電池容器及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供電池容器及其制造方法。電池容器(10)具備一方開口的殼體部件(1)、和用于堵塞開口的封口部件(2)。并且，在使殼體部件(1)與封口部件(2)接觸并通過(guò)照射焊接束而熔融的熔融部(13)附近形成有缺肉部(24)。此外，以使得熔融部(13)到達(dá)缺肉部(24)的方式對(duì)殼體部件(1)與封口部件(2)進(jìn)行焊接。另外，在焊接束的照射方向上的缺肉部(24)的寬度可以為熔融部(13)的熔深的1/3以上。
【專利說(shuō)明】電池容器及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及將一方開口的殼體部件、和用于堵塞開口的封口部件通過(guò)焊接接合而成的電池容器及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，作為移動(dòng)終端、電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力車等的電源，利用各種電池，提出有為該電池所用的各種電池容器。例如，已知有如下的電池容器的制造方法，該電池容器具備:一方開口且用于在內(nèi)部收納電池部件的殼體部件、和用于堵塞開口的封口部件，將接殼體部件的突出部與封口部件的突出部對(duì)接并通過(guò)焊接接合(例如參照專利文獻(xiàn)I)。
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本特開2009 - 146645號(hào)公報(bào)
[0004]然而，在上述專利文獻(xiàn)I所示的制造方法中，例如當(dāng)突出部小且焊接束的能量大的情況下，存在突出部燒穿、產(chǎn)生焊接缺陷的顧慮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明正是為了解決這樣的問(wèn)題而完成的，其目的在于提供一種通過(guò)最佳地進(jìn)行焊接來(lái)提高焊接的可靠性的電池容器及其制造方法。
[0006]用于實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的一個(gè)方式涉及一種電池容器，具有一方開口的殼體部件和用于堵塞上述開口的封口部件，其特征在于，在使上述殼體部件與封口部件接觸并通過(guò)照射焊接束而熔融的熔融部附近形成有缺肉部，以使得上述熔融部到達(dá)上述缺肉部的方式對(duì)上述殼體部件與封口部件進(jìn)行焊接。
[0007]在該一個(gè)方式中，也可以形成為，在上述焊接束的照射方向上的上述缺肉部的寬度為上述熔融部的熔深的1/3以上。
[0008]在該一個(gè)方式中，也可以形成為，形成有沿著上述焊接束的照射方向朝上述殼體部件或上述封口部件的外部側(cè)變厚的厚壁部，以使得上述熔融部被收斂在上述厚壁部的范圍內(nèi)的方式進(jìn)行上述焊接。
[0009]在該一個(gè)方式中，也可以形成為，上述厚壁部具有:厚度向外側(cè)逐漸增加的增厚漸變部；和與該增厚漸變部一體形成且厚度恒定的增厚恒定部，從上述增厚恒定部的厚度減去上述厚壁部以外的通常面的厚度而得的值為上述熔融部的熔深的1/3以上。
[0010]在該一個(gè)方式中，也可以形成為，從上述厚壁部的高度減去上述增厚漸變部的高度而得的值為上述熔融部的熔深以下。
[0011 ] 在該一個(gè)方式中，也可以形成為，上述缺肉部在上述封口部件的外緣以及殼體部件的開口中的至少一方沿著上述外緣以及開口遍及整周或間斷地形成槽狀。
[0012]在該一個(gè)方式中，也可以形成為，通過(guò)沿著上述封口部件的外緣在上述熔融部附近將封口部件的上面角部以具有由曲面形成的角部的方式朝斜下方切除而形成上述缺肉部。
[0013]在該一個(gè)方式中，也可以形成為，上述殼體部件與上述封口部件通過(guò)激光焊接被接合而密閉。
[0014]另一方面，用于實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的一個(gè)方式涉及一種電池容器的制造方法，通過(guò)焊接將一方開口的殼體部件與用于堵塞上述開口的封口部件接合，其特征在于，上述電池容器的制造方法具有以下步驟:在使上述殼體部件與封口部件接觸并通過(guò)照射焊接束而熔融的熔融部附近形成缺肉部的步驟；以及以使得上述熔融部到達(dá)上述缺肉部的方式進(jìn)行上述焊接的步驟。
[0015]在該一個(gè)方式中，也可以形成為，在上述焊接束的照射方向上的上述缺肉部的寬度為上述熔融部的熔深的1/3以上。
[0016]在該一個(gè)方式中，也可以形成為，在上述殼體部件或上述封口部件，形成有沿著上述焊接束的照射方向朝上述殼體部件或上述封口部件的外部側(cè)變厚的厚壁部，以使得上述熔融部被收斂在上述厚壁部的范圍內(nèi)的方式進(jìn)行上述焊接。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種通過(guò)最佳地進(jìn)行焊接來(lái)提高焊接可靠性的電池容器及其制造方法。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的電池容器的概要結(jié)構(gòu)的圖。
[0019]圖2為示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的電池容器的概要結(jié)構(gòu)的圖。
[0020]圖3為示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的殼體部件的概要結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0021]圖4為將當(dāng)沿直線A — A剖切圖3所示的電池容器時(shí)的截面局部放大后的剖視放大圖。
[0022]圖5為示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的封口部件的概要結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0023]圖6為將圖5所示的封口部件沿直線A — A剖切并局部放大的剖視放大圖。
[0024]圖7為將使殼體部件與封口部件的嵌合部嵌合、并用封口部件堵塞殼體部件的開口后的狀態(tài)局部放大的剖視放大圖。
[0025]圖8為示出使殼體部件以及封口部件熔融至熔深A(yù)而接合的狀態(tài)的一個(gè)例子的圖。
[0026]圖9為示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的電池容器的封口部件的一個(gè)變形例的圖。
[0027]圖10為示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的電池容器的封口部件的一個(gè)變形例的圖。
[0028]圖11為示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的電池容器的封口部件的一個(gè)變形例的圖。
[0029]圖12為示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的電池容器的封口部件的一個(gè)變形例的圖。
[0030]圖13為示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的電池容器的封口部件的一個(gè)變形例的圖。
[0031]圖14為示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的電池容器的殼體部件的一個(gè)變形例的圖。
[0032]圖15為示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的電池容器的殼體部件的一個(gè)變形例的圖。
[0033]圖16為示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的電池容器的殼體部件的一個(gè)變形例的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1以及圖2為示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的電池容器的概要結(jié)構(gòu)的圖。
[0035]本實(shí)施方式所涉及的電池容器10具備:一方開口且用于在內(nèi)部收納電池部件的殼體部件I ;以及用于堵塞開口部11的封口部件2。在封口部件2分別安裝有連接有正極的外部端子6的正極集電端子3、和連接有負(fù)極的外部端子7的負(fù)極集電端子4。
[0036]在正極集電端子3以及負(fù)極集電端子4的下方側(cè)連接有電極體5。進(jìn)而，連接于該正極集電端子3以及負(fù)極集電端子4的下方側(cè)的電極體5被收納于殼體部件I中，殼體部件I的開口部11由封口部件2堵塞，殼體部件I與封口部件2通過(guò)激光焊接等被接合而密閉。這樣，本實(shí)施方式所涉及的電池容器10例如構(gòu)成為大致立方體形狀的方形密閉式的鋰離子二次電池，被搭載于電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力車、移動(dòng)終端等。
[0037]圖3為示出本實(shí)施方式所涉及的殼體部件的概要結(jié)構(gòu)的立體圖。如圖3所示，殼體部件I例如由重量輕的鋁等金屬等形成為大致長(zhǎng)方體狀，且其上方面開口。
[0038]圖4為將當(dāng)沿直線A — A剖切圖3所示的電池容器時(shí)的截面局部放大后的剖視放大圖。如圖4所示，沿 著殼體部件I的開口部11形成厚壁部12，由此提高強(qiáng)度以及封閉性。厚壁部12具有:隨著趨向上方側(cè)而厚度向外側(cè)逐漸增加的增厚漸變部121 ;以及與增厚漸變部121 —體形成且厚度恒定的增厚恒定部122。
[0039]并且，((增厚部板厚LI)-(通常面板厚L2))優(yōu)選為焊接殼體部件I與封口部件2時(shí)熔融的熔融部13的熔深A(yù)(圖8)的1/3以上(LI — L2≤A/3)，((增厚部高度L3)—(增厚部漸變部L4))優(yōu)選為熔融部13的熔深A(yù)以下(L3 — L4 < A)。另外，在本實(shí)施方式中，殼體部件I形成為沿著開口部11具有厚壁部12的結(jié)構(gòu)，但并不限于此，也可以形成為不具有厚壁部12的結(jié)構(gòu)。
[0040]圖5為示出本實(shí)施方式所涉及的封口部件的概要結(jié)構(gòu)的立體圖。如圖5所示，封口部件2例如由鋁等的金屬形成，且分別形成有供正極集電端子3以及負(fù)極集電端子4插入的開口部21、22。在封口部件2，沿著其外緣分別形成有凹狀的嵌合部23以及缺肉部24。
[0041]圖6為將沿直線A — A剖切圖5所示的封口部件并局部放大的剖視放大圖。嵌合部23通過(guò)沿著封口部件2的外緣將下面?zhèn)惹谐纬?，并與殼體部件I的開口部11嵌合。
[0042]缺肉部24通過(guò)沿著封口部件2的外緣在熔融部13附近將上面角部沿焊接激光(束)的照射方向切除缺肉部寬度L5而形成，且相對(duì)于嵌合部23大致平行地形成于大致上方側(cè)。對(duì)于該通過(guò)切除而形成的缺肉部24的角部241，為了保持熔融部13的強(qiáng)度，優(yōu)選由圓弧(R)形狀或斜面(C)形狀等的曲面形成(圖12)。并且，優(yōu)選將缺肉部寬度L5設(shè)定為殼體部件2與封口部件I的熔融部13的熔深A(yù)的1/3以上(L5≤A/3)。由此，能夠使焊接熱更為集中地沿熔深方向傳遞。
[0043]缺肉部24沿著封口部件2的外緣遍及整周形成為槽狀，但并不限于此，例如也可以沿著封口部件2的外緣僅在強(qiáng)度低的部分?jǐn)嗬m(xù)地形成。這樣，通過(guò)局部地形成缺肉部24，壁厚薄的部分變少，因此電池容器10的耐老化性以及密閉性進(jìn)一步提高。
[0044]并且，缺肉部24形成于封口部件2的熔融部13附近，但并不限于此，例如可以形成于殼體部件2的熔融部13附近，或者在封口部件2以及殼體部件I的熔融部13附近分別形成。
[0045]圖7為將使殼體部件與封口部件的嵌合部嵌合并用封口部件堵塞殼體部件的開口部后的狀態(tài)局部放大的剖視放大圖。在圖7所示的狀態(tài)下，如果使用激光焊接裝置等從側(cè)方向殼體部件I與封口部件2的接合部照射激光束，則如圖8所示，殼體部件I以及封口部件2熔融至熔深A(yù)而被接合。
[0046]在此，優(yōu)選以下述方式進(jìn)行上述激光焊接，即:(a)熔融部13的上方側(cè)(一方側(cè))到達(dá)封口部件2的缺肉部24，并且(b)熔融部13的下方側(cè)(另一方側(cè))被收斂在殼體部件I的厚壁部12的范圍內(nèi)(增厚部高度L3的范圍內(nèi))。由此，能夠使焊接熱不擴(kuò)散而更集中地沿熔深方向傳遞。并且，在本實(shí)施方式中，使用激光焊接裝置，但并不限于此，例如可以使用電子束焊接裝置，也可以使用能夠照射能量束的任意的焊接裝置。
[0047]另外，以往，在進(jìn)行殼體部件與封口部件的激光焊接的情況下，如果為了在熔融部得到深的熔深而單純?cè)龃蠛附幽芰?，則會(huì)產(chǎn)生焊接缺陷(因飛濺而產(chǎn)生的凹坑、在內(nèi)部產(chǎn)生的空隙等)增加的問(wèn)題。此外，存在焊接面積也擴(kuò)大的傾向，因此產(chǎn)生焊接缺陷部的熔深(殘留壁厚)變小的問(wèn)題。另一方面，如果單純減小焊接能量，又得不到熔融部的足夠的熔深。
[0048]因此，在本實(shí)施方式所涉及的電池容器10中，如上所述，在使殼體部件I與封口部件2嵌合并使該對(duì)接面熔融的熔融部13附近形成有缺肉部24。由此，焊接熱不從熔融部13的表面擴(kuò)散而集中沿熔深方向傳遞，因此能夠以較少的焊接能量在熔融部13得到更深的熔深A(yù)。即，能夠憑借較少的焊接能量抑制焊接缺陷，并且能夠利用熔融部13的深的熔深A(yù)實(shí)現(xiàn)更好的焊接。
[0049]接下來(lái)，對(duì)本實(shí)施方式所涉及的電池容器10的制造方法詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。
[0050]首先，生成殼體部件I以及封口部件2。進(jìn)而，在封口部件2，使用壓力加工等加工方法形成缺肉部24。另外，缺肉部24可以通過(guò)切削加工等在封口部件2形成，也可以應(yīng)用任意的加工方法。
[0051]接下來(lái)，使封口部件2與殼體部件I嵌合。然后，對(duì)于該嵌合后的封口部件2以及殼體部件I的焊接部，使用激光焊接裝置照射激光。由此，在封口部件I與殼體部件的焊接部形成焊道，進(jìn)行所謂的小孔式焊接。
[0052]在上述焊接中，以使得((增厚部板厚LI)-(一般面板厚L2))為熔融部13的熔深A(yù)的1/3以上，((增厚部高度L3)-(增厚漸變部L4))為熔融部13的熔深A(yù)以下，(缺肉部寬度L5)為熔深A(yù)的1/3以上，熔融部13的上方側(cè)到達(dá)封口部件2的缺肉部24且熔融部13的下方側(cè)被收斂在殼體部件I的厚壁部12的范圍內(nèi)的方式，設(shè)定激光焊接裝置的焊接能量。通過(guò)這樣進(jìn)行焊接，能使焊接熱更集中地沿熔深方向傳遞，能夠以較少的焊接能量得到更深的熔深。
[0053]另外，例如在搭載于電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力車、移動(dòng)終端等的電池容器中，尤其要求高密閉性。在該情況下，通過(guò)使用本實(shí)施方式所涉及的電池容器的制造方法，能夠?qū)⒋_保了高密閉性的電池容器10提供給電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力車、移動(dòng)終端等。[0054]接下來(lái)，對(duì)本實(shí)施方式所涉及的電池容器10的變形例詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。
[0055]在上述實(shí)施方式中，缺肉部24通過(guò)在熔融部13附近將上面角部以具有曲面的角部241的方式朝斜下方以缺肉部寬度L5切除而形成，但并不限于此，例如如圖9所示，缺肉部31也可以通過(guò)在熔融部附近將上面角部?jī)A斜地切除而形成。
[0056]上述實(shí)施方式中，如圖10所示，缺肉部32可以通過(guò)在熔融部13附近將上表面向下方以缺肉部寬度L5切除而形成。此外，在上述實(shí)施方式中，在封口部件2形成凹狀的嵌合部23，但并不限于此，如圖11所示，也可以形成為并未形成凹狀的嵌合部的結(jié)構(gòu)。在該情況下，封口部件的外側(cè)面與殼體部件的內(nèi)側(cè)面接合。另外，如圖13所示，缺肉部33可以形成為接近大致圓弧的形狀。
[0057]在上述實(shí)施方式中，在封口部件2的熔融部13附近形成缺肉部24，但也可以在殼體部件的熔融部附近形成缺肉部。例如如圖14所示，缺肉部33可以通過(guò)在殼體部件的外側(cè)面以缺肉部寬度L5沿水平方向切除而形成。并且，如圖15所示，缺肉部34可以通過(guò)將殼體部件的厚壁部的熔融部附近傾斜地切除而形成。此外，如圖16所示，缺肉部35可以通過(guò)將殼體部件的厚壁部的上端角部的熔融部附近切除而形成。另外，在上述的變形例中，當(dāng)然也能夠得到焊接熱更集中地沿熔深方向傳遞，能夠憑借較少的焊接能量得到深的熔深的效果。并且，形成于上述的封口部件2以及殼體部件I的缺肉部不過(guò)為一個(gè)例子，并不限于此，例如可以將上述實(shí)施方式任意地組合，只要為熔融部附近即可，可以在任意位置形成缺肉部。
[0058]以上，在本實(shí)施方式所涉及的電池容器10中，在殼體部件I與封口部件2熔融并接合的熔融部13附近形成缺肉部24，以使得熔融部13的上方側(cè)到達(dá)缺肉部24的方式進(jìn)行焊接。由此，焊接熱更集中地沿熔深方向傳遞，能夠憑借較少的焊接能量得到深的熔深。因而，能夠大幅抑制焊接缺陷，并且能夠有效地減少焊接能量的損失。并且，通過(guò)抑制殼體部件I與封口部件2的焊接部的焊接缺陷，能夠提高該焊接部的強(qiáng)度。即，能夠最佳地進(jìn)行焊接，能夠提高電池容器10的密閉性，能夠提高可靠性。
[0059]另外，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，能夠在不脫離主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)變更。
[0060]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0061 ] 本發(fā)明例如能夠應(yīng)用于搭載于電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力車、移動(dòng)終端等的要求高密閉性的電池容器。
[0062]標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0063]1:殼體部件；2:封口部件；10:電池容器；11:開口部；12:厚壁部；13:熔融部；23:嵌合部；24:缺肉部；121:增厚漸變部；122:增厚恒定部；241:角部。
【權(quán)利要求】
1.一種電池容器，具有一方開口的殼體部件和用于堵塞上述開口的封口部件，其特征在于， 在使上述殼體部件與封口部件接觸并通過(guò)照射焊接束而熔融的熔融部附近形成有缺肉部， 以使得上述熔融部到達(dá)上述缺肉部的方式對(duì)上述殼體部件與封口部件進(jìn)行焊接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池容器，其特征在于， 在上述焊接束的照射方向上的上述缺肉部的寬度為上述熔融部的熔深的1/3以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池容器，其特征在于， 形成有沿著上述焊接束的照射方向朝上述殼體部件或上述封口部件的外部側(cè)變厚的厚壁部， 以使得上述熔融部被收斂在上述厚壁部的范圍內(nèi)的方式進(jìn)行上述焊接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池容器，其特征在于， 上述厚壁部具有:厚度向外側(cè)逐漸增加的增厚漸變部；和與該增厚漸變部一體形成且厚度恒定的增厚恒定部， 從上述增厚恒定部的厚度減去上述厚壁部以外的通常面的厚度而得的值為上述熔融部的熔深的1/3以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池容器，其特征在于， 從上述厚壁部的高度減去上述增厚漸變部的高度而得的值為上述熔融部的熔深以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項(xiàng)所述的電池容器,其特征在于， 上述缺肉部在上述封口部件的外緣以及殼體部件的開口中的至少一方沿著上述外緣以及開口遍及整周或間斷地形成槽狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的電池容器,其特征在于， 通過(guò)沿著上述封口部件的外緣在上述熔融部附近將封口部件的上面角部以具有由曲面形成的角部的方式朝斜下方切除而形成上述缺肉部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1?7中任意一項(xiàng)所述的電池容器，其特征在于， 上述殼體部件與上述封口部件通過(guò)激光焊接被接合而密閉。
9.一種電池容器的制造方法，通過(guò)焊接將一方開口的殼體部件與用于堵塞上述開口的封口部件接合，其特征在于， 上述電池容器的制造方法具有以下步驟: 在使上述殼體部件與封口部件接觸并通過(guò)照射焊接束而熔融的熔融部附近形成缺肉部的步驟；以及 以使得上述熔融部到達(dá)上述缺肉部的方式進(jìn)行上述焊接的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池容器的制造方法，其特征在于， 在上述焊接束的照射方向上的上述缺肉部的寬度為上述熔融部的熔深的1/3以上。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的電池容器的制造方法，其特征在于， 在上述殼體部件或上述封口部件，形成有沿著上述焊接束的照射方向朝上述殼體部件或上述封口部件的外部側(cè)變厚的厚壁部， 以使得上述熔融部被收斂在上述厚壁部的范圍內(nèi)的方式進(jìn)行上述焊接。
【文檔編號(hào)】H01M2/04GK104011896SQ201180075790
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月20日
【發(fā)明者】川瀨聰美 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社