JP3067554B2 - 電池およびその製造法 - Google Patents
電池およびその製造法Info
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、断面形状が長円形であ
り、相対向する略平坦部分を持つ電池とその製造法に関
するものである。
り、相対向する略平坦部分を持つ電池とその製造法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯電話、ハンディビデオなどの
コードレス情報・通信機器の目覚ましいポータブル化、
インテリジェンス化に伴い、その駆動用電源として、小
形軽量で高エネルギー密度の電池、例えばイオンリチウ
ム二次電池などが求められており、このため電池形状も
従来の円筒形、ボタン形、コイン形の電池よりも収納時
のスペース効率の良い、例えば断面形状が長円形電池に
対する要望が強まっている。
コードレス情報・通信機器の目覚ましいポータブル化、
インテリジェンス化に伴い、その駆動用電源として、小
形軽量で高エネルギー密度の電池、例えばイオンリチウ
ム二次電池などが求められており、このため電池形状も
従来の円筒形、ボタン形、コイン形の電池よりも収納時
のスペース効率の良い、例えば断面形状が長円形電池に
対する要望が強まっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の断面形状が長円
形の電池は、板厚が０．１〜０．８ｍｍ程度の均一な肉
圧で、そのビッカース硬度が１００〜１２０程度の有底
金属ケースを用い、その開口部に封口板を挿入し、レー
ザー溶接によって封口する方法、あるいは前記金属ケー
ス開口部に絶縁ガスケットを介して封口板を挿入し、ケ
ース開口部を内方に折り曲げて封口するいわゆるかしめ
封口などの方法によって封口していた。
形の電池は、板厚が０．１〜０．８ｍｍ程度の均一な肉
圧で、そのビッカース硬度が１００〜１２０程度の有底
金属ケースを用い、その開口部に封口板を挿入し、レー
ザー溶接によって封口する方法、あるいは前記金属ケー
ス開口部に絶縁ガスケットを介して封口板を挿入し、ケ
ース開口部を内方に折り曲げて封口するいわゆるかしめ
封口などの方法によって封口していた。
【０００４】この種の電池を構成するには、正極板、負
極板およびセパレータを交互に積み重ねる方法、あるい
は渦巻状に巻回する方法などによって構成された極板群
を前記ケースに挿入し、次いで集電片をケースと封口板
にスポット溶接などの方法で接続し、さらに電解液を所
定量注液した後、封口板を用いて封口していた。
極板およびセパレータを交互に積み重ねる方法、あるい
は渦巻状に巻回する方法などによって構成された極板群
を前記ケースに挿入し、次いで集電片をケースと封口板
にスポット溶接などの方法で接続し、さらに電解液を所
定量注液した後、封口板を用いて封口していた。
【０００５】しかし、このような構成の電池は従来の二
次電池と同様に、過度の充放電時、短絡時、高温保存時
等の異常な使用状況下でガス発生、あるいは内容物の膨
脹等の現象が起こる。このような場合、前記ケースの最
大受圧面積部となる相対向する略平坦部分が圧力の影響
を受け、大きく外径方向に変形し、電池の特性や寿命、
ならびに使用機器に悪影響を及ぼしていた。この対策と
して実開昭５４−１８０９２０号公報に記載のように、
ケース側面の板厚を他の部分より厚くする試みがなされ
たが、この場合、電池の体積効率［ｗｈ／ｌ］が低下す
ることとなり、あまり好ましいものではなかった。
次電池と同様に、過度の充放電時、短絡時、高温保存時
等の異常な使用状況下でガス発生、あるいは内容物の膨
脹等の現象が起こる。このような場合、前記ケースの最
大受圧面積部となる相対向する略平坦部分が圧力の影響
を受け、大きく外径方向に変形し、電池の特性や寿命、
ならびに使用機器に悪影響を及ぼしていた。この対策と
して実開昭５４−１８０９２０号公報に記載のように、
ケース側面の板厚を他の部分より厚くする試みがなされ
たが、この場合、電池の体積効率［ｗｈ／ｌ］が低下す
ることとなり、あまり好ましいものではなかった。
【０００６】他の方法として、ケース素材のビッカース
硬度を２００以上に硬くする試みもあったが、このよう
な硬い金属材料では、この種の小型成形品をプレス加工
で連続的に同じ形状・寸法に加工することは難しかっ
た。
硬度を２００以上に硬くする試みもあったが、このよう
な硬い金属材料では、この種の小型成形品をプレス加工
で連続的に同じ形状・寸法に加工することは難しかっ
た。
【０００７】この種の用途に使用される金属材料は電池
の機械的強度を考慮すると、ビッカース硬度が１００以
上必要であるが、金属ケースをプレス加工で成形する場
合の深絞り性を考慮すると、プレス加工時のビッカース
硬度は１００以下６０以上程度のものを使用するのが好
ましい。
の機械的強度を考慮すると、ビッカース硬度が１００以
上必要であるが、金属ケースをプレス加工で成形する場
合の深絞り性を考慮すると、プレス加工時のビッカース
硬度は１００以下６０以上程度のものを使用するのが好
ましい。
【０００８】本発明は、上記の課題を解決するもので、
良好な電池性能、特に体積効率をもつ断面形状が長円形
である電池を提供することを目的とするものである。
良好な電池性能、特に体積効率をもつ断面形状が長円形
である電池を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、断面形状が長円形である有底金属ケース
の開口部を封口板によって封口した電池であって、前記
ケースの相対向する略平坦部分の硬度は前記ケースの他
の部分の硬度より高く形成されている構成である。
めに本発明は、断面形状が長円形である有底金属ケース
の開口部を封口板によって封口した電池であって、前記
ケースの相対向する略平坦部分の硬度は前記ケースの他
の部分の硬度より高く形成されている構成である。
【００１０】とくにケースの相対向する略平坦部分のビ
ッカース硬度を電池構成後、あるいは電池構成前のケー
スの状態で１５０以上とすることが好ましく、その加工
方法として、ショットピーニング（Ｓｈｏｔ ｐｅｅｎ
ｉｎｇ）加工処理がよい。
ッカース硬度を電池構成後、あるいは電池構成前のケー
スの状態で１５０以上とすることが好ましく、その加工
方法として、ショットピーニング（Ｓｈｏｔ ｐｅｅｎ
ｉｎｇ）加工処理がよい。
【００１１】また、発電要素を内填した有底金属ケース
の相対向する略平坦部分は前記ケースの他の部分より硬
度を高く形成し、前記ケースの開口部を絶縁パッキング
を介して端子キャップを有する封口板によって封口する
電池の製造法であって、前記ケースをプレス加工した
後、前記ケースの相対向する略平坦部分にショットピー
ニング加工処理を行う構成である。
の相対向する略平坦部分は前記ケースの他の部分より硬
度を高く形成し、前記ケースの開口部を絶縁パッキング
を介して端子キャップを有する封口板によって封口する
電池の製造法であって、前記ケースをプレス加工した
後、前記ケースの相対向する略平坦部分にショットピー
ニング加工処理を行う構成である。
【００１２】
【作用】上記構成により本発明は、電池の断面形状が長
円形の有底金属ケースの相対向する略平坦部分を他の部
分より硬く、特にビッカース硬度を１５０以上とするこ
とで過度の充放電時、短絡時、高温保存時等の異常な使
用状況下で生じるガス発生、あるいは内容物の膨脹等に
よる圧力を受けて変形しやすい相対向する略平坦部分の
変形を極力小さなものにできる。
円形の有底金属ケースの相対向する略平坦部分を他の部
分より硬く、特にビッカース硬度を１５０以上とするこ
とで過度の充放電時、短絡時、高温保存時等の異常な使
用状況下で生じるガス発生、あるいは内容物の膨脹等に
よる圧力を受けて変形しやすい相対向する略平坦部分の
変形を極力小さなものにできる。
【００１３】また、ショットピーニング加工処理でケー
スを必要な部分のみ処理できるためケースの開口部をク
リンプ封口して電池を構成する方式の場合でも、封口部
分の硬度は従来の低い状態であるため、容易にクリンプ
封口ができる。
スを必要な部分のみ処理できるためケースの開口部をク
リンプ封口して電池を構成する方式の場合でも、封口部
分の硬度は従来の低い状態であるため、容易にクリンプ
封口ができる。
【００１４】また、有底金属ケースをプレス加工した
後、このケースの相対向する略平坦部分にショットピー
ニング加工処理を行うため、有底金属ケースの金属素材
のビッカース硬度が従来の前記素材のビッカース硬度よ
り低いもので加工できるので、極めて小形の深絞りケー
スも容易にプレス加工が可能となり、電池の小形化が一
層図れるものである。
後、このケースの相対向する略平坦部分にショットピー
ニング加工処理を行うため、有底金属ケースの金属素材
のビッカース硬度が従来の前記素材のビッカース硬度よ
り低いもので加工できるので、極めて小形の深絞りケー
スも容易にプレス加工が可能となり、電池の小形化が一
層図れるものである。
【００１５】
【実施例】本発明の一実施例について図を用いて説明す
る。図は本実施例の断面形状が長円形のイオンリチウム
二次電池で、図１はその正面図で部分的に断面形状を模
式的に示しており、図２はその側断面を模式的に示した
図、図３は上面図である。
る。図は本実施例の断面形状が長円形のイオンリチウム
二次電池で、図１はその正面図で部分的に断面形状を模
式的に示しており、図２はその側断面を模式的に示した
図、図３は上面図である。
【００１６】この電池は幅１７ｍｍ、高さ４８ｍｍ、厚
み６ｍｍ、電気容量として８５０ｍＡｈの電池である。
有底金属ケースとしてのケース１はケース材料として、
鉄、ニッケル、ステンレス鋼またはニッケルメッキされ
た鉄などが考えられるが、本実施例ではビッカース硬度
が１１０で厚みが０．５ｍｍの鉄材にニッケルメッキを
施したものを用い、ケース１に設けた溝部１ｂより下方
に位置する相対向する略平坦部分１ａはショットピーニ
ング加工処理でビッカース硬度を１５０以上にしてい
る。２はケース１内に収納される極板群、３はケースの
開口部を封口する封口板、４は封口板３に設けられ正極
リードと接合する部分、５は正極リード、６は負極リー
ドを示しており、ケースの内面に電気的に接続してい
る。
み６ｍｍ、電気容量として８５０ｍＡｈの電池である。
有底金属ケースとしてのケース１はケース材料として、
鉄、ニッケル、ステンレス鋼またはニッケルメッキされ
た鉄などが考えられるが、本実施例ではビッカース硬度
が１１０で厚みが０．５ｍｍの鉄材にニッケルメッキを
施したものを用い、ケース１に設けた溝部１ｂより下方
に位置する相対向する略平坦部分１ａはショットピーニ
ング加工処理でビッカース硬度を１５０以上にしてい
る。２はケース１内に収納される極板群、３はケースの
開口部を封口する封口板、４は封口板３に設けられ正極
リードと接合する部分、５は正極リード、６は負極リー
ドを示しており、ケースの内面に電気的に接続してい
る。
【００１７】正極板はコバルト酸リチウムを活物質と
し、これに導電剤、結着剤を混合して練合しペースト状
とした合剤を、アルミニウム箔からなる芯材の両面に塗
着、乾燥して圧延し、アルミニウム製リードを芯材にス
ポット溶接したものである。
し、これに導電剤、結着剤を混合して練合しペースト状
とした合剤を、アルミニウム箔からなる芯材の両面に塗
着、乾燥して圧延し、アルミニウム製リードを芯材にス
ポット溶接したものである。
【００１８】また負極板は、炭素粉末を活物質とし、こ
れに結着剤を混合、練合してペースト状とした合剤を銅
箔からなる芯材の両面に塗着、乾燥し、圧延してニッケ
ル製リードをスポット溶接したものである。
れに結着剤を混合、練合してペースト状とした合剤を銅
箔からなる芯材の両面に塗着、乾燥し、圧延してニッケ
ル製リードをスポット溶接したものである。
【００１９】セパレータはポリプロピレンからなる多孔
性フィルムを、正極板および負極板よりも幅広く裁断し
て用いた。
性フィルムを、正極板および負極板よりも幅広く裁断し
て用いた。
【００２０】これらの正極、負極およびセパレータを渦
巻状に巻回し極板群２を構成し、セパレータ終端をポリ
プロピレン製の粘着テープで固定した後、極板群２を一
定方向から加圧して長円形に構成している。なおこのと
き正極リード５、負極リード６の取り出しは極板群２の
上の方向から行った。
巻状に巻回し極板群２を構成し、セパレータ終端をポリ
プロピレン製の粘着テープで固定した後、極板群２を一
定方向から加圧して長円形に構成している。なおこのと
き正極リード５、負極リード６の取り出しは極板群２の
上の方向から行った。
【００２１】次にこの極板群２をケース１内に挿入した
後、負極リード６をケース１の内面にスポット溶接で接
合、その後ケース１の開口部１ｃの下方に溝部１ｂをロ
ーラ金型で形成する。その後、正極リード５と封口板３
とをスポット溶接した後、電解液を注入し、正極リード
５を湾曲させ、ケース開口部１ｃをガスケット（図示せ
ず）を介して内方に折り曲げるかしめ封口を行いリチウ
ム二次電池を構成した。
後、負極リード６をケース１の内面にスポット溶接で接
合、その後ケース１の開口部１ｃの下方に溝部１ｂをロ
ーラ金型で形成する。その後、正極リード５と封口板３
とをスポット溶接した後、電解液を注入し、正極リード
５を湾曲させ、ケース開口部１ｃをガスケット（図示せ
ず）を介して内方に折り曲げるかしめ封口を行いリチウ
ム二次電池を構成した。
【００２２】次に上記の工程より構成されたリチウム二
次電池のケースの相対向する略平坦部分１ａの硬度を高
める方法について述べる。治具を用いて前記電池を固定
し、ケースの略平坦部分１ａのみに、１０〜２０ｋｇ／
ｃｍ2の圧力で粒径が１０〜３００μｍの超硬度微粒
子、例えばアランダム、カーボランダム、ジルコニア−
アルミナ、炭化ケイ素等の微粒子を含んだ圧縮空気を一
定時間吹き付ける。このような、いわゆるショットピー
ニング加工処理によってケース側面部分の硬度を１５０
以上とするものである。
次電池のケースの相対向する略平坦部分１ａの硬度を高
める方法について述べる。治具を用いて前記電池を固定
し、ケースの略平坦部分１ａのみに、１０〜２０ｋｇ／
ｃｍ2の圧力で粒径が１０〜３００μｍの超硬度微粒
子、例えばアランダム、カーボランダム、ジルコニア−
アルミナ、炭化ケイ素等の微粒子を含んだ圧縮空気を一
定時間吹き付ける。このような、いわゆるショットピー
ニング加工処理によってケース側面部分の硬度を１５０
以上とするものである。
【００２３】前述の方法でケースの略平坦部分１ａのビ
ッカース硬度をＡ．１５０、Ｂ．２００、Ｃ．３００、
Ｄ．４００、Ｅ．５００、とした本実施例と、ビッカー
ス硬度がＦ．１２０、Ｇ．１００、Ｈ．８０である従来
例とで、断面長円形リチウム二次電池を各５０個製作
し、室温で充放電を１０サイクルくり返し、充電状態で
６０℃、２０日保存し、電池の膨脹の様子を測定した。
なお、このときの充放電は１時間率定電流で行った。そ
の時の略平坦部分１ａのふくれ率の平均値を（表１）に
示す。
ッカース硬度をＡ．１５０、Ｂ．２００、Ｃ．３００、
Ｄ．４００、Ｅ．５００、とした本実施例と、ビッカー
ス硬度がＦ．１２０、Ｇ．１００、Ｈ．８０である従来
例とで、断面長円形リチウム二次電池を各５０個製作
し、室温で充放電を１０サイクルくり返し、充電状態で
６０℃、２０日保存し、電池の膨脹の様子を測定した。
なお、このときの充放電は１時間率定電流で行った。そ
の時の略平坦部分１ａのふくれ率の平均値を（表１）に
示す。
【００２４】なおケースの略平坦部分１ａの硬度を高め
たものは、側面部の全表面積を１００とした時に７５〜
８０の範囲でショットピーニング加工処理を施したもの
である。微粒子としては粒径３０μの炭化ケイ素を使用
し、吹き付け圧力は１５ｋｇ／ｃｍ2で実施した。
たものは、側面部の全表面積を１００とした時に７５〜
８０の範囲でショットピーニング加工処理を施したもの
である。微粒子としては粒径３０μの炭化ケイ素を使用
し、吹き付け圧力は１５ｋｇ／ｃｍ2で実施した。
【００２５】
【表１】
【００２６】（表１）から明らかなように本実施例によ
る電池は、電池内部圧力の上昇によって生じる電池ケー
スの略平坦部分の変形量を極めて小さくできるものであ
る。
る電池は、電池内部圧力の上昇によって生じる電池ケー
スの略平坦部分の変形量を極めて小さくできるものであ
る。
【００２７】本実施例として、電池をかしめ封口によっ
て構成する場合を示したが、封口板とケースをレーザー
溶接で接合する溶接方式で電池を構成する場合でも、同
様の効果が得られることは明らかである。
て構成する場合を示したが、封口板とケースをレーザー
溶接で接合する溶接方式で電池を構成する場合でも、同
様の効果が得られることは明らかである。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、ケースの板厚を厚くすることなく、換言すれば
発電要素収納空間を減少させることなく電池の耐圧強度
を向上させることができる。また、従来加工できなかっ
た超小形深絞りケースも加工することが可能であり、そ
の結果、電池の小形化も十分可能なものとなるため、極
めて工業的価値の大なるものである。
よれば、ケースの板厚を厚くすることなく、換言すれば
発電要素収納空間を減少させることなく電池の耐圧強度
を向上させることができる。また、従来加工できなかっ
た超小形深絞りケースも加工することが可能であり、そ
の結果、電池の小形化も十分可能なものとなるため、極
めて工業的価値の大なるものである。
【図１】本発明の一実施例における電池の正面部分断面
模式図
模式図
【図２】本発明の一実施例における電池の側断面模式図
【図３】本発明の一実施例における電池の上面図
１ ケース １ａ 略平坦部分 １ｂ 溝部 ２ 極板群 ３ 封口板 ４ 正極リードと接合する部分 ５ 正極リード ６ 負極リード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 2/02
Claims (4)
- 【請求項１】断面形状が長円形である有底金属ケースの
開口部を封口板によって封口した電池であって、前記ケ
ースの相対向する略平坦部分の硬度は、前記ケースの他
の部分の硬度より高く形成されていることを特徴とする
電池。 - 【請求項２】硬度が高く形成されている略平坦部分のビ
ッカース硬度は１５０以上である請求項１記載の電池。 - 【請求項３】ショットピーニング加工処理によって、ケ
ースの略平坦部分の硬度が高くされたことを特徴とする
請求項１または２記載の電池。 - 【請求項４】断面形状が長円形である有底金属ケースの
相対向する略平坦部分の硬度を前記ケースの他の部分の
硬度より高く形成した後、発電要素を内填し、前記ケー
スの開口部を絶縁パッキングを介して端子キャップを有
する封口板によって封口する電池の製造法であって、前
記ケースを成形加工した後、前記ケースの相対向する略
平坦部分にショットピーニング加工処理を行うことを特
徴とする電池の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6276387A JP3067554B2 (ja) | 1994-11-10 | 1994-11-10 | 電池およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6276387A JP3067554B2 (ja) | 1994-11-10 | 1994-11-10 | 電池およびその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08138633A JPH08138633A (ja) | 1996-05-31 |
| JP3067554B2 true JP3067554B2 (ja) | 2000-07-17 |
Family
ID=17568710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6276387A Expired - Fee Related JP3067554B2 (ja) | 1994-11-10 | 1994-11-10 | 電池およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3067554B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3260675B2 (ja) | 1997-10-14 | 2002-02-25 | 日本碍子株式会社 | リチウム二次電池 |
| WO2024024293A1 (ja) * | 2022-07-25 | 2024-02-01 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 角筒電池及びそれを用いた電池パック |
-
1994
- 1994-11-10 JP JP6276387A patent/JP3067554B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08138633A (ja) | 1996-05-31 |
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