CN115336088A - 圆筒形电池 - Google Patents

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Abstract

本公开的目的在于，提供能够在封口板的敛缝时抑制封口板的变形的圆筒形电池。本公开的一实施方式所涉及的圆筒形电池具有：电极体，正极板与负极板隔着分隔件而被卷绕；电解质；有底圆筒状的外装罐(20)，收纳电极体及电解质；以及封口板(30)，将外装罐(20)的开口部封堵，封口板(30)具有：凸缘部(31)，被敛缝固定于外装罐(20)的开口部；端子部(32)，形成于比凸缘部(31)更靠径向内侧；以及薄壁部(33)，形成于封口板(30)的径向外侧，并将凸缘部(31)与端子部(32)连接，薄壁部(33)形成为从封口板(30)的径向内侧朝向外侧向上方倾斜，并形成为将端子部(32)的外周面(32A)的从中央部至下方和凸缘部(31)的内周面(31A)的从中央部至上方连接。

Description

圆筒形电池
技术领域
本公开涉及圆筒形电池。
背景技术
圆筒形电池具有收纳电极体及电解质的有底圆筒状的外装罐和将外装罐的开口部封堵的封口体(例如，专利文献1)。上述圆筒形电池的封口体通过将外部端子板和内部端子板隔着绝缘板层叠而构成。
封口体也存在仅由板状构件(以下，封口板)构成的构件。这样的封口板与上述圆筒形电池的封口体相比，能够削减部件件数，因此，能够削减制造成本。此外，与上述圆筒形电池的封口体相比，能够减小厚度，因此能够增大外装罐的内部容积，能够实现能量密度高的电池。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2016/157749号
发明内容
-发明所要解决的课题-
然而，在封口板形成在电池产生异常而内压上升时发生断裂的薄壁部，但该薄壁部在将封口板敛缝固定于外装罐的开口部时，有时会变形而封口板的上表面位置发生变动。其结果是，具备封口板的圆筒形电池的全高有可能产生偏差。
本公开的目的在于，提供一种能够在封口板的敛缝时抑制封口板的变形的圆筒形电池。
-用于解决课题的手段-
作为本公开的一方式的圆筒形电池具有：具有：电极体，正极板与负极板隔着分隔件而被卷绕；电解质；有底圆筒状的外装罐，收纳电极体及所述电解质；以及封口板，将外装罐的开口部封堵，其中，封口板具有：凸缘部，被敛缝固定于外装罐的开口部；端子部，形成于比凸缘部更靠径向内侧；以及薄壁部，将凸缘部与端子部连接，薄壁部形成为从封口板的径向内侧朝向外侧而向上方倾斜，并形成为将端子部的外周面的从中央部至下方和凸缘部的内周面的从中央部至上方连接。
-发明效果-
根据本公开的一方式，在封口板的敛缝时能够抑制封口板的变形。
附图说明
图1是作为实施方式的一例的圆筒形电池的剖视图。
图2是作为实施方式的一例的封口板的剖视图。
具体实施方式
以下，使用附图来说明本公开的实施方式。以下所说明的形状、材料及个数为例示，能够根据圆筒形电池的规格而适当变更。以下，在所有附图中对同等的要素赋予相同的附图标记来进行说明。
使用图1，对作为实施方式的一例的圆筒形电池10进行说明。图1是圆筒形电池10的剖视图。
如图1所示那样，圆筒形电池10具有电极体14、电解质、收纳电极体14及电解质的外装罐20、和将外装罐20的开口部封堵的封口板30。电极体14包含正极板11、负极板12和分隔件13，具有将正极板11与负极板12隔着分隔件13卷绕成漩涡状的构造。此外，以下为了方便说明，将圆筒形电池10的封口板30侧(外装罐20的开口部侧)设为上，将外装罐20的底面部20A侧设为下。
正极板11具有正极芯体和形成于该芯体的至少一个面的正极合剂层。正极芯体能够使用铝、铝合金等在正极板11的电位范围内稳定的金属的箔、将该金属配置到表层的膜等。正极合剂层包含正极活性物质、乙炔黑等的导电剂及聚偏氟乙烯等粘结剂，优选形成于正极芯体的两面。正极活性物质例如使用锂过渡金属复合氧化物。可以通过在正极芯体上涂敷包含正极活性物质、导电剂及粘结剂等的正极合剂料浆，使涂膜干燥后对涂膜进行压缩，在芯体的两面形成正极合剂层来制造正极板11。
负极板12具有负极芯体和形成于该芯体的至少一个面的负极合剂层。负极芯体能够使用铜、铜合金等在负极板12的电位范围内稳定的金属的箔、将该金属配置到表层的膜等。负极合剂层包含负极活性物质及苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)等粘结剂，优选形成于负极芯体的两面。负极活性物质例如使用石墨、含硅化合物等。可以通过在负极芯体上涂敷包含负极活性物质、粘结剂等的负极合剂料浆，使涂膜干燥后对涂膜进行压缩，在芯体的两面形成负极合剂层来制造负极板12。
电解质例如使用非水电解质。非水电解质包含非水溶剂和溶解于非水溶剂的电解质盐。非水溶剂能够使用酯类、醚类、腈类、酰胺类以及这些溶剂中的两种以上的混合溶剂等。非水溶剂也可以含有将这些溶剂的氢的至少一部分用氟等卤素原子取代而得到的卤素取代基。另外，非水电解质并不限定于液体电解质，也可以是固体电解质。电解质盐例如使用LiPF6等锂盐。电解质的种类没有特别地进行限定，也可以是水系电解质。
圆筒形电池10具有分别配置在电极体14的上下的绝缘板15、16。在图1所示的示例中，与正极板11连接的正极引线17通过绝缘板15的贯通孔向封口板30侧延伸，与负极板12连接的负极引线18通过绝缘板16的外侧向外装罐20的底面部20A侧延伸。正极引线17通过焊接等与封口板30的端子部32的底面连接，封口板30成为正极外部端子。负极引线18通过焊接等与外装罐20的底面部20A的内表面连接，外装罐20成为负极外部端子。
如上所述，圆筒形电池10具有外装罐20和将外装罐20的开口部封堵的封口板30。外装罐20是包含底面部20A和侧面部20B的有底圆筒状的金属制容器。底面部20A呈圆板状，侧面部20B沿着底面部20A的外周缘形成为圆筒状。封口板30隔着垫片21被敛缝固定于外装罐20的开口部。
更详细而言，封口板30由外装罐20的凹槽部20C支承，并被外装罐20的敛缝部20D敛缝固定。凹槽部20C在外装罐20的开口部附近，侧面部20B的一部分向内侧伸出，沿着外装罐20的周向形成为环状。敛缝部20D在开口端部沿着外装罐20的周向形成为环状。
使用图2来说明封口板30。图2是封口板30的剖视图。
如上所述，封口板30是对外装罐20的开口部进行封堵的构件。封口板30在俯视时形成为大致圆板状，例如通过铝或者铝合金的板材的冲压加工来制作。封口板30具有在圆筒形电池10的异常时若圆筒形电池10的内压上升、则对圆筒形电池10的内部的气体进行排出的功能。
如图2所示那样，封口板30具有：凸缘部31，被敛缝固定于外装罐20的开口部；端子部32，形成于比凸缘部31更靠径向内侧的位置；以及薄壁部33，将凸缘部31与端子部32连接。
凸缘部31是由外装罐20的凹槽部20C支承并被外装罐20的敛缝部20D敛缝固定的部分。凸缘部31形成为大致环状。在凸缘部31的内周面31A连接薄壁部33的外端部33B。以下，将在上下方向将凸缘部31的内周面31A三等分时的各个部分作为上部、中央部及下部。内周面31A的上部至少包含内周面31A的上端。
端子部32是与正极引线17接合的部分，成为正极内部端子。在将多个圆筒形电池10作为电池组构成时，为了将圆筒形电池10彼此连接，能够将引线板与端子部32及凸缘部31的任一上表面接合。端子部32形成为大致圆板状。在端子部32的外周面32A连接薄壁部33的内端部33A。以下，将在上下方向将端子部32的外周面32A三等分时的各个部分作为上部、中央部及下部。外周面32A的下部至少包含外周面32A的下端。
薄壁部33是在圆筒形电池10的内压上升的情况下断裂的部分。此外，如上所述，薄壁部33是将端子部32与凸缘部31连接的部分。薄壁部33形成为大致环状。
薄壁部33形成为从封口板30的径向内侧朝向外侧向上方倾斜。例如，薄壁部33的上表面及底面均形成为从径向内侧朝向外侧向上方倾斜。此外，薄壁部33的上表面的倾斜角度优选形成为比薄壁部33的底面的倾斜角度小。
薄壁部形成为从封口板的径向的内侧朝向外侧呈尖细状。例如，在薄壁部33中，外端部33B的厚度(上下方向的长度)形成为比内端部33A小。此外，在薄壁部33，优选外端部33B的厚度形成为最小。
在圆筒形电池10的内压上升的情况下，封口板30被气体的压力向上方按压，薄壁部33从径向内侧朝向外侧向上方倾斜的状态向下方倾斜的状态翻转，薄壁部33的外端部33B断裂而形成气体的排出口。
在薄壁部33中，内端部33A与端子部32的外周面32A的从中央部至下方(中央部及下部)连接，外端部33B与凸缘部31的内周面31A的从中央部至上方(中央部及上部)连接。在此，与外周面32A的从中央部至下方连接，是指与外周面32A的从中央部至下方的部分的至少一部分连接，与内周面31A的从中央部至上方连接，是指与内周面31A的从中央部至上方的部分的至少一部分连接。
更优选的是，在薄壁部33中，形成为内端部33A与端子部32的外周面32A的下部连接，薄壁部33的下表面与端子部32的下表面连续。此外，在薄壁部33中，形成为外端部33B与凸缘部31的内周面31A的上部连接，薄壁部33的上表面与凸缘部31的上表面连续。
根据圆筒形电池10，能够在封口板30的敛缝时抑制封口板30的变形。更详细的是，在封口板30的敛缝时能够抑制薄壁部33的变形量，因此能够抑制端子部32的上下位置的变动。
另外，本发明并不限定于上述的实施方式及其变形例，当然能够在本申请的权利要求书所记载的事项的范围内实施各种变更、改良。
以下，通过实施例进一步说明本公开，但本公开并不限定于这些实施例。
实施例
<实施例1>
[封口板的制作]
冲压加工铝的板材而制作了封口板。在封口板中，形成被敛缝固定于外装罐的开口部的大致环状的凸缘部，在比凸缘部更靠径向内侧的位置形成大致圆板状的端子部，形成了将端子部与凸缘部连接的薄壁部。薄壁部形成为从封口板的径向内侧朝向外侧向上方倾斜。薄壁部形成为将端子部的外周面的下部与凸缘部的内周面的上部连接。
[电池壳体的制作]
对在铁钢板实施了镍镀覆的有底圆筒状的外装罐进行塑性加工，形成了圆周状的凹槽部。使用将垫片插入了外装罐的开口部的封口板进行敛缝加工并密封，制作出不具有电极体及电解质的空的电池壳体。
<实施例2>
除了将封口板的薄壁部形成为连接端子部的外周面的下部与凸缘部的内周面的中央部以外，与实施例1所涉及的电池壳体同样地制作了电池壳体。
<比较例1>
除了将封口板的薄壁部形成为连接端子部的外周面的下部与凸缘部的内周面的下部以外，与实施例1所涉及的电池壳体同样地制作了电池壳体。
<比较例2>
除了将封口板的薄壁部形成为连接端子部的外周面的中央部与凸缘部的内周面的中央部以外，与实施例1所涉及的电池壳体同样地制作了电池壳体。
<比较例3>
除了将封口板的薄壁部形成为连接端子部的外周面的上部与凸缘部的内周面的上部以外，与实施例1所涉及的电池壳体同样地制作了电池壳体。
[封口板的剖面观察]
将如上所述制作出的电池壳体之中的封口板埋入环氧树脂，在该环氧树脂的固化后切断为封口板的剖面出现，对封口板的剖面进行了观察。在表1中，与薄壁部的形状及连接位置一起汇总表示结果。
[表1]
Figure BDA0003857319420000061
Figure BDA0003857319420000071
在实施例1中，薄壁部的变形量几乎没有，端子部的上下位置的变动也几乎没有。在实施例2中，薄壁部稍微变形，以使得从倾斜变成水平，端子部的上下位置稍微向上方移动。在比较例1、3中，薄壁部变形，以使得从倾斜变成水平，端子部的上下位置大幅地向上方移动。在比较例2中，薄壁部大幅地变形，端子部的上下位置大幅地移动。
根据以上的结果可知，薄壁部优选从封口板的径向内侧朝向外侧而向上方倾斜，并且与端子部的外周面的从中央部至下方和凸缘部的内周面的从中央部至上方连接。进而，可知实施例1的薄壁部的变形抑制效果变得显著，因此更优选薄壁部与端子部的外周面的下部和凸缘部的内周面的上部连接。
-符号说明-
10圆筒形电池，11正极板，12负极板，13分隔件，14电极体，15绝缘板，16绝缘板，17正极引线，18负极引线，20外装罐，20A底面部，20B侧面部，20C凹槽部，20D敛缝部，21垫片，30封口板，31凸缘部，31A内周面，32端子部，32A外周面，33薄壁部，33A内端部，33B外端部。

Claims (3)

1.一种圆筒形电池，具有：
电极体，正极板与负极板隔着分隔件而被卷绕；
电解质；
有底圆筒状的外装罐，收纳所述电极体及所述电解质；以及
封口板，将所述外装罐的开口部封堵，
其中，
所述封口板具有：凸缘部，被敛缝固定于所述外装罐的开口部；端子部，形成于比所述凸缘部更靠径向内侧；以及薄壁部，将所述凸缘部与所述端子部连接，
所述薄壁部形成为从所述封口板的径向内侧朝向外侧而向上方倾斜，并形成为将所述端子部的外周面的从中央部至下方和所述凸缘部的内周面的从中央部至上方连接。
2.根据权利要求1所述的圆筒形电池，其中，
所述薄壁部形成为将所述端子部的外周面的下部与所述凸缘部的内周面的上部连接。
3.根据权利要求1或2所述的圆筒形电池，其中，
所述薄壁部形成为从所述封口板的径向内侧朝向外侧呈尖细状。
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