JP6014161B2 - Method for manufacturing rectangular energy storage device - Google Patents
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Description
この発明は、角形蓄電素子の製造方法に関し、より詳細には、電解液を注入する注液孔を封止栓により封止する封止構造を備える角形蓄電素子の製造方法に関する。
This invention relates to a manufacturing method of square-shaped storage element, and more particularly to a method for producing a square-shaped battery elements that Ru comprising a sealing structure for sealing by the sealing plug the injection hole for injecting an electrolyte solution.
リチウムイオン等の角形二次電池は、電池容器内に発電要素が収容され、電解液が注入されている。電解液は、電池容器の一側面に設けられた注液孔から電池容器内に注入され、注入後、注液孔は封止栓により封止される。封止栓は、通常、レーザ溶接などにより注液孔の周囲において電池容器に接合される。 In a rectangular secondary battery such as lithium ion, a power generation element is accommodated in a battery container, and an electrolyte is injected. The electrolytic solution is injected into the battery container from a liquid injection hole provided on one side surface of the battery container. After the injection, the liquid injection hole is sealed with a sealing plug. The sealing plug is usually joined to the battery container around the liquid injection hole by laser welding or the like.
注液孔を封止栓により封止する構造では、注液孔と注液栓との隙間に電解液が浸透し、溶接不良が発生することがある。この対応として、封止栓を、電池容器の注液孔の周縁部に載置される金属製封孔本体と、注液孔内に挿通されるゴム栓体とで構成することが知られている(例えば、特許文献1参照)。この構造では、ゴム栓体に突起部を設けて注液孔内に圧入したり、注液孔およびゴム栓体を円錐台形状に形成し、ゴム栓体を注液孔に圧入したりして封止する。 In the structure in which the liquid injection hole is sealed with the sealing plug, the electrolyte may permeate into the gap between the liquid injection hole and the liquid injection plug, resulting in poor welding. As this correspondence, it is known that the sealing plug is composed of a metal sealing body placed on the peripheral edge of the liquid injection hole of the battery container and a rubber plug inserted into the liquid injection hole. (For example, refer to Patent Document 1). In this structure, a protrusion is provided on the rubber plug and press-fitted into the liquid injection hole, or the liquid injection hole and the rubber plug are formed in a truncated cone shape, and the rubber plug is pressed into the liquid injection hole. Seal.
上記特許文献1に記載された発明では、封止栓を注液栓に圧入して封止する。このため、封止栓を注液口に圧入する際、電池容器の注液孔の側壁部から、電池容器を構成する金属材料が粒子として脱落し、電池容器内部に落下する可能性がある。電池容器内には、発電要素と電解液が収容されているため、金属粒子は、発電要素の正・負極活物質層間に入り込み、内部短絡等の不具合発生の要因となる。
In the invention described in
本発明の第1の態様によると、角形蓄電素子の製造方法は、容器内に発電要素を収容し、容器の一側面に設けられた注液孔から容器内に電解液を注入する第1の工程と、注液孔内に、シール部材の筒状部を挿通する第2の工程と、シール部材の筒状部内に、嵌入部を有する封止栓を圧入する第3の工程と、シール部材の筒状部が、封止栓の嵌入部と容器の注液孔の周縁部側面との間で圧縮された状態で、封止栓の鍔部の外周縁を容器に接合する第4の工程と、を備え、第2の工程における、シール部材の筒状部の外径は注液孔の直径より小さく形成され、第3の工程における、封止栓の嵌入部の外径はシール部材の筒状部の内径よりも大きく形成され、第4の工程は、シール部材の筒状部を、封止栓の嵌入部により拡張して、シール部材の筒状部を、封止栓の嵌入部と容器の注液孔の周縁部側面との間に圧縮する工程を含み、第1の工程から第4の工程を、上記の順に行う。
本発明の第2の態様によると、注液孔の直径と封止栓の嵌入部の外径との差は、シール部材の筒状部の外径とシール部材の筒状部の内径との差よりも小さい。
本発明の第3の態様によると、封止栓は、鍔部と嵌入部との中央部に連通して形成された中空部を有する。
本発明の第4の態様によると、シール部材は、注液孔の周縁部に搭載される鍔状部を有する。
本発明の第5の態様によると、シール部材は、筒状部における鍔状部と反対側に底部を有する。
本発明の第6の態様によると、封止栓の嵌入部の底部とシール部材の底部との間に隙間が設けられている。
本発明の第7の態様によると、容器は、注液孔の周縁部に凹部を有し、シール部材の鍔状部は、凹部の底面上に配置されている。
本発明の第8の態様によると、シール部材の鍔状部の外径は、封止栓の鍔部の外径より小さく形成されている。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a first method for manufacturing a rectangular electricity storage element , in which a power generation element is accommodated in a container and an electrolyte is injected into the container from a liquid injection hole provided on one side surface of the container. A step, a second step of inserting the cylindrical portion of the seal member into the liquid injection hole, a third step of press-fitting a sealing plug having a fitting portion into the cylindrical portion of the seal member, and the seal member 4th process which joins the outer periphery of the collar part of a sealing plug to a container in the state compressed between between the insertion part of a sealing plug, and the peripheral part side surface of the liquid injection hole of a container And the outer diameter of the cylindrical portion of the sealing member in the second step is smaller than the diameter of the liquid injection hole, and the outer diameter of the fitting portion of the sealing plug in the third step is that of the sealing member In the fourth step, the cylindrical portion of the seal member is expanded by the fitting portion of the sealing plug, and the fourth step is performed. The section includes the step of compressing between the peripheral side surface of the injection hole of the fitting portion and the container sealing member, the fourth step from the first step, performed in the order described above.
According to the second aspect of the present invention, the difference between the diameter of the liquid injection hole and the outer diameter of the fitting portion of the sealing plug is the difference between the outer diameter of the cylindrical portion of the sealing member and the inner diameter of the cylindrical portion of the sealing member. Smaller than the difference.
According to the third aspect of the present invention, the sealing plug has a hollow portion formed in communication with the central portion of the collar portion and the fitting portion.
According to the fourth aspect of the present invention, the seal member has a hook-shaped portion mounted on the peripheral edge portion of the liquid injection hole.
According to the 5th aspect of this invention, a sealing member has a bottom part on the opposite side to the collar-shaped part in a cylindrical part.
According to the 6th aspect of this invention, the clearance gap is provided between the bottom part of the insertion part of a sealing plug, and the bottom part of a sealing member.
According to the 7th aspect of this invention, a container has a recessed part in the peripheral part of a liquid injection hole, and the hook-shaped part of a sealing member is arrange | positioned on the bottom face of a recessed part.
According to the 8th aspect of this invention, the outer diameter of the collar part of a sealing member is formed smaller than the outer diameter of the collar part of a sealing plug .
本発明によれば、封止栓と注液孔との間に、注液孔に挿通されるシール部材の筒状部が介在するので、容器を構成する材料が粒子として注液孔の周縁部側面から脱落するのを防止することができる。 According to the present invention, since the cylindrical portion of the seal member inserted through the liquid injection hole is interposed between the sealing stopper and the liquid injection hole, the material constituting the container is the peripheral portion of the liquid injection hole as particles. It can prevent falling off from the side.
--実施形態1--
[角形蓄電素子の全体構造]
以下、この発明の角形蓄電素子およびその製造方法の一実施形態を図面と共に説明する。
図1は、この発明の角形蓄電素子の一実施の形態としての角形二次電池の外観斜視図であり、図2は、図1に示された角形二次電池の分解斜視図である。以下の説明では、角形二次電池をリチウムイオン角形二次電池として説明する。
図1に示すように、角形二次電池100Aは、電池缶101と電池蓋102とから構成される電池容器(容器)103を備えている。電池缶101および電池蓋102の材質は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金などのアルミニウム系金属である。--
[Overall structure of square energy storage device]
Hereinafter, an embodiment of a rectangular electricity storage device and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an external perspective view of a prismatic secondary battery as an embodiment of the prismatic storage element of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the prismatic secondary battery shown in FIG. In the following description, the prismatic secondary battery is described as a lithium ion prismatic secondary battery.
As shown in FIG. 1, the rectangular secondary battery 100 </ b> A includes a battery container (container) 103 including a battery can 101 and a
電池蓋102は、矩形平板状であって、電池缶101の開口を塞ぐように接合されている。つまり、電池蓋102は、電池缶101を封止している。電池蓋102には、正極端子141および負極端子151が配設されている。また、電池蓋102には、ガス排出弁104が設けられている。ガス排出弁104は、プレス加工によって電池蓋102を部分的に薄肉化することで形成されている。ガス排出弁104には、開裂時に大きな開口が形成されるように開裂溝が形成されている。ガス排出弁104は、角形二次電池100Aが過充電等の異常により発熱して内部にガスが発生し、電池容器103内の圧力が上昇して所定圧力に達したときに開裂して、内部からガスを排出することで電池容器103内の圧力を低減させる。
The
電池蓋102には、電池容器103内に電解液を注入するための注液口110(図2参照)が形成されている。注液口110は、封止栓120およびシール部材130により封止されている。封止栓120の外周は、注液口110の周囲における電池蓋102の部分に、レーザ溶接等により接合されている。封止栓120およびシール部材130による注液口110の封止構造の詳細については後述する。
The
図2に示すように、電池缶101には発電要素170が収容されている。電池缶101は、一対の幅広面101aと一対の幅狭面101bと底面101cとを有し、上面が開口された矩形箱状に形成されている。発電要素170は、絶縁ケース108に覆われた状態で電池缶101内に収容されている。絶縁ケース108の材質は、ポリプロピレン等の絶縁性を有する樹脂である。これにより、電池缶101と、発電要素170とは電気的に絶縁されている。
As shown in FIG. 2, the
正極端子141が正極集電体180を介して発電要素170の正極電極174に電気的に接続され、負極端子151が負極集電体190を介して発電要素170の負極電極175に電気的に接続されている。これにより、正極端子141および負極端子151を介して外部負荷に電力が供給され、あるいは、正極端子141および負極端子151を介して外部発電電力が発電要素170に供給されて充電される。
The
電池蓋組立体107は、電池蓋102と、電池蓋102に設けられた一対の貫通孔102hのそれぞれに取り付けられた正極端子141および負極端子151と、正極集電体180および負極集電体190と、一対のガスケット150と、一対の絶縁部材160とを含んで構成されている。
The
正極端子141および正極集電体180の材質はアルミニウム合金である。負極端子151および負極集電体190の材質は銅合金である。絶縁部材160およびガスケット150の材質は、ポリブチレンテレフタレートやポリフェニレンサルファイド、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂等の絶縁性を有する樹脂である。
The material of the
[発電要素]
図3を参照して、発電要素170について説明する。図3は、図2に図示された発電要素を、その捲回終端部側を展開した状態の斜視図である。
蓄電要素である発電要素170は、図3に示すように、長尺状の正極電極174および負極電極175を、セパレータ173を介在させて捲回軸Wの周りに扁平形状に捲回することで積層構造とされている。すなわち、発電要素170は、捲回方向の両端部に断面が半円弧形状の円弧部が形成され、両端部間がほぼ平坦な平坦部を有する扁平形状の電極捲回群である。[Power generation element]
The
As shown in FIG. 3, the
正極電極174は、正極箔171と、正極活物質に結着材(バインダ)を配合した正極活物質合剤が正極箔171の両面に塗工されて形成された正極活物質合剤層176とを有する。負極電極175は、負極箔172と、負極活物質に結着材(バインダ)を配合した負極活物質合剤が負極箔172の両面に塗工されて形成された負極活物質合剤層177とを有する。
The
正極箔171は、厚さ20〜30μm程度のアルミニウム合金箔であり、負極箔172は、厚さ15〜20μm程度の銅合金箔である。セパレータ173の素材は多孔質のポリエチレン樹脂である。正極活物質は、マンガン酸リチウム等のリチウム含有遷移金属複酸化物であり、負極活物質は、リチウムイオンを可逆に吸蔵、放出可能な黒鉛等の炭素材である。
The
発電要素170の幅方向(捲回方向に直交する捲回軸W方向)の両端部は、一方は正極活物質合剤層176が形成されていない未塗工部(正極箔171の露出部)が積層された部分とされている。また、他方は負極活物質合剤層177が形成されていない未塗工部(負極箔172の露出部)が積層された部分とされている。正極側未塗工部の積層体および負極側未塗工部の積層体は、それぞれ予め押し潰され、それぞれ、電池蓋組立体107の正極集電体180および負極集電体190(図2参照)と超音波接合により接続され、電池蓋組立体107に一体化される。
One end of the
発電要素170は、電池蓋組立体107に一体化された状態で、電池缶101内に収容された絶縁ケース108内に収容される。発電要素170は、捲回軸Wが電池缶101の底面101cに平行にされ、かつ、一対の平坦部を電池缶101の幅広面101aに平行にされて電池缶101内に収容される。この状態で、電池蓋組立体107の電池蓋102は、電池缶101の開口部を閉塞する。
The
閉塞した電池蓋102の周縁部が、レーザ溶接等により電池缶101の開口部の周縁部に接合される。そして、注液口110から非水電解液が注入される。非水電解液としては、たとえば、エチレンカーボネート等の炭酸エステル系の有機溶媒に6フッ化リン酸リチウム(LiPF6)等のリチウム塩が溶解された非水電解液を用いることができる。注液口110から電池缶101内に非水電解液を注入した後、封止栓120により注液口110が封止される。
次に、封止栓120による注液口110の封止構造について説明する。The peripheral edge of the
Next, the sealing structure of the
[注液孔の封止構造]
図4は、注液孔の封止構造の拡大分解斜視図であり、図5は、図4を側方から観た電池蓋の断面図である。
注液口110は、電池蓋102の厚さ方向に貫通して形成された注液孔111と、注液孔111の外周に形成された凹部112とを有する。注液孔111と凹部112とは同心円に形成され、凹部112は、電池蓋102の上面(電池容器103の外部)側に設けられている。凹部112は、例えば、座ぐり加工により形成される。
注液孔111を封止する封止構造は、封止栓120とシール部材130によって構成される。[Injection hole sealing structure]
FIG. 4 is an enlarged exploded perspective view of the injection hole sealing structure, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the battery lid when FIG. 4 is viewed from the side.
The
The sealing structure for sealing the
封止栓120は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金等のアルミニウム系金属により形成され、底部121aを有する円筒型の筒部(嵌入部)121と、筒部121の上部周縁部に形成された鍔部122とを有する。封止栓120の筒部121と鍔部122の中央部には中空部125が形成されている。つまり、封止栓120は、筒部121と鍔部122を有し、鍔部122側が開口された中空部125を有するほぼハット型形状に形成されている。
The sealing
シール部材130は、底部131aを有する円筒形の筒状部131と、筒状部131の上部周縁部に設けられた鍔状部132とを有する。シール部材130の筒状部131と鍔状部132の中央部には中空部135が形成されている。つまり、シール部材130は、筒状部131と鍔状部132を有し、鍔状部132側が開口された中空部135を有するほぼハット型形状に形成されている。
シール部材130は、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニルサルファイド等の弾性を有し、耐薬品性を有する樹脂、あるいはフッ素ゴム、EPDM等のゴムを用いて形成される。シール部材130は、例えば、厚さ0.03〜0.5mm程度の薄肉に形成されている。The
The
図6は、注液孔の封止方法を説明するための断面図であり、図7は、封止栓による注液孔の封止が完了した状態の断面図である。
図7に図示されるように、注液孔111内にシール部材130の筒状部131が挿通され、シール部材130の鍔状部132が、凹部112に載置されている。
シール部材130の中空部135内に封止栓120の筒部121が嵌入され、封止栓120の鍔部122が、シール部材130の鍔状部132上に載置されている。シール部材130の鍔状部132の外径d7は、封止栓120の鍔部122の外径d6より小さく形成されている。また、シール部材130の底部131aと封止栓120の底部121aとの間には隙間Sが形成されている。FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a method for sealing a liquid injection hole, and FIG. 7 is a cross-sectional view in a state in which the liquid injection hole is sealed with a sealing plug.
As shown in FIG. 7, the
The
図5に図示されるように、注液孔111の直径をd1、シール部材130の筒状部131の外径をd2、同内径をd3、封止栓120の筒部121の外径をd4とした場合、注液孔111の封止構造は次の条件が満たされるように構成されている。
条件1.d2<d1
条件2.d3<d4
条件3.(d1−d4)<(d2−d3)As shown in FIG. 5, the diameter of the
Condition 2. d 3 <d 4
Condition 3. (D 1 -d 4 ) <(d 2 -d 3 )
条件1により、シール部材130の筒状部131は注液孔111に遊嵌する。つまり、シール部材130の筒状部131と注液孔111との間にはギャップがあり、シール部材130の筒状部131を、注液孔111の周縁部側面に擦ることなく注液孔111内に挿通することができる。
Under the
条件2により、封止栓120の筒部121をシール部材130の中空部135内に嵌入すると、シール部材130の筒状部131は、封止栓120の筒部121により径大となるように拡張される。
また、(d2−d3)*1/2は、シール部材130の筒状部131の厚さtであり、(d1−d4)は、注液孔111と封止栓120の筒部121とのギャップである。従って、条件3は、封止栓120の筒部121がシール部材130の中空部125内に嵌入された状態では、封止栓120の筒部121によりシール部材130の筒状部131が注液孔111の周縁部側面に押圧され、圧縮された状態となっている。
このような状態で、封止栓120の鍔部122の外周が、電池蓋102の凹部112の周縁部に接合されている。When the
Further, (d 2 -d 3 ) * 1/2 is the thickness t of the
In such a state, the outer periphery of the
[注液孔の封止方法]
次に、注液孔111の封止方法を説明する。
電池缶101内に絶縁ケース108を収容し、絶縁ケース108内に発電要素170が一体化された電池蓋組立体107を収容する。電池蓋組立体107は、電池蓋102が電池缶101の開口部を塞ぐように位置決めし、レーザ溶接等により、電池蓋102の周縁部を電池缶101に接合する。そして、注液孔111から電池缶101内に電解液を所定量注入する。
そして、注液孔111を封止する。この封止の手順は以下の通りである。[Method of sealing the injection hole]
Next, a method for sealing the
The insulating
Then, the
先ず、注液孔111内にシール部材130を挿入する。このとき、条件1が満たされているので、シール部材130の筒状部131を注液孔111の周縁部側面に擦ることなく注液孔111内に挿通することができる。このため、この工程において、電池蓋102の材料であるアルミニウム系金属等の金属粒子が、電池蓋102の注液孔111の周縁部側面から剥落することはない。シール部材130は、その筒状部131が電池蓋102の凹部112の底部に当接した状態で電池蓋102に保持される。
First, the
次に、治具60を用いて、シール部材130の中空部135内に、封止栓120を嵌入する。
図6に図示されるように、治具60は、先端側に傾斜部61を有する円錐台状の先端部を備え、全体がほぼ円柱形状を有する。治具60の先端部62の直径dj1は封止栓120の中空部125の直径、換言すれば、筒部121の内径d5より小さく形成され、治具60の直径dj2は中空部125の直径d5より大きく形成されている。
従って、この治具60の先端部62側を封止栓120の中空部125内に挿入すると、治具60の傾斜部61の所定の位置における全周が、封止栓120の鍔部122の内面と筒部121の内面とが交差する稜部123に当接する。Next, the sealing
As illustrated in FIG. 6, the
Therefore, when the
治具60を押し込むことにより、封止栓120をシール部材130の中空部135内に圧入する。圧入は、封止栓120の鍔部122が、シール部材130の鍔状部132に当接するまで行う。
条件2が満たされているので、封止栓120の筒部121がシール部材130の中空部135内に嵌入された状態では、シール部材130の筒状部131は、封止栓120の筒部121により拡張される。また、条件3が満たされているので、シール部材130の筒状部131は、封止栓120の筒部121により注液孔111の周縁部側面に押圧され、圧縮された状態となっている。このため、封止栓120は、シール部材130の弾性力により仮固定されている。By pushing the
Since the condition 2 is satisfied, the
この状態で、治具60を上昇させ、封止栓120を電池蓋102に接合する。
溶接による接合方法の一例としてレーザ溶接の場合で例示すると、図7に図示された状態で、レーザビームを封止栓120の鍔部122の外周縁に照射する。照射位置は、鍔部122の外周面の僅か内側、例えば、0.05〜0.2mm程度、内側の領域とする。また、ビームの照射角度は、垂直から僅かに時計方向(図7において)に傾斜した角度、5〜20°程度とする。In this state, the
In the case of laser welding as an example of a joining method by welding, the laser beam is irradiated to the outer peripheral edge of the
上述した通り、シール部材130の鍔状部132の外径d7は、封止栓120の鍔部122の外径d6より小さく形成されている。つまり、シール部材130の鍔状部132の外周は、凹部112の外周側面に対し、封止栓120の鍔部122の外周側面よりも、凹部112の内方に引込んでいる。このため、封止栓120の鍔部122の外周部を、電池蓋102における凹部112の周縁部にレーザ溶接する際、溶接時の熱により、シール部材130が変形したり、溶融したりするのを防止することができる。As described above, the outer diameter d 7 of the
封止栓120の鍔部122の上面は、電池蓋102の上面より僅かに突出しており、レーザビームの照射により、鍔部122の外周縁が溶融して周囲に流れ、封止栓120の周囲における電池蓋102の上層を溶融し、固化されて接合される。
上述した通り、封止栓120が電池蓋102に接合された状態では、シール部材130の底部131aと封止栓120の底部121aとの間には隙間Sが形成される。このため、封止栓120の筒部121をシール部材130の中空部135に圧入する際、封止栓120における筒部121から、封止栓120を構成する金属材料が粒子として剥落したとしても、シール部材130の底部131aと封止栓120の底部121aとの隙間S内に保留することができる。The upper surface of the
As described above, when the sealing
(封止方法の変形例)
図8は、注液孔の封止方法の変形例を説明するための図であり、図8(a)は圧入用の治具の側面図、図8(b)は注液口に封止栓を挿入した状態の断面図である。また、図9は、図8(b)図示された封止構造の平面図である。
上述した注液孔の封止方法では、円錐台状の先端部を有する治具60を用い、治具60の傾斜部61の所定の位置における全周を封止栓120の稜部123に当接させて、封止栓120をシール部材130の中空部135内に圧入するものであった。
これに対し、変形例では、治具60Aに複数の張出部63を設け、この張出部63を封止栓120に当接させて、封止栓120をシール部材130の中空部135内に圧入する方法である。(Modification of sealing method)
FIG. 8 is a view for explaining a modification of the method for sealing the injection hole, FIG. 8 (a) is a side view of a press-fitting jig, and FIG. 8 (b) is sealed at the injection port. It is sectional drawing of the state which inserted the stopper. FIG. 9 is a plan view of the sealing structure shown in FIG.
In the injection hole sealing method described above, the
On the other hand, in the modification, a plurality of
図8(a)に図示されるように、治具60Aは、先端部62側に、一対の張出部63を有する。張出部63は、円周方向において所定の幅を有する。
張出部63の端部は、治具60Aの先端部62側が径小となる方向に傾斜する傾斜部64とされている。傾斜部64の内側の直径dj1は封止栓120の中空部125の直径d5より小さく形成され、傾斜部64の外側の直径dj2は中空部125の直径d5より大きく形成されている。この寸法関係は、実施形態1の場合と同様である。As illustrated in FIG. 8A, the
The end portion of the
従って、治具60Aの張出部63の先端部62側を封止栓120の中空部125内に挿入すると、治具60Aの張出部63の傾斜部64が、封止栓120の稜部123に当接する。
そこで、治具60Aを押し込むことにより、封止栓120の筒部121をシール部材130の中空部135内に圧入することができる。
なお、図9には、治具60Aの張出部63の傾斜部64が当接する封止栓120の稜部123の部分123aが示されている。
なお、治具60Aに形成する張出部63の数は、3箇所以上、適宜の数を設けるようにすることができる。Therefore, when the
Therefore, the
9 shows a
In addition, the number of the overhang |
--実施形態2--
図10は、本発明の実施形態2を示す注液孔の封止構造の断面図である。
実施形態2における注液孔の封止構造が実施形態1と相違する点は、シール部材130Aが底部を有していない点である。
すなわち、シール部材130Aは、鍔状部132と無底の筒状部131Aとにより構成されている。筒状部131Aの高さは、電池蓋102の注液孔111の深さより小さく、筒状部131Aの下端面131bは、電池蓋102の下面102aから電池容器の外方側に向けて引込んでいる。これにより、シール部材130Aの注液孔111への挿通が容易となり、かつ、部品コストが安価となる。但し、筒状部131Aの高さを、電池蓋102の注液孔111の深さより大きくし、筒状部131Aの下端面131bを、電池蓋102の下面102aから電池容器の内部に突き出すようにしてもよい。
その他の構成は、実施形態1と同様である。--Embodiment 2--
FIG. 10 is a cross-sectional view of the injection hole sealing structure showing Embodiment 2 of the present invention.
The sealing structure of the liquid injection hole in the second embodiment is different from the first embodiment in that the
That is, the
Other configurations are the same as those of the first embodiment.
--実施形態3--
図11は、本発明の実施形態3を示す注液孔の封止構造の断面図である。
実施形態3における注液孔の封止構造が実施形態2と相違する点は、封止栓120Aが、中空部125を有していない点である。
すなわち、封止栓120Aは、底部121aを有する円柱状の嵌入部121Aと、この嵌入部121Aの上部側に一体に形成された円盤状の鍔部122Aとにより構成されている。
この構造においても、シール部材130Aの筒状部131Aは、封止栓120Aの嵌入部121Aの外周面により注液孔111の周縁部側面に押圧され、圧縮された状態となっている。このため、封止栓120Aを、シール部材130の弾性力により電池蓋120の仮固定された状態で、封止栓120Aの鍔部122Aの外周を、凹部112周縁の電池蓋102に溶接により接合することができる。
実施形態3のその他の構造は、実施形態2と同様であり、対応する部材に同一の符号を付して説明を省略する。--Embodiment 3--
FIG. 11 is a cross-sectional view of a liquid injection hole sealing structure showing Embodiment 3 of the present invention.
The sealing structure of the liquid injection hole in the third embodiment is different from that in the second embodiment in that the sealing
That is, the sealing
Also in this structure, the
Other structures of the third embodiment are the same as those of the second embodiment, and corresponding members are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
以上説明した通り、上記実施形態によれば、下記の効果を奏する。
(1)注液孔111と封止栓120との間に、注液孔111の直径より小さい外径の筒状部131を有する弾性材料で形成されたシール部材130を介在させた。
このため、注液孔111にシール部材130を挿通する際、電池蓋102おける注液孔111の周縁部側面にシール部材130が擦れることがなく、電池蓋102を構成する金属材料が粒子として剥落し、電池容器内に落下することがない。また、シール部材130の中空部135内に封止栓120を圧入する際、シール部材130は弾性を有するので、封止栓120を構成する金属材料が粒子として脱落する可能性は、封止栓120を直接、封止孔111内に圧入する方法に比し、小さい。よって、注液孔111を封止する際、電池容器103内に金属粒子が脱落するのを防止することができる。As described above, according to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) A
For this reason, when the sealing
(2)(封止栓120の筒部121の外径)d4>(シール部材130の筒状部131の内径)d3とし、かつ、[(シール部材130の筒状部131の外径)d2−(シール部材130の筒状部131の内径)d3]>[(注液孔111の直径)d1−(封止栓120の筒部121の外径)d4]とした。
これにより、封止栓120の筒部121がシール部材130の中空部135内に圧入された状態では、シール部材130の筒状部131は、封止栓120の筒部121により注液孔111の周縁部側面に押圧され、圧縮された状態となっている。このため、封止栓120は、シール部材130の弾性力により仮固定されている。従って、この状態で治具60を上昇しても、封止栓120が浮き上がったり、ガタついたりすることが無いので、封止栓120の鍔部122の外周縁を電池蓋102の凹部112の周縁部にレーザ溶接する作業を効率的に行うことができる。また、シール部材130が、注液孔111の周縁部側面と封止栓120の筒部121との間で圧縮されているので、この間から電解液が浸透して外部に漏れ出るのを防ぐことができ、レーザ溶接の際の溶接不良を防止することができる。(2) (Outer diameter of
Thereby, in a state where the
(3)実施形態1においては、シール部材130に底部131aを設け、封止栓120が電池蓋102に接合された状態で、シール部材130の底部131aと封止栓120の底部121aとの間に隙間Sが形成されるようにした。このため、封止栓120の筒部121をシール部材130の中空部135に圧入する際、封止栓120における筒部121から、封止栓120を構成する金属材料が粒子として剥落したとしても、この金属粒子を、シール部材130の底部131aと封止栓120の底部121aとの隙間S内に保留することができる。
(3) In the first embodiment, the bottom 131 a is provided on the sealing
(4)シール部材130の鍔状部132の外径d7を、封止栓120の鍔部122の外径d6より小さくした。このため、封止栓120の鍔部122の外周部を、電池蓋102における凹部112の周縁部にレーザ溶接する際、溶接時の熱により、シール部材130が変形したり、溶融したりするのを防止することができる。(4) The outer diameter d 7 of the
なお、上記実施形態において、封止栓120および電池蓋102をアルミニウム系金属により形成されているものとした。しかし、封止栓120や電池蓋102の材料は、アルミニウム系金属に限られるものではなく、一方又は他方を銅系金属、鉄、SUS等の他の金属材料により形成する場合にも適用が可能である。
In the above embodiment, the sealing
上記実施形態において、注液孔111の封止構造を、電池缶101に接合される電池蓋102に形成する構造として例示した。しかし、注液孔111の封止構造を電池缶101に一体的に成形された電池蓋部に形成したり、電池容器103の側部に形成したりしてもよい。
In the said embodiment, the sealing structure of the
上記実施形態では、封止栓120の筒部121、シール部材130の筒状部131および注液孔111を、平面視で円形として例示した。しかし、封止栓120の筒部121、シール部材130の筒状部131および注液孔111を、平面視で、楕円形、多角形等他の形状であっても適用することができる。
In the said embodiment, the
上記実施形態では、注液口110は、注液孔111と、注液孔111の周縁部側面に形成された凹部112とを備える構造として例示したが、凹部112は必ずしも必要ではない。あるいは、凹部112の深さを、シール部材130の鍔状部132のみを収容する深さにして、封止栓120を電池蓋102の上面に載置するようにしてもよい。
In the said embodiment, although the
本発明は、リチウムイオン角形二次電池に限られるものではなく、ニッケル水素電池またはニッケル・カドミウム電池、鉛蓄電池のように水溶性電解液を用いる角形二次電池にも適用が可能である。また、本発明は、リチウムイオンキャパシタや電解二重層コンデンサ等にも適用が可能である。 The present invention is not limited to a lithium ion prismatic secondary battery, but can also be applied to a prismatic secondary battery using a water-soluble electrolyte solution, such as a nickel metal hydride battery, a nickel-cadmium battery, or a lead storage battery. The present invention can also be applied to lithium ion capacitors, electrolytic double layer capacitors, and the like.
その他、本発明の角形蓄電素子は、種々、変形して適用することが可能であり、要は、注液孔と封止栓との間に介在され、注液孔内に遊嵌される筒状部とを有するシール部材を備え、シール部材の挿通部が、封止栓の嵌入部の外周面により容器の注液孔の周縁部側面に押圧され、圧縮された状態で、封止栓の鍔部の外周が容器に接合されているものであればよい。 In addition, the rectangular electricity storage device of the present invention can be applied in various modifications. In short, a cylinder interposed between the liquid injection hole and the sealing plug and loosely fitted in the liquid injection hole. And the insertion portion of the sealing member is pressed against the peripheral side surface of the liquid injection hole by the outer peripheral surface of the insertion portion of the sealing plug and compressed, What is necessary is just that the outer periphery of a collar part is joined to the container.
Claims (8)
解液を注入する第1の工程と、
前記注液孔内に、シール部材の筒状部を挿通する第2の工程と、
前記シール部材の前記筒状部内に、嵌入部を有する封止栓を圧入する第3の工程と、
前記シール部材の前記筒状部が、前記封止栓の前記嵌入部と前記容器の前記注液孔の周
縁部側面との間で圧縮された状態で、前記封止栓の鍔部の外周縁を前記容器に接合する第4の工程と、を備え、
前記第2の工程における、前記シール部材の前記筒状部の外径は前記注液孔の直径より小さく形成され、
前記第3の工程における、前記封止栓の前記嵌入部の外径は前記シール部材の前記筒状部の内径よりも大きく形成され、
前記第4の工程は、前記シール部材の前記筒状部を、前記封止栓の前記嵌入部により拡張して、前記シール部材の前記筒状部を、前記封止栓の前記嵌入部と前記容器の前記注液孔の周縁部側面との間に圧縮する工程を含み、
前記第1の工程から前記第4の工程を、上記の順に行う、角形蓄電素子の製造方法。 A first step of the power generating element housed in the container, the electrolyte solution is injected into the container from the injection hole provided on one side of the container,
A second step of inserting the cylindrical portion of the seal member into the liquid injection hole;
A third step of press-fitting a sealing plug having a fitting portion into the cylindrical portion of the seal member;
In the state where the cylindrical portion of the sealing member is compressed between the fitting portion of the sealing plug and the peripheral side surface of the liquid injection hole of the container, the outer peripheral edge of the flange portion of the sealing plug A fourth step of joining the container to the container ,
In the second step, the outer diameter of the cylindrical portion of the seal member is formed smaller than the diameter of the liquid injection hole,
In the third step, the outer diameter of the fitting portion of the sealing plug is formed larger than the inner diameter of the cylindrical portion of the seal member,
In the fourth step, the tubular portion of the sealing member is expanded by the fitting portion of the sealing plug, and the tubular portion of the sealing member is expanded with the fitting portion of the sealing plug. Compressing between the liquid injection hole and the peripheral side surface of the container,
The manufacturing method of the square electrical storage element which performs the said 4th process from the said 1st process in said order .
記筒状部の内径との差よりも小さい、角形蓄電素子の製造方法。 2. The method of manufacturing a rectangular electricity storage device according to claim 1 , wherein a difference between a diameter of the liquid injection hole and an outer diameter of the fitting portion of the sealing plug is an outer diameter of the cylindrical portion of the sealing member and the outer diameter of the sealing member. The manufacturing method of a square electrical storage element which is smaller than the difference with the internal diameter of the said cylindrical part of a sealing member.
8. The method for manufacturing a rectangular electricity storage device according to claim 4 , wherein an outer diameter of the flange portion of the seal member is smaller than an outer diameter of the flange portion of the sealing plug. The manufacturing method of the square electrical storage element.
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