JP2000348689A - 円筒形電池の製造方法 - Google Patents

円筒形電池の製造方法

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JP2000348689A
JP2000348689A JP11159181A JP15918199A JP2000348689A JP 2000348689 A JP2000348689 A JP 2000348689A JP 11159181 A JP11159181 A JP 11159181A JP 15918199 A JP15918199 A JP 15918199A JP 2000348689 A JP2000348689 A JP 2000348689A
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battery
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cylindrical battery
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JP11159181A
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Shingo Nakamura
新吾 中村
Osamu Watanabe
修 渡辺
Hirokazu Yoshikawa
博和 吉川
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Maxell Holdings Ltd
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Hitachi Maxell Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高容量でかつ密閉性が高い円筒形電池を提供
する。 【解決手段】 高さが規定の高さより若干高い円筒形電
池を下金型上に載置し、上記円筒形電池の電池缶の最大
外径より若干大きい内径を持つ外周突出部を有する上金
型を用い、上記円筒形電池の電池缶の封口部近傍の缶壁
に形成された電池の径方向内方側に底部を有する環状の
溝を、上記上金型の外周突出部で溝上下の缶壁湾曲部を
包囲しながら、上記上金型で電池の高さ方向に圧縮する
ことによって、電池の高さを規定の高さにすることによ
り、円筒形電池を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、円筒形電池の製造
方法に関し、さらに詳しくは、規定の高さより若干高い
円筒形電池の電池缶の封口部近傍の缶壁に形成された溝
を電池の高さ方向に圧縮することによって電池の高さを
規定の高さにする円筒形電池の製造方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】円筒形アルカリ二次電池や円筒形リチウ
ムイオン二次電池などの円筒形電池においては、発電要
素を収納した電池缶の開口部近傍の缶壁に電池の径方向
内方側に底部を有する環状の溝を形成し、この溝の内方
側突出部に封口体や環状パッキングの下部を支持させて
電池缶の開口端部を内方に湾曲させて電池の開口部を封
口することにより電池内部を密閉状態にしている。
【0003】そして、最近は、高容量化を図るために、
円筒形電池を規定の高さより若干高く組み立てておき、
その電池の溝を高さ方向に圧縮することによって電池を
規定の高さにする、いわゆる縮高電池を製造することが
試みられている。このように、溝を電池の高さ方向に圧
縮することによって高容量化を図るのは、あらかじめ溝
を圧縮した状態では封口ができないためであり、一旦、
確実に封口してから、溝を電池の高さ方向に圧縮して電
池の高さを縮めて規定の高さにすることにより高容量化
するのである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上部よ
りプレス機などで電池の高さ方向に(つまり、下方に向
けて)圧縮した縮高電池では、その変形過程で溝上下の
缶壁湾曲部にそって電池缶が窮屈に変形し、その結果、
電池缶の直線状の部分が外側に膨れてしまい、電池の密
閉性を左右する環状パッキングの圧縮率を低下させて、
耐漏液性などを低下させるという問題があった。
【0005】本発明は、上記のような従来の円筒形電池
の製造時における問題点を解決し、規定の高さより若干
高い円筒形電池の溝を電池の高さ方向に圧縮することに
よって、規定の高さでかつ密閉性の高い円筒形電池を提
供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、高さが規定の
高さより若干高い円筒形電池を下金型上に載置し、上記
円筒形電池の電池缶の最大外径より若干大きい内径を持
つ外周突出部を有する上金型を用い、上記円筒形電池の
電池缶の封口部近傍の缶壁に形成された電池の径方向内
方側に底部を有する環状の溝を、上記上金型の外周突出
部で溝上下の缶壁湾曲部を包囲しながら、上記上金型で
電池の高さ方向に圧縮することによって、電池の高さを
規定の高さにすることにより、規定の高さでかつ密閉性
の高い円筒型電池を提供したものである。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明における円筒形電池の代表
的なものとしては、例えば、円筒形アルカリ電池や、あ
るいは円筒形リチウム電池などの円筒形非水電池などが
挙げられる。ただし、本発明は、その発電要素のいかん
にかかわらず、円筒形電池であればいずれの電池にも適
用できる。上記溝を圧縮する際の圧縮量としては、電池
缶の溝下の缶壁湾曲部がほぼ水平になる量が適してい
る。
【0008】そして、上記溝を圧縮する際の圧力として
は2500〜5000kg/cm2程度が好ましい。電
池を圧縮するための金型としては、少なくとも上金型お
よび下金型を必要とするが、上記下金型は電池を固定す
るための凹部を有するものであればよい。これに対し
て、上金型は、後に詳しく説明する図2〜図3に示すよ
うに、少なくとも外周突出部21aと押圧部21bと中
央凹部21cを有するものであることが必要である。す
なわち、上金型21の外周突出部21aで電池缶の溝上
下の缶壁湾曲部を包囲しながら、上記外周突出部21a
と中央凹部21cとの間に位置する押圧部21bで電池
缶の上部湾曲部を下方向に押圧して、溝を電池の高さ方
向に圧縮する。上記外周突出部21aの内径は電池缶の
最大外径より若干大きいことが必要であり、また、外周
突出部21aの長さは溝上下の缶壁湾曲部を包囲できる
長さが必要で、その下端が電池缶の溝下の直線状部分の
上端にまで達していることが好ましい。
【0009】上記のように、上金型の外周突出部の内径
は電池缶の最大外径より若干大きいことが必要であり、
具体的には0.03〜0.06mm程度大きいことが好
ましい。
【0010】
【実施例】つぎに、実施例を挙げて本発明をさらに具体
的に説明する。ただし、本発明はそれらの実施例のみに
限定されるものではない。
【0011】実施例1 図1に本実施例1で使用する高さが規定の高さより若干
高い円筒形アルカリ電池の断面図を示し、図2に上記図
1に示す円筒形アルカリ電池を金型で高さ方向に圧縮す
る前の状態を示し、図3に圧縮した後の状態を示し、図
4に本実施例1で製造された高さが規定の高さの円筒形
アルカリ電池の断面図を示す。
【0012】まず、図1および図4を参照しつつ電池の
構造について説明すると、正極1は水酸化ニッケルを活
物質とする公知のニッケル電極からなり、負極2は水素
吸蔵合金を活物質とする公知の水素吸蔵合金電極からな
り、この正極1と負極2はセパレータ3を介して渦巻状
に巻回され、渦巻状電極体として電池缶5内にアルカリ
水溶液からなる電解液4と共に収容されている。また、
上記電池缶5の底部には上記渦巻状電極体などの収容に
先立って底部絶縁板6が配置され、渦巻状電極体の上部
には上部絶縁板7が配置されている。
【0013】封口体8は端子板9と封口板10とそれら
で構成される内部空間に配置された弾性体11とで構成
され、電池缶5の開口部はこの封口体8などで封口され
ている。つまり、電池缶5内に上記渦巻状電極体などを
挿入した後、電池缶5の開口端近傍部分の缶壁に電池の
径方向内方側に底部を有する環状の溝5aを形成し、そ
の溝5aの内方側突出部で環状パッキング12や封口体
8の下部を支えさせて環状パッキング12と封口体8と
を電池缶5の開口部に配置し、電池缶5の溝5aから先
の部分を内方に締め付けて電池缶5の開口部を封口して
いる。そして、その封口の結果、図示のように、電池缶
5の封口部近傍の缶壁には溝5aが形成されることにな
る。上記端子板9にはガス排出口9aが設けられ、封口
板10にはガス検知口10aが設けられ、端子板9と封
口板10との間には弾性体11とが配置され、封口板1
0の外周部を折り曲げて端子板9の外周部を挟み込むこ
とによって端子板9と封口板10が固定されている。
【0014】この電池は、通常の状況下では弾性体11
が封口板10のガス検知口10aを閉鎖しているので、
電池内部は密閉状態に保たれているが、電池内部にガス
が発生して電池内部の圧力が異常に上昇した場合には、
弾性体11が押圧されて弾性体11とガス検知口10a
との間に隙間が生じ、電池内部のガスはガス検知口10
aおよびガス排出口9aを通過して電池外部に放出さ
れ、それによって電池内圧が低下して電池内圧が正常に
戻った場合には、弾性体11が元の状態に復元して再び
ガス検知孔10aを閉鎖して電池内部を密閉構造に保つ
ようになる。
【0015】正極リード体13の一方の端部は正極1の
最外周部における集電体の露出部分にスポット溶接さ
れ、その他方の端部は封口板10の下部にスポット溶接
され、端子板9は上記封口板10との接触により正極端
子として機能できるようになっている。そして、負極2
の最外周部の外面側は集電体が露出していて、その集電
体が電池缶5の周壁に接触し、それによって、電池缶5
が負極端子として作用する。
【0016】金型は、図2および図3に示すように、上
金型21と下金型22とで構成され、上金型21は外周
突出部21aと押圧部21bと中央凹部21cとを有
し、押圧部21bは外周突出部21aと中央凹部21c
との間に位置している。そして、下金型22は凹部22
aを有している。
【0017】そして、図1に示す高さが規定の高さより
若干高い円筒形アルカリ電池を図4に示す規定の高さの
円筒形アルカリ電池にするには、まず、図2に示すよう
に、電池の底部を下金型22の凹部22aに入れ、電池
を下金型22上に載置する。そして、上金型21を電池
の上部に配置する。この時、上金型21の外周突出部2
1aが溝5a上下の缶壁湾曲部を包囲し、その先端は電
池缶5の溝5a下の直線状部分の上端にまで達してい
る。図2や図3では、上金型21の外周突出部21aの
内周面と電池缶5の封口部の外周面が接触しているかの
ごとく図示されているが、実際には若干の隙間があり、
具体的には、上記外周突出部21aの内径が10.23
mmで、電池缶5の最大外径が10.20mmであっ
て、外周突出部21aの内径の方が電池缶5の最大外径
より0.03mm大きい。そして、上金型21の押圧部
21bの下端は電池缶5の上部湾曲部5bの上端に接触
している。この状態から、上金型21を下方に押し込ん
で図3に示すように溝5aを電池の高さ方向に圧縮す
る。圧縮前、つまり、図1や図2に示す状態では、電池
の高さは44.2mmであって規定の高さである43.
7mmより0.5mm高かったが、圧縮後、つまり、図
3や図4に示す状態では電池の高さは43.7mmであ
って、上記圧縮により電池の高さが低くなり、規定の高
さにしている。
【0018】上記圧縮は圧力3800kg/cm2 で行
っており、圧縮が終わった時点では、図3および図4に
示すように、溝5a下の缶壁湾曲部5c(ただし、湾曲
していたのは圧縮前である)をほぼ水平になる状態まで
圧縮している。
【0019】比較例1 本比較例1において、図1に示す高さが規定の高さより
若干高い円筒形アルカリ電池を金型で高さ方向に圧縮し
た状態を図5に示す。
【0020】圧縮前の電池は実施例1で用いたものと同
様のものであり、この電池の高さは44.2mmであっ
て、規定の高さである43.7mmより0.5mm高
い。
【0021】下金型32は実施例1で用いた下金型22
と同様のものであって、凹部32aを有しており、電池
の底部をこの凹部32aに入れることによって、電池を
下金型32上に載置している。
【0022】一方、上金型31は、外周突出部31aと
押圧部31bと中央凹部31cを有するが、外周突出部
31aの長さは短く、電池缶5の溝5a下の缶壁湾曲部
5cを包囲することができず、また、外周突出部31a
の内径は10.3mmであって、電池缶5の最大外径1
0.2mmに対して0.1mmも大きい。
【0023】そして、この上金型31で電池缶5の溝5
aを電池の高さ方向に圧縮した結果、電池は高さこそ4
3.7mmになって規定の高さになったが、溝5a下の
缶壁湾曲部5cは水平にならず、溝5aの底部が斜め下
を向いた細幅のU字状になり、電池缶5の直線状部分の
上部が径方向外方に向いて広がっている。
【0024】上記実施例1および比較例1で円筒形アル
カリ電池をそれぞれ100個ずつ製造し、それらの電池
を60℃、相対湿度90%の雰囲気中で21日間貯蔵
し、漏液発生率を調べた。その結果を表1に示す。
【0025】
【表1】
【0026】表1に示すように、実施例1で製造した電
池は、比較例1で製造した電池に比べて、耐漏液性が高
く、密閉性が高いことを示していた。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、高容
量でかつ密閉性が高い円筒形電池を提供することができ
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で使用する高さが規定の高さより若干
高い円筒形アルカリ電池を模式的に示す断面図である。
【図2】実施例1において、図1に示す円筒形アルカリ
電池を金型で電池の高さ方向に圧縮する前の状態を模式
的に示す断面図である。
【図3】実施例1において、図1に示す円筒形アルカリ
電池を金型で電池の高さ方向に圧縮した後の状態を模式
的に示す断面図である。
【図4】実施例1で製造した高さが規定の高さの円筒形
アルカリ電池を模式的に示す断面図である。
【図5】比較例1において、図1に示す円筒形アルカリ
電池を金型で電池の高さ方向に圧縮した後の状態を模式
的に示す断面図である。
【符号の説明】
1 正極 2 負極 3 セパレータ 4 電解液 5 電池缶 5a 溝 5b 上部湾曲部 5c 溝下の缶壁湾曲部 6 底部絶縁板 7 上部絶縁板 8 封口体 9 端子板 9a ガス排出口 10 封口板 10a ガス検知口 11 弾性体 12 環状パッキング 13 正極リード体 21 上金型 21a 外周突出部 21b 押圧部 21c 中央凹部 22 下金型 22a 凹部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 博和 大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立マ クセル株式会社内 Fターム(参考) 5H011 AA03 AA17 CC06 DD05 DD26

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高さが規定の高さより若干高い円筒形電
    池を下金型上に載置し、上記円筒形電池の電池缶の最大
    外径より若干大きい内径を持つ外周突出部を有する上金
    型を用い、上記円筒形電池の電池缶の封口部近傍の缶壁
    に形成された径方向内方側に底部を有する環状の溝を、
    上記上金型の外周突出部で溝上下の缶壁湾曲部を包囲し
    ながら、上記上金型で電池の高さ方向に圧縮することに
    よって、電池の高さを規定の高さにすることを特徴とす
    る円筒形電池の製造方法。
  2. 【請求項2】 溝を上金型で圧縮する際、その圧縮を溝
    下の缶壁湾曲部がほぼ水平になるまで圧縮する請求項1
    記載の円筒形電池の製造方法。
JP11159181A 1999-06-07 1999-06-07 円筒形電池の製造方法 Withdrawn JP2000348689A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007207648A (ja) * 2006-02-03 2007-08-16 Honda Motor Co Ltd 電池及び電池の製造方法

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JP4708202B2 (ja) * 2006-02-03 2011-06-22 本田技研工業株式会社 電池及び電池の製造方法

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Effective date: 20060905