CN101626088A - 密封电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种抑制密封体浮动、倾斜并能够防止焊接不良的密封电池。一种用封口体(2)对外装罐的开口进行了封口的密封电池，将密封体(11)插入到形成于封口体(2)的孔(8)中，孔(8)形成使直径随着朝向封口体(2)表面而变大的锥形面(15)，在锥形面(15)和密封体(11)之间形成空隙(16)，并将密封体(11)焊接在封口体(2)上。利用锥形面(15)对在密封体(11)安装时的密封体(11)的偏心和倾斜的矫正有利。而且，能够在空隙(16)中存积在密封体插入时产生的咬住片。由此，因咬住片的夹入而引起的密封体11的浮动和倾斜被抑制，能够防止焊接不良。

Description

密封电池

技术领域

本发明涉及密封电池，尤其涉及具备将电解液的注液孔进行密封的密封体的密封电池。

背景技术

近年来，便携式电话或移动设备等的小型轻量的电子机器已经普及。作为用于这些电子设备的电池，已知有方形的密封电池。图11表示现有的密封电池的一个例子的立体图。密封电池100用封口体102将内装有电极体(未图示)的有底筒状的外装罐101的开口进行密封。在封口体102上安装负极端子103以及密封体104。密封体104对电解液的注液孔进行密封。

图12是图11的BB线剖视图。密封体104是将用铝或铝合金形成的铝板105、和用镍或镍合金形成的镍板106进行压焊并层叠而成。铝板105形成凸部107，并将凸部107插入到封口体102的注液孔108中。

密封体104通过将铝板105焊接在封口体102上，从而与封口体102接合。这样，在铝板105的全周上形成焊接部109。

就该结构而言，密封体104还能够作为正极端子使用，在镍板106上可焊接具有镍或镍合金层的引线板。这种场合，镍板13和引线板是同种金属，可焊性良好。

下述专利文献1记载了和图12相同结构的密封体。下述专利文献2提出了在密封体及注液孔的双方上形成锥形面，使这些锥形面彼此之间粘合的结构。

专利文献1：日本特开2007-317577号公报。

专利文献2：日本特开2002-358948号公报。

但是，在上述图11、12所示的密封体104的安装结构中，存在由于密封体104浮动、倾斜而产生焊接不良之类的问题。这起因于：在将密封体104向注液孔108进行插入时，密封体104发生倾斜。尤其是，插入时发生的咬住片成为问题。

若在密封体104已倾斜的状态下插入凸部107，则存在凸部107咬住注液孔108的壁面，产生咬住片的情况。咬住片被夹在注液孔108和凸部107之间，在封口体102的表面移动，并被夹在封口体102和铝板105之间。这种情况，产生密封体104的浮动、倾斜，如果在该状态下进行焊接，则焊接变得不充分，造成焊接不良。

这种情况在使形成于密封体以及注液孔的双方的锥形面彼此粘合的上述专利文献2的密封体的安装结构中也是同样的。

发明内容

本发明解决上述现有问题，目的在于提供一种抑制密封体的浮动、倾斜并能够防止焊接不良的密封电池。

为了达到上述目的，本发明的密封电池是一种用封口体对外装罐的开口进行封口的密封电池，其特征在于，在形成于上述封口体的孔中插入密封体，上述孔形成使直径随着朝向上述封口体的表面而变大的锥形面，在上述锥形面和上述密封体之间形成空隙，将上述密封体焊接在上述封口体上。

对本发明的效果进行说明。

根据本发明，可抑制密封体的浮动、倾斜并可防止焊接不良。

根据本发明的密封电池，通过形成了锥形面，从而会对在密封体安装时的密封体的偏心和倾斜的矫正有利。而且，由于在孔的锥形面和密封体之间形成空隙，所以能在该空隙中存积密封体插入时产生的咬住片。这样一来，因咬住片的夹入而产生的浮动或倾斜被抑制，能够防止焊接不良。

在上述本发明的密封电池中，上述锥形面的深度优选上述孔的深度的20％以上。根据该结构，密封体用锥形面引导的范围变大，容易矫正密封体的倾斜。

而且，上述锥形面的深度优选上述孔的深度的80％以下。根据该结构，可在孔中设置压入部。

而且，上述锥形面的倾斜角度优选相对于上述孔的中心轴为5度以上。根据该结构，由锥形面能够提高密封体的插入性，还可以形成锥形面和密封体之间的空隙。

另外，上述锥形面的倾斜角度优选相对于上述孔的中心轴为30度以下。根据该结构，在孔作为电解液的注液孔的场合，在孔的锥形面和密封体的之间的空隙中能够难以存留电解液。

另外，上述密封体优选具备平板部和凸部，上述凸部被插入到上述孔内，上述平板部与上述封口体的表面抵接。该结构由于能够分离孔和焊接部分，所以在孔作为电解液的注液孔的场合，有利于防止发生因电解液加热而产生的飞溅或焊接部件的气孔。而且，还可将平板部作为端子面使用。

另外，上述密封体优选具备平板部和凸部，上述平板部及上述凸部的双方被插入上述孔内。该结构适于将密封体端子不用于端子面等的别的用途的场合。

而且，优选将上述密封体的一部分优选压入上述孔内。根据该结构，能够防止电解液的泄漏。

附图说明

图1是涉及本发明的一个实施方式的密封电池的立体图。

图2是在图1中表示使封口体2嵌合在外装罐1的开口上的状态的主要部分放大图。

图3是涉及本发明的一个实施方式的用密封体闭塞了注液孔状态的主要部分放大图。

图4是图3的AA线剖视图。

图5是表示已将图4的密封体11焊接在封口体2的状态的剖视图。

图6(a)是表示即将对注液孔8安装密封体11之前状态的图，图(b)是表示已对注液孔8安装了密封体11状态的图。

图7(a)是表示注液孔8的中心轴18和凸部14的中心轴21偏离的状态的图，图(b)表示凸部14的先端部已抵接在锥形面15上的状态的图，图(c)是表示密封体11已倾斜的状态、凸部14向压入部20的压入已开始状态的图。

图8是表示涉及本发明的其它实施方式的注液孔的图，图(a)是表示即将对注液孔25安装密封体11之前状态的图，图(b)是表示已对密注液孔25安装了密封体11状态的图。

图9是表示涉及比较例的注液孔的图，图(a)是表示即将对注液孔111安装密封体11之前状态的图，图(b)是表示已对注液孔111安装了密封体111状态的图。

图10是涉及本发明其它实施方式的密封体的图，图(a)是表示即将对注液孔35安装密封体30之前状态的图，图(b)是表示已对注液孔35安装了密封体30状态的图。

图11是表示现有的密封电池的一个例子的立体图。

图12是图11的BB线剖视图。

图中：

1-外装罐，2-封口体，8、25、35-注液孔，11、30-密封体，

14、32-凸部，15、26、36-锥形面，16、29、38-空隙，

17-焊接部，20、28、37-压入部。

具体实施方式

以下，对于本发明的一个实施方式，参考附图进行详细说明。涉及以下实施方式的密封电池例如是方形的锂电池，用于便携式电话或移动设备等。

本实施方式涉及密封电池的注液孔和对其进行密封的密封体的结构。首先，参照图1～5，对从即将密封注液孔之前的状态直到用密封体密封了注液孔为止的工序的概要进行说明。

图1表示涉及本发明的一个实施方式的密封电池10的立体图。本图表示使封口体2嵌合于外装罐1的开口之前的状态。图2是表示已使封口体2嵌合在外装罐1的开口上的状态的主要部分放大图。

在图1中，外装罐1是上端形成了大致矩形形状开口的有底筒状体。外装罐1是将例如铝及铝合金的薄板进行深拉深加工而形成的。在外装罐1内内装有电极体3。从电极体3使薄板状的正极集电引线4及负极集电引线5导出。封口体2是将例如铝或铝合金的薄板进行了压力成形的宽度长形状的部件。在封口体2上形成用于将电解液注入到外装罐1内的注液孔8。

在封口体2的背面设置的引线体7与图2所示的负极端子6连接。在引线体7上焊接负极集电引线5。负极端子6及引线体7通过绝缘体与封口体2绝缘。

从图1的状态，将正极集电引线4及负极集电引线5折弯的同时，使封口体2的外周嵌合在外装罐1的开口的内周面上。这样，如图2所示，外装罐1的开口被用封口体2闭塞。

在该状态下，对外装罐1和封口体2的接缝部9贯穿全周地进行缝焊。该焊接例如使用激光焊接。在封口体2焊接在外装罐1上之后，从注液孔8将电解液注入到外装罐1内。之后，用密封体11闭塞注液孔8。

密封体11是将用铝或铝合金形成的铝板12、和用镍或镍合金形成的镍板13压焊(圧着)并层叠而成。铝板12一体有凸部14。

图3是表示用密封体闭塞了注液孔8状态的主要部分放大图。图4表示图3的AA线剖视图。如图4所示，凸部14插入到注液孔8中，铝板12抵接在封口体2的表面上。注液孔8形成锥形面15，凸部14和锥形面15之间形成空隙16。锥形面15及空隙16的作用，稍后具体说明。

图5是表示将密封体11焊接在封口体2上的状态的剖视图。在铝板12的全周上形成焊接部17。即、密封体11通过将铝板12的外周部焊接在封口体2上，从而与封口体2接合。该焊接例如使用激光焊接。

如以上所述，封口体2和铝板21均用铝或铝合金的同种金属形成。因此，两部件的可焊性良好。将镍板13作为正极端子使用的场合，为了与保护电路基板等连接，在镍板13上焊接引线板。

引线板通常具有镍或镍合金层。所以，镍板13和引线板是同种金属，可焊性良好。即、将密封体11做成双层结构，是因为在将密封体11作为正极端子使用的场合使与引线板可焊性良好。

此外，以下的说明虽然以双层结构对密封体11进行说明，但密封体11也可以省略镍板13，如之后使用图10进行说明那样，可以是将平板部分也插入到注液孔的结构。

以下，对密封体11的向注液孔8的安装结构进行具体说明。图6(a)表示即将对注液孔8安装密封体11之前的状态。图6(b)表示已向注液孔8安装了密封体11的状态。用侧视图表示密封体11，用剖视图表示注液孔8。

在注液孔8中的深度d的范围中形成锥形面15。线19是与注液孔8的中心轴18平行的线。因此，锥形面15相对中心轴18的倾斜角度是α。

在锥形面15的下方形成压入部20。压入部的直径D2做成凸部14的直径D1以下，以便将凸部14压入到压入部20中。

在向注液孔8安装密封体11时，在图6(a)中，使密封体11沿箭头a方向移动。若通过了锥形面15的凸部14的先端部到达压入部20，则按压密封体11并将凸部14压入到压入部20内。在图6(b)中，凸部14以被压入到压入部20的状态下插入。

图6(a)表示注液孔8的中心轴18和凸部14的中心轴21位于同一直线上的状态。理想的是，在向注液孔8安装密封体11时，两中心轴18和21一边维持处于同一直线上的状态，一边使密封体11进行垂直移动。

但是，存在密封体11以偏心、倾斜状态插入到注液孔8内的情况。而且，在密封体11的向注液孔8内的插入途中，也有密封体11倾斜的情况。

关于上述情况，参照图7进行说明。图7(a)表示的是，注液孔8的中心轴18和凸部14的中心轴21偏移，密封体11位于偏心的位置。在该状态下，如果使密封体11垂直移动，则凸部14的先端部会抵接在锥形面15上。

图7(b)表示凸部14的先端部已抵接在锥形面15上的状态。在该状态下，如果继续进行密封体11的垂直移动，则凸部14的先端部被锥形面15引导。通过该引导，在凸部14的先端部向压入部20的压入开始时，注液孔8的中心轴18和凸部14的中心轴21重叠，压入会良好地进行。

而且，即使密封体11以倾斜了的状态插入到注液孔8中，也存在凸部14的先端部由锥形面15引导，密封体11的倾斜被矫正的情况。

另一方面，在密封体11倾斜了的状态下，存在进行压入的情况。图7(c)表示的是在密封体11倾斜了的状态下开始了凸部14向压入部20的压入的状态。相对于图7(a)图示密封体11的长度方向，在图7(c)中图示密封体11的宽度方向。

从图7(c)的状态进一步按压密封体11，可能矫正密封体11的倾斜。这种场合，密封体11沿箭头b方向旋转。这时，在c部中，凸部14的先端部会作用要越过锥形面15和压入部20的相交部21的力。这时，凸部14的先端部咬住相交部21，存在产生咬住片(かじり片)的情况。

这里，如图6(b)所示，在密封体11的安装完成时，锥形面15和凸部14之间形成空隙16。根据该结构，能够将在相交部21中产生了的咬住片存积在空隙16中。

因此，能够在注液孔8和凸部14之间压焊(压接)咬住片，并能够防止咬住片来到(乗り上げる)封口体2的表面。这样，如图6(b)所示，在密封体11的安装完成时，能够防止产生密封体11浮动或倾斜。

从图6(b)的状态通过将铝板12的外周部焊接在封口体2上，从而如图5所示，形成焊接部17，密封体11与封口体2接合。这种场合，如上所述，由于在焊接前密封体11的浮动或倾斜被抑制，所以还可以抑制焊接不良。

图8表示注液孔的其它实施方式。图8(a)表示即将向注液孔25安装密封体11之前的状态。图8(b)表示向注液孔25安装了密封体11的状态。密封体11的结构与图6、7所示的结构相同。

注液孔25从封口体2的表面朝向里面地形成锥形面26、扩径部27、压入部28。与图6的注液孔8不同点在于，开口25形成扩径部27。

注液孔25与注液孔8同样，具备锥形面26。所以，如图8(b)所示，在密封体11的安装完成时，在锥形面26和凸部14之间形成空隙29。这样一来，与图6的结构相同，能够将在密封体11插入时产生了的咬住片存积在空隙29中。因此，即使在图8的结构中，与图6的结构同样，也能够抑制密封体11的浮动、倾斜，防止焊接不良。

图9表示注液孔的比较例。图9(a)表示即将向注液孔111安装密封体11上之前的状态。图9(b)表示向注液孔111安装了密封体11的状态。密封体11的结构与图6-8中所表示的结构相同。

注液孔111从封口体110的表面朝向里面地形成扩径部112、压入部113。与图8(a)的注液孔25不同点在于，开口111不形成锥形面。因此，如图9(b)所示，在密封体11安装完成时，不形成相当于图8(b)的空隙29的空隙。在该结构中，几乎没有存积密封体11插入时产生了的咬住片的余地，也几乎得不到像图8的结构那样的防止密封体11浮动、倾斜的效果。而且，因为没有形成锥形面，所以密封体11的插入性变得不利。

图10表示密封体的其它实施方式。图10(a)表示即将向注液孔35安装密封体30之前的状态。图10(b)表示向注液孔35安装了密封体30的状态。

在上述实施方式中，例如如图6(b)所示，密封体11是平板部(铝板12)抵接在封口体2的表面上的结构。与此相对，图10(a)的密封体30由平板部31和凸部32构成，如图10(b)所示，是平板部31也插入到注液孔35中的结构。

图6等所示的密封体11适用于将平板部作为端子面使用并在该端子面上焊接引线板的场合。不将密封体作为端子面使用的场合，将如图10(a)、(b)所示的平板部31插入到注液孔35中的密封体30是适合的。

注液孔35从封口体2的表面朝向里面地形成锥形面36、压入部37。该结构是与图6(a)所示的注液孔8相同的结构。如图10(b)所示，在密封体30的安装完成时，形成用平板部31、锥形面36、凸部32及用锥形面31包围的空隙38。在图10(b)的状态中，焊接密封体30和注液孔35的接缝部39。

即使图10(b)的结构，也与图6～8的结构同样地，能够将在密封体30插入时产生了的咬住片存积在空隙38中，能够抑制密封体30的浮动、倾斜并能够防止焊接不良。

以下，参照实验结果，对本实施方式进一步具体地说明。实验是对实施例1、实施例2、比较例1的三种取样进行的。实施例1是图6(a)所示的结构，实施例2是图8(a)所示的结构，比较例1是图9(a)所示的结构。对于任一取样，密封体是相同结构，是图6等所示的使凸部与双层平板部成为一体的结构。

实施例1在图6(a)中，锥形角度α为α＝17°，封口体2的板厚t为t＝0.8mm，锥形深度d为d＝0.5mm。如果用深度d相对板厚t的比率来表示则为62.5％。

实施例2在图8(a)中，锥形角度α为α＝45°，封口体2的板厚t为t＝0.8mm，锥形深度d为d＝0.15mm。如果用深度d相对板厚t的比率来表示则为18.8％。

比较例1在图9(a)中，封口体110的板厚t为t＝0.8mm。对于任一取样，在图6(a)、图8(a)、图9(a)中，压入部的直径D2为D2＝1.4mm，密封体11的凸部14的直径D为D1＝1.4mm。

用于实验的取样各1000个。对于各取样，用显微镜观察焊接部分，将存在未焊接部分的取样作为不合格品。下述表1表示实验结果。

表1

	锥形角度	锥形深度	焊接不良个数
				实施例1	17°	62.5％	0
实施例2	45°	18.8％	9
				比较例1	无	无	113个

实施例2和比较例1的结构差异在于有无锥形面。通过实验结果，由锥形面得到的防止焊接不良的效果是明确的。

另一方面，实施例1和实施例2相比，焊接不良个数进一步减少为0，因此可知：锥形形状对防止焊接不良是有贡献的。

如果试着研究这一点，则作为由锥形面形状得到的效果可认为下述的结论。如图7(b)所示，在凸部14从封口体2的表面朝向里面被引导的状态下，锥形面15越是大锥度，即锥形角度α越小，凸部14越容易被引导。

而且，锥形面15的深度越深，凸部14被引导的范围就越大，密封体11的倾斜越容易矫正。

再有，关于锥形面和凸部之间的空隙，空隙的大小越大，越容易存积在密封体11插入时产生了的咬住片，对防止密封体11的浮动、倾斜有利。

根据以上观点，如果试着比较实施例1和实施例2，则实施例1相比实施例2，锥形角度变小，且锥形深度变深。另外，实施例1与实施例2相比，充分加深锥形深度，因而实施例1的空隙(图6(b)的空隙16)比实施例2的空隙(图8(b)的空隙29)变大。

即、实施例1的锥形状和实施例2相比，在锥形角度、锥形深度、空隙大小的任一点上，都是对防止焊接不良有利的形状，这认为是表现为焊接个数为0这一实验结果。

这里，随着锥形角度变大，锥形面也变得容易承接电解液。如本实施方式那样，在锥形面和密封体之间形成空隙的结构中，在该空隙中变得容易存积电解液。如果在空隙中存积电解液，则在焊接时电解液被加热，引起由焊接时的飞溅和焊接部的气孔产生所引起的焊接不良的可能性变高。

实施例1、2虽然形成锥形面，但是与没有锥形面的比较例1一样地，没有确认到由电解液加热引起的飞溅和焊接部的气孔。所以，根据实验结果可知，即使形成锥形面和空隙，也可以抑制飞溅和气孔的发生。

而且，实验所用的密封体是具备如图5所示的平板部(铝板12)的结构。因此，如图5所示，注液孔8和焊接部17的位置分离。这也对防止飞溅和气孔的发生有利。

接下来，研究对防止焊接不良有利的锥形形状的范围。根据实验结果和由上述锥形形状产生的效果，则导出如下的有利的锥形形状。

如上所述，锥形面是必要的，且锥形角度越小，密封体的凸部越容易被引导。另一方面，锥形面和密封体之间的空隙也是必要的。从这样的观点出发，优选锥形的角度最好是5度以上。

另一方面，随着锥形角度变大，空隙也变大。如果空隙大，则如上所述，在空隙中变得容易存积电解液。因此，期望锥形角度不要变得过大。具体地，锥形角度的上限到实施例2的45度为止即可，但为了对防止焊接不良更加有利，优选30度以下。

对于锥形的深度，如上所述，越变深越容易矫正密封体11的倾斜。锥形深度基于实施例2为18.8％以上而优选为20％以上。对于锥形深度的上限，还考虑将封口体2的板厚整体作为锥形面的结构。另一方面，为了防止电解液的泄漏，期望设置压入部。因此，锥形深度优选封口体2的板厚的80％以下。

在上述范围内形成了锥形面时，在使用了如图10所示的将平板部31插入到注液孔35中的密封体30的场合，只要设定平板部31的厚度即可，以便形成图10(b)所示的空隙38。

再有，在上述实施方式中，说明了将密封体插入到注液孔中的例子，但根据上述实施方式，只要是将密封体插入到孔中的结构，就可得到防止焊接不良的效果。因此，将密封体进行插入的孔不限于注液孔。

而且，例如在图4中，锥形面15的剖面形状是直线，在其它各图中也是一样。但是，锥形面的剖面形状也可以不是理想的直线，只要是大致直线即可。具体地，锥形面的剖面形状可以局部包含曲线，也可以用将整体稍稍弯曲的曲线形成。

而且，上述实施方式适于在密封体插入时产生咬住片的场合的焊接不良防止。因此，密封体中的插入到注液孔中的部分的材料不限于铝或铝合金，其它的金属也可以，也可以是树脂或橡胶。

产业上的可利用性

如上所述，根据本发明，由于可抑制密封体的浮动、倾斜并可防止焊接不良，因而本发明例如作为用于便携式电话或移动设备的密封电池是有用的。

Claims (8)

1.一种密封电池，用封口体对外装罐的开口进行了封口，其特征在于，

在形成于上述封口体的孔中插入密封体，

上述孔形成使直径随着朝向上述封口体表面而变大的锥形面，

在上述锥形面和上述密封体之间形成空隙，

将上述密封体焊接在上述封口体上。

2.根据权利要求1所述的密封电池，其特征在于，

上述锥形面的深度为上述孔的深度为20％以上。

3.根据权利要求1或2所述的密封电池，其特征在于，

上述锥形面的深度为上述孔的深度为80％以下。

4.根据权利要求1～3任一项所述的密封电池，其特征在于，

上述锥形面的倾斜角度相对于上述孔的中心轴为5度以上。

5.根据权利要求1～4任一项所述的密封电池，其特征在于，

上述锥形面的倾斜角度相对于上述孔的中心轴为30度以下。

6.根据权利要求1～5任一项所述的密封电池，其特征在于，

上述密封体具备平板部和凸部，上述凸部被插入到上述孔中，上述平板部与上述封口体的表面抵接。

7.根据权利要求1～5任一项所述的密封电池，其特征在于，

上述密封体具备平板部和凸部，上述平板部及上述凸部的双方被插入到上述孔中。

8.根据权利要求1～7任一项所述的密封电池，其特征在于，将上述密封体的一部分压入到上述孔中。

Images