JP2019121468A - Sealed battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、密閉型電池に関する。 The present invention relates to a sealed battery.
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は、車両搭載用電源、或いはパソコンおよび携帯端末の電源として重要性が高まっている。特に、軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン二次電池は、車両搭載用高出力電源として好ましく用いられている。この種の二次電池においては、電池ケースの内部に電極体を収容し、当該電極体と接続する電極端子を電池ケースの上端(蓋体)に引き出した電池構造が知られている。例えば、電極端子が電池ケースの蓋体に引き出され、該蓋体にガスケットを介してかしめ固定された密閉型電池が広く知られている。この種の密閉型電池に関する従来技術として特許文献1が開示されている。 BACKGROUND ART In recent years, lithium ion batteries, nickel hydrogen batteries and other secondary batteries have increased in importance as vehicle-mounted power supplies or as power supplies for personal computers and portable terminals. In particular, a lithium ion secondary battery which is light in weight and capable of obtaining a high energy density is preferably used as a high power supply for vehicle mounting. In this type of secondary battery, a battery structure is known in which an electrode body is housed inside a battery case, and an electrode terminal connected to the electrode body is drawn out to an upper end (lid) of the battery case. For example, a sealed battery is widely known in which an electrode terminal is drawn out to a lid of a battery case and caulked and fixed to the lid via a gasket. Patent document 1 is disclosed as a prior art regarding this type of sealed battery.
特許文献1には、かしめ部材(内部端子)が蓋体の貫通孔と外部端子の貫通孔とに挿通された後にかしめ変形されることにより、蓋体と外部端子とが締結されて構築された密閉型電池が開示されている。この種の密閉型電池によると、かしめ部材のかしめ変形した部位と外部端子との接触部位が両端子(即ち、かしめ部材と外部端子)間の導電経路となる。 According to Patent Document 1, the cover and the external terminal are fastened by being caulked and deformed after the caulking member (internal terminal) is inserted into the through hole of the cover and the through hole of the external terminal. A sealed battery is disclosed. According to this type of sealed battery, the contact portion between the crimped portion of the caulking member and the external terminal serves as a conductive path between the two terminals (that is, the caulking member and the external terminal).
ここで、上記両端子間の導通抵抗(電気抵抗)をより低下させるために、電池ケースと外部端子とかしめ部材(内部端子)とをかしめ加工により一体に組み付けた後、かしめ部材のかしめ変形した部位と外部端子とが接した部位を溶接(例えばレーザ溶接)して強固に接合することが行われることがある。かかる溶接によると、上記両端子間の導通面積(即ち、導通経路が形成された部位の面積)が増加し、これにより該両端子間の低抵抗が実現され得る。 Here, the battery case, the external terminal, and the caulking member (internal terminal) are integrally assembled by caulking in order to lower the conduction resistance (electrical resistance) between the two terminals, and the caulking member is caulked and deformed. There is a case where welding (for example, laser welding) is performed to firmly bond a portion where the portion and the external terminal are in contact with each other. According to such welding, the conduction area between the two terminals (that is, the area of the portion where the conduction path is formed) is increased, whereby low resistance between the two terminals can be realized.
しかしながら、一般に、溶接による部品同士の接合は、その性質上、一定の水準以上に工作精度を向上させることが困難であった。このため、かしめ部材(内部端子)と外部端子との間の低抵抗を安定して実現するためには、溶接による両端子間の導通面積をなるべく増大させる必要があった。 However, in general, due to the nature of joining of parts by welding, it has been difficult to improve machining accuracy beyond a certain level. For this reason, in order to stably realize low resistance between the caulking member (internal terminal) and the external terminal, it is necessary to increase the conduction area between both terminals by welding as much as possible.
特に、かかる課題は、素材として銅を用いることが多い負極側の端子を溶接して接合する際に顕著にあらわれる傾向がある。本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、負極側のかしめ部材(負極内部端子)と負極側の外部端子(負極外部端子)との間の導通状態が安定して優れたものとなり得る密閉型電池を提供することを目的とする。 In particular, such problems tend to be noticeable when welding and joining negative terminals, which often use copper as a material. The present invention has been made in view of such a point, and the conduction state between the caulking member on the negative electrode side (negative electrode internal terminal) and the external terminal on the negative electrode side (negative electrode external terminal) becomes stable and excellent. It is an object of the present invention to provide a sealed battery to be obtained.
本発明によると、正極と負極とを備える電極体と、該電極体を収容する電池ケースと、該ケースの内側において該正負極とそれぞれ電気的に接続される正負極の内部端子と、該ケースの外側に設けられ該正負極の内部端子とそれぞれ電気的に接続される正負極の外部端子と、を備える密閉型電池が提供される。 According to the present invention, an electrode body comprising a positive electrode and a negative electrode, a battery case accommodating the electrode body, internal terminals of positive and negative electrodes electrically connected to the positive and negative electrodes inside the case, and the case And an external terminal of positive and negative electrodes respectively provided outside the positive and negative electrodes and electrically connected to the internal terminals of the positive and negative electrodes.
そして、上記負極外部端子は、上記ケースの外壁に沿った方向に形成されたプレート部を有する。また、上記負極内部端子は、上記ケースの内側に位置する台座部と、上記台座部から突設して該ケースの貫通孔および上記プレート部の貫通孔を貫通するように設けられた軸部と、該軸部の該台座部が位置する側とは反対側の端部に設けられ、該プレート部の貫通孔から外側に突出して該プレート部の貫通孔を囲む周縁部分にかしめられて形成されたかしめ部と、を有する。 The negative electrode external terminal has a plate portion formed in the direction along the outer wall of the case. Further, the negative electrode internal terminal is provided with a pedestal portion located inside the case, and a shaft portion projecting from the pedestal portion and penetrating through the through hole of the case and the through hole of the plate portion. The shaft portion is provided at an end opposite to the side where the pedestal portion is located, and is formed by being crimped to a peripheral portion surrounding the through hole of the plate portion by protruding outward from the through hole of the plate portion And a stiffening portion.
上記かしめ部の上記軸部の径方向における周縁部は、上記プレート部に対して溶接されている。ここで、上記溶接は、以下の条件:上記かしめ部の上記周縁部において、該かしめ部の上記プレート部が位置する側とは反対側の表面から該プレート部までの距離haが、0.1mm以上0.55mm以下である;を満たす上記かしめ部に対して行われている。 The peripheral edge portion in the radial direction of the shaft portion of the caulking portion is welded to the plate portion. Here, the welding, the following conditions: in the peripheral portion of the caulking portion, the side on which the plate portion of the caulking portion is located a distance h a from the surface opposite to the plate portion, 0. 1 mm or more and 0.55 mm or less;
かかる構成によると、負極内部端子のかしめ部の軸部の径方向における周縁部と、負極外部端子とが好適に溶接され得る。これにより、負極内部端子と負極外部端子との間の導電面積が増大し得る。かかる導電面積の増大は、負極内部端子と負極外部端子との溶接により実現する両端子間の導通状態の品質安定化に寄与し得る。 According to this structure, the peripheral part in the radial direction of the axial part of the caulking part of the negative electrode internal terminal and the negative electrode external terminal can be suitably welded. Thereby, the conductive area between the negative electrode internal terminal and the negative electrode external terminal can be increased. The increase in the conductive area can contribute to quality stabilization of the conduction state between the two terminals realized by welding the negative electrode internal terminal and the negative electrode external terminal.
以下、適宜図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を説明する。本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。なお、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明し、重複する説明は省略または簡略化することがある。また、各図における寸法関係(長さ、幅、厚さ等)は必ずしも実際の寸法関係を反映するものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. Matters necessary for the implementation of the present invention other than the matters specifically mentioned in the present specification can be understood as design matters for a person skilled in the art based on prior art in the art. The present invention can be implemented based on the contents disclosed in the present specification and common technical knowledge in the field. In addition, in the following drawings, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the member and site | part which show the same effect | action, and the overlapping description may be abbreviate | omitted or simplified. Also, the dimensional relationships (length, width, thickness, etc.) in the drawings do not necessarily reflect the actual dimensional relationships.
特に限定することを意図したものではないが、以下では捲回型の電極体(捲回電極体)と非水系の液状電解質(電解液)とを扁平な角形(箱形)のケースに収容した形態の密閉型リチウムイオン二次電池を例として本発明を説明する。 Although not intended to be particularly limited, in the following, the wound electrode assembly (wound electrode assembly) and the non-aqueous liquid electrolyte (electrolytic solution) are housed in a flat rectangular (box) case. The present invention will be described by taking a sealed lithium ion secondary battery in the form as an example.
図1に本実施形態に係る密閉型電池100の要部断面を示す。図1に示すように、密閉型電池100は、負極内部端子10と電池ケース20と負極外部端子30とを備えている。負極内部端子10は、電池ケース20の内側において電極体の負極と電気的に接続されている。また、負極外部端子30は、電池ケース20の外側に設けられ、負極内部端子10と電気的に接続されている。密閉型電池100はさらに、ガスケット40とインシュレータ50とを備えている。ここで、図1における負極内部端子10は、後述するかしめ加工後の状態を示している。
The principal part cross section of the sealed
<電池ケース>
電池ケース20は、扁平直方体形状における幅狭面の一つが開口部となっている箱形(すなわち有底四角筒状)のケース本体と、その開口部を塞ぐ蓋体とを備える。電池ケース20を構成する材質は、一般的なリチウムイオン二次電池で使用されるものと同様のもの等を適宜使用することができる。放熱性等の観点から、本体および蓋体のほぼ全体が金属製(例えばアルミニウム製、ステンレススチール(SUS)製、スチール製等)である電池ケース20を好ましく採用し得る。電池ケース20の上面(ここでは蓋体)には、捲回電極体の負極と負極内部端子10を介して電気的に接続される負極外部端子30が配置されている。また、電池ケース20には、後述する負極内部端子10の軸部12が挿通される貫通孔22が形成されている。なお、この実施形態において、リチウムイオン二次電池100は角型電池であるが、かかる電池の形状は角型に限定されず、円柱形状等の任意の形状であってよい。
<Battery case>
The
<負極外部端子>
負極外部端子30は、電池ケース20の外側に設けられている。本実施形態では、負極外部端子30は、電池ケース20の外壁に沿った方向に形成されたプレート部34と、プレート部34から電池ケース20の外側へ向かって突設した突起部(図示せず)を有している。プレート部34には、かしめ加工前における負極内部端子10(図2に示す未変形負極内部端子10a)の軸部12を挿通可能な貫通孔32が設けられている。貫通孔32は、電池ケース20の貫通孔22に対応する位置に形成され、負極内部端子10の軸部12を嵌合する程度の大きさの内径を有している。負極外部端子30の構成材料としては、アルミニウム等の金属材料を好ましく採用することができる。
<Negative external terminal>
The negative electrode
<インシュレータ>
インシュレータ50は、負極外部端子30と電池ケース20とを絶縁する部材である。インシュレータ50は、電池ケース20における電池の外側に位置する外面に配置されている。インシュレータ50は、電池ケース20の貫通孔22に対応する位置に貫通孔52を有する。この貫通孔52は、負極内部端子10の軸部12を嵌合する程度の大きさの内径を有している。インシュレータ50は、負極内部端子10のかしめ加工により、貫通孔52を囲む部分が電池ケース20と負極外部端子30との間に挟み込まれて軸部12の軸方向に圧縮されている。インシュレータ50の構成材料としては、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)、脂肪族ポリアミド等の樹脂材料を好ましく採用することができる。
<Insulator>
The
<ガスケット>
ガスケット40には、かしめ加工前における負極内部端子10(図2に示す未変形負極内部端子10a)の軸部12を挿通させる貫通孔42が設けられている。ガスケット40は、貫通孔42を囲む部分が電池ケース20と負極内部端子10の台座部14との間に挟み込まれて圧縮されることにより、負極内部端子10(台座部14)と電池ケース20とを絶縁するとともに、電池ケース20の貫通孔22をシールする。ガスケット40は、電池ケース20の貫通孔22に内側から挿入されて負極内部端子10の軸部12と電池ケース20との直接接触を阻む(絶縁する)筒部44を有する。筒部44は中空円筒状の形状を有している。筒部44は、その外周面が貫通孔22の内周面に接触し、かつ、その内周面が負極内部端子10の軸部12の外周面に接触するように設けられている。ガスケット40の構成材料としては、使用する電解液に対して耐性を示す各種の樹脂材料を適宜選択して用いることができる。例えば、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂(PFA)等のフッ素化樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(PEEK)、ポリエーテルケトンケトン樹脂(PEKK)、ポリエーテルスルホン樹脂(PES)等の樹脂材料を採用することができる。
<Gasket>
The
<負極内部端子>
負極内部端子10は、金属材料(銅やアルミニウム)等の導電性材料により構成されている。負極内部端子10は、電池ケース20に設けられた貫通孔22に挿通されている。負極内部端子10は、電池ケース20の外部で負極外部端子30に接続され、電池ケース20の内部で電極体に電気的に接続されている。負極内部端子10は、負極外部端子30と電極体とを電気的に接続している。
<Negative internal terminal>
The negative electrode
図2は、後述するかしめ加工前の各部材を模式的に示す分解図である。図1および図2に示す実施形態では、負極内部端子10(未変形負極内部端子10a)は、電池ケース20および負極外部端子30を貫通する軸部12と、軸部12の一端部の外周面に設けられた台座部14とを有している。軸部12は、電池ケース20の貫通孔22に挿通され、電池ケース20を軸方向に貫通して延びている。また、軸部12は、電池ケース20の外部において、さらにインシュレータ50の貫通孔52および負極外部端子30の貫通孔32に挿通され、インシュレータ50および負極外部端子30を軸方向に貫通している。台座部14は、電池ケース20内において、軸部12の一端部の外周面に設けられている。台座部14は、負極内部端子10の軸方向に対して直交する方向に延出した鍔形状を有している。この実施形態では、台座部14は、電池ケース(ここでは蓋体)20の内面と略平行に広がるとともに、電池ケース20と電極体との間に配置されている。
FIG. 2: is an exploded view which shows typically each member before the crimping process mentioned later. In the embodiment shown in FIG. 1 and FIG. 2, the negative electrode internal terminal 10 (non-deformed negative internal terminal 10 a) has the
<かしめ加工>
負極内部端子10と負極外部端子30とは、かしめ(リベッティング)加工によって負極内部端子10が負極外部端子30にかしめられることで、電池ケース20に固定される。図1の負極内部端子10(軸部12)の先端には、かしめ加工によりかしめ部16が形成されている。
<Screw processing>
The negative electrode
図3は、一実施形態に係る負極内部端子10(未変形負極内部端子10a)のかしめ加工を説明するための断面図である。負極内部端子10のかしめ加工を行うためには、まず、未だかしめ加工が施されていない負極内部端子10である未変形負極内部端子10aの軸部12を、負極外部端子30とインシュレータ50と電池ケース20とガスケット40とを積層した積層部分を貫通するように、電池ケース20の外側に突出させる。そして、突出した未変形負極内部端子10の先端部分であって軸部12の台座部14が位置する側とは反対側の端部を、回転ヘッド62を有するロータリかしめ機60を用いて、放射状に拡径して負極外部端子30の貫通孔32を囲む周縁部分にかしめることにより、かしめ部16が形成され、電池ケース20と負極外部端子30との間でインシュレータ50が圧縮されるとともに、負極外部端子30と電池ケース20とインシュレータ50と負極内部端子10とが一体に固定される。また、上記かしめ加工により、電池ケース20と台座部14の間でガスケット40が圧縮され、これにより電池ケース20の貫通孔22がシールされる。
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining caulking processing of the negative electrode internal terminal 10 (non-deformed negative internal terminal 10a) according to one embodiment. In order to crimp the negative
図4は、かしめ加工により形成された一実施形態に係るかしめ部16の軸部12の径方向における周縁部16aと、かしめ部16の軸部12の径方向における中央部16bとを拡大して示す側面図である。以下、「かしめ部16の周縁部16a」とはかしめ部16の軸部12の径方向における周縁部16aのことを指す。図4を参照しながら、かしめ部16の形状について、簡単に説明する。
FIG. 4 is an enlarged view of a
かしめ部16の周縁部16aにおいて、かしめ部16の負極外部端子30(プレート部34)が位置する側とは反対側の表面からプレート部34までの距離をエッジ高さhaとする。また、かしめ部16の軸部12の径方向における最外側の位置からプレート部34までの距離を、最外周高さhbとする。かしめ部16が、かしめ部16と負極外部端子30のプレート部34とが密着している位置から、軸部12の径方向の外側へ突出した長さを、エッジ長さdとする。さらに、かしめ部16の軸部16の径方向における中央部16bにおいてプレート部34から最も離れた位置からプレート部34までの距離を、かしめ高さhcとする。また、後述する図6に、かしめ部16の軸部12の径方向における直径であるかしめ径eを示す。
In the
後に詳述するが、溶接加工による負極内部端子10と負極外部端子30との導通性向上の観点から、かしめ加工は、エッジ高さhaが0.1mm以上0.55mm以下となるように行われることが好ましい。最外周高さhb、エッジ長さd、かしめ高さhcおよびかしめ径eの大きさは特に限定されない。通常は、上述したかしめ加工により、かしめ部16は、図4に示すように、hb<ha<hcを満たす形状となる。
As will be described later in detail, from the viewpoint of improving the conductivity between the negative electrode
<溶接加工>
かしめ加工が行われてかしめ部16が形成された負極内部端子10は、その後、負極外部端子30のプレート部34に対して溶接される。図5および図6は、一実施形態に係る負極内部端子10と負極外部端子30との溶接加工を説明するための断面図および平面図であり、図7は図6中のVII−VII’線による断面図である。図5、図6および図7に示すように、かしめ部16の周縁部16aは負極外部端子30に溶接される。好ましくは、かしめ部16の周縁部16a近傍(かしめ部16の周縁部16aから、その外側(軸部16の径方向の外側)に位置するプレート部34までを跨ぐ領域)に対して、連続発振のレーザ光Laが照射され、さらにレーザ光Laはかしめ部16の外縁に沿って周回するように移動することにより、溶接(レーザ溶接)がかしめ部16の全周囲に対して行われる。
<Welding process>
The negative electrode
図7は、溶接加工後のかしめ部16の周縁部16aを拡大して示している。かしめ部16の周縁部16aには溶接加工により溶接部70が形成している。図7に示すように、溶接加工後の負極内部端子10と負極外部端子30との境界領域における溶接部70の長さを溶接部長さfとする。かしめ部16の溶接加工を行った後、この溶接部長さfを測定することにより、負極内部端子10と負極外部端子30の間における導通面積を算出することができる。かかる導通面積は、負極内部端子10と負極外部端子30との間の導通性の指標となり得る。
FIG. 7 is an enlarged view of the
ここで、本発明者らは、負極内部端子10のかしめ部16の形状(特にかしめ部16の周辺部の形状)を制御することにより、負極内部端子10のかしめ部16と負極外部端子30(プレート部34)との溶接による両端子間の導電面積が増大することを見出した。ここに開示する技術によると、かしめ部16のエッジ高さhaは、0.55mm以下であることが好ましい。エッジ高さhaが0.55mm以下であると、例え溶接により形成される溶接部70の形状またはサイズにバラつきがあったとしても、安定して負極内部端子10と負極外部端子30の間の低抵抗を実現するのに十分な大きさの導通面積を実現することができる。また、エッジ高さhaは0.1mm以上であることが好ましい。エッジ高さhaが0.1mmより小さすぎると、レーザ溶接加工時に発生し得る熱の影響が周辺部品に及ぶおそれがある。
Here, the present inventors control the shape of the
かしめ部16のエッジ高さhaを制御する方法としては、特に限定されない。図3に示すように、回転ヘッド62を有するロータリかしめ機60を用いて、未変形負極内部端子10aの先端部分をかしめ変形させるかしめ加工を行う場合において、ロータリかしめ機60の下死点を制御することにより、好適な範囲のエッジ高さhaを実現することができる。具体的には、ロータリかしめ機60の下死点を降下させるほど、エッジ高さhaが低下する傾向がある。
As a method of controlling the edge height h a of the
以下、本発明に関する試験例を説明するが、以下の説明は本発明を限定することを意図したものではない。 Hereinafter, test examples relating to the present invention will be described, but the following description is not intended to limit the present invention.
図2に示すように、電池ケース(ここでは蓋体)20を用意し、その内側面にガスケット40を、外側面にインシュレータ50および負極外部端子30をセットした。次いで、かしめ加工する前の未変形負極内部端子10aを用意し、その軸部12を電池ケース20の貫通孔22、ガスケット40の貫通孔42および負極外部端子30の貫通孔32に順次挿通して、電池ケース20および負極外部端子30に貫通させた。そして、押圧治具を用いてガスケット40およびインシュレータ50に対して負極外部端子30側から荷重を加えて押圧することで、上記貫通した未変形負極内部端子10aの軸部12の先端部分であって台座部14が位置する側とは反対側の端部を、負極外部端子30の貫通孔32から外方に突出させた。その状態で、図3に示すように、回転ヘッド62を有するロータリかしめ機60を用いて、上記突出した軸部12の端部を放射状に拡径して負極外部端子30の貫通孔32を囲む周縁部分にかしめることにより、電池ケース20の貫通孔22に負極外部端子30を取り付けて(かしめ加工)、組立体を構築した。
As shown in FIG. 2, a battery case (a lid in this case) 20 was prepared, and a
かかるかしめ工程において、ロータリかしめ機60の下死点の設定を上下に変化させてかしめ加工を行い、かしめ加工後に形成されるかしめ部16の形状を観察した。表1に、ロータリかしめ機60の下死点を相対的に下方に設定してかしめ加工を行った例1と、ロータリかしめ機60の下死点を相対的に上方に設定してかしめ加工を行った例2について、かしめ部16の形状を観察した結果を示す。
In the caulking process, the setting of the bottom dead center of the
表1に示すように、ロータリかしめ機60の下死点を制御することにより、かしめ部16の形状(特にエッジ高さha)を制御することができることが確かめられた。かかる試験を複数回行った結果、ロータリかしめ機60の下死点を降下させるほど、かしめ部16のエッジ高さhaが低下する傾向があることが確かめられた。
As shown in Table 1, it was confirmed that the shape of the caulking portion 16 (particularly, the edge height ha ) can be controlled by controlling the bottom dead center of the
次に、かしめ加工を行った組立体について、かしめ部16の周縁部16aと負極外部端子30とをレーザ溶接により全周接合した。溶接加工後のかしめ部16の周縁部16aを観測し、溶接部長さf(図7)を測定し、溶接部長さfから導通面積を算出した。その結果を表1および図8に示す。なお、図8は、かしめ部16のエッジ高さha[mm]と導通面積[mm2]との関係を表したグラフである。
Next, with respect to the assembly subjected to caulking, the
表1および図8に示す結果から明らかなように、かしめ部のエッジ高さhaが小さいほど、導通面積は向上することが分かった。ここで、導通面積が約0.6mm2以上であると、例え溶接工程において溶接品質のバラつきが生じたとしても、負極内部端子10と負極外部端子30との間の低抵抗が安定して達成され得るといえる。図8に示す結果より、かしめ部16のエッジ高さhaが0.55mm以下であると、導通面積は概ね0.6mm2以上となり、実用上好適な安定的品質を有する密閉型電池を構築することができることが分かった。
Table 1 and is apparent from the results shown in FIG. 8, as the edge height h a of the caulking portion is small, the conduction area was improved. Here, if the conduction area is about 0.6 mm 2 or more, low resistance between the negative electrode
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 Although the specific examples of the present invention have been described above in detail, these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The art set forth in the claims includes various variations and modifications of the specific examples illustrated above.
10 負極内部端子
12 軸部
14 台座部
16 かしめ部
20 電池ケース
22 貫通孔
30 負極外部端子
32 貫通孔
34 プレート部
40 ガスケット
42 貫通孔
50 インシュレータ
52 貫通孔
60 ロータリかしめ機
62 回転ヘッド
100 密閉型電池
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記電極体を収容する電池ケースと、
前記ケースの内側において前記正負極とそれぞれ電気的に接続される正負極の内部端子と、
前記ケースの外側に設けられ、前記正負極の内部端子とそれぞれ電気的に接続される正負極の外部端子と、
を備える密閉型電池であって、
前記負極外部端子は、
前記ケースの外壁に沿った方向に形成されたプレート部を有し、
前記負極内部端子は、
前記ケースの内側に位置する台座部と、
前記台座部から突設して前記ケースの貫通孔および前記プレート部の貫通孔を貫通するように設けられた軸部と、
前記軸部の前記台座部が位置する側とは反対側の端部に設けられ、前記プレート部の貫通孔から外側に突出して該プレート部の貫通孔を囲む周縁部分にかしめられて形成されたかしめ部と、
を有し、
前記かしめ部の前記軸部の径方向における周縁部は、前記プレート部に対して溶接されており、
前記溶接は、以下の条件:
前記かしめ部の前記周縁部において、前記かしめ部の前記プレート部が位置する側とは反対側の表面から前記プレート部までの距離haが、0.1mm以上0.55mm以下である;
を満たす前記かしめ部に対して行われていること、を特徴とする密閉型電池。 An electrode body comprising a positive electrode and a negative electrode;
A battery case for housing the electrode body;
Internal terminals of positive and negative electrodes electrically connected to the positive and negative electrodes inside the case;
Positive and negative external terminals provided on the outside of the case and electrically connected to the positive and negative internal terminals respectively;
A sealed battery comprising:
The negative external terminal is
It has a plate portion formed in a direction along the outer wall of the case,
The negative internal terminal is
A pedestal located inside the case,
A shaft portion provided so as to protrude from the pedestal portion and pass through the through hole of the case and the through hole of the plate portion;
It is provided at the end opposite to the side where the pedestal portion of the shaft portion is located, and is formed by caulking at the peripheral portion surrounding the through hole of the plate portion by protruding outward from the through hole of the plate portion With caulking part,
Have
A peripheral edge portion in a radial direction of the shaft portion of the caulking portion is welded to the plate portion;
Said welding is under the following conditions:
In the periphery of the caulking portion, and the side of the plate portion of the caulking portion is located a distance h a from the surface opposite to said plate portion, is 0.1mm or 0.55mm or less;
A sealed battery characterized in that it is performed on the crimped portion satisfying the following conditions.
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009283256A (en) * | 2008-05-21 | 2009-12-03 | Toyota Motor Corp | Power supply device and power supply device manufacturing method |
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JP2009283256A (en) * | 2008-05-21 | 2009-12-03 | Toyota Motor Corp | Power supply device and power supply device manufacturing method |
JP2012028246A (en) * | 2010-07-27 | 2012-02-09 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | Secondary battery |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7411925B2 (en) | 2019-09-30 | 2024-01-12 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Manufacturing method of sealed battery with terminal and sealed battery with terminal |
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