JP2001023583A - 密閉型電池 - Google Patents

密閉型電池

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JP2001023583A
JP2001023583A JP11190023A JP19002399A JP2001023583A JP 2001023583 A JP2001023583 A JP 2001023583A JP 11190023 A JP11190023 A JP 11190023A JP 19002399 A JP19002399 A JP 19002399A JP 2001023583 A JP2001023583 A JP 2001023583A
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JP
Japan
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reinforcing plate
battery case
sealing
battery
plate
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Pending
Application number
JP11190023A
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English (en)
Inventor
Atsushi Otsuka
敦 大塚
Satoshi Miura
聡 三浦
Kanehito Masumoto
兼人 増本
Shinji Tsuruya
伸二 鶴谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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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  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 密閉型電池において、電池ケース内の無駄な
スペースを少なくし、高容量化をはかり安全機構と漏液
に対する信頼性を確保し、生産性の優れた構成を実現す
る。 【解決手段】 絶縁樹脂ガスケット2,金属キャップ
4,封口板5を載置する補強板3の板厚t1と電池ケー
ス1の板厚t2の関係を最適化し、且つ補強板3の長径
部頂点部分に円弧状の所定寸法の切り欠き部8を入れる
構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、横断面が長円形の
密閉型電池の、信頼性および生産性を向上させる技術に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、AV機器あるいはパソコンや携帯
通信機等の電源を使用する機器のポータブル化,コード
レス化が急速に進んでおり、これらの駆動用電源として
は、高容量化したアルカリ蓄電池やリチウム二次電池に
代表される非水電解質二次電池が適しており、さらに、
これら非水電解質二次電池は小型化且つ高容量化される
ことが望まれている。また、その形状としては、機器の
薄型化、スペースの有効利用の観点から断面形状が角形
あるいは長円形の薄型電池に要望が集まりつつある。
【0003】そうした中で例えば特開平6−31011
9号公報には、薄型密閉電池の電池ケースに溝部を形成
し、その上部に絶縁樹脂ガスケットと封口板を載せ、上
記溝部を台座にして電池ケースの開口部上端を内方に折
り曲げる手段が記載されている。
【0004】しかしながら、上記の密閉型電池では絶縁
樹脂ガスケットおよび組立封口板の積載面の形状と、電
池ケースがカシメ時の圧縮力を受けるために、電池ケー
スに絞り加工した溝部を設けているので、電池ケース内
の有効内容積が溝部によって減り、高容量化をはかるこ
とが困難となっていた。
【0005】また、上記の電池ケースの溝部の形状を安
定化させることが困難であり、絶縁樹脂ガスケットおよ
び組立封口板の積載面の平面度が確保されていないこと
から、組立補強板を異形に変形させ内部の安全機構の動
作に影響を与えたり、カシメ成形形状が不安定となり易
くなり、封入された電解液が漏液するといった不良を回
避することが困難であった。
【0006】このような課題に対し、上方が開口した電
池ケース内部の開口近傍の所定位置に、電池ケースの変
形を防止する補強板を溶接等により固定し、この補強板
の上に絶縁樹脂ガスケットと封口板を順に載置し、次い
で電池ケースの開口部上端を内方に曲げ、絶縁樹脂ガス
ケットをケース開口上端部と補強板との間で圧縮するこ
とにより密閉する密閉型電池が特開平10−27585
号公報に記載されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが前記の特開平
10−27585号公報に開示された構造においては、
補強板の上面を台座とし、これと電池ケースの開口部上
端とで絶縁樹脂ガスケットを圧縮することにより封口さ
れているため、補強板は、封口時の圧力に対して十分な
強度を有することが求められることになる。
【0008】補強板の強度を強くするためには、補強板
の板厚は、できる限り厚い方が望ましい。しかしなが
ら、この構造の目的である、電池ケース内の無駄なスペ
ースを無くすという観点では補強板の板厚はできる限り
薄い方が望ましい。また、一般に電池が大型になるほど
強度の関係で電池ケースの板厚は厚くする必要がある
が、電池ケースの板厚が厚いほど封口時に開口部上端を
内方に曲げるためには、より大きな圧力をかける必要が
あり、台座である補強板の強度も、より高いものが求め
られる。したがって、無駄なスペースをできる限り減ら
し、封口による密閉性の信頼性を確保するには、補強板
と電池ケースの板厚の関係を十分吟味する必要がある。
【0009】また、電池ケースの内壁と、補強板の外周
部は、全周にわたって隙間なく密接していることが望ま
しい。万が一電池ケースの内壁と、捕強板の外周部との
間に隙間があると、封口した際に、絶縁樹脂ガスケット
の一部が隙間部分に入り込んでしまい、密閉に必要な圧
縮を得ることが困難となる。
【0010】しかしながら、この種の電池を製造する際
には、極板群を電池ケースに挿入した後に電解液を注入
することが一般的であるが、その際、できる限り効率的
に注入するため、電解液は、補強板の位置よりも上の、
電池ケースの開口部上端付近まで注入し、これを真空状
態にし、電池ケース内部を脱気したり、あるいは遠心分
離機にかける等して極板群の中へ含浸させていくことが
必要となる。この時、補強板と電池ケースの内周との間
に何らかの隙間が無いと、注入した電解液の液面が補強
板上面より低下しても、補強板と電池ケースとの隣接部
分の特に長円形の長径部の頂点部分には電解液が残り、
これをこのまま封口すると、残った電解液が封口時に、
電池外部に飛び出してしまい、電解液量が不安定になっ
たり、封口時に飛び出した電解液が封口金型に付着し
て、封口機の摺動性を損ない、結果、封口形状の不良を
起こすといった課題があった。
【0011】本発明は、これらの課題を解決し、ケース
内の無駄なスペースを減らして電池の高容量化を実現
し、防爆機構と漏液に対する信頼性を確保できる薄型密
閉構造の電池を電解液量の精度良く生産性に優れた手段
で実現しようとするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、発電要素が収納されていて、横断面が長方
形部分とその両側に円弧部分を有する長円形形状の電池
ケースの開口部に、封口板と、絶縁樹脂ガスケットと、
補強板とを備え、前記補強板は、前記電池ケースの側面
に固定されており、前記補強板において前記電池ケース
の開口部側に絶縁樹脂ガスケットと封口板を載置し、前
記電池ケースの開口部上端を内方に曲げることにより、
前記補強板との間で絶縁樹脂ガスケットを圧縮して密閉
する密閉型電池において、前記補強板の板厚をt1、前
記補強板が固定されている部分の電池ケースの側面の板
厚をt2としたときに2≦t1/t2≦10の範囲とし
たものである。これにより、封口時の荷重に対して十分
な強度を有し、且つ電池ケース内の無駄なスペースを減
らし、高容量と、封口の高信頼性を得ることができる。
【0013】また、前記補強板の形状を電池ケースの内
形と相似の長円形で、且つ長円形の長径部の頂点部分に
円弧状の切り欠き部を設けることにより、電池組立時に
電解液を補強板より上まで注入しても、電解液が、補強
板と電池ケースとの隣接部分にたまることなくスムーズ
に極板群の中に含浸させることができ、封口時の液こぼ
れによる電解液量のばらつきを抑制し、こぼれた電解液
が封口金型に付着して機械の摺動性を低下させ、封口形
状の不良をまねくといった課題を回避するものである。
加えて、切り欠き部の形状を円弧状としているため、方
形あるいはくさび形に比べて封口時の強度の高いものが
得られ、封口時の圧力に対して補強板が変形して密閉性
が低下するといった不都合を回避でき、部品の加工性も
容易である。さらに、長径方向に対して垂直な直線状の
切り欠きと比べると、直線状の方が切り欠き部の面積は
大きくとれるが、電解液の含浸性は、切り欠き部の幅と
長さの短い方により規制されるため、注液性は、ほとん
ど変わらず、一方で、絶縁樹脂ガスケットの圧縮という
点では円弧状の方が直線状のものに比べて、切り欠き部
の面積が小さくて済むため有利である。
【0014】切り欠き部の形状は、さらに好ましくは、
補強板の円弧部分の半径をR、補強板の長径部の頂点よ
り中心方向への切り欠き部の大きさをdとしたときに、
R/10≦d≦R/2の条件を満たし、且つ、切り欠き
部の補強板の外周部との接点における弦の長さをLとし
たときに、0.2≦d/L≦2の条件を満たす範囲とす
るのがよい。
【0015】切り欠き部を上記の形状、大きさに規制す
ることにより、封口時に絶縁樹脂ガスケットの圧縮と電
解液の含浸性の両面においてさらに優れたものが得られ
る。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図を参照しながら本発明の
実施の形態について説明する。
【0017】図1において、1は横断面が長方形部分と
その両端に円弧部分を有する長円形形状の端子板を兼ね
る電池ケース、2は略L字型断面の絶縁樹脂ガスケッ
ト、3は電池ケース1のへこみや膨らみ等の変形を防止
する補強板、4は電池の一方の端子を兼ねる金属キャッ
プであり、5は防爆機構が組み込まれた封口板、6は正
極板,負極板およびセパレータからなる発電要素、7は
発電要素6から端子までのリードを通す穴部、8は電解
液の注入性を向上させるための切り欠き部である。
【0018】電池ケース1に発電要素6を挿入した後、
補強板3を電池ケース1の開口部端面の所定位置に配置
し、レーザ溶接等により固定する。次に電池ケース1の
補強板3の上部から開口部端部に至る内側面にブロンア
スファルト等の封止剤を塗布した後に電解液を注入す
る。その後、補強板3の上に予め内側面にブロンアスフ
ァルトを塗布した絶縁樹脂ガスケット2を載せ、その上
に金属キャップ4および封口板5を載置し、電池ケース
1の開口部上端をカシメ型により内方に曲げ、これと補
強板3との間で絶縁樹脂ガスケット2を圧縮することに
より電池ケース1を密閉させる。
【0019】本発明の請求項1記載の発明のように、図
1における補強板3の板厚をt1、電池ケース1におい
て補強板3が溶接固定されている部分における側面の板
厚をt2としたときに、2≦t1/t2≦10の範囲と
して構成する。
【0020】t1/t2が2より小さい場合には、封口
時に電池ケース1の開口部上端を曲げるのに必要な荷重
に補強板3が耐えることができず、変形してしまうた
め、封口の密閉性を保つために必要な絶縁樹脂ガスケッ
ト2の圧縮を安定して得ることができない。
【0021】また、t1/t2が10よりも大きい場合
には、補強板3の強度は必要以上のものが得られるが、
電池ケース1内の有効内容積が減り、高容量化をはかる
ことができない。
【0022】本発明の請求項2記載の発明のように、前
記補強板3には、図2に示すように、電池ケース1の内
形と相似の長円形で、且つ長円形の長径部の頂点部分に
円弧状の切り欠き部8を構成することにより、製造過程
で電池ケース1の内部に電解液を注入する際に補強板3
と電池ケース1の隣接部に電解液がたまるのを防ぎ、た
まった電解液が封口時にこぼれて電解液量が不安定にな
ったり、こぼれた電解液が封口金型に付着し、機械の摺
動性を損ない封口形状不良を引き起こすのを防止するこ
とができる。
【0023】また、請求項3記載の発明のように、請求
項1記載の発明における補強板3の切り欠き部8の形状
を、図2に示すように補強板3の円弧部分の半径をR、
補強板3の長径部の頂点より中心方向への切り欠き部8
の大きさをdとしたときに、R/10≦d≦R/2の条
件を満たし、且つ、切り欠き部8の補強板3の外周部と
の交点における弦の長さをLとしたときに、0.2≦d
/L≦2の条件を満たすものに規制することにより、注
液性と封口による絶縁樹脂ガスケット2の圧縮とのバラ
ンスをさらに最適化できる。
【0024】dがR/10より小さい場合には、補強板
3と電池ケース1との隣接部分点に電解液がたまるのを
防ぐという点で十分な効果が得られず、R/2より大き
い場合には、封口時の絶縁樹脂ガスケット2の圧縮を十
分に得ることができず、電池の密閉度の信頼性が低下し
てしまう。
【0025】また、d/Lが0.2より小さい場合に
は、電解液の含浸性はdの長さによりほぼ律速されてし
まうため、切り欠き部8の面積が大きくなることによ
り、絶縁樹脂ガスケット2の逃げによる圧縮の低下の割
に電解液の含浸性は向上せず好ましくない。また、d/
Lが2より大きいときには補強板3の切り欠き部8と外
周部が交点部分が鋭角的になり、強度が低下してしま
い、封口時の圧力によりその部分に変形が生じ、絶縁樹
脂ガスケット2の圧縮が不十分となり封口の密閉性が損
なわれ好ましくない。
【0026】また、請求項4記載の発明のように、請求
項1,2または3記載の発明の密閉型電池において、封
口板5に防爆弁や、電流遮断機構等の安全機構を内蔵す
る構成とすることにより、安全機構は、電池の内圧を感
知して作動し、封口の信頼性を高めることができ、安全
機構の動作の信頼性を向上させて、安全性が高く、且つ
高容量の電池を供給することができる。
【0027】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、電池ケ
ース内の無駄なスペースを減らして電池の高容量化を実
現し、安全性と漏液に対する信頼性を確保できる密閉構
造の電池を電解液量の精度良く生産性に優れた構成で提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における密閉型電池の縦断
面図
【図2】同補強板の平面図
【符号の説明】
1 電池ケース 2 絶縁樹脂ガスケット 3 補強板 4 金属キャップ 5 封口板 6 発電要素 7 穴部 8 切り欠き部 d 切り欠き部8の大きさ L 弦の長さ R 円弧部分の半径 t1 補強板3の板厚 t2 補強板3が溶接固定されている電池ケース1の部
分の板厚
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増本 兼人 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 鶴谷 伸二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5H011 AA03 AA09 AA13 AA17 CC06 CC12 DD07 DD13 DD15 KK01 KK02 5H012 AA01 BB02 GG01 JJ01 5H022 BB11 CC01 CC08 CC11 KK01 KK08

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発電要素が収納されていて、横断面が長
    方形部分とその両側に円弧部分を有する長円形形状の電
    池ケースの開口部に、封口板と、絶縁樹脂ガスケット
    と、補強板とを備え、前記補強板は、前記電池ケースの
    側面に固定されており、前記補強板における電池ケース
    の開口部側に絶縁樹脂ガスケットと封口板を載置し、前
    記電池ケースの開口部上端を内方に曲げることにより、
    前記補強板との間で絶縁樹脂ガスケットを圧縮して密閉
    する密閉型電池において、前記補強板の板厚をt1、前
    記補強板が固定されている部分の電池ケースの側面の板
    厚をt2としたときに2≦t1/t2≦10の範囲とし
    たことを特徴とする密閉型電池。
  2. 【請求項2】 補強板が電池ケースの内形と相似の長円
    形で、且つ長円形の長径部の頂点部分に円弧状の切り欠
    き部を有することを特徴とする請求項1記載の密閉型電
    池。
  3. 【請求項3】 切り欠き部の形状は、補強板の円弧部分
    の半径をR、補強板の長径部の頂点より中心方向への切
    り欠き部の大きさをdとしたときに、R/10≦d≦R
    /2の条件を満たし、且つ、切り欠き部の補強板の外周
    部との接点における弦の長さをLとしたときに、0.2
    ≦d/L≦2の条件を満たすことを特徴とする請求項2
    記載の密閉型電池。
  4. 【請求項4】 封口板は内部に防爆弁と電流遮断機構を
    備えたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1
    項に記載の密閉型電池。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111556675A (zh) * 2019-02-12 2020-08-18 泰科电子奥地利有限责任公司 用于封装电磁部件的壳体组件以及用于组装壳体的方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111556675A (zh) * 2019-02-12 2020-08-18 泰科电子奥地利有限责任公司 用于封装电磁部件的壳体组件以及用于组装壳体的方法

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