JPH0528973A - 角形密閉式電池 - Google Patents
角形密閉式電池Info
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- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 4
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
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-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 角形密閉式電池において、極板群の膨張に起
因する溶接封口部の引張り応力割れの発生による漏液を
防止することを目的とする。 【構成】 極板群５を挿入した角形電池ケース１の開口
部に封口板６を気密に溶接し、角形電池ケース１の極板
群５を積層する方向に対向する両側壁に、底面より電池
総高さの１／２乃至１／３の位置で、かつ角形電池ケー
ス１の厚みの最大部の９０％乃至９７％となる厚み最小
部を有する曲面状の凹部１３を設けた角形密閉式電池。
因する溶接封口部の引張り応力割れの発生による漏液を
防止することを目的とする。 【構成】 極板群５を挿入した角形電池ケース１の開口
部に封口板６を気密に溶接し、角形電池ケース１の極板
群５を積層する方向に対向する両側壁に、底面より電池
総高さの１／２乃至１／３の位置で、かつ角形電池ケー
ス１の厚みの最大部の９０％乃至９７％となる厚み最小
部を有する曲面状の凹部１３を設けた角形密閉式電池。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、角形密閉式電池、とく
に金属製の電池ケースに封口板を溶接して気密に密閉し
た角形密閉式電池に関するものである。
に金属製の電池ケースに封口板を溶接して気密に密閉し
た角形密閉式電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＡＶ機器、通信機器等の電子電気
機器の小型化、軽量化が進み、これらの機器に使用する
小型で収納効率の良い電池の開発が要望されてきてい
る。このような状況のなかで、機器への収納効率の良い
角形密閉式電池の需要が急速に伸びている。その例を図
面を参照して説明する。
機器の小型化、軽量化が進み、これらの機器に使用する
小型で収納効率の良い電池の開発が要望されてきてい
る。このような状況のなかで、機器への収納効率の良い
角形密閉式電池の需要が急速に伸びている。その例を図
面を参照して説明する。
【０００３】図３において１は、正極板２と負極板３と
をセパレータ４を介して対向させて構成した極板群５を
挿入した角形電池ケース、６は上記角形電池ケース１を
密封する封口板で、その周縁部は角形電池ケース１の上
端開口縁部に溶接されている。そして、溶接機として
は、溶接部近くの絶縁パッキングおよび極板群などへの
熱の影響を少なくするため、微細加工に適したパルス式
ＹＡＧレーザー溶接機が多く用いられている。また、角
形電池ケースとしては、ニッケル鋼板を絞り加工と、し
ごき加工を用いて成型したものが一般に使用されてい
る。
をセパレータ４を介して対向させて構成した極板群５を
挿入した角形電池ケース、６は上記角形電池ケース１を
密封する封口板で、その周縁部は角形電池ケース１の上
端開口縁部に溶接されている。そして、溶接機として
は、溶接部近くの絶縁パッキングおよび極板群などへの
熱の影響を少なくするため、微細加工に適したパルス式
ＹＡＧレーザー溶接機が多く用いられている。また、角
形電池ケースとしては、ニッケル鋼板を絞り加工と、し
ごき加工を用いて成型したものが一般に使用されてい
る。
【０００４】しかしこのような従来の構成では、図３に
示すように、過充電による電池内圧の上昇、充放電サイ
クル寿命中の極板群５の膨張などにより、図３（イ）の
厚みｔを有する角形電池ケース１が、図３（ロ）のよう
に、電池底面より電池総高さの１／２乃至１／３の高さ
位置ｈに最大膨張点７をもつような形で膨張し、その結
果図４に示すように、角形電池ケース１と封口板６の溶
接部８に引張り応力ａがかかることにより引張り応力割
れ部９が発生し、電解液が漏洩するに至るという問題が
あった。
示すように、過充電による電池内圧の上昇、充放電サイ
クル寿命中の極板群５の膨張などにより、図３（イ）の
厚みｔを有する角形電池ケース１が、図３（ロ）のよう
に、電池底面より電池総高さの１／２乃至１／３の高さ
位置ｈに最大膨張点７をもつような形で膨張し、その結
果図４に示すように、角形電池ケース１と封口板６の溶
接部８に引張り応力ａがかかることにより引張り応力割
れ部９が発生し、電解液が漏洩するに至るという問題が
あった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする課題
は、極板群を挿入した角形電池ケースを封口板の溶接に
よって密封する角形密閉式電池において、角形電池ケー
スが膨らんで溶接部分に引張り応力割れ部が発生すると
いう点である。
は、極板群を挿入した角形電池ケースを封口板の溶接に
よって密封する角形密閉式電池において、角形電池ケー
スが膨らんで溶接部分に引張り応力割れ部が発生すると
いう点である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、正極板と負極
板をセパレータを介して交互に積層してなる極板群を挿
入した角形電池ケースの開口部に封口板を嵌合し、この
嵌合部を溶接する角形密閉式電池において、極板群の積
層方向の対向する角形電池ケースの両側面に、底面より
電池総高さの１／２乃至１／３の位置でかつ角形電池ケ
ースの厚みの最大部の９０乃至９７％となる厚み最小部
を有する曲面状の凹部を設けたものである。
板をセパレータを介して交互に積層してなる極板群を挿
入した角形電池ケースの開口部に封口板を嵌合し、この
嵌合部を溶接する角形密閉式電池において、極板群の積
層方向の対向する角形電池ケースの両側面に、底面より
電池総高さの１／２乃至１／３の位置でかつ角形電池ケ
ースの厚みの最大部の９０乃至９７％となる厚み最小部
を有する曲面状の凹部を設けたものである。
【０００７】
【作用】本発明によれば、過充電による電池内圧の上
昇、充放電サイクル寿命中の極板群の膨張などが発生し
ても、角形電池ケースは、膨張幅の最も大きい箇所を中
心にあらかじめ曲面状に凹部が形成されているために電
池ケースの厚みの最大部以上に膨張することがほとんど
無く、また溶接部についても、側壁の曲面状の凹部によ
って圧縮応力がかかっているので、引張り応力による割
れの発生が少ない。さらに、凹部の形状が曲面状になっ
ているので、平面状の凹部を設けた場合と比較して、両
者が電池ケースの厚みの最小寸法が同一であっても電池
内容積の減少は本発明の曲面の場合の方が少なく、内圧
特性、電池保存特性ともに曲面状凹部による劣化は、ほ
とんどないものである。
昇、充放電サイクル寿命中の極板群の膨張などが発生し
ても、角形電池ケースは、膨張幅の最も大きい箇所を中
心にあらかじめ曲面状に凹部が形成されているために電
池ケースの厚みの最大部以上に膨張することがほとんど
無く、また溶接部についても、側壁の曲面状の凹部によ
って圧縮応力がかかっているので、引張り応力による割
れの発生が少ない。さらに、凹部の形状が曲面状になっ
ているので、平面状の凹部を設けた場合と比較して、両
者が電池ケースの厚みの最小寸法が同一であっても電池
内容積の減少は本発明の曲面の場合の方が少なく、内圧
特性、電池保存特性ともに曲面状凹部による劣化は、ほ
とんどないものである。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の１実施例につき図面を参照し
て説明する。図１、２において図３に示す従来例と同じ
構成部分については同一符号を付し、詳細な説明を省略
する。
て説明する。図１、２において図３に示す従来例と同じ
構成部分については同一符号を付し、詳細な説明を省略
する。
【０００９】図１、２において１０は、曲面状のプレス
面１１を有するプレス型であり、電池底面からの高さ位
置ｈが電池総高さの１／２乃至１／３の部分に、電池ケ
ースの厚みｔの最小部１２が位置するように曲面状の凹
部１３を形成するものである。
面１１を有するプレス型であり、電池底面からの高さ位
置ｈが電池総高さの１／２乃至１／３の部分に、電池ケ
ースの厚みｔの最小部１２が位置するように曲面状の凹
部１３を形成するものである。
【００１０】図２は、角形密閉式電池の断面図であり、
極板群５を挿入した角形電池ケース１と封口板６が、溶
接部８においてレーザー溶接されている。ここで曲面状
の凹部１３は、電池ケースの厚み最小部１２での厚みｔ
1 が、電池ケースの厚みの最大部ｔに対して、９０〜９
７％となるように加工する。その場合、溶接部８には、
圧縮応力ｂが作用することになる。
極板群５を挿入した角形電池ケース１と封口板６が、溶
接部８においてレーザー溶接されている。ここで曲面状
の凹部１３は、電池ケースの厚み最小部１２での厚みｔ
1 が、電池ケースの厚みの最大部ｔに対して、９０〜９
７％となるように加工する。その場合、溶接部８には、
圧縮応力ｂが作用することになる。
【００１１】次に、本発明の１実施例による角形密閉式
電池をロット１、曲面状の凹部を設けた位置が本発明と
異なる角形密閉式電池をロット２、ロット３、曲面状の
凹部の電池ケースの厚み最小部の厚みが本発明と異なる
角形密閉式電池をロット４、ロット５、凹部形状が本発
明と異なり平面形状にした角形密閉式電池をロット６、
従来の角形電池ケースの側壁が垂直になっている角形密
閉式電池をロット７として、それぞれ各ロット１００個
ずつの電池を試作し、４５℃恒温下において充放電レー
ト１Ｃ／１Ｃで充放電を繰返し、電池使用寿命が尽きる
までの溶接部における引張り応力割れの発生率、電圧不
良発生率、安全弁作動による漏液発生率をそれぞれ比較
した。その結果を（表１）に示す。
電池をロット１、曲面状の凹部を設けた位置が本発明と
異なる角形密閉式電池をロット２、ロット３、曲面状の
凹部の電池ケースの厚み最小部の厚みが本発明と異なる
角形密閉式電池をロット４、ロット５、凹部形状が本発
明と異なり平面形状にした角形密閉式電池をロット６、
従来の角形電池ケースの側壁が垂直になっている角形密
閉式電池をロット７として、それぞれ各ロット１００個
ずつの電池を試作し、４５℃恒温下において充放電レー
ト１Ｃ／１Ｃで充放電を繰返し、電池使用寿命が尽きる
までの溶接部における引張り応力割れの発生率、電圧不
良発生率、安全弁作動による漏液発生率をそれぞれ比較
した。その結果を（表１）に示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】上記（表１）の結果より明らかなように、
従来の角形密閉式電池においては、溶接部に引張り応力
割れの発生が見られたが、本発明の実施例による角形密
閉式電池においては、引張り応力による割れ、電圧不
良、および漏液の発生は見られなかった。これは、本発
明においては、曲面状の凹部を角形電池ケースの対向側
壁に設けることにより負荷された溶接部の圧縮応力が、
電池膨張による溶接部の引張り応力より大であるため、
引張り応力割れの要因が取り除かれたからである。
従来の角形密閉式電池においては、溶接部に引張り応力
割れの発生が見られたが、本発明の実施例による角形密
閉式電池においては、引張り応力による割れ、電圧不
良、および漏液の発生は見られなかった。これは、本発
明においては、曲面状の凹部を角形電池ケースの対向側
壁に設けることにより負荷された溶接部の圧縮応力が、
電池膨張による溶接部の引張り応力より大であるため、
引張り応力割れの要因が取り除かれたからである。
【００１４】また、本発明における位置以外に、曲面状
の凹部を電池ケースの側壁に設けた角形密閉式電池は、
引張り応力割れの発生がみられた。これは、電池が最も
膨張する位置に電池厚み最小部が形成されていないため
電池膨張防止効果が不充分であり、封口の溶接部に引張
り応力が生じたためである。
の凹部を電池ケースの側壁に設けた角形密閉式電池は、
引張り応力割れの発生がみられた。これは、電池が最も
膨張する位置に電池厚み最小部が形成されていないため
電池膨張防止効果が不充分であり、封口の溶接部に引張
り応力が生じたためである。
【００１５】次に、電池ケースの厚み最小部の厚みが、
本発明における角形密閉式電池より小さいものは、電圧
不良および漏液が発生した。これは、過大な凹部加工に
より、正極板と負極板がセパレータを貫通して短絡した
もの、および電池内圧の上昇により電池封口板にある安
全弁が作動したものである。電池ケースの厚み最小部の
厚みが、本発明における角形密閉式電池より大きいもの
は、引張り応力割れの発生が見られた。これは、極板群
の膨張による溶接部の引張り応力が、曲面状の凹部を設
けることにより負荷された溶接部の圧縮応力を上廻った
ためである。さらに、凹部の形状が平面状のものは、引
張り応力割れおよび漏液の発生がみられた。これは平面
状の凹部では、強度的に電池膨張防止効果が不充分であ
り、また、電池ケースの厚み最小部の厚みが曲面状凹部
と同一である場合において、減少する電池内容積は曲面
プレスの約３倍であるため、電池の内圧が上昇し、封口
板の安全弁が作動したものである。
本発明における角形密閉式電池より小さいものは、電圧
不良および漏液が発生した。これは、過大な凹部加工に
より、正極板と負極板がセパレータを貫通して短絡した
もの、および電池内圧の上昇により電池封口板にある安
全弁が作動したものである。電池ケースの厚み最小部の
厚みが、本発明における角形密閉式電池より大きいもの
は、引張り応力割れの発生が見られた。これは、極板群
の膨張による溶接部の引張り応力が、曲面状の凹部を設
けることにより負荷された溶接部の圧縮応力を上廻った
ためである。さらに、凹部の形状が平面状のものは、引
張り応力割れおよび漏液の発生がみられた。これは平面
状の凹部では、強度的に電池膨張防止効果が不充分であ
り、また、電池ケースの厚み最小部の厚みが曲面状凹部
と同一である場合において、減少する電池内容積は曲面
プレスの約３倍であるため、電池の内圧が上昇し、封口
板の安全弁が作動したものである。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明角形密閉式電
池は、角形電池ケースの極板積層方向の両面に曲面状の
凹部を設け、かつその位置が電池総高さの１／２乃至１
／３の箇処であるため、角形電池ケースと封口板の溶接
部に引張り応力割れが発生せず、さらに曲面状の凹みを
設けた電池ケースの厚みの最小部の寸法が、電池ケース
の厚みの最大部分の９０〜９７％となるようにしたた
め、前記溶接部には圧縮応力が作用して引張り応力割れ
が発生しないのみならず、正負極板の短絡、ならびに封
口板に安全弁を取り付けた場合の当該安全弁の作動など
がなく、電子電気機器に使用し易いものである。
池は、角形電池ケースの極板積層方向の両面に曲面状の
凹部を設け、かつその位置が電池総高さの１／２乃至１
／３の箇処であるため、角形電池ケースと封口板の溶接
部に引張り応力割れが発生せず、さらに曲面状の凹みを
設けた電池ケースの厚みの最小部の寸法が、電池ケース
の厚みの最大部分の９０〜９７％となるようにしたた
め、前記溶接部には圧縮応力が作用して引張り応力割れ
が発生しないのみならず、正負極板の短絡、ならびに封
口板に安全弁を取り付けた場合の当該安全弁の作動など
がなく、電子電気機器に使用し易いものである。
【図１】本発明の１実施例における角形密閉式電池の成
型過程を説明する斜視図
型過程を説明する斜視図
【図２】同角形密閉式電池の断面図
【図３】（イ）従来の角形密閉式電池の膨張前の一部切
欠断面図 （ロ）同膨張後の側面図
欠断面図 （ロ）同膨張後の側面図
【図４】従来の角形密閉式電池の角形電池ケースと封口
板の溶接部の説明図
板の溶接部の説明図
１ 角形電池ケース
５ 極板群
６ 封口板
７ 最大膨張点
８ 溶接部
９ 引張り応力割れ部
１２ 電池ケースの厚みｔの最小部
１３ 曲面状の凹部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 藤井 隆文
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】正極板と負極板をセパレータを介して交互
に積層してなる極板群を挿入した角形電池ケースの開口
部に封口板を嵌合し、この嵌合部を気密に溶接する角形
密閉式電池において、極板群の積層方向の対向する角形
電池ケースの両側面に、底面より電池総高さの１／２乃
至１／３の位置で、かつ角形電池ケースの厚みの最大部
の９０乃至９７％となる厚み最小部を有する曲面状の凹
部を設けたことを特徴とする角形密閉式電池。 - 【請求項２】曲面状の凹部の中心部分で厚みが最も小さ
い部分を、電池底面より電池総高さの１／２の部分に位
置させた請求項１記載の角形密閉式電池。 - 【請求項３】曲面状の凹部の中心部分で、厚みが最も小
さい部分を、角形電池ケースの最も厚みが大きい部分の
９５％とした請求項１または２記載の角形密閉式電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3186024A JP2864175B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 角形密閉式電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3186024A JP2864175B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 角形密閉式電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0528973A true JPH0528973A (ja) | 1993-02-05 |
| JP2864175B2 JP2864175B2 (ja) | 1999-03-03 |
Family
ID=16181063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3186024A Expired - Lifetime JP2864175B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 角形密閉式電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2864175B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7224940B2 (en) | 2002-10-22 | 2007-05-29 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Frequency modulating device of an integrated circuit and a method of measuring modulated frequency |
| JP2010238404A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Sanyo Electric Co Ltd | 密閉型電池及び密閉型電池の製造方法 |
| WO2017208532A1 (ja) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | 株式会社村田製作所 | 二次電池 |
| JP2020194743A (ja) * | 2019-05-30 | 2020-12-03 | 日立造船株式会社 | 二次電池およびその製造方法 |
| WO2023105940A1 (ja) * | 2021-12-08 | 2023-06-15 | 日立造船株式会社 | 固体電池 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101802347B1 (ko) * | 2014-11-18 | 2017-11-28 | 주식회사 엘지화학 | 아치형 탑 캡을 포함하는 각형 이차전지 및 그의 제조 방법 |
-
1991
- 1991-07-25 JP JP3186024A patent/JP2864175B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7224940B2 (en) | 2002-10-22 | 2007-05-29 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Frequency modulating device of an integrated circuit and a method of measuring modulated frequency |
| JP2010238404A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Sanyo Electric Co Ltd | 密閉型電池及び密閉型電池の製造方法 |
| WO2017208532A1 (ja) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | 株式会社村田製作所 | 二次電池 |
| JP2020194743A (ja) * | 2019-05-30 | 2020-12-03 | 日立造船株式会社 | 二次電池およびその製造方法 |
| WO2023105940A1 (ja) * | 2021-12-08 | 2023-06-15 | 日立造船株式会社 | 固体電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2864175B2 (ja) | 1999-03-03 |
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