密闭型蓄电设备

技术领域

本发明涉及密闭型蓄电设备。

背景技术

在专利文献1中公开有密闭型蓄电设备，该密闭型蓄电设备具备电极体、电解液、收纳上述电极体和上述电解液的金属制的设备外壳、以及与上述电极体连接并从上述设备外壳的内部向外部延伸突出的金属端子部件。设备外壳具备：金属外壳主体，具有开口；和金属盖体，封闭该外壳主体的开口。金属外壳主体与金属盖体通过焊接而成为一体，构成了设备外壳。

专利文献1：日本特开2018-041668号公报

然而，金属端子部件以贯通金属盖体的形态从设备外壳的内部向外部延伸突出。为了确保该金属端子部件与金属盖体之间的电绝缘，使多个电绝缘部件介于金属端子部件与金属盖体之间。并且，为了将该电绝缘部件及金属端子部件固定于金属盖体，进行金属端子部件的铆接加工。

然而，上述那样的构造的密闭型蓄电设备的部件件数较多，制造工序数也较多，因此制造时间较长，并且制造成本也较高。因此，为了简易地制造密闭型蓄电设备，要求使盖体为由电绝缘性的树脂构成的树脂盖体。这是因为，通过使盖体为电绝缘性的树脂盖体，从而无需在贯通树脂盖体而从设备外壳的内部向外部延伸突出的金属端子部件与树脂盖体之间另外设置电绝缘部件。

发明内容

本发明是鉴于该现状而完成的，其目的在于提供一种密闭型蓄电设备，该密闭型蓄电设备具有树脂盖体、和贯通树脂盖体而从设备外壳的内部向外部延伸突出的金属端子部件，并将树脂盖体相对于金属端子部件直接气密地接合。

(1)本发明的一个形态是密闭型蓄电设备，该密闭型蓄电设备具备电极体、电解液、收纳上述电极体和上述电解液的设备外壳、以及与上述电极体连接并从上述设备外壳的内部向外部延伸突出的金属端子部件，其中，上述设备外壳具备：外壳主体，具有开口；和盖体，封闭上述外壳主体的上述开口，上述盖体是由电绝缘性的树脂构成的树脂盖体，上述金属端子部件以贯通上述树脂盖体的形态从上述设备外壳的内部向外部延伸突出，上述树脂盖体以无其他部件介于其与上述金属端子部件之间而相对于上述金属端子部件的外周面直接接合的形态与上述金属端子部件气密地一体化成型。

上述的密闭型蓄电设备的设备外壳具有由电绝缘性的树脂构成的树脂盖体。并且，金属端子部件以贯通该树脂盖体的形态从设备外壳的内部向外部延伸突出。并且，树脂盖体以无其他部件介于其与金属端子部件之间而相对于金属端子部件的外周面直接接合的形态与金属端子部件气密地一体化成型。因此，该密闭型蓄电设备成为具有树脂盖体、和贯通树脂盖体并从设备外壳的内部向外部延伸突出的金属端子部件、并将树脂盖体相对于金属端子部件直接气密地接合的密闭型蓄电设备。此外，作为密闭型蓄电设备，能够举出密闭型电池、密闭型电容器等。

(2)并且也可以构成为：在上述(1)的密闭型蓄电设备的基础上，上述金属端子部件的上述外周面具有包括凹部和凸部并且环绕上述金属端子部件的外周一周的环状粗化面，上述树脂盖体以形成该树脂盖体的上述树脂的一部分进入上述金属端子部件的上述环状粗化面的上述凹部内的形态与上述环状粗化面气密地接合。

在上述的密闭型蓄电设备中，树脂盖体(详细而言，是树脂盖体中的包围金属端子部件的外周的部位)以形成树脂盖体的树脂的一部分进入金属端子部件的环状粗化面(即，具有凹凸形状(凹部和凸部)的环状粗化面)的凹部内的形态与环状粗化面气密地接合。换言之，通过由金属端子部件的环状粗化面的凸部咬入于树脂盖体(详细而言，是树脂盖体中的包围金属端子部件的外周的部位)形成的锚定效果，从而树脂盖体与环状粗化面气密地接合。由此，树脂盖体与金属端子部件之间的气密性变高，因此能够提高密闭型蓄电设备的气密性。

(3)并且也可以构成为：在上述(1)或者(2)的密闭型蓄电设备的基础上，上述外壳主体是由电绝缘性的树脂构成的树脂外壳主体，上述设备外壳是将上述树脂外壳主体与上述树脂盖体接合的树脂设备外壳。

在上述的密闭型蓄电设备中，使设备外壳为树脂制的设备外壳，因此能够使设备外壳为轻型。并且，使构成树脂设备外壳的树脂盖体和树脂外壳主体均为电绝缘性的树脂制，因此无需在收纳于设备外壳内的电极体与设备外壳之间另外设置用于确保两者的电绝缘性的电绝缘性膜等电绝缘部件。此外，树脂外壳主体与树脂盖体的接合方法例如能够举出使树脂盖体热熔敷于树脂外壳主体的开口部来通过树脂盖体将树脂外壳主体的开口气密地密封的方法。

(4)并且也可以构成为：在上述(1)～(2)中的任意一个密闭型蓄电设备的基础上，形成上述树脂盖体的树脂是聚苯硫醚或者聚芳硫醚。或者也可以构成为：在上述(3)的密闭型蓄电设备的基础上，形成上述树脂盖体的树脂和形成上述树脂外壳主体的树脂是聚苯硫醚或者聚芳硫醚。

上述的密闭型蓄电设备使用聚苯硫醚(以下，也称为PPS)或者聚芳硫醚(以下，也称为PAS)作为形成设备外壳的树脂盖体的树脂。或者，使用PPS或者PAS作为形成设备外壳的树脂盖体的树脂、和形成树脂外壳主体的树脂。PPS和PAS是水分透过性和电解液透过性较低、并且耐电解液性也较高的树脂，另外，也是能够用于注射模塑成型的树脂。因此，PPS和PAS适合作为形成设备外壳的树脂盖体和树脂外壳主体的树脂。

与此相对地，上述的密闭型蓄电设备具有由PPS或者PAS构成的树脂盖体。或者，具有由PPS或者PAS构成的树脂盖体和树脂外壳主体。因此，上述的密闭型蓄电设备能够长期地减少电解液成分透过设备外壳向外部漏出、和水分从外部透过设备外壳向内部侵入，因此能够长期地发挥稳定的设备特性。

附图说明

图1是实施方式所涉及的密闭型蓄电设备的俯视图(上视图)。

图2是同密闭型蓄电设备的主视图。

图3是图1的B-B剖视图和D-D剖视图。

图4是图3的C部放大图和图6的G部放大图。

图5是带端子部件的盖体(嵌入成型品)的俯视图。

图6是图5的E-E剖视图和F-F剖视图。

图7是金属端子部件的立体图。

图8是金属端子部件的环状粗化面的局部放大剖视图。

附图标记说明

1…密闭型蓄电设备；10…带端子部件的盖体；11…树脂盖体(盖体)；21…树脂外壳主体(外壳主体)；21b…开口；30…设备外壳(树脂设备外壳)；41…正极端子部件(金属端子部件)；42、46…外周面；44、48…环状粗化面；44b、48b…凹部；45…负极端子部件(金属端子部件)；50…电极体；90…电解液。

具体实施方式

接下来，对本发明的实施方式进行说明。本实施方式的密闭型蓄电设备1是密闭型电池，详细而言，是锂离子二次电池。该密闭型蓄电设备1具备电极体50、电解液90、收纳电极体50及电解液90的设备外壳30、正极端子部件41以及负极端子部件45(参照图1～图3)。

其中，设备外壳30是由电绝缘性的树脂构成的坚硬外壳，形成立方体箱状。该设备外壳30是树脂设备外壳，具备形成方形有底筒状的树脂外壳主体21、和封闭树脂外壳主体21的开口21b的矩形平板状的树脂盖体11(参照图1～图3)。树脂盖体11和树脂外壳主体21均由电绝缘性的树脂构成，具体而言，在本实施方式中均由PPS(聚苯硫醚)构成。

电极体50具有正极板60、负极板70、以及介于正极板60与负极板70之间的隔离件80。更具体而言，电极体50是具备多片正极板60、多片负极板70、以及多片隔离件80，并将正极板60与负极板70隔着隔离件80在层叠方向DL交替层叠的层叠电极体(参照图3)。此外，电极体50的内部包含电解液90。在设备外壳30的内部的底面侧，也收纳有电解液90。电极体50中的正极板60在设备外壳30的内部通过正极集电片(未图示)与正极端子部件41连接。另外，负极板70在设备外壳30的内部通过负极集电片(未图示)与负极端子部件45连接。

正极端子部件41是金属端子部件，在设备外壳30的内部，通过正极集电片(未图示)与电极体50的正极板60连接。该正极端子部件41以在其厚度方向上贯通树脂盖体11的形态从设备外壳30的内部向外部延伸突出(参照图3)。另外，负极端子部件45是金属端子部件，在设备外壳30的内部通过负极集电片(未图示)与电极体50的负极板70连接。该负极端子部件45以在其厚度方向上贯通树脂盖体11的形态从设备外壳30的内部向外部延伸突出(参照图3)。

树脂盖体11以无其他部件介于其与正极端子部件41之间和其与负极端子部件45之间，而相对于正极端子部件41的外周面42和负极端子部件45的外周面46直接并且气密地接合的形态与正极端子部件41及负极端子部件45气密地一体化而成型(参照图3和图4)。因此，密闭型蓄电设备1是具有树脂盖体11、和贯通树脂盖体11而从设备外壳30的内部向外部延伸突出的金属端子部件(具体而言，是正极端子部件41和负极端子部件45)，并将树脂盖体11相对于金属端子部件直接气密地接合的密闭型蓄电设备1。

此外，正极端子部件41的外周面42由第1侧面42b、第2侧面42c、第3侧面42d以及第4侧面42e构成(参照图7)。另外，负极端子部件45的外周面46由第1侧面46b、第2侧面46c、第3侧面46d以及第4侧面46e构成(参照图7)。因此，树脂盖体11相对于正极端子部件41的第1侧面42b、第2侧面42c、第3侧面42d以及第4侧面42e直接并且气密地接合，并且相对于负极端子部件45的第1侧面46b、第2侧面46c、第3侧面46d以及第4侧面46e直接并且气密地接合。

特别是在本实施方式的密闭型蓄电设备1中，正极端子部件41的外周面42具有环绕正极端子部件41的外周一周的环状粗化面44(参照图7)。该环状粗化面44是具有凹凸形状(凹部44b和凸部44c)的环状的粗化面(参照图4和图8)。而且，树脂盖体11以形成该树脂盖体11的树脂的一部分11b(具体而言，是树脂盖体11中的包围正极端子部件41的环状粗化面44的部位11c)进入正极端子部件41的环状粗化面44的凹部44b内的形态环绕环状粗化面44的整周与环状粗化面44气密地接合(参照图4)。换言之，通过由正极端子部件41的环状粗化面44的凸部44c咬入于树脂盖体11(详细而言，是树脂盖体11中的包围正极端子部件41的环状粗化面44的部位11c)形成的锚定效果，树脂盖体11与环状粗化面44气密地接合。由此，树脂盖体11与正极端子部件41之间的气密性变高，因此能够提高密闭型蓄电设备1的气密性。

并且，负极端子部件45的外周面46也具有环绕负极端子部件45的外周一周的环状粗化面48(参照图7)。该环状粗化面48是具有凹凸形状(凹部48b和凸部48c)的环状的粗化面(参照图4和图8)。而且，树脂盖体11以形成该树脂盖体11的树脂的一部分11b(具体而言，是树脂盖体11中的包围负极端子部件45的环状粗化面48的部位11d)进入负极端子部件45的环状粗化面48的凹部48b内的形态环绕环状粗化面48的整周与环状粗化面48气密地接合(参照图4)。换言之，通过由负极端子部件45的环状粗化面48的凸部48c咬入于树脂盖体11(详细而言，是树脂盖体11中的包围负极端子部件45的环状粗化面48的部位11d)形成的锚定效果，树脂盖体11与环状粗化面48气密地接合。由此，树脂盖体11与负极端子部件45之间的气密性变高，因此能够提高密闭型蓄电设备1的气密性。

此外，环状粗化面44能够通过对正极端子部件41的外周面42进行公知的表面粗化处理而形成。作为表面粗化处理，例如，能够举出激光表面处理、喷砂处理、阳极氧化处理等。其中，作为激光表面处理，例如，能够举出日本特开2022-28587号公报所公开的激光表面处理。此外，在本实施方式中，通过激光表面处理，使正极端子部件41的外周面42的一部分(与树脂盖体11接触的环状部)成为环状粗化面44。此外，对于负极端子部件45的环状粗化面48，也能够与正极端子部件41的环状粗化面44相同地形成。

另外，正极端子部件41、负极端子部件45以及树脂盖体11通过嵌入成型而一体成型。具体而言，正极端子部件41、负极端子部件45以及树脂盖体11构成了通过嵌入成型将正极端子部件41及负极端子部件45一体成型于树脂盖体11的带端子部件的盖体10(嵌入成型品)(参照图5和图6)。

该带端子部件的盖体10如以下那样制成。具体而言，首先，准备具有环状粗化面44的正极端子部件41、和具有环状粗化面48的负极端子部件45(参照图7和图8)。接着，将准备的正极端子部件41和负极端子部件45作为嵌入部件，通过树脂的注射模塑成型使树脂盖体11成型，由此制成将正极端子部件41、负极端子部件45以及树脂盖体11一体成型的带端子部件的盖体10(嵌入成型品，参照图5和图6)。

这样，通过嵌入成型制成将正极端子部件41、负极端子部件45以及树脂盖体11一体成型的带端子部件的盖体10，由此能够容易并且适当地制造将树脂盖体11相对于贯通树脂盖体11而从设备外壳30的内部向外部延伸突出的金属端子部件(具体而言，正极端子部件41和负极端子部件45)直接气密地接合的密闭型蓄电设备1。

此外，通过为了使树脂盖体11成型而射出的树脂的一部分11b(具体而言，包围正极端子部件41的环状粗化面44的部位11c、和包围负极端子部件45的环状粗化面48的部位11d)进入正极端子部件41的环状粗化面44的凹部44b内、和负极端子部件45的环状粗化面48的凹部48b内，从而树脂盖体11与环状粗化面44及环状粗化面48气密地接合(参照图4)。

并且，在密闭型蓄电设备1中，使设备外壳30为由树脂构成的树脂设备外壳，因此设备外壳30变得轻型。并且，使构成设备外壳30的树脂盖体11和树脂外壳主体21都为电绝缘性的树脂制(具体而言，PPS制)，因此在无需在收纳于设备外壳30内的电极体50与设备外壳30之间另外设置用于确保两者的电绝缘性的电绝缘性膜等电绝缘部件。

此外，如以下说明的那样，通过热熔敷将树脂外壳主体21与树脂盖体11接合，由此形成设备外壳30。具体而言，首先，准备带端子部件的盖体10和电极体50，将带端子部件的盖体10的正极端子部件41与电极体50的正极板60经由正极集电片(未图示)连接，并且将带端子部件的盖体10的负极端子部件45与电极体50的负极板70经由负极集电片(未图示)连接。由此，将电极体50与带端子部件的盖体10连接。

而且，通过加热使构成带端子部件的盖体10的树脂盖体11中的与树脂外壳主体21接合的接合部11f软化或者熔融，并且通过加热使树脂外壳主体21中的与树脂盖体11接合的接合部21f软化或者熔融。此外，树脂盖体11的接合部11f是树脂盖体11中的背面12侧的周缘部分，树脂外壳主体21的接合部21f是树脂外壳主体21中的开口21b侧的环状端部(参照图3)。

在使树脂盖体11的接合部11f和树脂外壳主体21的接合部21f软化或者熔融的状态下，将与带端子部件的盖体10连接的电极体50收纳于树脂外壳主体21的内部，并且在使树脂盖体11的接合部11f与树脂外壳主体21的接合部21f接触的形态下，通过构成带端子部件的盖体10的树脂盖体11将树脂外壳主体21的开口21b封闭。由此，形成将树脂盖体11的接合部11f与树脂外壳主体21的接合部21f接合并通过树脂盖体11将树脂外壳主体21的开口21b气密地密封的设备外壳30。

并且，密闭型蓄电设备1使用PPS作为形成设备外壳30的树脂盖体11的树脂和形成树脂外壳主体21的树脂。PPS是水分透过性和电解液90的透过性较低并且对电解液90的耐性也较高的树脂，另外，也是能够用于注射模塑成型的树脂。因此，PPS适合作为使设备外壳30的树脂盖体11和树脂外壳主体21成型的树脂。

与此相对地，如上述那样，本实施方式的密闭型蓄电设备1具有由PPS构成的树脂盖体11和树脂外壳主体21。因此，密闭型蓄电设备1能够长期地减少设备外壳30内的电解液90的成分透过设备外壳30的壁部而向设备外壳30的外部漏出。并且，能够长期地减少水分从设备外壳30的外部透过设备外壳30的壁部而向设备外壳30的内部侵入。因此，密闭型蓄电设备1能够长期地发挥稳定的设备特性(具体而言，电池特性)。

以上，根据实施方式对本发明进行了说明，但是本发明并不限定于上述实施方式，不言而喻，在不脱离其主旨的范围内，能够适当地变更来应用。

例如，在实施方式中，作为电极体50，示出了将正极板60与负极板70隔着隔离件80在层叠方向DL上交替层叠的层叠电极体。然而，本发明的密闭型蓄电设备的电极体并不局限于层叠电极体，也可以是任意方式的电极体。例如，作为电极体，也可以使用卷绕有正极板60、负极板70以及夹在这些之间的隔离件80的卷绕电极体。

另外，在实施方式中，作为树脂盖体和树脂外壳主体，示出了由PPS构成的树脂盖体11和树脂外壳主体21。然而，作为树脂盖体和树脂外壳主体，也可以使用由PAS(聚芳硫醚)构成的树脂盖体和树脂外壳主体。PAS是水分透过性和电解液90的透过性较低、并且对电解液90的耐性也较高的树脂，因此通过使用由PAS构成的树脂盖体和树脂外壳主体，能够长期地发挥稳定的设备特性。另外，也可以使用由烯烃树脂、或者氟树脂构成的树脂盖体和树脂外壳主体。