JP2940732B2 - 角形密閉電池の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電池容器材料に鋼板を
使用した角形密閉電池の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】角形密閉電池は、内側と外側とにニッケ
ルメッキをした鋼板を使用して角形ケースを製造してい
る。角形ケースの内面に設けられるニッケルメッキは、
電解液による腐食を防止し、外面のニッケルメッキは腐
食による電気機器との接触不良を防止する。ニッケルメ
ッキの不良は、電池性能を低下させる。このため、角形
ケースは、内外両面をニッケルメッキで被覆することが
大切である。両面をニッケルメッキした角形ケースは、
構造鋼板をプレス工程した後ニッケルメッキすることに
よって製造できる。しかしながら、この方法は、角形ケ
ースの内面に均一な膜厚でニッケルメッキをすることが
極めて困難である。それは、開口部が小さくて奥行きが
深いので、角形ケースの内部における電位勾配が低く、
底の部分では電離したニッケルイオンを電気的な吸着力
で充分に吸着できないことが理由である。

【０００３】この欠点は、ニッケルメッキを施した鋼板
をプレス工程することによって解消できる。このように
して角形ケースを製造する方法が特開昭５７−２５６６
６号公報に記載されている。この方法は、両面にニッケ
ルメッキをした鋼板をプレス加工して角形ケースとし、
さらに、成形後にもニッケルメッキをしている。この方
法で製造された角形ケースは、ニッケルメッキ層の不良
に起因する欠点を解消できる特長がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに、ニッケルメッキを施した鋼板から絞り加工によっ
て角形ケースを作ると、成形金型の消耗が激しく、その
寿命がメッキなしの鋼板を加工する場合に比べて著しく
短くなるという問題点がある。それは、ニッケルメッキ
の表面が微細な凹凸状をしており、加工時の摩擦で金型
表面を摩耗することが理由である。

【０００５】角形ケースをプレスする工程を示すと図３
のようになる。図に示すように、オス型が矢印Ａの方向
にプレスされるにつれ、鋼板は、オス型とメス型の間で
絞られて、角形ケース形状に成形が進行する。鋼板を挟
んでプレス成形が進行するとき、すなわち、オス型がメ
ス型に挿入されるときに、鋼板の角形ケース外側となる
面と、メス型の内側との間で特に強い摩擦力が働く。そ
れは、鋼板がメス型とオス型との間に引き込まれて角形
ケース形状に成形されるからである。このため、メス型
の開口部隅角が特に摩耗する。

【０００６】メス型開口部の摩耗は、角形ケースの開口
部の加工精度を低下させる。角形ケースは、開口部に極
めて高い加工精度が要求される。それは、図２に示すよ
うに、ここに封口蓋を嵌着して、封口蓋と角形ケースと
の間をレーザー溶接してケースを密封するからである。
角形ケースの開口部の加工精度が低いと、封口蓋と角形
ケースとの間に隙間ができて、角形ケースを密封できな
い欠陥がある。

【０００７】角形密閉電池は、電子機器の小型、薄型化
の発達に伴い、容積効率に優れることから急速に使用量
が増加している。円筒形の密閉電池のように、外装缶の
開口部をかしめて気密に密封することが難しい。容積効
率を低下させずに、しかも、過充電、過放電時などに発
生するガス圧力に耐えるものとするために、封口蓋を嵌
着して、角形ケースとの接合部をレーザー溶接により密
封する製造方法が採用される。このため、角形ケースの
開口部を高い精度でプレス加工することが極めて大切で
ある。

【０００８】この欠点を解決するために、角形ケースの
内側となる面に無光沢メッキを、外側となる面に光沢メ
ッキをした鋼板をプレス加工する方法が開発されている
（特開平３−４３９５３号公報）。この公報に記載され
る方法は、角形ケースの外側面となる鋼板に光沢メッキ
をして、メス型の摩耗を少なくしている。この公報に記
載される方法によると、通常のニッケルメッキを施して
光沢メッキをプレス加工するのに比較して、メス型の摩
耗を少なくできる。しかしながら、この方法は、鋼板の
両面を異なるメッキ浴に浸漬して光沢メッキと無光沢メ
ッキとをするので、メッキ工程が複雑となり、さらに、
プレス工程における鋼板の摩擦による無光沢メッキの損
傷を皆無にできない欠点があった。

【０００９】本発明は、さらにこの欠点を解決すること
を目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、金
型の摩耗を極減して角形ケースの加工精度を高くでき、
角形ケースと封口蓋との密封不良を防止できる角形密閉
電池の製造方法を提供するにある。

【００１０】

【問題点を解決するための手段】本発明は、前述の目的
を達成するために、下記のようにして角形密閉電池を製
造する。すなわち、本発明の製造方法は、ニッケルメッ
キされた鋼板４を成形加工して角形ケース１とするプレ
ス工程と、成形加工された角形ケース１内に、発電要素
と電解液とを収納した後、該角形ケース１の開口部に封
口蓋２をし、その接合部をレーザー溶接により密封する
方法を改良したもので、プレス加工される鋼板４に、片
面にニッケルメッキを施したものを使用すると共に、こ
の鋼板４はニッケルメッキ面を電池の内側としてプレス
成形し、さらに、プレス成形した角形ケース１の表面に
ニッケルメッキを施し、この角形ケース１に発電要素と
電解液とを収納して封口蓋２で密封することを特徴とす
るものである。

【００１１】

【作用】図３に示すように、ニッケルメッキを施した鋼
板４を、絞り加工して角形ケースとする場合、特に、角
形ケースの外側面に接触するメス型３に強い摩擦力が作
用する。この摩擦力は、メス型３の消耗を促進する。メ
ス型３の摩耗は、特に高い精度が要求される開口部に発
生する。このため、メス型３の寿命は、メッキなしの鋼
板４を加工する場合に比べて著しく短くなる。それは、
ニッケルメッキの表面が微細な凹凸状であり、加工時の
摩耗で金型表面を摩擦するからである。

【００１２】ニッケルメッキの摩擦によるメス型の摩耗
を防止するために、光沢メッキをした鋼板４をプレス加
工する方法が開発されているが、この方法は、プレスす
るときに光沢メッキに摩擦歪みが発生し、成形された電
池ケース外側表面はあれており、錆が発生する等の欠点
がある。

【００１３】これに対して、本発明の方法は、片面のみ
をニッケルメッキした鋼板を使用して、ニッケルメッキ
面が角形ケースの内側となるようにプレス加工するの
で、メス型の表面がニッケルメッキに摩擦されることが
ない。メス型３に接触する鋼板４の外側はメッキがな
く、メス型３の摩擦による摩耗を極減して、角形ケース
の加工精度が向上し、また、金型の寿命を延長できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。但し、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を
具体化するための方法を例示すものであって、本発明
は、使用材料、加工機器、製造される角形密閉電池の構
造等を下記のものに特定するものでない。本発明の角形
密閉電池の製造方法は、特許請求の範囲に於て、種々の
変更を加えることができる。

【００１５】更に、この明細書は、特許請求の範囲を理
解し易いように、実施例に示される部材に対応する番号
を、「特許請求の範囲」、および「課題を解決する為の
手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許
請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定する
ものでは決してない。

【００１６】［実施例Ａ］下記のようにして、本発明の
角形密閉電池Ａを製造する。 ニッケルメッキされた鋼板４を成形加工して角形ケ
ースとする。鋼板４には、冷間圧延して製造された鉄板
を使用する。鋼板は、片面に、膜厚が３μｍのニッケル
メッキを施している。この鋼板を使用して、縦×横×高
さの各外径寸法を、５．６×１６．４×４５．２ｍｍの
角形ケースに絞り加工する。絞り加工する工程におい
て、鋼板４は、ニッケルメッキ面を角形ケースの内面と
する。すなわち、ニッケルメッキされた面はオス型の表
面に接触し、メス型３にはメッキされない面が接触する
ようにしてプレス加工する。

【００１７】 プレス加工された角形ケースをニッケ
ルメッキする。この工程で、ニッケルメッキは、角形ケ
ースの外側にのみ付着すれば足りる。ただ、この工程で
外側と内側の両面にニッケルメッキを付着することも可
能である。

【００１８】この工程において、角形ケースの内面にも
ニッケルメッキを施すと、プレス工程において角形ケー
ス１内面のニッケルメッキにキズができてもこれを覆う
ことができる。この場合、角形ケースの内側は、プレス
工程の前にニッケルメッキをしているので、厚くメッキ
する必要がない。

【００１９】 角形ケース１の開口部に内接するよう
に、４．８×１５．６ｍｍの外径寸法に加工した封口蓋
をニッケルメッキする。

【００２０】 次に、ニッケル水酸化物を主体とした
正極と、カドミウムを主体とした負極と、セパレータ等
からなる発電要素を角形ケース１に挿入し、さらに、電
解液として用いるアルカリ水溶液を角形ケースに充填す
る。

【００２１】 安全弁を兼ねた端子を取り付けた封口
蓋２を角形ケース１に嵌着し、図２に示すように、ＹＡ
Ｇレーザー溶接機を使って密閉して、図１に示すように
角形ケース１の開口部を封口蓋２で密閉した本発明によ
る角形密閉ニッケルーカドミウム蓄電池Ａを作製する。

【００２２】［比較例Ｂ］比較のために、両面ともニッ
ケルメッキを施した鋼板を用いて角形ケースとする以外
は、全て実施例Ａと同様にして、従来法による角形密閉
ニッケルーカドミウム蓄電池Ｂを作製した。

【００２３】［比較例Ｃ］更に、予め成形した後にニッ
ケルメッキを施した角形ケースと封口蓋を用いた以外
は、実施例Ａと同様にして、従来法による角形密閉ニッ
ケルーカドミウム蓄電池Ｃを作製した。

【００２４】［比較例Ｄ］さらに、両面ともにニッケル
メッキを施した鋼板を成形した後に、ニッケルメッキを
施したケースと封口蓋を用いた以外は、実施例Ａと同様
にして従来法による角形密閉ニッケルーカドミウム蓄電
池Ｄを作製した。

【００２５】次に本発明の電池Ａと、従来の電池Ｂ、
Ｃ、およびＤについてケースの絞り成形用金型の耐久性
およびケースと封口蓋２の溶接部の不良発生率を調べ
た。その結果を表１に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】※１ 成形時の摩擦により、再研磨が必要
となるまでに成形可能なケースの加工個数 ※２ 溶接部からのリーク不良の発生率 ※３ ４５℃、１／２ケ月放置後の電池容量の初期容量
に対する残存率

【００２８】表１から明かなように、成形用金型の寿命
は、本発明による電池Ａが両面ニッケルメッキを施した
電池Ｂ、Ｄに比べて著しく向上していることがわかる。

【００２９】また、溶接部の不良発生率を比較しても、
本発明の方法で製造した電池Ａが０．１％以下と小さい
のに比べて、電池ＢとＤとは成形用金型の摩耗が激しい
のに比例して、ケースの寸法精度や形状不良が生じ、溶
接後の不良発生率の増加の原因となっている。また、電
池Ｃでは、さらに不良発生率が高くなった。これに対し
て、本発明の方法で製造した電池Ａは、開口部の寸法精
度が向上し、溶接不良に至る欠陥が極減され、さらに、
電池の保存特性においても優れた特性を示した。

【００３０】

【発明の効果】本発明の角形密閉電池の製造方法は、角
形ケースの内側となる鋼板の片面にニッケルメッキをし
てプレス加工し、絞り加工した後で角形ケースの外側面
にニッケルメッキをしている。この状態で絞り加工する
と、メス型にはニッケルメッキされない鋼板の表面が接
触、摩擦される。このため、絞り加工するメス型の摩耗
を極減して、成形用金型の寿命を著しく延長でき、これ
によって角形ケースの成形コストを低減できる。

【００３１】さらに、摩耗の少ない金型を使用して角形
ケースを高精度に加工できるので、溶接部の信頼性を相
当に高くして、液漏れ等を極減できる特長も実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の方法で製造される角形密閉電池の一
例を示す斜視図

【図２】 図１に示す角形密閉電池の角形ケースと封口
蓋との溶接部分を示す拡大断面図

【図３】 鋼板をプレス加工する金型を示す断面図

【符号の説明】

１…角形ケース ２…封口蓋 ３…メス型 ４…鋼板

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−25666（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−59757（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−286249（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−43953（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−133053（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−341754（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−21044（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01M 2/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ニッケルメッキされた鋼板(4)を成形加
   工して角形ケース(1)とするプレス工程と、成形加工さ
   れた角形ケース(1)内に、発電要素と電解液とを収納し
   た後、該角形ケース(1)の開口部に封口蓋(2)を嵌着し、
   その接合部をレーザー溶接により密封する電池の製造方
   法において、 プレス加工される鋼板(4)に、片面にニッケルメッキを
   施したものが使用されると共に、この鋼板(4)はニッケ
   ルメッキ面を電池の内側としてプレス成形され、さら
   に、プレス成形した角形ケース(1)の外側表面にニッケ
   ルメッキを施し、この角形ケース(1)に発電要素と電解
   液とを収納して封口蓋(2)で密封することを特徴とする
   角形密閉電池の製造方法。