[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN111727516A - 封口体和电池 - Google Patents

封口体和电池 Download PDF

Info

Publication number
CN111727516A
CN111727516A CN201880089567.7A CN201880089567A CN111727516A CN 111727516 A CN111727516 A CN 111727516A CN 201880089567 A CN201880089567 A CN 201880089567A CN 111727516 A CN111727516 A CN 111727516A
Authority
CN
China
Prior art keywords
flange
positive electrode
sealing
sealing plate
electrode cap
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201880089567.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111727516B (zh
Inventor
柴冈浩行
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FDK Corp
Original Assignee
FDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FDK Corp filed Critical FDK Corp
Publication of CN111727516A publication Critical patent/CN111727516A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111727516B publication Critical patent/CN111727516B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147Lids or covers
    • H01M50/148Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/152Lids or covers characterised by their shape for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147Lids or covers
    • H01M50/166Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids
    • H01M50/169Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids by welding, brazing or soldering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147Lids or covers
    • H01M50/166Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids
    • H01M50/171Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids using adhesives or sealing agents
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/317Re-sealable arrangements
    • H01M50/325Re-sealable arrangements comprising deformable valve members, e.g. elastic or flexible valve members
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/547Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/564Terminals characterised by their manufacturing process
    • H01M50/566Terminals characterised by their manufacturing process by welding, soldering or brazing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/578Devices or arrangements for the interruption of current in response to pressure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30Arrangements for facilitating escape of gases
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

镍氢充电电池(2)具备对外壳(10)的开口进行封口的封口体(11),封口体(11)包含封口板(14)、以及焊接至封口板(14)的正极帽(20),正极帽(20)包含圆筒形状的主体部(40)、沿着位于主体部(40)的基端(41)的开口(45)的周缘而设置的圆环状的凸缘(42)、以及设置为堵住基端(41)的相反侧的前端部(43)的顶壁(44),在将从凸缘(42)的中心C到凸缘的外周缘(64)的长度设为R、将从焊接部(60)的凸缘的径向外侧的端缘(66)到凸缘的外周缘(64)的长度设为X的情况下,封口板(14)与正极帽(20)的焊接部(60)位于X相对于R的比例的百分率在0%以上、2%以下的位置。

Description

封口体和电池
技术领域
本发明涉及封口体及具备该封口体的电池。
背景技术
将包含经由分隔件而重合的正极和负极在内的电极组与电解液一起收纳在具有开口的外壳内,并利用封口体将该外壳的开口密闭,由此来形成电池。作为上述电池的一种,已知有密闭型的镍氢充电电池。
此外,在密闭型的镍氢充电电池中,当弄错正极与负极而进行了充电的情况下(误充电)、或发生了过充电的情况下,在电池内异常地产生气体,电池内的压力上升,外壳随之变形,电池有可能破损。因此,为了防止上述那样的电池破损,在密闭型的镍氢充电电池中,开发了各种电池,其具有安全阀,该安全阀在电池内产生的气体的压力超过了固定值的情况下开阀,从而将气体释放到外部(例如,参照专利文献1等)。
上述那样的安全阀通常配置于封口体。这里,具有安全阀的封口体的构造例如像下述那样。
封口体包括:封口板,该封口板是具有通气孔的封口板,并与外壳的开口嵌合;阀体,该阀体配置为堵住该通气孔;以及正极帽,该正极帽收纳该阀体,并兼用作正极端子。
正极帽例如是一个端部开口、另一个端部堵住的圆筒状的构件,具体而言,具有圆筒状的周壁、位于该周壁的一端的开口、位于该开口的相反侧的另一端的顶壁、以及设置于开口的周缘的凸缘。另外,该正极帽的周壁设有通气孔。
上述阀体由弹性材料、例如橡胶类材料形成,其形状为圆柱形。
该阀体收纳于正极帽的内部,处于在正极帽的顶壁与上述封口板之间被压缩的状态,堵住通气孔的开口端直到规定的压力为止,以保持电池的密闭性。
这里,正极帽如上述那样,在收纳了阀体的状态下焊接于封口板。详细而言,正极帽的凸缘例如电阻点焊于封口板。
上述阀体中,若电池内气体异常产生,电池内的气体的压力上升并超过规定的压力,则阀体因该气体的压力发生弹性变形,并打开封口板的通气孔。由此,电池内的气体经由通气孔和正极帽的通气孔释放到外部,电池的破损被防止。之后,随着电池内的气体压力的下降阀体恢复成原来的形状,并堵住封口板的通气孔。由此,电池再次成为密闭状态。
此外,若电池内的气体的压力上升,则压力施加到阀体,与之相伴,压力也施加到按压该阀体的正极帽。该情况下,在正极帽中,力作用在将凸缘从封口板剥离的方向上。因此,在正极帽的凸缘与封口板的焊接部中,需要确保足够的焊接强度,以能承受作用在将凸缘从封口板剥离的方向上的力。
在封口体中,为了判定是否形成了具有足够的焊接强度的良好的焊接部,通常,进行如下所示那样的破坏检查。
首先,准备完成正极帽与封口板之间的电阻点焊而得到的封口体。然后,关于该封口体,使用工具将正极帽从封口板剥离。剥离作业结束之后,观察封口板与正极帽中的彼此相抵接的面,来确认是否有凹陷的伤痕。这里,电阻点焊中,电流在被焊接用的电极所夹住的区域中流过,在该区域中,形成母材熔融后凝固而形成的作为焊接部的所谓的熔核。电阻点焊的每个点的焊接强度基本上依赖于熔核的大小。因此,若形成规定大小的熔核,则可得到具有规定的焊接强度的封口体。另一方面,在熔核太小、或未形成熔核的情况下,无法得到具有规定的焊接强度的封口体。因此,若形成能确保规定的焊接强度的良好的熔核,则在将封口体剥离的情况下,封口板或正极帽的凸缘中的某个发生破裂,产生凹陷的伤。通常,求出在全部的点中确认了伤痕的封口体的个数相对于封口体总数的比例,并将该比例的百分率设为伤痕的产生率。然后,评价为该伤痕的产生率越高则焊接强度越高,伤痕的产生率越低则越引起焊接不良。
在上述破坏检查的结果为判定为引起焊接不良的情况下,进行焊接的调整作业。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2003-045393号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在上述那样的破坏检查中,封口体的剥离方法等容易产生个人差异,难以进行稳定的评价。特别地,尽管产生良好的熔核并形成了具有规定的焊接强度的封口体,但有时也不产生凹陷伤,关于伤痕的有无有时会产生误判定。由此,以往,误判定的比例较高,有时会进行原本无需进行的焊接的调整作业。因此,难以高效地提供焊接质量稳定的封口体。
本发明是基于上述情况而完成的,其目的在于提供一种封口体以及具备该封口体的电池,能减少封口体的破坏检查中的误判定。
解决技术问题所采用的技术方案
为了达到上述目的,根据本发明,在包括封口板、以及焊接至所述封口板的正极帽的封口体中,所述正极帽包含:圆筒形状的主体部;圆环状的凸缘,该圆环状的凸缘沿着位于所述主体部的基端的开口的周缘而设置;以及顶壁,该顶壁设置为堵住所述基端的相反侧的前端部,所述封口板与所述正极帽的焊接部位于所述封口板与所述凸缘重合的区域,在将从所述凸缘的中心到所述凸缘的外周缘的长度设为R、将从所述焊接部的所述凸缘的径向外侧的端缘到所述凸缘的外周缘的长度设为X的情况下,所述封口板与所述正极帽的焊接部位于X相对于R的比例的百分率在0%以上、2%以下的位置。
此外,优选为采用如下结构:在所述凸缘的周向上等间隔地设置有多个所述焊接部。
此外,根据本发明,提供一种电池,包括:在上端具有开口的外壳;与电解液一起收纳在所述外壳中的电极组;以及对所述外壳的开口进行封口的封口体,所述封口体是上述本发明所涉及的封口体。
发明效果
根据本发明所涉及的封口体,在包括封口板、以及焊接至所述封口板的正极帽的封口体中,所述正极帽包含:圆筒形状的主体部;圆环状的凸缘,该圆环状的凸缘沿着位于所述主体部的基端的开口的周缘而设置;以及顶壁,该顶壁设置为堵住所述基端的相反侧的前端部,所述封口板与所述正极帽的焊接部位于所述封口板与所述凸缘重合的区域,在将从所述凸缘的中心到所述凸缘的外周缘的长度设为R、将从所述焊接部的所述凸缘的径向外侧的端缘到所述凸缘的外周缘的长度设为X的情况下,所述封口板与所述正极帽的焊接部位于X相对于R的比例的百分率在0%以上、2%以下的位置。由此,能抑制破坏检查中的误判定,减少不需要的焊接调整的次数,并力图实现电池的制造效率的提高,能对电池的质量的稳定化作出贡献。
附图说明
图1是将本发明的一个实施方式所涉及的圆筒形的镍氢充电电池局部剖开来表示的立体图。
图2是将本发明的一个实施方式所涉及的封口体放大来表示的剖视图。
图3是从顶壁侧观察本发明的一个实施方式所涉及的封口体的正极帽而得的俯视图。
图4是示出本发明的一个实施方式所涉及的正极帽的纵向剖面的剖视图。
具体实施方式
关于应用本发明的碱性充电电池,例如,以将本发明应用于圆筒形镍氢充电电池(以下,称为电池)2的情况为例,参照附图来进行说明。
如图1所示,电池2具有上端开口的呈有底圆筒形状的外壳10。该外壳10具有导电性,其底壁35起到作为负极端子的功能。外壳10中收纳有电极组22。
该电极组22分别由带状的正极24、负极26和分隔件28所形成。详细而言,在将分隔件28夹在中间的状态下,将重合的正极24和负极26卷绕成螺旋状,由此来形成电极组22。电极组22的最外周由负极26的一部分(最外周部)所形成,与外壳10的内周壁相接触。即,负极26与外壳10互相进行电连接。
而且,外壳10内注入有规定量的碱性电解液(未图示)。该碱性电解液使正极24与负极26之间进行充放电反应。作为该碱性电解液,使用用于一般的镍氢充电电池的电解液。例如,优选使用氢氧化钠水溶液。
作为分隔件28的材料,使用用于一般的镍氢充电电池的材料。例如,优选使用聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃纤维制无纺布。
正极24包含:成为多孔质构造、具有多个空孔的导电性的正极基材;以及在所述空孔内和正极基材的表面被保持的正极合剂。
作为上述正极基材,例如,可以使用泡沫镍。
正极合剂包含正极活性物质粒子、导电材料、正极添加剂和粘接剂。该粘接剂能发挥以下功效:在使正极活性物质粒子、导电材料及正极添加剂相粘接的同时,使正极合剂与正极基材相粘接。这里,作为粘接剂,例如可以使用羟甲基纤维素等。
正极活性物质粒子是氢氧化镍粒子或高阶氢氧化镍粒子。
作为导电材料,可以使用例如从氧化钴(CoO)、氢氧化钴(Co(OH)2)等钴化合物及钴(Co)中选出的一种或两种以上。
为了改善正极的特性,添加根据需要适当选择的正极添加剂。作为主要的正极添加剂,例如可举出氧化钇、氧化锌。
正极24例如能以如下方式来制造。
首先,制备正极合剂浆料,该正极合剂浆料包含正极活性物质粒子的集合体即正极活性物质粉末、导电材料、正极添加剂、水及粘接剂。所得到的正极合剂浆料例如填充到泡沫镍,并进行干燥。干燥后,填充了氢氧化镍粒子等的泡沫镍经过辊压后被裁剪。由此,制造了对正极合剂进行保持的正极24。
接下来,对负极26进行说明。
负极26具有呈带状的导电性的负极芯体,该负极芯体中保持有负极合剂。
负极芯体是分布有贯通孔的带状的金属材料,例如,能使用冲孔金属片。负极合剂不仅填充在负极芯体的贯通孔内,还以层状保持在负极芯体的两面上。
负极合剂包含储氢合金的粒子、负极添加剂、导电材料和粘接剂。这里,储氢合金是能够吸收和释放作为负极活性物质的氢的合金。作为储氢合金的种类,没有特别限定,但优选使用包含稀土类元素、Mg和Ni的稀土类-Mg-Ni类储氢合金。上述粘接剂发挥以下功效:使储氢合金的粒子、负极添加剂和导电材料彼此粘接,与此同时使负极合剂与负极芯体粘接。这里,作为粘接剂,可以使用亲水性或疏水性的聚合物,作为导电材料,可以使用炭黑、石墨、镍粉等。
为了改善负极的特性,添加根据需要适当选择的负极添加剂。
负极26例如能够如下那样进行制造。
首先,准备储氢合金粉末、导电材料、粘接剂和水,并将它们混炼来制备负极合剂浆料。另外,也可以根据需要进一步添加负极添加剂。将得到的负极合剂糊料涂到负极芯体上,并使其干燥。干燥后,附着有储氢合金粒子等的负极芯体被施加辊压,以提高储氢合金的充填密度,之后,裁剪成规定形状,由此来制造负极26。
上述那样制造出的正极24和负极26在夹着分隔件28的状态下被卷绕成螺旋状,由此来形成电极组22。
收纳有上述电极组22和碱性电解液的外壳10中,其开口固定有封口体11。该封口体11包含封口板14、阀体18和正极帽20。
封口板14是具有导电性的圆板形状的构件,具有位于电池2的内侧的第1面14a、以及位于该第1面14a的相反侧即电池2的外侧的第2面14b。此外,在封口板14的中央贯穿设置有作为通气孔的中央贯通孔16。该中央贯通孔16通常被后述的阀体18堵住。外壳10的开口内配置有封口板14及包围该封口板14的环形的绝缘密封件12,对外壳10的开口边缘37进行铆接加工,从而将封口板14和绝缘密封件12固定于外壳10的开口边缘37。
这里,由图1所明确的那样,在外壳10内,电极组22与封口板14之间配置有正极引线30。正极导线30其一端与正极24相连接,其另一端与封口板14的第1面14a相连接。由此,正极24与封口板14电连接。另外,封口板14与电极组22之间配置有圆形的上部绝缘构件32,正极引线30通过设置于上部绝缘构件32的切口39而延伸。此外,电极组22与外壳10的底部之间也配置有圆形的下部绝缘构件34。
另一方吧,封口板14的第2面14b电连接有正极帽20,该正极帽20通过对金属制的板材进行加工来制造。该正极帽20是收纳阀体18的部件,并且是成为电池的正极端子的部件。由此,正极24与正极端子(正极帽20)经由正极引线30和封口板14彼此电连接。
该正极帽20如图2所示,具有圆筒形状的主体部40、设置于主体部40的基端41的开口45的周缘的圆环状的凸缘42、以及设置为将基端41的相反侧的前端部43堵住的顶壁44。此外,如图2所明确的那样,在主体部40的下部贯穿设置有向侧方开口的通气孔46。该正极帽20配置为覆盖阀体18,凸缘42的部分焊接至封口板14的第2面14b。这里,正极帽20的主体部40的内径比封口板14的中央贯通孔16的直径要大。
阀体18使用用于一般的镍氢充电电池的阀体。优选为使用例如由橡胶类材料形成的圆柱状或带阶梯的圆柱状的阀体。
橡胶类材料所形成的阀体18可弹性变形,能以压缩到一定程度的状态收纳在正极帽20中。由此,阀体18的头部52与正极帽20的顶壁44的内表面相抵接,整体上被按压向封口板14。阀体18的主体部54的基端面58覆盖并气密性地堵住中央贯通孔16。即,阀体18以规定的压力堵住了中央贯通孔16。
电池2发生过充电等,在外壳10内气体异常产生,电池2内的气体的压力上升,若该压力超过规定的压力,则阀体18被压缩并发生变形,中央贯通孔16被打开。其结果是,气体从外壳10内通过中央通孔16和正极帽20的通气孔46释放到外部。若电池2内的气体的压力因气体的释放而下降,则阀体18恢复成原来的形状,并再次使电池2密闭。
这里,正极帽20的凸缘42与封口板14重合地进行焊接。通过该焊接,在凸缘42与封口板14重合的区域中形成焊接部(熔核)60(参照图2)。在本发明中,该焊接部60的位置被确定。详细而言,如图3所示,假想从凸缘42的中心C朝向凸缘42的径向外侧延伸的直线。可以假想为在凸缘42的板面上有无数根该假想的直线,但将其中的某1根设为第1假想线62。然后,将位于该第1假想线62上的焊接部60设为第1焊接部61。该第1焊接部61的俯视形状没有特别限定,但例如优选设为圆形。
然后,在该第1假想线62上,将从凸缘42的中心C到凸缘的外周缘64的长度设为R。另外,该R相当于凸缘42的半径、即正极帽20的半径。
此外,在第1假想线62上,将从焊接部60中的凸缘42的径向外侧的端缘66到凸缘42的外周缘64的长度设为X。
在这样假设的情况下,将X相对于R的比例设为百分率来求出,并设定X的值,以使得该百分率成为0%以上、2%以下的范围。
这里,X相对于R的比例为0%的状态是指如下状态:在俯视凸缘42时,凸缘42的外周缘64与焊接部60中的凸缘42的径向外侧的端缘66相重合。X相对于R的比例为2%的长度是指如下长度:X的长度相当于R(凸缘42的半径)的长度的2%。
进行正极帽20与封口板14的焊接,对于所得到的封口体11,进行以往所进行的破坏检查。
若对上述X相对于R的比例超过了2%的封口体11进行破坏检查,则封口体11的剥离方法等容易受到个人差异的影响,容易引起有无伤痕的误判定。
若上述X相对于R的比例在2%以下,则在破坏检查时,母材容易断裂,若形成有焊接部(熔核)60,则母材可靠地凹陷并产生伤痕,因此有无伤痕的判定的稳定性增加。
在本发明中,焊接部60的个数没有特别限定,但优选设为在凸缘42的周向上等间隔地形成有多个的方式。在本实施方式中,如图3所示,在凸缘42的周向上等间隔地形成有4个焊接部60。
上述封口板14与凸缘42之间的焊接并不限于电阻点焊,也可以采用凸焊。凸焊中,例如,如图4所示,对正极帽20的凸缘42施加浮雕加工,来准备形成有向封口板侧突出的突起68的正极帽20,对该正极帽20与封口板14加压使其接触,在该状态下使电流流过。由此,电流集中在突起68的部分,电阻热产生。然后,与凸缘42的突起68的部分和封口板14中的突起68相接的部分熔融后凝固,形成焊接部60。在该凸焊的情况下,突起68的俯视形状与通电后形成的焊接部60的俯视形状成为大致相同的形状。即,在突起68的俯视形状为圆形的情况下,通电后形成的焊接部60的俯视形状也为圆形,这些突起68和焊接部60的直径大致相一致。因此,在进行凸焊的情况下,对于设置于凸缘42的突起68,优选为将从凸缘42的径向外侧的端缘69到凸缘42的外周缘64的长度设为与上述X相等。
如以上所说明的那样,根据本发明,通过确定封口体11中的焊接部60的位置,从而能提高破坏检查中的焊接合格与否的判定的准确性,能削减不需要的焊接条件的调整作业的次数,能高效稳定地提供高质量的封口体11、乃至高质量的电池2。
[实施例]
1.镍氢充电电池的制造
(实施例1)
(1)封口体的制造
首先,准备镍氢充电电池中一般使用的、乙烯丙烯二甲苯橡胶制的阀体18。该阀体例如如图2所示,构成了具有圆柱状的头部52和圆柱状的主体部54的带阶梯的圆柱形状,其中,上述主体部54相对于头部52缩小直径,并位于与该头部52相同的轴上。
接着,对厚度0.2mm的镀镍钢板实施冲孔加工和冲压加工,以制造带凸缘的圆筒体形状的正极帽的半成品。对所得到的半成品的凸缘部分施加浮雕加工,在将凸缘的周向4等分后得到的位置处形成4个突起68,以制造图4所示那样的正极帽20。这里,正极帽(凸缘42)20的半径R设为4.9mm,突起68的半径设为0.6mm,从凸缘的外周缘64到突起68的端缘(凸缘的径向外侧的端缘)69的长度设为0.1mm。此时,从凸缘的外周缘到突起的端缘的长度相对于R的比例为2.0%。
此外,对厚度0.2mm的镀镍钢板实施冲孔加工,以制造在中央设有中央贯通孔16的圆盘状的封口板14。
接着,将阀体18收纳在正极帽20的内部,并将该正极帽20重叠在封口板14的第2面14b上,施加规定的压力来进行凸焊。此时,阀体18配置在堵住封口板14的中央贯通孔16的位置。由此制造出封口体11。
重复上述步骤,制造出多个封口体11。
这里,对焊接完成的封口体11进行截面观察,并测定焊接部60的半径、以及从凸缘42的外周缘64到焊接部60的凸缘中的径向外侧的端缘66的长度X。其结果是,焊接部60的半径为0.6mm。此外,X的长度为0.1mm,X相对于R的比例的百分率为2.0%。由此,突起68的位置与焊接部60的位置相同。
(2)封口体的破坏检查
针对上述那样制造出的封口体11,从规定批次中抽取规定个数的封口体11来获取样本,对于所得到的样本,使用规定的工具剥离正极帽20和封口板14来进行破坏检查。观察剥离下的正极帽20的凸缘42和封口板14的接合面,对与焊接部60相当的部分中4处凹陷的伤痕均能确认到的样本的个数进行计数。然后,求出4处凹陷的伤痕均能确认到的样本的个数相对于样本的总数的比例的百分率,将所得到的结果设为4熔核率,并在表1中示出。
(3)截面观察
在破坏检查中,对于与焊接部60相当的部分在4处中的任何一处无法确认伤痕、成为不良判定的样本,进行焊接部截面的金属组织观察,以观察是否实际形成了焊接部(熔核)。然后,对成为不良判定的样本中实际形成有焊接部(熔核)的误判定样本的数量进行计数。之后,求出误判定样本的个数相对于成为不良判定的样本的总数的比例的百分率,将所得到的结果设为误判定率,并在表1中示出。
(4)圆筒形镍氢充电电池的组装
接着,在用于一般的镍氢充电电池的正极24和负极26夹住分隔件28的状态下将其卷绕成螺旋状,来制造电极组22,上述分隔件28由聚丙烯纤维制无纺布所形成。
将所得到的电极组22与作为碱性电解液的氢氧化钠水溶液一起收纳在有底圆筒形状的外壳10内。
接着,在上述破坏检查中,对于包含了在与焊接部60相当的部分的4处中的任意一处无法确认伤痕的样本在内的批次,调整焊接条件并再次进行焊接。然后,将焊接条件调整完成的批次的封口体与判定为合格品的批次(包含了与焊接部60相当的部分的4处均能确认到凹陷的伤痕的样本在内的批次)的封口体一起准备规定个数的封口体。利用正极引线30将由此准备好的封口体11与正极24电连接,之后,将该封口体11经由绝缘密封件12铆接固定于外壳10的上端的开口。通过这种方式组装了电池2。
(实施例2)
除了正极帽20(凸缘42)的半径R为4.65mm、从凸缘的外周缘64到突起68的端缘(凸缘的径向外侧的端缘)69的长度为0mm以外,与实施例1同样地制造封口体11和电池2。对从凸缘的外周缘64到焊接部60的凸缘的径向外侧的端缘66的长度X进行测定,为0mm。即,X相对于R的比例的百分率为0%。另外,在实施例2的封口体中,在与焊接部60相当的部分的4处中的任意一处无法确认到伤痕的样本并不存在,4熔核率为100%,因此,无需进行焊接条件的调整。
(比较例1)
除了正极帽20(凸缘42)的半径R为7.3mm、突起68的半径为0.75mm、从凸缘的外周缘64到突起68的端缘(凸缘的径向外侧的端缘)69的长度为0.3mm以外,与实施例1同样地制造封口体11和电池2。另外,对从凸缘的外周缘64到焊接部60的凸缘的径向外侧的端缘66的长度X进行测定,为0.3mm。即,X相对于R的比例的百分率为4.1%。
(比较例2)
除了正极帽20(凸缘42)的半径R为6.0mm、从凸缘的外周缘64到突起68的端缘(凸缘的径向外侧的端缘)69的长度为0.3mm以外,与实施例1同样地制造封口体11和电池2。另外,对从凸缘的外周缘64到焊接部60的凸缘的径向外侧的端缘66的长度X进行测定,为0.3mm。即,X相对于R的比例的百分率为5.0%。
(比较例3)
除了正极帽20(凸缘42)的半径R为5.65mm、突起的半径为0.6mm、从凸缘的外周缘64到突起68的端缘(凸缘的径向外侧的端缘)69的长度为0.2mm以外,与实施例1同样地制造封口体11和电池2。另外,对从凸缘的外周缘64到焊接部60的凸缘的径向外侧的端缘66的长度X进行测定,为0.2mm。即,X相对于R的比例的百分率为3.5%。
(比较例4)
除了正极帽20(凸缘42)的半径R为4.85mm、从凸缘的外周缘64到突起68的端缘(凸缘的径向外侧的端缘)69的长度为0.2mm以外,与实施例1同样地制造封口体11和电池2。另外,对从凸缘的外周缘64到焊接部60的凸缘的径向外侧的端缘66的长度X进行测定,为0.2mm。即,X相对于R的比例的百分率为4.1%。
(比较例5)
除了正极帽20(凸缘42)的半径R为3.1mm、突起的半径为0.4mm、从凸缘的外周缘64到突起68的端缘(凸缘的径向外侧的端缘)69的长度为0.19mm以外,与实施例1同样地制造封口体11和电池2。另外,对从凸缘的外周缘64到焊接部60的凸缘的径向外侧的端缘66的长度X进行测定,为0.19mm。即,X相对于R的比例的百分率为6.1%。
2.所得到的电池的脱帽发生率
在实施例1、比较例1、比较例2、比较例4和比较例5的电池2的组装工序中,对实际上发生了正极帽的脱落的电池2的个数进行计数。然后,对于实施例1、比较例1、比较例2、比较例4和比较例5,求出发生了正极脱帽的电池的个数相对于总电池数的比例。将其结果设为脱帽发生率,一并在表1中示出。
[表1]
Figure BDA0002635514250000161
3.考量
根据表1,X相对于R的比例为4.1%以上的比较例1~5的4熔核率为50~70%。该情况下,与焊接部60相当的部分的4处中的任意一处无法确认到伤痕、接受了不良判定的样本存在30~50%。然而,对于接受了不良判定的样本进行截面观察,求出误判定率,可知在30~50%的比例中存在误判定的样本。即,对于形成了良好的焊接部的封口体的一部分,作出了不良品的判定。因此,可以说处于进行不需要的焊接的调整作业的状况。
不需要的焊接的调整作业有可能成为不良品产生的原因。例如,若焊接条件明明是恰当的、但因误判定而判断为需要进行焊接调整并进行提高焊接电流值等的调整,则有时发生爆炸等并产生正极帽的焊接不良。该情况下,考虑在所得到的电池中,在制造工序中产生因焊接不良而引起的正极帽的脱落,导致脱帽发生率上升。在比较率1、2、4、5中,脱帽发生率为0.02~0.10ppm,产生正极帽的脱落。
与此相对,X相对于R的比例在2.0%以下的实施例1、2的4熔核率为90~100%。即,若实施例1、2的封口体形成有良好的焊接部,则在破坏检查时,与比较例的封口体相比更可靠地形成凹陷的伤。因此,可以说伤痕的判定的精度得以提高。
在本实施例1、2中,误判定率为0%~10%,可以说对形成了良好的焊接部的状态进行误判定的比例极低,能容易地进行是合格品还是不良品的确认。因此,可以说若4熔核率提高,则误判定率下降。
如上所述,若4熔核率提高,则误判定减少,不需要的焊接的调整作业的频度减少。其结果是,能抑制潜在的因不需要的焊接的调整作业而引起的焊接不良。若焊接不良潜在的比例减少,则考虑在所得到的电池中,在制造工序中正极帽的脱落产生的脱帽发生率下降。在实施例1中,脱帽发生率为0ppm,得到正极帽的脱落不产生的良好的结果。
如上所述,根据本发明,能减少误判定并可靠地进行封口体的焊接部中的合格或不良的检查,能降低进行不需要的焊接的调整作业的次数。其结果是,能稳定地提供高质量的封口体、乃至高质量的电池,并能力图实现电池的制造效率的提高。
另外,本发明并不限于上述一个实施方式及实施例,可以进行各种变形,例如,电池的种类并不限于镍氢充电电池,也可以是镍-铬充电电池、锂离子充电电池等。
<本发明的方式>
本发明的第1方式的封口体中,在包括封口板、以及焊接至所述封口板的正极帽的封口体中,所述正极帽包含:圆筒形状的主体部;圆环状的凸缘,该圆环状的凸缘沿着位于所述主体部的基端的开口的周缘而设置;以及顶壁,该顶壁设置为堵住所述基端的相反侧的前端部,所述封口板与所述正极帽的焊接部位于所述封口板与所述凸缘重合的区域,在将从所述凸缘的中心到所述凸缘的外周缘的长度设为R、将从所述焊接部的所述凸缘的径向外侧的端缘到所述凸缘的外周缘的长度设为X的情况下,所述封口板与所述正极帽的焊接部位于X相对于R的比例的百分率在0%以上、2%以下的位置。
本发明的第2方式的封口体中,在上述本发明的第1方式中,在所述凸缘的周向上等间隔地形成有多个所述焊接部。
本发明的第3方式的电池中,包括:在上端具有开口的外壳;与电解液一起收纳在所述外壳中的电极组;以及对所述外壳的开口进行封口的封口体,所述封口体是上述本发明的第1方式或第2方式的封口体。
标号说明
2 镍氢充电电池,
10 外壳,
12 绝缘密封件,
11 封口体,
14 封口板,
18 阀体,
20 正极帽(正极端子),
24 正极,
26 负极,
28 分隔件,
42 凸缘,
60 焊接部(熔核),
64 外周缘,
66 端缘。

Claims (3)

1.一种封口体,包括:
封口板;以及焊接至所述封口板的正极帽,所述封口体的特征在于,
所述正极帽包含:
圆筒形状的主体部;圆环状的凸缘,该圆环状的凸缘沿着位于所述主体部的基端的开口的周缘而设置;以及顶壁,该顶壁设置为堵住所述基端的相反侧的前端部,
所述封口板与所述正极帽的焊接部位于所述封口板与所述凸缘重合的区域,在将从所述凸缘的中心到所述凸缘的外周缘的长度设为R、将从所述焊接部的所述凸缘的径向外侧的端缘到所述凸缘的外周缘的长度设为X的情况下,所述封口板与所述正极帽的焊接部位于X相对于R的比例的百分率在0%以上、2%以下的位置。
2.如权利要求1所述的封口体,其特征在于,
在所述凸缘的周向上等间隔地形成有多个所述焊接部。
3.一种电池,其特征在于,包括:
在上端具有开口的外壳;与电解液一起收纳在所述外壳中的电极组;以及对所述外壳的开口进行封口的封口体,
所述封口体是权利要求1或2所述的封口体。
CN201880089567.7A 2018-02-16 2018-12-21 封口体和电池 Active CN111727516B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018026335A JP7093199B2 (ja) 2018-02-16 2018-02-16 封口体及び電池
JP2018-026335 2018-02-16
PCT/JP2018/047134 WO2019159532A1 (ja) 2018-02-16 2018-12-21 封口体及び電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111727516A true CN111727516A (zh) 2020-09-29
CN111727516B CN111727516B (zh) 2023-12-05

Family

ID=67619292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880089567.7A Active CN111727516B (zh) 2018-02-16 2018-12-21 封口体和电池

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20200365857A1 (zh)
EP (1) EP3754742A4 (zh)
JP (1) JP7093199B2 (zh)
CN (1) CN111727516B (zh)
WO (1) WO2019159532A1 (zh)

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08148135A (ja) * 1994-11-18 1996-06-07 Toshiba Battery Co Ltd 防爆機能付電池
JPH0982289A (ja) * 1995-09-18 1997-03-28 Toshiba Battery Co Ltd 円筒形電池
JPH11354091A (ja) * 1998-06-08 1999-12-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池およびその製造法
JP2001126695A (ja) * 1999-10-28 2001-05-11 Sony Corp 密閉型電池
JP2006004730A (ja) * 2004-06-17 2006-01-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 組立封口板および電池
US20070212595A1 (en) * 2006-03-13 2007-09-13 Lg Chem, Ltd High rate charging and discharging cylindrical secondary battery
CN101772850A (zh) * 2007-06-07 2010-07-07 A123系统公司 用于大电流容量的能量提供装置的盖组件
CN202749423U (zh) * 2012-07-16 2013-02-20 松下能源(无锡)有限公司 电池封口板、电池外壳、以及二次电池
CN103503194A (zh) * 2011-04-28 2014-01-08 三洋电机株式会社 密闭型电池及其制造方法
KR20140106327A (ko) * 2013-02-26 2014-09-03 주식회사 엘지화학 이차 전지 및 그 제조 방법
JP2015220118A (ja) * 2014-05-19 2015-12-07 Fdk株式会社 アルカリ二次電池
CN107346808A (zh) * 2017-07-20 2017-11-14 浙江兴海能源科技股份有限公司 一种汽车启‑停系统用锂离子电池

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003045393A (ja) 2001-07-31 2003-02-14 Sanyo Electric Co Ltd 密閉型蓄電池
JP4651297B2 (ja) * 2004-03-30 2011-03-16 三洋電機株式会社 電池
JP2006351512A (ja) 2005-05-16 2006-12-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 密閉型二次電池およびその製造方法
JP4702640B2 (ja) * 2008-04-18 2011-06-15 トヨタ自動車株式会社 電池

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08148135A (ja) * 1994-11-18 1996-06-07 Toshiba Battery Co Ltd 防爆機能付電池
JPH0982289A (ja) * 1995-09-18 1997-03-28 Toshiba Battery Co Ltd 円筒形電池
JPH11354091A (ja) * 1998-06-08 1999-12-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池およびその製造法
JP2001126695A (ja) * 1999-10-28 2001-05-11 Sony Corp 密閉型電池
JP2006004730A (ja) * 2004-06-17 2006-01-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 組立封口板および電池
US20070212595A1 (en) * 2006-03-13 2007-09-13 Lg Chem, Ltd High rate charging and discharging cylindrical secondary battery
CN101772850A (zh) * 2007-06-07 2010-07-07 A123系统公司 用于大电流容量的能量提供装置的盖组件
CN103503194A (zh) * 2011-04-28 2014-01-08 三洋电机株式会社 密闭型电池及其制造方法
CN202749423U (zh) * 2012-07-16 2013-02-20 松下能源(无锡)有限公司 电池封口板、电池外壳、以及二次电池
KR20140106327A (ko) * 2013-02-26 2014-09-03 주식회사 엘지화학 이차 전지 및 그 제조 방법
JP2015220118A (ja) * 2014-05-19 2015-12-07 Fdk株式会社 アルカリ二次電池
CN107346808A (zh) * 2017-07-20 2017-11-14 浙江兴海能源科技股份有限公司 一种汽车启‑停系统用锂离子电池

Also Published As

Publication number Publication date
EP3754742A1 (en) 2020-12-23
US20200365857A1 (en) 2020-11-19
JP2019145251A (ja) 2019-08-29
WO2019159532A1 (ja) 2019-08-22
JP7093199B2 (ja) 2022-06-29
CN111727516B (zh) 2023-12-05
EP3754742A4 (en) 2021-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11824223B2 (en) Cylindrical sealed battery and battery pack
US11296388B2 (en) Secondary battery
JP5430978B2 (ja) 密閉電池及びその製造方法
EP0742599B1 (en) Enclosed-type secondary cell
EP2541639B1 (en) Cylindrical battery and gasket for use in same
KR102570969B1 (ko) 원통형 리튬 이온 이차 전지
JP5018087B2 (ja) 密閉形電池、密閉形電池用リード、及び密閉形電池の複数個で構成した組電池
KR101416520B1 (ko) 벤트 구조를 갖는 2차 전지용 캡 플레이트 및 그의 제조방법
CN111727516B (zh) 封口体和电池
JP2019114472A (ja) 集電リード及びこの集電リードを備えている二次電池
KR101889592B1 (ko) 비딩부를 포함하지 않는 원통형 전지 및 이의 제조 방법
CN107808962A (zh) 圆筒形碱性二次电池
US20150180083A1 (en) Cylindrical battery
JP2009231207A (ja) 円筒形電池
JP7488008B2 (ja) アルカリ蓄電池
JP2000251871A (ja) アルカリ二次電池
JP7161373B2 (ja) 二次電池
JPH05283099A (ja) アルカリ蓄電池
JP2016149300A (ja) アルカリ二次電池
US20240313333A1 (en) Sealing body for cylindrical storage battery and cylindrical storage battery using same
WO2024106118A1 (ja) 電池
JP2024136597A (ja) 二次電池
JP2019117690A (ja) 集電体及びこの集電体を備えている二次電池
JP5084215B2 (ja) 円筒型電池
JP2024123904A (ja) 二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant