TWI239111B - Sealed battery - Google Patents

Description

1239111 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明有關於幣閉型電池’特別有關於使與電池罐之極 性不同極性之電池端子，經由絕緣性構件，利用鉚接進行 安裝之密閉型電池。 【先前技術】 小型之電子機器之電源使用有各種電池，行動電話，筆 記電腦，凸輪編碼器等之電源使用小型大容量之密閉型電 池，大多使用鋰電池或鋰離子二次電池等之利用非水電解 液之密閉型電池。 爲著因應機器之小型化，除了圓筒型電池外，廣泛的使 用可以有效利用小空間之方型之密閉式電池。在方型電池 中，安裝有作爲電池之一方之電極之電池罐，和利用絕緣 性構件隔離之電極端子。 圖4用來說明方型之密閉型電池之一實例。 密閉型電池1是在不銹鋼、表面鍍鎳之軟鋼等所構成之 方形筒狀之金屬容器2(以下亦稱爲電池罐），收納積層有正 極電極和負極電極（在其間包夾有分開層）之捲繞之電池元 件，在電池罐2之上端，於金屬板3使外部絕緣板4A和 正極側之電極引出板5，利用正極側之電極導出銷6形成 一體化，將一體化所構成之頭部7安裝在電池罐2之開口 部藉以進行封口，在頭部7之一部份，設有壁厚比其他部 份薄之薄壁部8，當電池之內部壓力異常上升時用來釋放 壓力，和設有電解液之注液孔9，從注液孔9注入電解液 6 312/發明說明書(補件)/92-03/91136692 1239111 之後，埋入由不銹鋼等之金屬構成之構件，以焊接進行封 □。 圖5 (A ) ’圖5 (B )用來說明頭部之一實例，圖5 (A )是剖面 圖’圖5 ( B )是頭部之分解立體圖，用來說明正極導出銷之 鉚接前之狀態。 從下部將由聚丙烯，氟素樹脂等構成之內部絕緣板4 B， 安裝到由不銹鋼’或鍍鎳之軟鋼板等構成之金屬板3上所 設置之穿通孔1 〇，在上部裝載外部絕緣板4 A，電極導出 銷 6由鋁或鋁合金等之導電性良好之金屬構成，具有突緣 部6 A ’使電極導出銷6穿通被設在內部絕緣板4 B之孔， 用來裝著電極引出板5，從上下方鉚接電極導出銷之突緣 部6 A和柱狀部6 B之前端，用來形成頭部7。 在所製成之頭部7之電極導出銷6之突緣部6A，接合導 電翼片1 2(接合到電池元件和被絕緣性構件1 1覆蓋），然後 嵌合在電池罐之開口部，對周圍進行雷射焊接藉以封口。 在頭部之組裝時，利用鉚接將電極導出銷6壓潰，形成 與電極引出板5之平面接觸，藉以在電極導出銷和正極引 出板5之間形成導電連接。另外一方面，電極引出板5之 下面與外部絕緣板4A之表面接合，用來保持氣密性。 外部絕緣板4A因爲具有圓筒狀部4AT，所以鉚接時可以 保持穩定，但是內部絕緣板4 B因爲是平板狀之板狀體， 所以在鉚接時，被電極導出銷之突緣部6 A按壓，受到從 軸之中心部朝向外側之作用力，因此在外部絕緣板4A和 內部絕緣板4B之會合部，會產生空隙4C，經過長時間後 7 312/發明說明書(補件)/92-03/91136692 1239111 會發生電池之封口不良。 另外，圖6用來說明頭部之剖面圖’且說明正極導出銷 之鉚接前之狀態。 圖6所示之頭部，當與圖5(A)、圖5(B)所示之頭部進行 比較時，其與圖5 (A )、圖5 ( B )所示之頭部之不同部份是內 部絕緣板4 B具有圓筒狀部4 B 丁。 當頭部之組裝時，利用鉚接壓潰電極導出銷6，用來壓 潰電極導出銷之前端部6C，經由按壓電極引出板5用來使 各個構成構件密著成爲一體，但是當壓潰電極導出銷6之 前端部6 C時，電極引出板5之一端被按壓使電極引出板5 之另外一端跳起，在電極引出板5和外部絕緣板4A之間 會產生空隙4 D，與圖4所示之實例同樣的，有可能對電池 之封口特性造成不良之影響。 【發明內容】 本發明是一種密閉型電池，配置有絕緣性構件，使其覆 蓋在對電池罐之開口部進行封口之金屬板上所設之穿通孔 之內面，和覆蓋在穿通孔周圍之金屬板之兩面，在絕緣構 件之位於電池外面之面上，配置電極引出板，利用穿通電 極引出板之穿通孔之電極導出銷，用來形成鉚接之電極端 子，在電極導出銷之突緣部之與絕緣性構件面接觸之接觸 面，至少具有凸部。 另外，上述之密閉型電池在電極導出銷之突緣部形成有 凸部和凹部。 另外，上述之密閉型電池之凸部之前端部和凹部之最深 8 312/發明說明書(補件)/92-03/91136692 1239111 部之任何一方均具有銳角。 另外，上述之密閉型電池在離開電極導出銷之軸中心之 近距離部份，形成有凹部。 另外’上述之密閉型電池使凸部和凹部形成環狀。 另外，上述之密閉型電池成爲鋰離子電池。 【實施方式】 本發明是一種密閉型電池，對電極導出銷進行鉚接用來 使電極引出板一體化，藉以形成電極引出端子部，其中經 由在作爲電極導出銷之與絕緣性構件接觸之電極導出銷之 突緣面，設置凸部，當鉚接電極導出銷時，可以不會產生 絕緣性構件之位置偏移的進行鉚接，因此在內部絕緣板和 外部絕緣板之會合部，不會產生由於空隙而使氣密性降低 等之問題，本發明可以提供具有此種電極端子之密閉型電 池。 圖1(A)、圖1(B)和圖1(C)用來說明本發明之密閉型電池。 圖1 ( A)是剖面圖，用來說明密閉型電池之電極引出端子 部，圖1(B)是立體圖，用來說明頭部7之組裝前之各個構 件，圖1(C)用來說明電極導出銷之一實例。 在用以形成密閉型電池之頭部7之金屬板3，以覆蓋在 形成於金屬板3之穿通孔1 0之內面，和覆蓋在穿通孔周圍 之金屬板3之上下面之方式，配置外部絕緣板4A和內部 絕緣板4B，在外部絕緣板4A之上部設有電極引出板5。 外部絕緣板4 A具有圓筒狀部4 AT，圓筒狀部4AT和平 板狀之內部絕緣板4 B互相接觸。 9 312/發明說明書(補件)/92-03/91136692 1239111 在電極導出銷6之突緣部6 A設有凸部1 3 °因此’當1卯 接電極導出銷6時，凸部1 3侵入到內部絕緣板4 B ’可以 防止內部絕緣板4 B之位置發生變化。 其結果是可以防止在內部絕緣板4B和外部絕緣板4A之 會合部產生空隙。 另外，圖1(C)表示電極導出銷6之剖面圖’凸部13形 成在電極導出銷6之突緣部6A，最好以侵入到與內部絕緣 板接觸之接觸面之方式，使其前端成爲銳角。另外’凸部 亦可以部份的形成在突緣部，但是最好連接成爲環狀用來 使施加在內部絕緣板之壓力成爲均一。另外’凸部最好成 爲高度0.05mm至0.20mm之突起部。 圖2是剖面圖，用來說明本發明之密閉型電池之另一實 例，圖中顯示密閉型電池之電極引出端子部。 在圖1所示之密閉型電池中，由於設在電極導出銷6之 突緣部6 A之凸部1 3之位置，凸部之大小，內部絕緣板4 B 之材質，厚度等之物性，利用凸部丨3強力按壓內部絕緣板 之端部之結果，在內部絕緣板4 B會產生彎曲部1 4，因而 使突緣面和內部絕緣板之接觸部之密著性降低。爲著解決 此種問題，其電極引出端子部使用圖3之電極引出端子部。 圖3 (A)和圖3 ( B )是剖面圖，用來說明密閉型電池之電極 引出端子部之另一實施例，圖3(A)表示電極引出端子之剖 面圖，圖3 ( B )表示電極導出銷之剖面圖。 圖3 ( A)所示之電極引出端子之特徵是在電極導出銷6之 突緣部6 A設有凸部1 3和凹部1 5。 10 31W發明說明書(補件)/92-03/91136692 1239111 經由設置凸部1 3和凹部1 5，當鉚接電極導出銷6時， 由於壓力造成之內部絕緣板之局部變形，利用被設在凸部 1 3之近傍之凹部1 5加以吸收’所以內部絕緣板不會大幅 的變形，可以形成穩定之接觸面。 凹部15之幅度W最好成爲0.05mm至0.20mm，深度d 最好爲 0.02mm 至 0.10mm。 另外，利用凹部和凸部之形成，可以獲得使電極導出銷 和內部絕緣板之接觸部之長度變長之效果’可以具有良好 之封口特性。 凹部最好與凸部同樣的成爲環狀，因爲經由成爲環狀可 以使壓力之分散成爲均一。 另外，最好將凹部設在比凸部更靠近電極導出銷之中心 部之位置，凹部亦最好成爲銳角之形狀，用來提高限制內 部絕緣板之移動之作用。 內部絕緣板和外部絕緣板可以使用聚丙烯，或四氟化乙 烯一全氟化烷氧乙烯共聚體（PF A )，四氟化乙烯—六氟丙烯 共聚體（FEP)等之熱可塑性氟素樹脂等。 位於頭部之外面之被設在外部絕緣板上面之電極弓丨出板 可以使用鎳板，鍍鎳之軟鋼板、銅板、銅鎳鋅合金板等。 另外，電極導出銷最好使用由鋁或其合金構成之金屬原 材料加工成爲電極導出銷之形狀後進行過退火者。 電極導出銷經由退火可以使鉚接時之變形成爲均_， 不容易產生表面硬度之降低，表面之裂紋等，用來改良 絕緣性構件之間之密閉性等。 11 312/發明說明書(補件)/92-03/91136692 1239111 電極導出銷經由退火會使硬度暫時的降低，但是由於鉚 接接加工所施加之衝擊會產生加工硬化，所以鉚接後之電 極導出銷具有與未進行退火加工者同樣之硬度，因此不會 發生封口特性之劣化或電極導出銷之鉚接強度之降低。 下面以實施例和比較例用來說明本發明。 (實施例1) 在長邊爲2 8 . 9 m m，短邊爲5.4 m m之長方形之鑛鎳軟鋼板 之中央，設置直徑2 · 6 m m之穿通孔，在穿通孔裝著外部絕 緣板和內部絕緣板，裝載在中央具有直徑2 . Omm之孔之鎳 板製之電極引出板，具有直徑1 .8mm之圓柱狀之鋁製之電 極導出銷，在直徑3.6mm之突緣部，於離開中心部1.4mm 之位置形成高度0.1mm，橫向幅度0.2mm之突起部，使形 有突起部之電極導出銷從內部絕緣板側貫穿，從電極導出 銷之上下進行鉚接用來製成頭部。 在高度47.6mm，幅度30.0mm’厚度5.8mm之鍍鎳軟鋼 製之電池罐，收納鋰離子電池之電池元件，在焊接頭部後’ 從電解液注入口注入電解液’其次將電解液注液口進行封 口，用來製成密閉型電池。 測定所製成之2 0 0 0個電池之電極引出端子部之經過8 小時後之電解液洩漏，產生有電解液漏液者爲0個。 (實施例2) 在電極導出銷之突緣部，於離開中心部1 · 2 m m之位置， 使深度爲0.5 m m，突緣面之幅度爲〇 . 1 m m之底部形成尖銳 之環狀之凹部，高度〇 · 1 m m ’橫向幅度0 · 2 m m之突起部形 12 312/發明說明書(補件)/92-03/91136692 1239111 圖。 圖6爲說明密閉型電池之頭部之一實例的說明圖。 (元件符號說明） 1 密閉型電池 2 電池罐 3 金屬板 4 A 外部絕緣板 4 B 內部絕緣板 4C 空隙 4 D 空隙 4AT、4BT 圓筒狀部 5 電極引出板 6 電極導出銷 6 A 突緣部 6B 柱狀部 6C 前端部 7 頭部 8 薄壁部 9 注液孔 10 穿通孔 11 被絕緣性構件 12 導電翼片 13 凸部 14 彎曲部 14

312/發明說明書(補件)/92-03/91136692 1239111 15 凹部

3 ] 2/發明說明書(補件)/92-03/91136692

Claims (1)

1. 94. 2 5 替換本 拾、申請專利範圍ν 1 · 一種密閉型電池，其特徵爲：配置有絕緣性構件，使其

   覆蓋在對電池罐之開口部進行封口之金屬板上所設之穿通 孔之內面，和覆蓋在穿通孔周圍之金屬板之兩面，在絕緣 性構件之位於電池外面之面上，配置電極引出板，利用穿 通電極引出板之穿通孔之電極導出銷，用來形成鉚接之電 極端子，在電極導出銷之突緣部之與絕緣性構件面接觸之 接觸面，至少具有凸部；在電極導出銷之突緣部，形成有 凸部和凹部。 2·如申請專利範圍第1項之密閉型電池，其中在電極導 出銷之突緣部形成有凸部和凹部，同時，凸部之前端和凹 部之最深部之任何一方均爲銳角。 3 ·如申請專利範圍第1項之密閉型電池，其中在電極導 出銷之突緣部形成有凸部和凹部，在離電極導出銷之軸中 心之近距離部份，形成有凹部。

   4 ·如申請專利範圍第1項之密閉型電池，其中在電極導 出銷之突緣部形成有凸部和凹部，同時，凸部之前端部和 凹部之最深部之任何一方均爲銳角，和在離開電極導出銷 之軸中心之近距離部份，形成有凹部。 5.如申請專利範圍第丨項之密閉型電池，其中該凸部形 成環狀。 6·如申請專利範圍第丨項之密閉型電池，其中在電極導 出銷之突緣部，該凸部和凹部形成環狀。 7 ·如申請專利範圍第1項之密閉型電池，其中在電極導 16 3 26\總檔\91 \9113 6692\9113 6692(替換)-1 1239111 出銷之突緣部，該凸部和凹部形成環狀，同時，凸部之前 端部和凹部之最深部之任何一方均爲銳角。 8·如申請專利範圍第1項之密閉型電池，其中在電極導 出銷之突緣部，該凸部和凹部形成環狀，及凸部之前端部 和凹部之最丨朵部之任何一方均爲銳角，同時，在離開電極 導出銷之軸中心之近距離部份，形成有凹部。 9.如申請專利範圍第丨項之密閉型電池，其中成爲鋰離 子電池。 17 32 6V總檔\91\9113 6692\91136692(替換)-1