JPH11329379A - 密閉型電池の製造方法 - Google Patents
密閉型電池の製造方法Info
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- JPH11329379A JPH11329379A JP10135645A JP13564598A JPH11329379A JP H11329379 A JPH11329379 A JP H11329379A JP 10135645 A JP10135645 A JP 10135645A JP 13564598 A JP13564598 A JP 13564598A JP H11329379 A JPH11329379 A JP H11329379A
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- welding
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- battery lid
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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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- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ダレ部を有する電池蓋を使用しても電池蓋と
電池缶とをレーザ光の照射により良好に溶接し得る密閉
型電池の製造方法を提供すること。 【解決手段】 最先端面と溶接面との稜がダレ部となっ
ている電池蓋の溶接面と電池缶の開口上端部の頂面との
合わせ部をレーザ光の照射により溶接する際、レーザ光
ＬＤの照射範囲を合わせ部Ｇのダレ部またはその近傍を
中心として最先端面の少なくとも一部および開口上端部
の外壁面に及ぶ範囲とすること、特に下式（１）を満足
するビーム径Ｄを有するレーザ光を用いて照射すること
を特徴とする密閉型電池の製造方法。 Ｄ≧３（ｒ＋ｇ）
（１） 【効果】 軽量なアルミニウム系金属材製の密閉型電
池、就中角形の密閉型リチウム二次電池の製造に好適で
ある。
電池缶とをレーザ光の照射により良好に溶接し得る密閉
型電池の製造方法を提供すること。 【解決手段】 最先端面と溶接面との稜がダレ部となっ
ている電池蓋の溶接面と電池缶の開口上端部の頂面との
合わせ部をレーザ光の照射により溶接する際、レーザ光
ＬＤの照射範囲を合わせ部Ｇのダレ部またはその近傍を
中心として最先端面の少なくとも一部および開口上端部
の外壁面に及ぶ範囲とすること、特に下式（１）を満足
するビーム径Ｄを有するレーザ光を用いて照射すること
を特徴とする密閉型電池の製造方法。 Ｄ≧３（ｒ＋ｇ）
（１） 【効果】 軽量なアルミニウム系金属材製の密閉型電
池、就中角形の密閉型リチウム二次電池の製造に好適で
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はリチウム二次電池な
どの密閉型電池の製造方法に関し、特に電池缶と電池蓋
との合わせ部の溶接方法に特徴のある密閉型電池の製造
方法に関する。
どの密閉型電池の製造方法に関し、特に電池缶と電池蓋
との合わせ部の溶接方法に特徴のある密閉型電池の製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は、通常の密閉型電池例の概念的な
断面図であり、図３は図２の丸Ｃで示す部分の拡大断面
図であり、図４は図３の更なる部分拡大断面図である。
図２〜図４において、１は電池缶、２は電気絶縁板、３
は発電要素体、３１は発電要素体３の下部から露出する
一方の電極リード、３２は発電要素体３の上部から露出
する他方の電極リード、４はドーナツ状の電気絶縁板、
５は電極、６は電池蓋、７は電極５の中央を貫通する電
解液注入口、８は電解液注入口７を封止する封止用部
材、９は電気絶縁ガスケット、１０はラプチャー機能を
有する安全機構である。電池蓋６は、電気絶縁ガスケッ
ト９を介して電極５を有し、且つ安全機構１０をも有す
る。
断面図であり、図３は図２の丸Ｃで示す部分の拡大断面
図であり、図４は図３の更なる部分拡大断面図である。
図２〜図４において、１は電池缶、２は電気絶縁板、３
は発電要素体、３１は発電要素体３の下部から露出する
一方の電極リード、３２は発電要素体３の上部から露出
する他方の電極リード、４はドーナツ状の電気絶縁板、
５は電極、６は電池蓋、７は電極５の中央を貫通する電
解液注入口、８は電解液注入口７を封止する封止用部
材、９は電気絶縁ガスケット、１０はラプチャー機能を
有する安全機構である。電池蓋６は、電気絶縁ガスケッ
ト９を介して電極５を有し、且つ安全機構１０をも有す
る。
【０００３】上記の密閉型電池は、鉄やアルミニウムな
どの導電性金属からなる有底の電池缶１内に発電要素体
３を電気絶縁板２、４と共に収納し、発電要素体３から
導出された一方の電極リード３１の先端を電池缶１の底
内面あるいは内側面に、他方の電極リード３２の先端を
電池蓋６中の電極５の裏面にそれぞれ電気的に接続し、
電池蓋６を電池缶１の開口上端部１１に設置してその合
わせ部Ｇを溶接して有底電池缶１に蓋をし、電解液注入
口７から電池缶１内を脱気すると共に電解液を注入して
発電要素体３を電解液にて含浸し、最後に封止用部材８
の装着溶接にて電解液注入口７を封止して製造される。
どの導電性金属からなる有底の電池缶１内に発電要素体
３を電気絶縁板２、４と共に収納し、発電要素体３から
導出された一方の電極リード３１の先端を電池缶１の底
内面あるいは内側面に、他方の電極リード３２の先端を
電池蓋６中の電極５の裏面にそれぞれ電気的に接続し、
電池蓋６を電池缶１の開口上端部１１に設置してその合
わせ部Ｇを溶接して有底電池缶１に蓋をし、電解液注入
口７から電池缶１内を脱気すると共に電解液を注入して
発電要素体３を電解液にて含浸し、最後に封止用部材８
の装着溶接にて電解液注入口７を封止して製造される。
【０００４】電池缶１と電池蓋６との合わせ部Ｇの溶接
は、現在、局部的加熱が可能なレーザ光の照射による溶
接が工業的に多用されている。このレーザ溶接は、局部
を高温度に加熱することが可能なために、鉄材のアーク
溶接の場合に使用される溶接棒のような溶接補助部材を
用いることなく、被溶接体自体の一部を溶融し再凝固さ
せて溶接する。
は、現在、局部的加熱が可能なレーザ光の照射による溶
接が工業的に多用されている。このレーザ溶接は、局部
を高温度に加熱することが可能なために、鉄材のアーク
溶接の場合に使用される溶接棒のような溶接補助部材を
用いることなく、被溶接体自体の一部を溶融し再凝固さ
せて溶接する。
【０００５】なお合わせ部Ｇは、上記したレーザ溶接の
機構の観点に立脚すると一般的に比較的大きな間隙を有
し、このために被溶接体自体の溶融と再凝固によって
も十分に該間隙を充填することが困難である、該間隙
の充填が不十分であるためにその部分の機械的強度が弱
い、該間隙の充填が不十分であると、間隙内の充填物
は再凝固の際に急速に冷却して割れが発生する、などの
諸問題がある。
機構の観点に立脚すると一般的に比較的大きな間隙を有
し、このために被溶接体自体の溶融と再凝固によって
も十分に該間隙を充填することが困難である、該間隙
の充填が不十分であるためにその部分の機械的強度が弱
い、該間隙の充填が不十分であると、間隙内の充填物
は再凝固の際に急速に冷却して割れが発生する、などの
諸問題がある。
【０００６】一方、合わせ部Ｇの外側端Ｇ１あたりに確
実にレーザ光を照射するためには、電池缶１の開口上端
部１１上に電池蓋６を安定的に設置する必要があり、こ
のために電池蓋６の端部６１はプレス加工にて図４に示
すような段状構造に加工処理される。図４は合わせ部Ｇ
およびその近傍の部分拡大断面図であって、電池蓋６の
端部６１は溶接面６１１と位置合わせ面６１２とを有
し、合わせ部Ｇは開口上端部１１の上に溶接面６１１を
乗せることにより形成される。また電池蓋６の位置合わ
せ面６１２の少なくとも一部は、電池缶１の内側壁面１
５と接しており、このために電池蓋６はガタツキなく電
池缶１の開口上端部１１上に安定的に設置することがで
きる。
実にレーザ光を照射するためには、電池缶１の開口上端
部１１上に電池蓋６を安定的に設置する必要があり、こ
のために電池蓋６の端部６１はプレス加工にて図４に示
すような段状構造に加工処理される。図４は合わせ部Ｇ
およびその近傍の部分拡大断面図であって、電池蓋６の
端部６１は溶接面６１１と位置合わせ面６１２とを有
し、合わせ部Ｇは開口上端部１１の上に溶接面６１１を
乗せることにより形成される。また電池蓋６の位置合わ
せ面６１２の少なくとも一部は、電池缶１の内側壁面１
５と接しており、このために電池蓋６はガタツキなく電
池缶１の開口上端部１１上に安定的に設置することがで
きる。
【０００７】ところで電池蓋６の端部６１をプレス加工
法にて段状構造に加工して溶接面６１１と位置合わせ面
６１２とを形成しようとすると、プレス加工に特有の所
謂“抜きダレ”現象により、図４に示すように端部６１
の最先端面６１４と溶接面６１１との稜がダレ部６１３
となる問題がある。ダレ部６１３が生じると、合わせ部
Ｇの外側端Ｇ１での間隙が一層大きくなり、このダレ部
６１３の大きさは電池蓋６がアルミニウム系金属材製で
ある場合に特に大きく、上記した〜の問題が一層顕
著となり易い。しかも近時、電池の軽量化を目的とし
て、電池缶１と電池蓋６とをアルミニウム系金属材で形
成する要求が多くなっている。
法にて段状構造に加工して溶接面６１１と位置合わせ面
６１２とを形成しようとすると、プレス加工に特有の所
謂“抜きダレ”現象により、図４に示すように端部６１
の最先端面６１４と溶接面６１１との稜がダレ部６１３
となる問題がある。ダレ部６１３が生じると、合わせ部
Ｇの外側端Ｇ１での間隙が一層大きくなり、このダレ部
６１３の大きさは電池蓋６がアルミニウム系金属材製で
ある場合に特に大きく、上記した〜の問題が一層顕
著となり易い。しかも近時、電池の軽量化を目的とし
て、電池缶１と電池蓋６とをアルミニウム系金属材で形
成する要求が多くなっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記に鑑み本発明は、
ダレ部６１３を有する電池蓋６を使用しても電池蓋６と
電池缶１とをレーザ光の照射により良好に溶接し得る密
閉型電池の製造方法を提供することを課題とする。
ダレ部６１３を有する電池蓋６を使用しても電池蓋６と
電池缶１とをレーザ光の照射により良好に溶接し得る密
閉型電池の製造方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、つぎの
手段にて解決される。 最先端面と溶接面との稜がダレ部となっている電池
蓋の溶接面と電池缶の開口上端部の頂面との合わせ部を
レーザ光の照射により溶接する際、レーザ光の照射範囲
をダレ部またはその近傍を中心として最先端面の少なく
とも一部および開口上端部の外壁面に及ぶ範囲とするこ
とを特徴とする密閉型電池の製造方法。 電池蓋の厚み方向の断面におけるダレ部の平均半径
をｒ、合わせ部のうちでダレ部を除く部分における該頂
面と該溶接面との平均間隔をｇとしたとき、下式（１）
を満足するビーム径Ｄを有するレーザ光を照射する上記
記載の密閉型電池の製造方法。 Ｄ≧３（ｒ＋ｇ） （１） 平均間隔ｇが、レーザ光のビーム径Ｄの１／５以下
である上記または記載の密閉型電池の製造方法。 電池缶と電池蓋とが、アルミニウム系金属材にて形
成されてなる上記〜のいずれかに記載の密閉型電池
の製造方法。 アルミニウム系金属材が、Ａｌの含有量が少なくと
も９０重量％であり、Ｍｎの含有量が０．１〜２．５重
量％であり、Ｍｇの含有量が０〜７重量％であるアルミ
ニウム合金である上記記載の密閉型電池の製造方法。
手段にて解決される。 最先端面と溶接面との稜がダレ部となっている電池
蓋の溶接面と電池缶の開口上端部の頂面との合わせ部を
レーザ光の照射により溶接する際、レーザ光の照射範囲
をダレ部またはその近傍を中心として最先端面の少なく
とも一部および開口上端部の外壁面に及ぶ範囲とするこ
とを特徴とする密閉型電池の製造方法。 電池蓋の厚み方向の断面におけるダレ部の平均半径
をｒ、合わせ部のうちでダレ部を除く部分における該頂
面と該溶接面との平均間隔をｇとしたとき、下式（１）
を満足するビーム径Ｄを有するレーザ光を照射する上記
記載の密閉型電池の製造方法。 Ｄ≧３（ｒ＋ｇ） （１） 平均間隔ｇが、レーザ光のビーム径Ｄの１／５以下
である上記または記載の密閉型電池の製造方法。 電池缶と電池蓋とが、アルミニウム系金属材にて形
成されてなる上記〜のいずれかに記載の密閉型電池
の製造方法。 アルミニウム系金属材が、Ａｌの含有量が少なくと
も９０重量％であり、Ｍｎの含有量が０．１〜２．５重
量％であり、Ｍｇの含有量が０〜７重量％であるアルミ
ニウム合金である上記記載の密閉型電池の製造方法。
【００１０】
【作用】電池蓋の最先端面と溶接面との稜がたとえダレ
部となっていても、レーザ光の照射範囲を該最先端面の
少なくとも一部および電池缶の開口上端部の外壁面の少
なくとも一部に及ぶ広範囲とすることにより、後記する
機構にて合わせ部を良好に溶接することができる。
部となっていても、レーザ光の照射範囲を該最先端面の
少なくとも一部および電池缶の開口上端部の外壁面の少
なくとも一部に及ぶ広範囲とすることにより、後記する
機構にて合わせ部を良好に溶接することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図例により一層詳
細に説明する。図１は、本発明の方法を説明するため
の、合わせ部Ｇおよびその近傍の部分拡大断面図であっ
て、前記の図４を基にしてそれに必要事項を追記したも
のである。よって以下においては、図４およびその説明
を参照しながら説明する。
細に説明する。図１は、本発明の方法を説明するため
の、合わせ部Ｇおよびその近傍の部分拡大断面図であっ
て、前記の図４を基にしてそれに必要事項を追記したも
のである。よって以下においては、図４およびその説明
を参照しながら説明する。
【００１２】図１に示す通りダレ部６１３は一般的に電
池蓋６の最先端面６１４と溶接面６１１との稜に形成さ
れ、電池蓋６の厚み方向におけるその断面形状は、多く
の場合に図示する通り円弧状あるいは疑似円弧状を呈す
る。図１ではダレ部６１３は、電池蓋６の最先端面６１
４上の始点Ａから溶接面６１１上の始点Ｂとの間の領域
に存在する。
池蓋６の最先端面６１４と溶接面６１１との稜に形成さ
れ、電池蓋６の厚み方向におけるその断面形状は、多く
の場合に図示する通り円弧状あるいは疑似円弧状を呈す
る。図１ではダレ部６１３は、電池蓋６の最先端面６１
４上の始点Ａから溶接面６１１上の始点Ｂとの間の領域
に存在する。
【００１３】合わせ部Ｇの溶接の際、大径のビーム径Ｄ
を有するレーザ光ＬＤを用いて、合わせ部Ｇのダレ部６
１３またはその近傍を中心に、例えば合わせ部Ｇの外側
端Ｇ１を中心に、電池蓋６の最先端面６１４の一部と電
池缶１の外壁面１２の一部をも照射するようにする。こ
の結果、溶接面６１１と頂面１４との各表面層部のみな
らず、図１で梨地で示すあたりの端部６１と開口上端部
１１までもが加熱されて溶融し、それらの溶融物により
合わせ部Ｇが充填され、かくして合わせ部Ｇが良好に溶
接されるに至る。よって本発明においては、上記の梨地
部をも効果的に加熱することができるようにレーザ光Ｌ
Ｄを照射することが必要となる。
を有するレーザ光ＬＤを用いて、合わせ部Ｇのダレ部６
１３またはその近傍を中心に、例えば合わせ部Ｇの外側
端Ｇ１を中心に、電池蓋６の最先端面６１４の一部と電
池缶１の外壁面１２の一部をも照射するようにする。こ
の結果、溶接面６１１と頂面１４との各表面層部のみな
らず、図１で梨地で示すあたりの端部６１と開口上端部
１１までもが加熱されて溶融し、それらの溶融物により
合わせ部Ｇが充填され、かくして合わせ部Ｇが良好に溶
接されるに至る。よって本発明においては、上記の梨地
部をも効果的に加熱することができるようにレーザ光Ｌ
Ｄを照射することが必要となる。
【００１４】レーザ光ＬＤのビーム径Ｄは、前記の式
（１）を満足する大きさであることが特に好ましい。式
（１）において、ｒはダレ部６１３の電池蓋６の厚み方
向の断面における平均半径であり、ｇは合わせ部Ｇのう
ちでダレ部６１３を除く部分における頂面１４と溶接面
６１１との間の平均間隔である。上記のダレ部６１３を
除く部分とは、具体的には電池蓋６の位置合わせ面６１
２からダレ部６１３の溶接面６１１上の始点Ｂまでの間
の奥領域である。
（１）を満足する大きさであることが特に好ましい。式
（１）において、ｒはダレ部６１３の電池蓋６の厚み方
向の断面における平均半径であり、ｇは合わせ部Ｇのう
ちでダレ部６１３を除く部分における頂面１４と溶接面
６１１との間の平均間隔である。上記のダレ部６１３を
除く部分とは、具体的には電池蓋６の位置合わせ面６１
２からダレ部６１３の溶接面６１１上の始点Ｂまでの間
の奥領域である。
【００１５】平均半径ｒ並びに平均間隔ｇは、それぞれ
共に、厳密にはリング状（角型電池の場合は角リング状
であり、円柱型電池の場合は、円リング状である）を呈
する合わせ部Ｇに含まれる全ダレ部６１３についての平
均半径であり、上記した奥領域の全部についての平均間
隔である。しかし電池缶１、電池蓋６共に、通常は高度
に管理された状態のなかでしかも機械的に成形されるの
で、リング状を呈する合わせ部Ｇの部位間でダレ部６１
３や合わせ部Ｇの断面形状に大きな差異は生じない。よ
ってそれらは、リング状を呈する合わせ部Ｇのうちで互
いに可及的に離れた２〜５個所の個々の部位についてつ
ぎに述べる簡便法にて求めた個々の平均値の平均値とし
てもよい。
共に、厳密にはリング状（角型電池の場合は角リング状
であり、円柱型電池の場合は、円リング状である）を呈
する合わせ部Ｇに含まれる全ダレ部６１３についての平
均半径であり、上記した奥領域の全部についての平均間
隔である。しかし電池缶１、電池蓋６共に、通常は高度
に管理された状態のなかでしかも機械的に成形されるの
で、リング状を呈する合わせ部Ｇの部位間でダレ部６１
３や合わせ部Ｇの断面形状に大きな差異は生じない。よ
ってそれらは、リング状を呈する合わせ部Ｇのうちで互
いに可及的に離れた２〜５個所の個々の部位についてつ
ぎに述べる簡便法にて求めた個々の平均値の平均値とし
てもよい。
【００１６】まず個々の部位の平均半径ｒの計測方法に
ついて述べると、ダレ部６１３の上記した始点Ａ−Ｂに
存在する断面上の曲線は、通常、一つの円弧とはならず
多数の円弧の合成形、即ち疑似円弧状を呈するので、そ
の平均半径ｒは、上記始点Ａ−Ｂ間の曲線部分を適当な
数の区間に等分して各区間毎の半径ｒ’の平均値として
求めることができる。その際の区間数は、可及的に正し
い平均半径ｒを算出すると言う観点から始点Ａ−Ｂに存
在する上記曲線の円弧からの乖離の大きさに依存して増
減すればよく、乖離度が小さい場合は２〜５等分程度と
し、乖離度が大きい場合には例えば５〜１０等分程度と
する。多くの場合、５〜７等分程度とすれば十分であ
る。
ついて述べると、ダレ部６１３の上記した始点Ａ−Ｂに
存在する断面上の曲線は、通常、一つの円弧とはならず
多数の円弧の合成形、即ち疑似円弧状を呈するので、そ
の平均半径ｒは、上記始点Ａ−Ｂ間の曲線部分を適当な
数の区間に等分して各区間毎の半径ｒ’の平均値として
求めることができる。その際の区間数は、可及的に正し
い平均半径ｒを算出すると言う観点から始点Ａ−Ｂに存
在する上記曲線の円弧からの乖離の大きさに依存して増
減すればよく、乖離度が小さい場合は２〜５等分程度と
し、乖離度が大きい場合には例えば５〜１０等分程度と
する。多くの場合、５〜７等分程度とすれば十分であ
る。
【００１７】つぎに個々の部位の平均間隔ｇについて
は、被測定個所の断面構造を例えば、超音波診断法にて
モニター画像に拡大して写し出し、頂面１４上に存在す
る全突起の断面積の総和から頂面１４の平均表面位を決
定し、同様の方法にて溶接面６１１の平均表面位を決定
し、ついで両平均表面位間の間隔を求める。
は、被測定個所の断面構造を例えば、超音波診断法にて
モニター画像に拡大して写し出し、頂面１４上に存在す
る全突起の断面積の総和から頂面１４の平均表面位を決
定し、同様の方法にて溶接面６１１の平均表面位を決定
し、ついで両平均表面位間の間隔を求める。
【００１８】レーザ光ＬＤは、そのビームの中心がダレ
部６１３またはその近傍を照射し得る照射位置あるいは
照射高さとするが、その際の上記の近傍の範囲は、電池
缶１の頂面１４からダレ部６１３の始点Ａまでの間、特
に合わせ部Ｇの中央、即ち図１でＧ２として示す高さあ
るいは位置（平均間隔ｇの１／２に当たる高さあるいは
位置）からダレ部６１３の始点Ａまでの間であることが
好ましい。またレーザ光ＬＤは、その最外部ＬＤ１が最
先端面６１４のうちでも、電池蓋６の最先端縁６１５と
ダレ部６１３の始点Ａとの間に存在する最先端面６１４
の部分を照射し得る高さあるいは位置とすることが特に
好ましい。
部６１３またはその近傍を照射し得る照射位置あるいは
照射高さとするが、その際の上記の近傍の範囲は、電池
缶１の頂面１４からダレ部６１３の始点Ａまでの間、特
に合わせ部Ｇの中央、即ち図１でＧ２として示す高さあ
るいは位置（平均間隔ｇの１／２に当たる高さあるいは
位置）からダレ部６１３の始点Ａまでの間であることが
好ましい。またレーザ光ＬＤは、その最外部ＬＤ１が最
先端面６１４のうちでも、電池蓋６の最先端縁６１５と
ダレ部６１３の始点Ａとの間に存在する最先端面６１４
の部分を照射し得る高さあるいは位置とすることが特に
好ましい。
【００１９】本発明において上記した範囲を照射し得る
限り、レーザ光ＬＤのビームの断面形状は円形以外にも
例えば楕円形や角形などの非円形であってもよい。かか
る非円形断面のビームを有するレーザ光ＬＤを使用する
場合でも、例えば式（１）を満足するビーム径Ｄにて規
定される範囲を照射し得るものであれば良い。
限り、レーザ光ＬＤのビームの断面形状は円形以外にも
例えば楕円形や角形などの非円形であってもよい。かか
る非円形断面のビームを有するレーザ光ＬＤを使用する
場合でも、例えば式（１）を満足するビーム径Ｄにて規
定される範囲を照射し得るものであれば良い。
【００２０】なお上記した頂面１４と溶接面６１１との
平均間隔ｇが過大であると、式（１）を満足するビーム
径Ｄを有するレーザ光ＬＤを照射しても合わせ部Ｇの溶
接が不十分となることがある。よって本発明において
は、平均間隔ｇはビーム径Ｄの１／５以下、特に１／１
０以下であることが好ましい。よって平均間隔ｇが過大
である場合には、頂面１４および／または溶接面６１１
の仕上がり状態を改良して平均間隔ｇを小さくしてから
レーザ光ＬＤの照射を行えばよい。
平均間隔ｇが過大であると、式（１）を満足するビーム
径Ｄを有するレーザ光ＬＤを照射しても合わせ部Ｇの溶
接が不十分となることがある。よって本発明において
は、平均間隔ｇはビーム径Ｄの１／５以下、特に１／１
０以下であることが好ましい。よって平均間隔ｇが過大
である場合には、頂面１４および／または溶接面６１１
の仕上がり状態を改良して平均間隔ｇを小さくしてから
レーザ光ＬＤの照射を行えばよい。
【００２１】溶接のためのレーザ光ＬＤとしては、連続
波レーザ光（ＣＷ）やパルスレーザ光（ＰＷ）など、従
来から斯界で周知あるいは実用されているものであって
よい。なおアルミニウム系金属材、特にアルミニウム合
金は、溶接の際に生じる溶融体の冷却速度が早過ぎると
その凝固体に割れが生じることがある。よってかかる場
合には、ＰＷの上にＣＷを重乗させる、ＰＷの波形制御
する、などの照射方法によりレーザ光の照射により生じ
た溶融体の凝固が始まる段階以降において凝固体が徐冷
するようにレーザ光をその照射エネルギー量が逓減する
ように照射することが好ましい。
波レーザ光（ＣＷ）やパルスレーザ光（ＰＷ）など、従
来から斯界で周知あるいは実用されているものであって
よい。なおアルミニウム系金属材、特にアルミニウム合
金は、溶接の際に生じる溶融体の冷却速度が早過ぎると
その凝固体に割れが生じることがある。よってかかる場
合には、ＰＷの上にＣＷを重乗させる、ＰＷの波形制御
する、などの照射方法によりレーザ光の照射により生じ
た溶融体の凝固が始まる段階以降において凝固体が徐冷
するようにレーザ光をその照射エネルギー量が逓減する
ように照射することが好ましい。
【００２２】本発明において電池缶１と電池蓋６の各形
成材料としては、斯界で周知あるいは実用されているも
のであってよい。例えば、鉄系金属材、アルミニウム系
金属材などであるが、アルミニウム系金属材は抜けダレ
現象が生じ易い欠点があっても本発明においてはそれが
実際的に問題とならず、且つ軽量であるので特に好まし
い。
成材料としては、斯界で周知あるいは実用されているも
のであってよい。例えば、鉄系金属材、アルミニウム系
金属材などであるが、アルミニウム系金属材は抜けダレ
現象が生じ易い欠点があっても本発明においてはそれが
実際的に問題とならず、且つ軽量であるので特に好まし
い。
【００２３】アルミニウム系金属材としては、純アルミ
ニウムの他に、基本的に純アルミニウムの軽量性を維持
し、且つ純アルミニウムの機械的強度が改善された各種
のアルミニウム合金も用いられる。かかるアルミニウム
合金としては、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、
Ｃｒ、Ｔｉ、あるいはその他の元素を含む二元系合金や
それ以上の多元系合金などであってよい。就中Ａｌの含
有量が少なくとも９０重量％であり、Ｍｎの含有量が
０．１〜２．５重量％であり、Ｍｇの含有量が０〜７重
量％であるアルミニウム合金が好ましい。該アルミニウ
ム合金は、Ａｌ、Ｍｎ、およびＭｇの他に、Ｓｉ、Ｆ
ｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｔｉ、あるいはその他の元素を
含むものであってもよい。その具体例としては、ＪＩＳ
呼称番号の２０１４、２０１７、２０２４、３００３、
３００４などを例示し得る。なお、上記したアルミニウ
ム系金属材やアルミニウム合金などは、アルミニウムま
たはその合金類に通常含まれている不純物を通常量程度
含有していてもよい。
ニウムの他に、基本的に純アルミニウムの軽量性を維持
し、且つ純アルミニウムの機械的強度が改善された各種
のアルミニウム合金も用いられる。かかるアルミニウム
合金としては、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、
Ｃｒ、Ｔｉ、あるいはその他の元素を含む二元系合金や
それ以上の多元系合金などであってよい。就中Ａｌの含
有量が少なくとも９０重量％であり、Ｍｎの含有量が
０．１〜２．５重量％であり、Ｍｇの含有量が０〜７重
量％であるアルミニウム合金が好ましい。該アルミニウ
ム合金は、Ａｌ、Ｍｎ、およびＭｇの他に、Ｓｉ、Ｆ
ｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｔｉ、あるいはその他の元素を
含むものであってもよい。その具体例としては、ＪＩＳ
呼称番号の２０１４、２０１７、２０２４、３００３、
３００４などを例示し得る。なお、上記したアルミニウ
ム系金属材やアルミニウム合金などは、アルミニウムま
たはその合金類に通常含まれている不純物を通常量程度
含有していてもよい。
【００２４】なお電池缶１と電池蓋６とは、互いに組成
の異なるアルミニウム合金にて形成されていてもよい
が、互いの融点の差が１０℃以内、特に５℃以内である
ことが好ましい。
の異なるアルミニウム合金にて形成されていてもよい
が、互いの融点の差が１０℃以内、特に５℃以内である
ことが好ましい。
【００２５】
【実施例】以下、実施例により本発明を一層詳細に説明
するとともに、比較例をも示して本発明の顕著な作用を
明らかにする。
するとともに、比較例をも示して本発明の顕著な作用を
明らかにする。
【００２６】実施例１ 角形リチウム二次電池の製造において、先端に図１と略
同じ断面形状のダレ部６１３を有する電池蓋６と電池缶
１との溶接を行った。電池蓋６、電池缶１共にＪＩＳ呼
称番号の３００４のアルミニウム合金製であって、最先
端縁６１５とダレ部６１３の始点Ａとの間の最先端面６
１４部分の厚みは０．５ｍｍ、ダレ部６１３の平均半径
ｒは０．２ｍｍ、電池缶１の厚みは０．５ｍｍであり、
合わせ部Ｇの平均間隔ｇは０．０５ｍｍであった。ビー
ム径Ｄが式（１）を満足する０．８ｍｍであり、出力が
０．３ｋＷの連続波（ＣＷ）レーザ光ＬＤを合わせ部Ｇ
の外側端Ｇ１あたりを中心として１２００ｍｍ／分の速
度で照射した。その際、レーザ光ＬＤの最外部ＬＤ１が
電池蓋６の最先端縁６１５とダレ部６１３の始点Ａとの
間に位置する最先端面６１４の略中央付近に来る高さと
した。
同じ断面形状のダレ部６１３を有する電池蓋６と電池缶
１との溶接を行った。電池蓋６、電池缶１共にＪＩＳ呼
称番号の３００４のアルミニウム合金製であって、最先
端縁６１５とダレ部６１３の始点Ａとの間の最先端面６
１４部分の厚みは０．５ｍｍ、ダレ部６１３の平均半径
ｒは０．２ｍｍ、電池缶１の厚みは０．５ｍｍであり、
合わせ部Ｇの平均間隔ｇは０．０５ｍｍであった。ビー
ム径Ｄが式（１）を満足する０．８ｍｍであり、出力が
０．３ｋＷの連続波（ＣＷ）レーザ光ＬＤを合わせ部Ｇ
の外側端Ｇ１あたりを中心として１２００ｍｍ／分の速
度で照射した。その際、レーザ光ＬＤの最外部ＬＤ１が
電池蓋６の最先端縁６１５とダレ部６１３の始点Ａとの
間に位置する最先端面６１４の略中央付近に来る高さと
した。
【００２７】比較例１ 実施例１とは、ビーム径Ｄが式（１）を満足しない０．
６ｍｍであり、出力が０．３ｋＷ以下の連続波レーザ光
（ＣＷ）を使用したことにおいてのみ異なる方法にて電
池蓋６と電池缶１との溶接を行った。
６ｍｍであり、出力が０．３ｋＷ以下の連続波レーザ光
（ＣＷ）を使用したことにおいてのみ異なる方法にて電
池蓋６と電池缶１との溶接を行った。
【００２８】実施例１と比較例１で製造した各角形リチ
ウム二次電池について、つぎに示す方法にてレーザ溶接
部の溶接の良否を評価した。その結果、実施例１から得
られた電池は、溶接組織内に欠陥はなく良好に溶接され
ていた。これに対して比較例１から得られた電池では、
溶接部にブローホールなどの欠陥が見られた。
ウム二次電池について、つぎに示す方法にてレーザ溶接
部の溶接の良否を評価した。その結果、実施例１から得
られた電池は、溶接組織内に欠陥はなく良好に溶接され
ていた。これに対して比較例１から得られた電池では、
溶接部にブローホールなどの欠陥が見られた。
【００２９】〔レーザ溶接部の溶接良否の評価方法〕：
溶接部の断面を研磨して組織出しを行い、溶接深さやブ
ローホールの有無を観察する。
溶接部の断面を研磨して組織出しを行い、溶接深さやブ
ローホールの有無を観察する。
【００３０】
【発明の効果】本発明は、つぎの諸効果を奏し得る。 ダレ部６１３を有する電池蓋６を使用しても電池蓋
６と電池缶１とをレーザ光の照射により良好に溶接し得
る。 電池蓋６の端部６１をプレス加工にて段状構造に加
工処理して溶接面６１１とともに位置合わせ面６１２を
形成すると、位置合わせ面６１２の存在によって電池蓋
６を電池缶１の開口上端部１１上に安定的に設置するこ
とができ、この結果、電池蓋６と電池缶１との合わせ面
Ｇへのレーザ光の照射が安定して溶接作業が容易とな
り、且つ溶接部の溶接強度が向上する。 ダレ部６１３を有する電池蓋６の使用が許容し得る
ので、プレス加工にて段状構造に加工処理する際に、ダ
レ部６１３が特に生じ易いアルミニウム系金属材を電池
蓋６の形成として使用することができる。電池蓋６がア
ルミニウム系金属材製であると電池缶１もアルミニウム
系金属材製とすることが好ましく、かくして本発明は、
軽量なアルミニウム系金属材製の密閉型電池、就中角形
の密閉型リチウム二次電池の製造に好適である。
６と電池缶１とをレーザ光の照射により良好に溶接し得
る。 電池蓋６の端部６１をプレス加工にて段状構造に加
工処理して溶接面６１１とともに位置合わせ面６１２を
形成すると、位置合わせ面６１２の存在によって電池蓋
６を電池缶１の開口上端部１１上に安定的に設置するこ
とができ、この結果、電池蓋６と電池缶１との合わせ面
Ｇへのレーザ光の照射が安定して溶接作業が容易とな
り、且つ溶接部の溶接強度が向上する。 ダレ部６１３を有する電池蓋６の使用が許容し得る
ので、プレス加工にて段状構造に加工処理する際に、ダ
レ部６１３が特に生じ易いアルミニウム系金属材を電池
蓋６の形成として使用することができる。電池蓋６がア
ルミニウム系金属材製であると電池缶１もアルミニウム
系金属材製とすることが好ましく、かくして本発明は、
軽量なアルミニウム系金属材製の密閉型電池、就中角形
の密閉型リチウム二次電池の製造に好適である。
【図１】本発明の方法を説明するための部分拡大断面図
である。
である。
【図２】通常の密閉型電池例の概念的な断面図である。
【図３】図２の丸Ｃで示す部分の拡大断面図である。
【図４】図３の更なる部分拡大断面図である。
１ 電池缶 １４ 電池缶の開口上端部の頂面 ６ 電池蓋 ６１１ 電池蓋の溶接面 ６１３ 電池蓋のダレ部 ６１４ 電池蓋の最先端面 Ｇ 電池缶と電池蓋との合わせ部 Ｇ１ 合わせ部の最外部 ＬＤ レーザ光 ＬＤ１ レーザ光の外側端 Ｄ レーザ光のビーム径 ｒ ダレ部の平均半径 ｇ 合わせ部の平均間隔
Claims (5)
- 【請求項１】 最先端面と溶接面との稜がダレ部となっ
ている電池蓋の溶接面と電池缶の開口上端部の頂面との
合わせ部をレーザ光の照射により溶接する際、レーザ光
の照射範囲をダレ部またはその近傍を中心として最先端
面の少なくとも一部および開口上端部の外壁面に及ぶ範
囲とすることを特徴とする密閉型電池の製造方法。 - 【請求項２】 電池蓋の厚み方向の断面におけるダレ部
の平均半径をｒ、合わせ部のうちでダレ部を除く部分に
おける該頂面と該溶接面との平均間隔をｇとしたとき、
下式（１）を満足するビーム径Ｄを有するレーザ光を照
射する請求項１記載の密閉型電池の製造方法。 Ｄ≧３（ｒ＋ｇ） （１） - 【請求項３】 平均間隔ｇが、レーザ光のビーム径Ｄの
１／５以下である請求項１または２記載の密閉型電池の
製造方法。 - 【請求項４】 電池缶と電池蓋とが、アルミニウム系金
属材にて形成されてなる請求項１〜３のいずれかに記載
の密閉型電池の製造方法。 - 【請求項５】 アルミニウム系金属材が、Ａｌの含有量
が少なくとも９０重量％であり、Ｍｎの含有量が０．１
〜２．５重量％であり、Ｍｇの含有量が０〜７重量％で
あるアルミニウム合金である請求項４記載の密閉型電池
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10135645A JPH11329379A (ja) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | 密閉型電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10135645A JPH11329379A (ja) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | 密閉型電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11329379A true JPH11329379A (ja) | 1999-11-30 |
Family
ID=15156653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10135645A Pending JPH11329379A (ja) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | 密閉型電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11329379A (ja) |
-
1998
- 1998-05-18 JP JP10135645A patent/JPH11329379A/ja active Pending
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