JP2003059466A - 有機電解液二次電池、有機電解液二次電池の負極缶およびそれらの製造方法 - Google Patents
有機電解液二次電池、有機電解液二次電池の負極缶およびそれらの製造方法Info
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Abstract
の製造方法、またこの負極缶を用いた電池およびその製
造方法を提供する。 【解決手段】 アルミニウム合金層2bと、このアルミ
ニウム合金層2b上に形成されたステンレス鋼層2aと
を含む積層材からなる負極缶2であって、中央平面部1
0と、中央平面部10に連なり、この中央平面部10を
囲むように配置された外周側壁部5とを備える。外周側
壁部5におけるアルミニウム合金層5bの厚みは、中央
平面部10におけるアルミニウム合金層2bの厚みより
薄い。外周側壁部5の端縁において、外周側壁部5の外
周面とほぼ垂直な面上にアルミニウム合金層2bの端面
とステンレス鋼層2aの端面とがほぼ一直線上に整列し
ている。
Description
源やメモリバックアップ用電源に使用するボタン型やコ
イン型の小型の有機電解液二次電池、有機電解液二次電
池の負極缶およびそれらの製造方法に関し、より特定的
には、硬度の異なる材質を組合せた積層材を曲げ加工す
ることにより得られる有機電解液二次電池の負極缶、こ
の負極缶を用いた有機電解液二次電池およびそれらの製
造方法に関するものである。
式図である。図25を参照して、従来の電池を説明す
る。
n)−リチウム(Li)二次電池であって、正極端子を
兼ねる正極缶101と、この正極缶101にガスケット
106を介して接続され、負極端子を兼ねる負極缶10
2と、この正極缶101および負極缶102により形成
される空間に収納された正極107、セパレータ109
およびリチウム金属108とを備える。正極缶101は
耐食性にすぐれたステンレス鋼板の成形加工体からな
る。負極缶102は、正極缶101を構成するステンレ
ス鋼板と同じ材質のステンレス鋼層102aと、このス
テンレス鋼層102aの内周側に配置された硬質アルミ
ニウム合金層102bとを含む成形加工体からなる。な
お、図25に示した電池は中心線111を中心として対
称な構造を備える。
上面から一段下がった肩部103が形成されている。肩
部103の外周側には角部104が形成されている。こ
の角部104からほぼ垂直下向きに伸びるように周壁1
05が形成されている。このように、負極缶102は肩
部103、角部104および周壁105を含む。
て、正極缶101上には正極107が配置されている。
正極107を覆うようにセパレータ109が配置されて
いる。セパレータ109上には、負極缶102の硬質ア
ルミニウム合金層102bと接触するように、負極を構
成するリチウム金属108が配置されている。この正極
107とセパレータ109とリチウム金属108と電解
液とから発電セルが構成される。
102とを絶縁するとともに、正極107、セパレータ
109およびリチウム金属108を、正極缶101およ
び負極缶102により構成される筐体の内部に密閉する
機能を有する。ガスケット106を正極缶101の外周
部における立上部101aの内面と、負極缶102の肩
部103から周壁105までの外周面との間に配置した
状態で立上部101aを絞ることにより、電池を封止し
ている。
果、図25に示した従来の電池には以下に示すような問
題があった。
極缶102は、プレス成形を行なうことにより肩部10
3、角部104および周壁105などを形成している。
しかし、負極缶102はステンレス鋼層102aと硬質
アルミニウム合金層102bとを含む積層材(クラッド
材)からなる。そのため、上記のようなプレス成形を行
なうと、実際には図26に示すように、プレス加工を受
けた周壁の端部において、内周側に位置する硬質アルミ
ニウム合金層102bの端部126が、ステンレス鋼層
102aの端面116より突出した状態になる(硬質ア
ルミニウム合金層102bの端面117は、ステンレス
鋼層102aの端面116より突出した領域に位置す
る)。図26は、図25に示した電池の問題点を説明す
るための模式図である。また、図26からわかるよう
に、硬質アルミニウム合金層102bの端部126は、
上記のプレス加工にともなって硬質アルミニウム合金層
102bが端部から押出されるように塑性変形すること
によって形成されるので、その形状は図26に示すよう
に緩やかな曲面を有している。
4の成形を行なうために、この周壁105の上下からダ
イとポンチによりプレス加工を行なう場合がある。この
プレス加工により、図27に示すように、周壁105の
端縁において硬質アルミニウム合金層102bの先端部
127がステンレス鋼層102aの端面を覆うように配
置されることになる。図27は、図25に示した電池の
問題点を説明するための他の模式図である。
金層102bの端部126が曲面を有する凸部として突
出した状態、あるいは図27に示したように硬質アルミ
ニウム合金層102bの端部127がステンレス鋼層1
02aの端面を覆うように配置された状態になると、電
池を封止する際に負極缶102の周壁105をガスケッ
ト106に固着させる(周壁105の端部をガスケット
106に突き刺して固定する)ことができない場合があ
った。この結果、電池においてガスケット106と負極
缶102との接合部の密閉性が低下するので、電池の特
性が劣化する、あるいは電池の寿命(充放電サイクル寿
命)が短くなるなどの問題が発生する場合があった。
ためになされたものであり、この発明の目的は、特性の
劣化を防止するとともに寿命の延長が可能な有機電解液
二次電池、有機電解液二次電池の負極缶およびそれらの
製造方法を提供することである。
ける有機電解液二次電池の負極缶は、アルミニウム合金
層と、アルミニウム合金層上に形成されたステンレス鋼
層とを含む積層材からなる負極缶であって、中央平面部
と、中央平面部に連なり、この中央平面部を囲むように
配置された外周側壁部とを備える。外周側壁部における
アルミニウム合金層の厚みは、中央平面部におけるアル
ミニウム合金層の厚みより薄い。外周側壁部の端縁にお
いて、外周側壁部の外周面とほぼ垂直な面上にアルミニ
ウム合金層の端面とステンレス鋼層の端面とがほぼ一直
線上に整列している。
端縁において、ステンレス鋼層よりアルミニウム合金層
が突出した状態になっていない。したがって、アルミニ
ウム合金層の突出部の存在に起因してガスケットなどの
部材と負極缶との接合が不完全になるという問題の発生
を確実に防止できる。この結果、負極缶とガスケットな
どの部材との接合部の密着性、気密性をより向上させる
ことができる。
レス鋼層の厚みがほぼ等しい場合に、外周側壁部の合計
厚みを中央平面部における合計厚みより相対的に薄くす
ることができる。このため、この負極缶を用いて電池を
形成する際、正極缶と負極缶とを接続・密閉するための
ガスケットなどの部材に負極缶の外周側壁部を容易に突
き刺すことができる。そのため、ガスケットなどの部材
に負極缶を確実に固着することができる。したがって、
この負極缶を用いた電池において、負極缶とガスケット
との接合部の密閉性を高めることができ、接合部から電
池の電解液などが漏液することを防止できる。この結
果、電池の特性の劣化や寿命の短縮といった問題の発生
を防止できる。
次電池の負極缶は、アルミニウム合金層と、このアルミ
ニウム合金層上に形成されたステンレス鋼層とを含む積
層材からなる負極缶であって、中央平面部と、この中央
平面部に連なり、中央平面部を囲むように配置された外
周側壁部とを備える。外周側壁部の端縁では、外周側壁
部の外周面とほぼ平行な方向において、ステンレス鋼層
の端面がアルミニウム合金層の端面の位置より突出した
領域に位置する。
は、ステンレス鋼層の端部がアルミニウム合金層の端部
より突出した状態になっている。このため、本発明によ
る負極缶を有機電解液二次電池に適用する場合、ガスケ
ットなどの部材と負極缶の外周側壁部とを接合する際
に、この接合部においてステンレス鋼層の端面とガスケ
ットなどの部材とを確実に密着させることができる。そ
のため、負極缶とガスケットなどの部材との接合部の密
着性、気密性を向上させることができる。この結果、接
合部から電池の電解液などが漏液することを防止でき
る。したがって、電池の特性の劣化や寿命の短縮といっ
た問題の発生を防止できる。
電解液二次電池の負極缶では、外周側壁部において、外
周側壁部の端縁に向かうにしたがってアルミニウム合金
層の厚みが薄くなっていることが好ましい。
その端縁に向かって厚みが薄くなるような尖った形状に
することができる。したがって、負極缶の外周側壁部を
ガスケットなどの部材により容易に突き刺すことが可能
になる。この結果、ガスケットなどの部材と負極缶の外
周側壁部との接合部の密閉性をさらに向上させることが
できる。
液二次電池は、上記1の局面または他の局面における負
極缶を備える。
トとの接合部からの漏液を防止することができる。
次電池の負極缶の製造方法は、アルミニウム合金層と、
このアルミニウム合金層上に形成されたステンレス鋼層
とを含み、得られるべき負極缶の大きさに合わせて切断
された積層材を準備する工程と、積層材の外周部におい
て、アルミニウム合金層の厚みを薄くする工程と、アル
ミニウム合金層の厚みを薄くする工程の後、積層材の外
周部の端縁を切断することにより、アルミニウム合金層
およびステンレス鋼層の側面をほぼ同一平面上に配置す
る切断工程と、切断工程の後、積層材の外周部を一方向
に曲げ起こす工程とを備える。
の外周部においてアルミニウム合金層およびステンレス
鋼層の側面の位置を揃える(アルミニウム合金層の側面
とステンレス鋼層の側面とにより連続した1つの平面を
形成する)ことができる。また、このように側面の位置
がそろった後、積層材の外周部を曲げ起こす工程を実施
するが、このとき曲げ起こされる外周部ではアルミニウ
ム合金層の厚みが薄くなった状態である。このため、上
記曲げ起こす加工を行なう際に、積層材の中央部からこ
の外周部にアルミニウム合金層を構成する材料が塑性流
動して流入することを防止できる。そのため、外周部の
端部においてアルミニウム合金層の側面がステンレス鋼
層の側面より突出した状態となることを防止できる。し
たがって、本発明による製造方法で形成された負極缶を
電池に適用すれば、アルミニウム合金層の突出部が存在
することに起因して、負極缶とガスケットなどとの接合
が不完全になることを防止できる。この結果、電池での
漏液を防止できる。
の負極缶の製造方法は、切断工程の後、積層材の外周部
を一方向に曲げ起こす工程に先だって、積層材の外周部
を一方向に曲げ起こす工程においてアルミニウム合金層
の端縁部がステンレス鋼層の側面を超えて延在すること
を妨げるように、積層材の外周部においてアルミニウム
合金層を再加工する工程をさらに備えることが好まし
い。
向に曲げ起こす工程を実施する際、アルミニウム合金層
の端縁部がステンレス鋼層の側面より突出した状態とな
ることを確実に防止できる。
の負極缶の製造方法では、アルミニウム合金層を再加工
する工程が積層材の外周部においてアルミニウム合金層
の厚みを薄くする工程を含むことが好ましい。
の負極缶の製造方法は、積層材の外周部を一方向に曲げ
起こす工程の後、積層材の外周部の端面において、ステ
ンレス鋼層よりアルミニウム合金層を後退させる工程を
さらに備えていてもよい。
部の端面において、確実にステンレス鋼層をアルミニウ
ム合金層より突出した状態とすることができる。したが
って、本発明による製造方法で形成された負極缶を電池
に適用すれば、負極缶の端部における気密性を向上させ
ることができる。
解液二次電池の製造方法は、上記別の局面における負極
缶の製造方法を用いる。
からの漏液といった問題の発生しない電池を得ることが
できる。
施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一ま
たは相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明
は繰返さない。
池の実施の形態1を示す部分断面模式図である。図1を
参照して、電池を説明する。
二次電池の一つであるマンガン(Mn)−リチウム(L
i)二次電池であって、正極端子を兼ねる正極缶1と、
この正極缶1にガスケット6を介して接続され、負極端
子を兼ねる負極缶2と、この正極缶1および負極缶2に
より形成される空間に収納された正極7、セパレータ9
およびリチウム金属8とを備える。正極缶1は耐食性に
すぐれたステンレス鋼板の成形加工体からなる。負極缶
2は、正極缶1を構成するステンレス鋼板と同じ材質の
ステンレス鋼層2aと、このステンレス鋼層2aの内周
側に配置された硬質アルミニウム合金層2bとを含む成
形加工体からなる。負極缶2の端子部10においては、
負極缶2の全体の厚さT3は約0.3mm程度であり、
硬質アルミニウム合金層2bの厚さT1は約0.2mm
程度、ステンレス鋼層2aの厚さは約0.1mm程度で
ある。硬質アルミニウム合金層2bは、マンガン(M
n)を5質量%含む。なお硬質アルミニウム合金層2b
に代えて硬質アルミニウムを用いてもよい。
一段下がった肩部3が形成されている。肩部3の外周側
には、肩部3から見て所定の角度(たとえば90°±1
0°)で折り曲げられた角部4が形成されている。この
角部4からほぼ垂直下向きに伸びるように周壁5が形成
されている。負極缶2は中央平面部である端子部10か
ら肩部3、角部4および周壁5まで延在するように形成
されている。
る硬質アルミニウム合金層2bの厚さT1より周壁5に
おける硬質アルミニウム合金層周壁5bの厚さT2の方
が薄くなっている。このため、周壁5の厚さT4は約端
子部における負極缶2の厚さT3より薄くなっている。
また、周壁5の端部においては、硬質アルミニウム合金
層周壁5bにおいて内周側へと盛り上がった(厚みの厚
くなった)凸部23(図8参照)が形成されている。
において、正極缶1上には正極7が配置されている。正
極7を覆うようにセパレータ9が配置されている。セパ
レータ9上には、負極缶2の硬質アルミニウム合金層2
bと接触するように、負極を構成するリチウム金属8が
配置されている。この正極7とセパレータ9とリチウム
金属8と電解液とから発電セルが構成される。
縁するとともに、正極7、セパレータ9、リチウム金属
8および電解液を、正極缶1および負極缶2により構成
される筐体の内部に密閉するシール材としての機能を有
する。ガスケット6を正極缶1の外周部における立上部
1aの内面と、負極缶2の肩部3から周壁5までの外周
面との間に配置した状態で立上部1aを絞ることによ
り、電池を封止している。このとき、ガスケット6に負
極缶2の周壁5が突き刺さった状態となっている。な
お、図1に示した電池は中心線11を中心として対称な
構造を備え、その直径はたとえば約4mm程度である。
は、中央平面部としての端子部10における硬質アルミ
ニウム合金層2bの厚さT1より外周側壁部としての周
壁5における硬質アルミニウム合金層周壁5bの厚さT
2の方が薄くなっている。また、硬質アルミニウム合金
層周壁5bの端部側面とステンレス鋼層周壁5aの端部
側面とはほぼ同一平面内に配置されている。このため、
ガスケット6に負極缶2の周壁5を容易に突き刺すこと
ができる。したがって、ガスケット6に負極缶2の周壁
5を確実に固着することができる。そのため、電池20
において、ガスケット6と負極缶2との接続部の気密性
が低下することによる特性の劣化を防止できるととも
に、電池の寿命を延長することができる。さらには、負
極缶2とガスケット6との接合部から電池内部の電解液
などが漏液するといった問題の発生を防止できる。
的に機械的強度の大きなステンレス鋼層周壁5aの厚さ
が端子部10におけるステンレス鋼層2aの厚さとほぼ
等しくなっているので、周壁5の機械的強度をステンレ
ス鋼層周壁5aによりある程度の値に保つことができ
る。
る負極缶の製造方法を説明するための断面模式図であ
る。図2〜8を参照して、図1に示した本発明による負
極缶の製造方法を説明する。
aに硬質アルミニウム合金層2bが積層されたクラッド
材21を準備する。このクラッド材21は、負極缶の大
きさに合わせて所定の大きさおよび形状に切断されてい
る。
をポンチ12aとダイ12bとによりプレス成形する。
ポンチ12aには、クラッド材21の外周部に当接する
部分に凸部13が形成されている。このため、クラッド
材21の外周部において、図3に示したプレス成形によ
り硬質アルミニウム合金層2bの厚みが薄くなる。硬質
アルミニウム合金層2bの厚みが薄くなった薄肉部19
が形成されることにより、硬質アルミニウム合金の一部
が薄肉部19の端部側へ塑性流動する。この結果、押出
し部14が形成される。押出し部14はポンチ12aお
よびダイ12bの側面15より突出した状態となってい
る。また、ステンレス鋼層2aの端部16もポンチ12
aおよびダイ12bの側面15より突出した状態となっ
ている。
してクラッド材21およびポンチ12aを矢印で示す方
向に相対的に移動させることにより、硬質アルミニウム
合金層2bの押出し部14とステンレス鋼層2aの端部
16とをクラッド材21から切断、分離する。この結
果、硬質アルミニウム合金層2bの側面17とステンレ
ス鋼層2aの側面18とはほぼ同一平面上に位置するこ
とになる。
12dとダイ12eとを用いてプレス成形することによ
りクラッド材21の外周部を図中上方向に曲げ起こす。
具体的には、クラッド材21とポンチ12dとを図5の
矢印方向においてダイ12eに対して相対的に移動させ
ることにより、図6に示すようにクラッド材21の外周
部を折り曲げる。この結果、図3に示した工程で形成さ
れた薄肉部19が曲げ起こされ、周壁5が形成される。
周壁5はステンレス鋼層周壁5aと硬質アルミニウム合
金層周壁5bとを含む。硬質アルミニウム合金層周壁5
bは薄肉部19(図3参照)がプレス成形された部分で
あるため、硬質アルミニウム合金層周壁5bの厚みは端
子部10における硬質アルミニウム合金層2bの厚みよ
り薄くなっている。そして、図5および6で示したプレ
ス加工において、薄肉部19が曲げ起こされることによ
り、周壁5の内周側に位置する硬質アルミニウム合金層
周壁5bの端部において突出部22が形成される。突出
部22は、ステンレス鋼層周壁5aの端面よりわずかに
突出した状態になっている。ただし、薄肉部19におけ
る硬質アルミニウム合金層周壁5bの厚みは端子部10
における硬質アルミニウム合金層2bの厚みより薄くな
っているので、硬質アルミニウム合金層周壁5bへの材
料の流入を少なくすることができる。したがって、この
突出部22の突出量は極めて小さい。
ダイ12gとによりクラッド材21をプレス成形するこ
とにより、図8に示すように端子部10の周囲に肩部3
と角部4とが配置された負極缶2を形成する。具体的に
は、図7においてクラッド材21とポンチ12fとを矢
印の方向においてダイ12gに対して相対的に移動させ
ることにより、クラッド材21の外周部を図7の上方向
に押し上げる。このようにして肩部3(図8参照)を形
成する。
されるクラッド材21の外周部では、硬質アルミニウム
合金層2bの厚みが薄くなった状態である。このため、
図7に示したプレス成形工程において、クラッド材21
の中央部からこの外周部に硬質アルミニウム合金層2b
を構成する材料が塑性流動して流入することを防止でき
る。そのため、外周部の端部において硬質アルミニウム
合金層5bの側面17がステンレス鋼層2aの側面16
より大きく突出した状態となることを抑制できる。
12iを用いてクラッド材21をプレス成形することに
より、硬質アルミニウム合金層周壁5bの端部に位置す
る突出部22(図7参照)を内周側へ延在するように変
形させる。具体的には、ポンチ12h、12iを、周壁
5の延びる方向と同じ方向に(周壁5を押厚するよう
に)移動させることにより、ポンチ12h、12iによ
り突出部22を押しつぶす。ポンチ12h、12iの形
状は、突出部22を内周側に向けて変形させることがで
きるように決定されている。この結果、図8に示すよう
に、硬質アルミニウム合金層周壁5bの端面とステンレ
ス鋼層周壁5aの端面との位置をほぼ一致させる(ほぼ
同一平面上に位置させる)ことができる。硬質アルミニ
ウム合金層周壁5bの端部においては、内周側に突出し
た(盛り上がった)凸部23が形成されている。このよ
うにすれば、周壁5をガスケット6へ容易に突き刺すこ
とができるとともに、硬質アルミニウム合金層周壁5b
の端部がステンレス鋼層周壁5aの端部上に覆い被さる
ことを防止できる。この結果、負極缶2とガスケット6
との接合部の気密性を大幅に向上させることができる。
より、角部4の先端部の形状をより尖鋭なものにするこ
ともできる。
1に示した正極缶1、正極7、セパレータ9およびリチ
ウム金属8などを用いて、図1に示した電池を製造する
ことができる。
池の実施の形態2を示す部分断面模式図である。図9を
参照して、電池を説明する。
二次電池の一つであるマンガン(Mn)−リチウム(L
i)二次電池であって、基本的に図1に示した電池と同
様の構造を備えるが、負極缶2の周壁5の形状が図1に
示した電池とは異なる。すなわち、図9に示した電池2
0では、負極缶2の周壁5において、硬質アルミニウム
合金層周壁5bの厚みが、周壁5の端縁(端部)に向か
うにしたがって徐々に小さくなっている(硬質アルミニ
ウム合金層周壁5bがテーパー状になっている)。な
お、周壁5の端部においては、図1に示した電池と同様
に硬質アルミニウム合金層周壁5bの先端部に凸部23
が形成されている。
様の効果を得ることができるとともに、負極缶2の周壁
5の形状を、その端縁に向かってテーパー状(尖った形
状)にしているので、負極缶2をガスケット6により確
実に突き刺すことができる。したがって、負極缶2とガ
スケット6との接合部の密着性、気密性を向上させるこ
とができる。
られる負極缶の製造方法を説明するための断面模式図で
ある。図10〜15を参照して、図9に示した本発明に
よる負極缶の製造方法を説明する。
に示した工程と同様に、ステンレス鋼層2aに硬質アル
ミニウム合金層2bが積層されたクラッド材21(図2
参照)を準備する。このクラッド材21は、負極缶の大
きさに合わせて所定の大きさおよび形状に切断されてい
る。
1をポンチ12aとダイ12bとによりプレス成形す
る。ポンチ12aには、クラッド材21の外周部に当接
する部分に凸部13が形成されている。この凸部13に
おいてクラッド材21に当接する面はクラッド材21の
表面に対して傾斜した形状(テーパー形状)になってい
る。このため、クラッド材21の外周部において、図3
に示したプレス成形により硬質アルミニウム合金層2b
の厚みがクラッド材21の端縁に向かって徐々に薄くな
る。このようにして、硬質アルミニウム合金層2bの厚
みがクラッド材21の端縁(端部)に向かって徐々に薄
くなったテーパー状の薄肉部19が形成される。
ことにより、硬質アルミニウム合金の一部が薄肉部19
の端部側へ塑性流動する。この結果、押出し部14が形
成される。押出し部14はポンチ12aおよびダイ12
bの側面15より突出した状態となっている。また、ス
テンレス鋼層2aの端部16もポンチ12aおよびダイ
12bの側面15より突出した状態となっている。
対してクラッド材21およびポンチ12aを矢印で示す
方向に相対的に移動させることにより、硬質アルミニウ
ム合金層2bの押出し部14とステンレス鋼層2aの端
部16とをクラッド材21から切断、分離する。この結
果、硬質アルミニウム合金層2bの側面17とステンレ
ス鋼層2aの側面18とはほぼ同一平面上に位置するこ
とになる。
ンチ12dとダイ12eとを用いてプレス成形すること
によりクラッド材21の外周部を図中上方向に曲げ起こ
す。具体的には、図5および6に示した工程と同様に、
クラッド材21とポンチ12dとを図12の矢印方向に
おいてダイ12eに対して相対的に移動させることによ
り、図13に示すようにクラッド材21の外周部を折り
曲げる。この結果、図10に示した工程で形成された薄
肉部19が曲げ起こされ、周壁5が形成される。周壁5
はステンレス鋼層周壁5aと硬質アルミニウム合金層周
壁5bとを含む。硬質アルミニウム合金層周壁5bは薄
肉部19(図10参照)がプレス成形された部分である
ため、硬質アルミニウム合金層周壁5bの厚みは周壁5
の端部に向かって徐々に薄くなっている。そして、図1
2および13で示したプレス加工において、薄肉部19
が曲げ起こされることにより、周壁5の内周側に位置す
る硬質アルミニウム合金層周壁5bの端部において突出
部22が形成される。突出部22は、ステンレス鋼層周
壁5aの端面よりわずかに突出した状態になっている。
ただし、薄肉部19における硬質アルミニウム合金層周
壁5bの厚みは端子部10における硬質アルミニウム合
金層2bの厚みより薄くなっているので、硬質アルミニ
ウム合金層周壁5bへの材料の流入を少なくすることが
できる。したがって、この突出部22の突出量は極めて
小さい。
とダイ12gとによりクラッド材21をプレス成形する
ことにより、図15に示すように端子部10の周囲に肩
部3と角部4とが配置された負極缶2を形成する。具体
的には、図14においてクラッド材21とポンチ12f
とを矢印の方向においてダイ12gに対して相対的に移
動させることにより、クラッド材21の外周部を図14
の上方向に押し上げることにより、肩部3(図15参
照)を形成する。
こされるクラッド材21の外周部では、硬質アルミニウ
ム合金層2bの厚みが薄くなった状態である。このた
め、図14に示したプレス成形工程において、クラッド
材21の中央部からこの外周部に硬質アルミニウム合金
層2bを構成する材料が塑性流動して流入することを防
止できる。そのため、外周部の端部において硬質アルミ
ニウム合金層の側面17がステンレス鋼層2aの側面1
6よりさらに突出した状態となることを抑制できる。
h、12iを用いてクラッド材21をプレス成形するこ
とにより、硬質アルミニウム合金層周壁5bの端部に位
置する突出部22を内周側へ延在するように変形させ
る。具体的には、ポンチ12h、12iを、周壁5の延
びる方向と同じ方向に移動させることにより、ポンチ1
2h、12iにより突出部22を押しつぶす。ポンチ1
2h、12iの形状は、突出部22を内周側に向けて変
形させることができるように決定されている。この結
果、図15に示すように、硬質アルミニウム合金層周壁
5bの端面とステンレス鋼層周壁5aの端面との位置を
ほぼ一致させる(ほぼ同一平面上に位置させる)ことが
できる。硬質アルミニウム合金層周壁5bの端部におい
ては、内周側に突出した(盛り上がった)凸部23が形
成されている。
9に示した正極缶1、正極7、セパレータ9およびリチ
ウム金属8などを用いて、図9に示した電池を製造する
ことができる。
電池の実施の形態3を示す部分断面模式図である。図1
6を参照して、電池を説明する。
液二次電池の一つであるマンガン(Mn)−リチウム
(Li)二次電池であって、基本的に図1に示した電池
と同様の構造を備えるが、負極缶2の周壁5の端部の形
状が図1に示した電池とは異なる。すなわち、図16に
示した電池20では、負極缶2の周壁5において、図1
に示したように硬質アルミニウム合金層周壁5bにて内
周側へ盛り上がった(厚みの厚くなった)凸部は形成さ
れていない。つまり、周壁5においては、硬質アルミニ
ウム合金層周壁5bの厚みはほぼ一定となっている。
様の効果を得ることができる。図17〜22は、図16
に示した電池に用いられる負極缶の製造方法を説明する
ための断面模式図である。図17〜22を参照して、図
16に示した本発明による負極缶の製造方法を説明す
る。
〜4に示した工程を実施する。この結果、本発明の実施
の形態1における負極缶の製造方法と同様に、クラッド
材21の周縁部には硬質アルミニウム合金層2bの厚み
が薄くなった薄肉部が形成され、さらに、硬質アルミニ
ウム合金層2bの側面とステンレス鋼層2aの側面とは
ほぼ同一平面上に位置している。
1の端縁部をポンチ12kとダイ12jとによりプレス
成形する。ポンチ12kは、クラッド材21の端縁部に
当接する部分の表面が硬質アルミニウム合金層2bの表
面とほぼ平行な面になっている。このポンチ12kを矢
印の方向に移動させることにより、クラッド材21の硬
質アルミニウム合金層2bの端部にポンチ12kを押圧
する。この結果、図17に示すように、硬質アルミニウ
ム合金層2bの端部において厚みがより薄くなった再圧
部28が形成されると同時に、硬質アルミニウム合金層
2bの一部が押出された押出し部26が形成される。
クラッド材21の形状、硬質アルミニウム合金層2bお
よびステンレス鋼層2aの厚みやそれぞれの層を構成す
る材料の強度、さらには後工程での加工の程度などに合
わせて、適宜変更可能である。
対してクラッド材21およびポンチ12kを矢印で示す
方向に相対的に移動させることにより、硬質アルミニウ
ム合金層2bの押出し部26とステンレス鋼層2aの端
部27とをクラッド材21から切断、分離する。この結
果、硬質アルミニウム合金層2bの側面17とステンレ
ス鋼層2aの側面18とが再びほぼ同一平面上に位置す
ることになる。
ンチ12dとダイ12eとを用いてプレス成形すること
によりクラッド材21の外周部を図中上方向に曲げ起こ
す。具体的には、図5および6に示した工程と同様に、
クラッド材21とポンチ12dとを図19の矢印方向に
おいてダイ12eに対して相対的に移動させることによ
り、図20に示すようにクラッド材21の外周部を折り
曲げる。この結果、クラッド材21の周縁部に位置する
薄肉部が曲げ起こされ、周壁5が形成される。
ルミニウム合金層周壁5bとを含む。硬質アルミニウム
合金層周壁5bは薄肉部がプレス成形された部分である
ため、硬質アルミニウム合金層周壁5bの厚みは端子部
10における硬質アルミニウム合金層2bの厚みより薄
くなっている。そして、硬質アルミニウム合金層2bの
端縁部には、厚みの薄くなった再圧部28が形成されて
いる。このため、図19および20で示したプレス加工
において、薄肉部19を曲げ起こすことによって硬質ア
ルミニウム合金層2bがある程度塑性流動しても、硬質
アルミニウム合金層2bの端部においては、極めて小さ
な突出部22が形成されるだけである。この突出部22
は、ステンレス鋼層周壁5aの端面より極わずか突出し
た状態になっている。また、硬質アルミニウム合金層周
壁5bの端部には、再圧部28とそれ以外の領域との境
界部に段差部29が形成されている。
とダイ12gとによりクラッド材21をプレス成形する
ことにより、端子部10の周囲に肩部3と角部4とを形
成する(図22参照)。具体的には、図21においてク
ラッド材21とポンチ12fとを矢印の方向においてダ
イ12gに対して相対的に移動させることにより、クラ
ッド材21の外周部を図21の上方向に押し上げる。こ
の結果、肩部3および角部4が形成される。
こされるクラッド材21の外周部では、硬質アルミニウ
ム合金層2bの厚みが薄くなった状態である。このた
め、図21に示したプレス成形工程において、クラッド
材21の中央部からこの外周部に硬質アルミニウム合金
層2bを構成する材料が塑性流動して流入することを防
止できる。そのため、外周部の端部において硬質アルミ
ニウム合金層の端面がステンレス鋼層2aの端面より大
きく突出した状態となることを抑制できる。
h、12iを用いてクラッド材21をプレス成形するこ
とにより、硬質アルミニウム合金層周壁5bの端部にお
いて、硬質アルミニウム合金層周壁5bの端面とステン
レス鋼層周壁5aの端面とを同一平面上に位置させる。
具体的には、ポンチ12h、12iを、周壁5の延びる
方向と同じ方向に移動させることにより、ポンチ12
h、12iにより周壁5の端面を押圧する。ポンチ12
h、12iの形状は、周壁5の端面において、硬質アル
ミニウム合金層周壁5bの端面とステンレス鋼層周壁5
aの端面とをそろえることができるように決定されてい
る。この結果、図22に示すように、硬質アルミニウム
合金層周壁5bの端面とステンレス鋼層周壁5aの端面
との位置をほぼ一致させる(ほぼ同一平面上に位置させ
る)ことができる。
図17および18に示した工程において、硬質アルミニ
ウム合金層2bの端部に再圧部28をあらかじめ形成し
ていたので、硬質アルミニウム合金層周壁5bの端面は
ステンレス鋼層周壁5aの端面より大きく突出すること
はない。このため、図22に示したような工程を実施し
ても、硬質アルミニウム合金層周壁5bの端部がステン
レス鋼層周壁5aの端部上を覆うといった問題の発生を
抑制できる。
16に示した正極缶1、正極7、セパレータ9およびリ
チウム金属8などを用いて、図16に示した電池と同様
の電池を製造することができる。
に示すような工程を実施してもよい。図23は、本発明
による負極缶の製造方法の実施の形態3の変形例を説明
するための断面模式図である。
示した工程と同様の工程であるが、ポンチ12nの形状
が図22に示したポンチ12hの形状と異なる。図23
に示した工程において用いるポンチ12nでは、周壁5
の端面に当接する部分に段差が形成されている。このよ
うなポンチ12nを用いて、図22に示した工程と同様
にプレス成形加工を行なうことにより、図24に示すよ
うな形状の負極缶2を得ることができる。図24は、図
23に示した工程により製造される負極缶の部分断面模
式図である。
は図16に示した電池20の負極缶2と同様の構造を備
えるが、周壁5の端部の形状が異なる。すなわち、図2
4に示した負極缶2では、周壁5の端部において、硬質
アルミニウム合金層周壁5bの端面がステンレス鋼層周
壁5aの端面より後退している(ステンレス鋼層周壁5
aの端面が、硬質アルミニウム合金層周壁5bの端面よ
り突出した状態となっている)。このような段差部25
を有する負極缶2を電池に適用すれば、負極缶2とガス
ケット6(図16参照)との接合部の密着性、気密性を
向上させることができる。なお、硬質アルミニウム合金
層周壁5bの後退した端面の位置は、負極缶2の仕様に
合わせて適宜変更可能である。
3に示した工程を実施してもよい。今回開示された実施
の形態はすべての点で例示であって制限的なものではな
いと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実
施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特
許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変
更が含まれることが意図される。
外周側壁部をガスケットなどの封止材と確実に密着・固
定することができるので、この負極缶を用いた電池の特
性の劣化や寿命の短縮を防止できるとともに、漏液の発
生を防止できる。
断面模式図である。
方法の第1工程を説明するための断面模式図である。
方法の第2工程を説明するための断面模式図である。
方法の第3工程を説明するための断面模式図である。
方法の第4工程を説明するための断面模式図である。
方法の第5工程を説明するための断面模式図である。
方法の第6工程を説明するための断面模式図である。
方法の第7工程を説明するための断面模式図である。
断面模式図である。
造方法の第1工程を説明するための断面模式図である。
造方法の第2工程を説明するための断面模式図である。
造方法の第3工程を説明するための断面模式図である。
造方法の第4工程を説明するための断面模式図である。
造方法の第5工程を説明するための断面模式図である。
造方法の第6工程を説明するための断面模式図である。
分断面模式図である。
製造方法の第1工程を説明するための断面模式図であ
る。
製造方法の第2工程を説明するための断面模式図であ
る。
製造方法の第3工程を説明するための断面模式図であ
る。
製造方法の第4工程を説明するための断面模式図であ
る。
製造方法の第5工程を説明するための断面模式図であ
る。
製造方法の第6工程を説明するための断面模式図であ
る。
態3の変形例を説明するための断面模式図である。
缶の部分断面模式図である。
めの模式図である。
めの他の模式図である。
レス鋼層、2b 硬質アルミニウム合金層、3 肩部、
4 角部、5a ステンレス鋼層周壁、5b硬質アルミ
ニウム合金層周壁、5 周壁、6 ガスケット、7 正
極、8 リチウム金属、9 セパレータ、10 端子
部、11 中心線、12a,12d,12f ポンチ、
12b,12c,12e,12g ダイ、13 凸部、
14,26 押出し部、15,17,18 側面、1
6,27 端部、19 薄肉部、20 電池、21 ク
ラッド材、22 突出部、23 凸部、25,29 段
差部、28 再圧部。
Claims (8)
- 【請求項1】 アルミニウム合金層と、前記アルミニウ
ム合金層上に形成されたステンレス鋼層とを含む積層材
からなる負極缶であって、 中央平面部と、 前記中央平面部に連なり、前記中央平面部を囲むように
配置された外周側壁部とを備え、 前記外周側壁部における前記アルミニウム合金層の厚み
は、前記中央平面部における前記アルミニウム合金層の
厚みより薄く、 前記外周側壁部の端縁において、前記外周側壁部の外周
面とほぼ垂直な面上に前記アルミニウム合金層の端面と
前記ステンレス鋼層の端面とがほぼ一直線上に整列して
いる、有機電解液二次電池の負極缶。 - 【請求項2】 アルミニウム合金層と、前記アルミニウ
ム合金層上に形成されたステンレス鋼層とを含む積層材
からなる負極缶であって、 中央平面部と、 前記中央平面部に連なり、前記中央平面部を囲むように
配置された外周側壁部とを備え、 前記外周側壁部の端縁では、前記外周側壁部の外周面と
ほぼ平行な方向において、前記ステンレス鋼層の端面が
前記アルミニウム合金層の端面の位置より突出した領域
に位置する、有機電解液二次電池の負極缶。 - 【請求項3】 前記外周側壁部において、前記外周側壁
部の端縁に向かうにしたがって前記アルミニウム合金層
の厚みが薄くなっている、請求項1または2に記載の有
機電解液二次電池の負極缶。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載の負
極缶を備える有機電解液二次電池。 - 【請求項5】 アルミニウム合金層と、前記アルミニウ
ム合金層上に形成されたステンレス鋼層とを含み、得ら
れるべき負極缶の大きさに合わせて切断された積層材を
準備する工程と、 前記積層材の外周部において、前記アルミニウム合金層
の厚みを薄くする工程と、 前記アルミニウム合金層の厚みを薄くする工程の後、前
記積層材の外周部の端縁を切断することにより、前記ア
ルミニウム合金層およびステンレス鋼層の側面をほぼ同
一平面上に配置する切断工程と、 前記切断工程の後、前記積層材の外周部を一方向に曲げ
起こす工程とを備える、有機電解液二次電池の負極缶の
製造方法。 - 【請求項6】 前記切断工程の後、前記積層材の外周部
を一方向に曲げ起こす工程に先だって、前記積層材の外
周部を一方向に曲げ起こす工程において前記アルミニウ
ム合金層の端縁部が前記ステンレス鋼層の側面を超えて
延在することを妨げるように、前記積層材の外周部にお
いて前記アルミニウム合金層を再加工する工程をさらに
備える、請求項5に記載の有機電解液二次電池の負極缶
の製造方法。 - 【請求項7】 前記積層材の外周部を一方向に曲げ起こ
す工程の後、前記積層材の外周部の端面において、前記
ステンレス鋼層より前記アルミニウム合金層を後退させ
る工程をさらに備える、請求項5または6に記載の有機
電解液二次電池の負極缶の製造方法。 - 【請求項8】 請求項5〜7のいずれか1項に記載の負
極缶の製造方法を用いた有機電解液二次電池の製造方
法。
Priority Applications (8)
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