合して溶接する方法の抱える
問題点を解決する手段として、すでに幾つかの技術が開
示されている。例えば、特開平３−９３１４８号公報に
記述された技術がそれにあたる。その技術とは以下のよ
うなものである。すなわち、蓋体を、電池容器の開口縁
上に載置し、電池側面からレーザを照射して蓋体と電池
容器の開口縁の対向部を接合して封口する。確かにこの
方法によれば、蓋体と電池容器開口縁の面精度（平滑
度）がある程度確保されていれば、ほぼ確実に溶接する
ことが可能である。材料に要求される寸法精度は従来の
嵌合して溶接するものより低くて良く、コスト低減に寄
与できると考えられる。
問題点を解決する手段として、すでに幾つかの技術が開
示されている。例えば、特開平３−９３１４８号公報に
記述された技術がそれにあたる。その技術とは以下のよ
うなものである。すなわち、蓋体を、電池容器の開口縁
上に載置し、電池側面からレーザを照射して蓋体と電池
容器の開口縁の対向部を接合して封口する。確かにこの
方法によれば、蓋体と電池容器開口縁の面精度（平滑
度）がある程度確保されていれば、ほぼ確実に溶接する
ことが可能である。材料に要求される寸法精度は従来の
嵌合して溶接するものより低くて良く、コスト低減に寄
与できると考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の技術に
は依然として課題が残されている。それは以下の理由に
よる。電池内部で起こる電気化学反応により、電池内部
で気体が発生して内部圧力が上昇することがある。例え
ば、ニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池などの
アルカリ２次電池は、電池の充電時に正極より酸素ガス
が発生する。通常はこのガスは内部で別反応により消費
され、内部圧力の上昇は最小限に抑えられるようになっ
ている。しかし万が一何らかの原因で内部圧力が異常に
上昇することも考えられるので、これらの電池にはこの
ような事態に備えて内部のガスを電池外へ放出するため
の安全弁が備えられている。ところで、前述の蓋体を電
池容器開口縁上に載置して側面から溶接する場合、前述
の従来の嵌合して溶接する方法に比べ、密閉状態での耐
圧性が低い。これは、電池内部が陽圧となった際、開口
縁と蓋体の接合面に応力が集中しやすい構造のためであ
る。このため、安全弁の作動圧力以下で接合部の密閉性
が損なわれる恐れがある。
は依然として課題が残されている。それは以下の理由に
よる。電池内部で起こる電気化学反応により、電池内部
で気体が発生して内部圧力が上昇することがある。例え
ば、ニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池などの
アルカリ２次電池は、電池の充電時に正極より酸素ガス
が発生する。通常はこのガスは内部で別反応により消費
され、内部圧力の上昇は最小限に抑えられるようになっ
ている。しかし万が一何らかの原因で内部圧力が異常に
上昇することも考えられるので、これらの電池にはこの
ような事態に備えて内部のガスを電池外へ放出するため
の安全弁が備えられている。ところで、前述の蓋体を電
池容器開口縁上に載置して側面から溶接する場合、前述
の従来の嵌合して溶接する方法に比べ、密閉状態での耐
圧性が低い。これは、電池内部が陽圧となった際、開口
縁と蓋体の接合面に応力が集中しやすい構造のためであ
る。このため、安全弁の作動圧力以下で接合部の密閉性
が損なわれる恐れがある。
【０００６】本発明はこの問題を解決する手段を提供す
る。
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明は、蓋体を電池容器開口部へ載置し、かつ、
レーザ溶接により該蓋体の電池容器内部に向いた面に対
向する電池容器の開口部端面のすべてが溶接により溶融
して形成される溶け込み部分に含まれるように接合され
ていることを特徴とする。そして電池の耐圧性が向上す
る。
め、本発明は、蓋体を電池容器開口部へ載置し、かつ、
レーザ溶接により該蓋体の電池容器内部に向いた面に対
向する電池容器の開口部端面のすべてが溶接により溶融
して形成される溶け込み部分に含まれるように接合され
ていることを特徴とする。そして電池の耐圧性が向上す
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１〜４が本発明に係る電池の構
造、図５〜８が従来技術に係る電池の構造である。これ
らの図を用いて説明する。
造、図５〜８が従来技術に係る電池の構造である。これ
らの図を用いて説明する。
【０００９】従来技術では、ピンホール発生に伴う密閉
不良を防止することを目的に、電池容器と蓋体の位置関
係やレーザ光の照射方向について言及しているが、耐圧
性に関しては考慮されていない。本発明者が検討した結
果、従来技術だけでは十分な耐圧性が確保できないこと
がわかり、その原因は、蓋体と電池容器との接合部の形
状にあることがわかった。
不良を防止することを目的に、電池容器と蓋体の位置関
係やレーザ光の照射方向について言及しているが、耐圧
性に関しては考慮されていない。本発明者が検討した結
果、従来技術だけでは十分な耐圧性が確保できないこと
がわかり、その原因は、蓋体と電池容器との接合部の形
状にあることがわかった。
【００１０】従来、レーザ溶接で封口する場合、溶け込
みの形状は十分な接合強度の確保とピンホールなどの密
閉不良の発生なきことの２点により決定されていた。そ
のため、完全に密閉された接合状態であっても、図５〜
８に示すような、未溶接部（隙間）４が残ることが多か
った。電池内部圧力が上昇すると、この隙間４へ応力が
集中し、最悪の場合接合部が破断するおそれがあった。
みの形状は十分な接合強度の確保とピンホールなどの密
閉不良の発生なきことの２点により決定されていた。そ
のため、完全に密閉された接合状態であっても、図５〜
８に示すような、未溶接部（隙間）４が残ることが多か
った。電池内部圧力が上昇すると、この隙間４へ応力が
集中し、最悪の場合接合部が破断するおそれがあった。
【００１１】本発明はレーザ溶接による溶け込み部３が
電池容器１の肉厚全域に及び、容器開口縁１′の全面と
蓋体２とを接合している。その結果、従来技術でみられ
た隙間が存在しないため、耐圧性が向上する。
電池容器１の肉厚全域に及び、容器開口縁１′の全面と
蓋体２とを接合している。その結果、従来技術でみられ
た隙間が存在しないため、耐圧性が向上する。
【００１２】接合部の形状は、図２（Ａ）に示す内壁か
ら蓋体２の容器内側面２′へかけて連続的な曲面が形成
されている状態や、図２（Ｂ）のような屈曲のある状態
が考えられるが、いずれにおいても隙間が存在しないた
め、耐圧性が向上するという効果が得られる。
ら蓋体２の容器内側面２′へかけて連続的な曲面が形成
されている状態や、図２（Ｂ）のような屈曲のある状態
が考えられるが、いずれにおいても隙間が存在しないた
め、耐圧性が向上するという効果が得られる。
【００１３】また、本発明はレーザ光の照射方向につい
ては何ら限定しない。図１〜２の例は電池側面からの照
射により得られたものであるが、図３〜４のように電池
上方から照射した場合でも同等の形状が得られるので、
耐圧性が向上するという効果を発現できる。
ては何ら限定しない。図１〜２の例は電池側面からの照
射により得られたものであるが、図３〜４のように電池
上方から照射した場合でも同等の形状が得られるので、
耐圧性が向上するという効果を発現できる。
【００１４】さらに、図１〜４は電池縦断面図を示した
のであるが、電池容器の形状（円筒形、角形等）を限定
しない。本発明は、いずれの形状であってもレーザ溶接
により封口する構造の電池のすべてに適用できる。
のであるが、電池容器の形状（円筒形、角形等）を限定
しない。本発明は、いずれの形状であってもレーザ溶接
により封口する構造の電池のすべてに適用できる。
【００１５】なお、図７〜８は従来技術である前述の嵌
合して溶接による溶接状態を示したものであるが、前述
のように蓋体および電池容器の寸法精度が高く、両者が
密着しているために隙間の間隔が図５〜６に比べて小さ
く、耐圧性は向上する。しかし、前述のように材料コス
トの増加は避けられない。
合して溶接による溶接状態を示したものであるが、前述
のように蓋体および電池容器の寸法精度が高く、両者が
密着しているために隙間の間隔が図５〜６に比べて小さ
く、耐圧性は向上する。しかし、前述のように材料コス
トの増加は避けられない。
【００１６】
【実施例】本発明の実施例を説明する。電池内部へガス
を導入できる配管を具備した角形電池容器へ発電要素を
収納し、蓋体を載置したのちレーザ光を照射して封口す
る。この時、溶接条件を変えて次の３つの電池（本発明
電池および従来電池）を作製した。
を導入できる配管を具備した角形電池容器へ発電要素を
収納し、蓋体を載置したのちレーザ光を照射して封口す
る。この時、溶接条件を変えて次の３つの電池（本発明
電池および従来電池）を作製した。
【００１７】本発明電池（１）：接合部の形状が図２
（Ａ）の如くである。
（Ａ）の如くである。
【００１８】本発明電池（２）：接合部の形状が図４の
如くである。
如くである。
【００１９】 従来電池 ：接合部の形状が図６の如くである。
【００２０】電池容器はステンレス製、肉厚０．３ｍｍ
で、幅５０ｍｍ、奥行き１０ｍｍ、高さ６０ｍｍ、開口
部の面積は４．６ｃｍ2である。また、蓋体は同じくス
テンレス製で、肉厚０．５ｍｍ、５０ｍｍ×１０ｍｍと
した。
で、幅５０ｍｍ、奥行き１０ｍｍ、高さ６０ｍｍ、開口
部の面積は４．６ｃｍ2である。また、蓋体は同じくス
テンレス製で、肉厚０．５ｍｍ、５０ｍｍ×１０ｍｍと
した。
【００２１】また、溶接はＹＡＧレーザ加工装置（Ｋｒ
フラッシュランプ励起、定格出力４００Ｗ）を用いた。
レーザパルスの繰り返し周波数（１０〜１００ｐｐｓ）
及びパルス幅（２．０〜８．０ｍｓ）を適宜調節して所
望の接合状態を得た。
フラッシュランプ励起、定格出力４００Ｗ）を用いた。
レーザパルスの繰り返し周波数（１０〜１００ｐｐｓ）
及びパルス幅（２．０〜８．０ｍｓ）を適宜調節して所
望の接合状態を得た。
【００２２】これらの電池容器内に一定圧力のアルゴン
ガスを導入した時に、溶接部からのガス漏れや溶接部の
破断が発生するかどうかを１０００サンプルについて調
べた。
ガスを導入した時に、溶接部からのガス漏れや溶接部の
破断が発生するかどうかを１０００サンプルについて調
べた。
【００２３】表１はその結果である。従来電池に不良が
認められたのに対し、本発明電池では不良は発生しなか
った。溶接方法の改良により耐圧性が向上していること
がわかる。
認められたのに対し、本発明電池では不良は発生しなか
った。溶接方法の改良により耐圧性が向上していること
がわかる。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、レーザ溶接により電池
容器と蓋体を封口する電池、特に電池内圧上昇の可能性
のある電池において、耐圧性を向上させることができ、
安全性の高い電池を安価に提供することができる。
容器と蓋体を封口する電池、特に電池内圧上昇の可能性
のある電池において、耐圧性を向上させることができ、
安全性の高い電池を安価に提供することができる。
【図１】本発明に係る電池の縦断面図である。
【図２】図１の（イ）部拡大図である。
【図３】本発明に係る電池の縦断面図である。
【図４】図３の（ロ）部拡大図である。
【図５】従来技術に係る電池の縦断面図である。
【図６】図５の（ハ）部拡大図である。
【図７】従来技術に係る電池の縦断面図である。
【図８】図７の（ニ）部拡大図である。
１は電池容器、１′は電池容器の開口縁、２は蓋体、３
は溶け込み部、４は未溶接部（隙間）。
は溶け込み部、４は未溶接部（隙間）。
Claims (1)
- 【請求項１】金属製の電池容器へ電極群を収納し、金属
製の蓋体と電池容器開口部をレーザ溶接により封口して
作製される密閉電池において、該蓋体は電池容器開口部
へ載置されており、かつ、該蓋体の電池容器内部に向い
た面に対向する電池容器の開口部端面のすべてが溶接に
より溶融して形成される溶け込み部に含まれていること
を特徴とする、密閉電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8068346A JPH09259841A (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 密閉電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8068346A JPH09259841A (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 密閉電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09259841A true JPH09259841A (ja) | 1997-10-03 |
Family
ID=13371188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8068346A Pending JPH09259841A (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 密閉電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09259841A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000025374A1 (en) * | 1998-10-27 | 2000-05-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for producing square cell |
| WO2008078724A1 (ja) * | 2006-12-26 | 2008-07-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 電池、電池を搭載した車両、及び電池の製造方法 |
| JP2010014554A (ja) * | 2008-07-03 | 2010-01-21 | Toyota Motor Corp | 溶接溶け込み深さ評価方法 |
| US20100276035A1 (en) * | 2001-10-03 | 2010-11-04 | Daniel Py | Device with penetrable and resealable portion |
| JP2012104414A (ja) * | 2010-11-11 | 2012-05-31 | Toyota Motor Corp | 密閉型電池及び密閉型電池の製造方法 |
| JP2012200768A (ja) * | 2011-03-25 | 2012-10-22 | Toyota Motor Corp | 容器の溶接方法、及びこれを用いた二次電池の製造方法 |
| JP2013091085A (ja) * | 2011-10-26 | 2013-05-16 | Gs Yuasa Corp | 金属容器の溶接方法、金属容器、蓄電素子及び蓄電モジュール |
| JP2014170187A (ja) * | 2013-03-05 | 2014-09-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 封止部品、光デバイス封止構造体、封止部品の製造方法および光デバイス封止構造体の製造方法 |
| JP2016207387A (ja) * | 2015-04-20 | 2016-12-08 | 株式会社東芝 | 二次電池、二次電池の製造方法 |
| US9521771B2 (en) | 2012-04-17 | 2016-12-13 | Gs Yuasa International Ltd. | Device case and method of manufacturing the same |
| CN106392325A (zh) * | 2016-11-15 | 2017-02-15 | 湖北三江航天红阳机电有限公司 | 一种不锈钢厚壁压力容器的激光焊接方法 |
| JP2018115109A (ja) * | 2018-03-12 | 2018-07-26 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス接合体の製造方法 |
-
1996
- 1996-03-25 JP JP8068346A patent/JPH09259841A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6627348B1 (en) | 1998-10-27 | 2003-09-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for producing rectangular cell |
| WO2000025374A1 (en) * | 1998-10-27 | 2000-05-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for producing square cell |
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| JP2008159536A (ja) * | 2006-12-26 | 2008-07-10 | Toyota Motor Corp | 電池及び電池の製造方法、並びに電池を搭載した車両 |
| JP2010014554A (ja) * | 2008-07-03 | 2010-01-21 | Toyota Motor Corp | 溶接溶け込み深さ評価方法 |
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| JP2014170187A (ja) * | 2013-03-05 | 2014-09-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 封止部品、光デバイス封止構造体、封止部品の製造方法および光デバイス封止構造体の製造方法 |
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| CN106392325B (zh) * | 2016-11-15 | 2018-07-06 | 湖北三江航天红阳机电有限公司 | 一种不锈钢厚壁压力容器的激光焊接方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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