密闭型电池和制造密闭型电池的方法
【专利摘要】本发明涉及一种密闭型电池和制造密闭型电池的方法，该密闭型电池是通过将从外壳的内部延伸到外部的集电端子铆压在金属端子上以使得集电端子和金属端子经由绝缘体固定至外壳而获得的。绝缘体具有包围金属端子的周边的壁部。壁部的高度大于绝缘体的底部的高度，并且等于或小于绝缘体的底部的高度与金属端子的厚度之和。壁部的宽度与壁部的高度之和等于或大于1mm。
【专利说明】密闭型电池和制造密闭型电池的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种密闭型电池和一种制造该密闭型电池的方法。
【背景技术】
[0002]在日本专利申请公报N0.2008-192552 (JP-2008-192552A)中，公开了一种电极结构，在该电极结构中，集电端子的连接到电极体的部分被铆压(caulk)，使得集电端子被固定至金属端子和盖。在集电端子/金属端子和盖之间配置有绝缘体，以确保其间的绝缘特性。
[0003]日本专利申请公报N0.2008-192552 (JP-2008-192552A)中的绝缘体具有围绕金
属端子侧面的壁部。此外，考虑到进一步确保金属端子和盖之间的绝缘特性，壁部的高度被设定为比金属端子的上表面高。然而，由于绝缘体的壁部定位成高于金属端子，因此铆压、清洁等操作很麻烦。
【发明内容】
[0004]本发明的第一方面涉及一种密闭型电池，所述密闭型电池是通过将从外壳的内部延伸到外部的集电端子铆压在金属端子上以使得所述集电端子和所述金属端子经由绝缘体固定至所述外壳而获得的。所述绝缘体具有包围所述金属端子的周边的壁部。所述壁部的高度大于所述绝缘体的底部的高度并等于或小于所述绝缘体的底部的高度与所述金属端子的厚度之和，并且所述壁部的宽度与所述壁部的高度之和等于或大于1_。
[0005]在所述密闭型电池中，所述集电端子的铆压区域的周缘部可与所述金属端子部分地焊接结合。
[0006]本发明的第二方面涉及一种制造密闭型电池的方法，所述密闭型电池配备有:夕卜壳；集电端子，所述集电端子具有贯穿所述外壳延伸到外部的铆接部；金属端子，所述金属端子通过铆压所述集电端子的所述铆接部而连接到所述集电端子；和绝缘体，所述绝缘体设置在所述外壳和所述金属端子之间并具有包围所述金属端子的周边的壁部。如此形成所述绝缘体，使得所述壁部的高度变得大于所述绝缘体的底部的高度并等于或小于所述绝缘体的底部的高度与所述金属端子的厚度之和，并且所述壁部的宽度与所述壁部的高度之和变得等于或大于1mm。
[0007]在所述方法中，可通过铆压所述集电端子的所述铆接部而形成铆压部，并且可使所述铆压部的周缘部与所述金属端子部分地彼此焊接结合。
[0008]根据本发明，阻止了铆压、清洁等操作变得麻烦，并且能够简化制造过程。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中:
[0010]图1是密闭型电池的透视图；[0011]图2是示出盖组件的透视图；
[0012]图3是端子取出部的端视图，并且是沿图2中的箭头3A-3A截取的视图；
[0013]图4A、4B和4C是示出了对铆接部的铆压的视图，并且是沿图2中的箭头4B-4B截取的视图；
[0014]图5是示出了对铆压部的焊接的视图；
[0015]图6是示出金属端子和绝缘体的壁部之间的尺寸关系的视图；
[0016]图7是示出在铆压期间金属端子的保持范围的平面图；
[0017]图8是表示在焊接期间飞溅物的运动的视图；
[0018]图9是表示在清洁期间金属异物的运动的视图；
[0019]图10是示出金属端子和绝缘体的壁部之间的尺寸关系的视图；以及
[0020]图1lA和IlB是示出金属端子和绝缘体的壁部之间的尺寸关系的视图。
【具体实施方式】
[0021]图1示出密闭型电池I的大体构型。密闭型电池I是可反复充/放电的电池,例如，矩形的锂离子二次电池。密闭型电池I配备有外壳2和容纳在外壳2内部的电极体3。外壳2由容纳电极体3的容器4和封闭容器4的开口的盖构成。外壳2通过将容器4和盖5彼此结合而被密闭。连接到电极体3的正极端子6和负极端子6分别以向外突出的方式固定至盖5。
[0022]电极体3是通过层叠和卷绕正极集电板、隔板和负极集电板而构成的卷绕材料。正极的电极混合物和负极的电极混合物分别涂布在正极集电板的表面和负极集电板的表面上。在锂离子二次电池中，包括锂离子的正极活性物质和含有导电助剂等的正极混合物涂布在正极集电板上，而含有包括碳基材料的负极活性物质的负极混合物涂布在负极集电板上。电极体3作为充/放电元件工作，该充/放电元件能够通过用非水电解液浸溃而反复充/放电。
[0023]如图2和3所示，端子6连接到电极体3。各端子6包括集电端子10、金属端子11和外部端子12。集电端子10的一部分贯穿盖15延伸到外部。金属端子11以抵靠在集电端子10上的方式连接。外部端子12以从金属端子11向外突出的方式设置。绝缘体13和垫片14设置在各端子6和盖5之间，从而确保其间的绝缘特性和盖5的端子取出部中的气密性。包括这些部件的盖组件通过将端子6固定至盖5而被组装。
[0024]集电端子10与电极体3接合。集电端子10连接到金属端子11，其中集电端子10的一部分从盖5被取出。此外，绝缘体13和垫片14设置在集电端子10和盖5之间，从而确保外壳2的气密性并确保集电端子10和盖5之间的绝缘特性。金属端子11在其一个端侧连接到集电端子10，在其另一个端侧连接到外部端子12。金属端子11是在侧视图中以Z形弯曲的平板端子。绝缘体13配置在金属端子11和盖5之间，从而确保金属端子11和盖5之间的绝缘特性。外部端子12连接到金属端子11。外部端子12以从金属端子11向外突出的方式设置，并且能在其突出部处连接到外部器件。
[0025]绝缘体13配置在金属端子11和盖5之间。换言之,绝缘体13配置在盖5上，并且金属端子11置于绝缘体13上。在绝缘体13的周缘部上设置有沿金属端子11的侧面延伸的壁部13a。亦即，绝缘体13防止金属端子11移位，同时确保金属端子11与盖5之间的沿面距离(爬电距离，creepage distance)。垫片14配置在集电端子10和盖5之间。垫片14是用于确保电池内部的绝缘和盖5的开口处的气密性的密封部件。[0026]如图4A所示，集电端子10在其末端处具有铆接部10a。铆接部IOa贯穿垫片14、盖5、绝缘体13和金属端子11延伸到盖5的外部。如图4B所示，铆接部IOa在被实际铆压之前被加压铆压。亦即，铆接部IOa的末端被扩宽并被粗加工。然后，如图4C所示，通过旋转铆压对铆接部IOa的伸出端部进行铆压，并形成铆压部20。接着，由于施加至铆压部20的压缩力,集电端子10和金属端子11在彼此靠接的状态下彼此连接。此外，铆压部20的压缩力作为接触压力作用在垫片14上，由此确保盖5的端子取出部处的气密性。
[0027]如图5所示，通过激光焊接在铆压部20的外周端部处的多个部位形成多个焊接部30。通过在铆压之后彼此焊接结合，集电端子10和金属端子11可靠地彼此结合，使得铆压部20的电阻降低，并确保集电端子10和金属端子11之间的导电性。
[0028]图6示出绝缘体13的壁部13a和金属端子11之间的尺寸关系。绝缘体13如此形成，使得绝缘体13的壁部13a的高度H变得大于绝缘体13的底部的高度Dl并小于绝缘体的底部的高度Dl与金属端子11的厚度D2之和。此外，如此设定壁部13a的宽度W，使得宽度W与高度H之和变得等于或大于1_。然而，壁部13a的高度H定义为在集电端子10通过铆压连接到金属端子11的区域周围绝缘体13的侧面的高度。宽度W定义为在该区域内壁部13a在侧面方向上的大小。此外，绝缘体13的底部的高度Dl是在金属端子11所安置的区域内绝缘体13的厚度。金属端子11的厚度D2表示在绝缘体13上的区域内金属端子11的厚度。
[0029]亦即，壁部13a以满足全部以下条件(I)至(3)的方式形成，即条件(I)为H > Dl，条件(2)为H+W≥1mm，并且条件(3)为H≤D1+D2。
[0030]通过以上述条件形成壁部13a，可获得以下效果。至少壁部13a位于比金属端子11的下表面高的位置。这样，金属端子11的周边与壁部13a可彼此接触，并且金属端子通过壁部13a可靠地定位。确保了金属端子11和盖5之间的沿面距离。这样，金属端子11和盖5可靠地彼此绝缘。壁部13a的上表面位于比金属端子11的上表面低的位置。这样，在铆压期间金属端子11被保持的范围可延伸到壁部13a，并且能在确保宽大的保持面积的状态下形成铆压部20，且能抑制变形(参见图7)。由于在对铆压部20的周缘部进行激光焊接时在焊接部30旁边不存在绝缘体13，因此能抑制由飞溅物形成燃烧沉积物(参见图8)。当金属端子11在焊接之后通过冲洗而被清洁时，能够从侧向排出并可靠地除去留在金属端子11上的金属异物(参见图9)。通过如上所述地设定绝缘体13的壁部13a，防止了制造密闭型电池I时的铆压、清洁等过程变得麻烦，并且能简化制造过程。
[0031]此外，图10及图1lA和IlB示出了在金属端子11在正极的厚度和金属端子11在负极的厚度彼此不同的情况下如何处理尺寸关系。图10示出了在使用共同的绝缘体13的情况下的示例。图1lA和IlB示出了在使用壁部13a的条件不同的绝缘体13的情况下的示例。
[0032]在图10所示的情况下，壁部13a的尺寸利用金属端子11在小厚度侧的厚度D3(D2
>D3)以如下方式设定，即，使得(I)H > Dl, (2)H+ff≥1mm，并且(3) H≤D1+D3 (注意D2
>D3)。
[0033]在各图1IA和IlB所示的情况下，按照金属端子11的各个厚度D2或D3如下设定壁部13a的尺寸(高度分别定义为H2和H3)，即，使得(1姐2>01，(2)H2+W≥1mm，并且(3)H2 ≤ D1+D2，或者使得(4) H3 > D1, (5)H3+W ≥ 1mm，并且(6)H3≤D1+D3。
【权利要求】
1.一种密闭型电池(1)，包括: 外壳(2)； 集电端子(10 )，所述集电端子从所述外壳的内部延伸到外部； 绝缘体(13)，所述绝缘体配置在所述外壳的外部；和 金属端子(11 )，所述金属端子配置在所述绝缘体上，其中 所述集电端子和所述金属端子在所述集电端子铆压在所述金属端子上的状态下经由所述绝缘体固定至所述外壳，并且 所述绝缘体具有包围所述金属端子的周边的壁部，所述壁部的高度大于所述绝缘体的底部的高度并等于或小于所述绝缘体的底部的高度与所述金属端子的厚度之和，并且所述壁部的宽度与所述壁部的高度之和等于或大于1mm。
2.根据权利要求1所述的密闭型电池，其中，所述集电端子的铆压区域的周缘部与所述金属端子部分地焊接结合。
3.一种制造密闭型电池(I)的方法，所述密闭型电池配备有:外壳(2);集电端子(10)，所述集电端子具有贯穿所述外壳延伸到外部的铆接部；金属端子(11)，所述金属端子通过铆压所述集电端子的所述铆接部而连接到所述集电端子；和绝缘体(13)，所述绝缘体设置在所述外壳和所述金属端子之间并具有包围所述金属端子的周边的壁部，所述方法包括: 如此形成所述绝缘体，使得所述壁部的高度变得大于所述绝缘体的底部的高度并等于或小于所述绝缘体的底部的高度与所述金属端子的厚度之和，并且所述壁部的宽度与所述壁部的高度之和变得等于或大于1_。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括: 通过铆压所述集电端子的所述铆接部而形成铆压部，和 使所述铆压部的周缘部与所述金属端子部分地彼此焊接结合。
【文档编号】H01M2/30GK103515568SQ201310258142
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年6月26日 优先权日:2012年6月28日
【发明者】中村光佑 申请人:丰田自动车株式会社