JP5551560B2

JP5551560B2 - 円筒形電池

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Publication number: JP5551560B2
Application number: JP2010227453A
Authority: JP
Inventors: 浩行柴岡
Original assignee: FDK Twicell Co Ltd
Current assignee: FDK Twicell Co Ltd
Priority date: 2010-10-07
Filing date: 2010-10-07
Publication date: 2014-07-16
Anticipated expiration: 2030-10-07
Also published as: JP2012084265A

Description

本発明は、有底円筒形状の外装缶と、外装缶に収容され発電要素となる電極体と、外装缶の開口を封口する封口体と、外装缶と封口体との間に介装されるガスケットと、を備える円筒形電池、円筒形電池用外装缶に関する。

ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の円筒形アルカリ二次電池が公知である。このような円筒形電池においては、近年さらなる大容量化、軽量化のニーズが高まりつつある。ここで外形寸法を変更せずに円筒形電池の大容量化を実現する手法としては、例えば外装缶の肉厚をより薄くすることによって、電極体等を収容可能な容積を増加させる手法が挙げられる。しかし外装缶全体の肉厚が均一である一般的な円筒形電池においては、外装缶の肉厚を薄くしていくと、外装缶の開口を封口しているかしめ部分の強度が低下してしまうため、電池内部の電解液が外部に漏洩する所謂液漏れが生ずる虞が高まる。

このような課題を解決することを目的とした従来技術としては、例えば開口部近傍の肉厚を他の部分の肉厚より厚くした外装缶、すなわち肉厚が二段階に変化する外装缶を用いた円筒形電池が公知である（例えば特許文献１を参照）。当該従来技術によれば、封口部の強度を液漏れが生じないレベルに維持しつつ、外装缶の容積を増加させて円筒形電池の容量を大きくすることができる。

また肉厚が均一でない外装缶を採用した円筒形電池の従来技術の一例としては、その目的は全く異なるものであるが、例えば缶底から開口部へ向けて肉厚が次第に厚くなっていくテーパー形状の外装缶を用いた円筒形電池が公知である（例えば特許文献２を参照）。当該従来技術によれば、外装缶の肉厚が厚くなっている部分で外装缶内部の電極体がしっかりと保持されるため、円筒形電池の耐衝撃性を向上させることができる。

特開平０５−１１４３８９号公報特開２００２−２１６７０９号公報

しかしながら、例えば特許文献１に開示されている肉厚が二段階に変化する外装缶を用いた円筒形電池は、開口部近傍の肉厚と他の部分の肉厚との差が大きすぎると、その肉厚の差によって生じる外装缶の剛性のアンバランスが顕著になる。そのため製造技術上の観点から、外装缶は容易に製造できない場合が多くなってくる。また外装缶を製造することができたとしても、その外装缶を用いて円筒形電池を製造する際のプレス加工や絞り加工において、その剛性のアンバランスに起因して外装缶の肉厚が薄い部分に変形が生じてしまい、本来の正常な円筒形電池の形状に成形できないという問題が生ずる。したがって特許文献１に開示された従来技術は、封口部の強度を液漏れが生じないレベルに維持しつつ、外装缶の容積を増加させて円筒形電池の大容量化を実現する上で、一定の限界がある。

また例えば特許文献２に開示されている円筒形電池は、外装缶の電極体が収容される部分の肉厚を厚くすることによって、その部分で電極体を保持する構造であるため、外装缶の電極体が収容される部分の容積は却って減少することとなる。したがって特許文献２に開示されている従来技術では、円筒形電池の大容量化を実現することは困難である。

さらに特許文献２に開示されている円筒形電池は、外装缶が缶底から開口部へ向けて肉厚が次第に厚くなっていくテーパー形状であるため、開口部を封口する封口体に対して外装缶の内周面が角度をもって対面することとなる。つまり開口部を封口する封口体と外装缶の内周面との間隔は、略等間隔にならず、徐々に変化する広狭が生じてしまうことになる。したがって特許文献２に開示されている円筒形電池は、封口部における密閉性を安定的に確保する上で最も重要な封口体と外装缶内周面との間に介在するガスケットを均一に圧縮した状態とすることが極めて困難となる。そのため特許文献２に開示されている円筒形電池は、ガスケットの圧縮状態の不均一に起因する液漏れが生ずる虞が高まることとなる。また、それによって外装缶の製造公差を圧縮したりガスケットの圧縮率の管理をより厳しくしたりせざるを得ず、製造コストが大幅に上昇してしまう虞が生ずる。

このような状況に鑑み本発明はなされたものであり、その目的は、円筒形電池において、封口部の強度を液漏れが生じないレベルに維持しつつ、さらなる大容量化を実現することにある。

＜本発明の第１の態様＞
本発明の第１の態様は、有底円筒形状の外装缶と、発電要素となる電極体と、前記外装缶の開口を封口する封口体と、前記外装缶と前記封口体との間に介装されるガスケットと、を備え、前記外装缶は、前記電極体が収容される電極体収容部と、前記電極体収容部の肉厚より厚い一定の肉厚で前記電極体収容部より開口側に連設され、前記封口体を支持する第１周壁がプレス加工により内側に形成された第１円筒部と、前記第１円筒部の肉厚より厚い一定の肉厚で前記第１円筒部より開口側に連設され、前記第１周壁とで前記封口体を挟持する第２周壁がプレス加工により内側に形成された第２円筒部と、を含む、ことを特徴とした円筒形電池である。

すなわち本発明に係る円筒形電池の外装缶は、電極体収容部から開口へ向けて三段階に肉厚が厚くなっていく形状を成しているため、電極体収容部の肉厚と封口部の肉厚と差を大きくしても、その肉厚の差によって生じる剛性のアンバランスを従来よりも小さくすることができる。したがって円筒形電池を製造する際のプレス加工や絞り加工において、その剛性のアンバランスに起因して外装缶に変形が生ずる虞を低減させることができる。それによって本発明に係る円筒形電池は、封口部の強度を液漏れが生じないレベルに維持しつつ、従来よりも外装缶の容積を増加させてさらなる大容量化を実現することができる。

また本発明に係る円筒形電池の外装缶は、第１円筒部の肉厚が一定であり、第２円筒部の肉厚も一定である。そのため、第１円筒部及び第２円筒部の内周面と封口体とが略平行に対面する状態となるので、第１円筒部及び第２円筒部の内周面と封口体との間に介在するガスケットを略均一に圧縮した状態とすることが容易に可能になる。したがって本発明に係る円筒形電池は、ガスケットの圧縮状態の不均一に起因する封口強度の低下によって封口部から液漏れが生ずる虞を極めて小さくすることができる。

これにより本発明の第１の態様によれば、円筒形電池において、封口部の強度を液漏れが生じないレベルに維持しつつ、さらなる大容量化を実現することができるという作用効果が得られる。

＜本発明の第２の態様＞
本発明の第２の態様は、有底円筒形状を成す円筒形電池用外装缶であって、発電要素となる電極体が収容される電極体収容部と、前記電極体収容部の肉厚より厚い一定の肉厚で前記電極体収容部より開口側に連設された第１円筒部と、前記第１円筒部の肉厚より厚い一定の肉厚で前記第１円筒部より開口側に連設された第２円筒部と、を備える、ことを特徴とした円筒形電池用外装缶である。
本発明の第２の態様によれば、この円筒形電池用外装缶を用いて製造した円筒形電池において、前述した本発明の第１の態様と同様の作用効果を得ることができる。

＜本発明の第３の態様＞
本発明の第３の態様は、前述した本発明の第２の態様において、底部から開口まで内径が一定に成形されている、ことを特徴とした円筒形電池用外装缶である。
本発明の第３の態様によれば、前述した本発明の第２の態様による作用効果に加えて、電極体収容部へ電極体を収容する作業を容易に行うことができるという作用効果が得られる。

本発明によれば、円筒形電池において、封口部の強度を液漏れが生じないレベルに維持しつつ、さらなる大容量化を実現することができる。

本発明に係る円筒形電池用外装缶及び円筒形電池の側断面図。円筒形電池の製造工程のシーム入れ工程を図示した側断面図。円筒形電池の製造工程の第１プレス加工工程を図示した側断面図。円筒形電池の製造工程の第２プレス加工工程を図示した側断面図。円筒形電池の製造工程の圧着プレス加工工程を図示した側断面図。円筒形電池の製造工程の外径絞り工程を図示した側断面図。比較例の円筒形電池用外装缶及び円筒形電池を図示した側断面図。

＜本発明に係る円筒形電池、円筒形電池用外装缶＞
本発明に係る円筒形電池２０及び円筒形電池用外装缶１０の構造について、図１を参照しながら説明する。図１は本発明に係る円筒形電池用外装缶１０（図１（ａ））及び円筒形電池２０（図１（ｂ））の側断面図である。

円筒形電池用外装缶１０は、円筒形電池２０の製造に用いられる部品であり、完成品としての円筒形電池２０において外装缶１を構成する。円筒形電池用外装缶１０は、金属板を加工して製造され、底部１１と開口１２を有する円筒形状、すなわち有底円筒形状を成している。円筒形電池用外装缶１０は、発電要素となる電極体２が収容される電極体収容部１３と、電極体収容部１３の肉厚Ａより厚い一定の肉厚Ｂで電極体収容部１３より開口１２側に連設された第１円筒部１４と、第１円筒部１４の肉厚Ｂより厚い一定の肉厚Ｃで第１円筒部１４より開口１２側に連設された第２円筒部１５とを備える。

また円筒形電池用外装缶１０は、底部１１から開口１２まで内径が一定となるように成形されている。これは本発明に必須の構成要素ではないが、円筒形電池用外装缶１０の電極体収容部１３へ電極体２を収容する作業を容易に行うことができるという点で、このような形状とするのが好ましい。

円筒形電池２０は、有底円筒形状の外装缶１と、発電要素となる電極体２と、外装缶１の開口１２を封口する封口体３と、外装缶１と封口体３との間に介装されるガスケット４とを備える。円筒形電池２０の外装缶１は、電極体２が収容される電極体収容部１３と、電極体収容部１３の肉厚Ａより厚い一定の肉厚Ｂで電極体収容部１３より開口１２側に連設され、封口体３を支持する第１周壁１６がプレス加工により内側に形成された第１円筒部１４と、第１円筒部１４の肉厚Ｂより厚い一定の肉厚Ｃで第１円筒部１４より開口１２側に連設され、第１周壁１６とで封口体３を挟持する第２周壁１７がプレス加工により内側に形成された第２円筒部１５とを含む。

電極体２は、例えば陽極板と陰極板との間にセパレータを介装したものを渦巻き状に巻回した電極群（図示せず）である。封口体３は、外装缶１の内部圧力を一定圧以下に維持する弁機構（図示せず）を含み、略円板形状の基部が第１周壁１６と第２周壁１７とで挟持された状態で外装缶１に取り付けられている。また封口体３は、図示していないリード線によって電極体２の陽極板と電気的に接続され、円筒形電池２０の電極（＋極）としても機能する。ガスケット４は、絶縁性及び弾性を有する材料からなる略円環形状の部材であり、略コ字断面形状を有する基部が第１周壁１６及び第２周壁１７と封口体３との間に、圧縮された状態で介装され、外装缶１の内部の密閉状態を安定的に維持して液漏れを防いでいる。

以上説明したように本発明に係る円筒形電池用外装缶１０、円筒形電池２０の外装缶１は、電極体収容部１３から開口１２へ向けて三段階に肉厚が厚くなっていく三段円筒形状を成している。ここで電極体収容部１３の肉厚Ａに対する第１円筒部１４の肉厚Ｂ及び第２円筒部１５の肉厚Ｃの差は、より大きい電極体収容部１３の容積を確保しつつ、より高い封口強度を実現する上では、円筒形電池用外装缶１０を製造可能な範囲で、可能な限り大きく設定するのが好ましい。例えば第１円筒部１４の肉厚Ｂは、電極体収容部１３の肉厚Ａに対して１０１〜１５０％程度の肉厚に設定し、第２円筒部１５の肉厚Ｃは、肉厚Ｂより厚い肉厚とした上で、電極体収容部１３の肉厚Ａに対して１３１〜２００％程度の肉厚に設定するのが好ましい。特に、第１円筒部１４の肉厚Ｂは電極体収容部１３の肉厚Ａに対して１３５％程度の肉厚に設定し、第２円筒部１５の肉厚Ｃは電極体収容部１３の肉厚Ａに対して１６０％程度の肉厚に設定するのがより好ましい。

＜円筒形電池の製造方法＞
円筒形電池２０の製造方法について、図２〜図６を参照しながら説明する。円筒形電池２０は、以下説明するシーム入れ工程、第１プレス加工工程、第２プレス加工工程、圧着プレス加工工程及び外径絞り工程を経て製造される。

尚、図２〜図６に図示した円筒形電池用外装缶１０は、より図面を観やすくするために図面上は肉厚が略一定になっているが、図１（ａ）に図示した肉厚が三段階に異なる円筒形電池用外装缶１０と同じものである。また図２〜図６においては、より図面を観やすくするために、電極体２、封口体３、ガスケット４及び円筒形電池用外装缶１０のハッチングを省略して図示している。

図２はシーム入れ工程を図示した側断面図である。
まず円筒形電池用外装缶１０の電極体収容部１３に電極体２を収容する。つづいて円筒形電池用外装缶１０の第１円筒部１４の外周面を線状に押す溝入れ加工等によって、第１円筒部１４の所定位置にシーム１０ａ（棚部）を形成する。このシーム１０ａは第１周壁１６となる。つづいて所定量の電解液（図示せず）を電極体収容部１３に充填した後、封口体３及びガスケット４を図示の如くシーム１０ａ（第１周壁１６）に載置する。

図３は第１プレス加工工程を図示した側断面図である。

つづいてシーム入れ工程後の円筒形電池用外装缶１０をかしめ割型２１に取り付ける。かしめ割型２１は、略円環形状の割型であり、円筒形電池用外装缶１０のシーム１０ａに係合する凸部２１１が内周面に全周にわたって形成されている。この凸部２１１は、円筒形電池用外装缶１０のシーム１０ａを下側から支持する。つづいて第１プレス型２２で、円筒形電池用外装缶１０の第２円筒部１５を開口端側から下方Ｐへプレスする。第１プレス型２２は、略円錐断面形状の円形凹部２２１が底面の中央に形成されている。円筒形電池用外装缶１０の第２円筒部１５は、第１プレス型２２の円形凹部２２１の斜面に押圧されることによって、第１円筒部１４との境界近傍が内側に斜めに折り曲げられて折り癖が付いた状態に強圧成型される。それによって封口体３及びガスケット４が固定される。

図４は第２プレス加工工程を図示した側断面図である。
つづいて第１プレス加工後の円筒形電池用外装缶１０をかしめ割型２１に取り付けた状態のまま、第２プレス型２３で、円筒形電池用外装缶１０の第２円筒部１５を開口端側から下方Ｐへプレスする。第２プレス型２３は、略矩形断面形状の円形凹部２３１が底面の中央に形成されている。円筒形電池用外装缶１０の第２円筒部１５は、第２プレス型２３の円形凹部２３１の底面に押圧されることによって、図示の如く内側に略直角に折り曲げられた状態に強圧成型される。この第２円筒部１５の略直角に折り曲げられた部分は第２周壁１７となる。

図５は圧着プレス加工工程を図示した側断面図である。
つづいて第２プレス加工後の円筒形電池用外装缶１０を、圧着割型２４、圧着受けストリッパ２５及び圧着受け型２６に取り付ける。圧着割型２４は、円筒形電池用外装缶１０の外径に略等しい内径を有する略円環形状の割型であり、図示の如く内周面が円筒形電池用外装缶１０の側面に接する。圧着受けストリッパ２５は、略円板形状の部材であり、円筒形電池用外装缶１０の底面に接して円筒形電池用外装缶１０を支持する。圧着受け型２６は、略台形状断面を有する円形凹部２６１が形成された略円板形状の部材であり、円形凹部２６１の斜面が円筒形電池用外装缶１０の底面の外周端に当接する。

その状態から、圧着プレス型２７の底面２７１で、円筒形電池用外装缶１０の第２円筒部１５（第２周壁１７）を下方Ｐへプレスする。圧着プレス型２７は、封口体３を逃がすための円形凹部２７２が底面２７１の中央に形成されている。円筒形電池用外装缶１０は、圧着受けストリッパ２５及び圧着受け型２６と圧着プレス型２７との間で、シーム１０ａが変形しながら第１円筒部１４が圧縮される。それによって円筒形電池用外装缶１０は、円筒形電池２０の全高（円筒形電池用外装缶１０の底面から封口体３の端面までの長さ）が規定長となるように強圧成型される。またシーム１０ａが変形しながら第１円筒部１４が圧縮されることによって、第１周壁１６と第２周壁１７との間隔が狭まる。それによって、第１周壁１６及び第２周壁１７と封口体３との間に介装されているガスケット４は、円筒形電池用外装缶１０の内部の密閉状態を安定的に維持できる適切な圧縮率（例えば約３０％）で圧縮された状態となる。

図６は外径絞り工程を図示した側断面図である。

つづいて圧着プレス加工後の円筒形電池用外装缶１０を、絞り受け型２８と絞り上型２９との間に取り付ける。絞り上型２９は、封口体３を逃がすための円形凹部２９２が底面２９１の中央に形成されている。円筒形電池用外装缶１０は、底面が絞り受け型２８に当接して支持され、上端（第２周壁１７）が絞り上型２９の底面２９１に当接した状態で固定される。

略円環形状の絞りダイ３０は、円筒形電池２０の規定外径と一致する内径に設定された絞り凸部３０１が内周面に形成されている。円筒形電池用外装缶１０は、絞りダイ３０を保持するホルダー３１が底面側から上端側へ移動することによって、絞りダイ３０の絞り凸部３０１に側面が押圧され、側面が内側へ変形しながら外径が縮径する。それによって円筒形電池用外装缶１０は、外径が規定長となるように強圧成型される。

＜本発明に係る円筒形電池２０の評価試験＞
発明者が行った本発明に係る円筒形電池２０の評価試験について説明する。

１．実施例
本発明に係る円筒形電池２０の実施例１〜７は、外径寸法をφ１４．２５ｍｍ、高さ５０．６ｍｍとした三段円筒構造の本発明に係る円筒形電池用外装缶１０を用いて、上記説明した製造方法により、外形寸法がφ１４．０ｍｍ、高さ５０．２ｍｍとなるように製造したアルカリ二次電池である。

実施例１〜４は、電極体収容部１３の肉厚Ａを０．１００ｍｍとすることによって容積を７．８４ｃｃとした円筒形電池用外装缶１０を用いた。また実施例１は、第１円筒部１４の肉厚Ｂを０．１３０ｍｍ（肉厚Ａの約１３０％）、第２円筒部１５の肉厚Ｃを０．１５０ｍｍ（肉厚Ａの約１５０％）とした。実施例２は、第１円筒部１４の肉厚Ｂを０．１３０ｍｍ（肉厚Ａの約１３０％）、第２円筒部１５の肉厚Ｃを０．１７０ｍｍ（肉厚Ａの約１７０％）とした。実施例３は、第１円筒部１４の肉厚Ｂを０．１５０ｍｍ（肉厚Ａの約１５０％）、第２円筒部１５の肉厚Ｃを０．１７０ｍｍ（肉厚Ａの約１７０％）とした。実施例４は、第１円筒部１４の肉厚Ｂを０．１５０ｍｍ（肉厚Ａの約１５０％）、第２円筒部１５の肉厚Ｃを０．２００ｍｍ（肉厚Ａの約２００％）とした。

実施例５〜７は、電極体収容部１３の肉厚Ａを０．０８０ｍｍとすることによって容積を７．８９ｃｃとした円筒形電池用外装缶１０を用いた。また実施例５は、第１円筒部１４の肉厚Ｂを０．１１０ｍｍ（肉厚Ａの約１３８％）、第２円筒部１５の肉厚Ｃを０．１３０ｍｍ（肉厚Ａの約１６３％）とした。実施例６は、第１円筒部１４の肉厚Ｂを０．１１０ｍｍ（肉厚Ａの約１３８％）、第２円筒部１５の肉厚Ｃを０．１５０ｍｍ（肉厚Ａの約１８８％）とした。実施例７は、第１円筒部１４の肉厚Ｂを０．１２０ｍｍ（肉厚Ａの約１５０％）、第２円筒部１５の肉厚Ｃを０．１５０ｍｍ（肉厚Ａの約１８８％）とした。

２．比較例
比較例について、図７を参照しながら説明する。
図７は、比較例の円筒形電池用外装缶５０（図７（ａ））及び円筒形電池６０（図７（ｂ））を図示した側断面図である。

円筒形電池用外装缶５０は、比較例の円筒形電池６０の製造に用いた部品であり、比較例の円筒形電池６０において外装缶５を構成する。円筒形電池用外装缶５０は、金属板を加工して製造し、底部１１と開口１２を有する円筒形状、すなわち有底円筒形状を成している。円筒形電池用外装缶５０は、発電要素となる電極体２が収容される電極体収容部１３と、電極体収容部１３の肉厚Ａより厚い一定の肉厚Ｂで電極体収容部１３より開口１２側に連設された第１円筒部１４とを備える。

つまり比較例の円筒形電池用外装缶５０、円筒形電池６０の外装缶５は、電極体収容部１３から開口１２へ向けて二段階に肉厚が厚くなっていく二段円筒形状を成している点で本発明の実施例と相違している。それ以外の構成は、本発明の実施例と共通しているため、同一の符号を付して説明を省略する。

比較例１〜６の円筒形電池６０は、上記の二段円筒構造の円筒形電池用外装缶５０を用いて製造したアルカリ二次電池である。円筒形電池用外装缶５０の外径寸法は、実施例と同様にφ１４．２５ｍｍ、高さ５０．６ｍｍとした。また実施例と同様に、上記説明した製造方法により、外形寸法がφ１４．０ｍｍ、高さ５０．２ｍｍとなるように製造した。

比較例１〜３は、電極体収容部１３の肉厚Ａを０．１００ｍｍとすることによって容積を実施例１〜４と同じ７．８４ｃｃとした円筒形電池用外装缶５０を用いた。また比較例１は、第１円筒部１４の肉厚Ｂを０．１３０ｍｍ（肉厚Ａの約１３０％）とした。比較例２は、第１円筒部１４の肉厚Ｂを０．１５０ｍｍ（肉厚Ａの約１５０％）とした。比較例３は、第１円筒部１４の肉厚Ｂを０．１６０ｍｍ（肉厚Ａの約１６０％）とした。

比較例４〜６は、電極体収容部１３の肉厚Ａを０．０８０ｍｍとすることによって容積を実施例５〜７と同じ７．８９ｃｃとした円筒形電池用外装缶５０を用いた。また比較例４は、第１円筒部１４の肉厚Ｂを０．１００ｍｍ（肉厚Ａの約１２５％）とした。比較例５は、第１円筒部１４の肉厚Ｂを０．１２０ｍｍ（肉厚Ａの約１５０％）とした。比較例６は、第１円筒部１４の肉厚Ｂを０．１３０ｍｍ（肉厚Ａの約１６３％）とした。

尚、第１円筒部１４の肉厚Ｂが電極体収容部１３の肉厚Ａの１７０％以上となる二段円筒構造の円筒形電池用外装缶５０は、肉厚の差が大きすぎて製造することができなかった。

３．試験方法
実施例１〜７の円筒形電池２０及び比較例１〜６の円筒形電池６０の各々について、目視で外観の評価を行った。また実施例１〜７の円筒形電池２０及び比較例１〜６の円筒形電池６０の各々について、封口強度の測定を行った。封口強度の測定は、円筒形電池２０の外装缶１、円筒形電池６０の外装缶５に穴を開け、内部に窒素ガスを０．０５ＭＰａ／ｓｅｃの速度で充填し、封口体３による封口部からガス漏れが発生した時における窒素ガスの充填圧力を封口強度とした。

４．試験結果及び評価

上記の表１に示した試験結果を参照しながら以下説明する。

まず電極体収容部１３の肉厚Ａを０．１００ｍｍ、円筒形電池用外装缶の容積を７．８４ｃｃとした比較例１〜３と実施例１〜４とを対比して評価した。

比較例１の封口強度は４．６ＭＰａ、比較例２の封口強度は５．６ＭＰａであり、ともに外装缶５に凹みは生じておらず外観は良好であった。また第１円筒部１４の肉厚Ｂをより厚くした比較例３は、比較例１、２より高い封口強度６．１ＭＰａが得られた。しかし比較例３は、電極体収容部１３の肉厚Ａと第１円筒部１４の肉厚Ｂとの差が大きすぎることに起因して、電池製造工程で外装缶５の側面に凹みが生じたため、外観評価で不適と評価した。

それに対して実施例１〜４は、比較例１、２を上回る封口強度５．６〜７．８ＭＰａが得られた。特に実施例２〜４は、外観評価で不適と評価された比較例３の封口強度６．１ＭＰａをも上回る封口強度６．７〜７．８ＭＰａが得られた。そして実施例１〜４は、いずれも電池製造工程で側面に凹みは生じておらず、外観の評価はいずれも良好であった。

つづいて電極体収容部１３の肉厚Ａをより薄く０．０８０ｍｍとし、円筒形電池用外装缶の容積をより大きい７．８９ｃｃとした比較例４〜６と実施例５〜７とを対比して評価した。

比較例４の封口強度は３．１ＭＰａ、比較例５の封口強度は３．７ＭＰａであり、ともに第１円筒部１４の肉厚Ｂを薄くした分だけ比較例１〜３よりも封口強度は低下したが、いずれも電池製造工程で外装缶５に凹みは生じておらず外観は良好であった。また第１円筒部１４の肉厚Ｂをより厚くした比較例６は、比較例４、５より高い封口強度４．６ＭＰａが得られた。しかし比較例６は、電極体収容部１３の肉厚Ａと第１円筒部１４の肉厚Ｂとの差が大きすぎることに起因して、電池製造工程で外装缶５の側面に凹みが生じたため、外観評価で不適と評価した。

それに対して実施例５〜７は、比較例４、５を上回る封口強度４．６〜５．６ＭＰａが得られた。特に実施例６、７は、外観評価で不適と評価された比較例６の封口強度４．６ＭＰａをも上回る封口強度５．６ＭＰａが得られた。そして実施例５〜７は、いずれも電池製造工程で側面に凹みは生じておらず、外観の評価はいずれも良好であった。

結論としては、二段円筒構造の円筒形電池用外装缶５０を用いた比較例の円筒形電池６０においては、封口体３をかしめる第２周壁１７の肉厚（第１円筒部１４の肉厚Ｂ）は、電極体収容部１３の肉厚Ａの約１５０％が限界であった。それに対して本発明に係る三段円筒構造の円筒形電池用外装缶１０を用いた円筒形電池２０の実施例においては、封口体３をかしめる第２周壁１７の肉厚（第２円筒部１５の肉厚Ｃ）を電極体収容部１３の肉厚Ａの約２００％まで厚くすることが可能であった。

以上説明したように、本発明に係る円筒形電池２０の外装缶１（円筒形電池用外装缶１０）は、電極体収容部１３から開口１２へ向けて三段階に肉厚が厚くなっていく形状を成しているため、電極体収容部１３の肉厚Ａと封口部の肉厚（第２円筒部１５の肉厚Ｃ）と差を大きくしても、その肉厚の差によって生じる剛性のアンバランスを従来よりも小さくすることができる。したがって円筒形電池２０を製造する際のプレス加工や絞り加工において、その剛性のアンバランスに起因して外装缶１に変形が生ずる虞を低減させることができる。それによって本発明に係る円筒形電池２０は、封口体３による封口部の強度を液漏れが生じないレベルに維持しつつ、従来よりも外装缶１の容積を増加させてさらなる大容量化を実現することができる。

また本発明に係る円筒形電池２０の外装缶１（円筒形電池用外装缶１０）は、第１円筒部１４の肉厚Ｂが一定であり、第２円筒部１５の肉厚Ｃも一定である。そのため、第１円筒部１４及び第２円筒部１５の内周面と封口体３とが略平行に対面する状態となるので、第１円筒部１４及び第２円筒部１５の内周面と封口体３との間に介在するガスケット４を略均一に圧縮した状態とすることが容易に可能になる。したがって本発明に係る円筒形電池２０は、ガスケット４の圧縮状態の不均一に起因する封口強度の低下によって封口部から液漏れが生ずる虞を極めて小さくすることができる。

このようにして本発明によれば、円筒形電池２０において、封口体３による封口部の強度を液漏れが生じないレベルに維持しつつ、さらなる大容量化を実現することができる。
尚、本発明は、上記説明した実施例に特に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変形が可能であること言うまでもない。

１外装缶
２電極体
３封口体
４ガスケット
１０円筒形電池用外装缶
１３電極体収容部
１４第１円筒部
１５第２円筒部
１６第１周壁
１７第２周壁

Claims

有底円筒形状の外装缶と、
発電要素となる電極体と、
前記外装缶の開口を封口する封口体と、
前記外装缶と前記封口体との間に介装されるガスケットと、を備え、
前記外装缶は、前記電極体が収容される電極体収容部と、前記電極体収容部の肉厚より厚い一定の肉厚で前記電極体収容部より開口側に連設され、前記封口体を支持する第１周壁がプレス加工により内側に形成された第１円筒部と、前記第１円筒部の肉厚より厚い一定の肉厚で前記第１円筒部より開口側に連設され、前記第１周壁とで前記封口体を挟持する第２周壁がプレス加工により内側に形成された第２円筒部と、を含む、ことを特徴とした円筒形電池。