CN108352465A - 蓄电装置 - Google Patents
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Abstract
蓄电装置的壳体具有:筒状的壳体主体,其具有底壁和开口部;以及盖体,其封闭开口部。壳体在壳体主体具有与盖体抵接的壳体侧对合面,在盖体具有与壳体侧对合面相对的盖体侧对合面,在使壳体侧对合面和盖体侧对合面对接的部分即对接部具有焊接部。若设以最短距离将壳体主体的底壁和盖体相连的方向为壳体的延伸设置方向,则在沿着延伸设置方向的壳体的截面视图中,焊接部具有存在于壳体主体与盖体的边界处的界面。若设从壳体的外表面露出的焊接部的表面与界面之间的最大尺寸为焊接深度X,设在沿着从壳体的外表面露出的焊接部的表面的方向上,从对接部到焊接部的缘部为止的尺寸为焊接宽度Y,则焊接部构成为以满足下式的形状存在于壳体的整个周向:Y/X>1。
Description
技术领域
本发明涉及具备具有焊接部的壳体的蓄电装置。
背景技术
在EV(Electric Vehicle:电动车辆)、PHV(Plug in Hybrid Vehicle:插电式混合动力车辆)等车辆中,搭载有蓄积提供给作为原动机的电动机的电力的作为蓄电装置的锂离子电池等二次电池。例如,专利文献1的密封型电池(二次电池)的壳体具有:收纳有电极体(电极组装体)的铝制的壳体主体构件(壳体主体)、将壳体主体构件的开口部封闭的封口盖(盖体)以及将壳体主体构件和封口盖相互焊接的焊接部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2012-104414号公报
发明内容
发明要解决的问题
电极组装体具有交替层叠的正极电极和负极电极。随着对电极组装体的反复充放电,电极组装体反复向电极的层叠方向膨胀和收缩。由此,在壳体中反复产生向电极组装体的层叠方向的应力。另外,在由于电解液和活性物质的反应而在壳体内产生了气体的情况下,壳体的内部压力上升,壳体中产生应力。因此,在二次电池中,由于对电极组装体的反复充放电或壳体的内压上升,在壳体的焊接部处也会产生应力,焊接部有可能受到损伤。
本发明旨在提供一种蓄电装置,能提高壳体的焊接部的强度。
用于解决问题的方案
用于解决上述问题的蓄电装置具备电极组装体和收纳上述电极组装体的壳体,其中,上述壳体具有:筒状的壳体主体,其具有底壁和开口部;以及盖体,其封闭上述开口部,上述壳体主体具有与上述盖体抵接的壳体侧对合面,上述盖体具有与上述壳体侧对合面相对的盖体侧对合面,上述壳体在使上述壳体侧对合面和上述盖体侧对合面对接的部分即对接部具有焊接部,若设以最短距离将上述壳体主体的底壁和上述盖体相连的方向为上述壳体的延伸设置方向,则在沿着上述延伸设置方向的上述壳体的截面视图中,上述焊接部具有存在于上述壳体主体与上述盖体的边界处的界面,若设从上述壳体的外表面露出的上述焊接部的表面与上述界面之间的最大尺寸为焊接深度X,设在沿着从上述壳体的外表面露出的上述焊接部的上述表面的方向上,从上述对接部到上述焊接部的缘部为止的尺寸为焊接宽度Y,则上述焊接部构成为以满足下式的形状存在于上述壳体的整个周向:Y/X>1。
由此,焊接部构成为:在壳体的周向上的任意部位,焊接宽度Y都大于焊接深度X。作为比较例,假定焊接部构成为焊接深度X与本构成相同,其焊接宽度Y比焊接深度X小。在这种情况下,本构成的焊接部能使焊接部的界面的长度大于比较例。界面的长度越长,则焊接部的体积越大,能使施加到焊接部的每单位面积的负荷少于比较例,与比较例相比能提高焊接部的强度。
另外,关于蓄电装置,优选上述焊接深度X是上述壳体侧对合面和上述盖体侧对合面处的尺寸,上述界面在通过上述对接部的部位处相对于上述壳体侧对合面和上述盖体侧对合面是垂直的。
由此,若在沿着延伸设置方向的截面视图中,界面在通过对接部的部位处相对于壳体侧对合面和盖体侧对合面是倾斜的,则界面相对于两对合面所成的角度越小,焊接宽度就越短,界面的长度就越短。但是,通过使界面在通过对接部的部位处相对于壳体侧对合面和盖体侧对合面垂直,能抑制焊接宽度变短,提高焊接部的强度。
另外,关于蓄电装置,优选上述焊接部具有从上述盖体的外表面露出的第1缘和从上述壳体主体的外表面露出的第2缘,上述界面在上述第1缘和上述第2缘之间以圆弧状延伸。
在沿着壳体的延伸设置方向的截面视图中,在界面在壳体侧对合面和盖体侧对合面附近弯曲的情况下,界面会与壳体侧对合面和盖体侧对合面倾斜交叉。界面相对于两对合面交叉的角度越小,焊接宽度就越短,界面的长度就越短。但是,通过使界面在焊接部的两侧的缘部之间以圆弧状延伸,能抑制焊接宽度变短,提高焊接部的强度。
另外,关于蓄电装置,优选在沿着上述壳体的上述延伸设置方向的截面视图中,上述焊接部为在该延伸设置方向上长的半椭圆状。
另外,关于蓄电装置,上述壳体主体具备周壁,上述周壁具有包围上述开口部的开口端面、以及外周面,上述开口端面具有上述壳体侧对合面,上述盖体具备具有上述盖体侧对合面的内端面和包围上述内端面的外周面,上述焊接部的上述表面从上述周壁的外周面和上述盖体的外周面露出,并且上述焊接部的上述焊接深度为上述周壁的厚度方向的尺寸。
由此,能在壳体的延伸设置方向上确保焊接宽度,能在壳体主体的周壁的厚度方向上确保焊接深度。因此,也可以不在壳体主体的周壁的厚度方向上确保焊接宽度,能避免由于周壁的厚度变厚而致使蓄电装置的能量密度降低。
另外,关于蓄电装置,上述电极组装体具有层叠的不同极性的多个电极,上述蓄电装置是被约束为在上述电极的层叠方向上排列的状态的多个蓄电装置之一。
电极组装体由于对电极组装体反复进行充放电而反复在其层叠方向上膨胀收缩。但是,通过将蓄电装置约束在电极组装体的层叠方向上,电极组装体的膨胀收缩所产生的负荷引起的壳体的变形被抑制,焊接部在电极组装体的层叠方向上不易损伤。另一方面,在壳体的内部压力上升时,由于电极组装体向层叠方向的变形受到了抑制,因此在壳体的延伸设置方向对壳体施加的负荷不受抑制,而会向从壳体主体分离的方向对盖体施加负荷。但是,由于确保了沿着壳体的延伸设置方向的焊接宽度长,界面的长度也长,因此在盖体从壳体主体分离的方向上焊接部也不易损伤。
特别是,在具有在壳体的延伸设置方向上确保了焊接宽度的焊接部的壳体中,当壳体的内部压力上升,对盖体向从壳体主体分离的方向施加了负荷时,会向剪切焊接部的界面的方向施加力。但是,由于界面的长度长,因此即使向剪切方向施加了力,在盖体从壳体主体分离的方向上焊接部也不易损伤。
另外,关于蓄电装置,上述壳体主体具备周壁,上述周壁具有包围上述开口部的开口端面和包括上述壳体侧对合面的内周面,上述盖体具备外端面和包围上述外端面并且具有上述盖体侧对合面的外周面,上述焊接部的上述表面从上述开口端面和上述外端面露出,上述焊接部的上述焊接深度为上述延伸设置方向上的尺寸。
电极组装体由于对电极组装体反复进行充放电而反复进行膨胀收缩。但是,由于在电极组装体的层叠方向上确保了焊接宽度长,界面的长度也长,因此焊接部不易损伤。
另外,关于蓄电装置,也可以是,上述壳体主体具备周壁,若设该周壁的厚度方向的尺寸为厚度D1,上述盖体的沿着上述延伸设置方向的尺寸为厚度D,则上述壳体主体和上述盖体构成为满足下式:D>D1。
通过使盖体的厚度D比周壁的厚度D1大,能确保焊接部的焊接宽度在壳体的延伸设置方向上长,因此即使不使周壁的厚度变厚也能确保足够的焊接强度。因此,不会由于使周壁的厚度增加而招致蓄电装置的能量密度降低。
另外,上述蓄电装置例如是二次电池。
发明效果
根据本发明,能提高壳体的焊接部的强度。
附图说明
图1是示出第1实施方式的二次电池的分解立体图。
图2是示出第1实施方式的蓄电模块的立体图。
图3A是示出第1实施方式的壳体中的焊接部的局部截面图。
图3B是示出比较例的壳体中的焊接部的局部截面图。
图4是示出第2实施方式的壳体中的焊接部的局部截面图。
图5是示出第3实施方式的壳体中的焊接部的局部截面图。
图6是示出第4实施方式的壳体中的焊接部的局部截面图。
图7是示出第5实施方式的壳体中的焊接部的局部截面图。
图8是示出第6实施方式的壳体中的焊接部的局部截面图。
图9是示出第7实施方式的壳体中的焊接部的局部截面图。
图10是示出第8实施方式的壳体中的焊接部的局部截面图。
具体实施方式
以下,根据图1~图3B说明蓄电装置的第1实施方式。
如图1所示,作为蓄电装置的二次电池10具备收纳电极组装体12的壳体11。壳体11具有:长方体状的壳体主体13,其具有底壁13a和开口部S;以及矩形平板状的盖体14,其封闭壳体主体13的开口部S。壳体主体13为方筒状。壳体主体13和盖体14均为金属制成(例如不锈钢、铝)。另外,本实施方式的二次电池10是具有方形(长方体状)的外观的方形电池。另外,本实施方式的二次电池10是锂离子电池。
电极组装体12具有多个正极电极12a、多个负极电极12b以及多个隔离物12c,各隔离物12c使各正极电极12a从各负极电极12b绝缘。各正极电极12a为具有长边和短边的矩形状,具有正极金属箔(例如铝箔)和正极活性物质层,上述正极活性物质层配置在正极金属箔的两面,包含正极活性物质。各负极电极12b为具有长边和短边的矩形状,具有负极金属箔(例如铜箔)和负极活性物质层,上述负极活性物质层配置在负极金属箔的两面,包含负极活性物质。
电极组装体12具有如下层叠结构:相邻的正极电极12a和负极电极12b的活性物质层彼此相对,正极电极12a和负极电极12b沿着一个方向交替层叠,并且在相邻的两电极12a、12b之间隔有隔离物12c。隔离物12c为微多孔性膜。具有层叠结构的电极组装体12的层叠方向W为正极电极12a和负极电极12b的活性物质层彼此相对的方向。
从各正极电极12a的缘部突出有正极极耳18,从各负极电极12b的缘部突出有负极极耳20。二次电池10具有接合(例如焊接)到正极极耳18的群的金属制的正极导电板19和接合(例如焊接)到负极极耳20的群的金属制的负极导电板21。正极导电板19电连接于从盖体14露出到壳体11外的正极端子15,并且,负极导电板21电连接于与正极端子15同样露出到壳体11外的负极端子16。由此,电极组装体12分别电连接于正极端子15和负极端子16。
接下来,详细说明壳体主体13和盖体14的焊接结构。
首先,对壳体主体13和盖体14的构成进行说明。
在盖体14中存在压力释放阀17。压力释放阀17在壳体11内的压力到达作为规定压力的释放压的情况下敞开,使壳体11内外连通,使得壳体11内的压力不会过度上升。压力释放阀17的释放压设定为能在壳体11本身或者壳体主体13与盖体14发生龟裂、断裂等之前使压力释放阀17敞开的压力。
壳体主体13具有:矩形平板状的底壁13a,其具有一对长边和一对短边;以及方筒状的周壁13b,其从该底壁13a的四边延伸设置。周壁13b包括从底壁13a的长边分别延伸设置的长侧壁131b和从底壁13a的短边分别延伸设置的短侧壁132b。并且,电极组装体12的层叠方向W的两端面与壳体主体13的长侧壁131b的内面分别相对。
如图3A所示,将作为与壳体主体13的底壁13a正交的方向并且以最短距离将底壁13a和盖体14相连的方向设为壳体11的延伸设置方向Z。壳体主体13在包围开口部S的周壁13b的开口端面具备与盖体14抵接的壳体侧对合面13c,该壳体侧对合面13c支撑盖体14。壳体侧对合面13c是与壳体11的延伸设置方向Z正交并且与底壁13a平行的平坦面。另外,周壁13b的内周面13e和外周面13d与壳体侧对合面13c正交,并且与壳体11的延伸设置方向Z平行地延伸。在壳体主体13的周壁13b中,设以最短距离将内周面13e和外周面13d连结的直线的尺寸为周壁13b的厚度D1。周壁13b的厚度方向与底壁13a平行。
在盖体14中,设其在壳体11的延伸设置方向Z上的尺寸为盖体14的厚度D。盖体14为矩形平板状。盖体14具备在壳体11的延伸设置方向Z上露出到外侧的外端面14a以及露出到壳体11的内侧的内端面14b。盖体14具备矩形板状的插入部23和包围插入部23的法兰部22,该插入部23从法兰部22朝向壳体主体13的底壁13a突出。法兰部22的外周面形成盖体14的外周面22b。
盖体14的厚度D为法兰部22的厚度与插入部23的厚度之和。盖体14的厚度D为以最短距离将外端面14a和插入部23的内端面14b连结的直线的尺寸。因此,盖体14的厚度D比法兰部22的厚度D2大。另外,法兰部22的厚度D2比周壁13b的厚度D1大。因此,下式成立。
D>D2>D1…式
盖体14的插入部23插入到被周壁13b包围的区域,并且盖体14的法兰部22支撑于周壁13b的壳体侧对合面13c。在本实施方式中,盖体14的内端面14b中的位于法兰部22的部位构成与壳体侧对合面13c相对的盖体侧对合面22a。盖体侧对合面22a为与延伸设置方向Z正交并且与底壁13a平行的平坦面状。壳体11具备对接部31,上述对接部31是使壳体侧对合面13c和盖体侧对合面22a相互对接的部分。
壳体11在对接部31处具备焊接部32。焊接部32在壳体11的整个周向上存在于对接部31,存在于壳体11的整个周向。壳体主体13和盖体14在对接部31中从壳体11的外表面侧通过激光焊接被接合从而成为一体。在本实施方式中,进行使用了YAG激光(YAG:钇·铝·石榴石)的方式的激光焊接,通过连续输出激光的连续振荡(CW)而进行。此外,在本实施方式中,在激光的光点直径为0.8~1mm,激光输出为2~5kW,激光的输出速度为1~3m/min的条件下,在壳体11的整个周向上进行激光焊接。
如图3A所示,在沿着壳体11的延伸设置方向Z的截面视图中,焊接部32具有从盖体14的外表面(详细地说为外周面22b)露出的第1缘32b和从壳体主体13的外表面(详细地说为周壁13b的外周面13d)露出的第2缘32c。第1缘32b是较接近盖体14的外端面14a的缘部,第2缘32c是较接近壳体主体13的底壁13a(较远离盖体14的外端面14a)的缘部。在沿着壳体11的延伸设置方向Z的截面视图中,焊接部32具有在第1缘32b和第2缘32c之间延伸的界面32a。焊接部32的界面32a存在于焊接部32与壳体11的边界。在沿着壳体11的延伸设置方向Z的截面视图中,焊接部32为半圆状,详细地说为在延伸设置方向Z上长的半椭圆状。即,焊接部32的界面32a为从第1缘32b和第2缘32c朝向壳体侧对合面13c和盖体侧对合面22a弯曲的圆弧状。焊接部32的界面32a为在壳体侧对合面13c和盖体侧对合面22a附近离周壁13b的外周面13d和法兰部22的外周面22b最远的形状,界面32a的顶点P位于对接部31(壳体侧对合面13c和盖体侧对合面22a的边界)。在壳体11的周向上的任意部位,在沿着壳体11的延伸设置方向Z的截面视图中,焊接部32均为在延伸设置方向Z上长的半椭圆状,界面32a的顶点P均位于对接部31。从壳体11的外表面露出的焊接部32的表面在壳体主体13的外周面13d和法兰部22的外周面22b上是连续的。
通过界面32a的顶点P并且在壳体11的延伸设置方向Z上延伸的切线L相对于壳体侧对合面13c和盖体侧对合面22a是垂直的。换言之,在沿着壳体11的延伸设置方向Z的截面视图中,焊接部32在通过对接部31的部位处相对于壳体侧对合面13c和盖体侧对合面22a是垂直的。设沿着壳体侧对合面13c和盖体侧对合面22a的方向为面方向。此外,在本实施方式中,面方向也是周壁13b的厚度方向。在该面方向和周壁13b的厚度方向上,设从焊接部32的表面到界面32a为止的最大尺寸为焊接深度X。在本实施方式中,焊接部32的焊接深度X是壳体侧对合面13c与盖体侧对合面22a的边界部位处的尺寸。焊接部32的焊接深度X比周壁13b的厚度D1的1/2大,用超过周壁13b的厚度的一半的尺寸形成了焊接部32。
另外,在沿着从壳体11的外表面露出的焊接部32的表面的方向(换言之,沿着壳体主体13的外周面13d和法兰部22的外周面22b的方向或者沿着壳体11的延伸设置方向Z的方向)上,设从对接部31(壳体侧对合面13c和盖体侧对合面22a的边界)到第1缘32b为止的尺寸或者从对接部31(壳体侧对合面13c和盖体侧对合面22a的边界)到第2缘32c为止的尺寸为焊接宽度Y。在本实施方式中,设从对接部31到第1缘32b为止的尺寸为焊接宽度Y。此外,从对接部31到第1缘32b为止的尺寸等于从对接部31到第2缘32c为止的尺寸。因此,焊接部32整体的宽度为2Y。在本实施方式中,焊接宽度Y大于焊接深度X。因此,下式成立。
Y/X>1…式
焊接深度X与焊接宽度Y的上述式的关系在壳体11的周向上的任意部位都成立。
接下来,说明二次电池10的作用。
图3B示出比较例的焊接部32。该比较例的焊接部32具有与本实施方式相同的焊接深度X和比本实施方式短的焊接宽度Y。在沿着壳体11的延伸设置方向Z的截面视图中,本实施方式的界面32a的长度大于比较例的界面32a的长度。此外,在比较例中,激光的光点直径为0.6mm,激光输出为2~5kW,激光的输出速度为0.5m/min。
如图2所示,蓄电模块30具有多个前述的二次电池10。在该实施方式中,多个二次电池10排列成一列。相邻的二次电池10的长侧壁131b彼此在二次电池10的排列方向上是相对的。
蓄电模块30具有从二次电池10的排列方向两侧夹着二次电池10的一对约束板41,通过约束板41对各二次电池10施加约束负荷。在该实施方式中,约束板41为金属制成。约束板41位于比所排列的多个二次电池10中的位于最外侧的二次电池10靠它们的排列方向外侧的位置,发挥作为端板的功能。
在各约束板41的四个角插通有贯穿螺栓43,并且对各贯穿螺栓43螺合有螺帽44。由此,全部二次电池10以被夹持在与二次电池10的排列方向相同的电极组装体12的层叠方向W上的状态成为一体。如图3A所示,各二次电池10被约束在层叠方向W上。通过该约束,对各二次电池10中的壳体主体13的长侧壁131b施加约束负荷,并且通过长侧壁131b对各电极组装体12从层叠方向W施加负荷。
根据上述实施方式,能得到如下效果。
(1)壳体11的焊接部32以焊接深度X和焊接宽度Y满足Y/X>1的状态构成在壳体11的整个周向上。因此,与焊接部32构成为不满足Y/X>1的情况相比,能使沿着壳体11的延伸设置方向Z的截面视图中的界面32a的长度变长。其结果是,在对焊接部32施加了负荷的情况下,能减少对焊接部32施加的每单位面积的负荷,能提高焊接部32的强度。因此,即使由于电极组装体12在壳体11内向电极组装体12的层叠方向W反复膨胀和收缩而在焊接部32反复产生应力,焊接部32也不会从壳体11剥离,焊接部32不易受到损伤。另外,即使壳体11的内部压力上升,在壳体11中产生了向延伸设置方向Z的应力,焊接部32也不会从界面32a被剪切,焊接部32不易受损。另外,满足Y/X>1的焊接部32存在于壳体11的整个周向,因此在周向的任意部位都能使焊接部32的强度提高。
(2)本实施方式的焊接深度X在壳体侧对合面13c与盖体侧对合面22a的边界部位处设定。在沿着壳体11的延伸设置方向Z的截面视图中,焊接部32的界面32a在通过对接部31的部位处相对于壳体侧对合面13c和盖体侧对合面22a是垂直的。更具体地说,与对接部31对应的位置处的界面32a的切线L相对于壳体侧对合面13c和盖体侧对合面22a是垂直的。因此,通过在沿着延伸设置方向Z的截面视图中,使焊接部32为在延伸设置方向Z上长的形状,抑制焊接宽度Y变短,从而能提高焊接部32的强度。
(3)在沿着壳体11的延伸设置方向Z的截面视图中,焊接部32的界面32a在焊接部32的第1缘32b和第2缘32c之间以圆弧状延伸。因此,能抑制焊接部32的焊接宽度Y变短,提高焊接部32的强度。
(4)在沿着壳体11的延伸设置方向Z的截面视图中,焊接部32为半椭圆状,其在延伸设置方向Z上的尺寸大于其在壳体侧对合面13c和盖体侧对合面22a的面方向上的尺寸。因此,在沿着延伸设置方向Z的截面视图中,能使焊接部32为在延伸设置方向Z上长的形状,能使界面32a的长度变大,提高焊接部32的强度。
(5)焊接部32是通过从周壁13b和盖体14的外周面照射激光而形成的。因此,焊接部32的表面从周壁13b的外周面13d和盖体14的法兰部22的外周面22b露出。另外,盖体14的厚度D比周壁13b的厚度D1大,更详细地说,盖体14的法兰部22的厚度D2比周壁13b的厚度D1大。焊接部32的焊接深度X为周壁13b的厚度方向的尺寸,焊接深度X受周壁13b的厚度限制。但是,能通过使盖体14的法兰部22的厚度D2比周壁13b的厚度D1大来确保焊接部32的焊接宽度Y在壳体11的延伸设置方向Z上长,因此即使不使周壁13b的厚度变厚也能确保足够的焊接强度。因此,不会由于使周壁13b的厚度增加而招致二次电池10的能量密度降低。
(6)蓄电模块30具有排列成一列并且被一对约束板41约束在该排列方向上的多个二次电池10。也就是说,二次电池10的电极组装体12被约束在电极组装体12的层叠方向W上。因此,即使随着对电极组装体12进行充放电而电极组装体12在层叠方向W上发生了膨胀和收缩,也会由于约束板41的约束而焊接部32不易产生向层叠方向W的应力,焊接部32不易由于向层叠方向W的应力而受到损伤。在壳体11的内压上升时,向壳体11施加的不是约束板41的约束方向上的力,而是使盖体14从壳体主体13分离的方向(壳体11的延伸设置方向Z)上的力。焊接部32是通过从周壁13b和盖体14的外周面照射激光的所谓横打而形成的。因此,在向使盖体14从壳体主体13分离的方向的力施加到壳体11时,该力从界面32a向剪切焊接部32的方向施加。但是,由于沿着壳体11的延伸设置方向Z确保了焊接宽度Y,并且也确保了界面32a在延伸设置方向Z上长,因此能在壳体11的延伸设置方向Z上提高焊接部32的强度,焊接部32不易由于向延伸设置方向Z的力(剪切力)而受到损伤。因此,优选将确保了界面32a在延伸设置方向Z上长的焊接部32应用于通过横打形成的焊接部32。
(7)盖体14的厚度D和法兰部22的厚度D2比周壁13b的厚度D1大。另外,盖体14在其内部具备压力释放阀17,因此为了形成压力释放阀17而具有规定的厚度。因此,盖体14具有对确保比焊接深度X大的焊接宽度Y而言适合的形状。因此,盖体14具备压力释放阀17对形成满足Y/X>1的焊接部32而言是适合的。
此外,上述实施方式也可以如下变更。
○也可以变更壳体主体13和盖体14的形状,变更焊接部32相对于壳体11的配置。即,如图4的第2实施方式所示,使盖体54为不具有法兰部22的平板状,并且使其为能嵌合于壳体主体13的周壁13b的内侧的大小。在这种情况下,盖体54的厚度D比周壁13b的厚度D1大,D>D1成立。并且,将盖体54嵌合于壳体主体13的周壁13b的内侧。在这种情况下,周壁13b在其内周面具有壳体侧对合面13f,盖体54在其外周面具有盖体侧对合面54a。并且,在位于壳体侧对合面13f和盖体侧对合面54a的边界处的对接部55形成焊接部56。焊接部56跨于壳体主体13的开口端面和盖体54的外端面14a而存在。另外,焊接部56存在于壳体11的整个周向。
在这种情况下,在沿着壳体11的延伸设置方向Z的截面视图中,焊接部56具有从盖体54的外端面14a露出的第1缘56b,具有从壳体主体13的开口端面露出的第2缘56c。在沿着壳体11的延伸设置方向Z的截面视图中,焊接部56具有在第1缘56b和第2缘56c之间延伸的界面56a。焊接部56的界面56a存在于焊接部56与壳体11的边界。在沿着壳体11的延伸设置方向Z的截面视图中,焊接部56的界面56a为在周壁13b的厚度方向上长的半椭圆状。焊接部56的界面56a从第1缘56b和第2缘56c朝向壳体侧对合面13f和盖体侧对合面54a以圆弧状弯曲。并且,焊接部56的界面56a为在盖体侧对合面54a和壳体侧对合面13f附近离盖体54的外端面14a和壳体主体13的开口端面最远的形状,界面56a的顶点P位于盖体侧对合面54a和壳体侧对合面13f的边界(对接部55)。另外,通过顶点P的切线L相对于盖体侧对合面54a和壳体侧对合面13f是垂直的。
在沿着壳体11的延伸设置方向Z的截面视图中,在沿着壳体侧对合面13f和盖体侧对合面54a的面方向上,设从壳体11的外表面露出的焊接部56的表面与界面56a之间的最大尺寸为焊接深度X。换言之,焊接深度X是在壳体11的延伸设置方向Z上从焊接部56的表面到界面56a为止的最大尺寸。另外,设沿着盖体54的外端面14a和周壁13b的开口端面并且与对接部55正交的方向上的焊接部56的表面处的尺寸为焊接宽度Y,则下式Y/X>1成立。在焊接部32中,该式在壳体11的周向上的任意部位均成立。
在这样构成焊接部56的情况下,能沿着电极组装体12的层叠方向W使焊接宽度Y和界面56a的长度变长,能相对于向电极组装体12的层叠方向W的负荷而使焊接部56的强度提高。
○在上述第1实施方式和第2实施方式中,在沿着壳体11的延伸设置方向Z的截面视图中,焊接部32、56的界面32a、56a的形状也可以适当变更,只要式Y/X>1成立即可。
例如,通过界面32a、56a的顶点P的切线L也可以不与盖体侧对合面22a、54a和壳体侧对合面13c、13f垂直,界面32a、56a也可以不是圆弧状而是平缓地弯曲的形状。
○在上述第1实施方式中,例如,也可以如图5的第3实施方式所示,盖体14不具备插入部23,而为平板状。在这种情况下,盖体14也可以在其内端面14b的外周部具有盖体侧对合面22a,将该盖体侧对合面22a与壳体主体13的壳体侧对合面13c对接而进行焊接。在这种情况下,盖体14的厚度D比周壁13b的厚度D1大,式D>D1成立。
○在上述第1实施方式中,在沿着壳体11的延伸设置方向Z的截面视图中,焊接部32也可以不是半椭圆状。例如图6的第4实施方式所示,焊接部32也可以为如下形状:作为延伸设置方向Z上的从对接部31到第1缘32b为止的尺寸的焊接宽度Y1与作为延伸设置方向Z上的从对接部31到第2缘32c为止的尺寸的焊接宽度Y2相互不同。此外,在第4实施方式中,焊接宽度Y1、Y2均比焊接深度X大。并且,也可以使焊接部32的界面32a中的在对接部31和第1缘32b之间延伸的部位的长度与在对接部31和第2缘32c之间延伸的部位的长度不同。
○在上述第1实施方式中,例如,也可以如图7的第5实施方式所示,焊接部32的界面32a在面方向(周壁13b的厚度方向)上朝向壳体11的内侧延伸到超过对接部31的位置。在这种情况下,焊接深度X为从焊接部32的表面到位于比对接部31靠壳体11的内侧的位置的界面32a为止的尺寸。但是,在这种情况下,焊接部32的界面32a的形状也满足式Y1/X>1和式Y2/X>1。
○在上述第1实施方式中,焊接部32的焊接深度X也可以不是壳体侧对合面13c与盖体侧对合面22a的边界部位处的尺寸。例如,也可以如图8的第6实施方式所示,焊接深度X是比壳体侧对合面13c与盖体侧对合面22a的边界部位靠盖体14的外端面14a的部位处的尺寸。或者,虽未图示,焊接深度X也可以是比壳体侧对合面13c与盖体侧对合面22a的边界部位靠壳体主体13的底壁13a的部位处的尺寸。
○在上述第1实施方式中,例如,也可以如图9的第7实施方式所示,壳体侧对合面13c和盖体侧对合面22a不与壳体11的延伸设置方向Z正交,而是相对于与该延伸设置方向正交的面倾斜的平坦面。在这种情况下,焊接深度X为周壁13b的厚度方向上从焊接部32的表面到界面32a为止的最大尺寸。
○在上述第1实施方式中,例如,也可以如图10的第8实施方式所示,壳体侧对合面13c和盖体侧对合面22a不与壳体11的延伸设置方向Z正交,而是相对于与该延伸设置方向正交的面倾斜的平坦面。并且,焊接部32的界面32a也可以在通过对接部31的部位处相对于壳体侧对合面13c和盖体侧对合面22a是垂直的。更具体地说,与对接部31对应的位置处的界面32a的切线L也可以相对于壳体侧对合面13c和盖体侧对合面22a是垂直的。
○在上述各实施方式中,向蓄电模块30施加约束负荷的情况不限于将约束板41彼此紧固,也可以采用其它方法。
○在上述各实施方式中,电极组装体12不限于层叠型,也可以是将带状的正极电极和带状的负极电极卷绕而层叠成层状的卷绕型。在卷绕型的电极组装体的情况下,设偏平面重叠的方向为电极组装体的层叠方向。
○壳体主体13的筒形状也可以是方筒以外的形状,也可以是圆筒状、六角筒状。盖体14、54的形状也与壳体主体13的筒形状相适应地变更。
○在上述各实施方式中,二次电池10是锂离子二次电池,但是不限于此,也可以是其它二次电池。总之,只要是离子在正极活性物质层和负极活性物质层之间移动并且进行电荷的交接即可。另外,上述各实施方式也可以作为蓄电装置应用于电容器。
附图标记说明
D:盖体的厚度,D1:周壁的厚度,S:开口部,W:层叠方向,X:焊接深度,Y、Y1、Y2:焊接宽度,Z:延伸设置方向,10:二次电池,11:壳体,12:电极组装体,13:壳体主体,13b:周壁,13c、13f:壳体侧对合面,13d、22b:外周面,14、54:盖体,14a:外端面,14b:内端面,22a、54a:盖体侧对合面,31、55:对接部,32、56:焊接部,32a、56a:界面,32b、56b:第1缘,32c、56c:第2缘。
Claims (9)
1.一种蓄电装置,具备电极组装体和收纳上述电极组装体的壳体,上述蓄电装置的特征在于,
上述壳体具有:筒状的壳体主体,其具有底壁和开口部;以及盖体,其封闭上述开口部,
上述壳体主体具有与上述盖体抵接的壳体侧对合面,上述盖体具有与上述壳体侧对合面相对的盖体侧对合面,
上述壳体在使上述壳体侧对合面和上述盖体侧对合面对接的部分即对接部具有焊接部,
若设以最短距离将上述壳体主体的底壁和上述盖体相连的方向为上述壳体的延伸设置方向,则在沿着上述延伸设置方向的上述壳体的截面视图中,上述焊接部具有存在于上述壳体主体与上述盖体的边界处的界面,
若设从上述壳体的外表面露出的上述焊接部的表面与上述界面之间的最大尺寸为焊接深度X,
设在沿着从上述壳体的外表面露出的上述焊接部的上述表面的方向上,从上述对接部到上述焊接部的缘部为止的尺寸为焊接宽度Y,则上述焊接部构成为以满足下式的形状存在于上述壳体的整个周向:
Y/X>1。
2.根据权利要求1所述的蓄电装置,
上述焊接深度X是上述壳体侧对合面和上述盖体侧对合面处的尺寸,上述界面在通过上述对接部的部位处相对于上述壳体侧对合面和上述盖体侧对合面是垂直的。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的蓄电装置,
上述焊接部具有从上述盖体的外表面露出的第1缘和从上述壳体主体的外表面露出的第2缘,上述界面在上述第1缘和上述第2缘之间以圆弧状延伸。
4.根据权利要求1至权利要求3中的任意一项所述的蓄电装置,
在沿着上述壳体的上述延伸设置方向的截面视图中,上述焊接部为在该延伸设置方向上长的半椭圆状。
5.根据权利要求1至权利要求4中的任意一项所述的蓄电装置,
上述壳体主体具备周壁,上述周壁具有包围上述开口部的开口端面、以及外周面,上述开口端面具有上述壳体侧对合面,
上述盖体具备具有上述盖体侧对合面的内端面和包围上述内端面的外周面,
上述焊接部的上述表面从上述周壁的外周面和上述盖体的外周面露出,并且上述焊接部的上述焊接深度为上述周壁的厚度方向的尺寸。
6.根据权利要求5所述的蓄电装置,
上述电极组装体具有层叠的不同极性的多个电极,上述蓄电装置是被约束为在上述电极的层叠方向上排列的状态的多个蓄电装置之一。
7.根据权利要求1至权利要求3中的任意一项所述的蓄电装置,
上述壳体主体具备周壁,上述周壁具有包围上述开口部的开口端面和包括上述壳体侧对合面的内周面,
上述盖体具备外端面和包围上述外端面并且具有上述盖体侧对合面的外周面,
上述焊接部的上述表面从上述开口端面和上述外端面露出,上述焊接部的上述焊接深度为上述延伸设置方向上的尺寸。
8.根据权利要求1至权利要求7中的任意一项所述的蓄电装置,
上述壳体主体具备周壁,若设该周壁的厚度方向的尺寸为厚度D1,上述盖体的沿着上述延伸设置方向的尺寸为厚度D,则上述壳体主体和上述盖体构成为满足下式:
D>D1。
9.根据权利要求1至权利要求8中的任意一项所述的蓄电装置,
上述蓄电装置为二次电池。
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