密封型蓄电装置及其制造方法制造方法及图纸

技术编号:15109016 阅读:31 留言:0更新日期:2017-04-09 00:24
一种制造密封型蓄电装置的方法,包括:制备储存电极组的有底的外部罐的步骤;制备具有与外部罐的开口相对应的周边部的密封板的步骤,所述密封板在所述周边部的一个表面中具有第一凹部以与外部罐的开口的边缘部结合,并且在周边部的另一个表面中具有锥形的第二凹部;通过使第一凹部与外部罐的开口的边缘部结合而使用密封板封闭外部罐的开口的步骤;和通过以相对于密封板的厚度方向成15°至75°的角度将激光束照向外部罐的开口的边缘部与周边部之间的边界而将外部罐的开口的边缘部和密封板的周边部焊接在一起的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及其中将外部罐与密封板焊接的密封型蓄电装置和制造密封型蓄电装置的方法。更具体地,本专利技术涉及其中焊接部具有高接合强度的密封型蓄电装置和制造密封型蓄电装置的方法。
技术介绍
近年来,环境问题已经受到了很多关注并且促进了用于将清洁能源诸如太阳光和风力转换为电力并将电力储存为电能的系统的发展。非水电解质二次电池和电容器是已知的这种蓄电装置。特别地,由于更高的蓄电容量和更小的尺寸,密封型蓄电装置在需求方面的增长大于开放型的。例如通过如下获得密封型蓄电装置:堆叠正极、负极和隔膜,将得到的电极组和非水电解质放入外部罐中,最后将密封板焊接至外部罐的开口。焊接外部罐和密封板的方法之一为如在图7a的横截面图中示出的方法(所谓的垂直焊法),其中使密封板13嵌合到外部罐12的开口中,并且通过由基本上垂直于密封板13的平面方向的方向的激光照射焊接密封板13和外部罐12。根据本方法,可以容易地增加加工速度并且可以实现有效的焊接。照射的激光束L被金属材料的表面吸收,在所述表面处光能被转换为热能。该热能通过金属材料进行传导,结果金属材料熔化且然后固化,由此将外部罐和密封板焊接。也就是说,通过热输入→熔化→固化→冷却的过程进行焊接。在这种情况下的激光焊接为小孔型激光焊接(keyhole-modelaserwelding)。在被激光束L照射的金属材料的表面上发生强烈的金属蒸发。在通过由金属蒸汽生成的排斥力和热能形成叫做小孔的深孔的同时进行焊接。由于小孔的深度和输入至金属材料的热量成正比,所以激光输出越大导致小孔深度越大。另外,认为小孔的深度基本上对应于焊缝熔深。对于垂直焊,需要基本上至少与密封板的厚度一样大的焊缝熔深(weldpenetrationdepth)以减少裂缝的生成。为此,有必要增加激光输出并且增加输入的热量。越大的激光输出自然导致生成越大的热能。过度的激光照射可能会导致熔化的金属穿透照射表面,这被称作烧穿。结果,在焊接部中形成孔并且气密性降低。在从固化到冷却的过程中,由于与收缩有关的应力(收缩应力)而可能会发生被照射部分的形变诸如膨胀。由于其中要配置蓄电装置的设备的内部空间是预定的,所以例如通过预先考虑这种形变来设计蓄电装置的外部尺寸。因此,还有一个问题是难以增加蓄电装置的容量。其它焊接方法中的一种为如在图7b的横截面图中示出的所谓的水平焊法,其中使密封板13嵌合到外部罐12的开口的边缘部,并且通过利用在基本上与密封板13的平面方向水平的方向的激光束L的照射焊接至外部罐12。水平焊接主要用于大的蓄电装置,因为水平焊接使大的激光输出成为可能。然而,水平焊接也具有诸如在垂直焊中一样的低气密性的问题。此外,生产效率低,因为在激光照射期间必须显著地移动激光照射设备和/或焊接工件。为了解决与垂直焊和水平焊接相关的问题,例如已经提出了如在图8的横截面图中所示的垂直焊法,其中使密封板13嵌合到外部罐12的开口的边缘部,并且通过利用在基本上与密封板13的平面方向垂直的方向的激光束L的照射焊接至外部罐12(专利文献1)。该方法涉及用激光束L的垂直照射且因此提高了生产效率。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利特开2011-171078号公报
技术实现思路
技术问题在专利文献1中公开的方法中,通过在与密封板13的平面方向垂直的方向的激光照射而不是通过利用在与密封板13的平面方向水平的方向的激光束L的照射进行焊接将外部罐和密封板焊接。因此,密封板的嵌合部(专利文献1中的法兰7)为例如薄至0.5mm以下。当嵌合部具有这种小的厚度时,有助于焊接的金属的量太少而不能提供足够的接合强度。本专利技术的一方面涉及一种制造密封型蓄电装置的方法,所述方法包括以下步骤:制备容纳电极组的有底的外部罐;制备具有与外部罐的开口相对应的周边的密封板,所述密封板在所述周边的一个表面中具有第一凹部并且在所述周边的另一个表面中具有锥形的第二凹部,将所述第一凹部构造为嵌合进外部罐的开口边缘部;通过将第一凹部嵌合进外部罐的开口边缘部而利用密封板封闭外部罐的开口;通过用激光束以相对于密封板的厚度方向成15°至75°的角度照射外部罐的开口边缘部与密封板的周边之间的边界而焊接外部罐的开口边缘部和密封板的周边。本专利技术的另一方面涉及一种密封型蓄电装置,所述密封型蓄电装置包括:电极组、容纳电极组的有底的外部罐和具有与外部罐的开口相对应的周边的密封板。将所述外部罐的边缘部和所述周边焊接以形成熔融部。在平行于外部罐的侧壁的厚度方向并且平行于密封板的厚度方向的熔融部的横截面中,在外部罐的开口边缘部的起始位置处的熔融部的宽度Wj和从起始位置到熔融部与非熔融部之间的界面的最大距离d满足3.5≤Wj/d。有益效果根据以上说明,可以在低的激光输出下焊接外部罐的开口边缘部和密封板的周边,并且可以获得在外部罐与密封板之间具有足够接合强度的密封型蓄电装置。附图说明图1为根据本专利技术的实施例的密封型蓄电装置的透视图,其中将焊接前的外部罐和密封板(它们的组合在下文中可以被称为壳)部分切除。图2为沿图1中的线II-II取的纵截面示意图。图3a为外部罐的侧壁的上边缘部和周边区域的放大的横截面图。图3b为密封板的周边和周边区域的放大的横截面图。图4为在密封板和外部罐之间的嵌合部的放大的横截面图。图5为示意性示出热如何在图4中扩散的横截面图。图6为示意性示出在图4中的焊接之后的形状的横截面图。图7a为示意性示出根据现有技术的激光焊接方法的横截面图。图7b为示意性示出根据现有技术的激光焊接方法的横截面图。图8为示意性示出根据现有技术的另一种激光焊接方法的横截面图。图9为示意性示出根据参考实施例的激光焊接方法的横截面图。图10为示意性示出热如何在图9中扩散的横截面图。图11为示意性示出在图9中的焊接之后的形状的横截面图。图12a为根据实例1的放大照片(在18倍的放大倍率下)。图12b为图12a的底图。图13a为根据实例2的放大照片(在18倍的放大倍率下)。图13b为图13a的底图。图14a为根据比较例1的放大照片(在18倍的放大倍率下)。图14b为图14a的底图。图15a为根据比较例2的放大照片(在18倍的放大倍率下)。图15b为图15a的底图。图16a为根据参本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种制造密封型蓄电装置的方法,包括:制备容纳电极组的有底的外部罐的步骤;制备具有与所述外部罐的开口相对应的周边的密封板的步骤,所述密封板在所述周边的一个表面中具有第一凹部并且在所述周边的另一个表面中具有锥形的第二凹部,所述第一凹部被构造为嵌合进所述外部罐的开口边缘部;通过将所述第一凹部嵌合进所述外部罐的所述开口边缘部中,来用所述密封板封闭所述外部罐的所述开口的步骤;和通过用激光束以相对于所述密封板的厚度方向成15°至75°的角度照射所述外部罐的所述开口边缘部与所述周边之间的边界,来焊接所述外部罐的所述开口边缘部和所述密封板的所述周边的步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.01 JP 2013-206708;2014.08.19 JP 2014-166621.一种制造密封型蓄电装置的方法,包括:
制备容纳电极组的有底的外部罐的步骤;
制备具有与所述外部罐的开口相对应的周边的密封板的步骤,所
述密封板在所述周边的一个表面中具有第一凹部并且在所述周边的另
一个表面中具有锥形的第二凹部,所述第一凹部被构造为嵌合进所述
外部罐的开口边缘部;
通过将所述第一凹部嵌合进所述外部罐的所述开口边缘部中,来
用所述密封板封闭所述外部罐的所述开口的步骤;和
通过用激光束以相对于所述密封板的厚度方向成15°至75°的角度
照射所述外部罐的所述开口边缘部与所述周边之间的边界,来焊接所
述外部罐的所述开口边缘部和所述密封板的所述周边的步骤。
2.根据权利要求1所述的制造密封型蓄电装置的方法,其中,以
相对于所述密封板的厚度方向成15°至75°的角度形成所述第二凹部。
3.根据权利要求1或2所述的制造密封型蓄电装置的方法,其中,
所述密封板的厚度大于在所述密封板的厚度方向上的所...

【专利技术属性】
技术研发人员:岩崎瑞夫饼田恭志
申请(专利权)人:住友电气工业株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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