JP2009152127A - 電池缶およびその製造方法、ならびに電池 - Google Patents

電池缶およびその製造方法、ならびに電池 Download PDF

Info

Publication number
JP2009152127A
JP2009152127A JP2007330525A JP2007330525A JP2009152127A JP 2009152127 A JP2009152127 A JP 2009152127A JP 2007330525 A JP2007330525 A JP 2007330525A JP 2007330525 A JP2007330525 A JP 2007330525A JP 2009152127 A JP2009152127 A JP 2009152127A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
water
conductivity
washing
less
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007330525A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4307503B2 (ja
Inventor
Katsuhiko Mori
克彦 森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2007330525A priority Critical patent/JP4307503B2/ja
Priority to US12/519,651 priority patent/US7951484B2/en
Priority to EP08865025A priority patent/EP2246919B1/en
Priority to PCT/JP2008/003572 priority patent/WO2009081526A1/ja
Priority to KR1020097015512A priority patent/KR20100107379A/ko
Priority to CN2008800025815A priority patent/CN101584058B/zh
Publication of JP2009152127A publication Critical patent/JP2009152127A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4307503B2 publication Critical patent/JP4307503B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/571Methods or arrangements for affording protection against corrosion; Selection of materials therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/02Cleaning by the force of jets or sprays
    • B08B3/022Cleaning travelling work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto 
    • B08B9/08Cleaning containers, e.g. tanks
    • B08B9/0821Handling or manipulating containers, e.g. moving or rotating containers in cleaning devices, conveying to or from cleaning devices
    • B08B9/0826Handling or manipulating containers, e.g. moving or rotating containers in cleaning devices, conveying to or from cleaning devices the containers being brought to the cleaning device
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/107Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/117Inorganic material
    • H01M50/119Metals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147Lids or covers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12993Surface feature [e.g., rough, mirror]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Primary Cells (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)
  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

【課題】電池缶表面の錆の発生を確実かつ容易に抑制することが可能な電池缶の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の電池缶の製造方法は、鋼板を製缶加工して、筒状側部と底部と開口部とを有する電池缶を得る工程(1)と、電池缶を市水または工業用水で洗浄する工程(2)と、工程(2)の後、電池缶を導電率80μS/cm以下の水で洗浄する工程(3)と、工程(3)の後、電池缶を乾燥させる工程(4)と、を含む。
【選択図】図4

Description

本発明は、電池缶およびその製造方法に関し、特に鋼板を製缶加工して得られた電池缶の洗浄方法に関する。また、この電池缶を用いた電池に関する。
従来から、電池缶の製造時において、鋼板を製缶加工して得られた電池缶は、電池缶表面の付着物を除去するため、市水または工業用水で洗浄される。その後、電池缶を乾燥させて、電池缶に付着した水による電池缶表面の錆の発生を防止する。
しかし、市水または工業用水にはCaやMgが比較的多く含まれるため、電池缶を洗浄した後、乾燥させて水を除去しても、市水や工業用水に含まれるCaやMgが電池缶表面に残留して、電池缶表面で錆が発生する可能性がある。
電池缶の錆の発生を防止する方法としては、例えば特許文献1では、電池缶表面に防錆剤を塗布し、保護膜を形成することが提案されているが、製造コストがかかる。また、保護膜が抵抗膜となり、電池缶の端子部の接触抵抗が大きくなる場合がある。
また、電池缶の製造工程以外では、例えば、特許文献2において、注液時に電池の表面に付着した電解液による錆の発生を抑制するため、電池製造後、電池を純水で洗浄し、ついで常温またはそれ以下の低温および低露点の雰囲気下で乾燥させることが提案されている。
特開平09−111485号公報 特開平10−255817号公報
特許文献2では、注液後の完成した電池の洗浄にCaやMg含有量の少ない純水が用いられているが、電池缶製造時の洗浄ではないため、電池缶を保管する間や、電池缶を作製してから電池缶を用いて電池を製造するまでの間に、電池缶製造時に用いた市水または工業用水中に含まれるCaやMgにより電池缶表面に錆が発生し、電池缶の品質が低下する可能性がある。
純水による洗浄が電池製造後に実施されるため、特に、電池缶内面には、電池缶製造時に用いた市水または工業用水中に含まれるCaやMgが残留し、電池缶内面に錆が発生しやすい。電池缶内面で錆が発生して電池缶から酸化鉄が脱落すると、アルカリ乾電池ではガス発生により漏液する可能性があり、リチウム二次電池では内部短絡を生じる可能性がある。また、アルカリ蓄電池やリチウム二次電池では、電極に接続された電極リードを、電極端子に溶接する際に、溶接不良を起こす可能性や、端子部分の接触抵抗が増大する可能性がある。
そこで、本発明では、上記従来の問題を解決するため、電池缶表面の錆の発生を確実かつ容易に抑制することが可能な電池缶の製造方法を提供することを目的とする。また、錆の発生が抑制された高信頼性の電池缶を提供することを目的とする。
本発明の電池缶の製造方法は、鋼板を製缶加工して、筒状側部と底部と開口部とを有する電池缶を得る工程(1)と、前記電池缶を市水または工業用水で洗浄する工程(2)と、前記工程(2)の後、前記電池缶を導電率80μS/cm以下の水で洗浄する工程(3)と、前記工程(3)の後、前記電池缶を乾燥させる工程(4)と、を含むことを特徴とする。
前記工程(3)における水の導電率は1〜8μS/cmであるのが好ましい。
前記製缶加工時に水溶性潤滑剤を用いるのが好ましい。
本発明の電池缶は、表面のCa付着量が0.007μg/cm2以下である。
また、本発明の電池缶は、表面のMg付着量が0.0004μg/cm2以下である。
本発明によれば、電池缶表面の錆の発生を確実かつ容易に抑制することが可能な電池缶の製造方法を提供することができる。また、錆の発生が抑制された高信頼性の電池缶を提供することができる。さらに、この電池缶を用いることにより、電池の信頼性が向上する。
本発明は、鋼板を製缶加工して、筒状側部と底部と開口部とを有する電池缶を得る工程(1)と、前記電池缶を市水または工業用水で洗浄する工程(2)と、前記工程(2)の後、前記電池缶を導電率80μS/cm以下の水で洗浄する工程(3)と、前記工程(3)の後、前記電池缶を乾燥させる工程(4)と、を含む電池缶の製造方法に関する。
工程(3)において、工程(2)の洗浄工程で電池缶表面に付着した、市水または工業用水に含まれるCaおよびMgが除去される。このため、市水または工業用水に含まれるCaおよびMgの成分による電池缶表面(外面および内面)の錆の発生を確実かつ容易に抑制することができる。また、電池缶の製造工程を大幅に変更する必要がないため、設備投資によるコストの上昇を抑制することができる。
上記製造方法により、錆の発生が抑制された、信頼性の高い、低コストの電池缶が得られる。さらに、電池缶が電極端子を兼ねる場合、電池の端子部分における錆の発生による端子部分の接触抵抗の増大が抑制されるため、電池の信頼性が向上する。
工程(1)では、例えば、鋼板に、絞りおよびしごき加工する。製缶方法としては、例えば、電池缶の生産性を高め、かつコストを低減することができるため、DI加工(Drawing and Ironing)が用いられる。DI加工では、プレス機による深絞り工程によってカップ状中間製品を作製し、このカップ状中間製品に絞り加工としごき加工とを一挙に連続的に施すことにより、筒状側部と底部と開口部とを有する、所定形状の電池缶が得られる。
工程(1)において、鋼板を加工しやすくし、鋼板の加工時の破断を防止するために、水溶性潤滑剤を用いるのが好ましい。水溶性潤滑剤としては、例えば、スギムラ化学工業(株)製のSE−65CPSや(株)ネオス製のCFS−100が用いられる。
工程(1)の鋼板には、例えば、Feを主成分とする冷間圧延鋼板にニッケルめっきした鋼板が用いられる。鋼板中に、Fe以外に、例えば、炭素、リン、マンガン、アルミニウム、珪素、または硫黄のような元素を微量含んでいてもよい。鋼板は炭素またはリンを含むことにより、良好な硬度・加工性が得られる。鋼板中の炭素含有量は0.002〜0.08重量%およびリン含有量は0.01〜0.03重量%が好ましい。鋼板はマンガンを含むことにより、良好な強度が得られる。鋼板中のマンガン含有量は0.01〜0.4重量%が好ましい。鋼板中のアルミニウムは脱酸素剤として添加される。鋼板中のアルミニウム含有量は0.03〜0.08重量%が好ましい。
工程(2)では、工程(1)で電池缶表面(外面および内面)に付着した水溶性潤滑剤などの付着物が除去される。工程(2)では、電池缶の洗浄水に、市水または工業用水が用いられる。工程(2)で用いられる市水または工業用水の温度は、例えば35〜70℃である。より好ましくは、40〜60℃である。市水または工業用水の導電率は200μS/cm程度である。
工程(3)では、工程(2)の洗浄工程で電池缶表面(外面および内面)に付着した、市水または工業用水に含まれるCaやMgが除去される。工程(3)では、電池缶の洗浄水に、導電率80μS/cm以下の水が用いられる。水中に含まれるCaおよびMg量が少ないほど、水の導電率は低い。洗浄水の導電率が80μS/cm以下である場合、上記製造方法で得られる電池缶表面のCa付着量は0.007μg/cm2以下となり、Mg付着量は0.0004μg/cm2以下となる。
工程(3)の導電率80μS/cm以下の水の温度は、例えば10〜30℃である。洗浄水の導電率が80μS/cmを超えると、洗浄水中に含まれるCaやMg量が多くなり、電池缶表面に付着するCaやMgが多くなるため、電池缶表面に錆が発生しやすい。水に含まれるCaやMg量が最小レベルである超純水の導電率は0.1μS/cm程度である。
電池缶表面のCaやMg量の付着量をより低減できるため、洗浄水の導電率は、1〜20μS/cmが好ましい。より好ましくは、洗浄水の導電率は1〜8μS/cmである。洗浄水の導電率が8μS/cm以下であると、電池における電極端子の接触抵抗を大幅に低減できる。洗浄水の導電率は1μS/cm未満であると、量産レベルでの製造工程においてランニングコストが高くなる。洗浄水の導電率が8μS/cm以下である場合、上記製造方法で得られる電池缶表面のCa付着量は0.0051μg/cm2以下となり、Mg付着量は0.00028μg/cm2以下となる。
工程(4)では、電池缶を乾燥させて、工程(3)で電池缶表面に付着した水を除去する。乾燥方法としては、誘導加熱(IH)により電池缶を加熱・乾燥させる方法が好ましい。この方法では、電池缶の外面だけでなく、内面に付着した水も容易にかつ確実に除去することができる。
また、工程(3)と工程(4)との間において、電池缶にエアーを吹き付けて、電池缶に付着した水の大部分を除去する工程(3a)を含むのが好ましい。工程(3a)で大部分の水が除去されるので、工程(4)では、少量の水を加熱・乾燥により容易に除去することができ、より迅速かつ確実に電池缶表面から水を除去することができる。
工程(3)で用いる導電率80μS/cm以下の洗浄水は、例えば、市水または工業用水を、逆浸透膜(RO膜:Reverse Osmosis Membrane)またはイオン交換樹脂の少なくとも一方に通過させることにより得られる。RO膜は、水中に含まれるイオンや塩類等の不純物を除去する性質を有する。イオン交換樹脂は、RO膜よりも高いイオン除去能を有する。洗浄水の導電率または製造コストに応じて、RO膜またはイオン交換樹脂を適宜選択すればよい。また、両者を組み合わせて用いてもよい。
以下、工程(3)の洗浄工程で使用する導電率80μS/cm以下の水の作製方法の例を、図を参照しながら説明する。
工程(3)の洗浄水の作製方法(方法1)を示す工程図を図1に示す。図1に示すように、市水または工業用水1をポンプ2で各種(活性炭等)フィルター3に供給する。これにより、市水または工業用水1中のごみ等の不純物粒子を除去する。そして、フィルター3を通過した水を加圧ポンプ4でRO膜5に供給する。RO膜5を通過した水は、工程(3)の洗浄水に用いられ、それ以外の濃縮排水は、工程(2)の洗浄水に用いられる。このようにRO膜を用いることにより、水の導電率を5〜20μS/cmとすることが可能である。この場合、RO膜を長期で使用する場合に保障される水の導電率は一般に20μS/cm以下である。導電率を8μS/cm以下とする場合は、RO膜を早めに交換すればよい。
工程(3)の洗浄水の他の作製方法(方法2)を示す工程図を図2に示す。図2に示すように、市水または工業用水11をポンプ12で各種(活性炭等)フィルター13に供給する。これにより、市水または工業用水11中のごみ等の不純物粒子を除去する。そして、フィルター13を通過した水を加圧ポンプ14でRO膜15に供給する。RO膜15を通過した水は、工程(3)の洗浄水に用いられ、それ以外の濃縮排水は、工程(2)の洗浄水に用いられる。さらに、RO膜15を通過した水の一部を、イオン交換樹脂16に供給する。イオン交換樹脂16を通過した水は、例えば導電率2μS/cm以下とすることが可能である。
RO膜15で処理された水を、RO膜15およびイオン交換樹脂16で処理された水と混合し、この混合水を洗浄水として用いる。分岐点にバルブを設けることにより、イオン交換樹脂へ送り込むRO膜処理水の量、すなわち混合水の混合比率を調整することができる。このようにして、洗浄水の導電率を容易に調整することができる。RO膜およびイオン交換樹脂を併用することにより、RO膜を長期で使用する場合でも、導電率8μS/cm以下の洗浄水を得ることができる。
工程(3)の洗浄水のさらに他の作製方法(方法3)を示す工程図を図3に示す。図3に示すように、市水または工業用水21をポンプ22で各種(活性炭等)フィルター23に供給する。これにより、市水または工業用水21中のごみ等の不純物粒子を除去する。フィルター23を通過した水を、さらにイオン交換樹脂26に通過させる。このようにイオン交換膜を用いることにより、水の導電率を、例えば導電率2μS/cm以下とすることが可能である。
イオン交換樹脂の寿命を延ばすために、RO膜を併用してもよい。すなわち、図3中の破線で囲まれる部分に示すように、フィルター23を通過した水の一部を、加圧ポンプ24によりRO膜25に経由させてイオン交換樹脂26に供給してもよい。
例えば、洗浄水の導電率2μS/cm以下の場合、(方法3)が好ましい。洗浄水の導電率2〜8μS/cmの場合、(方法2)が好ましい。洗浄水の導電率8μS/cm超の場合、(方法1)が好ましい。
洗浄水の導電率は、例えば(株)堀場製作所製のES−14を用いて容易に測定することができる。なお、本発明における水の導電率は、温度25℃の導電率を指す。
電池缶表面のCa付着量またはMg付着量は、例えば、電池缶を所定濃度の希硝酸に浸漬した状態で所定時間超音波振動を与えて得られた試料液を、ICP発光分光分析することにより求められる。電池缶全体を希硝酸に浸漬してもよく、電池缶内部におもりを入れて、電池缶の開口部に樹脂製の蓋を配し、電池缶の外面側のみを希硝酸に浸漬させてもよい。
また、電池を用いて測定してもよい。例えば、電池缶の外面を被覆するラベルを剥がして電池全体を希硝酸に浸漬してもよく、電池における端子部分等の電池缶露出部のみを希硝酸に浸漬してもよい。
本発明の電池缶の製造方法における洗浄工程および乾燥工程の一例を、図4を参照しながら説明する。図4は、水平方向から見た、洗浄方法および乾燥方法の一例を示す概略工程図である。ここでは、図5に示す、開口部31a、筒状側部31b、および底部を有する、有底円筒形の電池缶31を用いて説明するが、電池缶の形状はこれに限定されない。
図4に示すように、工程(1)の製缶工程で得られた電池缶31は、コンベア(図示しない)により、第1の洗浄工程(2)、第2の洗浄工程(3)、エアー噴射による水除去工程(3a)、および乾燥工程(4)の順に(図4中の矢印の方向に)搬送される。搬送経路には、第1の洗浄工程(2)において電池缶31に向けて水を噴射するための第1のシャワーノズル32a、第2の洗浄工程(3)において電池缶31に向けて水を噴射するための第2のシャワーノズル32b、水除去工程(3a)において電池缶31に向けてエアーを噴射するためのエアーノズル、および乾燥工程(4)において電池缶31を加熱・乾燥させるためのIHヒーター34が設けられている。第1のシャワーノズル32aおよび第2のシャワーノズル32bは、筒状側部31bの右側、筒状側部31bの左側、開口部31a、および底部に向けて水を噴射可能なように4つずつ設置されている。エアーノズル33は、筒状側部31aの右側、筒状側部31bの左側、開口部31a、および底部に向けてエアーを噴射可能なように4つ設置されている。
IHヒーター34は、電池缶31の筒状側部31bと対向するように、搬送経路の両側に設けられている。電池缶31表面から蒸発した水分は上方に拡散するため、この水がIHヒーター34に付着して、IHヒーター34が故障することがない。
コンベア(例えば、チェーンコンベアまたはベルトコンベア)には、電池缶31を固定するための磁石が一定の間隔で設けられている。工程(1)〜(4)では、電池缶31は、軸方向を水平方向と略平行な向きとし、電池缶31の筒状側部31bの一部が磁石で固定されることにより、電池缶31がコンベアにより搬送される。
また、上記以外に、工程(4)では、コンベア上において、電池缶31を、開口部31aを上方に向けた状態で搬送してもよい。電池缶31表面から蒸発した水分は上方に拡散するため、電池缶31内部に付着した水分も効率よく除去することができる。
工程(1)の製缶工程で得られた有底円筒形の電池缶31は、電池缶31が第1のシャワーノズル32aの前に搬送されると、第1のシャワーノズル32aにより市水または工業用水が電池缶31に向けて噴射され、電池缶31の表面(外面および内面)が市水または工業用水により洗浄される(工程(2))。これにより、製缶工程で付着した潤滑剤等の付着物が除去される。
電池缶31が第2のシャワーノズル32bの前に搬送されると、第2のシャワーノズル32bより導電率80μS/cm以下の水が電池缶に向けて噴射され、電池缶31の表面が導電率80μS/cm以下の水により洗浄される(工程(3))。これにより、市水または工業用水に含まれるMgやCa等の成分が除去される。
第1のシャワーノズル32aおよび第2のシャワーノズル32bの水は、常に噴射されていてもよく、第1のシャワーノズル32aおよび第2のシャワーノズル32bの前に電池缶31が搬送された時に水を噴射するように、第1のシャワーノズル32aおよび第2のシャワーノズル32bの動作を制御してもよい。
電池缶31がエアーノズル33の前に搬送されると、エアーノズル33からエアーが噴射される(工程(3a))。これにより、電池缶31表面の大部分の水が除去される。エアーは、常に噴射されていてもよく、エアーノズル33の前に電池缶31が搬送された時にエアーを噴射するように、エアーノズル33の動作を制御してもよい。
電池缶31がIHヒーター34の前に搬送されると、IHヒーター34による誘導加熱により、電池缶31を加熱・乾燥させる(工程(4))。これにより、電池缶31の表面(外面および内面)の水が除去される。IHヒーター34による加熱温度およびIHヒーター34と電池缶31との距離等を調整することにより、電池缶31は、例えば120〜220℃程度に加熱される。
本発明の電池缶を用いた電池の一実施形態を、図6を参照しながら説明する。図6は、単1形の円筒形アルカリ乾電池(LR20)の一部を断面とする正面図である。
正極端子40aを兼ねる、有底円筒形の電池缶40の内面には、導電性被膜42が形成されている。この導電性被膜42は、例えば上記工程(4)を経た電池缶40の内面に黒鉛塗料を所定量塗布して得られる。黒鉛塗料には、例えば黒鉛およびバインダーとして樹脂を水または非水中に分散させたものが用いられる。作業環境の観点から、分散媒は水が好ましい。電池缶40内には、複数個の中空円筒状の正極合剤43が、電池缶40内面に形成した導電性被膜42と接触させて配されている。正極合剤43は、正極活物質としての二酸化マンガン、導電材としての黒鉛、およびアルカリ電解液の混合物からなる。アルカリ電解液には、例えば36重量%の水酸化カリウム水溶液が用いられる。
正極合剤43の中空部内には、ゲル状負極46が充填されている。ゲル状負極46と正極合剤43との間には、セパレータ44が配され、ゲル状負極46と電池缶40との間には、底紙45が配されている。ゲル状負極46は、例えば、ポリアクリル酸ナトリウム等のゲル化剤と、アルカリ電解液と、負極活物質との混合物からなる。負極活物質には、亜鉛、または例えばAl、Bi、Inを含む亜鉛合金が用いられる。セパレータ44には、例えばポリビニルアルコール繊維およびレーヨン繊維を主体として混抄した不織布が用いられる。
ゲル状負極46内に負極集電体50が挿入されている。負極集電体50は、予め樹脂製封口体47、負極端子を兼ねる底板48および絶縁ワッシャ49と一体に組み立てられている。電池缶40の開口端部は、封口体47の周縁端部を介して底板48の周縁部にかしめつけられている。このようにして、電池缶40が密閉されている。電池缶40の外表面には外装ラベル41が被覆されている。
上記アルカリ乾電池の場合、電池缶のCa付着量またはMg付着量は、例えば、外装ラベル41を剥がした後、電池全体を0.1Mの希硝酸に浸漬する、または電池の正極端子40aの部分を希硝酸に浸漬し、この状態で5分間、超音波振動を与えて得られた試料液をICP発光分光分析して定量することができる。そして前記希硝酸に浸漬した面積から、単位面積あたりのCa付着量またはMg付着量を算出することができる。
上記以外にも本発明の電池缶は、例えば、Ni−MH蓄電池、Ni−Cd電池、またはLi電池等の電池缶に用いられる。
以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
《実施例1〜6》
以下の手順により、単1形アルカリ乾電池(LR20)用の有底円筒形電池缶(外径32.7mmおよび高さ63.5mm)を作製した。
(A)製缶工程
ニッケルめっき鋼板(厚み0.5mm)をDI加工し、図5と同じ、有底円筒状の電池缶31を得た(工程(1))。DI加工において、プレス機による深絞り工程によってカップ状中間製品を作製し、このカップ状中間製品に絞り加工としごき加工とを一挙に連続的に施した。ニッケルめっき処理する鋼板には、冷間圧延鋼板としてJIS規格のSPCEに相当するアルミキルド鋼板を用いた。工程(1)において、鋼板を加工し易くし、鋼板の加工時の破断を防止するために、水溶性潤滑剤として(株)ネオス製のCFS−100を用いた。
(B)電池缶の洗浄工程および乾燥工程
上記で得られた電池缶31を洗浄し、その後乾燥させた。電池缶31の洗浄および乾燥には、図4と同じ工程を用いた。工程(2)の洗浄水には、温度50℃の市水(導電率:213μS/cm)を用いた。上記工程(3)において、使用する洗浄水の導電率を表1に示す値に変えた。導電率0.1μS/cmの水には、イオン交換水を用いた。また、それ以外の導電率の水は、便宜上、イオン交換水に市水(水道水)を混ぜて調整した。水の導電率の測定には、(株)堀場製作所製のES−14を用いた。工程(3)の洗浄水の温度は、20℃とした。工程(4)では、電池缶を175℃程度に加熱し、乾燥させた。工程(4)の後、電池缶底部の中央には、外部端子(正極端子)を兼ねる突起(電池缶の外側に向けて突出する部分)を形成した。
《比較例1および2》
工程(3)で用いる洗浄水の導電率を150μS/cmまたは213μS/cmとした。導電率213μS/cmの水には、市水(水道水)を用いた。導電率150μS/cmの水は、市水にイオン交換水を混ぜて導電率を調整することにより得られた。これ以外、実施例1と同様の方法により電池缶を作製した。
上記実施例1〜6および比較例1〜2の各電池缶を以下のように評価した。
[評価]
(1)電池缶表面のCaおよびMg付着量の測定
電池缶全体を、樹脂製カップ中の濃度0.1Mの希硝酸に浸漬し、この状態で30秒間超音波振動を与え、試料溶液を得た。この試料溶液をICP発光分光分析して、電池缶に付着したCaおよびMg量を求めた。ICP発光分光分析には、VARIAN社製のVISTA−RLを用いた。
(2)電池缶の錆の発生の調査
各実施例および比較例の電池缶を5個ずつ準備し、温度60℃および湿度90%の雰囲気下で2ヶ月間放置した後、電池缶の内部および外部における錆の発生の有無を目視により調べた。そして、赤茶色の斑点が視認された場合、電池缶に錆が発生したと判断した。
(3)電池缶の接触抵抗の測定
荷重測定器の先端に金メッキを施した測定端子をつけ、電池缶の先端部と接触させ、電池缶側面にはNiリードを溶接し、上記の測定端子とNiリードとの間の抵抗を、荷重を加えながら抵抗測定器を用いて測定した。これを電池缶の接触抵抗とした。抵抗測定器には、日置電機(株)製のACミリオームハイテスタ 3560を用いた。荷重測定器には、(株)イマダ製のPUSH−PULL(SCALE MAX 20N)を用いた。このとき、接触荷重を4.9Nまたは9.8Nとし、接触抵抗が10mΩ以下であれば良好であると判断した。
これらの評価結果を表1に示す。
Figure 2009152127
工程(3)の洗浄水の導電率が80μS/cm以下である実施例1〜6では、電池缶表面のCa付着量が0.007μg/cm2以下であり、Mg付着量が0.0004μg/cm2以下であり、いずれの電池缶も錆は発生しなかった。これに対して、工程(3)の洗浄水の導電率が80μS/cmを超える比較例1および2では、錆の発生した電池缶がみられた。また、実施例1〜6の電池缶では、比較例1および2の電池缶に比べて、接触抵抗が大幅に低下した。
特に、工程(3)の洗浄水の導電率が8μS/cm以下である実施例1〜3の電池缶では、特に5mΩ未満の小さい接触抵抗が得られた。また、量産レベルでの製造コストの上昇が抑制されるため、洗浄水の導電率は1μS/cm以上が好ましい。電池缶の接触抵抗および製造コストの観点から、工程(3)の洗浄水の導電率は1〜8μS/cmが好ましいことがわかった。
《実施例7》
実施例1〜6および比較例1〜2の電池缶を20個ずつ準備し、これらの電池缶を、夏季の気象状態を想定して、温度30℃および湿度75%の環境下で1ヶ月保存した。その後、これらの電池缶を用いて、以下の手順で上記の図6と同じ単一形の円筒型アルカリ乾電池(LR20)を各実施例および比較例に対して20個ずつ作製した。
(1)正極合剤の作製
正極活物質として二酸化マンガン粉末(平均粒径45μm)と、導電材として黒鉛粉末(平均粒径15μm)と、アルカリ電解液として、35重量%の水酸化カリウムおよび2重量%の酸化亜鉛を含む水溶液とを、重量比90:10:2の割合で混合し、充分に攪拌した後、フレーク状に圧縮成形した。ついで、フレーク状の正極合剤を粉砕して顆粒状とし、これを篩によって分級し、10〜100メッシュのものを中空円筒状に加圧成形してペレット状の正極合剤43を得た。
(2)ゲル状負極の作製
ゲル化剤としてポリアクリル酸ナトリウムと、アルカリ電解液として35重量%の水酸化カリウム水溶液と、負極活物質として亜鉛粉末(平均粒径150μm)とを重量比1.8:100:180の割合で混合し、ゲル状負極46を得た。
(3)円筒形アルカリ乾電池の組み立て
電池缶40の側部内面に、黒鉛塗料を塗布した後、乾燥し、導電性被膜42を形成した。黒鉛塗料には、黒鉛とカーボンブラックとを、アクリル系樹脂を主成分とするバインダーと共に水中に分散させたものを用いた。導電性被膜42中において、黒鉛量は47重量%、カーボンブラック量は35重量%、バインダー量は18重量%とした。
上記で得られた正極合剤43を電池缶40内に複数個挿入し、加圧治具により正極合剤43を再成形して電池缶40の内壁に密着させた。電池缶40の内壁に密着させた正極合剤43の中空内面および電池缶40の底部内面に、セパレータ44および絶縁キャップ45を配置した。セパレータ44内にアルカリ電解液として40重量%の水酸化カリウム水溶液を所定量注入した。所定時間経過した後、上記で得られたゲル状負極46をセパレータ44内に充填した。なお、セパレータ44には、ポリビニルアルコール繊維およびレーヨン繊維を主体として混抄した不織布を用いた。
負極集電子50をゲル状負極46内に差し込んだ。なお、負極集電子50には、樹脂製の封口体47、負極端子を兼ねた底板48、および絶縁ワッシャ49を予め一体化させた。そして、電池缶40の開口端部を、封口体47を介して底板48の周縁部にかしめつけ、電池缶40の開口部を封口した。外装ラベル41で電池缶40の外表面を被覆した。このようにしてアルカリ乾電池を作製した。
上記電池作製時において、各実施例および比較例の電池缶を用いた電池を20個ずつ作製した。そして、これらの電池の耐漏液特性を評価するため、温度80℃および湿度30%環境下で3ヶ月保存し、加速試験を実施した。その結果、比較例1および2の電池缶を用いた電池では、それぞれ2個および4個の電池が、電池缶の発錆に起因すると考えられる漏液を生じたが、本発明の実施例1〜6の電池缶を用いた電池では、いずれの場合も漏液しなかった。
本発明の電池缶は、アルカリマンガン電池、Ni−MH蓄電池、Ni−Cd電池、またはLi電池等の外装ケースとして好適に用いられる。
本発明の電池缶の製造方法における電池缶の洗浄工程で用いられる洗浄水の作製方法を示す概略工程図である。 本発明の電池缶の製造方法における電池缶の洗浄工程で用いられる洗浄水の他の作製方法を示す概略工程図である。 本発明の電池缶の製造方法における電池缶の洗浄工程で用いられる洗浄水のさらに他の作製方法を示す概略工程図である。 本発明の電池缶の製造方法における電池缶の洗浄方法および乾燥方法の一例を示す概略工程図である。 図4の工程で用いた有底円筒形の電池缶の斜視図である。 本発明の電池缶を用いた電池の一実施形態である円筒形アルカリ乾電池の一部を断面とする正面図である。
符号の説明
1、11、21 市水または工業用水
2、22、32 ポンプ
3、23、33 フィルター
4、24、34 加圧ポンプ
5、25、35 RO膜
16、26 イオン交換樹脂
31 電池缶
31a 開口部
31b 筒状側部
32a 第1のシャワーノズル
32b 第2のシャワーノズル
33 エアーノズル
34 IHヒーター
40 電池缶
41 外装ラベル
42 導電性被膜
43 正極合剤
44 セパレータ
45 底紙
46 ゲル状負極
47 封口体
48 底板
49 絶縁ワッシャ
50 負極集電体

Claims (9)

  1. 鋼板を製缶加工して、筒状側部と底部と開口部とを有する電池缶を得る工程(1)と、
    前記電池缶を市水または工業用水で洗浄する工程(2)と、
    前記工程(2)の後、前記電池缶を導電率80μS/cm以下の水で洗浄する工程(3)と、
    前記工程(3)の後、前記電池缶を乾燥させる工程(4)と、を含むことを特徴とする電池缶の製造方法。
  2. 前記工程(3)における水の導電率は1〜8μS/cmである請求項1記載の電池缶の製造方法。
  3. 前記工程(2)における市水または工業用水の温度は35〜70℃である請求項1記載の電池缶の製造方法。
  4. 前記製缶加工時に水溶性潤滑剤を用いる請求項1記載の電池缶の製造方法。
  5. 筒状側部と底部と開口部とを有する、鋼板からなる電池缶表面のCa付着量が0.007μg/cm2以下であることを特徴とする電池缶。
  6. 前記Ca付着量が0.0051μg/cm2以下である請求項5記載の電池缶。
  7. 筒状側部と底部と開口部とを有する、鋼板からなる電池缶表面のMg付着量が0.0004μg/cm2以下であることを特徴とする電池缶。
  8. 前記Mg付着量が0.00028μg/cm2以下である請求項7記載の電池缶。
  9. 請求項5または7記載の電池缶を用いた電池。
JP2007330525A 2007-12-21 2007-12-21 電池缶およびその製造方法、ならびに電池 Active JP4307503B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007330525A JP4307503B2 (ja) 2007-12-21 2007-12-21 電池缶およびその製造方法、ならびに電池
US12/519,651 US7951484B2 (en) 2007-12-21 2008-12-03 Battery can, method for producing the same, and battery
EP08865025A EP2246919B1 (en) 2007-12-21 2008-12-03 Battery can, method of manufacturing the same, and battery
PCT/JP2008/003572 WO2009081526A1 (ja) 2007-12-21 2008-12-03 電池缶およびその製造方法、ならびに電池
KR1020097015512A KR20100107379A (ko) 2007-12-21 2008-12-03 전지캔 및 그 제조방법, 및 전지
CN2008800025815A CN101584058B (zh) 2007-12-21 2008-12-03 电池罐及其制造方法、以及电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007330525A JP4307503B2 (ja) 2007-12-21 2007-12-21 電池缶およびその製造方法、ならびに電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009152127A true JP2009152127A (ja) 2009-07-09
JP4307503B2 JP4307503B2 (ja) 2009-08-05

Family

ID=40800844

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007330525A Active JP4307503B2 (ja) 2007-12-21 2007-12-21 電池缶およびその製造方法、ならびに電池

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7951484B2 (ja)
EP (1) EP2246919B1 (ja)
JP (1) JP4307503B2 (ja)
KR (1) KR20100107379A (ja)
CN (1) CN101584058B (ja)
WO (1) WO2009081526A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014067664A (ja) * 2012-09-27 2014-04-17 Uacj Corp 電池缶の封缶前洗浄方法
JP2014517991A (ja) * 2011-05-10 2014-07-24 ノードソン コーポレーション 容器上のコーティングを硬化させる誘導炉

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102179380B (zh) * 2011-01-28 2013-01-09 福建南平南孚电池有限公司 清洗已封口的锂-二硫化铁电池的方法
KR102386324B1 (ko) * 2019-06-11 2022-04-14 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지 검사설비 및 검사방법
US20220271402A1 (en) * 2021-02-19 2022-08-25 Lg Energy Solution, Ltd. Battery and current collector applied thereto, and battery pack and vehicle including the battery
CN115254778B (zh) * 2022-08-23 2023-11-03 东莞市创明电池技术有限公司 一种电池清洗设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09111485A (ja) * 1995-08-11 1997-04-28 Fuji Elelctrochem Co Ltd 電池用金属缶の脱脂洗浄方法
JPH10255817A (ja) * 1997-03-13 1998-09-25 Fuji Photo Film Co Ltd 電池の洗浄・乾燥方法
JP2003080632A (ja) * 2001-09-13 2003-03-19 Toppan Printing Co Ltd 積層体およびそれからなる包装体
JP2003173803A (ja) * 2001-12-05 2003-06-20 Toyoda Gosei Co Ltd 流体の流路構成部品及びその製造方法
JP2006066113A (ja) * 2004-08-25 2006-03-09 Toppan Printing Co Ltd 積層材料およびその積層材料を用いた電池用外装材

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5001915A (en) * 1986-09-22 1991-03-26 David T. Blazevic Method for improving hot strip mill processing
DE19925809A1 (de) * 1999-06-07 2000-12-14 Sms Demag Ag Entzunderungsverfahren für ein Metallband und hiermit korrespondierende Entzunderungsanordnung
CN1270393C (zh) * 2004-09-15 2006-08-16 广州市淞海五金制品有限公司 柱形不锈钢锂电池外壳处理方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09111485A (ja) * 1995-08-11 1997-04-28 Fuji Elelctrochem Co Ltd 電池用金属缶の脱脂洗浄方法
JPH10255817A (ja) * 1997-03-13 1998-09-25 Fuji Photo Film Co Ltd 電池の洗浄・乾燥方法
JP2003080632A (ja) * 2001-09-13 2003-03-19 Toppan Printing Co Ltd 積層体およびそれからなる包装体
JP2003173803A (ja) * 2001-12-05 2003-06-20 Toyoda Gosei Co Ltd 流体の流路構成部品及びその製造方法
JP2006066113A (ja) * 2004-08-25 2006-03-09 Toppan Printing Co Ltd 積層材料およびその積層材料を用いた電池用外装材

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014517991A (ja) * 2011-05-10 2014-07-24 ノードソン コーポレーション 容器上のコーティングを硬化させる誘導炉
JP2014067664A (ja) * 2012-09-27 2014-04-17 Uacj Corp 電池缶の封缶前洗浄方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100107379A (ko) 2010-10-05
US7951484B2 (en) 2011-05-31
CN101584058A (zh) 2009-11-18
JP4307503B2 (ja) 2009-08-05
EP2246919A1 (en) 2010-11-03
WO2009081526A1 (ja) 2009-07-02
US20100330414A1 (en) 2010-12-30
EP2246919A4 (en) 2011-11-30
CN101584058B (zh) 2012-01-04
EP2246919B1 (en) 2012-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4307503B2 (ja) 電池缶およびその製造方法、ならびに電池
US8444840B2 (en) Method of forming an electrode casing for an alkaline electrochemical cell with reduced gassing
US8318340B2 (en) Alkaline electrochemical cell with reduced gassing
AU682541B2 (en) Sealed rechargeable cells containing mercury-free zinc anodes, and a method of manufacture
JP2008041527A (ja) 電池缶及びそれを用いた電池
JP2007005092A (ja) 電池缶およびその製造方法
CA1072178A (en) Method of manufacturing a stable divalent silver oxide depolarizer mix
US20060292441A1 (en) Cylindrical alkaline battery
WO2007145175A1 (ja) 接点部品用または電池部品用材料と、それを用いた電池
US20090220861A1 (en) Method for producing alkaline battery, and alkaline battery
JP2008034370A (ja) 電気化学素子
JPH10255817A (ja) 電池の洗浄・乾燥方法
JPH0620694A (ja) アルカリ乾電池
JP2006040701A (ja) アルカリ乾電池
JP4268851B2 (ja) アルカリ乾電池
JP4798953B2 (ja) 電池容器用めっき鋼板、その電池容器用めっき鋼板を用いた電池容器、およびその電池容器を用いた電池
JP3924517B2 (ja) アルカリ電池
JP2008311198A (ja) 電池缶およびそれを備えた電池
JP2002093429A (ja) アルカリ電池とその製造方法
JP2009170161A (ja) 単4形アルカリ乾電池
JP2009163896A (ja) 単3形アルカリ乾電池
WO2019008886A1 (ja) アルカリ乾電池
JP2002367573A (ja) 電池製造方法及び電池
JPS63244563A (ja) アルカリ電池およびその製造方法
JP2011100703A (ja) 蓄電デバイス

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090402

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090428

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4307503

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120515

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120515

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130515

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130515

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140515

Year of fee payment: 5