密闭型电池以及配备有密闭型电池的车辆的制作方法

专利名称：密闭型电池以及配备有密闭型电池的车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种密闭型电池。更具体地，本发明涉及一种通过二重巻 封方法将盖体和电池容器相接合的密闭型电池，还涉及配备有所述密闭型 电池的车辆。
背景技术：
锂离子电池、镍氢电池和其他二次电池作为车载电源或者个人计算机 和便携式终端设备的电源是很重要的。特别地，重量轻且能够获得高能量 密度的锂离子电池高度期望被用作车载的高输出电源。在锂离子电池的一 个例子中，电极体、电解液等容纳于金属制电池容器内，然后金属制盖体 附设于电池容器的开口部上，并通过诸如激光焊接等焊接方法将两者的交 汇部相接合以将该盖体密封到该电池容器上。然而，诸如激光焊接等的焊 接接合具有易于以高气密性密封的优点，但是，密封速度慢且生产率低。 此外，还需要提供用于防止激光焊接时产生的焊接飞溅物(典型的，金属 粉尘)飞散至电池内部的装置。所以，需要建立获得良好生产率和高可靠 性的电池密封结构。 一种用于解决上述问题的密封方法是通过利用所谓的 二重巻封方法将盖体接合到电池容器上的方法。在二重巻封方法中，盖体 的巻边(折曲的外周部分)和形成于电池容器开口端的法兰(折曲的周缘 部分)相互重叠且被轧制为一体，并通过从外部对轧制部加压而将两者结 合在一起。如果采用了二重巻封方法，则能够通过弯曲加工在高速下执行 盖体与电池容器的接合，并且不会产生焊接飞溅物等，从而能够容易地实 现防止外来物质进入电池。这种相关技术的例子包括日本专利申请特开
2000-149884 (JP-A-2000-149884 )号公报。在前述类型的锂离子电池中，期望即使在长时间使用时也能在通过二 重巻封方法形成的接合部处保持高气密性。即，在长时间在苛刻的条件下 使用电池的情况下(例如，车载应用场合)，在二重巻封部位(接合部) 趋于形成盖体和电池容器之间的间隙，因此，存在电池的气密性下降的可 能。特别地，在盖体表面上形成有绝缘层(例如，树脂涂层)的锂离子电 池中，由于盖体表面上的绝缘层和构成电池容器的金属，即不同种类的材 料相接合，因此，如果长时间在苛刻的条件下使用电池(例如，在发生剧 烈振动的位置或温度改变剧烈的位置，例如，车辆内部等)则两者之间易 于形成间隙。

发明内容
本发明的一个目的是提供一种密闭型电池，所述密闭型电池能够提高 二重巻封部位(接合部)的密封性能，并且能够保持高气密性。
根据本发明的第一方面的密闭型电池是一种包括电池容器和盖体的密 闭型电池，所述电池容器在至少一端部具有开口部，所述盖体附设于所述 开口部上。所述电池容器和所述盖体在形成于所述开口部的周缘的容器折 返部和形成于所述盖体的外周的盖体折返部处在接合部通过二重巻封方法 被相互一体地接合。所述盖体折返部的远端部分被所述容器折返部夹持。 设有第一密封部件，所述第一密封部件闭合所述容器折返部的远端部分和 所述盖体折返部的折曲部分的内侧之间的第一间隙，还设有第二密封部件， 所述第二密封部件闭合所述盖体折返部的远端部分和所述容器折返部的折
曲部分的内侧之间的第二间隙。
才艮据上述第一方面的密闭型电池，由于电池容器的开口部周缘部分和 盖体的外周部在容器折返部和盖体折返部处通过二重巻封方法进行弯曲加
工而相互接合，所以与通过利用激光等的焊接处理相比能够在短时间内更 有效地执行两者间的接合，从而能够以良好的生产率提供密闭型电池。此 外，在接合时，没有诸如焊接飞溅物等外来物质进入电池容器的内部，因 此，能够容易地实现无外来物质进入的密封(封止)。而且，在二重巻封
5部位(接合部)，由于容器折返部的远端部分和盖体折返部的折曲部分的 内侧之间的间隙以及盖体折返部的远端部分和容器折返部的折曲部分的内 侧之间的间隙被独立的密封部件结实地填充，所以能够提高二重巻封部位 (接合部)的密封性能。结果，能够提供一种能够长时间保持高气密性的 高可靠性密闭型电池。
在所述第一方面中，所述第一密封部件和所述第二密封部件可以由彼 此不同的材料构成。
根据该结构，闭合二重巻封部位(接合部)的间隙的所述两个密封部 件可以具有不同的功能。例如，所述两个密封部件之中在所述接合部更接 近电池容器内部的一个密封部件(即在所述二重巻封部位，在从容器的内 部至外部的密闭路径上接近容器内部的密封部件，所述密封部件在以下的 说明中以同样的方式使用)由适合于电池内部环境的材料制成，而所述两 个密封部件之中距电池容器的内部较远的一个密封部件(即在所述二重巻 封部位，所述两个部件之中在从容器的内部至外部的密闭路径上距容器的 内部较远的一个密封部件(也就是说，所述两个密封部件之中在所述路径 上更接近电池的外部的密封部件)，所述密封部件在以下的说明中以同样 的方式使用)由适合于电池外部环境的材料制成。这样，所述两个密封部 件能够分担不同的密封功能。
在前述方面中，其中，在所述接合部(所述二重巻封部位)中，所述 第 一密封部件和所述第二密封部件之中比所述第 一密封部件和所述第二密 封部件中的另 一个密封部件距所述电池容器的内部更近的一个密封部件由 与所述另一个密封部件的材料相比耐电解液腐蚀性(下文中，也简称为"耐 电解液性")更高的材料构成。
根据前述方面，通过用耐电解液性优异的材料(例如，耐电解液性优 异的树脂或其他有机材料)闭合距电池容器的内部较近的间隙，能够可靠 地防止电解液等从电池容器的内部泄漏，并能够有效地密封密闭型电池。
在前述方面中，所述耐电解液腐蚀性更高的材料是具有耐透湿性的材 料，即使在高温下所述材料的密封成分也不太容易溶出至电解液中。此外，在前述方面，可以在所述电池的外表面与冷却介质接触的状态 下使用所述密闭型电池。可以通过例如将整个电池浸入冷却介质中来执行 与所述冷却介质的接触。在这种情况下，在所述接合部中所述第一密封部 件和所述第二密封部件之中比所述第一密封部件和所述第二密封部件中的 另一个密封部件距所述电池容器的内部更远的一个密封部件可以由与所述 另一个密封部件的材料相比耐冷却介质腐蚀性(下文中，还筒称为"耐冷 却介质性")更高的材料构成。
根据该结构，通过用耐冷却介质性优异的材料闭合距电池容器内部较 远的间隙，能够可靠地防止冷却介质从电池容器的外部侵入，并能够有效 地密封密闭型电池。
在前述结构中，所述冷却介质可以是油或类似物，并且所迷耐冷却介 质腐蚀性更高的材料可以是耐油腐蚀性(下文中，还简称为"耐油性") 更高的材料(例如，耐油性优异的树脂或其他有机材料)。
根据该结构，使用油或类似物作为冷却介质使得密闭型电池的冷却性 能得到很大提高。所以，能够提供一种具有良好电池特性的密闭型电池。 在这种情况下，如果使用耐油性高的材料作为所述耐冷却介质性高的材料， 则能够可靠地防止油或类似物从电池容器的外部侵入。
在前述结构中，所述冷却介质可以是气体(例如空气)，或者还可以 是包含高比热的水溶性聚合物的水溶液。
在前述方面中，所述盖体可以是表面具有绝缘层的金属制盖体，并且 电极端子可以附设于所述盖体上且可以与包括容纳于所述电池容器内的正 极和负极的电极体电连接。所述绝缘层可以由由构成所述盖体的金属制成 的金属氧化膜构成。此外，所述绝缘层还可以是覆盖所述盖体的表面的树 脂涂层。
根据前述结构，盖体可以容易地经由设于盖体表面上的绝缘层与电极 端子绝缘。因此，例如，使盖体与电极端子相互绝缘的绝缘部件的存在变 得没有必要，从而能够以低成本容易地构建密闭型电池。此外，在电池容 器构成电极外部端子的情况下，电池容器与盖体能够容易地经由盖体表面上的绝缘层相互绝缘。因此，例如，电池容器的内表面和外表面的绝缘处 理变得没有必要，从而能够以低成本容易地构建密闭型电池。
在前述方面中，所述第一密封部件可以设于所述容器折返部和所述盖 体折返部之间的边界处。此外，所述第二密封部件可以设于所迷容器折返 部和所述盖体折返部之间的边界处。
此外，根据如上所述的盖体表面上形成有绝缘层的结构，盖体表面上 的绝缘层和构成电池容器的金属，即不同种类的材料，在二重巻封部位(接 合部)相互接触，使得在诸如高温环境、剧烈振动环境等苛刻的条件下长 时间使用时在两者之间趋于形成间隙。然而，根据本发明的结构，通过二 重巻封方法实现的接合部构造即使在长时间使用时也能保持高气密性。
此外，可以在车辆中设置前述任意方面或结构的密闭型电池。在车载 密闭型电池中，如果电池在苛刻的条件(例如，在会发生剧烈振动的位置
或者温度变化剧烈的位置，例如车辆内部等)下长时间使用，则很可能会 在二重巻封部位(接合部)在盖体和电池容器之间形成间隙。然而，根据
本发明的结构，通过二重巻封方法实现的接合部构造即使在长时间使用时 也能保持高气密性，从而能够提供一种适于安装在车辆中的密闭型电池。


由结合附图对示例性实施例的以下说明中，本发明的前述及其他目的、 特征和优点将变得显而易见，其中，使用相同的标号来表示相同的元件，
附图中
图1是示意性地示出根据本发明实施例的密闭型电池的外观的外部示 意图2是示意性地示出根据本发明实施例的密闭型电池的横截面结构的 截面示意图3是示出才艮据本发明实施例的用于密闭型电池的二重巻封处理的一 部分的截面示意图4是示出根据本发明实施例的密闭型电池的二重巻封部位的放大的
8截面示意图5是示出根据本发明实施例的密闭型电池的变型例的截面示意图； 图6是示意性地示出配备有根据本发明实施例的密闭型电池的车辆 (机动车辆)的侧视图。
具体实施例方式
以下，将结合

本发明的示例性实施例。在以下附图中，为了 易于说明，执行相同功能的部件和部位用相同的附图标记表示。另外，将 结合例如圆筒状密封型锂离子二次电池100详细说明本发明的密闭型电池 的结构；然而，该说明并非将本发明限定于以下结合本发明的实施例所作 的描述。此外，附图中的尺寸关系(长度、宽度、厚度等)并不反映实际 的尺寸关系。
参照图1和图2,将说明此实施例的锂离子二次电池100 (以下还简称 为"电池")。才艮据此实施例的电池100与相关技术中的电池相似，典型 地包4封殳有预定的电池组成部件(正极和负极的活性材料、正极和负极的 集电体、隔板等)的电极体80，以及容纳电极体80和适当的电解液的电 池壳体10。
电池壳体IO由电池容器20和盖体30构成。电池容器20具有使得下 述的巻绕的电极体80能够容纳于电池容器20内的形状(在本实施中为有 底圆筒形状)。电池容器20在其至少一端(附图中为上端)具有开口部 22,使得电极体80能够经由开口部22装入。电池容器20的材料可以是重 量轻且热传导性良好的金属材料。这种金属材料的例子包括铝、不锈钢、 镀镍钢等。在此实施例中，电池容器20为铝制的电池容器。
盖体30附设于电池容器20的开口部22上。盖体30具有使得能够闭 合电池容器20的开口部22的形状(圆板形)，并闭合开口部22。盖体30 的材料可以与电池容器20的前述材料相同，但也可以与电池容器20的材 料不同。在此实施例中，盖体30为其表面形成有绝缘层32的金属制(此 示例中为铝制)盖体。盖体表面上的绝缘层32由例如由构成盖体30的材料制成的金属氧化膜构成。金属氧化膜32可以通过盖体30的金属表面(盖 体30的包括其外表面和内表面的金属露出部分)的氧化处理而容易地形 成。在此实施例中，盖体表面上的绝缘层32由氧化铝制成，并通过盖体 30的铝表面的阳极氧化处理而形成。
正极端子40附设于盖体30上，并与包括容纳于电池容器20内的正极 和负极的电极体80电连接。在此实施例中，电极端子40为经由正极集电 部件81与电极体80的正极82电连接的正极端子40。在此实施例中，正 极端子40为穿过盖体30的贯通孔39延伸并从盖体30伸出的螺栓部件。 正极端子40经由螺母41被紧固至盖体30的上表面。如上所述构造的正极 端子40和盖体30经由设于盖体表面上的绝缘层32可靠地彼此绝缘。负极 端子42附设于电池容器20的底部，并经由负极集电部件83与电极体80 的负极84电连接。负板端子42可以与电池容器20电连接，或者可以与电 池容器20绝缘。附带提及，正极端子和负极端子本身的连接结构并非本发 明的特征，并且可以是相关技术中的结构而无任何特殊限制，因而省略对 其进一步详细说明。
如上所述构造的密闭型电池100可以在电池的外表面与冷却介质接触 的状态下使用。例如，如图2所示，密闭型电池100可以在整个电池被浸 入冷却介质中的状态下使用。冷却介质62为例如油或类似物，可以是极性 小的非极性油，例如矿物油或类似物。这种非极性油的示例包括诸如自动 变速器油(ATF)等之类的油。作为冷却介质的油或类似物的使用将大大 提高密闭型电池的冷却性能。结果，能够提供一种具有良好电池特性的密 闭型电池。
然后，参照图3和图4，将说明将盖体30附设(接合)至电池容器20 的开口部22上的方法。电池容器20和盖体30在电池容器20的开口部周 缘部分和盖体30的外周部处通过二重巻封方法相互接合。在此实施例中， 如图3所示，通过向外弯曲盖体30的外周部，与该外周部一体地形成巻曲 部33，同时通过向外侧折叠电池容器20的开口部周缘部分，与该周缘部 分一体地形成法兰部23。然后，使盖体30的巻曲部33和电池容器20的法兰部23相互重叠，使得巻曲部33被巻封入法兰部23,然后，通过利用 诸如滚轧机等加压装置从外部加压重叠部分，将重叠部分粘合在一起，从 而将电池容器20和盖体30相接合。以这种方式形成的二重巻封部位(接 合部)60具有在左右或水平方向上从电池容器20的外表面向外突起的突 起形状。图4为示出二重巻封部位60的突起形状的截面部分的放大的截面 示意图。
在二重巻封部位(接合部)60,在电池容器20的开口部22的周缘形 成容器折返部24。此外，在盖体30的外周，形成有与容器折返部24—体 的盖体折返部34，盖体折返部34的远端部36被容器折返部24夹持。在 此实施例中，由于电池容器的法兰部23 (图3)被巻封并固定，结果容器 折返部24从电池容器20向外侧折返。此外，由于盖体的巻曲部33 (图3 ) 被巻封并固定，结果盖体折返部34形成为覆盖容器折返部24的外表面28。 盖体折返部34的远端部36进一步向内折返，并被夹持于形成容器折返部 24内侧的容器折返部24内表面21、 25之间。这样，电池容器20和盖体 30在电池容器20的开口部周缘部分和盖体30的外周部通过二重巻封方法 相互接合。
此夕卜，在以前述方式通过二重巻封方法形成的二重巻封部位(接合部) 60内部，能够从图4显然可知形成有间隙70、 72,在间隙70、 72中设有 独立的密封部件50、 52。具体地，间隙70形成于容器折返部24的远端部 26和盖体折返部34的折曲部37的内侧之间，在间隙70内设有第一密封 部件50。此外，间隙72形成于盖体折返部34的远端部36和容器折返部 24的折曲部27的内侧之间，在间隙72内设有第二密封部件52。第一密封 部件50和第二密封部件52被压入充填在间隙70、 72内，从而闭合间隙 70、 72。
才艮据本实施例的密闭型电池100的结构，由于用二重巻封方法通过弯 曲加工将电池容器20的开口部周缘部和盖体30的外周部相互接合，所以 与通过诸如激光焊接等焊接处理执行接合的情况相比能够在短时间内更有 效地执行接合。因此，根据本实施例的密闭型电池IOO的结构使得能够以良好的生产率提供密闭型电池。此外，在接合时，没有诸如焊接飞溅物等
外来物质进入电池容器20内，所以能够容易地实现无外来物质进入的密封 (封止)。而且，在二重巻封部位(接合部)，由于容器折返部24的远端 部26和盖体折返部34的折曲部37的内侧之间的间隙70以及盖体折返部 34的远端部36和容器折返部24的折曲部27的内侧之间的间隙72被独立 的密封部件结实地填充，所以能够提高二重巻封部位(接合部)的密封性 能。结果，能够提供一种能够长时间保持高气密性的高可靠性密闭型电池 100。
此外，由于在本实施例中在金属制盖体表面上形成有绝缘层32，所以 正极端子40和盖体30能够容易地相互绝缘。因此，例如，在盖体30与正 极端子40之间实现绝缘的绝缘部件(例如垫片)的存在变得没有必要，从 而能够以低成本构建密闭型电池IOO。此外，在电池容器20与负极端子42 相连接并构成外部负极端子的情况下，电池容器20和盖体30能够通过盖 体表面上的绝缘层32容易地相互绝缘。因此，例如在电池容器20的内表 面和外表面上进行绝缘处理变得没有必要，从而能够以低成本容易地构建 密闭型电池IOO。
根据如上所述形成于盖体表面上的绝缘层32的结构，盖体表面上的绝 缘层32和构成电池容器20的金属，即不同种类的材料，在二重巻封部位 (接合部)60相接触，从而在苛刻的条件下长时间使用时会在两者之间形 成间隙。然而，根据本实施例的结构，即使在长时间使用时，通过二重巻 封方法实现的接合部结构也能够保持高气密性。附带提及，盖体表面上的 绝缘层32不限于由构成盖体30的金属制成的金属氧化膜，还可以是覆盖 盖体表面的树脂涂层。此外，尽管在此实施例中，附设于盖体30上的电极 端子40为正极端子，但电极端子40也可以是负极端子，在这种情况下能 够获得实质上相同的作用和效果。
随后，将说明构成第一和第二密封部件50、 52的材料。第一密封部件 50和第二密封部件52可以由彼此不同的材料构成。这使傳填充二重巻封 部位(接合部)的间隙70、 72的两个密封部件50、 52可以具有不同的功
12能。例如，在前述接合部位60中距电池容器20的内部较近的密封部件之 一(在图4中，第一密封部件50)由适合于电池内部环境的材料制成，即 用作相对于电池内部的物质具有强烈性质的部件，而距电池容器的内部较 远的密封部件(在图4中，第二密封部件52)由适合于电池外部环境的材 料制成，即用作相对于电池外部的物质具有强烈性质的部件。这样，两个 密封部件可以具有不同的密封功能。
在具体示例中，在第一密封部件50和第二密封部件52之中，在接合
部60内两个密封部件中距电池容器20的内部较近的密封部件可以由与另 一个密封部件的材料相比耐电解液腐蚀性(下文中，还简称为"耐电解液 性，，)更高的材料(例如，诸如树脂材料等有机材料)构成。在此实施例 中，第一密封部件50设于两个间隙之中距电池容器20的内部较近的间隙 70 (两个间隙中距电解液等的泄漏流路(实际上，从电池的内部至外部的 密闭路径)的入口 (电池的内部)较近的间隙70，该入口在图4中由箭头 "90"表示)内，并且由与第二密封部件52的材料相比耐电解液性(即耐 电解液腐蚀性和耐电解液渗透性)更高的材料构成。因此，通过用耐电解 液性优异的材料填充两个间隙之中距电池容器20的内部较近的间隙70， 能够可靠地防止电解液等从电池容器20的内部泄漏至外部，并且能够有效 地密封密闭型电池IOO。
此外，在第一密封部件50和第二密封部件52之中，在接合部60内距 电池容器20的内部较远的密封部件可以用与另一个密封部件的材料相比 耐冷却介质腐蚀性(下文中，还简称为"耐冷却介质性")更高的材料构 成。在此实施例中，第二密封部件52设于两个间隙之中距电池容器20的 内部较远的间隙72 (即，距冷却介质等的侵入流路(实际上，从电池的外 部至内部密闭的路径)的入口 (电池外部)较近的间隙72，该入口在图4 中由箭头"92"示出)内，并且由与第一密封部件50的材料相比耐冷却介 质性(即耐冷却介质腐蚀性和耐冷却介质渗透性)更高的材料构成。在此 实施例中，冷却介质为油或类似物，耐冷却介质性更高的材料为耐油腐蚀 性(下文中，也简称为"耐油性")更高的材料(例如，耐油性优异的树脂或其他有机材料)。因此，通过用耐冷却介质性优异的材料填充两个间
隙中距电池容器20的内部较远的间隙72，能够可靠地防止冷却介质(此 实施例中为油)从电池容器20的外部侵入，并能够有效地密封密闭型电池 100。另外，由于尚未知晓兼备高水平的耐油性和耐电解液性的电池用密封 部件，所以，在接合部60中将耐电解液性优异的密封部件(此实施例中的 第一密封部件50)和耐油性优异的密封部件(此实施例中的第二密封部件 52)组合使用具有特殊重大的优点。
附带提及，耐电解液性高的有机材料为，例如具有良好耐透湿性并且 即使在高温下其密封成分也不容易溶出至电解液中的材料。这种材料的例 子包括主成分为烯烃基碳氢化合物的高聚物。可替代的，该材料还可以是 沥青，或者诸如乙丙橡胶(EPM， EPDM) 、 丁基橡胶等橡胶材料。例如， 可以基于材料的密封成分相对于预定电解液的溶出程度，判定材料的耐电 解液性的水平。具体地，例如，可以通过测定被浸入预定的电解液达预定 时间前后各密封材料的重量变化率，来判定所述材料的耐电解液性的水平。 重量变化率越小意味着密封成分的溶出量越少，因而表示耐电解液性越高。 另外，关于其他判断基准，可以基于密封材料的透湿度比较(例如，能够 根据用于塑料膜和片的水蒸气透过度试验法(JISK7129)在试验条件下测 定)，加热时树脂的储藏弹性率的比较等，以综合方式作出上述判定。
在油的类型为非极性油(典型地，为矿物油)的情况下，耐油性高的 有机材料的例子包括诸如丁腈橡胶(NBR)、碳氟化合物橡胶等极性大的 橡胶材料。此外，在油的类型为极性油的情况下，耐油性高的有机材料的 例子包括诸如苯乙烯-丁二烯橡胶(丁苯橡胶，SBR)等极性小的有机材料。 例如，可以基于有机材料关于用作冷却介质的油或类似物的膨润程度(膨
例如，可以通过测定被浸入预定的油或类似物中达预定时间前后有机材料 的重量变化率来判定有机材料的耐油性的水平(大小)。有机材料的重量 变化率越小，表示有机材料越难膨润，因此耐油性越高。另外，关于其他 判断基准，可以基于有机材料被浸入油中的情况下发生的强度降低或收缩程度等，以综合方式判定有机材料对油的耐腐蚀性水平(大小)。
附带提及，在图3和4中示出的二重巻封处理中，构成第一密封部件 50的材料被预先涂敷在巻曲部33内侧的预定位置上，并且被设置为使得 当巻曲部33和法兰部23为了二重巻封而被处理时，该材料被压入充填在 期望的间隙70内。在压入充填时，构成第一密封部件50的材料除了可以 设置在预定间隙70中外，还可以设置在连通间隙70和电池容器20的内部 的边界(容器折返部24的外表面28和盖体30之间的边界)处。此外，构 成第二密封部件52的材料,皮预先涂敷在巻曲部33内侧的预定位置(不同 于第一密封部件50的位置)上，并^皮设置为使得当巻曲部33和法兰部23 为了二重巻封而被处理时，该材料被压入充填在期望的间隙72内。在压入 充填时，构成第二密封部件52的材料除了可以设置在预定间隙72中外， 还可以设置在连通间隙72和电池容器20的外部的边界(容器折返部24 的内表面21和盖体30的远端部36之间的边界)处。
图5示出了前述实施例中的密闭型电池100的变型例。图5中的变型 例与前述实施例不同之处在于，在二重巻封部位60中，容器折返部24形 成为覆盖盖体折返部34的外表面。具体地，通过压力接合电池容器20的 巻曲部和盖体30的法兰部使得它们被轧制在一起而形成二重巻封部位(接 合部)60。结果，二重巻封部位60具有从盖体30的外表面在垂直方向上 向外侧的突出的形状。如图5所示，容器折返部24形成于电池容器20的 开口部22的周缘。此外，与容器折返部24成一体的盖体折返部34形成于 盖体30的外周。盖体折返部34的远端部36被容器折返部24夹持。在此 变型例中，盖体折返部34从盖体30向外折返。此外，容器折返部24形成 为覆盖盖体折返部34的外表面。容器折返部24的远端部26进一步向内折 返，并被夹持于形成盖体折返部34内侧的盖体折返部34内表面之间。此 外，与前述实施例中相同，在容器折返部24的远端部26和盖体折返部34 的折曲部37的内侧之间形成间隙70，在间隙70内设有第一密封部件50。 此外，在盖体折返部34的远端部36和容器折返部24的折曲部27的内侧 之间形成间隙72,在间隙72内设有第二密封部件52。在此变型例中，第一密封部件50设于两个间隙中距电池容器20的内部较远的间隙70内。因 此，第一密封部件50可以由与第二密封部件52的材料相比耐冷却介质性 (耐冷却介质腐蚀性和耐冷却介质渗透性)更高的材料(例如，如上所述 的耐油有机材料)构成。此外，第二密封部件52设于两个间隙中距电池容 器20的内部较近的间隙72内。因此，第二密封部件52可以由与第一密封 部件50的材料相比耐电解液性(即耐电解液腐蚀性和耐电解液渗透性)更 高的材料(例如，如上所述的有机材料)构成。
以下，将参照图2说明构成密闭型电池100的组成材料。电极体80 为巻绕型电极体，并且与通常的锂离子电池的电极体相似地制成，即，首 先用两个隔板将正极板和负极板重叠在一起，然后螺旋地缠绕正极板和负 极板。另外，在缠绕处理前，除去正极板的正极活性物质层，以便露出正 极集电体，并将正极集电部件81设于正极集电体露出部(电极体的正极) 82上。此外，除去负极板的负极活性物质层，以便露出负极集电体，并将 负极集电部件83设于负极集电体露出部(电极体的负极)84上。在此实 施例中，正极集电部件81和负极集电部件83均为箔片状集电片，并被单 独地捆束且分別与正极端子40和负极端子42电连接。正极板可以通过在 细长的正极集电体上设置锂离子电池正极活性物质层而形成。关于正极集 电体，可以使用铝箔(在此实施例中)和其他适用于正极的金属箔片。关 于正极活性物质，可以使用在相关技术的锂离子电池中使用的一种或多种 材料而无任何特殊的限制。其他例子包括LiMn204、 LiCo02、 LiM02等。 另一方面，负,可以通过在细长的负极集电体上设置锂离子电池负极活 性物质层而形成。关于负极集电体，可以使用铜箔(在此实施例中)和其 他适用于负极的金属箔片。关于负极活性物质，可以使用在相关技术的锂 离子电池中使用的一种或多种材料而无任何特殊的限制。其他例子包括诸 如石墨碳、非定形碳等碳基材料、含铝的迁移金属氧化物、迁移金属氮化 物等。此外，用于正极板和负极板之间的隔板的其他例子包括由多孔烯经 基树脂构成的隔板。在固体电解质或胶状电解质被用作电解质的情况下， 会发生不需要隔板的情况(即，在这种情况下，电解质自身能够起到隔板的作用)。另外，容纳巻绕式电极体80的电池容器20的形状不限于圆筒 形，还可以是例如箱形。在使用箱形电池容器的情况下，可以使用通过从
与巻绕式电极体80 —起被容纳于电池容器20内的电解液的例子包括 通过将电解质溶解于非水溶剂中而得到的非水溶电解液。关于构成电解液 的非水溶剂，可以使用从由碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二曱脂(DMC )、 碳酸二乙脂、碳酸甲乙酯(EMC) 、 1，2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙 烷、四氢呋喃、1，3-二氧环戊烷等组成的群中选出的一种或多种。关于构 成电解液的电解质(支持电解质)，可以使用从含氟作为组成元素的各种 锂盐中选出的一种或多种。例如，可以使用从由LiPF6、 LiBF4、 LiAsF6、 LiCF3S03、 LiC4F9S03、 LiN(CF3S02)2、 LiC(CF3S02)3等组成的群中选出 的一种或多种。
根据此实施例的密闭型电池可以特别地用作安装于诸如电动汽车等车 辆中的用于马达(电动机)的电源。即，如图6所示，可以通过将才艮据本 实施例的电池作为单元电池配列，且在配列方向上约束该单元电池，来构 建电池组件(电池组)110，并且能够提供一种配备有电池组件110作为电 源的车辆120(典型的，机动车辆，更特别的，配备有电动机作为驱动源 的机动车辆，诸如混合动力车辆、电动车辆、燃料电池车辆等)。在本发 明提供的车载密闭型电池中，即使电池在苛刻的条件下(例如，在会发生 剧烈振动或温度剧烈变化的位置，例如车辆内部等)长时间使用，在二重 巻封部位(接合部)也能保持高气密性。
尽管已经说明了本发明的示例性实施例，但前述说明并非限定了本发 明，应当了解，各种其他变化和变型也是可以的。例如，密闭型电池的种 类不限于前述的锂离子电池，还可以是在电极体组成材料和电解质方面不 同的各种其他种类的电池，例如，负极由锂金属或锂合金制成的锂二次电 池、镍氢电池、镍镉电池或者双电层电容器。冷却介质可以是气体(例如 空气)，或者可以是包含高比热的水溶性聚合物的水溶液。
权利要求
1. 一种密闭型电池，所述密闭型电池包括电池容器(20)和盖体(30)，所述电池容器(20)在至少一端部具有开口部(22)，所述盖体附设于所述开口部(22)上，所述密闭型电池的特征在于所述电池容器(20)和所述盖体(30)在形成于所述开口部(22)的周缘的容器折返部(24)和形成于所述盖体(30)的外周的盖体折返部(34)处在接合部(60)通过二重卷封方法被相互一体地接合；所述盖体折返部(34)的远端部分(36)被所述容器折返部(24)夹持；以及设有第一密封部件(50)，所述第一密封部件闭合所述容器折返部(24)的远端部分(26)和所述盖体折返部(34)的折曲部分(37)的内侧之间的第一间隙(70)，还设有第二密封部件(52)，所述第二密封部件闭合所述盖体折返部(34)的远端部分(36)和所述容器折返部(24)的折曲部分(27)的内侧之间的第二间隙(72)。
2. 根据权利要求l所述的密闭型电池，其中，所述第一密封部件(50) 和所述第二密封部件(52)由彼此不同的材料构成。
3. 根据权利要求2所述的密闭型电池，其中，在所述接合部(60)中 所述第一密封部件(50)和所述第二密封部件(52)之中比所述第一密封 部件(50)和所述第二密封部件(52)中的另一个密封部件(50， 52)距 所述电池容器(20)的内部更近的一个密封部件(50， 52)由与所述另一 个密封部件(52， 50)的材料相比耐电解液腐蚀性更高的材料构成。
4. 根据权利要求3所述的密闭型电池，其中，所述耐电解液腐蚀性更 高的材料是具有耐透湿性的材料，并且即使在高温下所述材料的密封成分 也不太容易溶出至电解液中。
5. 根据权利要求2所述的密闭型电池，其中，在所述电池的外表面与 冷却介质接触的状态下使用所述密闭型电池，以及其中，在所述接合部(60) 中所述第一密封部件(50)和所述第二密封部件(52)之中比所述第一密 封部件(50)和所述第二密封部件(52)中的另一个密封部件距所述电池容器(20)的内部更远的一个密封部件(50， 52)由与所述另一个密封部 件(52， 50)的材料相比耐冷却介质腐蚀性更高的材料构成。
6. 根据权利要求5所述的密闭型电池，其中，所述冷却介质是油或类 似物，并且所述耐冷却介质腐蚀性更高的材料是耐油腐蚀性更高的材料。
7. 根据权利要求5所述的密闭型电池，其中，所述冷却介质是气体。
8. 根据权利要求5所述的密闭型电池，其中，所述冷却介质是包含高 比热的水溶性聚合物的水溶液。
9. 根据权利要求l所述的密闭型电池，其中，所述盖体(30)是表面 具有绝缘层(32)的金属制盖体(30)，并且电极端子(40， 42)附设于 所述盖体(30)上且与电极体(80)电连接，所述电极体包括容纳于所述 电池容器(20)内的正极(82)和负极(84)。
10. 根据权利要求9所述的密闭型电池，其中，所述绝缘层(32)由 金属氧化膜构成，所述金属氧化膜由构成所述盖体(30)的金属制成。
11. 根据权利要求9所述的密闭型电池，其中，所述绝缘层(32)是 覆盖所述盖体(30)的表面的树脂涂层。
12. 根据权利要求1所述的密闭型电池，其中，所述第一密封部件(50) 设于所述容器折返部(24)和所述盖体折返部(34)之间的边界处。
13. 根据权利要求l所述的密闭型电池，其中，所述第二密封部件(52) 设于所述容器折返部(24)和所述盖体折返部(34)之间的边界处。
14. 一种车辆(120)，所述车辆包括根据权利要求1至13中任一项 所述的密闭型电池。
全文摘要
本发明涉及密闭型电池以及配备有密闭型电池的车辆。在密闭型电池(100)中，电池容器(20)和盖体(30)通过二重卷封方法被相互接合。在电池容器(20)的开口部的周缘形成容器折返部(24)。与容器折返部(24)成一体的盖体折返部(34)形成于盖体(30)的外周。盖体折返部(34)的远端部(36)被容器折返部(24)夹持。容器折返部(24)的远端部(26)和盖体折返部(34)的折曲部(37)的内侧之间的间隙被第一密封部件(50)闭合。盖体折返部(34)的远端部(36)和容器折返部(24)的折曲部(27)的内侧之间的间隙被第二密封部件(52)闭合。
文档编号H01M2/02GK101447558SQ20081018219
公开日2009年6月3日 申请日期2008年11月27日 优先权日2007年11月30日
发明者堀秀树, 永松茂隆 申请人:丰田自动车株式会社