TWI466356B - Battery and its manufacturing method - Google Patents

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Description

電池及其製造方法
本發明係關於電池及其製造方法。
近年來,伴隨電子機器的發達,作為小型輕量且能量密度高,更可重複充放電的非水電解質二次電池,發展有鋰二次電池。又,最近,作為混合動力車及電力汽車所搭載之車載用二次電池、電力均等化所使用之電力貯藏用二次電池,被期望有適切之可急速充電及高輸出放電之非水電解質二次電池的開發。
對於為了提升非水電解質二次電池的急速充電性能及高輸出放電性能來說,必須有效率地取出電流。為此,從電極的複數處導出集電片為佳。該等集電片係與設置於蓋子的外部端子,經由導線而電性連接。於蓋子進而具備壓力開放用的安全閥。
於一觀點中,例如,搭載於電力汽車之狀況等,有震動或衝擊力從外部施加到非水電解質二次電池時,在電池內之電極的震動經由集電片及導線,傳達給蓋子,安全閥會破裂之虞的問題。尤其在車載用之大型的非水電解質二次電池中,因為電極也較大,故震動的影響也較大。因此,因震動傳達而安全閥破裂的可能性也變大。
於專利文獻1,揭示有被沖壓加工成蛇腹狀,將挾持各折彎部85A、85B、85C所層積之數個正極87的平板84,與安裝正極端子的安裝孔91,在構成集電路徑之寬度狹小的部位92加以連結的正極集電板82(參照專利文獻的圖13)。然而,專利文獻1的正極集電板82係因為平板84與安裝孔91幾乎在相同平面上,故無法控制電極的震動傳達至正極端子。
於專利文獻2,揭示有由配置於並排之兩個發電要素的端部,配置成幾近為台形狀之水平的本體2a,與從此本體之台形狀的底邊部朝下方突設之4條細長的電極連接部2b所成的集電連接體2。然而,專利文獻2的集電連接體2係電極連接部2b從本體之台形狀的底邊部到達電極下端為止,故為了設置集電連接體2而需要較大空間,又,電池的能量密度會降低。
又,於其他觀點中,因將蓋子固定於外裝罐的方法,會有熔接的良率降低之問題。例如,固定之蓋子的位置並不一定的話,不僅電池尺寸,連設置於蓋子之電極端子的高度也會產生誤差。電極端子的高度在單電池之間有所不同之狀況中,在熔接單電池之間的電極端子而電性連接,構成電池組時,容易產生熔接不良。結果,熔接的良率會降低。又,將電極端子鉚接固定於蓋子時,有蓋子因為鉚接加工而變形之狀況。蓋子變形的話,蓋子與殼體的嵌合性會降低,於蓋子與殼體之間容易產生間隙。結果,蓋子與殼體的熔接之熔接良率會降低。
專利文獻3的角形密閉電池的製造方法,係如鎳-氫二次電池的鹼性二次電池所專門使用者。在專利文獻3中,藉由雷射熔接外裝罐之開口端與蓋子板的嵌合部,來封閉嵌合部時,作為蓋子板,使用周側面成為錐狀面的蓋子板。
在專利文獻4的密閉型電池中,殼體本體之開口部的內周緣,以承受蓋子之方式作為外展之孔側的錐狀部而形成,且蓋子的外周,作為嵌入開口部的錐狀部之軸側的錐狀部而形成。兩錐狀部係在將蓋子嵌入殼體本體的開口部時,可從朝蓋子上面的方向來進行為了蓋子與殼體本體之接合的熔接之錐狀部。在專利文獻4中,在蓋子嵌入殼體本體的開口部之狀態下,蓋子與殼體本體的接合部從朝蓋子上面的方向被熔接。
在專利文獻3、4中所用的蓋子係外周面為錐狀面,不具有凸緣。在將電極端子鉚接固定於此種形狀的蓋子的話,因為鉚接加工而蓋子變形時,殼體內之蓋子的位置容易出現誤差。
又,於專利文獻5的圖2記載有使用具有凸緣之蓋體的密閉電池。然而,在專利文獻5中,電極端子經由絕緣材而封裝於蓋體,故根本不會產生鉚接固定所致之蓋體的變形之問題。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2002-279962號公報
[專利文獻2]日本特開2003-346771號公報
[專利文獻3]日本特開平9-7557號公報
[專利文獻4]日本特開平10-144268號公報
[專利文獻5]日本特開2000-156219號公報
本發明的目的係防止因為震動傳達至電池的蓋子而設置於蓋子的安全閥破損。又,根據其他觀點,目的係提升具備具有以鉚接固定來安裝的電極端子之蓋子的角形電池及其製造方法之熔接良率。
於一個樣態中,提供一種電池,具備:容器;電極群,係收納於前述容器內,包含正極及負極;複數個集電片,係從前述電極群的前述正極及前述負極中至少一方之極的集電體之複數處延伸;蓋子,係封堵前述容器的開口部;導線,係包含電性連接於前述集電片之集電片接合部、固定於前述蓋子之蓋子接合部、連結前述集電片接合部與前述蓋子接合部之震動吸收部;及安全閥,係設置於前述蓋子。
於其他樣態中,提供角形電池的製造方法。該電池係具備:有底角筒形狀的金屬製容器;正極及負極,係收納於前述容器內;蓋子,係配置於前述容器的開口部;及端子,係被鉚接固定於前述蓋子,且與前述正極或前述負極電性連接。前述蓋子,係具有位於前述容器之前述開口部內的底部,與位於比前述底部更上部,且比前述底部更往外側突出的段部。前述方法,係具備:於收納前述正極及前述負極之前述容器的前述開口部內,配置前述蓋子的前述底部,並且將前述蓋子的前述段部,配置於前述容器的側壁上端之上的步驟;及藉由從與前述蓋子的前述段部與前述容器的前述側壁上端重疊之面垂直方向照射雷射,將前述蓋子的前述段部,雷射熔接於前述容器的前述側壁上端的步驟。
以下,參照圖面來說明實施形態之電池。再者,本發明係不限於該等實施形態。
(第1實施形態)
圖1係密閉型之角型非水電解質二次電池的分解立體圖。此電池係具有容器1、收納於容器1內的電極群2、收容於容器1內的非水電解液(未圖示)、封堵容器1之開口部的蓋子5、蓋子5所具備之正極端子6以及負極端子7、蓋子5所具備之安全閥21。
容器1係具有有底角筒形狀的外裝罐。容器1係例如可由鋁、鋁合金、鐵或不銹鋼等之金屬所形成。
電極群2係具有扁平形狀,包含正極、負極及配置於正極與負極之間的分隔板。電極群2係例如藉由於正極與負極之間將挾持分隔板之層積體捲繞成漩渦狀,並加壓成形來製造。被捲繞成漩渦狀之電極群2係藉由捲止膠帶固定。
正極係具有正極集電體、正極活性物質層、正極集電片8。正極集電體係具有帶狀之形狀。正極活性物質層係形成於正極集電體至少一方之面。正極集電片8係具有從正極集電體之長邊的複數處往短邊方向延伸之短籤形狀。
負極係具有負極集電體、負極活性物質層、負極集電片9。負極集電體係具有帶狀之形狀。負極活物質層係形成於負極集電體至少一方之面。負極集電片9係具有從負極集電體之長邊的複數處往短邊方向延伸之短籤形狀。
正負極集電片8、9係分別藉由對集電體進行沖壓加工來形成即可。集電體及集電片係例如由金屬箔形成。金屬箔的厚度,亦即,集電片每1張的厚度係5μm以上50μm以下為佳。藉由使厚度成為5μm以上,可防止製造時之集電體及集電片的破損,且實現高集電效率。又,可迴避在流通大電流時之集電體的熔解。藉由使厚度成為50μm以下,可一邊抑制電極群的厚度增加,一邊增加捲繞層積體的周數。理想為金屬箔的厚度係10μm以上20μm以下。金屬箔的材料係依據正極及負極所使用之活性物質的種類來選擇,例如可使用鋁、鋁合金、銅或銅合金。
複數個正極集電片8係藉由被折彎成ㄈ字形狀或U字形狀的正極支援導線14來集中挾持。此正極支援導線14係也稱為正極保護導線。負極集電片9也相同,藉由被折彎成ㄈ字形狀或U字形狀的負極支援導線15來集中挾持。負極支援導線15也稱為負極保護導線。
正極支援導線14與正極集電片8,及負極支援導線15與負極集電片9係分別藉由如雷射熔接、超音波接合及電阻熔接的方法來電性連接。理想為藉由超音波接合來電性連接。正負極支援導線14、15係分別由與正負極的集電片8、9相同材料所形成為佳。又,正負極支援導線14、15的厚度係超過正負極集電片8、9每一張厚度的3倍為佳。更理想的範圍係在0.05mm以上0.6mm以下,更加理想的範圍係0.1mm以上,0.5mm以下。
容器1的開口部係藉由封口構件10封止。封口構件10係包含正極端子6、負極端子7、墊片13、蓋子5、正極內部絕緣體53、負極內部絕緣體54及正極導線3、負極導線4。於蓋子5的外面,設置有用以收容墊片13之矩形狀的凹部19。於一方的凹部19,經由墊片13而收容正極端子6,且於另一方的凹部19經由墊片13而收容負極端子7。於各凹部19設置有貫通孔20。於蓋子5,開口有電解液的注液口170,在電解液的注液後,以封止蓋18封止。
正極導線3及負極導線14係位於容器1內。正負極導線3、4係具備用以電性連接正負極導線3、4與集電片8、9的集電片接合部3b、4b、用以將正負極導線3、4固定於蓋子5的蓋子接合部3a、4a、連結集電片接合部3b、4b與蓋子接合部3a、4a的震動吸收部。
於圖2揭示第1實施形態的電池所使用之正負極導線3(4)。圖2係揭示正負極導線3(4)與安裝於電池朝向相反之 朝向,蓋子接合部3a(4a)位於其下。正負極導線3(4)係具有蓋子接合部3a(4a)、集電片接合部3b(4b)、震動吸收部3c(4c)。蓋子接合部3a(4a)係具有角部一處被倒角的略長方形狀。集電片接合部3b(4b)係具有長方形之板狀的形狀。蓋子接合部3a(4a)的面積係小於集電片接合部3b(4b)。震動吸收部3c(4c)係具有長方形之板狀的形狀,位於蓋子接合部3a(4a)與集電片接合部3b(4b)之間。
正負極導線3(4)係沿著隔開震動吸收部3c(4c)與蓋子接合部3a(4a)之邊而被折彎成略直角。藉此,震動吸收部3c(4c)與蓋子接合部3a(4a)被配置成略垂直。震動吸收部3c(4c)與集電片接合部3b(4b)位於相同平面上。藉此,集電片接合部3b(4b)係位於與蓋子接合部3a(4a)略垂直之位置。
震動吸收部3c(4c)之長邊方向的長度X1係短於集電片接合部3b(4b)之長邊方向的長度Y1以及蓋子接合部3a(4a)之長邊方向的長度W1。在此,所謂長邊方向係與正負極集電片8、9的延伸方向正交之方向。蓋子接合部3a(4a)、集電片接合部3b(4b)及震動吸收部3c(4c)的形狀係不限於長方形及略長方形,例如也可設為正方形狀。即使任一形狀之狀況,相較於蓋子接合部3a(4a)及集電片接合部3b(4b)之長邊方向的長度,震動吸收部3c(4c)之長邊方向的長度都比較短。
蓋子接合部3a係具有貫通孔3e。此貫通孔3e係正極端子6之軸部的安裝孔。蓋子接合部4a係具有貫通孔4e。此 貫通孔4e係負極端子7之軸部的安裝孔。
正極導線3係如圖1所示,於配置於蓋子5內面之內部絕緣體53上,重疊有蓋子接合部3a。又,集電片接合部3b從與蓋子接合部3a的折彎部往下方延伸。負極導線4係於配置於蓋子5內面之內部絕緣體54上,重疊有蓋子接合部4a。又,集電片接合部4b從與蓋子接合部4a的折彎部往下方延伸。
正極的內部絕緣體53係矩形形狀亦可。正極的內部絕緣體53係具有與蓋子5之貫通孔20及正極導線3之貫通孔3e連通的貫通孔53a。正極的內部絕緣體53係配置於蓋子5的內面與正極導線3的蓋子接合部3a之間,使蓋子5與正極導線3絕緣。
負極的內部絕緣體54係矩形形狀亦可。負極的內部絕緣體54係具有與蓋子5之貫通孔20及負極導線4之貫通孔4e連通的貫通孔54a、及與蓋子5之注液口170連通的貫通孔54b。負極的內部絕緣體54係配置於蓋子5的內面與負極導線4的蓋子接合部4a之間,使蓋子5與負極導線4絕緣。
正極端子6係為鉚釘形狀,具體來說具有緣部6a、從緣部6a延伸出之軸部6b。正極端子6的軸部6b係經由墊片13插入蓋子5之貫通孔20,也插入內部絕緣體53的貫通孔53a及正極導線3的貫通孔3e,鉚接固定於該等。同樣,負極端子7係為鉚釘形狀,具體來說具有緣部7a、從緣部7a延伸出之軸部7b。軸部7b係經由墊片13插入蓋子5之貫通孔20,也插入內部絕緣體54的貫通孔54a及正極導線4的貫 通孔4e,鉚接固定於該等。藉此,正負極端子6、7與蓋子5係在確保絕緣性與氣密性之狀態下被固定。進而,正極端子6與正極導線3及負極端子7與負極導線4係分別在確保電性連接之狀態下被固定。
於正極導線3的集電片接合部3b,挾持正極集電片8之前端的正極支援導線14在保持電性連接之狀態下被固定。另一方面,於負極導線4的集電片接合部4b,挾持負極集電片9之前端的負極支援導線15在保持電性連接之狀態下被固定。
正極導線3與正極支援導線14的電性連接,以及負極導線4與負極支援導線15的電性連接,係使用如雷射熔接、超音波接合、電阻熔接之方法來進行即可。理想為藉由超音波接合來連接。
蓋子5係具有矩形形狀。蓋子5係於容器1的開口部,例如以雷射進行流縫熔接。蓋子5係由如鋁、鋁合金、鐵或不銹鋼之金屬形成即可。蓋子5與容器1係由相同種類的金屬形成為佳。
於蓋子5係具備用以開放電池內部之壓力的安全閥21。安全閥21係矩形狀的凹部。於凹部的底面設置有十字溝22。溝22之處較薄。安全閥的形狀係不限定於此,如可因容器內的壓力而破損,將氣體放出至外部的話,作為任何形狀皆可。
墊片13係例如由聚丙烯(PP)、熱可塑性氟樹脂等形成。作為熱可塑性氟樹脂,例如可舉出四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)等。
正極端子6及負極端子7係例如由鋁或鋁合金所形成。再者,作為負極活性物質,使用碳系材料的鋰離子二次電池之狀況中,作為正極端子的材料,可使用鋁或鋁合金,作為負極端子的材料,可使用如銅、鎳或被鍍鎳之鐵的金屬。
正極導線3係由導電材料所形成。於其材料,例如可使用鋁或鋁合金,但是,可依據正極活性物質的種類來適切變更。
負極導線4係由導電材料所形成。於其材料,在負極活性物質是鈦酸鋰時,可使用鋁或鋁合金,但是,可配合負極活性物質的種類來適切變更。
例如,搭載於電力汽車之狀況等,從外部對非水電解質二次電池施加震動或衝擊力時,在容器1內電極群2會震動,此震動經由正負極集電片8、9及正負極導線3、4而傳達至蓋子5。但是,前述第1實施形態的非水電解質二次電池,係正負極導線3、4具備震動吸收部3c、4c,故可利用震動吸收部3c、4c來吸收震動。為此,可抑制震動傳達至蓋子5,結果,可抑制設置於蓋子5之安全閥21因為震動而破損。又,第1實施形態的電池係震動不會傳達至蓋子,沒有安全閥破損之虞,故可超音波接合正負極集電片8、9與正負極導線3、4的集電片接合部3b、4b。藉此,不需要將中間導線熔接於集電片的工程,可減少製造工程的數量。又,因不需要中間導線,故可減少零件數量,可提升電池的重量能量密度。
第1實施形態的電池所使用之導線係可達成以下計算式(1)之形狀為佳。
0.12≦X1/Y1≦0.2 (1)
於此,X1係表示震動吸收部3c、4c之與集電片8、9的延伸方向正交之方向的長度。於此,Y1係表示震動吸收部3b、4b之與集電片8、9的延伸方向正交之方向的長度。使用圖2來說明時,X1係震動吸收部3c(4c)之長邊方向的長度。Y1係集電片接合部3b(4b)之長邊方向的長度。
X1/Y1為0.2以下的震動吸收部係剛性較低,可充分吸收震動。藉由將X1/Y1設為0.12以上,可適切維持導線的強度。
使用達成前述計算式(1),且具有沿著隔開震動吸收部與蓋子接合部之邊而被折彎之形狀的導線,藉此,更可抑制電極群的震動經由集電片而傳達至蓋子。因此,更可抑制安全閥破損。又,前述形狀的導線係即使相較於不具有震動吸收部的導線,阻抗值也幾乎沒有變化,可提供優良的電池性能。
再者,震動吸收部之長邊方向的長度係對於維持導線之強度來說具有充分長度為佳。藉此,可防止導線破損。
與震動吸收部之長邊方向正交的方向之長度M1係並不特定限定,例如設為0.8~0.12mm為佳。M1之值越大越可抑制震動的傳達。M1之值係可依存於設置導線的空間,與導線的強度來適切決定。
如圖2所示,如X1、Y1、蓋子接合部3a(4a)之長邊方向的長度(W1)、與蓋子接合部3a(4a)之長邊方向正交的方向之長度(R1)、及與集電片接合部3b(4b)之長邊方向正交的方向之長度(Z1)的導線之尺寸,並不特別限定,可依存於電池及電極的大小等來適切決定。
導線的厚度係並不特別限定,例如可設為0.5~1mm。導線的厚度越厚,越可抑制震動的傳達。導線的厚度係可依存於設置導線的空間,與導線的強度來適切決定。
依據以上之實施形態,可提供防止因為震動傳達至電池的蓋子而設置於蓋子的安全閥破損的非水電解質電池。
(第2實施形態)
接著,針對第2實施形態的非水電解質二次電池,參照圖3來說明。再者,圖3所示之構件中,針對與前述之圖1及圖2說明者相同構件,附加相同符號而省略說明。於圖4揭示在圖3的電池中使用之正負極導線3、4的立體圖。
正負極導線3(4)係具有蓋子接合部3a(4a)、集電片接合部3b(4b)、震動吸收部3c(4c)。震動吸收部3c(4c)係具有略四角形狀,以沿著容器1之短邊方向的側面之方式配置。蓋子接合部3a(4a)係具有長方形狀,從震動吸收部3c(4c)往垂直方向延伸。蓋子接合部3a(4a)係利用沿著震動吸收部3c(4c)的第1邊23(在圖4中為上邊)而折彎來設置。集電片接合部3b(4b)係具有長方形狀,從震動吸收部3c(4c)往垂直方向延伸。集電片接合部3b(4b)係利用沿著震動吸收部3c(4c)的第2邊24而折彎來設置。第1邊23與第2邊24係相互鄰接之邊。蓋子接合部3a(4a)與集電片接合部3b(4b)係往相同方向延伸。於蓋子接合部3a(4a)與集電片接合部3b(4b)之間,存在有間隙25,蓋子接合部3a(4a)與集電片接合部3b(4b)並不直接接觸。
蓋子接合部3a係具有貫通孔3e。此貫通孔3e係正極端子6之軸部的安裝孔。蓋子接合部4a係具有貫通孔4e。此貫通孔4e係負極端子7之軸部的安裝孔。
如圖5所示,正負極導線3、4係經由未圖示之內部決緣體,與蓋子5重疊,藉由正負極端子6、7鉚接固定。具體來說,以正極導線3的蓋子接合部3a、內部絕緣體(在圖5中省略圖示)及蓋子5的順序來重疊,正極端子6的軸部插入內部絕緣體的貫通孔及蓋子接合部3a的貫通孔3e。正極導線3係以集電片接合部3b的長邊方向與蓋子5的長邊方向為相同方向,且震動吸收部3c之面略平行於蓋子5的短邊方向之方式配置。以負極導線4的蓋子接合部4a、內部絕緣體(在圖5中省略圖示)及蓋子5的順序來重疊,負極端子7的軸部插入內部絕緣體的貫通孔及蓋子接合部4a的貫通孔4e。負極導線4係以集電片接合部4b的長邊方向與蓋子5的長邊方向為相同方向,且震動吸收部4c之面略平行於蓋子5的短邊方向之方式配置。
如圖6所示,正負極集電片8、9係分別被挾持於折彎成U字或ㄈ字狀的正負極支援導線14、15。正負極支援導線14、15係與正負極集電片8、9一起與矩形板狀的中間導線17接合。正負極支援導線14、15與中間導線17係利用如雷射熔接、超音波接合及電阻熔接之方法來接合即可,但是,超音波接合為佳。
正負極集電片8、9與支援導線14、15係接合於中間導線17一方之面。中間導線17之另一方之面係如圖3所示,與正負極導線的集電片3b、4b接合。正負極導線3、4與中間導線17係利用如雷射熔接、超音波接合及電阻熔接之方法來接合即可。
在本實施形態中所用之正負極導線3、4係如圖4所示,沿著隔開震動吸收部3c(4c)與蓋子接合部3a(4a)之第1邊23,與鄰接第1邊23,隔開震動吸收部3c(4c)與集電片接合部3b(4b)之第2邊24而被折彎,且於蓋子接合部3a(4a)與集電片接合部3b(4b)之間具有間隙25。藉由此種形狀,可一邊保持容器1內收納之簡潔大小,一邊充分擴大接合正負極導線3、4與蓋子5之處,與接合正負極導線3、4與正負極集電片8、9之處的距離,可抑制震動的傳達。使用此種正負極導線3、4之第2實施形態的非水電解質二次電池,係抑制電極群2的震動經由正負極集電片8、9及正負極導線3、4而傳達至蓋子5,因此,可抑制安全閥的破損。又,震動不會傳達至蓋子,沒有安全閥破損之虞,故可超音波接合正負極集電片8、9與正負極導線的集電片接合部3b、4b。藉此,可降低製造工程數量與零件數量。
又,具有前述之形狀的正負極導線3(4)係震動吸收部3c(4c)的面積較大,故導線較難破損。
再者,圖4所示之正負極導線3(4)係於震動吸收部3c(4c)的第1邊與第2邊相交之角附近具有切口部26,但是,並不限於此,作為不具有切口部的形狀亦可。
如圖4所示,導線的尺寸,包含集電片接合部3b(4b)與集電片8、9的延伸方向正交之方向的長度(Z2)、集電片接合部3b(4b)之集電片8、9的延伸方向之長度(Y2)、蓋子接合部3a(4a)與集電片的延伸方向正交之方向的長度(W2)、與震動吸收部3c(4c)的第1邊平行之長度(Q2)、及與震動吸收部3c(4c)中切口部26所位於之處的第1邊平行之長度(R2)。再者,W2係蓋子接合部3a(4a)之長邊方向的長度,與容器1的長邊方向相同之方向的長度。該等導線的尺寸並不特別限定,可依存於電池及電極的大小等來適切決定。
導線的厚度係並不特別限定,例如可設為0.5~1mm。導線的厚度越厚,越可抑制震動的傳達。導線的厚度係可依存於設置導線的空間,與導線的強度來適切決定。
接著,參照圖7及8來說明第2實施形態的非水電解質二次電池之其他樣態。在本樣態的電池中,使用圖4所示之形狀的正負極導線3、4。正負極導線3、4係如圖5所示,固定於蓋子5。在本樣態的電池中,正負極導線3、4係如圖7所示,不經由中間導線而與正負極支援導線14、15接合。
如圖8所示,正負極集電片8、9係分別被挾持於折彎成U字或ㄈ字狀的正負極支援導線14、15。如圖7所示,正負極支援導線14、15的一方之面,與正負極導線3、4的集電片接合部3b、4b接合。接合係利用如雷射熔接、超音波接合及電阻熔接之方法來接合即可,但是,超音波接合為佳。
先前,超音波接合正負極導線3、4與正負極支援導線14、15時,其震動會傳達至蓋子,有安全閥破損之虞。然而,本實施形態的電池因為可抑制傳達至蓋子的震動,故可藉由超音波接合來接合正負極導線3、4與正負極支援導線14、15。結果,可降低製造工程數量與零件數量。
依據以上之實施形態,可提供防止因為震動傳達至電池的蓋子而設置於蓋子的安全閥破損的非水電解質電池。
(第3實施形態)
接著,針對第3實施形態的非水電解質二次電池,參照圖3及9來說明。再者,圖9所示之構件中,針對與前述之圖4說明者相同構件,附加相同符號而省略說明。
如圖9所示,在第3實施形態的非水電解質電池中所用之正負極導線3(4)係具有與第2實施形態的正負極導線3(4)相同之形狀,但是進而具有與第2邊24連接之第2震動吸收部3d(4d)。第2震動吸收部3d(4d)係設置於接合集電片接合部3b(4b)與正負極集電片8、9或中間導線之處,與震動吸收部3c(4c)之間。換句話說,第2震動吸收部3d(4d)係無法設置於集電片接合部3b(4b)與正負極集電片8、9或中間導線接合之處。
第3實施形態的電池所使用之正負極導線係可達成以下計算式(2)之形狀為佳。
0.5≦X2/Y2≦1 (2)
於此,X2係表示第2震動吸收部3d(4d)之與集電片8、9的延伸方向正交之方向的長度。Y2係表示前述集電片接合部3b(4b)之與集電片8、9的延伸方向正交之方向的長度。參照圖9進行說明時,X2係表示正交於第2震動吸收部3d(4d)之長邊方向的長度,Y2係表示與集電片接合部3b(4b)的長邊方向正交之長度。再者,第2震動吸收部3d(4d)的長邊方向係與集電片接合部3b(4b)的長邊方向相同之方向。
X2/Y2未滿1的震動吸收部係剛性較低,可吸收震動。藉由將X2/Y2設為0.5以上,可適切維持導線的強度。
具有前述形狀的導線係雖然為可收納於容器1內之小型的形狀,但是,接合導線與蓋子之點,和接合導線與集電片之點的距離較大。除此之外,因具有第2震動吸收部3d(4d),更加可抑制震動的傳達。因此,藉由使用具有前述形狀的導線,可抑制電極群的震動經由集電片而傳達至蓋子。因此,可抑制安全閥破損。又,震動不會傳達至蓋子,沒有安全閥破損之虞,故可超音波接合正負極集電片8、9與正負極導線3、4的集電片接合部3b、4b。
再者,第2震動吸收部3d(4d)之長邊方向的長度M2係並不特別限定,例如可設為4~8mm。M2之值越大越可抑制震動的傳達。M2之值係可依存於導線的強度而適切決定。
導線的尺寸係如圖9所示,包含集電片接合部3b(4b)之與集電片8、9的延伸方向正交之方向的長度(Z2)、蓋子接合部3a(4a)之與集電片的延伸方向正交之方向的長度(W2)、震動吸收部3c(4c)之與其第1邊平行之方向的長度(Q2)、及與震動吸收部3c(4c)的切口部26所位於之處的第1邊平行之方向的長度(R2)。再者,W2係蓋子接合部3a(4a)之長邊方向的長度,與容器1的長邊方向相同之方向的長度。導線的尺寸並不特別限定,可依存於電池及電極的大小等來適切決定。
導線的厚度係並不特別限定,例如可設為0.5~1mm。導線的厚度越厚越可抑制震動的傳達,並可依存於設置導線的空間,與導線的強度來適切決定。
(第4實施形態)
接著,針對第4實施形態的角型非水電解質電池進行說明。如圖10A、10B、10C所示,此電池係具有容器31、收納於容器31內的電極群32、收容於容器31內的非水電解液(未圖示)、封堵容器31之開口部的蓋子33、設置於蓋子33的正極端子34以及負極端子35。容器31係成有底角筒形狀,例如可由鋁、鋁合金、鐵或不銹鋼等之金屬所形成的外裝罐。
電極群32係包含正極(未圖示)、負極(未圖示)、配置於正極及負極之間的分隔板(未圖示),具有扁平形狀。電極群32係例如藉由於正極與負極之間將挾持分隔板而捲繞成漩渦狀之後,將整體加壓成形成扁平形狀來製造。
如圖10B所示,蓋子33的底部36係在以從底面到段部37為止的厚度規定之部分,配置於容器31的開口部內。位於比蓋子33之底部36更上方的部分,係比底部更突出於外側的段部37(以下稱為緣部37)。又,蓋子33係具有往外面側(亦即上面側)凸狀突出的正極端子34與貫通孔。於貫通孔係鉚接固定負極端子35。蓋子33係例如可由鋁、鋁合金、鐵或不銹鋼等之金屬所形成。蓋子33與容器31係由相同種類的金屬形成為佳。
如圖10B、10C所示,負極端子35具有鉚釘形狀。具體來說,具有頭部35a、從頭部35a延伸之軸部5b。負極端子35係經由絕緣墊片39而鉚接固定於蓋子33的貫通孔。
矩形的絕緣板40配置於蓋子33的底面。又,絕緣板40係具有貫通孔,於其貫通孔鉚接固定有負極端子35的軸部35b。
矩形的負極導線41配置於絕緣板40的下面。又,負極導線41係具有貫通孔,於其貫通孔鉚接固定有負極端子35的軸部35b。
負極槽42係一端與電極群32的負極電性連接,且另一端與負極導線41電性連接。藉由具有此種構造,電極群32的負極經由負極槽42與負極導線41,與負極端子35電性連接。
負極端子35、負極導線41及負極槽42係由導電材料形成,其材質係配合負極活性物質而變更。負極活性物質為鈦酸鋰時,可使用鋁或鋁合金。
矩形的正極導線43係藉由固定於蓋子33的底面而與正極端子34電性連接。正極槽44係一端與電極群32的正極電性連接,且另一端與正極導線43電性連接。藉由具有此種構造,電極群32的正極經由正極槽44與正極導線43,與正極端子34電性連接。
正極導線43與正極槽44係由導電材料所形成,其材質係依據正極活性物質所變更者,例如可使用鋁、鋁合金。
蓋子33係底部36配置於容器31的開口部內,且緣部37配置於容器31的側壁上端31a上。蓋子33的緣部37係雷射流縫熔接於容器31的側壁上端31a。藉此,容器31利用蓋子33被氣密封止。
以下,說明第4實施形態之角形電池的製造方法。
首先,於容器31內,收納電極群32及其他必要構件。又,於蓋子33的貫通孔插入絕緣墊片39之後,將負極端子35的軸部35b插入絕緣墊片39,與絕緣板40及負極導線41的貫通孔,藉由鉚接加工而使負極端子35的軸部35b擴徑變形。藉此,於蓋子33的貫通孔,負極端子35的軸部35b經由絕緣墊片39而鉚接固定,並且於負極端子35的軸部35b,鉚接固定絕緣板40及負極導線41。
使用正極槽44來電性連接電極群32的正極與蓋子33的正極端子34,並且使用負極槽42來電性連接電極群32的負極與蓋子33的負極端子35。電性連接的方法係例如可舉出雷射熔接、超音波接合、電阻熔接等。
接著,將蓋子33的底部36插入容器31的開口部內,並且將蓋子33的緣部37配置於容器31的側壁上端31a。從熔接用器具45將雷射光照射至蓋子33的緣部37,進行雷射流縫熔接。照射的方向L係與於容器31的側壁上端31a重疊蓋子33的緣部37之面垂直。結果,蓋子33的緣部37雷射流縫熔接於容器31的側壁上端31a。
在將負極端子35鉚接固定於蓋子33時,負極端子35不僅於軸方向被加壓而擴徑變形,其加壓力也會施加至貫通孔的周圍。為此,蓋子33的長邊側面以對應貫通孔之處為中心,往外側彎曲。將如此變形之蓋子33的底部36插入至容器31的開口部內時,蓋子33的底部36與容器31的開口部周圍不會密接而產生間隙。然而,蓋子33的緣部37係4邊都配置於容器31的側壁上端31a上,緣部37可覆蓋容器31的開口部。為此,蓋子33的底部36與容器31的開口部,亦即側壁內面之間的間隙不露出於外部。又,對於緣部37與容器31之側壁上端31a的重疊面,從垂直方向照射雷射而加以熔接,藉此,可降低起因於間隙的熔接不良,可利用蓋子33保持良好氣密性地封止容器31。又進而,因為僅將蓋子33的緣部37配置於容器31的側壁上端31a,即可決定相對於容器31的蓋子33之位置,故可縮小電池之總高度及正負極端子之高度等的尺寸之每一產品的誤差。
又,於容器31的側壁上端31a上配置蓋子33的緣部37,對於緣部37與容器31的重疊面,從垂直方向,亦即從緣部37的上面照射雷射,進行所謂上方熔接,藉此,可利用容器31之厚度程度的熔接滲透深度來達成防止裂痕與減低噴濺,可取得充分的耐壓強度。例如,在容器31的厚度(亦即罐子厚度)為0.5mm時,需要0.5mm程度的熔接滲透。但是,蓋子33與容器31的熔接部之耐壓強度,係可藉由容器31的厚度及設置於蓋子33之安全閥的作動壓力來調整。因此,不一定需要容器31之厚度以上的熔接滲透,0.5mm以下的熔接滲透深度亦可。又,上方熔接時,熔接裝置可進行2軸控制,易於提升加工速度,可抑制設備成本。
另一方面,在對於蓋子33之緣部37與容器31之側壁上端31a的重疊面,從水平方向進行熔接,所謂橫方向熔接時,在未達容器31之厚度的熔接滲透深度中,有緣部37不會完全熔接滲透,易於產生裂痕之問題。
亦即,需要容器31之厚度以上的熔接滲透。例如,在容器31的厚度為0.5mm時,需要0.5mm以上的熔接滲透。又,在橫方向熔接時,熔接裝置為3軸控制,難以提升加工速度,設備成本也會變高。
因此,對於緣部37與容器31的重疊面從垂直方向照射雷射之狀況,相較於對於重疊面從水平方向照射雷射之狀況,可減少熔接滲透深度。因此,可將雷射輸出設定為較低,在抑制噴濺產生量及提升加工速度的觀點上有利。
在雷射熔接後,從設置於蓋子33之電解液的注液口(未圖示)注入電解液,之後,以封止蓋(未圖示)來封止注液口,藉此取得角形非水電解質電池。依據此種製造方法,可提升熔接良率。
蓋子33之緣部37的厚度T係設為容器31的厚度以下為佳,進而理想範圍為0.5mm以下。藉此,可將在上方熔接中所需之緣部37的完全溶接滲透深度,設為比容器31的厚度薄,例如0.5mm以下,故可更降低雷射輸出。
容器31的厚度係只要是緣部37的厚度以上,並不特別限定。
熔接係例如可使用如二氧化碳雷射及YAG雷射之雷射光線來進行。
再者,在於負極活性物質使用碳系材料的鋰離子二次電池之狀況中,一般,作為正極端子、正極導線及正極槽等的材料,使用鋁或鋁合金,作為負極端子、負極導線及負極槽等的材料,使用如銅、鎳及被鍍鎳之鐵的金屬。
在第4實施形態中,作為正極端子34而使用蓋子33的一部份,且將負極端子35以鉚接固定來安裝於蓋子33,但是,作為負極端子35而使用蓋子33的一部份,且將正極端子34以鉚接固定來安裝於蓋子33亦可。或者,也可將正負極端子4、5雙方以鉚接固定來安裝於蓋子33。
又,根據以上實施形態,可提升具備具有以鉚接固定來安裝的電極端子之蓋子的角形電池及其製造方法之熔接良率。
(第5實施形態)
於圖11A、11B、11C揭示關於第5實施形態之角形非水電解質電池的範例。
圖11係第5實施形態之角形電池的俯視圖,圖11B係於長邊方向切斷該電池時之要部的剖面圖,圖11C係於短邊方向切斷該電池時之要部的剖面圖。關於本實施形態的電池係除了蓋子的形狀與正極端子的安裝方法不同之外,具有與關於第4實施形態之角形非水電解質電池相同的構造。以下,針對第5實施形態的電池,與在第4實施形態中所用者相同之構件附加相同符號,省略其說明。
關於本實施形態的電池係如圖11A、11B、11C所示,與負極端子35一起,正極端子34也鉚接固定於蓋子33。
如圖12A、12B、12C所示,蓋子33係具有鉚接固定負極端子35的貫通孔38,與鉚接固定正極端子34的貫通孔46。如圖12A所示,蓋子33的底部36係於長邊方向的兩側面中具有4個凹部47。此4個凹部47係以與貫通孔38或46於蓋子33的短邊方向成為一列之方式配置。藉此,底部36之短邊方向的寬度係橫跨貫通孔38、46的部份相較於其他較短。
於圖13A、13B、13C揭示封口構件。此封口構件係將正負極端子34、35藉由鉚接固定來安裝於圖12A、12B、12C所示之形狀的蓋子33。封口構件係包含蓋子33、正負極端子34與35、絕緣墊片39、絕緣板40、正負極導線43與41。
如圖13B所示,正極端子34具有鉚釘形狀。具體來說,具有頭部34a、從頭部34a延伸之軸部34b。正極端子34係經由絕緣墊片39而鉚接固定於蓋子33的貫通孔46。又,於正極端子34的軸部34b,鉚接固定有配置於蓋子33的底面之矩形的絕緣板40,與配置於絕緣板40的下面之矩形的正極導線43。藉由具有此種構造,電極群32的正極經由正極槽44與正極導線43,與正極端子34電性連接。
又,如圖13B、13C所示,負極端子35具有鉚釘形狀。具體來說,具有頭部35a、從頭部35a延伸之軸部35b。負極端子35係經由絕緣墊片39而鉚接固定於蓋子33的貫通孔38。又,於負極端子35的軸部35b,鉚接固定有配置於蓋子33的底面之矩形的絕緣板40,與配置於絕緣板40的下面之矩形的負極導線41。藉由具有此種構造,電極群32的負極經由負極槽42與負極導線41,與負極端子35電性連接。
如圖13A所示,將本實施形態的蓋子33鉚接固定正負極端子34、35的話,蓋子33的底部36會變形,於對應貫通孔46、38的位置產生凸部47’。但是,因預測此凹部47’的變形量而製作凹部47,故凹部47’會收容於凹部47的範圍內。因此,將蓋子33的底部36插入至容器31的開口部內時,可減低產生於蓋子33的底部36與容器31的開口部周圍之側壁之間的間隙。又,因蓋子33具有緣部37,故緣部37可覆蓋容器31的開口部。為此,產生於蓋子33的底部36與容器31的開口部周圍側壁之間的間隙不露出於外部。結果,更可減低起因於蓋子33與容器31的間隙之熔接不良。又,因使鉚接固定所致之蓋子33的底部36之變形在凹部47內產生,而減低蓋子33的變形,更可縮小電池的總高度及正負極端子的高度等之尺寸的每一產品的誤差。對於從角形電池組合電池組來說,必須於設置於蓋子33之正負極端子34、35雷射熔接匯流條。依據第5實施形態,因為可減少電池高度的誤差,可提升在製造電池組時之雷射熔接的良率。
再者,在第4、第5實施形態中所用的蓋子係將比底部更位於上部之部分全部設為緣部,但是,並不限定於此形狀者,例如,也可於緣部上面設置比緣部面積更小的段部。
又,根據以上實施形態,可提升具備具有以鉚接固定來安裝的電極端子之蓋子的角形電池及其製造方法之熔接良率。
(正極)
針對在第1~第5實施形態中所用之正極進行說明。正極可藉由將包含正極活性物質的漿液塗佈於集電體來製作。作為正極活性物質,並未特別限定,但是,可使用可吸附放出鋰的氧化物或硫化物、聚合物等。理想之活性物質的範例,包含可取得高正極電位的鋰錳複合氧化物、鋰鎳複合氧化物、鋰鈷複合氧化物、及磷酸鐵鋰。集電體係例如可由鋁箔或鋁合金箔所形成。
(負極)
針對在第1~第5實施形態中所用之負極進行說明。負極可藉由將包含負極活性物質的漿液塗佈於集電體來製作。作為負極活性物質,並未特別限定,但是,可使用可吸附放出鋰的金屬氧化物、金屬硫化物、金屬氮化物、合金、碳等。理想為鋰離子的吸附放出電位對於金屬鋰電位,貴0.4V以上的物質。具有此種理離子吸附放出電位的負極活性物質,係抑制鋁或鋁合金,與鋰的合金反應。因此,於負極集電體及關聯負極的構成構件,可使用鋁或鋁合金。此種負極活性物質的範例,包含鈦氧化物、鋰鈦氧化物、鎢氧化物、非晶質錫氧化物、錫矽氧化物、及氧化矽。尤其以鋰鈦氧化物為佳。集電體係例如可由鋁箔或鋁合金箔所形成。
(分隔板)
針對在第1~第5實施形態中所用之分隔板進行說明。作為分隔板,例如可使用微多孔性的膜、織布、不織布、該等的層積物。層積物可由相同材料形成亦可,或由異種材料形成亦可。形成分隔板之材料的範例,包含聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、及乙烯-丁烯共聚物。
(電解液)
針對在第1~第5實施形態中所用之電解液進行說明。作為電解液,使用非水電解液。非水電解液可藉由使如鋰鹽之電解質溶解於非水溶媒來調製。非水溶媒的範例,包含乙烯碳酸酯(EC)、丙烯碳酸酯(PC)、丁二醇碳酸酯(BC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲基乙酯(EMC)、γ-丁內酯(γ-BL)、環丁碸、乙腈、1,2-二甲氧基乙烷、1,3-二甲基丙烷、二甲基醚、四氫呋喃(THF)、及2-甲基四氫呋喃。非水溶媒可單獨使用,也可兩種以上混合使用。電解質的範例,包含如過氯酸鋰(LiClO4 )、六氟化磷酸鋰(LiPF6 )、四氟化硼酸鋰(LiBF4 )、六氟化砷化鋰(LiAsF6 )、及三氟甲基磺酸鋰(LiCF3 SO3 )的鋰鹽。電解質可單獨使用,也可兩種以上混合使用。對於電解質之非水溶媒的溶解量,係0.2mol/L~3mol/L的範圍為佳。
[實施例] <試驗1>
以下,說明本發明的實施例。製作接合固定於蓋子的導線,與挾持從電極群延伸出之集電片的支援導線之試驗品。為了試驗對蓋子施加震動,安全閥是否會破損,而超音波接合導線與支援導線。
(試驗品1)
使用鋁來製作使用於第1實施形態的電池,圖2所示之形狀的導線。導線的尺寸係X1為3.5mm,Y1為25.5mm,Z1為5.5mm,W1為13.5mm,R1為7.0mm,M1為0.8mm,厚度為0.8mm。X1/Y1係0.137。
藉由輸出端子來鉚接固定導線的蓋子接合部與蓋子。接著,超音波接合來接合導線的集電片接合部,與挾持正負極各集電片的支援導線,藉此製作樣品。
超音波接合機使用BRANSON公司製MODEL 2000。接合試驗體係A1050-H 0.8mmt,牛角形狀為兩個山峰(節距3.6mm)。加壓為450N,振幅為80%,試驗時間(接合時間)為0.5秒。
超音波接合的結果,試驗之100個樣品任一的安全閥都未產生破損。
又,測定導線之蓋子接合部的中央與集電片接合部的中央之間的電阻值,計算出平均值,為0.13mΩ。於表1揭示試驗條件與測定結果。
(試驗品2)
除了使用X1為5.0mm,X1/Y1為0.196的導線之外,其他與試驗品1同樣進行試驗。超音波接合的結果,試驗之100個樣品中,兩個樣品的安全閥產生破損。導線的電阻值係0.12mΩ。於表1揭示試驗條件與測定結果。
(試驗品3)
除了使用X1為2.0mm,X1/Y1為0.078的導線之外,其他與試驗品1同樣進行試驗。試驗品3係預定針對100個樣品來進行試驗,但是,從試驗開始,30個任一皆在超音波接合時導線破損,故以30個結束試驗。導線的電阻值係0.14mΩ。於表1揭示試驗條件與測定結果。
(比較例1)
使用圖14所示之形狀的導線來製作比較例1。此導線具有蓋子接合部103(a)、集電片接合部103(b)、連結蓋子接合部103(a)與集電片接合部103(b)的連結部103(c),並具有沿著隔開連結部103(c)與蓋子接合部103(a)之邊而折彎成略直角之形狀。
蓋子接合部103(a)之長邊方向的長度A1為20.5mm,與蓋子接合部103(a)的長邊方向正交之長度A2為7.0mm,集電片接合部103(b)之長邊方向的長度B1為25.5mm,與集電片接合部103(b)的長邊方向正交之長度B2為5.5mm,連結部103(c)之長邊方向的長度C1為7.5mm,與連結部103(c)的長邊方向正交之長度C2為0.9mm,厚度為0.8mm。C1/B1為0.57。除了使用此種形狀的導線之外,與試驗品1同樣進行試驗。
比較例1在試驗之100個樣品中,78個樣品的安全閥產生破損。導線的電阻值係0.11mΩ。於表1揭示試驗條件與測定結果。
如表1所示,使用X1/Y1在0.12以上0.2以下的範圍之導線的試驗品1及2,相較於比較例1,顯示出破損比較少產生,震動難以傳達至蓋子。又,試驗品1及2的導線,電阻值與比較例1所示之不具有震動吸收部的導線幾乎相同,顯示不會影響電池性能。另一方面,根據試驗品3的導線在超音波接合時破損之狀況,顯示X1/Y1未滿0.12的導線強度較低。
<試驗2>
改變超音波接合的條件來進行試驗。
(試驗品4)
除了將超音波結合時的加壓設為1000N,振幅設為90%,試驗時間(接合時間)設為1秒之外,使用與試驗品1相同的導線來製作樣品。超音波接合的結果,試驗之100個樣品中,3個樣品的安全閥產生破損。導線的電阻值係0.13mΩ。於表2揭示試驗條件與測定結果。
(試驗品5)
使用鋁來製作使用於第2實施形態的電池,圖4所示之形狀的導線。導線的尺寸係Y2為5.5mm,Z2為21mm,W2為13.5mm,R2為8.0mm,Q2為8.5mm,厚度為0.8mm。超音波接合的條件係與試驗品4相同。
超音波接合的結果,試驗之100個樣品任一的安全閥都未產生破損。導線的電阻值係0.15mΩ。於表2揭示試驗條件與測定結果。
(試驗品6)
使用鋁來製作使用於第3實施形態的電池,圖9所示之形狀的導線。導線的尺寸係X2為4.5mm,M2為5.8mm。X2/Y2係0.818。其他尺寸與在試驗品5中所用之導線相同。超音波接合的條件係與試驗品4相同。
超音波接合的結果,試驗之100個樣品任一的安全閥都未產生破損。導線的電阻值係0.15mΩ。於表2揭示試驗條件與測定結果。
(試驗品7)
除了X2為3.0mm,X2/Y2為0.545之外,使用與試驗品6同樣之尺寸的導線。超音波接合的條件係與試驗品4相同。
超音波接合的結果,試驗之100個樣品任一的安全閥都未產生破損。導線的電阻值係0.16mΩ。於表2揭示試驗條件與測定結果。
(試驗品8)
除了X2為2.0mm,X2/Y2為0.364之外,使用與試驗品6同樣之尺寸的導線。超音波接合的條件係與試驗品4相同。
試驗品8係預定針對100個樣品來進行試驗,但是,從試驗開始,30個任一皆在超音波接合時導線破損,故以30個結束試驗。導線的電阻值係0.17mΩ。於表2揭示試驗條件與測定結果。
(比較例2)
除了使用與比較例1相同之導線之外,與試驗品4同樣進行試驗。比較例2係試驗之100個樣品任一的安全閥都產生破損。導線的電阻值係0.11mΩ。於表2揭示試驗條件與測定結果。
試驗品4係相較於比較例2,破損的產生較少,顯示即使以高壓力及振幅,進行超音波接合,也可抑制傳達至蓋子的震動。
又,使用X2/Y2為0.5以上之導線的試驗品5~7也未產生破損,顯示即使以高壓力及振幅,長時間進行超音波接合,也可抑制傳達至蓋子的震動。
另一方面,根據試驗品8的導線在超音波接合時破損之狀況,顯示X2/Y2未滿0.5的導線強度較低。
<試驗3>
使用與試驗品1、試驗品6及比較例1相同的導線,以相同流程製作樣品,並產品確認是否產生安全閥的破損。超音波接合係加壓力535N,振幅36μm,接合時間為0.8秒/1次。並於表3揭示其結果。
如表3所示,使用試驗品1及6的樣品,係500個樣品全部的安全閥都未產生破損。另一方面,使用比較例1之導線的樣品,在300個樣品中有102個樣品的安全閥產生破損。
<試驗4> (實施例1)
以第4實施形態的方法來製造20個角形非水電解質電池。再者,角形非水電解質電池係除了將正極端子34如圖11所示以鉚接固定來安裝於蓋子33之外,具有圖10所示構造。又,於容器31係使用由JIS規格之A3003的鋁合金所成,板厚為0.5mm者。於蓋子33係使用由JIS規格之A3003的鋁合金所成,緣部37的厚度為0.2mm,總厚度1.1mm者。
(實施例2)
除了將緣部37的厚度變更為0.4mm之外,與實施例1相同,製造20個角形非水電解質電池。
(比較例3)
如圖15所示,使用未設置緣部37的蓋子33。將正負極端子34、35鉚接固定於此蓋子33的貫通孔46、38時,如圖16所示,蓋子33之長邊方向的兩側面中與貫通孔46、38對應之處會往外側彎曲。如圖17A所示,將兩側面歪曲變形之蓋子33嵌入容器31的開口部內。接著,如圖17B所示,從熔接用器具45,將雷射光與蓋子33之側面和容器31之開口部(亦即,側壁內面)的重疊面平行照射,進行雷射流縫熔接。
除了前述之外,與實施例1相同,製造20個角形非水電解質電池。於圖17C揭示於短邊方向切斷比較例3的角形電池時的剖面圖。
針對實施例1、2及比較例3的電池,測定雷射熔接後的蓋子33上面之場所所致之高度的差平均(母數n=20)。測定高度之處,係蓋子33的中央部(例如圖17A所示之C部)、蓋子33之長邊方向的單端(例如圖17A所示之A部)、另一方的端部(例如圖17A所示之B部)的三點。以蓋子33之中央部C的高度為基準,比較此高度與A部及B部的高度。A部及B部的高度比基準的高度還低時,以負值在表4表示其差分,在比基準的高度還高時,則以正值在表4表示其差分。
由表4可知依據使用不具有緣部之蓋子的比較例3,以蓋子中央部C的高度為基準時,兩端部A、B的高度較低0.1mm程度,中央部C成為凸狀。又,如圖17A所示,因蓋子33之側面形狀並未與容器31之開口部的形狀一致,故蓋子33與容器31之間存在間隙。
相對於此,在使用具有緣部之蓋子的實施例1、2中,於緣部厚度為0.2mm的實施例1及0.4的實施例2雙方中,A、B部的高度良好地收容於±0.01mm的範圍內。
<試驗5> (比較例4)
如圖18所示,使用長邊側面中與貫通孔46、38對應之4處48內側凹陷,且不設置緣部37的蓋子33。將正負極端子34、35鉚接固定於此蓋子33的貫通孔46、38時,如圖19所示,蓋子33之長邊方向的兩側面中與貫通孔46、38對應之處會稍微往外側彎曲。如圖20A所示,將兩側面歪曲變形之蓋子33嵌入容器31的開口部內。接著,如圖20B所示,從熔接用器具45,將雷射光與蓋子33之側面和容器31之開口部(亦即,側壁內面)的重疊面平行照射,進行雷射流縫熔接。
除了前述之外,與實施例1相同,製造角形非水電解質電池。於圖20C揭示於短邊方向切斷比較例4的角形電池時的剖面圖。
如圖20A所示,因容器31之開口部周圍的側壁與蓋子33的側面之間存在間隙,故產生不良熔接。
再者,本發明並不完全限定於前述實施形態,在實施階段中可在不脫出其要旨的範圍,改變構成要件而具體化。又,可藉由前述實施形態所揭示之複數構成要件的適切組合,形成各種發明。例如,從實施形態所示之整體構成要件刪除幾個構成要件亦可。進而,適切組合涵蓋不同實施形態之構成要件亦可。
1‧‧‧容器
2‧‧‧電極群
3‧‧‧正極導線
4‧‧‧負極導線
5‧‧‧蓋子
6‧‧‧正極端子
7‧‧‧負極端子
8‧‧‧正極集電片
9‧‧‧負極集電片
10‧‧‧封口構件
14‧‧‧正極支援導線
15‧‧‧負極支援導線
13‧‧‧墊片
17‧‧‧中間導線
21‧‧‧安全閥
31‧‧‧容器
31a‧‧‧容器的側壁上端
32‧‧‧電極群
33‧‧‧蓋子
34‧‧‧正極端子
35‧‧‧負極端子
36‧‧‧底部
37‧‧‧緣部
38,46‧‧‧貫通孔
39‧‧‧絕緣墊片
40‧‧‧絕緣板
41‧‧‧負極導線
42‧‧‧負極槽
43‧‧‧正極導線
44‧‧‧正極槽
45‧‧‧熔接用器具
53,54‧‧‧絕緣體
170‧‧‧注液口
[圖1]針對第1實施形態之電池要部的分解立體圖。
[圖2]第1實施形態的電池所使用之導線的立體圖。
[圖3]揭示第2實施形態之電池要部的立體圖。
[圖4]第2實施形態的電池所使用之導線的立體圖。
[圖5]揭示固定圖4所示之正負極導線之蓋子的立體圖。
[圖6]揭示具備與中間導線接合之集電片的電極群之要部的立體圖。
[圖7]揭示第2實施形態之其他樣態的電池要部的立體圖。
[圖8]揭示具備未接合中間導線之集電片的電極群之要部的立體圖。
[圖9]第3實施形態的電池所使用之導線的立體圖。
[圖10A]第4實施形態之角形電池的俯視圖。
[圖10B]於長邊方向切斷第4實施形態的角形電池時之要部的剖面圖。
[圖10C]於短邊方向切斷第4實施形態的角形電池時之要部的剖面圖。
[圖11A]第5實施形態之角形電池的俯視圖。
[圖11B]於長邊方向切斷第5實施形態的角形電池時之要部的剖面圖。
[圖11C]於短邊方向切斷第5實施形態的角形電池時之要部的剖面圖。
[圖12A]在第5實施形態之角形電池中所用之蓋子的俯視圖。
[圖12B]於長邊方向切斷在第5實施形態的角形電池中所用之蓋子時的剖面圖。
[圖12C]於短邊方向切斷在第5實施形態的角形電池中所用之蓋子時的剖面圖。
[圖13A]在第5實施形態之角形電池中所用之封口構件的俯視圖。
[圖13B]於長邊方向切斷在第5實施形態的角形電池中所用之封口構件時的剖面圖。
[圖13C]於短邊方向切斷在第5實施形態的角形電池中所用之封口構件時的剖面圖。
[圖14]揭示比較例1所使用之導線的立體圖。
[圖15]在比較例3的角形電池中所用之蓋子的俯視圖。
[圖16]在比較例3的角形電池中所用之封口構件的俯視圖。
[圖17A]比較例3之角形電池的俯視圖。
[圖17B]於長邊方向切斷比較例3的角形電池時的剖面圖。
[圖17C]於短邊方向切斷比較例3的角形電池時的剖面圖。
[圖18]在比較例4的角形電池中所用之蓋子的俯視圖。
[圖19]在比較例4的角形電池中所用之封口構件的俯視圖。
[圖20A]比較例4之角形電池的俯視圖。
[圖20B]於長邊方向切斷比較例4的角形電池時的剖面圖。
[圖20C]於短邊方向切斷比較例4的角形電池時的剖面圖。
1...容器
2...電極群
3...正極導線
3a,4a...蓋子接合部
3b,4b...連結集電片接合部
3e,4e...貫通孔
4...負極導線
5...蓋子
6...正極端子
6a,7a...緣部
6b,7b...軸部
7...負極端子
8...正極集電片
9...負極集電片
10...封口構件
13...墊片
14...正極支援導線
15...負極支援導線
17...注液口
18...封止蓋
19...凹部
20...貫通孔
21...安全閥
22...十字溝
53,54...絕緣體
53a,54a,54b...貫通孔

Claims (10)

  1. 一種電池,其特徵為具備:容器;電極群,係收納於前述容器內,包含正極及負極;複數個集電片,係從前述電極群的前述正極及前述負極中至少一方之極的集電體之複數處延伸;蓋子,係封堵前述容器的開口部;導線,係包含電性連接於前述集電片之集電片接合部、固定於前述蓋子之蓋子接合部、連結前述集電片接合部與前述蓋子接合部之震動吸收部;端子,係與前述集電片連接;及安全閥,係設置於前述蓋子;前述端子與前述導線被固定。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之電池,其中,前述導線沿著隔開前述震動吸收部與前述蓋子接合部之邊而折彎,且達成以下計算式(1):0.12≦X1/Y1≦0.2 (1)在此,X1表示與前述震動吸收部之前述集電片的延伸方向正交之方向的長度,Y1表示與前述集電片接合部之前述集電片的延伸方向正交之方向的長度。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之電池,其中,前述導線,係沿著隔開前述震動吸收部與前述蓋子接合部之第1邊,與鄰接前述第1邊,隔開前述震動吸收部與前述集電片接合部之第2邊而折彎,且於前述蓋子接合 部與前述集電片接合部之間具有間隙。
  4. 如申請專利範圍第3項所記載之電池,其中,前述導線具有與前述第2邊連接的第2震動吸收部,且達成以下計算式(2):0.5≦X2/Y2≦1 (2)在此,X2表示前述第2震動吸收部之前述集電片的延伸方向的長度,Y2表示前述集電片接合部之前述集電片的延伸方向的長度。
  5. 如申請專利範圍第1項所記載之電池,其中,更具備:位於前述導線之前述集電片接合部與前述集電片之間的中間導線。
  6. 如申請專利範圍第1項所記載之電池,其中,於前述導線的前述集電片接合部,超音波接合前述集電片。
  7. 一種角形電池的製造方法,該角形電池係具備:有底角筒形狀的金屬製容器;正極及負極,係收納於前述容器內;蓋子,係配置於前述容器的開口部;及端子,係被鉚接固定於前述蓋子,且與前述正極或前述負極電性連接;其特徵為:前述蓋子,係具有位於前述容器之前述開口部內的底部,與位於比前述底部更上部,且比前述底部更往外側突 出的段部;具備:於收納前述正極及前述負極之前述容器的前述開口部內,配置前述蓋子的前述底部,並且將前述蓋子的前述段部,配置於前述容器的側壁上端之上的步驟;及藉由從與前述蓋子的前述段部與前述容器的前述側壁上端重疊之面垂直方向照射雷射,將前述蓋子的前述段部,雷射熔接於前述容器的前述側壁上端的步驟。
  8. 如申請專利範圍第7項所記載之角形電池的製造方法,其中,前述蓋子之前述段部的厚度,係前述容器的厚度以下。
  9. 如申請專利範圍第7項所記載之角形電池的製造方法,其中,前述蓋子,係具有鉚接固定前述端子的貫通孔,且於前述蓋子之長邊方向的側面之與前述貫通孔對應的部分具有凹陷。
  10. 一種角形電池,其特徵為利用申請專利範圍第7項所記載之方法製造。
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