专利名称：密封电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及在至少外面侧由铝或铝合金形成的电池盒上设置注液孔，在从 该注液孔向电池盒内注入了电解液之后，在用密封件堵住注液孔的状态下，将 该密封件用激光焊接在电池盒中的注液孔的周缘部上的密封电池。
背景技术：
在涉及本发明的密封电池中，用兼作端子板的密封件来密封设在电池盒上
的电解液的注液孔，同样的方式例如在专利文献1、 2等中也能看到。在这种 密封电池中，与端子板焊接接合的引线由耐腐蚀性优良的镍或镍合金等形成， 与此相对，电池盒由铝或铝合金等形成。但是，铝或铝合金与镍或镍合金等的 焊接的适合性不能说是良好，若将密封板的整体用铝等形成，则存在引线的焊 接强度下降的不利。因此，在专利文献l、 2中，由在铝层的上侧接合了镍层 的包层材料形成密封件，将铝层一侧焊接在电池盒上，并在镍层的上面焊接引 线。
专利文献1:日本特开2003 - 317703号公报(图2 - 3 )。 专利文献2:日本特开2006 一 12829号公报(图2a - 3 )。 在专利文献l、 2记载的密封电池中，由镍层覆盖密封件的铝层的上面整
体(参照专利文献2的图3)，因此若不对镍层照射激光而熔化镍层及铝层，
则不能将密封件焊接在电池盒上，由此需要将激光的能量相应地设定较高。 但是，若将激光的能量设定较高，则镍层成为高温而熔化、蒸发，产生镍
层飞散的所谓飞溅。因此，在专利文献l、 2的密封电池中，产生伴随着飞溅
的产生的气孔等焊接不良，存在焊接强度下降的危险。
发明内容
本发明是为解决这种现有的具备兼作端子板的密封件的密封电池所具有 的问题而做出，其目的是提供一种良好地确保引线相对密封件的焊接强度，并 且没有飞溅等的发生就能将密封件可靠地焊接在电池盒上的密封电池。本发明作为对象的密封电池，如图1所示，具有至少外面侧由铝或铝合金
形成的电池盒6、和对开设在该电池盒6上的电解液注入用的注液孔16进行 密封的密封件17，上述密封件17用激光27焊接在上述电池盒6的上述注液 孔16的周缘部。
上述密封件17包括配置于上述电池盒6侧的由铝或铝合金构成的铝层 25、和形成于该铝层25上并由热导率比该铝层25还小的金属或金属合金形成 的异种金属层26。而且，其特征在于，上述铝层25形成为比上述异种金属层 26还大，该铝层25的外周缘部25a比上述异种金属层26的外周缘26a还向 外侧突出，上述密封件17以上述激光27的中心轴S沿着上述铝层25的外周 缘25b，并且由上述激光27的照射引起的焊接痕迹29的上述异种金属层26 侧的边缘29a比上述异种金属层26的外周缘26a还位于外侧的状态，焊接在 上述电池盒6上。
作为异种金属的具体例子，可举出镍或不锈钢等金属。作为激光27的中 心轴S,包括比铝层25还位于外侧的情况和位于铝层25的外周缘部25a上的 情况等。在这里，还包括焊接痕迹29的边缘29a的位置与异种金属层26的外 周缘26a —致的情况。
密封件17可以在使激光27的中心轴S与铝层25的外周缘25b —致的情 况下进行焊接。
在密封件17上设有与铝层25 —体形成且从铝层25的下表面22a向下突 出的轴部23,轴部23可插入到注液孔16中。 本发明具有以下效果。
根据本发明的密封电池，由于密封件17的铝层25的外周缘部25a比异种 金属层26的外周缘26a还向外侧突出，所以可以对铝层25直接照射激光27。 从而，不熔化异种金属层26也可，能够较低地抑制激光27的照射能量，并且 能够将铝层25可靠地焊接在电池盒6上。由于可以在镍或不锈钢等异种金属 层26上焊接引线30，所以还能良好地保持引线30的焊接强度。由于使密封 件具有了作为端子板的功能，所以可减少部件件数，还有助于降低密封电池的 制造成本。
而且，由于以焊接痕迹29的边缘29a位于异种金属层26的外周缘26a的外侧的方式用激光27焊接了密封件17，所以能够防止异种金属层26熔化并 飞散的所谓飞溅的发生，也能可靠地防止焊接不良的发生。
换言之，铝层25与异种金属层26相比热导率大，因此由激光27产生的 热容易扩散，激光27的照射能量例如比焊接镍的情况设定得高。因此，若这 种由高能量的激光27产生的热传递到异种金属层26,则在异种金属层26中 热难以扩散，由此异种金属层26变成高温而熔化、蒸发，产生飞溅。对此， 在本发明中，如上所述使焊接痕迹29的边缘29a位于异种金属层26的外周缘 26a的外侧，所以由激光27产生的热不难以传递到异种金属层26,能有效地 防止飞賊的发生。从而，能够防止伴随飞溅的发生的气孔等焊接不良，能够将 密封件17可靠地焊接在电池盒6上。
若在使激光27的中心轴S与铝层25的外周缘25b —致的状态下焊接密封 件17，则激光27可靠地照射在铝层25的外周缘部25a,并且激光27也照射 在铝层25的外周缘25b近旁的电池盒6上，从而用激光27的照射能量可靠地 熔化铝层25的外周缘部25a及电池盒6，可将密封件17牢固地焊接在电池盒 6上。
若密封件17的轴部23插入注液孔16,则利用轴部23使密封件17牢固 地定位在电池盒6。从而，可以用密封件17可靠地堵住注液孔16,并且即使 在使用了自动焊接机的场合也能将密封件17可靠地焊接在注液孔16的周缘 部。而且，由于轴部23插入注液孔16，由此可以用密封件17更可靠地封住 注液孔16。
图1是本发明的密封电池的纵剖主视图。 图2是密封件的主要部分的放大剖视图。 图3是密封电池的分解立体图。
图4是表示在密封电池上焊接了引线的状态的俯视图。 图中
16-密封电池，16-注液孔，17-密封件，22a-下表面，23-轴部， 25-铝层，25a-外周缘部，25b-外周缘，26 -异种金属层(镍层)， 26a-外周缘，27-激光，29-焊接痕迹，29a-边缘，S-激光的中心轴。
具体实施例方式
如图l及图3所示，本发明的密封电池包括在上面具有左右4黄宽的开口 的有底方筒形状的电池罐1;容纳在电池罐1内的电极体2及非水电解液；堵 住并密封电池罐1的开口上面的左右横宽的盖3;以及配置在盖3的内侧的塑 料制的绝缘体5。电池罐1的左右宽度尺寸为34mm，上下高度尺寸为46mm， 前后厚度尺寸为4mm。由电池罐1和盖3形成电池盒6。
绕成螺旋状而制作，如图3所示在巻绕状态下为扁平状。正极在带状的正极集 电体的背面和正面两面上形成有包含钴酸锂等正极活性物质的正极活性物质 层，如图1及图3所示，从正极集电体引出薄板状的正极集电引线10。
负极在带状的负极集电体的背面和正面两面上形成有包含石墨等负极活 性物质的负极活性物质层，从负极集电体引出薄板状的负极集电引线11。隔 板由聚乙烯树脂等微多孔性薄膜片等构成。非水电解液通过在混合了碳酸乙烯 酯和碳酸曱乙酯的溶质中溶解LiPF6而制作。
电池罐1是铝或铝合金的板材的深拉深成形品。盖3是铝或铝合金的板材 的冲压成形品，在电池罐1的开口周缘用YAG激光等激光来缝焊盖3的外周 缘。由此，形成图l所示的电池盒6。在盖3的中央，通过上侧的绝缘村垫12 及下侧的绝缘板13以贯通状安装负极端子15。
在盖3的左右方向的靠右端，以上下贯通状形成有俯^L为圆形的注液孔 16。在从注液孔16向电池盒6内注入了非水电解液之后，用密封件17堵住注 液孔16。在负极端子15的下端，在盖3的内表面连接由左右横宽的薄板构成 的引线体19。引线体19向注液孔16的相反侧延伸，并用绝缘板13与盖3绝 缘。在该引线体19的下面，焊接负极集电引线ll。
正极集电引线10在盖3的背面焊接在绝缘板13与注液孔16之间的空间。 由此，正极集电引线10与盖3及电池罐1导通，盖3及电池罐1带正极电位。 在盖3的左右方向的靠一端(图3的靠左端)，形成有开裂通气口20，开裂通 气口 20在电池内压异常上升了时开裂而解放电池内压。
如图1及图3所示，密封件17具有焊接在盖3上面的注液孔16的周缘部 上的四角板状的头部22、和从比头部22的下表面22a的中央稍微靠右的位置向下突出的圆柱状的轴部23。密封件17的头部22包括由铝或铝合金构成的 铝层25、和形成于该铝层25上且由热导率比铝层25还小的镍或镍合金形成 的镍层(异种金属层)26。密封件17的轴部23与头部22的铝层25 —体形成， 并插入(压入)到注液孔16 (图1的状态)。
如图3所示，密封件17的头部22其铝层25形成为比镍层26还大。铝层 25的外周缘部25a比镍层26的外周缘26a还向外侧突出0.4mm的突出尺寸 Ll。即，密封件17使用将由铝或铝合金构成的板材和由镍或镍合金构成的板 材上下重叠之后用轧钢机压接接合而成的包层材料，用沖压加工机形成头部 22并且用由铝或铝合金构成的板材的一部分形成轴部23，而且，形成为头部 22的铝层25的外周缘部25a比镍层26的外周缘26a还向外侧突出。头部22 的铝层25的厚度尺寸为0.15mm，镍层26的厚度尺寸为0.2mm。轴部23的 上下厚度尺寸为lmm。
另外，头部22的铝层25的外周缘部25a用YAG激光等激光27焊接在电 池盒6的盖3的注液孔16的周缘部上。即，如图2及图4所示，密封件17 以在激光27的中心轴S沿着头部22的铝层25的外周缘25b,并且由激光27 的照射引起的焊接痕迹29的镍层26侧的边缘29a比镍层26的外周缘26a还 位于外侧的状态，使铝层25的外周缘部25a焊接在电池盒6的盖3上。具体 来讲，密封件17在使激光27的中心轴S与头部22的铝层25的外周缘25b 一致的状态下进行焊接。
焊接痕迹29的镍层26侧的边缘29a的位置优选是比镍层26的外周缘26a 的位置，还靠外侧平均O.lmm以上，最好是靠外侧平均0.2mm以上。而且， 若焊接痕迹29的镍层26侧的边缘29a的位置与镍层26的外周缘26a过于分 离，则产生铝层25的外周缘部25a的突出尺寸Ll的问题和加工的问题，所以 焊接痕迹29的镍层26侧的边缘29a的位置最好从镍层26的外周缘26a的位 置分离lmm以下。
在焊接痕迹29仅形成于铝层25的外周缘部25a而不涉及镍层26的情况 下，密封件17的铝层25的外周缘部25a比镍层26的外周缘26a向密封件17 的外侧仅突出O.lmm以上的突出尺寸Ll比较好，向外侧突出0.2mm以上更 好，向外侧突出0.3mm以上最好。当进行电池的组装时，对于盖3，如上所述分别安装好负极端子15、绝缘 衬垫12、绝缘板13及引线体19，在讲电极体2及绝缘体5容纳在电池罐1 内之后，将负极集电引线11焊接在引线体19上，并将正极集电引线10焊接 在盖3上。然后，将盖3缝焊在电池罐1的开口周缘之后，对电池罐l内进行 真空减压并从注液孔16注入非水电解液。
在结束非水电解液的注入之后，将密封件17的轴部23压入注液孔16，
然后将密封件17的头部22的铝层25的外周缘部25a用激光27焊接在注液孔 16的周缘部(图1的状态)。由此，注液孔16被密封件17堵住而被封口 。之 后，如图4所示，在密封件17的头部22的镍层26的上面，点焊保护电路和 外围设备等的正极引线30,在负极端子15的上面，点焊保护电路和外围设备 等的负极引线31。正极引线30由具有镍或镍合金的层的包层材料等构成，镍 层或镍合金的层焊接在密封件17的头部22上。 实施例
将如下所示的实施例1 ~3及比较例的电池分别各制作1000个，并确认了 是否有气孔的发生及飞溅的发生。在这些实施例1-3及比较例中，将密封件 17的头部22的铝层25的外周缘部25a的突出尺寸Ll设定为0.4mm，将激光 27的照射位置的直径尺寸设定为0.45mm。由此，由激光27的照射产生的焊 接痕迹29的宽度尺寸L2成为0.6mm。
实施例1
在实施例1的各电池中，在激光27的中心轴S比密封件17的头部22的 铝层25的外周缘25b还向镍层26侧仅靠近O.lmm的位置将密封件17悍接在 盖3上。由此，使焊接痕迹29的镍层26侧的边缘29a的位置与镍层26的外 周缘26a的位置一致。
实施例2
在实施例2的各电池中，在激光27的中心轴S与密封件17的头部22的 铝层25的外周缘25b —致的位置将密封件17焊接在盖3上。由此，焊接痕迹 29的镍层26侧的边缘29a从镍层26的外周缘26a向外侧仅分离O.lmm。
实施例3
在实施例3的各电池中，在激光27的中心轴S比密封件17的头部22的铝层25的外周缘25b还向外侧仅分离0.2mm的位置焊接了密封件17。由此， 焊接痕迹29的镍层26侧的边缘29a的位置从4臬层26的外周缘26a向外侧Y又 分离0.3mm。 比寿交例
在比较例的各电池中，在激光27的中心轴S比密封件17的头部22的铝 层25的外周缘25b还向镍层26侧仅靠近0.3mm的位置将密封件17悍接在盖 3上。由此，焊接痕迹29的镍层26侧的边缘29a位于比镍层26的外周缘26a 还靠内侧仅0.1mm的位置，焊接痕迹29与镍层26重叠。
表1
气孔及飞'减发生个数(个)
实施例11 (仅发生飞賊)
实施例20
实施例30
比较例10
从表l中可知，在实施例1的各电池中，都未确认到气孔的发生，仅一个
电池确认到飞賊的发生。在实施例2、 3的各电池中，未确认到气孔的发生及 飞溅的发生。与此相对，在比较例的各电池中，10个电池均确认到气孔的发 生及飞溅的发生。
另外，若激光27的中心轴S的位置比实施例3的位置进一步向外侧分离， 则激光27不能碰撞在铝层25的外周缘部25a,铝层25的外周缘部25a不能 焊接在盖3上。
这样，由于密封件17的头部22的铝层25的外周缘部25a比镍层26的外 周缘26a还向外侧突出，所以可在铝层25上直接照射激光27，能可靠地将铝 层25焊接在电池盒6上。由于以焊接痕迹29的边缘29a比镍层26的外周缘 26a还位于外侧的方式将密封件17用激光27焊接，所以能够防止因激光27 产生的热使镍层26熔化而飞散的飞溅的发生，由此能够防止伴随着飞溅的发 生的气孔等焊接不良的发生。
密封件17的铝层25的外周缘部25a的突出尺寸LI可以增大，但是若达 到0.8mm以上则难以进行冲压加工。而且，根据电池的大小等，突出尺寸Ll也受限制。考虑这些情况后设定突出尺寸L1。另外，若激光27的直径增大， 则随之需要增大激光27的照射能量，另一方面，若过小，则铝层25过于熔化， 有可能在铝层25发生飞溅。考虑这些情况后设定激光27的直径。
密封件17的轴部23也可以是合成树脂等。该场合，轴部23用粘接剂等 固定在头部22的下表面22a上。轴部23以具有游隙的状态插入注液孔16也 可。另外，省略轴部23仅由头部22形成密封件17也可。在该场合，铝层25 的外周缘部25a也比镍层26的外周缘26a向密封件17的外侧突出。
注液孔16及密封件17无需一定设置在盖3上，设置在电池盒6的任何地 方即可。例如，注液孔16及密封件17又可以设在电池罐1的底面或侧面。密 封件17也可以用代替镍层26由不锈钢或不锈钢合金等构成的金属层形成。.电 池罐1和盖3也可以用至少外面侧由铝或铝合金的层形成的包层材料制作。
权利要求
1. 一种密封电池，具有至少外面侧由铝或铝合金形成的电池盒和对开设在该电池盒上的电解液注入用的注液孔进行密封的密封件，上述密封件用激光焊接在上述电池盒的上述注液孔的周缘部，其特征在于，上述密封件包括配置于上述电池盒侧的由铝或铝合金构成的铝层和形成于该铝层上并由热导率比该铝层还小的金属或金属合金形成的异种金属层，上述铝层形成为比上述异种金属层还大，该铝层的外周缘部比上述异种金属层的外周缘还向外侧突出，上述密封件，以上述激光的中心轴沿着上述铝层的外周缘并且由上述激光的照射引起的焊接痕迹的上述异种金属层侧的边缘比上述异种金属层的外周缘还位于外侧的状态，焊接在上述电池盒上。
2. 根据权利要求1所述的密封电池，其特征在于，上述密封件以上述激光的中心轴与上述铝层的外周缘一致的状态进行焊接。
3. 根据权利要求1或2所述的密封电池，其特征在于， 在上述密封件上设有与上述铝层一体形成且从该铝层的下表面向下突出的轴部，该轴部插入到上述注液孔中。
全文摘要
在具备兼作端子板的密封件的密封电池中，良好地确保引线相对密封件的焊接强度，并且没有飞溅等的发生就能将密封件可靠地焊接在电池盒上。密封件(17)包括配置于电池盒(6)侧的由铝或铝合金构成的铝层(25)、和形成于铝层(25)上并由热导率比铝层(25)还小的镍等形成的镍层(26)。铝层(25)形成为比镍层(26)还大，铝层(25)的外周缘部(25a)比镍层(26)的外周缘(26a)还向外侧突出。密封件(17)以激光(27)的中心轴(S)沿着铝层(25)的外周缘(25b)，并且由激光(27)的照射引起的焊接痕迹(29)的镍层(26)侧的边缘(29a)比镍层(26)的外周缘(26a)还位于外侧的状态，焊接在电池盒(6)上。
文档编号H01M2/02GK101442111SQ20081018231
公开日2009年5月27日 申请日期2008年11月21日 优先权日2007年11月22日
发明者喜多房次, 渡边修 申请人:日立麦克赛尔株式会社