CN1215579C - 硬币形电池 - Google Patents
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Abstract
本发明可提供一种硬币形电池,在底面(1a)周围形成具有铆接部(14)的电池壳(1),在封口板(2)的凸缘部(6)上形成延伸部(7)和折返部(8),通过夹有衬垫(3)对电池壳(1)和封口板(2)利用铆接加工进行封口,由于衬垫(3)在剖面为コ字形的铆接部(14)与凸缘部(6)、延伸部(7)和折返部(8)之间被压缩而可靠地进行封口,故能使随着在高温下等的严酷的使用条件下的电池内压上升的电池壳(1)和封口板(2)的膨出引起的变形压力加以分散,可提高在封口部分上的耐漏液性。
Description
技术领域
本发明涉及扁平的圆筒形的硬币形电池,涉及具有改善在高温下等的附加过大的热应力的环境下的耐漏液特性后的壳体结构的硬币形电池。
背景技术
也被称作钮扣形电池、扁平形电池的硬币形电池由于是小型、薄型的,故被广泛地使用于手表及无键输入等要求小型化的设备和OA设备及FA设备等的存储器备份等要求长期使用的场合。又,作为各种仪表用电源有时在高温下使用。
图5是以往结构的硬币形电池的剖视图,该硬币形电池,是在电池壳31内使正极粉末33和负极粉末32通过隔板34相对地配置,在充填电解液后,在电池壳31的开口部上与封口板35之间夹有衬垫36地进行铆接封口而形成。在这样的以往结构的硬币形电池中,因在高温下连续使用或因急剧的温度变化而往往发生漏液。这是在因温度上升而产生电解液的膨胀及气化等引起电池内压上升时,封口板35和电池壳31从图6所示的平时的状态向外膨出成图7所示的状态。这时在封口部分上,在封口板35的端部因作用着将衬垫36往上推的力而成为要从衬垫36离开的状态。又,因电池壳31的向外膨出而在电池壳31与衬垫36之间产生间隙。在封口部分当产生这样的变形时,就容易发生漏液。
为了防止这样的漏液,已知有采取减少向电池壳体内的电解液的充填量及增加电池壳31和封口板35的材料厚度以抑制变形等的对策。又,还有采用图8所示的压入结构来抑制在电池内压上升时电池壳41的封口部分的变形的方法。
但是,当电解液的充填量减少时,当然电池的体积能量密度降低。并且,当电池壳和封口板的材料厚度增加时,由于电池的内容积减少,体积能量密度也还是降低。
又,对于压入结构,当压入宽度小时,在封口时存在因施加于封口板45上的使衬垫46压缩的力、使垫圈48产生位置偏移和变形而不能充分压缩衬垫46的底部的问题。又,由于因垫圈48的位置偏移和变形、衬垫46和封口板45向电池壳41的内径方向变位,故存在衬垫46的肩部分也不能被充分压缩的问题。通过至少将所述压入宽度加工成伸出至封口板45的折返部分的中心的状态,就能抑制垫圈48的位置偏移和变形。但是,根据现在的冲压技术要稳定地形成充分的压入宽度是有困难的,就会存在压入宽度有偏差时电池的漏液特性也产生偏差的问题。
本发明的目的在于提供具有在电池内压上升时也不产生漏液的封口结构的硬币形电池。
发明的概要
为了达到上述目的的本发明的硬币形电池,在形成有底圆筒形的电池壳内收容发电元件、并在与封口板之间通过衬垫进行铆接加工的硬币形电池中,其特征在于,所述封口板具有:在开口部的周围相对其顶部在水平方向上形成的凸缘部;在所述凸缘部的周围相对所述封口板的顶部向垂直方向下方形成的延伸部;作为所述延伸部的垂直方向最下端部的折弯部;以及从所述折弯部向与所述延伸部密接地向垂直方向上方延伸的折返部,所述电池壳具有:在其底面周围至少形成具有比所述延伸部的内径小的外径而形成从底面向上方的竖立部;以及从所述竖立部的周围进一步延伸的铆接部,所述铆接部具有:相对所述电池壳的底面平行且向径向外方形成的台阶部;在该台阶部的周围至少比所述延伸部的长度长、且相对所述底面向垂直方向上方形成的衬垫包围部;以及在所述衬垫包围部的前端相对所述底面平行并向径向方向内方形成的上端部,所述衬垫,在铆接加工后被配置成:其中间部在所述衬垫包围部与所述折返部之间密接的状态下被夹持,上部在所述折返部的前端部和凸缘部与所述上端部之间被压缩,下部在所述折弯部与所述台阶部之间被压缩。
采用该结构,由于在因电池内压上升而电池壳膨出时、利用台阶部使变形压力分散,在封口板膨出时、利用凸缘部使变形压力分散,故封口部分的变形被抑制。这样封口的电池,即使在高温下等使用时也能发挥优越的耐漏液性。
在上述结构中,从电池壳的底面至台阶部的竖立部分,通过从底面向上方地形成,由于可抑制电池壳的底面的变形波及至封口部分,故能有效地维持耐漏液性。
又,当使台阶部形成宽度为1.5mm以上2.5mm以内、且从电池壳的底面的高度形成为0.5mm以上1.5mm以内时,适合于抑制电池壳的变形波及至封口部分。
又,折返部的前端部,由于相对凸缘部的外面、形成在同一高度或在封口板材料厚度的范围内,故在凸缘部和前端部上衬垫被压缩的程度成为均等、在变形波及封口部分时可抑制封口板的变形、并可维持防止漏液的功能。
又,本发明的硬币形电池,为了抑制因电池内压上升引起的漏液的发生,作成将衬垫的压缩部分设置成多处的结构,以使对于衬垫不局部地附加过度的压缩力。具体地说,在封口板的凸缘部和折返部的前端部上对衬垫进行压缩,在内压上升时也不产生在各部位的过度压缩。由此,可抑制因伴随衬垫的过度压缩引起衬垫的破裂和损坏,并可防止漏液的发生。
本发明的硬币形电池,最好作成提高衬垫的弹性变形能力的结构。在该结构中,即使高的压缩力附加在衬垫上的场合,由于衬垫利用弹性变形可回复至正常状态,可追随封口板和电池壳的变形、可抑制在衬垫与封口板/电池壳之间产生间隙。作为提高弹性变形能力的衬垫的材质,由拉伸屈服强度为40Mpa以上的弹塑性树脂或橡胶系合成橡胶构成的弹性树脂是极有用的。而且,由于对衬垫使用这些树脂材料,即使因严酷的温度环境引起的热应力、尤其因电池内压上升而在封口板和电池壳上产生变形时也能使该变形对封固性能给以最小的影响,由此能有效地抑制漏液的发生。
附图的简单说明
图1是表示本发明实施形态的硬币形电池结构的剖视图。
图2是上述实施形态的硬币形电池的封口部分的放大剖视图。
图3是上述实施形态的硬币形电池的封口板的局部剖视图。
图4是上述实施形态的硬币形电池的电池壳的局部剖视图。
图5是表示以往结构的硬币形电池的结构的剖视图。
图6是表示以往结构的硬币形电池的封口部分的剖视图。
图7是表示以往结构的硬币形电池的封口部分的电池内压上升时的变形状态的局部剖视图。
图8是表示以往压入结构的硬币形电池的局部剖视图。
实施发明的最佳形态
以下,参照附图对本发明的实施形态进行说明,供对本发明的理解。又,以下所示的实施形态仅是本发明具体化的一例,并不对本发明的技术范围进行限定。
本实施形态的硬币形电池,如图1所示,在浅的有底圆筒形的电池壳1内,夹有隔板13地使正极粉末11与负极粉末12相对配置,在充填电解液后,在电池壳1的开口部夹有衬垫3地配置封口板2,利用铆接加工进行封口来形成。
电池壳1,如图4所示,是有底圆筒形,在其底面1a的周围,形成有从底面1a向上方形成的竖立部9和从该竖立部延伸的铆接部14。又,所述封口板2,如图3所示,形成与电池壳1相反方向的有底圆筒形,在开口端形成有凸缘部6的同时,在凸缘部6的前端侧形成有向圆筒方向延伸的延伸部7、作为该延伸部7的最下端部的折弯部8b、从折弯部8b与延伸部7密接地向上方延伸的折返部8。8a是折返部8的前端部。
如图2所示,在电池壳1的铆接部14处,形成有与底面1a平行的台阶部5、从台阶部5向垂直上方形成的衬垫包围部10、从衬垫包围部向径向内方形成的上端部4。在电池壳1的开口部上配设封口板2、并在铆接部14的内侧配置衬垫3,当进行铆接时,衬垫3的中间部被密接地夹持于折返部8与衬垫包围部10之间,由于其下部在台阶部5与折弯部8b之间、其上部在前端部8a和凸缘部6与上端部4之间被压缩,故电池的内部被密封。
这样构成的电池,即使在高温下使用也能发挥优越的耐漏液性。当在高温下使用时,产生电池内的结构要素的膨胀及电解液的气化等,电池的内压上升,产生使电池壳1和封口板2向外膨出的力。但是,本发明的电池,由于在电池壳1的铆接部14上形成有台阶部5,电池壳1的变形难以波及封口部分,难以产生台阶部5的内壁与衬垫3的下端的分离。竖立部9,因预先形成从底面1a向上方的状态,故即使底面1a变形也能使传向台阶部5的力分散,而能抑制台阶部5的变形。又,封口板2的变形压力通过凸缘部6被分散,又,凸缘部6,由于利用电池壳1的上端部4夹有衬垫3地进行压紧,故变形压力作为欲使衬垫3抬起的力,使衬垫3与封口部之间不产生间隙。
为了充分地获得上述耐漏液性,上述竖立部9,如图2所示,形成位于比封口板2的延伸部7的内径位置更向内侧的状态。又,上述折弯部8的前端部8a的高度,最好形成与凸缘部6的高度位置相同,其位置精度至少形成为在封口板2的材料厚度范围内。
对于成为上述结构的电池、与以往结构的电池和压入结构电池的耐漏液性的比较,对本实施形态的电池的结构变化引起的耐漏液性的比较进行验证后的结果说明如下。
对本实施形态的电池具体地如下进行制作。如图1所示,在使用SUS444形成的电池壳1中,将在氟化石墨中混合了石墨等的导电剂和黏结剂的正极粉末11、由金属锂形成的负极粉末12,夹有用聚苯硫醚无纺布作成的隔板13而相对配置,再充填具有150℃以上耐热性的非水电解液。然后,在用聚苯硫醚(以下,称作PPS)形成的衬垫3与用SUS304形成的封口板2之间涂布由凝固沥青和矿物油构成的封固剂,通过将其配设于电池壳1的开口部并进行铆接封口制作成硬币形电池。又,作成的电池直径为24.5mm、厚度为7.7mm、电气容量为1000mAh。
[验证1]
分别制作本实施形态的电池A、作为比较对象的图8所示的压入结构的电池B、图5所示的以往结构的电池C各100个。都作成硬币形氟化石墨锂电池的结构。
耐漏液试验,将试验对象物在85℃的环境下放置1小时后、再在-20℃的环境下放置1小时这样内容的热冲击试验进行100次循环后,目测判定从电池壳侧的漏液发生次数和从封口板侧的漏液发生次数。将试验结果示于表1。
表1
耐漏液试验结果 | 电池A | 电池B | 电池C |
从电池壳侧的漏液发生次数 | 0/100 | 4/100 | 14/100 |
从封口板侧的漏液发生次数 | 0/100 | 5/100 | 12/100 |
由验证可知,从电池壳侧的漏液,是因在电池壳与衬垫之间产生间隙而引起,与以往结构的电池C相比,在电池A和电池B中漏液的发生大幅度地改善。又,在压入结构的电池B中的漏液的发生,根据以后的剖面分析,判明为是由前述的压入的伸出幅度的偏差引起的。又,从封口板侧的漏液,是因在封口板与衬垫之间产生间隙而引起,由本验证可知,与以往结构的电池C相比,在电池A和电池B中的漏液的发生大幅度地改善。
[验证2]
对于成为上述实施形态的氟化石墨锂电池(直径24.5mm、厚度7.7mm、电气容量1000mAh)的、①折返部8的前端部8a的高度位置、②从电池壳1的底面1a至台阶部5的高度(h)、③台阶部5的宽度(w),分别进行变化地制作,并对耐漏液性进行试验而验证最适当的结构。对于试验,将内部充填量作成一定、各制作100个、并将试验对象物在85℃的环境下放置1小时后、再在-20℃的环境下放置1小时这样内容的热冲击试验进行100次循环后,目测判定从电池壳侧的漏液发生次数和从封口板侧的漏液发生次数。又,对于电池A的漏液发生次数,由于是与表1所示相同,故从表3、表5、表7中除去。
表2
电池D | 电池E | 电池A | 电池F | 电池G | |
前端部的高度位置 | 凸缘部+板厚 | 凸缘部+板厚的一半 | 与凸缘部相同 | 凸缘部-板厚的一半 | 凸缘部-板厚 |
从底面的高度 | 1.0mm | 1.0mm | 1.0mm | 1.0mm | 1.0mm |
台阶部的宽度 | 2.0mm | 2.0mm | 2.0mm | 2.0mm | 2.0mm |
①将电池壳1的台阶部5的宽度w设定为2.0mm、将从电池壳1的底面1a至台阶部5的高度设定成1.0mm,如表2所示,仅使折返部8的前端部8a离凸缘部6的高度位置变化,又,在本发明的实施形态中使用的氟化石墨锂电池的封口板2的材料厚度,都形成0.25mm。将这时的耐漏液试验结果示于表3。在电池D和电池G中有从封口板侧发生漏液的情况,这是由于相对凸缘部6的位置成为产生台阶差的状态、因凸缘部6和前端部8a的高度的偏差而对于衬垫3的压缩程度产生差异的缘故。因此,可通过使折返部8的前端部8a的高度位置与凸缘部6的外面位置形成同等而作成耐漏液性最佳的结构。
表3
耐漏液试验结果 | 电池D | 电池E | 电池F | 电池G |
从电池壳侧的漏液发生次数 | 0/100 | 0/100 | 0/100 | 0/100 |
从封口板侧的漏液发生次数 | 2/100 | 0/100 | 0/100 | 3/100 |
表4
电池H | 电池J | 电池K | 电池A | 电池L | 电池M | 电池N | |
前端部的高度位置 | 与凸缘部相同 | ||||||
从底面的高度 | 1.75mm | 1.5mm | 1.25mm | 1.0mm | 0.75mm | 0.5mm | 0.25mm |
台阶部的宽度 | 2.0mm | 2.0mm | 2.0mm | 2.0mm | 2.0mm | 2.0mm | 2.0mm |
②将折返部8的前端部8a的高度位置形成与凸缘部6的外面位置相同、将台阶部5的宽度w形成2mm,仅将从电池壳1的底面1a至台阶部5的高度h如表4所示那样变化后的耐漏液试验结果示于表5。在电池H和电池N中有从电池壳极侧发生漏液的情况,这些在另外进行的利用压缩空气的内压上升试验(膨胀试验)中,判明了与电池A、电池J、电池K、L、M相比电池壳1的封口部分的变形量大。可以认为这是由于不能很好地进行内压上升时的变形压力的分散导致不能充分地抑制电池壳1的封口部分的变位的缘故。因此,从电池壳1的底面1a至台阶部5的高度h,在本结构的电池中为0.5mm以上1.5mm以下是适当的。
表5
耐漏液试验结果 | 电池H | 电池J | 电池K | 电池L | 电池M | 电池N |
从电池壳侧的漏液发生次数 | 1/100 | 0/100 | 0/100 | 0/100 | 0/100 | 2/100 |
从封口板侧的漏液发生次数 | 0/100 | 0/100 | 0/100 | 0/100 | 0/100 | 0/100 |
表6
电池O | 电池P | 电池A | 电池Q | 电池R | 电池S | |
前端部的高度位置 | 与凸缘部相同 | |||||
从底面的高度 | 1.0mm | 1.0mm | 1.0mm | 1.0mm | 1.0mm | 1.0mm |
台阶部的宽度 | 3.0mm | 2.5mm | 2.0mm | 1.5mm | 1.25mm | 0.5mm |
③将折返部8的前端部8a的高度位置形成与凸缘部6的外面位置相同,将从电池壳1的底面1a至台阶部5的高度h形成1mm,仅将台阶部5的宽度w如表6所示那样变化后的耐漏液试验结果示于表7。在电池0中有从电池壳侧发生漏液的情况,这些在利用另外进行的利用压缩空气的内压上升试验中,判明了与前面同样的电池壳1的封口部分的变形量大,可以认为这是由于不能很好地进行内压上升时的变形压力的分散导致不能充分地抑制电池壳1的封口部分的变位的缘故。又,在电池R和电池S中发生了从电池壳侧和封口板侧的漏液,但判明了:根据剖面分析由于台阶部5的宽度w小而衬垫3从台阶部5移落、使衬垫3的上部和下部的压缩不充分。又,可认为衬垫3的压缩程度有偏差、封口不稳定而导致漏液。因此,台阶部5的宽度w形成从电池壳1的外径超过延伸部7的内径位置的宽度是适当的。
表7
耐漏液试验结果 | 电池O | 电池P | 电池Q | 电池R | 电池S |
从电池壳侧的漏液发生次数 | 2/100 | 0/100 | 0/100 | 2/100 | 4/100 |
从封口板侧的漏液发生次数 | 0/100 | 0/100 | 0/100 | 1/100 | 1/100 |
[验证3]
关于上述实施形态的氟化石墨锂电池(直径24.5mm、厚度7.7mm、电气容量1000mAh)的衬垫,使用拉伸屈服强度不同的弹塑性树脂及合成橡胶进行制作,并加上使用聚苯硫醚(PPS)的电池A试验耐漏液性而对衬垫材料进行验证。
一般,对于压缩力的弹性变形能力可用压缩屈服强度进行判断,但是,关于该压缩屈服强度的指标,与其他的机械特性相比不是一般的,要从文献等获得数据也不是容易的。因此,发明者们在关于材料物性的数据中着眼于容易研究的拉伸屈服强度,从与树脂材料的压缩屈服强度的相关关系对衬垫所要求的特性进行了研究。众所周知,压缩时的应力-应变的变化,可用拉伸时的应力-应变变化与泊松比(纵弹性系数与横弹性系数之比率)进行估算。又,进行详细研究的结果,在树脂材料中泊松比约为0.3,即使考虑材料种类等各种因素也表示大致一定的值,从而发现能从拉伸屈服强度来进行压缩屈服强度的估算。
这样,在本发明中,用拉伸屈服强度来定义衬垫的物性。发明者们研究了附加于内压上升时的衬垫上的压缩应力等的结果,采用本发明的硬币形电池的结构,在对衬垫使用弹塑性树脂的场合,发现最好使用拉伸屈服强度为40Mpa以上的衬垫。
因此,作为使用拉伸屈服强度为40Mpa以上的衬垫的本实施形态的电池,采用了由于充填玻璃纤维而提高了拉伸屈服强度的聚丙烯(PP)(以下,称作改质聚丙烯(PP))的电池T,使用作为合成橡胶的全氟烷氧基(perfluoroalkoxy)(PFA)树脂的电池U以外,作为比较对象作成使用聚丙烯(PP)、高密度聚丙烯(PE)的电池V、W、X。将作成的电池的衬垫材料及其压缩强度示于表8。又,虽然电池V与电池T同样地使用了改质PP,但是,由于玻璃纤维的充填量不同而拉伸屈服强度不同。又,全氟烷氧基(PFA)树脂,由于显示了不具有屈服点的橡胶特性,故在表8中未用数值表示拉伸屈服强度。
表8
电池A | 电池T | 电池U | 电池V | 电池W | 电池X | |
衬垫材料 | PPS | 改质PP | PFA | 改质PP | PP | PE |
拉伸屈服强度(Mpa) | 66 | 43 | - | 38 | 35 | 28 |
关于试验,将内部充填量作成一定、各制作100个,将试验对象物在85℃的环境下放置1小时后、再在-20℃的环境下放置1小时这样内容的热冲击试验进行100次循环后,目测判定从电池壳侧的漏液发生次数和从封口板侧的漏液发生次数。将该结果示于表9。
表9
耐漏液试验结果 | 电池A | 电池T | 电池U | 电池V | 电池W | 电池X |
从电池壳侧的漏液发生次数 | 0/100 | 0/100 | 0/100 | 0/100 | 0/100 | 0/100 |
从封口板侧的漏液发生次数 | 0/100 | 0/100 | 0/100 | 0/100 | 0/100 | 0/100 |
从表9的结果可知,可认为在所有的电池中都无漏液的发生。因此,可确认,对于在85℃和-20℃的环境下交替放置的这样的热应力的附加,通过采用本发明的硬币形电池的结构,可抑制漏液的发生。
接着,对与上述研究同样地再次制作将内部充填量作成一定的各100个,将试验对象物在125℃的环境下放置1小时后、再在-40℃的环境下放置1小时这样内容的热冲击试验进行100次循环后,目测判定从电池壳侧的漏液发生次数和从封口板侧的漏液发生次数。将其结果示于表10。
表10
耐漏液试验结果 | 电池A | 电池T | 电池U | 电池V | 电池W | 电池X |
从电池壳侧的漏液发生次数 | 0/100 | 0/100 | 0/100 | 1/100 | 7/100 | 30/100 |
从封口板侧的漏液发生次数 | 0/100 | 0/100 | 0/100 | 1/100 | 5/100 | 18/100 |
在-40℃~125℃的环境下,由于热应力的影响变得显著,故不能维持封固性能。因此,即使在-20℃~85℃的环境下未被确认有漏液的电池V、W、X中也被确认有表10中所示的漏液的发生。其理由是,随着电池内压的上升、封口板和电池壳产生变形,由于极度的热应力的影响、随着该变形的衬垫的变形超过弹性区域而到达塑性区域的缘故。当衬垫的变形到达塑性区域时,由于衬垫不回复至初期的形状,不能追随电池内压下降时的封口板和电池壳的变形,结果就成为漏液的发生原因。
但是,在使用具有40Mpa以上的拉伸屈服强度的聚苯硫醚、改质聚丙烯的电池A和电池T中,未确认有漏液的发生。尤其,聚苯硫醚树脂,即使在120℃左右的环境下也未发现封固特性的恶化,但是在使用了与电池T相同的改质聚丙烯的电池V中发现有漏液,可知拉伸屈服强度在40Mpa为界耐漏液性存在差异。当确认了漏液试验后的电池的剖面后,发现在封口板与衬垫的接触面、电池壳与衬垫的接触面上随着衬垫的收缩变形而产生间隙,该收缩变形起因于电池内压的上升,可推测漏液是通过由此产生的间隙发生的。
又,即使在使用作为合成橡胶的_全氟烷氧基树脂的电池U中也未确认有漏液,由于将具有橡胶状弹性的合成橡胶用于衬垫,故确认可抑制因压缩变形引起的漏液的发生。由于橡胶系的材料不具有塑性变形区域,故在对于封口板和电池壳的压缩变形的追随性方面是合适的材料。在其中_全氟烷氧基(PFA)树脂在对于有机电解液的稳定性、热的稳定性方面也是合适的。
又,本发明的效果,当然不限于上述形态的组合,即使在由各种正负极材料的组合成的一次电池、二次电池中也能获得同样的效果。
产业上的可利用性
采用本发明的硬币形电池,由于在电池壳的底面周围设置了台阶部而形成底面向下方突出的结构,故使电池壳的容积增加、并由于与公知的硬币形电池相比提高耐漏液性且可增加放电容量,故不必频繁地调换电池,在减少废弃电池等的环境方面是有用的。
又,本发明的硬币形电池,即使在汽车用轮胎的气压表及高温下等的严酷的使用条件下,尤其,由于将拉伸屈服强度为40Mpa以上的弹塑性树脂或合成橡胶用于衬垫、可使耐漏液性大幅度地提高,故与以往的电池相比在可应用的用途扩大方面也是有用的。
Claims (4)
1、一种硬币形电池,通过形成有底圆筒形的电池壳(1)和形成有顶圆筒形的封口板(2)收容发电元件(11、12、13),并对所述电池壳与所述封口板的开口部通过衬垫(3)利用铆接加工进行封口,其特征在于,
所述封口板具有:在开口部的周围相对其顶部在水平方向上形成的凸缘部(6);在所述凸缘部的周围相对所述封口板的顶部向垂直方向下方形成的延伸部(7);作为所述延伸部的垂直方向最下端部的折弯部(8b);以及从所述折弯部向与所述延伸部密接地向垂直方向上方延伸的折返部(8),
所述电池壳具有:在其底面(1a)周围至少形成具有比所述延伸部的内径小的外径而形成从底面向上方的竖立部(9);以及从所述竖立部的周围进一步延伸的铆接部(14),
所述铆接部具有:相对所述电池壳的底面平行且向径向外方形成的台阶部(5);在该台阶部的周围至少比所述延伸部的长度长、且相对所述底面向垂直方向上方形成的衬垫包围部(10);以及在所述衬垫包围部的前端相对所述底面平行并向径向方向内方形成的上端部(4),
所述衬垫,在铆接加工后被配置成:其中间部在所述衬垫包围部与所述折返部之间密接的状态下被夹持,上部在所述折返部的前端部(8a)和凸缘部与所述上端部之间被压缩,下部在所述折弯部与所述台阶部之间被压缩。
2、如权利要求1所述的硬币形电池,其特征在于,台阶部(5)的半径方向的宽度为1.5mm以上2.5mm以下,且从电池壳(1)的底面(1a)的高度被形成为0.5mm以上1.5mm以下。
3、如权利要求1所述的硬币形电池,其特征在于,前端部(8a)的高度位置,与凸缘部(6)的外面相同,或被形成在封口板(2)的厚度的范围内。
4、如权利要求1所述的硬币形电池,其特征在于,衬垫(3)由具有40Mpa以上的拉伸屈服强度的弹塑性树脂、或弹性树脂形成。
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US7816026B2 (en) * | 2006-09-22 | 2010-10-19 | Eveready Battery Company, Inc. | Battery having air electrode and biased lever gasket |
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