專利名稱：密封的矩形電池的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有一金屬容器的密封的矩形電池，例如堿性的蓄電池。更具體地說，本發(fā)明涉及激光密封焊接型密封的矩形電池。
最近一些年來，使用電池的便攜裝置已經(jīng)有了顯著的發(fā)展。攝像機、便攜電話等已經(jīng)具有大量的市場。將被用作操縱這些裝置的電源正面臨更高的容量、較小的尺寸和較輕的重量的要求。為了滿足這些需要，替代圓柱狀容器的具有矩形容器的小尺寸密封矩形電池已經(jīng)越來越多被使用，以便減少電池尺寸和因此節(jié)省電池空間。
如圖4所示，這樣的一個密封的矩形電池通常是按照一種方法制備的，該方法包括在一個勁殊榮其中接受一組電極金屬板，電極板為彼此疊層放置的正電極金屬板和負電極金屬板，其間插入有隔離物，該金屬容器具有一上側面，一底部面，一對相對的寬側面和一對相對的狹窄側面，在這樣一個結構中，即，電極金屬板組的迭片方向垂直于金屬容器的寬的側面，將電解溶液注入該金屬容器，如圖5所示，在矩形容器的上側面中形成的開口上放置裝備有一個正電極端2的一個封閉金屬板1，然后將該封閉金屬板1激光焊接到該矩形容器上。
圖5一般地舉例說明了一個裝備有一個傳統(tǒng)的正電極端的封閉主體10。參考數(shù)字1顯示一個封閉金屬板，參考數(shù)字2顯示一個正極電極端子，參考數(shù)字3顯示一個墊圈，參考數(shù)4顯示一個激光焊接部分。
然而，如圖5所示的裝備有兩個極性中的一個的封閉金屬板1不利點在于，激光焊接部分4和墊圈3之間距離是那么小，以致在激光焊接的時候墊圈可能被熔化，引起電池的密封性降低，導致容易出現(xiàn)電解液泄漏。特別是，在所說情況存在的情況下，即正在增長的要求減少此類矩形電池的厚度的情況下，在試圖防止激光焊接的時候墊圈熔化情況中，在激光焊接部分4和墊圈3之間的距離不能增加。此外，此類矩形電池的厚度的減少是有限的。
本發(fā)明是為了解決上面的問題做出的。本發(fā)明的目的是提供一種密封的矩形電池，其在激光焊接的時候不容易造成熔化墊圈引起電池密封性降低以及發(fā)生電解液泄漏，并且更進一步實現(xiàn)這樣的密封的矩形電池的厚度減少。即，本電池的第一方面是一種密封的矩形電池，其包括在金屬容器中接受的一組電極金屬板，該金屬容器具有一對相對的寬的側面和一對相對的狹窄的側面，所述的電極金屬板組具有彼此迭層的一個正電極金屬板和一個負電極金屬板，它們之間提供有一個隔離物，在其中所述金屬容器裝備有在它的寬的側面與所述正電極電極金屬板和負極電極金屬板中的一電極金屬板連接的一個端子。
本電池的第二方面是根據(jù)第一方面的一個密封的矩形電池，在其中該端子被安裝在所述金屬容器的一個封閉金屬板上。
本電池的第三方面是根據(jù)第二方面的一個密封的矩形電池，在其中端子是通過一個墊圈安裝在封閉金屬板上，所述金屬容器與所述正電極和負電極的另一個電極金屬板連接。
本電池的第四方面是根據(jù)第二方面的一個密封的矩形電池，在其中該端子被安裝在所述金屬容器的該寬側面上形成的一個凹進處上。
本電池的第五方面是根據(jù)第二方面的一個密封的矩形的電池，在其中封閉金屬板包括安裝在所述金屬容器的寬的側面以致平行于該寬的側面的一個主要的封閉主體部分，端子被安裝在形成在所述金屬容器的寬的側面上的一個凹進處；從主要的封閉主體部分的一個側面擴展以致將在與主要的封閉主體部分垂直的方向被折疊的一個第一封閉部分；以及從面對所述主要的封閉主體部分的側面的一個側面擴展，以致將在與對該主要的封閉主體部分的所述方向相反的一方向被折疊的一個第二封閉部分，以及所述主要的封閉主體部分的空閑端，所述第一封閉部分和所述第二封閉部分是與所述金屬容器密封的。
本電池的第六方面是根據(jù)第五方面的一個密封矩形電池，在其中所述封閉金屬板和所述金屬容器相互間是用激光焊接密封的。
該電池的第七方面是根據(jù)第二方面的一個密封的矩形電池，在其中所述密封的矩形電池是一個密封的矩形堿性蓄電池。
本電池的第八方面是根據(jù)第七方面的一個密封的矩形電池，在其中所述密封的矩形電池是一個密封的矩形鎳氫蓄電池。
本電池的第九方面是根據(jù)第七方面的一個密封的矩形電池，在其中所述密封的矩形電池是一個密封的矩形鎳鎘蓄電池。
本電池的第十方面是根據(jù)第二方面的一個密封的矩形電池，在其中所述密封的矩形電池是一個密封的矩形鋰蓄電池。
本電池的第十一方面是根據(jù)第二方面的一個密封的矩形電池，在其中所述密封的矩形電池是一個密封的矩形鋰離子二次電池。
本發(fā)明的密封的矩形電池包括在金屬容器中接受的一組電極金屬板，該金屬容器具有一對相對的寬的側面和一對相對的狹窄的側面，該組電極金屬板具有一個正電極金屬板和一個負電極金屬板，它們彼此迭層并且二者間設置有一個隔離物，其特征在于該金屬容器裝備有一個端子，該端子作為設置在金屬容器的寬的側面上的兩個極性電極中的一個。


圖1舉例說明了本發(fā)明實施例的一個矩形電池。
圖2舉例說明在本發(fā)明的矩形電池中使用的一個封閉金屬板。
圖3(a)和3(b)是本發(fā)明的矩形電池的前面和縱向視圖。
圖4舉例說明一個傳統(tǒng)的矩形電池。
圖5舉例說明在傳統(tǒng)的矩形電池中使用的一個封閉金屬板。
在下面的例子中將更進一步描述本發(fā)明，但是本發(fā)明不應該被解釋為受這些描述的限制，在發(fā)明的實質沒有變化的情況下是可以作出各種適當?shù)男薷暮妥兓摹?br> (例子1)第一實施例的密封的矩形電池在圖1-3中以示出，一個正電極端子2布置在金屬的容器20的寬的側面。
(正電極金屬板的制備)90份按重量計算的鎳氫氧化物粉末，其中包含2.5％按重量計算的鋅和1％按重量計算的鈷作為沉淀成分，10份按重量計算的鈷氫氧化物，3份按重量計算的鋅氧化物粉末和50份按重量計算的0.2wt-％羥苯基纖維素的水溶液被混合以制備一活性的正電極材料漿糊。然后，所制備的活性材料漿糊被擠壓成具有1.6毫米厚度的加寬、干燥、卷狀的鎳片，然后切割成具有30毫米×38毫米×0.8毫米尺寸的三片正電極金屬板。
(負電極金屬板的制備)將以預定重量量過的一個混合稀土(稀土族元件例如La、Ce、Nd和Pr的混合物)、鎳、鈷、鋁和錳混合并放入一個坩鍋，在一個高頻冶煉爐中熔化；然后冷卻，以制備一個由成分公式MmNi3.4Co0.8Al0.2Mn0.6表示的氫吸收合金錠，然后在惰性的氣體中磨碎到平均粒子直徑50微米。
然后如此準備的氫吸收合金粉末被添加聚乙烯氧化物粉末作為粘結劑。然后對該混合物添加離子交換水。然后該混合物被攪合以制備像泥漿似的漿糊。按重量計算作為粘結劑的聚乙烯氧化物粉末的添加數(shù)量是基于氫吸收合金的重量的0.5％。
然后按照芯材料在它的中心的部分被暴露的方式，將如此制備的氫吸收合金漿施加到用沖壓金屬制造的核心材料的兩個表面上，以制備氫吸收合金負電極。因此，制備了兩片具有30毫米×78毫米×0.4毫米的尺寸的負電極金屬板。
(密封的矩形金屬氫化物蓄電池的制備)然后構成如此制備的兩部分的負電極金屬板在中心的暴露的部分(活性的材料未覆蓋部分)被彎曲成為一個U形的形式。然后兩片正電極金屬板被彼此通過U形彎曲連接的負電極金屬板的兩部分與由設在它們之間的厚度約0.15mm的無紡的聚丙烯布料夾在中間。然后一片正電極金屬板被迭層在兩組U形負電極金屬板之間，該U形負電極金屬板之中組合有正電極金屬板，其間插入有厚度大約0.15毫米的無紡聚丙烯布料，以便制備一組電極金屬板。然后，按照這樣一個排列，即本組電極金屬板的迭層方向垂直于該寬的側面的排列，將如此制備的該組電極金屬板插入在兩個寬的側面中的一個上形成有一個開口的一個金屬容器中。然后電解溶液被注入該金屬容器。然后通過激光焊接一個如圖2所示封閉金屬板密封該金屬容器，準備本發(fā)明的1,000個容量為1,650mAh(毫安時)和尺寸為33mm寬×48mm高×6.0mm厚的密封的矩形鎳氫蓄電池A的樣本。
圖2是在本發(fā)明的鎳密封的矩形氫蓄電池中使用的封閉金屬板的前視圖。封閉1具有一個正電極端子2和一個用于將正電極端子2與封閉金屬板隔離的并且用于實施電池密閉的墊圈3。
圖3(a)和3(b)是本發(fā)明的矩形鎳-氫蓄電池的前視和縱向視圖。參考數(shù)字1指示一個封閉材料，參考數(shù)字2指示一個正電極端子，參考數(shù)字3指示一個用于將封閉材料與正電極端子隔離的墊圈，參考數(shù)字4指示一激光焊接部分，參考數(shù)字5指示金屬容器的寬的側面。
然后在激光焊接部分利用激光束對金屬容器照射，以使包括設有正電極端子2的水平部分1a和通過以直角分別向上和向下彎曲水平部分1a形成的垂直部分1b和1c的一封閉金屬板1被激光焊接到按照圖3(a)和3(b)所示的矩形容器5的寬的側面5，以便密封該電池。[比較的例子1]按照與例子1一樣的方式制備一組電極金屬板。然后，按照這樣一個排列，即本組電極金屬板的迭層方向垂直于該寬的側面4的排列，將如此制備的該組電極金屬板插入在它的上面形成有一個開口的一個金屬容器中。然后電解溶液被注入該金屬容器。圖5中所示的封閉金屬板被放置在形成在金屬容器的上面的打開上，然后激光焊接到金屬容器，以便準備1,000個密封的矩形鎳氫蓄電池X的樣本，它具有1,650mAh的名義上的容量和33毫米寬×48毫米高×6.0毫米厚尺寸的比較的例子。<試驗1>
如此準備的本發(fā)明的密封的矩形鎳氫蓄電池A和比較的例子的密封的矩形鎳氫蓄電池X在下列條件之下經(jīng)受電解液泄漏測試。產生的結果設在表1中。(測試)儲藏溫度室溫(20-25攝氏度)儲藏時間1個月試驗方法在視覺上地觀察激光焊接處部分和墊圈部分以判斷電解液泄漏。
表1
如在上面的表1可以看到的，本發(fā)明的電池A沒有顯示電解液泄漏的缺陷，而比較的電池X顯示了1,000樣品中2個樣品電解液泄漏的缺陷。推測是因為比較的電池X在激光焊接處部分和墊圈之間有很小的距離，以致在封閉材料激光焊接的時候墊圈被熔化，造成導致電解液泄漏出現(xiàn)的電池密封性的降低。
另一方面，可以認為本發(fā)明的電池A在激光焊接部分與墊圈之間具有一個距離，其足以防止在封閉材料的激光焊接的時候墊圈被熔化。
當本例子的封閉金屬板使用具有通過分別地向上和向下的彎曲水平部分形成的水平部分和垂直部分封閉金屬板的同時，在此處可采用的封閉金屬板并不限制于此。例如，具有只有普通水平部分但是無向上和向下的彎曲垂直部分的具有正電極端子的一封閉金屬板可以被激光焊接到金屬的容器的寬的側面。
當本例子已經(jīng)參照密封的矩形的鎳氫蓄電池描述的同時，應指出本發(fā)明并不限制于此。本發(fā)明可以被應用到利用激光束照射密封的所有類型的矩形電池，例如密封的矩形鎳鎘蓄電池，密封的矩形鋰電池，密封的矩形鋰離子電池。
當本例子已經(jīng)參照厚度6.0毫米的密封的矩形的鎳氫蓄電池描述的同時，應指出本發(fā)明并不限制于此。本發(fā)明可以被應用到厚度6.0毫米或者更小的密封的矩形電池，例如，5.0m毫米。因此，可以實現(xiàn)更進一步的減少密封的矩形電池的厚度。
從前面的描述中可以看出，在激光將封閉材料與金屬的容器焊接的時候，本發(fā)明的密封的矩形電池的用于將正電極端子與封閉材料隔離的墊圈不容易熔化，使得它能夠提供可以保持密閉性并且不容易發(fā)生電解液泄漏的密封的矩形電池。
同時，可以實現(xiàn)更進一步減少密封的矩形電池的厚度。因此，本發(fā)明具有非常高的工業(yè)價值。
權利要求
1.一種密封的矩形電池，它包括在金屬容器中接受的一組電極金屬板，該金屬容器具有一對相對的寬的側面和一對相對的狹窄的側面，所述的電極金屬板組具有彼此迭層的一個正電極金屬板和一個負電極金屬板，它們之間提供有一個隔離物，在其中所述金屬容器裝備有在它的寬的側面與所述正電極電極金屬板和負極電極金屬板中的一電極金屬板連接的一個端子。
2.根據(jù)權利要求1所述的密封的矩形電池，其特征在于該端子被安裝在所述金屬容器的一個封閉金屬板上。
3.根據(jù)權利要求2所述的密封的矩形電池，其特征在于所述端子是通過一個墊圈安裝在封閉金屬板上，所述金屬容器與所述正電極和負電極中的另一個電極金屬板連接。
4.根據(jù)權利要求2所述的密封的矩形電池，其特征在于該端子被安裝在形成在所述金屬容器的寬的側面上的一個凹進處。
5.根據(jù)權利要求2所述的密封的矩形電池，其特征在于該封閉金屬板包括安裝在所述金屬容器的寬的側面以致平行于該寬的側面的一個主要的封閉主體部分，端子被安裝在形成在所述金屬容器的寬的側面上的一個凹進處；一第一封閉部分，其從該主要的封閉主體部分擴展，以致在與該主要的封閉主體部分垂直的方向折疊；以及一第二封閉部分，其從面對主要的封閉主體部分的所述側面的一側面擴展，以致在與對主要的封閉主體部分的所述方向的相反的方向被折疊，以及所述主要的封閉主體部分的自由端，所述第一封閉部分和所述第二封閉部分與所述金屬的容器是密封的。
6.根據(jù)權利要求5所述的密封的矩形電池，其特征在于所述封閉金屬板和所述金屬的容器互相是通過激光焊接密封的。
7.根據(jù)權利要求2所述的密封的矩形電池，其特征在于所述密封的矩形電池是一個密封的矩形的堿性蓄電池。
8.根據(jù)權利要求7所述的密封的矩形電池，其特征在于所述密封的矩形電池是一個密封的矩形的鎳氫蓄電池。
9.根據(jù)權利要求7所述的密封的矩形電池，其特征在于所述密封的矩形電池是一個密封的矩形的鎳鎘蓄電池。
10.根據(jù)權利要求2所述的密封的矩形電池，其特征在于所述密封的矩形電池是一個密封的矩形鋰電池。
11.根據(jù)權利要求2所述的密封的矩形電池，其特征在于所述密封的矩形電池是一個密封的矩形鋰離子二次電池。
全文摘要
一種密封的矩形電池,其在激光焊接的時候不容易造成熔化墊圈引起電池密封性降低以及發(fā)生電解液泄漏,實現(xiàn)此類密封的矩形電池的厚度降低。密封的矩形電池包括在有一對相對的寬的側面和一對相對的狹窄的側面的一金屬的容器中接受的一組電極金屬板,該組電極金屬板有彼此迭層的一正電極金屬板和一負電極金屬板,它們之間有一隔離物,其特征是該金屬容器裝備有一個端子,其作為設置在金屬容器的寬的側面上的兩個極性電極中的一個。
文檔編號H01M2/02GK1274961SQ0010352
公開日2000年11月29日 申請日期2000年3月27日 優(yōu)先權日1999年3月29日
發(fā)明者樋之津直義, 浜松太計男, 越智宏樹 申請人:三洋電機株式會社