JPH0350613Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、例えばリチウム電池や銀電池などの
ような有機液体あるいは水溶液を電解液として用
いる密閉形電池に係り、特に封口部分の構造に関
するものである。

第１図は、この種電池の組立工程を説明するた
めの図である。陰極端子を兼ねる電池容器１の内
側には、例えばリチウムからなる陰極２と、二酸
化マンガンを主体とする陽極３と、両者間に介在
されたセパレータ４とが装填され、電池容器１の
開口部は電池蓋５で封口されている。電池蓋５の
中央部にはガラス層６を介して集電体７が支持さ
れ、集電体７の大部分は陽極３に埋設されてい
る。電池蓋５と集電体７はガラス層６によつて電
気的に絶縁されているから、電池蓋５の外周部と
電池容器１の上端開口部とはその全周にわたつて
溶接８により一体に接合されている。前述の電池
蓋５−ガラス層６−集電体７の間におけるメタル
−ガラス−メタル接合ならびに電池容器１−電池
蓋５の間におけるメタル−メタル接合により、各
接合部の気液密性が維持されるようになつてい
る。

ところで、発電要素を内填した電池容器１の開
口部に電池蓋５を嵌合して両者を溶接する際、そ
の溶接部は一瞬の間にせよ金属の融点まで温度上
昇する。例えば電池容器１ならびに電池蓋５の材
質がともにステンレス鋼の場合1400〜1500℃に加
熱されることになり、従つて電池容器１の内部も
かなり温度上昇する。そのため有機液体など沸点
の低い電解液は、電池蓋５を電池容器１に溶接し
たのち注入する方が有利である。この電解液を注
入する手段として、電池蓋に予め電解液注入口を
穿設してそこから注入する方法と、第１図に示す
ように貫通した中空穴９を有するパイプ状の集電
体７を用い、その中空穴９を電解液注入穴として
電解液１０を注入する方法とがある。前者の方法
では、電池蓋の１つ１つに電解液注入口を穿設す
る必要があり、工程数が増えコスト高になる。こ
れに対し後者の方法ではパイプ状の素材を所定寸
法に切断すればよいだけであるから、量産に適し
安価であるばかりでなく、発電要素の内部に電解
液１０を迅速に供給することができるなどの利点
を有している。

ところがこのパイプ状の集電体７を用いるもの
においても難点がない訳ではない。すなわち、集
電体７の材質として、優れた導電性を有し、しか
もガラス層６との密着性が良く、熱伸縮特性がで
きるだけガラスと近似しているなどの条件が要求
される。このために集電体７の材質の選択範囲が
制限され、実際に使用できる材質としてタンタル
程度しかなく、この材質で電池の底部近くまで延
びる集電体７を使用すれば、電池のコスト高を招
くことになる。また集電体７の中空穴９から注入
された電解液１０は中空穴９の下端開口より各発
電要素内に流出されるため、発電要素の下部側で
は電解液が過剰状態に、一方、発電要素の上部側
では不足状態になりがちである。さらに、集電の
均一性を考慮すると集電体７と電極（この場合は
陽極３）との接合部全体が密着している方が望し
い。しかし、前述のように集電体７の下部ではそ
の周囲が電解液過剰状態になつているため、集電
体７と電極との接触が悪くなり電子伝導性が低
い。このように電解液の不均一分布ならびに電子
伝導性の低下が原因して、十分な放電特性が得ら
れない。

また従来、特開昭51−62330号に記載されてい
るように、金属製パイプ状端子をガラス層を介し
て金属製カバーに取り付け、この金属製パイプと
一方の電極とをリード線で接続して、金属製パイ
プの開口部を封口体で封口した構造のリチウム電
池がある。

さらに特開昭48−70824号公報ならびに米国特
許第3982958号明細書に記載されているように、
金属スクリーンの両側に金属リチウムのシートを
押し付け、一方のシートの中央から上方に延びる
導線を有し、金属製パイプをガラス層を介して金
属製カバーに取り付け、前記導線の上部を金属製
パイプに挿通せしめて外部に突出させ、導線とパ
イプとを半田付けした構造のリチウム電池があ
る。

このようなリチウム電池においては、金属製パ
イプとガラス層と金属製カバーとはメタル−ガラ
ス−メタルのシール構造となつているから高い気
液密性が保持できるが、金属製パイプならびに金
属製カバーとガラス層との接着強度は必ずしも高
いとはいえない。それの加えて前述のようなリチ
ウム電池の構造では、リード線や導線には金属製
パイプをしつかりと固定する能力はない。そのた
め金属製パイプに外力（特に水平方向の外力）が
加わつた場合に、それがガラス層から容易に離脱
してしまい、電池の気密性が失なわれてしまい、
不良品となる。

本考案の目的は、このような従来技術の欠点を
解消し、安価でしかも優れた放電特性を有し、し
かも電解液注入管の保持が確実な密閉形電池を提
供するにある。

この目的を達成するため、本考案は、発電要素
を装填した金属製電池容器の開口部が金属製電池
蓋で封口され、その電池蓋の外周部が電池容器の
開口部で溶接される密閉形電池において、 前記電池蓋の所定箇所に設けられた透孔にガラ
ス層を介して下方の電極に到達しない電解液注入
管が保持され、 中実状の集電棒が電解液注入管の中空部から電
池容器内に挿入されて集電棒の大部分が電極に押
し込まれて保持され、 その集電棒と電解液注入管の接合部を溶接する
ことにより、電解液注入管を集電棒で固定したこ
とを特徴とするものである。

次に本考案の実施例を第２図ないし第４図とと
もに説明する。第２図は電池の組立途中の状態を
示す図、第３図は電池の組立完了の状態を示す
図、第４図はその電池の要部拡大断面図である。

ステンレス鋼からなる電池蓋５の中央透孔には
ガラス層６を介して電解液注入管１１が保持され
ており、この電解液注入管１１はガラス層６との
密着性が良好なタンタルから作られている。電解
液注入管１１の上方への突出寸法は従来の集電体
７とほぼ同じであるが、下端はガラス層６の下面
とほぼ面一かあるいはそれより若干突出してお
り、陽極３までには到達していない。第２図に示
すように、電池容器１の開口部を電池蓋５で閉塞
し、両者の接合部全周を溶接８したのち、電解液
注入管１１を通して電池容器１内の空気を吸引
し、内部を減圧状態にする。その後に電解液注入
管１１にパイプ１２を接続し、減圧状態になつて
いる電池容器１内に所定量の電解液１０を注入す
る。注入された電解液１０は陽極３や陰極２の上
面に散布されて、全体的に分布する。

次にステンレス鋼、ニツケル、鉄など集電体と
して良好な電導性を有する中実状の集電棒１３
を、第３図に示すように電解液注入管１１の中空
部を通して陽極３に差し込む。この差し込みの際
に電解液注入管１１は集電棒１３のガイドとして
役立つ。この集電棒１３の外径は電解液注入管１
１の内径よりも小さく、従つて第４図に示すよう
に集電棒１３を電解液注入管１１に挿入する際、
電解液注入管１１との管に隙間１４が形成され
る。第３図に示すように集電棒１３の下端部は差
し込みを容易にするため尖つており、また集電棒
１３の頭部には電解液注入管１１の外径とほぼ等
しい外径を有するフラツトな閉塞部１５が設けら
れている。集電棒１３の差し込みが終了したとき
にこの閉塞部１５が電解液注入管１１の上端に当
接して、集電棒１３の位置決めがなされる。

しかるのち、電解液注入管１１の上端部と集電
棒１３の閉塞部１５との接合箇所を、第４図に示
すように例えばレーザービーム、電子ビームある
いはプラズマアークなどの適宜な手段で溶接１６
して、電解液注入管１１の上端開口部を気液密に
閉塞する。

本考案は前述のような構成になつており、電解
液注入管は比較的短いものでよいから、ガラス層
６との密着性の良い比較的高価なタンタルを使用
しても、さほどコスト高にはならず、従来のもの
よりも安価な電池が得られる。しかも注入された
電解液は陽極の上面などに散布されるから、電解
液の分布状態が均一になり易く、そのために優れ
た放電性能が得られる。

さらに、集電体の大部分が電極に押し込まれて
集電体がしつかりと電極に固定されるから、集電
棒による電解液注入管の保持が確実となり、それ
が離脱する心配がなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の密閉形電池の組立工程を説明
するための断面図、第２図および第３図は本考案
の実施例に係る密閉形電池の組立途中の状態なら
びに組立完了の状態を示す断面図、第４図はその
電池の要部拡大断面図である。 ２……陰極、３……陽極、４……セパレータ、
５……電池蓋、６……ガラス層、１０……電解
液、１１……電解液注入管、１３……集電棒、１
４……隙間、１５……頭部、１６……溶接。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 発電要素２，３，４，１０を装填した金属製電
   池容器１の開口部が金属製電池蓋５で封口され、
   その電池蓋５の外周部が電池容器１の開口部に溶
   接８される密閉形電池において、 前記電池蓋５の所定箇所に設けられた透孔にガ
   ラス層６を介して下方の電極３に到達しない電解
   液注入管１１が保持され、 中実状の集電棒１３が電解液注入管１１の中空
   部から電池容器１内に挿入されて集電棒１３の大
   部分が電極３に押し込まれて保持され、 この集電棒１３と電解液注入管１１の接合部を
   溶接１６することにより、電解液注入管１１を集
   電棒１３で固定したことを特徴とする密閉形電
   池。