JP5681005B2 - 扁平形電池 - Google Patents

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Description

本発明は、コイン形電池等の扁平形電池に関する。
従来より、有底筒状の外装缶と、該外装缶の開口を覆うように配置され且つ外周側で外装缶と接合される封口缶と、を備えた扁平形電池が知られている。このような扁平形電池では、例えば特許文献1、2に開示されるように、電池内部の気密性を保ち且つ電池ケース(外装缶)と封口板(封口缶)との電気的な絶縁を確保するために、電池ケースと封口板との嵌合部分にガスケットを配置している。
また、前記特許文献1、2には、ガスケットを封口板に一体成形する構成が開示されている。
特開平4−341756号公報 特開平4−34837号公報
ところで、前記特許文献1、2に開示されている構成のように、封口缶にガスケットを一体形成する構成の場合、封口缶と成形型との間にガスケットを成形するための空間を設ける必要がある。このような場合、例えば、ガスケットが形成されない封口缶の平面部側を成形型に当接させて保持することが考えられるが、封口缶の平面部を成形型によって保持するためには、該封口缶の側壁を構成する筒部の一部にも成形型を当接させる必要がある。そうすると、筒部において成形型が接触する部分には、ガスケットを成形できないため、その分、封口缶の筒部上に形成可能なガスケットの高さ(筒部の筒軸方向に対応する長さ)が短くなる。その結果、封口缶の筒部に対してガスケットを間に挟むように外装缶の開口端部を嵌合した際に、該ガスケットが外装缶の底部を押圧する圧力が小さくなって、シール性能の低下を招くおそれがある。
そのため、本発明は、封口缶と外装缶との間にガスケットが挟み込まれる扁平形電池において、該封口缶にガスケットをモールド成形する際に成形型によって封口缶を保持可能な構成を実現しつつ、該ガスケットによるシール性能の向上を図ることを目的とする。
本発明の一実施形態にかかる扁平形電池は、有底筒状の外装缶と、前記外装缶の側壁よりも外形の小さい筒部と該筒部の一方の開口を塞ぐ平面部とを有し、且つ、前記外装缶との間に空間を形成するように該外装缶に対して逆皿状に配置される封口缶と、前記外装缶と前記封口缶とを組み合わせた状態で、該外装缶の側壁と封口缶の筒部との間に挟みこまれるように、該封口缶の筒部にモールド成形されたガスケットと、を備え、前記封口缶の筒部には、該筒部の開口端側を段状に拡げる段部が設けられていて、前記外装缶は、その側壁の開口端部が前記封口缶の段部に嵌合されていて、前記ガスケットは、前記封口缶の筒部の開口端側に形成されていて、該封口缶に外装缶を嵌合させた状態で該封口缶の筒部と外装缶の底部との間でシールとして機能するガスケット先端部と、前記封口缶の外側に前記筒部の開口端側から前記段部に亘って形成されていて、前記封口缶に外装缶を嵌合させた場合に圧縮されるとともに前記ガスケット先端部を該外装缶の底部に押し付けるガスケット外側部とを有し、前記ガスケット外側部には、前記外装缶の側壁の開口端部が嵌合される位置に、前記封口缶に外装缶を嵌合する前の状態で該封口缶の筒部の筒軸方向に突出する突出部が設けられている(第1の構成)。
以上の構成により、封口缶の筒部に設けられた段部に対して外装缶の側壁の開口端部を嵌合させた場合、該筒部の外側に設けられたガスケット外側部が、外装缶の側壁の開口端部によって圧縮されて、筒部の開口端側に位置するガスケット先端部を外装缶の底部に押し付ける。これにより、ガスケット先端部は、外装缶の底部と封口缶の筒部の開口端部との間でシールとして機能する。そして、ガスケット外側部のうち、外装缶の側壁の開口端部が嵌合される位置に、封口缶に外装缶を嵌合する前の状態で該封口缶の筒部の筒軸方向に突出する突出部を設けることで、ガスケット外側部における封口缶の筒部表面側に凹部を形成することができる。ガスケットを成形する際に、この凹部を成形型の一部によって形成するように該成形型によって封口缶の筒部を保持することで、該封口缶を成形型によってより確実に保持することができる。
しかも、ガスケット外側部には、外装缶の側壁の開口端部が嵌合される位置に突出部が形成されているため、外装缶の開口端部を封口缶の段部に嵌合する際には、該外装缶の開口端部が突出部を圧縮することになる。これにより、外装缶の開口端部によって押圧されるガスケット外側部の高さ(筒部の筒軸方向に対応する長さ)が、突出部を設けない構成に比べて大きくなるため、ガスケット外側部がガスケット先端部を封口缶の底部に押し付ける圧力を高めることができ、該ガスケット先端部によるシール性能の向上を図れる。
さらに、上述のようにガスケットに突出部を設けることにより、封口缶に外装缶を嵌合させた際に形成される該外装缶の開口端部と封口缶との隙間を、突出部によって埋めることができる。これにより、外装缶の開口端部と封口缶との間に凹みが形成されるのを防止できる。したがって、上述の構成により、該凹み内に水分等が溜まって外装缶と封口缶との間で液絡が生じるのを防止できる。
前記第1の構成において、前記突出部は、その突出端部が、前記ガスケット外側部の他の部分よりも前記封口缶の平面部側に位置している(第2の構成)。
これにより、ガスケット外側部における突出部以外の部分は該突出部よりも低くなり、より確実にガスケット外側部に凹部が形成されることになるため、該凹部を形成するように成形型を封口缶の筒部により確実に接触させることが可能になる。よって、封口缶を成形型によってより確実に保持することができる。
しかも、上述の構成により、外装缶の開口端部を封口缶の段部に嵌合させた際に、突出部を容易に変形させることが可能になるため、該外装缶の開口端部と封口缶との隙間を突出部によってより確実に埋めることができる。
前記第1または第2の構成において、前記突出部は、前記封口缶の筒軸に沿った断面で見て、該封口缶の筒部側に位置する側面が、該筒部の拡径した開口端側の外表面よりも封口缶内方側に位置している(第3の構成)。
これにより、外装缶の開口端部を封口缶の段部に嵌合させた際に、該外装缶の開口端部が突出部を押圧することによって、封口缶の筒部の外方側に位置するガスケット外側部をより確実に押圧することができる。したがって、上述の構成によって、ガスケット先端部が外装缶の底部に押し付けられる際の面圧が大きくなるため、シール性能の向上を図れる。
しかも、上述の構成により、突出部の封口缶外方側の側面の位置が変わらなければ、突出部の筒部側に位置する側面が該筒部の拡径した開口端側の外表面よりも封口缶外方に位置している場合に比べて、突出部の体積を大きくすることができる。これにより、封口缶に外装缶を嵌合させたときに突出部が変形して、外装缶の開口端部と封口缶との隙間をより確実に埋めることが可能となる。したがって、外装缶と封口缶との間で液絡が発生するのをより確実に防止できる。
前記第1から第3の構成のうちいずれか一つの構成において、前記突出部は、前記封口缶に外装缶を嵌合させた状態で該封口缶と該外装缶の側壁の開口端部との間に凹みが形成されないように、該封口缶と該外装缶の側壁の開口端部との隙間を埋めるような体積を有する(第4の構成)。
こうすることで、外装缶の側壁の開口端部を封口缶の段部に嵌合させた際に、該外装缶の開口端部と封口缶との隙間を突出部によって埋めることができ、該外装缶の開口端部と封口缶との間に凹みが形成されるのを防止できる。したがって、上述の構成により、外装缶と封口缶との間に水分等が溜まって液絡が生じるのを防止することができる。
前記第1から第4の構成のうちいずれか一つの構成において、前記ガスケット外側部は、前記封口缶に前記外装缶を嵌合させる前の状態で、該封口缶の筒部の外方で且つ開口端部側に位置する部分の厚みが、該筒部の外方で且つ前記段部側に位置する部分の厚みよりも小さい(第5の構成)。
ガスケット外側部のうち、封口缶の筒部の開口端側に位置する部分は、封口缶と外装缶との間に位置しているものの、該封口缶及び外装缶に圧縮される程度は他の部分に比べて小さい。したがって、上述の構成により、ガスケットとしての機能を損なうことなく該ガスケットに用いる樹脂量を低減することができる。
本発明の一実施形態にかかる扁平形電池によれば、封口缶にガスケットをモールド成形する構成において、ガスケット外側部のうち、外装缶の側壁の開口端部が嵌合される位置に、突出部を設けた。これにより、ガスケットを成形する際に、成形型の一部によってガスケット外側部の封口缶の筒部側に凹部が形成されるように、該封口缶の筒部を成形型で保持することが可能になる。よって、成形型によって封口缶をより確実に保持することができる。
しかも、上述の構成により、封口缶に外装缶を嵌合する際に、該外装缶の開口端部によって突出部が押圧されるため、ガスケット外側部がガスケット先端部を外装缶の底部に押し付ける面圧を大きくすることができる。これにより、ガスケットによるシール性能の向上を図れる。
図1は、本発明の一実施形態にかかる扁平形電池の概略構成を示す断面図である。 図2は、扁平形電池内の封口缶(負極缶)にモールド形成されたガスケットを拡大して示す部分拡大断面図である。 図3は、封口缶(負極缶)に外装缶(正極缶)を嵌合する際の状態を示す部分拡大断面図である。 図4は、封口缶(負極缶)の周壁部にガスケットをモールド成形する様子を示す断面図である。 図5は、封口缶(負極缶)の周壁部にガスケットがモールド成形された部品を上下逆にした状態を示す図である。 図6は、封口缶(負極缶)内に発電要素を配置した状態を示す図である。 図7は、外装缶(正極缶)を封口缶(負極缶)にかぶせた状態を示す図である。
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。各図において同一または同等部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。
(全体構成)
図1は、本発明の一実施形態である扁平形電池1の概略構成を示す断面図である。この扁平形電池1は、有底円筒状の正極缶10(外装缶)と、該正極缶10の開口を覆う負極缶20(封口缶)と、正極缶10の外周側と負極缶20の外周側との間に配置されるガスケット30と、正極缶10及び負極缶20の間に形成される空間内に収納される発電要素40とを備えている。扁平形電池1は、正極缶10と負極缶20とを合わせることによって、全体が扁平なコイン状に形成されている。扁平形電池1の正極缶10と負極缶20との間に形成される空間内には、発電要素40以外に、非水電解液(図示省略)も封入されている。
正極缶10は、ステンレスなどの金属材料からなり、プレス成形によって有底円筒状に形成されている。正極缶10は、円形状の底部11と、その外周に該底部11と連続して形成される円筒状の周壁部12(側壁)とを備えている。周壁部12は、縦断面視で、底部11に対して略垂直に延びるように設けられている。正極缶10は、後述するように、負極缶20との間にガスケット30を挟んだ状態で、周壁部12の開口端側が内側に折り曲げられて、該負極缶20の外周部に対してかしめられている。
負極缶20も、正極缶10と同様、ステンレスなどの金属材料からなり、プレス成形によって有底円筒状に形成されている。負極缶20は、円形状の平面部21と、その外周に該平面部21と連続して形成される円筒状の周壁部22(筒部)とを備えている。この周壁部22も、正極缶10と同様、縦断面視で、平面部21に対して略垂直に延びるように設けられている。周壁部22は、該周壁部22の基端部22aに対して径が段状に大きくなる拡径部22bを有している。すなわち、周壁部22には、基端部22aと拡径部22bとの間に段部22cが形成されている、図1に示すように、この段部22cに対して、正極缶10の周壁部12の開口端部が折り曲げられてかしめられている。これにより、正極缶10と負極缶20とが、それらの外周側で接続されている。
ガスケット30は、ポリフェニレンサルファイド(PPS)からなる。ガスケット30は、正極缶10の周壁部12と負極缶20の周壁部22との間に挟みこまれるように、該負極缶20の周壁部22にモールド成形されている。ガスケット30の詳しい構成については後述する。なお、ガスケット30の材料としては、PPSに限らず、ポリプロピレン(PP)や、ポリテトラフルオロエチレン(PFA)、ポリアミド系樹脂などを用いてもよい。
発電要素40は、正極活物質等を円盤状に成形した正極材(電極材)41と、負極活物質の金属リチウムまたはリチウム合金を円盤状に形成した負極材42と、不織布製のセパレータ43とを備えている。図1に示すように、正極缶10の内方には正極材41が位置付けられている一方、負極缶20の内方には負極材42が位置付けられている。正極材41と負極材42との間にはセパレータ43が配置されている。
正極材41は、正極活物質として二酸化マンガンを含有している。この正極材41は、次のようにして形成される。まず、二酸化マンガンに、黒鉛、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体及びヒドロキシプロピルセルロースを混合して正極合剤を調整する。所定の金型内に後述する正極リング44をセットした後に、前記正極合剤を金型内に充填して加圧成形し、成形された部材を加熱して円盤状に形成する。これにより、正極材41が得られる。
正極材41には、該正極材41を保持するように、該正極材41の底面及び側面のそれぞれ一部を覆う正極リング44が装着されている。この正極リング44は、所定の剛性及び導電性を有するステンレス鋼等によって構成されている。正極リング44は、正極材41の側面に接する円筒部44aと、該円筒部44aの一端側から該円筒部44aの内方に向かって延びて正極材41の底面に接する円環状のフランジ部44bとが一体形成されたものである。このような構成の正極リング44によって、該正極リング44内の正極材41の径方向及び一端側への変形を規制することができる。そして、正極リング44の円筒部44aの他端側にはフランジ部を設けない構成にすることで、正極材41は、放電時に正極リング44の円筒部44aの他端側へ自由に膨張することができる。よって、放電時に、負極材42の厚みが小さくなっても、正極材41は正極リング44に沿って負極材42側へ膨張するため、該正極材41と負極材42とが離間するのを防止できる。
セパレータ43は、ポリブチレンテレフタレート製の繊維を素材とする不織布を用いて構成される。このセパレータ43は、扁平形電池1内で非水電解液によって含浸されている。なお、セパレータ43の厚みは、例えば、約0.3〜0.4mm程度である。
非水電解液は、例えば、プロピレンカーボネイトと1,2−ジメトキシエタンとを混合した溶液にLiClOを溶解した溶液である。
(ガスケットの構成)
図1から図3に示すように、ガスケット30は、負極缶20の周壁部22を包み込むように概略円筒状に形成されている。詳しくは、ガスケット30は、周壁部22における基端部22aの一部、段部22c及び拡径部22bのそれぞれの負極缶外方側を覆うとともに、段部22c及び拡径部22bのそれぞれの負極缶内方側を覆うように、負極缶20にモールド成形されている。すなわち、ガスケット30は、周壁部22の負極缶内方を覆うガスケット内側部31と、該周壁部22の外方を覆うガスケット外側部32と、該周壁部22の開口端部の先端側に位置するガスケット先端部33とを有している。
ガスケット内側部31は、負極缶20の周壁部22の段部22cから該負極缶20の周壁部22の開口端側に亘って略円筒状に形成されている。ガスケット内側部31は、その内周側が周壁部22の基端部22aの内周面と略面一になるように形成されている。また、ガスケット内側部31は、負極缶20の周壁部22の開口端側へ向かうほど、内径が大きくなるように、すなわち、内面が負極缶20の周壁部22に近づくように、全体としてテーパ状に形成されている。
ガスケット外側部32は、負極缶20の周壁部22の拡径部22b及び段部22cを覆うとともに、基端部22aの段部22c側の一部を覆うように設けられている。ガスケット外側部32は、正極缶10を負極缶20に対してかしめる前の状態で、負極缶20の周壁部22の開口端に向かうほど、厚みが小さくなっている。すなわち、図2に示すように、ガスケット外側部32のうち、周壁部22上の開口端側に位置する部分の厚み(図2中のX)が、周壁部22上の段部22c側に位置する部分の厚み(図2中のY)に比べて小さくなっている。
ガスケット外側部32のうち、周壁部22上の段部22c側に位置する部分は、図1及び図3に示すように、負極缶20に対して正極缶10がかしめられた際に、該正極缶10の周壁部12の開口端部によって圧縮される。これにより、ガスケット外側部32のうち、周壁部22の段部22c側に位置する部分によって、正極缶10と負極缶20との隙間がシールされる。これに対し、ガスケット外側部32のうち、周壁部22上の開口端側に位置する部分は、正極缶10の周壁部12と負極缶20の周壁部22との間に位置するものの、当該部分がシールとして機能するほど正極缶10と負極缶20との間で圧縮されるわけではない。したがって、ガスケット外側部32において、周壁部22上の開口端側に位置する部分の厚みを、絶縁として機能する程度に小さくすることで、その分、ガスケット30の材料コストの低減を図れるとともに、扁平形電池1の外形寸法が変わらなければ電池の容量増大も図れる。
また、ガスケット外側部32は、負極缶20の平面部21を囲むように該平面部21側に向かって全体として円環状に膨出した突出部32aを有している。この突出部32aは、ガスケット外側部32のうち、周壁部22上の段部22c側に位置する部分に、該周壁部22の筒軸方向に該周壁部22の開口端側とは反対側に向かって断面略矩形状で膨出するように形成されている。
突出部32aは、その突出端側が平面になるように形成されている。また、断面略矩形状に膨出した突出部32aは、一方の側面が、ガスケット外側部32のうち周壁部22の拡径部22b上に位置する部分と面一になるとともに、他方の側面が、突出部32aの突出端に向かって徐々に該周壁部22から離れるテーパ状になるように、形成されている。
突出部32aは、図2に示す縦断面(負極缶20の筒軸に沿った断面)で見て、負極缶20の平面部21側に位置する面(上述の他方の側面)が周壁部22の拡径部22bの外表面よりも負極缶20の内方側に位置するように形成されている。すなわち、突出部32aは、その幅寸法(突出部32aにおける負極缶20の径方向の寸法)が周壁部22の拡径部22b上に位置するガスケット外側部32の厚みよりも大きくなるように形成されている。なお、突出部32aは、図2に示す断面で見て、平面部21側に位置する面が、拡径部22bの外表面の延長線上に位置するように形成されていてもよい。
また、突出部32aは、その突出端側が、ガスケット外側部32のうち周壁部22の基端部22a上に位置する部分よりも平面部21側に突出するように形成されている。すなわち、突出部32aは、その突出端側が、ガスケット外側部32において、最も平面部21側に位置するように形成されている。
突出部32aは、後述するように正極缶10の周壁部12の開口端部を負極缶20の段部22cにかしめた際に、該正極缶10の周壁部12の開口端部と負極缶20との間に形成される隙間を埋めるような体積を有する。すなわち、正極缶10の周壁部12の開口端部を負極缶20の段部22cにかしめた際に、該正極缶10の周壁部12の開口端部と負極缶20との間に形成される隙間は、突出部32aによって埋められる。これにより、正極缶10と負極缶20との間に、水分が溜まるような凹みが形成されるのを防止できる。
ガスケット外側部32に上述のような突出部32aを設けることによって、図2に示すように、ガスケット外側部32には、該突出部32aと周壁部22の基端部22aとの間に凹部32bが形成される。既述のとおり、突出部32aは負極缶20の平面部21を囲む円環状に形成されているため、この凹部32bも平面部21を囲む円環状に形成される。
なお、凹部32bにおける周壁部22の基端部22a側には、R部32cが形成されている。このR部32cは、後述するような製造方法によってガスケット30を形成する際に、成形型によって形成されるもので、凹部32bにおいて、R部32cにおける基端部22a側の部分が最も平面部21側に位置している。したがって、突出部32aは、その突出端側が、R部32cにおける負極缶20の基端部22a側よりも平面部21側に位置するように形成されている。
また、凹部32bは、後述するように、負極缶20にガスケット30をモールド成形する際に該負極缶20の基端部22aを保持する成形型62の一部によって形成される(図4参照)。図4に示すように、成形型62は、縦断面視で負極缶20の基端部22aの直線部分に当接するため、凹部32bは基端部22aの直線部分に形成される。
以上の構成において、図3に斜線矢印で示すように、負極缶20の段部22cに対して正極缶10の周壁部12の開口端部をかしめると、ガスケット外側部32は、正極缶10の周壁部12の開口端部によって、高さ方向(負極缶20の周壁部22の筒軸方向、図3の上下方向)に圧縮される(図3の白抜き矢印)とともに、該周壁部22側に押し付けられる。これにより、ガスケット外側部32は、ガスケット先端部33を押圧するとともに、正極缶10の周壁部12と負極缶20の周壁部22との間に挟みこまれてシールとして機能する。ガスケット外側部32によって押圧されたガスケット先端部33は、図3に示すように正極缶10の底部11に押し付けられる。
したがって、上述の構成により、ガスケット外側部32のうち周壁部22の段部22c上に位置する部分と、ガスケット先端部33とが、負極缶20と正極缶10との間に形成される空間を外部の空間に対して隔離するシールとして機能する。
本実施形態では、ガスケット外側部32が上述のような構成を有しているため、該ガスケット外側部32の突出部32aも正極缶10の周壁部12の開口端側によって高さ方向に圧縮される。これにより、突出部32aを設けない場合に比べてガスケット外側部32の変形量を大きくすることができ、その分、ガスケット先端部33と正極缶10の底部11との間の面圧を高めることができる。したがって、上述の構成により、ガスケット先端部33によるシール性能の向上を図れる。
また、ガスケット外側部32に突出部32aを設けることで、負極缶20の周壁部22の段部22cに対して正極缶10の周壁部12の開口端部をかしめた際に、突出部32aは、凹部32bが形成された周壁部22側に倒れこむように変形する(図3の実線矢印参照)。これにより、正極缶10の周壁部12の開口端部と負極缶20の周壁部22との間に形成される隙間を、突出部32aによって埋めることができる。したがって、正極缶10の周壁部12と負極缶20の周壁部22との隙間等に水分が溜まって液絡が生じるのを防止できる。
特に、突出部32aを上述のような構成にすることで、上述のガスケット先端部33によるシール性能のさらなる向上を図れるとともに、正極缶10と負極缶20との間で液絡が発生するのをより確実に防止することができる。
すなわち、突出部32aは、図2に示す断面で見て、その側面が周壁部22の拡径部22bの外表面よりも負極缶20の内方側に位置しているため、正極缶10を負極缶20にかしめた際に突出部32aが受ける圧縮力を拡径部22b上に位置するガスケット外側部32に対してより確実に伝えることができる。これにより、ガスケット先端部33を正極缶10の底部11に対してより強く押し付けることができ、シール性能の向上を図れる。また、突出部32aを上述のような構成にすることで、正極缶10を負極缶20にかしめた際の突出部32aの変形によって、正極缶10と負極缶20とをかしめた際に形成される該正極缶10の周壁部12の開口端側と該負極缶20の周壁部22との隙間を、より確実に埋めることができる。したがって、上述のような突出部32aの構成により、正極缶10と負極缶20との間で液絡が生じるのをより確実に防止できる。
さらに、突出部32aを、その突出端側が周壁部22の基端部22a上に位置するR部32cよりも平面部21側に位置するように形成することで、正極缶10と負極缶20とをかしめる際にガスケット外側部32をより強く圧縮することができ、ガスケット先端部33によるシール性能の向上を図れる。しかも、上述のような突出部32aの構成によって、該突出部32aを凹部32b側により大きく変形させることができる。これにより、正極缶10の周壁部12の開口端部と負極缶20の周壁部22との間に形成される隙間を突出部32aによってより確実に埋めることができ、正極缶10と負極缶20との間で液絡が生じるのを防止できる。
(扁平形電池の製造方法)
次に、扁平形電池1の製造方法を、図4から図7に基づいて説明する。なお、扁平形電池1を組み立てる際は、図5から図7に示すように、図1の状態とは上下逆の状態で組み立て作業を行う。
まず、プレス成形によって、負極缶20及び正極缶10を、それぞれ形成する。次に、図4に示すように、負極缶20の周壁部22にガスケット30をモールド成形する。このモールド成形の様子を、図4を用いて以下で説明する。
図4に示すように、固定成形型61と、可動成形型62と、リング状の断面を有するピストン可動成形型63とを負極缶20の外側に配置し、ピン64を該負極缶20の内側に配置する。具体的には、固定成形型61は、内方に負極缶20を配置可能な円形状の穴部を有している。固定成形型61の穴部内には、ピストン可動成形型63を貫通するピン64が配置されている。該ピン64には、負極缶20が先端部分を覆うように配置される。そして、その負極缶20及び固定成形型61上に、可動成形型62が配置される。
可動成形型62には、負極缶20の平面部21の外表面に沿うように凹部が形成されている。また、可動成形型62には、負極缶20の基端部22aの一部を保持するように、平面部21に沿って円環状に膨出する突出支持部62aが設けられている。可動成形型62をこのような形状にすることで、ガスケット30のモールド成形時に負極缶20をより確実に保持することができる。この突出支持部62aによって、ガスケット30の凹部32bが形成される。
これにより、固定成形型61、可動成形型62、ピストン可動成形型63及びピン64によって、負極缶20の周壁部22の周りにガスケット30を形成するための空間が形成される。そして、この空間内に外部から樹脂を注入して硬化させることにより、ガスケット30を形成する。
ガスケット30を成形した後、まず、可動成形型62を取り外す。そして、ピストン可動成形型63をピン64の軸方向(図4中の白抜き矢印方向)に移動させることにより、ガスケット30がモールド成形された負極缶20を該ピン64及び固定成形型61から脱離させることができる。
ここで、固定成形型61は、ガスケット外側部32の外周面を成形する部分が、負極缶20の周壁部22の段部22cに向かって徐々に内径が大きくなるようなテーパ状に形成されている。これにより、上述のようにピストン可動成形型63によってガスケット先端部33を押した場合に、固定成形型61から負極缶20を容易に脱離させることができる。
また、ピン64は、ガスケット内側部31の内径が負極缶20の周壁部22の開口端に向かって徐々に大きくなるように、先端に向かって先細りとなるテーパ状に形成されている。これにより、ピン64から負極缶20をスムーズに脱離させることができる。
以上により、図5に示すように、負極缶20の周壁部22にガスケット30がモールド成形された部品が得られる。
次に、図5に示すように、周壁部22にガスケット30がモールド成形された負極缶20を、平面部21が下側になるように配置する。そして、負極缶20の内面に負極材42を導電性接着剤等で固定した後、該負極材42の上にセパレータ43及び正極材41を重ねて配置する(図6参照)。
その後、負極缶20内に非水電解液を注入し、該負極缶20に対して正極缶10を被せる(図7参照)。このとき、負極缶20の周壁部22と正極缶10の周壁部12との間にガスケット30を挟みこんだ状態で、該周壁部12の開口端部を、負極缶20の段部22cを覆うように正極缶10の内側に折り曲げてかしめる。
これにより、ガスケット30は、正極缶10の周壁部12と負極缶20の周壁部22との間に挟みこまれた状態となる。すなわち、上述のような製造方法によって、ガスケット外側部32は、負極缶20の段部22cと正極缶10の周壁部12の開口端部との間に挟みこまれる。また、ガスケット先端部33も負極缶20の周壁部22の開口端部と正極缶10の底部11との間に挟みこまれる。
以上により、図1に示すような構成の扁平形電池1が得られる。
(実施形態の効果)
以上の構成を有する扁平形電池1では、負極缶20の周壁部22にガスケット30をモールド成形する構成において、該周壁部22の外方に位置するガスケット外側部32のうち段部22cを覆う部分に、突出部32aを設けた。これにより、該突出部32aの周壁部22側に凹部32bが形成される。このような構成にすることで、ガスケット30をモールド成形する際に、凹部32bを形成する成形型62の突出支持部62aによって、負極缶20の周壁部22の基端部22aを広い範囲で保持することが可能になる。したがって、ガスケット30をモールド成形する際に、負極缶20を成形型によってより確実に保持することができる。
しかも、上述のように、ガスケット外側部32には、正極缶10の周壁部12の開口端部によって押圧される部分に突出部32aが形成されているため、ガスケット30によるシール性能の向上及び正極缶10と負極缶20との間での液絡の発生を防止できる。すなわち、上述の突出部32aを設けることによって、正極缶10と負極缶20とをかしめた際に、ガスケット外側部32によってガスケット先端部33を正極缶10の底部11に対してより強く押し付けることができるとともに、突出部32aを変形させて正極缶10の周壁部12の開口端部と負極缶20との間に形成される隙間を埋めることができる。これにより、ガスケット先端部33と正極缶10の底部11との間のシール性能を向上できるとともに、正極缶10の周壁部12の開口端側と負極缶20との間に水分が溜まって液絡が生じるのを防止できる。
特に、突出部32aは、図2に示す断面で、負極缶20の基端部22a側に位置する側面が該負極缶20の拡径部22bの外表面よりも負極缶20内方に位置するように形成されている。そのため、負極缶20の段部22cに対して正極缶10の周壁部12の開口端部をかしめた際に、突出部32aを押圧した力がガスケット外側部32を介してガスケット先端部33により効率良く伝わって、該ガスケット先端部33を正極缶10の底部11により強く押し付けることができる。これにより、ガスケット先端部33と正極缶10の底部11との間のシール性能の向上を図れる。しかも、突出部32aを上述の構成にすることで、該突出部32aの体積を増大させることができるため、負極缶20に対して正極缶10をかしめた際に、突出部32aによって、正極缶10の周壁部12の開口端部と負極缶20との隙間をより確実に埋めることができる。
また、突出部32aを、その突出端側がガスケット外側部32の他の部分よりも負極缶20の平面部21側に位置するように形成する。これにより、負極缶20の段部22cに対して正極缶10の周壁部12の開口端部をかしめた際に、ガスケット先端部33を正極缶10の底部11により強く押圧できるとともに、突出部32aの変形がより容易になる。したがって、ガスケット先端部33と正極缶10の底部11との間でシール性能の向上を図れるとともに、突出部32aによって正極缶10の周壁部12の開口端部と負極缶20との隙間をより確実に埋めることができる。
(その他の実施形態)
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
前記実施形態では、突出部32aを、負極缶20の基端部22a側の側面が該負極缶20の拡径部22bの外表面よりも負極缶20の内方に位置するように構成するとともに、突出側の端部がガスケット30の他の部分よりも平面部21側に位置するように構成している。しかしながら、これに限らず、突出部は、ガスケット30をモールド成形する際に負極缶20を保持できるような凹部を形成できるとともに、ガスケット先端部33によるシール性能の向上を図れるような形状であれば、他の形状であってもよい。また、突出部は、正極缶10の周壁部12の開口端部と負極缶20との隙間を埋めることができるような形状であれば、より好ましい。
前記実施形態では、正極材41の正極活物質として二酸化マンガンを含有した材料を用いていて、負極材42の負極活物質として金属リチウムまたはリチウム合金を用いている。しかしながら、正極活物質または負極活物質として機能する材料であれば、これ以外のものを正極材41及び負極材42として用いてもよい。
前記実施形態では、正極缶10を外装缶としていて、負極缶20を封口缶としているが、逆に正極缶が封口缶で、負極缶が外装缶であってもよい。
前記実施形態では、負極缶20及び正極缶10を、それぞれ有底円筒状に形成して、扁平形電池1をコイン状に形成したが、この限りではなく、扁平形電池を、多角柱状など、円柱状以外の形状に形成してもよい。
本発明による扁平形電池は、ガスケットが封口缶にモールド成形された扁平形電池に利用可能である。
1:扁平形電池、10:負極缶(外装缶)、11:底部、12:周壁部(側壁)、20:正極缶(封口缶)、21:平面部、22:周壁部(筒部)、22c:段部、30:ガスケット、32:ガスケット外側部、32a:突出部、32b:凹部、33:ガスケット先端部、40:発電要素

Claims (5)

  1. 有底筒状の外装缶と、
    前記外装缶の側壁よりも外形の小さい筒部と該筒部の一方の開口を塞ぐ平面部とを有し、且つ、前記外装缶との間に空間を形成するように該外装缶に対して逆皿状に配置される封口缶と、
    前記外装缶と前記封口缶とを組み合わせた状態で、該外装缶の側壁と封口缶の筒部との間に挟みこまれるように、該封口缶の筒部にモールド成形されたガスケットと、を備え、
    前記封口缶の筒部には、該筒部の開口端側を段状に拡げる段部が設けられていて、
    前記外装缶は、その側壁の開口端部が前記封口缶の段部に嵌合されていて、
    前記ガスケットは、
    前記封口缶の筒部の開口端側に形成されていて、該封口缶に外装缶を嵌合させた状態で該封口缶の筒部と外装缶の底部との間でシールとして機能するガスケット先端部と、
    前記封口缶の外側に前記筒部の開口端側から前記段部に亘って形成されていて、前記封口缶に外装缶を嵌合させた場合に圧縮されるとともに前記ガスケット先端部を該外装缶の底部に押し付けるガスケット外側部とを有し、
    前記ガスケット外側部には、前記外装缶の側壁の開口端部が嵌合される位置に、前記封口缶に外装缶を嵌合する前の状態で該封口缶の筒部の筒軸方向に突出する突出部が設けられており
    前記外装缶の側壁の開口端部と前記封口缶の筒部との間に形成される隙間は、前記外装缶の側壁の開口端部を前記封口缶の段部に嵌合させることで前記封口缶の筒部側に倒れこむように変形する前記突出部によって埋められる、扁平形電池。
  2. 請求項1に記載の扁平形電池において、
    前記突出部は、その突出端部が、前記ガスケット外側部の他の部分よりも前記封口缶の平面部側に位置している、扁平形電池。
  3. 請求項1または2に記載の扁平形電池において、
    前記突出部は、前記封口缶の筒軸に沿った断面で見て、該封口缶の筒部側に位置する側面が、該筒部の拡径した開口端側の外表面よりも封口缶内方側に位置している、扁平形電池。
  4. 請求項1から3のいずれか一つに記載の扁平形電池において、
    前記突出部は、前記封口缶に外装缶を嵌合させた状態で該封口缶と該外装缶の側壁の開口端部との間に凹みが形成されないように、該封口缶と該外装缶の側壁の開口端部との隙間を埋めるような体積を有する、扁平形電池。
  5. 請求項1から4のいずれか一つに記載の扁平形電池において、
    前記ガスケット外側部は、前記封口缶に前記外装缶を嵌合させる前の状態で、該封口缶の筒部の外方で且つ開口端部側に位置する部分の厚みが、該筒部の外方で且つ前記段部側に位置する部分の厚みよりも小さい、扁平形電池。
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