CN114464935B - 方形电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及方形电池，具备收纳有电极体的电池壳体，电池壳体具有：壳体主体，具有一个侧面开口的大致长方体的方形形状；和盖，以封堵壳体主体的开口的方式被接合于壳体主体，壳体主体具有矩形状的底面部、相互对置的一对宽幅面部以及相互对置的一对窄幅面部，邻接的宽幅面部与窄幅面部被相互接合，在壳体主体的开口中，邻接的宽幅面部与窄幅面部的角部的内侧具有圆弧形状，在角部的内侧焊接有盖的外缘。

Description

方形电池

本申请基于2020年11月9日申请的日本专利申请2020－186415号主张优先权，将该申请的全部内容通过参照而引入至本说明书中。

技术领域

本发明涉及方形电池。

背景技术

一般，锂离子二次电池等电池具备：电极体；电池壳体，收纳电极体；以及盖，封堵电池壳体的开口。作为这样的电池的一个方式，公知有使用了方形(箱形)的电池壳体的方形电池。作为与方形电池相关的现有技术文献，可举出日本特开2017－107773号公报、日本特开2016－143613号公报以及日本特开2011－210464号公报。

例如，在日本特开2017－107773号公报中记载了如下内容：将一张平板弯折来准备具有剖面为U字形状的主体部，在主体部的两端部分别焊接平板状的部件来制作一个侧面开口的壳体主体，接着在从壳体主体的开口将电极体收纳于壳体主体的内部之后，以封堵开口的方式将盖焊接于壳体主体，由此制造方形电池。

其中，在将盖焊接于壳体主体的内侧时，从成品率提高的观点考虑，例如期望以单道(one-pass)进行激光焊接。这里，对于方形的电池壳体而言，由于通常开口形成为矩形状，所以将盖焊接于壳体主体的内侧时的4个角部成为直角。当激光通过形成为直角的角部时(即移动方向变化时)，由于激光的移动速度变为零，所以激光集中于角部，施加于角部的热量多于施加于其他部分的热量，存在产生焊接不良的担忧。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，目的在于提供更可靠地进行了壳体主体与盖的接合的方形电池。

根据本发明，可提供具备电极体和收纳上述电极体的电池壳体的方形电池。上述电池壳体具有：壳体主体，具有一个侧面开口的大致长方体的方形形状；盖，以封堵上述壳体主体的开口的方式被接合于上述壳体主体。上述壳体主体具有：矩形状的底面部；一对宽幅面部，具有上述底面部的长边作为一边且相互对置；以及一对窄幅面部，具有上述底面部的短边作为一边且相互对置。邻接的上述宽幅面部与上述窄幅面部被相互接合。在上述壳体主体的上述开口中，邻接的上述宽幅面部与上述窄幅面部的角部的内侧具有圆弧形状。在上述角部的内侧焊接有上述盖的外缘。

在上述结构中，邻接的宽幅面部与窄幅面部被相互接合，在壳体主体的开口中，邻接的宽幅面部与窄幅面部的角部的内侧具有圆弧形状。因此，在将盖焊接于壳体主体的内侧时，例如当激光通过角部时激光的移动速度不会变为零，能够以与壳体主体的长边以及短边等同的移动速度进行移动。因此，激光不会过度集中于角部，施加于角部的热量与施加于其他部分的热量等同。这样一来，由于盖的外缘被焊接于具有圆弧形状的角部的内侧，所以可抑制焊接不良的产生，能够更可靠地进行盖与壳体主体的接合。

在这里公开的方形电池的优选的一个方式中，在上述窄幅面部形成有具有上述圆弧形状的第1圆弧部。这样，通过在窄幅面部形成第1圆弧部，能够在邻接的宽幅面部与窄幅面部的角部的内侧容易地设置圆弧形状。

在这里公开的方形电池的优选的一个方式中，通过压缩成形或者切削加工来形成上述第1圆弧部。这样，由于能够通过压缩成形或者切削加工来在窄幅面部一体地形成第1圆弧部，所以能够简化壳体主体的构造。

在这里公开的方形电池的优选的一个方式中，在上述宽幅面部形成有具有上述圆弧形状的第2圆弧部。这样，通过在宽幅面部形成第2圆弧部，能够在邻接的宽幅面部与窄幅面部的角部的内侧容易地设置圆弧形状。

在这里公开的方形电池的优选的一个方式中，通过卷边加工来形成上述第2圆弧部。这样，由于能够通过卷边加工在宽幅面部一体地形成第2圆弧部，所以能够简化壳体主体的构造。

在这里公开的方形电池的优选的一个方式中，上述底面部与上述宽幅面部是将一张平板折弯而成的折弯加工件。由此，能够使材料的成品率提高，并且能够提高生产性、效率性。因此，能够减少制造成本。

附图说明

根据以下的参照附图涉及的优选实施例的详细描述，本发明的上述和其他要素、特征、步骤、特征和优点将变得更加清楚。

图1是一个实施方式所涉及的方形电池的示意性的立体图。

图2是一个实施方式所涉及的壳体主体的示意性的分解立体图。

图3是一个实施方式所涉及的方形电池的局部的示意性俯视图。

图4是表示另一个实施方式所涉及的方形电池的示意性的立体图。

图5是另一个实施方式所涉及的壳体主体的示意性的分解立体图。

图6是另一个实施方式所涉及的方形电池的局部的示意性俯视图。

具体实施方式

以下，参照附图对这里公开的技术的优选实施方式进行说明。其中，对于本说明书中特别言及的事项以外的事项中的本发明的实施所需的项目(例如不构成本发明的特征的电池的一般的结构以及制造工序)而言，能够掌握为基于该领域中的现有技术的本领域技术人员的设计事项。本发明能够基于本说明书公开的内容和该领域中的技术常识来实施。

此外，在本说明书中，“电池”是指能够取出电能的蓄电设备整体的术语，是包括一次电池与二次电池的概念。另外，在本说明书中，“二次电池”是指能够反复进行充放电的蓄电设备整体的术语，是包括锂离子二次电池或镍氢电池等所谓的蓄电池(化学电池)和双电层电容器等电容器(物理电池)的概念。

＜第1实施方式＞

图1是第1实施方式所涉及的方形电池10的示意性的立体图。图2是壳体主体30的示意性的分解立体图。图3是方形电池10的局部的示意性俯视图。如图1所示，方形电池10具备电池壳体20和被收纳于电池壳体20的内部的电极体50。虽然图示省略，但方形电池10在此还具备被收纳于电池壳体20的内部的电解质。以下，依次对各构件进行说明。

如图1所示，电池壳体20是收纳电极体50的容器。电池壳体20在此被气密地密封。典型的情况下，电池壳体20为铝、铝合金、不锈钢等金属制。电池壳体20的外形为六面体形状(在此为大致长方体形状)。电池壳体20具备壳体主体30和盖40。

如图2所示，壳体主体30具有矩形状(长方形)的底面部31、相互对置的一对宽幅面部32、相互对置且宽度比宽幅面部32窄的一对窄幅面部33。宽幅面部32是具有底面部31的长边作为一边的侧面。窄幅面部33是具有底面部31的短边作为一边的侧面。一对窄幅面部33夹装于一对宽幅面部32之间。在此，底面部31与宽幅面部32一体地形成。例如通过将方形(典型地为矩形状)的一张平板按照电池壳体20的尺寸折弯为大致U字形来形成底面部31以及宽幅面部32。即，底面部31与宽幅面部32是折弯加工件。邻接的宽幅面部32与窄幅面部33相互接合(例如焊接接合)。接合例如能够利用激光焊接等来进行。壳体主体30的与底面部31对置的面开口(敞开)。

如图3所示，在壳体主体30的开口30H(亦参照图2)中，邻接的宽幅面部32与窄幅面部33的角部34的内侧具有圆弧形状。在此，窄幅面部33的后述的突出部33A的圆弧部33R具有圆弧形状。

如图2所示，窄幅面部33具备沿长边方向(即宽幅面部32的短边方向)延伸的一对突出部33A。如图3所示，在突出部33A形成有具有圆弧形状的圆弧部33R。圆弧部33R是第1圆弧部的一个例子。圆弧部33R通过压缩成形或者切削加工而形成。突出部33A被配置于一对宽幅面部32的内侧。

如图1所示，在盖40安装有：正极内部端子42，在壳体主体30的内部与电极体50的正极电连接；正极外部端子44，与正极内部端子42电连接并向壳体主体30的外部突出；负极内部端子46，在壳体主体30的内部与电极体50的负极电连接；以及负极外部端子48，与负极内部端子46电连接并向壳体主体30的外部突出。

如图3所示，盖40以封堵壳体主体30的开口30H(亦参照图2)的方式被接合于壳体主体30。盖40与宽幅面部32以及窄幅面部33接合。更详细而言，盖40的外缘被与宽幅面部32、窄幅面部33以及角部34的内侧焊接(焊接接合)。即，盖40被配置于壳体主体30的内侧，未配置于壳体主体30的上表面。在此，盖40的外缘被与突出部33A的圆弧部33R焊接(焊接接合)。由于邻接的宽幅面部32与窄幅面部33的角部34的内侧具有圆弧形状，所以例如激光在通过角部34时能够如图3的箭头L1所示那样曲线地移动。即，当激光通过角部34时激光的移动速度不会变为零，能够以与壳体主体30的宽幅面部32的直线部分以及窄幅面部33的直线部分等同的移动速度进行移动。由此，能够恰当地进行盖40与壳体主体30的接合。

电极体50被收纳于电池壳体20的内部。电极体50可以与以往同样，并不特别限制。虽然图示省略，但典型的情况下，电极体50分别具有多个正极与负极。正极具备正极集电体和被固定于正极集电体并包括正极活物质的正极活物质层。负极具备负极集电体和被固定于负极集电体并包括负极活物质的负极活物质层。在此，电极体50是带状的正极与带状的负极在绝缘的状态下被卷绕而成的扁平的卷绕电极体。例如，通过使带状的正极与带状的负极隔着带状的隔板重叠并在沿卷绕轴方向(在此与宽幅面部32的长边方向相同)卷绕之后被从侧面方向挤压并拉伸而能够制成卷绕电极体。其中，电极体50也可以是方形(典型地为矩形状)的正极与方形(典型地为矩形状)的负极在绝缘的状态下层叠而成的层叠电极体。

＜第2实施方式＞

图4是第2实施方式所涉及的方形电池110的示意性的立体图。图5是壳体主体130的示意性的分解立体图。图6是方形电池110的局部的示意性俯视图。如图4所示，方形电池110具备电池壳体120和被收纳于电池壳体120的内部的电极体50。虽然图示省略，但方形电池110在此还具备被收纳于电池壳体120的内部的电解质。以下，依次对各构件进行说明。

如图4所示，电池壳体120是收纳电极体50的容器。电池壳体120在此被气密地密封。典型的情况下，电池壳体120为铝、铝合金、不锈钢等金属制。电池壳体120的外形是六面体形状(在此为大致长方体形状)。电池壳体120具备壳体主体130和盖140。

如图5所示，壳体主体130具有矩形状(长方形)的底面部131、相互对置的一对宽幅面部132、以及相互对置且宽度比宽幅面部132窄的一对窄幅面部133。宽幅面部132是具有底面部131的长边作为一边的侧面。窄幅面部133是具有底面部131的短边作为一边的侧面。一对窄幅面部133夹装于一对宽幅面部132之间。在此，底面部131与宽幅面部132一体地形成。例如通过将方形(典型地为矩形状)的一张平板按照电池壳体120的尺寸折弯为大致U字形来形成底面部131以及宽幅面部132。即，底面部131与宽幅面部132是折弯加工件。邻接的宽幅面部132与窄幅面部133被相互接合(例如焊接接合)。壳体主体130的与底面部131对置的面开口(敞开)。

如图6所示，在壳体主体130的开口130H(亦参照图5)中，邻接的宽幅面部132与窄幅面部133的角部134的内侧具有圆弧形状。这里，宽幅面部132的后述的突出部132A的圆弧部132R具有圆弧形状。

如图5所示，宽幅面部132具备沿短边方向(即窄幅面部133的长边方向)延伸的一对突出部132A。一对突出部132A相互对置。即，一方的宽幅面部132的突出部132A向另一方的宽幅面部132的突出部132A突出。一对突出部132A在宽幅面部132的两端部分别各设置有1组。如图6所示，在突出部132A形成有具有圆弧形状的圆弧部132R。圆弧部132R是第2圆弧部的一个例子。通过卷边加工(beading)来形成圆弧部132R。

如图6所示，盖140以封堵壳体主体130的开口130H(亦参照图5)的方式被接合于壳体主体130。盖140被与宽幅面部132以及窄幅面部133接合。更详细而言，盖140的外缘被与宽幅面部132、窄幅面部133以及角部134的内侧焊接(焊接接合)。即，盖140被配置于壳体主体130的内侧，未配置于壳体主体130的上表面。在此，盖140的外缘被与突出部132A的圆弧部132R焊接(焊接接合)。由于邻接的宽幅面部132与窄幅面部133的角部134的内侧具有圆弧形状，所以例如激光在通过角部134时能够如图6的箭头L2所示那样曲线地移动。即，当激光通过角部134时激光的移动速度不会变为零，能够以与壳体主体130的宽幅面部132的直线部分以及窄幅面部133的直线部分等同的移动速度进行移动。由此，能够恰当地进行盖140与壳体主体130的接合。

方形电池10以及方形电池110能够在各种用途中利用，能够特别优选作为能量密度高的大型的(大容量的)电池而利用。作为优选的用途，例如可举出搭载于电动汽车(EV)、混合动力汽车(HV)、插电混合动力汽车(PHV)等车辆的马达用的动力源(车辆驱动用的电源)。

以上，对本发明的具体例详细地进行了说明，但上述实施方式只不过是例示，并不限定技术方案的范围。技术方案的范围所记载的技术包括将以上例示出的具体例进行各种变形、变更而得的技术。

在上述的各实施方式中，窄幅面部33、133与底面部31、131以及宽幅面部32、132独立形成，但它们也可以一体地形成，例如可以是将一张平板折弯而得到的折弯加工件、且是使窄幅面部33、133以及宽幅面部32、132相互接合(例如焊接接合)而得到的结构。

在上述的各实施方式中，突出部33A遍及窄幅面部33的长边方向的整体形成，但也可以仅形成于能够与盖40的外缘接触的开口30H的周围。另外，突出部132A遍及宽幅面部132的短边方向的整体形成，但也可以仅形成于能够与盖140的外缘接触的开口130H的周围。

这里使用的术语和表达仅用于说明，不应该进行限定性的解释。这些术语和表达应被视为不排除这里表示和描述的构件的任何等价物，并允许技术方案的范围内所包括的任何修改。本发明可以以多种不同的形式实施。本公开应被视为提供本发明的原理的优选实施例。可理解为这些实施例并非旨在将本发明限定为上述说明书中描述和/或附图中所述的优选实施例而提供。本发明不限定于这里描述的优选实施例。本发明包含任何包括本领域技术人员基于本公开能够认识到的等效构件、修改、删除、组合、改进和/或变更的优选实施方式。每项技术方案的构件应该基于技术方案中使用的术语进行广义解释，不应该限定于本说明书中描述或在本申请的实施过程中使用的任何优选实施例。

虽然以上已经描述了本发明的优选实施例，但应该理解为在不脱离本发明的范围和精神的情况下，变更和修改对本领域技术人员来说是显而易见的。因此，本发明的范围仅由技术方案决定。

Claims (6)

1.一种方形电池，其特征在于，具备：

电极体；和

电池壳体，收纳所述电极体，

所述电池壳体具有：

壳体主体，具有一个侧面开口的大致长方体的方形形状；和

盖，以封堵所述壳体主体的开口的方式被接合于所述壳体主体，

所述壳体主体具有：

矩形状的底面部；

一对宽幅面部，具有所述底面部的长边作为一边且相互对置；以及

一对窄幅面部，具有所述底面部的短边作为一边且相互对置，

邻接的所述宽幅面部与所述窄幅面部被相互接合，

在所述壳体主体的所述开口中，邻接的所述宽幅面部与所述窄幅面部的角部的内侧具有圆弧形状，

所述窄幅面部或者所述宽幅面部具有突出部，所述圆弧形状由设置于所述突出部的圆弧部构成，在包括所述圆弧部的所述角部的内侧焊接有所述盖的外缘。

2.根据权利要求1所述的方形电池，其特征在于，

在所述窄幅面部形成有具有所述圆弧形状的第1圆弧部。

3.根据权利要求2所述的方形电池，其特征在于，

所述第1圆弧部与所述窄幅面部一体地形成。

4.根据权利要求1所述的方形电池，其特征在于，

在所述宽幅面部形成有具有所述圆弧形状的第2圆弧部。

5.根据权利要求4所述的方形电池，其特征在于，

所述第2圆弧部与所述宽幅面部一体地形成。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的方形电池，其特征在于，

所述底面部与所述宽幅面部由一张平板构成，与所述窄幅面部平行的剖面为U字状。