CN101821874B

CN101821874B - 密封型电池

Info

Publication number: CN101821874B
Application number: CN2008801099500A
Authority: CN
Inventors: 铃木哲
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-12-16
Filing date: 2008-12-16
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2028-12-16
Also published as: US8551649B2; WO2010070726A1; US20110274967A1; KR20100087279A; CN101821874A; JPWO2010070726A1; KR101138036B1; JP5229594B2

Abstract

本发明提供一种密封型电池，其具备具有开口部的外壳(10)和封闭该外壳开口部的盖体(60)。在上述盖体的与上述外壳的相对的面上形成有进入外壳的内部、与上述外壳开口部嵌合的内侧凸部；包围该开口部的外壳周壁部(14)和盖体通过焊接接合。而且，在作为上述外壳周壁部和盖体接近的区域、且至少是包含构成上述外壳开口部周缘的该周壁部的内侧缘(16)的区域，设置有阻挡该周壁部与盖体直接接触的阻挡层(70)；该阻挡层的外壳外部侧的端部，没有到达该周壁部的外侧缘(18)而是形成在该外侧缘和该内侧缘之间的外壳周壁部的开口端面(15)的中途。

Description

密封型电池

技术领域

本发明是涉及密封型电池和用于构成该电池的电池外壳和盖体，详细来说，涉及该外壳和盖体的封口结构(seal structure)。

背景技术

近年来，锂离子电池和/或镍氢电池等二次电池，作为以电为驱动源的车辆搭载用电源、或搭载于计算机和移动终端以及其他的电气制品等的电源，其重要性正在提高。特别是，质量轻且可得到高能量密度的锂离子电池作为优选用作为车辆搭载用高输出电源的电池正受到期待。

作为该电池的一方式，可以举出将预定的电极体单元和电解质收容于外壳(壳体，case)的内部的密封形式的电池。该密封形式的电池典型的是以如下方式构成：将含有正极和负极的电极体单元收容于金属制外壳之后，在该外壳的开口部(即用于收容电极体单元的收容口)安装盖体并进行封口。

作为用于这种电池的封口手段有多种方法。典型的是，大多使用利用YAG激光或CO₂激光等热源的激光焊接。特别是，激光焊接可以选择性地对局部进行加热，因此，是优选的方法。但是，有可能：在极少的情况下飞溅物飞入该外壳内部的间隙，成为内部短路等的原因。

而且，从防止焊接不良以及防止盖体的位置偏移这样的角度出发，上述盖体的与上述外壳的相对的面(对向面)(安装在外壳开口部时配置在外壳的内部侧的面。以下相同。)上具有进入外壳开口部的内部的部分(以下称为“内侧凸部”)，而该盖体的内侧凸部形成为：在将该盖体安装在外壳开口部了时与该外壳的周壁部紧密接触的形状、即盖体的内侧凸部和外壳开口部的周缘之间不存在间隙(clearance)的形状。但是，若在这样的没有间隙的状态下将盖体安装在外壳开口部时盖体和外壳开口部的相对位置不正而产生位置偏移，则外壳周壁部的开口端部的内侧缘(即开口部周缘)和盖体的内侧凸部强烈摩擦，有可能发生“刮卡(擦伤，咬伤，galling)”。产生刮卡(擦伤)使得由该刮卡(擦伤)所产生的金属粉(即刮削粉(shaved particles))混入外壳内，从而成为内部短路等的原因，因此是所不希望的。

作为这一种类的相关技术，可以举出专利文献1～4。在专利文献1中记载的技术中，通过用保护膜覆盖电池的外装盒(外壳)的外侧壁的整个区域，抑制在盖体安装时可能产生的擦伤。另外，在专利文献2～4中记载的技术中，对可抑制因飞溅物的飞散所导致的内部短路之类的外壳和盖体的嵌合部分的形状做了公开。

但是，若采用专利文献1，则可抑制在将盖体安装在外壳开口部时容易产生的刮削粉，但由于焊接时的激光的照射面也被用保护膜覆盖着，所以构成外壳和盖体的金属不能充分熔化，从而有可能导致焊接不良。另外，在专利文献2～4中，虽然可以抑制飞溅物的飞散，但都难以抑制刮削粉的产生。

专利文献1：日本专利申请公开第2005-71710号

专利文献2：国际公开第WO99/25036号

专利文献3：日本专利申请公开第2002-279944号

专利文献4：日本专利申请公开第平11-162419号

发明内容

因此，本发明是为了解决上述以往的问题而做成的，其目的在于提供一种：抑制在安装盖体时的擦伤的产生和焊接飞溅物向外壳内部的飞散的可靠性高的密封型电池。另外，其另一目的在于提供一种：可实现它的密封型电池用的外壳和盖体的组合、以及密封型电池的制造方法。

为了解决上述问题、由本发明提供的密封型电池为具备具有开口部的外壳和封闭该外壳开口部的盖体的电池；其中，在上述盖体的与上述外壳的相对的面上形成有进入上述外壳的内部、与上述外壳开口部嵌合的内侧凸部；包围上述外壳开口部的上述外壳的周壁部和上述盖体通过焊接接合。而且，在作为上述外壳周壁部和上述盖体接近的区域、且至少是包含构成上述外壳开口部周缘的该周壁部的内侧缘的区域，设置有阻挡该周壁部与盖体直接接触的阻挡层；并且，上述阻挡层的外壳外部侧的端部没有到达上述周壁部的外侧缘，而是形成在该外侧缘和上述内侧缘之间的外壳周壁部的开口端面的中途。

另外，在本说明书中“电池”是指可取出预定的电能的蓄电装置，不限于特定的蓄电机构(电极体和/或电解质的构成)。锂离子电池、镍氢电池以及其他的二次电池或双电层电容器(electrical dual-layer capacitor)等的电容器(即物理电池)为包含于在此所说的电池的典型例子。

另外，在本说明书中“外壳”为构成在此公开的电池的一部件，是指收容电极体单元和电解质、具有开口部(即电极体收容口)的电池用框体。

另外，在本说明书中“刮卡”或“擦伤”是指：在外壳和盖体的接触面(相互摩擦的摩擦面)产生不规则的微观的或宏观的块；“刮削粉”是指由该擦伤(刮卡)所产生的块从外壳或盖体游离出来了的金属粉。

本发明所涉及的电池为如下密封型电池：在外壳(典型的为金属制)的开口部安装盖体(典型的为金属制)，通过焊接使包围该开口部的外壳周壁部和盖体接合(封口)。在具有上述构成的本发明的电池中，在包含构成作为在盖体的安装时容易产生擦伤的部位的外壳开口部周缘的外壳周壁部的开口端面中的内侧缘的区域具有阻挡层。因此，可抑制在安装盖体时可能产生的擦伤，并且，焊接所产生的飞溅物被阻挡层所阻挡，因此不用担心其飞散到外壳的内部。而且，上述阻挡层的端部(缘)中、位于外壳外部侧的阻挡层的端部仅形成到外壳周壁部的开口端面中的外侧缘和内侧缘之间的中途，没有扩展到外壳周壁部的整个开口端面(即没有到达外侧缘)。即，在构成与焊接相伴的激光照射面的部分(具体来说，作为外壳周壁部和盖体接近的区域且至少是包含该外壳周壁部的外侧缘的外壳外侧的焊接区域)的外壳周壁部和盖体没有形成阻挡层，因此，能不会由阻挡层所阻挡地可靠地熔化构成照射面的外壳和盖体的金属。其结果，可实现具有良好的密封性(可防止电解液的泄漏和/或向外壳内的水分侵入的性能)的可靠性高的密封型电池的提供。

另外，在由本发明所提供的电池的一优选方式中，上述阻挡层的外壳外部侧的端部(缘)和上述周壁部的内侧缘之间的距离L，在将由上述外侧缘和该内侧缘之间的距离规定的上述周壁部的开口端面的厚度设为t时，被决定为满足L≤0.5t。

本构成的电池的特征在于，上述阻挡层的距离L和外壳周壁部的开口端面的厚度t的关系为L≤0.5t，换句话来说，不使阻挡层从外壳周壁部的内侧缘向外壳周壁部的外侧缘方向延伸到越过周壁部的开口端面的厚度的二分之一；在该构成的电池中，可以与阻挡层不发生干涉地充分确保外壳周壁部和盖体直接对向的焊接区域。因此，可以实现具有良好密封性的可靠性高的密封型电池的提供。

另外，在由本发明所提供的电池的另一优选方式中，上述阻挡层的形成在上述外壳外部侧的端部(缘)和上述周壁部的内侧缘之间的部分的平均厚度M，在将由上述外侧缘和该内侧缘之间的距离规定的上述周壁部的开口端面的厚度设为t时，被决定为满足M≤0.3t。

通过将上述阻挡层的形成在外壳周壁部的开口端面的部分的平均厚度M设定为满足上述M≤0.3t的值，可以防止向外壳开口部安装盖体时的擦伤的产生，并且，可以将盖体和外壳周壁部的间隔抑制在预定的范围内(典型的是与上述平均厚度M大致相同、即0.3t以下)。因此，尽管隔着阻挡层也可在焊接中使外壳周壁部和盖体充分接近。因此，若采用本方式，则可提供确保焊接强度以及高的密封性的可靠性高的密封型电池。

在优选提供的本发明所涉及的电池的一方式中，上述t处于0.3mm～2mm的范围。即使在外壳周壁部的开口端面的外侧缘和内侧缘之间的距离即外壳周壁部的开口端面的厚度t被设定在该数值范围了的情况下，也可通过适用本发明防止刮卡(擦伤)的产生并且将在焊接时产生的飞溅物飞散到外壳内部的情况防范于未然。因此，若采用本发明，可以提供具备比较薄的外壳的质量轻且可靠性高的密封型电池。

另外，在由本发明提供的电池的优选的另一方式中，上述阻碍层为合成树脂或橡胶制。

若上述阻碍层由合成树脂或橡胶形成，则即使盖体和外壳周壁部接触也难以产生擦伤，另外，可以防止来自盖体或外壳周壁部的刮削粉(即金属粉)的产生。特别是，由耐电解液腐蚀性高的合成树脂或橡胶形成的阻挡层可以防止电解液的泄漏和/或向外壳内的水分侵入。

另外，本发明提供实现上述目的的密封型电池用的外壳和盖体。还提供它们的组合。即，构成由本发明提供的组合的盖体和电池外壳为构成在此公开的密封型电池的盖体和电池外壳，其特征在于，在该盖体的里面侧形成有用于进入上述外壳的内部与上述外壳开口部嵌合的内侧凸部，在处于使上述盖体嵌合于上述外壳开口部的状态时，在作为包围该外壳开口部的上述外壳周壁部和上述盖体接近的区域且至少是包含构成上述外壳开口部周缘的该周壁部的内侧缘的区域，阻挡该周壁部与盖体直接接触的阻挡层设置在该周壁部和该盖体中的至少任何一方。而且，该阻挡层设置成：在处于使上述盖体嵌合于上述外壳开口部的状态时，该阻挡层的外壳外部侧的端部没有到达上述周壁部的外侧缘而形成在该外侧缘和上述内侧缘之间的外壳周壁部的开口端面的中途。

在此公开的密封型电池用外壳和盖体中，在相当于成为在盖体的安装时容易产生擦伤的接触部位的外壳开口部周缘的外壳周壁部和盖体的任何一方设置有阻挡层，因此，可以抑制在向外壳开口部安装盖体时的擦伤的产生，并且，可以由阻挡层阻止在盖体和外壳的焊接时产生的飞溅物飞散到外壳内部。而且，在处于盖体被安装于外壳的状态下，上述阻挡层仅形成到外侧缘和内侧缘之间的外壳周壁部的开口端面的中途，因此，由焊接所产生的外壳和盖体的接合不受阻挡层的阻挡，从而能可靠地熔化。因此，通过使用本发明的盖体和电池外壳，可提供具有良好的封口结构的可靠性高的密封型电池。

另外，在由本发明提供的优选的一方式的密封型电池用的外壳和盖体中，上述阻挡层的外壳外部侧的端部和上述周壁部的内侧缘之间的距离L，在将由上述外侧缘和该内侧缘之间的距离规定的上述周壁部的开口端面的厚度设为t时，被决定为满足L≤0.5t。

通过使用这样的盖体和外壳，可以确保不与阻挡层产生干涉地充分确保外壳周壁部和盖体直接对向的焊接区域。因此，可以构成具有良好的密封性的可靠性高的密封型电池。

另外，在由本发明提供的优选的另一方式的密封型电池用的外壳和盖体中，上述阻挡层的形成在外壳外部侧的端部和上述周壁部的内侧缘之间的部分的平均厚度M，在将由上述外侧缘和该内侧缘之间的距离规定的上述周壁部的开口端面的厚度设为t时，被决定为满足M≤0.3t。

通过使用这样的盖体和外壳，可以抑制在向外壳开口部安装盖体时的擦伤的产生，并且，将盖体和外壳周壁部的间隔抑制在预定的范围内(典型的是与上述平均厚度M大致相同，即0.3t以下)。因此，尽管隔着阻挡层也可为了焊接使外壳周壁部和盖体充分接近。因此，可构成保证焊接强度和高的密封性的可靠性高的密封型电池。

另外，在由本发明提供的密封型电池用的外壳和盖体的优选的另一方式中，上述阻挡层为合成树脂或橡胶制。

若上述阻碍层由合成树脂或橡胶形成，则在构成电池时，即使该阻挡层与盖体或外壳周壁部接触也难以产生擦伤，另外，可以防止来自盖体或外壳周壁部的刮削粉(即金属粉)的产生。

另外，本发明作为另一侧面，提供一种通过准备在此公开的任何一种密封型电池用的外壳和壳体来制造密封型电池的方法。

本发明涉及的密封型电池的制造方法为制造具备具有开口部的外壳和封闭该外壳开口部的盖体的密封型电池的制造方法，包含以下工序，即：准备具备以下特征的外壳和盖体作为上述外壳和上述盖体的工序：在上述盖体的与上述外壳的相对的面上形成有用于进入上述外壳的内部与上述外壳开口部嵌合的内侧凸部，在处于使上述盖体的内侧凸部嵌合于上述外壳开口部的状态时，在作为包围该外壳开口部的上述外壳周壁部和上述盖体接近的区域且至少是包含构成上述外壳开口部周缘的该周壁部的内侧缘的区域，阻挡该周壁部与盖体直接接触的阻挡层设置在该周壁部和该盖体中的至少任何一方，并且，设置成该阻挡层的外壳外部侧的端部没有到达上述周壁部的外侧缘而形成在该外侧缘和上述内侧缘之间的外壳周壁部的开口端面的中途；将至少一个电极体单元收容于上述准备的外壳内的工序；用上述盖体封闭上述外壳开口部的工序；和焊接封闭了上述外壳开口部的盖体和包围该外壳开口部的外壳周壁部的工序，其中，以作为该外壳周壁部和该盖体接近的区域且没有形成上述阻挡层的区域为中心进行焊接。

另外，本制造方法中优选使用的外壳和盖体的组合的例示如上述。

而且，本发明提供具备在此公开的任何一种密封型电池(可由在此公开的方法制造得到的密封型电池。)的车辆。由本发明提供的密封型电池能表现出适于作为搭载于车辆的密封型电池的品质(例如、优良的密封性、防止内部短路等)。因此，该电池可适于用作为搭载在混合动力汽车、电动汽车、燃料电池汽车之类的具备电动机的汽车等的车辆的马达(电动机)用的电源。

附图说明

图1是示意表示一实施方式所涉及的密封型电池的立体图。

图2是沿图1中的II-II线的剖视图。

图3是放大了安装盖体之前的外壳周壁部和盖体的对向的区域的示意图。

图4是放大了在安装盖体之后焊接着的外壳周壁部和盖体的对向的区域的示意图。

图5是示意表示具备本发明的密封型电池的车辆(汽车)的侧视图。

具体实施方式

以下，对本发明的优选的实施方式进行说明。另外，作为在本说明书中没有特别提及的事项之外的内容(matter)的实施本发明所必需的事项，可基于本技术领域中的现有技术作为本领域一般技术人员的设计事项来掌握。本发明可以基于本说明书中公开的内容和该领域中的技术常识来实施。

本发明所涉及的密封型电池为通过对封闭外壳开口部的盖体和该外壳周壁部进行焊接来封口的电池；其特征在于，在包含相当于外壳开口部周缘的该周壁部的内侧缘的区域设置有阻挡层(barrier layer)。

以下，以使用在外壳侧设置有上述阻挡层的外壳和盖体构成的密封型电池为例，对本发明进行详细说明。但是，这并不意味着本发明限于该实施方式。

另外，在以下的附图中，对起到相同作用的部件、部位标注相同的附图标记，省略或简化重复说明。另外，各图中的尺寸关系(长度、宽度、厚度等)并不反映实际的尺寸关系。

图1是示意表示一实施方式所涉及的密封型电池100的立体图。图2是沿图1中的II-II线的剖视图。

如图1和图2所示，本实施方式所涉及的密封型电池100具备长方体形状的方形的外壳10和封闭该外壳10的开口部12的盖体60。该外壳10为具备构成外壳10的侧面的周壁部14和从开口部12观察的未图示的底部的长方体形状的框体，在由周壁部14的开口端面(即构成开口部12的周缘的端面)15包围的部分构成了矩形的开口部12。可以由该开口部12将电极体单元20和电解液收容于外壳10内部。另外，上述周壁部14的开口端面15具有由相当于开口部周缘13的内侧缘16和位于外壳外部侧的外侧缘18之间的距离规定的厚度t(参照图3)。

如图2所示，安装上述盖体60使得封闭外壳10的开口部12。该盖体60为与该外壳10的底面相同的尺寸和形状，且为了配置在开口部12上构成外壳10的一面而形成为矩形板状，在该盖体60的与该外壳10的相对的面(指安装在外壳开口部12时配置在外壳10的内部侧的面。以下相同。)上的中心部，形成有在将盖体60安装在外壳开口部12了时进入开口部12的内部的内侧凸部62。即，在本实施方式所涉及的密封型电池100中，盖体60的内侧凸部62进入外壳10的内部，与外壳10嵌合。

另外，如图1和图2所示，在盖体60设置有外部连接用的正极端子38和负极端子48，这些端子38、48的一部分在盖体60的表面侧突出着。正极端子38和负极端子48分别与收容于外壳10内部的电极体单元20(参照图2)的正极集电体32(具体来说在正极集电体32上形成了正极活性物质层34的正极片30)的端部和负极集电体42(具体来说在负极集电体42上形成了负极活性物质层44的负极片40)的端部电连接。

作为构成上述外壳10和盖体60的成形材料，优选是金属制的材料。如后述，本实施方式所涉及的密封型电池100为通过焊接安装在外壳开口部12的盖体60来封口的构成，因此，只要是可焊接的成形材料即可，不特别其种类，但可以优选使用质量轻且导热性好的金属材料。作为这样的金属材料，可以举出例如：铝、铝合金、不锈钢和镀镍钢等。特别优选的材料为质量轻且导热性好的铝或铝合金。

另外，构成外壳10和盖体60的成形材料既可分别为相同的材料，也可分别使用不同的材料构成。但是，由相同材料构成的外壳10和盖体60由于导热率和熔化温度等各种物理特性相同，所以不会产生因焊接的热导致在金属的融化上的不均匀，因此是优选的。在本实施例中，外壳10和盖体60都由铝构成。

另外，上述形状的外壳10和盖体60通过对由适当金属材料构成的板材进行挤压加工等成形为期望的形状。

接着，使用图3和图4，对具备阻挡层70的外壳10和盖体60的封口部分的结构进行详细说明。

图3是放大了图2中的外壳周壁部14和盖体60的接近(对向)的区域的示意图(但是为安装盖体之前)。图4是放大了在安装了盖体且焊接之后的外壳周壁部和盖体的接近(相对向)的区域的示意图。

如图3所示，在本实施方式所涉及的密封型电池100的外壳10，在外壳周壁部14和盖体60接近(对向)的区域且包含相当于外壳开口部周缘13的周壁部14的内侧缘16的区域，设置有阻挡层70。优选是，如图所示，阻挡层70将内侧缘16包含在中央，一方的端部(外壳外部侧的边缘)形成在外侧缘18和内侧缘16之间的外壳周壁部14的开口端面15的中途，并且，另一方的端部(外壳内部侧的缘)越过内侧缘16延伸形成到外壳周壁部14的内壁面19。换句话来说，该阻挡层70形成在阻挡该周壁部14与盖体60直接接触的位置。因此，可以抑制在盖体60的安装时可能产生的擦伤，并且，即使假定因焊接产生了飞溅物，也因由阻挡层70阻挡，所以不用担心飞溅物飞散到外壳10的内部。

另外，阻挡层70的在外壳10外部侧的端部(靠近由焊接所产生的激光照射面的一方的阻挡层70的缘)，没有到达周壁部14的外侧缘18而是形成在外侧缘18和内侧缘16之间的外壳周壁部的开口端面15的中途(途中)。即，在构成焊接时的激光照射面的部分的外壳周壁部14和盖体60没有形成阻挡层70(不从其突出)。

在此，上述激光照射面如图4所示为从箭头α所示的位置、外壳周壁部14和盖体60的周缘直接对向的焊接区域80；是指至少包含外壳周壁部14的外侧缘18的外壳外侧的没有形成阻挡层70的部分；对该区域80照射激光，并使之局部融化、凝固，由此，可使外壳周壁部14与盖体60接合。因此，本实施方式所涉及的电池100具有如下封口结构：从外壳10的侧方α对该区域80照射激光，焊接外壳10与盖体60。另外，在上述区域80没有形成阻挡层，因此，激光照射热不会被阻挡层70吸收，从而可在整个照射面均匀地传导热量、良好地进行外壳周壁部14和盖体60的焊接接合。由此，可成为具有防止电解液的泄漏和向外壳内的水分侵入的良好密封性(封口结构)的密封型电池100。另外，在本实施方式中，可对各种激光焊接不加限定地利用，例如作为优选的热源，可以举出YAG激光器、Nd:YAG激光器、CO₂激光器等。

另外，阻挡层70优选设置成与由外壳周壁部14的内侧缘16和外侧缘18之间的距离规定的周壁部的开口端面15的厚度t之间满足如下关系式。

首先，阻挡层70的外壳外部侧的端部和外壳周壁部14的内侧缘16之间的距离L(参照图3)用L≤0.5t的关系式表示。优选是，上述距离L设定在0.3t≤L≤0.5t的范围内。若将具备用该关系式表示的距离L的阻挡层70设置在外壳10，则不用担心在封口时的焊接中飞溅物飞散到外壳10内部。另外，在构成焊接时的激光照射面的部分不形成阻挡层70，因此，可牢固地接合外壳周壁部14和盖体60。

而且，在上述阻挡层70中、阻挡层70的形成在外壳外部侧的端部与外壳周壁部14的内侧缘16之间的部分的平均厚度M(参照图3)用M≤0.3t的关系式表示。若将具备用该关系式表示的平均厚度M的阻挡层70设置在外壳10，则除了可以将在盖体60的安装时的擦伤的产生防范于未然之外，外壳周壁部14和盖体60直接对向(相对)的区域(焊接区域)中的盖体和外壳开口端面15的距离短、可实现充分的焊接强度。

另外，优选是，将上述平均厚度M设定在0.05t≤M≤0.3t的范围内。另外，更为优选是设定在0.05t≤M≤0.1t的范围内。

另外，特别优选是以同时满足上述的0.3t≤L≤0.5t和0.05t≤M≤0.3t(更为优选是0.05t≤M≤0.1t)的方式形成阻挡层。

另外，作为由外壳周壁部14的内侧缘16和外侧缘18之间的距离规定的周壁部的开口端面15的厚度t只要能达成本发明目的即可，没有特别限制。例如，也可设置成t处于0.3mm～2mm的范围。另外，作为厚度t的范围优选是0.5mm～1.5mm，特别优选是0.8～1.2mm的程度。具备该厚度t的较薄的外壳的电池100：能具备可保护收容于外壳10内部的电极体单元20等不受外部冲击的强度，并且，能成为质量轻且可靠性高的密封型电池。

而且，上述阻挡层70由含有合成树脂或橡胶的材料构成。合成树脂或橡胶具有机械强度和化学稳定性，并且，能以低成本获得。另外，若阻挡层70由合成树脂或橡胶形成，则即使该阻挡层70与盖体60或外壳周壁部14接触，也难以产生擦伤，并且，可以防止来自盖体60或外壳周壁部14的刮削粉(即金属粉)的产生。

作为构成阻挡层的合成树脂材料，优选是烯烃系树脂等耐电解液腐蚀性高的材料，例如，在构成锂离子电池或其他使用了非水电解液的电池的情况下，可以优选使用：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯硫醚(PPS)等、或者它们的组合。另外，作为橡胶材料，例如，在构成锂离子电池或其他使用了非水电解液的电池的情况下，可以使用：乙丙橡胶(EPM)、乙丙二烯橡胶(EPDM)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、丁基橡胶(IIR)、腈基丁二烯橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)等。或者也可以使用热塑性弹性体(TPE)。

作为将由上述材料构成的阻挡层70形成在包含外壳周壁部14的内侧缘16的区域的手段，只要可达成本发明的目的即可，没有特别限定；例如，通过在上述区域被覆在合成树脂或橡胶制的膜的单面涂布了粘结材料的粘结密封件，可以容易地形成阻挡层70。另外，即使是市面上出售的合成树脂或橡胶制的密封件，也可不加特别限定地使用。

作为使用如上述设置了阻挡层70的外壳10和盖体60的组合而构成的密封型电池100，对其他的构成要素(元件)的电极体单元20和电解液等没有特别限定，在本实施方式中，构成了具备卷绕型电极体单元20的锂离子电池100。以下，对其他的构成要素进行说明，但这并不意味着对本发明所涉及的实施方式加以限定。

如图2所示，在本实施方式中，在该外壳10内收容有扁平形状的电极体单元20。该电极体单元20含有：在长的片状的正极集电体32的表面具有正极活性物质层34的正极片30、在长的片状的负极集电体42的表面具有负极活性物质层44的负极片40、和长的片状的隔板50。将正极片30和负极片40与2块隔板50重叠在一起进行卷绕，从侧面方向将得到的卷绕体压溃使其变形，由此成形为扁平形状。。

而且，在正极集电体32的端部接合正极端子38，在负极集电体42的端部接合负极端子48，上述端子分别与形成为上述扁平形状的正极片30或负极片40电连接。作为正负极端子38、48与集电体32、42的各自的接合方法，可以使用例如超声波焊接法、电阻焊接法等各种焊接法。

另外，作为构成正极片30的正极集电体32可以使用由导电性良好的金属形成的片材。可以举出例如铝或以铝为主要成分的合金制的导电性部件。另外，作为正极活性物质层34的主要成分即电极活性物质，没有特别限定，可以使用自以往用于锂离子电池的物质的一种或两种以上。例如，可优选使用锂过渡金属复合氧化物等。另外，作为导电材料，可以添加乙炔黑、科琴炭黑(Ketjen black)等的碳粉末。

另一方面，作为构成负极片40的负极集电体42可以使用由铜等导电性良好的金属形成的片材。另外，作为负极活性物质层44的主要成分即电极活性物质，没有特别限定，可以使用自以往用于锂离子电池的物质的一种或两种以上。例如，可以举出含有石墨结构(层状结构)的粒子状的碳材料。

正极片30和负极片40优选是可通过如下方式制作：将上述电极活性物质分散到适当的溶剂了的混合物施加在各集电体32、42上，干燥该混合物。作为上述溶剂可优选使用例如水等的水系溶剂、或N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、甲乙酮等非水系溶剂。

另外，可以优选使用从聚偏氟乙稀(PVDF)、聚四氟乙稀(PTFE)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、羧甲基化纤维素(CMC)等聚合物适当选择的一种或两种以上的聚合物材料，作为粘结剂和增粘剂等各种添加剂。另外，将上述电极活性物质分散到适当的溶剂了的混合物施加(典型地为涂布)在各集电体32、42的操作，例如，可以使用适当的涂布装置(狭缝式涂布机(slit coater)、金属型涂布机(die coater)，刮刀式涂布机(commacoater)等)，涂布预定量的混合物。

在将上述电极体单元20收容于外壳10之后，向该外壳内注入电解液。作为锂离子电池用电解液，可以使用含有非水系溶剂和添加溶解于该溶剂的锂盐(支持电解质)的非水电解液。作为非水系溶剂，可以使用：从碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚乙酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)等的作为一般可用于锂离子电池的电解液的材料已公知的非水系溶剂中选择的一种或两种以上。另外，作为电解液中所含有的支持电解质，可以使用从LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄等中选择的一种或两种以上的锂化合物(锂盐)。

在注入上述电解液之后，将盖体60安装于外壳10的开口部12，从该外壳侧方的α(参照图4)照射激光使其结合，由此，构成作为本发明的优选的一实施方式的密封型电池100。

以下，对与本发明相关的试验例进行说明，但这并不意味着将本发明限定于该具体例所示的内容。

首先，准备如下铝制的密封型电池用的外壳：尺寸为150mm(纵向(长))×30mm(横向(宽))×100mm(高度)，厚度在整个周向为1mm。另外，准备如下铝制的密封型电池用的具备内侧凸部的盖体：尺寸为150mm(纵向)×30mm(横向)，厚度为3mm。

而且，在本试验例中，准备：设置了构成材料和尺寸(距离L和平均厚度M)各自不同的阻挡层的共计9种(样品1～9)的外壳、和没有设置阻挡层的外壳(样品10)。在表1中示出样品1～10所涉及的阻挡层的构成材料和尺寸的一览表。

另外，阻挡层的距离L是指外壳外部侧的端部和外壳周壁部的内侧缘之间的周壁部的开口端面的距离，平均厚度M是指形成在外壳外部侧的端部和外壳周壁部的内侧缘之间的部分的平均厚度(参照图3)。

(表1)

表1

而且，使用具有阻挡层的样品1～9和不具有阻挡层的样品10的总共10种外壳(每种30个)，调查：安装盖体时有无刮削粉的混入和激光焊接时有无飞溅物的混入、以及焊接后的平均耐压强度。在表2中示出样品1～10的测定结果。

另外，本试验例是与赋予本发明特征的外壳和盖体的封口结构相关的试验例，就该试验目的而言，电极体单元和电解液是不需要的，因此，在外壳内没有收容这些电池构成物。

(表2)

表2

	刮削粉的混入数(N＝30)	飞溅物的混入数(N＝30)	平均耐压强度(MPa)
				样品1	0/30	0/30	5.2
样品2	0/30	0/30	5.1
				样品3	0/30	0/30	4.5
样品4	0/30	0/30	0.8
				样品5	0/30	0/30	5.2
样品6	0/30	0/30	3.4
				样品7	0/30	0/30	1.6
样品8	0/30	0/30	4.9
				样品9	0/30	0/30	5.2
样品10	11/30	16/30	5.0

(有无刮削粉的混入)

关于有无刮削粉的混入，在将盖体安装在外壳开口部之后，通过目视确认有无落入外壳内了的刮削粉。在表2中示出结果。

如表2所示，在样品10中，在总计30次的安装操作中的11次的安装操作中确认有刮削粉的混入。另一方面在使用了设置了阻挡层的样品1～9的外壳的安装操作中，在总计30次的安装操作中全部确认没有刮削粉的混入。

(有无飞溅物的混入)

激光焊接上述安装后的盖体和外壳。具体来说，对将盖体安装在预定位置了的外壳周壁部和盖体的对向(接近)的部分在整个周向照射激光(例如YAG脉冲激光和CW激光的混合激光)，进行了焊接。

关于有无伴随着焊接的飞溅物的混入，通过目视确认有无落入外壳内的飞溅物。在表2中示出结果。

如表2所示，在样品10中，在总计30次的焊接中的半数以上的16次的焊接中确认有飞溅物的混入。另一方面，在使用了设置了阻挡层的样品1～9的外壳的焊接中，在总计30次的焊接中全部确认没有飞溅物的混入。(平均耐压强度的测定)

在上述焊接后，在盖体开孔、向外壳内注入油(硅油等)，测定直到在焊接部分产生裂纹(即注入的油漏出)的极限内部压力(耐压强度)。对样品1～10(每种30个)进行上述耐压强度试验，求出平均耐压强度。在表2中示出结果。

如表2所示，在样品1、2、3、5、8、9中，表现出比较高的耐压强度(即、至少4.5MPa、在特别优选的几种样品中为5.0MPa以上)。另一方面，在样品4(平均厚度M为0.05mm)、样品6(距离L为0.7mm)和样品7(距离L为1.0mm)中，平均耐压强度低。特别是在样品4中，表现为低值，平均耐压强度为1.0MPa以下。

(构成材料的评价)

在本试验中，如表1所示，使用了3种不同材料作为构成阻挡层的材料。在样品1～7中使用了PP(聚丙烯)作为阻挡层的构成材料，而且，在样品8中使用了聚乙烯(PE)，在样品9中使用了乙丙二烯橡胶(EPDM)。因此，若比较阻挡层的尺寸(距离L为0.3mm且平均厚度M为0.1mm)相等的样品2(PP)、样品8(PE)和样品9(EPDM)的上述结果，则不仅都确认为没有刮削粉的混入和飞溅物的混入，而且还都表现出高的平均耐压强度。

如由上述的试验例可明确的那样，若采用本发明，则可以实现：防止安装盖体时的刮削粉的产生和防止伴随着焊接的飞溅物的混入。另外，可以提供具备外壳和盖体的高的焊接强度(密封性)的可靠性高的密封型电池。

以上，通过优选实施方式对本发明进行了说明，但这样的记述并非限定事项，可进行各种改变。例如，也可：不是在外壳侧预先形成了上述阻挡层的方式，而是在对应的部分的盖体形成了同样的阻挡层的方式。

另外，密封型电池的种类不限于上述的锂离子电池，也可以是电极体构成材料和/或电解质不同的各种内容的电池、例如使用锂金属和/或锂合金制作负极的锂二次电池、镍氢电池、镍镉电池、或双电层电容器之类的所谓物理电池。而且，该电池的形状没有特别限定，可以是例如长方体形、圆筒形等外形，就该电池的大小以及其他的构成而言，也可根据用途(典型的为车载用)适当变更。

由本发明提供的密封型电池(特别优选是锂离子电池等锂二次电池或镍氢电池之类的二次电池)可优选用作为特别是搭载于汽车等车辆的马达(电动机)用电源。因此，若采用本发明，则可以提供：如图5中示意所示、具备由本发明提供的密封型电池100(典型的是，将电池100作为单电池串联连接多个该电池构成的组电池即电池组)作为电源的车辆(典型的是汽车、特别是混合动力汽车、电动汽车、燃料电池汽车之类的具备电动机的汽车)1。

Claims

1.一种密封型电池，具备具有开口部的外壳和封闭该外壳开口部的盖体；其中，

在所述盖体的与所述外壳的相对的面上形成有进入所述外壳的内部、与所述外壳开口部嵌合的内侧凸部；

包围所述外壳开口部的所述外壳的周壁部和所述盖体通过焊接接合；

在作为所述外壳周壁部和所述盖体接近的区域、且至少是包含构成所述外壳开口部周缘的该周壁部的内侧缘的区域，设置有阻挡该周壁部与盖体直接接触的阻挡层；并且，

所述阻挡层的外壳外部侧的端部，没有到达所述周壁部的外侧缘而是形成在该外侧缘和所述内侧缘之间的外壳周壁部的开口端面的中途。

2.根据权利要求1所述的密封型电池，其中，所述阻挡层的外壳外部侧的端部和所述周壁部的内侧缘之间的距离L，在将由所述外侧缘和该内侧缘之间的距离规定的所述周壁部的开口端面的厚度设为t时，被决定为满足L≤0.5t。

3.根据权利要求1所述的密封型电池，其中，所述阻挡层的形成在所述外壳外部侧的端部和所述周壁部的内侧缘之间的部分的平均厚度M，在将由所述外侧缘和该内侧缘之间的距离规定的所述周壁部的开口端面的厚度设为t时，被决定为满足M≤0.3t。

4.根据权利要求2所述的密封型电池，其中，所述阻挡层的形成在所述外壳外部侧的端部和所述周壁部的内侧缘之间的部分的平均厚度M，在将由所述外侧缘和该内侧缘之间的距离规定的所述周壁部的开口端面的厚度设为t时，被决定为满足M≤0.3t。

5.根据权利要求2所述的密封型电池，其中，所述t处于0.3mm～2mm的范围。

6.根据权利要求3所述的密封型电池，其中，所述t处于0.3mm～2mm的范围。

7.根据权利要求4所述的密封型电池，其中，所述t处于0.3mm～2mm的范围。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的密封型电池，其中，所述阻挡层由合成树脂或橡胶制成。

9.一种密封型电池的制造方法，为制造具备具有开口部的外壳和封闭该外壳开口部的盖体的密封型电池的方法；包含以下工序：

准备具备以下特征的外壳和盖体作为所述外壳和所述盖体的工序：

在所述盖体的与所述外壳的相对的面上形成有用于进入所述外壳的内部与所述外壳开口部嵌合的内侧凸部，

在处于使所述盖体的内侧凸部嵌合于所述外壳开口部的状态时，在作为包围该外壳开口部的所述外壳周壁部和所述盖体接近的区域且至少是包含构成所述外壳开口部周缘的该周壁部的内侧缘的区域，阻挡该周壁部与盖体直接接触的阻挡层设置在该周壁部和该盖体中的至少任何一方，并且，该阻挡层的外壳外部侧的端部设置成没有到达所述周壁部的外侧缘而形成在该外侧缘和所述内侧缘之间的外壳周壁部的开口端面的中途；

将至少一个电极体单元收容于所述准备的外壳内的工序；

用所述盖体封闭所述外壳开口部的工序；和

焊接封闭了所述外壳开口部的盖体和包围该外壳开口部的外壳周壁部的工序，其中，以作为该外壳周壁部和该盖体接近的区域且没有形成所述阻挡层的区域为中心进行焊接。

10.一种车辆，具备权利要求1～8中任一项所述的密封型电池或由权利要求9所述的制造方法制造的密封型电池。