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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine abgedichtete Batterie und auf ein Herstellverfahren für diese.
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2. Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik
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Was eine herkömmliche abgedichtete Batterie anbelangt, so beschreibt beispielsweise die offengelegte japanische Patentanmeldung
JP 2009-259701 A eine Batterie zum Zwecke des Entspannens einer Spannung, die an einem Verbindungsabschnitt einer Abdichtabdeckung wirkt. Die in
JP 2009-259701 A beschriebene Batterie hat ein Gehäuse mit einem Einspritzloch und eine Abdichtabdeckung, die so aufgebaut ist, dass sie das Einspritzloch schließt. Ein Umfangsabschnitt der Abdichtabdeckung ist mit dem Gehäuse durch einen Schweißvorgang verbunden, und ein mittlerer Abschnitt der Abdichtabdeckung ist von dem Umfangsabschnitt so gebogen, dass er nach außerhalb des Gehäuses vorragt.
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Zusätzlich dazu beschreibt das japanische Patent
JP 4811540 B2 eine abgedichtete Batterie zum Zwecke eines Schließens eines gesamten Umfangs einer Öffnung, die in einem Batteriebehälter ausgebildet ist, unter einer vorgegebenen Schweißbedingung.
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In der in
JP 2009-259701 A beschriebenen Batterie wird die zum Schließen des Einspritzloches aufgebaute Abdichtabdeckung durch Schweißen mit dem Gehäuse, das das Einspritzloch hat, verbunden. Jedoch bricht zum Zeitpunkt des Schweißens der Abdichtabdeckung, wenn ein Gas im Inneren des Gehäuses durch die Schweißwärme erwärmt und expandiert wird, das Gas in eine Schweißatmosphäre hinein. In diesem Fall können Blasen aufgrund eines Schweißabschnittes auftreten, die das Gas im Inneren des Gehäuses einfangen. Eine Blase ist ein derartiges Phänomen, bei dem Luftblasen im Inneren des Schweißabschnittes auftreten.
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US 2006/0 257 733 A1 offenbart eine wiederaufladbare Batterie mit einem Gehäuse, in dem ein Innenraum ausgebildet ist. Das Gehäuse hat eine obere Elektrolyteinfüllöffnung, die durch ein Abdichtelement verschlossen wird. Das Abdichtelement ist deckelartig. Das Abdichtelement kann beim Schließen der Elektrolyteinfüllöffnung lasergeschweißt werden.
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US 2012/0 019 175 A1 offenbart einen Batteriebehälter mit einem Gehäusekörper, der durch ein Deckelelement verschlossen wird. Das Deckelelement weist ein Durchgangsloch auf, das durch eine Abdichtkappe verschlossen wird.
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US 2002/0 004 168 A1 offenbart eine Elektrolyteinfüllöffnung in einem Batteriegehäuseabdeckabschnitt. Die Elektrolyteinfüllöffnung ist durch einen Pfropfen verschlossen. Ein kleiner Spalt ist zwischen dem nach innen vorragenden Vorsprungsabschnitt des Pfropfens und dem Rand der Elektrolyteinfüllöffnung ausgebildet.
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JP 2011 076 784 A lehrt einen Abdichtpropfen, der eine Öffnung eines Batteriebehälters schließt.
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JP 2008 147 069 A offenbart einen Abdichtpropfen, der ein Loch eines Batteriegehäuses schließt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine abgedichtete Batterie, die das Auftreten von Blasen in einem Schweißabschnitt einschränkt, und ein Herstellverfahren für diese zu schaffen.
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Diese Aufgabe ist durch eine abgedichtete Batterie mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt. Ein Herstellverfahren für abgedichtete Batterie ist in Anspruch 4 dargelegt.
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Gemäß der wie vorstehend erläutert aufgebauten abgedichteten Batterie wird das Inertgas in dem obersten Abschnitt des Innenraums zu dem Zeitpunkt des Schweißens des Außenverpackungskörpers und der Abdeckung gehalten, wodurch ermöglicht wird, ein derartiges Phänomen zu verhindern, bei dem ein Gas im Inneren des Außenverpackungskörpers in den Schweißabschnitt hinein eingefangen wird. Hierbei ist es möglich, das Auftreten von Blasen in dem Schweißabschnitt einzuschränken.
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Gemäß der wie vorstehend beschrieben aufgebauten abgedichteten Batterie ist es möglich, zu unterstützen, dass das Inertgas in dem obersten Abschnitt des Innenraums zum Zeitpunkt des Schweißens des Außenverpackungskörpers und der Abdeckung gehalten wird.
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Ein niedrigster Abschnitt des Schweißabschnittes kann an einer Position vorgesehen sein, die höher als der oberste Abschnitt des Innenraums ist. Gemäß der wie vorstehend aufgebauten abgedichteten Batterie wird das Inertgas an einer Position gehalten, die niedriger als der niedrigste Teil des Schweißabschnittes ist, wodurch ermöglicht wird, ein derartiges Phänomen zu verhindern, dass ein Gas im Inneren des Außenverpackungskörpers in den Schweißabschnitt hinein eingefangen wird.
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Der Außenverpackungskörper kann eine obere Fläche haben, und die Abdeckung kann an einer Position vorgesehen sein, die niedriger als die obere Fläche ist.
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Gemäß der wie vorstehend aufgebauten abgedichteten Batterie ist es möglich, wenn ein Abschirmgas zu dem Schweißabschnitt in einem Außenraum zum Zeitpunkt des Schweißens des Außenverpackungskörpers und der Abdeckung geliefert wird, zu verhindern, dass die Strömung des Abschirmgases durch die Abdeckung gestört wird. Hierbei ist es möglich, das Auftreten von Blasen in dem Schweißabschnitt effektiv einzuschränken.
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Gemäß dem wie vorstehend konfigurierten Herstellverfahren einer abgedichteten Batterie wird das Inertgas in dem obersten Abschnitt des Innenraums zum Zeitpunkt des Schweißens des Außenverpackungskörpers und der Abdeckung gehalten, wodurch ermöglicht wird, ein derartiges Phänomen zu verhindern, dass Gas im Inneren des Außenverpackungskörpers an einer Schweißposition eingefangen wird. Hierbei ist es möglich, das Auftreten von Blasen in dem Schweißabschnitt zwischen dem Außenverpackungskörper und der Abdeckung einzuschränken.
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Figurenliste
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Die Merkmale, Vorteile und die technische und industrielle Bedeutung der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen.
- 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer abgedichteten Batterie in Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung.
- 2 zeigt eine Schnittansicht der abgedichteten Batterie entlang einer Linie II-II in 1.
- 3 zeigt eine Schnittansicht eines Schrittes eines Herstellverfahrens der abgedichteten Batterie von 2.
- 4 zeigt eine Schnittansicht eines Schrittes eines Herstellverfahrens einer abgedichteten Batterie zum Zwecke des Vergleiches.
- 5 zeigt eine Schnittansicht eines Schweißabschnittes in der abgedichteten Batterie zum Zwecke des Vergleiches in 4.
- 6 zeigt eine Schnittansicht des Schweißabschnittes entlang einer Linie VI-VI in 5.
- 7 zeigt eine Schnittansicht eines Schweißabschnittes entlang einer Linie VII-VII in der abgedichteten Batterie von 2.
- 8 zeigt eine Schnittansicht des Schweißabschnittes entlang einer Linie VIII-VIII von 7.
- 9 zeigt eine Schnittansicht einer ersten Abwandlung der Schritte des Herstellverfahrens der abgedichteten Batterie von 3.
- 10 zeigt eine Schnittansicht einer zweiten Abwandlung der Schritte des Herstellverfahrens der abgedichteten Batterie von 3.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es ist hierbei zu beachten, dass in den Zeichnungen, auf die in der nachfolgenden Beschreibung Bezug genommen wird, das gleiche Bezugszeichen dem gleichen oder äquivalenten Element zugewiesen ist.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer abgedichteten Batterie in Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung. 2 zeigt eine Schnittansicht der abgedichteten Batterie entlang einer Linie II-II in 1.
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Nachstehend wird auf die 1 und 2 Bezug genommen. Die abgedichtete Batterie 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird für eine Batteriepackung verwendet, die erhalten wird, indem eine Vielzahl an abgedichteten Batterien 10 in Reihe kombiniert wird, und diese in einem Hybridfahrzeug vorgesehen wird. Die Batteriepackung ist eine Antriebsquelle für das Hybridfahrzeug zusammen mit einem Verbrennungsmotor wie beispielsweise ein Benzin-Verbrennungsmotor oder ein Diesel-Verbrennungsmotor. Ein typisches Beispiel der abgedichteten Batterie 10 ist eine Lithiumionen-Sekundärbatterie.
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Die abgedichtete Batterie 10 hat ein (nicht gezeigtes) Batteriebauelement und einen Außenverpackungskörper 11. Das Batteriebauelement ist gebildet durch Laminieren von positiven und negativen Elektrodenplatten über einen Separator. Der Außenverpackungskörper 11 hat eine Gehäuseform, und das Batteriebauelement und ein Elektrolyt sind in einem Innenraum 16 untergebracht, der im Inneren des Außenverpackungskörpers 11 ausgebildet ist.
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Der Außenverpackungskörper 11 ist gebildet, indem ein Gehäuse 12 und eine Abdeckung 21 miteinander kombiniert werden. Das Gehäuse 12 hat ein äußeres Erscheinungsbild einer im Allgemeinen rechtwinkligen massiven Form als Ganzes, und eine Fläche von diesem ist offen. Die Abdeckung 21 hat eine flache Form mit einer rechtwinkligen Form in der Draufsicht, und ist so vorgesehen, dass sie die Öffnung des Gehäuses 12 schließt. Die Abdeckung 21 hat eine obere Fläche 21a. Die obere Fläche 21a ist einem Außenraum außerhalb des Außenverpackungskörpers 11 zugewandt.
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Das Gehäuse 12 und die Abdeckung 21 sind aus Metall hergestellt. Das Gehäuse 12 und die Abdeckung 21 sind beispielsweise aus Aluminium hergestellt. Das Gehäuse 12 und die Abdeckung sind miteinander durch Schweißen verbunden.
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Eine vorbestimmte Menge an Inertgas ist in dem Innenraum 16 des äußeren Verpackungskörpers (Außenverpackungskörper) 11 eingeschlossen. Das Inertgas hat eine spezifische Dichte, die geringer ist als eine Hauptgaskomponente (Luft als ein repräsentatives Beispiel) in dem Innenraum 16. Die Art des Inertgases ist nicht speziell beschränkt, und Helium (He) wird beispielsweise dafür verwendet.
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Ein Einspritzloch 24 ist in dem Außenverpackungskörper 11 ausgebildet. Das Einspritzloch 24 ist so ausgebildet, dass es mit dem Innenraum 16 von der Außenseite des Außenverpackungskörpers 11 in Kommunikation steht. Das Einspritzloch 24 ist so ausgebildet, dass es die Abdeckung 21 durchdringt. Das Einspritzloch 24 ist als eine Öffnung ausgebildet, durch die ein Elektrolyt in den Innenraum 16 von der Außenseite des Außenverpackungskörpers 11 eingespritzt wird.
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In 2 ist der Außenverpackungskörper 11 in einem Zustand gezeigt, bei dem das Einspritzloch 24 in einer vertikal nach oben weisende Richtung (eine Richtung, die anhand eines Pfeiles 101 gezeigt ist) zu der Außenseite des Außenverpackungskörpers 11 von dem Innenraum 16 offen ist.
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Die Abdeckung 21 hat einen Absatzabschnitt 26 und einen Absatzabschnitt 27. Wenn eine Öffnungsfläche des Einspritzloches 24 von der Vorderseite aus betrachtet wird, ist der Absatzabschnitt 27 an einem Außenumfang des Einspritzloches 24 vorgesehen, und ist der Absatzabschnitt 26 an einem Außenumfang des Absatzabschnittes 27 vorgesehen. Der Absatzabschnitt 26 ist an einer Position vorgesehen, die von der oberen Fläche 21a zu dem Innenraum 16 hin vertieft ist, und der Absatzabschnitt 27 ist an einer Position vorgesehen, die zu dem Innenraum 16 hin von dem Absatzabschnitt 26 weiter vertieft ist. Die Öffnungsfläche des Einspritzloches 24 ist durch einen Innenumfangsrand des Absatzabschnittes 27 definiert. Der Absatzabschnitt 26 ist in einer ringartigen Weise vorgesehen. Eine Form in der Draufsicht auf den Absatzabschnitt 26 ist nicht speziell beschränkt. Jedoch hat in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Absatzabschnitt 26 eine kreisartige Außenform, wenn die Öffnungsfläche des Einspritzloches 24 von der Vorderseite aus betrachtet wird.
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Die abgedichtete Batterie 10 hat des Weiteren einen Abdichtstopper (Abdeckung) 31 und einen Schweißabschnitt 41. Der Abdichtstopper 31 ist so vorgesehen, dass er das Einspritzloch 24 schließt. Der Innenraum 16 ist ein durch den Abdichtstopper 31 umschlossener Raum. Der Abdichtstopper 31 ist aus Metall hergestellt. Der Abdichtstopper 31 ist beispielsweise aus Aluminium hergestellt. Der Außenverpackungskörper 11 (die Abdeckung 21) und der Abdichtstopper 31 sind miteinander durch den Schweißabschnitt 41 verbunden.
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Der Abdichtstopper 31 ist an dem Absatzabschnitt 26 angeordnet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Abdichtstopper 31 so vorgesehen, dass er von der oberen Fläche 21a der Abdeckung 21 nicht vorragt. Der obere Stopper 31 hat eine obere Fläche 31a. Die obere Fläche 31a ist einem Außenraum außerhalb des Außenverpackungskörpers 11 zugewandt. Der Abdichtstopper 31 ist so vorgesehen, dass die obere Fläche 31a mit der oberen Fläche 21a der Abdeckung 21 fluchtet.
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Der Abdichtstopper 31 hat insgesamt eine flache Fläche. Der Abdichtstopper 31 hat eine Form in der Draufsicht, die der Außenform des Absatzabschnittes 26 entspricht, und in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der Abdichtstopper 31 eine kreisartige Form in der Draufsicht. Der Abdichtstopper 31 hat einen Vorsprungsabschnitt 33 und einen flachen Abschnitt 34 als seine Bestandteile.
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Der Vorsprungsabschnitt 33 ist in einem mittleren Abschnitt des Abdichtstoppers 31 vorgesehen, der eine kreisartige Form in der Draufsicht hat. Der Vorsprungsabschnitt 33 ist so vorgesehen, dass er zu dem Innenraum 16 hin von der Außenseite des Außenverpackungkörpers 11 vorragt. Wenn die Öffnungsfläche des Einspritzloches 24 von der Vorderseite aus betrachtet wird, ist der Vorsprungsabschnitt 33 an einer Position vorgesehen, an der der Vorsprungsabschnitt 33 zu der Öffnungsfläche des Einspritzloches 24 vorragt. Der Vorsprungsabschnitt 33 ist benachbart zu dem nachstehend beschriebenen Schweißabschnitt 41 vorgesehen. Der Vorsprungsabschnitt 33 ist im Inneren des Schweißabschnittes 41 vorgesehen, der in einer ringartigen Weise vorgesehen ist. Der flache Abschnitt 34 ist an einem Außenumfang des Vorsprungsabschnitt 33 vorgesehen. Der flache Abschnitt 34 erstreckt sich in einer flachen Form in einer Richtung, die parallel zu der oberen Fläche 21a der Abdeckung 21 ist. Wenn die Öffnungsfläche des Einspritzloches 24 von der Vorderseite aus betrachtet wird, ist der flache Abschnitt 34 an einer Position vorgesehen, an der der flache Abschnitt 34 zu dem Absatzabschnitt 26 und dem Absatzabschnitt 27 vorragt.
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Der flache Abschnitt 34 befindet sich in Übereinanderlage an dem Absatzabschnitt 26. Ein Inertgashalteabschnitt 28 ist als ein Raum zwischen dem flachen Abschnitt 34 und dem Absatzabschnitt 27 ausgebildet. Der Vorsprungsabschnitt 33 ist im Inneren des Inertgashalteabschnittes 28 positioniert. In einem Zustand, bei dem das Einspritzloch 24 in der vertikal nach oben weisenden Richtung zu der Außenseite des Außenverpackungskörpers 11 von dem Innenraum 16 aus offen ist, wie dies in 2 gezeigt ist, ist der Inertgashalteabschnitt 28 an einem obersten Abschnitt des Innenraums 16 angeordnet.
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Der Schweißabschnitt 41 ist eine Schweißbahn, die ausgebildet wird, indem das Schweißen an einer Kontaktfläche zwischen dem Außenverpackungskörper 11 und dem Abdichtstopper 31 ausgeführt wird. Der Schweißabschnitt 41 ist an einer Grenze zwischen dem Außenverpackungskörper 11 (die Abdeckung 21) und dem Abdichtstopper 31 vorgesehen. Der Schweißabschnitt 41 ist an einem Außenumfang des Abdichtstoppers 31 mit einer kreisartigen Form in der Draufsicht vorgesehen. Der Schweißabschnitt 41 ist in einer ringartigen Weise um einen Außenumfangsrand des flachen Abschnittes 34 vorgesehen. Der Schweißabschnitt 41 ist mit einer vorbestimmten Tiefe in einer Dickenrichtung des Abdichtstoppers 31 von der oberen Fläche 21a und der oberen Fläche 31a versehen.
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Der Schweißabschnitt 41 ist an einer Position vorgesehen, die höher als der oberste Abschnitt des Innenraums 16 ist. Der Schweißabschnitt 41 ist an einer Position vorgesehen, die höher als der Inertgashalteabschnitt 28 ist. Insbesondere ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der niedrigste Teil des Schweißabschnittes 41 an einer Position vorgesehen, die höher als der oberste Abschnitt des Innenraums 16 ist. Der oberste Abschnitt des Innenraums 16 ist mit dem untersten Abschnitt des Schweißabschnittes 41 verbunden.
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Es ist hierbei zu beachten, dass in der vorliegenden Erfindung der gesamte Schweißabschnitt 41 auch so vorgesehen sein kann, dass er nicht an einer Position ist, die höher als der oberste Abschnitt des Innenraums 16 ist. Beispielsweise ist sogar ein derartiges Ausführungsbeispiel in der vorliegenden Erfindung ebenfalls umfasst, bei dem der Schweißabschnitt 41 an einer Position ausgebildet ist, die tiefer als eine Montagefläche 26a des Absatzabschnittes 26 ist, an der der Abdichtstopper 31 montiert ist. Nachstehend ist ein Herstellverfahren der abgedichteten Batterie 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben. 3 zeigt eine Schnittansicht eines Schrittes eines Herstellverfahrens der abgedichteten Batterie von 2.
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Nachfolgend wird auf die 1 bis 3 Bezug genommen. Das (nicht gezeigte) Batteriebauelement ist in dem Gehäuse 12 untergebracht. Die Abdeckung 21 ist so vorgesehen, dass sie die Öffnung des Gehäuses 12 schließt, und das Gehäuse 12 wird mit der Abdeckung 21 durch Schweißen verbunden. Dann wird durch das Einspritzloch 24 ein Elektrolyt den Außenverpackungskörper eingespritzt, und Inertgas wird zu dem Innenraum 16 geliefert.
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Nachstehend wird auf 3 Bezug genommen. Der Abdichtstopper 31 ist so vorgesehen, dass er das Einspritzloch 24 schließt, wodurch der Innenraum 16 abgedichtet wird. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Kontaktfläche 15 zwischen dem Außenverpackungskörper 11 und dem Abdichtstopper 31 durch den Außenumfangsrand des flachen Abschnittes 34 des Abdichtstoppers 31 und jener Innenumfangsfläche des Außenverpackungskörpers 11 (die Abdeckung 21) ausgebildet, die dem Außenumfangsrand zugewandt ist.
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Dann wird in einem Zustand, bei dem das Einspritzloch 24 in der vertikal nach oben weisenden Richtung von dem Innenraum 16 zu seiner Außenseite offen ist, wie dies in 3 gezeigt ist, die Kontaktfläche 15 zwischen dem Außenverpackungskörper 11 und dem Abdichtstopper 31, die an einer Position vorgesehen ist, die höher als der oberste Abschnitt des Innenraums 16 ist, durch Schweißen verbunden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Schweißen ausgeführt, indem ein Laser zu der Kontaktfläche 15 zwischen dem Außenverpackungskörper 11 und dem Abdichtstopper 31 gestrahlt wird, wie dies durch einen nichtausgefüllten Pfeil in der Zeichnung gezeigt ist.
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In diesem Schweißprozess wird ein Abschirmgas zu einem Schweißbereich, wie dies anhand eines Pfeils 102 gezeigt ist, außerhalb des Außenverpackungskörpers 11 geliefert. Ein Inertgas wie beispielsweise Argon (Ar) oder Stickstoff (N2) wird beispielsweise als das Abschirmgas verwendet. Ein Gas, das hauptsächlich ein derartiges Inertgas enthält, und des Weiteren ein zweites Gas (Kohlendioxid, Sauerstoff oder Wasserstoff) enthält, kann als das Abschirmgas angewendet werden.
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Das Abschirmgas bedeckt den Schweißbogen und das geschmolzene Metall zu dem Zeitpunkt des Schweißens, und verhindert, dass Luft in das Innere einer Schweißatmosphäre gelangt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Abdichtstopper 31 so vorgesehen, dass er von der oberen Fläche 21a der Abdeckung 21 nicht vorragt, so dass das Abschirmgas gleichmäßig und sanft zu dem Schweißbereich geliefert werden kann.
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Durch die vorstehend erläuterten Schritte wird die abgedichtete Batterie 10, bei der die Kontaktfläche 15 zwischen dem Außenverpackungskörper 11 und dem Abdichtstopper 31 durch den Schweißabschnitt 41 abgedichtet ist, wie dies in 2 gezeigt ist, erhalten.
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Nachstehend ist ein Effekt beschrieben, der durch die abgedichtete Batterie 10 und ihr Herstellverfahren gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erlangt wird, unter Bezugnahme auf ein Vergleichsbeispiel beschrieben.
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4 zeigt eine Schnittansicht eines Schrittes eines Herstellverfahrens einer abgedichteten Batterie zum Zwecke des Vergleiches.
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4 zeigt eine 3 entsprechende Darstellung. Unter Bezugnahme auf 4 hat die für den Vergleich hergenommene Batterie einen Abdichtstopper 51 anstelle des Abdichtstoppers 31 von 3. Der Abdichtstopper 51 hat eine Form, die von dem Innenraum 16 zu einer Außenseite des Außenverpackungskörpers 11 vorragt, und ein Inertgashalteabschnitt 53 als ein oberster Abschnitt des Innenraums 16 ist in seiner Innenseite ausgebildet. Bei einem derartigen Aufbau ist bei der für den Vergleich vorgesehenen abgedichteten Batterie die Kontaktfläche 15 (der Schweißabschnitt 41) zwischen dem Außenverpackungskörper 11 und dem Abdichtstopper 51 an einer Position vorgesehen, die niedriger als der oberste Abschnitt des Innenraums 16 ist.
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Der Schweißabschnitt 41, der die Kontaktfläche 15 zwischen dem Außenverpackungskörper und dem Abdichtstopper 51 abdichtet, muss zwei Funktionen im Hinblick auf die Luftdichtheit und die Kompressionsfestigkeit haben. Zu dem Zeitpunkt des Schweißens durch Laserbestrahlung strömt ein Abschirmgas zu einem Schweißbereich so, dass das Auftreten von Blasen in dem Schweißabschnitt 41 im Allgemeinen verhindert wird. Jedoch kann das Abschirmgas nicht in den Innenraum 16 im Inneren des Außenverpackungskörpers 11 strömen. Aufgrund dessen wird die Luft in dem Außenverpackungskörper 11 erwärmt, so dass sie sich ausdehnt, und sie kann aus dem Außenverpackungskörper 11 nicht entweichen, was dazu führt, dass Blasen mit Leichtigkeit auftreten.
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Als eine Lösung zum Einschränken des Auftretens von Blasen gibt es ein derartiges Verfahren, bei dem Inertgas innerhalb des Außenverpackungskörpers 11 vorgesehen ist. In der für den Vergleich vorgesehenen abgedichteten Batterie wird, wie dies in 4 anhand eines Pfeiles 104 gezeigt ist, das Inertgas mit einer geringen spezifischen Dichte in dem Inertgashalteabschnitt 53 gehalten, der an dem obersten Abschnitt des Innenraums 16 in dem Außenverpackungskörper 11 angeordnet ist. Da jedoch die Kontaktfläche 15 zwischen dem Au-ßenverpackungskörper 11 und dem Abdichtstopper 51 an der Position angeordnet ist, die niedriger als der oberste Abschnitt des Innenraums 16 ist, ist es schwierig, durch ein Inertgas einen Schweißbereich von der Luft abzuschirmen, die im Inneren des Außenverpackungskörpers 11 ist.
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5 zeigt eine Schnittansicht des Schweißabschnittes in der zum Zwecke des Vergleiches vorgesehenen abgedichteten Batterie von 4. 5 zeigt einen Abschnitt des Schweißabschnittes 41, der einer Position entlang einer Linie V-V in 4 entspricht. 6 zeigt eine Schnittansicht des Schweißabschnittes entlang einer Linie VI-VI von 5. In diesen Zeichnungen ist ein Abschnitt des Schweißabschnittes dargestellt, der unter Verwendung von CT (Computertomografie) aufgenommen worden ist.
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Unter Bezugnahme auf die 5 und 6 werden in der zum Zwecke des Vergleiches vorgesehenen abgedichteten Batterie Blasen, die in einer Umfangsrichtung kontinuierlich ausgerichtet sind, in dem Schweißabschnitt 41 beobachtet, wie dies anhand einer Linie 110 in 5 und einer Linie 130 in 6 gezeigt ist.
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Im Gegensatz dazu wird, wie dies in 3 gezeigt ist, in der abgedichteten Batterie 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Kontaktfläche 15 zwischen dem Außenverpackungskörper 11 und dem Abdichtstopper 31 an der Position, die höher als der oberste Abschnitt des Innenraums 16 ist, zum Zeitpunkt des Schweißens vorgesehen. Durch einen derartigen Aufbau wird das Inertgas in dem Inertgashalteabschnitt 28 gehalten, der an dem obersten Abschnitt des Innenraums 16 angeordnet ist, wodurch ermöglicht wird, den Schweißbereich mit dem Inertgas zu bedecken, wie dies durch einen Pfeil 103 gezeigt ist. Als ein Ergebnis ist es möglich, zu verhindern, dass die Luft in dem Außenverpackungskörper 11 in dem Schweißbereich eingefangen wird, und es ist möglich, das Auftreten von Blasen in dem geschweißten Abschnitt 41 einzuschränken.
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Des Weiteren hat in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Abdichtstopper 31 den Vorsprungsabschnitt 33, der zu dem Innenraum 16 hin von der Außenseite des Außenverpackungskörpers 11 vorragt. Durch einen derartigen Aufbau wird das Inertgas mit Leichtigkeit in dem Inertgashalteabschnitt 28 gehalten, wodurch ermöglicht wird, das Auftreten von Blasen noch effektiver einzuschränken.
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7 zeigt eine Schnittansicht des Schweißabschnittes entlang einer Linie VII-VII in der abgedichteten Batterie von 2. 8 zeigt eine Schnittansicht des Schweißabschnittes entlang einer Linie VIII-VIII von 7. In diesen Zeichnungen ist ein Abschnitt des Schweißabschnittes dargestellt, der durch die Anwendung von CT (Computertomografie) aufgenommen worden ist.
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Nachstehend ist auf die 7 und 8 Bezug genommen. In der abgedichteten Batterie 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind, wie dies anhand einer Linie 120 in 7 gezeigt ist, im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel der 5 und 6 die Blasen in großem Maße reduziert.
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Nachfolgend sind gemeinsam die Konfigurationen der abgedichteten Batterie 10 und ihres Herstellverfahrens des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels 1 der vorliegenden Erfindung erläutert. Die abgedichtete Batterie 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat: den Außenverpackungskörper 11, der den Innenraum 16 ausbildet, der das Inertgas in ihm hält, und der das Einspritzloch 24 als eine Öffnung hat, die mit dem Innenraum 16 in Kommunikation steht; den Abdichtstopper 31, der als eine Abdeckung dient, die so aufgebaut ist, dass sie das Einspritzloch 24 schließt und den Innenraum 16 abdichtet; und den Schweißabschnitt 41, der an einer Grenze zwischen dem Außenverpackungskörper 11 und dem Abdichtstopper 31 vorgesehen ist und so aufgebaut ist, dass er den Außenverpackungskörper 11 mit dem Abdichtstopper 31 verbindet. In einem Zustand, bei dem das Einspritzloch 24 in der vertikal nach oben weisenden Richtung von dem Innenraum 16 zu seiner Außenseite offen ist, ist der Schweißabschnitt 41 an einer Position vorgesehen, die höher als der oberste Abschnitt des Innenraums 16 ist.
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Des Weiteren umfasst das Herstellverfahren der abgedichteten Batterie 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die folgenden Schritte: einen Schritt zum Einspritzen eines Elektrolyts in den Außenverpackungskörper 11 durch das Einspritzloch 24 als eine Öffnung, und Liefern eines Inertgases in den Außenverpackungskörper 11; einen Schritt zum Ausbilden des abgedichteten Innenraums 16 im Inneren des Außenverpackungskörpers 11 durch Schließen des Einspritzloches 24 durch den Abdichtstopper 31 als eine Abdeckung nach dem Schritt des Lieferns des Inertgases; und einen Schritt zum anhand Schweißen erfolgenden Verbindens jener Kontaktfläche 15 zwischen dem Außenverpackungskörper 11 und dem Abdichtstopper 31, die an einer Position vorgesehen ist, die höher als der oberste Abschnitt des Innenraums 16 ist, in einem Zustand, bei dem das Einspritzloch 24 in der vertikal nach oben weisenden Richtung von dem Raum 16 zu seiner Außenseite offen ist.
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Gemäß der abgedichteten Batterie 10 und ihrem Herstellverfahren in Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung, die auf diese Weise ausgebildet ist, ist es möglich, zu verhindern, dass Luft in dem Außenverpackungskörper 11 in einem Schweißbereich zum Zeitpunkt des Schweißens des Außenverpackungskörpers 11 und des Abdichtstoppers 31 eingefangen wird, wodurch ermöglicht wird, das Auftreten von Blasen in dem Schweißabschnitt 41 zu unterbinden. Hierbei kann die Luftdichtheit und Kompressionsfestigkeit des Außenverpackungskörpers 11 verbessert werden.
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Es ist hierbei zu beachten, dass die abgedichtete Batterie 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht nur in einem Hybridfahrzeug, sondern beispielsweise auch in einem elektrischen Fahrzeug (EV) vorgesehen sein kann.
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Ausführungsbeispiel 2 behandelt eine Abwandlung der abgedichteten Batterie 10 und seines Herstellverfahrens, die in Ausführungsbeispiel 1 beschrieben sind.
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9 zeigt eine Schnittansicht einer ersten Abwandlung des Schrittes des Herstellverfahrens der abgedichteten Batterie von 3. 10 zeigt eine Schnittansicht einer zweiten Abwandlung des Schrittes des Herstellverfahrens der abgedichteten Batterie von 3.
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Unter nachfolgender Bezugnahme auf 9 hat in dieser Abwandlung ein gesamter Abdichtstopper 31 eine flache Form. Selbst mit einem derartigen Aufbau ist es möglich, das Inertgas in einem Raum direkt unterhalb des Abdichtstoppers 31 zu halten und zu verhindern, dass in einem Außenverpackungskörper 11 befindliche Luft in einem Schweißbereich zu dem Zeitpunkt des Schweißens des Außenverpackungskörpers 11 und des Abdichtstoppers 31 eingefangen wird.
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Unter nachfolgender Bezugnahme auf 10 ist in dieser Abwandlung ein Absatzabschnitt 26 wie derjenige von 2 in unterbrochener Weise in einer Umfangsrichtung vorgesehen (10 zeigt einen Abschnitt, bei dem der Absatzabschnitt 26 unterbrochen ist). Wenn der Absatzabschnitt 26 an zumindest zwei Orten in der Umfangsrichtung vorgesehen ist, fungiert der Abdichtstopper 31 als eine Basis, an der der Abdichtstopper 31 angeordnet ist. In einem derartigen Aufbau ist an einer Position, an der der Absatzabschnitt 26 nicht vorgesehen ist, ein Inertgashalteabschnitt 28 direkt mit einem untersten Abschnitt eines Schweißabschnittes 41 verbunden.
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Gemäß der abgedichteten Batterie und seinem Herstellverfahren in Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung, das wie vorstehend erläutert aufgebaut ist, ist es ebenfalls möglich, den unter Ausführungsbeispiel 1 beschriebenen Effekt zu erzielen.
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Es sollte hierbei berücksichtigt werden, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele in sämtlicher Hinsicht Beispiele sind und keine Einschränkung bedeuten. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ergibt sich anhand der Ansprüche und nicht durch die Beschreibung und soll sämtliche Abwandlungen umfassen, die in die Bedeutung und den Umfang der Ansprüche fallen.
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Die vorliegende Erfindung wird bei einer abgedichteten Batterie wie beispielsweise eine Lithiumionen-Sekundärbatterie angewendet.
