CN109473620B - 密闭型电池及密闭型电池的制造方法 - Google Patents

密闭型电池及密闭型电池的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种密闭型电池及其制造方法。密闭型电池包括：电池外壳、集电端子、外部露出端子及电流切断机构，该电流切断机构在电池外壳的内压超过预定的压力时将从集电端子到外部露出端子的导电路径切断。所述电流切断机构包括：连接板，其具有通气孔；及截止阀，其包括朝向从所述电池外壳的外部向内部的方向弯曲成圆顶状的反转部。所述连接板的接合区域与所述反转部的位于所述内部侧的面接触，所述密闭型电池具有构成为覆盖所述接合区域与所述反转部的边界的喷镀接合部，所述截止阀与所述连接板经由所述喷镀接合部接合。

Description

密闭型电池及密闭型电池的制造方法
技术领域
本发明涉及密闭型电池。详细而言，涉及具备通过内压上升而进行工作的电流切断机构的密闭型电池和制造该密闭型电池的方法。
背景技术
锂离子二次电池、镍氢电池等二次电池作为车辆搭载用电源或个人电脑、便携终端等的电源，其重要性不断提高。这些二次电池例如构建成在密闭的电池外壳内收容有电极体和电解质的所谓的密闭型电池。在该密闭型电池的电池外壳设置有将电池外壳内的电极体与其他二次电池、电动机等外部设备电连接的电极端子。
在这种密闭型电池中，由于充电装置的故障等，有时会产生在充电中过剩的电流流入电极体的所谓的过充电。当产生这样的过充电时，电池反应会急速地进行而在电池外壳内产生大量的气体，因此，有可能会由于内压上升而使得电池外壳损伤。为了将这样的过充电的进行防患于未然，在密闭型电池中设置有在电池外壳的内压上升时将从电极体到电极端子的导电路径切断的机构(电流切断机构)。
作为具备电流切断机构的密闭型电池的一例，可列举图7所示那样的密闭型电池100。该密闭型电池100具备：与电池外壳150内的电极体(省略图示)电连接的集电端子110、和与该集电端子110电连接并且一部分露出到电池外壳150的外部的外部露出端子120。并且，在该密闭型电池100中，在集电端子110与外部露出端子120之间配置有电流切断机构S。该电流切断机构S具备：形成于集电端子110的上端的连接板112、作为配置在连接板112上的板状的绝缘部件的垫片130、以及配置在垫片130上的板状的截止阀140。在截止阀140中形成有朝向下方弯曲成圆顶状的反转部142，该反转部142通过垫片130的开口部136并与连接板112的通气孔114周围的区域(接合区域116)接触。并且，如图8所示，向截止阀140的反转部142与连接板112的接合区域116接触的部分照射激光L。由此，将熔化的截止阀140与连接板112混合而形成焊接接合部145，经由该焊接接合部145将截止阀140与连接板112接合。
并且，当在上述结构的密闭型电池100中产生过充电时，由于电池外壳150的内压上升，截止阀140的反转部142向上方反转，连接板112在形成有断裂槽118的部位发生断裂。由此，由于集电端子110与外部露出端子120的电连接被切断，所以能够将过充电的进行防患于未然。在日本特开2015-144095中公开了具备这样的构造的电流切断机构的密闭型电池的一例。
然而，在具备上述电流切断机构的密闭型电池中，截止阀140反转的压力(电流切断机构S的工作压力)不稳定，有时无法在适当的时机将导电路径切断。
具体而言，在上述密闭型电池100中，在照射激光L的期间，有时会将截止阀140、连接板112加热至非常高的温度(600℃左右)。并且，由于考虑到反转压力而将截止阀140的反转部142形成为比其他部分薄(厚度为0.3mm左右)，所以有时会由于激光L照射中的热而产生以向上方翘曲的方式变形的热应变。在产生这样的热应变的反转部142中，由于反转压力大幅地下降，所以电流切断机构有可能会以比设计时预期的压力低的压力进行工作。
另外，激光输出等的诸多条件的调整非常困难，若输出过强，则激光L有时会将连接板112和截止阀140贯通。在这样的情况下，会在形成后的焊接接合部145形成贯通孔，电池外壳150内的气体有可能从该贯通孔漏出。在该情况下，尽管过充电进行而产生足量的气体，但由于反转部142不再反转，所以不再能够在适当的时机将导电路径切断。
另外，当在未适当地进行连接板112与截止阀140的定位的状态下进行激光焊接时，无法适当地形成焊接接合部145，有可能会在接合区域116与反转部142之间产生间隙(空隙)。在这样的情况下，由于气体有可能会从未形成有焊接接合部145的间隙漏出，所以也不再能够在适当的时机将导电路径切断。
发明内容
本发明提供一种具备能够将连接板与截止阀适当地接合且以所期望的压力使截止阀稳定地反转的电流切断机构的密闭型电池。
根据本发明，提供以下结构的密闭型电池。
本公开的第一方案的密闭型电池具备：电池外壳，所述电池外壳收容电极体；集电端子，所述集电端子在电池外壳的内部与电极体电连接；外部露出端子，所述外部露出端子在电池外壳的内部与集电端子电连接，并且一部分露出到电池外壳的外部；以及电流切断机构，所述电流切断机构配置在从集电端子到外部露出端子的导电路径中，并构成为在电池外壳的内压超过预定的压力时将导电路径切断。所述密闭型电池的电流切断机构包括：连接板，所述连接板是位于集电端子的一端的板状的导电性部件，且在中央部具有通气孔；以及截止阀，所述截止阀包括与外部露出端子电连接的反转部。并且，在所述密闭型电池中，在限定连接板的通气孔的所述连接板的周缘部具有接合区域，所述接合区域与截止阀的反转部的朝向所述内部的面接触，所述密闭型电池具有构成为覆盖接合区域与反转部的边界的喷镀接合部，截止阀与连接板经由喷镀接合部接合。
为了解决上述各种问题，本发明人考虑在截止阀与连接板的接合中使用与激光焊接不同的新技术。但是，即使在使用激光焊接以外的一般的接合技术(电阻接合、摩擦接合、压接等)的情况下，也有可能产生截止阀的应变、破损、接合不良等问题。
由此，本发明人研究了：利用在通常的接合中不会使用的那样的技术将截止阀与连接板接合。并且，进行各种实验和研究后的结果是，想到了：在进行截止阀与连接板的接合时，利用将熔化的金属材料喷出并使该金属材料附着于对象的喷镀技术。
具体而言，在此处公开的密闭型电池中使用的喷镀技术是为了在物体表面形成覆膜而使用的技术，由于形成的覆膜的强度低，所以在一般的金属部件彼此的接合中不被使用。但是，本发明人考虑到：在密闭型电池的电流切断机构中，只要在截止阀的反转部反转之前维持截止阀与连接板的接合即可，因此，无需进行激光焊接那样的将截止阀与连接板一体化的牢固的接合。并且，基于该见解而进行各种实验和研究后的结果是，发现：在将密闭型电池的截止阀与连接板接合时，能够利用使熔化的金属材料附着的喷镀技术。并且，知晓：在使用该喷镀技术的情况下，与激光焊接相比，能够以非常低的温度(200℃以下)将截止阀与连接板接合，因此，能够适当地防止截止阀的热应变、贯通孔的形成等各种问题。
此处公开的密闭型电池基于上述见解而作出，形成有覆盖截止阀与连接板的边界那样的喷镀接合部，经由该喷镀接合部将截止阀与连接板接合。与利用激光焊接使截止阀与连接板一体化得到的焊接接合部(参照图8的附图标记145)不同，该喷镀接合部通过以覆盖截止阀与连接板的方式喷镀金属材料而形成。如上所述，由于与利用激光焊接形成的焊接接合部相比，这样的喷镀接合部能够以非常低的温度形成，所以能够适当地防止由于热应变而使得截止阀的反转压力下降的情形。另外，与激光焊接不同，由于不是利用热使截止阀、连接板熔化的技术，所以也不会在接合部分形成贯通孔。而且，由于喷镀接合部通过使金属材料附着而形成，所以即使在未适当地进行截止阀与连接板的定位的状态下进行接合，也能够填补截止阀与连接板之间的间隙。如上所述，根据此处公开的密闭型电池，由于能够适当地防止由激光焊接产生的各种问题的发生，所以能够将连接板与截止阀适当地接合，并以所期望的压力使截止阀稳定地反转。
在所述第一形态中，也可以是，所述反转部包括向朝向所述内部的方向弯曲的圆顶状的弯曲部。
在所述第一形态中，也可以是，所述接合区域构成为所述接合部的厚度朝向通气孔呈锥状地变薄。这样，通过形成锥状的接合区域，从而能够充分地确保连接板与喷镀接合部的接触面积，并使喷镀接合部与连接板适当地粘接。由此，能够更牢固地将反转部与连接板接合。
在所述第一形态中，也可以是，锥状的接合区域中的限定所述通气孔的所述连接板的前端的角度为20°～40°。如上述形态那样，也可以是，在将连接板的接合区域设为锥状的情况下，适当地调整该接合区域的前端的角度。例如，若使锥状的接合区域的前端的角度过小，则有可能会使得接合区域的前端的强度下降而破损。另一方面，若使角度过大，则连接板与喷镀接合部的接触面积有可能会变小。若考虑到该情况，则接合区域的前端的角度可以为20°～40°，例如可以设定为30°左右。
在所述第一形态中，也可以是，喷镀接合部为与连接板和截止阀相同种类的金属材料。由此，由于能够使喷镀的金属材料适当地附着于接合区域和反转部，所以能够以适当的强度将反转部与连接板接合。
在所述第一形态中，也可以是，喷镀接合部为铝或铝合金。如上所述，喷镀接合部也可以由与连接板和截止阀相同种类的金属材料构成。例如，也可以是，在密闭型电池的正极侧，在从电极体到电极端子的导电路径中使用铝制的导电部件。因此，为了将设置于正极侧的连接板与截止阀适当地接合，也可以在喷镀接合部中使用铝或铝合金。
在所述第一形态中，也可以是，喷镀接合部的厚度为0.1mm～1.0mm。若喷镀接合部的厚度过薄，则连接板与截止阀的接合强度有可能会下降。另一方面，即便使喷镀接合部过厚，在超过一定厚度的时间点，效果也会饱和，因此，这只会使制造效率下降。若考虑到该情况，则可以将喷镀接合部的厚度设定在0.1mm～1.0mm的范围内(例如，0.5mm)。此外，在本说明书中“喷镀接合部的厚度”是指：当在多个测定点测定与反转部的所述面相距的喷镀接合部的厚度(参照图3中的附图标记T)时该多个测定点处的测定结果中的最大的值(最大厚度)。
在所述第一形态中，也可以是，所述喷镀接合部以遍及整周地覆盖所述周缘部的方式形成为环状。
在所述第一形态中，也可以是，所述接合区域与所述面垂直。
另外，作为本公开的第二形态，提供以下结构的密闭型电池的制造方法(以下，也仅称为“制造方法”)。
所述第二形态的密闭型电池的制造方法包括：使接合区域在所述密闭型电池的截止阀的反转部与所述反转部的朝向收容电极体的电池外壳的内部的面接触的工序，所述接合区域位于限定密闭型电池的连接板的通气孔的周缘部；以及通过以覆盖所述接合区域与所述反转部的边界的方式喷镀金属材料而形成喷镀接合部的工序。所述密闭型电池包括：集电端子，所述集电端子在所述内部与电极体电连接；外部露出端子，所述外部露出端子在电池外壳的内部与集电端子电连接，并且一部分露出到电池外壳的外部；以及电流切断机构，所述电流切断机构配置在从集电端子到外部露出端子的导电路径中，并在电池外壳的内压超过预定的压力时将导电路径切断。所述电流切断机构包括：连接板，所述连接板是位于集电端子的一端的板状的导电性部件，且在中央部具有通气孔；以及截止阀，所述截止阀包括与外部露出端子电连接的反转部。
此处公开的制造方法是制造上述形态的密闭型电池的方法。在该制造方法中，在使连接板的接合区域与截止阀的反转部接触的状态下，以覆盖接合区域与反转部的边界的方式喷镀金属材料。这样，通过利用喷镀技术形成喷镀接合部，从而能够将截止阀与连接板适当地接合而不用进行激光焊接，因此，能够适当地防止由激光焊接产生的各种问题的发生。因此，根据此处公开的制造方法，可以适当地构建能够将连接板与截止阀适当地接合且以所期望的压力使截止阀稳定地反转的电流切断机构。
在所述第二形态中，也可以是，所述反转部包括向所述电池外壳的内部弯曲的圆顶状的弯曲部。
在所述第二形态中，也可以是，在向所述接合区域与所述反转部的边界喷镀金属材料时，使用等离子喷镀、火焰喷镀、电弧喷镀、冷喷镀中的任一种。通过使用这些喷镀技术形成喷镀接合部，从而能够以足够的强度将截止阀与连接板接合而不会产生发生热应变、形成贯通孔等问题。此外，在上述喷镀技术中，等离子喷镀也可以以特别低的温度(100℃～150℃，例如120℃)形成具有足够的强度的喷镀接合部。
在所述第二形态中，也可以是，在喷镀金属材料时，使从喷镀所述金属材料的喷镀喷嘴的前端到所述边界的距离为250mm～350mm。在一般的喷镀技术中，使用喷出熔化的金属材料的喷镀喷嘴。此时，若喷镀喷嘴的前端与喷镀对象(接合区域与反转部的边界)的距离(喷镀距离)过近，则喷镀对象有可能会被喷出的金属材料造成损伤。另一方面，若喷镀距离过远，则难以高效地形成足够厚度的喷镀接合部。若考虑到该情况，则也可以将形成喷镀接合部时的喷镀距离设定在250mm～350mm的范围内(例如300mm)。
在所述第二形态中，也可以是，在喷镀所述金属材料时，所述喷镀接合部在200℃以下形成。
附图说明
以下将参照附图来说明本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业重要性，附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1是示意性地示出本发明的一实施方式的密闭型电池的立体图。
图2是示意性地示出本发明的一实施方式的密闭型电池的电流切断机构的附近的剖视图。
图3是示意性地示出图2所示的截止阀的反转部附近的放大剖视图。
图4是示意性地示出本发明的一实施方式的密闭型电池的电流切断机构的仰视图。
图5是说明本发明的一实施方式的密闭型电池的制造中的形成喷镀接合部的工序的放大剖视图。
图6是示意性地示出本发明的另一实施方式的密闭型电池的截止阀的反转部附近的放大剖视图。
图7是示意性地示出关联技术的密闭型电池的电流切断机构的附近的剖视图。
图8是示意性地示出关联技术的密闭型电池的截止阀的反转部附近的放大剖视图。
具体实施方式
以下，对本发明的一实施方式的密闭型电池进行说明。在用于以下说明的附图中，对发挥相同的作用的部件、部位标注相同的附图标记。此外，各图中的尺寸关系(长度、宽度、厚度等)并不反映实际的尺寸关系。另外，对于在本说明书中特别提及的事项以外且是实施本发明所需的内容(例如电极体、电解质的构成以及制法等)，可以作为本领域技术人员基于该领域的现有技术的设计事项而进行掌握。
1.密闭型电池的整体结构
图1是示意性地示出本实施方式的密闭型电池的立体图，图2是示意性地示出本实施方式的密闭型电池的电流切断机构的附近的剖视图。另外，图3是示意性地示出图2所示的截止阀的反转部附近的放大剖视图，图4是示意性地示出本实施方式的密闭型电池的电流切断机构的仰视图。此外，图1～图4的各图中的附图标记X表示密闭型电池1的长度方向，附图标记Y表示厚度方向，附图标记Z表示高度方向。
如图1所示，该密闭型电池1具备扁平的方型的电池外壳50。电池外壳50具备：方型的外壳主体54，所述方型的外壳主体54的上表面开放；以及盖体52，所述盖体52将该外壳主体54上表面的开口部堵塞。此外，在构成电池外壳50的各部件中，例如能够使用铝等金属材料、树脂材料等。
在电池外壳50的内部收容有电极体90和电解质(省略图示)。图1所示的电极体90是经由隔板层叠正极膜与负极膜并卷绕该层叠体而成的卷绕电极体。此外，电极体的构造、材料能够没有限制地采用与以往一般的密闭型电池同样的构造、材料，由于并不会赋予本发明特征，所以此处省略详细的说明。另外，同样地，电解质也能够没有限制地使用在以往一般的密闭型电池的电解质中使用的材料。
另外，在形成电池外壳50的上表面的盖体52设置有电极端子80。该电极端子80为柱状的导电部件，并构成为能够与其他二次电池、车辆的电动机、充电装置等外部设备连接。
2.导电路径
在本实施方式的密闭型电池1中，露出到电池外壳50外的电极端子80与收容在电池外壳50内的电极体90电连接。接着，对本实施方式的密闭型电池1中的从电极体90到电极端子80的导电路径进行说明。
在本实施方式的密闭型电池1中，为了构建从电极体90到电极端子80的导电路径，使用集电端子10、截止阀40(参照图2)、外部露出端子20以及外部连接端子70。另外，在本实施方式的密闭型电池1中，使用垫片30和绝缘部件60，以使所期望的部件在适当的部位被绝缘。以下，对本实施方式中的构成导电路径的各部件进行说明。
(1)集电端子
如图1所示，集电端子10是在电池外壳50的内部与电极体90电连接的导电性部件。具体而言，集电端子10是沿高度方向Z延伸的长条的板状部件，下端部10a与电极体90连接。另一方面，如图2所示，在集电端子10的上端形成有作为板状的导电性部件的连接板12。该连接板12例如通过将板状的集电端子10的上端部向长度方向X弯折而形成。如图2～图4所示，在该连接板12的中央部形成有圆形的通气孔14。详细内容随后叙述，但在该通气孔14的周围设置有接合区域15，截止阀40的反转部42与该接合区域15接合。在本实施方式中，该连接板12的接合区域15以厚度朝向通气孔14变薄的方式形成为锥状。此外，该锥状的接合区域15的前端的角度θ(参照图3)也可以为20°～40°，例如设定为30°。另外，在连接板12的下表面的通气孔14的周围形成有断裂槽18。如图4所示，断裂槽18以包围通气孔14的方式连续地形成为环状。形成有该断裂槽18的部位比连接板12的其他部分薄(0.01mm～0.1mm，例如为0.04mm左右)，在施加预定的压力时，能够容易地断裂。
(2)垫片
如图2所示，垫片30是配置在集电端子10的连接板12的上表面的板状的绝缘部件，例如由聚酰胺树脂等绝缘性树脂构成。在该垫片30的中央部形成有直径比连接板12的通气孔14大的开口部36。另外，在垫片30形成有贯通集电端子10的连接板12的固定用突起34。该固定用突起34的下端部通过热铆接处理(日文：熱カシメ処理)而产生变形，由此，将垫片30固定于连接板12。
(3)截止阀
截止阀40是配置在垫片30上的板状的导电性部件。在本实施方式的密闭型电池1中，经由该截止阀40将集电端子10(连接板12)与外部露出端子20电连接。具体而言，在截止阀40的中央部形成有朝向下方弯曲成圆顶状的反转部42。下方是从所述外部朝向所述内部的方向。换言之，反转部42包括向电池外壳的内侧弯曲的圆顶状的弯曲部。并且，该圆顶状的反转部42通过垫片30的开口部36并与连接板12的通气孔14的周缘部(接合区域15)接触。周缘部是限定所述通气孔的所述连接板的周缘部。详细内容随后叙述，但如图3以及图4所示，在本实施方式的密闭型电池1中，以覆盖该反转部42与接合区域15的边界的方式形成有喷镀接合部45，经由该喷镀接合部45将截止阀40与连接板12接合。
(4)外部露出端子
如图2所示，外部露出端子20是在下端部安装有圆板状的导电板20a的筒状的导电部件。外部露出端子20的导电板20a与截止阀40的周缘部的上表面接合。另一方面，外部露出端子20的筒状部分贯通盖体52并露出到电池外壳50的外部。并且，通过利用铆接加工(日文：カシメ加工)使筒状部分的上端部20b向径向外方弯折，从而将后述绝缘部件60和外部连接端子70固定于盖体52。
(5)外部连接端子
如图1所示，外部连接端子70为沿着密闭型电池1的长度方向X延伸的板状的导电性部件。在外部连接端子70的一方的端部插通有外部露出端子20，在另一方的端部插通有电极端子80。并且，经由该外部连接端子70将外部露出端子20与电极端子80电连接。如上所述，在本实施方式的密闭型电池1中，利用集电端子10、截止阀40(参照图2)、外部露出端子20、外部连接端子70构建从电极体90到电极端子80的导电路径。
(6)绝缘部件
另外，如图2所示，在本实施方式中，为了防止构成导电路径的导电性部件(外部露出端子20、外部连接端子70、电极端子80等)与盖体52导通，设置有绝缘部件60。该绝缘部件60由聚酰胺树脂等构成，具备密封部件62和绝缘按钮64。密封部件62配置于盖体52的下侧，防止外部露出端子20与盖体52导通。另一方面，如图1所示，绝缘按钮64载置于盖体52的上表面，防止外部连接端子70、电极端子80与盖体52导通。
3.电流切断机构
在本实施方式的密闭型电池1设置有电流切断机构S。该电流切断机构S配置在从上述集电端子10到外部露出端子20的导电路径中，并在电池外壳50的内压超过预定的压力时，将导电路径切断。
具体而言，本实施方式的电流切断机构S由上述各部件中的集电端子10的连接板12、垫片30及截止阀40构成。并且，通过使朝向下方弯曲的截止阀40的反转部42与连接板12的接合区域15接合，从而将截止阀40与集电端子10电连接。在具备该电流切断机构S的密闭型电池1中，当由于在过充电时产生的气体而使得电池外壳50的内压上升时，向下方弯曲的反转部42朝向高度方向Z的上方反转。由此，连接板12在形成有断裂槽18的部位断裂而使得截止阀40与连接板12分离，所以截止阀40与集电端子10的电连接被切断。
此处，在本实施方式的密闭型电池1中，如图3所示，经由喷镀接合部45将截止阀40与连接板12接合。即，在本实施方式中，截止阀40的反转部42的下表面(所述反转部的朝向所述电池外壳的内部的面)与连接板12的接合区域15的上表面接触，以覆盖连接板12的接合区域15与截止阀40的反转部42的边界的方式形成有喷镀接合部45。具体而言，在本实施方式的密闭型电池1中，以厚度朝向通气孔14呈锥状地变薄的方式形成有连接板12的接合区域15，该接合区域15的下表面倾斜。并且，喷镀接合部45形成为覆盖锥状的接合区域15的下表面与截止阀40的反转部42的下表面这双方。另外，如图4所示，喷镀接合部45以遍及整周地覆盖通气孔14的外周缘(接合区域15)的方式连续地形成为环状。由此，经由喷镀接合部45将截止阀40与连接板12接合。
接着，对形成喷镀接合部45的步骤进行说明。图5是说明本实施方式的密闭型电池的制造中的形成喷镀接合部的工序的放大剖视图。此处，首先，使连接板12的接合区域15的上表面与截止阀40的反转部42的下表面接触。具体而言，对截止阀40与连接板12进行定位，以使向下方弯曲的反转部42通过垫片30的开口部36并与连接板12的接合区域15的上表面接触。
接着，以覆盖接合区域15与反转部42的边界的方式喷镀金属材料，从而形成喷镀接合部45。例如，在使用等离子喷镀来进行金属材料的喷镀时，使用具备图5所示那样的喷镀喷嘴P的等离子喷镀装置(省略图示)。此处，首先，将喷镀喷嘴P配置成同反转部42与接合区域15的边界相向。在该状态下，在等离子喷镀装置的内部产生等离子，向该等离子喷镀装置内供给金属材料的粉末，由此使金属材料的粉末熔化。然后，从喷镀喷嘴P喷出熔化的金属材料并使之附着于反转部42与接合区域15的边界。由此，形成覆盖反转部42与接合区域15的边界那样的喷镀接合部45，经由该喷镀接合部45将连接板12与截止阀40接合。
这样，在本实施方式的密闭型电池1中，利用形成为覆盖反转部42和接合区域15的喷镀接合部45，将截止阀40与连接板12接合。与利用关联技术的激光焊接形成的焊接接合部145(参照图8)不同，该喷镀接合部45以非常低的温度(200℃以下)形成，所以能够适当地防止在截止阀40的反转部42产生热应变而使得反转压力下降的情形。另外，与利用激光焊接形成焊接接合部145的关联技术不同，截止阀40、连接板12未被熔化，所以也不会在接合部位形成贯通孔。因此，也能够防止由过充电产生的气体从贯通孔漏出而使得电流切断机构无法在适当的时机工作的情形。另外，在本实施方式中，使用喷镀技术，使金属材料附着于截止阀40与连接板12的边界。因此，即使在截止阀40的反转部42与连接板12的接合区域15之间产生一些间隙，也能够形成喷镀接合部45以填补该间隙。因此，也能够防止气体从反转部42与接合区域15的间隙漏出而使得电流切断机构无法在适当的时机工作。如上所述，根据本实施方式，由于能够将连接板12与截止阀40适当地接合而不用对截止阀40施加过剩的热，所以可以构建能够以所期望的压力使截止阀40稳定地反转的电流切断机构S。
另外，在使用激光焊接的以往技术中，在激光照射中会产生火花，导电性的异物扩散，该异物有可能会混入到电池外壳内而使得电池性能大幅地下降。与此相对，在本实施方式中，由于不会产生激光焊接那样的火花，所以能够适当地防止导电性异物扩散而混入到电池外壳内。此外，虽然在本实施方式中喷镀金属材料，但由于能够使该金属材料适当地附着于朝向喷镀喷嘴的部位(目标位置)，所以与导电性异物扩散的激光焊接不同，导电性异物几乎不可能混入到电池外壳内。
此外，本实施方式的喷镀接合部45也可以由与连接板12、截止阀40相同种类的金属材料构成。通过像这样由相同种类的金属材料构成，从而能够使各个部件适当地附着而将连接板12与截止阀40牢固地接合。例如，在将电流切断机构S设置于正极侧的情况下，由于也可以使用铝制的连接板12和截止阀40，所以喷镀接合部45也可以使用铝(或铝合金)。
另外，喷镀接合部45的厚度T可以设定在0.1mm～1.0mm的范围内，例如可以设定为0.5mm。通过将喷镀接合部45的厚度T设定在该范围内，从而能够高效地形成具有适当的接合强度的喷镀接合部45。
另外，在利用等离子喷镀形成喷镀接合部45时，也可以将喷镀对象(反转部42与接合区域15的边界)与喷镀喷嘴P的前端的距离(喷镀距离D)设定在250mm～350mm的范围内(例如300mm)。若距喷镀喷嘴P前端的喷镀距离D过近，则连接板12、截止阀40有可能会被喷出的金属材料造成损伤。另一方面，若该喷镀距离D过远，则难以迅速地形成足够的厚度的喷镀接合部45，因此，制造效率有可能会下降。
4.其他实施方式
以上，对本发明的一实施方式的密闭型电池进行了说明，但此处公开的密闭型电池并不限定于上述实施方式，能够进行各种变形、变更。
例如，在上述实施方式中，锥状的接合区域15形成于连接板12(参照图3)。但是，连接板12的接合区域15并不一定需要形成为锥状，也可以如图6所示，具有大致垂直的内周缘部15a。在该情况下，通过以覆盖截止阀40的反转部42与连接板12的接合区域15的边界的方式形成喷镀接合部45，也能够将截止阀40与连接板12接合。但是，从确保适当的接合面积这样的观点出发，连接板12的接合区域15的形状也可以为图3所示那样的锥状。
另外，如图4所示，在上述实施方式中，环状的断裂槽18连续地形成。但是，断裂槽并不一定需要连续地形成，也可以以包围连接板的通气孔的方式隔开预定间隔地形成多个断裂槽。在该情况下，在截止阀的反转部反转时，也能够在形成有断裂槽的部位使连接板断裂。另外，只要能够根据电池外壳的内压上升而使截止阀适当地反转即可，并不一定需要形成断裂槽。具体而言，在此处公开的密闭型电池中，通过变更喷镀接合部的厚度，从而能够容易地调整截止阀与连接板的接合强度。因此，只要将喷镀接合部的厚度调整为在电池外壳的内压成为所期望的压力时使喷镀接合部剥离(或断裂)并使截止阀的反转部反转即可，即使未形成断裂槽，也能够使电流切断机构以所期望的工作压力进行工作。
另外，在上述实施方式中，使用等离子喷镀形成喷镀接合部45。但是，形成喷镀接合部45的技术并不限定于等离子喷镀，能够没有特别限制地使用一般的喷镀技术。作为该喷镀技术的具体例，可列举火焰喷镀、电弧喷镀、冷喷镀等。即使在使用这些喷镀技术的情况下，也能够形成适当的喷镀接合部45。但是，在喷镀技术中，也可以是，等离子喷镀在更低的温度(100℃～150℃，例如120℃)下喷镀金属材料来形成喷镀接合部45。
[试验例]
以下，对与本发明有关的试验例进行说明，但该试验例的说明并不意图限定本发明。
A.第一试验
在本试验中，对使用激光焊接制作电流切断机构的密闭型电池、和使用等离子喷镀制作电流切断机构的密闭型电池进行了比较。以下，对具体的试验内容进行说明。
1.密闭型电池的构建
此处构建了截止阀与连接板的接合方法不同的11种密闭型电池(样品1～11)。
(1)样品1～10
在构建样品1～10的密闭型电池100时，如图7以及图8所示，通过激光焊接形成焊接接合部145。具体而言，使用具备厚度为0.3mm的反转部142的截止阀140，使该截止阀140的反转部142与集电端子110的连接板112(厚度：0.2mm)接触。然后，向反转部142与连接板112的接触部分照射激光L，使反转部142与连接板112熔化，从而形成焊接接合部145。此外，在该焊接接合部145的形成中使用光纤激光器，在各样品中，使激光输出、处理时间及输入热量不同(参照表1)。此外，将在本试验例中使用的截止阀140设计成在被施加0.9Mpa的压力时使反转部142反转。
(2)样品11
在样品11中，如图2～图4所示，除了利用等离子喷镀形成喷镀接合部45这方面之外，以与上述样品1～10相同的条件制作密闭型电池。在样品11中，使用OerlikonMetco社制的等离子喷镀装置(9MC)。具体而言，向等离子喷镀装置供给铝粉末(54NS-1)，并在电流500A、电压78V的条件下在装置内产生等离子，利用该等离子使铝粉末熔化。然后，向等离子喷镀装置供给Ar·H2混合气体(Ar气体流量：175L/min，H2气体流量：18L/min)，从喷镀喷嘴的前端喷出熔化的铝和Ar·H2混合气体。然后，通过使喷出的铝附着于密闭型电池的反转部42与接合区域15的边界，从而形成喷镀接合部45。此外，在样品11中，将从反转部42与接合区域15的边界到喷镀喷嘴的距离(喷镀距离D)设定为300mm。
2.评价试验
(1)接合状态的确认
将样品1～11的密闭型电池的截止阀与连接板的接合部分切断，利用光学显微镜对该接合部分的状态进行观察。在表1中示出观察结果。此外，表1中的“贯通”是指在截止阀与连接板的接合部分(焊接接合部或喷镀接合部)形成有贯通孔的状态。另外，表1中的“未焊接”是指在截止阀与连接板之间形成有间隙的情况。
(2)接合面积的测定
如上所述，确认接合状态的结果是，对于接合状态良好的样品而言，各制作五个密闭型电池。然后，针对各个密闭型电池，拉伸连接板(集电端子)而使连接板与截止阀的接合部分断裂，从而使连接板与截止阀分离。然后，利用显微镜对断裂部分进行观察，对截止阀与连接板接合的部位的面积(接合面积)进行测定。在表1中示出该接合面积的测定结果的平均值。
(3)反转压力的评价
与上述接合面积的测定同样地，对于接合状态良好的样品而言，各制作五个密闭型电池。然后，对各个密闭型电池的电池外壳内进行加压，对截止阀的反转部反转时的压力进行测定。并且，在表1中示出测定结果的平均值。
[表1]
表1
Figure BDA0001771442990000171
如表1所示，可知：在使用激光焊接将截止阀与连接板接合时，有可能会在连接板与截止阀的接合部形成贯通孔或在连接板与截止阀之间形成间隙。另一方面，即使在使用激光焊接的情况下，只要调整输出等诸多条件，则也能够如样品3、5那样进行较好的接合。但是，在该样品3、5中，尽管设计成以0.9MPa使截止阀反转，但该反转压力下降至0.7MPa左右。这可认为是因为：由于激光焊接时的热而使得在截止阀的反转部产生热应变。
与此相对，在使用等离子喷镀的样品11中，适当地抑制贯通、接合不良等的产生。而且，在样品11中，截止阀的反转压力为0.88MPa，适当地抑制了由热应变引起的反转压力的下降。由此，可知：通过利用等离子喷镀将连接板与截止阀接合，从而能够构建以稳定的压力工作的电流切断机构。
另外，若对得到适当的接合的样品3、5、11进行比较，则在样品11中，确保了比样品3、5大的接合面积。根据该结果，可知：在利用等离子喷镀形成喷镀接合部并经由该喷镀接合部将连接板与截止阀接合的情况下，能够确保比以往大的接合面积，因此，能够得到足够的接合强度。
B.第二试验
在本试验中，使连接板与截止阀的边界、与喷镀喷嘴的距离(喷镀距离D)不同地进行等离子喷镀。以下，对具体的试验内容进行说明。
在本试验例中，如下述的表2记载的那样，制作3种密闭型电池(样品12～14)。在这些样品12～14中的样品12中，以与上述第一试验的样品11相同的条件制作密闭型电池。并且，在样品13、14中，除了使距喷镀喷嘴的喷镀距离D不同之外，以与样品12相同的条件制作密闭型电池。
并且，在本试验中，与上述第一试验同样地，将密闭型电池的截止阀与连接板的接合部分切断，利用光学显微镜来观察该接合部分的状态，确认各样品的接合状态。在表2中示出结果。
[表2]
表2
Figure BDA0001771442990000181
如表2所示，在样品12～14中的任一种中，均将连接板与截止阀适当地接合，且也未观察到截止阀的反转部的热应变。但是，在样品13中，在连接板、截止阀产生损伤。虽然该损伤非常微小且几乎不会给反转压力带来影响，但在连接板、截止阀中观察到一些强度下降。这可认为是因为：距喷镀喷嘴的喷镀距离D过近。另一方面，在样品14中，为了形成适当厚度的喷镀接合部，需要一些时间。这可认为是因为：距喷镀喷嘴的喷镀距离D过远，喷镀金属材料时的效率下降。由此，可知：也可以如样品12那样将距喷镀喷嘴的喷镀距离D设定为250mm～350mm(例如为300mm)。
另外，在本试验中，在样品12的截止阀安装热敏标签，从而调查形成喷镀接合部的期间的热历史。其结果是，确认到：形成喷镀接合部的期间的截止阀的最高温度为120℃，并未成为进行激光焊接时那样的高温(600℃以上)。
以上，基于实施方式，对本发明的具体例进行了详细说明，但这只不过是例示，并不限定权利要求书。另外，在上述具体例中，示出了弯曲成圆顶状的反转部，但也可以是具有平面等形状的反转部。在权利要求书记载的技术中，包括将以上例示的具体例进行各种变形、变更得到的技术方案。

Claims (14)

1.一种密闭型电池，其特征在于，包括：
电池外壳，所述电池外壳收容电极体；
集电端子，所述集电端子在所述电池外壳的内部与所述电极体电连接；
外部露出端子，所述外部露出端子在所述电池外壳的内部与所述集电端子电连接，并且一部分露出到所述电池外壳的外部；以及
电流切断机构，所述电流切断机构配置在从所述集电端子到所述外部露出端子的导电路径中，并构成为在所述电池外壳的内压超过预定的压力时将所述导电路径切断，
所述电流切断机构包括：连接板，所述连接板是位于所述集电端子的一端的板状的导电性部件，且在中央部具有通气孔；以及截止阀，所述截止阀包括与所述外部露出端子电连接的反转部，
在限定所述连接板的所述通气孔的所述连接板的周缘部具有接合区域，所述接合区域与所述反转部的朝向所述电池外壳的内部的面接触，所述密闭型电池具有构成为覆盖所述接合区域与所述反转部的边界的喷镀接合部，所述截止阀与所述连接板经由所述喷镀接合部接合。
2.根据权利要求1所述的密闭型电池，其特征在于，
所述反转部包括向朝向所述内部的方向弯曲的圆顶状的弯曲部。
3.根据权利要求1或2所述的密闭型电池，其特征在于，
所述接合区域构成为所述连接板的厚度朝向所述通气孔呈锥状地变薄。
4.根据权利要求3所述的密闭型电池，其特征在于，
所述接合区域中的所述连接板的前端限定所述通气孔，所述前端的角度为20°～40°。
5.根据权利要求1或2所述的密闭型电池，其特征在于，
所述喷镀接合部是与所述连接板和所述截止阀相同种类的金属材料。
6.根据权利要求5所述的密闭型电池，其特征在于，
所述喷镀接合部为铝或铝合金。
7.根据权利要求1或2所述的密闭型电池，其特征在于，
所述喷镀接合部的厚度为0.1mm～1.0mm。
8.根据权利要求1或2所述的密闭型电池，其特征在于，
所述喷镀接合部以遍及整周地覆盖所述周缘部的方式形成为环状。
9.根据权利要求1或2所述的密闭型电池，其特征在于，
所述接合区域的内周缘部与所述面垂直。
10.一种密闭型电池的制造方法，其特征在于，包括：
使接合区域在所述密闭型电池的截止阀的反转部与所述反转部的朝向收容电极体的电池外壳的内部的面接触的工序，所述接合区域位于限定密闭型电池的连接板的通气孔的周缘部；以及
通过以覆盖所述接合区域与所述反转部的边界的方式喷镀金属材料而形成喷镀接合部的工序，其中，
所述密闭型电池包括：集电端子，所述集电端子在所述内部与所述电极体电连接；外部露出端子，所述外部露出端子在所述内部与所述集电端子电连接，并且一部分露出到所述电池外壳的外部；以及电流切断机构，所述电流切断机构配置在从所述集电端子到所述外部露出端子的导电路径中，并构成为在所述电池外壳的内压超过预定的压力时将所述导电路径切断，
所述电流切断机构包括：连接板，所述连接板是位于所述集电端子的一端的板状的导电性部件，且在中央部具有通气孔；以及截止阀，所述截止阀包括与所述外部露出端子电连接的反转部。
11.根据权利要求10所述的密闭型电池的制造方法，其特征在于，
所述反转部包括向所述电池外壳的内部弯曲的圆顶状的弯曲部。
12.根据权利要求10所述的密闭型电池的制造方法，其特征在于，
在向所述接合区域与所述反转部的边界喷镀金属材料时，使用等离子喷镀、火焰喷镀、电弧喷镀、冷喷镀中的任一种。
13.根据权利要求10～12中任一项所述的密闭型电池的制造方法，其特征在于，
在喷镀所述金属材料时，从喷镀所述金属材料的喷镀喷嘴的前端到所述边界的距离为250mm～350mm。
14.根据权利要求10～12中任一项所述的密闭型电池的制造方法，其特征在于，
在喷镀所述金属材料时，所述喷镀接合部在200℃以下形成。
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