DE112016005140T5

DE112016005140T5 - Elektrische Speichervorrichtung

Info

Publication number: DE112016005140T5
Application number: DE112016005140.9T
Authority: DE
Inventors: Atsushi MINAGATA; Masato Ogasawara; Tomoaki Tachibana; Takashi Tsutsui
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2015-11-09
Filing date: 2016-09-06
Publication date: 2018-07-26
Anticipated expiration: 2036-09-07
Also published as: WO2017081917A1; JPWO2017081917A1; CN108352465A; JP6760302B2; US20180331331A1; DE112016005140B4; WO2017081719A1

Abstract

Ein Gehäuse einer elektrischen Speichervorrichtung weist einen röhrenförmigen Gehäusekörper, der eine Bodenwand und eine Öffnung hat, und einen Deckel auf, der die Öffnung schließt. Der Gehäusekörper hat eine gehäuseseitige Fügefläche, die gegen den Deckel anliegt. Der Deckel hat eine deckelseitige Fügefläche, die der gehäuseseitigen Fügefläche zugewandt ist. Das Gehäuse hat einen geschweißten Abschnitt an einem Anlageabschnitt, welcher ein Abschnitt ist, an dem die gehäuseseitige Fügefläche und die deckelseitige Fügefläche gegeneinander anliegen. Die Richtung, die die Bodenwand des Gehäusekörpers und den Deckel in dem kürzesten Abstand verbindet, ist als eine Erstreckungsrichtung des Gehäuses definiert. In einer Querschnittsansicht des Gehäuses entlang der Erstreckungsrichtung hat der geschweißte Abschnitt ein Interface beziehungsweise eine Schnittfläche, die an einer Grenze des geschweißten Abschnitts mit dem Gehäusekörper und dem Deckel vorliegt. Die maximale Abmessung von der Oberfläche des geschweißten Abschnitts, die von der Außenfläche des Gehäuses freiliegt, zu der Schnittfläche beziehungsweise dem Interface ist als eine Schweißtiefe X definiert. Die Abmessung von dem Anlageabschnitt zu einem Rand des geschweißten Abschnitts in der Richtung entlang der Oberfläche des geschweißten Abschnitts, die von der Außenfläche des Gehäuses freiliegend ist, ist als eine Schweißbreite Y definiert. Der geschweißte Abschnitt ist gestaltet, um über den gesamten Umfang des Gehäuses in einer Form vorzuliegen, die einen Ausdruck Y/X > 1 erfüllt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Speichervorrichtung mit einem Gehäuse mit einem geschweißten Abschnitt.
STAND DER TECHNIK
Fahrzeuge, wie zum Beispiel Elektrofahrzeuge (EV) und Plug-in-Hybridfahrzeuge (PHV) sind mit wiederaufladbaren Batterien, wie zum Beispiel wiederaufladbaren Lithiumionenbatterien, ausgerüstet, die elektrische Speichervorrichtungen sind, die Elektrizität speichern, die zu Motoren zuzuführen ist, welche Antriebsquellen sind. Zum Beispiel weist das Gehäuse der abgedichteten Batterie (wiederaufladbaren Batterie) von Patentdokument 1 ein Aluminiumgehäusekörperbauteil (einen Gehäusekörper), das einen Elektrodenkörper (eine Elektrodenbaugruppe) beherbergt, einen abdichtenden Deckel beziehungsweise Dichtdeckel, der die Öffnung des Gehäusekörpers schließt, und einen geschweißten Abschnitt auf, der das Gehäusekörperbauteil und den Dichtdeckel miteinander verschweißt.
DOKUMENT DES STANDS DER TECHNIK
Patentdokument
Patendokument 1: Japanische Patentoffenlegung Nr. 2012-104414
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Probleme, die die Erfindung löst
Elektrodenbaugruppen haben positive Elektroden und negative Elektroden, die abwechselnd gestapelt sind. Da eine Elektrodenbaugruppe wiederholt geladen und entladen wird, wiederholt die Elektrodenbaugruppe eine Ausdehnung und eine Zusammenziehung in der Stapelrichtung der Elektroden. Dies erzeugt wiederholt Spannung in der Stapelrichtung der Elektrodenbaugruppe in dem Gehäuse. Außerdem, wenn ein Gas in dem Gehäuse durch die Reaktion zwischen der elektrolytischen Lösung und dem Aktivmaterial erzeugt wird, steigt der Innendruck des Gehäuses, was Spannung in dem Gehäuse erzeugt. Deshalb wird in einer wiederaufladbaren Batterie Spannung in dem geschweißten Abschnitt des Gehäuses aufgrund eines wiederholten Ladens und Entladens der Elektrodenbaugruppe und ein Anstieg in dem Innendruck des Gehäuses erzeugt. Dies kann möglicherweise den geschweißten Abschnitt beschädigen.
Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Speichervorrichtung zu bieten, die in der Lage ist, die Festigkeit des geschweißten Abschnitts des Gehäuses zu erhöhen.
Mittel zum Lösen der Probleme
Um die das vorgenannte Ziel zu erreichen, ist eine elektrische Speichervorrichtung vorgesehen, die eine Elektrodenbaugruppe und ein Gehäuse aufweist, das die Elektrodenbaugruppe beherbergt. Das Gehäuse weist einen röhrenförmigen Gehäusekörper, der eine Bodenwand und eine Öffnung hat, und einen Deckel auf, der die Öffnung schließt. Der Gehäusekörper hat eine gehäuseseitige Fügefläche, die gegen den Deckel anliegt. Der Deckel hat eine deckelseitige Fügefläche, die der gehäuseseitigen Fügefläche zugewandt ist. Das Gehäuse hat einen geschweißten Abschnitt an einem Anlageabschnitt, der ein Abschnitt ist, an dem die gehäuseseitige Fügefläche und die deckelseitige Fügefläche gegeneinander anliegen. Eine Richtung, die die Bodenwand des Gehäusekörpers und den Deckel über die kürzeste Distanz verbindet, ist als eine Erstreckungsrichtung des Gehäuses definiert. In einer Querschnittsansicht des Gehäuses entlang der Erstreckungsrichtung hat der geschweißte Abschnitt eine Schnittstelle, die an einer Grenze des geschweißten Abschnitts mit dem Gehäusekörper und dem Deckel existiert. Eine maximale Abmessung von einer Fläche bzw. Oberfläche des geschweißten Abschnitts, die von einer Außenfläche des Gehäuses freiliegend ist, zu der Schnittstelle ist als eine Schweißtiefe X definiert. Eine Abmessung von dem Anlageabschnitt zu einem Rand des geschweißten Abschnitts in einer Richtung entlang der Fläche des geschweißten Abschnitts, die von der Außenfläche des Gehäuses freiliegend ist, ist als eine Schweißbreite Y definiert. Der geschweißte Abschnitt ist gestaltet, um über eine Gesamtheit des Gehäuses in einer Form vorzuliegen, die einen Ausdruck Y/X > 1 erfüllt.
Mit dieser Konfiguration ist der geschweißte Abschnitt derart gestaltet, dass die Schweißbreite Y größer ist als die Schweißtiefe X an irgendeiner Stelle in der Umfangsrichtung des Gehäuses. Als ein Vergleichsbeispiel wird ein geschweißter Abschnitt angenommen, in dem die Schweißtiefe X die gleiche wie die vorangehend beschriebene Konfiguration ist und die Schweißbreite Y kleiner als die Schweißtiefe X ist. In diesem Fall kann der geschweißte Abschnitt der vorangehend beschriebenen Konfiguration die Länge der Schnittstelle des geschweißten Abschnitts länger machen als jene des Vergleichsbeispiels. Wenn sich die Länge der Schnittstelle vergrößert, vergrößert sich das Volumen des geschweißten Abschnitts. Entsprechend wird die Last pro Einheitsfläche an dem geschweißten Abschnitt reduziert, verglichen mit dem Vergleichsbeispiel. Dies erhöht die Festigkeit des geschweißten Abschnitts, verglichen mit jener des Vergleichsbeispiels.
In der elektrischen Speichervorrichtung ist die Schweißtiefe X vorzugsweise eine Abmessung an der gehäuseseitigen Fügefläche und der deckelseitigen Fügefläche und die Schnittstelle bzw. -fläche ist vorzugsweise orthogonal zu der gehäuseseitigen Fügefläche und der deckelseitigen Fügefläche an einem Querschnitt, der durch den Anlageabschnitt hindurchführt.
Mit dieser Konfiguration in der Querschnittsansicht entlang der Erstreckungsrichtung, wenn die Schnittstelle bzw. -fläche schief beziehungsweise schräg zu der gehäuseseitigen Fügefläche und der deckelseitigen Fügefläche an dem Querschnitt ist, der durch den Anlageabschnitt hindurchführt, gilt, je kleiner der Winkel der Schnittstelle hinsichtlich den Fügeflächen, desto kleiner wird die Schweißbreite. Die Länge der Schnittstelle verringert sich entsprechend. Jedoch, da die Schnittstelle orthogonal zu der gehäuseseitigen Fügefläche und der deckelseitigen Fügefläche an dem Schnitt ist, der durch den Anlageabschnitt hindurchführt, ist es möglich, die Schweißbreite daran zu hindern, reduziert zu werden, wodurch die Festigkeit des geschweißten Abschnitts steigt.
In der elektrischen Speichervorrichtung weist der geschweißte Abschnitt beziehungsweise Schweißabschnitt vorzugsweise einen ersten Rand, der von einer Außenfläche des Deckels aus freiliegend ist, und einen zweiten Rand auf, der von einer Außenfläche des Gehäusekörpers aus freiliegend ist. Die Schnittstelle bzw. - fläche erstreckt sich bogenförmig zwischen dem ersten Rand und dem zweiten Rand.
Wenn die Schnittstelle nahe der gehäuseseitigen Fügefläche und der deckelseitigen Fügefläche in der Querschnittsansicht entlang der Erstreckungsrichtung des Gehäuses gebogen ist, schneidet sich die Schnittstelle beziehungsweise Schnittfläche schräg beziehungsweise schief mit der gehäuseseitigen Fügefläche und der deckelseitigen Fügefläche. Je kleiner der Winkel ist, bei dem die Schnittfläche sich mit den Fügeflächen schneidet, desto kleiner werden die Schweißbreite und die Länge der Schnittfläche. Jedoch, da sich die Schnittfläche beziehungsweise Schnittstelle bogenförmig zwischen den Rändern auf den entgegengesetzten Seiten des Schweißabschnitts erstreckt, ist es möglich, die Schweißbreite daran zu hindern, reduziert zu werden, wodurch die Festigkeit des Schweißabschnitts beziehungsweise geschweißten Abschnitts steigt.
In der elektrischen Speichervorrichtung hat in einer Querschnittsansicht, die entlang der Erstreckungsrichtung des Gehäuses genommen ist, der geschweißte Abschnitt vorzugsweise eine halbelliptische Form, die sich in der Erstreckungsrichtung verlängert.
In der elektrischen Speichervorrichtung weist der Gehäusekörper eine Umfangswand auf und die Umfangswand hat eine Öffnungsendfläche, die die Öffnung umgibt, und eine Außenumfangsfläche. Die Öffnungsendfläche hat die gehäuseseitige Fügefläche. Der Deckel weist eine Innenendfläche beziehungsweise eine innere Endfläche, die die deckelseitige Fügefläche hat, und eine Außenumfangsfläche auf, die die innere Endfläche umgibt. Die Fläche des geschweißten Abschnitts ist von der Außenumfangsfläche der Umfangswand und der Außenumfangsfläche des Deckels aus freiliegend. Die Schweißtiefe des geschweißten Abschnitts ist eine Abmessung in einer Dickenrichtung der Umfangswand.
Diese Konfiguration gewährleistet die Schweißbreite in der Erstreckungsrichtung des Gehäuses und die Schweißtiefe in der Dickenrichtung der Umfangswand des Gehäusekörpers. Deshalb ist es unnötig, die Schweißbreite in der Dickenrichtung der Umfangswand des Gehäusekörpers zu gewährleisten, und es ist möglich, zu verhindern, dass die Energiedichte der elektrischen Speichervorrichtung reduziert wird aufgrund eines Anstiegs in der Dicke der Umfangswand.
In der elektrischen Speichervorrichtung hat die Elektrodenbaugruppe gestapelte Elektroden von unterschiedlichen Polaritäten und die elektrische Speichervorrichtung ist eine von einer Vielzahl von elektrischen Speichervorrichtungen, die in einem Zustand eines Angeordnetseins in einer Stapelrichtung der Elektroden beschränkt sind.
Da die Elektrodenbaugruppe wiederholt geladen und entladen wird, wiederholt die Elektrodenbaugruppe eine Ausdehnung und eine Zusammenziehung in der Stapelrichtung. Jedoch, da die elektrische Speichervorrichtung in der Stapelrichtung der Elektrodenbaugruppe beschränkt ist, ist eine Deformation begrenzt, die durch die Last aufgrund einer Ausdehnung und Zusammenziehung der Elektrodenbaugruppe verursacht wird, und es ist unwahrscheinlich, dass der geschweißte Abschnitt in der Stapelrichtung der Elektrodenbaugruppe beschädigt wird. Andererseits, da eine Deformation der Elektrodenbaugruppe in der Stapelrichtung begrenzt ist, wenn der Innendruck des Gehäuses steigt, ist die Last, die auf das Gehäuse in der Erstreckungsrichtung aufgebracht wird, nicht begrenzt. Entsprechend nimmt der Deckel eine Last in einer Richtung weg von dem Gehäusekörper auf. Jedoch, da eine ausreichende Schweißbreite entlang der Erstreckungsrichtung des Gehäuses gewährleistet ist und die Länge der Schnittfläche ebenfalls verlängert beziehungsweise länglich ist, ist es unwahrscheinlich, dass der geschweißte Abschnitt beschädigt wird, selbst in der Richtung weg von dem Gehäusekörper.
Insbesondere in einem Fall mit einem geschweißten Abschnitt, in dem die Schweißbreite in der Erstreckungsrichtung des Gehäuses gewährleistet ist, wenn der Innendruck des Gehäuses steigt und der Deckel eine Last in einer Richtung weg von dem Gehäusekörper aufnimmt, nimmt das Gehäuse eine Kraft in der Richtung eines Abscherens der Schnittfläche des geschweißten Abschnitts auf. Jedoch, da die Länge der Schnittfläche erhöht wird, ist es unwahrscheinlich, dass der geschweißte Abschnitt in einer Richtung beschädigt wird, in der sich der Deckel von dem Gehäusekörper trennt, selbst wenn eine Kraft in der Scherrichtung beziehungsweise Abscherrichtung aufgebracht wird.
In der elektrischen Speichervorrichtung hat der Gehäusekörper eine Umfangswand, die eine Öffnungsendfläche, die die Öffnung umgibt, und eine Innenumfangsfläche hat, die die gehäuseseitige Fügefläche beinhaltet. Der Deckel hat eine äußere Endfläche und eine Außenumfangsfläche, die die äußere Endfläche umgibt und die die deckelseitige Fügefläche hat. Die Fläche des geschweißten Abschnitts ist von der Öffnungsendfläche und der äußeren Endfläche freiliegend. Die Schweißtiefe des geschweißten Abschnitts ist eine Abmessung in der Erstreckungsrichtung.
Da die Elektrodenbaugruppe wiederholt geladen und entladen wird, wiederholt die Elektrodenbaugruppe eine Ausdehnung und eine Zusammenziehung. Entsprechend, da eine Schweißbreite in der Stapelrichtung der Elektrodenbaugruppe gewährleistet ist und die Länge der Schnittfläche erhöht wird, ist es unwahrscheinlich, dass der geschweißte Abschnitt beschädigt wird.
In der elektrischen Speichervorrichtung hat der Gehäusekörper eine Umfangswand. Eine Abmessung in einer Dickenrichtung der Umfangswand ist als eine Dicke D1 definiert. Eine Abmessung des Deckels entlang der Erstreckungsrichtung ist als eine Dicke D definiert. Der Gehäusekörper und der Deckel können gestaltet sein, um einen Ausdruck D > D1 zu erfüllen.
Indem die Dicke D1 des Deckels größer als die Dicke D1 der Umfangswand gemacht wird, wird eine ausreichende Schweißbreite des geschweißten Abschnitts in der Erstreckungsrichtung des Gehäuses gewährleistet. Dies gewährleistet eine ausreichende Schweißfestigkeit ohne ein Erhöhen der Dicke der Umfangswand. Deshalb ist es möglich, zu verhindern, dass die Energiedichte der elektrischen Speichervorrichtung aufgrund eines Anstiegs in der Dicke der Umfangswand reduziert wird.
Die elektrische Speichervorrichtung ist zum Beispiel eine wiederaufladbare Batterie.
EFFEKTE DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung erhöht die Festigkeit des geschweißten Abschnitts des Gehäuses.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine wiederaufladbare Batterie gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die das elektrische Speichermodul gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
3A ist eine Teilquerschnittsansicht, die einen geschweißten Abschnitt in dem Gehäuse der ersten Ausführungsform darstellt.
3B ist eine Teilquerschnittsansicht, die einen geschweißten Abschnitt in einem Vergleichsbeispiel darstellt.
4 ist eine Teilquerschnittsansicht, die einen geschweißten Abschnitt in dem Gehäuse einer zweiten Ausführungsform darstellt.
5 ist eine Teilquerschnittsansicht, die einen geschweißten Abschnitt in dem Gehäuse einer dritten Ausführungsform darstellt.
6 ist eine Teilquerschnittsansicht, die einen geschweißten Abschnitt in dem Gehäuse einer vierten Ausführungsform darstellt.
7 ist eine Teilquerschnittsansicht, die einen geschweißten Abschnitt in dem Gehäuse einer fünften Ausführungsform darstellt.
8 ist eine Teilquerschnittsansicht, die einen geschweißten Abschnitt in dem Gehäuse einer sechsten Ausführungsform darstellt.
9 ist eine Teilquerschnittsansicht, die einen geschweißten Abschnitt in dem Gehäuse einer siebten Ausführungsform darstellt.
10 ist eine Teilquerschnittsansicht, die einen geschweißten Abschnitt in dem Gehäuse einer achten Ausführungsform darstellt.

ARTEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Eine elektrische Speichervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform wird nun mit Bezug auf 1 bis 3B beschrieben.
Wie in 1 gezeigt ist, hat eine wiederaufladbare Batterie 10, die eine elektrische Speichervorrichtung ist, ein Gehäuse 11, das eine Elektrodenbaugruppe 12 beherbergt. Das Gehäuse 11 hat einen rechtwinkligen parallelflach geformten Gehäusekörper 13, der eine Bodenwand 13a und eine Öffnung S hat, und einen rechtwinkligen flachen plattenförmigen Deckel 14, der die Öffnung S des Gehäusekörpers 13 schließt. Der Gehäusekörper 13 hat eine rechtwinklige röhrenförmige Form. Der Gehäusekörper 13 und der Deckel 14 sind beide aus einem Metall (zum Beispiel rostfreiem Stahl oder Aluminium) hergestellt. Außerdem ist die wiederaufladbare Batterie 10 der vorliegenden Ausführungsform eine prismatische Batterie mit einem rechtwinkligen parallelflach geformten Erscheinungsbild. Die wiederaufladbare Batterie 10 der vorliegenden Ausführungsform ist eine Lithiumionenbatterie.
Die Elektrodenbaugruppe 12 hat positive Elektroden 12a, negative Elektroden 12b und Separatoren beziehungsweise Trenneinrichtungen 12c. Die Separatoren 12c isolieren jeweils die positiven Elektroden 12a von den negativen Elektroden 12b.
Jede positive Elektrode 12a hat eine rechtwinklige Form mit langen Seiten und kurzen Seiten und weist eine Bahn beziehungsweise einen Bogen einer positiven Elektrodenfolie (zum Beispiel Aluminiumfolie) und positive Elektrodenaktivmaterialschichten auf, die auf den entgegengesetzten Seiten der Bahn der positiven Elektrodenfolie vorgesehen sind. Jede negative Elektrode 12b hat eine rechtwinklige Form mit langen Seiten und kurzen Seiten und weist eine Bahn beziehungsweise einen Bogen einer negativen Elektrodenfolie (zum Beispiel Kupferfolie) und negative Elektrodenaktivmaterialschichten auf, die auf den entgegengesetzten Seiten der Bahn der negativen Elektrodenfolie vorgesehen sind.
Die Elektrodenbaugruppe 12 hat eine Stapelstruktur beziehungsweise einen gestapelten Aufbau, in der beziehungsweise in dem die positive Elektrode 12a und die negative Elektrode 12b abwechselnd in einer Richtung derart gestapelt sind, dass die Aktivmaterialschichten von jedem benachbarten Paar von den positiven Elektroden 12a und den negativen Elektroden 12b einander zugewandt sind, und jeder Separator 12c befindet sich zwischen einem benachbarten Paar von den Elektroden 12a und 12b. Die Separatoren 12c sind mikroporöse Filme. Die Stapelrichtung W der Elektrodenbaugruppe 12, die einen Stapelaufbau hat, ist die Richtung, in der die Aktivmaterialschichten der positiven Elektroden 12a und der negativen Elektroden 12b einander zugewandt sind.
Jede positive Elektrode 12a hat einen positiven Streifen 18, der von dem Rand vorragt, und jede negative Elektrode 12b hat einen negativen Streifen 20, der von dem Rand vorragt. Die wiederaufladbare Batterie 10 hat eine positive Metallleiterplatte 19, die an die Gruppe der positiven Streifen 18 gefügt ist (zum Beispiel geschweißt), und eine negative Metallleiterplatte 21, die an die Gruppe der negativen Streifen 20 gefügt ist (zum Beispiel geschweißt). Die positive Leiterplatte 19 ist elektrisch mit einem positiven Anschluss beziehungsweise einem Pluspol 15 verbunden, der von dem Deckel 14 zu der Außenseite des Gehäuses 11 hin freiliegend ist. Wie der positive Anschluss 15 ist die negative Leiterplatte 21 elektrisch mit einem negativen Anschluss beziehungsweise einem Minuspol 16 verbunden, der zu der Außenseite des Gehäuses 11 hin freiliegend ist. Dementsprechend ist die Elektrodenbaugruppe 12 elektrisch mit dem positiven Anschluss 15 und dem negativen Anschluss 16 verbunden.
Als Nächstes wird der Aufbau zum Schweißen des Gehäusekörpers 13 und des Deckels 14 aneinander beschrieben.
Zuerst wird der Aufbau des Gehäusekörpers 13 und des Deckels 14 beschrieben.
Der Deckel 14 weist ein Druckablassventil 17 auf. Wenn der Druck in dem Gehäuse 11 einen Ablassdruck erreicht, der ein vorbestimmter Druck ist, bricht das Druckablassventil 17, um der Innenseite und der Außenseite des Gehäuses 11 zu ermöglichen, miteinander in Verbindung zu stehen, wodurch verhindert wird, dass der Druck in dem Gehäuse 11 übermäßig ansteigt. Der Ablassdruck des Druckablassventils 17 ist auf einen Druck eingestellt, der dem Druckablassventil 17 erlaubt, zu brechen, bevor ein Riss oder ein Bruch in dem Gehäuse 11 selbst, im Gehäusekörper 13 oder dem Deckel 14 auftritt.
Der Gehäusekörper 13 hat die Bodenwand 13a und eine Umfangswand 13b. Die Bodenwand 13a hat eine rechtwinklige Form mit einem Paar von langen Seite und einem Paar von kurzen Seiten. Die Umfangswand 13b erstreckt sich von den vier Seiten der Bodenwand 13a aus und hat eine röhrenförmige Form eines rechtwinkligen Querschnitts. Die Umfangswand 13b weist lange Seitenwände 131b, die sich jeweils von den langen Seiten der Bodenwand 13a aus erstrecken, und kurze Seitenwände 132b auf, die sich jeweils von den kurzen Seiten der Bodenwand 13a aus erstrecken. Die entgegengesetzten Endflächen der Elektrodenbaugruppe 12 in der Stapelrichtung W liegen jeweils den Innenflächen der langen Seitenwände 131b des Gehäusekörpers 13 gegenüber.
Wie in 3A gezeigt ist, ist die Richtung, die orthogonal zu der Bodenwand 13a des Gehäusekörpers 13 ist und die Bodenwand 13a und den Deckel 14 mit dem kürzesten Abstand verbindet, als die Erstreckungsrichtung Z des Gehäuses 11 definiert. Der Gehäusekörper 13 hat eine gehäuseseitige Fügefläche 13c, die gegen den Deckel 14 anliegt, an der Öffnungsendfläche der Umfangswand 13b, die die Öffnung S umgibt. Die gehäuseseitige Fügefläche 13c stützt den Deckel 14. Die gehäuseseitige Fügefläche 13c ist eine flache Fläche, die orthogonal zu der Erstreckungsrichtung Z des Gehäuses 11 und parallel zu der Bodenwand 13a ist. Die Umfangswand 13b hat eine Innenumfangsfläche 13e und eine Außenumfangsfläche 13d, die orthogonal zu der gehäuseseitigen Fügefläche 13c sind und sich parallel zu der Erstreckungsrichtung Z des Gehäuses 11 erstrecken. In der Umfangswand 13b des Gehäusekörpers 13 ist die Abmessung der geraden Linie, die die Innenumfangsfläche 13e und die Außenumfangsfläche 13d mit dem kürzesten Abstand verbindet, als eine Dicke D1 der Umfangswand 13b definiert. Die Dickenrichtung der Umfangswand 13b ist parallel zu der Bodenwand 13a.
Die Abmessung des Deckels 14 in der Erstreckungsrichtung Z des Gehäuses 11 ist als eine Dicke D des Deckels 14 definiert. Der Deckel 14 ist als eine rechtwinklige flache Platte geformt. Der Deckel 14 weist eine äußere Endfläche beziehungsweise eine Außenendfläche 14a, die zu der Außenseite in der Erstreckungsrichtung Z des Gehäuses 11 freiliegend ist, und eine innere Endfläche beziehungsweise Innenendfläche 14b auf, die zu der Innenseite des Gehäuses 11 hin freiliegend ist. Der Deckel 14 hat einen rechtwinkligen plattenförmigen Einsetzabschnitt 23 und einen Flanschabschnitt 22, der den Einsetzabschnitt 23 umgibt. Der Einsetzabschnitt 23 ragt von dem Flanschabschnitt 22 zu der Bodenwand 13a des Gehäusekörpers 13 vor. Die Außenumfangsfläche des Flanschabschnitts 22 bildet eine Außenumfangsfläche 22b des Deckels 14.
Die Dicke D des Deckels 14 ist die Summe der Dicke des Flanschabschnitts 22 und der Dicke des Einsetzabschnitts 23. Die Dicke D des Deckels 14 ist eine Abmessung einer geraden Linie, die die äußere Endfläche 14a und die innere Endfläche 14b des Einsetzabschnitts 23 mit dem kürzesten Abstand verbindet. Die Dicke D des Deckels 14 ist dementsprechend größer als die Dicke D2 des Flanschabschnitts 22. Die Dicke D2 des Flanschabschnitts 22 ist größer als die Dicke D1 der Umfangswand 13b. Deshalb gilt der folgende Ausdruck. $D > D2 > D 1$
Der Einsetzabschnitt 23 des Deckels 14 wird in den Bereich eingesetzt, der von der Umfangswand 13b umgeben ist, und der Flanschteil 22 des Deckels 14 wird durch die gehäuseseitige Fügefläche 13c der Umfangswand 13b gestützt. In der vorliegenden Ausführungsform bildet ein Schnitt beziehungsweise ein Abschnitt der inneren Endfläche 14b des Deckels 14, der sich an dem Flanschabschnitt 22 befindet, eine deckelseitige Fügefläche 22a, die der gehäuseseitigen Fügefläche 13c zugewandt ist. Die deckelseitige Fügefläche 22a ist orthogonal zu der Erstreckungsrichtung Z und ist eine flache Fläche parallel zu der Bodenwand 13a. Das Gehäuse 11 hat einen Anlageabschnitt 31, der ein Abschnitt ist, an dem die gehäuseseitige Fügefläche 13c und die deckelseitige Fügefläche 22a gegeneinander anliegen.
Das Gehäuse 11 hat einen geschweißten Abschnitt beziehungsweise Schweißabschnitt 32 in dem Anlageabschnitt 31. Der geschweißte Abschnitt 32 liegt in dem Anlageabschnitt 31 über den gesamten Umfang des Gehäuses 11 vor und liegt über die gesamte Umfangsrichtung des Gehäuses 11 vor. In dem Anlageabschnitt 31 sind der Gehäusekörper 13 und der Deckel 14 durch ein Laserstrahlschweißen von der Außenseite des Gehäuses 11 aus integriert. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Laserstrahlschweißen unter Verwendung eines Yttrium-Aluminium-Granat-(YAG)-Laserstrahls durch eine stetige Welle (CW) durchgeführt, in der ein Laserstrahl kontinuierlich ausgegeben wird. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Laserstrahlschweißen über den gesamten Umfang des Gehäuses 11 unter der Bedingung des Laserpunktdurchmessers von 0,8 bis 1 mm, der Laserleistung von 2 bis 5 kW und der Laserausgabegeschwindigkeit von 1 bis 3 m/min durchgeführt.
Wie in 3A gezeigt ist, weist in einer Querschnittsansicht des Gehäuses 11 entlang der Erstreckungsrichtung Z der geschweißte Abschnitt 32 einen ersten Rand 32b, der von der Außenfläche des Deckels 14 aus (insbesondere der Außenumfangsfläche 22b) freiliegend ist, und einen zweiten Rand 32c auf, der von der Außenfläche des Gehäusekörpers 13 (insbesondere der Außenumfangsfläche 13d der Umfangswand 13b) freiliegend ist. Der erste Rand 32b ist ein Rand, der näher an der äußeren Endfläche 14a des Deckels 14 ist, und der zweite Rand 32c ist ein Rand, der näher an der Bodenwand 13a des Gehäusekörpers 13 ist (weiter entfernt von der äußeren Endfläche 14a des Deckels 14). In einer Querschnittsansicht des Gehäuses 11 entlang der Erstreckungsrichtung Z hat der geschweißte Abschnitt 32 eine Schnittstelle beziehungsweise eine Schnittfläche 32a, die sich zwischen dem ersten Rand 32b und dem zweiten Rand 32c erstreckt. Die Schnittfläche (Interface) 32a des geschweißten Abschnitts 32 liegt an der Grenze zwischen dem geschweißten Abschnitt 32 und dem Gehäuse 11 vor. In einer Querschnittsansicht des Gehäuses 11 entlang der Erstreckungsrichtung Z hat der geschweißte Abschnitt 32 eine halbkreisförmige Form, insbesondere eine halbelliptische Form, die in der Erstreckungsrichtung Z länglich ist. Das heißt, die Schnittfläche beziehungsweise Übergangsstelle 32a des geschweißten Abschnitts 32 hat eine bogenförmige Form, die von dem ersten Rand 32b und dem zweiten Rand 32c zu der gehäuseseitigen Fügefläche 13c und der deckelseitigen Fügefläche 22a hin gebogen ist. Die Schnittfläche 32a des geschweißten Abschnitts 32 hat eine Form, die am weitesten entfernt von der Außenumfangsfläche 13d der Umfangswand 13b und der Außenumfangsfläche 22b des Flanschabschnitts 22 in dem Nahbereich der gehäuseseitigen Fügefläche 13c und der deckelseitigen Fügefläche 22a ist. Der Apex P der Schnittfläche 32a befindet sich an dem Anlageabschnitt 31 (der Grenze zwischen der gehäuseseitigen Fügefläche 13c und der deckelseitigen Fügefläche 22a). In einer Querschnittsansicht, die entlang der Erstreckungsrichtung Z des Gehäuses 11 genommen ist, hat der geschweißte Abschnitt 32 eine halbelliptische Form, die in der Erstreckungsrichtung Z länglich ist, und der Apex P der Schnittfläche 32a befindet sich an dem Anlageabschnitt 31 an einer beliebigen Stelle in der Umfangsrichtung des Gehäuses 11. Die Fläche bzw. Oberfläche des geschweißten Abschnitts 32, die von der Außenfläche des Gehäuses 11 freiliegend ist, ist stetig zu bzw. zusammenhängend mit der Außenumfangsfläche 13d des Gehäusekörpers 13 und der Außenumfangsfläche 22b des Flanschabschnitts 22.
Eine Tangente L, die durch den Apex beziehungsweise die Spitze P der Schnittfläche 32a führt und sich in der Erstreckungsrichtung Z des Gehäuses 11 erstreckt, ist orthogonal zu der gehäuseseitigen Fügefläche 13c und der deckelseitigen Fügefläche 22a. Mit anderen Worten ist in der Querschnittsansicht des Gehäuses 11 entlang der Erstreckungsrichtung Z der geschweißte Abschnitt 32 orthogonal zu der gehäuseseitigen Fügefläche 13c und der deckelseitigen Fügefläche 22a an dem Abschnitt, der durch den Anlageabschnitt 31 führt. Die Richtung entlang der gehäuseseitigen Fügefläche 13c und der deckelseitigen Fügefläche 22a ist als eine Ebenenrichtung beziehungsweise eine ebene Richtung definiert. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Ebenenrichtung ebenfalls die Dickenrichtung der Umfangswand 13b. In dieser Ebenenrichtung und der Dickenrichtung der Umfangswand 13b ist die maximale Abmessung von der Fläche des geschweißten Abschnitts 32 zu der Schnittfläche 32a als eine Schweißtiefe X definiert. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Schweißtiefe X des geschweißten Abschnitts 32 die Abmessung an der Grenze zwischen der gehäuseseitigen Fügefläche 13c und der deckelseitigen Fügefläche 22a. Die Schweißtiefe X des geschweißten Abschnitts 32 ist größer als eine Hälfte der Dicke D1 der Umfangswand 13b und der geschweißte Abschnitt 32 ist ausgebildet unter Verwendung einer Abmessung, die eine Hälfte der Dicke der Umfangswand 13b übersteigt.
Ferner ist in einer Richtung entlang der Fläche des geschweißten Abschnitts 32, die von der Außenfläche des Gehäuses 11 freiliegend ist (mit anderen Worten in einer Richtung entlang der Außenumfangsfläche 13d des Gehäusekörpers 13 und der Außenumfangsfläche 22b des Flanschabschnitts 22 oder in der Erstreckungsrichtung Z des Gehäuses 11), die Abmessung von dem Anlageabschnitt 31 der Grenze zwischen der gehäuseseitigen Fügefläche 13c und der deckelseitigen Fügefläche 22a) zu dem ersten Rand 32b oder die Abmessung von dem Anlageabschnitt 32 (der gehäuseseitigen Fügefläche 13c und der deckelseitigen Fügefläche 22a) zu dem zweiten Rand 32c als eine Schweißbreite Y definiert. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Abmessung von dem Anlageabschnitt 31 zu dem ersten Rand 32b als die Schweißbreite Y definiert. Die Abmessung von dem Anlageabschnitt 31 zu dem ersten Rand 32b ist gleich der Abmessung von dem Anlageabschnitt 31 zu dem zweiten Rand 32c. Die Breite des gesamten geschweißten Abschnitts 32 wird daher durch 2Y repräsentiert. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Schweißbreite Y größer als die Schweißtiefe X. Deshalb gilt der folgende Ausdruck. $Y/X > 1$
Die Beziehung zwischen der Schweißtiefe X und der Schweißbreite Y in dem vorangehenden Ausdruck wird an einer beliebigen Stelle in der Umfangsrichtung des Gehäuses 11 etabliert.
Als Nächstes wird ein Betrieb der wiederaufladbaren Batterie 10 beschrieben.
3B zeigt einen geschweißten Abschnitt 32 eines Vergleichsbeispiels. Der geschweißte Abschnitt 32 dieses Vergleichsbeispiels hat die gleiche Schweißtiefe X wie jene der vorliegenden Ausführungsform und eine kürzere Schweißbreite Y als jene der vorliegenden Ausführungsform. In einer Querschnittansicht des Gehäuses 11 entlang der Erstreckungsrichtung Z ist die Länge der Schnittfläche (des Interface) 32a der vorliegenden Ausführungsform größer als die Länge der Schnittfläche (des Interface) 32a des Vergleichsbeispiels. In dem Vergleichsbeispiel ist der Laserpunktdurchmesser 0,6 mm, ist die Laserleistung 2 bis 5 kW und ist die Laserausgabegeschwindigkeit 0,5 m/min.
Ein elektrisches Speichermodul 30, das in 2 gezeigt ist, hat eine Vielzahl von wiederaufladbaren Batterien 10, die vorangehend beschrieben sind. In der vorliegenden Ausführungsform sind die wiederaufladbaren Batterien 10 in einer einzelnen Reihe angeordnet. Die langen Seitenwände 131b von beliebigen benachbarten wiederaufladbaren Batterien 10 sind einander in der Anordnungsrichtung der wiederaufladbaren Batterien 10 zugewandt.
Das elektrische Speichermodul 30 hat zwei Beschränkungsplatten 41, die die wiederaufladbaren Batterien 10 von den entgegengesetzten Seiten in der Anordnungsrichtung der wiederaufladbaren Batterien 10 halten. Die wiederaufladbaren Batterien 10 nehmen eine beschränkende Last durch die Beschränkungsplatten 41 auf. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Beschränkungsplatten 41 aus Metall hergestellt. Die Beschränkungsplatten 41 sind an der äußeren Seite in der Anordnungsrichtung der wiederaufladbaren Batterien 10 positioniert, die sich an den äußersten Positionen unter den angeordneten wiederaufladbaren Batterien 10 befinden und funktionieren als Endplatten.
Durchgangsschrauben 43 sind durch die vier Ecken von jeder Beschränkungsplatte 41 hindurch eingesetzt und eine Mutter 44 ist auf jede Durchgangsschraube 43 geschraubt. Dies integriert all die wiederaufladbaren Batterien 10, während die wiederaufladbaren Batterien 10 in der Stapelrichtung W der Elektrodenbaugruppe 12 gehalten werden, welche die gleiche ist wie die Anordnungsrichtung der wiederaufladbaren Batterien 10. Wie in 3A gezeigt ist, ist jede wiederaufladbare Batterie 10 in der Stapelrichtung W beschränkt. Die Beschränkung bringt eine Beschränkungslast auf die langen Seitenwände 131b des Gehäusekörpers 13 in jeder wiederaufladbaren Batterie 10 auf und bringt eine Last auf jede Elektrodenbaugruppe 12 durch die lange Seitenwand 131b auf.
Die vorangehend beschriebene Ausführungsform hat die folgenden Vorteile.

(1) Der geschweißte Abschnitt 32 des Gehäuses 11 ist über den gesamten Umfang des Gehäuses 11 in einem Zustand vorgesehen, in dem der Ausdruck Y/X > 1 bezüglich der Schweißtiefe X und der Schweißbreite Y erfüllt ist. Deshalb, verglichen mit einem Fall, in dem der geschweißte Abschnitt 32 gestaltet ist, um den Ausdruck Y/X > 1 nicht zu erfüllen, wird die Länge der Schnittfläche 32a in der Querschnittsansicht entlang der Erstreckungsrichtung Z des Gehäuses 11 vergrößert. Als ein Ergebnis, wenn eine Last auf den geschweißten Abschnitt 32 aufgebracht wird, wird die Last pro Einheitsfläche an dem geschweißten Abschnitt 32 reduziert, was die Festigkeit des geschweißten Abschnitts 32 erhöht. Deshalb, selbst wenn eine Spannung wiederholt in dem geschweißten Abschnitt 32 erzeugt wird aufgrund eines wiederholten Ausdehnens und Zusammenziehens der Elektrodenbaugruppe 12 in der Stapelrichtung W der Elektrodenbaugruppe 12 in dem Gehäuse 11, wird der geschweißte Abschnitt 32 nicht von dem Gehäuse 11 abgeschält und es ist unwahrscheinlich, dass der geschweißte Abschnitt 32 beschädigt wird. Außerdem, auch wenn der Innendruck des Gehäuses 11 steigt, was eine Spannung in der Erstreckungsrichtung Z des Gehäuses 11 erzeugt, wird der geschweißte Abschnitt 32 nicht von der Schnittfläche (dem Interface) 32a abgeschert und es ist unwahrscheinlich, dass der geschweißte Abschnitt 32 beschädigt wird. Ferner, da der geschweißte Abschnitt 32, der den Ausdruck Y/X > 1 erfüllt, über den gesamten Umfang des Gehäuses 11 vorliegt, wird die Festigkeit des geschweißten Abschnitts 32 an einer beliebigen Stelle in der Umfangsrichtung erhöht.
(2) Die Schweißtiefe X der vorliegenden Ausführungsform ist an der Grenze zwischen der gehäuseseitigen Fügefläche 13c und der deckelseitigen Fügefläche 22a eingestellt. In der Querschnittsansicht des Gehäuses 11 entlang der Erstreckungsrichtung Z ist die Schnittfläche (das Interface) 32a des geschweißten Abschnitts 32 orthogonal zu der gehäuseseitigen Fügefläche 13c und der deckelseitigen Fügefläche 22a an dem Schnitt beziehungsweise Querschnitt, der durch den Anlageabschnitt 31 führt. Genauer gesagt ist die Tangente L der Schnittfläche 32a an der Position, die dem Anlageabschnitt 31 entspricht, orthogonal zu der gehäuseseitigen Fügefläche 13c und der deckelseitigen Fügefläche 22a. Das heißt, in der Querschnittsansicht entlang der Erstreckungsrichtung Z ist der geschweißte Abschnitt 32 ausgebildet, um eine längliche Form in der Erstreckungsrichtung Z zu haben, um zu verhindern, dass die Schweißbreite Y reduziert wird. Dies erhöht die Festigkeit des geschweißten Abschnitts 32.
(3) In der Querschnittsansicht des Gehäuses 11 entlang der Erstreckungsrichtung Z erstreckt sich die Schnittfläche 32a des geschweißten Abschnitts 32 bogenförmig zwischen dem ersten Rand 32b und dem zweiten Rand 32c des geschweißten Abschnitts 32. Dies verhindert, dass die Schweißbreite Y reduziert wird, wodurch die Festigkeit des geschweißten Abschnitts 32 erhöht wird.
(4) In der Querschnittsansicht des Gehäuses 11 entlang der Erstreckungsrichtung Z hat der geschweißte Abschnitt 32 eine halbelliptische Form und die Abmessung in der Erstreckungsrichtung Z des geschweißten Abschnitts 32 ist größer als die Abmessung in der Ebenenrichtung der gehäuseseitigen Fügefläche 13c und der deckelseitigen Fügefläche 22a. Das heißt, in der Querschnittsansicht entlang der Erstreckungsrichtung Z ist der geschweißte Abschnitt 32 ausgebildet, um eine längliche Form in der Erstreckungsrichtung Z zu haben, um die Länge der Schnittfläche 32a zu vergrößern. Dies erhöht die Festigkeit des geschweißten Abschnitts 32.
(5) Der geschweißte Abschnitt 32 wird durch ein Bestrahlen der Umfangswand 13b und des Deckels 14 mit einem Laserstrahl von dem Außenumfang aus ausgebildet. Deshalb ist die Fläche des geschweißten Abschnitts 32 von der Außenumfangsfläche 13d der Umfangswand 13b und der Außenumfangsfläche 22b des Flanschabschnitts 22 an dem Deckel 14 freiliegend. Die Dicke D des Deckels 14 ist größer als die Dicke D1 der Umfangswand 13b. Genauer gesagt ist die Dicke D2 des Flanschabschnitts 22 des Deckels 14 größer als die Dicke D1 der Umfangswand 13b. Die Schweißtiefe X des geschweißten Abschnitts 32 ist die Abmessung in der Dickenrichtung der Umfangswand 13b und die Schweißtiefe X ist durch die Dicke der Umfangswand 13b begrenzt. Jedoch, indem die Dicke D2 des Flanschabschnitts 22 des Deckels 14 größer als die Dicke D1 der Umfangswand 13b gemacht wird, wird eine ausreichende Schweißbreite Y des geschweißten Abschnitts 32 in der Erstreckungsrichtung Z des Gehäuses 11 gewährleistet, so dass eine ausreichende Schweißfestigkeit gewährleistet wird, ohne ein Erhöhen der Dicke der Umfangswand 13b. Deshalb ist es möglich, die Energiedichte der wiederaufladbaren Batterie 10 daran zu hindern, aufgrund eines Anstiegs in der Dicke der Umfangswand 13b reduziert zu werden.
(6) Das elektrische Speichermodul 30 hat eine Vielzahl von wiederaufladbaren Batterien 10, die in einer Reihe angeordnet sind und in der gleichen Anordnungsrichtung durch ein Paar von den Beschränkungsplatten 41 beschränkt sind. Das heißt, die Elektrodenbaugruppe 12 der wiederaufladbaren Batterie 10 ist in der Stapelrichtung W der Elektrodenbaugruppe 12 beschränkt. Deshalb, selbst wenn eine Expansion und Kontraktion der Elektrodenbaugruppe 12 in der Stapelrichtung W aufgrund eines Ladens und Entladens der Elektrodenbaugruppe 12 auftritt, begrenzt die Beschränkung durch die Beschränkungsplatte 41 die Erzeugung von Spannung in der Stapelrichtung W in dem geschweißten Abschnitt 32, so dass der geschweißte Abschnitt 32 unwahrscheinlich durch die Spannung in der Stapelrichtung W beschädigt wird. Wenn der Innendruck des Gehäuses 11 steigt, wirkt eine Kraft auf das Gehäuse 11 in der Richtung eines Trennens des Deckels 14 von dem Gehäusekörper 13 (der Erstreckungsrichtung Z des Gehäuses 11), jedoch nicht in der Beschränkungsrichtung durch die Beschränkungsplatten 41. Der geschweißte Abschnitt 32 ist durch ein horizontales Schweißen ausgebildet, in dem die Umfangswand 13b und der Deckel 14 mit einem Laserstrahl von dem Außenumfang aus bestrahlt werden. Deshalb, wenn eine Kraft in einer Richtung eines Trennens des Deckels 14 von dem Gehäusekörper 13 auf das Gehäuse 11 wirkt, wirkt die Kraft in einer Richtung eines Abscherens des geschweißten Abschnitts 32 von der Schnittfläche 32a. Jedoch, da die Schweißbreite Y entlang der Erstreckungsrichtung Z des Gehäuses 11 gewährleistet ist und außerdem eine ausreichende Länge der Schnittfläche 32a in der Erstreckungsrichtung Z gewährleistet ist, wird die Festigkeit des geschweißten Abschnitts 32 in der Erstreckungsrichtung Z des Gehäuses 11 erhöht, so dass der geschweißte Abschnitt 32 nicht leicht aufgrund der Kraft beschädigt wird, die in der Erstreckungsrichtung Z wirkt (Scherkraft). Deshalb wird der geschweißte Abschnitt 32, der eine ausreichende Länge der Schnittfläche (des Interface) 32a in der Erstreckungsrichtung Z hat, vorzugsweise in dem geschweißten Abschnitt 32 verwendet, der durch das horizontale Schweißen ausgebildet ist.
(7) Die Dicke D des Deckels 14 und die Dicke D2 des Flanschabschnitts 22 sind größer als die Dicke D1 der Umfangswand 13b. Außerdem hat unter Einbeziehung des Druckablassventils 17 der Deckel 14 eine bestimmte Dicke, um das Druckablassventil 17 auszubilden. Dementsprechend hat der Deckel 14 eine Form, die geeignet ist, um die Schweißbreite Y zu gewährleisten, die größer als die Schweißtiefe X ist. Deshalb ist der Deckel 14, der das Druckablassventil 17 beinhaltet, geeignet für ein Ausbilden des geschweißten Abschnitts 32, um den Ausdruck Y/X > 1 zu erfüllen.

Die vorangehend beschriebene Ausführungsform kann wie folgt modifiziert werden.
Die Formen des Gehäusekörpers 13 und des Deckels 14 können geändert werden, um die Anordnung des geschweißten Abschnitts 32 hinsichtlich des Gehäuses 11 zu ändern. Das heißt, wie in einer zweiten Ausführungsform, die in 4 gezeigt ist, ist ein flacher plattenförmiger Deckel 54 verwendet, der keinen Flanschabschnitt 22 hat und der eine Größe hat, die in die Umfangswand 13b des Gehäusekörpers 13 gepasst werden kann. In diesem Fall ist die Dicke D des Deckels 54 größer als die Dicke D1 der Umfangswand 13b und der Ausdruck D > D1 gilt. Der Deckel 54 ist innerhalb der Umfangwand 13b des Gehäusekörpers 13 gepasst. In diesem Fall hat die Umfangswand 13b eine gehäuseseitige Fügefläche 13f an dessen Innenumfangsfläche und der Deckel 54 hat eine deckelseitige Fügefläche 54a an dessen Außenumfangsfläche. Ein geschweißter Abschnitt 56 ist an einem Anlageabschnitt 55 ausgebildet, der sich an der Grenze zwischen der gehäuseseitigen Fügefläche 13f und der deckelseitigen Fügefläche 54a befindet. Der geschweißte Abschnitt 56 reicht über die Öffnungsendfläche des Gehäusekörpers 13 und die äußere Endfläche 14a des Deckels 54. Ferner liegt der geschweißte Abschnitt 56 über den gesamten Umfang des Gehäuses 11 vor.
In diesem Fall hat in einer Schnittansicht des Gehäuses 11 entlang der Erstreckungsrichtung Z der geschweißte Abschnitt 56 einen ersten Rand 56b, der von der äußeren Endfläche 14a des Deckels 54 freiliegt, und einen zweiten Rand 56c, der von der Öffnungsendfläche des Gehäusekörpers 13 aus freiliegt. In einer Querschnittsansicht des Gehäuses 11 entlang der Erstreckungsrichtung Z hat der geschweißte Abschnitt 56 eine Schnittfläche (ein Interface) 56a, die (das) sich zwischen dem ersten Rand 56b und dem zweiten Rand 56c erstreckt. Die Schnittfläche 56a des geschweißten Abschnitts 56 liegt an der Grenze zwischen dem geschweißten Abschnitt 56 und dem Gehäuse 11 vor. In einer Querschnittsansicht des Gehäuses 11 entlang der Erstreckungsrichtung Z hat die Schnittfläche 56a des geschweißten Abschnitts 56 eine halbelliptische Form, die in der Dickenrichtung der Umfangwand 13b länglich ist. Die Schnittstelle bzw. -fläche 56a des geschweißten Abschnitts 56 hat eine bogenförmige Form, die von dem ersten Rand 56b und dem zweiten Rand 56c zu der gehäuseseitigen Fügefläche 13f und der deckelseitigen Fügefläche 54a hin gebogen ist. Die Schnittfläche 56a des geschweißten Abschnitts 56 hat eine Form, die von der äußeren Endfläche 14a des Deckels 54 und der Öffnungsendfläche des Gehäusekörpers 13 in dem Nahbereich von der deckelseitigen Fügefläche 54a und der gehäuseseitigen Fügefläche 13f am weitesten entfernt ist. Der Apex beziehungsweise die Spitze P der Schnittfläche 56a befindet sich an der Grenze zwischen der deckelseitigen Fügefläche 54a und der gehäuseseitigen Fügefläche 13f (dem Anlageabschnitt 55). Die Tangente L, die durch den Apex beziehungsweise die Spitze P führt, ist orthogonal zu der deckelseitigen Fügefläche 54a und der gehäuseseitigen Fügefläche 13f.
In einer Querschnittsansicht des Gehäuses 11 entlang der Erstreckungsrichtung Z ist die maximale Abmessung von der Fläche des geschweißten Abschnitts 56, die von dem Gehäuse 11 freiliegend ist, zu der Schnittfläche 32a als eine Schweißtiefe X in einer Ebenenrichtung entlang der gehäuseseitigen Fügefläche 13f und der deckelseitigen Fügefläche 54a definiert. Mit anderen Worten ist die Schweißtiefe X die maximale Abmessung von der Fläche beziehungsweise Oberfläche des geschweißten Abschnitts 56 zu der Schnittfläche 56a in der Erstreckungsrichtung Z des Gehäuses 11. Ferner, falls die Abmessung entlang der äußeren Endfläche 14a des Deckels 54 und der Öffnungsendfläche der Umfangswand 13b und in der Fläche beziehungsweise Oberfläche des geschweißten Abschnitts 56 in einer Richtung orthogonal zu dem Anlageabschnitt 55 als eine Schweißbreite Y definiert ist, gilt der Ausdruck Y/X > 1. Dieser Ausdruck gilt an einer beliebigen Stelle in der Umfangsrichtung des Gehäuses 11 in dem geschweißten Abschnitt 32.
Der geschweißte Abschnitt 56, der die vorangehend beschriebene Konfiguration hat, erhöht beziehungsweise vergrößert die Längen der Schweißbreite Y und der Schnittfläche (dem Interface) 56a entlang der Stapelrichtung W der Elektrodenbaugruppe 12 und vergrößert die Festigkeit des geschweißten Abschnitts 56 gegen die Last in der Stapelrichtung W der Elektrodenbaugruppe 12.
In der ersten und zweiten Ausführungsform können in der Querschnittsansicht des Gehäuses 11 entlang der Erstreckungsrichtung Z die Formen der Schnittflächen 32a, 56a der geschweißten Abschnitte 32, 56 je nach Bedarf geändert werden, solange der Ausdruck Y/X > 1 gilt.
Zum Beispiel muss die Tangente L, die durch den Apex P der Schnittflächen 32a, 56a hindurchführt, nicht notwendigerweise orthogonal zu den deckelseitigen Fügeflächen 22a, 54a und den gehäuseseitigen Fügeflächen 13c, 13f sein. Die Schnittflächen 32a, 56a müssen nicht notwendigerweise bogenförmig sein, sondern können leicht gebogen beziehungsweise gekrümmt sein.
In der ersten Ausführungsform muss der Deckel 14 nicht notwendigerweise den Einsetzabschnitt 23 haben, sondern kann wie eine flache Platte, wie zum Beispiel in einer dritten Ausführungsform, die in 5 gezeigt ist, geformt sein. In diesem Fall hat der Deckel 14 eine deckelseitige Fügefläche 22a an dem Außenumfangsabschnitt der inneren Endfläche 14b und die deckelseitige Fügefläche 22a kann gegen die gehäuseseitige Fügefläche 13c des Gehäusekörpers anliegen und an diese geschweißt sein. In diesem Fall ist auch die Dicke D des Deckels 14 größer als die Dicke D1 der Umfangswand 13b und der Ausdruck D > D1 gilt.
In der ersten Ausführungsform, die vorangehend beschrieben ist, muss der geschweißte Abschnitt 32 nicht notwendigerweise eine halbelliptische Form in einer Querschnittsansicht des Gehäuses 11 entlang der Erstreckungsrichtung Z des Gehäuses 11 haben. Zum Beispiel, wie in einer vierten Ausführungsform, die in 6 gezeigt ist, kann der geschweißte Abschnitt 32 in solch einer Form ausgebildet sein, dass eine Schweißbreite Y1, die die Abmessung von dem Anlageabschnitt 31 zu dem ersten Rand 32b in der Erstreckungsrichtung Z ist, verschieden von einer Schweißbreite Y2 ist, die die Abmessung von dem Anlageabschnitt 31 zu dem zweiten Rand 32c in der Erstreckungsrichtung Z ist. In der vierten Ausführungsform sind die Schweißbreiten Y1 und Y2 beide größer als die Schweißtiefe X. Die Länge des Schnitts beziehungsweise des Querschnitts der Schnittfläche 32a des geschweißten Abschnitts 32, die sich zwischen dem Anlageabschnitt 31 und dem ersten Rand 32b erstreckt, kann verschieden von der Länge des Schnitts beziehungsweise Abschnitts sein, der sich zwischen dem Anlageabschnitt 31 und dem zweiten Rand 32c erstreckt.
In der vorangehend beschriebenen ersten Ausführungsform kann zum Beispiel die Schnittfläche 32a des geschweißten Abschnitts 32 sich zu einer Position hin erstrecken, die über den Anlageabschnitt 31 in dem Gehäuse 11 in der Ebenenrichtung hinaus und einwärts von diesem ist (die Dickenrichtung der Umfangswand 13b), wie in einer fünften Ausführungsform, die in 7 gezeigt ist. In diesem Fall ist die Schweißtiefe X die Abmessung von der Oberfläche des geschweißten Abschnitts 32 zu der Schnittfläche 32a, die sich näher an der Mitte des Gehäuses 11 als der Anlageabschnitt 31 befindet. Selbst in diesem Fall erfüllt die Form der Schnittfläche 32a des geschweißten Abschnitts 32 die Ausdrücke Y1/X > 1 und Y2/X > 1.
In der vorangehend beschriebenen ersten Ausführungsform muss die Schweißtiefe X des geschweißten Abschnitts 32 nicht notwendigerweise die Abmessung an der Grenze zwischen der gehäuseseitigen Fügefläche 13c und der deckelseitigen Fügefläche 22a sein. Zum Beispiel, wie in einer sechsten Ausführungsform, die in 8 gezeigt ist, kann die Schweißtiefe X die Abmessung an einem Schnitt beziehungsweise einem Querschnitt sein, der näher an der äußeren Endfläche 14a des Deckels 14 ist als die Grenze zwischen der gehäuseseitigen Fügefläche 13c und der deckelseitigen Fügefläche 22a. Alternativ, obwohl nicht dargestellt, kann die Schweißtiefe X die Abmessung an einem Schnitt beziehungsweise Querschnitt sein, der näher an der Bodenwand 13a des Gehäusekörpers 13 als der Grenzabschnitt zwischen der gehäuseseitigen Fügefläche 13c und der deckelseitigen Fügefläche 22a ist.
In der vorangehend beschriebenen ersten Ausführungsform können die gehäuseseitige Fügefläche 13c und die deckelseitige Fügefläche 22a flache Flächen sein, die nicht orthogonal zu der Erstreckungsrichtung Z des Gehäuses 11 sind, sondern können hinsichtlich einer Ebene orthogonal zu der Erstreckungsrichtung geneigt sein, wie in einer siebten Ausführungsform, die in 9 gezeigt ist. In diesem Fall ist die Schweißtiefe X die maximale Abmessung von der Oberfläche des geschweißten Abschnitts 32 zu der Schnittstelle beziehungsweise der Schnittfläche 32a in der Dickenrichtung der Umfangswand 13b.
In der vorangehend beschriebenen ersten Ausführungsform können die gehäuseseitige Fügefläche 13c und die deckelseitige Fügefläche 22a flache Flächen sein, die nicht orthogonal zu der Erstreckungsrichtung Z des Gehäuses 11 sind, sondern können hinsichtlich einer Ebene orthogonal zu der Erstreckungsrichtung geneigt sein, wie in einer achten Ausführungsform, die in 10 gezeigt ist. Dann kann die Schnittfläche 32a des geschweißten Abschnitts 32 orthogonal zu der gehäuseseitigen Fügefläche 13c und der deckelseitigen Fügefläche 22a an dem Schnitt sein, der durch den Anlageabschnitt 31 führt. Genauer gesagt kann die Tangente L der Schnittfläche 32a an der Position, die dem Anlageabschnitt 31 entspricht, orthogonal zu der gehäuseseitigen Fügefläche 13c und der deckelseitigen Fügefläche 22a sein.
In den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen ist das Verfahren zum Aufbringen einer beschränkenden Last auf das elektrische Speichermodul 30 nicht auf ein Anziehen der Beschränkungsplatten 41 aneinander begrenzt, sondern es können andere Verfahren sein.
In den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen ist die Elektrodenbaugruppe 12 nicht auf eine Stapelart begrenzt, sondern kann eine Spiralart sein, in der streifenförmige positive Elektroden und streifenförmige negative Elektroden gewickelt und in Schichten gestapelt sind. In dem Fall einer Spiral-Elektrodenbaugruppe ist die Stapelrichtung der Elektrodenbaugruppe die Richtung, in der die Flächen überlappen.
Die röhrenförmige Form des Gehäusekörpers 13 kann eine andere Form als die Form eines rechtwinkligen beziehungsweise viereckigen Rohrs haben und kann eine zylindrische oder die Form eines hexagonalen Rohrs sein. Die Formen der Deckel 14, 54 werden ebenfalls in Übereinstimmung mit der röhrenförmigen Form des Gehäusekörpers 13 geändert.
In den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen ist die wiederaufladbare Batterie 10 eine wiederaufladbare Lithiumionenbatterie. Jedoch kann die wiederaufladbare Batterie 10 eine wiederaufladbare Batterie einer anderen Art sein. Das heißt, eine beliebige Konfiguration kann eingesetzt werden, solange sich Ionen zwischen der positiven Elektrodenaktivmaterialschicht und der negativen Elektrodenaktivmaterialschicht bewegen und die positive Elektrodenaktivmaterialschicht und die negative Elektrodenaktivmaterialschicht eine elektrische Ladung abgeben und aufnehmen. Außerdem kann jede von den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen auf einen Kondensator als eine elektrische Speichervorrichtung angewendet werden.
Bezugszeichenliste
D ... Dicke des Deckels; D1 ... Dicke der Umfangswand; S ... Öffnung; W ... Stapelrichtung; X ... Schweißtiefe; Y, Y1, Y2 ... Schweißbreite; Z ... Erstreckungsrichtung; 10 ... Wiederaufladbare Batterie; 11 ... Gehäuse; 12 ... Elektrodenbaugruppe; 13 ... Gehäusekörper; 13b ... Umfangswand; 13c, 13f ... Gehäuseseitige Fügefläche; 13d, 22b ... Außenumfangsfläche; 14, 54 ... Deckel; 14a ... Äußere Endfläche; 14b ... Innere Endfläche; 22a, 54a ... Deckelseitige Fügefläche; 31, 55 ... Anlageabschnitt; 32, 56 ... Geschweißter Abschnitt; 32a, 56a ... Schnittfläche beziehungsweise Interface; 32b, 56b ... Erster Rand; 32c, 56c ... Zweiter Rand

Claims

Elektrische Speichervorrichtung mit einer Elektrodenbaugruppe und einem Gehäuse, das die Elektrodenbaugruppe beherbergt, wobei das Gehäuse Folgendes aufweist: einen röhrenförmigen Gehäusekörper, der eine Bodenwand und eine Öffnung hat, und einen Deckel, der die Öffnung schließt, der Gehäusekörper eine gehäuseseitige Fügefläche hat, die gegen den Deckel anliegt, der Deckel eine deckelseitige Fügefläche hat, die der gehäuseseitigen Fügefläche zugewandt ist, das Gehäuse einen geschweißten Abschnitt an einem Anlageabschnitt hat, der ein Abschnitt ist, an dem die gehäuseseitige Fügefläche und die deckelseitige Fügefläche gegeneinander anliegen, eine Richtung, die die Bodenwand des Gehäusekörpers und den Deckel in dem kürzesten Abstand verbindet, als eine Erstreckungsrichtung des Gehäuses definiert ist, in einer Querschnittsansicht des Gehäuses entlang der Erstreckungsrichtung der geschweißte Abschnitt eine Schnittfläche hat, die an einer Grenze des geschweißten Abschnitts mit dem Gehäusekörper und dem Deckel vorliegt, eine maximale Abmessung von einer Oberfläche des geschweißten Abschnitts, die von einer Außenfläche des Gehäuses freiliegt, zu der Schnittfläche als eine Schweißtiefe X definiert ist, eine Abmessung von dem Anlageabschnitt zu einem Rand des geschweißten Abschnitts in einer Richtung entlang der Oberfläche des geschweißten Abschnitts, die von der Außenfläche des Gehäuses freiliegend ist, als eine Schweißbreite Y definiert ist, und der geschweißte Abschnitt gestaltet ist, um über einen gesamten Umfang des Gehäuses in einer Form vorzuliegen, die einen Ausdruck Y/X > 1 erfüllt.
Elektrische Speichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schweißtiefe X eine Abmessung an der gehäuseseitigen Fügefläche und der deckelseitigen Fügefläche ist, und die Schnittfläche orthogonal zu der gehäuseseitigen Fügefläche und der deckelseitigen Fügefläche an einem Schnitt ist, der durch den Anlageabschnitt führt.
Elektrische Speichervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der geschweißte Abschnitt Folgendes aufweist einen ersten Rand, der von einer äußeren Fläche des Deckels aus freiliegend ist, und einen zweiten Rand, der von einer äußeren Fläche des Gehäusekörpers aus freiliegend ist, und die Schnittfläche sich bogenförmig zwischen dem ersten Rand und dem zweiten Rand erstreckt.
Elektrische Speichervorrichtung nach einem von Ansprüchen 1 bis 3, wobei in einer Querschnittsansicht, die entlang der Erstreckungsrichtung des Gehäuses genommen ist, der geschweißte Abschnitt eine halbelliptische Form hat, die in der Erstreckungsrichtung länglich ist.
Elektrische Speichervorrichtung nach einem von Ansprüchen 1 bis 4, wobei der Gehäusekörper eine Umfangswand aufweist, die Umfangswand eine Öffnungsendfläche, die die Öffnung umgibt, und eine Außenumfangsfläche hat, die Öffnungsendfläche die gehäuseseitige Fügefläche hat, der Deckel Folgendes aufweist: eine innere Endfläche, die die deckelseitige Fügefläche hat, und eine Außenumfangsfläche, die die innere Endfläche umgibt, die Oberfläche des geschweißten Abschnitts von der Außenumfangsfläche der Umfangswand und der Außenumfangsfläche des Deckels freiliegend ist, und die Schweißtiefe des geschweißten Abschnitts eine Abmessung in einer Dickenrichtung der Umfangswand ist.
Elektrische Speichervorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Elektrodenbaugruppe gestapelte Elektroden von unterschiedlichen Polaritäten hat, und die elektrische Speichervorrichtung eine von einer Vielzahl von elektrischen Speichervorrichtungen ist, die in einem Zustand eines angeordnet Seins in einer Stapelrichtung der Elektroden beschränkt sind.
Elektrische Speichervorrichtung nach einem von Ansprüchen 1 bis 3, wobei der Gehäusekörper eine Umfangswand hat, die eine Öffnungsendfläche, die die Öffnung umgibt, und eine Innenumfangsfläche hat, die die gehäuseseitige Fügefläche beinhaltet, der Deckel eine äußere Endfläche und eine Außenumfangsfläche hat, die die äußere Endfläche umgibt und die deckelseitige Fügefläche hat, die Oberfläche des geschweißten Abschnitts von der Öffnungsendfläche und der äußeren Endfläche freiliegend ist, und die Schweißtiefe des geschweißten Abschnitts eine Abmessung in der Erstreckungsrichtung ist.
Elektrische Speichervorrichtung nach einem von Ansprüchen 1 bis 7, wobei der Gehäusekörper eine Umfangswand hat, eine Abmessung in einer Dickenrichtung der Umfangswand als eine Dicke D1 definiert ist, eine Abmessung des Deckels entlang der Erstreckungsrichtung als eine Dicke D definiert ist, und der Gehäusekörper und der Deckel gestaltet sind, um einen Ausdruck D > D1 zu erfüllen.
Elektrische Speichervorrichtung nach einem von Ansprüchen 1 bis 8, wobei die elektrische Speichervorrichtung eine wiederaufladbare Batterie ist.