DE112013005284T5 - Herstellungsverfahren einer abgedichteten Batterie, Abdichtelement für abgedichtete Batterie und abgedichtete Batterie - Google Patents

Herstellungsverfahren einer abgedichteten Batterie, Abdichtelement für abgedichtete Batterie und abgedichtete Batterie Download PDF

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Abstract

Ein Abdichtelement ist mit einem Metall-Deckelabschnitt und einem elastischen Schaft, einem Trägervorsprung und Spitzenabschnitten ausgerüstet, wobei der Spitzenabschnitt einen Eingriffsabschnitt enthält, dessen Durchmesser größer ist als dieser einer Einspritzöffnung, und der Schaftabschnitt einen Durchmesser besitzt, welcher kleiner ist als die Einspritzöffnung, und eine Schaftlänge besitzt, welche länger ist als die Dicke des Umfangs-Kantenabschnitts der Einspritzöffnung. Ein Verfahren zum Herstellen einer hermetischen Batterie weist auf: einen Zwischen-Abdichtschritt, um den Eingriffsabschnitt mit dem Umfangs-Kantenabschnitt des Flüssigkeitseinlasses in Druckkontakt zu bringen; einen Entgasungsschritt zum Ausbilden eines Verbindungspfads durch Drücken auf den Spitzenabschnitt in einem Ausmaß, so dass der Deckelteil mit einem Batteriegehäuse nicht in Kontakt kommt und der Spitzenabschnitt von dem Umfangs-Kantenabschnitt des Flüssigkeitseinlasses getrennt ist; und einen Permanent-Abdichtschritt zum Drücken auf den Spitzenabschnitt, bis der Deckelteil das Batteriegehäuse berührt, um den Trägervorsprung zwischen dem Deckelteil und dem Batteriegehäuse zusammen zu drücken, zum Verbinden des Deckelteils mit dem Batteriegehäuse, und dadurch zum Abdichten der Einspritzöffnung, während der Verbindungspfad innerhalb des Deckelteils ausgebildet bleibt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer abgedichteten Batterie, wie einer Lithiumionen-Sekundärbatterie und anderer, und insbesondere eine Technologie zum Verschließen eines Flüssigkeitseinlasses für einen Elektrolyten.
  • Stand der Technik
  • Abgedichtete Batterien, wie Lithiumionen-Sekundärbatterien, werden in verschiedenen Gebieten, wie beispielsweise elektronischen Vorrichtungen, wie Mobiltelefonen und Personal Computer, und Fahrzeugen, wie Hybridfahrzeugen und Elektrofahrzeugen, verwendet. Die Lithiumionen-Sekundärbatterien besitzen insbesondere eine hohe Energiedichte und sind daher vorzugsweise in verschiedenartigen Vorrichtungen montiert.
  • Ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen solch einer abgedichteten Batterie ist als ein nachstehend beschriebenes Verfahren bekannt. Insbesondere ist ein Leistungs-Erzeugungselement (ein Elektrodenkörper) mit einem positiven Elektrodenblatt mit positivem aktivem Material und einem negativen Elektrodenblatt mit negativem aktivem Material in einem Batterie-Gehäusekörper aus Metall aufgenommen und anschließend wird ein Batteriegehäuse abgedichtet (hermetisch verschlossen). Nachfolgend wird ein Elektrolyt durch einen in dem Batteriegehäuse vorgesehenen Flüssigkeitseinlass in das Batteriegehäuse eingespritzt, welcher das Leistungs-Erzeugungselement imprägniert. Anschließend wird der Flüssigkeitseinlass mit einem Einlassverschlusses (einem Abdichtelement) vorübergehend verschlossen.
  • Hierin ist eine soeben hergestellte Batterie (eine Batterieanordnung) ungeladen. Daher wird diese Batterieanordnung einem anfänglichen Laden bzw. Anfangsladen unterzogen. Das Anfangsladen stellt das erste Laden der hergestellten Batterie dar. Das Anfangsladen erzeugt in der Batterie eine Gaserzeugung, was in einer Zunahme des Innendrucks der Batterie resultiert. Daher muss die Batterie nach dem Anfangsladen ausgehend von dem hermetisch geschlossenen Zustand einmalig gelöst bzw. geöffnet werden, um das Gas zu entlassen.
  • Diese Gasfreigabe (Entgasung) wird durch Ausbilden eines Entgasungspfads durchgeführt, welcher eine Verbindung zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Batteriegehäuses über den in dem Batteriegehäuse vorgesehenen Flüssigkeitseinlass ermöglicht. Nach dem Abschluss der Entgasung wird der Entgasungspfad abgedichtet, um das Innere des Batteriegehäuses wieder in einen hermetisch geschlossenen Zustand zu versetzen. Auf diese Art und Weise wird eine abgedichtete Batterie hergestellt.
  • Ein Dokument des herkömmlichen Standes der Technik in Bezug auf den vorstehenden Typ eines Batterie-Herstellungsverfahrens ist beispielsweise in dem nachstehend aufgelisteten Patentdokument 1 gezeigt. Bei der in Patentdokument 1 offenbarten Technologie wird durch Schweißen eines Films bzw. einer Schicht an einen Abschnitt, welcher einen Flüssigkeitseinlass eines Batteriegehäuses umgibt, ein vorübergehendes bzw. temporäres Abdichten durchgeführt. Anschließend wird die Schicht aufgeschnitten oder aufgerissen, um einen Entgasungspfad auszubilden, wodurch ein Entgasen durchgeführt wird. Nach dem Entgasen wird eine weitere Schicht verschweißt, um den Entgasungspfad für ein zweites temporäres Abdichten zu verschließen, und ferner wird ein Metallelement für ein abschließendes Abdichten von außerhalb der Schichten verschweißt (verbunden). Gemäß diesem Batterie-Herstellungsverfahren, bei welchem der Flüssigkeitseinlass des Batteriegehäuses mit den Schichten verschlossen ist, könnte eine Druckabdichteigenschaft in einem temporären abgedichteten Zustand ausreichend sichergestellt sein.
  • Dokumente des Standes der Technik
  • Patentdokumente
    • Patentdokument 1: JP-A-2009-181906
  • Kurzfassung der Erfindung
  • Durch die Erfindung zu lösende Probleme
  • Die in dem vorstehenden Dokument beschriebene Technologie besitzt jedoch die nachfolgenden Punkte, welche zu verbessern sind. Insbesondere verwendet die in dem vorstehenden Dokument gezeigte Technologie die Schichten bei dem temporären Abdichten und das Metallelement bei dem abschließenden Abdichten. Entsprechend ist die Anzahl von Komponenten, welche zum Abdichten des Flüssigkeitseinlasses erforderlich sind, kompliziert bzw. hoch, was zu einem entsprechend komplexen Herstellungsvorgang führt. Ferner befindet sich die Batterie nach dem abschließenden Abdichten in einem doppelt abgedichteten Zustand durch das Abdichten mit den Schichten (temporäres Abdichten bzw. Zwischen-Abdichten) und das Abdichten mit dem verschweißten Metallelement (abschließendes Abdichten bzw. Abschluss-Abdichten). Daher kann das Vorliegen/nicht Vorliegen eines Schweißfehlers (eines Verbindungsfehlers) nicht auf einfache Art und Weise untersucht bzw. festgestellt werden. Bei der in dem vorstehenden Dokument beschriebenen Technologie wird der abgedichtete Zustand insbesondere durch die Schichten aufrechterhalten. Selbst wenn das Metallelement einen Schweißfehler aufweist, wäre es schwierig, die Dichtigkeit der Verschweißung (des verbundenen Abschnittes) unter Verwendung eines Gassensors auf einfache Art und Weise zu untersuchen.
  • Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der Umstände gemacht und besitzt das Ziel bzw. die Aufgabe, ein Verfahren zum Herstellen einer abgedichteten Batterie vorzusehen, welches in der Lage ist, ein Zwischen-Abdichten und ein abschließendes Abdichten unter Verwendung eines einzelnen Elements durchzuführen und eine Dichtigkeitsuntersuchung eines Verbindungsabschnitts unter Verwendung eines Gassensors auf einfache Art und Weise durchzuführen.
  • Mittel zum Lösen der Probleme
  • Um das vorstehende Ziel zu erreichen, sieht ein Aspekt der Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer abgedichteten Batterie mit einem Batteriegehäuse, welches mit einem Flüssigkeitseinlass zum Einspritzen eines Elektrolyten ausgebildet ist, und einem Abdichtelement, welches den Flüssigkeitseinlass abdichtet, vor, wobei das Abdichtelement enthält: einen Deckelteil aus Metall, einen Schaftabschnitt, welcher ein elastischer Körper ist, der mit einer Fläche des Deckelteils verbunden ist, einen Trägervorsprung, welcher ein elastischer Körper ist, der eine Peripherie bzw. einen Umfang eines Endabschnitts des Schaftabschnitts auf einer Seite nahe an dem Deckelteil mit einem Freiraum umgibt, und einen Spitzenabschnitt, welcher ein elastischer Körper ist, der von dem Schaftabschnitt auf einer Seite gegenüberliegend zu dem Deckelteil erstreckt ist, wobei in einem ungeladenen Zustand ein Trennungsabstand zwischen dem Trägervorsprung und dem Spitzenabschnitt kleiner ist als eine Plattendicke eines Umfangs-Kantenabschnitts des Flüssigkeitseinlasses, der Spitzenabschnitt einen Eingriffsabschnitt mit einem größeren Durchmesser als ein Durchmesser des Flüssigkeitseinlasses enthält, der Schaftabschnitt einen kleineren Durchmesser besitzt als der Durchmesser des Flüssigkeitseinlasses und eine längere Schaftlänge besitzt als die Plattendicke des Umfangs-Kantenabschnitts des Flüssigkeitseinlasses. Hierin stellt der unbelastete bzw. entladene Zustand einen Zustand dar, in welchem auf das Abdichtelement keine Last aufgebracht wird. Dieses Verfahren zum Herstellen einer abgedichteten Batterie enthält: einen Zwischen-Abdichtschritt, um den Eingriffsabschnitt mit dem Umfangs-Kantenabschnitt des Flüssigkeitseinlasses in Druckkontakt zu bringen, um den Flüssigkeitseinlass nach dem Eispritzen des Elektrolyten temporär hermetisch abzudichten; einen Aktivierungsschritt, um die abgedichtete Batterie nach dem Zwischen-Abdichtschritt initial bzw. anfänglich zu laden; einen Entgasungsschritt, um den Spitzenabschnitt nach dem Aktivierungsschritt in einem Ausmaß entlang einer Richtung der Plattendicke des Umfangs-Kantenabschnitts des Flüssigkeitseinlasses zu drücken, so dass der Deckelteil mit dem Batteriegehäuse nicht in Kontakt kommt und sich der Spitzenabschnitt von dem Umfangs-Kantenabschnitt des Flüssigkeitseinlasses löst, um einen Verbindungspfad auszubilden, welcher eine Verbindung zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Batteriegehäuses ermöglicht, um Gas, welches während des Aktivierungsschritts in dem Batteriegehäuse erzeugt wird, abzugeben; und einen Abschluss-Abdichtschritt, um den Spitzenabschnitt nach dem Entgasungsschritt in die Richtung der Plattendicke des Umfangs-Kantenabschnitts des Flüssigkeitseinlasses zu drücken, bis der Deckelteil das Batteriegehäuse berührt, um den Trägervorsprung zwischen dem Deckelteil und dem Batteriegehäuse zusammen zu drücken, und den Deckelteil mit dem Batteriegehäuse zu verbinden, um den Flüssigkeitseinlass abzudichten, während der Verbindungspfad innerhalb des Deckelteils ausgebildet bleibt.
  • Gemäß dem vorstehenden Herstellungsverfahren ist der Eingriffsabschnitt des Spitzenabschnitts des Abdichtelements im Durchmesser größer als der Flüssigkeitseinlass. Bei dem Zwischen-Abdichtschritt kann der Eingriffsabschnitt den Flüssigkeitseinlasses hermetisch abdichten. Hierin ist in dem unbelasteten Zustand des Abdichtelements ein Trennungsabstand zwischen dem Trägervorsprung und dem Spitzenabschnitt kleiner als die Plattendicke des Umfangs-Kantenabschnitts des Flüssigkeitseinlasses. Daher werden der Eingriffsabschnitt des Spitzenabschnitts und die innere Fläche des Umfangs-Kantenabschnitts des Flüssigkeitseinlasses in engen Kontakt zueinander gebracht, was ein starkes Abdichten des Flüssigkeitseinlasses ermöglicht.
  • Gemäß dem vorstehenden Herstellungsverfahren wird, da der Durchmesser des Schaftabschnitts des Abdichtelements kleiner ist als der Durchmesser des Flüssigkeitseinlasses, zwischen dem Schaftabschnitt, welcher in den Flüssigkeitseinlass eingefügt ist, und der inneren Umfangsfläche des Flüssigkeitseinlasses ein Freiraum oder Spalt erzeugt. Ferner können der Spitzenabschnitt und der Umfangs-Kantenabschnitt des Flüssigkeitseinlasses voneinander getrennt sein, da die Schaftlänge des Schaftabschnitts länger ist als die Plattendicke des Umfangs-Kantenabschnitts des Flüssigkeitseinlasses. Durch den Trägervorsprung kann der Deckelteil vor dem Verbinden in einem getrennten Zustand von dem Batteriegehäuse getragen werden. Dieser Trägervorsprung ist derart konfiguriert, dass dieser den Schaftabschnitt mit einem Freiraum von der Peripherie davon umgibt. In dem Entgasungsschritt nach der Aktivierung wird daher der Spitzenabschnitt in eine Richtung der Plattendicke des Umfangs-Kantenabschnitts des Flüssigkeitseinlasses gedrückt, wodurch die durch den Eingriffsabschnitt vorgesehene hermetische Abdichtung des Flüssigkeitseinlasses beseitigt wird und ein Verbindungspfad ausgebildet wird, welcher eine Verbindung zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Batteriegehäuses ermöglicht. Über diesen Verbindungspfad kann das während des nach dem Zwischen-Abdichtschritt durchgeführten anfänglichen Ladens in dem Batteriegehäuse erzeugte Gas nach außerhalb des Batteriegehäuses entlassen werden, bevor der Deckelteil verbunden wird (Abschluss-Abdichten bzw. abschließendes Abdichten).
  • Bei dem abschließenden Abdichten in dem vorstehend erwähnten Herstellungsverfahren wird der Spitzenabschnitt weiter in die Richtung der Plattendicke des Umfangs-Kantenabschnitts des Flüssigkeitseinlasses gedrückt und der Deckelteil wird außerdem mit dem Batteriegehäuse verbunden, während der Verbindungspfad innerhalb des Deckelteils ausgebildet bleibt. Daher wird der Flüssigkeitseinlass der abgedichteten Batterie, welche durch dieses Verfahren hergestellt wird, lediglich durch Verbinden des Deckelteils abgedichtet und nicht durch den Spitzenabschnitt, den Schaftabschnitt und den Trägervorsprung abgedichtet. Das heißt, der Flüssigkeitseinlass ist nicht durch ein weiteres Abdichten zusätzlich zu dem Verbinden des Deckelteils doppelt abgedichtet. Daher kann ein Verbindungsfehler unter Verwendung eines Gassensors auf einfache Art und Weise erfasst werden.
  • Gemäß dem vorstehenden Herstellungsverfahren ist es daher möglich, den Zwischen-Abdichtschritt, den Entgasungsschritt und den Abschluss-Abdichtschritt durch eine einzelne Komponente (das Abdichtelement) durchzuführen. Ferner ist es möglich, einen Verbindungsfehler in einer fertiggestellten Batterie zu überprüfen bzw. festzustellen.
  • Bei dem vorstehend erwähnten Herstellungsverfahren einer abgedichteten Batterie ist das Abdichtelement vorzugsweise ein Element, welches mit einem Ausschnitt bei dem Spitzenabschnitt ausgebildet ist, wobei sich der Ausschnitt in einer Richtung erstreckt, welche senkrecht zu einer Richtung ist, um dieses in den Flüssigkeitseinlass zu drücken. Gemäß dem vorstehenden Verfahren wird der Spitzenabschnitt, wenn dieser in den Flüssigkeitseinlass eingeführt wird, durch die reduzierte Dicke durch den Ausschnitt verformt oder verbogen oder dünner gemacht. Dies ermöglicht ein einfaches Einführen des Spitzenabschnitts in den Flüssigkeitseinlass.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht ein Abdichtelement einer abgedichteten Batterie zum Abdichten eines Flüssigkeitseinlasses zum Einspritzen eines Elektrolyten von außerhalb nach innerhalb eines Batteriegehäuses vor, wobei das Abdichtelement enthält: einen Deckelteil aus Metall, einen Schaftabschnitt, welcher ein elastischer Körper ist, der mit einer Fläche des Deckelteils verbunden ist, einen Trägervorsprung, welcher ein elastischer Körper ist, der eine Peripherie bzw. einen Umfang eines Endabschnitts des Schaftabschnitts auf einer Seite nahe an dem Deckelteil mit einem Freiraum umgibt, und einen Spitzenabschnitt, welcher ein elastischer Körper ist, der von dem Schaftabschnitt auf einer Seite gegenüberliegend zu dem Deckelteil erstreckt ist, wobei in einem unbelasteten Zustand ein Trennungsabstand zwischen dem Trägervorsprung und dem Spitzenabschnitt kleiner ist als eine Plattendicke eines Umfangs-Kantenabschnitts des Flüssigkeitseinlasses, der Spitzenabschnitt einen Eingriffsabschnitt mit einem größeren Durchmesser als ein Durchmesser des Flüssigkeitseinlasses enthält und von dem Umfangs-Kantenabschnitt des Flüssigkeitseinlasses in einem Zustand, bei welchem der Deckelteil mit dem Batteriegehäuse verbunden ist, getrennt ist, der Schaftabschnitt einen kleineren Durchmesser besitzt als der Durchmesser des Flüssigkeitseinlasses und eine längere Schaftlänge besitzt als die Plattendicke des Umfangs-Kantenabschnitts des Flüssigkeitseinlasses, und der Trägervorsprung zwischen dem Deckelteil und dem Batteriegehäuse in dem Zustand, bei welchem der Deckelteil mit dem Batteriegehäuse verbunden ist, zusammengedrückt ist.
  • Das Verwenden des wie vorstehend konfigurierten Abdichtelements der abgedichteten Batterie ermöglicht das Durchführen des Zwischen-Abdichtschritts, des Entgasungsschritts und des Abschluss-Abdichtschritts durch eine einzelne Komponente (das Abdichtelement), wie vorstehend beschrieben. Ferner ist es möglich, einen Verbindungsfehler in einer fertiggestellten Batterie zu prüfen bzw. festzustellen.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht eine abgedichtete Batterie mit einem Batteriegehäuse, welches mit einem Flüssigkeitseinlass zum Einspritzen eines Elektrolyten ausgebildet ist, und einem Abdichtelement, welches den Flüssigkeitseinlass abdichtet, vor. Das Abdichtelement enthält: einen Deckelteil aus Metall, einen Schaftabschnitt, welcher ein elastischer Körper ist, der mit einer Fläche des Deckelteils verbunden ist, einen Trägervorsprung, welcher ein elastischer Körper ist, der eine Peripherie bzw. einen Umfang eines Endabschnitts des Schaftabschnitts auf einer Seite nahe an dem Deckelteil mit einem Freiraum umgibt, und einen Spitzenabschnitt, welcher ein elastischer Körper ist, der von dem Schaftabschnitt auf einer Seite gegenüberliegend zu dem Deckelteil erstreckt ist, wobei in einem unbelasteten Zustand ein Trennungsabstand zwischen dem Trägervorsprung und dem Spitzenabschnitt kleiner ist als eine Plattendicke eines Umfangs-Kantenabschnitts des Flüssigkeitseinlasses. Der Deckelteil ist mit einer äußeren Fläche des Batteriegehäuses verbunden und verschließt den Flüssigkeitseinlass. Der Spitzenabschnitt enthält einen Eingriffsabschnitt mit einem größeren Durchmesser als ein Durchmesser des Flüssigkeitseinlasses und ist in einem getrennten Zustand von dem Umfangs-Kantenabschnitt des Flüssigkeitseinlasses in dem Batteriegehäuse angeordnet. Der Schaftabschnitt besitzt einen kleineren Durchmesser als der Durchmesser des Flüssigkeitseinlasses und eine längere Schaftlänge als die Plattendicke des Umfangs-Kantenabschnitts des Flüssigkeitseinlasses, wobei der Schaftabschnitt in dem Flüssigkeitseinlass angeordnet ist. Der Trägervorsprung ist zwischen dem Deckelteil und dem Batteriegehäuse zusammengedrückt. Ein Verbindungspfad ist innerhalb des Deckelteils vorgesehen, um eine Verbindung zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Batteriegehäuses zu ermöglichen.
  • Gemäß der wie vorstehend konfigurierten abgedichteten Batterie ist der Flüssigkeitseinlass lediglich durch Verbinden des Deckels abgedichtet und dieser ist nicht durch den Spitzenabschnitt, den Schaftabschnitt und den Trägervorsprung abgedichtet. Mit anderen Worten, der Flüssigkeitseinlass ist durch zusätzliches Abdichten, welches sich von dem Verbinden des Deckelteils unterscheidet, doppelt abgedichtet. Entsprechend kann ein Verbindungsfehler unter Verwendung eines Gassensors auf einfache Art und Weise erfasst werden. Gemäß der wie vorstehend konfigurierten abgedichteten Batterie können bei dem Herstellungsverfahren davon der Zwischen-Abdichtschritt, der Entgasungsschritt und der Abschluss-Abdichtschritt durch eine einzelne Komponente (das Abdichtelement) durchgeführt werden, wie vorstehend beschrieben.
  • Effekte der Erfindung
  • Gemäß der Erfindung kann ein Zwischen-Abdichten bzw. temporäres Abdichten und ein Abschluss-Abdichten bzw. abschließendes Abdichten durch ein einzelnes Element durchgeführt werden. Zusätzlich kann die Dichtigkeit eines Verbindungsabschnitts unter Verwendung eines Gassensors auf einfache Art und Weise überprüft werden.
  • Kurze Beschreibung der Abbildungen
  • 1 ist eine vertikale Schnittansicht, welche eine Batterie in einer ersten Ausführungsform zeigt;
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Details eines Gehäuse-Deckelelements, eines positiven Anschlusses, eines negativen Anschlusses und anderer, welche in der Batterie vorgesehen sind, zeigt;
  • 3 ist eine Endansicht, welche einen in einem Gehäuse-Deckelelement vorgesehenen Flüssigkeitseinlass in der ersten Ausführungsform zeigt;
  • 4 ist eine Unteransicht, welche ein Abdichtelement zeigt, welches in der Batterie in der ersten Ausführungsform vorgesehen ist;
  • 5 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A in 4;
  • 6 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie B-B in 4;
  • 7 ist eine Endansicht, welche einen Zustand zeigt, in welchem der Flüssigkeitseinlass mit dem Abdichtelement temporär abgedichtet ist;
  • 8 ist eine Endansicht, welche einen Zustand zeigt, in welchem das Innere und das Äußere eines Batteriegehäuses über den Flüssigkeitseinlass miteinander verbunden sind;
  • 9 ist eine Endansicht, welche einen Zustand zeigt, in welchem der Flüssigkeitseinlass durch das Abdichtelement abschließend abgedichtet ist;
  • 10 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie C-C in 8;
  • 11 ist ein Flussdiagramm, welches einen Vorgang zum Herstellen der Batterie zeigt;
  • 12 ist eine Ansicht, welche ein Fahrzeug in einer zweiten Ausführungsform zeigt;
  • 13 ist eine Ansicht, welche eine Batterie-Verwendungsvorrichtung in einer dritten Ausführungsform zeigt;
  • 14 ist eine Seitenansicht, welche ein in einer Batterie vorgesehenes Abdichtelement bei einem modifizierten Beispiel zeigt;
  • 15 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie B-B in 14;
  • 16 ist eine Endansicht, welche eine Batterie bei einem weiteren modifizierten Beispiel zeigt, bei welchem ein Flüssigkeitseinlass mithilfe eines Abdichtelements temporär abgedichtet ist; und
  • 17 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche eine Konfiguration zeigt, die einen Flüssigkeitseinlass in einer Batterie bei einem weiteren modifizierten Beispiel zeigt.
  • Art und Weise zum Ausführen der Erfindung
  • (Erste Ausführungsform)
  • Nachfolgend ist mit Bezug auf die beigefügten Abbildungen eine detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegeben. 1 ist eine Lithiumionen-Sekundärbatterie (eine abgedichtete Batterie) 100 (nachfolgend einfach als eine „Batterie 100” bezeichnet). 2 zeigt die Details eines Gehäuse-Deckelelements 113, eines positiven Anschlusses 150, eines negativen Anschlusses 160 und anderer Elemente.
  • Diese Batterie 100 ist eine rechtwinklige Batterie, welche in einem Fahrzeug, wie einem Hybridfahrzeug und einem Elektrofahrzeug, oder in einer Batterie-Verwendungsvorrichtung, wie einem Bohrhammer, montiert werden soll. Wie in 1 gezeigt, besteht die Batterie 100 aus einem rechtwinkligen Batteriegehäuse 110, einem gewickelten Elektrodenkörper (einem Leistungs-Erzeugungselement) 120, welches in diesem Batteriegehäuse 110 aufgenommen ist, dem positiven Anschluss 150 und dem negativen Anschluss 160, welche jeweils in dem Batteriegehäuse 110 getragen sind, und weiterer Elemente. Der Elektrodenkörper 120 ist mit einem nicht-wässrigen Elektrolyten 117 imprägniert. In der vorliegenden Beschreibung sind, solange nicht anders angegeben, obere, untere, rechte und linke Seiten mit Bezug auf 1 definiert und eine kurze Seite eines Zeichnungsblatts von 1 ist als eine Vorderseite definiert und eine entfernte Seite des Zeichnungsblatts ist als eine Hinterseite definiert.
  • Das Batteriegehäuse 110 ist aus Metall, genauer gesagt Aluminium, hergestellt. Das Batteriegehäuse 110 besteht aus einem kastenförmigen Gehäusekörper 111, welcher sich lediglich auf dessen oberer Seite öffnet, und einem rechtwinkligen plattenähnlichen Gehäuse-Deckelelement 113, welches mit dem Gehäusekörper 111 verschweißt ist, um eine Öffnung 111h des Gehäusekörpers 111 zu verschließen. Das Gehäuse-Deckelelement 113 ist mit einem Sicherheitsventil 113j vorgesehen, welches zerbrochen oder zerstört wird, wenn der Innendruck des Batteriegehäuses 110 einen vorbestimmten Druck erreicht (siehe die 1 und 2). Dieses Gehäuse-Deckelelement 113 ist ferner mit einem Flüssigkeitseinlass 10 vorgesehen. Dieser Flüssigkeitseinlass 10 ist mit einem Abdichtelement 30 hermetisch abgedichtet. Dieser Flüssigkeitseinlass 10 und das Abdichtelement 30 sind später detailliert beschrieben.
  • Das Gehäuse-Deckelelement 113 ist mit dem positiven Anschluss 150 und dem negativen Anschluss 160 verbunden bzw. diese sind daran befestigt. Wie in 2 gezeigt ist, setzt sich sowohl der positiven Anschluss 150 als auch der negativen Anschluss 160 aus drei Anschluss-Metallelementen 151, 152 und 153 zusammen. Ferner wird sowohl der positiven Anschluss 150 als auch der negativen Anschluss 160 über drei Isolationselemente 155, 156 und 157 zusammengesetzt. Wie in 1 gezeigt, ist in dem Batteriegehäuse 110 der positive Anschluss 150 mit einem positiven Elektrodenblatt 121 (genauer gesagt einem positiven Strom-Sammelteil 121m des positiven Elektrodenblatts 121) des Elektrodenkörpers 120 verbunden. Der negative Anschluss 160 ist mit einem negativen Elektrodenblatt 131 (einem negativen Strom-Sammelteil 131m des negativen Elektrodenblatts 131) des Elektrodenkörpers 120 verbunden.
  • Der Elektrodenkörper 120 ist in einer Isolationsschicht-Umhüllung 115 eingeschlossen, welche aus einer rückseitigen (back-like) Isolationsschicht, die sich lediglich auf einer oberen Seite öffnet, ausgebildet ist, und ist in einer seitlichen Orientierung in dem Batteriegehäuse 110 aufgenommen. Dieser Elektrodenkörper 120 ist in einer Weise hergestellt, dass das positive Elektrodenblatt 121 und das negative Elektrodenblatt 131, welche jeweils eine Band- bzw. Streifenform besitzen, zusammen durch dazwischen Aufnehmen von streifenförmigen atmungsaktiven Separatoren 141 zwischen den Blättern 121 und 131 in einem überlappenden Zustand gewickelt sind, und in einer abgeflachten Gestalt zusammengedrückt sind.
  • Das positive Elektrodenblatt 121 enthält eine positive Strom-Sammelfolie (ein positives Kernelement) 122, welche aus einer streifenförmigen Aluminiumfolie ausgebildet ist und mit positiven aktiven Materialschichten vorgesehen ist. Die positiven aktiven Materialschichten sind aus positivem aktivem Material, einem leitfähigen Material und einem Bindemittel hergestellt. Das negative Elektrodenblatt 131 enthält eine negative Strom-Sammelfolie (ein negatives Kernelement) 132, welche aus einer streifenförmigen Kupferfolie ausgebildet ist und mit negativen aktiven Materialschichten vorgesehen ist. Die negativen aktiven Materialschichten sind aus einem negativen aktiven Material, einem Bindemittel und einem Verdickungsmittel hergestellt. Die Separatoren 141 sind jeweils ein streifenförmiges Harz, genauer gesagt ein poröser Film, welcher aus Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE) hergestellt ist.
  • Nachstehend sind der Flüssigkeitseinlass 10 und das Abdichtelement 30 detailliert erläutert. Der Flüssigkeitseinlass 10 entspricht einer Öffnung, welche in dem Gehäuse-Deckelelement 113 des Batteriegehäuses 110 ausgebildet ist, wie in 3 gezeigt, um den Elektrolyten 117 durch diese in das Batteriegehäuse 110 einzuspritzen bzw. einzubringen. Der Flüssigkeitseinlass 10 schafft eine Verbindung zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Batteriegehäuses 110. Um den Flüssigkeitseinlass 10 ist eine ringförmige Stufenfläche 11a ausgebildet, welche gegenüber einer oberen Fläche 113a des Gehäuse-Deckelelements 113 abgesenkt ist. Es ist anzumerken, dass sowohl die obere Fläche 113a als auch die Stufenfläche 11a äußeren Flächen des Batteriegehäuses entsprechen. Der Flüssigkeitseinlass 10 entspricht einer kreisförmigen Öffnung, welche durch eine innere Wandfläche 113f des Gehäuse-Deckelelements 113 definiert ist. Die innere Wandfläche 113f ist außerdem eine innere Umfangsfläche 10a des Flüssigkeitseinlasses 10. Die Stufenfläche 11a ist in einer Dickenrichtung (einer Richtung der Plattendicke) des Gehäuse-Deckelelements 113 oberhalb einer Mitte angeordnet. Die Stufenfläche 11a und die obere Fläche 113a des Gehäuse-Deckelelements 113 sind über eine zylindrische Fläche 11b durchgehend. Eine kreisförmige Öffnung, welche durch die zylindrische Fläche 11b umgeben ist, ist im Durchmesser größer als der Flüssigkeitseinlass 10, welcher durch die innere Umfangsfläche 10a definiert ist. Genauer gesagt besitzt die Größe des Flüssigkeitseinlasses 10, welcher durch die innere Umfangsfläche 10a ausgebildet ist, einen Durchmesser von etwa 1,6 mm und eine Höhe von etwa 1,05 mm. Die Größe der kreisförmigen Öffnung, welche durch die zylindrische Fläche 11b ausgebildet ist, besitzt einen Durchmesser von 3,8 mm und eine Höhe von 0,35 mm.
  • Das Abdichtelement 30 besteht aus einem Einsetzteil 31 und einem Deckelteil 70, wie in den 4 bis 6 gezeigt ist. 4 ist eine Unteransicht des Abdichtelements 30. 5 ist eine Seitenansicht entlang einer Linie A-A in 4. 6 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie B-B in 4. Der Deckelteil 70 ist aus dem gleichen Material wie dieses des Batteriegehäuses 110, das heißt Aluminium, hergestellt. Dieser Deckelteil 70 besitzt eine kreisförmige, scheibenförmige Gestalt mit einer ersten Hauptfläche (einer Außenfläche) 70a und einer zweiten Hauptfläche (einer Innenfläche, einer Rückenseite) 70b. Der Deckelteil 70 besitzt einen Durchmesser von etwa 5,0 mm. Eine obere Fläche 31a des Einsetzteils 31 ist mit der Mitte der zweiten Hauptfläche 70b des Deckelteils 70 verbunden, so dass der Deckelteil 70 und der Einsetzteil 31 integriert sind.
  • Der Einsetzteil 31 ist aus einem Harzmaterial mit Gummielastizität hergestellt. Genauer gesagt ist der Einsetzteil 31 aus Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPDM) hergestellt. EPDM ist ein Kautschukmaterial mit einer anpassbaren Härte. Entsprechend können gemäß dem Innendruck der Batterie 100 optimale Abdichteigenschaften des Flüssigkeitseinlasses 10 sichergestellt werden, solange die Härte des Einsetzteils 31 geeignet angepasst ist. Darüber hinaus kann eine Drucklast, welche aufgebracht werden soll, um den Einsetzteil 31 in den Flüssigkeitseinlass 10 einzusetzen, geeignet angepasst sein. Für den Einsetzteil 31 können neben EPDM außerdem alle weiteren Kautschukmaterialien, wie Nitrilkautschuk (NBR) und Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) verwendet werden.
  • Dieser Einsetzteil 31 enthält einen Spitzenabschnitt 40, einen Schaftabschnitt 50 und Vorsprungabschnitte 60 in dieser Reihenfolge ausgehend von einer Unterseite in Richtung des Deckelteils 70 in 5. Der Schaftabschnitt 50 besitzt eine säulenförmige Gestalt, welche sich in einer vertikalen Richtung erstreckt. Der Schaftabschnitt 50 ist in einem vollständig zusammengebauten Zustand des Abdichtelements 30 durch den Flüssigkeitseinlass 10 eingefügt (siehe 9). Der Durchmesser des Schaftabschnitts 50 beträgt im Querschnitt 1,5 mm, was geringfügig kleiner ist als der Durchmesser des Flüssigkeitseinlasses 10. Entsprechend ist zwischen dem Schaftabschnitt 50 und der inneren Umfangsfläche 10a des Flüssigkeitseinlasses 10 ein Spalt oder Freiraum ausgebildet. Die Schaftlänge des Schaftabschnitts 50 (die Schaftlänge in der Richtung der Plattendicke des Umfangs-Kantenabschnitts 11 des Flüssigkeitseinlasses 10 in dem Gehäuse-Deckelelement 13 (siehe 3), noch genauer gesagt, die Schaftlänge in einer Durchdringungsrichtung (einer Aufwärts-Und-Abwärts-Richtung) des Flüssigkeitseinlasses 10) ist länger als die Dicke des Flüssigkeitseinlasses 10 selbst. Daher kann sich der Spitzenabschnitt 40, wenn der Schaftabschnitt 50 durch den Flüssigkeitseinlass 10 eingeführt ist, von der inneren Fläche 113b des Batteriegehäuses 110 entfernen (siehe die 8 und 9).
  • Der Spitzenabschnitt 40 besitzt eine annähernd kegelstumpfartige, konische Gestalt mit einem ersten Endabschnitt 40a, welcher von dem Schaftabschnitt 50 entfernt ist, einem zweiten Endabschnitt (einem Basis-Endabschnitt) 40b nahe an dem Schaftabschnitt 50 und einem konischen Abschnitt 41, wie in 5 gezeigt ist. Der konische Abschnitt 41 ist im Durchmesser ausgehend von dem ersten Endabschnitt 40a hin zu dem zweiten Endabschnitt 40b allmählich vergrößert. Das heißt, der Spitzenabschnitt 40 besitzt eine nahezu kegelstumpfartige, konische Gestalt mit einer ersten Endfläche 40c mit einem kleinen Durchmesser, einer zweiten Endfläche (einer Basis-Endfläche) 40d mit einem großen Durchmesser und einer Seitenfläche 40e, welche diese verbindet. Der Durchmesser (siehe D1 in 4) des ersten Endabschnitts 40a beträgt etwa 1,5 mm, was geringfügig kleiner ist als der Durchmesser des Flüssigkeitseinlasses 10. Der Durchmesser (siehe D2 in 4) des zweiten Endabschnitts 40b beträgt etwa 2,2 mm, was geringfügig größer ist als der Durchmesser des Flüssigkeitseinlasses 10. Wenn dieser Einsetzteil 31 in den Flüssigkeitseinlass 10 eingesetzt werden soll, wird der konische Abschnitt 41 zwischen dem ersten Endabschnitt 40a und dem zweiten Endabschnitt 40b in Druckkontakt mit dem Umfangs-Kantenabschnitt 11 (siehe 3) des Flüssigkeitseinlasses 10 gebracht, wodurch der Spitzenabschnitt 40 elastisch verformt wird, um hineingedrückt zu werden. 7 zeigt einen Zustand, bei welchem der Spitzenabschnitt 40 in der vorstehenden Art und Weise in das Batteriegehäuse 110 hineingedrückt ist.
  • Darüber hinaus ist der Spitzenabschnitt 40, wie in den 4 und 5 gezeigt ist, mit einem Ausschnitt 44 ausgebildet, welcher in der Unteransicht in einer geraden, linearen Gestalt ausgebildet ist. Das heißt, der Spitzenabschnitt 40 ist durch den Ausschnitt 44 in einen linken Spitzenabschnitt 45 und einen rechten Spitzenabschnitt 46 aufgeteilt. Entsprechend werden, wenn der Spitzenabschnitt 40 in den Flüssigkeitseinlass 10 hineingedrückt wird, der linke Spitzenabschnitt 45 und der rechte Spitzenabschnitt 46 verformt oder gebogen, um sich einander anzunähern. Dies ermöglicht eine einfache Einführung des Spitzenabschnitts 40 in den Flüssigkeitseinlass 10. Der Ausschnitt 44 besitzt in der Unteransicht eine gerade, lineare Gestalt, dieser kann jedoch irgendeine andere Gestalt, wie eine Y-Gestalt oder eine Kreuzgestalt besitzen. Diese Y-Gestalt oder Kreuzgestalt kann ferner die Einführbarkeit des Spitzenabschnitts 40 im Vergleich zu der geraden, linearen Gestalt verbessern. Jedoch ist im Falle der Verwendung der Y- oder Kreuzgestalt die Festigkeit bzw. Steifigkeit des Spitzenabschnitts 40 niedriger als im Falle der geraden, linearen Gestalt und daher ist es vorzuziehen, die Steifigkeit des Spitzenabschnitts 40 um diesen Betrag zu erhöhen. Dies liegt daran, da sich der Spitzenabschnitt 40, falls die Steifigkeit des Spitzenabschnitts 40 zu gering ist, durch eine Rückverformungskraft der Vorsprungabschnitte 60, welche zwischen dem Deckelteil 70 und dem Gehäuse-Deckelelement 113 zusammengedrückt sind, nachdem der Spitzenabschnitt 40 in dem Batteriegehäuse 110 pressgepasst ist (siehe 7), von dem Inneren des Batteriegehäuses 110 lösen oder abspringen kann. Diesbezüglich ist die Batterie 100 in der vorliegenden Ausführungsform derart konfiguriert, dass der Ausschnitt 44 in einer geraden, linearen Form gestaltet ist, um die Einfachheit des Einführens des Spitzenabschnitts 40 in den Flüssigkeitseinlass 10 in einem Maße sicherzustellen, dass sich der Spitzenabschnitt 40 von dem Flüssigkeitseinlass 10 nicht löst oder abspringt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Ausschnitt 44 mit einer Tiefe ausgebildet, um den Schaftabschnitt 50 in der vertikalen Richtung (siehe 5) zu erreichen. Es ist jedoch nicht notwendigerweise erforderlich, dass der Ausschnitt 44 so tief ist, um den Schaftabschnitt 50 zu erreichen.
  • Die Vorsprungabschnitte 60 sind derart vorgesehen, dass sich diese von einem Endabschnitt 50a des Schaftabschnitts 50 auf einer Seite nahe an dem Deckelteil 70 radial erstrecken, wie in den 5 und 6 gezeigt ist. Diese Vorsprungabschnitte 60 sind bei vier Positionen angeordnet, die mit einem Intervall von 90° voneinander beabstandet sind, wie in 4 gezeigt ist. Diese vier Vorsprungabschnitte 60 sind mit Bezug auf den Ausschnitt 44 in einem ausgewogenen Verhältnis angeordnet.
  • Jeder der Vorsprungabschnitte 60 enthält einen Trägervorsprung 61 und einen Erstreckungsabschnitt 65, welcher den Trägerabschnitt 61 und den Schaftabschnitt 50 verbindet, wie in den 4 und 6 gezeigt ist. Die Trägervorsprünge 61 sind derart vorgesehen, dass diese zwischen dem Deckelteil 70 und dem Gehäuse-Deckelelement 113 in einem Zustand, bei welchem der Einsetzteil 31 in dem Batteriegehäuse 110 eingesetzt ist, einen Freiraum bzw. Spalt ausbilden (siehe G1, wie in den 8 und 10 gezeigt). Mit anderen Worten, die Trägervorsprünge 61 stehen ausgehend von einer hinteren Fläche 70b des Deckelteils 70 in Richtung zu dem Batteriegehäuse 110 vor und dienen dazu, den Deckelteil 70 vor dem Verschweißen in einem getrennten Zustand von dem Batteriegehäuse 110 zu halten, wie in 8 gezeigt ist. Während die vier Trägervorsprünge 61 den Deckelteil 70 halten bzw. tragen, wodurch der Freiraum G1 zwischen dem Deckelteil 70 und dem Gehäuse-Deckelelement 113 ausgebildet wird (siehe 8 und 10), wird zwischen der Stufenfläche 11a und der hinteren Fläche 70b des Deckelteils 70 einer Raum S ausgebildet. In der Batterie 100 der vorliegenden Ausführungsform können daher das Innere und das Äußere des Batteriegehäuses 110 über den Flüssigkeitseinlass 10 und den Raum S miteinander verbunden sein (siehe die 8 und 10).
  • Dieser Raum S bleibt auch nach dem später erwähnten abschließenden Abdichten ausgebildet (siehe 9). Genauer gesagt ist, wie in 9 gezeigt, in der Batterie 100 nach dem abschließenden Abdichten eine Basis-Endfläche 40d des Spitzenabschnitts 40 von der inneren Fläche 113b des Gehäuse-Deckelelements 113 beabstandet (in der vorliegenden Ausführungsform beträgt ein Spalt zwischen der Basis-Endfläche 40d des Spitzenabschnitts 40 und der inneren Fläche 113b des Gehäuse-Deckelelements 113 etwa 0,1 mm). Die Seitenfläche 50b des Schaftabschnitt 50 ist von der inneren Umfangsfläche 10a des Flüssigkeitseinlasses 10 beabstandet. Darüber hinaus liegt, auch wenn die Trägervorsprünge 61 zwischen der Stufenfläche 11a und dem Deckelteil 70 zusammengedrückt sind, der Raum S vor. Insbesondere wird Gas, welches in dem Batteriegehäuse 110 erzeugt wird, ermöglicht, den Flüssigkeitseinlass 10 und den Raum S zu durchlaufen, um die zylindrische Fläche 11b zu erreichen. Es ist anzumerken, dass ein Gas-Strömungspfad, welcher auf der Seite der hinteren Fläche 70b (innen) des Deckelteils 70 ausgebildet ist, als ein Verbindungspfad R bezeichnet ist (ein Verbindungspfad R, welcher eine Verbindung zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Batteriegehäuses 110 vorsieht).
  • Die Batterie 100 befindet sich nach dem abschließenden Abdichten, wie in 9 gezeigt ist, in einem Zustand, bei welchem der Deckelteil 70 mit dem Gehäuse-Deckelelement 113 verbunden ist. Genauer gesagt sind ein ringförmiger Umfangs-Kantenabschnitt 71 entlang der äußeren Umfangskante des Deckelteils 70 und ein ringförmiger Öffnungs-Umgebungsabschnitt 113m, welcher den Umfang (d. h. den Umfang der Stufenfläche 118) des Flüssigkeitseinlasses 10 des Gehäuse-Deckelelements 113 umgibt, durch Laserschweißen nahtlos miteinander verschweißt. Entsprechend wird eine ringförmige Schweißnaht 75 ausgebildet. Dieses Verschweißen sieht ein hermetisches Abdichten zwischen dem Umfangs-Kantenabschnitt 71 des Deckelteils 70 und dem Öffnungs-Umgebungsabschnitt 113m des Gehäuse-Deckelelements 113 vor. Das heißt, der Flüssigkeitseinlass 10 ist hermetisch abgedichtet.
  • Ein Verfahren zum Herstellen der vorstehenden Batterie 100 ist nachstehend erläutert. Zunächst werden das streifenförmige positive Elektrodenblatt 121 und das negative Elektrodenblatt 131, welche separat hergestellt sind, überlappt und durch dazwischen Aufnehmen der streifenförmigen Separatoren 141 gewickelt. Anschließend wird dies in einer abgeflachten Gestalt zusammengedrückt, um den Elektrodenkörper 120 fertig zu stellen (siehe 1).
  • Ferner wird das Gehäuse-Deckelelement 113, welches mit dem Sicherheitsventil 113j und dem Flüssigkeitseinlass 10 ausgebildet ist, vorbereitet und mit dem positiven Anschluss 150 und dem negativen Anschluss 160 unter Verwendung der drei Arten von Anschluss-Metallelementen 151, 152 und 153 und den drei Arten von Isolationselementen 155, 156 und 157 zusammengebaut (siehe 2). Nachfolgend wird der positive Anschluss 150 mit dem positiven Strom-Sammelteil 121m des Elektrodenkörpers 120 verbunden und der negative Anschluss 160 wird mit dem negativen Strom-Sammelteil 131m des Elektrodenkörpers 120 verbunden (siehe 1).
  • Nachfolgend werden der Gehäusekörper 111 und die Isolationsschicht-Umhüllung 115 vorbereitet. Der Elektrodenkörper 120 wird über die Isolationsschicht-Umhüllung 115 in dem Gehäusekörper 111 aufgenommen und außerdem wird die Öffnung 111h des Gehäusekörpers 111 durch das Gehäuse-Deckelelement 113 verschlossen. Der Gehäusekörper 111 und das Gehäuse-Deckelelement 113 werden durch Laserschweißen miteinander verschweißt, wodurch das Batteriegehäuse 110 hergestellt wird (siehe 1).
  • Nach der Herstellung des Batteriegehäuses 110, wie in 11 gezeigt, werden ein Flüssigkeits-Einspritzschritt (S10), ein Reinigungsschritt (S20), ein Zwischen-Abdichtschritt (S30), ein Aktivierungsschritt (S40), ein Entgasungsschritt (S50), ein Abschluss-Abdichtschritt (S60) und ein Dichtigkeits-Inspektionsschritt (S70) der Reihe nach durchgeführt, um die Batterie 100 fertig zu stellen. Bei dem Flüssigkeits-Einspritzschritt wird eine Flüssigkeits-Einspritzdüse in den Flüssigkeitseinlass 10 eingeführt und der Elektrolyt 117 wird über die Düse in das Batteriegehäuse 110 eingespritzt. Der Umfang bzw. der Umkreis (einschließlich des Öffnungs-Umgebungsabschnittes 113) des Flüssigkeitseinlasses 10 wird gereinigt (der Reinigungsschritt). Genauer gesagt wird die Peripherie des Flüssigkeitseinlasses 10 mit einem Vliesstoff abgewischt. Dieser Reinigungsschritt zum Reinigen der Peripherie des Flüssigkeitseinlasses 10 wird durchgeführt, da der Elektrolyt 117 während des vorstehend erwähnten Einspritzens des Elektrolyten 117 an dem Umfang des Flüssigkeitseinlasses 10 anhaften kann.
  • Nachfolgend wird der Flüssigkeitseinlass 10 unter Verwendung des Abdichtelements 30 (siehe 4 bis 6) bestehend aus dem Einsetzteil 31 und dem Deckelteil 70, welche separat ausgebildet sind, temporär abgedichtet (der Zwischen-Abdichtschritt). Genauer gesagt wird, wie in 7 gezeigt ist, der Spitzenabschnitt 70 des Einsetzteils 31 von außerhalb des Batteriegehäuses 110 in den Flüssigkeitseinlass 10 pressgepasst. Der Spitzenabschnitt 40 wird anschließend durch den Flüssigkeitseinlass 10 geführt und in das Batteriegehäuse 110 gedrückt. In der Batterie 100 der ersten Ausführungsform ist ein Trennungsabstand (siehe L1 in 6) zwischen den Trägervorsprüngen 61 und dem Spitzenabschnitt 40 in der Richtung der Plattendicke des Umfangs-Kantenabschnitts 11 des Flüssigkeitseinlasses 10 kleiner als die Plattendicke (siehe L2 in 3) des Umfangs-Kantenabschnitts 11 des Flüssigkeitseinlasses 10. Entsprechend klemmen der innerhalb des Batteriegehäuses 110 vorliegende Spitzenabschnitt 40 und die außerhalb des Batteriegehäuses 110 vorliegenden Trägervorsprünge 61 den Umfangs-Kantenabschnitt 11 des Flüssigkeitseinlasses 10 ein. Daher kommt die Basis-Endfläche 40d des Basis-Endabschnitts 40b des Spitzenabschnitts 40 mit der inneren Fläche 113b des Umfangs-Kantenabschnitts 11 des Flüssigkeitseinlasses 10 in engen Kontakt. Dies resultiert aus einer Druckspannung, welche auftritt, wenn die Trägervorsprünge 61 zwischen dem Deckelteil 70 und dem Batteriegehäuse 110 etwas zusammengedrückt werden. Dieser enge Kontakt zwischen der Basis-Endfläche 40d und der inneren Fläche 113b bewirkt, dass der Flüssigkeitseinlass 10 von dem Inneren des Batteriegehäuses 110 hermetisch abgedichtet (temporär abgedichtet) ist. Bei der ersten Ausführungsform entspricht der Basis-Endabschnitt 40b des Spitzenabschnitts 40 einem Eingriffsabschnitt in den Ansprüchen. Dieser Basis-Endabschnitt 40b dient als Stopper bzw. Anschlag, um zu verhindern, dass der Spitzenabschnitt 40 von dem Flüssigkeitseinlass 10 abrutscht oder sich davon entfernt.
  • Anschließend wird diese Batterie 100 dem Initial-Laden (ebenso als der Aktivierungsschritt und der Initial-Ladeschritt bezeichnet) unterzogen. Zu diesem Zeitpunkt entsteht Gas, wie Wasserstoffgas, in dem Batteriegehäuse 110. Daher wird auf den Aktivierungsschritt folgend der Entgasungsschritt durchgeführt. Genauer gesagt wird, wie in den 8 und 10 gezeigt ist, der Deckelteil 70 in Richtung des Batteriegehäuses 110 nach unten gedrückt. Insbesondere wird der Deckelteil 31 in den Flüssigkeitseinlass 10 gedrückt. Dies bringt das Innere und das Äußere des Batteriegehäuses 110 über den Flüssigkeitseinlass 10 und den Raum S in Verbindung zueinander. Das heißt, dieses Drücken des Einsetzteils 31 wird in einem Maße ausgeführt, dass sich die Basis-Endfläche 40d des Spitzenabschnitts 40 von der inneren Fläche 113b des Gehäuse-Deckelelements 113 trennt bzw. löst, die hintere Fläche 70b des Deckelteils 70 jedoch nicht mit der oberen Fläche 113a des Gehäuse-Deckelelements 113 in Kontakt kommt. Entsprechend kann das bei dem Aktivierungsschritt in dem Batteriegehäuse 110 erzeugte Gas nach außerhalb des Batteriegehäuses 110 freigegeben werden.
  • Dann wird der Deckelteil 70 des Abdichtelements 30 durch einen Laser mit dem Gehäuse-Deckelelement 113 verschweißt (der Abschluss-Abdichtschritt). Genauer gesagt wird, wie in 9 gezeigt ist, der Deckelteil 70 weiter niedergedrückt, um in Bezug auf den Flüssigkeitseinlass 10 auf den Einsetzteil 31 zu drücken, wodurch die hintere Fläche 70b des Deckelteils 70 in Druckkontakt mit der oberen Fläche 113a des Gehäuse-Deckelelements 113 gebracht wird. In diesem Zustand wird der Umfangs-Kantenabschnitt 71 des Deckelteils 70 durch einen Laser ringförmig mit dem Öffnungs-Umgebungsabschnitt 113m des Gehäuse-Deckelelements 113 verschweißt. Entsprechend wird der Flüssigkeitseinlass 10 hermetisch abgedichtet. In der Batterie 100 besitzen der Spitzenabschnitt 40 und der Schaftabschnitt 50 nach dem abschließenden Abdichten keinen Kontakt zu dem Batteriegehäuse 110. Ferner ist der Raum S durch die Trägervorsprünge 61 ausgebildet. Insbesondere umgeben die Trägervorsprünge 61 die Peripherie des Schaftabschnitts 50 mit einem Freiraum (der Raum S). Daher ist der Flüssigkeitseinlass 10 lediglich durch Verschweißen des Deckelteils 70 abgedichtet und dieser ist nicht durch Verschweißen des Deckelteils 70 und Druckkontakt mit dem Einsetzteil 31 doppelt abgedichtet.
  • In einer letzten Stufe wird die Dichtigkeit oder die Gasdichtigkeit zwischen dem Deckelteil 70 und dem Öffnungs-Umgebungsabschnitt 113m untersucht bzw. festgestellt (der Dichtigkeit-Inspektionsschritt). Genauer gesagt wird diese Batterie 100 in eine Vakuumkammer gesetzt und anschließend wird der Druck in der Vakuumkammer herabgesetzt (beispielsweise Manometerdruck: –90 KPa). Ein Gassensor (beispielsweise Wasserstoff-Leck-Detektor H2000: Sensistor Technologies Inc.) ist in der Nähe des Abdichtelements 30 angeordnet und arbeitet derart, dass dieser Gas für eine vorbestimmte Zeitphase (beispielsweise für 120 Sekunden) erfasst. In der Batterie 100 der vorliegenden Ausführungsform ist der Flüssigkeitseinlass 10, wie vorstehend beschrieben, nicht doppelt abgedichtet. In einem Fall, bei welchem die Erzeugung von Gas durch den Gassensor erfasst wird, offenbart dies, dass ein Schweißfehler (ein Verbindungsfehler) zwischen dem Deckelteil 70 und dem Öffnungs-Umgebungsabschnitt 113m aufgetreten ist. Falls der Schweißfehler erfasst wird, wird die betreffende Batterie 100 entfernt. Dies dient dazu, um die Zuverlässigkeit der Dichtigkeit der herzustellenden Batterie 100 sicherzustellen. Durch die vorstehenden Schritte wird die Batterie 100 fertig gestellt.
  • Die Batterie 100 in der ersten Ausführungsform enthält, wie vorstehend erläutert, den Elektrodenkörper 120 (das Leistungs-Erzeugungselement), das Batteriegehäuse 110 mit dem ausgebildeten Flüssigkeitseinlass 10 für den Elektrolyten 117, welches den Elektrodenkörper 120 innen aufnimmt, und das Abdichtelement 30, welches den Flüssigkeitseinlass 10 verschließt. Das Abdichtelement 30 enthält den Spitzenabschnitt 40, welcher einem elastischen Körper entspricht, der in dem Batteriegehäuse 110 angeordnet ist, den Deckelteil 70, welcher mit der oberen Fläche 113a (der äußeren Fläche) des Batteriegehäuses 110 verbunden ist, um den Flüssigkeitseinlass 10 zu verschließen, den Schaftabschnitt 50, welcher in Bezug auf den Spitzenabschnitt 40 und den Deckelteil 70 durchgehend ist und in dem Flüssigkeitseinlass 10 angeordnet ist, und die vier Trägervorsprünge 61, welche elastischen Körpern entsprechen, die um die Peripherie des Schaftabschnitts 50 vorgesehen und davon beabstandet sind, wobei sämtliche Trägervorsprünge 61 ausgehend von dem Deckelteil 70 in Richtung des Batteriegehäuses 110 vorstehen. Insbesondere sind die vier Trägervorsprünge 61 in einer solchen Gestalt konfiguriert, dass diese entlang einer Richtung ausgehend von der Mittelachse des Flüssigkeitseinlasses 10 nach außen hin Räume vorsehen.
  • Der Spitzenabschnitt 40 enthält den Basis-Endabschnitt 40b (einen Eingriffsabschnitt), welcher derart ausgebildet ist, dass dieser Dicker als der Flüssigkeitseinlass 10 ist (d. h. im Durchmesser größer als der Flüssigkeitseinlass 10). Der Basis-Endabschnitt 40b kommt mit dem Umfangs-Kantenabschnitt 11 des Flüssigkeitseinlasses 10 in Eingriff, um den Flüssigkeitseinlass 10 abzudichten. Der Schaftabschnitt 50 ist derart ausgebildet, dass dieser dünner ist als der Flüssigkeitseinlass 10 (d. h. im Durchmesser kleiner als der Flüssigkeitseinlass 10) und eine Schaftlänge besitzt (siehe L3 in 6), welche länger ist als die Plattendicke des Umfangs-Kantenabschnitts 11 des Flüssigkeitseinlasses in dem Batteriegehäuse 110. Insbesondere ist die Schaftlänge des Schaftabschnitts 50 derart eingestellt, dass diese so lang ist, um das Einnehmen der in den 8 und 10 gezeigten Zustände zu ermöglichen. Genauer gesagt ist diese Schaftlänge auf eine solche Länge eingestellt, um einen Zustand herbeizuführen, in welchem der Spitzenabschnitt 40 und die innere Fläche 113b des Batteriegehäuses 110 nicht miteinander in Kontakt stehen und das Innere und das Äußere des Batteriegehäuses 110 über den Flüssigkeitseinlass 10 und den Raum S miteinander in Verbindung stehen, während der Deckelteil 70 in einer durch die Trägervorsprünge 61 von dem Batteriegehäuse 110 getrennten Position gehalten wird. Die Trägervorsprünge 61 sind zwischen der hinteren Fläche 70b des Deckelteils 70 und der Seite nahe an dem Batteriegehäuse 110 und der Stufenfläche 11a (der äußeren Fläche) des Batteriegehäuses 110 zusammengedrückt.
  • Gemäß der wie vorstehend konfigurierten Batterie 100 in der ersten Ausführungsform kann der Flüssigkeitseinlass 10 durch den Spitzenabschnitt 40 mit dem Basis-Endabschnitt 40b (dem Eingriffsabschnitt 40), welcher dicker als der Flüssigkeitseinlass 10 ist, temporär abgedichtet werden.
  • Darüber hinaus ist der Schaftabschnitt 50 dünner als der Flüssigkeitseinlass 10. Entsprechend ist zwischen dem durch den Flüssigkeitseinlass 10 eingefügten Schaftabschnitt 50 und der inneren Umfangsfläche 10a des Flüssigkeitseinlasses 10 ein Freiraum ausgebildet. Die Schaftlänge des Schaftabschnitts 50 ist länger als die Plattendicke des Umfangs-Kantenabschnitts 11 des Flüssigkeitseinlasses 10. Daher kann, während der Schaftabschnitt 50 in dem Flüssigkeitseinlass 10 eingefügt ist, ein Freiraum zwischen dem Spitzenabschnitt 40 und der inneren Fläche 113b des Batteriegehäuses 110 erzeugt werden. Wenn der Deckelteil 70 mit dem Batteriegehäuse 110 verbunden ist (siehe 9), werden die Trägervorsprünge 61 zwischen dem Deckelteil 70 und dem Batteriegehäuse 110 zusammengedrückt. Mit anderen Worten, die Trägervorsprünge 61 werden, bevor der Deckelteil 70 mit dem Batteriegehäuse 110 verbunden wird (siehe 8), nicht so stark zusammengedrückt als bei der Situation, nachdem der Deckelteil 70 damit verbunden ist. Entsprechend können die Trägervorsprünge 61 den Deckelteil 70 vor dem Verbinden in einem getrennten Zustand bezüglich des Batteriegehäuses 110 halten. Darüber hinaus umgeben diese Trägervorsprünge 61 die Peripherie des Schaftabschnitts 50 mit einem Freiraum davon. Vor dem Verbinden des Deckelteils 70 können daher das Innere und das Äußere des Batteriegehäuses 110 über den Flüssigkeitseinlass 10 und den Freiraum (den Raum S) um den Schaftabschnitt 50, welcher durch die Trägervorsprünge 61 ausgebildet wird, miteinander verbunden werden. Dadurch kann das nach dem Zwischen-Abdichten während des Initial-Ladens in dem Batteriegehäuse 110 erzeugte Gas vor dem Verbinden des Deckelteils 70 (dem Abschluss-Abdichten) nach außerhalb des Batteriegehäuses 110 abgegeben werden.
  • Gemäß der Batterie 100 der vorliegenden Ausführungsform wird der Flüssigkeitseinlass 10 lediglich durch Verbinden des Deckelteils 70 abgedichtet und nicht durch den Spitzenabschnitt 40, den Schaftabschnitt 50 und die Trägervorsprünge 61 abgedichtet. Insbesondere befindet sich der Flüssigkeitseinlass 10 nicht in einem doppelt abgedichteten Zustand, welcher durch Abdichten mit Ausnahme von Schweißen des Gehäusedeckels 70 vorgesehen ist. Daher ermöglicht die Verwendung des Gassensors eine einfache Erfassung eines Verbindungsfehlers.
  • In der Batterie 100 in der ersten Ausführungsform ist darüber hinaus der Trennungsabstand (siehe L1 in 6) zwischen den Trägervorsprüngen 61 und dem Spitzenabschnitt 40 in der Richtung der Plattendicke des Umfangs-Kantenabschnitts 11 des Flüssigkeitseinlasses 10 kleiner als die Plattendicke (siehe L2 in 3) des Umfangs-Kantenabschnitts 11 des Flüssigkeitseinlasses 10. Vor dem Verbinden des Deckelteils 70 klemmen daher der Spitzenabschnitt 40, welcher innerhalb des Batteriegehäuses 110 angeordnet ist, und die Trägervorsprünge 61, welche außerhalb des Batteriegehäuses 110 angeordnet sind, den Umfangs-Kantenabschnitt 11 um den Flüssigkeitseinlass 10 des Batteriegehäuses 110 ein. Dies ermöglicht es, den Basis-Endabschnitt 40b des Spitzenabschnitts 40 in engen Kontakt zu der inneren Fläche 113b des Umfangs-Kantenabschnitts 11 des Flüssigkeitseinlasses 10 zu bringen, wodurch der Flüssigkeitseinlass 10 temporär abgedichtet wird. Dieser temporär abgedichtete Zustand wird durch den Spitzenabschnitt 40 und die Trägervorsprünge 61, welche das Batteriegehäuse 110 einklemmen, stark aufrechterhalten. Entsprechend ist es im Vergleich zu einem Abdichten, welches durch einfaches Anordnen des Spitzenabschnitts 40 in Druckkontakt mit der Stufenfläche 11a (der äußeren Fläche) des Umfangs-Kantenabschnitts 11 des Flüssigkeitseinlasses 10 hervorgerufen wird, weniger wahrscheinlich, dass das Abdichtelement 30 aufgrund des Anstiegs des Innendrucks der Batterie 100 nach oben gedrückt wird. Gemäß der Batterie 100 in der ersten Ausführungsform kann daher der temporär abgedichtete Zustand zuverlässig aufrechterhalten werden.
  • In der Batterie 100 in der ersten Ausführungsform enthält der Spitzenabschnitt 40 den Ausschnitt 44 entlang der Richtung senkrecht zu der Richtung der Plattendicke des Umfangs-Kantenabschnitts 11 des Flüssigkeitseinlasses 10. Entsprechend wird, wenn der Spitzenabschnitt 40 in den Flüssigkeitseinlass 10 eingeführt werden soll, der Spitzenabschnitt 40 durch die durch den Ausschnitt 44 reduzierte Dicke verformt oder verbogen. Dies ermöglicht eine einfache Einführung des Spitzenabschnitts 40 in den Flüssigkeitseinlass 10.
  • Das Verfahren zum Herstellen der Batterie 100 in der ersten Ausführungsform enthält: den Zwischen-Abdichtschritt, um den Basis-Endabschnitt 40b (des Eingriffsabschnitts) nach dem Einspritzen des Elektrolyten 117 in Druckkontakt zu dem Flüssigkeitseinlass 10 zu bringen, um den Flüssigkeitseinlass 10 temporär hermetisch abzudichten; den Aktivierungsschritt zum anfänglichen Laden der Batterie 100 nach dem Zwischen-Abdichtschritt; den Entgasungsschritt, um den Spitzenabschnitt 40 nach dem Aktivierungsschritt in einem Ausmaß in die Dickenrichtung des Umfangs-Kantenabschnitts 11 des Flüssigkeitseinlasses 10 zu drücken, so dass der Deckelteil 70 mit dem Batteriegehäuse 110 nicht in Kontakt kommt, wodurch erreicht wird, das das Innere und das Äußere des Batteriegehäuses 110 über den Flüssigkeitseinlass 10 und den Raum S miteinander verbunden sind, um das bei dem Aktivierungsschritt in dem Batteriegehäuse 110 erzeugte Gas freizugeben; und den Abschluss-Abdichtschritt, um den Spitzenabschnitt 40 nach dem Entgasungsschritt in die Dickenrichtung des Umfangs-Kantenabschnitts 11 des Flüssigkeitseinlasses 10 zu drücken, bis der Deckelteil 70 das Batteriegehäuse 110 berührt, und anschließendes Verschweißen (Verbinden) des Deckelteils 70 mit dem Batteriegehäuse 110, um den Flüssigkeitseinlass 10 abschließend abzudichten.
  • Gemäß dem vorstehenden Herstellungsverfahren können das Zwischen-Abdichten, das Entgasen und das abschließende Abdichten einzeln durch das Abdichtelement 30 durchgeführt werden. Es ist darüber hinaus möglich, unter Verwendung eines Gassensors oder dergleichen auf einfache Art und Weise zu erfassen, ob bei dem abschließenden Abdichten ein Fehler oder Defekt beim Verschweißen aufgetreten ist. Da das abschließende Abdichten durch Verschweißen ausgeführt wird, sieht dies eine bessere Abdichteigenschaft vor als ein abschließendes Abdichten, welches durch Abdichten unter Verwendung eines Niets durchgeführt wird.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Eine zweite Ausführungsform ist mit Bezug auf 12 erläutert. Wie in 12 gezeigt ist, trägt ein Fahrzeug 700 in der zweiten Ausführungsform darin eine zusammengesetzte Batterie 710 mit der vorgenannten Lithiumionen-Sekundärbatterie 100 der ersten Ausführungsform und verwendet elektrische Energie, welche in dieser zusammengesetzten Batterie 710 (die Batterie 100) gespeichert ist, als die gesamte oder einen Teil der Antriebsenergie einer Antriebsquelle.
  • Dieses Fahrzeug 700 ist ein Hybridfahrzeug, welches die zusammengesetzte Batterie 710 trägt, und wird durch eine Maschine 740, einen Frontmotor 720 und einen Heckmotor 730 in Kombination angetrieben. Dieses Fahrzeug 700 ist insbesondere mit einem Fahrzeugkörper 790, der Maschine 740, einem daran befestigten Frontmotor 720, einem Heckmotor 730, einem Kabel 750 und einem Wechselrichter 760 vorgesehen. Dieses Fahrzeug 700 enthält ferner die zusammengesetzte Batterie 710, welche intern eine Mehrzahl der Batterien 100, 100,... enthält, und verwendet die in der zusammengesetzten Batterie 710 gespeicherte elektrische Energie zum Antreiben des Frontmotors 720 und des Heckmotors 730.
  • Die Batterie 100 entspricht einer Batterie, welche nach dem abschließenden Abdichten, wie vorstehend beschrieben, hinsichtlich eines Schweißfehlers untersucht wurde. Daher besteht ein geringes Risiko einer Gasleckage aufgrund eines Schweißfehlers. Entsprechend kann das Fahrzeug 700, welches die vorstehend erwähnten Batterien 100 darin trägt, eine erhöhte Sicherheit vorsehen.
  • (Dritte Ausführungsform)
  • Eine dritte Ausführungsform ist nachstehend mit Bezug auf 13 erläutert. Wie in 13 gezeigt ist, trägt eine Batterie-Verwendungsvorrichtung 800 in der dritten Ausführungsform die Lithiumionen-Sekundärbatterie 100 der ersten Ausführungsform und verwendet diese Lithiumionen-Sekundärbatterie 100 als zumindest eine von Energiequellen.
  • Diese Batterie-Verwendungsvorrichtung 800 ist ein Bohrhammer, welcher ein Batteriepaket 810 mit der Batterie 100 der ersten Ausführungsform trägt. Diese Batterie-Verwendungsvorrichtung 800 ist derart konfiguriert, dass das Batteriepaket 810 in einem unteren Teil 821 eines Hauptkörpers 820 aufgenommen ist. Dieses Batteriepaket 810 wird als eine Energiequelle verwendet, um einen Bohrer anzutreiben.
  • Da die Batterie 100 einer Batterie entspricht, welche nach dem abschließenden Abdichten, wie vorstehend beschrieben, einer Untersuchung hinsichtlich eines Schweißfehlers unterzogen wurde, besteht ein geringes Risiko einer Gasleckage aufgrund des Schweißfehlers. Entsprechend kann die Batterie-Verwendungsvorrichtung 800, welche die vorstehend erwähnte Batterie 100 darin trägt, eine erhöhte Sicherheit vorsehen.
  • (Modifizierte Beispiele) Die vorliegende Erfindung ist in den vorstehenden Ausführungsformen erläutert, diese ist jedoch nicht auf jede der vorstehenden Ausführungsformen beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann in anderen spezifischen Formen ausgeführt sein, ohne von den wesentlichen Merkmalen davon abzuweichen. In der vorliegenden Ausführungsform enthalten die Vorsprungabschnitte 60 beispielsweise jeweils den Erstreckungsabschnitt 65, welcher sich radial erstreckt, und den Trägervorsprung 61, welcher bei einem Ende des entsprechenden Erstreckungsabschnitts 65 vorgesehen ist. Alternativ können die Vorsprungabschnitte derart konfiguriert sein, wie in den 14 und 15 gezeigt. Ein Vorsprungabschnitt 80, welcher in den 14 und 15 gezeigt ist, enthält einen ringförmigen Erstreckungsabschnitt 81 und einen zylindrischen Trägervorsprung 82. Der Erstreckungsabschnitt 81 erstreckt sich ausgehend von einem Endabschnitt 50a des Schaftabschnitts 50 radial in einer ringförmigen Gestalt. Der Trägervorsprung 82 erstreckt sich in 14 ausgehend von der hinteren Fläche 70b des Deckelteils 70 zylindrisch nach unten, um eine äußere Umfangskante des Erstreckungsabschnitts 81 zu umgeben. Dieser Trägervorsprung 82 ist nicht über den gesamten Umfang durchgehend und ist teilweise ausgenommen, was einen Ausschnittabschnitt 83 ausbildet. Insbesondere besitzt der Trägervorsprung 82 eine ringförmige Gestalt mit einer teilweisen Ausnehmung und umgibt den Schaftabschnitt 50 mit einem Freiraum (dem Ausschnittabschnitt 83) von der Peripherie des Schaftabschnitts 50. Die Höhe des Trägervorsprungs 82 ist annähernd gleich (etwa 0,55 mm) wie die Höhe des Trägervorsprungs 61 in der ersten Ausführungsform. Auch dieser Trägervorsprung 82 kann den Raum S erzeugen (siehe 14 und 15), welcher als ein Gas-Strömungspfad dient, wenn der Spitzenabschnitt 40 in dem Batteriegehäuse 110 positioniert ist. Selbst wenn das in 14 gezeigte Abdichtelement 88 verwendet wird, ist es bei dem vorgenannten Entgasungsschritt möglich, Gas zuverlässig von dem Inneren des Batteriegehäuses 110 abzugeben. Ferner werden nach dem abschließenden Abdichten ein Abdichten durch Verschweißen und ein Abdichten durch den Einsetzteil 31 nicht doppelt vorgesehen und daher kann ein Schweißfehler unter Verwendung eines Gassensors auf einfache Art und Weise erfasst werden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird der Spitzenabschnitt 40 durch den Flüssigkeitseinlass 10 eingeführt und in dem Batteriegehäuse 110 platziert, wodurch der Flüssigkeitseinlass 10 von der Seite der innere Fläche 113b des Batteriegehäuses 110 temporär abgedichtet wird (siehe 7). Eine Alternative ist es, den Flüssigkeitseinlass 10 von der Seite der äußeren Fläche 113a des Batteriegehäuses 110 ohne vollständiges Hindurchführen des Spitzenabschnitts 40 durch den Flüssigkeitseinlass 10 temporär abzudichten.
  • Genauer gesagt kann, wie in 16 gezeigt ist, eine Anordnung vorliegen, um den Flüssigkeitseinlass 10 durch in Druckkontakt Bringen einer Seitenfläche 40e eines konischen Abschnitts 41 des Spitzenabschnitts 40 mit einer Kante 12 (einer Kante 12, welche zwischen der inneren Umfangsfläche 10a, die den Flüssigkeitseinlass 10 definiert, und der Stufenfläche 11a ausgebildet ist) des Flüssigkeitseinlasses 10 von der oberen Fläche (der Außenfläche) 113a des Batteriegehäuses 110 temporär abzudichten. Mit anderen Worten, der konische Abschnitt 41 kann mit dem Umfangs-Kantenabschnitt 11 des Flüssigkeitseinlasses 10 in Eingriff gebracht werden, um den Flüssigkeitseinlass 10 hermetisch abzudichten. In diesem Fall stellt der konische Abschnitt 41 ein Beispiel des Eingriffsabschnitts der vorliegenden Erfindung dar. Mit solch einer Konfiguration des Spitzenabschnitts 40 wird der konische Abschnitt 41, welcher die Kante 12 des Flüssigkeitseinlasses 10 berührt, elastisch verformt und berührt die Kante 12 des Flüssigkeitseinlasses 10 eng anliegend. Daher kann zwischen dem Spitzenabschnitt 40 und dem Flüssigkeitseinlass 10 ein hermetisches Abdichten erreicht werden. Da der Spitzenabschnitt 40 mit einem Ausschnitt 44 ausgebildet ist, besitzt dieser Ausschnitt 44 beim Durchführen des abschließenden Abdichtens, wie in 16 gezeigt, keinen Einfluss auf die Abdichteigenschaften.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird der Deckelteil 70 bei dem Entgasungsschritt nach unten gedrückt, wodurch die Trägervorsprünge 61 zusammengedrückt werden, um die Basis-Endfläche 40d des Spitzenabschnitts 40 von der Innenfläche 113b des Batteriegehäuses 110 zu trennen (siehe 8). Bei der vorstehend erwähnten Variation, bei welcher der Flüssigkeitseinlass 10 von der Seite der äußeren Fläche 113a des Batteriegehäuses 110 (siehe 16) temporär abgedichtet wird, kann eine Anordnung vorliegen, so dass, wenn der Spitzenabschnitt 40 durch den Flüssigkeitseinlass 10 in das Batteriegehäuse 110 gedrückt wird, die Basis-Endfläche 40d des Spitzenabschnitts 40 zu einer Position gelangt, welche von der Innenfläche 113b des Batteriegehäuses 110 entfernt ist, ohne ein Zusammendrücken der Trägervorsprünge 61. Mit anderen Worten, der Trennungsabstand zwischen den Trägervorsprüngen 61 und dem Spitzenabschnitt 40 in der Richtung der Plattendicke des Umfangs-Kantenabschnitts 11 des Flüssigkeitseinlasses 10 kann derart eingestellt sein, dass dieser größer ist als die Plattendicke des Umfangs-Kantenabschnitts 11 des Flüssigkeitseinlasses 10. In diesem Fall tragen die Trägervorsprünge 61, ohne zusammengedrückt zu werden, den Deckelteil 70 vor dem Verschweißen in einem von dem Batteriegehäuse 110 getrennten Zustand.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist der Umfangs-Kantenabschnitt 11 des Flüssigkeitseinlasses 10 in dem Gehäuse-Deckelelement 113 mit der Stufenfläche 11a vorgesehen, welche unterhalb der oberen Fläche 113a positioniert ist (siehe 9). Eine Konfiguration, bei welcher die Stufenfläche 11a nicht in dem Gehäuse-Deckelelement 113 vorgesehen ist, wie in 17 gezeigt, kann ebenso angewendet werden. In diesem Fall besitzt ein Deckelteil 90 eine Kappen- bzw. Hauben-Gestalt mit einem kreisförmigen, scheibenförmigen Hauptteil 91 und einem zylindrischen Seitenteil 92, welcher sich ausgehend von einer äußeren Umfangskante des Hauptteils 91 nach unten erstreckt. Ein unteres Ende dieses Seitenteils 92 wird bei dem abschließenden Abdichten des Flüssigkeitseinlasses 10 mit dem Gehäuse-Deckelelement 113 (genauer gesagt der oberen Fläche 113a um den Flüssigkeitseinlass 10) verschweißt. Ein Schweißbereich in 17 ist als eine Schweißnaht 94 gezeigt. In 17 ist, obwohl der Einsetzteil 31 zur Einfachheit der Ansicht nicht dargestellt ist, der Einsetzteil 31, welcher hinsichtlich der Struktur identisch zu diesen in der ersten Ausführungsform ist, tatsächlich mit einer hinteren Fläche des Hauptteils 91 verbunden.
  • In der ersten Ausführungsform ist der „Flüssigkeitseinlass” als eine kreisförmige Öffnung ausgebildet; jedoch kann die Gestalt des „Flüssigkeitseinlasses” beliebig verändert sein, beispielsweise eine rechtwinklige Öffnung. Falls die Gestalt des „Flüssigkeitseinlasses” hin zu einer anderen verändert ist, ist die Gestalt des Spitzenabschnitts 40 ebenso entsprechend geeignet verändert. Die Position des „Flüssigkeitseinlasses” ist ebenso verändert.
  • In der ersten Ausführungsform wird darüber hinaus das „Verbinden” zwischen dem Deckelteil 70 und dem Öffnungs-Umgebungsabschnitt 113m des Batteriegehäuses 110 durch Schweißen durchgeführt, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann das „Verbinden” dieser ohne Lötmaterial oder Klebstoff durchgeführt werden.
  • Die vorstehenden Ausführungsformen zeigen die Lithiumionen-Sekundärbatterie 100 als ein Beispiel der abgedichteten Batterie. Als eine Alternative ist das technische Konzept der vorliegenden Erfindung ebenso auf einen anderen Typen einer Sekundärbatterie, wie einer Nickel-Hybrid-Batterie und einer Nickel-Kadmium-Batterie, anwendbar. Die vorstehenden Ausführungsformen zeigen die Batterie 100 einschließlich des gewickelten Leistungs-Erzeugungselements (dem Elektrodenkörper 120) beispielhaft, das technische Konzept der vorliegenden Erfindung kann jedoch ebenso auf eine Batterie mit einem laminierten Leistungs-Erzeugungselement angewendet werden. Darüber hinaus zeigen die vorstehenden Ausführungsformen die Batterie 100 mit dem Batteriegehäuse 110 einer rechtwinkligen Gestalt beispielhaft, das technische Konzept der vorliegenden Erfindung ist jedoch ebenso auf eine Batterie mit einem Batteriegehäuse einer zylindrischen Gestalt oder anderer Gestaltungen anwendbar.
  • Die zweite Ausführungsform zeigt das Hybridfahrzeug als das Fahrzeug 700, welches die Batterie 100 gemäß der vorliegenden Erfindung trägt, beispielhaft, diese ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispiele des Fahrzeugs 700, welches die Batterie gemäß der Erfindung trägt, können ein Elektrofahrzeug, ein Plug-In-Hybridfahrzeug, ein Hybrid-Bahnfahrzeug, einen Stapler, einen elektrischer Rollstuhl, ein elektrisches Fahrrad und einen elektrischer Roller enthalten.
  • Die dritte Ausführungsform zeigt den Bohrhammer als die Batterie-Verwendungsvorrichtung 800, welche die Batterie 100 der vorliegenden Erfindung trägt, beispielhaft, diese ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Batterie-Verwendungsvorrichtung 800, welche die Batterie der Erfindung trägt, kann irgendeines von verschiedenen Haushalts- und Bürogeräten und einer industriellen Ausrüstung, wie ein Personalcomputer, ein Mobiltelefon, ein batteriebetriebenes elektrisches Werkzeug und unterbrechungsfreie Leistungszuführungen sein.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Lithiumionen-Sekundärbatterie (abgedichtete Batterie)
    110
    Batteriegehäuse
    117
    Elektrolyt
    10
    Flüssigkeitseinlass
    11
    Umfangs-Kantenabschnitt
    30
    Abdichtelement
    40
    Distaler Endabschnitt
    40b
    Basis-Endabschnitt (Eingriffsabschnitt)
    44
    Ausschnitt
    50
    Schaftabschnitt
    61
    Trägervorsprung
    70
    Deckelteil
    D
    Raum
    R
    Verbindungspfad

Claims (4)

  1. Verfahren zum Herstellen einer abgedichteten Batterie mit einem Batteriegehäuse, welches mit einem Flüssigkeitseinlass zum Einspritzen eines Elektrolyten ausgebildet ist, und einem Abdichtelement, welches den Flüssigkeitseinlass abdichtet, wobei das Abdichtelement enthält: einen Deckelteil aus Metall, einen Schaftabschnitt, welcher ein elastischer Körper ist, der mit einer Fläche des Deckelteils verbunden ist, einen Trägervorsprung, welcher ein elastischer Körper ist, der eine Peripherie eines Endabschnitts des Schaftabschnitts auf einer Seite nahe an dem Deckelteil mit einem Freiraum umgibt, und einen Spitzenabschnitt, welcher ein elastischer Körper ist, der von dem Schaftabschnitt auf einer Seite gegenüberliegend zu dem Deckelteil erstreckt ist, wobei in einem unbelasteten Zustand ein Trennungsabstand zwischen dem Trägervorsprung und dem Spitzenabschnitt kleiner ist als eine Plattendicke eines Umfangs-Kantenabschnitts des Flüssigkeitseinlasses, der Spitzenabschnitt einen Eingriffsabschnitt mit einem größeren Durchmesser als ein Durchmesser des Flüssigkeitseinlasses enthält, der Schaftabschnitt einen kleineren Durchmesser besitzt als der Durchmesser des Flüssigkeitseinlasses und eine längere Schaftlänge besitzt als die Plattendicke des Umfangs-Kantenabschnitts des Flüssigkeitseinlasses, wobei das Verfahren enthält: einen Zwischen-Abdichtschritt, um den Eingriffsabschnitt mit dem Umfangs-Kantenabschnitt des Flüssigkeitseinlasses in Druckkontakt zu bringen, um den Flüssigkeitseinlass nach dem Eispritzen des Elektrolyten temporär hermetisch abzudichten; einen Aktivierungsschritt, um die abgedichtete Batterie nach dem Zwischen-Abdichtschritt initial zu laden; einen Entgasungsschritt, um den Spitzenabschnitt nach dem Aktivierungsschritt in einem Ausmaß entlang einer Richtung der Plattendicke des Umfangs-Kantenabschnitts des Flüssigkeitseinlasses zu drücken, so dass der Deckelteil mit dem Batteriegehäuse nicht in Kontakt kommt und sich der Spitzenabschnitt von dem Umfangs-Kantenabschnitt des Flüssigkeitseinlasses löst, um einen Verbindungspfad auszubilden, welcher eine Verbindung zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Batteriegehäuses ermöglicht, um Gas, welches während des Aktivierungsschritts in dem Batteriegehäuse erzeugt wird, abzugeben; und einen Abschluss-Abdichtschritt, um den Spitzenabschnitt nach dem Entgasungsschritt in die Richtung der Plattendicke des Umfangs-Kantenabschnitts des Flüssigkeitseinlasses zu drücken, bis der Deckelteil das Batteriegehäuse berührt, um den Trägervorsprung zwischen dem Deckelteil und dem Batteriegehäuse zusammen zu drücken, und den Deckelteil mit dem Batteriegehäuse zu verbinden, um den Flüssigkeitseinlass abzudichten, während der Verbindungspfad innerhalb des Deckelteils ausgebildet bleibt.
  2. Verfahren zum Herstellen einer abgedichteten Batterie nach Anspruch 1, wobei das Abdichtelement ein Element ist, welches mit einem Ausschnitt bei dem Spitzenabschnitt ausgebildet ist, wobei sich der Ausschnitt in einer Richtung erstreckt, welche senkrecht zu einer Richtung ist, um dieses in den Flüssigkeitseinlass zu drücken.
  3. Abdichtelement einer abgedichteten Batterie zum Abdichten eines Flüssigkeitseinlasses zum Einspritzen eines Elektrolyten von außerhalb nach innerhalb eines Batteriegehäuses, wobei das Abdichtelement enthält: einen Deckelteil aus Metall, einen Schaftabschnitt, welcher ein elastischer Körper ist, der mit einer Fläche des Deckelteils verbunden ist, einen Trägervorsprung, welcher ein elastischer Körper ist, der eine Peripherie eines Endabschnitts des Schaftabschnitts auf einer Seite nahe an dem Deckelteil mit einem Freiraum umgibt, und einen Spitzenabschnitt, welcher ein elastischer Körper ist, der von dem Schaftabschnitt auf einer Seite gegenüberliegend zu dem Deckelteil erstreckt ist, wobei in einem unbelasteten Zustand ein Trennungsabstand zwischen dem Trägervorsprung und dem Spitzenabschnitt kleiner ist als eine Plattendicke eines Umfangs-Kantenabschnitts des Flüssigkeitseinlasses, der Spitzenabschnitt einen Eingriffsabschnitt mit einem größeren Durchmesser als ein Durchmesser des Flüssigkeitseinlasses enthält und von dem Umfangs-Kantenabschnitt des Flüssigkeitseinlasses in einem Zustand, bei welchem der Deckelteil mit dem Batteriegehäuse verbunden ist, getrennt ist, der Schaftabschnitt einen kleineren Durchmesser besitzt als der Durchmesser des Flüssigkeitseinlasses und eine längere Schaftlänge besitzt als die Plattendicke des Umfangs-Kantenabschnitts des Flüssigkeitseinlasses, und der Trägervorsprung zwischen dem Deckelteil und dem Batteriegehäuse in dem Zustand, bei welchem der Deckelteil mit dem Batteriegehäuse verbunden ist, zusammengedrückt ist.
  4. Abgedichtete Batterie mit einem Batteriegehäuse, welches mit einem Flüssigkeitseinlass zum Einspritzen eines Elektrolyten ausgebildet ist, und einem Abdichtelement, welches den Flüssigkeitseinlass abdichtet, wobei das Abdichtelement enthält: einen Deckelteil aus Metall, einen Schaftabschnitt, welcher ein elastischer Körper ist, der mit einer Fläche des Deckelteils verbunden ist, einen Trägervorsprung, welcher ein elastischer Körper ist, der eine Peripherie eines Endabschnitts des Schaftabschnitts auf einer Seite nahe an dem Deckelteil mit einem Freiraum umgibt, und einen Spitzenabschnitt, welcher ein elastischer Körper ist, der von dem Schaftabschnitt auf einer Seite gegenüberliegend zu dem Deckelteil erstreckt ist, wobei in einem unbelasteten Zustand ein Trennungsabstand zwischen dem Trägervorsprung und dem Spitzenabschnitt kleiner ist als eine Plattendicke eines Umfangs-Kantenabschnitts des Flüssigkeitseinlasses, der Deckelteil mit einer äußeren Fläche des Batteriegehäuses verbunden ist und den Flüssigkeitseinlass verschließt, der Spitzenabschnitt einen Eingriffsabschnitt mit einem größeren Durchmesser als ein Durchmesser des Flüssigkeitseinlasses enthält und in einem getrennten Zustand von dem Umfangs-Kantenabschnitt des Flüssigkeitseinlasses in dem Batteriegehäuse angeordnet ist, der Schaftabschnitt einen kleineren Durchmesser besitzt als der Durchmesser des Flüssigkeitseinlasses und eine längere Schaftlänge besitzt als die Plattendicke des Umfangs-Kantenabschnitts des Flüssigkeitseinlasses, wobei der Schaftabschnitt in dem Flüssigkeitseinlass angeordnet ist, der Trägervorsprung zwischen dem Deckelteil und dem Batteriegehäuse zusammengedrückt ist, und ein Verbindungspfad innerhalb des Deckelteils vorgesehen ist, um eine Verbindung zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Batteriegehäuses zu ermöglichen.
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