CN105074960A - 电池壳体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池壳体，其包括利用断裂用槽部(45)的安全阀(4)，为了实现工作压力的稳定化，在电池壳体的盖(2)形成有：使板部(3)薄板化而成的薄板部分(30)；和包括使薄板部分(30)向壳体内侧以弯曲形状凹陷而形成的弯曲部(44)的第一凹部(40)。在弯曲部(44)的底部(440)形成有用于安全阀(4)的断裂用槽部(45)。在板部(3)中，在将弯曲部(44)夹在中间的两侧，与该弯曲部(44)连接的第一连接部分(46)和第二连接部分(47)位于从板部(3)向壳体外侧突出的位置。

Description

电池壳体
技术领域
本发明涉及具有在内部压力上升时释放内部压力的安全阀的电池壳体。
背景技术
锂离子二次电池等的二次电池，在电池壳体的内部收纳有电极和电解液等。在这样的二次电池中，当由于不良状况导致在电池壳体的内部产生氢气时，内部压力有可能上升到异常水平。因此，预先在电池壳体形成断裂用槽部，设置当电池壳体的内部压力上升时，由内部压力使断裂用槽部裂开来释放内部压力的安全阀(参照专利文献1)。
在专利文献1记载的电池壳体中，预先在电池壳体的底面形成截面为梯形且平面形状为长圆形的凹部，沿着该凹部的侧面环状地形成断裂用槽部。依据该结构，由断裂用槽部的底部的壁厚(余留厚度)控制断裂用槽部裂开的内部压力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-4271号公报(图3等)
发明内容
发明所要解决的课题
但是，采用如专利文献1记载的电池壳体那样，由断裂用槽部的底部的壁厚(余留厚度)控制安全阀的工作压力的结构时，存在内部压力还未达到设定压力时断裂用槽部就裂开的问题。具体而言，在二次电池的情况下，随着反复进行充电和放电而内部压力发生变动，因此对断裂用槽部反复施加压缩应力和拉伸应力的结果是，断裂用槽部的底部产生疲劳，强度降低，即使内部压力还未达到设定压力，断裂用槽部也会发生裂开。更具体而言，在二次电池的情况下，由于充电时的发热，二次电池的温度上升、内部压力上升，另一方面，在放电时，由于不发生这样的发热，二次电池的温度降低，内部压力下降。此外，随着环境温度的变化而内部压力发生变动，断裂用槽部产生疲劳，即使内部压力还未达到设定压力，断裂用槽部也会裂开。
鉴于上述问题点，本发明的课题在于提供一种电池壳体，在利用了断裂用槽部的安全阀中，能够实现工作压力的稳定化。
用于解决课题的技术手段
为了解决上述课题，本发明的电池壳体，在构成壳体的任意面的板部形成有安全阀用的断裂用槽部，上述壳体通过对金属板进行加工而形成，上述电池壳体的特征在于：在上述板部形成有向壳体内侧凹的第一凹部，在上述第一凹部的底部的中央或者大致中央形成有上述断裂用槽部。
本发明中“在第一凹部的底部的中央或者大致中央形成有断裂用槽部”意味着包含下述结构：并不限定于在第一凹部的底部的宽度方向的中央，而是在第一凹部的底部中容易变形的部位(中心附近)形成有断裂用槽部。
本发明的电池壳体中，安全阀用的断裂用槽部形成于使构成壳体的任意面的板部向壳体内侧凹而形成的第一凹部的底部，因此，即使在伴随充电和放电反复进行等而内部压力发生变动的情况下，该内部压力的变化也通过第一凹部向壳体外侧和壳体内侧变形被吸收。因此，不对断裂用槽部施加过大的压缩应力和过大的拉伸应力，所以断裂用槽部不易发生疲劳。由此，除了在内部压力达到超过充电时或者环境温度上升等的通常的压力上升的水平时以外，断裂用槽部不裂开。故而，能够实现安全阀的工作压力的稳定化。另外，由于在容易变形的第一凹部的底部的中央或者大致中央形成有断裂用槽部，所以在第一凹部向壳体外侧鼓起时，首先对断裂用槽部施加压缩应力，然后施加拉伸应力，由此断裂用槽部裂开。因此，在断裂用槽部，即使槽底部的厚度在一定程度上较厚也会可靠地裂开。因此，由于能够提高断裂用槽部的强度，在二次电池的安装操作中不会发生断裂用槽部裂开的状况。故而，电池壳体的操作较为容易。另外，本发明中，由于构成为承受第一凹部的变形和断裂用槽部的裂开这2个阶段的压力的结构，所以断裂用槽部的槽部底部的厚度和形状、第一凹部的形状等的设定工作压力的参数较多，所以能够将工作压力设定为任意的水平。另外，将凹部形成为弯曲的形状时，容易发生变形，易于吸收压力。
在本发明中，优选在上述板部中，在将上述第一凹部夹在中间的两侧，与该第一凹部连接的第一连接部分和第二连接部分中，上述第一连接部分的自上述第一凹部的底部起的高度尺寸与上述第二连接部分的自上述第一凹部的底部起的高度尺寸之比在0.5:1.0至1.0:0.5的范围中。依据该结构，容易控制第一凹部变形时的形状，所以能够使安全阀的工作压力稳定化。另外，由于容易控制第一凹部变形时的形状，在第一凹部变形时，能够抑制多余的力施加于断裂用槽部。
在本发明中，优选上述第一连接部分和上述第二连接部分中的至少一方包括将上述板部在厚度方向上折叠多重而形成的折叠部分。依据该结构，在折叠部分也发生变形，因此易于吸收内部压力的变化。
在本发明中，优选在上述折叠部分中，与上述板部的壳体外侧的面重叠的部分与该板部的壳体外侧的面分隔开。依据该结构，在折叠部分也易于发生变形，所以易于吸收内部压力的变化。
在本发明中，优选相对于上述第一连接部分在与上述第一凹部相反的一侧和/或相对于上述第二连接部分在与上述第一凹部相反的一侧，形成有向壳体内侧凹的第二凹部。依据该结构，能够提高与第一凹部相邻的部位(第一连接部分和/或第二连接部分)的刚性，所以能够使在第一凹部的变形容易发生。
在本发明中，优选上述断裂用槽部形成于上述第一凹部的底部的壳体外侧的面。依据该结构，在第一凹部向壳体外侧鼓起时，断裂用槽部会打开，因此能够使断裂用槽部可靠地裂开。
在本发明中，优选上述第一凹部的底部具有平面部，在该平面部形成有上述断裂用槽部。依据该结构，在形成断裂用槽部时，容易控制槽底部的厚度。
在本发明中，优选上述第一凹部在上述板部中槽状延伸，上述断裂用槽部沿着上述第一凹部的延伸方向延伸。
在本发明中，优选上述第一凹部形成为在周向上相连的环状。
在该情况下，优选上述断裂用槽部以具有1个以上的中断部分的方式沿着上述第一凹部在周向上延伸。依据该结构，能够确定断裂用槽部裂开的位置，所以能够控制断裂用槽部的裂开后(安全阀动作后)的形状。另外，在断裂用槽部裂开时，能够防止断裂片的飞散。进一步，因为中断部分对断裂部分的强度有影响，所以根据中断部分的位置和数量，能够进行断裂用槽部的疲劳的抑制和断裂压力的控制。
在本发明中，优选上述第一凹部在上述板部中形成为圆形，上述断裂用槽部采用包括在上述第一凹部的底部的中央或者大致中央交叉的2个槽的结构。依据该结构，在内部压力达到超过充电时或者环境温度上升等的通常的压力上升的水平时，断裂用槽部可靠地裂开。
在该情况下，优选上述2个槽直角交叉。依据该结构，由第一凹部的底部的2个槽划分出的4个部分具有同等的强度，所以在内部压力上升时，同样地发生变形。因此，断裂用槽部不会不小心裂开。
另外，优选在上述第一凹部的底部中，在由上述2个槽划分开的4个部分形成有加强用的凹部。依据该结构，由于由2个槽划分开的4个部分具有充分的强度，因此，内部压力在充电时和环境温度的上升等的通常的压力上升时，断裂用槽部不会裂开。
发明效果
本发明的电池壳体中，即使伴随充电和放电的反复进行而内部压力发生变动的情况下，该内部压力的变化通过第一凹部向壳体外侧和壳体内侧变形而被吸收。因此，不对断裂用槽部施加过大的压缩应力和过大的拉伸应力，所以不易发生断裂用槽部的疲劳。因此，除了内部压力达到了超过充电时和环境温度上升等的通常的压力上升的水平时以外，断裂用槽部不会裂开。故而能够实现安全阀的工作压力的稳定化。另外，在容易变形的第一凹部的底部的中央或者大致中央形成有断裂用槽部，因此在第一凹部向壳体外侧膨胀时，首先对断裂用槽部施加压缩应力，然后施加拉伸应力，由此断裂用槽部裂开。因此，在断裂用槽部，即使槽底部的厚度一定程度上较厚，也能够可靠地裂开。因此，由于能够提高断裂用槽部的强度，在二次电池的安装操作中不会发生断裂用槽部裂开的状况。故而电池壳体的操作较为容易。另外，在本发明中，由于采用承受第一凹部的变形和断裂用槽部的裂开这2个阶段的压力的结构，断裂用槽部的槽部底部的厚度和形状、第一凹部的形状等的设定工作压力的参数较多，所以能够将工作压力设定为任意的水平。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的电池壳体的外观的立体图。
图2是表示本发明的实施方式1的电池壳体的盖的结构的说明图。
图3是在本发明的实施方式1的电池壳体的盖形成的安全阀的说明图。
图4是表示本发明的实施方式1的电池壳体中，伴随内部压力的上升的安全阀的形状变化的说明图。
图5是表示本发明的实施方式1的电池壳体中的、断裂用槽部的槽底部的厚度与安全阀的工作压力的关系的图表。
图6是表示本发明的实施方式1的电池壳体的制造工序中，在盖形成安全阀的方法的工序截面图。
图7是表示本发明的实施方式1的电池壳体中形成的安全阀的其它方式的说明图。
图8是表示本发明的实施方式2的电池壳体的外观的立体图。
图9是本发明的实施方式2的电池壳体的盖的说明图。
图10是本发明的实施方式2的电池壳体的安全阀的截面图。
图11是表示本发明的实施方式2的电池壳体中，伴随内部压力的上升的安全阀的形状变化的说明图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
(实施方式1)
(电池壳体的整体结构)
图1是表示本发明的实施方式1的电池壳体1的外观的立体图，表示将电池壳体1分解为壳体主体10和盖2的样子。
如图1所示，本方式的电池壳体1具有：扁平的长方体形状的箱形的壳体主体10；和关闭壳体主体10的开口的板状的盖2，壳体主体10和盖2均通过对金属板加压等的加工来制造。在本方式中，壳体主体10和盖2均通过对厚度为0.3mm～3.0mm的铝合金板材加压等的加工来制造。此外，通过对铜或铁等的其它的金属板材进行加压等的加工，也能够制造壳体主体10和盖2。
在电池壳体1的内部收纳有锂离子二次电池等的二次电池用的电极(未图示)和电解液。在本方式中，盖2在关闭壳体主体10的开口的状态下通过激光焊接等的方法被固定，由此使电池壳体1为密闭状态，在该状态下，盖2构成电池壳体1的一面。此外，在以下的说明中，为了方便说明，在盖2中，将面向壳体外侧的面2a作为正面或者上表面，将面向壳体内侧的面2b作为背面或者下表面进行说明。
在本方式的电池壳体1中，盖2具有通过对金属板进行加压等的加工，在关闭壳体主体10的开口的板部3的中央位置形成有安全阀4的构造。在使用电池壳体1构成二次电池时，安全阀4通常为关闭状态，在电池壳体1的内部压力过度地上升时成为打开状态，发挥释放电池壳体1的内部压力的功能。
此外，在盖2的长度方向的两端部附近，形成有配置二次电池的端子(未图示)的端子孔210、220。端子孔210、220中，在一个端子孔210中配置阳极端子，在另一个端子孔220中配置负极端子。另外，也有在盖2形成有用于注入电解质的注入孔等(未图示)的情况。
(安全阀4的结构)
图2是表示本发明的实施方式1的电池壳体1的盖2的结构的说明图。图2(a)、(b)、(c)、(d)、(e)分别是：从壳体外侧看盖2的俯视图；盖2的正面图；从壳体内侧看盖2的仰视图；放大表示从壳体外侧看形成于壳体2的安全阀4的样子的说明图；和放大表示从壳体内侧看形成于壳体2的安全阀4的样子的说明图。图3是在本发明的实施方式1的电池壳体1的盖2形成的安全阀4的说明图，图3(a)、(b)、(c)分别是：安全阀4的放大截面图；将断裂用槽部45进一步放大了的截面图；和将裂开后的断裂用槽部45放大了的截面图。
如图2和图3所示，在盖2中，在板部3形成有通过加压使板部3薄板化而得的薄板部分30。在该薄板部分30通过加压使薄板部分30向壳体内侧凹成弯曲的形状而形成有弯曲部44(第一凹部40)。在本实施方式中，薄板部分30形成为圆形区域，弯曲部44(第一凹部40)通过在周向上延伸并且在周向上连续而形成为与薄板部分30同心状的环状区域。此外，在板部3中，除了薄板部分30以外的区域成为比薄板部分30厚的平板部分39。在本方式中，薄板部分30如后所述根据部位的不同而厚度不同，但薄板部分30的厚度为0.1mm～0.8mm左右。另外，构成第一凹部40的弯曲部44的厚度为0.2mm～0.5mm。
在板部3中，在将弯曲部44(第一凹部40)夹在之间的两侧，与弯曲部44连接的第一连接部分46和第二连接部分47位于从板部3向壳体外侧突出的位置。该第一连接部分46和第二连接部分47在夹着弯曲部44的两侧沿着弯曲部44环状地延伸。
在第一连接部分46和第二连接部分47中，第一连接部分46的自弯曲部44的底部440起的高度尺寸h1与第二连接部分47的自弯曲部44的底部440起的高度尺寸h2的比，设定在0.5:1.0～1.0:0.5的范围内。即，第一连接部分46的自弯曲部44的底部440起的高度尺寸h1与第二连接部分47的自弯曲部44的底部440起的高度尺寸h2设定为相差不大。在本方式中，第一连接部分46的自弯曲部44的底部440起的高度尺寸h1与第二连接部分47的自弯曲部44的底部440起的高度尺寸h2之比大约设定为1.0:1.0。
在第二连接部分47的与第一凹部40相反的一侧，通过加压形成有向壳体内侧凹的第二凹部41，该第二凹部41也与第二连接部分47同样地沿着第一凹部40环状地延伸。在本方式中，在第二凹部41的中心部，通过加压形成有向壳体外侧突出的凸部49。第二连接部分47的厚度为0.75mm左右，构成第二凹部41的部分的厚度为0.1mm左右。
另外，在第一连接部分46的与第一凹部40相反的一侧，形成有向壳体内侧凹的第二凹部42，该第二凹部42相当于薄板部分30的外周部分31。第二凹部42也与第二连接部分47同样地沿着第一凹部40环状地延伸。因此，在盖2，从中心侧向外周侧，同心圆状地形成有凸部49、第二凹部41、第二连接部分47、第一凹部40、第一连接部分46和第二凹部42。与这样的形状对应地，在盖2的壳体内侧的面2b(背面)形成有多个环状的凸部和凹部。
这里，第一连接部分46由将薄板部分30在板3的厚度方向上多重折叠而成的折叠部分构成。更具体而言，第一连接部分46(折叠部分)包括：从位于薄板部分30的最外周侧的外周部分31的内缘以与外周部分31重叠的方式向径向外侧弯曲的下层部分461；和从下层部分461的与外周部分31相反的一侧的端部以与下层部分461重叠的方式向径向内侧弯曲的上层部分462，在该上层部分462连接有形成第一凹部40的弯曲部44。
在本方式中，在第一连接部分46(折叠部分)，与板部3的壳体外侧的面重叠的部分与板部3的壳体外侧的面分离开。即，在第一连接部分46(折叠部分)中，外周部分31与下层部分461隔开，外周部分31与下层部分461之间空出环状的间隙35。
在如此构成的盖2中，在第一凹部40(弯曲部44)的底部440的宽度方向的中央或者大致中央，形成有构成安全阀4的断裂用槽部45。在本方式中，断裂用槽部45在第一凹部40的宽度方向的中央位置沿着第一凹部40延伸。此处，断裂用槽部45在周向的一个部位具有中断部分459。具体而言，断裂用槽部45在盖2的长边方向中的、用于配置阳极端子的端子孔210所在的一侧具有中断部分459。在本方式中，形成有一处中断部分459，但是也可以设置多个中断部分459。
如图3(b)所示，断裂用槽部45的截面为大致V字形，槽底部450根据设定的断裂负荷而被设定为规定的壁厚。在本实施方式中，第一凹部40(弯曲部44)的底部440的厚度为0.25mm～0.5mm左右，槽底部450的厚度为0.03mm～0.08mm左右。这样的断裂用槽部45，如以下所说明的那样，当电池壳体1的内部压力过度上升时，如图3(c)所示那样裂开，作为将内部压力释放到电池壳体1的外部的安全阀4发挥功能。
(安全阀4等的功能)
图4是表示本发明实施方式1的电池壳体1中，伴随内部压力的上升的安全阀4的形状变化的说明图，图4的(a)、(b)、(c)分别是内部压力为通常状态时的安全阀4的说明图、内部压力上升时的安全阀4的说明图和内部压力进一步上升时的安全阀4的说明图。图5是表示本发明实施方式1的电池壳体1中的、断裂用槽部45的槽底部450的厚度与安全阀4的工作压力的关系的图表。此外，图5所示的关系是使用JIS3000类(Al-Mn)铝合金、使弯曲部44的底部440的厚度为0.27mm时的结果。
在使用本方式的电池壳体1的二次电池中，伴随着反复进行的充电和放电，内部压力发生变动。具体而言，在为二次电池的情况下，由于在充电时发热，二次电池的温度上升而内部压力上升，另一方面，在放电时，由于不发生这样的发热，二次电池的温度降低、内部压力降低。此外，伴随环境温度的变化，内部压力也发生变动。
在这样的内部压力的上升时，盖2像从图4(a)所示的状态到图4(b)所示的状态那样，薄板部分30整体向壳体外侧移位，并且弯曲部44向壳体外侧变形。这时，构成第一连接部分46的折叠部分也发生变形。然后，充电停止而内部压力降低时，盖2中薄板部分30整体向壳体内侧移位，并且弯曲部44也向壳体内侧变形，从图4(b)所示的状态回到图4(a)所示的状态。
与此相对，在内部压力上升，像从图4(a)所示的状态到图4(b)所示那样，盖2的薄板部分30整体向壳体外侧移位，并且弯曲部44向壳体外侧变形，之后内部压力还进一步上升时，盖2像从图4(b)所示的状态到图4(c)所示的状态那样，薄板部分30整体进一步向壳体外侧移位，并且弯曲部44以向壳体外侧鼓起的方式变形。另外，构成第一连接部分46的折叠部分也发生变形。然后，在内部压力超过设定值的时刻，断裂用槽部45如图3(c)所示那样裂开。从而，能够将内部压力释放到电池壳体1的外部。
在本方式中，设定槽底部450的厚度等，使得在内部压力超过1.1MPa(设定值)的时刻，断裂用槽部45裂开。另外，在本方式中设定为，即使槽底部450的厚度多少有些不均匀时，在内部压力超过1.1MPa(设定值)的时刻，断裂用槽部45也会裂开。
更具体而言，如图5所示，使槽底部450的厚度越厚，安全阀4的工作压力(断裂用槽部45裂开的压力)变得越高。在本方式中，即使内部压力增大，在内部压力比较低时，该内部压力的增大由薄板部分30和第一凹部40的变形吸收，因此，从图5可知出现以下的区域：随着使槽底部450的厚度变厚，安全阀4的工作压力直线性地增大的区域A；虽然使槽底部450的厚度变厚，但安全阀4的工作压力大致不变化的区域B；随着使槽底部450的厚度变厚，安全阀4的工作压力直线性地增大的区域C。因此，在本方式中，槽底部450的厚度设定为，与使槽底部450的厚度变厚时安全阀4的工作压力也大致不变化的区域B相当的条件(以虚线D包围的条件)。更具体而言，将槽底部450的厚度设定为0.07mm。依据这样的条件，即使槽底部450的厚度多少有些不均匀时，在内部压力超过1.1MPa(设定值)的时刻，断裂用槽部45也会可靠地裂开。
(电池壳体1的制造方法)
图6是表示本发明的实施方式1的电池壳体1的制造工序中、在盖2形成安全阀4的方法的工序截面图。
在本方式的电池壳体1的盖2形成安全阀4的工艺中，参照图6，像以下说明的那样，进行拉延成形工序、第一矫正工序、第二矫正工序、翻折工序、预备折叠工序、正式折叠工序和槽部成形工序。
具体而言，首先，在图6(a)所示的拉延成形工序中，使用作为下模的拉延成形用模具(Die)101和作为上模的拉延成形用冲头(Punch)102，对包含铝合金的板材20进行加压，如图6(b)所示，形成筒状壁部37和薄板部分30。
接着，在第一矫正工序中，虽然省略图示，但使用矫正用模具和矫正用冲头将薄板部分30矫正成平坦的。另外，在第二矫正工序中，虽然省略图示，但使用矫正用模具和矫正用冲头进行矫正使得筒状壁部37成为垂直的。
接着，在图6(c)、(d)所示的翻折工序中，使用作为下模的翻折用模具131和翻折用冲头132将薄板部分30翻折，形成弯折部34。
接着，在图6(e)所示的预备折叠工序中，使用作为下模的预备折叠用模具141和作为上模的预备折叠用冲头142，使弯折部34向外侧倾斜，进行用于折叠弯折部34的预备工序。
接着，在图6(f)所示的正式折叠工序中，使用作为下模的正式折叠用模具151和作为上模的正式折叠用冲头152折叠弯折部34。其结果是，如参照图3所说明的那样形成折叠部分(第一连接部分46)，其包括：以与薄板部分30的外周部分31重叠的方式弯曲的下层部分461；和以与下层部分461重叠的方式弯曲的上层部分462。
接着，在图6(g)所示的槽部成形工序中，使用作为下模的槽部成形用模具161和作为上模的槽部成形用冲头162对薄板部分30加压，形成参照图3所说明的凸部49、第二凹部41、第二连接部分47和弯曲部44(第一凹部40)。这时，在弯曲部44的底部440同时形成断裂用槽部45。
(本方式的主要效果)
如以上所说明的那样，在本方式的电池壳体1的盖2中，形成使板部3向壳体内侧以弯曲的形状凹陷的弯曲部44(第一凹部40)，在弯曲部44的底部440的中央或者大致中央形成有用于安全阀4的断裂用槽部45。因此，即使在伴随着反复进行的充电和放电等而内部压力发生变动的情况下，这样的内部压力的变化也会通过弯曲部44向壳体外侧和壳体内侧变形而被吸收。因此，不会对断裂用槽部45施加过大的压缩应力和过大的拉伸应力，由此断裂用槽部45难以产生疲劳。尤其是在本方式中，形成有断裂用槽部45的部分为弯曲部44，因此不存在妨碍变形的角部。因此，能够跟踪充电和放电的反复进行等引起的内部压力的变动，使弯曲部44可靠地变形。因此，能够通过弯曲部44的变形可靠地吸收伴随着充电和放电的反复进行等而发生的内部压力的变动，因此断裂用槽部45不易产生疲劳。因此，除了内部压力达到超过充电时或者环境温度的上升等的通常的压力上升的水平时以外，断裂用槽部45不会裂开。因此，能够实现安全阀4的工作压力的稳定化。
另外，因为在容易变形的弯曲部44的中央或者大致中央形成了断裂用槽部45，所以在弯曲部44向壳体外侧鼓起时，首先对断裂用槽部45施加压缩应力，之后施加拉伸应力，从而断裂用槽部45裂开。因此，在断裂用槽部45，槽底部450的厚度即使在一定程度上较厚也会可靠地裂开。由此能够提高断裂用槽部45的强度，因此不易发生在二次电池的安装操作中断裂用槽部45裂开的状况。因此，电池壳体1的操作比较容易。
另外，因为是受到弯曲部44的变形和断裂用槽部45的裂开这2个阶段的压力的结构，所以断裂用槽部45的槽底部450的厚度和形状、弯曲部44的形状等的设定工作压力的参数较多，因此能够将工作压力设定为任意的水平。
并且，在本方式中，在构成盖2的板部3形成薄板部分30，在薄板部分30设置有安全阀4，因此安全阀4不会向壳体外侧突出必要程度以上。因此，具有在盖2的安装操作等时安全阀4受损伤的可能性较小的优点。
另外，在本方式中，在板部3中，在将弯曲部44夹在中间的该弯曲部44的两侧，与该弯曲部44连接的第一连接部分46和第二连接部分47位于从板部3向壳体外侧突出的位置，因此即使在形成有向壳体内侧凹的弯曲部44的情况下，也可以成为弯曲部44的底部440不从板部3的壳体内侧的面突出的构造、或者从板部3的壳体内侧的面稍微突出的构造。另外，第一连接部分46的从弯曲部44的底部440起的高度尺寸h1与第二连接部分47的从弯曲部44的底部440起的高度尺寸h2之比在0.5:1.0至1.0:0.5的范围中，因此容易控制弯曲部44变形时的形状。因此，能够使安全阀4的工作压力稳定化。另外，因为容易控制弯曲部44变形时的形状，所以在弯曲部44变形时，能够抑制多余的力施加于断裂用槽部45。
另外，第一连接部分46由将薄板部分30在板部3的厚度方向上多重折叠而成的折叠部分构成，因此在折叠部分也发生变形，从而易于吸收伴随充电和放电的反复进行等而发生的内部压力的变化。而且，在折叠部分中，与板部3的壳体外侧的面重叠的部分与板部3的壳体外侧的面分隔开。因此，在折叠部分也易于发生变形，从而易于吸收内部压力的变化。
另外，在相对于第一连接部分46的弯曲部44的相反侧形成有第二凹部42，在相对于第二连接部分47的弯曲部44的相反侧形成有第二凹部41，因此能够提高与弯曲部44相邻的部位(第一连接部分46和第二连接部分47)的刚性。由此，使得容易在弯曲部44发生变形。
另外，断裂用槽部45形成于弯曲部44的底部440的壳体外侧的面，因此在弯曲部44向壳体外侧鼓起时，断裂用槽部45会打开，因而能够使断裂用槽部45可靠地裂开。另外，在断裂用槽部45，在周向的一部分形成有中断部分459。因此，能够确定断裂用槽部45裂开的位置，能够控制断裂用槽部45裂开后(安全阀动作后)的形状。另外，在断裂用槽部45裂开后，能够防止断裂片的飞散。进一步，中断部分459对断裂部分的强度有影响，因此根据中断部分459的位置和数量，能够进行断裂用槽部的疲劳的抑制和断裂压力的控制。
(弯曲部44的其它方式)
图7是表示在本发明的实施方式1的电池壳体1形成的安全阀4的其它方式的说明图。参照图1～图6说明的电池壳体1中，弯曲部44的底部440也弯曲，但在本方式中，如图7所示，弯曲部44的底部440为平面部441，在该平面部441的中央或者大致中央形成有上述断裂用槽部45。
依据该结构，形成断裂用槽部45时，易于控制槽底部450的厚度。
(实施方式1的变形例)
在上述实施方式1中，将第一连接部分46形成为折叠部分，但也可以采用将第二连接部分47形成为折叠部分的结构，或者采用将第一连接部分46和第二连接部分47的双方形成为折叠部分的结构。
在上述实施方式1中，在电池壳体1的盖2形成有安全阀4，但也可以在壳体主体10侧形成安全阀。
在上述实施方式1中，将弯曲部44形成为俯视时为正圆形，但也可以将弯曲部44形成为俯视时为椭圆形(长圆形)等。
(实施方式2)
(电池壳体1x和安全阀4x的结构)
图8是表示本发明的实施方式2的电池壳体1x的外观的立体图，表示将电池壳体1x分解为壳体主体10和盖2的样子。图9是本发明的实施方式2的电池壳体1x的盖2的说明图，图9(a)、(b)分别是盖2的平面图和将形成于盖2的安全阀4x放大后的平面图。图10是本发明的实施方式2的电池壳体1x的安全阀4x的截面图，图10(a)、(b)、(c)分别是图9(b)的A－A′截面图、B－B′截面图和C－C′截面图。此外，本实施方式的电池壳体1x与实施方式1的电池壳体1基本的结构共通，因此对于共通的部分标注相同的附图标记，省略它们的说明。
如图8所示，本方式的电池壳体1x也与实施方式1同样地具有：扁平的长方体形状的箱形的壳体主体10；和关闭壳体主体10的开口的板状的盖2。盖2在关闭壳体主体10的开口的状态下通过激光焊接等的方法被固定，由此使电池壳体1x成为密闭状态，在该状态下，盖2构成电池壳体1x的一面。另外，在本方式中，与实施方式1同样，通过对金属板进行加压等的加工，盖2具有在关闭壳体主体10的开口的板部3的中央位置形成有安全阀4x的构造。
如图9和图10所示，在盖2中，在板部3通过加压形成有使板部3薄板化而得的薄板部分30。在该薄板部分30，通过加压形成有使薄板部分30向壳体内侧凹的第一凹部40x。第一凹部40x的底部(底板部400x)成为向壳体内侧弯曲的弯曲部44。在本方式中，薄板部分30形成为圆形区域，在该圆形的薄板部分30的内侧，圆形的第一凹部40x与薄板部分30同心状地形成。此外，板部3中，除了薄板部分30以外的区域成为比薄板部分30厚的平板部分39。在本方式中，薄板部分30如后所述根据部位的不同而厚度不同，薄板部分30的厚度为0.1mm～0.8mm左右。另外，第一凹部40x的底板部400x的厚度为0.1mm～0.4mm左右。
在板部3中，位于第一凹部40x与平板部分39之间的环状的连接部分48x，在周向整体具有相同的结构而包围第一凹部40x。因此，第一连接部分46x的从第一凹部40x的底板部400x起的高度尺寸h1x、与第二连接部分47x的从第一凹部40x的底板部400x起的高度尺寸h2x相同，高度尺寸h1x、h2x之比设定在0.5:1.0至1.0:0.5的范围。
连接部分48x由将薄板部分30在板部3的厚度方向上多重折叠而成的折叠部分构成。更具体而言，连接部分48x(折叠部分)包括：从位于薄板部分30的最外周侧的外周部分31的内缘以与外周部分31重叠的方式向径向外侧弯曲的下层部分481；和从下层部分481的与外周部分31相反的一侧的端部以与下层部分481重叠的方式向径向内侧弯曲的上层部分482，在该上层部分482连接形成第一凹部40x的底板部400x。因此，在相对于连接部分48x(第一连接部分46x和第二连接部分47x)的与第一凹部40x相反的一侧，形成有向壳体内侧凹的第二凹部42x，该第二凹部42x与薄板部分30的外周部分31相当。第二凹部42也与连接部分48x同样，沿着第一凹部40x环状地延伸。
在连接部分48x(第一连接部分46x和第二连接部分47x)，与板部3的壳体外侧的面重叠的部分与板部3的壳体外侧的面分隔开。即，在连接部分48x中，外周部分31与下层部分481分离，外周部分31与下层部分481之间空出环状的间隙35x。
在如此构成的盖2中，在第一凹部40x的底板部400x的中央或者大致中央，形成有构成安全阀4x的断裂用槽部45x。在本方式中，断裂用槽部45x包括在第一凹部40x的中央或者大致中央交叉的2个槽451、452，该槽451、452形成于第一凹部40x的底板部400x的壳体外表面侧(面2a侧)。在本方式中，2个槽451、452正交。断裂用槽部45x的截面为梯形形状或者大致V字形状，槽底部450x根据设定的断裂负荷而设定为规定的壁厚。如果将断裂用槽部45x的截面形成为梯形形状，则在槽底部450x能够进行厚度的测定。在本方式中，槽底部450x的厚度为0.03mm～0.08mm左右。该断裂用槽部45x如后文所述，在电池壳体1x的内部压力过度上升时裂开，作为将内部压力释放到电池壳体1x的外部的安全阀4x发挥功能。
另外，在本方式中，在第一凹部40x的底板部400x的壳体外表面侧(面2a侧)，在由2个槽451、452划分出的4个区域401、402、403、404的中央，通过加压加工而形成有向壳体内侧凹的圆形的凹部405。
该结构的盖2，能够在参照图6所说明的拉延成形工序和槽部成形工序等的基础上，通过单独地进行或者与其他工序同时进行用于形成凹部405的加压加工而制造得到。
(安全阀4x等的功能)
图11是表示在本发明的实施方式2的电池壳体1x中伴随内部压力的上升的安全阀4x的形状变化的说明图，图4(a)、(b)分别是内部压力上升时的安全阀4x的说明图，和内部压力进一步上升时的安全阀4x的说明图。
使用本方式的电池壳体1x的二次电池中，伴随着充电和放电的反复进行而内部压力发生变动。更具体而言，在为二次电池的情况下，由于充电时发热，二次电池的温度上升而内部压力上升，另一方面，在放电时，不发生这样的发热，因此二次电池的温度降低，从而内部压力降低。此外，伴随着环境温度的变化，内部压力也发生变动。
在存在这样的内部压力的上升时，盖2像从图10所示的状态到图11(a)所示的状态那样，薄板部分30整体向壳体外侧移位，并且第一凹部40x的底板部400x向壳体外侧变形。这时，构成连接部分48x的折叠部分也发生变形。然后，当充电停止而内部压力降低时，盖2中，薄板部分30整体向壳体内侧移位，并且第一凹部40x的底部也向壳体内侧变形，从图11(a)所示的状态回到图10所示的状态。
与此相对，内部压力上升，从图10所示的状态如图11(a)所示那样，盖2的薄板部分30整体向壳体外侧移位，并且第一凹部40x的底板部400x向壳体外侧变形后，内部压力进一步上升时，盖2像从图11(a)所示的状态到图11(b)所示的状态那样，薄板部分30整体进一步向壳体外侧移位，并且，第一凹部40x的底板部400x以向壳体外侧鼓起的方式变形。另外，构成连接部分48x的折叠部分也发生变形。然后，在内部压力超过设定值的时刻，断裂用槽部45裂开。由此，能够将内部压力释放到电池壳体1x的外部。在本方式中，以在内部压力超过1.1MPa(设定值)的时刻断裂用槽部45裂开的方式设定槽底部450x的厚度等。
(本方式的主要效果)
如以上所说明的那样，在本方式的电池壳体1x的盖2中，形成有使板部3以向壳体内侧弯曲的形状凹陷而成的第一凹部40x，在第一凹部40x的底板部400x的中央或者大致中央，形成有用于安全阀4x的断裂用槽部45x。因此，即使在伴随充电和放电的反复进行等而内部压力发生变动的情况下，这样的内部压力的变化也能够通过第一凹部40x的底板部400x向壳体外侧和壳体内侧变形被吸收。因此，不会对断裂用槽部45x施加过大的压缩应力或过大的拉伸应力，由此断裂用槽部45不易产生疲劳。因此，除了内部压力达到超过充电时或环境温度上升等的通常的压力上升的水平时以外，断裂用槽部45x不会裂开。因此，能够实现安全阀4x的工作压力的稳定化。
另外，由于在易于变形的第一凹部40x的底板部400x的中央或者大致中央形成有断裂用槽部45x，因此在底板部400x向壳体外侧鼓起时，首先对断裂用槽部45施加压缩应力，然后施加拉伸应力，断裂用槽部45x裂开。因此，在断裂用槽部45x，即使槽底部450x的厚度在一定程度上较厚也会可靠地裂开。因此，能够提高断裂用槽部45的强度，在二次电池的安装操作中不易发生断裂用槽部45x裂开的状况。因此，电池壳体1x的操作比较容易。另外，由于构成为承受第一凹部40x的底板部400x的变形和断裂用槽部45x的裂开这2个阶段的压力的结构，因此，断裂用槽部45的槽底部450x的厚度和形状、第一凹部40x的底板部400x的形状等的设定工作压力的参数较多，从而能够将工作压力设定为任意的水平。
另外，在本方式中，在构成盖2的板部3形成薄板部分30，在薄板部分30设置有安全阀4x，因此安全阀4不会向壳体外侧突出必要程度以上。因此，具有在盖2的安装操作等时安全阀4受损伤的可能性较小的优点。另外，在本方式中，连接部分48x(第一连接部分46x和第二连接部分47x)位于从板部3向壳体外侧突出的位置，因此即使在形成有向壳体内侧凹的第一凹部40x的情况下，也成为第一凹部40x的底板部400x不从板部3的壳体内侧的面突出的构造、或者从板部3的壳体内侧的面稍微突出的构造等，能够发挥与实施方式1同样的效果。
进一步，在本方式中，第一凹部40x形成为圆形，断裂用槽部45x包括在第一凹部40x的底板部400x的中央或者大致中央交叉的2个槽451、452。因此，在内部压力达到了超过充电时或者环境温度上升等的通常的压力上升的水平时，断裂用槽部45x能够可靠地裂开。
另外，2个槽451、452直角交叉，因此由第一凹部40x的底板部400x的2个槽451、452划分出的4个部分401、402、403、404具有相同的强度。由此，在内部压力上升时，4个部分401、402、403、404同样地变形，因此断裂用槽部45x不会不小心裂开。另外，在4个部分401、402、403、404形成有凹部405，凹部405加强了4个部分401、402、403、404。因此，4个部分401、402、403、404具有充分的强度，断裂用槽部45x不会不小心裂开。
(实施方式2的变形例)
在上述实施方式2中，第一凹部40x的底板部400x向壳体内侧缓缓地弯曲，但也可以采用第一凹部40x的底板部400x为平面部的结构。
在上述实施方式2中，在电池壳体1x的盖2形成有安全阀4x，但也可以在壳体主体10侧形成安全阀。
在上述实施方式2中，在俯视时第一凹部40x形成为正圆形，但是也可以形成为在俯视时为椭圆形(长圆形)等的第一凹部40x。
工业上的可利用性
本发明的电池壳体中，即使在伴随充电和放电的反复进行而内部压力发生变动的情况下，也不会对断裂用槽部施加过大的压缩应力和过大的拉伸应力，因此不易发生断裂用槽部的疲劳。从而，除了内部压力达到了超过充电时或环境温度上升等的通常的压力上升的水平时以外，断裂用槽部不会裂开。由此能够实现安全阀的工作压力的稳定化。另外，在第一凹部向壳体外侧膨胀时，首先对断裂用槽部施加压缩应力，然后施加拉伸应力，使得断裂用槽部裂开。因此，在断裂用槽部中，即使槽底部的厚度在一定程度上较厚，也能够可靠地裂开。由此，能够提高断裂用槽部的强度，在二次电池的安装操作中不易发生断裂用槽部裂开的状况。由此电池壳体的操作较为容易。另外，在本发明中，采用承受第一凹部的变形和断裂用槽部的裂开这2个阶段的压力的结构，因此断裂用槽部的槽部底部的厚度和形状、第一凹部的形状等的设定工作压力的参数较多，由此能够将工作压力设定为任意的水平。

Claims (13)

1.一种电池壳体，在构成壳体的任意面的板部形成有用于安全阀的断裂用槽部，所述壳体通过对金属板进行加工而形成，所述电池壳体的特征在于：
在所述板部形成有向壳体内侧凹的第一凹部，
在所述第一凹部的底部的中央或者大致中央形成有所述断裂用槽部。
2.如权利要求1所述的电池壳体，其特征在于：
在所述板部中，在将所述第一凹部夹在中间的两侧与该第一凹部连接的第一连接部分和第二连接部分中，所述第一连接部分的从所述第一凹部的底部起的高度尺寸与所述第二连接部分的从所述第一凹部的底部起的高度尺寸之比处于0.5:1.0至1.0:0.5的范围中。
3.如权利要求2所述的电池壳体，其特征在于：
所述第一连接部分和所述第二连接部分中的至少一方包括将所述板部在厚度方向上多重折叠而形成的折叠部分。
4.如权利要求3所述的电池壳体，其特征在于：
在所述折叠部分中，与所述板部的壳体外侧的面重叠的部分与该板部的壳体外侧的面隔开间隔。
5.如权利要求4所述的电池壳体，其特征在于：
在所述第一连接部分的与所述第一凹部相反的一侧和/或在所述第二连接部分的与所述第一凹部相反的一侧，形成有向壳体内侧凹的第二凹部。
6.如权利要求1～5中任一项所述的电池壳体，其特征在于：
所述断裂用槽部形成于所述第一凹部的底部的壳体外侧的面。
7.如权利要求1～5中任一项所述的电池壳体，其特征在于：
所述第一凹部的底部具有平面部，
在该平面部形成有所述断裂用槽部。
8.如权利要求1～5中任一项所述的电池壳体，其特征在于：
所述第一凹部在所述板部中以槽状延伸，
所述断裂用槽部沿着所述第一凹部的延伸方向延伸。
9.如权利要求8所述的电池壳体，其特征在于：
所述第一凹部形成为在周向上相连的环状。
10.如权利要求9所述的电池壳体，其特征在于：
所述断裂用槽部以具有1个以上的中断部分的方式沿着所述第一凹部在周向上延伸。
11.如权利要求1～5中任一项所述的电池壳体，其特征在于：
所述第一凹部在所述板部中形成为圆形，
所述断裂用槽部包括在所述第一凹部的底部的中央或者大致中央交叉的2个槽。
12.如权利要求11所述的电池壳体，其特征在于：
所述2个槽直角交叉。
13.如权利要求11所述的电池壳体，其特征在于：
在所述第一凹部的底部中，在由所述2个槽划分出的4个部分中形成有加强用的凹部。
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