JP2016091932A - Current interrupting device, method for manufacturing current interrupting device, and secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、二次電池に用いられる電流遮断装置、電流遮断装置の製造方法、および、二次電池の構造に関する。 The present invention relates to a current interrupt device used for a secondary battery, a method for manufacturing the current interrupt device, and a structure of the secondary battery.
一般的な二次電池は、電流遮断装置を備えている。電流遮断装置は、電池要素に電気的に接続された集電端子、この集電端子に接合された反転板、およびこの反転板に電気的に接続された外部端子などから構成される。反転板が内圧を受け、反転板が集電端子から遠ざかる方向に反転変形することにより、電池要素と外部端子との間の導通が遮断される。 A typical secondary battery includes a current interrupt device. The current interrupting device includes a current collecting terminal electrically connected to the battery element, an inversion plate joined to the current collecting terminal, an external terminal electrically connected to the inversion plate, and the like. The reversing plate receives the internal pressure, and the reversing plate is reversely deformed in a direction away from the current collecting terminal, whereby the conduction between the battery element and the external terminal is interrupted.
特開2014−086176号公報(特許文献1)、特開2013−188787号公報(特許文献2)、および、特開2013−211178号公報(特許文献3)には、リベットに形成された段差部に反転板を配置し、この反転板の縁部の全周部とリベットの段差部とを、突き合わせて溶接する技術が開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-086176 (Patent Document 1), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-188787 (Patent Document 2), and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-212178 (Patent Document 3) disclose a step portion formed on a rivet. A technique is disclosed in which a reversing plate is disposed, and the entire peripheral portion of the edge of the reversing plate and the step portion of the rivet are butted against each other.
反転板の縁部の全周部とリベットの段差部とを突き合わせて溶接する際には、予め、反転板の縁部の数カ所とリベットの段差部とを突き合わせて仮固定用の溶接が行なわれる。その後、反転板の縁部とリベットの段差部とが全周にわたって溶接が行なわれる。この際、反転板の縁部をリベットの段差部に載置した際には、反転板の縁部とリベットの段差部との間には僅かではあるが隙間が形成される。 When the entire circumference of the edge of the reversing plate and the stepped portion of the rivet are butted and welded, several points on the edge of the reversing plate and the stepped portion of the rivet are brought into contact with each other in advance to perform temporary fixing welding. . Thereafter, the edge of the reversing plate and the step portion of the rivet are welded over the entire circumference. At this time, when the edge of the reversing plate is placed on the step portion of the rivet, a slight gap is formed between the edge of the reversing plate and the step portion of the rivet.
反転板の縁部の全周を溶接する際には、隙間中に存在する空気は、レーザー溶接の前進方向(走査方向)の前側に向けて押し付けられ、仮固定された溶接個所に対して徐々に空気が圧縮される状態となる。さらに、圧縮された空気は溶接(レーザー溶接)の熱により熱膨張する。その結果、仮固定された溶接個所で熱膨張した空気の圧力に耐え切れず、溶融した金属が破裂する現象が生じる。破裂した金属の破片が、電流遮断装置を構成する部品に付着すると、電流遮断装置の機密性の低下、電流遮断装置の作動圧への悪影響が懸念される。また、金属が破裂した箇所は、ブローホールとして残存するため、電流遮断装置の機密性の低下が懸念される。 When welding the entire periphery of the edge of the reversing plate, the air present in the gap is pressed toward the front side in the laser welding forward direction (scanning direction) and gradually against the temporarily fixed welding point. The air is compressed. Furthermore, the compressed air is thermally expanded by the heat of welding (laser welding). As a result, a phenomenon occurs in which the melted metal bursts without being able to withstand the pressure of the thermally expanded air at the temporarily fixed weld. If the ruptured metal fragments adhere to the components constituting the current interrupting device, there is a concern that the confidentiality of the current interrupting device is reduced and the operating pressure of the current interrupting device is adversely affected. Moreover, since the location where the metal has ruptured remains as a blowhole, there is a concern that the confidentiality of the current interrupting device may be reduced.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、電流遮断装置の反転板の縁部とリベットの段差部とを溶接した場合でも、溶融部の破裂を抑制するとともに、溶融部に破裂が生じた場合であっても、ブローホールを残存させることのない、電流遮断装置、電流遮断装置の製造方法、および、二次電池を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and even when the edge portion of the reversing plate of the current interrupting device and the step portion of the rivet are welded, the melted portion is prevented from bursting and the melted portion is not bursted. An object of the present invention is to provide a current interrupting device, a method of manufacturing the current interrupting device, and a secondary battery that do not leave blow holes even if they occur.
この電流遮断装置、電流遮断装置の製造方法、および、二次電池においては、段差部と周縁部との突合せ部において、選択された複数個所の領域に対して溶接を行ない仮固定溶接が行なわれた複数の第1溶接痕と、上記段差部と上記周縁部との突合せ部において、全周に対して溶接用のレーザービームを照射しながら前進させて全周溶接が行われた第2溶接痕とを備え、上記レーザービームの前進方向に沿った断面視において、上記第1溶接痕のレーザービーム側の溶融境界側面は、上記レーザービームの前進方向に対して反対方向に向かうにしたがって上記周縁部の表面から遠ざかる方向に傾斜している。 In the current interrupting device, the method for manufacturing the current interrupting device, and the secondary battery, welding is performed to a plurality of selected regions at the abutting portion between the stepped portion and the peripheral portion, and temporary fixing welding is performed. A plurality of first welding marks and a second welding mark in which the entire circumference is welded by irradiating the entire circumference with a laser beam for welding at the abutting portion between the stepped portion and the peripheral portion. And in the cross-sectional view along the forward direction of the laser beam, the melting boundary side surface of the first welding mark on the laser beam side is directed toward the opposite direction to the forward direction of the laser beam. Inclined in a direction away from the surface.
このように、第1溶接痕のレーザービーム側の溶融境界側面が、レーザービームの前進方向に対して反対方向に向かうにしたがって周縁部の表面から遠ざかる方向に傾斜(角度θ°)している場合に、反転板の縁部とリベットの段差部との隙間中に存在する空気は、レーザービームの前進方向(走査方向)の前側に向けて押し付けられるが、押し付けられた空気は、溶融境界側面の斜面に沿って外部に放出され易い状態となる。その結果、反転板の縁部とリベットの段差部との隙間中に存在する空気に対する急激な加熱が低減され、溶融した金属の破裂を抑制し、金属片の飛散またはブローホールの形成を回避することが可能になる。 As described above, the melting boundary side surface on the laser beam side of the first welding mark is inclined (angle θ °) in the direction away from the surface of the peripheral portion as it goes in the opposite direction to the laser beam advance direction. In addition, the air existing in the gap between the edge of the reversing plate and the step portion of the rivet is pressed toward the front side in the laser beam forward direction (scanning direction). It will be in the state which is easy to discharge | release outside outside along a slope. As a result, the rapid heating of the air existing in the gap between the edge of the reversing plate and the step portion of the rivet is reduced, the molten metal is prevented from bursting, and the scattering of metal pieces or the formation of blowholes is avoided. It becomes possible.
この電流遮断装置、電流遮断装置の製造方法、および、二次電池によれば、電流遮断装置の反転板の縁部とリベットの段差部とを溶接した場合でも、溶融部の破裂を抑制するとともに、溶融部に破裂が生じた場合であっても、ブローホールを残存させることがない。 According to the current interrupting device, the current interrupting device manufacturing method, and the secondary battery, even when the edge portion of the reversing plate of the current interrupting device and the step portion of the rivet are welded, the burst of the melted portion is suppressed. Even when the melted portion is ruptured, the blowhole does not remain.
実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。個数および量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数およびその量などに限定されない。同一の部品および相当部品には、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. When referring to the number, amount, etc., the scope of the present invention is not necessarily limited to the number, amount, etc., unless otherwise specified. The same parts and corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description may not be repeated.
図1〜図4を参照して、本実施の形態における二次電池100について説明する。図1は、二次電池100を示す平面図、図2は、二次電池100を示す断面図、図3は、図1中のIII−III線に沿った矢視断面図、図4は、図3に対応する分解斜視図である。
With reference to FIGS. 1-4, the
図1および図2を参照して、二次電池100は、外装体10、電極体13、正極用の外部端子20および集電端子21、ならびに負極用の外部端子24および集電端子25を備える。外装体10は、有底筒状の収容部11および封口板12を含む。外装体10は、内部に電極体13(電池要素)を収容する。外部端子20,24は、封口板12に取り付けられる。電極体13は、正極芯体、負極芯体およびセパレータ(いずれも図示せず)を有し、正極芯体および負極芯体は、セパレータを介して巻回される。電極体13の両端には、正極芯体露出部14および負極芯体露出部15がそれぞれ設けられている。
Referring to FIGS. 1 and 2,
正極芯体露出部14は、集電端子21および後述する電流遮断装置を介して外部端子20に電気的に接続される。負極芯体露出部15は、集電端子25および電流遮断装置を介して外部端子24に電気的に接続される。正極用の電流遮断装置および負極用の電流遮断装置は同一の構成を有しているため、以下では正極用の電流遮断装置に着目してその詳細を説明する。
The positive electrode core exposed
図3および図4を参照して、電流遮断装置の構造および製造方法について説明する。なお、説明の便宜上、図4中には、集電端子21、反転板30(ダイヤフラムともいう)およびリベット40のみを図示している。封口板12および外部端子20(図1,図2参照)の近傍には、集電端子21に加えて、ガスケット16,17,18、導電板19、反転板30、および、リベット40が設けられる。
With reference to FIG. 3 and FIG. 4, the structure and manufacturing method of a current interrupting device will be described. For convenience of explanation, only the current collecting
封口板12には、貫通孔12Hが形成される。ガスケット17,18は、封口板12の内側(外装体10の内部側)に配置される。ガスケット16および導電板19は、封口板12の外側(外装体10の外部側)に配置される。リベット40は、貫通孔12Hに挿通された状態でかしめられ、導電板19およびガスケット16を封口板12に固定する。図3に示す状態では、集電端子21は、反転板30、リベット40および導電板19を通して外部端子20に電気的に接続される。
A through
リベット40は、かしめ部41、小径部42、接続部43、大径部44、および段差部45を含む。かしめ部41は、小径部42のうちの接続部43とは反対側に形成される。かしめ部41は、小径部42を貫通孔12Hに挿通したのち、小径部42の端部側をかしめることによって形成される。段差部45は、大径部44よりも外側に形成された部位であり、全体として環状の形状を有し、段差45aが設けられている。接続部43、大径部44および段差部45の内側の空間は、後述する反転板30が反転することを許容する。
The
反転板30は、天面部31(反転部)、傾斜部32、および周縁部33を含み、アルミニウム合金などから形成される。天面部31は、円形状の形状を有する。傾斜部32は、天面部31の周囲を取り囲む環状の形状を有する。反転板30の周縁部33は、傾斜部32よりも外側に形成され、環状の形状を有する。製造過程において、反転板30の周縁部33とリベット40の段差部45とが互いに溶接されることによって、反転板30はリベット40に固定される。
The
集電端子21は、平板部21L,21R、厚肉部22、薄肉部23、貫通孔23Hおよび環状溝23Gを含み、アルミニウム合金などから形成される。平板部21L,21Rは、正極芯体露出部14に溶接される。当該溶接により、集電端子21は電極体13に電気的に接続される。反転板30の天面部31は、レーザー溶接によって薄肉部23に接合される。貫通孔23Hおよび環状溝23Gは、いずれも薄肉部23に設けられる。
The
次に、図5および図6を参照して、反転板30のリベット40への固定について説明する。図5は、反転板30およびリベット40の分解斜視断面図、図6は、反転板30のリベット40への溶接状態を示す斜視図である。
Next, fixation of the reversing
リベット40には、反転板30の周縁部33が載置される環状の段差部45が設けられている。段差部45における段差45aの高さは、おおよそ反転板30の周縁部33の高さと同じである。また、段差部45における段差45aの半径方向の幅も、反転板30の周縁部33の半径方向の幅と略同一である。
The
製造工程においては、図6示すように、リベット40の段差部45に反転板30の周縁部33が載置されることで、全周にわたって段差部45と周縁部33との間に突合せ部が形成される。次に、段差部45と周縁部33との突合せ部を全周にわたってレーザービームにより溶接する前に、選択された複数個所の領域に対して仮固定溶接が行なわれる。本実施の形態では、90°ピッチで第1溶接痕50が4カ所に形成されている。この第1溶接痕50の数量は、4カ所に限定されず、反転板30の大きさに応じて適宜最適な数量が選択される。
In the manufacturing process, as shown in FIG. 6, the
その後、リベット40の段差部45と反転板30の周縁部33との突合せ部において、その全周に対して溶接用のレーザービーム(LB1)を照射しながら走査(前進:図中DR1方向)して全周溶接を行なう。これにより、段差部45と周縁部33との突合せ部の全周に第2溶接痕60が形成される。
Thereafter, at the abutting portion between the
次に、図7を参照して、本実施の形態における第1溶接痕50の断面形状について説明する。図7は、レーザービームLB1の照射時における、前進(走査)方向に沿って見た断面図である。第1溶接痕50のレーザービームLB側の溶融境界側面50aは、レーザービームLB1の前進方向DR1(図7中の右方向)に対して反対方向(図7中の左方向)に向かうにしたがって周縁部33の表面33aから遠ざかる方向に傾斜している。このような形状の第1溶接痕50は、周縁部33の表面33aに対して傾斜する方向(図中A1方向)からレーザービームを照射することで形成することができる。
Next, the cross-sectional shape of the
なお、第1溶接痕50は、段差部45の底面を超えて深く溶融部が入り込んでいる。これは、反転板30の全周溶接時に、反転板30の変形、溶接位置の変化を生じないように溶接強度を確保するためである。よって、この仮溶接を行なう第1溶接痕50は、反転板30の作動圧のばらつき低減、気密性の確保の面で、重要な機能を有するものとなる。
In addition, the
ここで、レーザービームLB1の照射により形成された第2溶接痕60の溶融境界下面60sと溶融境界側面50aとの交差角度(θ)には、好ましい交差角度(θ)が存在するが、この点については後述する。
Here, there is a preferable crossing angle (θ) in the crossing angle (θ) between the melting boundary
一方、図8から図10を参照して、比較例における第1溶接痕50zの断面形状について説明する。図8は、比較例におけるレーザービームLB1の照射時における、前進(走査)方向に沿って見た斜視図、図9は、比較例におけるレーザービームLB1の照射時における、前進(走査)方向に沿って見た断面図、図10は、比較例におけるレーザービームLB1の照射時における課題を示す図である。
On the other hand, with reference to FIGS. 8 to 10, the cross-sectional shape of the
第1溶接痕50zを形成する場合には、通常レーザービームは、周縁部33の表面33aに対して垂直方向から照射される。その結果、第1溶接痕50zは、先端に向かうほど窄む形状となる。その結果、第1溶接痕50zのレーザービームLB側の溶融境界側面50bは、レーザービームLB1の前進方向DR1(図7中の右方向)に向かうにしたがって周縁部33の表面33aから遠ざかる方向に傾斜している(図7の溶融境界側面50aとは反対方向)。レーザービームを、周縁部33の表面33aに対して垂直方向から照射して第1溶接痕50zを形成した場合には、第2溶接痕60の溶融境界下面60sと溶融境界側面50aとの交差角度(θ)は、90°を超える角度となる。
In the case of forming the
その結果、反転板30の周縁部33の全周を溶接する際には、反転板30の周縁部33とリベット40の段差部45との隙間中に存在する空気ARは、レーザービームLB1の前進方向DR1(走査方向)の前側に向けて押し付けられ段差部45に囲まれることで、第1溶接痕50zに対して徐々に空気が圧縮される状態となる。さらに、圧縮された空気はレーザービームLB1の熱により熱膨張する。その結果、第1溶接痕50zの近傍個所で熱膨張した空気の圧力に耐え切れず、溶融した金属(主に反転板30の周縁部33)が破裂する現象が生じる(図9中矢印A方向)。
As a result, when welding the entire circumference of the
破裂した反転板30の周縁部33の破片が、電流遮断装置を構成する部品(反転板30等)に付着すると、電流遮断装置の機密性の低下、電流遮断装置の作動圧への悪影響が懸念される。また、図10に示すように、反転板30の周縁部33が破裂した箇所は、ブローホールBHとして残存するため、電流遮断装置の機密性の低下が懸念される。
If broken pieces of the
そこで、本実施の形態における第1溶接痕50は、図7に示したように、第1溶接痕50のレーザービームLB1側の溶融境界側面50aは、レーザービームLB1の前進方向DR1(図7中の右方向)に対して反対方向(図7中の左方向)に向かうにしたがって周縁部33の表面33aから遠ざかる方向に傾斜(角度θ°)している。
Therefore, as shown in FIG. 7, the
ここで、図11から図13を参照して、溶融境界側面50aを傾斜させることの利点について説明する。図11は、レーザービームLB1の照射時における、前進(走査)方向に沿って見た部分拡大断面図、図12および図13は、レーザービームLB1の照射時における、前進(走査)方向に沿って見た第1および第2斜視図である。
Here, the advantage of inclining the melting
図11に示すように、第1溶接痕50のレーザービームLB1側の溶融境界側面50aが、レーザービームLB1の前進方向DR1に対して反対方向に向かうにしたがって周縁部33の表面33aから遠ざかる方向に傾斜(角度θ°)している場合に、反転板30の周縁部33とリベット40の段差部45との隙間中に存在する空気ARは、レーザービームLB1の前進方向DR1(走査方向)の前側に向けて押し付けられるが、押し付けられた空気は、溶融境界側面50aの斜面に沿って外部に放出され易い状態となる(図中矢印A方向)。その結果、反転板30の周縁部33とリベット40の段差部45との隙間中に存在する空気ARに対する急激な加熱が低減され、溶融した金属(主に反転板30の周縁部33)の破裂を回避させることが可能になる。
As shown in FIG. 11, the melting
仮に、図12に示すように、溶融した金属の破裂によりブローホールBH1が形成された場合であっても、このブローホールBH1は、レーザービームLB1の前進方向DR1(走査方向)の前側に形成されることとなるため、その後、レーザービームLB1がブローホールBH1を通過することにより、図13に示すように、ブローホールBH1を閉塞することが可能となる。その結果、溶接の品質、および、電流遮断装置、および、この電流遮断装置を用いた二次電池の信頼性の向上を図ることができる。 As shown in FIG. 12, even if the blow hole BH1 is formed by the rupture of the molten metal, the blow hole BH1 is formed on the front side in the forward direction DR1 (scanning direction) of the laser beam LB1. Therefore, after that, the laser beam LB1 passes through the blow hole BH1, so that the blow hole BH1 can be closed as shown in FIG. As a result, it is possible to improve the quality of welding, the current interrupting device, and the reliability of the secondary battery using the current interrupting device.
(実施例)
図14から図17を参照して、本実施の形態における電流遮断装置の実施例について説明する。図14は、実施例におけるレーザービームの照射時における、前進(走査)方向に沿って見た拡大断面図、図15は、実施例におけるレーザービームの照射時における、前進(走査)方向に沿って見た拡大断面図、図16は、比較例におけるレーザービームの照射時における、前進(走査)方向に沿って見た断面図、図17は、実施例1−5、比較例1−2における交差角度、気密不良数、および、ブローホール数の関係を示す図である。
(Example)
With reference to FIGS. 14 to 17, an example of the current interrupting device in the present embodiment will be described. FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view taken along the forward (scanning) direction when the laser beam is irradiated in the embodiment. FIG. 15 is along the forward (scan) direction when the laser beam is irradiated in the embodiment. FIG. 16 is an enlarged cross-sectional view, FIG. 16 is a cross-sectional view taken along the forward (scanning) direction at the time of laser beam irradiation in the comparative example, and FIG. 17 is an intersection in Example 1-5 and Comparative Example 1-2. It is a figure which shows the relationship between an angle, the number of airtight defects, and the number of blow holes.
本実施例では、反転板30に、板厚さ0.3mmのアルミニウム(A1050)を用いた。リベット40には、板厚さ1.0mmのアルミニウム(A1050)を用い。周縁部33の外径および段差部45の内径(直径)は、18mmである。
In this example, aluminum (A1050) having a thickness of 0.3 mm was used for the reversing
仮固定溶接としての第1溶接痕50は、円周上において90°ピッチで4カ所に形成した。仮固定溶接のレーザービームの入射角度(図7参照、θ2)は、図17の表中に示す第2溶接痕60の溶融境界下面60sと溶融境界側面50aとの交差角度(θ)となるように調整した。レーザービームLB1の条件は、出力1200W、加工速度300mm/sec、ビーム径(照射部)は、80μmである。
The first welding marks 50 as the temporarily fixed welding were formed at four locations at a 90 ° pitch on the circumference. The incident angle of the laser beam for temporary fixing welding (see FIG. 7, θ2) is the intersection angle (θ) between the melting boundary
上記実施の形態に示した電流遮断装置を25個作成し、Heリーク検査による気密性の確認(25個中の機密不良数)、および、外観上のブローホールの発生を確認した(100カ所中の発生頻度)。 Twenty-five current interrupting devices shown in the above embodiment were created, and airtightness was confirmed by He leak inspection (the number of confidential failures in 25), and appearance of blowholes was confirmed (in 100 locations) Frequency of occurrence).
図17に示すように、第2溶接痕60の溶融境界下面60sと溶融境界側面50aとの交差角度(θ)が80°の場合を実施例1、60°の場合を実施例2、50°の場合を実施例3、30°の場合を実施例4、20°の場合を実施例5とした。また、比較例として、交差角度(θ)が、135°の場合を比較例1、90°の場合を比較例2とした。
As shown in FIG. 17, the case where the crossing angle (θ) between the melting boundary
図14を参照して、実施例1(θ=80°)の場合、気密不良数は25個中0個であった。また、ブローホール数は100箇所中1箇所であった。よって、溶接の品質、および、電流遮断装置としての信頼性が得られることが確認できた。 Referring to FIG. 14, in the case of Example 1 (θ = 80 °), the number of airtight defects was 0 out of 25. The number of blowholes was 1 out of 100. Therefore, it was confirmed that the welding quality and the reliability as the current interrupting device were obtained.
実施例2(θ=60°)の場合、気密不良数は25個中0個であった。また、ブローホール数は100箇所中0箇所であった。実施例3(θ=50°)の場合も、気密不良数は25個中0個であった。また、ブローホール数は100箇所中0箇所であった。よって、十分、溶接の品質、および、電流遮断装置としての信頼性が得られることが確認できた。 In the case of Example 2 (θ = 60 °), the number of airtight defects was 0 out of 25. The number of blow holes was 0 out of 100. Also in Example 3 (θ = 50 °), the number of airtight defects was 0 out of 25. The number of blow holes was 0 out of 100. Therefore, it was confirmed that the quality of welding and the reliability as a current interrupting device were sufficiently obtained.
実施例4(θ=30°)の場合、気密不良数は25個中1個であった。また、ブローホール数は100箇所中0箇所であった。よって、溶接の品質、および、電流遮断装置としての信頼性が得られることが確認できた。 In Example 4 (θ = 30 °), the number of airtight defects was 1 out of 25. The number of blow holes was 0 out of 100. Therefore, it was confirmed that the welding quality and the reliability as the current interrupting device were obtained.
図15を参照して、実施例5(θ=20°)の場合、気密不良数は25個中8個であった。また、ブローホール数は100箇所中0箇所であった。溶接の品質、および、電流遮断装置としての信頼性としては、限界であると考えられる。θが30°未満になると、第1溶接痕50を形成する際のレーザービームの入射角度も小さくなる結果、溶接深さを深くする必要がある。その結果、熱変形が大きくなり、気密不良数が増加する傾向になると考えられる。
Referring to FIG. 15, in Example 5 (θ = 20 °), the number of airtight defects was 8 out of 25. The number of blow holes was 0 out of 100. It is considered that the quality of welding and the reliability as a current interrupting device are the limits. If θ is less than 30 °, the incident angle of the laser beam at the time of forming the
比較例1は、θ=135°の場合であり、第1溶接痕50の断面形状は、図9に示す形状となる。この場合には、気密不良数は25個中18個であった。また、ブローホール数は100箇所中31であった。よって、溶接の品質、および、電流遮断装置としての信頼性を得るには不十分であることが確認できた。
Comparative Example 1 is a case where θ = 135 °, and the cross-sectional shape of the
図16を参照して、比較例2は、θ=90°の場合であり、この場合には、気密不良数は25個中6個であった。また、ブローホール数は100箇所中10であった。よって、溶接の品質、および、電流遮断装置としての信頼性を得るには不十分であることが確認できた。 Referring to FIG. 16, Comparative Example 2 is a case where θ = 90 °, and in this case, the number of airtight defects was 6 out of 25. The number of blow holes was 10 out of 100. Therefore, it has been confirmed that the quality of welding and the reliability as a current interrupting device are insufficient.
以上の結果から、レーザービームの前進方向DR1に沿った断面視において、第1溶接痕50のレーザービームLB1側の溶融境界側面50aは、レーザービームLB1の前進方向DR1に対して反対方向に向かうにしたがって周縁部33の表面33aから遠ざかる方向に傾斜していることが好ましい。
From the above results, in a cross-sectional view along the laser beam advance direction DR1, the melting
特に、第2溶接痕60の溶融境界下面60sと溶融境界側面50aとの交差角度(θ)は30°以上80°以下であることが好ましく、さらには、第2溶接痕60の溶融境界下面60sと溶融境界側面50aとの交差角度は50°以上60°以下であることが好ましいといえる。
In particular, the crossing angle (θ) between the melting boundary
以上、本発明に基づいた実施の形態および実施例について説明したが、今回開示された内容はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 As mentioned above, although embodiment and the Example based on this invention were described, the content disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The technical scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10 外装体、11 収容部、12 封口板、12H 貫通孔、13 電極体(電池要素)、14 正極芯体露出部、15 負極芯体露出部、16,17,18 ガスケット、19 導電板、20,24 外部端子、21,25 集電端子、21L,21R 平板部、22 厚肉部、23 薄肉部、23H 貫通孔、23G 環状溝、30 反転板(ダイヤフラム)、31 天面部(反転部)、32 傾斜部、33 周縁部、33a 表面、40 リベット、41 かしめ部、42 小径部、43 接続部、44 大径部、45 段差部、45a 段差、50 第1溶接痕、50a 溶融境界側面、60 第2溶接痕、60s 溶融境界下面、100 二次電池。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記外装体の内圧が上昇した場合に反転することにより、前記電池要素と前記外部端子との間の導通を遮断する円形状の反転板と、
前記外部端子に電気的に接続され、前記反転板の周縁部が載置される環状の段差部を有するリベットと、
前記段差部と前記周縁部との突合せ部において、選択された複数個所の領域に対して溶接を行ない仮固定溶接が行なわれた複数の第1溶接痕と、
前記段差部と前記周縁部との突合せ部において、全周に対して溶接用のレーザービームを照射しながら前進させて全周溶接が行われた第2溶接痕と、
を備え、
前記レーザービームの前進方向に沿った断面視において、前記第1溶接痕の前記レーザービーム側の溶融境界側面は、前記レーザービームの前進方向に対して反対方向に向かうにしたがって前記周縁部の表面から遠ざかる方向に傾斜している、電流遮断装置。 A current interrupting device for interrupting a current flow between the battery element and an external terminal provided outside the exterior body when the internal pressure of the exterior body containing the battery element rises;
A circular reversal plate that blocks conduction between the battery element and the external terminal by reversing when the internal pressure of the exterior body rises,
A rivet having an annular step portion that is electrically connected to the external terminal and on which a peripheral portion of the reversing plate is placed;
A plurality of first welding marks in which welding is performed on a plurality of selected regions at the butt portion between the stepped portion and the peripheral portion, and temporary fixing welding is performed,
In the butted portion of the stepped portion and the peripheral edge portion, a second welding mark in which the entire circumference is welded while being advanced while irradiating a laser beam for welding to the entire circumference;
With
In a cross-sectional view along the advancing direction of the laser beam, the melting boundary side surface of the first welding mark on the laser beam side is away from the surface of the peripheral portion as it goes in the opposite direction to the advancing direction of the laser beam. A current interrupting device that is tilted away.
前記電池要素を収容する外装体と、
前記外装体の内圧が上昇した場合に、前記電池要素と、前記外装体の外部に設けられた外部端子との間の電流の流れを遮断する、請求項1から3のいずれかに記載の電流遮断装置と、
を備える、二次電池であって、
前記外装体は、
開口部を有し前記電池要素を収容する有底筒状の収容部と、
前記開口部を塞ぐ封口板と、を含み、
前記電流遮断装置は、前記封口板に取り付けられている、二次電池。 A battery element;
An exterior body that houses the battery element;
4. The current according to claim 1, wherein a current flow between the battery element and an external terminal provided outside the exterior body is interrupted when an internal pressure of the exterior body increases. A shut-off device;
A secondary battery comprising:
The exterior body is
A bottomed cylindrical housing portion having an opening and housing the battery element;
A sealing plate for closing the opening,
The current interrupting device is a secondary battery attached to the sealing plate.
前記外部端子に電気的に接続され、前記反転板の周縁部が載置される環状の段差部を有するリベットの前記段差部に、前記反転板の前記周縁部を載置する工程と、
前記段差部と前記周縁部との突合せ部において、選択された複数個所の領域に対して溶接を行ない、複数の第1溶接痕を形成する仮固定溶接工程と、
前記段差部と前記周縁部との突合せ部において、全周に対して溶接用のレーザービームを照射しながら前進させて第2溶接痕を形成する全周溶接工程と、を備え、
前記全周溶接工程において、
前記第1溶接痕の前記レーザービーム側の溶融境界側面は、前記レーザービームの前進方向に対して反対方向に向かうにしたがって前記周縁部の表面から遠ざかる方向に傾斜している、電流遮断装置の製造方法。 A current interrupting device that is used for a secondary battery and interrupts conduction between the battery element and the external terminal by the reversing operation of the circular reversing plate,
Placing the peripheral portion of the reversing plate on the step portion of the rivet that is electrically connected to the external terminal and has an annular step portion on which the peripheral portion of the reversing plate is placed;
In the butt portion between the stepped portion and the peripheral portion, welding is performed to a plurality of selected regions, and a plurality of first welding marks are formed, and a temporary fixing welding step is performed.
An entire circumference welding step of forming a second welding mark by advancing while irradiating a welding laser beam to the entire circumference at the butt portion of the stepped portion and the peripheral edge portion, and
In the all-around welding process,
Manufacturing of a current interrupting device, wherein a melt boundary side surface of the first welding mark on the laser beam side is inclined in a direction away from the surface of the peripheral edge as it goes in a direction opposite to a forward direction of the laser beam. Method.
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