JP2011086382A

JP2011086382A - 密閉形電池

Info

Publication number: JP2011086382A
Application number: JP2009235983A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Matsui; 勉松井; Soichi Hanabusa; 聡一花房
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2009-10-13
Filing date: 2009-10-13
Publication date: 2011-04-28

Abstract

【課題】
電池封口体に開設された注液口を封止する際に発生する封止不良を無くし、封止工程にお
ける生産性を向上させることのできる技術と嵌合後漏液を防ぐ長期信頼性の確保を提供す
る。
【解決手段】
封止栓２１は、平板状の蓋体２２と蓋体の中央部に突出して設けられた栓体２３とにより
構成され、この栓体２３は、弾性材料で、かつ中空状態で形成されている。蓋体２２は、
電池封口体１０の電解液注液口を覆う形で設置され、栓体２３は電池封口体に開口された
注液口へ圧縮された状態で挿入され圧縮された状態となる。
栓体２３を中空の弾性部材で形成することで、注液口へ封止栓２１を圧入する際、栓体２
３が注液口の内壁部分に密着し封止栓２１と電池封口体１０との溶接が十分に行われ確実
に封止することができることで、信頼性の高い密閉形電池を提供することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、密閉形電池に関し、特に電池外装缶内へ注液口から電解液を注液し、注液後に
注液口を封止栓で封止する技術に関する。

近年、携帯電話やパーソナルコンピュータなどの電子機器や、ハイブリッド自動車や、電
気自動車、携帯電話基地局の無停電電源用などの電源として、ニッケル水素二次電池やリ
チウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池などの密閉形電池が期待されてい
る。

密閉形電池の形状として、円筒形や角形などが一般的であるが、特に角形密閉形電池は、
機器に搭載するに際してスペース効率が優れている点で注目されている。

これらの密閉形電池は、金属製の板体からなる筒形の外装缶内に、正極、負極、セパレー
タからなる電極体に電解液が含浸された発電要素が収納され、外装缶の開口部が電池封口
体で封口されており、電池封口体と外装缶開口部との間は、電解液やガスが漏出するのを
防止するよう封止されている。この封止は、外装缶の開口部と電池封口体との間にガスケ
ットを介し密閉する機械式かしめ法で行われることも多いが、角形密閉形電池の場合など
には、レーザ溶接による封止が多く行われている。

通常、リチウムイオン二次電池は非水電解液を注液することにより初めて電池として電気
化学的機能を有するようになる。その方法として、外装缶に電極体を収納した後に電解液
を外装缶内に注液し、その後電池封口体で封止する方法も多くとられているが、電池封口
体と外装缶開口部間の封止をレーザ溶接で行う場合、溶接するところに電解液が付着する
ことによる封止不良が発生しやすい。

そこで、電池封口体に電解液を注液する1〜３ミリ程度の小さな注液口を開設しておいて
、外装缶の開口部を電池封口体で封止した後、注液口からノズルで電解液を注液し、その
後、注液口に封止栓を嵌め込んでこれをレーザ溶接で封止する方法も知られている。この
方法によれば、電池封口体と外装缶開口部とのレーザ溶接する際に、まだ電解液が入って
いないので、電解液付着による封止不良は発生しない。

このように、電池封口体に形設された電解液注液用の注液口から電池内に電解液を注液し
た後、注液口に封止栓を挿入し、レーザ溶接にすることによって、注液口を気密封止し、
密閉性の高い角形密閉形蓄電池を提供する技術が開示されている（特許文献１参照）。

更に、このように電池封口体に設けた注液口から電解液を注液して封止栓をレーザ溶接で
封止する場合、封止栓の外周に沿って溶接を確実にしなければならないが、実際には、注
液口の縁に電解液が付着することによってスプラッシュなどが生じて溶接不良となり、封
止の不良が発生することもしばしばある。このために、電池封口体に開設された注液口を
封止する際に用いる封止栓を、電池封口体の表面上に注液口を蔽う状態で固着される蓋体
と、弾性を有する材料で形成され注液口に圧入された状態で蓋体によって支持されている
栓体とで構成することで、容易に且つ確実に注液口の封止を行い、封止不良を低減できる
技術が開示されている（特許文献２参照）。

特開平１１−２５９３６号公報特開２００５−１９０６８９号公報

しかしながら、封止栓の栓体部分が中実状となっているため、注液口へ封止栓を圧入する
際、栓体の外形寸法と注液口の開口径との寸法精度が悪い場合、栓体が注液口へ圧入され
ず、封止栓が電池封口体と密着しなくなる。このため、密閉形電池へ電解液を注液後に電
池封口体へ封止栓を溶接する際、溶接の不具合が発生し生産性が悪くなるなどの問題点が
あった。また、栓体と注液口の嵌合範囲も狭く、きつくて嵌合ができないもの、嵌合はで
きるがゆるくて漏液するなどの課題がある。そのため、封止栓と電池封口体との溶接が不
十分となり封止の不良が発生する。

本発明は、密閉形電池に開設された注液口を封止する際に用いる封止栓を、電池封口体若
しくは外装缶の表面上に注液口を覆う状態で固着されている蓋体と、弾性を有する材料で
形成され注液口に圧入された状態で蓋体によって支持されている中空状の栓体とで構成し
、これによって封止栓挿入不良を低減し、封止工程における生産性を向上させることがで
き、更には封止栓と注液口との密着性をあげたことによって漏液不良も低減し、信頼性の
高い密閉形電池を提供することができる。

本発明における密閉形電池は、外装缶と、前記外装缶内に収納され、正極及び負極を含む
電極群と、前記外装缶の開口部に取り付けられる電池封口体と、前記電池封口体若しくは
前記外装缶に設けられた前記外装缶内へ電解液を注液する注液口と、その注液口を封止す
る封止栓を具備する密閉形電池であって、前記封止栓は、前記電池封口体若しくは前記外
装缶に設けられた前記注液口を蓋う状態で固着される蓋体と、前記注液口へ圧入された状
態で前記蓋体に支持された中空の弾性部材からなる栓体で形成されていることを特徴とす
る密閉形電池。

実施形態の密閉形電池を示す展開斜視図。実施形態の密閉形電池の封口部分を示す斜視図。図２におけるＡ―Ａ断面図。本発明の実施の形態における封止栓の形状図。本発明の実施例２による図２におけるＡ―Ａ断面図。従来の封止栓による図２におけるＡ―Ａ断面図と封止栓の形状図。他の実施の形態による封止栓の形状図。

以下、本発明の実施形態に係る密閉形電池について図面を参照して説明する。

図１に示す角形の密閉形電池は、有底矩形筒状をなす外装缶１を具備する。外装缶１は、
例えば、アルミニウム板もしくはアルミニウム合金板に深絞り加工を施すことにより成形
されたものである。電極群２は、例えば、シート状の正極と、シート状の負極とをセパレ
ータを間にして渦巻状に捲回した後、全体を電池缶の横断面形状に合致した断面四角形状
に押し潰し変形することにより作製される。

正極は、例えば、正極活物質を含むスラリーをアルミニウム箔もしくはアルミニウム合金
箔からなる集電体に塗着することにより作製される。正極活物質としては、リチウムを吸
蔵放出できる酸化物や硫化物、ポリマーなどが使用できる。好ましい活物質としては、高
い正極電位が得られるリチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチ
ウムコバルト複合酸化物、リチウム燐酸鉄等が挙げられる。また、負極は、負極活物質を
含むスラリーをアルミニウム箔もしくはアルミニウム合金箔からなる集電体に塗着するこ
とにより作製される。負極活物質としては、リチウムを吸蔵放出できる金属酸化物、金属
硫化物、金属窒化物、合金等が使用でき、好ましくは、リチウムイオンの吸蔵放出電位が
金属リチウム電位に対して０．４Ｖ以上貴となる物質である。このようなリチウムイオン
吸蔵放出電位を有する負極活物質は、アルミニウムもしくはアルミニウム合金とリチウム
との合金反応を抑えられることから、負極集電体および負極関連構成部材へのアルミニウ
ムもしくはアルミニウム合金の使用を可能とする。たとえば、チタン酸化物、リチウムチ
タン酸化物、タングステン酸化物、アモルファススズ酸化物、スズ珪素酸化物、酸化珪素
などがあり、中でもリチウムチタン複合酸化物が好ましい。セパレータとしては、微多孔
性の膜、織布、不織布、これらのうち同一材または異種材の積層物等を用いることができ
る。セパレータを形成する材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プ
ロピレン共重合ポリマー、エチレン−ブテン共重合ポリマー等を挙げることができる。

非水電解液（図示しない）は外装缶１内に収容されており、電極群２に含浸されている。

非水電解液は、非水溶媒に電解質（例えば、リチウム塩）を溶解させることにより調製さ
れる。非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネ
ート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエ
チルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、γ−ブチロラクト
ン（γ−ＢＬ）、スルホラン、アセトニトリル、１，２−ジメトキシエタン、１，３−ジ
メトキシプロパン、ジメチルエーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテト
ラヒドロフラン等を挙げることができる。非水溶媒は、単独で使用しても、２種以上混合
して使用してもよい。電解質としては、例えば、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、六
フッ過リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）、六フッ化
砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ6）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ
3）等のリチウム塩を挙げることができる。電解質は単独で使用しても、２種以上混合し
て使用してもよい。電解質の非水溶媒に対する溶解量は、０．２ｍｏｌ／Ｌ〜３ｍｏｌ／
Ｌとすることが望ましい。

図１に示すように、複数の正極導電タブ３は、正極の複数個所と電気的に接続されており
、それぞれが電極群２の上側の端面から上向きに導出されている。一方、複数の負極導電
タブ４は、負極の複数個所と電気的に接続されており、それぞれが電極群２の上側の端面
から上向きに導出されている。正極導電タブ３には、例えば、正極の集電体を部分的に延
出させたものを使用することができるが、正極と別体であっても良い。また、負極導電タ
ブ４には、例えば、負極の集電体を部分的に延出させたものを使用することができるが、
負極と別体であっても良い。

正極導電タブ３は、少なくとも先端部が重ね合わされた後、重ね合わされた部分の両方の
最外層がＵ字状もしくは二つに折り曲げられた正極保護リード５で被覆されている。この
正極保護リード５は正極導電タブ３に溶接によって固定されている。一方、負極導電タブ
４は、少なくとも先端部が重ね合わされた後、重ね合わされた部分の両方の最外層がＵ字
状もしくは二つに折り曲げられた負極保護リード６で被覆されている。この負極保護リー
ド６は、負極導電タブ４に溶接によって固定されている。なお、導電タブと保護リードと
の溶接方法には、レーザ溶接、超音波溶接、抵抗溶接等の方法が用いられるが、超音波溶
接が好ましい。正極保護リード５の材質は、例えば、アルミニウムもしくはアルミニウム
合金にすることができる。負極保護リード６の材質は、例えば、アルミニウムもしくはア
ルミニウム合金にすることができる。また、正極保護リード５の材質は、正極導電タブ３
と同一の材質であることが好ましく、負極保護リード６の材質は、負極導電タブ４と同一
の材質であることが好ましい。

正極保護リード５の外側の一方の面には、四角形板状の正極中間リード７が溶接されてい
る。正極中間リード７は、大きさを正極保護リード５との対向面積よりも大きくすること
が望ましく、また、厚さについては正極リード１５の厚さとの差が小さいことが望ましい
。また、負極保護リード６の外側の一方の面には、四角形板状の負極中間リード８が溶接
されている。負極中間リード８は、大きさを負極保護リード６との対向面積よりも大きく
することが望ましく、また、厚さについては負極リード１４の厚さとの差が小さいことが
望ましい。なお、溶接方法には、レーザー溶接、超音波溶接、抵抗溶接等の方法が用いら
れるが、超音波溶接が好ましい。正極中間リード７の材質は、例えば、アルミニウムもし
くはアルミニウム合金にすることができる。負極中間リード８の材質は、例えば、アルミ
ニウムもしくはアルミニウム合金にすることができる。また、正極中間リード７の材質は
、正極導電タブ３と同一の材質であることが好ましく、負極中間リード８の材質は、負極
導電タブ４と同一の材質であることが好ましい。

外装缶１の開口部は封口部材９によって封止されている。封口部材９は、図１に示すよう
に、外装缶１の開口部を塞ぐ電池封口体１０と、電池封口体１０の外面（上面）にガスケ
ット１１を介して取り付けられた出力端子（リベット）１２と、電池封口体１０の内面（
下面）に絶縁体１３を介して取り付けられた負極リード１４及び正極リード１５とを備え
る。ガスケット１１の材質としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、熱可塑性フッ素樹脂等を
挙げることができる。熱可塑性フッ素樹脂としては、例えば、テトラフルオロエチレン−
パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサ
フルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）等を挙げることができる。

電池封口体１０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金板材を素材にしたプレス成形品
からなり、板面上にガスケット１１の取付け用に貫通孔１６が形成され、該貫通孔１６の
上面側の開口周縁には、ガスケット１１用の受け座１７が凹み形成されている。受け座１
７は、廻り止めのために円形以外の形状、例えば図１では四角形をしている。一方極端子
としての正極端子１８は、電池封口体１０の上面側に凸状に張り出している。正極端子１
８の先端面は、廻り止めのために円形以外の形状、例えば図１では四角形をしている。ま
た、圧力開放弁は、電池封口体１０の上面における受け座１７と正極端子１８との間に位
置する凹部内の底面に設けられたＸ字状の溝１９を備え、ケース内圧が一定圧力を越える
と溝１９が破断して内圧を開放する役割を持つ。電解液注液口２０は、電解液の注液後、
封止栓２１で閉止される。この封止栓２１は、電池封口体１０に溶接される。

負極リード１４は、絶縁体１３の軸用貫通孔３０と連通するように設けられ、少なくとも
一部が円形以外の形状を持つ軸用貫通孔１４ｃを有する第１のプレート部１４ａと、第１
のプレート部１４ａから電極群２側に延出された第２のプレート部１４ｂとを備え、Ｌ字
型の断面形状を有するものである。第１のプレート部及び第２のプレート部は導電材料か
ら形成されている。軸用貫通孔１４ｃは、円形穴からなる。軸用貫通孔１４ｃには、出力
端子１２の軸先端部２４が挿入される。負極リード１４の厚さは０．５〜１．５ｍｍが望
ましい。また、負極リード１４の材質は、活物質の材質に合わせて変更される。負極活物
質がチタン酸リチウムの場合、アルミニウムもしくはアルミニウム合金を使用することが
できる。

正極リード１５は、四角形の板からなる第１のプレート部１５ａと、第１のプレート部１
５ａから電極群２側に延出された第２のプレート部１５ｂとを備える。第１のプレート部
及び第２のプレート部は導電材料から形成されている。第１のプレート部１５ａと電池封
口体１０の下面と接触して正極端子１８の周囲にレーザ溶接される。正極リード１５の材
質は、正極活物質の種類により変更されるものではあるが、例えば、アルミニウム、アル
ミニウム合金を使用することができる。

封口部材９の負極リード１４の第２のプレート部１４ｂに、図１及び図２に示すように、
負極中間リード８がレーザ溶接され、かつ封口部材９の正極リード１５の第２のプレート
部１５ｂに正極中間リード７がレーザ溶接される。正負極中間リード７，８を設けること
によって、封口部材９と、電極群２の正負極導電タブ３，４との電気的接続が容易になる
。すなわち、正負極導電タブ３，４を正負極保護リード５，６と中間リード７，８とで挟
み、これらを超音波溶接により一体化した後、中間リード７，８を正負極リード１４，１
５にレーザ溶接することによって、溶接の際に封口部材９に振動が加わらないため、封口
部材９に設けられた圧力開放弁の溝１９の破断を防止することができる。なお、保護リー
ドを厚くすることができ、保護リードが溶接された導電タブをリード部材にレーザ溶接す
ることが可能な場合、中間リードは用いなくても良い。

封口部材と電極群との電気的接続を行った後、電池封口体１０を外装缶１に内嵌したうえ
で、電池封口体１０と外装缶１との嵌合面が溶接により封止される。最後に、電池封口体
１０の電解液注液口２０から電解液を外装缶１内へ注液した後、注液口２０に封止栓２１
を内嵌して溶接し、注液口２０を封止することによって図１に示す電池が得られる。

次に封止部材について説明する。図１に示すように、注液口は外装缶を密閉に封止する電
池封口体に開口された１〜２ｍｍ程度の小さな径を有する孔である。

封止栓２１は、図４（ａ）に示すように、平板状の蓋体２２と蓋体の中央部に突出して設
けられた栓体２３とにより構成されている。この栓体２３は、弾性材料で、かつ中空状態
で形成されている。

蓋体２２は、封口電池封口体１０の電解液注液口を覆う形で設置され、栓体２３は電池封
口体に開口された注液口へ圧縮された状態で挿入され圧縮された状態となる。

蓋体２２は、注液口へ圧入された栓体２３を注液口内で保持できる。そして剛性を備えて
いることが好ましい。そして、注液口を密閉するために、レーザ溶接等により固着される
。その為、蓋体２２の材質は電池封口体と同様の材質であることが好ましい。具体的には
、本実施例においては、電池封口体と同質であるアルミニウムまたはアルミニウム合金が
適している。

突出状部材である栓体２３は、電極群を内蔵した電池容器の中へ注液口から電解液が注液
され、その後、注液口へ圧入される。このため、栓体は直接電解液に接することや、電池
が過充電等の何らかの外的な不具合により発熱等した場合に備え、耐電解液性、耐熱性を
有する材料が好ましい。具体的には、EPゴム、EPDMを使用することができる。

栓体の形状は、図４に示すように、円錐台形をしており、蓋体から先端部へ向けてテーパ
ー状となっている。先端部２３ａの外径は、注液口の開口径よりも細く、蓋体と接する栓
体根元部分２３ｂは注液口の開口径より太くなっている。

栓体は、空間を有する中空状であり、中空部分は、栓体全体が中空状であってもよいが、
図５に示すように、少なくとも栓体の外径が、注液口の開口径と同一もしくは開口径以上
となる部分から蓋体と接する栓体根元部分に向かう部分が中空状３３ｂであることが好ま
しく、注液口から電池内部へ突出した部分が中実状３３ａであってもよい。

図４に示す円錐台形の形状について説明したが、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように球形、
半球形、円柱形などでもよい。円柱形の場合は、先端部に面取り部を設け、面取り部先端
は注液口の開口径よりも細くなっている。また、図７（ｄ）〜（ｆ）に示すように、栓体
の形状を蓋体と接する面も開口させた形状とすることもできる。

（実施例１）
外装缶１にはアルミニウム板を絞り成形した縦２０ｍｍ、横１００ｍｍ、高さ１１０ｍｍ
、缶壁厚さ０．５ｍｍの角形の外装缶を用いた。次に、正極としてＬｉＣｏＯ2を主活物
質とし帯状の集電体へ塗布し作成した正極板と負極としてＬｉ4+xＴｉ5Ｏ12（ｘは−１≦
ｘ≦３）で表されるスピネル構造を有するチタン酸リチウムを主活物質とし帯状の集電体
へ塗布し作成した負極板とをセパレータを介し捲回状とした電極群２を作成し、電極群２
から延出する正極タブ３と正極端子１８とを正極保護リード５、正極中間リード７と正極
リード１５を介して溶接し、同様に、一方の負極タブ４と負極端子１２とを負極保護リー
ド６、負極中間リード８と負極リード１４を介して溶接した後、電極群２を外装缶１内に
挿入し、該外装缶開口部に電池封口体１０を嵌合し、嵌合部をレーザ溶接して一体化した
。

非水電解液として、エチレンカーボネート（ＥＣ）とγ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）が体
積比（ＥＣ：ＧＢＬ）で１：２の割合で混合された有機溶媒に、リチウム塩のＬｉＢＦ4
を１．５ｍｏｌ／Ｌ溶解させ、液状の非水電解質（非水電解液）を調製し、上述により得
られた電池半製品を減圧下に置き、この非水電解液を電解液注液口２０より注液した後、
該注液口を封止栓２１で閉止した後、封止栓２１の周囲をレーザ溶接して電池封口体１０
に溶接することにより、縦２０ｍｍ、横１００ｍｍ、高さ１１０ｍｍで、容量６０００ｍ
Ａｈの密閉型の角型リチウムイオン二次電池を作製した。

封止栓２１は、図４に示すように、注液口２０を密封する弾性を有する栓体２３と、この
栓体２３を保持して電池蓋２１に溶着される金属製の蓋体２２とから形成され、封止栓２
１のサイズは、全体の高さは２．５ｍｍ、蓋体の直径は５ｍｍ、蓋体の板厚は０．３ｍｍ
、栓体の先端部２３ａの外径は２．１ｍｍ、根元部分２３ｂの外径は２．４ｍｍとし、栓
体胴部の樹脂の肉厚は０．２５ｍｍの中空形状となり、栓体２３は金属製の蓋体２２に接
着されるために所定の面積を有する根元部と根元部からテーパー状にすぼまるように先端
部へ形成された円錐台形からなっている。この場合、栓体２３は、弾性を持たせるために
ゴム製（例えば、ＥＰゴム等）とされている。また、蓋体２２としては外装缶１の材質に
等しいアルミニウム製とされている。そして、蓋体２２に栓体２３を接着するには、まず
、蓋体２２にポリオレフィン系接着剤をスクリーン印刷などにより塗布しておき、これを
加硫型に入れて、蓋体２２の上にゴムを加硫して栓体２３を形成するようにしている。

（実施例２）
封止栓を、図５に示すよう、栓体の外径が、注液口の開口径と同一となる部分から封止栓
の蓋部分と接する栓体根元部分に向かう部分を中空状とした栓体である封止栓へ変更した
以外は実施例１と同様な構成の密閉形電池を作製した。

（実施例３）
図４に示す封止栓を蓋体２２と栓体２３とを別体とし、注液口を封止栓により封止する封
止工程において、電解液注液口へ封止栓の蓋体と栓体とが一体化されていない栓体のみを
圧入し、その後、蓋体を電池封口体へ密着させ封止栓の周囲をレーザ溶接して電池封口体
に溶接する製造工程により電池を作製すること以外は実施例１と同様に密閉形電池を作製
した。

（比較例１）
図６に示すように、封止栓が蓋体４２と栓体内部を中空形状とせず、栓体内が樹脂で充填
された中実状である栓体４３で形成されている以外は実施例１と同様な構成の密閉形電池
を作製した。

上記実施例及び比較例について、密閉形電池の製造設備により電池を製造し、その際の封
止栓供給状態について確認した。外装缶開口部に電池封口体を嵌合し、嵌合部をレーザ溶
接して一体化した電池半製品を減圧下に置き、電解液注液口より非水電解液を注液した後
、注液口を封止栓で閉止した後、封止栓の周囲をレーザ溶接して電池封口体に溶接する工
程において、１００００個の電池について注液口への封止栓の圧入状態、蓋体と電池封口
体との密着状態について観察し、封止栓が浮いているもの、注液口へ圧入されていないも
のを不良とした。

次に、注液口へ封止栓が圧入されたものについて、レーザ溶接により蓋体と電池封口体と
溶接し密閉形電池を完成した。完成した密閉形電池の３０００個についてリーク試験を行
い、電池の密閉性について評価した。リーク試験は、完成した密閉形電池を温度６０℃、
湿度９０％Ｒｈの高温高湿槽へ３ケ月貯蔵する高温高湿貯蔵試験を行い、蓋体と電池封口
体との間の溶接部分から電解液の這い上がりなどのリーク不良がないかを確認し評価する
。電解液注液後の蓋体と電池封口体との溶接は、栓体により十分に密閉されていないと蓋
体と電池封口体とをレーザ溶接する際、電池内へ注液された電解液がレーザ溶接による熱
により蒸気化し溶接部分に電池内から電池外部へと目視では確認できない小さなピンホー
ルやブローホールを作り、電池内部から電解液が這い上がるリーク不良を起こしてしまう
。上述の工程不良とリーク不良についてそれぞれの不良率をまとめたものが表１である。

表１から明らかなように、実施例の電池では、比較例の電池と比べてリーク不良率及び封
止栓供給工程不良率が大幅に低下している。実施例の電池でリーク発生率が低いのは、注
液口２０と封止栓２１との間における封止不良の発生が少ないことを示している。特に、
栓体を中空状の弾性部材とすることで、蓋体と栓体との接合位置がずれている場合におい
ても、栓体が注液口へ十分圧入され蓋体と電池封口体との密着性が確保されることで、封
止栓と電池封口体との溶接が十分に行われ確実に封止することができる。

比較例で封止栓供給不良率が高いのは、封止栓２１を連続供給する際に封止栓の蓋体と栓
体との接合位置が、蓋体の中心部からずれている、栓体の外形寸法と注液口の内径寸法に
ばらつきがある、などにより、栓体と注液口の嵌合範囲も狭く、きつくて嵌合ができない
もの、嵌合はできるがゆるくて密閉性を確保できないものなどが、供給不良を生じた原因
である。

一方、実施例で封止栓供給不良率が低いのは、栓体を中空の弾性部材で形成することで、
注液口へ封止栓を圧入する際、蓋体と栓体との接合位置がずれている場合においても栓体
が柔軟に圧縮され、栓体と注液口の内壁部分とが密着され、十分に注液口内へ封止栓が圧
入されるからである。

以上のように本発明では、密閉形電池用電池封口体に開設された注液口を封止する際に用
いる封止栓を、電池封口体の表面上に注液口を覆う状態で固着される蓋体と、弾性を有す
る材料で形成された中空の栓体とで構成した。

このようにして注液口を封止すると、封止栓の栓体は、中空の弾性部材で成形されている
ため栓体の上に配置された蓋体と電池封口体をレーザ溶接する前に気密性を確保すること
ができる。これによって封止栓の蓋体と電池封口体とのレーザ溶接を通常雰囲気内でも溶
接が可能となる。

栓体を中空にすることによって、栓体の外形寸法と注液口の開口径との寸法精度が悪い場
合においても、一定の圧力で注液口へ栓体が十分に挿入されるため、栓体と電解液の注液
口の内壁とが密着することで、封止栓が電池封口体と密着し、封止栓と電池封口体との溶
接が十分行われる。これにより製造された密閉形電池は、漏液がなく長期信頼性を確保で
きる。

上記のような封止栓は、蓋体として平板状のものを用い、これに中空の弾性部材を接合す
ることによって栓体を形成すれば比較的簡単に製造することができる。またカップ状の弾
性体の開口部側と平板を結合して密閉し中空の封止栓を作ることも可能である。

つまり、本発明は、密閉形電池封口栓に開設された注液口を封止する際に用いる封止栓を
、電池封口体の表面上に注液口を覆う状態で固着されている蓋体と、弾性を有する材料で
形成され注液口に圧入された状態で蓋体によって支持されている中空状の栓体とで構成し
、これによって封止栓挿入不良を低減し、密着性をあげたことによって漏液不良も低減し
、信頼性の高い密閉形電池を提供することができる。このため、ヒートサイクルや大電流
用途等において液漏れの無い信頼性に優れた密閉型の電池を提供でき、特にハイブリッド
車や電気自動車に搭載する車載用二次電池、電力平準化に使用される電力貯蔵用二次電池
として好適なものとなる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨
を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されて
いる複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施
形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施
形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１…外装缶、２…電極群、３…正極導電タブ、４…負極導電タブ、５…正極保護リード、
６…負極保護リード、７…正極中間リード、８…負極中間リード、９…封口部材、１０…
電池封口体、１１…ガスケット、１２…出力端子、１３…絶縁体、１４…負極リード、１
５…正極リード、１６…貫通孔、１７…受け座、１８…正極端子、１９…圧力開放弁、２
０…電解液注液口、２１，３１，４１…封止栓、２２，３２，４２…蓋体、２３，３３，
４３…栓体

Claims

外装缶と、前記外装缶内に収納され、正極及び負極を含む電極群と、前記外装缶の開口部
に取り付けられる電池封口体と、前記電池封口体若しくは前記外装缶に設けられた前記外
装缶内へ電解液を注液する注液口と、その注液口を封止する封止栓を具備する密閉形電池
であって、
前記封止栓は、前記電池封口体若しくは前記外装缶に設けられた前記注液口を蓋う状態で
固着される蓋体と、前記注液口へ圧入された状態で前記蓋体に支持された中空の弾性部材
からなる栓体で形成されていることを特徴とする密閉形電池。
前記封止栓の前記栓体の中空部分が前記注液口の開口径と同一となる部分から前記封止栓
の前記蓋体と接する栓体根元部分に向かう部分を中空状であることを特徴とする請求項１
記載の密閉形電池
前記封止栓の中空の弾性部材の横断面形状が円形であることを特徴とする請求項１記載の
密閉形電池
前記中空部材は注液口で変形する工程での形状は円錐台状、球状、半球状、円柱状若しく
は円錐状のいずれか一つの形状であることを特徴とする請求項１記載の密閉形電池
前記栓体は、その付け根部分の太さが前記注液孔の太さよりも大きく形成されているこ
とを特徴とする請求項１記載の密閉形電池。