JP4444394B2

JP4444394B2 - 電池

Info

Publication number: JP4444394B2
Application number: JP16560399A
Authority: JP
Inventors: 兼人増本; 秀幸小林
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-06-11
Filing date: 1999-06-11
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2019-06-11
Also published as: JP2000357495A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として、リチウムなどの軽金属を活物質とした電極体を備えるとともに軽金属に対し安定な非水電解液（有機電解液）を用いた電池に関するものであり、詳しくは、その電池における封口構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
非水電解液電池は、リチウムなどの軽金属を負極活物質とし、且つ酸化物などを正極活物質として、一般に帯状の負極と正極との間にセパレータを介在してなる電極体を備えている。この非水電解液電池は、高電圧および高エネルギ密度を有するとともに自己放電が少なく、しかも、極めて長い貯蔵寿命を有するなどの他の電池にない種々の特長を備えていることから、近年において急速に需要が拡大して、多くの電子機器に使用されている。
【０００３】
従来、この種の非水電解液電池としては、図３に示すような封口構造を備えたものが存在する。この電池の外体ケースとなる電池缶１は、有底角筒状になっており、負極端子を兼ねている。この電池缶１には開口部近傍の外周面に環状溝２が形成されている。この電池缶１の内部には電極体３および非水電解液（図示せず）が収容されており、電極体３は、周知であることから図示していないが、正極板と負極板との間にセパレータを介在した構成になっている。
【０００４】
電池缶１の開口部は以下のような構成により封口されている。すなわち、電池缶１における環状溝２の形成によって内部に膨出形成された環状の支持部４には、電池缶１の開口部から挿入されたリング状の受け部材７が当接支持されている。この受け部材７上には、電極体３の正極から導出された正極リード体８の先端が溶接により電気的接続されたプレート９と、このプレート９上に電気的接続状態に載置されて正極外部端子となるキャップ１０とが、各々の周端部を覆う絶縁ガスケット１１を介して電池缶１に対し電気的に絶縁された状態に載置されている。
【０００５】
そして、電池缶１の開口部は、プレート９、キャップ１０および絶縁ガスケット１１を挿入した状態において内方にかしめ加工することにより、プレート９および絶縁ガスケット１１によって液密に封止されている。プレート９の一部には薄肉状の安全弁体１２が形成されており、この安全弁体１２は電池内圧の上昇により破断してキャップ１０のガス放出孔１３を通じてガスを外部に放出するためのものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特に、上述のような非水電解液電池では非水電解液の電池缶１からの漏液を確実に防止する必要があり、上記の電池では、絶縁ガスケット１１のプレート９に対する当接面におけるかしめ加工時の圧縮ポイントとなる箇所に環状突起１４を設けて、かしめ加工時に環状突起１４を圧縮変形させてプレート９に密着させることにより、非水電解液の漏液を防止するよう封止している。しかしながら、この封口構造は、電池の一般的な使用状態においては問題が生じないが、高温状態などの過酷な条件下において長時間保存する場合には、比較的柔軟な樹脂などの素材からなる絶縁ガスケット１１が高温の影響を受けて変形し易いため、十分な封口耐圧を確保することができず、耐漏液特性が不十分となる欠点がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、構成の複雑化を招くことなく、電池にとって過酷な条件下で長時間保存する場合においても十分な封口耐圧を確保して漏液を確実に防止することのできる電池を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の電池は、
電極体および電解液を内部に収容した電池缶と、
前記電池缶の開口部の外周面に形成された環状溝によって前記電池缶の内側に膨出形成された環状の支持部で当接支持されたリング状の受け部材７と、
前記電極体から導出したリード体が電気的接続され、前記受け部材上に配置されたプレートと、
前記プレートに電気的接続状態に当接して配置されて外部端子となるキャップと、
前記プレートおよびキャップの各々の周端部を覆って、前記受け部材と前記電池缶の内壁および開口部内に支持され、前記電池缶の開口部の内方へのかしめ加工により前記開口部を前記プレートと共に液密に封止する絶縁ガスケットとを備え、
前記プレートにおける周端部に、前記かしめ加工時に付加された圧力によって前記絶縁ガスケット内に食い込む先端が尖った環状の封止用突出部が一体形成された構成になっている。
【０００９】
この電池では、プレートに設けた封止用突出部が、比較的柔軟な素材からなる絶縁ガスケットに対して電池缶のかしめ加工時に強固に食い込むとともに、剛性の高いプレートに形成されていることから、高温状態においても変形することなく、絶縁ガスケットに対する食い込み状態を確実に保持するので、封口耐圧が格段に向上して電解液の漏液を確実に防止できる。しかも、この封口構造は、プレートに封止用突出部を一体形成するので、部品点数が増えないことから、コストアップを招くことがない。
【００１０】
上記発明の電池において、絶縁ガスケットにおける電池缶の開口部のかしめ加工時の圧縮ポイントとなる箇所の内周側に、前記かしめ加工時の圧縮変形により前記プレートに密着する環状の封止用突出部が一体形成されている構成とすることが好ましい。
【００１１】
これにより、プレートの封止用突出部を備えているのに加えて、絶縁ガスケットにも封止用突出部を設けているので、この２重の封止手段により封口耐圧特性がさらに向上して電解液の漏液を一層確実に防止できる。しかも、この電池の封口構造は、プレートおよび絶縁ガスケットにそれぞれ封止用突出部を一体形成するので、従来電池に比較して部品点数が増えず、また、プレートの封止用突出部および絶縁ガスケットの封止用突出部は共に電池缶の開口部のかしめ加工時にそれぞれ同時に絶縁ガスケットへの食い込みおよびプレートに密着し、工数も増えず、何らコストアップにならない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る電池を示す要部の縦断面図であり、同図において、図３と同一若しくは同等のものには同一の符号を付して、その説明を省略する。この電池が図３の従来電池と相違する点は、絶縁ガスケット１１に環状突起１４を形成せずに、プレート９の下面周端部に、先端が尖った環状の封止用突出部１７を形成して、電池缶１の開口部のかしめ加工時に封止用突出部１７を絶縁ガスケット１１に食い込ませるようにした構成のみである。
【００１３】
したがって、剛性の高い金属製のプレート９に設けた封止用突出部１７は、先端が尖った形状を有していることから、電池缶１の開口部のかしめ加工時において比較的柔軟な素材からなる絶縁ガスケット１１に対して強固に食い込むとともに、その食い込んだ状態を確実に保持する。そのため、従来電池の場合には比較的柔軟な素材からなる絶縁ガスケケット１１に設けた環状突起１４は高温状態が継続した場合などにおいて更に柔軟化して変形し易いのに対し、金属製のプレート９に設けた封止用突出部１７は、高温状態においても変形することなく、絶縁ガスケット１１に対する食い込み状態を確実に保持するので、封口耐圧が格段に向上して電解液の漏液を確実に防止できる。しかも、この封口構造は、プレート９に封止用突出部１７を一体形成するだけであって部品点数が増えないことから、コストアップを招くことがない。
【００１４】
実験結果によると、図３の従来電池では、封口耐圧特性の最大値が12ｋｇ／ｃｍ²であって、85℃の環境下に放置して耐漏液特性を観察したところ、１週間〜２週間で電解液の漏液が発生した。これに対し第１の実施の形態の図１の電池では、封口耐圧特性が１７〜２１ｋｇ／ｃｍ²と従来電池よりも向上し、85℃の環境下に放置して耐漏液特性を観察したところ、２週間が経過した時点で電解液の僅かな漏液が発生した。通常、電池を85℃の環境下に２週間もの間放置することは実際上あり得ないので、上記実施の形態の電池は十分な耐圧特性を有したものであるといえる。
【００１５】
図２は本発明の第２の実施の形態に係る電池を示す要部の縦断面図で、同図において図１と同一若しくは同等のものには同一の符号を付して、その説明を省略する。この電池が図１の電池と相違する点は、絶縁ガスケット１１のプレート９に対する当接面におけるかしめ加工時の圧縮ポイントとなる箇所の内周側に、環状の封止用突出部１８を設けて、かしめ加工時に封止用突出部１８を圧縮変形させてプレート９に密着させた構成のみである。
【００１６】
したがって、この電池では、第１の実施の形態の電池と同様に、プレート９の封止用突出部１７を備えているのに加えて、絶縁ガスケット１１にも封止用突出部１８を設けているので、剛性の高い金属製のプレート９に設けた封止用突出部１７が比較的柔軟な素材からなる絶縁ガスケット１１に対して強固に食い込んでその状態を確実に保持するとともに、絶縁ガスケット１１の封止用突出部１８が電池缶１の開口部のかしめ加工時に圧縮変形してプレート９に密着し、この２重の封止手段により、封口耐圧特性がさらに向上し、非水電解液の漏液を一層確実に防止できる。
【００１７】
実験結果によると、図３の従来電池では、上述のように、封口耐圧特性の最大値が12ｋｇ／ｃｍ²であって、85℃の環境下に放置して耐漏液特性を観察したところ、１週間〜２週間で電解液の漏液が発生した。これに対し第２の実施の形態の図２の電池では、封口耐圧特性が常に２０ｋｇ／ｃｍ²以上と第１の実施の形態の電池よりもさらに向上し、85℃の環境下に放置して耐漏液特性を観察したところ、２週間以上経過した時点でも電解液の漏液が全く発生しなかった。
【００１８】
しかも、上記電池の封口構造は、プレート９に封止用突出部１７を一体形成し、且つ絶縁ガスケット１１に封止用突出部１８を一体形成するので、従来電池に比較して部品点数が増えず、また、プレート９の封止用突出部１７および絶縁ガスケット１１の封止用突出部１８は、共に電池缶１の開口部のかしめ加工時にそれぞれ同時に絶縁ガスケット１１への食い込みおよびプレート９への密着を行うので、工数も増えないから、何らコストアップにならない。
【００１９】
なお、上記実施の形態では非水電解液電池について説明したが、本発明の封口構造は非水電解液電池以外の電池にも適用できるのは言うまでもなく、また、角形以外に円筒形の電池缶を有する電池にも適用できる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように本発明の電池によれば、プレートにおける周端部に、電池缶の開口部のかしめ加工時に付加された圧力によって絶縁ガスケット内に食い込む環状の封止用突出部を一体形成した構成としたので、封止用突出部が、比較的柔軟な素材からなる絶縁ガスケットに対して電池缶のかしめ加工時に強固に食い込むとともに、剛性の高いプレートに形成されていることから、高温状態においても変形することなく、絶縁ガスケットに対する食い込み状態を確実に保持し、封口耐圧が格段に向上して電解液の漏液を確実に防止できる。しかも、この封口構造は、プレートに封止用突出部を一体形成するので、部品点数が増えないことから、コストアップを招くことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電池を示す要部の縦断面図。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る電池を示す要部の縦断面図。
【図３】従来の電池を示す一部の縦断面図。
【符号の説明】
１電池缶
３電極体
８リード体
９プレート
１０キャップ
１１絶縁ガスケット
１７プレートの封止用突出部
１８絶縁ガスケットの封止用突出部

Claims

電極体および電解液を内部に収容した電池缶と、
前記電池缶の開口部の外周面に形成された環状溝によって前記電池缶の内側に膨出形成された環状の支持部で当接支持されたリング状の受け部材７と、
前記電極体から導出したリード体が電気的接続され、前記受け部材上に配置されたプレートと、
前記プレートに電気的接続状態に当接して配置されて外部端子となるキャップと、
前記プレートおよびキャップの各々の周端部を覆って、前記受け部材と前記電池缶の内壁および開口部内に支持され、前記電池缶の開口部の内方へのかしめ加工により前記開口部を前記プレートと共に液密に封止する絶縁ガスケットとを備え、
前記プレートにおける周端部に、前記かしめ加工時に付加された圧力によって前記絶縁ガスケット内に食い込む先端が尖った環状の封止用突出部が一体形成されていることを特徴とする電池。
絶縁ガスケットにおける電池缶の開口部のかしめ加工時の圧縮ポイントとなる箇所の内周側に、前記かしめ加工時の圧縮変形により前記プレートに密着する環状の封止用突出部が一体形成されている請求項１に記載の電池。