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密閉型電池的制造方法與流程

文檔序號:12180779閱讀:173來源:國知局
密閉型電池的制造方法與流程

本發(fā)明涉及密閉型電池的制造方法。更具體地,本發(fā)明涉及在電池殼內(nèi)包括電流中斷裝置(Current Interrupt Device,CID)的密閉型電池的制造方法。



背景技術:

密閉型電池由于某些異??赡芙?jīng)受超過它們的正常范圍的內(nèi)部壓力增大。為了解決這個問題,已經(jīng)提出了包括CID的二次電池,其可以在比這些二次電池的正常內(nèi)部壓力更高的內(nèi)部壓力下工作。

二次電池的一些CID包括由金屬板制成的翻轉(zhuǎn)板,每個翻轉(zhuǎn)板均具有圓形外部形狀并且在其中心部設置有凸起部分,該凸起部分向金屬板的正面和背面中的一個面凸起。具體地,CID的翻轉(zhuǎn)板的中心凸起部分配置為在第二電池的內(nèi)部壓力處于正常狀態(tài)下時與連接到在該二次電池內(nèi)的電極體的內(nèi)部端子接觸,因此,如果二次電池的內(nèi)部壓力處于正常狀態(tài),CID的位置所處的電流路徑進入連接的狀態(tài)。

同時,如果二次電池的內(nèi)部壓力增加到其工作壓力,翻轉(zhuǎn)板由于內(nèi)部壓力導致反轉(zhuǎn)地變形從而在位于翻轉(zhuǎn)板的中心的凸起部分和內(nèi)部端子之間產(chǎn)生間隙。具體地,如果二次電池的內(nèi)部壓力變得上升到其操作壓力,CID運行從而切斷CID的位置所處的電流路徑。在工作中,帶有CID的二次電池配置為抑制進一步充電和放電。

關于包括上述CID的二次電池的現(xiàn)有技術文獻的例子可能是例如,公開號為2015-125798的日本專利申請(JP 2015-125798A)。JP 2015-125798A描述了一種包括CID的二次電池,該CID由具有圓形外部形狀和形成在其中心的凸起部分的翻轉(zhuǎn)板安裝在圓形鉚釘?shù)陌疾恐?,并且該板和該鉚釘接著接合在一起而形成。翻轉(zhuǎn)板和鉚釘通過焊接翻轉(zhuǎn)板的外部邊緣而接合在一起。

圖14展示了鉚釘90和安裝在鉚釘90的凹部中的翻轉(zhuǎn)板80的徑向截面圖。凹部91和翻轉(zhuǎn)板80均形成為圓形。翻轉(zhuǎn)板80包括處于徑向向外設置的圓周邊緣,和由該圓周邊緣98所圍繞的中心部,并且該中心部變得向上凸出。在第一表面81朝上的同時,翻轉(zhuǎn)板80插入直到圓周邊緣83的第二面82接觸到凹部91的底部表面93。采用圖14所示的狀態(tài),翻轉(zhuǎn)板80和鉚釘90通常通過激光束焊接接合在一起,該激光束焊接從上面照射激光束到翻轉(zhuǎn)板80和鉚釘90之間的邊界,在該邊界翻轉(zhuǎn)版80的側(cè)表面84面向凹部91的內(nèi)壁表面92。在該激光束焊接中,用激光束掃描翻轉(zhuǎn)板80和鉚釘90之間的該邊界至少一圈。這是為了將翻轉(zhuǎn)板80和鉚釘90接合在一起而在它們之間沒有間隙。

如圖4所示,翻轉(zhuǎn)板80的側(cè)表面通常形成為傾斜表面,該傾斜表面在隨著該傾斜表面位于更靠近鉚釘90的底部表面93的位置而更遠離凹部91的內(nèi)壁表面92的方向上傾斜。這是因為翻轉(zhuǎn)板80的側(cè)表面84被設定為如圖14所示的傾斜表面以便將凹部91的內(nèi)壁表面92和翻轉(zhuǎn)板80的側(cè)表面84之間的距離設定得更窄,由于該距離位于朝著激光束照射側(cè)的上部位置,從而增加側(cè)表面84和內(nèi)壁表面92之間的接合強度。

不幸地,由于翻轉(zhuǎn)板80的側(cè)表面84位于更靠近底板表面93的位置,該側(cè)表面84設定為以更遠離內(nèi)壁表面92的方向傾斜的傾斜表面,如圖14所示,在翻轉(zhuǎn)板80和鉚釘90的凹部91之間形成空間Z。具體地,空間Z形成在由翻轉(zhuǎn)板80的側(cè)表面、凹部91的內(nèi)壁表面92和凹部91的底部表面93所圍繞的位置。空間Z是沿著翻轉(zhuǎn)板80的側(cè)表面一圈以環(huán)的方式形成的。這種以環(huán)的方式的空間Z是只在位于側(cè)表面84和內(nèi)壁表面92之間的上部位置處稍微開口的空間,并且是相對外面幾乎密閉的空間。

在激光束焊接中,在翻轉(zhuǎn)板80和凹部91之間以環(huán)的形式的空間Z逐漸地被連續(xù)來自激光束照射的起始位置的熔化部分流入其中而填充。因此,在空間Z中的氣體被用于填充空間Z的熔化部分以激光束的行進方向朝前推送。這是因為空間Z是相對外面幾乎密閉的空間。

如圖15中的激光束L的行進方向的截面圖所示,當激光束從起始位置S圍繞一圈,然后再次到達開始位置S時,在空間Z中的氣體保持在固化于起始位置S的接合部WA的左端和由激光束L的照射而形成的熔化部分之間。如果翻轉(zhuǎn)板80的側(cè)表面84形成為如圖14所示的傾斜表面,接合部WA很可能形成在位于凹部91的內(nèi)壁表面92和翻轉(zhuǎn)板80的側(cè)表面84之間的距離較窄的激光束照射側(cè)的位置(上部)。因此,如圖15所示,由于固化于起始位置S的接合部WA的左端位于更靠近激光束L照射側(cè)的位置,因此該左端很可能具有向左突出的形狀。

因此,在圖15之后,隨著激光束照射位置的移動,通過熔化部分M和接合部WA的左端,空間Z逐漸變成相對外面完全密閉的空間。此外,在完全密閉的空間Z內(nèi)的氣體根據(jù)隨著激光束照射位置的移動造成空間Z的減小而逐漸被壓縮。在空間Z內(nèi)的氣體被壓縮的同時,該氣體還根據(jù)由于激光束L的照射導致的溫度上升而膨脹。因此,密閉的氣體可能突然突破熔化部分M,從而使得熔化部分M的一部分潑濺得到處都是。



技術實現(xiàn)要素:

本發(fā)明提供了一種能夠在翻轉(zhuǎn)板接合的時候抑制潑濺的密閉型電池的制造方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面,提供了一種密閉型電池的制造方法,該密閉型電池包括:電池殼,在所述電池殼內(nèi)容納有由正電極板和負電極板構(gòu)成的電極體,所述電池殼具有通孔;外部端子,其位于所述電池殼的外部;電流中斷裝置,其布置在所述電極體和所述外部端子之間,所述電流中斷裝置配置為在所述電池殼的內(nèi)部壓力為正常時的正常內(nèi)部壓力時刻處于導通狀態(tài),以將所述電極體導通至所述外部端子,并且配置為在所述電池殼的所述內(nèi)部壓力變成操作壓力或以上時的異常內(nèi)部壓力時刻處于切斷狀態(tài),以切斷所述電極體和所述外部端子之間的導通,所述電流中斷裝置位于所述電池殼的內(nèi)部;內(nèi)部端子,其連接至所述電極體;連接構(gòu)件,其具有連接至所述外部端子的第一端,所述連接構(gòu)件具有從所述第一端延伸穿過所述通孔而進入所述電池殼內(nèi)部的第二端,所述連接構(gòu)件包括在所述第二端的表面開口的圓形凹部和在所述凹部的底部表面開口的孔;以及翻轉(zhuǎn)板,其是具有圓形外部形狀的板構(gòu)件,在所述翻轉(zhuǎn)板被插入所述凹部中的狀態(tài)下,所述翻轉(zhuǎn)板在該翻轉(zhuǎn)板徑向外側(cè)設置的圓周邊緣處接合至所述連接構(gòu)件;在所述導通狀態(tài)下,所述翻轉(zhuǎn)板在由所述圓周邊緣圍繞的翻轉(zhuǎn)板的中心部處以朝向所述內(nèi)部端子凸起的方式彎曲,從而使得所述中心部的至少一部分連接至所述內(nèi)部端子;在所述切斷狀態(tài)下,所述翻轉(zhuǎn)板翻轉(zhuǎn)變形,以使得所述中心部遠離所述內(nèi)部端子,從而在所述中心部和所述內(nèi)部端子之間產(chǎn)生間隙以切斷所述導通,并且所述密閉型電池的制造方法包括:將所述翻轉(zhuǎn)板插入所述連接構(gòu)件的所述凹部中,直到所述圓周邊緣接觸所述凹部的所述底部表面;以及在所述翻轉(zhuǎn)板被插入所述連接構(gòu)件的所述凹部中、且所述凹部的開口朝垂直方向上方的狀態(tài)下,將激光束從上方連續(xù)照射至所述凹部的內(nèi)壁表面與作為所述翻轉(zhuǎn)板的徑向外表面的外側(cè)表面相面對之處的邊界一圈或以上,以在對應于所述邊界的位置處形成環(huán)形連續(xù)接合部,從而將所述連接構(gòu)件與所述翻轉(zhuǎn)板接合在一起,其中,所述連接構(gòu)件的圓形的所述內(nèi)壁表面為下述傾斜表面:隨著所述傾斜表面的位置越靠近激光束照射側(cè),該傾斜表面越傾斜以遠離所述翻轉(zhuǎn)板的所述外側(cè)表面,或者所述翻轉(zhuǎn)板的所述外側(cè)表面為下述傾斜表面:隨著所述傾斜表面的位置越靠近激光束照射側(cè),該傾斜表面越傾斜以遠離所述連接構(gòu)件的圓形的所述內(nèi)壁表面,并且,所述傾斜表面滿足公式:w/(h·D)≥0.002,其中,w表示所述傾斜表面在徑向上的長度,h表示所述傾斜表面的高度,D表示所述傾斜表面在激光束照射側(cè)的相反側(cè)上的直徑。

在根據(jù)本發(fā)明的一個方面的所述密閉型電池的所述制造方法中,所述連接構(gòu)件的所述凹部的所述內(nèi)壁表面和所述翻轉(zhuǎn)板的所述外側(cè)表面中的一個形成為滿足上述公式的傾斜表面。因此,在接合的時候,所述凹部的所述內(nèi)壁表面和所述翻轉(zhuǎn)板的所述外側(cè)表面之間的上部是敞開的。在接合的時候,在接合部位于起始位置的端部可以形成逐漸向下擴展的傾斜表面。在從起始位置開始執(zhí)行一圈激光束照射之后,并且當熔化的部分到達已經(jīng)形成接合部的起始位置時,熔化部分從下向上接觸到存在于起始位置的接合部的端部。因此可以抑制存在于凹部的內(nèi)壁表面和翻轉(zhuǎn)板的外側(cè)表面之間的空間被從外部由熔化部分和接合部分割。因此,可以抑制在接合翻轉(zhuǎn)板時的潑濺。

在上述密閉型電池的制造方法中,可能使用進一步滿足公式:w/(h·D)≤0.020的所述傾斜表面。這是因為,通過將激光束照射側(cè)上的凹部的內(nèi)壁表面和翻轉(zhuǎn)板的外側(cè)表面之間的距離設定得在一定程度上很窄時,可以通過激光束照射形成足夠量的熔化部分。通過足夠量的熔化部分形成具有足夠?qū)挾鹊慕雍喜浚瑥亩种圃诮雍喜康奈恢锰幍拈g隙的形成。

在上述密閉型電池的制造方法中,在所述翻轉(zhuǎn)板被插入所述連接構(gòu)件的所述凹部中、直到所述圓周邊緣接觸所述凹部的所述底部表面之后,在所述連接構(gòu)件和所述翻轉(zhuǎn)板接合在一起之前,在所述翻轉(zhuǎn)板被插入在所述連接構(gòu)件的所述凹部中、且所述凹部的所述開口朝向垂直方向上方的狀態(tài)下,將激光束可能從上方照射至所述邊界的一部分,以在所述激光束的照射位置處形成多個暫時固定部,并且每個暫時固定部的沿著所述邊界的圓周方向上隨著該截面形狀位于越靠近所述激光束照射側(cè)的位置具有更短的長度。這是因為,在所述接合步驟中,可以在激光束照射的過程中抑制在暫時固定部的潑濺,并且還抑制了在通過暫時固定部接合翻轉(zhuǎn)板的時候翻轉(zhuǎn)板的變形。

在上述密閉電池的制造方法中,當所述連接構(gòu)件和所述翻轉(zhuǎn)板接合在一起時,所述激光束可能以形成寬度在大于或等于0.7mm且小于或等于1.1mm的范圍內(nèi)的所述接合部的方式射出。這是因為,通過上述接合,可以抑制翻轉(zhuǎn)板的變形,并行形成具有足夠接合強度的接合部而沒有間隙,同時抑制泄漏故障。

根據(jù)本發(fā)明,提出了能夠在翻轉(zhuǎn)板接合的時候抑制潑濺的密閉型電池的制造方法

附圖說明

下面參照附圖的描述有助于更好地理解本發(fā)明的示例性實施例的特征、優(yōu)勢,以及技術和工業(yè)意義。附圖中相同或相似的附圖標記代表相同或相似的部件。

圖1為電池的截面圖;

圖2為電池的平面圖;

圖3為正電極端子的截面圖;

圖4為展示了鉚釘和翻轉(zhuǎn)板的截面的透視圖;

圖5為在插入后鉚釘和翻轉(zhuǎn)板在徑向上的截面圖;

圖6為鉚釘和翻轉(zhuǎn)板的平面圖;

圖7為暫時固定部的截面圖;

圖8為照射從起始位置開始的激光束照射位置附近的截面圖;

圖9為展示了當激光束照射位置到達暫時固定位置的前方時的示意圖;

圖10為展示了當激光束照射位置到達起始位置的前方時的示意圖;

圖11為鉚釘?shù)陌疾康膬?nèi)壁表面形成為傾斜表面的截面圖;

圖12為展示了采用激光束的照射模式的示意圖;

圖13為展示了示例和對比例的圖表;

圖14為相關技術的鉚釘和翻轉(zhuǎn)板在徑向上的截面圖;

圖15為說明了相關技術的激光束焊接的示意圖。

具體實施方式

以下將參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細描述。

首先,將描述通過根據(jù)本實施例的制造方法制造的密閉型電池。圖1為展示了本實施例的電池1的示意結(jié)構(gòu)的截面圖。圖2為電池1的平面圖。

本實施例的電池1是鋰離子二次電池。如圖1和圖2所示,電池1包括由偏平形式的金屬制成的電池殼10。在該電池殼10內(nèi)容納有電極體20和電解液30。如圖2所示,電池殼10包括殼體主體11、蓋21,該蓋21覆蓋位于殼體主體11的上部的開口。電解液30是由溶解有鋰鹽的有機溶劑形成的非水電解液。

電極體20由正電極板和負電極板構(gòu)成。本實施例的電極體20通過在正電極板和負電極板之間插入隔離物并將正電極板和負電極板卷繞成扁平形式而形成,正電極板和負電極板均通過在集流體箔上形成活性材料層而形成。如圖2所示,集電體20包括位于中心的中心部21、從中心部21向左延伸的正電極端部22,以及從中心部21向右延伸的負電極端部23。

電極體20的中心部21通過正電極板和負電極板的集流體箔上的活性材料層的重疊部分和插入在它們中的隔離物而形成。正電極端部22是只由正電極板的集流體箔形成的而在其上沒有活性材料層的部分,負電極端部23是只由負電極板的集流體箔形成的而在其上沒有活性材料層的部分。

電池1包括正電極端子主體100和負電極端子主體200。正電極端子主體100位于電池殼10的內(nèi)部,并且包括連接到電極體20的正電極端部22上的正電極內(nèi)部端子110,和位于電池殼10的外部的正電極外部端子120。負電極端子主體200位于電池殼10的內(nèi)部,并且包括連接到電極主體20的負電極端部23的負電極內(nèi)部端子20,和位于電池殼10外部的負電極外部端子220。正電極內(nèi)部端子110、正電極外部端子120、負電極內(nèi)部端子210、負電極外部端子220均由金屬制成,并且具有導電性。

在本實施例的電池1中,負電極端子主體200的配置是由將負電極內(nèi)部端子210和負電極外部端子200通過鉚釘230連接而實現(xiàn)的,如圖1和圖2所示。鉚釘230由金屬制成,并且具有導電性。因此,負電極端子主體200配置為總是起負電極端子的作用。

另一方面,正電極端子主體100設置有電流中斷裝置(CID)。在本實施例的電池1中,其配置為,如果電池殼10的內(nèi)部壓力變得升高到CID的操作壓力或者更高(高于內(nèi)部壓力的正常范圍),那么CID運作為阻斷正電極端子主體100的功能。以下將描述正電極端子主體100。

圖3展示了正電極端子主體100的截面圖。圖3為沿著圖2的線A-A的正電極端子主體100的截面圖。在圖3中,在蓋12上的區(qū)域位于電池1的外部,在蓋12以下的區(qū)域位于電池1的內(nèi)部。

如圖3所示,正電極端子主體100包括鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140,以及正電極內(nèi)部端子110和正電極外部端子120。在蓋12中與正電極端子主體100相對應的位置處形成有通孔13。在與正電極端子主體100相對應的位置處設置有外部絕緣構(gòu)件150和內(nèi)部絕緣構(gòu)件160,該外部絕緣構(gòu)件150和內(nèi)部絕緣構(gòu)件160將正電極端子主體100與蓋12電絕緣。

如圖3所示,在正電極外部端子120中位于蓋12的通孔13的上方的位置處形成有通孔121。在正電極外部端子120和蓋12之間設置有外部絕緣構(gòu)件150。該外部絕緣構(gòu)件150是由具有電絕緣性能的樹脂構(gòu)件等形成的。通過這種方式,正電極外部端子120與蓋12電絕緣。

內(nèi)部絕緣構(gòu)件160設置為與位于電池1的內(nèi)部的蓋12的內(nèi)表面接觸。內(nèi)部絕緣構(gòu)件160在它與蓋12的通孔13相對應的位置處沿著通孔13的內(nèi)壁表面延伸進入通孔13的內(nèi)側(cè)。因此,內(nèi)部絕緣構(gòu)件160放置在鉚釘130和蓋12之間從而密封它們之間的間隙。因此,電池1的內(nèi)部被密封。內(nèi)部絕緣構(gòu)件160是由具有彈性和電絕緣性的樹脂構(gòu)件、橡膠構(gòu)件等形成的。通過這種方式,鉚釘130與蓋120電絕緣。

在本實施例的電池1中,CID 170由正電極內(nèi)部端子110、鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140構(gòu)成。CID 170配置為在當電池1的內(nèi)部壓力(電池殼10的內(nèi)部空間Y的壓力)正常時的正常內(nèi)部壓力時間下處于導通狀態(tài)以將電極體20導通至正電極外部端子120。相對的,CID 170配置為在當由于某些異常電池1的內(nèi)部壓力等于CID 170的操作壓力或者更大時的異常內(nèi)部壓力時刻下處于切斷狀態(tài)以切斷電極主體20和正電極外部端子120之間的導通。

如圖3所示,鉚釘130包括頭部131和主體137。鉚釘130由金屬制成,并且具有導電性。本實施例的鉚釘130由鋁制成。圖4展示了在組裝到電池1上之前的鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140的各自截面的透視圖。如圖4所示,頭部131和主體137均具有圓柱形外形。如圖3所示,頭部131位于電池1的內(nèi)部,主體137從電池1的內(nèi)部延伸穿過蓋12的通孔13和正電極外部端子120的通孔121到電池1的外部。

如圖4所示,鉚釘130的主體在組裝到電池1上之前,從頭部131到前端139具有恒定的直徑。在如圖3所示被組裝到電池1上的情況下,與鉚釘130的主體137的前端139相對應的部分擠進直徑比原部分更大的擠壓部分138,如圖3所示。鉚釘130是其中的擠壓部分138連接到正電極外部端子120的連接構(gòu)件。

如圖3所示,鉚釘130將蓋12、正電極外部端子120、外部絕緣構(gòu)件150和內(nèi)部絕緣構(gòu)件160夾持在頭部131和擠壓部分138之間。正電極外部端子120、外部絕緣構(gòu)件150和內(nèi)部絕緣構(gòu)件160通過鉚釘130的夾持固定到蓋12上。

在鉚釘130的頭部131中形成有凹部133,該凹部133在與圖3中的下表面相對應的冠狀表面132中開口。凹部133包括內(nèi)壁表面134和底部表面135。在鉚釘130的頭部131中形成有盲孔136,該盲孔136在凹部133的底部表面135中開口。如圖4所示,形成在頭部131中的凹部133和盲孔136均為圓形。

如圖4所示,鉚釘130的主體137為圓柱形。因此,盲孔126的內(nèi)部空間X通過主體137的圓柱形內(nèi)部與電池1的外部連通。

如圖4所示,翻轉(zhuǎn)板140是具有圓形外部形狀的板構(gòu)件。翻轉(zhuǎn)板140由金屬制成,并且具有導電性。本實施的翻轉(zhuǎn)板140由鋁制成。如圖3所示,當翻轉(zhuǎn)板140安裝在鉚釘130的凹部133的時候,第一表面141面向正電極內(nèi)部端子110,第二表面142面向鉚釘130。翻轉(zhuǎn)板140包括徑向向外設置的扁平圓周邊緣143,和由該圓周邊緣143圍繞的中心部144。

當翻轉(zhuǎn)板140接合到鉚釘130上的時候,圓周邊緣143的第二表面142與鉚釘130的凹部133的底部表面135接觸。在本實施例中,通過對鉚釘130與翻轉(zhuǎn)板140之間的邊界(在此處,鉚釘130的凹部133的內(nèi)壁表面134面向著翻轉(zhuǎn)板140的側(cè)表面145)進行激光焊接一圈,將鉚釘130接合至翻轉(zhuǎn)板140。鉚釘130的內(nèi)部空間X和電池1的內(nèi)部空間Y通過翻轉(zhuǎn)板140彼此分割。

如圖3所示,在正常內(nèi)部壓力狀態(tài)下的翻轉(zhuǎn)板140以在中心部144相比在圓周邊緣143朝向正電極內(nèi)部端子110凸起得更多的方式彎曲。當從第一表面141側(cè)施加的力等于或強于預定值時,翻轉(zhuǎn)板的中心部144翻轉(zhuǎn)地變形為向相反側(cè)凸起(在圖3中向上)。具體地,翻轉(zhuǎn)板140配置為在當電池1的內(nèi)部壓力變得等于或大于翻轉(zhuǎn)板140的操作壓力時的異常內(nèi)部壓力時刻翻轉(zhuǎn)地變形。

在本實施例中,翻轉(zhuǎn)地變形的翻轉(zhuǎn)板140的中心部144進入到朝著鉚釘130的內(nèi)部空間X凸起的狀態(tài)。因此,鉚釘130的內(nèi)部空間X被設定為足夠大而當翻轉(zhuǎn)板140翻轉(zhuǎn)地變形時不會接觸到翻轉(zhuǎn)板140。具體地,翻轉(zhuǎn)板140配置為例如,當翻轉(zhuǎn)地變形時,防止被鉚釘130的盲孔136的底板表面推回。

正電極內(nèi)部端子110包括當翻轉(zhuǎn)板140在翻轉(zhuǎn)地變形狀態(tài)之外時與翻轉(zhuǎn)板140的中心部144接觸的傳導部分111。具體地,在圖3所示的正常內(nèi)部壓力時刻,翻轉(zhuǎn)板140的中心部144的第一表面141連接到正電極內(nèi)部端子110的傳導部分111。正電極內(nèi)部端子110的傳導部分111被接合以連接到翻轉(zhuǎn)板140的中心部144。傳導部分111和中心部144之間的接合強度被設定為在異常內(nèi)部壓力時刻如果發(fā)生翻轉(zhuǎn)板140的翻轉(zhuǎn)變形可斷開。這種接合允許在正常內(nèi)部壓力時刻正電極內(nèi)部端子110和翻轉(zhuǎn)板140彼此電導通。如上所述,正電極外部端子120連接到鉚釘130,并且鉚釘130接合至翻轉(zhuǎn)板140。通過這種方式,在正常內(nèi)部壓力時刻CID 170處于電導通狀態(tài),在該狀態(tài)下,電極體20電導通至正電極外部端子120。

在另一方面,如上所述,翻轉(zhuǎn)變形的翻轉(zhuǎn)板140的中心部144朝著鉚釘130的內(nèi)部空間X凸起。因此,在正電極內(nèi)部端子110的傳導部分111和翻轉(zhuǎn)板140的中心部144之間產(chǎn)生間隙,從而在異常內(nèi)部壓力時刻,將傳導部分11和中心部144帶入非接觸狀態(tài)。因此,在異常內(nèi)部壓力時刻CID 170進入切斷狀態(tài)從而切斷在CID 170位置的電導通。

接著,以下將描述配置CID 170的將鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140接合的過程。在本實施例中,鉚釘130以下面的過程接合至翻轉(zhuǎn)板:1、插入步驟;2、暫時固定步驟;3、接合步驟。

首先,將描述“1、插入步驟”。在此步驟中,翻轉(zhuǎn)板140被插入鉚釘130的凹部133的內(nèi)部。在此步驟中,如圖4所示,鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140被帶入到彼此靠近,冠狀表面132面向第二表面142,從而將翻轉(zhuǎn)板140插入鉚釘130的凹部133中。在本實施例中,實際上在鉚釘130中形成擠壓部分138,并且將鉚釘130組裝到蓋12上之后執(zhí)行該插入步驟。

圖5展示了在插入步驟之后鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140在徑向上的截面圖。圖5為展示了鉚釘130的凹部133的內(nèi)壁表面134面向翻轉(zhuǎn)板140的側(cè)表面145所在部分的部分截面圖。如圖5所示,將翻轉(zhuǎn)板140插入凹部133直到圓周邊緣143的第二表面142接觸到凹部133的底板表面135。

如圖5所示,在本實施中,翻轉(zhuǎn)板140的側(cè)表面145形成為相對翻轉(zhuǎn)板140的厚度方向傾斜角θ的傾斜表面。翻轉(zhuǎn)板140的側(cè)表面145的傾斜方向是隨著傾斜更靠近第一表面141而更遠離鉚釘130的凹部133的內(nèi)部表面134的方向。翻轉(zhuǎn)板140的側(cè)表面145的傾斜方向是在暫時固定步驟和接合步驟中隨著側(cè)表面145位于更靠近激光束照射側(cè)的位置而更遠離鉚釘130的凹部133的內(nèi)壁表面134的方向。圖5展示了側(cè)表面145在第二表面142側(cè)上的直徑D、側(cè)表面145在徑向上的長度w和側(cè)表面145的高度。側(cè)表面145的高度h表示翻轉(zhuǎn)板140的厚度。

在另一方面,在本實施例中的鉚釘130的凹部133的內(nèi)壁表面134形成為與凹部133的深度方向平行。因此,在圖5的徑向截面視圖中,在凹部133的內(nèi)壁表面134和翻轉(zhuǎn)板140的側(cè)表面145之間存在三角形空間Z,該三角形空間隨著其向下擴展而變得更窄。通過沿著凹部133的內(nèi)壁表面134面向翻轉(zhuǎn)板140的側(cè)表面145所在的鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140之間的邊界一圈形成空間Z。具體地,空間Z整體形成為環(huán)的形式。此外,如圖5所示,空間Z不是密閉的,在它的上部有開口。

接著,執(zhí)行“2、暫時固定步驟”。這個步驟是執(zhí)行暫時固定以采用激光束部分地照射鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140之間的邊界從而在照射位置將鉚釘130部分地接合到翻轉(zhuǎn)板140上的步驟。圖6展示了在插入步驟之后的鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140的平面圖。圖6展示了要執(zhí)行這個步驟的暫時固定的暫時固定位置K。在本實施例中的暫時固定位置K位于鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140之間的邊界上,如圖6所示,總共有六個。這六個暫時固定位置K以等間隔布置在圓周方向上。

在暫時固定步驟中,用激光束分別對全部六個暫時固定位置K進行照射。如圖5所示,在鉚釘130的凹部133的開口在垂直方向上朝上的同時從上面發(fā)射出激光束。激光束照射在暫時固定位置K熔化作為照射部分的部分,從而執(zhí)行暫時固定。

圖7展示了彼此暫時固定的鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140的各自截面。圖7是沿著圖5的線B-B的截面圖,并且是在沿著鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140之間的邊界的圓周方向上的截面圖。圖7展示了在暫時固定步驟中在暫時固定位置K處形成的一個暫時固定部WK。在該暫時固定步驟之后,總共形成六個暫時固定部WK。

每個暫時固定部WK均按照以下方式形成:通過激光束照射在暫時固定位置K的鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140之間的邊界附近被熔化,熔化部分變硬成為暫時固定部WK。因此,每個暫時固定部WK通過在暫時固定位置K處的鉚釘130的凹部133的內(nèi)壁表面134和翻轉(zhuǎn)板140的側(cè)表面145附近的混合而形成。

如圖7所示,每個暫時固定部WK具有在圓周方向上向下擴展的山形形狀。具體地,每個暫時固定部WK具有在圓周方向上,即左右方向的長度向上朝著激光束側(cè)變得逐漸更短的形狀。因此,每個暫時固定部WK的側(cè)表面WK1以在圓周方向上向下擴展的方式傾斜。

具有這樣的形狀的每個暫時固定部WK的結(jié)構(gòu)依賴于翻轉(zhuǎn)板140的側(cè)表面145的傾斜度。如上述在圖5中提到的,翻轉(zhuǎn)板140的側(cè)表面145在隨著側(cè)表面145的位置更靠近翻轉(zhuǎn)板140的第一表面141而更遠離鉚釘130的凹部133的內(nèi)壁表面134的方向上傾斜。此外,在鉚釘130的凹部133的開口在垂直方向上朝上時,執(zhí)行在暫時固定步驟中的激光束照射。

因此,通過激光束照射熔化的熔化部分通常難以收集在凹部133的內(nèi)壁表面134和翻轉(zhuǎn)板140的側(cè)表面145之間的距離更大的垂直方向上的上方位置。這意味著熔化部分沿著傾斜的翻轉(zhuǎn)板140的側(cè)表面145以在垂直方向上向下在圓周方向上逐漸擴展的方式流動。擴展地向下流動的熔化部分在其流進每個暫時固定部WK的路徑上變硬。

在形成暫時固定部WK的暫時固定步驟中,鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140在暫時固定位置WK處接合在一起。具體地,在本實施例中,在暫時固定步驟之后,鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140在圓周方向上的等間隔的六個位置接合在一起。

接著,執(zhí)行“3、接合步驟”。該步驟是用激光束連續(xù)照射鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140之間的邊界一圈或多圈從而將位于鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140之間的邊界處的部分接合一圈的整圈焊接的步驟。圖6展示了在接合步驟中的激光束照射的起始位置S和結(jié)束位置E。從起始位置S到結(jié)束位置E的激光束照射位置的移動方向由箭頭C指示。換句話說,如通過圖6中的箭頭C所示,在本實施例中的激光束照射位置的移動方向是順時針的。

在本實施例的接合步驟中,激光束照射的位置移動一圈或多圈。具體地,激光束照射位置從起始位置S按箭頭C的方向移動一圈再次到達起始位置S,此后,又從起始位置S移動到結(jié)束位置E。在圖6中,展示了用激光束照射兩次的重疊部分OL。在接合步驟中,如圖5所示,在鉚釘130的凹部133的開口在垂直方向朝上的同時,激光束從該開口的上方發(fā)射。

圖8展示了從起始位置S開始的激光束L照射的位置的附近的截面圖。圖8為沿著圖5的線B-B的截面圖,展示了沿著鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140之間的邊界的圓周方向的截面。圖8展示了在激光束照射開始之后激光束L的照射位置在箭頭C的方向上移動的狀態(tài)。

如圖8所示,在采用激光束L照射的附近形成熔化部分M。該熔化部分M是由通過激光束L的照射被熔化的鉚釘130的凹部133的內(nèi)壁表面134的附近和翻轉(zhuǎn)板140的側(cè)表面145的附近的熔化混合物形成的。在位于激光束L已經(jīng)經(jīng)過的移動方向后方的起始位置S的附近,曾經(jīng)是熔化部分M的部分變硬成為接合部WA。

如圖8所示,在接合步驟中位于起始位置S的接合部WA的左端的端表面WA1以在圓周方向上逐漸向下擴展的方式傾斜。與每個暫時固定部WK的側(cè)表面WK1的傾斜一樣,接合部WA的端表面WA1的傾斜依賴于翻轉(zhuǎn)板140的側(cè)表面145的傾斜。

具體地,在接合步驟的起始位置S處,通過激光束L的照射被熔化的熔化部分難以收集在凹部133的內(nèi)壁表面134和翻轉(zhuǎn)板140的側(cè)表面之間的距離更大的垂直方向上的上部。具體地,在起始位置S附近的位于激光束L的移動方向的相反側(cè)(圖8中的左側(cè))上的熔化部分在垂直方向上以在沿著翻轉(zhuǎn)板140的傾斜側(cè)表面145在圓周方向上延伸的方式向下流動。位于如圖8所示的起始位置S處的接合部WA的左端由固化在擴展地向下流動的路徑上的熔化部分形成。

激光束L的照射位置按箭頭C的方向在從起始位置S開始移動的路徑上穿過形成有暫時固定部WK的暫時固定位置K一圈。圖9展示了激光束L的照射位置按箭頭C的方向移動到達感興趣的暫時固定部WK的前方的狀態(tài)。如圖9所示,空間Z存在于暫時固定部WK和熔化部分M之間,因為接合還沒有完成。在圖9所示的狀態(tài)之后,通過激光束L的照射形成的熔化部分M到達暫時固定部WK。

已經(jīng)到達暫時固定部WK的熔化部分M從下部朝著暫時固定部WK的上部接觸到暫時固定部WK。如上所述,在熔化部分M側(cè)的每個暫時固定部WK的側(cè)表面WK1以在圓周方向上逐漸向下擴展的方式傾斜。具體地,暫時固定部WK的下部逐漸更靠近熔化部分M,如圖9所示。

在熔化部分M到達這個暫時固定部WK時,在熔化部分M到達感興趣的暫時固定部WK之前已經(jīng)存在于熔化部分M和這個暫時固定部WK之間的空間Z從該空間Z的下部到上部逐漸用熔化部分M填充。從而,如圖9所示,由于空間Z從其下部到上部被熔化部分M填充,因此存在于空間Z中的氣體G向上移動,并且從空間Z的上部開口排出到外部。因此,可以防止氣體G被密閉在熔化部分M和每個暫時固定部WK之間。氣體G是朝著激光束L的照射位置吹出的空氣或者密閉氣體。

因此,當熔化部分M穿過每個暫時固定部WK,可以抑制由于密閉在熔化部分M和暫時固定部WK之間的氣體G導致的潑濺。當熔化部分M到達每個暫時固定部WK時,暫時固定部WK從它與熔化部分M接觸的部分變得再次熔化,以成為熔化部分M的一部分。

激光束L的照射位置從起始位置S按箭頭C的方向移動一圈,接著再次穿過起始位置S。在開始位置S已經(jīng)形成接合部WA。圖10展示了按箭頭C的方向移動的激光束L的照射位置到達起始位置S的前方。如圖10所示,空間S仍然保留在開始位置S的接合部WA和熔化部分M之間,這是因為接合部WA和熔化部分M還沒有接合在一起。在圖10的狀態(tài)之后,通過激光束L的照射形成的熔化部分M到達位于起始位置S的接合部WA。

已經(jīng)到達位于起始位置S的接合部WA的熔化部分M從接合部WA的下部朝著上部接觸到接合部WA。如上所述,位于起始位置S的熔化部分M側(cè)上的接合部WA的端表面WA1以在圓周方向上逐漸向下擴展的方式傾斜。這是因為,位于起始位置S的接合部WA具有逐漸更靠近熔化部分M的下部。

在起始位置S,當熔化部分M到達接合部WA時,在熔化部分M到達接合部WA之前已經(jīng)存在于熔化部分M和接合部WA之間的空間Z從該空間Z的下部向上部逐漸用熔化部分M填充。從而,如圖10所示,由于空間Z從起下部到上部用熔化部分M填充,因此存在于空間Z中的氣體G向上移動,并且從空間Z的上部開口排出到外部。因此,可以防止氣體G被密閉在熔化部分M和接合部WA之間。

當熔化部分M穿過位于起始位置的接合部WA時,由于密閉在熔化部分M和接合部WA之間的氣體G而導致的潑濺也被抑制了。當熔化部分M到達位于起始位置S的接合部WA時,接合部WA從其與熔化部分M接觸的位置被再次熔化,以成為熔化部分M的一部分。當照射部分到達起始位置S,穿過重疊部分OL并且到達結(jié)束位置E時,完成激光束L的照射。通過該接合步驟,形成一圈大致環(huán)形的接合部WA,其沿著鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140之間的邊界所在的位置不存在間隙。通過這種方式,鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140接合在一起。

在本實施例中,在插入步驟之后并且在接合步驟之前執(zhí)行暫時固定步驟。相反地,如果在沒有執(zhí)行暫時固定步驟的情況下執(zhí)行接合步驟,當用激光束照射鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140之間的邊界上的激光束照射位置一圈時,翻轉(zhuǎn)板140變得變形。在翻轉(zhuǎn)板140變形所在的位置,翻轉(zhuǎn)板140的側(cè)表面145成為凹部133的內(nèi)壁表面134的一部分,因為其可能變得難以適當?shù)匦纬蓚?cè)表面145和內(nèi)部表面134之間的接合部WA。因而,在鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140之間的接合部WA所在的位置產(chǎn)生間隙,這可能是泄漏故障的一個因素。如果翻轉(zhuǎn)板140被變形,那么翻轉(zhuǎn)板140可能在處于操作壓力或更高壓力下不能夠以適當方式被翻轉(zhuǎn)變形。

在本實施例中,在接合步驟之前的暫時固定步驟中,鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140用暫時固定部WK部分地接合在一起。因此,在接合步驟中,在用激光束輔助鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140之間的邊界上的照射部分一圈的同時,可以抑制翻轉(zhuǎn)板140的變形。因此,其配置為適當形成一圈沒有間隙的環(huán)形的接合部WA。

為了適當?shù)貙T釘130和翻轉(zhuǎn)板140接合在一起,將翻轉(zhuǎn)板140的側(cè)表面145的角θ(圖5)設定地太小不是優(yōu)選的。如果角θ太小,那么在凹部133的內(nèi)壁表面134和翻轉(zhuǎn)板140的側(cè)表面145之間的空間Z將變得太小。具體地,如果角θ太小,那么在凹部133的內(nèi)壁表面134和翻轉(zhuǎn)板140的側(cè)表面145之間的激光束照射側(cè)上的距離將變得太小。

如果在內(nèi)壁表面134和側(cè)表面145之間的激光照射側(cè)上的距離太小,在暫時固定步驟中,可能不可能形成具有以在圓周方向上逐漸向下擴展的方式適當傾斜的側(cè)表面WK1的暫時固定部WK。在接合步驟中,在起始位置S,還可能不可能形成具有以在圓周方向上逐漸向下擴展的方式適當傾斜的端表面WA1的接合部。這是因為由激光束照射熔化的熔化部分收集在凹部133的內(nèi)壁表面134和翻轉(zhuǎn)板140的側(cè)表面145之間的更窄的距離的垂直方向的上部,因此,要向下流動的熔化部分的量變得不足。因此,每個暫時固定部WK的側(cè)表面WK1和位于起始位置S的接合部WA的端表面沒有以在圓周方向上逐漸向下擴展的方式充分地傾斜,因此這些傾斜以幾乎垂直的角度形成。

在接合步驟中,如果每個暫時固定部WK的側(cè)表面WK1的傾斜不夠,那么在激光束照射位置的移動之后氣體G可能被密閉在每個暫時固定部WK和已經(jīng)到達該暫時固定部WK的熔化部分之間的空間Z中。如果位于起始位置S的接合部WA的端表面WA1傾斜不夠,那么在激光束照射位置的移動之后氣體G也可能被密閉在位于起始位置S的接合部WA和已經(jīng)到達該接合位置WA的融化部分M之間的空間Z中。通過根據(jù)激光束照射位置的移動被密閉的氣體G所在的空間Z的減少,氣體G被逐漸壓縮。密閉的氣體G被壓縮,并且同時由于激光束照射導致的溫度上升而膨脹。因此,密閉的氣體G瞬間突破熔化部分M,從而使得熔化部分M的一部分潑濺得到處都是,這可能導致接合缺損。

為了解決這個問題,在本實施例中,翻轉(zhuǎn)板140的側(cè)表面145形成為滿足以下公式(1)。

w/(h·D)≥0.002(1),其中,W:側(cè)表面145在徑向上的長度,h:側(cè)表面145的高度,D:在激光照射側(cè)(第一表面141側(cè))的相對側(cè)(第二表面142側(cè))上的側(cè)表面145的直徑。

在暫時固定步驟中,通過使用具有滿足上述公式(1)的側(cè)表面(145)的翻轉(zhuǎn)板140,在暫時固定位置K上形成具有均以在圓周方向上逐漸向下擴展的方式充分傾斜的側(cè)表面WK1的暫時固定部WK,從而抑制了在這些位置處的潑濺。在接合步驟中,在起始位置S上形成具有以在圓周方向上逐漸向下擴展的方式充分傾斜的接合部WA,從而抑制在這個位置的潑濺。

將翻轉(zhuǎn)板140的側(cè)表面145的角θ(圖5)設定得不是太大是優(yōu)選的。當角θ越大時,凹部133的內(nèi)壁表面134和翻轉(zhuǎn)板140的側(cè)表面145之間的空間Z變得越大。具體地,當角θ越大時,凹部133的內(nèi)壁表面134和翻轉(zhuǎn)板140的側(cè)表面145之間在激光束照射側(cè)(上側(cè))上的距離變得越大。

在暫時固定步驟中,如果在內(nèi)壁表面134和側(cè)表面145之間在激光束照射側(cè)上的距離太大,通過激光束照射的熔化量變得不足,因此可能難以形成具有在徑向上具有足夠?qū)挾瘸叽绲臅簳r固定部。如果形成具有在徑向上寬度尺寸不足的暫時固定部,那么由暫時固定部WK獲得的接合強度變得不足,并且因而在接合步驟中可能不會適當抑制翻轉(zhuǎn)板140的變形。此外,在接合步驟中,通過激光束照射的熔化量可能變得不足,并且因而變得難以形成具有足夠徑向?qū)挾瘸叽绲慕雍喜縒A。如果形成具有徑向?qū)挾瘸叽绮蛔愕慕雍喜縒A,那么可能在鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140之間的接合部WA的位置產(chǎn)生間隙,這可能導致泄漏故障。

此外,在接合步驟中,通過激光束照射的熔化量可能變得不足,并且因而可能難以形成具有足夠徑向?qū)挾瘸叽绲慕雍喜縒A。如果形成徑向?qū)挾瘸叽绮蛔愕慕雍喜縒A,那么可能在鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140之間的接合部WA的位置處產(chǎn)生間隙,這可能導致泄漏故障。

為了解決這個問題,以滿足以下公式(2)的方式形成翻轉(zhuǎn)板140的側(cè)表面145)是優(yōu)選的。

w/(h·D)≤0.020(2),其中,W:側(cè)表面145在徑向上的長度,h:側(cè)表面145在徑向上的高度,D:在激光照射側(cè)(第一表面141側(cè))的相對側(cè)(第二表面142側(cè))上的側(cè)表面145的直徑。

在暫時固定步驟中,通過使用具有滿足公式(2)的側(cè)表面145的翻轉(zhuǎn)板140,可以通過暫時固定部WK確保足夠的接合強度。在接合步驟中,還可能形成具有足夠?qū)挾鹊慕雍喜縒A,從而抑制泄漏故障。

在上面的描述站,已經(jīng)解釋了將翻轉(zhuǎn)板的側(cè)表面配置為傾斜表面的情況,將鉚釘?shù)陌疾康膬?nèi)壁表面配置為傾斜表面也可以達到同樣的效果。圖11展示了將鉚釘?shù)陌疾康膬?nèi)壁表面配置為傾斜表面的情況。圖11展示了在插入步驟之后的狀態(tài)。在圖11中,在暫時固定步驟和接合步驟中,激光束從上面射出。如圖11所示,翻轉(zhuǎn)板340插入在鉚釘330的凹部333中,第一表面341朝上。翻轉(zhuǎn)板340插入到凹部33中直到圓周邊緣343的第二表面342接觸到凹部333的底部表面335。

如圖11所示,翻轉(zhuǎn)板340的側(cè)表面形成為與翻轉(zhuǎn)板340的厚度方向平行。在另一方向,鉚釘330的凹部333的內(nèi)壁表面334形成為相對凹部333的深度方向傾斜的傾斜表面。凹部333的內(nèi)壁表面334的傾斜方向是隨著內(nèi)壁表面位于更靠近激光束照射側(cè)的位置而更遠離翻轉(zhuǎn)板340的側(cè)壁345的方向。圖11展示了在凹部333的內(nèi)壁表面334的底部表面335側(cè)上(即,位于激光束照射側(cè)的相對側(cè)上)的直徑D,內(nèi)壁表面334在徑向上的高度w,以及作為凹部333的深度的內(nèi)壁表面334的高度h。

在圖11的情況下,使用具有滿足上述公式(1)的凹部333的內(nèi)壁表面334的鉚釘330。通過使用具有滿足上述公式(1)的凹部333的內(nèi)壁表面334的鉚釘33,可以在暫時固定步驟中在暫時固定位置形成側(cè)表面充分傾斜的暫時固定部,從而抑制在這些位置的潑濺。在接合步驟中,還可以在起始位置形成端表面足夠傾斜的接合部,從而抑制在這個位置上的潑濺。

在圖11的情況中,使用滿足上述公式(2)的凹部333的內(nèi)壁表面334的鉚釘330是優(yōu)選的。在暫時固定步驟中,通過使用滿足上述公式(2)的凹部333的內(nèi)壁表面334的鉚釘330,可以通過暫時固定部確保足夠的接合強度。在接合步驟中,可以形成具有足夠?qū)挾鹊慕雍喜?,從而抑制泄漏故障?/p>

在接合步驟中,以形成具有寬度在0.7mm到1.1mm范圍內(nèi)的接合部的方式射出激光束是優(yōu)選的。具體地,如果接合部WA的寬度小于0.7mm,那么位于接合位置WA的接合強度可能不足,并且可能在接合位置WA引起泄漏故障。

在接合步驟中,如果接合部WA的寬度大于1.1mm,傳遞到鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140的熱量可能變得太大。如果太大的熱量被傳遞到鉚釘,那么更多的熱量還被傳遞到外部絕緣構(gòu)件150和內(nèi)部絕緣構(gòu)件160。例如,如果內(nèi)部絕緣構(gòu)件160是熱變形的,那么可能在發(fā)生熱變形的位置引起泄漏故障。如果翻轉(zhuǎn)板140是熱變形的,那么在接合步驟之后的中心部144的高度通過其熱變形而改變。在接合步驟之后,翻轉(zhuǎn)板140的中心部144接合到正電極內(nèi)部端子10的導通部分111。如果中心部144的高度改變,那么當導通部分111接合到中心部144時可能引起接合缺陷。接合部WA的寬度形成在0.7mm到1.1mm的范圍內(nèi),從而抑制絕緣構(gòu)件和翻轉(zhuǎn)板140的熱變形,同時形成沒有間隙的具有足夠接合強度的接合部WA,因此抑制泄漏故障。

在接合步驟中,為了形成寬度在0.7mm到1.1mm范圍內(nèi)的接合部WA,可能使用各種條件的激光束照射預先執(zhí)行若干次實驗從而找到激光束照射的最佳條件。激光束照射的條件可能包括激光束的輸出、激光束的掃描速度和在激光束照射位置上的照射模式。

此外,在接合步驟中,為了形成寬度在0.7mm到1.1mm范圍內(nèi)的接合部WA,對于在激光束照射位置上的照射模式,使用如圖12所示的模式是優(yōu)選的。圖12展示了在照射目標表面上的激光束L的模式。具體地,如圖12所示的激光束L的照射模式在冠狀表面132上和在翻轉(zhuǎn)板140的第一表面141上。

如圖12所示的激光束L包括位于中心的第一激光束L1,和分別位于第一激光束L1的上方和下方的第二激光束L2和第三激光束L3,第一激光束L1在第二激光束L2和第三激光束L3中間。激光束L還包括第四激光束,該第四激光束照射了包括第一激光束L1、第二激光束L2和第三激光束L3的區(qū)域的更寬的區(qū)域。如果形成寬度在0.7mm到1.1mm范圍內(nèi)的接合部,那么將第四激光束L4的直接設定為0.6mm是優(yōu)選的。

用第一激光束L1照射鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140之間的邊界從而在該照射位置上形成關鍵孔。分別用第二激光束L2和第三激光束L3照射鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140,從而在這些位置形成關鍵孔,如第一激光束L1的情況一樣。用第四激光束L4照射包括鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140的邊界的鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140上的寬的區(qū)域,第四激光束L4具有比第一激光束L1低的能量,并且用于升高在照射位置處的溫度。

通過使用具有如圖12所示的照射模式的激光束L,可以在接合步驟中容易形成具有在0.7mm到1.1mm范圍內(nèi)的寬度的接合部WA。

本發(fā)明人通過進行以下實驗已經(jīng)驗證了本發(fā)明的效果。在根據(jù)本發(fā)明的條件下將鉚釘和翻轉(zhuǎn)板接合在一起的示例中,和在不同于本實施例的條件下將鉚釘和翻轉(zhuǎn)板接合在一起的對比例中進行本實驗。

以下將描述示例和對比例中的共同條件。在本實驗中,使用的每個翻轉(zhuǎn)板均具有18mm的最大外徑和0.3mm的厚度。每個翻轉(zhuǎn)板所插入的每個鉚釘?shù)陌疾康纳疃染O定為0.3mm。在暫時固定步驟中,位圖6所示的六個暫時固定位置K執(zhí)行通過激光束照射的暫時固定。在暫時固定步驟,在示例和對比例中使用相同的激光束條件。在接合步驟中,如圖6所示,當激光束照射位置從起始位置S按箭頭C的方向移動到結(jié)束位置E時,執(zhí)行整圈焊接。在接合步驟中用在示例和對比例中的激光束的束模式均設定為單一模式。

圖13的表展示了示例和對比例中的各不同條件。在圖13中的“傾斜表面的位置”展示了翻轉(zhuǎn)板的側(cè)表面和鉚釘?shù)陌疾康膬?nèi)壁表面中的哪一個被設定為傾斜表面。換句話說,如圖13所示,在示例4中,鉚釘?shù)陌疾康膬?nèi)壁表面被設定為傾斜表面。在對比例3中,翻轉(zhuǎn)板的測表面和鉚釘?shù)陌疾康膬?nèi)壁表面分別被設定為與翻轉(zhuǎn)板的厚度反向和凹部的深度方向平行。除此以外,在示例1到3和5到8中的每個示例中,并且在對比例1、2和4中的每個對比例中,翻轉(zhuǎn)板的側(cè)表面被設定為傾斜表面。在示例1到3和5到8和對比例1和2中的每個例子中,翻轉(zhuǎn)板的側(cè)表面的傾斜方向設定為如圖5所示的方向,并且在對比例4中,如圖14所示,翻轉(zhuǎn)板的側(cè)表面的傾斜方向被設定為隨著側(cè)表面所處的為主更遠離激光束側(cè)而更遠離凹部的內(nèi)壁表面的方向。

在圖13中,展示對于示例和對比例中的每一個的傾斜表面在徑向上的長度和關于公式(1)的w/(h·D)的值。在激光束照射側(cè)上的直徑的值用作在對比例4中的w/(h·D)的值的計算。在圖13中,展示了每個在接合步驟中形成的環(huán)形接合部在徑向上的寬度。在示例和對比例中,在接合步驟中通過使用各激光束照射條件中的激光束的不同掃描速度對具有不同寬度的接合部進行整圈焊接。這意味著隨著接合的部分具有更窄的寬度以更高的激光束的掃描速度執(zhí)行整圈焊接。

圖13展示了在每個示例和對比例的接合步驟中發(fā)生潑濺的次數(shù)。潑濺發(fā)生的次數(shù)表明了在相應的示例和對比例的條件下在每個示例和對比例產(chǎn)生的翻轉(zhuǎn)板和鉚釘?shù)?0接合體中潑濺發(fā)生的次數(shù)。如圖13所示,在每個示例中潑濺發(fā)生的次數(shù)為零。這是因為,在每個示例中,翻轉(zhuǎn)板的側(cè)表面和鉚釘?shù)陌疾康膬?nèi)壁表面中的一個形成為在隨著一個表面位于更靠近激光束照射側(cè)的位置而更遠離另一表面的方向上具有傾斜,并且是在滿足上面的公式(1)的條件下形成的。因此,在每個示例中,適當抑制了在接合步驟中的潑濺。

相反地,在對比例1和2中的每一個對比例中,翻轉(zhuǎn)板的側(cè)表面的傾斜表面在不滿足上面的公式(1)的條件下形成。具體地,在對比例1和2中的每一個對比例中,w/(h·D)的值太小不能在接合步驟中將每個暫時固定部的側(cè)表面和位于起始位置的端表面充分地傾斜;因此在接合步驟中不可能抑制潑濺。在對比例3中,據(jù)發(fā)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)板的側(cè)表面和凹部的內(nèi)壁表面都不能形成為傾斜表面,因此不能抑制潑濺。據(jù)發(fā)現(xiàn)對比例4具有最大的潑濺發(fā)生次數(shù)。在對比例4中,由于在激光照射側(cè)的空間Z被封閉,因此在接合步驟中氣體很可能被密閉在空間Z中。

圖13還展示了泄漏故障發(fā)生的次數(shù)。泄漏故障發(fā)生的次數(shù)表明在示例和對比例的條件下每個示例和對比例產(chǎn)生的翻轉(zhuǎn)板和鉚釘?shù)?0接合體中的泄漏故障發(fā)生的次數(shù)。據(jù)發(fā)現(xiàn),在接合步驟中形成寬度在0.7mm到1.1mm范圍內(nèi)的接合部的示例1到6中的每一個示例均抑制了泄漏故障。

在接合部的寬度小于0.7mm的示例7中,和在接合部的寬度大于1.1mm的示例8中,據(jù)發(fā)現(xiàn),沒有完全抑制泄漏故障??梢哉J為在示例7中,由于接合部的寬度小于0.7mm,不能完全防止在接合部的一部分中形成間隙??梢哉J為在示例8中,傳遞到鉚釘?shù)臒崃孔兊煤艽?,因此在接合步驟中不能完全防止絕緣構(gòu)件的部分變形。此外,可以認為在示例8中,不滿足上面的公式(2),因此在接合部中形成間隙,這導致泄漏故障的產(chǎn)生。

如上具體所述,在根據(jù)本實施例的電磁1的制造方法中,執(zhí)行插入步驟和接合步驟。在插入步驟中,翻轉(zhuǎn)板140被插入鉚釘130的凹部133中直到翻轉(zhuǎn)板140的圓周邊緣143接觸到凹部133的底部表面。在接合步驟中,具有被翻轉(zhuǎn)板插入的凹部133的鉚釘130被設定為使得凹部133的開口在垂直方向上朝上。在這種狀態(tài)下,用激光束從上面對凹部133的內(nèi)壁表面134面向翻轉(zhuǎn)板140的側(cè)表面所在的邊界連續(xù)照射一圈或多圈。在激光束照射位置上連續(xù)形成環(huán)形的接合部WA,從而將鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140接合在一起。翻轉(zhuǎn)板140的側(cè)表面145形成為在隨著側(cè)表面位于更靠近激光束照射側(cè)的位置而更遠離凹部133的內(nèi)壁表面134的方向上傾斜。此外,在翻轉(zhuǎn)板140,作為傾斜表面的側(cè)表面145滿足上面公式(1)。因此,可以實現(xiàn)能夠在接合翻轉(zhuǎn)板的時候抑制潑濺的密閉型電池的制造方法。

本實施例僅是范例,完全不會限制本發(fā)明。因此,在本發(fā)明的精神內(nèi)自然可能以各種方式改動和改變本發(fā)明。例如,在上述的本實施例中,已經(jīng)描述了作為鋰離子二次電池的電池1,但是本發(fā)明可能應用于具有CID的其他類型的密閉型電池。例如,鉚釘130和翻轉(zhuǎn)板140的材料可能不限于鋁,并且本發(fā)明可能應用于材料的任意組合,只要這些材料可以通過激光束焊接接合在一起。

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