JP2013143332A - Battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池に関し、特に電池ケースと蓋との突き合わせ部に溶接部を形成して接合される電池に関する。 The present invention relates to a battery, and more particularly to a battery that is joined by forming a welded portion at a butt portion between a battery case and a lid.
近年、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池その他の二次電池(蓄電池)は、車両搭載用電源、或いはパソコン及び携帯端末の電源として重要性が高まっている。二次電池は、例えば電極体及び電解液を収容した電池ケースが蓋で密閉された構成とされている。 In recent years, lithium ion batteries, nickel metal hydride batteries, and other secondary batteries (storage batteries) have become increasingly important as on-vehicle power supplies, or personal computers and portable terminals. The secondary battery has a configuration in which, for example, a battery case containing an electrode body and an electrolytic solution is sealed with a lid.
ここで、特許文献1の電池は、電池ケースと蓋との溶接時に生じる溶融金属を収納可能な凹み部が、溶接部から電池ケースにおける電極体等の収容空間に至る経路内に形成されている。これにより、電池ケースと蓋との溶接時に溶融金属が当該電池ケースにおける電極体等の収容空間内に流動することを抑制している。
Here, in the battery of
特許文献1の電池は、電池ケースと蓋との溶接時に生じるガスが溶接部に残留する可能性がある。つまり、溶接不良が生じる可能性がある。
In the battery of
本発明の目的は、このような問題を解決するためになされたものであり、溶接不良の発生を抑制することができる電池を提供することである。 An object of the present invention is to solve such a problem, and is to provide a battery capable of suppressing the occurrence of poor welding.
本発明の一形態に係る電池は、電池ケースと蓋との突き合わせ部に溶接部を形成して接合される電池であって、前記電池ケースにおける前記蓋との突き合わせ部、又は前記蓋における前記電池ケースとの突き合わせ部の少なくとも一部に溝部を備え、前記溶接部は、前記溝部に到達している。 A battery according to an embodiment of the present invention is a battery that is joined by forming a welded portion at a butt portion between a battery case and a lid, and the butt portion with the lid in the battery case or the battery in the lid. A groove portion is provided in at least a part of the abutting portion with the case, and the welded portion reaches the groove portion.
上記電池において、前記溶接部と前記溝部とが成す角度は90°以上であること、が好ましい。
上記電池において、前記溶接部は、前記溝部の側部に到達していること、が好ましい。
In the battery, it is preferable that an angle formed by the welded portion and the groove portion is 90 ° or more.
In the battery, it is preferable that the welded portion reaches a side portion of the groove portion.
上記電池において、前記溝部は、前記電池における長辺中央部分と他の部分とで形状が異なること、が好ましい。 In the battery described above, it is preferable that the groove portion has a different shape between the central portion of the long side and the other portion of the battery.
上記電池において、前記電池の長辺中央部分における前記溝部の断面積は、前記電池の他の部分における前記溝部の断面積に比べて大きいこと、が好ましい。 In the battery described above, it is preferable that a cross-sectional area of the groove portion in a central portion of the long side of the battery is larger than a cross-sectional area of the groove portion in another portion of the battery.
上記電池において、前記溝部は、前記電池ケースにおける前記蓋との突き合わせ部、又は前記蓋における前記電池ケースとの突き合わせ部の全周に亘って形成され、前記溶接部は、全周に亘って前記溝部に到達すこと、が好ましい。 In the battery, the groove is formed over the entire circumference of the butted portion of the battery case with the lid, or the butted portion of the lid with the battery case, and the welded portion extends over the entire circumference. It is preferable to reach the groove.
以上、説明したように、本発明によると、溶接不良の発生を抑制することができる電池を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a battery capable of suppressing the occurrence of poor welding.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。但し、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In addition, for clarity of explanation, the following description and drawings are simplified as appropriate.
<実施の形態1>
本実施の形態に係る電池は、例えばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池その他の密閉型電池として好適に用いられる。
ここで、先ず一般的な電池の構成を説明する。電池は、図1に示すように、電極体1、電池ケース2、蓋3、正極外部端子4、負極外部端子5を備えている。
<
The battery according to the present embodiment is suitably used as, for example, a lithium ion battery, a nickel metal hydride battery, or another sealed battery.
Here, the structure of a general battery will be described first. As shown in FIG. 1, the battery includes an
電極体1は、図示を省略した電解液と共にケース2内に収容されている。電極体1としては、一般的な密閉型電池と同様の電極体を用いることができる。つまり、電極体1は、図示は省略するが、正極シート、負極シート、セパレータを備えている。
The
詳細には、正極シートと負極シートとがセパレータと共に積層された状態で捲回されている。具体的に云うと、正極シートにおける集電箔に正極活物質が塗布された塗工部と負極シートにおける集電箔に負極活物質が塗布された塗工部とセパレータとが密に捲回されたコア部分から、正極シートの未塗工部及び負極シートの未塗工部がはみ出している。正極シートの未塗工部に正極外部端子4が電気的に接続されている。負極シートの未塗工部に負極外部端子5が電気的に接続されている。
Specifically, the positive electrode sheet and the negative electrode sheet are wound in a state of being laminated together with the separator. More specifically, the coated portion in which the positive electrode active material is applied to the current collector foil in the positive electrode sheet and the coated portion in which the negative electrode active material is applied to the current collector foil in the negative electrode sheet and the separator are densely wound. The uncoated portion of the positive electrode sheet and the uncoated portion of the negative electrode sheet protrude from the core portion. The positive
電池ケース2には、電解液及び電極体1が収容されている。電池ケース2は、蓋3によって密閉されている。電池ケース2の上面からは、正極外部端子4及び負極外部端子5がそれぞれ突出している。ちなみに、蓋3には、電解液を注入する注入口が形成されている。注入口は、安全弁31によって塞がれている。
The
正極外部端子4は、正極シートの未塗工部に電気的に接続されている。また、負極外部端子5は、負極シートの未塗工部に電気的に接続されている。
The positive electrode
このような電池は、以下のように製造される。先ず、図2に示すように、蓋3の正極外部端子4及び負極外部端子5に電極体1を電気的に接続する。そして、図3に示すように、電池ケース2内に電極体1を挿入して当該電池ケース2を蓋3で塞ぐ。さらに電池ケース2と蓋3との突き合わせ部分を溶接して密閉構造とする。最後に、電池ケース2内に電解液を充填すると、電池が完成する。
Such a battery is manufactured as follows. First, as shown in FIG. 2, the
ここで、電池ケース2と蓋3との突き合わせ部分を溶接する際に、溶接エネルギにより溶融物がガス化したものや、シールドガスが溶接部に溜まり、溶接不良が生じる可能性がある。そこで、本実施の形態の電池は、図4に示すように、蓋3における電池ケース2との突き合わせ部分に溝部6を形成した。
Here, when welding the abutting portion between the
詳細には、蓋3は、外周縁部に沿って電池ケース2の上端部が嵌め込まれる嵌合部32を備えている。この嵌合部32における電池ケース2の上面21と突き合わされる部分32aに溝部6が形成されている。
Specifically, the
溝部6は、電池ケース2と蓋3との突き合わせ部分を溶接する際に生じるガスを収容する。本実施の形態の溝部6は、蓋3の外周縁部に沿って、例えば全周に亘って、又は部分的に形成されている。この溝部6の断面形状は台形形状に形成されている。但し、溝部6の断面形状は、特に限定されない。
The
溝部6は、図5に示すように、溶接部A(図5のハッチング部分)が到達する位置に配置されている。これにより、溶接部A内における電池ケース2の外方側に溜まったガスは、溶接部Aにおける電池ケース2の外方側の露出面A1から抜ける。一方、溶接部A内における電池ケース2の内方側に溜まったガスは、溶接部Aにおける電池ケース2の内方側の露出面、即ち溝部6内に露出する面A2から抜け、溝部6内に収容される。
As shown in FIG. 5, the
そのため、電池ケース2と蓋3との突き合わせ部分を溶接する際に生じるガスを溶接部Aから良好に抜くことができ、溶接不良を防ぐことができる。したがって、電池ケース2と蓋3との溶接部の強度を向上させることができる。
Therefore, the gas generated when welding the butted portion of the
しかも、溝部6は空洞部であるので、同じ溶接エネルギでも溶け込み深さDを稼ぐことができ、従来に比べて少ない溶接エネルギで電池ケース2と蓋3とを溶接することができる。
And since the
ちなみに、電池ケース2と蓋3との溶接方法としては、レーザ溶接が好適に用いられるが、溶接エネルギにより溶融物がガス化したものや、シールドガスが溶接部に溜まる溶接方法であれば、本実施の形態の電池を製造する際に用いることができる。
Incidentally, laser welding is preferably used as a welding method between the
なお、溶接部Aは、蓋3の外周縁部の全周に亘って、又は部分的に形成された溝部6の全域に亘って到達している必要はなく、少なくとも一部に到達していれば良い。言い換えると、溶接部Aは、溝部6に到達していない箇所があっても良い。
The welded portion A does not have to reach the entire circumference of the outer peripheral edge portion of the
ここで、図6に示すように、溶接部Aの露出面A2と溝部6とが成す角度θが90°より大きいことが好ましい。本実施の形態では、溶接部Aの露出面A2が溝部6の側部6aに到達し、且つ溝部6の底部6bに到達しないように、溝部6を形成することで、溶接部Aの露出面A2と溝部6とが成す角度θが90°より大きくなるように構成している。
Here, as shown in FIG. 6, it is preferable that the angle θ formed by the exposed surface A2 of the welded portion A and the
このような構成とすることで、電池ケース2内部の圧力が上昇した際に、溶接部Aの露出面A2と溝部6との接触端部Bへの応力集中を防ぐことができる。そのため、溶接部Aの損傷を防ぐことができる。但し、溝部6の形状や配置は、溶接エネルギや母材の材質等の溶接条件によって適宜設定される。
With such a configuration, when the internal pressure of the
<実施の形態2>
実施の形態1の電池の溝部6は、電池での形成位置と形状との関係について特に言及していないが、以下のような電池での形成位置と形状との関係とされていることが好ましい。
<
The
すなわち、図7に示すように、電池の各部位を長辺中央部、長辺端部、R部、短辺部と規定した場合、長辺中央部と、その他の部分である長辺端部、R部、短辺部と、で溝部6の形状が異なるように形成することが好ましい。
That is, as shown in FIG. 7, when each part of the battery is defined as a long side central part, a long side end part, an R part, and a short side part, the long side central part and the long side end part which are other parts The
ここで、電池ケース2内部の圧力が上昇した際に、電池における長辺中央部の溶接部には、その他の部分の溶接部に比べて大きな応力が作用する。そのため、電池における長辺中央部の溶接部は、その他の部分の溶接部に比べて、溶け込み深さを深く確保し、電池ケース2と蓋3とを強固に接合する必要がある。つまり、電池における長辺中央部は、その他の部分に比べて高い溶接エネルギで電池ケース2と蓋3とが溶接されることになる。
Here, when the pressure inside the
そこで、本実施の形態では、図8に示すように、電池における長辺中央部に形成される溝部6(図8では破線で示す。)は、電池におけるその他の部分に形成される溝部6(図8では実線で示す。)より、電池ケース2の内方側に形成し、且つ断面積を大きく形成している。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 8, the groove 6 (indicated by a broken line in FIG. 8) formed at the center of the long side of the battery is the groove 6 ( In FIG. 8, it is indicated by a solid line), and is formed on the inner side of the
これにより、電池の各部位に応じて溶接エネルギを変化させても、電池ケース2と蓋3との溶接時に生じるガスを良好に溝部6内に収容することができ、溶接不良を抑制できる。
Thereby, even if welding energy is changed according to each site | part of a battery, the gas produced at the time of welding with the
<他の実施の形態>
上記実施の形態1及び2の溝部6は、蓋3における電池ケース2との突き合わせ部分に形成したが、図9に示すように、電池ケース2における蓋3との突き合わせ部分に形成しても良い。また、図10に示すように、溝部6を蓋3における電池ケース2との突き合わせ部分と、電池ケース2における蓋3との突き合わせ部分と、の両方に形成しても良い。
<Other embodiments>
Although the
上記実施の形態1及び2の溝部6は、断面形状を台形形状に形成したが、図11及び図12に示すように、三角形状に形成しても良い。要するに、電池ケース2と蓋3とを溶接する際に生じるガスを良好に収納することができれば良い。
The
上記実施の形態1及び2は、所謂横打ち(即ち、電池ケース2と蓋3とを横方向から溶接する形態)で電池ケース2と蓋3とを溶接したが、図13及び図14に示すように、所謂縦打ち(即ち、電池ケース2と蓋3とを縦方向から溶接する形態)で電池ケース2と蓋3とを溶接しても良い。この場合も、図13及び図14に示すように、電池ケース2における蓋3との突き合わせ部分、又は蓋3における電池ケース2との突き合わせ部分に溝部6が形成される。
In the first and second embodiments, the
これらの形態でも、溝部6は電池ケース2と蓋3との突き合わせ部分の少なくとも一部に形成されていれば良く、また溶接部Aも溝部6の少なくとも一部に到達していれば良く、略同様の効果を得ることができる。
Also in these forms, the
以上、本発明に係る電池の実施形態を説明したが、上記の構成に限らず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で、変更することが可能である。 The embodiment of the battery according to the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above configuration, and can be changed without departing from the technical idea of the present invention.
1 電極体
2 電池ケース、21 上面
3 蓋、31 安全弁
32 嵌合部、32a 突き合わせ部分
4 正極外部端子
5 負極外部端子
6 溝部、6a 溝部の側部、6b 溝部の底部
A 溶接部
A1 溶接部の露出面
A2 溶接部の露出面
B 溶接部と溝部との接触端部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記電池ケースにおける前記蓋との突き合わせ部、又は前記蓋における前記電池ケースとの突き合わせ部の少なくとも一部に溝部を備え、
前記溶接部は、前記溝部に到達している電池。 A battery that is joined by forming a welded portion at the butt portion between the battery case and the lid,
A butt portion with the lid in the battery case, or a groove portion at least part of a butt portion with the battery case in the lid,
The battery where the weld reaches the groove.
前記溶接部は、全周に亘って前記溝部に到達する請求項1乃至5のいずれか1項に記載の電池。 The groove is formed over the entire circumference of the butted portion of the battery case with the lid, or the butted portion of the lid with the battery case,
The battery according to any one of claims 1 to 5, wherein the welded part reaches the groove part over the entire circumference.
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