密閉型電池的制作方法
【專利摘要】一種密閉型電池包括電池外殼、外部端子、集電端子、突起部件和壓力型電流中斷機構。所述壓力型電流中斷機構通過倒置板根據(jù)所述電池外殼內(nèi)部的壓力上升而變形來使所述外部端子與所述集電端子電氣地斷開。所述突起部件具有與所述外部端子的中空部連通的通孔。當所述壓力型電流中斷機構作動時，所述突起部件刺穿所述倒置板，以使得所述外部端子的所述中空部經(jīng)由所述突起部件的通孔與比所述電池外殼的所述集電端子位于所述電池外殼的更內(nèi)側(cè)的所述電池外殼的內(nèi)部連通。
【專利說明】密閉型電池

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及密閉型電池的壓力型電流中斷機構的技術。

【背景技術】
[0002]密閉型電池是構造成使得包括正極和負極的電極體與電解質(zhì)一起被密封在電池外殼內(nèi)的電池。鋰離子二次電池是密閉型電池的一個眾所周知的示例。一些密閉型電池設置有檢測過充電并中斷電流的電流中斷機構。一種這樣的已知電流中斷機構為當電池外殼的內(nèi)部壓力變成高于設定壓力時物理地中斷電流的壓力型電流中斷機構(例如，日本專利申請公報 N0.2010-212034 (JP 2010-212034 A))。
[0003]這里，當處置/廢棄其中壓力型電流中斷機構已作動的密閉型電池時，有必要使密閉型電池放電或失活。然而，本來，對于密閉型電池而言，正極和負極彼此絕緣，因此無法從外部端子對電池進行放電。此外，對于密閉型電池而言，電池是密閉的，因此無法注入諸如鹽水溶液之類的電池失活處理液以使電池失活(即，無法使電池失活)。
[0004]因此，對于密閉型電池而言，需要能在壓力型電流中斷機構作動之后將電池失活處理液注入電池外殼內(nèi)以消除過充電狀態(tài)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明因而提供了一種密閉型電池，其中能在壓力型電流中斷作動之后將電池失活處理液注入電池外殼內(nèi)以消除過充電狀態(tài)。
[0006]亦即，本發(fā)明的第一方面涉及一種密閉型電池，所述密閉型電池包括:電池外殼；外部端子，所述外部端子包括使所述電池外殼的內(nèi)部與所述電池外殼的外部連通的中空部；集電端子，所述集電端子配置在所述電池外殼的內(nèi)部；突起部件；和設置在所述外部端子與所述集電端子之間的壓力型電流中斷機構。所述壓力型電流中斷機構包括倒置板。所述倒置板構造成密封比所述電池外殼的所述集電端子位于所述電池外殼更內(nèi)側(cè)的所述電池外殼的內(nèi)部。所述壓力型電流中斷機構構造成通過所述倒置板根據(jù)所述電池外殼內(nèi)部的壓力上升而變形來使所述外部端子與所述集電端子電氣地斷開。所述突起部件配置在所述外部端子與所述倒置板之間。所述突起部件朝所述倒置板突出。所述突起部件具有與所述外部端子的中空部連通的通孔。所述外部端子的所述中空部構造成通過所述突起部件在所述壓力型電流中斷機構作動時刺穿所述倒置板來經(jīng)由所述突起部件的所述通孔與比所述電池外殼的所述集電端子位于所述電池外殼更內(nèi)側(cè)的所述電池外殼的內(nèi)部連通。
[0007]在上述密閉型電池中，所述倒置板可具有薄部，并且所述突起部件可在所述壓力型電流中斷機構作動時刺穿所述倒置板的所述薄部。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的密閉型電池，能在壓力型電流中斷機構作動之后將電池失活處理液注入電池外殼內(nèi)以消除過充電狀態(tài)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]下面將參照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的示例性實施例的特征、優(yōu)點以及技術和工業(yè)意義，在附圖中相似的附圖標記表示相似的要素，并且其中:
[0010]圖1是示出鋰離子二次電池的結(jié)構的框架模式的剖視圖。
[0011]圖2是示出正極端子和壓力型電流中斷機構的結(jié)構的框架模式的剖視圖；
[0012]圖3A是示出在壓力型電流中斷機構作動之前的狀態(tài)的框架模式的視圖；以及
[0013]圖3B是示出在壓力型電流中斷機構作動之后的狀態(tài)的框架模式的視圖。

【具體實施方式】
[0014]現(xiàn)在將參考圖1描述鋰離子二次電池100的結(jié)構。圖1是示出鋰離子二次電池100的框架模式以有利于理解鋰離子二次電池100的內(nèi)部結(jié)構的局部剖視圖。
[0015]鋰離子二次電池100是本發(fā)明的密閉型電池的一個示例性實施例。鋰離子二次電池100包括電池外殼15、密封板16、正極端子11和負極端子12。
[0016]電池外殼15被構造為長方體形的外殼,其上表面開口。扁平的卷回電極體20和電解質(zhì)收納于電池外殼15的內(nèi)部。密封板16封閉電池外殼15的開口。正極端子11和負極端子12設置在密封板16上。正極端子11和負極端子12兩者的一部分在密封板16的表面?zhèn)韧怀觥?br> [0017]用作集電端子且分別與正極端子11和負極端子12連接的正極集電端子51和負極集電端子52在電池外殼15的開口已由密封板16封閉時伸入電池外殼15內(nèi)。
[0018]卷回電極體20通過經(jīng)由長形分隔板將長形正極板和長形負極板以寬度方向為軸向卷回在一起而形成。正極集電體21在卷回電極體20沿軸向的一側(cè)的端部上露出，而負極集電體22在卷回電極體20沿軸向的另一側(cè)的端部上露出。
[0019]腿部51B在正極集電端子51上向下延伸。正極集電體21接合到該腿部51B。類似地，腿部52B在負極集電端子52上向下延伸。負極集電體22接合到該腿部52B。
[0020]壓力型電流中斷機構30介設在正極端子11與正極集電端子51之間。亦即，正極端子11經(jīng)由壓力型電流中斷機構30和正極集電端子51與卷回電極體20的正極集電體21電連接。此外，負極端子12經(jīng)由負極集電端子52與卷回電極體20的負極集電體22電連接。稍后將詳細描述壓力型電流中斷機構30。
[0021]將參考圖2描述設置在正極端子11與正極集電端子51之間的壓力型電流中斷機構30的結(jié)構。圖2是示出正極端子11、壓力型電流中斷機構30和正極集電端子51的框架模式以有利于理解本說明書的局部剖視圖。
[0022]正極端子11包括作為外部端子的連接端子31、墊片32、絕緣板33、引線34和突起部件35。
[0023]連接端子31呈中空鉚釘形狀形成，并且包括筒部31A、中空部31B和末端部31C。連接端子31通過將筒部31A插入形成在墊片32、密封部16、絕緣板33和引線34各者中且然后將末端部3IC卷曲而將正極端子11、墊片32、密封板16、絕緣板33和引線34 —體地固定在一起。連接端子31通過末端部31C與引線34電連接。
[0024]墊片32由樹脂制成并呈向下凹進的形狀形成。墊片32介設在連接端子31與密封板16之間，并且使連接端子31與密封板16電絕緣。
[0025]絕緣板33由樹脂制成并呈向上凹進的形狀形成。絕緣板33介設在密封板16與引線34之間，并且使密封板16與引線34電絕緣。
[0026]引線34由鋁制成并呈向上凹進的形狀形成。在引線34的周緣部的下端上形成有向徑向外側(cè)延伸的平坦邊緣部34A。
[0027]突起部件35由鋁制成并且包括主體35A、突起部35B、腿部35C和通孔35D。突起部件35配置在連接端子31的下方。
[0028]主體35A呈向下凹進的形狀形成。突起部35B形成在主體35A的大致中央部上并向下突出。腿部35C形成在主體35A的周緣部的上端上并向徑向外側(cè)延伸。腿部35C的上表面通過焊接與引線34的凹進部分的下表面接合。通孔3?是形成在突起部35B中并從突起部35B的上端穿過突起部35B延伸到其下端的孔，并與連接端子31的中空部31B連通。
[0029]正極集電端子51由鋁制成并且包括主體51A、腿部51B、孔部51C、薄部51D和壓印部51E。主體51A在從上方看時呈大致矩形形成。具有大致圓形的孔部51C形成在主體51A的大致中央部中。形成為比主體51A薄的薄部51D在從上方看時呈大致圓形形成。
[0030]壓印部51E形成在薄部51D上。壓印部51E是形成在薄部51D的下表面上的大致圓形槽。
[0031]壓力型電流中斷機構30包括倒置板36、絕緣體37和正極集電端子51的薄部51D。壓力型電流中斷機構30通過倒置板36根據(jù)電池外殼15內(nèi)部的壓力上升而向上變形來使正極端子11與電池外殼15內(nèi)部的正極集電體51電氣地斷開。
[0032]倒置板36由鋁制成并呈大致圓盤形狀形成。倒置板36包括主體36A、凹部36B和薄部36C。倒置板36是當電池外殼15的內(nèi)部壓力變成等于或大于設定壓力時以沿壓力方向(即，向上)彎曲的這種方式變形的部件。
[0033]主體36A的周緣部通過焊接與引線34的邊緣部34A接合，以使得主體36A和引線34電連接。結(jié)果，連接端子31和倒置板36經(jīng)由引線34電連接。此外，倒置板36介設在引線34與絕緣體37之間。
[0034]凹部36B形成在主體36A的大致中央部分上，凹部36B的上表面?zhèn)瘸氏蛳掳歼M的形狀。薄部36C呈圓形形成在凹部36B的大致中央部分上。薄部36C的厚度比主體36A和凹部36B的厚度小得多。
[0035]凹部36B的位于薄部36C的外周側(cè)的底面通過焊接而接合到薄部51D的比壓印部51E位于更內(nèi)側(cè)的部分的上表面上。結(jié)果，正極集電端子51的孔部51C被倒置板36密封，并且比電池外殼15的正極集電端子51位于電池外殼15的更內(nèi)側(cè)的電池外殼15的內(nèi)部與外部密封。
[0036]另一方面，當?shù)怪冒?6由于電池外殼15內(nèi)部的壓力上升而向上變形時,正極集電端子51的薄部51D通過該變形被向上拉動，以使得薄部51D在壓印部51E處斷裂。
[0037]倒置板36的薄部36C形成為尺寸與正極集電端子51的孔部51C大致相同。倒置板36的薄部36C還形成在與正極集電端子51的孔部51C大致相同的位置(即，與孔部51C對應的位置)。倒置板36的薄部36C配置在突起部件35的突起部35B的下方。亦即，突起部35B朝倒置板36的薄部36C突出。
[0038]絕緣體37由樹脂制成并呈大致圓盤形狀形成。絕緣體37介設在倒置板36與正極集電端子51之間，并且將倒置板36與正極集電端子51絕緣。更具體地，絕緣體37使除倒置板36的凹部36B被焊接到正極集電端子51的薄部51D的焊接部之外的位置絕緣。
[0039]接下來，將參考圖3A和3B描述壓力型電流中斷機構30的作用。圖3A和3B是示出壓力型電流中斷機構30的框架模式以有利于理解本說明書的局部剖視圖。此外，圖3A是示出在壓力型電流中斷機構30作動之前的狀態(tài)的視圖，而圖3B是在壓力型電流中斷機構作動之后的狀態(tài)的視圖。
[0040]如圖3A所示，將假定鋰離子二次電池100被過充電的情形。當鋰離子二次電池100被過充電時，電解質(zhì)中的成分因此分解并且電池外殼15的內(nèi)部壓力上升。電池外殼15的內(nèi)部壓力的這種上升導致向上的壓力作用于壓力型電流中斷機構30。
[0041]作用于壓力型電流中斷機構30的向上壓力又導致向上的壓力也作用于倒置板36(即，沿圖3A中的箭頭方向)，使得倒置板36以向上彎曲這樣的方式變形。作為倒置板36以向上彎曲這樣的方式變形的結(jié)果，正極集電端子51的薄部51D被向上拉動。當正極集電端子51的薄部51D被向上拉動時，在正極集電端子51的壓印部51E處因此發(fā)生斷裂。
[0042]如圖3B所示，向上的壓力作用于壓力型電流中斷機構30，使得作用向上拉動薄部51D的力。結(jié)果，正極集電端子51以壓印部51E為邊界將內(nèi)側(cè)和外側(cè)分離，使得倒置板36與正極集電端子51之間的電連接被中斷。當?shù)怪冒?6與正極集電端子51之間的電連接被中斷時，壓力型電流中斷機構30的正極端子11側(cè)因此變成與壓力型電流中斷機構30的正極集電端子51側(cè)電絕緣。
[0043]這里，倒置板36的薄部36C位于突起部件35的突起部35B的下方。此外，當?shù)怪冒?6以向上彎曲這樣的方式變形時，薄部36C變成位置比突起部35B的下端高。因此，當?shù)怪冒?6以向上彎曲這樣的方式變形時，倒置板36的薄部36C因此被突起部件35的突起部35B刺穿。突起部件35的突起部35B通過倒置板36的薄部36C被突起部件35的突起部35B以此方式刺穿而穿透倒置板36。
[0044]此外，通孔3?與連接端子31的中空部31B連通。因此，當突起部件35的突起部35B穿透倒置板36時，比電池外殼15的正極集電端子51位于電池外殼15的更內(nèi)側(cè)的電池外殼15的內(nèi)部(B卩，倒置板36的下方)因此變成經(jīng)突起部件35的通孔3?和連接端子31的中空部3IB與外部連通。亦即，在壓力型電流中斷機構30作動之后，電池外殼15的內(nèi)部通過突起部件35而與電池外殼15的外部連通。
[0045]接下來將說明鋰離子二次電池100的效果。鋰離子二次電池100使得在壓力型電流中斷機構作動之后電池失活處理液能注入電池外殼內(nèi)以消除過充電狀態(tài)。
[0046]亦即，在壓力型電流中斷機構30作動之后，突起部件35的突起部35B穿透倒置板36，使得電池外殼15的內(nèi)部(即，倒置板36的下方)經(jīng)突起部件35的通孔3?和連接端子31的中空部31B與外部連通，由此使得電池失活處理液能注入電池外殼15內(nèi)。將電池失活處理液注入電池外殼15內(nèi)使鋰離子二次電池100失活，由此能夠消除過充電狀態(tài)。
[0047]對于本示例性實施例中的鋰離子二次電池100而言，壓力型電流中斷機構30設置在正極端子11上，但本發(fā)明并不局限于此。例如，壓力型電流中斷機構30也可設置在負極端子12上。
【權利要求】
1.一種密閉型電池，包括: 電池外殼； 外部端子，所述外部端子包括使所述電池外殼的內(nèi)部與所述電池外殼的外部連通的中空部； 集電端子，所述集電端子配置在所述電池外殼的內(nèi)部； 突起部件；和 設置在所述外部端子與所述集電端子之間的壓力型電流中斷機構，所述壓力型電流中斷機構包括倒置板，所述倒置板構造成密封比所述電池外殼的所述集電端子位于所述電池外殼更內(nèi)側(cè)的所述電池外殼的內(nèi)部，并且所述壓力型電流中斷機構構造成通過所述倒置板根據(jù)所述電池外殼內(nèi)部的壓力上升而變形來使所述外部端子與所述集電端子電氣地斷開，其中 所述突起部件配置在所述外部端子與所述倒置板之間，所述突起部件朝所述倒置板突出，所述突起部件具有與所述外部端子的中空部連通的通孔，并且所述外部端子的所述中空部構造成通過所述突起部件在所述壓力型電流中斷機構作動時刺穿所述倒置板來經(jīng)由所述突起部件的所述通孔與比所述電池外殼的所述集電端子位于所述電池外殼更內(nèi)側(cè)的所述電池外殼的內(nèi)部連通。
2.根據(jù)權利要求1所述的密閉型電池，其中，所述倒置板具有薄部，并且所述突起部件在所述壓力型電流中斷機構作動時刺穿所述倒置板的所述薄部。
3.根據(jù)權利要求2所述的密閉型電池，其中，所述集電端子具有孔；所述倒置板的所述薄部配置在與所述集電端子的所述孔對應的位置；并且所述突起部件配置在與所述倒置部的所述薄部對應的位置。
【文檔編號】H01M2/36GK104335388SQ201380029106
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年7月16日 優(yōu)先權日:2012年8月7日
【發(fā)明者】木山明, 高田登志廣, 犬飼博史, 原田宏紀, 土田靖 申請人:豐田自動車株式會社