DE102013222961A1

DE102013222961A1 - Energie-Speichervorrichtung und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE102013222961A1
Application number: DE102013222961.5A
Authority: DE
Inventors: Yu Shiraishi
Original assignee: GS Yuasa International Ltd
Current assignee: GS Yuasa International Ltd
Priority date: 2012-11-15
Filing date: 2013-11-12
Publication date: 2014-05-15
Also published as: CN103824995B; US20140134476A1; KR20140063414A; CN103824995A; JP6115094B2; US9437862B2; JP2014099379A

Abstract

Eine Energie-Speichervorrichtung (10) mit einem Behälter (100), der einen Elektrolyt aufnimmt, beinhaltet: ein Durchgangsloch (110a), ausgebildet in dem Behälter (100) zum Einspritzen des Elektrolyts; ein Dichtungselement (400), welches das Durchgangsloch (110a) abdeckt; und ein Voll-Durch-Schweißabschnitt (430), ausgebildet durch Voll-Durch-Schweißen des Dichtungselements (400) an dem Behälter (100).

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Energie-Speichervorrichtung, beinhaltend einen Behälter, der ein Elektrolyt aufnimmt und ein Verfahren zur Herstellung derselben.
Hintergrund
Wechsel von der Verwendung von Benzin-Fahrzeugen zu Elektro-Fahrzeugen ist wichtig in den Bemühungen, die globalen Umweltprobleme zu lösen. Energie-Speichervorrichtungen wie nicht-wässrige Elektrolyt-Sekundärbatterien sind eine Option zum Antreiben derartiger Elektro-Fahrzeuge.
In üblichen Energie-Speichervorrichtungen beinhaltet der Behälter der Energie-Speichervorrichtung ein Durchgangsloch. Während der Herstellung wird ein Elektrolyt in den Behälter durch dieses Durchgangsloch eingespritzt und in dem Behälter durch Abdichten des Durchgangslochs mit einem Dichtungselement aufgenommen (z. B. siehe Patentliteratur (PTL) 1: japanische ungeprüfte Patentanmeldeveröffentlichung Nr. 2009-199819 ). In dieser Energie-Speichervorrichtung ist das Dichtungselement an dem Behälter fixiert, während es das Durchgangsloch durch Schweißen der äußeren Kante des Dichtungselements an dem Behälter verpfropft.
Zusammenfassung
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine Energie-Speichervorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, das Auftreten von defekten Schweißungen zu verringern, wenn das Dichtungselement an dem Behälter verschweißt wird, und ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Energie-Speichervorrichtung zu schaffen.
Um diese Aufgabe zu lösen ist eine Energie-Speichervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Energie-Speichervorrichtung mit einem Behälter, der einen Elektrolyt aufweist, die Energie-Speichervorrichtung beinhaltet: ein Durchgangsloch, ausgebildet in dem Behälter zum Einspritzen des Elektrolyts; ein Dichtungselement, welches das Durchgangsloch abdeckt; und einen Voll-Durch-Schweißabschnitt ausgebildet durch Voll-Durch-Schweißen des Dichtungselements an den Behälter.
Vorangehende Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine äußere perspektivische Ansicht, die schematisch eine Energie-Speichervorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine äußere perspektivische Ansicht, die jedes strukturelle Element in der Energie-Speichervorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 veranschaulicht die Struktur des Dichtungselements gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
4 veranschaulicht die Ausgestaltung des Dichtungselements gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wenn es an der Abdeckung des Behälters positioniert ist
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung der Energie-Speichervorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 veranschaulicht die Struktur des Dichtungselements der Energie-Speichervorrichtung gemäß Variation 1 des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
7 veranschaulicht die Struktur des Dichtungselements der Energie-Speichervorrichtung gemäß Variation 2 des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
8 veranschaulicht die Struktur des Dichtungselements der Energie-Speichervorrichtung gemäß Variation 3 des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
9 veranschaulicht die Struktur des Dichtungselements der Energie-Speichervorrichtung gemäß Variation 4 des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
10 veranschaulicht die Struktur der Energie-Speichervorrichtung gemäß Variation 5 des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die oben beschriebene übliche Energie-Speichervorrichtung ist problematisch in der Art, dass es Zeiten gibt, in denen eine defekte Schweißung auftreten kann, wenn das Dichtungselement an dem Behälter verschweißt wird. In anderen Worten gibt es Zeiten, in denen, wenn die äußere Kante des Dichtungselements an dem Behälter verschweißt wird, während der Elektrolyt an der äußeren Kante anhaftet, es zu einer defekten Schweißung führt.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine Energie-Speichervorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, das Auftreten von defekten Schweißungen zu reduzieren, wenn das Dichtungselement an dem Behälter verschweißt wird, und ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Energie-Speichervorrichtung zu schaffen.
Um diese Aufgabe zu lösen, ist eine Energie-Speichervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Energie-Speichervorrichtung mit einem Behälter, der ein Elektrolyt aufnimmt, die Energie-Speichervorrichtung beinhaltet: ein Durchgangsloch, ausgebildet in dem Behälter zum Einspritzen des Elektrolyts; ein Dichtungselement, welches das Durchgangsloch abdeckt; und einen Voll-Durch-Schweißabschnitt, ausgebildet durch Voll-Durch-Schweißen des Dichtungselements an dem Behälter.
Demgemäß, da das Dichtungselement an dem Behälter durch Voll-Durch-Schweißung fixiert ist, ist es möglich, für Elektrolyt, welches zwischen dem Dichtungselement und dem Behälter anhaftet, zu verdampfen, wenn das Dichtungselement durch die Voll-Durch-Schweißung schmilzt. Dies wiederum macht es möglich, das Auftreten von defekten Schweißungen aufgrund von einem Dichtungselement, das an dem Behälter verschweißt ist, während Elektrolyt an dem Dichtungselement anhaftet, zu verringern.
Weiterhin kann der Voll-Durch-Schweißabschnitt in einer Schleife um das Durchgangsloch ausgebildet sein.
Demgemäß, da der Voll-Durch-Schweißabschnitt in einer Schleife um das Durchgangsloch ausgebildet ist, wodurch das Dichtungselement das Durchgangsloch vollständig abdichtet, ist es möglich, zu verhindern, dass Elektrolyt herausleckt und Feuchtigkeit z. B. in den Behälter eintritt. Weiterhin, da die äußere Kante des Dichtungselements gegen den Behälter gepresst werden kann, wenn das Dichtungselement an dem Behälter voll durch geschweißt wird, ist es möglich, den Spalt zwischen dem Dichtungselement und dem Behälter zu minimieren, da mehr geschweißt als in dem üblichen Verfahren zum Verschweißen der äußeren Kante des Dichtungselements mit dem Behälter.
Weiterhin kann das Dichtungselement einen dünnwandigen Abschnitt aufweisen und der Voll-Durch-Schweißabschnitt kann durch Voll-Durch-Schweißen des dünnwandigen Abschnitts an den Behälter ausgebildet werden.
Demgemäß, da der Voll-Durch-Schweißabschnitt durch Voll-Durch-Schweißen des dünnwandigen Abschnitts des Dichtungselements an dem Behälter ausgebildet ist, ist es möglich, andere Bereiche des Dichtungselements, die nicht durch Voll-Durch-Schweißung verschweißt werden, dick auszubilden. Dies wiederum macht es möglich, das Dichtungselement vor Verformung zu schützen, während dem Handhaben des Dichtungselements, und reduziert das Auftreten von defekten Schweißungen aufgrund von Deformationen des Dichtungselements.
Weiterhin kann das Dichtungselement einen Nutabschnitt aufweisen, der in einer Schleife um das Durchgangsloch ausgebildet ist, und der dünnwandige Abschnitt kann an einem Ort entsprechend dem Nutabschnitt ausgebildet sein.
Demgemäß, da es möglich ist, den dünnwandigen Abschnitt durch Ausbilden des Nutabschnitts in dem Dichtungselement auszubilden, erlaubt es die Ausbildung des Nutabschnitt in einem Pressverfahren einen gleichmäßig geformten dünnwandigen Abschnitt einfach auszubilden. Weiterhin, da es akzeptabel ist, wenn der dünnwandige Abschnitt hauptsächlich an einem Ort entsprechend dem schleifenförmigen Nutabschnitt ausgebildet ist, indem Voll-Durch-Schweißen durchgeführt wird, ist es möglich, die Bereiche des Dichtungselements, in dem Nutabschnitt nicht ausgebildet ist, dick auszubilden. Dies wiederum macht es möglich, das Dichtungselement, während der Handhabung des Dichtungselements, vor Deformationen weiter zu schützen, und reduziert weiter das Auftreten von defekten Schweißungen aufgrund von Deformationen des Dichtungselements. Weiterhin, durch Ausbilden des Nutabschnitts in dem Dichtungselement ist es möglich, den Nutabschnitt in der Ausrichtung auf das Dichtungselement mit einer Schweißmaschine zu verwenden.
Weiterhin kann das Dichtungselement einen vorspringenden Abschnitt aufweisen, der in das Durchgangsloch eingesetzt ist und der Voll-Durch-Schweißabschnitt kann in einer Schleife um den vorspringenden Abschnitt ausgebildet sein.
Dies macht es möglich, den Elektrolyt vom Herauslecken von dem Durchgangsloch während dem Voll-Durch-Schweißen durch Fixieren des Dichtungselements an dem Behälter zu bewahren, da der vorspringenden Abschnitt in dem Durchgangsloch eingesetzt ist. Dies wiederum macht es möglich, das Auftreten von defekten Schweißungen aufgrund von Elektrolyt anhaftend an dem Dichtungselement weiter zu reduzieren.
Weiterhin, der Voll-Durch-Schweißabschnitt kann an einem Ort näher zu einer äußeren Kante des Dichtungselements als zu einem Zentrum des Dichtungselements ausgebildet sein.
Demgemäß ist durch Versetzen des Voll-Durch-Schweißabschnitts näher zu der äußeren Kante des Dichtungselements ein Bereich des Dichtungselements durch Voll-Durch-Schweißen verschweißt, an dem nicht so viel von dem Elektrolyt anhaftet wie in einem Bereich des Dichtungselements in dem viel Elektrolyt anhaftet, wodurch es möglich ist, das Auftreten von defekten Schweißungen weiter zu reduzieren.
Weiterhin, um die vorangehend beschriebene Aufgabe zu lösen, ist ein Verfahren zur Herstellung einer Energie-Speichervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Energie-Speichervorrichtung mit einem Behälter, der ein Elektrolyt aufnimmt, und beinhaltet: Positionieren des Dichtungselements an dem Behälter, um ein Durchgangsloch abzudecken, das in dem Behälter zum Einspritzen des Elektrolyts ausgebildet ist; und Ausbilden eines Voll-Durch-Schweißabschnitts durch Voll-Durch-Schweißen des Dichtungselements an dem Behälter.
Demgemäß ist die Energie-Speichervorrichtung durch Positionieren des Dichtungselements an dem Behälter und Voll-Durch-Schweißen des Dichtungselements an dem Behälter hergestellt. Somit kann Elektrolyt, anhaftend an dem Dichtungselement, verdampfen und das Dichtungselement schmilzt durch die Voll-Durch-Schweißung, wodurch es möglich ist, das Auftreten defekten Schweißungen aufgrund von Elektrolyt anhaftend an dem Dichtungselement zu verringern.
Nachfolgend wird die Energie-Speichervorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Das nachfolgend beschriebene exemplarische Ausführungsbeispiel zeigt ein generelles oder ein spezielles Beispiel. Die Formen, Materialien, strukturellen Elemente, die Anordnungen und Verbindungen der strukturellen Elemente, die Schritte und die Reihenfolge der Schritte etc., gezeigt in dem nachfolgenden exemplarischen Ausführungsbeispiel, sind mehr Beispiele, und daher nicht für den Umfang der zugehörigen Ansprüche und deren Äquivalente beschränkend. Weiterhin bestimmen, neben den strukturellen Elementen in dem folgenden exemplarischen Ausführungsbeispiel, strukturelle Elemente, nicht beschrieben in irgendeinem der unabhängigen Ansprüche, mehr allgemeine Teile des Erfindungskonzepts und sind als beliebige strukturelle Elemente beschrieben.
Ausführungsbeispiel
Zuerst wird die Struktur der Energie-Speichervorrichtung 10 beschrieben.
1 ist eine äußere perspektivische Ansicht, die schematisch eine Energie-Speichervorrichtung 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist eine äußere perspektivische Ansicht, die jedes Strukturelement, das in der Energie-Speichervorrichtung 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beinhaltet ist, zeigt.
Die Energie-Speichervorrichtung 10 ist eine Sekundärbatterie, die in der Lage ist, Elektrizität zu laden und abzugeben. Im Speziellen ist die Energie-Speichervorrichtung 10 eine nicht-wässrige Elektrolyt-Sekundärbatterie wie eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie. Es ist zu bemerken, dass die Energie-Speichervorrichtung 10 nicht auf eine nicht-wässrige Elektrolyt-Sekundärbatterie beschränkt ist. Die Energie-Speichervorrichtung 10 kann eine Sekundärbatterie anders als eine nicht-wässrige Elektrolyt-Sekundärbatterie wie ein Kondensator sein.
Wie in 1 gezeigt, beinhaltet die Energie-Speichervorrichtung 10 einen Behälter 100, einen positiven Elektroden-Anschluss 200, einen negativen Elektroden-Anschluss 300, und ein Dichtungselement 400. Weiterhin sind, wie in 2 gezeigt, ein positiver Elektroden-Stromabnehmer 120, ein negativer Elektroden-Stromabnehmer 130, und eine Elektroden-Anordnung 140 in dem Behälter 100 aufgenommen. Es ist zu bemerken, dass auch wenn nicht in den Zeichnungen gezeigt, der Behälter 100 der Energie-Speichervorrichtung 10 eine Flüssigkeit wie ein Elektrolyt aufnimmt.
Der Behälter 100 beinhaltet ein rechteckiges Rohrgehäuse 111 mit einem Boden, und einer Abdeckung 110, die ein plattenförmiges Element ist, das die Öffnung des Gehäuses 111 abdeckt. Weiterhin, nach dem Einsetzen der Elektroden-Anordnung 140 und der gleichen, ist das Innere des Behälters 100 abgedichtet durch z. B. Verschweißen der Abdeckung 110 an das Gehäuse 111. Es ist zu bemerken, dass das Material, das für die Abdeckung 110 und das Gehäuse 111 verwendet ist, nicht im Einzelnen auf ein bestimmtes Material beschränkt ist, aber es ist bevorzugt, ein schweißbares Material wie nicht-rostender Stahl.
Weiterhin, wie in 2 gezeigt, ist ein Durchgangsloch 110a in der Abdeckung 110 des Behälters 100 ausgebildet. Hier ist das Durchgangsloch 110a ein kreisförmig zylindrisches Durchgangsloch zum Einspritzen des Elektrolyt während der Herstellung der Energie-Speichervorrichtung 10. Es ist zu bemerken, dass die Form des Durchgangslochs 110a nicht auf eine kreisförmige zylindrische Form beschränkt ist. Das Durchgangsloch 110a kann prismatisch in der Form sein.
Weiterhin, wie in 1 gezeigt, ist das Dichtungselement 400 in der Abdeckung 110 positioniert, um das Durchgangsloch 110a abzudecken. In anderen Worten, während der Herstellung der Energie-Speichervorrichtung 10 ist der Elektrolyt in dem Behälter 100 durch das Durchgangsloch 110a eingespritzt und in dem Behälter 110 aufgenommen durch Abdecken des Durchgangslochs 110a mit dem Dichtungselement 400. Eine detaillierte Beschreibung des Dichtungselements 400 wird später gegeben.
Es ist zu bemerken, dass, solange es nicht die Leistungsfähigkeit der Energie-Speichervorrichtung 10 beschränkt, der Elektrolyt (nicht-wässriger Elektrolyt) in dem Behälter 10 nicht auf einen speziellen Typ besonders beschränkt ist; eine Vielfalt von Elektrolyten kann verwendet werden.
Die Elektroden-Anordnung 140, eine Komponente, die in der Lage ist, Elektrizität zu speichern, beinhaltet die positive Elektrode, die negative Elektrode und eine Trenneinrichtung. Die positive Elektrode ist eine lange bandförmige positive Elektroden-Basismaterial-Folie, hergestellt aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung mit einem daran ausgebildeten Positiv-Elektroden-Aktivmaterialschicht. Die negative Elektrode ist eine lange bandförmige Negativ-Elektroden-Basismaterial-Folie, hergestellt aus Kupfer oder einer Kupferlegierung mit einer daran ausgebildeten Negativ-Elektroden-Aktivmaterialschicht. Die Trenneinrichtung ist eine mikroporöse Bahn, hergestellt aus Kunstharz.
Hier, z. B., kann jedes geeignete wohlbekannte Material, das ein Positiv-Elektroden-Aktivmaterial ist, geeignet zum Aufnehmen und Abgeben von Lithium-Ionen für die Positiv-Elektroden-Aktivmaterialschicht verwendet werden und in gleicher Weise kann jedes geeignete wohlbekannte Material, das ein Negativ-Elektroden-Aktivmaterial ist, geeignet zum Aufnehmen und Abgeben von Lithium-Ionen für die Negativ-Elektroden-Aktivmaterialschicht verwendet werden.
Die Elektroden-Anordnung 140 ist durch Wickeln eines geschichteten Körpers aus der Negativ-Elektrode, der Positiv-Elektrode und der dazwischen angeordneten Trenneinrichtung gebildet. Es ist zu bemerken, dass in 2 die Elektroden-Anordnung 140 als länglich in der Form dargestellt ist, aber die Elektroden-Anordnung 140 kann kreisförmig oder elliptisch in der Form sein. Weiterhin ist die Form der Elektroden-Anordnung nicht auf einen gewickelten Körper beschränkt. Zum Beispiel kann die Elektroden-Anordnung 140 aus geschichteten flachen Elektroden-Platten gebildet sein.
Der positive Elektroden-Anschluss 200 ist ein Elektroden-Anschluss, der elektrisch mit der positiven Elektrode in der Elektroden-Anordnung 140 verbunden ist und der negative Elektroden-Anschluss 30 ist ein Elektroden-Anschluss der elektrisch mit der negativen Elektrode in der Elektroden-Anordnung 140 verbunden ist. In anderen Worten sind der positive Elektroden-Anschluss 200 und der negative Elektroden-Anschluss 300 metallische Elektroden-Anschlüsse, um Elektrizität, gespeichert in der Elektroden-Anordnung 140, aus der Energie-Speichervorrichtung 10 zu führen und Elektrizität in die Energie-Speichervorrichtung 10 zu führen, die in der Elektroden-Anordnung 140 zu speichern ist. Weiterhin ist der positive Elektroden-Anschluss 200 und der negative Elektroden-Anschluss 300 an der Abdeckung 110 angeordnet, angebracht über der Elektroden-Anordnung 140.
Der positive Elektroden-Stromsammler 120 ist eine steife Komponente mit leitenden Eigenschaften, die elektrisch mit dem positiven Elektroden-Anschluss 200 und der positiven Elektrode in der Elektroden-Anordnung 140 verbunden ist und zwischen der positiven Elektrode in der Elektroden-Anordnung 140 und einer Seitenwand des Gehäuses 110 des Behälters 100 positioniert ist. Es ist zu bemerken, dass der positive Elektroden-Stromsammler 120 und die positive Elektroden-Basismaterial-Folie in der Elektroden-Anordnung 140 in ähnlicher Weise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gemacht sind.
Der negative Elektroden-Stromsammler 130 ist eine steife Komponente mit leitenden Eigenschaften der elektrisch mit dem negativen Elektroden-Anschluss 300 und der negativen Elektrode in der Elektroden-Anordnung 140 verbunden ist und zwischen der negativen Elektrode in der Elektroden-Anordnung 140 und einer Seitenwand des Gehäuses 111 des Behälters 100 positioniert ist. Es ist zu bemerken, dass der negative Elektroden-Stromsammler 130 und die negativen Elektroden-Basismaterial-Folie in der Elektroden-Anordnung 140 in ähnlicher Weise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gemacht sind.
Nachfolgend wird die Struktur des Dichtungselements 400 und die Konfiguration des Dichtungselements 400, wenn es an der Abdeckung 110 positioniert ist, im Detail diskutiert.
3 illustriert die Struktur des Dichtungselements 400 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Mehr im Detail, (a) in 3 ist eine Draufsicht des Dichtungselements 400, bevor es an der Abdeckung 110 positioniert ist, und (b) in 3 ist eine Querschnittsansicht des Dichtungselements 400, bevor es an der Abdeckung 110 positioniert ist. 4 illustriert die Konfiguration des Dichtungselements 400 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wenn es an der Abdeckungsplatte 110 positioniert ist.
Wie in 3 und 4 gezeigt, beinhaltet das Dichtungselement 400 einen Fixierungsabschnitt 410, der an der Abdeckung 110 fixiert ist, und einen vorspringenden Abschnitt 420, der von dem Fixierungsabschnitt 410 hervorspringt.
Der Fixierungsabschnitt 410 ist ein scheibenförmiges Element, das an der Abdeckung 110 fixiert ist, um das Durchgangsloch 110a abzudecken. Der Fixierungsabschnitt 410 ist aus Metall gemacht, das an der Abdeckung 110 verschweißbar ist, wie nicht-rostender Stahl. Es ist zu bemerken, dass die Form des Fixierungsabschnitts 110 eine andere Form sein kann, wie eine flache rechteckige Form, solange die Form erlaubt, das Durchgangsloch 110a abzudecken. Hier ist ein Nutabschnitt 411a in dem Fixierungsabschnitt 410 ausgebildet. Der Fixierungsabschnitt 410 beinhaltet einen dünnwandigen Abschnitt 411, ausgebildet an einem Ort, entsprechend dem Nutabschnitt 411a.
Der Nutabschnitt 411a ist eine Einsenkung, die in einer Schleife um den vorspringenden Abschnitt 420 ausgebildet ist, und, wenn das Dichtungselement 400 an der Abdeckung 110 positioniert ist, das Durchgangsloch 110a umgibt. Es sollte festgestellt werden, dass in dem Ausführungsbeispiel der Nutabschnitt 411a in einer kreisförmigen Schleife ausgebildet ist, aber die Form des Nutabschnitts 411a nicht darauf beschränkt ist. Zum Beispiel kann der Nutabschnitt 411a in einer Schleife ausgebildet sein, die eine elliptische oder rechteckige Form hat. Weiterhin ist der Nutabschnitt 411a bevorzugt derart ausgebildet, dass dieser einen quadratischen Querschnittsabschnitt hat, aber der Querschnittsabschnitt des Nutabschnitts 411a ist nicht auf eine quadratische Form beschränkt. Zum Beispiel kann der Nutabschnitt 411a ausgebildet sein, eine Querschnittsform anders als eine quadratische wie z. B. eine polygonale Form oder eine bogenförmige Form zu haben.
Weiterhin ist der Nutabschnitt 411a bevorzugt an einem Ort näher zu der äußeren Kante des Dichtungselements 400 als zu dem Zentrum des Dichtungselements 400 ausgebildet. In anderen Worten, wie (b) in 3 gezeigt, ist der Nutabschnitt 411a ausgebildet derart, dass ein Abstand A zwischen dem Zentrum des Dichtungselements 400 und dem Zentrum der Nut des Nutabschnitts 411a größer ist als ein Abstand B zwischen dem Zentrum der Nut des Nutabschnitts 411a und der äußeren Kante des Dichtungselements 400.
Der dünnwandige Abschnitt 411 ist als Ergebnis der Formation des Nutabschnitts 411a in dem Fixierungsabschnitt 410 ausgebildet, und ist ein Abschnitt, der dünn in der Dicke ist. In anderen Worten, ähnlich zu dem Nutabschnitt 411a ist der dünnwandige Abschnitt 411 in einer Schleife um den vorspringenden Abschnitt 420 ausgebildet, wenn das Dichtungselement 400 an der Abdeckung 410 positioniert ist, und umgibt das Durchgangsloch 110a. Weiterhin, ähnlich zu dem Nutabschnitt 411a ist der dünnwandige Abschnitt 411 an einem Ort näher zu der äußeren Kante des Dichtungselements 400 als zu dem Zentrum des Dichtungselements 400 ausgebildet. Damit entspricht die Anordnung und Form des dünnwandigen Abschnitts 411 der Anordnung und der Form des Nutabschnitts 411a.
Der vorspringende Abschnitt 420 ist ein vorspringendes Element, das in das Durchgangsloch 110a eingesetzt ist. Mehr im Detail ist der vorspringende Abschnitt 420 ein kreisförmig zylindrisches Element, das von dem Zentrum des Fixierungsabschnitts 410 nach außen vorspringt. Hier sind der vorspringende Abschnitt 420 und der Fixierungsabschnitt 410 als ein einziges Element ausgebildet, aber diese können als getrennte Elemente ausgebildet sein. Weiterhin ist die Form des vorspringenden Abschnitts 420 nicht auf eine kreisförmige zylindrische Form beschränkt. Der vorspringende Abschnitt 420 ist bevorzugt ausgebildet, eine Form aufzuweisen, die der Form des Durchgangslochs 110a entspricht.
Weiterhin, wie 4 zeigt, wenn das Dichtungselement 400 an der Abdeckung 110 positioniert ist, das Dichtungselement 400 an dem Behälter 100 durch eine Voll-Durch-Schweißung verschweißt mit z. B. einem Laser, um einen Voll-Durch-Schweißabschnitt 430 zu bilden. Im Speziellen ist ein Abschnitt des dünnwandigen Abschnitts 411 und der Abdeckung 110 durch Schweißen von der Seite des Dichtungselements 400 an der der Nutabschnitt 411a, und an der der Fixierungsabschnitt 410 ausgebildet ist, geschmolzen, wodurch der Fixierungsabschnitt 410 und die Abdeckung 110 miteinander verbunden sind. In anderen Worten ist der Voll-Durch-Schweißabschnitt 430 durch Voll-Durch-Schweißen des dünnwandigen Abschnitts 411 an der Abdeckung 410 ausgebildet, und aus einem Abschnitt des dünnwandigen Abschnitts 411 und der Abdeckung 110 gebildet.
Damit ist der Voll-Durch-Schweißabschnitt 430 in einer Schleife um beide, dem vorspringenden Abschnitt 420 und dem Durchgangsloch 110a, ausgebildet. Weiterhin ist der Voll-Durch-Schweißabschnitt 430 an einem Ort näher zu der äußeren Kante des Dichtungselements 400 als zu dem Zentrum des Dichtungselements 400 ausgebildet.
Als Nächstes wird das Verfahren zur Herstellung der Energie-Speichervorrichtung 10 beschrieben.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung der Energie-Speichervorrichtung 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Mehr im Detail ist 5 ein Flussdiagramm, das den Prozess des Abdeckens des Durchgangslochs 110a mit dem Dichtungselement 400, nachdem der Elektrolyt in den Behälter 100 durch das Durchgangsloch 110a eingespritzt worden ist, erklärt.
Wie 5 zeigt, zuerst, als der Positionierungsvorgang, nachdem der Elektrolyt in dem Behälter 100 durch das Durchgangsloch 110a eingespritzt ist, ist das Dichtungselement 400 an dem Behälter 100 positioniert (S102). In anderen Worten ist das Dichtungselement 400 an der Abdeckung 110 positioniert, so dass das Durchgangsloch 110a, ausgebildet in der Abdeckung 110 zum Einspritzen des Elektrolyts, abgedeckt ist.
Als Nächstes, als der Voll-Durch-Schweißungsvorgang, ist der Voll-Durch-Schweißabschnitt 430 durch Voll-Durch-Schweißen des Dichtungselements 400 an dem Behälter 100 ausgebildet (S104). In anderen Worten sind der Fixierungsabschnitt 410 und die Abdeckung 110 durch Voll-Durch-Schweißen des Fixierungsabschnitts 410 an die Abdeckung 110 von der Seite des Dichtungselements 400, an dem der Nutabschnitt 411a des Fixierungsabschnitts 410 ausgebildet ist, miteinander verbunden. Dadurch ist es möglich, das Durchgangsloch 410a mit dem Dichtungselement 400 abzudichten.
Wie vorangehend beschrieben, ist es mit der Energie-Speichervorrichtung 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, da das Dichtungselement 400 an dem Behälter 100 durch Schweißen des Behälters 100 durch Voll-Durch-Schweißung fixiert ist, möglich für Elektrolyt, das zwischen dem Dichtungselement 400 und dem Behälter 100 anhaftet, zu verdampfen, wenn das Dichtungselement 400 durch die Voll-Durch-Schweißung schmilzt. Weiterhin treten defekte Schweißungen als Ergebnis des Lasers, der direkt auf Elektrolyt trifft, das an der äußeren Kante des Dichtungselements 400 anhaftet, nicht auf. Dies macht es möglich, das Auftreten von defekten Schweißungen als Ergebnis der Schweißung des Dichtungselements 400 an dem Behälter 100 zu reduzieren, wenn Elektrolyt an dem Dichtungselement 400 anhaftet.
Weiterhin, da der Voll-Durch-Schweißabschnitt 430 als eine Schleife um das Durchgangsloch 410 ausgebildet ist, wodurch das Dichtungselement 400 das Durchgangsloch 410 vollständig abdichtet, ist es möglich, zu verhindern, dass Elektrolyt austritt und Feuchtigkeit z. B. in dem Behälter 110 eindringt.
Weiterhin, da die äußere Kante des Dichtungselements 400 gegen den Behälter 100 gepresst werden kann, wenn das Dichtungselement 400 an dem Behälter 100 voll durch geschweißt ist, ist es möglich, einen Spalt zwischen dem Dichtungselement 400 und dem Behälter 100 mehr zu minimieren, als mit dem konventionellen Verfahren des Verschweißens der äußeren Kante des Dichtungselements an dem Behälter. Weiterhin, wenn das Dichtungselement 400 mit einem Stanzverfahren hergestellt ist, können Grate an der äußeren Kante des Dichtungselements 400 beim Verschweißen problematisch werden, aber wenn das Dichtungselement 400 an dem Behälter 100 durch Voll-Durch-Schweißen verschweißt wird, ist es möglich, Bereiche zu vermeiden, an denen Grate gebildet sind. In dieser Weise ist es, im Vergleich zu dem konventionellen Verfahren zum Schweißen der äußeren Kante des Dichtungselements an dem Behälter, möglich, das Auftreten von defekten Schweißungen zu reduzieren.
Weiterhin, da der Voll-Durch-Schweißabschnitt 430 als Ergebnis des dünnwandigen Abschnitts 411 des Dichtungselements 400, verschweißt an dem Behälter 100 durch Voll-Durch-Schweißen, gebildet ist, ist es möglich, andere Bereiche des Dichtungselements 400, die nicht durch Voll-Durch-Schweißung verschweißt sind, dick auszubilden. Dies wiederum macht es möglich, das Dichtungselement 400 vor Deformationen zu bewahren, wenn das Dichtungselement 400 gehandhabt wird, und das Auftreten von defekten Schweißungen als Ergebnis der Deformation des Dichtungselements 400 zu verringern.
Weiterhin, da es möglich ist, den dünnwandigen Abschnitt 411 durch einen Nutabschnitt 411a in dem Dichtungselement 400 auszubilden, erlaubt die Ausbildung des Nutabschnitts 411a mit einem Pressvorgang, eine einfache Ausbildung des gleichmäßig geformten dünnwandigen Abschnitt 411a. Weiterhin, da es akzeptabel ist, wenn der dünnwandige Abschnitt 411a hauptsächlich an einem Ort entsprechend dem schleifenförmigen Nutabschnitt 411a ausgebildet ist, in dem Voll-Durch-Schweißen durchgeführt ist, ist es möglich, den Bereich des Dichtungselements 400, in dem der Nutabschnitt 411a nicht ausgebildet ist, dick auszubilden. Dies wiederum macht es möglich, das Dichtungselement 400 vor Deformationen zu bewahren, wenn das Dichtungselement 400 gehandhabt wird, und das Auftreten von defekten Schweißungen als Resultate der Deformationen des Dichtungselements 400 wird weiter reduziert. Weiterhin durch Ausbilden des Nutabschnitts 411a in dem Dichtungselement 400 ist es möglich, den Nutabschnitt 411a in der Ausrichtung des Dichtungselements 400 mit der Schweißmaschine zu verwenden.
Weiterhin, durch Fixieren des Dichtungselements 400 an dem Behälter 100, während der vorspringende Abschnitt 420 in das Durchgangsloch 110a eingesetzt ist, ist es möglich, den Elektrolyt vom Heraustreten durch das Durchgangsloch 110a zu bewahren, wenn eine Voll-Durch-Schweißung durchgeführt wird. Dies wiederum macht es möglich, das Auftreten von defekten Schweißungen als Ergebnis von Elektrolyt, anhaftend an dem Dichtungselement 400 weiter zu reduzieren.
Weiterhin, durch Versetzen des Voll-Durch-Schweißabschnitts 430 näher zu der äußeren Kante des Dichtungselements 400, ist in einem Bereich des Dichtungselements 400 durch Voll-Durch-Schweißen verschweißt, indem nicht so viel von dem Elektrolyt anhaftet wie in der Umgebung des Durchgangslochs 110a, in der viel Elektrolyt anhaftet, wodurch es möglich ist, das Auftreten von defekten Schweißungen weiter zu reduzieren.
Weiterhin, mit dem Verfahren zur Herstellung der Energie-Speichervorrichtung 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, ist die Energie-Speichervorrichtung 10 durch Positionieren des Dichtungselementes 400 an dem Behälter 100 und voll durch schweißen des Dichtungselements 400 an dem Behälter 100 hergestellt. So kann Elektrolyt anhaftend an dem Dichtungselement 400 verdampfen und das Dichtungselement 400 schmilzt durch die Voll-Durch-Schweißung, was es möglich macht, das Auftreten von defekten Schweißungen als Ergebnis von Elektrolyt anhaftend an den Dichtungselement 400 zu verringern.
Variation 1
Als Nächstes wird Variation 1 des obigen Ausführungsbeispiels beschrieben. 6 illustriert die Struktur eines Dichtungselements 500 in einer Energie-Speichervorrichtung gemäß Variation 1 des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Wie in 6 gezeigt, beinhaltet das Dichtungselement 500 eine kreisförmige (wenn von oben betrachtet) Einsenkung 511a in einem Fixierungsabschnitt 510. In anderen Worten, im Gegensatz zum obigen Ausführungsbeispiel, in dem der Fixierungsabschnitt 410 des Dichtungselements 400 einen kreisförmigen schleifenförmigen (wenn von oben betrachtet) Nutabschnitt 411a beinhaltet, beinhaltet in Variation 1 der Fixierungsabschnitt 510 des Dichtungselements 500 eine kreisförmige (wenn von oben betrachtet) Einsenkung 511a.
Weiterhin ist ein kreisförmiger plattenförmiger dünnwandiger Abschnitt 511 in dem Fixierungsabschnitt 510, korrespondierend zu der Einsenkung 511a ausgebildet. Ein Voll-Durch-Schweißabschnitt 530 ist durch Voll-Durch-Schweißen des dünnwandigen Abschnitts 511 an die Abdeckung 110 ausgebildet.
Die oben beschriebene Struktur des Dichtungselements 500 gemäß Variation 1 des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung erreicht dieselben vorteilhaften Effekte wie das oben genannte Ausführungsbeispiel und erlaubt eine Reduzierung des Auftretens von defekten Schweißungen, wenn das Dichtungselement 500 an dem Behälter 100 verschweißt ist.
Variation 2
Als Nächstes wird Variation 2 des obigen Ausführungsbeispiels beschrieben. 7 illustriert die Struktur eines Dichtungselements 600 der Energie-Speichervorrichtung gemäß Variation 2 des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Wie in 7 gezeigt, beinhaltet ein Dichtungselement 600 einen kreisförmigen (wenn von oben betrachtet) Stufenabschnitt 611a in der äußeren Umgebung des Fixierungsabschnitts 610. In anderen Worten, im Gegensatz zu dem obigen Ausführungsbeispiel, in dem der Fixierungsabschnitt 410 des Dichtungselements 400 den Nutabschnitt 411a beinhaltet, beinhaltet in Variation 2 der Fixierungsabschnitt 610 des Dichtungselements 600 an dessen äußerem Umfang den Stufenabschnitt 611a.
Weiterhin ist ein kreisförmiger dünnwandiger Abschnitt 611 in dem Fixierungsabschnitt 610, korrespondierend zu dem Stufenabschnitt 611a ausgebildet. Ein Voll-Durch-Schweißabschnitt 630 ist durch Voll-Durch-Schweißen des dünnwandigen Abschnitts 611 an die Abdeckung 110 ausgebildet.
Die oben beschriebene Struktur des Dichtungselements 600 gemäß Variante 2 des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung erreicht dieselben vorteilhaften Effekte wie das obige Ausführungsbeispiel und erlaubt eine Verringerung des Auftreten von defekten Schweißungen, wenn das Dichtungselement 600 an dem Behälter 100 verschweißt ist.
Variation 3
Als Nächstes wird Variation 3 des obigen Ausführungsbeispiels beschrieben. 8 illustriert die Struktur eines Dichtungselements 700 der Energie-Speichervorrichtung gemäß Variation 3 des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Wie in 7 gezeigt, beinhaltet das Dichtungselement 700 einen flachen Fixierungsabschnitt 710. In anderen Worten, im Gegensatz zu dem obigen Ausführungsbeispiel, in dem der Fixierungsabschnitt 410 des Dichtungselements 400 den Nutabschnitt 411a beinhaltet, sind in Variation 3 keine Nutabschnitte, Einsenkungen oder Stufenabschnitte in dem Fixierungsabschnitt 710 des Dichtungselements 700 ausgebildet. In anderen Worten, das Fixierungselement 710 erfüllt dieselben Funktionen wie der dünnwandige Abschnitt 411 in dem obigen Ausführungsbeispiel. Ein Voll-Durch-Schweißabschnitt 730 ist durch Voll-Durch-Schweißen des Fixierungsabschnitts 710 an der Abdeckung 110 ausgebildet.
Die oben beschriebene Struktur des Dichtungselements 700 gemäß Variante 3 des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung erlaubt eine Reduzierung des Auftretens von defekten Schweißungen, wenn das Dichtungselement 700 an dem Behälter 100 verschweißt ist.
Variation 4
Als Nächstes wird Variation 4 des obigen Ausführungsbeispiels beschrieben. 9 illustriert die Struktur des Dichtungselements 800 der Energie-Speichervorrichtung gemäß Variation 4 des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Wie in 9 gezeigt, beinhaltet das Dichtungselement 800 den gleichen Fixierungsabschnitt 410 wie das obige Ausführungsbeispiel. In anderen Worten, im Gegensatz zu dem obigen Ausführungsbeispiel, in dem der Fixierungsabschnitt 410 des Dichtungselements 400 den vorspringenden Abschnitt 420 beinhaltet, ist in Variation 4 das Dichtungselement 800 nicht mit einem vorspringenden Abschnitt ausgebildet.
Die oben beschriebene Struktur des Dichtungselements 800 gemäß Variation 4 des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung erreicht dieselben vorteilhaften Effekte wie das obige Ausführungsbeispiel und erlaubt eine Reduzierung des Auftretens von defekten Schweißungen, wenn das Dichtungselement 800 an dem Behälter 100 verschweißt ist.
Variation 5
Als Nächstes wird Variation 5 des obigen Ausführungsbeispiels beschrieben. In dem obigen Ausführungsbeispiel ist das Dichtungselement 400 an der Abdeckung 110 positioniert. Jedoch in Variation 5 ist das Dichtungselement an dem Gehäuse positioniert.
10 illustriert die Struktur einer Energie-Speichervorrichtung 11 gemäß Variante 5 des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Wie in 10 gezeigt, ist ein Dichtungselement 900 an einer Seitenwand des Gehäuses 113 des Behälters 101 positioniert. Es sollte festgestellt sein, dass die Position des Dichtungselements 900 nicht auf die Position, gezeigt in 10, beschränkt ist. Weiterhin kann das Dichtungselement 900 an der unteren Wand des Gehäuses 113 positioniert sein.
Die oben beschriebene Struktur der Energie-Speichervorrichtung 11 gemäß Variante 5 des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung erreicht dieselben vorteilhaften Effekte wie das obige Ausführungsbeispiel und erlaubt eine Reduzierung des Auftretens von defekten Schweißungen, wenn das Dichtungselement 900 an dem Behälter 101 verschweißt ist.
Vorangehend wurde die Energie-Speichervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auf Grundlage der exemplarischen Ausführungsbeispiele und deren Variationen beschrieben, aber ist nicht beabsichtigt den Umfang der vorliegenden Erfindung darauf beschränkt.
In anderen Worten, alle Aspekte des Ausführungsbeispiels und Variationen desselben, die hierin offenbart sind, sind Beispiele und es ist nicht beabsichtigt, sich darauf zu beschränken. Für Äquivalente der Ansprüche und verschiedene Modifikationen ist es beabsichtigt, dass diese in dem exemplarischen Ausführungsbeispiel beinhaltet sind, die nicht von den Prinzipien und dem Geist des erfinderischen Konzepts abweicht, der Umfang desselben ist in den angehängten Ansprüchen definiert und nicht in den oben beschriebenen exemplarischen Ausführungsbeispielen.
Verschiedene Modifikationen als Ergebnis von zufälligen Kombinationen der exemplarischen Ausführungsbeispiele und Variationen derselben sind beabsichtigt in dem Umfang der vorliegenden Erfindung beinhaltet zu sein. Zum Beispiel, eine Modifikation durch Kombination von einem oder mehreren der obigen Variationen 1 bis 3 mit Variation 4 ist akzeptabel, solange es eine Modifikation durch Kombination von einer oder mehr der obigen Variationen 1 bis 4 mit Variation 5 ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2009-199819 [0003]

Claims

Eine Energie-Speichervorrichtung, beinhaltend einen Behälter, der ein Elektrolyt aufnimmt, die Energie-Speichervorrichtung umfasst: ein Durchgangsloch, ausgebildet in dem Behälter zum Einspritzen des Elektrolyts; ein Dichtungselement, welches das Durchgangsloch abdeckt; und ein Voll-Durch-Schweißabschnitt, ausgebildet durch Voll-Durch-Schweißen des Dichtungselements an dem Behälter.
Die Energie-Speichervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Voll-Durch-Schweißabschnitt in einer Schleife um das Durchgangsloch ausgebildet ist.
Die Energie-Speichervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Dichtungselement einen dünnwandigen Abschnitt aufweist, und der Voll-Durch-Schweißabschnitt durch Voll-Durch-Schweißen des dünnwandigen Abschnitts an dem Behälter ausgebildet ist.
Die Energie-Speichervorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei das Dichtungselement einen Nutabschnitt aufweist, ausgebildet in einer Schleife um das Durchgangsloch, und der dünnwandige Abschnitt an einem Ort entsprechend des Nutabschnitts ausgebildet ist.
Die Energie-Speichervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Dichtungselement einen vorspringenden Abschnitt aufweist, der in das Durchgangsloch eingesetzt ist, und der Voll-Durch-Schweißabschnitt in einer Schleife um den vorspringenden Abschnitt ausgebildet ist.
Die Energie-Speichervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Voll-Durch-Schweißabschnitt an einem Ort näher zu einer äußeren Kante des Dichtungselements als zu einem Zentrum des Dichtungselements ausgebildet ist.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Energie-Speichervorrichtung, beinhaltend einen Behälter, der einen Elektrolyt aufnimmt, das Verfahren umfasst: Positionieren eines Dichtungselements an dem Behälter, um ein Durchgangsloch ausgebildet in dem Behälter zum Einspritzen des Elektrolyts abzudecken; und Ausbilden eines Voll-Durch-Schweißabschnitts durch Voll-Durch-Schweißen des Dichtungselements an den Behälter.