KR20170028422A - Quadrangular cell case for vehicle cell and method for manufacturing same - Google Patents

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Abstract

차재 전지용의 각형 전지 케이스(1)로서, 1매의 소재 알루미늄 합금판으로부터, 바닥부(6), 측벽(2, 3, 4, 5), 개구부(7)를 각각 갖는, 횡단면 형상이 직사각형상인 케이스로 일체로 성형되고, 개구부(7)에 대한 캡의 봉지 용접에 앞서, 용접되는 측벽(2, 3, 4, 5)의 상부(2c, 3c, 4c, 5c)의 두께가 전지 케이스의 내측을 향해 돌출하도록 부분적으로 후육화되어 있다. 차재 전지용 각형 전지 케이스(1)는, 알루미늄 합금제이고, 봉지 용접 시에 안정된 비드 형상의 형성이 가능하고, 건전한 용접부 형성이 가능하다.A rectangular battery case (1) for an on-vehicle battery, comprising: a single sheet of aluminum alloy plate having a bottom portion (6), side walls (2, 3, 4, 5) The thickness of the upper portions 2c, 3c, 4c and 5c of the side walls 2, 3, 4 and 5 to be welded is smaller than the thickness of the inner side of the battery case As shown in Fig. The rectangular battery case 1 for an on-vehicle battery is made of an aluminum alloy and can form a stable bead shape at the time of sealing welding, and a sound welded portion can be formed.

Description

차재 전지용의 각형 전지 케이스 및 그의 제조 방법{QUADRANGULAR CELL CASE FOR VEHICLE CELL AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a rectangular battery case for an on-

본 발명은 전지 케이스끼리가 다수 병렬되어, 모듈에 내장되어서 사용되는 차재 전지용의 각형 전지 케이스 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a prismatic battery case for a vehicle battery which is used by being embedded in a plurality of battery cases so that a plurality of battery cases are arranged side by side and a manufacturing method thereof.

Li 이온 전지는 종래부터 휴대 전화나 노트 PC 등의 모바일 분야에서 주로 이용되어 왔지만, 근년에는 자동차용(차재용)으로서, HV차나, 플러그 인 하이브리드차, 전기 자동차에 이용되고 있다. Li-ion batteries have been conventionally used mainly in mobile fields such as cellular phones and notebook PCs, but in recent years, they have been used for HV cars, plug-in hybrid cars, and electric vehicles as vehicles (vehicle use).

이들 자동차용 Li 이온 전지는, 큰 전력이 필요하기 때문에, 한정된 차재 공간에 다수의 전지 케이스끼리가 서로 병렬되어, 모듈에 내장되어서 수납된다. 이 때문에, 서로 병렬하기 쉬워, 공간 효과가 높은 형상이고, 더욱이 실장 효율이 높고, 방열 성능도 우수하여, 과대한 온도 상승을 피하는 것이 중요해진다.These automotive Li-ion batteries require large electric power, so that a plurality of battery cases are arranged in parallel in a limited vehicle space, and are built in and stored in the module. Therefore, it is easy to be parallel to each other, to have a shape with a high spatial effect, to have a high mounting efficiency, and also to excellently radiate heat, and it is important to avoid an excessive increase in temperature.

이 때문에, 그 전지 케이스는 횡단면 형상이 직사각형(각형)이고, 측면의 광폭면의 폭과 협폭면의 폭의 비가 큰(장변에 비해서 단변이 현저히 작은) 편평형의 전지 케이스가 되고 있다. 이와 같은 박형(薄型)의 각형 전지 케이스를 이용한 각형 전지는 기기의 박형화나 경량화에 적합하고, 또한 공간 효과도 높다. 이상과 같은 자동차용의 Li 이온 전지 케이스를 이하에서는 차재 전지용의 각형 전지 케이스, 차재 전지용의 전지 케이스, 또는 간단히 각형 전지 케이스 또는 전지 케이스라고도 말한다.Therefore, the battery case is a flat battery case having a rectangular cross section (rectangular shape) and having a large ratio of the width of the wide surface to the width of the narrow surface of the side surface (the short side is significantly shorter than the long side). The prismatic battery using such a thin rectangular battery case is suitable for thinning and lightening the device, and also has a high spatial effect. The Li-ion battery case for an automobile as described above is hereinafter also referred to as a prismatic battery case for an on-vehicle battery, a battery case for an on-vehicle battery, or simply a prismatic battery case or a battery case.

이와 같은 차재 전지용의 각형 전지 케이스는 내부 공간에 전지박이나 전해액, 집전체 등의 내장물을 담은 후, 상기 개구부를 전지캡(이하, 간단히 캡이라고 말한다)으로 막고, 전지 케이스의 상기 개구부와 전지캡의 접합부를 레이저 용접을 사용하여 봉지(封止) 용접하는 것이 널리 행해지고 있다.The prismatic battery case for a vehicle battery includes a battery cap, a built-in object such as an electrolytic solution, a current collector, and the like. The opening is sealed with a battery cap (hereinafter simply referred to as a cap) It has been widely practiced to encapsulate the joint portion of the cap using laser welding.

종래부터, 이와 같은 각형 전지 케이스의 기능성을 높이기 위해서, 각형 전지 케이스 각 부의 육후(肉厚)의 배분을 궁리한 사례 등이 여러 가지 제안되어 있다.BACKGROUND ART [0002] Heretofore, various proposals have been made to devise a distribution of the thickness of square-shaped battery case parts in order to improve the functionality of such a rectangular battery case.

예를 들면, 특허문헌 1에서는, 휴대 전화 등의 포터블 기기용의 각형 전지 케이스로서, 주로 탄소강의 냉연 강판 등의 철제의 금속 외장캔이 제안되어 있다. 동 문헌에서는, 전지 단품으로 사용하는 용도이기 때문에, 박육화된 각형 전지 케이스에서도 강도나 강성을 필요로 한다. 이 때문에, 캡에 의해 봉구(封口)되는 개구부 주변부의 벽 상부 두께(봉구부 주변측 두께)를, 봉구 강도를 향상시키기 위해서, 중간부(정상(定常)부)의 두께보다도, 약 25% 이하 정도, 부분적으로 두꺼워지도록 금속 외장캔을 제작하고 있다.For example, Patent Document 1 proposes a metal enclosure made of iron such as a cold-rolled steel sheet mainly made of carbon steel as a prismatic battery case for a portable device such as a cellular phone. In this document, since the battery is used as a single battery, the prismatic battery case requires strength and rigidity. Therefore, in order to improve the sealing strength, the thickness of the upper portion of the wall (the thickness of the periphery of the sealing portion) in the periphery of the opening portion sealed by the cap is preferably not more than about 25% And the outer can is made to be partially thickened.

일본 특허공개 평11-54095호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 11-54095

여기에서, 차재 전지용의 각형 전지 케이스의 캡이나 본체(캔)를 강제로부터 알루미늄 합금제로 바꾸어, 알루미늄 합금판(냉연판) 소재를 일체로 프레스 성형한 성형품으로 구성하면, 내식성이나 경량화 및 가공성이나 비용면으로부터도 유리하다. 따라서, 근년, 검토가 진행되고 있다.If a cap or main body (can) of a prismatic battery case for an on-vehicle battery is changed from a forged aluminum alloy material to an aluminum alloy plate (cold rolled plate) material integrally formed by press molding, corrosion resistance, lightness, It is advantageous also from the aspect. Therefore, in recent years, review is proceeding.

또한, 알루미늄 합금제의 차재 전지용의 각형 전지 케이스의 보다 저비용화를 진행시키기 위해서, 박육화의 검토도 진행되고 있다. 구체적으로는, 이 전지 케이스의 측벽의 판 두께를 종래의 0.5∼1.0mm 정도로부터 0.2∼0.6mm 정도까지 얇게 하는 움직임이 있다.In order to further reduce the cost of the rectangular battery case made of an aluminum alloy for an on-vehicle battery, further studies for thinning have been made. Specifically, there is a movement in which the thickness of the side wall of the battery case is reduced to about 0.2 to 0.6 mm from the conventional 0.5 to 1.0 mm.

단, 차재 전지용의 각형 전지 케이스를 알루미늄 합금제로 한 경우, 상기한 박육화를 추구하면, 레이저에 의한 상기 봉지 용접 시의 용접이 안정되지 않는다고 하는, 강제에는 없는 알루미늄 합금제 특유의 과제가 생긴다.However, when the prismatic battery case for an on-vehicle battery is made of an aluminum alloy, there is a problem inherent in the aluminum alloy which is not forced, which means that welding at the time of sealing by the laser is not stabilized.

즉, 각형 전지 케이스의 측벽을 얇게 하면, 강보다도 용접성이 뒤떨어지는 알루미늄 합금에서는, 상기한 레이저에 의한 봉지 용접 시에 판의 열변형이 생겨 버린다. 따라서, 동일한 알루미늄 합금인 캡과의 용접이 안정되지 않아, 이음부가 파형이 되거나, 단차가 생기거나, 용접부의 측벽을 관통하는 것과 같은 불안정한 비드 형상이 되어, 전지 케이스의 내용물에 악영향이 있다. 이 때문에, 건전한 비드 형상이나 용접부로 하기 위해서, 레이저 조사 위치를 고정밀도로 위치 맞춤하는 등, 봉지 용접 시에 효율을 저하시키는 것과 같은 다대한 노력을 필요로 한다.That is, when the side wall of the rectangular cell case is made thinner, the aluminum alloy having weldability lower than that of steel is thermally deformed at the time of sealing by laser welding. Therefore, welding with the cap, which is the same aluminum alloy, is unstable, so that the joint portion may have a waveform, a step difference, or an unstable bead shape such as penetrating the side wall of the welded portion, which adversely affects the contents of the battery case. For this reason, in order to obtain a sound bead shape or a welded portion, it is necessary to make various efforts such as reducing the efficiency at the time of sealing by welding such as positioning the laser irradiation position with high accuracy.

알루미늄 합금은 융점이 낮아 용융되기 쉽다고 생각되지만, 알루미늄 합금의 비열 및 용융 잠열은, 강이나 다른 대다수의 금속보다도 커서, 열전도가 좋은 것과 상사(相俟)하여, 강의 5배나 열이 달아나기 쉽다. 이 때문에, 국부 가열이 어려워, 용융시키기 위해서는 강보다도 다량의 열을 공급할 필요가 있고, 이것이 상기한 봉지 용접이 안정되지 않아 불안정한 비드 형상이 되는 큰 요인이 된다.Aluminum alloys are thought to be easily melted due to their low melting point. However, the specific heat and latent heat of melting of aluminum alloys are larger than those of steel and most other metals, and they tend to coexist well with good thermal conductivity and easily escape five times as much heat as steel. For this reason, local heating is difficult, and in order to melt it, it is necessary to supply a larger amount of heat than steel, which is a large factor that the seal welding becomes unstable and becomes an unstable bead shape.

본 발명은 이와 같은 과제에 비추어 이루어진 것으로, 상기 봉지 용접을 안정되게 실시할 수 있어, 건전한 용접부 형성을 가능하게 하는, 알루미늄 합금제의 차재 전지용 각형 전지 케이스 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a prismatic battery case made of an aluminum alloy for a vehicle battery and capable of stably carrying out the sealing welding so as to form a sound welded part and a manufacturing method thereof .

상기 목적 달성을 위해서, 본 발명의 차재 전지용의 각형 전지 케이스의 요지는, 1매의 소재 알루미늄 합금판으로부터, 바닥부, 측벽, 개구부를 각각 갖는 횡단면 형상이 직사각형상인 케이스로 일체로 성형됨과 더불어, 상기 측벽의 두께가 0.2∼0.6mm의 범위로 박육화된 데다가, 상기 바닥부의 두께가 0.6∼1.0mm의 범위로 상기 측벽보다도 후육화되어 있고, 또 상기 측벽의 상부의 두께가, 상기 케이스의 내측을 향해 돌출하도록, 부분적으로 미리 후육화되어 있는 것이다.In order to achieve the above object, a prismatic battery case for a vehicle battery of the present invention is formed integrally from a single material aluminum alloy plate by a casing having a rectangular shape in cross section, each having a bottom portion, a side wall and an opening portion, The thickness of the bottom wall is thicker than that of the side wall in a range of 0.6 to 1.0 mm and the thickness of the top wall of the side wall is larger than the thickness of the inside of the case And is partially burnt in advance so as to protrude toward the center.

또한, 상기 목적 달성을 위해서, 본 발명의 차재 전지용의 각형 전지 케이스의 제조 방법의 요지는, 1매의 소재 알루미늄 합금판으로부터, 바닥부, 측벽, 개구부를 각각 갖는 횡단면 형상이 직사각형상인 케이스를 일체로 성형할 때에, 상기 측벽의 두께를 0.2∼0.6mm의 범위로 박육화한 데다가, 상기 바닥부의 두께를 0.6∼1.0mm의 범위로 상기 측벽보다도 후육화하고, 또 상기 측벽의 상부의 두께를, 각형 전지 케이스의 내측을 향해 돌출하도록, 부분적으로 미리 후육화한 것이다.In order to achieve the above object, a method of manufacturing a prismatic battery case for a vehicle battery according to the present invention is a method for manufacturing a rectangular battery case for a vehicle battery, comprising the steps of: forming a case having a rectangular cross section having a bottom, The thickness of the sidewall is reduced to a range of 0.2 to 0.6 mm and the thickness of the bottom is thickened to be larger than the sidewall in a range of 0.6 to 1.0 mm, And is partially thickened so as to protrude toward the inside of the battery case.

본 발명은, 알루미늄 합금판의 성형체로 이루어지는 각형 전지 케이스의 측벽의 상부를 알루미늄 합금제의 캡과 레이저에 의해 봉지 용접함에 앞서, 이 측벽의 상부의 두께를, 이 측벽의 정상부의 두께보다도, 비드의 형성량에 알맞은 분만큼, 각형 전지 케이스의 내측을 향해 부분적으로 후육화한다.The present invention is characterized in that the upper part of the sidewall of the rectangular battery case made of the aluminum alloy plate molded body is sealed with the cap made of the aluminum alloy by laser welding so that the thickness of the upper part of the sidewall is smaller than the thickness of the top part of the sidewall, The battery pack is partially thickened toward the inside of the prismatic battery case.

이에 의해, 상기 봉지 용접을 안정되게 실시할 수 있어, 측벽의 상부와 캡에 걸침과 더불어, 측벽의 상부를 관통하지 않는 비드를 형성할 수 있고, 건전한 용접부로 할 수 있다.As a result, the sealing can be stably performed, so that a bead that does not penetrate the upper portion of the sidewall can be formed along with the upper portion of the side wall and the cap, and a sound welded portion can be obtained.

도 1은 본 발명 각형 전지 케이스의 일 태양을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B 단면도이다.
도 4는 본 발명 각형 전지 케이스의 캡의 용접의 일 태양을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명 각형 전지 케이스의 캡의 용접의 다른 태양을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명 각형 전지 케이스의 측벽의 후육화의 가공의 일 태양을 나타내는 단면도이다.
도 7은 종래의 각형 전지 케이스의 캡의 용접의 일 태양을 나타내는 단면도이다.
도 8은 종래의 각형 전지 케이스의 캡의 용접의 다른 태양을 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명 각형 전지 케이스의 측벽의 후육화의 가공의 다른 바람직한 태양을 나타내는 단면도이다.1 is a perspective view showing an embodiment of a prismatic battery case according to the present invention.
2 is a sectional view taken along the line AA in Fig.
3 is a sectional view taken along line BB of Fig.
4 is a cross-sectional view showing an embodiment of welding a cap of a rectangular cell case of the present invention.
5 is a cross-sectional view showing another aspect of the welding of the cap of the rectangular cell case of the present invention.
6 is a cross-sectional view showing an embodiment of processing for thickening side walls of a rectangular cell case of the present invention.
7 is a cross-sectional view showing an aspect of welding a cap of a conventional rectangular battery case.
8 is a cross-sectional view showing another aspect of the welding of the cap of the conventional rectangular battery case.
9 is a cross-sectional view showing another preferred embodiment of processing of thickening the side wall of the rectangular cell case of the present invention.

이하에 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. 한편, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙이는 것에 의해 중복 설명을 생략한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description and the drawings, the same reference numerals are used to denote constituent elements having substantially the same functional configuration, and redundant description will be omitted.

각형 전지 케이스의 기본 구조: The basic structure of the prismatic battery case:

도 1∼3에 본 발명 각형 전지 케이스의 일 태양을 나타낸다. 본 발명에서 말하는 각형 전지 케이스란, 바닥부, 측벽, 개구부를 각각 갖는 횡단면 형상이 직사각형상인 알루미늄 합금제 전지 케이스를 말한다.1 to 3 show an embodiment of a prismatic battery case according to the present invention. The prismatic battery case referred to in the present invention refers to an aluminum alloy battery case having a bottom, side wall, and openings, each having a rectangular cross-sectional shape.

도 1∼3에 있어서, 각형 전지 케이스(1)는 전제로서 차재 전지용으로서 사용된다. 즉, 이 전지 케이스(1)끼리가 다수 병렬되어, 모듈에 내장되어서 사용된다. 이 때문에, 공간의 효율로부터, 바닥부, 측벽, 개구부를 각각 갖는 횡단면 형상이 직사각형상인, 편평하고 박형인 알루미늄 합금제 전지 케이스로 되어 있다.In Figs. 1 to 3, the prismatic battery case 1 is used as a premise for a vehicle battery. That is, a plurality of the battery cases 1 are arranged in parallel and used in the module. Therefore, from the efficiency of the space, the aluminum alloy battery case has a flat and thin shape with a rectangular cross section having a bottom portion, a side wall and an opening portion.

각형 전지 케이스(1)는, 기본적으로, 직사각형(평면시에 각형) 바닥부(6)와, 이 직사각형 바닥부(6)의 각 둘레부로부터 올라오는 4개의 각 측벽(2, 3, 4, 5)과, 이들 각 측벽(2, 3, 4, 5)의 상단부(2a, 3a, 4a, 5a)측의 직사각형상 개구부(7)를 일체로 가진 각통 형상으로 이루어진다.The square type battery case 1 basically includes a rectangular bottom portion 6 and four rectangular side walls 2, 3, 4, 5 extending from respective circumferential portions of the rectangular bottom portion 6, 5 and a rectangular opening 7 on the side of the upper ends 2a, 3a, 4a, 5a of the respective side walls 2, 3, 4, 5.

본 발명에서 말하는 직사각형상이란, 이하의 기재도 포함해서, 직사각형 또는 사각의 형상이나, 이들 형상 그 자체가 아니더라도, 직사각형 또는 사각에 근사한 형상을 의미한다.The rectangular shape referred to in the present invention means a shape that is rectangular or rectangular, including the following description, or a shape approximate to a rectangle or a square, although not the shape itself.

도 1∼3의 각형 전지 케이스(1)에 있어서, 측벽(4, 5)은 크고 광폭인 벽면으로서 장변측에 있는 대향하는 2개의 측벽이며, 측벽(2, 3)은 작고 협폭인 벽면으로서 단변측에 있는 대향하는 2개의 측벽이다. 이들 측벽은, 벽면 형상이 각형이고, 광폭인 벽면의 폭과 협폭인 벽면의 폭의 비가 큰(장변측에 비해서 단변측이 현저히 작은), 직사각형이고 편평한 박형의 전지 케이스를 구성한다.The side walls 4 and 5 are two large opposing side walls on the side of the long side as a large and wide wall surface and the side walls 2 and 3 are small and narrow wall surfaces, Are two opposing sidewalls. These side walls constitute a rectangular flat flat battery case having a square wall shape and a large ratio of a wide wall surface width to a narrow wall surface side (the short side is significantly smaller than the long side).

직사각형 바닥부(6)의 두께(판 두께)(t6)는 0.6∼1.0mm의 범위, 각 측벽(2, 3, 4, 5)의 정상부(2b, 3b, 4b, 5b)의 두께(판 두께)(t2, t3, t4, t5)는 0.2∼0.6mm의 범위로부터 선택되고, 균일한 판 두께인 판의 상기한 성형에 의해 서로 차후(差厚)화되어 있다. 즉, 이들 각 부의 두께가 상이한 차후 각통 형상으로 이루어져 있다.The thickness (plate thickness) t6 of the rectangular bottom portion 6 is in the range of 0.6 to 1.0 mm and the thickness of the top portions 2b, 3b, 4b and 5b of the side walls 2, 3, 4 and 5 ) (t2, t3, t4, t5) are selected from the range of 0.2 to 0.6 mm, and are made different in thickness from each other by the aforementioned molding of the plate having a uniform thickness. In other words, each of these portions is formed in a later square shape having a different thickness.

이 직사각형 바닥부(6)의 두께는, 박육화된 뒤에 입설(立設)되는 전지 케이스의 강도(강성)의 필요성으로부터, 상기 각 측벽보다도 후육화되어 있다. 또한, 다수의 전지 케이스(1)가 서로 조밀하게 나열되어서 모듈에 내장되어, 인접하는 전지 케이스의 측벽끼리 접해 있기 때문에, 강도가 비교적 낮아도 되는 장변측의 2개의 측벽(4b, 5b)의 각 두께(t4, t5)는 단변측의 2개의 측벽(2b, 3b)의 각 두께(t2, t3)보다도 얇게 해도 된다. 즉, 이들 직사각형 바닥부(6)나 측벽(2∼5)끼리는, 차재 전지용으로서, 각각의 두께를 상기한 범위 내에서 서로 변경하여 차후화해도 된다.The thickness of the rectangular bottom portion 6 is thicker than that of each of the side walls due to the necessity of strength (rigidity) of the battery case standing up after being thinned. In addition, since the plurality of battery cases 1 are tightly aligned with each other and are embedded in the module, and the side walls of adjacent battery cases are in contact with each other, the thicknesses of the two side walls 4b, 5b on the long side, the thicknesses t4 and t5 may be smaller than the thicknesses t2 and t3 of the two side walls 2b and 3b on the short side. That is, these rectangular bottom portions 6 and the side walls 2 to 5 may be made different for the vehicle-mounted battery by changing their respective thicknesses within the above range.

이들 각형 전지 케이스(1)는, 범용되는 공지의 제조 방법으로서, 균일한 두께(t1: 0.5∼1.2mm)의 1매의 소재 알루미늄 합금판(냉연판)을, 드로잉과 아이어닝 등을 순차적으로 조합한, 공지의 다단의 성형 가공에 의해 일체로 성형하여 얻을 수 있다. 덧붙여, 이들 다단의 성형 가공 자체는, 예를 들면, 일본 특허 제4119612호 공보, 일본 특허 제4325515호 공보, 소성가공학 2, W. 존슨, P. B. 멜러 공저, 1965년 10월 30일 바이후칸 발행, 「11·10 바닥 부착 용기의 재드로잉 가공」 26∼27페이지 등에 구체적으로 기재되어 있다. 이 각형 전지 케이스(1)의 소재가 되는 알루미늄 합금판은 후술하는 합금 중에서 선택된다.Each of these rectangular battery cases 1 is a general known manufacturing method in which one sheet of a material aluminum alloy plate (cold-rolled sheet) having a uniform thickness (t1: 0.5 to 1.2 mm) is subjected to drawing and ironing And then molding them integrally by a known multi-step molding process. In addition, these multi-stage molding processes themselves are disclosed in, for example, Japanese Patent No. 4119612, Japanese Patent No. 4325515, Plasticity Engineering 2, W. Johnson, PB Meler, October 30, 1965, , "Reduced processing of 11 · 10 floor-mounted containers", pages 26 to 27, and the like. The aluminum alloy plate to be a material of the prismatic battery case 1 is selected from alloys described later.

캡의 장착: Mounting of the cap:

도 4, 5에 나타내는 대로, 각형 전지 케이스(1)의 직사각형 개구부(7)에는, 각형 전지 케이스(1)와는 다른 소재 알루미늄 합금판으로부터 성형된, 평면시에 직사각형상인 캡(8)이 장착된다. 덧붙여, 캡(8)은 반드시 판의 성형에 의하지 않아도 되고, 주조, 단조, 압출 등의 다른 제법으로 제작되어도 된다.As shown in Figs. 4 and 5, the rectangular opening 7 of the prismatic battery case 1 is equipped with a cap 8 which is molded from a material aluminum alloy plate different from the prismatic battery case 1 and which is rectangular in plan view . In addition, the cap 8 may not necessarily be formed by plate molding, but may be manufactured by another manufacturing method such as casting, forging, and extrusion.

이 도 4, 5는, 도 1의 각형 전지 케이스(1)에 캡(8)을 장착한 태양을, 도 1의 A-A 단면도를 이용하여, 각형 전지 케이스(1)의 A-A 단면측만을 부분적으로 나타내고 있다. 이하의 설명에서는, 도 1의 B-B 단면측에도 공통되는 기재도 있어, 그와 같은 경우에는, B-B 단면측의 부호를 A-A 단면측의 부호에 이어서 괄호 쓰기로 추가 기재한다.Figs. 4 and 5 partially show only the AA cross section side of the prismatic battery case 1 by using the AA sectional view of Fig. 1 in which the cap 8 is mounted on the rectangular battery case 1 of Fig. 1 have. In the following description, there is also a description common to the B-B cross-sectional side of Fig. 1. In such a case, the reference on the B-B cross-sectional side will be described by the parentheses following the reference on the A-A cross-sectional side.

이 캡(8)은 전지 케이스 상부의 평면시한 직사각형 형상과 동일하거나 또는 상사(相似)하는 직사각형(평면시) 형상을 갖고, 통상은 Li 이온 전지 케이스 등으로서 필요한 외부 양극, 전해액의 주입구나 커버, 안전 밸브 등의 다른 필요 부품을 구비한다. 이 때문에, 필요한 강도(강성)가 높아, 상기 각 측벽(2, 3, 4, 5) 또는 직사각형 바닥부(6)보다도 더 후육화되어 있고, 그 두께(판 두께)(t8)는 1.0∼2.0mm의 범위이다. 이 캡(8)의 소재가 되는 알루미늄 합금판도 후술하는 합금 중에서 선택된다.The cap 8 has a rectangular (planar) shape that is the same as or similar to a rectangular shape in plan view of the upper part of the battery case. The cap 8 has an external anode, which is normally required as a Li- , Safety valves, and so on. Therefore, the required strength (rigidity) is high and thicker than the side walls 2, 3, 4, 5 or the rectangular bottom portion 6, and its thickness (plate thickness) t8 is 1.0 to 2.0 mm. The aluminum alloy plate to be the material of the cap 8 is also selected from alloys described later.

이 캡(8)의 장착에 있어서 범용되는 장착 방식으로서는, 대표적으로는 도 4와 같은 드롭 리드(drop-lid) 방식이다. 구체적으로는, 캡(8)을 각 측벽의 상단부(2a, 3a(4a, 5a))로 둘러싸는 공간 내에 수용하고, 캡(8)과 각 측벽의 상단부(2a, 3a(4a, 5a))를 동일한 평면의(면일의) 동일한 레벨로 해서 재치하는 방법이 있다. 또한, 도 5와 같은 재개(載蓋) 방식으로, 캡(8)을 각 측벽의 상단부(2a, 3a(4a, 5a)) 상에 재치하여, 이들 각 측벽의 상단부를 덮는 방법 등도 있다.A typical mounting method for mounting the cap 8 is a drop-lid method as shown in Fig. 4. Specifically, the cap 8 is accommodated in the space surrounded by the upper ends 2a, 3a (4a, 5a) of the respective side walls, and the cap 8 and the upper ends 2a, 3a (4a, 5a) To the same level (on the face side) of the same plane. There is also a method in which the cap 8 is placed on the upper end portions 2a, 3a (4a, 5a) of the side walls in a resealable manner as shown in Fig. 5 to cover the upper ends of these side walls.

이 캡(8)의 장착에 있어서는, 도 4, 5의 화살표로 나타내는 용접 방향으로부터, 캡(8)의 둘레부(8a, 8b)와, 각 측벽의 상단부(2a, 3a) 또는 각 측벽의 상부(2c, 3c)가 서로, 그의 길이 방향 또는 평면시에서의 둘레에 걸쳐서, 레이저 용접에 의해 봉지 용접된다. 단, 도 3, 4에서 도시하고 있는 것은, 상기한 대로, 단변측 측벽(2, 3)의 상단부(2a, 3a) 또는 상부(2c, 3c)만이다.8 and 9 of the cap 8 and the upper ends 2a and 3a of the side walls or the upper side of each side wall 8a and 8b of the cap 8 from the welding direction shown by the arrows in Figs. (2c, 3c) are welded to each other by laser welding around the circumference thereof in the longitudinal direction or the plan view. 3 and 4 are only the upper ends 2a and 3a or the upper ends 2c and 3c of the short side walls 2 and 3 as described above.

도 4는, 캡(8)의 둘레부(8a, 8b)와, 각 측벽의 상단부(2a, 3a)의 경계(용접부)를 향해, 레이저가 상방으로부터 하방으로, 화살표로 나타내는 레이저 입사선 X와 같이 입사되는 상타(上打) 방식의 봉지 용접을 나타내고 있다.4 shows a state in which the laser is directed downward from the upper side of the cap 8 toward the boundary (welded portion) between the upper ends 2a and 3a of the side walls and the laser incident line X And also shows an encapsulation welding of the upper striking type which is incident upon the same.

도 5는, 캡(8)의 둘레부(8a, 8b)와, 각 측벽의 상단부(2a, 3a) 또는 각 측벽의 상부(2c, 3c)의 경계(용접부)를 향해, 레이저가 가로 방향으로부터 수평으로, 화살표로 나타내는 레이저 입사선 X와 같이 입사되는 횡타(橫打) 방식의 봉지 용접을 나타내고 있다.5 shows a state in which the laser is moved from the horizontal direction to the boundary (welded portion) between the peripheral portions 8a and 8b of the cap 8 and the upper ends 2a and 3a of the respective side walls or the upper portions 2c and 3c of the respective side walls And the horizontal incidence of the incident laser beam X is indicated by an arrow.

이들 도 4, 5에서는 도시하고 있지는 않지만, 도 1에 있어서의 측벽(4, 5)의 상단부(4a, 5a)나, 상부(4c, 5c)도 마찬가지로 해서 캡(8)과 봉지 용접된다.Although not shown in Figs. 4 and 5, the upper end portions 4a and 5a and the upper portions 4c and 5c of the side walls 4 and 5 in Fig. 1 are also sealed and welded to the cap 8 in the same manner.

봉지 용접에 있어서의 레이저 용접은 공지의 것을 사용할 수 있고, 레이저 용접기로서, 반도체 여기 펄스 발신형 YAG 레이저, 디스크 레이저, 파이버 레이저 등을 사용하여, 레이저 용접의 스폿을 조사해서 순차적으로 용접한다. 예를 들면, 레이저 출력: 200∼500W, 섬유 직경=0.1∼0.4mm, 용접 속도=10∼20m/분, 실드 가스=Ar(0.1∼0.5L/s) 등의 조건에서, 연속 용접으로 행한다.As the laser welding in the sealing welding, a known one can be used. As the laser welding machine, a semiconductor excitation pulse originating type YAG laser, a disk laser, a fiber laser, or the like is used to sequentially weld the laser welding spot. For example, continuous welding is performed under conditions such as a laser output of 200 to 500 W, a fiber diameter of 0.1 to 0.4 mm, a welding speed of 10 to 20 m / min, and a shielding gas of Ar (0.1 to 0.5 L / s).

비드 형성: Bead Formation:

이 봉지 용접 시에, 도 4, 5와 같이, 각 측벽의 상부(2c, 3c(4c, 5c))와, 캡(8)의 예를 들면 둘레부(8a, 8b)에 걸침과 더불어, 그의 선단부(9a)가 각 측벽의 상부(2c, 3c(4c, 5c))를 전지 케이스 내부를 향해 관통하지 않는 것과 같은, 안정된 건전한 비드(9)가 형성되어 접합될 것이 필요하다. 이 비드(9)는, 캡(8)의 둘레부(8a, 8b)와 상기 각 측벽의 상부(2c, 3c(4c, 5c))의 봉지 용접되는 부분에 걸쳐서, 캡과 측벽 상단부나 측벽 상부의 길이 방향 또는 평면시에서의 둘레에 걸쳐서 형성된다.4 and 5, the upper portions 2c and 3c (4c and 5c) of the respective side walls and the circumferential portions 8a and 8b of the cap 8, for example, It is necessary that the front end portion 9a is formed with stable and healthy beads 9 such that the upper portions 2c and 3c (4c and 5c) of the respective side walls do not penetrate toward the inside of the battery case. The bead 9 is formed to cover the periphery portions 8a and 8b of the cap 8 and the upper portions 2c and 3c (4c and 5c) of the respective side walls, In the longitudinal direction or in the plan view.

그러나, 측벽을 0.2∼0.6mm의 범위로 균일한 두께로 박육화한 종래예에서는, 이 측벽이 지나치게 얇아, 레이저에 의한 봉지 용접이 안정되지 않는다. 상기한 대로, 알루미늄 합금의 비열 및 용융 잠열은, 강이나 다른 대다수의 금속보다도 커서, 열전도가 좋은 것과 상사하여, 강의 5배나 열이 달아나기 쉽다. 이 때문에, 용접부인 측벽(21)이 얇아질수록, 국부 가열이 어려워, 용융시키기 위해서 강보다도 다량의 열을 공급할 필요가 있어, 레이저에 의한 봉지 용접이 안정되지 않게 된다.However, in the conventional example in which the sidewall is thinned to a uniform thickness in the range of 0.2 to 0.6 mm, the sidewall is too thin, and the sealing by laser is not stable. As described above, the specific heat and latent heat of melting of the aluminum alloy are larger than those of steel and most other metals, and the heat conduction is similar to that of the aluminum alloy. Therefore, as the side wall 21 as the welded portion becomes thinner, it is difficult to heat locally, and it is necessary to supply a larger amount of heat than the steel in order to melt it, and the sealing by laser is not stabilized.

레이저 용접 조건에도 물론 의존하지만, 이 종류의 알루미늄 합금판제의 차재용 전지 케이스에 범용되는 레이저에 의한 봉지 용접의 조건 범위에서는, 후술하는 도 4, 5에 나타내는 비드의 용입 깊이 H는 이들 측벽의 두께의 80% 이상이 된다. 따라서, 측벽(21)의 두께가 상기 0.2∼0.6mm의 범위로 박육화될수록, 비드의 용입 깊이 H에 대한 측벽(21)의 두께에 여유가 없다. 그리고 알루미늄 합금의 상기 특성상, 레이저 출력이나 섬유 직경, 피크 출력, 용접 속도를 크게 하는 등의 용접 조건에 의해서는, 측벽의 상부(21a)를 그의 선단(22a)이 관통하는 것과 같은 불안정한 비드(22)의 형상이 되기 쉽다.The depth of penetration H of beads shown in Figs. 4 and 5 to be described later is in the range of the thickness of these sidewalls 80% or more. Therefore, as the thickness of the side wall 21 is reduced to the range of 0.2 to 0.6 mm, there is no margin for the thickness of the side wall 21 with respect to the penetration depth H of the bead. Due to the above characteristics of the aluminum alloy, depending on the welding conditions such as the laser output, the fiber diameter, the peak output, and the welding speed, the upper portion 21a of the sidewall may be exposed to an unstable bead 22 ).

도 7, 8에, 측벽의 상부(21a)도 정상부와 균일한 두께를 갖는 종래의 박육화한 측벽(21)의 용접부를 나타낸다. 이 도 7, 8에 나타내는 대로, 레이저 용접에 의한 봉지 용접이 안정되지 않으면, 측벽의 상부(21a)를 그의 선단(22a)이 관통하는 것과 같은 불안정한 비드(22)의 형상이 되기 쉽다. 이는 도 7과 같은 상타 방식이어도, 도 8과 같은 횡타 방식의 봉지 용접이어도 마찬가지이다.7 and 8, the upper portion 21a of the side wall also shows a weld portion of a conventional thinned side wall 21 having a uniform thickness and a top portion. As shown in Figs. 7 and 8, if the sealing welding by laser welding is not stable, the shape of the unstable bead 22 tends to be such that the tip end 22a of the sidewall passes through the tip end 22a thereof. This is the same as in the case of the honeycomb method as shown in Fig. 7 or the sealing method as shown in Fig.

이와 같이, 그의 선단(22a)이 관통하는 것과 같은 불안정한 비드 형상이 된 경우에는, 접합 강도가 저하됨과 더불어, 스패터가 전지 케이스 내부에 튀어, 전지 케이스의 내용물에 커다란 손상이나 대미지를 준다.In this way, when the distal end 22a thereof is formed into an unstable bead shape, the bonding strength is lowered and the spatter protrudes into the battery case, thereby giving large damage or damage to the contents of the battery case.

이 때문에, 건전한 비드 형상이나 용접부로 하기 위해, 봉지 용접 시에 여분으로 다대한 노력이나 비용을 필요로 한다. 보다 구체적으로 말하면, 종래에는, 건전한 비드 형상이나 용접부로 하기 위해서, 용접 효율을 희생하여, 용접 전류나 용접 속도를 낮게 하고, 다단계로 세분화한 용접 공정으로 하거나, 높은 제어 정밀도의 보다 고가인 용접기가 필요했다.For this reason, in order to make a bead shape or a welded portion, extra efforts and cost are required at the time of sealing. More specifically, conventionally, in order to obtain a sound bead shape or a welded portion, a welding process in which the welding current and the welding speed are lowered at a sacrifice of the welding efficiency, a multi-step finely divided welding process, or a welder having a higher control accuracy I needed it.

측벽의 후육화: Thickening of side walls:

이에 비하여, 상기한 안정된 건전한 비드(9)의 형성을 위해, 본 발명에서는, 캡(8)과 봉지 용접되는 각 측벽(2, 3, 4, 5)의 상부를, 도 1∼3에 나타내는 2c, 3c, 4c, 5c와 같이, 상기 봉지 용접에 의해 형성되는 비드의 용입 깊이 H보다도 두꺼워지도록, 각 측벽의 정상부(2b, 3b, 4b, 5b)의 두께보다도, 부분적으로, 상기 봉지 용접에 앞서 미리 후육화한다.On the other hand, in order to form the above stable and stable bead 9, in the present invention, the upper portion of each side wall 2, 3, 4, 5 to be sealed with the cap 8 is divided into 2c 3b, 4b, and 5b such that the depth of penetration of the bead formed by the sealing welding becomes larger than the depth H of penetration of the bead, Prefabricated.

이들 각 측벽의 각 상부(2c, 3c, 4c, 5c)는, 도 1∼3과 같이, 각형 전지 케이스(1)의 내측을 향해서만 돌출하도록 또는 부풀도록, 부분적으로 미리 후육화되어 있다. 따라서, 각 측벽의 각 상부(2c, 3c, 4c, 5c)의 외측의 벽은, 바람직하게는 도 1∼3과 같이, 각 측벽의 정상부(2b, 3b, 4b, 5b)의 외벽과 동일하게 후육화에 의한 부풂이나 요철이 없는 평탄한 벽면이다. 또, 각 측벽의 각 상부(2c, 3c, 4c, 5c)의 외측의 벽은, 상기 각 정상부의 외벽과 동일한 평면으로 이어져, 각형 전지 케이스(1)의 평탄한 외벽면을 각각 구성하고 있다.The upper portions 2c, 3c, 4c, and 5c of the respective side walls are partially thickened to protrude or inflate only toward the inside of the prismatic battery case 1, as shown in Figs. The outer walls of the upper portions 2c, 3c, 4c and 5c of the respective side walls are preferably the same as the outer walls of the top portions 2b, 3b, 4b and 5b of the respective side walls, It is a flat wall without bumps or unevenness caused by thickening. The walls on the outer sides of the upper portions 2c, 3c, 4c and 5c of the respective side walls extend in the same plane as the outer walls of the upper portions and constitute the flat outer wall surfaces of the rectangular battery case 1, respectively.

여기에서, 비드의 용입 깊이 H는, 도 4, 5에서 도시하듯이, 레이저의 입사 방향에 관계없이, 화살표로 나타내는 레이저의 입사선 X의 연장선상에 있는, 비드(9)의 외표면부(9b)로부터 그의 선단부(9a)까지의, 비드의 최대 깊이(최대의 용입 깊이)이다.Here, as shown in Figs. 4 and 5, the penetration depth H of the bead is set such that the outer surface portion of the bead 9 on the extension of the incident line X of the laser, indicated by an arrow, (The maximum penetration depth) of the beads from the distal end 9a to the distal end 9a thereof.

각 측벽의 정상부(2b, 3b, 4b, 5b)의 두께(판 두께): t2, t3, t4, t5는 상기한 대로 0.2∼0.6mm의 범위로부터 선택된다. 이에 대하여, 각 측벽의 상부(2c, 3c, 4c, 5c)의 두께(판 두께): t2c, t3c, t4c, t5c는 이들 정상부의 두께(t2, t3, t4, t5)보다도 두껍게 한다. 이 기준으로서, 비드(9)의 형성량에 알맞은 분만큼, 이들 측벽의 상부(2c, 3c, 4c, 5c)에 있어서의 각각의 비드의 용입 깊이 H보다도 두꺼워지도록, 부분적으로 후육화하는 것이 바람직하다.The thickness (plate thickness) t2, t3, t4, and t5 of the tops 2b, 3b, 4b, and 5b of each side wall are selected from the range of 0.2 to 0.6 mm as described above. On the contrary, the thicknesses (plate thicknesses) t2c, t3c, t4c and t5c of the top portions 2c, 3c, 4c and 5c of the side walls are made thicker than the thicknesses t2, t3, t4 and t5 of these top portions. As a criterion, it is preferable to partially thicken the beads 9 so as to be thicker than the penetration depth H of the beads in the upper portions 2c, 3c, 4c and 5c of the side walls by an amount corresponding to the amount of formation of the beads 9 Do.

더욱이, 이 후육화는, 각형 전지 케이스(1)의 내측(내측 공간)을 향해서만 돌출하도록, 부분적으로 후육화하고 있다. 도 1의 본 발명 각형 전지 케이스는 도 2의 A-A 단면도에 있어서의 후육화 부분(2c, 3c)과 도 3의 B-B 단면도에 있어서의 후육화 부분(4c, 5c)을 갖는다.Further, the thickening is partially thickened so as to protrude only toward the inner side (inner space) of the rectangular type battery case 1. [ The rectangular cell case of the present invention shown in Fig. 1 has thickened portions 2c and 3c in the sectional view taken along the line A-A in Fig. 2 and thickened portions 4c and 5c in the sectional view taken along the line B-B in Fig.

이와 같은 후육화에 의해, 안정된 레이저 용접이 가능해진다. 그리고, 상기 도 4, 5의 우측에 나타낸 바와 같이, 측벽의 상부(2c, 3c(4c, 5c))와 캡의 둘레부(8a, 8b)에 걸침과 더불어, 그의 선단부(9a)가 측벽의 상부(2c, 3c(4c, 5c))를 관통하지 않는 것과 같은, 안정된 건전한 비드(9)가 형성된다.By such thickening, stable laser welding becomes possible. As shown in the right side of Figs. 4 and 5, the tip portions 9a of the sidewalls are engaged with the upper portions 2c and 3c (4c and 5c) of the side wall and the peripheral portions 8a and 8b of the cap, A stable and healthy bead 9, such as not penetrating the upper portions 2c and 3c (4c and 5c), is formed.

또한, 측벽의 상부(2c, 3c(4c, 5c))의 후육화에 의해, 측벽의 상부를 관통하지 않는 범위에서 허용되는 비드(9)의 용입 깊이 H(또는 허용되는 비드(9)의 크기)가, 박육화된 원래의 측벽 두께로부터 후육화된 두께로 크게 증대되는 효과도 크다.The thickening of the upper portions 2c and 3c (4c and 5c) of the side walls allows the penetration depth H of the beads 9 (or the allowable size of the beads 9) ) Is significantly increased from the original thickness of the sidewall to the thickened thickness.

또한, 측벽(2, 3, 4, 5)의 각 상부(2c, 3c, 4c, 5c)를, 비드(9)의 용입 깊이 H 이상으로, 부분적으로 후육화하는 것에 의해, 용접 조건의 선택 범위나 허용 범위도 넓어져, 안정된 용접이 가능해지고, 안정된 건전한 비드(9)가 형성되는 효과도 있다.The upper portions 2c, 3c, 4c and 5c of the side walls 2, 3, 4 and 5 are partially thickened at the penetration depth H or higher than the penetration depth H of the bead 9, The allowable range is widened, stable welding is possible, and stable and healthy beads 9 are formed.

즉, 측벽의 상부를 비드(9)가 관통하지 않는 봉지 용접 조건의 허용 범위를 완화시켜, 용접 조건을 안정화시키는 효과도 크다. 본 발명에서는, 상기 각형 전지 케이스의 기본 구조(캡(8), 직사각형 바닥부(6), 측벽의 각 두께 범위도 포함해서)를 전제로 한 데다가, 안정된 레이저 용접을 가능하게 한다.That is, the allowable range of the sealing welding condition in which the bead 9 does not penetrate the upper part of the side wall is relaxed, and the effect of stabilizing the welding condition is also large. In the present invention, stable laser welding can be performed on the premise of the basic structure of the prismatic battery case (including the cap 8, the rectangular bottom portion 6, and the thickness range of the side wall).

또, 각 측벽의 각 상부(2c, 3c, 4c, 5c)는, 각형 전지 케이스(1)의 내측을 향해서만 돌출하도록 또는 부풀도록 부분적으로 미리 후육화되어 있다. 이 때문에, 이들 각 측벽 상부(2c, 3c, 4c, 5c)의 외측의 벽면은, 각 측벽의 정상부(2b, 3b, 4b, 5b)의 외벽면과 동일하게 후육화에 의한 부풂이나 요철이 없는 평탄한 벽면이 되고 있다. 즉, 이들 측벽의 외측의 벽면은, 후육화되어 있는 측벽의 각 상부(2c, 3c, 4c, 5c)를 포함해서, 동일한 평면(면일)으로 평탄화되어 있다.The tops 2c, 3c, 4c, and 5c of each side wall are partially thickened so as to protrude or inflate only toward the inside of the prismatic battery case 1. Therefore, the outer wall surface of each of the side wall top portions 2c, 3c, 4c, and 5c is free from buckling or irregularities due to thickening as in the outer wall surfaces of the top portions 2b, 3b, 4b, It becomes a flat wall surface. That is, the outer side walls of these side walls are flattened to the same plane (face side) including the upper portions 2c, 3c, 4c, and 5c of the side walls that are thickened.

이 결과, 상기 각 측벽의 정상부의 외벽면과 동일한 평면으로 이어져, 각형 전지 케이스(1)의 평탄한 외벽면을 각각 구성할 수 있다. 따라서, 자동차용의 Li 이온 전지로서, 한정된 차재 공간에 있어서도, 다수의 전지 케이스(의 외벽)끼리를 서로 병렬해서 재치하기 쉬워, 공간 효과가 높다는 특징도 있다.As a result, the flat outer wall surfaces of the prismatic battery case 1 can be constituted by extending in the same plane as the outer wall surfaces of the top portions of the respective side walls. Therefore, as a Li-ion battery for an automobile, even in a limited vehicle space, it is easy to place (parallel to each other) the outer walls of a plurality of battery cases, and the space effect is also high.

이와 같은 각 측벽 상부(2c, 3c, 4c, 5c)의 외측의 벽면의, 각 측벽의 정상부(2b, 3b, 4b, 5b)의 외벽면과의 동일한 평면에서의 평탄화는, 필수는 아니지만, 상기한 우수한 공간 효과를 갖는다.It is not essential to planarize the outer wall surface of each of the side wall top portions 2c, 3c, 4c and 5c in the same plane as the outer wall surfaces of the top portions 2b, 3b, 4b and 5b of the respective side walls, And has an excellent spatial effect.

여기에서, 전지 케이스로서, 건전한 사용에 견딜 수 있기 위해서는, 봉지 용접부에 충분한 이음 강도가 필요하다. 이 이음 강도는 비드(9)의 용입 깊이 H에 의존한다. 레이저 용접 조건에도 물론 의존하지만, 범용되는 레이저에 의한 봉지 용접 조건의 범위에서는, 충분한 이음 강도를 확보하기 위해서는, 비드의 용입 깊이 H는, 측벽(2, 3, 4, 5)의 정상부의 두께(t2, t3, t4, t5)에 대하여, 이들 측벽의 두께의 60% 이상, 바람직하게는 80% 이상이 되는 것이 바람직하다.Here, in order to be able to withstand sound use as a battery case, sufficient sealing strength is required for the sealing welded portion. This joint strength depends on the penetration depth H of the bead 9. The penetration depth H of the bead is preferably set to be less than the thickness of the top portion of the side walls 2, 3, 4, 5 (in other words, t2, t3, t4, and t5), it is preferable that the thickness of these side walls is 60% or more, preferably 80% or more.

그러나, 측벽(2, 3, 4, 5)의 정상부의 두께(t2, t3, t4, t5)가 0.2∼0.6mm의 범위로 얇은 경우에는, 용접 시에 상기와 같은 열변형이 생기기 때문에, 용입이 불안정해지고, 일부에는 측벽을 비드가 관통해 버린다.However, when the thicknesses t2, t3, t4 and t5 of the tops of the side walls 2, 3, 4 and 5 are thin in the range of 0.2 to 0.6 mm, the above-mentioned thermal deformation occurs at the time of welding, Becomes unstable, and a part of the bead penetrates the side wall.

이와 같은 문제를 해결하기 위해서는, 레이저에 의한 봉지 용접부의 두께를 부분적으로 증가시켜, 열변형을 억제할 것이 필요해진다. 그리고, 이와 같은 용접의 문제는 상기 특허문헌 1과 같은 강판의 경우보다도 다량의 입열을 필요로 하는 알루미늄 합금판에 특유한 문제이다.In order to solve such a problem, it is necessary to partially increase the thickness of the sealing welded portion by laser to suppress thermal deformation. Such a welding problem is a problem peculiar to an aluminum alloy plate requiring a larger amount of heat input than the case of the steel sheet as in Patent Document 1.

이 때문에, 이들 측벽의 상부 후육부(2c, 3c, 4c, 5c)를 비드의 용입 깊이 H보다도 후육화하는 기준으로서, 각 측벽의 상부(2c, 3c, 4c, 5c)의 두께(판 두께): t2c, t3c, t4c, t5c는 측벽(2, 3, 4, 5)의 정상부의 두께(t2, t3, t4, t5)의 30% 이상, 보다 바람직하게는 40% 이상, 부분적으로 후육화되어 있는 것이 바람직하다.Therefore, the thickness (thickness) of the upper portions 2c, 3c, 4c, and 5c of the respective side walls is set as a reference for thickening the upper thick portions 2c, 3c, 4c, and 5c of these side walls to be thicker than the penetration depth H of the beads. : t2c, t3c, t4c and t5c are at least 30%, more preferably at least 40%, of the thicknesses t2, t3, t4 and t5 of the tops of the side walls 2, 3, 4 and 5, .

측벽(2, 3, 4, 5)의 정상부(2b, 3b, 4b, 5b)의 두께가 각각 상이한 경우에는, 후육화하는 측벽 자체(후육화하는 당해 측벽)의 정상부의 두께를 각각 기준으로 한다.When the thicknesses of the top portions 2b, 3b, 4b and 5b of the side walls 2, 3, 4 and 5 are different from each other, the thickness of the top portion of the side wall itself to be thickened (the side wall to be thickened) .

이 후육화의 상한은, 내용적의 설계 한계나 후육화의 가공 한계로부터, 70% 정도이다. 즉, 이 후육화의 바람직한 범위는 상기 측벽 정상부 두께의 130∼170%, 보다 바람직하게는 140∼170%이다.The upper limit of this embossing is about 70% from the design limit of the internal volume or the processing limit of the thickening. That is, the preferable range of the thickening is 130 to 170%, more preferably 140 to 170% of the thickness of the side wall top portion.

이 측벽 상부(2c, 3c, 4c, 5c)의 후육화가 측벽(2, 3, 4, 5)의 정상부의 두께(t2, t3, t4, t5)의 30% 미만이면, 측벽(2, 3, 4, 5)의 두께가 0.2∼0.6mm의 범위인 알루미늄 합금판의 경우, 상기 레이저 용접 조건에서는, 열변형이 생겨 버려, 용입이나, 비드 깊이가 불안정해진다. 이 때문에, 레이저 출력이나 섬유 직경, 피크 출력, 용접 속도를 크게 하는 등의 용접 조건을 수정했다고 하더라도, 측벽의 상부(21a)를 그의 선단(22a)이 관통하는 것과 같은, 도 7, 8에 나타내는 불안정한 비드(22)의 형상이 되기 쉽다.If the thickening of the side wall upper portions 2c, 3c, 4c and 5c is less than 30% of the thicknesses t2, t3, t4 and t5 of the top portions of the side walls 2, 3, 4 and 5, , 4, and 5) is in the range of 0.2 to 0.6 mm, thermal deformation occurs under the laser welding condition, and the penetration and the depth of the bead become unstable. Therefore, even if the welding conditions such as the laser output, the fiber diameter, the peak output, and the welding speed are increased, the upper end 21a of the side wall passes through the tip end 22a thereof, The shape of the unstable bead 22 tends to be formed.

덧붙여, 상기 특허문헌 1에서는, 철제의 각형 전지 케이스로서, 캡에 의해 봉구되는 상부 개구부 주변부의 벽의 측 두께(봉구부 주변측 두께)를, 상기한 대로, 강도(강성)를 높이기 위해서, 중간부의 측 두께보다도, 약 25% 이하 정도 두꺼워지도록 하고 있다.In addition, in the above-described Patent Document 1, in order to increase the strength (rigidity) of the side wall thickness of the peripheral portion of the upper opening portion Is about 25% or less thicker than the side thickness of the negative side.

이 특허문헌 1과 같이, 본 발명의 봉지 용접의 과제를 인식하지 않고서, 각형 전지 케이스의 강도, 강성만을 높이는 경우에는, 강성은 판 두께의 세제곱에 비례해서 증가하므로, 판 두께를 10% 두껍게 하면, 강성을 30% 이상 높일 수 있다.In the case where only the strength and rigidity of the prismatic battery case are increased without recognizing the problem of the sealing welding of the present invention as in Patent Document 1, since the rigidity increases in proportion to the cube of the plate thickness, if the plate thickness is increased by 10% , The rigidity can be increased by 30% or more.

따라서, 상기 특허문헌 1에 있어서, 본 발명과 같은 30% 이상의 후육화는 전혀 불필요하며, 그의 기재 범위이기도 한, 25% 이하 정도의 가능한 한 적은 후육화로 끝내는 것이, 그의 목적이기도 한 경량화를 저해하지 않는 것으로도 이어진다.Therefore, in the above-mentioned Patent Document 1, it is not necessary at all for the thickening of 30% or more as in the present invention, and it is necessary to finish the thickening as little as 25% or less, It also leads to not doing.

그러나, 본 발명과 같이, 그의 선단부(9a)가 각 측벽의 상부를 관통하지 않는 건전한 비드(9)의 형성을 위해서는, 용접 시의 열변형을 방지할 필요가 있고, 그 때문에, 측벽(2, 3, 4, 5)의 원래의 박육화도 고려하여, 보다 큰 후육화를 시킬 필요가 있다.However, as in the present invention, it is necessary to prevent thermal deformation during welding in order to form a sound bead 9 whose distal end portion 9a does not penetrate the upper portions of the respective side walls, 3, 4, and 5), it is necessary to increase the thickness of the substrate.

이 후육화하는 각 측벽의 상부(2c, 3c, 4c, 5c)의 연재 길이(영역)는, 상기 전지 케이스나 용접의 전제 조건 밑에서는, 적어도 비드가 미치는(형성되는) 범위, 바람직하게는 용접의 열영향부의 범위를 커버할 수 있는 것으로 하는 것이 바람직하다.The extended lengths (regions) of the upper portions 2c, 3c, 4c and 5c of the respective side walls to be thickened are set such that at least the range It is preferable to cover the range of the heat-affected portion of the heat-

또, 이들 각 측벽의 상부(2c, 3c, 4c, 5c)의 후육화가 각형 전지 케이스(1)의 외측을 향하는 것은, 벽면의 요철이 되어 벽면의 평활화와 평면화의 방해가 되므로 피하도록 한다. 즉, 어디까지나 각형 전지 케이스(1)의 내측(내측 공간)을 향해 부분적으로 후육화하고, 각형 전지 케이스(1)의 외측을 향해서는 후육화하지 않고서, 각형 전지 케이스(1)의 각 외벽면(측벽의 외표면)은 평활화와 평면화를 유지한다.The thickening of the upper portions 2c, 3c, 4c, and 5c of these side walls is directed toward the outside of the rectangular battery case 1 because it becomes irregularity of the wall surface, thereby preventing smoothness and planarization of the wall surface. In other words, it is possible to partially thicken the inside of the rectangular battery case 1 toward the inside (the inner space), and to prevent the outside of the rectangular battery case 1 from being thickened, (The outer surface of the side wall) maintains smoothing and planarization.

한편, 이 후육화는, 봉지 용접되어 비드(9)가 형성되는, 각 측벽의 상부(2c, 3c, 4c, 5c)에 대하여 각각 전부, 그리고 전체 길이 내지 전체 폭에 걸쳐서 행해도 되지만, 봉지 용접되어 비드(9)가 형성되는 측벽 상부만 선택적으로 행해도 된다. 단, 후술하는 후육화 가공의 용이성 등과의 관계로, 봉지 용접되지 않는 각 측벽의 상부나 상단부를 후육화해도 된다.On the other hand, the thickening may be carried out over the whole of the upper portions 2c, 3c, 4c, and 5c of the respective side walls where the beads 9 are formed by seal welding, Only the upper portion of the sidewall on which the beads 9 are formed may be selectively performed. However, the upper and the upper end portions of the side walls which are not to be sealed-welded may be thickened in consideration of the ease of thickening processing to be described later.

측벽 상부의 후육화 가공: Thickening of upper side wall:

이와 같은 측벽의 후육화는, 예를 들면 도 6에 나타내는 바와 같은, 측벽의 압축 가공에 의해 가능하다. 이 도 6에 나타내는 압축 가공 자체는 공지이고, 측벽(3)의 상부(3c)를 전지 케이스의 내측을 향해 후육화하는 태양을 나타내고 있다.Such thickening of the side wall can be achieved by compressing the side wall as shown in Fig. 6, for example. The compression process itself shown in Fig. 6 is known, and shows an aspect in which the upper portion 3c of the side wall 3 is thickened toward the inside of the battery case.

도 6에 있어서, 원래의 균일한 두께인 측벽(3)의 상부(3c)를 중심으로, 측벽(3)의 외측으로부터 형(12)에 의해, 측벽(3)의 내측으로부터 중자(11)에 의해 측벽(3)을 협지한 뒤에, 캠 구조(10)에 의해 측벽(3)의 상부(3c)를 상방으로부터 압축 가공하여, 각형 전지 케이스(1)의 내측(내측 공간)을 향해 부분적으로 후육화한다. 이 압축 가공은 후육화의 정도에 따라 복수단으로 나누어 행한다.6, the mold 12 is pressed from the inside of the side wall 3 to the core 11 by the mold 12 from the outside of the side wall 3 around the upper portion 3c of the side wall 3 having the original uniform thickness The upper portion 3c of the side wall 3 is compressed from above by the cam structure 10 to partially protrude toward the inside (the inner space) of the prismatic battery case 1 Incarnate. This compression processing is divided into a plurality of stages depending on the degree of thickening.

이와 같은 가공에 의해, 도 1∼3에 나타내는 바와 같이, 각 측벽의 각 상부(2c, 3c, 4c, 5c)를 각형 전지 케이스(1)의 내측을 향해서만 부풀도록 부분적으로 미리 후육화시킨다. 그 결과, 이들 각 측벽 상부(2c, 3c, 4c, 5c)의 외측의 벽면은 각 측벽의 정상부(2b, 3b, 4b, 5b)의 외벽면과 동일한 평면(면일)이고, 후육화에 의한 부풂이나 요철이 없는 평탄한 벽면으로 하는 것이 가능하다.As shown in Figs. 1 to 3, the upper portions 2c, 3c, 4c and 5c of the respective side walls are partially thickened so as to be inflated only toward the inside of the prismatic battery case 1 by such a process. As a result, the outer wall surface of each of the side wall upper portions 2c, 3c, 4c and 5c is flush with the outer wall surface of the top portions 2b, 3b, 4b and 5b of the respective side walls, Or a flat wall surface without irregularities.

측벽 상부의 후육화의 바람직한 가공 방법: Preferred processing methods of thickening the upper side wall:

각 측벽 상부(2c, 3c, 4c, 5c)의 후육화의 가공 방법으로서, 상기 도 6의 압축 가공보다도 바람직한 가공 방법을, 도 9(a)∼(e)에 가공 공정순으로 각 단면도로 나타낸다.As a processing method of thickening each of the side wall upper portions 2c, 3c, 4c, and 5c, the machining method more preferable than the compression machining of FIG. 6 is shown in each sectional view in the order of machining steps in FIGS. 9 (a) to 9 (e).

이 가공 방법의 개요는, 각 측벽 상부(2c, 3c, 4c, 5c)의 후육화의 두께를, 각형 전지 케이스(1)의 내측을 향해, 부분적으로 미리 후육화함에 있어서, 각 측벽 상부(2c, 3c, 4c, 5c)의 상부 이외의, 당해 측벽의 부위에 아이어닝 가공을 가하여 두께를 감소시킨다. 또한 한편으로, 상기 각 측벽의 상부에는, 상기 아이어닝 가공을 가하지 않아, 원래의 측벽의 두께를 가짐과 더불어, 각형 전지 케이스(1)의 외측을 향해 돌출하는 후육부로서 그대로 남기는 것이다.The outline of this processing method is as follows. In order to partially thicken the thickening of each of the side wall top portions 2c, 3c, 4c and 5c toward the inside of the prismatic battery case 1, , 3c, 4c, and 5c is subjected to ironing to reduce the thickness of the side wall. On the other hand, on the other hand, the ironing process is not applied to the upper portions of the respective side walls, leaving the original sidewall as a thick portion protruding toward the outside of the prismatic battery case 1.

그리고, 그 뒤에, 더욱이 상기 측벽(2, 3, 4, 5)의 상부의 후육부에 가공을 가하여, 이 후육부의 돌출하는 방향을, 각형 전지 케이스(1) 내측을 향하도록 반전시킨다. 또, 상기 측벽(2, 3, 4, 5)의 상부의 후육부의 외측의 벽면은 상기 아이어닝 가공된 다른 측벽 부위의 외측의 벽면과 동일한 평면인 평탄면으로 성형한다.Then, the thick portions at the upper portions of the side walls 2, 3, 4, 5 are further processed to invert the projecting direction of the thick portions toward the inside of the rectangular type battery case 1. Further, the wall surface on the outer side of the thick portion on the upper side of the side walls (2, 3, 4, 5) is formed into a flat surface which is flush with the wall surface on the outer side of the other side wall portion subjected to ironing.

이하에, 도 9를 이용하여 설명하지만, 도 9는, 도 9(a)와 같이, 후육화 가공 전의 전지 케이스, 즉 횡단면 형상이 대략 직사각형이 되도록 성형한 중간 성형품으로서의, 도 1의 B-B 단면에 있어서의 장변측 측벽(4, 5)과 직사각형 바닥부(6) 및 직사각형 개구부(7)만을 나타내고 있다.Fig. 9 is a sectional view taken along line BB in Fig. 1 as a battery case before the thickening process, that is, an intermediate molded product molded to have a substantially rectangular cross-sectional shape, as shown in Fig. 9 Only the side walls 4 and 5, the rectangular bottom portion 6, and the rectangular opening 7 are shown.

따라서, 이하의 가공 방법의 설명은 장변 측벽(4, 5)에 대해서만 행하지만, 상기한 단변 측벽(2, 3)에 대해서도 마찬가지의 가공이 행해져, 각형 전지 케이스(1)의 전체 측벽이, 상기 각 측벽 상부 후육부(2c, 3c, 4c, 5c)를 포함해서, 마찬가지의 형상, 구조로 성형되는 것이다.Although the description of the following processing method is performed only for the long side walls 4 and 5, the same processing is also performed on the short side walls 2 and 3 so that the entire side wall of the rectangular type battery case 1 And the upper and lower thick portions 2c, 3c, 4c, and 5c of each side wall are formed in the same shape and structure.

도 9(b)는, 측벽(4, 5)의 바깥쪽으로부터의 아이어닝 다이(13, 13)와, 개구부(7)로부터 전지 케이스(1a)(이하, 간단히 케이스라고 말한다)의 내부 공간에 삽입한 펀치(14)의 협동으로, 측벽(4, 5)의 상부(4e, 5e) 이외의 측벽 부분(4b, 5b)에 아이어닝 가공을 순차적으로 실시해 가는 제 1 공정의 태양을 나타내고 있다.9 (b) is a sectional view showing the ironing dies 13 and 13 from the outside of the side walls 4 and 5 and the inner space of the battery case 1a (hereinafter simply referred to as a case) from the opening 7 And the ironing process is sequentially performed on the side wall portions 4b and 5b other than the top portions 4e and 5e of the side walls 4 and 5 by cooperation of the inserted punch 14. [

이 제 1 공정에서는, 상기 측벽 상부(4e, 5e) 이외의 부분의 측벽(4b, 5b)은 상기 아이어닝 가공에 의해 박육화된다. 따라서, 상기 측벽 상부(4e, 5e)의 부분만이 아이어닝 가공을 받지 않고서, 원래의 측벽(4, 5)의 각 판 두께(육후)로서 남겨져, 아이어닝 가공된 다른 측벽(4b, 5b)의 부분에 비해서, 케이스의 외측을 향해 돌출하는 볼록부를 갖는 형상으로, 부분적으로 후육화된다.In this first step, the side walls 4b, 5b of the portion other than the side wall upper portions 4e, 5e are thinned by the ironing processing. Therefore, only the portions of the sidewall upper portions 4e and 5e are left without the ironing process as the thickness of each of the original side walls 4 and 5, and the other sidewalls 4b and 5b, Is partially thickened in a shape having a convex portion protruding toward the outside of the case.

도 9(c), (d), (e)는, 상기 측벽 상부(4e, 5e)의 후육화(후육부)의 돌출 방향을 케이스의 내측을 향하는 것으로 하기 위해, 상기한 케이스의 외측을 향하는 돌출 방향으로부터 반전시키는 제 2 공정의 태양을 나타내고 있다.9 (c), 9 (d), and 9 (e) show a state in which the projecting direction of the thickening (thicker portion) of the side wall upper portions 4e and 5e is directed toward the inside of the case, And the second step of inverting from the projecting direction.

도 9(c)에서는, 우선 개구부(7)로부터 케이스 내에 펀치(15)를 삽입한다.In Fig. 9 (c), the punch 15 is first inserted into the case from the opening 7.

다음으로, 도 9(d)와 같이, 케이스 내에 삽입한 펀치(15)를 하강시켜, 펀치(15)의 하방의 주위에 배치한 환상 슬리브(16)의 내부 공간(내벽면)의 최하방측에 설치한 세공(16c) 내에, 그의 봉상의 선단부(15b)를 삽입한다.Next, as shown in Fig. 9 (d), the punch 15 inserted in the case is lowered, and the inner space (inner wall surface) of the annular sleeve 16 disposed around the lower portion of the punch 15 The distal end portion 15b of the rod-like shape is inserted into the installed pore 16c.

그리고, 환상 슬리브(16)의 내벽면의, 상기 세공(16c)의 상방에 형성한 누두(漏斗)상의 (하방으로 축경(縮徑)하는) 테이퍼부(16b)에, 펀치(15)의 선단부(15b)의 상방에 위치하는 누두상의 (하방으로 축경하는) 테이퍼부(15a)를 압압하여, 환상 슬리브(16)(테이퍼부(16b))를 좌우 방향으로 넓혀서 확경한다.The tapered portion 16b on the inner wall surface of the annular sleeve 16 on the funnel formed above the pore 16c has a tapered portion 16b formed on the inner wall surface of the annular sleeve 16, The tapered portion 15a located at the upper side of the tapered portion 15b is pressed to enlarge the annular sleeve 16 (the tapered portion 16b) in the left and right direction.

동시에, 도 9(d)와 같이, 후육화된 측벽 상부(4e, 5e)(측벽 상부의 후육부(4e, 5e))의 벽면에, 바깥쪽으로부터 아이어닝 다이(18, 18)를 압압한다. 그리고, 그 한편으로, 측벽 상부의 후육부(4e, 5e)의 내측 벽면의 상부에, 펀치(15)의 상방에 설치한 환상 외주부(17)의 수직 방향으로 연재하는 평탄면을 당접시킨다. 또한, 측벽 상부의 후육부(4e, 5e)의 내측의 하부에는, 환상 슬리브(16)의 상부의 외주에 설치된, 하방으로 확경하는 테이퍼부(16a)를 당접시킨다.At the same time, the ironing dies 18, 18 are pressed against the wall surface of the thickened sidewall portions 4e, 5e (thicker portions 4e, 5e at the upper side of the sidewall) from the outside as shown in Fig. 9D . On the other hand, a flat surface extending in the vertical direction of the annular outer peripheral portion 17 provided above the punch 15 abuts on the upper portion of the inner wall surface of the thick portions 4e, 5e on the upper side of the side wall. Further, a tapered portion 16a, which is provided on the outer periphery of the upper portion of the annular sleeve 16, is brought into contact with the lower portion of the inner side of the thicker portions 4e and 5e on the upper side of the side wall.

그리고, 측벽 상부의 후육부(4e, 5e)의 벽면에 대한 아이어닝 다이(18, 18)의 압압과, 이에 수반하는 환상 외주부(17)의 상기 평탄면, 환상 슬리브(16) 상부의 테이퍼부(16a)에 대한 측벽 상부의 후육부(4e, 5e)의 누르기를 행한다.The pressing of the ironing dies 18 and 18 against the wall surface of the thicker portions 4e and 5e at the upper side of the side wall and the flat surface of the annular outer peripheral portion 17 accompanying thereto, Thick portions 4e and 5e on the sidewalls of the side wall portions 16a are pressed.

이들 작용에 의해, 측벽 상부의 후육부(4e, 5e)의 후육화의 방향을, 상기 케이스의 외측 방향으로부터 상기 케이스의 내측 방향을 향해 돌출하도록 반전시켜(움푹 들어가게 하여), 케이스의 외측 방향을 향해 돌출하는 볼록부를 갖는 형상인, 측벽 상부의 후육부(4c, 5c)로 성형한다.By these actions, the direction of thickening of the thick portions 4e and 5e on the upper side of the side wall is inverted (recessed) so as to protrude from the outer side of the case toward the inner side of the case, (4c, 5c) on the upper side of the side wall, which is a shape having a convex portion projecting toward the side wall.

동시에, 측벽 상부의 후육부(4e, 5e(4c, 5c))의 외측의 벽면도, 상기 도 9(b)에서 아이어닝 가공된 다른 측벽(4b, 5b) 부분의 외측의 벽면과 동일한 평면(면일)인, 수직 방향으로 연재하는 평탄한 벽면으로 성형된다.At the same time, the outer wall surface of the thicker portions 4e and 5e (4c and 5c) on the upper side of the side wall is also flush with the outer wall surface of the other side walls 4b and 5b ironed in FIG. Face side), which are vertically extending in the vertical direction.

또한, 이들과 동시에, 상기 환상 외주부(17)의 평탄면에 의해, 측벽 상부의 후육부(4e, 5e(4c, 5c))의 상부측을 수직 방향으로 연재하는 평탄한 벽면으로 성형하면서, 상기 하방으로 확경하는 테이퍼부(16a)에 의해, 측벽 상부의 후육부(4e, 5e(4c, 5c))의 하부측을 하방으로 확경하는 내벽면 테이퍼부(4d)로 성형한다.Simultaneously with this, the upper side of the thick portions 4e, 5e (4c, 5c) on the upper side of the side wall is formed into a flat wall surface extending in the vertical direction by the flat surface of the annular outer peripheral portion 17, The inner side wall surface tapered portion 4d is formed by the tapered portion 16a which enlarges the lower side of the thick portions 4e and 5e (4c and 5c) on the upper side of the side wall.

여기에서, 상기 아이어닝 다이(18, 18)로서, 상기 도 9(b)에서 아이어닝 가공에 이용한 아이어닝 다이(13, 13)를 이용해도 되고, 다른 아이어닝 다이를 이용해도 된다.Here, as the ironing dies 18 and 18, ironing dies 13 and 13 used for ironing in Fig. 9 (b) may be used, or other ironing dies may be used.

이들 제 2 아이어닝 가공 후에는, 펀치(15)의 측면이 평탄(길이 방향의 외경이 균일)해지도록, 캠 기구로 제어함으로써, 상기의 케이스 내측으로 후육화한 부분을 변형시키지 않고서, 펀치를 이탈시킬 수 있다.After the second ironing processing, the punch 15 is controlled by the cam mechanism so that the side surface of the punch 15 becomes flat (the outer diameter in the longitudinal direction becomes uniform) It can be released.

도 9(e)는, 이상 설명한 측벽 상부의 후육부(4e, 5e)의 성형 종료 후에, 개구부(7)로부터 펀치(15)를 이 캠 기구에 의해 취출하는 태양을 나타내고 있다.Fig. 9 (e) shows an embodiment in which the punch 15 is taken out from the opening 7 by the cam mechanism after the molding of the thick portions 4e, 5e above the sidewall is completed.

즉, 상기 도 9(d)와는 반대로, 케이스 내에 삽입한 펀치(15)를 상승시켜, 펀치(15)의 하방에 배치한 환상 슬리브(16)의 구멍(16c) 내로부터 그의 선단부(15b)를 발출한다. 그리고, 펀치(15)의 누두상의 테이퍼부(15a)의 압압으로부터, 환상 슬리브(16)의 테이퍼부(16b)를 개방하고, 환상 슬리브(16)를 축경시켜, 펀치(15)를 케이스 내로부터 빠지기 쉽게 하고 있다.9 (d), the punch 15 inserted in the case is raised so that the distal end portion 15b of the annular sleeve 16, which is disposed below the punch 15, Out. The tapered portion 16b of the annular sleeve 16 is opened to reduce the diameter of the annular sleeve 16 by pressing the tapered portion 15a of the punch 15 against the punch 15, It is easy to fall out.

이상 설명한 도 9의 일련의 가공 방법은 다른 각 측벽 상부(2c, 3c)의 후육부의 가공에도 그대로 적용할 수 있다.The above-described series of processing methods of FIG. 9 can be applied to the processing of the thick portions of the other side wall portions 2c and 3c as they are.

도 9의 가공 방법은, 측벽(4, 5)의 상부(4e, 5e) 이외의 측벽 부위(4b, 5b)에 아이어닝 가공을 가하여 판 두께를 감소시키고, 이 측벽 상부(4e, 5e)(후육부(4c, 5c))에는, 상기 아이어닝 가공을 가하지 않고서, 원래의 측벽(4, 5)의 각 판 두께(두께)로서 그대로 남기고 있다.9, ironing is applied to the side wall portions 4b, 5b other than the upper portions 4e, 5e of the side walls 4, 5 to reduce the thickness of the side walls 4e, 5e Thick portions 4c and 5c of the side walls 4 and 5 remain as the respective plate thicknesses (thicknesses) of the original side walls 4 and 5 without the ironing process.

이와 같은 측벽 상부만을 부분적으로 케이스 외측으로 후육화하는 가공은 용이하게 할 수 있고, 상기 도 6의 압축 가공과 같이, 측벽에 큰 압축력을 가할 필요가 없기 때문에, 측벽이 좌굴(座屈)할 가능성이 낮고, 효율적으로 부분 후육화할 수 있다는 이점이 있다.Since it is not necessary to apply a large compressive force to the side wall as in the compression process of Fig. 6, it is possible to prevent buckling of the side wall, Is advantageous in that it is possible to carry out partial thickening efficiently.

또한, 아이어닝 가공에 의해 박육화된 측벽 부분도 가공 경화에 의해 고강도화되기 때문에, 판 두께의 감소에 수반하는 측벽 부분의 강도 저하가 적다.In addition, since the sidewall portion thinned by the ironing process is also strengthened by work hardening, the strength of the sidewall portion decreases with the reduction of the plate thickness.

또는, 알루미늄 합금 조성이나 아이어닝 가공량의 선택에 의해, 가공 경화의 정도를 제어하여, 측벽 부분이 박육화되더라도, 보다 고강도화하는 것도 가능해진다.Alternatively, the degree of work hardening can be controlled by selecting the composition of the aluminum alloy or the amount of ironing, and the strength of the work can be increased even if the sidewall portion is thinned.

이들 이점은 다른 각 측벽 상부(2c, 3c)의 후육부의 가공에서도 동일하다.These advantages are the same in the processing of the thick portions of the other side wall upper portions 2c and 3c.

다음으로, 일단 형성한 측벽 상부의 후육부(4e, 5e)의 후육화의 방향을, 케이스의 내측 방향을 향하도록, 상기 케이스의 외측 방향으로부터 반전시켜(움푹 들어가게 하여), 후육부(4c, 5c)로 하는 가공도 용이하다.Next, the direction of thickening of the thick portions 4e, 5e formed on the side wall formed once is inverted (recessed) from the outer side of the case so as to face the inside direction of the case, and the thick portions 4c, 5c can be easily processed.

그리고, 동시에, 측벽 상부 후육부(4e, 5e)의 외측의 벽면을, 상기 도 9(b)에서 아이어닝 가공된 다른 측벽(4b, 5b) 부분의 외측의 벽면과 동일 평면으로 평탄화하는 성형도 용이하다.Simultaneously, the outer wall surface of the upper and lower sidewall portions 4e and 5e is flattened to be flush with the outer wall surface of the other sidewalls 4b and 5b subjected to ironing in FIG. 9 (b) It is easy.

이들 이점은 다른 각 측벽 상부(2c, 3c)의 후육부의 가공에서도 동일하다.These advantages are the same in the processing of the thick portions of the other side wall upper portions 2c and 3c.

또, 상기 도 9의 일련의 가공 공정은, 사용하는 각 펀치와 각 다이의 상하 운동만으로 이루어지는, 1단 또는 다단의 연속적인 가공으로 행할 수 있다. 이 때문에, 통상의 전지 케이스 성형에 이용되는 트랜스퍼 프레스에 용이하게 내장하는 것이 가능하여, 고효율이고 염가로 가공을 할 수 있다는 이점이 있다.The series of machining steps shown in Fig. 9 can be carried out by one-step or multi-step continuous machining, in which each of the punches to be used and each die are vertically moved. Therefore, it is possible to easily embed in a transfer press used for forming a normal battery case, which is advantageous in that it can be processed at a high efficiency and inexpensively.

상기 도 9의 가공 공정에서 얻어진 전지 케이스(1a)도, 알루미늄 합금판의 성형체로 이루어지는 각형 전지 케이스의 측벽의 상부(2c, 3c, 4c, 5c)의 두께를, 이 측벽의 정상부의 두께보다도, 비드의 형성량에 알맞은 분만큼, 각형 전지 케이스의 내측을 향해 부분적으로 후육화할 수 있다.The battery case 1a obtained in the processing step of FIG. 9 is also formed so that the thickness of the upper portions 2c, 3c, 4c and 5c of the side wall of the rectangular battery case made of the aluminum alloy plate molded body is smaller than the thickness of the top portion of the side wall, It can be partially thickened toward the inside of the prismatic battery case by an amount corresponding to the amount of formation of the beads.

이에 의해, 알루미늄 합금제의 캡(8)(도 9에서는 도시하지 않음)을 레이저에 의해 봉지 용접함에 있어서, 이 봉지 용접을 안정되게 실시할 수 있어, 상기 도 4, 5에서 나타낸 비드(9)를 형성할 수 있고, 건전한 용접부로 할 수 있다.Thus, when the cap 8 (not shown in Fig. 9) made of an aluminum alloy is sealed by laser welding, the sealing can be stably performed, and the bead 9 shown in Figs. So that a sound welded portion can be formed.

즉, 상기 도 4, 5에서 나타낸 바와 같이, 측벽의 상부(2c, 3c, 4c, 5c)와 캡(8)에 걸침과 더불어, 측벽의 상부(2c, 3c, 4c, 5c)를 관통하지 않는 비드(9)를 형성할 수 있다.That is, as shown in FIGS. 4 and 5, when the upper portions 2c, 3c, 4c, and 5c of the side wall and the cap 8 are engaged with each other, The beads 9 can be formed.

그리고, 이들 효과를, 측벽의 상부(2c, 3c, 4c, 5c)의 후육부 이외에는 박육화하여, 사용하는 재료를 절약해서, 재료 비용을 저감하고서 실현할 수 있다.These effects can be realized by reducing the thickness of the portions other than the thick portions of the upper portions 2c, 3c, 4c, and 5c of the side walls, saving the material to be used and reducing the material cost.

소재 알루미늄 합금판: Material Aluminum alloy plate:

상기 소재 알루미늄 합금판은, 필요 강도와 성형성, 내식성, 내크리프성(내크리프변형성), 그리고 봉지 용접성 등의, 각형 전지 케이스용 소재로서의 요구 특성으로부터 선택된다.The material aluminum alloy plate is selected from the required characteristics as a material for a prismatic battery case, such as required strength, formability, corrosion resistance, creep resistance (creep deformability), and sealing weldability.

이 점, 실온에서의 기계적인 특성으로, 0.2% 내력이 30∼200MPa 및 전체 신도가 3∼20%인, JIS 내지 AA에 규격되는 1000계 또는 3000계의 알루미늄 합금판인 것이 바람직하다. 그 중에서도 A3003 알루미늄 합금이 바람직하고, JIS 내지 AA에 규격되는 1000계 알루미늄 합금, 그 중에서도 레이저 용접을 이용하여 봉구되는 경우에는, 순 알루미늄 합금인 A1050 합금이 바람직하다.In view of the mechanical properties at room temperature, it is preferable that the aluminum alloy sheet is a 1000-series or 3000-series aluminum alloy sheet having a 0.2% proof stress of 30 to 200 MPa and a total elongation of 3 to 20%. Among them, A3003 aluminum alloy is preferable, 1000-type aluminum alloy specified in JIS to AA, and A1050 alloy, which is pure aluminum alloy, when it is pinched by laser welding.

이들 알루미늄 합금판은, 균일한 두께의 냉연판을, 필요에 따라 용체화 및 담금질 처리나 시효 경화 처리 또는 소둔 등의 조질 처리를 실시하여, 상기 특성으로 한다. 단, 사용 조건이나 성형 조건에 따라서는, 이들 합금의 내크리프성(내크리프변형성) 등을 보다 개량한 합금이나, 2000계 또는 보다 고강도인 5000계나 6000계 알루미늄 합금을 이용해도 된다.These aluminum alloy plates are subjected to a tempering treatment such as solution solidification, quenching treatment, age hardening treatment or annealing, if necessary, to obtain the above characteristics. However, depending on the use conditions and molding conditions, alloys may be used in which the creep resistance (creep deformation resistance) of these alloys is further improved, or 2000 series or 5000 series or 6000 series aluminum alloys with higher strength may be used.

이상과 같이, 본 발명은 상기 봉지 용접 시에 안정된 비드 형상의 형성이 가능하고, 건전한 용접부 형성을 가능하게 하는 알루미늄 합금제의 차재 전지용 각형 전지 케이스 및 그의 제조 방법을 제공할 수 있다. 이 때문에, 차재용의 각형 전지 케이스나, 그의 제조 방법에 적합하게 사용할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention can provide a prismatic battery case made of an aluminum alloy, which can form a stable bead shape at the time of encapsulation welding and can form a sound welded portion, and a method of manufacturing the same. Therefore, it can be suitably used for a prismatic battery case for a vehicle and a manufacturing method thereof.

1: 전지 케이스 2, 3, 4, 5: 측벽
2a, 3a, 4a, 5a: 측벽 상단부
2b, 3b, 4b, 5b: 측벽 정상부
2c, 3c, 4c, 5c: 측벽 상부(후육부)
6: 직사각형 바닥부 7: 직사각형 개구부
8: 캡 9: 비드
9a: 비드 선단부 9b: 비드 외표면
10: 캠 구조 11: 중자
12: 형 14, 15: 펀치
13, 18: 아이어닝 다이 16: 환상 슬리브
17: 환상 외주부 H: 비드 용입 깊이
X: 레이저 입사선1: Battery case 2, 3, 4, 5: Side wall
2a, 3a, 4a, 5a:
2b, 3b, 4b, 5b:
2c, 3c, 4c, and 5c: upper part of the side wall (thicker part)
6: Rectangular bottom 7: Rectangular opening
8: cap 9: bead
9a: Bead tip portion 9b: Bead outer surface
10: cam structure 11:
12: mold 14, 15: punch
13, 18: ironing die 16: annular sleeve
17: annular outer periphery H: bead penetration depth
X: Laser incidence line

Claims (8)

차재 전지용 각형 전지 케이스로서, 1매의 소재 알루미늄 합금판으로부터, 바닥부, 측벽, 개구부를 각각 갖는 횡단면 형상이 직사각형상인 케이스로 일체로 성형됨과 더불어, 상기 측벽의 두께가 0.2∼0.6mm의 범위로 박육화된 데다가, 상기 바닥부의 두께가 0.6∼1.0mm의 범위로 상기 측벽보다도 후육화되어 있고, 또 상기 측벽의 상부의 두께가, 상기 케이스의 내측을 향해 돌출하도록, 부분적으로 미리 후육화되어 있는 것을 특징으로 하는 차재 전지용 각형 전지 케이스.A prismatic battery case for an on-vehicle battery, comprising: a single piece of a material aluminum alloy plate integrally molded from a casing having a bottom, a side wall and an opening in a rectangular cross-sectional shape and having a thickness of 0.2 to 0.6 mm The thickness of the bottom portion is thicker than the side wall in the range of 0.6 to 1.0 mm and the thickness of the upper portion of the side wall is partially thickened so as to protrude toward the inside of the case This is a rectangular battery case for a vehicle battery. 제 1 항에 있어서,
상기 측벽의 상부의 두께가, 이 측벽의 정상(定常)부의 두께의 30% 이상, 부분적으로 미리 후육화되어 있는 차재 전지용 각형 전지 케이스.The method according to claim 1,
Wherein a thickness of an upper portion of the side wall is at least 30% of a thickness of a steady portion of the side wall. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 측벽의 외측의 벽면은, 상기 후육화되어 있는 측벽의 상부를 포함해서 동일 평면으로 평탄화되어 있는 차재 전지용 각형 전지 케이스.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the outer side wall surface of the side wall is flattened to the same plane including the upper side of the thickened side wall. 차재 전지용의 각형 전지 케이스의 제조 방법으로서, 1매의 소재 알루미늄 합금판으로부터, 바닥부, 측벽, 개구부를 각각 갖는 횡단면 형상이 직사각형상인 케이스를 일체로 성형할 때에, 상기 측벽의 두께를 0.2∼0.6mm의 범위로 박육화한 데다가, 상기 바닥부의 두께를 0.6∼1.0mm의 범위로 상기 측벽보다도 후육화하고, 또 상기 측벽의 상부의 두께를, 상기 케이스의 내측을 향해 돌출하도록, 부분적으로 미리 후육화한 것을 특징으로 하는 차재 전지용 각형 전지 케이스의 제조 방법.A method for manufacturing a rectangular battery case for a vehicle battery, comprising the steps of: forming a case having a bottom, side wall and an opening, each having a rectangular cross-sectional shape, from a single material aluminum alloy plate, mm and the thickness of the bottom portion is thicker than the side wall in the range of 0.6 to 1.0 mm and the thickness of the upper portion of the side wall is partially thickened so as to protrude toward the inside of the case Wherein the battery case is made of a synthetic resin. 제 4 항에 있어서,
상기 측벽의 상부의 두께를, 이 측벽의 정상부의 두께의 30% 이상, 부분적으로 미리 후육화한 차재 전지용 각형 전지 케이스의 제조 방법.5. The method of claim 4,
Wherein the thickness of the upper portion of the side wall is at least 30% or more of the thickness of the top portion of the side wall. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 측벽의 상부의 두께를, 상기 케이스의 내측을 향해, 부분적으로 미리 후육화함에 있어서, 상기 측벽의 상부 이외의 부위에 아이어닝 가공을 가하여 두께를 감소시키는 한편, 상기 측벽의 상부는 상기 아이어닝 가공을 가하지 않아, 원래의 측벽의 두께를 가짐과 더불어 상기 케이스의 외측을 향해 돌출하는 후육부로서 그대로 남기고, 그 뒤에, 더욱이 상기 측벽의 상부의 후육부에 가공을 가하여, 상기 후육부가 돌출하는 방향을, 상기 케이스의 내측을 향하도록 반전시키는, 차재 전지용 각형 전지 케이스의 제조 방법.The method according to claim 4 or 5,
Wherein a thickness of the upper portion of the side wall is partially thickened toward the inside of the case by applying an ironing treatment to a portion other than the upper portion of the side wall to reduce the thickness, The upper surface of the side wall is not subjected to machining to have the original thickness of the side wall and to remain as the thicker portion protruding toward the outside of the case and further to the thicker portion above the side wall, Direction of the battery case is reversed so as to face the inside of the case. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 아이어닝 가공에 있어서, 상기 측벽의 상부의 후육부의 외측의 벽면을, 상기 아이어닝 가공된 다른 측벽 부위의 외측의 벽면과 동일 평면으로 평탄화하는, 차재 전지용 각형 전지 케이스의 제조 방법.The method according to claim 4 or 5,
Wherein the outer wall surface of the thick portion on the upper side of the side wall is planarized to the same plane as the outer side wall surface of the other side wall portion in the ironing processing. 제 6 항에 있어서,
상기 아이어닝 가공에 있어서, 상기 측벽의 상부의 후육부의 외측의 벽면을, 상기 아이어닝 가공된 다른 측벽 부위의 외측의 벽면과 동일 평면으로 평탄화하는, 차재 전지용 각형 전지 케이스의 제조 방법.The method according to claim 6,
Wherein the outer wall surface of the thick portion on the upper side of the side wall is planarized to the same plane as the outer side wall surface of the other side wall portion in the ironing processing.
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