JP2010009841A - 円筒形密閉電池 - Google Patents

Abstract

【課題】円筒形密閉電池について、圧着工程における電極群の変形を防止するとともに、リード線と電池ケースの溝部内面とを確実に絶縁して短絡の発生を防止し、信頼性を向上させる。
【解決手段】 電池ケース２、正極１０、負極１１およびセパレータ１２を備える電極群３、リード線４、封口板５、ガスケット６、絶縁リング７、絶縁板８および電解質を含む円筒形密閉電池１において、絶縁リング７として、電池ケース２の内周面に接する外径を有するリング状の平面部１３と、平面部１３の封口板５を臨む面から該面に対して垂直に立ち上がる円筒状の胴体部１４と、胴体部１４の封口板側の端部から封口板５に向けて延び、胴体部１４から離反するにつれてその外径が小さくなる筒状の折れ曲がり部とを含むものを使用する。
【選択図】図１

Description

本発明は、円筒形密閉電池に関する。さらに詳しくは、本発明は主に、絶縁リングの改良に関する。

円筒形密閉電池は、携帯電話、デジタルスチルカメラなどのポータブル電子機器、ハイブリッド自動車、バックアップ機器などの電源として広く用いられている。

円筒形密閉電池は、電池ケース、電極群、封口板、リード線、絶縁リングなどを含む。電池ケースは、長手方向の一端部が開口する円筒形容器であり、その内部に電極群などを収容する。電極群は、正極板と負極板とをセパレータを介して捲回することにより得られる捲回型電極群である。封口板は、電池ケースの開口を封口する。リード線は、電極群の正極板または負極板と封口板とを導通させる。絶縁リングは、電池ケース内において、電極群と封口板との間に装着され、主に電池ケースと電極群およびリード線とを絶縁する。

従来の円筒形密閉電池は、たとえば、電極群収容工程、絶縁リング装着工程、溝部形成工程、電解質注入工程および密閉工程を含む方法により作製される。電極群収容工程では、電極群を電池ケース内に収容する。絶縁リング装着工程では、電池ケース内に収容した電極群の、電池ケース開口側端部に絶縁リングを装着する。溝部形成工程では、電池ケースの開口側端部の近傍において、電池ケースの一部を周方向に内方に凹ませて環状の溝部を形成する。電解質注入工程では、電池ケース内に電解質を注入し、電解質を電極群に浸透させる。密閉工程では、電池ケースの開口を封口板で封口して密閉する。また、大部分の円筒形密閉電池では、密閉工程の後に圧着工程が施される。圧着工程では、環状溝部を電池の長手方向に押し潰し、電池の長さを調整する。

円筒形密閉電池においても、様々な改良が提案されている。たとえば、特定の構造を有する絶縁リングを備える円筒形密閉電池が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。図８は、特許文献１に記載の絶縁リング５０の構成を模式的に示す図面である。図８（ａ）は側面図である。図８（ｂ）は上面図である。絶縁リング５０は、平面部５１および胴体部（立ち上がり部）５２を含む。

平面部５１は、電池ケースの内周面に接する外径を有するリング部材である。平面部５１は、電極群の封口板を臨む端部（以下「電極群の封口板側端部」とする）に装着される。平面部５１は、電池ケースと電極群との接触を防止する。胴体部５２は、平面部５１を電極群の封口板側端部に装着した状態で、平面部５１の封口板を臨む表面から該表面に対して垂直に立ち上がる円筒状部材である。胴体部５２は、電池ケースの溝部内面を覆うように装着される。胴体部５２は、電極群に含まれる正極板または負極板と封口板とを導通させるリード線と、電池ケースの溝部内面との接触を防止する。

特許文献１の円筒形密閉電池においても圧着工程が行われ、電極群の封口板側端部と封口板との間の長さ（以下「電極群・封口板間長さ」と略記する）は、圧着工程前よりも圧着工程後の方が短くなる。胴体部５２の厚さが、圧着工程前における電極群・封口板間長さと同程度であると、圧着工程時に胴体部５２が平面部５１を介して電極群の封口板側端部を押圧し、電極群を変形させるおそれがある。したがって、胴体部５２の厚さは、圧着工程後における電極群・封口板間長さと同程度に規制する必要がある。

しかしながら、胴体部５２の厚さを、圧着工程後における電極群・封口板間長さと同程度にすると、圧着工程前では溝部内面を十分に覆うことができず、リード線と溝部内面とが接触状態になることがある。圧着工程では、電池を長手方向の端部から圧縮するので、圧縮を行ってもリード線と溝部内面との接触状態は解消されない。したがって、市販される製品において、リード線と溝部内面との接触による短絡が発生するおそれがある。なお、ここで言う「長さ」および「厚さ」とは、円筒形密閉電池の長さ方向における寸法を意味する。
特開平１１−０３１４８７公報

本発明の目的は、圧着工程において電極群を変形させることがなく、かつリード線と溝部との接触を確実に防止し得る絶縁リングを含み、短絡が非常に起こり難く、信頼性の高い円筒形密閉電池を提供することである。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、特許文献１に記載の絶縁リングにおいて、胴体部の封口板側端部から封口板に向けて延び、その外径が胴体部から離れるほど小さくなる筒状の折れ曲がり部を設ける構成を見出した。さらに、この構成によれば、圧着工程前では絶縁リングの高さが確保され、電池ケースの環状溝部内面とリード線との接触が確実に防止されることを見出した。さらに、圧着工程後では折れ曲がり部が胴体部の内部空間に折れ曲がり、胴体部による電極群の押圧が防止され、電極群の変形が起こらないことを見出した。本発明者らは、これらの知見に基づいて本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、一端部に開口を有する有底円筒形の電池ケースと、電池ケース内に収容され、正極、負極およびセパレータを備える電極群と、電池ケースの開口を封口する封口板と、電極群の正極または負極と封口板とを接続するリード線と、電極群と封口板との間に設けられ、電池ケースと電極群およびリード線とを絶縁する絶縁リングと、電解質とを含む円筒形密閉電池であって、
絶縁リングが、
電池ケースの内周面に接する外径を有するリング状の平面部と、
平面部の封口板を臨む表面から該面に対して垂直に立ち上がる円筒状の胴体部と、
胴体部の封口板側の端部から封口板に向けて延び、胴体部から離反するにつれてその外径が小さくなる筒状の折れ曲がり部とを含む円筒形密閉電池に係る。

折れ曲がり部の高さは、胴体部の高さと同じかまたは胴体部の高さよりも小さいことが好ましい。
折れ曲がり部の厚みは、胴体部の厚みと同じかまたは胴体部の厚みよりも小さいことが好ましい。
折れ曲がり部の厚みは、胴体部の厚みの４／５倍以下であることがさらに好ましい。
折れ曲がり部は１または複数の切り欠きを有することが好ましい。

本発明の円筒形密閉電池は、その製造工程において、電極群の変形や絶縁不良（リード線と電池ケースの溝部内面との接触による絶縁不良）が非常に起こり難い。したがって、本発明の円筒形密閉電池は、充放電サイクル特性に優れ、かつ絶縁不良に伴う内部短絡の発生が防止され、高い電池性能と高い信頼性とを併せ持っている。

本発明の円筒形密閉電池は、特定の構造を有する絶縁リングを含むことを特徴とし、それ以外の構成は従来の円筒形密閉電池と同様の構成を採ることができる。
絶縁リングは、たとえば、リング状の平面部、円筒状の胴体部および円錐筒状の折り曲げ部が、この順番で、高さ方向に一体化された構造を有している。平面部は、電極群の封口板を臨む端部に装着され、主に、所定箇所以外での電極群と電池ケースとの接触を防止する。胴体部および折り曲げ部は、電極群の封口板側端部と封口板との間の空間に配置され、主に、リード線と電池ケースの溝部内面との接触を防止する。

本発明の絶縁リングによれば、胴体部と折り曲げ部とを合せた高さが、電極群と封口板との間の長さと同程度であっても、圧着工程において、電極群が変形するほど胴体部が電極群を押圧することがない。これは、折り曲げ部を設けたことによる。封口工程の終了時点では、胴体部と折り曲げ部とが協働して電池ケースの溝部内面を覆う。これにより、リード線と電池ケースの溝部内面との絶縁が確保される。

次に、圧着工程において押圧を受けると、折り曲げ部は、その外形が胴体部から離反するほど小さくなる形状故に、胴体部の内部空間に折れ曲がる。すなわち、折り曲げ部は、圧着前には胴体部に対して内周方向に傾斜を持っている。この傾斜があるため、圧着工程において絶縁リングが封口板により加圧印加されたときに、応力を内周方向に分散させ、折れ曲がり部が内面に折れ込む。そして、圧着工程における胴体部と折り曲げ部とを合せた高さは、電極群・封口板間長さの短縮と同時に小さくなる。その結果、胴体部が、電極群の封口板側端部を押圧しないので、電極群の変形が防止される。

すなわち、なお、圧着工程においては、折り曲げ部が胴体部の内部空間に折れ曲がるのと同時に、電極群・封口板間長さが短縮されるので、リード線と電池ケースの溝部内面との絶縁が解消されることはない。これにより、リード線と電池ケースの溝部内面との接触防止および電極群の変形防止が同時に達成される。

本明細書において、高さ方向とは、円筒形密閉電池の長手方向と鉛直方向とが一致するように円筒形電池を載置した場合における鉛直方向を意味する。胴体部の高さは、高さ方向における、胴体部の寸法を意味する。折り曲げ部の高さは、高さ方向における、折り曲げ部の寸法を意味する。

図１は、本発明の実施形態の１つである円筒形密閉電池１の構成を簡略化して示す縦断面図である。図１に示す円筒形密閉電池１の要部の構成を示す図面である。図１において、円筒形密閉電池１は軸線を基準にして左右対称の構造を有するので、一方のみを図示し、他方の図示を省略する。図２は、図１に示す円筒形密閉電池１の要部の構成を示す図面である。図２（ａ）は、リード線４、封口板５および絶縁リング７を分解して示す側面図である。なお、図２（ａ）では封口板５を簡略化して示す。図２（ｂ）は、電池ケース２に絶縁リング７を装着した状態での上面図である。図３は、絶縁リング７の構成を簡略化して示す図面である。図３（ａ）は側面図、図３（ｂ）は上面図である。
円筒形密閉電池１は、電池ケース２、電極群３、リード線４、封口板５、ガスケット６、絶縁リング７および絶縁板８を含む。

電池ケース２は、長手方向の一端が開口している、金属製の有底円筒状容器である。電池ケース２を構成する金属としては、たとえば、鉄、ステンレス鋼などが挙げられる。電池ケース２は、正極または負極の端子になる。
電池ケース２の開口側端部の近傍には、電池ケース２の周方向に延びる環状の溝部２ａが形成されている。溝部２ａは、電池ケース２の周方向に延びる帯状部分を、加圧成形により電池ケース２の内部空間に向けて凹ませた部分である。溝部２ａは、電池組立後に電池の高さを調整するために利用される。

電極群３は、正極板１０、負極板１１およびセパレータ１２を含み、正極板１０と負極板１１とをセパレータ１２を介して重ね合わせ、さらに捲回して得られる捲回型電極群である。正極板１０には、円筒形密閉電池１の電池種に応じて、適切な正極活物質および集電体が使用される。負極板１１には、円筒形密閉電池１の電池種に応じて、適切な負極活物質および集電体が使用される。セパレータ１２にも、円筒形密閉電池１の電池種に応じて適切なセパレータを使用でき、たとえば、樹脂製の多孔質フィルム、樹脂製不織布、樹脂製織布などが挙げられる。電極群３は、電池ケース２内に収容される。正極板１０または負極板１１が電池ケース２の内面に接触により接続される。

リード線４は、電極群３に含まれる正極板１０または負極板１１と、封口板５とを接続する。すなわち、リード線４の一端が正極板１０または負極板１１に接続され、他端が封口板５の電極群３を臨む面に接続されている。リード線４には、円筒形密閉電池１の電池種に応じて、適切な金属材料からなるものが選択される。

封口板５は、その周縁部にガスケット６を取り付けた状態で電池ケース２の開口側端部に装着され、電池ケース２の開口を封口する金属製板状部材である。また、封口板５は、リード線４により正極板１０または負極板１１に接続され、電池ケース２とは対極の電極端子として機能する。
ガスケット６は樹脂製部材であり、電池ケース２と封口板５とを絶縁するとともに、封口板５による電池ケース２の密閉を補助する。

絶縁リング７は、電極群３の封口板側端部と封口板５との間の空間に配置され、主に、電池ケース２と電極群３との接触、電池ケース２内面、特に環状溝部２ａが形成されている部分とリード線４との接触などを防止する。ここで、電極群３の封口板側端部とは、電極群３の封口板５を臨む側の端部である。絶縁リング７は、図３に示すように、平面部１３、胴体部１４および折れ曲がり部１５を含む。平面部１３、胴体部１４および折れ曲がり部１５は一体成形されてもよい。
平面部１３はリング形状を有し、その外周部分が電池ケース２の内周面に接するように形成されている。平面部１３は、電極群３の封口板側端部に装着され、主に、電池ケース２と電極群３との接触を防止する。

胴体部１４は、平面部１３の封口板５を臨む表面から、該表面に対して垂直に立ち上がるように形成されており、円筒形状を有している。胴体部１４は、立ち上がり部１５と協働して、主にリード線４と電池ケース２内面の溝部２ａが形成されている部分との接触を防止する。胴体部１４の高さは、圧着工程後における電極群３と封口板５との間の間隔に応じて、胴体部１４が電極群３を変形させない程度に設定することが好ましい。これにより、圧着工程時に胴体部１４が電極群３を押圧して正極板１０、負極板１１などが変形するのが防止される。

本明細書において、電極群３と封口板５との間の間隔は、高さ方向において、電極群３の封口板側端部から封口板５の電極群３を臨む面までの寸法である。また、圧着工程とは、後述するように、電池ケース２を封口板５により密閉して電池１を組み立てた後に、電池１の高さ方向の両端から電池１に対して加圧を行い、電池１の高さを調整する工程である。加圧により、電池ケース２の環状溝部２ａが圧縮され、電池１の高さが調整される。

折れ曲がり部１５は、胴体部１４の封口板側の端部から封口板５に向けて延び、胴体部１４から離反するにつれてその外径が小さくなるように形成され、筒形状を有している。折れ曲がり部１５は、胴体部１４と協働して、主にリード線４と電池ケース２内面の溝部２ａが形成されている部分との接触を防止する。折れ曲がり部１５は、その外径が胴体部１４から離反するにつれて小さくなるように形成されているので、圧着工程で加圧されると、胴体部１４の内部空間に向けて折れ曲がる。その結果、胴体部１４が電極群３を押圧するのが防止される。

折れ曲がり部１５の高さは、胴体部１４の高さと同じかまたはそれよりも小さいことが好ましく、胴体部１４の高さよりも小さいことがさらに好ましい。これにより、圧着工程で加圧されても、折れ曲がり部１５のほぼ全体が胴体部１４の内部空間に収容され、胴体部１４による電極群３の押圧が確実に防止される。また、胴体部１４と折れ曲がり部１５とを合せた高さは、圧着工程前における電極群３と封口板５との間の間隔に応じて、リード線４が電池ケース２の内壁面と接触しない程度に設定することが好ましい。これにより、リード線４が確実に絶縁される。

また、折れ曲がり部１５の厚みは、胴体部１４の厚みと同じかまたは胴体部１４の厚みよりも小さいことが好ましい。折れ曲がり部１５の厚みは、さらに好ましくは胴体部１４の厚みの４／５倍以下であり、特に好ましくは胴体部１４の厚みの１／３〜４／５倍である。これにより、折れ曲がり部１５が胴体部１４の内部空間に一層折れ曲がり易くなるので、胴体部１４による電極群３の押圧がさらに確実に防止される。ここで、胴体部１４の厚みは、高さ方向に垂直な方向（水平方向）における胴体部１４の寸法を意味する。折れ曲がり部１５の厚みも同様である。

本実施形態では、平面部１３、胴体部１４および折れ曲がり部１５は、上方から見た形状が円形になるように形成され、それぞれの軸線が一致している。また、平面部１３で囲まれる空間、胴体部１４の内部空間および折れ曲がり部１５の内部空間は互いに連通して１つの空間になり、絶縁リング７の内部空間を形成している。

絶縁リング７の内部空間は、電極群３の封口板側端部と、封口板５の電極群３を臨む面とを連通させるとともに、その周囲には絶縁リング７の内壁面が存在することから、電池ケース２とは絶縁された空間でもある。本発明では、この内部空間にリード線４を配置しているので、リード線４は常に電池ケース２から絶縁された状態にある。この状態は、圧着工程時に折れ曲がり部１５が胴体部１４の内部空間に折れ曲がっても変化しない。したがって、絶縁リング７を用いることにより、電極群３の変形防止およびリード線４と電池ケース２内壁面との接触防止が確実に達成される。

絶縁リング７は、たとえば、ゴム材料、加圧により変形可能な樹脂材料などにより作製できる。樹脂材料を用いる場合は、折り曲げ部１５の厚みを調整することにより、樹脂材料の選択範囲が拡がる。また、前記した材料を用いれば、射出成形などにより一体成形が可能である。

絶縁板８は、図２に示すように、電極群３の封口板側端部とリード線４との間に設けられる半円状の板状部材である。絶縁板８は、電極群３とリード線４との接触を防止する。なお、絶縁板８が設けられない部分は空洞になり、この空洞を介して電極群３と封口板５とが対向している。この空洞部分ではリード線４が封口板５に向けて立上っているので、リード線４が電極群３に接触することがない。したがって、絶縁板８を半円状に形成できる。もちろん、それに限定されず、絶縁板８を円形に形成してもよい。また、リード線４が、電極群３と封口板５とを確実に接続でき、かつ電極群３に接触することがないほど十分に短い場合には、絶縁板８を設けなくてもよい。

また、絶縁板８には、絶縁板８を厚み方向に貫通する２つの孔８ａが形成されている。孔８ａは、たとえば、電池ケース２に電解質を注入する際の空気抜きとして機能する。
絶縁板８は、たとえば、ゴム材料、樹脂材料などを用い、各種成形法により作製できる。
円筒形密閉電池１が含む電解質には主に液状電解質が使用される。電解質は、円筒形密閉電池１の電池種に応じて、公知の電解質の中から適切なものが選択される。

円筒形密閉電池１は、従来の円筒形密閉電池と同様にして作製できる。たとえば、電極群収容工程、絶縁リング装着工程、溝部形成工程、電解質注入工程、密閉工程および圧着工程を含む方法により作製できる。

電極群収容工程では、電極群３を電池ケース２内に収容する。絶縁リング装着工程では、電池ケース２内に収容した電極群３の封口板側端部に絶縁リング７を装着する。溝部形成工程では、電池ケース２の開口側端部の近傍において、電池ケース２の周方向に延びる帯状部分を、電池ケース２の内部空間に向けて凹ませて環状の溝部２ａを形成する。電解質注入工程では、電池ケース２内に電解質を注入し、電極群３に電解質を浸透させる。密閉工程では、封口板５の周縁にガスケット６を取り付け、これを電池ケース２の開口に装着し、電池ケース２の開口端部を封口板５に向けてかしめ付けて封口し、電池ケース２を密閉する。圧着工程では、密閉された電池ケース２の長手方向の端部から電池ケース２を加圧し、環状溝部２ａを押し潰し、電池１の高さを調整する。これにより、円筒形密閉電池１が得られる。

図４は、別形態の絶縁リング２０の構成を簡略化して示す側面図である。絶縁リング２０は、絶縁リング７に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。絶縁リング２０は、折れ曲がり部１５に代えて折れ曲がり部２１を有する以外は、絶縁リング６と同様の構造を有している。

折れ曲がり部２１は、切り欠き２２を有することを特徴とする。切り欠き２２は、円筒形密閉電池の長手方向と鉛直方向とが一致するように円筒形密閉電池を載置した位置関係において、三角形状の形状を有している。切り欠き２２は１個でも良くまたは複数個でもよいが、複数個形成するのが好ましい。複数個の切り欠き２２は、等間隔で形成するのが好ましい。切り欠き２２の形成により、圧着工程において折れ曲がり部２１が胴体部１４の内部空間に折れ曲がる時の復元力を低減することができる。その結果、折れ曲がり部２１が折れ曲がり易くなり、胴体部１４による電極群３の押圧が一層確実に防止される。

図５は、別形態の絶縁リング２５の構成を簡略化して示す側面図である。絶縁リング２５は、絶縁リング２０に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。絶縁リング２５は、折れ曲がり部２１に代えて折れ曲がり部２６を有する以外は、絶縁リング２０と同様の構造を有している。折れ曲がり部２６は、円筒形密閉電池の長手方向と鉛直方向とが一致するように円筒形密閉電池を載置した位置関係において、四角形状の切り欠き２７を有している。切り欠き２７は、切り欠き２２と同様の効果を有している。

図６は、別形態の絶縁リング３０の構成を簡略化して示す側面図である。絶縁リング３０は、絶縁リング２０に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。絶縁リング３０は、折れ曲がり部２１に代えて折れ曲がり部３１を有する以外は、絶縁リング２０と同様の構造を有している。折れ曲がり部３１は、円筒形密閉電池の長手方向と鉛直方向とが一致するように円筒形密閉電池を載置した位置関係において、半円状の切り欠き３２を有している。切り欠き３２は、切り欠き２２と同様の効果を有している。

図７は、別形態の絶縁リング３５の構成を簡略化して示す側面図である。絶縁リング３５は、絶縁リング２０に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。絶縁リング３５は、折れ曲がり部２１に代えて折れ曲がり部３６を有する以外は、絶縁リング２０と同様の構造を有している。折れ曲がり部３６は、円筒形密閉電池の長手方向と鉛直方向とが一致するように円筒形密閉電池を載置した位置関係において、台形状の切り欠き３７を有している。切り欠き３７は、切り欠き２２と同様の効果を有している。

図４〜図７に示す実施形態では、切り欠きの形状として、三角形、四角形などの多角形、半円、台形などを示したが、それに限定されず、たとえば、円形、Ｕ字形状などの切り欠きを形成してもよい。

以下に実施例および比較例を挙げ、本発明をさらに具体的に説明する。
（実施例１）
水酸化ニッケル（正極活物質）および水酸化コバルト（導電剤）を水に分散させ、正極合剤スラリーを調製した。このスラリーを発泡ニッケル多孔体に充填し、乾燥および圧延し、所定寸法に切断し、正極を作製した。一方、水素吸蔵合金（負極活物質）、カーボンブラック（導電剤）、スチレン−ブタジエンゴム共重合体微粒子（結着剤）およびカルボキシメチルセルロース（増粘剤）を水に分散させ、負極合剤ペーストを調製した。このペーストをパンチングメタルに塗着し、圧延し、所定寸法に切断し、負極を作製した。

上記で得られた正極と負極とをポリプロピレン製不織布（セパレータ）を介して捲回し、ニッケル−水素蓄電池の電極群を作製した。この電極群を表面にニッケルめっきを施した鉄製電池ケース（高さ５１．５ｍｍ、直径１４．０ｍｍ）に収納した。また、正極用リード線の一端を正極に接続した。この状態で絶縁リングを電極群の封口板側端部に装着した。正極用リード線は、絶縁リングの内部空間に通した。なお、絶縁リングとしては、図３に示すのと同じ形状を有し、平面部の厚み０．３ｍｍ、胴体部の高さ１．０ｍｍ、胴体部の厚み０．３ｍｍ、折れ曲がり部の高さ０．５ｍｍ、折れ曲がり部の厚み０．３ｍｍのポリプロピレン樹脂製部品を用いた。

次いで、電池ケースにその周方向に延びる幅１．５ｍｍの環状溝部を形成し、電池ケース内に水酸化カリウム水溶液（電解質）を注入した。さらに、封口板に正極用リード線の他端を接続した後、封口板を電池ケースの開口に装着し、電池ケースの開口端部を封口板に向けてかしめ付けることにより、電池ケースを封口し、本発明の円筒型ニッケル−水素蓄電池（公称容量２．０Ａｈ）を得た。

（実施例２）
絶縁リングの折れ曲がり部の厚みを０．３ｍｍから０．２７ｍｍに変更する以外は、実施例１と同様にして、本発明の円筒型ニッケル−水素蓄電池（公称容量２．０Ａｈ）を得た。

（実施例３）
絶縁リングの折れ曲がり部の厚みを０．３ｍｍから０．２４ｍｍに変更する以外は、実施例１と同様にして、本発明の円筒型ニッケル−水素蓄電池（公称容量２．０Ａｈ）を得た。

（実施例４）
絶縁リングの折れ曲がり部の厚みを０．３ｍｍから０．１５ｍｍに変更する以外は、実施例１と同様にして、本発明の円筒型ニッケル−水素蓄電池（公称容量２．０Ａｈ）を得た。

（実施例５）
実施例１で用いられた絶縁リングと同じ形状および寸法を有し、折り曲げ部に図４に示すのと同じ形状を有する切り欠きが等間隔で４個形成された絶縁リングを使用する以外は、実施例１と同様にして、本発明の円筒型ニッケル−水素蓄電池（公称容量２．０Ａｈ）を得た。

（実施例６）
絶縁リングの折れ曲がり部の厚みを０．３ｍｍから０．１５ｍｍに変更する以外は、実施例５と同様にして、本発明の円筒型ニッケル−水素蓄電池（公称容量２．０Ａｈ）を得た。

（比較例１）
絶縁リングとして、図８に示すのと同じ形状を有し、平面部の厚み０．３ｍｍ、胴体部の高さ１．０ｍｍ、胴体部の厚み０．３ｍｍのポリプロピレン樹脂製部品を用いる以外は、実施例１と同様にして、従来の円筒型ニッケル−水素蓄電池（公称容量２．０Ａｈ）を得た。

（試験例１）
実施例１〜６および比較例１で得られた電池の各１０００個について、１．０Ａの電流で２．４時間充電した後、２．０Ａの電流で１．０Ｖまで放電するサイクルを３回繰り返した後、電池電圧を測定し、電池電圧が大きく低下している電池を検出し、短絡が発生した電池の個数を調べた。また、実施例１〜６および比較例１で得られた電池を圧着し、電池高さを５０．１ｍｍに調整した。圧着後の電池の各１０００個について、電池電圧を測定し、短絡が発生した電池の個数を調べた。結果を表１に示す。

また、実施例１〜６で使用したのと同じ絶縁リングについて、平面部と胴体部と折れ曲がり部とを合せた高さ１．８ｍｍを高さ方向に押圧して１．３ｍｍまで変形させるのに必要な圧力を測定した。結果を表１に示す。なお、表１では、実施例１の絶縁リングの変形に必要な圧力を１００とし、それに対する相対値として示した。

表１に示すように、従来構造の絶縁リングを用いた比較例１の電池は、圧着前および圧着後に短絡が発生している。これに対して、実施例１〜６の電池は、圧着前および圧着後に短絡は発生していない。短絡が発生した電池を分解して解析した結果、比較例１の電池では、圧着前の段階で溝部が完全に絶縁リングで保護されていないため、リード線が溝部に接触していた。また、圧着後に短絡が発生した電池では、圧着により、リード線が絶縁リングに乗り上げた状態になっていた。

次に、絶縁リングを高さ方向から加圧し、折れ曲がり部を折り曲げて、胴体部と折り曲とを合せた高さを１．３ｍｍにするのに要する圧力を比較する。折れ曲がり部の部品厚みが薄い実施例２〜４、折れ曲がり部に切り欠きを有する実施例５、および折れ曲がり部の部品厚みが薄くかつ切り欠き部を有する実施例６では、実施例１に比較して小さい圧力で変形している。これらの絶縁リングは、小さい圧力で折れ曲がり部を折り曲げることができるので、圧着時に電極群に与える負荷は小さくなりより好ましい。折れ曲がり部の厚みの効果について実施例２〜４を比較すると、折れ曲がり部の厚みが胴体部の厚みの約８０％以下になっている実施例３、実施例４では圧力がさらに小さくなり、好適である。

なお、本実施例では本発明の構成をニッケル−水素蓄電池に適用した場合について示したが、それに限定されず、円筒形密閉電池として作製可能な各種電池種にも本発明の構成を適用でき、同様の効果を得ることができる。電池種としては、たとえば、ニッケル−カドミウム蓄電池、リチウムイオン二次電池などが挙げられる。

本発明によれば、信頼性の高い円筒形密閉電池が提供される。本発明の信頼性の高い円筒形密閉電池は、たとえば、振動や衝撃の加わる可能性の高い携帯用電子機器の電源として好適に使用できる。

本発明の実施形態の１つである円筒形密閉電池の構成を簡略化して示す縦断面図である。 図１に示す円筒形密閉電池の要部の構成を示す図面である。図２（ａ）は側面図である。図２（ｂ）は上面図である。 絶縁リングの構成を簡略化して示す図面である。図３（ａ）は側面図である。図３（ｂ）は上面図である。 別形態の絶縁リングの構成を簡略化して示す側面図である。 別形態の絶縁リングの構成を簡略化して示す側面図である。 別形態の絶縁リングの構成を簡略化して示す側面図である。 別形態の絶縁リングの構成を簡略化して示す側面図である。 従来の絶縁リングの構成を簡略化して示す図面である。図８（ａ）は側面図である。図８（ｂ）は上面図である。

符号の説明

１ 円筒形密閉電池
２ 電池ケース
２ａ 溝部２ａ
３ 電極群
４ リード線
５ 封口板
６ ガスケット
７，２０，２５，３０，３５ 絶縁リング
８ 絶縁板
１０ 正極板
１１ 負極板
１２ セパレータ
１３ 平面部
１４ 胴体部
１５，２１，２６，３１，３６ 折れ曲がり部
２２，２７，３２，３７ 切り欠き

Claims (5)

1. 一端部に開口を有する有底円筒形の電池ケースと、電池ケース内に収容され、正極、負極およびセパレータを備える電極群と、電池ケースの開口を封口する封口板と、電極群の正極または負極と封口板とを接続するリード線と、電極群と封口板との間に設けられ、電池ケースと電極群およびリード線とを絶縁する絶縁リングと、電解質とを含む円筒形密閉電池であって、
   絶縁リングは、
   電池ケースの内周面に接する外径を有するリング状の平面部と、
   平面部の封口板を臨む面から該面に対して垂直に立ち上がる円筒状の胴体部と、
   胴体部の封口板側の端部から封口板に向けて延び、胴体部から離反するにつれてその外径が小さくなる筒状の折れ曲がり部とを含む円筒形密閉電池。
2. 折れ曲がり部の高さが、胴体部の高さと同じかまたは胴体部の高さよりも小さい請求項１に記載の円筒形密閉電池。
3. 折れ曲がり部の厚みが、胴体部の厚みと同じかまたは胴体部の厚みよりも小さい請求項１または２に記載の円筒形密閉電池。
4. 折れ曲がり部の厚みが、胴体部の厚みの４／５倍以下である請求項３に記載の円筒形密閉電池。
5. 折れ曲がり部が１または複数の切り欠きを有する請求項１〜４のいずれか１つに記載の円筒形密閉電池。

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