JP2002358948A - 密閉型電池 - Google Patents
密閉型電池Info
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- JP2002358948A JP2002358948A JP2001165005A JP2001165005A JP2002358948A JP 2002358948 A JP2002358948 A JP 2002358948A JP 2001165005 A JP2001165005 A JP 2001165005A JP 2001165005 A JP2001165005 A JP 2001165005A JP 2002358948 A JP2002358948 A JP 2002358948A
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- battery
- liquid
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- sealed
- injection port
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Filling, Topping-Up Batteries (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 電解液の注液口の部分での封口特性が良好な
密閉型電池を提供する。 【解決手段】 電池缶、もしくは電池缶の開口部を封口
する蓋体に設けた注液口を封口した密閉型電池におい
て、注液口５は外部壁面に向けて面積が広がるテーパー
面９とテーパー面に結合する内部壁面に向かう円筒状部
８を有し、注液口のテーパー面と円筒状部に嵌合し、頭
部が外部壁面と同一の面に位置する液口栓７が嵌合され
て、液口栓と電池缶もしくは蓋体の壁面とが溶融接合１
３されている密閉型電池。
密閉型電池を提供する。 【解決手段】 電池缶、もしくは電池缶の開口部を封口
する蓋体に設けた注液口を封口した密閉型電池におい
て、注液口５は外部壁面に向けて面積が広がるテーパー
面９とテーパー面に結合する内部壁面に向かう円筒状部
８を有し、注液口のテーパー面と円筒状部に嵌合し、頭
部が外部壁面と同一の面に位置する液口栓７が嵌合され
て、液口栓と電池缶もしくは蓋体の壁面とが溶融接合１
３されている密閉型電池。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、密閉型電池に関
し、とくに電解液を注入の後に封口した注液口に特徴を
有するリチウムイオン電池等の密閉型電池に関するもの
である。
し、とくに電解液を注入の後に封口した注液口に特徴を
有するリチウムイオン電池等の密閉型電池に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】携帯用の電子機器は、小型軽量化と共に
機能の高度化が進んでいる。その結果、これらの電子機
器に使用する電源用の電池には、小型、軽量で容積あた
り容量が大きな電池が求められている。リチウムイオン
をドープ、および脱ドープする正極活物質と負極活物質
を用いたリチウムイオン電池は、従来から用いられてい
るニッケルカドミウム電池や鉛電池に比べて、容積ある
いは質量当たりのエネルギー密度が大きな二次電池とし
て小型の電子機器用の電源として利用されている。
機能の高度化が進んでいる。その結果、これらの電子機
器に使用する電源用の電池には、小型、軽量で容積あた
り容量が大きな電池が求められている。リチウムイオン
をドープ、および脱ドープする正極活物質と負極活物質
を用いたリチウムイオン電池は、従来から用いられてい
るニッケルカドミウム電池や鉛電池に比べて、容積ある
いは質量当たりのエネルギー密度が大きな二次電池とし
て小型の電子機器用の電源として利用されている。
【０００３】リチウムイオン電池は、正極電極と負極電
極をセパレータを介して巻回して製造した電池要素、あ
るいは正極電極と負極電極を積層した電池要素を金属缶
に収納した後に、電池缶とは極性の異なる電極を絶縁性
部材で絶縁した電極を備えた蓋体を取り付けて溶接によ
って封口が行われている。次いで、注液口から所定の量
の電解液を注入した後に、注液口に液口栓を嵌合した状
態でレーザーを照射して溶融させて一体化している。レ
ーザー溶接においては、注液口に付着した電解液によっ
て溶接不良による封口不良が生じたり、あるいは注液口
の壁面と液口栓との嵌合状態の不良によって封口不良が
生じることがあった。
極をセパレータを介して巻回して製造した電池要素、あ
るいは正極電極と負極電極を積層した電池要素を金属缶
に収納した後に、電池缶とは極性の異なる電極を絶縁性
部材で絶縁した電極を備えた蓋体を取り付けて溶接によ
って封口が行われている。次いで、注液口から所定の量
の電解液を注入した後に、注液口に液口栓を嵌合した状
態でレーザーを照射して溶融させて一体化している。レ
ーザー溶接においては、注液口に付着した電解液によっ
て溶接不良による封口不良が生じたり、あるいは注液口
の壁面と液口栓との嵌合状態の不良によって封口不良が
生じることがあった。
【０００４】例えば、特開２０００−２１４３７号公報
には、注液口のフランジ部に液口栓を装着してフランジ
部と液口栓との境界部に沿ってレーザービームを照射し
て封止溶接する方法においては、注液口の溶接部および
その周辺に付着する付着物、あるいは溶接部近傍に被覆
された被覆物を除去する除去工程を設けて、付着物等に
よって生じる溶接不良を防止することが提案されてい
る。しかしながら、フランジ部からなる段差を有するた
めに、電解液の残留が生じやすく、ピンホールの発生等
の問題を解決することができなかった。
には、注液口のフランジ部に液口栓を装着してフランジ
部と液口栓との境界部に沿ってレーザービームを照射し
て封止溶接する方法においては、注液口の溶接部および
その周辺に付着する付着物、あるいは溶接部近傍に被覆
された被覆物を除去する除去工程を設けて、付着物等に
よって生じる溶接不良を防止することが提案されてい
る。しかしながら、フランジ部からなる段差を有するた
めに、電解液の残留が生じやすく、ピンホールの発生等
の問題を解決することができなかった。
【０００５】また、図３に、従来の注液口の封口工程の
一例を説明する図を示す。図３（Ａ）は、密閉型電池を
上部からみた平面図であり、図３（Ｂ）ないし図３
（Ｃ）は、注液口の封口工程を説明する注液口部分の断
面図である。電池缶２に接合した蓋体４には、中央部に
電極端子３を設けるとともに、注液口５が設けられてい
る。注液口５から電解液を注液の後に、図３（Ｂ）およ
び図３（Ｃ）に示すように、底部にテーパーを有する駒
状の液口栓７を、液口栓７の頭部と蓋体の上面とが同一
の面となるように圧入する。次いで、液口栓７と蓋体と
の境界部にレーザー１２を照射し、境界部に溶融部１３
を形成することによって溶接を行っている。図３に示し
た例では、注液口の内部には段差がないので、注液口内
に電解液等が滞留することはなく、しかも液口栓が圧入
されるので、液口栓と蓋体との間にの接触状態も良好な
ものとなるが、液口栓の外形部分の溶接不良の発生を防
止することができなかった。
一例を説明する図を示す。図３（Ａ）は、密閉型電池を
上部からみた平面図であり、図３（Ｂ）ないし図３
（Ｃ）は、注液口の封口工程を説明する注液口部分の断
面図である。電池缶２に接合した蓋体４には、中央部に
電極端子３を設けるとともに、注液口５が設けられてい
る。注液口５から電解液を注液の後に、図３（Ｂ）およ
び図３（Ｃ）に示すように、底部にテーパーを有する駒
状の液口栓７を、液口栓７の頭部と蓋体の上面とが同一
の面となるように圧入する。次いで、液口栓７と蓋体と
の境界部にレーザー１２を照射し、境界部に溶融部１３
を形成することによって溶接を行っている。図３に示し
た例では、注液口の内部には段差がないので、注液口内
に電解液等が滞留することはなく、しかも液口栓が圧入
されるので、液口栓と蓋体との間にの接触状態も良好な
ものとなるが、液口栓の外形部分の溶接不良の発生を防
止することができなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、密閉型電池
において、注液口をレーザー溶接によって封口する際
に、レーザー溶接部にピンホール、あるいはクラック等
の溶接不良が生じることがない封口を実現した注液口を
設けた密閉型電池を提供することを課題とするものであ
る。
において、注液口をレーザー溶接によって封口する際
に、レーザー溶接部にピンホール、あるいはクラック等
の溶接不良が生じることがない封口を実現した注液口を
設けた密閉型電池を提供することを課題とするものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、電池缶
もしくは、電池缶の開口部を封口する蓋体に設けた注液
口を封口した密閉型電池において、注液口は外部壁面に
向けて面積が広がるテーパー面とテーパー面に結合した
内部壁面に向かう円筒状部を有し、注液口のテーパー面
と円筒状部に嵌合し、頭部が外部壁面と同一の面に位置
する液口栓が嵌合されて、液口栓と電池缶もしくは蓋体
とが溶融接合されている密閉型電池によって解決するこ
とができる。また、注液口のテーパー面と液口栓のテー
パー面の間で溶融接合されている前記の密閉型電池であ
る。
もしくは、電池缶の開口部を封口する蓋体に設けた注液
口を封口した密閉型電池において、注液口は外部壁面に
向けて面積が広がるテーパー面とテーパー面に結合した
内部壁面に向かう円筒状部を有し、注液口のテーパー面
と円筒状部に嵌合し、頭部が外部壁面と同一の面に位置
する液口栓が嵌合されて、液口栓と電池缶もしくは蓋体
とが溶融接合されている密閉型電池によって解決するこ
とができる。また、注液口のテーパー面と液口栓のテー
パー面の間で溶融接合されている前記の密閉型電池であ
る。
【０００８】また、電池缶、もしくは電池缶の開口部を
封口する蓋体に設けた注液口を封口した密閉型電池の製
造方法において、電池缶もしくは蓋体に円筒状の開口部
を形成し、円筒状の開口部の外面側を円筒状の開口部の
中心に中心軸を位置させて座ぐり加工によってテーパー
面を形成した後に、テーパー面と円筒状の開口部に嵌合
し、頭部が電池缶もしくは蓋体の外部壁面と同一の面に
位置する液口栓を嵌合した後に、液口栓と電池缶もしく
は蓋体とを溶接によって一体化する密閉型電池の製造方
法によって解決することができる。また、液口栓の最大
径部分と円筒状の開口部の間の領域にレーザーを照射し
て溶融接合する前記の密閉型電池である。
封口する蓋体に設けた注液口を封口した密閉型電池の製
造方法において、電池缶もしくは蓋体に円筒状の開口部
を形成し、円筒状の開口部の外面側を円筒状の開口部の
中心に中心軸を位置させて座ぐり加工によってテーパー
面を形成した後に、テーパー面と円筒状の開口部に嵌合
し、頭部が電池缶もしくは蓋体の外部壁面と同一の面に
位置する液口栓を嵌合した後に、液口栓と電池缶もしく
は蓋体とを溶接によって一体化する密閉型電池の製造方
法によって解決することができる。また、液口栓の最大
径部分と円筒状の開口部の間の領域にレーザーを照射し
て溶融接合する前記の密閉型電池である。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明は、電池缶、もしくは電池
缶の開口部を封口する蓋体に設ける注液口として、円筒
状の部分とそれにつながるテーパー面によって形成され
た注液口を形成することによって、電解液の注入の際に
注液口の内面に付着した電解液が速やかに落下し、液口
栓の装着の際には会合部において電解液が残留すること
を防止するとともに、液口栓の位置ずれ等が生じること
なく嵌合させることができ、液口栓と電池缶、もしくは
蓋体との会合部をレーザー溶接によって一体化する際に
は、ピンホール等を生じることなく溶接することが可能
であることを見いだしたものである。
缶の開口部を封口する蓋体に設ける注液口として、円筒
状の部分とそれにつながるテーパー面によって形成され
た注液口を形成することによって、電解液の注入の際に
注液口の内面に付着した電解液が速やかに落下し、液口
栓の装着の際には会合部において電解液が残留すること
を防止するとともに、液口栓の位置ずれ等が生じること
なく嵌合させることができ、液口栓と電池缶、もしくは
蓋体との会合部をレーザー溶接によって一体化する際に
は、ピンホール等を生じることなく溶接することが可能
であることを見いだしたものである。
【００１０】以下に図面を参照して本発明を説明する。
図１は、本発明の密閉型電池の製造工程を説明する図で
ある。図１（Ａ）は、注液工程を説明する斜視図であ
る。図１（Ｂ）は、密閉型電池を上部からみた平面図で
あり、図１（Ｃ）ないし図１（Ｄ）は、注液口の封口工
程を説明する注液口部分の断面図である。図１（Ａ）に
示すように、密閉型電池１は、電池缶２内に電池要素を
収納した後に、電池缶２の開口部に、中央部に電極端子
３を有するとともに注液口を配置した蓋体４を配置し
て、蓋体と電池缶の間を封口した後に、注液口５に注液
手段６を装着して電池缶内に電解液が注液される。充填
が終了した電池は、注液口５に液口栓７を嵌合してレー
ザー溶接によって溶接される。注液口５は図１（Ｃ）に
示すように、蓋体に内側へと貫通する円筒状部８とそれ
につながって、蓋体の表面に向かって広がるテーパー部
９から構成されている。一方、注液口５に嵌合する液口
栓７は、蓋体のテーパー部９に嵌合するテーパーを有す
る頭部１０と柱状部１１から構成されており、柱状部は
先端に向かうにしたがって径が小さくなるテーパーを有
している。また、液口栓７を注液口５に嵌合した状態で
は、液口栓７の頭部１０は蓋体の表面からは突出せず、
蓋体の表面と同一の高さとなる大きさであることが好ま
しい。注液口５から電解液を注液すると、注液口５の開
口部にはテーパーを有しているので、開口部に付着した
電解液はテーパー面を速やかに落下する。また、注液口
５には円筒状部８が形成されているので、液口栓７を注
液口５に圧入して嵌合させる際には位置ずれ等が生じる
ことなく嵌合させることができる。次いで、図１（Ｄ）
に示すように、レーザー１２を照射し溶融部１３を形成
して液口栓７と蓋体４とを溶接して接合して一体化す
る。
図１は、本発明の密閉型電池の製造工程を説明する図で
ある。図１（Ａ）は、注液工程を説明する斜視図であ
る。図１（Ｂ）は、密閉型電池を上部からみた平面図で
あり、図１（Ｃ）ないし図１（Ｄ）は、注液口の封口工
程を説明する注液口部分の断面図である。図１（Ａ）に
示すように、密閉型電池１は、電池缶２内に電池要素を
収納した後に、電池缶２の開口部に、中央部に電極端子
３を有するとともに注液口を配置した蓋体４を配置し
て、蓋体と電池缶の間を封口した後に、注液口５に注液
手段６を装着して電池缶内に電解液が注液される。充填
が終了した電池は、注液口５に液口栓７を嵌合してレー
ザー溶接によって溶接される。注液口５は図１（Ｃ）に
示すように、蓋体に内側へと貫通する円筒状部８とそれ
につながって、蓋体の表面に向かって広がるテーパー部
９から構成されている。一方、注液口５に嵌合する液口
栓７は、蓋体のテーパー部９に嵌合するテーパーを有す
る頭部１０と柱状部１１から構成されており、柱状部は
先端に向かうにしたがって径が小さくなるテーパーを有
している。また、液口栓７を注液口５に嵌合した状態で
は、液口栓７の頭部１０は蓋体の表面からは突出せず、
蓋体の表面と同一の高さとなる大きさであることが好ま
しい。注液口５から電解液を注液すると、注液口５の開
口部にはテーパーを有しているので、開口部に付着した
電解液はテーパー面を速やかに落下する。また、注液口
５には円筒状部８が形成されているので、液口栓７を注
液口５に圧入して嵌合させる際には位置ずれ等が生じる
ことなく嵌合させることができる。次いで、図１（Ｄ）
に示すように、レーザー１２を照射し溶融部１３を形成
して液口栓７と蓋体４とを溶接して接合して一体化す
る。
【００１１】図２は、本発明の密閉型電池の注液口の封
口部を説明する図である。図２（Ａ）は、封口した注液
口部の平面図を示し、図２（Ｂ）は断面図を示す。本発
明の密閉型電池においては、レーザーは、液口栓７の頭
部の最大外径部１４と蓋体４との会合部に沿って照射さ
れる。これによって、形成される溶融部１３は、最大外
径部１４を中心にして広がりを持つが、注液口に形成さ
れたテーパーによって、最大外径部１４と注液口の円筒
状部８の間は離れているので、レーザー１２が照射され
て最も深く溶融が進む最深部１５は、円筒状部の外側に
形成される。したがって、注液口の円筒状部と液口栓と
の間に空隙が生じた場合であっても、レーザーが電池缶
の内部に設けた電池要素に照射されたり、あるいは空隙
部分が充分に封口されないという問題は生じない。ま
た、本発明の密閉型電池に形成する注液口は、注液口部
の開口を形成した後に、表面を座ぐり加工することによ
って作製することができるが、板状体を加工する際にプ
レス成形によって一体に形成しても良い。
口部を説明する図である。図２（Ａ）は、封口した注液
口部の平面図を示し、図２（Ｂ）は断面図を示す。本発
明の密閉型電池においては、レーザーは、液口栓７の頭
部の最大外径部１４と蓋体４との会合部に沿って照射さ
れる。これによって、形成される溶融部１３は、最大外
径部１４を中心にして広がりを持つが、注液口に形成さ
れたテーパーによって、最大外径部１４と注液口の円筒
状部８の間は離れているので、レーザー１２が照射され
て最も深く溶融が進む最深部１５は、円筒状部の外側に
形成される。したがって、注液口の円筒状部と液口栓と
の間に空隙が生じた場合であっても、レーザーが電池缶
の内部に設けた電池要素に照射されたり、あるいは空隙
部分が充分に封口されないという問題は生じない。ま
た、本発明の密閉型電池に形成する注液口は、注液口部
の開口を形成した後に、表面を座ぐり加工することによ
って作製することができるが、板状体を加工する際にプ
レス成形によって一体に形成しても良い。
【００１２】注液口、液口栓等の大きさは、電池の大き
さ等に応じて適宜設定することができる。また注液口に
設けるテーパー部の大きさ、その傾斜は、電池缶、ある
いは蓋体の厚みに応じて適宜設定することができるが、
傾斜面があまりに緩やかであると付着した電解液が落下
しにくくなる。一方、あまりに傾斜が急であると、溶融
部の投影部状に液口栓の円柱部と注液口の円筒部の会合
部が存在することとなるので、電池缶あるいは蓋体の厚
み等を考慮して決定する。
さ等に応じて適宜設定することができる。また注液口に
設けるテーパー部の大きさ、その傾斜は、電池缶、ある
いは蓋体の厚みに応じて適宜設定することができるが、
傾斜面があまりに緩やかであると付着した電解液が落下
しにくくなる。一方、あまりに傾斜が急であると、溶融
部の投影部状に液口栓の円柱部と注液口の円筒部の会合
部が存在することとなるので、電池缶あるいは蓋体の厚
み等を考慮して決定する。
【００１３】アルミニウムまたはその合金製の電池缶を
用いた小型のリチウムイオン電池の場合について一例を
挙げると、板厚１ｍｍの蓋体の場合に、直径１ｍｍ注液
口を形成した場合には、テーパー部の最大径を１．６ｍ
ｍ〜１．８ｍｍとし、テーパーの角度９０°〜１２０°
の注液口を設けることができる。また、従来の径が等し
い注液口に下部の径が小さな液口栓を装着して封口した
場合には、１％程度の割合で封口不良が発生したが、本
発明のテーパーを有する注液口を設けた場合には、０．
５％に不良率を低下させることができた。
用いた小型のリチウムイオン電池の場合について一例を
挙げると、板厚１ｍｍの蓋体の場合に、直径１ｍｍ注液
口を形成した場合には、テーパー部の最大径を１．６ｍ
ｍ〜１．８ｍｍとし、テーパーの角度９０°〜１２０°
の注液口を設けることができる。また、従来の径が等し
い注液口に下部の径が小さな液口栓を装着して封口した
場合には、１％程度の割合で封口不良が発生したが、本
発明のテーパーを有する注液口を設けた場合には、０．
５％に不良率を低下させることができた。
【００１４】
【発明の効果】本発明の密閉型電池は、円筒状部にそれ
に結合する外部壁面に向けてテーパー部からなる注液口
を形成し、テーパー部に合致する頭部と円筒状部に合致
する軸部を有する液口栓を嵌合し、頭部の最大外径部と
外部壁面との会合部に沿ってレーザーを照射して溶融部
を形成して接合したので、注液口の封口特性が良好な密
閉型電池を提供することができる。
に結合する外部壁面に向けてテーパー部からなる注液口
を形成し、テーパー部に合致する頭部と円筒状部に合致
する軸部を有する液口栓を嵌合し、頭部の最大外径部と
外部壁面との会合部に沿ってレーザーを照射して溶融部
を形成して接合したので、注液口の封口特性が良好な密
閉型電池を提供することができる。
【図１】図１は、本発明の密閉型電池の製造工程を説明
する図である。
する図である。
【図２】図２は、本発明の密閉型電池の注液口の封口部
を説明する図である。
を説明する図である。
【図３】図３は、従来の注液口の封口工程の一例を説明
する図である。
する図である。
１…密閉型電池、２…電池缶、３…電極端子、４…蓋
体、５…注液口、６…注液手段、７…液口栓、８…円筒
状部、９…テーパー部、１０…頭部、１１…柱状部、１
２…レーザー、１３…溶融部、１４…最大外径部、１５
…最深部
体、５…注液口、６…注液手段、７…液口栓、８…円筒
状部、９…テーパー部、１０…頭部、１１…柱状部、１
２…レーザー、１３…溶融部、１４…最大外径部、１５
…最深部
Claims (1)
- 【請求項１】 電池缶、もしくは電池缶の開口部を封口
する蓋体に設けた注液口を封口した密閉型電池におい
て、注液口は外部壁面に向けて面積が広がるテーパー面
とテーパー面に結合した内部壁面に向かう円筒状部を有
し、注液口のテーパー面と円筒状部に嵌合し、頭部が外
部壁面と同一の面に位置する液口栓が嵌合されて、液口
栓と電池缶もしくは蓋体とが溶融接合されていることを
特徴とする密閉型電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001165005A JP2002358948A (ja) | 2001-05-31 | 2001-05-31 | 密閉型電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001165005A JP2002358948A (ja) | 2001-05-31 | 2001-05-31 | 密閉型電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002358948A true JP2002358948A (ja) | 2002-12-13 |
Family
ID=19007734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001165005A Pending JP2002358948A (ja) | 2001-05-31 | 2001-05-31 | 密閉型電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002358948A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100449763B1 (ko) * | 2002-09-11 | 2004-09-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | 캡조립체 및 이를 채용한 이차전지 |
| JP2005166733A (ja) * | 2003-11-28 | 2005-06-23 | Matsushita Electric Works Ltd | 発光装置 |
| JP2006324108A (ja) * | 2005-05-18 | 2006-11-30 | Nec Tokin Tochigi Ltd | 密閉型電池 |
| KR100670434B1 (ko) | 2005-11-29 | 2007-01-16 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차전지 |
| KR100684732B1 (ko) | 2005-05-06 | 2007-02-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 |
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