JP2001266805A

JP2001266805A - 蓄電装置及びその製造方法

Info

Publication number: JP2001266805A
Application number: JP2000078459A
Authority: JP
Inventors: Kyoji Sakai; 亨次坂井
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-03-21
Filing date: 2000-03-21
Publication date: 2001-09-28

Abstract

(57)【要約】【課題】外装ケースとシール部材との密着性を向上さ
せ、液漏れの発生を防止し又は液漏れの発生を効果的に
抑制することができる蓄電装置及びその製造方法を提供
する。【解決手段】開口部２１ｂを有する有底の筒体からな
る外装ケース２１と、開口部２１ｂに装着されるガスケ
ット３７と、を備え、外装ケース２１の開口部２１ｂの
近傍において内向きに突出され且つ周方向に連続する括
り部４５を設け、この括り部４５で開口部２１ｂに嵌合
されるガスケット３７を位置決めすると共に、外装ケー
ス２１の開口側周縁部２１ｃをカシメることにより開口
部２１ｂを封口した蓄電装置において、括り部４５のガ
スケット３７側の受け面４５ａを、括り部４５の頂部を
連ねた平面と略平行となる平行面であって括り部４５の
表面を平滑にした平滑面として形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、アルカリ
乾電池やマンガン乾電池等の一次電池、リチウムイオン
二次電池やニッケル水素二次電池その他の二次電池、或
いはコンデンサ等のように電気エネルギーを充電及び／
又は放電することができる蓄電装置及びその製造方法に
関し、特に、シール部材を用いて外装ケースの開口部を
封口する蓄電装置の封口構造及びその封口構造を備えた
蓄電装置の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般に、トランジスタラジオやカ
セットテープレコーダ等の携帯用電子機器の携帯用電源
としては、例えば、アルカリ乾電池やマンガン乾電池等
の一次電池が使用されている。この一次電池は、充電の
できない電池であって使い捨てされるものではあるが、
構造が比較的簡単であって安価に製造できるために、現
在でも数多く生産され且つ使用されている。

【０００３】また、近年では、例えば、電気自動車や電
動自転車等の電動用車両に関する自動車工業、電動工具
やパーソナルコンピュータ等の家電製品に関する電気工
業、その他の産業分野において、例えば、リチウムイオ
ン二次電池やニッケル水素二次電池等の二次電池が盛ん
に用いられるようになってきている。これは、リチウム
イオン二次電池等の二次電池では、電圧が高くて高いエ
ネルギー密度を有し、また、充電・放電のサイクル特性
が優れている等の理由によるものと考えられる。このよ
うな二次電池については、その生産性を向上させて高い
歩留りを得ることが必要とされ、また、電気エネルギー
の充電及び放電を行う回数を増加させることが重要にな
ってきている。

【０００４】このような一次電池や二次電池等の蓄電装
置の従来例としては、例えば、図１１に示すような構成
を有するリチウムイオン二次電池１が知られている。こ
のリチウムイオン二次電池１は、底部２ａのついた有底
円筒体からなる外装ケース２と、この外装ケース２内に
収納された電池本体３と、この電池本体３の正極側の多
数の集電リード７ａが接合される正極集電体４と、電池
本体３の負極側の多数の集電リード８ａが接合される負
極集電体５と、外装ケース２の開口部２ｂを閉塞する正
極キャップ６等を備えて構成されている。

【０００５】外装ケース２は、導電性を有する鉄Ｆｅや
アルミニウムＡｌ等の金属により形成されている。電池
本体３は、それぞれがフィルム状をなす正極電極７と負
極電極８とセパレータ９とを有している。正極電極７と
負極電極８とはセパレータ９を介して積層されており、
この積層電極体を円筒状の巻心軸１０の周囲に巻き付け
ることによって電池本体３が構成されている。この電池
本体３の軸方向の一方に正極集電体４が配置され、その
他方に負極集電体５が配置されている。そして、正極集
電体４には正極電極７に設けた多数の集電リード７ａが
溶接によって接合され、また、負極集電体５には負極電
極８に設けた多数の集電リード８ａが溶接によって接合
されている。

【０００６】負極集電体５の中央部には、Ｕ字状のスリ
ットを設けることによって接触片１１が形成されてい
る。この接触片１１は、スリットを除く切り残された連
続部５ａから折り曲げられ、これにより一面側に略平行
をなすように突出されている。この接触片１１が溶接に
て外装ケース２の底部２ａに接合されており、これによ
り負極集電体５が外装ケース２に対して導通可能とされ
ている。この外装ケース２に電池本体３を収納した後、
外装ケース２にビーディング加工が施され、開口側近傍
に括り部１２が形成されている。

【０００７】また、正極集電体４にはリード弁１３の一
端が接合され、リード弁１３の他端には安全弁１４が接
触されている。安全弁１４は、正極キャップ６の下面に
一体的に設けられている。この安全弁付き正極キャップ
６の周縁部にはリング状のガスケット１５が取り付けら
れており、このガスケット１５を介して正極キャップ６
が外装ケース２の開口部２ｂに嵌合されている。この外
装ケース２の内部には、有機溶媒系の電解液が注入され
ており、この有機溶媒系電解液が電池本体３に含浸され
ている。この外装ケース２の開口側周縁部をカシメ加工
することによって開口部２ｂが閉塞され、これにより外
装ケース２の内部が液密に封口されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来のリチウムイオン二次電池１においては、
外装ケース２が絞り加工によって形成されており、その
外装ケース２に電池本体３を収納した後、外装ケース２
の開口側近傍にビーディング加工を行って括り部１２を
形成し、この括り部１２でガスケット１５を位置決めし
た後、開口側周縁部をカシメ加工することによって外装
ケース２の開口部２ｂを封口する構造となっていた。そ
のため、外装ケース２の加工精度や内部の圧力変動等に
よって電解液が漏れ出し、電解液の液漏れが発生するこ
とがあるという課題があった。

【０００９】このことを詳しく述べると、一般に、外装
ケース２は、絞り機械を用いて常温で平らな板金から絞
り加工することによって製造されている。そのため、図
１２に示すように、外装ケース２の内面には加工工具で
あるポンチによる細かい縦方向のキズ１６が無数にでき
ている。このような無数の縦キズ１６を有する外装ケー
ス２にビーディング加工が施され、これにより外装ケー
ス２が内側に膨らまされるために、それらの縦キズ１６
が広げられ、ガスケット１５との間に隙間が発生する。
その結果、例えば、電池本体３の異常な発熱等によって
外装ケース２内の圧力が上昇すると、縦キズ１６に沿っ
て電解液が徐々に漏れ出し、漏液を生ずることがあっ
た。

【００１０】また、図１２及び図１３に示すように、外
装ケース２に対するビーディング加工は、ビーディング
部材１７を側方から外装ケース２に押しつけることによ
って行われる。そのため、ビーディング加工によってで
きた括り部１２の上面１２ａは、括り部１２の頂部を連
ねた平面Ｓと平行にはならず、ある程度の角度αを持っ
て傾斜して形成されている。更に、括り部１２の上面１
２ａを含む表面は、ビーディング部材１７の加工部１７
ａの表面状態、外装ケース２の硬度のバラツキ等によっ
ても微妙に変化する。その結果、括り部１２の上面１２
ａが歪んだ面となったり、上述したように傾斜された面
になると、ガスケット１５との密着性が悪くなり、液漏
れを発生させる要因になっていた。

【００１１】本発明は、上述したような課題に鑑みてな
されたものであり、外装ケースのビーディング加工によ
って形成される括り部の上面又はその近傍を、平滑面又
は平行面或いは平滑平行面として形成することにより、
シール部材との密着性を向上させ、液漏れの発生を防止
又は効果的に抑制することができる蓄電装置及びその製
造方法を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述したような課題を解
決し、上記目的を達成するために、本出願の請求項１記
載の蓄電装置は、開口部を有する有底の筒体からなる外
装ケースと、開口部に装着されるシール部材と、を備
え、外装ケースの開口部の近傍において内向きに突出さ
れ且つ周方向に連続する括り部を設け、この括り部で開
口部に嵌合されるシール部材を位置決めすると共に、外
装ケースの開口側周縁部をカシメることにより開口部を
封口した蓄電装置において、括り部のシール部材側の受
け面を、括り部の頂部を連ねた平面と略平行となる平行
面とするか又は括り部の表面を平滑にして平滑面として
形成したことを特徴としている。

【００１３】本出願の請求項２記載の蓄電装置は、括り
部は外装ケースをビーディング部材で挟持することによ
り形成し、シール部材側の受け面は、ビーディング部材
に括り部の頂部を連ねた平面と交差する方向から絞り部
材を押圧するか又は打撃することにより平行面又は平滑
面として形成したことを特徴としている。

【００１４】本出願の請求項３記載の蓄電装置は、括り
部は外装ケースをビーディング部材で挟持することによ
り形成し、シール部材側の受け面は、ビーディング部材
に括り部の頂部を連ねた平面と交差する方向から絞り部
材を押圧及び／又は打撃することにより平行面であって
平滑面でもある平行平滑面として形成したことを特徴と
している。

【００１５】本出願の請求項４記載の蓄電装置は、蓄電
装置は、電気エネルギーの充電及び／又は放電が可能な
蓄電本体が外装ケース内に収納された電池又はコンデン
サであることを特徴としている。

【００１６】本出願の請求項５記載の蓄電装置の製造方
法は、有底の筒体からなる外装ケースの開口部の近傍に
ビーディング加工を施すことによって内向きに突出され
且つ周方向に連続する括り部を形成し、この括り部で開
口部に嵌合されたシール部材を位置決めした後、外装ケ
ースの周縁部をカシメ加工することにより開口部を封口
する蓄電装置の製造方法において、ビーディング加工時
に開口部内に絞り部材を挿入し、この絞り部材で括り部
のシール部材側の受け面を押圧するか又は打撃し、受け
面を括り部の頂部を連ねた平面と略平行となる平行面と
するか又は受け面の表面を平滑にして平滑面として形成
したことを特徴としている。

【００１７】本出願の請求項６記載の蓄電装置の製造方
法は、括り部のシール部材側の受け面を絞り部材で押圧
及び／又は打撃することにより受け面を、表面が平滑で
あって括り部の頂部を連ねた平面と略平行となる平滑平
行面として形成したことを特徴としている。

【００１８】上述したような構成を有することにより、
本出願の請求項１記載の蓄電装置では、括り部のシール
部材側の受け面が平行面又は平滑面とされているため、
括り部とシール部材との間の密着性を向上させ、外装ケ
ースとシール部材との間から電解液が漏れ出るのを防止
又は効果的に抑制することができる。

【００１９】本出願の請求項２記載の蓄電装置では、括
り部をビーディング加工によって形成し、このビーディ
ング加工時、括り部のシール部材側の受け面に絞り部材
を押圧するか又は打撃することにより、その受け面を平
行面又は平滑面に成形することができ、これにより、括
り部とシール部材との間の密着性を向上させて、外装ケ
ースとシール部材との間から電解液が漏れ出るのを防止
又は抑制することができる。

【００２０】本出願の請求項３記載の蓄電装置では、括
り部をビーディング加工によって形成し、このビーディ
ング加工時、括り部のシール部材側の受け面に絞り部材
を押圧するか又は打撃することにより、その受け面を平
行面であって平滑面でもある平行平滑面に成形すること
ができ、これにより、括り部とシール部材との間の密着
性を向上させて、外装ケースとシール部材との間から電
解液が漏れ出るのを防止又は抑制することができる。

【００２１】本出願の請求項４記載の蓄電装置では、電
気エネルギーの充電及び／又は放電が可能な電池又はコ
ンデンサに適用することにより、外装ケースとシール部
材との間から電解液が漏れ出ることのない若しくは漏れ
出し難い電池又はコンデンサを提供することができる。

【００２２】本出願の請求項５記載の蓄電装置の製造方
法では、括り部のシール部材側の受け面を平行面又は平
滑面とすることにより、括り部とシール部材との間の密
着性を向上させることができ、外装ケースとシール部材
との間から電解液が漏れ出るのを防止又は効果的に抑制
できる蓄電装置を製造することができる。

【００２３】本出願の請求項６記載の蓄電装置の製造方
法では、括り部をビーディング加工によって形成し、こ
のビーディング加工時、括り部のシール部材側の受け面
に絞り部材を押圧するか又は打撃することにより、その
受け面を平行面であって平滑面でもある平行平滑面とし
て成形することができ、これにより、括り部とシール部
材との間の密着性を向上させて、外装ケースとシール部
材との間から電解液が漏れ出るのを防止又は抑制できる
蓄電装置を製造することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図１乃至図１０は、本発明に
係る蓄電装置の実施の例を示すものである。即ち、図１
は本発明の蓄電装置の第１の実施例を示すリチウムイオ
ン二次電池の縦断面図、図２は図１のリチウムイオン二
次電池の外装ケースの要部を拡大して示す断面図、図３
〜図５は図２の外装ケースに設けた括り部の成形工程の
第１の実施例を説明するためのそれぞれ断面図である。
図６及び図７は括り部の成形工程の第２の実施例を説明
する斜視図及び断面図、図８は括り部の成形工程の第３
の実施例を説明する断面図である。また、図９は本発明
の蓄電装置の第２の実施例を示すコンデンサの縦断面
図、図１０は図９の要部を拡大して示す断面図である。

【００２５】ここで、本発明の「蓄電装置」とは、アル
カリ乾電池やマンガン乾電池その他の一次電池、リチウ
ムイオン二次電池やニッケル水素二次電池その他の二次
電池のように電気エネルギーの放電及び／又は充電がで
きる電池の他、同様に電気エネルギーの充電及び放電が
可能なコンデンサ等の電子部品を含む装置を言うものと
する。

【００２６】図１に示すように、本発明の蓄電装置の第
１の実施例を示すリチウムイオン二次電池２０は、外装
ケース２１と、この外装ケース２１内に収納された蓄電
本体の一具体例を示す電池本体２２と、この電池本体２
２の正極側の集電リードである多数の正極リード２６ａ
が接合される正極集電体２３と、電池本体２２の負極側
の集電リードである多数の負極リード２７ａが接合され
る負極集電体２４と、外装ケース２１の開口部を閉塞す
る蓋体の一具体例を示す正極キャップ２５等を備えて構
成されている。

【００２７】外装ケース２１は、底である底部２１ａの
ついた有底円筒体からなり、この底部２１ａと反対側に
開口部２１ｂが設定されている。この外装ケース２１
は、導電性を有する鉄ＦｅやアルミニウムＡｌ等の金属
によって形成されている。この外装ケース２１内に収納
される電池本体２２は、それぞれがフィルム状をなす正
極電極２６と負極電極２７とセパレータ２８等を有して
いる。

【００２８】正極電極２６は、例えばＡｌ箔によって形
成された電極ベースと、この電極ベースの両面に形成さ
れた正極合剤とを有している。正極合剤としては、一般
に、正極にはリチウムを含んだ化合物が用いられ、例え
ばリチウム遷移金属複合酸化物（ＬixＭＯ₂）、例えば
コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ₂）等が好適である。
また、負極電極２７は、例えば銅Ｃｕ箔によって形成さ
れた電極ベースと、この電極ベースの両面に形成された
負極合剤とを有している。負極合剤としては、一般に、
負極には炭素が用いられ、例えば黒鉛系炭素や難黒鉛化
性炭素質材（ハードカーボン）、易黒鉛化性炭素等が好
適である。これら炭素及びコバルト酸リチウムは、リチ
ウムのドープ・脱ドープが可能であるため、それぞれ合
剤として使用することができる。

【００２９】また、セパレータ２８は、正極と負極とを
分離するという本来の目的の他に、ショートでの過大電
流等で電池内部の温度が異常に高くなったときに溶融し
て孔がふさがり、イオンの通過を止めて電流を流さなく
するという役割も有している。そのため、セパレータ２
８としては、微細な孔を多数有する微多孔膜からなるポ
リエチレンやポリプロピレン等のプラスチックフィルム
を適用することができる。

【００３０】尚、非水電解質としては、ＬｉＢＦ₄やＬ
ｉＰＦ₆、ＬｉＡｓＦ₆等のリチウム塩を固体電解質や
ポリマー或いは非水溶媒、例えば、環状カーボネートや
鎖状カーボネートの単独若しくはこれらの混合溶媒に混
合若しくは溶解させた液状若しくはゲル状若しくは固体
状の電解質を用いることができる。

【００３１】正極電極２６及び負極電極２７には、幅方
向の一側縁に突出する箔状の多数の集電リードである正
極リード２６ａ及び負極リード２７ａが設けられてい
る。この正極リード２６ａ及び負極リード２７ａは、セ
パレータ２８を介して正極電極２６及び負極電極２７を
重ね合わせた状態において、互いに反対側の端部に位置
するように配置されている。このセパレータ２８を介し
て正極電極２６と負極電極２７とが積層された積層電極
体が、中心部に貫通孔２９ａを有する円筒状の巻心軸２
９の周囲に巻き付けられている。これにより、正極電極
２６と負極電極２７とセパレータ２８とを有する円筒状
に巻回された電池本体２２が構成されている。

【００３２】この電池本体２２の軸方向の一方である正
極リード２６ａが突出した側には正極集電体２３が配置
され、その他方である負極リード２７ａが突出した側に
は負極集電体２４が配置されている。そして、負極集電
体２４は外装ケース２１の底部２１ａ側に配置され、従
って、正極集電体２３が外装ケース２１の開口部２１ｂ
側に配置されている。正極集電体２３は、例えば銅Ｃｕ
を材料として円板状に形成されており、その中央部に
は、負極集電体２４を外装ケース２１の底部２１ａに溶
接するために図示しない溶接装置の棒状溶接電極が挿入
される貫通孔２３ａが設けられている。

【００３３】また、負極集電体２４は、異種金属同士を
加熱、圧延することによって接合させたクラッド材（例
えば、銅ＣｕにニッケルＮｉを接合させた合金等）を材
料として円板状に形成されている。この負極集電体２４
には、周縁近傍から延在されて中央部まで達する弾性片
４０が設けられている。弾性片４０は、負極集電体２４
にＵ字状のスリット４１を設けることによって形成され
ている。この偏平で細長の弾性片４０の自由端部が、外
装ケース２１の底部２１ａに抵抗溶接等の溶接手段によ
って接合されている。

【００３４】このような構成を有する負極集電体２４に
は、リング状に形成された固定リング４３を介して多数
の負極リード２７ａが接触されている。多数の負極リー
ド２７ａは、半径方向外側に折り曲げることによってリ
ング状に纏められ、その状態で固定リング４３に巻き付
けられている。この固定リング４３が負極集電体２４に
重ね合わされ、溶接等の固着手段によって固定リング４
３が負極集電体２４に接合されている。これにより、多
数の負極リード２７ａと負極集電体２４とが導通可能に
構成されている。

【００３５】また、正極集電体２３に対向する多数の正
極リード２６ａは、リング状に纏められて固定リング３
０に巻き付けられる。この固定リング３０を正極集電体
２３に嵌合し、溶接等の固着手段を用いて固定リング３
０を正極集電体２３に接合することにより、多数の正極
リード２６ａと正極集電体２３とが導通可能とされてい
る。この正極集電体２３の電池本体２２と反対側の面に
は、Ｕ字状に形成されたリード片３１の一端が溶接等の
固着手段によって接合されている。このリード片３１の
他端にはサブディスク３２が固定されており、このサブ
ディスク３２には安全弁３３が溶接等の固着手段によっ
て接合されている。

【００３６】安全弁３３は、リング状に形成された安全
抵抗体３４を介して正極キャップ２５と接合されて一体
的に構成されている。安全抵抗体３４は、導電性及び正
温度特性を有しており、誤って正負極間が短絡した場合
に大電流が通電されるのを防止する。また、正極キャッ
プ２５及び安全弁３３は、ともに中央部が円形に膨出さ
れた円盤状の板体からなり、互いに凸側を外に向けて対
向設置されている。これら正極キャップ２５及び安全弁
３３のフランジ部間に安全抵抗体３４が介在されてい
る。

【００３７】安全弁３３の中央部には、正極キャップ２
５と反対側に突出する半球殻状の膨出部３３ａが設けら
れている。この膨出部３３ａは、安全弁３３のフランジ
部を除く略全面を覆うように設けられた絶縁性の弁カバ
ー３５の中央孔３５ａ内に挿入されている。更に、弁カ
バー３５の安全弁３３と反対側には、同じく絶縁性のリ
ング状部材からなる固定基板３６が配置されている。こ
の固定基板３６の中央孔３６ａは、弁カバー３５の中央
孔３５ａと合致するように設けられている。これらの孔
３５ａ，３６ａを膨出部３３ａが貫通し、その膨出部３
３ａの中央部にサブディスク３２の中央部が溶接により
接合されて一体化されている。

【００３８】この安全弁付き正極キャップ２５及び安全
弁３３のフランジ部には、シール部材の一具体例を示す
リング状のガスケット３７が装着されている。このガス
ケット３７を介して正極キャップ２５及び安全弁３３
が、外装ケース２１の開口部２１ｂに嵌合されている。
ガスケット３７は、外装ケース２１の開口部２１ｂの近
傍に設けた括り部４５によって位置決めされている。ガ
スケット３７の材料としては、例えば、ポリプロピレン
（ＰＰ）を用いることができ、ＰＰで所定形状に成形し
たものにアスファルトをコーティングして形成すること
ができる。

【００３９】この外装ケース２１の括り部４５のガスケ
ット３７側の面である受け面４５ａは、括り部４５の頂
部を連ねた平面Ｓ（外装ケース２１が筒体として延びる
方向に延在された中心線Ｌと直交する方向に展開された
平面）と略平行とされた「平行面」であって且つその表
面が平滑にされた「平滑面」でもある「平行平滑面」と
されている。即ち、「平行面」とは、括り部４５の頂部
を連ねた平面Ｓと平行又は略平行をなす面を言う。従っ
て、受け面４５ａの平行面部と外装ケース２１の括り部
４５より先端側の円筒面とは略直角をなすように形成さ
れている。また、「平滑面」とは、外装ケース２１を絞
り加工する際に生ずる縦キズ４６を無くすことにより平
滑とされた面を言う。そして、「平行平滑面」とは、上
述した平行面であって、しかも平滑面でもある面を言う
ものとする。

【００４０】このような平行平滑面は、例えば、次のよ
うにして成形することができる。ビーディング加工に用
いるビーディング部材５０は、リング状の部材を二つ割
りしたような２個で一対の工具（図３〜図５では片側の
みを示す。）によって構成されている。図３〜図５に示
すように、ビーディング部材５０の内周面には、内向き
に突出されていると共に周方向に連続するビード部５０
ａが設けられている。このビード部５０ａの外形形状が
外装ケース２１に転写され、これにより、外装ケース２
１の所定位置に所定の大きさの括り部（ビード）４５が
形成される。

【００４１】このビーディング部材５０のビード部５０
ａの上面５０ｂは、平面Ｓと平行となるようビーディン
グ部材５０の内周面と直角（９０度）に形成されてい
る。このビード部５０ａの上面５０ｂに、絞り部材の一
具体例を示すポンチ５１が外装ケース２１を介して押圧
及び／又は打撃される。尚、ビード部５０ａの下面は、
加工後に容易に抜き出すことができるように適度な大き
さの角度を付けるか、或いは隅部に大きなアールを設定
すると良い。また、ポンチ５１は、外装ケース２１の内
径と略同一寸法の外径を有する円筒体からなり、その底
面５１ａはポンチ５１の中心線と直交する平面とされて
いる。

【００４２】上述したような構成を有するビーディング
部材５０を、図４に示すように、外装ケース２１の開口
側近傍において側方から近づけ、従来と同様の方法で予
め外装ケース２１に形成されている括り部４５’にビー
ド部５０ａを嵌合させる。このビーディング部材５０を
所定の力で締め込んでビード部５０ａを所定の深さまで
差し込み、この状態で、ポンチ５１を中心線Ｌ方向に移
動させて外装ケース２１の開口部２１ｂ内に挿入する。
そして、ポンチ５１を所定の深さまで差し込み、先端面
を括り部４５’の上面に押圧することにより、その上面
が適宜の範囲で平行面をなすとともに外装ケース２１の
半径方向内向きに突出され且つ周方向に連続する受け面
４５ａを有する括り部４５が形成される。

【００４３】この場合、ポンチ５１をハンマのように打
ち付ける（打出し法）ことにより、その表面を平滑にし
て平滑面とすることができる。そして、括り部４５の受
け面４５ａを、平行面としつつ同時に平滑面とすること
により平行平滑面が形成される。この平面度・面粗度を
向上させる方法としては、上述したような平滑な平面に
て加圧したり打撃したりする方法の他、例えば、表面が
平滑なローラを回転しながら押し付けて加圧する方法、
或いは、表面が平滑なへらを押し付けて加圧する方法
等、各種の方法を適用することができる。

【００４４】このようにして括り部４５が形成された外
装ケース２１の開口部２１ａ内に、ガスケット３７が嵌
合される。このガスケット３７の下面は、括り部４５の
受け面４５ａが平行平滑面である場合には、最も広い範
囲で受け面４５ａに面接触させることができる。このガ
スケット３７を装着した状態において、外装ケース２１
内に有機溶媒系の電解液が注入される。この有機溶媒系
電解液は、電池本体２２が埋没する程度まで充填される
と共に、電池本体２２内に含浸される。

【００４５】次に、ガスケット３７の上に安全弁３３を
載置し、この安全弁３３に固定されているサブディスク
３２をリード片３１の自由端に溶接等の固着手段によっ
て接合する。次に、安全弁３３の上に安全抵抗体３４を
介して正極キャップ２５を載置した後、外装ケース２１
の開口部２１ｂを囲う開口側周縁部２１ｃをカシメ加工
して内側に折り曲げる。これにより、外装ケース２１の
開口部２１ｂがガスケット３７を介して正極キャップ２
５等によって閉塞される。これにより、外装ケース２１
の開口部２１ｂが封口され、外装ケース２１の内部が液
密に保持されたリチウムイオン二次電池２０が構成され
る。

【００４６】このような構成を有するリチウムイオン二
次電池２０は、例えば、充電する場合や放電する場合に
おける電池本体２２の電気化学反応によって熱が発生す
る。この発熱によって外装ケース２１内の圧力が上昇
し、その圧力が外装ケース２１の内面全体に均等に作用
する。その結果、外装ケース２１とガスケット３７とが
接触する部分にも同様の圧力が作用し、その圧力によっ
て電解液が括り部４５とガスケット３７との接触面内に
入り込み、更に、その接触面を伝わって外部に漏れ出よ
うとする。

【００４７】ところが、ガスケット３７に接触する括り
部４５の受け面４５ａは、外装ケース２１の円筒内面と
直角をなす平行面を有し、且つ平滑に加工された平滑面
とされている。そのため、外装ケース２１の開口側周縁
部のカシメ加工によってガスケット３７の下面が括り部
４５の受け面４５ａに圧接され、広い範囲に亘って面接
触される。その結果、括り部４５とガスケット３７との
接触面内に電解液が入り込み難くなり、その接触面を伝
わって外部に漏れ出ようとするのを防止又は効果的に抑
制することができる。

【００４８】このような効果を確認するために、次のよ
うな試験を行った。この試験は、括り部（ビード）４５
の平坦度の差による液漏れ状態を比較したものである。
括り部４５の受け面４５ａの傾き角度αは、試験例では
０度に設定し、比較例では１０度に設定して、それぞれ
熱冷サイクル試験を行った。試験条件は、次の通りであ
る。 (1) 二次電池を、＋６５℃で１時間保持し、次いで、
１時間かけて−３０℃まで温度を下げる。 (2) この二次電池を、−３０℃で１時間保持し、次い
で、１時間かけて＋６５℃まで温度を上げる。 (3) 二次電池を、＋６５℃で１時間保持し、これを繰
り返し行う。このような熱冷サイクルを１００サイクル行った後、カ
シメ部分の漏液状態を観察した。

【００４９】その結果、比較例では、受け面の傾斜角度
が大きく、しかも外装ケースの内面に無数の縦キズがで
きているために、ビード部とガスケットとの密着性が低
いものであった。そのため、温度変化による外装ケース
の膨張・収縮によってビード部とガスケットとの間に隙
間が発生し、これが原因となって多数の電池に液漏れが
発生したことが明らかになった。

【００５０】これに対して、上述した本願発明の試験例
では、括り部４５の受け面４５ａを基準にして開口側周
縁部のカシメによってガスケット３７を固定する構成と
したため、ガスケット３７を括り部４５（ビード部）に
対して十分に広い面積で接触させて密着性を向上させる
ことができた。その結果、温度変化によって外装ケース
２１に膨張・収縮が生じた場合にも、常に、ガスケット
３７の表面が外装ケースの内面に圧接されているため、
このガスケット３７のクッション性によって電池内部の
密封性を保持することができ、電池の液漏れを防止又は
効果的に抑制することができることが明らかになった。

【００５１】尚、括り部４５の受け面４５ａは、上述し
た平行面及び平滑面の少なくとも一方の要件を満足する
ものであればよいものである。即ち、受け面４５ａを平
行面のみとして構成しても良く、また、平滑面のみとし
て構成することもできる。

【００５２】図６乃至図８には、上述した平行面及び／
又は平滑面からなる受け面４５ａを括り部４５に成形す
る方法・装置の他の実施例を示す。図６及び図７に示す
第２の実施例に係る成形加工装置７０は、ラジアル押圧
ローラ７１と受圧ブロック７２とで構成したものであ
る。ラジアル押圧ローラ７１は、外装ケース２１の開口
部２１ｂの内径よりも十分に小さな直径のローラからな
る。このラジアル押圧ローラ７１は、外装ケース２１の
回転の中心線Ｌと直交する方向に延在された回転軸７３
に圧入され、或いはスプライン結合、キー結合その他の
固着手段により結合されて回転方向に一体的に構成され
ている。この場合、回転軸７３の軸心線Ｍは回転中心線
Ｌと直角に交差するように設定するのが好ましいが、互
いに交差しないように配置する構成とすることもでき
る。

【００５３】また、受圧ブロック７２は、外装ケース２
１の外側から括り部４５に嵌合される環状のブロック部
材によって構成されている。この受圧ブロック７２は、
円周方向に２又は３以上に分割されたブロック片の組み
合せからなり、所定数のブロック片を組み合せることに
よって１個の環状をなす受圧ブロック７２が構成され
る。この受圧ブロック７２は、括り部４５の外側に嵌合
されるビード部７２ａを有し、このビード部７２ａの上
面７２ｂは外装ケース２１の回転中心線Ｌと直交する平
面となるように形成されている。

【００５４】この受圧ブロック７２を外装ケース２１の
括り部４５に嵌め合せ、外装ケース２１と共に受圧ブロ
ック７２を回転させる。次に、ラジアル押圧ローラ７１
を回転させながら括り部４５の上面に押圧する。これに
より、括り部４５の上面が、ラジアル押圧ローラ７１に
よって受圧ブロック７２のビード部７２ａの上面７２ｂ
に押圧されつつ引き延ばされる。その結果、ビード部７
２ａの上面７２ｂに倣って括り部４５の上面が回転中心
線Ｌと直交する平面に成形されると共に表面が平滑に仕
上げられ、平行平滑面とされた受け部４５ａが形成され
る。このようにして受け部４５ａを形成することによっ
ても、上述した実施例と同様の効果を得ることができ
る。

【００５５】尚、受圧ブロック７２は、２又は３以上に
分割されたブロック片の一辺のみで構成することもでき
る。この場合には、受圧ブロック７２はラジアル押圧ロ
ーラ７１の下方に固定的に配置し、この受圧ブロック７
２の上を外装ケース２１が回転しながら滑るように構成
する。

【００５６】また、図８に示す第３の実施例に係る成形
加工装置８０は、スラスト押圧ローラ８１と受圧ローラ
８２とで構成したものである。スラスト押圧ローラ８１
は、１個又は２個以上のニードルローラ８３と、このニ
ードルローラ８３を回転自在に支持する円筒状の円筒回
転体８４との組み合せによって構成されている。円筒回
転体８４は、外装ケース２１の開口部２１ｂの内径と略
同程度の直径を有し、その軸心線Ｎは外装ケース２１の
回転中心線Ｌと一致させるか又は平行となるように設置
されている。

【００５７】この円筒回転体８４の下端面の外周縁近傍
には、１又は２以上のローラ受け用の凹部８５が設けら
れている。各凹部８５には、円筒回転体８４の半径方向
に軸方向を向けた状態でニードルローラ８３が回転自在
に収納されている。ニードルローラ８３を複数個使用す
る場合には、ニードルローラ８３と同数の凹部８５は円
周方向へ等角度間隔に配置して設ける。ニードルローラ
８３の下面は円筒回転体８４の下端面よりも若干下方へ
突出させ、その状態でローラ軸８３ａによって回転自在
に支持する。

【００５８】受圧ローラ８２は、外装ケース２１の括り
部４５に外側から挿入される受圧部８２ａを有してい
る。この受圧部８２ａを半径方向内側にして受圧ローラ
８２が、片持ち状に支持されて回転自在に構成されてい
る。更に、受圧ローラ８２は、軸方向へ進退移動可能と
されていて、加工時には受圧部８２ａがニードルローラ
８３の下方に入り込む。

【００５９】このような構成を有する成形加工装置８０
によれば、例えば、次のようにして括り部４５の受け面
４５ａの成形加工を行うことができる。まず、受圧ロー
ラ８２を回転させながら、受圧部８２ａを外装ケース２
１の括り部４５内に外側から挿入する。これと同時又は
前後して、スラスト押圧ローラ８１を回転させながら、
その下部を外装ケース２１の開口部２１ｂ内に挿入す
る。次に、回転するスラスト押圧ローラ８１の下端部を
括り部４５の上面に押圧し、ニードルローラ８３を括り
部４５の上面に回転移動させる。

【００６０】これにより、括り部４５の上面が、ニード
ルローラ８３によって受圧部８２ａの上面７２ｂに押圧
されつつ引き延ばされる。その結果、ニードルローラ８
３と受圧ローラ８２とによって挟まれた括り部４５の上
面が、回転中心線Ｌと直交する平面に成形されると共に
表面が平滑に仕上げられ、平行平滑面とされた受け部４
５ａが形成される。このようにして受け部４５ａを形成
することによっても、上述した実施例と同様の効果を得
ることができる。

【００６１】図９及び図１０は、本願発明の蓄電装置の
第２の実施例を示すものである。この実施例に示す蓄電
装置は、分極性電極と電解液の界面に生じる電気二重層
に電荷を蓄積する電気二重層コンデンサに適用したもの
である。

【００６２】電気二重層コンデンサ６０は、有底円筒状
の金属よりなる外装ケース６１と、この外装ケース６１
内に収納される蓄電本体であるコンデンサ本体６２等を
備えて構成されている。コンデンサ本体６２は、金属箔
若しくは導電性高分子からなる集電体上に活性炭と結着
剤と導電剤の混合物を設けた一対の分極性電極を有し、
この分極性電極間にセパレータを介在させて巻回するこ
とにより構成されている。このコンデンサ本体６２には
電解液が含浸され、その状態で外装ケース６１内に収納
されている。

【００６３】外装ケース６１の開口部６１ａには、シー
ル部材であるゴム状弾性体からなるガスケット６４が嵌
合されている。このガスケット６４には、一対の分極性
電極に接続されたリード線６３がそれぞれ貫通し、各リ
ード線６３の先端部が外部に突出されている。更に、ガ
スケット６４の外周面には、周方向に連続する断面円弧
状の環状溝６５が設けられている。この環状溝６５に
は、外装ケース６１の開口側近傍に設けられた括り部６
６が嵌合されている。そして、外装ケース６１の開口側
周縁部６１ｂをカーリング加工することにより、外装ケ
ース６１の開口部６１ａが封口されている。この外装ケ
ース６１の開口側周縁部６１ｂのカシメと、括り部６６
に対する環状溝６５の噛み合いとによって電解液の液漏
れ防止が図られている。

【００６４】この蓄電装置の第２実施例においても、括
り部６６の上面である受け面６６ａを、上述した第１実
施例と同様に平行面であって且つ平滑面でもある平行平
滑面とすることにより、コンデンサ内部の密封性を保持
することができ、これにより、コンデンサの液漏れを防
止又は効果的に抑制することができるという効果が得ら
れる。

【００６５】以上説明したが、本発明は上述した実施の
例に限定されるものではなく、例えば、上記実施例にお
いては、電池の適用例としてリチウムイオン二次電池２
０について説明したが、ニッケル水素二次電池その他の
二次電池に適用できることは勿論のこと、アルカリ乾電
池やマンガン乾電池等のように一次電池にも適用できる
ものである。更に、外装ケースの封口部の構造は、上述
した実施例に限定されるものではない。このように、本
発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更できるも
のである。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本出願の請求項１
記載の蓄電装置によれば、括り部のシール部材側の受け
面を平行平滑面、平行面又は平滑面にする構成としたた
め、括り部とシール部材との間の密着性を向上させるこ
とができ、外装ケースとシール部材との間から電解液が
漏れ出るのを防止し又はその液漏れを効果的に抑制する
ことができるという効果が得られる。

【００６７】本出願の請求項２記載の蓄電装置によれ
ば、括り部をビーディング加工によって形成し、このビ
ーディング加工時、括り部のシール部材側の受け面に絞
り部材を押圧するか又は打撃する構成としたため、その
受け面を平行面又は平滑面に成形することができ、これ
により、括り部とシール部材との間の密着性を向上させ
て、外装ケースとシール部材との間から電解液が漏れ出
るのを防止又は抑制することができるという効果が得ら
れる。

【００６８】本出願の請求項３記載の蓄電装置によれ
ば、括り部をビーディング加工によって形成し、このビ
ーディング加工時、括り部のシール部材側の受け面に絞
り部材を押圧するか又は打撃する構成としたため、その
受け面を平行面であって平滑面でもある平行平滑面に成
形することができ、これにより、括り部とシール部材と
の間の密着性を向上させて、外装ケースとシール部材と
の間から電解液が漏れ出るのを防止又は抑制することが
できるという効果が得られる。

【００６９】本出願の請求項４記載の蓄電装置によれ
ば、電気エネルギーの充電及び／又は放電が可能な電池
又はコンデンサに適用することにより、外装ケースとシ
ール部材との間から電解液が漏れ出ることのない若しく
は電解液の漏れ出し難い電池又はコンデンサを提供する
ことができるという効果が得られる。

【００７０】本出願の請求項５記載の蓄電装置の製造方
法によれば、括り部のシール部材側の受け面を平行面又
は平滑面とすることにより、括り部とシール部材との間
の密着性を向上させることができ、外装ケースとシール
部材との間から電解液が漏れ出るのを防止又は液漏れを
効果的に抑制できる蓄電装置を製造することができると
いう効果が得られる。

【００７１】本出願の請求項６記載の蓄電装置の製造方
法によれば、括り部をビーディング加工によって形成
し、このビーディング加工時、括り部のシール部材側の
受け面に絞り部材を押圧するか又は打撃することによ
り、その受け面を平行面であって平滑面でもある平行平
滑面として成形することができ、これにより、括り部と
シール部材との間の密着性を向上させて、外装ケースと
シール部材との間から電解液が漏れ出るのを防止又は液
漏れを効果的に抑制できる蓄電装置を製造することがで
きるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蓄電装置の第１の実施例を示すリチウ
ムイオン二次電池の縦断面図である。

【図２】図１に示すリチウムイオン二次電池の外装ケー
スの要部を拡大して示す断面図である。

【図３】図１に示すリチウムイオン二次電池の外装ケー
スに括り部を形成するための作業工程の第１の実施例を
説明するもので、ビーディング部材及びポンチによる加
工前の状態を示す断面図である。

【図４】図１に示すリチウムイオン二次電池の外装ケー
スに括り部を形成するための作業工程の第１の実施例を
説明するもので、ビーディング部材及びポンチによる加
工中の状態を示す断面図である。

【図５】図１に示すリチウムイオン二次電池の外装ケー
スに括り部を形成するための作業工程の第１の実施例を
説明するもので、ビーディング部材及びポンチによる加
工後の状態を示す断面図である。

【図６】本発明の蓄電装置に係る外装ケースに括り部を
形成する第２の実施例を説明するもので、ラジアル押圧
ローラと受圧ブロックとを備えた成形加工装置による加
工状態を示す斜視図である。

【図７】図６の要部を断面して示す説明図である。

【図８】本発明の蓄電装置に係る外装ケースに括り部を
形成する第３の実施例を説明するもので、スラスト押圧
ローラと受圧ローラとを備えた成形加工装置による加工
状態を示す説明図である。

【図９】本発明の蓄電装置の第２の実施例を示す電気二
重層コンデンサの縦断面図である。

【図１０】図９の要部を拡大して示す断面図である。

【図１１】従来のリチウムイオン二次電池を示す縦断面
図である。

【図１２】図１１に示す従来のリチウムイオン二次電池
の外装ケースの要部を拡大して示す断面図である。

【図１３】図１１に示す従来のリチウムイオン二次電池
の外装ケースに括り部を形成するための作業工程を説明
する断面図である。

【符号の説明】

２０リチウムイオン二次電池（蓄電装置）、２１，
６１外装ケース、２１ｂ，６１ａ開口部、２１
ｃ，６１ｂ開口側周縁部、２２電池本体（蓄電本
体）、３７，６４ガスケット（シール部材）、４
５，６６括り部、４５ａ，６６ａ受け面、５０
ビーディング部材、５０ａ，７２ａビード部、５
０ｂ，７２ｂ上面、５１ポンチ（絞り部材）、
６０電気二重層コンデンサ（蓄電装置）、６２コン
デンサ本体（蓄電本体）、６５環状溝、７０，８０
成形加工装置、７１ラジアル押圧ローラ、７２
受圧ブロック、８１スラスト押圧ローラ、８２
受圧ローラ、８２ａ受圧部、８３ニードルロー
ラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5H011 AA17 DD10 DD15 DD26 GG02 JJ04 JJ08 5H028 BB01 BB04 BB15 BB19 CC08 FF05 5H029 AJ15 AK03 AL06 AL07 AL08 AM00 AM03 AM05 AM07 AM11 AM16 BJ02 BJ14 CJ01 CJ03 CJ06 CJ25 CJ28 DJ02 DJ03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】開口部を有する有底の筒体からなる外装
ケースと、上記開口部に装着されるシール部材と、を備え、上記外装ケースの上記開口部の近傍において内向きに突
出され且つ周方向に連続する括り部を設け、この括り部
で開口部に嵌合される上記シール部材を位置決めすると
共に、当該外装ケースの開口側周縁部をカシメることに
より開口部を封口した蓄電装置において、上記括り部の上記シール部材側の受け面を、当該括り部
の頂部を連ねた平面と略平行となる平行面とするか又は
当該括り部の表面を平滑にして平滑面として形成したこ
とを特徴とする蓄電装置。
【請求項２】上記括り部は上記外装ケースをビーディ
ング部材で挟持することにより形成し、上記シール部材
側の受け面は、上記ビーディング部材に上記括り部の頂
部を連ねた平面と交差する方向から絞り部材を押圧する
か又は打撃することにより上記平行面又は上記平滑面と
して形成したことを特徴とする請求項１記載の蓄電装
置。
【請求項３】上記括り部は上記外装ケースをビーディ
ング部材で挟持することにより形成し、上記シール部材
側の受け面は、上記ビーディング部材に上記括り部の頂
部を連ねた平面と交差する方向から絞り部材を押圧及び
／又は打撃することにより上記平行面であって上記平滑
面でもある平行平滑面として形成したことを特徴とする
請求項１記載の蓄電装置。
【請求項４】上記蓄電装置は、電気エネルギーの充電
及び／又は放電が可能な蓄電本体が上記外装ケース内に
収納された電池又はコンデンサであることを特徴とする
請求項１記載の蓄電装置。
【請求項５】有底の筒体からなる外装ケースの開口部
の近傍にビーディング加工を施すことによって内向きに
突出され且つ周方向に連続する括り部を形成し、この括
り部で開口部に嵌合されたシール部材を位置決めした
後、外装ケースの周縁部をカシメ加工することにより当
該開口部を封口する蓄電装置の製造方法において、上記ビーディング加工時に上記開口部内に絞り部材を挿
入し、この絞り部材で上記括り部の上記シール部材側の
受け面を押圧するか又は打撃し、当該受け面を括り部の
頂部を連ねた平面と略平行となる平行面とするか又は当
該受け面の表面を平滑にして平滑面として形成したこと
を特徴とする蓄電装置の製造方法。
【請求項６】上記括り部の上記シール部材側の受け面
を上記絞り部材で押圧及び／又は打撃することにより当
該受け面を、表面が平滑であって括り部の頂部を連ねた
平面と略平行となる平滑平行面として形成したことを特
徴とする請求項５記載の蓄電装置の製造方法。