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CN101409332B - 密封电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及密封电池，目的在于消除由注液口(17)及密封栓(18)的尺寸公差引起的嵌合状态的波动，实现由密封栓(18)进行的注液口(17)的密封性的提高。在本发明中，通过将操作销(29)压入操作孔(30)中而使密封栓(18)的轴部(25)扩展变形，从而使轴部(25)的外周面按压在注入孔(19)的内周面上。由此，能够提高注入孔(19)的内周面与轴部(25)的外周面之间的整个圆周范围内的密合性，所以能够实现密封栓(18)的轴部(25)和注液口(17)的注入孔(19)的密封性的提高。

Description

密封电池
技术领域
本发明涉及具有堵住电池盒的开口上面的盖、设在盖上的电解液注入用的注液口以及安装在该注液口的密封栓的密封电池，涉及实现提高由密封栓得到的注液口的密封特性的技术。
背景技术
在涉及本发明的密封电池中，将注液口形成为具有凹部的带阶梯状，在该注液口安装了具有头部的密封栓之后，通过焊接该头部的外周边缘和凹部的周边部从而封住注液口，而同样的封口构造例如在专利文献1(日本特开2006-40690号公报)中也能够看到。
在该专利文献1中，在堵住电池盒的开口上面的盖上以上下贯通状形成注入孔，在该注入孔的周围形成具有向上的承受面的圆状的凹部，并作为注液口。另外，密封栓具备：从上方插入注入孔的轴部、和在轴部的上端伸出地形成且由凹部的承受面来承受的圆形的头部。而且，在凹部内安装了密封栓之后，通过对头部的外周边缘和凹部的周边部照射激光使其熔化，从而用密封栓封住注液口。
上述封口构造的问题在于，由于注液口及密封栓的尺寸公差的问题，不能避免“间隙配合”或“过盈配合”等的嵌合状态发生变化，结果在注液口安装密封栓变得困难，或者产生焊接不良。即，注液口和密封栓是通过冲压加工而形成的微细部件，允许一定程度的部件尺寸的波动、即尺寸公差。因此，在注入孔的内径尺寸为包括尺寸公差的最小值、且轴部的外径尺寸为包括尺寸公差的最大值的场合，存在不能向注入孔内插入轴部的危险(过盈配合)。
相反，在注入孔的内径尺寸为包括尺寸公差的最大值、且轴部的外径尺寸为包括尺寸公差的最小值的场合，在安装状态下存在密封栓在注液口的内部浮动的危险(间隙配合)。这样若在安装状态下密封栓浮动，则密封栓在凹部内偏心而产生轴偏移，结果在凹部与密封栓的接触部分或间隙部分产生焊接不良，存在产生漏液的危险。
发明内容
本发明为解决如上所述的问题而提出，其目的在于消除由注液口及密封栓的尺寸公差引起的嵌合状态的波动，并实现提高由密封栓得到的注液口的密封性。
涉及本发明的密封电池的特征在于，具有：堵住外装罐2的开口上面的盖5、设在上述盖5上的电解液注入用的注液口17以及安装在该注液口17的金属制的密封栓18。上述注液口17具有以上下贯通状形成于上述盖5的注入孔19、和具有形成于该注入孔19周围的朝上的承受面的圆状的凹部21。上述密封栓18具有从上方插入上述注入孔19的轴部25、和在该轴部25的上端伸出地形成且由上述凹部21的承受面20承受的圆形的头部26，在上述轴部25的轴心位置上凹入地形成具有上方开口的扩展变形用的操作孔30。而且，若从上方开口将操作销29压入上述操作孔30中使上述轴部25扩展变形，则成为该轴部25的外周面按压在上述注入孔19的内周面的贴紧状态，在该贴紧状态下，通过焊接上述头部26的外周边缘和上述凹部21的周边部从而封住上述注液口17。
可以采用在上述操作孔30的上端部形成有下窄锥状的被按压面33的方式。
包括尺寸公差的轴部25的最大外径尺寸D1设定为比包括尺寸公差的上述注入孔19的最小内径尺寸D2还小，包括尺寸公差的头部26的最大外径尺寸D3设定为比包括尺寸公差的上述凹部21的最小内径尺寸D4还小。
本发明具有以下效果。
根据本发明的密封电池，通过将操作销29压入操作孔30中而使密封栓18的轴部25扩展变形，从而使轴部25的外周面按压在注入孔19的内周面上，能够使轴部25牢固地贴紧在该注入孔19上。由此，能够提高注入孔19的内周面与轴部25的外周面之间的密合性，且可实现密封栓18的轴部25与注液口17的注入孔19的密封性的提高，所以能切实防止从注液口17的漏液。
尤其是，通过使轴部25扩展变形而提高轴部25与注入孔19之间的密合性的方式，因此能够在吸收制作方面的密封栓18和注液口17的尺寸公差的同时切实地密封注液口17。换言之，根据本发明，在消除了由制作上的尺寸公差引起的轴部25与注液口19之间的嵌合状态的波动，能够通过轴部25切实地焊接固定注液口19，能得到无漏液的可靠性优良的密封电池的方面优良。
若在操作孔30的上端部形成下窄锥状的被按压面33，则能够以该被按压面33作为导向面，在使操作销29切实地位于轴部25的轴心位置的同时，进行操作销29的压入操作。由此，能够使轴部25沿周向均匀地扩展变形，所以能够将密封栓18的轴部25的整个外周面均匀地接触在注液口17的注入孔19的内周面上。
若包括尺寸公差的轴部25的最大外径尺寸D1设定为比包括尺寸公差的上述注入孔19的最小内径尺寸D2还小，则成为所谓的“过盈配合”状态，不存在密封栓18不能安装在注液口17的情况。因此，在将密封栓18切实地落入注液口17内而成为临时固定状态之后，进行由操作销29进行的扩展变形作业，接着进行焊接作业，从而能够用密封栓18切实地密封注液口17。在能够抑制由不能将密封栓18临时固定在注液口17上所引起的成品率的下降并实现生产率的提高的方面优良。
附图说明
图1是本发明的密封电池的主要部分的纵剖视图。
图2是本发明的密封电池的分解立体图。
图3是用于说明本发明的密封电池的封口构造的图。
图4是用于说明本发明的密封电池的封口顺序的图。
图5是用于说明本发明的密封电池的封口顺序的图。
图中：
1-密封电池(干电池)，2-外装罐，5-盖(封口板)，17-注液口，18-密封栓，19-注入孔，20-承受面，21-凹部，25-轴部，26-头部，29-操作销，30-操作孔，33-被按压面。
具体实施方式
图1至图5表示将本发明的密封电池应用于构成电池部分的干电池的实施例。在图2中，素电池1以上面开口的扁平筒状的外装罐2作为基体，在其内部容纳电极体3和电解液，并将外装罐2的开口用塑料制的绝缘体4和金属制的封口板(盖)5密封而构成。外装罐2及封口板5的两端做成圆形。
电极体3在将以LiCoO2为活性物质的正极片、以石墨为活性物质的负极片、以及对这些两个片进行绝缘的隔离片层叠之后卷绕成螺旋状，再将整体以扁平状压扁而形成。从正极片和负极片分别向上引出导电片7、8。电解液是在混合了碳酸乙烯酯(EC)和碳酸甲乙酯(MEC)的溶剂中融解LiPF5而成。
如图1所示，在封口板5的上面中央配置有负极端子9，正极端子10兼作封口板5或外装罐2。封口板5由以铝或铝合金作为原材料的冲压成型品构成，在其盘面中央，以内外贯通状设有使绝缘密封件11及负极端子9通过的圆形的端子安装孔。在封口板5的上面，在端子安装孔周围凹入形成托座。在封口板5的内面侧配置有绝缘板12，在绝缘板12的下侧配置有金属制的压板13。
外装罐2由以铝、铝合金或不锈钢材料作为原材料的深拉深成型品构成，封口板5在嵌入外装罐2的开口内面的状态下通过激光焊接被固定。绝缘体4是有底盘状的塑料成型品，在底部以上下贯通状形成允许电极体的导电片7、8插入的切口15、15。
在图1中，在封口板5的左右方向的一端侧设有防爆用的开裂口(開裂ベント)16，在封口板5的另一端侧设有电解液注入用的注液口17。开裂口16在外装罐2的内压超过一定值时破裂而放出外装罐2内的气体。在电解液注入后，注液口17由密封栓18密封。
如图3所示，注液口17形成为由以上下贯通状形成于封口板5的注入孔19和具有形成于该注入孔19周围的朝上的承受面20的圆状的凹部21构成的带阶梯状。注入孔19形成为在上下方向范围内内径尺寸均匀的直线状。同样地，凹部21形成为在上下方向范围内内径尺寸均匀的直线状。
密封该注液口17的密封栓18是以铝等金属作为原材料的部件，并具备从上方插入到注入孔19中的轴部25和在该轴部25的上端伸出地形成且由凹部21的承受面20承受的圆形的头部26。通过在凹部21嵌合地承受头部，从而实现密封栓18对封口板5的向下的防脱。
轴部25具备：在上下方向上外径尺寸均匀的直线部27、和设在该直线部27的下端且随着朝向下方直径尺寸逐渐变小的下窄锥状的导向部28。直线部27的壁厚50为0.1mm以上，且从密封栓18的小径部31的底部到前端的壁厚为0.1mm以上。
在轴部25的轴心位置凹下形成操作孔30，该操作孔30在从上方压入操作销29时使轴部25扩展变形。操作孔30包括：内径尺寸均匀的下方的小径部31、具有比该小径部31大的内径尺寸的大径部32、以及设在小径部31的上端且被操作销29按压的下窄锥状的被按压面33。在操作销29的下端，形成有下窄锥状的按压面34。
如图3所示，包括尺寸公差的轴部25的直线部27的最大外径尺寸D1设定为比包括尺寸公差的注入孔19的最小内径尺寸D2还小。而且，包括尺寸公差的头部的最大外径尺寸D3设定为比包括尺寸公差的凹部的最小内径尺寸D4还小。从而，在从上方将密封栓18落入了注液口17中时，轴部25及头部26不会卡在注液口17的注入孔19及凹部21，能够做成如图4所示的临时固定状态。
接着，参照图4及图5对电解液注入后的注液口17的密封作业进行说明。首先，如图4所示，从注液口17的上方落入密封栓18而做成临时固定状态。如前面所述，由于注液口17及密封栓18满足D1<D2、D3<D4的关系，因此在轴部25的外周面与注入孔19的内周面之间以及头部26的外周面与凹部21的周侧面之间形成一点点间隙。而且，虽然反复说明，由于满足D1<D2、D3<D4的关系，因此在从上方将密封栓18落入了注液口17时，轴部25及头部26不会卡在注入孔19及凹部21上，能够顺利地做成如图4所示的临时固定状态。
然后，如图5所示，从上方开口将操作销29压入到操作孔30的小径部31中，使轴部25扩展变形。由此，可以做成轴部25的直线部27的外周面按压在注入孔19的内周面的贴紧状态。换言之，通过使轴部25扩展变形，可以填补轴部25的外周面与注入孔19的内周面之间的间隙，从而使轴部25与注入孔19贴紧。在如上所述的操作销29的压入操作中，头部26的外径尺寸几乎不变。
从这种贴紧状态，如图1所示，对头部26的外周边缘与凹部21的周边部的边界部，从上方进行激光焊接。该焊接作业在头部26的整个外周边缘的范围内进行，由此能够完全封住注液口17。在上述焊接作业中，以填补头部26的外周边缘与凹部21的周边部之间的一点点间隙的方式进行焊接作业。在图1中，标记40表示由激光焊接进行的焊接处。
如上所述，在本实施方式的注液口17的封口构造中，在操作孔30压入操作销29，通过使密封栓18的轴部25扩展变形，从而使轴部25的外周面按压在注入孔19的内周面上，可以使轴部25牢固地贴紧在该注入孔19上。
由此，能够提高在注入孔19的内周面与轴部25的外周面之间的整个圆周范围内的密合性，所以能够实现密封栓18的轴部25与注液口17的注入孔19的密封性的提高。因而，能切实地防止从注液口17的漏液，从而实现干电池1的可靠性的提高。
而且，由于在密封栓18的头部26与注液口17的凹部21之间能够在形成一点点间隙的状态下进行焊接作业，因此在焊接作业等中即使残留在承受面20上的电解液气化而产生气体的场合，能够使其从间隙漏掉。这样，若能够除去承受面20上的残留电解液，则能够消除在焊接作业后受到残留电解液的气化压力而使密封栓18脱落的不良情况。
尤其是，通过使轴部25扩展变形，能够实现轴部25与注入孔19之间的密合性的提高，所以可以在吸收制作上的密封栓18和注液口17的尺寸公差的同时，切实地密封注液口17。换言之，根据该封口构造，能够消除由制作上的尺寸误差引起的密封栓18与注液口17之间的嵌合状态的波动，并且可通过密封栓18切实地焊接固定注液口17，能够切实地得到无漏液的可靠性优良的密封电池，在这一点上非常好。
若在操作孔30的上端部形成下窄锥状的被按压面33，则能够以该被按压面33作为导向面，在使操作销29切实地位于轴部25的轴心位置的同时，进行操作销29的压入操作。由此，能够使轴部25沿周向均匀地扩展变形，所以能够将密封栓18的轴部25的整个外周面均匀地接触在注液口17的注入孔19的内周面上。
若包括尺寸公差的轴部25的最大外径尺寸D1设定为比包括尺寸公差的上述注入孔19的最小内径尺寸D2还小，包括尺寸公差的头部26的最大外径尺寸D3设定为比包括尺寸公差的凹部21的最小内径尺寸D4还小，则成为所谓的“过盈配合”状态，不存在密封栓18不能安装在注液口17的情况。因此，在将密封栓18切实地落入到注液口17内而成为临时固定状态之后，进行由操作销29进行的扩展变形作业，接着进行焊接作业，从而能够用密封栓18切实地密封注液口17。能够抑制由不能将密封栓18临时固定在注液口17上所引起的成品率的下降并实现生产率的提高，在这一点上非常好。

Claims (3)

1.一种密封电池，其特征在于，
具有堵住外装罐的开口上面的盖、设在上述盖上的电解液注入用的注液口以及安装在该注液口上的金属制的密封栓，
上述注液口，具有：以上下贯通状形成于上述盖的注入孔；和具有形成于该注入孔周围的朝上的承受面的圆状的凹部，
上述密封栓具有从上方插入到上述注入孔中的轴部、和在该轴部的上端伸出地形成且由上述凹部的承受面承受的圆形的头部，在上述轴部的轴心位置凹入地形成具有上方开口的扩展变形用的操作孔，
构成为若从上方开口将操作销压入到上述操作孔中使上述轴部扩展变形，则成为该轴部的外周面按压在上述注入孔的内周面上的贴紧状态，
在该贴紧状态下，通过焊接上述头部的外周边缘和上述凹部的周边部从而封住上述注液口。
2.根据权利要求1所述的密封电池，其特征在于，
在上述操作孔的上端部形成有下窄锥状的被按压面。
3.根据权利要求1或2所述的密封电池，其特征在于，
包括尺寸公差的轴部的最大外径尺寸设定为比包括尺寸公差的上述注入孔的最小内径尺寸还小，
包括尺寸公差的头部的最大外径尺寸设定为比包括尺寸公差的上述凹部的最小内径尺寸还小。
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