本發(fā)明涉及一種配備有端子的電池外殼蓋和使用其的密閉型電池。
背景技術(shù):
已經(jīng)提出了各種配備有端子的電池外殼蓋及密閉型電池(例如參見日本專利申請公報no.2013-48047(jp2013-48047a))。
jp2013-48047a公開了一種下述的配備有端子的電池外殼蓋。具體地,jp2013-48047a公開了一種配備有端子的電池外殼蓋,其包括:蓋體,該蓋體呈細長平板狀形成并且具有以貫穿蓋體延伸的方式形成在蓋體的縱向相對兩端部的蓋通孔;絕緣部件,該絕緣部件配置成與蓋體相接觸并且具有貫穿絕緣部件延伸的絕緣通孔(絕緣體開口部);外部端子(連接端子),該外部端子具有貫穿外部端子延伸的端子通孔(壓接/鉚壓孔部);和壓接部件(集電端子),該壓接部件插入到蓋通孔、絕緣通孔和端子通孔各者中,壓接部件在壓接載荷從一側(cè)施加至壓接部件時變形以將蓋體、絕緣部件和外部端子緊固在一起。
此外,jp2013-48047a公開了一種密閉型電池,其包括:呈箱狀形成的電池外殼,該電池外殼具有開口并且構(gòu)造成收納電極體等;和具有蓋體的配備有端子的電池外殼蓋,所述蓋體閉塞電池外殼的開口。在該密閉型電池中,電池外殼的開口通過在用于收納電極體等的電池外殼的開口由配備有端子的電池外殼蓋的蓋體閉塞的狀態(tài)下被密封。
然而,蓋體在制作如上所述構(gòu)造的配備有端子的電池外殼蓋時變形。具體地,如果通過將壓接部件(壓接部)插入到蓋體的蓋通孔、絕緣部件的絕緣通孔和外部端子的端子通孔各者中、從一側(cè)向壓接部件施加壓接載荷并且使壓接部壓縮地變形成在徑向上擴大來將蓋體、絕緣部件和外部端子緊固在一起,則蓋體的承受由壓接部件施加的壓接力的區(qū)域(各蓋通孔周圍的區(qū)域)屈曲(彎曲)。屈曲(彎曲)以蓋體的該區(qū)域在沿蓋體的縱向切斷蓋體的切斷面上沿與壓接載荷的載荷方向相反的方向凸出這樣的形態(tài)發(fā)生。由于是在蓋體的相對兩端部進行壓接,所以在蓋體的相對兩端部產(chǎn)生屈曲(彎曲)。結(jié)果,蓋體的位于蓋體的相對兩端部之間的區(qū)域(蓋體的大部分)以在沿蓋體的縱向切斷蓋體的切斷面上沿與壓接載荷的載荷方向相反的方向凸出這樣的形態(tài)彎曲。
因此,如果蓋體的變形程度大,則可能存在當電池外殼的開口由蓋體閉塞時在電池外殼和蓋體之間產(chǎn)生間隙的情形。如果在此狀態(tài)下焊接蓋體和電池外殼,則焊接的穿透深度發(fā)生變動。還存在產(chǎn)生焊接缺陷(例如,焊接的穿透深度在當電池外殼的開口由蓋體閉塞時產(chǎn)生間隙的區(qū)域中變得小于容許下限值的焊接缺陷)的可能性。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供了一種使蓋體的變形程度小的配備有端子的電池外殼蓋,以及使用其的密閉型電池。
本發(fā)明的一方面針對于一種配備有端子的電池外殼蓋,包括:蓋體,所述蓋體呈細長平板狀形成并且具有形成在所述蓋體的縱向相對兩端部中的蓋通孔;絕緣部件,所述絕緣部件配置成與所述蓋體的表面相接觸并且具有貫穿所述絕緣部件延伸的絕緣通孔;外部端子,所述外部端子具有貫穿所述外部端子延伸的端子通孔;和壓接部件,所述壓接部件插入到所述蓋通孔、所述絕緣通孔和所述端子通孔各者中,所述壓接部件由于從一側(cè)施加至所述壓接部件的壓接載荷而變形以將所述蓋體、所述絕緣部件和所述外部端子緊固在一起。所述絕緣部件的通過直接或經(jīng)由其它部件間接地承受來自所述壓接部件的壓接力而與所述蓋體的所述表面相接觸的部位構(gòu)造成使得:當未承受所述壓接力時,所述絕緣部件的該部位的與所述蓋體對向的面變成曲面,所述曲面表示在切斷面上沿所述壓接載荷的載荷方向凸出的曲線,所述切斷面沿所述蓋體的縱向切斷所述絕緣部件的該部位;并且當通過承受所述壓接力而保持在緊固狀態(tài)下時,所述絕緣部件的該部位彈性變形并且所述絕緣部件的該部位的與所述蓋體對向的面與所述蓋體的所述表面緊密接觸。
在上述配備有端子的電池外殼蓋中,絕緣部件的通過直接或經(jīng)由其它部件間接地承受來自壓接部件的壓接力而與蓋體的表面相接觸的部位(稱為“絕緣受力部”)具有以下形式。具體地,當未承受壓接力時,絕緣受力部的與蓋體對向的面變成曲面,所述曲面表示在切斷面上沿壓接載荷的載荷方向(壓接載荷的施加方向)凸出的曲線,所述切斷面沿蓋體的縱向切斷絕緣受力部。也就是說,絕緣受力部的與蓋體對向的面采取與“蓋體的承受壓接部件的壓接力的部位(稱為“蓋體受力部”)傾向于因壓接力而變形成的形態(tài)”相反的形態(tài)。當如上所述通過壓接力被緊固時,絕緣受力部彈性變形并且絕緣受力部的與蓋體對向的面與蓋體的所述表面緊密接觸(即,變形成平面)。
因此,當通過壓接部件進行緊固時,在因壓接力而彈性變形的絕緣受力部中產(chǎn)生試圖使與蓋體對向的面回到變形前的形態(tài)(即,與蓋體的承受壓接部件的壓接力的部位傾向于變形成的形態(tài)相反的形態(tài))的力(回復(fù)力)。因此,傾向于以在沿蓋體的縱向切斷蓋體的切斷面上沿與壓接載荷的載荷方向相反的方向凸出這樣的形態(tài)彎曲的蓋體受力部(蓋體的承受壓接部件的壓接力的部位)被絕緣受力部的與蓋體對向的面沿變形阻礙方向擠壓。這使得可以減小在通過壓接部件進行緊固時蓋體受力部的彎曲程度。結(jié)果,也可以減小蓋體的位于蓋體的相對兩端部(兩個蓋體受力部)之間的區(qū)域的彎曲程度。相應(yīng)地,上述配備有端子的電池外殼蓋變成蓋體的變形程度小的配備有端子的電池外殼蓋。
在上述配備有端子的電池外殼蓋中,所述絕緣部件可介設(shè)在所述蓋體和所述外部端子之間并且可將所述蓋體與所述外部端子電絕緣。所述絕緣部件的經(jīng)由所述外部端子承受所述壓接力并被所述外部端子擠壓而與所述蓋體的所述表面相接觸的部位可構(gòu)造成使得:當未承受來自所述外部端子的擠壓力時,所述絕緣部件的該部位的與所述蓋體對向的面變成曲面,所述曲面表示在切斷面上沿所述擠壓力的方向凸出的曲線,所述切斷面沿所述蓋體的縱向切斷所述絕緣部件的該部位;并且當承受所述擠壓力時,所述絕緣部件的該部位彈性變形并且所述絕緣部件的該部位的與所述蓋體對向的面與所述蓋體的所述表面緊密接觸。
上述配備有端子的電池外殼蓋包括介設(shè)在蓋體和外部端子之間并且構(gòu)造成將蓋體與外部端子電絕緣的絕緣部件作為“所述絕緣部件”。在該絕緣部件中,“絕緣部件的經(jīng)由外部端子承受壓接力并被外部端子擠壓而與蓋體的所述表面相接觸的部位”相當于“絕緣部件的通過直接或經(jīng)由其它部件間接地承受來自壓接部件的壓接力而與蓋體的所述表面相接觸的部位(絕緣受力部)”。
在該絕緣部件中,“經(jīng)由外部端子承受壓接力并被外部端子擠壓而與蓋體的所述表面相接觸的部位(絕緣受力部)”具有以下形式。具體地,當未承受來自外部端子的擠壓力時,與蓋體對向的面變成曲面,所述曲面表示在切斷面上沿擠壓力的方向凸出的曲線,所述切斷面沿蓋體的縱向切斷絕緣受力部。當承受擠壓力時,絕緣受力部彈性變形并且絕緣受力部的與蓋體對向的面與蓋體緊密接觸(即,變形成平面)。在進行上述壓接時絕緣部件的使用可以實現(xiàn)上述作用和效果。相應(yīng)地,上述配備有端子的電池外殼蓋變成蓋體的變形程度小的配備有端子的電池外殼蓋。
在所述配備有端子的電池外殼蓋中,所述外部端子可包括:擠壓所述絕緣部件的平板狀的擠壓部,所述擠壓部具有所述端子通孔;比所述擠壓部更遠地間隔離開所述蓋體的平板狀的隔開部,所述隔開部平行于所述擠壓部延伸;以及將所述擠壓部和所述隔開部互相連接的連接部。
本發(fā)明的另一方面針對于一種密閉型電池,其包括:具有開口的箱狀的電池外殼;和包括閉塞所述電池外殼的開口的蓋體的配備有端子的電池外殼蓋,所述蓋體和所述電池外殼在所述電池外殼的開口由所述蓋體閉塞的狀態(tài)下被焊接,其中所述配備有端子的電池外殼蓋是上述配備有端子的電池外殼蓋的其中一種。
上述密閉型電池包括上述配備有端子的電池外殼蓋的其中一種作為配備有端子的電池外殼蓋。配備有端子的電池外殼蓋是蓋體的變形程度小的配備有端子的電池外殼蓋。這可以在電池外殼的開口由配備有端子的電池外殼蓋的蓋體閉塞時減小電池外殼和蓋體之間的間隙或防止間隙的產(chǎn)生。因此,可以在焊接蓋體和電池外殼時減少焊接的穿透深度的變動。也可以減少(或防止)焊接缺陷(例如,焊接的穿透深度在當電池外殼的開口由蓋體閉塞時產(chǎn)生間隙的區(qū)域中變得小于容許下限值的焊接缺陷)的產(chǎn)生。
附圖說明
下面將參照附圖說明本發(fā)明的示例性實施方式的特征、優(yōu)點以及技術(shù)和工業(yè)意義,在附圖中相似的附圖標記表示相似的要素,并且其中:
圖1是示出根據(jù)一實施方式的密閉型電池的視圖。
圖2是圖1所示的b區(qū)域和c區(qū)域的放大視圖。
圖3是根據(jù)一實施方式的配備有端子的電池外殼蓋的分解透視圖。
圖4是根據(jù)一實施方式的第一絕緣部件的側(cè)視圖。
圖5是第一絕緣部件的頂視圖。
圖6是沿圖5中的線d-d截取的剖視圖。
圖7是示出在與圖2所示相同的區(qū)域在就要對壓接部進行壓接之前可獲得的狀態(tài)的視圖。
圖8是說明第一絕緣部件的注射成型的視圖。
圖9是沿圖5中的線k-k截取的剖視圖。
圖10是根據(jù)一改型的第一絕緣部件的頂視圖。
圖11是沿圖10中的線e-e截取的剖視圖。
圖12是示出第一絕緣部件和外部端子固定在蓋體上的狀態(tài)的視圖。
圖13是根據(jù)另一實施方式的第二絕緣部件的側(cè)視圖。
圖14是第二絕緣部件的頂視圖。
圖15是沿圖14中的線m-m截取的剖視圖。
圖16是根據(jù)相關(guān)技術(shù)示例和比較例1的配備有端子的電池外殼蓋的剖視圖。
具體實施方式
現(xiàn)在將參照附圖說明本發(fā)明的實施方式。圖1是根據(jù)本實施方式的密閉型電池1的剖視圖。圖2是圖1所示的b區(qū)域和c區(qū)域的放大視圖。c區(qū)域的與b區(qū)域的部件不同的部件在圖2中以放在括號內(nèi)的附圖標記表示。圖3是根據(jù)本實施方式的配備有端子的電池外殼蓋15的部分分解透視圖。
如圖1所示,根據(jù)本實施方式的密閉型電池1是鋰離子二次電池,其包括具有開口11d的長方體形箱狀的電池外殼11和設(shè)置在電池外殼11內(nèi)部的電極體50。此外,密閉型電池1包括具有蓋體13的配備有端子的電池外殼蓋15,蓋體13閉塞電池外殼11的開口11d。電池外殼11和蓋體13是通過全周焊接而形成的一體化部件。
電極體50具有橢圓形截面形狀。電極體50是通過層疊并卷繞全都呈板片狀的正極板55、負極板56和隔板57而形成的扁平型卷繞體。電極體50包括位于電極體50的軸線方向(圖1中的左右方向)的一個端部(圖1中的左端部)中并通過螺旋地重疊正極板55的僅一部分而形成的正極卷繞部55b和位于另一端部(圖1中的右端部)中并通過螺旋地重疊負極板56的僅一部分而形成的負極卷繞部56b。在正極板55的除正極卷繞部55b之外的區(qū)域中形成有包含正極活性物質(zhì)的正極組合層。類似地,在負極板56的除負極卷繞部56b之外的區(qū)域中形成有包含負極活性物質(zhì)的負極組合層。
配備有端子的電池外殼蓋15包括蓋體13、第一絕緣部件80、正極端子部件30、負極端子部件40和第二絕緣部件70。在它們之中,蓋體13呈細長平板狀形成。在蓋體13的縱向x(圖1中的左右方向)的相對兩端部中形成有延伸穿過蓋體13的圓形通孔(蓋通孔)13h和13k。此外,在蓋體13的縱向x的中央部中設(shè)置有安全閥13j。此外,在安全閥13j和通孔13k之間形成有用于將電解液(未圖示)注入電池外殼11內(nèi)的注液孔13n。注液孔13n由注液塞13m密封。
正極端子部件30由正極連接部件(壓接部件)35、正極外部端子37和正極緊固部件39構(gòu)成(參見圖1和3)。在它們之中,正極連接部件35由金屬制成并與電極體50的正極卷繞部55b連接。正極連接部件35向外延伸穿過蓋體13的通孔13h。正極外部端子37由金屬制成并位于蓋體13上方(電池外殼11的外部)。正極外部端子37在電池外殼11的外部與正極連接部件35電連接。正極緊固部件39是由金屬制成的螺栓并且位于電池外殼11的外部。正極緊固部件39將正極外部端子37和未圖示的匯流條緊固。
負極端子部件40由負極連接部件(壓接部件)45、負極外部端子47和負極緊固部件49構(gòu)成(參見圖1和3)。在它們之中,負極連接部件45由金屬制成并與電極體50的負極卷繞部56b連接。負極連接部件45向外延伸穿過蓋體13的通孔13k。負極外部端子47由金屬制成并位于蓋體13上方(電池外殼11的外部)。負極外部端子47在電池外殼11的外部與負極連接部件45電連接。負極緊固部件49是由金屬制成的螺栓并且位于蓋體13上方(電池外殼11的外部)。負極緊固部件49將負極外部端子47和未圖示的匯流條緊固。
正極外部端子37(負極外部端子47)由金屬板制成并且在于側(cè)視圖中看去時呈大致z字狀形成(參見圖1和3)。正極外部端子37(負極外部端子47)包括擠壓部37f(擠壓部47f)、隔開部37g(隔開部47g)以及將擠壓部37f(擠壓部47f)和隔開部37g(隔開部47g)互相連接的連接部37h(連接部47h)。在它們之中,擠壓部37f(擠壓部47f)呈平板狀形成。擠壓部37f(擠壓部47f)是在被后述壓接部33(壓接部43)擠壓時擠壓第一絕緣部件80的部位。
隔開部37g(隔開部47g)在上方與蓋體13間隔開而比擠壓部37f(擠壓部47f)位于更上方。隔開部37g(隔開部47g)是呈平板狀且平行于擠壓部37f(擠壓部47f)延伸的部位。在擠壓部37f(擠壓部47f)中形成有延伸穿過擠壓部37f(擠壓部47f)的通孔37b(通孔47b)(對應(yīng)于端子通孔)。正極連接部件35(負極連接部件45)的插入部32(插入部42)插入到通孔37b(通孔47b)內(nèi)(參見圖2)。另外,在隔開部37g(隔開部47g)中形成有延伸穿過隔開部37g(隔開部47g)的通孔37c(通孔47c)。
正極緊固部件39(負極緊固部件49)是由金屬制成的螺栓并且包括矩形板狀的頭部39b(頭部49b)和圓柱狀的軸部39c(軸部49c)(參見圖1和3)。軸部39c(軸部49c)的末端部是螺紋部39d(螺紋部49d)。正極緊固部件39(負極緊固部件49)的軸部39c(軸部49c)插入到正極外部端子37(負極外部端子47)的通孔37c(通孔47c)中。
第二絕緣部件70具有電絕緣性。第二絕緣部件70由可彈性變形的樹脂制成并呈平板狀形成(參見圖2和3)。第二絕緣部件70具有形成在其中央部中的圓形通孔70b。正極端子部件30(負極端子部件40)的插入部32(插入部42)插入到通孔70b中。第二絕緣部件70介設(shè)在正極端子部件30(負極端子部件40)的臺座部31(臺座部41)的上表面31f(上表面41f)和蓋體13的下表面13b(表面)之間。第二絕緣部件70將正極連接部件35(負極連接部件45)和蓋體13電絕緣。
第一絕緣部件80具有電絕緣性。第一絕緣部件80由可彈性變形的樹脂制成并且配置成與蓋體13的上表面13p(表面)相接觸(參見圖2和3)。第一絕緣部件80介設(shè)在蓋體13和正極外部端子37(負極外部端子47)之間以將蓋體13和正極外部端子37電絕緣。第一絕緣部件80包括供正極緊固部件39的頭部39b(負極緊固部件49的頭部49b)配置在其中的頭部配置部81和由正極外部端子37的擠壓部37f(負極外部端子47的擠壓部47f)擠壓成與蓋體13的上表面13p(表面)相接觸的部位(稱為絕緣受力部83)。在它們之中,絕緣受力部83呈板狀形成。在第一絕緣部件80的絕緣受力部83中形成有延伸穿過絕緣受力部83的通孔80b(絕緣通孔)。正極端子部件30的插入部32(負極端子部件40的插入部42)插入到通孔80b中。
正極連接部件35包括臺座部31、插入部32、電極體連接部34和壓接部33(參見圖1至3)。在它們之中,臺座部31呈矩形板狀形成并且位于電池外殼11中。插入部32呈圓柱狀從臺座部31的上表面31f突出。插入部32插入到第二絕緣部件70的通孔70b、蓋體13的通孔13h(蓋通孔)、第一絕緣部件80的通孔80b(絕緣通孔)和正極外部端子37的通孔37b(端子通孔)中(參見圖2)。電極體連接部34從臺座部31朝電池外殼11的底面11b延伸。電極體連接部34焊接在電極體50的正極卷繞部55b上。
壓接部33是與插入部32的上端結(jié)合的部位。如圖7所示,壓接部33在壓接部33被壓接之前保持呈圓筒形狀。當壓接載荷f從一側(cè)(圖7中的上側(cè))施加至壓接部33時,壓接部33以這樣的方式變形,即壓接部33在從壓接部33的內(nèi)周面33g朝壓接部33的外周面33h延伸的方向上被擠壓并擴大(直徑擴大)。因此,壓接部33形成為圓盤狀。壓接部33沿壓接載荷f的載荷方向y(圖7中向下)擠壓正極外部端子37。因此,第二絕緣部件70、蓋體13、第一絕緣部件80和正極外部端子37被夾持在壓接部33和臺座部31之間,藉此將第二絕緣部件70、蓋體13、第一絕緣部件80和正極外部端子37緊固在一起。
負極連接部件45包括臺座部41、插入部42、電極體連接部44和壓接部43(參見圖1至3)。在它們之中,臺座部41呈矩形板狀形成并且位于電池外殼11中。插入部42呈圓柱狀從臺座部41的上表面41f突出。插入部42插入到第二絕緣部件70的通孔70b、蓋體13的通孔13k(蓋通孔)、第一絕緣部件80的通孔80b(絕緣通孔)和負極外部端子47的通孔47b(端子通孔)中(參見圖2)。電極體連接部44從臺座部41朝電池外殼11的底面11b延伸。電極體連接部44焊接在電極體50的負極卷繞部56b上。
壓接部43是與插入部42的上端結(jié)合的部位。如圖7所示,壓接部43在壓接部43被壓接之前保持呈圓筒形狀。當壓接載荷f從一側(cè)(圖7中的上側(cè))施加至壓接部43時,壓接部43以這樣的方式變形,即壓接部43在從壓接部43的內(nèi)周面43g朝壓接部43的外周面43h延伸的方向上被擠壓并擴大(直徑擴大)。因此,壓接部43形成為圓盤狀。壓接部43沿壓接載荷f的載荷方向y(圖7中向下)擠壓負極外部端子47。因此,第二絕緣部件70、蓋體13、第一絕緣部件80和負極外部端子47被夾持在壓接部43和臺座部41之間,藉此將第二絕緣部件70、蓋體13、第一絕緣部件80和負極外部端子47緊固在一起。
在本實施方式中,正極連接部件35和負極連接部件45對應(yīng)于“壓接部件”。此外,絕緣受力部83對應(yīng)于“通過經(jīng)由其它部件間接地承受來自壓接部件的壓接力而與蓋體13的表面相接觸的部位”。
如圖16所示,在相關(guān)技術(shù)中,蓋體213在制造如上所述構(gòu)成的配備有端子的電池外殼蓋215時變形。具體地,如果壓接部233和243被壓接以緊固第二絕緣部件270、蓋體213、第一絕緣部件280和正極外部端子237(負極外部端子247),則蓋體213的承受壓接力的區(qū)域(蓋通孔213h和213k周圍的區(qū)域)屈曲(彎曲)。當未承受壓接力時,第一絕緣部件280的絕緣受力部283的下表面283c保持平坦。
如圖16所示,該屈曲(彎曲)以這樣的形態(tài)發(fā)生,即蓋體213在沿蓋體213的縱向x(圖16中的左右方向)切斷蓋體213的切斷面(圖16所示的截面)上沿與壓接載荷的載荷方向相反的方向(圖16中向上)凸出。由于壓接在蓋體213的相對兩端部中進行,所以在蓋體213的相對兩端部中產(chǎn)生屈曲(彎曲)。結(jié)果,位于蓋體213的相對兩端部之間的區(qū)域以在沿蓋體213的縱向x切斷蓋體213的切斷面(圖16所示的截面)上沿與壓接載荷的載荷方向y相反的方向凸出這樣的形態(tài)彎曲。
因此,如果蓋體213的變形程度大,則可能存在當電池外殼11的開口11d由蓋體213閉塞時在電池外殼11和蓋體213之間產(chǎn)生間隙的情形。如果在此狀態(tài)下焊接蓋體213和電池外殼11,則焊接的穿透深度發(fā)生變動。還存在產(chǎn)生焊接缺陷(例如,焊接的穿透深度在當電池外殼11的開口11d由蓋體213閉塞時產(chǎn)生間隙的區(qū)域中變得小于容許下限值的焊接缺陷)的可能性。
相比之下,在本實施方式的配備有端子的電池外殼蓋15中,第一絕緣部件80的通過直接或經(jīng)由其它部件間接地承受壓接力而與蓋體13的表面(上表面13p)相接觸的部位(絕緣受力部83)具有下述形式。圖4至7示出處于第一絕緣部件80不承受壓接力的狀態(tài)的第一絕緣部件80。
具體地,如圖4至7所示,當不承受壓接力時,絕緣受力部83的與蓋體13對向的面(下表面83c)變成曲面,所述曲面表示在切斷面(圖6所示的截面)上沿壓接載荷f的載荷方向y(壓接載荷f的施加方向,即圖4至7中的向下方向)凸出的曲線,所述切斷面沿蓋體13的縱向x(圖4至7中的左右方向)切斷絕緣受力部83。也就是說,絕緣受力部83的與蓋體13對向的面(下表面83c)具有與“蓋體13的承受壓接力的部位(蓋體受力部13q和13r;參見圖1和2)傾向于因壓接力而變形成的形態(tài)”相反的形態(tài)。如圖2所示,當如上所述通過壓接力被緊固時,絕緣受力部83彈性變形并且絕緣受力部83的與蓋體13對向的面(下表面83c)與蓋體13的表面(上表面13p)緊密接觸(即,變形成平面)。
因此,如上所述,當壓接部33和43被壓接(由于施加壓接載荷f而變形)以緊固第二絕緣部件70、蓋體13、第一絕緣部件80和正極外部端子37(負極外部端子47)時,在因壓接力而彈性變形的絕緣受力部83中產(chǎn)生試圖使與蓋體13對向的面(下表面83c)回到變形前的形態(tài)(即,與蓋體受力部13q和13r傾向于變形成的形態(tài)相反的形態(tài))的力(回復(fù)力)。
因此,當壓接部33和43如上所述被壓接時,傾向于以在沿蓋體13的縱向x切斷蓋體13的切斷面上沿與壓接載荷f的載荷方向y相反的方向(圖2和7中的向上方向)凸出的形態(tài)屈曲(彎曲)的蓋體受力部13q和13r被絕緣受力部83的下表面83c沿變形阻礙方向擠壓。這可以減小蓋體受力部13q和13r的屈曲(彎曲)程度。結(jié)果,也可以減小蓋體13的位于蓋體13的相對兩端部(兩個蓋體受力部13q和13r)之間的區(qū)域的彎曲程度。相應(yīng)地,本實施方式的配備有端子的電池外殼蓋15變成蓋體13的變形程度小的配備有端子的電池外殼蓋。
這在電池外殼11的開口11d由配備有端子的電池外殼蓋15的蓋體13閉塞時可以減小電池外殼11和蓋體13之間的間隙或防止間隙的產(chǎn)生。因此,可以在焊接蓋體13和電池外殼11時減少焊接的穿透深度的變動。也可以減少(或防止)焊接缺陷的產(chǎn)生(例如,焊接的穿透深度在當電池外殼11的開口由蓋體13閉塞時產(chǎn)生間隙的區(qū)域中變得小于容許下限值的焊接缺陷)。
接下來,將對制造本實施方式的密閉型電池1的方法進行說明。首先,制作配備有端子的電池外殼蓋15。具體地,準備呈細長平板狀的蓋體13。此時,蓋體13的注液孔13n未被注液塞13m密封(未安裝注液塞13m)。此外,準備正極連接部件35、正極外部端子37和正極緊固部件39。此外,準備負極連接部件45、負極外部端子47和負極緊固部件49。另外,準備兩個第一絕緣部件80和兩個第二絕緣部件70。此時,正極連接部件35的壓接部33和負極連接部件45的壓接部43尚未被壓接并且因此呈圓筒形狀(參見圖7)。
隨后,將上述部件組裝在一起。具體地,首先將正極連接部件35的壓接部33(此時呈圓筒形狀)和插入部32從正極連接部件35的末端側(cè)依次插入到第二絕緣部件70的通孔70b、蓋體13的通孔13h、第一絕緣部件80的通孔80b和正極外部端子37的通孔37b中(參見圖7)。在該作業(yè)之前,將正極緊固部件39的頭部39b配置在第一絕緣部件80的頭部配置部81中,并且將正極緊固部件39的軸部39c插入到正極外部端子37的通孔37c中。
此后,在上述狀態(tài)下,對壓接部33進行壓接并且向下(朝臺座部31)擠壓正極外部端子37。具體地,通過從一側(cè)(從圖7中的上側(cè))向圓筒狀的壓接部33施加壓接載荷f,壓接部33沿從壓接部33的內(nèi)周面33g朝外周面33h延伸的方向被擠壓并擴大(直徑擴大),并且在沿載荷方向y(圖7中向下)擠壓并壓扁壓接部33的同時變形成圓盤狀。由于這樣變形的壓接部33,正極外部端子37沿壓接載荷f的載荷方向y(圖7中向下)被擠壓。因此,第二絕緣部件70、蓋體13、第一絕緣部件80和正極外部端子37被夾持在壓接部33和臺座部31之間,藉此將第二絕緣部件70、蓋體13、第一絕緣部件80和正極外部端子37緊固在一起。
此外,以與上述正極側(cè)部件相同的方式組裝負極側(cè)部件(負極連接部件45、負極外部端子47和負極緊固部件49)。因此,第二絕緣部件70、蓋體13、第一絕緣部件80和負極外部端子47被夾持在壓接部43和臺座部41之間,藉此將第二絕緣部件70、蓋體13、第一絕緣部件80和負極外部端子47緊固在一起。這樣,制成了配備有端子的電池外殼蓋15。
然后,將正極連接部件35的電極體連接部34焊接在電極體50的正極卷繞部55b上。此外,將負極連接部件45的電極體連接部44焊接在電極體50的負極卷繞部56b上。因此,正極端子部件30和正極板55互相電連接,負極端子部件40和負極板56互相電連接,并且配備有端子的電池外殼蓋15和電極體50一體化。
隨后,在電極體50設(shè)置于電池外殼11中的狀態(tài)下通過蓋體13閉塞電池外殼11的開口11d。在此狀態(tài)下,蓋體13和電池外殼11通過全周焊接結(jié)合。此后,將電解液(未示出)經(jīng)蓋體13的注液孔13n注入電池外殼11中。電解液浸入電極體50內(nèi)。隨后,通過注液塞13m密封蓋體13的注液孔13n。此后,通過執(zhí)行預(yù)定處理來完成本實施方式的密閉型電池1(參見圖1)。
(示例1)
在示例1中,準備絕緣受力部83的下表面83c(與蓋體13對向的面)的彎曲量h為0.045mm的第一絕緣部件80作為第一絕緣部件80(參見圖4)。利用第一絕緣部件80制作根據(jù)示例1的配備有端子的電池外殼蓋15。
下表面83c的彎曲量h是表示下表面83c的彎曲程度的值。該數(shù)值越大,彎曲程度就越大。彎曲量h是下表面83c中的最高點和最低點之間的y方向距離(高度差)。具體地,在整個下表面83c上存在的多個部位測量沿壓接載荷f的載荷方向y延伸的方向(圖4中的上下方向)上的位置,并且將最高點和最低點之差視為彎曲量h。
(示例2)
在示例2中,準備絕緣受力部83的下表面83c(與蓋體13對向的面)的彎曲量h為0.10mm的第一絕緣部件80作為第一絕緣部件80。利用第一絕緣部件80制作根據(jù)示例2的配備有端子的電池外殼蓋15。
(比較例1)
在比較例1中,準備絕緣受力部283的下表面283c(與蓋體213對向的面)的彎曲量h為0mm的第一絕緣部件280作為第一絕緣部件(參見圖16)。也就是說,準備絕緣受力部283的下表面283c為平面的第一絕緣部件280。利用第一絕緣部件280制作根據(jù)比較例1的配備有端子的電池外殼蓋215。
(蓋體的彎曲量的測量)
針對示例1和2以及比較例1的配備有端子的電池外殼蓋測量蓋體彎曲量j(參見圖16)。蓋體彎曲量j是蓋體的下表面中的最高點和最低點之間的y方向距離(高度差)。具體地,在蓋體的整個下表面上存在的多個部位測量沿壓接載荷f的載荷方向y延伸的方向(圖16中的上下方向)上的位置,并且將最高點和最低點之差視為蓋體彎曲量j。
作為測量的結(jié)果,蓋體彎曲量j在示例1和2的配備有端子的電池外殼蓋中比在比較例1的配備有端子的電池外殼蓋中小。具體地,在示例1和2中,與比較例1相比,可以將蓋體彎曲量j減小約24%。此外,蓋體彎曲量j在示例1和2中相等。由該結(jié)果可以說,本實施方式的配備有端子的電池外殼蓋15是蓋體13的變形程度小的配備有端子的電池外殼蓋。
(改型)
接下來將參照附圖說明本發(fā)明的實施方式的改型。本改型與上述實施方式的不同之處僅在于第一絕緣部件的一部分的形態(tài)和蓋體的一部分的形態(tài)。在其它方面,本改型保持與上述實施方式相同。因此,這里將說明與上述實施方式不同之處。圖10是根據(jù)改型的第一絕緣部件180的頂視圖。圖11是沿圖10中的線e-e截取的剖視圖。
同時,通過例如利用如圖8所示的模具5將樹脂注射成型來制造上述實施方式的第一絕緣部件80。由于有必要在第一絕緣部件80中形成通孔80b(參見圖3和5),所以在模具5中設(shè)置有用于形成通孔80b的部位5b。從澆口5g流入模具5中的熔融樹脂在部位5b的前方分開并且然后分開的熔融樹脂會合。因此,在第一絕緣部件80中,在分開的熔融樹脂會合的位置產(chǎn)生熔接部w1(參見圖8和9)。
由于熔接部的強度比其它部位低,所以存在第一絕緣部件80在熔接部w1中破損(產(chǎn)生裂紋等)的可能性。具體地,如圖9所示,第一絕緣部件80的熔接部w1存在于承受壓接力的絕緣受力部83中。因此,當絕緣受力部83通過例如以上述方式執(zhí)行壓接而與正極外部端子37的擠壓部37f一起被向下(沿載荷方向y)擠壓時,在熔接部w1中產(chǎn)生彎曲應(yīng)力。因此,存在第一絕緣部件80以熔接部w1為起點破損(產(chǎn)生裂紋等)的可能性。
相比之下,在本改型的第一絕緣部件180中,如圖11所示,通過使得熔接部w2的厚度t2變得大于第一絕緣部件80的熔接部w1的厚度t1來使熔接部強固。在圖11中,為比較起見,根據(jù)上述實施方式的第一絕緣部件80的熔接部w1的厚度(t1)被表示為t1。此外,在本改型的第一絕緣部件180中,具有比熔接部w2的寬度尺寸l大的寬度的肋185(具有寬度尺寸g)以覆蓋熔接部w2的形式設(shè)置。因此,當絕緣受力部183通過執(zhí)行上述壓接而與正極外部端子37的擠壓部37f一起被向下(沿載荷方向y)擠壓時,在肋185的根部185b(肋185和絕緣受力部183之間的邊界)中產(chǎn)生彎曲應(yīng)力。由于肋185比熔接部w2強固,所以可以抑制第一絕緣部件180的破損。
在上述實施方式的密閉型電池1中,通過將正極緊固部件39的軸部39c插入到匯流條的通孔中并且將未圖示的螺母與正極緊固部件39的螺紋部39d螺紋聯(lián)接來緊固正極外部端子37和未圖示的匯流條。此時,如圖1至3所示,通過在擠壓部37f設(shè)置在第一絕緣部件180內(nèi)的狀態(tài)下將正極連接部件35的插入部32插入到第一絕緣部件80的通孔80b和正極外部端子37的通孔37b中來利用壓接將正極外部端子37固定在蓋體13上。然而,如果螺母的緊固力大,則存在正極外部端子37和第一絕緣部件80可圍繞作為旋轉(zhuǎn)軸線的正極連接部件35的插入部32旋轉(zhuǎn)的可能性。在負極外部端子47中同樣如此。
相比之下,在本改型中,在蓋體113中設(shè)置有供第一絕緣部件180的肋185插入其中的凹部113t(參見圖12)。凹部113t具有比肋185的外側(cè)尺寸略大的內(nèi)側(cè)尺寸。圖12是示出第一絕緣部件180和正極外部端子37(負極外部端子47)固定在蓋體113上的狀態(tài)的剖視圖。圖12對應(yīng)于通過沿蓋體113的橫向切斷配備有端子的電池外殼蓋而獲得的剖視圖。
在本改型中,如圖12所示,在將第一絕緣部件180的肋185插入到蓋體113的凹部113t中的狀態(tài)下以與上述實施方式相同的方式制作密閉型電池(配備有端子的電池外殼蓋)。這可以抑制正極外部端子37和第一絕緣部件180圍繞作為旋轉(zhuǎn)軸線的正極連接部件35的插入部32旋轉(zhuǎn)。這是因為,如果正極外部端子37和第一絕緣部件180試圖圍繞作為旋轉(zhuǎn)軸線的正極連接部件35的插入部32旋轉(zhuǎn),則第一絕緣部件180的肋185與蓋體113的凹部113t的內(nèi)表面相接觸,由此妨礙旋轉(zhuǎn)。在負極外部端子47中同樣如此。
雖然上面已基于實施方式和改型說明了本發(fā)明的實施方式,但毋容置疑的是,本發(fā)明不限于上述實施方式等,而是可適當?shù)匦薷亩幻撾x其精神。
例如,在上述實施方式中,第一絕緣部件80的絕緣受力部83的下表面83c(與蓋體13對向的面)形成為彎曲狀,由此抑制蓋體13的變形??商娲兀诙^緣部件70的上表面70f可形成為彎曲狀。具體地,可以使用圖13至15所示的第二絕緣部件170。整個第二絕緣部件170變成“通過直接或經(jīng)由其它部件間接地承受來自正極連接部件35和負極連接部件45(壓接部件)的壓接力而與蓋體13的表面(下表面13b)相接觸的部位(絕緣受力部)”。
第二絕緣部件170具有以下形式。具體地,如圖13至15所示,當未承受壓接力時,第二絕緣部件170(絕緣受力部)的與蓋體13對向的面(上表面170f)變成曲面,所述曲面表示在切斷面(圖15所示的截面)上沿壓接載荷f的載荷方向y凸出的曲線,所述切斷面沿蓋體13的縱向x切斷第二絕緣部件170。也就是說,第二絕緣部件170的與蓋體13對向的面(上表面170f)具有與“蓋體13的承受壓接力的部位(蓋體受力部13q和13r)傾向于因壓接力而變形成的形態(tài)”相反的形態(tài)。當如上所述通過壓接力被緊固時,第二絕緣部件170彈性變形并且第二絕緣部件170的與蓋體13對向的面(上表面170f)與蓋體13的表面(下表面13b)緊密接觸(即,變形成平面)。
因此,如上所述,當壓接部33和43被壓接(由于施加壓接載荷f而變形)以緊固第二絕緣部件170、蓋體13、第一絕緣部件和正極外部端子37(負極外部端子47)時,在因壓接力而彈性變形的第二絕緣部件170中產(chǎn)生試圖使與蓋體13對向的面(上表面170f)回到變形前的形態(tài)(即,與蓋體受力部13q和13r傾向于變形成的形態(tài)相反的形態(tài))的力(回復(fù)力)。
因此,當壓接部33和43如上所述被壓接時,傾向于以在沿蓋體13的縱向x切斷蓋體13的切斷面上沿與壓接載荷f的載荷方向y相反的方向(向上的方向)凸出的形態(tài)屈曲(彎曲)的蓋體受力部13q和13r被第二絕緣部件170的上表面170f沿變形阻礙方向擠壓。這可以減小蓋體受力部13q和13r的屈曲(彎曲)程度。結(jié)果,也可以減小蓋體13的位于蓋體13的相對兩端部(兩個蓋體受力部13q和13r)之間的區(qū)域的屈曲(彎曲)程度。相應(yīng)地,可以減小蓋體13的變形程度。
此外,在上述實施方式中,第一絕緣部件80的整個下表面形成為彎曲狀(參見圖4和6)??商娲?,僅絕緣受力部83的下表面83c可形成為彎曲狀。此外,在上述實施方式中,不僅絕緣受力部83的下表面83c而且絕緣受力部83的上表面都形成為彎曲狀(絕緣受力部83形成為具有恒定厚度的彎曲板狀)??商娲兀瑑H下表面83c可形成為彎曲狀(例如,上表面可以是平面)。這是因為通過將絕緣受力部83的下表面83c形成為彎曲狀即可實現(xiàn)本發(fā)明的效果。
此外,在上述改型中,第一絕緣部件180的肋185具有包圍整個熔接部w2的形態(tài)??商娲?,第一絕緣部件180的肋185可具有包圍熔接部w2一部分的形態(tài)。這是因為至少在形成有肋的區(qū)域內(nèi)可抑制第一絕緣部件以熔接部w2為起點發(fā)生破損。