JP2003045381A

JP2003045381A - コイン形電池

Info

Publication number: JP2003045381A
Application number: JP2001230904A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Aoi; 隆幸青井; Kazuyuki Hironaga; 一幸廣永; Makoto Nakanishi; 眞中西; Hiroyuki Akitani; 弘之秋谷
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2003-02-14

Abstract

(57)【要約】【課題】コイン形電池に巻回構造の極板群を適用した
とき、落下等により正極、負極間に短絡が発生すること
を防止する。【解決手段】ガスケット４に極板群１の側面に積層さ
れたセパレータ９を圧縮して極板群１を保持する保持部
４ｂが形成されている。コイン形電池に側面落下等の衝
撃が加わったとき、保持部４ｂにより極板群１が保持さ
れているので、移動が防止されて極板が封口ケース３に
接触する短絡が防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コイン形扁平形状
の一次電池又は二次電池として構成されたコイン形電池
に関し、特に、コイン形電池に巻回構造の極板群を適用
したとき、落下等の衝撃によって内部短絡が発生するこ
とを防止する構造を設けたものである。

【０００２】

【従来の技術】コイン形電池は、図８に示すように、封
口ケース３５とキャップケース３１とをガスケット３６
を介して組み合わせて形成される内部空間に、正極ペレ
ット３２と負極ペレット３３とをセパレータ３４を介し
て対向配置したものが一般的に用いられている。このよ
うな極板構造のコイン形電池では、正極ペレット３２と
負極ペレット３３との間の反応面積に限度があるので、
大きな放電電流を取り出すことができなかった。正極と
負極との間の反応面積を増加させるには、比較的大型の
電池に採用されている複数枚の正極極板と負極極板とを
積層した積層構造や正極極板と負極極板とを巻回した巻
回構造をコイン形電池に適用する必要がある。しかし、
コイン形電池の狭い収容スペースに巻回構造の極板群を
収容することが困難であった。この課題を解決すべく本
願出願人は、巻回構造の極板群を適用したコイン形電池
を開発し、特開２０００−１６４２５９号公報他として
提案した。

【０００３】図９は、上記巻回構造の極板群を用いたコ
イン形電池の構成を示す断面図で、リチウム二次電池と
して構成されたものである。極板群１は、図１０（ａ）
に示すように、正極集電体に正極合剤を塗着した複数の
正極積層面１７ａ〜１７ｅを正極連結片１９ａ〜１９ｄ
で連結した正極極板７と、図１０（ｂ）に示すように、
負極集電体に負極合剤を塗着した複数の負極積層面１８
ａ〜１８ｅを負極連結片２０ａ〜２０ｄで連結した負極
極板８とを、図１０（ｃ）に示すように、帯状に形成さ
れたセパレータ９を介して正極積層面１７ａ〜１７ｅと
負極積層面１８ａ〜１８ｅとが交互に積層されるように
扁平に巻回して形成される。巻回後の極板群１は、図１
１（ａ）に示すように、セパレータ９によって平面形状
が四角形になっているので、円形の収容スペースに対応
させるために、四角形になったセパレータ９の四隅を円
弧に裁断して、図１１（ｂ）に示すような平面形状の極
板群１に仕上げられる。

【０００４】この極板群１は、円形半殻体の側周部が段
差を設けて形成された封口ケース４４内に収容され、正
極極板７の一端から延出形成された正極リード１５をキ
ャップケース４３に溶接し、負極極板８の一端から延出
形成された負極リード１６を封口ケース４４に溶接し
て、コイン形電池の正極及び負極に対する電気的接続が
なされる。封口ケース４４の側周部にガスケット４６を
配し、電解液を滴下した後、円形半殻体に形成されたキ
ャップケース４３を封口ケース４４上に被せ、キャップ
ケース４３の開口端を縮口するカシメ加工により極板群
１を収容した内部空間を封止することにより組み立てら
れる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように二次電池
として構成されたコイン形電池は、図１１（ｂ）に示す
巻回方向Ｍには、その側面はセパレータ９に覆われてい
るが、巻回方向Ｍに交差する方向には正極極板７及び負
極極板８の端部がセパレータ９に挟まれて外部に露出し
た状態にある。この極板群１を用いたコイン形電池に落
下等の衝撃が加わったとき、特に極板群１の巻回方向Ｍ
と交差する方向に衝撃が加わると、正極極板７及び負極
極板８が封口ケース４４の内面に接触して、内部短絡を
発生させる恐れがあった。

【０００６】前述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面させた従来構造のコイン形電池
では、内部短絡を防止するための構造が、特開２０００
−２２３０９１号公報他に開示されている。この内部短
絡の防止構造は、ガスケットにより正極ペレット及び負
極ペレットの外径より大きな外径に形成されたセパレー
タを保持して、過充電等の原因によって正極ペレット及
び負極ペレットが膨張したときに内部短絡が生じること
を防止するものであり、落下等の衝撃による内部短絡を
防止することを目的とするものではない。

【０００７】本発明が目的とするところは、巻回構造の
極板群を用いたコイン形電池に落下等の衝撃が加わった
際にも短絡を発生させないように極板群を位置規制する
構造を設けたコイン形電池を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、複数の正極積層面を連結片で連結した正極
極板と、複数の負極積層面を連結片で連結した負極極板
とを、正極極板及び負極極板より大きな幅径を有するセ
パレータを介して正極積層面と負極積層面とが交互に積
層されるように前記連結片で折り曲げて扁平に巻回され
た極板群を、半殻体の側周部が段差を設けて形成された
封口ケースと、この封口ケースより大きな外形の半殻体
に形成されたキャップケースとを、互いの開口部を対向
させ、封口ケースの側周部に被せたガスケットを介在さ
せて封口ケース上にキャップケースを被せた内部空間内
に収容し、キャップケースの開口端を縮口するカシメ加
工によってガスケットを前記段差上に圧縮することによ
り前記内部空間が密閉されてなるコイン形電池におい
て、前記ガスケットは、封口ケースの内面側に位置する
部位に、極板群の側面に複数層に存在するセパレータの
端辺を押圧して極板群を所定位置に保持する極板群保持
部が形成されてなることを特徴とする。

【０００９】上記構成によれば、ガスケットに設けられ
た極板群保持部により極板群はそのセパレータの端辺が
押圧されるので、セパレータの端辺が圧縮されて極板群
は内部空間の所定位置に位置保持される。従って、コイ
ン形電池に落下等による衝撃が加わったときにも極板群
が内部空間内で移動することがなく、極板群が移動する
ことによって発生する短絡やリードの破断などが防止で
きる。

【００１０】上記構成において、極板群保持部は、極板
群の対向する両側面に存在するセパレータの端辺を含む
極板群の幅より狭い間隔で封口ケースの底面方向に立ち
上がる突出部として形成することにより、極板群はセパ
レータの端辺を突出部で圧縮された状態でケース内に保
持される。

【００１１】また、極板群保持部は、封口ケースの側周
部の内面側との間に空間を設けて斜め方向に立ち上がる
ように形成することにより、挿入された極板群のセパレ
ータの端辺は極板群保持部により折り曲げ、極板群をセ
パレータの端辺を極板群保持部が押さえるようにして保
持し、衝撃が加わったときには極板群保持部の弾性によ
り衝撃を吸収することができる。極板群保持部は、櫛歯
状に形成すること、あるいは薄肉部を形成することによ
って弾性変形しやすくなり、衝撃の吸収に効果的であ
る。

【００１２】また、極板群保持部は、ガスケットの対向
する両側に形成することができ、極板群の幅が縦横で異
なるときに有効となる。即ち、極板群をその幅の狭い側
を極板群保持部の形成方向に向けて封口ケース内に挿入
し、回動させて極板群の広い幅の端に存在するセパレー
タを極板群保持部の下に入れると、極板群は所定位置に
保持される。

【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】図１は、本実施形態に係るコイン形電池の
外観を示す平面図（ａ）及び側面図（ｂ）であって、扁
平な円形のリチウム二次電池として構成されたものであ
る。このコイン形電池は、円形半殻体に形成されたキャ
ップケース２と封口ケース３とを、互いの開口部を対面
させ、互いの側周部の間にガスケット４を介して組み合
わせることにより形成される内部空間内に、巻回構造に
形成された極板群１を収容して構成されている。尚、極
板群１の構成は従来技術において説明したものと同様で
あり、その説明は省略する。

【００１５】図２は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ線矢視
断面図で、極板群１の巻回方向の断面、図３は、図１
（ａ）におけるＢ−Ｂ線矢視断面図で、極板群１の巻回
方向に直交する方向の断面で、第１の実施形態に係るコ
イン形電池の内部構造を示している。尚、図２、図３は
内部構造の表示を明確にするため、図１（ｂ）に示す高
さ寸法をやや誇張した状態にしている。

【００１６】図２及び図３に示すように、封口ケース３
の側周部３ｂには、樹脂成形によりリング状に形成され
たガスケット４が嵌め合わされている。このガスケット
４は、封口ケース３の側周部３ｂの外面に密着して内部
空間を封止すると共に封口ケース３とキャップケース２
との間を絶縁する役割をなす封止部４ａと、側周部３ｂ
の内面との間に空間を設けて内部空間内に延出して極板
群１を所定位置に保持する役割をなす保持部（極板群保
持部）４ｂとを設けて形成されている。

【００１７】このガスケット４が嵌め合わされた封口ケ
ース３内に極板群１を押し入れると、図３に示すよう
に、積層された正極極板７及び負極極板８から外にはみ
出した複数層のセパレータ９の端辺は、ガスケット４に
設けられた保持部４ｂによって折り曲げられ、圧縮され
るので、極板群１は内部空間内の所定位置に束ねられた
セパレータ９の端辺によって弾性的に保持される。ま
た、保持部４ｂは封口ケース３の側周部３ｂとの間に空
間を設けて形成されているので、落下等の衝撃により極
板群１が所定位置から移動しようとする圧力を弾性的に
受け止めて移動を抑制する作用をなす。保持部４ｂの弾
性をより向上させるためには、図４に示すガスケット５
のように、保持部５ｂは櫛歯状に形成するのが効果的で
ある。また、図５に示すガスケット６のように、その保
持部６ｂは凹部６ｃの形成によって薄肉部が形成され、
保持部６ｂの弾性変形を向上させることができる。尚、
凹部６ｃは溝状に連続して形成してもよいが、保持部６
ｂとしての強度の低下を来すので、所定間隔で窪みを形
成するのが好ましい。

【００１８】上記構成になるガスケット４、５、６が側
周部３ｂに嵌め合わされた封口ケース３内に極板群１を
押し入れると、極板群１は図２、図３に示すように、そ
の周囲でガスケット４、５、６の保持部４ｂ、５ｂ、６
ｂに囲まれた状態になるので、コイン形電池が落下等の
衝撃を受けたときにも極板群１の移動が防止でき、正極
極板７及び負極極板８が封口ケース３に接触して内部短
絡が生じることが防止できる。

【００１９】極板群１から引き出された正極リード１５
はキャップケース２に、負極リード１６は封口ケース３
にそれぞれ溶接し、封口ケース３内に電解液を所要量滴
下した後、図２、図３に示すように、ガスケット４の外
面に被せてキャップケース２が嵌め合わされ、その側周
部２ｂの開口端を内側に折り曲げるカシメ加工により、
ガスケット４の封止部４ａが封口ケース３の段差上に圧
縮され、極板群１を収容した内部空間が密閉される。
尚、図２に示す正極リード１５のキャップケース２への
溶接及び負極リード１６の封口ケース３への溶接は、図
示するように短いリード距離で接続するのでなく、正極
リード１５及び負極リード１６それぞれに極板群１から
溶接点まで弛みを与えた状態に接続すると、落下等によ
り極板１が動いたときに、その影響がリードの破断につ
ながることが防止できる。

【００２０】図６は、第２の実施形態に係るコイン形電
池の内部構造を示すもので、図１（ａ）におけるＢ−Ｂ
線矢視断面図である。本実施形態の構成は、ガスケット
１０の構成が第１の実施形態の構成と異なるもので、共
通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省
略する。

【００２１】ガスケット１０は、封口ケース３の側周部
３ｂに密着して内部空間を封止すると共に、封口ケース
３とキャップケース２との間を絶縁する役割をなす封止
部１０ａと、内部空間内に位置して封口ケース３の側周
部３ｂと同方向に突出する押圧部（極板群保持部）１０
ｂとを備えて構成されている。封口ケース３内に極板群
１を入れ、このガスケット１０を封口ケース３の側周部
３ｂに嵌め合わせると、図６に示すように、積層された
正極極板７及び負極極板８より外側に出ているセパレー
タ９の端辺は押圧部１０ｂによって圧縮されて束ねられ
る。封口ケース３内に所要量の電解液を滴下した後、ガ
スケット１０の外面を覆ってキャップケース２を被せ、
その側周部２ｂの開口端を内側に折り曲げるカシメ加工
によりガスケット１０の封止部１０ａは封口ケース３の
側周部３ｂに形成された段差上に圧縮されるので、内部
空間が封止されて図示するコイン形電池が形成される。

【００２２】このコイン形電池がその平板面方向に落下
したような場合、内部空間で極板群１が移動する作用を
受けるが、ガスケット１０に形成された押圧部１０ｂに
よってセパレータ９が束ねられているので、正極極板７
及び負極極板８の移動がセパレータ９によって阻止さ
れ、正極極板７や負極極板８が封口ケース３に接触する
短絡の発生が防止できる。

【００２３】上記ガスケット１０に設けた押圧部１０ｂ
は、図７（ａ）に示すように、対向位置にのみ形成し、
図７（ｂ）に示すように、極板群１をその巻回方向Ｍが
押圧部１０ｂ側になるようにして封口ケース３内に挿入
し、図７（ｃ）に示すように、極板群１を封口ケース３
内で９０度回動させ、セパレータ９の端辺が図６に示す
ように押圧部１０ｂの下に入るように構成することもで
きる。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明の通り本発明によれば、ガス
ケットにより極板群が保持されるので、コイン形電池に
巻回構造の極板群を適用したとき、落下等の衝撃により
極板群が移動して短絡が発生することが防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係るコイン形電池の（ａ）は平面
図、（ｂ）は側面図。

【図２】同上Ａ−Ａ線矢視断面で示す第１の実施形態に
係るコイン形電池の断面図。

【図３】同上Ｂ−Ｂ線矢視断面で示す第１の実施形態に
係るコイン形電池の断面図。

【図４】第１の実施形態に係るガスケットの変形例を示
す斜視図。

【図５】同上。

【図６】Ｂ−Ｂ線矢視断面で示す第２の実施形態に係る
コイン形電池の断面図。

【図７】第２の実施形態に係るガスケットを用いた極板
群の装着手順を示す平面図。

【図８】従来構成になるコイン形電池の構成を示す断面
図。

【図９】巻回構造の極板群を用いた従来構成になるコイ
ン形電池の断面図。

【図１０】極板群を構成する（ａ）は正極極板、（ｂ）
は負極極板、（ｃ）はセパレータを示す平面図。

【図１１】極板群の巻回後の整形方法を説明する平面
図。

【符号の説明】

１極板群２キャップケース３封口ケース４、５、６、１０ガスケット４ｂ、５ｂ、６ｂ保持部（極板群保持部）７正極極板８負極極板９セパレータ１０ｂ押圧部（極板群保持部）

───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者秋谷弘之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 AA01 FF02 GG02 JJ01 5H028 AA05 CC12 CC24 EE06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正極極板と負極極板とを、両極板より大
きな幅径を有するセパレータを介して扁平に巻回された
極板群を、半殻体に形成された封口ケースとキャップケ
ースとを互いの開口部を対向させ、封口ケースの側周部
に被せたガスケットを介在させて封口ケース上にキャッ
プケースを被せた内部空間内に収容し、キャップケース
の開口端を縮口するカシメ加工によってガスケットを圧
縮することにより前記内部空間が密閉されてなるコイン
形電池において、前記ガスケットは、封口ケースの内面側に位置する部位
に、極板群の側面に複数層に存在するセパレータの端辺
を押圧して極板群を所定位置に保持する極板群保持部が
形成されてなることを特徴とするコイン形電池。
【請求項２】極板群保持部は、極板群の対向する両側
面に存在するセパレータの端辺を含む極板群の幅より狭
い間隔で封口ケースの底面方向に立ち上がる突出部とし
て形成されてなる請求項１に記載のコイン形電池。
【請求項３】極板群保持部として形成された突出部
は、封口ケースの側周部の内面側との間に空間を設けて
斜め方向に立ち上がるように形成されてなる請求項１ま
たは２に記載のコイン形電池。
【請求項４】極板群保持部は、櫛歯状に形成されてな
る請求項３に記載のコイン形電池。
【請求項５】極板群保持部は、薄肉部が形成されてな
る請求項３に記載のコイン形電池。
【請求項６】極板群保持部は、ガスケットの対向する
両側に形成されてなる請求項１または２に記載のコイン
形電池。