JP2002134071A

JP2002134071A - 偏平角形電池

Info

Publication number: JP2002134071A
Application number: JP2000330916A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Hayashi; 徹也林; Kunihiko Bessho; 邦彦別所; Makoto Nakanishi; 眞中西
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-10-30
Filing date: 2000-10-30
Publication date: 2002-05-10
Anticipated expiration: 2020-10-30
Also published as: JP4037046B2

Abstract

(57)【要約】【課題】偏平形の電池を角形にしたときの封口性の低
下を解決する構造を備えた偏平角形電池を提供する。【解決手段】平面形状が四角形の半殻体に形成された
電池ケース２と封口ケース３の開口側を対面させて組み
合わせた内部空間内に発電要素を収容し、ガスケット４
を介して電池ケース２の開口端側を折り曲げるカシメ加
工によりガスケット４を封口ケース３の段差部３５上に
圧縮して封口する。封口ケース３の底面３１から段差部
３５に立ち上がる側周面３２及び段差部３５は、肉厚に
形成されているため強度が増し、封口時に側周面の直線
部分が座屈して封口性が低下することが防止され、偏平
角形電池を構成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、偏平形の一次電池
または二次電池に係り、特に、偏平形電池の角形化を可
能にした偏平角形電池に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ボタン形電池、偏平形電池とも称される
コイン形の電池は小型薄型であるため、その特徴を生か
して腕時計や補聴器など小型化が要求される場合や、Ｉ
Ｃカードなどのように薄型化が要求される場合に広く用
いられている。

【０００３】このコイン形電池は、図７（ａ）（ｂ）に
示すような薄い円盤状に構成される。この製造は、図８
に示すように、円形半殻体に形成された封口ケース３５
内に、円盤状に形成された正極ペレット３２と負極ペレ
ット３３とをセパレータ３６を介して対向配置し、電解
液を注入した後、封口ケース３５の開口部にガスケット
３６を装着して電池ケース３１を被せ、電池ケース３１
の開口端を内側に折り曲げるカシメ加工により封口ケー
ス３５の開口部を電池ケース３１で封口するカシメ封口
により、図７（ａ）（ｂ）に示すように、コイン形の外
観形状を呈するコイン形電池に形成される。

【０００４】この偏平形の電池はコイン形と称されるよ
うに平面形状が円形である。これは電池ケース３１の開
口端側を縮口して封口ケース３５との間をガスケット３
６で封じるカシメ封口が全周にわたって均等確実になさ
れ、電池内からの漏液を防止するのに円形が適している
ことによる。

【０００５】この偏平形電池の平面形状を四角形に形成
することができれば、電池収容のスペース効率が向上す
るだけでなく、正極極板と負極極板とをセパレータを介
して巻回した極板構造を容易に適用することができ、偏
平形電池の性能を向上させ、適用範囲を拡大させること
ができる。この平面形状を四角形にした偏平角形電池
は、特開２０００−１６４２５９号に開示されたものが
知られている。

【０００６】この偏平角形電池は、図９に示すように、
平面形状が角丸長方形の半殻体に形成された封口ケース
５３と電池ケース５２とを互いの開口部側を対向配置し
た内部空間に巻回構造の極板群を収容し、電池ケース５
２の開口端側を縮口するカシメ加工により電池ケース５
２と封口ケース５３との間を封口し、偏平な角形電池に
構成している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、角形の
封口ケース５３は、そのコーナーのアール形成部分と、
直線部分とでは、電池ケース５２を縮口するカシメ加工
に対する強度に差があり、直線部分において確実な封口
がなされず、漏液防止が困難となる問題点があった。

【０００８】即ち、図１０（ａ）に示すように、角形半
殻体に形成された電池ケース５２及び封口ケース５３を
ガスケット５４を介して対向配置し、電池ケース５２の
側周面５２ａの開口端側を封口ケース５３の側周面５３
ａに形成された段差部５３ｂ上に折り曲げるカシメ加工
を実施したとき、図１０（ｂ）に示すように、封口ケー
ス５３のコーナー部分では、電池ケース５２からの加圧
で変形することなく、ガスケット５４は電池ケース５２
の側周面５２ａにより段差部５３ｂ上に圧縮されて封口
がなされる。しかし、封口ケース５３の側周部５３ａの
直線部分では電池ケース５２からの加圧に耐えるだけの
強度が確保できず、図１０（ｃ）に示すように、段差部
５３ｂに歪みが生じたり（図示Ａ）、側周面５３ａが外
側に広がったり（図示Ｂ）、封口ケース５３の底面が膨
らんだり（図示Ｃ）する。このように封口ケース５３の
直線部分で変形が生じると、封口が確実になされず漏液
が発生する。

【０００９】本発明が目的とするところは、角形ケース
による直線部分の強度低下による封口時の変形を防止す
る構造を備えた偏平角形電池を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、多角形半殻体に形成された金属製の電池ケ
ースと、この電池ケースの側周面から所定間隔を隔てる
外径が電池ケース側周面の高さに対応する位置で外径を
狭める段差部を設けた側周面を有する多角形半殻体に形
成された金属製の封口ケースとが、互いの開口部を対向
させた内部空間に発電要素を収容し、両ケースの側周面
の間にガスケットを配して電池ケース側周面の開口端側
を縮口して前記段差部上にガスケットを圧縮して両ケー
ス間が封口された偏平角形電池であって、前記封口ケー
スは、その底面から前記段差部に至る側周面及び段差部
が、前記底面の板厚の１．２倍以上の厚さに形成されて
なることを特徴とする。

【００１１】上記構成によれば、電池ケースの開口端側
を封口ケースの段差上に折り曲げるカシメ加工時の加圧
によっても、封口ケースの底面から前記段差部に至る側
周面及び段差部が厚く形成されていることにより強度が
向上し、変形強度が低くなる直線部分でも変形が防止さ
れる。従って、角形に形成することによって直線部分の
封口性が低下することがなく、漏液にない偏平角形電池
を構成することができる。

【００１２】上記構成において、封口ケースの底面の周
辺部に、少なくとも直線部に沿って凹部を形成すること
により、底面が補強され、封口時の加圧により底面に変
形が生じることが防止できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。
尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であ
って、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【００１４】本実施形態に係る偏平角形電池１は、図１
に示すように、正方形のコーナ部に小さいアールを形成
したほぼ正方形の偏平形電池に構成されたもので、外装
体となる電池ケース２及び封口ケース３内に収容する発
電要素によって一次電池にも、二次電池にも適用するこ
とができる。ここでは、巻回構造の極板群を収容した対
角寸法３０ｍｍの角丸正方形の偏平角形リチウムイオン
二次電池に構成した具体例を示す。

【００１５】前記電池ケース２は、図２に示すように、
厚さ０．２〜０．２５ｍｍのステンレス板を金属プレス
成形して四角形の半殻体に形成される。その電池底面２
１は電池コーナ部２３に所定のアール半径Ｒで角丸を設
けた四角形で、電池底面２１の周囲から電池側周面２２
が立ち上がるように形成される。前記電池コーナ部２３
のアール半径Ｒは、電池ケース２の材厚ｔとの関係が、
２ｔ＜Ｒ＜２０ｔとなるように形成される。

【００１６】また、前記封口ケース３は、図３に示すよ
うに、厚さ０．２〜０．２５ｍｍのステンレス板を金属
プレス成形により四角形の半殻体に形成される。その封
口底面３１は封口コーナ部３３にアールを設けた四角形
で、封口底面３１の周囲から立ち上がる封口側周面３２
には所定高さ位置に段差部３５が形成される。前記段差
部３５の段幅は、封口ケース３の材厚の５〜１０倍にな
るように形成するのが望ましい。また、封口コーナ部３
３のアール半径Ｒは、電池ケース２と同様に、封口ケー
ス３の材厚ｔとの関係が、２ｔ＜Ｒ＜２０ｔとなるよう
に形成される。また、封口ケース３は、図４に断面図と
して示すように、封口底面３１から段差部３５に至る封
口側周面３２及び段差部３５が、封口底面３１の厚さの
１．２倍以上の厚さに形成されている。

【００１７】また、極板群５は、正極集電体に正極材料
を塗着した正極極板と、負極集電体に負極材料を塗着し
た負極極板とを、それぞれ帯状に裁断し、この正極極板
と負極極板とを、図６に示すようにセパレータを介して
偏平に巻回し、偏平な一方面側に正極リード１５、他方
面側に負極リード１６が位置するように仕上げられる。

【００１８】上記構成になる封口ケース３の封口側周面
３２の開口端側に、図４に示すように樹脂製のガスケッ
ト４を装着し、封口ケース３内に極板群５を収容し、封
口ケース３の内面に負極のリードを接続した後、これに
電解液を所定量滴下し、含浸時間を経過させた後、電池
ケース２の内面に正極のリードを接続し、この電池ケー
ス２を封口ケース３に被せて封口することにより、図１
に示す状態に偏平角形電池１が形成される。封口は封口
金型を用いた加圧プレスにより、図４（ｂ）に示すよう
に、電池ケース２の電池側周面２２の開口端側を封口ケ
ース側に折り曲げ、封口側周面３２の段差部３５上にガ
スケット４を圧縮することによりなされる。

【００１９】また、図５に示すように、封口ケース３の
封口底面３１の周辺部に凹部３６を形成すると、封口底
面３１の変形強度が向上し、封口時の加圧による封口底
面３１の変形が防止される。この凹部３６は、正方形の
封口底面３１の全周にわたって形成してもよいが、直線
部分４か所に沿って形成してもよく、強度の弱い直線部
分を補強することができる。

【００２０】本実施形態に示すような角形の電池を封口
するとき、封口ケース３の封口側周面３２のコーナ部と
それをつなぐ直線部との間には変形強度に差があるた
め、封口加圧を受けたとき、封口側周面３２の直線部は
内側に向かって座屈変形しやすくなる。そのため直線部
での封口が充分になされず、漏液が発生しやすい状態と
なるが、本実施形態による封口ケース３では、前述した
ように封口底面３１から段差部３５にかけて厚く形成さ
れているので、直線部の剛性が大きくなって変形が抑制
され、封口コーナ部３３と直線部との間の変形に対する
強度の差が小さくなり、角形であっても封口が確実にな
されて漏液を防止することができる。

【００２１】上記構成において、偏平角形電池１の正極
側とする電池ケース２の内面に、保護層としてニッケル
あるいはアルミニウムの単体またはその合金を０．００
５ｍｍ以上の厚さに形成することにより、母材金属（こ
こではステンレス鋼）が電位差によって溶解することが
防止できる。前記保護層の形成は、クラッド、メッキ、
蒸着等の手段により実施することができる。また、本実
施形態では電池ケース２を正極、封口ケース３を負極と
しているが、この逆に正極、負極を設定する場合もあ
る。

【００２２】また、電池ケース２及び封口ケース３の外
面は梨地に形成しておくと、リード板を溶接するときの
接触抵抗が増加し、抵抗溶接が容易となる。

【００２３】また、本実施形態では、極板群５に巻回構
造を適用して電池容量の増加を図った例を示している
が、封口ケース３の形状に対応する角丸の正方形に成形
した正極ペレットと負極ペレットとをセパレータを介し
て対向配置した電極構造を適用することもできる。

【００２４】また、本実施形態では、偏平角形電池１の
平面形状を角丸の正方形としているが、長辺と短辺との
長さの差が大きくならない程度の長方形に形成すること
もできる。また、四角形以上の多角形に形成することも
できる。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明の通り本発明によれば、偏平
形電池を角形に形成したときに直線部分で封口が充分に
なされない問題点を、封口時に最も変形しやすい封口ケ
ースに段差部から底面にかけての厚さを増すことにより
変形強度を向上させ、直線部分の変形による漏液を防止
することができる。従って、従来は円形にしかできなか
った偏平形電池を角形に構成することが可能となり、ま
た、巻回構造の極板を収容することが容易となり、携帯
機器などのように小型化、薄型化、軽量化が要求される
場合の電池電源として、スペース効率及び電池容量の向
上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る偏平角形電池の斜視図。

【図２】実施形態に係る電池ケースの構成を示す斜視
図。

【図３】実施形態に係る封口ケースの構成を示す斜視
図。

【図４】実施形態に係る偏平角形電池の（ａ）は組立状
態、（ｂ）は封口状態を示す断面図。

【図５】実施形態に係る偏平角形電池の別態様を示す断
面図。

【図６】実施形態に係る巻回構造の極板を示す斜視図。

【図７】従来の円形の偏平電池の構成を示す（ａ）は側
面図、（ｂ）は平面図。

【図８】従来の円形偏平電池の構成を示す断面図。

【図９】従来の偏平角形電池の構成を示す（ａ）は側面
図、（ｂ）は平面図。

【図１０】同上の（ａ）は組立状態、（ｂ）封口時のコ
ーナー部分、（ｃ）は封口時の直線部分の座屈状態を示
す断面図。

【符号の説明】

１偏平角形電池２電池ケース３封口ケース４ガスケット５極板群２１電池底面２２電池側周面３１封口底面３２封口側周面３５段差部３６凹部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中西眞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 AA17 CC06 DD15 JJ04 KK01 KK02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多角形半殻体に形成された金属製の電池
ケースと、この電池ケースの側周面から所定間隔を隔て
る外径が電池ケース側周面の高さに対応する位置で外径
を狭める段差部を設けた側周面を有する多角形半殻体に
形成された金属製の封口ケースとが、互いの開口部を対
向させた内部空間に発電要素を収容し、両ケースの側周
面の間にガスケットを配して電池ケース側周面の開口端
側を縮口して前記段差部上にガスケットを圧縮して両ケ
ース間が封口された偏平角形電池であって、前記封口ケースは、その底面から前記段差部に至る側周
面及び段差部が、前記底面の板厚の１．２倍以上の厚さ
に形成されてなることを特徴とする偏平角形電池。
【請求項２】封口ケースの底面の周辺部に、少なくと
も直線部に沿って凹部が形成されてなる請求項１記載の
偏平角形電池。