JP3691268B2 - Sealed battery - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電池ケースが密封してある密閉型の電池に関する。
【0002】
【従来の技術】
密閉型の電池においては、電池ケースの開口を蓋で密封する。蓋には、負極端子(出力端子)がプラスチック製のガスケットを介して、蓋壁を内外に貫通する状態で固定してある。ガスケットは負極端子と蓋との直接接触を避ける絶縁体を兼ねている。多くの場合、負極端子はガスケットの外面に露出する頭部と、ガスケットに内嵌する軸部とを有し、軸部の下端をかしめ処理することによって、ガスケットと一体化され、蓋に対して抜け外れ不能に固定してある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、負極端子をガスケットに対してかしめ固定する密閉型電池においては、軸部の下端をかしめ処理する際に軸部が僅かに膨張変形し、ガスケットに設けた軸挿通穴と密着して、軸部とガスケットとの間の隙間を封止する。同時に、軸部に外嵌するガスケットのボス部が膨張変形して、蓋に通設した取付穴に密着し、ガスケットと蓋との間の隙間を封止する。
【0004】
しかし、軸部や軸挿通穴および取付穴の仕上り寸法のばらつきや、かしめ処理時の軸部の変形量のばらつき等によって、軸部と軸挿通穴、あるいはボス部と取付穴との密着度合が不足してシール不良を生じ、液漏れの原因になることがあった。とくに、電池ケースに内圧が作用する電池の場合には液漏れを生じやすい。
【0005】
かしめ処理した後に負極端子とガスケットのシール状態を確認することは不可能ではないが、その分だけ電池の製造コストが高く付く。例えば、ねじを用いて、軸部と軸挿通穴の密着度を向上することも考えられるが、部品数の増加と、組み立て工数とが増えるのを避けられず、この場合にも製造コストが増加する。
【0006】
この発明の目的は、従来と同様に出力端子をかしめ処理して蓋に固定する構造を採りながら、ガスケットと出力端子および蓋との密着度を向上し、以て軸部のシール不良に基づく液漏れを一掃し、密閉型電池の信頼性を向上することにある。
この発明の他の目的は、出力端子およびガスケットの一部を変更することにより、ガスケットまわりのシール不良を一掃でき、従って液漏れのない信頼性に優れた密閉型の電池を、より低コストで提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明の電池は、電池ケース1の開口を塞ぐ蓋6に、一方の出力端子9がガスケット8を介してかしめ固定してある密閉型の電池を前提とする。出力端子9は、ガスケット8の外面に露出する頭部20と、頭部20の下面に突設される軸部21と、軸部21の下端に形成されたかしめ軸部22とを備えている。ガスケット8は、頭部20と蓋6とで挟持されるフランジ部23と、蓋6に通設した取付穴12に内嵌するボス部24とを有し、ボス部24に軸部21と嵌合する軸挿通穴25が上下貫通状に通設されている。軸部21の突出基端には、ボス部24を拡径状に変形させる封止部19が下すぼまり状に形成される。以て、出力端子9をガスケット8にかしめ固定した状態において、ガスケット8の軸挿通穴25を軸部21に密着させ、同時にボス部24を取付穴12に密着させる。
【0008】
具体的には、封止部19を下すぼまり状のテーパー面で形成し、ガスケット8の軸挿通穴25の上端に、封止部19に対応する下すぼまりテーパー状のシール面27を形成する。
【0009】
軸挿通穴25の下端に、軸部21より小径のシール穴28を周回状に形成し、出力端子9をガスケット8に組み付けた状態において、シール穴28が軸部21で拡径変形されるようにする。
【0010】
【作用】
軸部21の突出基端に封止部19を設け、出力端子9をガスケット8に組み付けた状態において、軸挿通穴25の上部を封止部19で拡形状に変形させ、同時にボス部24を上下方向で挟圧変形させるので軸部21をガスケット8に密着させると同時に、ボス部24を取付穴12に密着させるので、ガスケット8と出力端子9および蓋6との間の隙間を確実に封止して、ガスケットまわりのシール不良を解消できる。下すぼまり状に形成した封止部19は、くさび作用を発揮して、出力端子9のかしめ力が小さい場合にも、ボス部24を確実に拡径変形するのに役立つ。出力端子9に下すぼまり状の封止部19を付加することにより、ガスケット8と出力端子9および蓋6との間の隙間を封止するので、部品点数や組み立て工数の増加を伴うことなく、液漏れのない密閉型の電池を構成できる。
【0011】
封止部19を下すぼまり状のテーパー面で形成し、さらに軸挿通穴25の上端に下すぼまりテーパー状のシール面27を形成したシール構造によれば、かしめ処理後のボス部24の変形量を正確に設定でき、ガスケット8の締め付け力を過不足なく適正化できる。
【0012】
ガスケット8の軸挿通穴25の下端に軸部21より小径のシール穴28を設け、出力端子9をガスケット8に組み付けた状態において、シール穴28を軸部21で強制的に拡径変形させるので、軸部21や軸挿通穴25の仕上り寸法にばらつきがあったとしても、軸部21とシール穴28を確実に密着させて、両者21・28間の隙間を確実に封止できる。
【0013】
【実施例】
図1ないし図4は、この発明を角形のリチウムイオン二次電池に適用した実施例を示す。図2において、電池は上面が開口する縦長角箱状の電池ケース1と、電池ケース1内に装填される電極体2および電解液と、電池ケース1の開口を塞ぐ封口構造などで構成する。電池ケース1はニッケル板を深絞り加工して形成してあり、正極側の出力端子を兼ねている。その底壁の下面には正極端子板3が溶接してある。電極体2はLiCoO2 を活物質とするシート状の正極と、黒鉛を活物質とするシート状の負極とを、セパレータを間にして渦巻状に巻回した後、全体を電池ケース1の断面形状に合致して断面四角形状に押し潰し変形して形成してあり、その正極シートおよび負極シートのそれぞれから導電タブ4・5を上向きに導出してある。符号17は電極体2の下端周面に巻装した絶縁テープである。
【0014】
封口構造は、電池ケース1の上面開口を塞ぐ蓋6と、蓋6の内側に配置されるプラスチック製のインシュレータ7と、蓋6に対してガスケット8を介してかしめ固定される負極端子(出力端子)9と、負極端子9と同時にかしめ固定される押え板10と、負極用の絶縁板11などで構成する。
【0015】
蓋6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、その板面中央にガスケット8用の取付穴12を長円状に通設し、取付穴12の一側板面に防爆用の開裂ベント13を設け、他側板面に電解液用の注入穴14を通設してなる。取付穴12の上面側の開口周縁壁には、ガスケット8用の受座15が凹み形成してある。開裂ベント13は、断続的に周回する切溝で囲まれていて、ケース内圧が一定値を越えると、切溝が破断してガスを放出する。注入穴14は電解液を注入したのちプラグ16で閉止され、プラグ16を蓋6に対して溶接することにより密封される。
【0016】
図4において、負極端子9は頭部20と、頭部20の下面に突設した軸部21と、軸部21の下端に形成したかしめ軸部22とを有するアルミニウム製の軸体からなる。かしめ軸部22は下向きに開口する筒軸からなり、この筒壁の下半側を拡形し反転状にかしめ変形する。頭部20は、平面視が長円状の端子部20aと、端子部20aの下面に突設した断面円径の首部20bとからなり、首部20bの下面に軸部21を突設してある。これらの首部20bと軸部21との間に、ガスケット8のボス部24を拡径状に変形させる封止部19を設ける。封止部19は下すぼまり状のテーパー面に形成し、テーパー面の傾き角度を45度に設定した。
【0017】
ガスケット8は、長円状のフランジ部23と、フランジ部23の下面に突設した丸軸状のボス部24とを一体に形成したプラスチック成形品からなり、ボス部24の中央に軸部21と嵌合する軸挿通穴25を上下貫通状に通設し、フランジ部23の上面中央に、出力端子9の頭部20を受け入れる凹部26を凹み形成する。軸挿通穴25の上端隅部には、先の封止部19に対応して下すぼまりテーパー状のシール面27を形成する。さらに、軸挿通穴25の下端には、軸部21より小径のシール穴28を周回状に形成する。
【0018】
封口構造の組み付けは次の手順で行う。まずインシュレータ7を電池ケース1に内嵌装着した後、ガスケット8のボス部24を蓋6の取付穴12に挿嵌し、さらに負極端子9を軸挿通穴25に挿嵌する。このとき軸部21はシール穴28を拡径状に変形させるので、両者21・28は隙間なく密着する。この後、軸部21に負極用の絶縁板11を介して押え板10を外嵌し、この状態でかしめ軸部22をかしめ処理することにより、ガスケット8のボス部24が首部20bとかしめ軸部22とで上下に挟持され、拡径状に変形し、同時に上下の挟圧されて圧縮変形する。さらに封止部19がシール面27を介して軸挿通穴25の上部周壁を拡径状に変形させる。加えて、かしめ処理時に軸部21の下部が自由状態時よりも拡径変形して、ボス部24の下部を拡径させる。従って、ボス部24の周面は蓋6の取付穴12に密着して、両者12・24間の隙間を完全に封止できる。
【0019】
上記の組立体の押え板10に負極側の導電タブ5を溶接し、正極側の導電タブ4を蓋6の内面に溶接する。この後、蓋6を電池ケース1に内嵌したうえで、蓋6と電池ケース1との嵌合面を溶接して封止する。最後に注入穴14から電解液をケース内へ注入したうえで、注入穴14にプラグ16を内嵌し溶接して、注入穴14を封止し電池を完成する。
【0020】
軸部21と軸挿通穴25、およびシール穴28の直径寸法は、それぞれを次のように設定する。軸部21の直径は軸挿通穴25の直径寸法と同じか、前者直径が後者直径より僅かに小さくなるようにする。シール穴28の直径寸法は、軸挿通穴25の直径寸法より小さく、さらに軸部21の直径寸法より小さく設定する。より具体的には、軸部21の直径寸法の0.7〜0.9倍の値をシール穴28の直径値とする。
【0021】
上記の実施例では、出力端子9が負極側の端子である場合について説明したがその必要はなく、正極側の端子であってもよい。シール穴28は軸挿通穴25の任意位置に形成でき、必要があれば複数個所に形成することができる。封止部19はテーパー面で形成する以外に、突弧面や凹弧面を縦軸まわりに回転して得られる下すぼまり状の回転面で形成することができる。シール面27の面取り寸法は封止部19の上下寸法と一致させるのが好ましいが、面取り寸法を封止部19の上下寸法より小さく設定することができる。場合によっては、シール面27を省略して、軸挿通穴25の上端開口縁を封止部19で拡径変形してもよい。首部20bを省略して、頭部20の下面に軸部21を突設することができる。
【0022】
【発明の効果】
この発明では、出力端子9の軸部21の突出基端に下すぼまり状の封止部19を設け、出力端子9をガスケット8にかしめ固定した状態において、ボス部24を封止部19で拡径方向と圧縮方向へ同時に変形させ、ボス部24と軸部21および取付穴12とをそれぞれ密着させ、ガスケット8と出力端子9および蓋6との間の隙間を確実に封止できるようにした。従って、従前同様に出力端子9をかしめ固定する構造を採りながら、ガスケット8と出力端子9および蓋6との間を確実に封止して、ガスケットまわりのシール不良に基づく液漏れを一掃でき、その分だけ密閉型電池の信頼性を向上できる。出力端子9およびガスケット8の一部を変更して、ガスケットまわりのシール不良を回避するので、部品数の増加等のコスト増を伴うことなくシール作用を強化できる点で有利であり、液漏れのない密閉型の電池をより低コストで提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図2におけるA−A線断面図である。
【図2】電池の縦断正面図である。
【図3】電池の平面図である。
【図4】出力端子とガスケットを分離した状態の断面図である。
【符号の説明】
1 電池ケース
6 蓋
9 出力端子(負極端子)
19 封止部
20 頭部
21 軸部
22 かしめ軸部
23 フランジ部
24 ボス部
25 軸挿通穴
27 シール面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sealed battery in which a battery case is sealed.
[0002]
[Prior art]
In a sealed battery, the opening of the battery case is sealed with a lid. A negative electrode terminal (output terminal) is fixed to the lid through a plastic gasket so as to penetrate the lid wall inward and outward. The gasket also serves as an insulator that avoids direct contact between the negative electrode terminal and the lid. In many cases, the negative electrode terminal has a head portion exposed on the outer surface of the gasket and a shaft portion fitted into the gasket, and is integrated with the gasket by caulking the lower end of the shaft portion, and is attached to the lid. It is fixed so that it cannot be removed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in a sealed battery in which the negative electrode terminal is caulked and fixed to the gasket, when the lower end of the shaft portion is caulked, the shaft portion is slightly expanded and deformed, and is in close contact with the shaft insertion hole provided in the gasket. Then, the gap between the shaft portion and the gasket is sealed. At the same time, the boss portion of the gasket that is externally fitted to the shaft portion is expanded and deformed, and is closely attached to the mounting hole provided in the lid, thereby sealing the gap between the gasket and the lid.
[0004]
However, the degree of close contact between the shaft part and the shaft insertion hole or the boss part and the mounting hole may vary depending on variations in the finished dimensions of the shaft part, shaft insertion hole, and mounting hole, and variations in the deformation amount of the shaft part during caulking. Insufficient sealing could result in liquid leakage. In particular, in the case of a battery in which internal pressure acts on the battery case, liquid leakage tends to occur.
[0005]
Although it is not impossible to confirm the sealing state of the negative electrode terminal and the gasket after the caulking process, the manufacturing cost of the battery increases accordingly. For example, it is possible to improve the adhesion between the shaft part and the shaft insertion hole using screws, but it is inevitable that the number of parts and assembly man-hours will increase, and in this case also the manufacturing cost will increase. To do.
[0006]
The object of the present invention is to improve the adhesion between the gasket, the output terminal and the lid while adopting a structure in which the output terminal is caulked and fixed to the lid as in the prior art. The purpose is to eliminate leakage and improve the reliability of the sealed battery.
Another object of the present invention is to change the output terminal and a part of the gasket so that the sealing failure around the gasket can be eliminated. Therefore, a sealed battery having excellent reliability with no liquid leakage can be obtained at a lower cost. It is to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The battery of the present invention is premised on a sealed battery in which one output terminal 9 is caulked and fixed to a
[0008]
More specifically, the sealing
[0009]
A
[0010]
[Action]
In the state where the
[0011]
According to the sealing structure in which the sealing
[0012]
Since the
[0013]
【Example】
1 to 4 show an embodiment in which the present invention is applied to a prismatic lithium ion secondary battery. In FIG. 2, the battery is configured by a vertically long rectangular box-shaped battery case 1 whose upper surface is open, an electrode body 2 and an electrolytic solution loaded in the battery case 1, a sealing structure that closes the opening of the battery case 1, and the like. The battery case 1 is formed by deep drawing a nickel plate, and also serves as an output terminal on the positive electrode side. A
[0014]
The sealing structure includes a
[0015]
The
[0016]
In FIG. 4, the negative electrode terminal 9 is made of an aluminum shaft body having a
[0017]
The gasket 8 is made of a plastic molded product in which an
[0018]
The sealing structure is assembled in the following procedure. First, after the insulator 7 is fitted into the battery case 1, the
[0019]
The conductive tab 5 on the negative electrode side is welded to the holding
[0020]
The diameters of the
[0021]
In the above embodiment, the case where the output terminal 9 is a negative terminal is described, but this is not necessary, and it may be a positive terminal. The
[0022]
【The invention's effect】
In the present invention, a sealing
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 2 is a longitudinal front view of a battery.
FIG. 3 is a plan view of a battery.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state where an output terminal and a gasket are separated.
[Explanation of symbols]
1
19
Claims (2)
出力端子(9)は、ガスケット(8)の外面に露出する頭部(20)と、頭部(20)の下面に突設される軸部(21)と、軸部(21)の下端に形成されて、下向きに開口する筒軸になっているかしめ軸部(22)とを備えており、
ガスケット(8)は、頭部(20)と蓋(6)とで挟持されるフランジ部(23)と、蓋(6)に通設した取付穴(12)に内嵌するボス部(24)とを有し、ボス部(24)に軸部(21)と嵌合する軸挿通穴(25)が上下貫通状に通設されており、
軸部(21)の突出基端にボス部(24)を拡径状に変形させる封止部(19)が下すぼまり状に形成されており、
軸挿通穴(25)の下端に、出力端子(9)の軸部(21)より小径のシール穴(28)が周回状に形成されていて、出力端子(9)をガスケット(8)に組み付けた状態において、シール穴(28)が軸部(21)で拡径変形されており、
出力端子(9)のかしめ軸部(22)をかしめ処理することにより、ガスケット(8)の軸挿通穴(25)が出力端子(9)の軸部21に密着し、ガスケット(8)のボス部(24)が蓋(6)の取付穴(12)と密着する密閉型の電池。A sealed battery in which one output terminal (9) is caulked and fixed via a gasket (8) to a lid (6) that closes the opening of the battery case (1),
The output terminal (9) has a head portion (20) exposed on the outer surface of the gasket (8), a shaft portion (21) protruding from the lower surface of the head portion (20), and a lower end of the shaft portion (21). A caulking shaft portion (22) that is formed and is a cylindrical shaft that opens downward ;
The gasket (8) includes a flange portion (23) sandwiched between the head portion (20) and the lid (6), and a boss portion (24) fitted in a mounting hole (12) provided in the lid (6). The shaft insertion hole (25) that fits the shaft portion (21) is passed through the boss portion (24) in a vertically penetrating manner,
A sealing portion (19) for deforming the boss portion (24) into a diameter-enlarging shape is formed in a constricted shape at the protruding proximal end of the shaft portion (21),
A seal hole (28) smaller in diameter than the shaft (21) of the output terminal (9) is formed in a circular shape at the lower end of the shaft insertion hole (25), and the output terminal (9) is assembled to the gasket (8). In this state, the seal hole (28) is deformed to expand in diameter at the shaft portion (21),
By caulking the caulking shaft portion (22) of the output terminal (9) , the shaft insertion hole (25) of the gasket (8) is brought into close contact with the shaft portion 21 of the output terminal (9), and the boss of the gasket (8). A sealed battery in which the portion (24) is in close contact with the mounting hole (12) of the lid (6) .
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