CN104282850B - 电池壳体以及电池壳体的安全阀的形成方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种Li离子电池中的铝合金制电池壳体的安全阀构造，其能够利用冲压成形来高精度且高效地加工。作为安全阀(2)，通过将电池壳体(1)的壁(3)的一部分(3a)冲压成形为朝向外侧鼓出的杯状凸部形状而成，该安全阀(2)的顶部为平坦的薄膜(4)，薄膜顶部(4)的周缘部(4a)经由朝向该薄膜顶部(4)的侧方鼓出的凸状侧壁(6)而与电池壳体(1)的壁(3)一体相连。

Description

电池壳体以及电池壳体的安全阀的形成方法

技术领域

本发明涉及具备释放内部压力的安全阀的Li离子电池壳体以及Li离子电池壳体的安全阀的形成方法。

背景技术

作为移动电话、笔记本电脑等的电源，广泛使用锂离子充电电池(Li离子电池)。在构成该Li离子电池壳体(以下仅称为电池壳体)的板材中，包含其盖在内而较多使用金属，在专利文献1～3中公开有使用SUS等铁合金的电池壳体，在专利文献4～9中公开有使用铝合金的电池壳体。尤其是当使电池壳体的盖、主体等由对铝合金板(冷轧板)材料进行冲压成形而成的成形品构成时，从耐腐蚀性、轻型化以及加工性、成本方面来说都是有利的。

在作为Li离子电池的外装的电池壳体(以下仅称作壳体)中设有安全阀(防爆阀、防爆机构)，在过充电、流通过大的电流等异常时，即便其内部成为高温、高压时，该安全阀也能解放电池壳体的内压，防止爆炸。

该安全阀在电池壳体的壁(形成电池壳体的外表面的壁)的一部分预先设置作为槽状的薄壁部的槽口部，该槽口部在异常的压力上升的作用下断裂(破裂)，解放内压，从而实现功能。在上述那样的基于槽口部方式的安全阀中，也基于电池的设计，需要以使在内压达到0.3～2MPa左右时切断槽口部的方式使安全阀工作，解放内压。

为了满足该要件，需要将槽口部的壁厚设为10～60μm左右的薄壁。另外，为了作为安全阀而发挥功能，不仅需要将该槽口部设为能够切断，还需要在电池壳体的壁上将开口部开设得较大而释放内压。因此，在基于槽口部方式的安全阀中，需要在槽口部的周缘部(周围)也设置壁厚80～300μm左右的薄膜部(薄壁部)。

另一方面，电池壳体的壁的其他部分(剩余的大部分的壁)为了满足刚性、耐老化性等基本特性，需要壁厚为0.5～3mm左右的厚壁化。因此，为了制作电池壳体的安全阀，大致划分的话，需要两个困难的加工。其一是，高精度地形成壁厚是作为电池壳体的壁的原材料板的壁厚的1/10左右的薄膜部的加工。而且，另一个是，进而在该薄膜部上高精度地形成使残余厚度减薄至薄膜部的数分之一左右为止的槽口部的加工。

作为这些安全阀的加工方法，在专利文献1、2中公开了使形成有贯通孔的板材与其他板材贴合的方法，在专利文献3中公开了基于使用有模套与凸模的冷锻的方法，在专利文献4～10中公开了基于冲压成形加工或者切削加工的方法。

另外，在专利文献9、10等中，公开了将铝合金冷轧板作为材料而利用使对其进行的深冲加工、减薄拉深组合而成的多个工序的冲压成形来制造方形电池壳体。

更具体地说明上述现有的安全阀的加工方法的课题。例如，在图6中表示所述锻造加工方法。如该图所示，在形成电池壳体的外表面的所述厚壁的壁21的一部分通过锻造加工来制作部分的薄膜部24，在该薄膜部24之上进一步实施槽口加工而形成槽口部25，并将其设为安全阀20。根据该方式，安全阀20与电池壳体壁21成为一体构造，由于不需要后述部件的准备、将其安装于电池壳体的焊接等作业，因此具有能够降低电池壳体的制造成本的优点。

然而，在所述薄膜部24由冷锻来成形时，需要使薄膜部24的中央部的材料因发生塑性变形而朝向周缘部26移动的加工。但是，由于在该周缘部26的移动目标的厚壁部处也已经存在材料，因此成为将材料在面内压缩那样的、材料阻力较大的加工。在这样的加工中变得需要很大的成形力，因此作为加工的难度升高，无法使薄膜部24的壁厚在其延伸的整个区域范围内实现均匀化、恒定化等稳定化，从而导致壁厚变动(变化)。其结果是，作为安全阀20的工作压也受到壁厚变动影响而无法恒定化，存在不稳定这样的问题。

另外，作为安全阀的其他加工方法，如图7所示，在形成电池壳体的外表面的壁21的一部分接合壁厚较薄的板状部件27，设为薄膜部24并且在该薄膜部24(27)之上进而实施槽口加工而形成槽口部25，并将其设为安全阀20。在该方法中，由于能够预先在独立部分处制作薄膜部24(板状元件27)，因此使薄膜部24、槽口部25的尺寸均匀化，工作压也稳定。但是，需要作为薄膜部24而准备独立部件、或在电池壳体壁21上加工成形支座台28而设置薄膜部24(板状元件27)并在支座台28处进行接合这样的多余工序，存在制造成本升高的问题。

与此相对地，若将专利文献9或10等所记载的铝合金冷轧板材料的冲压成形不仅用于电池壳体还应用于安全阀的形成，则获得冲压成形情况下的成形精度、再现性或者效率化，能够解决上述各个问题。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-314959号公报

专利文献2：日本特开2002-83578号公报

专利文献3：日本特开2005-251447号公报

专利文献4：日本特开2001-35467号公报

专利文献5：日本特开2001-345083号公报

专利文献6：日本特开2001-143664号公报

专利文献7：日本特开平11-204093号公报

专利文献8：日本特开2003-297323号公报

专利文献9：日本特开2009-4271号公报

专利文献10：日本特开2009-249708号公报

发明概要

发明要解决的课题

但是，所述图6所示那样的、将电池壳体的壁厚为0.5～3mm左右的壁的部分薄壁化至该壁厚的1/10左右的壁厚的薄膜部为止的加工、进而在此基础上形成有将残余厚度减薄至薄膜部的数分之一左右的槽口部的槽加工在冲压成形中也是极其困难的加工，这点没有改变。即，即使是冲压成形，在成形所述薄膜部24时，与所述冷锻相同地，也需要使薄膜部24的中央部24a的材料通过塑性变形朝向周缘部26移动。

因此，如上所述，由于在周缘部26已经存在厚壁的材料，因此成为将材料在面内压缩的材料阻力较大的加工。因此，需要很大的成形力，加工难度变高，无法使薄膜部24的壁厚在其延伸的整个区域范围内实现均匀化、恒定化等稳定化，导致壁厚变动(变化)。其结果是，难以确保作为安全阀20所必要的、形成作为断裂用凹槽的槽口部、薄膜部的微小厚度(壁厚)的残余厚度的精度或形状精度。

尤其是相对于刚性较高的所述SUS等铁合金、钢，在软质且具有弹性系数较低的特性的铝合金板中，在冲压成形中，尤其是形成所述微小厚度(壁厚)的、残余厚度的精度或凹槽的形状精度的确保变得非常困难。

发明内容

本发明是鉴于这样的问题点而完成的，其目的在于提供一种安全阀构造，即使是Li离子电池中的铝合金制电池壳体，也能够通过冲压成形来高精度且高效地加工。

解决方案

为了实现上述目的，本发明Li离子电池壳体的主旨在于，该Li离子电池壳体由对铝合金板进行了冲压成形而成的成形品构成，并具备安全阀，其特征在于，

所述安全阀由对所述电池壳体的壁的一部分进行冲压成形而成的杯状的凸部来形成，

所述杯状的凸部具备：

开口部，其设于所述电池壳体的壁；

侧壁，其从所述开口部的周围立起，以越是远离所述开口部而越向侧方扩展的方式被压扁，且比所述电池壳体的壁薄；

顶部，其设于所述侧壁的前端侧，与周围的所述电池壳体的壁的外表面平行，且具有比所述开口部扩大的面积，并且以变得比所述侧壁薄的方式被压展；以及

槽口部，其形成在所述顶部的外表面的一部分。

另外，为了实现上述目的，本发明Li离子电池壳体的安全阀的形成方法的主旨在于，在该Li离子电池壳体的安全阀的形成方法中，将由铝合金板构成的电池壳体的壁的一部分冲压成形为杯状的凸部并将所述凸部设为所述安全阀，

所述Li离子电池壳体的安全阀的形成方法具备：

第一薄壁化工序，在该第一薄壁化工序中，对所述电池壳体的壁的一部分进行冲压成形，在所述壁设置开口部，并且形成由从所述开口部的周围立起的侧壁和设于所述侧壁的前端侧的顶部构成的杯状的凸部；

第二薄壁化工序，在该第二薄壁化工序中，对所述杯状的凸部进一步进行冲压成形，将所述侧壁以越是远离所述开口部而越向侧方扩展的方式压扁，并且使所述顶部相对于周围的所述电池壳体的壁的外表面平行，且以使所述顶部变得比所述侧壁薄的方式将所述顶部压展为比所述开口部扩大的面积，从而实现薄膜化；以及

槽口形成工序，在该槽口形成工序中，在所述薄膜化了的顶部的外表面的一部分设置槽口部。

发明效果

本发明在安全阀侧的形状方面花费工夫，采用与现有的安全阀形状完全不同、容易冲压成形且不会损害现有的凹槽型安全阀的功能的凸型(杯状凸部)的安全阀侧构造。其结果是，即使是所述铝合金制电池壳体，也能够利用冲压成形，包含槽口部在内而高精度地加工薄膜状的安全阀。其结果是，在电池壳体破裂之前，能够可靠地裂开电池壳体的安全阀。

附图说明

图1是表示本发明Li离子电池壳体的一个方式的整体的立体图。

图2是放大表示图1的安全阀部分的主要部分的剖视图。

图3是表示图2的安全阀的冲压成形的第一薄壁化工序的冲压装置的剖视图。

图4是表示图1的安全阀的冲压成形的第二薄壁化工序的冲压装置的剖视图。

图5是表示图1的安全阀的冲压成形的槽口形成工序的冲压装置的剖视图。

图6是表示现有的安全阀的锻造加工的电池壳体的剖视图。

图7是表示现有的安全阀构件的组装工序的电池壳体的剖视图。

附图标记说明如下：

1：电池壳体，2：安全阀，3：电池壳体壁，4：薄膜顶部，5：槽口部，6：凸状侧壁，7：侧壁，8：顶部，9：盖，9a：焊道，10：第一凸模，11：反向凸模，12：防皱压板，13：冲模，14：下模，15：上模，16：第二凸模，17：下模夹具，18：上模夹具，19：槽口部形成用突起

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。需要说明的是，在本说明书以及附图中，对于具有实质相同的功能结构的构成要素标注相同的附图标记而省略重复说明。

在图1中通过立体图来表示本发明Li离子电池壳体的整体图。另外，在图2中通过主要部分剖视图来表示图1的安全阀的实施方式。上述的本发明Li离子电池壳体成为所述的移动电话、笔记本电脑或者汽车用等的搭载电源。

电池壳体的基本构造：

图1、2的本发明的Li离子电池壳体1利用由多个工序构成的、组合有深冲加工以及减薄拉深的通常的冲压成形，将铝合金薄板(冷轧板)材料形成为方形电池壳体。更具体来说，在前半的深冲加工中，将预先打入为圆形或者椭圆形等规定形状的铝合金薄板(材料坯料)通过多级冲压装置，拉深成在其高度方向范围内具有长方形的均匀横剖面形状且呈直线外观形状的中间杯体。接下来，将该中间杯体进一步通过凸模和配置为多级的减薄拉深冲模(冲模列)进行后半的减薄拉深，在进行了薄壁化(减壁化)之外，成形为在其高度方向范围内具有长方形的均匀横剖面形状且呈直线外观形状的最终的方形电池壳体。

在图1中，电池壳体1的主体形成其整体形状为方形且正面1a以及背面1b比两侧面1c、1c以及底面1d大的、由除去上表面的五面构成的偏平形的长方体。在上述的电池壳体1的主体中，形成作为仅是供盖9接合的上表面1e侧开放的空间的箱体。在这些图1、2的方式中，本发明的安全阀2形成在电池壳体1的成为上表面1e的盖9的外表面侧的中央部位置。

电池壳体1的大小、形状等根据通常的Li离子充电电池等的规格而分别选择。基于该点，电池壳体的壁(外壁)的厚度从0.5～3mm的范围内选择。在电池壳体1的厚度不足0.5mm的情况下，即使将相对高强度的铝合金薄板用作盖的材料，也达不到要求的刚性或强度。另一方面，当电池壳体1的厚度超过3mm时，重量增重并且厚度变厚，薄壁部或断裂用凹槽等的安全阀的高精度加工变得困难。

相对于这样的电池壳体1的主体，在其上表面1e侧的空间设置平板状的盖9，在该盖9上预先通过冲压成形而形成有安全阀2。设置的盖9中，在俯视下呈矩形(四边形)的盖9的四周(周缘)与电池壳体1的正面1a以及背面1b、两侧面1c、1c的各上表面1e侧端部分别通过激光焊接等焊接来接合。由此，如盖9的四周的焊道9a所示那样，将电池壳体1保持为气密状态。该盖9的厚度(板厚)可以比具体确定的电池壳体1主体的厚度稍微厚一些，但作为数值范围，与电池壳体1主体相同地设为0.5～3mm的范围。

在该电池壳体1中，虽未图示，但装配有通常的外部电极、电解液的注入口或罩等的其他必要部件或部位。

安全阀2：

在图2中，放大在本发明Li离子电池壳体中形成的安全阀2而表示主要部分。

安全阀2在这些图1、2的方式中，形成在构成电池壳体1的上表面的盖9的外表面侧中央部位置。即，将电池壳体的盖9的壁3中的、由虚线表示的直线状的壁部分3a的区域(部分)如图2的朝向上方的箭头所示那样，冲压成形为朝向电池壳体1(盖9)的外侧鼓出的杯状的凸部(筒状的凸部、凸形状、突起形状)。在此，安全阀2预先通过冲压成形而形成在具有平板状的形状的盖9上。然后，形成有该安全阀2的盖9与电池壳体1的上表面1e侧接合。

其中，若能够成形，也可以将该杯状的凸部冲压成形为朝向相反的、在图2的下方朝向电池壳体的内侧鼓出的杯状的凸部。

在图2中，安全阀2构成为对电池壳体1的盖9的壁3的一部分3a进行冲压成形而形成的、杯状的凸部。该杯状的凸部大体由设于壁3的开口部3c、侧壁6、顶部4以及槽口部5构成。

如此，安全阀2由对电池壳体1的壁3的一部分进行冲压成形而形成的杯状的凸部来构成，但作为形成安全阀2的壁，不仅是所述盖9的壁3，也能够选择电池壳体1的主体侧的各面的壁。即，在电池壳体的盖9的壁3以外，也可以直接对从电池壳体1的主体侧的、底面(下表面)1d、正面1a、背面1b、侧面1c、1c中选择出的部位的壁的一部分进行冲压成形，从而能够形成安全阀2。成形(设置)这些安全阀2的部位、其位置根据通常的Li离子充电电池的规格而分别选择。

需要说明的是，当向电池壳体1的主体侧的各面的壁形成安全阀2时，在利用组合有深冲与减薄拉深的加工进行电池壳体1的主体的成形的情况下，该安装阀2的成形难以在该电池壳体1的主体的成形前进行。因此，优选的是，在电池壳体1的主体的成形后，在选择的各面的壁上成形安全阀2。

在以下的说明中，以安全阀2向盖9的壁3的形成为中心进行说明，但若将图2中的壁3置换为从电池壳体1的主体的底面1d、正面1a、背面1b、侧面1c、1c等面中选择的部位的壁3，则能够将虚线所示的直线状的壁部分3a的区域(部分)朝向图2的上方(电池壳体外侧)、下方(电池壳体内侧)中的任一者冲压成形为鼓出的杯状的凸部，能够同样地形成。以下，使用图2对构成作为安全阀2的杯状的凸部的各个要件的意义进行说明。

(开口部3c)

成为电池壳体内部的气体向外侧排出的出口的开口部3c通过使壁3的一部分3a进行后述的冲压成形而形成。该开口部3c(成形的壁3的一部分3a)的大小、形状等根据Li离子充电电池等的规格而设计释放内部气体所需要的大小(面积)、形状。在本发明中，该开口部3c的大小(面积)、形状对形成安全阀2的杯状的凸部的大小或形状进行规定，因此在该安全阀2的设计条件的基础上，也进行所述设计。基于这点，作为容易对形成安全阀2的杯状的凸部进行冲压成形的俯视形状，优选椭圆状或者与椭圆类似的圆形、多边形的形状。但是，只要能够成形，作为其他俯视形状，也可以形成为大致四边形(大致矩形)、正圆形、与圆形类似的多边形的形状。

(侧壁6)

由杯状的凸部构成的安全阀2的侧壁6通过后述的一系列的冲压成形来形成。该侧壁6如图2所示从电池壳体1(盖9)的壁3的开口部3c的周围立起，以越远离该开口部3c而越向侧方扩展的方式被压扁，形成得比壁3薄。在图2的例中，该侧壁6与薄膜顶部4的周缘部4a一体相连，形成为朝向薄膜顶部4的侧方(图1的左右方向)呈凸状地鼓出、并且具有凸状的折回部(鼓起的顶部)6a的凸状侧壁(鼓出状侧壁、折回状侧壁)6。该凸状侧壁6的厚度设置为比壁3薄且比薄膜顶部4的厚度厚。

利用该侧壁6，将薄膜顶部4的周缘部4a经由该凸状侧壁6与安全阀2周围的电池壳体1主体或者盖9等的壁3一体相连，形成(完成)作为安全阀2的杯状的凸部形状(突起形状)。侧壁6在顶部4的周缘范围内延伸，其俯视形状选择作为与薄膜顶部4的俯视形状相应的同心的形状、例如为圆形、椭圆形等大致圆形的形状。

该侧壁6在薄膜顶部4的冲压成形过程中在薄膜顶部4(原始的壁3a)的薄壁化期间，发挥将向薄膜顶部4的周缘外侧排出(移动)的材料与该排出的量相应地作为自身侧壁的一部分或者全部进行收容(获取)的重要功能。利用这样的收容功能，材料向面内的压缩得以减轻，材料阻力变小，使成形力较小即可，因此能够使薄膜顶部4的厚度(壁厚)在其延伸的整个区域范围内实现均匀化、恒定化等稳定化。其结果是，作为安全阀2的工作压也不受壁厚变动影响地实现恒定化且稳定化。

因此，侧壁6在俯视下其径(面积)变得大于开口部3c或顶部4的径(面积)，但实际的壁的高度(长度)也由薄膜顶部4的大小(径)、换言之在薄膜顶部4的冲压成形过程中向薄膜顶部4的周缘外侧排出(移动)的材料的量来规定。

(薄膜顶部4)

由杯状的凸部构成的安全阀2的顶部4设于侧壁6的前端侧，相对于周围的电池壳体1主体或者盖9等的壁3的外表面3b平行，且具有比开口部3c扩大的面积，并且以比侧壁6变薄的方式压展，成形为比壁3的厚度薄且平坦的薄膜。为了发挥安全阀的功能，后述的槽口部5不仅需要能够实现切断，也需要在壁3自身上较大地打开开口部3c而释放内压。因此，在基于槽口部方式的安全阀中，需要这样的薄膜顶部4。

能够适当选择电池壳体1的设置薄膜顶部4(安全阀2)的部位，该部位中的位置不一定是该部位的中央部，也可以根据电池壳体1的平面形状、大小(面积)或者其他装配部件向电池壳体1的安装位置而设为端部侧等任意的位置。

为了成为作为所述安全阀的开口部而实现释放内压的作用，薄膜顶部4的俯视下的大小(径)根据由电池壳体1的容量、内压等条件确定的安全阀的设计条件来确定。另外，根据设置薄膜顶部的电池壳体的部位(底面、正面、背面、侧面或者盖)的面积、宽度来确定。

薄膜顶部4的俯视下的形状设为容易冲压成形的、椭圆状、椭圆的形状或者与其类似的圆形、多边形的形状，但只要能够成形，作为其他俯视形状，也可以形成为大致四边形(大致矩形)、正圆形、与圆形类似的多边形的形状。

薄膜顶部4的厚度从80～500μm的范围中选择。另外，侧壁6的厚度从该80～500μm的范围以比薄膜顶部4厚且比壁3薄的方式选择。为了使薄膜顶部4、侧壁6作为安全阀发挥功能，需要将厚度设为500μm以下的薄膜。当薄膜顶部4、侧壁6的厚度超过500μm时，相对于电池壳体的内部压力上升，在电池壳体未破裂程度的内部压力的作用下不发生开裂，无法成为安全阀的起点。另外，使之后加工的槽口部(断裂用凹槽)5的厚度充分变薄的加工变得困难。

(槽口部5)

在该薄膜顶部4的中央部分，作为薄膜顶部4的一部分，在其外表面上通过后述的一系列的冲压成形或者压花加工来设置作为断裂用凹槽的槽口部5。该槽口部5的长度、凹槽深度也根据由电池壳体1的容量、内压等条件确定的安全阀的设计条件来确定，通过设置的部位(正面、背面、侧面或者盖)的面积(大小)来限定。

关于这点，优选的是，将槽口部5的厚度(凹槽形成后的残存厚度)设为10～60μm左右的薄壁。在槽口部5的厚度不足10μm的情况下，即使将相对高强度的铝合金薄板用作材料，作为电池壳体而要求的刚性、强度不足。另一方面，当槽口部5的厚度超过60μm时，相对于电池壳体的内部压力上升而能防止电池壳体的破裂，因此在未破裂程度的内部压力的作用下不发生开裂，无法成为安全阀的起点。

槽口部5的俯视的形状可以与薄膜顶部4的俯视形状相应地为圆形、椭圆形的环状，也可以通过沿着薄膜顶部4的中央部的形状而形成为直线状。如此，只要能够成形，则可以适当选择设为正圆状、椭圆状等环状、设为直线状或者曲线状、连续或断续地设置等。

在图1、2的电池壳体1的实施方式下，安全阀2成形于纵(高度)50mm×横(宽度)50mm×进深(侧壁的宽度)10mm的长方体的电池壳体1的、盖9的中央部的壁3。盖9的壁3的厚度(板厚)为1.5mm，电池壳体1的壁3的厚度(板厚)全部为1.1mm，薄膜顶部4形成侧面长边方向的长径为10mm且宽度方向的短径为6mm的椭圆形，厚度(板厚)为110μm。另外，槽口部5(断裂用凹槽)在薄膜顶部4上在电池壳体侧面宽度方向范围内设置为长度7mm，其宽度为50μm，残存厚度为20μm。

通过设为以上那样的、图1这样的形状、结构的安全阀2，能够将电池壳体1的壁3的外表面与薄膜顶部4、槽口部5设为一体，并且使薄膜顶部4、槽口部5的尺寸、厚度稳定，也使安全阀2的工作压稳定。

电池壳体的安全阀的形成方法：

以下，利用冲压成形来形成图1的安全阀的方式(工序)按照时间顺序由图3、4、5的冲压成形装置的剖视图来表示。

(图3)

首先，图3表示第一薄壁化工序，对电池壳体的(盖9)壁3的一部分3a进行冲压成形，在壁3上设置开口部3c，并且形成由从该开口部3c的周围立起的侧壁7与设于该侧壁7的前端侧的顶部8构成的、朝向电池壳体的外侧鼓出的杯状(筒状)的凸部。此时，该杯状凸部的顶部8成形为与电池壳体的(盖9的)壁3的外表面平行且比电池壳体的壁3薄的平坦的薄膜。

在此，在图3中，在成形为安全阀1的壁3位于从作为对铝合金板进行冲压成形而成的成形品的、电池壳体1的主体的底面d、正面1a、背面1b、侧面1c、1c等面中选择的部位的情况下，在这些面或者与面相当的壁3之间置换，同样地成形。另外，如上所述，也可以形成向电池壳体的内侧(内部)鼓出的杯状的凸部。

更具体来说，在图3中，周围的电池壳体的(盖9的)壁3被防皱压板12与冲模13夹持，利用第一凸模10，在壁3上设置开口部3c，并且形成由从该开口部3c的周围立起的侧壁7与设于该侧壁7的前端侧的顶部8构成的、朝向电池壳体的外侧鼓出的杯状的凸部(凸形状、凸状部分)。相对置的冲模13与防皱压板12分别夹持成形安全阀2的电池壳体的(盖9的)壁部位3a的、周围的壁3的上表面侧与下表面侧。在此基础上，从图的下侧，利用凸模(punch)10，以使壁部位3a朝向图的上方突出的方式成形，从而形成作为图4的安全阀的前身的、向图的上方伸出的具有侧壁7与顶部8的杯状的凸部。

在成形该杯状凸部时，利用来自该顶部8内侧的第一凸模10与来自该顶部8外侧的反向凸模11一边对该杯状凸部的顶部8进行夹持加压、一边同时将该杯状凸部的顶部8成形为与电池壳体1的(盖9的)壁3的外表面3b平行且比电池壳体1的(盖9的)壁3薄的平坦的薄膜。此时，利用反向凸模11一边朝向附图的下侧对与第一凸模10对置的壁部位3a的上侧的面加压、一边成形与第一凸模10对置的壁部位3a的上侧的面。

通过采用这样的加工方法，成为后述的薄膜顶部4的前身的顶部8在面外受到压缩、在面内受到拉伸应力，因此容易发生塑性变形，从而容易薄壁(薄膜)化。另外，根据顶部8的薄壁化，朝向顶部8的周围(周缘侧)排出的(铝合金)材料为杯状凸部的侧壁，形成作为后述的凸状侧壁(折回状侧壁)6的前身的、向上方立起的、比较长(高)的侧壁7部分。即，由顶部8的薄壁化排出的材料基本全部被突起部的所述侧壁7吸收。另外，换言之，以使由顶部8的薄壁化排出的材料被所述杯状凸部的侧壁7吸收的方式形成相对较长(较高)的侧壁部分。因此，不会与该杯状凸部的周缘的壁3的材料发生干涉，加工力较小亦可，顶部8的板厚稳定。

(图4)

接下来，图4表示第二薄壁化工序，对所述杯状的凸部进一步冲压成形，以使所述侧壁7越是远离所述开口部3c越向侧方扩展的方式进行挤压，从而形成凸状的侧壁6。与此同时，将所述顶部8以比形成的侧壁6变薄的方式压展为与周围的所述电池壳体的(盖9)壁3的外表面3b平行且比所述开口部3c扩大的面积，将其作为薄膜顶部4进行薄膜化。由此，该最终的杯状凸部的顶部4比所述顶部8进一步实现薄壁化，并且杯状凸部的侧壁6朝向薄膜顶部4的侧方(横向)呈凸状鼓出，并且形成具有折回部6a且与周围的电池壳体的(盖9的)壁3一体相连的、比薄膜顶部4厚的凸状侧壁6。

在图4中，利用下模14来保持(支承)该周围的电池壳体1的壁3，且利用来自所述顶部8内侧的第二凸模16与来自所述顶部8外侧的上模15来夹持加压，设为最终的薄膜顶部4的形状、大小、厚度。另外，作为杯状的凸部的安全阀2的薄膜顶部4，而形成与周围的电池壳体1的壁3的外表面3b平行且比电池壳体1的壁3薄的平坦的薄膜。

此时，由于在第二凸模16与上模15之间也压缩所述顶部8的材料而使壁厚朝薄膜顶部4变薄，因此即使在该过程中排出材料，该材料也被吸收为形成凸状侧壁6的材料的一部分。

即，通过与薄膜顶部4的成形同时地按压所述凸部的顶部8进行压扁变形，在形成凸状侧壁6时，从所述顶部8排出材料。该排出材料成为形成呈凸状鼓出且长度比所述凸部的侧壁7增长的凸状侧壁6的材料的一部分。该凸状侧壁6朝向薄膜顶部4的侧方(图的左右方向)呈凸状地鼓出，并且形成为与周围的电池壳体的壁3一体相连的、比薄膜顶部4厚的侧壁。该凸状侧壁6在薄膜顶部4的周缘部4a的范围内呈所述的俯视形状地延伸，具有凸状的折回部(凸状的鼓出的顶部或者拐点)6a。

(图5)

在此基础上，在图5所示的槽口形成工序中，在所述薄膜顶部4的外表面的一部分设置槽口部。如图5所示，在凸形状安全阀2的薄膜顶部4的中央部，利用来自附图的上方的上模夹具18与来自附图的下方的下模夹具17对薄膜顶部4进行夹持、加压，由此对薄膜顶部4的外表面实施槽口加工，在薄膜顶部4的径向范围内形成直线状的槽口部5。该上模夹具18在其下部具有向下方突出而向附图的前后方向(薄膜顶部4的俯视下的径向)延伸、通过按压来形成槽口部5的凸状的突起19。然后，最终制造所述图1的电池壳体。

铝合金：

在电池壳体主体、盖中使用的铝合金板具有与这些电池壳体的壁(外壁)、盖的厚度对应的、0.5～3mm的范围内的板厚。电池壳体主体1的薄壁化与内容积的增加直接相关，成为实现电池特性的高容量化的重要因素，但电池壳体主体1通过该薄壁化也能够维持必要的抗压性，并且也需要能够进行冲压成形。因此，对于其材料强度，下述合金的冷轧板、根据需要将其溶体化以及淬火处理、经时硬化处理或者退火等调质之后的0.2％耐力下，优选的是，若采用1000系铝合金，则处于30～120MPa的范围内，若采用3000系合金，则为50～180MPa左右。

作为满足上述要求的铝合金，在电池壳体主体1中使用JIS或AA所规定的3000(Al-Mn)系铝合金，其中优选A3003铝合金。另外，盖材使用JIS或AA所规定的1000系铝合金，其中，在使用激光焊接进行封口的情况下，优选作为纯铝合金的A1050合金。这些合金在耐腐蚀性的方面也是优选的。但是，根据使用条件、成形条件，也可以使用进一步改进这些合金的抗蠕变性(抗蠕变变形性)等的合金、这些更高强度的5000系、6000系铝合金。

工业实用性

以上，本发明提供一种安全阀，即便在Li离子电池中的铝合金制电池壳体中，也能够通过冲压成形来高精度且高效地加工。因此，能够适用于想要精度且高效地加工安全阀的锂离子充电电池及其制造工序。

Claims (2)

1.一种Li离子电池壳体，该Li离子电池壳体由对铝合金板进行了冲压成形而成的成形品构成，并具备安全阀，其特征在于，

所述安全阀由对所述电池壳体的壁的一部分进行冲压成形而成的杯状的凸部来形成，

所述杯状的凸部具备：

开口部，其设于所述电池壳体的壁；

侧壁，其从所述开口部的周围朝向所述电池壳体的外侧立起，以越是远离所述开口部而越向侧方扩展的方式被压扁，且比所述电池壳体的壁薄；

顶部，其设于所述侧壁的前端侧，与周围的所述电池壳体的壁的外表面平行，且具有比所述开口部扩大的面积，并且以变得比所述侧壁薄的方式被压展；以及

槽口部，其形成在所述顶部的外表面的一部分。

2.一种Li离子电池壳体的安全阀的形成方法，该Li离子电池壳体的安全阀的形成方法是基于Li离子电池壳体的安全阀的冲压成形的形成方法，其特征在于，

在所述Li离子电池壳体的安全阀的形成方法中，将由铝合金板构成的电池壳体的壁的一部分冲压成形为杯状的凸部并将所述凸部设为所述安全阀，

所述Li离子电池壳体的安全阀的形成方法包括：

第一薄壁化工序，在该第一薄壁化工序中，对所述电池壳体的壁的一部分进行冲压成形，在所述壁设置开口部，并且形成由从所述开口部的周围朝向所述电池壳体的外侧立起的侧壁和设于所述侧壁的前端侧的顶部构成的杯状的凸部；

第二薄壁化工序，在该第二薄壁化工序中，对所述杯状的凸部进一步进行冲压成形，将所述侧壁以越是远离所述开口部而越向侧方扩展的方式压扁，并且使所述顶部相对于周围的所述电池壳体的壁的外表面平行，且以使所述顶部变得比所述侧壁薄的方式将所述顶部压展为比所述开口部扩大的面积，从而实现薄膜化；以及

槽口形成工序，在该槽口形成工序中，在所述薄膜化了的顶部的外表面的一部分设置槽口部。