JP2002008601A

JP2002008601A - 封口シール部材、封口シール部材の射出成形金型および密閉型電池

Info

Publication number: JP2002008601A
Application number: JP2000193015A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Nakayama; 孝行中山; Noriyoshi Yaginuma; 則芳柳沼
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-06-27
Filing date: 2000-06-27
Publication date: 2002-01-11

Abstract

(57)【要約】【課題】信頼性の高い密閉型電池を得ることができる
ようにする。【解決手段】リング状封口シール部材１によって封口
される密閉型電池であって、そのリング状封口シール部
材１は、その円周の真円度が０．０２ｍｍ以内とされた
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、封口シール部材、
封口シール部材の射出成形金型および密閉型電池に関わ
る。

【０００２】非水電解液電池、アルカリ電池、酸化銀電
池、リチウムコイン型電池、扁平型アルカリ電池等の各
種密閉型電池においては、通常、外装缶内に電池本体が
収容され、外装缶の開口部に、蓋体が配置され、この蓋
体の周囲と、外装缶の開口部内周面との間に封口シール
部材いわゆるガスケットが配置され、この封口シール部
材が外装缶の開口部によってかしめつけられて封口する
ようになされる。

【０００３】ところが、このような電池、特に、アルカ
リ電池においては、長期の保管状態で、その封口部、す
なわち封口シール部材と、その外装部品例えば外装缶の
内壁面から電解液が漏出する現象が起きる場合がある。
この漏液は、いわゆる電解液の這い上がり現象と、封口
シール部材と、外装部品例えば外装缶の開口部内面や、
例えば負極集電ピンとの間のとの隙間による液漏れが考
えられている。このような隙間に関しては、この隙間に
アスファルトや、ゴム等の弾性物を塗布してこれを埋め
るという方法が採られている。

【０００４】しかしながら、このような弾性物を塗布す
る方法を採っても、実際には、封口シール部材に塑性変
形が生じるとか、急激な温度変化等によって長時間の使
用あるいは保管において、上述した隙間が発生し、液漏
れを発生する場合があるという問題が生じる。これを回
避するには、封口シール部材を、その封口部との接触、
例えば外装缶によるかしめによって圧縮・変形させて上
述した隙間の発生が生ずることがないようにしておくこ
とが必要となる。

【０００５】上述した封口シール部材は、通常、ポリオ
レフィンやナイロンなどの樹脂による射出成形品によっ
て構成されるが、この場合、この成形品自体において、
歪み、肉厚の偏りすなわち偏肉、変形が発生すると、こ
の封口シール部材による、例えば外装缶の封口をその全
周に渡って確実に上述した隙間の発生を回避することが
困難になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明においては、上
述した封口シール部材の歪み、偏肉、変形の発生を確実
に回避する封口シール部材を提供する封口シール部材、
そして、これを得る封口シール部材の射出成形金型、更
にこの封口シール部材を用いることによって液漏れを回
避でき、信頼性の高い密閉型電池を得ることができるよ
うにするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明による
封口シール部材は、射出成形体によるリング状封口シー
ル部材であって、この封口シール部材は、その円周の真
円度が０．０２ｍｍ以内である構成とする。

【０００８】また、本発明は、リング状封口シール部材
の射出成形金型であって、この金型のキャビティの内周
面の真円度が０．２μｍ以内で、かつこの面の表面粗さ
Ｒｙ（すなわちＲmax つまり、谷の底から山のピークま
での差）が、１．２μｍ以下とされて構成とする。

【０００９】また、本発明は、リング状封口シール部材
によって封口される密閉型電池であって、そのリング状
封口シール部材は、その円周の真円度が０．０２ｍｍ以
内とされた構成とする。

【００１０】上述の構成による封口シール部材によれ
ば、歪み、変形、偏肉の発生を効果的に回避できるもの
である。また、上述の封口シール部材の射出成形金型に
よれば、封口を良好に行うことができる封口シール部材
を成形することができる。更に、上述した封口シール部
材を用いた密閉型電池は耐漏液性にすぐれ、信頼性の高
い密閉型電池を構成できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１ＡおよびＢは、本発明による
リング状の封口シール部材の一実施形態の一例の平面図
および断面図を示す。この例における封口シール部材１
は、切頭円錐状の円筒部１ａを有し、その小径側の底部
１ｂに中心孔１ｃを有する形状とされた場合で、この場
合、その円筒部１ａが、例えば電池における外装缶と、
その開口部に配置された蓋体との間に挟みこまれてかし
められることによって外装缶の開口部の封口がなされ
る。本発明においては、この封口シール部材１の円周、
すなわち円筒部１ａの真円度が、０．０２ｍｍ以内とな
る構成とする。

【００１２】図２は、これを成形する本発明による射出
成形金型の実施形態の一例の概略断面図である。この例
における金型は、キャビティブロック２と、コアブロッ
ク３とを有して成る。キャビティブロック２には、その
中心にキャビティ２ｃが形成れ、更に、このキャビティ
ブロック２の中心軸上に、キャビティピン２ｐが貫通し
て配置され、このキャビティピン２ｐの先端面が、キャ
ビティ２ｃの底部に臨むようになされる。

【００１３】コアブロック３の中心軸上に、コアピン３
ｐ型が貫通して配置され、その先端面がキャビティピン
２ｐの先端面に衝合した状態で、このコアピン３ｐの先
端部とキャビティ２ｃとの間に所要の射出成形空間１
２、すなわち目的とする図１で示した封口シール部材１
の形状の射出成形空間１２が形成されるようになされ
る。また、例えばキャビティブロック２とキャビティブ
ロック３との突き合わせ部に、キャビティ２ｃ内に樹脂
を射出する先端にゲート４ｇを有するランナー４が形成
される。

【００１４】このキャビティ２ｃの形成の内周面２ｓ
は、図３にキャビティブロック２の一部の断面図を示す
ように、回転砥石５による切削研磨によって形成され
る。この回転砥石５は、回転軸５Ｓの先端に柱状砥石５
Ａを有し、その回転中心軸Ｏ₁−Ｏ₁’が、ブロック２
の中心軸Ｏ−Ｏ’と平行に配置され、またこの砥石５Ａ
の周面５ｓは、最終的に形成する封口シール部材１の筒
状部１ａの外周面が所要のテーパを有する形状すなわち
キャビティ２ｃを円錐形状とするときは、これに対応す
るテーパを有する円錐形状とされる。そして、この回転
砥石５は、軸Ｏ₁−Ｏ₁’を中心として例えば左回転さ
せるとき、キャビティブロック２の回転、すなわちいわ
ゆるワーク回転は、キャビティブロック２その中心軸Ｏ
−Ｏ’を中心に右回転すなわち砥石の回転と逆回転させ
る。

【００１５】本発明においては、この成形金型の、封口
シール部材１を成形するためのキャビティ２ｃの、特に
封口シール部材１の周面を形成する内周面２ｓを、真円
度が０．２μｍ以内で、その表面粗さＲｙ（すなわちＲ
max ）が、１．２μｍ以下の形状および表面性とする。

【００１６】この内周面２ｓを形成する切削研磨は、例
えば次の条件とした。回転砥石：ＢＺ３２５Ｎ４ＳＶ（（株）ＦＳＫ製）砥石５Ａの先端直径：６ｍｍ研削液：ＦＣ５７００（ネオス社製：光沢、面粗度向上
用）加工条件：スパークアウト（最終切り込み）時間１０分砥石回転数４７３００ｒｐｍワーク軸回転数３６０ｒｐｍ

【００１７】この切削研磨を行うことにより、図４Ａに
示すように、キャビティ２ｃの内周面２ｓを、真円度が
０．１４４μｍで、その表面粗さＲｙは、０．４４１μ
ｍとすることができた。そして、この金型によって射出
成形によって作製したリング状封口シール部材１は、そ
の横断面を図５Ａに示すように、正円で一様な厚さを有
する筒状部１ａが形成された。

【００１８】因みに、従来の成形金型においては、その
キャビティの周面を形成する切削研磨は、例えば次の条
件によっている。回転砥石：ＢＺ１７０Ｒ４ＳＶ（（株）ＦＳＫ製）砥石５Ａの先端直径：６ｍｍ研削液：ＭＢ−３０１（ムネタカビエン社製）加工条件：スパークアウト（最終切り込み）時間５分砥石回転数２４０００ｒｐｍワーク軸回転数４５０ｒｐｍ

【００１９】この切削研磨によって得たキャビティ２ｃ
の内周面２ｓは、図４Ｂに示すように、真円度が０．３
１４μｍで、その表面粗さＲｙは、２．８５９μｍとな
り、また、この金型によって射出成形によって作製した
リング状封口シール部材１は、その横断面を図５びに示
すように、正円によらず、また厚さが不均一な筒状部１
ａを有する封口シール部材となる。

【００２０】そして、本発明による密閉型電池は、種々
の構成による密閉型電池、例えば非水電解液２次電池、
固体電解質電池、アルカリ電池等を構成することがで
き、またその形状も、筒状、扁平型、コイン型、シート
型等種々の構成に適用することができる。

【００２１】図６は、アルカリ電池に適用した場合で、
この場合、構成によって種々の形状を採り得る。この例
では、有底円筒状の例えばニッケルメッキ鋼板により成
る正極外装缶２１内に、円筒状に成形された正極合材２
２が挿入される。正極合材２２の中心孔内には、例えば
ビニロン、レーヨン等による不織布等より成るセパレー
タ２４が配置され、このセパレータ２４によって正極合
材２２と物理的に隔絶して負極合材２５が充填される。

【００２２】負極合材２５中には、その中心部に負極集
電ピン２６が挿入され、その頭部が、外装缶２１の開口
端の封口部に設けられた負極端子板２７に連結される。
外装缶２１の開口端の封口部は、負極端子板２７とその
内面に対向して配置された補強基板２８とを有し、負極
端子板２７のフランジ部を基板２８の周辺部に衝合させ
た状態で、この周辺部を、本発明による封口シール部材
１すなわちガスケットによって挟み込んだ状態で、外装
缶２１の開口端縁をかしめつけて封口閉蓋する。

【００２３】この場合の封口シール部材１は、図７にそ
の一例の断面図を示すように、底部１ｂの中心軸上に、
ボス部１ｄが一体に形成されてなる。そして、このボス
部１ｄ内に負極集電ピン２６が貫通されて、この負極集
電ピンを電池中心軸上に配置されるようになされてい
る。

【００２４】外装缶２１の表面には、メーカー名、電池
種類、注意書き等が記載された外装ラベル２９が巻き付
けられ、その両端が、外装缶２１の両端に絞り込まれ
る。

【００２５】正極合材２２の正極活物質は、例えば天然
あるいは人造の二酸化マンガン粉末、導電材としてのグ
ラファイト、アセチレンブラックなどの黒鉛粉末を用
い、これを水酸化カリウム水溶液に混合して構成し得
る。負極合剤４は、例えばビスマスや、インジウム等を
添加した無水銀亜鉛粉末と、酸化亜鉛粉末と、ポリアク
リル酸ソーダからなる増粘剤粉末と、４０％水酸化カリ
ウム水溶液との混合物によって構成することができる。

【００２６】上述の構成によるアルカリ電池において
は、その封口シール部材１の、高い封止を必要とする、
すなわち外装缶２１との封口がなされる筒状部１ａの外
周面の真円度が０．０２ｍｍ以内となるようにする。

【００２７】この封口シール部材１を構成する本発明に
よる金型は、この封口シール部材１の形状に対応するキ
ャビティ２ｃを形成するキャビティブロック２、コアブ
ロック３、キャビティピン２ｐ、コアピン３ｐの形状選
定を行う。そして、この場合、封口シール部材１の周面
と、ボス部の中心孔を形成する各面を真円度が０．２μ
ｍ以内で、その表面粗さＲｙが、１．２μｍ以下とす
る。この場合、図７で示す封口シール部材１の例えば筒
状部１ａの周面に対応する金型キャビティの内周面の切
削研磨を行う回転砥石５の回転軸５Ｓの先端の砥石５Ａ
は、円柱形状とされる。

【００２８】また、本発明による電池は、例えば図８に
その一例の要部を断面とした側面図を示すように、筒状
の非水電解液２次電池とすることもできる。この例にお
ける非水電解液電池においては、円筒状の有底外装缶３
１内に、電池本体３２が収容され、外装缶３１内に非水
電解液（図示せず）が注入され、この非水電解液が電池
本体３２に含浸されて成る。電池本体３２は、図示しな
いが、例えばそれぞれフィルム状の正極電極と負極電極
とが、フィルム状セパレータを介して積層された積層フ
ィルムを円筒状に巻回した構成とされる。

【００２９】これら正極電極および負極電極の互いに反
対側の端部からそれぞれ正極リードと負極リードとが導
出され、これらが、それぞれ電池本体３２の両端に配置
された正極集電体３３および負極集電体（図示せず）に
溶接される。電池本体３２の、正極集電体３３側には、
絶縁カバー３５が挿入される。

【００３０】外装缶３１の開口端には、安全弁３６と、
トップカバー３７とが、それぞれの外周部が衝合され
て、封口シール部材１を介して、外装缶３１と電気的に
絶縁されて外装缶３１の開放端にかしめつけられて閉蓋
封口される。この安全弁３６は、その中央部に外装缶３
１内に向かって膨出する突出部３６ａが形成された例え
ばＡｌ金属板より成る。安全弁３６の突出部３６は、リ
ング状絶縁体３４を介して配置されたストリップディス
ク４０の透孔を通じて正極集電体３３側に臨み、この突
出部３６に、正極集電体３３に一端が溶接された帯状の
リード片３８の遊端が、この遊端に溶接されたサブディ
スク３９が溶接されて、安全面３６とリード３８が電気
的に接続される。

【００３１】トップカバー３７には、例えば図示しない
が通気孔が形成される。この構成において、外装缶３１
内が所要以上の圧力となったとき、安全弁３６が、内圧
によって外装缶１の開放端側に膨出変形し、安全弁３６
とサブディスク３との溶接部が剥離して電気的に遮断が
なされ、その内圧が緩和されるが、更に内圧が上昇する
ときは、安全弁３６が破断するようになされていて、内
圧開放を行うようになされている。

【００３２】この非水電解液２次電池においては、その
封口シール部材１は、図９に断面形状に形成される。そ
して、この場合においても、その封口シール部材１の、
高い封止を必要とする、すなわち外装缶３１との封口が
なされる筒状部１ａの外周面の真円度が０．０２ｍｍ以
内となるようにする。

【００３３】この封口シール部材１を構成する本発明に
よる金型は、この封口シール部材１の形状に対応するキ
ャビティ２ｃを形成するキャビティブロック２、コアブ
ロック３、キャビティピン２ｐ、コアピン３ｐの形状選
定を行う。そして、この場合、封口シール部材１の周面
を真円度が０．２μｍ以内で、その表面粗さＲｙが、
１．２μｍ以下とする。この場合、用いられる回転砥石
５の先端の砥石５Ａは、図９で示す封口シール部材１の
筒状部１ａに対応する円柱形状とされる。

【００３４】また、本発明による電池は、上述した構造
に限定されるものではなく、例えば図１０にその一例の
概略断面図を示すコイン型の例えば非水電解液２次電池
に適用することもできる。この場合においても、外装缶
４１内に、電池本体４２が収容されの開口端に蓋体４３
が、封口シール部材１を介して外装缶４１の開口端にか
しめられて封口された構成を有する。電池本体４２は、
セパレータ４４を介して正極活物質４５と、負極活物質
４６が配置されて非水電解液４７が含浸されて成る。

【００３５】この電池の封口シール部材１においても、
その封口シール部材１の、高い封止を必要とする、すな
わち外装缶４１との封口がなされる筒状部１ａの外周面
の真円度が０．０２ｍｍ以内となるようにする。

【００３６】この封口シール部材１を構成する本発明に
よる金型は、この封口シール部材１の形状に対応するキ
ャビティ２ｃを形成するキャビティブロック２、コアブ
ロック３、キャビティピン２ｐ、コアピン３ｐの形状選
定を行う。そして、この場合、封口シール部材１の周面
を真円度が０．２μｍ以内で、その表面粗さＲｙが、
１．２μｍ以下とする。

【００３７】上述した各本発明による電池は、温度６０
℃、湿度９０％の環境下の保存で、６０日後、１００個
中、全く漏液の発生がみられなかった。これに対し、従
来品においては、１００個中、５個に漏液が見られた。

【００３８】上述したように、本発明によれば、封口シ
ール部材の円周の真円度を０．０２ｍｍ以内とすること
により、これによって封口した密閉電池は、耐漏液性に
すぐれ、高い信頼性、歩留りを得ることができる。ま
た、本発明による金型によれば、そのキャビティの内周
面の真円度を０．２μｍ以内で、その表面粗さＲｙが、
１．２μｍ以下とすることによって、上述した構成の封
口シール部材を確実に射出成形することができるもので
ある。また、上述した本発明による密閉電池は、上述し
たように、耐漏液性にすぐれ、高い信頼性、歩留りを得
ることができる。

【００３９】

【発明の効果】上述したように、本発明による封口シー
ル部材を用いた本発明による密閉電池は、耐漏液性にす
ぐれ、高い信頼性、歩留りを得ることができる。また、
本発明による金型によれば、この封口シール部材を、確
実に成形し、金型からの離形が良く連続成形に冨み成形
サイクルを上げることができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＡおよびＢは、本発明によるアルカリ電池の一
例の封口シール部材の平面図および側面図である。

【図２】図１の封口シール部材を成形する本発明による
射出成形金型の一例の概略断面図である。

【図３】本発明による射出成形金型のキャビティの切削
研磨の一例の説明図である。

【図４】ＡおよびＢは、本発明によるキャビティの一例
および従来のキャビティの平面図である。

【図５】ＡおよびＢは、本発明による封口シール部材の
一例および従来の封口シール部材の平面図である。

【図６】本発明による密閉型電池の一例の概略断面図で
ある。

【図７】図６の密閉型電池の封口シール部材の一例の概
略断面図である。

【図８】本発明による密閉型電池の他の一例の概略断面
図である。

【図９】図８の密閉型電池の封口シール部材の一例の概
略断面図である。

【図１０】本発明による密閉型電池の他の一例の概略断
面図である。

【図１１】図１０の密閉型電池の封口シール部材の一例
の概略断面図である。

【符号の説明】

１・・・封口シール部材、１ａ・・・円筒部、１ｂ・・
・底部、１ｃ・・・透孔、１ｄ・・・ボス部、２・・・
キャビティブロック、２ｐ・・・キャビティピン、２ｃ
・・・キャビティ、２ｓ・・・周面、４・・・ランナ
ー、４ｇ・・・ゲート、５・・・回転砥石、５Ｓ・・・
回転軸、５Ａ・・・砥石、１２・・・射出成形空間、２
０・・・正極端子、２１・・・外装缶、２２・・・正極
合剤、２４・・・セパレータ、２５・・・負極合剤、２
６・・・負極集電ピン、２７・・・負極端子板、２８・
・・補強板、２９・・・外装ラベル、３１・・・外装
缶、３２・・・電池本体、３３・・・正極集電体、３４
・・・リング状絶縁体、３５・・・絶縁カバー、３６・
・・安全弁、３７・・・トップカバー、３８・・・リー
ド片、３９・・・サブディスク、４０・・・ストリップ
ディスク、４１・・・外装缶、４２・・・電池本体、４
３・・・蓋体、４４・・・セパレータ、４５・・・正極
活物質、４６・・・負極活物質、４７・・・電解液、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4F202 AA03 AA29 AG13 AG25 AG26 AH13 AH33 AR12 AR13 CA11 CB01 CK11 5H011 AA17 DD26 GG02 HH02 KK00 KK01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】射出成形体によるリング状封口シール部
材であって、該封口シール部材は、その円周の真円度が０．０２ｍｍ
以内であることを特徴とする封口シール部材。
【請求項２】リング状封口シール部材の射出成形金型
であって、該金型のキャビティの内周面の真円度が０．２μｍ以内
で、その表面粗さＲｙが、１．２μｍ以下とされて成る
ことを特徴とする封口シール部材の射出成形金型。
【請求項３】リング状封口シール部材によって封口さ
れる密閉型電池であって、上記リング状封口シール部材は、その円周の真円度が
０．０２ｍｍ以内とされて成ることを特徴とする密閉型
電池。