CN100517804C - 电池收纳容器及其组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属容器本体和金属盖的连接部的突出尺寸小、可节省空间、且不受热量影响、还不需要垫圈等的电池收纳容器。电池收纳容器包括金属容器本体和金属盖，所述金属容器本体至少一个面开口，且在内部收纳有层压薄型电池(21)的扁平型电池组(2)，所述金属盖用于闭塞金属容器本体的开口部。其特征在于，容器内部与容器外部连通从而具有透气孔，并将金属容器本体的开口端部周缘和金属盖的盖端部周缘卷边连接。

Description

电池收纳容器及其组装方法

技术领域

本发明涉及一种用于收纳扁平型电池组的电池收纳容器，所述扁平型电池组是层压例如叠层电池等薄型电池而成。

背景技术

作为收纳这种扁平型电池组的电池收纳容器，例如，可考虑采用图4所示的结构。

即，图4(A)所示的电池收纳容器100包括在内部收纳扁平型电池组101的金属容器本体102、以及闭塞金属容器本体102的开口部的金属盖103，在金属容器本体102的开口端设置有向外侧伸出的接合凸缘104，同时在金属盖103的盖端部设置有向外侧伸出的接合凸缘105，将各接合凸缘104、105叠合，通过点焊或铆接来连接。作为铆接方法使用孔眼或所谓的TOX(トツクスプレツソテクニツク(TOX PRESSOTECHNIK)公司的注册商标)接合等。

在图4(B)中，在金属容器本体102的开口端部设置向上方延伸的接合片106以用于接合，同时在金属盖周缘也设置向上方延伸的接合片107，将各接合片106、107叠合，通过点焊、铆接来连接。

但是，在图4(A)及图4(B)所示的连接方法中，无论点焊和铆接连接中的哪一种情况，作为焊接材料或铆接材料，接合凸缘104、105及接合片106、107的宽度X1、Y1的最小限度需要7～10mm，相应地产生占据空间变大的问题。

因此，如图4(C)及图4(D)所示，也可以不采用接合凸缘或接合片，而在金属容器本体102的开口端对接金属盖103的周缘，然后通过激光焊接对接部108(例如，日本专利特开2004-14125号)。

但是，在采用这种对接时，焊接时的焊渣(spatter)容易喷溅到容器内部，并且热量容易向内部传递，所以扁平型电池组101容易受到损坏。尤其是外壳由层压薄膜构成的薄型电池，叠层易破损，从而导致绝缘性降低。

图4(E)表示利用螺栓109连接金属容器本体102和金属盖103的例子。

螺栓109是从设于金属盖103上的螺栓孔中穿过螺栓轴部109a，使螺栓头部109b卡在金属盖103上，将螺栓轴部109a的端部旋入金属容器本体的底板部102a。

但是，由于螺栓头部109b从金属盖103上面穿出，所以存在着以下问题：占据空间随螺栓头部109b的高度增加而变大，同时重量也随螺栓109重量的增加而增加。

此外，还考虑到采用图4(F)所示的圆筒电池等中所使用的铆接结构。这种铆接结构是在金属容器本体201的开口端部的内周夹着环形垫圈202插入盖体203，将金属容器本体201的开口端部向内侧铆接，从而固定盖体203。

但是，采用这种铆接结构时，还需要额外的垫圈202，从而导致了元件数量增多。

发明内容

为解决上述现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种扁平型电池组的电池收纳容器，其金属容器本体和金属盖的连接部的突出尺寸小，从而可实现节省空间，且不受热量影响，还不需要垫圈等额外部件。

为达成上述目的，根据本发明的第一方面，提供一种电池收纳容器，其包括金属容器本体和金属盖，所述金属容器本体至少一个面具有开口，且在内部收纳扁平型电池组，所述金属盖用于闭塞金属容器本体的开口部，容器内部与容器外部连通且具有透气性，其特征为，将金属容器本体的开口端部周缘和金属盖的盖端部周缘卷边连接。

在第一方面的第一实施形式中，其特征为，扁平型电池组是具有层压合成树脂层和金属层的外壳材料的叠层型电池组。

在第一方面的第二实施形式中，其特征为，金属容器本体具有使容器内部的与扁平型电池组连接的端子露出的缺口孔。

在第一方面的第三实施形式中，其特征为，缺口孔的周缘部与其他部位相比具有高刚性。

在第一方面的第四实施形式中，其特征为，通过在金属容器本体的缺口孔附近设置加强筋从而得到高刚性。

在第一方面的第五实施形式中，其特征为，通过在金属容器本体的缺口孔的周缘部设置折回部从而得到高刚性。

在第一方面的第六实施形式中，其特征为，金属容器本体和金属盖的至少内侧面由绝缘层包覆。

根据本发明的第二方面，提供一种电池收纳容器的组装方法，其特征为，预先成形金属容器本体，所述金属容器本体的腔体设置有使与扁平型电池组连接的端子露出的缺口孔，在金属容器本体内收纳扁平型电池组，并将端子嵌合于缺口孔，接着，在金属容器本体上盖上金属盖，将金属容器本体的开口端和金属盖的盖端部叠合并进行双重卷边。

根据本发明的第一方面，因为卷边部是朝向金属容器本体压变形的结构，所以可尽量减小从金属容器本体突出的尺寸，从而可用较小的空间使金属容器本体和盖体接合。

并且，因为通过卷边来连接，所以不会像焊接那样由于热量而损伤扁平型电池组或者容器受热变形。

另外，尤其是因为利用金属容器本体和金属盖的一部分进行卷边，所以不需要额外的部件。并且，因为容器内部与容器外部之间具有透气性，所以即使在构成扁平型电池组的薄型电池内部产生气体，且产生的气体向薄型电池外部逸出，也可以使气体散放到容器外部。

如第一实施形式所述，扁平型电池组优选将叠层型电池层压而成的结构，叠层型电池不会受到热量的影响，又因为可尽量减小容器自身的占据空间，所以不会妨碍到作为叠层型电池特征的轻量化、小型化的特性。

根据第二实施形式，因为金属容器本体具有使连接于扁平型电池组的端子露出的缺口孔，所以可顺利地收纳扁平型电池组。

并且，在具有缺口孔的情况下，在卷边时，缺口孔的周边部容易变形，因为利用第四实施形式所述的加强筋或第五实施形式所述的折回部等进行加固，如第三实施形式所述，可形成高于其他部位的刚性，从而可在不引起变形的情况下进行卷边。

根据第六实施形式，通过用绝缘层包覆金属容器本体和金属盖的至少内侧面，从而可与薄型电池的露出的接头绝缘。并且，因为薄型电池自身也进行叠层，所以形成了双重绝缘，从而进一步提高了绝缘性。

另外，当在缺口孔的端部设置折回部时，可使缺口孔的切断面绝缘。

附图说明

图1A是根据本发明实施例的电池收纳容器的立体分解图；

图1B是图1A的电池收纳容器在组装状态下的主要部分立体图；

图1C是图1B的省略示出内部电池的立体图；

图2A至图2C是用于说明卷边工序中的加强筋的功能的图；

图2D是表示卷边部的大小的图；

图3A是根据本发明另一实施例的电池收纳容器的省略示出内部薄型电池组合体的主要部分立体图；

图3B是根据本发明又一实施例的电池收纳容器的省略示出内部薄型电池组合体的主要部分立体图；

图3C是缺口部的放大立体图；

图3D是表示端子从图3C的缺口孔中突出的状态的立体图；以及

图4A至图4F表示现有的电池收纳容器，图4A是表示具有点焊或铆接用接合凸缘的容器的剖视示意图，图4B是表示具有点焊或铆接用接合片的容器的剖视示意图，图4C、图4D是表示没有图4A、图4B中的接合凸缘及接合片而采用激光焊接时的容器的剖视示意图，图4E是表示采用螺栓固定的容器的剖视示意图，图4F是表示圆筒电池的盖子的铆接结构的主要部分剖视图。

具体实施方式

下面，基于附图所示的实施例对本发明进行说明。

图1示出了根据本发明实施例的电池收纳容器。

该电池收纳容器1包括金属容器本体3和金属盖5，该金属容器本体3上面具有开口，且在内部收纳扁平型电池组2，该金属盖5用于闭塞所述金属容器本体3的开口部4，并将金属容器本体3的开口端部周缘6和金属盖5的盖端部周缘7卷边连接，在金属容器本体3的开口端部周缘6和盖端部周缘7的接合部上设置有卷边部8。

扁平型电池组2是由作为薄型电池的多个长方形叠层型电池21串联层压(叠层)而成的结构，该叠层型电池21在由层压薄膜构成的电池外壳内密封有正极和负极电极板、以及层压隔离物(separator)而形成的发电要素，扁平型电池组2组装为整体上呈上下扁平的长方体形状，在短边侧的端部设置有正极端子22和负极端子23，正极端子22和负极端子23由端子绝缘树脂盖24、25包覆。另外，在正极端子22和负极端子23之间设置有用于测定各叠层型电池21的电压的连接器26。

金属容器本体3为薄壁箱形形状，包括围绕着扁平型电池组2的方筒形腔体31、以及闭塞腔体31的下端部且承载扁平型电池组2的底面的底板部32。腔体31的横截面形状为仿照扁平型电池组的平面形状的带圆倒角的长方形，包括短边侧的第一侧壁31a和第二侧壁31b、以及长边侧的第三侧壁31c和第四侧壁31d。腔体31的高度设定为与扁平型电池组2的高度大致相同。

金属盖5为薄壁板形形状，盖端部周缘7仿照腔体的开口端部周缘6成形为带圆倒角的长方形形状。

构成金属容器本体3及金属盖5的材料最好是表面包覆有电绝缘性树脂(绝缘层)的金属材料。例如，优选内外两面包覆有PET树脂薄膜的铝板。作为铝板，优选板厚为0.5mm的5052AL材料，且位于容器内面侧的PET树脂薄膜最好为20微米，位于外面侧的PET树脂薄膜也最好为20微米。

在金属容器本体3的第一侧壁31a上，间隔规定距离在左右侧设置有第一、第二缺口孔91、92，该第一、第二缺口孔91、92可使容器内部的与扁平型电池组2连接的正极端子22和负极端子23露出。并且，在第一、第二缺口孔91、92的中间设置有第三缺口孔93，该第三缺口孔93使用于测定构成扁平型电池组2的各叠层型电池21的电压的连接器26露在外部。

第一、第二缺口孔91、92为仿照包覆正极端子22及负极端子23的端子绝缘树脂盖24、25的形状的U字形形状，分别包括：左右侧缘部91a、91b和92a、92b，从第一侧壁31a上端的开口端朝向底板部32侧的下端角部互相平行地呈直线状延伸；以及圆弧状下缘部91c、92c，连接侧缘部91a、91b、92a、92b的下端。

第三缺口孔93为矩形形状，包括从第一侧壁31a上端的开口端朝向底板部侧的下端角部互相平行地呈直线状延伸的左右侧缘部93a、93b、以及连接侧缘部93a、93b的下端的直线状下缘部93c，且下缘部93c沿着下端角部延伸。另外，在金属盖5上设置有从第三缺口孔93延续的盖侧缺口孔95。该盖侧缺口孔95为与第三缺口孔93宽度相同的矩形形状，从盖端部沿着与第一侧壁31a垂直的方向延伸规定长度，从而使第三缺口孔93和第五缺口孔95合成一起，形成一个缺口孔。

在第二侧壁31b上，在中央位置设置有第四缺口孔94。该第四缺口孔94经过第二侧壁31b的下端角部，向底板部32伸入规定长度。

在第一侧壁31a的第一缺口孔91、第二缺口孔92、第三缺口孔93的周缘部及第二侧壁92的第四缺口孔94的周缘部设置有加强筋10，从而形成了比未设置缺口孔的其他部位、在该例子中为长边侧的第三、第四侧壁31c、31d更高的刚性。

加强筋10是向容器外部突出的规定宽度的凸条或向容器外部凹陷的凹条，形成在第一、第二侧壁31a、31b的整体高度上呈直线状上下延伸的结构。

对于第一侧壁31a，因为第一缺口孔91及第二缺口孔92与刚性高的角部邻接，所以在第一缺口孔91和第三缺口孔93之间的区域、以及第三缺口孔93和第二缺口孔92之间的区域上，沿着周边方向以规定间隔分别设置多个加强筋10，在图示的例子中为各三个。特别是离第一缺口孔91、第二缺口孔92及第三缺口孔93最近的加强筋10要靠近于各缺口孔91、92的侧缘部。

第二侧壁31b的加强筋10在位于中央的第四缺口孔94的左右区域上各设置多个，在图示的例子中为各两个。在多个加强筋10中，与第四缺口孔94邻接的加强筋10靠近第四缺口孔94配置。

上述构成的电池收纳容器按照下面所述进行组装。

预先成形在金属容器本体3的腔体31的第一、第二侧壁31a、31b上设置有第一、第二、第三、第四缺口孔91、92、93、94的金属容器本体3，在金属容器本体3内收纳扁平型电池组。在进行该收纳时，使正极端子22和负极端子23的各绝缘树脂盖24、25嵌合于第一、第二缺口孔91、92。

接着，盖上金属盖5，并使盖侧缺口孔95与第三缺口孔93对齐，将金属容器本体3的开口端和金属盖的盖端部叠合后进行双重卷边，形成卷边部8，由此完成连接。

如图2(A)、图2(B)所示，卷边按照如下步骤进行：将设在金属盖5的盖端部周缘7上的卷边卷曲部71和设在金属容器本体3的开口端部周缘6上的卷边凸缘部61叠合，从侧方压折边辊300，于是在金属容器本体3的第一侧壁31a及第二侧壁31b上从卷边凸缘部61作用沿轴向压缩的负载F及弯曲力矩M。因为设置有开口的周边部的刚性较低，所以，当没有加强筋10时，如图2(C)所示，将会产生压弯变形。在本实施例中，因为利用加强筋10提高了开口周边部的弯曲刚性，所以可防止第一侧壁31a及第二侧壁31b的开口周边部的变形。

如图2(D)所示，对于卷边部8的大小，其宽度a最多为3mm，高度b最多为3mm左右，与现有的焊接或铆接相比，可减小占据空间。

并且，也不会像焊接那样，使容器发生热变形，或者扁平型电池组2由于受热而损坏。

另外，因为预先设置有第一、第二缺口孔91、92，所以在金属容器本体3内收纳扁平型电池组2时，正极端子及负极端子的端子绝缘树脂盖24、25可从上方嵌合于第一、第二缺口孔91、92，从而可从金属容器本体3的开口部4上方顺利地收纳扁平型电池组2。

并且，在本实施例中，通过第一至第四缺口孔91、92、93、94或通过卷边部8，收纳扁平型电池组2的容器内部与容器外部具有透气性，所以，即使构成扁平型电池组的薄型电池内部产生气体，且产生的气体向薄型电池外部逸出，也可以将气体散放到容器外部。对于卷边部8，只要在其中间不夹装其他组合，就可形成具有透气性的结构。

下面，参照图3说明本发明的其他实施例。

在下面的说明中，仅对与上述实施例不同的地方加以说明，对于相同的构成部分使用同一元件符号，省略其说明。

在图3(A)中，没有设置加强筋，而是将第一、第二缺口孔91、92及第三缺口孔93的周缘部折回(向回弯曲)，设置作为折回部的立肋11，以实现高刚性化。

即，对于第一、第二缺口孔91、92，因为其一个侧缘部与角部相邻，因而刚性较高，所以在与第三缺口孔93相对一侧的侧缘部91b、92a设置立肋11。对于第三缺口孔93，在其两侧缘设置立肋11。立肋11是在向容器外侧突出的方向上折叠成U字形的结构，且使容器内面侧露在外面。

图3(B)至图3(D)示出了本发明的又一实施例。

在该实施例中，对于使端子22、23露出的第一、第二缺口孔91、92，通过用绝缘层覆盖金属容器本体3的至少内侧面，并在左右侧缘部91a、91b、92a、92b以及圆弧状下缘部91c、92c设置作为折回部的立肋11，从而可在加固的同时实现正极端子22和负极端子23的绝缘。这样一来，在第一、第二缺口孔91、92的切断面上不会露出金属容器的金属材料，可使正极端子22和负极端子23绝缘，所以不再需要端子绝缘树脂盖24、25。

另外，在上述实施例中，作为金属容器本体3，列举了一体成形腔体31和底板部32的例子，但是腔体31和底板部32也可以分别单独形成。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电池收纳容器，包括金属容器本体和金属盖，所述金属容器本体至少一个面开口，且在内部收纳扁平型电池组，所述金属盖用于闭塞所述金属容器本体的开口部，容器内部与容器外部连通且具有透气性，其特征在于：

将金属容器本体的开口端部周缘和金属盖的盖端部周缘卷边连接；

金属容器本体具有使容器内部的与扁平型电池组连接的端子露出的缺口孔，并且所述缺口孔从所述金属容器本体的上端的开口端延伸。

2.根据权利要求1所述的电池收纳容器，其特征在于：扁平型电池组是将叠层型电池层压而成的结构。

3.根据权利要求1所述的电池收纳容器，其特征在于：缺口孔的周缘部与所述金属容器本体的其他部位相比为高刚性。

4.根据权利要求3所述的电池收纳容器，其特征在于：通过在金属容器本体的缺口孔附近设置加强筋从而得到高刚性。

5.根据权利要求3所述的电池收纳容器，其特征在于：通过在金属容器本体的缺口孔的周缘部设置折回部从而得到高刚性。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电池收纳容器，其特征在于：金属容器本体和金属盖的至少内侧面由绝缘层包覆。

7.一种电池收纳容器的组装方法，其特征在于：预先成形金属容器本体，所述金属容器本体的腔体设置有使与扁平型电池组连接的端子露出的缺口孔并且所述缺口孔从所述金属容器本体的上端的开口端延伸，在金属容器本体内收纳扁平型电池组，并将端子嵌合于缺口孔，接着，在金属容器本体上盖上金属盖，将金属容器本体的开口端和金属盖的盖端部叠合并进行双重卷边。

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