JP2005183359A - 角形電池とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電極端子を構成する電極柱の貫通部などの絶縁ガスケット部の密封性を高い信頼性をもって確保できる角形電池とその製造方法を提供する。
【解決手段】 角形のケース２内に収容された極板群３の一端に負極集電体８を接合し、負極集電体８と負極の電極端子としての電極柱１８を接続し、電極柱１８はケース２の一端開口を閉鎖する上部蓋体１３に設けた保持筒部２４を貫通させ、保持筒部２４内周と電極柱１８外周との間に絶縁ガスケット２５を介装し、保持筒部２４の少なくとも１箇所に断面円弧状の環状かしめ凹部２６を形成した。
【選択図】 図４

Description

本発明は、横断面形状が長方形や隅丸長方形ないし長円形を呈する角形電池、特にその電極端子部の構造及びその角形電池の製造方法に関するものである。

密閉形電池において、一方の電極端子を電極柱にて、他方の電極端子をケースにて構成し、電極柱は、その基端を極板群に接合された集電体に一体固着するとともにケースの蓋体に設けられた保持筒部を封口ガスケットを介して貫通させ、保持筒部を断面矩形状の環状凹部を形成するように塑性変形させることで、電極柱の側面に形成された断面矩形状の環状凹部に封口ガスケットを圧着させて密封するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
実開平６−４５２５３号公報

しかしながら、上記特許文献１では、電極柱の外周に封口ガスケットの厚さ寸法程度の深さの矩形断面の比較的深い環状凹部を形成し、保持筒部の塑性変形（かしめ）によって封口ガスケットを断面コ字状に屈曲させて環状凹部内に圧入させ、電極柱の保持筒部貫通部の密封性を確保するようにしているが、保持筒部を塑性変形させる段階で封口ガスケットに亀裂を発生させる恐れがあり、密封状態の信頼性に問題を残すことになる。また、電極柱に衝撃的な外力が作用した場合にはその衝撃力が直接封口ガスケットの屈曲密封部に対して破断させるように作用するという問題もある。

更に、上記従来の密閉形電池における電極端子構造では、集電体と電極柱が剛結合状態で固着され、ケース側の蓋体に形成された保持筒部にこの電極柱を貫通させているので、集電体と電極柱の固着位置の誤差やケースや蓋体の寸法公差によって、電極柱と保持筒部を同芯上に位置させるのは困難である。しかるに、電極柱と保持筒部が同芯上でない場合、保持筒部を塑性変形させて封口ガスケットを圧縮することで密封しようとしても、圧縮が不均一になるため十分に密封できない部分が生じたり、逆に封口ガスケットが過剰に圧縮されて破断し、密封が破れたりするという問題がある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、電極端子を構成する電極柱の貫通部などの絶縁ガスケット部の密封性を高い信頼性をもって確保できる角形電池とその製造方法を提供することを課題とする。

本発明の角形電池は、角形のケース内に収容された極板群の一端に一方の極性の集電体を接合し、一方の極性の集電体と電極端子としての電極柱を接続し、電極柱はケースの一端開口を閉鎖する蓋体に設けた保持筒部を貫通させ、保持筒部内周と電極柱外周との間に絶縁ガスケットを介装し、保持筒部の少なくとも１箇所に断面円弧状の環状かしめ凹部を形成したものである。

この構成によると、保持筒部に環状かしめ凹部を形成することによって電極柱と保持筒部の間に介装された絶縁ガスケットが圧縮されて容易に密封性を確保でき、かつ環状かしめ凹部は断面円弧状であるため、保持筒部に環状かしめ凹部を形成する際に絶縁ガスケットに局部的に過大な集中荷重が作用して亀裂を生じさせるような恐れがなく、安定的に密封性を確保することができる。

また、一方の極性の集電体と電極柱とを緩衝部を介して接続すると、極板群の一端に接合した集電体とケースの蓋体に配設された電極柱とを緩衝部を介して接続しているので、集電体と電極柱の接続位置誤差やケースや蓋体の寸法公差を緩衝部にて無理なく吸収することができ、電極柱と蓋体の間や蓋体とケースの間に設けられる絶縁ガスケット部が不均等に圧縮されるというような不具合を生じる恐れがなく、信頼性の高い密封性を確保することができる。さらに、電極柱に衝撃的な外力が作用した場合にも絶縁ガスケットによる密封部を中心として電極柱が容易に変位することよって中心位置からのずれを吸収でき密封性に致命的な影響を与えず、安定的に密封性を確保することができる。

また、緩衝部の上面に筒状突部に突出形成し、この筒状突部に電極柱の下端に形成した嵌合穴を嵌合させると、電極柱を精度良く位置決めした状態で緩衝部と接合できて好適である。

また、緩衝部とケースの接触を防止する緩衝部カバーを絶縁ガスケットと一体に設ける方がより一層、緩衝部がケースと接触して短絡するのを緩衝部カバーにて確実に防止できるとともに、絶縁ガスケットと一体に設けているので部品点数が少なくて済み、部品コスト及び組み付け工数を低減することができる。

また、極板群の一端に接合された一方の極性の集電体の少なくとも外周部及び極板群の一端部の極板芯材露出部を覆う絶縁枠を設けると、極板群の一端部の極板芯材露出部がケースと接触して短絡するのを絶縁枠にて確実に防止できる。

更に、緩衝部カバー３０と絶縁枠３１とを一体に設けることで部品点数が少なくて済み、部品コスト及び組み付け工数を低減することができる。

また、絶縁ガスケットが、保持筒部の環状かしめ凹部形成領域に対応する部分が第１の柔軟性を有し、この第１の柔軟性を有する部分の軸心方向両側部が第１の柔軟性よりも硬い第２の柔軟性を有し、保持筒部の環状かしめ凹部形成領域の軸心方向両側部に補助環状かしめ凹部を形成すると、補助環状かしめ凹部にて相対的に硬い第２の柔軟性を有する部分が圧縮され、その圧縮反力によって保持筒部に固定保持されるので、この相対的に硬い第２の柔軟性を有する部分にて相対的に軟らかい第１の柔軟性を有する部分が両側から拘束された状態で保持筒部に形成された環状かしめ凹部にて圧縮されることになり、一層信頼性の高い密封性を確保することができる。

また、負極集電体を銅板にて構成しかつその表面にＮｉメッキを施すと、銅から成る負極板の芯材と負極集電体をレーザービーム溶接にて溶接接合する場合に、表面が銅のままではレーザー光の反射率が高く信頼性の高い接合が困難であるが、表面にＮｉメッキを施すことで、レーザー光の吸収率を高くでき、レーザービーム溶接にて効率良く高い信頼性をもって溶接接合することができる。

また、負極集電体を銅板にて構成しかつその表面に酸化膜、特に酸化銅(II)の膜を形成すると、負極集電体が銅板から成っていてもその表面におけるレーザー光の吸収率を高くでき、上記と同様にレーザービーム溶接にて効率良く高い信頼性をもって溶接接合することができる。

また、ケース内圧が、例えば０．５〜１．０ＭＰａ程度の所定圧以上になると絶縁ガスケットが弾性変形し、ケース内を外部空間と連通させるようにすると、電極柱と保持筒部の間に介装した絶縁ガスケットに安全弁としての機能を持たせることができ、蓋体に別途に設けられる安全弁を省略できて安価な構成とすることができる。

また、電極柱に、接続用平面を形成するＤカット部を設けると、平面の方が曲面の場合に比して容易の上、信頼性の高い接続が可能なため、信頼性の高い接続を作業性良く行うことができる。

また、本発明の角形電池の製造方法は、一方の極性の集電体に緩衝部を介して一方の極性の電極端子としての電極柱を固着する工程と、極板群の一端に前記一方の極性の集電体を接合する工程と、一方の極性の集電体接合後その集電体の少なくとも外周部及び極板群の一端部の極板芯材露出部を覆う絶縁枠を嵌合する工程と、緩衝部を覆う緩衝部カバー及び電極柱の外周に嵌合する絶縁ガスケットを嵌合する工程と、電極柱を挿通する保持筒部を有する蓋体をケースの一端開口に溶接する工程と、ケースに極板群を挿入する工程と、保持筒部をかしめて電極柱と保持筒部の間を絶縁ガスケットを介して密封する工程とを有するものである。

この構成によると、上記電極柱の貫通部の密封性を高い信頼性をもって確保した角形電池を効率的に製造することができる。

本発明の角形電池とその製造方法によれば、ケースの一端開口を閉鎖する蓋体に設けた保持筒部に電極柱を貫通させ、保持筒部内周と電極柱外周との間に絶縁ガスケットを介装し、保持筒部の少なくとも１箇所に断面円弧状の環状かしめ凹部を形成することによって、電極柱と保持筒部の間に介装された絶縁ガスケットが圧縮されて容易に密封性を確保でき、かつ環状かしめ凹部は断面円弧状であるため、保持筒部に環状かしめ凹部を形成する際に絶縁ガスケットに局部荷重が作用して亀裂を生じさせるような恐れがなく、安定的に密封性を確保することができる。

以下、本発明の角形電池の一実施形態について、図１〜図９を参照して説明する。

図１、図２において、１はリチウムイオン電池から成る角形電池で、横断面形状が扁平な長方形、若しくは隅丸長方形ないし長円形の角筒状のケース２内に、発電要素としての極板群３が電解液とともに収容されている。

図３に示すように、極板群３は、帯状の正極板４とセパレータ６と負極板５とセパレータ６を順次重ねた状態で薄板状の巻芯材の外周に巻回し、巻回終了後に巻芯材を引き抜いて扁平に圧縮することで構成されており、正極板４と負極板５がそれらの間にセパレータ６を介装した状態で積層された構成となっている。正極板４はアルミ箔から成る芯材４ａに正極合剤を塗着・乾燥して構成され、負極板５は銅箔から成る芯材５ａに負極合剤を塗着・乾燥して構成され、セパレータ６は多孔性ポリプロピレンフィルムなどにて構成されている。また、この極板群３の外周は短絡防止の必要に応じて外周セパレータ（図示せず）にて覆われ、若しくはケース２の内周に絶縁樹脂層（図示せず）が形成されている。

極板群３において、正極板４のアルミ箔から成る芯材４ａと負極板５の銅箔から成る芯材５ａは互いに反対側に突出されており、突出した正極の芯材４ａに正極集電体７がレーザービーム溶接や電子ビーム溶接にて接合され、突出した負極の芯材５ａに負極集電体８がレーザービーム溶接や電子ビーム溶接にて接合されている。なお、銅はレーザー光の反射率が高いため、銅から成る負極集電体８と負極の芯材５ａの溶接に際してレーザービーム溶接に代えて超音波溶接を適用することも考えられる。

正極集電体７は、図１に示すように、ケース２の下端開口を閉鎖する下部蓋体を兼用しており、図６に示すように、平面形状がケース２の下端部内周に嵌合する長円形で、その外周縁の全周に環状立ち上げ部９が外側（極板群３とは反対側）に向けて立ち上げ形成され、この正極集電体７をケース２の下端部に嵌合させ、ケース２の下端縁と環状立ち上げ部９の端縁をレーザービーム溶接などで溶接し、その溶接部１０にて密封状態で一体接合されている。また、その長辺方向の両端の半円部では周方向の略中央部に、内側（極板群３側）に向けて突出する半径方向の接合突部１１が突出形成され、両端部間では長辺方向に適当間隔置きに複数のほぼ全幅にわたる接合突部１２が突出形成され、これら接合突部１１、１２を極板群３から突出している正極の芯材４ａに圧接させた状態で、これらの接合突部１１、１２の部分でレーザービーム溶接や電子ビーム溶接を行って正極の芯材４ａと接合されている。

負極集電体８は、図１に示すように、ケース２の上端開口を閉鎖する上部蓋体１３と極板群３の上端との間の空間に配設されており、図７に示すように、平面形状がケース２内に収容配置される平面形状がほぼ長円形の平板にて構成され、その長辺方向の両端の半円部では周方向の略中央部に、内側（極板群３側）に向けて突出する半径方向の接合突部１４が突出形成され、両端部間では長辺方向に適当間隔置きに複数のほぼ全幅にわたる接合突部１５が突出形成され、これら接合突部１４、１５を極板群３から突出している負極の芯材５ａに圧接させた状態で、これらの接合突部１４、１５の部分でレーザービーム溶接や電子ビーム溶接を行って負極の芯材５ａに接合されている。

なお、銅板から成る負極集電体８の接合突部１４、１５を銅箔から成る負極の芯材５ａにレーザービーム溶接する際には、負極集電体８の表面にＮｉメッキを施しておくのが好適である。即ち、銅はレーザー光の反射率が高いという性質を有しているため、銅のままの表面ではレーザー光の吸収率が悪く、安定性のある溶接接合ができない恐れがあるが、Ｎｉメッキを施すことでレーザー光の吸収率を高くでき、効率的に安定した溶接接合を行うことができる。また、Ｎｉメッキに代えて、負極集電体８の表面を酸化処理して酸化銅(II)の膜を形成しても、レーザー光の吸収率を高くでき、効率的に安定した溶接接合を行うことができる。

また、負極集電体８には、その長辺方向の一端近傍部に、上面が平坦な略Ω字状ないしパンタグラフ形状の緩衝部１６が一体的に屈曲成形されている。なお、この緩衝部１６は別途に成形したものを平板状の負極集電体８に一体接合しても良い。また、この緩衝部１６の上面中央部には、図４及び図７に詳細に示すように、バーリング加工による筒状突部１７が形成され、この筒状突部１７に負極端子としての電極柱１８の下端面に形成した嵌合穴１９が嵌合され、電極柱１８が精度良く位置決めされた状態で抵抗溶接等にて緩衝部１６に一体接合されている。かくして、電極柱１８は緩衝部１６を介して水平方向及び垂直方向の変位及び水平方向の揺動を許容する状態で負極集電体８に接続されている。

電極柱１８の上部には、接続用平面２０ａを形成するＤカット部２０が形成され、その下方に適当距離の位置に断面円弧状の浅い密封用の環状溝部２１が形成されている。この環状溝部２１は、場合によっては形成しなくても良く、あるいは非常に浅い多条の環状溝を所定範囲にわたって形成しても良い。

上部蓋体１３は、平面形状がケース２の上端部内周に嵌合する長円形で、その外周縁の全周に環状立ち上げ部２２が外側（極板群３とは反対側）に向けて立ち上げ形成されており、この上部蓋体１３がケース２の上端部に嵌合され、ケース２の上端縁と環状立ち上げ部２２の端縁がレーザービーム溶接などで溶接され、その溶接部２３にて密封状態で一体接合されている。

上部蓋体１３には、電極柱１８が貫通する保持筒部２４が一体的に立ち上げ形成されており、保持筒部２４の内周と電極柱１８の外周との間に絶縁ガスケット２５を介装した状態で、保持筒部２４の環状溝２１に対応する部分を縮径するように塑性変形させて断面円
弧状の環状かしめ凹部２６を形成し、絶縁ガスケット２５を圧縮させることで、電極柱１８と保持筒部２４の間が密封されている。

図４においては、絶縁ガスケット２５としては単一構成のものを用いた例を示しているが、図５に示すように、絶縁ガスケット２５を、保持筒部２４の環状かしめ凹部２６を形成する領域に対応する部分を比較的軟らかい第１のガスケット部材３４にて構成し、第１のガスケット部材３４の軸心方向両側部には第１のガスケット部材３４よりも硬い第２のガスケット部材３５にて構成しても良い。その場合、保持筒部２４の環状かしめ凹部２６の形成領域の軸心方向両側部に第２のガスケット部材３５を圧縮する補助環状かしめ凹部３６を形成するのが好適である。

なお、第１のガスケット部材３４と第２のガスケット部材３５は別個の部品として構成しても、一体化した構成としても良い。また、第１のガスケット部材３４と第２のガスケット部材３５の組み合わせの具体例としては、例えば、ＰＰ（ポリプロピレン）とＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）の組み合わせや、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンパーフロロアルキルビニルコポリマー）とＰＰ又はＰＰＳの組み合わせなどがある。

また、上部蓋体１３には、図２に示すように、ケース２内の内圧が一定以上になると破断して大気に開放する安全弁２７、及びケース２内に電解液を注液する注液口２８とその封止栓２９が設けられている。

また、緩衝部１６がケース２と接触して短絡するのを防止するため、緩衝部１６を覆う緩衝部カバー３０が絶縁ガスケット２５と一体形成されて設けられている。なお、絶縁ガスケット２５と緩衝部カバー３０は別々に構成しても良い。また、極板群３の上端部に露出している負極板５の芯材５ａ及び負極集電体８の外周部がケース２と接触して短絡するのを防止するため、負極集電体８及び負極板５の芯材５ａの露出部の少なくとも外周部を覆う絶縁枠３１が設けられている。

以上の構成の複数の角形電池１を並列配置し、直列接続して組電池４０を構成する際には、図８に示すように、正極集電体７にケース２を介して一体的に接続され、正極端子として機能する上部蓋体１３に、断面Ｌ字状に立ち上げ片３２ａを成形した第１の接続板３２を溶接固着し、平面形状がクランク状に屈折成形されるとともにその一端から垂下片３３ａが垂下成形して成る第２の接続板３３の垂下片３３ａの下端を立ち上げ片３２ａに溶接接合し、この第２の接続板３３の他端を、隣り合う角形電池１の負極端子である電極柱１８の接続用平面２０ａに溶接される。また、第１の接続板３２と第２の接続板３３は一体成形品でも良い。

このような接続構成より、コンパクトな接続構成でかつ接続抵抗の小さい接続状態で、隣り合う角形電池１を順次直列接続することができる。また、電極柱１８と第２の接続板３３の他端との接続に際して、電極柱１８にＤカット部２０による接続用平面２０ａを形成しているので、接続面積を十分に確保できて接続抵抗の小さい接続状態を高い信頼性をもって作業性良く実現することができる。

次に、以上の角形電池１の製造工程について、図９を参照して説明する。まず、正極板４と負極板５とセパレータ６にて上述のように極板群３を構成し、群プレスして所定形状に成形した後、治具に挿入して保持させる。次に治具に保持された極板群３の他端に正極集電体７をレーザービーム溶接や電子ビーム溶接等にて溶接接合する。一方、負極集電体８に電極柱１８を抵抗溶接等にて溶接接合した後、この負極集電体８を極板群３の一端にレーザービーム溶接や電子ビーム溶接等にて溶接接合する。次に、負極集電体８及び極板群３の一端部の負極芯材５ａ露出部の外周部を覆うように絶縁枠３１を挿入した後、緩衝部カバー３０を一体的に成形した絶縁ガスケット２５を挿入し、緩衝部１６を緩衝部カバー３０にて覆うとともに電極柱１８の外周に絶縁ガスケット２５を嵌合配置する。また、ケース２の一端開口部に対して上部蓋体１３を組み付けて溶接部２３にて一体接合しておき、このケース２に上記負極集電体８及び正極集電体７を接合された極板群３を挿入した後、正極集電体７とケース２をレーザービーム溶接や電子ビーム溶接等にて溶接し、溶接部１０にて一体接合する。その後、ケース２内に収容された極板群３を熱風乾燥した後、真空乾燥を行い、次いで保持筒部２４をかしめて縮径変形部２６を形成することで電極柱１８の貫通部を密封する。その後気密検査を行った後、注液を行って封止栓２９にて封止することで角形電池１が完成する。

以上の本実施形態の角形電池によれば、ケース２内に収容された極板群３の一端に接合された負極集電体８に電極端子としての電極柱１８を接続し、ケース２に一体固着した上部蓋体１３に設けられている保持筒部２４に電極柱１８を貫通させ、保持筒部２４の内周と電極柱１８の外周との間に絶縁ガスケット２５を介装し、保持筒部２４に環状かしめ凹部２６を形成して電極柱１８と保持筒部２４の間に介装された絶縁ガスケット２５を圧縮させて密封性を確保しているので、環状かしめ凹部２６の形成によって容易に密封性を確保でき、かつ環状かしめ凹部２６が断面円弧状であるため、保持筒部２４に環状かしめ凹部２６を形成する際に絶縁ガスケット２５に局部的に過大な集中荷重が作用して亀裂を生じさせるような恐れがなく、安定的に密封性を確保することができる。

また、電極柱１８を緩衝部１６を介して負極集電体８に装着しているので、ケース２や上部蓋体１３の寸法公差などによる電極柱１８と保持筒部２４の位置ずれを緩衝部１６による電極柱１８の変位によって無理なく吸収することができ、そのため電極柱１８と保持筒部２４との間に介装された絶縁ガスケット２５が不均等に圧縮されるというような不具合を生じる恐れがなく、信頼性の高い密封性を確保することができる。

また、電極柱１８に衝撃的な外力が作用した場合にも絶縁ガスケット２５による密封部を中心として電極柱１８が容易に揺動変位することよって吸収でき、密封性に致命的な影響を与えず、安定的に密封性を確保することができる。

また、電極柱１８と保持筒部２４の芯ずれがほとんど無いので、電極柱１８に浅い断面円弧状の環状溝部２１を形成するだけで、その環状溝部２１に対応する位置で保持筒部２４に環状かしめ凹部２６を形成して絶縁ガスケット２５を圧縮変形させることで、高い密封性を確保することができ、かつ環状溝部２１にて絶縁ガスケット２５の抜け出しを確実に防止することができる。但し、上記のように電極柱１８と保持筒部２４の芯ずれがほとんど無いので、環状溝部２１を形成しなくても十分に高い密封性を確保することができるとともに、環状かしめ凹部２６を形成する位置が規制されないので、作業性が向上する。さらに、適当な範囲にわたって多条の非常に浅い環状溝を形成しておけば、密封性を高めながら作業性を向上することができる。

また、図５に示すように、相対的に軟らかい第１のガスケット部材３４を相対的に硬い第２のガスケット部材３５で両側から拘束した状態で、保持筒部２４に形成した環状かしめ凹部２６にて圧縮するようにすると、一層信頼性の高い密封性を確保することができる。また、第２のガスケット部材３５は補助環状かしめ凹部３６によって保持筒部２４に確実に固定することができ、上記効果を確実に奏することができる。

また、緩衝部１６とケース２の接触を防止する緩衝部カバー３０を絶縁ガスケット２５と一体に設けている方がより一層、緩衝部１６とケース２とが接触して短絡するのを緩衝部カバー３０にて確実に防止できるとともに、絶縁ガスケット２５と一体に設けているので部品点数が少なくて済み、部品コスト及び組み付け工数を低減することができる。

また、極板群３の一端に接合された負極集電体８の少なくとも外周部及び極板群３の一端部の負極板５の芯材５ａの露出部を覆うように絶縁枠３１を嵌合させているので、極板群３の負極板５の芯材５ａの露出部がケース２と接触して短絡するのを絶縁枠３１にて確実に防止できる。

また、正極集電体７及び負極集電体８に、接合突部１１、１２、１４、１５を突設しているので、正極板４及び負極板５の芯材４ａ、５ａに対して集電体７、８が圧接され、その部分で溶接することによってより確実に接合でき、接続抵抗の小さい接続状態を確保している。特に両端の半円部に半径方向に接合突部１１、１４を設けているので、断面形状長円形に巻回した極板群３の折り返し部の芯材がより密集している部分を効率よく利用することで、高い集電効率を確保することができる。

また、正極集電体７がケース２の下部蓋体を兼用しているので、構成が簡単で部品点数を少なくでき、かつ組み付け工数も少なくて済むのでコスト低減を図ることができ、しかもその正極集電体７に適当間隔おきにほぼ全幅にわたって形成した接合突部１２によって正極集電体７、即ち下部蓋体の面剛性を高くすることができ、正極集電体７の板厚を大きくしなくても、ケース２の内圧が上昇した時の膨張を抑制することができ、コストと重量の低減を図ることができる。

以上の実施形態では、上部蓋体１３に安全弁２７を設けた例を示したが、ケース内圧が、例えば０．５〜１．０ＭＰａ程度の所定圧以上になると絶縁ガスケット２５が弾性変形し、ケース２内を外部空間と連通させるように構成し、電極柱１８と保持筒部２４の間に介装した絶縁ガスケット２５に安全弁としての機能を持たせるようにしても良い。そうすると、上部蓋体１３に別途に設けられていた安全弁２７を省略でき、角形電池１を安価に構成することができる。

また、上記実施形態では、上部蓋体１３に設けた保持筒部２４に絶縁ガスケット２５を介して電極柱１８を貫通させた例を示したが、上部蓋体１３に電極柱１８を固着して設け、上部蓋体１３の外周とケース２の上端部内周との間に介装した絶縁ガスケットにて密封と絶縁を確保する構成の角形電池においても、電極柱１８又は上部蓋板１３と極板群３の一端の集電体とを緩衝部１６を介して接続することで、電極柱１８と集電体の位置ずれを緩衝部１６で吸収することができる。

本発明の角形電池は、ケースの一端開口を閉鎖する蓋体に設けた保持筒部に電極柱を貫通させ、保持筒部内周と電極柱外周との間に絶縁ガスケットを介装し、保持筒部の少なくとも１箇所に断面円弧状の環状かしめ凹部を形成し、絶縁ガスケットに亀裂を生じさせる恐れなく密封できるようにしているので、信頼性の高い密封性を確保することができ、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池などの各種角形電池に有用である。

本発明の一実施形態である角形電池の全体構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断正面図。 同実施形態の角形電池の分解斜視図。 同実施形態での角形電池の極板群の構成を示す模式図。 同実施形態での角形電池の電極柱配設部の詳細断面図。 同実施形態での角形電池の電極柱配設部の別構成例の詳細断面図。 同実施形態の角形電池の正極集電体を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は平面図。 同実施形態の角形電池の負極集電体と電極柱を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は部分断面正面図。 同実施形態の角形電池を直列接続する接続構造を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断正面図。 同実施形態の角形電池の製造工程図。

符号の説明

１ 角形電池
２ ケース
３ 極板群
８ 負極集電体
１３ 上部蓋体
１６ 緩衝部
１７ 筒状突部
１８ 電極柱
１９ 嵌合穴
２０ Ｄカット部
２０ａ 接続用平面
２３ 溶接部
２４ 保持筒部
２５ 絶縁ガスケット
２６ 環状かしめ凹部
３０ 緩衝部カバー
３１ 絶縁枠
３４ 第１のガスケット部材
３５ 第２のガスケット部材
３６ 補助環状かしめ凹部

Claims (13)

1. 角形のケース内に収容された極板群の一端に一方の極性の集電体を接合し、前記一方の極性の集電体と電極端子としての電極柱を接続し、電極柱は前記ケースの一端開口を閉鎖する蓋体に設けた保持筒部を貫通させ、保持筒部内周と電極柱外周との間に絶縁ガスケットを介装し、保持筒部の少なくとも１箇所に断面円弧状の環状かしめ凹部を形成したことを特徴とする請求項１記載の角形電池。
2. 一方の極性の集電体と電極柱とを緩衝部を介して接続したことを特徴とする請求項１記載の角形電池。
3. 緩衝部の上面に筒状突部を突出形成し、この筒状突部に電極柱の下端に形成した嵌合穴を嵌合させたことを特徴とする請求項２記載の角形電池。
4. 緩衝部とケースの接触を防止する緩衝部カバーを絶縁ガスケットと一体に設けたことを特徴とする請求項２または３記載の角形電池。
5. 極板群の一端に接合された一方の極性の集電体の少なくとも外周部及び極板群の一端部の極板芯材露出部を覆う絶縁枠を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の角形電池。
6. 緩衝部カバーと絶縁枠とを一体に設けたことを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の角形電池。
7. 絶縁ガスケットは、保持筒部の環状かしめ凹部形成領域に対応する部分が第１の柔軟性を有し、この第１の柔軟性を有する部分の軸心方向両側部が第１の柔軟性よりも硬い第２の柔軟性を有する請求項１から３のいずれかに記載の角形電池。
8. 保持筒部の環状かしめ凹部形成領域の軸心方向両側部に補助環状かしめ凹部を形成したことを特徴とする請求項７記載の角形電池。
9. 負極集電体を銅板にて構成しかつその表面にＮｉメッキを施したことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の角形電池。
10. 負極集電体を銅板にて構成しかつその表面に酸化膜を形成したことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の角形電池。
11. ケース内圧が所定圧以上になると絶縁ガスケットが弾性変形し、ケース内を外部空間と連通させることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の角形電池。
12. 電極柱に、接続用平面を形成するＤカット部を設けたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の角形電池。
13. 一方の極性の集電体に緩衝部を介して一方の極性の電極端子としての電極柱を固着する工程と、極板群の一端に前記一方の極性の集電体を接合する工程と、前記一方の極性の集電体接合後その集電体の少なくとも外周部及び極板群の一端部の極板芯材露出部を覆う絶縁枠を嵌合する工程と、緩衝部を覆う緩衝部カバー及び電極柱の外周に嵌合する絶縁ガスケットを嵌合する工程と、電極柱を挿通する保持筒部を有する蓋体をケースの一端開口に溶接する工程と、ケースに極板群を挿入する工程と、保持筒部をかしめて電極柱と保持筒部の間を絶縁ガスケットを介して密封する工程とを有することを特徴とする角形電池の製造方法。

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