方形电池的制造方法技术

本发明专利技术提供一种方形电池的制造方法，将封口板（２）放置于容纳发电元件的方形壳体（１）上部的开口端，以从水平方向向上倾斜的角度对包含接触线（４）的各角部（ｅ）的各边（ａ～ｄ）照射激光光束（３ａ～３ｄ），以各激光光束（３ａ～３ｄ）对接触线（４）进行扫描、焊接，将方形壳体（１）加以密封。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别是涉及在容纳发电元件的方形壳体的开口端上焊接封口板加以密封的焊接方法经过改良的。
技术介绍
例如，用作便携式电器的电源的二次电池，要求具有高能量密度，同时为了实现轻型化、小型化，要求具备能够高效率地使用空间的形状。使用方形的铝制壳体的锂离子二次电池作为满足这些要求的电池已经登场。这种锂离子二次电池其结构也要求有长期稳定的密封性，因此利用激光焊接在有底方形壳体的开口端焊接形成电极的封口板将开口端封口。这种激光焊接方法与其他焊接方法相比，具有对容纳于壳体内部的电解液和电气绝缘部分的热影响较小，工作效率高的特点。这种在方形壳体和封口板之间进行激光焊接制造方形电池的已有方法已知有日本专利特开平8-315788号、特开平8-315789号、特开平8-315790号各公报所公开的方法。这里公开的制造方法中，在使开口端朝上配置的方形壳体的开口端嵌入封口板，在方形壳体与封口板相接触的部位上从垂直方向照射激光光束，以激光光束对接触部位进行扫描、焊接，以利用封口板将方形壳体的开口端加以密封。但是，为了对为了轻型化、薄型化而利用薄板材料形成的方形壳体和封口板，从方形壳体的上端开口侧对封口板与方形壳体相接触的部位以激光光束进行焊接时，熔深偏大时存在着金属熔融物侵入电池内部的危险。加工为方形壳体及封口板的板材的加工精度有一定的限度，即使将焊接时的熔深设定为不达到电池内部的最合适的值，也由于是薄板材料，由于厚度加工精度的偏差而发生熔透到电池内部的情况下，金属熔融物飞散到电池内部，将成为内部短路的原因。又，虽然激光焊接方法是不容易对电解液和绝缘物等产生热影响的焊接方法，但是因为加热方向指向电池内部，又由于方形壳体和封口板的加工精度或焊接精度的限制，要排除热的影响是困难的。本专利技术是鉴于上述已有的技术问题的存在而作出的，因此其目的在于，提供能够不对电池的内部产生热影响，均匀地进行焊接，能够进行对方形壳体与封口板之间的焊接的。
技术实现思路
为了实现上述目的而作出的本申请的第1专利技术的制造方法是，四边形的4个边是直线、各角部呈规定半径的曲线形状的、上端形成开口形状的有底方形筒状的方形壳体内容纳发电元件，在该方形壳体的上端开口以封口板抵住，以激光焊接接触部位，借助于此，以封口板封住方形壳体的上端开口，在这种中，使封口板抵住所述方形壳体的上端开口，对方形壳体与封口板接触的接触线照射从方形壳体的侧方向斜上方照射的激光光束，利用该激光光束扫描接触线，以在方形壳体与封口板之间进行焊接。采用上述制造方法，使对方形壳体的上端开口和封口板接触的接触线进行照射的激光光束的照射方向取指向斜上方的角度方向，以使激光焊接的熔深方向指向封口板的方向，因此即使熔深超过方形壳体的材料厚度，也能够防止熔深达到电池内部。虽然激光焊接的熔深控制于一定值，但是将对薄板材料的熔深维持于一定值是困难的，由于方形壳体的材料厚度的偏差，有时熔深会超过材料厚度，即使如此，也由于该激光光束方向的设定，能够防止超过方形壳体的材料厚度的熔深达到封口板，熔融的溅射物飞散到电池的内部造成内部短路，电池质量不良的情况发生。又，本申请的第2专利技术的制造方法是，四边形的4个边是直线、各角部呈规定半径的曲线的剖面形状的、有底方形筒状的方形壳体内容纳发电元件，使封口板抵住该方形壳体的上端开口，以激光焊接接触部位，借助于此，以封口板封住方形壳体的上端开口，在这种中，形成使所述封口板嵌入所述方形壳体的上端开口内的凹部，以使方形壳体的上端开口嵌入所述凹部的状态使方形壳体与封口板接触，对方形壳体与封口板的周边部接触的接触线，从方形壳体的侧方向照射激光光束，利用该激光光束扫描接触线，以在方形壳体与封口板之间进行焊接。采用上述制造方法，使封口板上形成的凹部嵌入方形壳体上端的开口内，使封口板抵住方形壳体的上端开口，因此在外周边部方形壳体和封口板接触的接触线的内侧被所述凹部塞住，以此可以防止激光光束从方形壳体的侧方对接触线进行扫描、焊接时发生的溅射进入电池内部。又，即使是在激光焊接的熔深超过方形壳体的材料厚度那样的情况下，由于越过材料厚度的熔深达到凹部，因此能够防止熔区的金属熔融物进入电池内部。附图概述附图说明图1是本专利技术第1实施形态的方形电池的立体图。图2是方形壳体的开口端的平面图。图3(a)是表示各边的激光光束对接触线扫描的方向的平面图。图3(b)是表示激光光束对接触线的入射方向的侧面图。图4是说明使激光光束的入射方向倾斜的作用效果的说明图。图5是表示本专利技术第2实施形态的方形电池的外观形状的立体图。图6是表示形成嵌入部的封口板的结构的部分剖面图。图7是说明激光光束对角部的聚焦距离的差的产生的说明图。图8是表示防止激光光束的反射引起的弊害的光束方向的变化的平面图。本专利技术的最佳实施方式下面参照附图对本专利技术的一实施形态加以说明，以供理解本专利技术。图1表示本专利技术第1实施形态的方形电池的外观形状，在容纳发电元件的方形壳体1的开口端焊接封口板2，以此封闭方形壳体1的内部制造方形电池。所述方形壳体1形成四边形的有底筒状，其开口端的平面形状如图2所示长边a、b及短边c、d为直线，各角部e形成规定半径的曲线。封口板2形成与该方形壳体的开口端的外形尺寸相同尺寸的外形。将封口板2置于该方形壳体1的开口端上，以激光焊接以角部e的曲线连接各边a～d的直线的接触线，以此用封口板2将方形壳体1的开口端密封住。该方形壳体1的开口端与封口板2之间的焊接方法在下面加以说明。图3(a)是将方形壳体1开口端向上在垂直方向上配置于规定的位置上，放置封口板2以覆盖开口端的状态的鸟瞰图，如图3(b)所示，对方形壳体1与封口板2的接触线4以激光光束3a～3d进行照射，使各激光光束3a～3d平行于长边a、b、短边c、d进行扫描，以激光焊接接触线4，以封口板2密封住方形壳体1的开口端。这样，各激光光束3a～3d进行扫描的方向是沿着各边a～d的一直线，因此其移动控制容易，能够进行精密的焊接动作。又。激光光束3对所述接触线4进行扫描的照射方向，如图3(b)所示被设定为相对于水平面向上α角的方向。而且如图3(a)所示设定为在平视时激光光束3的照射方向对所述接触线4垂直射入。但是如参照图8在下面进行的叙述那样，可以把激光光束3a～3d分别在平视时照射的角度设定为与垂直于各边a、b、c、d的方向成θ角的倾斜方向。这样，对接触线4以激光光束3a～3d分别从相对于水平方向向上α角的方向入射，可以抑制激光焊接对电池内部的热影响。本实施形态的的激光焊接的方向是相对于容纳发电元件的方形壳体1的上端从侧方进行焊接的，因此激光焊接产生的热量对电池内部的影响小，而且利用该照射角度的倾斜，对于方形壳体1的材料厚度偏差造成的熔深进入电池内部的情况是有效的。方形壳体1和封口板2为了轻型化和薄型化，利用薄铝板加工形成，因此在其间进行焊接时有加工精度要求，但是加工精度要求是有限度的，特别是方形壳体1是深冲加工形成有底筒状的，因此其壁厚容易发生偏差。所以，即使是将激光光束3a～3d各自的照射产生的接触线4的熔深设定为一定值，有时也会由于材料厚度的偏差而使熔深达到电池的内部。图4以剖面状态说明对接触线4的激光焊接状态，如图4(a)所示，使激光光束3从水平方向向接触线4入射时，如上所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方形电池的制造方法，四边形的４个边（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）是直线、各角部（ｅ）呈规定半径的曲线形状的、上端形成开口形状的有底方形筒状的方形壳体（１）内容纳发电元件，在该方形壳体（１）的上端开口以激光焊接封口板（２），借助于此，以封口板（２）封住方形壳体（１）的上端开口，其特征在于，使封口板（２）抵住所述方形壳体（１）的上端开口，对方形壳体（１）与封口板（２）接触的接触线（４）入射从方形壳体（１）的侧方向斜上方照射的激光光束（３ａ～３ｄ），利用该激光光束（３ａ～３ｄ）扫描接触 线（４），以在方形壳体（１）与封口板（２）之间进行焊接。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：原口和典，芳泽浩司，中琢也，竹内崇，妹尾菊雄，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]