CN103824995A - 蓄电元件及蓄电元件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种蓄电元件及蓄电元件的制造方法，该蓄电元件（10）能够在将密封栓焊接在容器上时减少焊接不良的问题，其包括容纳电解液的容器（100），还包括形成于容器（100）且用来注入电解液的贯通孔（110a）、堵塞贯通孔（110a）的密封栓（400）、通过将密封栓（400）贯通焊接在容器（100）上而形成的贯通焊接部（430）。
Description
技术领域
本发明涉及具有容纳电解液的容器的蓄电元件及其制造方法。
背景技术
在全球对环境问题的研究中，将汽油汽车转换为电动汽车变得尤为重要。因此，正在进行使用非水电解质二次电池等蓄电元件作为电动汽车电源的研究。
在此，在现有的蓄电元件中，在容器上形成贯通孔，制造时从该贯通孔向容器内注入电解液，由密封栓堵塞该贯通孔，由此电解液容纳在容器内（例如，参照专利文献1）。在该蓄电元件中，在由密封栓堵塞贯通孔的状态下，将密封栓的外缘焊接在容器上，由此在容器上固定密封栓。
专利文献1：（日本）特开2009-199819号公报
然而，在上述现有蓄电元件中，存在将密封栓焊接在容器上时出现焊接不良的问题，即在将密封栓的外缘焊接在容器上时，如果电解液附着在该外缘上，则可能存在焊接不良的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的，目的在于提供能够在容器上焊接密封栓时减少焊接不良问题的蓄电元件及其制造方法。
为了达到上述目的，本发明一实施方式的蓄电元件为具有容纳电解液的容器的蓄电元件，具有：形成在所述容器上用来注入所述电解液的贯通孔、堵塞所述贯通孔的密封栓、通过在所述容器上贯通焊接所述密封栓而形成的贯通焊接部。
根据上述构成，通过在容器上贯通焊接密封栓，能够在容器上固定密封栓，所以在通过贯通焊接熔化密封栓期间能够使附着在密封栓与容器之间的电解液蒸发。因此，在容器上焊接密封栓时能够减少因电解液附着在密封栓上而导致的焊接不良问题。
而且，可以使所述贯通焊接部在所述贯通孔的周围形成为环状。
根据该构成，因为贯通焊接部在贯通孔的周围形成为环状，所以密封栓能够可靠地密封贯通孔，防止水分等向容器内部侵入以及电解液泄漏等。而且，与在容器上焊接密封栓的外缘的现有方法相比，在容器上贯通焊接密封栓的情况下，由于能够将密封栓的外缘向容器按压，所以在焊接时能够防止密封栓从容器上翘起。
此外，可以使所述密封栓具有厚度薄的薄壁部，使所述贯通焊接部通过在所述容器上贯通焊接所述薄壁部而形成。
根据该构成，由于能够通过在容器上贯通焊接密封栓的薄壁部来形成贯通焊接部，所以能够增加密封栓的未被贯通焊接的位置的厚度。因此，能够在处理密封栓时抑制密封栓发生变形，从而能够减少因密封栓的变形而导致的焊接不良问题。
而且，可以使所述密封栓具有在所述贯通孔的周围形成为环状的沟槽部，使所述薄壁部形成在与所述沟槽部对应的位置。
根据该构成，由于能够通过在密封栓上形成沟槽部而形成薄壁部，所以通过冲压加工等形成沟槽部，能够容易地形成形状差异较少的薄壁部。而且，因为薄壁部只要形成在与进行贯通焊接的环状沟槽部相对应的位置即可，所以能够增加密封栓的未形成有沟槽部的部分的厚度。因此，能够进一步抑制处理密封栓时的变形，从而能够进一步减少因密封栓的变形而导致的焊接不良问题。另外，如果在密封栓上形成沟槽部，那么能够利用该沟槽部使焊接机与密封栓的位置对齐。
此外，可以使所述密封栓具有插入所述贯通孔的突出部，使所述贯通焊接部在所述突出部的周围形成为环状。
根据该构成，能够以在贯通孔中插入突出部的状态在容器上固定密封栓，由此，能够在进行贯通焊接时抑制电解液从贯通孔漏出。因此，能够减少因电解液附着在密封栓上而导致的焊接不良问题。
而且，可以使所述贯通焊接部形成在比所述密封栓的中心位置接近所述密封栓的外缘的位置。
根据该构成，通过在密封栓的外缘附近形成贯通焊接部，在进行贯通焊接时，与电解液大量附着的贯通孔附近相比，电解液附着较少的位置被焊接，所以能够进一步减少焊接不良问题。
另外，为了达到上述目的，本发明另一实施方式的蓄电元件的制造方法为具有容纳电解液的容器的蓄电元件的制造方法，包括：为了堵塞形成在所述容器上用来注入所述电解液的贯通孔而在所述容器上配置密封栓的配置工序，以及通过使所述密封栓贯通焊接在所述容器上而形成贯通焊接部的贯通焊接工序。
根据上述方法，通过在容器上配置密封栓而使密封栓贯通焊接在容器上，来制造蓄电元件。因此，通过该贯通焊接，能够在熔化密封栓期间使附着在密封栓上的电解液蒸发，能够减少因电解液附着在密封栓上而导致的焊接不良问题。
根据本发明的蓄电元件，能够减少在将密封栓焊接在容器上时焊接不良问题。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的蓄电元件外观的立体示意图；
图2是表示本发明实施方式的蓄电元件所具有的各构成部件的立体图；
图3（a）、（b）是表示本发明实施方式的密封栓结构的示意图；
图4是表示本发明实施方式的密封栓配置在盖体上时的结构的示意图；
图5是表示本发明实施方式的蓄电元件的制造方法的流程图；
图6是表示本发明实施方式第一变形例的蓄电元件的密封栓结构的示意图；
图7是表示本发明实施方式第二变形例的蓄电元件的密封栓结构的示意图；
图8是表示本发明实施方式第三变形例的蓄电元件的密封栓结构的示意图；
图9是表示本发明实施方式第四变形例的蓄电元件的密封栓结构的示意图；
图10是表示本发明实施方式第五变形例的蓄电元件结构的示意图。
附图标记说明
10，11 蓄电元件；100，101 容器；110，112 盖体；110a 贯通孔；111，113 主体；120 正极集电体；130 负极集电体；140 电极体；200 正极端子；300 负极端子；400，500，600，700，800，900 密封栓；410，510，610，710 固定部；411，511，611 薄壁部；411a， 沟槽部；420 突出部；430，530，630，730 贯通焊接部；511a 凹部；611a 台阶部。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明实施方式的蓄电元件。需要说明的是，在下面所说明的实施方式都表示本发明优选的一具体例，在下面的实施方式中所表示的数值、形状、材料、构成部件、构成部件的配置位置以及连接方式、步骤、步骤的顺序等都只是一个例子，其目的不是限定本发明。而且，关于下面实施方式的构成部件中表示最上位概念的独立权利要求未记载的构成部件，可以作为任意构成部件进行说明。
（实施方式）
首先，对蓄电元件10的结构进行说明。
图1是表示本发明实施方式的蓄电元件10的外观立体示意图，图2是表示本发明实施方式的蓄电元件10所具有的各构成部件的立体图。
蓄电元件10是能够进行充电、放电的二次电池，更具体地说，是锂离子二次电池等非水电解质二次电池。蓄电元件10不限于非水电解质二次电池，可以是非水电解质二次电池以外的其他二次电池，也可以是电容器。
如图1所示，蓄电元件10具有：容器100、正极端子200、负极端子300、及密封栓400。而且，如图2所示，在容器100的内部收纳有正极集电体120、负极集电体130及电极体140。另外，虽然在蓄电元件10的容器100内部封入了电解液等液体，但附图中省略了该液体的图示。
容器100由以矩形筒状的有底的主体111和堵塞主体111的开口的板状部件即盖体110构成。而且，容器100在内部收纳电极体140等之后，通过焊接等接合盖体110与主体111，从而能够对内部进行密封。虽然未特别限定盖体110和主体111的材质，但优选例如不锈钢等可焊接的金属。
而且，如图2所示，在容器100的盖体110上形成有贯通孔110a。在此，贯通孔110a为制造蓄电元件10时用来注入电解液的圆柱状贯通孔。需要说明的是，贯通孔110a未限定为圆柱状，也可以为棱柱状等。
此外，如图1所示，为了堵塞贯通孔110a，在盖体110上配置密封栓400。即在制造蓄电元件10时，从贯通孔110a向容器100内注入电解液，然后由密封栓400堵塞贯通孔110a，由此将电解液收纳在容器100内。关于密封栓400的详细结构，将在后面进行叙述。
另外，作为封入容器100中的电解液（非水电解液），只要不是损坏蓄电元件10的性能就可以选择各种电解液，不会特别限制其种类。
电极体140具有正极、负极及分离装置，是能够储电的部件。正极是在由铝或铝合金等形成的长带状正极基体材料箔上形成正极活性物质层的部件，负极是在由铜或铜合金等形成的长带状负极基体材料箔上形成负极活性物质层的部件，分离装置为由树脂形成的微多孔性片材。
在此，作为正极活性物质层所使用的正极活性物质或者负极活性物质层所使用的负极活性物质，只要是能够吸收、释放锂离子的正极活性物质或负极活性物质，可以适当使用公知的材料。
而且，电极体140是将分离装置夹在负极与正极之间而配置为层状并卷绕而形成的。另外，在该图1中，作为电极体140的形状，表示为长圆形状，但也可以是圆形状或椭圆形状。而且，电极体140的形状不限于卷绕式，可以是层积为平板状极板的形状。
正极端子200为与电极体140的正极电连接的电极端子，负极端子300为与电极体140的负极电连接的电极端子，即正极端子200及负极端子300为用来将储存于电极体140的电向蓄电元件10的外部空间导出，或者为了在电极体140中储电而向蓄电元件10的内部空间导入电的金属制电极端子。正极端子200及负极端子300安装在配置于电极体140上方的盖体110上。
正极集电体120配置在电极体140的正极与容器100的主体111的侧壁之间，是与正极端子200和电极体140的正极电连接的具有导电性和刚性的部件。另外，正极集电体120与电极体140的正极基体材料箔同样，由铝或铝合金形成。
负极集电体130配置在电极体140的负极与容器100的主体111的侧壁之间，是与负极端子300和电极体140的负极电连接的具有导电性和刚性的部件。另外，负极集电体130与电极体140的负极基体材料箔同样，由铜或铜合金形成。
接着，对密封栓400的结构及密封栓400配置在盖体110上时的结构进行详细说明。
图3是表示本发明实施方式的密封栓400的结构的示意图。具体地说，图3（a）是从上方观察配置在盖体110上前的密封栓400的示意图，图3（b）是表示配置在盖体110上前的密封栓400剖面的示意图。图4是表示本发明实施方式的密封栓400配置在盖体110上时的结构的示意图。
如上述附图所示，密封栓400具有：固定于盖体110的固定部410及从固定部410突出的突出部420。
固定部410是为了堵塞贯通孔110a而固定在盖体110上的圆盘状部件，固定部410例如由不锈钢等可与盖体110焊接的金属形成。另外，固定部410的形状只要是能够堵塞贯通孔110a的形状可以是矩形状的平板状等任意形状。在此，在固定部410上形成有沟槽部411a，在与沟槽部411a对应的位置具有薄壁部411。
沟槽部411a为在突出部420的周围形成为环状的凹部，是在密封栓400配置在盖体110上的情况下在贯通孔110a的周围形成为环状的沟槽。另外，在本实施方式中，沟槽部411a形成为圆环状，但不限于圆环状，可以形成为环状以形成椭圆状或矩形状。而且，沟槽部411a虽然优选其剖面由四角形状的沟槽形成，但该沟槽的剖面形状不限于四角形状，也可以由四角以外的其他多角形状或圆弧形状等形成。
而且，沟槽部411a优选形成在比密封栓400的中心位置接近密封栓400的外缘的位置，即如图3（b）所示，形成沟槽部411a为，密封栓400的中心位置与沟槽部411a的沟槽中央位置的距离A大于该沟槽的中央位置与密封栓400的外缘位置的距离B。
薄壁部411为通过在固定部410上形成沟槽部411a而形成的厚度较薄的部位，即薄壁部411与沟槽部411a同样，在突出部420的周围形成为环状，而且在将密封栓400配置在盖体110上的情况下，在贯通孔110a的周围形成为环状。另外，薄壁部411与沟槽部411a同样，形成在比密封栓400的中心位置接近密封栓400的外缘的位置。这样，薄壁部411的配置及形状为与沟槽部411a对应的配置及形状。
突出部420为插入贯通孔110a的突出状部件。具体地说，突出部420为从固定部410的中央部分突出的圆柱状部件。在此，突出部420与固定部410一体形成，但也可以分体形成。而且，突出部420的形状不限于圆柱形状，可以优选为与贯通孔110a的形状对应的形状。
另外，如图4所示，在密封栓400配置在盖体110上的情况下，通过例如激光焊接，在容器100上贯通焊接密封栓400，由此形成贯通焊接部430。具体地说，从形成在密封栓400的固定部410上的沟槽部411a侧开始，通过焊接，熔化薄壁部411与盖体110的一部分，使固定部410与盖体110接合。即贯通焊接部430为在盖体110上通过焊接贯通薄壁部411而形成的部位，由薄壁部411与盖体110的一部分形成。
由此，贯通焊接部430在突出部420的周围且贯通孔110a的周围形成为环状，而且，贯通焊接部430形成在比密封栓400的中心位置接近密封栓400的外缘的位置。
接着，对蓄电元件10的制造方法进行说明。
图5是表示本发明实施方式的蓄电元件10的制造方法的流程图。具体地说，该图5为说明从贯通孔110a向容器100内注入电解液后，由密封栓400堵塞贯通孔110a的工序的流程图。
如图5所示，首先，作为配置工序，在从贯通孔110a向容器100内注入电解液后，在容器100上配置密封栓400（S102）。即为了堵塞形成在盖体110上用来注入电解液的贯通孔110a，在盖体110上配置密封栓400。
然后，作为贯通焊接工序，通过在容器100上贯通焊接密封栓400，形成贯通焊接部430（S104）。即从形成在密封栓400的固定部410上的沟槽部411a侧，在盖体110上贯通焊接固定部410，由此使固定部410与盖体110接合。由此，能够通过密封栓400堵塞贯通孔110a。
这样，根据本发明实施方式的蓄电元件10，通过在容器100上贯通焊接密封栓400，能够在容器100上固定密封栓400，所以，通过该贯通焊接，在熔化密封栓400期间能够使附着在密封栓400与容器100之间的电解液蒸发。而且，激光不会与附着在密封栓400外缘上的电解液直接接触而引起焊接不良。因此，能够减少在将密封栓400焊接在容器100上时因电解液附着在密封栓上而出现的焊接不良问题。
而且，因为贯通焊接部430在贯通孔110a的周围形成为环状，所以密封栓400能够可靠地密封贯通孔110a，防止水分等向容器100内部侵入及电解液泄漏等。
此外，与将密封栓的外缘焊接在容器上的现有方法相比，在容器100上贯通焊接密封栓400的情况下，能够将密封栓400的外缘向容器100按压，所以在焊接时能够抑制密封栓400从容器100翘起。而且，在通过冲切加工制造密封栓400的情况下，密封栓400的外缘由于毛刺等而难以进行焊接，但在容器100上贯通焊接密封栓400的情况下，能够在没有毛刺等的位置进行焊接。这样，与将密封栓的外缘焊接在容器上的现有方法相比，能够减少焊接不良问题。
而且，通过在容器100上贯通焊接密封栓400的薄壁部411而形成贯通焊接部430，所以能够增加密封栓400的未被贯通焊接的位置的厚度。因此，在处理密封栓时能够抑制密封栓400发生变形，从而能够减少因密封栓400的变形而出现的焊接不良问题。
另外，通过在密封栓400上形成沟槽部411a而能够形成薄壁部411，所以通过冲压加工等形成沟槽部411a，由此能够容易地形成形状差异较少的薄壁部411。而且，薄壁部411只要形成在与进行贯通焊接的环状沟槽部411a相对应的位置即可，所以能够增加密封栓400的未形成沟槽部411a的部分的厚度。因此，能够进一步抑制处理密封栓400时所发生的变形，能够进一步减少因密封栓400的变形而出现的焊接不良问题。另外，如果在密封栓400上形成沟槽部411a，则能够利用沟槽部411a容易使焊接机与密封栓400的位置对准。
而且，通过以在贯通孔110a中插入突出部420的状态将密封栓400固定在容器100上，由此，在进行贯通焊接时能够抑制电解液从贯通孔110a漏出。因此，能够进一步减少因电解液附着在密封栓400上而出现的焊接不良问题。
另外，通过在密封栓400的外缘附近形成贯通焊接部430，在进行贯通焊接时，与电解液大量附着的贯通孔110a附近相比，电解液附着较少的位置被焊接，所以能够进一步减少焊接不良问题。
而且，根据本发明实施方式的蓄电元件10的制造方法，通过在容器100上配置密封栓400，使密封栓400贯通焊接在容器100上，从而能够制造蓄电元件10。因此，通过该贯通焊接，能够在熔化密封栓400期间使附着在密封栓400上的电解液蒸发，能够减少因电解液附着在密封栓400上而出现的焊接不良问题。
（第一变形例）
接着，对上述实施方式的第一变形例进行说明。图6是表示本发明实施方式第一变形例的蓄电元件的密封栓500结构的示意图。
如该图所示，密封栓500在固定部510具有俯视时呈圆形状的凹部511a。即在上述实施方式中，密封栓400的固定部410具有俯视时呈圆环状的沟槽部411a，与之相对，在本变形例中，密封栓500的固定部510具有俯视时呈圆形状的凹部511a。
而且，对应于凹部511a，在固定部510形成圆盘状的薄壁部511。然后，通过将薄壁部511贯通焊接在盖体110上，能够形成贯通焊接部530。
如上所述，通过本发明实施方式的第一变形例的密封栓500的结构，也能够取得与上述实施方式相同的效果，在将密封栓500焊接在容器100时减少焊接不良问题。
（第二变形例）
接着，对上述实施方式的第二变形例进行说明。图7是表示本发明实施方式第二变形例的蓄电元件的密封栓600结构的示意图。
如该图所示，密封栓600在固定部610的外周部分具有俯视时呈圆形状的台阶部611a。即在上述实施方式中，密封栓400的固定部410具有沟槽部411a，与之相对，在本变形例中，密封栓600的固定部610在外周部分具有台阶部611a。
而且，对应于台阶部611a，在固定部610形成圆环状薄壁部611。然后，通过将薄壁部611贯通焊接在盖体110上，能够形成贯通焊接部630。
如上所述，通过本发明实施方式第二变形例的密封栓600的结构，也能够取得与上述实施方式相同的效果，在将密封栓600焊接在容器100上时减少焊接不良问题。
（第三变形例）
接着，对上述实施方式的第三变形例进行说明。图8是表示本发明实施方式第三变形例的蓄电元件的密封栓700结构的示意图。
如该图所示，密封栓700具有平板状固定部710。即在上述实施方式中，密封栓400的固定部410具有沟槽部411a，与之相对，在本变形例中，在密封栓700的固定部710上未形成沟槽部、凹部及台阶部等。即固定部710承担上述实施方式的薄壁部411的作用。然后，通过将固定部710贯通焊接在盖体110上，能够形成贯通焊接部730。
如上所述，通过本发明实施方式第三变形例的密封栓700的结构，也能够在将密封栓700焊接在容器100上时减少焊接不良问题。
（第四变形例）
接着，对上述实施方式的第四变形例进行说明。图9是表示本发明实施方式第四变形例的蓄电元件的密封栓800结构的示意图。
如该图所示，密封栓800具有与上述实施方式相同的固定部410。即在上述实施方式中，密封栓400具有突出部420，与之相对，在本变形例中，密封栓800不具有突出部。
如上所述，通过本发明实施方式第四变形例的密封栓800的结构，也能够取得与上述实施方式相同的效果，在将密封栓800焊接在容器100上时减少焊接不良问题。
（第五变形例）
接着，对上述实施方式的第五变形例进行说明。在上述实施方式中，密封栓400配置在盖体110上，但在本变形例中，密封栓配置在主体上。
图10是表示本发明实施方式第五变形例的蓄电元件11的结构的示意图。
如该图所示，密封栓900配置在容器101的主体113的侧壁上。需要说明的是，密封栓900的配置位置不限于该图的位置。而且，密封栓900也可以配置在主体113的底壁上。
如上所述，通过本发明实施方式的第五变形例的蓄电元件11的结构，也能够取得与上述实施方式相同的效果，在将密封栓900焊接在容器101上时减少焊接不良问题。
以上对本发明实施方式及其变形例的蓄电元件进行了说明，但本发明不限于上述实施方式及其变形例。
即本次所公开的实施方式及其变形例在所有方面都是例示而不应该认为是限制。本发明的范围不是上述的说明而是由权利要求书所限定的范围来表示，目的在于包括与权利要求书范围等同的含义和范围内的所有变更。
而且，将上述实施方式及上述变形例任意组合而构筑的方式也包括在本发明的范围内。例如可以在上述第一至第三变形例中实施第四变形例的变形，或者在上述第一至第四变形例中实施第五变形例的变形。
工业实用性
本发明可以适用于锂离子二次电池等蓄电元件等。
Claims (7)
1.一种蓄电元件，其具有容纳电解液的容器，其特征在于，具有：
贯通孔，形成在所述容器上，用来注入所述电解液；
密封栓，堵塞所述贯通孔；
贯通焊接部，通过在所述容器上贯通焊接所述密封栓而形成。
2.如权利要求1所述的蓄电元件，其特征在于，所述贯通焊接部在所述贯通孔的周围形成为环状。
3.如权利要求1或2所述的蓄电元件，其特征在于，所述密封栓具有厚度薄的薄壁部；
所述贯通焊接部通过在所述容器上贯通焊接所述薄壁部而形成。
4.如权利要求3所述的蓄电元件，其特征在于，所述密封栓具有在所述贯通孔的周围形成为环状的沟槽部；
所述薄壁部形成在与所述沟槽部对应的位置。
5.如权利要求1～4中任一项所述的蓄电元件，其特征在于，所述密封栓具有插入所述贯通孔的突出部，
所述贯通焊接部在所述突出部的周围形成为环状。
6.如权利要求1～5中任一项所述的蓄电元件，其特征在于，所述贯通焊接部形成在比所述密封栓的中心位置靠近所述密封栓的外缘的位置。
7.一种蓄电元件的制造方法，该蓄电元件具有容纳电解液的容器，该制造方法的特征在于，包括：
为了堵塞形成在所述容器上用来注入所述电解液的贯通孔而在所述容器上配置密封栓的配置工序；
通过使所述密封栓贯通焊接在所述容器上而形成贯通焊接部的贯通焊接工序。
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