JP7797456B2 - 蓄電デバイス - Google Patents

Description

本発明は、蓄電デバイスに関する。

蓄電デバイスのケース部材のうち蓋体に端子挿通孔を設け、この端子挿通孔に端子部材を挿通し、インサート成形により蓋体と端子部材とを絶縁性の樹脂部材により互いに一体かつ気密に固定する手法が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１６－４４３０３号公報

しかしながら、ケース部材（蓋体）、端子部材及び樹脂部材の相互の熱膨張係数の違いにより、インサート成形工程における降温によって熱膨張差による応力が生じ、成形後或いは冷熱サイクル試験における冷却時などに、応力によって端子部材に沿って樹脂部材に亀裂が生じてケースの気密を損なうなど、気密性に関する信頼性が低下する場合が有った。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、インサート成形でケース部材及び端子部材と一体に形成した絶縁性の樹脂部材を有しながらも、気密性に関する信頼性を高めた蓄電デバイスを提供する。

（１）上記課題を解決するための本発明の一態様は、各面が互いに直交する電池高さ方向、電池幅方向及び電池厚み方向を向く直方体箱状で、前記電池幅方向及び前記電池厚み方向に拡がる矩形状の端子挿通孔を有するケース部材、前記端子挿通孔に挿通された金属板からなる板状の端子部材、及び、絶縁性の樹脂材からなり、前記ケース部材及び前記端子部材にそれぞれ気密に溶着して、前記端子部材を前記ケース部材と絶縁しつつ前記ケース部材に固定する樹脂部材、を備える蓄電デバイスであって、前記端子部材は、前記端子挿通孔内に位置し、粗面化され前記端子部材を囲む前記電池幅方向に長く前記電池厚み方向に短い矩形環状で帯状で、電池幅方向を向く端面粗化部を含む第１粗化部、及び、前記第１粗化部から離間し、前記電池高さ方向に延び前記電池幅方向を向く端面又は角部がＲ面取りされた端Ｒ面に設けられ、粗面化された第２粗化部を有し、前記樹脂部材は、前記ケース部材及び前記端子挿通孔に挿通された前記端子部材と一体にインサート成形されてなり、前記端子部材の前記第１粗化部に気密に固着する環状で帯状の端子シール部と、前記端子部材の前記第２粗化部に固着し、自身に応力を生じさせて、前記端子シール部のうち端面粗化部の付近に生じる応力を低減する応力低減部と、を有する蓄電デバイスである。

この蓄電デバイスでも、インサート成形後の降温によって、樹脂部材に応力が残留する。しかし、この蓄電デバイスでは、樹脂部材の端子シール部が端子部材の第１粗化部に固着して、第１粗化部と端子シール部の間の気密を保つほか、樹脂部材の応力低減部が端子部材の第２粗化部に固着することで、樹脂部材の端子シール部に生じる応力を低減している。このため、この蓄電デバイスでは、端子部材に第２粗化部を設けない場合や樹脂部材に応力低減部を設けない場合に比して、端子シール部に生じる応力を低減できる。このため、端子シール部に亀裂が発生して端子シール部の気密性が低下する不具合の発生を抑制でき、気密性に関する信頼性を高めた蓄電デバイスにできる。

なお、樹脂部材に応力低減部を設けない場合としては、例えば、端子部材における第２粗化部の有無に拘わらず、樹脂部材に応力低減部に相当する部位を設けない場合が挙げられる。また、端子部材に第２粗化部を設けない場合としては、例えば、樹脂部材には応力低減部に相当する部位を有しているが、端子部材に第２粗化部に相当する粗化面を設けないために、この端子部材のうち第２相化部に相当する部位に、樹脂部材のうち応力低減部に相当する部位を固着できない場合が挙げられる。

蓄電デバイスとしては、リチウムイオン二次電池，ナトリウムイオン二次電池等の二次電池やリチウムイオンキャパシタなどのキャパシタが挙げられる。
また、ケース部材をなす第１金属に対し、端子部材をなす第２金属は、同じ（例えば、同じアルミニウム同士）であっても良いし、異なって（例えばアルミニウムと銅）いても良い。

樹脂部材の応力低減部は、端子部材の第２粗化部に固着しているほか、第２粗化部との固着は保ったまま、第２粗化部に沿った凝集破壊による亀裂を含んでいても良いし、亀裂を有さないものでも良い。
また、端子部材の第２粗化部は、樹脂部材の応力低減部が固着することで、樹脂部材の端子シール部に生じる応力を低減できる範囲に形成すれば良く、端子部材を囲む環状で帯状としても、環状で帯状としなくても良い。応力低減部も、第２粗化部に固着する環状で帯状としても良いが、環状で帯状としなくとも良い。

（２）上述の（１）に記載蓄電デバイスであって、前記応力低減部は、前記端子部材の前記第２粗化部に固着するとともに、前記第２粗化部に沿った凝集破壊による亀裂を含む亀裂包含部である蓄電デバイスとすると良い。

この蓄電デバイスでは、応力低減部は亀裂を含む亀裂包含部となっている。即ち、応力低減部に生じた応力が樹脂材の強度を越えたため、応力低減部に凝集破壊による亀裂が生じたと考えられる。但し、この亀裂発生により応力低減部に生じていた応力が解放され、ひいては端子シール部に生じている応力をも低減され、さらに安定した状態とすることができる。

（３）上述の（１）又は（２）に記載蓄電デバイスであって、前記端子部材の前記第１粗化部は、前記端子部材由来の粒子が数珠つなぎ状に結合して柱状をなす高さ５０ｎｍ以上のナノ柱が林立しており、前記樹脂部材の前記端子シール部は、林立する前記ナノ柱同士の間に前記樹脂材が充填されて、前記第１粗化部に気密に固着してなる蓄電デバイスとすると良い。

この蓄電デバイスでは、端子部材のうち第１粗化部は、ナノ柱が林立した粗化面とされている。その一方、樹脂部材の端子シール部をなす樹脂材がナノ柱同士の間に充填されているので、第１粗化部と端子シール部との間を強固に固着できると共に、両者間の気密性を良好に保つことができる。

（４）上述の（１）～（３）のいずれか一項に記載蓄電デバイスであって、前記端子部材の前記第２粗化部は、前記端子部材由来の粒子が数珠つなぎ状に結合して柱状をなす高さ５０ｎｍ以上のナノ柱が林立しており、前記樹脂部材の前記応力低減部は、林立する前記ナノ柱同士の間に前記樹脂材が充填されて、前記第２粗化部に固着してなる蓄電デバイスとすると良い。

この蓄電デバイスでは、端子部材のうち第２粗化部は、ナノ柱が林立した粗化面とされている。その一方、樹脂部材の応力低減部をなす樹脂材がナノ柱同士の間に充填されているので、第２粗化部と応力低減部との間を強固に固着される。

実施形態、比較形態、変形形態に係る電池の斜視図である。 実施形態、比較形態、変形形態に係る電池の電池高さ方向及び電池幅方向に沿う縦断面図である。 実施形態に係る電池のうち、蓋部材の端子挿通孔近傍を拡大して示す部分拡大断面図である。 実施形態、比較形態、変形形態に係り、端子部材及び蓋部材の粗化部に林立するナノ柱及び充填された樹脂部材を示す部分拡大断面図である。 実施形態に係る電池の製造方法のフローチャートである。 実施形態、比較形態、変形形態に係る電池の分解組立図である。 実施形態に係る電池の製造方法に関し、シール部形成工程において、パルスレーザ光を走査して、複数の椀状凹部及び椀状凹部に林立するナノ柱を形成する様子を示す説明図である。 変形形態の電池に係り、蓋部材の端子挿通孔近傍、端子部材及び樹脂部材を拡大して示す部分拡大断面図である。 変形形態の電池に係り、図８におけるＤ－Ｄ矢視断面図である。 比較形態に係る電池のうち、蓋部材の端子挿通孔近傍、端子部材及び樹脂部材を拡大して示す部分拡大断面図である。

（実施形態）
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に本実施形態に係る電池（蓄電デバイス）１の斜視図を、図２に電池１の縦断面図を示す。また図３に電池１のうち、蓋アセンブリ１５のうち、蓋部材３０の端子挿通孔３０ｈ近傍の部分拡大断面図を示す。なお、以下では、電池１の電池高さ方向ＡＨ、電池幅方向ＢＨ及び電池厚み方向ＣＨを、図１及び図２に示す方向と定めて説明する。

この電池１は、ハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー、電気自動車等の車両などに搭載される角型（直方体状）で密閉型のリチウムイオン二次電池である。電池１は、ケース１０と、ケース１０内に収容された電極体４０と、ケース１０にそれぞれ樹脂部材７０を介して固定された正負の端子部材５０等から構成されている。電極体４０は、ケース１０内で、絶縁フィルムからなる袋状の絶縁ホルダ７に覆われている。またケース１０内には、電解液５が収容されており、その一部は電極体４０内に含浸され、残りはケース１０の内側底部に溜まっている。

ケース１０は、金属（本実施形態ではアルミニウム）からなる直方体箱状であり、矩形状の開口部２０ｃを有する有底角筒状で、内部に電極体４０を収容したケース本体部材２０と、ケース本体部材２０の開口部２０ｃを塞ぐ矩形板状の蓋部材３０とから構成されている。ケース本体部材２０の開口部２０ｃと蓋部材３０の周縁部３０ｆとは、全周にわたり気密に溶接されている。蓋部材３０には、ケース１０の内圧が開弁圧を超えたときに破断して開弁する安全弁１１が設けられている。また蓋部材３０には、注液孔３０ｋが設けられており、この注液孔３０ｋは、アルミニウムからなる円板状の注液栓１２で気密に封止されている。

電極体４０は、扁平円柱状で捲回型であり、長尺帯状の正極板４１と負極板４２とを、２枚の長尺帯状で多孔質樹脂製のセパレータ４３で交互に積層し捲回した後、電池厚み方向ＣＨに圧縮して扁平形状としたものである。電極体４０のうち、捲回軸線４０Ｘに沿う電池幅方向ＢＨの一方側ＢＨ１（図２において左側）には、正極板４１の集電箔が渦巻き状に重なった正極集電部４０ｐが形成されている。この正極集電部４０ｐは、正極の端子部材５０に溶接され導通している。また電極体４０のうち、電池幅方向ＢＨの他方側ＢＨ２（図２において右側）には、負極板４２の集電箔が渦巻き状に重なった負極集電部４０ｎを形成している。この負極集電部４０ｎは、負極の端子部材５０に溶接され導通している。

蓋部材３０のうち、電池幅方向ＢＨの一方側ＢＨ１及び他方側ＢＨ２の両端近傍には、それぞれ蓋部材３０を貫通する矩形状の端子挿通孔３０ｈが設けられている。一方側ＢＨ１の端子挿通孔３０ｈ内には、アルミニウムからなる正極の端子部材５０が挿通されており、これらに溶着する樹脂部材７０を介して、蓋部材３０と絶縁された状態で、端子部材５０が蓋部材３０に気密に固定されている。一方、他方側ＢＨ２の端子挿通孔３０ｈ内には、銅からなる負極の端子部材５０が挿通されており、これらに溶着する樹脂部材７０を介して、蓋部材３０と絶縁された状態で、端子部材５０が蓋部材３０に気密に固定されている。

正負極の端子部材５０は、図１、図２から容易に理解出来るように、概ね、鏡像関係の形態を有しており、それぞれ金属板（正極はアルミニウム板、負極は銅板）をプレスにより切断屈曲加工を施したものである。

端子部材５０は、蓋部材３０よりも電池高さ方向ＡＨの上側ＡＨ１に位置し、電池幅方向ＢＨ及び電池厚み方向ＣＨに拡がる矩形平板状の天板部５０ａと、この天板部５０ａのうち電池厚み方向ＣＨの一方側ＣＨ１（図２，図３において奥側）の辺縁から直角に屈曲して電池高さ方向ＡＨの下側ＡＨ２に延びる屈曲延出部５０ｂと、を有する。さらに端子部材５０は、この屈曲延出部５０ｂから屈曲延出部５０ｂの幅寸法の約半分だけ段差状に電池幅方向ＢＨの外側ＢＨＯ（正極の端子部材５０においては一方側ＢＨ１、負極の端子部材５０においては他方側ＢＨ２。図２参照）に位置ずれして、電池高さ方向ＡＨの下側ＡＨ２に延びる段差延出部５０ｃと、この段差延出部５０ｃから電池高さ方向ＡＨの下側ＡＨ２に延び、途中で電池厚み方向ＣＨの他方側ＣＨ２（図２において手前側）に屈曲し、さらに電池高さ方向ＡＨの下側ＡＨ２に延びる接続部５０ｄと、を有する。屈曲延出部５０ｂ、段差延出部５０ｃ及び接続部５０ｄは、電池高さ方向ＡＨに直交する横断面が、いずれも電池幅方向ＢＨに長い矩形状である。

端子部材５０のうち、屈曲延出部５０ｂは、蓋部材３０の端子挿通孔３０ｈ内に挿通されている。また、正極の端子部材５０の接続部５０ｄは、電極体４０の正極集電部４０ｐと溶接されており、これにより、正極集電部４０ｐの正極電位が正極の端子部材５０の天板部５０ａまで引き出されている。同様に、負極の端子部材の５０の接続部５０ｄも、電極体４０の負極集電部４０ｎと溶接されており、これにより、負極集電部４０ｎの負極電位が負極の端子部材５０の天板部５０ａまで引き出されている。

正負極の端子部材５０は、それぞれ、インサート成形により成型された樹脂部材７０により、蓋部材３０に一体に固着している。本実施形態の樹脂部材７０は、熱可塑性の主樹脂（具体的にはポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ））と、熱可塑性のエラストマーと、フィラー（具体的には繊維状のガラスフィラー）とを含む樹脂材７０Ｒからなる。樹脂部材７０は、概ね、天板周囲部７１、周縁外側部７２、周縁内側部７３、端子シール部である挿通孔充填部７４、及び、応力低減部である段差包囲部７５に分けられる。このうち、天板周囲部７１は、端子部材５０の天板部５０ａの平面方向の外側、即ち、電池幅方向ＢＨ及び電池厚み方向ＣＨの周囲に位置する矩形環状の部位である。周縁外側部７２は、天板周囲部７１の下側ＡＨ２に、且つ、蓋部材３０のうち端子挿通孔３０ｈを囲む環状の周縁部３１の上側ＡＨ１に位置する環状の部位である。周縁内側部７３は、蓋部材３０の周縁部３１の下側ＡＨ２に位置する環状の部位である。また、挿通孔充填部７４は、天板周囲部７１の下側ＡＨ２で、且つ、蓋部材３０の端子挿通孔３０ｈの内周面３０ｈｓと端子部材５０の屈曲延出部５０ｂとの間に挟まれた環状の部位である。さらに、段差包囲部７５は、挿通孔充填部７４の下側ＡＨ２、及び、蓋部材３０の下側ＡＨ２で、端子部材５０の段差延出部５０ｃを囲む環状の部位である。

先ず、電池１における、蓋部材３０と樹脂部材７０との間の結合及び気密性について説明する。蓋部材３０の端子挿通孔３０ｈを囲む環状の周縁部３１のうち、上側ＡＨ１を向く外側面３０ｓ１には、図３に太線で示すように、端子挿通孔３０ｈを囲む環状で帯状の蓋シール外側粗化部３１ｓ１が形成されている。また、周縁部３１のうち、下側ＡＨ２を向く内側面３０ｓ２には、図３に太線で示すように、端子挿通孔３０ｈを囲む環状で帯状の蓋シール内側粗化部３１ｓ２が形成されている。蓋シール外側粗化部３１ｓ１及び蓋シール内側粗化部３１ｓ２は、後述するパルスレーザ光ＬＣを用いた粗化処理により粗化された粗化面とされている。即ち、蓋シール外側粗化部３１ｓ１及び蓋シール内側粗化部３１ｓ２には、図４に示すように、蓋部材３０をなす金属（本実施形態ではアルミニウム）に由来する粒子３６ｐが数珠つなぎ状に結合した柱状であり、その高さｈａが５０ｎｍ以上（本実施形態では概ね高さｈａ＝１５０ｎｍ）のナノ柱３６が多数林立している。

加えて、蓋シール外側粗化部３１ｓ１及び蓋シール内側粗化部３１ｓ２には、樹脂部材７０の周縁外側部７２及び周縁内側部７３をなす樹脂材７０Ｒが充填されている。このため、蓋シール外側粗化部３１ｓ１と周縁外側部７２、及び、蓋シール内側粗化部３１ｓ２と周縁内側部７３とは、それぞれ、蓋シール外側粗化部３１ｓ１或いは蓋シール内側粗化部３１ｓ２の幅方向（端子挿通孔３０ｈの径方向）に長い沿面距離をもって強固に固着している。このため、樹脂部材７０は蓋部材３０の周縁部３１に強固に固着すると共に、蓋部材３０の周縁部３１と樹脂部材７０との界面は、環状の蓋シール外側粗化部３１ｓ１及び蓋シール内側粗化部３１ｓ２により、高い気密性を持ってシールされている。なお、本実施形態の電池１では、蓋部材３０の周縁部３１に、蓋シール外側粗化部３１ｓ１及び蓋シール内側粗化部３１ｓ２の２つの粗化部を設けているので、蓋部材３０と樹脂部材７０との間で、気密性について特に高い信頼性が得られる。

次に、電池１における、正負極の端子部材５０と樹脂部材７０との間の結合及び気密性について説明する。正負極の端子部材５０では、図３に散点模様及び太線で示すように、屈曲延出部５０ｂのうち端子挿通孔３０ｈの近傍に位置し、端子部材５０を囲む帯状で環状の部位が第１粗化部５１とされている。この第１粗化部５１は、概ね、電池幅方向ＢＨの内側ＢＨＩを向く内側端面粗化部５１ａ、電池幅方向ＢＨの外側ＢＨＯを向く外側端面粗化部５１ｂ、及び、電池厚み方向ＣＨの一方側ＣＨ１（図３において奥側）及び他方側ＣＨ２（図３において手前側）を向く平坦粗化部５１ｃ，５１ｄの４面からなる矩形環状で帯状の粗化面である。この第１粗化部５１も、後述するパルスレーザ光ＬＣを用いた粗化処理による粗化面とされている。即ち、第１粗化部５１にも、図４に示すように、端子部材５０をなす金属（本実施形態では、正極の端子部材はアルミニウム、負極の端子部材は銅）に由来する粒子５６ｐが数珠つなぎ状に結合して柱状であり、その高さｈａが５０ｎｍ以上（本実施形態では概ね高さｈａ＝１５０ｎｍ）のナノ柱５６が林立している。

さらに第１粗化部５１にも、後述するように、樹脂部材７０の挿通孔充填部７４をなす樹脂材７０Ｒが充填されており、樹脂部材７０の挿通孔充填部７４は、端子部材５０の屈曲延出部５０ｂにおいて、第１粗化部５１の幅方向（図３において電池高さ方向ＡＨ）に長い沿面距離をもって第１粗化部５１に強固に固着している。

このため、端子部材５０の屈曲延出部５０ｂと樹脂部材７０の挿通孔充填部７４との界面、ひいては、端子部材５０と樹脂部材７０との界面は、帯状で環状の第１粗化部５１と挿通孔充填部７４との間で、特に良好に気密性を保つことができる。

さらに本実施形態では、正負の端子部材５０の段差延出部５０ｃの一部に、第２粗化部である端面粗化部５２ａ，５２ｂを形成している。具体的には、図３に太線で示すように、段差延出部５０ｃのうち電池高さ方向ＡＨの上側ＡＨ１で、電池幅方向ＢＨの内側ＢＨＩを向く端面粗化部５２ａ及び電池幅方向ＢＨの外側ＢＨＯを向く端面粗化部５２ｂにも、後述するパルスレーザ光ＬＣを用いた粗化処理による粗化面としている。即ち、端面粗化部５２ａ，５２ｂにも、図４に示すように、端子部材５０をなす金属（本実施形態ではアルミニウム或いは銅）に由来する粒子５６ｐが数珠つなぎ状に結合して柱状であり、高さｈａが５０ｎｍ以上（本実施形態では概ね高さｈａ＝１５０ｎｍ）のナノ柱５６が林立している。

この段差延出部５０ｃの端面粗化部５２ａ，５２ｂにも、後述するように、樹脂部材７０をなす樹脂材７０Ｒが充填されている。このため、樹脂部材７０の段差包囲部７５は、端子部材５０の段差延出部５０ｃを取り囲むと共に、この段差延出部５０ｃうち少なくとも２箇所の端面粗化部５２ａ，５２ｂに対し強固に固着している。

なお、後述するように、樹脂材７０Ｒを射出成形することにより、蓋部材３０と端子挿通孔３０ｈに挿通した一対の端子部材５０とを樹脂部材７０により一体に固定して蓋アセンブリ１５を形成している。但し、蓋部材３０および端子部材５０をなす金属（本実施形態ではアルミニウムおよび銅）と樹脂材７０Ｒとの熱膨張係数には差異が有るため、成形後に降温した各部材には、熱膨張差による熱応力が生じている。

ここで、図１０に示すように、本実施形態の電池１と同じであるが、端子部材５０の段差延出部５０ｃに、端面粗化部５２ａ，５２ｂを設けない点でのみ異なる比較形態の電池Ｃ１と本実施形態の電池１とを対比して、樹脂部材７０の各部に生じる応力等について説明する。

この比較形態の電池Ｃ１では、この電池Ｃ１を室温程度の温度環境に曝した、或いは、冷熱サイクル試験などにおいて室温よりも低温（例えば－４０℃）に環境に曝した場合には、樹脂部材７０のうち、挿通孔充填部７４の第１粗化部５１付近に、比較的高い応力が生じる。中でも、挿通孔充填部７４のうち第１粗化部５１の外側端面粗化部５１ｂ付近に高い応力が生じた状態となる。加えて、挿通孔充填部７４のうち内側端面粗化部５１ａ付近には、外側端面粗化部５１ｂ付近よりもさらに高い応力が、従って樹脂部材７０内で最も高い応力が生じた状態となる。

このため、電池Ｃ１を室温程度或いはさらに低温の環境に曝した場合には、図１０に示すように、樹脂部材７０の挿通孔充填部７４のうち、内側端面粗化部５１ａ付近において、この内側端面粗化部５１ａに沿って凝集破壊による亀裂ＣＬ１が生じることもある。これに加えて、外側端面粗化部５１ｂ付近においても凝集破壊による亀裂（図示しない）が生じる場合も有る。これらの部位に生じた応力が、樹脂材７０Ｒの強度を越えたためと考えられる。このように樹脂部材７０の挿通孔充填部７４に亀裂ＣＬ１を生じた電池Ｃ１では、端子部材５０と樹脂部材７０との界面の気密性が大きく低下する。このように、比較形態の電池Ｃ１は、亀裂ＣＬ１の発生の有無に拘わらず、気密性に関し信頼性が低いことが判る。

これに対し、本実施形態の電池１を室温程度或いはさらに低温の環境に曝した場合、樹脂部材７０の挿通孔充填部７４のうち、第１粗化部５１の外側端面粗化部５１ｂ及び内側端面粗化部５１ａ付近に生じる応力は、電池Ｃ１に比して大幅（例えば、本実施形態では１／２以下程度）に低くなる。

但し、その代わりに、樹脂部材７０のうち、段差包囲部７５の外側ＢＨＯの端面粗化部５２ｂ付近に、第１粗化部５１の外側端面粗化部５１ｂ付近の応力よりも高い応力が生じる。加えて、内側ＢＨＩの端面粗化部５２ａ付近には、第１粗化部５１の内側端面粗化部５１ａ付近に生じる応力よりも高く、しかも、樹脂部材７０のうちで最も高い応力が生じる。

本実施形態の電池１では、前述したように、端子部材５０に、挿通孔充填部７４に固着する第１粗化部５１のみならず、挿通孔充填部７４から見て外側（本実施形態では下側ＡＨ２）に位置し、且つ相対的に体積も大きい段差包囲部７５に固着する端面粗化部５２ａ，５２ｂを設けた。このため、電池１の冷却に伴って生じる熱膨張差によって樹脂部材７０に生じる応力の多くが、段差包囲部７５のうち、端面粗化部５２ａ，５２ｂ付近の部位に掛かる。そしてこれに伴って、挿通孔充填部７４のうち、第１粗化部５１の外側端面粗化部５１ｂ及び内側端面粗化部５１ａ付近に生じる応力が、電池Ｃ１に比して低下したと考えられる。

即ち、本実施形態では、樹脂部材７０の段差包囲部７５は、その一部が、端子部材５０の端面粗化部５２ａ，５２ｂに固着することで、挿通孔充填部７４に生じる応力を、特に外側端面粗化部５１ｂ及び内側端面粗化部５１ａ付近に生じる応力を低減している。
そしてこれにより、本実施形態の電池１では、電池Ｃ１と異なり、樹脂部材７０の挿通孔充填部７４のうち、内側端面粗化部５１ａ付近或いは内側端面粗化部５１ａ及び外側端面粗化部５１ｂ付近に亀裂ＣＬ１（図１０参照）が生じることが防止される。

このように、電池１では、樹脂部材７０に応力低減部である段差包囲部７５を設けない場合や、端子部材５０に端面粗化部５２ａ，５２ｂを設けない場合に比して、挿通孔充填部７４に生じる最大応力を低減できる。このため、比較形態の電池Ｃ１のように、挿通孔充填部７４に亀裂が発生して端子部材５０と樹脂部材７０との界面での気密性が低下する不具合の発生を抑制でき、気密性に関する信頼性を高めた電池１となる。

なお、図３に示すように、段差包囲部７５のうち、発生する応力が樹脂部材７０内で最も高くなる端面粗化部５２ａ付近の部位で、端面粗化部５２ａに沿って凝集破壊による亀裂ＣＬ２が生じる場合がある。これに加えて、外側の端面粗化部５２ｂ付近においても端面粗化部５２ｂに沿って凝集破壊による亀裂（図示しない）が生じる場合も有る。これらの部位に生じた応力が、樹脂材７０Ｒの強度を超えたためと考えられる。但し、前述の亀裂ＣＬ１と異なり、この亀裂ＣＬ２は、挿通孔充填部７４によるシールに影響せず、端子部材５０と樹脂部材７０との界面での気密性を低下させない。

そして、亀裂ＣＬ２を包含した亀裂包含部である段差包囲部７５では、亀裂発生前に段差包囲部７５に生じていた応力が亀裂ＣＬ２の発生によって解放され、ひいては挿通孔充填部７４に生じている応力をも低減され、さらに安定した状態となる。

次いで、本実施形態の電池１の製造方法について説明する（図５～図８参照）。まず粗化前の蓋部材３０を用意しておく。粗化前の蓋部材３０は、アルミニウム板を用いてプレス加工により得る。また粗化前の端子部材５０を用意しておく。粗化前の端子部材５０は、金属板（正極はアルミニウム板、負極は銅板）を用いてプレス加工により得る。

そして、端子粗化工程Ｓ１において、上述の端子部材５０のうち屈曲延出部５０ｂに、パルスレーザ光ＬＣを照射位置をずらしながら間欠的に照射して、多数の椀状凹部５５が一部重なりつつ配置された帯状で環状の第１粗化部５１を形成する（図３，図７参照）。また、端子部材５０の段差延出部５０ｃのうち、内側端面５０ｃａ及び外側端面５０ｃｂの上側ＡＨ１の部位にも、同様に、パルスレーザ光ＬＣを照射位置をずらしながら間欠的に照射して、多数の椀状凹部５５が一部重なりつつ配置された端面粗化部５２ａ，５２ｂをそれぞれ形成する（図３，図７参照）。

また別途、蓋粗化工程Ｓ２において、蓋部材３０の端子挿通孔３０ｈの周縁部３１で、かつ、外側面３０ｓ１及び内側面３０ｓ２にも、それぞれ、パルスレーザ光ＬＣを照射位置をずらしながら間欠的に照射して、多数の椀状凹部３５が一部重なりつつ配置された帯状で環状の蓋シール外側粗化部３１ｓ１及び蓋シール内側粗化部３１ｓ２をそれぞれ形成する（図３，図７参照）。なお、パルスレーザ光ＬＣの照射条件は、端子粗化工程Ｓ１で正極の端子部材５０にレーザを照射する際の照射条件と同様とした。

次に、インサート成形工程Ｓ３において、インサート成形により、蓋部材３０及び一対の端子部材５０を樹脂部材７０で一体に固定した蓋アセンブリ１５を形成する（図６の上段参照）。具体的には、金型（不図示）内で、蓋部材３０の一対の端子挿通孔３０ｈ内に正負の端子部材５０をそれぞれ挿通した状態としておき、溶融した樹脂材７０Ｒを射出して、蓋部材３０の周縁部３１及び端子部材５０の天板部５０ａ、屈曲延出部５０ｂ及び段差延出部５０ｃの一部に溶着させ冷却して、一対の樹脂部材７０をインサート成形する。その際、溶融した樹脂材７０Ｒが、蓋部材３０の蓋シール外側粗化部３１ｓ１及び蓋シール内側粗化部３１ｓ２に林立するナノ柱３６同士の間、及び、端子部材５０の第１粗化部５１及び端面粗化部５２ａ，５２ｂに林立するナノ柱５６同士の間にそれぞれ充填され、強固に固着する。

次に電極体接続工程Ｓ４において、予め用意した電極体４０の正極集電部４０ｐに、上述の蓋アセンブリ１５のうち正極の端子部材５０の接続部５０ｄを溶接する（図１，図２，図６参照）。また電極体４０の負極集電部４０ｎに、蓋アセンブリ１５のうち負極の端子部材５０の接続部５０ｄを溶接する。その後、この電極体４０を袋状の絶縁ホルダ７で包む。

次に電極体収容・ケース形成工程Ｓ５において、上述の絶縁ホルダ７で覆われた電極体４０をケース本体部材２０内に挿入し、蓋部材３０でケース本体部材２０の開口部２０ｃを塞ぐ。さらに、ケース本体部材２０の開口部２０ｃと蓋部材３０の周縁部３０ｆとを、全周に亘り気密にレーザ溶接して、電極体４０を内部に収容したケース１０を形成する。

次に注液・封止工程Ｓ６において、注液孔３０ｋを通じて電解液５をケース１０内に注液し、電解液５を電極体４０内に含浸させる。その後、注液孔３０ｋを外部から注液栓１２で覆い、注液栓１２をケース１０に気密にレーザ溶接する。
次に初充電・エージング工程Ｓ７において、この電池１に充電装置（不図示）を接続して、電池１に初充電を行う。その後、初充電した電池１を高温（例えば６０℃）下で所定時間にわたり静置して、電池１をエージングする。かくして、電池１が完成する。

なお、比較形態の電池Ｃ１の製造に当たっても、電池１と同様の工程で製造する。但し、端子粗化工程Ｓ１において、端子部材５０の段差延出部５０ｃの内側端面５０ｃａ及び外側端面５０ｃｂに、端面粗化部５２ａ，５２ｂは形成せず、屈曲延出部５０ｂに帯状で環状の第１粗化部５１のみ形成する（図１０参照）。

（変形形態）
次いで、変形形態に係る電池１０１について、図面を参照しつつ説明する。本変形形態の電池１０１は、前述の実施形態の電池１とは、端子部材１５０の段差延出部１５０ｃの断面形状、及び、この段差延出部１５０ｃに設ける粗化部の形態が異なるが（図８，図９参照）、他は同様である。そこで、異なる部分を中心に説明し、同様の部分は、同じ符号を付すほか、説明を省略或いは簡略化する。

電池１０１で用いる端子部材１５０は、電池１の端子部材５０とほぼ同形状である。但し、前述したように、端子部材５０の段差延出部５０ｃは、横断面形状が矩形状であり、内側ＢＨＩを向く内側端面５０ｃａ及び外側ＢＨＯを向く外側端面５０ｃｂのうち上側ＡＨ１の部分に、端面粗化部５２ａ，５２ｂをそれぞれ形成した。

これに対し、図８（ｂ）に示すように、端子部材１５０の段差延出部１５０ｃは、横断面形状が角丸矩形状である。即ち、電池幅方向ＢＨに延びる平坦面１５０ｃｃ，１５０ｃｄのほか、角部がＲ面取りされて端面と一体とされ、内側ＢＨＩを向く内側端Ｒ面１５１ｃａｒ及び外側ＢＨＯを向く外側端Ｒ面１５１ｃｂｒを有している。そして、段差延出部５０ｃの内側端Ｒ面１５１ｃａｒ及び外側端Ｒ面１５１ｃｂｒのうち上側ＡＨ１の部分に、第２粗化部である端Ｒ面粗化部１２５ａ，１５２ｂをそれぞれ形成した。なお、電池１の端面粗化部５２ａ，５２ｂと同様、電池１０１の端Ｒ面粗化部１５２ａ，１５２ｂにも、図４に示すように、端子部材１５０をなす金属（本実施形態ではアルミニウム或いは銅）に由来する粒子５６ｐが数珠つなぎ状に結合して柱状であり、その高さｈａが５０ｎｍ以上（本実施形態では概ね高さｈａ＝１５０ｎｍ）のナノ柱５６が林立している。

また、段差延出部１５０ｃの端Ｒ面粗化部１５２ａ，１５２ｂにも、樹脂部材７０をなす樹脂材７０Ｒが充填されている。このため、樹脂部材７０の段差包囲部７５は、端子部材１５０の段差延出部１５０ｃを取り囲むと共に、この段差延出部１５０ｃうち少なくとも２箇所の端Ｒ面粗化部１５２ａ，１５２ｂに対し強固に固着している。

このため、実施形態の電池１と同様、変形形態の電池１０１を室温程度或いはさらに低温の環境に曝した場合、樹脂部材７０の挿通孔充填部７４のうち、第１粗化部５１の外側端面粗化部５１ｂ及び内側端面粗化部５１ａ付近に生じる応力は、電池Ｃ１に比して大幅（例えば、本変形形態でも１／２以下程度）に低くなる。

その一方、樹脂部材７０のうち、段差包囲部７５の外側の端Ｒ面粗化部１５２ｂ付近に、第１粗化部５１の外側端面粗化部５１ｂ付近の応力よりも高い応力が生じる。加えて、内側の端Ｒ面粗化部１５２ａ付近には、第１粗化部５１の内側端面粗化部５１ａ付近に生じる応力よりも高く、しかも、樹脂部材７０のうちで最も高い応力が生じる。

従って、変形形態の電池１０１でも、樹脂部材７０に段差包囲部７５を設けない場合や、端子部材１５０に端Ｒ面粗化部１５２ａ，１５２ｂを設けない場合に比して、挿通孔充填部７４に生じる最大応力を低減できる。このため、挿通孔充填部７４に亀裂が発生して端子部材５０と樹脂部材７０との界面での気密性が低下する不具合の発生を抑制でき、気密性に関する信頼性を高めた電池１０１となる。

なお、実施形態の電池１と比較形態の電池１０１を比較すると、電池１おいて、段差包囲部７５のうち端面粗化部５２ａ，５２ｂ付近に生じる応力に比して、電池１０１において、段差包囲部７５のうち端Ｒ面粗化部１５２ａ，１５２ｂ付近に生じる応力は、相対的に低くなる。その理由は以下であると考えられる。即ち、前述のように、電池１では、端子部材５０の段差延出部５０ｃの横断面を矩形状としたため、角部付近に応力が集中して高い応力が生じ易い。これに対し、本変形形態の電池１０１では、端子部材１５０の段差延出部１５０ｃの横断面形状を前述のように角丸矩形状とした。このため、角部付近へ応力集中が生じず、段差包囲部７５のうち端Ｒ面粗化部１５２ａ，１５２ｂ付近に生じる応力が相対的に低くなったと考えられる。

前述したように、電池１では、図３に示すように、段差包囲部７５において端面粗化部５２ａに沿って凝集破壊による亀裂ＣＬ２が生じる場合があった。これに加えて、外側の端面粗化部５２ｂに沿って亀裂が生じる場合も有った。

これに対し、電池１０１では、図８に亀裂ＣＬ２を記載していないことから判るように、電池１に比して、段差包囲部７５に亀裂が生じ難い。前述したように、段差包囲部７５に生じた応力が相対的に低く、樹脂材７０Ｒの強度を超え難いためと考えられる。このため、電池１０１では、亀裂ＣＬ２の発生による応力解放が行われた電池と応力未解放の電池が混在することになりにくく、品質の安定した電池１０１を得ることが出来る。

以上において、本発明を実施形態及び変形形態に即して説明したが、本発明は実施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、実施形態では、端子部材５０の段差延出部５０ｃのうち、内側端面５０ｃａ及び外側端面５０ｃｂにそれぞれ端面粗化部５２ａ，５２ｂを設けたが、電池厚み方向ＣＨを向く平坦面５０ｃｃ，５０ｃｄには、粗化部を設けなかった例を示した。
しかし、第１粗化部５１と同様、段差延出部５０ｃにも、端面粗化部５２ａ，５２ｂを含み、この段差延出部５０ｃを囲む帯状で環状の第２粗化部を設けるようにすることもできる。

また、蓋シール外側粗化部３１ｓ１や第１粗化部５１、端面粗化部５２ａ，５２ｂなどには、パルスレーザ光ＬＣの照射によって、ナノ柱３６，５６が林立する粗化面を形成した。しかし、他の粗化処理の手法を採用することもできる。例えば、ショットブラスト、研磨、溶射など物理的な粗化処理や、陽極酸化処理など化学的な粗化処理により粗化面を形成することもできる。

１，１０１，Ｃ１ 電池（蓄電デバイス）
１０ ケース
２０ ケース本体部材（ケース部材）
３０ 蓋部材（ケース部材）
３０ｈ 端子挿通孔
３０ｈｓ （端子挿通孔の）内周面
３１ 周縁部
３１ｓ１ （蓋部材の）蓋シール外側粗化部
３１ｓ２ （蓋部材の）蓋シール内側粗化部
４０ 電極体
５０，１５０ 端子部材
５０ａ 天板部
５０ｂ 屈曲延出部
５０ｃ，１５０ｃ 段差延出部
５０ｃａ 内側端面
５０ｃｂ 外側端面
１５０ｃａｒ 内側端Ｒ面
１５０ｃｂｒ 外側端Ｒ面
５０ｄ 接続部
５１ 第１粗化部
５１ａ 内側端面粗化部
５１ｂ 外側端面粗化部
５１ｃ，５１ｄ 平板面粗化部
５２ａ，５２ｂ 端面粗化部（第２粗化部）
１５２ａ，１５２ｂ 端Ｒ面粗化部（第２粗化部）
７０，１７０ 樹脂部材
７０Ｒ 樹脂材
７１ 天板周囲部
７２ 周縁外側部
７３ 周縁内側部
７４ 挿通孔充填部（端子シール部）
７５ 段差包囲部（応力低減部、亀裂包含部）
１７５ 段差包囲部（応力低減部）
ＣＬ１，ＣＬ２ 亀裂
ＬＣ パルスレーザ光

Claims (4)

1. 各面が互いに直交する電池高さ方向、電池幅方向及び電池厚み方向を向く直方体箱状で、前記電池幅方向及び前記電池厚み方向に拡がる矩形状の端子挿通孔を有するケース部材、
   前記端子挿通孔に挿通された金属板からなる板状の端子部材、及び、
   絶縁性の樹脂材からなり、前記ケース部材及び前記端子部材にそれぞれ気密に溶着して、前記端子部材を前記ケース部材と絶縁しつつ前記ケース部材に固定する樹脂部材、を備える
   蓄電デバイスであって、
   前記端子部材は、
   前記端子挿通孔内に位置し、粗面化され前記端子部材を囲む前記電池幅方向に長く前記電池厚み方向に短い矩形環状で帯状で、電池幅方向を向く端面粗化部を含む第１粗化部、及び、
   前記第１粗化部から離間し、前記電池高さ方向に延び前記電池幅方向を向く端面又は角部がＲ面取りされた端Ｒ面に設けられ、粗面化された第２粗化部を有し、
   前記樹脂部材は、
   前記ケース部材及び前記端子挿通孔に挿通された前記端子部材と一体にインサート成形されてなり、
   前記端子部材の前記第１粗化部に気密に固着する環状で帯状の端子シール部と、
   前記端子部材の前記第２粗化部に固着し、自身に応力を生じさせて、前記端子シール部のうち端面粗化部の付近に生じる応力を低減する応力低減部と、を有する
   蓄電デバイス。
2. 請求項１に記載の蓄電デバイスであって、
   前記応力低減部は、
   前記端子部材の前記第２粗化部に固着するとともに、前記第２粗化部に沿った凝集破壊による亀裂を含む亀裂包含部である
   蓄電デバイス。
3. 請求項１又は請求項２に記載の蓄電デバイスであって、
   前記端子部材の前記第１粗化部は、
   前記端子部材由来の粒子が数珠つなぎ状に結合して柱状をなす高さ５０ｎｍ以上のナノ柱が林立しており、
   前記樹脂部材の前記端子シール部は、
   林立する前記ナノ柱同士の間に前記樹脂材が充填されて、前記第１粗化部に気密に固着してなる
   蓄電デバイス。
4. 請求項１又は請求項２に記載の蓄電デバイスであって、
   前記端子部材の前記第２粗化部は、
   前記端子部材由来の粒子が数珠つなぎ状に結合して柱状をなす高さ５０ｎｍ以上のナノ柱が林立しており、
   前記樹脂部材の前記応力低減部は、
   林立する前記ナノ柱同士の間に前記樹脂材が充填されて、前記第２粗化部に固着してなる
   蓄電デバイス。