專(zhuān)利名稱(chēng)：密閉型電池用封口體及使用該封口體的密閉型電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及密閉型電池，更詳細(xì)而言，涉及以耐沖擊性的提高為目的的密閉型電池用封口體的改良。
背景技術(shù)：
使用方形外裝罐的密閉型電池由于容易封裝于電子設(shè)備內(nèi)部的空間而用作各種電子設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電源。這種方形密閉型電池如下地制作在方形外裝罐的內(nèi)部收納有具備正極和負(fù)極的電極體、和電解液，將方形外裝罐的開(kāi)口部和封口體嵌合，對(duì)該嵌合部進(jìn)行激光熔接從而進(jìn)行密閉。如果壓力從外部作用于方形密閉型電池的封口體，則其應(yīng)力容易集中于封口體的中央部。由于該應(yīng)力，產(chǎn)生封口體的中央部較大地變形、封口體的中央部附近的激光熔接部被破壞、引起電解液的漏液的問(wèn)題。在方形密閉型電池的設(shè)計(jì)方面，大多將電極外部端子設(shè)在封口體的中央部，為了將電極外部端子設(shè)在封口體的中央部，有時(shí)設(shè)置貫通孔及厚度比其他部分更薄的薄壁部，由此，該部分的強(qiáng)度變?nèi)?，因而容易引起上述的?wèn)題。作為與密閉型電池有關(guān)的技術(shù)，有例如下列專(zhuān)利文獻(xiàn)1。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2000-268781號(hào)公報(bào)
專(zhuān)利文獻(xiàn)1是使用下述封口體的技術(shù)在成為電池的外側(cè)的表面?zhèn)妊刂庵苄纬捎斜韧庵軅?cè)更靠近中央側(cè)的部分沿厚度方向凹陷的階梯部。依照該技術(shù)，在進(jìn)行激光熔接時(shí)，能夠?qū)⒓す獾恼丈淠芰恳种频帽M可能低而抑制裂縫的產(chǎn)生?？墒?，在該技術(shù)中，不能充分地抑制由于激光熔接部的應(yīng)力而導(dǎo)致的破壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況而提出的，其目的在于提供一種能夠抑制激光熔接部的應(yīng)力所導(dǎo)致的破壞的密閉型電池用封口體及使用該封口體的密閉型電池。用于解決上述課題的關(guān)于密閉型電池用封口體的本發(fā)明具備具有貫通孔和/或厚度比其他部分更薄的薄壁部的大致長(zhǎng)方形狀的封口板、和安裝于所述封口板的所述貫通孔和/或所述薄壁部的電極外部端子，其特征在于，所述端子板附近的封口體外周緣的厚度比其他部分更厚。在該構(gòu)造中，在電極外部端子附近的封口體處設(shè)有厚度厚的部分。厚度厚的部分的強(qiáng)度比其他部分更大，施加沖擊時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)力以由厚度厚的部分進(jìn)行緩和的方式作用。因而，由于應(yīng)力而導(dǎo)致的變形量變小，抑制激光熔接部的破壞，不易產(chǎn)生漏液。另外，由于厚度厚的部分設(shè)在封口體的外周緣，因而不損害將封裝于比封口體更靠電池內(nèi)側(cè)的部件裝入的空間。因而，不會(huì)使體積能量密度下降。在此，所謂電極外部端子附近，如圖4所示，在電極外部端子10的長(zhǎng)度為L(zhǎng)l時(shí)，意味著電極外部端子及其外側(cè)的L2=廣1. 5L1的區(qū)域。
此外，在厚度厚的部分的長(zhǎng)度比電極外部端子的長(zhǎng)度Ll更短的情況下或在超過(guò)電極外部端子的長(zhǎng)度Ll的1. 5倍而較長(zhǎng)的情況下，不能充分地緩和應(yīng)力。優(yōu)選所述厚度厚的部分比其他部分厚0.廣0.4mm，所述厚度厚的部分的寬度是 0. 1 0. 5mm。此外，端子板附近的封口體的外周緣(封口板的兩個(gè)長(zhǎng)邊)即使是僅在其一方厚度變厚的構(gòu)成也具有效果，但增厚兩方時(shí)效果更大。另外，在增厚兩方的厚度的情況下，優(yōu)選令厚度的增加量、厚度厚的部分的寬度相等。在上述構(gòu)成中，能夠?yàn)檫@樣的構(gòu)成在所述封口板的電池外側(cè)面的外周緣，在電池外側(cè)設(shè)有立起的立起部，在所述封口板的電池內(nèi)側(cè)面的外周緣的除了所述電極外部端子附近以外的區(qū)域，形成有與立起的部分相對(duì)的階梯部，而且，在所述封口板的電池內(nèi)側(cè)面的外周緣的所述電極外部端子附近，不形成階梯部。在上述構(gòu)成中，在所述封口板的電池外側(cè)面的外周緣，在電池外側(cè)設(shè)有立起的立起部，由該立起部使得在激光熔接時(shí)激光熱不易逸出，能夠防止激光熔接不良。為了形成該立起部，以將外周緣從封口板的電池內(nèi)側(cè)上推的方式進(jìn)行鍛造加工是簡(jiǎn)便的方法，依照該方法，能夠在與立起的部分相對(duì)的封口板的電池內(nèi)側(cè)面形成階梯部。在封口板的電池內(nèi)側(cè)面的外周緣的所述電極外部端子附近，將該階梯部填埋等而不形成階梯部，從而能夠不犧牲電池內(nèi)的空間就增厚該部分的厚度。在上述構(gòu)成中，能夠?yàn)檫@樣的構(gòu)成在所述封口板的電池內(nèi)側(cè)面的外周緣的所述電極外部端子附近，形成有向電池內(nèi)側(cè)突出的加厚部。在封口板的電池內(nèi)側(cè)面的外周緣的電極外部端子附近形成有向電池內(nèi)側(cè)突出的加厚部，從而能夠簡(jiǎn)便地增厚該部分的厚度。用于解決上述殼體的關(guān)于密閉型電池的本發(fā)明是使用上述構(gòu)造的密閉型電池用封口體的密閉型電池。根據(jù)本發(fā)明，能夠生產(chǎn)性高地提供提高封口板和外裝罐的熔接強(qiáng)度且不會(huì)漏液的密閉型電池。


圖1是表示本發(fā)明的密閉型電池的立體圖。圖2是本發(fā)明的密閉型電池的剖視圖。圖3是表示本發(fā)明的封口體的圖，圖3(a)是俯視圖，圖3(b)是圖3(a)的A-A線剖視圖。圖4是本發(fā)明的封口體的平面透視圖。圖5是用于本發(fā)明的封口體的封口板的剖視圖，圖5(a)表示電極外部端子附近， 圖5(b)表示其他部分。圖6是說(shuō)明施加負(fù)荷的情況的封口體的變形的圖，圖6(a)表示本發(fā)明的封口體， 圖6(b)表示現(xiàn)有的封口體。圖7是表示本發(fā)明的封口體的另一示例的圖。
具體實(shí)施例方式
4
(實(shí)施方式)
以下，使用將本發(fā)明應(yīng)用于非水電解質(zhì)二次電池的示例，使用

用于實(shí)施本發(fā)明的方式。圖1是表示本發(fā)明的密閉型電池的立體圖，圖2是本發(fā)明的密閉型電池的剖視圖，圖3是表示本發(fā)明的封口體的圖，圖3(a)是俯視圖，圖3(b)是圖3(a)的A-A線剖視圖， 圖4是本發(fā)明的封口體的平面透視圖，圖5是封口板的剖視圖。如圖1所示，通過(guò)將封口體1嵌合于外裝罐2的開(kāi)口部并對(duì)該嵌合部進(jìn)行激光熔接而進(jìn)行密閉而構(gòu)成本發(fā)明的密閉型電池。另外，如圖4所示，本發(fā)明的密閉型電池用封口體1具有在電池內(nèi)壓異常地上升時(shí)將電池內(nèi)部的氣體排出至電池外部的安全閥6、用于將電解液注液至外裝罐2內(nèi)部的注液孔7、以及電極外部端子10，如圖2和圖4所示，注液孔 7由具有壓板和突狀部的封閉塞8密閉。此外，安全閥6、注液孔7以及封閉塞8不是本發(fā)明的必須的構(gòu)成要素。如圖3(b)所示，本發(fā)明的密閉型電池用封口體1具有封口板13、端子板11、絕緣墊片12、端子鉚釘15以及絕緣板14。封口體1是通過(guò)對(duì)絕緣墊片12和絕緣板14進(jìn)行鉚接而將端子板11和端子鉚釘15固定于封口板13的構(gòu)造。電極外部端子10由參與電流取出的端子鉚釘15、端子板11、用于固定這些的絕緣板14以及絕緣墊片12構(gòu)成。在此，在俯視封口體1的情況下，由于主要出現(xiàn)端子板11，因而電極外部端子10(參照?qǐng)D3 (a))的長(zhǎng)度成為端子板11的長(zhǎng)度。如圖2所示，在外裝罐2內(nèi)部，收納有具有正極和負(fù)極的電極體3，在電極體3和封口體1之間，配置有將兩者絕緣的絕緣部件4。另外，是電極體3和端子板11經(jīng)由集電片 31、導(dǎo)線32以及端子鉚釘15而連接從而將電流取出至外部的構(gòu)造。如圖5所示，在封口板13的電池外側(cè)面(圖中上側(cè))的外周緣，在電池外側(cè)形成有立起的立起部17。而且，在端子板附近以外，在與立起的部分相對(duì)的面處，形成有階梯部 21 (參照?qǐng)D5 (b))，在端子板附近，形成有將該階梯部填埋而構(gòu)成的加厚部20，由該加厚部 20增加該部分的厚度(參照?qǐng)D5(a))。另外，在封口板13形成有用于安裝電極外部端子的貫通孔18和薄壁部19。外周緣在電池外側(cè)立起的立起部17是用于在激光熔接時(shí)使激光熱不易逸出的部件，但立起部17不是本發(fā)明的必須的要素?？墒?，為了制作立起部17，以將封口板13的背面的與立起處相對(duì)的部分上推的方式進(jìn)行鍛造加工從而進(jìn)行立起，因而能夠在與立起部17 相對(duì)的部分形成階梯部21。能夠利用(填埋)該階梯部21而形成加厚部20，因而能夠有效地利用電池內(nèi)的空間。在此，電極外部端子10的長(zhǎng)度Ll是6mm，形成有加厚部20的部分的長(zhǎng)度L2是 8mm(1.33Ll)。另外，加厚部20的厚度、寬度分別與階梯部21的深度L3、寬度L4相等， L3=0. 2mm, L4=0. 25mm (參照?qǐng)D 5)。在此，作為封口體1的材料，優(yōu)選使用輕型且加工性?xún)?yōu)異的鋁類(lèi)材料(純鋁或鋁合金)。作為鋁合金，尤其優(yōu)選Al-Mn合金。以下，對(duì)本發(fā)明的密閉型電池的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。[正極的制作]
將9份質(zhì)量的作為正極活性物質(zhì)的平均粒子直徑5 μ m的LiCoA粉末和1份質(zhì)量的作為導(dǎo)電劑的人造石墨粉末混合，調(diào)制正極混合劑。對(duì)該正極混合劑、和將聚偏二氟乙烯以5質(zhì)量％溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)而成的粘結(jié)劑溶液進(jìn)行混合，使得干燥后的固體成分質(zhì)量比為正極混合劑聚偏二氟乙烯=95:5，調(diào)制正極活性物質(zhì)膏。將該膏涂敷于作為正極集電體的鋁箔(箔厚度15μπι)的兩面。此時(shí)，以?xún)擅嫱扛膊康母稍锖筚|(zhì)量下為500g/m2 (單面涂覆250g/m2，除去集電體)進(jìn)行涂覆，然后，進(jìn)行干燥而壓縮該極板，制作正極活性物質(zhì)的填充密度3. 7g/ml的正極板。隨后，將極板裁斷成與電池高度對(duì)應(yīng)，然后，安裝集電片而構(gòu)成為正極。[負(fù)極的制作]
使鱗片狀天然石墨(d002值3. 356 ，Lc值1000 、平均粒子直徑20μπι)和苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)的分散體(固體成分48%)分散于水中，添加作為增粘劑的羧甲基纖維素(CMC)，調(diào)制負(fù)極活性物質(zhì)膏。干燥后的固體成分質(zhì)量組成比調(diào)制為例如石墨SBR: CMC=IOO:3 :2。將該膏涂敷于作為負(fù)極集電體的銅箔(箔厚度10μπι)的兩面，使得干燥后質(zhì)量下為200g/m2 (單面涂覆100g/m2，除去集電體)，然后，進(jìn)行干燥而壓縮該極板，制作負(fù)極活性物質(zhì)的填充密度1. 7g/ml的負(fù)極板。隨后，將極板裁斷成與電池高度對(duì)應(yīng)，然后，安裝集電片而構(gòu)成為負(fù)極。[電極體的制作]
將上述正極和負(fù)極經(jīng)由由聚乙烯制微多孔膜構(gòu)成的隔離物而卷繞，隨后，進(jìn)行沖壓，由此，制作扁平漩渦狀的電極體3。[電解液的調(diào)整]
作為非水電解質(zhì)，在碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二乙酯(DEC)的體積比為50:50(25° C) 的混合溶劑中，使得LiPFfm成為1摩爾/升的方式溶解，構(gòu)成電解液。[封口體的制作]
根據(jù)眾所周知的方法，制作設(shè)有安全閥6和注液孔7的封口板13。通過(guò)鍛造加工而將封口板13的外周部分立起而形成立起部17。由此，在立起部17的相對(duì)部分形成有階梯部 21。隨后，形成用于固定端子板11的凹狀的薄壁部19。在形成薄壁部19時(shí)，令所壓入的封口板材料逸出至薄壁部19附近的階梯部21，將該部分的階梯部21填埋而形成加厚部20。 隨后，使用沖裁加工來(lái)開(kāi)設(shè)端子鉚釘用的貫通孔18。隨后，對(duì)絕緣墊片12和絕緣板14進(jìn)行鉚接從而將端子板11和端子鉚釘15固定于封口板13而得到封口體1。[電池的組裝]
分別安裝于上述電極體3的正負(fù)電極的集電片經(jīng)由導(dǎo)線32而連接負(fù)極集電片31和端子鉚釘15。將該電極體插入鋁合金制的有底方形的外裝罐2，然后，將正極集電片夾入外裝罐2和封口體1之間。隨后，對(duì)外裝罐的開(kāi)口部和上述封口體1進(jìn)行激光熔接，將上述電解液從封口體1的注液孔7注液。隨后，利用具有壓板和突狀部的封閉塞8來(lái)將注液孔7密閉，對(duì)封口板13和封閉塞8的壓板的外周緣進(jìn)行激光熔接，由此，制作本實(shí)施方式的非水電解質(zhì)二次電池。此外，也可以令與端子鉚釘15連接的集電片為正極側(cè)，令連接至外裝罐2 的集電片為負(fù)極側(cè)。(試驗(yàn)用元件1)
除了不使用電極體和電解液以外都與上述實(shí)施方式同樣地制作試驗(yàn)用元件1。除了使用未形成加厚部的封口體以外與上述試驗(yàn)用元件1同樣地制作試驗(yàn)用元件2。[壓入強(qiáng)度(熔接強(qiáng)度)的測(cè)定]
與上述同樣地分別制作五個(gè)試驗(yàn)用元件1、2。將前端的直徑為3mm的夾具推壓到該各試驗(yàn)用電子的端子板11，測(cè)定熔接部開(kāi)裂時(shí)的強(qiáng)度(熔接強(qiáng)度)。在下列表1中顯示其結(jié)果。此外，試驗(yàn)次數(shù)是5。
權(quán)利要求
1.一種密閉型電池用封口體，具備具有貫通孔和/或厚度比其他部分更薄的薄壁部的大致長(zhǎng)方形狀的封口板、和安裝于所述封口板的所述貫通孔和/或所述薄壁部的電極外部端子，其特征在于，所述端子板附近的封口體外周緣的厚度比其他部分更厚。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密閉型電池用封口體，其特征在于， 所述厚度厚的部分比其他部分厚0. Γ0. 4mm,所述厚度厚的部分的寬度是0. Γ0. 5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密閉型電池用封口體，其特征在于，在所述封口板的電池外側(cè)面的外周緣，在電池外側(cè)設(shè)有立起的立起部， 在所述封口板的電池內(nèi)側(cè)面的外周緣的除了所述電極外部端子附近以外的區(qū)域，形成有與立起的部分相對(duì)的階梯部，而且，在所述封口板的電池內(nèi)側(cè)面的外周緣的所述電極外部端子附近，不形成階梯部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密閉型電池用封口體，其特征在于，在所述封口板的電池內(nèi)側(cè)面的外周緣的所述電極外部端子附近，形成有向電池內(nèi)側(cè)突出的加厚部。
5.一種密閉型電池，使用根據(jù)權(quán)利要求1所述的密閉型電池用封口體。
全文摘要
不損壞體積能量密度地提供不會(huì)漏液的密閉型電池。在密閉型電池用封口體中，具備具有貫通孔和/或厚度比其他部分更薄的薄壁部的大致長(zhǎng)方形狀的封口板、和安裝于所述封口板的所述貫通孔和/或所述薄壁部的電極外部端子，其特征在于，所述端子部附近的封口體外周緣的厚度比其他部分厚。厚度厚的部分優(yōu)選比其他部分厚0.1~0.4mm，厚度厚的部分的寬度優(yōu)選為0.1~0.5mm。
文檔編號(hào)H01M2/04GK102282697SQ20098015248
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2009年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者丸林啟則, 沖本良太 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社