WO2017110480A1 - 蓄電装置及びその製造方法 - Google Patents

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WO2017110480A1
WO2017110480A1 PCT/JP2016/086449 JP2016086449W WO2017110480A1 WO 2017110480 A1 WO2017110480 A1 WO 2017110480A1 JP 2016086449 W JP2016086449 W JP 2016086449W WO 2017110480 A1 WO2017110480 A1 WO 2017110480A1
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terminal
external terminal
case
plate
storage device
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PCT/JP2016/086449
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English (en)
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貴之 弘瀬
幹也 栗田
竜二 大井手
俊昭 岩
小川 義博
淳 光安
騎慎 秋吉
Original Assignee
株式会社豊田自動織機
イーグル工業株式会社
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Publication date
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    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574Devices or arrangements for the interruption of current
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the power storage device disclosed in Patent Document 1 includes a case, a crimping terminal, and an external terminal.
  • the case has a main body and a flat lid portion that seals the main body, and accommodates an electrode assembly and an electrolytic solution therein.
  • the caulking terminal is connected to one end of the columnar part on the outside of the case through a columnar part that communicates with the inside and outside of the case through an opening provided in the lid of the case, and is bent to the outside of the columnar part.
  • a base portion connected to the other end of the columnar portion on the inner side of the case and electrically connected to the electrode assembly.
  • the external terminal has a flat plate shape, is sandwiched between the fixed portion and the lid portion of the case, and is in contact with the fixed portion of the caulking terminal and is electrically connected to the fixed portion.
  • an energization path that passes through the electrode assembly, the caulking terminal, and the external terminal in this order is formed.
  • the power storage device disclosed in this specification includes a case, a crimping terminal, and an external terminal.
  • the case has a main body and a flat lid portion that seals the main body, and can accommodate the electrode assembly and the electrolyte inside the main body.
  • the crimp terminal has a columnar part, a fixed part, and a base part.
  • the columnar portion has a columnar shape and communicates with the inside and outside of the case through an opening provided in the lid portion of the case.
  • the fixed portion is connected to one end of the columnar portion on the outside of the case, has an outer diameter larger than the inner diameter of the opening, and is bent to the outside of the columnar portion.
  • the base portion is connected to the other end of the columnar portion on the inner side of the case, and is electrically connected to the electrode assembly.
  • the external terminal is sandwiched between the fixing portion and the lid portion of the case, and is in contact with the fixing portion and is electrically connected to the fixing portion.
  • the fixing portion has a lower surface located on the lid portion side, an upper surface located on the opposite side of the lower surface, and a side surface connecting the lower surface and the upper surface.
  • the external terminal has a contact surface that contacts the lower surface of the fixed portion.
  • a first welding mark is formed at least on the upper surface or side surface of the fixed portion.
  • a second weld mark having a shape is formed. In the first cross section, the length at which the first straight line connecting the center in the width direction of the second welding trace and the lowermost portion of the second welding trace is located in the fixed portion is shorter than the thickness of the fixed portion.
  • a linear second welding trace extending from the first welding trace formed on the upper surface or the side surface of the fixed portion to the inside of the external terminal is formed. That is, the fixed part and the external terminal are joined by welding.
  • the first straight line indicates the highest heat energy transfer path during welding.
  • the length at which the first straight line is located in the fixed portion is shorter than the thickness of the fixed portion (that is, the distance from the upper surface to the lower surface of the fixed portion). For this reason, it becomes possible to melt from the fixing part to the inside of the external terminal in the first linear direction with a thermal energy lower than that required for melting the fixing part in the thickness direction.
  • both of the fixing part and the external terminal can be laser-welded at an output lower than the output when laser welding is performed in the thickness direction of the fixing part.
  • the “length of the line segment in which the first straight line is located in the fixed portion” includes the case where the length of the line segment is zero. That is, a configuration in which the first straight line is not located in the fixed portion (for example, a configuration in which the first straight line passes through the boundary between the fixed portion and the external terminal) is included. Even in this case, in the first cross section, since the second welding trace extends from the first welding trace to the inside of the external terminal, at least a part of the second welding trace passes through the fixing portion, The external terminals are joined by welding.
  • the present specification discloses a novel method for manufacturing the above power storage device.
  • This manufacturing method includes an external terminal arrangement step, a terminal fixing step, and a welding step.
  • the external terminal arrangement step external terminals are arranged in the vicinity of the opening of the lid portion of the case.
  • the terminal fixing step the caulking terminal is inserted into the opening, the outer end of the caulking terminal case is pushed outward, the lower surface of the fixing portion of the caulking terminal is brought into contact with the contact surface of the external terminal, Secure the crimping terminal and external terminal to the lid.
  • the upper surface or the side surface of the fixing portion of the crimping terminal is irradiated from the outside of the case to join the fixing portion and the external terminal by welding.
  • the length at which the optical axis of the laser beam is located in the fixed portion is shorter than the thickness of the fixed portion.
  • the fixed portion and The external terminal can be welded. For this reason, it can suppress that spatter
  • the “length at which the optical axis of the laser beam is located within the fixed portion” includes the case where the length of the optical axis located within the fixed portion is zero. That is, a configuration in which the optical axis of the laser beam does not pass through the fixed portion (for example, a configuration in which the optical axis of the laser beam passes through the boundary between the fixed portion and the external terminal) is also included.
  • the power storage device disclosed in this specification includes a case, a caulking terminal, and an external terminal.
  • the case has a main body and a flat lid portion that seals the main body, and can accommodate the electrode assembly and the electrolyte inside the main body.
  • the crimp terminal has a columnar part, a fixed part, and a base part.
  • the columnar portion has a columnar shape and communicates with the inside and outside of the case through an opening provided in the lid portion of the case.
  • the fixed portion is connected to one end of the columnar portion on the outside of the case, has an outer diameter larger than the inner diameter of the opening, and is bent to the outside of the columnar portion.
  • the base portion is connected to the other end of the columnar portion on the inner side of the case, and is electrically connected to the electrode assembly.
  • the external terminal is sandwiched between the fixing portion and the lid portion of the case, and is in contact with the fixing portion and is electrically connected to the fixing portion.
  • the fixing portion has a lower surface located on the lid portion side, an upper surface located on the opposite side of the lower surface, and a side surface connecting the lower surface and the upper surface.
  • the external terminal has a contact surface that contacts the lower surface of the fixed portion.
  • a first welding mark is formed at least on the upper surface or side surface of the fixed portion.
  • a second weld mark having a shape is formed.
  • the side surface of the fixed portion has a linear shape. In the first cross section, if the angle between the side surface and the contact surface is ⁇ 1, and the angle between the first straight line and the contact surface is ⁇ 2, ⁇ 2 ⁇ 1 is established.
  • a linear second welding trace extending from the first welding trace formed on the upper surface or the side surface of the fixed portion to the inside of the external terminal is formed. That is, the fixed part and the external terminal are joined by welding.
  • the first straight line indicates the highest heat energy transfer path during welding.
  • a relationship of ⁇ 2 ⁇ 1 is established between an angle ⁇ 1 formed by the side surface and the contact surface and an angle ⁇ 2 formed by the first straight line and the contact surface. Thermal energy is transmitted in the direction of laser light irradiation.
  • a laser beam can be irradiated to the side surface of a fixing
  • the angle ⁇ 1 is an angle formed by a portion that is not in contact with the fixed portion (hereinafter also referred to as a reference portion) and a side surface, out of two angles formed by the side surface and the contact surface in the first cross section. means.
  • the angle ⁇ 2 means an angle formed between the contact surface on the reference portion side and the first straight line among two angles formed by the contact surface and the first straight line in the first cross section.
  • each power storage device described above may be a secondary battery.
  • the elements on larger scale of the dashed-two dotted line part 200 of FIG. The elements on larger scale of the fixing part vicinity of the crimping terminal of FIG.
  • the manufacturing method of the electrical storage apparatus of Example 1 is shown.
  • the manufacturing method of the electrical storage apparatus of Example 1 is shown.
  • the manufacturing method of the electrical storage apparatus of Example 1 is shown.
  • the manufacturing method of the electrical storage apparatus of Example 1 is shown.
  • the manufacturing method of the electrical storage apparatus of Example 1 is shown.
  • the elements on larger scale of the fixing part vicinity of the crimping terminal of a modification (the figure corresponding to FIG. 3).
  • the elements on larger scale of the fixing part vicinity of the crimping terminal of the electrical storage apparatus of Example 2 (the figure corresponding to FIG. 3).
  • the elements on larger scale of the fixing part vicinity of the crimping terminal of the electrical storage apparatus of Example 3 (the figure corresponding to FIG. 3). It is the elements on larger scale near the crimping terminal of the electrical storage apparatus of Example 4, and shows the state which the electric current interruption apparatus does not operate
  • the side surface of the fixed portion may be linear in the first cross section.
  • ⁇ 2 ⁇ 1 may be satisfied, where ⁇ 1 is an angle formed between the side surface and the contact surface, and ⁇ 2 is an angle formed between the first straight line and the contact surface.
  • Thermal energy is transmitted in the direction of laser light irradiation.
  • a laser beam can be irradiated to the side surface of a fixing
  • the angle ⁇ ⁇ b> 1 is an angle formed by a portion that is not in contact with the fixed portion (hereinafter also referred to as a reference portion) and a side surface, out of two angles formed by the side surface and the contact surface in the first cross section.
  • the angle ⁇ 2 means an angle formed between the contact surface on the reference portion side and the first straight line among two angles formed by the contact surface and the first straight line in the first cross section.
  • the power storage device disclosed in this specification may further include a columnar external connection terminal.
  • the external connection terminal may be electrically connected to the external terminal and may extend in a direction intersecting with the external terminal.
  • the 1st welding mark may be formed in the contact part in which the side surface of a fixing
  • a straight line connecting the contact portion and the tip of the external connection terminal If the angle formed by the contact surface of the external terminal is ⁇ 3, ⁇ 3 ⁇ 2 may be satisfied.
  • the laser beam is applied to the contact portion where the side surface of the fixed portion and the contact surface of the external terminal are in contact at an angle of ⁇ 2 from the contact surface. Further, a relationship of ⁇ 3 ⁇ 2 is established between ⁇ 2 and ⁇ 3. For this reason, in the second cross section, when the contact portion is irradiated with laser light from a position farther from the external connection terminal than the crimping terminal, the laser light can be suppressed from being blocked by the external connection terminal. Can be appropriately irradiated to the contact portion.
  • the angle ⁇ 3 means an angle formed by the reference portion and the straight line out of two angles formed by the straight line and the contact surface in the second cross section.
  • the angle ⁇ 1 may be an acute angle.
  • the power storage device disclosed in the present specification is housed in the case, electrically connects the electrode assembly and the base portion of the crimping terminal, and the internal pressure of the case has a predetermined value. You may further provide the electric current interruption apparatus which interrupts
  • the current interrupt device may include an energization plate and a first deformation plate.
  • the energization plate may be electrically connected to the electrode assembly.
  • the first deformation plate may be electrically connected to the base portion of the crimping terminal and may be disposed to face the energization plate.
  • the first deforming plate When the electrode assembly and the crimping terminal are electrically connected, the first deforming plate is electrically connected in a state of being in contact with the central portion of the energizing plate and the energizing plate. When conducting, it may be electrically disconnected from the energizing plate while being separated from the energizing plate. According to this configuration, when the internal pressure of the case rises above a predetermined value, the energization path can be appropriately interrupted.
  • the current interrupting device is disposed on the opposite side of the first deformation plate with respect to the energization plate and protrudes toward the center portion of the energization plate. You may further provide the 2nd deformation board in which the permite
  • the second deformable plate has a first state in which the protrusion is positioned at the first position when the electrode assembly and the crimping terminal are electrically connected, and the energizing plate and the first deformable plate are in contact with each other, and the electrode assembly When the terminal and the terminal are non-conducting, the protrusion may move from the first position to the second position on the energizing plate side to be switched to the second state in which the energizing plate and the first deformation plate are separated.
  • the power storage device 100 is a lithium ion secondary battery that is a type of secondary battery.
  • the power storage device 100 includes a case 1, an electrode assembly 3 accommodated in the case 1, crimped terminals 5 and 7 fixed to the case 1, and external terminals 60 and 61. Yes.
  • the electrode assembly 3, the crimping terminals 5, 7 and the external terminals 60, 61 are electrically connected.
  • the power storage device 100 includes a current interrupt device 10 disposed between the electrode assembly 3 and the crimping terminal 7.
  • the inside of the case 1 is injected with an electrolytic solution, and the electrode assembly 3 is immersed in the electrolytic solution.
  • Case 1 is made of metal and is a substantially rectangular parallelepiped box-shaped member.
  • the case 1 includes a main body 111 and a flat lid portion 112 fixed to the main body 111.
  • the lid portion 112 covers the upper portion of the main body 111 and seals the main body 111. Openings 11 and 13 are formed in the lid portion 112 of the case 1.
  • the caulking terminal 5 is fixed to the opening 11 and communicates with the inside and outside of the case 1.
  • the caulking terminal 7 is fixed to the opening 13 and communicates with the inside and outside of the case 1.
  • the electrode assembly 3 includes a positive electrode sheet, a negative electrode sheet, and a separator disposed between the positive electrode sheet and the negative electrode sheet.
  • the electrode assembly 3 is configured by laminating a plurality of positive electrode sheets, a plurality of negative electrode sheets, and a plurality of separators.
  • the positive electrode sheet and the negative electrode sheet include a current collecting member and an active material layer formed on the current collecting member.
  • the current collecting member one used for the positive electrode sheet is, for example, an aluminum foil, and one used for the negative electrode sheet is, for example, a copper foil.
  • the electrode assembly 3 includes a positive current collecting tab 41 and a negative current collecting tab 42.
  • the positive electrode current collecting tab 41 is formed on the upper end portion of the positive electrode sheet.
  • the negative electrode current collecting tab 42 is formed on the upper end portion of the negative electrode sheet.
  • the positive electrode current collecting tab 41 and the negative electrode current collecting tab 42 protrude above the electrode assembly 3.
  • the positive electrode current collecting tab 41 is fixed to the positive electrode lead 43.
  • the negative electrode current collecting tab 42 is fixed to the negative electrode lead 44.
  • a solid electrolyte may be used instead of the electrolytic solution injected into the case. In this case, a solid electrolyte may be provided between the positive electrode sheet and the negative electrode sheet. Further, when a solid electrolyte is used, a separator may not be provided as long as a short circuit does not occur between the positive electrode sheet and the negative electrode sheet.
  • the positive electrode lead 43 is connected to the positive electrode current collecting tab 41 and the crimping terminal 5.
  • the positive electrode current collecting tab 41 and the caulking terminal 5 are electrically connected via the positive electrode lead 43.
  • An insulating member 72 is disposed between the positive electrode lead 43 and the case 1. The insulating member 72 insulates the positive electrode lead 43 from the lid portion 112 of the case 1.
  • the negative electrode lead 44 is connected to the negative electrode current collecting tab 42 and the connection terminal 46.
  • the connection terminal 46 is electrically connected to the caulking terminal 7 and an external terminal 61 to be described later via the current interrupt device 10. Therefore, the negative electrode current collecting tab 42, the caulking terminal 7, and the external terminal 61 are electrically connected via the negative electrode lead 44, the connection terminal 46, and the current interrupt device 10. Thereby, an energization path for connecting the electrode assembly 3, the crimping terminal 7 and the external terminal 61 is formed.
  • the current interrupt device 10 can interrupt this energization path.
  • the configuration of the current interrupt device 10 will be described later.
  • An insulating member 73 is disposed between the negative electrode lead 44 and the case 1. The insulating member 73 insulates the negative electrode lead 44 from the case 1.
  • the gasket 63 is fixed to the crimp terminal 7.
  • a flat plate-like external terminal 61 is disposed on the upper surface of the gasket 63.
  • a through hole 61 a is formed in the external terminal 61.
  • the through hole 61a has a size on the lower surface side larger than that on the upper surface side.
  • the gasket 63 insulates the lid portion 112 from the external terminal 61.
  • the bolt 65 passes through the through hole 61a. Specifically, the head of the bolt 65 is accommodated in the through hole 61a. Further, the shaft portion of the bolt 65 protrudes above the external terminal 61 through the through hole 61a.
  • the axis of the bolt 65 is substantially parallel to the axis L1 of the cylindrical portion 14 of the caulking terminal 7 described later.
  • the caulking terminal 7, the external terminal 61, and the bolt 65 are electrically connected to each other and constitute a negative terminal.
  • the gasket 62 is fixed to the crimping terminal 5.
  • a flat plate-like external terminal 60 is disposed on the upper surface of the gasket 62.
  • a through hole similar to the through hole 61a of the external terminal 61 is formed in the external terminal 60, the head of the bolt 64 is accommodated in the through hole, and the shaft portion of the bolt 64 passes through the through hole and is connected to the external terminal 60. Projecting upward.
  • the configuration of the gasket 62, the external terminal 60, and the bolt 64 is the same as the configuration of the gasket 63, the external terminal 61, and the bolt 65 described above.
  • the caulking terminal 5, the external terminal 60, and the bolt 64 are electrically connected to each other and constitute a positive terminal.
  • the bolts 64 and 65 correspond to an example of “external connection terminals”.
  • the caulking terminal 7 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the caulking terminal 7 is caulked and fixed to the lid portion 112 of the case 1.
  • the caulking terminal 7 includes a cylindrical portion 14, a base portion 15, and a fixing portion 16.
  • the cylindrical portion 14 is columnar and communicates with the inside and outside of the case 1 through the opening 13, the opening of the gasket 63, and the opening of the external terminal 61.
  • the axis L1 of the cylindrical portion 14 is substantially orthogonal to the lid portion 112 of the case 1.
  • a through hole 14 a is formed in the cylindrical portion 14 in the axial direction.
  • the base portion 15 is connected to the lower end of the cylindrical portion 14 and is disposed inside the case 1.
  • a recess 15 a is formed in the lower surface of the base portion 15.
  • the recess 15a communicates with the through hole 14a, and the interior of the recess 15a is maintained at atmospheric pressure.
  • the shape thereof is annular.
  • the fixed portion 16 is connected to the upper end of the cylindrical portion 14 and is disposed outside the case 1.
  • the fixed portion 16 has a flat plate shape and extends on a plane substantially orthogonal to the axis L1 of the cylindrical portion 14.
  • the shape thereof is annular.
  • the fixing portion 16 has an upper surface 16a, a lower surface 16b located on the lid 112 side of the upper surface 16a, and a side surface 16c that connects the upper surface 16a and the lower surface 16b.
  • the upper surface 16 a and the lower surface 16 b are substantially parallel to the lid portion 112 of the case 1.
  • the side surface 16c is linear in the cross section of the fixed portion 16 in an arbitrary plane including the axis L1 of the cylindrical portion 14.
  • the diameter of the fixing portion 16 (strictly speaking, the diameter of the lower surface 16b of the fixing portion 16) is larger than the diameter of the opening 13.
  • the external terminal 61 and the gasket 63 are sandwiched between the fixed portion 16 and the lid portion 112 of the case 1, and the lower surface 16 b of the fixed portion 16 is in contact with the upper surface of the external terminal 61. Thereby, the fixing
  • the upper surface of the external terminal 61 is referred to as an upper surface 61b.
  • the cylindrical portion 14 corresponds to an example of a “columnar portion”, and the upper surface 61b of the external terminal 61 corresponds to an example of a “contact surface”.
  • the caulking terminal 5 has substantially the same configuration as the caulking terminal 7 except that a through hole and a recess are not formed (see FIG. 1).
  • the fixed portion 16 and the external terminal 61 are electrically connected to each other by abutting.
  • both are joined by laser welding.
  • the first welding mark 24 and the second welding mark 26 are formed on the fixed portion 16 and the external terminal 61 by laser welding.
  • the first and second welding marks 24 and 26 are marks generated when the fixing portion 16 and the external terminal 61 are melted and solidified by heat during welding.
  • the first weld mark 24 is formed over the entire circumference on the side surface 16 c of the fixed portion 16 and is visible from the outside of the case 1.
  • the second welding mark 26 extends linearly in an oblique direction from the first welding mark 24 through the inside of the fixed portion 16 to the middle of the thickness direction of the external terminal 61.
  • the vicinity of the lower surface 16b of the fixed portion 16 and the vicinity of the upper surface 61b of the external terminal 61 are joined by melting and solidifying.
  • the second welding mark 26 is an arbitrary cross section including the axis L1 of the cylindrical portion 14 (hereinafter referred to as “first cross section”). It is formed).
  • a broken line in the second welding mark 26 represents a virtual extension line of the upper surface 61 b of the external terminal 61. Assuming that the angle formed between the side surface 16c of the fixing portion 16 and the upper surface 61b of the external terminal 61 is ⁇ 1, and the angle formed between the straight line L2 and the virtual extension line of the upper surface 61b is ⁇ 2, ⁇ 2 ⁇ 1 between ⁇ 1 and ⁇ 2. The relationship is established.
  • ⁇ 1 has an acute angle.
  • the welding trace substantially the same as the 1st, 2nd welding traces 24 and 26 is formed also in the fixing part of the crimping terminal 5, and the external terminal 60 (refer FIG. 1).
  • the straight line L2 corresponds to an example of a “first straight line”.
  • a seal member 19 is disposed between the lid portion 112 of the case 1 and the crimping terminal 7.
  • the sealing member 19 has an annular shape in a plan view of the lid portion 112, and goes around the cylindrical portion 14 of the crimping terminal 7.
  • the seal member 19 is in contact with the lower surface of the lid portion 112 of the case 1 and the inner peripheral surface of the opening 13, and the base portion 15 and the cylindrical portion 14 of the crimping terminal 7, thereby sealing the inside and outside of the case 1. Yes.
  • the seal member 19 is made of a material having insulating properties and electrolyte resistance (perfluoroalkoxyalkane (PFA) in this embodiment).
  • PFA perfluoroalkoxyalkane
  • the lid portion 112 and the caulking terminal 7 are insulated by the seal member 19.
  • the material of the seal member 19 is not limited to this, and may be, for example, ethylene-propylene rubber (EPM).
  • the current interrupt device 10 includes a deformable plate 30 and a current plate 20.
  • the deformable plate 30 is a circular conductive diaphragm that protrudes downward, and is formed of, for example, copper or a copper alloy.
  • the deformation plate 30 is disposed above the energizing plate 20 so as to face the energizing plate 20.
  • the deformation plate 30 has a central portion 32 on the radially inner side and an outer peripheral portion 31 on the radially outer side.
  • the central portion 32 is in contact with a contact portion 22 (described later) of the energization plate 20.
  • the outer peripheral portion 31 is electrically connected to the base portion 15 of the caulking terminal 7.
  • the recess 15 a of the base portion 15 is covered with the deformation plate 30. Since the inside of the recess 15 a is maintained at atmospheric pressure, atmospheric pressure acts on the upper surface of the deformation plate 30.
  • the deformation plate 30 corresponds to an example of a “first deformation plate”.
  • the current-carrying plate 20 is a conductive metal member, and is formed of, for example, copper or a copper alloy.
  • the energization plate 20 is formed in a circular shape having a larger diameter than the deformation plate 30 in plan view, and is disposed below the deformation plate 30.
  • a connection terminal 46 is connected to the energization plate 20. That is, the energization plate 20 is electrically connected to the electrode assembly 3 through the connection terminal 46 and the negative electrode lead 44.
  • a circular groove 20a is formed on the lower surface of the energization plate 20 in a bottom view.
  • the current-carrying plate 20 is divided into an abutting portion 22 positioned radially inward of the groove portion 20a and an outer peripheral portion 21 positioned radially outward of the groove portion 20a.
  • the contact portion 22 contacts the central portion 32 of the deformation plate 30
  • the deformation plate 30 is electrically connected to the energization plate 20, and the electrode assembly 3 and the crimping terminal 7 are electrically connected (see FIG. 1).
  • a plurality of weld beads 40 are formed on the lower surface of the current-carrying plate 20 at the contact portion 22.
  • the thickness of the energizing plate 20 in the portion where the groove portion 20a is formed is smaller than the thickness of the energizing plate 20 in the portion where the groove portion 20a is not formed.
  • the mechanical strength of the current-carrying plate 20 in the portion where the groove portion 20a is formed is the mechanical strength of the current-carrying plate 20 (that is, the contact portion 22 and the outer peripheral portion 21) in the portion where the groove portion 20a is not formed. Lower than.
  • the energization plate 20 is formed with a vent hole 20b, and the space 50 between the deformation plate 30 and the energization plate 20 communicates with the space in the case 1 through the vent hole 20b. Yes.
  • a plurality of through holes 20c are formed in the energizing plate 20 on the radially outer side than the air holes 20b.
  • An annular insulating member 75 is disposed between the outer peripheral portion 31 of the deformation plate 30 and the outer peripheral portion 21 of the energizing plate 20.
  • the holder 80 accommodates and holds the base portion 15 of the crimping terminal 7, the deformation plate 30, and the insulating member 75 therein.
  • the holder 80 is annular, and the crimp terminal 7 is inserted through the center thereof.
  • the holder 80 is formed of a material having insulation properties and resistance to electrolytic solution (in this embodiment, polyphenylene sulfide (PPS)).
  • PPS polyphenylene sulfide
  • the material of the holder 80 is not limited to the above, and may be, for example, PFA, polytetrafluoroethylene (PTFE), polypropylene (PP), or the like.
  • the holder 80 has an upper end portion 77 and a side portion 78.
  • the upper end portion 77 is disposed between the lid portion 112 of the case 1 and the base portion 15 of the crimping terminal 7.
  • the upper end portion 77 is in contact with the lower surface of the lid portion 112 and the upper surface of the base portion 15, and serves as a spacer that determines the distance between the lid portion 112 and the base portion 15.
  • the lid portion 112 and the base portion 15 are insulated by the upper end portion 77.
  • the side portion 78 extends downward from the outer peripheral edge of the upper end portion 77.
  • the side portion 78 accommodates the base portion 15, the deformation plate 30, and the insulating member 75 therein.
  • a plurality of heat caulking bosses 79 are formed at positions corresponding to the through holes 20c of the energizing plate 20, and are inserted into the through holes 20c.
  • the heat caulking boss 79 is in close contact with the inner peripheral surface of the through hole 20c by heat caulking, and has a lower end diameter larger than the diameter of the through hole 20c. Thereby, the electricity supply plate 20 is fixed to the holder 80.
  • the current interrupt device 10 has an energization path that connects the connection terminal 46, the energization plate 20, the deformation plate 30, and the crimping terminal 7 in series. For this reason, the electrode assembly 3, the caulking terminal 7, and the external terminal 61 are electrically connected via the energization path of the current interrupt device 10.
  • the deformable plate 30 is electrically connected to the energizing plate 20 and is in a conductive state in which the caulking terminal 5 and the caulking terminal 7 can be energized.
  • the pressure in the case 1 increases due to overcharging of the power storage device 100 or the like, the pressure that acts on the lower surface of the deformation plate 30 through the vent hole 20b increases.
  • atmospheric pressure acts on the upper surface of the deformation plate 30. For this reason, when the internal pressure of the case 1 rises and reaches a predetermined value, the deformable plate 30 is reversed and changes to a convex state upward.
  • the current-carrying plate 20 connected to the central portion 32 of the deformable plate 30 breaks starting from the mechanically fragile groove 20a, and the deformable plate 30 is separated from the remaining portion (that is, the outer peripheral portion 21) of the current-carrying plate 20.
  • the energization path connecting the energization plate 20 and the deformation plate 30 is interrupted, and the electrode assembly 3 and the crimping terminal 7 are brought out of electrical conduction.
  • the deformation plate 30 is insulated from the connection terminal 46, and the energization plate 20 is insulated from the caulking terminal 7. Since the power storage device 100 includes the current interrupt device 10, the energization path can be appropriately interrupted when the internal pressure of the case 1 rises above a predetermined value.
  • the crimping terminal 7 is fixed to the opening 13 of the lid portion 112 of the case 1 as shown in FIG.
  • a rivet bolt is used as the crimping terminal 7.
  • the fixed portion 16 before caulking has a substantially the same diameter as the cylindrical portion 14 and has a cylindrical shape extending in the axial direction of the cylindrical portion 14 (see the broken line in FIG. 5).
  • fixed part 16 before crimping is called a cylindrical part.
  • the cylindrical portion (14, 16) of the crimp terminal 7 is inserted into the opening of the upper end portion 77 of the holder 80, and the upper end portion 77 is disposed on the upper surface of the base portion 15.
  • the cylindrical portions (14, 16) are inserted into the seal member 19, and the seal member 19 is disposed on the upper surface of the base portion 15.
  • the cylindrical portions (14, 16) are inserted from the inside of the case 1 into the opening 13, the opening of the gasket 63, and the opening of the external terminal 61.
  • the upper end of the cylindrical portion (14, 16) is bent radially outward and pushed outward radially.
  • the upper end of the bent cylindrical portion (14, 16) corresponds to the fixed portion 16.
  • the lower surface 16 b of the fixing portion 16 comes into contact with the upper surface 61 b of the external terminal 61, and the caulking terminal 7 is caulked and fixed to the lid portion 112.
  • the upper end portion 77 of the holder 80, the sealing member 19, the gasket 63, and the external terminal 61 are sandwiched between the crimping terminal 7 and the lid portion 112 of the case 1.
  • the deformation plate 30 is in a state where the upper surface of the outer peripheral portion of the deformation plate 30 is in contact with the lower surface of the outer peripheral portion of the base portion 15 of the crimping terminal 7.
  • the laser beam is irradiated from below onto the outer periphery of the.
  • the laser beam is irradiated so as to go around the lower surface of the outer peripheral portion of the deformation plate 30.
  • the deformable plate 30 is welded to the base portion 15 of the caulking terminal 7 so as to cover the recess 15 a of the caulking terminal 7.
  • an annular insulating member 75 is arranged on the lower surface of the outer peripheral portion of the deformable plate 30, and the heat caulking boss 79 of the holder 80 is placed in the through hole 20 c of the energizing plate 20.
  • the energization plate 20 is inserted so that the upper surface of the contact portion 22 of the energization plate 20 contacts the lower surface of the central portion 32 of the deformation plate 30.
  • the heat caulking boss 79 is subjected to a heat caulking process to fix the energizing plate 20 to the holder 80, and the central portion 32 of the deformable plate 30 and the abutting portion 22 of the energizing plate 20 are brought into contact with each other.
  • laser light (indicated by an arrow in FIG. 6) is irradiated from below the energizing plate 20 toward the lower surface of the contact portion 22 of the energizing plate 20. Laser light is irradiated at equal intervals in the circumferential direction.
  • the current-carrying plate 20 and the deformation plate 30 are welded at the contact portion 22.
  • a plurality of weld beads 40 are formed on the lower surface of the contact portion 22.
  • the laser 90 irradiates the side surface 16c of the fixed portion 16 with laser light obliquely from above, and the fixed portion 16 and the external terminal 61 are joined by welding.
  • the laser light is irradiated over the entire circumference of the side surface 16c by moving the laser 90 in the circumferential direction.
  • the fixing portion 16 and the external terminal 61 located on and near the virtual extension line (indicated by a broken line in FIG. 7) of the optical axis of the laser beam are melted by the thermal energy of the laser beam.
  • the output of the laser 90 is set in advance so that the transmission of the thermal energy of the laser light stops in the middle of the external terminal 61.
  • the 1st welding trace 24 will be formed in the side surface 16c of the fixing
  • a second welding mark 26 is formed on the heat energy transmission path of the laser beam (see FIG. 2).
  • the length in which the virtual extension line of the optical axis of the laser beam is located in the fixed portion 16 is equal to the length d2 (see FIG. 3) in which the straight line L2 is located in the fixed portion 16.
  • a power storage device 100 as shown in FIG. 1 is manufactured by performing a known process after the welding process.
  • Example 1 The effect of the electrical storage apparatus 100 of Example 1 is demonstrated.
  • a linear second welding mark 26 extending from the first welding mark 24 formed on the side surface 16 c of the fixing portion 16 to the inside of the external terminal 61 is formed in the first cross section. That is, the fixed portion 16 and the external terminal 61 are joined by welding.
  • the straight line L2 indicates the highest heat energy transmission path during welding (however, the heat energy is actually transmitted up to the point B).
  • the length d ⁇ b> 2 where the straight line L ⁇ b> 2 is located in the fixed portion 16 is shorter than the thickness d ⁇ b> 1 of the fixed portion 16.
  • both of the fixing portion 16 and the external terminal 61 can be laser-welded at an output lower than the output when laser welding is performed in the thickness direction of the fixing portion 16. As a result, it is possible to suppress the generation of spatter during welding and to weld both appropriately.
  • the resin parts for example, the seal member 19 and the holder 80
  • the resin parts around the crimping terminal 7 are deformed by heat during welding. Can be suppressed.
  • the lower surface 16b of the fixing portion 16 and the upper surface 61b of the external terminal 61 are compared with the configuration in which the laser beam is irradiated onto the fixing portion 16 from the thickness direction.
  • the area of the second welding mark 26 at the boundary becomes larger. For this reason, the joining area of both can be increased, reducing the thermal energy required for welding.
  • the shape of the side surface 16c of the fixed portion 16 in the first cross section is linear, but the configuration is not limited thereto.
  • the shape of the side surface 116c of the fixing portion 16 in the first cross section may be a curved shape.
  • the length d3 at which the straight line L2 (the straight line connecting the center M in the width direction of the second welding mark 26 and the lowermost part B) is located in the fixed portion 16 is the thickness of the fixed portion 16. If shorter than d1, the effect similar to Example 1 can be show
  • the boundary between the upper surface 16a and the side surface 116c of the fixed portion 16 can be defined as a point (for example, a point P1 in FIG.
  • the boundary between the lower surface 16b and the side surface 116c of the fixed portion 16 can be defined as a point (for example, a point P2 in FIG. 8) where the curvature changes from zero to a non-zero value in the first cross section.
  • FIG. 9 shows a cross section including the axis L3 of the bolt 65 in the first cross section.
  • a cross section is also referred to as a “second cross section”.
  • a portion where the side surface 16 c of the fixing portion 16 and the upper surface 61 b of the external terminal 61 are in contact with each other in the second cross section is referred to as a contact portion 92.
  • the first welding mark 24 is formed in the contact portion 92.
  • the first welding mark 24 is formed on the contact portion 92 and the surrounding side surface 16c and the upper surface 61b.
  • the first welding mark 24 can be formed not only on the upper surface 16 a or the side surface 16 c of the fixing portion 16 but also on the outer surface of the external terminal 61.
  • the second welding mark 26 extends linearly in an oblique direction from the first welding mark 24 through the inside of the fixed portion 16 to the middle of the thickness direction of the external terminal 61.
  • the straight line L ⁇ b> 2 (the straight line connecting the center M in the width direction of the second welding mark 26 and the lowermost part B) is located only inside the external terminal 61 and is located in the fixed portion 16. Absent. That is, the length d2 at which the straight line L2 is located in the fixed portion 16 is zero, and is shorter than the thickness d1 of the fixed portion 16.
  • the tip of the shaft portion of the bolt 65 has a tip portion 65a.
  • the tip portion 65 a is the tip closest to the crimping terminal 7 in the second cross section among the tips of the shaft portion of the bolt 65.
  • a straight line connecting the contact portion 92 and the tip 65a is a straight line L4 and an angle formed by the straight line L4 and the upper surface 61b of the external terminal 61 is ⁇ 3, ⁇ 3 ⁇ 2 ⁇ 1 between ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 3.
  • a relationship is established.
  • the same effects as those of the first embodiment can be obtained. Furthermore, in this embodiment, the relationship ⁇ 3 ⁇ 2 ⁇ 1 is established. Therefore, in the second cross section, when the contact portion 92 is irradiated with laser light from a position farther than the bolt 65 with respect to the crimping terminal 7, the laser light can be prevented from being blocked by the bolt 65. Can be appropriately irradiated to the contact portion 92.
  • the present embodiment is different from the first embodiment in that laser light is irradiated using a laser system 93 in the welding process.
  • the laser system 93 includes a laser 94, a rotating shaft 96, a mirror 97, and a mirror 98.
  • the laser system 93 is disposed above the crimping terminal 7 that has completed the current plate welding process.
  • the laser 94 includes an irradiation unit 95 and irradiates laser light downward from the irradiation unit 95.
  • One end of the rotating shaft 96 is fixed to the laser 94, and the other end is fixed to the mirror 97.
  • the axis of the rotary shaft 96 coincides with the axis L1 of the cylindrical portion 14 of the crimp terminal 7.
  • the mirror 97 has a flat plate shape, and the surface thereof is inclined with respect to the axis of the rotation shaft 96.
  • the mirror 97 is located below the irradiation unit 95 and has a function of reflecting the laser light emitted from the irradiation unit 95.
  • the laser 94 incorporates a motor (not shown). When the motor is energized and rotated, the laser 94, the rotation shaft 96, and the mirror 97 rotate integrally around the axis L1.
  • the mirror 98 has a truncated cone shape with a hollow inside and does not have an upper base and a lower base.
  • the axis of the mirror 98 coincides with the axis L1.
  • a mirror is provided on the inner peripheral surface of the mirror 98 over the entire circumference, and has a function of reflecting the laser light reflected by the mirror 97.
  • the mirror 98 is fixed by a device (not shown). In the laser system 93, the tilt angles and positions of the mirrors 97 and 98 are adjusted in advance so that the laser light reflected by the mirror 98 is irradiated onto the side surface 16 c of the fixing portion 16 of the crimping terminal 7.
  • the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
  • the laser 94 only rotates around the axis L1. That is, unlike the first embodiment, it is not necessary to move the laser in the circumferential direction in a state where the laser is inclined at a constant angle with respect to the upper surface 61 b of the external terminal 61. For this reason, control of the laser becomes easier as compared with the configuration of the first embodiment.
  • the configuration of the current interrupt device 110 is different from the current interrupt device 10 of the first embodiment.
  • the current interrupting device 110 includes a first deformation plate 130, an energization plate 120, and a second deformation plate 140. These are all made of copper.
  • the first deformable plate 130 and the energizing plate 120 have substantially the same configuration as the deformable plate 30 and the energized plate 20 of the first embodiment, respectively.
  • the space 150 between the first deformable plate 130 and the energizing plate 120 communicates with a space 154 (described later) between the energized plate 120 and the second deformable plate 140 through the vent hole 120b of the energized plate 120.
  • a notch 78 b is formed in the lower surface 78 a on the inner peripheral side of the holder 80.
  • a seal member 190 is disposed in the notch 78b. The seal member 190 is in contact with both the holder 80 and the energization plate 120, thereby sealing the space in the case 1, the space 150, and the space 154.
  • the second deformation plate 140 is disposed below the energization plate 120. That is, the second deformation plate 140 is disposed on the opposite side of the first deformation plate 130 with respect to the energization plate 120. The center part of the second deformation plate 140 protrudes downward. The outer peripheral portion of the second deformation plate 140 is connected to the outer peripheral portion 121 of the energization plate 120. A projecting portion 142 projecting upward is provided at the center of the upper surface of the second deformable plate 140. Above the protrusion 142, a contact portion 122 (a portion surrounded by the groove 120a) of the energization plate 120 is located. The pressure of the space 154 acts on the upper surface of the second deformation plate 140, and the pressure of the space in the case 1 acts on the lower surface of the second deformation plate 140.
  • the protruding portion 142 corresponds to an example of a “projection”.
  • the current interrupt device 110 has an energization path that connects the connection terminal 46, the energization plate 120, the first deformation plate 130, and the caulking terminal 7 in series. For this reason, the electrode assembly 3 and the crimping terminal 7 are electrically connected via the energization path of the current interrupt device 110.
  • the caulking terminals 5 and 7 can be energized.
  • the pressure acting on the lower surface of the second deformation plate 140 increases.
  • the pressure of the space 154 sealed from the space in the case 1 acts on the upper surface of the second deformation plate 140.
  • the second deformable plate 140 changes from a downwardly convex state to an upwardly displaced state (see FIG. 12).
  • the air in the space 154 moves to the space 150 through the vent hole 120b, and the pressure in the space 150 increases.
  • the second deformable plate 140 When the second deformable plate 140 is displaced upward, the projecting portion 142 of the second deformable plate 140 collides with the contact portion 122 of the energizing plate 120, and the energizing plate 120 is broken at the groove 120a. Thereby, the 1st deformation board 130 reverses and the contact part 122 of the 1st deformation board 130 and the electricity supply board 120 displaces upwards (refer FIG. 12). For this reason, the electricity supply path which connects the electricity supply plate 120 and the 1st deformation plate 130 is interrupted
  • the first deformation plate 130 is insulated from the connection terminal 46, and the energization plate 120 is insulated from the crimping terminal 7.
  • the position of the protrusion 142 when the second deformation plate 140 is convex downward corresponds to an example of “first position”, and the protrusion 142 when the second deformation plate 140 is displaced upward.
  • the position corresponds to an example of a “second position”.
  • the state where the energization plate 120 is not broken and is in contact with the first deformable plate 130 at the contact portion 122 corresponds to an example of the “first state”.
  • the state where the first deformation plate 130 and the first deformation plate 130 are electrically separated corresponds to an example of the “second state”. Also with this configuration, the same effects as the power storage device 100 of the first embodiment can be obtained.
  • the power storage device 100 including the current interrupt device 10 has been described.
  • the power storage device may not include the current interrupt device 10.
  • the power storage device may not include the bolts 64 and 65.
  • the first welding mark 24 is formed on the side surface 16c over the entire circumference, but the present invention is not limited to this configuration.
  • the 1st welding mark 24 may be formed in the side surface 16c at equal intervals.
  • ⁇ 1 is not limited to an acute angle, and may be an angle of 90 ° or more.
  • the bolt 65 may not be parallel to the axis L ⁇ b> 1 of the cylindrical portion 14 as long as the axis of the bolt 65 intersects the external terminal 61.
  • the outer shape of the cross section of the cylindrical portion 14 of the crimping terminal 7 is not limited to a circle. For example, it may be rectangular or elliptical. The same applies to the caulking terminal 5.
  • the current interrupt device 10 may be provided on the caulking terminal 5 side, or may be provided on both the caulking terminal 5 and the caulking terminal 7.
  • electrical_connection with the electricity supply board 20 is interrupted
  • the deformation method of the deformation plate 30 is not limited to inversion.
  • the configuration may be such that the central portion of the deformable plate 30 is bent upward so that the energizing plate 20 breaks starting from the groove portion 20a and the conduction between the deformable plate 30 and the energizing plate 20 is interrupted.
  • the deformation plate 30 may be deformed in any way as long as the conduction between the deformation plate 30 and the energization plate 20 is interrupted. The same applies to the second deformation plate 140.
  • Case 3 Electrode assembly 5, 7: Caulking terminal 10: Current interrupting device 11, 13: Opening 14: Cylindrical portion 15: Base portion 16: Fixed portion 16a: Upper surface 16b of the fixed portion: Lower surface 16c of the fixed portion: Side 24 of the fixing portion: first welding mark 26: second welding mark 61: external terminal 61b: upper surface of the external terminal 100: power storage device 111: case main body 112: case lid

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Abstract

蓄電装置100は、ケース1とかしめ端子7と外部端子61とを備える。ケース1は、本体111と蓋部112とを有する。かしめ端子7は、柱状部14と、上面16aと下面16bと側面16cとを有する固定部16とを有する。外部端子61は、固定部16の下面16bと当接する当接面61bを有しており、固定部16と蓋部112との間に挟持されている。少なくとも固定部16の上面16a又は側面16cには第1溶接痕24が形成されている。第1溶接痕24と柱状部14の軸線とを含む平面における固定部16及び外部端子61の第1断面には、第1溶接痕24から外部端子61の内部にまで延びる直線状の第2溶接痕26が形成されている。第1断面において第2溶接痕26の幅方向の中心と最下部とを結ぶ第1直線が固定部内に位置する長さは、固定部16の厚みよりも短い。

Description

蓄電装置及びその製造方法
 本願は、2015年12月24日に出願された日本国特許出願第2015-252537号に基づく優先権を主張する。その出願の全ての内容はこの明細書中に参照により援用される。本明細書に開示の技術は、蓄電装置及びその製造方法に関する。
 特許文献1に開示の蓄電装置は、ケースとかしめ端子と外部端子とを備えている。ケースは、本体と、本体を封止する平板状の蓋部とを有しており、内部に電極組立体及び電解液を収容している。かしめ端子は、ケースの蓋部に設けられた開口を介してケースの内外に通じている柱状部と、ケースの外部側で柱状部の一端に接続されており、柱状部の外側に屈曲されている平板状の固定部と、ケースの内部側で柱状部の他端に接続されており、電極組立体と電気的に接続されている基底部とを有している。外部端子は、平板状であり、固定部とケースの蓋部との間に挟持され、かしめ端子の固定部と当接して固定部と電気的に接続されている。特許文献1の蓄電装置では、電極組立体、かしめ端子、外部端子をこの順に経由する通電経路が形成されている。
特開2013-225500号公報
 このような蓄電装置では、通電経路の抵抗を低減するために、かしめ端子の固定部と外部端子とを溶接により接合することが検討されている。両者を溶接する際は、ケースの外部側から固定部の一方の面(詳細には、外部端子と当接していない方の面)に対して、固定部の厚み方向にレーザ光を照射することが考えられる。このため、両者を溶接するためには、レーザ光の出力を、固定部が厚み方向に溶融すると共に、外部端子の少なくとも一部が溶融する程度に設定する必要があり、結果としてレーザ光の出力が高くなってしまう。このような出力でレーザ光を照射すると、溶接時にスパッタが発生し、両者を適切に溶接できない可能性がある。本明細書は、かしめ端子の固定部と外部端子とを適切に溶接できる技術を開示する。
 本明細書に開示する蓄電装置は、ケースと、かしめ端子と、外部端子とを備える。ケースは、本体と、本体を封止する平板状の蓋部と、を有しており、本体の内部に電極組立体及び電解質を収容可能である。かしめ端子は、柱状部と、固定部と、基底部とを有する。柱状部は、柱状であり、ケースの蓋部に設けられた開口を介してケースの内外に通じている。固定部は、ケースの外部側で柱状部の一端に接続されており、開口の内径よりも外径が大きく、かつ、柱状部の外側に屈曲している。基底部は、ケースの内部側で柱状部の他端に接続されており、電極組立体と電気的に接続されている。外部端子は、固定部とケースの蓋部との間に挟持されており、固定部と当接して固定部と電気的に接続されている。固定部は、蓋部側に位置している下面と、下面とは反対側に位置する上面と、下面と上面とを接続する側面と、を有する。外部端子は、固定部の下面と当接する当接面を有する。少なくとも固定部の上面又は側面には、第1溶接痕が形成されている。第1溶接痕上の少なくとも一部の領域内の一点と、柱状部の軸線とを含む平面における固定部及び外部端子の第1断面には、第1溶接痕から外部端子の内部にまで延びる直線状の第2溶接痕が形成されている。第1断面において、第2溶接痕の幅方向の中心と第2溶接痕の最下部とを結ぶ第1直線が固定部内に位置する長さは、固定部の厚みよりも短い。
 上記の蓄電装置では、第1断面において、固定部の上面又は側面に形成された第1溶接痕から外部端子の内部にまで延びる直線状の第2溶接痕が形成されている。即ち、固定部と外部端子とが溶接により接合されている。第1直線は、溶接時における最も高い熱エネルギーの伝達経路を示す。上記の蓄電装置では、第1直線が固定部内に位置する長さが、固定部の厚み(即ち、固定部の上面から下面までの距離)よりも短い。このため、固定部を厚み方向に溶融するために必要な熱エネルギーよりも低い熱エネルギーで、固定部から外部端子の内部までを第1直線方向に溶融することが可能となる。従って、固定部と外部端子とを固定部の厚み方向にレーザ溶接するときの出力よりも低い出力で両者をレーザ溶接することができる。結果として、溶接時にスパッタが発生することを抑制でき、両者を適切に溶接できる。なお、「第1直線が固定部内に位置する線分の長さ」とは、線分の長さがゼロの場合も含む。即ち、第1直線が固定部内には位置していない構成(例えば、第1直線が固定部と外部端子の境界を通過する構成)も含む。この場合においても、第1断面において、第2溶接痕は第1溶接痕から外部端子の内部にまで延びているので、第2溶接痕の少なくとも一部は固定部内を通っており、固定部と外部端子は溶接により接合されていることになる。
 また、本明細書は、上記の蓄電装置の新規な製造方法を開示する。この製造方法は、外部端子配置工程と、端子固定工程と、溶接工程とを備える。外部端子配置工程では、ケースの蓋部の開口近傍に外部端子を配置する。端子固定工程では、当該開口にかしめ端子を挿通し、かしめ端子のケースの外部側の一端を外側に押し広げて、かしめ端子の固定部の下面を外部端子の当接面に当接させると共に、かしめ端子及び外部端子を蓋部に固定する。溶接工程では、ケースの外部側からかしめ端子の固定部の上面又は側面にレーザ光を照射して、固定部と外部端子とを溶接により接合する。溶接工程では、レーザ光の光軸が固定部内に位置する長さが、固定部の厚みよりも短い。
 この製造方法によると、レーザ光を固定部の上面に対して固定部の厚み方向に照射して固定部と外部端子とを溶接する方法と比較して、より低い出力のレーザ光で固定部と外部端子とを溶接することができる。このため、溶接時にスパッタが発生することを抑制でき、固定部と外部端子とを適切に溶接できる。なお、「レーザ光の光軸が固定部内に位置する長さ」とは、固定部内に位置する光軸の長さがゼロの場合も含む。即ち、レーザ光の光軸が固定部内を通過しない構成(例えば、レーザ光の光軸が固定部と外部端子の境界を通過する構成)も含む。
 また、本明細書は、別の蓄電装置を開示する。本明細書に開示する蓄電装置は、ケースと、かしめ端子と、外部端子とを備える。ケースは、本体と、本体を封止する平板状の蓋部と、を有しており、本体の内部に電極組立体及び電解質を収容可能である。かしめ端子は、柱状部と、固定部と、基底部とを有する。柱状部は、柱状であり、ケースの蓋部に設けられた開口を介してケースの内外に通じている。固定部は、ケースの外部側で柱状部の一端に接続されており、開口の内径よりも外径が大きく、かつ、柱状部の外側に屈曲している。基底部は、ケースの内部側で柱状部の他端に接続されており、電極組立体と電気的に接続されている。外部端子は、固定部とケースの蓋部との間に挟持されており、固定部と当接して固定部と電気的に接続されている。固定部は、蓋部側に位置している下面と、下面とは反対側に位置する上面と、下面と上面とを接続する側面と、を有する。外部端子は、固定部の下面と当接する当接面を有する。少なくとも固定部の上面又は側面には、第1溶接痕が形成されている。第1溶接痕上の少なくとも一部の領域内の一点と、柱状部の軸線とを含む平面における固定部及び外部端子の第1断面には、第1溶接痕から外部端子の内部にまで延びる直線状の第2溶接痕が形成されている。第1断面では、固定部の側面は直線形状である。第1断面において、側面と当接面とがなす角をθ1とし、第1直線と当接面とがなす角をθ2とすると、θ2<θ1が成立する。
 上記の蓄電装置では、第1断面において、固定部の上面又は側面に形成された第1溶接痕から外部端子の内部にまで延びる直線状の第2溶接痕が形成されている。即ち、固定部と外部端子とが溶接により接合されている。第1直線は、溶接時における最も高い熱エネルギーの伝達経路を示す。上記の蓄電装置では、第1断面において、側面と当接面とがなす角θ1と、第1直線と当接面とがなす角θ2の間に、θ2<θ1の関係が成立している。熱エネルギーは、レーザ光の照射方向に伝達する。このため、この構成によると、レーザ光を固定部の側面に照射することができ、固定部と外部端子との接合面積を増大させることができる。すなわち、レーザ光を固定部に斜め方向から照射することにより、レーザ光を固定部に厚み方向から照射する構成と比較して、固定部の下面と外部端子の上面との境界における第2溶接痕の面積を大きくすることができる。なお、角度θ1は、第1断面において側面と当接面とがなす2つの角度のうち、固定部に当接していない部分(以下、基準部分ということがある。)と側面とがなす角度を意味する。また、角度θ2は、第1断面において当接面と第1直線とがなす2つの角度のうち、前記基準部分側の当接面と第1直線とがなす角度を意味する。
 また、上記の各蓄電装置は、二次電池であってもよい。
 本明細書が開示する技術の詳細、及び、さらなる改良は、発明を実施するための形態、及び、実施例にて詳しく説明する。
実施例1の蓄電装置の縦断面図であり、負極側のかしめ端子の固定部に形成された第1溶接痕と円筒部の軸線L1とを含む縦断面図。 図1の二点鎖線部200の部分拡大図。 図2のかしめ端子の固定部近傍の部分拡大図。 実施例1の蓄電装置の製造方法を示す。 実施例1の蓄電装置の製造方法を示す。 実施例1の蓄電装置の製造方法を示す。 実施例1の蓄電装置の製造方法を示す。 変形例のかしめ端子の固定部近傍の部分拡大図(図3に対応する図)。 実施例2の蓄電装置のかしめ端子の固定部近傍の部分拡大図(図3に対応する図)。 実施例3の蓄電装置のかしめ端子の固定部近傍の部分拡大図(図3に対応する図)。 実施例4の蓄電装置のかしめ端子近傍の部分拡大図であり、電流遮断装置が動作していない状態を示す。 実施例4の蓄電装置のかしめ端子近傍の部分拡大図であり、電流遮断装置が動作した状態を示す。
 以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。
(特徴1) 本明細書に開示する蓄電装置では、第1断面において、固定部の側面が直線形状であってもよい。第1断面において、側面と当接面とがなす角をθ1とし、第1直線と当接面とがなす角をθ2とすると、θ2<θ1が成立してもよい。熱エネルギーは、レーザ光の照射方向に伝達する。このため、この構成によると、レーザ光を固定部の側面に照射することができ、固定部と外部端子との接合面積を増大させることができる。ここで、角度θ1は、第1断面において側面と当接面とがなす2つの角度のうち、固定部に当接していない部分(以下、基準部分ということがある。)と側面とがなす角度を意味する。また、角度θ2は、第1断面において当接面と第1直線とがなす2つの角度のうち、前記基準部分側の当接面と第1直線とがなす角度を意味する。
(特徴2) 本明細書に開示する蓄電装置は、柱状の外部接続端子をさらに有していてもよい。外部接続端子は、外部端子と電気的に接続されていると共に、外部端子と交差する方向に延びていてもよい。第1溶接痕は、固定部の側面と、外部端子の当接面とが当接している当接部に形成されていてもよい。第1溶接痕と、柱状部の軸線と、外部接続端子の軸線とを含む平面における固定部、外部端子及び外部接続端子の第2断面では、当接部及び外部接続端子の先端部を結ぶ直線と、外部端子の当接面とがなす角をθ3とすると、θ3<θ2が成立してもよい。この構成では、レーザ光が、固定部の側面と外部端子の当接面とが当接している当接部に、当接面からθ2の角度で照射される。また、θ2とθ3の間には、θ3<θ2の関係が成立している。このため、第2断面において、かしめ端子に対して外部接続端子よりも遠方の位置からレーザ光を当接部に照射する場合に、レーザ光が外部接続端子に遮られることを抑制でき、レーザ光を当接部に適切に照射できる。ここで、角度θ3は、第2断面において前記直線と当接面とがなす2つの角度のうち、前記基準部分と前記直線とがなす角度を意味する。
(特徴3) 本明細書に開示する蓄電装置では、角θ1が鋭角であってもよい。
(特徴4) 本明細書に開示する蓄電装置は、ケースの内部に収容されており、電極組立体と、かしめ端子の基底部とを電気的に接続しており、ケースの内圧が所定値を超えて上昇したときに電極組立体とかしめ端子とを電気的に接続する通電経路を遮断する電流遮断装置をさらに備えていてもよい。この電流遮断装置は、通電板と、第1変形板とを有していてもよい。通電板は、電極組立体に電気的に接続されていてもよい。第1変形板は、かしめ端子の基底部に電気的に接続されていると共に、通電板に対向して配置されていてもよい。第1変形板は、電極組立体とかしめ端子とが導通しているときは通電板と通電板の中央部において当接した状態で電気的に接続しており、電極組立体と端子とが非導通のときは通電板から離間した状態で通電板と電気的に非接続であってもよい。この構成によると、ケースの内圧が所定値を超えて上昇した場合に、通電経路を適切に遮断できる。
(特徴5) 本明細書に開示する蓄電装置では、電流遮断装置が、通電板に対して第1変形板とは反対側に配置されていると共に、通電板の中央部に向かって突出している突起が設けられている第2変形板をさらに備えていてもよい。第2変形板は、電極組立体とかしめ端子とが導通しているときは突起が第1位置に位置して通電板と第1変形板とが当接している第1状態と、電極組立体と端子とが非導通のときは突起が第1位置から通電板側の第2位置に移動して通電板と第1変形板とを離間させる第2状態とに切り替えられてもよい。
 以下、図1~図3を参照して実施例1の蓄電装置100について説明する。蓄電装置100は、二次電池の一種であるリチウムイオン二次電池である。図1に示すように、蓄電装置100は、ケース1と、ケース1に収容された電極組立体3と、ケース1に固定されたかしめ端子5、7と、外部端子60、61とを備えている。電極組立体3とかしめ端子5、7と外部端子60、61は電気的に接続されている。また、蓄電装置100は、電極組立体3とかしめ端子7との間に配置された電流遮断装置10を備えている。ケース1の内部は、電解液が注入されており、電極組立体3は、電解液に浸漬している。
 ケース1は、金属製であり、略直方体形状の箱型部材である。ケース1は、本体111と、本体111に固定された平板状の蓋部112とを備えている。蓋部112は、本体111の上部を覆っており、本体111を封止している。ケース1の蓋部112には、開口11、13が形成されている。かしめ端子5は、開口11に固定されており、ケース1の内外に通じている。かしめ端子7は、開口13に固定されており、ケース1の内外に通じている。
 電極組立体3は、正極シートと、負極シートと、正極シートと負極シートとの間に配置されたセパレータとを備えている。電極組立体3は、複数の正極シート、複数の負極シート及び複数のセパレータが積層されて構成されている。正極シート及び負極シートは、集電部材と、集電部材上に形成されている活物質層とを備えている。集電部材としては、正極シートに用いられるものは例えばアルミ箔であり、負極シートに用いられるものは例えば銅箔である。また、電極組立体3は、正極集電タブ41及び負極集電タブ42を備えている。正極集電タブ41は、正極シートの上端部に形成されている。負極集電タブ42は、負極シートの上端部に形成されている。正極集電タブ41及び負極集電タブ42は、電極組立体3の上方に突出している。正極集電タブ41は正極リード43に固定されている。負極集電タブ42は負極リード44に固定されている。なお、ケース内部に注入される電解液に代えて、例えば、固体電解質を用いてもよい。この場合、正極シートと負極シートの間に固体電解質を設けてもよい。また、固体電解質を用いた場合、正極シートと負極シートとの間に短絡が生じない構成であればセパレータを備えなくてもよい。
 正極リード43は、正極集電タブ41とかしめ端子5とに接続されている。正極リード43を介して、正極集電タブ41とかしめ端子5とが電気的に接続されている。正極リード43とケース1との間には、絶縁部材72が配置されている。絶縁部材72は、正極リード43とケース1の蓋部112とを絶縁している。
 負極リード44は、負極集電タブ42と接続端子46とに接続されている。接続端子46は、電流遮断装置10を介してかしめ端子7及び後述する外部端子61に電気的に接続されている。よって、負極リード44、接続端子46及び電流遮断装置10を介して、負極集電タブ42とかしめ端子7と外部端子61とが電気的に接続されている。これにより、電極組立体3とかしめ端子7と外部端子61とを接続する通電経路が形成されている。電流遮断装置10は、この通電経路を遮断可能である。電流遮断装置10の構成については後述する。負極リード44とケース1との間には、絶縁部材73が配置されている。絶縁部材73は、負極リード44とケース1とを絶縁している。
 蓋部112の上面には、平板状の樹脂製のガスケット62、63が配置されている。ガスケット63は、かしめ端子7に固定されている。ガスケット63の上面には、平板状の外部端子61が配置されている。外部端子61には、貫通孔61aが形成されている。貫通孔61aは、上面側に比べ、下面側のサイズが大きくなっている。ガスケット63は、蓋部112と外部端子61を絶縁している。ボルト65は、貫通孔61aを通過している。具体的には、ボルト65の頭部が、貫通孔61a内に収容されている。また、ボルト65の軸部が、貫通孔61aを通って、外部端子61の上方に突出している。ボルト65の軸線は、後述するかしめ端子7の円筒部14の軸線L1と略平行となっている。かしめ端子7、外部端子61及びボルト65は、互いに電気的に接続されており、負極端子を構成している。一方、ガスケット62は、かしめ端子5に固定されている。ガスケット62の上面には、平板状の外部端子60が配置されている。外部端子60には外部端子61の貫通孔61aと同様の貫通孔が形成されており、貫通孔内にボルト64の頭部が収容され、ボルト64の軸部が貫通孔を通って外部端子60の上方に突出している。ガスケット62、外部端子60及びボルト64の構成は、上述したガスケット63、外部端子61及びボルト65の構成と同様である。かしめ端子5、外部端子60及びボルト64は、互いに電気的に接続されており、正極端子を構成している。なお、ボルト64、65は「外部接続端子」の一例に相当する。
 ここで、図2を参照してかしめ端子7について説明する。図2に示すように、かしめ端子7は、ケース1の蓋部112にかしめ固定されている。かしめ端子7は、円筒部14、基底部15及び固定部16を備えている。円筒部14は柱状であり、開口13、ガスケット63の開口、及び外部端子61の開口を介してケース1の内外に通じている。円筒部14の軸線L1はケース1の蓋部112と略直交している。円筒部14には軸方向に貫通孔14aが形成されている。基底部15は円筒部14の下端に接続されており、ケース1の内部に配置されている。基底部15の下面には凹所15aが形成されている。凹所15aは貫通孔14aと連通しており、凹所15a内は大気圧に保たれる。蓋部112の上面に対して直交する方向に基底部15を見ると、その形状は環状である。固定部16は円筒部14の上端に接続されており、ケース1の外部に配置されている。固定部16は平板状であり、円筒部14の軸線L1と略直交する平面上に延びている。蓋部112の上面に対して直交する方向に固定部16を見ると、その形状は環状である。固定部16は、上面16aと、上面16aよりも蓋部112側に位置している下面16bと、上面16aと下面16bとを接続する側面16cを有する。上面16a及び下面16bはケース1の蓋部112と略平行である。側面16cは、円筒部14の軸線L1を含む任意の平面における固定部16の断面において直線状である。固定部16の径(厳密には、固定部16の下面16bの径)は開口13の径よりも大きい。固定部16とケース1の蓋部112との間には、外部端子61及びガスケット63が挟持されており、固定部16の下面16bは外部端子61の上面と当接している。これにより、固定部16と外部端子61が電気的に接続されている。以下では、外部端子61の上面を上面61bと称する。なお、円筒部14は、「柱状部」の一例に相当し、外部端子61の上面61bは、「当接面」の一例に相当する。なお、かしめ端子5は、貫通孔及び凹所が形成されていない点を除いて、かしめ端子7と略同一の構成を有する(図1参照)。
 上述したように、固定部16と外部端子61は当接することにより互いに電気的に接続されているが、本実施例では、両者をより確実に当接させて通電経路の抵抗を低減するために、両者がレーザ溶接により接合されている。図2、3に示すように、固定部16及び外部端子61には、レーザ溶接により第1溶接痕24及び第2溶接痕26が形成されている。第1、第2溶接痕24、26は、溶接時の熱により固定部16及び外部端子61が溶融、凝固することにより生じた痕である。第1溶接痕24は、固定部16の側面16c上に全周に亘って形成されており、ケース1の外部から視認可能である。第2溶接痕26は、第1溶接痕24から固定部16の内部を通り、外部端子61の厚み方向の途中まで斜め方向に直線状に延びている。第2溶接痕内において、固定部16の下面16b近傍と外部端子61の上面61b近傍は、溶融して凝固することにより接合されている。上述したように、第1溶接痕24は全周に亘って形成されているため、第2溶接痕26は、円筒部14の軸線L1を含む任意の断面(以下では、「第1断面」とも称する)に形成されている。
 図3に示すように、第2溶接痕26の幅方向の中心Mと最下部Bとを結ぶ直線をL2とすると、直線L2が固定部16内に位置する長さd2は、固定部16の厚みd1(即ち、上面16aから下面16bまでの距離)よりも短い。第2溶接痕26内の破線は、外部端子61の上面61bの仮想延長線を表している。固定部16の側面16cと外部端子61の上面61bとがなす角をθ1とし、直線L2と上面61bの仮想延長線とがなす角をθ2とすると、θ1とθ2の間には、θ2<θ1の関係が成立する。また、θ1は鋭角となっている。なお、かしめ端子5の固定部及び外部端子60にも、第1、第2溶接痕24、26と略同一の溶接痕が形成されている(図1参照)。なお、直線L2は、「第1直線」の一例に相当する。
 図1に示すように、ケース1の蓋部112とかしめ端子7との間には、シール部材19が配置されている。シール部材19は蓋部112の平面視において環状であり、かしめ端子7の円筒部14を一巡している。シール部材19は、ケース1の蓋部112の下面及び開口13の内周面と、かしめ端子7の基底部15及び円筒部14に当接しており、これにより、ケース1の内外をシールしている。シール部材19は、絶縁性及び耐電解液性を有する材料(本実施例ではパーフルオロアルコキシアルカン(PFA))によって形成されている。蓋部112とかしめ端子7とは、シール部材19によって絶縁されている。なお、シール部材19の材料はこれに限られず、例えば、エチレン-プロピレン系ゴム(EPM)であってもよい。
 次に、図2、図3を参照して電流遮断装置10について説明する。図2に示すように、電流遮断装置10は、変形板30と、通電板20を備えている。変形板30は、下方に凸となった円形の導電性のダイアフラムであり、例えば銅又は銅合金によって形成されている。変形板30は、通電板20の上方に、通電板20に対向して配置されている。変形板30は、径方向内側に中央部32を、径方向外側に外周部31を有している。中央部32は、通電板20の当接部22(後述)と当接している。外周部31は、かしめ端子7の基底部15に電気的に接続されている。基底部15の凹所15aは変形板30により覆われている。凹所15a内は大気圧に保たれているため、変形板30の上面には大気圧が作用する。なお、変形板30は、「第1変形板」の一例に相当する。
 通電板20は、導電性を有する金属部材であり、例えば銅又は銅合金によって形成されている。通電板20は、平面視において変形板30よりも大径である円形状に形成されており、変形板30の下方に配置されている。通電板20には接続端子46が接続されている。即ち、通電板20は、接続端子46及び負極リード44を介して電極組立体3に電気的に接続されている。通電板20の下面には、底面視において円形状の溝部20aが形成されている。通電板20は、溝部20aよりも径方向内側に位置する当接部22と、溝部20aよりも径方向外側に位置する外周部21に区分されている。当接部22が変形板30の中央部32と当接することにより、変形板30が通電板20と電気的に接続し、電極組立体3とかしめ端子7とが導通する(図1参照)。通電板20の下面には、当接部22において、複数の溶接ビード40が形成されている。溝部20aが形成された部分における通電板20の厚みは、溝部20aが形成されていない部分における通電板20の厚みよりも小さい。この構成によると、溝部20aが形成された部分における通電板20の機械的強度は、溝部20aが形成されていない部分における通電板20(即ち、当接部22及び外周部21)の機械的強度よりも低くなる。
 図2に示すように、通電板20には通気孔20bが形成されており、変形板30と通電板20との間の空間50が通気孔20bを介してケース1内の空間と連通している。また、通電板20には通気孔20bよりも径方向外側に複数の貫通孔20cが形成されている。変形板30の外周部31と通電板20の外周部21との間には環状の絶縁部材75が配置されている。
 図2に示すように、ホルダ80は、その内部にかしめ端子7の基底部15と、変形板30と、絶縁部材75を収容し、これらを保持する。ホルダ80は環状であり、その中心にはかしめ端子7が挿通されている。ホルダ80は、絶縁性及び耐電解液性を有する材料(本実施例ではポリフェニレンサルファイド(PPS))によって形成されている。なお、ホルダ80の材料は上記に限られず、例えば、PFA、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリプロピレン(PP)等であってもよい。
 ホルダ80は、上端部77と側部78を有する。上端部77は、ケース1の蓋部112とかしめ端子7の基底部15の間に配置されている。上端部77は、蓋部112の下面と基底部15の上面に当接しており、蓋部112と基底部15との間隔を決定するスペーサの役割を果たす。蓋部112と基底部15とは、上端部77によって絶縁されている。側部78は、上端部77の外周縁から下方に延びている。側部78は、その内部に基底部15と変形板30と絶縁部材75を収容する。側部78の下面78aには、通電板20の貫通孔20cと対応する位置に複数の熱かしめ用ボス79が形成されており、貫通孔20cに挿入されている。熱かしめ用ボス79は、熱かしめ処理によって貫通孔20cの内周面に密着すると共に、その下端の径が貫通孔20cの径よりも大きくなっている。これにより、通電板20がホルダ80に固定される。
 上述した説明から明らかなように、電流遮断装置10は、接続端子46と、通電板20と、変形板30と、かしめ端子7とを直列につなぐ通電経路を有している。このため、電極組立体3とかしめ端子7と外部端子61は、電流遮断装置10の通電経路を介して電気的に接続されている。
 ここで、電流遮断装置10の遮断動作について説明する。上述した蓄電装置100においては、変形板30は、通電板20と電気的に接続しており、かしめ端子5とかしめ端子7との間が通電可能な導通状態となっている。蓄電装置100の過充電等によってケース1内の圧力が上昇すると、通気孔20bを介して変形板30の下面に作用する圧力が上昇する。一方、変形板30の上面には大気圧が作用する。このため、ケース1の内圧が上昇して所定値に達すると、変形板30が反転して、上方に凸の状態に変化する。すると、変形板30の中央部32に接続されていた通電板20が、機械的に脆弱な溝部20aを起点に破断し、変形板30が通電板20の残部(即ち、外周部21)から離間する。これによって、通電板20と変形板30とを接続する通電経路が遮断され、電極組立体3とかしめ端子7とが非導通状態となる。このとき、変形板30は接続端子46から絶縁されると共に、通電板20はかしめ端子7から絶縁される。蓄電装置100が電流遮断装置10を有することにより、ケース1の内圧が所定値を超えて上昇した場合に、通電経路を適切に遮断できる。
 次に、図4~図7を参照して蓄電装置100の製造方法について説明する。以下では、従来の製造方法と同一の工程については、その説明を省略する。
(外部端子配置工程)
 この工程では、図4に示すように、ガスケット63を、その開口の中心が蓋部112の開口13の中心と一致するように蓋部112の上面に配置する。その後、外部端子61の貫通孔61aにボルト65を下方から挿通し、外部端子61を、その開口の中心がガスケット63の開口の中心と一致するようにガスケット63の上面に配置する。
(端子固定工程)
 次に、端子固定工程では、図5に示すように、かしめ端子7をケース1の蓋部112の開口13に固定する。本実施例では、かしめ端子7としてリベットボルトを用いる。かしめ前の固定部16は、円筒部14と略同一の径を有し、円筒部14の軸線方向に延びる円筒形状を有している(図5の破線参照)。以下では、円筒部14とかしめ前の固定部16とによって構成される円筒状の部分を円筒部分と称する。この工程では、まず、かしめ端子7の円筒部分(14,16)を、ホルダ80の上端部77の開口に挿通して、上端部77を基底部15の上面に配置させる。次に、円筒部分(14,16)をシール部材19に挿通して、シール部材19を基底部15の上面に配置させる。この状態で、円筒部分(14,16)をケース1の内部から開口13、ガスケット63の開口及び外部端子61の開口に挿通する。その後、円筒部分(14,16)の上端を径方向外側に屈曲させて径方向外側に押し広げる。屈曲後の円筒部分(14,16)の上端が固定部16に相当する。円筒部分(14,16)の上端を上記のように屈曲することにより、固定部16の下面16bが外部端子61の上面61bに当接し、かしめ端子7が蓋部112にかしめ固定される。このとき、ホルダ80の上端部77、シール部材19、ガスケット63及び外部端子61はかしめ端子7とケース1の蓋部112との間に挟持されている。
(第1変形板溶接工程、通電板配置工程、通電板溶接工程)
 続いて、第1変形板溶接工程では、図6に示すように、変形板30の外周部の上面をかしめ端子7の基底部15の外周部の下面に当接させた状態で、変形板30の外周部に下方からレーザ光を照射する。レーザ光は変形板30の外周部の下面を一巡するように照射される。これにより、かしめ端子7の凹所15aを覆うように、変形板30がかしめ端子7の基底部15に溶接される。次いで、通電板配置工程では、図6に示すように、変形板30の外周部の下面に環状の絶縁部材75を配置し、通電板20の貫通孔20cにホルダ80の熱かしめ用ボス79を挿入し、通電板20の当接部22の上面が変形板30の中央部32の下面に当接するように通電板20を配置する。次いで、熱かしめ用ボス79に熱かしめ処理を施して通電板20をホルダ80に固定し、変形板30の中央部32と通電板20の当接部22とを当接させる。次に、通電板20の下方から、通電板20の当接部22の下面に向かって、レーザ光(図6に矢印で示す)を照射する。レーザ光は、周方向に等間隔で照射される。これにより、通電板20と変形板30が当接部22において溶接される。この結果、当接部22の下面には複数の溶接ビード40が形成される。これらの工程を実施することにより、電流遮断装置10が製造される。
(溶接工程)
 この工程では、図7に示すように、レーザ90により固定部16の側面16cに斜め上方からレーザ光を照射して、固定部16と外部端子61とを溶接により接合する。レーザ光は、レーザ90を周方向に移動させることにより、側面16cの全周に亘って照射される。レーザ光が照射されると、レーザ光の光軸の仮想延長線(図7に破線で示す)上及びその近傍に位置する固定部16及び外部端子61が、レーザ光の熱エネルギーにより溶融する。レーザ90の出力は、レーザ光の熱エネルギーの伝達が外部端子61の途中で止まるように予め設定されている。固定部16の下面16b近傍と外部端子61の上面61b近傍とが溶融して凝固することにより、固定部16と外部端子61とが接合される。溶接工程を実施すると、固定部16の側面16cには、全周に亘って第1溶接痕24が形成される(図2参照)。また、第1断面には、レーザ光の熱エネルギーの伝達経路上に、第2溶接痕26が形成される(図2参照)。レーザ光の光軸の仮想延長線が固定部16内に位置する長さは、直線L2が固定部16内に位置する長さd2(図3参照)に等しい。このため、溶接工程では、レーザ光の光軸の仮想延長線が固定部16内に位置する長さは、固定部16の厚みd1よりも短くなっている。溶接工程の後で公知の工程を実施することにより、図1に示すような蓄電装置100が製造される。
 実施例1の蓄電装置100の作用効果について説明する。この蓄電装置100では、第1断面において、固定部16の側面16cに形成された第1溶接痕24から外部端子61の内部にまで延びる直線状の第2溶接痕26が形成されている。即ち、固定部16と外部端子61とが溶接により接合されている。直線L2は、溶接時における最も高い熱エネルギーの伝達経路を示す(但し、熱エネルギーが伝達されるのは実際には点Bまでである)。この蓄電装置100では、直線L2が固定部16内に位置する長さd2が、固定部16の厚みd1よりも短い。このため、固定部16を厚み方向に溶融するために必要な熱エネルギーよりも低い熱エネルギーで、固定部16を直線L2方向に溶融することが可能となる。従って、固定部16と外部端子61とを固定部16の厚み方向にレーザ溶接するときの出力よりも低い出力で両者をレーザ溶接することができる。結果として、溶接時にスパッタが発生することを抑制でき、両者を適切に溶接できる。
 また、固定部16と外部端子61とを溶接するために必要な熱エネルギーを低減できるため、かしめ端子7の周囲の樹脂部品(例えば、シール部材19やホルダ80など)が溶接時の熱により変形することを抑制することができる。
 また、上記の蓄電装置100では、固定部16の側面16cと外部端子61の上面61bとがなす角θ1と、直線L2と上面61bとがなす角θ2との間に、θ2<θ1の関係が成立する。熱エネルギーは、レーザ光の照射方向に伝達する。即ち、直線L2は、レーザ光の照射方向を示す。このため、上記の構成によると、レーザ光を固定部16の側面16cに照射することができる。また、レーザ光を固定部16に斜め方向から照射することにより、レーザ光を固定部16に厚み方向にから照射する構成と比較して、固定部16の下面16bと外部端子61の上面61bとの境界における第2溶接痕26の面積が大きくなる。このため、溶接に必要な熱エネルギーを低減しつつ、両者の接合面積を増大させることができる。
 なお、上記の実施例1では、第1断面における固定部16の側面16cの形状が直線状であったが、この構成に限られない。例えば、図8に示すように、第1断面における固定部16の側面116cの形状は曲線状であってもよい。このような構成であっても、直線L2(第2溶接痕26の幅方向の中心Mと最下部Bとを結ぶ直線)が固定部16内に位置する長さd3が、固定部16の厚みd1よりも短ければ、実施例1と同様の作用効果を奏することができる。なお、固定部16の上面16aと側面116cとの境界は、第1断面において、曲率がゼロからゼロではない値に変化する点(例えば、図8の点P1)として定義できる。同様に、固定部16の下面16bと側面116cとの境界は、第1断面において、曲率がゼロからゼロではない値に変化する点(例えば、図8の点P2)として定義できる。
 次に、図9を参照して実施例2の蓄電装置について説明する。以下では、実施例1と相違する点についてのみ説明し、実施例1と同一の構成についてはその詳細な説明を省略する。その他の実施例についても同様である。
 図9は、第1断面のうち、ボルト65の軸線L3を含む断面を表す。以下では、このような断面を「第2断面」とも称する。本実施例では、第2断面において固定部16の側面16cと、外部端子61の上面61bとが当接している部分を当接部92と称する。第1溶接痕24は、当接部92に形成されている。具体的には、第1溶接痕24は、当接部92及びその周囲の側面16c及び上面61bに形成されている。即ち、第1溶接痕24は、固定部16の上面16a又は側面16cだけではなく、外部端子61の外表面にも形成され得る。第2溶接痕26は、第1溶接痕24から固定部16の内部を通り、外部端子61の厚み方向の途中まで斜め方向に直線状に延びている。本実施例では、直線L2(第2溶接痕26の幅方向の中心Mと最下部Bとを結ぶ直線)は外部端子61の内部にのみ位置しており、固定部16内には位置していない。即ち、直線L2が固定部16内に位置する長さd2はゼロであり、固定部16の厚みd1よりも短い。ボルト65の軸部の先端は、先端部65aを有する。先端部65aは、ボルト65の軸部の先端のうち、第2断面においてかしめ端子7に最も近い先端である。当接部92と先端部65aを結ぶ直線を直線L4とし、直線L4と外部端子61の上面61bとがなす角をθ3とすると、θ1、θ2、θ3の間には、θ3<θ2<θ1の関係が成立する。
 本実施例の構成によっても、実施例1と同様の作用効果を奏することができる。さらに、本実施例では、θ3<θ2<θ1の関係が成立する。このため、第2断面において、かしめ端子7に対してボルト65よりも遠方の位置からレーザ光を当接部92に照射する場合に、レーザ光がボルト65に遮られることを抑制でき、レーザ光を当接部92に適切に照射できる。
 次に、図10を参照して実施例3の蓄電装置について説明する。本実施例では、溶接工程においてレーザシステム93を用いてレーザ光を照射する点で実施例1と異なっている。図10に示すように、レーザシステム93は、レーザ94と、回転軸96と、ミラー97と、ミラー98を備える。レーザシステム93は、通電板溶接工程を終了したかしめ端子7の上方に配置される。レーザ94は、照射部95を有しており、照射部95から下方に向かってレーザ光を照射する。回転軸96は、その一端がレーザ94に固定されており、その他端がミラー97に固定されている。回転軸96の軸線は、かしめ端子7の円筒部14の軸線L1と一致する。ミラー97は、平板状であり、その表面は回転軸96の軸線に対して傾斜している。ミラー97は、照射部95の下方に位置しており、照射部95から照射されるレーザ光を反射する機能を有する。レーザ94は、図示しないモータを内蔵している。モータに通電してモータを回転させると、レーザ94、回転軸96、及びミラー97が軸線L1周りに一体的に回転する。ミラー98は、内部が空洞の円錐台形状であり、上底及び下底がない。ミラー98の軸線は、軸線L1と一致する。ミラー98の内周面には、全周に亘ってミラーが設けられており、ミラー97で反射したレーザ光を反射する機能を有する。ミラー98は、図示しない装置によって固定されている。レーザシステム93では、ミラー98で反射したレーザ光がかしめ端子7の固定部16の側面16cに照射されるように、予めミラー97、98の傾斜角度及び位置が調整されている。
 溶接工程では、レーザ94が照射部95から下方に向かってレーザ光を照射すると、レーザ光はミラー97の表面及びミラー98の表面で反射して、最終的にかしめ端子7の固定部16の側面16cに斜め上方から入射する。照射部95からレーザ光を照射しながらモータを回転させると、ミラー97の表面及びミラー98の表面で反射したレーザ光は、固定部16の側面16cに全周に亘って照射される。レーザ94の出力を一定に保ちつつモータの回転速度を一定に保つことにより、側面16cに照射されるレーザ光の熱エネルギー量は全周に亘って一定となる。
 本実施例の構成によっても、実施例1と同様の作用効果を奏することができる。また、本実施例では、レーザ94は軸線L1周りに回転するだけである。即ち、実施例1のように、レーザを外部端子61の上面61bに対して一定の角度で傾けた状態で周方向に移動させる必要がない。このため、実施例1の構成と比較してレーザの制御が容易になる。
 次に、図11、図12を参照して実施例2の蓄電装置について説明する。本実施例では電流遮断装置110の構成が実施例1の電流遮断装置10と異なっている。電流遮断装置110は、第1変形板130と、通電板120と、第2変形板140を備えている。これらはいずれも銅によって形成されている。
 第1変形板130及び通電板120は、実施例1の変形板30及び通電板20とそれぞれ略同一の構成を有する。第1変形板130と通電板120との間の空間150は、通電板120の通気孔120bを介して、通電板120と第2変形板140との間の空間154(後述)と連通している。ホルダ80の内周側の下面78aには、切欠部78bが形成されている。切欠部78bには、シール部材190が配置されている。シール部材190は、ホルダ80と通電板120の両者に当接しており、これにより、ケース1内の空間と、空間150及び空間154とをシールしている。
 第2変形板140は、通電板120の下方に配置されている。即ち、第2変形板140は、通電板120に対して第1変形板130とは反対側に配置されている。第2変形板140は、その中央部が下方に突出している。第2変形板140の外周部は、通電板120の外周部121に接続されている。第2変形板140の上面中央には、上方に突出する突出部142が設けられている。突出部142の上方には通電板120の当接部122(溝部120aに囲まれた部分)が位置している。第2変形板140の上面には空間154の圧力が作用し、第2変形板140の下面にはケース1内の空間の圧力が作用する。なお、突出部142は、「突起」の一例に相当する。
 図10に示すように、電流遮断装置110は、接続端子46と、通電板120と、第1変形板130と、かしめ端子7とを直列につなぐ通電経路を有している。このため、電極組立体3とかしめ端子7は、電流遮断装置110の通電経路を介して電気的に接続されている。
 ここで、電流遮断装置110の遮断動作について説明する。上述した蓄電装置ではかしめ端子5と7の間が通電可能な状態となっている。ケース1の内圧が上昇すると、第2変形板140の下面に作用する圧力が上昇する。一方、第2変形板140の上面には、ケース1内の空間からシールされた空間154の圧力が作用する。このため、ケース1内の圧力が所定値を超えると、第2変形板140が下方に凸の状態から上方に変位した状態に変化する(図12参照)。このとき、空間154内の空気は通気孔120bを通って空間150に移動し、空間150内の圧力が上昇する。また、第2変形板140が上方に変位すると、第2変形板140の突出部142が通電板120の当接部122に衝突し、通電板120が溝部120aで破断する。これにより、第1変形板130が反転し、第1変形板130及び通電板120の当接部122が上方に変位する(図12参照)。このため、通電板120と第1変形板130を接続する通電経路が遮断され、電極組立体3とかしめ端子7との間の導通が遮断される。このとき、第1変形板130は接続端子46から絶縁されると共に、通電板120はかしめ端子7から絶縁されている。なお、第2変形板140が下方に凸の状態のときの突出部142の位置が「第1位置」の一例に相当し、第2変形板140が上方に変位した状態のときの突出部142の位置が「第2位置」の一例に相当する。また、通電板120が破断しておらず、当接部122において第1変形板130と当接している状態が「第1状態」の一例に相当し、通電板120が破断し、通電板120と第1変形板130とが電気的に離間した状態が「第2状態」の一例に相当する。この構成によっても、実施例1の蓄電装置100と同様の作用効果を奏することができる。
 以上、本明細書が開示する技術の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、本明細書が開示する電流遮断装置及びその製造方法は、上記の実施例を様々に変形、変更したものが含まれる。
 例えば、上記の実施例では電流遮断装置10を備える蓄電装置100について説明したが、蓄電装置は電流遮断装置10を備えていなくてもよい。同様に、蓄電装置は、ボルト64、65を備えていなくてもよい。
 また、上記の実施例では第1溶接痕24は側面16cに全周に亘って形成されたが、この構成に限られない。例えば、第1溶接痕24は、側面16cに等間隔に形成されていてもよい。
 また、θ1は鋭角に限られず、90°以上の角度であってもよい。
 また、ボルト65は、その軸線が外部端子61と交差していれば、円筒部14の軸線L1と平行でなくてもよい。
 また、かしめ端子7の円筒部14の断面の外郭形状は円に限られない。例えば、矩形状であってもよいし、楕円形状であってもよい。かしめ端子5についても同様である。
 また、電流遮断装置10は、かしめ端子5側に設けられてもよいし、かしめ端子5とかしめ端子7の双方に設けられてもよい。また、上記の実施例では、変形板30が反転することで通電板20との導通が遮断される。しかしながら、変形板30の変形の仕方は反転に限られない。例えば、変形板30の中央部が上方に撓むことで通電板20が溝部20aを起点に破断し、変形板30と通電板20との導通が遮断される構成であってもよい。変形板30は、変形板30と通電板20との導通が遮断されるのであればどのように変形してもよい。第2変形板140についても同様である。
 以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
1:ケース
3:電極組立体
5、7:かしめ端子
10:電流遮断装置
11、13:開口
14:円筒部
15:基底部
16:固定部
16a:固定部の上面
16b:固定部の下面
16c:固定部の側面
24:第1溶接痕
26:第2溶接痕
61:外部端子
61b:外部端子の上面
100:蓄電装置
111:ケースの本体
112:ケースの蓋部

Claims (9)

  1.  ケースと、かしめ端子と、外部端子と、を備える蓄電装置であって、
     前記ケースは、本体と、前記本体を封止する平板状の蓋部と、を有しており、前記本体の内部に電極組立体及び電解質を収容可能であり、
     前記かしめ端子は、
      前記ケースの前記蓋部に設けられた開口を介してケースの内外に通じている柱状の柱状部と、
      前記ケースの外部側で前記柱状部の一端に接続されており、前記開口の内径よりも外径が大きく、かつ、前記柱状部の外側に屈曲している固定部と、
      前記ケースの内部側で前記柱状部の他端に接続されており、前記電極組立体と電気的に接続されている基底部と、を有しており、
     前記外部端子は、前記固定部と前記ケースの前記蓋部との間に挟持されており、前記固定部と当接して前記固定部と電気的に接続されており、
     前記固定部は、前記蓋部側に位置している下面と、前記下面とは反対側に位置する上面と、前記下面と前記上面とを接続する側面と、を有しており、
     前記外部端子は、前記固定部の前記下面と当接する当接面を有しており、
     少なくとも前記固定部の上面又は側面には、第1溶接痕が形成されており、
     前記第1溶接痕上の少なくとも一部の領域内の一点と、前記柱状部の軸線とを含む平面における前記固定部及び前記外部端子の第1断面には、前記第1溶接痕から前記外部端子の内部にまで延びる直線状の第2溶接痕が形成されており、
     前記第1断面において、前記第2溶接痕の幅方向の中心と前記第2溶接痕の最下部とを結ぶ第1直線が前記固定部内に位置する長さは、前記固定部の厚みよりも短い、蓄電装置。
  2.  ケースと、かしめ端子と、外部端子と、を備える蓄電装置であって、
     前記ケースは、本体と、前記本体を封止する平板状の蓋部と、を有しており、前記本体の内部に電極組立体及び電解質を収容可能であり、
     前記かしめ端子は、
      前記ケースの前記蓋部に設けられた開口を介してケースの内外に通じている柱状の柱状部と、
      前記ケースの外部側で前記柱状部の一端に接続されており、前記開口の内径よりも外径が大きく、かつ、前記柱状部の外側に屈曲している固定部と、
      前記ケースの内部側で前記柱状部の他端に接続されており、前記電極組立体と電気的に接続されている基底部と、を有しており、
     前記外部端子は、前記固定部と前記ケースの前記蓋部との間に挟持されており、前記固定部と当接して前記固定部と電気的に接続されており、
     前記固定部は、前記蓋部側に位置している下面と、前記下面とは反対側に位置する上面と、前記下面と前記上面とを接続する側面と、を有しており、
     前記外部端子は、前記固定部の前記下面と当接する当接面を有しており、
     少なくとも前記固定部の上面又は側面には、第1溶接痕が形成されており、
     前記第1溶接痕上の少なくとも一部の領域内の一点と、前記柱状部の軸線とを含む平面における前記固定部及び前記外部端子の第1断面には、前記第1溶接痕から前記外部端子の内部にまで延びる直線状の第2溶接痕が形成されており、
     前記第1断面では、前記固定部の前記側面は直線形状であり、
     前記第1断面において、前記側面と前記当接面とがなす角をθ1とし、前記第1直線と前記当接面とがなす角をθ2とすると、θ2<θ1が成立する、蓄電装置。
  3.  前記第1断面では、前記固定部の前記側面は直線形状であり、
     前記第1断面において、前記側面と前記当接面とがなす角をθ1とし、前記第1直線と前記当接面とがなす角をθ2とすると、θ2<θ1が成立する、請求項1に記載の蓄電装置。
  4.  柱状の外部接続端子をさらに有しており、
     前記外部接続端子は、前記外部端子と電気的に接続されていると共に、前記外部端子と交差する方向に延びており、
     前記第1溶接痕は、前記固定部の前記側面と、前記外部端子の前記当接面とが当接している当接部に形成されており、
     前記第1溶接痕と、前記柱状部の軸線と、前記外部接続端子の軸線とを含む平面における前記固定部、前記外部端子及び前記外部接続端子の第2断面では、前記当接部及び前記外部接続端子の先端部を結ぶ直線と、前記外部端子の前記当接面とがなす角をθ3とすると、θ3<θ2が成立する、請求項2又は3に記載の蓄電装置。
  5.  前記角θ1は鋭角である、請求項2~4のいずれか一項に記載の蓄電装置。
  6.  前記ケースの内部に収容されており、前記電極組立体と、前記かしめ端子の前記基底部とを電気的に接続しており、前記ケースの内圧が所定値を超えて上昇したときに前記電極組立体と前記かしめ端子とを電気的に接続する通電経路を遮断する電流遮断装置をさらに備えており、
     前記電流遮断装置は、
      前記電極組立体に電気的に接続されている通電板と、
      前記かしめ端子の前記基底部に電気的に接続されていると共に、前記通電板に対向して配置される第1変形板と、を有しており、
     前記第1変形板は、前記電極組立体と前記かしめ端子とが導通しているときは前記通電板と前記通電板の中央部において当接した状態で電気的に接続しており、前記電極組立体と前記端子とが非導通のときは前記通電板から離間した状態で前記通電板と電気的に非接続である、請求項1~5のいずれか一項に記載の蓄電装置。
  7.  前記電流遮断装置は、前記通電板に対して前記第1変形板とは反対側に配置されていると共に、前記通電板の前記中央部に向かって突出している突起が設けられている第2変形板をさらに備えており、
     前記第2変形板は、前記電極組立体と前記かしめ端子とが導通しているときは前記突起が第1位置に位置して前記通電板と前記第1変形板とが当接している第1状態と、前記電極組立体と前記端子とが非導通のときは前記突起が前記第1位置から前記通電板側の第2位置に移動して前記通電板と前記第1変形板とを離間させる第2状態とに切り替えられる、請求項6に記載の蓄電装置。
  8.  前記蓄電装置は二次電池である、請求項1~7のいずれか一項に記載の蓄電装置。
  9.  請求項1~8のいずれか一項に記載の蓄電装置の製造方法であって、
     前記ケースの前記蓋部の前記開口近傍に前記外部端子を配置する外部端子配置工程と、
     前記開口に前記かしめ端子を挿通し、前記かしめ端子の前記ケースの外部側の一端を外側に押し広げて、前記かしめ端子の前記固定部の下面を前記外部端子の前記当接面に当接させると共に、前記かしめ端子及び前記外部端子を前記蓋部に固定する端子固定工程と、
     前記ケースの外部側から前記かしめ端子の前記固定部の上面又は側面にレーザ光を照射して、前記固定部と前記外部端子とを溶接により接合する溶接工程と、を備え、
     前記溶接工程では、レーザ光の光軸が前記固定部内に位置する長さが、前記固定部の厚みよりも短い、蓄電装置の製造方法。
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