JP2005353290A

JP2005353290A - コイン形電池

Info

Publication number: JP2005353290A
Application number: JP2004169547A
Authority: JP
Inventors: Koji Yamaguchi; 浩司山口; Takashi Kimura; 孝史木村
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 2004-06-08
Filing date: 2004-06-08
Publication date: 2005-12-22

Abstract

【課題】ガスケットに対する良好なシール圧を確保しながら、封口構造部分の全厚寸法は小さくでき、したがって発電要素の有効体積を向上しながら、封口部からの液漏れを確実に防止できるコイン形電池を提供する。
【解決手段】負極缶６のストレート部１７の上下中途部に、ガスケット３のシール圧を局部的に増強する増圧突起１９を外方向に全周にわたって張り出し形成する。これにて増圧突起１９が、ガスケット３のシール壁２１に深く喰い込み、該ガスケット３を局部的に圧縮変形させて、そのシール圧を増強するので、正極缶５の周側壁１２とガスケット３のシール壁２１との間を強固に封止して、液漏れを確実に防止できる。また、ストレート部１７の下端から上向きに折り返されたシール部３０を備える従来形態の封口構造に比べて、その周方向の全厚寸法を小さくすることができるので（Ｔ₁ ＜Ｔ₂ ）、その分だけ発電要素２の有効体積の増加を図り、電池容量や発電特性の向上を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、発電要素を収容する電池缶が、底面壁の外周から周側壁を上向きに曲げた金属製の正極缶と、上面壁の外周から周側壁を下向きに曲げた金属製の負極缶とを含み、正極缶の周側壁の開口上端部分がガスケットを介して内向きにかしめ加工されたコイン形電池に関する。

この種のコイン形電池の従来例に、図４に示すものがある。そこでの負極缶６は浅い丸皿状に形成されており、円形の上面壁１３と、上面壁１３の周縁に形成された多段状の拡径部１６と、拡径部１６の下端縁に垂直方向に走るストレート部１７と、該ストレート部１７に連続して上向きに折り返されたシール部３０とを備える。同様の缶構造は、例えば特許文献１ないし４にも見受けられる。

特開２００３−２４２９４１号公報（図２）特開２００３−０４５３８１号公報（図１）特開２００２−１８４４１６号公報（図１、図３）特開平０９−２８３１０２号公報（図１）

上記特許文献に係る形態では、ストレート部１７に連続してシール部３０を上向きに折り返してあるため、当該シール部３０の外方向への張り出し寸法分だけ、封口構造の周方向の全厚寸法（Ｔ₂ ）が大きくなることが避けられず、発電要素の有効体積が減少し、電池容量や発電特性の低下を招く。つまり、シール部３０の外方向への張り出し寸法分だけ、ストレート部１７を内側に配置せざるを得ず、このために内部容積が小さくなる不利がある。かかる不具合は、例えばシール部３０と正極缶５の周側壁１２とで挟持されるガスケット３の厚み寸法を小さくすることで解決できるが、この場合には、ガスケット３による密封性が低下して液漏れを生じやすくなる。

本発明の目的は、ガスケットに対する良好なシール圧を確保しながら、封口構造の全厚寸法は小さくでき、したがって発電要素の有効体積の向上を図りながら、封口部からの液漏れを確実に防止できるコイン形電池を提供することにある。

本発明は、例えば図１に示すごとく、発電要素２を収容する電池缶１が、円形の底面壁１１の外周から周側壁１２を上向きに曲げた金属製の正極缶５と、円形の上面壁１３の外周から周側壁１５を下向きに曲げた金属製の負極缶６とを含み、正極缶５の周側壁１２の開口上端部分がガスケット３を介して内向きにかしめ加工されたコイン形電池において、負極缶６の周側壁１５が、上面壁１３の外周から斜め下方向に張り出す拡径部１６と、該拡径部１６に連続して垂直方向に伸びるストレート部１７とからなり、ストレート部１７の上下中途部に、ガスケット３のシール圧を局部的に増強する増圧突起１９が、外方向に全周にわたって張り出し形成されていることを特徴とする。ここでいう「ストレート部１７の上下中途部」とは、拡径部１６とストレート部１７との境界部、すなわち正極缶５の周側壁１２の開口上端部分５ａに対向するストレート部１７の上端部をも含む概念である。また、「円形」とは楕円形も含む概念である。

具体的には、前記増圧突起１９が、外向きに曲げられた上シール部１９ａと、該上シール部１９ａに連続して内向きに曲げられた下シール部１９ｂとからなるものとする。

正極缶５の周側壁１２の開口上端部５ａを内方へ向けてかしめ加工すると、ストレート部１７から外方向に張り出し形成された増圧突起１９が、ガスケット３のシール壁２１に深く喰い込み、該ガスケット３を局部的に圧縮変形させて、そのシール圧を増強する。これにて、正極缶５の周側壁１２とガスケット３のシール壁２１との間を強固に封止することができるので、液漏れを確実に防止できる。

加えて本発明では、図４に示したような、ストレート部１７の下端から上向きに折り返されたシール部３０を備える従来形態の封口構造に比べて、その周方向の全厚寸法を小さくすることができるので（Ｔ₁ ＜Ｔ₂ ）、その分だけ発電要素２の有効体積の増加を図ることができる。すなわち、負極缶６の板厚を同一寸法として、図１と図４とを比較してみると、正極缶５の周側壁１２の内面と負極缶６のストレート部１７の内面位置とで規定される封口構造の全圧寸法は、本発明に係る形態（Ｔ₁ ）のほうが、図４に示す従来形態（Ｔ₂ ）よりも負極缶６の板厚寸法分だけ小さくできる。これにて、当該封口構造の全圧寸法差分だけ、発電要素２の有効体積の増加を図り、電池容量や発電特性の向上を図ることができる。

増圧突起１９が、外向きに曲げられた上シール部１９ａと、該上シール部１９ａに連続して内向きに曲げられた下シール部１９ｂとからなる二重壁構造となっていると、増圧突起１９これ自体に優れた構造強度を与えることができる。これにて、負極缶６をガスケット３とともに強固に封止固定できるので、充分な耐圧強度を備え、信頼性に優れたコイン形電池を得ることができる。

図１ないし図３に、本発明に係るコイン形電池の実施形態を示す。そこでの電池缶１は、発電要素２を収容する正極缶５と、ガスケット３とともに正極缶５の開口内縁にかしめ固定されて、正極缶５を密封する負極缶６とで構成されており、全体が扁平なコイン形に形成してある。発電要素２は、それぞれ円盤形に固められた正極材７および負極材９と、両者間に介装されるセパレータ１０とを含む。正極材７としては二酸化マンガンを、負極材９としては金属リチウムを挙げることができる。セパレータ１０としては、ポリプロピレン製不織布を挙げることができる。

図２に示すように、電池組み立て前のブランク状態における正極缶５は、円形の底面壁１１と、底面壁１１の外周から上方へ向けて垂直に曲げた周側壁１２とを含む丸皿状を呈している。負極缶６は、円形の上面壁１３と、上面壁１３の外周から下方へ向けて折り曲げられた周側壁１５とを含む丸皿状を呈している。これら正極缶５および負極缶６は、鉄、ステンレス、アルミニウム、チタン、ニッケルのいずれか一種、あるいはこれらの金属の合金、または前記金属の複数種を積層したクラッド材、または表面をメッキしたもので形成される。

図１に示すように、負極缶９の周側壁１５は、上面壁１３の外周から斜め下方向に段状に張り出す拡径部１６と、拡径部に連続して垂直方向に伸びるストレート部１７とからなり、ここではストレート部１７の上下中途部に、かしめ加工時にガスケット３に喰い込む増圧突起１９を、全周にわたって外方向に張り出し形成してある点が着目される。増圧突起１９は、外向きに曲げられた上シール部１９ａと、該上シール部１９ａに連続して内向きに曲げられた下シール部１９ｂとからなる二重壁構造となっている。

ガスケット３は、ポリプロピレン樹脂やポリフェニレンサルファイド樹脂などの弾性と絶縁性に優れたプラスチック材を素材とするリング状の射出成形品からなり、負極缶６のストレート部１７を受け入れるために、上向きに開口する周回状のシール溝２０と、ストレート部１７の外周面に密接するシール壁２１とを備えている。

電池の組み立てに際しては、正極缶５の内部に正極材７等の発電要素２を組み付け、正極缶５内に電解液を注入したうえで、負極缶６の周側壁１５にガスケット３を装着して、正極缶５に負極缶６を嵌合させる。次いで、かかる嵌合状態から、正極缶５の周側壁１２の開口上端部を内方に向けてかしめ加工する。これにて正極缶５の周側壁１２と負極缶６の周側壁１２の拡径部１６、ストレート部１７との間において、ガスケット３が圧縮状態に加圧されることとなり、正極缶５を密封状に封口できる。

上述のようにかしめ加工したときに、増圧突起１９は、ガスケット３のシール壁２１に深く喰い込み、この喰い込み部分のシール圧が局部的に高められる。したがって、正極缶５の周側壁１２とガスケット３のシール壁２１との間の隙間を確実に封止して液漏れを防止できる。増圧突起１９は、外向きに曲げられた上シール部１９ａと、該上シール部１９ａに連続して内向きに曲げられた下シール部１９ｂとからなる二重壁構造となっており、増圧突起１９これ自体が優れた構造強度を備えている。このことは、負極缶６をガスケット３とともに強固に封止固定できることを意味しており、したがって充分な耐圧強度を備え、信頼性に優れたコイン形電池が得られる。

図４に示したような、ストレート部１７の下端から上向きに折り返されたシール部３０を備える封口構造に比べて、その周方向の全厚寸法を小さくすることができるので（Ｔ₁ ＜Ｔ₂ ）、その分だけ発電要素２の有効体積の増加を図ることができる。したがって、電池容量や発電特性の向上を図ることができる。

上記実施形態以外に、増圧突起１９は、拡径部１６とストレート部１７との境界部、すなわち正極缶５の周側壁１２の開口上端部分５ａに対向するストレート部１７の上端部に設けることができる。発電要素２は、上述した正極材７および負極材９である必要はない。正極缶５は、必要があればダイキャスト成形品とすることができる。

コイン形電池の縦断面図コイン形電池の分解断面図コイン形電池の要部の拡大縦断面図従来のコイン形電池の要部の拡大縦断面図

符号の説明

１電池缶
２発電要素
３ガスケット
５正極缶
６負極缶
１１正極缶の底面壁
１２正極缶の周側壁
１３負極缶の上面壁
１５負極缶の周側壁
１６負極缶の拡径部
１７負極缶のストレート部
１９増圧突起
１９ａ上シール部
１９ｂ下シール部

Claims

発電要素を収容する電池缶が、円形の底面壁の外周から周側壁を上向きに曲げた金属製の正極缶と、円形の上面壁の外周から周側壁を下向きに曲げた金属製の負極缶とを含み、前記正極缶の前記周側壁の開口上端部分がガスケットを介して内向きにかしめ加工されたコイン形電池において、
前記負極缶の前記周側壁は、上面壁の外周から斜め下方向に張り出す拡径部と、該拡径部に連続して垂直方向に伸びるストレート部とからなり、
前記ストレート部の上下中途部に、ガスケットのシール圧を局部的に増強する増圧突起が、外方向に全周にわたって張り出し形成されていることを特徴とするコイン形電池。
前記増圧突起が、外向きに曲げられた上シール部と、該上シール部に連続して内向きに曲げられた下シール部とからなる請求項１記載のコイン形電池。