CN104396044A - 电池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池,所述电池具备:盖部件(113),其封闭壳体;集电端子部件(135),其具有插通部(132);绝缘体(180),其将盖部件和集电端子部件电绝缘;以及密封垫(170),其将盖部件与集电端子部件之间密封起来,盖部件具有从下表面向上下方向的下方突起的突起部(223),密封垫具有密封部(231),密封部在与上下方向正交的方向亦即内外方向上位于与突起部相同的位置,并且被突起部压接,在内外方向上与密封部不同的位置并且在密封部的周围存在至少一个缝隙(241,243),上述缝隙至少局部被密封垫和集电端子部件包围。
Description
技术领域
本发明涉及将发电构件收纳于壳体内,利用盖部件封闭壳体的开口部的电池。进一步详细而言,是涉及具备与发电构件电连接并且插通盖部件的集电端子部件,夹设密封垫来将盖部件与集电端子部件密封起来的密封构造的技术。
背景技术
电池利用于手机、个人计算机等电子设备、混合动力汽车、电动汽车等车辆等各种领域。例如,车辆领域中所利用的电池将发电构件收纳在罐体的壳体,在壳体的开口部焊接盖部件来密封该开口部。另外,在盖部件有沿厚度方向贯通的贯通孔,与发电构件电连接的集电端子部件的插通部经由贯通孔从盖部件伸出。
作为与该集电端子部件相关的向盖部件固定的固定方法,例如专利文献1所示,公开有如下的技术,即,通过使圆筒形状的集电端子部件的插通部插通分别形成于外部连接端子、绝缘体、盖部件、密封垫的开口部,并使该插通部的上端从该插通部的中心轴向外周侧扩展并铆接来进行预焊(temporal tacking),并且对扩展了的插通部的上端与外部连接端子的上表面进行激光焊接来固定。专利文献1所公开的电池中,用密封垫将盖部件与集电端子部件之间密封起来,抑制气体从盖部件的开口部处泄漏。
专利文献1:日本特开2012-28246号公报
近年来,为了实现集电端子部件周边密封性的进一步提高,关注了在盖部件与密封垫的接触面设置向插通部的轴方向(与铆接方向相同)突起的突起部,并压缩密封垫的局部而成的密封构造。这样,在密封垫的局部具有成为高压缩率的部位(以下,作为“密封部”)的密封构造中,有如下的问题。
即,电池例如在充放电时会临时成为高温状态。因此,若盖部件、集电端子部件利用铝等具有高线膨胀系数的金属,相同地,若密封垫利用PFA(全氟烷基乙烯基共聚合物)等具有高线膨胀系数的树脂,则高温时密封垫被各部件的膨胀作用压迫。作为其结果,密封垫的密封部进一步成为高压缩状态,可能在密封垫产生裂缝。
发明内容
本发明是为了解决上述密封构造所具有的问题点而完成的。即,本发明的课题在于提供一种密封垫具有高压缩率的密封部的密封构造的电池,抑制高温时在密封垫产生裂缝的技术。
将解决该课题作为目的而完成的本发明的一个方式中的电池的特征在于,具备:发电构件;壳体,其具有开口部,并收纳上述发电构件;盖部件,其焊接于上述壳体的开口部,并封闭上述开口部;集电端子部件,其具有:集电板,其一端与上述发电构件电连接,另一端与上述盖部件对置;以及插通部,其一端与上述集电板电连接,另一端沿成为上述盖部件的厚度方向的上下方向插通上述盖部件并向上述盖部件的外侧伸出,上述集电端子部件在上述插通部的另一端存在通过铆接而扩径并与外部连接端子电连接的铆接部;绝缘体,其与上述盖部件的上表面接触,并将上述盖部件与上述集电端子部件电绝缘;以及密封垫,其与上述盖部件的下表面接触,并将上述盖部件与上述集电端子部件之间密封起来,上述盖部件具有从下表面向上述上下方向的下方突起的突起部,上述密封垫具有密封部,上述密封部在与上述上下方向正交的方向亦即内外方向上位于与上述突起部相同的位置,并且被上述突起部压接,在上述内外方向上与上述密封部不同的位置并且在上述密封部的周围存在至少一个缝隙,上述缝隙至少局部被上述密封垫和上述集电端子部件包围。
上述的一个方式中的电池,若成为高温状态,则密封垫、集电端子部件膨胀。此时,一个方式中的电池具有设置于密封垫的密封部的周围的缝隙,所以该缝隙能够接受膨胀量的至少一部分。因此,能够减少密封垫的密封部成为过度压缩的可能性。作为其结果,能够期待抑制在密封垫产生裂缝的问题。另外,缝隙既可以位于密封部的内侧也可以位于外侧还可以位于两侧。另外,作为密封垫的材料,优选氟类树脂(例如PFA)。
并且,优选上述缝隙在上述内外方向上比所述密封部更靠上述插通部侧的位置且在上述绝缘体与上述集电部件的上述插通部之间至少夹设一个。若电池成为高温,则会产生集电端子部件等的膨胀。或者,在制造工序中的铆接时,集电端子部件的插通部也一定程度地扩径。若集电端子部件与绝缘体邻接,则可能会由于这些膨胀或扩径,集电端子部件按压绝缘体。若按压绝缘体的按压力较大,则可能在绝缘体产生裂缝。因此,通过使缝隙夹设在绝缘体周围,能够期待抑制在绝缘体产生裂缝的问题。
并且,优选上述密封垫在上述内外方向上填充上述盖部件与上述集电部件之间,并且夹设在上述绝缘体与上述集电部件的上述插通部之间,夹设在上述绝缘体与上述集电部件的上述插通部之间的上述缝隙存在于:夹设在上述绝缘体与上述集电部件的上述插通部之间的上述密封垫的上方。如果在绝缘体周围夹设有密封垫,则能够期待减少集电部件对绝缘体的冲击。并且,如果在夹设于绝缘体周围的密封垫的上方有缝隙,则可接受该部分的密封垫朝向上方的膨胀量。
并且,优选上述集电部件的上述插通部是圆柱形状,夹设在上述绝缘体与上述集电部件的上述插通部之间的上述密封垫夹设于上述集电部件的上述插通部的外侧整周。在组装绝缘体和集电部件时,若密封垫夹设于整周,则能够期待抑制绝缘体与集电部件的位置偏移(轴心偏移)。
并且,优选上述缝隙夹设于以下两个位置:在上述内外方向上比上述密封部更靠上述插通部侧的位置以及与上述插通部相反侧的位置。这样缝隙夹设于端子侧和端子侧的相反侧这两侧,从而即使密封垫向内外方向的某一方向膨胀,也能够可靠地接受膨胀量。因此,能够进一步减少密封垫的密封部成为过度压缩的可能性。
另外,本发明的另一方式中的电池是如下的电池,即,具备:发电构件;壳体,其具有开口部,并收纳上述发电构件;盖部件,其焊接于上述壳体的开口部,并封闭上述开口部;集电端子部件,其具有:集电板,其一端与上述发电构件电连接,另一端与上述盖部件对置;以及插通部,其一端与上述集电板电连接,另一端沿成为上述盖部件的厚度方向的上下方向插通上述盖部件并向上述盖部件的外侧伸出,且上述集电端子部件在上述插通部的另一端存在通过铆接而扩径并与外部连接端子电连接的铆接部;绝缘体,其与上述盖部件的上表面接触,并将上述盖部件与上述集电端子部件电绝缘;以及密封垫,其与上述盖部件的下表面接触,并将上述盖部件与上述集电端子部件之间密封起来,上述盖部件具有从下表面向上述上下方向的下方突起的突起部,上述密封垫在与上述上下方向正交的方向亦即内外方向上,填充上述盖部件与上述集电端子部件之间,并且上述密封垫的局部夹设于上述绝缘体与上述集电端子部件之间。
根据本构成的上述方式,实现了密封垫具有高压缩率的密封部的密封构造的电池,并且高温时抑制在密封垫产生裂缝的电池。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的电池的剖视图。
图2是图1的B部以及C部的放大图。
图3是表示实施方式所涉及的盖组件的图。
图4是放大表示密封垫的周边的说明图。
图5是放大表示高温状态下的密封垫的周边的说明图。
图6是表示在外周有凸起的铆接部的说明图。
具体实施方式
以下,一边参照附图,一边对将本发明所涉及的电池具体化了的实施方式进行详细说明。另外,在以下的方式中,将本发明应用于车载于混合动力汽车的锂离子二次电池。
[电池的构成]
图1是实施方式所涉及的电池100的剖视图。图2是图1的B部以及C部的放大图。另外,对于C部中的部件中与B部不同的部分,在图2中使符号带括号。图3是分解了组装于图1所示的电池100的盖组件115的一部分的立体图。
如图1所示,本实施方式所涉及的电池100是锂离子二次电池,该锂离子二次电池具备:矩形箱状的电池壳体主体111,其具有开口111d;以及电极体150,其收纳于电池壳体主体111的内部。并且,电池100具备封闭电池壳体主体111的开口111d的板状的电池壳体盖113。电池壳体主体111和电池壳体盖113通过焊接成为一体,构成电池壳体110。
电池壳体盖113是矩形板状的金属(本方式中是铝),在其长边方向(图1中左右方向)的两端部,形成有贯通该电池壳体盖113的圆形状的贯通孔113h、113k。另外,在电池壳体盖113的长边方向的中央部设置有安全阀113j。该安全阀113j与电池壳体盖113形成为一体,成为电池壳体盖113的一部分。
安全阀113j的厚度形成得比电池壳体盖113的其他部分较薄,并且,在其上表面形成有槽部113jv(参照图3)。由此,安全阀113j的构造是:在电池壳体110内部的压力亦即内压达到规定压力时,槽部113jv破断,电池壳体110的内部气体被释放到外部。
另外,在电池壳体盖113的安全阀113j与贯通孔113k之间形成有用于将电解液(未图示)注入电池壳体110内的注液口113n(参照图1)。该注液口113n被注液栓113m密封。
电极体150是将正极板、负极板以及分隔部卷绕成扁平形状的扁平型卷绕电极体。正极板具有由铝箔构成的正极基材、以及配置于该正极基材的表面的一部分的正极合材层。正极合材层包含由正极活性物质和乙炔黑构成的导电材料以及PVDF(粘合剂)。负极板具有由铜箔构成的负极基材、以及配置于该负极基材的表面的一部分的负极合材层。负极合材层包含负极活性物质、SBR(粘合剂)以及CMC(增粘剂)。另外,分隔部由多孔质聚丙烯树脂片材构成。另外,利用于正极板、正极活性物质、负极板、负极活性物质、分隔部的物质是一个例子,适当地选择一般利用于锂离子二次电池的物质即可。
另外,正极板的正极基材(负极板的负极基材)中,将涂层有正极合材层(负极合材层)的部位作为合材涂层部,将未涂层正极合材层(负极合材层)的部位作为合材未涂层部。在电极体150中,正极板的合材未涂层部151b在卷绕轴方向(图1中左右方向)的一方的端部露出,负极板的合材未涂层部158b在另一方端部露出。
并且,电池100具备电极端子单元(正极端子单元130以及负极端子单元140),该电极端子单元在电池壳体主体111的内部与电极体150连接,并且通过电池壳体盖113的贯通孔113h、113k向外部伸出。
正极端子单元130由正极集电端子部件135、正极外部端子部件137、正极固连器件139(螺栓)构成(参照图1、图3)。其中,正极集电端子部件135由金属(本方式中是铝)构成,一端与电极体150连接,另一端通过电池壳体盖113的贯通孔113h向外部伸出。正极外部端子部件137由金属构成,位于电池壳体盖113上(电池壳体110的外部),在电池壳体110的外部中与正极集电端子部件135电连接。正极固连器件139由金属构成,位于电池壳体盖113上(电池壳体110的外部),与正极外部端子部件137电连接。
详细而言,正极集电端子部件135具有集电板头部131、插通部132、集电板主体134、以及铆接部133(参照图1~图3)。其中,集电板头部131呈矩形板状,位于电池壳体主体111的内部。插通部132是从集电板头部131的上表面131f突出的圆柱形状,插通电池壳体盖113的贯通孔113h。铆接部133是与插通部132的上端连接的部位,被铆接(插通部132的上端部以扩径的方式变形)而呈圆盘状,与正极外部端子部件137电连接。集电板主体134是从集电板头部131的下表面131b向电池壳体主体111的底面111b侧延伸的形状,焊接于电极体150的正极板的合材未涂层部151b。由此,正极集电端子部件135与电极体150电并且机械式地连接。
正极外部端子部件137侧面视时大致呈Z字状。正极外部端子部件137具有被铆接部133固定的固定部137f、与正极固连器件139连接的连接部137g、以及连结固定部137f和连接部137g的连结部137h。在固定部137f形成有贯通其的贯通孔137b,在该贯通孔137b内插通有正极集电端子部件135的插通部132。另外,在连接部137g也形成有贯通其的贯通孔137c。
正极固连器件139是金属制的螺栓,具有矩形板状的头部139b、以及圆柱状的轴部139c。轴部139c中前端侧的部位为螺丝部139d。正极固连器件139的轴部139c插通正极外部端子部件137的贯通孔137c。
负极端子单元140由负极集电端子部件145、负极外部端子部件147、以及负极固连器件149(螺栓)构成(参照图1、图3)。其中,负极集电端子部件145由金属(本方式中是铜)构成,一端与电极体150连接,另一端通过电池壳体盖113的贯通孔113k向外部伸出。负极外部端子部件147由金属构成,位于电池壳体盖113上(电池壳体110的外部),在电池壳体110的外部与负极集电端子部件145电连接。负极固连器件149由金属构成,位于电池壳体盖113上(电池壳体110的外部),与负极外部端子部件147电连接。
详细而言,负极集电端子部件145具有集电板头部141、插通部142、集电板主体144、以及铆接部143(参照图1~图3)。其中,集电板头部141呈矩形板状,位于电池壳体主体111的内部。插通部142是从集电板头部141的上表面141f突出的圆柱形状,插通电池壳体盖113的贯通孔113k。铆接部143是与插通部142的上端连接的部位,被铆接(插通部132的上端部以扩径的方式变形)而呈圆盘状,与负极外部端子部件147电连接。集电板主体144是从集电板头部141的下表面141b向电池壳体主体111的底面111b侧延伸的形状,焊接于电极体150的负极板的合材未涂层部158b。由此,负极集电端子部件145与电极体150电并且机械式地连接。
负极外部端子部件147侧面视时大致呈Z字状。负极外部端子部件147具有被铆接部143固定的固定部147f、与负极固连器件149连接的连接部147g、以及连结固定部147f和连接部147g的连结部147h。在固定部147f形成有贯通其的贯通孔147b,在该贯通孔147b内插通有负极集电端子部件145的插通部142。另外,在连接部147g也形成有贯通其的贯通孔147c。
负极固连器件149是金属制的螺栓,具有矩形板状的头部149b、以及圆柱状的轴部149c。轴部149c中前端侧的部位为螺丝部149d。负极固连器件149的轴部149c插通负极外部端子部件147的贯通孔147c。
并且,电池100具备密封垫170,密封垫170夹设在正极端子单元130(详细而言,是正极集电端子部件135)与电池壳体盖113之间,将两者电绝缘并且将两者之间密封起来。密封垫170也夹设于负极端子单元140(详细而言,是负极集电端子部件145)与电池壳体盖113之间。
具体而言,密封垫170由电绝缘性的树脂(本方式中是PFA)构成,具有主体部171、外侧去毛刺(burring)孔部173、以及内侧去毛刺孔(部175(参照图2、图3)。其中,主体部171呈平板矩形状,在其中央部具有使正极端子单元130(负极端子单元140)的插通部132(插通部142)插通的圆形的贯通孔171b。主体部171夹设于正极端子单元130(负极端子单元140)的集电板头部131(集电板头部141)的上表面131f(上表面141f)与电池壳体盖113的下表面113c之间。
外侧去毛刺孔部173是位于主体部171的周边,从主体部171的下表面171g突出的方形环状侧壁部。该外侧去毛刺孔部173包围集电板头部131(集电板头部141)的外周侧面131g(外周侧面141g)。通过外侧去毛刺孔部173,确保电池壳体盖113的下表面113c、与集电板头部131(集电板头部141)的外周侧面131g(外周侧面141g)之间的沿面距离。
内侧去毛刺孔部175是从主体部171的上表面171f突出的圆筒形状,存在于电池壳体盖113的贯通孔113h(贯通孔113k)内。在该内侧去毛刺孔部175的筒内,插通有正极端子单元130的插通部132(负极端子单元140的插通部142)。通过内侧去毛刺孔部175,电池壳体盖113与正极端子单元130的插通部132(负极端子单元140的插通部142)电绝缘。
并且,电池100由电绝缘性的树脂构成,具备配置于电池壳体盖113上的绝缘体180。绝缘体180夹设在正极端子单元130(详细而言,正极外部端子部件137以及正极固连器件139)与电池壳体盖113之间,并将两者电绝缘。另外,绝缘体180也夹设在负极端子单元140(详细而言,负极外部端子部件147以及负极固连器件149)与电池壳体盖113之间。
具体而言,绝缘体180具有:配置有正极固连器件139的头部139b(负极固连器件149的头部149b)的头部配置部181;以及配置有正极外部端子部件137的固定部137f(负极外部端子部件147的固定部147f)的连结配置部183。在连结配置部183形成有贯通该连结配置部183的贯通孔183b,在该贯通孔183b内插通有正极端子单元130的插通部132(负极端子单元140的插通部142)。
在本实施方式中,盖组件115由电池壳体盖113、电极端子单元(正极端子单元130以及负极端子单元140)、密封垫170、170、以及绝缘体180、180构成。具体而言,在正极端子单元130的铆接部133与集电板头部131之间,夹着正极外部端子部件137、绝缘体180、电池壳体盖113、以及密封垫170来固定,并且在负极端子单元140的铆接部143与集电板头部141之间,夹着负极外部端子部件147、绝缘体180、电池壳体盖113、以及密封垫170来固定,从而形成这些部件成为一体的盖组件115。
另外,在盖组件115中,密封垫170的主体部171被夹在正极端子单元130(负极端子单元140)的集电板头部131(集电板头部141)的上表面131f(上表面141f)与电池壳体盖113的下表面113c之间,以沿自身的厚度方向(图2中上下方向)弹性压缩的方式配置。并且,密封垫170的内侧去毛刺孔部175沿自身的轴线方向(图2中上下方向)弹性压缩,且其前端175b与绝缘体180紧密接触。
[密封部周边的构成]
接下来,参照图4对通过正极集电端子部件135来铆接固定的范围进一步详细地进行说明。另外,图4所示的是常温中的电池100的一部分。以下,将正极端子的构成作为代表进行说明,但负极端子也相同。
如图2所示,在正极集电端子部件135的铆接部133与集电板头部131之间,夹设有包含电池壳体盖113的多个部件。铆接部133的铆接方向是电池壳体盖113的厚度方向,以下,将该方向简单地称为上下方向。铆接部133比电池壳体盖113靠上侧,如图1所示,对于电池100来说,形成于电池壳体盖113的外侧。
进一步放大被铆接部133固定的部件的重叠部分,来在图4示出。图4中的上下方向是上述的上下方向。另外,图4中,在左端示出有正极集电端子部件135的插通部132的一部分。如图2所示,插通部132的轴心是中心轴AX。而且,与中心轴AX以及插通部132正交的方向是内外方向,以下将接近插通部132的一侧称为内侧,将远离插通部132的一侧称为外侧。图4中,图中左侧是内侧,图中右侧是外侧。
如图4所示,在插通部132的外侧从上依次重叠有正极外部端子部件137、绝缘体180、电池壳体盖113、密封垫170、集电板头部131。电池壳体盖113的上侧的面亦即盖上表面221被绝缘体180按压,电池壳体盖113的下侧的面亦即下表面113c被密封垫170按压。
在电池壳体盖113的下表面113c形成有向下方突起的突起部223。如图4所示,突起部223形成于电池壳体盖113的最内侧。突起部223是将电池壳体盖113的贯通孔113h的内壁面向下方延长了的形状,遍及整周形成而呈大致圆筒形状。突起部223中至少突起下表面224与密封垫170接触,压迫密封垫170。突起下表面224是突起部223的下方的顶部中与上下方向正交的面。
密封垫170中,被突起部223的突起下表面224压迫的圆环状的范围是密封部231。通过密封部231,电池壳体盖113的贯通孔113h的周围遍及整周被可靠地密封。
另外,集电板头部131的上表面131f中,与突起部223的突起下表面224的至少一部分对置的范围为与突起部223一起压迫密封垫170的密封部231的密封对置部232。换句话说,突起部223、密封部231、以及密封对置部232在内外方向位于相同位置。而且,密封垫170在密封部231中,在上下方向被突起部223和密封对置部232夹持,与密封部231的周边相比成为高压缩。
如图4所示,在集电板头部131的上表面131f,在比密封对置部232靠外侧的位置形成有凹部235。凹部235的上表面比密封对置部232靠外侧,具有越向下方越向外侧扩展的锥面236、以及与锥面236的外侧连续的水平面237。水平面237是与上下方向正交的面。另外,图4中,将水平面237连续到集电板头部131的外侧端部来形成,但也可以到中途。
另一方面,密封垫170的主体部171如上述那样是平板矩形状(参照图3),主体部171的下表面在未被压缩的状态下为平面状。而且,密封垫170中成为高压缩的仅是密封部231,所以在凹部235的上方的范围,密封垫170的主体部171的下表面几乎为平面。因此,在凹部235的上方,在与密封垫170之间形成缝隙241。换句话说,凹部235的上表面的至少一部分不与密封垫170的下表面接触。该缝隙241仅是空间,并不特别填充什么。
并且,如图4所示,电池壳体盖113的贯通孔113h的内径比插通部132的外径大。而且,在电池壳体盖113的贯通孔113h与插通部132的内外方向之间夹设有密封垫170的内侧去毛刺孔部175。而且,电池壳体盖113与插通部132被内侧去毛刺孔部175绝缘。而且,内侧去毛刺孔部175位于密封垫170中比密封部23靠内侧的位置。
另外,在内侧去毛刺孔部175的上方配置有绝缘体180。绝缘体180的贯通孔183b的内径仅比插通部132的外径大一点,在绝缘体180与插通部132之间形成有缝隙243。另外,绝缘体180的贯通孔183b的内径比电池壳体盖113的贯通孔113h的内径小,且比内侧去毛刺孔部175的内径大。
缝隙243在内侧去毛刺孔部175的上方,位于绝缘体180与插通部132之间,被这些内侧去毛刺孔部175、绝缘体180、以及插通部132包围。如图4所示,在缝隙243的上方配置有正极外部端子部件137。另外,缝隙243位于比密封部231靠内侧的位置。
并且,密封垫170的内侧去毛刺孔部175的一部分进入缝隙243的下方而成为隔垫部245。隔垫部245遍及整周夹设于插通部132与绝缘体180之间。因此,绝缘体180不与插通部132接触。另外,缝隙243也仅是空间,并不特别填充什么。
该隔垫部245在进行上述的铆接部133(参照图2)的铆接时,通过内侧去毛刺孔部175的一部分朝向缝隙243扩张而形成。在进行铆接前的密封垫170未形成相当于隔垫部245的突起。但是,也可以在密封垫170预先形成相当于隔垫部245的突起。
本方式的密封垫170如上述那样由氟类树脂的PFA形成。另外,正极集电端子部件135、电池壳体盖113、正极外部端子部件137均由铝形成。另外,绝缘体180由PA66(聚酰胺66)形成。
铝和PFA均是线膨胀系数比较高的材料。而且,电池100在使用中温度会上升到一定程度,若停止使用则温度降低。因此,由于正极集电端子部件135、电池壳体盖113、正极外部端子部件137以及密封垫170通过电池100的使用,在一定程度的范围内反复进行膨胀以及收缩。
电池100中,即使在各部件膨胀时,密封垫170成为过度压缩状态也不是优选的。这是因为若密封垫170成为过度压缩状态,则根据情况裂缝可能进入。特别是,密封部231原来是高压缩状态,容易成为过度压缩状态。另一方面,密封垫170即使在各部件的收缩时,也需要良好的密封性。
本方式的密封垫170在比密封部231靠外侧的部分中与缝隙241对置,在比密封部231靠内侧的部分中与缝隙243对置。这些缝隙241、243均仅是空间。因此,能够利用该缝隙241、243接受各金属部件以及密封垫170的膨胀量。其结果,如图5所示,密封垫170的一部分进入缝隙241、243的内部。图5是高温状态下的密封垫170的形状的例。
换句话说,若电池100的温度上升,则密封垫170能够维持着密封部231的密封性,使缝隙241吸收比密封部231靠外侧的膨胀量,使缝隙243吸收比密封部231靠内侧的膨胀量。因此,避免了密封垫170的密封部231成为过度压缩状态。因此,优选缝隙241、243为在电池100有可能到达的温度范围内,能够吸收最大的膨胀量的大小以上的大小。
本方式的电池100具有上述构成,所以能够通过缝隙241、243接受温度上升时密封垫170以及其他部件的膨胀量。因此,密封垫170不成为过度压缩状态,裂缝进入的可能性极低。并且,本方式的密封垫170即使膨胀收缩,在密封部231中也维持适当的压缩状态,所以能够维持良好的密封性。
接下来,对电池100的制造时进行说明。如上述那样,作为盖组件115的制造工序的一部分,有对正极集电端子部件135的端部进行扩径而形成铆接部133的铆接工序。铆接工序中,如图3所示,从下依次重叠正极集电端子部件135、密封垫170、电池壳体盖113、绝缘体180、正极固连器件139、正极外部端子部件137,对正极集电端子部件135的上端部进行铆接。
在铆接工序中,在集电板头部131与铆接部133之间,其他的部件被沿上下方向压迫,并且,插通部132向外方向膨胀一定程度。本方式的绝缘体180使贯通孔183b的内径比铆接后的插通部132的外径大,所以即使在铆接工序中,也不直接施加来自插通部132的对贯通孔183b向外的力。换句话说,在铆接工序中防止了绝缘体180破损。
另外,若插通部132的外径比绝缘体180的贯通孔183b的内径小,则绝缘体180的位置不稳定。换句话说,贯通孔183b的轴心可能在与插通部132的轴心不同的位置固定。
本方式的电池100因为密封垫170的一部分进入绝缘体180与插通部132之间的整周而成为隔垫部245,所以防止了周向的绝缘体180与插通部132的间隔的偏差。换句话说,隔垫部245发挥使绝缘体180与插通部132的轴心位置一致的定位效果。因此,能够使绝缘体180在径方向正确地定位。
即,本方式的电池100因为使隔垫部245夹设在绝缘体180的贯通孔183b与插通部132之间,所以铆接工序中不可能发生绝缘体180的破损、轴心偏移这样的问题。并且,在隔垫部245的上方设置有缝隙243,所以能够利用缝隙243接受电池100成为高温的情况下的隔垫部245的膨胀量。
如以上详细说明,根据本方式的电池100,通过电池壳体盖113的突起部223与密封垫170的密封部231的压接,密封了电池内外。并且,电池100具有比密封部231靠外侧的缝隙241、以及比密封部231靠内侧的缝隙243,所以这些缝隙241、243能够接受密封垫170因温度上升而产生的膨胀量。因此,是密封垫170具有高压缩率的密封部231的密封构造的电池100,且为抑制高温时在密封垫170产生裂缝的电池100。
另外,本实施方式只不过是例示,并不限定本发明。因此本发明当然可在不脱离其主旨的范围内进行各种改进、变形。例如,并不局限于车辆用的电池100,也能够应用于家庭用的电池。
另外,在本方式中,突起部223将电池壳体盖113的贯通孔113h的内壁面向下方延长而形成,但并不局限于此。也可以作为在下表面113c中比内壁面靠外侧的部分中向下方突起的突起部。
另外,在本方式中,在比密封部231靠外侧(缝隙241)和靠内侧(缝隙243)的两侧分别各有一处缝隙,但并不局限于此。例如,也可以仅为内侧和外侧的任一方。但是,位于两侧能够吸收密封部231的内侧的膨胀量和外侧的膨胀量这双方,所以更优选。另外,也可以在内外方向在更多的部分设置缝隙。但是,在该情况下,优选考虑密封性来配置。另外,例如,缝隙241、缝隙243分别遍及整周来形成,但也可以不必形成在整周。也可以沿周方向断开几处。
另外,在本方式中,隔垫部245遍及整周来形成,但也可以不必形成于整周。例如,也可以在周向的几个位置设置点状的隔垫部。即使这样,也能够接受绝缘体180与插通部132之间的压力。但是,优选隔垫部在圆周方向平衡性高地配置。并且,如果隔垫部遍及整周设置,则得到更可靠的定位效果。
另外,本方式中,虽然在凹部235有锥面236,但也可以代替锥面236,成为与水平面237垂直的面。但是,成为锥面236的一方,因为密封垫170容易追随,所以优选。另外,并不局限于锥面236,也可以成为平滑地扩展的曲面。
另外,本方式的图1~图3中,作为铆接部133,示出了上表面为大致圆盘状平滑的形状的部分。然而,例如图6所示,也可以成为如下的阶梯形状,即,在比上表面的外周稍靠内侧的位置局部有凹槽251,在凹槽251的外侧有从凹槽251的内侧向上方凸起的部分。特别是,在使用转盘式铆接装置来实施铆接工序的情况下,存在成为这样的形状的情况。
附图标记说明
100...电池;110...电池壳体;111d...开口;113...电池壳体盖;132...插通部;133...铆接部;134...集电板主体;135...正极集电端子部件;150...电极体;180...绝缘体;223...突起部;231...密封部;241、243...缝隙;245...隔垫部。
Claims (5)
1.一种电池,其特征在于,具备:
发电构件;
壳体,其具有开口部,并收纳所述发电构件;
盖部件,其焊接于所述壳体的开口部,并封闭所述开口部;
集电端子部件,其具有:集电板,其一端与所述发电构件电连接,另一端与所述盖部件对置;以及插通部,其一端与所述集电板电连接,另一端沿成为所述盖部件的厚度方向的上下方向插通所述盖部件并向所述盖部件的外侧伸出,所述集电端子部件在所述插通部的另一端存在通过铆接而扩径并与外部连接端子电连接的铆接部;
绝缘体,其与所述盖部件的上表面接触,并将所述盖部件与所述集电端子部件电绝缘;以及
密封垫,其与所述盖部件的下表面接触,并将所述盖部件与所述集电端子部件之间密封起来,
所述盖部件具有从下表面向所述上下方向的下方突起的突起部,
所述密封垫具有密封部,所述密封部在与所述上下方向正交的方向亦即内外方向上位于与所述突起部相同的位置,并且被所述突起部压接,
在所述内外方向上与所述密封部不同的位置并且在所述密封部的周围存在至少一个缝隙,所述缝隙至少局部被所述密封垫和所述集电端子部件包围。
2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,
所述缝隙在所述内外方向上比所述密封部更靠所述插通部侧的位置且在所述绝缘体与所述集电部件的所述插通部之间夹设至少一个。
3.根据权利要求2所述的电池,其特征在于,
所述密封垫在所述内外方向上填充所述盖部件与所述集电部件之间,并且夹设在所述绝缘体与所述集电部件的所述插通部之间,
夹设在所述绝缘体与所述集电部件的所述插通部之间的所述缝隙存在于:夹设在所述绝缘体与所述集电部件的所述插通部之间的所述密封垫的上方。
4.根据权利要求3所述的电池,其特征在于,
所述集电部件的所述插通部是圆柱形状,
夹设在所述绝缘体与所述集电部件的所述插通部之间的所述密封垫夹设于所述集电部件的所述插通部的外侧整周。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的电池,其特征在于,
所述缝隙夹设于以下两个位置:在所述内外方向上比所述密封部更靠所述插通部侧的位置以及与所述插通部相反侧的位置。
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