JP4507481B2

JP4507481B2 - 角型電池とその製造方法

Info

Publication number: JP4507481B2
Application number: JP2002043024A
Authority: JP
Inventors: 勲藤原
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-02-20
Filing date: 2002-02-20
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2022-02-20
Also published as: JP2003242957A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、角型電池およびその製造方法に関するもので、角型電池の極板群から引出したリードの蛇行状への折り曲げ精度を向上させることで、リードの高精度な位置決めを行ない、リードの他の部材への接触に起因した密閉式角型電池の内部短絡を防止するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６および図７は、本出願人が先に提案した角型電池の正面断面図およびリードの折り曲げ手順を示した工程図である。
【０００３】
これらの図を用い、本出願人が先に提案した角型電池での電池ケース９内の極板群８から引出したリード１ａの折り曲げ、蛇行状への折り畳みと電池内部空間におけるその位置決め方法をまず説明する。
【０００４】
図７（Ａ）に示すように電池ケース９内の極板群８から引出したリード１ａの先端を封口板５に設けた内部端子６に接続する。ついで電池の内部空間にリード１ａを収納するために、図７（Ｂ）に示すようにリード１ａの先端部を封口板と共にチャック１２で掴み、リード１ａの長さ方向の中央部分にヘラ１３，１４を押し当て、図７（Ｃ）のようにまずヘラ１４ついで１３でリード１ａを押し込みながら、図７（Ｄ）のようにチャック１２をおよそ６０度回転させる。
【０００５】
そして図７（Ｅ）のようにチャック１２およびヘラ１３，１４をはずし、図６のように封口板５を電池ケース９の開口部に合致するよう平行に位置させ、封口板５を電池ケース９の開口部へ挿入する。この過程で、ヘラ１３，１４で折り曲げられたリード１ａは、極板群８上部の空間に蛇行状に折り畳まれて収容される。
【０００６】
この後、封口板５と電池ケース９とをレーザー溶接することで、角型電池が完成される。なお、図６中、２はリベット状外部端子で上部ガスケット３を介して封口板５の透孔を貫通し、下部ガスケット４，内部端子６をかしめ固定している。７は極板群８の上部に配した長皿状の絶縁枠体であり、正，負のリードを引き出すスリットを備えている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような角型電池のリード折り曲げ方法では、リードの折り曲げ部位置を正確に定めることができず、折り曲げられたリードが端子周囲の絶縁部材を乗り越えて封口板や電池ケースの内面と接触し、内部短絡を引き起こすという問題があった。
【０００８】
また近年極板群の高性能化が進み、同じ容量であれば軽薄短小な電池ケースの要請が高まってきた。特に、薄い電池ケースの場合上述のようなリード折り曲げ方法では、一層内部短絡を引き起こす頻度が高くなるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記の問題を解決するものであり、電池ケースを封口板で閉鎖する際にリードを蛇行状とする折り曲げ精度を向上させ、蛇行状に折り畳んだリードを絶縁枠体の内部空間に封口板や電池ケース内面と接触することなく収容して、電池の内部短絡を生じないようにすることを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の角型電池は、電池ケース内部に収容される極板群と、この極板群の一方極より引き出されたリードの先端部と接続する内部端子とリベット状外部端子からなる端子部分をもち、かつそれ自体はケースの開口部を閉鎖する封口板とその封口板と前記内部端子との間に介在する絶縁枠体とからなり、前記リードは所定の間隔をおいて少なくとも２ヵ所に折り曲げ部を備えていて、封口板による電池ケース閉鎖時に折り曲げ部で折り畳まれて蛇行状を呈したリードを、極板群上部、封口板および電池ケース上部により形成される電池ケースの内部空間に配置した前記絶縁枠体の内部空間に封口板や電池ケース内面と接触することなく収容したものである。
【００１１】
さらに本発明は、封口板下面に設けた絶縁枠体の下部側面の外側にテーパを形成し、封口板による電池ケース閉鎖時に封口板と連結された絶縁枠体が電池ケースの開口部に挿入しやすく補助し、また絶縁枠体の下部側面の内側にテーパを形成してリードを収納しやすくし、折り曲げ部で折り畳まれて蛇行状を呈したリードの大半を枠体内部に収容して電池ケース等との接触を確実に防止したものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施の形態による幅２９．５ｍｍ，厚さ４．０ｍｍ，高さ４７．５ｍｍのリチウムイオン角型電池で、電池内に折り畳まれたリード等の収納状態を示す側断面図である。図２は、本発明角型電池の極板群から引き出された負極リードの折り曲げ手順を示す工程図である。図３は本発明の種々の絶縁枠体４をその使用状態を上下反転させて見た斜視図である。
【００１４】
図２（Ａ）に示すように極板群８の上方へ負極リード１ａを垂直に引き出す。次に、図２（Ｂ）に示すようにリード１ａに所定の間隔をおいて少なくとも２ヵ所好ましくは▲１▼，▲２▼，▲３▼で示す３ヵ所の折り曲げ部を設ける。この場合折り曲げ部は筋付けもしくは、一対の金型（図示せず）によって行う折り曲げ成形により形成される。この折り曲げ成形直後にリード上端の余剰リード１ｂ部分を切り捨てる。リードが短すぎると封口板５側の内部端子６との接続に支障がでるので、所要長さを保ち、余剰部のみ切り捨てる。
【００１５】
次に、図２（Ｃ）に示すように封口板に組み付けられた内部端子６にリード先端を接続する。
【００１６】
図４に示す正極リード１ｃに付いても負極リード１ａと同じようにリードの折り曲げ加工をおこなう。正極リード１ｃは封口板５の内側に直接接続され、次いで、図２に示すように封口板を水平方向に９０度回転し、かつ極板群に近づける。
【００１７】
以上のようして組み立てられた極板群８と封口板５のうち、極板群を図１に示すように電池ケース９に収容し、封口板５を電池ケース９の開口部に合致するように挿入する。この過程でリード１ａ，１ｃはともに蛇行状に折り畳まれる。この後、封口板と電池ケースをレーザー溶接する。
【００１８】
以上のように本発明は、角型電池ケースの内部に収容される極板群の一方極より引き出され、封口板に設けた端子部分のうち内部端子に先端部が接続されるリードの改良を特徴としたもので、リードに所定の間隔をおいて少なくとも２ヵ所（好ましくは３ヵ所）の折り曲げ部を設け、封口板によるケース閉鎖時にこのリードは折り曲げ部で折り曲げられ蛇行状に折り畳まれた状態で、絶縁枠体の内部空間に他と接触することなく収容したものである。
【００１９】
リード、特に負極リード１ａは電池ケース９内面や封口板５下面と接触することのないよう、その絶縁隔離を図るために封口板５下面に設けた絶縁枠体４の内部に収容する。
【００２０】
絶縁枠体４は、その形状のいくつかを図３に示した。基本的な構成は、図３（Ａ）に示すようにポリプロピレンなどの合成樹脂の成形品でリベット状の外部端子２によって内部端子６とともに封口板５にかしめられる孔４ａ基部４ｂの一端にもち、他端には蛇行状に折り畳まれるリード１ａの絶縁確保を図る一対の対向した枠突片４−１を設けたものである。同（Ｂ）は枠突片４−２間を２つの植桟で補強したもの。同（Ｃ）は桝形枠突片４−３としたもの。同（Ｄ）は枠突片４−４間を１つの植桟で補強したもの。同（Ｅ）は枠突片４−５をリブで補強したもの。同（Ｆ）は枠突片４−６の先端部を両テーパにし、枠突片４−６が電池ケース９収容し易くするとともに折り畳まれたリードが枠突片４−６間に収容し易くするためのものである。なお、（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）には内部端子６が挿入できる矩形状の孔が植桟の一方に設けられている。また、（Ｆ）の枠突片先端に設けたような内外のテーパを（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）などの枠突片に設けることも可能である。
【００２１】
いずれの絶縁枠体４も封口板による電池ケース開口部の封口過程時に、リ−ドを蛇行状に折り曲げ、折り畳み状態にしつつその大半を絶縁枠体の内部に収容する。
【００２２】
リードを精度よく蛇行状に折り曲げるには、折り曲げる位置を的確に規定する必要がある。そのためには折り曲げ部を形成して、この部分でのみ折り曲がるようにするとよい。折り曲げる位置の規定には、金型でくせ付けして折り曲げ部を形成するほか、例えば、平らな状態で残す部分に補強リブや畝部分を設け、この部分を折り曲がらないようにして、リブ等の形成されていない部分で選択的に折り曲げることもできる。
【００２３】
このようにすれば、リードの蛇行状への折り曲げとケース内空間における高精度な位置決め収納の実現により、リードの電池ケース等への接触に起因した内部短絡の発生を防止できる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、角型電池の厚みの薄型化に伴い、リードの厚さに対する折り曲げの折部の半径が小さい場合でも、成型後のスプリングバックの低減が図れることにより、高精度のリード位置決めを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す角型電池の側断面図
【図２】（Ａ）本発明電池の極板群と負極リードの折り曲げ開始前を示す図
（Ｂ）同負極リード折り曲げ成形状態を示す図
（Ｃ）同封口板の内部端子と負極リードとの接続を示す図
（Ｄ）同電池ケース挿入前の極板群と封口板の位置を示す図
【図３】（Ａ）本発明の基本的な枠突片を有する絶縁枠体を示す斜視図
（Ｂ）同枠突片間を２つの植桟で補強した絶縁枠体を示す斜視図
（Ｃ）同桝形枠突片を有した絶縁枠体を示す斜視図
（Ｄ）同枠突片間を１つの植桟で補強した絶縁枠体を示す斜視図
（Ｅ）同枠突片をリブで補強した絶縁枠体を示す斜視図
（Ｆ）同枠突片の先端部を両テーパにした絶縁枠体を示す斜視図
【図４】角型電池の正面からの破断面図
【図５】本発明による電池の分解斜視図
【図６】従来電池の側断面図
【図７】（Ａ）従来電池の封口板と負極リードの接続を示す図
（Ｂ）同電池の折り曲げ用チャックおよびヘラの初期配置図
（Ｃ）同電池の折り曲げ第一段階図
（Ｄ）同電池の折り曲げ第二段階図
（Ｅ）同電池のチャックおよびヘラを取り外した後の折り曲げ状態図
【符号の説明】
１ａリード（負極リード）
２外部端子
４絶縁枠体
５封口板
６内部端子
８極板群
９電池ケース
１０端子板
１１封止栓

Claims

角型電池ケースと、その内部に収容される極板群と、極板群の一方極より引き出されたリードと接続する内部端子とリベット状外部端子からなる端子部分をもち、かつそれ自体は前記電池ケースの開口部を閉鎖する封口板と前記封口板と内部端子との間に介在する絶縁枠体を備えた角型電池の製造方法において、前記極板群の一方極より引き出されたリードに予め所定の間隔をおいて少なくとも２ヵ所に折り曲げ箇所を規定する折り曲げ部を設け、前記リードの他端を前記封口板に設けた内部端子部に接続した後、前記封口板を極板群に近づけるにつれて前記リードの折り曲げ部で折り曲げて蛇行状に折り畳みながら前記絶縁枠体の内部空間に収容した後に、組み立てられた前記封口板と極板群とを前記角型電池ケースに収納して前記封口板と角型電池ケースとを接合一体化する角型電池の製造方法。
前記リードの折り曲げ部は、リード他端を封口板の内部端子部に溶接する前に、金型によって設けられる請求項１記載の角型電池の製造方法。
前記リードは、リード面が極板群の長側面と平行に外部に引出され、所定の間隔をおいて設けられた折り曲げ部で折り曲げられて、蛇行状態で極板群の上部で前記極板群の厚さ方向に配置される請求項１または２に記載の角型電池の製造方法。
角型電池ケースの内部に収容される極板群より引き出されたリードを封口板に設けた内部端子に接続し、電池ケースの内部空間に前記リードを収納する角型電池において、極板群の一方極より引き出されたリードと接続する前記内部端子とリベット状外部端子からなる端子部分をもち、前記角型電池ケースの開口部を閉鎖する封口板の下面に設けられ前記リードが封口板および角型電池ケース内面と接触するのを防止する下部側面にテーパを形成した絶縁枠体とからなり、前記極板群の一方極より引き出されたリードは所定の間隔をおいて少なくとも２ヵ所に折り曲げ部を備え、前記封口板による角型電池ケースの開口部の閉鎖時に、前記リードの折り曲げ部で折り畳まれて蛇行状を呈し、その大半部分が前記絶縁枠体内に収容されている角型電池。
絶縁枠体の側面には補強用のリブが設けられた請求項４記載の角型電池。
絶縁枠体の下部側面には、テーパが内側および／または外側に設けられている請求項４または５記載の角型電池。