專利名稱:電池、車輛及電池裝載設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及如下的電池、裝載該電池的車輛及電池裝載設(shè)備,該電池包括由鋁構(gòu)成、從電池殼內(nèi)延伸到其外部的正極端子構(gòu)件、由銅構(gòu)成、從電池殼內(nèi)延伸到其外部的負極端子構(gòu)件、與正極端子構(gòu)件的一部分的周圍緊密接觸且將其覆蓋的正極側(cè)樹脂構(gòu)件、和與負極端子構(gòu)件的一部分的周圍緊密接觸且將其覆蓋的負極側(cè)樹脂構(gòu)件。
背景技術(shù):
近年,由于便攜電話、筆記本式個人計算機、便攜式攝像機等便攜電子設(shè)備、混合動力電動汽車等車輛的普及,對它們的驅(qū)動用電源所使用的電池的需求增大。這樣的電池中,有的具有與電池內(nèi)部的發(fā)電要件導通并延伸到電池殼的外側(cè)的2 個電極端子構(gòu)件(正極端子構(gòu)件及負極端子構(gòu)件)。例如,專利文獻1中公開了如下這樣的鋰電池的上蓋,包括由金屬構(gòu)成的板狀的蓋體、分別穿過形成于該蓋體上的2個貫通孔的2個電極端子(正極端子構(gòu)件及負極端子構(gòu)件)、嵌件成形于這些蓋體與各電極端子之間、將蓋體和電極端子絕緣、并將它們固定為一體的2個絕緣密閉構(gòu)件(正極側(cè)樹脂構(gòu)件及負極側(cè)樹脂構(gòu)件)。該上蓋的2個電極端子及2個絕緣密閉構(gòu)件在正極側(cè)及負極側(cè)都為相同形狀。專利文獻1 日本特開2007-179793號公報
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明人的研究得知,負極側(cè)樹脂構(gòu)件與負極端子構(gòu)件之間的緊密接觸性 (密封性)比正極側(cè)樹脂構(gòu)件與正極端子構(gòu)件之間的密封性容易降低。因此,例如在將正極側(cè)樹脂構(gòu)件與負極側(cè)樹脂構(gòu)件及正極端子構(gòu)件與負極端子構(gòu)件分別形成為相同形狀時,盡管正極側(cè)樹脂構(gòu)件與正極端子構(gòu)件之間的密封性還保持充分,但負極側(cè)樹脂構(gòu)件與負極端子構(gòu)件之間的密封性先降低,結(jié)果,作為電池,產(chǎn)生電解液的泄漏等問題。S卩,正極側(cè)樹脂構(gòu)件與負極側(cè)樹脂構(gòu)件及正極端子構(gòu)件與負極端子構(gòu)件分別為相同形狀的專利文獻1的電池中,正極側(cè)與負極側(cè)的密封性能(密封耐久性)的均衡差。因此,在該電池中,雖然正極側(cè)的密封性還充分,但隨著先產(chǎn)生的負極側(cè)密封性的降低,可能出現(xiàn)電解液的泄漏等問題。本發(fā)明是鑒于該問題而做出的,其目的在于提供一種以使負極側(cè)樹脂構(gòu)件與負極端子構(gòu)件之間的密封性降低的時期和正極側(cè)樹脂構(gòu)件與正極端子構(gòu)件之間的密封性降低的時期為相同時期地取得二者的密封耐久性的均衡、耐久性良好的電池。而且,目的還在于提供裝載了這樣的電池耐久性良好的電池的車輛及電池裝載設(shè)備。本發(fā)明的一方案是一種電池,包括發(fā)電要件,其含有正電極板及負電極板;電池殼,其收容上述發(fā)電要件;正極端子構(gòu)件,其由鋁構(gòu)成,與上述正電極板導通,從上述電池殼內(nèi)延伸到上述電池殼外;負極端子構(gòu)件,其由銅構(gòu)成,與上述負電極板導通,從上述電池殼內(nèi)延伸到上述電池殼外;正極側(cè)樹脂構(gòu)件,其由絕緣性樹脂構(gòu)成,介于上述正極端子構(gòu)件與上述電池殼之間,將二者之間絕緣,并且緊密接觸于上述正極端子構(gòu)件的一部分的周圍地覆蓋該部分的周圍;和負極側(cè)樹脂構(gòu)件,其由絕緣性樹脂構(gòu)成,介于上述負極端子構(gòu)件與上述電池殼之間,將二者之間絕緣,并且緊密接觸于上述負極端子構(gòu)件的一部分的周圍地覆蓋該部分的周圍,其中,在上述正極端子構(gòu)件中的上述正極側(cè)樹脂構(gòu)件所緊密接觸的正極樹脂緊密接觸面及上述負極端子構(gòu)件中的上述負極側(cè)樹脂構(gòu)件所緊密接觸的負極樹脂緊密接觸面,都實施有使與上述正極側(cè)樹脂構(gòu)件及上述負極側(cè)樹脂構(gòu)件的緊密接觸性提高的表面處理,負極密封長度大于正極密封長度,上述負極密封長度是在上述負極樹脂緊密接觸面上從上述電池殼內(nèi)到上述電池殼外的負極密封路徑中的最短路徑的長度,上述正極密封長度是在上述正極樹脂緊密接觸面上從上述電池殼內(nèi)到上述電池殼外的正極密封路徑中的最短路徑的長度。根據(jù)本發(fā)明人的研究可知,負極側(cè)樹脂構(gòu)件與負極端子構(gòu)件之間的密封耐久性低于正極側(cè)樹脂構(gòu)件與正極端子構(gòu)件之間的密封耐久性。這是由于因?qū)嵤┝吮砻嫣幚淼慕饘俚牟馁|(zhì)的差異,從而密封耐久性不同。即,構(gòu)成正極端子構(gòu)件的鋁與構(gòu)成負極端子構(gòu)件的銅相比,由于表面處理,產(chǎn)生更大的緊固力(緊密接觸力)。與此相對,在上述的電池中,由于使負極側(cè)樹脂構(gòu)件與負極端子構(gòu)件之間的負極密封長度(上述)相對大于正極密封長度(上述),因此能夠使現(xiàn)實中的負極側(cè)樹脂構(gòu)件與負極端子構(gòu)件之間的密封耐久性及正極側(cè)樹脂構(gòu)件與正極端子構(gòu)件之間的密封耐久性為相同程度,取得二者的均衡。如此,能夠抑制隨著負極側(cè)的密封性的降低引起的電解液的泄漏等問題,做成耐久性良好的電池。另外,作為正極側(cè)樹脂構(gòu)件及負極側(cè)樹脂構(gòu)件,可舉出例如由一體成形構(gòu)成的1 個構(gòu)件、由2個以上構(gòu)件構(gòu)成的構(gòu)件。此外,作為表面處理的手法,可舉出例如有機鍍敷、利用硅烷偶聯(lián)劑的表面處理。而且,在上述的電池中,可以做成在所述正極樹脂緊密接觸面及所述負極樹脂緊密接觸面實施了有機鍍敷的電池。若在鋁、銅等金屬的表面實施機鍍敷,則能夠提高樹脂等有機構(gòu)件之間的緊密接觸性。但是,根據(jù)本發(fā)明人的研究,在使用了正極樹脂緊密接觸面及負極樹脂緊密接觸面實施有機鍍敷的表面處理的正極端子構(gòu)件及負極端子構(gòu)件的電池中,負極端子構(gòu)件中的密封性與正極側(cè)相比容易降低。對此,在上述的電池中,在正極樹脂緊密接觸面及負極樹脂緊密接觸面實施有機鍍敷。而且,使負極密封長度大于正極密封長度。因此,能夠提高兩極的密封耐久性,而且能夠適當取得負極側(cè)樹脂構(gòu)件與負極端子構(gòu)件之間的密封耐久性及正極側(cè)的密封耐久性的均衡。另外,有機鍍敷是指使用三嗪三硫酮類、有機磷酸或有機羧酸的堿鹽或胺鹽等的溶液,在要鍍敷的物體表面析出三嗪三硫酮類、有機磷酸或有機羧酸的堿鹽或胺鹽的表面處理,例如舉出日本專利第1840482號記載的表面處理。另外,有機鍍敷可使用例如電化學的表面處理(電鍍)的方法、無電解電鍍(無電解力^爸)的方法?;蛘撸谏鲜龅碾姵刂?,可以做成在所述正極樹脂緊密接觸面及負極樹脂緊密接
4觸面實施了利用硅烷偶聯(lián)劑的表面處理的電池。若在鋁、銅等金屬的表面配置硅烷偶聯(lián)劑,則能夠提高與樹脂等有機構(gòu)件之間的緊密接觸性。但是,根據(jù)本發(fā)明人的研究,在使用了正極樹脂緊密接觸面及負極樹脂緊密接觸面實施利用硅烷偶聯(lián)劑的表面處理的正極端子構(gòu)件及負極端子構(gòu)件的電池中,負極端子構(gòu)件的密封性與正極側(cè)相比容易降低。對此,在上述的電池中,在正極樹脂緊密接觸面及負極樹脂緊密接觸面實施利用硅烷偶聯(lián)劑的表面處理。而且,使負極密封長度大于正極密封長度。因此,能夠提高兩極的密封耐久性,而且能夠適當取得負極側(cè)樹脂構(gòu)件與負極端子構(gòu)件之間的密封耐久性及正極側(cè)的密封耐久性的均衡。另外,利用硅烷偶聯(lián)劑的表面處理是在金屬等無機材料的表面配置硅烷偶聯(lián)劑, 來提高與有機材料的接合(緊密接觸)的手法。或者,本發(fā)明的另一方案是一種裝載了上述任一項的電池,將該電池的電能用于動力源的全部或一部分的車輛。由于上述的車輛裝載了上述任一項的電池,因此能夠做成使用了耐久性良好的電池的車輛。另外,作為車輛,只要是將電池的電能用于動力源的全部或一部分的車輛即可,例如可舉出電動汽車、混合動力汽車、插電式混合動力汽車、混合動力鐵道車輛、叉式升降車、 電輪椅、電動助力自行車、電動摩托車?;蛘?,本發(fā)明的另一方案是一種裝載了上述任一項的電池,將該電池的電能用于動力源的全部或一部分的電池裝載設(shè)備。由于上述的電池裝載設(shè)備裝載了上述任一項的電池,因此能夠做成使用了耐久性良好的電池的電池裝載設(shè)備。另外,作為電池裝載設(shè)備,只要是裝載電池、將電池的電能用于動力源的全部或一部分的設(shè)備即可,例如可舉出個人計算機、便攜電話、電池驅(qū)動的電動工具、無停電電源裝置等用電池驅(qū)動的各種家電產(chǎn)品、辦公設(shè)備、工業(yè)設(shè)備。
圖1是實施方式1、變形方式1的電池的立體圖。圖2是實施方式1、變形方式1的電池的剖面圖。圖3是實施方式1、變形方式1的電池的放大剖面圖(圖2的A-A剖面)。圖4是實施方式1、變形方式1的電池的放大剖面圖(圖2的B-B剖面)。圖5是確認樹脂構(gòu)件和端子構(gòu)件之間的密封性能的實驗的說明圖。圖6是確認樹脂構(gòu)件和端子構(gòu)件之間的密封性能的實驗的說明圖(圖5的D部放大圖)。圖7是表示樹脂構(gòu)件和端子構(gòu)件之間的密封性能與浸泡時間的關(guān)系的曲線圖。圖8是實施方式1、變形方式1的電池的制造方法的說明圖。圖9是表示樹脂構(gòu)件和端子構(gòu)件之間的密封性能與浸泡時間的平方根的關(guān)系的曲線圖。
圖10是實施方式2的車輛的說明圖。圖11是實施方式3的電池裝載設(shè)備的說明圖。附圖標記的說明1,101 電池10電池殼20、120正極側(cè)樹脂構(gòu)件30、130負極側(cè)樹脂構(gòu)件40、140正極端子構(gòu)件43XF、143XF正極樹脂緊密接觸面50、150負極端子構(gòu)件53XF、153XF負極樹脂緊密接觸面80發(fā)電要件81正電極板82負電極板200 車輛300電錘鉆(電池裝載設(shè)備)L1、L3正極密封長度L2、L4負極密封長度Rl、R3正極密封路徑((正極密封路徑中的)最短的路徑)R2、R4負極密封路徑((負極密封路徑中的)最短的路徑)
具體實施例方式(實施方式1)接著,參照
本發(fā)明的實施方式1。首先,說明本實施方式1的電池1。圖1表示電池1的立體圖,圖2表示該電池1 的局部剖切剖面圖,圖3表示電池1的局部剖面圖(圖2的A-A剖面),圖4表示電池1的局部剖面圖(圖2的B-B剖面)。本實施方式1的電池1是包括發(fā)電要件80、電池殼10、從該電池殼10內(nèi)延伸到電池殼10外的正極端子構(gòu)件40及負極端子構(gòu)件50、由絕緣性樹脂構(gòu)成的正極側(cè)樹脂構(gòu)件20 及負極側(cè)樹脂構(gòu)件30的卷繞型鋰離子二次電池(參照圖1、2)。此外,電池1除了上述之夕卜,還包括在碳酸亞乙酯(EC)與碳酸甲乙酯(EMC)的混合有機溶劑中添加了溶質(zhì)(LiPF6) 而成的電解液(未圖示)。其中,發(fā)電要件80包括帶狀的正電極板81及負電極板82,這些正電極板81及負電極板82隔著由聚乙烯構(gòu)成的帶狀分隔件83而卷繞(參照圖1、2)。另外,電池殼10包括都是由鋁構(gòu)成的封口蓋11及電池殼主體12(參照圖1、2)。 該電池殼10收容上述的發(fā)電要件80 (參照圖2)。其中,電池殼主體12是具有開口 12A的有底矩形箱形,在內(nèi)側(cè)整面貼附有由樹脂構(gòu)成的絕緣膜(未圖示)。此外,封口蓋11是矩形板狀,封閉電池殼主體12的開口 12A,焊接于該電池殼主體 12。該封口蓋11具有可供正極端子構(gòu)件40穿過的正極側(cè)貫通孔IlM和可供負極端子構(gòu)件50穿過的負極側(cè)貫通孔11N(參照圖2 4)。該封口蓋11在圖1、2中左右方向的中央具有安全閥部lis。該安全閥部IlS是一旦開閥就失去安全閥功能的單向安全閥。接著,說明正極端子構(gòu)件40。該正極端子構(gòu)件40由鋁構(gòu)成,與發(fā)電要件80的正電極板81導通,從電池殼10內(nèi)延伸到電池殼10外(參照圖2)。該正極端子構(gòu)件40包括配置在電池殼10內(nèi)、位于該正極端子構(gòu)件40的一端側(cè)并與正電極板81連接的正極端子連接部41,和位于正極端子構(gòu)件40的另一端側(cè)并露出到電池殼10外的正極端子露出部42。還包括位于正極端子連接部41與正極端子露出部42之間、與電池殼10絕緣且貫通該電池殼 10的正極端子貫通部43 (參照圖2、3)。其中,正極端子露出部42彎曲成曲柄狀,由與封口蓋11平行的平板狀的正極第1 平板部42A、圖2中位于正極第1平板部42A上方的正極第2平板部42B及連結(jié)正極第1平板部42A和正極第2平板部42B的正極側(cè)連結(jié)部42C構(gòu)成(參照圖2)。另外,正極第1平板部42A與正極端子貫通部43相連。此外,由金屬構(gòu)成的正極側(cè)螺栓BTl貫通正極第2平板部42B的中央附近。此外,如圖3所示,正極端子貫通部43包括自正極端子露出部42彎曲成曲柄狀的曲柄部43X、從該曲柄部43X朝向正極端子連接部41(圖3中下方)延伸的平板狀的平板延伸部43Y。其中,曲柄部43X的周圍與正極側(cè)樹脂構(gòu)件20緊密接觸并被覆蓋。以下,將該正極側(cè)樹脂構(gòu)件20所緊密接觸的面稱為正極樹脂緊密接觸面43XF(參照圖2、3)。另外,在正極端子構(gòu)件40的表面中的包括該正極樹脂緊密接觸面43XF的區(qū)域,被實施有用于提高曲柄部43X與正極側(cè)樹脂構(gòu)件20的緊密接觸性的有機鍍敷。接著,說明負極端子構(gòu)件50。該負極端子構(gòu)件50由銅構(gòu)成,與發(fā)電要件80的負電極板82導通,并從電池殼10內(nèi)延伸到電池殼10外(參照圖2)。該負極端子構(gòu)件50包括配置在電池殼10內(nèi)、位于該負極端子構(gòu)件50的一端側(cè)并與負電極板82連接的負極端子連接部51和位于負極端子構(gòu)件50的另一端側(cè)并露出到電池殼10外的負極端子露出部52。 此外,還包括位于上述負極端子連接部51與負極端子露出部52之間、與電池殼10絕緣且貫通該電池殼10的負極端子貫通部53 (參照圖2、4)。其中,負極端子露出部52彎曲成曲柄狀,由與封口蓋11平行的平板狀的負極第1 平板部52A、圖2中位于負極第1平板部52A上方的負極第2平板部52B及連結(jié)負極第1平板部52A和負極第2平板部52B的負極側(cè)連結(jié)部52C構(gòu)成(參照圖2)。另外,負極第1平板部52A與負極端子貫通部53相連。此外,由金屬構(gòu)成的負極側(cè)螺栓BT2貫通負極第2平板部52B的中央附近。此外,如圖4所示,負極端子貫通部53包括自負極端子露出部52彎曲成曲柄狀的曲柄部53X、從該曲柄部53X朝向負極端子連接部51 (圖4中的下方)延伸的平板狀的平板延伸部53Y。其中,曲柄部53X的周圍與負極側(cè)樹脂構(gòu)件30緊密接觸并被覆蓋。以下,將該負極側(cè)樹脂構(gòu)件30所緊密接觸的面稱為負極樹脂緊密接觸面53XF(參照圖2、4)。另外,在負極端子構(gòu)件50的表面中的包括該負極樹脂緊密接觸面53XF的區(qū)域也被實施有用于提高曲柄部53X與負極側(cè)樹脂構(gòu)件30的緊密接觸性的有機鍍敷。接著,說明正極側(cè)樹脂構(gòu)件20。該正極側(cè)樹脂構(gòu)件20由作為絕緣性樹脂的聚苯硫醚樹脂(以下也稱為PPS)構(gòu)成。該正極側(cè)樹脂構(gòu)件20夾在正極端子構(gòu)件40與電池殼10 之間,將二者之間絕緣,并與正極端子構(gòu)件40的一部分的周圍緊密接觸地將其覆蓋(參照圖 2、3)。具體而言,正極側(cè)樹脂構(gòu)件20夾在正極端子露出部42的正極第1平板部42A、正極側(cè)連結(jié)部42C及正極端子貫通部43的曲柄部43X與封口蓋11之間(參照圖2)。此外, 正極側(cè)樹脂構(gòu)件20與正極端子貫通部43的曲柄部43X的周圍緊密接觸地將其覆蓋。就是說,正極側(cè)樹脂構(gòu)件20將曲柄部43X的正極樹脂緊密接觸面43XF密封。在此,在正極樹脂緊密接觸面43XF上從電池殼10內(nèi)到電池殼10外的正極密封路徑中的最短路徑是圖2、3箭頭所示的正極密封路徑R1。另外,該正極密封路徑Rl的正極密封長度Ll是4. 4mm (參照圖3)。由于該正極密封路徑Rl沿著彎曲成曲柄狀的曲柄部43X的正極樹脂緊密接觸面 43XF,因此可以使正極樹脂構(gòu)件20的圖3中上下方向的厚度小于正極密封長度Li。S卩,在本實施方式1的電池1的正極端子構(gòu)件40中,可以確保大于正極樹脂構(gòu)件20的圖3中上下方向的厚度的正極密封長度Li。接著,說明負極側(cè)樹脂構(gòu)件30。該負極側(cè)樹脂構(gòu)件30與由絕緣性樹脂(PPS)構(gòu)成的正極側(cè)同樣,夾在負極端子構(gòu)件50與電池殼10之間,將二者之間絕緣,并與負極端子構(gòu)件50的一部分周圍緊密接觸地將其覆蓋(參照圖2、4)。具體而言,負極側(cè)樹脂構(gòu)件30夾在負極端子露出部52的負極第1平板部52A、負極側(cè)連結(jié)部52C及負極端子貫通部53的曲柄部53X與封口蓋11之間(參照圖2)。此外, 負極側(cè)樹脂構(gòu)件30與負極端子貫通部53的曲柄部53X的周圍緊密接觸地將其覆蓋,就是說,負極側(cè)樹脂構(gòu)件30將曲柄部53X的負極樹脂緊密接觸面53XF密封。在此,在負極樹脂緊密接觸面53XF上從電池殼10內(nèi)到電池殼10外的負極密封路徑中的最短路徑是圖2、4中箭頭所示的負極密封路徑R2。另外,該負極密封路徑R2的負極密封長度L2是13. 2mm (參照圖4)。由于該負極密封路徑R2沿著彎曲成曲柄狀的曲柄部53X的負極樹脂緊密接觸面 53XF,因此可以使負極樹脂構(gòu)件30的圖4中上下方向的厚度小于負極密封長度L2。S卩,在本實施方式1的電池1的負極端子構(gòu)件50中,可以確保比負極樹脂構(gòu)件30的圖4中上下方向的厚度大的負極密封長度L2。本發(fā)明人為了確認正極側(cè)樹脂構(gòu)件20與正極端子構(gòu)件40之間及負極側(cè)樹脂構(gòu)件 30與負極端子構(gòu)件50之間的密封性,實施了下述實驗。具體而言,如圖5所示,準備第1試樣TP1,第1試樣TPl由矩形板狀的、與正極端子構(gòu)件40同樣由銅構(gòu)成、在表面實施了有機鍍敷的金屬板T40、以及與該金屬板T40的周圍緊密接觸地將其覆蓋、與正極側(cè)樹脂構(gòu)件20同樣的PPS的樹脂構(gòu)件T20構(gòu)成。然后,將該第1試樣TPl的貫通樹脂構(gòu)件T20的金屬板T40的一側(cè)浸泡在與電池1同樣的電解液(未圖示),測定由于浸泡時間的經(jīng)過而在金屬板T40與樹脂構(gòu)件T20之間的密封剝離長度的變化。具體而言,關(guān)于從電解液拉起的第1試樣TP1,從金屬板T40剝下樹脂構(gòu)件T20,對該金屬板T40中的在浸泡前樹脂構(gòu)件T20所緊密接觸的部位進行元素分析(EPMA),調(diào)查此處是否存在電解液的成分(磷元素、氟元素)。在浸泡前樹脂構(gòu)件T20所緊密接觸部位的一部分存在電解液的成分時,認為在浸泡期間在此處樹脂構(gòu)件T20被剝離,電解液進入此處。對于存在電解液的成分的部位(區(qū)域),圖6中標注網(wǎng)格陰影線表示。另外,如圖6所示,密封的剝離長度使用在與金屬板T40延伸方向相同方向剝離的距離中的最長距離。
另一方面,準備第2試樣TP2,第2試樣TP2由與負極端子構(gòu)件50同樣地由鋁構(gòu)成、對表面進行了有機鍍敷而成的平板狀的金屬板T50及與負極側(cè)樹脂構(gòu)件30同樣地由 PPS構(gòu)成的樹脂構(gòu)件T30構(gòu)成,與第1試樣TPl同樣地,測定由于浸泡時間的經(jīng)過而在金屬板T50與樹脂構(gòu)件T30之間的密封的剝離長度的變化。圖7表示這些測定結(jié)果。第1試樣TPl及第2試樣TP2的剝離長度都是隨著浸泡時間的經(jīng)過而線性增加。 此外,表示第2試樣TP2的曲線圖總是位于第1試樣TPl的曲線圖的上方。由此可知,第2 試樣TP2模擬的負極側(cè)樹脂構(gòu)件30與負極端子構(gòu)件50之間的密封比第1試樣TPl模擬的正極側(cè)樹脂構(gòu)件20與正極端子構(gòu)件40之間的密封,其性能降低得早。就是說,負極側(cè)樹脂構(gòu)件30與負極端子構(gòu)件50之間的密封耐久性低于正極側(cè)樹脂構(gòu)件20與正極端子構(gòu)件40 之間的密封耐久性。鑒于以上的結(jié)果,做成使本實施方式1的電池1的負極端子構(gòu)件50中的負極密封長度L2長于正極端子構(gòu)件40中的正極密封長度Ll (4. 4mm) (L2 > Li)的實施方式 (12. 3mm)。另外,正極密封長度Ll及負極密封長度L2是考慮到正極側(cè)及負極側(cè)的密封耐久性的均衡而決定的數(shù)值。因此,可使電池1中的負極側(cè)樹脂構(gòu)件30與負極端子構(gòu)件50之間的密封耐久性及正極側(cè)樹脂構(gòu)件20與正極端子構(gòu)件40之間的密封耐久性為相同程度,取得二者的均衡。如此,抑制隨著負極側(cè)樹脂構(gòu)件30與負極端子構(gòu)件50之間的密封性降低引起的電解液泄漏等問題,可做成耐久性良好的電池1。此外,在該電池1中,在正極樹脂緊密接觸面43XF及負極樹脂緊密接觸面53XF實施了有機鍍敷。并且,使負極密封長度L2大于正極密封長度Li。因此,能夠提高兩極(正極側(cè)及負極側(cè))的密封耐久性,并且可適當取得負極側(cè)樹脂構(gòu)件30與負極端子構(gòu)件50之間的密封耐久性及正極側(cè)的密封耐久性的均衡。接著,參照圖8說明本實施方式1的電池1的制造方法。首先,說明在封口蓋11 固定正極端子構(gòu)件40及負極端子構(gòu)件50的工序。另外,在正極端子構(gòu)件40中的成為正極樹脂緊密接觸面43XF的區(qū)域及負極端子構(gòu)件50中的成為負極樹脂緊密接觸面53XF的區(qū)域都預先實施了有機鍍敷。該有機鍍敷使用未圖示的將三嗪三硫酮(卜U 7 ^ >卜U f * ^ )的單鈉鹽和2-甲基氨基甲基苯酚溶解于有機溶劑而成的有機溶液(有機溶液的濃度為5重量%)。將正極端子構(gòu)件40 (或負極端子構(gòu)件50)浸泡在調(diào)整為55°C的該有機溶液中1分鐘,在該正極端子構(gòu)件40 (或負極端子構(gòu)件50)的表面實施有機鍍敷。首先,將正極側(cè)螺栓BTl穿過正極端子構(gòu)件40的正極第2平板部42B,將負極側(cè)螺栓BT2穿過負極端子構(gòu)件50的負極第2平板部52B。此外,將正極端子構(gòu)件40的正極端子貫通部43穿過封口蓋11的正極側(cè)貫通孔11M,將負極端子構(gòu)件50的負極端子貫通部53 穿過負極側(cè)貫通孔11N(參照圖8的上圖)。接著,分別利用一次注塑成型而形成正極側(cè)樹脂構(gòu)件20及負極側(cè)樹脂構(gòu)件30。由該正極側(cè)樹脂構(gòu)件20使正極端子構(gòu)件40、正極側(cè)螺栓BTl及封口蓋11成為一體,因此正極端子構(gòu)件40貫通封口蓋11并被固定(參照圖8的下圖)。此外,由負極側(cè)樹脂構(gòu)件30使負極端子構(gòu)件50、負極側(cè)螺栓BT2及封口蓋11成為一體,因此負極端子構(gòu)件50貫通封口蓋 11并被固定。
另外,正極側(cè)樹脂構(gòu)件20與正極端子露出部42的正極第1平板部42A、正極側(cè)連結(jié)部42C及正極端子貫通部43的曲柄部43X緊密接觸。并且,正極側(cè)樹脂構(gòu)件20與正極端子貫通部43的曲柄部43X的周圍緊密接觸地將其覆蓋。就是說,正極側(cè)樹脂構(gòu)件20與正極端子構(gòu)件40中的成為正極樹脂緊密接觸面43XF的區(qū)域緊密接觸。此外,負極側(cè)樹脂構(gòu)件30與負極端子露出部52的負極第1平板部52A、負極側(cè)連結(jié)部52C及負極端子貫通部53的曲柄部53X緊密接觸。并且,負極側(cè)樹脂構(gòu)件30與負極端子貫通部53的曲柄部53X的周圍緊密接觸地將其覆蓋。就是說,負極側(cè)樹脂構(gòu)件30與負極端子構(gòu)件50中的成為負極樹脂緊密接觸面53XF的區(qū)域緊密接觸。在將正極端子構(gòu)件40及負極端子構(gòu)件50固定在封口蓋11后,將上述的正極端子構(gòu)件40的正極端子連接部41焊接在發(fā)電要件80的正電極板81,并將負極端子構(gòu)件50的負極端子連接部51焊接在負電極板82。然后,將發(fā)電要件80收容于電池殼主體12。然后, 將封口蓋11和電池殼主體12焊接而做成電池殼10。在該電池殼10內(nèi)注入電解液(未圖示),完成本實施方式1的電池1 (參照圖1)。(變形方式1)接著,參照圖1 6、8、9說明本發(fā)明的變形方式1的電池101。在本變形方式1的電池101中,在正極端子構(gòu)件的正極樹脂緊密接觸面及負極端子構(gòu)件的負極樹脂緊密接觸面實施利用硅烷偶聯(lián)劑的表面處理,這一點與上述實施方式1 不同,除此之外相同。因此,以與實施方式1的不同點為中心進行說明,省略或簡化同樣部分的說明。另夕卜,對于同樣的部分產(chǎn)生同樣的作用效果。對于同一內(nèi)容的部分標注相同附圖標記進行說明。本變形方式1的電池101是包括發(fā)電要件80、電池殼10、從該電池殼10內(nèi)延伸到電池殼10外的正極端子構(gòu)件140及負極端子構(gòu)件150、由絕緣性樹脂構(gòu)成的正極側(cè)樹脂構(gòu)件120及負極側(cè)樹脂構(gòu)件130的卷繞型鋰離子二次電池(參照圖1、2)。該電池101具有與實施方式1同樣的電解液(未圖示)。其中,在正極端子構(gòu)件140的表面中的包括該正極樹脂緊密接觸面143XF的區(qū)域涂敷了用于提高曲柄部143X和正極側(cè)樹脂構(gòu)件120的緊密接觸性的硅烷偶聯(lián)劑。此外,在負極端子構(gòu)件150的表面中的包括該負極樹脂緊密接觸面153XF的區(qū)域涂敷了用于提高曲柄部153X和負極側(cè)樹脂構(gòu)件130的緊密接觸性的硅烷偶聯(lián)劑。此外,由PPS構(gòu)成的正極側(cè)樹脂構(gòu)件120介于正極端子構(gòu)件140與電池殼10之間, 使二者之間絕緣,并與正極端子構(gòu)件140的一部分的周圍緊密接觸地將其覆蓋(參照圖2、 3)。具體而言,正極側(cè)樹脂構(gòu)件120介于正極端子露出部142的正極第1平板部142A、 正極側(cè)連結(jié)部142C及正極端子貫通部143的曲柄部143X與封口蓋11之間(參照圖2)。 而且,正極側(cè)樹脂構(gòu)件120與正極端子貫通部143的曲柄部143X的周圍緊密接觸地將其覆蓋。就是說,正極側(cè)樹脂構(gòu)件120將曲柄部143X的正極樹脂緊密接觸面143XF密封。在此,在正極樹脂緊密接觸面143XF上從電池殼10內(nèi)到電池殼10外的正極密封路徑中的最短的路徑是圖2、3中箭頭所示的正極密封路徑R3。另外,該正極密封路徑R3的正極密封長度L3是6. 3mm (參照圖3)。
此外,負極側(cè)樹脂構(gòu)件130與正極側(cè)同樣,介于負極端子構(gòu)件150與電池殼10之間,使二者之間絕緣,并與負極端子構(gòu)件150的一部分的周圍緊密接觸地將其覆蓋(參照圖 2、4)。具體而言,負極側(cè)樹脂構(gòu)件130介于負極端子露出部152的負極第1平板部152A、 負極側(cè)連結(jié)部152C及負極端子貫通部153的曲柄部153X與封口蓋11之間(參照圖2)。 而且,負極側(cè)樹脂構(gòu)件130與負極端子貫通部153的曲柄部153X的周圍緊密接觸地將其覆蓋。就是說,負極側(cè)樹脂構(gòu)件130將曲柄部153X的負極樹脂緊密接觸面153XF密封。在此,在負極樹脂緊密接觸面153XF上從電池殼10內(nèi)到電池殼10外的負極密封路徑中的最短的路徑是圖2、4中箭頭所示的負極密封路徑R4。另外,該負極密封路徑R4的負極密封長度L4是7. Omm(參照圖4)。在此,本發(fā)明人為了確認正極側(cè)樹脂構(gòu)件120與正極端子構(gòu)件140之間及負極側(cè)樹脂構(gòu)件130與負極端子構(gòu)件150之間的密封性,實施了與實施方式1同樣的實驗。具體而言,如圖5所示,準備第3試樣TP3,第3試樣TP3由矩形板狀的、與正極端子構(gòu)件140同樣地由銅構(gòu)成、在表面涂敷了硅烷偶聯(lián)劑的金屬板T140,以及與該金屬板T140 的周圍緊密接觸地將其覆蓋的、與正極側(cè)樹脂構(gòu)件120相同的PPS的樹脂構(gòu)件T120構(gòu)成。 并且,將該第3試樣TP3的貫通樹脂構(gòu)件T120的金屬板T140的一方浸泡在與電池101同樣的電解液(未圖示)中,測定由于浸泡時間的經(jīng)過而金屬板T140與樹脂構(gòu)件T120之間的密封的剝離長度的變化。另外,準備第4試樣TP4,第4試樣TP4由與負極端子構(gòu)件150同樣地由鋁構(gòu)成且在表面涂敷了硅烷偶聯(lián)劑的金屬板T150及與負極側(cè)樹脂構(gòu)件130同樣地由PPS構(gòu)成的樹脂構(gòu)件T130構(gòu)成,與第3試樣TP3同樣地,測定由于浸泡時間的經(jīng)過而金屬板T150與樹脂構(gòu)件T130之間的密封的剝離長度的變化。圖9表示上述測定結(jié)果。另外,在使用硅烷偶聯(lián)劑的試樣的測定結(jié)果中可知,剝離長度與浸泡時間的平方根值之間存在相關(guān),因此在圖9中,表示樹脂構(gòu)件及端子構(gòu)件之間的密封性能(剝離長度)與浸泡時間的平方根值的關(guān)系。第3試樣TP3及第4試樣TP4的剝離長度都是隨著浸泡時間的平方根值增加而線性增加。此外,表示第4試樣TP4的曲線圖總是位于第3試樣TP3的曲線圖的上方。由此可知,第4試樣TP4模擬的負極側(cè)樹脂構(gòu)件130與負極端子構(gòu)件150之間的密封比第3試樣TP3模擬的正極側(cè)樹脂構(gòu)件120與正極端子構(gòu)件140之間的密封,其性能降低得早。就是說,可知負極側(cè)樹脂構(gòu)件130與負極端子構(gòu)件150之間的密封耐久性低于正極側(cè)樹脂構(gòu)件120與正極端子構(gòu)件140之間的密封耐久性。鑒于以上的結(jié)果,做成使本變形方式1的電池101的負極端子構(gòu)件150中的負極密封長度L4長于正極端子構(gòu)件140的正極密封長度L3(6. 3mm) (L4 > L3)的實施方式 (7. Omm)。另外,正極密封長度L3及負極密封長度L4是考慮到正極側(cè)及負極側(cè)的密封耐久性的均衡而決定的數(shù)值。在本變形方式1的電池101中,在正極樹脂緊密接觸面143XF及負極樹脂緊密接觸面153XF實施了利用硅烷偶聯(lián)劑的表面處理。并且使負極密封長度L4長于正極密封長度L3。因此,能夠兩極的密封耐久性提高,而且可適當取得負極側(cè)樹脂構(gòu)件130與負極端子構(gòu)件150之間的密封耐久性及正極側(cè)的密封耐久性的均衡。
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另外,本變形方式1的電池101的制造方法與實施方式1的電池1的制造方法的不同點在于,在正極端子構(gòu)件140中的成為正極樹脂緊密接觸面143XF的區(qū)域及在負極端子構(gòu)件150中的成為負極樹脂緊密接觸面153XF的區(qū)域取代有機鍍敷而預先涂敷硅烷偶聯(lián)劑。關(guān)于該硅烷偶聯(lián)劑的涂敷,具體而言,將正極端子構(gòu)件140及負極端子構(gòu)件150分別浸泡在含有乙硅烷(Ε 7〉,> )化合物的硅烷偶聯(lián)劑中預定時間,其后使其干燥。另外,對于在封口蓋11固定正極端子構(gòu)件140及負極端子構(gòu)件150的工序以后, 與實施方式1的電池1的制造方法同樣進行,因此省略說明。(實施方式2)本實施方式2的車輛200是裝載了包括多個上述電池1、101的電池包(“^ r ·; 'iy ” )210的車輛。具體而言,如圖10所示,車輛200是并用發(fā)動機M0、前電動機220及后電動機230進行驅(qū)動的混合動力汽車。該車輛200具有車體四0、發(fā)動機M0、裝載于發(fā)動機240上的前電動機220、后電動機230、線纜250、變換器(inverter) 260及矩形箱形狀的電池包210。其中,電池包210是將多個上述實施方式1或變形方式1的電池1、101收容在矩形箱形狀的電池殼211的內(nèi)部而成。 如此,在本實施方式2的車輛200中,由于裝載了上述任一電池1、101,因此可做成使用了耐久性良好的電池1、101的車輛200。(實施方式3)此外,本實施方式3的電錘鉆300裝載了包括上述電池1、101的電池包310,如圖 11所示,是具有電池包310、主體320的電池裝載設(shè)備。另外,電池包310可收容在電錘鉆 300的主體320中的底部321。如此,在本實施方式3的電錘鉆300中,由于裝載了上述任一電池1、101,因此可做成使用了耐久性良好的電池1、101的電池裝載設(shè)備。以上,基于實施方式1 3及變形方式1說明了本發(fā)明,但本發(fā)明不限于上述實施方式,不言而喻,在不脫離其要旨的范圍內(nèi)可適當變更地應用。例如,在實施方式1等中,例示了都是用一次注塑成型形成正極側(cè)樹脂構(gòu)件及負極側(cè)樹脂構(gòu)件,但也可以是例如將正極側(cè)樹脂構(gòu)件及負極側(cè)樹脂構(gòu)件分別由2個以上的樹脂構(gòu)件構(gòu)成。此外,在實施方式1等中,例示了彎曲成曲柄狀的正極端子露出部42、142及負極端子露出部52、152,但形狀上沒有限定,也可以做成例如自正極端子貫通部43、143 (負極端子貫通部53、153)向圖2中的上方延伸的矩形板狀的正極端子露出部(負極端子露出部)。
權(quán)利要求
1.一種電池,包括發(fā)電要件,其含有正電極板及負電極板; 電池殼,其收容上述發(fā)電要件;正極端子構(gòu)件,其由鋁構(gòu)成,與上述正電極板導通,從上述電池殼內(nèi)延伸到上述電池殼外;負極端子構(gòu)件,其由銅構(gòu)成,與上述負電極板導通,從上述電池殼內(nèi)延伸到上述電池殼外;正極側(cè)樹脂構(gòu)件,其由絕緣性樹脂構(gòu)成,介于上述正極端子構(gòu)件與上述電池殼之間,將二者之間絕緣,并且緊密接觸于上述正極端子構(gòu)件的一部分的周圍地覆蓋該部分的周圍; 禾口負極側(cè)樹脂構(gòu)件,其由絕緣性樹脂構(gòu)成,介于上述負極端子構(gòu)件與上述電池殼之間,將二者之間絕緣,并且緊密接觸于上述負極端子構(gòu)件的一部分的周圍地覆蓋該部分的周圍, 其中,在上述正極端子構(gòu)件中的上述正極側(cè)樹脂構(gòu)件所緊密接觸的正極樹脂緊密接觸面及上述負極端子構(gòu)件中的上述負極側(cè)樹脂構(gòu)件所緊密接觸的負極樹脂緊密接觸面,都實施有使與上述正極側(cè)樹脂構(gòu)件及上述負極側(cè)樹脂構(gòu)件的緊密接觸性提高的表面處理,負極密封長度大于正極密封長度,上述負極密封長度是在上述負極樹脂緊密接觸面上從上述電池殼內(nèi)到上述電池殼外的負極密封路徑中的最短路徑的長度,上述正極密封長度是在上述正極樹脂緊密接觸面上從上述電池殼內(nèi)到上述電池殼外的正極密封路徑中的最短路徑的長度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池,其中,在上述正極樹脂緊密接觸面及上述負極樹脂緊密接觸面實施了有機鍍敷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池,其中,在上述正極樹脂緊密接觸面及負極樹脂緊密接觸面實施了利用硅烷偶聯(lián)劑的表面處理。
4.一種車輛,裝載有根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任一項所述的電池,將該電池的電能用于動力源的全部或一部分。
5.一種電池裝載設(shè)備,裝載有根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任一項所述的電池,將該電池的電能用于動力源的全部或一部分。
全文摘要
課題是提供一種取得負極側(cè)樹脂構(gòu)件與負極端子構(gòu)件之間的密封耐久性及正極側(cè)樹脂構(gòu)件與正極端子構(gòu)件之間的密封耐久性的均衡、耐久性良好的電池,以及裝載了這樣的電池耐久性良好的電池的車輛及電池裝載設(shè)備。電池(1)包括由鋁構(gòu)成的正極端子構(gòu)件(40)、由銅構(gòu)成的負極端子構(gòu)件(50)、由絕緣性樹脂構(gòu)成、與上述正極端子構(gòu)件的一部分(43X)的周圍緊密接觸地將其覆蓋的正極側(cè)樹脂構(gòu)件(20)、由絕緣性樹脂構(gòu)成、與負極端子構(gòu)件的一部分(53X)的周圍緊密接觸地將其覆蓋的負極側(cè)樹脂構(gòu)件(30),在正極樹脂緊密接觸面(43XF)和負極樹脂緊密接觸面(53XF)上都實施有表面處理,負極密封路徑的最短路徑(R2)的負極密封長度(L2)大于正極密封路徑的最短路徑(R1)的正極密封長度(L1)。
文檔編號H01M2/30GK102484237SQ20098016114
公開日2012年5月30日 申請日期2009年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月28日
發(fā)明者原山貴司, 山崎彥人, 柚原薰, 飯島淳平, 駒月正人 申請人:豐田自動車株式會社