CN1350336A - 密闭型电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能确实地进行漏泄检查的密闭型电池、密闭型电池的制造方法和密闭型电池的漏泄检测方法,它是将除了电解液注液口以外都密闭的电池罐内部排气之后,用具有大气压以上压力的含有氦气的气体对从电解液主液口注入的电解液进行加压,在注入了电解液和含有氦气的气体之后将电解液注液口封住,由此制造含有氦气的密闭型电池,以及它的制造方法和漏泄检测方法。

Description

密闭型电池及其制造方法
本发明涉及密闭型电池，涉及那种能检查电解液的漏液的密闭型电池，尤其是能用高灵敏度进行确实的检查的锂离子电池。
锂离子电池等密封型电池是将电池结构元件装在电池罐里后，将设有外部连接端、安全阀、电解液注液口等的顶盖焊接上，将电解液注液口以外的部分都加以密封，从电解液注液口注入电解液之后，将封口片装在电解液注液口上、用激光焊接进行封口，由此制作成密封电池。
在制造密封电池时，由于封口时的焊接不良、或者由于借助绝缘材料装配的外部连接端部的敛缝不良等都会使电解液漏泄、或者使外界大气中的水分浸入到电池内部。封口不良的密闭型电池有可能使电池性能恶化，还可能会发生由于电解液的漏液而引起机器损伤等问题。
因此，封口不良的电池不能出厂，需进行漏泄的检查，而一般是作外观检查，即凭视觉、检查封口后进行过充电的电池，确认由电解液的漏液造成表面的污垢等。
但是，凭人们视觉进行的检查方法有可能会发生因检查人员的个人差错而引起的误差，而且在有细微的封口不良等部位时，由于漏泄量极细微，用这种在出厂时受时间限制的检查方法很难发现有这样细微封口不良的电池，因此有可能造成问题。
为此，提出一种不依靠人们视觉等感官的、用气密试验装置的气密试验方法。例如，在日本专利公报特开平9-115555号中提出的方法，它是把被试验电池放在密闭容器内、将内部的气体减压后，测定密闭容器内的压力变化的方法，但用压力变化不能在短时间里正确地检测出漏泄电池。
在日本专利公报特开平4-25738号中记载了一种气密检查装置，它是在组装电池的工序中、在将盖体装配到电池槽上之后，将氢气加压地供到电池槽内，用半导体型气体传感器检测漏泄的氢气的。但这种装置不能检查注入了电解液的密闭型电池成品的漏泄，而且由于使用氢气这种爆炸性气体，因而在安全方面也有问题。
又如在日本专利公报特开平11-307136号中记载的气密试验装置，它是在将盖体与电池槽相结合之后，安装上覆盖电池槽与盖体的结合部的外套，将氦气供到电池槽内部，吸引外套内部的空气、通过对吸引空气中的氦气的检测，判断气密性的，但是，这种装置是检查在制造工序中的电池槽与盖体的结合，不能检查注入了电解液之后的密闭电池成品的漏泄。
本发明的目的是提供一种能确实发现密闭型电池的细微封口不良部位的密闭型电池，并且提供一种能确实不让封口不良的电池出厂的密闭型电池的制造方法。
为了达到上述目的而作出的本发明的密闭型电池，其特征在于：在其内部含有稀有气体。
所述的密闭型电池，其特征在于：上述稀有气体是氦气。
密闭型电池的制造方法，其特征在于：将除了电解液注液口以外都密闭的电池罐内部排气之后，用含有大气压以上压力的稀有气体的气体对从电解液注液口注入的电解液进行加压，在注入过电解液和含有稀有气体的气体之后将电解液注液口封住。
所述的密闭型电池的制造方法，其特征在于：设有推压机构，它是在供给含有稀有气体的气体时，推压电池罐壁面、以防止电池罐变形。
所述的密闭型电池的制造方法，其特征在于：上述的稀有气体是氦气。
密闭型电池的漏泄检测方法，其特征在于：用稀有气体漏泄检测装置、测定稀有气体浓度，由此对含有稀有气体的密闭型电池进行漏泄检测。
所述的密闭型电池的漏泄检测方法，其特征在于：将密闭型电池放在密闭容器内，在将密闭容器内部减压的状态下，测定从密闭型电池漏泄的稀有气体的浓度，由此进行漏泄检测。
所述的密闭型电池的漏泄检测方法，其特征在于：将密闭型电池放在设有多个检测槽的漏泄检测支架的检测槽里，将与漏泄检测装置相连接的漏泄检测头气密地装在各个检测槽上，测定从密闭型电池漏泄的稀有气体的浓度。
所述的密闭型电池的漏泄检测方法，其特征在于：上述稀有气体是氦气。
图1是说明制造本发明密闭型电池的工序的图、是说明将电解液和氦气注入到电池罐内的装置的示意图。
图2是按顺序说明本发明的电解液和氦气注入装置动作的示意图。
图3是说明防止电池罐变形的机构的示意图。
图4是说明漏泄检查方法的一个例子的示意图。
图5是说明漏泄检查方法的另一个例子的示意图。
图6是说明漏泄检查方法的另一个例子的示意图。
图7是说明漏泄检查方法的另一个例子的示意图。
下面，参照着图来说明本发明的实施例。
本发明是在组装密闭型电池工序中、在将氦气充填到密闭型电池内之后、通过将其封口而制造成含有氦气的密闭型电池，用氦气漏泄检测装置检测从密闭型电池漏泄的氦气浓度，由此能确实发现封口不良的密闭型电池。
图1是说明制造本发明密闭型电池的工序的图、是说明将电解液和氦气注入到电池罐内的装置示意图。
其是将电池结构元件2装在电池罐1内，用激光焊接等方法将具有电解液注液口3、外部电极取出端头4和电池内部压力上升时防止电池破裂等的压力开放阀等的盖体5装配到电池罐1上部的开口部上，由此形成电池罐1，然后将电解液注液装置6的注液喷嘴7装到设置在盖体5上的电解液注液口3上。在注液喷嘴7上设有O型密封圈8等气密保持机构，在盖体的壁面受压碰时能保持气密。
在电解液注液装置6上设有用于排除电池罐内气体的排气机构9和将注液喷嘴7与排气机构9相结合的排气阀10。
贮留一定量电解液的电解液筒11借助电解液注液阀12与注液喷嘴7相连接，与电解液13的贮藏机构14相结合的电解液供给机构15借助电解液供给阀16与电解液筒11相连接。
在电解液筒11上借助加压阀18连接着氦气供给机构17。
图2是按顺序说明本发明的电解液和氦气的注入装置的动作的示意图。
如图2(A)所示，将电池结构元件装在电池罐1内、用激光焊接等方法将设有电解液注液口3的盖体5装配到电池罐1上部的开口部上，由此形成电池罐1，把电解液注液装置6的注液喷嘴7气密地装到盖体5上所设置的电解液注液口3上。接着、使排气机构9动作，将连接注液喷嘴7和排气机构9的排气阀10打开，对电池罐内进行排气，而且借助电解液供给阀16、从电解液供给机构15、把电池所需要的一定量电解液注入到电解液筒11里。
接着如图2(B)所示，将排气阀10和电解液供给阀16关闭，打开电解液注液阀12。由于使电池罐内减压，因而可由电池罐内和电解液筒11的压力差，开始将电解液向电池罐内注入。
当电解液筒11内的电解液开始注入时，如图2(C)所示地，将与氦气供给机构17相连接的加压阀打开，由于电解液筒11内的电解液由氦气加压，因而电解液迅速地向电池罐内注入，而且氦气也溶在电解液里被注入，并作为气体从电解液注液口注入到电池内部，使电池内部充满氦气体。
在注入电解液和氦气时，由于电池罐从内部加压，根据电池罐的大小和种类等不同，发生电池罐的壁面膨胀而变形等现象，因而最好在电池罐加压时，抑制由电池罐膨胀而引起的变形。
图3是说明防止电池罐变形的机构的示意图。
在从电解液注液喷嘴7开始注入电解液之后，将加压阀18打开，由氦气对电解液筒11内的电解液进行加压，而且用推压机构20从两侧推压电池罐的壁面21、防止电池罐1的壁面21发生变形。
推压电池罐的壁面的压力是根据注入到电池罐内的电解液的压力而确定的压力，最好用与加压力相等的压力进行推压。
虽然本发明的电解液和氦气注入装置可根据电池活性物质的种类、电池的形状、结构等任意地设定，但在电池罐内部的排气是1.07kPa～1.33kPa时、经过5秒～7秒钟时间排气的状态下，确认了在2秒钟时间左右还能保持其减压度、使真空度稳定、没有漏泄等之后，将排气阀关闭，开始注入电解液，在电解液开始注入之后经过4～10秒钟，打开加压阀，用氦气加压，氦气的压力最好取表压为0.08MPa～0.2Mpa。
例如，若用本发明的电解液注液装置，即使是从设置在纵向为48mm、横向是30mm、厚度为6mm的电池上的直径为1mm的电解液注液口注入粘稠性的非水电解液也可用60秒钟时间进行注液。
而且在氦气里可混和其他稀有气体类，或者可混和氮气、二氧化碳等，由于增加稀有气体以外的含有量时使漏泄检测能力降低，因而以氦气等稀有气体的含有量较大的为好。而且在没有稀有气体的情况下，由于分子较小的氦气容易通过细微的漏泄部位，因而用氦气较好。
在以上的说明中是把氦气用作电解液注液时的加压用气体，而且是与电解液的注入同时地将氦气导入电池罐内的方法，但也可将电解液的注液和氦气的注入分别地进行。
这种场合下，是另外从注液口将氦气注入到已结束了电解液注液的电池罐内的方法，即、可将已结束了电解液注液的电池罐设置在密闭室内，将密闭室排气、减压后，将氦气充满地注入到密闭室内的方法。
下面说明本发明的含有氦气的密闭型电池的漏泄检查方法。
图4是说明漏泄检查方法的一个例子的示意图。
如图4(A)所示，用激光焊接机构30将设置在电池罐1的盖体上的电解液注液口3封住，由此制作密闭型电池31，在进行初始充电之后，如图4(B)所示地将密闭型电池31设置在漏泄检测腔室32内，用氦气漏泄检测器33，吸引漏泄检测腔室32内的气体，测定氦气浓度，由此就能检测出电池有无漏泄。
还可以如图4(C)所示，将减压装置34与漏泄检测腔室32相连接，将漏泄检测腔室内减压，这样使检测对象的电池内外的气压差增大，由此提高了从细微漏泄部位漏泄的速度，可以促进漏泄的检查。
图5是说明漏泄检查方法的另一个例子的示意图。
在漏泄检测腔室32内，将多个密闭型电池31放在电池支架35上后，设置在漏泄检测腔室32内，用氦气漏泄检测器33吸引漏泄检测腔室32内的气体并测定氦气的浓度，在检测到氦气的场合下，将被检测的电池支架上的各个密闭型电池与上述图4所示方法同样地、设置在漏泄检测腔室32内，用氦气漏泄检测器33、吸引漏泄检测腔室32内的气体并测定氦气的浓度后，即可定出漏泄的电池。
图6是说明漏泄检查方法的另一个例子的示意图。
这个方法是将氦漏泄检测器33的检漏头的探针36接近密闭型电池31的周围焊接部位等有可能产生漏泄的部位，确认有无漏泄，用这方法能确认电池的漏泄。
图7是说明漏泄检查方法的另一个例子的示意图，是立体图。
将要检测漏泄的密闭型电池31放在检测支架37上所设置的多个检测槽38内，将装配着漏泄检测探针39的检测头40分别气密地装在检测槽上，通过测定多个检测槽内氦气浓度就能检测出有无漏泄。而且也可以在装上检测头之后，将检测槽内减压、然后进行测定。
通过将检测头安装在能向x、y、z等3轴方向移动到任意位置的运送装置，而且，设置将检测到漏泄的电池除去的机构，就能将漏泄检测工序自动地进行。
本发明的含有氦气的密闭型电池能适用于锂离子电池等非水系电解液电池、用聚合物电解质的电池、镍氢电池、密闭型铅电池等水系电解液电池。
用本发明的含有氦气的密闭型电池，能用测定装置，无误差而且确实地测定密闭型电池的封口部位、或者导电连接端头的引出部位等有可能漏泄的部位，能消除漏泄不良的电池因失误而出厂的可能性，能提高出厂电池的可靠性。

Claims (12)

1、一种密闭型电池，其特征在于：在其内部含有稀有气体。
2、如权利要求1所述的密闭型电池，其特征在于：上述稀有气体是氦气。
3、一种密闭型电池的制造方法，其特征在于：将除了电解液注液口以外都密闭的电池罐内部排气之后，用具有大气压以上压力的含有稀有气体的气体对从电解液注液口注入的电解液进行加压，在注入了电解液和含有稀有气体的气体之后将电解液注液口封住。
4、如权利要求3所述的密闭型电池的制造方法，其特征在于：上述的稀有气体是氦气。
5、如权利要求3所述的密闭型电池的制造方法，其特征在于：设有推压机构，它是在供给含有稀有气体的气体时，推压电池罐壁面、以防止电池罐变形的。
6、如权利要求5所述的密闭型电池的制造方法，其特征在于：上述的稀有气体是氦气。
7、一种密闭型电池的漏泄检测方法，其特征在于：用稀有气体漏泄检测装置测定稀有气体浓度，由此对含有稀有气体的密闭型电池进行漏泄检测。
8、如权利要求7所述的密闭型电池的漏泄检测方法，其特征在于：上述的稀有气体是氦气。
9、如权利要求7所述的密闭型电池的漏泄检测方法，其特征在于：将密闭型电池放在密闭容器内，在将密闭容器内部减压的状态下，测定稀有气体的浓度，由此进行漏泄检测。
10、如权利要求9所述的密闭型电池的漏泄检测方法，其特征在于：上述的稀有气体是氦气。
11、如权利要求7所述的密闭型电池的漏泄检测方法，其特征在于：将密闭型电池放在设有多个检测槽的漏泄检测支架的检测槽里，将与漏泄检测装置相连接的漏泄检测头气密地装在各个检测槽上，测定从密闭型电池漏泄的稀有气体的浓度。
12、如权利要求11所述的密闭型电池的漏泄检测方法，其特征在于：上述的稀有气体是氦气。
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