CN102197515A - 电池和搭载该电池的车辆以及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电池，具有端子铆钉，该端子铆钉具备设置在柱状铆钉部的基端侧的基座部，在基座部中的铆钉部侧的面上，越接近铆钉部越高的倾斜承接面围绕着铆钉部在整周上被形成。另外还具有环状的弹性部件；比弹性部件的硬度高且直径比弹性部件的外径大，并形成有直径比倾斜承接面的外径小的第一孔的硬质部件。端子铆钉配置成使基座部和集电部位于电池壳体的内部，同时铆钉部贯穿电池壳体的孔并突出到外部。硬质部件以弹性部件位于第一孔内的方式被配置，并被夹持在基座部和电池壳体之间。通过将铆钉部铆接，弹性部件在基座部和电池壳体之间沿厚度方向被压缩，从而，能够长期地可靠地维持密封性。

Description

电池和搭载该电池的车辆以及设备

技术领域

本发明涉及在正负外部端子从电池壳体突出到外部的状态下，将电极体群封入在内部并密封的电池。更详细地说，本发明涉及与外部端子导通的端子铆钉铆接(かしめ)在电池壳体上而被固定的电池、搭载该电池的车辆和设备。

背景技术

一直以来，使用将电极体群密封在壳体内部的密封型的电池。电极体群中包含正负电极板和电解液等。而且，分别与正负电极板连接的正负外部端子通过壳体的贯穿孔等突出到外部。该电极端子例如通过对铆钉状的部件进行铆接而被固定于壳体的贯穿孔。在该铆钉部件的基座部和壳体之间，为了内部的密闭性而通常设置有密封部件。

例如专利文献1提出一种将垫圈夹持在铆钉部件的基座部和壳体(在此为盖体)之间的电极构成。另外例如，专利文献2记载了一种在承接面上形成凸部并使该凸部咬入到密封材料内的构造。由此，能够提高密封性。此外，专利文献3记载了一种在密封部件上形成环状的凸部的电极构造。在该文献中，通过该凸部被压缩，能够可靠地密封。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-192552号公报

专利文献2：日本特开2003-173767号公报

专利文献3：日本特开2006-216411号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在上述专利文献1记载的构成中，铆钉部件的基座部、垫圈、盖体彼此相互压接的面均是平面。因而，在通常情况下能够长期保持正常的密封性。然而，万一在铆钉部件的制造时，在其基座部上出现凹坑或变形的情况下，则担心长期使用期间密封性下降。

另外，在专利文献2或专利文献3记载的构成中，在密封部件的特定部位上产生应力集中。因而，担心由长年变化而在密封部件上产生裂痕或裂纹，从而，虽然短期能够获得可靠的密封性，但在长期的密封性确保方面存在不稳定因素。

本发明为了解决上述以往技术具有的问题而成。也就是其目的是提供一种电池、搭载该电池的车辆和设备。该电池具有经过长期也能维持可靠密封性的电极端子的构成。

以解决该问题为目的的本发明的一种方式的电池是一种具有电池壳体、被密封在电池壳体的内部的电极体群、与电极体群的电极体导通并在电池壳体的外部露出的外部端子的电池。该电池具有端子铆钉，该端子铆钉具备柱状的铆钉部、设置在铆钉部的基端侧的基座部、和与电极体群的电极体相连接的集电部，在基座部中的铆钉部侧的面上，越接近铆钉部越高的倾斜承接面围绕着铆钉部在整周上被形成；环状的弹性部件；比弹性部件的硬度高且直径比弹性部件的外径大，并形成有直径比倾斜承接面的外径小的第一孔的硬质部件。电池壳体上形成有铆钉部通过的第二孔。端子铆钉配置成使基座部和集电极位于电池壳体的内部，且铆钉部贯穿第二孔并突出到电池壳体的外部。硬质部件以弹性部件位于第一孔内的方式被配置，并被夹持在基座部和电池壳体之间。通过将铆钉部铆接，外部端子被固定在电池壳体内并与端子铆钉导通。弹性部件在基座部和电池壳体之间沿厚度方向被压缩。

根据本发明一种方式的电池，在端子铆钉的台座部上形成有越接近内侧越高的倾斜承接面。而且，弹性部件在硬质部件的内侧被夹持在基座部和电池壳体之间。也就是弹性部件配置在厚度方向上比硬质部件更狭窄的部位上，因此其整体被压缩。此外，由于是倾斜承接面，其压缩量朝向内侧平滑地增大。从而，即使在基座部的承接面上稍微产生变形或倾斜，整体密封性也能被良好地维持。而且，由于相对于弹性部件没有产生应力集中的部位，经历长期间也能可靠地维持其密封性。

此外，在本发明的上述方式中，最好是，倾斜承接面中的与第一孔的边缘相接触的部位和倾斜承接面的最内侧的高度差为0.001mm以上且0.2mm以下。

只要弹性部件的被压缩程度在该程度内，就能维持充分的密封性，并不担心被变形至弹性丧失的程度。

此外，本发明的其他方式是一种车辆，具有接受电力的供给并旋转驱动车轮的电动机、向上述电动机供给电力的电源部，上述电源部包含上述二次电池。

此外，本发明的其他方式是一种设备，具有接受电力的供给并动作的动作部(工作部)、向上述动作部供给电力的电源部，上述电源部包含上述二次电池。

发明效果

根据本发明的上述方式中的电池、搭载该电池的车辆和设备，具有能够长期维持可靠密封性的电极端子的构成。

附图说明

图1是表示本方式涉及的二次电池的局部剖视图。

图2是表示本方式的铆接部的分解立体图。

图3是铆接部的端面图。

图4是表示搭载有二次电池的车辆的例子的说明图。

图5是表示搭载有二次电池的冲击钻的例子的说明图。

符号说明

10二次电池  11电池壳体  12封口板  12a贯穿孔  14正极端子

16发电部件  23绝缘隔板  23a贯穿孔  24密封垫圈

31端子铆钉  32铆钉部  33基座部  33b凸部  34集电部

200车辆  300冲击钻

具体实施方式

以下，参照附图详细说明将本发明具体化的最佳方式。本方式是将本发明应用于扁平型的锂离子二次电池的方式。

本方式的二次电池10是图1所示那样的将发电部件16收容在电池壳体11内并密封后的产品。电池壳体11具有一面开口的箱状主体13和对该一面封口的封口板12。另外，外部电极端子即正极端子14和负极端子15分别在封口板12的图中上部突出并安装在封口板12的上部上。所述正极端子14和负极端子15分别被连接到发电部件16所包含的正负电极板等上。

参照图2说明本方式的正极端子14和封口板12的安装部位。图2是分解正极端子14在安装前的状态并进行表示的视图。而且，负极端子15的安装部位与正极端子14的安装部位基本左右对称。正极端子14使用如图2所示的台阶状的金属部件即外部端子21来安装在封口板12上。而且，该外部端子21与绝缘垫圈22、绝缘隔板23、密封垫圈24一起由端子铆钉31固定在封口板12上。

正极端子14如图2所示具有突出到外部的螺杆部14a、和直径比螺杆部14a大的基座部14b。外部端子21具有台阶状一体形成的上阶部21a和下阶部21b。在上阶部21a上形成有使正极端子14的螺杆部14a贯穿的贯穿孔21c。在下阶部21b上形成有使端子铆钉31贯穿的贯穿孔21d。而且，正极端子14的基座部14b的形状在此表示为大致长方体。只要至少具有不能贯穿贯穿孔21c的尺寸，基座部14b的形状也可以采用任何形状。

绝缘垫圈22、封口板12、绝缘隔板23、密封垫圈24上也如图2所示设置有用于使端子铆钉31贯穿的贯穿孔。其中，绝缘垫圈22、封口板12、绝缘隔板23是从图示的范围进一步向右方延伸直至负极端子15的位置为止的连续部件。密封垫圈24是图示那样的圆环状的部件。

如图2所示，在绝缘垫圈22上形成有贯穿孔22a。此外，在图中上面上形成有承受外部端子21的下阶部21b的凹部。在封口板12上形成有贯穿孔12a。绝缘垫圈22的贯穿孔22a的内壁22b(参照图3)向图中下方延伸并能贯穿(贯通)封口板12的贯穿孔12a内。另外，在绝缘隔板23上形成有直径较大的贯穿孔23a。贯穿孔23a的内径比密封垫圈24的外径大。而且，在绝缘隔板23的外周上形成有向图中下方突出的周壁23b。

绝缘垫圈22、绝缘隔板23和密封垫圈24均是绝缘体。其中，绝缘垫圈22和绝缘隔板23由比较硬质的合成树脂形成。另一方面，密封垫圈24由相对柔软且容易变形的材料形成。例如，合成橡胶等弹性体比较合适。密封垫圈24是在安装前具有大致均匀厚度的圆环形状的部件。在密封垫圈24上形成有贯穿孔24a。该密封垫圈24在组装前的厚度与绝缘隔板23中的贯穿孔23a的周缘部的厚度大致相同。

铆接前的端子铆钉31如图2所示具有铆钉部32、基座部33和集电部34。铆钉部32具有大致圆柱状，在其图中上端的中央形成有凹部32a。由该凹部32a被施压扩展，将铆钉部32铆接。基座部33是在大致长方形的平板部33a上设置了以铆钉部32为中心的圆锥台形状的凸部33b的部件，平板部33a相对于铆钉部32基本垂直地配置。

另外，集电部34是从平板部33a的一边向图2中的下方延伸的大致平板状的部分。而且，平板部33a的形状并不局限于此，只要能够与集电部34可靠地相连接就行。在本方式中，集电部34是在电池壳体11的内部中由例如焊接等与发电部件16的正极板相连接的部件。

这些部件被固定后的铆接部分的剖视图在图3中表示。端子铆钉31的铆钉部32从图中下方贯穿密封垫圈24的贯穿孔24a、绝缘隔板23的贯穿孔23a、封口板12的贯穿孔12a、绝缘垫圈22的贯穿孔22a、外部端子21的下阶部21b的贯穿孔21d。然后，在下阶部21b的图中上面被铆接。

在本方式中，如图3所示那样重合的各部件中的外部端子21、封口板12、端子铆钉31是铝等导电部件。外部端子21的下阶部21b和端子铆钉31相互接触并导通。另外，如上所述，端子铆钉31的集电部34与发电部件16的正极板相连接。从而，外部端子21通过端子铆钉31与电池壳体11内的发电部件16中的正极板相连接。

此外，如图2所示，由于外部端子21和正极端子14相连接，因此，正极端子14与正极板相连接。从而，正极端子14作为正极端子发挥功能。封口板12由绝缘垫圈22和密封垫圈24而与端子铆钉31绝缘。封口板12还由绝缘隔板23与二次电池10的内部绝缘。

而且，如图3所示，形成在外部端子21的下阶部21b上的贯穿孔21d为孔径朝向图中上方逐渐变大的漏斗状。因而，可对端子铆钉31容易地进行铆接。而且，该贯穿孔21d的最小径的部位和绝缘垫圈22的贯穿孔22a以及密封垫圈24的贯穿孔24a的内径均为端子铆钉31的铆钉部32能够恰好通过程度的孔径。

此外，在本方式中，凸部33b的外径稍大于绝缘隔板23的贯穿孔23a的内径。从而，如图3所示，绝缘隔板23的贯穿孔23a的周边部在整个周向上与凸部33b的接近边缘的部位抵接。由此，封口板12的图中下面和端子铆钉31的凸部33b的上面之间在铆接后的距离被确保。此外，能够防止端子铆钉31相对于封口板12等被倾斜地安装。另外或者，绝缘隔板23也可以与平板部33a抵接。

此外，绝缘隔板23的贯穿孔23a的内径比密封垫圈24的外径大。从而，密封垫圈24如图3所示被配置在绝缘隔板23的贯穿孔23a的内侧。也就是，密封垫圈24被配置在端子铆钉31中的更靠近铆钉部32的、上面变高的部位上。因而，在密封垫圈24的配置部位，封口板12和端子铆钉31之间的距离比由绝缘隔板23确保的距离小。

也就是在图3所示的组装状态下，密封垫圈24的整体在其厚度方向上处于被压缩状态。另外，封口板12的下面和凸部33b的上面之间的空间在图中上下方向的宽度越向外周侧越大，越向内侧越狭小。此外，该空间的宽度平滑地变化。由于密封垫圈24是弹性部件，因此能够在与该空间形状一致且容易地被压缩的状态下被配置。从而，能够获得良好的密封性。

由于在该密封垫圈24被配置的空间内没有急剧的形状变化的部位，因此密封垫圈24不会在特定部位上产生应力集中。另外，虽然能够由上述那样的绝缘隔板23防止端子铆钉31的倾斜，但即使在其允许范围内稍微倾斜地安装，也能良好地保持密封性。而且，为了变为此种情形，绝缘垫圈22的贯穿孔22a的内壁22b的图3中的下面最好与封口板12的图中的下面处于同一平面内。

封口板12的下面和凸部33b的上面之间的空间中，绝缘隔板23的贯穿孔23a的周边部分所抵接的部位的宽度(幅)设为L1，该宽度是在对铆钉部32进行铆接时被管理的尺寸。另外，密封垫圈24的外周面所抵接的部位的宽度设为L2。在本实施方式中，如图3所示，在整个周长上，L1≥L2。也就是密封垫圈24在整周上在其厚度方向被可靠地压缩。

此外，如图3所示，密封垫圈24朝向其内周侧被逐渐强力地压缩。而且，其空间宽度变为最小的部位也就是与铆钉部32毗邻的部位的宽度设为L3。这是密封垫圈24被最强力压缩的部位。密封垫圈24的原始宽度与绝缘隔板23的贯穿孔23a的周边部分相同，基本等于L1。而且，密封垫圈24的压缩量的范围最好如下述那样：

0.001mm≤L1-L2≤L1-L3≤0.2mm

由于密封垫圈24是弹性部件，因此由某种程度的压缩，能够确保该部位的密封性。另一方面，一旦长期保持在被过于强力压缩状态下，则担心丧失弹性，密封性下降。在本方式中，由于设定了上述那样的压缩量范围，因此能够长期地保持密封性。

根据上述详细说明的本方式的二次电池10，在端子铆钉31的平板部33a上设置了以铆钉部32为中心的圆锥台形状的凸部33b。此外，比较硬质的绝缘隔板23与该凸部33b的外周侧抵接，同时将弹性部件即密封垫圈24夹入在绝缘隔板23的内周侧。从而，密封垫圈24沿着凸部33b的形状被平滑地压缩。由此，在弹性部件即密封垫圈24的特定部位上不产生应力集中。而且能够长期维持可靠的密封性。

此外，可使上述方式涉及的多个二次电池10组合后作为电池组而搭载在车辆上。图4表示这种车辆的示例。该车辆200是将发动机240、前电动机220和后电动机230并用来驱动车轮的混合动力汽车。该车辆200具有车体290；发动机240；安装在其上的前电动机220、后电动机230、电缆250、变换器260(逆变器)以及在内部具有多个二次电池10的电池组100。从电池组100通过变换器260将电力供给到前电动机220和后电动机230。

而且，作为车辆可以是其动力源的全部或一部分使用电池的电能的车辆，例如电动汽车、混合动力汽车、插电式混合动力汽车、混合动力铁路车辆、叉车、电动轮椅、电动助力自行车、电动小型摩托车等。

上述方式涉及的二次电池10能够搭载在各种电动设备上。图5显示了作为这种电动设备的一例的冲击钻。该冲击钻300是搭载有包含上述二次电池10的电池组310的设备，是具有电池组310、主体320、动作部323的电池搭载设备。从电池组310向动作部323供给电力。而且，电池组310可装卸地被收容在冲击钻300的主体320中的底部321上。

而且，电池搭载设备只要是搭载电池并将电池作为能源的至少一种来利用的设备就行，例如个人计算机、手机、电池驱动的电动工具、无停电电源装置等由电池驱动的各种家电制品、办公设备、产业用设备。

而且，本方式仅表示了示例，并不将本发明局限于此。因而，本发明当然在不脱离其实质精神的范围内能够进行各种改良。

例如端子铆钉31的铆钉部32和基座部33的下面、集电部34的形状均是一个示例，并不局限于此。基座部33的下面也可以不是平面，集电部34也可以不是平板状。另外，在此，虽然本发明应用于正极端子14，但不言而喻也可以应用于负极端子。

Claims (4)

1.一种电池，具有电池壳体、被密封在上述电池壳体的内部的电极体群、和与所述电极体群的电极体导通并在所述电池壳体的外部露出的外部端子，其特征在于，具有：

端子铆钉，其具备柱状的铆钉部、设置在所述铆钉部的基端侧的基座部、和与所述电极体群的电极体相连接的集电部，在所述基座部中的所述铆钉部侧的面上，越接近所述铆钉部越高的倾斜承接面围绕着所述铆钉部地在整周上被形成；

环状的弹性部件；和

比所述弹性部件的硬度高且直径比所述弹性部件的外径大，并形成有直径比所述倾斜承接面的外径小的第一孔的硬质部件，

所述电池壳体上形成有所述铆钉部通过的第二孔，

所述端子铆钉配置成使所述基座部和所述集电部位于所述电池壳体的内部，且所述铆钉部贯穿所述第二孔并突出到所述电池壳体的外部，

所述硬质部件被配置成所述弹性部件位于所述第一孔中，并被夹持在所述基座部和所述电池壳体之间，

通过将所述铆钉部铆接，所述外部端子被固定在所述电池壳体上并与所述端子铆钉导通，

所述弹性部件在所述基座部和所述电池壳体之间沿厚度方向被压缩。

2.根据权利要求1记载的电池，其特征在于，所述倾斜承接面中的与所述第一孔边缘相接触的部位和所述倾斜承接面的最内侧的高度差为0.001mm以上且0.2mm以下。

3.一种车辆，具有接受电力供给并旋转驱动车轮的电动机、和向所述电动机供给电力的电源部，其特征在于，所述电源部包含权利要求1或2记载的电池。

4.一种设备，具有接受电力供给而动作的动作部、和向所述动作部供给电力的电源部，其特征在于，所述电源部包含权利要求1或2记载的电池。

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