JP2013062199A - Sealed battery - Google Patents

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健剛 倉田
Hirokiyo Mamyoda
博清 間明田
Soichi Hanabusa
聡一 花房
Natsuki Toyoda
夏樹 豊田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology capable of preventing sealing failures generated when sealing a liquid intake port opened on a battery sealing body, and improving productivity in a sealing process, and to ensure long term reliability for preventing liquid leakage after fitting.SOLUTION: A sealing plug 21 is composed of a platy lid body 22 and a plug body 23. The plug body 23 is formed of an elastic material in a hollow state. The lid body 22 is installed in a manner to cover an electrolyte solution intake port of a battery sealing body 10, and the plug body 23 is pressed in an intake port opened on the battery sealing body and compressed. The lid body 22 and the plug body 23 are separated until the lid body 22 comes into contact with the plug body 23 in a manner to cover an intake port 20. The plug body 23 is formed of a hollow elastic member, so that when the sealing plug 21 is pressed in the intake port, the plug body 23 is stuck to an inner wall part of the intake port, and the sealing plug 21 and the battery sealing body 10 are sufficiently welded to make sealing certain. Therefore, a sealed battery having high reliability can be provided.

Description

本発明の実施形態は密閉形電池に関する。  Embodiments described herein relate generally to a sealed battery.

近年、携帯電話やパーソナルコンピュータなどの電子機器や、ハイブリッド自動車や、電気自動車、携帯電話基地局の無停電電源用などの電源、電力平準化に使用される電力貯蔵用の電源として、ニッケル水素二次電池や、リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池などの密閉形電池が期待されている。  In recent years, nickel metal hydride has been used as an electronic device such as a mobile phone and a personal computer, a power source for an uninterruptible power source of a hybrid vehicle, an electric vehicle, a mobile phone base station, and a power storage power source used for power leveling. Secondary batteries and sealed batteries such as non-aqueous electrolyte secondary batteries represented by lithium ion secondary batteries are expected.

密閉形電池は電解液を注液することにより初めて電池として電気化学的機能を有するようになる。その方法として、電池封口体に電解液を注液する1〜3ミリ程度の小さな注液口を開設しておいて、外装缶の開口部を電池封口体で封止した後、注液口からノズルで電解液を注液し、その後、注液口に封止栓を嵌め込んでこれをレーザ溶接で封止する方法などが知られている。  A sealed battery has an electrochemical function as a battery only when an electrolyte is injected. As a method, a small liquid injection port of about 1 to 3 mm for injecting an electrolytic solution into the battery sealing body is opened, and the opening of the outer can is sealed with the battery sealing body. There is known a method in which an electrolytic solution is injected with a nozzle, a sealing plug is then fitted into the injection port, and this is sealed by laser welding.

通常、封止栓は、栓体部分と蓋体部分とが一体形状となっており、注液口へ封止栓の栓体部分を圧入する際、栓体の外形寸法と注液口の開口径との寸法差が大きい場合、栓体が注液口へ圧入されず、封止栓が電池封口体と密着しなくなる場合や、栓体と注液口の嵌合範囲も狭く、きつくて嵌合ができないものや嵌合はできるがゆるくなりなど、封止栓と電池封口体との溶接が不十分となる懸念がある。  Normally, a sealing plug has a plug part and a lid part that are integrally formed. When the plug part of the sealing plug is press-fitted into the injection port, the external dimensions of the plug and the opening of the injection port are opened. If the dimensional difference from the diameter is large, the plug will not be press-fitted into the injection port, and the sealing plug will not be in close contact with the battery plug, or the fitting range between the plug and the injection port will be narrow and tightly fitted. There is a concern that welding between the sealing plug and the battery sealing body may be insufficient, such as incompatibility or fitting but loosening.

特開平11−25936号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-25936 特開2005−190689公報JP 2005-190689 A

注液口の密閉性を向上し、漏液不良も低減し、信頼性の高い密閉形電池を提供することを目的とする。  The purpose of the present invention is to provide a highly reliable sealed battery that improves the sealing property of the liquid injection port, reduces liquid leakage defects.

実施形態によれば、正極と負極とをセパレータを介して形成された電極群と、前記電極群が収納される外装缶と、前記外装缶の開口部に取り付けられ、正極端子及び負極端子を有する電池封口体と、前記電池封口体若しくは前記外装缶に設けられた前記外装缶内へ電解液を注液する注液口と、前記電池封口体若しくは前記外装缶に設けられた前記注液口を蓋う状態で固着され、中央に円弧状の凸状部を有する板状の封止蓋体とを有する密閉形電池が提供される。  According to the embodiment, an electrode group in which a positive electrode and a negative electrode are formed via a separator, an outer can in which the electrode group is accommodated, and attached to an opening of the outer can, having a positive electrode terminal and a negative electrode terminal A battery sealing body, a liquid injection port for injecting an electrolyte into the battery sealing body or the outer can provided in the outer can, and the liquid inlet provided in the battery sealing body or the outer can. Provided is a sealed battery having a plate-like sealing lid that is fixed in a covered state and has an arcuate convex portion at the center.

実施形態の密閉形電池を示す展開斜視図。The expansion | deployment perspective view which shows the sealed battery of embodiment. 実施形態の密閉形電池の封口部分を示す斜視図。The perspective view which shows the sealing part of the sealed battery of embodiment. 図2におけるA―A断面図。AA sectional drawing in FIG. 本発明の実施の形態におけるA―A断面図。The AA sectional view in an embodiment of the invention.

以下、実施の形態について図面を参照して説明する。  Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.

図1に示す角形の密閉形電池は、有底矩形筒状をなす外装缶1を具備する。外装缶1は、例えば、アルミニウム板もしくはアルミニウム合金板に深絞り加工を施すことにより成形されたものである。電極群2は、例えば、シート状の正極と、シート状の負極とをセパレータを間にして渦巻状に捲回した後、全体を電池缶の横断面形状に合致した断面四角形状に押し潰し変形することにより作製される。  The square sealed battery shown in FIG. 1 includes an outer can 1 having a bottomed rectangular cylindrical shape. The outer can 1 is formed, for example, by deep drawing an aluminum plate or an aluminum alloy plate. The electrode group 2 is formed by, for example, winding a sheet-like positive electrode and a sheet-like negative electrode in a spiral shape with a separator in between, and then crushing the whole into a square shape that matches the cross-sectional shape of the battery can It is produced by doing.

正極は、例えば、正極活物質を含むスラリーをアルミニウム箔もしくはアルミニウム合金箔からなる集電体に塗着することにより作製される。正極活物質としては、リチウムを吸蔵放出できる酸化物や硫化物、ポリマーなどが使用できる。好ましい活物質としては、高い正極電位が得られるリチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウム燐酸鉄等が挙げられる。また、負極は、負極活物質を含むスラリーをアルミニウム箔もしくはアルミニウム合金箔からなる集電体に塗着することにより作製される。負極活物質としては、リチウムを吸蔵放出できる金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物、合金等が使用でき、好ましくは、リチウムイオンの吸蔵放出電位が金属リチウム電位に対して0.4V以上貴となる物質である。このようなリチウムイオン吸蔵放出電位を有する負極活物質は、アルミニウムもしくはアルミニウム合金とリチウムとの合金反応を抑えられることから、負極集電体および負極関連構成部材へのアルミニウムもしくはアルミニウム合金の使用を可能とする。たとえば、チタン酸化物、リチウムチタン酸化物、タングステン酸化物、アモルファススズ酸化物、スズ珪素酸化物、酸化珪素などがあり、中でもリチウムチタン複合酸化物が好ましい。セパレータとしては、微多孔性の膜、織布、不織布、これらのうち同一材または異種材の積層物等を用いることができる。セパレータを形成する材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合ポリマー、エチレン−ブテン共重合ポリマー等を挙げることができる。  The positive electrode is produced, for example, by applying a slurry containing a positive electrode active material to a current collector made of an aluminum foil or an aluminum alloy foil. As the positive electrode active material, oxides, sulfides, polymers, and the like that can occlude and release lithium can be used. Preferable active materials include lithium manganese composite oxide, lithium nickel composite oxide, lithium cobalt composite oxide, lithium iron phosphate, and the like that can obtain a high positive electrode potential. The negative electrode is produced by applying a slurry containing a negative electrode active material to a current collector made of an aluminum foil or an aluminum alloy foil. As the negative electrode active material, metal oxides, metal sulfides, metal nitrides, alloys, and the like that can occlude and release lithium can be used. Preferably, the occlusion and release potential of lithium ions is 0.4 V or higher relative to the metal lithium potential. It is a substance. Since the negative electrode active material having such a lithium ion storage / release potential can suppress the alloy reaction between aluminum or an aluminum alloy and lithium, it is possible to use aluminum or an aluminum alloy for a negative electrode current collector and a negative electrode related component. And For example, there are titanium oxide, lithium titanium oxide, tungsten oxide, amorphous tin oxide, tin silicon oxide, silicon oxide, etc. Among them, lithium titanium composite oxide is preferable. As the separator, a microporous film, a woven fabric, a non-woven fabric, a laminate of the same material or different materials among these can be used. Examples of the material for forming the separator include polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, and ethylene-butene copolymer.

非水電解液(図示しない)は外装缶1内に収容されており、電極群2に含浸されている。非水電解液は、非水溶媒に電解質(例えば、リチウム塩)を溶解させることにより調製される。非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、γ−ブチロラクトン(γ−BL)、スルホラン、アセトニトリル、1,2−ジメトキシエタン、1,3−ジメトキシプロパン、ジメチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)、2−メチルテトラヒドロフラン等を挙げることができる。非水溶媒は、単独で使用しても、2種以上混合して使用してもよい。電解質としては、例えば、過塩素酸リチウム(LiClO4)、六フッ過リン酸リチウム(LiPF6)、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF4)、六フッ化砒素リチウム(LiAsF6)、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム(LiCF3SO3)等のリチウム塩を挙げることができる。電解質は単独で使用しても、2種以上混合して使用してもよい。電解質の非水溶媒に対する溶解量は、0.2mol/L〜3mol/Lとすることが望ましい。  A non-aqueous electrolyte (not shown) is accommodated in the outer can 1 and impregnated in the electrode group 2. The non-aqueous electrolyte is prepared by dissolving an electrolyte (for example, a lithium salt) in a non-aqueous solvent. Examples of the non-aqueous solvent include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), γ-butyrolactone (γ -BL), sulfolane, acetonitrile, 1,2-dimethoxyethane, 1,3-dimethoxypropane, dimethyl ether, tetrahydrofuran (THF), 2-methyltetrahydrofuran and the like. Nonaqueous solvents may be used alone or in combination of two or more. Examples of the electrolyte include lithium perchlorate (LiClO4), lithium hexafluorophosphate (LiPF6), lithium tetrafluoroborate (LiBF4), lithium hexafluoroarsenate (LiAsF6), and lithium trifluoromethanesulfonate (LiCF3SO3). ) And the like. The electrolyte may be used alone or in combination of two or more. The amount of electrolyte dissolved in the non-aqueous solvent is desirably 0.2 mol / L to 3 mol / L.

図1に示すように、複数の正極導電タブ3は、正極の複数個所と電気的に接続されており、それぞれが電極群2の上側の端面から上向きに導出されている。一方、複数の負極導電タブ4は、負極の複数個所と電気的に接続されており、それぞれが電極群2の上側の端面から上向きに導出されている。正極導電タブ3には、例えば、正極の集電体を部分的に延出させたものを使用することができるが、正極と別体であっても良い。また、負極導電タブ4には、例えば、負極の集電体を部分的に延出させたものを使用することができるが、負極と別体であっても良い。  As shown in FIG. 1, the plurality of positive electrode conductive tabs 3 are electrically connected to a plurality of locations of the positive electrode, and each is led upward from the upper end face of the electrode group 2. On the other hand, the plurality of negative electrode conductive tabs 4 are electrically connected to a plurality of portions of the negative electrode, and each is led upward from the upper end face of the electrode group 2. As the positive electrode conductive tab 3, for example, a positive electrode current collector partially extended can be used, but may be separate from the positive electrode. In addition, the negative electrode conductive tab 4 may be a negative electrode current collector partially extended, for example, but may be separate from the negative electrode.

正極導電タブ3は、少なくとも先端部が重ね合わされた後、重ね合わされた部分の両方の最外層がU字状もしくは二つに折り曲げられた正極保護リード5で被覆されている。この正極保護リード5は正極導電タブ3に溶接によって固定されている。一方、負極導電タブ4は、少なくとも先端部が重ね合わされた後、重ね合わされた部分の両方の最外層がU字状もしくは二つに折り曲げられた負極保護リード6で被覆されている。この負極保護リード6は、負極導電タブ4に溶接によって固定されている。なお、導電タブと保護リードとの溶接方法には、レーザ溶接、超音波溶接、抵抗溶接等の方法が用いられるが、超音波溶接が好ましい。正極保護リード5の材質は、例えば、アルミニウムもしくはアルミニウム合金にすることができる。負極保護リード6の材質は、例えば、アルミニウムもしくはアルミニウム合金にすることができる。また、正極保護リード5の材質は、正極導電タブ3と同一の材質であることが好ましく、負極保護リード6の材質は、負極導電タブ4と同一の材質であることが好ましい。  The positive electrode conductive tab 3 is covered with a positive electrode protection lead 5 in which the outermost layers of both of the overlapped portions are U-shaped or folded in two after at least the tip portions are overlapped. The positive electrode protection lead 5 is fixed to the positive electrode conductive tab 3 by welding. On the other hand, the negative electrode conductive tab 4 is covered with a negative electrode protective lead 6 in which at least the front end portions are overlapped, and the outermost layers of both of the overlapped portions are U-shaped or folded in two. The negative electrode protection lead 6 is fixed to the negative electrode conductive tab 4 by welding. In addition, although methods, such as laser welding, ultrasonic welding, resistance welding, are used for the welding method of a conductive tab and a protection lead, ultrasonic welding is preferable. The material of the positive electrode protection lead 5 can be, for example, aluminum or an aluminum alloy. The material of the negative electrode protection lead 6 can be aluminum or an aluminum alloy, for example. The material of the positive electrode protection lead 5 is preferably the same material as that of the positive electrode conductive tab 3, and the material of the negative electrode protection lead 6 is preferably the same material as that of the negative electrode conductive tab 4.

正極保護リード5の外側の一方の面には、四角形板状の正極中間リード7が溶接されている。正極中間リード7は、大きさを正極保護リード5との対向面積よりも大きくすることが望ましく、また、厚さについては正極リード15の厚さとの差が小さいことが望ましい。また、負極保護リード6の外側の一方の面には、四角形板状の負極中間リード8が溶接されている。負極中間リード8は、大きさを負極保護リード6との対向面積よりも大きくすることが望ましく、また、厚さについては負極リード14の厚さとの差が小さいことが望ましい。なお、溶接方法には、レーザー溶接、超音波溶接、抵抗溶接等の方法が用いられるが、超音波溶接が好ましい。正極中間リード7の材質は、例えば、アルミニウムもしくはアルミニウム合金にすることができる。負極中間リード8の材質は、例えば、アルミニウムもしくはアルミニウム合金にすることができる。また、正極中間リード7の材質は、正極導電タブ3と同一の材質であることが好ましく、負極中間リード8の材質は、負極導電タブ4と同一の材質であることが好ましい。  A square plate-like positive electrode intermediate lead 7 is welded to one surface outside the positive electrode protection lead 5. The positive intermediate lead 7 is desirably larger in size than the area facing the positive electrode protection lead 5, and the thickness is desirably small from the thickness of the positive electrode lead 15. A rectangular plate-like negative electrode intermediate lead 8 is welded to one surface outside the negative electrode protection lead 6. The negative electrode intermediate lead 8 is desirably larger in size than the area facing the negative electrode protection lead 6, and the thickness is desirably small with respect to the thickness of the negative electrode lead 14. As a welding method, laser welding, ultrasonic welding, resistance welding, or the like is used, but ultrasonic welding is preferable. The material of the positive electrode intermediate lead 7 can be, for example, aluminum or an aluminum alloy. The material of the negative electrode intermediate lead 8 can be, for example, aluminum or an aluminum alloy. The material of the positive electrode intermediate lead 7 is preferably the same material as that of the positive electrode conductive tab 3, and the material of the negative electrode intermediate lead 8 is preferably the same material as that of the negative electrode conductive tab 4.

外装缶1の開口部は封口部材9によって封止されている。封口部材9は、図1に示すように、外装缶1の開口部を塞ぐ電池封口体10と、電池封口体10の外面(上面)にガスケット11を介して取り付けられた出力端子(リベット)12と、電池封口体10の内面(下面)に絶縁体13を介して取り付けられた負極リード14及び正極リード15とを備える。ガスケット11の材質としては、ポリプロピレン(PP)、熱可塑性フッ素樹脂等を挙げることができる。熱可塑性フッ素樹脂としては、例えば、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)等を挙げることができる。  The opening of the outer can 1 is sealed with a sealing member 9. As shown in FIG. 1, the sealing member 9 includes a battery sealing body 10 that closes the opening of the outer can 1, and an output terminal (rivet) 12 that is attached to the outer surface (upper surface) of the battery sealing body 10 via a gasket 11. And a negative electrode lead 14 and a positive electrode lead 15 attached to the inner surface (lower surface) of the battery sealing body 10 via an insulator 13. Examples of the material of the gasket 11 include polypropylene (PP) and thermoplastic fluororesin. Examples of the thermoplastic fluororesin include tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene copolymer (PFA) and tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP).

電池封口体10は、アルミニウムまたはアルミニウム合金板材を素材にしたプレス成形品からなり、板面上にガスケット11の取付け用に貫通孔16が形成され、該貫通孔16の上面側の開口周縁には、ガスケット11用の受け座17が凹み形成されている。受け座17は、廻り止めのために円形以外の形状、例えば図1では四角形をしている。一方極端子としての正極端子18は、電池封口体10の上面側に凸状に張り出している。正極端子18の先端面は、廻り止めのために円形以外の形状、例えば図1では四角形をしている。また、圧力開放弁は、電池封口体10の上面における受け座17と正極端子18との間に位置する凹部内の底面に設けられたX字状の溝19を備え、ケース内圧が一定圧力を越えると溝19が破断して内圧を開放する役割を持つ。電解液注液口20は、電解液の注液後、封止栓体21で閉止される。この封止栓体21は、電池封口体10に溶接される。  The battery sealing body 10 is made of a press-molded product made of aluminum or an aluminum alloy plate material. A through hole 16 is formed on the plate surface for attaching the gasket 11, and an opening peripheral edge on the upper surface side of the through hole 16 is formed. A receiving seat 17 for the gasket 11 is formed in a recess. The receiving seat 17 has a shape other than a circle, for example, a quadrangle in FIG. On the other hand, the positive electrode terminal 18 as the electrode terminal protrudes in a convex shape on the upper surface side of the battery sealing body 10. The tip surface of the positive electrode terminal 18 has a shape other than a circle, for example, a quadrangle in FIG. The pressure release valve includes an X-shaped groove 19 provided on the bottom surface in the recess located between the receiving seat 17 and the positive electrode terminal 18 on the upper surface of the battery sealing body 10, and the case internal pressure is constant. If it exceeds, the groove 19 breaks to release the internal pressure. The electrolyte solution injection port 20 is closed with a sealing plug 21 after the electrolyte solution is injected. The sealing plug body 21 is welded to the battery sealing body 10.

負極リード14は、絶縁体13の軸用貫通孔30と連通するように設けられ、少なくとも一部が円形以外の形状を持つ軸用貫通孔14cを有する第1のプレート部14aと、第1のプレート部14aから電極群2側に延出された第2のプレート部14bとを備え、L字型の断面形状を有するものである。第1のプレート部及び第2のプレート部は導電材料から形成されている。軸用貫通孔14cは、円形穴からなる。軸用貫通孔14cには、出力端子12の軸先端部24が挿入される。負極リード14の厚さは0.5〜1.5mmが望ましい。また、負極リード14の材質は、活物質の材質に合わせて変更される。負極活物質がチタン酸リチウムの場合、アルミニウムもしくはアルミニウム合金を使用することができる。  The negative electrode lead 14 is provided so as to communicate with the shaft through hole 30 of the insulator 13, and at least a part of the first plate portion 14 a having a shaft through hole 14 c having a shape other than a circular shape, And a second plate portion 14b extending from the plate portion 14a to the electrode group 2 side, and has an L-shaped cross-sectional shape. The first plate portion and the second plate portion are made of a conductive material. The shaft through hole 14c is a circular hole. The shaft tip 24 of the output terminal 12 is inserted into the shaft through hole 14c. The thickness of the negative electrode lead 14 is desirably 0.5 to 1.5 mm. The material of the negative electrode lead 14 is changed according to the material of the active material. When the negative electrode active material is lithium titanate, aluminum or an aluminum alloy can be used.

正極リード15は、四角形の板からなる第1のプレート部15aと、第1のプレート部15aから電極群2側に延出された第2のプレート部15bとを備える。第1のプレート部及び第2のプレート部は導電材料から形成されている。第1のプレート部15aと電池封口体10の下面と接触して正極端子18の周囲にレーザ溶接される。正極リード15の材質は、正極活物質の種類により変更されるものではあるが、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金を使用することができる。  The positive electrode lead 15 includes a first plate portion 15a made of a rectangular plate, and a second plate portion 15b extending from the first plate portion 15a to the electrode group 2 side. The first plate portion and the second plate portion are made of a conductive material. Laser welding is performed around the positive electrode terminal 18 in contact with the first plate portion 15 a and the lower surface of the battery sealing body 10. Although the material of the positive electrode lead 15 is changed depending on the type of the positive electrode active material, for example, aluminum or an aluminum alloy can be used.

図1に示すように、封口部材9の負極リード14の第2のプレート部14bに、負極中間リード8がレーザ溶接され、かつ封口部材9の正極リード15の第2のプレート部15bに正極中間リード7がレーザ溶接される。正負極中間リード7,8を設けることによって、封口部材9と、電極群2の正負極導電タブ3,4との電気的接続が容易になる。すなわち、正負極導電タブ3,4を正負極保護リード5,6と中間リード7,8とで挟み、これらを超音波溶接により一体化した後、中間リード7,8を正負極リード14,15にレーザ溶接することによって、溶接の際に封口部材9に振動が加わらないため、封口部材9に設けられた圧力開放弁の溝19の破断を防止することができる。なお、保護リードを厚くすることができ、保護リードが溶接された導電タブをリード部材にレーザ溶接することが可能な場合、中間リードは用いなくても良い。  As shown in FIG. 1, the negative electrode intermediate lead 8 is laser welded to the second plate portion 14 b of the negative electrode lead 14 of the sealing member 9, and the positive electrode intermediate is connected to the second plate portion 15 b of the positive electrode lead 15 of the sealing member 9. The lead 7 is laser welded. Providing the positive and negative intermediate leads 7 and 8 facilitates electrical connection between the sealing member 9 and the positive and negative electrode conductive tabs 3 and 4 of the electrode group 2. That is, the positive and negative electrode conductive tabs 3 and 4 are sandwiched between the positive and negative electrode protective leads 5 and 6 and the intermediate leads 7 and 8, and these are integrated by ultrasonic welding, and then the intermediate leads 7 and 8 are connected to the positive and negative electrode leads 14 and 15 respectively. By performing laser welding on the sealing member 9, vibration is not applied to the sealing member 9 during welding, so that the breakage of the groove 19 of the pressure release valve provided in the sealing member 9 can be prevented. When the protective lead can be thickened and the conductive tab to which the protective lead is welded can be laser-welded to the lead member, the intermediate lead may not be used.

封口部材と電極群との電気的接続を行った後、電池封口体10を外装缶1に内嵌したうえで、電池封口体10と外装缶1との嵌合面が溶接により封止される。最後に、電池封口体10の電解液注液口20から電解液を外装缶1内へ注液した後、注液口20へ栓体22を圧入し、栓体22を覆うようにして封止蓋体21を溶接により固着し、注液口20を封止することによって図1に示す電池が得られる。  After electrical connection between the sealing member and the electrode group, the battery sealing body 10 is fitted into the outer can 1 and the fitting surface between the battery sealing body 10 and the outer can 1 is sealed by welding. . Finally, after the electrolyte solution is injected into the outer can 1 from the electrolyte solution injection port 20 of the battery sealing body 10, the plug body 22 is press-fitted into the liquid injection port 20 and sealed so as to cover the plug body 22. The battery shown in FIG. 1 is obtained by fixing the lid 21 by welding and sealing the liquid injection port 20.

次に封止部材について説明する。図1に示すように、電解液の注液口は外装缶を密閉に封止する電池封口体に開口された1〜3mm程度の小さな径を有する孔である。また、注液口の開口部は、電池外部方向へテーパー状に拡がり面取り形状となっていてもよい。
封止蓋体21は、図3に示すように、平板状の蓋体で板状部に円弧状の凸状部を有する。栓体22は、弾性材料で形成され略球形の形状である。そして、封止蓋体21と栓体22とは分離自在であり、封止蓋体が電池封口体へ溶接により固着される工程までは密着されていなくともよい。
Next, the sealing member will be described. As shown in FIG. 1, the electrolyte injection hole is a hole having a small diameter of about 1 to 3 mm opened in a battery sealing body that hermetically seals the outer can. Further, the opening of the liquid injection port may be chamfered by expanding in a tapered shape toward the outside of the battery.
As shown in FIG. 3, the sealing lid 21 is a flat lid and has an arcuate convex portion on the plate-like portion. The plug 22 is made of an elastic material and has a substantially spherical shape. And the sealing lid 21 and the plug body 22 are separable, and it does not need to be closely_contact | adhered until the process of fixing a sealing lid to a battery sealing body by welding.

封止蓋体21は、封口電池封口体10の電解液注液口を覆う形で設置され、栓体22は電池封口体に開口された注液口へ挿入され圧縮された状態となる。
封止蓋体21は、注液口へ圧入された栓体22を注液口内で保持できる剛性を備えていることが好ましい。そして、注液口を密閉するために、レーザ溶接等により固着される。そのため、封止蓋体21の材質は電池封口体と同様の材質であることが好ましい。具体的には、本実施形態においては、電池封口体と同質であるアルミニウムまたはアルミニウム合金が適している。
The sealing lid 21 is installed so as to cover the electrolytic solution injection port of the sealed battery sealing body 10, and the plug 22 is inserted into the injection port opened in the battery sealing body and is compressed.
It is preferable that the sealing lid body 21 has rigidity capable of holding the plug body 22 press-fitted into the liquid inlet in the liquid inlet. And in order to seal a liquid injection port, it adheres by laser welding etc. Therefore, the material of the sealing lid 21 is preferably the same material as that of the battery sealing body. Specifically, in this embodiment, aluminum or aluminum alloy that is the same quality as the battery sealing body is suitable.

栓体22は、電極群を内蔵した電池容器の中へ注液口から電解液が注液され、その後、注液口へ圧入される。このため、栓体は直接電解液に接することや、電池が過充電等の何らかの外的な不具合により発熱等した場合に備え、耐電解液性、耐熱性を有する材料が好ましい。具体的には、EPゴム、EPDM、シリコン系ゴム、ポリプロピレン、ポリエチレン等を使用することができる。特に、EPゴム、EPDMが好ましい。  The plug body 22 is injected with an electrolytic solution from a liquid injection port into a battery container having a built-in electrode group, and then press-fitted into the liquid injection port. For this reason, a material having an electrolytic solution resistance and heat resistance is preferable in preparation for the case where the plug body is in direct contact with the electrolytic solution or the battery generates heat due to some external trouble such as overcharge. Specifically, EP rubber, EPDM, silicon rubber, polypropylene, polyethylene and the like can be used. In particular, EP rubber and EPDM are preferable.

栓体の形状は、図1に示すように本実施形態では略球形をしており、球形の外径は注液口へ挿入された際、圧縮状態となるよう注液口内径より大きくなっている。本実施形態では、略球形の形状について説明したが、円錐台形、楕円球形、円柱形などでもよい。円柱形の場合は、先端部に面取り部を設け、面取り部先端は注液口の開口径よりも細くなっている。  As shown in FIG. 1, the shape of the plug is substantially spherical in this embodiment, and the outer diameter of the spherical shape is larger than the inner diameter of the liquid inlet so as to be compressed when inserted into the liquid inlet. Yes. In the present embodiment, a substantially spherical shape has been described, but a truncated cone shape, an elliptical spherical shape, a cylindrical shape, or the like may be used. In the case of a cylindrical shape, a chamfered portion is provided at the tip, and the tip of the chamfered portion is thinner than the opening diameter of the liquid injection port.

封止蓋体21は、電解液の注液口20を覆うようにして封口電池封口体10へ固着される。この場合、電解液は、電池封口体10の注液口20から外装缶1内へ注液した後、注液口20へ栓体22を挿入し、封止蓋体21の板状部に形成された円弧状の凸状部が電池内部へ向かう方向で電池封口体10に密着され、溶接により固着される。
また、栓体22が注液口20へ十分に挿入されていない場合は、封止蓋体21の板状部に形成された円弧状の凸状部により注液口20内へ十分に挿入される。
電解液の注液口は外装缶を密閉に封止する電池封口体に開口された1〜3mm程度の小さな径を有する孔である。また、注液口の開口部は、電池外部方向へテーパー状に拡がり面取り形状となっていることで、注液口を小さくした場合においても、封止蓋体21の板状部に形成された円弧状の凸状部が、注液口開口部のテーパー状の面取り部分へ配置される。そのため、封止蓋体21の凸状部が注液口内へ収まり、封止蓋体21と電池封口体10とが十分に密着され、溶接の信頼性が確保される。
また、封止部材による電解液の注液口を封止する工程は、図3に示すように、電池封口体10の電解液注液口20から電解液を外装缶1内へ注液した後、注液口20へ栓体22を圧入し、封止蓋体21の円弧状の凸状部を、電池の外部方向へ向け配置し栓体22を覆うようにして封止蓋体21を溶接により固着する。そして、封止蓋体21の凸状部を上部から押圧することで、図4に示すように封止蓋体21の板状部に形成された円弧状の凸状部が電池内部へ向かう方向で電池封口体10に固着される。
また、封止蓋体21の板状部に円弧状の凸状部を形成することにより、略球状の栓体22を注液口の筒状部内へ収納することができ、電池封口体10と封止蓋体21との溶接部に欠陥があった場合においては、加圧リーク検査時の加圧する圧力が小さくても、確実に略球状の栓体を注液口から電池内部に落とすことができ、加圧した圧力を開放した後の電池の膨らみで、溶接部の欠陥検出が可能となる。
The sealing lid 21 is fixed to the sealed battery sealing body 10 so as to cover the electrolyte injection hole 20. In this case, the electrolytic solution is injected into the outer can 1 from the injection port 20 of the battery sealing body 10, and then the plug body 22 is inserted into the injection port 20 to form the plate-like portion of the sealing lid 21. The arc-shaped convex portion thus formed is brought into close contact with the battery sealing body 10 in the direction toward the inside of the battery, and is fixed by welding.
Further, when the stopper 22 is not sufficiently inserted into the liquid injection port 20, it is sufficiently inserted into the liquid injection port 20 by the arc-shaped convex portion formed on the plate-like portion of the sealing lid 21. The
The electrolyte injection hole is a hole having a small diameter of about 1 to 3 mm opened in a battery sealing body that hermetically seals the outer can. In addition, the opening of the liquid injection port is formed in the plate-like portion of the sealing lid 21 even when the liquid injection port is made small by being tapered and chamfered toward the outside of the battery. An arcuate convex portion is disposed on the tapered chamfered portion of the liquid inlet opening. Therefore, the convex part of the sealing lid 21 is accommodated in the liquid injection port, and the sealing lid 21 and the battery sealing body 10 are sufficiently brought into close contact with each other, so that the reliability of welding is ensured.
In addition, the step of sealing the electrolyte injection port by the sealing member is performed after the electrolyte is injected into the outer can 1 from the electrolyte injection port 20 of the battery sealing body 10 as shown in FIG. Then, the plug 22 is press-fitted into the liquid injection port 20, and the sealing lid 21 is welded so that the arc-shaped convex portion of the sealing lid 21 is arranged toward the outside of the battery so as to cover the plug 22 It adheres by. Then, by pressing the convex portion of the sealing lid 21 from above, the arc-shaped convex portion formed on the plate-like portion of the sealing lid 21 is directed toward the inside of the battery as shown in FIG. Is fixed to the battery sealing body 10.
Further, by forming an arcuate convex portion on the plate-like portion of the sealing lid 21, the substantially spherical plug 22 can be accommodated in the cylindrical portion of the liquid inlet, and the battery sealing body 10 and When there is a defect in the welded portion with the sealing lid 21, even if the pressure applied during the pressure leak inspection is small, it is possible to reliably drop the substantially spherical plug from the liquid inlet into the battery. It is possible to detect the defect of the welded portion by the swelling of the battery after releasing the pressurized pressure.

以上のように本実施形態では、密閉形電池用電池封口体に開設された注液口を封止する際に用いる封止栓を、電池封口体の表面上に注液口を覆う状態で固着される蓋体と、弾性を有する材料で形成された中空の栓体とで構成した。
このようにして注液口を封止すると、封止栓の栓体は、中空の弾性部材で成形されているため、栓体により注液口が密閉に保持され、栓体の上に配置される蓋体と電池封口体をレーザ溶接する前に気密性を確保することができる。これによって封止栓の蓋体と電池封口体とのレーザ溶接を通常雰囲気内でも溶接が可能となる。
As described above, in this embodiment, the sealing plug used when sealing the liquid injection port established in the battery sealing body for a sealed battery is fixed on the surface of the battery sealing body in a state of covering the liquid injection port. And a hollow stopper formed of an elastic material.
When the liquid injection port is sealed in this manner, the plug body of the sealing plug is formed of a hollow elastic member, so that the liquid injection port is held hermetically by the plug body and disposed on the plug body. Airtightness can be ensured before laser welding the lid body and battery sealing body. As a result, laser welding of the lid of the sealing plug and the battery sealing body can be performed even in a normal atmosphere.

封止蓋体と栓体とが分離していることによって、栓体を注液口に挿入した後に電解液などが注液口周辺に付着した場合には、封止蓋体を注液口へ配置する前に、注液口周辺の電解液などを除去し、その後、封止蓋体を注液口へ配置し、電池封口体と溶接することで溶接不良を回避することができる。
栓体を弾性体とすることで、栓体の外形寸法と注液口の開口径との寸法精度が悪い場合においても、一定の圧力で注液口へ栓体が十分に挿入され、更に、圧入された栓体にわずかながらのズレが生じていたとしても、栓体が柔軟に変形することで、蓋体が電池封口体と密着し、封止栓と電池封口体との溶接が十分行われる。これにより製造された密閉形電池は、漏液がなく長期信頼性を確保できる。
When the sealing lid and the plug are separated, if electrolyte etc. adheres to the periphery of the injection port after the plug is inserted into the injection port, the sealing lid is moved to the injection port. Prior to the placement, the electrolyte around the liquid filling port is removed, and then the sealing lid is placed on the liquid filling port and welded to the battery sealing body to avoid poor welding.
By making the stopper body an elastic body, even when the dimensional accuracy between the outer dimensions of the stopper body and the opening diameter of the liquid injection port is poor, the plug body is sufficiently inserted into the liquid injection port with a constant pressure. Even if there is a slight shift in the press-fitted plug body, the cover body is in close contact with the battery sealing body by the flexible deformation of the plug body, and the sealing plug and the battery sealing body are sufficiently welded. Is called. The sealed battery thus manufactured has no leakage and can ensure long-term reliability.

つまり、本実施の形態によれば、封止栓挿入不良を低減し、密着性をあげたことによって漏液不良も低減し、信頼性の高い密閉形電池を提供することができる。このため、ヒートサイクルや大電流用途等において液漏れの無い信頼性に優れた密閉型の電池を提供でき、特にハイブリッド車や電気自動車に搭載する車載用二次電池、電力平準化に使用される電力貯蔵用二次電池として好適なものとなる。  In other words, according to the present embodiment, it is possible to provide a highly reliable sealed battery by reducing the sealing plug insertion failure and reducing the leakage due to the increased adhesion. For this reason, it is possible to provide a sealed battery excellent in reliability with no liquid leakage in heat cycle, large current applications, etc., and is particularly used for in-vehicle secondary batteries mounted on hybrid cars and electric cars, and power leveling. This is suitable as a secondary battery for power storage.

なお、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。  The above-described embodiment is not limited to the above-described embodiment, and the constituent elements can be modified and embodied without departing from the spirit of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

1…外装缶、2…電極群、3…正極導電タブ、4…負極導電タブ、5…正極保護リード、6…負極保護リード、7…正極中間リード、8…負極中間リード、9…封口部材、10…電池封口体、11…ガスケット、12…出力端子、13…絶縁体、14…負極リード、15…正極リード、16…貫通孔、17…受け座、18…正極端子、19…圧力開放弁、20…電解液注液口、21,31,41…封止蓋体、22,32,42…蓋体、23,33,43…栓体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Exterior can, 2 ... Electrode group, 3 ... Positive electrode conductive tab, 4 ... Negative electrode conductive tab, 5 ... Positive electrode protective lead, 6 ... Negative electrode protective lead, 7 ... Positive electrode intermediate lead, 8 ... Negative electrode intermediate lead, 9 ... Sealing member DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Battery sealing body, 11 ... Gasket, 12 ... Output terminal, 13 ... Insulator, 14 ... Negative electrode lead, 15 ... Positive electrode lead, 16 ... Through-hole, 17 ... Receiving seat, 18 ... Positive electrode terminal, 19 ... Pressure release Valve, 20 ... Electrolyte injection port, 21, 31, 41 ... Sealing lid, 22, 32, 42 ... Lid, 23, 33, 43 ... Plug

Claims (5)

正極と負極とをセパレータを介して形成された電極群と、
前記電極群が収納される外装缶と、
前記外装缶の開口部に取り付けられ、正極端子及び負極端子を有する電池封口体と、
前記電池封口体若しくは前記外装缶に設けられた前記外装缶内へ電解液を注液する注液口と、
前記電池封口体若しくは前記外装缶に設けられた前記注液口を蓋う状態で固着され、円弧状の凸状部を有する封止蓋体と、
を備えた密閉形電池。
An electrode group in which a positive electrode and a negative electrode are formed via a separator;
An outer can in which the electrode group is stored;
A battery sealing body attached to the opening of the outer can and having a positive terminal and a negative terminal,
A liquid injection port for injecting an electrolytic solution into the battery sealing body or the outer can provided in the outer can;
A sealing lid that is fixed in a state of covering the liquid injection port provided in the battery sealing body or the outer can and has an arc-shaped convex portion;
Sealed battery with
前記注液口は、栓体と封止蓋体とにより形成されていることを特徴とする請求項1の密閉型電池。  2. The sealed battery according to claim 1, wherein the liquid injection port is formed by a stopper and a sealing lid. 前記注液口の形状は、開口部が面取りにより拡がっていることを特徴とする請求項1の密閉型電池。  The sealed battery according to claim 1, wherein the shape of the liquid injection port is such that the opening is expanded by chamfering. 前記栓体の横断面形状が円形である請求項1記載の密閉形電池  2. The sealed battery according to claim 1, wherein the plug has a circular cross-sectional shape. 前記栓体の最外径は、前記注液口の内径よりも大きく形成されている請求項1記載の密閉形電池。   The sealed battery according to claim 1, wherein an outermost diameter of the plug is formed larger than an inner diameter of the liquid injection port.
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