电存储装置的制作方法

专利名称：电存储装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电存储装置，包括电极组件、容纳电极组件的外壳和通过外壳的限定壁的铆钉。
背景技术：
近年来，诸如蓄电池(例如，锂离子电池和镍氢电池)和电容(例如，双层电容器)的可再充电和放电的电存储装置已被采纳作为车辆(例如，汽车和摩托车)和各种装置(例如，便携式端子和台膝上型计算机)的动力源。例如，已经提供各类电池。其中之一就是蓄电池，其中包括电极组件；电连接到电极组件的集电器；容纳电极组件和集电器的外壳；布置在外壳外面的外部端子；沿着外壳的限定壁的内表面布置的内密封部件；沿着限定壁的外表面布置的外密封部件；和插入通过限定壁、内密封部件和外密封部件的铆钉， 其中外部端子和集电器通过铆钉相互电连接。铆钉包括导电材料。铆钉包括杆形主体；和与主体连续地形成的实心杆形或中空杆形(管形)插入部分。插入部分的外径定尺寸以小于主体的外径。插入部分被插入通过外壳的限定壁、内密封部件、外密封部件和集电器，并且在这种状态下，插入部分在端部处被压接(be crimped)(参见，JP-A-2002 324541 (专利文献I)，例如)。结果，铆钉的插入部分的端部具有扩大的直径。也就是说，在使用具有实心杆形插入部分的铆钉的蓄电池中，铆钉的插入部分的端部在直径被扩大时被完全地弄平。在使用具有中空杆形插入部分的铆钉的蓄电池中，铆钉的插入部分的端部被弄平，同时被径向地向外挤压以变形成法兰形状。因此，在这些蓄电池中，铆钉一体地结合主体和被压接端之间的外壳的限定壁、内密封部件、外密封部件和集电器，这会在铆钉插入通过的通孔的周边区域施加压力。结果， 内密封部件和外密封部件与外壳的限定壁紧密接触，以密封铆钉已经插入通过的通孔，从而提供对外壳内的密封。此外，集电器和电极组件通过铆钉固定到外壳。根据具有实心杆形插入部分的铆钉，因为插入部分的高刚度，可能无法通过单一的压接操作充分地压接铆钉的插入部分的端部。这意味着需要几次压接操作。然而，重复压接的操作在每次压接被执行时导致大的作用力作用在铆钉上，这可能导致外壳的限定壁的变形。如果发生这种情况，内密封部件和外密封部件与限定壁的接触程度减少，导致可能无法保证外壳的密封。特别是，当外壳包括铝合金以降低蓄电池的重量时，由铆钉的压接引起的限定壁的变形变得显著(由于铝合金的与诸如不锈钢等等的钢相比的柔软性)，导致外壳的密封明显下降。相比之下，使用具有中空杆形插入部分的铆钉，插入部分的端部容易因为压接而变形，因为插入部分是中心部分被挖空的薄壁。然而，中空杆形插入部分具有比实心杆形插入部分较低的刚度。正因为如此，在压接时，插入部分的端部可能不会被完全地向外延伸，而是部分地朝向空心部分被推动。如果发生这种情况，插入部分的端部可能不会形成具有足以保持铆钉已经插入通过的通孔的外周的外径的法兰形状。因此，即使使用具有中空杆形插入部分的铆钉，有时不可能确保与使用具有实心杆形插入部分的铆钉一样的对外壳的密封。此问题不仅发生在电池中而且发生在电容器(例如，双层电容器等)中。

发明内容
本发明的目的在于提供一种能够确保外壳的密封的电存储装置。根据本发明的电存储装置，包括电极组件；外壳,容纳电极组件,外壳包括限定壁；铆钉，穿过限定壁，铆钉具有主体和与主体连续地形成的插入部分；导电部件，电连接到铆钉；和密封部件，布置在限定壁和导电部件之间与限定壁和主体之间的至少一个处，其中，插入部分具有插入通过限定壁、密封部件和导电部件的部分；插入部分至少在插入通过限定壁、密封部件和导电部件的部分中具有小于主体的直径的直径；插入部分具有中空杆形端部，非贯通孔在插入部分的轴向方向上延伸，在插入部分已经插入通过限定壁、密封部件和导电部件的状态下，中空杆形端部被压接；和非贯通孔的底部位于限定壁和导电部件之间。在本发明的实施例中，电存储装置可以具有结构，其中插入部分朝向导电部件插入通过限定壁；和密封部件包括两个密封部件，其中一个密封部件布置在限定壁和导电部件之间， 其中另一个密封部件布置在限定壁和主体之间。在这种情况下，至少一个密封部件可以具有插入通过限定壁的环形突出；和环形突出可以插入通过限定壁同时覆盖插入部分的外围。在本发明的另一个实施例中，电存储装置可以具有结构，其中插入部分的端部被压接以具有厚度，该厚度在插入部分的端部远离插入部分的轴线行进时减少。在本发明的另一个实施例中，电存储装置可以具有结构，其中 插入部分仅在非贯通孔的中空杆形部分处被压接。在本发明的另一个实施例中，电存储装置可以具有结构，其中非贯通孔的底部位于限定壁和导电部件之间的位置处，并且靠近导电部件。在本发明的另一个实施例中，电存储装置可以具有结构，其中导电部件是布置在外壳内部的集电器，集电器电连接到电极组件；密封部件包括布置在限定壁的内表面上的内密封部件；和插入部分从外壳的外部到外壳的内部插入通过限定壁、内密封部件和集电器。在本发明的另一个实施例中，电存储装置可以具有结构，其中导电部件是布置在外壳内部的集电器，集电器电连接到电极组件；
密封部件包括布置在限定壁的外表面上的外密封部件；和插入部分从外壳的外部到外壳的内部插入通过外密封部件、限定壁和集电器。在本发明的另一个实施例中，电存储装置可以具有结构，其中导电部件是布置在外壳外部的牵弓I部件；密封部件包括布置在限定壁的内表面上的内密封部件；和插入部分从外壳的外部到外壳的内部插入通过内密封部件、限定壁和牵引部件。在本发明的另一个实施例中，电存储装置可以具有结构，其中导电部件是布置在外壳外部的牵弓I部件；密封部件包括布置在限定壁的外表面上的外密封部件；和插入部分从外壳的内部到外壳的外部插入通过限定壁、外密封部件和牵引部件。在本发明的另一个实施例中，电存储装置可以具有结构，其中导电部件是布置在外壳内部的集电器，集电器电连接到电极组件；密封部件包括布置在限定壁的内表面上的内密封部件和布置在限定壁的外表面上的外密封部件；和插入部分从外壳的外部到外壳的内部插入通过外密封部件、限定壁、内密封部件和集电器。在本发明的另一个实施例中，电存储装置可以具有结构，其中导电部件是布置在外壳外部的牵弓I部件；密封部件包括布置在限定壁的外表面上的外密封部件和布置在限定壁的内表面上的内密封部件；和插入部分从外壳的内部到外壳的外部插入通过内密封部件、限定壁、外密封部件和牵引部件。


图I是根据本发明实施例的电池的透视图；图2是电池的侧视图；图3是沿着图I中线A-A的横断面图；图4是沿着图I中线B-B的横断面图；图5是电池端子部分的放大横截面图；图6是铆钉及其附近的放大横截面图；图7是从上面看到的端子部分的分解透视图；图8是从下面看到的端子部分的分解透视图；图9是根据又一个实施例的电池端子部分的放大横截面图。
具体实施例方式下面将参考附图描述作为根据本发明的电存储装置的实施例的电池。根据本实施例的电池是非水电解质蓄电池，更特别地，是锂离子蓄电池。在图I至4所示，根据本实施例的电池包括外壳1，外壳I由外壳主体2和盖板3组成，盖板3覆盖外壳主体2的开口以密封外壳I。盖板3包括端子结构9，端子结构9电连接到容纳在外壳I中的电极组件4。
外壳主体2和盖板3包括诸如铝合金、不锈钢合金等等的金属。在此实施例中，外壳主体2和盖板3包括铝合金。所采用的铝合金包括未经处理的铝合金(F-回火材料)、 退火铝合金(0-回火材料)、加工硬化铝合金(H-回火材料)和上述以外的热处理铝合金 (T-回火材料)。外壳主体2具有在宽度方向是平面的矩形箱形状，从而其容纳已形成椭圆柱的绕组型电极组件4。盖板3是长方形板，其形状对应于外壳主体2的开口。在图5-8中显示，盖板3具有在纵向上彼此间隔的两个通孔3a，每个通孔设计为插入稍后描述的铆钉12。每个通孔3a的周边区域在厚度方向上通过例如压印压缩形成。这使得每个通孔3a的周边区域比其余区域要薄。每个通孔3a的周边区域的压缩形成引起每个通孔3a的周边区域的加工硬化，其导致硬度增大。通孔3a的周边区域通过压缩成形而变得更薄，并且盖板3因此在外表面中设置有外垫圈11可以安装到其中的凹槽(第一凹槽)3b。 返回到图1-4，盖板3安装到外壳主体2的开口中并通过激光焊接或类似方法密封地固定。在电极组件4中，带状正电极板5和带状负电极板6在不同的横向方向上彼此移位，带状分隔件7夹在带状正电极板5和带状负电极板6之间，带状正电极板5和带状负电极板6围绕横向旋转轴线缠绕成垂直长椭圆形状的圆柱体。电极组件4用绝缘盖(未显示)完全地覆盖，绝缘盖包括绝缘片并且容纳在外壳I中，同时与外壳I绝缘。正电极板5 包括在表面处携带正电极活性物质的铝箔。负电极板6包括表面携带负电极活性物质的铜箔。正电极板5和负电极板6每一个具有不涂有活性物质的非重叠的部分，所述非重叠的部分在板被移位的横向方向上的边缘处。在这种布置情况下，在电极组件4的横向端部处， 铝箔和铜箔暴露，并且因而正电极和负电极的这些金属箔以缠绕配置从重叠部分突出。在电极组件4的横向端部处突出的金属箔被电连接到各自的集电器8。集电器8 是垂直的长的导电金属部件。更具体地，用于正电极的集电器8包括铝或铝合金，并且用于负电极8包括铜或铜合金。每个集电器8的上半部分水平地弯曲以构成连接部分8a。从连接部分8A向下延伸的部分被分成向下突出的前部分和后部分。两个前部分和后部分连同电极组件4的相应端被夹在保持板(未显示)之间，并且通过超声波焊接或类似方式连接和固定。端子结构9包括用于正电极的端子结构9和用于负电极的端子结构9。如在图5-8 中更详细地显示，每个端子结构9包括塑料板10、外垫圈11、铆钉12、端子固定件13、端子螺栓14和牵引部件15。塑料板10和外垫圈11布置在外壳I的内部和外部，形成在盖板3 的左端和右端中的通孔3a设置在塑料板10和外垫圈11之间。铆钉12通过塑料板10和外垫圈11插入到通孔3a中并电连接到集电器8的连接部分8a。端子固定件13靠近外垫圈11布置。端子螺栓14通过端子固定件13布置在盖板3的外表面处。牵引部件15电连接端子螺栓14和铆钉12。使用此配置，外壳I内部的电极组件4和端子螺栓14相互电连接。注意到，塑料板10和外垫圈11每个对应密封部件。此外，塑料板10、外垫圈11和端子固定件13每个对应绝缘部件。铆钉12对应辅助端子。端子螺栓14表示外部端子。牵引部件15对应导电部件。塑料板10是具有绝缘和密封性能的合成树脂。更具体地，例如，聚苯硫醚(PPS)树脂用作用于塑料板10的材料。但是，材料不局限于此，并且可以选择任何合适材料。塑料板10具有长方形形状。塑料板10的下表面包括凹槽10a，凹槽IOa可以接收集电器8的连接部分8a。塑料板10包括通孔10b，而在凹槽IOA接收集电器8的连接部分8a时，通孔 IOb与形成在连接部分8a中的通孔Sb位置重合。外垫圈11是具有绝缘性能和密封性能的合成树脂。更具体地说，例如，聚苯硫醚 (PPS)树脂用作用于塑料板10的材料。但是，材料不局限于此，并且可以选择任何合适的材料。外垫圈11比铆钉12的主体12A略大，并且具有长方形形状。外垫圈11包括在外周处的环绕圆周外壁部分11a，其通过凹入除了外周边的上表面而形成。外垫圈11包括凹槽11b，凹槽Ilb可以在外壁部分Ila内接收铆钉12的主体12a。外垫圈11包括通孔11c， 在凹槽Ilb接收铆钉12的主体12a时，铆钉12的第一压接部分12b可以插入通孔11c。外垫圈11的下表面包括环形突出lld，环形突出Ild延伸通过盖板3的通孔3a，并且插入到塑料板10的通孔IOb中。需要注意的是，塑料板10布置在盖板3的下表面(内表面)上，并且因而布置在外壳I内部。外垫圈11布置在盖板3的上表面(外表面)处,因此布置在外壳I的外表面处。布置外垫圈11的盖板3的上表面的区域包括非圆形凹槽(第一凹槽)3b，其可以接收外垫圈11的下部分(桥梁部分)。当外垫圈11的下部(到表面盖板3的连接表面)插入第一凹槽3b时，外垫圈11被限制围绕其轴线旋转。需要注意的是，在本实施例，第一凹槽 3B形成矩形，以便对应外垫圈11的矩形下部分的形状。第一凹槽3B由压印(coining)或类似方式形成。铆钉12包括在正电极侧上的铆钉12和在负电极侧上的铆钉12。正电极侧的铆钉 12是包括铝或铝合金的导电金属部件。负电极侧的铆钉12是包括铜或铜合金的导电金属部件。如图7和8所示，铆钉12具有第一压接部分12b，作为从主体12a的下表面向下突出的插入部分。铆钉12具有第二压接部分12c，作为从主体12A的上表面向上突出的另一个插入部分。第一压接部分12b和第二压接部分12c每个看起来像杆并且具有比主体12a小的直径。主体12a具有轴的形状。主体12a具有比盖板3的通孔3a的直径大的外径。主体12a具有四个平面(没有分配参考数字)，四个平面在圆周方向上均匀隔开地分布在外周上。四个平面的每个面对外垫圈11的外壁部分Ila的内壁表面，主体12a接收在外垫圈 11的凹槽Ilb中。第一压接部分12b是通过盖板3的通孔3a、集电器8的连接部分8a的通孔Sb、塑料板10的通孔10b、和外垫圈11的通孔Ilc插入的部分。第一压接部分12b从盖板3的外部插入盖板3的内部，即从盖板3的侧面到集电器8的侧面。在此实施例中，外垫圈11的环形突出Ild通过盖板3的通孔3a和塑料板10的通孔IOb插入。这意味着，当第一压接部分12b通过外垫圈11的通孔Ilc插入时,第一压接部分12b也通过盖板3的通孔3a和塑料板10的通孔IOb插入。第一压接部分12b尺寸被制作为使得在其已经通过盖板3的通孔3a、塑料板10的通孔10b、外垫圈11的通孔Ilc和集电器8的通孔Sb插入时，其端部从塑料板10的内表面朝向外壳I的内部突出。
第一压接部分12b在其端部处具有轴向延伸的非贯通孔12d。因此，第一压接部分12B的端部具有中空杆形状。如图6显示，非贯通孔12d的底部12e定位在盖板3和集电器8之间，第一压接部分12b的端部被压接。非贯通孔12d由钻具形成。与此关联地，非贯通孔12d的底部12e具有对应于钻具端部的形状的锥形。在通过压接被径向向外地推动时，第一压接部分12b的端部被向外挤压或变平， 从而形成法兰形状，该法兰形状的直径比第一压接部分12b底端的直径大。也就是说，第一压接部分12b的端部的直径在压接以后大于盖板3的通孔3a的直径。结果，当外垫圈11紧密接触盖板3的外表面并且塑料板10紧密接触盖板3的内表面时，主体12a和第一压接部分12b的法兰形端部一起保持通孔3a、8b、10b和Ilc的周缘在它们之间。这提供围绕通孔3a、8b、10b和Ilc的外周的密封，从而保持在外壳I内的密封。将被理解，第一压接部分12b的压接先于盖板3焊接在壳体2上执行。在图7和8中显示，第二压接部分12c具有实心杆形状，具有小于主体12A直径的直径。第二压接部分12C具有杆直径，以允许自身插入以后描述的在牵引部件15中形成的第一通孔15a。在图5和6中显示，在第二压接部分12c通过牵引部件15的第一通孔15b 插入时，第二压接部分12c的端部被压接。因此，牵引部件15保持在主体12a和变形成法兰形状的第二压接部分12c的端部之间，从而物理地和电连接到铆钉12。第二压接部分12c 的压接先于第一压接部分12b的压接执行。将说明盖板3的通孔3a、集电器8的连接部分8a的通孔Sb、塑料板10的通孔10b、 外垫圈11的环形通孔Ilc和环形突出10d、和铆钉12的第一压接部分12b之间的关系。正如在图5中详细显示，盖板3的通孔3a的内径和塑料板10的通孔IOb的内径相同或大致相同。盖板3的通孔3a的内径和塑料板10的通孔IOb的内径与外垫圈11的环形突出Ild 的外径相同或大致相同。外垫圈11的环形突出Ild的长度与盖板3和塑料板10的厚度的总和相同或大致相同。外垫圈11的环形突出Ild的内径和集电器8的连接部分8a的通孔 8b的内径相同或大致相同。外垫圈11的环形突出Ild的内径和集电器8的连接部分8a的通孔8b的内径与铆钉12的第一压接部分12b的外径相同或大致相同。铆钉12的第一压接部分12b的长度与盖板8、集电器8的连接部分8a、塑料板10和外垫圈11的厚度的总和相同或大致相同。因此，铆钉12的主体12A插入外垫圈11的凹槽11b，铆钉12的第一压接部分12b 延伸通过在凹槽Ilb的底表面处的通孔Ilc并且插入集电器8的连接部分8a的通孔8b，从连接部分8a的通孔8b向下突出的第一压接部分12B的端部从下面被压接。以此配置，在铆钉12电连接到集电器8的连接部分8a并且从盖板3绝缘时，铆钉12连接到盖板3。端子固定件13是具有绝缘性能的合成树脂，象塑料板10和外垫圈11 一样。注意，例如，通过均匀地混合聚苯硫醚树脂与作为填充物的玻璃纤维获得的增强树脂材料，可用作端子固定件13的材料，以使硬度比塑料板10和外垫圈11的硬度高。另外，聚四氟乙烯-氟炔烯共聚物(PFA)树脂用来代替聚苯硫醚树脂。可以使用无机纤维而不是玻璃纤维。 但是，材料不局限于此，并且可以选择任何合适的材料。然而，端子固定件13可以不具有绝缘性能。在使用铝或铝合金用作用于外壳I材料的情况下，正电极的端子固定件13可以不被隔离，以使正电极的电势可与电势的外壳I相同。这抑制外壳I的腐蚀。当铁或不锈钢作为用于外壳I的材料使用时，负电极的端子固定件13可以是非隔离的，以使负电极的电势可与外壳I的电势相同。为了使正电极或负电极和外壳I具有相同电势，例如，端子固定件13可以包括其中包含导电材料(如碳)以及填充物混合的材料，从而端子固定件13成为半导电的。端子固定件13比端子螺栓14的头14a稍大并且具有长方形形状。端子固定件13 包括在外周处的环绕圆周外壁部分13A，其通过凹入除了外周边的上表面形成。端子固定件13包括凹槽13b，其可以接收端子螺栓14的头的14a在外壁部分13a内部。端子固定件 13包括在凹槽13b中的非圆形配合突出13c。在凹槽13b接收端子头螺栓14的头14a时， 配合突出13c安装在形成在端子头螺栓14的头14a中的非圆形的配合凹槽(配合沟)14c 中。因此，当在凹槽13b中的配合突出13c (即，在较低位置而不是在凹槽13b中的外壁部分Ila的上端表面处的配合突出13c)配合在端子螺栓14的头部的14a的配合凹槽14c中时，端子固定件13接收端子螺栓14，同时端子螺栓14被限制绕其轴线旋转。请注意，在本实施例中，端子螺栓14的配合凹槽14c通过切掉从一侧延伸到相对侧的部分形成，并且具有长方形形状。端子固定件13的安装突出13c形成为矩形以对应于矩形配合凹槽14c。端子固定件13的下表面包括非圆形突出13d。在本实施例中，突出13d是长方形突出表面(凸面)。布置端子固定件13的盖板3的上表面的区域包括非圆形凹槽(第二凹槽)3c，其可以接收端子固定件13的突出13d。当端子固定件13的突出13d插入第二凹槽 3c时，端子固定件13被抑制绕其轴线的旋转，像外垫圈11。注意，在本实施例中，第二凹槽 3c被形成为长方形，以对应于矩形突出13d。第二凹槽3C由压印或类似方法形成。当端子固定件13将被布置在盖板3的上表面上时，端子固定件13的下表面(包括突出13d的表面)通过适当的方式处理，以使玻璃纤维暴露在端子固定件13的下表面处。 适当方式的优选示例是机械地切断端子固定件13的下表面。例如，玻璃纤维通过使用锉刀或类似物切割端子固定件13的下表面暴露。在端子固定件13的下表面处的突出13d在盖板3的上表面处安装在第二凹槽3c中，并且端子固定件13固定到盖板3的上表面。用于固定端子固定件13到盖板3的方法也不是特别地受限。例如，可以涂覆适当的胶粘剂装置 (例如，胶膜、液体胶粘剂或固体胶)到盖板3的至少一个上表面(特别是第二凹槽3c)和端子固定件13的下表面，并且端子固定件13可以通过粘合剂装置固定到盖板3。虽然普通粘合剂可以作为粘合剂使用，优选使用环氧树脂胶粘剂。环氧树脂对于用于端子固定件13 的合成树脂具有差的附着力，但是对于无机纤维具有良好的附着力。因此，在端子固定件13 的下表面处暴露的玻璃纤维允许端子固定件13牢固地粘结到盖板3。希望端子螺栓14电连接电池到外部装置。端子螺栓14是具有高强度的金属导电部件，包括铁、钢，诸如不锈钢和铬钥钢等。如上所述，端子螺栓14包括头部14a，头部14a 被定尺寸以插入端子固定件13的凹槽13b和从头部14a的上表面突出的杆14b,并且在外周表面处具有阳螺纹。如上所述，头14a的下表面包括非圆形配合凹槽(配合沟)14c。因此，当在凹槽13b中的配合突出13C安装在配合凹槽14c中时，端子螺栓14从盖板3绝缘并且支撑在端子固定件13上，同时杆14b被抑制围绕其轴线旋转。牵引部件15是长方形导电金属部件，包括铜合金或类似物。牵引部件15的表面镀镍用于防锈，提高滑爽和其他目的。牵引部件15包括在一端处的第一通孔15a和在另一端处的第二通孔15b。铆钉12的第二压接部分12c插入第一通孔15a。端子螺栓14的杆14b插入第二通孔15b。从牵引部件15的第一通孔15a向上突出的铆钉12的第二压接部分12c的端部被从上面压接。使用压接，铆钉12和牵引部件15集成。请注意，在端子螺栓14中，杆14b就是插入牵引部件15的第二通孔15b。但是，例如，当外部装置的导线的压接接触(未显示)安装在端子螺栓14的杆14b时，并且端子螺栓14的杆14b用螺母固定，端子螺栓14微微抬起，并且头14a的上部表面压接接触牵引部件15的下表面。这导致导线的压接接触与牵引部件15 —起保持在端子螺栓14的头14a与螺母之间。使用此配置，压接接触、端子螺栓14和牵引部件15彼此可靠地电连接。因此， 导线的压接接触通过端子螺栓14、牵引部件15、铆钉12和集电器8电连接到电极组件4，端子螺栓14、牵引部件15、铆钉12和集电器8通过端子固定件13、外垫圈11和塑料板10从盖板3绝缘。这导致外部装置电连接到电池。此外，安装在固定在盖板3的上表面上的端子固定件13的凹槽13b中的配合突出 13c上的端子螺栓14的头14a的配合凹槽14c，在螺母固定到端子螺栓14的杆14b时，可靠地阻止端子螺栓14连同螺母一起旋转。即使在端子螺栓14的头14a的配合凹槽14c和在端子固定件13的凹槽13中的配合突出13c之间有一些间隙，端子螺栓14只空转旋转一定角度并且不构成特殊问题。此时，由于端子固定件13阻止端子螺栓14旋转，端子固定件13接收来自端子螺栓14的转动力矩。然而，具有暴露的玻璃纤维的端子固定件13的下表面与盖板3的上表面亲密接触，并且因此端子固定件13用相对盖板3的较大的摩擦阻力固定。因此，由于来自端子螺栓14的转动力矩，端子固定件13被可靠地阻止与端子螺栓14 一起旋转。盖板3 的上表面的第二凹槽3c与端子固定件13的下表面处的突出13d彼此配合，使旋转阻止效果更为显著。如上所述，因为胶粘剂装置(如粘合剂)被供应到盖板3的上表面(特别是第二凹槽3c)和端子固定件13的下表面的一个，并且端子固定件13通过胶粘剂装置固定到盖板3，进一步确保阻止旋转。请注意，如果端子螺栓14的杆14b (阳螺纹部分)的周长较小，即端子螺栓14的杆14b具有较小直径，并且诸如聚苯硫醚树脂(PPS)的合成树脂单独用作用于端子固定件 13的材料，端子固定件13可能无法承受来自端子螺栓14的旋转力矩。然而，合成树脂与诸如玻璃纤维的无机纤维的混合增强端子固定件13的强度。所述混合也有助于降低成本。由于端子固定件13被设置在盖板3处从外垫圈11分开，旋转扭矩不被传输到外垫圈11，外垫圈11密封围绕铆钉12的间隙。因此，无意的作用力不被应用到外垫圈11。密封外垫圈11不会受到损害(更具体地说)外垫圈11的下表面和盖板3的上表面(第一凹槽3b的上表面)之间的密封，外垫圈11的环形突出Ild的外周表面与盖板3的通孔3a的内周表面和塑料板10的通孔IOb的内周表面之间的密封,和外垫圈11的环形突出Ild的内周表面与铆钉12的第一压接部分12b的外周表面之间的密封。应用到端子螺栓14的杆14b的转动力矩不会传送到铆钉12，铆钉12从端子螺栓 14分开设置。因此，下述情况铆钉12的旋转导致铆钉12和集电器8的连接部分8A通过压接而得到的固定会变松动而损害其间连接，不会发生。此外，无意作用力不应用到塑料板 10和外垫圈11。此外，与塑料板10和外垫圈11的密封不受损(更具体地说，在塑料板10 的上表面和盖板3的下表面之间的密封，外垫圈11的下表面和盖板3的上表面(第一凹槽 3b的上表面)之间的密封，外垫圈11的环形突出Ild的外周表面与盖板3的通孔3a的内周表面10和塑料板10的通孔IOb的内周表面之间的密封,夕卜垫圈11的环形突出Ild的内周表面与铆钉12的第一压接部分12b的外周之间的密封)。外垫圈11和端子固定件13的分开设置允许适当选择具有用于密封部件的适合硬度的材料作为用于外垫圈11的材料，和适当选择具有足够的硬度以承受来自端子螺栓14 的旋转力矩的材料作为用于端子固定件13的材料。更具体地，由于外垫圈11在外垫圈11 弹性地变形以与导电部件(盖板3、集电器8、铆钉12)的表面密切接触时具有更大的密封效果，外垫圈11需要具有一定的柔性。如果端子固定件13高度柔性，来自端子螺栓14的转动力矩使得配合突出13c可能被磨损和切削。随着磨损的加重，端子螺栓14的旋转阻止功能受损。出于这个原因，需要端子固定件13有足够的刚性以承受来自端子螺栓14的转动力矩。在根据本实施例铆钉12中，主体12A的轴向方向中的尺寸被设置以大于传统的尺寸，从而防止或减少整个铆钉12上的由第一压接部分12b及第二压接部分12c压接引起的塑性变形。结果，来自盖板3的上表面的牵引部件15的高度上的位置一定比传统端子结构更高。根据本实施例的端子固定件13的配合突出13c是在端子固定件13阻止端子螺栓14 旋转时直接接收来自端子螺栓14的转动力矩的部分。因此，端子固定件13的配合突出13c 在高度方向上需要具有足够厚度，从而具有足够强度以承受旋转扭矩。结果，在端子螺栓14 的头14a的高度中的位置高，并且在牵引部件15的高度中距离盖板3的上表面的位置也必然高于在传统端子结构中的位置。出于这个原因，在本实施例中，外垫圈11的外壁部分Ila 是高的，并且从盖板3的上表面Ila到外壁部分Ila的上端表面的漏电距离长(漏电距离与盖板3的宽度尺寸的比例优选是0. 15至0. 3)。端子固定件13的外壁部分13a是高的， 并且从盖板3的上表面到外壁部分13a的上端表面的漏电距离长(漏电距离与盖板3的宽度尺寸的比例优选是0. 15至0. 3)。更具体地说，外垫圈11的外壁部分IIa被形成从而完全地或大致地完全覆盖铆钉 12的主体12a，从而外壁部分Ila的上端表面接触牵引部件15的下表面或与牵引部件15 的下表面略有间隔。端子固定件13的外壁部分13a被形成，从而完全地或大致完全地覆盖端子螺栓14的头14a，从而外壁部分13a的上端表面接触牵引部件15的下表面或与牵引部件15的下表面略有间隔。具有上述配置，即使电池暴露到由凝结等产生的水滴或导电气氛(静电或灰尘)， 外垫圈11的外壁部分Ila和端子固定件13的外壁部分13a作为盖(或障碍)。这方便地防止盖板3和铆钉12之间的短路以及盖板3和端子螺栓14之间的短路。据本实施例的这样描述的电池，在其通过外垫圈11、盖板3、塑料板10和集电器8 插入的情况下，铆钉12的第一压接部分12b在其端部处压接。当第一压接部分12b的端部压接时，第一压接部分12b施加作用力以在垂直于铆钉12的轴线的方向上按压盖板3。在这个发生时，在第一压接部分12b的端部中的非贯通孔12d的底部12e位于盖板3和集电器8之间。有了这项布置，第一压接部分12B被防止被按压以朝向在盖板3附近的空心部分膨胀。也就是说，这种布置提供第一压接部分12b和盖板3之间的紧密接触，从而可靠地产生导致第一压接部分12b按压盖板3的作用力。这确保盖板3和第一压接部分12b之间的密封。更重要的是，第一压接部分12b的端部具有中空杆形状，其确保可靠获得第一压接部分12b到法兰形状的变形，同时消除用于重复的压接操作的需要。此外，第一压接部分12b成为法兰形状的变形允许第一压接部分12b在平行铆钉12的轴线的方向上按压盖板3和集电器8。有了这个，布置在盖板和集电器8之间的塑料板10和布置在盖板3和主体12a 之间的外垫圈11以可靠的方式被紧密地按压，从而确保外壳I的密封。参照图6，铆钉12的第一压接部分12b具有围绕盖板3的通孔3a的固体部分。正因为如此，在压接时，在由箭头A指示的方向上产生作用力，从而确保盖板3和铆钉12之间的密封。第一压接部分12b在端部处是空心的，并且因此第一压接部分12b的端部在压接时以可靠的方式变形成法兰形状。结果，在由箭头B指示的方向中产生作用力，以使外垫圈 11、盖板3、塑料板10和集电器8彼此紧密地按压，从而确保外壳I的密封。外垫圈11在接近铆钉12的主体12a的位置处布置在主体12a和盖板3之间，并且塑料板10在靠近铆钉12的第一压接部分12b的位置处布置在盖板3和集电器8之间。 第一压接部分12b的端部在这种状态下压接。正因为如此，在第一压接部分12b的端部变形成法兰形状时，在平行于铆钉12的轴线的方向上产生的作用力传输到盖板3和集电器8 之间以及盖板3和主体12a之间的区域。结果，塑料板10和外垫圈11以可靠的方式被紧密地按压，从而保持外壳I的密封更有效。此外，外垫圈11的环形突出Ild通过盖板3插入，同时覆盖第一压接部分12b的外周，并且因此，外垫圈11被布置以延伸通过盖板3和主体12A之间与盖板3和第一压接部分12b之间。有了这项布置，布置在盖板3和主体12a之间和盖板3和第一压接部分12b 之间的外垫圈11被第一压接部分12b的压接所产生的作用力紧密地按压，从而使其可以更有效地保持外壳I的密封。此外，第一压接部分12B的端部被压接以具有厚度，该厚度在其远离第一压接部分12b的轴线时减少。这增加第一压接部分12b的端部与盖板3或集电器8之间的接触程度。请注意，根据本发明的电存储装置不限于上述实施例，并且在不背离本发明的精神和范围的情况下可以有各种变化。例如，在上面的实施例中，非贯通孔12d的底部12e比盖板3的内表面SF更靠内地位于外壳I中。然而，本发明不仅限于此。例如，非贯通孔12d的底部12e可以位于与盖板3相同或大致相同的水平处。在这种布置下，只有第一压接部分12b的端部具有中空杆的形状，并且因此第一压接部分12b的端部可以形成以可靠方式保持塑料板10和外垫圈11 所必要和足够的法兰形状。上面的实施例说明示例，其中假定第一压接部分12b通过盖板3从外壳I的外部插入到外壳I的内部，第一压接部分12b的位于外壳I内部的端部被压接。然而，本发明不仅限于此。例如，铆钉12可以由主体12a和第一压接部分12b组成，第一压接部分12b可通过盖板3从外壳I的内部插入到外壳I的外部，从而第一压接部分12b的位于外壳I外部的端部被压接。图9说明这个具体示例。端子结构9’包括铆钉12’。铆钉12’通过盖板3’从外壳I’的内部插入外壳I’的外部。铆钉12’包括主体12a’和插入部分12b’，主体12a’电连接到电极组件(未显示)，插入部分12b’与主体12a’连续地形成并且通过盖板3’插入。 塑料板10布置上盖板3’的内表面上，并且外垫圈11’布置在盖板3’的外表面上。作为导电部件的牵引部件15’布置在外垫圈11’的外表面上。铆钉12’的插入部分12b’通过塑料板10、盖板3’、外垫圈11’和牵引部件15’以这样的顺序插入。然后，从牵引部件15’突出的插入部分12b’的端部被压接。上面的实施例已经说明其中铆钉12的主体12a具有杆状的示例。然而，本发明不仅限于此。铆钉12的主体12a可能有任何形状，只要其不插入通过第一压接部分12b插入通过的盖板3、集电器8等，而不需要限制到特定形状。在这方面来说，铆钉12的主体12a 可以例如具有薄板形状。上面的实施例已经说明其中外垫圈11的整个下表面配合在盖板3的上表面中的第一凹槽3b中的示例。替换地，在外垫圈11的下表面处可以形成突出，盖板3的第一凹槽可以定尺寸以接收所述突出，并且外垫圈11的突出配合在第一凹槽中，与端子固定件13的情况相同。上面的实施例也已经说明突出13d形成在端子固定件13的下表面中的示例，定尺寸以接收突出13d的第二凹槽3c形成在盖板3的上表面中，并且端子固定件13的突出13d 配合在盖板3的第二凹槽3c中。替换地，可以不形成突出13d，盖板3第二凹槽可以定尺寸以接收端子固定件13的整个下表面，并且端子固定件13的整个下表面可以配合在第二凹槽中，与外垫圈11的情况相同。然而优选地，盖板3具有第一凹槽3b和第二凹槽3c，因为它们可以增加盖板3的面积矩，其从而提高盖板3的机械强度。在这种情况下，第一凹槽3b和第二凹槽3c的一个的尺寸的减少将增加第一凹槽3b和第二凹槽3c之间的距离。这避免第一凹槽3b和第二凹槽3c互相影响。上面的实施例说明其中用于外垫圈11的第一凹槽3b比用于端子固定件13的第二凹槽3c更大的示例。采用这个配置的理由在于，盖板3的平整度和机械强度随着第一凹槽3b的面积的增加而增加，其导致密封效果和耐久性的增大。对于外垫圈11或端子固定件13，突出的数量不局限于一个，并且可以形成多个突出。外垫圈11和端子固定件13不必为长方形。例如,夕卜垫圈11和端子固定件13可以是圆形、六角形或八角形。上面的实施例已经说明一个示例，其中用于正电极的集电器8和用于正电极的铆钉12包括铝或铝合金，而用于负电极的集电器8的和用于负电极的铆钉12包括铜或铜合金。但是，可以使用任何材料，只要材料是适于电池类型的导电金属材料。上面的实施例也已经说明用于端子螺栓14和牵引部件15的材料。但是，可以使用任何材料，只要材料是诸如强度和导电率属性适当的导电金属材料。上面的实施例已经说明其中杆(阳螺纹部分)14b从端子头螺栓14的头14a的上表面突出的示例。但是，诸如圆形或多角形管的适当形式的杆可以突出，而非一定要是阳螺纹部分，并且在所述杆的上端表面中可以形成螺纹孔。电极组件不限于在上面实施例中描述的椭圆柱形式绕组类型之一。电极组件可以有任何其他的形状并且可以是堆叠类型之一。上述实施例已经说明示例，其中端子结构9布置在盖板3上，但是替换地，端子结构9可以布置在外壳主体2上。也就是说，铆钉12可延伸通过外壳主体2。在这种情况下， 0型回火材料也优选地可以用于外壳主体2。将被理解，外壳主体2可以包括不是0型回火铝合金的其他铝合金或其它金属材料。在上面的实施例中，铆钉12可以在两端处(第一压接部分12b和第二压接部分
1412c的两端部)处压接。然而，本发明不仅限于此。例如，铆钉12可以由主体12a和第一压接部分12b组成，并且第一压接部分12b的端部可被压接。在上面的实施例中，铆钉12和端子螺栓14是独立的组件，其通过牵引部件15彼此电连接。然而，本发明不仅限于此。例如，铆钉12和端子螺栓14的杆14b可以一体地形成。在这种情况下，端子固定件13是不必要的。在上面的实施例中，外垫圈11和13端子固定件分别地布置在盖板3的外表面上， 但是本发明不仅限于此。例如，外垫圈11和端子固定件13可以一体地形成。在上面的实施例中，外垫圈11具有配合进入盖板3的通孔3a中的环形突出lld， 但本发明不限于此。例如，塑料板10可以具有可以配合进入盖板3的通孔3a的环形突出。 另外，外垫圈11和塑料板10每个可以具有可以配合进入盖板3的通孔3a的环形突出。已经在锂离子蓄电池背景中描述了以上实施例。然而，电池的类型和大小(容量) 可以任意选择。本发明并不限于锂离子蓄电池，并且也可以适用于各种蓄电池、原电池和电容，诸如双电层电容器。在上面的实施例中，铆钉12的第一压接部分12b的端部被压接以直接地应用压缩力到集电器8的连接部分8a的通孔Sb的周围。然而，本发明不限于此。例如，垫圈可以布置在连接部分8a上，并且第一压接部分12b可以插入通过连接部分8a的通孔Sb和垫圈的通孔，以使从垫圈突出的第一压接部分12b的端部可以被压接。这允许由第一压接部分12b 的被压接端部带来的压缩力可以被应用到垫圈，从而可以提高集电器8的连接部分8a的机械强度。
权利要求
1.一种电存储装置，包括电极组件⑷；外壳(I)，其容纳电极组件(4)，所述外壳⑴包括限定壁；铆钉(12)，其穿过限定壁，铆钉(12)具有主体(12a)和与主体(12a)连续地形成的插入部分(12b)；导电部件(8，15)，其电连接到铆钉(12);和密封部件(10，11)，其布置在限定壁和导电部件(8，15)之间与限定壁和主体(12a)之间中的至少一个处，其中，插入部分(12b)具有插入通过限定壁、密封部件(10，11)和导电部件(8，15)的部分；插入部分(12b)至少在插入通过限定壁、密封部件(10，11)和导电部件(8，15)的所述部分中具有小于主体(12a)的直径的直径；插入部分(12b)具有中空杆形端部，非贯通孔(12d)在插入部分(12b)的轴向方向上延伸，在插入部分(12b)已经插入通过限定壁、密封部件(10，11)和导电部件(8，15)的状态下，中空杆形端部被压接；和非贯通孔(12d)的底部(12e)位于限定壁和导电部件(8，15)之间。
2.根据权利要求I所述的电存储装置，其中插入部分(12b)朝向导电部件(8，15)插入通过限定壁；和密封部件(10，11)包括两个密封部件(10，11)，其中一个密封部件布置在限定壁和导电部件(8，15)之间，其中另一个密封部件布置在限定壁和主体(12a)之间。
3.根据权利要求2所述的电存储装置，其中密封部件(10，11)中的至少一个密封部件具有插入通过限定壁的环形突出(Ild);和环形突出(Ild)插入通过限定壁，同时覆盖插入部分(12b)的周围。
4.根据权利要求I至3任何一项所述的电存储装置，其中插入部分(12b)的端部被压接以具有厚度，该厚度在插入部分(12b)的端部远离插入部分(12b)的轴线行进时减小。
5.根据权利要求I至4任何一项所述的电存储装置，其中插入部分(12b)仅在非贯通孔(12d)的中空杆形部分处被压接。
6.根据权利要求I至5任何一项所述的电存储装置，其中非贯通孔(12d)的底部(12e)位于限定壁和导电部件(8，15)之间的位置处，并且靠近导电部件(8，15)。
7.根据权利要求I至6任何一项所述的电存储装置，其中所述导电部件(8，15)是布置在外壳(I)内部的集电器(8)，集电器(8)电连接到电极组件⑷；密封部件(10，11)包括布置在限定壁的内表面上的内密封部件(10);和插入部分(12b)从外壳(I)的外部到外壳(I)的内部插入通过限定壁、内密封部件(10)和集电器(8)。
8.根据权利要求I至6任何一项所述的电存储装置，其中导电部件(8，15)是布置在外壳(I)内部的集电器(8)，集电器(8)电连接到电极组件⑷；密封部件(10，11)包括布置在限定壁的外表面上的外密封部件(11);和插入部分(12b)从外壳(I)的外部到外壳(I)的内部插入通过外密封部件(11)、限定壁和集电器(8)。
9.根据权利要求I至6任何一项所述的电存储装置，其中导电部件(8，15)是布置在外壳⑴外部的牵引部件(15)；密封部件(10，11)包括布置在限定壁的内表面上的内密封部件(10);和插入部分(12b)从外壳(I)的外部到外壳(I)的内部插入通过内密封部件(10)、限定壁和牵引部件(15)。
10.根据权利要求I至6任何一项所述的电存储装置，其中导电部件(8，15)是布置在外壳⑴外部的牵引部件(15)；密封部件(10，11)包括布置在限定壁的外表面上的外密封部件(11);和插入部分(12b)从外壳(I)的内部到外壳(I)的外部插入通过限定壁、外密封部件(11)和牵引部件(15)。
11.根据权利要求I至6任何一项所述的电存储装置，其中导电部件(8，15)是布置在外壳(I)内部的集电器(8)，集电器(8)电连接到电极组件⑷；密封部件(10，11)包括布置在限定壁的内表面上的内密封部件(10)和布置在限定壁的外表面上的外密封部件(11);和插入部分(12b)从外壳(I)的外部到外壳(I)的内部插入通过外密封部件(11)、限定壁、内密封部件(10)和集电器(8)。12.根据权利要求I至6任何一项所述的电存储装置，其中导电部件(8，15)是布置在外壳⑴外部的牵引部件(15)；
密封部件(10，11)包括布置在限定壁的外表面上的外密封部件(11)和布置在限定壁的内表面上的内密封部件(10);和插入部分(12b)从外壳(I)的内部到外壳(I)的外部插入通过内密封部件(10)、限定壁、外密封部件(11)和牵引部件(15)。
全文摘要
公开一种能确保容纳电极组件的外壳的密封的电存储装置。根据本发明的电存储装置包括电极组件；外壳，容纳电极组件并包括限定壁；铆钉，穿过限定壁并具有主体和与主体连续形成的插入部分；导电部件，电连接到铆钉；密封部件，布置在限定壁和导电部件之间与限定壁和主体之间的至少一个处，其中，插入部分具有插入通过限定壁、密封部件和导电部件的部分；插入部分至少在插入通过限定壁、密封部件和导电部件的所述部分中具有小于主体直径的直径；插入部分具有中空杆形端部，该端部带有在插入部分的轴向上延伸的非贯通孔，在插入部分已插入通过限定壁、密封部件和导电部件的状态下，中空杆形端部被压接；非贯通孔的底部位于限定壁和导电部件之间。
文档编号H01M2/06GK102593409SQ20121000902
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月12日 优先权日2011年1月17日
发明者中村纯, 堤雅和, 河本元 申请人:株式会社杰士汤浅国际