JP2003234098A - 非水電解質電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 気密性を確保しながら軽量化を可能にできる
い非水電解質電池を提供する。 【解決手段】 電池ケース１２の内部には発電要素１１
と非水電解液とが収容されており、開口端面はケース蓋
１３によって閉塞されている。また、電池ケース１２に
は電解液注入用の注液口１４が形成されており、この注
液口１４は栓１５によってレーザー溶接されて塞がれ
る。この栓１５は外周縁部の肉厚が厚く、中央に薄肉部
１６が形成された形状であり、溶接強度を確保しながら
最小限の材料使用量とすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電解液注入用の注
液口の封止構造を改良した非水電解質電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】非水電解質電池では、電池ケース内の非
水電解質に空気や水分が混入すると、電池性能を著しく
低下させるため、電池ケース内に電解液を注入した後
に、電池ケースを完全に封止する必要がある。このた
め、従来の電池構造は例えば特開平９−２５９８８５号
に示されるように構成されていた。すなわち、正極板、
負極板及びセパレータを渦巻き状に巻回してなる発電要
素を、扁平角形の電池ケースの上面開口部から収容し、
その電池ケースの上面開口部にケース蓋を溶接して封口
しておく。電池ケースの側面上部には電解液注入用の注
液口が設けられており、この注液口から電解液を注入し
た後、これを塞ぐ栓を溶接することにより、電池を密閉
するのである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の電
池では、近年、軽量化が強く要望され、僅かな重量でも
削減することが求められている。各構成部品のうち電池
ケースは薄肉化することで軽量化が可能であるが、必要
な耐圧強度から自ずと制約がある。また、発電要素の軽
量化にも、電池容量からの制約がある。そこで、注液口
を封止する栓を薄肉化して軽量化を図ることが考えられ
るが、そうすると注液口の内周縁部との接触面積（溶接
面積）が減少するため、溶接強度が低下し、耐圧強度や
気密性の低下が懸念される。

【０００４】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あって、電池ケースの耐圧強度や気密性を損なうことな
く、最小限の材料で注液口を封止することで軽量化を図
ることができる非水電解質電池を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段、作用及び発明の効果】上
記課題を解決するための請求項１の発明は、発電要素
と、この発電要素を電解液と共に内部に収容可能な電池
ケースと、この電池ケースの開口端面を塞ぐケース蓋と
を備えてなり、前記電池ケース又は前記ケース蓋に設け
られた電解液注入用の注液口が、ここに溶接された栓に
よって閉塞されているものにおいて、前記栓を中央部が
薄く外周縁部が厚い形状としたところに特徴を有する。

【０００６】この構造とすれば、栓の外周縁部が厚いた
め注液口の開口縁部との溶接面積を広く確保することが
できる。それでいながら、溶接強度に関与しない中央部
を薄くしてあるから、栓材料の必要量は必要最小限とな
り、その分、軽量化を果たすことができる。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１記載の非水電
解質電池において、前記栓は、電池ケースの外面側の中
央部が僅かに凹む形状としてあるところに特徴を有す
る。この構成とすると、中央部が外周縁部に比べて薄肉
であるとしても、その薄肉部分が電池を収めた機器の内
側壁等に当たりにくく、薄肉部が傷つけられることを防
止でき、気密の信頼性を高めることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態について図１ないし図５を参照して説明する。図１
および図２は、本発明の一実施形態にかかる非水電解質
二次電池１０の斜視図および一部切欠側断面図である。
この非水電解質二次電池１０は、例えば携帯電話のバッ
テリーとして用いられる扁平な角形ものであり、図示し
ない正極と負極とがセパレータを介して巻回された扁平
渦巻き状の発電要素１１と、電解質塩を含有した図示し
ない非水電解液とをアルミ製の電池ケース１２に収容し
てなるものである。この電池ケース１２の図中上側に位
置する開口端部には、開口部を金属フィルムで閉塞した
周知構造の安全弁１７を有するアルミ製のケース蓋１３
がレーザー溶接によって取り付けられ、負極は図示しな
い負極リードを介してケース蓋１３の負極端子１８と接
続されている。また、正極は図示しない正極リードを介
してケース蓋１３に接続されている。

【０００９】電池ケース１２の側壁上部には、電解液注
入用の注液口１４が設けられている。この注液口１４は
例えばプレス加工により形成されたもので、図３の一部
拡大側断面図に示すように、電池ケース１２の側壁の厚
み方向全域で同径となるように貫通形成されている。こ
の注液口１４は、電池ケース１２の開口端面がケース蓋
１３によって閉塞され、非水電解液が電池ケース１２内
部に真空注入された後に、同じくアルミ製の栓１５によ
って塞がれる。この栓１５は、同じく図３に示すよう
に、外周縁部が電池ケース１２の側壁とほぼ同等の厚み
を有する円盤状をなし、両面（電池ケース１２の内側及
び外側となる面）の中央部が共に窪んで、中央部に薄肉
部１６が形成されている。なお、その薄肉部１６におい
ては、外側の窪み量の方が内側の窪み量に比べて小さく
してある。

【００１０】上述した非水電解質二次電池１０を組み立
てる際には、まず、発電要素１１から導出された図示し
ないリードを所要箇所に接続した上で、発電要素１１を
電池ケース１２内に収容する。そして、電池ケース１２
の開口端部とケース蓋１３とをレーザー溶接により閉塞
し、非水電解液を注液口１４から真空注入し、その後に
注液口１４に栓１５を溶接して封止する。

【００１１】栓１５の溶接は、栓１５を注液口１４に宛
った状態で、図４に示すように、栓１５よりも大きなス
ポット径のレーザービームを栓１５に照射することで行
う。なお、この時、レーザー照射により電池ケース１２
内部の温度が局部的に上昇して電池ケース１２内部の圧
力が上昇し、一方、栓１５はレーザー照射により加熱さ
れて全体が軟化する。このため、軟化した栓１５が外側
に向けて押し出されることになり、溶接終了時には、図
５に示すように、栓１５が電池ケース１２から僅かに膨
らみ出た形状となる。なお、その膨出量は外周縁部から
中央寄りにかけて次第に大きくなるが、中央部分では逆
に凹んだ状態となる。

【００１２】このような構造の非水電解質二次電池１０
によれば、栓１５の外周縁部の肉厚が厚いため注液口１
４の開口縁部との溶接面積を広くすることができ、溶接
強度は十分に確保できる。しかも、それでいながら溶接
強度に関与しない中央部には薄肉部１６を形成して肉厚
を薄くしてあるから、栓材料の必要量は必要最小限とな
り、その分、軽量化を果たすことができる。なお、電池
ケース１２の側壁の厚さ寸法は、０．１５mm上が好まし
く、その場合、栓１５の薄肉部１６の厚さ寸法が電池ケ
ース１２の側壁の厚さ寸法に対して３０％以上となるよ
うにすることが液漏れ防止の観点から好ましい。

【００１３】さらには、特に本実施形態では、栓１５
は、電池ケース１２の外面側の中央部（すなわち薄肉部
１６の外面側）が僅かに凹む形状としてあるから、栓１
５の中央部に薄肉部１６があるとしても、その薄肉部１
６が、例えばこの電池１０を収めた機器の内側壁（図５
に符号２０にて示す）等に当たりにくくなる。このた
め、仮に、使用期間が長きにわたるという事情や振動を
受けやすいという事情があったとしても、栓１５が機器
の内側壁２０と擦れ合うことによって薄肉部１６が摩耗
し、気密性が低下するといった事態を確実に防止でき
る。特に、このように薄肉部１６の外面側が凹んだ構造
とすることは、レーザ溶接時に栓１５の全体が電池ケー
ス１２の側面から外側に膨出した状態になり易い場合に
有効である。

【００１４】＜他の実施形態＞本発明は上記記述及び図
面によって説明した実施形態に限定されるものではな
く、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に
含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内
で種々変更して実施することができる。

【００１５】（１）上記実施形態では、栓１５の形状を
予め薄肉部１６を設けた凹状としておいたが、これに限
らず、平板状の均一な厚さの栓で注液口を塞ぎ、レーザ
ー溶接時にそのレーザービームによって栓を加温して軟
化させ、電池の内圧上昇を利用して外側に向けて引き延
ばすことによって薄肉部を形成する構成としてもよい。
この場合、薄肉部の厚さはレーザービームの出力を調節
することによって調整可能である。

【００１６】（２）また、上記実施形態では栓１５の外
周縁部の肉厚を電池ケース１２の側壁の肉厚と同等な厚
さとしたが、これに限らず、栓１５の外周縁部の肉厚を
電池ケース１２の肉厚よりも薄くしても、厚くしてもよ
く、要するところ、外周縁部に比べて中央部が薄くなる
ような形状とすればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の電池の斜視図

【図２】同じく電池の一部切欠側断面図

【図３】同じく電池の一部拡大側断面図（栓をする前の
状態）

【図４】同じく電池の一部拡大側断面図（レーザー照射
時）

【図５】同じく電池の一部拡大側断面図（完成状態）

【符号の説明】

１０…非水電解質二次電池 １１…発電要素 １２…電池ケース １３…ケース蓋 １４…注液口 １５…栓 １６…薄肉部 １７…安全弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発電要素と、この発電要素を電解液と共
   に内部に収容可能な電池ケースと、この電池ケースの開
   口端面を塞ぐケース蓋とを備えてなり、前記電池ケース
   又は前記ケース蓋に設けられた電解液注入用の注液口
   が、ここに溶接された栓によって閉塞されているものに
   おいて、前記栓は中央部が薄く外周縁部が厚い形状であ
   ることを特徴とする非水電解質電池。
2. 【請求項２】 前記栓は、電池ケースの外面側の中央部
   が僅かに凹む形状としてあることを特徴とする請求項１
   記載の非水電解質電池。