JP2001028259A - 密閉形電池 - Google Patents
密閉形電池Info
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Abstract
しめ先端部にかけての絶縁ガスケット圧縮面積の十分な
確保による密閉性の向上により、耐漏液性に優れた密閉
形電池を提供することを目的とする。 【解決手段】 電池ケース内に極板群を収納し、電池ケ
ース開口部近傍に環状溝5Aを設け、環状溝5Aの部分
に絶縁ガスケット2Aを介して封口板3Aを載置し、環
状溝5A上部のR形状のかしめ先端部1Aの外形寸法が
根元部4Aの外形寸法より小さい傾斜側面部6Aを形成
し、その傾斜角度αが1°〜15°の範囲とした断面が
R形状のかしめを行うことによって耐漏液性に優れた密
閉形電池を得る。
Description
にその封口部の形状に関するものである。
ンピューター等のコードレス機器の小型,軽量,薄型化
に伴い、その駆動用電源として小型,軽量で高エネルギ
ー密度の円筒形や長円形のリチウム二次電池が用いられ
てきた。なかでもスペースの有効利用の観点から薄型電
池に要望が集まりつつある。薄型電池としては、従来か
ら角形ニッケルカドミウム電池や、角形ニッケル水素電
池が主に用いられている。しかし、これらの電池は封口
板とケース開口部をレーザー溶接して密閉しているた
め、コストが高く生産性も悪いという問題点があった。
また、リチウム二次電池は有機電解液を用いているため
溶接にレーザーを用いる場合、その溶接工程の管理が重
要であった。そこで、コストや生産性に優れたかしめ封
口方式の密閉形電池が望まれている。
近傍に全周にわたって溝入れ加工をし、その溝入れ加工
部の開口側に絶縁ガスケットを介して封口板(絶縁ガス
ケットを装着した封口板)を載置し、縦断面がR形状の
かしめ封口をした密閉形電池が提案されている。
状の電池ケースの開口部近傍に全周にわたって溝入れ加
工をし、その溝入れ加工によって形成された環状溝の上
部開口部内に絶縁ガスケットを装着した封口板を挿入載
置する際、その挿入を容易にするために、前記環状溝上
部の開口端部の内寸は絶縁ガスケットを装着した封口板
の外寸よりやや大きく設定している。このため、環状溝
上部を縦断面がR形状にかしめた際、絶縁ガスケットの
外周側面部と環状溝上部の電池ケース内側面部との間に
僅かな隙間が生じる。電池製造工程において電池内に電
解液を注入する際、環状溝上部の開口端近くまで電解液
を入れた後静置して、電解液を極板群に浸透させる工程
を何度か繰り返して、規定量の電解液を電池内に注入す
るのであるが、この時に環状溝上部の電池ケース内側面
部に電解液が付着して残存することがある。この状態
で、絶縁ガスケットを装着した封口板を挿入載置し、環
状溝上部を縦断面がR形状にかしめた際、絶縁ガスケッ
トの外周側面部と環状溝上部の電池ケース内側面部との
間に生じた僅かな隙間に、付着した電解液が存在したま
まの状態でかしめられることになる。
封じ込めて、あらゆる環境下においても電解液が外部に
漏れないようにする耐漏液性を確保するものであって、
R形状のかしめにおいては、環状溝と封口板間に介在す
る絶縁ガスケットの圧縮および電池ケース先端部と封口
板間に介在する絶縁ガスケットの圧縮の双方の圧縮率バ
ランスを保ち、環状溝下方の極板群に浸透した電解液
を、環状溝と封口板間に介在する絶縁ガスケットの圧縮
を適正状態に保つことによって耐漏液性を確保してい
る。
スケットの外周側面部と環状溝上部の電池ケース内側面
部との間にできる僅かな隙間に電解液が存在する場合、
耐漏液性を確保するためには、かしめ上部の電池ケース
と封口板間の密閉性を高める必要がある。断面がR形状
のかしめでは、電池ケース先端部と封口板間の絶縁ガス
ケットの圧縮によってのみ、かしめ上部の密閉性を確保
している。しかし、かしめ後の電池ケース先端部の外形
寸法は、かしめ前の電池ケース外形寸法より小さくなる
ため、電池ケース先端部が波状のしわになりやすい。こ
のため、電池ケース先端部の封口板間に介在する絶縁ガ
スケットの圧縮状態にばらつきが生じ、かしめ後の電池
ケース先端部分において、均一な密閉性を確保できな
い。このため、通常使用時とは違ったある厳しい条件、
特に高温保存と低温保存を繰り返すようなヒートサイク
ル時の絶縁ガスケットの膨張,収縮を伴うような場合
に、絶縁ガスケットの外周側面部と環状溝上部の電池ケ
ース内側面部との間の僅かな隙間に残存する電解液が、
外部に漏れ出すことがあり、十分な耐漏液性を確保でき
ない問題点があった。
有底筒状の電池ケースを用いた電池のかしめ形状を適正
状態に保つことによって電池の密閉性を高め、信頼性に
優れた密閉形電池を提供することを目的とするものであ
る。
ために、本発明は、電池ケースの環状溝上部をかしめる
際、先端部分の外形寸法が根元部分の外形寸法より小さ
い傾斜側面部を設け、断面がR形状のかしめによってそ
の傾斜側面部の傾斜角度を1°〜15°の範囲としたも
のである。この手段によって密閉性のより良い密閉形電
池を提供することができる。
態について、円筒形電池の図面を参照しつつ詳細に説明
する。
板およびセパレータからなる極板群と電解液を収容し、
さらに開口部近傍の外周面に開口部に沿った環状溝を凹
設し、前記電池ケース缶の環状溝上部の開口端内周面に
絶縁ガスケットを介して封口板を載置させ、環状溝上部
をかしめて密封口する。そして前記かしめ工程において
用いる金型としては、本発明に用いるR形状かしめ金型
Aの概略を図2に、従来のR形状かしめ金型Bの概略を
図5に示す。また、本発明のかしめ金型Aを用いてかし
めたかしめ部の縦断面を図1に、従来のかしめ金型Bを
用いてかしめたかしめ部の縦断面を図4に示す。図4に
示すように、従来のかしめ金型Bを用いたかしめ先端部
1Bによる絶縁ガスケット2Bの圧縮は、封口板3Bと
電池ケース先端部の狭い範囲でのみ行われるのに対し、
図1に示すように、本発明のかしめ金型Aを用いたかし
め先端部1Aによる絶縁ガスケット2Aの圧縮は、かし
め先端部1Aの外形寸法が、根元部4Aの外形寸法より
小さいため、環状溝5A上部のかしめ部の根元部4Aか
らかしめ先端部1Aにかけて、絞り込むような傾斜角度
αの傾斜側面部6Aを形成したかしめ状態が得られ、封
口板3Aの側面部からかしめ先端部1Aの広い範囲に渡
って絶縁ガスケット2Aの圧縮が得られる。本発明では
従来のかしめで見られるような、かしめ後の電池ケース
先端部の外寸法が、かしめ前の電池ケース外寸法より小
さくなる結果生じる先端部の波状のしわによる電池ケー
ス先端部と封口板間の不均一な密閉状態(絶縁ガスケッ
ト圧縮率のばらつき)を、封口板3Aの側面部の絶縁ガ
スケット2Aの圧縮による密閉性の向上によって補うこ
とができる。その結果、絶縁ガスケット2Aの外周側面
部と環状溝5A上部の電池ケース内側面部との間の僅か
な隙間7Aに存在する電解液を完全に閉じ込めることが
でき、耐漏液性に優れた密閉形電池を提供することがで
きる。
して説明する。
部縦断斜面を示すもので、本発明を直径18mmの円筒
形リチウム二次電池に適用したものである。図1におい
て、8は電池ケース、9は封口板、10は正極板、11
は負極板、12はセパレータ、13は正極リード、14
は負極リード、15は絶縁ガスケット、16はかしめ部
を示している。
とし、これに導電剤と結着剤を混合,練合してペースト
状とした合剤をアルミニウム箔からなる芯材の両面に塗
着,乾燥後圧延し、アルミニウム製の正極リード13を
芯材にスポット溶接したものである。また負極板11
は、炭素粉末を活物質とし、結着剤を混合,練合してペ
ースト状とした合剤を、鋼箔からなる芯材の両面に塗
着,乾燥後圧延して、負極リード14をスポット溶接し
たものである。セパレータ12はポリエチレンからなる
多孔性フィルムを、正極板10および負極板11よりも
幅広く裁断して用いた。
ータ12を渦巻き状に巻回して極板群を構成し、電池ケ
ース8に挿入した後、電池ケース8の開口部に沿った環
状溝17を凹設した。そして、正極リード13と封口板
9とをスポット溶接し、電解液を注入した後、かしめに
よる封口を経て円筒形リチウム二次電池を構成した。
かしめ金型Bを用いてかしめ部を形成した電池を従来電
池とした。一方、図2に示した本発明のかしめ金型Aを
用いてかしめ部を形成する本発明の実施例電池を作製す
るにあたり、図1に示すかしめ部の傾斜側面部6Aの傾
斜角度αが1°のものを本発明の実施例電池Aとし、か
しめ部の傾斜側面部6Aの傾斜角度αが5°のものを本
発明の実施例電池Bとし、かしめ部の傾斜側面部6Aの
傾斜角度αが15°のものを本発明の実施例電池Cとし
た。
で、60℃で2時間、−10℃で2時間保存するヒート
サイクル試験Aと、さらに厳しい試験として、85℃で
2時間、−40℃で2時間保存するヒートサイクル試験
Bを、各100個ずつの電池を用いて2週間行った後の
漏液電池の数を測定し表1に示す。
験Aでは、本発明の実施例電池A,B,Cはいずれも漏
液電池は見られなかったのに対し、従来電池では、10
0個中18個漏液が発生した。一方、ヒートサイクル試
験Bでは、かしめ部の傾斜側面部の傾斜角度に応じて、
本発明の実施例電池A,B,Cにおいても僅かに耐漏液
特性に差が見られるが、従来電池に比べると全てが格段
に優れていることがわかる。さらに、これらの漏液電池
の漏液した部分の電解液を抜き取った後、漏液試験を継
続しても漏液が発生しないことから、いずれのかしめ状
態においても環状溝17と封口板9間の絶縁ガスケット
15の圧縮による密閉性は十分に確保されており、前述
した漏液は絶縁ガスケット15の外周側面部と環状溝1
7上部の電池ケース8内側面部との間の図1に示す僅か
な隙間7Aに存在する少量の電解液の漏出が原因である
ことがわかる。かしめ部の傾斜側面部の傾斜角度を1°
〜15°の範囲とした理由は、図1に示す傾斜角度αが
1°未満の場合は封口板9の側面部と電池ケース8間の
絶縁ガスケット15の圧縮面積も少なく、また圧縮率も
高くないので従来電池とほとんど変わらない耐漏液性し
か得られず、一方、傾斜角度が15°より大きくなる
と、封口板9に対し横方向の応力が高くなるため封口板
9が変形する不具合が生じるからである。特にリチウム
イオン二次電池の場合、封口板内には電流遮断機構が設
けられており、封口板が変形すると電流遮断機構の誤動
作等の不具合が生じ電池として使用不能になる場合があ
るため、封口板の変形が生じない傾斜角度を選択しなけ
ればならない。
の断面がR形状のかしめ先端部1Aの外形寸法が根元部
4Aの外形寸法より小さい傾斜側面部6Aを設け、その
傾斜角度αが1°〜15°の範囲のR形状かしめを行う
ことによって、耐漏液性のさらなる向上が図れることが
わかった。
について行った場合の例を示したが、円筒形,長円形を
問わず、また、一次電池,二次電池を問わず他の電池系
でも同様な効果が得られるものである。
部の断面がR形状のかしめ先端部分の外形寸法が根元部
の外形寸法より小さい傾斜側面部を設け、その傾斜角度
が1°〜15°の範囲の断面がR形状かしめを行うこと
によって、かしめ部の広い範囲に渡って密閉性を確保で
き、耐漏液性の向上が図れ、信頼性に優れた密閉形電池
を提供することができる。
池の一部縦断斜面図
Claims (2)
- 【請求項1】 電池ケースに、正極板,負極板およびセ
パレータからなる極板群と電解液を収容し、さらに前記
電池ケースの開口部近傍の外周面に、開口部に沿った環
状溝を凹設し、前記電池ケースの前記環状溝の上部開口
端内周面に絶縁ガスケットを介して封口板を載置させ、
前記環状溝上部を縦断面をR形状にかしめて密封口した
密閉形電池であって、前記縦断面がR形状のかしめ部に
おいて、前記電池ケースの先端部分の外形寸法が根元部
分の外形寸法より小さい傾斜側面部を形成したことを特
徴とする密閉形電池。 - 【請求項2】 傾斜側面部の傾斜角度は1°〜15°の
範囲としたことを特徴とする請求項1記載の密閉形電
池。
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---|---|---|---|
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110620193A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-12-27 | 力神电池(苏州)有限公司 | 一种圆型锂电池正极端面成型的加工方法 |
WO2022054356A1 (ja) | 2020-09-11 | 2022-03-17 | ダイキン工業株式会社 | 封止部材及び円筒型リチウムイオン電池 |
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-
1999
- 1999-07-15 JP JP20121599A patent/JP4572429B2/ja not_active Expired - Fee Related
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KR20230065316A (ko) | 2020-09-11 | 2023-05-11 | 다이킨 고교 가부시키가이샤 | 밀봉 부재 및 원통형 리튬 이온 전지 |
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---|---|
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