JP2012174523A - 円筒型電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】電池缶の開口先端部の腐食が抑制されると共にガスケットの切断が抑制された円筒型電池を提供する。
【解決手段】電池缶61の開口部61bのうち先端側に位置する折り返し部61cを電池缶61の内側に折り返すことにより、開口部61bの先端部である開口先端部61dを、電池外部に露出させることなく電池内部に位置させている。さらに、電池缶61の内側に折り返された折り返し部61cの側面61fにより、ガスケット69を電池蓋62に向けて押圧することで、ガスケット69を電池蓋62に密着させて電池缶61を封止している。
【選択図】図2
【解決手段】電池缶61の開口部61bのうち先端側に位置する折り返し部61cを電池缶61の内側に折り返すことにより、開口部61bの先端部である開口先端部61dを、電池外部に露出させることなく電池内部に位置させている。さらに、電池缶61の内側に折り返された折り返し部61cの側面61fにより、ガスケット69を電池蓋62に向けて押圧することで、ガスケット69を電池蓋62に密着させて電池缶61を封止している。
【選択図】図2
Description
本発明は、円筒型電池に関する。
特許文献1,2には、円筒型電池が開示されている。これらの円筒型電池は、例えば、次のようにして製造される。まず、金属板に絞り加工を行って有底筒状に成形して電池缶を作製する。なお、金属板としては、例えば、鋼板母材の表面を金属メッキ層により被覆してなる金属メッキ鋼板が用いられる。次いで、電池缶の内部に電極体を収容し、電池缶の開口部にガスケットを介して電池蓋を組み付ける。その後、電池缶の開口部に対しカシメ加工を行って、電池蓋により電池缶を封口する。
ところで、絞り加工後、電池缶の開口部にはトリミングが施される。トリミングにより、電池缶を所定寸法に切断すると共に開口先端部の形状を整える。このように、電池缶の開口部の先端側を切断することで、電池缶の開口先端部(切断面及びその周縁)には、金属メッキ層を有することなく鋼板母材が露出した鋼板露出部が生じる。
ところが、特許文献1の電池では、電池缶の開口先端部(鋼板露出部)が電池外部に露出している。このため、電池缶の開口先端部(鋼板露出部)に、大気(外気)中の水分等が付着し、電池缶の開口先端部(鋼板露出部)が腐食しやすくなっていた。さらには、電池缶の開口先端部の腐食により、ガスケットを適切に押圧することができなくなり、電池缶の気密性が低下する虞があった。
一方、特許文献2では、トリミングを行った後、電池缶の開口先端部に無電解メッキを施すことで、トリミングによって生じた鋼板露出部を金属メッキ層により被覆する。これにより、電池缶の開口先端部の腐食を抑制している。しかしながら、トリミングを行った後に、電池缶の開口先端部に無電解メッキを施す工程を設けることは、コスト高となり、電池の生産性も低下するため、好ましい解決手段ではなかった。また、特許文献2の電池では、電池缶の開口先端面によりガスケットを押圧する形態であるため、開口先端面のエッジによってガスケットが切断される虞もあった。
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、電池缶の開口先端部の腐食が抑制されると共にガスケットの切断が抑制された円筒型電池を提供することを目的とする。
本発明の一態様は、金属板に絞り加工を行って有底筒状に成形した電池缶の内部に電極体を収容し、上記電池缶の開口部にガスケットを介して電池蓋を組み付けた後、上記開口部に対しカシメ加工を行って上記電池蓋により上記電池缶を封口してなる円筒型電池において、上記開口部のうち先端側に位置する折り返し部を上記電池缶の内側に折り返すことにより、上記開口部の先端部である開口先端部を、電池外部に露出させることなく電池内部に位置させており、上記電池缶の内側に折り返された上記折り返し部の側面により、上記ガスケットを上記電池蓋に向けて押圧することで、上記ガスケットを上記電池蓋に密着させて上記電池缶を封止してなる円筒型電池である。
上述の円筒型電池では、電池缶の開口部のうち先端側に位置する折り返し部を電池缶の内側に折り返すことにより、開口先端部(折り返し部に含まれる部位であって、開口部の先端に位置する部位)を、電池外部に露出させることなく電池内部に位置させている。このため、上述の円筒型電池では、電池缶の開口先端部に、大気(外気)中の水分等が付着するのを防止できるので、開口先端部の腐食を抑制することができる。
また、上述の円筒型電池では、電池缶の内側に折り返された折り返し部の側面(表面)により、ガスケットを電池蓋に向けて押圧することで、ガスケットを電池蓋に密着させている。すなわち、特許文献2とは異なり、電池缶の開口先端面でガスケットを押圧するのではなく、折り返し部の側面(電池缶をなす金属板の表面に相当する面であり、端面とは異なる面)によりガスケットを押圧している。このような押圧形態とすることで、開口先端面のエッジによってガスケットが切断されるのを抑制できる。
なお、開口先端部が「電池内部」に位置するとは、折り返し部によりガスケットを電池蓋に向けて押圧する部位(封止部という)のうち最も外部に近い位置(電池外部から内部への進入経路において最も外部に近い位置、これを最外封止位置という)よりも内側(電池外部から内部への進入経路において内側)に位置することをいう。
また、開口先端部は、折り返し部の一部であり、折り返し部のうち最も先端側に位置する部位である。
また、開口先端部は、折り返し部の一部であり、折り返し部のうち最も先端側に位置する部位である。
さらに、上記の円筒型電池であって、前記電池缶をなす前記金属板は、鋼板母材の表面を金属メッキ層により被覆してなる金属メッキ鋼板である円筒型電池とすると良い。
上述の円筒型電池は、前述のように、金属板に絞り加工を行って有底筒状に成形した電池缶を用いている。このような電池缶は、絞り加工後、電池缶の開口部にトリミングを施して製造される。トリミングとは、絞り加工後の電池缶の開口部の先端側を切断して、電池缶を所定寸法に成形すると共に開口先端部の形状を整えることをいう。ところで、電池缶をなす金属板は、鋼板母材の表面を金属メッキ層により被覆してなる金属メッキ鋼板である。このため、トリミングを行って製造した電池缶の開口先端部には、金属メッキ層を有することなく鋼板母材が露出した鋼板露出部が存在することとなる。
しかしながら、上述の円筒型電池では、前述のように、電池缶の開口部のうち先端側に位置する折り返し部を電池缶の内側に折り返すことにより、開口先端部(折り返し部に含まれる部位であって、開口部の先端に位置する部位)を、電池外部に露出させることなく電池内部に位置させている。このため、上述の円筒型電池では、電池缶の開口先端部(鋼板露出部)に、大気(外気)中の水分等が付着するのを防止できるので、開口先端部の腐食を抑制することができる。
さらに、上記いずれかの円筒型電池であって、前記電池缶の前記折り返し部がスプリングバックしようとする弾性回復力により、上記折り返し部の側面が上記ガスケットを上記電池蓋に向けて押圧してなる円筒型電池とすると良い。
上述の円筒型電池では、電池缶の折り返し部によりガスケットを電池蓋に向けて押圧しており、このガスケットの弾性反力により、電池缶の折り返し部と電池蓋との間に介在するガスケットが両者に密着して、電池缶を封止(密閉)している。
ところが、ガスケットは、樹脂またはゴムからなるものであるため、時間の経過と共にヘタリが生じる。具体的には、クリープ現象により、ガスケットの弾性反力が低下してゆく。従って、ガスケットによる電池缶の封止(折り返し部と電池蓋とへの密着)を維持するためには、ガスケットの弾性反力の低下を補う必要がある。
ところが、ガスケットは、樹脂またはゴムからなるものであるため、時間の経過と共にヘタリが生じる。具体的には、クリープ現象により、ガスケットの弾性反力が低下してゆく。従って、ガスケットによる電池缶の封止(折り返し部と電池蓋とへの密着)を維持するためには、ガスケットの弾性反力の低下を補う必要がある。
これに対し、上述の円筒型電池では、電池缶の折り返し部がスプリングバックしようとする弾性回復力により、折り返し部の側面がガスケットを電池蓋に向けて押圧している。従って、クリープ現象によりガスケットの弾性反力が低下したときには、折り返し部がスプリングバックすることで、折り返し部の側面によりガスケットを電池蓋に向けて押圧する状態を保つことができる。
なお、「電池缶の折り返し部がスプリングバックしようとする弾性回復力により、折り返し部の側面がガスケットを電池蓋に向けて押圧している」電池であるかどうかは、例えば、ガスケットを溶解(融解)することで確認することができる。具体的には、ガスケットを溶解(融解)したときに、電池缶の折り返し部がスプリングバックした場合には、当該電池は、「電池缶の折り返し部がスプリングバックしようとする弾性回復力により、折り返し部の側面がガスケットを電池蓋に向けて押圧している」電池であるといえる。
また、上述の円筒型電池は、「電池缶の開口部をかしめる前の状態で、折り返し部が、これに隣り合って(重なるように)位置する部位(かしめたときに折り返し部の上方に位置する電池缶の部位)に接触することなく離間した構造とする」ことにより、達成することができる。カシメ前に上記のような構造としておくことで、電池缶の開口部をかしめたとき、折り返し部は、ガスケットからの弾性反力により上方に押し上げられるようにしてさらに折り曲げられる。これにより、「電池缶の折り返し部がスプリングバックしようとする弾性回復力により、折り返し部の側面がガスケットを電池蓋に向けて押圧する」構造となる。
(実施例1)
本実施例1の円筒型電池1は、後述するように、金属板6に絞り加工を行って有底筒状に成形した電池缶61の内部に電極体40を収容し、電池缶61の開口部61bにガスケット69を介して電池蓋62を組み付けた後、開口部61bに対しカシメ加工を行って電池蓋62により電池缶61を封口してなる円筒型電池である(図1〜図11参照)。
本実施例1の円筒型電池1は、後述するように、金属板6に絞り加工を行って有底筒状に成形した電池缶61の内部に電極体40を収容し、電池缶61の開口部61bにガスケット69を介して電池蓋62を組み付けた後、開口部61bに対しカシメ加工を行って電池蓋62により電池缶61を封口してなる円筒型電池である(図1〜図11参照)。
具体的には、本実施例1の円筒型電池1は、図1に示すように、電極体40と、この電極体40を収容する電池ケース60とを有する。このうち、電極体40は、正極板10と負極板20とセパレータ30とが、捲回軸45の周りに捲回された略円筒形状の捲回電極体である。
正極板10は、正極集電箔と、その表面に塗工された正極合材層とを有している。正極集電箔としては、例えば、アルミニウム箔を用いることができる。また、正極合材層は、正極活物質やバインダなどにより構成されている。正極活物質としては、例えば、ニッケル酸リチウムを用いることができる。
負極板20は、負極集電箔と、その表面に塗工された負極合材層とを有している。負極集電箔としては、例えば、銅箔を用いることができる。また、負極合材層は、負極活物質やバインダなどにより構成されている。負極活物質としては、例えば、天然黒鉛を用いることができる。
電池ケース60は、略円筒型の電池ケースであり、金属板6に絞り加工を行って有底筒状に成形した金属製の電池缶61と、円盤状をなす金属製の電池蓋62とを有する(図1参照)。電池蓋62は、電気絶縁性樹脂からなる円環状のガスケット69を電池缶61との間に介在させた状態で、電池缶61の開口部61bでかしめられて、電池缶61を封口している(図1及び図2参照)。これにより、電池缶61と電池蓋62との間をガスケット69により電気的に絶縁しつつ、電極体40を収容した電池缶61と電池蓋62とが一体とされて、電池ケース60をなしている。
特に、本実施例1の円筒型電池1では、電池缶61の内側に折り返された折り返し部61cの側面(表面)61fにより、ガスケット69を電池蓋62に向けて押圧(図1及び図2において、下方に押圧)することで、ガスケット69を電池蓋62に密着させている。すなわち、従来(例えば、特許文献2)の電池とは異なり、電池缶61の開口先端面61hでガスケット69を押圧するのではなく、折り返し部61cの側面61f(電池缶61をなす金属板6の表面に相当する面であり、端面とは異なる面)によりガスケット69を押圧している(図2及び図3参照)。このような押圧形態とすることで、開口先端面61h(開口先端部61d)のエッジによってガスケット69が切断されるのを抑制できる。
電極体40の正極合材層未塗工部13(正極板10のうち正極合材層が塗工されていない部位)は、その端面13bにおいて、略十字形状の金属板からなる正極集電部材71に溶接されている。さらに、正極集電部材71は、帯状の金属薄板からなる接続部材53を通じて、電池蓋62に電気的に接続されている。これにより、本実施例の円筒型電池1では、電池蓋62が正極外部端子となる。なお、電池蓋62と正極集電部材71との間には、電気絶縁性の樹脂板16を介在させている。
また、電極体40の負極合材層未塗工部23(負極板20のうち負極合材層が塗工されていない部位)は、その端面23bにおいて、円板状の金属板からなる負極集電部材72に溶接されている。さらに、負極集電部材72は、電池缶61の底部61kに溶接されている。これにより、本実施例の円筒型電池1では、電池缶61の底部61kが負極外部端子となる。
ところで、本実施例1の円筒型電池1では、金属板6に絞り加工を行って有底筒状に成形した電池缶61を用いている。このような電池缶61は、絞り加工後、電池缶61の開口部61bにトリミングを施して製造される。なお、トリミングとは、絞り加工後の電池缶61の開口部61bの先端側(図4において上端側)を切断して、電池缶61を所定寸法に成形すると共に開口先端部61dの形状を整えることをいう。
ところが、電池缶61をなす金属板6は、鋼板母材6bの表面を金属メッキ層6c(具体的には、ニッケルメッキ層)により被覆してなる金属メッキ鋼板(具体的には、ニッケルメッキ鋼板)である(図3、図5参照)。このため、トリミングを行って製造した電池缶61では、その開口先端部61dに、金属メッキ層6cを有することなく鋼板母材6bが露出した鋼板露出部6dが存在することになる。
前述のように、従来(例えば、特許文献1)の電池では、電池缶の開口先端部が電池外部に露出していた。従って、電池缶の開口先端部に位置する鋼板露出部が、電池外部に露出する形態となっていた。このため、電池缶の開口先端部(鋼板露出部)が腐食しやすくなっていた。具体的には、電池缶の開口先端部(鋼板露出部)に、大気(外気)中の水分等が付着することで、金属メッキ層で被覆されていない鋼板露出部が腐食する(さらには、金属メッキ層で被覆されている部位にまで腐食が進行する)虞があった。さらには、電池缶の開口先端部の腐食により、ガスケットを適切に押圧することができなくなり、電池缶の気密性が低下する虞があった。
これに対し、本実施例1の円筒型電池1では、電池缶61の開口部61bのうち先端側に位置する折り返し部61cを電池缶61の内側に折り返すことにより、開口先端部61d(折り返し部61cに含まれる部位であって、開口部61bの先端に位置する部位)を、電池外部に露出させることなく電池内部に位置させている(図1〜図3参照)。これにより、本実施例1の円筒型電池1では、電池缶61の開口先端部61d(詳細には、鋼板露出部6d)に、大気(外気)中の水分等が付着するのを防止できるので、開口先端部61dの腐食を抑制することができる。
詳細には、図3に矢印で示すように、大気(外気)中の水分Wが電池外部から内部へ進入しようとした場合、折り返し部61cによりガスケット69を電池蓋62に向けて押圧する部位(この部位を封止部SAとする)のうち、まず、最も外部に近い位置(電池外部から内部への水分Wの進入経路において最も外部に近い位置、これを最外封止位置SA1とする)において、水分Wの進入を防止する。図3に示すように、開口先端部61dは、封止部SAを挟んで、最外封止位置SA1から離間しているので、水分Wが開口先端部61dにまで到達するのを防止することができる。これにより、開口先端部61dの腐食を抑制することができる。なお、電池外部から内部への水分Wの進入経路は、折り返し部61cの側面61fとガスケット69との間を通じて、図3において左側(電池外側)から右側(電池内側)に進む経路である。
なお、開口先端部61dが「電池内部」に位置するとは、折り返し部61cによりガスケット69を電池蓋62に向けて押圧する部位(封止部SA)のうち最も外部に近い位置(最外封止位置SA1)よりも内側(電池外部から内部への水分Wの進入経路において内側)に位置することをいう(図3参照)。
また、開口先端部61dは、折り返し部61cの一部であり、折り返し部61cのうち最も先端側に位置する部位である。
また、開口先端部61dは、折り返し部61cの一部であり、折り返し部61cのうち最も先端側に位置する部位である。
次に、実施例1にかかる円筒型電池1の製造方法について説明する。
まず、帯状の正極集電箔(例えば、アルミニウム箔)の表面に正極合材層を形成した正極板10を用意する。正極合材層は、正極活物質やバインダなどにより構成されている。正極活物質としては、例えば、ニッケル酸リチウムを用いることができる。さらに、帯状の負極集電箔(例えば、銅箔)の表面に負極合材層を形成した負極板20を用意する。負極合材層は、負極活物質やバインダなどにより構成されている。負極活物質としては、例えば、天然黒鉛を用いることができる。
まず、帯状の正極集電箔(例えば、アルミニウム箔)の表面に正極合材層を形成した正極板10を用意する。正極合材層は、正極活物質やバインダなどにより構成されている。正極活物質としては、例えば、ニッケル酸リチウムを用いることができる。さらに、帯状の負極集電箔(例えば、銅箔)の表面に負極合材層を形成した負極板20を用意する。負極合材層は、負極活物質やバインダなどにより構成されている。負極活物質としては、例えば、天然黒鉛を用いることができる。
次に、円筒状の捲回軸45の周りに、正極板10、セパレータ30、負極板20、及びセパレータ30を、この順で捲回する。これにより、略円筒形状の電極体40を形成する。その後、電極体40の外周を、電気絶縁性の樹脂フィルム68で被覆する。
その後、電極体40の正極合材層未塗工部13(正極板10のうち正極合材層が塗工されていない部位)の端面13bに、略十字形状の金属板からなる正極集電部材71を溶接する。さらに、電極体40の負極合材層未塗工部23(負極板20のうち負極合材層が塗工されていない部位)の端面23bに、円板状の金属板からなる負極集電部材72を溶接する。さらに、正極集電部材71に、接続部材53を溶接する。
また、これとは別に、電池缶61を製作する。具体的には、まず、素材メーカーから供給された金属板6を用意する。金属板6は、鋼板母材6bの表面を金属メッキ層6c(具体的には、ニッケルメッキ層)により被覆してなる金属メッキ鋼板(具体的には、ニッケルメッキ鋼板)である(図3、図5参照)。次いで、この金属板6に対し、絞り加工を行って、有底円筒状の電池缶を形成する。
その後、有底円筒状の電池缶に対し、トリミングを行う。具体的には、絞り加工後の電池缶61の開口部61bの先端側(図4において上端側)を切断して、電池缶61を所定寸法に成形すると共に、開口先端部61dの形状を整える。このように、電池缶の開口部の先端側を切断することで、電池缶61の開口先端部61d(切断面及びその周縁)には、金属メッキ層6cを有することなく鋼板母材6bが露出した鋼板露出部6dが生じる(図5参照)。
次に、前述のように正極集電部材71及び負極集電部材72を溶接した電極体40を、電池缶61の開口部61bを通じて、電池缶61の内部に収容(挿入)する。その後、負極集電部材72を電池缶61の底部61kに溶接する。これにより、電池缶61の底部61kが負極外部端子となる。
その後、電池缶61に対しビード加工を行う。具体的には、開口先端部61dから下方に所定寸法離れた位置に、径方向内側に突出する形態のビード61gを、電池缶61の全周にわたって形成する(図4参照)。その後、電池缶61の内部に電解液を注入する。
次いで、電池缶61の開口部61bのうち先端側に位置する折り返し部61cを、電池缶61の内側に折り返す。具体的には、まず、図6に示すように、下型92の突出部92bを、電池缶61のビード61gに嵌合させるようにして、下型92を電池缶61の周囲に配置する。この状態で、上型91を電池缶61の上方から下方に移動させて、折り返し部61cを約90度だけ折り曲げる。
次に、上型91を取り外した後、図7に示すように、第2上型94を電池缶61の上方から下方に移動させて、第2上型94を下型92に当接させた状態で、第1上型93を電池缶61の上方から下方に移動させる。これにより、折り返し部61cが、電池缶61の内側に折り返される。
次いで、電池缶61の開口部61bに、ガスケット69を介して電池蓋62を組み付ける。具体的には、図8に示すように、電池缶61の開口部61b内にガスケット69を挿入して、図9に示すように、ガスケット69をビード61g上に配置する。さらに、電池缶61の開口部61b内に電池蓋62を挿入して、図9に示すように、電池蓋62をガスケット69の保持部69b上に配置する。なお、電池缶61の開口部61b内に電池蓋62を挿入する際、電池蓋62に接続部材53を溶接する。これにより、正極集電部材71と電池蓋62とが接続部材53を通じて電気的に接続されるので、電池蓋62が正極外部端子となる。
その後、電池缶61の開口部61bに対しカシメ加工を行って、電池蓋62により電池缶61を封口する。具体的には、まず、図10に示すように、下型96の突出部96bを、電池缶61のビード61gに嵌合させるようにして、下型96を電池缶61の周囲に配置する。この状態で、上型95を電池缶61の上方から下方に移動させて、上型95により、折り返し部61cを含む開口部61bを、ガスケット69と共に径方向内側に折り曲げる。
次いで、上型95を取り外した後、図11に示すように、今度は、上型97を電池缶61の上方から下方に移動させて、上型97により、折り返し部61cを含む開口部61bを、ガスケット69と共にさらに径方向内側に折り曲げる。これにより、電池缶61のビード61gと開口部61bの先端側(折り返し部61cを含む部位)との間に、電池蓋62とガスケット69とを挟んで固定して、電池蓋62により電池缶61が封口される。このようにして、電池缶61と電池蓋62との間を電気的に絶縁しつつ、電池缶61と電池蓋62とを一体とした電池ケース60が形成される。これにより、本実施例1の円筒型電池1が完成する。
このとき、開口先端部61d(折り返し部61cに含まれる部位であって、開口部61bの先端に位置する部位)を、電池外部に露出させることなく、電池内部に配置することができる(図2及び図11参照)。これにより、電池缶61の開口先端部61d(詳細には、鋼板露出部6d)に、大気(外気)中の水分等が付着するのを防止できるので、開口先端部61dの腐食を抑制することができる。
さらには、電池缶61の内側に折り返された折り返し部61cの側面61fにより、ガスケット69を電池蓋62に向けて押圧(図2及び図11において下方に押圧)する形態で、ガスケット69を電池蓋62に密着させることができる。このような押圧形態とすることで、開口先端面61h(開口先端部61d)のエッジによってガスケット69が切断されるのを抑制できる。
(実施例2)
次に、実施例2にかかる円筒型電池101について説明する。本実施例2の円筒型電池101は、実施例1の円筒型電池1と比較して、折り返し部の形態のみが異なり、その他については同様である。従って、ここでは、実施例1と異なる点を中心に説明し、同様な点については説明を省略または簡略化する。
次に、実施例2にかかる円筒型電池101について説明する。本実施例2の円筒型電池101は、実施例1の円筒型電池1と比較して、折り返し部の形態のみが異なり、その他については同様である。従って、ここでは、実施例1と異なる点を中心に説明し、同様な点については説明を省略または簡略化する。
本実施例2の円筒型電池101では、実施例1の円筒型電池1と同様に、電池缶161の折り返し部161cの側面161fによりガスケット69を電池蓋62に向けて押圧しており、このガスケット69の弾性反力により、電池缶161の折り返し部161cと電池蓋62との間に介在するガスケット69が両者に密着して、電池缶161を封止(密閉)している。
ところが、ガスケット69は、樹脂またはゴムからなるものであるため、時間の経過と共にヘタリが生じる。具体的には、クリープ現象により、ガスケット69の弾性反力が低下してゆく。従って、ガスケット69による電池缶161の封止(折り返し部161cと電池蓋62とへの密着)を維持するためには、ガスケット69の弾性反力の低下を補う必要がある。
これに対し、本実施例2の円筒型電池101では、図12において矢印で示すように、電池缶161の折り返し部161cがスプリングバックしようとする弾性回復力により、折り返し部161cの側面161fがガスケット69を電池蓋62に向けて押圧している。なお、図12において二点鎖線で示す折り返し部161cは、ガスケット69を取り除いた場合に、スプリングバックにより折り返し部161cが復帰する位置を示している。換言すれば、電池缶161の開口部161bをかしめる前の状態において、折り返し部161cが二点鎖線で示す位置にあり、電池缶161の開口部161bをかしめたとき、折り返し部161cが、ガスケット69からの弾性反力により上方に押し上げられるようにして、実線で示す位置にまで弾性的に折り曲げられている。
従って、図13に示すように、クリープ現象によりガスケット69の弾性反力が低下したときには、折り返し部161cがスプリングバックすることで、折り返し部161cの側面161fにより、ガスケット69を電池蓋62に向けて押圧する状態を保つことができる。これにより、本実施例2の円筒型電池101では、長期間にわたり、電池缶161の折り返し部161cの側面161fによりガスケット69を電池蓋62に向けて押圧した状態を保つことができ、その結果、長期間にわたって電池缶161を封止(密閉)した状態を保つことができる。
なお、図13では、クリープ現象によりガスケット69の弾性反力が低下する前の折り返し部161cの位置(図12に実線で示す初期状態の位置)を二点鎖線で示しており、クリープ現象によりガスケット69の弾性反力が低下して、スプリングバックにより下方に移動した折り返し部161cを、実線で示している。
なお、円筒型電池101が、「電池缶161の折り返し部161cがスプリングバックしようとする弾性回復力により、折り返し部161cの側面161fがガスケット69を電池蓋62に向けて押圧している」電池であるかどうかは、例えば、ガスケット69を溶解(融解)することで確認することができる。具体的には、ガスケット69を溶解(融解)したときに、電池缶161の折り返し部161cがスプリングバックした場合には、円筒型電池101は、「電池缶161の折り返し部161cがスプリングバックしようとする弾性回復力により、折り返し部161cの側面161fがガスケット69を電池蓋62に向けて押圧している」電池であるといえる。
次に、実施例2にかかる円筒型電池101の製造方法について説明する。
まず、実施例1と同様にして、電極体40を形成し、電極体40の外周を電気絶縁性の樹脂フィルム68で被覆する。その後、電極体40の正極合材層未塗工部13の端面13bに正極集電部材71を溶接し、さらに、負極合材層未塗工部23の端面23bに負極集電部材72を溶接する。さらに、正極集電部材71に、接続部材53を溶接する。
まず、実施例1と同様にして、電極体40を形成し、電極体40の外周を電気絶縁性の樹脂フィルム68で被覆する。その後、電極体40の正極合材層未塗工部13の端面13bに正極集電部材71を溶接し、さらに、負極合材層未塗工部23の端面23bに負極集電部材72を溶接する。さらに、正極集電部材71に、接続部材53を溶接する。
また、これとは別に、電池缶161を製作する。具体的には、まず、実施例1と同様に、金属板6(ニッケルメッキ鋼板)に絞り加工を行って、有底円筒状の電池缶を形成する。その後、実施例1と同様に、この電池缶にトリミングを行う。このトリミングにより、電池缶161の開口先端部161d(切断面及びその周縁)には、実施例1の電池缶61と同様に、金属メッキ層6cを有することなく鋼板母材6bが露出した鋼板露出部6dが生じる(図5参照)。
次いで、前述のように正極集電部材71及び負極集電部材72を溶接した電極体40を、電池缶161の開口部161bを通じて、電池缶161の内部に収容(挿入)する。その後、実施例1と同様に、負極集電部材72を電池缶161の底部に溶接する。これに
より、電池缶161の底部が負極外部端子となる。
より、電池缶161の底部が負極外部端子となる。
次に、実施例1と同様に、電池缶161に対しビード加工を行って、ビード161gを形成する(図4参照)。その後、電池缶161の内部に電解液を注入する。
次いで、電池缶161の開口部161bのうち先端側に位置する折り返し部161cを、電池缶161の内側に折り返す。具体的には、まず、図14に示すように、実施例1と同様にして、下型92の突出部92bを、電池缶161のビード161gに嵌合させるようにして、下型92を電池缶61の周囲に配置する。この状態で、上型91を電池缶161の上方から下方に移動させて、折り返し部161cを約90度だけ折り曲げる。
次に、上型91を取り外した後、図15に示すように、第2上型94を電池缶161の上方から下方に移動させて、第2上型94を下型92に当接させる。この状態で、実施例1とは異なる第1上型193を、電池缶161の上方から下方に移動させる。これにより、折り返し部161cが、電池缶161の内側に折り返される。
但し、本実施例2では、実施例1と比べて、折り返し部の折り返しの程度(折り返し量)を小さくしている。具体的には、図7(実施例1)と図15(実施例2)とを比較するとわかるように、本実施例2では、実施例1と比べて、折り返し部161cと、これに隣り合って重なるように位置する部位(折り返し重なり部161mとする)との間隙(距離)を大きくしている。すなわち、本実施例2では、実施例1と比べて、折り返し部161cが、折り返し重なり部161m(開口部161bをかしめたときに折り返し部の上方に位置する部位に相当する)に接触することなく大きく離間した構造としている。
次いで、実施例1と同様にして、電池缶161の開口部161bに、ガスケット69を介して電池蓋62を組み付ける(図16及び図17参照)。なお、電池缶161の開口部161b内に電池蓋62を挿入する際、電池蓋62に接続部材53を溶接する。これにより、正極集電部材71と電池蓋62とが接続部材53を通じて電気的に接続されるので、電池蓋62が正極外部端子となる。
その後、電池缶161の開口部161bに対しカシメ加工を行って、電池蓋62により電池缶161を封口する。具体的には、まず、図18に示すように、実施例1と同様にして、下型96の突出部96bを、電池缶161のビード161gに嵌合させるようにして、下型96を電池缶161の周囲に配置する。この状態で、上型95を電池缶161の上方から下方に移動させて、上型95により、折り返し部161cを含む開口部161bを、ガスケット69と共に径方向内側に折り曲げる。
次いで、上型95を取り外した後、図19に示すように、今度は、実施例1とは異なる上型197を電池缶161の上方から下方に移動させて、上型197により、折り返し部161cを含む開口部161bを、ガスケット69と共にさらに径方向内側に折り曲げる。これにより、電池缶161のビード161gと開口部161bの先端側(折り返し部161cを含む部位)との間に、電池蓋62とガスケット69とを挟んで固定して、電池蓋62により電池缶161が封口されて、本実施例2の円筒型電池101が完成する。
このとき、折り返し部161cは、ガスケット69からの弾性反力により上方に押し上げられるようにして、カシメ加工を行う前の状態(図15〜図18に示す状態)からさらに折り曲げられる(弾性的に折り曲げられる)。これにより、「折り返し部161cがスプリングバックしようとする弾性回復力により、折り返し部161cの側面161fがガスケット69を電池蓋62に向けて押圧する」構造となる(図12参照)。
また、実施例1と同様に、開口先端部161d(折り返し部161cに含まれる部位であって、開口部161bの先端に位置する部位)を、電池外部に露出させることなく、電池内部に配置することができる(図12及び図19参照)。これにより、電池缶161の開口先端部161d(詳細には、鋼板露出部6d)に、大気(外気)中の水分等が付着するのを防止できるので、開口先端部161dの腐食を抑制することができる。
また、実施例1と同様に、折り返し部161cの側面161fにより、ガスケット69を電池蓋62に向けて押圧(図12及び図19において下方に押圧)する形態で、ガスケット69を電池蓋62に密着させることができる。このような押圧形態とすることで、開口先端面161h(開口先端部161d)のエッジによってガスケット69が切断されるのを抑制できる。
以上において、本発明を実施例1,2に即して説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
1,101 円筒型電池
6 金属板(金属メッキ鋼板)
6b 鋼板母材
6c 金属メッキ層
6d 鋼板露出部
10 正極板
13 正極合材層未塗工部
20 負極板
23 負極合材層未塗工部
30 セパレータ
40 電極体
61,161 電池缶
61b,161b 電池缶の開口部
61c,161c 折り返し部
61d,161d 開口先端部
61f,161f 折り返し部の側面
61g,161g ビード
62 電池蓋
69 ガスケット
71 正極集電部材
72 負極集電部材
6 金属板(金属メッキ鋼板)
6b 鋼板母材
6c 金属メッキ層
6d 鋼板露出部
10 正極板
13 正極合材層未塗工部
20 負極板
23 負極合材層未塗工部
30 セパレータ
40 電極体
61,161 電池缶
61b,161b 電池缶の開口部
61c,161c 折り返し部
61d,161d 開口先端部
61f,161f 折り返し部の側面
61g,161g ビード
62 電池蓋
69 ガスケット
71 正極集電部材
72 負極集電部材
Claims (3)
- 金属板に絞り加工を行って有底筒状に成形した電池缶の内部に電極体を収容し、上記電池缶の開口部にガスケットを介して電池蓋を組み付けた後、上記開口部に対しカシメ加工を行って上記電池蓋により上記電池缶を封口してなる円筒型電池において、
上記開口部のうち先端側に位置する折り返し部を上記電池缶の内側に折り返すことにより、上記開口部の先端部である開口先端部を、電池外部に露出させることなく電池内部に位置させており、
上記電池缶の内側に折り返された上記折り返し部の側面により、上記ガスケットを上記電池蓋に向けて押圧することで、上記ガスケットを上記電池蓋に密着させて上記電池缶を封止してなる
円筒型電池。 - 請求項1に記載の円筒型電池であって、
前記電池缶をなす前記金属板は、鋼板母材の表面を金属メッキ層により被覆してなる金属メッキ鋼板である
円筒型電池。 - 請求項1または請求項2に記載の円筒型電池であって、
前記電池缶の前記折り返し部がスプリングバックしようとする弾性回復力により、上記折り返し部の側面が上記ガスケットを上記電池蓋に向けて押圧してなる
円筒型電池。
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