密闭型电池的制作方法
【专利摘要】本发明提供密闭型电池。密闭型电池（100）具备将电池壳体（110）的贯通孔（113e）从外部气密地密封的密封部件（170）。该密封部件（170）具有：从外部被固定于电池壳体（110）的覆盖部（171）、插入于贯通孔（113e）内的插入部（173）、气密地压接于电池壳体（110）的孔周围部（113f3）的环状压接部（175）、以及位于插入部（173）和环状压接部（175）之间且与它们为一体的夹设部（177）。在夹设部（177）设置有包围插入部（173）的周围的环状的夹设部凹槽（177v）。
【专利说明】密闭型电池【技术领域】
[0001]本发明涉及密闭型电池，该密闭型电池具备:具有连通自身的内外的贯通孔的电池壳体、被收纳在该电池壳体内的电极体、以及将电池壳体的贯通孔从外部气密地密封的密封部件。
【背景技术】
[0002]以往公知的密闭型电池具备:设置有用于注入电解液的注液孔等贯通孔的电池壳体、被收纳于该电池壳体的电极体、以及将电池壳体的贯通孔从外部气密地密封的密封部件。作为密封部件，例如存在仅由金属制的盖部件构成的密封部件。如图23所示，该密封部件(金属盖部件)915将自身的环状的周缘部915m遍及整周地焊接于电池壳体913中的包围注液孔(贯通孔)913e的周围的环状的周围部913m，从而将注液孔913e从外部(在图23中为从上方)气密地密封。
[0003]然而，在该密封部件915中，当将密封部件915的周缘部915m焊接于电池壳体913的周围部913m时,存在因附着于周围部913m的电解液、或借助焊接时的热而蒸发的电解液导致产生密封不良(焊接不良)的情况。因此，难以可靠地进行通过密封部件915的整周焊接实现的对注液孔913e的气密密封。
[0004]此外，如图24所示，存在使用在前述的金属盖部件915接合有由橡胶构成的圆板状的弹性部件926的密封部件925的密闭型电池。该密封部件925将该弹性部件(弹性部)926嵌入电池壳体923中的设置在注液孔923e的周围的凹部923h内，从而将注液孔923e从外部(在图24中为从上方)堵塞。进而，以在金属盖部件(金属盖部)金属盖部915与电池壳体923之间压缩弹性部926的状态，将金属盖部915的周缘部915m焊接于电池壳体923的周围部923m，利用弹性部926将注液孔923e气密地密封。另外，专利文献I中公开有与之类似的密闭型电池(参照专利文献I的图5等)。
[0005]在该密封部件925中，使弹性部926的径向尺寸(在图24中为左右方向尺寸)与凹部923h的径向尺寸相等，形成为弹性`部926与凹部923h无间隙地嵌合的形态。因此，即便在金属盖部915与电池壳体923之间对弹性部926进行压缩，弹性部926也无法朝径向外侧膨胀，因此，从径向外侧(从凹部923h的侧面)对弹性部926施加有力。由此,在弹性部926内，不只在厚度方向、在径向也产生应力。在该状态下，难以长时间保证利用弹性部926实现的气密。特别是混合动力车、电动车等的车载用的密闭型电池例如要使用长达10年以上的时间，因此希望长时间保证气密。
[0006]另一方面，为了解决该问题，考虑使弹性部926的径向尺寸小于凹部923h的尺寸，形成为在弹性部926与凹部923h的径向之间设置间隙的形态。然而，当将弹性部926配置在凹部923h内时，新产生了难以进行定位的问题。
[0007]并且，如图25所示，还提出有将被压入至注液孔923e内的插入部936和与该插入部936 —体地相连并包围插入部936的周围的环状的环状压接部937接合于金属盖部915的密封部件935。该密封部件935利用其插入部936作为定位引导部，由此能够高精度地进行密封部件935相对于注液孔923e的定位。另外，专利文献2中公开有与之类似的密闭型电池(参照专利文献2的图2等)。
[0008]专利文献1:日本特开2004 - 119329号公报
[0009]专利文献2:日本特开2000 — 268811号公报
[0010]然而，由于插入部936在向注液孔923e压入时被朝径向内侧压缩，因此与插入部936的周围一体地相连的环状压接部937也被朝径向内侧牵拉。因此，在环状压接部937内，不只在厚度方向、在径向上也产生应力。如此，在这种情况下，也难以长时间保证利用环状压接部937实现的气密。
[0011]另外，即便缩小插入部936的径向尺寸(在图25中为左右方向尺寸)，形成为不将插入部936压入注液孔923e、而在插入部936与注液孔923e之间形成有间隙的形态(游隙嵌合状)的情况下，当将插入部936插入注液孔923e时，存在插入部936的周方向的一部分与注液孔923e抵接(单侧接触)的情况。如此，在该抵接部分，插入部936被朝径向内侧压缩，伴随与此，环状压接部937被朝径向内侧牵拉，因此，在这种情况下，仍旧难以长时间保证利用环状压接部937实现的气密。这样，在以往的密闭型电池中，对于利用密封部件实现的对注液孔等贯通孔的密封，难以长时间保证气密。
【发明内容】
[0012]本发明正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种针对利用密封部件实现的对设置在电池壳体的贯通孔的密封，能够长时间保证气密(气密的长期可靠性高)的密闭型电池。
[0013]用于解决上述课题的本发明的一个方式提供一种密闭型电池，具备:电池壳体，该电池壳体具有连通自身的内外的贯通孔；电极体，该电极体被收纳于上述电池壳体内；以及密封部件，该密封部件将上述贯通孔从外部气密地密封，其中，上述密封部件具有:覆盖部，该覆盖部从外部覆盖上述贯通孔，且被固定于上述电池壳体；插入部，该插入部由橡胶状弹性体构成，从上述覆盖部中的位于上述电池壳体侧的面亦即覆盖部内侧面延伸并插入于上述贯通孔内；以及环状压接部，该环状压接部由橡胶状弹性体构成，从上述覆盖部内侧面以包围上述插入部的周围的形态呈环状地延伸，通过来自上述覆盖部的按压而气密地压接于上述电池壳体中的位于上述贯通孔的周围的环状的孔周围部，上述密封部件形成为下述形态中的任意一种形态:上述插入部与上述环状压接部之间相互分离的形态；具有夹设部，该夹设部由橡胶状弹性体构成，从上述覆盖部内侧面呈环状地延伸，夹设于上述插入部与上述环状压接部之间，且与上述插入部和上述环状压接部为一体，在上述夹设部具有包围上述插入部的周围的环状的夹设部凹槽的形态；以及上述插入部与上述环状压接部直接相连而为一体，在上述插入部中的、位于相比位于上述贯通孔内的孔内部靠上述覆盖部侧的位置的基部，具有沿上述基部的径向缩颈的基部凹槽的形态。
[0014]在该密闭型电池中，关于利用密封部件实现的对设置于电池壳体的贯通孔的密封，能够长时间保证气密。
[0015]此外，在上述密闭型电池中，也可以形成为，上述插入部被压入于上述贯通孔，从而密封塞紧上述贯通孔。
[0016]此外，在上述密闭型电池中，也可以形成为，上述电池壳体内被减压至低于大气压的压力。
[0017]此外，在上述任一项所记载的密闭型电池中，也可以形成为，上述覆盖部自身的周缘部借助相互分离的多个点焊部被焊接于上述电池壳体。
[0018]此外，在上述任一项所记载的密闭型电池中，也可以形成为，上述环状压接部的外部与上述电池壳体的外部连通，上述环状压接部在自身的周方向的一部分具有凹部，由上述环状压接部产生的密封性能在该凹部处低于周方向的其他部位。
[0019]此外，在上述任一项所记载的密闭型电池中，也可以形成为，上述电池壳体在接近上述贯通孔以及上述密封部件的位置具有安全阀。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是示出实施方式I所涉及的锂离子二次电池的纵剖视图。
[0021]图2涉及实施方式1，是示出电极体的立体图。
[0022]图3涉及实施方式1，是示出将正极板以及负极板经由隔离件相互重叠的状态的局部俯视图。
[0023]图4涉及实施方式1，是示出壳体盖部件，正极端子以及负极端子等的分解立体图。
[0024]图5涉及实施方式1，是示出注液孔以及密封部件的附近的局部放大纵剖视图。
[0025]图6涉及实施方式1，是示出从图5的上方观察的密封部件的附近的局部放大俯视图。
[0026]图7涉及实施方式I，是示出密封部件的纵剖视图。
[0027]图8涉及实施方式1，是示出壳体盖部件的注液孔的附近的局部放大纵剖视图。
[0028]图9涉及实施方式1，是示出从图8的上方观察的壳体盖部件的注液孔的附近的局部放大俯视图。
[0029]图10与实施方式I所涉及的锂离子二次电池的制造相关，是示出将密封部件的插入部压入注液孔的样子的说明图。
[0030]图11涉及实施方式2，是示出注液孔以及密封部件的附近的局部放大纵剖视图。
[0031]图12涉及实施方式2，是示出密封部件的纵剖视图。
[0032]图13涉及实施方式3，是示出注液孔以及密封部件的附近的局部放大纵剖视图。
[0033]图14涉及实施方式3，是示出密封部件的纵剖视图。
[0034]图15涉及实施方式4，是示出注液孔以及密封部件的附近的局部放大纵剖视图。
[0035]图16涉及实施方式4，是示出密封部件的纵剖视图。
[0036]图17涉及实施方式4，是示出从图16的下方观察的密封部件的俯视图。
[0037]图18涉及实施方式4的变形方式1，是示出密封部件的纵剖视图。
[0038]图19涉及实施方式4的变形方式2，是示出密封部件的纵剖视图。
[0039]图20涉及实施方式4的变形方式3，是示出密封部件的纵剖视图。
[0040]图21是示出实施方式5所涉及的混合动力车的说明图。
[0041]图22是示出实施方式6所涉及的冲击钻的说明图。
[0042]图23是示出现有方式I所涉及的密闭型电池中的、注液孔以及密封部件的附近的局部放大纵剖视图。[0043]图24是示出现有方式2所涉及的密闭型电池中的、注液孔以及密封部件的附近的局部放大纵剖视图。
[0044]图25是示出现有方式3所涉及的密闭型电池中的、注液孔以及密封部件的附近的局部放大纵剖视图。
【具体实施方式】
[0045](实施方式I)
[0046]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1示出本实施方式I所涉及的锂离子二次电池(密闭型电池)100(以下简称电池100)。并且，图2以及图3示出构成该电池100的卷绕型的电极体120以及将其展开后的状态。并且，图4示出壳体盖部件113、正极端子150以及负极端子160等的详细情况。并且，图5以及图6示出注液孔(贯通孔)113e以及密封部件170的附近的形态。另外，将图1、图4以及图5中的上方设定为电池100的上侧、将下方设定为电池100的下侧而进行说明。
[0047]该电池100是搭载于混合动力车、电动车等车辆或冲击钻等电池使用设备的方型电池。该电池100由长方体形状的电池壳体110、被收纳于该电池壳体110内的卷绕型的电极体120、由电池壳体110支承的正极端子150以及负极端子160等构成(参照图1)。并且，在电池壳体110内保持有非水系的电解液117。
[0048]其中的电池壳体110由金属(在本实施方式I中为铝)形成。该电池壳体110由仅上侧开口的箱状的壳体主体部件111、以堵塞该壳体主体部件111的开口 Illh的方式焊接的壳体盖部件113构成(参照图1以及图4)。壳体盖部件113形成为具有面向电池壳体110的内部的内侧主面113c和面向电池壳体110的外部的外侧主面113d的矩形板状。
[0049]在壳体盖部件113设置有当电池壳体110的内压达到规定压力时断裂的安全阀113j。并且，在该壳体盖部件113设置有连通电池壳体110的内外的后述的注液孔(贯通孔)113e。在电池壳体110内被减压至低于大气压的压力后的状态下，利用后述的密封部件170气密地密封注液孔113e。
[0050]并且，在壳体盖部件113，经由由树脂构成的绝缘部件155固定设置有分别由延伸突出端子部件151与螺栓153构成的正极端子150以及负极端子160(参照图1以及图4)。在电池壳体110内，正极端子150连接于电极体120的正极板121 (其正极集电部121m)，负极端子160连接于电极体120的负极板131 (其负极集电部131m)(参照图1)。
[0051]接下来，对电极体120进行说明。该电极体120被收纳于将绝缘薄膜形成为仅上侧开口的袋状而成的绝缘薄膜包围体115内，并以横卧的状态被收纳于电池壳体110内(参照图1)。该电极体120使带状的正极板121与带状的负极板131隔着带状的隔离件141相互重叠(参照图3 )，并绕轴线AX卷绕，且压缩为扁平状(参照图2 )。
[0052]正极板121作为芯材具有由带状的铝箔构成的正极集电箔122。在该正极集电箔122的两个主面中的、宽度方向的一部分并且沿长边方向延伸的区域上，分别沿长边方向(在图3中为左右方向)呈带状地设置有正极活性物质层123、123。这些正极活性物质层123、123由正极活性物质、导电剂以及粘合剂形成。
[0053]正极板121中的、在自身的厚度方向上存在正极集电箔122以及正极活性物质层123、123的带状的部位是正极部121w。在构成电极体120后的状态下，该正极部121w的整个区域隔着隔离件141与负极板131的后述的负极部131w对置(参照图3)。并且，伴随着在正极板121设置正极部121w，正极集电箔122中的、宽度方向上的一方的端部(在图3中为上方)成为沿长边方向呈带状地延伸、且在自身的厚度方向不存在正极活性物质层123的正极集电部121m。该正极集电部121m的宽度方向的一部分从隔离件141朝轴线AX方向的一方侧SA呈螺旋状地突出，并与前述的正极端子150连接(参照图1)。
[0054]并且，负极板131作为芯材具有由带状的铜箔构成的负极集电箔132。在该负极集电箔132的两个主面中的、宽度方向的一部分并且沿长边方向延伸的区域上，分别沿长边方向(在图3中为左右方向)呈带状地设置有负极活性物质层133、133。这些负极活性物质层133、133由负极活性物质、粘合剂以及增粘剂形成。
[0055]负极板131中的、在自身的厚度方向上存在负极集电箔132以及负极活性物质层133、133的带状的部位是负极部131w。在构成电极体120后的状态下，该负极部131w的整个区域与隔离件141对置。并且，伴随着在负极板131设置负极部131w，负极集电箔132中的、宽度方向上的一方的端部(在图3中为下方)成为沿长边方向呈带状地延伸、且在自身的厚度方向不存在负极活性物质层133的负极集电部131m。该负极集电部131m的宽度方向的一部分从隔离件141朝轴线AX方向的另一方侧SB呈螺旋状地突出，并与前述的负极端子160连接(参照图1)。
[0056]并且，隔离件141是由树脂、具体地说由聚丙烯(PP)与聚乙烯(PE)构成的多孔膜，且呈带状。
[0057]接下来，对注液孔113e、凹部113h以及密封部件170进行说明(参照图5?图9)。注液孔113e、凹部113h以及密封部件170配置在安全阀113j的附近(参照图4)。具体地说，在壳体盖部件113，除了设置有注液孔113e、凹部113h以及安全阀113j之外，还固定设置有正极端子150以及负极端子160。进而，注液孔113e以及密封部件170配置在如下位置:与从注液孔113e以及密封注液孔113e的密封部件170起到正极端子150或者负极端子160为止的距离相比，从注液孔113e以及密封部件170起到安全阀113j为止的距离短。
[0058]凹部113h (参照图8以及图9等)是朝壳体盖部件113的内侧主面113c侦彳(在图8中为下方)凹陷、且在外侧主面113d (在图8中为上方)开口的俯视呈圆形状的凹部。该凹部113h由呈圆筒状的凹部侧面113f2和形成与内侧主面113c以及外侧主面113d平行地延伸的平面的凹部底面113f3构成。另外，在本实施方式I中，凹部底面113f3相当于位于注液孔113e的周围的环状的“孔周围部”。
[0059]注液孔113e (参照图8以及图9等)是以贯通内侧主面113c与凹部底面113f3之间的形态设置在凹部底面113f3的中央的圆孔，以便将电解液117注入电池壳体110内，该注液孔113e连通电池壳体110的内外。该注液孔113e由呈圆筒状的孔侧面113fl构成。
[0060]另一方面，密封部件170 (参照图7)由覆盖部件(覆盖部)171与弹性部件179构成，其中，弹性部件179由插入部173、环状压接部175、夹设部177构成。另外，图7中分别用虚线示出插入部173与夹设部177的边界、以及夹设部177与环状压接部175的边界。
[0061]其中，覆盖部件171由与电池壳体110的材质相同的材质，具体地说由铝构成。该覆盖部件171具有:位于电池壳体110侧(壳体盖部件113侧)(在图5以及图7中为下方)的主面亦即覆盖部内侧面171c ;以及与覆盖部内侧面171c平行、且位于壳体盖部件113的相反侧(在图5以及图7中为上方)的主面亦即覆盖部外侧面171d，覆盖部件171呈直径比凹部113h大的圆板状。
[0062]该覆盖部件171以从电池壳体110的外部覆盖注液孔113e的形态被固定于电池壳体110 (参照图5以及图6)。具体地说，沿着覆盖部件171的外周缘的圆环状的周缘部171m在周方向上的4个部位被等间隔地点焊于壳体盖部件113中的包围凹部113h的周围的圆环状的凹部周围部113m。由此，在周方向上等间隔地形成相互分离的4个点焊部171y，覆盖部件171被固定于电池壳体110 (其壳体盖部件113)。特别是在本实施方式I中，覆盖部件171与电池壳体110为相同材质(铝)，因此能够更可靠地进行上述焊接。
[0063]另一方面，弹性部件179如上所述由插入部173、环状压接部175、夹设部177构成，是它们连成一体而成的部件。该弹性部件179由橡胶状弹性体、具体地说由三元乙丙橡胶(EPDM)构成。其中，插入部173形成为具有直径比注液孔113e小的顶面173c、直径比该顶面173c大且比注液孔113e大的底面173d、以及将顶面173c与底面173d之间连结在一起的侧面173f的圆锥台状。该插入部173的底面173d接合在覆盖部件171的覆盖部内侧面171c的中央，并从覆盖部内侧面171c延伸而插入注液孔113e内。
[0064]在本实施方式I中，插入部173以该插入部173的侧面173f压接于构成注液孔113e的孔侧面113fl的形态被压入至注液孔113e。因此，插入部173遍及其整周被朝径向内侧压缩，在插入部173内如图5中左右方向的箭头所示产生有朝向径向外侧的应力。由此，注液孔113e被插入部173密封塞紧。
[0065]并且，环状压接部175形成为其截面呈大致矩形状，且俯视呈圆环状。该环状压接部175的外径形成为比凹部113h的直径(凹部底面113f3的外径)小。另一方面，环状压接部175的内径形成为比注液孔113e的直径大。并且，该环状压接部175的高度(厚度)在图7所示的压缩前的状态下比凹部113h的深度稍大，而在图5所示的被压缩后的状态下与凹部113h的深度相等。
[0066]该环状压接部175以包围插入部173的周围的形态与覆盖部件171的覆盖部内侧面171c接合，从覆盖部内侧面171c呈环状地延伸。通过来自覆盖部件171的按压，该环状压接部175遍及整周在厚度方向(上下方向)被压缩。因此，在环状压接部175内，如图5中上下方向的箭头所示，沿厚度方向产生有应力。由此，环状压接部175与凹部113h的凹部底面113f3密接，位于相比环状压接部175靠径向内侧的位置的注液孔113e的内侧(电池内部)与外侧(电池外部)之间被气密地密封。如上所述，注液孔113e还被插入部173气密地密封，因此利用插入部173与环状压接部175实现双重密封。
[0067]并且，夹设部177呈圆环状，并与覆盖部件171的覆盖部内侧面171c接合，从覆盖部内侧面171c呈环状延伸。该夹设部177夹设于插入部173与环状压接部175之间，并与它们为一体。在该夹设部177设置有包围插入部173的周围的圆环状的夹设部凹槽177v。该夹设部凹槽177v是朝覆盖部件171侧(在图5以及图7中为上方)凹陷、且在覆盖部件171的相反侧(壳体盖部件113侧，在图5以及图7中为下方)开口的截面呈U字状的圆环U字槽。
[0068]对于该夹设部177，当插入部173被压入注液孔113e而被朝径向内侧压缩时，夹设部177中的、位于比夹设部凹槽177v靠径向内侧的位置的内侧部177p被朝径向内侧牵拉。但是，由于设置有夹设部凹槽177v，因此难以将夹设部177中的、位于比夹设部凹槽177v靠径向外侧的位置的外侧部177q也朝径向内侧牵拉。因此，与夹设部177 (其外侧部177q)相连的环状压接部175也难以被朝径向内侧牵拉。
[0069]在该弹性部件179中，通过与图25对比容易理解:在环状压接部175内几乎不产生径向应力。如上所述，尽管插入部173被压入至注液孔113e而被朝径向内侧压缩，但在插入部173与环状压接部175之间存在具有夹设部凹槽177v的夹设部177。因此，在插入部173内产生的径向应力不易传递至环状压接部175。
[0070]并且，在环状压接部175的径向外侧设置有空间KC。S卩，在环状压接部175的表面175c中的、位于比与凹部113h的凹部底面113f3压接的压接面175cl靠径向外侧的位置的外侧面175c2与凹部113h的凹部侧面113f2之间设置有空间KC。因此，环状压接部175伴随着在覆盖部件171的覆盖部内侧面171c与凹部113h的凹部底面113f3之间在厚度方向被压缩而朝径向外侧膨胀。因而，不会因从径向外侧(从凹部侧面113f2)施力而在环状压接部175产生径向应力。
[0071 ] 如以上所说明了的那样，本实施方式I所涉及的电池100具备:具有连通自身的内外的贯通孔(注液孔)113e的电池壳体110、被收纳于电池壳体110内的电极体120、以及将贯通孔113e从外部气密地密封的密封部件170。其中，密封部件170具有从外部覆盖贯通孔113e、且被固定于电池壳体110的覆盖部(覆盖部件)171。并且，密封部件170具有由橡胶状弹性体构成，且从覆盖部171中的位于电池壳体110侧的面亦即覆盖部内侧面171c延伸而插入至贯通孔113e内的插入部173。并且，密封部件170具有由橡胶状弹性体构成、从覆盖部内侧面171c以包围插入部173的周围的形态呈环状地延伸，并通过来自覆盖部171的按压而气密地压接于电池壳体110中的位于贯通孔113e的周围的环状的孔周围部(凹部底面)113f3的环状压接部175。此外，密封部件170具有由橡胶状弹性体构成、从覆盖部内侧面171c呈环状延伸、且夹设于插入部173与环状压接部175之间而与它们为一体的夹设部177，在该夹设部177具有包围插入部173的周围的环状的夹设部凹槽177v。
[0072]在该电池100中，插入部173与环状压接部175形成为经由具有夹设部凹槽177v的夹设部177相连的形态。因此，即便插入至注液孔113e的插入部173被朝径向内侧压缩，环状压接部175也难以被朝径向内侧牵拉，因此，在环状压接部175内几乎不产生径向应力。因而，能够长时间保证利用环状压接部175实现的气密。
[0073]此外，在本实施方式I中，插入部173被压入至贯通孔(注液孔)113e而将贯通孔113e密封塞紧。由此，在该电池100中，不仅进行利用环状压接部175实现的密封，还进行利用插入部173实现的密封，因此能够长时间保证利用密封部件170实现的气密。
[0074]并且，在本实施方式I中，电池壳体110内被降压至低于大气压的压力。因此，即便在伴随着使用(充放电)而在电池壳体Iio内产生气体的情况下，也能够抑制电池壳体110内的内压过早地升高。因而，能够进一步提高电池100的安全性。
[0075]并且，在本实施方式I中，覆盖部(覆盖部件)171自身的周缘部171m借助相互分离的多个点焊部171y被焊接于电池壳体110。对于该电池100，如上所述，注液孔113e被环状压接部175气密地密封，因此无需一定要将覆盖部件171遍及整周地焊接于电池壳体110才可将它们气密地密封。此外，如果将覆盖部件171遍及整周地焊接于电池壳体110(其壳体盖部件113的凹部周围部113m)，耗费工时，且导致成本升高。与此相对，在该电池100中，只需在多个部位将覆盖部件171点焊于电池壳体110便可，因此能够削减工时，降低电池100的造价。[0076]并且，在本实施方式I中，电池壳体110在接近贯通孔(注液孔)113e以及密封部件170的位置具有安全阀113j。因此，当设计、构成排出从安全阀113j放出的气体或电解液的排出路时，由于注液孔113e以及密封部件170位于接近安全阀113j的位置，因此从注液孔113e排出气体等的情况下的排出路能够兼用作安全阀113j用的排出路，能够容易地设计构成。
[0077]接下来，对上述电池100的制造方法进行说明。首先，使分体形成的带状的正极板121以及负极板131隔着带状的隔离件141相互重叠(参照图3)，并使用卷芯绕轴线AX进行卷绕。随后，将其压缩为扁平状从而形成电极体120 (参照图2)。
[0078]并且，准备形成有安全阀113j以及注液孔113e等的壳体盖部件113、延伸突出端子部件151以及螺栓153，并将它们安置于注塑成型用的模具。进而，通过注塑成型来形成绝缘部件155，将正极端子150以及负极端子160固定设置于壳体盖部件113 (参照图4)。
[0079]接下来，连接(焊接)正极端子150与电极体120的正极集电部121m。并且，连接(焊接)负极端子160与电极体120的负极集电部131m。然后，准备壳体主体部件111以及绝缘薄膜包围体115,经由绝缘薄膜包围体115将电极体120收纳在壳体主体部件111内，并且用壳体盖部件113堵塞壳体主体部件111的开口 lllh。进而，通过激光焊接对壳体主体部件111与壳体盖部件113进行焊接，形成电池壳体110 (参照图1)。
[0080]并且，另行形成由覆盖部件171与弹性部件179构成的密封部件170 (参照图7)。具体地说，将由金属板形成的覆盖部件171安置于注塑成型用的模具，利用注塑成型来形成由插入部173、环状压接部175以及夹设部177构成的弹性部件179。
[0081]接下来，将上述的电池置于真空腔内，并对真空腔内进行减压。进而，将注液用喷嘴插入注液孔113e内，从注液用喷嘴向电池壳体110内注入电解液117。然后，用无纺布擦拭、清扫注液孔113e的周围(凹部113h以及凹部周围部113m等)。
[0082]接下来，在减压下进行第一密封。即，将该密封部件170中的插入部173从电池壳体110 (壳体盖部件113)的外部(上方)压入至注液孔113e内。由此，插入部173与注液孔113e之间被气密地密封。此时，插入部173也发挥作为定位引导部的作用，因此能够高精度地进行密封部件170相对于注液孔113e的定位。
[0083]然后，使真空腔内恢复至大气压，从真空腔中将该电池取出。由此，电池壳体110内成为被减压至低于大气压的压力的状态。因而，能够保持电池壳体110内的减压状态不变地在大气压下进行下述第二密封。
[0084]接下来，在大气压下进行第二密封。首先，如图10所示，将密封部件170的覆盖部件171朝壳体盖部件113侧(下方)按压，使环状压接部175压接于壳体盖部件113的凹部113h的凹部底面113f3，并且使覆盖部件171的周缘部171m抵接于壳体盖部件113的凹部周围部113m。
[0085]然后，将覆盖部件171的周缘部171m焊接于壳体盖部件113的凹部周围部113m。具体地说，在将密封部件170朝壳体盖部件113侧按压的状态下，通过激光焊接将覆盖部件171的周缘部171m在周方向上的4个位置等间隔地点焊焊接于壳体盖部件113的凹部周围部113m。由此，环状压接部175与凹部底面113f3之间密接，因此位于比环状压接部175靠径向内侧的位置的注液孔113e的内侧(电池内部)与外侧(电池外部)之间被气密地密封。如上所述，注液孔113e还由插入部173气密地密封，因此，利用插入部173与环状压接部175进行双重密封。
[0086]接下来，在调整工序(初始充放电工序)中，对该电池100进行充放电。如此，完成电池100。
[0087](实施方式2)
[0088]接下来，对第二实施方式进行说明。在本实施方式2所涉及的锂离子二次电池(密闭型电池)200中，密封部件270的形态(参照图11以及图12)与实施方式I的密封部件170的形态不同。除此以外与实施方式I相同，因此省略或简化与实施方式I相同的部分的说明。
[0089]本实施方式2所涉及的密封部件270的弹性部件279具有与实施方式I相同的插入部173以及环状压接部175。但是，对于该弹性部件279，插入部173与环状压接部175由相互分离的个体构成，不具有实施方式I中的夹设部177那样的夹设部。
[0090]因此，在该弹性部件279中，即便将插入部173插入至注液孔113e，也不会在环状压接部175产生径向应力。这是因为:即便插入部173因被压入注液孔113e而被朝径向内侧压缩，插入部173与环状压接部175之间也相互分离，在插入部173内产生的径向应力不会传递至环状压接部175。另外，在环状压接部175的径向外侧与实施方式I相同设置有空间KC。因此，不会因从径向外侧(从凹部侧面113f2)施力而在环状压接部175产生径向应力。
[0091]这样，本实施方式2的电池200形成为插入部173与环状压接部175之间相互分离的形态。插入部173与环状压接部175相互独立，因此，即便插入部173被注液孔113e(孔侧面113fl)朝径向内侧压缩，环状压接部175也不会在径向被牵拉。因而，不会在环状压接部175内产生径向应力，能够长时间保证利用环状压接部175实现的气密。此外，与实施方式I相同的部分起到与实施方式I相同的作用效果。
[0092](实施方式3)
[0093]接下来，对第三实施方式进行说明。在本实施方式3所涉及的锂离子二次电池(密闭型电池)300中，密封部件370的形态(参照图13以及图14)与实施方式I或2所涉及的密封部件170、270的形态不同。除此以外与实施方式I相同，因此省略或简化与实施方式I相同的部分的说明。
[0094]本实施方式3所涉及的密封部件370具有与实施方式I相同的覆盖部件171，但弹性部件379的形态不同。该密封部件370的弹性部件379由插入部373与环状压接部375构成。这些插入部373与环状压接部375直接相连而为一体，在二者之间不存在实施方式I所涉及的夹设部177那样的夹设部。另外，在图14中用虚线示出插入部373与环状压接部375的边界。此外，后面即将叙述，在插入部373具有缩颈状的基部凹槽373v，这点也与实施方式I不同。
[0095]其中，插入部373与实施方式I相同形成为具有小径的顶面373c、大径的底面373d以及将它们之间连结在一起的侧面373f的圆锥台状。该插入部373从覆盖部件171的覆盖部内侧面171c的中央延伸，并插入注液孔113e内。如图14中以虚线所示，该插入部373在图14中的上下方向上被分成前端部373s、抵接部373t、以及基部373k这三个部位。
[0096]其中，位于中央的抵接部373t是当将插入部373插入(更具体地说为压入)注液孔113e时与注液孔113e (孔侧面113Π )抵接(更具体地说为压接)的部位(参照图13)。并且，前端部373s是位于相比抵接部373t靠电池内部侧(在图13中为下方)的位置的圆锥台状的部位。并且，基部373k是位于相比抵接部373t靠电池外部侧(覆盖部件171侧、在图13中为上方)的位置的圆柱状的部位。进而，在本实施方式3中，在该基部373k中的与抵接部373t之间的边界部分形成有朝径向内侧以U字状呈圆环状地缩颈的基部凹槽373v。
[0097]并且，环状压接部375形成为其截面呈大致矩形状、且俯视呈圆环状。该环状压接部375以包围插入部373的周围的形态与插入部373 (其基部373k)直接相连而为一体，且接合于覆盖部件171的覆盖部内侧面171c。借助来自覆盖部件171的按压，该环状压接部375遍及其整周而在厚度方向(上下方向)被压缩。因此，环状压接部375内如图13中以上下方向的箭头所示那样在厚度方向产生应力。由此，环状压接部375与凹部113h的凹部底面113f3密接，将电池壳体110内气密地密封。
[0098]在本实施方式3的弹性部件379中，以插入部373 (其抵接部373t)与构成注液孔113e的孔侧面113fl压接的形态将插入部373压入于注液孔113e。因此，插入部373 (其抵接部373t)遍及整周被朝径向内侧压缩，在插入部373内如图13中左右方向的箭头所示产生朝向径向外侧的应力。由此，注液孔113e被插入部373 (其抵接部373t)密封塞紧。
[0099]但是，在本实施方式3中，在位于相比该抵接部373t靠覆盖部件171侧的位置的基部373k中的、与抵接部373t间的边界部分形成有基部凹槽373v。因此，即便抵接部373t被注液孔113e (孔侧面113fl)朝径向内侧压缩，基部373k中的、位于相比基部凹槽373v靠覆盖部件171侧(在图13中为上方)的位置的部位也难以被朝径向内侧压缩。因而，在基部373k几乎不产生径向应力。并且，与该基部373k的径向外侧相连的环状压接部375也难以被朝径向内侧牵拉，因此在环状压接部375内也几乎不产生径向应力。即，因压入而在抵接部373t产生的径向应力难以传递至环状压接部375。
[0100]另外，在本实施方式3中，在环状压接部375的径向外侧，与实施方式1、2相同设置有空间KC。S卩，在环状压接部375的表面375c中的、位于相比压接面375cl靠径向外侧的位置的外侧面375c2与凹部113h的凹部侧面113f2之间设置有空间KC。因此，不会因从径向外侧(凹部侧面113f2)施力而在环状压接部375产生径向应力。
[0101]这样，本实施方式3所涉及的电池300使形成弹性部件379的插入部373与环状压接部375直接相连而为一体，形成为在插入部373中的、位于相比与贯通孔(注液孔)113e抵接的抵接部373t靠覆盖部件171侧的位置的基部373k具有沿基部373k的径向缩颈的基部凹槽373v的形态。因此，即便插入至注液孔113e的插入部373 (其抵接部373t)被朝径向内侧压缩，环状压接部375也难以被朝径向内侧牵拉，因此在环状压接部375内也难以产生径向应力。因而，能够长时间保证利用环状压接部375实现的气密。此外，与实施方式I相同的部分具有与实施方式I相同的作用效果。
[0102](实施方式4)
[0103]接下来，对第四实施方式进行说明。在本实施方式4所涉及的锂离子二次电池(密闭型电池)400中，密封部件470的形态(参照图15?图17)与实施方式I?3所涉及的密封部件170、270、370的形态不同。除此以外均与实施方式I相同，因此省略或简化与实施方式I相同的部分的说明。
[0104]本实施方式4所涉及的密封部件470除覆盖部件171之外由包括插入部173、环状压接部475以及夹设部177的弹性部件479构成。其中，覆盖部件171与弹性部件479中的插入部173以及夹设部177与实施方式I相同。但是，在实施方式I中，在周方向的4处点焊部171y将覆盖部件171的周缘部171m接合于壳体盖部件113的凹部周围部113m(参照图5以及图6)。与此相对，在本实施方式4中，仅形成其中的3处点焊部171y，不形成图5以及图6中的左侧所示的点焊部171y (参照图15)。
[0105]环状压接部475形成为其截面呈大致矩形状、且俯视呈圆环状。该环状压接部475以包围插入部173的周围的形态接合于覆盖部件171的覆盖部内侧面171c，借助来自覆盖部件171的按压而遍及整周在厚度方向(上下方向)被压缩。因此，环状压接部475内如图15中上下方向的箭头所示在厚度方向上产生应力。由此，环状压接部475与凹部113h的凹部底面113f3密接，将电池壳体110内气密地密封。另外，与实施方式I相同，在插入部173与环状压接部475之间夹设有具有夹设部凹槽177v的夹设部177，因此在插入部173内产生的径向应力难以传递至环状压接部475。
[0106]此外，该环状压接部475在其周方向的一部分(在本实施方式4中为最接近安全阀113j的部位(在图15?图17中为左侧))亦即密接降低部475g具有凹部475wl。具体地说，该凹部475wl在环状压接部475的密接降低部475g中形成于环状压接部475的表面475c中的位于相比压接于凹部底面113f3的压接面475cl靠径向外侧的位置的外侧面475c2。并且，该凹部475wl形成为向径向内侧凹陷、且在径向外侧开口的形态。
[0107]通过设置这样的凹部475wl，环状压接部475的密接降低部475g处的密封性能相比环状压接部475的周方向的其他部位的密封性能降低。即，在设置有凹部475wl的密接降低部475g，环状压接部475的压接面475cl压接于壳体盖部件113的凹部底面113f3的压力比周方向的其他部位的压力小。因此，在环状压接部475的密接降低部475g，密接性降低，相比周方向的其他部位而密封性能降低。
[0108]如以上说明了的那样，本实施方式4所涉及的电池400与实施方式I相同，形成为插入部173与环状压接部475经由具有夹设部凹槽177v的夹设部177相连的形态。因此，即便插入于注液孔113e的插入部173被朝径向内侧压缩，环状压接部475也难以被朝径向内侧牵拉，因此在环状压接部475内难以产生径向应力。因而，能够长时间保证利用环状压接部475实现的气密。
[0109]此外，在本实施方式4中，在环状压接部475的密接降低部475g设置上述的凹部475wl。此外，将密封部件470的覆盖部件171与壳体盖部件113并非通过整周焊接而通过点焊接合，因此环状压接部475的外部(径向外侧)与电池壳体110的外部连通。
[0110]因此，当密封部件470的环状压接部475以及插入部173随时间推移而裂化、环状压接部475处的密封变得不充分时，在电池壳体110内产生的气体、电解液首先会经由环状压接部475中的密封性能最低的密接降低部475g被朝环状压接部475的径向外侧放出。进而，该气体等经过覆盖部件171与凹部周围部113m之间，如图15中的箭头所示那样被朝电池壳体110的外部排出。排出后的气体等容易朝向安全阀113j，因此容易兼用设为安全阀113j用的排出路。此外，与实施方式I相同的部分起到与实施方式I相同的作用。
[0111]另外，在本实施方式4中，将在环状压接部475的密接降低部475g使密封性能降低的凹部475wl设置在环状压接部475的表面475c中的外侧面475c2，但凹部的形成位置、形态并不局限于此。例如，如图18所示，可以通过以从环状压接部475的径向内侧朝径向外侧凹陷的形态设置凹部475?2，而借助环状压接部475的密接降低部475g使密封性能降低。
[0112]并且，如图19所示，可以通过以从环状压接部475的压接面475cl朝覆盖部件171侧凹陷的形态设置凹部475?3，而空额正极环状压接部475的密接降低部475g使密封性能降低。并且，如图20所示，可以通过在环状压接部475中的、外侧面475c2与压接面475cl的边界设置凹部475?4，而借助环状压接部475的密接降低部475g使密封性能降低。
[0113]在设置图18所示的凹部475w2的情况下，与设置图15以及图16所示的凹部475wl的情况相同，在密接降低部475g中，压接面475cl压接于凹部底面113f3的压力比环状压接部475的周方向的其他部位的压力小。因此，借助该密接降低部475g使密封性能降低。另一方面，在设置图19或者图20所示的凹部475w3、475w4的情况下，在密接降低部475g中，压接于凹部底面113f3的压接面475cl的面积(压接面积)比环状压接部475的周方向的其他部位小。因此，借助该密接降低部475g使密封性能降低。 [0114](实施方式5)
[0115]接下来，对第五实施方式进行说明。本实施方式5所涉及的混合动力车(车辆)700(以下简称汽车700)搭载有实施方式I所涉及的电池100，将蓄积于该电池100的电能作为驱动源的驱动能量的全部或者一部分使用(参照图21)。
[0116]该汽车700是搭载有组合多个电池100而成的电池组710，一并采用发动机740、前置马达720以及后置马达730进行驱动的混合动力车。具体地说，该汽车700在其车体790搭载有发动机740、前置马达720以及后置马达730、电池组710 (电池100)、电缆750、逆变器760。进而，该汽车700构成为能够使用蓄积于电池组710 (电池100)的电能驱动前置马达720以及后置马达730。
[0117]如上所述，电池100能够长时间地利用密封部件170将注液孔113e气密地密封，因此能够提高该汽车700的耐久性。另外，也可以代替实施方式I所涉及的电池100而搭载实施方式2~4所涉及的电池200、300、400。
[0118](实施方式6)
[0119]接下来，对第六实施方式进行说明。本实施方式6的冲击钻800为搭载有实施方式I所涉及的电池100的电池使用设备(参照图22)。该冲击钻800在主体820的底部821收纳有包括电池100的电池包810，利用该电池包810作为用于驱动钻头的能源。
[0120]如上所述，由于电池100能够长时间地利用密封部件170气密地密封注液孔113e，因此能够提高该冲击钻800的耐久性。另外，也可以代替实施方式I所涉及的电池100而搭载实施方式2~4所涉及的电池200、300、400。
[0121]以上依据实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不局限于上述的实施方式I~6，当然能够在不脱离其主旨的范围内适当变更并应用。
[0122]例如，在实施方式I~4中，作为连通电池壳体的内外的“贯通孔”，例示出用于注入电解液117的注液孔113e，但并不局限于此。作为贯通孔，例如可以举出用于排出电池壳体内的气体的通气孔等。并且，在实施方式I~4中，将“贯通孔”设置在电池壳体110中的壳体盖部件113，但贯通孔的形成位置并不局限于此。贯通孔例如也可以设置在壳体主体部件111的侧面或底面。并且，虽然将“贯通孔”的形状形成为圆孔，但贯通孔的形状并不局限于此。作为贯通孔的形状，例如举出俯视椭圆状、俯视长圆状、俯视矩形状、俯视多边形状等。
[0123]并且，在实施方式I?4中，作为“电极体”，例示出使分别形成为带状的正极板121以及负极板131隔着隔离件141相互重叠并进行卷绕而成的卷绕型的电极体120，但电极体120的形态并不局限于此。例如，可以将电极体形成为使分别形成为规定形状(例如矩形状等)的正极板以及负极板隔着隔离件交替地层叠多个而成的层叠型。
[0124]并且，在实施方式I?4中，作为“覆盖部”，例示出由与电池壳体110相同的材质(铝)构成的覆盖部件171，但覆盖部的材质能够适当变更。并且，在实施方式I?4中，通过点焊将覆盖部件171固定于电池壳体110，但固定方法并不局限于此。例如，也可以通过整周焊接将覆盖部件171固定于电池壳体110。并且，也可以使用钎料或粘合剂将覆盖部件171固定于电池壳体110。
[0125]并且，在实施方式I?4中，作为密封部件的“插入部”，例示出圆锥台状的插入部173、373，但插入部的形状、大小可以适当变更。并且，在实施方式I?4中，作为“插入部”，例示出压入于注液孔113e的形态的插入部171、373，但并不局限于此。例如，也可以缩小插入部的径向尺寸，形成为插入部与注液孔不压接地相互抵接的形态、或插入部与注液孔隔着间隙接近的形态。
[0126]并且，在实施方式I?4中，作为“插入部”、“环状压接部”以及“夹设部”，例示出由EPDM构成的插入部173、373、环状压接部175、375、475以及夹设部177，但橡胶弹性体的材质并不局限于此。例如，可以使用丁苯橡胶(SBR)、丁腈橡胶(NBR)、聚丙烯(PP)、全氟烷氧基树脂(PFA)等。
[0127]并且，在实施方式1、4中，作为“夹设部凹槽”，例示出由U字槽构成的夹设部凹槽177v，但夹设部凹槽的形状、大小可适当变更。并且，在实施方式3中，作为“基部凹槽”，例示出由U字槽构成的基部凹槽373v，但基部凹槽的形状、大小可适当变更。
[0128]并且，在实施方式5中，作为搭载有本发明所涉及的电池100的车辆，例示出混合动力车700，但并不局限于此。作为搭载本发明所涉及的电池的车辆,例如可举出电动车、插电式混合动力车、混合动力火车、叉车、电动轮椅、电动助力自行车、电动小轮摩托车等。
[0129]并且，在实施方式6中，作为搭载有本发明所涉及的电池100的电池使用设备，例示出冲击钻800，但并不局限于此。作为搭载本发明所涉及的电池的电池使用设备，例如可举出个人计算机、便携电话、电池驱动的电动工具、无停电电源装置等由电池驱动的各种家电产品、办公设备、工业设备等。
[0130]标号说明
[0131]100、200、300、400:锂离子二次电池(密闭型电池)；110:电池壳体；111:壳体主体部件；113:壳体盖部件；113e:注液孔(贯通孔)；113h:凹部；113j:安全阀；113m:凹部周围部；120:电极体；150:正极端子；160:负极端子；170、270、370、470:密封部件；171:覆盖部件(覆盖部)；171c:覆盖部内侧面；171d:覆盖部外侧面；171m:(覆盖部件的)周缘部；171y:点焊部；173、373:插入部；373s:前端部；373t:抵接部；373k:基部；373v:基部凹槽;175、375、475:环状压接部;175c、375c、475c:(环状压接部的)表面；175cl、375cl、475cl:(表面中的)压接面；175c2、375c2、475c2:(表面中的)外侧面；475g:密接降低部(环状压接部的周方向一部分)；475wU475w2,475w3,475w4:凹部；177:夹设部；177v:夹设部凹槽；179、279、379、479:弹性部件；700:混合动力车(车辆)；710:电池组；800:冲击钻(电池使用设备)；810:电池包。
【权利要求】
1.一种密闭型电池，具备: 电池壳体，该电池壳体具有连通自身的内外的贯通孔； 电极体，该电极体被收纳于上述电池壳体内；以及 密封部件，该密封部件将上述贯通孔从外部气密地密封， 其中， 上述密封部件具有: 覆盖部，该覆盖部从外部覆盖上述贯通孔，且被固定于上述电池壳体； 插入部,该插入部由橡胶状弹性体构成,从上述覆盖部中的位于上述电池壳体侧的面亦即覆盖部内侧面延伸并插入于上述贯通孔内；以及 环状压接部，该环状压接部由橡胶状弹性体构成，从上述覆盖部内侧面以包围上述插入部的周围的形态呈环状地延伸，通过来自上述覆盖部的按压而气密地压接于上述电池壳体中的位于上述贯通孔的周围的环状的孔周围部， 上述密封部件形成为下述形态中的任意一种形态: 上述插入部与上述环状压接部之间相互分离的形态； 具有夹设部，该夹设部由橡胶状弹性体构成，从上述覆盖部内侧面呈环状地延伸，夹设于上述插入部与上述环状压接部之间，且与上述插入部和上述环状压接部为一体，在上述夹设部具有包围上述插入部的周围的环状的夹设部凹槽的形态；以及 上述插入部与上述环状压接部直接相连而为一体，在上述插入部中的、位于相比能够与上述贯通孔抵接的抵接部靠上述覆盖部侧的位置的基部，具有沿上述基部的径向缩颈的基部凹槽的形态。
2.根据权利要求1所述的密闭型电池,其中， 上述插入部被压入于上述贯通孔，从而密封塞紧上述贯通孔。
3.根据权利要求2所述的密闭型电池，其中， 上述电池壳体内被减压至低于大气压的压力。
4.根据权利要求1?3中任一项所述的密闭型电池，其中， 上述覆盖部自身的周缘部借助相互分离的多个点焊部被焊接于上述电池壳体。
5.根据权利要求1?4中任一项所述的密闭型电池，其中， 上述环状压接部的外部与上述电池壳体的外部连通， 上述环状压接部在自身的周方向的一部分具有凹部，由上述环状压接部产生的密封性能在该凹部处低于周方向的其他部位。
6.根据权利要求1?5中任一项所述的密闭型电池,其中， 上述电池壳体在接近上述贯通孔以及上述密封部件的位置具有安全阀。
【文档编号】H01M2/36GK103620827SQ201280025074
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2012年4月17日 优先权日:2011年5月25日
【发明者】草间和幸, 松浦智浩, 原山贵司, 平川靖, 村田一郎, 室井伸也 申请人:丰田自动车株式会社, 兴国英特克株式会社