電池、電池パック、及び電池の製造方法
【課題】蓋体に樹脂モールド部を形成する際に両者の接着強度が良好であり、溶接不良及び漏液不良が生じることなく、容易に安価に製造され得る電池、及び該電池を備える電池パック、及び電池の製造方法を提供する。
【解決手段】電池パック１の電池２の蓋部８には、外縁から少し内周側に、外縁に沿って一周するように角溝状で適宜の深さを有する凹部８１が設けられている。蓋部８が電極群６が接続された状態でケース７の開口部に嵌合された上で、蓋部８とケース７とがレーザ光の照射により溶接され、溶接部８２が形成されている。溶接部８２は蓋部８とケース７との接続部分から凹部８１の縁部に亘って形成されており、凹部８１の底面と略平行に、凹部８１の開口部に張り出した張出部８２ａを備えている。蓋部８に保護回路基板１５を配し、入出力端子１５ａが露出する状態で樹脂モールド部１９が形成されている。
【解決手段】電池パック１の電池２の蓋部８には、外縁から少し内周側に、外縁に沿って一周するように角溝状で適宜の深さを有する凹部８１が設けられている。蓋部８が電極群６が接続された状態でケース７の開口部に嵌合された上で、蓋部８とケース７とがレーザ光の照射により溶接され、溶接部８２が形成されている。溶接部８２は蓋部８とケース７との接続部分から凹部８１の縁部に亘って形成されており、凹部８１の底面と略平行に、凹部８１の開口部に張り出した張出部８２ａを備えている。蓋部８に保護回路基板１５を配し、入出力端子１５ａが露出する状態で樹脂モールド部１９が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有底筒状のケースに発電要素を収容し、該ケースの開口部に蓋体を嵌合してなる電池、電池パック、及び電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラ，モバイルコンピュータ，携帯電話機等の携帯電子機器の電源としては、円筒状又は直方体状をなし、充放電可能な例えばリチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池が主として用いられている。リチウムイオン二次電池（以下、電池という）の一例として、正極板及び負極板を、セパレータを介して巻回した電極群、並びに非水電解質を、Ａｌ又はＡｌ合金製であり、略直方体状をなすケースに収納して構成されたものがある。
【０００３】
前記電池の一側面に、過充電及び過放電を防止するための保護回路、及び電池から外部へ電力を取り出し、又は外部から電力を取り込むための入出力端子を有する保護回路基板が配されて電池コアが構成される。保護回路基板と電池との間は接続用のリードにより電気的に接続されている。
【０００４】
前記電池コアの四側面を、絶縁性を有する例えば合成樹脂製の外装枠で覆う、又は電池コアを合成樹脂製の外装ケースに収納する等し、この電池コアをラベルで覆うことにより電池パックが得られる。
【０００５】
また、電池の蓋部に、保護回路基板と保護素子、及びこれらを接続する配線部品を集約配置した後、入出力端子が露出する状態で保護回路基板を覆うようにホットメルトモールディングしてなる電池パックも知られている。この電池パックにおいては、保護回路基板及び配線部品を含み、例えばポリアミド樹脂等からなる樹脂モールド部は、蓋部の平面部と密着した状態で電池に接続されているため、電池パックが落下する等して樹脂モールド部に荷重が加わった場合等に、樹脂モールド部が電池から剥離する虞があった。従って、樹脂モールド部を電池に強固に接着（固着）させることが重要な課題となっている。
【０００６】
特許文献１には、皿状の係合部材を蓋部の表面に予め接合しておき、その上にホットメルトモールディングを行うことにより投錨効果（アンダーカット効果）を得る電池パックの発明が開示されている。
【０００７】
また、特許文献２には、蓋部の周縁部を他部より突出させ、該周縁部の内周側に、外側に凹んだ凹部（アンダーカット形状）をプレス加工により設けることにより、該凹部にモールド樹脂が充填された場合に、特許文献１と同様の投錨効果が得られる電池パックの発明が開示されている。この電池パックによれば、蓋部の外周全体で投錨効果が得られるため、樹脂モールド部を電池に強固に固着させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−８６１５９号公報
【特許文献２】特開２００６−３１００３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１の電池パックの場合、係合部材を蓋部の表面に予め接合しておく必要があり、部品点数が増加し、蓋部の組立工数も増加するため、コストアップが避けられないという問題がある。
特許文献２の電池パックの場合、蓋部の外周に凹部を設けるために、複雑なプレス加工工程を経る必要があり、加工が困難であって、蓋部の製造歩留まりが良くないという問題がある。
【００１０】
そして、蓋部はケース（電池缶）にレーザ溶接されることによりケースが封口されるが、内部の電解液が外に漏れ出す（漏液）ことを防止する必要があり、そのためにはケースの開口部の内周形状と蓋部の外周形状が精度良く合致する必要がある。しかし、特許文献２の電池パックの場合、蓋部の周縁部に複雑なプレス加工工程を施すため、十分な精度を確保することが困難であり、溶接不良、及びこれに伴う漏液不良が発生しやすいという問題がある。
【００１１】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、蓋体に樹脂モールド部を形成する際に両者の接着強度が良好であり、溶接不良及び漏液不良が生じることなく、容易に安価に製造され得る電池、及び該電池を備える電池パック、並びに電池の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１発明に係る電池は、有底筒状のケースに発電要素を収容し、該ケースの開口部に蓋体を嵌合してなる電池において、前記蓋体の外面に凹部が設けられており、該凹部の縁部に、前記蓋体の面方向に張り出す張出部を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、凹部の縁部に、蓋体の面方向に張り出すように張出部が設けられているので、電池に保護回路基板等の端子基板を配して樹脂モールドする場合、張出部の投錨（アンダーカット）効果により樹脂モールド部の電池に対する接着強度が良好である。従って、端子基板及びリードを含む樹脂モールド部が電池から剥離するのが防止される。
そして、蓋体に設けられた凹部に形成した張出部により投錨効果を得るので、特許文献１の電池パックのように追加部品を必要としない。また、凹部は特許文献２の電池パックのように複雑なプレス加工工程を必要とせず、従来と同程度のプレス加工技術により製造可能であるため、安価に、良好な製造歩留を有して蓋体を製造することができる。そして、蓋体の周縁部の加工精度が低下することもなく、ケースへの溶接不良、及びこれに伴う漏液不良の発生が抑制されている。
凹部は任意の位置に任意の形状で設けることができるので、投錨効果を所望する部分に効率良く張出部を設けることができる。
【００１４】
第２発明に係る電池は、第１発明において、前記張出部は、前記縁部にエネルギー線を照射することにより形成してあることを特徴とする。
【００１５】
本発明においては、電池組立時にレーザ光等のエネルギー線の照射により蓋体をケースに溶接して封口する際に、凹部の縁部にも沿うようにエネルギー線を照射することで、縁部が溶融、再固化されて張出部が形成される。従って、追加工数が少なく、安価に効率良く電池を製造することができる。
特許文献２の電池の凹部は、プレス加工により得ているため、表面が平滑であるが、本発明の張出部は、金属表面が一度溶融して再固化することにより形成されるため、複雑な凹凸を有している。そのため、表面積が大きく、樹脂モールド部の電池に対する接着強度が向上している。
【００１６】
第３発明に係る電池は、第１又は第２発明において、前記凹部は、前記蓋体の周縁部寄りに設けられていることを特徴とする。
【００１７】
本発明においては、凹部が蓋体の周縁部寄りに設けられているので、電池組立時に蓋体をケースに溶接して封口する際に、蓋体とケースとの境界（接続）部分とともに凹部の縁部にエネルギー線を照射することで、蓋体及びケースの溶接と同時に張出部が形成され得る。
【００１８】
第４発明に係る電池は、第１乃至第３発明のいずれかにおいて、前記凹部は溝状をなすことを特徴とする。
【００１９】
本発明においては、張出部と、これに対向する凹部の縁部との間隔が狭くなるので、凹部に充填して形成された樹脂モールド部分がより抜けにくくなり（アンダーカット効果がより高くなり）、樹脂モールド部の蓋体に対する接着強度がより良好になる。
【００２０】
第５発明に係る電池は、第４発明において、前記凹部は、前記蓋体の周縁部の全周に沿って設けられていることを特徴とする。
【００２１】
本発明においては、特許文献２の電池パックと同様に投錨効果が蓋体の外周全体で得られるため、樹脂モールド部を電池に強固に接着させることが可能である。
【００２２】
第６発明に係る電池は、第１乃至第５発明のいずれかにおいて、前記張出部は、前記凹部の縁部の対向する部分に設けられていることを特徴とする。
【００２３】
本発明においては、張出部は前記凹部の縁部の対向する部分、すなわち縁部の両側に設けられているので、凹部の開口側の間隔が狭くなり、アンダーカット効果がより高くなり、樹脂モールド部の蓋体に対する接着強度がより良好になる。
【００２４】
第７発明に係る電池は、第１乃至第６発明のいずれかにおいて、前記凹部は複数設けられていることを特徴とする。
【００２５】
本発明においては、複数の凹部に張出部を設けることにより、蓋体の樹脂モールド部との接触表面積が大きくなり、張出部による投錨効果がより高くなる。
【００２６】
第８発明に係る電池は、第１発明において、前記凹部は、前記蓋体の周縁部が側面となるように設けられていることを特徴とする。
【００２７】
本発明においては、電池組立時に蓋体をケースに溶接して封口する際に、蓋体とケースとの境界部分とともに凹部の縁部にエネルギー線を照射することで、同時に張出部が形成され得る。
【００２８】
第９発明に係る電池パックは、第１乃至第８発明のいずれかに記載の電池の前記蓋体に、該電池へ電力を入出力するための入出力端子を有する端子基板を配し、前記入出力端子が露出する状態で、前記端子基板及び蓋体を樹脂モールドしてなることを特徴とする。
【００２９】
本発明においては、張出部の投錨効果により樹脂モールド部の電池に対する接着強度が良好である。従って、端子基板、及びリードを含む樹脂モールド部が電池から剥離するのが防止される。
【００３０】
第１０発明に係る電池の製造方法は、第１発明に記載の電池の製造方法であって、前記蓋体の外縁部と前記ケースの内縁部とをエネルギー線の照射により融着する工程と、前記凹部の縁部に前記エネルギー線を照射して、前記張出部を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００３１】
本発明においては、レーザ光等のエネルギー線照射により蓋体をケースに溶接して封口した後、続けて凹部の縁部にも沿うようにエネルギー線を照射して張出部を形成するので、安価に効率良く電池を製造することができる。
【００３２】
第１１発明に係る電池の製造方法は、第３又は第５発明に記載の電池の製造方法であって、前記蓋体の外縁部と前記ケースの内縁部とをエネルギー線の照射により融着し、同時に前記凹部の縁部に前記張出部を形成する工程を有することを特徴とする。
【００３３】
本発明においては、封口と同時に張出部を形成することができるので、さらに効率良く電池を製造することができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、蓋体に設けた凹部の縁部に、蓋体の面方向に張り出すように張出部が設けられているので、電池に端子基板を配して樹脂モールドする場合、張出部の投錨効果により樹脂モールド部の電池に対する接着強度が強固になる。張出部は、レーザ光等のエネルギー線の照射により蓋体をケースに溶接して封口する際に、凹部の縁部にも沿うようにエネルギー線を照射することにより形成されるので、追加工数が少なく、安価に効率良く電池を製造することができる。張出部は、金属表面が一度溶融して再固化することにより形成されるため、複雑な凹凸を有している。そのため、表面積が大きく、蓋体の面方向に突出していることと相まって、樹脂モールド部の電池に対する接着強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電池パックを示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る電池パックを示す（ａ）は一部断面図、（ｂ）は一部拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るケース嵌合前の蓋部を示す斜視図である。
【図４】図３のIV−IV線断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る蓋部をケースに嵌合して溶接する工程を示す模式的断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る電池パックを示す一部断面図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係るケース嵌合前の蓋部を示す斜視図である。
【図８】図７のVIII−VIII線断面図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る電池パックを示す一部断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係るケース嵌合前の蓋部を示す斜視図である。
【図１１】図１０のXI−XI線断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態４に係る蓋部をケースに嵌合して溶接する工程を示す模式的断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態５に係るケース嵌合前の蓋部を示す斜視図である。
【図１４】図１３のXIV −XIV 線断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態５に係るケース嵌合後の蓋部を示す一部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る電池パック１を示す斜視図、図２は電池パック１を示す（ａ）は一部断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ部分における一部拡大図、図３はケース嵌合前の蓋部（蓋体）８を示す斜視図、図４は図３のIV−IV線断面図である。
【００３７】
電池パック１は、電池２の蓋部８の外側に、３つの入出力端子１５ａを有する保護回路基板（端子基板）１５を配し、該入出力端子１５ａの表面が露出する状態で保護回路基板１５等を合成樹脂製の樹脂モールド部１９により封止することにより構成されている。
【００３８】
電池パック１の電池２はリチウムイオン二次電池であり、銅集電体に負極合剤を塗布してなる負極板３、及びＡｌ集電体に正極合剤を塗布してなる正極板４がセパレータ５を介して巻回された扁平巻状の電極群６、並びに非水電解質（図示せず）を、一面が開口した略直方体状をなすＡｌ又はＡｌ合金製のケース７に収容されている。そして、ケース７の開口は、略矩形状をなすＡｌ又はＡｌ合金製の蓋部８により閉塞されている。
【００３９】
蓋部８の中央部には、平板状の頭部及び円筒状の脚部を有し、断面視がＴ字状をなす負極端子９が、該負極端子９の表面を除いて、合成樹脂製であり、絶縁性を有するガスケット１０に包囲された状態で、蓋部８を貫通するように設けられている。負極端子９は、Ｎｉ材又はＮｉめっきを施した鋼材からなる。電池２は、ケース７、及び蓋部８の負極端子９が設けられている部分以外の部分が正極（端子）となる。
【００４０】
蓋部８の裏面には、合成樹脂製の絶縁体１１が設けられている。絶縁体１１は蓋部８の一端部に向かって延び、裏面に凹部が設けられており、該凹部に、板状をなす銅製の集電体１２が収容されている。該集電体１２にはタブが垂設され、該タブに負極板３の負極リードが接続されるように構成されている。負極端子９の脚部は、絶縁体１１及び集電体１２を貫通させた後、端部がかしめられて蓋部８に固定されている。
蓋部８の他端側には接合部材１３が嵌め込まれており、接合部材１３は蓋部８の裏面側に設けられた板状をなすＡｌ製の集電体１４と接続される。該集電体１４に垂設されたタブには、正極板４の正極リードが接続されている。接合部材１３は、Ａｌ又はＡｌ合金製の第１層と、Ｎｉ製の第２層とからなるクラッド材である。
【００４１】
図３及び図４に示すように、蓋部８には、外縁から少し内周側に、外縁に沿って一周するように、角溝状で適宜の深さを有する凹部８１がプレス加工により設けられている。
蓋部８は、電極群６が接続された状態でケース７の開口部に嵌合され、蓋部８の外縁部（周縁部）とケース７の開口の内縁部とがレーザ光の照射により溶接されて、溶接部８２が形成されている（図２参照）。
溶接部８２は蓋部８の外縁部とケース７の内縁部との接続部分から凹部８１の縁部に亘って形成されており、凹部８１の底面と略平行に（蓋部８の面方向に）、凹部８１の開口部に張り出した張出部８２ａを備えている。
【００４２】
蓋部８には、保護回路基板１５が配されている。保護回路基板１５は、電池２と対向する面に、電池２の過充電又は過放電等を防止するための保護回路を備えている（図示せず）。そして、保護回路基板１５の外面には、外部へ電力を取り出し、また逆に充電のために外部から電力を取り込むための正負極及び温度端子である入出力端子１５ａ，１５ａ，１５ａが金メッキにより設けられている。
【００４３】
保護回路基板１５のマイナス側の接続端子（図示せず）は、リード１６及びＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient)素子等の保護素子１７を介し負極端子９と接続されており、プラス側の接続端子（図示せず）は、リード１８を介し前記接合部材１３と接続されている。
【００４４】
そして、負極端子９、保護素子１７、及び保護回路基板１５を覆うように、例えばポリアミド樹脂等を用いたホットメルトモールディングにより樹脂モールド部１９が形成されている。樹脂モールド部１９には窓部１９ａ，１９ａ，１９ａが設けられており、該窓部１９ａ，１９ａ，１９ａから入出力端子１５ａ，１５ａ，１５が露出している。
ホットメルト樹脂は、蓋部８の部品の表面、及び複雑な凹凸を有する張出部８２ａの細部にまで亘って充填されている。
前記樹脂モールド部１９が設けられた電池２の二平面及び二側面が合成樹脂製のラベル２０で覆われることにより電池パック１が構成される。
【００４５】
以下に、電池パック１の製造方法について説明する。
電池２は以下のようにして製造される。
図５は、蓋部８をケース７に嵌合して溶接する工程を示す模式的断面図である。図中、電極群６は省略してある。
まず、電極群６が接続された蓋部８の外面とケース７の開口縁部の端面とが面一になるように蓋部８をケース７に嵌合する（図５（ａ））。
【００４６】
次に、蓋部８とケース７との境界部に沿って、レーザヘッドを移動させてレーザ光２１を照射する（図５（ｂ））。
前記境界部がレーザ光２１により溶融して再固化することにより溶接部８２が形成されるが、縁部を含む、凹部８１の側壁の端面にもレーザ光２１が照射されるように制御することで、前記端面も溶融して再固化され、該端面に複雑な凹凸を有した張出部８２ａが形成される（図５（ｃ））。
レーザの出力、溶接ビード径（レーザ光のビーム径）、及びビームの断面形状（楕円形等）を制御したり、レーザ光の光軸が前記境界部よりケース７の内側に位置するように制御したりすることによって、張出部８２ａの形状、及び面方向の突出長を制御することができる。
【００４７】
以上のようにして得られた電池２の蓋部８に、保護回路基板１５、保護素子１７、及びこれらを接続するリード１６，１８等の配線部品を集約配置し、得られた電池コアを、例えばＡｌ合金等の金属で作製された金型内に設置する。そして、例えばポリアミド樹脂等の合成樹脂を略２２０℃に加温し、溶融させたものを金型に流し込み、樹脂モールドすることで、入出力端子１５ａ，１５ａ，１５ａが露出した状態で、負極端子９、保護素子１７、接合部材１３、及び保護回路基板１５等を封止した樹脂モールド部１９が成形される。
そして、電池２の二平面及び二側面をラベル２０で覆うことにより電池パック１が得られる。
【００４８】
本実施の形態の電池パック１においては、上述したように、蓋部８に凹部８１が設けられている。蓋部８は、外面に凹部８１が設けられていること以外は従来の蓋部と相違なく、従来と同程度のプレス加工技術により製造可能であるため、安価に、良好な製造歩留まりを有して製造され得る。そして、蓋部８の周縁部の加工精度が低下することもないので、ケース７への溶接不良、及びこれに伴う漏液不良の発生が抑制されている。
【００４９】
本実施の形態においては、ホットメルト樹脂が凹部８１の内部まで充填された状態で樹脂モールド部１９が形成されており、蓋部８の周方向全体で投錨効果が得られるので、蓋部８の電池２への接着強度は強固である。接着強度は一般的に、接着部の表面積に比例して大きくなる。溶接部８２は蓋部８の金属表面が一度溶融して再固化して形成され、複雑な凹凸を有しており、本実施の形態においてはさらに張出部８２ａを備えるので、蓋部８の面方向、及び該面方向に交叉する方向ともに表面積が大きくなっており、樹脂モールド部１９の接着強度を強固にすることができる。
【００５０】
なお、蓋部８をケース７に溶接した後、凹部８１の内周側の縁部にも沿うようにレーザ光２１を照射して、前記縁部にも張出部を設けてもよい。また、凹部８１の内周側に、さらに溝状をなす凹部を設け、蓋部８をケース７に溶接した後、該凹部の縁部に張出部を設けることにしてもよい。これにより、張出部の投錨効果がより高くなり、樹脂モールド部１９の電池２に対する接着強度がより高くなる。
【００５１】
実施の形態２．
実施の形態２に係る電池パックは、実施の形態１に係る電池パックと同様の構成を有し、凹部８１が張出部８２ａに加えて、張出部８３を備える点が実施の形態１に係る電池パック１と異なる。
図６は、本発明の実施の形態２に係る電池パックを示す一部断面図である。図２（ｂ）と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。
張出部８３は、実施の形態１と同様にして溶接部８２を形成した後、凹部８１の内周側の縁部に沿って、ビーム径を張出部８２ａの形成時より絞った状態でレーザ照射することにより、前記縁部が融解し、再固化して形成される。
本実施の形態においては、張出部８２ａ，８３が溝状の凹部８１の両側の縁部に設けられているのでアンダーカット効果がより大きくなり、蓋部８の表面積が大きくなっていることと相まって、樹脂モールド部１９の蓋部８に対する接着力がより大きくなっている。
【００５２】
実施の形態３．
実施の形態３に係る電池パックは、蓋部２８の形状が実施の形態１に係る電池パック１の蓋部８の形状と異なること以外は、電池パック１と同様の構成を有する。
図７は本発明の実施の形態３に係るケース嵌合前の蓋部２８を示す斜視図、図８は図７のVIII−VIII線断面図、図９は本発明の実施の形態３に係る電池パックを示す一部断面図である。図７，図９において、図３，図２と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。
蓋部２８は、負極端子９及び接合部材１３が設けられる本体（平面）部分が周縁部２８ａより凹んだ状態で設けられており、すなわち、前記本体部分全体が凹部となっている。
【００５３】
実施の形態３に係る蓋部２８も、実施の形態１に係る電池パック１の蓋部８と同様にケース７に嵌合され、蓋部２８とケース７との境界部、及び周縁部２８ａの端面に沿ってレーザ光が照射される。その結果、図９に示すように、蓋部２８がケース７に融着されるとともに、本体部分側に張り出した張出部２８ｃを有する溶接部２８ｂが形成される。
本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、蓋部２８のケース７への溶接時に張出部２８ｃが同時に形成され、樹脂モールド部１９を形成して電池パックを作製したときに、蓋部２８の周方向全体で投錨効果が得られ、樹脂モールド部１９は良好に蓋部２８に接着され得る。
【００５４】
実施の形態４．
実施の形態４に係る電池パックは、蓋部３８の構成が実施の形態１に係る電池パック１の蓋部８の構成と異なること以外は、電池パック１と同様の構成を有する。
図１０は、本発明の実施の形態４に係るケース嵌合前の蓋部３８を示す斜視図、図１１は、図１０のXI−XI線断面図である。図中、図３及び図４と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５５】
蓋部３８の長手方向の両端部には、蓋部３８の短手方向に延びる溝状の凹部３８ａ，３８ｅが設けられている。
そして、負極端子９の凹部３８ｅ側には、蓋部３８の短手方向に延びる溝状の凹部３８ｂが設けられ、凹部３８ｂと凹部３８ｅとの間には、蓋部３８の短手方向の両端に、蓋部３８の長手方向に延びる凹部３８ｃ，３８ｄが設けられている。
【００５６】
図１２は、蓋部３８をケース７に嵌合して溶接する工程を示す模式的断面図である。図中、図５と同一部分は同一符号を付して詳細な説明は省略する。
まず、蓋部３８の外面とケース７の開口縁部の端面とが面一になるように蓋部３８をケース７に嵌合する（図１２（ａ））。
次に、蓋部３８とケース７との境界部に沿って、レーザヘッドを移動させてレーザ光２１を照射する（図１２（ｂ））。
前記境界部がレーザ光２１により溶融して再固化することにより溶接部２２が形成される（図１２（ｃ））。
【００５７】
次に、凹部３８ａの負極端子９側の縁部に沿ってレーザ光２１を照射する（図１２（ｄ））。
前記縁部が溶融して再固化され、該縁部に複雑な凹凸を有した張出部３８ｆが形成される（図１２（ｅ））。
レーザの出力、溶接ビード径（レーザ光のビーム径）、及びビームの断面形状（楕円形等）を制御したり、レーザ光２１の光軸が前記境界部よりケース７の内側に位置するように制御したりすることによって、張出部３８ｆの形状、及び面方向の突出長を制御することができる。
【００５８】
なお、図１２においては、凹部３８ａの負極端子９側の縁部に張出部３８ｆを設けた場合につき説明しているが、張出部は凹部３８ａの蓋部３８の端部側の縁部にも設けることにしてもよい。
そして、蓋部３８に設けられた他の凹部３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ，３８ｅの一方の長辺又は両方の長辺に対応する縁部にも張出部３８ｆと同様に張出部を形成することができる。
凹部は任意の位置に設けることができるので、本実施の形態においては、投錨効果を所望する部分に効率良く張出部を形成することができる。
【００５９】
実施の形態５．
実施の形態５に係る電池パックは、蓋部４８の構成が実施の形態１に係る電池パック１の蓋部８の構成と異なること以外は、電池パック１と同様の構成を有する。
図１３は本発明の実施の形態５に係るケース嵌合前の蓋部４８を示す斜視図、図１４は図１３のXIV −XIV 線断面図、図１５はケース嵌合後の蓋部４８を示す一部断面図である。図中、図３及び図４と同一部分は同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６０】
蓋部４８の長手方向の両端部には、平面視が角部に丸みを付けた略矩形状をなし、実施の形態４に係る凹部３８ａ等より幅を広くした凹部４８ａ，４８ｃが設けられている。
そして、負極端子９の凹部４８ｃ側には、蓋部４８の短手方向に延び、凹部４８ｃと略同一の幅を有する凹部４８ｂが設けられている。
【００６１】
実施の形態５に係る蓋部４８も、実施の形態４に係る電池パック４の蓋部３８と同様にケース７に嵌合され、蓋部４８とケース７との境界部に沿ってレーザ光が照射された後、凹部４８ａの負極端子９側の縁部に沿ってレーザ光が照射される。これにより、蓋部４８がケース７に融着されるとともに、蓋部４８の端部側に張り出した張出部４８ｄが形成される。
【００６２】
なお、図１５においては、凹部４８ａの負極端子９側の縁部に張出部４８ｄを設けた場合につき説明しているが、実施の形態１乃至３と同様に、蓋部４８とケース７とのレーザ溶接時に、凹部４８ａのケース側の縁部にもレーザ光を照射するようにして、該縁部にも同時に張出部を設けることにしてもよい。
そして、蓋部４８に設けられた他の凹部４８ｂ、４８ｃの一方の長辺又は両方の長辺に対応する縁部にも張出部４８ｄと同様に張出部を形成することができる。
本実施の形態においても、投錨効果を所望する部分に効率良く張出部を形成することができる。
【００６３】
なお、前記実施の形態１乃至５においては図示を省略しているが、通常、電池２の蓋部の一端部側には、電池２の内部圧力の異常な上昇時に圧力を開放するために他の部分よりも肉厚を薄くしており、平面視が略長円状をなす開裂弁（安全弁）がプレス加工により設けられており、この開裂弁の開口の縁部に張出部を設けることにしてもよい。
また、凹部は蓋部８，２８，３８，４８の外面側に、該外面より凹み、凹部の内面側は他部と面一である状態で設けられている場合につき説明しているがこれに限定されず、内面も内側に突出するように凹部を設けることにしてもよい。
【００６４】
そして、前記実施の形態１乃至５においては、エネルギー線としてレーザ光を照射して蓋部８，２８，３８，４８をケース７に融着させ、凹部の縁部に張出部８２ａ，８３，２８ｃ，４８ｄを形成する場合につき説明しているがこれに限定されるものではなく、電子ビームを照射して蓋部８，２８，３８，４８をケース７に融着させ、張出部８２ａ，８３，２８ｃ，４８ｄを形成することにしてもよい。
【００６５】
そして、電池パックが保護素子１７を備える場合につき説明しているがこれに限定されるものではなく、また、保護回路を実装した保護回路基板１５を備える場合には限定されない。
さらに、電池２は平面視が略直方体状を有する場合には限定されず、蓋部の平面視が略長円状を有する電池であってもよい。
【００６６】
また、前記実施の形態１乃至５においては、電池２がリチウムイオン二次電池である場合につき説明しているがこれに限定されるものではなく、Ｎｉ・水素二次電池、Ｎｉ・カドミウム二次電池等の他の二次電池、又は一次電池であってもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１ 電池パック
２ 電池
３ 負極板
４ 正極板
５ セパレータ
６ 電極群
７ ケース
８、２８、３８、４８ 蓋部
８１、３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄ、３８ｅ、４８ａ、４８ｂ、４８ｃ 凹部
８２、２８ｂ、２２ 溶接部
８２ａ、８３、２８ｃ、３８ｆ、４８ｄ 張出部
２８ａ 周縁部
９ 負極端子
１０ ガスケット
１１ 絶縁体
１２、１４ 集電体
１３ 接合部材
１５ 保護回路基板
１５ａ 入出力端子
１６、１８ リード
１７ 保護素子
２０ ラベル
２１ レーザ光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有底筒状のケースに発電要素を収容し、該ケースの開口部に蓋体を嵌合してなる電池、電池パック、及び電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラ，モバイルコンピュータ，携帯電話機等の携帯電子機器の電源としては、円筒状又は直方体状をなし、充放電可能な例えばリチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池が主として用いられている。リチウムイオン二次電池（以下、電池という）の一例として、正極板及び負極板を、セパレータを介して巻回した電極群、並びに非水電解質を、Ａｌ又はＡｌ合金製であり、略直方体状をなすケースに収納して構成されたものがある。
【０００３】
前記電池の一側面に、過充電及び過放電を防止するための保護回路、及び電池から外部へ電力を取り出し、又は外部から電力を取り込むための入出力端子を有する保護回路基板が配されて電池コアが構成される。保護回路基板と電池との間は接続用のリードにより電気的に接続されている。
【０００４】
前記電池コアの四側面を、絶縁性を有する例えば合成樹脂製の外装枠で覆う、又は電池コアを合成樹脂製の外装ケースに収納する等し、この電池コアをラベルで覆うことにより電池パックが得られる。
【０００５】
また、電池の蓋部に、保護回路基板と保護素子、及びこれらを接続する配線部品を集約配置した後、入出力端子が露出する状態で保護回路基板を覆うようにホットメルトモールディングしてなる電池パックも知られている。この電池パックにおいては、保護回路基板及び配線部品を含み、例えばポリアミド樹脂等からなる樹脂モールド部は、蓋部の平面部と密着した状態で電池に接続されているため、電池パックが落下する等して樹脂モールド部に荷重が加わった場合等に、樹脂モールド部が電池から剥離する虞があった。従って、樹脂モールド部を電池に強固に接着（固着）させることが重要な課題となっている。
【０００６】
特許文献１には、皿状の係合部材を蓋部の表面に予め接合しておき、その上にホットメルトモールディングを行うことにより投錨効果（アンダーカット効果）を得る電池パックの発明が開示されている。
【０００７】
また、特許文献２には、蓋部の周縁部を他部より突出させ、該周縁部の内周側に、外側に凹んだ凹部（アンダーカット形状）をプレス加工により設けることにより、該凹部にモールド樹脂が充填された場合に、特許文献１と同様の投錨効果が得られる電池パックの発明が開示されている。この電池パックによれば、蓋部の外周全体で投錨効果が得られるため、樹脂モールド部を電池に強固に固着させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−８６１５９号公報
【特許文献２】特開２００６−３１００３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１の電池パックの場合、係合部材を蓋部の表面に予め接合しておく必要があり、部品点数が増加し、蓋部の組立工数も増加するため、コストアップが避けられないという問題がある。
特許文献２の電池パックの場合、蓋部の外周に凹部を設けるために、複雑なプレス加工工程を経る必要があり、加工が困難であって、蓋部の製造歩留まりが良くないという問題がある。
【００１０】
そして、蓋部はケース（電池缶）にレーザ溶接されることによりケースが封口されるが、内部の電解液が外に漏れ出す（漏液）ことを防止する必要があり、そのためにはケースの開口部の内周形状と蓋部の外周形状が精度良く合致する必要がある。しかし、特許文献２の電池パックの場合、蓋部の周縁部に複雑なプレス加工工程を施すため、十分な精度を確保することが困難であり、溶接不良、及びこれに伴う漏液不良が発生しやすいという問題がある。
【００１１】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、蓋体に樹脂モールド部を形成する際に両者の接着強度が良好であり、溶接不良及び漏液不良が生じることなく、容易に安価に製造され得る電池、及び該電池を備える電池パック、並びに電池の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１発明に係る電池は、有底筒状のケースに発電要素を収容し、該ケースの開口部に蓋体を嵌合してなる電池において、前記蓋体の外面に凹部が設けられており、該凹部の縁部に、前記蓋体の面方向に張り出す張出部を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、凹部の縁部に、蓋体の面方向に張り出すように張出部が設けられているので、電池に保護回路基板等の端子基板を配して樹脂モールドする場合、張出部の投錨（アンダーカット）効果により樹脂モールド部の電池に対する接着強度が良好である。従って、端子基板及びリードを含む樹脂モールド部が電池から剥離するのが防止される。
そして、蓋体に設けられた凹部に形成した張出部により投錨効果を得るので、特許文献１の電池パックのように追加部品を必要としない。また、凹部は特許文献２の電池パックのように複雑なプレス加工工程を必要とせず、従来と同程度のプレス加工技術により製造可能であるため、安価に、良好な製造歩留を有して蓋体を製造することができる。そして、蓋体の周縁部の加工精度が低下することもなく、ケースへの溶接不良、及びこれに伴う漏液不良の発生が抑制されている。
凹部は任意の位置に任意の形状で設けることができるので、投錨効果を所望する部分に効率良く張出部を設けることができる。
【００１４】
第２発明に係る電池は、第１発明において、前記張出部は、前記縁部にエネルギー線を照射することにより形成してあることを特徴とする。
【００１５】
本発明においては、電池組立時にレーザ光等のエネルギー線の照射により蓋体をケースに溶接して封口する際に、凹部の縁部にも沿うようにエネルギー線を照射することで、縁部が溶融、再固化されて張出部が形成される。従って、追加工数が少なく、安価に効率良く電池を製造することができる。
特許文献２の電池の凹部は、プレス加工により得ているため、表面が平滑であるが、本発明の張出部は、金属表面が一度溶融して再固化することにより形成されるため、複雑な凹凸を有している。そのため、表面積が大きく、樹脂モールド部の電池に対する接着強度が向上している。
【００１６】
第３発明に係る電池は、第１又は第２発明において、前記凹部は、前記蓋体の周縁部寄りに設けられていることを特徴とする。
【００１７】
本発明においては、凹部が蓋体の周縁部寄りに設けられているので、電池組立時に蓋体をケースに溶接して封口する際に、蓋体とケースとの境界（接続）部分とともに凹部の縁部にエネルギー線を照射することで、蓋体及びケースの溶接と同時に張出部が形成され得る。
【００１８】
第４発明に係る電池は、第１乃至第３発明のいずれかにおいて、前記凹部は溝状をなすことを特徴とする。
【００１９】
本発明においては、張出部と、これに対向する凹部の縁部との間隔が狭くなるので、凹部に充填して形成された樹脂モールド部分がより抜けにくくなり（アンダーカット効果がより高くなり）、樹脂モールド部の蓋体に対する接着強度がより良好になる。
【００２０】
第５発明に係る電池は、第４発明において、前記凹部は、前記蓋体の周縁部の全周に沿って設けられていることを特徴とする。
【００２１】
本発明においては、特許文献２の電池パックと同様に投錨効果が蓋体の外周全体で得られるため、樹脂モールド部を電池に強固に接着させることが可能である。
【００２２】
第６発明に係る電池は、第１乃至第５発明のいずれかにおいて、前記張出部は、前記凹部の縁部の対向する部分に設けられていることを特徴とする。
【００２３】
本発明においては、張出部は前記凹部の縁部の対向する部分、すなわち縁部の両側に設けられているので、凹部の開口側の間隔が狭くなり、アンダーカット効果がより高くなり、樹脂モールド部の蓋体に対する接着強度がより良好になる。
【００２４】
第７発明に係る電池は、第１乃至第６発明のいずれかにおいて、前記凹部は複数設けられていることを特徴とする。
【００２５】
本発明においては、複数の凹部に張出部を設けることにより、蓋体の樹脂モールド部との接触表面積が大きくなり、張出部による投錨効果がより高くなる。
【００２６】
第８発明に係る電池は、第１発明において、前記凹部は、前記蓋体の周縁部が側面となるように設けられていることを特徴とする。
【００２７】
本発明においては、電池組立時に蓋体をケースに溶接して封口する際に、蓋体とケースとの境界部分とともに凹部の縁部にエネルギー線を照射することで、同時に張出部が形成され得る。
【００２８】
第９発明に係る電池パックは、第１乃至第８発明のいずれかに記載の電池の前記蓋体に、該電池へ電力を入出力するための入出力端子を有する端子基板を配し、前記入出力端子が露出する状態で、前記端子基板及び蓋体を樹脂モールドしてなることを特徴とする。
【００２９】
本発明においては、張出部の投錨効果により樹脂モールド部の電池に対する接着強度が良好である。従って、端子基板、及びリードを含む樹脂モールド部が電池から剥離するのが防止される。
【００３０】
第１０発明に係る電池の製造方法は、第１発明に記載の電池の製造方法であって、前記蓋体の外縁部と前記ケースの内縁部とをエネルギー線の照射により融着する工程と、前記凹部の縁部に前記エネルギー線を照射して、前記張出部を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００３１】
本発明においては、レーザ光等のエネルギー線照射により蓋体をケースに溶接して封口した後、続けて凹部の縁部にも沿うようにエネルギー線を照射して張出部を形成するので、安価に効率良く電池を製造することができる。
【００３２】
第１１発明に係る電池の製造方法は、第３又は第５発明に記載の電池の製造方法であって、前記蓋体の外縁部と前記ケースの内縁部とをエネルギー線の照射により融着し、同時に前記凹部の縁部に前記張出部を形成する工程を有することを特徴とする。
【００３３】
本発明においては、封口と同時に張出部を形成することができるので、さらに効率良く電池を製造することができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、蓋体に設けた凹部の縁部に、蓋体の面方向に張り出すように張出部が設けられているので、電池に端子基板を配して樹脂モールドする場合、張出部の投錨効果により樹脂モールド部の電池に対する接着強度が強固になる。張出部は、レーザ光等のエネルギー線の照射により蓋体をケースに溶接して封口する際に、凹部の縁部にも沿うようにエネルギー線を照射することにより形成されるので、追加工数が少なく、安価に効率良く電池を製造することができる。張出部は、金属表面が一度溶融して再固化することにより形成されるため、複雑な凹凸を有している。そのため、表面積が大きく、蓋体の面方向に突出していることと相まって、樹脂モールド部の電池に対する接着強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電池パックを示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る電池パックを示す（ａ）は一部断面図、（ｂ）は一部拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るケース嵌合前の蓋部を示す斜視図である。
【図４】図３のIV−IV線断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る蓋部をケースに嵌合して溶接する工程を示す模式的断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る電池パックを示す一部断面図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係るケース嵌合前の蓋部を示す斜視図である。
【図８】図７のVIII−VIII線断面図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る電池パックを示す一部断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係るケース嵌合前の蓋部を示す斜視図である。
【図１１】図１０のXI−XI線断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態４に係る蓋部をケースに嵌合して溶接する工程を示す模式的断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態５に係るケース嵌合前の蓋部を示す斜視図である。
【図１４】図１３のXIV −XIV 線断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態５に係るケース嵌合後の蓋部を示す一部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る電池パック１を示す斜視図、図２は電池パック１を示す（ａ）は一部断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ部分における一部拡大図、図３はケース嵌合前の蓋部（蓋体）８を示す斜視図、図４は図３のIV−IV線断面図である。
【００３７】
電池パック１は、電池２の蓋部８の外側に、３つの入出力端子１５ａを有する保護回路基板（端子基板）１５を配し、該入出力端子１５ａの表面が露出する状態で保護回路基板１５等を合成樹脂製の樹脂モールド部１９により封止することにより構成されている。
【００３８】
電池パック１の電池２はリチウムイオン二次電池であり、銅集電体に負極合剤を塗布してなる負極板３、及びＡｌ集電体に正極合剤を塗布してなる正極板４がセパレータ５を介して巻回された扁平巻状の電極群６、並びに非水電解質（図示せず）を、一面が開口した略直方体状をなすＡｌ又はＡｌ合金製のケース７に収容されている。そして、ケース７の開口は、略矩形状をなすＡｌ又はＡｌ合金製の蓋部８により閉塞されている。
【００３９】
蓋部８の中央部には、平板状の頭部及び円筒状の脚部を有し、断面視がＴ字状をなす負極端子９が、該負極端子９の表面を除いて、合成樹脂製であり、絶縁性を有するガスケット１０に包囲された状態で、蓋部８を貫通するように設けられている。負極端子９は、Ｎｉ材又はＮｉめっきを施した鋼材からなる。電池２は、ケース７、及び蓋部８の負極端子９が設けられている部分以外の部分が正極（端子）となる。
【００４０】
蓋部８の裏面には、合成樹脂製の絶縁体１１が設けられている。絶縁体１１は蓋部８の一端部に向かって延び、裏面に凹部が設けられており、該凹部に、板状をなす銅製の集電体１２が収容されている。該集電体１２にはタブが垂設され、該タブに負極板３の負極リードが接続されるように構成されている。負極端子９の脚部は、絶縁体１１及び集電体１２を貫通させた後、端部がかしめられて蓋部８に固定されている。
蓋部８の他端側には接合部材１３が嵌め込まれており、接合部材１３は蓋部８の裏面側に設けられた板状をなすＡｌ製の集電体１４と接続される。該集電体１４に垂設されたタブには、正極板４の正極リードが接続されている。接合部材１３は、Ａｌ又はＡｌ合金製の第１層と、Ｎｉ製の第２層とからなるクラッド材である。
【００４１】
図３及び図４に示すように、蓋部８には、外縁から少し内周側に、外縁に沿って一周するように、角溝状で適宜の深さを有する凹部８１がプレス加工により設けられている。
蓋部８は、電極群６が接続された状態でケース７の開口部に嵌合され、蓋部８の外縁部（周縁部）とケース７の開口の内縁部とがレーザ光の照射により溶接されて、溶接部８２が形成されている（図２参照）。
溶接部８２は蓋部８の外縁部とケース７の内縁部との接続部分から凹部８１の縁部に亘って形成されており、凹部８１の底面と略平行に（蓋部８の面方向に）、凹部８１の開口部に張り出した張出部８２ａを備えている。
【００４２】
蓋部８には、保護回路基板１５が配されている。保護回路基板１５は、電池２と対向する面に、電池２の過充電又は過放電等を防止するための保護回路を備えている（図示せず）。そして、保護回路基板１５の外面には、外部へ電力を取り出し、また逆に充電のために外部から電力を取り込むための正負極及び温度端子である入出力端子１５ａ，１５ａ，１５ａが金メッキにより設けられている。
【００４３】
保護回路基板１５のマイナス側の接続端子（図示せず）は、リード１６及びＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient)素子等の保護素子１７を介し負極端子９と接続されており、プラス側の接続端子（図示せず）は、リード１８を介し前記接合部材１３と接続されている。
【００４４】
そして、負極端子９、保護素子１７、及び保護回路基板１５を覆うように、例えばポリアミド樹脂等を用いたホットメルトモールディングにより樹脂モールド部１９が形成されている。樹脂モールド部１９には窓部１９ａ，１９ａ，１９ａが設けられており、該窓部１９ａ，１９ａ，１９ａから入出力端子１５ａ，１５ａ，１５が露出している。
ホットメルト樹脂は、蓋部８の部品の表面、及び複雑な凹凸を有する張出部８２ａの細部にまで亘って充填されている。
前記樹脂モールド部１９が設けられた電池２の二平面及び二側面が合成樹脂製のラベル２０で覆われることにより電池パック１が構成される。
【００４５】
以下に、電池パック１の製造方法について説明する。
電池２は以下のようにして製造される。
図５は、蓋部８をケース７に嵌合して溶接する工程を示す模式的断面図である。図中、電極群６は省略してある。
まず、電極群６が接続された蓋部８の外面とケース７の開口縁部の端面とが面一になるように蓋部８をケース７に嵌合する（図５（ａ））。
【００４６】
次に、蓋部８とケース７との境界部に沿って、レーザヘッドを移動させてレーザ光２１を照射する（図５（ｂ））。
前記境界部がレーザ光２１により溶融して再固化することにより溶接部８２が形成されるが、縁部を含む、凹部８１の側壁の端面にもレーザ光２１が照射されるように制御することで、前記端面も溶融して再固化され、該端面に複雑な凹凸を有した張出部８２ａが形成される（図５（ｃ））。
レーザの出力、溶接ビード径（レーザ光のビーム径）、及びビームの断面形状（楕円形等）を制御したり、レーザ光の光軸が前記境界部よりケース７の内側に位置するように制御したりすることによって、張出部８２ａの形状、及び面方向の突出長を制御することができる。
【００４７】
以上のようにして得られた電池２の蓋部８に、保護回路基板１５、保護素子１７、及びこれらを接続するリード１６，１８等の配線部品を集約配置し、得られた電池コアを、例えばＡｌ合金等の金属で作製された金型内に設置する。そして、例えばポリアミド樹脂等の合成樹脂を略２２０℃に加温し、溶融させたものを金型に流し込み、樹脂モールドすることで、入出力端子１５ａ，１５ａ，１５ａが露出した状態で、負極端子９、保護素子１７、接合部材１３、及び保護回路基板１５等を封止した樹脂モールド部１９が成形される。
そして、電池２の二平面及び二側面をラベル２０で覆うことにより電池パック１が得られる。
【００４８】
本実施の形態の電池パック１においては、上述したように、蓋部８に凹部８１が設けられている。蓋部８は、外面に凹部８１が設けられていること以外は従来の蓋部と相違なく、従来と同程度のプレス加工技術により製造可能であるため、安価に、良好な製造歩留まりを有して製造され得る。そして、蓋部８の周縁部の加工精度が低下することもないので、ケース７への溶接不良、及びこれに伴う漏液不良の発生が抑制されている。
【００４９】
本実施の形態においては、ホットメルト樹脂が凹部８１の内部まで充填された状態で樹脂モールド部１９が形成されており、蓋部８の周方向全体で投錨効果が得られるので、蓋部８の電池２への接着強度は強固である。接着強度は一般的に、接着部の表面積に比例して大きくなる。溶接部８２は蓋部８の金属表面が一度溶融して再固化して形成され、複雑な凹凸を有しており、本実施の形態においてはさらに張出部８２ａを備えるので、蓋部８の面方向、及び該面方向に交叉する方向ともに表面積が大きくなっており、樹脂モールド部１９の接着強度を強固にすることができる。
【００５０】
なお、蓋部８をケース７に溶接した後、凹部８１の内周側の縁部にも沿うようにレーザ光２１を照射して、前記縁部にも張出部を設けてもよい。また、凹部８１の内周側に、さらに溝状をなす凹部を設け、蓋部８をケース７に溶接した後、該凹部の縁部に張出部を設けることにしてもよい。これにより、張出部の投錨効果がより高くなり、樹脂モールド部１９の電池２に対する接着強度がより高くなる。
【００５１】
実施の形態２．
実施の形態２に係る電池パックは、実施の形態１に係る電池パックと同様の構成を有し、凹部８１が張出部８２ａに加えて、張出部８３を備える点が実施の形態１に係る電池パック１と異なる。
図６は、本発明の実施の形態２に係る電池パックを示す一部断面図である。図２（ｂ）と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。
張出部８３は、実施の形態１と同様にして溶接部８２を形成した後、凹部８１の内周側の縁部に沿って、ビーム径を張出部８２ａの形成時より絞った状態でレーザ照射することにより、前記縁部が融解し、再固化して形成される。
本実施の形態においては、張出部８２ａ，８３が溝状の凹部８１の両側の縁部に設けられているのでアンダーカット効果がより大きくなり、蓋部８の表面積が大きくなっていることと相まって、樹脂モールド部１９の蓋部８に対する接着力がより大きくなっている。
【００５２】
実施の形態３．
実施の形態３に係る電池パックは、蓋部２８の形状が実施の形態１に係る電池パック１の蓋部８の形状と異なること以外は、電池パック１と同様の構成を有する。
図７は本発明の実施の形態３に係るケース嵌合前の蓋部２８を示す斜視図、図８は図７のVIII−VIII線断面図、図９は本発明の実施の形態３に係る電池パックを示す一部断面図である。図７，図９において、図３，図２と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。
蓋部２８は、負極端子９及び接合部材１３が設けられる本体（平面）部分が周縁部２８ａより凹んだ状態で設けられており、すなわち、前記本体部分全体が凹部となっている。
【００５３】
実施の形態３に係る蓋部２８も、実施の形態１に係る電池パック１の蓋部８と同様にケース７に嵌合され、蓋部２８とケース７との境界部、及び周縁部２８ａの端面に沿ってレーザ光が照射される。その結果、図９に示すように、蓋部２８がケース７に融着されるとともに、本体部分側に張り出した張出部２８ｃを有する溶接部２８ｂが形成される。
本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、蓋部２８のケース７への溶接時に張出部２８ｃが同時に形成され、樹脂モールド部１９を形成して電池パックを作製したときに、蓋部２８の周方向全体で投錨効果が得られ、樹脂モールド部１９は良好に蓋部２８に接着され得る。
【００５４】
実施の形態４．
実施の形態４に係る電池パックは、蓋部３８の構成が実施の形態１に係る電池パック１の蓋部８の構成と異なること以外は、電池パック１と同様の構成を有する。
図１０は、本発明の実施の形態４に係るケース嵌合前の蓋部３８を示す斜視図、図１１は、図１０のXI−XI線断面図である。図中、図３及び図４と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５５】
蓋部３８の長手方向の両端部には、蓋部３８の短手方向に延びる溝状の凹部３８ａ，３８ｅが設けられている。
そして、負極端子９の凹部３８ｅ側には、蓋部３８の短手方向に延びる溝状の凹部３８ｂが設けられ、凹部３８ｂと凹部３８ｅとの間には、蓋部３８の短手方向の両端に、蓋部３８の長手方向に延びる凹部３８ｃ，３８ｄが設けられている。
【００５６】
図１２は、蓋部３８をケース７に嵌合して溶接する工程を示す模式的断面図である。図中、図５と同一部分は同一符号を付して詳細な説明は省略する。
まず、蓋部３８の外面とケース７の開口縁部の端面とが面一になるように蓋部３８をケース７に嵌合する（図１２（ａ））。
次に、蓋部３８とケース７との境界部に沿って、レーザヘッドを移動させてレーザ光２１を照射する（図１２（ｂ））。
前記境界部がレーザ光２１により溶融して再固化することにより溶接部２２が形成される（図１２（ｃ））。
【００５７】
次に、凹部３８ａの負極端子９側の縁部に沿ってレーザ光２１を照射する（図１２（ｄ））。
前記縁部が溶融して再固化され、該縁部に複雑な凹凸を有した張出部３８ｆが形成される（図１２（ｅ））。
レーザの出力、溶接ビード径（レーザ光のビーム径）、及びビームの断面形状（楕円形等）を制御したり、レーザ光２１の光軸が前記境界部よりケース７の内側に位置するように制御したりすることによって、張出部３８ｆの形状、及び面方向の突出長を制御することができる。
【００５８】
なお、図１２においては、凹部３８ａの負極端子９側の縁部に張出部３８ｆを設けた場合につき説明しているが、張出部は凹部３８ａの蓋部３８の端部側の縁部にも設けることにしてもよい。
そして、蓋部３８に設けられた他の凹部３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ，３８ｅの一方の長辺又は両方の長辺に対応する縁部にも張出部３８ｆと同様に張出部を形成することができる。
凹部は任意の位置に設けることができるので、本実施の形態においては、投錨効果を所望する部分に効率良く張出部を形成することができる。
【００５９】
実施の形態５．
実施の形態５に係る電池パックは、蓋部４８の構成が実施の形態１に係る電池パック１の蓋部８の構成と異なること以外は、電池パック１と同様の構成を有する。
図１３は本発明の実施の形態５に係るケース嵌合前の蓋部４８を示す斜視図、図１４は図１３のXIV −XIV 線断面図、図１５はケース嵌合後の蓋部４８を示す一部断面図である。図中、図３及び図４と同一部分は同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６０】
蓋部４８の長手方向の両端部には、平面視が角部に丸みを付けた略矩形状をなし、実施の形態４に係る凹部３８ａ等より幅を広くした凹部４８ａ，４８ｃが設けられている。
そして、負極端子９の凹部４８ｃ側には、蓋部４８の短手方向に延び、凹部４８ｃと略同一の幅を有する凹部４８ｂが設けられている。
【００６１】
実施の形態５に係る蓋部４８も、実施の形態４に係る電池パック４の蓋部３８と同様にケース７に嵌合され、蓋部４８とケース７との境界部に沿ってレーザ光が照射された後、凹部４８ａの負極端子９側の縁部に沿ってレーザ光が照射される。これにより、蓋部４８がケース７に融着されるとともに、蓋部４８の端部側に張り出した張出部４８ｄが形成される。
【００６２】
なお、図１５においては、凹部４８ａの負極端子９側の縁部に張出部４８ｄを設けた場合につき説明しているが、実施の形態１乃至３と同様に、蓋部４８とケース７とのレーザ溶接時に、凹部４８ａのケース側の縁部にもレーザ光を照射するようにして、該縁部にも同時に張出部を設けることにしてもよい。
そして、蓋部４８に設けられた他の凹部４８ｂ、４８ｃの一方の長辺又は両方の長辺に対応する縁部にも張出部４８ｄと同様に張出部を形成することができる。
本実施の形態においても、投錨効果を所望する部分に効率良く張出部を形成することができる。
【００６３】
なお、前記実施の形態１乃至５においては図示を省略しているが、通常、電池２の蓋部の一端部側には、電池２の内部圧力の異常な上昇時に圧力を開放するために他の部分よりも肉厚を薄くしており、平面視が略長円状をなす開裂弁（安全弁）がプレス加工により設けられており、この開裂弁の開口の縁部に張出部を設けることにしてもよい。
また、凹部は蓋部８，２８，３８，４８の外面側に、該外面より凹み、凹部の内面側は他部と面一である状態で設けられている場合につき説明しているがこれに限定されず、内面も内側に突出するように凹部を設けることにしてもよい。
【００６４】
そして、前記実施の形態１乃至５においては、エネルギー線としてレーザ光を照射して蓋部８，２８，３８，４８をケース７に融着させ、凹部の縁部に張出部８２ａ，８３，２８ｃ，４８ｄを形成する場合につき説明しているがこれに限定されるものではなく、電子ビームを照射して蓋部８，２８，３８，４８をケース７に融着させ、張出部８２ａ，８３，２８ｃ，４８ｄを形成することにしてもよい。
【００６５】
そして、電池パックが保護素子１７を備える場合につき説明しているがこれに限定されるものではなく、また、保護回路を実装した保護回路基板１５を備える場合には限定されない。
さらに、電池２は平面視が略直方体状を有する場合には限定されず、蓋部の平面視が略長円状を有する電池であってもよい。
【００６６】
また、前記実施の形態１乃至５においては、電池２がリチウムイオン二次電池である場合につき説明しているがこれに限定されるものではなく、Ｎｉ・水素二次電池、Ｎｉ・カドミウム二次電池等の他の二次電池、又は一次電池であってもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１ 電池パック
２ 電池
３ 負極板
４ 正極板
５ セパレータ
６ 電極群
７ ケース
８、２８、３８、４８ 蓋部
８１、３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄ、３８ｅ、４８ａ、４８ｂ、４８ｃ 凹部
８２、２８ｂ、２２ 溶接部
８２ａ、８３、２８ｃ、３８ｆ、４８ｄ 張出部
２８ａ 周縁部
９ 負極端子
１０ ガスケット
１１ 絶縁体
１２、１４ 集電体
１３ 接合部材
１５ 保護回路基板
１５ａ 入出力端子
１６、１８ リード
１７ 保護素子
２０ ラベル
２１ レーザ光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状のケースに発電要素を収容し、該ケースの開口部に蓋体を嵌合してなる電池において、
前記蓋体の外面に凹部が設けられており、
該凹部の縁部に、前記蓋体の面方向に張り出す張出部を備えることを特徴とする電池。
【請求項２】
前記張出部は、前記縁部にエネルギー線を照射することにより形成してあることを特徴とする請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記凹部は、前記蓋体の周縁部寄りに設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電池。
【請求項４】
前記凹部は溝状をなすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電池。
【請求項５】
前記凹部は、前記蓋体の周縁部の全周に沿って設けられていることを特徴とする請求項４に記載の電池。
【請求項６】
前記張出部は、前記凹部の縁部の対向する部分に設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電池。
【請求項７】
前記凹部は複数設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電池。
【請求項８】
前記凹部は、前記蓋体の周縁部が側面となるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電池。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の電池の前記蓋体に、該電池へ電力を入出力するための入出力端子を有する端子基板を配し、
前記入出力端子が露出する状態で、前記端子基板及び蓋体を樹脂モールドしてなることを特徴とする電池パック。
【請求項１０】
請求項１に記載の電池の製造方法であって、
前記蓋体の外縁部と前記ケースの内縁部とをエネルギー線の照射により融着する工程と、
前記凹部の縁部に前記エネルギー線を照射して、前記張出部を形成する工程と
を有することを特徴とする電池の製造方法。
【請求項１１】
請求項３又は５に記載の電池の製造方法であって、
前記蓋体の外縁部と前記ケースの内縁部とをエネルギー線の照射により融着し、同時に前記凹部の縁部に前記張出部を形成する工程を有することを特徴とする電池の製造方法。
【請求項１】
有底筒状のケースに発電要素を収容し、該ケースの開口部に蓋体を嵌合してなる電池において、
前記蓋体の外面に凹部が設けられており、
該凹部の縁部に、前記蓋体の面方向に張り出す張出部を備えることを特徴とする電池。
【請求項２】
前記張出部は、前記縁部にエネルギー線を照射することにより形成してあることを特徴とする請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記凹部は、前記蓋体の周縁部寄りに設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電池。
【請求項４】
前記凹部は溝状をなすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電池。
【請求項５】
前記凹部は、前記蓋体の周縁部の全周に沿って設けられていることを特徴とする請求項４に記載の電池。
【請求項６】
前記張出部は、前記凹部の縁部の対向する部分に設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電池。
【請求項７】
前記凹部は複数設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電池。
【請求項８】
前記凹部は、前記蓋体の周縁部が側面となるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電池。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の電池の前記蓋体に、該電池へ電力を入出力するための入出力端子を有する端子基板を配し、
前記入出力端子が露出する状態で、前記端子基板及び蓋体を樹脂モールドしてなることを特徴とする電池パック。
【請求項１０】
請求項１に記載の電池の製造方法であって、
前記蓋体の外縁部と前記ケースの内縁部とをエネルギー線の照射により融着する工程と、
前記凹部の縁部に前記エネルギー線を照射して、前記張出部を形成する工程と
を有することを特徴とする電池の製造方法。
【請求項１１】
請求項３又は５に記載の電池の製造方法であって、
前記蓋体の外縁部と前記ケースの内縁部とをエネルギー線の照射により融着し、同時に前記凹部の縁部に前記張出部を形成する工程を有することを特徴とする電池の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−４９１２２（Ｐ２０１１−４９１２２Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９８７８７（Ｐ２００９−１９８７８７）
【出願日】平成２１年８月２８日（２００９．８．２８）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【出願人】（５９７１７６８３２）三洋ジーエスソフトエナジー株式会社 (94)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２８日（２００９．８．２８）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【出願人】（５９７１７６８３２）三洋ジーエスソフトエナジー株式会社 (94)
【Ｆターム（参考）】
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