[發明專利]電池及其制造方法

有效

• 申請號: 201380034463.3
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN104412412B
• 公開（公告）日: 2016-11-16
• 發明（設計）人: 原山貴司;成瀨洋一;鈴木哲;中山博之;岡田敏也
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M2/04
• 分類號: H01M2/04;H01M2/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 劉航;段承恩

技術領域

本發明涉及電池及其制造方法，特別涉及將構成電池殼體的殼體主體與蓋構件進行焊接而成的電池及其制造方法。

背景技術

鋰離子二次電池等的電池，被用于混合動力汽車、插電式混合動力汽車、電動汽車等的車輛、筆記本電腦等家庭用電氣設備、沖擊鉆等的工業設備等各方面。作為這樣的電池形態，例如已知在金屬殼體內收納有電極體的電池，具體而言，已知通過激光焊接將有底方筒狀的殼體主體和插入到其開口部中的蓋構件密封(封止)的方形電池(參照專利文獻1的各圖)。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1:特開2001-155698號公報

發明內容

但是，這樣地將殼體主體與蓋構件進行激光焊接時，在焊接中熔融的金屬凝固而成的焊道(焊縫)內，有時殘留封閉氣孔(void)。封閉氣孔殘留于焊道內時，在電池殼體的內壓上升時等對電池殼體施加了應力的情況下，該封閉氣孔成為裂紋的起點，以連接殼體主體和蓋構件的間隙和封閉氣孔的方式形成裂紋，進而裂紋通過封閉氣孔而擴展等，封閉氣孔容易成為焊道內的薄弱點。

另外，可以認為，封閉氣孔(氣孔)是構成殼體主體、蓋構件的金屬(鋁等)內所含有的氫、和焊接時卷入的空氣或者保護氣體中所含有的水分伴隨激光照射在高溫下解離而產生的氫等，在熔融的金屬內逐漸聚集而形成的。即，在熔融的金屬中的氫的溶解度，比在固體的金屬中的溶解度大幅度低，因此金屬熔化時，不能在金屬中保持氫，容易形成為氣泡。另外，可以認為，在熔融金屬內成為微氣泡而含有的氫等，在焊道被冷卻、慢慢固化時，轉移至還熔融著的部分中，最終聚集在最后固化的部位附近而成為封閉氣孔，從而出現在焊道內。

本發明是鑒于該問題而完成的，提供一種電池及其制造方法，所述電池是對于電池殼體，在殼體主體的開口部內插入蓋構件，并采用能量束將它們遍及蓋構件的四周地氣密地焊接的電池，所述電池形成有難以含有封閉氣孔并具有良好的焊接強度的焊道。

本發明的一方式為一種電池，在金屬制的電池殼體內收納有電極體，上述電池殼體，具有：具有開口部的有底筒狀的殼體主體；和插入到上述開口部內將上述開口部封口的板狀的蓋構件，其是利用從上述蓋構件的厚度方向外側照射的能量束，遍及上述蓋構件的四周地將上述殼體主體的上述開口部和上述蓋構件的周緣的蓋周緣部氣密地焊接而成，在構成上述蓋構件的周向的至少一部分的特定部位中，以上述殼體主體的上述開口部之中沿著上述厚度方向的內周面、與上述蓋構件的上述蓋周緣部之中沿著上述厚度方向的周緣面相互密著了的狀態被焊接，上述特定部位中的焊道的形狀呈下述形態：在上述焊道的上述周向截面中，呈中心角為160～200度的扇形，上述扇形的中心位于上述內周面和上述周緣面上。

在上述電池中，在特定部位中，焊道的截面形狀呈下述形態：呈中心角θ＝160～200度、即大致半圓形的扇形，而且，其中心(扇形的主要部分)位于在未熔融時相互密著的內周面和周緣面上。因此，在焊接中，可以如以下那樣考慮。即，當使能量束相對地移動，進行殼體主體與蓋構件的焊接時，由于受熱，在殼體主體的開口部及蓋構件的周緣部之中，尚未被焊接的部分也有熱傳遞而溫度上升。因此，可以認為，通過能量束照射所形成的熔融的焊道被冷卻而慢慢固化時，從熔融的焊道向殼體主體或者蓋構件的熱傳導所致的熱轉移比較少，從熔融的焊道的表面向與其接觸的空氣、保護氣體的熱傳導或者紅外線熱放射所致的熱擴散變多。而且，焊道(熔融金屬)截面成為大致半圓形狀的扇形。因此，焊道從其外表面側開始大致均勻地被冷卻，從截面圓弧狀的外表面向扇形的中心進行固化。與此同時，熔融金屬中所含有的氫等的微氣泡也向扇形的中心移動。于是，最后微氣泡聚集在扇形的中心附近。

然而，在上述的電池中，扇形的中心位于殼體主體的開口部的內周面和蓋構件的蓋周緣部的周緣面上。該殼體主體的開口部的內周面與蓋構件的蓋周緣部的周緣面盡管密著，但是兩者間形成一點點厚度的板狀的空間并與電池殼體的內部空間相連。因此，微氣泡所含有的氫等，放出至該板狀的空間及連通該空間的電池殼體的內部空間。由此，在扇形的焊道內難以形成由氫等所致的封閉氣孔。