CN1784795A - 密封电池 - Google Patents
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Abstract
一种密封电池，用封口部件隔着绝缘密封垫片(7)对电池壳体(2)的开口部(2a)进行封口，或者，用在过滤器(9)内隔着内部密封垫片(10)将封口部件卷边而形成的封口单元(8)，对电池壳体(2)的开口部(2a)进行封口，而且，在封口部件上设置薄板状密封垫片(16)，将电池壳体(2)的开口部(2a)向内侧卷边，用绝缘密封垫片(7)及薄板状密封垫片(16)、或者绝缘密封垫片、薄板状密封垫片(16)及内部密封垫片(10)进行密闭封口，由此，可在确保充分的压缩量的状态下进行卷边封口。
Description
技术领域
本发明涉及一种密封电池，尤其是采用液体防漏性突出的卷边封口方式的密封电池。
背景技术
近年来，携带式电子产品的小型化、薄型化、及高功能化的发展很显著，随此也对成为其电源的电池也提出了小型、薄型且高容量化的要求。作为可实现小型且高容量的电池，锂类电池很有效，其中扁平的方形锂离子二次电池适合设备的薄型化，作为反复使用的电池在携带式电话等携带式电子产品中的使用在增加。
但是，作为方形密封电池的封口结构，已知有在电池壳体的开口部通过密封垫片配置封口材料，将电池壳体的开口部往里卷边而压缩密封垫片进行封口的结构(例如参照日本特开平8-162076号公报，特开2000-357495号)。
这种类型的密封电池的结构例参照图6进行说明，那么电池壳体21内收容着由极板组和电解液形成的发电单元22。从电池壳体21的开口部21a的上端开始在规定位置的外周面形成环状沟，在通过此环状沟向内部膨出形成的环状支持部23上方熔接固定着形成有开口部24a的接收板24。在接收板24上方隔着绝缘密封垫片25配置着金属板26，金属板26与发电单元22的一个电极经导线27连接，并且，封口板26上方以电连接的状态配置着成为外部连接端子的盖28。在此状态下，将电池壳体21的开口部21a的上端部向内侧卷边加工，由此，隔着绝缘密封垫片25使金属板26被固定并封口。绝缘密封垫片25是具有连接在金属板26底面的底壁25a和连接在电池壳体21的开口部21a的内周的上壁25b的方桶形，在其底壁25a具有与接收板24的开口部24a对应的开口部25c，且在底壁25a的内面外围部突出设置有环状的密封突出部29。在金属板26上形成随着电池内压上升而断裂的薄壁部26a，在成为外部连接端子的盖28上形成气体排出孔28a。
而且，还已知如图7所示的、代替图6的金属板26而配置了封口单元30的结构。封口单元30在过滤器31内部配置着内部密封垫片32，该内部密封垫片32是具有底壁32a和上壁32b的方筒形，并在底壁32a形成了开口部32c。而且，在此内部密封垫片32的底壁32a的上下方配置了由上下一对的上阀体33和下阀体34构成的安全机构35，该上阀体33和下阀体34具有在开口部32c内相互连接中央部的杯部33a、34a，当电池内压上升时，下阀体的杯部34a破裂，上阀体的杯部33a反转而阻断通电路径。在安全机构35的上部配置着PTC元件35和成为外部连接端子的盖37。在此状态下，将过滤器31的开口部31a向内侧卷边加工，通过内部密封垫片32固定盖37、PTC元件36及安全机构35而形成封口单元30。
但是，在图6、图7所示的结构中，电池壳体21的厚度尺寸W小的薄型电池不能使成为绝缘密封垫片25或绝缘密封垫片25及内部密封垫片32的压缩点的上壁25b、32b的厚度充分大，在往内侧收敛电池壳体21或电池壳体21及过滤器31的开口部21a、31a而在与成为外部连接端子板的盖28、37的上表面之间卷边密封绝缘密封垫片25或绝缘密封垫片25及内部密封垫片32时，不能确保充分的压缩量，因此，即使限制环状支持部23和电池壳体21的上端面之间的尺寸d1、或者与电池壳体21的上端面之间的尺寸d1及过滤器31的上下端面之间的尺寸d2，来卷边这些电池壳体21或电池壳体21及过滤器31，也不能确保必要的压缩量，所以多发生不能确保密封性的情况，存在液体泄漏防止性的可靠性低的问题。
发明内容
本发明鉴于上述过去的问题点而提出，目的在于提供一种密封电池，在薄型电池中也能够以简单又低成本的结构确保密闭性，可以得到可靠性很高的液体泄漏防止性。
为解决上述问题，本发明的密封电池，用封口部件隔着绝缘密封垫片对电池壳体的开口部进行封口，或者，用在过滤器内隔着内部密封垫片将封口部件卷边而形成的封口单元，对电池壳体的开口部进行封口，而且，在封口部件上设置薄板状密封垫片，将电池壳体的开口部向内侧卷边，用绝缘密封垫片及薄板状密封垫片、或者绝缘密封垫片、薄板状密封垫片及内部密封垫片进行密闭封口。
根据此结构，为达到密封电池的薄型化，即使不能增加与电池壳体的开口部上端部或封口单元的过滤器上端部分别对应的绝缘密闭垫片、内部密闭垫片的壁厚，因在电池壳体的开口部上端部、或者成为过滤器上端部和封口部件的压缩点的部分夹设薄板状密闭垫片，因此可以加大这些密闭垫片的总压缩量，即使有些卷边误差，也能确保必要的密封性，可以得到高可靠性的漏液防止性能。
而且，薄板状密闭垫片若采用弹性恢复系数比绝缘密闭垫片、或绝缘密闭垫片及内部密闭垫片大的材料，密封性会进一步提高。而且，即使弹性恢复系数大的材料比较贵，但因与成型时浪费比较大的绝缘密闭垫片或绝缘密闭垫片及内部密闭垫片不同，薄板状密闭垫片浪费较少，所以成本不会提高。
并且，增加绝缘密闭垫片、或在过滤器内卷边收容的内部密闭垫片的上面的壁厚，将电池壳体的开口部向内侧卷边，用绝缘密闭垫片或绝缘密闭垫片及内部密闭垫片进行密闭封口，也能实现与壁厚部同上述薄板状密闭垫片相同的作用和效果。
进而，通过在绝缘密闭垫片和/或内部密闭垫片的卷边加工时的压缩点设置环状的薄板突起部，并且在其上设置弹性恢复系数比上述密闭垫片大的薄板状密封垫片，能利用绝缘密闭垫片及/或内部密闭垫片的底壁的密封突起部来压缩弹性恢复系数大的薄板状密闭垫片，所以，即使在高温状态等苛刻的条件下长时间保存，也能防止密封突起部的变形，确保充分的封口耐压。
附图说明
图1A～图1B表示本发明的第1实施方式的密封电池，图1A是全体立体图，图1B是沿图1A的A-A箭头的放大纵剖侧视图。
图2A～图2B表示本发明的第2实施方式的密封电池的封口单元，图2A是纵剖侧视图，图2B是内部密封垫片的卷边前的纵剖侧视图。
图3表示本发明的第3实施方式的密封电池的主要部分的纵剖侧视图。
图4表示本发明的第4实施方式的密封电池的封口单元的纵剖侧视图。
图5表示本发明的第5实施方式的密封电池的主要部分的纵剖侧视图。
图6表示现有密封电池的主要部分的纵剖侧视图。
图7表示其他现有密封电池的主要部分的纵剖侧视图。
具体实施方式
(第1实施方式)
下面，参照图1A～图1B说明本发明的第1实施方式的密封电池。
在图1A～图1B，1是由锂离子二次电池构成的扁平的方形密封电池，电池壳体2内包含着把正极板和负极板经隔板层叠的极板组、和由电解液构成的发电单元3。在电池壳体2的开口部2a，从其上端部2b在规定位置的外周面形成环状沟，在通过此环状沟往内部膨出形成的环状支持部6上熔接固定着形成有开口部4a的接收板4。
接收板4上隔着绝缘密封垫片7配置着封口单元8，在此状态下，把电池壳体2的开口部2a往内侧进行卷边加工，从而，在隔着绝缘密封垫片7同电池壳体2绝缘的状态被封口。绝缘密封垫片7由PP或PE的树脂成型品构成，其形状是方形筒状，其具有与接收板4的上表面和封口单元8下表面接触的底壁7a、和与电池壳体2的开口部2a的内周接触的上壁7b，在其底壁7a具有与接收板4的开口部4a对应的开口部7c，且底壁7a上表面的外周部突出设置了环状的密封突出部7d。
封口单元8具有底壁9a和周壁9b，在底壁9a上设置了形成有开口部9c的方筒形的金属制过滤器9，过滤器9和发电单元3的一个电极通过导线(未图示)连接着。并且，发电单元3的另一个电极与电池壳体2连接着。在过滤器9的内部收容配置着具有底壁10a和上壁10b、且在底壁10a形成有开口部10c的方筒形的绝缘性内部密封垫片10。内部密封垫片10由PP或PE等廉价的树脂成型品构成。
在内部密封垫片10的底壁10a的上下方，设置了由上下一对的上阀体11和下阀体12构成的安全机构13，该上阀体11和下阀体12具有在开口部10c内各自中央部相互连接的杯部11a、12a。此安全机构13的结构是，当电池内压上升时，下阀体的杯部12a破裂，同时上阀体的杯部11a反转而阻断通电路径，通过在成为外部连接端子的盖15中设置的气体排放孔(未图示)往外部排出电池内压。在内部密封垫片10的底壁10a的上表面的外周部突出设置了与上阀体11的下表面压接的环状的密封突出部10d。
在安全机构13的上部设置了具有开口部14a的PTC元件14和成为外部连接端子的盖15，作为封口部件，在其上设置了薄板状密封垫片16。此薄板状密封垫片16也可以用PP或PE的树脂薄板构成，适合使用弹性恢复系数大的聚四氟乙烯(PTFE)或全氟烷氧基树脂(PFA)的树脂薄板。
在过滤器9内这样收容设置了内部密封垫片10、安全机构13、PTC元件14、成为外部连接端子的盖15及薄板状密封垫片16的状态下，将过滤器9的开口部9d向内侧卷边加工而固定，由此构成封口单元8。其盖15经PTC元件14、安全机构13、过滤器9及导线(未图示)同发电单元3的一个电极电连接。
根据上述的构成，为实现厚度W小的薄型密封电池1，即使封口单元8的内部密封垫片10使用与过滤器9的周壁9b接触且成为压缩点的上壁10b的厚度为0.1～0.2mm程度的薄的密封垫片的情况下，在对卷边过滤器9的开口部9d进行卷边时，因为在与盖15之间重叠夹设了与内部密封垫片10的上壁10b相同的0.1～0.2mm程度的薄板状密封垫片16，所以，可以增大密封垫片的总压缩量，即使有一些过滤器9的开口部9d的卷边误差，也能够确保必要的密封性，可以获得可靠性高的液漏防止性。
尤其是，若薄板状密封垫片16由弹性恢复系数比内部密封垫片10大的PTFE或PFA构成，则可以进一步提高密封性，且即使这样的材料价格高，也能像内部密封垫片10也用这样的材料构成的情况那样进行成型，而没有大量的材料浪费，成本也不会增加。
作为薄板状密封垫片16的弹性恢复系数，从液漏防止性和设置可能的厚度的观点考虑，最好是绝缘密封垫片、或者绝缘密封垫片及内部密封垫片的弹性恢复系数的2倍～5倍的范围。
在上面的说明中，以在封口单元8的盖15上设置薄板状密封垫片16、在过滤器9的开口部9d和盖15之间的压缩点双重夹设内部密封垫片10的上壁10b和薄板状密封垫片16为例进行了说明，但是，也可以在封口单元8上也设置相同的薄板状密封垫片、在电池壳体2的开口部2a和封口单元8之间的压缩点双重夹设绝缘密封垫片7的上壁7b和薄板状密封垫片。
(第2实施方式)
下面，参照图2A～图2B说明本发明的第2实施方式的密封电池。在下面的实施方式的说明中，对于与前面的实施方式相同的构成要素，使用相同的参照标记并省略其说明，主要对不同点进行说明。
在本实施方式的封口8中，在与内部密封垫片10的盖15的上表面接触的部分，如图2B所示，形成比内部密封垫片10的侧壁10e更向外径侧膨起的壁厚部17。此壁厚17即使向内径侧膨起其功能也相同，如果往内径侧膨起，由于上阀体11、PTC元件14及盖15的插入设置困难，所以最好是向外径侧膨起而形成。
作为膨起的壁厚部17的厚度，从液漏防止性和设置可能的厚度的观点考虑，最好是侧壁10e的1.2倍～2.5倍的范围。
在这样的结构中，壁厚部17可以具有与上述薄板状密封垫片16相同的作用，获得相同的效果。
(第3实施方式)
下面，参照图3说明本发明的第3实施方式的密封电池。
在上述的实施方式的说明中，是以用封口单元8隔着绝缘密封垫片7对电池壳体2的开口部进行封口的例子进行了说明，在本实施方式中，在绝缘密封垫片7的内部设置了作为封口部件的PTC元件14和盖15，来代替封口单元8，在此盖15上面设置了薄板状密封垫片16。
而且，在绝缘密封垫片7的底壁7a的上下方，设置了由上下一对的上阀体11和下阀体12构成的安全机构13，该上阀体11和下阀体12具有在开口部7c内其中央部相互连接的杯部11a、12a。并且，接收板4上方夹设了与下阀体12之间进行绝缘的绝缘板18。此绝缘板18中形成了对应开口部4a的开口部18a。在此状态下，将电池壳体2的开口部2a的上端部进行卷边。
在本实施方式中，在电池壳体2的开口部2a的上端部和作为封口部件的盖15之间双重夹设了薄板状密封垫片16和绝缘密封垫片7的上壁7b，因此，可以加大压缩点处的密封垫片的总压缩量，即使有一些电池壳体2的开口部2a的卷边误差，也能确保必要的密封性，可以获得可靠性高的漏液防止性。
(第4实施方式)
下面，参照图4说明本发明的第4实施方式的密封电池。
在本实施方式的封口单元8中，在内部密封垫片10的底壁10a的上表面的外周部突出设置了环状的密封突出部10d，并且在此底壁10a的上表面上方设置了弹性恢复系数比内部密封垫片10大的薄板状密封垫片19。在该薄板状密封垫片19上设置了安全机构13的上阀体11，在其上设置了作为封口部件的PTC元件14及盖15和薄板状密封垫片16。
在此状态下，通过将电池壳体2的开口部2b向内侧卷边，与第1实施方式相同地把内部密封垫片10的上壁10b和薄板状密封垫片16在与盖15的上表面之间进行压缩封口，进而在PTC元件14和过滤器9的底壁9a之间，通过内部密封垫片10的底壁10a的密封突出部10d使弹性恢复系数大的薄板状密封垫片19被压缩。
根据实施方式，在第1实施方式的效果之外，还具有以下效果，即，通过在作为封口部件的PTC元件14和在与其对置的内部密封垫片10的底壁10a上设置的环状的密封突出部10d之间的压缩点，夹设弹性恢复系数大的薄板状密封垫片19，可确保高密封性，即使在高温状态等苛刻条件下长时间保存，也可防止密封突出部10d的变形，可确保充分的封口耐压。
而且，在本实施方式中，以并用盖15上方的薄板状密封垫片16和PTC元件14下方的薄板状密封垫片19为例进行说明，但即使是只设置了薄板状密封垫片19的结构，也能实现其效果。
(第5实施方式)
下面，参照图5说明本发明的第5实施方式的密封电池。
上述第4实施方式中，以在与第1实施方式相同地用封口单元8隔着绝缘密封垫片7对电池壳体2的开口部2a封口的结构中，设置薄板状密封垫片19为例进行了说明，但是，在本实施方式中，是在与第3实施方式相同地在绝缘密封垫片7的内部代替封口单元8而设置了PTC元件14和盖15作为封口部件的封口结构中，在绝缘密封垫片7的底壁7a上表面的外周部突出设置了环状的密封突出部7d，并且在此底壁7a的上表面上方设置了弹性恢复系数比绝缘密封垫片7大的薄板状密封垫片19。
在本实施方式中，也与第4实施方式相同，在作为封口部件的PTC元件14和与其对置的绝缘密封垫片7的底壁7a中突出设置的环状密封突出部7d之间夹设了弹性恢复系数大的薄板状密封垫片19，从而确保了高密封性，在高温状态等苛刻条件下长时间保存，也可防止密封突出部7d的变形，可确保充分的封口耐压。
如上所述，根据本发明的密封电池，在用封口部件隔着绝缘密封垫片对电池壳体的开口部进行封口、或者用在过滤器内隔着内部密封垫片将封口部件卷边而形成的封口单元对对电池壳体的开口部进行封口时，在封口部件上设置薄板状密封垫片，将电池壳体的开口部向内侧卷边，用绝缘密封垫片及薄板状密封垫片、或者绝缘密封垫片、薄板状密封垫片及内部密封垫片进行密闭封口，从而可以加大密闭垫片的总压缩量，即是有一些卷边误差，也能确保必要的密封性，可以得到高可靠性的漏液防止性能。
Claims (4)
1.一种密封电池，用封口部件隔着绝缘密封垫片(7)对电池壳体(2)的开口部(2a)进行封口，或者，用在过滤器(9)内隔着内部密封垫片(10)将封口部件卷边而形成的封口单元(8)，对电池壳体(2)的开口部(2a)进行封口，其特征在于，
在封口部件上设置薄板状密封垫片(16)，将电池壳体(2)的开口部(2a)向内侧卷边，用绝缘密封垫片(7)及薄板状密封垫片(16)、或者绝缘密封垫片(7)、薄板状密封垫片(16)及内部密封垫片(10)进行密闭封口。
2.如权利要求1所述的密封电池，其特征在于，薄板状密封垫片(16)由弹性恢复系数比绝缘密闭垫片(7)、内部密闭垫片(10)大的材料构成。
3.一种密封电池，用封口部件隔着绝缘密封垫片(7)对电池壳体(2)的开口部(2a)进行封口，或者，用在过滤器(9)内隔着内部密封垫片(10)将封口部件卷边而形成的封口单元(8)，对电池壳体(2)的开口部(2a)进行封口，其特征在于，
增加绝缘密封垫片(7)或内部密封垫片(10)的上面的壁厚，将电池壳体(2)的开口部(2a)向内侧卷边，用绝缘密封垫片(7)及薄板状密封垫片(16)、或者绝缘密封垫片(7)、薄板状密封垫片(16)及内部密封垫片(10)进行密闭封口。
4.如权利要求1或3所述的密闭电池，其特征在于，在绝缘密闭垫片(7)和/或内部密闭垫片(10)的卷边加工时的压缩点设置环状的密封突起部(7d、10d)，并且在其上设置弹性恢复系数比上述密闭垫片(7、10)大的薄板状密封垫片(16)。
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