密閉型電池和制造密閉型電池的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種密閉型電池和制造密閉型電池的方法，該密閉型電池是通過(guò)將從外殼的內(nèi)部延伸到外部的集電端子鉚壓在金屬端子上以使得集電端子和金屬端子經(jīng)由絕緣體固定至外殼而獲得的。絕緣體具有包圍金屬端子的周邊的壁部。壁部的高度大于絕緣體的底部的高度，并且等于或小于絕緣體的底部的高度與金屬端子的厚度之和。壁部的寬度與壁部的高度之和等于或大于1mm。
【專利說(shuō)明】密閉型電池和制造密閉型電池的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種密閉型電池和一種制造該密閉型電池的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在日本專利申請(qǐng)公報(bào)N0.2008-192552 (JP-2008-192552A)中，公開(kāi)了一種電極結(jié)構(gòu)，在該電極結(jié)構(gòu)中，集電端子的連接到電極體的部分被鉚壓(caulk)，使得集電端子被固定至金屬端子和蓋。在集電端子/金屬端子和蓋之間配置有絕緣體，以確保其間的絕緣特性。
[0003]日本專利申請(qǐng)公報(bào)N0.2008-192552 (JP-2008-192552A)中的絕緣體具有圍繞金
屬端子側(cè)面的壁部。此外，考慮到進(jìn)一步確保金屬端子和蓋之間的絕緣特性，壁部的高度被設(shè)定為比金屬端子的上表面高。然而，由于絕緣體的壁部定位成高于金屬端子，因此鉚壓、清潔等操作很麻煩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的第一方面涉及一種密閉型電池，所述密閉型電池是通過(guò)將從外殼的內(nèi)部延伸到外部的集電端子鉚壓在金屬端子上以使得所述集電端子和所述金屬端子經(jīng)由絕緣體固定至所述外殼而獲得的。所述絕緣體具有包圍所述金屬端子的周邊的壁部。所述壁部的高度大于所述絕緣體的底部的高度并等于或小于所述絕緣體的底部的高度與所述金屬端子的厚度之和，并且所述壁部的寬度與所述壁部的高度之和等于或大于1_。
[0005]在所述密閉型電池中，所述集電端子的鉚壓區(qū)域的周緣部可與所述金屬端子部分地焊接結(jié)合。
[0006]本發(fā)明的第二方面涉及一種制造密閉型電池的方法，所述密閉型電池配備有:夕卜殼；集電端子，所述集電端子具有貫穿所述外殼延伸到外部的鉚接部；金屬端子，所述金屬端子通過(guò)鉚壓所述集電端子的所述鉚接部而連接到所述集電端子；和絕緣體，所述絕緣體設(shè)置在所述外殼和所述金屬端子之間并具有包圍所述金屬端子的周邊的壁部。如此形成所述絕緣體，使得所述壁部的高度變得大于所述絕緣體的底部的高度并等于或小于所述絕緣體的底部的高度與所述金屬端子的厚度之和，并且所述壁部的寬度與所述壁部的高度之和變得等于或大于1mm。
[0007]在所述方法中，可通過(guò)鉚壓所述集電端子的所述鉚接部而形成鉚壓部，并且可使所述鉚壓部的周緣部與所述金屬端子部分地彼此焊接結(jié)合。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，阻止了鉚壓、清潔等操作變得麻煩，并且能夠簡(jiǎn)化制造過(guò)程。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]下面將參照附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例的特征、優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)和工業(yè)意義，在附圖中相似的附圖標(biāo)記表示相似的要素，并且其中:
[0010]圖1是密閉型電池的透視圖；[0011]圖2是示出蓋組件的透視圖；
[0012]圖3是端子取出部的端視圖，并且是沿圖2中的箭頭3A-3A截取的視圖；
[0013]圖4A、4B和4C是示出了對(duì)鉚接部的鉚壓的視圖，并且是沿圖2中的箭頭4B-4B截取的視圖；
[0014]圖5是示出了對(duì)鉚壓部的焊接的視圖；
[0015]圖6是示出金屬端子和絕緣體的壁部之間的尺寸關(guān)系的視圖；
[0016]圖7是示出在鉚壓期間金屬端子的保持范圍的平面圖；
[0017]圖8是表示在焊接期間飛濺物的運(yùn)動(dòng)的視圖；
[0018]圖9是表示在清潔期間金屬異物的運(yùn)動(dòng)的視圖；
[0019]圖10是示出金屬端子和絕緣體的壁部之間的尺寸關(guān)系的視圖；以及
[0020]圖1lA和IlB是示出金屬端子和絕緣體的壁部之間的尺寸關(guān)系的視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]圖1示出密閉型電池I的大體構(gòu)型。密閉型電池I是可反復(fù)充/放電的電池,例如，矩形的鋰離子二次電池。密閉型電池I配備有外殼2和容納在外殼2內(nèi)部的電極體3。外殼2由容納電極體3的容器4和封閉容器4的開(kāi)口的蓋構(gòu)成。外殼2通過(guò)將容器4和蓋5彼此結(jié)合而被密閉。連接到電極體3的正極端子6和負(fù)極端子6分別以向外突出的方式固定至蓋5。
[0022]電極體3是通過(guò)層疊和卷繞正極集電板、隔板和負(fù)極集電板而構(gòu)成的卷繞材料。正極的電極混合物和負(fù)極的電極混合物分別涂布在正極集電板的表面和負(fù)極集電板的表面上。在鋰離子二次電池中，包括鋰離子的正極活性物質(zhì)和含有導(dǎo)電助劑等的正極混合物涂布在正極集電板上，而含有包括碳基材料的負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極混合物涂布在負(fù)極集電板上。電極體3作為充/放電元件工作，該充/放電元件能夠通過(guò)用非水電解液浸潰而反復(fù)充/放電。
[0023]如圖2和3所示，端子6連接到電極體3。各端子6包括集電端子10、金屬端子11和外部端子12。集電端子10的一部分貫穿蓋15延伸到外部。金屬端子11以抵靠在集電端子10上的方式連接。外部端子12以從金屬端子11向外突出的方式設(shè)置。絕緣體13和墊片14設(shè)置在各端子6和蓋5之間，從而確保其間的絕緣特性和蓋5的端子取出部中的氣密性。包括這些部件的蓋組件通過(guò)將端子6固定至蓋5而被組裝。
[0024]集電端子10與電極體3接合。集電端子10連接到金屬端子11，其中集電端子10的一部分從蓋5被取出。此外，絕緣體13和墊片14設(shè)置在集電端子10和蓋5之間，從而確保外殼2的氣密性并確保集電端子10和蓋5之間的絕緣特性。金屬端子11在其一個(gè)端側(cè)連接到集電端子10，在其另一個(gè)端側(cè)連接到外部端子12。金屬端子11是在側(cè)視圖中以Z形彎曲的平板端子。絕緣體13配置在金屬端子11和蓋5之間，從而確保金屬端子11和蓋5之間的絕緣特性。外部端子12連接到金屬端子11。外部端子12以從金屬端子11向外突出的方式設(shè)置，并且能在其突出部處連接到外部器件。
[0025]絕緣體13配置在金屬端子11和蓋5之間。換言之,絕緣體13配置在蓋5上，并且金屬端子11置于絕緣體13上。在絕緣體13的周緣部上設(shè)置有沿金屬端子11的側(cè)面延伸的壁部13a。亦即，絕緣體13防止金屬端子11移位，同時(shí)確保金屬端子11與蓋5之間的沿面距離(爬電距離，creepage distance)。墊片14配置在集電端子10和蓋5之間。墊片14是用于確保電池內(nèi)部的絕緣和蓋5的開(kāi)口處的氣密性的密封部件。[0026]如圖4A所示，集電端子10在其末端處具有鉚接部10a。鉚接部IOa貫穿墊片14、蓋5、絕緣體13和金屬端子11延伸到蓋5的外部。如圖4B所示，鉚接部IOa在被實(shí)際鉚壓之前被加壓鉚壓。亦即，鉚接部IOa的末端被擴(kuò)寬并被粗加工。然后，如圖4C所示，通過(guò)旋轉(zhuǎn)鉚壓對(duì)鉚接部IOa的伸出端部進(jìn)行鉚壓，并形成鉚壓部20。接著，由于施加至鉚壓部20的壓縮力,集電端子10和金屬端子11在彼此靠接的狀態(tài)下彼此連接。此外，鉚壓部20的壓縮力作為接觸壓力作用在墊片14上，由此確保蓋5的端子取出部處的氣密性。
[0027]如圖5所示，通過(guò)激光焊接在鉚壓部20的外周端部處的多個(gè)部位形成多個(gè)焊接部30。通過(guò)在鉚壓之后彼此焊接結(jié)合，集電端子10和金屬端子11可靠地彼此結(jié)合，使得鉚壓部20的電阻降低，并確保集電端子10和金屬端子11之間的導(dǎo)電性。
[0028]圖6示出絕緣體13的壁部13a和金屬端子11之間的尺寸關(guān)系。絕緣體13如此形成，使得絕緣體13的壁部13a的高度H變得大于絕緣體13的底部的高度Dl并小于絕緣體的底部的高度Dl與金屬端子11的厚度D2之和。此外，如此設(shè)定壁部13a的寬度W，使得寬度W與高度H之和變得等于或大于1_。然而，壁部13a的高度H定義為在集電端子10通過(guò)鉚壓連接到金屬端子11的區(qū)域周圍絕緣體13的側(cè)面的高度。寬度W定義為在該區(qū)域內(nèi)壁部13a在側(cè)面方向上的大小。此外，絕緣體13的底部的高度Dl是在金屬端子11所安置的區(qū)域內(nèi)絕緣體13的厚度。金屬端子11的厚度D2表示在絕緣體13上的區(qū)域內(nèi)金屬端子11的厚度。
[0029]亦即，壁部13a以滿足全部以下條件(I)至(3)的方式形成，即條件(I)為H > Dl，條件(2)為H+W≥1mm，并且條件(3)為H≤D1+D2。
[0030]通過(guò)以上述條件形成壁部13a，可獲得以下效果。至少壁部13a位于比金屬端子11的下表面高的位置。這樣，金屬端子11的周邊與壁部13a可彼此接觸，并且金屬端子通過(guò)壁部13a可靠地定位。確保了金屬端子11和蓋5之間的沿面距離。這樣，金屬端子11和蓋5可靠地彼此絕緣。壁部13a的上表面位于比金屬端子11的上表面低的位置。這樣，在鉚壓期間金屬端子11被保持的范圍可延伸到壁部13a，并且能在確保寬大的保持面積的狀態(tài)下形成鉚壓部20，且能抑制變形(參見(jiàn)圖7)。由于在對(duì)鉚壓部20的周緣部進(jìn)行激光焊接時(shí)在焊接部30旁邊不存在絕緣體13，因此能抑制由飛濺物形成燃燒沉積物(參見(jiàn)圖8)。當(dāng)金屬端子11在焊接之后通過(guò)沖洗而被清潔時(shí)，能夠從側(cè)向排出并可靠地除去留在金屬端子11上的金屬異物(參見(jiàn)圖9)。通過(guò)如上所述地設(shè)定絕緣體13的壁部13a，防止了制造密閉型電池I時(shí)的鉚壓、清潔等過(guò)程變得麻煩，并且能簡(jiǎn)化制造過(guò)程。
[0031]此外，圖10及圖1lA和IlB示出了在金屬端子11在正極的厚度和金屬端子11在負(fù)極的厚度彼此不同的情況下如何處理尺寸關(guān)系。圖10示出了在使用共同的絕緣體13的情況下的示例。圖1lA和IlB示出了在使用壁部13a的條件不同的絕緣體13的情況下的示例。
[0032]在圖10所示的情況下，壁部13a的尺寸利用金屬端子11在小厚度側(cè)的厚度D3(D2
>D3)以如下方式設(shè)定，即，使得(I)H > Dl, (2)H+ff≥1mm，并且(3) H≤D1+D3 (注意D2
>D3)。
[0033]在各圖1IA和IlB所示的情況下，按照金屬端子11的各個(gè)厚度D2或D3如下設(shè)定壁部13a的尺寸(高度分別定義為H2和H3)，即，使得(1姐2>01，(2)H2+W≥1mm，并且(3)H2 ≤ D1+D2，或者使得(4) H3 > D1, (5)H3+W ≥ 1mm，并且(6)H3≤D1+D3。
【權(quán)利要求】
1.一種密閉型電池(1)，包括: 外殼(2)； 集電端子(10 )，所述集電端子從所述外殼的內(nèi)部延伸到外部； 絕緣體(13)，所述絕緣體配置在所述外殼的外部；和 金屬端子(11 )，所述金屬端子配置在所述絕緣體上，其中 所述集電端子和所述金屬端子在所述集電端子鉚壓在所述金屬端子上的狀態(tài)下經(jīng)由所述絕緣體固定至所述外殼，并且 所述絕緣體具有包圍所述金屬端子的周邊的壁部，所述壁部的高度大于所述絕緣體的底部的高度并等于或小于所述絕緣體的底部的高度與所述金屬端子的厚度之和，并且所述壁部的寬度與所述壁部的高度之和等于或大于1mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密閉型電池，其中，所述集電端子的鉚壓區(qū)域的周緣部與所述金屬端子部分地焊接結(jié)合。
3.一種制造密閉型電池(I)的方法，所述密閉型電池配備有:外殼(2);集電端子(10)，所述集電端子具有貫穿所述外殼延伸到外部的鉚接部；金屬端子(11)，所述金屬端子通過(guò)鉚壓所述集電端子的所述鉚接部而連接到所述集電端子；和絕緣體(13)，所述絕緣體設(shè)置在所述外殼和所述金屬端子之間并具有包圍所述金屬端子的周邊的壁部，所述方法包括: 如此形成所述絕緣體，使得所述壁部的高度變得大于所述絕緣體的底部的高度并等于或小于所述絕緣體的底部的高度與所述金屬端子的厚度之和，并且所述壁部的寬度與所述壁部的高度之和變得等于或大于1_。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括: 通過(guò)鉚壓所述集電端子的所述鉚接部而形成鉚壓部，和 使所述鉚壓部的周緣部與所述金屬端子部分地彼此焊接結(jié)合。
【文檔編號(hào)】H01M2/30GK103515568SQ201310258142
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月28日
【發(fā)明者】中村光佑 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社