JP2019175613A - Battery and housing member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、電池および筐体部材に関する。 Embodiments described herein relate generally to a battery and a casing member.
従来、リチウムイオン電池などの密閉型の電池が知られている。この種の電池の筐体は、例えば、上端が開口したケースと、このケースの開口部を閉塞するように溶接される蓋部材と、を有している。そして、蓋部材をケースに溶接する前に、ケース内に電池要素を配置し、その後、蓋部材をケースに溶接して、筐体を製造する。次に、蓋部材に設けられた注液口を通して電解液を筐体内に注入する。そして、電解液の注入後に注液口を蓋で塞ぎ、当該蓋を蓋部材に溶接する。 Conventionally, a sealed battery such as a lithium ion battery is known. The case of this type of battery has, for example, a case having an open upper end and a lid member that is welded so as to close the opening of the case. And before welding a cover member to a case, a battery element is arrange | positioned in a case, and a cover member is welded to a case after that, and a housing | casing is manufactured. Next, an electrolytic solution is injected into the housing through a liquid injection port provided in the lid member. Then, after pouring the electrolytic solution, the injection port is closed with a lid, and the lid is welded to the lid member.
上記の構造では、蓋部材の外面に電解液が付着した場合には、例えば、吸引や拭き取りにより電解液を除去したうえで溶接を行う必要があり、手間が掛かる。そこで、この種の電池では、蓋部材の外面に付着した電解液の除去に掛かる手間を低減できれば好ましい。 In the above structure, when the electrolytic solution adheres to the outer surface of the lid member, it is necessary to perform welding after removing the electrolytic solution by suction or wiping, for example, which is troublesome. In view of this, in this type of battery, it is preferable if the effort required to remove the electrolyte attached to the outer surface of the lid member can be reduced.
実施形態の電池は、筐体と、壁部と、凹凸部と、蓋と、溶接部と、を備えている。前記筐体は、電極体と電解液とを収容している。前記壁部は、前記筐体を構成し、前記筐体の外部に面した外面と前記筐体の内部に面した内面とを有している。前記壁部には、前記外面と前記内面とに開口した貫通孔が設けられている。前記凹凸部は、前記貫通孔の縁の周囲に分散して設けられた複数の凸部を有している。前記蓋は、前記凹凸部に重ねられ、前記貫通孔を塞いでいる。前記溶接部は、前記縁を囲繞し、前記蓋と前記壁部とを接合している。 The battery of the embodiment includes a housing, a wall portion, an uneven portion, a lid, and a welded portion. The housing contains an electrode body and an electrolytic solution. The wall portion constitutes the casing, and has an outer surface facing the outside of the casing and an inner surface facing the inside of the casing. The wall portion is provided with a through hole that opens to the outer surface and the inner surface. The concavo-convex part has a plurality of convex parts provided in a distributed manner around the edge of the through hole. The lid is stacked on the uneven portion and closes the through hole. The welded portion surrounds the edge and joins the lid and the wall portion.
以下、図面を参照して、実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
図1に示されるように、電池1は、電極体2と、電極体2を電解液と共に収容した筐体3と、一対の電極端子である正極端子4および負極端子5とを備えている。電池1としては、例えば、リチウムイオン電池などの非水電解質電池(二次電池)が挙げられる。
As shown in FIG. 1, the battery 1 includes an
電極体2は、発電要素である正極シートおよび負極シートがセパレータを介してスパイラス状に巻かれて形成されており、筐体3内に電解液と共に収容されている。電解液は、揮発性を有している。
The
筐体3は、扁平な直方体形状を有し、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの金属により構成されている。筐体3は、一端部(図1では上端部)が開口したケース3aと、ケース3aの一端部の開口部を塞ぐ矩形板状の蓋部材3bとを有しており、蓋部材3bがケース3aに溶接されて液密に形成されている。蓋部材3bは、壁部および筐体部材の一例である。ケース3aは、容器とも称される。
The housing | casing 3 has a flat rectangular parallelepiped shape, for example, is comprised with metals, such as aluminum or aluminum alloy. The housing 3 includes a
正極端子4は、蓋部材3bの長手方向の一端部に設けられており、負極端子5は、蓋部材3bの長手方向の他端部に設けられている。これらの正極端子4および負極端子5は、電極体2の正極および負極にそれぞれ接続されており、蓋部材3bの上面から突出している。また、どちらか一方の端子、例えば正極端子4は、蓋部材3bに電気的に接続されて筐体3と同電位になっている。負極端子5は、蓋部材3bを貫通して延伸しており、その負極端子5と蓋部材3bとの間には、合成樹脂やガラスなどの絶縁体からなるシール材、例えばガスケット(不図示)が設けられている。このシール材は、負極端子5と筐体3との間を気密にシールすると共に電気的に絶縁している。
The
蓋部材3bの中央部には、例えば矩形状の安全弁6が設けられている。この安全弁6は、蓋部材3bの一部を約半分程度の厚さに薄くして形成されており、その薄い部分の上面中央部には刻印が形成されている。安全弁6は、筐体3内にガスが発生して筐体3の内圧が所定値以上に上昇した場合、開状態となって筐体3内のガスを放出し、筐体3の内圧を下げる。
For example, a
図1〜3に示されるように、蓋部材3bは、筐体3の外部に面した外面3cと、筐体3の内部に面した内面3dと、を有している。また、蓋部材3bには、注液口7が設けられている。注液口7は、蓋部材3bの厚さ方向に蓋部材3bを貫通した貫通孔である。すなわち、注液口7は、外面3cと内面3dとに開口している。注液口7は、一例として円形状に形成されている。この注液口7から筐体3内に電解液が注入される。注液口7は、貫通孔の一例である。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
また、図3,4に示されるように、蓋部材3bには、凹凸部8が設けられている。凹凸部8は、注液口7を囲む略円環状の領域R1(図4)に設けられている。図4では、領域R1は、二つの円状の線L2で囲まれた領域である。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
図3に示されるように、凹凸部8には、複数の凸部8aと複数の凹部8bとが設けられている。凹部8bは、隣り合う二つの凸部8a間に形成されている。凸部8aは、凹部8bの底部に対して突出している。また、本実施形態では、図4に示されるように、複数の凸部8aおよび凹部8bは、格子状をなす複数の線L1上に設けられている。各線L1上に複数の凸部8aが互いに間隔を空けて設けられ、凸部8aと凸部8aとの間に凹部8bが設けられている。複数の凹部8bは、連続して形成され、一つの格子形状の凹部を構成していてもよいし、互いに区画されていてもよい。以上から分かるように、本実施形態では、複数の凸部8aと複数の凹部8bのうち少なくとも凸部8aが、外面3cにおける注液口7の縁7aの周囲に分散して設けられている。別の言い方をすると、複数の凸部8aが離散的に位置さている。なお、図4では、凸部8aがドット状に示されているが、凸部8aの形状は、種々に設定されうる。すなわち、凸部8aの形状の、径や幅、長さ等のスペックは、種々に設定されうる。凹凸部8は、拡散部とも称される。
As shown in FIG. 3, the concavo-convex portion 8 is provided with a plurality of
図3,4に示されるように、凹凸部8は、注液口7の縁7aから離間している。つまり、凹凸部8と注液口7の縁7aとの間の外面3cには、平坦部3eが設けられている。平坦部3eの幅、すなわち凹凸部8の内周縁と注液口7の縁7aとの間の距離は、例えば、1mm以上である。なお、凹凸部8の内周縁と注液口7の縁7aとの間の距離は、1mm未満であってもよい。
As shown in FIGS. 3 and 4, the uneven portion 8 is separated from the
凹凸部8は、例えば、レーザ光の照射によるレーザ加工によって形成される。レーザ光は、例えばパルスレーザ光である。なお、凹凸部8は、マスキングを用いたケミカルエッチングのような処理で形成されてもよしい、機械加工等によって形成されてもよい。 The concavo-convex portion 8 is formed by, for example, laser processing by laser light irradiation. The laser beam is, for example, a pulsed laser beam. The concavo-convex portion 8 may be formed by a process such as chemical etching using masking, or may be formed by machining or the like.
図2,3に示されるように、蓋部材3bには、注液口7を塞ぐ封口蓋9が、溶接部10によって接合(固定)されている。蓋部材3bは、凹凸部8に重ねられた状態で蓋部材3bに接合されている。封口蓋9は、蓋の一例である。
As shown in FIGS. 2 and 3, a sealing
封口蓋9は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの金属により形成されている。封口蓋9は、例えば円形状に形成されており、その径は、例えば、凹凸部8の径と同一である。なお、封口蓋9の径は、凹凸部8の径よりも大きくてもよいし小さくてもよい。
The sealing
図2,3に示されるように、溶接部10は、注液口7の縁7aを囲繞した円環状に構成されている。図3に示されるように、溶接部10は、凹凸部8の内周部と外周部との間に設けられている。すなわち外面3cにおける溶接部10の注液口7側および外面3cにおける溶接部10の注液口7とは反対側のそれぞれに、複数の凸部8aおよび複数の凹部8bが設けられている。溶接部10は、例えば、レーザ溶接によって形成された溶け込み部であり、溶接痕とも称される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the welded
次に、電池1の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the battery 1 will be described.
図5に示されるように、まず、電解液注入装置(不図示)を用いて筐体3内に注液口7から電解液を注入する(S1)。その後、電解液が注液された筐体3をレーザ照射装置(不図示)に供給する(S2)。
As shown in FIG. 5, first, an electrolytic solution is injected from the
次に、電解液が注液された筐体3の周囲雰囲気を減圧状態にする(S3)。筐体3の全体あるいは封口蓋9が位置する上部のみが密閉空間、すなわちレーザ照射装置のチャンバ内に閉じ込められている。チャンバ内の密閉空間の雰囲気は、例えば、N2雰囲気で20kPaに減圧される。
Next, the ambient atmosphere of the housing 3 into which the electrolytic solution has been injected is reduced (S3). The entire housing 3 or only the upper part where the sealing
次に、ロボットなどの載置装置(不図示)により、注液口7を塞ぐ位置で凹凸部8に封口蓋9を重ねる(S4)。
Next, the sealing
次に、前述の減圧状態で、筐体3の蓋部材3bに封口蓋9をレーザ溶接して固定する(S5)。具体的には、レーザ照射装置(不図示)が、封口蓋9の蓋部材3bと反対側に位置する外面9a(図3)に、レーザ光を円環状に照射する。これにより、レーザ光が注液口7の縁7aに沿う円環状に照射され、封口蓋9が蓋部材3bに溶接され、溶接部10が形成される。最後に、出荷テストなどの所定の検査を行う(S6)。
Next, the sealing
上記の電池1の製造方法において、S1の電解液の注入の際に、蓋部材3bの外面3cに電解液が付着する場合がある。このとき、例えば、凹凸部8に付着した電解液は、凹凸部8によって薄く広げられる。換言すると、電解液が凹凸部8内で拡散される。具体的には、凸部8aと凸部8aとの間、すなわち凹部8bに入った電解液は、複数の凸部8aによる毛細管現象によって凹凸部8内を移動して広がる。このようにして広がった電解液は、広がる前に比べて、表面積が広いので、その分、蒸発しやすい。よって、比較的短時間で電解液が蒸発する。本実施形態では、電解液の注入が行なわれてから、封口蓋9が載置されるまでの間の時間が、凹凸部8に付着した規定の量の電解液が蒸発するのに必要な時間よりも長く設定されている。すなわち、電解液の注入が行なわれてから、封口蓋9が載置される直前までの工程が、凹凸部8に付着した電解液を蒸発させる工程を構成している。
In the manufacturing method of the battery 1, the electrolyte may adhere to the
以上のように、本実施形態では、電池1は、筐体3と、蓋部材3b(壁部)と、凹凸部8と、封口蓋9と、溶接部10と、を備えている。筐体3は、電極体2と電解液とを収容している。蓋部材3bは、筐体3を構成し、筐体3の外部に面した外面3cと筐体3の内部に面した内面3dとを有している。蓋部材3bには、外面3cと内面3dとに開口した注液口7(貫通孔)が設けられている。凹凸部8は、外面3cにおける注液口7の縁7aの周囲に分散して設けられた複数の凸部8aを有している。封口蓋9は、凹凸部8に重ねられ、注液口7を塞いでいる。溶接部10は、縁7aを囲繞し、封口蓋と蓋部材3bとを接合している。よって、例えば、電池1の製造における電解液の注入の際に、蓋部材3bの外面3cの凹凸部8に電解液が付着した場合には、凹凸部8が当該電解液を広げるので、当該電解液を比較的短時間で蒸発させることができる。したがって、例えば、凹凸部8に付着した電解液の除去のための吸引や拭き取り作業を省くことができる。よって、蓋部材3bの外面3cに付着した電解液の除去に掛かる手間を低減することができる。
As described above, in the present embodiment, the battery 1 includes the housing 3, the
また、本実施形態では、外面3cにおける溶接部10の注液口7側および外面3cにおける溶接部10の注液口7とは反対側のそれぞれに、複数の凸部8aが設けられている。よって、外面3cにおける溶接部10の注液口7側および外面3cにおける溶接部10の注液口7とは反対側のうち一方だけに複数の凸部8aが設けられている場合に比べて、より電解液を蒸発させやすい。
Moreover, in this embodiment, the some
また、本実施形態では、凹凸部8は、注液口7から離間している。よって、凹凸部8が注液口7に隣接して設けられた場合に比べて、電池1の製造において、封口蓋9が載置される前に、筐体3に注入された電解液が注液口7の周面を上方に移動した場合でも、当該電解液が外面3cに出るのが抑制されやすい。
In the present embodiment, the uneven portion 8 is separated from the
なお、上記実施形態では、凸部8dが格子状をなす複数の線L1上に設けられた例が示されたが、これに限定されない。例えば、注液口7回りに放射状に位置される複数の線上に複数の凸部8dが設けられていてもよい。また、凸部8dは、注液口7の周囲に規則的ではなくランダムに配置されていてもよい。
In the above-described embodiment, the example in which the convex portions 8d are provided on the plurality of lines L1 having a lattice shape is shown, but the present invention is not limited to this. For example, a plurality of convex portions 8d may be provided on a plurality of lines radially positioned around the
また、上記実施形態では、注液口7および凹凸部8が蓋部材3bに設けられた例が示されたが、注液口7および凹凸部8は、ケース3a(筐体部材)の壁部に設けられていてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the example in which the
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…電池、2…電極体、3…筐体、3b…蓋部材(壁、筐体部材)、3c…外面、3d…内面、7…注液口(貫通孔)、7a…縁、8…凹凸部、8a…凸部、9…封口蓋(蓋)、10…溶接部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery, 2 ... Electrode body, 3 ... Housing | casing, 3b ... Lid member (wall, housing member), 3c ... Outer surface, 3d ... Inner surface, 7 ... Injection hole (through-hole), 7a ... Edge, 8 ... Uneven portion, 8a ... convex portion, 9 ... sealing lid (lid), 10 ... welded portion.
Claims (5)
前記筐体を構成し、前記筐体の外部に面した外面と前記筐体の内部に面した内面とを有し、前記外面と前記内面とに開口した貫通孔が設けられた壁部と、
前記外面における前記貫通孔の縁の周囲に分散して設けられた複数の凸部を有した凹凸部と、
前記凹凸部に重ねられ、前記貫通孔を塞いだ蓋と、
前記縁を囲繞し、前記蓋と前記壁部とを接合した溶接部と、
を備えた電池。 A housing containing an electrode body and an electrolytic solution;
A wall portion that constitutes the housing, has an outer surface facing the outside of the housing and an inner surface facing the inside of the housing, and is provided with a through hole opened in the outer surface and the inner surface;
An uneven portion having a plurality of protrusions provided dispersed around the edge of the through hole on the outer surface;
A lid that is overlaid on the concavo-convex portion and closes the through hole;
A weld that surrounds the edge and joins the lid and the wall;
With battery.
前記筐体の外部に面する外面と、
前記筐体の内部に面する内面と、
前記外面に設けられ、複数の凸部を有した凹凸部と、
を備え、
前記外面と前記内面とに開口した貫通孔が設けられ、
前記複数の凸部が、前記外面における前記貫通孔の縁の周囲に分散して設けられた、筐体部材。 A housing member that constitutes a battery housing containing an electrode body and an electrolyte solution,
An outer surface facing the outside of the housing;
An inner surface facing the interior of the housing;
An uneven portion provided on the outer surface and having a plurality of convex portions;
With
A through hole opened in the outer surface and the inner surface is provided,
The housing member, wherein the plurality of convex portions are provided distributed around the edge of the through hole on the outer surface.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018060358A JP2019175613A (en) | 2018-03-27 | 2018-03-27 | Battery and housing member |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2018060358A JP2019175613A (en) | 2018-03-27 | 2018-03-27 | Battery and housing member |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023157305A1 (en) * | 2022-02-21 | 2023-08-24 | 株式会社 東芝 | Lid assembly and battery |
-
2018
- 2018-03-27 JP JP2018060358A patent/JP2019175613A/en active Pending
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WO2023157305A1 (en) * | 2022-02-21 | 2023-08-24 | 株式会社 東芝 | Lid assembly and battery |
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