JP5210137B2 - 二次電池用円形容器 - Google Patents

Description

本発明はリチウムイオン二次電池などの二次電池用の、筒状容器の軸方向に直角な断面が円形である、円形容器（円筒型容器あるいは円筒状容器とも言う）に関する。

近年、負極活物質としてリチウムイオンを用いた、繰り返し充電や放電（充放電）が可能な、リチウム二次電池は、高エネルギー密度で高電圧であることから、パソコンや携帯機器などの電源として広く使用されている。また、環境に配慮した自動車として電気自動車及びハイブリッド自動車の開発が進む中、リチウム二次電池は自動車用電源としての適用も検討されている。

このような自動車の動力用電源としては、繰り返し放電可能性の他に、小型、高体積エネルギー密度、高重量エネルギー密度で、かつ高い安全性が求められている。また、上記の性能を備えた上で、さらに安価であって、生産性が高く、大量生産が可能なものが求められている。

このような要求のもとに、リチウムイオン二次蓄電池は、電解液として有機溶媒を用いた非水電解質二次電池であり、負極活物質としてリチウムイオンの吸蔵・放出が可能なリチウム−アルミニウム合金や炭素材料などから構成され、充放電のリサイクル寿命が長い。

これらリチウムイオン二次蓄電池などでは、用いる溶媒によりリチウムイオンの挿入脱離量、すなわち負極容量が大幅に変化することが知られており、粘性の低い溶媒、例えばジメチルカーボネートやジエチルカーボネートの混入が推奨されていることや、系内への水分の混入を極度に嫌う。このため、二次電池用円筒型容器は、そのケース全体を完全に密閉構造とする必要がある。

また、電池が過充電された場合、溶媒の分解が生じると、電池が発熱したり、分解によるガスにより電池の内圧が上昇したりする恐れがある。したがって、二次電池用容器には、内部の正圧や、前記圧力上昇に耐える、耐圧性乃至耐圧安全性が求められる。

従来、特許文献１に示すように、二次蓄電池などに用いられている、アルミニウム板や鋼板からなる金属容器は、電池の積載効率を上げるために、大抵、容器の形状（筒状容器の軸方向に直角な断面が角形）は角形形状となっており、四隅と四辺とを有する四角形をした、角形容器となっている。特に、車載される電池用容器は多数の小型金属容器を直列に接続し、所定の電圧を得る特殊な構造になっているため、電池の積載効率を上げるために、角形容器が用いられる。なお、角形容器は、角筒型容器あるいは角筒状容器とも言う。

このような角形電池用容器は、一般に、鋼板やアルミニウム板を円盤状に打ち抜きブランクとし、ＤＩ（Ｄｒａｗｉｎｇ ａｎｄ Ｉｒｏｎｉｎｎｇ）成形等の加工法により、有底の角形缶胴部（ＤＩ缶）を形成し、さらに、缶胴部の上部の開口部に天蓋を重ね，両者をYAGレーザー溶接などの接合法により封止した２ピース缶とされる。

しかしレーザー溶接の生産性はその前工程であるプレス工程などと比べると一般に低いため，大量生産が前提となる電池用容器においてはレーザー溶接はコスト増加の原因となっていた。これに対し、角形容器乃至円形容器における別の封止（密封）方法としては、缶詰や飲料缶などにおいて使用されている二重巻き締め法が用いられており、この二重巻き締め法による封止手段は、長期間にわたる信頼性が蓄積されていて、安価でしかも高速かつ生産性に優れているという特徴を有する。

また、前記鋼板やアルミニウム板などの金属板の缶胴部への成形性向上のために、これも缶詰や飲料缶などにおいて使用されている、予め金属板に樹脂をラミネートした樹脂被覆アルミニウム板が用いられている。そして、このラミネート樹脂は前記巻き締めの部分にも介在して、絶縁体あるいはシール材としても機能する。

このような、前記底部が一体に成形されたＤＩ缶胴部と天蓋との２ピース缶に対して、特許文献２、３に示すように、前記底部を底蓋として別途構成した３ピースの角形容器（角形缶、角筒缶）も提案されている。これらの３ピース缶では、円形のブランクを深絞りして缶底、缶胴Ｄ１を有する有底円形缶に成形し、トリミング工程により有底円形缶の上端の開口部周縁と缶底とを切断し、缶胴Ｄ１から切り離す。そして、両端が完全に開口した缶胴Ｄ１をリフォーム工程により、円筒状の胴断面から角形形状の胴断面に変形させる。その後、ネッキング工程により、角型缶胴部の両端開口部の周囲を狭めて、角形缶胴部の内側に変形させたネック部を形成し、フランジング工程により、前記ネッキング工程で狭められた両端のネック部を、開口部全周にわたり外方に広げてフランジを形成する。このフランジは、天蓋及び底蓋を取り付ける二重巻締めにおいて、角形缶胴部の端部巻締め代となる。その上で、底蓋を角形缶胴部の一方の開口端部に二重巻締めして、発電要素を充填した後に、角形缶胴部の一方の開口端部に二重巻締めして、天蓋を取り付ける。したがって、二重巻締めとは、互いの巻締め代である前記蓋の周縁部と前記胴部の開口端部フランジとの２枚を、一緒に重ね合わせて巻締めることである。

前記特許文献２自体は、リチウムイオン二次蓄電池の内容物として封入されている、高腐食性のプロピレンカーボネート塩を主成分とする電解液の浸食による、前記ラミネート樹脂の剥離を防止するために、特定の二軸延伸したポリエステルフィルムをラミネートするものである。また、前記特許文献３自体は、二次電池用容器（缶）の成形性や耐圧性のために、使用するアルミニウム板の硬度などを規定するものである。
特開２００２−３４３３１０号公報 特開２００６−３２４０５９号公報 特開２００６−３２１５０８号公報

前記した通り、現在用いられているリチウムイオン二次蓄電池などに用いられている金属容器は、電池の積載効率を上げるために、容器の形状は角形となっている。そして、この角形缶（容器）内に、リチウムイオン二次電池を構成する、金属箔の上に活物質（正極活物質及び／又は負極活物質）を塗布した電極（正極及び／又は負極）をセパレータを介して分離しながら捲回あるいは積層する。

しかし、同じ二次電池の容器の内容積の大きさであれば、これらの角形容器よりも、円形容器の方が、筒状容器の軸方向に直角な断面が円形であるので、容器一個当たりの前記捲回あるいは積層された電極の収容効率は高くなる。このため、複数の電池の積載効率は角形容器よりも劣るかもしれないが、自動車用電池のように、一個当たりの二次電池に、高出力、高エネルギー密度が要求される場合には有効である。

ただ、このような円形容器となって、二次電池の一個当たりの出力、エネルギー密度が高くなるほど、前記した電池の過充電などによる、内部の正圧や、前記圧力上昇に耐える、耐圧性乃至耐圧安全性が、ますます求められる。また、二次電池の容器として、これら耐圧性乃至耐圧安全性などの特性を満たしても、大量生産が必要な二次電池の容器としては、安価であって、容器の生産性が高い（特に成形工程あるいは溶接工程における生産性が高い）ことが必須である。

したがって、本発明は、生産性が高いことを前提に、二次電池の容器が円形容器であっても、内部の正圧や、前記圧力上昇に耐える、耐圧性乃至耐圧安全性を有する二次電池用円形容器を提供しようとするものである。

この目的を達成するために、本発明二次電池用円形容器の要旨は、円筒状のアルミニウム製胴部と、この胴部の一方の開口端部に巻き締めされた金属製円形蓋との、２ピースからなる二次電池用円形容器であって、前記アルミニウム製胴部は、他方の端部に成形により一体に形成した円形の底部を有するとともに、前記開口端部にはネック部とこのネック部から張り出すフランジ部とが形成され、このフランジ部と前記金属製円形蓋の周縁部とが二重巻き締めされて接合されており、前記円形の底部が周縁部と中央部のドーム状の凹みとを併せて有し、前記周縁部が円環状の凸部と前記胴部の径よりも小径であるネック部とから構成され、このネック部を介して前記胴部の下方とつながっている耐圧構造とされたこととする。

ここで、前記アルミニウム製胴部が、樹脂フィルムを少なくとも前記円形容器内面側にラミネートしたアルミニウム板を成形してなり、前記フランジ部と前記金属製円形蓋の周縁部との二重巻き締めが、この樹脂フィルムを介して行われていることが好ましい。また、前記金属製円形蓋が、樹脂フィルムを少なくとも前記円形容器内面側にラミネートした金属板を成形してなり、前記フランジ部と前記金属製円形蓋の周縁部との二重巻き締めがこの樹脂フィルムを介して行われていることが好ましい。

また、前記金属製円形蓋が鋼製であるか、アルミニウム製であることが好ましい。更に、前記二次電池用円形容器がリチウムイオン二次電池用であることが好ましい。

本発明は、耐圧性乃至耐圧安全性向上のために、二次電池用の円形容器を２ピースからなるものとする。即ち、円筒状のアルミニウム製胴部と、この胴部の一方の開口端部（開口部）に巻き締めされた金属製円形蓋とからなる２ピースの容器として、各ピース（部材）の巻き締め部やシーム部（溶接部）などの接合部を減らす。この際、この２ピースにするための必須条件として、前記アルミニウム製胴部の他方の端部に、素材アルミニウム板の成形により、円形の底部を前記胴部ともに、同じアルミニウム板から一体に形成する。

そして、本発明は、前記円筒状のアルミニウム製胴部と、前記金属製円形蓋との、各ピース同士の接合部の耐圧性乃至耐圧安全性向上のために、前記アルミニウム製胴部の開口端部の、前記ネック部を介して形成した、前記フランジ部を、前記金属製円形蓋の周縁部と二重巻き締めして接合する。

これによって、従来の角形（角筒形）の２ピースあるいは３ピースの容器よりも、前記電極（正極及び／又は負極）の収容効率を高くできる。このため、自動車用電池のように、高出力、高エネルギー密度が要求される場合に有効となる。また、二次電池の一個当たりの出力、エネルギー密度が高くなっても、前記電池の過充電などによる、内部の正圧や、前記圧力上昇に耐える、耐圧性乃至耐圧安全性が優れる。

また、大量生産が必要な二次電池の容器としても、同じような２ピースの円筒形容器である、アルミニウム製飲料缶のＤＩ缶成形の技術やノウハウ、あるいは設備を用いることができ、容器の特に成形工程などの生産性が高い。

以下、本発明の丸形電池用容器の実施態様について、図を用いて詳細に説明する。先ず、図１〜４は、各々本発明の二次電池用円形容器の具体的な態様を示す断面図（筒状容器の中心軸を通り、この中心軸に平行な断面）である。そして図１〜４は、筒状容器の中心軸を挟んで左右に対称な構造であって、筒状容器の中心軸から右半分のみを示す断面図である。

円形容器の構成：
図１〜４の二次電池用円形容器１は、共通して、円筒状のアルミニウム製胴部２と、この胴部の一方の開口端部４（以下、単に開口部４とも言う：各図の上側端部）に巻き締めされた金属製円形蓋２０との、２ピースからなる。このアルミニウム製胴部２は、他方の端部（各図の下側端部）に、素材アルミニウム板の成形によって、同じアルミニウム板から一体に形成した、円形の底部３（各図の下側）を有する。その一方で、アルミニウム製胴部２の開口端部４には、この胴部径よりも小径であるネック部（首部）５と、このネック部５から更に外方に張り出すフランジ部６とが形成されている。そして、このフランジ部６と金属製円形蓋２０の周縁部２１とが、図示する通り、互いの折り返しも含めて挟み込み合った二重巻き締めされて接合されている。

このような２ピース構造からなる円形容器とすることで、各ピース（部材）の巻き締め部やシーム部（溶接部）などの接合部が減り、二次電池用の容器としての耐圧性乃至耐圧安全性が向上する。

また、図１〜４の二次電池用円形容器１は、好ましくは、アルミニウム製円筒状胴部２の円形の底部３形状（構造）が平ら（平坦）ではなく、凹凸を有する耐圧構造とされている。即ち、底部３の周縁部が、円環状の凸部８と、円筒状胴部２の径よりも小径であるネック部７とから構成され、このネック部７を介して胴部２の下方とつながっている。そして、底部３は中央部（頂部）がドーム状の凹みとされている。この底部３は平らな形状であっても良い。しかし、底部３がこのような凹凸形状を有することで、底部３が平らな形状である場合に比して、二次電池用の容器としての耐圧性乃至耐圧安全性がより向上する。

発電要素：
なお、この金属製円形蓋２０の二重巻き締めによる密閉の前に、円形容器１内や円形蓋２０に、発電要素が装着される。発電要素として、金属箔の上に活物質（正極活物質及び／又は負極活物質）を塗布した電極（正極４０及び負極４１）を、セパレータ４２を介して分離しながら、円形容器に合わせた、円形の渦巻き状に捲回あるいは積層した公知の電極が、予め円形容器１内に収容される。この正極には、例えばリチウムコバルト複合酸化物（ＬｉｘＣｏＯ２）などの公知の汎用電極、負極には黒鉛電極などの公知の汎用電極が使用できる。また、図示はしないが、容器内側には電解液として公知の、例えば、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとを混合し、六フッ化燐酸リチウムを添加するなどの、プロピレンカーボネート塩を主成分とする、公知の有機溶媒が充填される。

ここで、図１は、金属製円形蓋２０が、アルミニウム製円筒状胴部２同様、アルミニウム板の成形品からなる。このようなアルミニウム同士（同種）の蓋と胴の場合、正極側となる円形の底部３の容器１内側には、発電要素として、公知の正極４０が、集電板を介して予め結合されている。負極側となるアルミニウム製円形蓋２０には、中央部に貫通孔２３が設けられた上で、環状の絶縁体４５などを介して電極４３が設けられると共に、発電要素として、公知の負極４１が集電板を介して電極４３に予め結合される。

また、図２は、金属製円形蓋２０が、アルミニウム製胴部２とは異材の、鋼板の成形品からなる。このような異種金属同士の蓋と胴の場合、正極側となる円形の底部３の容器１内側の集電板や正極４０の構成は、図１、３の場合と同じであるが、負極側となる鋼製円形蓋２０には、発電要素として、公知の負極４１が集電板を介して，容器内側に直接（絶縁体を介さずに）結合される。

二次電池円形容器の向きや大きさ：
金属製円形蓋２０は、二次電池用円形容器１の載置の仕方（向き）によって、天蓋あるいは底蓋ともなり得る。これは、円筒状胴部２における円形底部３でも同様であって、二次電池用円形容器１の載置の仕方（向き）によって、上方や下方ともなり得る。なお、二次電池用円形容器１のサイズも、パソコンや携帯機器用電源あるいは自動車用電源など、積載する用途に応じて設計される大きさが著しく異なる。このため、本発明では、二重巻き締め部のサイズ、巻き締め高さ、巻き締め幅なども含めて、記載した所望の効果を発揮するために必要な大きさとする以外、これを制限するものではない。

二重巻き締め：
二重巻締めとは、前記した通り、互いの巻締め代である、円形蓋２０の周縁部２１と、円筒状胴部２の開口端部４側のフランジ６との２枚を、一緒に重ね合わせて巻締めることである。このような二重巻き締めによる円形蓋２０と円筒状胴２との接合手段は、前記した通り、鋼製飲料缶やアルミニウム飲料缶などで使用され、長期間にわたる封止乃至接合手段としての信頼性が蓄積されていて、安価でしかも高速かつ生産性に優れているという特徴を有する。このため、前記フランジ部６と金属製円形蓋２０の周縁部２１との二重巻き締めによって、蓋２０と胴２とを、言い換えると、二次電池用円形容器１のケース全体を完全に密閉構造とすることができ、容器系内への水分の混入や、逆に容器系内の前記電解液の漏洩を、長期間にわたり完全に防止できる。

これに対して、従来のケース本体と蓋材との封止方法として実用化されている、樹脂等のパッキングを介してケース本体で蓋材を締め付け封止するクリンプ方式や、ケース本体と蓋材をＹＡＧレーザーなどで溶接して封止する方法がある。前者のクリンプ方式は、コイン型電池あるいは円筒型リチウム電池などに適用されている。この方式は安価で大量生産できる利点を有するものの、樹脂パッキングの水に対するバリア性が不十分で長期信頼性に欠けるため、本発明のような二次電池には向かず、その使用は主として一次蓄電池に限られている。一方ＹＡＧレーザー等による溶接での封止は、対象開口部の形状に縛られず、水の進入を完全に防止でき、密閉性が高い封止ができるので、長期信頼性は高い。しかし、封止に使用するレーザー溶接装置が高価であり、初期投資額が大きくなることに加え、封止速度が遅く生産性が低いためにコストアップが避けられず、大量生産に有効ではないため、本発明のような二次電池には向かない。

二次電池用円形容器の胴部２や蓋２０の厚みは、容器の軽量化と、容器としての強度、剛性、耐圧性の確保、あるいは素材金属板の容器への成形性の兼ね合いから、０．１〜１．０ｍｍの範囲内にあるのがよい。容器の厚みが薄すぎると、容器としての強度、剛性、耐圧性が不足し、素材金属板の容器への大量生産での成形が難しくなる。一方、容器の厚みが厚すぎると、容器の軽量化が犠牲となる。なお、容器の耐圧性を増すために、胴部１や蓋２０を周回するようにビードを形成しても良い。

ラミネート金属板：
図３、４は、アルミニウム製胴部２が、樹脂フィルム３０を少なくとも前記円形容器１内面側にラミネートしたアルミニウム板を成形してなる態様を示している。図３、４では、これに加えて、前記金属製円形蓋２０が、樹脂フィルム３１を少なくとも前記円形容器１内面側にラミネートした金属板を成形してなる態様を示している。図３は、図１と同様、金属製円形蓋２０が、アルミニウム製胴部２と同種金属であるアルミニウム板の成形品からなる。また、図４は、図２と同様、金属製円形蓋２０が、アルミニウム製胴部２とは異材の鋼板の成形品からなる。

なお、この図３、４のように、ラミネートしたアルミニウム板を胴部２に用いた場合には、正極側となる円形の底部３の容器１内側に、発電要素としての集電板（電極）４４を設ける場合には、当然ながら、底部３内面のラミネート樹脂を一部剥離させて設ける。また、図４のように円形蓋２０が鋼板成形品の場合も、発電要素としての集電板（電極）４３を設ける場合には、当然ながら、円形蓋２０内面のラミネート樹脂を一部剥離させて設ける。

ここで、ラミネート樹脂フィルムは、成形される素材アルミニウム板や素材鋼板に予め貼られ、これら素材アルミニウム板や素材鋼板の胴部２や円形蓋２０への成形性を向上させる。このため、図１〜４の二次電池用円形容器１の、特に成形工程における生産性を向上させる。また、このラミネート金属板を用いた場合、前記フランジ部６と前記金属製円形蓋周縁部２１との二重巻き締めが、好ましくは、これらの予めラミネートされた樹脂フィルム３０、３１を介して行われる。これによって、円形容器１の蓋２０と胴２との封止、密封がより確実となる。また、鋼製蓋２０とアルミニウム製胴２との場合には、二重巻き締めめ部分で、樹脂フィルム３０、３１によって互いに封止および絶縁されるため、シール性（気密性）や正極−負極間の絶縁性が向上し、また異材金属同士の接触による電食の発生がなくなり、耐食性が向上する。

ラミネート樹脂フィルムは、前記した円形容器１内面側だけでも良いが、二次電池用円形容器１における胴部２や円形蓋２０の、外観や二次電池としての種々の性能や仕様の表示、あるいは外面の防食シール用などとして、円形容器１外面側にも（円形容器１の両面側に）設けても勿論良い。フィルムの厚みは、適宜選択されるが０．１ｍｍ〜０．００１ｍｍ程度である。

ラミネート樹脂フィルム：
ラミネート樹脂フィルム３０、３１としては、この分野に用いられるポリエチレンテレフタレートフィルムなど、公知のポリエステルなどの樹脂フィルムが好適である。ラミネート樹脂フィルムの厚みは、適宜選択されるが、腐食成分に対するバリヤ性や絶縁性、あるいは成形性とを発揮させることを考慮すると、５〜５０μｍ程度の厚みを有することが望ましい。ラミネート樹脂には、それ自体公知のフィルム用配合剤、例えば非晶質シリカ等のアンチブロッキング剤、カーボンブラック（黒色）等の顔料、各種帯電防止剤、滑剤等を適宜配合することができる。また、金属板へのラミネートも、接着プライマーを選択的に介在させる、あるいはローラによる圧着を用いるなど、従来公知の種々のラミネート方法が採用できる。

アルミニウム板：
本発明の二次電池用円形容器の胴部２や蓋２０の、成形素材（基材）となるアルミニウム板としては、前記した１．０ｍｍ以下の板厚の薄肉容器への成形性や、このような薄肉の容器としての必要強度、剛性を満たす必要がある。この点で、ＡＡ乃至ＪＩＳ規格に記載されている、１０００系、３０００系、５０００系、６０００系などの汎用アルミニウム合金で、適宜調質処理されたものが用いられる。中でも、同様の薄肉の飲料缶用として、２ピースや３ピースのアルミ缶に汎用されているアルミニウム合金板が好ましい。これらのアルミニウム板は、前記樹脂フィルムを少なくとも円形容器内面側にラミネートしたアルミニウム板か、裸の（表面処理無しの）アルミニウム板、あるいはリン酸クロム処理、その他の有機・無機系の表面処理を施したアルミニウム板にて、容器への成形素材とされる。

例えば、蓋２０としては、このような缶蓋に用いられている、ＪＩＳ５１８２合金やＪＩＳ５０５２合金をベースとした５０００系合金板、胴部２としては、ＤＩ缶として汎用される、ＪＩＳ３００３や３００４合金をベースとした３０００系合金板で、Ｈ１４などの調質材が例示される。３０００系として好ましい組成は、質量％で、Ｓｉ： ０．６％以下、Ｆｅ：０．８％以下、Ｍｎ：０．４〜１．５％、Ｃｕ：１．５％以下、Ｍｇ：１．５％以下、Ｚｎ： ０．３％以下で、残部Ａｌおよび不可避的不純物である。また、１０００系合金として好ましい組成は、Ｓｉ：０．４％以下、Ｆｅ：０．６％以下、Ｃｕ：０．３％以下、Ｍｎ：０．０５％以下、Ｍｇ：０．０５％以下、Ｚｎ：０．１％以下、残部Ａｌおよび不可避的不純物である。

鋼板：
本発明の二次電池用円形容器の蓋２０の、成形素材（基材）となる鋼板としては、前記した１．０ｍｍ以下の板厚の薄肉容器への成形性や、このような薄肉の容器としての必要強度、剛性を満たす必要がある。この点で、このような薄肉の飲料缶用として、ＤＩ缶に汎用されている、缶用鋼板（低炭素鋼板）が好ましい。このように極薄で硬質な缶用鋼板は、焼鈍後に２次冷延を施すDuble Reduce法（ＤＲ法）で製造されるか、二次冷延を省略して、種々の強化法を用いて一次冷圧および焼鈍工程で特性を制御するSingleReduce法（ＳＲ法）により製造されている。これらの鋼板は、錫やクロメートなどの表面処理が施された鋼板か、更に、前記樹脂フィルムを少なくとも円形容器内面側にラミネートした鋼板にて、容器への成形素材とされる。

二次電池用円形容器の製造：
次に、前記した素材アルミニウム板を、本発明の電池用容器における胴部２へ成形する工程を、図５により連続的に示す。図５は、素材アルミニウム板を、ブランキング工程、カッピング工程、深絞り＋しごき工程＝ＤＩ（Ｄｒａｗ ａｎｄ Ｉｒｏｎｉｎｇ）工程を経て、胴部２の基となる細長い円筒状カップを作製している状態を、各断面図で示している。また、図５は、この作製した円筒状カップについて、その開口部のトリミング工程、カップ内外面の塗装を行う塗装・オーブン工程、さらに蓋部と嵌め合いするための開口部のネッキング（成形）工程、フランジ（成形）工程を経て、電池用容器における胴部２とする工程も示している。なお、これらの工程は、２ピース飲料缶への素材アルミニウム板の成形と、具体的な各工程条件は異なるものの、工程自体は同じである。

ブランキング工程：
前記した素材アルミニウム板（ラミネートアルミニウム板、裸のアルミニウム板、あるいは表面処理を施したアルミニウム板）を、プレスなどで所定径の円形に打ち抜いて円形ブランク１０とする。

カッピング工程：
前記したブランク１０を、所定径と深さ（高さ）の円形のカップに成形して、開口部１１ａと底部１１ｂとを有する、Ｄ１成形素材用有底開口カップ１１とする。

ＤＩ工程（Ｄｒａｗ＆Ｉｒｏｎｉｎｇ工程）
このＤＩ工程は、前記カップ１１を、深絞りして底部１４ｂを有するカップ１４に、次いで、例えば３段のしごき工程にて、底部１５ｂを有するカップ１５（１段目）、底部１６ｂを有するカップ１６（２段目）、底部３を有する胴部２の最終的な口径と高さとに成形する（３段目）。前記深絞りも１回のみではなく、多段に分けて行っても良い。

このＤＩ工程では、前記３段のしごき工程にて、底部３には、その周縁部に前記した耐圧構造である円環状の凸部８と、胴部２の径よりも小径であるネック部７、その中央部には頂部が平らか、あるいは図示するようなドーム状の凹みが設けられ、容器底部３としての最終形状に成形されている。

ＤＩ工程後の有底円筒容器は、トリミング工程にて、有底容器の上端のＤＩ工程における開口部１４ａの周縁が切断され、有底円筒容器の開口部４が形成される。

次いで、有底円筒容器の外表面や内表面などが塗装され、これら塗装された塗料の乾燥あるいは焼き付け硬化処理が行われる。

その後、有底円筒容器は、円形胴部２の上方端部に金型を押し当て、両端開口部４の周囲を狭めて、円形胴部２の内側に変形させたネッキング工程により、ネック部５が形成される。このように円形胴部２の開口部４を狭める目的は、最終工程で、蓋２０の周縁部２１を二重巻締めしたときの二重巻締め部外寸法を、円形胴部２の外寸法と同一か、やや小さめにするためである。二重巻締め部の外寸法を円形胴部２の外寸法と同一かやや小さめにすることにより、耐圧強度を高めることができる。また、二次電池用円形容器を多数個並置したときに、隣り合う容器の間で無駄な空隙を作らないで済み、二次電池配置における体積効率を高めることができる。

次に、前記ネッキング工程で狭められたネック部５を、フランジング工程によって、開口部４の全周にわたり外方に広げて、フランジ６を形成する。このフランジ６は、前記蓋２０を取り付ける二重巻締めにおいて、円形胴部２の端部巻締め代となる。

ここで、所望により、円形胴部２の外周部に、円形胴部２を周回するように凹凸のあるビードを形成しても良い。このビードは円形胴部２の変形強度を高め、さらに、胴部外表面積を広くする効果があり、二次電池用円形容器内で発生する熱を外部に放散しやすくする効果もある。また、二次電池用円形容器として、水平方向に多数個並置したときに、隣り合う容器の間でビードの凹凸により空隙ができるため空気の対流が生じ、熱の放散を促進する効果もある。

蓋の製造：
蓋２０は、図６に連続的に示すように、素材金属板を、ブランキング工程、フォーミング工程、リフォーミング工程にて作製する。なお、図６は、素材金属板乃至円形蓋の中心軸を挟んで左右に対称な構造であって、この中心軸から右半分のみを示す断面図である。

図６では、先ず、前記したアルミニウム板や鋼板からなる、素材金属板（ラミネート板、裸の板、あるいは表面処理を施した板）を、所定径の円形にプレスなどで打ち抜いて円形ブランク２３とする。次いで、この円形ブランク２３を、金型を用いたプレスなどのフォーミング工程にて、中央部の電極取り付け構造（凹凸部や貫通孔など）や、周縁部の補強用の円環状カウンタシンク（凹凸）２２、あるいは周縁部２６を形成して、蓋２０形状に成形する。更に、リフォーミング工程にて、最終的な蓋形状としての、即ち、前記カウンタシンク２２の深さ、周縁部２６の幅＝二重巻締め部外寸法を整えて、所望の蓋２０の形状とする。なお、これらの工程は、２ピース飲料缶蓋への素材金属板の成形と、具体的な各工程条件は異なるものの、工程自体は同じである。

二重巻締め：
図７は、互いに巻締め代となる、円形胴部２のフランジ６と、蓋２０の周縁部２１とを二重巻締めする工程を連続的に示している。なお、図７は、二重巻締め前後の二重巻締め部の断面構造を拡大して示している。即ち、図７は、円形容器の軸方向に平行な断面であって、円形容器に向かって左側の円形胴部２のフランジ６と、蓋２０の周縁部２１とを拡大して示している。

まず、図７の一番左側の図のように、胴部２の開口部フランジ６に、蓋２０の周縁部２１を、カーリングさせて合致させて配置する。この際、蓋２０の周縁部２１の、このカーリング部の内面全周に、封口部の密封性及び絶縁性を確保するため有機コンパウンドを塗布しても良い。次いで、図７の右側の図に行くにしたがって、胴部２に蓋２０を被せた状態で、回転ロールなどで、胴部２を回転させながら、前記カーリング部の外周から、巻締めロールにより加圧する。そして、前記カーリング部と胴部２の開口部フランジ６とを重ねた状態で、内方に巻締めて、二重巻締め部を形成する。これらの二重巻締め工程は、２ピース飲料缶の蓋と胴部との二重巻締め工程と、具体的な各工程条件は異なるものの、工程自体は同じである。

なお、この円形蓋２０の二重巻締めによる密閉の前に、前記した通り、発電要素（電極：正極４０及び負極４１、セパレータ４２、電解液、集電板４３、４４、絶縁体４５が予め円形容器１内外に設けられる。

前記有機コンパウンドは、ゴム状の弾力を有する絶縁性の材料で、従来から二重巻締め部などの密封性を向上させるために使用されている公知の材料が用いられる。例えば、スチレンブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、ポリイソプレンゴムやポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂の一種あるいは所要の希釈剤、硬化剤などをブレンドしたものが用いられる。

本発明によれば、生産性が高いことを前提に、二次電池の容器が円形容器であっても、内部の正圧や、前記圧力上昇に耐える、耐圧性乃至耐圧安全性を有する二次電池用円形容器を提供することができる。したがって、本発明は、リチウムイオン二次電池などの二次電池用の円形容器（円筒型容器あるいは円筒状容器）に適用できる。

本発明の二次電池用円形容器の態様を示す断面図である。 本発明の二次電池用円形容器の別の態様を示す断面図である。 本発明の二次電池用円形容器の別の態様を示す断面図である。 本発明の二次電池用円形容器の別の態様を示す断面図である。 本発明の二次電池用円形容器の胴部の成形工程を示す断面図である。 本発明の二次電池用円形容器の蓋部の成形工程を示す断面図である。 本発明の二次電池用円形容器の蓋部と胴部の二重巻締め工程を示す断面図である。

符号の説明

１：二次電池用円形容器、２：胴部、３：底部、４：開口部、５、７：ネック部、６：フランジ部、８：凸部、９：ドーム部、２０：蓋、２１：周縁部、２２：カウンタシンク部、２３：開口部、３０、３１：ラミネート樹脂、４０：正極、４１負極：、４２：セパレータ、４３、４４、４６：集電板（電極）、４５：絶縁体、

Claims (5)

1. 円筒状のアルミニウム製胴部と、この胴部の一方の開口端部に巻き締めされた金属製円形蓋との、２ピースからなる二次電池用円形容器であって、前記アルミニウム製胴部は、他方の端部に成形により一体に形成した円形の底部を有するとともに、前記開口端部にはネック部とこのネック部から張り出すフランジ部とが形成され、このフランジ部と前記金属製円形蓋の周縁部とが二重巻き締めされて接合されており、前記円形の底部が周縁部と中央部のドーム状の凹みとを併せて有し、前記周縁部が円環状の凸部と前記胴部の径よりも小径であるネック部とから構成され、このネック部を介して前記胴部の下方とつながっている耐圧構造とされたことを特徴とする二次電池用円形容器。
2. 前記アルミニウム製胴部が、樹脂フィルムを少なくとも前記円形容器内面側にラミネートしたアルミニウム板を成形してなり、前記フランジ部と前記金属製円形蓋の周縁部との二重巻き締めが、この樹脂フィルムを介して行われている請求項１に記載の二次電池用円形容器。
3. 前記金属製円形蓋が、樹脂フィルムを少なくとも前記円形容器内面側にラミネートした金属板を成形してなり、前記フランジ部と前記金属製円形蓋の周縁部との二重巻き締めがこの樹脂フィルムを介して行われている請求項１または２に記載の二次電池用円形容器。
4. 前記金属製円形蓋が鋼製であるかアルミニウム製である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の二次電池用円形容器。
5. 前記二次電池用円筒型容器がリチウムイオン二次電池用である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の二次電池用円形容器。

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