密閉型電池和用於製造其的方法與流程

2023-05-15 22:40:26

本發明涉及一種密閉型電池和一種用於製造該密閉型電池的方法。

背景技術：

電池的一種典型結構是由以隔板介於其間的狀態層疊在一起的正極和負極形成的發電元件收納在電池外殼內並且該電池外殼被密閉的結構(即，密閉型電池)。通常，對於這種密閉型電池，電池外殼的內部是通過在發電元件收納在外殼本體內之後使用適當的密封部件(例如，密封板)閉塞(密閉)外殼本體的開口而密閉的。一種用於密閉該電池外殼的開口的方法例如包括將密封部件配置在閉塞該開口的位置，以及然後通過焊接使密封部件與該開口的邊緣接合。

所述外殼本體的開口的邊緣和密封部件之間的接頭的形狀通常是角接頭，其中一個部件的邊緣部與另一部件的內壁靠接。然後從由這兩個部件形成的角的外側焊接這兩個部件的靠接部分。

當通過利用焊接將密封外殼本體的開口的密封部件(例如，密封板)與該開口的邊緣接合來密閉電池外殼時，如果在外殼本體和密封部件的靠接部分處焊接部分(即，在焊接時已熔融且然後固化的熔融固化部；下同)的焊接深度不足，則外殼本體和密封部件(例如，密封板)之間的焊接強度可能下降。因而，例如，日本專利申請公報No.2009-218099(JP 2009-218099 A)和日本專利申請公報No.11-104866(JP 11-104866 A)記載了用於增大該焊接強度的技術。

JP 11-104866 A記載了通過利用高輸出、高會聚雷射執行焊接並增大外殼本體和密封部件的靠接部分處的焊接部分的焊接深度來確保外殼本體 和密封部件的靠接部分的焊接強度的技術。

然而，對於JP 11-104866 A中記載的技術，如果焊接位置(通常為雷射照射位置)有偏差，則可能無法在外殼本體和密封部件的靠接部分(即，外殼本體和密封部件之間的邊界)的焊接部分處確保期望的焊接深度。即，由於電池製造工序的變動(例如，焊接位置的變動、外殼和密封部件的尺寸的變動等)，可能無法充分地確保外殼本體和密封部件之間的邊界處的焊接強度。

此外，如果焊接部分的焊接深度過大並且在焊接時已熔融的部位(即，熔融部)最終達到(最終貫通)電池外殼的內壁，則在焊接時飛濺的異物(通常為金屬顆粒)最終可能進入電池外殼內。進入電池外殼內的異物(飛濺物)可能導致電池中的內部短路，並且因而是不希望有的。此外，如果所述焊接部分的焊接深度過大，則在熔融部固化之後容易殘留氣泡(空洞)，即，容易形成所謂的空隙(也稱為「氣孔」)。該空隙(空洞)降低了焊接部位的強度(焊接強度)，這引起焊接品質的下降且因此是不希望的。近年來，鑑於日益增大的電池容量和電池的輕量化等，外殼本體和密封部件已變得越來越薄。由於這一點，也存在難以如JP 11-104866 A中記載的那樣僅通過增大焊接部分的焊接深度來確保充分的焊接強度的情形。

JP 2009-218099 A記載了通過為密封部件賦予預定形狀來確保外殼本體和密封部件的邊界(靠接部分)處的焊接部分的焊接深度的技術。對於JP 2009-218099 A中記載的技術，外殼本體的非焊接部分和焊接部分的邊界部分平行於外殼本體的厚度方向，並且外殼本體的非焊接部分和焊接部分的邊界部分的面積小。通常，非焊接部分和焊接部分的邊界部分的機械強度往往小於焊接部分的機械強度和被焊接部分的非焊接部分的機械強度。因此，對於JP 2009-218099 A中記載的技術，即使能增大外殼本體和密封部件的邊界(靠接部分)的接合強度，也存在難以確保外殼本體的非焊接部分和焊接部分的邊界部分處的充分焊接強度的情形。

技術實現要素：

因而，本發明提供了一種密閉型電池，其中可穩定地確保外殼本體和密封部件之間的邊界的接合強度，並且其中可減少被焊接部件的焊接部分和非焊接部分的邊界部分處的破斷。

本發明的第一方面提供了一種密閉型電池，所述密閉型電池包括：外殼本體，所述外殼本體具有用於收納電極體的開口；和密封板，所述密封板閉塞所述開口，所述密封板通過包含所述外殼本體和所述密封板的邊界面的一部分的焊接部分與所述外殼本體接合，並且所述焊接部分沿所述邊界面設置。所述焊接部分包括焊接底面，所述焊接底面是在焊接的深度方向上的最深部，所述焊接的深度方向沿著所述邊界面，所述焊接底面與所述邊界面相交，並且所述焊接底面與所述深度方向大致正交。所述焊接部分到達第二部件的第一表面，所述第二部件是所述外殼本體和所述密封板之中的一個部件，所述第二部件的厚度方向與所述邊界面垂直，所述第一表面是位於所述邊界面在所述部件的厚度方向上的相對側的表面。從第一位置到第一虛擬平面上所述焊接底面的距離大於從第二位置到第二虛擬平面上所述焊接部分在所述深度方向上的最深部的位置的距離。所述第一位置是所述焊接部分的外表面的位置，所述第一位置在所述第一虛擬平面上，所述第一虛擬平面包含所述邊界面。所述第一虛擬平面與所述邊界面平行。所述外表面是所述焊接部分的與所述密閉型電池的外側相面對的表面。所述第二位置是這樣的位置，即所述第二虛擬平面在該位置與從所述第一位置延伸的線相交。所述第二虛擬平面與所述邊界面平行，所述第二虛擬平面包含所述第一表面。所述線沿與所述第二虛擬平面垂直的方向延伸。

在第一方面中，當從所述第一位置到所述第一虛擬平面上所述焊接底面的距離為D並且從所述第二位置到所述第二虛擬平面上所述焊接部分在所述深度方向上的最深部的位置的距離為d時，可滿足d≤0.7×D。

在上述方面中，當作為所述外殼本體和所述密封板之中的一個部件的第一部件的厚度為W、沿所述邊界面的方向對應於所述第一部件的厚度方向並且所述焊接底面在與所述邊界面正交的方向上的長度為A時，可滿足1≤W/A≤2。

根據該方面，通過使焊接部分具有焊接底部，能穩定地確保包含外殼本體和密封板之中的一個部件(以下稱為第一部件)——其中沿邊界面的方向對應於第一部件的厚度方向——和第二部件的邊界面的平面上的焊接部分在沿邊界面的焊接深度方向上的長度(即，長度D)。例如，即使電池製造工序中存在變動(例如，焊接位置的變動、外殼和密封板的尺寸的變動等)，也能針對包含第一部件和第二部件的邊界面的平面上的焊接部分在沿邊界面的焊接深度方向上的長度穩定地確保期望長度。即，能穩定地確保包含外殼本體和密封板的邊界面的平面上的焊接部分的強度。此外，由於焊接部分延伸到第二部件的外表面(該外表面是位於第一部件和第二部件之間的邊界面在厚度方向上的相對側的外表面)並且滿足d≤0.7×D，所以增大了焊接部分和第二部件的非焊接部分之間的邊界的面積。即，能減少焊接部分和第二部件的非焊接部分的邊界部分處的破斷。

在上述方面中，所述厚度W可在1mm以下。

根據該方面，能充分地確保焊接部分和第二部件的非焊接部分之間的邊界的面積。因此，即使使用薄的第二部件，也能減少焊接部分和第二部件的非焊接部分的邊界部分處的破斷。

在上述方面中，所述距離D可在2mm以下。

根據該方面，即使電池製造工序中存在變動，也能針對包含第一部件和第二部件的邊界面的平面上的焊接部分在沿邊界面的焊接深度方向上的長度(即，長度D)確保期望長度。因此，考慮電池製造工序的變動而將焊接部分在其焊接深度方向上的長度設定為大於期望長度的必要性低。根據上述結構，能抑制空隙(氣孔)的形成並且能抑制異物(飛濺物)進入電池外殼內。

在上述方面中，所述第一部件可以是所述密封板，而所述第二部件是所述外殼本體。

典型地，密封板的厚度被設定為大於外殼本體的厚度。因此，通過使第一部件為密封板，能針對包含外殼本體和密封板的邊界面的平面上的焊接部分在沿邊界面的焊接深度方向上的長度(即，長度D)比較容易地確保 包含外殼本體和密封板的邊界面的平面上的焊接部分的充分長度以確保焊接部分的強度(破壞強度)。此外，對於本發明的該方面的密閉型電池，能減少焊接部分和作為第二部件的外殼本體的非焊接部分的邊界部分處的破斷。即，對於上述方面的密閉型電池，可以提供在外殼本體和密封板通過焊接而接合在一起的部分處確保充分的破壞強度的密閉型電池。

此外，本發明的第二方面涉及一種用於製造任一本文中披露的密閉型電池的方法。該第二方面包括：通過雷射焊接將所述外殼本體和所述密封板接合在一起。所述雷射焊接包括將三個以上相互獨立的雷射束在雷射照射部位沿所述邊界面在與焊接的進行方向正交的方向上排成一列，以及同時照射所述三個以上的雷射束以使得所述三個以上的雷射束全都是相同輸出。

根據該第二方面，通過使用三個以上相互獨立的雷射束的適當組合併在作為被焊接部件的密封板和外殼本體處適當地照射這些雷射束，能將通過這些雷射束熔融的部分(即，熔融部已固化的焊接部分)的形狀控制為期望形狀。結果，能製造出確保了包含外殼本體和密封板的邊界面的平面上的焊接部分的強度並且減少了被焊接部件的焊接部分和非焊接部分的邊界部分處的破斷的密閉型電池。即，能提供針對外殼本體和密封板通過焊接接合在一起的部分確保充分的破壞強度的密閉型電池。

附圖說明

下面將參照附圖說明本發明的示例性實施方式的特徵、優點以及技術和工業意義，在附圖中相似的附圖標記表示相似的要素，並且其中：

圖1是示出根據本發明的一個示例性實施方式的電池的外形的架構模式的透視圖；

圖2是示出根據本發明的示例性實施方式的電池的外殼本體和密封板之間的關係的架構模式的視圖；

圖3是示出圖1所示的電池的密封板和外殼本體(第一部件和第二部件)的接合部位的架構模式的視圖，其是與密封板和外殼本體(第一部件和第二 部件)的邊界面正交的截面的剖視圖；

圖4是示出根據本發明的示例性實施方式的電池的焊接部分的形狀的架構模式的視圖，其是與密封板和外殼本體(第一部件和第二部件)的邊界面正交的截面的剖視圖；

圖5是示出用於通過焊接將外殼本體和密封板接合在一起的方法的一個示例性實施方式的架構模式的視圖，其中雷射照射位置是從雷射照射方向看去的；

圖6是示出根據試驗例中所示的[焊接方法2]的雷射照射程序的架構模式的視圖，其中雷射照射位置是從雷射照射方向看去的；

圖7是示出根據試驗例中所示的[焊接方法3]的雷射照射程序的架構模式的視圖，其中雷射照射位置是從雷射照射方向看去的；

圖8是示出根據試驗例中所示的[焊接方法4]的雷射照射程序的架構模式的視圖，其中雷射照射位置是從雷射照射方向看去的；

圖9是示出試驗例中所示的破壞試驗程序的架構模式的視圖；以及

圖10是示出根據本發明的另一示例性實施方式的電池的外形的架構模式的透視圖。

圖11是示出對根據各試驗例的電池的電池外殼進行的破壞試驗的結果的表。

圖12是示出對根據各試驗例的電池的電池外殼進行的破壞試驗的結果的表。

圖13是示出對根據各試驗例的電池的電池外殼進行的破壞試驗的結果的表。

具體實施方式

以下將適當參照附圖說明本發明的示例性實施方式。在本說明書中，實施本發明所需的未特別提及的事項可理解為本領域的技術人員基於該領域中的相關技術把握的設計事項。可基於本領域中的技術常識和本說明書中披露的內容來實施本發明。在下述附圖中，將使用同樣的附圖標記來表 示具備相同作用的部件和部位。此外，附圖中的尺寸關係(長度、寬度、厚度等)不反映實際的尺寸關係。

根據本發明的示例性實施方式的電池是其中電池外殼的密封板和外殼本體如上所述通過焊接接合在一起的密閉型電池，並且特徵在於焊接部分的形狀。因此，電解質和電極體的類型和結構不受特別限制。由本發明的示例性實施方式提供的電池的典型例子包括各種各樣的一次電池和二次電池等。這裡，「二次電池」這個用語是指一般而言能反覆地進行充放電的電池並且包括所謂的化學電池例如鋰二次電池、鈉二次電池和鎳金屬氫化物二次電池，以及物理電池如電氣雙層電容器。

這裡，本文中披露的密閉型電池的總體結構是其中包括正極和負極的電極體連同未示出的電解質一起收納在電池外殼中的密閉型電池，與常規電池相似。該電池外殼包括外殼本體和密封板，作為發電元件的電極體收納在所述外殼本體內。該電池外殼的形狀不受特別限制，並且可以呈圓筒形或方形等。

在下文中，儘管並非旨在特別地加以限制，但將使用圖1所示的方形的密閉型電池100作為示例來詳細說明根據本發明的電池的結構。

圖1是根據本示例性實施方式的密閉型電池100的外形的透視圖。如圖中所示，電池外殼30是包括外殼本體32和密封板34的方形外殼。如圖1和2所示，外殼本體32是包括構成外殼本體的側面的側壁36和未示出的底部的長方體形狀的殼體。該外殼本體32具有用於在一端(其在電池處於通常使用狀態時對應於上端部)處收納電極體的矩形開口50。開口端面52在側壁36的上表面上水平地伸出。開口端面52形成在構成該開口50的周緣的側壁36的上表面上。

密封板34是閉塞外殼本體32的開口50的板狀部件。這裡，密封板34可具有大體矩形。此外，如圖1和2所示，用於外部連接的正極端子42和負極端子44在密封板34上設置成使得這些端子中的每個端子的一部分從密封板34的外表面(即，當外殼本體32的開口50被閉塞時位於電池外殼30的外側的表面；下同)突出到電池100的外部。此外，在密封板34中 設置有用於將電池外殼30內部產生的氣體排出到電池外殼的外部的安全閥31和用於將電解質注入電池外殼內的未示出的注入口。

外殼本體32和密封板34的材質不受特別限制，只要是能被焊接的材料即可。例如，外殼本體32和密封板34可由金屬製成。特別地，優選既輕量化又具有優良導熱性的金屬材料。這種金屬材料的例子包括鋁、不鏽鋼和鍍鎳鋼等。再更加優選的材料是既輕量化又具有良好導熱性的鋁或鋁合金。此外，外殼本體32和密封板34兩者可由相同或不同的材質製成。相同材質的外殼本體32和密封板34將具有相同的物理特性，例如熱導率和熔點，因此金屬由於焊接的熱而發生的熔融不會存在偏差，這是優選的。在本示例性實施方式中，外殼本體32和密封板34兩者都由鋁製成。

電池外殼30配備有密封板34以閉塞外殼本體32的開口50。例如，如圖1和2所示，能通過將密封板34插入(嵌入)外殼本體32的開口50中來閉塞外殼本體32的開口50。此時，外殼本體32和密封板34配置成使得密封板34的外表面38與外殼本體32的開口端面52齊平(即，處於這些位於同一平面上的狀態)，如圖3所示。或者，例如，如圖10所示，也可通過將密封板34置於開口端面52的上方來閉塞外殼本體32的開口50。此時，外殼本體32和密封板34配置成使得外殼本體32的側壁36的外壁面與密封板34的周緣側面齊平(即，處於這些位於同一平面上的狀態)。或者，例如，密封板34的周緣和/或形成外殼本體32的開口的側壁可呈預定形狀形成，並且這兩個部件可嵌合在一起。然後，通過在沿邊界面的方向上進行焊接而在包含外殼本體32和密封板34的邊界面的一部分的預定區域處將外殼本體32和密封板34接合在一起。結果，密封板34沒有任何間隙地閉塞外殼本體32的開口50，從而使得電池外殼30能夠被密閉。

以下將利用作為被焊接部件的外殼本體32和密封板34之中的一個部件說明外殼本體32和密封板34被焊接之處的焊接部分(焊接結構)，其中沿外殼本體32和密封板34的邊界面的方向對應於作為第一部件60的被焊接部件和作為第二部件62的另一部件的厚度方向。在本示例性實施方式中，將說明密封板34是第一部件60且外殼本體32是第二部件62的示例。

第一部件60和第二部件62如圖3所示在其寬表面(60a和62a)彼此正交的方向上靠接在一起。此時，第一部件60的側面60b與第二部件62的位於電池外殼30內側的寬表面62a的端部靠接，使得第二部件62的寬表面62b與第一部件60的位於電池外殼30外側的寬表面60a齊平。該靠接可以是其中第一部件60的與第二部件62對向的側面60b和第二部件62的與第一部件60對向的寬表面62a兩者都平坦的兩個部件的靠接，或者可通過將其中至少一個形成為具有預定形狀的兩個部件嵌合在一起來實現第一部件60和第二部件62的靠接。

如圖4所示，第一部件60和第二部件62通過在沿邊界面64的方向上焊接而在包含第一部件60和第二部件62的邊界面64的一部分的預定區域接合。以下，關於通過該焊接形成的焊接部分70的焊接深度方向，除非另外特別地說明，否則沿第一部件60(密封板34)和第二部件62(外殼本體32)的邊界面64的方向將被說明為焊接深度方向。將第一部件60和第二部件62焊接在一起的焊接部分70具有作為在焊接的深度方向上的最深部分並且大致平行於與焊接的深度方向正交的虛擬平面的焊接底面72，如圖中所示。即，焊接底面72大致垂直於焊接的深度方向。由於焊接部分70具有該焊接底面72，即使電池的製造工序中發生偏差，也可以在包含第一部件60和第二部件62的邊界面64的平面上確保焊接部分70在焊接深度方向上的長度(圖4中表示為「D」)。結果，能穩定地確保焊接部分70在包含第一部件60和第二部件62的邊界面64的平面上的強度。從在包含第一部件60和第二部件62的邊界面64的平面上確保焊接部分70在焊接深度方向上的長度的觀點來看，焊接底面72優選配置在與包含第一部件60和第二部件62的邊界面64的平面相交(正交)的位置。例如，當焊接底面72由包含第一部件60和第二部件62的邊界面64的平面劃分時，焊接底面72優選配置成使得焊接底面72的至少10％(更優選20％、更加優選40％，並且再更加優選50％)位於第一部件60側或第二部件62側。

這裡，焊接底面72「大致平行」於與焊接深度方向正交的虛擬平面不僅限於其完全平行的情形。即，「大致平行」還包括焊接底面72看上去接 近平行於與焊接深度方向正交的虛擬平面的情形。類似地，「大致正交」不僅限於完全正交。「大致正交」包含看上去接近正交的狀態。例如，焊接底面72不限於完全平坦的面，而是可具有微小的凹凸。因此，對於焊接底面72，當設定焊接底面72的近似平面時，可允許與該近似平面偏離約30μm以下(優選15μm以下)的凹凸(偏差)。此外，對於焊接底面72，可允許焊接底面的近似平面相對於虛擬平面的在-10度至+10度的範圍內的傾斜。

如圖4所示，焊接部分70延伸到第二部件62的外表面，該外表面是位於第一部件60的邊界面64在厚度方向上的相對側的外表面(以下也可將該外表面簡稱為「第二部件62的外側寬表面62c」)。這裡，焊接部分70的比焊接底面72更靠近第二部件62的外側寬表面62c的部分在焊接深度方向上的長度隨著越靠近第二部件62的外側寬表面62c而變得越小(即，該部分處的焊接深度越淺)。也就是，在第二部件62的外側寬表面62c處焊接部分70和第二部件62的非焊接部分之間的邊界74定位成比焊接底面72更靠近焊接部分的外表面側(通常為被施加熱能的表面側)。因此，與焊接部分70和第二部件62的非焊接部分之間的邊界74平行於第二部件62的厚度方向時(即，焊接底面72延伸到第二部件62的外側寬表面62c時)相比，能增大焊接部分70和第二部件62的非焊接部分之間的邊界74的面積。結果，能減少焊接部分70和第二部件62的非焊接部分的邊界部分處的破斷。

這裡，如圖4所示，在包含第一部件60和第二部件62的邊界面64的平面上焊接部分70在焊接深度方向上的長度為D(mm)。即，長度D是指從包含邊界面64並且平行於邊界面64的第一虛擬平面上的作為焊接部分70的外表面的位置的第一位置到第一虛擬平面上的焊接底面72的距離。這裡，焊接部分70的外表面是所述焊接部分的面向所述密閉型電池的外部的表面。從包含第一部件60和第二部件62的邊界面64的平面上的焊接部分70的外表面76到焊接部分70和第二部件62的非焊接部分之間在第二部件62的外側寬表面62c處的邊界74在焊接深度方向上的距離為d(mm)。 即，距離d是從第二位置(自第一位置沿與包含第一位置且平行於邊界面64的第二虛擬平面垂直的方向延伸的線在第二位置與第二虛擬平面相交)到第二虛擬平面上的焊接部分在深度方向上的最深部分的位置的距離。當第二部件62的厚度為W(mm)且焊接底面72在與第一部件60和第二部件62的邊界面64正交的方向上的長度為A(mm)時，這些滿足以下關係：d≤0.7×D，且1≤W/A≤2。第二部件62的厚度W是第二部件62的與第一部件60對向的部分的厚度。

通過如上所述使W/A≤2，即使電池製造工序中存在變動(例如，第一部件60和第二部件62的尺寸的變動或焊接位置的變動)，也能穩定地確保在包含第一部件60和第二部件62的邊界面64的平面上焊接部分70在焊接深度方向上的長度(即，焊接深度，長度D)。即，能穩定地確保在包含第一部件60和第二部件62的邊界面64的平面上焊接部分70的強度。

另一方面，如果W/A過小(即，如果A相對於W而言過大)，則無法充分地確保焊接部分70的比焊接底面72更靠近第二部件62的外側寬表面62c的部分，即焊接部分70的在焊接深度方向上的距離隨著越靠近第二部件62的外側寬表面62c而變得越小(即，焊接深度變得越淺)的部分。因此，焊接部分70和第二部件62的非焊接部分之間的邊界74的面積將傾向於小。此外，如果距離d相對於長度D而言過大，則無法充分發揮在焊接部分70的比焊接底面72更靠近第二部件62的外側寬表面62c的部分處由於減小在焊接深度方向上的長度(即，由於焊接深度變淺)而增大焊接部分70和第二部件62的非焊接部分之間的邊界74的面積的效果。因此，通過使1≤W/A且d≤0.7×D，能確保足以抑制焊接部分70和第二部件62的非焊接部分的邊界部分處的破斷的面積作為焊接部分70和第二部件62的非焊接部分之間的邊界74的面積。

這裡，第二部件62的厚度W不受特別限制，但通常它可在1.5mm以下(例如，1.0mm以下)。對於本文中披露的技術，即使使用厚度小的第二部件62，也能確保足以抑制焊接部分70和第二部件62的非焊接部分的邊界部分處的破斷的面積作為焊接部分70和第二部件62的非焊接部分之間 的邊界74的面積。另一方面，如果使用過薄的第二部件62，則第二部件62的強度將傾向於不足。因此，第二部件62的厚度W通常可在0.3mm以上。例如，第二部件62的厚度W可在0.4mm至0.5mm的範圍內。

第一部件60的厚度(稱為「與第二部件62對向的部分的第一部件60的厚度」)不受特別限制。通常，第一部件60的厚度可大於第二部件62的厚度。通過將第一部件60的厚度設定得大，能將在包含第一部件60和第二部件62的邊界面64的平面上焊接部分70在焊接深度方向上的距離(即，長度D)設定得大。例如，第一部件60的厚度可為第二部件62的厚度的約三至四倍。更具體地，第一部件60的厚度可處於0.9mm以上(例如，1.2mm以上)到6mm以下(例如，4mm以下)的範圍內。

在包含第一部件60和第二部件62的邊界面64的平面上焊接部分70在焊接深度方向上的長度(即，長度D(mm))不受特別限制，只要在包含第一部件60和第二部件62的邊界面64的平面上焊接部分70處能確保充分強度即可。例如，該長度D(mm)可以與第二部件62的厚度W(mm)大致相同或大於所述厚度W。優選地，可將長度D(mm)設定在大於第二部件62的厚度W到第二部件62的厚度W(mm)的1.5倍以下的範圍內(即，在W＜D≤1.5×W的範圍內)。這裡，如果長度D相對於第一部件60的厚度而言過大，則焊接部分70可能貫通第一部件60，這是不希望的。因此，優選將長度D設定成在第一部件60的厚度的2/3以下(更優選地，1/2以下)。從避免焊接部分70中諸如空隙的焊接缺陷的觀點看，也不希望過大的長度D。從這些觀點看，可在例如0.3mm以上(更優選地，0.4mm以上)到2mm以下(更優選地，1mm以下)的範圍內設定長度D。典型地，長度D可以是約0.6mm。

這裡，對於典型的密閉型電池，如圖1或圖10所示，密封板34設置有正極和負極外部端子(42和44)、用於將電解質注入電池外殼內的注入口(未示出)以及安全閥31等。通常，密封板34的厚度被設定得大，這是因為在製造和使用時外力可能施加至這些部分。即，通常，密封板34的厚度被設定為大於外殼本體32的厚度。因此，第一部件60優選可以是密封 板34，而第二部件62優選可以是外殼本體32。即，如圖3和4所示，能通過使密封板34的側面60b(密封板34的周緣側面)與外殼本體32的側壁36的內壁面靠接並且利用焊接使包含外殼本體32和密封板34的邊界面64的一部分的預定區域接合來密閉電池外殼30的內部。更具體地，如圖1和圖2所示，密封板34能夠被嵌入由外殼本體32的側壁36形成的開口50中。

收納在電池外殼30內的電極體可以與常規電池的電極體相同，並且不受特別限制。典型地，可採用正極和負極通過隔板電氣地隔離(絕緣)的結構。例如，電極體可以是層疊電極體或卷繞電極體。例如，電極體可以是通過將長形正極和長形負極經由兩個長形隔板(例如，多孔的聚烯烴樹脂板片)重疊並在縱長方向上卷繞它們、然後從與卷繞軸線正交的方向擠壓並壓扁卷繞體而形成為扁平形狀的扁平型卷繞電極體。正極例如可以是在正極集電體(例如，鋁箔)的一面或兩面上形成有包含正極活性物質的正極活性物質層的電極。此外，負極例如可以是在負極集電體(例如，鋁箔)的一面或兩面上形成有包含負極活性物質的負極活性物質層的電極。

此外，收納在電池外殼30內的電解質也可以與用於常規電池中的電解質相同並且不受特別限制。例如，電解質可以是在適當的非水溶劑(有機溶劑)中包含支持鹽(支持電解質)的非水電解質。

這裡，可以無限制地使用與用於常規的一般電池中相同的構成電極體的部件(例如，正極、負極和隔板等)和材料以及上述電解質。構成電極體的材料等和電解質的組分等不構成本發明的特徵，因此將省略其詳細說明。

接下來，將適當參照附圖說明與根據本發明的示例性實施方式的密閉型電池的製造方法有關的用於製造具有上述結構的密閉型電池100的工序的一個示例性實施方式。本發明的密閉型電池的製造方法決不限於下述示例性實施方式。

本文中披露的密閉型電池100的製造方法包括通過焊接將外殼本體32和密封板34接合在一起。在下文中，密封板34是第一部件60且外殼本體32是第二部件62的模式將作為例子被說明。

首先，用密封板34閉塞外殼本體32的開口50。例如，如圖2所示，準備在一端(其在電池處於通常使用狀態時對應於上端部)處具有用於收納電極體的開口50的外殼本體32和具有閉塞開口50的形狀的密封板34。然後，使用密封板34閉塞外殼本體32的開口50。更具體地，如圖3所示，將密封板34和外殼本體32在寬表面(60a和62a)彼此正交的方向上靠接在一起。此時，密封板34的側面60b(即，密封板34的周緣側面)與外殼本體32的側壁36的內壁面靠接，使得外殼本體32的開口端面52與密封板34的外表面38齊平。例如，密封板34可嵌入外殼本體32的開口50中。

接下來，通過焊接將外殼本體32和密封板34接合在一起。通過從電池外殼30的外部在沿外殼本體32和密封板34的邊界面64的方向上、即在與供外殼本體32和密封板34靠接在一起的齊平面正交的方向上施加熱能來進行該焊接。即，向作為被焊接部件的外殼本體32和密封板34施加熱能的方向(通常為雷射照射方向)與焊接的深度方向一致。此外，通常沿外殼本體32和密封板34的邊界面64來回進行焊接。在下文中，焊接進行的方向將被稱為「焊接方向」。

用於將電極體和電解質收納在電池外殼30中的程序不受特別限制。例如，可通過按預定程序將電極體安裝在密封板34上並在使用密封板34閉塞外殼本體32的開口50時將電極體插入外殼本體32中來將電極體收納在電池外殼30內。此外，可通過從形成在密封板34中的注入口將電解質注入電池外殼30內來將電解質收納在電池外殼30內。這裡，可使用上述電極體和非水電解質。

在下文中，將詳細說明用於將外殼本體32和密封板34焊接在一起的程序。在以下說明中，密封板34將被說明為第一部件60，而外殼本體32將被說明為第二部件62。

通常通過使用各種雷射中的任一種(典型地為雷射束)的雷射焊接或使用電子束的電子束焊接來進行焊接。可以無特別限制地使用各種雷射器例如氣體雷射器、固體雷射器、液體雷射器、半導體雷射器或纖維雷射器中的任一種作為該雷射器。例如，可優選使用YAG雷射器、YVO4雷射器、 CO2雷射器、半導體雷射器或纖維雷射器等。

這裡，焊接如此進行，使得焊接部分70延伸到位於第一部件60和第二部件62的邊界面64在厚度方向上的相對側的表面，該表面是第二部件62的外表面(即外側寬表面62c)。來自焊接的輸入熱通常沿與雷射照射方向正交的方向——即沿與第一部件60和第二部件62的邊界面64正交的方向(即，沿第二部件62的厚度方向)——傳遞(熱傳遞)。然後，當來自焊接的輸入熱被傳遞並且第二部件62的角部熔融時，輸入熱沿第二部件62的外側寬表面62c在焊接深度方向上傳遞。因此，焊接部分70能通過利用焊接施加充分的輸入熱而到達第二部件62的外側寬表面62c。

這裡，如圖5所示，焊接通常進行為使得互相獨立的三個以上(例如，四個以上)的雷射束(圖中的1至4)在雷射照射部位成一列排列在與焊接方向正交的方向上。即，使用平行或大致平行於焊接方向行進的三個以上的雷射束進行焊接。圖中的虛線是表示雷射束的路徑的虛擬線(後述圖6至8同樣如此)。通常，利用各雷射束連續進行小孔焊接(連續焊接)。此時，被照射雷射束的雷射照射部位周圍的被焊接部件能通過來自雷射焊接的輸入熱向其傳遞而熔融。即，相鄰的雷射束的雷射照射部位之間的被焊接部件能通過來自雷射焊接的輸入熱向其傳遞而熔融。因此，通過以使利用雷射束熔融的各部分重疊的間隔配置多個雷射束，用多個雷射束熔融的各熔融部分互相一體化，從而形成單個熔融部分。然後，能通過熔融部分凝固來形成具有期望形狀的焊接部分70。因此，能通過調節各雷射束之間的間隔和雷射強度等來形成具有焊接底面72的焊接部分70，焊接底面72是在焊接的深度方向(即，雷射照射方向)上的最深部分並且大致平行於與焊接的深度方向正交的虛擬平面。各雷射束的間隔和雷射強度等可根據作為被焊接部件的外殼本體32和密封板34的材質和厚度以及焊接的深度等而改變，且因此不受特別限制，並且僅需被調節為處於使得能夠形成焊接底面72的範圍內。從形成焊接底面72的觀點看，三個以上的雷射束優選等間隔地配置，並且各雷射束優選被同時照射以便全都為相同的雷射強度。這裡提到的雷射強度是指雷射的輸出量。

從將焊接部分70的形狀控制為期望形狀(例如，上述形狀，典型地為圖4所示的形狀)的觀點看，優選使用雷射照射直徑小的雷射束。例如，可優選採用以光纖為介質的纖維雷射器，這是因為雷射束的照射直徑小(集光直徑小)且光束品質優良。雷射束的雷射照射直徑不受特別限制，但優選0.01mm以上(優選0.03mm以上)和0.1mm以下(優選0.08mm以下)的範圍。

這裡，優選將雷射照射位置調節成使得排列成一列的多個雷射束照射在第一部件60和第二部件62兩者處。優選將雷射束的照射位置調節成使得多個雷射束在並列方向上的中心與第一部件60和第二部件62的邊界面64的偏離在多個雷射束在並列方向上的長度的40％以下(更優選30％以下，更加優選20％以下，並且再更加優選10％以下)。例如，各雷射束排列成使得多個雷射束在並列方向上的中心與第一部件60和第二部件62的邊界面64的偏離在0.2mm以下(更優選在0.1mm以下)。更優選地，各雷射束的雷射照射位置被設定成使得多個雷射束的排列中心與第一部件60和第二部件62的邊界面64一致。

能通過改變雷射束的數量、雷射束的間隔、雷射束的輸出強度、雷射照射的時點、雷射束的照射直徑和雷射束的照射位置等來控制焊接部分70的形狀。例如，可通過例如增加雷射束的數量、拓寬雷射束間隔或使用雷射照射直徑比較大的雷射束等來增大焊接底面72在與第一部件60和第二部件62的邊界面64正交的方向上的長度(即，焊接底面72的長度A)。

此外，可通過例如增大雷射束的輸出強度或使雷射束間隔更窄等來增大焊接部分70的焊接深度(典型地為在包含第一部件60和第二部件62的邊界面64的平面上焊接部分70在焊接深度方向上的長度，即上述長度D)。

此外，關於多個雷射束之中配置成最靠近第二部件62的外側寬表面62c的雷射束，可通過例如使雷射束的照射位置更靠近第二部件62的外側寬表面62c或增大雷射束的輸出強度等來增大從包含第一部件60和第二部件62的邊界面64的平面上的焊接部分70的外表面到焊接部分70和第二部件62的非焊接部分之間在第二部件62的外側寬表面62c上的邊界74在焊接深度方向上的距離(即，上述距離d)。

本文中披露的密閉型電池是這樣的密閉型電池，其中外殼本體和密封板通過焊接接合在一起，可穩定地確保外殼本體和密封板之間的邊界處的接合強度，並且可減少被焊接部件的非焊接部分和焊接部分的邊界部分處的破斷。例如，即使製造工序中存在變動(例如，外殼本體和密封板的尺寸的變動，或焊接位置的變動等)，也能發揮外殼本體和密封板的焊接部分的高級別強度(典型地為破壞強度)。即，本文中披露的電池是電池外殼的內部被非常可靠地氣密密封的電池。因此，該電池可被適當地用作裝設在諸如插電式混合動力車輛(PHV)、混合動力車輛(HV)或電動車輛(EV)等車輛中的驅動用電池。此外，根據本發明，提供了一種車輛，其中本文中披露的電池優選被設置為動力源(典型地為其中多個電池電連接在一起的電池組)。

在下文中，將說明與本發明有關的實施例(試驗例)，但本發明決不限於該實施例(試驗例)。

通過下述程序利用密封板閉塞電池的外殼本體。首先，準備由具有以A1050-O的JIS表示的合金序號的鋁合金製成並且厚1.4mm的密封板。此外，準備由具有以A3003-O的JIS表示的合金序號的鋁合金製成並且厚0.4mm的外殼本體。然後，在通過預定程序將作為發電元件的電極體安裝在密封板上之後，將電極體插入到外殼本體中，並且將密封板嵌入外殼本體的開口中以便形成蓋。更具體地，將外殼本體和密封板配置成使得密封板的外周側面與外殼本體的側壁的內壁面靠接，並且使密封板的外表面與電池外殼的開口端面齊平(即，使得這些處於同一平面上)。即，這裡，密封板為第一部件，而外殼本體為第二部件。然後，通過以下焊接方法1至焊接方法4中的任一者在沿外殼本體和密封板的邊界面的方向上將包含所述邊界面的一部分的預定區域焊接並接合。結果，製得了共計22種電池(例1至22)，每種電池都具有不同形狀的焊接部分。

[焊接方法1]

現在將說明焊接方法1。圖5是示出焊接方法1中的雷射照射位置的 架構模式的視圖。為了焊接，準備各自都具有0.04mm的光束直徑(雷射照射直徑)的四個纖維雷射器，並且以將各雷射束(圖中的1至4)在雷射照射位置在與焊接方向正交的方向上排成一列的狀態使用這些纖維雷射器。這些雷射束1至4以400mm/秒的速度(焊接速度)並列行進，其中四個雷射束1至4同時照射以便全都為相同的雷射強度。通過使用雷射束1至4連續進行小孔焊接來進行焊接。此外，沿外殼本體32和密封板34的邊界面64來回進行焊接。這裡，雷射強度和各雷射束的間隔被設定在這樣的範圍內，在該範圍內，焊接部分具有作為在焊接的深度方向上的最深部並且大致平行於與焊接的深度方向正交的虛擬平面的焊接底面，並且焊接部分具有延伸到外殼本體(第二部件)的外表面的形狀，所述外表面是位於密封板(第一部件)的邊界面在厚度方向上的相對側的表面。將雷射照射位置調節成使得四個雷射束在並列方向上的中心與外殼本體32和密封板34的邊界面64一致。此外，通過適當地調節雷射強度和各雷射束的間隔，在焊接部分的形狀不同的共計10種焊接條件下進行焊接(例1至例10)。

[焊接方法2]

接下來將說明焊接方法2。在焊接方法2中，如圖6所示，除雷射照射位置向外殼本體32側移動0.1mm外通過與上述焊接方法1相同的程序在焊接部分的形狀不同的共計10種焊接條件下進行焊接(例11至20)。更具體地，根據例11的電池是通過在製造根據例1的電池時的焊接條件下使雷射照射位置移動而製造的，並且類似地，根據例12、13、...20的電池是通過在製造根據例2、3、...10的電池時的焊接條件下使雷射照射位置移動而製造的。

[焊接方法3]

接下來將說明焊接方法3。在焊接方法3中，如圖7所示，將光束直徑(雷射照射直徑)為0.3mm的纖維雷射器(圖7中的附圖標記5)單獨用於焊接，並且照射雷射束以使得雷射束5的中心與外殼本體32和密封板34的邊界面64一致。此外，通過沿外殼本體32和密封板34的邊界面64以400mm/秒的速度(焊接速度)來回連續焊接來進行焊接(例21)。

[焊接方法4]

接下來將說明焊接方法4。在焊接方法4中，除雷射照射位置向外殼本體側移動0.1mm外通過與上述焊接方法3相同的程序進行焊接(例22)。

關於根據上述例1至22的電池的焊接部分的形狀，圖11至13是在與外殼本體32和密封板34的邊界面正交的方向上的剖視圖，所述方向是沿焊接部分70的焊接深度方向的方向。此外，測量i)在包含外殼本體32和密封板34的邊界面的平面上焊接部分70在焊接深度方向上的深度(D(mm))，ii)從包含外殼本體32和密封板34的邊界面的平面上的焊接部分70的外表面到焊接部分70和外殼本體32的非焊接部分之間在外殼本體32的外表面(該外表面位於外殼本體32和密封板34的邊界面在厚度方向上的相對側)上的邊界在焊接深度方向上的距離(d(mm))，iii)外殼本體32的厚度(W(mm))，和iv)焊接底面在與外殼本體32和密封板34的邊界面正交的方向上的長度(A(mm))。針對根據各例的電池，上述d相對於D的大小和上述A相對於W的大小在圖11至13中被示出。

接下來，對根據上述各例的電池的電池外殼進行下述破壞試驗(參見圖9)，以確認外殼本體32和密封板34的焊接部分70的強度。首先，對於各電池的電池外殼，沿與外殼本體32和密封板34之間的邊界正交的方向——該方向是沿焊接部分70的焊接深度方向的方向——切斷包含焊接部分的部分，並且切出包含焊接部分的厚度為5mm的試驗片。接下來，針對各例中的試驗片，將密封板34固定，在沿密封板34和外殼本體32的邊界面的方向(即，沿焊接部分的焊接深度方向的方向)上拉曳外殼本體32(即，施加拉力)，並且測量焊接部分70破斷時的拉伸強度(N)。此外，關於由於拉伸而破壞的破斷部分的長度(mm)，測量從切斷面觀察試驗片時的長度，並且通過將拉伸強度(N)除以破斷部分的長度(mm)來獲得破壞強度(N/mm)。針對根據各例的電池，進行上述破壞試驗，並且外殼本體32的破斷部分在焊接部分破斷之後的形狀在圖11至13中的相應欄中被示出。針對根據各 例的電池製造十個電池，並對各電池執行破壞試驗。此外，10個電池的平均測定破壞強度為35N/mm以上的那些電池被給出評價「O」，而10個電池的平均測定破壞強度低於35N/mm的那些電池被給出評價「X」。結果在圖11至13中的相應欄中被示出。

如圖11和12所示，例1至9和11至14具有高破壞強度。對於這些例子，焊接部分的形狀是這樣的，即，在焊接部分在焊接深度方向上的最深部上具有大致平行於與焊接的深度方向正交的虛擬平面的焊接底面，並且外殼本體和密封板的邊界面與焊接底面相交。因此，能對包含外殼本體和密封板的邊界面的平面上的焊接部分確保期望的焊接深度，從而認為能抑制包含外殼本體和密封板的邊界面的平面上的焊接部分處的破斷。此外，在例1至9和11至14中，焊接部分的形狀為d≤0.7×D。因此，能充分地確保焊接部分和外殼本體的非焊接部分之間的邊界的面積，因此認為能抑制焊接部分和外殼本體的非焊接部分的邊界部分處的破斷。

這裡，在焊接部分的形狀是在焊接部分在焊接深度方向上的最深部上具有大致平行於與焊接的深度方向正交的虛擬平面的焊接底面的形狀的例1、3和5中，破壞強度高於不具有所述焊接底面的例21的破壞強度。在各例1、3、5和21中，焊接部分在焊接深度方向上的最深部位於包含外殼本體和密封板的邊界面的平面上(即，焊接部分在焊接深度方向上的最深部與外殼本體和密封板的邊界面相交)，並且d＝0.3×D。即，確認了能通過將焊接部分成形為使得它具有焊接底面來提高焊接部分的強度(破壞強度)。可認為這是由於通過設置焊接底面增大了焊接部分和外殼本體的非焊接部分之間的邊界的面積。

另一方面，例10、15至20和22具有低破壞強度。在例15和16中，外殼本體和密封板的邊界面不與焊接部分的焊接底面相交，即，焊接部分在焊接深度方向上的最深部未位於包含外殼本體和密封板的邊界面的平面上。因此，包含外殼本體和密封板的邊界面的平面上的焊接部分的焊接深度小於期望深度(這裡，0.6mm)，可認為這是在外殼本體和密封板的邊界面處容易發生破斷的原因。對於例22，同樣，類似地，焊接部分在焊接深度 方向上的最深部偏離包含外殼本體和密封板的邊界面的平面，可認為這是外殼本體和密封板的邊界面處容易發生破斷的原因。此外，在例10和17至20中，焊接部分的形狀為d＞0.7×D，因此焊接部分和外殼本體的非焊接部分之間的邊界的面積小，可認為這是焊接部分和外殼本體的非焊接部分的邊界部分處容易發生破斷的原因。

在W/A≤2的例1至4中，即使雷射照射位置有偏差(例11至14)，也能穩定地確保包含外殼本體和密封板的邊界面的平面上的焊接部分在焊接深度方向上的長度。另一方面，在W/A＞2的例5和6中，當雷射照射位置有偏差時(例15和16)，難以確保期望長度(這裡，0.6mm)作為包含外殼本體和密封板的邊界面的平面上的焊接部分在焊接深度方向上的長度。此外，在W/A＜1的例7中，當雷射照射位置有偏差時(例17)時，距離d傾向於小。由所有這些可確認，考慮到製造電池時的變動(例如，焊接位置的變動和各部件的尺寸的變動)，更優選1≤W/A≤2。

由這些結果，確認了根據本發明的示例性實施方式的焊接方法可以提供其中外殼本體和密封板以高焊接品質被焊接在一起的電池。

雖然已詳細說明了本發明的具體例子，但上述示例性實施方式和例子僅僅是例子，且並非旨在限制權利要求的範圍。上述具體例子的各種改型和變型也被包含在權利要求的範圍內記載的技術中。