CN107919493B - 电池的制造方法 - Google Patents

电池的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107919493B
CN107919493B CN201710895123.XA CN201710895123A CN107919493B CN 107919493 B CN107919493 B CN 107919493B CN 201710895123 A CN201710895123 A CN 201710895123A CN 107919493 B CN107919493 B CN 107919493B
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
relay member
external terminal
positive electrode
battery case
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710895123.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN107919493A (zh
Inventor
大野友宽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN107919493A publication Critical patent/CN107919493A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107919493B publication Critical patent/CN107919493B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/528—Fixed electrical connections, i.e. not intended for disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/533—Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/534—Electrode connections inside a battery casing characterised by the material of the leads or tabs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/55—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553—Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/562—Terminals characterised by the material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/564—Terminals characterised by their manufacturing process
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/564—Terminals characterised by their manufacturing process
    • H01M50/567—Terminals characterised by their manufacturing process by fixing means, e.g. screws, rivets or bolts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/578—Devices or arrangements for the interruption of current in response to pressure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/20—Pressure-sensitive devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/172—Arrangements of electric connectors penetrating the casing
    • H01M50/174—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
    • H01M50/176—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells for prismatic or rectangular cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

本发明提供一种电池的制造方法，能够抑制中继构件在敛缝加工时的筒状轴部的内周面变形，抑制异物的产生。由本发明提供的电池的制造方法，电池具备电池壳体(10)、外部端子(110)、中继构件(20)和压力型的电流截断机构(30)，通过敛缝加工使该中继构件(20)与该外部端子(110)敛缝，由此中继构件(20)和外部端子(110)被固定于电池壳体(10)，所述制造方法中，在进行敛缝加工之前的时间内，在中继构件(20)的筒状轴部(22)的内周面(23)安装由比该中继构件(20)硬的材料制成的筒状的加固构件(80)，敛缝加工在对中继构件(20)的内周面(23)安装了加固构件(80)的状态下进行。

Description

电池的制造方法
技术领域
本发明涉及电池的制造方法。
背景技术
近年，锂离子二次电池和镍氢电池和其他二次电池，作为以电为驱动源的车辆搭载用电源、或者个人计算机和便携终端等的电制品等所搭载的电源，其重要性不断提高。作为这样的二次电池的典型结构之一，可列举将作为发电元件的电极体密闭在电池壳体内形成的结构的电池。该电池一般在控制为预定的电压区域内的状态下使用，但如果向电池供给通常以上的电流，则预计会超过预定的电压而成为过充电状态。在该过充电时，电解液分解并在电池壳体内产生气体，从而使电池内压上升。曾提出了设置电流截断机构(CID)的电池的技术方案，该电流截断机构在根据电池内压检测到该过充电状态的情况下将电流截断(例如专利文献1)。
该电流截断机构典型地被配置在电极端子和电极体之间的导电路径上，所述电极端子被设置在电池壳体的盖体上，所述电极体被收纳在电池壳体的壳体主体中。例如，图7所示的电池1具备中继构件(铆钉构件)4和电流截断机构(反转板)5，中继构件4被配置在外部端子2和内部端子3之间，并与外部端子2连接，电流截断机构5与内部端子3连接。中继构件4是筒状构件，具备：贯穿电池壳体6的盖体6a和外部端子2的轴部4a、以及在电池壳体的内部配置的凸缘部4b，通过将轴部4a的上端部与外部端子2敛缝(caulking、凿紧)，将中继构件4与外部端子2一同固定于盖体6a。反转板5是圆板状的构件，嵌合于中继构件4的凸缘部4b的下端部。反转板5的中央部向下方以凸状形成，通常凸部的顶端通过焊接等与内部端子3机械连接且电连接。但是，在过充电状态下电池内压上升使反转板5位移时，反转板5和内部端子3的连接部分断裂，反转板5和内部端子3之间的电流流通被截断。
在先技术文献
专利文献1：日本特开2013-182724号公报
发明内容
在如上所述构成的电池1中，中继构件4具备贯穿孔(空气孔)4c。通过具备该贯穿孔4c，与电池壳体6内的电流截断机构5相比靠电池外侧形成的空间向大气压开放，能够在电池内压上升时使电流截断机构5适当地工作。但是，根据本发明人的见解，如果在中继构件设置贯穿孔，则在将轴部敛缝时，有时贯穿孔的内周面会以缩径或闭塞的方式变形，产生导电性异物。如果该异物混入电池内，则可能成为对电流截断机构的动作造成恶劣影响，引起电池的内部短路的原因。
本发明是鉴于这样的以往状况而完成的，其目的在于提供一种电池的制造方法，能够抑制中继构件的敛缝加工时的筒状轴部的内周面变形，抑制异物的产生。
为了解决上述的课题，由本发明提供的电池的制造方法，所述电池具备：电极体；收纳所述电极体的电池壳体；被收纳于所述电池壳体内，并与所述电极体电连接的内部端子；在所述电池壳体的外侧设置的外部端子；具备贯穿所述电池壳体的筒状轴部，并且与所述内部端子和所述外部端子电连接的中继构件；以及在所述中继构件和所述内部端子之间配置的压力型的电流截断机构，所述电流截断机构在所述电池壳体的内压上升时，将所述内部端子和所述外部端子之间的电流截断，所述制造方法中，通过敛缝加工使该中继构件与该外部端子敛缝，由此所述中继构件和所述外部端子被固定在所述电池壳体上。该制造方法中，在进行所述敛缝加工之前的时间内(时机、timing)，在所述中继构件的筒状轴部的内周面安装筒状的加固构件，所述加固构件由比该中继构件硬的材料制成，所述敛缝加工在对所述中继构件的所述内周面安装了所述加固构件的状态下进行。根据该制造方法，将中继构件与外部端子敛缝时，通过在轴部的内周面安装的筒状的加固构件来抑制轴部的内周面的变形。因此，能够抑制与该轴部的内周面的变形相伴的异物的产生。
附图说明
图1是一实施方式涉及的电池的概略立体图。
图2是一实施方式涉及的电池的局部截面图。
图3是说明一实施方式涉及的电极体的构成的示意图。
图4是沿着图1的IV-IV截面的截面示意图。
图5是一实施方式涉及的电流截断机构的周边的要部分解立体图。
图6是说明一实施方式涉及的敛缝工序的示意图。
图7是以往的电池的要部截面图。
附图标记说明
10 电池壳体
12 盖体
12a 贯穿孔
18 壳体主体
20 中继构件
22 轴部
23 内周面
26 凸缘部
30 电流截断机构
32 反转板
40 正极内部端子
50 卷绕电极体
52 正极片
54 负极片
56 隔板片
60 外侧绝缘构件
70 内侧绝缘构件
80 加固构件
90 托架构件
100 电池
110 正极外部端子
具体实施方式
以下，参照附图表示本发明的实施方式，对在此公开的发明进一步详细说明。再者，在以下的附图中，对发挥相同作用的构件、部位附带相同标记，重复的说明被省略或简化。另外，各图中的尺寸关系(长度、宽度、厚度等)未必反映实际的尺寸关系。另外，本说明书中特别提到的事项以外的、本发明的实施所必需的事项，可以基于本领域的以往技术作为本领域技术人员的设计事项来掌握。
以下，作为在此公开的电池涉及的优选实施方式，以锂离子二次电池为例进行说明，但不意图将本发明的应用对象限定为该电池。本说明书中所谓“电池”，一般是指能够取出电能的蓄电装置的用语，是包括一次电池、二次电池等的概念。即，所谓“二次电池”，是在锂离子二次电池、金属锂二次电池、钠二次电池、镍氢电池、镍镉电池等的所谓蓄电池(所谓化学电池)以外，还包括双电层电容器等的电容器(所谓物理电池)的概念。另外，所谓“非水电解质二次电池”，是指具备非水电解质(典型的是在非水溶剂中含有支持盐(支持电解质)的电解质)的电池。在此公开的技术可以很好地应用于典型的是非水电解质二次电池(例如锂离子二次电池)中。
虽不意图特别限定，但以下以将卷绕型的电极体(卷绕电极体)收纳于扁平方形(箱形)的电池壳体中的形态的锂离子二次电池为例详细说明本发明。图1是本实施方式涉及的锂离子二次电池的概略立体图，图2是锂离子二次电池的局部截面图，图3是说明卷绕电极体的构成的图。
如图1～图3所示，本实施方式涉及的锂离子二次电池100，与以往一般的锂离子二次电池同样地，具有在扁平长方体形状(即方型)的电池壳体10中，使具备预定的电池构成材料(在正负各自的集电体保持有活性物质的片状的正极和负极以及隔板等)的卷绕电极体50与适当的电解液(未图示)一同收纳的结构。
<卷绕电极体>
卷绕电极体50可与通常的锂离子二次电池的卷绕电极体同样地，通过将片状的正极(正极片)52和负极(负极片)54与共计两枚片状的隔板(隔板片)56一同层叠并沿长度方向卷绕，将得到的卷绕体从侧面方向按压压扁来制作。在以正极片52和负极片54在宽度方向上的位置稍微错开，且片52、54的宽度方向的一端从隔板片56的宽度方向的一端和另一端分别伸出的方式层叠的状态下卷绕。作为其结果，在卷绕电极体50的卷绕轴方向的一方和另一方的端部，分别形成有正极片52的宽度方向的一端从卷绕芯部分51(即正极片52、负极片54和隔板片56紧密地卷绕而成的部分)向外部伸出的部分(正极片伸出部分)52A、和负极片54的宽度方向的一端从卷绕芯部分51向外部伸出的部分(负极片伸出部分)54A。这些伸出部分52A、54A，典型地成为没有保持电极活性物质的部分(活性物质层非形成部)。采用例如超声波焊接在正极片伸出部分52A连接有正极内部端子40的下端40A。采用例如超声波焊接在负极片伸出部分54A连接有负极内部端子(未图示)的下端。再者，电极体50不限定于卷绕电极体50，也可以形成例如层叠型的电极体50等。
<电池壳体>
电池壳体10具备：扁平长方体形状中的窄面(图1中的上表面)之一成为开口部的箱形(即有底四边筒状)的壳体主体18、以及堵塞其开口部的盖体12。构成电池壳体10的材质可以适当使用与一般的锂离子二次电池中使用的同样的材质。从散热性等观点出发，可合适地采用壳体主体18和盖体12的大致整体为金属制(例如铝制、不锈钢(SUS)制、钢制等)的电池壳体10。在此公开的技术可合适地应用于壳体主体18和盖体12的大致整体为铝制的电池(例如锂离子二次电池)。或者也可以使用聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺树脂等的树脂材料。该实施方式中，电池壳体10是铝制的。在盖体12的上表面，配置有与卷绕电极体50的正极片52电连接的正极外部端子110、以及与卷绕电极体50的负极片54电连接的负极外部端子120。此外，在盖体12设置有封闭电解液的注入口的注液栓130和安全阀140等。另外，在盖体12形成有后述的中继构件20的轴部22插通的贯穿孔12a。再者，在该实施方式中，锂离子二次电池100是方型电池，但该电池的形状不限定于方型，也可以是圆柱形状等的任意形状。
在电池壳体10的内部，设置有通过壳体内压的上升而工作的压力型的电流截断机构30。电流截断机构30被设置在正极侧和负极侧的至少任一方。该实施方式中，电流截断机构30被配设在将正极外部端子110和正极内部端子40电连接的导电路径上。
图4是沿着图1中的IV-IV线的锂离子二次电池的截面图，图5是说明从正极外部端子110到正极内部端子40的导电路径的构成的分解立体图。如图4和图5所示，该锂离子二次电池100具备：正极外部端子110、外侧绝缘构件60、内侧绝缘构件70、中继构件20、加固构件80、电流截断机构30、托架构件90和正极内部端子40。
<正极外部端子>
正极外部端子110被设置在电池壳体10的外侧。正极外部端子110具有：第一连接部114，其设置有能够插通在敛缝加工前的中继构件20的轴部22的贯穿孔114a；以及第二连接部112，其从该第一连接部接续盖体12的长度方向中央侧(即安全阀140侧)，向壳体10的外部以阶梯状升起而形成(图1、图5)。在第二连接部112形成有能够插通螺栓116的脚部116a的螺栓插通孔112a。在该螺栓插通孔112a从下至上通过螺栓116的脚部116a，在从第二连接部112向上方突出的脚部116a安装外部(可为其他电池的端子、外部电路等)连接用的连接构件(未图示)并拧紧螺帽，由此能够在正极外部端子110连结(固定)连接构件。另外，第一连接部114在与盖体12的贯穿孔12a对应的位置形成有贯穿孔114a。贯穿孔114a的内径大小是将中继构件20的轴部22嵌合的程度。作为正极外部端子110的构成材料，可以优选采用铝等的金属材料。
<外侧绝缘构件>
外侧绝缘构件60是将正极外部端子110和盖体12绝缘的构件。外侧绝缘构件60在位于盖体12的电池外侧的外表面14配置。该实施方式中，外侧绝缘构件60具有：夹在盖体12的外表面(平板状盖体12的上表面)和外部端子110的第一连接部114之间的安装部62；以及向外部端子110的第二连接部112和盖体12之间延伸的延长部64(图5)。在延长部64形成有用于固定螺栓116的头部116b的螺栓接受孔64a。安装部62在与盖体12的贯穿孔12a对应的位置具有贯穿孔62a。该贯穿孔62a的内径大小是将中继构件20的轴部22嵌合的程度。安装部62通过中继构件20的敛缝(铆接)加工，包围贯穿孔62a的部分被夹在盖体12和第一连接部114之间沿中继构件20的轴方向压缩。作为外侧绝缘构件60的构成材料，可以优选采用聚苯硫醚树脂(PPS)、脂肪族聚酰胺等的树脂材料。
<内侧绝缘构件>
内侧绝缘构件70具有安装部72，安装部72设置有能够插通中继构件20的轴部22的开口72a。安装部72的包围开口72a的部分被夹在盖体12和中继构件20的凸缘部26之间压缩，由此将中继构件20(凸缘部26)和盖体12绝缘，并且将盖体12的贯穿孔12a密封。安装部72具有筒部74，筒部74从内侧插入贯穿孔12a阻止中继构件20的轴部22和盖体12的直接接触(将它们绝缘)。筒部74具有中空圆筒状的形状。筒部74被设置为：其外周面与贯穿孔12a的内周面接触，并且其内周面与中继构件20的轴部22的外周面接触。作为内侧绝缘构件70的构成材料，可以适当选择使用对于使用的电解液显示耐性的各种树脂材料。例如，可以采用全氟烷氧基氟树脂(PFA)等的氟化树脂、聚苯硫醚树脂(PPS)、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚醚醚酮树脂(PEEK)、聚醚酮酮树脂(PEKK)、聚醚砜树脂(PES)等的树脂材料。
<中继构件>
中继构件20由金属材料(铜、铝)等的导电性材料制成。中继构件20向设置于盖体12的贯穿孔12a插通。中继构件20在电池壳体10的外部与正极外部端子110连接，在电池壳体10的内部与电流截断机构30的反转板32连接。中继构件20将正极外部端子110和反转板32电连接。
该实施方式中，中继构件20具有：贯穿盖体12和正极外部端子110的筒状轴部22；以及在该轴部22的一端部24a的外周面设置的凸缘部26。轴部22具有中空筒状的形状。轴部22向盖体12的贯穿孔12a插通，使盖体12沿轴方向贯穿延伸。另外，轴部22在电池壳体10的外部，还向外侧绝缘构件60的贯穿孔62a和正极外部端子110的贯穿孔114a插通，使外侧绝缘构件60和正极外部端子110沿轴方向贯穿。凸缘部26在电池壳体10内，在以筒状延伸的轴部22的一端部24a的外周面设置。凸缘部26具有沿着相对于中继构件20的轴方向正交的方向延伸出的凸缘形状。该实施方式中，凸缘部26与盖体12的内表面大致平行地扩展，并且被配置在盖体12和反转板32之间。
中继构件20和正极外部端子110通过敛缝(铆接)加工使该中继构件20与该正极外部端子110敛缝，由此固定在电池壳体10上。该实施方式中，中继构件20的轴部22在贯穿电池壳体10和正极外部端子110的状态下，使凸缘部26所处的一侧的相反侧的端部24b与正极外部端子110敛缝。该敛缝加工在包围贯穿孔12a的盖体12的壁面和凸缘部26之间夹持内侧绝缘构件70，进而在该壁面和正极外部端子110的第一连接部114之间夹持外侧绝缘构件60而进行。通过该铆接(riveting)，在盖体12和正极外部端子110的第一连接部114之间使外侧绝缘构件60被压缩，并且使正极外部端子110、盖体12、外侧绝缘构件60和中继构件20被一体地固定。另外，通过上述敛缝加工，在盖体12和凸缘部26的间使内侧绝缘构件70被压缩，由此盖体12的贯穿孔12a被密封。再者，在图4中，中继构件20示出敛缝加工后的形状。
<加固构件>
加固构件80被安装在中继构件20的轴部22的内周面23。加固构件80是限制中继构件20的轴部22的内周面23的变形的构件。即，如果在轴部22设置贯穿孔(空气孔)22a，则在对中继构件20的端部24b敛缝加工时，贯穿孔22a的内周面23向内侧挤出，可能会以缩径或闭塞的方式变形，但根据本技术方案，通过在轴部22的内周面23安装了的筒状的加固构件80，能够抑制那样的内周面23的变形。该实施方式中，加固构件80是具有所需要的刚性的圆筒状构件，其外径大小是能够与轴部22的内周面23嵌合的程度。另外，加固构件80具备贯穿孔(空气孔)80a，将电池壳体10的外侧、和电池壳体10内与反转板32相比靠电池外侧形成的空间连通。通过具备该贯穿孔80a，与电池壳体10内的反转板32相比靠电池外侧形成的空间向大气压开放。因此，电池内压的上升时能够使反转板32适当地位移(典型的是反转)。虽不特别限定，但加固构件80的外径可为例如1mm～8mm左右。贯穿孔80a的内径可为例如0.5mm～7.5mm左右。
加固构件80由比构成中继构件20的材料硬的材料制成。例如，在中继构件20由铝构成的情况下，加固构件80可以将硬度比构成中继构件20的铝相对高的材料作为主体构成。作为那样的高硬度材料，可例示纯铁、碳钢、不锈钢、铬钢、镍铬钢、铬钼钢、镍铬钼钢、钨钢等的铁系材料。这些铁系材料一般硬度比铝高而难以变形。因此，可以作为适合于本技术方案的目的的加固构件80的构成材料很好地使用。或者，也可以使用聚醚醚酮(PEEK)，聚醚酮(PEK)树脂，聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)树脂等的聚醚酮系树脂材料。聚醚酮系树脂材料在硬度高、并且比金属材料的耐久性高(典型的是难以发生电位差不同的异种金属连接所引起的异种金属接触腐蚀)方面是优选的。
加固构件80和中继构件20这两者可以由铝系材料(铝或铝合金)构成。铝系材料中，根据添加的元素(例如Mg、Cu、Si、Mn等)的组成，材料硬度会不同。因此，可以适当选择使用铝系材料，以使得加固构件80的硬度比中继构件20高。例如，中继构件20可由JIS标准与加固构件80不同的型号的铝合金构成。
再者，成为中继构件20和加固构件80的硬度指标的物性值只要能够将施加应力时的变形行为用数值表示就不特别限定，例如，可以合适地使用维氏硬度。从抑制中继构件内周面的变形效果等观点出发，作为加固构件80，可以合适地采用维氏硬度为60HV以上的构件。例如，优选维氏硬度为80HV以上的加固构件80，特别优选100HV以上(例如120HV以上)的构件。例如，也可以是维氏硬度为150HV以上(例如200HV以上)的加固构件80。加固构件80的维氏硬度的上限不特别限定，可以为大致500HV以下(例如300HV以下)。再者，在本说明书中，维氏硬度可以基于JIS Z 2244：2009进行测定。
加固构件80的厚度D(图4)不特别限定，但优选比中继构件20的轴部22的厚度d(图4)小(D<d)。例如，加固构件80的厚度D相对于中继构件20的轴部22的厚度d之比(D/d)，通常小于1，从材料成本等观点出发，优选为3/4以下，更优选为2/3以下，进一步优选为1/2以下。上述厚度之比的下限不特别限定，从抑制中继构件的内周面变形等观点出发，优选为1/10以上，更优选为1/5以上。在此公开的技术，能够以加固构件80的厚度D相对于中继构件20的轴部22的厚度d之比(D/d)为1/10～1/2的方式很好地实施。
一优选方式中，加固构件80的安装高度H与从中继构件20的凸缘部26的下表面26b到正极外部端子110的第一连接部114的上表面114b的高度相对应(图4)。通过这样在与从凸缘部26的下表面26b到正极外部端子110的上表面114b的高度相对应的位置安装加固构件80，可更有效地抑制敛缝加工时的内周面23的变形。另外，通过将加固构件80的安装高度H设为直到正极外部端子110的上表面114b的高度，轴部22的端部24b的敛缝处理能够顺畅地进行而不会被加固构件80妨碍。
作为在中继构件20的内周面23固定加固构件80的方法不特别限定。例如，可采用将加固构件80向中继构件20的内周面23压入并固定的方法、将加固构件80与中继构件20的内周面23接合并固定的方法、将加固构件80在中继构件20的内周面23包层接合并固定的方法等。
<电流截断机构>
电流截断机构30比中继构件20靠电池壳体10的内侧配置。该实施方式中，电流截断机构30包含反转板32。反转板32在中继构件20的凸缘部26和正极内部端子40之间配置。反转板32与中继构件20和正极内部端子40连接。反转板32将中继构件20和正极内部端子40之间电连接。该实施方式中，反转板32具有圆形的薄板形状。反转板32在其中心部分具有反转部34，反转部34能够在电池壳体10的内压超过设定压力时向电池外侧(中继构件侧)位移。该实施方式中，反转部34具有向电池内侧(正极内部端子侧)突出的形状(弯曲的形状)。反转部34的凸形状的顶部以大致平面状形成，通过焊接等与正极内部端子40的薄壁部42接合。另外，反转板32在环状延伸的周缘部36通过焊接等与中继构件20的凸缘部26气密地接合。由此，在比电池壳体10内的反转板32靠电池外侧形成的空间、和比反转板32靠电池内侧形成的空间之间，截断气体的流通。比电池壳体10内的反转板32靠电池外侧形成的空间通过加固构件80的贯穿孔80a向大气压开放。另一方面，比电池壳体10内的反转板32靠电池内侧形成的空间(配置有电极体50的空间)被气密地密闭。反转板32被构成为：直到电池壳体10的内压达到设定压力为止都维持向电池内侧突出的形状，如果壳体内压超过设定压力，则成为向电池外侧突出的形状(即上下反转)。
<托架构件>
托架构件90在电池壳体10的内部配置。托架构件90作为在电池壳体10内保持反转板32的构件而构成。托架构件90由绝缘材料制成，例如，由聚苯硫醚树脂(PPS)等的树脂材料制成。托架构件90具有围绕反转板32的反转部34的形状。另外，托架构件90在反转板32的周缘部36和正极内部端子40之间配置，将反转板32的周缘部36和正极内部端子40隔离。因此，反转板32和正极内部端子40电连接的部分仅为反转板32的反转部34和正极内部端子40的薄壁部42的接合部位。
<正极内部端子>
正极内部端子40比反转板32靠电池壳体10的内侧配置。正极内部端子40具有：从下端40A(图2)沿着相对于盖体12大致垂直地延伸的板状(带状)的引导部46(图2)、与引导部46的上端接续地形成并从该上端以大致直角弯曲与盖体12的内表面大致平行地扩展的板状的底座部48、以及在底座部48的板面中央部设置的薄壁部42。薄壁部42形成得比底座部48薄。另外，在薄壁部42的与反转板32的接合部位的外周侧，形成有缺口44。通过该缺口44部分使薄壁部42比其他部分更容易断裂地构成。正极内部端子40和反转板32，分别在薄壁部42和反转部34电接合并且机械接合。正极内部端子40经由从底座部48向下方延伸出的引导部46与电极体50的正极52电连接。作为正极内部端子40的构成材料，可以优选使用铝等的金属材料。
<电流截断机构的动作>
在电流截断机构30工作之前(通常时)，电流按正极内部端子40、反转板32、中继构件20、正极外部端子110的顺序流动，由此从电池100向外部供给电力。另一方面，如果由于过充电等使电池壳体10的内压升高，则该内压作用于反转板32的反转部34的下表面。而且，如果电池壳体10的内压超过设定压力，则向电池内侧(下方)成为凸形状的反转部34向上方推起，以向电池外侧成为凸形状的方式位移(在此为上下反转)。通过这样的反转部34的位移，正极内部端子40的薄壁部42在缺口44断裂，正极内部端子40和反转板32的连接被割裂。由此，从正极内部端子40到正极外部端子110的导电路径被切断，电流被截断。
<电池的制造方法>
该结构的锂离子二次电池100可以例如按大致以下的顺序合适地制造(构建)。即，在敛缝工序之前的时间内，在中继构件20的筒状轴部22的内周面23安装筒状的加固构件80，加固构件80由比该中继构件20硬的材料制成。而且，敛缝加工在对中继构件20的内周面23安装了加固构件80的状态下进行。该实施方式中，敛缝加工前的未变形中继构件20如图6所示，具有筒状轴部22、和在该轴部22的一端部24a的外周面设置的凸缘部26。准备该未变形中继构件20，在轴部22的内周面23安装筒状的加固构件80。另外，准备上述的构成的盖体12，在其内侧面安置内侧绝缘构件70，并在其外侧面安置外侧绝缘构件60和正极外部端子110。
接着，使未变形中继构件20的轴部22依次插通盖体12的贯穿孔12a、外侧绝缘构件60的贯穿孔62a和正极外部端子110的贯穿孔114a，使其贯穿盖体12和正极外部端子110。而且，使用压缩装置92对于内侧绝缘构件70和外侧绝缘构件60从正极外部端子110侧施加载荷进行按压，由此使上述贯穿的未变形中继构件20的轴部22的顶端部分即凸缘部26所处的一侧的相反侧的端部24b从正极外部端子110的贯穿孔114a向外部突出。在该状态下，使用具有旋转头94的旋转敛缝机，使上述突出的轴部22的端部24a以放射状扩径，与包围正极外部端子110的贯穿孔114a的周缘部分铆接，由此对盖体12的贯穿孔12a安装正极外部端子110(敛缝工序)。此时，在中继构件20的铆接部分和凸缘部26之间，夹持内侧绝缘构件70、盖体12、外侧绝缘构件60和正极外部端子110并将它们按压，由此使内侧绝缘构件70和外侧绝缘构件60沿铆接轴方向压缩使各构件密合，密封盖体12的贯穿孔12a。这样，能够将中继构件20与正极外部端子110一同固定于盖体12。
接着，如图1～图6所示，对中继构件20的凸缘部26接合反转板32，并且在该反转板32的下表面夹持托架构件90配置正极内部端子40，将反转部34的凸形状的顶部和正极内部端子40的薄壁部42接合。另外，将正极内部端子40的引导部46与卷绕电极体50接合。由此得到盖体、外部端子、内部端子和电极体被一体化了的盖体单元(盖体-端子-电极体组装体)。而且，将电极体50从壳体主体18的开口部收纳于内部并在该开口部安装盖体12，将盖体12和壳体主体18的接缝焊接。
然后，从盖体12所设置的注液孔向壳体10内注入电解液。作为电解液，可以从这种一般的锂离子二次电池100所用的各种电解液中适当选择使用。例如，对于锂离子二次电池，可例示在有机溶剂(非水溶剂)中含有作为支持盐的锂盐的电解液。该电解液，可以优选使用在常温下为液态的非水电解质(即电解液)。作为锂盐，可例示例如LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、Li(CF3SO2)2N、LiCF3SO3等。该支持盐可以单独使用仅一种、或组合使用两种以上。作为优选的例子，可例举LiPF6。作为非水溶剂，例如可例示碳酸亚乙酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸亚丙酯(PC)等的碳酸酯类。这些有机溶剂可以单独使用仅一种、或组合使用两种以上。该非水电解质中，根据需要可以加入气体产生添加剂、被膜形成添加剂等所代表的各种添加剂。然后，对注液孔安装(例如焊接)注液栓130将壳体10密封。这样可以制造(构建)锂离子二次电池100。
根据上述制造方法，在敛缝工序，在对该轴部22的内周面23安装了加固构件80的状态下，将中继构件20的轴部22的顶端部分与包围正极外部端子110的贯穿孔114a的周缘部分敛缝，由此可抑制轴部22的内周面23的变形。因此，能够抑制与内周面23的变形相伴的导电性异物的产生，抑制该导电性异物对电流截断机构的动作造成恶劣影响、引起电池的内部短路的情况。另外，通过加固构件80具备贯穿孔80a，与电池壳体10内的反转板32相比靠电池外侧形成的空间向大气压开放。因此，在由于过充电等使电池内压上升时反转板32切实地位移，能够使电流截断机构适当地工作。
以上，通过优选实施方式说明了本发明，这样的表述不是限定事项，当然可以进行各种改变。
例如，上述的实施方式中，电流截断机构30被设置在正极侧，但不限定于此。电流截断机构30可以设置在正极侧、负极侧的任一侧，也可以设置在这两侧。再者，将电流截断机构30适用于负极的导电路径时的构成和方法，与正极的情况基本相同，因此在此省略说明。另外，电流截断机构30只要是根据电池的内压上升使构成构件变形由此切断电流接点的机构即可，不限定于上述的反转板的形状(向下方的凸形状)。例如，可以构成为：将通过电池的内压上升向从正极内部端子40离间的方向移动的移动构件与正极内部端子40接合，根据电池的内压上升使移动构件向与正极内部端子40离间的方向移动，由此切断电流接点。另外，中继构件20的形状不限定于具有轴部22和凸缘部26的铆钉状。例如，凸缘部26可以不设置在中继构件20，而设置在电流截断机构30的一部分。

Claims (1)

1.一种电池的制造方法，所述电池具备：
电极体；
收纳所述电极体的电池壳体；
收纳于所述电池壳体内的内部端子，其与所述电极体电连接；
在所述电池壳体的外侧设置的外部端子；
中继构件，其具备贯穿所述电池壳体的筒状轴部，并且，与所述内部端子和所述外部端子电连接；以及
配置在所述中继构件和所述内部端子之间的压力型的电流截断机构，在所述电池壳体的内压上升时，所述电流截断机构将所述内部端子和所述外部端子之间的电流截断，所述制造方法中，
通过敛缝加工使该中继构件与该外部端子敛缝，由此所述中继构件和所述外部端子被固定于所述电池壳体，
在进行所述敛缝加工之前的时间内，在所述中继构件的筒状轴部的内周面安装筒状的加固构件，所述加固构件由比该中继构件硬的材料制成，
所述敛缝加工在对所述中继构件的所述内周面安装了所述加固构件的状态下进行，
所述加固构件的高度为从所述中继构件的凸缘部的下表面到所述外部端子的上表面的高度以上。
CN201710895123.XA 2016-10-05 2017-09-28 电池的制造方法 Active CN107919493B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-196914 2016-10-05
JP2016196914A JP6460417B2 (ja) 2016-10-05 2016-10-05 電池の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107919493A CN107919493A (zh) 2018-04-17
CN107919493B true CN107919493B (zh) 2020-03-27

Family

ID=61758525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710895123.XA Active CN107919493B (zh) 2016-10-05 2017-09-28 电池的制造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10468725B2 (zh)
JP (1) JP6460417B2 (zh)
CN (1) CN107919493B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7001957B2 (ja) * 2018-03-02 2022-01-20 トヨタ自動車株式会社 電池の製造方法および電池
CN112968258B (zh) * 2018-04-23 2022-10-18 比亚迪股份有限公司 电池盖板组件、电池、电池模组、动力电池和电动汽车
CN110391366B (zh) * 2018-04-23 2020-11-20 比亚迪股份有限公司 电池盖板组件、单体电池、电池模组、动力电池和电动汽车
JP7169521B2 (ja) * 2019-02-28 2022-11-11 トヨタ自動車株式会社 密閉型電池および組電池
JP7265708B2 (ja) * 2019-11-08 2023-04-27 トヨタ自動車株式会社 密閉型電池

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11329405A (ja) * 1998-05-21 1999-11-30 At Battery:Kk 非水電解液二次電池
US20060292442A1 (en) * 2005-06-27 2006-12-28 Shah Pinakin M Electrochemical systems, terminal seals for use therewith and terminals for use therewith
KR101212385B1 (ko) * 2009-07-24 2012-12-13 도요타지도샤가부시키가이샤 전지의 제조 방법 및 그것에 사용하는 프레스 공구 및 전지
JP5556629B2 (ja) * 2010-12-01 2014-07-23 トヨタ自動車株式会社 密閉型電池
JP5821969B2 (ja) * 2011-11-23 2015-11-24 トヨタ自動車株式会社 二次電池の製造方法、及び、二次電池
JP5976340B2 (ja) 2012-02-29 2016-08-23 三洋電機株式会社 角形二次電池の製造方法
JP2015220115A (ja) * 2014-05-19 2015-12-07 トヨタ自動車株式会社 電流遮断装置の製造方法
KR102368086B1 (ko) * 2015-03-16 2022-02-24 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
WO2017034035A1 (ja) * 2015-08-27 2017-03-02 株式会社豊田自動織機 電流遮断装置及びこれを用いた蓄電装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP6460417B2 (ja) 2019-01-30
CN107919493A (zh) 2018-04-17
JP2018060662A (ja) 2018-04-12
US20180097258A1 (en) 2018-04-05
US10468725B2 (en) 2019-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107919493B (zh) 电池的制造方法
JP5084205B2 (ja) 非水電解質二次電池
JP5011664B2 (ja) 密閉型二次電池
JP5507623B2 (ja) 非水電解質二次電池
US10998538B2 (en) Energy storage device, energy storage apparatus and method of manufacturing energy storage device
CN107112492B (zh) 蓄电元件
EP3121873B1 (en) Secondary battery
JP6308071B2 (ja) 角形二次電池およびその製造方法
CN113302786B (zh) 密闭电池
JP2010113929A (ja) 密閉型電池
WO2021153439A1 (ja) 蓄電装置
JP2005129488A (ja) 密閉型電池
US20180183018A1 (en) Energy storage device
CN111937186A (zh) 电池模块
JP2010272389A (ja) 密閉型電池
JP5218956B2 (ja) 角形密閉電池
CN112335101B (zh) 硬币形电池及其制造方法
JP6778641B2 (ja) 角形二次電池
JP7110010B2 (ja) 二次電池
JP2011070915A (ja) 非水電解液電池
CN113767510A (zh) 圆筒形电池
JP2019140100A (ja) 蓄電素子
JP2022069082A (ja) ガスケットおよび電池
JP6211978B2 (ja) リチウムイオン二次電池
WO2019013326A1 (ja) 蓄電素子

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant