用于密封式电池的密封结构和密封式电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及密封式电池所包含的密封结构，特别地涉及其中通过密封栓对用于注 入电解质的孔进行密封的密封结构，所述孔设置在用于密封电池壳开口的密封板中。
【背景技术】
[0002] 近年来，包括碱金属电池的密封式电池如镍金属氢化物蓄电池和镍镉蓄电池以及 锂离子蓄电池被广泛用作要用于移动装置如移动电话、便携式视听（AV)设备和笔记本电 脑的电源。另外，熔融盐电池（熔融盐电解质电池）作为具有高耐热性和高能量密度的密 封式电池受到了关注。与其它电池相比，熔融盐电池具有例如从室温至190Γ以上的宽工作 温度范围，并且可以由不易燃的材料构成。因此，在使用熔融盐电池的电源装置中，排热空 间、防火装置和防爆设备变得不必要。因此，变得可以以高密度配置电池，并且与具有相同 容量的电池组相比，使用熔融盐电池的电源装置也可以实现具有使用锂离子蓄电池的电源 装置的一半体积。因此，可以容易地使电源装置和包含所述电源装置的设备的尺寸缩小。
[0003] 密封式电池如熔融盐电池的形状通常是圆柱形或矩形。特别地，就优异的空间效 率而言，矩形密封式电池是有利的。在这些密封式电池中，由金属板制成的圆柱形电池壳容 纳发电元件，在所述发电元件中由正极和负极组成的电极组浸渍有电解质。用金属密封板 密封电池壳的开口。在电池板和电池壳的开口之间施加密封从而防止电解质或气体漏出。 通常通过机械旋锻法进行这一密封。或者，在矩形密封式电池的情况下，通常通过激光焊接 进行密封。
[0004] 作为用电解质浸渍电极组的方法，通常采用如下方法：向电池壳中放入电极组并 且注入电解质，然后用密封板将电池壳的开口密封。然而，在这一方法中，如果在密封板和 电池壳的开口之间施加焊接时电解质已经附着至焊接部分，则容易发生无效密封。因此，进 行该方法以设置直径为约Imm~2_的小注入孔，用于将电解质注入密封板中（专利文献 1)〇
[0005] 通过设置这种注入孔，变得可以在将密封板焊接至电池壳的开口后通过注入孔注 入电解质。因此，变得可以在其中尚未将电解质放入电池壳中的状态下，在密封板与电池壳 的开口之间施加焊接，并且可以防止因附着至焊接部分的电解质而发生无效密封。另外，在 注入电解质后，通过由弹性材料如橡胶形成的密封栓可以阻塞注入孔（参见专利文献2)。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本特开11-25936号公报
[0009] 专利文献2 :日本特开2000-268811号公报
【发明内容】
[0010] 技术问题
[0011] 然而，在上述常规注入孔的密封结构中，有时存在如下问题：密封性能由于包含在 密封栓中的弹性材料的降解而劣化。当密封式电池是熔融盐电池时，认为在其中将电池加 热至如60°C~100°C的温度的状态下进行充放电。在这种环境下，因为弹性材料的降解加 速，所以认为密封栓的密封性能也因电池的长期使用而劣化。
[0012] 技术方案
[0013] 本发明的一个方面涉及密封注入孔的密封结构，电解质通过所述注入孔注入密封 式电池中。所述密封结构包含具有所述注入孔的密封板，和密封所述注入孔的密封栓，其中 所述密封栓具有压入构件，所述压入构件包含弹性材料并被压入到所述注入孔中以阻塞所 述注入孔；和板状保持构件，其用于向所述压入构件施加压力，使得所述压入构件保持在被 压入所述注入孔中的状态，所述板状保持构件与所述密封板结合，并且其中所述压入构件 具有板状底部和突出部，所述板状底部的直径比所述注入孔的直径大，所述板状底部与所 述保持构件在一个主面上接触，所述突出部被设置为从所述底部的另一个主面突出，所述 突出部插入到所述注入孔中；所述突出部在与所述底部的边界处的直径PDl大于所述注入 孔在保持构件侧的第一开口的直径HDl，并且所述突出部在顶端部分的直径PD2小于所述 直径HDl ;以及在所述注入孔被所述密封栓密封的状态下，在所述底部和所述注入孔的第 一开口之间具有间隙L1。
[0014] 本发明的另一方面涉及密封式电池，其包含具有上述密封结构的电池壳；和分别 容纳在所述电池壳中的正极、负极、隔膜和电解质，所述隔膜置于所述正极和所述负极之 间。
[0015] 密封式电池优选为熔融盐电池，其包含至少在熔融期间具有离子传导性的盐作为 电解质。通过将本发明的密封结构施加至熔融盐电池而显著发挥了以下效果，所述熔融盐 电池的工作温度范围高于其它电池的工作温度范围。
[0016] 有益效果
[0017] 根据本发明，变得可以长期维持注入孔的密封性能，所述注入孔用于将电解质注 入密封式电池中，并且变得可以长期防止外面的空气（水成分）渗透入电池中或电解质泄 露。作为其结果，可以延长密封式电池的寿命并且可以提高密封式电池的安全性。特别地， 对于在相对高温的环境下使用的电池如熔融盐电池，这种效果是明显的。
【附图说明】
[0018] [图1]图1是矩形密封式电池的透视图，所述矩形密封式电池施加了根据本发明 实施方式的密封式电池的密封结构。
[0019] [图2]图2是图1电池的正极的前视图。
[0020] [图3]图3是在图2的线II-II上取的截面图。
[0021] [图4]图4是图1电池的负极的前视图。
[0022] [图5]图5是在图4的线IV-IV上取的截面图。
[0023] [图6]图6是密封栓的前视图。
[0024] [图7]图7是在即将用密封栓将注入孔密封之前，密封板的注入孔附近的放大的 截面图。
[0025] [图8]图8是在当注入孔用密封栓密封时，密封板的注入孔附近的放大的截面图。
[0026] [图9]图9是密封板的顶视图，其示意性显示其中将密封栓焊接至密封板的焊接 部的实例。
[0027] [图10]图10是密封板的顶视图，其示意性显示其中将密封栓焊接至密封板的焊 接部的另一实例。
[0028] [图11]图11是密封板的注入孔附近的放大的截面图，其显示上述实施方式的变 体。
[0029] [图12]图12是显示在其中用上述变体的密封栓密封注入孔的状态下变形的密封 栓的外观的截面图。
[0030] [图13]图13是密封板的注入孔附近的放大的截面图，其显示上述实施方式的另 一变体。
【具体实施方式】
[0031] 〈本发明实施方式的概要〉
[0032] 根据本发明实施方式的密封式电池的密封结构是用于密封注入孔的密封结构，电 解质通过所述注入孔注入密封式电池中。本文中，密封式电池可包含发电元件和电池壳，所 述发电元件包含正极、负极和电解质，所述电池壳容纳发电元件并具有开口。密封结构包含 密封板和密封注入孔的密封栓，所述密封板密封电池壳开口并具有电解质的注入孔。
[0033] 密封栓具有：压入构件，其包含弹性材料并被压入到注入孔以阻塞注入孔；板状 保持构件，其用于向所述压入构件施加压力，使得所述压入构件保持在被压入所述注入孔 中的状态，所述板状保持构件与所述密封板结合。所述压入构件具有：板状底部，其具有比 注入孔的直径大的直径，并且与保持构件在一个主面相接触；突出部，其被设置为从底部的 另一个主面突出并插入到注入孔中。
[0034] 突出部在与底部的边界处的直径roi(参见图7)大于注入孔在保持构件侧（电池 壳的外侧）的第一开口的直径HDl，并且突出部在尖端部分的直径PD2小于第一开口的直 径HD1。在本文中，注入孔的第一开口是指在注入孔的内周区域（密封部分）的保持构件 侧（电池壳的外侧）上的边界线，所述内周区域在其中压入构件被压入注入孔中的状态下 与突出部邻接。另外，注入孔的直径可以是与第一开口的直径HDl相等的均一直径。然后， 在其中注入孔被密封栓密封的状态下，间隙Ll (参见图8)存在于底部和在电池壳外侧上的 注入孔的第一开口之间。
[0035] 如上所述，在密封栓的压入构件中，压入构件的主要部分突出部的根部的直径大 于注入孔的直径，并且尖端部分的直径小于注入孔的直径。作为其结果，可以将压入构件成 形为有助于压入构件插入注入孔并能够彻底密封注入孔的构造。另外，在其中注入孔被密 封栓密封的状态下（后文中，称作密封状态），压入构件的突出部并没有以直达突出部的根 部（上述边界）的方式插入注入孔，并且间隙Ll存在于压入构件的底部和注入孔的第一开 口之间。
[0036] 也就是说，在将突出部部分地插入注入孔的阶段，已经实现了用密封栓将注入孔 完全密封的密封状态。这有助于以弹性材料的初始压缩比将压入构件压入到注入孔中，使 得能够将密封栓的密封性能长期维持在足够水平。另外，不需要形成具有高尺寸精度的注 入孔和压入构件以获得这种长期可靠性，并且可以容易地制造具有期望的长期可靠性的密 封式电池。另外，因为Ll的间