專利名稱：密閉型電池以及配備有密閉型電池的車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種密閉型電池。更具體地，本發(fā)明涉及一種通過二重巻 封方法將蓋體和電池容器相接合的密閉型電池，還涉及配備有所述密閉型 電池的車輛。
背景技術(shù)：
鋰離子電池、鎳氫電池和其他二次電池作為車載電源或者個人計算機 和便攜式終端設(shè)備的電源是很重要的。特別地，重量輕且能夠獲得高能量 密度的鋰離子電池高度期望被用作車載的高輸出電源。在鋰離子電池的一 個例子中，電極體、電解液等容納于金屬制電池容器內(nèi)，然后金屬制蓋體 附設(shè)于電池容器的開口部上，并通過諸如激光焊接等焊接方法將兩者的交 匯部相接合以將該蓋體密封到該電池容器上。然而，諸如激光焊接等的焊 接接合具有易于以高氣密性密封的優(yōu)點，但是，密封速度慢且生產(chǎn)率低。 此外，還需要提供用于防止激光焊接時產(chǎn)生的焊接飛濺物(典型的，金屬 粉塵)飛散至電池內(nèi)部的裝置。所以，需要建立獲得良好生產(chǎn)率和高可靠 性的電池密封結(jié)構(gòu)。 一種用于解決上述問題的密封方法是通過利用所謂的 二重巻封方法將蓋體接合到電池容器上的方法。在二重巻封方法中，蓋體 的巻邊(折曲的外周部分)和形成于電池容器開口端的法蘭(折曲的周緣 部分)相互重疊且被軋制為一體，并通過從外部對軋制部加壓而將兩者結(jié) 合在一起。如果采用了二重巻封方法，則能夠通過彎曲加工在高速下執(zhí)行 蓋體與電池容器的接合，并且不會產(chǎn)生焊接飛濺物等，從而能夠容易地實 現(xiàn)防止外來物質(zhì)進(jìn)入電池。這種相關(guān)技術(shù)的例子包括日本專利申請?zhí)亻_
2000-149884 (JP-A-2000-149884 )號公報。在前述類型的鋰離子電池中，期望即使在長時間使用時也能在通過二 重巻封方法形成的接合部處保持高氣密性。即，在長時間在苛刻的條件下 使用電池的情況下(例如，車載應(yīng)用場合)，在二重巻封部位(接合部) 趨于形成蓋體和電池容器之間的間隙，因此，存在電池的氣密性下降的可 能。特別地，在蓋體表面上形成有絕緣層(例如，樹脂涂層)的鋰離子電 池中，由于蓋體表面上的絕緣層和構(gòu)成電池容器的金屬，即不同種類的材 料相接合，因此，如果長時間在苛刻的條件下使用電池(例如，在發(fā)生劇 烈振動的位置或溫度改變劇烈的位置，例如，車輛內(nèi)部等)則兩者之間易 于形成間隙。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種密閉型電池，所述密閉型電池能夠提高 二重巻封部位(接合部)的密封性能，并且能夠保持高氣密性。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面的密閉型電池是一種包括電池容器和蓋體的密 閉型電池，所述電池容器在至少一端部具有開口部，所述蓋體附設(shè)于所述 開口部上。所述電池容器和所述蓋體在形成于所述開口部的周緣的容器折 返部和形成于所述蓋體的外周的蓋體折返部處在接合部通過二重巻封方法 被相互一體地接合。所述蓋體折返部的遠(yuǎn)端部分被所述容器折返部夾持。 設(shè)有第一密封部件，所述第一密封部件閉合所述容器折返部的遠(yuǎn)端部分和 所述蓋體折返部的折曲部分的內(nèi)側(cè)之間的第一間隙，還設(shè)有第二密封部件， 所述第二密封部件閉合所述蓋體折返部的遠(yuǎn)端部分和所述容器折返部的折
曲部分的內(nèi)側(cè)之間的第二間隙。
才艮據(jù)上述第一方面的密閉型電池，由于電池容器的開口部周緣部分和 蓋體的外周部在容器折返部和蓋體折返部處通過二重巻封方法進(jìn)行彎曲加
工而相互接合，所以與通過利用激光等的焊接處理相比能夠在短時間內(nèi)更 有效地執(zhí)行兩者間的接合，從而能夠以良好的生產(chǎn)率提供密閉型電池。此 外，在接合時，沒有諸如焊接飛濺物等外來物質(zhì)進(jìn)入電池容器的內(nèi)部，因 此，能夠容易地實現(xiàn)無外來物質(zhì)進(jìn)入的密封(封止)。而且，在二重巻封
5部位(接合部)，由于容器折返部的遠(yuǎn)端部分和蓋體折返部的折曲部分的 內(nèi)側(cè)之間的間隙以及蓋體折返部的遠(yuǎn)端部分和容器折返部的折曲部分的內(nèi) 側(cè)之間的間隙被獨立的密封部件結(jié)實地填充，所以能夠提高二重巻封部位 (接合部)的密封性能。結(jié)果，能夠提供一種能夠長時間保持高氣密性的 高可靠性密閉型電池。
在所述第一方面中，所述第一密封部件和所述第二密封部件可以由彼 此不同的材料構(gòu)成。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，閉合二重巻封部位(接合部)的間隙的所述兩個密封部 件可以具有不同的功能。例如，所述兩個密封部件之中在所述接合部更接 近電池容器內(nèi)部的一個密封部件(即在所述二重巻封部位，在從容器的內(nèi) 部至外部的密閉路徑上接近容器內(nèi)部的密封部件，所述密封部件在以下的 說明中以同樣的方式使用)由適合于電池內(nèi)部環(huán)境的材料制成，而所述兩 個密封部件之中距電池容器的內(nèi)部較遠(yuǎn)的一個密封部件(即在所述二重巻 封部位，所述兩個部件之中在從容器的內(nèi)部至外部的密閉路徑上距容器的 內(nèi)部較遠(yuǎn)的一個密封部件(也就是說，所述兩個密封部件之中在所述路徑 上更接近電池的外部的密封部件)，所述密封部件在以下的說明中以同樣 的方式使用)由適合于電池外部環(huán)境的材料制成。這樣，所述兩個密封部 件能夠分擔(dān)不同的密封功能。
在前述方面中，其中，在所述接合部(所述二重巻封部位)中，所述 第 一密封部件和所述第二密封部件之中比所述第 一密封部件和所述第二密 封部件中的另 一個密封部件距所述電池容器的內(nèi)部更近的一個密封部件由 與所述另一個密封部件的材料相比耐電解液腐蝕性(下文中，也簡稱為"耐 電解液性")更高的材料構(gòu)成。
根據(jù)前述方面，通過用耐電解液性優(yōu)異的材料(例如，耐電解液性優(yōu) 異的樹脂或其他有機材料)閉合距電池容器的內(nèi)部較近的間隙，能夠可靠 地防止電解液等從電池容器的內(nèi)部泄漏，并能夠有效地密封密閉型電池。
在前述方面中，所述耐電解液腐蝕性更高的材料是具有耐透濕性的材 料，即使在高溫下所述材料的密封成分也不太容易溶出至電解液中。此外，在前述方面，可以在所述電池的外表面與冷卻介質(zhì)接觸的狀態(tài) 下使用所述密閉型電池?？梢酝ㄟ^例如將整個電池浸入冷卻介質(zhì)中來執(zhí)行 與所述冷卻介質(zhì)的接觸。在這種情況下，在所述接合部中所述第一密封部 件和所述第二密封部件之中比所述第一密封部件和所述第二密封部件中的 另一個密封部件距所述電池容器的內(nèi)部更遠(yuǎn)的一個密封部件可以由與所述 另一個密封部件的材料相比耐冷卻介質(zhì)腐蝕性(下文中，還筒稱為"耐冷 卻介質(zhì)性")更高的材料構(gòu)成。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過用耐冷卻介質(zhì)性優(yōu)異的材料閉合距電池容器內(nèi)部較 遠(yuǎn)的間隙，能夠可靠地防止冷卻介質(zhì)從電池容器的外部侵入，并能夠有效 地密封密閉型電池。
在前述結(jié)構(gòu)中，所述冷卻介質(zhì)可以是油或類似物，并且所迷耐冷卻介 質(zhì)腐蝕性更高的材料可以是耐油腐蝕性(下文中，還簡稱為"耐油性") 更高的材料(例如，耐油性優(yōu)異的樹脂或其他有機材料)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，使用油或類似物作為冷卻介質(zhì)使得密閉型電池的冷卻性 能得到很大提高。所以，能夠提供一種具有良好電池特性的密閉型電池。 在這種情況下，如果使用耐油性高的材料作為所述耐冷卻介質(zhì)性高的材料， 則能夠可靠地防止油或類似物從電池容器的外部侵入。
在前述結(jié)構(gòu)中，所述冷卻介質(zhì)可以是氣體(例如空氣)，或者還可以 是包含高比熱的水溶性聚合物的水溶液。
在前述方面中，所述蓋體可以是表面具有絕緣層的金屬制蓋體，并且 電極端子可以附設(shè)于所述蓋體上且可以與包括容納于所述電池容器內(nèi)的正 極和負(fù)極的電極體電連接。所述絕緣層可以由由構(gòu)成所述蓋體的金屬制成 的金屬氧化膜構(gòu)成。此外，所述絕緣層還可以是覆蓋所述蓋體的表面的樹 脂涂層。
根據(jù)前述結(jié)構(gòu)，蓋體可以容易地經(jīng)由設(shè)于蓋體表面上的絕緣層與電極 端子絕緣。因此，例如，使蓋體與電極端子相互絕緣的絕緣部件的存在變 得沒有必要，從而能夠以低成本容易地構(gòu)建密閉型電池。此外，在電池容 器構(gòu)成電極外部端子的情況下，電池容器與蓋體能夠容易地經(jīng)由蓋體表面上的絕緣層相互絕緣。因此，例如，電池容器的內(nèi)表面和外表面的絕緣處 理變得沒有必要，從而能夠以低成本容易地構(gòu)建密閉型電池。
在前述方面中，所述第一密封部件可以設(shè)于所述容器折返部和所述蓋 體折返部之間的邊界處。此外，所述第二密封部件可以設(shè)于所迷容器折返 部和所述蓋體折返部之間的邊界處。
此外，根據(jù)如上所述的蓋體表面上形成有絕緣層的結(jié)構(gòu)，蓋體表面上 的絕緣層和構(gòu)成電池容器的金屬，即不同種類的材料，在二重巻封部位(接 合部)相互接觸，使得在諸如高溫環(huán)境、劇烈振動環(huán)境等苛刻的條件下長 時間使用時在兩者之間趨于形成間隙。然而，根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，通過二 重巻封方法實現(xiàn)的接合部構(gòu)造即使在長時間使用時也能保持高氣密性。
此外，可以在車輛中設(shè)置前述任意方面或結(jié)構(gòu)的密閉型電池。在車載 密閉型電池中，如果電池在苛刻的條件(例如，在會發(fā)生劇烈振動的位置
或者溫度變化劇烈的位置，例如車輛內(nèi)部等)下長時間使用，則很可能會 在二重巻封部位(接合部)在蓋體和電池容器之間形成間隙。然而，根據(jù)
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，通過二重巻封方法實現(xiàn)的接合部構(gòu)造即使在長時間使用時 也能保持高氣密性，從而能夠提供一種適于安裝在車輛中的密閉型電池。


由結(jié)合附圖對示例性實施例的以下說明中，本發(fā)明的前述及其他目的、 特征和優(yōu)點將變得顯而易見，其中，使用相同的標(biāo)號來表示相同的元件，
附圖中
圖1是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明實施例的密閉型電池的外觀的外部示 意圖2是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明實施例的密閉型電池的橫截面結(jié)構(gòu)的 截面示意圖3是示出才艮據(jù)本發(fā)明實施例的用于密閉型電池的二重巻封處理的一 部分的截面示意圖4是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的密閉型電池的二重巻封部位的放大的
8截面示意圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的密閉型電池的變型例的截面示意圖； 圖6是示意性地示出配備有根據(jù)本發(fā)明實施例的密閉型電池的車輛 (機動車輛)的側(cè)視圖。
具體實施例方式
以下，將結(jié)合

本發(fā)明的示例性實施例。在以下附圖中，為了 易于說明，執(zhí)行相同功能的部件和部位用相同的附圖標(biāo)記表示。另外，將 結(jié)合例如圓筒狀密封型鋰離子二次電池100詳細(xì)說明本發(fā)明的密閉型電池 的結(jié)構(gòu)；然而，該說明并非將本發(fā)明限定于以下結(jié)合本發(fā)明的實施例所作 的描述。此外，附圖中的尺寸關(guān)系(長度、寬度、厚度等)并不反映實際 的尺寸關(guān)系。
參照圖1和圖2,將說明此實施例的鋰離子二次電池100 (以下還簡稱 為"電池")。才艮據(jù)此實施例的電池100與相關(guān)技術(shù)中的電池相似，典型 地包4封殳有預(yù)定的電池組成部件(正極和負(fù)極的活性材料、正極和負(fù)極的 集電體、隔板等)的電極體80，以及容納電極體80和適當(dāng)?shù)碾娊庖旱碾?池殼體10。
電池殼體IO由電池容器20和蓋體30構(gòu)成。電池容器20具有使得下 述的巻繞的電極體80能夠容納于電池容器20內(nèi)的形狀(在本實施中為有 底圓筒形狀)。電池容器20在其至少一端(附圖中為上端)具有開口部 22,使得電極體80能夠經(jīng)由開口部22裝入。電池容器20的材料可以是重 量輕且熱傳導(dǎo)性良好的金屬材料。這種金屬材料的例子包括鋁、不銹鋼、 鍍鎳鋼等。在此實施例中，電池容器20為鋁制的電池容器。
蓋體30附設(shè)于電池容器20的開口部22上。蓋體30具有使得能夠閉 合電池容器20的開口部22的形狀(圓板形)，并閉合開口部22。蓋體30 的材料可以與電池容器20的前述材料相同，但也可以與電池容器20的材 料不同。在此實施例中，蓋體30為其表面形成有絕緣層32的金屬制(此 示例中為鋁制)蓋體。蓋體表面上的絕緣層32由例如由構(gòu)成蓋體30的材料制成的金屬氧化膜構(gòu)成。金屬氧化膜32可以通過蓋體30的金屬表面(蓋 體30的包括其外表面和內(nèi)表面的金屬露出部分)的氧化處理而容易地形 成。在此實施例中，蓋體表面上的絕緣層32由氧化鋁制成，并通過蓋體 30的鋁表面的陽極氧化處理而形成。
正極端子40附設(shè)于蓋體30上，并與包括容納于電池容器20內(nèi)的正極 和負(fù)極的電極體80電連接。在此實施例中，電極端子40為經(jīng)由正極集電 部件81與電極體80的正極82電連接的正極端子40。在此實施例中，正 極端子40為穿過蓋體30的貫通孔39延伸并從蓋體30伸出的螺栓部件。 正極端子40經(jīng)由螺母41被緊固至蓋體30的上表面。如上所述構(gòu)造的正極 端子40和蓋體30經(jīng)由設(shè)于蓋體表面上的絕緣層32可靠地彼此絕緣。負(fù)極 端子42附設(shè)于電池容器20的底部，并經(jīng)由負(fù)極集電部件83與電極體80 的負(fù)極84電連接。負(fù)板端子42可以與電池容器20電連接，或者可以與電 池容器20絕緣。附帶提及，正極端子和負(fù)極端子本身的連接結(jié)構(gòu)并非本發(fā) 明的特征，并且可以是相關(guān)技術(shù)中的結(jié)構(gòu)而無任何特殊限制，因而省略對 其進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如上所述構(gòu)造的密閉型電池100可以在電池的外表面與冷卻介質(zhì)接觸 的狀態(tài)下使用。例如，如圖2所示，密閉型電池100可以在整個電池被浸 入冷卻介質(zhì)中的狀態(tài)下使用。冷卻介質(zhì)62為例如油或類似物，可以是極性 小的非極性油，例如礦物油或類似物。這種非極性油的示例包括諸如自動 變速器油(ATF)等之類的油。作為冷卻介質(zhì)的油或類似物的使用將大大 提高密閉型電池的冷卻性能。結(jié)果，能夠提供一種具有良好電池特性的密 閉型電池。
然后，參照圖3和圖4，將說明將蓋體30附設(shè)(接合)至電池容器20 的開口部22上的方法。電池容器20和蓋體30在電池容器20的開口部周 緣部分和蓋體30的外周部處通過二重巻封方法相互接合。在此實施例中， 如圖3所示，通過向外彎曲蓋體30的外周部，與該外周部一體地形成巻曲 部33，同時通過向外側(cè)折疊電池容器20的開口部周緣部分，與該周緣部 分一體地形成法蘭部23。然后，使蓋體30的巻曲部33和電池容器20的法蘭部23相互重疊，使得巻曲部33被巻封入法蘭部23,然后，通過利用 諸如滾軋機等加壓裝置從外部加壓重疊部分，將重疊部分粘合在一起，從 而將電池容器20和蓋體30相接合。以這種方式形成的二重巻封部位(接 合部)60具有在左右或水平方向上從電池容器20的外表面向外突起的突 起形狀。圖4為示出二重巻封部位60的突起形狀的截面部分的放大的截面 示意圖。
在二重巻封部位(接合部)60,在電池容器20的開口部22的周緣形 成容器折返部24。此外，在蓋體30的外周，形成有與容器折返部24—體 的蓋體折返部34，蓋體折返部34的遠(yuǎn)端部36被容器折返部24夾持。在 此實施例中，由于電池容器的法蘭部23 (圖3)被巻封并固定，結(jié)果容器 折返部24從電池容器20向外側(cè)折返。此外，由于蓋體的巻曲部33 (圖3 ) 被巻封并固定，結(jié)果蓋體折返部34形成為覆蓋容器折返部24的外表面28。 蓋體折返部34的遠(yuǎn)端部36進(jìn)一步向內(nèi)折返，并被夾持于形成容器折返部 24內(nèi)側(cè)的容器折返部24內(nèi)表面21、 25之間。這樣，電池容器20和蓋體 30在電池容器20的開口部周緣部分和蓋體30的外周部通過二重巻封方法 相互接合。
此夕卜，在以前述方式通過二重巻封方法形成的二重巻封部位(接合部) 60內(nèi)部，能夠從圖4顯然可知形成有間隙70、 72,在間隙70、 72中設(shè)有 獨立的密封部件50、 52。具體地，間隙70形成于容器折返部24的遠(yuǎn)端部 26和蓋體折返部34的折曲部37的內(nèi)側(cè)之間，在間隙70內(nèi)設(shè)有第一密封 部件50。此外，間隙72形成于蓋體折返部34的遠(yuǎn)端部36和容器折返部 24的折曲部27的內(nèi)側(cè)之間，在間隙72內(nèi)設(shè)有第二密封部件52。第一密封 部件50和第二密封部件52被壓入充填在間隙70、 72內(nèi)，從而閉合間隙 70、 72。
才艮據(jù)本實施例的密閉型電池100的結(jié)構(gòu)，由于用二重巻封方法通過彎 曲加工將電池容器20的開口部周緣部和蓋體30的外周部相互接合，所以 與通過諸如激光焊接等焊接處理執(zhí)行接合的情況相比能夠在短時間內(nèi)更有 效地執(zhí)行接合。因此，根據(jù)本實施例的密閉型電池IOO的結(jié)構(gòu)使得能夠以良好的生產(chǎn)率提供密閉型電池。此外，在接合時，沒有諸如焊接飛濺物等
外來物質(zhì)進(jìn)入電池容器20內(nèi)，所以能夠容易地實現(xiàn)無外來物質(zhì)進(jìn)入的密封 (封止)。而且，在二重巻封部位(接合部)，由于容器折返部24的遠(yuǎn)端 部26和蓋體折返部34的折曲部37的內(nèi)側(cè)之間的間隙70以及蓋體折返部 34的遠(yuǎn)端部36和容器折返部24的折曲部27的內(nèi)側(cè)之間的間隙72被獨立 的密封部件結(jié)實地填充，所以能夠提高二重巻封部位(接合部)的密封性 能。結(jié)果，能夠提供一種能夠長時間保持高氣密性的高可靠性密閉型電池 100。
此外，由于在本實施例中在金屬制蓋體表面上形成有絕緣層32，所以 正極端子40和蓋體30能夠容易地相互絕緣。因此，例如，在蓋體30與正 極端子40之間實現(xiàn)絕緣的絕緣部件(例如墊片)的存在變得沒有必要，從 而能夠以低成本構(gòu)建密閉型電池IOO。此外，在電池容器20與負(fù)極端子42 相連接并構(gòu)成外部負(fù)極端子的情況下，電池容器20和蓋體30能夠通過蓋 體表面上的絕緣層32容易地相互絕緣。因此，例如在電池容器20的內(nèi)表 面和外表面上進(jìn)行絕緣處理變得沒有必要，從而能夠以低成本容易地構(gòu)建 密閉型電池IOO。
根據(jù)如上所述形成于蓋體表面上的絕緣層32的結(jié)構(gòu)，蓋體表面上的絕 緣層32和構(gòu)成電池容器20的金屬，即不同種類的材料，在二重巻封部位 (接合部)60相接觸，從而在苛刻的條件下長時間使用時會在兩者之間形 成間隙。然而，根據(jù)本實施例的結(jié)構(gòu)，即使在長時間使用時，通過二重巻 封方法實現(xiàn)的接合部結(jié)構(gòu)也能夠保持高氣密性。附帶提及，蓋體表面上的 絕緣層32不限于由構(gòu)成蓋體30的金屬制成的金屬氧化膜，還可以是覆蓋 蓋體表面的樹脂涂層。此外，盡管在此實施例中，附設(shè)于蓋體30上的電極 端子40為正極端子，但電極端子40也可以是負(fù)極端子，在這種情況下能 夠獲得實質(zhì)上相同的作用和效果。
隨后，將說明構(gòu)成第一和第二密封部件50、 52的材料。第一密封部件 50和第二密封部件52可以由彼此不同的材料構(gòu)成。這使傳填充二重巻封 部位(接合部)的間隙70、 72的兩個密封部件50、 52可以具有不同的功
12能。例如，在前述接合部位60中距電池容器20的內(nèi)部較近的密封部件之 一(在圖4中，第一密封部件50)由適合于電池內(nèi)部環(huán)境的材料制成，即 用作相對于電池內(nèi)部的物質(zhì)具有強烈性質(zhì)的部件，而距電池容器的內(nèi)部較 遠(yuǎn)的密封部件(在圖4中，第二密封部件52)由適合于電池外部環(huán)境的材 料制成，即用作相對于電池外部的物質(zhì)具有強烈性質(zhì)的部件。這樣，兩個 密封部件可以具有不同的密封功能。
在具體示例中，在第一密封部件50和第二密封部件52之中，在接合
部60內(nèi)兩個密封部件中距電池容器20的內(nèi)部較近的密封部件可以由與另 一個密封部件的材料相比耐電解液腐蝕性(下文中，還簡稱為"耐電解液 性，，)更高的材料(例如，諸如樹脂材料等有機材料)構(gòu)成。在此實施例 中，第一密封部件50設(shè)于兩個間隙之中距電池容器20的內(nèi)部較近的間隙 70 (兩個間隙中距電解液等的泄漏流路(實際上，從電池的內(nèi)部至外部的 密閉路徑)的入口 (電池的內(nèi)部)較近的間隙70，該入口在圖4中由箭頭 "90"表示)內(nèi)，并且由與第二密封部件52的材料相比耐電解液性(即耐 電解液腐蝕性和耐電解液滲透性)更高的材料構(gòu)成。因此，通過用耐電解 液性優(yōu)異的材料填充兩個間隙之中距電池容器20的內(nèi)部較近的間隙70， 能夠可靠地防止電解液等從電池容器20的內(nèi)部泄漏至外部，并且能夠有效 地密封密閉型電池IOO。
此外，在第一密封部件50和第二密封部件52之中，在接合部60內(nèi)距 電池容器20的內(nèi)部較遠(yuǎn)的密封部件可以用與另一個密封部件的材料相比 耐冷卻介質(zhì)腐蝕性(下文中，還簡稱為"耐冷卻介質(zhì)性")更高的材料構(gòu) 成。在此實施例中，第二密封部件52設(shè)于兩個間隙之中距電池容器20的 內(nèi)部較遠(yuǎn)的間隙72 (即，距冷卻介質(zhì)等的侵入流路(實際上，從電池的外 部至內(nèi)部密閉的路徑)的入口 (電池外部)較近的間隙72，該入口在圖4 中由箭頭"92"示出)內(nèi)，并且由與第一密封部件50的材料相比耐冷卻介 質(zhì)性(即耐冷卻介質(zhì)腐蝕性和耐冷卻介質(zhì)滲透性)更高的材料構(gòu)成。在此 實施例中，冷卻介質(zhì)為油或類似物，耐冷卻介質(zhì)性更高的材料為耐油腐蝕 性(下文中，也簡稱為"耐油性")更高的材料(例如，耐油性優(yōu)異的樹脂或其他有機材料)。因此，通過用耐冷卻介質(zhì)性優(yōu)異的材料填充兩個間
隙中距電池容器20的內(nèi)部較遠(yuǎn)的間隙72，能夠可靠地防止冷卻介質(zhì)(此 實施例中為油)從電池容器20的外部侵入，并能夠有效地密封密閉型電池 100。另外，由于尚未知曉兼?zhèn)涓咚降哪陀托院湍碗娊庖盒缘碾姵赜妹芊?部件，所以，在接合部60中將耐電解液性優(yōu)異的密封部件(此實施例中的 第一密封部件50)和耐油性優(yōu)異的密封部件(此實施例中的第二密封部件 52)組合使用具有特殊重大的優(yōu)點。
附帶提及，耐電解液性高的有機材料為，例如具有良好耐透濕性并且 即使在高溫下其密封成分也不容易溶出至電解液中的材料。這種材料的例 子包括主成分為烯烴基碳?xì)浠衔锏母呔畚铩？商娲?，該材料還可以是 瀝青，或者諸如乙丙橡膠(EPM， EPDM) 、 丁基橡膠等橡膠材料。例如， 可以基于材料的密封成分相對于預(yù)定電解液的溶出程度，判定材料的耐電 解液性的水平。具體地，例如，可以通過測定被浸入預(yù)定的電解液達(dá)預(yù)定 時間前后各密封材料的重量變化率，來判定所述材料的耐電解液性的水平。 重量變化率越小意味著密封成分的溶出量越少，因而表示耐電解液性越高。 另外，關(guān)于其他判斷基準(zhǔn)，可以基于密封材料的透濕度比較(例如，能夠 根據(jù)用于塑料膜和片的水蒸氣透過度試驗法(JISK7129)在試驗條件下測 定)，加熱時樹脂的儲藏彈性率的比較等，以綜合方式作出上述判定。
在油的類型為非極性油(典型地，為礦物油)的情況下，耐油性高的 有機材料的例子包括諸如丁腈橡膠(NBR)、碳氟化合物橡膠等極性大的 橡膠材料。此外，在油的類型為極性油的情況下，耐油性高的有機材料的 例子包括諸如苯乙烯-丁二烯橡膠(丁苯橡膠，SBR)等極性小的有機材料。 例如，可以基于有機材料關(guān)于用作冷卻介質(zhì)的油或類似物的膨潤程度(膨
例如，可以通過測定被浸入預(yù)定的油或類似物中達(dá)預(yù)定時間前后有機材料 的重量變化率來判定有機材料的耐油性的水平(大小)。有機材料的重量 變化率越小，表示有機材料越難膨潤，因此耐油性越高。另外，關(guān)于其他 判斷基準(zhǔn)，可以基于有機材料被浸入油中的情況下發(fā)生的強度降低或收縮程度等，以綜合方式判定有機材料對油的耐腐蝕性水平(大小)。
附帶提及，在圖3和4中示出的二重巻封處理中，構(gòu)成第一密封部件 50的材料被預(yù)先涂敷在巻曲部33內(nèi)側(cè)的預(yù)定位置上，并且被設(shè)置為使得 當(dāng)巻曲部33和法蘭部23為了二重巻封而被處理時，該材料被壓入充填在 期望的間隙70內(nèi)。在壓入充填時，構(gòu)成第一密封部件50的材料除了可以 設(shè)置在預(yù)定間隙70中外，還可以設(shè)置在連通間隙70和電池容器20的內(nèi)部 的邊界(容器折返部24的外表面28和蓋體30之間的邊界)處。此外，構(gòu) 成第二密封部件52的材料,皮預(yù)先涂敷在巻曲部33內(nèi)側(cè)的預(yù)定位置(不同 于第一密封部件50的位置)上，并^皮設(shè)置為使得當(dāng)巻曲部33和法蘭部23 為了二重巻封而被處理時，該材料被壓入充填在期望的間隙72內(nèi)。在壓入 充填時，構(gòu)成第二密封部件52的材料除了可以設(shè)置在預(yù)定間隙72中外， 還可以設(shè)置在連通間隙72和電池容器20的外部的邊界(容器折返部24 的內(nèi)表面21和蓋體30的遠(yuǎn)端部36之間的邊界)處。
圖5示出了前述實施例中的密閉型電池100的變型例。圖5中的變型 例與前述實施例不同之處在于，在二重巻封部位60中，容器折返部24形 成為覆蓋蓋體折返部34的外表面。具體地，通過壓力接合電池容器20的 巻曲部和蓋體30的法蘭部使得它們被軋制在一起而形成二重巻封部位(接 合部)60。結(jié)果，二重巻封部位60具有從蓋體30的外表面在垂直方向上 向外側(cè)的突出的形狀。如圖5所示，容器折返部24形成于電池容器20的 開口部22的周緣。此外，與容器折返部24成一體的蓋體折返部34形成于 蓋體30的外周。蓋體折返部34的遠(yuǎn)端部36被容器折返部24夾持。在此 變型例中，蓋體折返部34從蓋體30向外折返。此外，容器折返部24形成 為覆蓋蓋體折返部34的外表面。容器折返部24的遠(yuǎn)端部26進(jìn)一步向內(nèi)折 返，并被夾持于形成蓋體折返部34內(nèi)側(cè)的蓋體折返部34內(nèi)表面之間。此 外，與前述實施例中相同，在容器折返部24的遠(yuǎn)端部26和蓋體折返部34 的折曲部37的內(nèi)側(cè)之間形成間隙70，在間隙70內(nèi)設(shè)有第一密封部件50。 此外，在蓋體折返部34的遠(yuǎn)端部36和容器折返部24的折曲部27的內(nèi)側(cè) 之間形成間隙72,在間隙72內(nèi)設(shè)有第二密封部件52。在此變型例中，第一密封部件50設(shè)于兩個間隙中距電池容器20的內(nèi)部較遠(yuǎn)的間隙70內(nèi)。因 此，第一密封部件50可以由與第二密封部件52的材料相比耐冷卻介質(zhì)性 (耐冷卻介質(zhì)腐蝕性和耐冷卻介質(zhì)滲透性)更高的材料(例如，如上所述 的耐油有機材料)構(gòu)成。此外，第二密封部件52設(shè)于兩個間隙中距電池容 器20的內(nèi)部較近的間隙72內(nèi)。因此，第二密封部件52可以由與第一密封 部件50的材料相比耐電解液性(即耐電解液腐蝕性和耐電解液滲透性)更 高的材料(例如，如上所述的有機材料)構(gòu)成。
以下，將參照圖2說明構(gòu)成密閉型電池100的組成材料。電極體80 為巻繞型電極體，并且與通常的鋰離子電池的電極體相似地制成，即，首 先用兩個隔板將正極板和負(fù)極板重疊在一起，然后螺旋地纏繞正極板和負(fù) 極板。另外，在纏繞處理前，除去正極板的正極活性物質(zhì)層，以便露出正 極集電體，并將正極集電部件81設(shè)于正極集電體露出部(電極體的正極) 82上。此外，除去負(fù)極板的負(fù)極活性物質(zhì)層，以便露出負(fù)極集電體，并將 負(fù)極集電部件83設(shè)于負(fù)極集電體露出部(電極體的負(fù)極)84上。在此實 施例中，正極集電部件81和負(fù)極集電部件83均為箔片狀集電片，并被單 獨地捆束且分別與正極端子40和負(fù)極端子42電連接。正極板可以通過在 細(xì)長的正極集電體上設(shè)置鋰離子電池正極活性物質(zhì)層而形成。關(guān)于正極集 電體，可以使用鋁箔(在此實施例中)和其他適用于正極的金屬箔片。關(guān) 于正極活性物質(zhì)，可以使用在相關(guān)技術(shù)的鋰離子電池中使用的一種或多種 材料而無任何特殊的限制。其他例子包括LiMn204、 LiCo02、 LiM02等。 另一方面，負(fù),可以通過在細(xì)長的負(fù)極集電體上設(shè)置鋰離子電池負(fù)極活 性物質(zhì)層而形成。關(guān)于負(fù)極集電體，可以使用銅箔(在此實施例中)和其 他適用于負(fù)極的金屬箔片。關(guān)于負(fù)極活性物質(zhì)，可以使用在相關(guān)技術(shù)的鋰 離子電池中使用的一種或多種材料而無任何特殊的限制。其他例子包括諸 如石墨碳、非定形碳等碳基材料、含鋁的遷移金屬氧化物、遷移金屬氮化 物等。此外，用于正極板和負(fù)極板之間的隔板的其他例子包括由多孔烯經(jīng) 基樹脂構(gòu)成的隔板。在固體電解質(zhì)或膠狀電解質(zhì)被用作電解質(zhì)的情況下， 會發(fā)生不需要隔板的情況(即，在這種情況下，電解質(zhì)自身能夠起到隔板的作用)。另外，容納巻繞式電極體80的電池容器20的形狀不限于圓筒 形，還可以是例如箱形。在使用箱形電池容器的情況下，可以使用通過從
與巻繞式電極體80 —起被容納于電池容器20內(nèi)的電解液的例子包括 通過將電解質(zhì)溶解于非水溶劑中而得到的非水溶電解液。關(guān)于構(gòu)成電解液 的非水溶劑，可以使用從由碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二曱脂(DMC )、 碳酸二乙脂、碳酸甲乙酯(EMC) 、 1，2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙 烷、四氫呋喃、1，3-二氧環(huán)戊烷等組成的群中選出的一種或多種。關(guān)于構(gòu) 成電解液的電解質(zhì)(支持電解質(zhì))，可以使用從含氟作為組成元素的各種 鋰鹽中選出的一種或多種。例如，可以使用從由LiPF6、 LiBF4、 LiAsF6、 LiCF3S03、 LiC4F9S03、 LiN(CF3S02)2、 LiC(CF3S02)3等組成的群中選出 的一種或多種。
根據(jù)此實施例的密閉型電池可以特別地用作安裝于諸如電動汽車等車 輛中的用于馬達(dá)(電動機)的電源。即，如圖6所示，可以通過將才艮據(jù)本 實施例的電池作為單元電池配列，且在配列方向上約束該單元電池，來構(gòu) 建電池組件(電池組)110，并且能夠提供一種配備有電池組件110作為電 源的車輛120(典型的，機動車輛，更特別的，配備有電動機作為驅(qū)動源 的機動車輛，諸如混合動力車輛、電動車輛、燃料電池車輛等)。在本發(fā) 明提供的車載密閉型電池中，即使電池在苛刻的條件下(例如，在會發(fā)生 劇烈振動或溫度劇烈變化的位置，例如車輛內(nèi)部等)長時間使用，在二重 巻封部位(接合部)也能保持高氣密性。
盡管已經(jīng)說明了本發(fā)明的示例性實施例，但前述說明并非限定了本發(fā) 明，應(yīng)當(dāng)了解，各種其他變化和變型也是可以的。例如，密閉型電池的種 類不限于前述的鋰離子電池，還可以是在電極體組成材料和電解質(zhì)方面不 同的各種其他種類的電池，例如，負(fù)極由鋰金屬或鋰合金制成的鋰二次電 池、鎳氫電池、鎳鎘電池或者雙電層電容器。冷卻介質(zhì)可以是氣體(例如 空氣)，或者可以是包含高比熱的水溶性聚合物的水溶液。
權(quán)利要求
1. 一種密閉型電池，所述密閉型電池包括電池容器(20)和蓋體(30)，所述電池容器(20)在至少一端部具有開口部(22)，所述蓋體附設(shè)于所述開口部(22)上，所述密閉型電池的特征在于所述電池容器(20)和所述蓋體(30)在形成于所述開口部(22)的周緣的容器折返部(24)和形成于所述蓋體(30)的外周的蓋體折返部(34)處在接合部(60)通過二重卷封方法被相互一體地接合；所述蓋體折返部(34)的遠(yuǎn)端部分(36)被所述容器折返部(24)夾持；以及設(shè)有第一密封部件(50)，所述第一密封部件閉合所述容器折返部(24)的遠(yuǎn)端部分(26)和所述蓋體折返部(34)的折曲部分(37)的內(nèi)側(cè)之間的第一間隙(70)，還設(shè)有第二密封部件(52)，所述第二密封部件閉合所述蓋體折返部(34)的遠(yuǎn)端部分(36)和所述容器折返部(24)的折曲部分(27)的內(nèi)側(cè)之間的第二間隙(72)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的密閉型電池，其中，所述第一密封部件(50) 和所述第二密封部件(52)由彼此不同的材料構(gòu)成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的密閉型電池，其中，在所述接合部(60)中 所述第一密封部件(50)和所述第二密封部件(52)之中比所述第一密封 部件(50)和所述第二密封部件(52)中的另一個密封部件(50， 52)距 所述電池容器(20)的內(nèi)部更近的一個密封部件(50， 52)由與所述另一 個密封部件(52， 50)的材料相比耐電解液腐蝕性更高的材料構(gòu)成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的密閉型電池，其中，所述耐電解液腐蝕性更 高的材料是具有耐透濕性的材料，并且即使在高溫下所述材料的密封成分 也不太容易溶出至電解液中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的密閉型電池，其中，在所述電池的外表面與 冷卻介質(zhì)接觸的狀態(tài)下使用所述密閉型電池，以及其中，在所述接合部(60) 中所述第一密封部件(50)和所述第二密封部件(52)之中比所述第一密 封部件(50)和所述第二密封部件(52)中的另一個密封部件距所述電池容器(20)的內(nèi)部更遠(yuǎn)的一個密封部件(50， 52)由與所述另一個密封部 件(52， 50)的材料相比耐冷卻介質(zhì)腐蝕性更高的材料構(gòu)成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的密閉型電池，其中，所述冷卻介質(zhì)是油或類 似物，并且所述耐冷卻介質(zhì)腐蝕性更高的材料是耐油腐蝕性更高的材料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的密閉型電池，其中，所述冷卻介質(zhì)是氣體。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的密閉型電池，其中，所述冷卻介質(zhì)是包含高 比熱的水溶性聚合物的水溶液。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的密閉型電池，其中，所述蓋體(30)是表面 具有絕緣層(32)的金屬制蓋體(30)，并且電極端子(40， 42)附設(shè)于 所述蓋體(30)上且與電極體(80)電連接，所述電極體包括容納于所述 電池容器(20)內(nèi)的正極(82)和負(fù)極(84)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的密閉型電池，其中，所述絕緣層(32)由 金屬氧化膜構(gòu)成，所述金屬氧化膜由構(gòu)成所述蓋體(30)的金屬制成。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的密閉型電池，其中，所述絕緣層(32)是 覆蓋所述蓋體(30)的表面的樹脂涂層。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的密閉型電池，其中，所述第一密封部件(50) 設(shè)于所述容器折返部(24)和所述蓋體折返部(34)之間的邊界處。
13. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的密閉型電池，其中，所述第二密封部件(52) 設(shè)于所述容器折返部(24)和所述蓋體折返部(34)之間的邊界處。
14. 一種車輛(120)，所述車輛包括根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項 所述的密閉型電池。
全文摘要
本發(fā)明涉及密閉型電池以及配備有密閉型電池的車輛。在密閉型電池(100)中，電池容器(20)和蓋體(30)通過二重卷封方法被相互接合。在電池容器(20)的開口部的周緣形成容器折返部(24)。與容器折返部(24)成一體的蓋體折返部(34)形成于蓋體(30)的外周。蓋體折返部(34)的遠(yuǎn)端部(36)被容器折返部(24)夾持。容器折返部(24)的遠(yuǎn)端部(26)和蓋體折返部(34)的折曲部(37)的內(nèi)側(cè)之間的間隙被第一密封部件(50)閉合。蓋體折返部(34)的遠(yuǎn)端部(36)和容器折返部(24)的折曲部(27)的內(nèi)側(cè)之間的間隙被第二密封部件(52)閉合。
文檔編號H01M2/02GK101447558SQ20081018219
公開日2009年6月3日 申請日期2008年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者堀秀樹, 永松茂隆 申請人:豐田自動車株式會社