JP5213030B2 - Sealed battery manufacturing method and sealed battery - Google Patents
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Description
本発明は、出力端子と蓋との間に絶縁パッキングを介在させた状態で、出力端子を蓋の貫通孔に挿通させ、蓋の下側に突出した出力端子の下端部に絶縁材と共にリード体を取り付け、リード体に電池缶内の電極体から延出する集電リードを接続する密閉型電池の製造方法および密閉型電池に関する。 The present invention provides a lead body together with an insulating material at a lower end portion of an output terminal that is inserted into a through-hole of the lid with an insulating packing interposed between the output terminal and the lid, and projecting to the lower side of the lid. The present invention relates to a sealed battery manufacturing method and a sealed battery in which a current collecting lead extending from an electrode body in a battery can is connected to the lead body.
前記密閉型電池としては、例えば特許文献1ないし3に示すものがある。特許文献1に記載の密閉型電池は、電池缶の開口を塞ぐ蓋に形成した貫通孔に、出力端子を絶縁パッキングを介在させた状態で挿通し、蓋の下側(特許文献1の図2では上側)に突出した出力端子の下端部にフィルム状の絶縁材と共にリード体を取り付け、該リード体に電池缶内の電極体から延出する集電リードを接続することで製造される。
Examples of the sealed battery include those shown in
特許文献2に記載の密閉型電池でも、蓋の貫通孔に、出力端子を絶縁パッキングを介在させた状態で挿通し、蓋の下側に突出した出力端子の下端部に絶縁材と共にリード体を取り付け、該リード体に電池缶内の電極体の集電リードを接続することで製造される。特許文献3に記載の密閉型電池では、絶縁パッキングと絶縁材とを一体化した絶縁部材を介在させた状態で、出力端子を蓋の貫通孔に挿通し、蓋の下側に突出した出力端子の下端部に、電池缶内の電極体の集電リードに一体化したリード体を取り付けることで製造される。
Even in the sealed battery described in
特許文献1ないし3の密閉型電池では、いずれも絶縁材とリード体とが別々の部品として作製されている。このため、電池の製造に際しては、絶縁材とリード体とを別々の部品として取り扱う必要があり、かかる部品管理の手間等が煩わしいことになる。
In all of the sealed batteries of
また、特許文献1に記載の密閉型電池では、リード体が出力端子を軸に回転する可能性があり、この場合にはリード体が電池缶の内面に接触して短絡するおそれがある。これに対して、特許文献2に記載の密閉型電池では、絶縁材の縁に、リード体の回転を阻止するストッパーが設けられているが(特許文献2の図9参照)、該ストッパーを設けることに伴って絶縁材の幅(特許文献2の図9では上下方向の幅)が大きくなっている。この分だけ電池の薄型化が困難になる。
In the sealed battery described in
特許文献3に記載の密閉型電池でも、該特許文献3の図2(c)に示すように絶縁材に設けた支持壁部の右端がリード体の前縁(特許文献3の図2(c)では下側)に当接している。これにてリード体の回転が阻止されるが、前記支持壁部でリード体を受け止めるためには、支持壁部に強度が必要であり、したがって支持壁部の前後幅をある程度大きくする必要がある。これに伴って絶縁材の前後幅が大きくなってしまい、この分だけ電池の薄型化が困難になる。
Even in the sealed battery described in
本発明の目的は、絶縁材とリード体との部品管理の手間の軽減を図ることができ、かつリード体が電池缶の内面等に接触することを確実に防止できるとともに電池の薄型化を図ることができる密閉型電池の製造方法および密閉型電池を提供することにある。 An object of the present invention is to reduce the labor of component management between an insulating material and a lead body, and can reliably prevent the lead body from coming into contact with the inner surface of the battery can and the like, and reduce the thickness of the battery. It is another object of the present invention to provide a sealed battery manufacturing method and a sealed battery .
本発明は、左右横長の電池缶1の開口上面を塞ぐ蓋3に、出力端子12を挿通させるための貫通孔25を形成しておき、出力端子12と蓋3との間に絶縁パッキング10を介在させた状態で出力端子12を蓋3の貫通孔25に挿通させ、蓋3の下側に突出した出力端子12の下端部に、樹脂製の絶縁材11と共に左右横長のリード体13を取り付け、リード体13に、電池缶1内に収容した電極体2から延出する集電リード9を接続する密閉型電池の製造方法を対象とする。前記リード体13には、出力端子12の下端部が挿通する挿通孔27を形成してあるとともに、リード体13に絶縁材11が一体成形されるようになっている。かかるリード体13に絶縁材11を一体成形するための金型35の内部空間には、リード体13の挿通孔27が係合する係合ピン39と、リード体13を前後から挟み込む前後一対の挟持ピン41・41とを配置してある。そして、係合ピン39にリード体13の挿通孔29を係合させるとともに、一対の挟持ピン41・41の間にリード体13を嵌め込んで、リード体13を金型35の内部空間に装着したのち、金型35の内部空間に溶融樹脂を注入して、リード体13の前後左右と上面とに絶縁材11を被覆させたことを特徴とする。
In the present invention, a
蓋3の下面に係合突起26が突出している。そして、リード体13に絶縁材11を一体成形する際に、絶縁材11の上面に、係合突起26が係合する係合部30を形成するものとすることができる。
また、リード体13に絶縁材11を一体成形する際に、絶縁材11の下面に、該絶縁材11の上下を識別するための識別部31を形成することができる。
An
In addition, when the
また、本発明に係る密閉型電池は、左右横長の開口上面を有する電池缶1と、電池缶1の開口上面を塞ぐ蓋3と、蓋3に設けられた貫通孔25に挿通された状態で固定される出力端子12と、蓋3と出力端子12との間に介在される絶縁パッキング10と、蓋3の下側に突出した出力端子12の下端部に取り付けられる左右横長のリード体13とを備える。リード体13には、電池缶1内に収容した電極体2から延出する集電リード9が接続されている。リード体13には、出力端子12の下端部が挿通される挿通孔27が形成されており、リード体13が、該リード体13の上面および左右の側面を被覆する絶縁材11に一体に成形されていることを特徴とする。
Further, the sealed battery according to the present invention is inserted in a battery can 1 having a horizontally long open upper surface, a
本発明においては、リード体13と絶縁材11とを一体化したので、電池の製造に際しての部品点数を、リード体13と絶縁材11とを別体にした場合よりも減らすことができる。この分だけ電池の製造時における部品管理の手間等を軽減することができる。また、例えばリード体13が出力端子12を軸に回転しても、リード体13と一体になって回転する絶縁材11によって、リード体13が電池缶1の内面等に接触して短絡することが確実に防止される。
In the present invention, since the
かかるリード体13に絶縁材11を一体成形するための金型35の内部空間に、リード体13の挿通孔27が係合する係合ピン39と、リード体13を前後から挟み込む一対の挟持ピン41・41とを設けてあるので、金型35内において、係合ピン39とリード体13の挿通孔27との係合で、リード体13の横方向のスライド移動が規制される。このうえで、挟持ピン41・41によってリード体13が係合ピン39を軸に回転することが規制される。つまり、金型35内でリード体13は、係合ピン39と前後の挟持ピン41・41とによって確実に位置決めされる。これにて、金型35内でリード体13がずれ動いて、リード体13が金型35の内部空間の前後左右の内面に接触し、該接触箇所に絶縁材11が成形されなくなることを防止できる。つまり、リード体13の前後左右を絶縁材11で確実に被覆することができる。
An
しかも、リード体13の前後左右の内面には、二つの挟持ピン41・41しか接触しないので、リード体13の前後左右の内面において、前記位置決めに伴って絶縁材11で被覆されない箇所を二箇所のみに抑えることができる。つまり、リード体13の前後左右において、リード体13の露出部分を最小限にでき、リード体13の前後左右が電池缶1の内面等に接触して短絡することがより確実に防止される。
In addition, since only two
そして、絶縁材11は、リード体13を被覆するだけでよく、リード体13の回転を阻止することを目的としないので強度が必要ではない。したがって、絶縁材11の前後左右の厚みを小さくして、絶縁材11とリード体13との一体成形体の前後左右の幅を小さくできる。しかも、例えば、絶縁材11とリード体13とを別々の単体として形成して、これらを組み付ける場合には、絶縁材11の下面に形成した凹部内にリード体13を嵌め込むことになるが、製造誤差を考慮して絶縁材11の前記凹部の内面とリード体13との間に隙間を設ける必要がある。本発明では、絶縁材11とリード体13とを一体成形することで前記隙間を設ける必要がなく、これによっても絶縁材11とリード体13との一体成形体の前後左右の幅を小さくできる。これらの分だけ電池の前後左右の幅を小さくすることができ、電池の薄型化を図ることができる。
The insulating
絶縁材11の上面に係合部30を形成すると、蓋3の係合突起26が絶縁材11の係合部30に係合することで、絶縁材11およびリード体13の一体成形体が出力端子12を軸に回転することが抑えられ、これに伴って絶縁材11およびリード体13の一体成形体が他の部材と干渉すること等が防止される。
When the
絶縁材11の下面に識別部31が設けられていると、パーツフィーダ等において、識別部31に基づいてリード体13と絶縁材11との一体成形体の上下を適正に揃えることができる。これにて、例えば自動組立機で電池を組み立てる場合に、リード体13と絶縁材11との一体成形体を上下を間違えることなく、出力端子12の下端部に取り付けることができる。
If the
本発明に係る密閉型電池は、図2に示すように、上面に左右横長の開口を有する有底筒形状の電池缶1と、電池缶1内に収容された電極体2および非水電解液と、電池缶1の開口上面を塞いで密封する左右横長の蓋3と、蓋3の内側に配置される絶縁体5とを含む。電池缶1の左右幅寸法は34mm、上下高さ寸法は46mm、前後厚み寸法は4mmである。電池缶1と蓋3とによって電池ケース6が形成される。
As shown in FIG. 2, the sealed battery according to the present invention includes a bottomed cylindrical battery can 1 having a horizontally long opening on the upper surface, an
電極体2は、例えば、帯状の正極と帯状の負極との間に帯状のセパレータを介在させた状態で渦巻状に巻回して作製され、巻回状態で扁平状になっている。正極は、コバルト酸リチウム等の正極活物質を含有する正極活物質層が帯状の正極集電体の裏表両面に形成されており、正極集電体から薄板状の正極集電リード8が導出される。
The
負極は、黒鉛等の負極活物質を含有する負極活物質層が帯状の負極集電体の裏表両面に形成されており、負極集電体から薄板状の負極集電リード9が導出される。セパレータは、ポリエチレン樹脂等の微多孔性薄膜フィルム等からなる。非水電解液は、エチレンカーボネートとメチルエチルカーボネートとを混合した溶媒にLiPF6 を溶解させて作製した。 In the negative electrode, negative electrode active material layers containing a negative electrode active material such as graphite are formed on both front and back surfaces of a strip-shaped negative electrode current collector, and a thin plate-like negative electrode current collector lead 9 is led out from the negative electrode current collector. The separator is made of a microporous thin film such as polyethylene resin. The non-aqueous electrolyte was prepared by dissolving LiPF 6 in a solvent obtained by mixing ethylene carbonate and methyl ethyl carbonate.
電池缶1は、アルミニウム又はアルミニウム合金の板材の深絞り成形品である。蓋3は、アルミニウム又はアルミニウム合金の板材のプレス成形品であり、電池缶1の開口周縁に、蓋3の外周縁がYAGレーザ等のレーザ光でシーム溶接される。蓋3の中央には、上側の絶縁パッキング10および下側の絶縁材11を介して負極端子(出力端子)12が貫通状に取り付けられる。負極端子12の下端には、蓋3の内面において左右横長の長方形のニッケル板等からなるリード体13が固定される。絶縁パッキング10および絶縁材11は、ポリプロピレン等の絶縁性の樹脂からなる。
The battery can 1 is a deep drawn product of aluminum or aluminum alloy plate. The
蓋3の左右方向の右端寄りには、平面視で円形となる電解液注入用の注液孔14が上下貫通状に開設され、注液孔14から電池ケース6内に非水電解液を注入したのちに、注液孔14に封止栓15が係合されて蓋3に溶接される。リード体13は、負極端子12から注液孔14の反対側に向けて伸びている。
Near the right end of the
負極端子12は、図1および図4に示すように、扁平角型形状の頭部17と、該頭部17の下面中央から下向きに伸びる円柱状の軸部18とからなる。絶縁パッキング10は、負極端子12の頭部17を受け止める扁平角型形状の頭部20と、該頭部20の下面中央から下向きに伸びて負極端子12の軸部18が挿通する円筒状の筒部21とからなる。絶縁パッキング10の頭部20の上面には、負極端子12の頭部17が係合する凹部22が設けられる。蓋3の中央の上面側には、絶縁パッキング10の頭部20が係合する凹部24が設けられている。該凹部24の中央には、平面視で円形となる貫通孔25が設けられる。該貫通孔25には、負極端子12と蓋3との間に絶縁パッキング10の筒部21を介在させた状態で負極端子12の軸部18が挿通する。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
リード体13は、絶縁材11と一体成形されており、該絶縁材11によって該リード体13の上面および前後左右の側面が被覆されている。これにてリード体13は、蓋3と絶縁される。リード体13の下面は、絶縁材11から露出していて負極集電リード9が溶接される。リード体13には、平面視で円形となる挿通孔27を形成してあり、該挿通孔27には、絶縁パッキング10の筒部21から下方に突出した負極端子12の軸部18の下端部が挿通する。なお、リード体13は、四隅がそれぞれ切り取られて、隅切り角状に形成されている。
The
絶縁材11には、絶縁パッキング10の筒部21の下端部が係合する平面視で円形となる貫通孔29が設けられる。絶縁材11の上面には、蓋3の下面に設けた突起26が係合する平面視で円形となる係合凹部(係合部)30が形成される。そして、絶縁材11の係合凹部30に蓋3の突起26が係合することで、蓋3に対する絶縁材11およびリード体13の一体成形体の回り止めが図られる。絶縁材11の下面の左右両側には、該絶縁材11の上下を識別するための識別用突起(識別部)31・31がそれぞれ設けられる。絶縁パッキング10の頭部20の下面側には、樹脂を節減するための凹部32が形成されている。
The insulating
正極集電リード8は、図2に示すように、蓋3の裏面において絶縁材11と注液孔14との間のスペースに溶接される。これで正極集電リード8が蓋3および電池缶1に導通する。蓋3の左右方向の左端寄りには、開裂ベント33が形成されており、開裂ベント33は、電池内圧が異常上昇したときに開裂して電池内圧を解放する。
As shown in FIG. 2, the positive electrode
リード体13に絶縁材11を一体成形(インサート成形)するための金型を、図5ないし図7を用いて説明する。かかる金型35の下型36において、図5および図6に示すように、左右横長の内部空間の下面38の左右方向の一端寄り側には、リード体13の挿通孔27が係合する円柱状の係合ピン39が上向きに突出している。該係合ピン39の上端部は、テーパ状に形成されている。また、下型36の内部空間の前後(図5では上下)の両側面40・40の左右方向の他端寄りには、リード体13を前後両側から挟み込む前後一対の挟持ピン41・41がそれぞれ突出している。各挟持ピン41は、下型36の内部空間の内面に沿って上下方向に伸びており、横断面で半円形に形成されている。各挟持ピン41の上部は、図7に示すように、傾斜状に切り欠かれている。下型36の内部空間の下面38の左右両側には、絶縁材11の識別用突起31・31を形成するための凹部42・42がそれぞれ凹み形成されている。
A mold for integrally molding (insert molding) the insulating
金型35の上型45の内面46には、前記下型36の係合ピン39の上端部に係合して絶縁材11の貫通孔29を形成するための環状突起47が形成されている。また、上型45の内面46には、絶縁材11の係合凹部30を形成するための円柱状の突起49が形成されている。上型45の内面46には、ゲート50の開口部50aを下端に配置した突起51が金型35の内部空間側へ膨出している。ゲート50の開口部50aから金型35の内部空間へ溶融樹脂が注入される。
An
そして、リード体13に絶縁材11を一体成形する際には、下型36の係合ピン39にリード体13の挿通孔27を係合するとともに、リード体13を前後の挟持ピン41・41の間に嵌め込む。これにて、リード体13が、係合ピン39および前後の挟持ピン41・41によって上型45の内部空間内に位置決めされる。このリード体13の金型35の内部空間への装着後に、下型36に上型45を装着し、ゲート50から金型35の内部空間に溶融樹脂を注入する。これによって図4に示すように、リード体13の前後左右と上面とに絶縁材11が被覆される。なお、環状突起47によって、金型35内でのリード体13の浮き上がりが規制される。
When the insulating
電池の組み立てに際しては、絶縁パッキング10の筒部21を蓋3の貫通孔25に挿通するとともに、負極端子12の軸部18を絶縁パッキング10の筒部21に挿通する。また、絶縁パッキング10の筒部21の下端部を絶縁材11の貫通孔29に挿通するとともに、負極端子12の軸部18の下端部をリード体13の挿通孔27に挿通する。この状態で負極端子12をかしめて負極端子12の軸部18の下端部を外方に広げ、蓋3に対して、負極端子12と、絶縁パッキング10と、絶縁材11およびリード体13の一体成形体とをそれぞれ固定する。
When assembling the battery, the
次いで、電極体2および絶縁体5を電池缶1内に収容したのちに、絶縁材11で被覆されていないリード体13の下面に負極集電リード9をスポット溶接し、蓋3の下面に正極集電リード8をスポット溶接する。この後、電池缶1の開口周縁に蓋3をシーム溶接し、電池缶1内を真空減圧して注液孔14から非水電解液を注入する。非水電解液の注入完了後に、封止栓15を注液孔14に係合して蓋3の注液孔14の周縁部にレーザ溶接する。これにて、図2に示す電池が形成される。
Next, after the
前記成形後の絶縁材11には、前記両挟持ピン41・41とリード体13との接触に対応して非絶縁部52・52が前後にそれぞれ形成され、図3に示すように、該非絶縁部52・52においてリード体13の側面が露出するが、リード体13の側面と電池缶1の内面との間には距離があるため、非絶縁部52・52で露出したリード体13の側面が、電池缶1の内面に接触することがない。
In the insulating
このように、リード体13と絶縁材11とを一体化したので、電池の製造に際しての部品点数を、リード体13と絶縁材11とを別体にした場合よりも減らすことができる。また、例えばリード体13が負極端子12を軸に回転しても、リード体13と一体になって回転する絶縁材11によって、リード体13が電池缶1の内面等に接触して短絡することが確実に防止される。
Thus, since the
かかるリード体13に絶縁材11を一体成形するための金型35の内部空間に、リード体13の挿通孔27が係合する係合ピン39と、リード体13を前後から挟み込む一対の挟持ピン41・41とを設けてあるので、金型35内において、係合ピン39とリード体13の挿通孔27との係合で、リード体13の横方向のスライド移動が規制される。このうえで、挟持ピン41・41によってリード体13が係合ピン39を軸に回転することが規制される。つまり、金型35内でリード体13は、係合ピン39と前後の挟持ピン41・41とによって確実に位置決めされる。
An
しかも、リード体13の前後左右の内面には、二つの挟持ピン41・41しか接触しないので、リード体13の前後左右の内面において、前記位置決めに伴って絶縁材11で被覆されない非絶縁部52・52を二箇所のみに抑えることができる。つまり、リード体13の前後左右において、リード体13の露出部分を最小限にでき、リード体13の前後左右が電池缶1の内面等に接触して短絡することがより確実に防止される。
In addition, since only two clamping
なお、金型35の下型36内において、各挟持ピン41を下型36の内部空間の内面から離して配置してもよい。挟持ピン41は、横断面で三角形や四角形等に形成されていてもよい。絶縁材11の識別用突起31・31は省略してもよい。出力端子12が正極で、電池缶1および蓋3が負極であってもよい。
In the
1 電池缶
2 電極体
3 蓋
9 負極集電リード
10 絶縁パッキング
11 絶縁材
12 負極端子
13 リード体
25 貫通孔
26 係合突起
27 挿通孔
30 係合凹部
31 識別用突起
35 金型
39 係合ピン
41 挟持ピン
DESCRIPTION OF
Claims (4)
該リード体に、前記電池缶内に収容した電極体から延出する集電リードを接続する密閉型電池の製造方法において、
前記リード体には、前記出力端子の下端部が挿通する挿通孔を形成してあるとともに、前記リード体に前記絶縁材が一体成形されるようになっており、
前記リード体に前記絶縁材を一体成形するための金型の内部空間には、前記リード体の前記挿通孔が係合する係合ピンと、前記リード体を前後から挟み込む前後一対の挟持ピンとを配置してあり、
前記係合ピンに前記リード体の前記挿通孔を係合させるとともに、前記一対の挟持ピンの間に前記リード体を嵌め込んで、該リード体を前記金型の前記内部空間に装着したのち、前記金型の前記内部空間に溶融樹脂を注入して、前記リード体の前後左右と上面とに前記絶縁材を被覆させたことを特徴とする密閉型電池の製造方法。 A through hole for inserting the output terminal is formed in the lid that closes the upper open surface of the left and right horizontally long battery cans, and the output terminal is inserted with an insulating packing interposed between the output terminal and the lid. At the lower end of the output terminal that is inserted through the through-hole and protrudes to the lower side of the lid, a horizontally long lead body is attached together with a resin insulating material,
In the method of manufacturing a sealed battery, the current collector lead connecting from the electrode body accommodated in the battery can is connected to the lead body,
The lead body is formed with an insertion hole through which the lower end of the output terminal is inserted, and the insulating material is integrally formed with the lead body,
An engagement pin that engages with the insertion hole of the lead body and a pair of front and rear clamping pins that sandwich the lead body from the front and rear are disposed in the inner space of the mold for integrally molding the insulating material on the lead body. And
After engaging the insertion hole of the lead body with the engagement pin, fitting the lead body between the pair of clamping pins, and mounting the lead body in the internal space of the mold, A method of manufacturing a sealed battery, wherein molten resin is injected into the inner space of the mold, and the insulating material is coated on front, rear, left, right, and upper surfaces of the lead body.
前記リード体に前記絶縁材を一体成形する際に、前記絶縁材の上面に、前記係合突起が係合する係合部を形成する請求項1記載の密閉型電池の製造方法。 An engaging protrusion protrudes from the lower surface of the lid,
The method for manufacturing a sealed battery according to claim 1, wherein when the insulating material is integrally formed on the lead body, an engaging portion that engages with the engaging protrusion is formed on an upper surface of the insulating material.
前記電池缶の開口上面を塞ぐ蓋と、A lid for closing the upper surface of the opening of the battery can;
前記蓋に設けられた貫通孔に挿通された状態で固定される出力端子と、An output terminal fixed in a state of being inserted into a through hole provided in the lid;
前記蓋と前記出力端子との間に介在される絶縁パッキングと、Insulating packing interposed between the lid and the output terminal;
前記蓋の下側に突出した前記出力端子の下端部に取り付けられる左右横長のリード体と、Left and right laterally long lead bodies attached to the lower end portion of the output terminal protruding to the lower side of the lid;
を備え、With
前記リード体に、前記電池缶内に収容した電極体から延出する集電リードが接続されており、A current collecting lead extending from the electrode body accommodated in the battery can is connected to the lead body,
前記リード体には、前記出力端子の下端部が挿通される挿通孔が形成されており、The lead body has an insertion hole through which the lower end of the output terminal is inserted,
前記リード体が、該リード体の上面および左右の側面を被覆する絶縁材に一体に成形されていることを特徴とする密閉型電池。A sealed battery, wherein the lead body is integrally formed with an insulating material covering an upper surface and left and right side surfaces of the lead body.
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