二次电池的制作方法
【专利摘要】二次电池(C1)中，集电板(4A)和外部端子(8A)通过连接端子(12A)铆接固定在电池盖(6)上，连接端子(12A)具有铆接部(16A)，并且该铆接部(16)具有在集电板(4A)和/或外部端子(8A)之间通过加压而形成接触面(162A、44A、84A)的压接部(18A)，铆接部(16A)的外周侧壁(161A)与集电板(4A)和/或外部端子(8A)的接触部(CP)至少沿着压接部(18A)被焊接。
【专利说明】
二次电池
技术领域
[0001]本发明涉及例如用于车载用途等的二次电池。
【背景技术】
[0002]近年来，作为电动车和混合动力电动车等的动力源，能量密度高的锂离子二次电池等二次电池的开发正在进展。
[0003]方形的锂离子二次电池中，使在金属箔上涂布活性物质而成的正负电极与作为绝缘体的隔膜(separator)层叠地卷绕为扁平状的电极组，经正负集电板与电池盖上设置的正负外部端子电连接，从上部开口收纳在电池桶中。进而，将电池盖密封焊接在电池桶的上部开口上，从电池盖上设置的注液口注入电解液，将注液栓密封焊接在注液口上，由此制造二次电池。
[0004]下述专利文献I记载的密闭电池中，外部端子上设置的圆筒状的铆接部件，在直径扩大方向上被铆接，外部端子的凸缘部、封口板与集电体被机械地固定。另外，在圆筒状的铆接部件的前端部形成的比其它部分变薄的较薄部与集电体密合，进而用高能射线将变薄的较薄部与集电体焊接。
[0005]专利文献I的密闭电池中，通过在铆接部件的前端部形成变薄的较薄部，而能够容易地用激光等高能射线将集电体与外部端子之间焊接。但是，专利文献I中，使将集电板、夕卜部端子等铆接固定的铆接部件的前端部在整周上变薄，因此有铆接固定的机械强度降低的风险。
[0006]对此，下述专利文献2记载的二次电池中，在正极外部端子和负极外部端子上，形成在盖的外侧直径扩大的铆接部，在该铆接部上局部地形成能够进行激光点焊的较薄平坦部，对该较薄平坦部进行激光点焊。这样，通过在铆接部上局部地形成较薄平坦部，能够防止铆接固定的机械强度降低，得到良好的焊接品质和较高的铆接强度。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献I:日本特开2009-87693号公报
[0010]专利文献2:日本特开2012-28246号公报
【发明内容】
[0011]发明要解决的技术问题
[0012]专利文献2的二次电池中，通过在铆接部上局部地形成较薄平坦部，能够得到良好的焊接品质和较高的铆接强度，另一方面，需要使较薄平坦部变薄至适于激光点焊的厚度，使较薄平坦部的厚度整体熔融。从而，形成较薄平坦部时，需要对铆接部施加较高的压力，随着二次电池的高容量化、小型轻量化，铆接部的周边部件的强度有降低的倾向，担心对周边部件的影响。
[0013]本发明是鉴于上述技术问题而完成的，目的在于提供一种能够在降低对铆接部施加的压力的同时，得到铆接部的良好的焊接品质的二次电池。
[0014]解决技术问题的技术手段
[0015]为了达成上述目的，本发明的二次电池，其包括:电极组;收纳该电极组的电池桶；将该电池桶的上部开口密封的电池盖;在该电池盖的外侧设置的外部端子;与该外部端子电连接的连接端子;和在所述电池盖的内侧设置的与所述电极组电连接并且与所述连接端子电连接的集电板，该二次电池的特征在于:所述集电板和所述外部端子通过所述连接端子铆接固定于所述电池盖，所述连接端子具有铆接部，并且该铆接部具有在与所述集电板和/或所述外部端子之间通过加压形成接触面的压接部，所述铆接部的外周侧壁与所述集电板和/或所述外部端子的接触部，至少沿着所述压接部被焊接。
[0016]发明效果
[0017]根据本发明的二次电池，铆接部具有在与集电板和外部端子中的至少一者之间通过加压形成接触面的压接部，沿着上述压接部对上述铆接部的外周侧壁与集电板和外部端子中的至少一者的接触部进行焊接，能够在与以往相比降低对铆接部施加的压力的同时，得到铆接部的良好的焊接品质。
[0018]上述以外的技术问题、技术方案和效果，通过以下实施方式的说明而明晰。
【附图说明】
[0019]图1是本发明的第一实施方式的方形二次电池的外观立体图。
[0020]图2是图1所示的方形二次电池的分解立体图。
[0021 ]图3是图2所示的电极组的分解立体图。
[0022]图4是图2所示的外部端子和集电板附近的分解立体图。
[0023]图5是图4所示的外部端子和集电板组装后的立体图。
[0024]图6是图5的沿V1-VI线的截面图。
[0025]图7是图6所示的外部端子和集电板的铆接固定前的截面图。
[0026]图8是表示图6所示的外部端子和集电板的第一次铆接工序的截面图。
[0027]图9是表示图6所示的外部端子和集电板的第二次铆接工序的截面图。
[0028]图10是表示图6所示的外部端子和集电板的第三次铆接工序的截面图。
[0029]图11是本发明的第二实施方式的方形二次电池的相当于图5的立体图。
[0030]图12是图11的沿XI1-XII线的截面图。
[0031]图13是图11所示的铆接部的放大俯视图。
[0032]图14是表示图11所示的外部端子和集电板的第三次铆接工序的截面图。
[0033]图15是本发明的第三实施方式的二次电池的相当于图4的分解立体图。
[0034]图16是图15所示的外部端子和集电板组装后的正面放大图。
【具体实施方式】
[0035]以下参考附图详细说明本发明的二次电池的实施方式。
[0036][第一实施方式]
[0037](整体结构)
[0038]图1是本发明的第一实施方式的二次电池的立体图。图2是图1所示的二次电池的分解立体图。图3是构成图2所示的二次电池的一部分的电极组的分解立体图。
[0039]本实施方式的二次电池Cl，例如是方形的锂离子二次电池，具有构成长方体形状的电池容器的电池桶I和电池盖6。电池桶I是具有侧周壁(侧面)1S、底壁(底面HB和上部开口 IA的上方开放的矩形扁平的箱型容器。在电池桶I的内部，隔着绝缘片2收纳有作为发电体的电极组3 ο电池盖6通过激光焊接而与电池桶I的上部开口 IA的整周接合，将电池桶I密封。电池桶I和电池盖6的材料，例如使用铝或铝合金。其中，二次电池Cl的电池容器的形状不限定于方形，也可以是圆筒形或其它形状。
[0040]电池盖6上，设置有正极外部端子8A和负极外部端子SB、注液口62和注液栓11以及排气阀10。正极外部端子8A的材料例如使用铝或铝合金，负极外部端子SB的材料例如使用铜或铜合金。注液口 62用于对电池桶I内注入电解液，对电池桶I内注入电解液之后，利用注液栓11焊接密封。排气阀10在电池容器内的压强超过规定的值的情况下开放，排出电池容器内的气体而降低压强，确保二次电池Cl的安全性。
[0041]如图3所示，电极组3是隔着隔膜303将正极体301和负极体302卷绕为扁平形状而成的卷绕电极组。正极体301是在正极箔301a的两面涂布正极混合剂301b而成的，在电极组3的卷绕轴方向的一端侧具有未涂布正极混合剂301b的正极箔露出部301c。负极体302是在负极箔302a的两面涂布负极混合剂302b而成的，在电极组3的卷绕轴方向的另一端具有未涂布负极混合剂302b的负极箔露出部302c。正极箔露出部301c和负极箔露出部302c以在卷绕轴方向上彼此位于相反侧的方式被卷绕。
[0042]电极组3卷绕为扁平形状，具有:与电池桶I的侧壁IS的一对宽面相对的平坦的一对平面部;和在该一对平面部的两侧形成的截面半圆形状的一对弯曲部。电极组3的正极箔露出部301c在平面部被束起，如图2所示形成平板状的正极连接部31A。同样地，电极组3的负极箔露出部302c也在平面部被束起，形成平板状的负极连接部31B。正极连接部31A和负极连接部31B在分别与正极集电板4A和负极集电板4B重叠的状态下例如用超声波焊接接合，与正极集电板4A和负极集电板4B电连接。正极集电板4A的材料例如使用铝或铝合金，负极集电板4B的材料例如使用铜或铜合金。
[0043]正极集电板4A和负极集电板4B材质不同，但具有基本左右对称的结构。另外，正极外部端子8A和负极外部端子SB也是材质不同，但具有基本左右对称的结构。其周边的部件也同样。因此，在以下说明中说明正极侧的结构，省略对负极侧的结构的说明。
[0044I如图2所示，集电板4A设置在电池盖6的内侧，具有:矩形板状的基部41A;和在基部41A的侧端弯折而向一个方向延伸的连接部42A。集电板4A通过使基板41A与电池盖6的下表面相对地配置，而使连接部42A沿着电池桶I的侧壁IS的宽面向电池桶I的底壁IB延伸，与电极组3的连接部31A相对地重叠。集电板4A通过例如利用超声波焊接使连接部42A与电极组3的连接部31A接合，而与电极组3电连接。
[0045]如图1和图2所示，外部端子8A具有设置在电池盖6的外侧且从电池盖6的上表面向上方突出的长方体的块形状的焊接接合部81A。焊接接合部81A的下表面与电池盖6的上表面相对，焊接接合部81A的上表面形成为在距离电池盖6的上表面规定高度的位置与电池盖6平行。在焊接接合部8IA的下表面，与焊接接合部81A—体地设置有连接端子12A。即，连接端子12A与外部端子8A—体地设置。在焊接接合部81A的上表面，焊接接合未图示的汇流条等。
[0046](铆接部周边的结构)
[0047]接着，说明作为本实施方式的二次电池Cl的特征部分的铆接部和压接部及其周边的结构。图4是相对于图2上下反转的、表示铆接固定前的正极外部端子8A与正极集电板4A之间的结构的放大分解立体图。图5是表示将图4所示的各结构铆接固定后的状态的立体图。图6是图5的沿V1-VI线的截面图。虽然省略了图示，但负极外部端子8B和负极集电板4B的周边的结构，也与图4至图6所示的结构相同。
[0048]如图4所示，连接端子12A形成为从外部端子8A的焊接接合部81A的下表面(图中朝向上方的面)突出的圆柱状。连接端子12A以与焊接接合部81A相同的材料与焊接接合部81A一体地设置，从而与外部端子8A电连接。在连接端子12A的前端，设置有前端侧开口的圆筒状的筒状部121A。连接端子12A的基部的外径大于前端的筒状部121A的外径。外部端子8A以及连接端子12A，与电池盖6隔着衬垫(gasket)5电绝缘，电池盖6与集电板4A隔着绝缘板7电绝缘。另外，连接端子12A只要能够对前端铆接，则既可以整体是中空的筒状，也可以整体是实心的柱状。另外，连接端子12A的形状不限定于圆柱状或圆筒状，也可以是例如四边形或其它多边形的柱状或筒状。
[0049]在衬垫5、电池盖6和绝缘板7上，分别设置有使连接端子12A插通的贯通孔51、61A和71，在集电板4A的基部41A上设置有仅使连接端子12A的筒状部121A插通的贯通孔43A。如图6所示，衬垫5、电池盖6和绝缘板7的贯通孔51、61A和71的内径大于连接端子12A的基部的外径。另外，集电板4A的贯通孔43A的内径小于连接端子12A的基部的外径，并且大于筒状部121A的外径。
[0050]衬垫5在上表面具有整周覆盖外部端子8A的焊接接合部81A的侧周面的下端部的侧周壁52，在下表面具有夹在电池盖6的贯通孔61A的内周壁与连接端子12A的外周面之间的边缘部53。侧周壁52防止焊接接合部81A的侧周面与电池盖6之间的短路。边缘部53使电池盖6的贯通孔61A的内周壁与连接端子12A的外周面之间绝缘。
[0051 ]如图6所示，连接端子12A具有在集电板4A的基部41A的下表面设置的铆接部16A。铆接部16A是使图4所示的连接端子12A依次插通衬垫5的贯通孔51、电池盖6的贯通孔61A和绝缘板7的贯通孔71，使前端的筒状部121A插通集电板4A的贯通孔43A之后，通过使筒状部121A变形为圆盘状的“铆接”而设置的。即，集电板4A和外部端子8A通过连接端子12A铆接固定于电池盖6。如图5所示，铆接部16A的俯视时的外形轮廓是大致圆形，铆接部16A在外周侧部具有外周侧壁161A。外周侧壁161A形成在铆接部16A的整周。铆接部16A与集电板4 一起被收纳在电池容器内部。
[0052]如图6所示，铆接部16在外周端部具有压接部18A。压接部18A在与集电板4A之间通过加压形成接触面162A、44A。即，压接部18A是对铆接部16A的一部分加压而设置的，使铆接部16A与集电板4A之间产生接触面162A、44A。压接部18A是对铆接部16A的一部分加压而塑性变形得到的部分，是铆接部16A的底面与集电板4A的基部41A的表面密合，集电板4A与铆接部16A隔着彼此的接触面44A、162A接触的区域。
[0053]S卩，在压接部18A中，铆接部16A与集电板4A以规定的按压力面状地接触。通过该接触面44A、162A使连接端子12A与集电板4A电连接，使集电板4A与外部端子8A电连接。另外，在铆接部16A的未形成压接部18A的部分，与集电板4A相对的铆接部16A的底面不一定与集电板4A接触，存在铆接部16A与集电板4A之间形成微小间隙的情况。对于其理由，将在后述的铆接部16A和压接部18A的形成方法中详细说明。
[0054]压接部18A是以到达铆接部16A的外周侧壁161A的方式，在铆接部16A的外周端部台阶状设置的台阶部。铆接部16A的俯视时的形状是圆形，铆接部16A的外周侧壁161A俯视时呈圆弧状。另一方面，压接部18A俯视时呈沿着外周侧壁161A的直线状。即，压接部18A通过对俯视时呈圆弧状的铆接部16A的外周端部用俯视时呈直线状或长方形的按压部件加压而形成，在铆接部16A的外周端部形成为台阶状。此外，压接部18A也可以形成为沿着铆接部16A的外周侧壁161A的圆弧状或扇状。
[0055]压接部18A的长度方向沿着电池盖6的长度方向即电池桶I的侧壁IS的宽面形成，沿着电池盖6的宽度方向即电池桶I的侧壁IS的窄面相对于铆接部16A的中心C对称地形成有2处。压接部18A的位置、配置、大小等，能够考虑铆接部16A的大小、集电板4A的形状等适当变更，优选在铆接部16A的周向上均等地配置压接部18A。
[0056]另外，压接部18A优选形成在将铆接部16A的外周侧壁161A与集电板4A的连接部42A以最短距离连接的直线上或其附近。例如，如图5所示，能够以与将铆接部16A的中心C与集电板4A的中心线CL4连接的直线LI交叉的方式，在用虚线包围的区域中形成压接部18A。
[0057]本实施方式的二次电池Cl中，集电板4A的基部41A的下表面与铆接部16A的外周侧壁161A的接触部CP(参考图10)沿着压接部18A被焊接，形成有焊接部W。另外，也可以在铆接部16A的整周上将外周侧壁161A的下端与集电板4A的基部41A焊接，在铆接部A的整周形成焊接部W。此处，接触部CP指的是包括集电板4A的接触面44A的面与铆接部16A的外周侧壁161A的下端抵接、接触的部分。
[0058]焊接部W是在接触部CP通过对铆接部16A和集电板4A照射激光或电子束等高能束进行焊接的高能束焊接而形成的，使铆接部16A与集电板4A接合。这样，铆接部16A与集电板4A被焊接而在它们之间形成焊接部W，从而铆接部16A与集电板4A被固定，并且铆接部16A与集电板4A之间不仅通过接触面162A、44A，也通过焊接部W电连接。焊接部W的形成方法在后文中详细说明。
[0059 ]如图6所示，焊接部W沿着与铆接部16A的外周侧壁161A和集电板4A的接触面44A这两者交叉的直线L2延伸。从而，以外周侧壁161A为基准的焊接深度，即焊接部W的深度dl，在沿着外周侧壁161A从铆接部16A向电池盖6去的方向DI上逐渐变深。同样，以集电板4A的接触面44A为基准的焊接深度，即焊接部W的深度d2，在沿着接触面44A从铆接部16A的外周侧壁161A向中心线CL去的方向D2上逐渐变深。
[0060]铆接部16A的沿着压接部18A的外周侧壁161A中，与接触面44A、162A相邻的接触面44A、162A附近的部分、即外周侧壁161A的接触部CP—侧的端部，在焊接时熔融并凝固，构成焊接部W。另外，铆接部16A的沿着压接部18A的外周侧壁161A中，与接触面44A、162A隔开间隔的部分、即与接触部CP隔开间隔的部分中，具有焊接时不恪融的非恪融部163A。即，铆接部16A的外周侧壁161A中，在与接触面162A或接触部CP相反一侧的端部保留非熔融部163A地形成有焊接部W。
[0061]相对于具有以上结构的本实施方式的二次电池Cl，现有的二次电池例如如上述专利文献I和2所述，对使铆接部变薄而形成的较薄部的上表面的大致整体，沿着该较薄部的厚度方向照射激光等高能束，使该较薄部在厚度整体上熔融，进行该较薄部与集电板的焊接。因此，上述较薄部的厚度，需要充分变薄至上述厚度整体能够熔融的程度。现有的二次电池中，例如铆接部的厚度是约Imm的情况下，需要使较薄部的厚度变薄至约0.1?0.2mm程度。即，为了形成较薄部，需要使铆接部变薄至例如约10?20%程度的薄度。
[0062]因此，现有的二次电池中，在铆接部上形成较薄部时，需要对铆接部施加比较高的压力。但是，随着二次电池的高容量化、小型轻量化，铆接部周边的部件也薄型化等，有机械强度降低的趋势。从而，如上所述的比较高的压力作用于铆接部时，存在发生铆接部周边的部件变形等对周边部件产生不良影响的风险。
[0063]与此相对，本实施方式的二次电池Cl中，铆接部16A具有在与集电板4A之间通过加压形成接触面162A、44A的压接部18A。即，本实施方式中，不是以铆接部16A的为了焊接而变薄为目的，而是以形成与集电板4A之间的接触面162A、44A为目的，对压接部18A加压。而且，集电板4A与铆接部16A的外周侧壁161A之间的接触部CP，沿着压接部18被焊接。总而言之，压接部18A与现有的二次电池的较薄部不同，不需要考虑了厚度整体的熔融的变薄。
[0064]因此，压接部18A能够通过以比形成以往的较薄部时的压力大幅减小的压力、即能够使铆接部16A与集电板4A之间产生接触面162A、44A的程度的压力，对铆接部16A加压而形成。由此，在形成铆接部16A之后，与现有相比能够大幅降低对铆接部16A周边的部件作用的负重和压力。由此，根据本实施方式的二次电池Cl，能够防止对于铆接部16A周边的部件，例如衬垫5、电池盖6、绝缘板7、集电板4A等造成的例如变形等不良影响。
[0065]例如，铆接部16A的厚度是约Imm的情况下，以压接部18A的厚度成为约0.6mm?
0.8mm程度的方式，对铆接部16A的一部分加压即可。即，压接部18A的厚度，例如是铆接部16A的厚度的60%以上80%以下即可。另外，只要能够形成接触面162A、44A，则压接部18A的厚度也可以是铆接部16A的厚度的80%以上。这样，能够使压接部18A的厚度比现有的较薄部厚，所以能够在铆接部16A中得到比以往高的铆接强度。
[0066]另外，通过在形成铆接部16A之后形成压接部18A，而在铆接部16A与集电部4A之间产生接触面162A、44A，在压接部18A及其周边不会在铆接部16A与集电板4A之间形成空间或间隙。即，本实施方式中，着眼于在形成铆接部16A之后，还存在铆接部16A与集电板4A之间形成微小的空间或间隙、铆接部16A与集电板4A不完全接触的风险，为了消除上述空间或间隙引起的故障而形成压接部18A。
[0067]通过在压接部18A形成接触面162A、44A，在压接部18A及其周边不会在铆接部16A与集电部4A之间形成空间或间隙，能够防止沿着压接部18A在接触部CP形成焊接部W时的焊接部W的缺陷。如上所述，在铆接部16A与集电板4A之间形成了微小的空间或间隙时，该空间或间隙内的空气因形成焊接部W时的热而膨胀并从该空间或间隙排出。因该空气的膨胀和排出，存在焊接部W中产生缺陷的风险。然而，通过在铆接部16A中形成压接部18A，在压接部18A及其周边在铆接部16A与集电板4A之间形成接触面162A、44A，沿着压接部18在接触部CP形成焊接部W，能够防止如上所述的空气膨胀引起的故障，防止焊接部W的缺陷。因此，能够提尚焊接部W的焊接品质。
[0068]另外，以外周侧壁161A为基准的焊接部W的深度dl，在沿着外周侧壁161A从铆接部16A向电池盖6去的方向DI上逐渐变深。由此，能够在维持焊接实现的铆接部16A与集电板4A的接合强度的同时，与使焊接深度均匀的情况相比能够减少焊接部W形成时熔融的金属量，效率良好地形成焊接部W。
[0069]另外，铆接部16A的沿着压接部18A的外周侧壁161A，在与形成焊接部W的接触部CP隔开间隔的部分，具有焊接时不熔融的非熔融部163A。因此，即使增加铆接部16A或压接部18A的厚度，通过与其相应地增加外周侧壁161A的非熔融部163A，也能够与铆接部16A或压接部18A的厚度无关地，用激光焊接等高能束进行铆接部16A与集电板4A的焊接。另外，能够防止焊接时压接部18A的与接触面162A相反一侧的面熔融，与在外周侧壁161A整体上形成焊接部W的情况相比能够减少焊接时熔融的金属量，效率良好地将铆接部16A与集电板4A焊接。
[0070]另外，压接部18A是以到达铆接部16A的外周侧壁161A的方式设置在铆接部16A的外周端部的台阶部。由此，能够与在铆接部16A的外周侧壁161A形成的焊接部W相邻地生成接触面44A、162A，在将铆接部16A与集电板4A焊接时，能够更有效地防止空气膨胀引起的焊接部W的缺陷。
[0071 ]另外，铆接部16A的外周侧壁16IA俯视时呈圆弧状，压接部18A俯视时呈沿着外周侧壁161A的直线状。因此，能够在包括压接部18A的外缘即铆接部16A的俯视时呈圆弧状的外周侧壁161A的正下方的压接部18A的整体上，可靠地产生接触面44A、162A。
[0072]另外，压接部18A的长度方向沿着电池盖6的长度方向形成。通过在该位置形成压接部18A，因为与周边部件的关系，形成焊接部W变得容易。另外，沿着电池盖6的宽度方向相对于铆接部16A的中心对称地形成2处。这样，通过在铆接部16A的周向上均等地配置压接部18A，能够使形成各压接部18A时的压力在铆接部16A的圆周方向上均匀，防止局部的压力作用于柳接部16A周边的部件。
[0073]另外，通过使压接部18A接近将铆接部16A的外周侧壁161A与集电板4A的连接部42A以最短距离连接的直线，能够使电阻较小的焊接部W和接触面44A、162A接近集电板4A的连接部42A。例如，如图5所示，通过在直线LI上的用虚线包围的区域形成压接部18A和焊接部W，接触面44A、162A和焊接部W相对于集电板4A的连接部42A以最短距离形成。因此，能够缩短从铆接部16A向集电板4A的连接部42A的电流的路径，降低电阻。
[0074]另外，连接端子12A是实心的圆柱状，筒状部121A的前端一侧是中空的圆筒状，因而在铆接筒状部121A时，能够使铆接部16A容易地形成为俯视时呈圆形的均等的形状。另外，通过使铆接部16A俯视时呈圆形，在铆接部16A的周向上均等地配置压接部18A变得容易O
[0075]如以上说明，本实施方式的二次电池Cl中，通过形成压接部18A而在集电板4A与铆接部16A之间形成接触面44A、162A，包括接触面44A、162A的集电板4A与铆接部16A的外周侧壁161A的接触部CP至少沿着压接部18A被焊接。因此，不需要使压接部18A必要以上地变薄，与以往相比能够降低对铆接部16A施加的压力，能够在铆接部16A中得到较高的铆接强度。另外，通过在集电板4A与铆接部16A之间产生接触面44A、162A，能够在焊接部W中得到良好的焊接品质。
[0076](铆接部和压接部的形成工序)
[0077]接着，说明在本实施方式的二次电池Cl中，形成铆接部16A和压接部18A的工序。图7是图6所示的外部端子8A和集电板4A的铆接固定前的截面图。图7示出了图4所示的外部端子8A上设置的连接端子12A依次插通衬垫5的贯通孔51、电池盖6的贯通孔61A和绝缘板7的贯通孔71，前端的筒状部121A插通在集电板4A的基板41A上设置的贯通孔43A的状态。
[0078]首先，如图8所示，在使外部端子8A的焊接接合部81A的上表面面向模具105的上平面的状态下，将外部端子8A载置在模具105的上平面而从下方对其进行支撑。接着，将前端变细的模具101的形成为凸曲面状的前端，按压在连接端子12A的筒状部121A的内径面上，将筒状部121A从内侧向外侧按压扩展。由此，外部端子8A、衬垫5、绝缘板7和集电板4A被临时固定在电池盖6上。
[0079]接着，在与前一工序同样地用模具105支撑外部端子8A的状态下，对于在前一工序中被按压扩展的筒状部121A，如图9所示用前端具有凹部的模具102按压。由此，筒状部121A被按压扩展为圆盘状，形成俯视时外形轮廓呈圆形的铆接部16A，外部端子8A、衬垫5、电池盖6、绝缘板7和集电板4A被铆接固定而一体化。
[0080]此时，在铆接部16A的与集电板4A相对的面和集电板4A的与铆接部16A相对的面之间，可能形成微小的空间或间隙。从而，即使铆接部16A与集电板4A部分地接触，也存在不完全接触的风险。这是由将连接端子12A的前端的筒状部121A向直径方向外侧按压扩展而形成铆接部16A引起的，与铆接部16A的外周端部相比中心侧更难以与集电板4A接触。
[0081]接着，如图10所示，在与前一工序同样地用模具105支撑外部端子8A的状态下，用前端具有多个突起部103A的模具103按压铆接部16A。在模具103的前端，形成有与压接部18A的数量对应的2个突起部103A，各突起部103A与压接部18A的形状对应地形成为俯视时呈相互平行的在一个方向上长的直线状或长方形状的形状。用这些突起部103A对铆接部16A的一部分加压而设置压接部18A，在铆接部16A与集电板4A之间形成接触面162A、44A。另夕卜，铆接部16A的外周侧壁161A的下端与包括接触面44A的集电板4A的下表面抵接而形成接触部CP。此处，不需要使压接部18A的厚度T2相对于铆接部16A的厚度Tl极端地变薄。例如，铆接部16A的厚度Tl是Imm的情况下，压接部18A的厚度T2是0.6?0.8mm即可。
[0082]接着，如图5和图6所示，对于集电板4A的基部41A的包括接触面44A的下表面与铆接部16A的外周侧壁161A的接触部CP，沿着压接部18A进行焊接。由此，在接触部CP形成焊接部W。焊接部W如图6所示，例如使激光、电子束等高能束从与接触部CP相对的斜上方的位置起沿着相对于铆接部16A的外周侧壁16IA倾斜的直线L2照射，使照射位置沿着压接部18A移动而形成。本实施方式中，例如通过使用了二氧化碳激光、YAG激光等的激光焊接而形成焊接部W。由此，在铆接部16A的外周侧壁161A与集电板4A的接触面44A的接触部CP，沿着压接部18A形成焊接部W，铆接部16A与集电板4A被接合而电连接。
[0083]如以上说明，根据本实施方式的二次电池Cl，因为对铆接部16A的外周侧壁161A与集电板4A的接触面44A的接触部CP照射高能束而形成焊接部W，所以不再需要使压接部18A极端地变薄。因此，在形成压接部18A时，与以往相比能够大幅降低作用于铆接部16A周边的部件的负重和压力，例如能够防止衬垫5、电池盖6、绝缘板7和集电板4A等变形。另外，在压接部18A上形成接触面162A、44A，在压接部18A及其周边不会在铆接部16A与集电板4A之间形成空间或间隙，从而在沿着压接部18A形成焊接部W时，能够防止焊接部W的缺陷。
[0084][第二实施方式]
[0085]接着，说明本发明的第二实施方式的二次电池。图11是相当于第一实施方式的图5的、本实施方式的二次电池C2的正极外部端子8A和正极集电板4A的附近的立体图。图12是图11的沿着XI1-XII线的截面图。图13是铆接部16A的俯视放大图。
[0086]本实施方式中，也与第一实施方式同样，正极侧和负极侧的结构具有基本左右对称的结构。因此，在以下说明中说明正极侧的结构，省略对负极侧的结构的说明。
[0087]本实施方式的二次电池C2在压接部18A的外缘181设置在铆接部16A的外周侧壁161A的内侧这一点，与第一实施方式的二次电池Cl不同。本实施方式的二次电池C2的其它结构与第一实施方式的二次电池Cl的结构相同，所以援引第一实施方式的图1至图4和图7至图9，对相同的部分标注相同的标记，省略说明。
[0088]如图11至图13所示，本实施方式的二次电池C2中，压接部18A是外缘181设置在比铆接部16A的外周侧壁161A靠内侧、即铆接部16A的中心C一侧的位置的凹槽。另外，铆接部16A形成为圆盘状，外周侧壁161A形成为在俯视时呈圆弧状。压接部18A俯视时呈沿着铆接部16A的外周侧壁161A的直线状。即，压接部18A成为俯视时沿着呈圆弧状的外周侧壁161A的直线状的凹槽。另外，压接部18A也可以沿着铆接部16A的外周侧壁161A形成为圆弧状或扇状。
[0089]本实施方式中，铆接部16A经过与图7至图9所示的第一实施方式同样的工序形成。另一方面，压接部18A用具有与图10所示的第一实施方式的模具103的突起部103A不同形状和配置的突起部的模具形成。如图14所示，形成本实施方式的压接部18A所使用的模具104，具有与铆接部16A的外周侧壁161A的内侧的部分抵接、对铆接部16A的一部分按压的突起部104A。各突起部104A与压接部18A的形状对应地形成为俯视时呈相互平行的在一个方向上长的直线状或长方形状。用模具104的突起部104A，对铆接部16A的一部分加压而设置压接部18A，如图12所示，在铆接部16A与集电板4A之间产生接触面162A、44A。
[0090]如上所述，铆接部16A中，与外周端部相比中心侧更难以与集电板4A接触。根据本实施方式的二次电池C2，通过在比铆接部16A的外周侧壁161A靠内侧的位置设置压接部18A的外缘181，能够在更难以与集电板4A接触的铆接部16A的中心侧，使铆接部16A与集电板4A之间产生接触面162A、44A。另外，通过形成压接部18A，在其附近也能够使铆接部16A与集电板4A接触。因此，决定设置压接部18A的位置时，在压接部18A的外缘181与铆接部16A的外周侧壁161A之间进行调整，使得不在铆接部16A与集电板4A之间形成空间或间隙。由此，能够在集电板4A与铆接部16A的外周侧壁161A之间形成接触部CP。之后，通过沿着压接部18A对接触部CP进行焊接而形成焊接部W，能够防止焊接部W的缺陷。
[0091]另外，如图13所示，铆接部16A的外周侧壁161A俯视时呈圆弧状，压接部18A俯视时呈沿着外周侧壁161A的直线状。由此，在使焊接部W形成为相同长度LW的情况下，与将压接部18A形成为圆弧状或扇状的情况相比，能够缩短压接部18A的长度L18，减小压接部18A的面积。从而，与使压接部18A形成为圆弧状或扇状的情况相比，在形成压接部18A时，能够降低对铆接部16A施加的压力。
[0092]如以上说明，根据本实施方式的二次电池C2，不仅能够得到与第一实施方式的二次电池Cl同样的效果，还能够在更难以与集电板4A接触的铆接部16A的中心C侧产生接触面162A、44A。
[0093][第三实施方式]
[0094]接着，说明本发明的第三实施方式的二次电池。图15是本实施方式的二次电池的正极外部端子8A和正极集电板4A的附近的分解立体图。图16是表示将图15所示的正极外部端子8A和正极集电板4A铆接固定在电池盖6上的状态的正面放大图。
[0095]本实施方式中，也与第一实施方式同样，正极侧和负极侧的结构具有基本左右对称的结构。因此，在以下说明中说明正极侧的结构，省略对负极侧的结构的说明。
[0096]本实施方式的二次电池中，集电板4A、衬垫5、绝缘板7和外部端子8A的结构和配置与第一实施方式的二次电池Cl不同。本实施方式的二次电池的其它结构与第一实施方式的二次电池Cl的结构相同，所以援引第一实施方式的图1至图10，对相同的部分标注相同的标记，省略说明。
[0097]本实施方式的二次电池中，如图15所示，在集电板4A的基部41A上一体地设置有连接端子12A。外部端子8A形成为板状，具有2个贯通孔82、83。衬垫5配置在集电板4A与电池盖6之间，将集电板4A与电池盖6电绝缘。绝缘板7配置在电池盖6与外部端子8A之间，将电池盖6与外部端子8A电绝缘。在绝缘板7与外部端子8A之间，配置有外螺纹螺丝9。在绝缘板7上，形成有用于在使外螺纹螺丝9插通外部端子8A中的一个贯通孔83A的状态下收纳配置外部端子8A和外螺纹螺丝9的头部的凹部。
[0098]连接端子12A依次插通衬垫5的贯通孔51、电池盖6的贯通孔61A和绝缘板7的贯通孔71，前端的筒状部121A插通外部端子8A的贯通孔82，在外部端子8A的上表面被铆接。由此，如图16所示，在外部端子8A的上表面设置铆接部16A，外部端子8A和集电板4A通过连接端子12A铆接固定在电池盖6上。在外部端子8A的上表面设置的铆接部16A，在二次电池组装后位于电池容器的外侧。
[0099]本实施方式中，与图4所示的第一实施方式同样，在集电板4A的基部41A设置贯通孔43A，使连接端子12A插通该贯通孔43A，在集电板4A的基部41A的下表面也形成铆接部16A。但是，连接端子12A与集电板4A的接合方法不限定于铆接固定，例如可以通过焊接来接合，也可以使连接端子12A与集电板4A—体地成形。
[0100]外部端子8A的上表面的铆接部16A具有在与外部端子8A之间通过加压形成接触面162A、84A的压接部18A。外部端子8A的上表面与铆接部16A的外周侧壁161A的接触部，沿着压接部18A被焊接，形成焊接部W。另外，与第一实施方式同样，集电板4A的下表面的铆接部16A也具有压接部18A，沿着压接部18A形成焊接部W。
[0101]本实施方式的二次电池中，在外部端子8A与铆接部16A之间因压接部18A而形成接触面84A、162A，外部端子8A与铆接部16A的外周侧壁161A的接触部沿着压接部18A被焊接。因此，与第一实施方式的二次电池同样，不需要使压接部18A必要以上地变薄，所以不仅能够降低对铆接部16A施加的压力，还能够在铆接部16A中得到较高的铆接强度。另外，通过接触面84A、162A，能够在焊接部W中确保良好的焊接品质。
[0102]以上说明了本发明的优选实施方式，但本发明不限定于上述实施方式，包括各种变形例。上述实施方式是为了易于理解地说明本发明而详细说明的，并不限定于必须具有说明的所有结构。例如，上述实施方式中，说明了在正负的铆接部设置压接部的情况，但也可以仅在正负中的某一者的铆接部设置压接部。
[0103]附图标记说明
[0104]I 电池桶
[0105]IA 上部开口
[0106]3 电极组
[0107]4A 正极集电板(集电板)
[0108]4B 负极集电板(集电板)
[0109]41A 基部
[0110]42A连接部
[0111]44A接触面
[0112]6电池盖
[0113]SA正极外部端子(外部端子)
[0114]SB负极外部端子(外部端子)
[0115]84A接触面
[0116]I2A正极连接端子(连接端子)
[0117]12B负极连接端子(连接端子)
[0118]16A正极铆接部(铆接部)
[0119]16B负极铆接部(铆接部)
[0120]161A外周侧壁
[0121]162A接触面
[0122]163A非熔融部
[0123]18A正极压接部(压接部)
[0124]I SB负极压接部(压接部)
[0125]CP接触部
[0126]dl焊接部的深度
[0127]W焊接部
【主权项】
1.一种二次电池，其包括:电极组;收纳该电极组的电池桶;将该电池桶的上部开口密封的电池盖;在该电池盖的外侧设置的外部端子;与该外部端子电连接的连接端子;和在所述电池盖的内侧设置的与所述电极组电连接并且与所述连接端子电连接的集电板，该二次电池的特征在于: 所述集电板和所述外部端子通过所述连接端子铆接固定于所述电池盖， 所述连接端子具有铆接部，并且该铆接部具有在与所述集电板和/或所述外部端子之间通过加压形成接触面的压接部， 所述铆接部的外周侧壁与所述集电板和/或所述外部端子的接触部，至少沿着所述压接部被焊接。2.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于: 以所述外周侧壁为基准的所述焊接的深度，在沿着所述外周侧壁从所述铆接部向所述电池盖去的方向上逐渐变深。3.如权利要求2所述的二次电池，其特征在于: 所述外周侧壁中，所述接触部一侧的端部在所述焊接时熔融凝固，并且在与所述接触部隔开间隔的部分具有在所述焊接时不熔融的非熔融部。4.如权利要求3所述的二次电池，其特征在于: 所述压接部是以外缘到达所述外周侧壁的方式设置在所述铆接部的外周端部的台阶部。5.如权利要求3所述的二次电池，其特征在于: 所述压接部是外缘设置在比所述外周侧壁靠所述铆接部的内侧的位置的凹槽。6.如权利要求4或5所述的二次电池，其特征在于: 所述外周侧壁俯视时呈圆弧状， 所述压接部俯视时呈直线状。7.如权利要求6所述的二次电池，其特征在于: 所述铆接部设置在所述集电板的下表面， 所述压接部使所述铆接部与所述集电板之间产生所述接触面。8.如权利要求7所述的二次电池，其特征在于: 所述集电板具有:通过所述连接端子与所述外部端子连接的基部；和设置于该基部的与所述电极组连接的连接部， 所述压接部形成在将所述外周侧壁与所述连接部以最短距离连接的直线上。9.如权利要求6所述的二次电池，其特征在于: 所述铆接部设置在所述外部端子的上表面， 所述压接部使所述铆接部与所述外部端子之间产生所述接触面。
【文档编号】H01M2/30GK105849939SQ201380079024
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2013年8月22日
【发明人】梶原浩, 梶原浩一, 池田幸太郎, 江川博昭
【申请人】日立汽车系统株式会社