DE60003862T2

DE60003862T2 - Dichte Batterie, geeignet für die Herstellung in einer schlanken rechteckigen Form

Info

Publication number: DE60003862T2
Application number: DE60003862T
Authority: DE
Inventors: Noriyuki Sumoto-shi Miyazaki; Yasuhiro Sumoto-shi Yamauchi
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-03-17
Filing date: 2000-03-16
Publication date: 2004-05-06
Anticipated expiration: 2020-03-17
Also published as: US6573000B1; DE60003862D1; JP4278222B2; EP1039564B1; TW463403B; JP2000268781A; CN1183611C; KR100571229B1; CN1267920A; HK1031475A1; KR20000076885A; EP1039564A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(1) Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft abgedichtete Batterien, die durch Laserschweißen eines Verschlussdeckels auf ein äußeres Batteriegehäuse abgedichtet werden. Insbesondere betrifft die Endung rechteckige abgedichtete Batterien.
(2) Stand der Technik
In den letzten Jahren wurden abgedichtete Batterien weit verbreitet als eine Stromquelle in tragbaren elektronischen Geräten wie Mobiltelefonen, Audio-Videogeräten und Computern verwendet. Repräsentative abgedichtete Batterien umfassen alkalische Batterien wie wieder aufladbare Nickel-Wasserstoff-Batterien und Nickel-Kadmium-Batterien sowie Lithium-Ionen-Akkus.
Sowohl zylindrische als auch rechteckige abgedichtete Batterien werden weit verbreitet genutzt, wobei rechteckige Batterien auf Grund ihrer ausgezeichneten, Raum sparenden Möglichkeiten bei Verwendung in tragbaren Geräten Gegenstand besonderer Beachtung sind.
Abgedichtete Batterien sind wie folgt aufgebaut. Zuerst wird ein zylindrisches Außengehäuse mit einem geschlossenen Boden gebildet, indem ein Metallblech einem Tiefziehvorgang ausgesetzt wird. Ein Stromerzeugerelement, das aus einer positiven und einer negativen Elektrode gebildet ist, wird im Inneren des Außengehäuses angeordnet, und an einer Öffnung in dem Gehäuse wird ein Verschlussdeckel befestigt. Die Kanten des Verschlussdeckels und das Gehäuse werden anschließend hermetisch verschlossen, um den Austritt von Elektrolyt oder Gas zu verhindern.
Obwohl der gegenwärtige Trend in Richtung der Verwendung einer Aluminiumlegierung geht, wie eine durch Zugabe von Mangan an Aluminium hergestellte Legierung, um das Gewicht der galvanischen Zelle zu reduzieren, wird oft vernickelter Stahl oder rostfreier Stahl zur Herstellung eines Außengehäuses verwendet.
Oftmals wird eine mechanische Versiegelung genutzt, um die Abdichtung zu bilden. Da dieses Arbeitsverfahren für rechteckige abgedichtete Batterien schwierig ist, werden solche Batterien oft mittels Laserschweißen abgedichtet. Das Laserschweißen wird durchgeführt, indem man einen Laserstrahl die Kante des Verschlussdeckels und die Kante der Öffnung in dem Außengehäuse überstreichen lässt. Die Zuverlässigkeit einer galvanischen Zelle und ihre Lebensdauer werden dadurch sehr beeinflusst, wie gut dieser Schweißverschluss hergestellt werden kann.
Wenn eine Batterie mittels Laserschweißen abgedichtet wird, ist es wünschenswert, die Leistung des Laserstrahls auf die Schweißteile zu dämpfen. Das liegt daran, dass der Verschlussdeckel normalerweise mit einem der Elektrodenanschlüsse durch eine Dichtung verbunden ist, die während des Laserschweißvorgangs weniger wahrscheinlich beschädigt werden wird, wenn die Leistung des Laserstrahls eingeschränkt ist. Die Verwendung eines leistungsarmen Lasers macht den Herstellungsprozess außerdem energiewirtschaftlicher.
Wenn eine Laserquelle mit der gleichen Nennleistung verwendet wird, erlaubt eine geringere Leistungseinstellung für den Laser auf die Schweißteile die Überstreichungsge schwindigkeit zu erhöhen. Außerdem wird ein zur Bildung von Schweißverschlüssen an Batterien verwendetes Schweißgerät normalerweise nur eine Laserquelle enthalten, die mittels Lichtleiter in mehrere Strahlen aufgeteilt ist, um zuzulassen, dass eine Anzahl von Batterien gleichzeitig geschweißt wird. Wenn die Einstellung der Leistung für den Laser verringert wird, kann eine höhere Anzahl von Batterien gleichzeitig verschweißt werden, ohne die Ausgangsleistung der Laserquelle zu verändern, wodurch die Leistungsfähigkeit des Herstellungsprozesses erhöht wird.
Wenn die Einstellung der Leistung des zum Abdichten der Batterie verwendeten Lasers verringert wird, gibt es jedoch das Problem von Rissen, die dazu neigen, dass sie entlang der durch den Laser geschweißten Linien auftreten. Teile der Batterie, auf denen der Laser auftrifft, schmelzen und bilden Schmelzsümpfe aus Metall. Wenn sich diese Schmelzsümpfe abkühlen, werden sie durch die im umgebenden Metall auftretenden Wärmespannungen auf Zug beansprucht. Wenn die Leistung des Laserstrahls gering ist, gibt es plötzliche Temperaturabfälle in den Schmelzsümpfen, die große Wärmespannungen verursachen.
Eine Rissbildung ist besonders in den Schweißteilen weit verbreitet, wenn das äußere Batteriegehäuse und der Verschlussdeckel aus einem Blech einer Aluminiumlegierung gebildet sind. Das liegt daran, dass die Aluminiumlegierung eine geringere Zugfestigkeit als Eisen oder rostfreier Stahl besitzt und die Wärmeleitfähigkeit von Aluminium hoch ist, was bedeutet, dass die geschmolzenen Teile schnell abkühlen.
Als ein Beispiel lehrt die Japanische Offenlegungsschrift Nr. S 61-3664 ein Verfahren zur Herstellung eines Verschlussdeckels 131 mit einer nach oben gebogenen Außenkante 132, die an die Kante der Öffnung im Außengehäuse 10 (siehe 8) lasergeschweißt wird. Bei diesem Verfahren gibt es keinen geradlinigen Weg für die Wärme, um von den Schmelzsümpfen zur Mitte des Verschlussdeckels zu fließen, was die Wärmeableitung von den Schmelzsümpfen und somit die an den Schweißteilen auftretenden Wärmespannungen verringert.
Wenn die Außenkante des Verschlussdeckels nach oben gebogen wird, erhöht sich jedoch die Breite der oberen Fläche der Batterie (entspricht der Länge in der waagerechten Ebene in 8) um das Doppelte der Breite der nach oben gebogenen Außenkante 132, die durch die doppelte Dicke des Verschlussdeckels 131 dargestellt und in 8 als W2 angegeben ist. Wenn die Breite der gesamten galvanischen Zelle in der Größenordnung von mehreren Millimetern liegt wie bei einer schlanken, rechteckigen abgedichteten Batterie, erschwert dies jedoch sehr die Nutzung dieses Verfahrens.
ABRISS DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das die Herstellung von schlanken abgedichteten Batterien erleichtert, indem die auftreffende Leistung eines zur Bildung eines Schweißverschlusses genutzten Laserstrahls gedämpft wird, während verhindert wird, dass sich Risse bilden.
Die vorliegende Erfindung erfüllt die angegebene Aufgabe durch Bildung einer Senke in der äußeren Fläche einer Dichtungsplatte, die an eine Öffnung in dem Außengehäuse der abgedichteten Batterie lasergeschweißt ist. Das Vorhandensein der Senke bedeutet, dass die äußere Fläche am Umfang der Dichtungsplatte höher ist als in einer mehr mittleren Position.
Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Dichtungsplatte beansprucht, die durch die zuvor erwähnten Eigenschaften gekennzeichnet ist und die an eine Öffnung in dem Außengehäuse einer Batterie lasergeschweißt ist, um die Batterie abzudichten. Außerdem wird ein Herstellungsverfahren für die oben genannte Dichtungsplatte beansprucht.
Wenn der Umfang der Dichtungsplatte mit dem Rand der Öffnung lasergeschweißt wird, unterbricht die Senke in der Dichtungsplatte den linearen Wärmeleitungsweg von den Schweißteilen zur Mitte der Dichtungsplatte, wodurch die Wärmeableitung von den Schweißteilen unterdrückt wird. Dies verringert die an den Schweißteilen auftretenden Wärmespannungen und bedeutet, dass auch dann nur eine geringe Rissbildung auftritt, wenn die Leistung des Laserstrahls verringert ist.
Ein Verfahren zur Bildung einer Senke in der äußeren Fläche der Dichtungsplatte besteht in der Ausbildung eines Kanals in der Oberfläche eines Materials, das zum Formen der Dichtungsplatte verwendet wird. Ein anderes Verfahren besteht darin, auf fast alle Umfangsteile des die Dichtungsplatte bildenden Materials einen Druck aufzubringen. Auf diese Weise kann eine Dichtungsplatte zum Beispiel durch Stauchen leicht geformt werden.
Die Senke kann in der Dichtungsplatte sehr nahe an der Außenkante ausgebildet werden. Das bedeutet, dass die Dichtungsplatte schmaler gemacht werden kann als in dem Fall, wo die äußeren Kanten der Dichtungsplatte nach oben gebogen sind, wie es in 8 dargestellt ist. Infolgedessen stellt die vorliegende Endung eine schlanke, rechteckige abgedichtete Batterie zur Verfügung, die schmaler als herkömmliche Batterien ist, jedoch nicht darunter leidet, in dem Schweißverschluss zu reißen.
Die Rissbildung ist insbesondere dann ein Problem, wenn das Außengehäuse und die Dichtungsplatte aus einer Aluminiumlegierung gebildet sind. Das bedeutet, dass die Unterdrückung von Rissen durch die vorliegende Erfindung speziell für Batterien bemerkenswert ist, die aus diesem Material gebildet sind.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese und andere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus deren folgenden Beschreibung deutlich, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, die ein spezielles Ausführungsbeispiel der Eifindung veranschaulichen, vorgenommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine perspektivische Zeichnung, die eine rechteckige abgedichtete Batterie darstellt und ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
2A und 2B jeweils Querschnitte dieser Batterie, die längs der Linien A-A' und B-B' in 1 geführt sind;
3A bis 3D das zur Herstellung der Dichtungsplatte genutzte Verfahren, das im ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
4A ein Außengehäuse, das mittels einer Dichtungsplatte, in der eine Senke ausgebildet ist, verschlossen ist, während 4B ein Außengehäuse darstellt, das mittels einer Dichtungsplatte ohne Senke verschlossen ist;
5 eine perspektivische Zeichnung, die eine rechteckige abgedichtete Batterie darstellt, die ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
6A und 6B jeweils Querschnitte dieser Batterie, die entlang der Linien A-A' und B-B' in 6 geführt sind;
7A bis 7C das Verfahren, welches zur Herstellung der im zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendeten Dichtungsplatte genutzt wird; und
8 den durch die Batterie geführten Querschnitt einer rechteckigen abgedichteten Batterie, die ein Vergleichsbeispiel darstellt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Erstes Ausführungsbeispiel
(Batteriekonstruktion)
1 ist eine perspektivische Zeichnung, die eine rechteckige abgedichtete Batterie darstellt, die ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist. Die 2A und 2B zeigen jeweils Querschnitte dieser Batterie, die in 1 längs der Linien A-A' und B-B' geführt sind. Die vorliegende rechteckige abgedichtete Batterie ist ein Lithium-Ionen-Akku, der aufgebaut wird, indem ein Stromerzeugerelement einschließlich spiralförmig gewundener Elektroden (im Folgenden der Elektrodenaufbau 20), die mit dem Elektrolyten imprägniert wurden, in ein rechteckiges Außengehäuse 10 mit geschlossenem Boden eingebracht wird, bevor die Öffnung im Außengehäuse 10 mit der Verschlusskonstruktion 30 abgedichtet wird.
Das Außengehäuse 10 wird aus einem Blech einer Al-Mn-Legierung in Form eines rechteckigen Zylinders mit geschlossenem Boden gebildet. Das Hauptmetall in der Al-Mn-Legierung ist Aluminium, um die Batterie leicht zu machen, während die Zugabe von Mangan dem Gehäuse eine Zugfestigkeit verleiht, die höher ist, als wenn Aluminium allein verwendet worden wäre.
Gemäß 1 besitzt die Verschlusskonstruktion 30 einen negativen Elektrodenanschluss 32, der durch die Dichtungsplatte 31 verläuft und so geformt ist, um in die Öffnung im Außengehäuse 10 zu passen, wobei die Dichtungsplatte 31 und den negativen Elektrodenanschluss 32 eine Dichtung 33 trennt.
Die Dichtungsplatte 31 ist aus einem Blech der gleichen Al-Mn-Legierung wie das Außengehäuse 10 und in der gleichen rechteckigen Form wie die Öffnung im Außengehäuse 10 hergestellt. Um die Kante der äußeren Fläche der Dichtungsplatte 31 ist ein Kanal 311 ausgebildet. Eine äußere Kante 310 (nachstehend „erhöhter Bereich") mit einer vorgeschriebenen Breite wird an der Außenseite dieses Kanals 311 belassen, wobei es dieser erhöhte Bereich 310 ist, der mit der Kante 11 der Öffnung im Außengehäuse 10 lasergeschweißt wird, um die Batterie abzudichten.
Von den Seitenflächen im Inneren dieses Kanals 311 wird die Fläche, die der Außenseite der Batterie näher ist, nachstehend als die Senke 312 bezeichnet.
Um das Innenvolumen der galvanischen Zelle zu maximieren, sollten das Außengehäuse 10 und die Dichtungsplatte 31 so dünn wie möglich innerhalb eines Bereiches ausgeführt sein, in dem eine angemessene Festigkeit aufrechterhalten werden kann. Die Dicke des Außengehäuses 10 ist normalerweise auf etwa 0,5 mm eingestellt, während die Dicke der Dichtungsplatte 31 normalerweise auf etwa 0,8 mm eingestellt ist. Die Dichtungsplatte 31 wird etwas dicker als das Außengehäuse 10 ausgeführt, um zu verhindern, dass die Dichtungsplatte 31 unförmig wird, wenn der negative Eflektrodenanschluss 32 an der Dichtungsplatte 31 befestigt wird.
Der negative Elektrodenanschluss 32 besteht aus einer Spitze 320, die als eine flache Platte erscheint, und einer zylindrischen Muffe 321. Die Spitze 320 ist hohl, wobei im Hohlraum der Spitze 320 ein Gummielement 322 aufgenommen ist, um ein Sicherheitsventil zu bilden.
In der Mitte der Dichtungsplatte 31 ist ein Durchgangsloch 313 vorgesehen, in das die Muffe 321 des negativen Elektrodenanschlusses 32 eingesetzt wird. Um dieses Durchgangsloch 313 herum ist in der Außenfläche der Dichtungsplatte 31 eine Ausnehmung 314 ausgebildet, um die Spitze 320 des negativen Elektrodenanschlusses 32 aufzunehmen.
Wenn die oben beschriebene Batterie schmal ist, wird die Spitze 320 des negativen Elektrodenanschlusses 32 fast die gleiche Breite wie die Dichtungsplatte 31 besitzen. Das bedeutet, dass sich die Ausnehmung 314 sehr nahe an dem Kanal 311 an beiden Seiten der Durchgangsbohrung 313 befinden wird, oder wie es in 2A gezeigt ist, dass Ausnehmung 314 und Kanal 311 zu einer einzigen Vertiefung kombiniert werden.
Eine Kollektorplatte 34, die aus einem hervorstehenden Teil 34a, der in Richtung der Innenseite der Batterie hervorsteht, und einer Basis 34b besteht, ist mit der Muffe 321 des negativen Elektrodenanschlusses 32 verbunden. Dieser negative Elektrodenanschluss 32 und die Kollektorplatte 34 sind durch eine Dichtung 33 von der Dichtungsplatte 31 isoliert und werden mit der Dichtungsplatte 31 befestigt, indem das Ende der Muffe 321 gestaucht wird.
Der Elektrodenaufbau 20 wird gebildet, indem eine negative Elektrodenplatte und eine positive Elektrodenplatte, die mit einem dazwischen befindlichen Trennelement laminiert wurden, spiralförmig aufgerollt werden. Der sich ergebende Zylinder wird anschließend auf seine Seite gelegt und abgeflacht, um dem Zylinder einen ovalförmigen Querschnitt zu geben.
Die negative Elektrodenplatte wird hergestellt, indem auf einen plattenförmigen Kern Kohlenstoff (Graphitpulver) in Schichten aufgebracht wird und sie über eine Bleiplatte mit dem hervorstehenden Teil 34a der Kollektorplatte 34 elektrisch verbunden wird. Andererseits wird die positive Elektrodenplatte gebildet, indem eine positive Elektrodenmischung, die aus (a) dem Oxid eines Verbundstoffes mit Lithium (wie Lithiumcobaltoxid) als das aktive Material für die positive Elektrode und (b) einem leitfähigen Wirkstoff (wie Acethylenruß) besteht, auf einen plattenähnlichen Kern aufgebracht wird. Die positive Elektrodenplatte wird mit dem Außengehäuse 10, das auch als positiver Elektrodenanschluss dient, direkt verbunden.
Als ein Beispiel kann der zum Imprägnieren des Elektrodenaufbaus verwendete Elektrolyt hergestellt werden, indem ein gelöster Stoff aus LiPF₆ in einem gemischten Lösungsmittel, das aus Ethylencarbonat und Dimethylcarbonat besteht, aufgelöst wird.
Es ist anzumerken, dass eine in den 2A und 2B nicht dargestellte, isolierende Muffe, die aus einem isolierenden Harz besteht, zwischen dem Elektrodenaufbau 20 und der Dichtungsplatte 31 vorgesehen ist, um zu verhindern, dass der Elektrodenaufbau 20 und die Dichtungsplatte 31 in Kontakt kommen und um den Elektrodenaufbau 20 an einer speziell festgelegten Position im Außengehäuse 10 zu befestigen.
Herstellungsverfahren für die Batterie
Im Folgenden wird das Herstellungsverfahren beschrieben, das genutzt wird, um die oben beschriebene rechteckige abgedichtete Batterie zu produzieren.
Das Außengehäuse 10 kann hergestellt werden, indem ein flaches Blech aus einer Al-Mn-Legierung einem Tiefziehverfahren unterworfen wird, um einen rechteckigen Zylinder mit geschlossenem Boden herzustellen.
Die Dichtungsplatte 31 kann auf folgende Art und Weise hergestellt werden. Eine ebene Platte aus einer Al-Mn-Legierung wird einem Druck senkrecht zu ihrer Ebene ausge setzt, um die Vertiefungen zu erzeugen, die das Gegenstück zu dem Kanal 311 und der Ausnehmung 314 sind. Die Durchgangsbohrung 313 und die Außenkante der sich ergebenden Dichtungsplatte 31 werden anschließend ausgestanzt, um einzelne Dichtungsplatten 31 zu produzieren.
Im Folgenden wird ein Schmiede- oder Stauchungsvorgang beschrieben, der genutzt werden kann, um die Dichtungsplatte 31 herzustellen. Dieses Verfahren wird Prägen genannt, da es auch zur Herstellung von Münzen verwendet wird.
Gemäß 3A wird eine Platte aus einer Legierung (die zur Herstellung der Dichtungsplatte 31 verwendet wird) durch ein Stanzwerkzeug 70, das einen hervorstehenden Teil 71 aufweist und dessen Form dem Kanal 311 und der Ausnehmung 314 entspricht, einem Druck ausgesetzt, was zu dem Kanal 311 und der Ausnehmung 314 passenden Vertiefungen führt, die gebildet werden (siehe 3B). Danach werden ein Stanzwerkzeug 81 und ein Gesenk 81 verwendet, um die Platte aus einer Legierung gemäß 3C abzuschneiden und die Durchgangsbohrung 313 zu bilden. Schließlich werden das Stanzwerkzeug 90 und das Gesenk 91 genutzt, um die äußere Kante der Dichtungsplatte 31 abzuschneiden, wodurch ihre Bildung abgeschlossen wird.
Es ist anzumerken, dass, während die 3A bis 3D den Fall zeigen, wo der Kanal 311 in 3A ausgebildet wird, bevor die äußere Kante der Dichtungsplatte 31 aus dem Legierungsblech ausgestanzt ist, dieser Kanal 311 ausgebildet werden kann, nachdem die Dichtungsplatte 31 ausgestanzt worden ist.
Das oben beschriebene Verfahren macht es verhältnismäßig leicht, eine Dichtungsplatte 31 zu produzieren, bei welcher der Abstand T von der äußeren Kante der Dichtungsplatte 31 zu dem Kanal 311 sehr klein ist. Dieser Abstand T entspricht dem erhöhten Bereich 310 gemäß 2A.
Die Verschlusskonstruktion 30 wird gebildet, indem die Dichtung 33 und der negative Elektrodenanschluss 32 in die Durchgangsbohrung 313 der Dichtungsplatte 31, die Ba sis 34b der Kollektorplatte 34 in die Muffe 321 des negativen Elektrodenanschlusses 32 (beachte, dass die Kappe der Spitze 320 und das Gummielement 322 in dieser Stufe von dem negativen Elektrodenanschluss 32 weggelassen wurden) eingepasst werden und das Ende der Muffe 321 gestaucht wird.
Der Elektrodenaufbau 20 wird hergestellt durch Laminieren einer gurtähnlichen, negativen Elektrode, die eine befestigte Bleiplatte 21 aufweist, eines gurtähnlichen Separators und einer gurtähnlichen positiven Elektrode, bevor die laminierten Elektroden zu einer laminierten Form aufgerollt werden. Der sich ergebende Zylinder wird anschließend abgeflacht, um ihm einen ovalförmigen Querschnitt zu geben.
Der Elektrodenaufbau 20 wird in das Außengehäuse 10 eingesetzt und die Bleiplatte 21 durch die isolierende Muffe geführt und mit der Kollektorplatte 34 elektrisch verbunden.
Als Nächstes werden die isolierende Muffe und die Verschlusskonstruktion 30 in die Öffnung im Außengehäuse 10 eingepresst, wobei der erhöhte Bereich 310 der Verschlusskonstruktion 30 und die Kante 11 der Öffnung im Außengehäuse 10 miteinander verschweißt werden, indem man einen Laserstrahl deren Kanten überstreichen lässt.
Als Laserquelle kann ein Impulslaser aus Yttrium-Aluminium-Granat (YAG), der zum Beispiel Licht mit 50 pps aussendet, verwendet werden. Gemäß 2B wird das Laserlicht 50 auf den Rand des erhöhten Bereiches 310 der Dichtungsplatte 31 und die Kante 11 der Öffnung gebündelt, so dass ein kleiner kreisförmiger Lichtfleck (mit einem Durchmesser im Bereich von mehreren Hundert Mikrometern) gebildet wird.
Wenn das Laserlicht auf diese Weise strahlt, können die dem Laserlicht ausgesetzten Teile der Batterie mit den anderen Materialien (wie der Dichtung oder der isolierenden Muffe) in der Nähe der Schweißteile, die geringer thermischer Schädigung ausgesetzt sind, gezielt verschmolzen werden.
Die Teile der Batterie, die dem Laserstrahl, d. h. dem erhöhten Bereich 310 der Dichtungsplatte 31 und der Kante 11 der Öffnung im Außengehäuse 10 ausgesetzt sind, verschmelzen und bilden die Schmelzsümpfe 60, die schnell aushärten.
Wenn die Laserquelle Laserlicht aussendet, werden die Impulsfrequenz des Lasers und die Überstreichgeschwindigkeit so eingestellt, dass der durch einen Laserimpuls gebildete Lichtfleck den vorhergehenden Impuls geeignet überdeckt. Normalerweise wird eine Überdeckung in den Bereichen von 40 bis 60% genutzt.
Beim Strahlen des Laserlichtes 50 wird dem durch das Laserlicht 50 gebildeten Lichtfleck ein Strahl aus Hilfsgas zugeführt. Hält man die Metallschmelze bei Anwesenheit des Hilfsgases in dieser Weise aufrecht, wird damit unterstützt, dass eine Oxidierung der geschmolzenen Teile verhindert wird. Oft wird als Hilfsgas Stickstoffgas verwendet, obwohl Wasserstoff, Sauerstoff oder ein inertes Gas wie Argon verwendet werden kann.
Läßt man den Laserstrah 150 auf diese Weise überstreichen, können der erhöhte Bereich 310 der Dichtungsplatte 31 und die Kante 11 der Öffnung des Außengehäuses 10 um die gesamte Länge ihres Randes miteinander verschweißt werden, wodurch die Batterie abgedichtet wird.
Danach wird ein Elektrolyt in die Muffe 321 des negativen Elektrodenanschlusses 32 eingespritzt und schließlich das Gummielement 322 und die Kappe der Spitze 320 befestigt.
Wirkung des Kanals 311
Durch Bildung des Kanals 311 um die Außenkante der Dichtungsplatte 31 wird eine Senke 312 erzeugt. Diese Senke 312 ist ein Bereich der oberen Fläche der Dichtungsplatte 31, wobei die Höhe der Dichtungsplatte 31 abnimmt, so dass sie zur Mitte der Dichtungsplatte 31 hin kleiner als an der Kante wird.
Beim Schweißen unterdrückt die vorhandene Senke 312 die Wärmeableitung aus den Schmelzsümpfen 60 in Richtung der Mitte der Dichtungsplatte 31. Die Erfinder sind der Überzeugung, dass dies wegen folgender Gründe so ist.
4A zeigt ein Außengehäuse 10, das mittels einer Dichtungsplatte 31, in der eine Senke 312 ausgebildet ist, verschlossen wird. 4B zeigt ein Außengehäuse 10, das mittels einer Dichtungsplatte 231, in der keine Senke (Kanal) ausgebildet worden ist, verschlossen wird.
In jedem Fall bewegt sich die aus den Schmelzsümpfen 60 abgeführte Wärme, wenn das Laserlicht 50 aufgestrahlt wird, hauptsächlich zu der Dichtungsplatte (31 oder 231) wie es durch die weißen Pfeile C1 und C2 dargestellt ist, oder zu dem Außengehäuse 10, wie es durch den weißen Pfeil D dargestellt ist. Die größere Menge Wärme wird zur Mitte der Dichtungsplatte (31 oder 231) in die durch die Pfeile C1 und C2 dargestellte Richtung abgeführt.
Wenn in der Dichtungsplatte 231, wie in 4B dargestellt, keine Senke 312 ausgebildet ist, ist längs der Fläche der Dichtungsplatte 231 von den Schmelzsümpfen 60 zur Mitte der Dichtungsplatte 231 ein geradliniger Weg der Wärmeableitung vorhanden, wie es durch den weißen Pfeil C2 dargestellt ist. Umgekehrt gibt es keinen geradlinigen Weg der Wärmeableitung längs der Fläche, daher kein weißer Pfeil C2 in 4A, wenn in der Dichtungsplatte 31 eine Senke 312 ausgebildet ist.
Im Vergleich zu dem Fall, wo keine Senke (Kanal) ausgebildet ist, unterdrückt die Bildung der Senke 312 in der Dichtungsplatte 31 beim Laserschweißen die Wärmeableitung von den Schmelzsümpfen 60 zur Mitte der Dichtungsplatte 31. Dies verlangsamt die Abkühlung der Schmelzsümpfe 60 und senkt somit die an den Schmelzsümpfen 60 auftretenden Wärmespannungen. Das bedeutet, dass eine Rissbildung in den Schweißverschlüssen selbst dann vermieden werden kann, wenn die Leistung des Laserlichtes verringert ist.
Durch Senkung der Leistung des zum Abdichten jeder Batterie verwendeten Lasers ist es außerdem möglich, die thermische Schädigung an anderen Materialien wie der Dichtung, die in der Nähe der Schweißteile positioniert sind, zu verringern.
Um die oben beschriebenen Wirkungen ausreichend zu erzielen, sollten der erhöhte Bereich 310 und der Kanal 311 wie nachstehend beschrieben ausgebildet werden.
Der Abstand T zwischen der äußeren Kante der Dichtungsplatte 31 und dem Kanal 311 (der sozusagen die Breite T des erhöhten Bereiches 310 ist) sollte so klein wie möglich eingestellt werden, um die Abführung von Wärme, die beim Laserschweißen auftritt, zu unterdrücken. Wenn der Abstand T jedoch zu eng ist, werden die Schmelzsümpfe 60 nicht zweckmäßig ausgebildet, was es unmöglich macht, eine ausreichend feste, geschweißte Verbindung zu erreichen. Folglich sollte der Abstand T unter Berücksichtigung dieser beiden Erfordernisse eingestellt werden.
Breite und Tiefe des Kanals 311 sollten so groß sein, um die Abführung von Wärme, die beim Laserschweißen auftritt, zu unterdrücken. Jedoch ermöglicht das Einstellen der Tiefe des Kanals 311 auf einen niedrigen Wert, dass die Dichtungsplatte 31 die notwendige Festigkeit beibehält. Der Wert sollte deshalb innerhalb eines Bereiches eingestellt werden, der beide Belange berücksichtigt.
Im Fall eines schlanken rechteckigen Lithium-Ionen-Akkus mit einem Außengehäuse aus Aluminium ist es angemessen, die Dicke der Dichtungsplatte auf etwa 0,8 mm und den Durchmesser des Lichtfleckes des zum Schweißen verwendeten Laserstrahls auf etwa 0,8 mm einzustellen. In diesem Fall werden die Schmelzsümpfe 60 mit einer Tiefe von etwa 0,15 bis 0,2 mm gebildet.
Den oben genannten Einstellungen entsprechend sollte der Abstand T vorzugsweise etwa 0,4 bis 0,45 mm, die Tiefe des Kanals 311 vorzugsweise mindestens 0,2 mm (d. h. etwa 0,3 mm) und die Breite der Öffnung im Außengehäuse vorzugsweise etwa 0,4 mm betragen.
Wie es später ausführlich beschrieben wird, kann der Abstand T zwischen der äußeren Kante der Dichtungsplatte 31 und dem Kanal 311 im vorliegenden Ausführungsbeispiel erheblich kleiner als die Dicke der Dichtungsplatte 31 (vor dem maschinellen Bearbeiten) eingestellt werden. Dies macht es möglich, die Breite der Dichtungsplatte 31 zu verringern, wodurch die Herstellung einer schlanken, rechteckigen abgedichteten Batterie mit einer Breite von 6 mm oder weniger erleichtert wird.
Zweites Ausführungsbeispiel
5 ist eine perspektivische Zeichnung, die eine rechteckige abgedichtete Batterie zeigt und das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist. Die 6A und 6B zeigen jeweils Querschnitte dieser Batterie, die längs der Linien A-A' und B-B' in 2 geführt sind.
Die Bauteile in den 5, 6A und 6B, die die gleichen Bezugszahlen wie die im ersten Ausführungsbeispiel erwähnten aufweisen, sind die gleichen wie diese Bauteile.
Die in diesem zweiten Ausführungsbeispiel beschriebene Batterie hat den gleichen Aufbau wie die im ersten Ausführungsbeispiel beschriebene Batterie, wobei der Unterschied nur in der Form der Dichtungsplatte 31 besteht. Wie zuvor besitzt die Dichtungsplatte 31 des zweiten Ausführungsbeispiels eine Senke 312 in der äußeren Fläche dieser Dichtungsplatte 31, wobei die Senke 312 eine abfallende Fläche ist und die Höhe der äußeren Fläche der Dichtungsplatte 31 abfällt, so dass sie zur Innenseite der Dichtungsplatte 31 hin geringer ist als an der Außenkante. Im ersten Ausführungsbeispiel ist der Kanal 311 um die Kante der Dichtungsplatte 31 herum ausgebildet, um diese Senke 312 zu erzeugen. In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird jedoch der gesamte mittlere Teil 315 der Dichtungsplatte 31 heruntergedrückt, wobei die Senke 312 die Begrenzung zwischen diesem abgesenkten Teil 315 und dem erhöhten Bereich 310 um die Kante der Dichtungsplatte 31 herum kennzeichnet.
Mit Ausnahme der Dichtungsplatte 31 wird die Batterie dieses zweiten Ausführungsbeispiels nach dem gleichen Herstellungsverfahren wie die Batterie des ersten Ausführungsbeispiels hergestellt.
Die Dichtungsplatte 31 der vorliegenden Erfindung wird aus einer flachen Platte einer Al-Mn-Legierung hergestellt. Auf die Ebene dieser Platte wird ein Druck aufgebracht, um eine Vertiefung über fast die gesamte Platte, die dem mittleren Teil 315 entspricht, zu erzeugen. Die äußere Kante der Dichtungsplatte 31 und die Durchgangsbohrung 313 werden ausgestanzt, um einzelne Dichtungsplatten 31 zu erzeugen.
Genauer dargestellt, wird ein Stauchvorgang (Prägen) genutzt, um die der Ausnehmung 314 entsprechende Vertiefung zu erzeugen.
Als Nächstes werden gemäß 7A ein Stanzwerkzeug 100 und ein Gesenk 101, deren Größe dem mittleren Teil 315 entspricht, senkrecht zur Ebene der Dichtungsplatte 31 an eine dem mittleren Teil 315 entsprechende Position bewegt, wodurch die Vertiefung im mittleren Teil 315 gebildet wird.
Die Dichtungsplatte 31 wird anschließend auf dieselbe Art und Weise bearbeitet wie es für die 3C und 3D beschrieben wurde. Danach werden ein Stanzwerkzeug 81 und ein Gesenk 81 zum Schneiden der Legierungsplatte gemäß 7B genutzt, um die Durchgangsbohrung 313 zu bilden. Schließlich werden gemäß 7C das Stanzwerkzeug 90 und das Gesenk 91 verwendet, um die äußere Kante der Dichtungsplatte 231 zu schneiden, womit ihre Ausbildung abgeschlossen wird.
Während in 7C im dargestellten Beispiel die äußere Kante der Dichtungsplatte 231 ausgestanzt wird, nachdem in 7A der mittlere Teil 315 ausgebildet worden ist, kann die Dichtungsplatte 231 hergestellt werden, indem diese Vorgänge in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden.
Das oben beschriebene Verfahren macht es verhältnismäßig leicht, eine Dichtungsplatte 31 herzustellen, bei der die Breite T des erhöhten Bereiches 310 sehr klein ist.
Wie bei der im ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Dichtungsplatte 31 weist die Dichtungsplatte 231 eine um ihre äußere Kante herum ausgebildete Senke 312 auf. Das bedeutet, dass beim Laserschweißen eine geringe Wärmeableitung von den Schmelzsümpfen 60 zur Mitte der Dichtungsplatte 31 vorhanden ist, so dass eine Rissbildung auch dann unterdrückt werden kann, wenn ein Laserstrahl mit geringerer Leistung verwendet wird.
Um die oben beschriebenen Wirkungen hinlänglich zu erreichen, sollten der erhöhte Bereich 310 und die Senke 312 ausgebildet sein wie es nachstehend beschrieben wird. Der Abstand T von der äußeren Kante der Dichtungsplatte 231 zu der Senke 312 sollte wie im ersten Ausführungsbeispiel so klein wie möglich eingestellt sein, um die Ableitung der Wärme, die beim Laserschweißen auftritt, zu unterdrücken. Aus dem gleichen Grund sollte eine Änderung der Höhe der Dichtungsplatte 231 auf Grund der vorhandenen Senke 312 so hoch wie möglich eingestellt werden. Wie zuvor sollte, wenn die Dicke der Dichtungsplatte etwa 0,8 mm und der Lichtfleckdurchmesser des zum Schweißen genutzten Laserstrahls etwa 0,8 mm betragen, der Abstand T vorzugsweise etwa 0,4 bis 0,45 mm und die Höhe der Senke 312 vorzugsweise etwa 0,2 mm (d. h. etwa 0,3 mm) betragen.
Wenn der Abstand T von der äußeren Kante der Dichtungsplatte 31 zu der Senke 312 kleiner als die Dicke der Dichtungsplatte 231 gemacht wird, kann wie im ersten Ausführungsbeispiel die Dichtungsplatte 231 schmaler gemacht werden, wodurch die Herstellung von schlanken, rechteckigen abgedichteten Batterien, deren Breite 6 mm oder weniger beträgt, erleichtert wird.
Vergleichsbeispiel 1
8 zeigt den Querschnitt einer rechteckigen abgedichteten Batterie, die in einem ersten Vergleichsbeispiel verwendet wird. In 8 wurde Bauteilen, die die gleichen sind wie die Bauteile der Batterie, die in den 1 und 2 dargestellt ist, die gleichen Bezugszahlen wie zuvor gegeben.
Die Batterie dieses Vergleichsbeispiels 1 nutzt eine Dichtungsplatte 131 mit einer nach oben gebogenen, äußeren Kante 132. Diese nach oben gebogene Kante 132 ist an die Kante 11 der Öffnung im Außengehäuse 10 lasergeschweißt. Abgesehen von diesem Punkt ist die Batterie dieses Vergleichsbeispiels 1 jedoch die gleiche wie die Batterien, die als Ausführungsbeispiele der vorliegenden Endung beschrieben wurden.
Die nach oben gebogene Kante 132 der Dichtungsplatte 131 kann durch ein Ziehverfahren gebildet werden.
Berücksichtigung der Breite der Batterie
Im Folgenden werden die Breiten der Batterien des ersten Ausführungsbeispiels, des zweiten Ausführungsbeispiels und des Vergleichsbeispiels verglichen.
In den 2B, 6B und 8 wird der Abstand L1 von der Kante der Spitze 320 des negativen Elektrodenanschlusses 32 zu der Kante der Dichtungsplatte gemessen.
Im Vergleichsbeispiel 1 ist seitlich der Spitze 320 eine nach oben gebogene Kante 132 vorhanden, deren Breite der Plattendicke W2 der Dichtungsplatte 131 entspricht. Dies bedeutet, dass der Abstand L1 größer eingestellt werden muss als die Plattendicke W2, was die Ungleichheit L1 > W2 ergibt.
Während es die Batterien des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels erforderlich machen, dass der Abstand L1 größer als der Abstand T eingestellt wird, machen sie es andererseits nicht erforderlich, den Abstand L1 größer als die Plattendicke W2 einzustellen. Da der Abstand T erheblich kleiner als die Plattendicke W2 der Dichtungsplatte 131 eingestellt werden kann, kann der Abstand L1 in den Batterien des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels im Verhältnis zur Batterie des Vergleichsbeispiels 1 um so viel kleiner gemacht werden.
Wenn zum Beispiel die Plattendicke W2 der Dichtungsplatte 0,8 mm und der Abstand T 0,4 mm betragen, dann kann der Abstand L1 in den Batterien des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels um 0,4 mm kleiner als in der Batterie des Vergleichsbeispiels gemacht werden.
Dies bedeutet, dass das erste und das zweite Ausführungsbeispiel für Batterien genutzt werden kann, die 0,8 mm schmaler sind als die Batterien des Vergleichsbeispiels 1.
Während es möglich ist, die nach oben gebogene Kante 132 des Vergleichsbeispiels 1 zu falzen, um ihre Breite zu verringern und daher die Breite der Batterie kleiner zu machen, ist anzumerken, dass man der Überzeugung ist, dass solche Vorgänge das Herstellungsverfahren komplizieren werden. Deshalb ist das Herstellungsverfahren des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels vorteilhaft.
Basierend auf diesen Betrachtungen wurde die Mindestbreite der Batterie für das Vergleichsbeispiel und für das erste und das zweite Ausführungsbeispiel wie folgt geschätzt.
Die praktische Ausführung aller dieser Batterien erfordert es, dass die Breite W3 der Spitze 320 bei mindestens 3,7 mm oder etwa so, die Dicke W 1 des Außengehäuses an der Kante der Öffnung bei mindestens 0,4 mm oder etwa so und die Plattendicke der Dichtungsplatte bei mindestens 0,8 mm oder etwa so liegt.
Im Vergleichsbeispiel kann die Mindestdicke L der Batterie als (3,7 + 0,4*2 + 0,8*2) = 6,1 mm oder etwa so geschätzt werden.
In dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel kann der Abstand T auf 0,4 mm eingestellt werden, wobei in diesem Fall der Mindestwert L für die Breite der Batterie als (3,7 + 0,4*2 + 0,4*2) = 5,3 mm oder etwa so geschätzt werden kann.
Die Dicke W1 des Außengehäuses an der Kante der Öffnung, die Breite W3 und der Abstand T können alle etwas reduziert werden, was die Breite der Batterie auf 4,9 mm oder etwa so reduziert.
Aktuelles Beispiel 1
Basierend auf dem ersten Ausführungsbeispiel wurden rechteckige abgedichtete Batterien mittels eines 0,8 mm dicken Bleches aus einer Aluminiumlegierung als Dichtungsplatte hergestellt.
Die Größe der Batterien wurde auf eine Höhe von 20 mm, eine Länge von 30 mm und eine Breite von 8 mm eingestellt. Der Abstand T zwischen der äußeren Kante der Dichtungsplatte und dem Kanal wurde auf 0,4 mm, die Tiefe des Kanals auf 0,3 mm und die Breite des Kanals an dessen Oberseite auf 0,4 mm eingestellt.
Vergleichsbeispiel 2
Rechteckige abgedichtete Batterien einschließlich einer Dichtungsplatte wurden in der gleichen Weise wie das aktuelle Beispiel 1 mit der Ausnahme hergestellt, dass in der Dichtungsplatte kein Kanal 311 ausgebildet wurde.
Durch Experimentieren wurde herausgefunden, dass das aktuelle Beispiel 1 mit 75% der für das Vergleichsbeispiel 2 genutzten Laserleistung lasergeschweißt werden konnte.
Experiment 1 Auf Luftaustritte prüfen
Für das aktuelle Beispiel 1 und das Vergleichsbeispiel 2 wurde eine große Anzahl von Dichtungsplatten vorbereitet. Diese Dichtungsplatten wurden jeweils an einem leeren Außengehäuse befestigt und anschließend mittels Laserschweißen abgedichtet.
Danach wurde durch das Durchgangsloch in der Dichtungsplatte 31 Luft eingeleitet, um den Innendruck auf 4 kg/cm² zu erhöhen. Es wurde dann das Vorhandensein von undichten Stellen an den Schweißverschlüssen untersucht.
Die Ergebnisse dieses Experiments sind in Tabelle 1 dargestellt.
Tabelle 1
Aus der Tabelle 1 ist ersichtlich, dass bei dem aktuellen Beispiel 1 weniger undichte Stellen als bei dem Vergleichsbeispiel 2 auftreten. Dies zeigt, dass Rissbildung im Schweißverschluss selbst dann unterdrückt werden kann, wenn für das Laserschweißen ein Laserstrahl mit geringer Leistung verwendet wird. Diese Wirkung tritt auf Grund der Ausbildung des Kanals um die äußere Kante der Außenfläche der Dichtungsplatte herum auf, wie es im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.
Experiment 2 Ermittlung von Lagerungseigenschaften
Die Batterien des aktuellen Beispiels 1 und des Vergleichsbeispiels 2 wurden bei einer Temperatur von 70°C und einer Feuchtigkeit von 90% aufbewahrt. Es wurden Änderungen bei der Masse der Batterien nach zehn Tagen und nach zwanzig Tagen gemessen.
Die Ergebnisse dieses Experimentes sind in Tabelle 2 dargestellt.
Tabelle 2
Aus der Tabelle 2 wird ersichtlich, dass die Batterien des aktuellen Beispiels 1 eine geringere Abnahme der Masse als die Batterien des Vergleichsbeispiels 2 zuließen. Es wird angenommen, dass dies aus folgendem Grund so ist. Im Vergleichsbeispiel 2 wird beim Laserschweißen eine große Wärmemenge abgeführt, was verursacht, dass die Dichtung des negativen Elektrodenanschlusses ihre Elastizität verliert. Dies schwächt den luftdichten Verschluss.
Andere Betrachtungen
Wie oben erläutert, beschreibt die vorliegende Eifindung ein Verfahren zur Erzeugung einer kanalähnlichen Vertiefung in der äußeren Fläche der Dichtungsplatte, die mit einer Öffnung im Außengehäuse einer abgedichteten Batterie lasergeschweißt ist. Diese Vertiefung wird gebildet, indem auf die Dichtungsplatte ein senkrechter Druck aufgebracht und die Position, bei der der Druck aufgebracht wird, geändert wird. Dadurch, dass in dieser Weise um die äußere Kante der Dichtungsplatte herum eine Senke gebildet wird, kann die Ausbildung von Rissen in dem Schweißverschluss selbst dann unterdrückt werden, wenn zum Abdichten der Batterie ein Laser mit geringer Leistung genutzt wird. Dies verbessert die Ausbeute beim Herstellen abgedichteter Batterien und erleichtert ebenso das Herstellungsverfahren.
Da Risse leicht gebildet werden, wenn Batterien aus einer Dichtungsplatte und dem aus einer Aluminiumlegierung bestehenden Außengehäuse hergestellt werden, ist die Wirkung der vorliegenden Eifindung besonders bedeutend. Während die Ausführungsbeispiele den Fall beschreiben, wo das Außengehäuse und die Dichtungsplatte aus einer Aluminiumlegierung gebildet sind, kann die vorliegende Erfindung auch auf Batterien angewandt werden, die aus anderen Werkstoffen wie rostfreiem Stahl hergestellt sind.
Die vorliegende Erfindung ist besonders effektiv für schlanke, rechteckige abgedichtete Batterien wie die in den obigen Ausführungsbeispielen beschriebene Batterie. Es soll jedoch deutlich werden, dass die vorliegende Erfindung auch auf zylindrische abgedichtete Batterien angewandt werden kann.
Schließlich beschreiben die oben genannten Ausführungsbeispiele den Fall, wenn die vorliegende Erfindung für ein Sekundärelement aus Lithium verwendet wird, da die vorliegende Erfindung für solche Batterien besonders effektiv ist. Die Erfindung kann außerdem auf andere Typen eines Sekundärelements wie Nickel-Wasserstoff-Batterien oder auf Primärelemente angewandt werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung beispielhaft mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen vollständig beschrieben worden ist, soll angemerkt werden, dass dem Fachmann verschiedene Änderungen und Modifizierungen ersichtlich werden. Deshalb sollten diese Änderungen und Modifizierungen, wenn sie nicht vom Umfang der vorliegenden Erfindung abweichen, so ausgearbeitet werden, als seien sie darin einbezogen.

Claims

Dichtungsplatte, die in einer Öffnung in einem Außengehäuse einer Batterie lasergeschweißt ist, um die Batterie abzudichten, dadurch gekennzeichnet, dass: die Dichtungsplatte eine Senke, die in einer Oberfläche, die eine äußere Oberfläche wird, wenn die Dichtungsplatte an das Außengehäuse geschweißt wird, aufweist, wobei die Senke nahe eines Umfangs der äußeren Oberfläche angeordnet ist, wodurch die äußere Oberfläche am Umfang höher als in einer Position näher an der Mitte der Dichtungsplatte gestaltet ist.
Dichtungsplatte nach Anspruch 1, wobei ein Kanal in der äußeren Oberfläche gebildet ist, wobei die Senke eine Seitenfläche des Kanals bildet.
Dichtungsplatte nach Anspruch 1, wobei die äußere Oberfläche in einem Mittenbereich, der an der Innenseite der Senke angeordnet ist, niedriger ist als am Umfang.
Dichtungsplatte nach Anspruch 1, wobei ein Abstand vom Umfang zur Senke geringer ist als die Dicke eines Materials, das zum Bilden der Dichtungsplatte verwendet wird.
Dichtungsplatte nach Anspruch 1, wobei eine Höhendifferenz der äußeren Oberfläche aufgrund der Senke zumindest 0,2 mm beträgt, aber geringer ist als die Dicke eines Materials, das zur Bildung der Dichtungsplatte verwendet wird.
Dichtungsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Dichtungsplatte aus einer Legierung gefertigt ist, deren Hauptbestandteil Aluminium ist.
Abgedichtete Batterie mit: einem Außengehäuse, das als Zylinder mit geschlossenem Boden und mit einer Öffnung geformt ist, einem Satz von Elektroden, die in dem Außengehäuse aufgenommen sind, und einer Dichtungsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die an der Öffnung durch Laserschweißen zum Abdichten der abgedichteten Batterie angebracht ist.
Abgedichtete Batterie nach Anspruch 7 mit ferner: einem negativen Elektrodenanschluss, der durch eine Öffnung in einem Mittenteil der Dichtungsplatte durchgeführt ist, und einem Isolator, der zwischen dem negativen Elektrodenanschluss und der Dichtungsplatte vorgesehen ist.
Abgedichtete Batterie nach Anspruch 7, wobei die abgedichtete Batterie rechteckig ist.
Abgedichtete Batterie nach Anspruch 9, wobei die abgedichtete Batterie nicht mehr als 6 mm breit ist.
Abgedichtete Batterie mit einem Außengehäuse, das als Zylinder mit geschlossenem Boden und mit einer Öffnung geformt ist und aus einer Legierung hergestellt ist, deren Hauptbestandteil Aluminium ist, einem Satz von Elektroden, die in dem äußeren Gehäuse aufgenommen sind, und einer Dichtungsplatte nach Anspruch 6, die an der Öffnung durch Laserschweißen angebracht ist, um die abgedichtete Batterie abzudichten.
Herstellungsverfahren für eine Abdichtungsplatte, die an einer Öffnung eines äußeren Gehäuses einer Batterie angeschweißt wird, um die Batterie abzudichten, mit: einem Trennschritt zum Trennen der Dichtungsplatte von einem Plattenmaterial, das zur Bildung der Dichtungsplatte verwendet wird, und einem Senkenbildungsschritt zum Bilden einer Senke nahe eines Umfangs der Dichtungsplatte auf einer Oberfläche, die die äußere Oberfläche wird, wenn die Dichtungsplatte an die Batterie geschweißt wird, wobei die Senke die äußere Oberfläche am Umfang höher als in einer Position näher an der Mitte der Dichtungsplatte gestaltet.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 12, wobei der Senkenbildungsschritt entweder vor oder nach dem Trennschritt durchgeführt wird.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 12, wobei der Senkenbildungsschritt einen Kanal bildet durch Pressen des Plattenmaterials rechtwinklig zu der Ebene des Plattenmaterials, wobei die Senke ein Teil des Kanals ist.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 12, wobei der Senkenbildungsschritt die Senke durch Pressen des Plattenmaterials rechtwinklig zu der Ebene des Plattenmaterials in Positionen bildet, die einem Mittenteil der Abdichtungsplatte entsprechen, aber nicht an einer äußeren Kante der äußeren Oberfläche der Dichtungsplatte.
Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei der Senkenbildungsschritt die Senke durch einen Schmiedeprozess bildet.
Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei das Plattenmaterial aus einer Legierung gebildet ist, deren Hauptbestandteil Aluminium ist.
Herstellungsverfahren für eine abgedichtete Batterie mit: einem Außengehäuse-Herstellungsschritt zum Herstellen eines äußeren Gehäuses, das zylindrisch mit geschlossenem Boden und mit einer Öffnung ist, einem Abdichtungsplatten-Herstellungsschritt zum Herstellen einer Abdichtungsplatte in Übereinstimmung mit einem Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15 zum Abdichten der Öffnung, einem Einbringungsschritt zum Einbringen eines Generatorelementes in das Außengehäuse über die Öffnung, einem Anbringungsschritt zum Anbringen der Dichtungsplatte an einem Rand der Öffnung in dem Außengehäuse, und einem Schweißschritt zum Zusammenschweißen der Dichtungsplatte und des Randes mittels eines Lasers.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 18 mit ferner: einem Elektrodenanschluss-Anbringungsschritt zum Anbringen eines Elektrodenanschlusses durch Durchführen des Elektrodenanschlusses durch Loch im Mittenteil der Dichtungsplatte, die in dem Abdichtungsplatten-Herstellungsschritt hergestellt wurde, sowie Einbringen eines Isolators zwischen dem Elektrodenanschluss und der Dichtungsplatte.
Herstellungsverfahren für eine abgedichtete Batterie mit: einem Außengehäuse-Herstellungsschritt zum Herstellen eines Außengehäuses, das zylindrisch mit einem geschlossenen Boden ist, wobei das Außengehäuse eine Öffnung aufweist und aus einer Legierung hergestellt ist, deren Hauptbestandteil Aluminium ist, einem Dichtungsplatten-Herstellungsschritt zum Herstellen einer Dichtungsplatte in Übereinstimmung mit einem Herstellungsverfahren nach Anspruch 17, zum Abdichten der Öffnung, einem Einbringungsschritt zum Einbringen eines Generatorelementes in das Außengehäuse über die Öffnung, einem Anbringungsabschnitt zum Anbringen der Dichtungsplatte an einem Rand der Öffnung in dem äußeren Gehäuse und einem Schweißschritt zum Zusammenschweißen der Abdichtungsplatte und des Randes unter Verwendung eines Lasers.