CN117063340A - 封口板以及利用该封口板的蓄电装置 - Google Patents

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Abstract

本公开的封口板具备：环状的凸缘部，设置于外周缘；环状的隆起部，位于比凸缘部更靠中心侧的位置，且比凸缘部厚；脆弱部，位于比隆起部更靠中心侧的位置，在封口板中最薄；环状的中继部，位于比脆弱部更靠中心侧的位置；和中央部，位于比中继部更靠中心侧的位置，且包含封口板的中心部，在封口板的厚度方向上，脆弱部向第1方向从凸缘部离开，中继部在厚度方向上向与所述第1方向为相反方向的第2方向突出。

Description

封口板以及利用该封口板的蓄电装置
技术领域
本公开涉及封口板以及利用该封口板的蓄电装置。
背景技术
作为电子设备的动作、汽车等移动体的驱动的电源而广泛使用蓄电装置。作为该蓄电装置的一例，能举出圆筒形电池。该圆筒形电池具有包含阀体的封口体。该阀体在包装罐的开口以隔着衬垫的状态将包装罐的开口密封。另外，作为公开这样的封口体的在先文献，能举出下述专利文献1。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP专利第6662377号公报
发明内容
发明要解决的课题
上述阀体由于对铝等金属材料进行加工而构成，因此，针对来自外部、内部的应力具有一定以上的可靠性。另一方面，为了实现蓄电装置内的容积的进一步提升、蓄电装置的进一步小型化，阀体等封口板谋求更加变薄。但若封口板变薄，对上述应力的耐受性就易于降低，封口板的可靠性就易于降低。因此，在本公开中，目的在于，提供可靠性优异的封口板以及利用该封口板的蓄电装置。
用于解决课题的手段
作为本公开的一方式的封口板具备：环状的凸缘部，设置于外周缘；环状的隆起部，位于比凸缘部更靠中心侧的位置，且比凸缘部厚；脆弱部，位于比隆起部更靠中心侧的位置，在封口板中最薄；环状的中继部，位于比脆弱部更靠中心侧的位置；和中央部，位于比中继部更靠中心侧的位置，且包含封口板的中心部，从封口板的径向观察，在封口板的厚度方向上，脆弱部向与该厚度方向平行的第1方向与凸缘部离开，中继部向与第1方向为相反方向的第2方向突出。
发明效果
根据本公开，能提高蓄电装置中所用的封口板的可靠性。
附图说明
图1是部分地摘录示出本公开的实施方式中的蓄电装置的一例的立体截面图。
图2是部分地摘录示出图1的蓄电装置的主视截面图。
图3是部分地摘录示出本公开的实施方式中的封口板的一例的立体截面图。
图4是图3的封口板的主视截面图。
图5A是表示本公开的实施方式中的封口板的变形例的主视截面图。
图5B是表示本公开的实施方式中的封口板的其他变形例的主视截面图。
图6A是部分地摘录示出本公开的实施方式中的蓄电装置的变形例的立体截面图。
图6B是部分地摘录示出本公开的实施方式中的蓄电装置的其他变形例的立体截面图。
具体实施方式
以下，根据适合的实施方式，参考附图来说明本公开。实施方式并不限定本公开而是例示，实施方式中记述的全部特征、其组合不一定限于是本公开的本质性内容。对各附图所示的相同或同等的构成要素、构件、处理标注相同的附图标记，适宜省略重复的说明。此外，各图所示的各部的比例尺、形状是为了使说明容易而方便地设定的，只要没有特别提及，就不是限定地进行解释。此外，在本说明书或权利要求中使用“第1”、“第2”等用语的情况下，只要没有特别提及，该用语并不表征何种顺序、重要度，而是用于区别某结构和其他结构。此外，在各附图中，省略显示在说明实施方式上并不重要的构件的一部分。
本公开的封口板具备：环状的凸缘部，设置于外周缘；环状的隆起部，位于比凸缘部更靠中心侧的位置，且比凸缘部厚；脆弱部，位于比隆起部更靠中心侧的位置，在封口板中最薄；环状的中继部，位于比脆弱部更靠中心侧的位置；和中央部，位于比中继部更靠中心侧的位置，且包含封口板的中心部。并且，在封口板的厚度方向上，脆弱部向与该厚度方向平行的第1方向从凸缘部离开。进而，中继部向与第1方向为相反方向的第2方向突出。根据该结构，在本公开的封口板中，通过位于比脆弱部更靠封口板的中央侧的位置的中继部变厚，在向与脆弱部从凸缘部离开的第1方向为相反方向的第2方向突出时，能减小其突出尺寸。因此，即使增厚中继部和中央部，也能抑制作为封口板而变厚的情况。在位于比中继部更靠封口板的中心侧的位置的中央部构成为比中继部厚且向与中继部相同的方向突出的情况下，能与中继部同样地抑制突出量。另外，所谓“在封口板的厚度方向上，脆弱部向与该厚度方向平行的第1方向从凸缘部离开。”，换言之，与从封口板(或蓄电装置)的径向观察时凸缘部和脆弱部不重叠同义。
此外，在本公开的封口板中，也可以是，第1方向是封口板的上方，第2方向是封口板的下方，中继部的下表面具有突出的斜面，隆起部从凸缘部的上表面向上方突出，脆弱部位于比凸缘部更靠上的位置，中继部的斜面形成于中继部的下表面，所述中继部的中央部侧比脆弱部侧厚。根据该结构，与隆起部向下方突出且脆弱部位于封口板的下方的封口板相比，能在抑制使蓄电装置的包装体内的容积减少的同时增厚封口板。另外，本公开的封口板也可以不一定是隆起部从凸缘部向上方突出，脆弱部位于比凸缘部更靠上的位置，在中继部的下表面形成斜面。例如，也可以是隆起部从凸缘部向下方突出，脆弱部位于比凸缘部更靠下的位置，在中继部的上表面形成斜面。另外，中继部的下表面并不限定于斜面。此外，隆起部也可以向凸缘部的上方以及下方这两方突出。在该情况下，从径向观察，脆弱部在凸缘部的厚度方向上向凸缘部的上方、下方的哪一者离开都可以。中继部的下表面也可以是阶梯状。
此外，在本公开的封口板中，也可以是，从径向观察，中继部的斜面与凸缘部重叠。通过如此地延长斜面，能容易增厚中继部。
此外，在本公开的封口板中，也可以是，中继部的上表面是平坦面，脆弱部的上表面、所述隆起部的上表面和所述中继部的上表面齐平。根据该结构，本公开的封口板与中继部形成环状的斜面以使得封口板的上表面凹陷的封口板相比，因蓄电装置内的压力而将封口板从下表面向上表面推压的情况下的刚性提高。
此外，本公开的封口板也可以是封口板中中央部最厚。通过该结构，在将中央部的下表面和对电极群的电极进行集电的引线接合时，在该中央部的上表面与集电构件进行接合的情况下，能得到比将集电构件和中央部接合时更高的可靠性。
此外，利用了本公开的封口板的蓄电装置可以具备：包含第1电极和第2电极的电极群；收容电极群的包装体；和隔着绝缘性的衬垫堵塞包装体的开口部的封口板。并且，也可以是，封口板是上述的封口板，第1电极与封口板电连接，第2电极与包装体电连接。根据该结构，通过封口板的可靠性提高，能得到可靠性更高的蓄电装置。
此外，在利用了本公开的封口板的蓄电装置中，也可以是，包装体具有：在内部收容电极群的筒部；堵塞筒部的一端的底部；和设置于筒部的另一端的开口部。筒部可以具有槽部，该槽部通过筒部的外周面以环状凹陷以使得筒部的内周面向封口板的径向突出而成。并且，衬垫可以为筒状，且覆盖封口板的凸缘部的上表面、下表面以及将凸缘部的上表面和下表面相连的外周面。并且，也可以是，封口板隔着筒状的衬垫设置在槽部的内周面上，包装体的开口部具有倒向封口板的中心并隔着衬垫与凸缘部的上表面抵接的铆接部。根据该结构，通过封口板的可靠性提高，能得到可靠性更高的蓄电装置。
此外，在利用了本公开的封口板的蓄电装置中，也可以是，封口板的隆起部从凸缘部的上表面向上突出，覆盖凸缘部的上表面的衬垫具备环状的壁部，该壁部延伸至比铆接部更靠隆起部的附近，并且与隆起部的外侧面抵接。根据该结构，与壁部位于铆接部的前端近旁而从隆起部离开的结构相比，能抑制在壁部与隆起部之间形成液体存积。因此，能抑制经由液体存积的液而使壳体和封口板短路的情况。该效果在壁部的上端位于比铆接部的上端更高的位置的情况下特别有效。
此外，在利用了本公开的封口板的蓄电装置中，也可以是，衬垫的壁部的上端位于比封口板的上端更靠上的位置。根据该结构，能将与第2电极电连接的铆接部和与第1电极电连接的封口板通过壁部隔开。因此，易于将铆接部和封口板绝缘。
(实施方式)
以下使用附图来说明本公开的实施方式中的封口板以及利用该封口板的蓄电装置。另外，在以下的实施方式中，作为蓄电装置的一例，基于锂离子二次电池这样的非水二次电池的结构来进行说明。但本公开的蓄电装置并不限定于上述电池。本公开的蓄电装置也可以是碱性蓄电池、电容器等。
图1是部分地摘录示出本公开的实施方式中的蓄电装置10的立体截面图。图2是部分地摘录示出蓄电装置10的主视截面图。另外，在图1中，考虑图的易见度而省略赋予给蓄电装置10的切断面的阴影。此外，在图2中，考虑图的易见度，省略比蓄电装置10的切断面更靠里侧的空间的外形线的大部分。
如图1、图2那样，蓄电装置10具有：包含第1电极和第2电极的电极群11；收容电极群11的包装体12；将包装体12的开口部12b隔着衬垫14进行密封的封口板13；将封口板13和第1电极电连接的引线15；和设置于电极群11与封口板13之间的绝缘板16。
图3是部分地摘录示出封口板13的立体截面图。图4是图3的封口板13的主视截面图。
封口板13与电极群11(详细的结构后述)的第1电极电连接。因此，封口板13由导电构件构成。作为构成封口板13的材料，例如是铝、铜、镍、铁、钛或这些金属的合金。封口板13例如通过对上述金属板进行加工而成型。封口板13使用铝作为一例。封口板13例如是圆板。
如图3、图4那样，该封口板13具有：设置于外周缘的环状的凸缘部13a；位于比该凸缘部13a更靠封口板13的中心侧的位置且比凸缘部13a厚的环状的隆起部13b；位于比隆起部13b更靠上述中心侧的位置的在封口板13之中最薄的环状的脆弱部13c；位于比脆弱部13c更靠上述中心侧的位置的中继部13d；和位于比中继部13d更靠上述中心侧的位置且包含上述中心的中央部13e。脆弱部13c与凸缘部13a相比在封口板13的厚度方向(或蓄电装置10的高度方向)上更向第1方向离开，中继部13d向与第1方向为相反方向的第2方向突出。在此，在封口板13中，第1方向是封口板13的上方，第2方向设为封口板13的下方(与电极群11面对面的方向)。但也可以第1方向是下方，第2方向是上方。
凸缘部13a是具有上表面、下表面、以及将上表面和下表面相连的外周面的平板的环状。凸缘部13a在由后述的包装体12的槽部12d和铆接部12c隔着衬垫14在上述厚度方向上夹持的状态下向包装体12固定。通过减薄凸缘部13a，能减小槽部12d与铆接部12c之间的距离，能减小蓄电装置10的封口板13的配置空间。
隆起部13b在封口板13中是比凸缘部13a厚的部分。隆起部13b提高了封口板13的刚性。隆起部13b从凸缘部13a延伸，并且隆起部13b隆起成从凸缘部13a向上方突出。根据该结构，能在被凸缘部13a和隆起部13b隔开的空间中收容铆接部12c、衬垫14的一部分。因此，作为蓄电装置10，能有效利用无效空间。
脆弱部13c是环状，是封口板13中最薄的部分。脆弱部13c在蓄电装置10内的压力上升而超过给定的压力时在封口板13中优先断裂。然后，在断裂后，从断裂的部位将存积于蓄电装置10内的气体放出。通过脆弱部13c断裂，能抑制蓄电装置10内的压力过于上升而在蓄电装置10中从脆弱部13c以外的场所破裂。脆弱部13c在径向上与隆起部13b相邻。
脆弱部13c形成于隆起部13b的上端侧。因此，脆弱部13c从凸缘部13a向上方离开。
中继部13d是将脆弱部13c和后述的中央部13e相连的部分。中继部13d在径向上厚度不同。具体地，脆弱部13c侧薄，中央部13e侧厚。根据该结构，与例如随着接近中央部而变薄的中继部相比，脆弱部13c的形成更容易。此外，由于能避免在从脆弱部13c离开的部位另外设置薄的区域，因此，能提高脆弱部13c的工作的可靠性，并且能增厚中继部13d，因而能提高中继部13d的刚性。
在中继部13d的下表面，为了实现上述的厚度的大小关系而向下方突出地形成环状的斜面13f。该斜面13f的径向的一端与脆弱部13c的下表面连接。斜面13f的另一端与中央部13e的下侧的柱状部分的上端连接。此外，中继部13d的上表面是与径向平行的平坦的面。在这样的结构中，能将中继部13d形成得厚。斜面13f从径向观察与凸缘部13a重叠。进而，环状的斜面13f的一部分比凸缘部13a更向下方延伸。
中央部13e例如位于封口板13的中心，是封口板13中最厚的部分。中央部13e的下表面结合引线15的一端。此外，中央部13e的上表面可以具有与径向平行的平坦的面，并接合有将多个蓄电装置电连接的集电构件。另外，关于中央部13e，设想通过焊接与引线15接合的情况、通过焊接在中央部13e与集电板接合的情况，从而在封口板13中最厚，但若不考虑上述接合，则中央部13e也可以并非在封口板13最厚。例如中央部13e可以比隆起部13b更薄。
此外，中央部13e、中继部13d、脆弱部13c、隆起部13b的各上表面相互齐平。根据该结构，即使对封口板13从凸缘部13a等产生弯曲的力矩，也能与上述区域不齐平(具体地，作为封口板的上表面，具有凹陷)的封口板相比，各上表面相互拉伸，从而能抑制相同力矩所引起的变形。
通过如此地提高封口板13的刚性，即使凸缘部13a薄，作为封口板13也能提高给定以上的刚性。此外，通过在隆起部13b向上方隆起的状态下上述各区域齐平，与铆接部12c的上端的对位就变得容易。
图5A是作为封口板13的变形例的封口板23的主视截面图。图5B是作为封口板13的其他变形例的主视截面图。
如图5A那样，封口板23与封口板13相比，斜面23f在倾斜度上没有改变，保持固定的倾斜度不变地直接与中央部13e连接。通过这样的结构，封口板23的中继部23d特别易于使中央部23e侧进一步变厚。因此，中继部23d能进一步提高刚性。
如图5B那样，在封口板33中，中央部33e的下表面比封口板23大。根据该结构，在封口板23和封口板33的外径相等、中央部23e、33e的厚度相等的情况下，封口板33的中继部33d的斜面33f与封口板23的中继部23d的斜面33f相比，倾斜度变陡。通过倾斜度变陡，中继部33d变得比中继部23d厚，能提高中继部33d的刚性。
再次使用图1、2来说明蓄电装置10的结构。
电极群11例如具有带状的第1电极、带状的第2电极、和介于这些第1、第2电极之间的带状的分隔件。第1电极和第2电极以隔着分隔件的状态卷绕而构成电极群11。
第1电极例如是正极。正极例如具有片状的集电箔和形成于该集电箔的至少1面的复合材料层。集电箔由导电材料构成，例如是铝、铜、镍、铁、钛或这些金属的合金。电极群11的第1电极的集电箔作为一例而使用铝。复合材料层包含正极活性物质、导电粒子、粘合剂等。正极活性物质能举出锂复合金属氧化物等。
第2电极例如是负极。负极例如具有片状的集电箔和形成于该集电箔的至少1面的复合材料层。集电箔由导电材料构成，例如是铝、铜、镍、铁、钛或这些金属的合金。电极群11的第2电极的集电箔作为一例而使用铜。在复合材料层中包含负极活性物质、导电粒子、粘合剂等。负极活性物质能举出例如碳材料、硅化合物等。
分隔件使用绝缘材料。例如能举出含有聚丙烯的微多孔膜等。另外，本公开的蓄电装置中，可以第1电极是负极，第2电极是正极。
包装体12与第2电极电连接。因此，包装体12由导电构件构成。作为包装体12的材料，例如是铝、铜、镍、铁、钛或这些金属的合金。作为包装体12的材料，例如使用铁。
包装体12例如具有：圆筒状的筒部12a；在筒部12a中堵塞蓄电装置10的高度方向的一端的底部；和设置于筒部12a的上述高度方向的另一端的开口部12b。
在筒部12a的底部侧，将电极群11同电解液一起收容。这时，电极群11的卷绕轴方向与蓄电装置10的高度方向平行。也可以在电极群11与底部之间设置与绝缘板16相同的绝缘板。在该情况下，将第2电极和包装体12电相连的引线可以绕过绝缘板而与底部连接。或者，也可以在绝缘板形成贯通孔，引线贯通该贯通孔而延伸。可以在筒部12a的收容电极群11的空间之上形成环状的槽部12d。该槽部12d是在筒部12a的外周面在周向上延伸的凹陷，并且使筒部12a的内周面的对应的部位向径向突出。在该槽部12d的内周面上载置衬垫14。此外，可以是绝缘板16介于槽部12d与电极群11之间。绝缘板16可以由绝缘性的树脂、橡胶等构成。此外，可以在绝缘板16形成供引线15插通的贯通孔。
开口部12b是筒部12a中位于比槽部12d更靠上方的位置的区域。在开口部12b隔着衬垫14固定封口板13。
开口部12b的前端部分设有铆接部12c。在铆接部12c中，将开口部的前端部分弯曲形成为倒向封口板13的中心。铆接部12c通过弯曲成倒下，从而在封口板13的厚度方向上按压被衬垫14覆盖的封口板13的凸缘部13a的上表面以及下表面。铆接部12c同封口板13、衬垫14一起将开口部12b密封。进而，由于铆接部12c与第2电极电连接，因此，铆接部12c有时作为集电构件的连接点而发挥功能。
衬垫14例如是绝缘性的弹性体。衬垫14可以是筒状，在封口板13的厚度方向的下端具有带有贯通孔的底部。该底部介于凸缘部13a的下表面与槽部12d的内周面之间，并且被铆接部12c压缩。此外，封口板13的隆起部13b、脆弱部13c、中继部13d、中央部13e从衬垫14的底部的贯通孔向包装体12内露出。
衬垫14的筒状部分的上端弯曲成同铆接部12c一起倒下。通过被弯曲，从而衬垫的上端就介于凸缘部13a的上表面与铆接部12c之间。
衬垫14可以在筒状部分的上端的前端部分具有以同铆接部12c一起倒下的状态在封口板13的厚度方向上延伸的壁部14a。通过该壁部，易于将铆接部12c和封口板13电绝缘。该壁部14a比铆接部12c更接近于比凸缘部13a更向上方突出的隆起部13b的侧面，并且与该侧面抵接。根据该结构，能使铆接部12c在径向上向电池的内方延长。由此，在将铆接部12c用作上述连接点的情况下，能扩大能与集电构件连接的区域。此外，与隆起部13b的侧面抵接的壁部14a的上端可以在上述厚度方向上比封口板13的上端高。根据该结构，铆接部12c和封口板13被壁部14a隔开，能将封口板13和铆接部12c更容易地绝缘。
引线15将电极群11的第1电极和封口板电连接。引线15由导电材料构成。作为引线15的材料，例如能举出铝、铜、镍、铁、钛或这些金属的合金。引线15是条带状，其一端与第1电极的未形成复合材料层的部分连接。并且，另一端与封口板13的中央部13e的下表面接合。
图6A是表示蓄电装置10的变形例的立体截面图。图6B是表示蓄电装置10的其他变形例的立体截面图。在图6A、图6B中，考虑图的易见度，省略赋予给蓄电装置10的切断面的阴影。
如图6A那样，在蓄电装置10的变形例中，取代衬垫14而具有衬垫44。衬垫44的壁部44a与隆起部13b的侧面抵接，在这点上与壁部14a共通。但壁部44a也可以是一部分从封口板13离开。
如图6B那样，在蓄电装置10的其他变形例中，取代衬垫14而具有衬垫54。位于衬垫54的前端的壁部54a配置成覆盖铆接部12c的前端。由此，能将封口板13和铆接部12c更可靠地绝缘。
产业上的可利用性
本公开的封口板以及利用该封口板的蓄电装置作为封口板而可靠性提升。因此，能实现更高性能的蓄电装置的充放电、更严酷的环境下的充放电。因此，本公开的封口板以及利用该封口板的蓄电装置能在电子设备的电源、驱动体的驱动电源等宽广的领域中使用。
附图标记的说明
10蓄电装置
11电极群
12包装体
12a筒部
12b开口部
12c铆接部
12d槽部
13、23、33封口板
13a凸缘部
13b隆起部
13c脆弱部
13d、23d、33d中继部
13e、23e、33e中央部
13f、23f、33f斜面
14、44、54衬垫
14a、44a、54a壁部
15引线
16绝缘板。

Claims (9)

1.一种封口板，用在蓄电装置中，
所述封口板具备：
环状的凸缘部，设置于外周缘；
环状的隆起部，位于比所述凸缘部更靠中心侧的位置，且比所述凸缘部厚；
脆弱部，位于比所述隆起部更靠中心侧的位置，在所述封口板中最薄；
环状的中继部，位于比所述脆弱部更靠中心侧的位置；和
中央部，位于比所述中继部更靠中心侧的位置，且包含所述封口板的中心，
在所述封口板的厚度方向上，所述脆弱部向与所述厚度方向平行的第1方向从所述凸缘部离开，
所述中继部在所述厚度方向上向与所述第1方向为相反方向的第2方向突出。
2.根据权利要求1所述的封口板，其中，
所述第1方向是封口板的上方，所述第2方向是封口板的下方，
所述中继部的下表面具有突出的斜面，
所述隆起部从所述凸缘部的上表面向上方突出，
所述脆弱部位于比所述凸缘部更靠上的位置，
所述中继部的斜面形成于所述中继部的下表面，
所述中继部的中央部侧比脆弱部侧厚。
3.根据权利要求2所述的封口板，其中，
从所述径向观察，所述中继部的所述斜面与凸缘部重叠。
4.根据权利要求2所述的封口板，其中，
所述中继部的上表面是平坦面，
所述脆弱部的上表面、所述隆起部的上表面和所述中继部的上表面齐平。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的封口板，其中，
在所述封口板中，所述中央部最厚。
6.一种蓄电装置，具备：
电极群，包含第1电极和第2电极；
包装体，收容所述电极群；和
封口板，隔着绝缘性的衬垫堵塞所述包装体的开口部，
所述封口板是权利要求1～5中任一项所述的封口板，
所述第1电极与所述封口板电连接，
所述第2电极与所述包装体电连接。
7.根据权利要求6所述的蓄电装置，其中，
所述包装体具有：
在内部收容所述电极群的筒部；
堵塞所述筒部的一端的底部；和
设置于所述筒部的另一端的所述开口部，
所述筒部具有槽部，该槽部通过所述筒部的外周面呈环状凹陷以使得所述筒部的内周面向所述径向突出而成，
所述衬垫为筒状，并且覆盖所述封口板的所述凸缘部的上表面、下表面、以及将所述凸缘部的上表面和下表面相连的外周面，
所述封口板隔着筒状的衬垫设置在所述槽部的内周面上，
所述包装体的所述开口部具有倒向所述中心并隔着所述衬垫与所述凸缘部的上表面抵接的铆接部。
8.根据权利要求7所述的蓄电装置，其中，
所述封口板的所述隆起部从所述凸缘部的上表面向上突出，
覆盖所述凸缘部的上表面的所述衬垫具备环状的壁部，该壁部延伸至比所述铆接部更靠所述隆起部的附近，并且与所述隆起部的外侧面抵接。
9.根据权利要求8所述的蓄电装置，其中，
所述壁部的上端位于比所述封口板的上端更靠上的位置。
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