CN111727515A - 圆筒形电池 - Google Patents

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Abstract

一种圆筒形电池，将电池壳体的开口部利用盖体的外周部进行双重卷绕而封口，电池壳体的开口部侧的外周部向径向内侧被缩径，电池壳体的外周面由外包装标签被覆，形成有由电池壳体的外周面、盖体的外周部和外包装标签包围的空间部，当将在空间部的与径向垂直的剖面中与电池壳体的外周面、盖体的外周部和外包装标签相接的内接圆的直径设为D、并将电池壳体的厚度设为T1时，在0.1mm≤T1≤0.5mm的范围，满足以下的式(1)：1.2×T1≤D≤2.7×T1 (1)。

Description

圆筒形电池
技术领域
本发明涉及将有底圆筒状的电池壳体的开口部利用盖体的外周部进行双重卷绕而封口的圆筒形电池。
背景技术
一般，通过在有底圆筒状的电池壳体内收纳发电要素之后，利用盖体对电池壳体的开口部进行封口，来制造圆筒形电池。
例如通过将电池壳体的开口部侧端部隔着垫片进行铆接加工，来进行电池壳体的开口部的封口。
此外，专利文献1中公开了一种将电池壳体的开口部利用盖体的外周部进行双重卷绕加工而封口的圆筒形电池。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2002-523875号公报
发明内容
在电池壳体的外周面，为了防止正极和负极的短路，被覆有绝缘性的外包装标签。
在将电池壳体的开口部利用盖体的外周部进行双重卷绕而封口的圆筒形电池的情况下，在卷绕部附近，在电池壳体的外周面和外包装标签之间产生空间部(间隙)。因此，如果在产生了空间部的场所的外包装标签从外部受到尖锐物等的冲击，则外包装标签可能发生破损。若外包装标签发生破损，则不仅损坏外观，正极和负极也可能会发生短路。
本公开是鉴于上述课题而作出的，其主要目的在于，提供一种在将电池壳体的开口部利用盖体的外周部进行双重卷绕而封口的圆筒形电池中，在电池壳体的外周面被覆的外包装标签即使受到来自外部的冲击，也不会发生破损等的圆筒形电池。
本公开所涉及的圆筒形电池将有底圆筒状的电池壳体的开口部利用盖体的外周部进行双重卷绕而封口，电池壳体的开口部侧的外周部向径向内侧被缩径，电池壳体的外周面由绝缘性的外包装标签被覆，在电池壳体的开口部侧的外周部形成有由电池壳体的外周面、盖体的外周部和外包装标签包围的空间部，当将在空间部的与径向垂直的剖面中与电池壳体的外周面、盖体的外周部和外包装标签相接的内接圆的直径设为D、并将电池壳体的厚度设为T1时，在0.1mm≤T1≤0.5mm的范围，满足以下的式(1)：
1.2×T1≤D≤2.7×T1 (1)。
1.2×T1≤D≤2.7×T1 (1)
根据本公开，在将电池壳体的开口部利用盖体的外周部进行双重卷绕而封口的圆筒形电池中，在电池壳体的外周面被覆的外包装标签即使受到来自外部的冲击，也能够防止发生破损等。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的一实施方式中的圆筒形电池的结构的半剖视图。
图2是在图1所示的圆筒形电池中将被双重卷绕的部位的附近放大而得的放大图。
图3的(a)是表示圆筒形电池的使用例的图，(b)是放大地示出了电池的负极端子侧的图。
图4是针对电池壳体的厚度T1、以及内接圆的直径D，示出了外包装标签的破损的发生状况的图表。
图5是将本实施方式的变形例中的圆筒形电池的被双重卷绕的部位的附近放大而得的放大图。
图6的(a)～(f)是表示将电池壳体和盖体进行双重卷绕的方法的工序图。
具体实施方式
以下，根据附图来详细说明本发明的实施方式。此外，本发明并不限定于以下的实施方式。此外，在不脱离实现本发明的效果的范围的范围内，能够适当进行变更。
图1是示意性地表示本发明的一实施方式中的圆筒形电池的结构的半剖视图。此外，在图1中表示碱性电池的示例，然而并不限定于此，例如还能够应用于锂一次电池、锂离子二次电池、镍氢二次电池等其他电池。
如图1所示那样，本实施方式中的圆筒形电池1在有底圆筒状的电池壳体10内连同电解液一起，夹着隔板15收纳有包含二氧化锰的正极13和包含锌合金的负极14。此外，电池壳体10的开口部利用盖体11而封口。这里，电池壳体10的底部兼作正极端子，盖体11兼作负极端子。
在本实施方式中，电池壳体10的开口部利用盖体11的外周部被双重卷绕而被封口，成为所谓的双重卷绕构造。例如，在预先在设置于电池壳体10的开口部的凸缘部覆盖在盖体11的外周部设置的卷曲部的状态下，加工成将卷曲部和凸缘部一起缠绕，由此能够形成这样的双重卷绕。通过向凸缘部和卷曲部之间涂敷密封剂，来进行绝缘。
如图1所示那样，电池壳体10的开口部侧的外周部向径向内侧被缩径。此外，电池壳体10的外周面由绝缘性的外包装标签12被覆。此外，外包装标签12至少被覆直到盖体11的外周部的被双重卷绕的部位。关于外包装标签12的被覆，具体地，将内表面被糊住的薄板状的外包装标签12卷在电池外周，或者，在筒状的外包装标签12内放入电池之后，通过热风进行热收缩而使标签与电池的外周部密接。
图2是在图1所示的圆筒形电池1中，将被双重卷绕的部位的附近放大而得的放大图。
如图2所示那样，在电池壳体10的开口部侧的外周部形成有由电池壳体10的外周面、盖体11的外周部和外包装标签12包围的空间部30。该空间部30是通过将电池壳体10的开口部侧的外周部向径向内侧进行缩径加工、以及将电池壳体10的开口部利用盖体11的外周部进行双重卷绕加工而形成的。
图3的(a)是示出了圆筒形电池1的使用例的图。这里，示出了将圆筒形电池1装配到电子设备20的电池装配部21的示例。通常，在电池装配部21的负极侧带有螺旋弹簧22。一般地，以从负极端子侧起先向压缩螺旋弹簧22的方向将负极端子压入的方式来装配电池1，然而，有时，使用者发生失误而先将电池1的正极端子侧插入电池装配部21的正极侧，并在负极端子侧从螺旋弹簧22的圆周方向挤压电池侧面这样的形式下，来装配电池1。该情况下，螺旋弹簧22的前端向电池侧面碰撞，存在标签破损的可能性、最坏的情况下存在引起短路的可能性。
图3的(b)是放大地示出了电池1的负极端子侧的图。如图3的(b)所示那样，电池1的负极端子侧成为电池壳体10和盖体11的被双重卷绕的部位。因此，如图2所示那样，螺旋弹簧22的前端部可能会碰撞形成空间部30的场所的外包装标签12。
若空间部30狭窄，则螺旋弹簧22的前端部不会将外包装标签12撞破，然而若空间部30宽阔，则螺旋弹簧22的前端部可能会将外包装标签12撞破。
如上述那样，将电池壳体10的开口部侧的外周部向径向内侧进行缩径加工、以及将电池壳体10的开口部利用盖体11的外周部进行双重卷绕加工，由此来形成该空间部30。因此，通过设计这些加工，能够在一定程度上控制空间部30的大小。然而，这些加工由于伴随着弯曲加工，因而根据电池壳体10的厚度而能够控制的空间部30的大小存在界限。
因此，制作改变了电池壳体10的厚度和空间部30的大小的圆筒形电池1，来研究与外包装标签12的破损的关系。此外，关于空间部30的大小，如图2所示那样，利用在空间部30的与径向垂直的剖面，与电池壳体10的外周面、盖体11的外周部、以及外包装标签12相接的内接圆40的直径D来进行评价。
表1中表示制作出的圆筒形电池1的电池壳体10的厚度T1(mm)、以及内接圆40的直径D(mm)。此外，盖体11的厚度设为与电池壳体10的厚度T1相同。此外，根据电池壳体10的厚度T1，改变了制作出的圆筒形电池1的外径L(mm)。这符合如下的实际的电池规格，即由于若电池壳体10的厚度T1变化则电池壳体10的弯曲加工精度、强度等变化，因此根据电池壳体10的厚度T1来改变电池1的外径。
此外，若使电池壳体10的厚度T1薄于0.1mm，则电池的制品强度变弱，因此，从评价对象中排除。同样地，若使电池壳体10的厚度T1厚于0.5mm，则双重卷绕的加工强度变高，因此，从评价对象中排除。
表1中表示评价了当使用这样制作出的各电池1，利用图3的(a)所示的方法，将电池1装配到电池装配部21时的外包装标签12的破损状况的结果。此外，电池装配部21的大小符合电池1的外径L的大小地改变。此外，螺旋弹簧22的直径也根据电池1的外径L的大小而改变。这符合如下的实际的设备规格，即根据电池1的外径L的大小，来改变支承电池1的螺旋弹簧22的直径。
[表1]
Figure BDA0002635731990000061
关于外包装标签12的破损的评价，制作10个表1所示的各电池，利用图3的(a)所示的方法即在先将电池1的正极端子侧插入到电池装配部21的正极侧的状态下，将电池1的负极端子侧插入电池装配部21的负极(螺旋弹簧22)侧的方法，装配各电池1，并通过目测来观察此时的电池1的外包装标签12的表面状态。
表1中表示该评价结果，并且表示图4中相对于电池壳体10的厚度T1(mm)、以及图2中示出的内接圆40的直径D(mm)而外包装标签12的破损的发生状况。这里，在10个电池1的全部中均未发生外包装标签12的破损的情况利用黑点来表示；甚至是1个发生了外包装标签12的破损的情况，也利用叉号来表示。此外，三角标号表示由于形成的内接圆40的直径D处于加工限界，因而无法实施的情况。
如图4所示那样，可知，如果在电池壳体10的厚度T1为0.1mm≤T1≤0.5mm的范围中，电池壳体10的厚度T1和内接圆40的直径D处于由箭头(A)示出的直线(D＝2.7×T1)、以及由箭头(B)示出的直线(D＝1.2×T1)之间的范围，则能够防止外包装标签12的破损。
即，通过设定成当设电池壳体10的厚度为T1、内接圆40的直径为D时，在0.1mm≤T1≤0.5mm的范围中，使T1以及D满足以下式(1)，能够防止外包装标签12的破损。
1.2×T1≤D≤2.7×T1 (1)
此外，在外包装标签12发生了破损的情况下，正极端子(电池壳体10)和负极端子(盖体11)并不会立即发生短路，然而，如表1所示那样，若内接圆40的直径D进一步变大，则可能发生短路。因此，为了防止短路的发生，也优选设定成使T1以及D满足上述的式(1)。
此外，盖体11的厚度T2在控制空间部30的大小方面没有太大的影响。因此，在本实施方式中，盖体11的厚度T2不受特别的限定，然而优选在与电池壳体10的厚度T1的关系下满足以下的式子。
0.8T1≤T2≤1.2T1 (2)
通过电池壳体10的厚度T1以及盖体11的厚度T2满足上述式(2)，电池壳体10和盖体11的加工强度差变小，因此，容易平衡且更均一地对二者的部件进行双重卷绕加工。
图5是将本实施方式的变形例中的圆筒形电池的被双重卷绕的部位的附近放大而得的放大图。
如图5所示那样，在本变形例中，外包装标签12以沿着电池壳体10的外周面和盖体11的外周部的形状的方式向空间部30内凹陷。由此，能够使内接圆40的直径D更小。在不具有垫片的双重卷绕构造的电池中，对铆接封口构造的电池所具备的垫片的热影响能够忽略。因此，当被覆外包装标签12时，通过进一步加热，能够使外包装标签12的收缩促进，来向空间部30内凹陷。
图6的(a)～(f)是示出了在本实施方式中将电池壳体10和盖体11进行双重卷绕的方法的工序图。
首先，如图6的(a)所示那样，通过对金属板进行拉伸加工，来制作有底圆筒状的电池壳体10。
接着，如图6的(b)所示那样，使用夹具50、51，将电池壳体10的开口部侧的外周部10A向径向内侧进行缩径加工。
接着，如图6的(c)所示那样，使用夹具60对电池壳体10的开口部进行凸缘加工，来形成凸缘部10B。
接着，如图6的(d)所示那样，将在外周部形成了卷曲部11A的盖体11配置成将卷曲部11A覆盖在电池壳体10的凸缘部10B。
接着，如图6的(e)所示那样，使用夹具70加工成将卷曲部11A和凸缘部10B一起缠绕，如图6的(f)所示那样，使双重卷绕构造完成。
以上，通过优选的实施方式说明了本发明，然而这样的描述并不是限定事项，当然能够进行各种改变。
符号说明
1 圆筒形电池
10 电池壳体
10B 凸缘部
11 盖体
11A 卷曲部
12 外包装标签
13 正极
14 负极
15 隔板
20 电子设备
21 电池装配部
22 螺旋弹簧
30 空间部
40 内接圆。

Claims (2)

1.一种圆筒形电池，将有底圆筒状的电池壳体的开口部利用盖体的外周部进行双重卷绕而封口，
所述电池壳体的开口部侧的外周部向径向内侧被缩径，
所述电池壳体的外周面由绝缘性的外包装标签被覆，
在所述电池壳体的开口部侧的外周部形成有由所述电池壳体的外周面、所述盖体的外周部和所述外包装标签包围的空间部，
当将在所述空间部的与径向垂直的剖面中与所述电池壳体的外周面、所述盖体的外周部和所述外包装标签相接的内接圆的直径设为D、并将所述电池壳体的厚度设为T1时，在0.1mm≤T1≤0.5mm的范围，满足以下的式(1)：
1.2×T1≤D≤2.7×T1 (1)。
2.根据权利要求1所述的圆筒形电池，其中，
当将所述盖体的厚度没为T2时，满足以下的式(2)：
0.8T1≤T2≤1.2T1 (2)。
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