JPH02207449A

JPH02207449A - 扁平形電池の製造方法

Info

Publication number: JPH02207449A
Application number: JP1028040A
Authority: JP
Inventors: Naomi Ishihara; 石原　直美; Takeshi Fukuju; 福寿　剛
Original assignee: Toshiba Battery Co Ltd
Current assignee: FDK Twicell Co Ltd
Priority date: 1989-02-07
Filing date: 1989-02-07
Publication date: 1990-08-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野）本発明は扁平形電池の製造方法に関し、特に−極性端子
を兼ねる容器に他極性端子を兼ねる封口板を絶縁ガスケ
ットを介して嵌入させた後での封口工程を改良した扁平
形電池の製造方法に係わる。

（従来の技術）一般に扁平形電池の封口は一極性端子を兼ねる容器（例
えば正極容器）及び他極性端子を兼ねる封口板（例えば
負極封口板）の間に発電要素を収納した状態で前記正極
容器に負極封口板を絶縁ガスケットを介して嵌入させた
後、クリンプ金型を用いて前記容器の開口端を屈曲させ
ると共に該容器を径方向に絞り込む（縮径する）方法が
行われている。

ところで、従来、前記クリンプ金型を用いて扁平形電池
を製造するには次のような方法が採用されている。これ
を、封口装置を示す第７図及び電池の封口工程を示す第
８図（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。第７図中の１
は、対日時に発電要素が収納された容器及び封口板がセ
ットされるテーブルである。このテーブル１の上方には
、環状のクリンプ金型２が上下動自在に配置されている
。

このクリンプ金型２の封口に関与する内周面は、下端側
からテーパ部２ａ、直線部２ｂ及び後述する容器の開口
端に当接して屈曲させるアール部２ｃとからなる。前記
アール部２Ｃは、一定の曲率半径を有する。また、前記
金型２の中空部には対日時に封口板の上面を押圧するた
めの押圧金型３が上下動自在に挿入されている。こうし
た封口装置により封口を行なうには、まず、正極容器１
１内に正極１２を収納し、負極板１３に負極１４が着設
し、これら正極容器１１と負極封口板１３を前記正極１
２及び負極１４の間にセパレータ１５を介在させると共
に、絶縁ガスケット１Ｂを介して配置する。つづいて、
前記正極１２等を収納した正極容器１１をテーブルｌ上
にセットする（第８図（ａ）図示）。なお、正極１２の
上面には正極リング（図示せず）が配置されている。次
いで、第８図（ｂ）に示すように押圧金型３を下降させ
て該金型３の下面を封口板１３の上面に当接させ、一定
の圧力で押圧した状態にてクリンプ金型２を下降させて
該金型２内面のアール部２ｃを正極容器１１の開口端１
１ａに当接、押圧して該開口端をガスケット１Ｂ側に屈
曲させると共に、該クリンプ金型２の直線部を容器１２
の側壁外面に当接させ、縮径することにより封口を行な
う。なお、第９図に成形装置から取出した扁平形電池を
示す。

［発明が解決しようとする課８］しかしながら、上述した内周面のアール部２ｃの曲率半
径が一定なりリンプ金型２を用いて封口を行なう従来法
により製造された扁平形電池は、第９図に示す絶縁ガス
ケット１６と接する負極封口板１３の周縁立ち上がり側
面１３ａと正極容器１１の内側面１１ｂ　、及び負極封
口板１３の周縁立ち上がり上面１３ｂと正極容器１１の
開口端１１ａ内面の両方を充分にかしめることが困難で
あった。即ち、前記封口工程で用いるクリンプ金型２の
アール部２ｃの曲率半径が大きい（アール部２ｃの円弧
が緩慢な）場合には、負極封口板１３の周縁立ち上がり
側面１３ａと正極容器１１の内側面１１ｂとのかしめ状
態を良好にできるものの、負極封口板１３の周縁立ち上
がり上面ｔａｂと正極容器１１の開口端１１ａ内面との
かしめ状態が不充分となり、耐漏液性を低下する傾向が
ある。一方、前記封口工程で用いるクリンプ金型２のア
ール部２ｃの曲率半径が小さい（アール部２ｃの円弧が
急激な）場合には、該クリンプ金型２の直線部２ｂにて
縮径された正極容器１１が前記アール部２ｃの曲率半径
が急激なために変形を生じる。

本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたも
ので一極性端子を兼ねる容器の縮径時での変形を招くこ
となく、絶縁ガスケットに接する前記容器の側壁内面と
他極性端子を兼ねる封口板の周縁立ち上がり側面のかし
め状態、及び容器の開口端内面と封口板の周縁立ち上が
り上面のかしめ状態の両方を改善した扁平形電池の製造
方法を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］本発明に係わる扁平形電池の製造方法は一極性端子を兼
ねる容器及び他極性端子を兼ねる封口板の間に発電要素
を収納し、かつ前記容器に前記封口板を絶縁ガスケット
を介して嵌入させた後、クリンプ金型を用いて前記容器
の開口端を外側から内側に屈曲させると共に該容器を縮
径して前記発電要素を封口した構造の扁平形電池の製造
において、前記クリンプ金型として前記容器の開口端を
屈曲すべき内面のアール部の曲率半径が該金型の下方へ
の移動方向に沿って段階的に小さくさせた形状を有する
ものを用いて前記封口を行なうことを特徴とするもので
ある。

以下、本発明に係わる扁平形電池の製造方法を第１図、
第２図（ａ）、（ｂ）を参照して詳細に説明する。

第１図は、封口装置を示す断面図であり、図中の２１は
対日時に発電要素が収納された容器及び封口板がセット
されるテーブルである。このテーブル２１の上方には、
環状のクリンプ金型２２が上下動自在に配置されている
。このクリンプ金型２２の封口に関与する内周面は、下
端側からテーバ部２２ａ１直線部２２ｂ及び後述する容
器の開口端に当接して屈曲させるアール部２２ｅとから
なる。前記アール部２２ｃは、その曲率半径が前記金型
２２の下方への移動方向に沿って段階的に小さくなって
いる。具体的には、アール部２２ｃはＡＢ点を結ぶ円弧
とＢＣ点を結ぶ円弧とに分けられ、ＡＢ点の曲率半径（
ｒ、）よりＢＣ点の曲率半径（ｒｌ）が小さくなってい
る。また、前記金型２２の中空部には対日時に封口板の
上面を押圧するための押圧金型２３が上下動自在に挿入
されている。

前記封口装置により封口を行なう工程を第２図（ａ）、
（ｂ））を参照して説明する。まず一極性端子を兼ねる
容器（例えば正極容器）　３１に正極３２を収納し、か
つ他極性端子を兼ねる封口板（例えば負極封口板）３３
に負極３４を着設し、これら正極容器３１と負極封口板
３３を前記正極３２及び負極３４の間にセパレータ３５
を介在させると共に、絶縁ガスケット３６を介して配置
する。なお、前記正極３２上面には正極リング（図示せ
ず）が配置されている。つづいて、前記正極３２等を収
納した正極容器３１をテーブル２１上にセットする（第
２図（ａ）図示）。次いで、第２図（ｂ）に示すように
抑圧金型２３を下降させて該金型２３の下面を封口板３
３の上面に当接させ、一定の圧力で押圧した状態にてク
リンプ金型２２を下降させて該金型２２内面のアール部
２２ｃを正極容器３１の開口端３１ａに当接、押圧して
該開口端をガスケット３Ｂ側に屈曲させると共に、該ク
リンプ金型２２の直線部２２ｂを容器３１の側壁外面に
当接させ、縮径することにより封口を行なう。この場合
、前記クリンプ金型２２による正極容器３１の開口端３
１ａの屈曲、ガスケット３Ｂ側へのかしめは、該金型２
２の下降後期においてなされる。

このような封口工程後に封口装置から取出した扁平形電
池を第３図に示す。

上記クリンプ金型２２内面のアール部２２ｃをＡＢ点を
結ぶ円弧とＢＣ点を結ぶ円弧とに分ける場合、ＡＢ点の
曲率半径（ｒｌ）よりＢＣ点の曲率半径（ｒｌ）が小さ
くする割合（縮小率）は５０％以下にすることが望まし
い。この理由は、曲率半径（ｒｌ）に対する曲率半径（
「２）の縮小率が５０％を越えると、封口工程において
クリンプ金型２２内面の直線部２２ｂ及びアール部２２
ｃにより縮径された正極容器３１が該直線部２２ｂと繋
がるアール部２２ｃ付近での曲率半径の急激な変化によ
り変型を生じ、第３図に示す封口後の扁平形電池の耐漏
液性に問題を生じる恐れがある。前記曲率半径（ｒｌ）
に対する曲率半径（「２）の縮小率のより好ましい範囲
は、３０〜４０％である。なお、クリンプ金型内面のア
ール部はその曲率半径が該金型の下方への移動方向に沿
って３段階以上小さくするようにしてもよい。

本発明に係わる扁平形電池の別の製造方法は、−極性端
子を兼ねる容器及び他極性端子を兼ねる封口板の間に発
電要素を収納し、かつ前記容器に前記封口板を絶縁ガス
ケットを介して嵌入させた後、クリンプ金型を用いて前
記容器の開口端を外側から内側に屈曲させると共に該容
器を縮径して前記発電要素を封口した構造の扁平形電池
の製造において、前記クリンプ金型として前記容器の開
口端を屈曲すべき内面のアール部の曲率半径が該金型の
下方への移動方向に沿って段階的に太き（させた形状を
有するものを用いて封口を行なうことを特徴とするもの
である。

以下、本発明に係わる別の扁平形電池の製造方法を第４
図、第５図を参照して詳細に説明する。

第４図は、封口装置を示す断面図であり、図中の２１は
対日時に発電要素が収納された容器及び封口板がセット
されるテーブルである。このテーブル２１の上方には、
環状のクリンプ金型２２゛が上下動自在に配置されてい
る。このクリンプ金型２２゛の封口に関与する内周面は
、下端側からテーバ部２２ａ’、直線部２２ｂ°及び後
述する容器の開口端に当接して屈曲させるアール部２２
ｃ′　とからなる、。

前記アール部２２ｃ°　は、その曲率半径が前記金型２
２゛　の下方への移動方向に沿って段階的に大きくなっ
ている。具体的には、アール部２２ｃ゛　はＡＢ点を結
ぶ円弧とＢＣ点を結ぶ円弧とに分けられ、ＡＢ点の曲率
半径Ｃｒｔ’）よりＢＣ点の曲率半径（「２°）が大き
くなっている。また、前記金型２２゛の中空部には対日
時に封口板の上面を押圧するための押圧金型２３が上下
動自在に挿入されている。

前記封口装置により封口を行なう工程をｍ５図を参照し
て説明する。まず一極性端子を兼ねる容器（例えば正極
容器）　３１に正極３２を収納し、かつ他極性端子を兼
ねる封口板（例よば負極封口板）３３に負極３４を着設
し、これら正極容器３１と負極封口板３３を前記正極３
２及び負極３４の間にセパレータ３５を介在させると共
に、絶縁ガスケット３Ｂを介して配置する。なお、前記
正極３２１面には正極リング（図示せず）が配置されて
いる。つづいて、前記正極３２等を収納した正極容器３
１をテーブル２１上にセットする。次いで、抑圧金型２
３を下降させて該金型２３の下面を封口板３３の上面に
当接させ、−定の圧力で押圧した状態にてクリンプ金型
２２゛　を下降させて該金型２２′　内面のアール部２
２ｃ°を正極容器３１の開口端３１ａに当接、押圧して
該開口端をガスケット３６側に屈曲させると共に、該ク
リンプ金型２２’　の直線部２２ｂ°　を容器３１の側
壁外面に当接させ、縮径することにより封口を行なう（
第５図図示）。この場合、前記クリンプ金型２２°によ
る正極容器３１の開口端３１ａの屈曲、ガスケット３６
側へのかしめは、該金型２２′　の下降初期においてな
される。このような封口工程後に封口装置から取出した
扁平形電池を第６図に示す。

上記クリンプ金型２２°内面のアール部２２ｃ°　をＡ
Ｂ点を結ぶ円弧とＢＣ点を結ぶ円弧とに分ける場合、Ａ
Ｂ点の曲率半径（ｒ１’）よりＢＣ点の曲率半径（ｒ２
°）を大きくする割合（拡大率）は４０〜１２０％にす
ることが望ましい。この理由は、曲率半径（ｒｌｏ）に
対する曲率半径（「２°）の拡大率を４０％未満にする
と、封口工程でクリンプ金型２２°内面の直線部２２ｂ
゛　に繋がるアール部２２ｃ°付近より正極容器３１に
加わる力を緩和し難く、変形する恐れがある。一方、前
記拡大率が１２０％を越えると、封口工程においてクリ
ンプ金型２２°内面のアール部２２Ｃ°から正極容器３
１の開口端３１に加わる力が弱くなり、封口後の第６図
に示す扁平形電池における絶縁ガスケット３Ｂに対する
負極封口板３３の周縁立つ上がり上面３３ｂと正極容器
３１の開口端３１ａのかしめ状態が不充分となり、耐漏
液性に問題が生じる恐れがある。前記曲率半径（ｒｌ’
）に対する曲率半径（「２°）の拡大率のより好ましい
範囲は、５０〜７０％である。なお、クリンプ金型内面
のアール部はその曲率半径が該金型の下方への移動方向
に沿って３段階以上大きくするようにしてもよい。

［作用］本発明の製造方法によれば、クリンプ金型で封口を行な
う際、第１図及び第２図に示すように下降方向に沿って
曲率半径を段階的に小さくしたアール部２２ｃを内面に
形成されたクリンプ金型２２を用いることによって、第
３図に示すように絶縁ガスケット３Ｂに対する負極封口
板３３の周縁立上がり側面３３ａと正極容器３１の側壁
内面３１ｂのかしめ状態、更に同ガスケット３６に対す
る負極封口板３３の周縁立上がり上面３３ｂと正極容器
３１の開口端３１ａ内面のかしめ状態を良好にでき、耐
漏液性の優れた扁平形電池を製造できる。また、下降方
向に沿って曲率半径を段階的に小さくする割合を調節し
たアール部２２ｃを内面に形成されたクリンプ金型２２
を用いることによって、該金型２２による正極容器３１
の側壁の縮径に際し、該側壁に加わる力を緩和できるた
め、変形のない外観が良好な扁平形電池を製造できる。

また、本発明の別の製造方法によれば、クリンプ金型で
封口を行なう際、第４図及び第５図に示すように下降方
向に沿って曲率半径を段階的に大きくしたアール部２２
ｃ゛　を内面に形成されたクリンプ金型２２°を用いる
ことによって、縮径時での正極容器３１の側壁に加わる
力を緩和して変形をなくすと共に、第６図に示すように
絶縁ガスケット３６に対する負極封口板３３の周縁立上
がり側面＄３ａと正極容器３１の側壁内面３１ｂのかし
め状態、更に同ガスケット３６に対する負極封口板３３
の周縁立上がり上面３３ｂと正極容器３１の開口端３１
ａ内面のかしめ状態を良好にでき、外観性及び耐漏液性
の優れた扁平形電池を製造できる。

［実施例コ以下、本発明の実施例を前述した図面を参照して説明す
る。

実施例１第１図に示すアール部２２ｃのＡＢ間での曲率半径（ｒ
ｌ）が１．０１１１１ＳＢ　Ｃ間での曲率半径（「２）
が０．９龍（ｒｌに対するｒｌの縮小率；ｌＯ％〕であ
るクリンプ金型２２を組込んだ封口装置を用いて前述し
た第２図（ａ）、（ｂ）の工程に従って封口を行ない、
第３図に示す扁平形電池（ボタン形アルカリマンガン電
池；　ＬＲ１１３０）を製造した。なお、電池の構成部
材及び寸法は以下の通りである。

正極容器３１；厚さ０．３龍のニッケルメッキ鋼板、正
極３２；二酸化マンガン（正極活物質）、黒鉛（導電材
）及びポリアクリル酸ソータ（結着剤）からなる正極合
剤、負極封口板３３；内面側からＣｕ板、ステンレス鋼板及
びＮｉ板を順次積層した厚さ０．３ｍｍのクラツド板、負極３４：亜鉛粉末と水酸化カリウム電解液とポリアク
リル酸ソーダのゲル化剤を混合した負極合剤、セパレータ３５；セロファンシート及び電解液ヲ保持し
たアセタール化ポリビニルアルコール不織布の二層構造
シート、絶縁ガスケット：ポリエチレン、正極リング＜ｖｉ示せずン　、Ｎ１から形成、電池外径
、　１１．５龍電池総高；　２．９　ｍｌ。

また、第１図に示すアール部２２ｃのＡＢ間での曲率半
径（ｒｔ　）が１．０　ｍｌ、ＢＣ間での曲率半径（「
２）のｒｌに対する縮小率が２０％、３０％、４０％、
５０％及び６０％であるクリンプ金型２２を組込んだ封
口装置を用いて前述した第２図（ａ）、（ｂ）の工程に
従って封口を行ない、第３図に示す６種の扁平形電池（
ボタン形アルカリマンガン電池；　ＬＲＩＩ３０）を製
造した。

得られた７Ｎのボタン形アルカリマンガン電池を夫々５
００個について、封口後の変形個数、及び６０℃、９３
％Ｒ１１の条件で６０日間貯蔵した後の漏液発生個数を
調べた。その結果を下記第１表に示した。

なお、第１表中には前述した第７図に示すアール部２ｃ
の曲率半径（ｒ）が０．８■ｌであるクリンプ金型２を
組込んだ封口装置を用いた以外、実施例１と同様な方法
により製造したボタン形アルカリマンガン電池（比較例
）５００個について変形個数及び漏液発生個数を調べた
結果を併記した。

第１表上記第１表から明らかなように第１図に示すアール部２
２ｅのＡＢ間での曲率半径（ｒｔ　）に対するＢＣ間で
の曲率半径（ｒｌ）の縮小率を５０％以下としたクリン
プ金型２２を組込んだ封口装置を用いて封口された電池
では電池の変形がなく、かつ比較例の電池に比べて耐漏
液性を著しく改善できることがわかる。特に、アール部
２２ｃのＡＢ間での曲率半径（「ｌ）に対するＢＣ間で
の曲率半径（「２）の縮小率が３０％〜５０％のクリン
プ金型２２を組込んだ封口装置を用いた場合には、より
一層耐漏液性を向上できることがわかる。

実施例２第４図に示すアール部２２Ｃ°　のＡＢ間での曲率半径
（「１°）が０．６　ｖａｖｒ、　Ｂ　Ｃ間での曲率半
径（ｒ２°）が０．８４■璽（ｒｌｏに対する「２°の
拡大率；４０％〕であるクリンプ金型２２゛　を組込ん
だ封口装置を用いて前述した第５図の工程に従って封口
を行ない、第６図に示す扁平形電池（ボタン形アルカリ
マンガン電池；　ＬＲ１１３０）を製造した。

なお、電池の構成部材及び寸法は実施例１と同様である
。

また、第４図に示すアール部２２Ｃ゛のＡＢ間での曲率
半径（ｒ１’）が０．８　Ｉｎ、　Ｂ　０間での曲率半
径（ｒ２’）のｒｌ゛に対する拡大率が２０％、３０％
、５０％、８０％、７０％、８０％、９０％、１００％
、１１０％及び１２０％であるクリンプ金型２２′を組
込んだ封口装置を用いて前述した第５図の工程に従って
封口を行ない、第６図に示す１０種の扁平形電池（ボタ
ン形アルカリマンガン電池；　ＬＲ１１３０）を製造し
た。

得られた１１種のボタン形アルカリマンガン電池を夫々
５００個について、封口後の変形個数、及び６０℃、９
３％Ｒ１１の条件で６０日間貯蔵した後の漏液発生個数
を調べた。その結果を下記第２表に示した。

なお、第２表中には前述した比較例のボタン形アルカリ
マンガン電池５００個について変形個数及び漏液発生個
数を調べた結果を併記した。

第２表上記第２表から明らかなように第４図に示すアール部２
２Ｃ゛のＡＢ間での曲率半径（ｒｌ　　）に対するＢＣ
間での曲率半径（ｒ２°）の拡大率を４０〜１２０％と
したクリンプ金型２２′を組込んだ封口装置を用いて封
口された電池では電池の変形がなく、かつ比較例の電池
に比べて耐漏液性を著しく改善できることがわかる。特
に、アール部２２Ｃ。

のＡＢ間での曲率半径（ｒｌｏ）に対するＢＣ間での曲
率半径（「２）の拡大率が５０％〜７０％のクリンプ金
型２２′　を組込んだ封口装置を用いた場合には、より
一層耐漏液性を向上できることがわかる。

［発明の効果］以上詳述した如く、本発明によれば一極性端子を兼ねる
容器の縮径時での変形を招くことなく、絶縁ガスケット
に接する前記容器の側壁内面と他極性端子を兼ねる封口
板の周縁立ち上がり側面のかしめ状態、及び容器の開口
端内面と封口板の周縁立ち上がり上面のかしめ状態の両
方を改善した外観性及び耐漏液性の優れた扁平形電池の
製造方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の扁平形電池の製造に用いられる封口装
置を示す断面図、第２図（ａ）、（ｂ）は前記封口装置
による封口工程を示す断面図、第３図は前記封口工程後
の扁平形電池を示す部分断面図、第４図は本発明の別の
扁平形電池の製造に用いられる封口装置を示す断面図、
第５図は第４図の封口装置による封口工程を示す断面図
、第６図は第５図の封口工程後の扁平形電池を示す部分
断面図、第７図は従来の扁平形電池の製造に用いられる
封口装置を示す断面図、第８図（ａ）、（ｂ）は第７図
の封口装置による封口工程を示す断面図、第９図は第８
図（ａ）、（ｂ）の封口工程後の扁平形電池を示す部分
断面図である。２１・・・テーブル、２２．２２°・・・クリンプ金型
、２２ａ１２２ａ　’−・・テーパ部、２２ｂ　、　２
２ｂ　’−・・直線部、２２ｃ１２２Ｃ′　・・・アー
ル部、２３・・・押圧金型、３１・・・正極容器、３２
・・・正極、３３・・・負極封口板、３４・・・負極、
３６・・・絶縁ガスケット。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一極性端子を兼ねる容器及び他極性端子を兼ねる
封口板の間に発電要素を収納し、かつ前記容器に前記封
口板を絶縁ガスケットを介して嵌入させた後、クリンプ
金型を用いて前記容器の開口端を外側から内側に屈面さ
せると共に該容器を縮径して前記発電要素を封口した構
造の扁平形電池の製造において、前記クリンプ金型とし
て前記容器の開口端を屈曲すべき内面のアール部の曲率
半径が該金型の下方への移動方向に沿って段階的に小さ
くさせた形状を有するものを用いて前記封口を行なうこ
とを特徴とする扁平形電池の製造方法。
（２）一極性端子を兼ねる容器及び他極性端子を兼ねる
封口板の間に発電要素を収納し、かつ前記容器に前記封
口板を絶縁ガスケットを介して嵌入させた後、クリンプ
金型を用いて前記容器の開口端を外側から内側に屈曲さ
せると共に該容器を縮径して前記発電要素を封口した構
造の扁平形電池の製造において、前記クリンプ金型とし
て前記容器の開口端を屈曲すべき内面のアール部の曲率
半径が該金型の下方への移動方向に沿って段階的に大き
くさせた形状を有するものを用いて封口を行なうことを
特徴とする扁平形電池の製造方法。