CN112838334A - 密闭型电池 - Google Patents

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Abstract

密闭型电池具备壳体、内部端子、外部端子和绝缘保持件。该密闭型电池的内部端子具有：与电极体连接的集电部、在壳体外侧露出的轴部、以及设在轴部的上端部的压接部，该压接部是通过对所述轴部的上端部进行加压变形以使其沿着外部端子的上表面延伸而形成的。并且，配置在壳体外侧的所述外部端子中，外部端子的上表面侧的线膨胀系数和与绝缘保持件接触的底面侧的线膨胀系数不同。

Description

密闭型电池
技术领域
本发明涉及密闭型电池。
背景技术
锂离子二次电池和镍氢电池等二次电池作为车辆搭载用电源、个人计算机或便携终端等电源的重要性不断提高。这样的二次电池例如以在壳体内以密闭状态收纳电极体的密闭型电池的形式被构建。这种密闭型电池通常具备用于将壳体内的电极体与外部设备(其他电池或电动机等)电连接的端子结构。
在日本专利公开2016-219380、日本专利第5656592中公开了这样的密闭型电池的端子结构的一例。例如，日本专利公开2016-219380中记载的电池端子结构具有：从上方覆盖收纳发电元件(电极体)的壳体，并具有第1孔的盖构件；设在盖构件的上方，并具有第2孔的外部端子；设在盖构件与外部端子之间，使盖构件与外部端子绝缘，并具有第3孔的绝缘构件(绝缘保持件)；以及将外部端子与发电元件电连接的内部端子。并且，内部端子具有：穿过第1孔、第2孔和第3孔的轴部；以及设在轴部上方，压接外部端子的压接部。这种密闭型电池中，在进行压接加工时构成端子结构的各构件被按压到壳体(盖体)上，在被加压的状态下固定。由此，盖构件的第1孔被密封，壳体内被密闭。
发明内容
然而，近年来，对密闭型电池的安全性和耐久性的要求进一步提高，希望将壳体内的密闭性维持在高的状态。本发明提供一种能够合适地维持壳体内部的密闭性的技术。
本发明一方式的密闭型电池具备：电极体、收纳所述电极体的壳体、与壳体内部的所述电极体连接的内部端子、在壳体的外侧与内部端子接合的板状外部端子、以及配置在壳体与外部端子之间的绝缘保持件。该密闭型电池的内部端子具有：在壳体的内侧与电极体接触的集电部；贯穿壳体、绝缘保持件和外部端子并在壳体的外侧露出的轴部；以及设在轴部的壳体外侧的端部的压接部，所述压接部是通过对所述轴部的上端部进行加压变形以使其沿着外部端子的上表面延伸而形成的。并且，在此公开的密闭型电池的配置在壳体外侧的外部端子中，外部端子的上表面侧的线膨胀系数和与绝缘保持件接触的底面侧的线膨胀系数不同。
本发明人为了将壳体内的密闭性维持在高状态，进行了各种研究，结果发现，如果能够防止制造工序和充放电中的绝缘保持件的熔融，则能够抑制壳体内的密闭性降低。具体而言，在内部端子的压接部与外部端子的边界，有时由于制造工序的焊接处理和充放电时的电阻发热等而产生大的热量。此时，如果热传递到配置在外部端子下面的绝缘保持件，则绝缘保持件的表面可能稍微熔融而使厚度减少。该情况下，对构成端子结构的各部件的压力被释放，壳体内的密闭性可能降低。与此相对，在此公开的密闭型电池中，使用了底面侧的线膨胀系数与上表面侧的线膨胀系数不同的外部端子。这样的外部端子在施加大的热量时弯曲变形，能够在其与绝缘保持件之间形成间隙。因此，根据在此公开的密闭型电池，能够抑制在制造工序和充放电中产生的大的热量传递到绝缘保持件，从而防止因绝缘保持件的熔融引起的密闭性降低。
外部端子中，底面侧的线膨胀系数可以大于上表面侧的线膨胀系数。这样的外部端子由于底面侧的热膨胀比上表面侧大，所以也可以在产生大的热量时弯曲变形为凹状。由此，能够在外部端子与绝缘保持件之间适当地产生间隙，从而进一步防止因绝缘保持件的熔融引起的密闭性降低。
也可以是通过多层金属层沿着轴部的轴向层叠而形成的。这样的层叠了多层金属层的外部端子，容易在底面侧与上表面侧之间使线膨胀系数不同。
另外，在具有上述多层金属层的方式中，可以是：外部端子是通过2层金属层沿着轴部的轴向层叠而形成的，位于底面侧的第2金属层的线膨胀系数大于位于上表面侧的第1金属层的线膨胀系数。由此，在产生大的热量时，容易使外部端子弯曲变形为凹状。
另外，在上述外部端子具有2层金属层的方式中，可以是：该外部端子是经由内部端子与电极体的正极电连接的正极外部端子，第1金属层由铝(Al)构成，第2金属层由镁(Mg)构成。由此，在正极外部端子产生大的热量时，能够容易地在其与绝缘保持件之间产生适当的间隙。另外，这样的由Al和Mg构成的2层结构的正极外部端子能够降低材料成本。
另外，在上述外部端子具有2层金属层的方式中，该外部端子是经由内部端子与电极体的负极电连接的负极外部端子，第1金属层由铜(Cu)构成，第2金属层由铝(Al)构成。由此，在负极外部端子产生大的热量时，能够容易地在其与绝缘保持件之间产生适当的间隙。另外，这样的由Cu和Al构成的2层结构的负极外部端子能够降低材料成本。
另外，在此公开的密闭型电池不限于上述各方式。例如，外部端子中，上表面侧的线膨胀系数可以大于底面侧的线膨胀系数。如果在该结构的外部端子产生大的热量，则上表面侧的热膨胀比底面侧大，外部端子弯曲变形为凸状。即使在该情况下，由于在外部端子与绝缘保持件之间产生间隙，所以也能够防止因绝缘保持件的熔融引起的密闭性降低。
另外，也可以形成有跨越内部端子的压接部和外部端子的焊痕。如上所述，密闭型电池的制造工序中，有时将内部端子的压接部和外部端子进行焊接。从提高内部端子与外部端子的导通性的观点出发，这样的焊接处理是合适的处理，但另一方面，这也成为因绝缘保持件的熔融而产生密闭性降低的原因。与此相对，在此公开的密闭型电池中，外部端子在焊接处理中弯曲变形，能够防止大的热传递到绝缘保持件。因此，在此公开的技术在将压接部和外部端子进行焊接的密闭型电池中能够发挥特别合适的效果。
附图说明
以下，参照附图说明本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，相同的附图标记表示相同的元件。
图1是示意地表示本发明第1实施方式的密闭型电池的端子结构的截面图。
图2是示意地表示图1所示密闭型电池的端子结构的压接工序前的状态的截面图。
图3是示意地表示在本发明第1实施方式的密闭型电池中，将内部端子的压接部和外部端子激光焊接时的状态的截面图。
图4是示意地表示在本发明第2实施方式的密闭型电池中，将内部端子的压接部和外部端子激光焊接时的状态的截面图。
图5是示意地表示在本发明第3实施方式的密闭型电池中，将内部端子的压接部和外部端子激光焊接时的状态的截面图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明一实施方式的密闭型电池进行说明。以下附图中，对发挥相同作用的构件、部位赋予相同标记进行说明。再者，各图中的尺寸关系(长度、宽度、厚度等)并未反映实际的尺寸关系。另外，在本说明书中特别提及的事项以外的、本发明实施所必需的事项(例如电极体和电解质的构成及制法等密闭型电池的构建涉及的一般技术等)，可以基于该领域的现有技术作为本领域技术人员的设计事项来掌握。再者，本实施方式中，作为密闭型电池一例对锂离子二次电池进行说明，但在此公开的密闭型电池不限于锂离子二次电池，例如也可以是镍氢电池等。
[第1实施方式]
图1是示意地表示第1实施方式的密闭型电池的端子结构的截面图。图2是示意地表示图1所示密闭型电池的端子结构的压接工序前的状态的截面图。再者，各图中的标记X表示“(密闭型电池的)宽度方向”，标记Z表示“(密闭型电池的)高度方向”。再者，这些方向是为了便于说明而确定的，并不意图限定在此公开的密闭型电池的设置方向。
如图1所示，本实施方式的密闭型电池100具备：壳体10、内部端子20、外部端子30和绝缘保持件40。以下，说明各构件。
(1)壳体
壳体10具备：上表面开口了的方型壳体主体12、和堵塞该壳体主体12上表面的开口部的板状盖体14。壳体主体12和盖体14优选将铝合金等具有预定强度的廉价金属材料作为主体构成。另外，在盖体14形成有用于插入内部端子20的轴部24的开口部14a。
省略图示，但在壳体10的内部收纳有作为发电元件的电极体。该电极体具备正极和负极。典型地，电极体具备：在正极集电箔的表面赋予正极合剂层的正极片、在负极集电箔的表面赋予负极合剂层的负极片、以及介于正极片与负极片之间的绝缘性隔膜。另外，与电极体同样地省略图示，但在壳体10的内部也收纳有非水电解液等电解质。再者，关于电极体和电解质的材料，可以没有特别限制地使用与以往一般的锂离子二次电池同样的材料，由于不是在此公开的技术的特征，所以省略详细说明。
(2)内部端子
内部端子20是与壳体10内部的电极体(典型的是正极集电箔或负极集电箔)连接的导电构件。对该内部端子20使用具有预定导电性的金属材料。这样的内部端子20的金属材料优选在考虑连接对象的材料、导电性、强度、材料成本等的基础上适当选择。例如，内部端子20优选由与作为连接对象的电极体的集电箔相同种类的金属材料构成。由此，能够以低电阻和高强度连接内部端子20与电极体。一般的锂离子二次电池中，负极集电箔使用铜(Cu)或铜合金，因此负极侧的内部端子20优选也使用铜或铜合金。另一方面，正极集电箔使用铝(Al)或铝合金，因此正极侧的内部端子20优选也使用铝或铝合金。
而且，本实施方式中的内部端子20具有集电部22、轴部24和压接部26。集电部22在壳体10的内侧与电极体连接。具体而言，集电部22是向高度方向Z的下方(壳体10的内侧)延伸的板状构件。并且，集电部22的下端与电极体连接。集电部22与电极体的连接部分通过超声波焊接、激光焊接、电阻焊接等以往公知的接合手段接合。另外，本实施方式的内部端子20中，在集电部22的上端设置有与盖体14大致平行配置的平板状的基座部28。
轴部24是贯穿壳体10、绝缘保持件40、外部端子30而在壳体10的外侧露出的部分。如图2所示，进行压接加工前的轴部24是从基座部28向高度方向Z的上方(壳体10的外侧)立设的筒状构件。在该筒状的轴部24形成有沿轴长方向(高度方向Z)凹陷的内腔24b。对该筒状的轴部24的上端部24a(即壳体10的外侧的端部)进行压接加工，通过使该轴部24的上端部24a加压变形，来形成图1所示的压接部26。具体而言，在图2所示轴部24的内腔24b的内部插入按压夹具，对上端部24a加压变形以使内腔24b扩径。由此，在轴部24的上端部24a形成沿着外部端子30的上表面30a延伸存在的压接部26(参照图1)。通过进行该压接加工，来接合内部端子20与外部端子30。
再者，本实施方式中，为了提高内部端子20与外部端子30之间的导通性和接合强度，对压接部26与外部端子30的边界实施了焊接处理。因此，本实施方式的密闭型电池100中，形成有跨越内部端子20的压接部26和外部端子30的焊痕60。再者，在压接部26和外部端子30的焊接处理中，可以没有特别限制地使用激光焊接、电阻焊接、超声波焊接等各种焊接技术。在这些焊接技术中，从容易实施精密焊接的观点出发，优选使用激光焊接。
(3)外部端子
外部端子30是在壳体10的外侧与内部端子20接合的板状导电构件。如上所述，外部端子30与通过压接加工而变形了的内部端子20的轴部24(压接部26)接合。该板状的外部端子30被配置成沿着盖体14(壳体10)的外侧面14b在宽度方向X上延伸。并且，在外部端子30的宽度方向X的一个端部形成有内部端子插通孔32。另外，在外部端子30的宽度方向X的另一端部形成有螺栓插入孔34。
而且，本实施方式的外部端子30中，与绝缘保持件40接触的底面30b侧的线膨胀系数与配置在壳体10外侧的外部端子30的上表面30a侧的线膨胀系数不同。具体而言，本实施方式中的外部端子30具有沿轴部24的轴向(即高度方向Z)层叠有2层金属层的2层结构。即，该外部端子30具备位于上表面30a侧的第1金属层36和位于底面30b侧的第2金属层38。并且，该第1金属层36和第2金属层38由不同的金属材料构成，线膨胀系数彼此不同。本实施方式的密闭型电池100通过使用这种双层结构的外部端子30，来使外部端子30的上表面30a侧的线膨胀系数与底面30b侧的线膨胀系数不同。
进而，本实施方式中，以底面30b侧的线膨胀系数比上表面30a侧的线膨胀系数大的方式构成外部端子30。即，选择构成各层的金属材料，以使得底面30b侧的第2金属层38比上表面30a侧的第1金属层36的线膨胀系数更大。再者，关于用于该第1金属层36和第2金属层38的金属材料将在后面叙述。
(4)绝缘保持件
绝缘保持件40是防止上述导电端子(内部端子20和外部端子30)与壳体10(盖体14)通电的绝缘构件。该绝缘保持件40配置在盖体14的外侧面14b(壳体10)与外部端子30之间。对该绝缘保持件40形成有用于收纳螺栓70的下端部的螺栓收纳部42和用于插通内部端子20的轴部24的第1插通孔44。再者，对绝缘保持件40可以没有特别限制地使用可用于这种绝缘构件的树脂材料。作为这样的树脂材料的一例，可举聚酰胺树脂、聚缩醛树脂、聚酰亚胺树脂等绝缘性树脂。
另外，绝缘保持件40的第1插通孔44周围的区域，通过上述压接加工，以夹在内部端子20的压接部26与盖体14之间的状态被固定。并且，通过此时的压力，绝缘保持件40弹性变形，与内部端子20的压接部和盖体14紧密接合。
(5)其他构件
并不限定在此公开的技术，但本实施方式的密闭型电池100除了上述构件之外，还具备垫片50和螺栓70。
垫片50是配置在盖体14的内侧面14c与内部端子20的基座部28之间的绝缘弹性构件。该垫片50是为了防止内部端子20与盖体14(壳体10)通电而设置的。另外，作为弹性构件的垫片50在被加压状态下夹在内部端子20的压接部26与基座部28之间。由此，垫片50在弹性变形的状态下被固定，从而可维持对夹在压接部26与基座部28之间的其他构件(外部端子30、绝缘保持件40、盖体14)的压力。这样，垫片50还具有适当地密封盖体14的开口部14a从而有助于抑制密闭性降低的功能。该垫片50具有用于插通内部端子20的轴部24的第2插通孔52和形成于第2插通孔52周围的筒状突起54。该突起54插入盖体14的开口部14a，压附于绝缘保持件40的底面。再者，垫片50优选由例如PFA、PP、EPDM、氟橡胶等构成。
螺栓70是沿高度方向Z立设的柱状金属构件，配置在壳体10的外部(典型的是绝缘保持件40的上侧)。具体而言，螺栓70的下端部被收纳在绝缘保持件40的螺栓收纳部42中。并且，螺栓70被插通到外部端子30的螺栓插通孔34中。在该螺栓70的外周面形成有螺纹槽(省略图示)。该密闭型电池100中，在外部端子30的螺栓插通孔34的周缘部34a之上配置与外部设备的连接部件(汇流条)，通过将螺母紧固在螺栓70上，能够容易且牢固地连接汇流条与外部端子30。
(6)密闭性维持效果
如上所述，本实施方式的密闭型电池100中，使用了具备第1金属层36和第2金属层38的2层结构的外部端子30。并且，选择各层的金属材料，以使得底面30b侧的第2金属层38比上表面30a侧的第1金属层36的线膨胀系数大。由此，能够防止焊接处理和充放电中在外部端子30产生大的热量时壳体10内的密闭性降低，从而将该密闭性维持在高的状态。以下，以利用激光进行焊接处理的情况为例，具体说明本实施方式中的密闭性维持效果。
图3是示意地表示在第1实施方式的密闭型电池中，将内部端子的压接部与外部端子进行激光焊接时的状态的截面图。如上所述，本实施方式中，从内部端子20与外部端子30的导通性稳定化等观点出发，对压接部26与外部端子30的边界实施激光焊接。如果该焊接处理中的激光L的热经由外部端子30传递到绝缘保持件40，则绝缘保持件40可能熔融从而使厚度减少。一般的密闭型电池100中，通过压接加工后的绝缘保持件40，来维持对夹在压接部26与基座部28之间的其他构件的压力，抑制壳体10内的密闭性降低。但是，如果绝缘保持件40的厚度由于熔融而减少，则施加到上述其他构件(例如垫片50)上的压力被释放而消除弹性变形，因此，可能在盖体14的内侧面14c与基座部28之间产生间隙从而使密闭性降低。与此相对，本实施方式中，使用了底面30b侧的线膨胀系数比上表面30a侧的线膨胀系数大的外部端子30。这样的外部端子30由于底面30b侧的热膨胀量比上表面30a侧大，所以在施加大的热量时弯曲变形为凹状，在其与绝缘保持件40之间形成间隙S。并且，通过该间隙S形成空气绝热，切断向绝缘保持件40的热传递。因此，根据本实施方式，即使在外部端子30产生大的热量的情况下，也能够防止因绝缘保持件40的熔融引起的密闭性降低。
另外，当外部端子30弯曲变形为凹状时，在压接部26、外部端子30、绝缘保持件40、盖体14层叠的区域产生垂直阻力。由此，由于施加在绝缘保持件40上的压力增加，所以能够进一步压缩垫片50等其他构件，从而提高盖体14的内侧面14c与基座部28的密合性。而且，外部端子30的弯曲变形不仅在上述焊接处理时发生，而且也因充放电时外部端子30的电阻发热等而发生。即，本实施方式的密闭型电池100，在使用中(充放电中)使外部端子30弯曲变形，能够提高绝缘保持件40与轴部24的密合性。因此，本实施方式的密闭型电池100可以特别适合用作移动体(例如车辆等)的电源，该移动体可能由于使用中的振动引起的组装偏移而导致密闭性降低。
再者，在本实施方式的密闭型电池100中，外部端子30在加热时的变形量δ优选为1μm以上，更优选为1.4μm以上。这样，通过使用在弯曲时与绝缘保持件40之间产生充分的间隙S的外部端子30，能够更好地防止绝缘保持件40的熔融引起的密闭性降低。另外，从防止绝缘保持件40的熔融引起的密闭性降低的观点出发，加热时的变形量δ的上限没有特别限定，也可以为10μm以下。但是，如果上表面30a侧的线膨胀系数与底面侧30b的线膨胀系数之差过大，则可能因内部应力而在外部端子30的内部产生裂纹等劣化。从这样的观点出发，加热时的变形量δ的上限优选为6μm以下，更优选为5.6μm以下。
上述“加热时的变形量δ”是指使外部端子30升温150℃时，在压接部26的外周缘26的下方产生的外部端子30与绝缘保持件40的间隙S。作为一例，在使用第1金属层36的厚度h1和第2金属层38的厚度h2相同的外部端子30的情况下，可以基于下式(1)计算加热时的变形量δ。
δ＝L2×(α2-α1)×T÷h1×6×E1×E2÷((E1+E2)2+(12×E1×E2)) (1)
δ：150℃的温度变化时的变形量(μm)
L：压接部与外部端子重叠的区域的宽度尺寸(mm)
α1：第1金属层的线膨胀系数(10-6/K)
α2：第2金属层的线膨胀系数(10-6/K)
T：温度变化量(＝150℃)
E1：位于上表面侧的金属层的杨氏模量(MPa)
E2：位于底面侧的金属层的杨氏模量(MPa)
h1：第1金属层的厚度(＝第2金属层的厚度)
另外，如上所述，本实施方式的密闭型电池100中，选择构成各层的金属材料，使得配置在底面30b侧的第2金属层38比配置在上表面30a侧的第1金属层36具有更大的线膨胀系数。
另外，一般的密闭型电池100中，如上所述，正极侧的内部端子20使用Al。因此，与内部端子20的压接部26接触的第1金属层36优选使用与内部端子20相同的Al(线膨胀系数：24×10-6·K-1)。该情况下，通过在第2金属层38中使用线膨胀系数大于Al的金属材料，能够形成当产生大的热量时弯曲变形为凹状的外部端子30。从该观点出发，对于正极侧的第2金属层38，可使用例如Mg(线膨胀系数：26×10-6·K-1)、Pb(线膨胀系数：29.3×10-6·K-1)、Zn(线膨胀系数：39.7×10-6·K-1)等。在这些金属材料中，通过对第2金属层38使用Mg，可以形成弯曲的外部端子30，使得在其与绝缘保持件40之间产生适当的间隙。另外，由于Mg是比较便宜的材料，所以从材料成本的观点来看也是合适的。
此外，用于第1金属层36和第2金属层38各自的金属材料可以是合金。例如，对第1金属层36可以使用JIS-AC2A(线膨胀系数：21.5×10-6·K-1)、JIS-AC3A(线膨胀系数：20.5×10-6·K-1)、JIS-AC4A(线膨胀系数：21×10-6·K-1)等Al合金。在将这些Al合金用于第1金属层36的情况下，也可以对第2金属层38使用Al或Sn(线膨胀系数：23×10-6·K-1)等。另外，第1金属层36和第2金属层38各自可以使用线膨胀系数不同的铝合金。
另一方面，一般的密闭型电池100中，如上所述，负极侧的内部端子20使用Cu。因此，作为与内部端子20的压接部26接触的第1金属层36，优选使用与内部端子20相同的Cu(线膨胀系数：17.1×10-6·K-1)。该情况下，负极侧的第2金属层38可举Al、Mg、Pb、Zn、银(Ag、线膨胀系数：19.7×10-6·K-1)等。它们之中，从以低成本得到适当弯曲的外部端子的观点出发，优选Al、Mg。另外，与正极侧的外部端子同样，在负极侧的外部端子中也可以使用合金。
[其他实施方式]
以上，对在此公开的密闭型电池的一实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的第1实施方式，可以变更各种结构。
(1)第2实施方式
例如，第1实施方式中，使用底面30b侧的线膨胀系数比上表面30a侧的线膨胀系数大的外部端子30，在产生大的热时使外部端子30弯曲变形为凹状。但是，在此公开的密闭型电池中，只要外部端子的底面侧的线膨胀系数与上表面侧的线膨胀系数不同即可，并不限定于上述第1实施方式。具体而言，也可以使用底面30b侧的线膨胀系数比上表面30a侧的线膨胀系数小的外部端子30(参照图4)。当这样的外部端子30产生大的热量时，内部端子20的压接部26两侧的外部端子30弯曲为凸状。即使在这种情况下，也能够在外部端子30与绝缘保持件40之间产生间隙S，从而防止绝缘保持件40的熔融引起的密闭性降低。再者，在形成如图4所示的弯曲变形为凸状的外部端子30的情况下，优选使用由第1金属层36和第2金属层38构成的2层结构的外部端子30，将线膨胀系数比第1金属层36的金属材料小的金属材料用于第2金属层38。
(2)第3实施方式
另外，上述第1和第2实施方式中，使用了由第1金属层36和第2金属层38构成的2层结构的外部端子30。但是，在此公开的密闭型电池中，构成外部端子的金属层的数量没有特别限定。例如，如图5所示，也可以使用由第1金属层36、第2金属层38和第3金属层39构成的3层结构的外部端子30。即使在这三层结构的外部端子30中，通过使底面30b侧的线膨胀系数与上表面30a侧的线膨胀系数不同，也能够在加热时产生适当的弯曲变形。再者，在使用具有这样的3层以上金属层的外部端子的情况下，不需要使所有金属层的线膨胀系数不同。即，如果整体上表面侧和底面侧的线膨胀系数不同，即可得到加热时弯曲变形的外部端子。作为一例，在图5所示3层结构的外部端子30中，即使在第1金属层36和第2金属层38的线膨胀系数大致相同、并且第3金属层39的线膨胀系数与第1金属层36(以及第2金属层38)的线膨胀系数不同的情况下，也能够使外部端子适当地弯曲变形。再者，在使用具有3层以上金属层的外部端子的情况下，优选使各金属层的线膨胀系数阶段性地不同，使得线膨胀系数从外部端子的上表面侧向底面侧依次增大(或减小)。由此，能够抑制由弯曲变形引起的应力集中在金属层的界面上从而产生裂纹等外部端子劣化的情况。
(3)第4实施方式
另外，第1实施方式中，由于将内部端子20的压接部26与外部端子30进行焊接，所以形成跨越该压接部26和外部端子30的焊痕60。但是，在此公开的技术带来的密闭性维持效果，在上述焊接处理以外的状况下也能发挥。即，在此公开的技术并不限定于将压接部与外部端子进行焊接的形态。具体而言，由于充放电时的电阻发热，外部端子升温到高温(150℃左右)，有时会因绝缘保持件的熔融而产生密闭性降低。在此公开的密闭型电池，即使在上述电阻发热引起的外部端子升温的情况下，也能够使外部端子弯曲，防止外部端子的热传递到绝缘保持件。
[试验例]
以下，说明与本发明有关的试验例。再者，以下说明的试验例不意图限定本发明。
1.试验用电池的构建
本试验中，构建了具备如图1所示的端子结构的密闭型电池100。具体而言，首先，在盖体14的内表面14c配置垫片50，并且在外侧面14b配置绝缘保持件40，按压开口部14a的周围进行临时固定，以夹住垫片50和绝缘保持件40(参照图2)。然后，将螺栓70配置在绝缘保持件40的螺栓收纳部42，然后将螺栓70插通螺栓插通孔34，并且将外部端子30配置于绝缘保持件40的上表面。并且，使内部端子20的轴部24插通外部端子30的内部端子插通孔32、盖体14的开口部14a、绝缘保持件40的第1插通孔44、垫片50的第二插通孔52重叠而形成的孔中，使轴部24的上端部24a在盖体14的上侧露出。然后，使用按压夹具从盖体14的下侧按压内部端子20的基座部28，同时从盖体14的上侧按压轴部24的上端部24a。此时，以使筒状的轴部24的内腔24b扩径的方式，通过使轴部24的上端部24a按压变形而形成压接部26(参照图1)。之后，将内部端子20的集电部22的下端连接到电极体，将盖体14和壳体12组合，使得电极体被收纳到壳体主体12的内部。然后，在从注液口(省略图示)注入电解液后封住该注液口，由此构建了密闭型电池100。
2.样品的说明
本试验中，准备6个(样品1～6)上述密闭型电池100，使各样品中使用的外部端子不同。以下，说明各样品中使用的外部端子。
(1)样品1
制成配置于上表面30a侧的第1金属层36(厚度：0.75mm)使用Al，且配置于底面30b侧的第2金属层38(厚度：0.75mm)使用Mg的2层结构的外部端子30。而且，样品1中，将该Al和Mg层叠而成的外部端子30用于正极侧的外部端子。
(2)样品2
制成配置于上表面30a侧的第1金属层36使用Cu，且配置于底面30b侧的第2金属层38使用Al的2层结构的外部端子30。样品2中，将该Cu和Al层叠而成的外部端子30用于负极侧的外部端子。
(3)样品3
制成配置于上表面30a侧的第1金属层36使用金(Au)，且配置于底面30b侧的第2金属层38使用Cu的2层结构的外部端子30。样品3中，将该Au和Cu层叠而成的外部端子30用于负极侧的外部端子。
(4)样品4
制成配置于上表面30a侧的第1金属层36使用镍(Ni)，且配置于底面30b侧的第2金属层38使用Cu的2层结构的外部端子30。样品4中，将该Ni和Cu层叠而成的外部端子30用于负极侧的外部端子。
(5)样品5
制成配置于上表面30a侧的第1金属层36使用铂(Pt)，且配置于底面30b侧的第2金属层38使用Cu的2层结构的外部端子30。样品5中，将该Pt和Cu层叠而成的外部端子30用于负极侧的外部端子。
(6)样品6
本样品中，制成第1金属层36和第2金属层38这两者使用Cu的2层结构的外部端子30，将其用于负极侧的外部端子。
3.评价试验
对于各样品的密闭型电池，在压接部26与外部端子30的边界照射激光，将外部端子30加热到150℃。然后，观察外部端子30，测定激光照射位置(压接部26的外周缘26a)下方的外部端子30的变形量(翘曲量)δ(μm)。另外，在激光照射后分解密闭型电池100，观察在绝缘保持件40的上表面是否产生熔融。将外部端子30的变形量δ(μm)和熔融观察的结果示于表1。
Figure BDA0002725096510000151
如表1所示，样品1～5中，确认到在加热中外部端子弯曲变形，在绝缘保持件与外部端子之间产生间隙。而且，该样品1～5中，绝缘保持件的熔融被抑制。从这些结果可知，通过使外部端子的上表面侧的线膨胀系数与底面侧的线膨胀系数不同，在施加大的热量时，能够使外部端子弯曲变形，防止因绝缘保持件的熔融而引起的密闭性降低。
以上，详细说明了本发明的具体例，但这些不过是例示，本发明包括对以上例示的具体例进行了各种变形、变更的情况。

Claims (8)

1.一种密闭型电池，具备：电极体、收纳所述电极体的壳体、与所述壳体内部的所述电极体连接的内部端子、在所述壳体的外侧与所述内部端子接合的板状外部端子、以及配置在所述壳体与所述外部端子之间的绝缘保持件，所述密闭型电池的特征在于，
所述内部端子具有：
在所述壳体的内侧与所述电极体接触的集电部；
贯穿所述壳体、所述绝缘保持件和所述外部端子并在所述壳体的外侧露出的轴部；以及
设在所述轴部的所述壳体外侧的端部的压接部，所述压接部是通过对所述轴部的上端部进行加压变形以使其沿着所述外部端子的上表面延伸而形成的，
配置在所述壳体的外侧的所述外部端子中，所述外部端子的上表面侧的线膨胀系数和与所述绝缘保持件接触的底面侧的线膨胀系数不同。
2.根据权利要求1所述的密闭型电池，其特征在于，所述外部端子中，所述底面侧的线膨胀系数大于所述上表面侧的线膨胀系数。
3.根据权利要求2所述的密闭型电池，其特征在于，所述外部端子是通过多层金属层沿着所述轴部的轴向层叠而形成的。
4.根据权利要求3所述的密闭型电池，其特征在于，所述外部端子是通过2层金属层沿着所述轴部的轴向层叠而形成的，位于所述底面侧的第2金属层的线膨胀系数大于位于所述上表面侧的第1金属层的线膨胀系数。
5.根据权利要求4所述的密闭型电池，其特征在于，所述外部端子是经由所述内部端子与所述电极体的正极电连接的正极外部端子，所述第1金属层由铝构成，所述第2金属层由镁构成。
6.根据权利要求4或5所述的密闭型电池，其特征在于，所述外部端子是经由所述内部端子与所述电极体的负极电连接的负极外部端子，所述第1金属层由铜构成，所述第2金属层由铝构成。
7.根据权利要求1所述的密闭型电池，其特征在于，所述外部端子中，所述上表面侧的线膨胀系数大于所述底面侧的线膨胀系数。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的密闭型电池，其特征在于，形成有跨越所述内部端子的所述压接部和所述外部端子的焊痕。
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