JP3561006B2

JP3561006B2 - 密閉形電池

Info

Publication number: JP3561006B2
Application number: JP23590294A
Authority: JP
Inventors: 修渡辺; 達哉竹村; 幸典三井
Original assignee: Hitachi Maxell Energy Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 1994-09-05
Filing date: 1994-09-05
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2019-09-02
Also published as: JPH0877985A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ハ−メチック構造で、かつ外部正極端子を備えた密閉形電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電池の外部正極端子は、電池容器の外径と同寸法の外径を有する鍔部を持つ帽子状に形成され、電池の正極端子との接続がタブ状のリ−ド体を介して行われ、電池本体部分への取り付けは、電池容器の開口端部と電池蓋の外周部との溶接部分の上部に環状の絶縁板を介在させて外部正極端子の鍔部を配置し、電池容器の外周面を含め全体の外周部を包囲するように熱収縮性樹脂チュ−ブを配置し、その熱収縮性樹脂チュ−ブを熱収縮させ、その熱収縮性樹脂チュ−ブの収縮力によって、外部正極端子を電池本体部分の上部に固定することによって行われていた。
【０００３】
しかしながら、このような電池は、電池使用機器の電池ホルダ−に装着する時に、外部正極端子を固定している熱収縮性樹脂チュ−ブが破れて、外部正極端子が電池本体部分から外れやすいという問題があった。
【０００４】
また、外部正極端子と電池の正極端子との接続に導電管を用い、この導電管の筒部を正極端子に溶接し、導電管の鍔部と外部正極端子の鍔部とを溶接して、外部正極端子を電池本体部分に取り付け、電池蓋の凹部に硬化性樹脂を注入したものも提案されているが、この電池では、電池蓋のボディと導電管の鍔部との間に介在させた環状の絶縁板のため、電池蓋の中央部への硬化性樹脂の進入が遮られて、電池蓋の絶縁層上への硬化樹脂の注入ができず、ガラスなどで形成される絶縁層の保護が行えない上に、絶縁層上に付着した水滴によって正極端子とボディとの導通が生じ、短絡が発生するという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の電池が持っていた外部正極端子の固定が不充分であるという問題点や、電池蓋の絶縁層の保護が不充分で、かつ水滴の付着により短絡が発生するという問題点を解決し、外部正極端子の電池本体部分への固定を確実にし、かつ絶縁層を保護するとともに水滴の付着による短絡の発生を防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、外部正極端子と電池の正極端子との接続に導電管を用い、電池蓋のボディ上に環状絶縁板を配置し、その環状絶縁板上に上記導電管の鍔部を配置する構造の外部正極端子付き密閉形電池において、環状絶縁板に切り込みを設け、ガラスまたはセラミックスで形成される絶縁層が硬化性樹脂の注入により樹脂で覆われるようにして、上記目的を達成したものである。
【０００７】
すなわち、本発明では、環状絶縁板に切り込みを設けているので、硬化性樹脂を電池蓋の凹部に注入したときに、硬化性樹脂が環状絶縁板の内周側部分にも流入し、その結果、電池蓋の絶縁層が樹脂で覆われるようになり、ガラスまたはセラミックスで形成される絶縁層の保護が充分に行い得るようになるとともに、絶縁層上への水滴の付着が防止され、従来電池に見られたような絶縁層上に付着した水滴によって短絡が生じるのが防止されるようになる。
【０００８】
また、外部正極端子は導電管を介して溶接により電池の正極端子に接合され、かつ硬化性樹脂の注入により樹脂で固定されるようになるので、外部正極端子の電池本体部分への固定が確実になる。
【０００９】
【実施例】
本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。ただし、本発明は例示の実施例のみに限定されるものではない。
【００１０】
図１は本発明の密閉形電池の一実施例を示す部分断面図であり、図２は図１に示す電池に使用された環状絶縁板を示す平面図である。
【００１１】
図中、１は電池容器であり、この電池容器１はステンレス鋼製で、有底円筒状をしていて、その内部に負極１１、正極１２、電解液１４などの発電要素が充填されている。
【００１２】
電池蓋２は、中央部に正極端子３とその外周側に環状の絶縁層４とさらにその外周側に環状で金属製のボディ５を有している。そして、上記正極端子３とボディ５の外周部５ａは上方に突出していて、電池蓋２は凹部を有しており、この凹部には後に詳しく説明するように、硬化性樹脂が注入される。
【００１３】
本実施例では、上記正極端子３は、ステンレス鋼製でその一部は電池組立時にパイプ状をしていて電解液注入口として使用され、その上端部を電解液注入後にその中空部内に挿入された正極集電体１０の上部と溶接して封止したものである。
【００１４】
絶縁層４は、正極端子３の外周側にガラスまたはセラミックスで形成されるが、本実施例のものはガラスで形成されていて、この絶縁層４は上記正極端子３とステンレス鋼製のボディ５とを絶縁するとともに、内周面でその構成ガラスが正極端子３の外周面に融着し、外周面でその構成ガラスがボディ５の内周面に融着して、正極端子３とボディ５との間を結合して封止した、いわゆるハ−メチックシ−ルを構成している。そして、ボディ５はステンレス鋼で形成されていて、その立ち上がった外周部５ａが前記電池容器１の開口端部と溶接により接合されている。
【００１５】
外部正極端子６は、鉄製でその表面にニッケルメッキを施してなり、ハット状、つまり鍔付きの帽子状をしていて、導電管７はステンレス鋼製で、その下部に鍔部７ａを有し、環状絶縁板８は塩化ビニル樹脂製で、図２に示すように、切り込み８ａが設けられている。
【００１６】
上記環状絶縁板８はボディ５の外周部５ａより内周側の部分の上部に載置され、導電管７は正極端子３の外周側に嵌め込み、その筒部７ｂは正極端子３の外周面にレ−ザ溶接などによりスポット溶接され、導電管７の鍔部７ａは環状絶縁板８上に配置されている。そして、外部正極端子６を正極端子３および導電管７の筒部７ｂの上方からかぶせ、外部正極端子６の鍔部６ａを導電管７の鍔部７ａ上に配置し、導電管７の鍔部７ａにレ−ザ溶接などによりスポット溶接している。
【００１７】
そして、硬化性樹脂としてウレタン樹脂を電池蓋２の凹部に流し込んで、硬化させ、樹脂層９を形成している。上記ウレタン樹脂の流し込みの際、環状絶縁板８に切り込み８ａが設けられているので、ウレタン樹脂は環状絶縁板８に遮られることなく、環状絶縁板８の内周側部分にも流れ込み、絶縁層４を覆い硬化する。
【００１８】
つぎに電池内部の部材について説明すると、負極１１はリチウムシ−トを円筒状にして前記電池容器１の内周面に圧着することによって形成されたものであり、正極１２はアセチレンブラックを主成分とし、これに黒鉛とポリテトラフルオロエチレンを添加した炭素質を主材とする材料の多孔質成形体、いわゆる炭素多孔質成形体からなり、円柱状をしている。
【００１９】
セパレ−タ１３はガラス繊維不織布からなり、円筒状をしていて、上記円筒状の負極１１と円柱状の正極１２とを隔離している。
【００２０】
電解液１４は正極活物質である塩化チオニルにＬｉＡｌＣｌ_４を支持電解質として溶解することによって調整されたものである。このように正極活物質の塩化チオニルが電解液の溶媒を兼ねている関係で、この電池では、他の電池とは異なり、多量の電解液１４が電池内に注入されている。
【００２１】
また、塩化チオニルが正極活物質であることからもわかるように、前記正極１２は、それ自身が反応するものではなく、正極活物質の塩化チオニルと負極１１からイオン化して溶出してきたリチウムイオンとの反応場所となるものである。正極集電体１０はニッケル棒からなり、その上端部は、前記のように、電池蓋２の中央部に設けられたパイプ内に挿入され、該パイプの上端部と溶接することによって、正極端子３を構成している。
【００２２】
上部隔離材１５はセパレ−タ１３と同様のガラス繊維不織布からなり、正極１２と負極端子を兼ねる電池蓋２のボディ５が直接接触しないようにしている。また、図示していないが、電池容器１の底部にはセパレ−タ１３と同様のガラス繊維不織布からなる下部隔離材が配置されていて、正極１２と電池容器１との接触を防止している。
【００２３】
図３は本発明の密閉形電池の他の実施例を示す部分断面図であり、この図３に示す電池では、導電管７の筒部７ｂの内径を正極端子３の外径より若干大きく形成しておき、筒部７ｂの一部を内周側にかしめ、そのかしめ部７ｃで導電管７の筒部７ｂと正極端子３との溶接を行っている。
【００２４】
この図３に示す電池では、導電管７の筒部７ｂと正極端子３との溶接を確実に行うことができるという特徴を有するものであるが、これは次のような経過によって開発されてものである。
【００２５】
図１に示すように、導電管７の筒部７ｂの内面と正極端子３との外周面とが密接していると、それらの間の溶接も確実に行える。
【００２６】
しかし、導電管７の筒部７ｂの内面が正極端子３の外周面に密接するような寸法に導電管７を作製していると、それを正極端子３に嵌め込むのが非常に困難である。
【００２７】
そのため、導電管７の筒部７ｂの内径を正極端子３の外径より若干大きく作製して正極端子３への嵌め込み作業を容易にしておくことが量産化にあたって好ましいことと、製造時の寸法バラツキによって、導電管７の筒部７ｂの内周面と正極端子３の外周面との間の隙間が予定外に大きくなることがあり、そのため、レ−ザを照射して導電管７の筒部７ｂを正極端子３に溶接しようとしたときに正極端子の表面が充分に溶融せず、その結果、溶接不良が発生することがある。
【００２８】
そこで、導電管７を正極端子３に嵌め込んだ後、導電管７の筒部７ｂの一部を内周側にかしめ、そのかしめ部７ｃで正極端子３と溶接している以外は、図１に示す電池と同様に構成されるものであり、したがって、図１に示す電池が有する特徴はこの図３に示す電池も同様に有している。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、電池容器１の開口部を、正極端子３とガラスまたはセラミックスで形成される絶縁層４の金属製のボディ５を有する電池蓋２で封口し、外部正極端子６と電池の正極端子３との接続に導電管７を用い、電池蓋２のボディ５上に環状絶縁板８を載置し、この環状絶縁板８上に上記導電管７の鍔部７ａを配置する構造の外部端子付き密閉形電池において、上記環状絶縁板８に切り込み８ａを設けることによって、電池蓋２の凹部に注入した硬化性樹脂が環状絶縁板８の内周側部分にも進入できるようにして、電池蓋２の絶縁層４を樹脂で覆い、絶縁層４の保護を行うとともに、絶縁層上に付着する水滴によって短絡が生じるのを防止することができるようになった。
【００３０】
また、導電管７の筒部７ｂの一部を内周側にかしめ、そのかしめ部７ｃで導電管７の筒部７ｂと正極端子３との溶接を行うことにより、導電管７の筒部７ｂと正極端子３との溶接を確実に行うこともできるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の密閉形電池の一実施例を示す部分断面図である。
【図２】図１に示す電池に使用された環状絶縁板の平面図である。
【図３】本発明の密閉形電池の他の実施例を示す部分断面図である。
【符合の説明】
１電池容器
２電池蓋
３正極端子
４絶縁層
５ボディ
５ａ外周部
６外部正極端子
６ａ鍔部
７導電管
７ａ鍔部
７ｂ筒部
７ｃかしめ部
８環状絶縁板
８ａ切り込み
９樹脂層

Claims

発電要素を内填した電池容器１の開口部を、中央部に正極端子３とその外周部に位置したガラスまたはセラミックスで形成される環状の絶縁層４とその外周側に位置する環状で金属製のボディ５とを有する電池蓋２で封口し、上記正極端子３に導電管７を介して接続する外部正極端子６を備えた密閉形電池において、
上記電池蓋２の正極端子３とボディ５の外周部５ａは上方に突出していて、電池蓋２は環状の凹部を有し、
上記ボディ５の外周部５ａは電池容器１の開口端部と溶接により接合され、
上記外部正極端子６は鍔付きの帽子状をしていて、上記導電管７は下部に鍔部７ａを有する筒状をしており、
上記電池蓋２のボディ５の外周部５ａより内周側の部分の上部には環状絶縁板８が載置され、
上記導電管７の筒部７ｂは正極端子３に溶接により接合され、該導電管７の鍔部７ａは上記環状絶縁板８上に配置され、
上記外部正極端子６の鍔部６ａは上記導電管７の鍔部７ａ上に配置されて該導電管７の鍔部７ａに溶接により接合され、
上記環状絶縁板８には切り込み８ａが設けられ、電池蓋２の凹部には絶縁性を有する硬化性樹脂の注入により樹脂層９が形成され、電池蓋２の絶縁層４が上記樹脂層９の構成樹脂で覆われていることを特徴とする密閉形電池。
導電管７の筒部７ｂの一部を内周側にかしめ、そのかしめ部７ｃで導電管７の筒部７ｂと正極端子３とを溶接している請求項１記載の密閉形電池。