[发明专利]密封矩形电池及其制造方法

说明书

本专利申请案是基于日本专利申请案平11-273933、平11-273934和平11-310084而提出的。因此这些专利申请案的内容通过引用结合在本申请案中。

本发明涉及密封矩形电池及其制造方法。具体来说，本发明涉及密封盖和端子结构的改进。

近年来已经注意到小型电子装置的应用有快速增长，这些装置包括移动电话和个人数字助理(PDAs)，这些装置并需要能够在比较长的时间内连续使用。其结果，开展了许多研究以期开发出能够给这些装置提供能量的高能量密度电池。

小型电子装置倾向于采用密封矩形电池提供能量。与其它电池比较，矩形电池的优点在于占用空间小。容易将其置于手提电子装置的内部空间中。

图8示出作为密封矩形电池的一个示例的矩形镍-氢氧化物的电池结构的局部截面图。镍-氢氧化物电池10主要包括外壳20，电电动势发生元件200，和密封盖30。在该示例中，镍-氢氧化物电池10的高为35．5毫米，宽为17．0毫米而厚为6．1毫米。

外壳20和密封盖30都是由镀镍薄钢板经冲压而制成。意味着镍-氢氧化物电池10被金属外壳包围。电极端子31(在示例中是正极)设置于密封盖30上，是边长大约为3．5毫米的方形体。在电池的内部，一圆筒状元件313(见图9B)经垫圈312铆接在正电极端子31上。这部件在正电极端子31和密封盖30之间形成了气密的密封。在这里所谓的铆接是指将金属元件的一部分变形以将其固定到其它元件上的方法。

电动势发生元件200由正电极板201、隔板202和负电极板203构成。极板如图8所示一层一层排列。电动势发生元件200用电解液浸渍并围包在外壳内。负电极板203是通过在用镀镍薄钢板材料制成的冲压金属件表面形成氢吸附合金层(用作活化材料)制成的。相反地，正电极板201也是通过在用镀镍薄钢板材料制成的冲压金属件表面形成活化材料层制成的，该活化材料层则以氢氧化镍为其主要组分。

正电极板201经过引线板2010和正电极集电板303连接到电极端子31。

密封盖30设置在外壳20的开口15内，使绝缘板302面对间隔块21。然后用激光焊把开口15与密封盖30的周边焊接起来，以将外壳20的内部空间密封。

图9A到9C更清楚地示出密封盖的细节。图9A是密封盖的顶视图，图9B是沿图9A中A-A’线截取的密封盖的部分截面图。图9C是密封盖30的底视图。如图9B所示，由弹性橡胶制成的活门件316封闭在端子帽内部。活门件316通常压靠在通气孔315的周围，气密密封电池。但是当电池内部的压力上升到预先确定的数值或以上时，电池内部的气压迫使活门件316上升，致使电池内部累积的气体能够经通气孔311逸出。当气体逸出时，电池内部的压力下降，所以活门件316回复到它原来的位置。

除了改善电池的能量密度外，还要求密封矩形电池小型化(特别是开发薄型电池)和减少内部阻抗。目前朝着这些目标正在开展大量的研究。

在开发矩形镍-氢氧化物电池时，正电极端子的结构及其较多的零件对电池厚度的减小形成了制约。那种传统的设计给减小电池厚度带来了许多问题。正电极端子的复杂结构增加了电池的内阻抗则是该电池的另一个问题。

当电池做的更薄时，在正电极端子和密封盖的边缘之间只存在很小的距离。通常这些密封盖的边缘是用激光焊接热密密封在外壳的开口周缘上。当正电极端子的诸如垫片的树脂零件设置在接近待焊接的零件的位置时，存在着密封过程中产生的热使树脂零件变形的危险。例如，如果围绕电极端子31的圆筒状元件313暴露在热力的作用下，这将导致垫片312的变形并破坏电池的气密密封性。在传统的结构中，电极端子31经连线板2010和正集电板303与正电极板201电气连接。如此，使结构复杂和延长了电流通过的路径，因此增加了电池的内部阻抗，并导致电池性能的下降。

其结果，便需要有一种电池性能既不下降而又又要厚度更薄的密封矩形电池。

本发明的第一个目的提供一种密封的矩形电池及其制造方法，使电池变薄而又不影响电池的密封性。本发明的第二个目标是提供一种内部阻抗小的密封的矩形电池及其制造方法。