WO2019044265A1 - 密閉電池及びその製造方法 - Google Patents

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一路 清水
翔太 池田
恭介 宮田
敦史 上田
貞博 服部
信也 森
龍之介 横尾
船見　浩司
葛西　孝昭
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Sanyo Electric Co Ltd
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    • H01M50/538—Connection of several leads or tabs of wound or folded electrode stacks

Definitions

  • the present disclosure relates to a sealed battery and a method of manufacturing the same.
  • the external can and the lead connected to one of the positive electrode and the negative electrode of the electrode assembly are mainly connected by resistance welding.
  • this resistance welding has a problem in that the manufacturing quality, safety, and reliability of the battery are deteriorated due to voltage defects because spatters are generated inside the battery in the welding process and metal foreign matter is mixed in the battery.
  • generation of spatter is prevented by irradiating an energy beam, for example, a laser beam, from the outside of the package can and welding the package can and a lead tab. See, for example, Patent Documents 1 to 3).
  • the energy beam is irradiated in two steps from the outside of the outer can, and welding of the current collectors corresponding to the outer can and the lead and baking and processing are sequentially performed.
  • the battery is described.
  • the first layer and the second layer made of crystal grains finer than the first layer are stacked in the welded portion.
  • JP, 2010-3686 A JP, 2015-162326, A JP, 2016-207412, A JP 2005-44691 A
  • an outer can made of nickel-plated iron may be used.
  • the nickel plating layer of the irradiated portion of the energy beam on the outer surface of the outer can and the base metal of the outer can melt Then nickel and iron are mixed.
  • the entire melting mark becomes an alloy of iron of the base metal of the outer can and nickel of the nickel plating layer, and the alloy is exposed to the outer surface of the outer can.
  • the melting mark exposed on the outer surface of the outer can is likely to be rusted because the concentration of the nickel content is lower than that of the nickel plating layer not melted by the energy beam, and it may be a starting point of electrolyte leakage. .
  • the energy beam is irradiated in two steps from the outside of the outer can, but the second layer formed by the second energy beam irradiation is the inner surface of the outer can. It penetrates and reaches the lead. Since the nickel component of the nickel plating layer of the outer case that is melted by the second stage energy beam diffuses over a wide range of the outer case, the nickel content of the molten mark exposed on the outer surface of the outer case may decrease. .
  • An object of the present disclosure is to provide a sealed battery capable of enhancing corrosion resistance of a melting mark exposed on the surface of the outer can and a method of manufacturing the same in a sealed battery in which a lead is welded to the outer can.
  • the sealed battery according to the present disclosure includes an electrode body in which at least one positive electrode and at least one negative electrode are stacked via a separator, and a bottomed cylindrical outer can that accommodates the electrode, and the outer can is
  • a lead formed of nickel-plated iron and connected to one of a positive electrode and a negative electrode and an outer can are welded at a weld formed from the outer surface of the outer can toward the lead, and the weld is melted
  • the first layer includes the first layer and the second layer having a higher concentration of nickel than the first layer, and the first layer is formed from the lead to the inside of the outer case, and the second layer is formed of the outer layer.
  • a sealed battery is formed adjacent to the first layer on the outer surface side of the can, and the entire first layer is covered by the second layer when the weld is viewed from the outside of the outer can. is there.
  • a method of manufacturing a sealed battery according to the present disclosure is a method of manufacturing a sealed battery according to the present disclosure, wherein a welding step of welding the lead and the outer can is externally applied to the outer surface of the outer can from the outer can. After the first beam irradiation step of irradiating the first energy beam to weld the outer can and the lead, and after the first beam irradiation step, from the outside of the outer can, the irradiation range of the first energy beam to the outer surface of the outer can And a second beam irradiation step of irradiating the second energy beam over a wide range.
  • another method of manufacturing a sealed battery according to the present disclosure is a method of manufacturing a sealed battery according to the present disclosure, wherein a welding step of welding a lead and an outer can uses one energy beam using a diffraction grating.
  • the first energy beam and the second energy are branched such that the first energy beam is irradiated earlier than the second energy beam at a predetermined position on the outer surface of the outer can while being branched into the first energy beam and the second energy beam.
  • It is a manufacturing method of a sealed battery which welds an armored can and a lead and forms a 1st layer and a 2nd layer by moving an irradiation part of a beam relatively to an armored can.
  • the corrosion resistance of the melting mark exposed on the surface of the outer can can be enhanced.
  • FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 4 in a sealed battery of another example of the embodiment.
  • FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 3 in a sealed battery of another example of the embodiment. It is the figure which looked at the welding part of the sealed battery shown in FIG.
  • FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 4 in a sealed battery of another example of the embodiment.
  • FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 4 in a sealed battery of another example of the embodiment.
  • FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 4 in a sealed battery of another example of the embodiment.
  • the manufacturing method of the sealed battery of an example of embodiment it is a figure which shows typically the cross section of the welding part of an armored can and a lead. It is a figure corresponding to FIG. 12 in the manufacturing method of the sealed battery of another example of embodiment. It is sectional drawing (a) of the bottom-surface side half part of the sealed battery of another example of embodiment, and the D section enlarged view (b) of (a).
  • FIG. 14 In the manufacturing method of the sealed battery shown in FIG. 14, it is a figure which shows the relationship of the time and irradiation energy in the irradiation process of an energy beam. It is a figure corresponding to FIG. 1 which shows another example of the manufacturing method of the sealed battery of embodiment. It is a schematic diagram which shows the state which looked at the welding part of the sealed battery shown in FIG. 16 from the outer side of an armored can.
  • the sealed battery may be other than a cylindrical battery such as a square battery.
  • the sealed battery is not limited to the lithium ion secondary battery as described below, and may be another secondary battery such as a nickel hydrogen battery or a NiCd battery, or a primary battery such as a dry battery or a lithium battery It is also good.
  • the electrode body of the battery is not limited to the wound type as described below, and may be a stacked type in which a plurality of positive electrodes and negative electrodes are alternately stacked via a separator.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a bottom half of an example of a sealed battery 20 according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a bottom view of the sealed battery 20.
  • the sealed battery 20 is described as the battery 20.
  • the battery 20 includes a wound electrode assembly 22, a non-aqueous electrolyte (not shown), and an outer can 50.
  • the wound electrode assembly 22 has a positive electrode 23, a negative electrode 24, and a separator 25.
  • the positive electrode 23 and the negative electrode 24 are stacked with the separator 25 interposed therebetween, and are wound in a spiral.
  • the non-aqueous electrolyte comprises a non-aqueous solvent and an electrolyte salt such as a lithium salt dissolved in the non-aqueous solvent.
  • the non-aqueous electrolyte is not limited to the liquid electrolyte, and may be a solid electrolyte using a gel-like polymer or the like.
  • the positive electrode 23 has a strip-like positive electrode current collector 23a, and a positive electrode lead (not shown) is connected to the current collector 23a.
  • the positive electrode lead is a conductive member for electrically connecting the positive electrode current collector 23a to the positive electrode terminal (not shown), and from the upper end of the electrode group to one side of the axial direction ⁇ of the electrode body 22 (FIG. Extended upward).
  • the electrode group means a portion of the electrode body 22 excluding the leads.
  • the positive electrode lead is provided, for example, at a substantially central portion in the radial direction ⁇ of the electrode body 22.
  • the negative electrode 24 has a strip-like negative electrode current collector 24a, and the negative electrode lead 26 is connected to the current collector 24a.
  • the negative electrode lead 26 is a conductive member for electrically connecting the negative electrode current collector 24 a to the outer can 50 serving as a negative electrode terminal, and from the lower end of the winding end of the electrode group to the other side in the axial direction ⁇ ( It extends to the lower side of FIG.
  • the constituent material of each lead is not particularly limited.
  • the positive electrode lead can be made of a metal whose main component is aluminum, and the negative electrode lead 26 can be made of a metal whose main component is nickel or copper, or a metal containing both nickel and copper.
  • the negative electrode lead 26 is bent at a substantially right angle near the bottom plate portion 51 of the external can 50 described later, and is overlapped on the inner surface of the bottom plate portion 51 at a portion facing the winding core portion 29 of the electrode body 22 through the insulating plate 30. Be in contact with this inner surface. Then, in this state, the outer can 50 and the negative electrode lead 26 are welded by the welding portion 54 by sequentially irradiating the first laser beam 40 and the second laser beam 41 toward the bottom plate portion 51 from the outside of the outer can 50. Do. Each laser beam 40, 41 corresponds to an energy beam.
  • the welding portion 54 has a linear planar shape when viewed from the outside of the bottom plate portion 51 (the lower side in FIG. 1).
  • the welding portion refers to a portion of the outer can 50 and the negative electrode lead 26 which is formed by the molten mark which is melted by being irradiated with the respective laser beams 40 and 41 and solidified.
  • the first layer 56 on the negative electrode lead 26 side and the second layer 58 on the outer can side are laminated and formed in the welded portion 54.
  • the second layer 58 has a higher nickel content (mass%) than the first layer 56.
  • the outer can 50 is a container formed by processing a material made of nickel-plated iron into a bottomed cylindrical shape.
  • the opening of the outer can 50 is sealed by a sealing body (not shown).
  • the outer can 50 accommodates the electrode body 22 and the non-aqueous electrolyte.
  • An insulating plate 30 is disposed below the electrode body 22.
  • the negative electrode lead 26 extends through the outside of the insulating plate 30 to the bottom side of the outer can 50 and is welded to the inner surface of the bottom plate portion 51 of the outer can 50.
  • the thickness of the bottom plate portion 51 which is the bottom portion of the outer can 50 is, for example, 0.2 to 0.5 mm.
  • the electrode body 22 has a winding structure in which the positive electrode 23 and the negative electrode 24 are spirally wound with the separator 25 interposed therebetween.
  • the positive electrode 23, the negative electrode 24, and the separator 25 are all formed in a band shape, and wound in a spiral shape to be alternately stacked in the radial direction ⁇ of the electrode body 22.
  • the winding core portion 29 including the winding central axis O of the electrode body 22 is a cylindrical space.
  • the positive electrode 23 has a strip-like positive electrode current collector 23 a and a positive electrode active material layer formed on the current collector.
  • a positive electrode active material layer is formed on both sides of the positive electrode current collector 23a.
  • a foil of a metal such as aluminum, a film in which the metal is disposed on the surface, or the like is used for the positive electrode current collector 23a.
  • a preferred positive electrode current collector 23a is a foil of a metal stable in the potential range of the positive electrode, such as a metal whose main component is aluminum or an aluminum alloy.
  • the positive electrode active material layer preferably contains a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder.
  • the positive electrode 23 is formed by, for example, applying a positive electrode mixture slurry containing a positive electrode active material, a conductive agent, a binder, and a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) on both sides of the positive electrode current collector 23a and then drying it. And made by rolling.
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • the lithium containing transition metal oxide containing transition metal elements such as Co, Mn, Ni
  • the lithium-containing transition metal oxide is not particularly limited, but the general formula Li 1 + x MO 2 (wherein -0.2 ⁇ x ⁇ 0.2, M is at least one of Ni, Co, Mn and Al) It is preferable that it is a complex oxide represented by
  • Examples of the conductive agent include carbon materials such as carbon black (CB), acetylene black (AB), ketjen black, and graphite.
  • Examples of the binder include fluorine resins such as polytetrafluoroethylene (PTFE) and polyvinylidene fluoride (PVdF), polyacrylonitrile (PAN), polyimide (PI), acrylic resins, and polyolefin resins. Be Further, these resins may be used in combination with carboxymethylcellulose (CMC) or a salt thereof, polyethylene oxide (PEO) or the like. One of these may be used alone, or two or more of these may be used in combination.
  • CMC carboxymethylcellulose
  • PEO polyethylene oxide
  • the negative electrode 24 has a strip-like negative electrode current collector 24 a and a negative electrode active material layer formed on the negative electrode current collector.
  • the negative electrode active material layer is formed on both sides of the negative electrode current collector 24a.
  • a foil of a metal stable in the potential range of the negative electrode such as aluminum or copper, a film in which the metal is disposed on the surface, or the like is used.
  • the negative electrode active material layer is formed on the entire surface of the negative electrode current collector 24a except the uncoated portion described later.
  • the negative electrode active material layer preferably contains a negative electrode active material and a binder.
  • the negative electrode active material layer may optionally contain a conductive material.
  • the negative electrode 24 is manufactured, for example, by applying a negative electrode mixture slurry containing a negative electrode active material, a binder, water, and the like on both sides of the negative electrode current collector 24 a, and then drying and rolling.
  • the negative electrode active material is not particularly limited as long as it can occlude and release lithium ions reversibly, for example, carbon materials such as natural graphite and artificial graphite, metals alloyed with lithium such as Si and Sn, or these Alloys, complex oxides, etc. can be used.
  • the binder contained in the negative electrode active material layer for example, the same resin as in the case of the positive electrode 23 is used.
  • the negative electrode mixture slurry is prepared with an aqueous solvent, styrene-butadiene rubber (SBR), CMC or a salt thereof, polyacrylic acid or a salt thereof, polyvinyl alcohol or the like can be used. One of these may be used alone, or two or more of these may be used in combination.
  • the negative electrode 24 is provided with a non-coating portion where the surface of the metal constituting the negative electrode current collector 24 a is exposed.
  • the uncoated portion is a portion to which the negative electrode lead 26 is connected, and the surface of the negative electrode current collector 24 a is not covered by the negative electrode active material layer.
  • the non-coating portion has a substantially rectangular shape in a front view extending in the axial direction ⁇ which is the width direction of the negative electrode 24, and is formed wider than the negative electrode lead 26.
  • the negative electrode lead 26 is joined to the surface of the negative electrode current collector 24 a by welding such as ultrasonic welding.
  • a negative electrode lead different from the negative electrode lead 26 is provided not only at the winding end of the negative electrode 24 but also at the winding direction intermediate portion, the winding start end, etc., and extends from the electrode group to the bottom plate 51 side.
  • the extended negative electrode lead may be overlapped with the negative electrode lead 26 at the winding core and welded to the outer can 50 by laser light irradiation. In this case, providing the negative electrode lead at a plurality of positions of the negative electrode 24 improves the current collection performance.
  • the non-coating portion is provided, for example, by intermittent application in which the negative electrode mixture slurry is not applied to a part of the negative electrode current collector 24a.
  • the positive electrode lead is bonded to the uncoated portion formed on the positive electrode current collector 23a, and the portion protruding upward from the positive electrode current collector 23a is bonded to the portion connected to the positive electrode terminal or the positive electrode terminal.
  • a porous sheet having ion permeability and insulation is used.
  • the porous sheet include a microporous thin film, a woven fabric, a non-woven fabric and the like.
  • the material of the separator 25 is preferably an olefin resin such as polyethylene or polypropylene.
  • the weld portion 54 is formed by the melting mark as described above, and is formed by laminating the first layer 56 and the second layer 58 in the thickness direction of the outer can 50.
  • the first layer 56 is formed from the negative electrode lead 26 to the inside of the package can 50.
  • the second layer 58 is formed to be adjacent to the first layer 56 on the outer surface side of the package can 50.
  • the boundary between the first layer 56 and the second layer 58 is located inside the bottom plate portion 51 of the outer can 50, and does not protrude from the inner surface (upper surface in FIG. 1) of the bottom plate portion 51.
  • FIG. 2 when the welding portion 54 is viewed from the outside (the lower side in FIG. 1) of the bottom plate portion 51 of the outer can 50, the entire first layer 56 is, as shown in FIG. It is covered by the second layer 58.
  • the second layer 58 is formed by irradiating the bottom plate 51 with the second laser beam 41 as the laser beam to be applied in the second step after the first step as described later. Ru.
  • the first layer 56 has a linear planar shape when viewed from the outside of the bottom plate portion 51 of the package can 50.
  • the second layer 58 also has a linear planar shape when viewed from the outside of the bottom plate portion 51, and the width w2 of the second layer 58 is larger than the width w1 of the first layer 56.
  • the second layer 58 has a higher nickel content concentration (mass%) than the first layer 56.
  • the presence of the first layer 56 and the second layer 58 can be confirmed, for example, by observing a cross section in the thickness direction of the outer can 50 of the melting mark with an optical microscope or the like. Also, in practice, the first layer 56 can not be seen from the outside of the bottom plate portion 51 of the outer can 50.
  • “when viewed” in the planar shape when viewed from the outside of the outer can 50 simply means the direction of the line of sight.
  • each laser beam it is preferable to use a laser beam of a fiber laser.
  • the spot diameter of the fiber laser is, for example, as very small as about 0.02 mm to 0.05 mm, and the width of the melting mark formed by the fiber laser can be as small as about 0.1 mm. For this reason, the power density of the focusing point of the laser light can be made extremely high.
  • the battery 20 can be disposed with the bottom plate portion 51 up, and the laser light can be emitted toward the bottom.
  • the battery 20 can be disposed with the bottom plate 51 inclined in the lateral direction, and the bottom plate 51 can be irradiated with laser light.
  • welding strength can be easily secured by providing a plurality of linear welds 54 a, 54 b and 54 c.
  • a plurality of linear welds 54 a, 54 b and 54 c In order to locally form such a weld, it is preferable to use laser light of a fiber laser.
  • the welding process includes a first beam irradiation process and a second beam irradiation process.
  • the electrode body 22 is accommodated in the outer can 50 in a state where the negative electrode lead 26 is opposed to the inner surface of the bottom plate portion 51 of the outer can 50. Then, in this state, laser light is irradiated in two steps from the outside of the outer can 50 toward the bottom plate portion 51 in the first beam irradiation step and the second beam irradiation step.
  • the first laser beam 40 as the first energy beam is irradiated toward the bottom plate portion 51, and the outer can 50 and the negative electrode lead 26 are welded at the irradiation position,
  • the irradiation portion of the first laser beam 40 is moved on the outer surface of the bottom plate portion 51 of the outer can 50 toward the one side (for example, the right side in FIG. 1) along the linear direction.
  • the light source of the laser light is moved so as to move the battery 20 relatively in the direction orthogonal to the irradiation direction of the laser light.
  • the second laser beam 41 serving as a second energy beam extends from the outside of the outer can 50 toward the bottom plate portion 51 in a range wider than the irradiation range of the first laser beam 40 onto the bottom plate portion 51. Irradiate. At this time, it is preferable that the spot diameter of the second laser beam 41 be larger than the spot diameter of the first laser beam 40. Further, the second laser beam 41 is irradiated such that the molten trace formed by the irradiation of the second laser beam 41 does not penetrate the outer can 50 and does not reach the negative electrode lead 26.
  • the irradiation portion of the second laser beam 41 is moved on the outer surface of the bottom plate portion 51 of the outer can 50 toward the one side (for example, the right side in FIG. 1) along the above linear direction.
  • the first layer 56 and the second layer 58 are formed.
  • the first layer 56 is formed in a range which is not melted by the second laser beam 41 among the melting marks formed by the irradiation of the first laser beam 40.
  • the second layer 58 is formed to be adjacent to the first layer 56.
  • the light source of the laser light is moved so as to move the battery 20 relatively in the direction orthogonal to the irradiation direction of the laser light.
  • the second layer 58 faces the outer surface of the bottom plate 51, and the boundary with the first layer 56 is located inside the bottom plate 51.
  • the first laser beam 40 and the second laser beam 41 are irradiated such that the irradiation unit moves on the outer surface of the bottom plate 51 along the same linear direction.
  • the planar shape as viewed from the outside of the bottom plate portion 51 of the first layer 56 and the second layer 58 is linearly formed.
  • the entire first layer 56 is covered by the second layer 58.
  • the armored can 50 may actually be moved.
  • the nickel content of the second layer 58 on the surface side of the outer can 50 in the welded portion 54 of the battery 20 compared to the first layer 56 on the negative electrode lead 26 side The concentration is high.
  • the spot diameter of the second laser beam 41 for forming the second layer 58 is smaller than the spot diameter of the first laser beam 40 for forming the first layer 56. Because the size is large, the irradiation area of the second laser light 41 on the outer surface of the outer can 50 is larger than that of the first laser light 40. Furthermore, the irradiation depth of the second laser beam 41 is smaller than that of the first laser beam 40. As a result, the nickel in a wide range of the nickel plating layer of the package can 50 is melted and the amount of molten iron of the package can 50 is suppressed, so the concentration of nickel in the second layer 58 can be increased. Therefore, the nickel content concentration of the second layer 58 can be easily controlled by controlling the irradiation area and the irradiation depth of the second laser beam 41 to the package can 50.
  • the entire first layer 56 is covered by the second layer 58, and the first layer 56 is not exposed on the outer surface of the outer can 50.
  • the corrosion resistance of the melting mark exposed on the outer surface of the outer can 50 is made higher than in the case of a battery in which the melting mark formed to penetrate the outer can is exposed to the outer surface of the outer can. Can.
  • the concentration of nickel in the second layer 58 is not particularly limited.
  • the nickel content concentration of the second layer 58 is preferably 1.4 mass% or more. When the nickel content concentration of the second layer is 1.4 mass% or more, the dependence of the nickel content of the rust prevention effect is low, so a stable rust prevention effect can be obtained.
  • the planar shape of the first layer 56 and the second layer 58 in the welding portion 54 when viewed from the outside of the armored can 50 is linear.
  • the bonding area between the outer can 50 and the negative electrode lead 26 is increased, and the bonding strength can be increased.
  • the strength against the torque applied in the direction of rotating the negative electrode lead 26 with respect to the package can 50 can be increased.
  • the first layer 56 has a linear planar shape when viewed from the outside of the outer can 50, the first layer 56 is covered with the second layer 58 when viewed from the outer of the outer can The area of the portion of the second layer 58 that protrudes from the first layer 56 can be easily increased. Thereby, the nickel content concentration of the second layer 58 can be easily increased.
  • the irradiation depth of the 1st laser beam 40 and the 2nd laser beam 41 and the irradiation area of the 2nd laser beam 41 can be controlled precisely.
  • the planar shape of the first layer 56 and the second layer 58 in the case where the welding portion 54 is viewed from the outside of the outer can 50 may be linear, and is not limited to a linear shape.
  • the planar shape of the first layer 56 and the second layer 58 may be curvilinear.
  • Example 1 Although the dimensions of the configuration of Example 1 are illustrated, the present disclosure is not limited to the following dimensions.
  • the width w2 in the short direction when the second layer 58 is viewed from the outside of the outer can 50 is shorter than the width w1 in the short direction when the first layer 56 is viewed from the outside of the outer can 50 It is large and not more than 3 times the width w1.
  • the length L2 in the longitudinal direction when the second layer 58 is viewed from the outside of the exterior can 50 is larger than the length L1 in the longitudinal direction when the first layer 56 is viewed from the outside of the exterior can 50 And no more than twice the length L1.
  • the thickness D 2 of the second layer 58 is larger than the thickness of the nickel plating layer (not shown) on the outer surface of the outer can 50 and 0.8 of the thickness Dc of the outer can 50. Less than twice.
  • the outer can 50 is made of nickel-plated iron, and the nickel-plated layer on the outer surface has a thickness of 3.5 ⁇ m. Moreover, the total thickness including the nickel plating layer of the armored can 50 is 300 micrometers. Furthermore, the dimensions of the first layer 56 and the second layer 58 of the weld 54 are as follows.
  • Width w1 80 ⁇ m in the short direction when viewed from the outside of the outer can 50
  • Longitudinal length L1 when viewed from the outside of the outer can 50 1000 ⁇ m
  • Thickness the length from the boundary with the second layer 58 to the end of the inside of the negative electrode lead 26
  • D 1 230 ⁇ m
  • Width w 2 170 ⁇ m in the short direction when viewed from the outside of the outer can 50
  • Length L2 1600 ⁇ m in the long direction when viewed from the outside of the outer can 50
  • Thickness the length from the outer surface of the outer can 50 to the boundary with the first layer 56
  • Example 2 Moreover, in order to confirm the effect of the manufacturing method of embodiment, the battery of Example 2 was produced using the following as an irradiation condition of the exterior can 50 and a laser beam.
  • the outer can 50 is made of nickel-plated iron as in the case of Example 1 described above, and the nickel-plated layer on the outer surface has a thickness of 3.5 ⁇ m. Moreover, the total thickness including the nickel plating layer of the armored can 50 is 300 micrometers.
  • the irradiation conditions of the first laser beam 40 and the second laser beam 41 are as follows. (First laser beam 40) (1) Energy: 0.6 J (2) Laser spot diameter: 20 ⁇ m (3) Movement speed: 470 mm / sec
  • the irradiation of the first laser beam 40 formed a melting mark across the outer can 50 and the negative electrode lead 26.
  • the width in the short direction on the outer surface of the outer can 50 is 80 ⁇ m
  • the length in the long direction is 1000 ⁇ m
  • the thickness (the length from the outer surface of the outer can 50 to the end of the inside of the negative electrode lead 26 ) was 350 ⁇ m.
  • the irradiation of the second laser beam 41 a portion with a depth of 120 ⁇ m from the outer surface of the outer can 50 of the melting mark formed by the first laser beam 40 is melted again.
  • a portion from a position at a depth of 120 ⁇ m from the outer surface of the outer can 50 to the end of the inside of the negative electrode lead 26 remains as the first layer 56.
  • a second layer 58 having a width of 170 ⁇ m in the short direction on the outer surface of the outer can 50, a length of 1600 ⁇ m in the long direction, and a thickness of 120 ⁇ m from the outer surface of the outer can 50 was formed.
  • the boundary between the first layer 56 and the second layer 58 was formed inside the package can 50 at a position at a depth of 120 ⁇ m from the outer surface of the package can 50.
  • the content concentration of nickel was investigated in the cross section when the weld 54 formed under such conditions was cut in the short direction on the outer surface of the outer can 50 and in the thickness direction of the outer can 50.
  • the content concentration of the first layer 56 was 1.24% by mass
  • the content concentration of the second layer 58 was 2.17% by mass, as in the case of Example 1 described above.
  • the second layer 58 can be adjusted to have a nickel-containing concentration of 1.4% by mass or more by controlling the irradiation area and irradiation depth of the second laser beam 41 to the outer can 50.
  • the corrosion resistance of the fusion mark exposed on the outer surface of the outer can 50 can be enhanced thereby.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a bottom half of a battery 20a according to another example of the embodiment.
  • FIG. 7 is a bottom view of the battery 20a shown in FIG.
  • the negative electrode lead 26 and the outer can 50 are welded at a plurality of positions.
  • the negative electrode lead 26 and the outer can 50 are welded by the welding group 60 composed of three linear welds 54 a, 54 b, 54 c when viewed from the outside of the bottom plate 51. It is welded.
  • the respective welds 54a, 54b, 54c are formed by the first layer 56 and the second layer 58 (FIG. 3), as in the arrangement of FIGS. 1 to 5 described above.
  • the three welds 54a, 54b, 54c are arranged substantially in parallel.
  • the bonding area between the negative electrode lead 26 and the outer can 50 is increased, so the welding strength can be increased.
  • the number of welds included in the weld group is preferably two or more, but is not particularly limited.
  • one laser beam 43 is optically branched into three laser beams 43a, 43b, and 43c using the diffraction grating 42, and the laser beams 43a, 43b, and 43c after branching are bottom plates.
  • the outer surface of the portion 51 is irradiated.
  • the branched laser beams 43a, 43b, and 43c are condensed by a condensing lens.
  • the first layer 56 and the second layer 58 of the three welds 54a, 54b, 54c are simultaneously formed by the three welds.
  • the first layer 56 and the second layer 58 are simultaneously formed at a plurality of welding positions by two irradiations of three laser beams 43a, 43b and 43c branched from one laser beam 43. it can. As a result, the number of production steps is reduced, and the productivity of the battery 20a can be increased.
  • the other configurations and functions are similar to the configurations of FIGS. 1 to 5.
  • FIG. 8 is a view corresponding to FIG. 4 in the battery of another example of the embodiment.
  • a welding group 61 for welding the negative electrode lead 26 (FIG. 1) and the outer can 50 is viewed from the outside of the bottom plate 51 by two welds 54d and 54e orthogonal to each other in a + shape. It is formed.
  • Each of the welds 54d, 54e is formed by the first layer 56 (FIG. 3) and the second layer 58, as in the configuration of FIGS. 1 to 5 described above.
  • the bonding area between the negative electrode lead 26 and the outer can 50 is increased, so the welding strength is high. it can.
  • the other configurations and functions are similar to the configurations of FIGS. 1 to 5.
  • FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 3 in the battery of another example of the embodiment.
  • FIG. 10 is a view of the welding portion 62 of the battery 20 c shown in FIG. 9 as viewed from the outside of the outer can 50.
  • the welding part 62 which welds the anode lead 26 and armored case 50 is It is spot-like.
  • the welding portion 62 is formed by laminating the first layer 64 and the second layer 66 in the thickness direction of the outer can 50.
  • the first layer 64 is formed from the negative electrode lead 26 to the inside of the outer can 50, and welds the outer can 50 and the negative electrode lead 26.
  • the second layer 66 is formed to be adjacent to the first layer 64 on the outer surface side of the package can 50.
  • the boundary between the first layer 64 and the second layer 66 is located inside the bottom plate portion 51 of the package can 50.
  • the planar shape at the time of seeing the welding part 62 from the outer side of the baseplate part 51 of the armored can 50 is disk shape.
  • the first layer 64 has a disk shape in a plan view when viewed from the outside of the outer can 50.
  • the second layer 66 also has a disk shape in a plan view when viewed from the outside of the outer can 50, and the diameter of the outer periphery of the second layer 66 is larger than that of the first layer 64.
  • the second layer 66 has a higher nickel content concentration than the first layer 64.
  • Such a welding portion 62 makes the spot diameter of the second laser beam forming the second layer 66 larger than the spot diameter of the first laser beam forming the first layer 64, and the irradiation depth of the second laser beam It can be formed by making it smaller than the first laser beam.
  • the shape of the welding portion 62 is simple as compared with the configuration of each of the above examples, the manufacturing process can be simplified, and the production efficiency can be increased.
  • the other configurations and functions are similar to the configurations of FIGS. 1 to 5.
  • FIGS. 11A to 11C are views corresponding to FIG. 4 in the battery of another example of the embodiment.
  • the negative electrode lead 26 (FIG. 1) and the outer can 50 are welded by welding groups 68a, 68b and 68c consisting of a plurality of welding portions 62.
  • a weld group 68a is formed by three welds 62 aligned in a straight line when viewed from the outside of the outer can 50.
  • a weld group 68b is formed by four welds 62 arranged at the apex of the square.
  • the distance between adjacent welds 62 is short, and the adjacent welds 62 partially overlap.
  • the configuration of each welding portion 62 is the same as the configuration shown in FIGS. 9 and 10.
  • the bonding area between the negative electrode lead 26 and the outer can 50 is increased as compared with the configuration shown in FIGS. 9 and 10, so the welding strength can be increased.
  • FIG. 12 is a view schematically showing a cross section of the welding portion 54 of the package can 50 and the negative electrode lead 26 in the method of manufacturing the battery 20 according to the embodiment.
  • FIG. 12 shows a first layer 56 when a cross section when the weld 54 is cut in the longitudinal direction on the outer surface of the bottom plate 51 of the outer can 50 and in the thickness direction of the bottom plate 51 with an optical microscope The cross section of the second layer 58 is schematically shown.
  • FIG. 12 corresponds to the one shown in FIG. 3 with the up and down directions reversed. 12, when forming the welding portion 54, one side (FIG. 12) of the laser light irradiation portion is along the linear direction (left and right direction in FIG. 12) on the outer surface (upper side surface in FIG.
  • the tendency of the unevenness generated on the outer surface of the bottom plate 51 by the irradiation of the first laser beam is the same as the tendency of the unevenness generated on the outer surface of the bottom plate 51 by the irradiation of the second laser light. .
  • the convex side of the outer surface of the bottom plate portion 51 The dented sides coincide with each other by the irradiation of the first laser light and the second laser light. Therefore, the unevenness of the outer surface of the bottom plate portion 51 becomes a cause.
  • FIG. 13 is a view corresponding to FIG. 12 in the method of manufacturing the battery 20 of another example of the embodiment.
  • the moving direction of the second laser light irradiation portion is reverse to the moving direction of the first laser light irradiation portion. More specifically, in the first beam irradiation step, irradiation is performed while moving the irradiation portion of the first laser beam to the outer surface of the bottom plate portion 51 of the outer can 50 in the first direction (right side in FIG. 13). On the other hand, in the second beam irradiation step, irradiation is performed while moving the irradiation portion of the second laser light to the outer surface of the bottom plate 51 in the second direction (left side in FIG. 13) opposite to the first movement direction.
  • FIG. 13 shows a cross section of the weld 70 cut in the longitudinal direction of the outer surface of the bottom plate 51 of the outer can 50 and in the thickness direction of the bottom plate 51 as in FIG.
  • the cross section of the first layer 56a and the second layer 58a is schematically shown. As shown in FIG.
  • the unevenness of the outer surface of the bottom plate 51 can be reduced by reversing the positions of the bumps and dents on the surface of the bottom plate 51 in the first layer 56 a and the second layer 58 a. Thereby, when modularizing the sealed battery, it becomes easy to stably fix the sealed battery.
  • FIG.14 (a) is sectional drawing of the bottom side half part of the battery 20 of another example of embodiment
  • FIG.14 (b) is the D section enlarged view of Fig.14 (a).
  • FIG. 15 is a view showing a relationship between time and irradiation energy in a laser light irradiation step in the method of manufacturing the battery 20 shown in FIG.
  • the gradients E2a and E2b of the inclined bottom surfaces S2a and S2b based on the outer surface of the second layer 76 at both longitudinal direction end portions of the second layer 76 are smaller than E1b.
  • the first layer 74 has a linear planar shape when viewed from the outside of the bottom plate portion 51 of the outer can 50, and is long at both end portions in the long direction (left and right direction in FIG. 14).
  • the two first inclined bottom surfaces S1a and S1b are formed such that the depth gradually increases toward the center of the direction.
  • the second layer 76 has a linear shape in which the width (length in the front and back direction of the paper surface of FIG. 14) when viewed from the outside of the bottom plate portion 51 is larger than the width of the first layer 74 and in the long direction
  • the two second inclined bottom surfaces S2a and S2b are formed such that the depth gradually increases toward the longitudinal direction center at both end portions.
  • the gradients E2a and E2b of the second inclined bottom surfaces S2a and S2b are smaller than the gradients E1a and E1b of the first inclined bottom surfaces S1a and S1b.
  • the first beam irradiation step gradually increases the irradiation energy at the irradiation start time t1a of the first layer 74 as shown in FIG. Do. Thereafter, the irradiation energy is maintained constant, and then the irradiation energy is gradually reduced at the irradiation end time t1b.
  • the irradiation depth (vertical length in FIG. 14) at the irradiation start end (the left end in FIG. 14) of the first layer 74 gradually increases in accordance with the movement of the irradiation unit.
  • the bottom surface S1a is formed.
  • the first inclined bottom surface S1b is formed such that the irradiation depth gradually decreases with the movement of the irradiation unit at the irradiation ending end (the right end in FIG. 14) of the first layer 74.
  • the irradiation energy is gradually increased at the irradiation start time t2a of the second layer 76, thereafter the irradiation energy is maintained constant, and then the irradiation end time t2b Gradually reduce the irradiation energy.
  • the speed at which the irradiation energy is increased is made smaller than the speed at which the irradiation energy is increased at the irradiation start time t1a in the first beam irradiation step.
  • the speed at which the irradiation energy decreases is made smaller than the speed at which the irradiation energy decreases at the irradiation end time t1b in the first beam irradiation step.
  • the slopes of the second inclined bottoms S2a and S2b at both ends in the longitudinal direction of the second layer 76 are the first inclined bottoms S1a at the ends in the longitudinal direction of the first layer 56.
  • S1b are smaller than the second layer 76.
  • the gradients E2a and E2b of the second inclined bottom surfaces S2a and S2b of the second layer 76 are the gradients E1a of the first inclined bottom surfaces S1a and S1b of the first layer 74. , Smaller than E1b.
  • the longitudinal direction both end portions of the second layer 76 are melted so that the ratio of the nickel of the nickel plating layer to the iron of the base metal of the outer can 50 becomes high. It can be higher. For this reason, the rust prevention property in a melting mark can be made higher.
  • the other configurations and functions are similar to the configurations of FIGS. 1 to 5.
  • the irradiation area of the second laser beam 41 when forming the second layer 76.
  • the irradiation area of the second laser beam 41 is increased, generally, sputtering and fumes are easily generated outside the outer can 50. Therefore, by reducing the angles E2a and E2b between the second inclined bottoms S2a and S2b of the second layer 76 and the longitudinal direction, the generation of sputtering and fumes can be suppressed, thereby improving the productivity of the sealed battery. There is expected.
  • adhesion of spatters and fumes to the outside of the bottom plate portion 51 of the outer can 50 is suppressed, it is expected to improve the bonding between the bottom plate portion 51 and the current collection lead when the sealed battery is modularized.
  • FIG. 16 is a view corresponding to FIG. 1 showing another example of the method of manufacturing the battery 20 of the embodiment.
  • FIG. 17 is a schematic view showing a state in which the welding portion 54 f of the battery 20 shown in FIG. 16 is viewed from the outside of the outer can 50.
  • the structure of the battery 20 manufactured by the manufacturing method of this example is the same as that of the battery 20 shown in FIGS. 1 to 5.
  • a welding step of welding the negative electrode lead 26 and the bottom plate portion 51 of the outer can 50 is performed by one beam irradiation step. Specifically, in the welding process, one laser beam 44 is emitted from the first laser beam to the front side (right side in FIG. 16) and the rear side (left side in FIG.
  • the 45 and the second laser light 46 are branched respectively.
  • the first laser beam 45 and the second laser beam 46 are applied to the outer can 50 so that the first laser beam 45 is irradiated earlier than the second laser beam 46 at a predetermined position on the outer surface of the bottom plate 51. Move relative to each other. Thereby, the outer can 50 and the negative electrode lead 26 are welded to form the first layer 56 and the second layer 58.
  • the center O1 of the irradiation part of the first laser beam 45 is always located forward of the center O2 of the irradiation part of the second laser beam 46 (right side in FIG. 17).
  • the entire first layer 56 can be covered by the second layer 58 when viewed from the outer surface of the outer can 50 by adjusting the spot diameter of each of the laser beams 45 and 46.
  • the spot at the irradiation end of the first layer 56 is indicated by a broken line F1
  • the spot at the irradiation end of the second layer 58 is indicated by a broken line F2.
  • the number of laser light sources can be reduced, equipment investment can be reduced. In addition, the time required for maintenance of the installation can be reduced.
  • the number of laser light sources increases, machine differences may increase with respect to irradiation conditions such as laser output and spot diameter, and product variation may increase. According to the manufacturing method of this example This variation can be reduced.
  • productivity can be improved by reducing the number of production steps.
  • the other configurations and functions are similar to the configurations of FIGS. 1 to 5.
  • the negative electrode lead connected to the winding end of the negative electrode is welded to the outer can, but the negative electrode lead connected to the winding start end of the negative electrode is welded to the outer can
  • the configuration of the present disclosure can also be applied to the case.
  • each example demonstrated the case where one negative electrode lead connected to the negative electrode was welded to an armored can, also when welding a plurality of negative electrode leads connected to a negative electrode to an armored case, this indication The configuration of can be applied.
  • first Laser light 41 second laser light, 42, 42a diffraction grating, 43, 43a, 43b, 43c, 44 laser light, 45 first laser light, 46 second laser light, 50 armor can, 51 bottom plate portion, 54, 54a ⁇ 54f welds, 56 first layer, 58 second layer, 60, 61 weld group, 62 welds, 64 first layer, 66 second layer, 68a, 68b, 68c weld group, 70, 72 welds, 74 First layer, 76 second layer.

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Abstract

密閉電池２０は、電極体２２と、電極体を収容する有底筒状の外装缶５０とを含む。外装缶は、ニッケルめっきされた鉄により形成され、正極及び負極の一方に接続されたリードと外装缶とが外装缶の外側表面からリードに向けて形成された溶接部５４で溶接されている。溶接部５４は、溶融痕により形成され、第１層５６と、第１層５６よりニッケルの含有濃度が高い第２層５８とを有し、第１層５６が、リードから外装缶の内部にかけて形成されており、第２層５８が、外装缶の外側表面側において第１層５６に隣接するように形成されており、外装缶の外側から溶接部を見た場合に、第１層５６の全部は第２層５８に覆われている。

Description

密閉電池及びその製造方法
　本開示は、密閉電池及びその製造方法に関する。
　近年の二次電池は、パソコン等の電子機器に組み込んで用いるだけでなく、車両の走行用のモータに電力を供給する電力源として期待されている。リチウムイオン二次電池は、高いエネルギーを得られる代わりに、電池内への金属異物などの混入による内部短絡が発生すると、電池自体の発熱等の問題が発生する可能性がある。
　従来、外装缶と、電極体の正極及び負極の一方に接続されたリードとは、主に抵抗溶接によって接続されている。しかしながらこの抵抗溶接は、溶接過程で電池内部でスパッタが発生し、金属異物が電池内に混入することで、電圧不良による電池の製造品質、安全性、及び信頼性が悪化する課題があった。そのため近年では、外装缶の外側からエネルギービーム、例えばレーザ光を照射して、外装缶とリードまたはリードに相当する集電タブとを溶接させて、スパッタの発生を防止しているものがある（例えば特許文献１～３参照）。
　また、特許文献４には、外装缶の外側から二段階に分けてエネルギービームを照射して、外装缶及びリードに相当する集電体の溶接と、焼き純し処理とを順次行って製造した電池が記載されている。この電池では、溶接部において、第一の層と、第一の層より微細な結晶粒からなる第二の層とが積層されている。
特開２０１０－３６８６号公報 特開２０１５－１６２３２６号公報 特開２０１６－２０７４１２号公報 特開２００５－４４６９１号公報
　外装缶として、ニッケルめっきされた鉄により形成したものを用いる場合がある。この場合において、外装缶の外部からエネルギービームを照射して、外装缶にリードを溶接した電池では、外装缶の外側表面におけるエネルギービームの照射部のニッケルめっき層と、外装缶の下地金属が溶融してニッケルと鉄が混ぜ合わされる。これにより、溶融痕全体が外装缶の下地金属の鉄とニッケルめっき層のニッケルとの合金となり、当該合金が外装缶の外側表面に露出した状態になる。このため、外装缶の外側表面に露出した溶融痕はエネルギービームにより溶融されていないニッケルめっき層に比べてニッケル含有濃度が低下するので錆びやすくなり、電解液がリークする起点になる可能性がある。
　特許文献４に記載された電池では、外装缶の外部から二段階でエネルギービームを照射しているが、二段階目のエネルギービームの照射で形成された第二の層は外装缶の内側面を貫通しリードに達している。二段階目のエネルギービームにより溶融した外装缶のニッケルめっき層のニッケル成分が外装缶の広い範囲に拡散するため、外装缶の外側表面に露出した溶融痕のニッケル含有濃度が低下する可能性がある。
　本開示は、リードが外装缶に溶接された密閉電池において、外装缶の表面に露出した溶融痕の防錆性を高くすることができる密閉電池およびその製造方法を提供することを目的とする。
　本開示に係る密閉電池は、少なくとも１つの正極と少なくとも１つの負極とがセパレータを介して積層された電極体と、電極体を収容する有底筒状の外装缶とを備え、外装缶は、ニッケルめっきされた鉄により形成され、正極及び負極の一方に接続されたリードと外装缶とが外装缶の外側表面からリードに向けて形成された溶接部で溶接されており、溶接部は、溶融痕により形成され、第１層と、第１層よりニッケルの含有濃度が高い第２層とを含み、第１層が、リードから外装缶の内部にかけて形成されており、第２層が、外装缶の外側表面側において第１層に隣接するように形成されており、外装缶の外側から溶接部を見た場合に、第１層の全部は第２層に覆われている、密閉電池である。
　また、本開示に係る密閉電池の製造方法は、本開示に係る密閉電池の製造方法であって、リードと外装缶とを溶接する溶接工程が、外装缶の外部から外装缶の外側表面に、第１エネルギービームを照射し外装缶とリードとを溶接する第１ビーム照射工程と、第１ビーム照射工程後に、外装缶の外部から、第１エネルギービームの外装缶の外側表面への照射範囲より広い範囲に第２エネルギービームを照射する第２ビーム照射工程とを有する、密閉電池の製造方法である。
　また、本開示に係る別の密閉電池の製造方法は、本開示に係る密閉電池の製造方法であって、リードと外装缶とを溶接する溶接工程が、回折格子を用いて１つのエネルギービームを第１エネルギービームと第２エネルギービームとに分岐させるとともに、外装缶の外側表面の所定位置に、第１エネルギービームが第２エネルギービームより先に照射されるように第１エネルギービーム及び第２エネルギービームの照射部を外装缶に対し相対的に移動させることにより、外装缶とリードとを溶接して第１層及び第２層を形成する、密閉電池の製造方法である。
　本開示に係る密閉電池及びその製造方法によれば、リードが外装缶に溶接された密閉電池において、外装缶の表面に露出した溶融痕の防錆性を高くすることができる。
実施形態の一例の密閉電池の底面側半部の断面図である。 図１に示す密閉電池の底面図である。 図１のＡ部拡大図である。 図２のＢ部拡大図である。 図３のＣ－Ｃ断面図である。 実施形態の別例の密閉電池の底面側半部の断面図である。 図６に示す密閉電池の底面図である。 実施形態の別例の密閉電池において、図４に対応する図である。 実施形態の別例の密閉電池において、図３に対応する図である。 図９に示す密閉電池の溶接部を外装缶の外側から見た図である。 実施形態の別例の密閉電池において、図４に対応する図である。 実施形態の別例の密閉電池において、図４に対応する図である。 実施形態の別例の密閉電池において、図４に対応する図である。 実施形態の一例の密閉電池の製造方法において、外装缶及びリードの溶接部の断面を模式的に示す図である。 実施形態の別例の密閉電池の製造方法における図１２に対応する図である。 実施形態の別例の密閉電池の底面側半部の断面図（ａ）と、（ａ）のＤ部拡大図（ｂ）である。 図１４に示す密閉電池の製造方法において、エネルギービームの照射工程における時間と照射エネルギーとの関係を示す図である。 実施形態の密閉電池の製造方法の別例を示している図１に対応する図である。 図１６に示す密閉電池の溶接部を外装缶の外側から見た状態を示す模式図である。
　以下に、本開示に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本開示の理解を容易にするための例示であって、密閉電池の仕様に合わせて適宜変更することができる。また、以下において「略」なる用語は、例えば、完全に同じである場合に加えて、実質的に同じとみなせる場合を含む意味で用いられる。さらに、以下において複数の実施形態、変形例が含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。
　また、以下では、密閉電池が円筒形の非水電解質二次電池である場合を説明するが、密閉電池は、角形電池等の円筒形電池以外としてもよい。また、密閉電池は、以下で説明するようなリチウムイオン二次電池に限定するものではなく、ニッケル水素電池、ニッカド電池等の他の二次電池、または乾電池またはリチウム電池等の一次電池であってもよい。また、電池が有する電極体は、以下で説明するような巻回型に限定するものではなく、複数の正極と負極がセパレータを介して交互に積層された積層型としてもよい。
　図１は、実施形態の一例の密閉電池２０の底面側半部の断面図である。図２は、密閉電池２０の底面図である。以下では、密閉電池２０は、電池２０と記載する。図１、図２に例示するように、電池２０は、巻回型の電極体２２と、非水電解質（図示せず）と、外装缶５０とを備える。巻回型の電極体２２は、正極２３と、負極２４と、セパレータ２５とを有し、正極２３と負極２４がセパレータ２５を介して積層されるとともに、渦巻状に巻回されている。以下では、電極体２２の軸方向一方側を「上」、軸方向他方側を「下」という場合がある。非水電解質は、非水溶媒と、非水溶媒に溶解したリチウム塩等の電解質塩とを含む。非水電解質は、液体電解質に限定されず、ゲル状ポリマー等を用いた固体電解質であってもよい。
　正極２３は、帯状の正極集電体２３ａを有し、当該集電体２３ａに正極リード（図示せず）が接続される。正極リードは、正極集電体２３ａを正極端子（図示せず）に電気的に接続するための導電部材であって、電極群の上端から電極体２２の軸方向αの一方側（図１の上方）に延出している。ここで、電極群とは電極体２２において各リードを除く部分を意味する。正極リードは、例えば電極体２２の径方向βの略中央部に設けられている。
　負極２４は、帯状の負極集電体２４ａを有し、当該集電体２４ａに負極リード２６が接続される。負極リード２６は、負極端子となる外装缶５０に負極集電体２４ａを電気的に接続するための導電部材であって、電極群の巻き終わり側端部の下端から軸方向αの他方側（図１の下方）に延出している。
　各リードの構成材料は特に限定されない。正極リードはアルミニウムを主成分とする金属によって、負極リード２６はニッケルまたは銅を主成分とする金属によって、または、ニッケル及び銅の両方を含む金属によって、それぞれ構成することができる。
　負極リード２６は、後述の外装缶５０における底板部５１の近くで略直角に曲げられて、絶縁板３０を介して電極体２２の巻き芯部２９と対向する部分で底板部５１の内面に重ねられ、この内面に接する。そして、この状態で、外装缶５０の外部から底板部５１に向けて第１レーザ光４０及び第２レーザ光４１を順に照射することで、外装缶５０と負極リード２６とを溶接部５４により溶接する。各レーザ光４０，４１はエネルギービームに相当する。
　図２に示すように、溶接部５４は、底板部５１の外側（図１の下側）から見た場合の平面形状が直線状である。なお、本開示で溶接部とは、外装缶５０や負極リード２６のうち各レーザ光４０、４１が照射されて溶融し、凝固した溶融痕により形成される部分をいう。第１レーザ光４０及び第２レーザ光４１の照射により、溶接部５４には、負極リード２６側の第１層５６と、外装缶側の第２層５８とが積層されて形成される。第２層５８は、第１層５６よりニッケルの含有濃度（質量％）が高い。溶接部５４及び溶接工程については後で詳しく説明する。
　外装缶５０は、ニッケルめっきされた鉄からなる材料を有底円筒状に加工して形成された容器である。
　外装缶５０の開口部は、封口体（図示せず）によって封止される。外装缶５０は、電極体２２及び非水電解質を収容する。電極体２２の下部には、絶縁板３０が配置される。負極リード２６は絶縁板３０の外側を通って、外装缶５０の底部側に延び、外装缶５０の底板部５１の内面に溶接される。外装缶５０の底部である底板部５１の厚みは、例えば０．２～０．５ｍｍである。
　電極体２２は、正極２３と負極２４がセパレータ２５を介して渦巻状に巻回されてなる巻回構造を有する。正極２３、負極２４、及びセパレータ２５は、いずれも帯状に形成され、渦巻状に巻回されることで電極体２２の径方向βに交互に積層された状態となる。本実施形態では、電極体２２の巻中心軸Ｏを含む巻き芯部２９は、円柱状の空間である。
　正極２３は、帯状の正極集電体２３ａと、当該集電体上に形成された正極活物質層とを有する。例えば正極集電体２３ａの両面に正極活物質層が形成されている。正極集電体２３ａには、例えばアルミニウムなどの金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等が用いられる。好適な正極集電体２３ａは、アルミニウムまたはアルミニウム合金を主成分とする金属などの正極の電位範囲で安定な金属の箔である。
　正極活物質層は、正極活物質、導電剤、及び結着剤を含むことが好ましい。正極２３は、例えば正極活物質、導電剤、結着剤、及びＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）等の溶剤を含む正極合剤スラリーを正極集電体２３ａの両面に塗布した後、乾燥および圧延することにより作製される。
　正極活物質としては、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｎｉ等の遷移金属元素を含有するリチウム含有遷移金属酸化物が例示できる。リチウム含有遷移金属酸化物は、特に限定されないが、一般式Ｌｉ1+xＭＯ2（式中、－０．２＜ｘ≦０．２、ＭはＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌの少なくとも１種を含む）で表される複合酸化物であることが好ましい。
　上記導電剤の例としては、カーボンブラック（ＣＢ）、アセチレンブラック（ＡＢ）、ケッチェンブラック、黒鉛等の炭素材料などが挙げられる。上記結着剤の例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等のフッ素系樹脂、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などが挙げられる。また、これらの樹脂と、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）またはその塩、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）等が併用されてもよい。これらは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
　負極２４は、帯状の負極集電体２４ａと、当該負極集電体上に形成された負極活物質層とを有する。例えば負極集電体２４ａの両面に負極活物質層が形成されている。負極集電体２４ａには、例えばアルミニウムや銅などの負極の電位範囲で安定な金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等が用いられる。
　負極活物質層は、負極集電体２４ａの両面において、後述の無地部を除く全域に形成されることが好適である。負極活物質層は、負極活物質及び結着剤を含むことが好ましい。負極活物質層は、必要により導電材を含んでいてもよい。負極２４は、例えば負極活物質、結着剤、及び水等を含む負極合剤スラリーを負極集電体２４ａの両面に塗布した後、乾燥および圧延することにより作製される。
　負極活物質としては、リチウムイオンを可逆的に吸蔵、放出できるものであれば特に限定されず、例えば天然黒鉛、人造黒鉛等の炭素材料、Ｓｉ、Ｓｎ等のリチウムと合金化する金属、またはこれらを含む合金、複合酸化物などを用いることができる。負極活物質層に含まれる結着剤には、例えば正極２３の場合と同様の樹脂が用いられる。水系溶媒で負極合剤スラリーを調製する場合は、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ＣＭＣまたはその塩、ポリアクリル酸またはその塩、ポリビニルアルコール等を用いることができる。これらは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
　負極２４には、負極集電体２４ａを構成する金属の表面が露出した無地部が設けられる。無地部は、負極リード２６が接続される部分であって、負極集電体２４ａの表面が負極活物質層に覆われていない部分である。無地部は、負極２４の幅方向である軸方向αに沿って長く延びた正面視略矩形形状であり、負極リード２６よりも幅広に形成される。
　負極リード２６は、負極集電体２４ａの表面に例えば超音波溶接等の溶接により接合されている。なお、負極２４の巻き終わり側端部だけでなく、巻き方向中間部、及び巻き始め側端部等に、負極リード２６とは別の負極リードを設けて、電極群から底板部５１側に延出させ、その延出させた負極リードを巻き芯部で負極リード２６に重ねて、レーザ光の照射により外装缶５０と溶接することもできる。この場合には、負極リードを負極２４の複数位置に設けることで、集電性が向上する。無地部は、例えば負極集電体２４ａの一部に負極合剤スラリーを塗布しない間欠塗布により設けられる。
　正極リードは、正極集電体２３ａに形成された無地部に接合され、正極集電体２３ａから上方に突出した部分が正極端子または正極端子に接続された部分に接合される。
　セパレータ２５には、イオン透過性及び絶縁性を有する多孔性シートが用いられる。多孔性シートの具体例としては、微多孔薄膜、織布、不織布などが挙げられる。セパレータ２５の材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン樹脂が好ましい。
　溶接部５４は、上記のように溶融痕により形成され、第１層５６と、第２層５８とが外装缶５０の厚み方向に積層されて形成される。第１層５６は、負極リード２６から外装缶５０の内部にかけて形成される。
　第２層５８は、外装缶５０の外側表面側において第１層５６に隣接するように形成される。この第１層５６と第２層５８との境界は、外装缶５０の底板部５１の内部に位置し、この底板部５１の内面（図１の上面）からは、はみ出ない。また、図２に示すように、外装缶５０の底板部５１の外側（図１の下側）から溶接部５４を見た場合に、図４に示すように、第１層５６の全部は、第２層５８に覆われている。第２層５８は、後述のように第１段階の後の第２段階で照射するレーザ光としての第２レーザ光４１を外装缶５０の外部から底板部５１に向かって照射させることにより形成される。
　図４に示すように、第１層５６は、外装缶５０の底板部５１の外側から見た場合の平面形状が直線状である。そして、第２層５８も、底板部５１の外側から見た場合の平面形状が直線状であり、第２層５８の幅ｗ２は第１層５６の幅ｗ１より大きい。また、第２層５８は、第１層５６よりニッケルの含有濃度（質量％）が高い。なお、第１層５６及び第２層５８の存在は、例えば溶融痕の外装缶５０の厚み方向の断面を光学顕微鏡等により観察することで確認することができる。また、実際には、第１層５６は、外装缶５０の底板部５１の外側から見ることはできない。上記の第１層５６について、外装缶５０の外側から見た場合の平面形状における「見た場合」は、単に視線方向を意味するものである。例えば、外装缶５０の底板部５１の外側表面に平行で、かつ第１層５６を含む平面で切断した場合の断面形状を観察することで第１層５６の平面形状を確認することができる。
　各レーザ光としては、ファイバーレーザのレーザ光を用いることが好適である。ファイバーレーザのスポット径は、例えば直径が０．０２ｍｍ～０．０５ｍｍ程度と非常に小さく、そのファイバーレーザにより形成される溶融痕の幅も約０．１ｍｍと非常に小さくできる。このため、レーザ光の集光点のパワー密度を非常に高くできる。また、後述のように電池２０をレーザ光の照射方向に対し直交する方向に相対的に移動させることで、レーザ光による溶接部５４が底板部５１の外側から見た場合に細い線状としやすい。このとき、電池２０は底板部５１を上にした状態で配置し、その底部に向けてレーザ光を照射させることができる。電池２０は底板部５１を横に傾けた状態で配置し、その底板部５１に向けてレーザ光を照射させることもできる。
　後述の図６、図７に示す別例のように、線状の複数の溶接部５４ａ、５４ｂ、５４ｃを設けることで溶接強度を確保しやすい。局所的にこのような溶接部を形成するには、ファイバーレーザのレーザ光を用いることが好適である。
　次に、外装缶５０と負極リード２６とを溶接する溶接工程を含む実施形態の電池の製造方法を説明する。この製造方法において、溶接工程は、第１ビーム照射工程と、第２ビーム照射工程とを有する。
　第１ビーム照射工程を行う前には、外装缶５０の底板部５１の内面に負極リード２６を対向させた状態で、外装缶５０に電極体２２を収容する。そして、この状態で、第１ビーム照射工程及び第２ビーム照射工程により、外装缶５０の外部から底板部５１に向けて２段階でレーザ光を照射する。具体的には、第１ビーム照射工程は、底板部５１に向けて第１エネルギービームとしての第１レーザ光４０を照射し、その照射位置において、外装缶５０と負極リード２６とを溶接し、直線方向に沿って一方側（例えば図１の右側）に向かって、第１レーザ光４０の照射部を外装缶５０の底板部５１の外側表面において移動させる。このとき、電池２０をレーザ光の照射方向に対し直交する方向に相対的に移動させるように、レーザ光の光源を移動させる。
　次いで、第２ビーム照射工程は、外装缶５０の外部から底板部５１に向けて、第１レーザ光４０の底板部５１への照射範囲より広い範囲に第２エネルギービームとしての第２レーザ光４１を照射する。このとき、第２レーザ光４１のスポット径は、第１レーザ光４０のスポット径より大きくすることが好ましい。また第２レーザ光４１は、第２レーザ光４１の照射により形成された溶融痕が外装缶５０を貫通せず、負極リード２６に達しないように照射する。このとき、例えば、上記の直線方向に沿って一方側（例えば図１の右側）に向かって、第２レーザ光４１の照射部を外装缶５０の底板部５１の外側表面において移動させて、第１層５６と第２層５８を形成する。第１層５６は、第１レーザ光４０の照射により形成された溶融痕のうち第２レーザ光４１によって溶融しなかった範囲に形成される。そして、第２層５８は第１層５６に隣接するように形成される。このときも、電池２０をレーザ光の照射方向に対し直交する方向に相対的に移動させるように、レーザ光の光源を移動させる。第２層５８は、底板部５１の外側表面に面し、第１層５６との境界が底板部５１の内部に位置する。上記のように第１レーザ光４０及び第２レーザ光４１は、照射部が底板部５１の外側表面上を同一の直線方向に沿って移動するように照射する。これによって、第１層５６及び第２層５８の底板部５１の外側から見た場合の平面形状が直線状に形成される。また、底板部５１の外側から見た場合に、第１層５６の全部は第２層５８により覆われる。なお、レーザ光の照射部は外装缶５０の外側表面に対して相対的に移動させればよく、レーザ光及び外装缶５０のうち、実際に動かすのは外装缶５０でもよい。
　上記の実施形態の電池２０及びその製造方法によれば、電池２０の溶接部５４において、負極リード２６側の第１層５６に比べて外装缶５０の表面側の第２層５８のニッケルの含有濃度は高い。これにより、第２層５８を有しない電池に比べて、電池２０の外装缶５０の外側表面に露出した溶融痕の防錆性を高くすることができる。
　実施形態の電池の製造方法によれば、第２層５８を形成するための第２レーザ光４１のスポット径は、第１層５６を形成するための第１レーザ光４０のスポット径に比べて大きいので、第１レーザ光４０より第２レーザ光４１の外装缶５０の外側表面への照射面積が大きくなる。さらに、第１レーザ光４０より第２レーザ光４１の照射深度は小さい。そのため、外装缶５０の広範囲のニッケルめっき層のニッケルが溶融するとともに、外装缶５０の鉄の溶融量は抑えられるため、第２層５８のニッケルの含有濃度を高くできる。したがって、第２レーザ光４１の外装缶５０への照射面積及び照射深度を制御することにより、第２層５８のニッケルの含有濃度を容易に制御することができる。
　また、外装缶５０の外側から溶接部５４を見た場合に第１層５６の全部が第２層５８に覆われており、外装缶５０の外側表面に第１層５６が露出しない。これにより、外装缶を貫通するように形成された溶融痕が外装缶の外側表面に露出する電池の場合に比べて、外装缶５０の外側表面に露出した溶融痕の防錆性を高くすることができる。
　第１層５６よりニッケル含有濃度の高い第２層５８を外装缶５０の外側表面に形成することにより、外装缶５０の表面に露出した溶融痕の防錆性が高くなる。そのため、第２層５８のニッケル含有濃度は特に限定されない。しかし、第２層５８のニッケル含有濃度は１．４質量％以上とすることが好ましい。第２層のニッケル含有濃度が１．４質量％以上の範囲では防錆効果のニッケル含有濃度の依存性は低いため、安定した防錆効果が得られる。
　さらに、実施形態によれば、溶接部５４における第１層５６及び第２層５８を外装缶５０の外側から見た場合の平面形状が直線状である。これにより、外装缶に負極リードがスポットで溶接された電池に比べて、外装缶５０と負極リード２６との接合面積が大きくなり、接合強度を大きくできる。特に、負極リード２６を外装缶５０に対し回転させる方向に加わるトルクに対する強度を高くできる。また、第１層５６を外装缶５０の外側から見た場合の平面形状が直線状であるので、第２層５８で第１層５６を覆う形状とすることで外装缶の外側から見た場合の第２層５８で第１層５６からはみ出す部分の面積を容易に大きくできる。これにより、第２層５８のニッケル含有濃度を容易に高くできる。また、各レーザ光としてファイバーレーザを用いた場合には、第１レーザ光４０及び第２レーザ光４１の照射深度と、第２レーザ光４１の照射面積とを精度よく制御できる。これにより、第１層５６及び第２層５８の寸法（厚み、幅、長さ）を精度よく制御できるとともに、第２層５８のニッケル含有濃度を精度よく制御できる。なお、外装缶５０の外側から溶接部５４を見た場合における第１層５６及び第２層５８の平面形状は線状であればよく、直線状に限定するものではない。例えば、第１層５６及び第２層５８の平面形状は、曲線状としてもよい。
　次に、上記の実施形態の効果を確認するために行った実験結果を説明する。実験には、以下の実施例１の電池を用いた。
［実施例１］
　実施例１の構成の寸法を例示するが、本開示は以下の寸法に限定されるものではない。図４を参照して、第２層５８を外装缶５０の外側から見た場合の短尺方向の幅ｗ２が、第１層５６を外装缶５０の外側から見た場合の短尺方向の幅ｗ１より大きく、かつ、幅ｗ１の３倍以下である。また、第２層５８を外装缶５０の外側から見た場合の長尺方向の長さＬ２は、第１層５６を外装缶５０の外側から見た場合の長尺方向の長さＬ１より大きく、かつ、長さＬ１の２倍以下である。また、図３を参照して、第２層５８の厚みＤ２は、外装缶５０の外側表面のニッケルめっき層（図示せず）の厚みより大きく、かつ、外装缶５０の厚みＤｃの０．８倍以下である。
　より具体的な寸法として、外装缶５０はニッケルめっきした鉄からなり、外側表面のニッケルめっき層は厚みが３．５μｍである。また、外装缶５０のニッケルめっき層を含む総厚みは、３００μｍである。さらに、溶接部５４の第１層５６及び第２層５８の寸法は以下の通りである。
（第１層５６）
（１）外装缶５０の外側から見た場合の短尺方向の幅ｗ１：８０μｍ
（２）外装缶５０の外側から見た場合の長尺方向の長さＬ１：１０００μｍ
（３）厚み（第２層５８との境界から負極リード２６の内部における末端までの長さ）Ｄ１：２３０μｍ
（第２層５８）
（１）外装缶５０の外側から見た場合の短尺方向の幅ｗ２：１７０μｍ
（２）外装缶５０の外側から見た場合の長尺方向の長さＬ２：１６００μｍ
（３）厚み(外装缶５０の外側表面から第１層５６との境界までの長さ)Ｄ２：１２０μｍ
　上記の実施例１の電池を用いて、溶融痕である溶接部５４を、外装缶５０の外側表面における溶接部５４の短尺方向で、かつ外装缶５０の厚み方向に切ったときの断面において、ニッケル含有濃度を調べた。この結果、第１層５６のニッケル含有濃度は１．２４質量％であったのに対し、第２層５８のニッケル含有濃度は２．１７質量％と、上記の好ましい含有濃度である１．４質量％以上であることを確認できた。これにより、実施例では、外装缶５０の外側表面に露出した溶融痕の防錆性を高くできることを確認できた。
［実施例２］
　また、実施形態の製造方法の効果を確認するために、外装缶５０及びレーザ光の照射条件として以下のものを用いて、実施例２の電池を作製した。
　外装缶５０は、上記の実施例１の場合と同様に、ニッケルめっきした鉄からなり、外側表面のニッケルめっき層は厚みが３．５μｍである。また、外装缶５０のニッケルめっき層を含む総厚みは、３００μｍである。
　第１レーザ光４０及び第２レーザ光４１の照射条件は以下の通りである。
（第１レーザ光４０）
（１）エネルギー：０．６Ｊ
（２）レーザスポット径：２０μｍ
（３）移動速度：４７０ｍｍ／ｓｅｃ
（第２レーザ光４１）
（１）エネルギー：０．８Ｊ
（２）レーザスポット径：１７０μｍ
（３）移動速度：４７０ｍｍ／ｓｅｃ
　上記の条件で実施例２において、溶接部５４を形成したところ、第１レーザ光４０の照射によって、外装缶５０から負極リード２６にまたがって溶融痕が形成された。その溶融痕では、外装缶５０の外側表面における短尺方向の幅が８０μｍで、長尺方向の長さが１０００μｍで、厚み（外装缶５０の外側表面から負極リード２６の内部における末端までの長さ）が３５０μｍであった。続いて第２レーザ光４１の照射によって、第１レーザ光４０により形成された溶融痕のうち、外装缶５０の外側表面から深さ１２０μｍの部分が再度溶融した。そして、外装缶５０の外側表面からの深さが１２０μｍの位置から負極リード２６の内部における末端までの部分が、第１層５６として残った。これと同時に、外装缶５０の外側表面における短尺方向の幅が１７０μｍで、長尺方向の長さが１６００μｍで、外装缶５０の外側表面からの厚みが１２０μｍの第２層５８が形成された。このとき、第１層５６及び第２層５８の境界は、外装缶５０の内部で、外装缶５０の外側表面からの深さが１２０μｍの位置に形成された。
　このような条件で形成された溶接部５４を、外装缶５０の外側表面における短尺方向で、かつ外装缶５０の厚み方向に切ったときの断面において、ニッケルの含有濃度を調べた。この結果、上記の実施例１の場合と同様に、第１層５６の含有濃度が１．２４質量％であったのに対し、第２層５８の含有濃度は２．１７質量％であった。これにより、第２レーザ光４１の外装缶５０への照射面積及び照射深度を制御することで、第２層５８をニッケル含有濃度が１．４質量％以上となるように調整できることを確認できた。そしてこれにより、外装缶５０の外側表面に露出した溶融痕の防錆性を高くできることも確認できた。
　図６は、実施形態の別例の電池２０ａの底面側半部の断面図である。図７は、図６に示す電池２０ａの底面図である。本例の場合には、負極リード２６と外装缶５０とが複数位置で溶接されている。具体的には、図７に示すように、負極リード２６と外装缶５０とが、底板部５１の外側から見た場合に３つの直線状の溶接部５４ａ、５４ｂ、５４ｃからなる溶接群６０により溶接されている。それぞれの溶接部５４ａ、５４ｂ、５４ｃは、上記の図１から図５の構成と同様に、第１層５６及び第２層５８（図３）により形成される。３つの溶接部５４ａ、５４ｂ、５４ｃは、底板部５１の外側から見た場合に、略平行に並んでいる。このように直線状の溶接部５４ａ、５４ｂ、５４ｃが複数設けられることで、負極リード２６と外装缶５０との接合面積が増加するので、溶接強度を高くできる。溶接群に含まれる溶接部の数は２以上であることが好ましいが、特に限定されない。
　次に、図６、図７に示した電池２０ａの製造方法を説明する。本例の製造方法では、回折格子４２を用いて、１つのレーザ光４３を光学的に、３つのレーザ光４３ａ、４３ｂ、４３ｃに分岐させて、分岐後のレーザ光４３ａ、４３ｂ、４３ｃを底板部５１の外側表面に照射する。なお、図６には示されていないが、分岐後のレーザ光４３ａ、４３ｂ、４３ｃは集光レンズで集光されている。これにより、３つの溶接部５４ａ、５４ｂ、５４ｃの第１層５６及び第２層５８が、３つの溶接部で同時に形成される。
　上記の製造方法によれば、１つのレーザ光４３から分岐された３つのレーザ光４３ａ、４３ｂ、４３ｃの２回の照射によって、複数の溶接位置に第１層５６及び第２層５８を同時に形成できる。これにより、生産工数が減るので、電池２０ａの生産性を高くできる。その他の構成及び作用は、図１から図５の構成と同様である。もちろん、複数の溶接位置にレーザ光を個別に照射することもできる。例えば、図７に示す溶接群を形成する場合は、まず、溶接部５４ａ、５４ｂ、５４ｃのそれぞれの位置に第１エネルギービームとしてのレーザ光を順番に照射する。次に、溶接部５４ａ、５４ｂ、５４ｃのそれぞれの位置に第２エネルギービームとしてのレーザ光を順番に照射する。レーザ光を照射する順番は任意に決定することができる。
　図８は、実施形態の別例の電池において、図４に対応する図である。本例の場合には、負極リード２６（図１）と外装缶５０とを溶接する溶接群６１が、底板部５１の外側から見た場合に＋状に直交する２つの溶接部５４ｄ、５４ｅにより形成される。それぞれの溶接部５４ｄ、５４ｅは、上記の図１から図５の構成と同様に、第１層５６（図３）及び第２層５８により形成される。この場合も、図６、図７の構成と同様に、線状の溶接部５４ｄ、５４ｅが複数設けられることで、負極リード２６と外装缶５０との接合面積が増加するので、溶接強度を高くできる。その他の構成及び作用は、図１から図５の構成と同様である。
　図９は、実施形態の別例の電池において、図３に対応する図である。図１０は、図９に示す電池２０ｃの溶接部６２を外装缶５０の外側から見た図である。上記の各例では、負極リードと外装缶とを溶接する溶接部が線状である場合を説明したが、本例の場合には、負極リード２６と外装缶５０とを溶接する溶接部６２がスポット状である。
　具体的には、溶接部６２は、第１層６４と、第２層６６とが外装缶５０の厚み方向に積層されて形成される。第１層６４は、負極リード２６から外装缶５０の内部にかけて形成され、外装缶５０と負極リード２６とを溶接する。第２層６６は、外装缶５０の外側表面側において第１層６４に隣接するように形成される。この第１層６４と第２層６６との境界は、外装缶５０の底板部５１の内部に位置する。また、図１０に示すように、外装缶５０の底板部５１の外側から溶接部６２を見た場合の平面形状は円板状である。
　また、第１層６４は、外装缶５０の外側から見た場合の平面形状が円板状である。そして、第２層６６も、外装缶５０の外側から見た場合の平面形状は円板状であり、第２層６６の外周の直径は第１層６４より大きい。また、第２層６６は、第１層６４よりニッケルの含有濃度が高い。このような溶接部６２は、第２層６６を形成する第２レーザ光のスポット径を、第１層６４を形成する第１レーザ光のスポット径より大きくし、第２レーザ光の照射深度を第１レーザ光より小さくすることで形成できる。
　本例の構成によれば、上記の各例の構成に比べて溶接部６２の形状が単純であるため、製造工程を単純化でき、生産効率を高くできる。その他の構成及び作用は、図１から図５の構成と同様である。
　図１１Ａ～図１１Ｃは、それぞれ実施形態の別例の電池において、図４に対応する図である。図１１Ａ～図１１Ｃに示す各例では、負極リード２６（図１）と外装缶５０とが複数の溶接部６２からなる溶接群６８ａ、６８ｂ、６８ｃにより溶接される。
　例えば、図１１Ａの構成では、外装缶５０の外側から見た場合に直線状に並んだ３つの溶接部６２により溶接群６８ａが形成される。図１１Ｂの構成では、正方形の頂点位置に配置された４つの溶接部６２により溶接群６８ｂが形成される。図１１Ｃの構成では、図１１Ｂの構成において、隣り合う溶接部６２の距離が近くなり、隣り合う溶接部６２が一部で重なっている。各溶接部６２の構成は、図９、図１０に示した構成と同様である。
　図１１Ａ～図１１Ｃの各例の構成によれば、図９、図１０に示した構成に比べて、負極リード２６と外装缶５０との接合面積が増加するので、溶接強度を高くできる。
　図１２は、実施形態の一例の電池２０の製造方法において、外装缶５０及び負極リード２６の溶接部５４の断面を模式的に示す図である。図１２は、溶接部５４を外装缶５０の底板部５１の外側表面における長尺方向で、かつ底板部５１の厚み方向に切ったときの断面を光学顕微鏡で観察したときの第１層５６及び第２層５８の断面を模式化して示している。図１２は、図３の上下方向を逆にして示したものに対応する。図１２は、溶接部５４の形成時に、レーザ光の照射部が底板部５１の外側表面（図１２の上側面）上を直線方向（図１２の左右方向）に沿って一方側（図１２の右側）に向かって移動することを示している。この場合には、外装缶５０の内部の組織がレーザ光のエネルギーで撹拌され、照射部が移動するのに従って、移動方向の後側で撹拌の作用が大きくなる。これにより、外装缶５０の底板部５１の外側表面が、照射開始端側（図１２の左側）で盛り上がり、照射終了端側（図１２の右側）でへこみが生じる。図１２に示す断面では、第１レーザ光の照射によって底板部５１の外側表面に生じる凹凸の傾向と、第２レーザ光の照射によって底板部５１の外側表面に生じる凹凸の傾向とが同じになる。具体的には、第１レーザ光及び第２レーザ光において、照射部が底板部５１の外側表面上を同じ一方向に移動するように照射する場合には、底板部５１の外側表面の盛り上がり側とへこみ側とが第１レーザ光及び第２レーザ光の照射でそれぞれ一致する。したがって、底板部５１の外側表面の凹凸が大きくなる原因となる。
　一方、図１３は、実施形態の別例の電池２０の製造方法における図１２に対応する図である。図１３に示す製造方法では、第１レーザ光の照射部の移動方向に対して、第２レーザ光の照射部の移動方向が逆になるようにしている。より具体的には、第１ビーム照射工程は、第１レーザ光の照射部を外装缶５０の底板部５１の外側表面に対し第１方向（図１３の右側）に移動させながら照射する。一方、第２ビーム照射工程は、第２レーザ光の照射部を底板部５１の外側表面に対し第１移動方向とは逆方向の第２方向（図１３の左側）に移動させながら照射する。
　上記の製造方法によれば、図１３で示したように、第１レーザ光及び第２レーザ光の照射における照射開始端側と照射終了端側とが、第１レーザ光及び第２レーザ光で逆になる。これにより、底板部５１の表面での盛り上がりとへこみとを相殺または緩和することができる。図１３は、図１２と同様に、溶接部７０を外装缶５０の底板部５１の外側表面における長尺方向で、かつ底板部５１の厚み方向に切ったときの断面を光学顕微鏡で観察したときの第１層５６ａ及び第２層５８ａの断面を模式化して示している。図１３に示すように、第１層５６ａ及び第２層５８ａで、底板部５１の表面の盛り上がりとへこみとの位置が逆になることで、底板部５１の外側表面の凹凸を小さくできる。これにより、密閉電池をモジュール化する際に密閉電池を安定して固定することが容易になる。
　図１４（ａ）は、実施形態の別例の電池２０の底面側半部の断面図であり、図１４（ｂ）は図１４（ａ）のＤ部拡大図である。図１５は、図１４に示す電池２０の製造方法において、レーザ光の照射工程における時間と照射エネルギーとの関係を示す図である。
　本例の電池２０では、溶接部７２において、第１層７４の長尺方向（図１４の左右方向）両端部における第２層７６の外側表面を基準とした傾斜底面Ｓ１ａ、Ｓ１ｂの勾配Ｅ１ａ、Ｅ１ｂに比べて、第２層７６の長尺方向両端部における第２層７６の外側表面を基準とした傾斜底面Ｓ２ａ、Ｓ２ｂの勾配Ｅ２ａ、Ｅ２ｂを小さくしている。具体的には、第１層７４は、外装缶５０の底板部５１の外側から見た場合の平面形状が直線状であり、かつ、長尺方向（図１４の左右方向）両端部において長尺方向中央に向かって深さが徐々に大きくなるように２つの第１傾斜底面Ｓ１ａ、Ｓ１ｂが形成される。また、第２層７６は、底板部５１の外側から見た場合の幅（図１４の紙面の表裏方向の長さ）が第１層７４の幅より大きい直線状であり、かつ、長尺方向両端部において長尺方向中央に向かって深さが徐々に大きくなるように２つの第２傾斜底面Ｓ２ａ、Ｓ２ｂが形成される。さらに、各第２傾斜底面Ｓ２ａ、Ｓ２ｂの勾配Ｅ２ａ、Ｅ２ｂが、各第１傾斜底面Ｓ１ａ、Ｓ１ｂの勾配Ｅ１ａ、Ｅ１ｂより小さくなっている。
　本例の電池２０の製造方法では、上記の電池２０を製造するために、第１ビーム照射工程は、図１５に示すように、第１層７４の照射開始時間ｔ１ａで照射エネルギーを徐々に大きくする。その後、照射エネルギーを一定に維持し、次いで、照射終了時間ｔ１ｂで照射エネルギーを徐々に小さくする。これにより、第１層７４の照射開始端部（図１４の左端部）で、照射深度（図１４の上下方向長さ）が照射部の移動にしたがって徐々に大きくなるようにして、第１傾斜底面Ｓ１ａが形成される。これとともに、第１層７４の照射終了端部（図１４の右端部）で、照射深度が照射部の移動にしたがって徐々に小さくなるようにして、第１傾斜底面Ｓ１ｂが形成される。
　次いで、第２ビーム照射工程は、図１５に示すように、第２層７６の照射開始時間ｔ２ａで照射エネルギーを徐々に大きくし、その後、照射エネルギーを一定に維持し、次いで、照射終了時間ｔ２ｂで照射エネルギーを徐々に小さくする。このとき、照射開始時間ｔ２ａでは、照射エネルギーが大きくなる速度を第１ビーム照射工程での照射開始時間ｔ１ａで照射エネルギーが大きくなる速度より小さくする。また、照射終了時間ｔ２ｂで、照射エネルギーが小さくなる速度を第１ビーム照射工程での照射終了時間ｔ１ｂで照射エネルギーが小さくなる速度より小さくする。これにより、第２ビーム照射工程では、第２層７６の長尺方向両端部における各第２傾斜底面Ｓ２ａ、Ｓ２ｂの勾配が、第１層５６の長尺方向両端部における各第１傾斜底面Ｓ１ａ、Ｓ１ｂの勾配より小さくなるように第２層７６が形成される。
　上記の製造方法により形成される電池２０によれば、第２層７６の各第２傾斜底面Ｓ２ａ、Ｓ２ｂの勾配Ｅ２ａ、Ｅ２ｂが、第１層７４の各第１傾斜底面Ｓ１ａ、Ｓ１ｂの勾配Ｅ１ａ、Ｅ１ｂより小さくなる。これにより、第２層７６の長尺方向両端部は、外装缶５０の下地金属の鉄に対するニッケルめっき層のニッケルの比率が高くなるように溶融されるので、第２層７６のニッケル含有濃度をより高くできる。このため、溶融痕における防錆性をより高くできる。その他の構成及び作用は、図１から図５の構成と同様である。
　第２層７６のニッケル含有濃度を高めるためには、第２層７６を形成する際に第２レーザ光４１の照射面積を大きくすることが好ましい。ところが、第２レーザ光４１の照射面積を大きくすると、一般的には外装缶５０外側にスパッタやヒュームが発生しやすくなる。そこで、第２層７６の各第２傾斜底面Ｓ２ａ、Ｓ２ｂと長尺方向とのなす角度Ｅ２ａ、Ｅ２ｂを小さくすることにより、スパッタやヒュームの発生は抑制されるため、密閉電池の生産性の向上が期待される。また、外装缶５０の底板部５１の外側へのスパッタやヒュームの付着が抑制されるため、密閉電池をモジュール化する際の底板部５１と集電リードの接合性の向上も期待される。
　図１６は、実施形態の電池２０の製造方法の別例を示している図１に対応する図である。図１７は、図１６に示す電池２０の溶接部５４ｆを外装缶５０の外側から見た状態を示す模式図である。本例の製造方法によって製造する電池２０の構成は、図１から図５に示した電池２０と同様である。本例の製造方法では、負極リード２６と外装缶５０の底板部５１とを溶接する溶接工程が、１回のビーム照射工程によって行われる。具体的には、溶接工程は、回折格子４２ａを用いて１つのレーザ光４４を照射部の移動方向の前側（図１６の右側）と後側（図１６の左側）とに、第１レーザ光４５及び第２レーザ光４６を、それぞれ分岐させる。これとともに、底板部５１の外側表面の所定位置に、第１レーザ光４５が第２レーザ光４６より先に照射されるように、第１レーザ光４５及び第２レーザ光４６を外装缶５０に対し相対的に移動させる。これによって、外装缶５０と負極リード２６とを溶接して第１層５６及び第２層５８を形成する。
　このとき、図１７に示すように、第１レーザ光４５の照射部の中心Ｏ１は第２レーザ光４６の照射部の中心Ｏ２より常に前側（図１７の右側）に位置する。そして、各レーザ光４５，４６のスポット径を調整することにより、外装缶５０の外側表面から見た場合に第１層５６の全部を第２層５８により覆うことができる。図１７では、第１層５６の照射終了端部でのスポットを破線Ｆ１で示し、第２層５８の照射終了端部でのスポットを破線Ｆ２で示している。
　上記の製造方法によれば、レーザ光の光源の数を少なくできるので、設備投資を少なくできる。また、設部のメンテナンスにかかる時間を削減できる。一方、レーザ光の光源の数が多くなる場合には、レーザ出力、スポット径等の照射条件について機差が多くなり、製品ばらつきが大きくなる可能性があるが、本例の製造方法によればこのばらつきを小さくできる。また、１つの光源による１回のレーザ光の照射によって同時に第１層５６及び第２層５８を形成できるので、生産工数が減ることにより生産性を向上できる。その他の構成及び作用は、図１から図５の構成と同様である。
　上記の各例では、負極に接続された負極リードを外装缶に溶接する場合を説明したが、正極に接続された正極リードを外装缶に溶接する場合にも、本開示の構成を適用することができる。
　上記の各例では、負極の巻き終わり側端部に接続された負極リードを外装缶に溶接する場合を説明したが、負極の巻き始め側端部に接続された負極リードを外装缶に溶接する場合にも本開示の構成を適用することができる。
　上記の各例では、負極に接続された１本の負極リードを外装缶に溶接する場合を説明したが、負極に接続された複数本の負極リードを外装缶に溶接する場合にも、本開示の構成を適用することができる。
　２０，２０ａ　密閉電池（電池）、２２　電極体、２３　正極、２３ａ　正極集電体、２４　負極、２４ａ　負極集電体、２５　セパレータ、２６　負極リード、２９　巻き芯部、３０　絶縁板、４０　第１レーザ光、４１　第２レーザ光、４２，４２ａ　回折格子、４３，４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４４　レーザ光、４５　第１レーザ光、４６　第２レーザ光、５０　外装缶、５１　底板部、５４，５４ａ～５４ｆ　溶接部、５６　第１層、５８　第２層、６０，６１　溶接群、６２　溶接部、６４　第１層、６６　第２層、６８ａ，６８ｂ，６８ｃ　溶接群、７０，７２　溶接部、７４　第１層、７６　第２層。

Claims (9)

  1. 　少なくとも１つの正極と少なくとも１つの負極とがセパレータを介して積層された電極体と、
    　前記電極体を収容する有底筒状の外装缶とを備え、
    　前記外装缶は、ニッケルめっきされた鉄により形成され、
    　前記正極及び前記負極の一方に接続されたリードと前記外装缶とが前記外装缶の外側表面から前記リードに向けて形成された溶接部で溶接されており、
    　前記溶接部は、溶融痕により形成され、第１層と、前記第１層よりニッケルの含有濃度が高い第２層とを含み、
    　前記第１層が、前記リードから前記外装缶の内部にかけて形成されており、
    　前記第２層が、前記外装缶の外側表面側において前記第１層に隣接するように形成されており、
    　前記外装缶の外側から前記溶接部を見た場合に、前記第１層の全部は前記第２層に覆われている、密閉電池。
  2. 　請求項１に記載の密閉電池において、
    　前記第１層は、前記外装缶の外側から見た場合の平面形状が線状であり、
    　前記第２層は、前記外装缶の外側から見た場合の平面形状が線状である、密閉電池。
  3. 　請求項２に記載の密閉電池において、
    　前記第１層の長尺方向両端部において長尺方向中央に向かって深さが徐々に大きくなる２つの第１傾斜底面を有し、
    　前記第２層の長尺方向両端部において長尺方向中央に向かって深さが徐々に大きくなる２つの第２傾斜底面を有する、密閉電池。
  4. 　請求項３に記載の密閉電池において、
    　前記第２層の外側表面を基準として、前記第１傾斜底面の勾配は前記第２傾斜底面の勾配より大きい、密閉電池。
  5. 　請求項１に記載の密閉電池の製造方法であって
    　前記リードと前記外装缶とを溶接する溶接工程が、
    　前記外装缶の外部から前記外装缶の外側表面に、第１エネルギービームを照射し前記外装缶と前記リードとを溶接する第１ビーム照射工程と、
    　前記第１ビーム照射工程後に、前記外装缶の外部から、前記第１エネルギービームの前記外装缶の外側表面への照射範囲より広い範囲に第２エネルギービームを照射する第２ビーム照射工程とを有する、密閉電池の製造方法。
  6. 　請求項５に記載の密閉電池の製造方法において、
    　前記第１ビーム照射工程は、前記第１エネルギービームの照射部を前記外装缶の外側表面に対し第１方向に移動させながら照射し、
    　前記第２ビーム照射工程は、前記第２エネルギービームの照射部を前記外装缶の外側表面に対し前記第１方向とは逆方向の第２方向に移動させながら照射する、密閉電池の製造方法。
  7. 　請求項５に記載の密閉電池の製造方法において、
    　前記第１層は、前記外装缶の外側から見た場合の平面形状が線状であり、かつ、長尺方向両端部において長尺方向中央に向かって深さが徐々に大きくなるように２つの第１傾斜底面が形成され、
    　前記第２層は、前記外装缶の外側表面から見た場合の幅が前記第１層の幅より大きい線状であり、かつ、長尺方向両端部において長尺方向中央に向かって深さが徐々に大きくなるように２つの第２傾斜底面が形成され、
    　前記第２ビーム照射工程は、前記第２層の長尺方向両端部において前記第２層の外側表面を基準とした前記２つの第２傾斜底面のそれぞれの勾配が前記第２層の外側表面を基準とした前記２つの第１傾斜底面のそれぞれの勾配より小さくなるように、前記第２層を形成する、密閉電池の製造方法。
  8. 　請求項１に記載の密閉電池の製造方法であって、
    　前記リードと前記外装缶とを溶接する溶接工程が、
    　回折格子を用いて１つのエネルギービームを第１エネルギービームと第２エネルギービームとに分岐させるとともに、前記外装缶の外側表面の所定位置に、前記第１エネルギービームが前記第２エネルギービームより先に照射されるように前記第１エネルギービーム及び前記第２エネルギービームの照射部を前記外装缶に対し相対的に移動させることにより、前記外装缶と前記リードとを溶接して前記第１層及び前記第２層を形成する、密閉電池の製造方法。
  9. 　請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の密閉電池の製造方法において、
    　前記第１エネルギービーム及び前記第２エネルギービームは、レーザ光である、密閉電池の製造方法。
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