CN104011896B - 电池容器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供电池容器及其制造方法。电池容器(10)具备一方开口的壳体部件(1)、和用于堵塞开口的封口部件(2)。并且，在使壳体部件(1)与封口部件(2)接触并通过照射焊接束而熔融的熔融部(13)附近形成有缺肉部(24)。此外，以使得熔融部(13)到达缺肉部(24)的方式对壳体部件(1)与封口部件(2)进行焊接。另外，在焊接束的照射方向上的缺肉部(24)的宽度可以为熔融部(13)的熔深的1/3以上。

Description

电池容器及其制造方法
技术领域
本发明涉及将一方开口的壳体部件、和用于堵塞开口的封口部件通过焊接接合而成的电池容器及其制造方法。
背景技术
近年来，作为移动终端、电动汽车、混合动力车等的电源，利用各种电池，提出有为该电池所用的各种电池容器。例如，已知有如下的电池容器的制造方法，该电池容器具备：一方开口且用于在内部收纳电池部件的壳体部件、和用于堵塞开口的封口部件，将接壳体部件的突出部与封口部件的突出部对接并通过焊接接合(例如参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2009－146645号公报
然而，在上述专利文献1所示的制造方法中，例如当突出部小且焊接束的能量大的情况下，存在突出部烧穿、产生焊接缺陷的顾虑。
发明内容
本发明正是为了解决这样的问题而完成的，其目的在于提供一种通过最佳地进行焊接来提高焊接的可靠性的电池容器及其制造方法。
用于实现上述目的的本发明的一个方式涉及一种电池容器，具有一方开口的壳体部件和用于堵塞上述开口的封口部件，其特征在于，在使上述壳体部件与封口部件接触并通过照射焊接束而熔融的熔融部附近形成有缺肉部，以使得上述熔融部到达上述缺肉部的方式对上述壳体部件与封口部件进行焊接。
在该一个方式中，也可以形成为，在上述焊接束的照射方向上的上述缺肉部的宽度为上述熔融部的熔深的1/3以上。
在该一个方式中，也可以形成为，形成有沿着上述焊接束的照射方向朝上述壳体部件或上述封口部件的外部侧变厚的厚壁部，以使得上述熔融部被收敛在上述厚壁部的范围内的方式进行上述焊接。
在该一个方式中，也可以形成为，上述厚壁部具有：厚度向外侧逐渐增加的增厚渐变部；和与该增厚渐变部一体形成且厚度恒定的增厚恒定部，从上述增厚恒定部的厚度减去上述厚壁部以外的通常面的厚度而得的值为上述熔融部的熔深的1/3以上。
在该一个方式中，也可以形成为，从上述厚壁部的高度减去上述增厚渐变部的高度而得的值为上述熔融部的熔深以下。
在该一个方式中，也可以形成为，上述缺肉部在上述封口部件的外缘以及壳体部件的开口中的至少一方沿着上述外缘以及开口遍及整周或间断地形成槽状。
在该一个方式中，也可以形成为，通过沿着上述封口部件的外缘在上述熔融部附近将封口部件的上面角部以具有由曲面形成的角部的方式朝斜下方切除而形成上述缺肉部。
在该一个方式中，也可以形成为，上述壳体部件与上述封口部件通过激光焊接被接合而密闭。
另一方面，用于实现上述目的的本发明的一个方式涉及一种电池容器的制造方法，通过焊接将一方开口的壳体部件与用于堵塞上述开口的封口部件接合，其特征在于，上述电池容器的制造方法具有以下步骤：在使上述壳体部件与封口部件接触并通过照射焊接束而熔融的熔融部附近形成缺肉部的步骤；以及以使得上述熔融部到达上述缺肉部的方式进行上述焊接的步骤。
在该一个方式中，也可以形成为，在上述焊接束的照射方向上的上述缺肉部的宽度为上述熔融部的熔深的1/3以上。
在该一个方式中，也可以形成为，在上述壳体部件或上述封口部件，形成有沿着上述焊接束的照射方向朝上述壳体部件或上述封口部件的外部侧变厚的厚壁部，以使得上述熔融部被收敛在上述厚壁部的范围内的方式进行上述焊接。
根据本发明，能够提供一种通过最佳地进行焊接来提高焊接可靠性的电池容器及其制造方法。
附图说明
图1为示出本发明的一个实施方式所涉及的电池容器的概要结构的图。
图2为示出本发明的一个实施方式所涉及的电池容器的概要结构的图。
图3为示出本发明的一个实施方式所涉及的壳体部件的概要结构的立体图。
图4为将当沿直线A－A剖切图3所示的电池容器时的截面局部放大后的剖视放大图。
图5为示出本发明的一个实施方式所涉及的封口部件的概要结构的立体图。
图6为将图5所示的封口部件沿直线A－A剖切并局部放大的剖视放大图。
图7为将使壳体部件与封口部件的嵌合部嵌合、并用封口部件堵塞壳体部件的开口后的状态局部放大的剖视放大图。
图8为示出使壳体部件以及封口部件熔融至熔深A而接合的状态的一个例子的图。
图9为示出本发明的一个实施方式所涉及的电池容器的封口部件的一个变形例的图。
图10为示出本发明的一个实施方式所涉及的电池容器的封口部件的一个变形例的图。
图11为示出本发明的一个实施方式所涉及的电池容器的封口部件的一个变形例的图。
图12为示出本发明的一个实施方式所涉及的电池容器的封口部件的一个变形例的图。
图13为示出本发明的一个实施方式所涉及的电池容器的封口部件的一个变形例的图。
图14为示出本发明的一个实施方式所涉及的电池容器的壳体部件的一个变形例的图。
图15为示出本发明的一个实施方式所涉及的电池容器的壳体部件的一个变形例的图。
图16为示出本发明的一个实施方式所涉及的电池容器的壳体部件的一个变形例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1以及图2为示出本发明的一个实施方式所涉及的电池容器的概要结构的图。
本实施方式所涉及的电池容器10具备：一方开口且用于在内部收纳电池部件的壳体部件1；以及用于堵塞开口部11的封口部件2。在封口部件2分别安装有连接有正极的外部端子6的正极集电端子3、和连接有负极的外部端子7的负极集电端子4。
在正极集电端子3以及负极集电端子4的下方侧连接有电极体5。进而，连接于该正极集电端子3以及负极集电端子4的下方侧的电极体5被收纳于壳体部件1中，壳体部件1的开口部11由封口部件2堵塞，壳体部件1与封口部件2通过激光焊接等被接合而密闭。这样，本实施方式所涉及的电池容器10例如构成为大致立方体形状的方形密闭式的锂离子二次电池，被搭载于电动汽车、混合动力车、移动终端等。
图3为示出本实施方式所涉及的壳体部件的概要结构的立体图。如图3所示，壳体部件1例如由重量轻的铝等金属等形成为大致长方体状，且其上方面开口。
图4为将当沿直线A－A剖切图3所示的电池容器时的截面局部放大后的剖视放大图。如图4所示，沿着壳体部件1的开口部11形成厚壁部12，由此提高强度以及封闭性。厚壁部12具有：随着趋向上方侧而厚度向外侧逐渐增加的增厚渐变部121；以及与增厚渐变部121一体形成且厚度恒定的增厚恒定部122。
并且，((增厚部板厚L1)－(通常面板厚L2))优选为焊接壳体部件1与封口部件2时熔融的熔融部13的熔深A(图8)的1/3以上(L1－L2≥A/3)，((增厚部高度L3)－(增厚部渐变部L4))优选为熔融部13的熔深A以下(L3－L4≤A)。另外，在本实施方式中，壳体部件1形成为沿着开口部11具有厚壁部12的结构，但并不限于此，也可以形成为不具有厚壁部12的结构。
图5为示出本实施方式所涉及的封口部件的概要结构的立体图。如图5所示，封口部件2例如由铝等的金属形成，且分别形成有供正极集电端子3以及负极集电端子4插入的开口部21、22。在封口部件2，沿着其外缘分别形成有凹状的嵌合部23以及缺肉部24。
图6为将沿直线A－A剖切图5所示的封口部件并局部放大的剖视放大图。嵌合部23通过沿着封口部件2的外缘将下面侧切除而形成，并与壳体部件1的开口部11嵌合。
缺肉部24通过沿着封口部件2的外缘在熔融部13附近将上面角部沿焊接激光(束)的照射方向切除缺肉部宽度L5而形成，且相对于嵌合部23大致平行地形成于大致上方侧。对于该通过切除而形成的缺肉部24的角部241，为了保持熔融部13的强度，优选由圆弧(R)形状或斜面(C)形状等的曲面形成(图12)。并且，优选将缺肉部宽度L5设定为壳体部件2与封口部件1的熔融部13的熔深A的1/3以上(L5≥A/3)。由此，能够使焊接热更为集中地沿熔深方向传递。
缺肉部24沿着封口部件2的外缘遍及整周形成为槽状，但并不限于此，例如也可以沿着封口部件2的外缘仅在强度低的部分断续地形成。这样，通过局部地形成缺肉部24，壁厚薄的部分变少，因此电池容器10的耐老化性以及密闭性进一步提高。
并且，缺肉部24形成于封口部件2的熔融部13附近，但并不限于此，例如可以形成于壳体部件2的熔融部13附近，或者在封口部件2以及壳体部件1的熔融部13附近分别形成。
图7为将使壳体部件与封口部件的嵌合部嵌合并用封口部件堵塞壳体部件的开口部后的状态局部放大的剖视放大图。在图7所示的状态下，如果使用激光焊接装置等从侧方向壳体部件1与封口部件2的接合部照射激光束，则如图8所示，壳体部件1以及封口部件2熔融至熔深A而被接合。
在此，优选以下述方式进行上述激光焊接，即：(a)熔融部13的上方侧(一方侧)到达封口部件2的缺肉部24，并且(b)熔融部13的下方侧(另一方侧)被收敛在壳体部件1的厚壁部12的范围内(增厚部高度L3的范围内)。由此，能够使焊接热不扩散而更集中地沿熔深方向传递。并且，在本实施方式中，使用激光焊接装置，但并不限于此，例如可以使用电子束焊接装置，也可以使用能够照射能量束的任意的焊接装置。
另外，以往，在进行壳体部件与封口部件的激光焊接的情况下，如果为了在熔融部得到深的熔深而单纯增大焊接能量，则会产生焊接缺陷(因飞溅而产生的凹坑、在内部产生的空隙等)增加的问题。此外，存在焊接面积也扩大的倾向，因此产生焊接缺陷部的熔深(残留壁厚)变小的问题。另一方面，如果单纯减小焊接能量，又得不到熔融部的足够的熔深。
因此，在本实施方式所涉及的电池容器10中，如上所述，在使壳体部件1与封口部件2嵌合并使该对接面熔融的熔融部13附近形成有缺肉部24。由此，焊接热不从熔融部13的表面扩散而集中沿熔深方向传递，因此能够以较少的焊接能量在熔融部13得到更深的熔深A。即，能够凭借较少的焊接能量抑制焊接缺陷，并且能够利用熔融部13的深的熔深A实现更好的焊接。
接下来，对本实施方式所涉及的电池容器10的制造方法详细地进行说明。
首先，生成壳体部件1以及封口部件2。进而，在封口部件2，使用压力加工等加工方法形成缺肉部24。另外，缺肉部24可以通过切削加工等在封口部件2形成，也可以应用任意的加工方法。
接下来，使封口部件2与壳体部件1嵌合。然后，对于该嵌合后的封口部件2以及壳体部件1的焊接部，使用激光焊接装置照射激光。由此，在封口部件1与壳体部件的焊接部形成焊道，进行所谓的小孔式焊接。
在上述焊接中，以使得((增厚部板厚L1)－(一般面板厚L2))为熔融部13的熔深A的1/3以上，((增厚部高度L3)－(增厚渐变部L4))为熔融部13的熔深A以下，(缺肉部宽度L5)为熔深A的1/3以上，熔融部13的上方侧到达封口部件2的缺肉部24且熔融部13的下方侧被收敛在壳体部件1的厚壁部12的范围内的方式，设定激光焊接装置的焊接能量。通过这样进行焊接，能使焊接热更集中地沿熔深方向传递，能够以较少的焊接能量得到更深的熔深。
另外，例如在搭载于电动汽车、混合动力车、移动终端等的电池容器中，尤其要求高密闭性。在该情况下，通过使用本实施方式所涉及的电池容器的制造方法，能够将确保了高密闭性的电池容器10提供给电动汽车、混合动力车、移动终端等。
接下来，对本实施方式所涉及的电池容器10的变形例详细地进行说明。
在上述实施方式中，缺肉部24通过在熔融部13附近将上面角部以具有曲面的角部241的方式朝斜下方以缺肉部宽度L5切除而形成，但并不限于此，例如如图9所示，缺肉部31也可以通过在熔融部附近将上面角部倾斜地切除而形成。
上述实施方式中，如图10所示，缺肉部32可以通过在熔融部13附近将上表面向下方以缺肉部宽度L5切除而形成。此外，在上述实施方式中，在封口部件2形成凹状的嵌合部23，但并不限于此，如图11所示，也可以形成为并未形成凹状的嵌合部的结构。在该情况下，封口部件的外侧面与壳体部件的内侧面接合。另外，如图13所示，缺肉部33可以形成为接近大致圆弧的形状。
在上述实施方式中，在封口部件2的熔融部13附近形成缺肉部24，但也可以在壳体部件的熔融部附近形成缺肉部。例如如图14所示，缺肉部33可以通过在壳体部件的外侧面以缺肉部宽度L5沿水平方向切除而形成。并且，如图15所示，缺肉部34可以通过将壳体部件的厚壁部的熔融部附近倾斜地切除而形成。此外，如图16所示，缺肉部35可以通过将壳体部件的厚壁部的上端角部的熔融部附近切除而形成。另外，在上述的变形例中，当然也能够得到焊接热更集中地沿熔深方向传递，能够凭借较少的焊接能量得到深的熔深的效果。并且，形成于上述的封口部件2以及壳体部件1的缺肉部不过为一个例子，并不限于此，例如可以将上述实施方式任意地组合，只要为熔融部附近即可，可以在任意位置形成缺肉部。
以上，在本实施方式所涉及的电池容器10中，在壳体部件1与封口部件2熔融并接合的熔融部13附近形成缺肉部24，以使得熔融部13的上方侧到达缺肉部24的方式进行焊接。由此，焊接热更集中地沿熔深方向传递，能够凭借较少的焊接能量得到深的熔深。因而，能够大幅抑制焊接缺陷，并且能够有效地减少焊接能量的损失。并且，通过抑制壳体部件1与封口部件2的焊接部的焊接缺陷，能够提高该焊接部的强度。即，能够最佳地进行焊接，能够提高电池容器10的密闭性，能够提高可靠性。
另外，本发明并不限于上述实施方式，能够在不脱离主旨的范围内进行适当变更。
产业上的可利用性
本发明例如能够应用于搭载于电动汽车、混合动力车、移动终端等的要求高密闭性的电池容器。
标号说明
1：壳体部件；2：封口部件；10：电池容器；11：开口部；12：厚壁部；13：熔融部；23：嵌合部；24：缺肉部；121：增厚渐变部；122：增厚恒定部；241：角部。

Claims (11)

1.一种电池容器，具有一方开口的壳体部件和用于堵塞上述开口的封口部件，其特征在于，
在使上述壳体部件与封口部件接触并通过照射焊接束而熔融的熔融部附近形成有缺肉部，
以使得上述熔融部到达上述缺肉部的方式对上述壳体部件与封口部件进行焊接，
形成有沿着上述焊接束的照射方向朝上述壳体部件或上述封口部件的外部侧变厚的厚壁部，
上述厚壁部具有：厚度向外侧逐渐增加的增厚渐变部；和与该增厚渐变部一体形成且厚度恒定的增厚恒定部。
2.根据权利要求1所述的电池容器，其特征在于，
在上述焊接束的照射方向上的上述缺肉部的宽度为上述熔融部的熔深的1/3以上。
3.根据权利要求1或2所述的电池容器，其特征在于，
以使得上述熔融部被收敛在上述厚壁部的范围内的方式进行上述焊接。
4.根据权利要求3所述的电池容器，其特征在于，
从上述增厚恒定部的厚度减去上述厚壁部以外的通常面的厚度而得的值为上述熔融部的熔深的1/3以上。
5.根据权利要求4所述的电池容器，其特征在于，
从上述厚壁部的高度减去上述增厚渐变部的高度而得的值为上述熔融部的熔深以下。
6.根据权利要求1或2所述的电池容器，其特征在于，
上述缺肉部在上述封口部件的外缘以及壳体部件的开口中的至少一方沿着上述外缘以及开口遍及整周或间断地形成槽状。
7.根据权利要求1或2所述的电池容器，其特征在于，
通过沿着上述封口部件的外缘在上述熔融部附近将封口部件的上面角部以具有由曲面形成的角部的方式朝斜下方切除而形成上述缺肉部。
8.根据权利要求1或2所述的电池容器，其特征在于，
上述壳体部件与上述封口部件通过激光焊接被接合而密闭。
9.一种电池容器的制造方法，通过焊接将一方开口的壳体部件与用于堵塞上述开口的封口部件接合，其特征在于，
上述电池容器的制造方法具有以下步骤：
在使上述壳体部件与封口部件接触并通过照射焊接束而熔融的熔融部附近形成缺肉部的步骤；以及
以使得上述熔融部到达上述缺肉部的方式进行上述焊接的步骤，
在上述壳体部件或上述封口部件，形成有沿着上述焊接束的照射方向朝上述壳体部件或上述封口部件的外部侧变厚的厚壁部，
上述厚壁部具有：厚度向外侧逐渐增加的增厚渐变部；和与该增厚渐变部一体形成且厚度恒定的增厚恒定部。
10.根据权利要求9所述的电池容器的制造方法，其特征在于，
在上述焊接束的照射方向上的上述缺肉部的宽度为上述熔融部的熔深的1/3以上。
11.根据权利要求9或10所述的电池容器的制造方法，其特征在于，
以使得上述熔融部被收敛在上述厚壁部的范围内的方式进行上述焊接。
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