JPH0393150A - 密閉形電池 - Google Patents

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】 産皇上坐机里公立 本発明は密閉形電池に関し、特に気密性の向上を図りう
る密閉形電池に関するものである。

亘来坐技歪 近年、電子機器の小型化，ｔｉ型化に伴って長期の信頼
性に優れた電池が要望されるようになり、電池の密閉方
法にも改良が加えられている。例えば、小型の角形密閉
電池の場合には、容積効率を低下させることなく過充電
時や過放電時等に発生するガス圧に耐えるべく金属製の
電池容器に封口蓋を嵌着し、その接合部をレーザー溶接
により密封するような構造が一般的に採用されている。

上記電池における電池容器と封口蓋との嵌着方法として
は、レーザー溶接に対応すべく、以下に示すようなもの
が知られている。

■発電要素を収納した電池容器の開口端に、周縁が平板
状の封口蓋を嵌着させる方法。

■特開昭５６−１０７４７０号公報に示すように、封口
蓋の周縁に立上り部を設け、円筒形あるいは角形の電池
容器の開口端内縁に接するように嵌着させる方法． ところで、電池容器と封口蓋との構成材として鉄材のよ
うな単一金属を用いた場合には錆びが発生する等の問題
があるため、表面にニッケルメッキを施した鉄材を用い
るのが好ましい。ところが、このようなものを用いた場
合には、鉄材のみから或るものを用いた場合と異なり、
溶接時に溶融部付近において反りやねじれを含む熱的変
形や歪みを生じる。これは、鉄材とニッケルメッキ層の
熱膨張係数，融点，融解熱などの物性の差に起因するも
のである。そして、この歪み等はニッケルメッキ層の内
部応力が大きいほど、またメッキ厚さが大きくなるほど
顕著に生じる傾向がある。加えて、溶接部では、溶融時
にニッケル及びその添加物が鉄材中に拡散して合金をつ
くるが、レーザ溶接における溶融から冷却までの時間は
非常に短時間であるため、溶接部の組或，結晶状態が不
均一となって内部の歪みが大きくなり易い。

これらのことから、溶接部でビンホールやクラック等が
生じて、電解液が漏出するという課題を有していた。

このような課題を解決すべく、特開昭６３−２３９７６
４号公報に示すように、鉄材に２〜１０μｍのニッケル
メッキ層を設け、このニッケルメッキ層にアニール処理
を施して溶接精度の向上を図るようなものが提案されて
いる。

■　＜”しよ゛と　るｉ しかしながら、上記従来の方法では、アニール処理が必
要となるため工程が繁雑化し、電池Ｑ製造コストが大幅
に高騰するという課題がある。

本発明は上記課題を考慮して、製造コストを高騰させる
ことなく溶接時の歪みに起因するクラックの発生を抑制
して電池電解液の漏液を防止することができる密閉形電
池の提供を目的としている。

ｉ　　　″゜　　るための 本発明は上記目的を達成するために、発電要素が収納さ
れた電池容器とこの電池容器の開口端に嵌着された封口
蓋とがニッケルを含む鉄から成ると共に、上記電池容器
と封口蓋との接合部がレーザー溶接により密封された密
閉形電池において、前記レーザーによる溶融部のニッケ
ル含有率が８％以下となるように構成されていることを
特徴とする。

立一一−一里 上記構成の如くレーザー溶接による溶融部のニッケル含
有率を８％以下となるように制限すれば、レーザー溶接
時に、溶融に起因する歪が小さくなると共に突沸等を生
じないので、溶融部の合金形威がスムーズに行われる。

したがって、冷却時には溶融部の組成や結晶形態が均一
となり、且つニッケルと鉄との熱膨張計数や融点融解熱
等の差異に起因する歪みを抑制することができる。これ
により、溶接部におけるビンホールやクランクの発生率
を極めて低減することができる。

実一胤一班 本発明の一実施例を、第１図〜第３図に基づいて、以下
に説明する。第ｌ図は本発明の密閉形電池の部分断面医
であり、第２図は第１図の要部断面図である。

第１図に示すように、本発明の密閉形電池は内部に発電
要素１が収納された有底円筒状の電池容器２を有してい
る。この電池容器２の開口端には平板状の封口蓋３が嵌
着されており、且つ電池容器２と封口蓋３との接合部は
レーザー溶接されて電池内が密封される．上記封口蓋３
の中心には透孔３Ｃが形威されており、この透孔３Ｃの
上下面にはパッキング４と絶縁板５とが配置されている
。

上記封口蓋３とパッキング４と絶縁板５とは前記透孔３
ｃに挿通された封口部材６により挟持されており、封口
部材６上には内部にゴム弁板７が設けられた陽極キャッ
プ８が固定されている。

ここで、第２図に示すように、上記電池容器２と封口蓋
３とは鉄鋼板を所定の形状に或型して本体部２ａ・３ａ
を作製した後、これら本体部２ａ・３ａの表面にニッケ
ルメッキ層２ｂ・３ｂを形或することにより製作した。

尚、ニッケルメッキ層２ｂ・３ｂを形戒するに際しては
、硫酸ニッケルを主体とする普通浴、或いは硫酸ニッケ
ルに塩化ニソケルを加えたワソト浴等の無光沢浴、また
はこれらにナフタリン・ジ・スルフォン酸ソーダ等の有
機光沢剤を添加した光沢或いは半光沢メッキ浴等のニッ
ケルメッキ液を用い電解析出させる電気ニッケルメッキ
を用いることができる。

上記の構成において、密閉形電池を作製する場合には、
先ず電池容器２に発電要素１を収納する。

次に、封口蓋３に絶縁板５を介して陽極端子部を形威し
た後、電池容器２の開口縁に封口蓋３を嵌着する。次い
で、第２図に示すように、電池容器２と封口蓋３との接
合部の上方からＹＡＧレーザー装置等を用いてレーザー
光Ａを照射する。これにより、接合部の上部が溶着して
溶融部ｌＯが形威され電池容器２と封口蓋３とが一体化
するので、電池を密閉することができる。

尚、レーザーによる溶融部のニッケル含有率を８％以下
に抑制するには、下記実験で示すようにニッケルメッキ
層２ｂ・３ｂの厚みを変えることや、本体部２ａ’・３
ａに鉄−ニッケル合金を用いた場合にはそのニッケル含
有量を変化させれば良い。

〔実験〕

ニッケルメッキ層２ｂ・３ｂの厚み（ニッケル含有率）
を種々変化させ、前記溶融部のニッケル含有率とクラン
ク発生率との関係を調べたので、その結果を第３図に示
す．尚、この場合のレーザー条件は以下の通りである． （レーザー条件） パルス幅：ｌ，４ｍｓ 電圧　　：４４０Ｖ 重なり（ＲＥＰ−ＲＡＴＥ）：３２ＰＰＳスピード：　
５　ｍｍ／　ｓ 不活性ガス（Ｎ２）吹き付け圧：　０．５ｋｇ／　ａａ
第３図より明らかなように、ニッケル含有率が８％以下
であればレーザー溶融部におけるクラン、ク発生率が非
常に低くなることが認められる。これに対して、ニッケ
ル含有率が８％を超えるとレーザー溶融部におけるクラ
ック発生率が高くなり、特に１０％を超えると著しく高
くなることが認められる。したがって、溶接部における
ニッケル含有率は８％以下であることが望ましい。尚、
レーザー条件を変えて行った場合にも、上記と同様の傾
向があることを実験により確認している．尚、上記実施
例においては電池容器２と封口蓋３の母材として鉄材を
用いているが、母材に鉄一ニッケル合金を用いその表面
にニソケルメッキを施したものであっても、溶接部のニ
ッケル含有率が８％以下であれば、同様の効果を有する
ことを実験により確認している。

４． 発３江ｌ１果 以上説明したように本発明によれば、溶接部におけるピ
ンホールやクラックの発生率を極めて低減することがで
きるので、電解液の漏出を抑制でき、密閉形電池の長期
信頼性を極めて向上させることができる等の効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】 第・１図は本発明の密閉形電池の部分断面図、第２図は
第１図の要部断面図、第３図はニッケルメッキ層の厚み
（ニッケル含有率）を種々変化させた場合の溶融部のニ
ッケル含有率とクランク発生率との関係を示すグラフで
ある． １・・・発電要素、２・・・電池容器、３・・・封口蓋
、２ａ・３ａ・・・本体部、２ｂ・３ｂ・・・ニッケル
メッキ層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）発電要素が収納された電池容器とこの電池容器の
   開口端に嵌着された封口蓋とがニッケルを含む鉄から成
   ると共に、上記電池容器と封口蓋との接合部がレーザー
   溶接により密封された密閉形電池において、 前記レーザーによる溶融部のニッケル含有率が８％以下
   となるように構成されていることを特徴とする密閉形電
   池。