專利名稱：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，詳細(xì)地說涉及具備在異常時切斷電流的電流切斷機(jī)構(gòu)的密閉型電池。另外，本申請主張基于2008年11月6日申請的日本國專利申請第2008-285086 號的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容作為參照記入在本說明書中。
背景技術(shù)：
近年來，鋰離子電池、鎳氫電池以及其他的二次電池(蓄電池)作為車輛搭載用電源或者個人計算機(jī)以及便攜終端的電源，重要性提高。特別，輕量且能得到高能量密度的鋰離子電池，作為優(yōu)選使用作車輛搭載用高輸出電源的電池備受期待。作為這樣的二次電池的典型的構(gòu)造之一，可以列舉將收納有電極體以及電解質(zhì)的殼體密閉而成的密閉構(gòu)造的電池(密閉型電池)。但是，在對這種電池進(jìn)行充電處理時，在存在不良電池、出現(xiàn)由充電裝置的故障引起的誤工作的情況下，會有向電池供給通常以上的電流、陷入過充電狀態(tài)的情況。在該過充電等電池異常時，在密閉的電池殼體的內(nèi)部產(chǎn)生氣體而該殼體的內(nèi)壓上升，由于該異常內(nèi)壓(氣壓)電池膨脹，進(jìn)而會產(chǎn)生殼體破損等不良情況。為了應(yīng)對這樣的異常，作為現(xiàn)有技術(shù)，提出具備電流切斷閥的電池構(gòu)造，所述電流切斷閥當(dāng)密閉的電池殼體的內(nèi)壓異常上升時，將電流切斷并且將內(nèi)壓開放。例如，在下面的專利文獻(xiàn)1以及2中，公開一種密閉型電池，其具備經(jīng)由當(dāng)異常的內(nèi)壓作用時斷裂的斷裂金屬箔連接于電極體的連結(jié)部(連接構(gòu)件)的電流切斷閥，構(gòu)成為 當(dāng)異常的壓力作用于該電流切斷閥時，斷裂金屬箔被切斷，該電流切斷閥從連結(jié)部(連接構(gòu)件)分離，將電流切斷。另外，在專利文獻(xiàn)3中，作為相關(guān)的技術(shù)，記載了電流切斷閥的構(gòu)造的一例。專利文獻(xiàn)1 日本國專利公開第平10-241653號公報專利文獻(xiàn)2 日本國專利公開第2007-227^3號公報專利文獻(xiàn)3 日本國專利公開第平8-115714號公報

發(fā)明內(nèi)容
然而，在具有上述的專利文獻(xiàn)1 2所公開的結(jié)構(gòu)的電流切斷閥的密閉型電池中， 存在于從電極體向外部端子的通電(或者其反向的通電)的路徑中的上述金屬箔本身可能導(dǎo)致電池的內(nèi)部電阻上升。特別是，在放電大電流的車載電池中不希望有該內(nèi)部電阻的上升。本發(fā)明是鑒于這一點(diǎn)而做出的，其主要的目的在于，提供一種具備電流切斷機(jī)構(gòu)的密閉型電池，所述電流切斷機(jī)構(gòu)在異常時能夠可靠地將電流切斷，在正常時能夠防止內(nèi)部電阻的上升(增加)并且能夠放電出較大的電流。由本發(fā)明提供的電池，是一種密閉型電池，具備具備正極以及負(fù)極的電極體；收納所述電極體的殼體；電流切斷閥，其阻止所述殼體內(nèi)與外部之間的氣體的流通，并且在該殼體內(nèi)的內(nèi)壓上升而超過了預(yù)定程度時(即異常內(nèi)壓上升時)變形，和經(jīng)由所述電流切斷閥與所述電極體電連接的正外部端子或負(fù)外部端子。在這里所公開的一個技術(shù)方案的電池中，設(shè)有連接構(gòu)件，該連接構(gòu)件與所述電極體電連接、在與所述電流切斷閥相鄰的部位形成有卡合孔部；所述電流切斷閥，在其一部分嵌合于所述卡合孔部的狀態(tài)下，與該卡合孔部的周緣線狀接合，由此與所述連接構(gòu)件能夠通電地連接。另外，在其他的一個技術(shù)方案的電池中，設(shè)有連接構(gòu)件，該連接構(gòu)件與所述電極體電連接、在與所述電流切斷閥相鄰的部位形成有卡合孔部；所述電流切斷閥，在其一部分嵌合于所述卡合孔部的狀態(tài)下，在與該卡合孔部的內(nèi)壁接觸的面接合，由此與所述連接構(gòu)件能夠通電地連接。而且，在這里所公開的電池中，其特征在于在由于某種原因所述殼體的內(nèi)壓上升而超過了預(yù)定程度時(異常內(nèi)壓上升時)，所述電流切斷閥由于該內(nèi)壓而朝向所述殼體的外方變形、進(jìn)而該電流切斷閥從所述連接構(gòu)件分離，由此該連接構(gòu)件與電流切斷閥的電連接被斷開。在具備本發(fā)明中的電流切斷閥(電流切斷機(jī)構(gòu))的密閉型電池中，上述電流切斷閥在上述卡合孔部(典型的為貫通連接構(gòu)件的貫通孔)的周緣部線狀(典型的為環(huán)狀)接合而與上述連接構(gòu)件(典型的為配置于電氣切斷閥與電極體之間的導(dǎo)電構(gòu)件)接合，電連接。另外，優(yōu)選上述電流切斷閥在與上述卡合孔部內(nèi)壁接觸的面接合，與上述連接構(gòu)件接合，電連接。這樣，通過利用卡合孔部的周緣部(以及/或者卡合孔部的內(nèi)壁部)將電氣切斷閥與連接構(gòu)件線狀接合或者面接合，能夠不介有上述那樣的導(dǎo)致內(nèi)部電阻增大的金屬箔等其他的構(gòu)件地實(shí)現(xiàn)電氣切斷閥與連接構(gòu)件(進(jìn)而電極體)的直接的電連接。另外，為線狀接合(即，利用了孔的周緣的環(huán)狀延伸的接合構(gòu)造)以及/或者面接合(即，利用了卡合孔部的內(nèi)壁面的面狀擴(kuò)展的接合構(gòu)造)，所以與以往的通過點(diǎn)焊等將電流切斷閥與金屬箔點(diǎn)狀接合的情況相比，能夠確保接觸面積即導(dǎo)通面積較大。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種不使內(nèi)部電阻增大、適于通電比較大的電流的具備電流切斷機(jī)構(gòu)的密閉型電池。因此，這里所公開的電池適于用作作為電源搭載于電動汽車、混合動力車的車載用二次電池。在這里所公開的電池的優(yōu)選的一個技術(shù)方案中，伴隨著所述電流切斷閥的變形， 在比所述接合的部分靠外周側(cè)所述連接構(gòu)件斷裂，包含所述卡合孔部的周緣在內(nèi)的該連接構(gòu)件的一部分與該電流切斷閥一起從該連接構(gòu)件的主體分離。在該結(jié)構(gòu)的密閉型電池中，在電流切斷閥伴隨著電池殼體內(nèi)的內(nèi)壓上升而變形時，上述連接構(gòu)件的一部分?jǐn)嗔?，由此能夠可靠地將電流切斷。另外，在本技術(shù)方案的電池中該斷裂部分形成在與電流切斷閥和連接構(gòu)件接合的接合部分不同的部分。因此，電流切斷閥與連接構(gòu)件的接合能夠堅固地(即，即便內(nèi)壓上升也不容易地分離的程度)進(jìn)行，所以能夠?qū)⒄r的該接合部分的導(dǎo)電性維持在高程度。因此，本技術(shù)方案的密閉型電池作為適于通電比較大的電流的帶電流切斷機(jī)構(gòu)的密閉型電池優(yōu)選。更優(yōu)選，所述連接構(gòu)件中的與所述電流切斷閥一起分離的部分形成得比所述連接構(gòu)件的主體薄。通過形成得薄，在異常內(nèi)壓上升時該部分的斷裂變得容易，能夠更可靠地(更迅速地)進(jìn)行電流切斷。或者，更優(yōu)選，在所述連接構(gòu)件中的所述斷裂的部分，預(yù)先形成有能夠助長該斷裂的縫隙。通過形成這樣的縫隙，在內(nèi)壓上升時該部分的斷裂變得容易，能夠更可靠地(更迅速地)進(jìn)行電流切斷。特別優(yōu)選在上述形成得薄的部分進(jìn)一步設(shè)置縫隙。另外，在這里所公開的電池的其他優(yōu)選的一個技術(shù)方案中，構(gòu)成為在所述殼體內(nèi)壓進(jìn)一步上升了時(即在電流切斷后內(nèi)壓進(jìn)一步上升時)從所述連接構(gòu)件分離了的電流切斷閥的一部分?jǐn)嗔?、?shí)現(xiàn)從所述殼體內(nèi)向外部放出氣體。在該結(jié)構(gòu)的密閉型電池中，在電流切斷閥工作(變形)而如上所述那樣將電流切斷后內(nèi)壓進(jìn)一步上升時，電流切斷閥的一部分?jǐn)嗔?，將殼體內(nèi)部的氣密性解除，能夠進(jìn)行殼體內(nèi)外的通氣。因此，在殼體內(nèi)壓由于某種異常而升高了時，能夠接著電流切斷，將在殼體內(nèi)產(chǎn)生的氣體可靠地開放。因此，能夠防止該電池的破損、對周圍的影響于未然。優(yōu)選，在所述電流切斷閥中的所述斷裂的部分，預(yù)先形成有能夠助長該斷裂的縫隙。通過形成這樣的縫隙，該部分的斷裂變得容易，能夠更可靠地(更迅速地)進(jìn)行氣體的放出。作為在這里所公開的密閉型電池的優(yōu)選的一個技術(shù)方案，可以列舉所述殼體形成為圓筒形狀的圓筒形狀的密閉型電池。而且，優(yōu)選，所述連接構(gòu)件以及所述電流切斷閥分別形成為圓板形狀、并且設(shè)置在所述圓筒形狀殼體的長軸方向的一端。在這里所述圓板形狀的連接構(gòu)件，在其中央部分形成有所述卡合孔部，該卡合孔部的周緣部形成得比其他的部分??；所述圓板形狀的電流切斷閥以其中央部分嵌合于所述連接構(gòu)件的中央部分的卡合孔部的狀態(tài)配置。該技術(shù)方案的圓筒形的電池中，上述圓板形狀的電流切斷閥的中央部分嵌合于設(shè)置在圓板形狀的連接構(gòu)件(典型的是與殼體內(nèi)的電極體或者來自該電極體的導(dǎo)線構(gòu)件連結(jié)的導(dǎo)電構(gòu)件)的中央部分的卡合孔部，該卡合孔部的周緣與電流切斷閥的嵌合部分的周圍線狀(環(huán)狀)接合。或者，該卡合孔部的內(nèi)壁與電流切斷閥的嵌合部分的與該內(nèi)壁接觸的部分以面(在該卡合孔部內(nèi)壁環(huán)狀擴(kuò)展的面)進(jìn)行接合。因此，能夠提供適于不使內(nèi)部電阻增大、適于通電比較大的電流的圓筒形狀的帶電流切斷機(jī)構(gòu)的密閉型電池。在該圓筒形狀的密閉型電池中，更優(yōu)選，與電流切斷閥電連接的正外部端子或負(fù)外部端子構(gòu)成覆蓋所述圓筒形狀殼體的長軸方向的一端的蓋體。而且，該蓋體形狀的外部端子與連接構(gòu)件互相相鄰地安裝在圓筒形狀殼體的長軸方向的一端。通過蓋體為外部端子，能夠在該蓋體以及殼體主體的內(nèi)側(cè)形成電流切斷閥與連接構(gòu)件的接合構(gòu)造(即電流切斷機(jī)構(gòu))。因此，能夠提供形狀緊湊的具備電流切斷閥以及其他電流切斷機(jī)構(gòu)的圓筒形的電池。


圖IA是通過局部剖視圖描繪一個實(shí)施方式中的電池的殼體內(nèi)壓正常時的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。圖IB是表示圖IA所示的電池的要部的局部剖視圖。圖2是說明一個實(shí)施方式中的電池的內(nèi)壓上升時的電流切斷機(jī)構(gòu)的剖視圖。圖3是說明一個實(shí)施方式中的電池的內(nèi)壓上升時的氣體開放的狀態(tài)的剖視圖。
圖4是示意性表示一個實(shí)施方式中的電池所具備的連接構(gòu)件的構(gòu)造的平面圖(俯視圖)。圖5是示意性表示具備本發(fā)明中的電池的車輛(汽車)的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式下面，一邊參照附圖一邊對本發(fā)明的優(yōu)選的一個實(shí)施方式進(jìn)行說明。另外，在本說明書中特別言及的事項(例如，連接構(gòu)件與電流切斷閥的接合構(gòu)造)以外的、本發(fā)明的實(shí)施所需要的事情(例如，焊接等接合方法、構(gòu)成電池的電極體、電解質(zhì)的構(gòu)成、用于電池構(gòu)筑的各種工藝)能夠作為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員基于該領(lǐng)域的以往技術(shù)設(shè)計的事項而把握。本發(fā)明能夠基于本說明書所公開的內(nèi)容與該領(lǐng)域的技術(shù)常識而實(shí)施。由本發(fā)明提供的密閉型電池是具備通過上述的接合構(gòu)造接合的電流切斷閥與連接構(gòu)件的電池，不由非本發(fā)明的特征的其他結(jié)構(gòu)要素限定。本發(fā)明能夠應(yīng)用于各種種類的電池。例如，適用于較高容量并且進(jìn)行大電流的充放電這種電池，例如鋰離子電池、鎳氫電池、鎳鎘電池、鉛蓄電池、鎳鋅電池等二次電池。或者，也適用于雙電層電容器。因此，關(guān)于本發(fā)明，“電池”除了鋰離子電池、鎳氫電池等所謂化學(xué)電池，還包含雙電層電容器那樣能夠在與化學(xué)電池(例如鋰離子電池)同樣的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域同樣使用的蓄電元件(物理電池)。下面，一邊參照附圖一邊對適于作為本發(fā)明的密閉型電池的圓筒形的鋰離子電池 10進(jìn)行詳細(xì)說明。圖IA是表示本實(shí)施方式中的圓筒形的密閉型鋰離子電池10(下面，簡稱為“電池”)的正常時的結(jié)構(gòu)的剖視圖(一部分是表示外形的側(cè)視圖)。另外，圖IB是表示該正常時的電池10的要部(即電流切斷閥22、連接構(gòu)件的中央部及其周圍)的局部剖視圖。如圖IA所示，本實(shí)施方式中的電池10與以往的相同形狀的電池同樣，典型的情況是，具備具備預(yù)定的電池構(gòu)成材料(正負(fù)極各自的活性物質(zhì)、正負(fù)極各自的集電體、分隔件等)的電極體80，收納該電極體80以及適當(dāng)?shù)碾娊庖旱碾姵貧んw40，和封堵該殼體40 的開口部42的蓋體20。電池殼體40只要是能夠收納后述的卷繞電極體80的形狀即可，在本實(shí)施方式中， 具有在其上端形成有開口部42的有底圓筒形狀。殼體40的材質(zhì)只要與以往的電池中使用的相同即可，沒有特別限制。在本實(shí)施方式中，由鍍鎳的鋼板形成。另外，本實(shí)施方式中的殼體40，與電極體80的未圖示的負(fù)極連接而構(gòu)成外部負(fù)極端子。蓋體20由厚度大概0. 5 Imm的金屬制材料(在這里是鍍鎳的鐵或者鋼板、或者鋁板制)構(gòu)成，是與殼體的外徑對應(yīng)的預(yù)定的直徑尺寸的圓板形狀的構(gòu)件，其中央部分向殼體外側(cè)(在圖中為上方)突出而構(gòu)成外部正極端子。另外，如圖所示，在中央的突出部分的側(cè)面的隨處形成有通氣孔觀。在比該蓋體20靠殼體40的內(nèi)側(cè)，配置有構(gòu)成本實(shí)施方式中的電流切斷機(jī)構(gòu)的電流切斷閥22。進(jìn)而，在比電流切斷閥22靠殼體40的內(nèi)側(cè)，配置有本實(shí)施方式中的連接構(gòu)件 30。這些電流切斷閥22與連接構(gòu)件30形成為與蓋體20同樣的直徑尺寸的圓板形狀， 如圖IA所示，它們的周緣部互相重合，經(jīng)由密封墊(EPDM等橡膠制、或者絕緣性樹脂制)44安裝于殼體40的開口部42。具體地說，連接構(gòu)件30、由絕緣性樹脂構(gòu)成的環(huán)形狀的絕緣構(gòu)件(絕緣填密(packing)材料)21、電流切斷閥22與蓋體20按照該順序?qū)盈B，將它們層疊的部分通過密封墊44夾入而鑿密(力〉^ )固定在殼體40的開口部42。通過這樣介由密封墊44進(jìn)行鑿密，將蓋體(外部正極端子)20與殼體(外部負(fù)極端子)40之間絕緣，并且電流切斷閥22堵住兩者的間隙而構(gòu)筑電池的密閉構(gòu)造。另外，如圖所示，通過介有絕緣構(gòu)件21，能夠防止在外周緣部分上連接構(gòu)件30與電流切斷閥22導(dǎo)通 (電連接)。接下來，對連接構(gòu)件30進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖1A、圖IB以及作為從殼體40的內(nèi)側(cè) (底側(cè))觀察的平面圖的圖4所示，本實(shí)施方式中的連接構(gòu)件30，其厚度大概為0. 5 1mm， 其靠中央的部分32形成為向比與上述鑿密有關(guān)的外緣部向電極體80側(cè)陷入(凹陷)，由此能夠在電流切斷閥22與連接構(gòu)件30之間確保預(yù)定的距離(間隔)。優(yōu)選在鋁等構(gòu)成正極的金屬(或者合金)制的連接構(gòu)件30的中央部分(典型的如本實(shí)施方式那樣在圓板形的中心部)，作為貫通孔形成有本實(shí)施方式中的卡合孔部34。另外，如圖IB所示，在卡合孔部34的周圍，形成有薄壁部36，薄壁部36與比薄壁部36靠外周的連接構(gòu)件主體部分相比薄，所述連接構(gòu)件主體部分比卡合孔部34靠外周。雖然沒有特別限定，但薄壁部36的厚度為0. 1 0. 2mm左右比較適當(dāng)。并且，在連接構(gòu)件30的內(nèi)側(cè)(與電極體80相面對一側(cè))，在薄壁部36的外緣附近，如圖IB所示，沿著該外緣環(huán)狀形成有縫隙(切口)37。雖然沒有特別限定，但縫隙(切口)優(yōu)選以薄壁部的厚度的1/3 1/2左右，例如0. 05mm左右的深度形成。另外，在絕緣構(gòu)件30的中央部的比薄壁部36靠外側(cè)，形成有幾個(在本實(shí)施方式中合計5處)排氣用的通氣孔38。而且，在連接構(gòu)件30的內(nèi)側(cè)(與電極體80相面對一側(cè))，連結(jié)有本實(shí)施方式中的導(dǎo)線構(gòu)件50，即與電極體80的未圖示的正極連接的集電構(gòu)件 50。由此，電極體80與該連接構(gòu)件30經(jīng)由導(dǎo)線構(gòu)件50電連接。另外，導(dǎo)線構(gòu)件50與電極體80的連接(焊接)與以往的相同形狀的鋰離子電池同樣即可，不是本發(fā)明的特征，所以詳細(xì)的說明省略。接下來，對電流切斷閥22進(jìn)行說明。本實(shí)施方式中的電流切斷閥22如上所述，配置于蓋體20與連接構(gòu)件30之間，構(gòu)成為在殼體內(nèi)部(即電極體收納部)由于異常內(nèi)壓(即由于在殼體內(nèi)部產(chǎn)生氣體引起的異常的內(nèi)壓上升)而變形。具體地說，本實(shí)施方式中的圓板形狀的電流切斷閥22由厚度大概為0. 3 0. 5mm左右的薄鋁板等形成，如圖IA所示，成形為靠中央的部分比與所述鑿密有關(guān)的外緣部向連接構(gòu)件30側(cè)彎曲的形狀。而且，中央部分(典型的如本實(shí)施方式所示為中心部)向殼體內(nèi)側(cè)形成為凸?fàn)?，該凸?fàn)畈縈以嵌入設(shè)置于所述連接構(gòu)件30的中心部的卡合孔部34的狀態(tài)(即嵌合的狀態(tài))配置。在該狀態(tài)下， 典型的是通過焊接等接合手段(例如激光焊接)，在凸?fàn)畈縈與連接構(gòu)件30的接觸部分， 具體地說，在嵌合的凸?fàn)畈縈接觸的卡合孔部34的周緣部，線狀(環(huán)狀)接合兩構(gòu)件。更詳細(xì)地說明，如圖IB所示，凸?fàn)畈?4在與卡合孔部34的內(nèi)壁34A接觸的面上與該連接構(gòu)件30面接合(沿著卡合孔部34的周緣的環(huán)狀的面接合)。經(jīng)由該接合部分進(jìn)行連接構(gòu)件 30與電流切斷閥22的電連接。另外，通過該接合，從電極體80的未圖示的正極起向?qū)Ь€構(gòu)件50、連接構(gòu)件30、電流切斷閥22以及蓋體(外部正極端子)20，連續(xù)的一連串的電連接成立。另外，通過該接合，在正常時將殼體40的內(nèi)外的氣體流通切斷，保持殼體40內(nèi)的氣密性。如本實(shí)施方式那樣，與以往的點(diǎn)焊等得到的點(diǎn)狀的接合相比，將接合部分形成為距離長的線狀(優(yōu)選在卡合孔部34的內(nèi)壁34A上環(huán)狀擴(kuò)展的面接合)，由此形成能夠不使內(nèi)部電阻上升、使比較大的電流流動的電池10。另外，在電流切斷閥22的蓋體20側(cè)的表面?zhèn)?在圖中為上面?zhèn)?，在凸?fàn)畈繉Φ耐庵埽h(huán)狀形成有縫隙26。由此在如后所述產(chǎn)生了異常內(nèi)壓時，在電流切斷閥22能夠使得該縫隙沈的部分?jǐn)嗔?，將殼體內(nèi)部的氣體放出。接下來，一邊參照附圖一邊對本實(shí)施方式中的電流切斷閥22及其周邊部分在異常內(nèi)壓上升時的動作的形態(tài)、即本實(shí)施方式中的電池10所裝備的電流切斷機(jī)構(gòu)進(jìn)行說明。如圖2所示，在殼體40內(nèi)的內(nèi)壓由于某種原因上升而超過了預(yù)定程度時，在該氣壓的作用下，在正常時向殼體內(nèi)側(cè)(在圖中為下方)彎曲的靠中央的部分23以被向上方上推的方式變形(在本實(shí)施方式中是上下反轉(zhuǎn))，隨著該變形，連接構(gòu)件30的薄壁部36斷裂。 在本實(shí)施方式中，如上所述，在薄壁部36的一部分形成有上述縫隙37，所以典型的是如圖2 所示，連接構(gòu)件30 (薄壁部36)在縫隙37的部分?jǐn)嗔?。另外，此時，連接構(gòu)件30的卡合孔部34與電流切斷閥22的凸?fàn)畈縈的接合部分形成得堅固，所以不會分離。因此，連接構(gòu)件30的卡合孔部34及其周緣部分在上述斷裂后仍設(shè)在電流切斷閥22。這樣，從圖2的構(gòu)造可知，由于在上述縫隙37的位置處的斷裂，電流切斷閥22從連接構(gòu)件30的主體分離，由此將從連接構(gòu)件30向電流切斷閥22的(以及向其相反方向的)電流切斷(即將電連接切斷)。另外，在如上所述那樣將電流切斷后，殼體40的內(nèi)壓進(jìn)一步上升了時，電流切斷閥22的上述變形進(jìn)一步進(jìn)行(發(fā)展)，最終如圖3所示，形成于電流切斷閥22的蓋體20側(cè)的面上的縫隙26斷裂，電流切斷閥22的靠中央的部分23從外周緣部分分離。由此，在殼體40內(nèi)產(chǎn)生的氣體穿過連接構(gòu)件30的通氣孔38以及電流切斷閥22的斷裂的部位，從蓋體20的通氣孔28向外部釋放。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，使電流切斷閥22的凸?fàn)畈縈嵌合于形成于連接構(gòu)件30的卡合孔部34，并且在該嵌合部分將該連接構(gòu)件30與電流切斷閥22線狀接合 (優(yōu)選以環(huán)狀擴(kuò)展的面將連接構(gòu)件30與電流切斷閥22接合)，所以能夠提供能夠使比較大的電流流動的密閉型電池10。另一方面，將連接構(gòu)件30的該卡合孔部34的周緣部形成為薄壁36(優(yōu)選進(jìn)一步形成縫隙37)，其結(jié)果在內(nèi)壓異常上升了時，能夠可靠地將電流切斷閥 22與連接構(gòu)件30的主體部分分離。另外，在內(nèi)壓進(jìn)一步異常上升了時，電流切斷閥22斷裂從而氣密性破壞，能夠?qū)⒃跉んw內(nèi)部產(chǎn)生的氣體向外部排出。下面，對與本實(shí)施方式中的電池10的電流切斷機(jī)構(gòu)不相關(guān)的部分簡單進(jìn)行說明。本實(shí)施方式中的電極體80與通常的鋰離子電池的電極體同樣，是下述卷繞電極體80 將片狀正極(正極片)和片狀負(fù)極(負(fù)極片)與合計2張片狀分隔件一起層疊，進(jìn)而將該正極片與負(fù)極片稍稍錯開地卷繞。作為稍稍錯開而卷繞的結(jié)果，在相對于該卷繞電極體80的卷繞方向的橫方向上， 正極片以及負(fù)極片的端的一部分分別從卷繞芯部分(即，緊密地卷繞著正極片的正極活性物質(zhì)層形成部分、負(fù)極片的負(fù)極活性物質(zhì)層形成部分和分隔件的部分)向外側(cè)伸出。在該正極側(cè)伸出部分(即正極活性物質(zhì)層的非形成部分)附設(shè)有上述導(dǎo)線構(gòu)件50的一端，如上所述，電連接一直到作為正極外部端子的蓋體20。另外，負(fù)極側(cè)伸出部分(即負(fù)極活性物質(zhì)層的非形成部分)經(jīng)由負(fù)極側(cè)集電板(未圖示)與殼體40電連接。構(gòu)成該卷繞電極體80的材料以及構(gòu)件自身與以往的鋰離子電池的電極體同樣即可，沒有特別限制。例如，正極片能夠通過在長條狀的正極集電體之上賦予鋰離子電池用正極活性物質(zhì)層而形成。正極集電體優(yōu)選使用鋁箔(本實(shí)施方式)、以及其他適于正極的金屬箔。正極活性物質(zhì)能夠沒有特別限定地使用現(xiàn)有技術(shù)中鋰離子電池中所使用的物質(zhì)的一種或者兩種以上。作為合適例子，能夠列舉LiMn2CV LiCoO2, LiNiO2等。另一方面，負(fù)極片能夠通過在長條狀的負(fù)極集電體上賦予鋰離子電池用負(fù)極活性物質(zhì)層而形成。負(fù)極集電體優(yōu)選使用銅箔(本實(shí)施方式)、以及其他的適于負(fù)極的金屬箔。 負(fù)極活性物質(zhì)能夠沒有特別限定地使用現(xiàn)有技術(shù)中鋰離子電池中所使用的物質(zhì)的一種或者兩種以上。作為合適例子，能夠列舉石墨碳、無定形碳等碳系材料、含有鋰的過渡金屬氧化物、過渡金屬氮化物等。另外，作為在正負(fù)極片之間所使用的合適的片狀分隔件可以列舉由多孔聚烯烴系樹脂構(gòu)成的分隔件。另外，在作為電解質(zhì)使用固體電解質(zhì)或者凝膠狀電解質(zhì)的情況下，有時可以不需要分隔件(即在該情況下電解質(zhì)自身可以作為分隔件而起作用)作為與電極體80 —起收納于殼體40內(nèi)的電解質(zhì)，能夠列舉例如LiPF6等鋰鹽。 能夠?qū)⑦m當(dāng)量(例如濃度1M)的LiPF6等鋰鹽溶解于碳酸二乙酯與碳酸亞乙酯的混合溶劑 (例如質(zhì)量比1 1)那樣的非水電解液而作為電解液使用。然后，將電極體80與上述電解液一起收納于殼體40，如上所述那樣經(jīng)由密封墊44 和絕緣構(gòu)件21將蓋體20、電流切斷閥22以及連接構(gòu)件安裝于殼體40而封止，由此構(gòu)筑本實(shí)施方式的電池10。本實(shí)施方式中的電池10能夠輸出大電流，所以特別能夠適用作搭載于汽車等車輛的馬達(dá)(電動機(jī))用電源。上面，通過優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但這樣的記述不是限定事項，當(dāng)然能夠進(jìn)行各種改變。例如，在上述實(shí)施方式中，僅在電流切斷閥22以及連接構(gòu)件30的單面?zhèn)刃纬煽p隙26、37，但也可以在這些構(gòu)件的兩面?zhèn)刃纬煽p隙。本發(fā)明的密閉型電池特別能夠適用作搭載于汽車等車輛的馬達(dá)(電動機(jī))用電源。S卩，如圖5所示，將在這里公開的電池10作為單電池在預(yù)定的方向上排列，在該排列方向上約束該單電池，從而構(gòu)筑電池組100，能夠提供具備該電池組100作為電源的車輛1 (典型的為汽車，特別是混合動力汽車、電動汽車、燃料電池車那樣的具備電動機(jī)的汽車)。
權(quán)利要求
1.一種密閉型電池，具備 具備正極以及負(fù)極的電極體， 收納所述電極體的殼體，電流切斷閥，其阻止所述殼體內(nèi)與外部之間的氣體的流通，并且在該殼體內(nèi)的內(nèi)壓上升而超過了預(yù)定程度時變形，和經(jīng)由所述電流切斷閥與所述電極體電連接的正外部端子或負(fù)外部端子； 該密閉型電池的特征在于，設(shè)有連接構(gòu)件，該連接構(gòu)件與所述電極體電連接、在與所述電流切斷閥相鄰的部位形成有卡合孔部；所述電流切斷閥，在其一部分嵌合于所述卡合孔部的狀態(tài)下，與該卡合孔部的周緣線狀接合以及/或者在與該卡合孔部的內(nèi)壁接觸的面接合，由此與所述連接構(gòu)件能夠通電地連接；構(gòu)成為在所述殼體的內(nèi)壓上升而超過了預(yù)定程度時，所述電流切斷閥由于該內(nèi)壓而朝向所述殼體的外方變形、該電流切斷閥從所述連接構(gòu)件分離，由此該連接構(gòu)件與電流切斷閥的電連接被斷開。
2.如權(quán)利要求1所述的密閉型電池，其特征在于伴隨著所述電流切斷閥的變形，在比所述接合的部分靠外周側(cè)所述連接構(gòu)件斷裂，包含所述卡合孔部的周緣在內(nèi)的該連接構(gòu)件的一部分與該電流切斷閥一起從該連接構(gòu)件的主體分離。
3.如權(quán)利要求2所述的密閉型電池，其特征在于所述連接構(gòu)件中的與所述電流切斷閥一起分離的部分形成得比所述連接構(gòu)件的主體薄。
4.如權(quán)利要求2所述的密閉型電池，其特征在于在所述連接構(gòu)件中的所述斷裂的部分，預(yù)先形成有能夠助長該斷裂的縫隙。
5.如權(quán)利要求1所述的密閉型電池，構(gòu)成為在所述殼體內(nèi)壓進(jìn)一步上升了時從所述連接構(gòu)件分離了的電流切斷閥的一部分?jǐn)嗔?、?shí)現(xiàn)從所述殼體內(nèi)向外部放出氣體。
6.如權(quán)利要求5所述的密閉型電池，其特征在于在所述電流切斷閥中的所述斷裂的部分，預(yù)先形成有能夠助長該斷裂的縫隙。
7.一種圓筒形狀的密閉型電池，其特征在于在權(quán)利要求1所述的密閉型電池中， 所述殼體形成為圓筒形狀；所述連接構(gòu)件以及所述電流切斷閥分別形成為圓板形狀、并且設(shè)置在所述圓筒形狀殼體的長軸方向的一端；其中，所述圓板形狀的連接構(gòu)件，在其中央部分形成有所述卡合孔部，該卡合孔部的周緣部形成得比其他的部分??；所述圓板形狀的電流切斷閥以其中央部分嵌合于所述連接構(gòu)件的中央部分的卡合孔部的狀態(tài)配置。
8.如權(quán)利要求7所述的密閉型電池，其特征在于與所述電流切斷閥電連接的正外部端子或負(fù)外部端子構(gòu)成覆蓋所述圓筒形狀殼體的長軸方向的一端的蓋體；所述蓋體形狀的外部端子與所述連接構(gòu)件互相相鄰地安裝在所述圓筒形狀殼體的長軸方向的一端。
9. 一種車輛，具備權(quán)利要求1 8中的任意一項所述的密閉型電池。
全文摘要
由本發(fā)明提供的密閉型電池(10)，具備電流切斷閥(22)和在與該電流切斷閥相鄰的部位形成有卡合孔部(34)的連接構(gòu)件(30)，該電流切斷閥，在其一部分嵌合于卡合孔部的狀態(tài)下，與該卡合孔部的周緣線狀接合以及/或者在與該卡合孔部的內(nèi)壁接觸的面接合，由此與連接構(gòu)件能夠通電地連接。在電池殼體(40)的內(nèi)壓上升而超過了預(yù)定程度時，電流切斷閥由于該內(nèi)壓而朝向殼體的外方變形、該電流切斷閥從連接構(gòu)件分離，該連接構(gòu)件與電流切斷閥的電連接被斷開。
文檔編號H01M2/12GK102210041SQ20098014436
公開日2011年10月5日 申請日期2009年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月6日
發(fā)明者山田忠義, 木山明 申請人:豐田自動車株式會社