CN103180996A - 带电极端子的电池盖、带电极端子的电池盖的制造方法以及密闭型电池 - Google Patents
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Abstract
本发明的带电极端子的电池盖包括:盖构件,其具有外表面和内表面,且具有开口;密封件,其具有贯穿上述盖构件的开口的圆筒部,以及内部凸缘部和外部凸缘部;电极连接端子,其具有配置在上述盖构件的内表面侧的基部、用于连接于正极片或负极片的连接部和自上述基部突出且贯穿上述圆筒部的内侧开口的铆接部;以及外部连接端子,其在上述盖构件的外表面侧与上述铆接部接合,上述圆筒部在其外侧紧密接合于上述盖构件的开口的侧壁,在其内侧紧密接合于上述铆接部,上述内部凸缘部直接被上述盖构件的内表面和上述基部夹持,上述外部凸缘部直接被上述盖构件的外表面和上述外部连接端子夹持。
Description
技术领域
本发明涉及带电极端子的电池盖、带电极端子的电池盖的制造方法以及密闭型电池。
背景技术
近年来,在内部具有电解液的密闭型电池,例如锂二次电池,镍、氢电池等被应用于各种用途。
这种密闭型电池通常具有在电池外壳上接合有电池盖的构造,该电池外壳在内部收容有电解液和隔着隔离件配置的正极片和负极片。该正极片和负极片分别电连接于不同的外部连接端子,通过外部连接端子进行充电或放电。根据电池的不同,正极片和负极片(将这些片称作电极片)与外部连接端子电连接的方法各式各样,通常公知有通过贯穿了电池盖的开口的配线进行电连接的方法(例如专利文献1)。
另外,对于容量超过5Ah这样的大型电池,公知有如下电池,在该电池中,通过贯穿被设置在电池外壳的盖上的开口的配线将电极片(是指正极片或负极片)和外部连接端子电连接起来,进行放电、充电。
对于在这种构造的电池中所采用的电池外壳的盖而言,通常采用金属制的盖。因此,在连结电极片和外部连接端子的配线和外部连接端子与电池外壳的盖之间设置有绝缘构件,防止泄漏电流流通。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-277604号公报
专利文献2:日本特开2009-283335号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是,在借助贯穿了电池盖的开口的配线将电极片和外部连接端子电连接起来的情况下,需要在电池盖的开口与上述配线之间设置密封件等来提高电池的密封性,需要谋求防止电解液泄漏、防止水分从外部进入密闭型电池内部的情况。
本发明即是鉴于这样的情况而做成的,本发明提供一种在电池盖的开口与配线之间具有能够提高电池的密封性的密封件的带电极端子的电池盖。
用于解决问题的方案
本发明提供一种带电极端子的电池盖,该带电极端子的电池盖用于密闭电池外壳,该电池外壳收容电解液和隔着隔离件配置的正极片和负极片,该带电极端子的电池盖的特征在于,包括:盖构件,其具有外表面和内表面,且具有开口;密封件,其具有贯穿上述盖构件的开口的圆筒部,以及内部凸缘部和外部凸缘部;电极连接端子,其具有配置在上述盖构件的内表面侧的基部、用于连接于正极片或负极片的连接部和自上述基部突出且贯穿上述圆筒部的内侧的开口的铆接部;以及外部连接端子,其在上述盖构件的外表面侧与上述铆接部接合,上述圆筒部在其外侧紧密接合于上述盖构件的开口的侧壁,在其内侧紧密接合于上述铆接部,上述内部凸缘部直接被上述盖构件的内表面和上述基部夹持,上述外部凸缘部直接被上述盖构件的外表面和上述外部连接端子夹持。
发明的效果
采用本发明,电极连接端子的贯穿了盖构件的开口的铆接部与外部连接端子接合,因此,能够通过电极连接端子将电极片和外部连接端子电连接起来。通过在该外部连接端子连接外部配线,能够对密闭型电池进行充电或放电。另外,作为电极连接端子的一部分的铆接部贯穿盖构件的开口,与外部连接端子接合,因此,能够进一步减小电极片与外部连接端子之间的配线部件的接合面,从而能够抑制由该接合面导致电阻增加。
采用本发明,密封件的贯穿了盖构件的开口的圆筒部在其外侧紧密接合于盖构件的开口的侧壁,在其内侧紧密接合于电极连接端子的铆接部,因此,能够防止电池内部的电解液泄漏或者水分从外部进入到电池内部的情况,从而能够提高电池的密封性。
采用本发明,配置在电极连接端子与盖构件之间的密封件具有直接被盖构件的内表面和电极连接端子的基部夹持的内部凸缘部,以及直接被盖构件的外表面和外部连接端子夹持的外部凸缘部,因此,能够扩大密封件与电极连接端子的接触面积和密封件与盖构件的接触面积,从而能够提高电池的密封性。
采用本发明,在密封件的内部凸缘部与盖构件的内表面接触的面和密封件的圆筒部与盖构件的开口的侧壁接触的曲面之间的拐角部,能够使密封件和盖构件更牢固地紧密接合起来,在密封件的外部凸缘部与盖构件的外表面接触的面和密封件的圆筒部与盖构件的开口的侧壁接触的曲面之间的拐角部,能够使密封件和盖构件更牢固地紧密接合起来。在这两个拐角部处,能够使密封件和盖构件更牢固地紧密接合起来,因此,能够进一步提高电池的密封性。
采用本发明,在将具有圆筒部、内部凸缘部和外部凸缘部的形状的密封件安装于盖构件时,能够在使电极连接端子、外部连接端子和盖构件一体化的同时安装密封件,因此,能够进一步简化制造工序。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的带电极端子的电池盖的概略俯视图。
图2是图1的带电极端子的电池盖的虚线A-A的概略剖视图。
图3是图2的由虚线包围的范围B的放大图。
图4是图3的由虚线包围的范围C的放大图。
图5是以往的带电极端子的电池盖的一部分的概略剖视图。
图6(a)是作为本发明的一实施方式的带电极端子的电池盖的部件的电极连接端子的概略俯视图,图6(b)是作为本发明的一实施方式的带电极端子的电池盖的部件的电极连接端子的概略侧视图。
图7(a)是作为本发明的一实施方式的带电极端子的电池盖的部件的密封件的概略俯视图,图7(b)是图7(a)的虚线G-G的概略剖视图。
图8(a)是作为本发明的一实施方式的带电极端子的电池盖的部件的内部绝缘构件的概略俯视图,图8(b)是图8(a)的虚线H-H的概略剖视图。
图9(a)是作为本发明的一实施方式的带电极端子的电池盖的部件的盖构件的概略俯视图,图9(b)是图9(a)的虚线I-I的概略剖视图。
图10(a)是作为本发明的一实施方式的带电极端子的电池盖的部件的外部绝缘构件的概略俯视图,图10(b)是图10(a)的虚线J-J的概略剖视图。
图11(a)是作为本发明的一实施方式的带电极端子的电池盖的部件的外部连接端子的概略俯视图,图11(b)是图11(a)的虚线K-K的概略剖视图。
图12是用于说明本发明的一实施方式的带电极端子的电池盖的制造方法的说明图。
图13是图1的带电极端子的电池盖的点划线B-B的概略剖视图。
图14(a)是本发明的一实施方式的带电极端子的电池盖所包含的盖构件的概略俯视图,图14(b)是图14(a)的盖构件的虚线D-D的概略剖视图,图14(c)是图14(a)的盖构件的点划线E-E的概略剖视图。
图15是图14的由点划线包围的范围P的放大图。
图16(a)是本发明的一实施方式的带电极端子的电池盖所包含的电极连接端子在与外部连接端子接合之前的概略俯视图,图16(b)是电极连接端子的概略侧视图,图16(c)是图16(a)的电极连接端子的点划线D-D的概略剖视图。
图17(a)是本发明的一实施方式的带电极端子的电池盖所包含的内部绝缘构件的概略俯视图,图17(b)是内部绝缘构件的概略后视图,图17(c)是图17(a)的内部绝缘构件的虚线E-E的概略剖视图,图17(d)是图17(a)的内部绝缘构件的点划线F-F的概略剖视图,图17(e)是图17(b)的内部绝缘构件的虚线G-G的概略剖视图。
图18(a)是本发明的一实施方式的带电极端子的电池盖所包含的外部绝缘构件的概略俯视图,图18(b)是外部绝缘构件的概略后视图,图18(c)是图18(a)的外部绝缘构件的虚线I-I的概略剖视图,图18(d)是图18(a)的外部绝缘构件的点划线J-J的概略剖视图。
图19是本发明的一实施方式的带电极端子的电池盖所包含的电极连接端子和内部绝缘构件的概略剖视图。
图20是用于连接于本发明的一实施方式的带电极端子的电池盖所包含的外部连接端子的外部配线的概略俯视图。
图21是本发明的一实施方式的带电极端子的电池盖的一部分的概略剖视图。
图22是本发明的一实施方式的密闭型电池的概略俯视图。
图23是本发明的一实施方式的密闭型电池的概略侧视图。
图24是图22的密闭型电池的虚线L-L的概略剖视图。
图25是图23的密闭型电池的虚线M-M的概略剖视图。
图26(a)是本发明的一实施方式的密闭型电池所包含的正极片的概略俯视图,图26(b)是图26(a)的虚线N-N的概略剖视图。
图27(a)是本发明的一实施方式的密闭型电池所包含的负极片的概略俯视图,图27(b)是图27(a)的虚线O-O的概略剖视图。
具体实施方式
本发明的带电极端子的电池盖用于密闭电池外壳,该电池外壳收容电解液和隔着隔离件配置的正极片和负极片,该带电极端子的电池盖的特征在于,包括:盖构件,其具有外表面和内表面,且具有开口;密封件,其具有贯穿上述盖构件的开口的圆筒部,以及内部凸缘部和外部凸缘部;电极连接端子,其具有配置在上述盖构件的内表面侧的基部、用于连接于正极片或负极片的连接部和自上述基部突出且贯穿上述圆筒部的内侧的开口的铆接部;以及外部连接端子,其在上述盖构件的外表面侧与上述铆接部接合,上述圆筒部在其外侧紧密接合于上述盖构件的开口的侧壁,在其内侧紧密接合于上述铆接部,上述内部凸缘部直接被上述盖构件的内表面和上述基部夹持,上述外部凸缘部直接被上述盖构件的外表面和上述外部连接端子夹持。
带电极端子的电池盖是用于收容进行电池反应的电极片和电解质的容器的盖,是包括用于与电极片连接的电极连接端子,以及为了使电池放电或者充电而用于与外部配线连接的外部连接端子的电池盖。
密闭型电池是具有密闭的构造的电池,例如是锂离子二次电池、镍氢二次电池、镍镉二次电池等。
在本发明的带电极端子的电池盖中,优选上述外部连接端子具有供上述铆接部贯穿的开口,而且通过凿(日文:かしめる)上述铆接部的顶端而使上述外部连接端子与上述铆接部相接合。
采用这种结构,能够将电极连接端子和外部连接端子容易地接合起来,能够进一步减小电极片与外部连接端子之间的配线部件的接合面。
在本发明的带电极端子的电池盖中,优选上述密封件由氟树脂构成。
采用这种结构,能够进一步提高密封件与电极连接端子的紧密接合性及密封件与盖构件的紧密接合性,从而能够进一步提高电池的密封性。
在本发明的带电极端子的电池盖中,优选还包括:内部绝缘构件,其被上述盖构件的内表面和上述电极连接端子的基部夹持,且具有开口;以及外部绝缘构件,其被上述盖构件的外表面和上述外部连接端子夹持,且具有开口,上述铆接部贯穿上述内部绝缘构件的开口和上述外部绝缘构件的开口,上述内部凸缘部设置在上述内部绝缘构件的开口中,上述外部凸缘部设置在上述外部绝缘构件的开口中。
采用这种结构,能够防止泄漏电流在电极连接端子与盖构件之间流通,能够防止泄漏电流在外部连接端子与盖构件之间流通。
在本发明的带电极端子的电池盖中,优选上述内部凸缘部紧密接合于上述内部绝缘构件的开口的侧壁,上述外部凸缘部紧密接合于上述外部绝缘构件的开口的侧壁。
采用这种结构,能够固定内部绝缘构件和外部绝缘构件。
在本发明带电极端子的电池盖中,优选上述外部绝缘构件的开口具有比上述密封件的圆筒部的外径大的直径。
采用这种结构,能够使密封件的一部分变形,而在外部绝缘构件的开口中形成外部凸缘部。
另外,本发明还提供一种密闭型电池,该密闭型电池在与本发明的带电极端子的电池盖接合的电池外壳的内部包括隔离件、电解液和隔着上述隔离件配置的正极片和负极片,上述电极连接端子、上述密封件、上述内部绝缘构件、上述外部绝缘构件和上述外部连接端子各自为多个,上述正极片和上述负极片接合于各不相同的上述电极连接端子。
采用本发明的密闭型电池,能够提供一种密封性更高的密闭型电池。
另外,本发明还提供一种带电极端子的电池盖的制造方法,该制造方法用于制造本发明的带电极端子的电池盖,其包括如下工序,即,在具有基部和自上述基部突出的铆接部的电极连接端子的上述铆接部贯穿了具有内部凸缘部和圆筒部的密封件的上述圆筒部的内侧的开口、内部绝缘构件的开口、盖构件的开口、外部绝缘构件的开口和外部连接端子的开口的状态下,凿上述铆接部的顶端的工序,在凿上述铆接部的顶端的工序中,上述铆接部与上述外部连接端子接合,而且,上述外部连接端子压接于上述圆筒部的顶端,从而使上述圆筒部的顶端部变形,形成上述外部凸缘部。
采用本发明的带电极端子的电池盖的制造方法,能够制造一种能够使圆筒部的端部变形而形成外部凸缘部,从而能够防止电池内部的电解液泄漏或水分从外部进入到电池内部的带电极端子的电池盖。
下面,使用附图说明本发明的一实施方式。在附图、以下的记述中所表示的结构只是例示而已,本发明的范围并不限定于在附图、以下的记述中所表示的方式。
带电极端子的电池盖
图1是本发明的一实施方式的带电极端子的电池盖的概略俯视图,图2是图1的带电极端子的电池盖的虚线A-A的概略剖视图,图3是图2的由虚线包围的范围B的放大图,图4是图3的由虚线包围的范围C的放大图。
本实施方式的带电极端子的电池盖17用于密闭电池外壳1,该电池外壳1收容电解液和隔着隔离件24配置的正极片21和负极片22,该带电极端子的电池盖17的特征在于,包括:盖构件2,其具有外表面和内表面,且具有开口;密封件13,其具有贯穿盖构件2的开口的圆筒部30,以及内部凸缘部31和外部凸缘部43;电极连接端子5,其具有配置在盖构件2的内表面侧的基部15、用于连接于正极片21或负极片22的连接部16和自基部15突出且贯穿圆筒部30的内侧的开口的铆接部14;以及外部连接端子8,其在盖构件2的外表面侧与铆接部14接合,圆筒部30在其外侧紧密接合于盖构件2的开口的侧壁,在其内侧紧密接合于铆接部14,内部凸缘部31直接被盖构件2的内表面和基部15夹持,外部凸缘部43直接被盖构件2的外表面和外部连接端子8夹持。
另外,本实施方式的带电极端子的电池盖17也可以分别具有多个密封件13、电极连接端子5和外部连接端子8,在多个密封件13中包含正极用密封件13a和负极用密封件13b,在多个电极连接端子5中包含正极连接端子3和负极连接端子4,在多个外部连接端子8中包含正极用外部连接端子8a和负极用外部连接端子8b。
另外,本实施方式的带电极端子的电池盖17也可以分别具有多个内部绝缘构件11、外部绝缘构件10和螺钉构件6,在多个内部绝缘构件11中包含正极用内部绝缘构件11a和负极用内部绝缘构件11b,在多个外部绝缘构件10中包含正极用外部绝缘构件10a和负极用内部绝缘构件10b,在多个螺钉构件6中包含正极用螺钉构件6a和负极用螺钉构件6b。
另外,正极连接端子3、正极用内部绝缘构件11a、正极用密封件13a、正极用绝缘构件10a、正极用外部绝缘构件10a和正极用螺钉构件6a也可以成为一组,与盖构件2一体化,负极连接端子3、负极用内部绝缘构件11b、负极用密封件13b、负极用绝缘构件10b、负极用外部绝缘构件10b和负极用螺钉构件6b也可以成为一组,与盖构件2一体化。
下面,说明带电极端子的电池盖17的各结构元件和制造方法。
1.电极连接端子
电极连接端子5具有配置在盖构件2的内表面侧的基部15、用于连接于正极片21或负极片22的连接部16,以及自基部15突出且贯穿圆筒部30的内侧的开口29且紧密接合于圆筒部30的内表面的铆接部14。另外,电极连接端子5也可以是多个,在多个电极连接端子5中包含正极连接端子3和负极连接端子4。
正极连接端子3能够在连接部16处与正极片21连接,铆接部14与正极用外部连接端子8a接合。
负极连接端子4能够在连接部16处与负极片22连接,铆接部14与负极用外部连接端子8b接合。
正极连接端子3、负极连接端子4的材料并没有特别的限定,例如,正极连接端子3可以为例如铝,负极连接端子4可以为例如铜。
电极连接端子5的制造方法并没有特别的限定,例如,可以通过对金属板进行冲压加工来制造。另外,铆接部14可以利用拉深加工来形成。
电极连接端子5例如具有图2、图3那样的构造,平板状的基部15的一个面与内部绝缘构件11和密封件13的内部凸缘部31面接触,自基部15突出的铆接部14贯穿密封件13的开口29、内部绝缘构件11的开口33、盖构件2的开口34、外部绝缘构件10的开口35和外部连接端子8的开口36,与外部连接端子8接合。
电极连接端子5可以在与外部连接端子8接合之前具有图6(a)、图6(b)那样的构造。另外,电极连接端子5的连接部16可以如图6那样具有日文片假名コ形的构造,能够在相对的金属板的外侧的两个面分别接合电极片18。
2.密封件
密封件13具有贯穿盖构件2的开口34且紧密接合于盖构件2的开口34的侧壁的圆筒部30、直接被盖构件2的内表面和电极连接端子5的基部15夹持的内部凸缘部31,以及直接被盖构件2的外表面和外部连接端子8夹持的外部凸缘部43。由此,能够在电极连接端子5与盖构件2之间夹入密封件,从而能够防止电解液等液体流通到电极连接端子5与盖构件2之间的间隙。
另外,密封件13也可以是多个,多个密封件13包含正极用密封件13a和负极用密封件13b。正极连接端子3的铆接部14贯穿正极用密封件13a的圆筒部30的内侧的开口,负极连接端子4的铆接部贯穿负极用密封件13的圆筒部30的内侧的开口。
正极用密封件13a和负极用密封件13b贯穿盖构件2的各不相同的开口34。
另外,正极用密封件13a的内部凸缘部31直接被盖构件2的内表面和正极连接端子3的基部15夹持,分别紧密接合于盖构件2的内表面和正极连接端子3的基部15。正极用密封件13a的外部凸缘部43直接被盖构件2的外表面和正极用外部连接端子8a夹持,分别紧密接合于盖构件2的外表面和正极用外部连接端子8a。
另外,负极用密封件13b的内部凸缘部31直接被盖构件2的内表面和负极连接端子4的基部15夹持,分别紧密接合于盖构件2的内表面和负极连接端子4的基部15。负极用密封件13b的外部凸缘部43直接被盖构件2的外表面和负极用外部连接端子8b夹持,分别紧密接合于盖构件2的外表面和负极用外部连接端子8b。
另外,内部凸缘部31和外部凸缘部43能够形成圆筒部30的外侧方向的突缘,外部凸缘部43的突端能够设置为比内部凸缘部31的突端接近圆筒部13的外周。由此,通过使密封件的一部分变形,能够容易地形成外部凸缘部43。例如如图4所示,外部凸缘部43的突端与圆筒部13的外周的距离a能够短于内部凸缘部31的突端与圆筒部13的外周的距离b。
内部凸缘部31能够设置在内部绝缘构件11的开口33中,外部凸缘部43能够设置在外部绝缘构件10的开口35中。另外,内部凸缘部31能够设置为与内部绝缘构件11的开口33的侧壁紧密接合,外部凸缘部43能够设置为与外部绝缘构件10的开口35的侧壁紧密接合。由此,能够固定内部绝缘构件11和外部绝缘构件10。
密封件13的材料只要是能够配置在电极连接端子5与盖构件2之间,能够防止电解液等液体流通,且柔软到在凿铆接部14的顶端时能够变形的程度的材料,就没有特别的限定。优选具有耐有机溶剂性的材料。举例的话,有氟树脂,优选是PFA或FEP。
密封件13可以具有例如图3、图4那样的构造。内部凸缘部31和外部凸缘部43形成为夹着圆筒部30,内部凸缘部31、圆筒部30和外部凸缘部43呈日文片假名コ形,在其内侧紧密接合于盖构件2的形成开口34的端部。通过使电极连接端子5和外部连接端子8一体化,盖构件2和密封件13被电极连接端子5的基部15和外部连接端子8夹持、压紧,因此,在该日文片假名コ形的拐角部,即在图4的由虚线包围的拐角部D、E这两处,盖构件2和密封件13能够更牢固地紧密接合起来。因此,能够防止电解液等液体流通到盖构件2与密封件13之间的间隙,从而能够进一步提高电池的密封性。
图5是以往的带电极端子的盖构件的一部分的概略剖视图,是与图4相对应的剖视图。以往的带电极端子的盖构件的密封件13不具有外部凸缘部43,盖构件2和密封件13能够牢固地紧密接合起来的拐角部为图5的由虚线包围的角部F这一处。因而,与采用了以往的带电极端子的盖构件的密闭型电池相比,采用了本实施方式的带电极端子的电池盖17的密闭型电池的密封性更高。
图7(a)是在电极连接端子5的铆接部14接合于外部连接端子8之前的阶段下,密封件13变形之前的密封件13的概略俯视图,图7(b)是图7(a)的密封件13的虚线G-G的概略剖视图。该变形前的密封件13在开口29的周围具有圆筒部30和内部凸缘部31。
3.内部绝缘构件
图8(a)是内部绝缘构件11的概略俯视图,图8(b)是图8(a)的内部绝缘构件11的虚线H-H的概略剖视图。
内部绝缘构件11被盖构件2的内表面和电极连接端子5的基部15夹持,且具有开口33。电极连接端子5的铆接部14贯穿开口33。另外,也可以在开口33中形成密封件13的内部凸缘部31。通过设置内部绝缘构件11,能够以非接触的方式设置电极连接端子5和盖构件2,从而能够防止泄漏电流流通。
内部绝缘构件11也可以是多个,在多个内部绝缘构件11中包含正极用内部绝缘构件11a和负极用内部绝缘构件11b。正极用内部绝缘构件11a被盖构件2的内表面和正极连接端子3的基部15夹持,负极用内部绝缘构件11b被盖构件2的内表面和负极连接端子4的基部15夹持。
内部绝缘构件11的材料只要能够将电极连接端子5和盖构件2电绝缘,就没有特别的限定,例如是聚苯硫醚(PPS)或硬质聚丙烯(硬质PP)。
4.盖构件
图9(a)是盖构件2的概略俯视图,图9(b)是图9(a)的盖构件2的虚线I-I的概略剖视图。
盖构件2具有供电极连接端子5的铆接部14和密封件13的圆筒部30贯穿的开口34。另外,盖构件2能够在其端部与电池外壳1接合。
盖构件2的开口34也可以是多个。另外,也可以在两个开口34分别贯穿有正极连接端子3的铆接部14和负极连接端子4的铆接部14。
盖构件2的材料只要是即使将盖构件2和电池外壳1接合也不会发生较大程度的变形的材料,就没有特别的限定,例如能够列举出铝、铝合金、铁、铁合金、不锈钢等金属材料,在该金属材料上镀镍、锡、铬、锌等而成的材料,或者硬质塑料等材料。
5.外部绝缘构件
图10(a)是外部绝缘构件10的概略俯视图,图10(b)是图10(a)的外部绝缘构件10的虚线J-J的概略剖视图。
外部绝缘构件10被盖构件2的外表面和外部连接端子8夹持,且具有开口35。电极连接端子5的铆接部14贯穿开口35。另外,也可以在开口35中形成密封件13的外部凸缘部43。通过设置外部绝缘构件10,能够以非接触的方式设置外部连接端子8和盖构件2,从而能够防止泄漏电流流通。
外部绝缘构件10也可以是多个,在多个外部绝缘构件10中包含正极用外部绝缘构件10a和负极用外部绝缘构件10b。正极用外部绝缘构件10a被盖构件2的外表面和正极用外部连接端子8a夹持,负极用外部绝缘构件10b被盖构件2的外表面和负极用外部连接端子8b夹持。
外部绝缘构件10的材料只要能够将外部连接端子8和盖构件2电绝缘,就没有特别的限定,例如是聚苯硫醚(PPS)或硬质聚丙烯(硬质PP)。
6.外部连接端子
外部连接端子8配置在盖构件2的外表面侧,与电极连接端子5的铆接部14接合。另外,外部连接端子8既可以具有供电极连接端子5的铆接部14贯穿的开口36,也可以通过凿铆接部14的顶端而与铆接部14接合。另外,外部连接端子8也可以具有供螺钉构件6贯穿的开口37,该外部连接端子8能够与螺钉构件6接合。并且,外部连接端子8也可以在开口37的周围具有外部连接部38。通过具有外部连接部38,能够将外部连接端子8和外部配线连接起来。
外部连接端子8也可以是多个,在多个外部连接端子8中包含正极用外部连接端子8a和负极用外部连接端子8b。正极用外部连接端子8a与正极连接端子3的铆接部14接合,负极用外部连接端子8b与负极连接端子4接合。另外,正极用外部连接端子8a能够与正极用螺钉构件6a接合,负极用外部连接端子8b能够与负极用螺钉构件6b接合。
外部连接端子8的材料只要是作为与外部配线连接的端子的金属板,就没有特别的限定,例如是铝板。
图11(a)是接合电极连接端子5的铆接部14及螺钉构件6之前的外部连接端子8的概略俯视图,图11(b)是图11(a)的外部连接端子8的虚线K-K的概略剖视图。外部连接端子8也可以如图11那样以高度不同的方式具有供电极连接端子5的铆接部14贯穿的开口36的周围的平板部和外部连接部38,即供螺钉构件6贯穿的开口37的周围的平板部。此时,在开口36的周围的平板部与盖构件2的外表面之间直接夹持外部凸缘部43。
7.螺钉构件
螺钉构件6贯穿外部连接端子8的开口37,与外部连接端子8接合。螺钉构件6也可以具有外螺纹构造。在螺钉构件6具有外螺纹构造的情况下,通过使外螺纹构造贯穿作为外部配线的金属板的开口,使外螺纹与螺母等旋合,能够将外部连接端子8和外部配线连接起来。
使螺钉构件6接合于外部连接端子8的方法并没有特别的限定,例如能够通过使螺钉构件6贯穿外部连接端子8的开口37并凿螺钉构件的顶端来实现接合。
8.带电极端子的电池盖的制造方法
本实施方式的带电极端子的电池盖17能够利用如下的制造方法制造,该带电极端子的电池盖17的制造方法包括如下工序,即,在具有基部15和自基部15突出的铆接部14的电极连接端子5的铆接部14贯穿了具有内部凸缘部31和圆筒部30的密封件13的圆筒部30的内侧的开口29、内部绝缘构件11的开口33、盖构件2的开口34、外部绝缘构件10的开口35和外部连接端子8的开口36的状态下,凿铆接部14的顶端的工序,在凿铆接部14的顶端的工序中,铆接部14与外部连接端子8接合,而且,外部连接端子8压接于圆筒部30的顶端,从而使圆筒部30的端部变形,形成外部凸缘部43。
图12是用于说明本实施方式的带电极端子的电池盖14的制造方法的说明图。另外,图12是在电极连接端子5的铆接部14与外部连接端子8接合之前的阶段,是铆接部14贯穿了密封件13的开口29、内部绝缘构件5的开口33、盖构件2的开口34、外部绝缘构件10的开口35和外部连接端子8的开口36的状态的概略剖视图,与图3相对应。另外,在图12中,还图示有为了凿铆接部14的顶端而使用的模具40和按压用构件41。在图12那样的状态下,通过使用模具40和按压用构件41实施凿电极连接端子5的铆接部14的顶端的工序,由此,能够使铆接部14变形,能够将铆接部14和外部连接端子8接合起来。另外,通过凿铆接部14的顶端,能够利用电极连接端子5和外部连接端子8夹持密封件13、内部绝缘构件11、盖构件2和外部绝缘构件10,从而能够将这些构件固定。
另外,图6(a)所示的铆接部14的外径c(图12所示的距离r)、图7(a)所示的密封件13的开口29的直径d(图12所示的距离r)和图11所示的外部连接端子8的开口36的直径q(图12所示的距离r)也可以实质上相同。在该情况下,通过实施凿铆接部14的顶端的工序,能够使铆接部14的外周和密封件13的内侧的开口29的侧壁紧密接合起来。另外,能够扩大电极连接端子5与外部连接端子8的接合面积。另外,在凿铆接部14的顶端时,能够使外部连接端子8压接于密封件13的圆筒部30的顶端,从而能够使圆筒部30变形。
图7(a)所示的圆筒部30的外径f(图12所示的距离s)和图9所示的盖构件2的开口34的直径k(图12所示的距离s)也可以实质上相同。在该情况下,通过实施凿铆接部14的顶端的工序,能够使密封件13的外周面和盖构件2的开口34的侧面紧密接合起来。
也可以使图7(b)所示的密封件13的内部凸缘部31的厚度g(图12所示的距离x)厚于图8(b)所示的内部绝缘构件11的厚度j(图12所示的距离z),并使图7(a)所示的密封件13的内部凸缘部31的外径e(图12所示的距离u)小于图8(a)所示的内部绝缘构件11的开口33的直径i(图12所示的距离v)。在该情况下,通过实施凿铆接部14的顶端的工序,能够利用电极连接端子5的基部15和盖构件2的底表面使内部凸缘部31压缩变形,从而能够使内部凸缘部31紧密接合于电极连接端子5和盖构件2的底表面。另外,内部凸缘部31能够压缩变形成其侧壁紧密接合于内部绝缘构件11的开口33的侧壁,从而能够固定内部绝缘构件11。
也可以使图7(b)所示的密封件13的圆筒部30的长度h(图12所示的距离w)长于图9(b)所示的盖构件2的厚度m与图10所示的外部绝缘构件10的厚度p之和(图12所示的距离y),并使图7(a)所示的密封件13的圆筒部30的外径f(图12所示的距离s)小于图10(a)所示的外部绝缘构件10的开口35的直径n(图12所示的距离t)。在该情况下,通过实施凿铆接部14的顶端的工序,能够使外部连接端子8压接于密封件13的圆筒部30的顶端,而使圆筒部30的端部压缩变形,形成外部凸缘部43。另外,能够使外部凸缘部43紧密接合于盖构件2的外表面和外部连接端子8。外部凸缘部43能够形成为其侧壁紧密接合于外部绝缘构件10的开口35的侧壁,从而能够固定外部绝缘构件10。
通过采用上述这样的带电极端子的电池盖17的制造方法,在将具有圆筒部30、内部凸缘部31和外部凸缘部43的形状的密封件13安装于盖构件2时,不必利用注塑成形等预先在盖构件上形成密封件,而能够在使端子和盖构件2一体化的同时在盖构件2上安装密封件13,从而能够谋求提高制造工序的组装性。
接着,说明盖构件具有有底筒状的突起的本实施方式的带电极端子的电池盖17。
本实施方式的带电极端子的电池盖用于密闭电池外壳,该电池外壳收容电解液和隔着隔离件配置的正极片和负极片,该带电极端子的电池盖的特征在于,包括:盖构件,其具有至少1个通过对该盖构件的一部分进行加工而设置的有底筒状的突起,且具有外表面和内表面;电极连接端子,其配置在上述盖构件的内表面侧,且具有用于连接于上述正极片或上述负极片的连接部;外部连接端子,其配置在上述盖构件的外表面侧,且与上述电极连接端子电连接在一起;内部绝缘构件,其配置在上述盖构件的内表面与上述电极连接端子之间,且具有凸部或凹部;以及外部绝缘构件,其配置在上述盖构件的外表面与上述外部连接端子之间,且具有凸部或凹部,上述有底筒状的突起具有开口部、底部和筒状部,上述有底筒状的突起在突起的外侧与上述内部绝缘构件的凹部咬合,且在突起的筒状部的内侧与上述外部绝缘构件的凸部咬合,或者,在突起的外侧与上述外部绝缘构件的凹部咬合,且在突起的筒状部的内侧与上述内部绝缘构件的凸部咬合。
在为了在外部连接端子上连接外部配线而对外部连接端子施加了较强的扭矩的情况、对电池施加了振动或冲击的情况下,连结电极片和外部连接端子的配线和设置在外部连接端子与电池外壳的盖之间的绝缘构件有时会自所设置的预定的位置移动,导致泄漏电流流通。
本实施方式的带电极端子的电池盖的技术方案即是鉴于这样的情况而做成的,其提供一种能够防止泄漏电流流通的带电极端子的电池盖。
采用本实施方式的带电极端子的电池盖,具有被配置在盖构件的内表面与电极连接端子之间的内部绝缘构件,因此,能够将盖构件的内表面和电极连接端子电绝缘。另外,具有被配置在盖构件的外表面与外部连接端子之间的外部绝缘构件,因此,能够将盖构件的外表面和外部连接端子电绝缘。因此,能够防止泄漏电流在盖构件与电极连接端子和外部连接端子之间流通。
采用本实施方式的带电极端子的电池盖,内部绝缘构件的凹部或凸部与盖构件的有底筒状的突起咬合,因此,能够在预定的位置将内部绝缘构件和盖构件组合起来,从而能够防止内部绝缘构件自该预定的位置移动。另外,外部绝缘构件的凹部或凸部与盖构件的有底筒状的突起咬合,因此,能够在预定的位置将外部绝缘构件和盖构件组合起来,从而能够防止外部绝缘构件自该预定的位置移动。由此,能够防止因内部绝缘构件或外部绝缘构件自预定的位置移动而产生的泄漏电流。另外,能够防止锂金属向盖构件析出的情况。并且,在制造带电极端子的电池盖时,能够容易地对内部绝缘构件和外部绝缘构件进行定位,从而能够降低成本。
另外,有底筒状的突起能够通过对金属板进行冲压加工来制作,1个有底筒状的突起能够与外部绝缘构件和内部绝缘构件这两者咬合,因此,能够降低制造成本。
优选的是,在本实施方式的带电极端子的电池盖中,上述盖构件、上述内部绝缘构件和上述外部绝缘构件各自具有开口,上述电极连接端子的一部分贯穿上述盖构件的开口、上述内部绝缘构件的开口和上述外部绝缘构件的开口,与上述外部连接端子接合。
采用这种结构,能够将电极连接端子和外部连接端子电连接起来。另外,能够进一步减小将电极片和外部连接端子电连接起来的配线的内部电阻。另外,能够在电极连接端子与外部连接端子之间夹持内部绝缘构件、盖构件和外部绝缘构件,从而能够使盖构件、电极连接端子、内部绝缘构件、外部绝缘构件和外部连接端子一体化。并且,能够利用这些开口及盖构件的有底筒状的突起的内侧和外侧这两者防止内部绝缘构件和外部绝缘构件自预定的位置移动。
优选的是,在本实施方式的带电极端子的电池盖中,还包括密封件,该密封件分别被上述电极连接端子和上述盖构件的开口的侧壁、上述电极连接端子和上述内部绝缘构件的开口的侧壁,以及上述电极连接端子和上述外部绝缘构件的开口的侧壁夹持。
采用这种结构,能够将电极连接端和盖构件的开口的侧壁电绝缘,从而能够防止泄漏电流流通。另外,能够在盖构件的开口与贯穿该开口的电极连接端子之间配置密封件,从而能够防止电解液等液体流通到该盖构件的开口,从而能够提高电池的密封性。并且,能够利用密封件将电极连接端子、内部绝缘构件和外部绝缘构件固定于盖构件。
优选的是,在本实施方式的带电极端子的电池盖中,上述电极连接端子与上述内部绝缘构件咬合,上述外部连接端子与上述外部绝缘构件咬合。
通过电极连接端子和内部绝缘构件咬合,能够在预定的位置将电极连接端子和内部绝缘构件组合起来,从而能够防止电极连接端子自该预定的位置移动。另外,通过外部连接端子和外部绝缘构件咬合,能够在预定的位置将外部连接端子和外部绝缘构件组合起来,从而能够防止外部连接端子自该预定的位置移动。
并且,能够在预定的位置将电极连接端子、内部绝缘构件、盖构件、外部绝缘构件和外部连接端子组合起来,因此,能够防止它们自该预定的位置移动,即使在为了在外部连接端子上连接外部配线而对外部连接端子施加了较强的扭矩的情况等时,也能够防止电极连接端子和外部连接端子自预定的位置移动。因此,能够防止产生因电极连接端子或外部连接端子自预定的位置移动而产生的泄漏电流,而且,能够防止在电极连接端子与电极片之间产生接触不良的情况。并且,能够防止盖构件的开口内的电极连接端子、密封件发生旋转等的情况,因此,能够防止电解液等液体流通到该盖构件的开口,从而能够防止电池的密封性降低。
优选的是,在本实施方式的带电极端子的电池盖中,还包括与上述外部连接端子接合的螺钉构件。
采用这种结构,能够利用螺钉构件将外部连接端子和外部配线电连接起来。
带电极端子的电池盖
图1是本发明的一实施方式的带电极端子的电池盖的概略俯视图,图2是图1的带电极端子的电池盖的虚线A-A的概略剖视图,图13是图1的带电极端子的电池盖的虚线B-B的概略剖视图。另外,图14、图16、图17、图18分别是盖构件、电极连接端子、内部绝缘构件、外部绝缘构件的俯视图等。另外,图15是图14(c)的由点划线包围的范围P的放大图。
本实施方式的带电极端子的电池盖17用于密闭电池外壳1,该电池外壳1收容电解液和隔着隔离件24配置的正极片21和负极片22,该带电极端子的电池盖17的特征在于,包括:盖构件2,其具有至少1个通过对该盖构件2的一部分进行加工而设置的有底筒状的突起9,且具有外表面和内表面;电极连接端子5,其配置在盖构件2的内表面侧,且具有用于连接于正极片21或负极片22的连接部16;外部连接端子8,其配置在盖构件2的外表面侧,且与电极连接端子5电连接在一起;内部绝缘构件11,其配置在盖构件2的内表面与电极连接端子5之间,且具有凸部52或凹部;以及外部绝缘构件10,其配置在盖构件的外表面与外部连接端子8之间,且具有凸部或凹部62,有底筒状的突起9具有开口部7a、筒状部7c和底部7c,有底筒状的突起9在突起9的外侧与外部绝缘构件10的凹部62咬合,且在突起9的筒状部7b的内侧与内部绝缘构件11的凸部52咬合。
在图中,仅在内部绝缘构件11描画了凸部52,但该凸部也可以是凹部,仅在外部绝缘构件10描画了凹部62,但该凹部也可以是凸部。内部绝缘构件的凸部或凹部以及外部绝缘构件的凹部或凸部以咬合于有底筒状的突起9的方式设置即可。
本实施方式的带电极端子的电池盖也可以还具有密封件13和螺钉构件6。
本实施方式的带电极端子的电池盖17也可以分别包括多个电极连接端子5、外部连接端子8、内部绝缘构件11、外部绝缘构件10、密封件13和螺钉构件6,在多个电极连接端子5中包含正极连接端子3和负极连接端子4,在多个外部连接端子8中包含正极用外部连接端子8a和负极用外部连接端子8b,在多个内部绝缘构件11中包含正极用内部绝缘构件11a和负极用内部绝缘构件11b,在多个外部绝缘构件10中包含正极用外部绝缘构件10a和负极用外部绝缘构件10b,在多个密封件13中包含正极用密封件13a和负极用密封件13b,在多个螺钉构件6中包含正极用螺钉构件6a和负极用螺钉构件6b。
另外,本实施方式的带电极端子的电池盖17所包含的盖构件2也可以具有多个开口34,正极连接端子3、正极用内部绝缘构件11a、正极用密封件13a、正极用绝缘构件10a、正极用外部绝缘构件10a和正极用螺钉构件6a也可以成为一组,接合于多个开口34中的一个开口34而一体化,负极连接端子3、负极用内部绝缘构件11b、负极用密封件13b、负极用绝缘构件10b、负极用外部绝缘构件10b和负极用螺钉构件6b也可以成为一组,接合于多个开口34中的另一个开口34而一体化。
下面,说明本实施方式的带电极端子的电池盖17的各结构元件。
1.盖构件2
盖构件2具有外表面和内表面,且具有有底筒状的突起9。另外,盖构件2能够通过与电池外壳1接合来密闭电池外壳1。另外,盖构件2可以具有多个有底筒状的突起9。
有底筒状的突起9是通过对盖构件2的一部分进行加工而设置的,具有开口部7a、筒状部7b和底部7c。
有底筒状的突起9既可以如图14(c)那样自盖构件2的外表面突出,也可以自盖构件2的内表面突出。在有底筒状的突起9自盖构件2的外表面突出的情况下,有底筒状的突起9在外表面侧形成为凸部,在内表面侧形成为凹部。在该情况下,如图13那样,有底筒状的突起9在其外侧(凸部)与外部绝缘构件10的凹部62咬合,在有底筒状的突起9的内侧(凹部)与内部绝缘构件11的凸部52咬合。
在有底筒状的突起9自盖构件2的内表面突出的情况下,有底筒状的突起9在外表面侧形成为凹部,在内表面侧形成为凸部。在该情况下,有底筒状的突起9在其外侧(凸部)与内部绝缘构件11的凹部咬合,在有底筒状的突起9的内侧(凹部)与外部绝缘构件10的凸部咬合。
由此,盖构件2能够在预定的位置与内部绝缘构件11和外部绝缘构件10这两者组合起来,从而能够防止内部绝缘构件11和外部绝缘构件10自预定的位置移动。
另外,也可以在盖构件2中设置两个以上有底筒状的突起9,使得盖构件2与内部绝缘构件11和盖构件2与外部绝缘构件10分别能够在两处以上的位置组合起来。由此,能够可靠地防止内部绝缘构件11和外部绝缘构件10自预定的位置移动。
另外,在本发明中“咬合”是指以互相咬合的状态组合在一起的状态,既可以是嵌合的状态,也可以是形状各不相同的部分咬合在一起的状态。另外,也可以在咬合在一起的两个部分之间设有预定的间隙(余隙)。
有底筒状的突起9的形状为筒状,只要有底就没有特别的限定,例如,也可以是圆筒状。
另外,图15所示的有底筒状的突起9的筒状部7b的内侧的面与盖构件2的内表面或外表面所成的角度X优选为75°~90°。在角度X小于75°的情况下,可观察到当以12Nm的扭矩旋紧螺母47时外部绝缘构件10脱离突起9而旋转,因此,优选具有75°以上的角度。而且,当角度X大于90°时,成形时模具会难以拔出等,成形性变差,因此,优选为90°以下的角度。
盖构件2既可以如图14那样具有开口34,也可以如图3那样,密封件13的圆筒部30贯穿于开口34,电极连接端子5的铆接部14贯穿于圆筒部30的内侧的开口。另外,密封件14也可以紧密接合于开口34的侧壁和铆接部14。由此,能够防止电解液等液体流通到开口34,从而能够提高电池的密封性。
盖构件2的材料只要是即使将盖构件2和电池外壳1接合起来也不会产生较大程度的变形的材料,就没有特别的限定,例如能够列举出铝、铝合金、铁、铁合金、不锈钢等金属材料,在该金属材料上镀镍、锡、铬、锌等而成的材料。
形成有底筒状的突起9的方法并没有特别的限定,例如能够通过对金属板挤压来形成。
2.内部绝缘构件
内部绝缘构件11配置在盖构件2的内表面与电极连接端子5之间。通过设置内部绝缘构件11,能够将电极连接端子5和盖构件2的内表面电绝缘。
内部绝缘构件11具有凸部52或凹部。该凸部52或凹部与盖构件2的有底筒状的突起9咬合。由此,能够防止内部绝缘构件11自预定的位置移动。另外,内部绝缘构件11也可以具有多个凸部52或多个凹部,能够利用多个凸部52或多个凹部分别与盖构件2的有底筒状的突起9咬合。例如,在如图17(a)、图17(d)所示内部绝缘构件11具有两个凸部52的情况下,如图13那样凸部52能够插入到盖构件2的有底筒状的突起9的内侧的开口中,从而能够使内部绝缘构件11与电极连接端子5咬合在一起。
内部绝缘构件11也可以如图17(a)所示那样具有开口33,既可以是如图3那样电极连接端子5的铆接部14贯穿开口33,也可以是在铆接部14与开口33之间夹持密封件13的内部凸缘部31。由此,能够固定内部绝缘构件11。
内部绝缘构件11也可以与电极连接端子5咬合。内部绝缘构件11与电极连接端子5咬合的方法并没有特别的限定,例如,可以是如下的情况:如图17(b)那样在内部绝缘构件11设置突缘部55,使相对的突缘部55之间的距离c和电极连接端子5的基部15的宽度a实质上相同,如图13那样将电极连接端子5和内部绝缘构件11组合起来,使电极连接端子5的基部15的相对的侧面与内部绝缘构件11的相对的突缘部55咬合。
另外,可以是如下的情况:如图17(b)、图17(c)那样在内部绝缘构件11设置凸部53,在电极连接端子5中设置能够供凸部53插入的开口45,使内部绝缘构件11的突缘部55与凸部53的距离d和电极连接端子5的基部51的一个侧面与开口45的距离b实质上相同。由此,能够如图2那样将内部绝缘构件11和电极连接端子5组合起来,从而能够使电极连接端子5与内部绝缘构件11咬合。
另外,设置于内部绝缘构件11的突缘部55即使是设置于内部绝缘构件11的凸部,也能够同样地咬合。
并且,可以是如下的情况:如图17(b)、图17(c)、图17(e)那样在内部绝缘构件11设置凹部61,如图16那样在电极连接端子5设置能够与凹部61咬合的凸部51。图19是将内部绝缘构件11和电极连接端子5组合起来后的状态的概略剖视图,与图17(e)和图16(c)相对应。通过如图19那样以凸部51进入到凹部61的方式将内部绝缘构件11和电极连接端子5组合起来,能够使内部绝缘构件11与电极连接端子5咬合。另外,也可以在内部绝缘构件11设置凸部,在电极连接端子5设置凹部,同样地进行咬合。
这些使内部绝缘构件11与电极连接端子5咬合的方法也可以应用于使外部绝缘构件10与外部连接端子8咬合的情况。
内部绝缘构件11的材料只要能够将电极连接端子5和盖构件2电绝缘,就没有特别的限定,例如是聚苯硫醚(PPS)或硬质聚丙烯(硬质PP)。
3.外部绝缘构件
外部绝缘构件10配置在盖构件2的外表面与外部连接端子8之间。通过设置外部绝缘构件10,能够将外部连接端子8和盖构件2的外表面电绝缘。
外部绝缘构件10还具有凸部或凹部62。该凸部或凹部62与盖构件2的有底筒状的突起9咬合。由此,能够防止外部绝缘构件10自预定的位置移动。另外,外部绝缘构件10也可以具有多个凸部或多个凹部62,能够利用多个凸部或多个凹部62分别与盖构件2的有底筒状的突起9咬合。例如,在如图18(b)、图18(d)所示外部绝缘构件10具有两个凹部62的情况下,如图13那样盖构件2的有底筒状的突起9能够插入到凹部62中,从而能够使外部绝缘构件10与盖构件2咬合。
外部绝缘构件10也可以如图18(a)所示那样具有开口35,既可以是如图3那样电极连接端子5的铆接部14贯穿开口35,也可以是在铆接部14与开口35之间夹持密封件13的外部凸缘部43。由此,能够固定外部绝缘构件10。
外部绝缘构件10也可以与外部连接端子8咬合。外部绝缘构件10与外部连接端子8咬合的方法并没有特别的限定,例如,可以是如下的情况:如图18(a)、图18(c)那样在外部绝缘构件10设置突缘部56,使相对的突缘部56之间的距离g和外部连接端子8的宽度e实质上相同,或者,使凸缘部56之间的距离h与外部连接端子8的长度f实质上相同,将外部连接端子8和外部绝缘构件10组合起来,使它们咬合。另外,也可以是如下的情况:如图11、图18那样使外部绝缘构件10的突缘部56的一部分的内侧的形状与外部连接端子8的一部分的形状实质上相同,由此使它们咬合。另外,也可以是如下的情况:在外部绝缘构件10和外部连接端子8中的任一个构件上设置凸部,在另一个构件上设置凹部,使该凸部与凹部咬合。
外部绝缘构件10的材料只要能够将外部连接端子8和盖构件2电绝缘,就没有特别的限定,例如是聚苯硫醚(PPS)或硬质聚丙烯(硬质PP)。
4.电极连接端子
电极连接端子5具有配置在盖构件2的内表面侧且用于连接于正极片21或负极片22的连接部16。另外,电极连接端子5可以具有配置在盖构件2的内表面侧的基部15及自基部15突出且与外部连接端子8接合的铆接部14。另外,基部15可以具有能够与内部绝缘构件11咬合的形状,可以具有用于与内部绝缘构件11咬合的开口45、凸部51、凹部。
另外,电极连接端子5也可以是多个,在多个电极连接端子5中包含正极连接端子3和负极连接端子4。正极连接端子3能够在连接部16处与正极片21连接,铆接部14与正极用外部连接端子8a接合。负极连接端子4能够在连接部16处与负极片22连接,铆接部14与负极用外部连接端子8b接合。
正极连接端子3、负极连接端子4的材料并没有特别的限定,例如,正极连接端子3可以为例如铝,负极连接端子4可以为例如铜。
电极连接端子5的制造方法并没有特别的限定,例如,可以通过对金属板进行冲压加工来制造。
电极连接端子5例如具有图2、图3那样的构造,平板状的基部15的一个面与内部绝缘构件11和密封件13的内部凸缘部31面接触,自基部15突出的铆接部14贯穿密封件13的开口29、内部绝缘构件11的开口33、盖构件2的开口34、外部绝缘构件10的开口35和外部连接端子8的开口36,与外部连接端子8接合。
电极连接端子5可以在与外部连接端子8接合之前具有图16(a)~图16(c)的构造。另外,电极连接端子5的连接部16可以如图16那样具有日文片假名コ形的构造,能够在相对的金属板外侧的两个面分别接合电极片18。
5.外部连接端子
外部连接端子8配置在盖构件2的外表面侧,与电极连接端子5电连接。外部连接端子8能够与外部配线连接,外部连接端子8是为了使电池能够进行放电或充电而设置的。
另外,外部连接端子8既可以具有供电极连接端子5的铆接部14贯穿的开口36,也可以通过凿铆接部14的顶端而与铆接部14接合。另外,外部连接端子8也可以具有供螺钉构件6贯穿的开口37,能够与螺钉构件6接合。并且,外部连接端子8也可以在开口37的周围具有外周连接部38。通过具有外周连接部38,能够将外部连接端子8和外部配线连接起来。
另外,外部连接端子8能够与螺钉构件6接合。
外部连接端子8的材料只要是作为与外部配线连接的端子的金属板,就没有特别的限定,例如是铝板。
图11(a)是接合电极连接端子5的铆接部14及螺钉构件6之前的外部连接端子8的概略俯视图,图11(b)是图11(a)的外部连接端子8的虚线K-K的概略剖视图。外部连接端子8也可以如图11那样以高度不同的方式具有供电极连接端子5的铆接部14贯穿的开口36的周围的平板部和外部连接部38,即供螺钉构件6贯穿的开口37的周围的平板部。此时,在开口36的周围的平板部与盖构件2的外表面之间直接夹持外部凸缘部43。
6.密封件
密封件13分别被电极连接端子5和盖构件2的开口的侧壁、电极连接端子5和内部绝缘构件11的开口的侧壁,以及电极连接端子5和外部绝缘构件10的开口的侧壁夹持。例如,如图3那样,密封件13具有贯穿盖构件2的开口34且紧密接合于盖构件2的开口34的侧壁的圆筒部30、直接被盖构件2的内表面和电极连接端子5的基部15夹持的内部凸缘部31,以及直接被盖构件2的外表面和外部连接端子8夹持的外部凸缘部43。由此,能够在电极连接端子5与盖构件2之间夹入密封件,从而能够防止电解液等液体流通到电极连接端子5与盖构件2之间的间隙。
另外,电极连接端子5的铆接部14贯穿密封件13的内侧的开口29,铆接部14和开口29的侧壁能够紧密接合在一起。
内部凸缘部31能够设置在内部绝缘构件11的开口33中,外部凸缘部43能够设置在外部绝缘构件10的开口35中。另外,内部凸缘部31能够设置为与内部绝缘构件11的开口33的侧壁紧密接合,外部凸缘部43能够设置为与外部绝缘构件10的开口35的侧壁紧密接合。由此,能够固定内部绝缘构件11和外部绝缘构件10。另外,能够防止内部绝缘构件11和外部绝缘构件10自预定的位置移动。
密封件13的材料只要是能够配置在电极连接端子5与盖构件2之间,能够防止电解液等液体流通,且柔软到在凿铆接部14的顶端时能够变形的程度的材质,就没有特别的限定。优选具有耐有机溶剂性的材料。举例的话,有氟树脂,优选为PFA或FEP。另外,优选密封件13具有电绝缘性。
图7(a)是在电极连接端子5的铆接部14接合于外部连接端子8之前的阶段下,密封件13变形之前的密封件13的概略俯视图,图7(b)是图7(a)的密封件13的虚线G-G的概略剖视图。该变形前的密封件13在开口29的周围具有圆筒部30和内部凸缘部31。
7.螺钉构件
螺钉构件6贯穿外部连接端子8的开口37,与外部连接端子8接合。螺钉构件6也可以具有外螺纹构造。
图20是作为与外部连接端子8连接的外部配线45的金属板的概略俯视图。另外,图21是在外部连接端子8连接有作为外部配线45的金属板时带电极端子的电池盖17的概略剖视图。图21与图2相对应。在如图21那样螺钉构件6具有外螺纹构造的情况下,通过使螺钉构件6的外螺纹构造贯穿作为外部配线45的金属板的开口,使外螺纹与螺母47等旋合,能够将外部连接端子8和外部配线45连接起来。
另外,螺钉构件6也可以具有内螺纹构造。在该情况下,通过用螺栓等旋合于该内螺纹构造,能够将外部连接端子8和外部配线45连接起来。
通过利用螺钉构件6将外部连接端子8和外部配线45连接起来,能够使外部连接端子8和外部配线45紧密接合。在将螺钉构件6和螺母47或螺栓旋合的情况下,需要对螺母47或螺栓施加旋紧的力(扭矩)。在外部连接端子8或电极连接端子5的位置因该扭矩而发生了移动的情况下,有时会导致泄漏电流流通。另外,当电极连接端子5的铆接部14因该扭矩而相对于密封件13旋转、或者,密封件13因该扭矩而相对于盖构件2的开口34的侧面旋转时,存在电解液等液体流通到开口34与密封件13之间或者密封件13与铆接部14之间,而使电池的密封性降低的情况。
但是,在外部连接端子8咬合于外部绝缘构件10,外部绝缘构件10咬合于盖构件2,盖构件2咬合于内部绝缘构件11,电极连接端子5咬合于内部绝缘构件11的情况下,即使为了使外部连接端子8和外部配线45紧密接合起来而对要旋合于螺钉构件6的螺母47或螺栓施加有扭矩,也能够防止外部连接端子8或电极连接端子5移动,或者电极连接端子5的铆接部14相对于密封件13旋转,或者密封件13相对于盖构件2的开口34的侧面旋转的情况。由此,能够防止产生泄漏电流、电池的密封性降低。
使螺钉构件6接合于外部连接端子8的方法并没有特别的限定,例如能够通过使螺钉构件6贯穿外部连接端子8的开口37并凿螺钉构件的顶端来实现接合。
密闭型电池
图22是本发明的一实施方式的密闭型电池的概略俯视图,图23是本发明的一实施方式的密闭型电池的概略侧视图。另外,图24是图22的密闭型电池的虚线L-L的概略剖视图,图25是图23的密闭型电池的虚线M-M的概略剖视图。
本实施方式的密闭型电池20在与带电极端子的电池盖17接合起来的电池外壳1的内部包括隔离件24、电解液和隔着隔离件24配置的正极片21和负极片22,电极连接端子5、密封件13、内部绝缘构件11、外部绝缘构件10和外部连接端子8各自为多个,正极片21和负极片22接合于各不相同的电极连接端子5。
本实施方式的密闭型电池20能够通过如下方式来制造,即,将发电元件12接合于带电极端子的电池盖17所包含的电极连接端子5,将该发电元件12收容在电池外壳1的内部,并且使盖构件2嵌合于电池外壳1的开口,将电池外壳1和盖构件2接合起来,向电池外壳1的内部注入电解液。
下面,说明本实施方式的密闭型电池的除带电极端子的电池盖17之外的结构元件。
1.发电元件
发电元件12与填充在电池外壳1内部的电解液一同进行电池反应。利用该电池反应,密闭型电池20能够进行放电、充电。发电元件12包括隔离件24和隔着隔离件24配置的正极片21和负极片22。发电元件12例如图25那样包括蜿蜒曲折的隔离件24和配置在隔离件24的各谷沟中且隔着隔离件24交替配置的正极片21和负极片22。
隔离件24为片状,配置在正极片21与负极片22之间。隔离件24只要是能够防止短路电流在正极片21与负极片22之间流通,能够供电解质透过的材料,就没有特别的限定,例如可以是聚烯烃的微多孔性薄膜。
正极片21包括正极集电体27和分别设置在正极集电体27的两个面上的正极活性物质层25。正极片21例如能够如图26(a)、图26(b)那样形成,能够通过在方形的正极集电体27的两个面上形成正极活性物质层25而形成。而且,正极片21能够具有用于连接于正极连接端子3的连接部16的连接部23,图26(a)的连接部23能够通过在正极片21的正极集电体27的端部部分的两个面上不形成正极活性物质层25来设置。另外,也能够通过在正极集电体27的1个端部形成耳部,在该耳部不形成正极活性物质层25来设置连接部。
正极集电体27只要能够具有导电性,在表面上包括正极活性物质层25,就没有特别的限定,例如是金属箔。优选为铝箔。
正极活性物质层25能够通过向正极活性物质中添加导电剂、粘结剂等,并利用涂敷法等形成在正极集电体27上。在锂二次电池的情况下,正极活性物质例如是LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4或LiFePO4。
负极片22包括负极集电体28和分别设置在负极集电体28的两个面上的负极活性物质层26。负极片22例如能够如图27(a)、图27(b)那样形成,能够通过在方形的负极集电体28的两个面上形成负极活性物质层26而形成。而且,负极片22能够具有用于连接于负极连接端子4的连接部23,图27(a)的连接部23能够通过在负极片22的负极集电体27的端部部分的两个面上不形成负极活性物质层26来设置。另外,也能够通过在负极集电体的1个端部形成耳部,在该耳部不形成负极活性物质层26来设置连接部。
负极集电体28只要能够具有导电性,在表面上包括负极活性物质层26,就没有特别的限定,例如是金属箔。优选为铜箔。
负极活性物质层26能够通过向负极活性物质中添加导电剂、粘结剂等,并利用涂敷法等形成在负极集电体28上。在锂二次电池的情况下,负极活性物质例如是石墨、部分石墨化后而成的碳、LiTiO4、Sn合金等。
2.电池外壳
电池外壳1是在内部收容发电元件12、正极连接端子3、负极连接端子4和电解液的电池外壳,只要能与盖构件2接合,就没有特别的限定。
电池外壳1的材料只要是即使在其内部收容发电元件12、正极连接端子3、负极连接端子4和电解液也不会发生较大程度的变形的材料,就没有特别的限定,例如能够列举出铝、铝合金、铁、铁合金、不锈钢等金属材料,在该金属材料上镀镍、锡、铬、锌等而成的材料,或者硬质塑料等。
将盖构件2和电池外壳1接合起来的方法并没有特别的限定,例如是利用激光焊接、电阻焊接、超声波焊接、粘接剂等进行的接合。
3.电解液
电解液只要是将发电元件12浸渍,电解质溶解于溶剂而成的溶液,就没有特别的限定,例如是有机电解液,是将作为电解质的LiCF3SO3、LiAsF6、LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiBOB等锂盐溶质溶解于有机溶剂而成的溶液。另外,根据需要,也可以混合VC(碳酸亚乙烯酯)等添加剂。
附图标记说明
1、电池外壳;2、盖构件;3、正极连接端子;4、负极连接端子;5、电极连接端子;6、6a、6b、螺钉构件;7a、开口部;7b、筒状部;7c、底部;8、8a、8b、外部连接端子;9、有底筒状的突起;10、10a、10b、外部绝缘构件;11、11a、11b、内部绝缘构件;12、发电元件;13、13a、13b、密封件;14、铆接部;15、基部;16、连接部;17、带电极端子的电池盖;18、电极片;20、密闭型电池;21、正极片;22、负极片;23、连接部;24、隔离件;25、正极活性物质层;26、负极活性物质层;27、正极集电体;28、负极集电体;29、33、34、35、36、37、45、46、开口;30、圆筒部;31、内部凸缘部;38、外部连接部;40、模具;41、按压用构件;43、外部凸缘部;45、外部配线;47、螺母;51、52、凸部;55、56、突缘部;61、62、凹部。
Claims (11)
1.一种带电极端子的电池盖,其用于密闭电池外壳,该电池外壳收容电解液和隔着隔离件配置的正极片和负极片,
该带电极端子的电池盖的特征在于,包括:
盖构件,其具有外表面和内表面,且具有开口;密封件,其具有贯穿上述盖构件的开口的圆筒部,以及内部凸缘部和外部凸缘部;电极连接端子,其具有配置在上述盖构件的内表面侧的基部、用于连接于上述正极片或上述负极片的连接部和自上述基部突出且贯穿上述圆筒部的内侧开口的铆接部;以及外部连接端子,其在上述盖构件的外表面侧与上述铆接部接合,
上述圆筒部在其外侧紧密接合于上述盖构件的开口的侧壁,在其内侧紧密接合于上述铆接部,
上述内部凸缘部直接被上述盖构件的内表面和上述基部夹持,
上述外部凸缘部直接被上述盖构件的外表面和上述外部连接端子夹持。
2.根据权利要求1所述的带电极端子的电池盖,其中,
上述外部连接端子具有供上述铆接部贯穿的开口,而且通过凿上述铆接部的顶端而使上述外部连接端子与上述铆接部相接合。
3.根据权利要求1或2所述的带电极端子的电池盖,其中,
上述密封件由氟树脂构成。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的带电极端子的电池盖,其中,
该带电极端子的电池盖还包括:内部绝缘构件,其被上述盖构件的内表面和上述电极连接端子的基部夹持,且具有开口;以及外部绝缘构件,其被上述盖构件的外表面和上述外部连接端子夹持,且具有开口,
上述铆接部贯穿上述内部绝缘构件的开口和上述外部绝缘构件的开口,
上述内部凸缘部设置在上述内部绝缘构件的开口中,
上述外部凸缘部设置在上述外部绝缘构件的开口中。
5.根据权利要求4所述的带电极端子的电池盖,其中,
上述内部凸缘部紧密接合于上述内部绝缘构件的开口的侧壁,上述外部凸缘部紧密接合于上述外部绝缘构件的开口的侧壁。
6.根据权利要求5所述的带电极端子的电池盖,其中,
上述外部绝缘构件的开口具有比上述密封件的圆筒部的外径大的直径。
7.根据权利要求4所述的带电极端子的电池盖,其中,
上述盖构件具有至少1个通过对盖构件的一部分进行加工而设置的有底筒状的突起,
上述内部绝缘构件和上述外部绝缘构件各自具有凸部或凹部,
上述有底筒状的突起具有开口部、底部和筒状部,
上述有底筒状的突起在突起的外侧与上述内部绝缘构件的凹部咬合,且在突起的筒状部的内侧与上述外部绝缘构件的凸部咬合,或者,上述有底筒状的突起在突起的外侧与上述外部绝缘构件的凹部咬合,且在突起的筒状部的内侧与上述内部绝缘构件的凸部咬合。
8.根据权利要求7所述的带电极端子的电池盖,其中,
上述电极连接端子与上述内部绝缘构件咬合,
上述外部连接端子与上述外部绝缘构件咬合。
9.根据权利要求4~8中任一项所述的带电极端子的电池盖,其中,
该带电极端子的电池盖还包括与上述外部连接端子接合在一起的螺钉构件。
10.一种密闭型电池,其中,
利用权利要求4~9中任一项所述的带电极端子的电池盖密闭的电池外壳在其内部包括隔离件、电解液和隔着上述隔离件配置的正极片和负极片,上述带电极端子的电池盖所包括的上述电极连接端子、上述密封件、上述内部绝缘构件、上述外部绝缘构件和上述外部连接端子各自为多个,
上述正极片和上述负极片接合于各不相同的上述电极连接端子。
11.一种带电极端子的电池盖的制造方法,该制造方法用于制造权利要求4~9中任一项所述的带电极端子的电池盖,其中,
该制造方法包括如下工序,即,在具有基部和自上述基部突出的铆接部的电极连接端子的上述铆接部贯穿了具有内部凸缘部和圆筒部的密封件的上述圆筒部的内侧的开口、内部绝缘构件的开口、盖构件的开口、外部绝缘构件的开口和外部连接端子的开口的状态下,凿上述铆接部的顶端的工序,
在凿上述铆接部的顶端的工序中,上述铆接部与上述外部连接端子接合,而且,上述外部连接端子压接于上述圆筒部的顶端,从而使上述圆筒部的端部变形,形成上述外部凸缘部。
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Free format text: FORMER OWNER: K.K. IWASAKI SEIKI Effective date: 20130529 |
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TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20130529 Address after: Tokyo, Japan, Japan Applicant after: Eliily Power Co., Ltd. Address before: Tokyo, Japan, Japan Applicant before: Eliily Power Co., Ltd. Applicant before: Iwasaki Seiki Co., Ltd. |
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