專利名稱：電池和搭載該電池的車輛以及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在正負(fù)外部端子從電池殼體突出到外部的狀態(tài)下，將電極體群封入在內(nèi)部并密封的電池。更詳細(xì)地說(shuō)，本發(fā)明涉及與外部端子導(dǎo)通的端子鉚釘鉚接(力) 在電池殼體上而被固定的電池、搭載該電池的車輛和設(shè)備。
背景技術(shù)：
一直以來(lái)，使用將電極體群密封在殼體內(nèi)部的密封型的電池。電極體群中包含正負(fù)電極板和電解液等。而且，分別與正負(fù)電極板連接的正負(fù)外部端子通過(guò)殼體的貫穿孔等突出到外部。該電極端子例如通過(guò)對(duì)鉚釘狀的部件進(jìn)行鉚接而被固定于殼體的貫穿孔。在該鉚釘部件的基座部和殼體之間，為了內(nèi)部的密閉性而通常設(shè)置有密封部件。例如專利文獻(xiàn)1提出一種將墊圈夾持在鉚釘部件的基座部和殼體(在此為蓋體) 之間的電極構(gòu)成。另外例如，專利文獻(xiàn)2記載了一種在承接面上形成凸部并使該凸部咬入到密封材料內(nèi)的構(gòu)造。由此，能夠提高密封性。此外，專利文獻(xiàn)3記載了一種在密封部件上形成環(huán)狀的凸部的電極構(gòu)造。在該文獻(xiàn)中，通過(guò)該凸部被壓縮，能夠可靠地密封?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2008-192552號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2003-173767號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開(kāi)2006-216411號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題然而，在上述專利文獻(xiàn)1記載的構(gòu)成中，鉚釘部件的基座部、墊圈、蓋體彼此相互壓接的面均是平面。因而，在通常情況下能夠長(zhǎng)期保持正常的密封性。然而，萬(wàn)一在鉚釘部件的制造時(shí)，在其基座部上出現(xiàn)凹坑或變形的情況下，則擔(dān)心長(zhǎng)期使用期間密封性下降。
另外，在專利文獻(xiàn)2或?qū)＠墨I(xiàn)3記載的構(gòu)成中，在密封部件的特定部位上產(chǎn)生應(yīng)力集中。因而，擔(dān)心由長(zhǎng)年變化而在密封部件上產(chǎn)生裂痕或裂紋，從而，雖然短期能夠獲得可靠的密封性，但在長(zhǎng)期的密封性確保方面存在不穩(wěn)定因素。本發(fā)明為了解決上述以往技術(shù)具有的問(wèn)題而成。也就是其目的是提供一種電池、 搭載該電池的車輛和設(shè)備。該電池具有經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期也能維持可靠密封性的電極端子的構(gòu)成。以解決該問(wèn)題為目的的本發(fā)明的一種方式的電池是一種具有電池殼體、被密封在電池殼體的內(nèi)部的電極體群、與電極體群的電極體導(dǎo)通并在電池殼體的外部露出的外部端子的電池。該電池具有端子鉚釘，該端子鉚釘具備柱狀的鉚釘部、設(shè)置在鉚釘部的基端側(cè)的基座部、和與電極體群的電極體相連接的集電部，在基座部中的鉚釘部側(cè)的面上，越接近鉚釘部越高的傾斜承接面圍繞著鉚釘部在整周上被形成；環(huán)狀的彈性部件；比彈性部件的硬度高且直徑比彈性部件的外徑大，并形成有直徑比傾斜承接面的外徑小的第一孔的硬質(zhì)部件。電池殼體上形成有鉚釘部通過(guò)的第二孔。端子鉚釘配置成使基座部和集電極位于電池殼體的內(nèi)部，且鉚釘部貫穿第二孔并突出到電池殼體的外部。硬質(zhì)部件以彈性部件位于第一孔內(nèi)的方式被配置，并被夾持在基座部和電池殼體之間。通過(guò)將鉚釘部鉚接，外部端子被固定在電池殼體內(nèi)并與端子鉚釘導(dǎo)通。彈性部件在基座部和電池殼體之間沿厚度方向被壓縮。根據(jù)本發(fā)明一種方式的電池，在端子鉚釘?shù)呐_(tái)座部上形成有越接近內(nèi)側(cè)越高的傾斜承接面。而且，彈性部件在硬質(zhì)部件的內(nèi)側(cè)被夾持在基座部和電池殼體之間。也就是彈性部件配置在厚度方向上比硬質(zhì)部件更狹窄的部位上，因此其整體被壓縮。此外，由于是傾斜承接面，其壓縮量朝向內(nèi)側(cè)平滑地增大。從而，即使在基座部的承接面上稍微產(chǎn)生變形或傾斜，整體密封性也能被良好地維持。而且，由于相對(duì)于彈性部件沒(méi)有產(chǎn)生應(yīng)力集中的部位， 經(jīng)歷長(zhǎng)期間也能可靠地維持其密封性。此外，在本發(fā)明的上述方式中，最好是，傾斜承接面中的與第一孔的邊緣相接觸的部位和傾斜承接面的最內(nèi)側(cè)的高度差為0. OOlmm以上且0. 2mm以下。只要彈性部件的被壓縮程度在該程度內(nèi)，就能維持充分的密封性，并不擔(dān)心被變形至彈性喪失的程度。此外，本發(fā)明的其他方式是一種車輛，具有接受電力的供給并旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)車輪的電動(dòng)機(jī)、向上述電動(dòng)機(jī)供給電力的電源部，上述電源部包含上述二次電池。此外，本發(fā)明的其他方式是一種設(shè)備，具有接受電力的供給并動(dòng)作的動(dòng)作部(工作部)、向上述動(dòng)作部供給電力的電源部，上述電源部包含上述二次電池。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的上述方式中的電池、搭載該電池的車輛和設(shè)備，具有能夠長(zhǎng)期維持可靠密封性的電極端子的構(gòu)成。


圖1是表示本方式涉及的二次電池的局部剖視圖。圖2是表示本方式的鉚接部的分解立體圖。圖3是鉚接部的端面圖。圖4是表示搭載有二次電池的車輛的例子的說(shuō)明圖。圖5是表示搭載有二次電池的沖擊鉆的例子的說(shuō)明圖。符號(hào)說(shuō)明10 二次電池 11電池殼體 12封口板 1 貫穿孔 14正極端子16發(fā)電部件23絕緣隔板23a貫穿孔對(duì)密封墊圈31端子鉚釘32鉚釘部33基座部3 凸部34集電部200車輛 300沖擊鉆
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明將本發(fā)明具體化的最佳方式。本方式是將本發(fā)明應(yīng)用于扁平型的鋰離子二次電池的方式。本方式的二次電池10是圖1所示那樣的將發(fā)電部件16收容在電池殼體11內(nèi)并
4密封后的產(chǎn)品。電池殼體11具有一面開(kāi)口的箱狀主體13和對(duì)該一面封口的封口板12。另外，外部電極端子即正極端子14和負(fù)極端子15分別在封口板12的圖中上部突出并安裝在封口板12的上部上。所述正極端子14和負(fù)極端子15分別被連接到發(fā)電部件16所包含的正負(fù)電極板等上。參照?qǐng)D2說(shuō)明本方式的正極端子14和封口板12的安裝部位。圖2是分解正極端子14在安裝前的狀態(tài)并進(jìn)行表示的視圖。而且，負(fù)極端子15的安裝部位與正極端子14的安裝部位基本左右對(duì)稱。正極端子14使用如圖2所示的臺(tái)階狀的金屬部件即外部端子21 來(lái)安裝在封口板12上。而且，該外部端子21與絕緣墊圈22、絕緣隔板23、密封墊圈M — 起由端子鉚釘31固定在封口板12上。正極端子14如圖2所示具有突出到外部的螺桿部14a、和直徑比螺桿部1 大的基座部14b。外部端子21具有臺(tái)階狀一體形成的上階部21a和下階部21b。在上階部21a 上形成有使正極端子14的螺桿部1 貫穿的貫穿孔21c。在下階部21b上形成有使端子鉚釘31貫穿的貫穿孔21d。而且，正極端子14的基座部14b的形狀在此表示為大致長(zhǎng)方體。 只要至少具有不能貫穿貫穿孔21c的尺寸，基座部14b的形狀也可以采用任何形狀。絕緣墊圈22、封口板12、絕緣隔板23、密封墊圈M上也如圖2所示設(shè)置有用于使端子鉚釘31貫穿的貫穿孔。其中，絕緣墊圈22、封口板12、絕緣隔板23是從圖示的范圍進(jìn)一步向右方延伸直至負(fù)極端子15的位置為止的連續(xù)部件。密封墊圈M是圖示那樣的圓環(huán)狀的部件。如圖2所示，在絕緣墊圈22上形成有貫穿孔22a。此外，在圖中上面上形成有承受外部端子21的下階部21b的凹部。在封口板12上形成有貫穿孔12a。絕緣墊圈22的貫穿孔22a的內(nèi)壁22b(參照?qǐng)D3)向圖中下方延伸并能貫穿(貫通)封口板12的貫穿孔 12a內(nèi)。另外，在絕緣隔板23上形成有直徑較大的貫穿孔23a。貫穿孔23a的內(nèi)徑比密封墊圈M的外徑大。而且，在絕緣隔板23的外周上形成有向圖中下方突出的周壁23b。絕緣墊圈22、絕緣隔板23和密封墊圈M均是絕緣體。其中，絕緣墊圈22和絕緣隔板23由比較硬質(zhì)的合成樹(shù)脂形成。另一方面，密封墊圈M由相對(duì)柔軟且容易變形的材料形成。例如，合成橡膠等彈性體比較合適。密封墊圈M是在安裝前具有大致均勻厚度的圓環(huán)形狀的部件。在密封墊圈M上形成有貫穿孔Ma。該密封墊圈M在組裝前的厚度與絕緣隔板23中的貫穿孔23a的周緣部的厚度大致相同。鉚接前的端子鉚釘31如圖2所示具有鉚釘部32、基座部33和集電部34。鉚釘部 32具有大致圓柱狀，在其圖中上端的中央形成有凹部32a。由該凹部3 被施壓擴(kuò)展，將鉚釘部32鉚接。基座部33是在大致長(zhǎng)方形的平板部33a上設(shè)置了以鉚釘部32為中心的圓錐臺(tái)形狀的凸部33b的部件，平板部33a相對(duì)于鉚釘部32基本垂直地配置。另外，集電部34是從平板部33a的一邊向圖2中的下方延伸的大致平板狀的部分。而且，平板部33a的形狀并不局限于此，只要能夠與集電部34可靠地相連接就行。在本方式中，集電部；34是在電池殼體11的內(nèi)部中由例如焊接等與發(fā)電部件16的正極板相連接的部件。這些部件被固定后的鉚接部分的剖視圖在圖3中表示。端子鉚釘31的鉚釘部32 從圖中下方貫穿密封墊圈M的貫穿孔Ma、絕緣隔板23的貫穿孔23a、封口板12的貫穿孔 12a、絕緣墊圈22的貫穿孔22a、外部端子21的下階部21b的貫穿孔21d。然后，在下階部21b的圖中上面被鉚接。在本方式中，如圖3所示那樣重合的各部件中的外部端子21、封口板12、端子鉚釘 31是鋁等導(dǎo)電部件。外部端子21的下階部21b和端子鉚釘31相互接觸并導(dǎo)通。另外，如上所述，端子鉚釘31的集電部34與發(fā)電部件16的正極板相連接。從而，外部端子21通過(guò)端子鉚釘31與電池殼體11內(nèi)的發(fā)電部件16中的正極板相連接。此外，如圖2所示，由于外部端子21和正極端子14相連接，因此，正極端子14與正極板相連接。從而，正極端子14作為正極端子發(fā)揮功能。封口板12由絕緣墊圈22和密封墊圈M而與端子鉚釘31絕緣。封口板12還由絕緣隔板23與二次電池10的內(nèi)部絕緣。而且，如圖3所示，形成在外部端子21的下階部21b上的貫穿孔21d為孔徑朝向圖中上方逐漸變大的漏斗狀。因而，可對(duì)端子鉚釘31容易地進(jìn)行鉚接。而且，該貫穿孔21d 的最小徑的部位和絕緣墊圈22的貫穿孔22a以及密封墊圈M的貫穿孔2 的內(nèi)徑均為端子鉚釘31的鉚釘部32能夠恰好通過(guò)程度的孔徑。此外，在本方式中，凸部33b的外徑稍大于絕緣隔板23的貫穿孔23a的內(nèi)徑。從而，如圖3所示，絕緣隔板23的貫穿孔23a的周邊部在整個(gè)周向上與凸部33b的接近邊緣的部位抵接。由此，封口板12的圖中下面和端子鉚釘31的凸部33b的上面之間在鉚接后的距離被確保。此外，能夠防止端子鉚釘31相對(duì)于封口板12等被傾斜地安裝。另外或者， 絕緣隔板23也可以與平板部33a抵接。此外，絕緣隔板23的貫穿孔23a的內(nèi)徑比密封墊圈M的外徑大。從而，密封墊圈 24如圖3所示被配置在絕緣隔板23的貫穿孔23a的內(nèi)側(cè)。也就是，密封墊圈M被配置在端子鉚釘31中的更靠近鉚釘部32的、上面變高的部位上。因而，在密封墊圈M的配置部位，封口板12和端子鉚釘31之間的距離比由絕緣隔板23確保的距離小。也就是在圖3所示的組裝狀態(tài)下，密封墊圈M的整體在其厚度方向上處于被壓縮狀態(tài)。另外，封口板12的下面和凸部33b的上面之間的空間在圖中上下方向的寬度越向外周側(cè)越大，越向內(nèi)側(cè)越狹小。此外，該空間的寬度平滑地變化。由于密封墊圈M是彈性部件，因此能夠在與該空間形狀一致且容易地被壓縮的狀態(tài)下被配置。從而，能夠獲得良好的密封性。由于在該密封墊圈M被配置的空間內(nèi)沒(méi)有急劇的形狀變化的部位，因此密封墊圈M不會(huì)在特定部位上產(chǎn)生應(yīng)力集中。另外，雖然能夠由上述那樣的絕緣隔板23防止端子鉚釘31的傾斜，但即使在其允許范圍內(nèi)稍微傾斜地安裝，也能良好地保持密封性。而且， 為了變?yōu)榇朔N情形，絕緣墊圈22的貫穿孔2 的內(nèi)壁22b的圖3中的下面最好與封口板12 的圖中的下面處于同一平面內(nèi)。封口板12的下面和凸部33b的上面之間的空間中，絕緣隔板23的貫穿孔23a的周邊部分所抵接的部位的寬度(幅)設(shè)為L(zhǎng)i，該寬度是在對(duì)鉚釘部32進(jìn)行鉚接時(shí)被管理的尺寸。另外，密封墊圈M的外周面所抵接的部位的寬度設(shè)為L(zhǎng)2。在本實(shí)施方式中，如圖3 所示，在整個(gè)周長(zhǎng)上，Ll彡L2。也就是密封墊圈M在整周上在其厚度方向被可靠地壓縮。此外，如圖3所示，密封墊圈M朝向其內(nèi)周側(cè)被逐漸強(qiáng)力地壓縮。而且，其空間寬度變?yōu)樽钚〉牟课灰簿褪桥c鉚釘部32毗鄰的部位的寬度設(shè)為L(zhǎng)3。這是密封墊圈M被最強(qiáng)力壓縮的部位。密封墊圈M的原始寬度與絕緣隔板23的貫穿孔23a的周邊部分相同，基本等于Li。而且，密封墊圈M的壓縮量的范圍最好如下述那樣
0. OOlmm 彡 L1-L2 彡 L1-L3 彡 0. 2mm由于密封墊圈M是彈性部件，因此由某種程度的壓縮，能夠確保該部位的密封性。另一方面，一旦長(zhǎng)期保持在被過(guò)于強(qiáng)力壓縮狀態(tài)下，則擔(dān)心喪失彈性，密封性下降。在本方式中，由于設(shè)定了上述那樣的壓縮量范圍，因此能夠長(zhǎng)期地保持密封性。根據(jù)上述詳細(xì)說(shuō)明的本方式的二次電池10，在端子鉚釘31的平板部33a上設(shè)置了以鉚釘部32為中心的圓錐臺(tái)形狀的凸部33b。此外，比較硬質(zhì)的絕緣隔板23與該凸部3 的外周側(cè)抵接，同時(shí)將彈性部件即密封墊圈M夾入在絕緣隔板23的內(nèi)周側(cè)。從而，密封墊圈M沿著凸部33b的形狀被平滑地壓縮。由此，在彈性部件即密封墊圈M的特定部位上不產(chǎn)生應(yīng)力集中。而且能夠長(zhǎng)期維持可靠的密封性。此外，可使上述方式涉及的多個(gè)二次電池10組合后作為電池組而搭載在車輛上。 圖4表示這種車輛的示例。該車輛200是將發(fā)動(dòng)機(jī)M0、前電動(dòng)機(jī)220和后電動(dòng)機(jī)230并用來(lái)驅(qū)動(dòng)車輪的混合動(dòng)力汽車。該車輛200具有車體四0 ；發(fā)動(dòng)機(jī)MO ；安裝在其上的前電動(dòng)機(jī)220、后電動(dòng)機(jī)230、電纜250、變換器沈0(逆變器)以及在內(nèi)部具有多個(gè)二次電池10的電池組100。從電池組100通過(guò)變換器260將電力供給到前電動(dòng)機(jī)220和后電動(dòng)機(jī)230。而且，作為車輛可以是其動(dòng)力源的全部或一部分使用電池的電能的車輛，例如電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車、插電式混合動(dòng)力汽車、混合動(dòng)力鐵路車輛、叉車、電動(dòng)輪椅、電動(dòng)助力自行車、電動(dòng)小型摩托車等。上述方式涉及的二次電池10能夠搭載在各種電動(dòng)設(shè)備上。圖5顯示了作為這種電動(dòng)設(shè)備的一例的沖擊鉆。該沖擊鉆300是搭載有包含上述二次電池10的電池組310的設(shè)備，是具有電池組310、主體320、動(dòng)作部323的電池搭載設(shè)備。從電池組310向動(dòng)作部323 供給電力。而且，電池組310可裝卸地被收容在沖擊鉆300的主體320中的底部321上。而且，電池搭載設(shè)備只要是搭載電池并將電池作為能源的至少一種來(lái)利用的設(shè)備就行，例如個(gè)人計(jì)算機(jī)、手機(jī)、電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)工具、無(wú)停電電源裝置等由電池驅(qū)動(dòng)的各種家電制品、辦公設(shè)備、產(chǎn)業(yè)用設(shè)備。而且，本方式僅表示了示例，并不將本發(fā)明局限于此。因而，本發(fā)明當(dāng)然在不脫離其實(shí)質(zhì)精神的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種改良。例如端子鉚釘31的鉚釘部32和基座部33的下面、集電部34的形狀均是一個(gè)示例，并不局限于此?；?3的下面也可以不是平面，集電部34也可以不是平板狀。另外， 在此，雖然本發(fā)明應(yīng)用于正極端子14，但不言而喻也可以應(yīng)用于負(fù)極端子。
權(quán)利要求
1.一種電池，具有電池殼體、被密封在上述電池殼體的內(nèi)部的電極體群、和與所述電極體群的電極體導(dǎo)通并在所述電池殼體的外部露出的外部端子，其特征在于，具有端子鉚釘，其具備柱狀的鉚釘部、設(shè)置在所述鉚釘部的基端側(cè)的基座部、和與所述電極體群的電極體相連接的集電部，在所述基座部中的所述鉚釘部側(cè)的面上，越接近所述鉚釘部越高的傾斜承接面圍繞著所述鉚釘部地在整周上被形成； 環(huán)狀的彈性部件；和比所述彈性部件的硬度高且直徑比所述彈性部件的外徑大，并形成有直徑比所述傾斜承接面的外徑小的第一孔的硬質(zhì)部件，所述電池殼體上形成有所述鉚釘部通過(guò)的第二孔，所述端子鉚釘配置成使所述基座部和所述集電部位于所述電池殼體的內(nèi)部，且所述鉚釘部貫穿所述第二孔并突出到所述電池殼體的外部，所述硬質(zhì)部件被配置成所述彈性部件位于所述第一孔中，并被夾持在所述基座部和所述電池殼體之間，通過(guò)將所述鉚釘部鉚接，所述外部端子被固定在所述電池殼體上并與所述端子鉚釘導(dǎo)通，所述彈性部件在所述基座部和所述電池殼體之間沿厚度方向被壓縮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1記載的電池，其特征在于，所述傾斜承接面中的與所述第一孔邊緣相接觸的部位和所述傾斜承接面的最內(nèi)側(cè)的高度差為0. OOlmm以上且0. 2mm以下。
3.—種車輛，具有接受電力供給并旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)車輪的電動(dòng)機(jī)、和向所述電動(dòng)機(jī)供給電力的電源部，其特征在于，所述電源部包含權(quán)利要求1或2記載的電池。
4.一種設(shè)備，具有接受電力供給而動(dòng)作的動(dòng)作部、和向所述動(dòng)作部供給電力的電源部， 其特征在于，所述電源部包含權(quán)利要求1或2記載的電池。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種電池，具有端子鉚釘，該端子鉚釘具備設(shè)置在柱狀鉚釘部的基端側(cè)的基座部，在基座部中的鉚釘部側(cè)的面上，越接近鉚釘部越高的傾斜承接面圍繞著鉚釘部在整周上被形成。另外還具有環(huán)狀的彈性部件；比彈性部件的硬度高且直徑比彈性部件的外徑大，并形成有直徑比傾斜承接面的外徑小的第一孔的硬質(zhì)部件。端子鉚釘配置成使基座部和集電部位于電池殼體的內(nèi)部，同時(shí)鉚釘部貫穿電池殼體的孔并突出到外部。硬質(zhì)部件以彈性部件位于第一孔內(nèi)的方式被配置，并被夾持在基座部和電池殼體之間。通過(guò)將鉚釘部鉚接，彈性部件在基座部和電池殼體之間沿厚度方向被壓縮，從而，能夠長(zhǎng)期地可靠地維持密封性。
文檔編號(hào)H01M2/30GK102197515SQ20098014203
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2009年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月19日
發(fā)明者永井裕喜 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社