JP2002298832A

JP2002298832A - 密閉型電池およびその注液孔の封止方法

Info

Publication number: JP2002298832A
Application number: JP2001100694A
Authority: JP
Inventors: Ryuichiro Ebi; 龍一郎海老; Kanehito Masumoto; 兼人増本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-11

Abstract

(57)【要約】【課題】封口板を変形させることなく、作業性よく確
実に、注液孔を封止して密閉することができる密閉型電
池およびその注液孔の封止方法の提供。【解決手段】注液孔２に挿入される凹部６ａおよびそ
の口部外周に設けられた鍔部６ｂから形成した樹脂製の
凹型ガスケット６と、この凹型ガスケット６より硬い材
質からなり、最大径が凹部６ａの内径より僅かに大きく
且つその横断面を円形に形成した封止栓３を用い、凹型
ガスケット６の鍔部６ｂが電池外方側に配されるように
してその凹部６ａを挿入すると共に、凹部６ａに封止栓
３を圧入し、その最大径の外面と注液孔２の側周壁との
間に凹部６ａを挟持することによって、注液孔２を封止
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、電解液の注液孔を
封止する封止構造と封止方法を改良した密閉型電池およ
びその注液孔の封止方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年では、ＡＶ機器あるいはパソコンや
携帯型通信機器などの電気機器のポータブル化やコード
レス化が急速に促進されている。これらの電気機器の駆
動電源としては、従来においてニッケルカドミウム電池
やニッケル水素電池が主に用いられていたが、近年で
は、特に、急速充電が可能でエネルギー密度が高く、高
い安全性を有するリチウム電池に代表される非水電解液
（有機溶媒系電解液）電池が主流になりつつある。

【０００３】この非水電解液電池では、高いエネルギー
密度や付加特性に優れた密閉型とし、また、機器の薄型
化に適すると共に、各スペース効率が高い角形とするこ
とが求められる。さらにこれらの電池には、ポータブル
型電気機器の高性能化および高機能化が進むのに伴っ
て、より高電圧および高容量化のものが要望されてい
る。

【０００４】角形電池の電池ケースの開口部を封口板に
より封口する封口方式は、かしめ封口とレーザー封口が
ある。かしめ封口の場合は、電池ケースに発電要素を収
納した後、発電要素に取付けたリードを封口板に溶接
し、電解液の注入後に封口板をかしめて密閉し密閉型電
池を構成しているが、角形ケースのストレート部におい
てかしめ不良が生じやすいために密閉性が劣る。このた
め角形電池においてはレーザー封口が主流になってきて
いる。このレーザー封口の場合は、発電要素を収納した
後、発電要素に取付けたリードを封口板に溶接すると共
に、封口板と電池ケースをレーザー溶接し、封口板また
は電池ケースのいずれか一方に設けられた注液孔から電
解液を注入した後、注液孔を封止栓により封止して密閉
型電池を構成している。

【０００５】また、このレーザー封口の密閉型電池にお
ける従来の注液孔の封止構造としては、図８〜図１１に
示すようなものが一般に知られている。すなわち、図８
に示す従来例１（例えば特開平１１−２７３６３８号公
報参照）は、アルミニウム製の封口板１（または電池ケ
ース）に設けられた注液孔２に、封止栓としての球をな
すゴム３１が圧入されており、注液孔２の周囲に円形の
溶接軌跡２１が閉ループを形成するように、アルミニウ
ム箔２２をレーザーシーム溶接し、注液孔２を密閉して
いる。

【０００６】また、図９に示す従来例２（例えば特開２
０００−４８８０４号公報参照）は、電池ケース４（ま
たは封口板１）に設けられた注液孔２を、円錐台状の封
止栓３２の尖端部で塞ぎ、封止栓３２の上部平面部３２
ａにレーザースポットを照射して封止栓３２と電池ケー
ス４とを溶接し、注液孔２を密閉している。

【０００７】さらに、図１０に示す従来例３は、電池ケ
ース４（または封口板１）に設けられた注液孔２の周囲
に同心円状に形成された座ぐり２３に、ゴム製の板状パ
ッキン３３を挿入して注液孔２を塞いだ後、その上から
円板上の押さえ板２４で押さえてその周囲をレーザーシ
ーム溶接もしくはスポット溶接し、密閉している。

【０００８】最後に、図１１に示す従来例４（例えば特
開２０００−２４３３８０号公報参照）は、アルミニウ
ム製の電池ケース４（または封口板１）に設けられた注
液孔２に電池ケース４より硬度の高い材質からなる球を
なす封止栓３４を圧入し、密閉している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、注液孔をレ
ーザー溶接で封止する場合、溶接による入熱により電池
ケース内に注入されている電解液が蒸発し、溶接不良に
よる電解液漏れを引き起こすおそれがある。また、レー
ザー溶接は作業性が悪いため、封止栓の加工精度に費や
す加工費がかさみ、設備に要する費用も大になるという
問題が生ずる。

【００１０】この問題を解決するために、前記従来例４
に示したようにレーザー溶接を用いない封止構造が提案
されている。この封止構造において、封口板１に注液孔
２を設ける場合は、封口板１の下部に受けがない状態に
おいて、金属製の封口板１に金属製の封止栓３４を圧入
して注液孔を封止する方法を採っているので、封口板１
の変形を引き起し、その結果、封口板１と電池ケース４
とのレーザー溶接部（図示せず）にストレスを生じさ
せ、クラックによる電解液漏れを引き起こすおそれがあ
る。

【００１１】そこで本発明はこのような問題を解決し、
封口板ないし電池ケースを変形させることなく、作業性
よく確実に、注液孔を封止して密閉することができる密
閉型電池およびその注液孔の封止方法を提供することを
目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の密閉型電池は、発電要素が収納された電池
ケースと、電池ケースの開口部を封口する封口板と、前
記電池ケースまたは封口板のいずれか一方に設けられ、
電池ケース内に電解液を注入する注液孔と、前記注液孔
に挿入される凹部およびその口部外周に設けられた鍔部
からなる樹脂製の凹型ガスケットと、この凹型ガスケッ
トより硬い材質からなり、最大径が凹部の内径より僅か
に大きく且つその横断面が円形に形成されて凹部に圧入
される封止栓とを備え、封止栓の前記最大径の外面と注
液孔の側周壁との間に凹型ガスケットの凹部を挟持する
ように構成したことを特徴としている。

【００１３】この密閉型電池によれば、樹脂製の凹型ガ
スケットの凹部が注液孔に挿入された後、前記凹部に凹
型ガスケットより硬い材質からなる封止栓が圧入される
際、凹部の内径より僅かに大きく、その横断面が円形に
形成された最大径の外面が、凹部内周壁を押圧すること
で、前記凹部が封止栓の前記外面と注液孔の側周壁との
間に挟持される構造となるので、レーザー溶接を用いず
に注液孔の完全な封止を行うことができ、レーザー溶接
で問題となった溶接不良による液漏れを引き起こすこと
がなく、コストもかからない。また、前記封止は金属等
の硬い材質の封口板と金属製の封止栓との間に樹脂製の
凹型ガスケットを介して行われているので、金属同士を
圧入させた従来の封止構造とは異なり、封口板の変形を
引き起こすこともないので、封口板と電池ケースとのレ
ーザー溶接部にストレスが生じず、クラックによる液漏
れも引き起こさずに精度よく封止される。

【００１４】上記発明における封止栓は、金属製である
と好適である。

【００１５】上記発明における封止栓は、球またはほぼ
円柱形状をなすものであり、また、前記封止栓の円柱部
分の電池外方側の端部に、凹型ガスケットの凹部の内径
より大きい径の円板を一体形成すれば、その円板が凹型
ガスケットの凹部開口側に配された状態で封止栓の円柱
部分が圧入されることにより、封止の信頼性がより向上
する。

【００１６】さらに円柱の少なくとも電池内方側の周縁
が、テーパー面またはアール面に形成されていれば、凹
型ガスケットの凹部への封止栓の圧入がスムーズに行わ
れ、好適であるし、また両周縁にテーパー面またはアー
ル面を形成すれば、嵌合いの自由度が増すのでより好適
である。

【００１７】また前記封止栓を、圧入部分の外面に突条
を環状に形成し、その突条外径が注液孔の凹部の内径よ
り僅かに大きく、その横断面が円形となるように構成す
れば、その突条外面が凹型ガスケットの凹部の内周壁を
押圧することによって、凹部が封止栓の突条と注液孔の
側周壁との間に挟持される構造となり、上記同様の作用
効果を奏する。

【００１８】上記各発明において、封口板の注液孔の電
池外方側の開口周囲に、凹型ガスケットの鍔の外径より
大きい径の座ぐり部を凹設すれば、この座ぐり部に鍔部
が載置された状態で、凹型ガスケットが注液孔に挿入さ
れるので作為的に凹型ガスケットを取り出しにくくする
ことができる。

【００１９】上記各発明において、凹型ガスケットの材
質が、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイドま
たはフッ素樹脂であると好適である。

【００２０】上記目的を達成するために、本発明の注液
孔の封止方法は、上記密閉型電池における前記凹型ガス
ケットおよび前記封止栓を用い、電池ケースの開口部を
封口板で封口した後、電池ケースまたは封口板のいずれ
か一方に設けられた注液孔に、前記凹型ガスケットの鍔
部が電池外方側に配されるようにしてその凹部を挿入す
ると共に、凹部に封止栓を圧入し、封止栓の最大径の外
面と注液孔の側周壁との間に凹型ガスケットの凹部を挟
持することによって、注液孔を封止することを特徴とす
る。

【００２１】この注液孔の封止方法によれば、注液孔の
封止部分には、レーザー溶接を用いずに封止を行うの
で、溶接不良のよる液漏れを引き起こすことがなく且つ
レーザー溶接のためのコストをかけずに、作業性よく確
実に注液孔の封止を行うことができる。また、前記封止
は金属製の封口板と金属等の硬い材質からなる封止栓と
の間に、樹脂製の凹型ガスケットを介して行なうので、
金属同士を圧入させる従来の封止方法とは異なり、封口
板の変形を引き起こすこともないので、封口板と電池ケ
ースとのレーザー溶接部にストレスを生じさせず、クラ
ックによる液漏れも引き起こさずに、精度よく封止する
ことができる。

【００２２】上記発明において、凹型ガスケットの凹部
の外周壁もしくは注液孔の側周壁に樹脂を塗布した後、
前記凹部を注液孔に挿入し、前記樹脂を凹部の外周壁と
注液孔の外周壁との間に介在させた状態で、封止栓を凹
部に圧入すれば、注液孔の密閉性をより向上することが
できる。

【００２３】上記発明において、前記注液孔の封止後、
凹型ガスケットの凹部に接着剤を塗布し、封止栓の側周
壁と凹部の内周壁とを接着すれば、封止栓の落下に対す
る信頼性を向上することができる。そして前記接着剤の
材質が、シアノ系、アクリル系またはエポキシ系接着剤
であれば、好適である。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発
明の実施形態に係る密閉型電池としての角形リチウム二
次電池の全体構成を示し、（ａ）は縦断側面図、（ｂ）
は縦断正面図である。なお、封止栓３の形状は球で示し
ている。また図２（ａ）〜（ｃ）は第１実施形態の密閉
型電池における注液孔の封止構造および封止方法を工程
順に示した断面図である。

【００２５】この密閉型電池は図１に示すように、発電
要素である電極群５が収納され、有底角筒状のアルミニ
ウム製で正極端子を兼ねる電池ケース４と、電池ケース
４の開口部４ａを封口するアルミニウム製の封口板１と
を備え、封口板１には電池ケース４内に電解液（図示せ
ず）を注入する注液孔２（図１（ａ））が設けられてい
る。また、電池内部からの圧力上昇の影響を受け易い電
池ケース４の広側面に対しては、図１（ｂ）に示すよう
に広側面の上部に防爆用の切削溝４ｂが設けられてい
る。電極群５は、電池ケース４内部に、その底面にて絶
縁板１１で電気的絶縁状態に仕切った状態で収納されて
おり、正負の電極板をこれらの間にセパレータを介在し
て積層した状態で捲回した後、プレス成形によって扁平
状に作製したものである。また、電極群５の上端部は絶
縁板７で電気的に絶縁されている。

【００２６】封口板１には、その中央部に上部絶縁ガス
ケット８を介して電気的に絶縁した状態で、外部負極端
子９が取付けられている。この外部負極端子９の下部に
は、下部絶縁ガスケット１０を介して封口板１に対し電
気的に絶縁された内部負極端子１２が電気接続状態に連
結されており、その内部負極端子１２には、電極群５か
ら導出された負極リード１３が溶接により接続されてい
る。

【００２７】封口板１には、電極群５から導出された正
極リード１４（図１（ａ））が溶接により接続されてい
る。また封口板１は電池ケース４の開口部４ａにて例え
ばレーザー溶接により接合し、密閉されている。

【００２８】本実施形態では全て、凹型ガスケット６と
封止栓３、３Ａ〜３Ｃを用い、封口板１と封止栓３との
間に凹型ガスケット６を介して注液孔２の封止が行われ
る。凹型ガスケット６は、注液孔２に挿入される凹部６
ａと、その口部外周に一体形成される鍔部６ｂとから形
成される。その材質は、耐電解液性があるポリプロピレ
ン、ポリフェニレンサルファイドおよびフッ素樹脂など
を用いることができる。第１実施形態の封止栓３は金属
製の球であるがこれに限定されず、凹型ガスケット６よ
り硬い材質からなり、最大径が凹部６ａの内径より僅か
に大きく、その横断面が円形に形成されていれば、後述
する円柱形状や、突条や円板を備えた円柱形状等、他の
形状でも良い。

【００２９】封止栓３と注液孔２との間で挟持される凹
型ガスケット６の圧縮率は、１−（注液孔２の内径寸法
−封止栓３の外径寸法）／（凹型ガスケット６の外径寸
法−凹型ガスケット６の内径寸法）より求めることがで
き、作業性良く、確実に注液孔２の封止を行い、封口板
１の変形やクラックのない信頼性の高い密閉型電池を得
るためには、２０％〜７０％の範囲が好ましく、３０％
〜６０％の範囲が最適である。

【００３０】ところで、正負極間の短絡や過充電等の異
常時に電池の安全性を確保するために、電池ケース４の
広側面側に切欠溝４ｂや封口板１内に安全弁が設けら
れ、電池内の圧力が０．３〜１．５ＭＰａに達すると、
作動するように設計されているが、これらの安全機構が
何らかの理由で作動しなくても、本実施形態による封止
方法によれば、１．５〜２．０ＭＰａで作動させること
ができ、第２の安全機能を持たせることができる。

【００３１】図２（ａ）に示すように、封口板１に設け
られた注液孔２を通じて、非水電解液、例えば、六弗化
リン酸リチウム等のような電解質をエチレンカーボネー
ト、プロピレンカーボネートなどの有機溶媒で溶解した
ものなどが注入される。

【００３２】電解液の注入後、図２（ｂ）に示すよう
に、注液孔２に凹型ガスケット６が、その鍔部６ｂを電
池外方に配される状態で挿入される。尚、凹部６ａの開
口周縁にはテーパー面６ｃが形成されている。

【００３３】次に、図２（ｃ）に示すように、凹型ガス
ケット６の凹部６ａに、封止栓３を圧入すると、凹部６
ａの内径より僅かに大きい最大径の外面部分が、凹部６
ａの内周壁を押圧することで、その凹部６ａが、封止栓
３の前記外面と注液孔２の側周壁との間に挟持される構
造となるので、レーザー溶接を用いずに注液孔２を確実
に封止して電池内を密閉することができる。また、前記
封止は金属製の封口板１と金属製の封止栓３との間に樹
脂製の凹型ガスケット６を介して行われているので、金
属同士を圧入させた従来の封止構造とは異なり、封口板
１の変形を引き起こすこともないので、封口板１と電池
ケース４とのレーザー溶接部にストレスが生じず、クラ
ックによる液漏れも引き起こさずに精度よく封止され
る。

【００３４】図３は、本発明の第２実施形態の密閉型電
池における注液孔の封止構造と封止方法を示し、（ａ）
は封止栓３Ａを示し、（ｂ）は、注液孔２に挿入された
凹型ガスケット６に封止栓３Ａが圧入された状態（図２
の（ｃ）に対応する。）を示している。同図において、
図２と同一もしくは同等のものには同一符号を付してい
る。

【００３５】第２実施形態の封止栓３Ａは円柱形状であ
り、円柱の径は凹部６ａの内径より僅かに大きく、その
横断面が円形に形成され、両周縁部は面取り加工され、
テーパー面３Ａ₁が形成されている。テーパー面３Ａ₁
でなく、曲面状のアール加工を施してアール面に形成し
てもよく、これらテーパー面３Ａ₁やアール面の形成に
より、円柱形状の封止栓３Ａを凹型ガスケット６の凹部
６ａ内周壁にスムーズに圧入することができる。また、
テーパー面３Ａ₁やアール面は少なくとも電池内方側
（凹部６ａへの圧入方向) に形成されていればよく、両
周縁部に形成すれば、嵌合いの自由度が増すのでより好
適である。

【００３６】第２実施形態では、凹型ガスケット６の凹
部６ａに、円柱形状の封止栓３Ａを圧入すると、凹部６
ａの内径より僅かに大きい胴部外面が、樹脂製の凹部６
ａの内周壁を押圧することで、その凹部６ａが、封止栓
３Ａの前記外面と注液孔２の側周壁との間に挟持される
構造となるので、レーザー溶接を用いずに注液孔２を確
実に封止して電池内を密閉することができる等、第１実
施形態同様の作用効果を奏することができる。

【００３７】図４は本発明の第３実施形態の密閉型電池
における注液孔の封止構造と封止方法を示し、（ａ）は
封止栓３Ｂを示し、（ｂ）は、注液孔２に挿入された凹
型ガスケット６に封止栓３Ｂが圧入された状態（図２の
（ｃ）に対応する。）を示す断面図である。同図におい
て、図２と同一もしくは同等のものには同一符号を付し
ている。第３実施形態では、圧入部分は第２実施形態で
用いたものと同じく凹部６ａの内径より僅かに大きく、
その横断面が円形に形成された円柱形状で、電池内方側
にのみテーパー面３Ｂ₁が形成されていると共に、電池
外方側の端部に、凹型ガスケット６の凹部６ａの内径よ
り大きい径の円板３Ｂ₂が一体形成されている。この円
板３Ｂ₂が凹部６ａの開口側に配された状態で、封止栓
３Ｂの胴部が圧入されることにより、封止栓３Ｂの落下
に対する信頼性が向上する。また第３実施形態では、凹
型ガスケット６の凹部６ａに、胴部端部に円板３Ｂ₂を
備えた円柱形状の封止栓３Ｂを前述のようにして圧入す
ると、凹部６ａの内径より僅かに大きい胴部外面が、樹
脂製の凹部６ａの内周壁を押圧することで、その凹部６
ａが、封止栓３の前記外面と注液孔２の側周壁との間に
挟持される構造となり、上記各実施形態同様の作用効果
を奏することができる。

【００３８】図５は本発明の第４実施形態の密閉型電池
における注液孔の封止構造と封止方法を示し、（ａ）は
封止栓３Ｃを示し、（ｂ）は、注液孔２に挿入された凹
型ガスケット６に封止栓３Ｃが圧入された状態（図２の
（ｃ）に対応する。）を示す断面図である。同図におい
て、図２と同一もしくは同等のものには同一符号を付し
ている。第４実施形態では、第２実施形態で用いたもの
と同じ円柱形状で、両周縁にテーパー面３Ｃ₁を形成し
た同形状（ただし第３実施形態の胴部の径は凹部６ａの
内径とほぼ同じ）の封止栓３Ｃの側周面（圧入部分の外
面）に、胴部径が注液孔２の内径より僅かに大きくなる
ように突出させた突条３Ｃ₂が環状に一体形成されてい
る。第４実施形態では、凹型ガスケット６の凹部６ａ
に、突条３Ｃ₂を備えた円柱形状の封止栓３Ｃを圧入す
ると、凹部６ａの内径より僅かに大きい突条３Ｃ₂の外
面が、凹部６ａの内周壁を押圧することで、その凹部６
ａが、封止栓３の前記外面と注液孔２の側周壁との間に
挟持される構造となるので、レーザー溶接を用いずに注
液孔２を確実に封止して電池内を密閉することができる
等、上記各実施形態同様の作用効果を奏することができ
る。

【００３９】図６は本発明の第５実施形態の密閉型電池
における注液孔の封止構造と封止方法を示し、（ａ）は
注液孔２の側周壁に樹脂１５を塗布した状態を示し、
（ｂ）は、前記樹脂１５を塗布後、注液孔２に凹型ガス
ケット６を挿入することにより、注液孔２の側周壁と凹
型ガスケット６の凹部６ａの外周壁との間に樹脂１５が
介在された状態で、封止栓３（他の形状の封止栓でもよ
い）が凹部６ａに圧入された状態を示す断面図である。
同図において、図２と同一もしくは同等のものには同一
符号を付している。

【００４０】尚、樹脂１５は凹型ガスケット６の凹部６
ａの外周壁側に塗布しても良い。この樹脂１５として
は、ブロンアスファルトを有機溶剤に溶解させるか、フ
ッ素樹脂、ポリエチレン樹脂などを溶剤にディスパージ
ョン化して用いるのが好ましい。第５実施形態では、注
液孔２と凹部６ａとの間に樹脂１５が介在された状態
で、上記各実施形態と同様にして封止栓３を凹部６ａに
圧入すると、凹部６ａを封止栓３と注液孔２の側周壁と
の間に挟持され、注液孔２の密閉性をより向上させるこ
とができる。封止栓３と注液孔２との間で挟持される際
の樹脂１５の圧縮率は、高温保存や充放電サイクルによ
るガス発生で内圧上昇したときに電解液が漏れるのを防
ぐため、２０％〜７０％が好ましい。

【００４１】図７は、本発明の第６実施形態および第７
実施形態の密閉型電池における注液孔の封止構造と封止
方法を示す断面図である。同図において、図２と同一も
しくは同等のものには同一符号を付している。第６実施
形態では、封口板１における注液孔２の電池外方側の開
口周囲を凹設することにより、凹型ガスケット６の鍔部
６ｂの外径より大きい径の座ぐり部１６が設けられてい
る。この座ぐり部１６に鍔部６ｂが載置された状態で、
凹型ガスケット６が注液孔２に挿入されるので、作為的
に凹型ガスケット６を取り出しにくくすることができ
る。また同図で説明する第７実施形態では、第１実施形
態にて説明したのと同様に、注液孔２に凹型ガスケット
６の凹部６ａを挿入すると共に、凹部６ａに封止栓３を
圧入し、封止栓３と注液孔２の側周壁との間に凹部６ａ
を挟持することによって、注液孔２を封止した後、凹部
６ａに接着剤１７を塗布し、封止栓３と凹型ガスケット
６とを接着することにより、封止の信頼性をより向上す
ることができる。

【００４２】接着剤１７の材質は、金属とポリプロピレ
ン、ポリフェニレンサルファイドおよびフッ素樹脂等の
樹脂と比較的接着強度の強いシリコン系、アクリル系、
エポキシ系およびシアノアクリル系接着剤を用いること
が好ましい。

【００４３】本発明は上記実施形態に示すほか種々の態
様に構成することができ、例えば、電池ケース４と封口
板１はアルミニウム製のほか、鉄製等を採用できる。ま
た注液孔２はその加工容易性から封口板１に設けている
が、電池ケース４に設けてもよい。さらに本実施形態で
は、非水電解質二次電池について説明したが、電池の種
類に必ずしも限定されず、電池ケースも角形のほか、円
筒形のものにも適用できる。

【００４４】

【実施例】（実施例１）本発明の実施例１を、上述した
実施形態の全体構成を示した図１と、第１実施例形態に
おける注液孔の封止構造を示した図２を参照して、以下
に詳細に説明する。

【００４５】この密閉型電池は図１に示すように、発電
要素である電極群５が収納された有底角筒状で正極端子
を兼ねるアルミニウム（ＪＩＳ合金番号３００３）から
なる電池ケース４と、電池ケース４の開口部４ａを封口
するアルミニウム（ＪＩＳ合金番号３００３）からなる
封口板１とを備え、封口板１には電池ケース４内に電解
液（図示せず）を注入する直径１．５０ｍｍの注液孔２
（図１（ａ））が設けられている。また、電池内部から
の圧力上昇の影響を受け易い電池ケース４の広側面に対
しては、図１（ｂ）に示すように広側面の上部に防爆用
の切削溝４ｂが設けられている。正負の電極板をセパレ
ータを介して渦巻状に捲回した後、プレス成形によって
扁平状に作製した電極群５は、電池ケース４内部に、そ
の底面にて絶縁板１１で電気的絶縁状態に仕切った状態
で収納されている。また、電極群５の上端部は絶縁板７
で電気的に絶縁されている。

【００４６】封口板１は厚さ１．００ｍｍで、その中央
部に上部絶縁ガスケット８を介して電気的に絶縁した状
態で、外部負極端子９が取付けられている。この外部負
極端子９の下部には、下部絶縁ガスケット１０を介して
封口板１に対し電気的に絶縁された内部負極端子１２が
電気接続状態に連結されており、その内部負極端子１２
には、電極群５から導出された負極リード１３が溶接に
より接続されている。

【００４７】封口板１には、電極群５から導出された正
極リード１４（図１（ａ））が溶接により接続されてい
る。また封口板１は電池ケース４の開口部４ａにて例え
ばレーザー溶接により接合し、密閉されている。

【００４８】凹型ガスケット６は、注液孔２に挿入され
る外径１．４０ｍｍ、内径０．８０ｍｍの凹部６ａと、
その口部外周に一体形成される外径３ｍｍの鍔部６ｂと
から形成される。その材質は、耐電解液性があるポリプ
ロピレン、ポリフェニレンサルファイドおよびフッ素樹
脂などを用いることができる。

【００４９】実施例１において、凹部６ａに圧入される
封止栓３としては、ステンレス製で、凹部の内径０．８
０ｍｍより大きく注液孔２の直径１．５０ｍｍより小さ
い直径１．３２ｍｍの球に形成される。

【００５０】封口板１に設けられた注液孔２を通じて、
非水電解液、例えば、六弗化リン酸リチウム等のような
電解質をエチレンカーボネート、プロピレンカーボネー
トなどの有機溶媒で溶解したものなどが注入される。そ
して電解液の注入後、注液孔２に凹型ガスケット６が、
その鍔部６ｂを電池外方に配される状態で挿入される。

【００５１】次に、図２（ｃ）に示すように、凹型ガス
ケット６の凹部６ａに、封止栓３としての前記球を圧入
すると、凹部６ａの内径より僅かに大きい球の最大径の
外面と注液孔２の側周壁との間に、圧縮率７０％で挟持
される。このことによって、注液孔２を確実に封止して
密閉することができる。

【００５２】（実施例２）本発明の実施例２を、上述し
た実施形態の全体構成を示した図１と、第２実施例形態
における注液孔の封止構造を示した図３を参照して、以
下に詳細に説明する。

【００５３】この密閉型電池の全体構成と各構成素材の
材質等は実施例１と同様であるので、簡略化しながら説
明すれば、同じアルミニウム製の電池ケース４と封口板
１とを備え、封口板１には電池ケース４内に電解液（図
示せず）を注入する直径１．５０ｍｍの注液孔２（図１
（ａ））が設けられている。封口板１は厚さ１．００ｍ
ｍで、電池ケース４の開口部４ａにて例えばレーザー溶
接により接合し、密閉されている。

【００５４】凹型ガスケット６は、注液孔２に挿入され
る外径１．４０ｍｍ、内径０．８０ｍｍの凹部６ａと、
その口部外周に一体形成される外径３ｍｍの鍔部６ｂと
から形成される。その材質は、耐電解液性があるポリプ
ロピレン、ポリフェニレンサルファイドおよびフッ素樹
脂などを用いることができる。

【００５５】実施例２において、凹部６ａに圧入される
封止栓３Ａとしては、ステンレス製で、図３（ａ）に示
すように、凹部の内径０．９０ｍｍより大きく注液孔２
の直径１．５０ｍｍより小さい直径１．２０ｍｍの円柱
形状に形成される。円柱の上下の両周縁部は、Ｃ０．３
０ｍｍ面取り加工されたテーパー面３Ａ₁が形成されて
いる。

【００５６】次に、実施例１と同様にして、注液孔２を
通じて電解液を注入し、凹型ガスケット６を挿入し、図
３（ｂ）に示すように、凹型ガスケット６の凹部６ａ
に、前記円柱形状の封止栓３Ａを圧入すると、凹部６ａ
の内径より僅かに大きい胴部外面が、凹部６ａの内周壁
を押圧することで、その凹部６ａが、封止栓３Ａの前記
外面と注液孔２の側周壁との間に、圧縮率５０％で挟持
される。このことによって、注液孔２を確実に封止して
密閉することができる。

【００５７】（実施例３）本発明の実施例３を、上述し
た実施形態の全体構成を示した図１と、第６実施例形態
における注液孔の封止構造を示した図７を参照して、以
下に詳細に説明する。

【００５８】実施例３において、注液孔２（図１
（ａ））の直径が１．８０ｍｍで、この注液孔２に挿入
される凹型ガスケット６は、ポリプロピレン樹脂からな
り、外径１．７０ｍｍ、内径１．００ｍｍの凹部６ａ
と、その口部外周に一体形成される外径３．５０ｍｍの
鍔部６ｂとから形成されている以外は、実施例１と同様
の密閉前の電池を用いた。

【００５９】実施例３において、凹部６ａに圧入される
封止栓３としては、表面がニッケルメッキされた鉄製
で、図７に示すように、凹部の内径１．００ｍｍより大
きく注液孔２の直径１．８０ｍｍより小さい直径１．２
４ｍｍの球に形成される。

【００６０】次に実施例１と同様にして、注液孔２を通
じて、電解液を注入後、注液孔２に凹型ガスケット６を
挿入し、図７に示すように、凹型ガスケット６の凹部６
ａに、封止栓３としての前記球を圧入すると、凹部６ａ
の内径より僅かに大きい胴部外面が、凹部６ａの内周壁
を押圧することで、その凹部６ａが、封止栓３の前記外
面と注液孔２の側周壁との間に、圧縮率２０％で挟持さ
れる。このことによって、注液孔２を確実に封止して密
閉することができる。その後、凹部６ａにシアノアクリ
レート系接着剤１７を塗布し、封止栓３と凹型ガスケッ
ト６とを接着して、密着性をより向上させた。

【００６１】（比較例）比較例を、従来の注液孔の封止
構造を示した図１１を参照して、以下に詳細に説明す
る。

【００６２】実施例１と同様の密閉する前の電池を用
い、注液孔２を通じて電解液を注入した後、図１１に示
すように、ステンレス製で、直径１．６０ｍｍの球をな
す封止栓３４を、直径１．５０ｍｍの注液孔２に圧入す
ると、注液孔２の内径より僅かに大きい封止栓３４の最
大径の外面が、注液孔２の側周壁を押圧することで、注
液孔２を封止して密閉する。

【００６３】上記のようにして実施例および比較例で得
られた厚さ６．３ｍｍ、幅３４ｍｍ、高さ５０ｍｍの寸
法で、電池容量８５０ｍＡｈの角形密閉型リチウム二次
電池を用いて、保存試験およびサイクル試験を実施し
た。

【００６４】保存試験は、６０℃−９０％ＲＨ中で４週
間放置後に漏液した個数を目視にて判定した。

【００６５】サイクル試験は、２０℃の環境下で最大電
流８５０ｍＡ（１Ｃ）の４．２Ｖ定電圧で、電流値が４
２ｍＡ（０．０５Ｃ）となるまで充電を行い、２０分休
止した後、２０℃の環境下で８５０ｍＡ（１Ｃ）の電流
値で３．０Ｖまで放電させ２０分休止させるという充放
電条件で行い、５００サイクル後の容量維持率を測定
し、初期容量に対する容量比率と外観を顕微鏡にて確認
した結果を表１に示す。

【００６６】なお、封止栓３、３Ａの耐圧強度は、防爆
要の切欠溝４ｂのない実施例、比較例で用いた電池ケー
ス４に封口板１をレーザー溶接により接合した後、封口
板１に設けられている注液孔２に、実施例の場合には凹
型ガスケット６を介して封止栓３を圧入し、比較例の場
合には凹型ガスケット６に封止栓３４のみを圧入し、あ
らかじめ電池ケース４に設けておいた孔から窒素ガスを
入れ、封止栓３が開放する耐圧強度を求め、試料数５個
の平均値を表１に示す。

【００６７】

【表１】表１から明らかなように、実施例のリチウム二次電池
は、保存試験後の耐漏液性、サイクル試験後の容量比率
に優れているが、比較例のリチウム二次電池は、サイク
ル試験を行うと封止栓３４を封口板１の注液孔２に圧入
しているために、サイクルを繰り返すと、封口板１に微
細なクラックが入り、容量比率が低下したと考えられ
る。

【００６８】また、封止栓３、３Ａの耐圧強度は、１．
５〜２．０ＭＰａで、第２の安全機能を有することがわ
かった。

【００６９】

【発明の効果】上述した説明から明らかなように本発明
によれば、封口板ないし電池ケースを変形させることな
く、作業性よく確実に、注液孔を封止して密閉すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の密閉型電池を示し、（ａ）
は縦断側面図、（ｂ）は縦断正面図。

【図２】本発明の第１実施形態および実施例１に係る注
液孔の封止構造および封止方法を（ａ）〜（ｃ）に工程
順に示す断面図。

【図３】本発明の第２実施形態および実施例２に係る注
液孔の封止構造および封止方法を示し、（ａ）は封止栓
の断面図、（ｂ）は封止構造の断面図。

【図４】本発明の第３実施形態に係る注液孔の封止構造
および封止方法を示し、（ａ）は封止栓の断面図、
（ｂ）は封止構造の断面図。

【図５】本発明の第４実施形態に係る注液孔の封止構造
および封止方法を示し、（ａ）は封止栓の断面図、
（ｂ）は封止構造の断面図。

【図６】本発明の第５実施形態に係る注液孔の封止構造
および封止方法を示し、（ａ）は注液孔に樹脂が塗布さ
れた状態を示す断面図、（ｂ）は封止構造の断面図。

【図７】本発明の第６実施形態、第７実施形態、実施例
３に係る注液孔の封止構造および封止方法を示す断面
図。

【図８】従来例１に係る注液孔の封止構造を示す断面
図。

【図９】従来例２に係る注液孔の封止構造を示す断面
図。

【図１０】従来例３に係る注液孔の封止構造を示す断面
図。

【図１１】従来例４および比較例に係る注液孔の封止構
造を示す断面図。

【符号の説明】

１封口板２注液孔３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ封止栓３Ａ₁、３Ｂ₁、３Ｃ₁ テーパー面３Ｂ₂円板３Ｃ₂突条４電池ケース４ａ開口部５電極群（発電要素）６凹型ガスケット６ａ凹部６ｂ鍔部１５樹脂１６座ぐり部１７接着剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5H011 AA17 FF02 GG01 GG02 HH02 JJ07 JJ15 JJ27 5H023 AA03 AS01 CC16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発電要素が収納された電池ケースと、電
池ケースの開口部を封口する封口板と、前記電池ケース
または封口板のいずれか一方に設けられ、電池ケース内
に電解液を注入する注液孔と、前記注液孔に挿入される
凹部およびその口部外周に設けられた鍔部からなる樹脂
製の凹型ガスケットと、この凹型ガスケットより硬い材
質からなり、最大径が凹部の内径より僅かに大きく且つ
その横断面が円形に形成されて凹部に圧入される封止栓
とを備え、封止栓の前記最大径の外面と注液孔の側周壁
との間に凹型ガスケットの凹部を挟持するように構成し
たことを特徴とする密閉型電池。
【請求項２】封止栓が金属製である請求項１記載の密
閉型電池。
【請求項３】封止栓が球である請求項１または２記載
の密閉型電池。
【請求項４】封止栓は、ほぼ円柱形状をなすものであ
る請求項１または２記載の密閉型電池。
【請求項５】封止栓は、その円柱部分の電池外方側の
端部に、凹型ガスケットの凹部の内径より大きい径の円
板が一体形成されている請求項４記載の密閉型電池。
【請求項６】円柱の少なくとも電池内方側の周縁が、
テーパー面またはアール面に形成されている請求項４記
載の密閉型電池。
【請求項７】封止栓は、圧入部分の外面に突条を環状
に形成し、その突条外径が注液孔の凹部の内径より僅か
に大きく、その横断面が円形となるように構成した請求
項１〜６のいずれか１項に記載の密閉型電池。
【請求項８】封口板の注液孔の電池外方側の開口周囲
に、凹型ガスケットの鍔の外径より大きい径の座ぐり部
が凹設されている請求項１〜７のいずれか１項に記載の
密閉型電池。
【請求項９】凹型ガスケットの材質が、ポリプロピレ
ン、ポリフェニレンサルファイドまたはフッ素樹脂であ
る請求項１〜８のいずれか１項に記載の密閉型電池。
【請求項１０】請求項１記載の凹型ガスケットおよび
封止栓を用いた注液孔の封止方法であって、電池ケース
の開口部を封口板で封口した後、電池ケースまたは封口
板のいずれか一方に設けられた注液孔に、前記凹型ガス
ケットの鍔部が電池外方側に配されるようにしてその凹
部を挿入すると共に、凹部に封止栓を圧入し、封止栓の
最大径の外面と注液孔の側周壁との間に凹型ガスケット
の凹部を挟持することによって、注液孔を封止すること
を特徴とする密閉型電池用注液孔の封止方法。
【請求項１１】凹型ガスケットの凹部の外周壁もしく
は注液孔の側周壁に樹脂を塗布した後、前記凹部を注液
孔に挿入し、前記樹脂を凹部の外周壁と注液孔の外周壁
との間に介在させた状態で、封止栓を凹部に圧入する請
求項１０記載の密閉型電池用注液孔の封止方法。
【請求項１２】前記注液孔の封止後、凹型ガスケット
の凹部に接着剤を塗布し、封止栓の側周壁と凹部の内周
壁とを接着する請求項１０記載の密閉型電池用注液孔の
封止方法。
【請求項１３】接着剤の材質が、シアノ系、アクリル
系またはエポキシ系接着剤である請求項１２記載の密閉
型電池用注液孔の封止方法。