CN105340104B - 密封电池及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
在密封电池的制造方法中，将正端子设置在盖的一个端部上，并且将负端子设置在盖的另一端部上。将所述盖的所述正端子侧的端面插入开口内，并且使所述盖的所述正端子侧的端面与所述开口的内壁接触。然后，将所述盖的所述负端子侧的端面插入所述开口内，并且使电池壳和所述盖焊接在一起。因此，即使在制造时金属异物进入电池壳中，它们也将在负端子侧进入，从而能够抑制密封电池的电压降低。
Description
技术领域
本发明涉及密封电池及其制造方法。更具体地说，本发明涉及其中盖被嵌入电池壳的阶梯式开口内并且被焊接到其上的密封电池、以及该密封电池的制造方法。
背景技术
使用电池的装置典型地具有长方体状电池容纳部，并且矩形密封电池被用于有效地利用电池容纳部的容积。例如，公开号为2001-135282的日本专利申请(JP 2001-135282A)描述了一种密封电池的制造方法，此方法涉及将盖嵌入容纳发电元件的电池壳的阶梯式开口内，然后将它(即，盖)焊接到其上。
发明内容
然而，对于根据上述相关技术的密封电池的制造方法，在将盖嵌入电池壳的开口内时产生金属异物，并且这些金属异物进入电池壳中，这是成问题的。当金属异物进入电池壳中时，依赖于这些金属异物在电池壳中的位置，电池的电压降低，这降低了电池的可靠性。
本发明由此提供能够增加密封电池的可靠性的密封电池制造方法、以及高度可靠的密封电池。
本发明的一方面涉及密封电池的制造方法，此方法涉及将盖嵌入电池壳的阶梯式开口内，并且将它(即，盖)焊接到其上。在该密封电池中，正端子被设置在所述盖的第一端部上，负端子被设置在所述盖的第二端部上。此制造方法包括：第一步骤，其将所述盖的所述第一端部的端面插入所述开口内，并且使所述盖的所述第一端部的所述端面与所述开口的内壁接触；第二步骤，其将所述盖的所述第二端部的端面插入所述开口内，并且将所述盖嵌入所述开口内；以及第三步骤，其将所述电池壳和所述盖焊接在一起。
在所述第一步骤中，在使所述电池壳的所述开口的宽度与所述盖的外部尺寸相比较宽的同时，可将所述盖的所述第一端部的所述端面插入所述开口内，并且在所述第二步骤中，在所述电池壳的所述开口的宽度处于下面的状态下的同时，可将所述盖的所述第二端部的所述端面插入所述开口内：在该状态下，所述宽度已经被恢复到在使该宽度较宽之前的宽度。
所述开口和所述盖可以分别具有矩形形状，所述第一端部可以是所述盖的一个短边侧的端部，所述第二端部可以是所述盖的另一短边侧的端部。在所述第一步骤中，在通过使所述开口的两个长边以弧状向外变形而使所述开口的宽度较宽的同时，可将所述盖的所述第一端部的所述端面插入所述开口内且使所述盖的所述第一端部的所述端面与所述开口的所述内壁接触。在所述第二步骤中，所述电池壳的所述开口可被恢复到所述矩形形状，并且可通过将所述盖的所述第二端部的所述端面插入所述开口内而将所述盖嵌入所述开口内。
另外，根据本发明的一方面的密封电池是其中盖被嵌入电池壳的阶梯式开口内并且被焊接到其上的密封电池。正端子被设置在所述盖的第一端部上，负端子被设置在所述盖的第二端部上。所述盖的长度短于所述开口的长度。在所述盖的背面侧，所述第一端部的端面与所述开口的内壁之间的间隙小于所述盖的所述第二端部的端面与所述开口的内壁之间的间隙。在所述盖的表面侧，所述盖被焊接到所述电池壳上。
在所述盖的所述背面侧，所述盖的所述第一端部的所述端面可与所述开口的所述内壁接触，并且所述盖的所述第二端部的所述端面可与所述开口的所述内壁分离。
所述开口和所述盖可以分别具有矩形形状，所述第一端部可以是所述盖的一个短边侧的端部，并且所述第二端部可以是所述盖的另一短边侧的端部。
通过根据本发明的密封电池及其制造方法，即使金属异物进入电池壳中，它们也将进入一个端子侧，因此可将密封电池的电压降低保持为小的，这能够提高可靠性。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业意义，在附图中，相同的参考标号表示相同的要素，并且其中：
图1是根据本发明的一个示例性实施例的密封电池的结构的框图；
图2是沿着图1中的线II-II截取的截面图；
图3是图2所示的发电元件的结构的图；
图4A是图1所示的密封电池的盖的平面图；
图4B是图1所示的密封电池的电池壳的平面图；
图5是示例出图1所示的密封电池的制造方法的图；
图6A是示例出图1所示的密封电池的制造方法的另一图；
图6B是示例出图1所示的密封电池的制造方法的又一图；
图7是示例出图1所示的密封电池的制造方法的再一图；
图8A是示例出图1所示的密封电池的制造方法的又一图；
图8B是示例出图1所示的密封电池的制造方法的又一图；
图9是示例出在图8A和8B所示的制造方法中产生的金属异物的影响的图；以及
图10是示例出图1所示的密封电池的制造方法的又一图。
具体实施方式
图1是根据本发明的一个示例性实施例的密封电池的结构的透视图，图2是沿着图1中的线II-II截取的截面图，在图1和2中，该密封电池是诸如锂电池的非水电解质二次电池，并且包括电池壳10和盖20。图2是示出盖20被焊接到电池壳10上之前的状态的图。电池壳10由具有矩形开口11的筒状部12和底部13形成，该筒状部12和底部13被一体形成。阶梯14沿着矩形开口11的整个内侧形成。
盖20形成为矩形形状，并且嵌入开口11内，且被阶梯14支撑。正端子21被设置在盖20的一个短边侧的端部上，负端子22被设置在盖20的另一短边侧的端部上。正端子21和负端子22分别通过绝缘部件23和24被各自固定到盖20上。正端子21贯穿盖20，其中正端子21的上端部21a在盖20上方突出，正端子21的下端部21b在盖20下方突出。负端子22也贯穿盖20，其中负端子22的上端部22a在盖20上方突出，负端子22的下端部22b在盖20下方突出。
盖20的一个短边侧(即，正端子21侧)的端面接触开口11的一个短边侧的内壁，并且盖20的另一短边侧(即，负端子22侧)的端面与开口11的另一短边侧的内壁相对，并且两者间隔预定的间隙G。当盖20的长边的长度为L10，开口11的长边的长度为L20，且阶梯14的宽度为W时，则满足G＝L20-L10，并且0<G<W。并且，盖20的厚度和阶梯14的深度近似相等，而且盖20的表面和电池壳10的上端面具有近似等高。
另外，进行直流(DC)电力的充电和放电的发电元件30被容纳在电池壳10内。如图3所示，发电元件30包括多组正极板31和负极板32(图中示出两组)。正极板31和负极板32在开口11的短边的延伸方向上交替地设置，并且分隔物(separator)33被设置在正极板31与负极板32之间。分隔物33被电解液浸渍。
正极板31是这样的板：电极31a被正电极材料的层(即，正电极材料层)31b覆盖。电极31a在正极板31的正端子21侧的端部处暴露。负电极32是这样的板：电极32a被负电极材料的层(即，负电极材料层)32b覆盖。电极32a在负极板32的负端子22侧的端部处暴露。正极板31的端部的电极31a被连接到正端子21，并且负极板32的端部的电极32a被连接到负端子22。另外，电池壳10的上端面被焊接到盖20的表面的外周部，以使得电池壳10的内部被密封。
接下来，将描述该密封电池的制造方法。在此，省略电池壳10的内部结构的图示以简化附图和描述。图4A是盖20的平面图，图4B是电池壳10的平面图。在图4A和4B中，盖20被形成为矩形形状，并且电池壳10的开口11也形成为矩形形状。盖20的长边的长度L20短于开口11的长边的长度L10，以使得G＝L10-L20小于阶梯14的宽度W。盖20的短边的长度稍小于开口11的短边的长度。
首先，如图5所示，使电池壳10变形，并且使电池壳10的开口11的两个长边变形为弧状，以使得开口11的宽度与盖20的外部尺寸相比较宽。电池壳10由具有弹性的金属制成，因此当施加使开口11的宽度加宽的力时，开口11的宽度变宽，并且当去除该力时，开口11恢复到其原始矩形形状。
接着，如图6A和6B所示，使开口11的短边和盖20的短边平行，盖20被设置在开口11上方，并且盖20的正端子21侧的端面20a首先被插入电池壳10的开口11内。如果此时盖20的端面20a的拐角(图中的部分B和C)接触电池壳10，则将产生金属异物，因此必须注意不让它们相互接触。接下来，如图7所示，使盖20在长边的延伸方向上滑动，并且使盖20的正端子21侧的端面20a接触电池壳10的开口11的内壁。
接着，如图8A和8B所示，去除已被施加到开口11上的力以使开口11恢复到其原始矩形形状，并且盖20的负端子22侧的部分被插入开口11内。结果，盖20的负端子22侧的端面20b与开口11的另一短边侧的内壁彼此相对，两者间隔预定的间隙C。此时，盖20的负端子22侧的部分在图中的部分D和E处接触开口11，因此金属异物可能产生并进入电池壳10中。然而，即使金属异物进入电池壳10中，该异物也始终位于负端子22侧，因此不可能发生密封电池的电压降低。下面描述其原因。
图9是其中金属异物41和42已经进入电池壳10中的情况的图。这些金属异物中的每一者具有螺纹毛刺形状并且很长。负电极材料层32b的电阻值小，因此，如果正极板31的电极31a通过在正端子21侧产生的金属异物41而变得与负极板32的负电极材料层32b相连，则密封电池的端子之间的电压将最终大幅降低。然而，正电极材料层31的电阻值大，因此，即使负极板32的电极32a通过在负端子22侧产生的金属异物42而变得与正极板31的正电极材料层31b相连，密封电池的端子之间的电压降低也将很小。
最后，如图10所示，将激光发射到电池壳10的上端面和盖20的表面的外周部，以将电池壳10和盖20焊接在一起，从而密封电池壳10的内部。也就是说，当电池壳10和盖20的已被激光能量熔化的部分硬化时，电池壳10的上端面和盖20的表面的外周部通过硬化的金属所形成的焊接部50而接合在一起。此时，盖20的负端子22侧的端面20b与开口11的内壁之间的间隙G小于阶梯14的宽度W，因此，能够防止激光发射到电池壳10中的发电元件上。
对于完成的密封电池，在盖20的表面侧，电池壳10的上端面与盖20的表面的外周部通过焊接部50而接合在一起。另外，在盖20的背面侧，盖20的正端子21侧的端面20a与开口11的内壁紧密接触，并且盖20的负端子22侧的端面20b与开口11的内壁之间的间隙G被设定为预定值。
在该示例性实施例中，即使在制造过程中金属异物产生并且进入电池壳10中，它们也将在负端子22侧进入，因此能够防止由金属异物导致的密封电池的电压降低，这能够使得密封电池的可靠性提高。
此处公开的示例性实施例在所有方面仅作为实例，决不能被解释为限制。本发明的范围并非由上述描述指示，而是由专利的权利要求指示，并且旨在包括落在等同于专利的权利要求范围的范围和含义内的所有修改。
Claims (4)
1.一种密封电池的制造方法，该密封电池包括电池壳和盖，所述电池壳具有阶梯式开口，并且所述盖包括设置有正端子的第一端部和设置有负端子的第二端部，所述制造方法的特征在于包括：
(a)第一步骤：将所述盖的所述第一端部的端面插入所述电池壳的所述开口内，并且使所述盖的所述第一端部的所述端面与所述开口的内壁接触；
(b)第二步骤：将所述盖的所述第二端部的端面插入所述开口内，并且将所述盖嵌入所述开口内；以及
(c)第三步骤：将所述电池壳和所述盖焊接在一起，
在所述第一步骤中，在使所述电池壳的所述开口的宽度与所述盖的外部尺寸相比较宽的同时，将所述盖的所述第一端部的所述端面插入所述开口内，并且
在所述第二步骤中，在所述电池壳的所述开口的宽度处于下面的状态下的同时，将所述盖的所述第二端部的所述端面插入所述开口内：在该状态下，所述宽度已经被恢复到在使该宽度较宽之前的宽度。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中
所述开口和所述盖分别具有矩形形状；
所述第一端部是所述盖的一个短边侧的端部；
所述第二端部是所述盖的另一短边侧的端部；
在所述第一步骤中，在通过使所述开口的两个长边以弧状向外变形而使所述开口的宽度较宽的同时，将所述盖的所述第一端部的所述端面插入所述开口内且使所述盖的所述第一端部的所述端面与所述开口的所述内壁接触；并且
在所述第二步骤中，所述电池壳的所述开口被恢复到所述矩形形状，并且通过将所述盖的所述第二端部的所述端面插入所述开口内而将所述盖嵌入所述开口内。
3.一种密封电池，其特征在于包括：
电池壳，其具有阶梯式开口；以及
盖，其包括第一端部和第二端部，正端子被设置在所述第一端部上，负端子被设置在所述第二端部上，所述盖的长度短于所述开口的长度，在所述盖的背面侧，所述第一端部的端面与所述开口的内壁之间的间隙小于所述盖的所述第二端部的端面与所述开口的内壁之间的间隙，并且，在所述盖的表面侧，所述盖被焊接到所述电池壳上，
在所述盖的所述背面侧，所述盖的所述第一端部的所述端面与所述开口的所述内壁接触；并且
所述盖的所述第二端部的所述端面与所述开口的所述内壁分离。
4.根据权利要求3所述的密封电池，其中
所述开口和所述盖分别具有矩形形状；
所述第一端部是所述盖的一个短边侧的端部；并且
所述第二端部是所述盖的另一短边侧的端部。
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