專利名稱：密閉型電池及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及密閉型電池，涉及那種能檢查電解液的漏液的密閉型電池，尤其是能用高靈敏度進(jìn)行確實的檢查的鋰離子電池。
鋰離子電池等密封型電池是將電池結(jié)構(gòu)元件裝在電池罐里后，將設(shè)有外部連接端、安全閥、電解液注液口等的頂蓋焊接上，將電解液注液口以外的部分都加以密封，從電解液注液口注入電解液之后，將封口片裝在電解液注液口上、用激光焊接進(jìn)行封口，由此制作成密封電池。
在制造密封電池時，由于封口時的焊接不良、或者由于借助絕緣材料裝配的外部連接端部的斂縫不良等都會使電解液漏泄、或者使外界大氣中的水分浸入到電池內(nèi)部。封口不良的密閉型電池有可能使電池性能惡化，還可能會發(fā)生由于電解液的漏液而引起機器損傷等問題。
因此，封口不良的電池不能出廠，需進(jìn)行漏泄的檢查，而一般是作外觀檢查，即憑視覺、檢查封口后進(jìn)行過充電的電池，確認(rèn)由電解液的漏液造成表面的污垢等。
但是，憑人們視覺進(jìn)行的檢查方法有可能會發(fā)生因檢查人員的個人差錯而引起的誤差，而且在有細(xì)微的封口不良等部位時，由于漏泄量極細(xì)微，用這種在出廠時受時間限制的檢查方法很難發(fā)現(xiàn)有這樣細(xì)微封口不良的電池，因此有可能造成問題。
為此，提出一種不依靠人們視覺等感官的、用氣密試驗裝置的氣密試驗方法。例如，在日本專利公報特開平9-115555號中提出的方法，它是把被試驗電池放在密閉容器內(nèi)、將內(nèi)部的氣體減壓后，測定密閉容器內(nèi)的壓力變化的方法，但用壓力變化不能在短時間里正確地檢測出漏泄電池。
在日本專利公報特開平4-25738號中記載了一種氣密檢查裝置，它是在組裝電池的工序中、在將蓋體裝配到電池槽上之后，將氫氣加壓地供到電池槽內(nèi)，用半導(dǎo)體型氣體傳感器檢測漏泄的氫氣的。但這種裝置不能檢查注入了電解液的密閉型電池成品的漏泄，而且由于使用氫氣這種爆炸性氣體，因而在安全方面也有問題。
又如在日本專利公報特開平11-307136號中記載的氣密試驗裝置，它是在將蓋體與電池槽相結(jié)合之后，安裝上覆蓋電池槽與蓋體的結(jié)合部的外套，將氦氣供到電池槽內(nèi)部，吸引外套內(nèi)部的空氣、通過對吸引空氣中的氦氣的檢測，判斷氣密性的，但是，這種裝置是檢查在制造工序中的電池槽與蓋體的結(jié)合，不能檢查注入了電解液之后的密閉電池成品的漏泄。
本發(fā)明的目的是提供一種能確實發(fā)現(xiàn)密閉型電池的細(xì)微封口不良部位的密閉型電池，并且提供一種能確實不讓封口不良的電池出廠的密閉型電池的制造方法。
為了達(dá)到上述目的而作出的本發(fā)明的密閉型電池，其特征在于在其內(nèi)部含有稀有氣體。
所述的密閉型電池，其特征在于上述稀有氣體是氦氣。
密閉型電池的制造方法，其特征在于將除了電解液注液口以外都密閉的電池罐內(nèi)部排氣之后，用含有大氣壓以上壓力的稀有氣體的氣體對從電解液注液口注入的電解液進(jìn)行加壓，在注入過電解液和含有稀有氣體的氣體之后將電解液注液口封住。
所述的密閉型電池的制造方法，其特征在于設(shè)有推壓機構(gòu)，它是在供給含有稀有氣體的氣體時，推壓電池罐壁面、以防止電池罐變形。
所述的密閉型電池的制造方法，其特征在于上述的稀有氣體是氦氣。
密閉型電池的漏泄檢測方法，其特征在于用稀有氣體漏泄檢測裝置、測定稀有氣體濃度，由此對含有稀有氣體的密閉型電池進(jìn)行漏泄檢測。
所述的密閉型電池的漏泄檢測方法，其特征在于將密閉型電池放在密閉容器內(nèi)，在將密閉容器內(nèi)部減壓的狀態(tài)下，測定從密閉型電池漏泄的稀有氣體的濃度，由此進(jìn)行漏泄檢測。
所述的密閉型電池的漏泄檢測方法，其特征在于將密閉型電池放在設(shè)有多個檢測槽的漏泄檢測支架的檢測槽里，將與漏泄檢測裝置相連接的漏泄檢測頭氣密地裝在各個檢測槽上，測定從密閉型電池漏泄的稀有氣體的濃度。
所述的密閉型電池的漏泄檢測方法，其特征在于上述稀有氣體是氦氣。


圖1是說明制造本發(fā)明密閉型電池的工序的圖、是說明將電解液和氦氣注入到電池罐內(nèi)的裝置的示意圖。
圖2是按順序說明本發(fā)明的電解液和氦氣注入裝置動作的示意圖。
圖3是說明防止電池罐變形的機構(gòu)的示意圖。
圖4是說明漏泄檢查方法的一個例子的示意圖。
圖5是說明漏泄檢查方法的另一個例子的示意圖。
圖6是說明漏泄檢查方法的另一個例子的示意圖。
圖7是說明漏泄檢查方法的另一個例子的示意圖。
下面，參照著圖來說明本發(fā)明的實施例。
本發(fā)明是在組裝密閉型電池工序中、在將氦氣充填到密閉型電池內(nèi)之后、通過將其封口而制造成含有氦氣的密閉型電池，用氦氣漏泄檢測裝置檢測從密閉型電池漏泄的氦氣濃度，由此能確實發(fā)現(xiàn)封口不良的密閉型電池。
圖1是說明制造本發(fā)明密閉型電池的工序的圖、是說明將電解液和氦氣注入到電池罐內(nèi)的裝置示意圖。
其是將電池結(jié)構(gòu)元件2裝在電池罐1內(nèi)，用激光焊接等方法將具有電解液注液口3、外部電極取出端頭4和電池內(nèi)部壓力上升時防止電池破裂等的壓力開放閥等的蓋體5裝配到電池罐1上部的開口部上，由此形成電池罐1，然后將電解液注液裝置6的注液噴嘴7裝到設(shè)置在蓋體5上的電解液注液口3上。在注液噴嘴7上設(shè)有O型密封圈8等氣密保持機構(gòu)，在蓋體的壁面受壓碰時能保持氣密。
在電解液注液裝置6上設(shè)有用于排除電池罐內(nèi)氣體的排氣機構(gòu)9和將注液噴嘴7與排氣機構(gòu)9相結(jié)合的排氣閥10。
貯留一定量電解液的電解液筒11借助電解液注液閥12與注液噴嘴7相連接，與電解液13的貯藏機構(gòu)14相結(jié)合的電解液供給機構(gòu)15借助電解液供給閥16與電解液筒11相連接。
在電解液筒11上借助加壓閥18連接著氦氣供給機構(gòu)17。
圖2是按順序說明本發(fā)明的電解液和氦氣的注入裝置的動作的示意圖。
如圖2(A)所示，將電池結(jié)構(gòu)元件裝在電池罐1內(nèi)、用激光焊接等方法將設(shè)有電解液注液口3的蓋體5裝配到電池罐1上部的開口部上，由此形成電池罐1，把電解液注液裝置6的注液噴嘴7氣密地裝到蓋體5上所設(shè)置的電解液注液口3上。接著、使排氣機構(gòu)9動作，將連接注液噴嘴7和排氣機構(gòu)9的排氣閥10打開，對電池罐內(nèi)進(jìn)行排氣，而且借助電解液供給閥16、從電解液供給機構(gòu)15、把電池所需要的一定量電解液注入到電解液筒11里。
接著如圖2(B)所示，將排氣閥10和電解液供給閥16關(guān)閉，打開電解液注液閥12。由于使電池罐內(nèi)減壓，因而可由電池罐內(nèi)和電解液筒11的壓力差，開始將電解液向電池罐內(nèi)注入。
當(dāng)電解液筒11內(nèi)的電解液開始注入時，如圖2(C)所示地，將與氦氣供給機構(gòu)17相連接的加壓閥打開，由于電解液筒11內(nèi)的電解液由氦氣加壓，因而電解液迅速地向電池罐內(nèi)注入，而且氦氣也溶在電解液里被注入，并作為氣體從電解液注液口注入到電池內(nèi)部，使電池內(nèi)部充滿氦氣體。
在注入電解液和氦氣時，由于電池罐從內(nèi)部加壓，根據(jù)電池罐的大小和種類等不同，發(fā)生電池罐的壁面膨脹而變形等現(xiàn)象，因而最好在電池罐加壓時，抑制由電池罐膨脹而引起的變形。
圖3是說明防止電池罐變形的機構(gòu)的示意圖。
在從電解液注液噴嘴7開始注入電解液之后，將加壓閥18打開，由氦氣對電解液筒11內(nèi)的電解液進(jìn)行加壓，而且用推壓機構(gòu)20從兩側(cè)推壓電池罐的壁面21、防止電池罐1的壁面21發(fā)生變形。
推壓電池罐的壁面的壓力是根據(jù)注入到電池罐內(nèi)的電解液的壓力而確定的壓力，最好用與加壓力相等的壓力進(jìn)行推壓。
雖然本發(fā)明的電解液和氦氣注入裝置可根據(jù)電池活性物質(zhì)的種類、電池的形狀、結(jié)構(gòu)等任意地設(shè)定，但在電池罐內(nèi)部的排氣是1.07kPa～1.33kPa時、經(jīng)過5秒～7秒鐘時間排氣的狀態(tài)下，確認(rèn)了在2秒鐘時間左右還能保持其減壓度、使真空度穩(wěn)定、沒有漏泄等之后，將排氣閥關(guān)閉，開始注入電解液，在電解液開始注入之后經(jīng)過4～10秒鐘，打開加壓閥，用氦氣加壓，氦氣的壓力最好取表壓為0.08MPa～0.2Mpa。
例如，若用本發(fā)明的電解液注液裝置，即使是從設(shè)置在縱向為48mm、橫向是30mm、厚度為6mm的電池上的直徑為1mm的電解液注液口注入粘稠性的非水電解液也可用60秒鐘時間進(jìn)行注液。
而且在氦氣里可混和其他稀有氣體類，或者可混和氮氣、二氧化碳等，由于增加稀有氣體以外的含有量時使漏泄檢測能力降低，因而以氦氣等稀有氣體的含有量較大的為好。而且在沒有稀有氣體的情況下，由于分子較小的氦氣容易通過細(xì)微的漏泄部位，因而用氦氣較好。
在以上的說明中是把氦氣用作電解液注液時的加壓用氣體，而且是與電解液的注入同時地將氦氣導(dǎo)入電池罐內(nèi)的方法，但也可將電解液的注液和氦氣的注入分別地進(jìn)行。
這種場合下，是另外從注液口將氦氣注入到已結(jié)束了電解液注液的電池罐內(nèi)的方法，即、可將已結(jié)束了電解液注液的電池罐設(shè)置在密閉室內(nèi)，將密閉室排氣、減壓后，將氦氣充滿地注入到密閉室內(nèi)的方法。
下面說明本發(fā)明的含有氦氣的密閉型電池的漏泄檢查方法。
圖4是說明漏泄檢查方法的一個例子的示意圖。
如圖4(A)所示，用激光焊接機構(gòu)30將設(shè)置在電池罐1的蓋體上的電解液注液口3封住，由此制作密閉型電池31，在進(jìn)行初始充電之后，如圖4(B)所示地將密閉型電池31設(shè)置在漏泄檢測腔室32內(nèi)，用氦氣漏泄檢測器33，吸引漏泄檢測腔室32內(nèi)的氣體，測定氦氣濃度，由此就能檢測出電池有無漏泄。
還可以如圖4(C)所示，將減壓裝置34與漏泄檢測腔室32相連接，將漏泄檢測腔室內(nèi)減壓，這樣使檢測對象的電池內(nèi)外的氣壓差增大，由此提高了從細(xì)微漏泄部位漏泄的速度，可以促進(jìn)漏泄的檢查。
圖5是說明漏泄檢查方法的另一個例子的示意圖。
在漏泄檢測腔室32內(nèi)，將多個密閉型電池31放在電池支架35上后，設(shè)置在漏泄檢測腔室32內(nèi)，用氦氣漏泄檢測器33吸引漏泄檢測腔室32內(nèi)的氣體并測定氦氣的濃度，在檢測到氦氣的場合下，將被檢測的電池支架上的各個密閉型電池與上述圖4所示方法同樣地、設(shè)置在漏泄檢測腔室32內(nèi)，用氦氣漏泄檢測器33、吸引漏泄檢測腔室32內(nèi)的氣體并測定氦氣的濃度后，即可定出漏泄的電池。
圖6是說明漏泄檢查方法的另一個例子的示意圖。
這個方法是將氦漏泄檢測器33的檢漏頭的探針36接近密閉型電池31的周圍焊接部位等有可能產(chǎn)生漏泄的部位，確認(rèn)有無漏泄，用這方法能確認(rèn)電池的漏泄。
圖7是說明漏泄檢查方法的另一個例子的示意圖，是立體圖。
將要檢測漏泄的密閉型電池31放在檢測支架37上所設(shè)置的多個檢測槽38內(nèi)，將裝配著漏泄檢測探針39的檢測頭40分別氣密地裝在檢測槽上，通過測定多個檢測槽內(nèi)氦氣濃度就能檢測出有無漏泄。而且也可以在裝上檢測頭之后，將檢測槽內(nèi)減壓、然后進(jìn)行測定。
通過將檢測頭安裝在能向x、y、z等3軸方向移動到任意位置的運送裝置，而且，設(shè)置將檢測到漏泄的電池除去的機構(gòu)，就能將漏泄檢測工序自動地進(jìn)行。
本發(fā)明的含有氦氣的密閉型電池能適用于鋰離子電池等非水系電解液電池、用聚合物電解質(zhì)的電池、鎳氫電池、密閉型鉛電池等水系電解液電池。
用本發(fā)明的含有氦氣的密閉型電池，能用測定裝置，無誤差而且確實地測定密閉型電池的封口部位、或者導(dǎo)電連接端頭的引出部位等有可能漏泄的部位，能消除漏泄不良的電池因失誤而出廠的可能性，能提高出廠電池的可靠性。
權(quán)利要求
1.一種密閉型電池，其特征在于在其內(nèi)部含有稀有氣體。
2.如權(quán)利要求1所述的密閉型電池，其特征在于上述稀有氣體是氦氣。
3.一種密閉型電池的制造方法，其特征在于將除了電解液注液口以外都密閉的電池罐內(nèi)部排氣之后，用具有大氣壓以上壓力的含有稀有氣體的氣體對從電解液注液口注入的電解液進(jìn)行加壓，在注入了電解液和含有稀有氣體的氣體之后將電解液注液口封住。
4.如權(quán)利要求3所述的密閉型電池的制造方法，其特征在于上述的稀有氣體是氦氣。
5.如權(quán)利要求3所述的密閉型電池的制造方法，其特征在于設(shè)有推壓機構(gòu)，它是在供給含有稀有氣體的氣體時，推壓電池罐壁面、以防止電池罐變形的。
6.如權(quán)利要求5所述的密閉型電池的制造方法，其特征在于上述的稀有氣體是氦氣。
7.一種密閉型電池的漏泄檢測方法，其特征在于用稀有氣體漏泄檢測裝置測定稀有氣體濃度，由此對含有稀有氣體的密閉型電池進(jìn)行漏泄檢測。
8.如權(quán)利要求7所述的密閉型電池的漏泄檢測方法，其特征在于上述的稀有氣體是氦氣。
9.如權(quán)利要求7所述的密閉型電池的漏泄檢測方法，其特征在于將密閉型電池放在密閉容器內(nèi)，在將密閉容器內(nèi)部減壓的狀態(tài)下，測定稀有氣體的濃度，由此進(jìn)行漏泄檢測。
10.如權(quán)利要求9所述的密閉型電池的漏泄檢測方法，其特征在于上述的稀有氣體是氦氣。
11.如權(quán)利要求7所述的密閉型電池的漏泄檢測方法，其特征在于將密閉型電池放在設(shè)有多個檢測槽的漏泄檢測支架的檢測槽里，將與漏泄檢測裝置相連接的漏泄檢測頭氣密地裝在各個檢測槽上，測定從密閉型電池漏泄的稀有氣體的濃度。
12.如權(quán)利要求11所述的密閉型電池的漏泄檢測方法，其特征在于上述的稀有氣體是氦氣。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能確實地進(jìn)行漏泄檢查的密閉型電池、密閉型電池的制造方法和密閉型電池的漏泄檢測方法,它是將除了電解液注液口以外都密閉的電池罐內(nèi)部排氣之后,用具有大氣壓以上壓力的含有氦氣的氣體對從電解液主液口注入的電解液進(jìn)行加壓,在注入了電解液和含有氦氣的氣體之后將電解液注液口封住,由此制造含有氦氣的密閉型電池,以及它的制造方法和漏泄檢測方法。
文檔編號H01M10/34GK1350336SQ0013553
公開日2002年5月22日 申請日期2000年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月25日
發(fā)明者塚脅和幸, 瀧本清秀, 水野弘行, 前川裕一 申請人:Nec移動能源株式會社