JPH05325918A - ボタン型電池ケース用ステンレス鋼板 - Google Patents

ボタン型電池ケース用ステンレス鋼板

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JPH05325918A
JPH05325918A JP4078025A JP7802592A JPH05325918A JP H05325918 A JPH05325918 A JP H05325918A JP 4078025 A JP4078025 A JP 4078025A JP 7802592 A JP7802592 A JP 7802592A JP H05325918 A JPH05325918 A JP H05325918A
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JP
Japan
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stainless steel
steel plate
case
type battery
finish
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Withdrawn
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JP4078025A
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English (en)
Inventor
Toshiya Ishikawa
俊哉 石川
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ケース内面に油脂やゴミが付着して起こるケ
ースと電極材料との接触不良の発生が抑制された、ボタ
ン型電池ケース用のステンレス鋼板。 【構成】 片面が表面粗さ (Rmax ) 0.800 μm以下の
平滑な面、他面がRmax1.00〜10.00 μmの粗い面であ
り、板厚が0.05〜0.5 mmのボタン型電池ケース用ステン
レス鋼板。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、リチウム電池などのボ
タン型電池の金属ケース用のステンレス鋼板に関する。
【0002】
【従来の技術】ボタン型電池は、ハンディ式ゲーム機、
腕時計、リモコン等をはじめとする様々な小型あるいは
薄型器具の電源として、最近需要が急増している。ボタ
ン型電池は、図1に示すように、金属ケースの内部に下
から正極 (例、フッ化黒鉛、二酸化マンガンなど)、セ
パレータ、負極 (例、リチウム) が積層した構造を持
ち、金属ケースは正極および負極の端子としての機能も
果たす。従って、金属ケースは電極材料と密に接触して
いる必要がある。
【0003】ボタン型電池のケース用金属素材として
は、 腐食性の電解液と接触するので、耐食性に優れること 表面が美麗で光沢がよいこと 絞り加工で製造されるため、プレス絞り性がよいこと 小型化のため、板厚が薄くても高強度であること といった性質が要求される。これらの要求を満たした素
材として、ステンレス鋼板の光輝焼鈍仕上材 (BA仕上
材、ブライトロール間での仕上冷間圧延後に不活性ガス
中で仕上焼鈍して得られる光沢表面の冷間圧延ステンレ
ス鋼板) が、ほとんどのボタン型電池の電池ケースに使
用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、BA仕上の
ステンレス鋼板を電池ケースとするボタン型電池の製造
において、接触不良が原因で不良品となる場合があるこ
とが経験されてきた。この製品欠陥の原因は、電池ケー
スの表面が平滑なため、電池ケースの内面側 (リチウム
などの電極材料との接触面側) に油脂やゴミなどが付着
すると、この異物により電極端子として機能するケース
が電極材料から離間し、電流の取り出しに必要なケース
と電極材料との接触が失われるためである。このような
接触不良による製品欠陥は、電池の使用中にも起こる可
能性がある。
【0005】本発明の課題は、このような電池ケースと
電極材料との接触不良によるボタン型電池の故障を防止
することである。具体的には、本発明は、電極材料との
接触不良の発生をなくしたボタン型電池用のケース材と
して有用なステンレス鋼板を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題の解
決策として、表面が平滑なBA仕上材の片面のみを粗面
化し、この表面が粗い面を電池内面側に向けることによ
り、電池ケースと電極との接触不良を防止しようとする
ものである。
【0007】即ち、本発明は、片面が表面粗さ
(Rmax ) 0.800 μm以下の平滑な表面、他面がR
max 1.00〜10.00 μmの粗い表面であり、板厚が0.05〜
0.5 mmのステンレス鋼板からなる、ボタン型電池ケース
用ステンレス鋼板を要旨とする。このステンレス鋼板か
ら、その平滑な表面を外面側にしてボタン型電池ケース
が製作される。
【0008】ここで、ボタン型電池には、比較的小直径
で厚みのある典型的なボタン型電池のほかに、より大直
径で薄いコイン型電池と呼ばれる種類のものも包含され
る。本発明のステンレス鋼板は、リチウム電池、アルカ
リ電池を始めとする各種のボタン型電池のケースに利用
できる。
【0009】
【作用】本発明のボタン型電池ケースの素材は、代表的
にはSUS 304 およびSUS 430 ステンレス鋼板であるが、
他のステンレス鋼板であってもよい。板厚は0.05〜0.5
mmに制限される。ボタン型電池のサイズを考慮すると、
板厚の許容上限は0.5 mmであり、これを超えるとボタン
型電池のケースに必要な小型化が図れない。一方、板厚
0.05mm以下では強度が不足する上、粗い面の影響が反対
面に出て、外面側を外観良好な平滑面とすることが困難
となる。
【0010】本発明のボタン型電池ケース用ステンレス
鋼板の片面は、Rmax 0.800 μm以下、好ましくは0.70
0 μm以下の平滑な面であり、例えば、ブライトロール
での圧延により得られるBA仕上表面がこのような表面
粗さを示す。一方、反対側の表面はRmax 1.00〜10.00
μm、好ましくは1.00〜3.00μmの範囲の粗い表面であ
り、これは、例えば、ダルロールでの圧延により得られ
るような表面粗さである。
【0011】Rmax 0.800 μm以下の面は、電池の外面
側に向けられる。電池外面側の表面粗さがRmax 0.800
μmを超えると、電池表面の光沢および美麗さが失わ
れ、電池の商品価値を減ずることとなる。一方、電池内
面側に向けられる面は、Rmax1.00〜10.00 μmの範囲
の粗い表面とする。この面のRmax が1.00μmより小さ
いと、平滑な面との差が少なく、接触不良防止という発
明の効果が低くなる。内面のRmax は10.00 μmより粗
くてもよいが、粗面化の影響が反対側の平滑面に出るた
め、反対側の平滑面のRmax を0.800 μm以下に保持し
たまま片面のみをRmax 10.00 μmより粗面にすること
は困難である。この理由により、Rmax の上限を10.00
μmに制限した。
【0012】電池ケースの内面をこのように粗い表面に
して、リチウムのような電極材料と接触させると、この
内面に油脂やゴミが付着しても、これらの異物は粗い表
面の凹部に押しやられるので、ケースと電極との接触が
失われることはない。内面がこのように粗い表面となる
と、ケースと電極との接触面積は減少するが、電極もケ
ースも良導電体であるので、電流の取り出しに支障を生
ずることはない。
【0013】本発明の片面のみが粗い表面を持つステン
レス鋼板は、BA仕上材のような両面が平滑表面のステ
ンレス鋼板の片面の表面のみを適当な手段で粗面化する
か、或いは逆にダル仕上材のような両面が粗い表面の片
面のみを研磨して平滑面にすることにより製造できる
が、前者の方法の方が現実的である。BA仕上材の片面
の表面粗さのみを粗くする方法としては、 BA仕上の非酸化性ガスもしくは不活性ガス中での仕
上焼鈍後に研磨により粗面化する方法、 BA仕上の仕上焼鈍後に、粗いロール (ダルロール)
と平滑なロール (ブライトロール) を組合わせたワーク
ロールを用いて調質圧延して片面のみを粗面化する方
法、 BA仕上の仕上圧延時に、上記と同様ダルロールとブ
ライトロールの組合わせのワークロールを用いて片面の
みが粗い表面となるように冷間圧延し、次いで非酸化性
ガスもしくは不活性ガス中で仕上焼鈍する方法、 などが考えられる。
【0014】現状ではの方法が最も好ましい。即ち、
の研磨による方法は、研磨作業を円滑に行うことが難
しい、反対面にも傷が付き易い、研削液の付着が鋼板の
汚染源となる、新たな工程の付加となり、製造コストが
上昇するといった問題がある。の方法は、粗いロール
側の方が伸びが大きいという表裏での加工度の差によ
り、調質圧延で板の反りが発生し、形状が悪くなるとい
う問題がある。
【0015】の方法も、の方法と同様の理由によ
り、仕上圧延時に板の反りが発生するが、圧下率の制御
によりこの反りを比較的小さく抑えれば、通板には問題
がなく、しかもその後の仕上焼鈍で内部歪が均一化され
るため、この反りが解消され、鋼板は平坦になるので、
形状の悪化が避けられる。また、この方法は、ワークロ
ールの片方を変更するだけで実施でき、追加工程を必要
としない。この場合、焼鈍後に調質圧延を行うと、粗い
表面の影響が平滑面側に出て、平滑面側の表面性状が悪
化することがあるので、調質圧延は行なわない方が好ま
しい。
【0016】このような方法で片面のみをRmax 1.00〜
10.00 μmに粗くしても、仕上圧延後に仕上焼鈍を行う
ことにより、ボタン型電池ケース材として必要な機械的
性質への悪影響は実質的に避けられることが判明した。
従って、本発明のボタン型電池ケース用ステンレス鋼板
は、機械的強度やプレス絞り性などを従来材と同程度に
保持したまま、電池内部の電極との接触不良を有効に防
止することができ、ボタン型電池の製造歩留りおよび製
品品質の向上に寄与する。
【0017】
【実施例】SUS 304 ステンレス鋼の熱間圧延材を、通常
のBA仕上材の製造と同様の条件下で6段冷間圧延機に
より冷間仕上圧延して、幅630 mm、板厚0.25 mm のステ
ンレス鋼板とした。ただし、仕上圧延での最終パスに用
いたワークロールは、上面側はBA仕上に用いるブライ
トロールであったが、下面側はダルロールに換えた。ま
た、この最終パスでの圧下率は3%とした。その後の仕
上焼鈍はAXガス (N2 75%+H2 25%) 中で通常のB
A仕上材の焼鈍と同じ条件下で行った。
【0018】仕上圧延の最終パスが非対称圧延となるた
め、最終パス後の板に若干の反りが認められたが、その
後の仕上焼鈍装置への通板には問題がなく、円滑に通板
できた。仕上焼鈍により、板の反りは解消され、調質圧
延を行わずに平坦なステンレス鋼板コイルを製造するこ
とができた。ボタン型電池のケース材として実際に出荷
する場合には、板幅630 mm から大割と小割の2回のス
リットを経て、板幅30mm程度のコイルまたはフープとす
る。
【0019】こうして得た片面がBA仕上 (BA面) 、
他面がダル仕上 (DF面) のステンレス鋼板 (発明材)
の表面粗さ、表面光沢および機械的性質を調べた。表面
粗さの測定は接触式表面粗さ測定器を用いてRmax とR
a を長さ方向 (L方向) と横方向 (T方向) について測
定した。表面光沢は、JIS Z 8741に規定の鏡面光沢度の
測定法に従い、入射角20°での反射光束を測定して求め
た。機械的性質として、引張特性 (万能引張試験機で測
定) と1 kgf でのビッカース硬度 (Hv)とを調査した。
以上の測定結果を次の表1〜表3に示す。
【0020】なお、比較のために、仕上圧延のワークロ
ールを両方ともブライトロールとして上記と同様に製造
した、両面ともBA面の従来のBA仕上ステンレス鋼板
(従来材) での試験結果も、以下の表に併せて示す。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】
【表3】
【0024】表1および表2に示すように、本発明のス
テンレス鋼板は、仕上圧延でBA面側にDF面の影響が
若干現れるため、BA面側の表面粗さおよび光沢が、従
来材の両面BA材に較べて幾らか低下した。ただし、本
発明のステンレス鋼板のBA面は目視でなお美麗で光沢
のある良好な表面性状を保持していた。機械的性質につ
いては、本発明のステンレス鋼板は、従来材よりやや硬
質となるが、従来材とほぼ同等の機械的性質を有してお
り、規格値を十分に満たすものであった。
【0025】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のボタン
型電池ケース用ステンレス鋼板は、片面が平滑面、他面
が粗い面となっているので、この鋼板から平滑面を外面
としてボタン型電池ケースを製造することにより、ケー
ス外面が美麗で、しかもケース内面側に油脂やゴミが付
着してもケースと電極との接触不良を起こすことのない
ボタン型電池を製造することができる。この鋼板は、ス
テンレス鋼板の仕上圧延時に非対称圧延により粗い面と
平滑面とを付与し、その後、非酸化性ガスもしくは不活
性ガス中で仕上焼鈍することにより従来とBA仕上材と
同様の製造工程で製造でき、それにより機械的性質が従
来材と同程度に保持され、非対称圧延による機械的性質
の顕著な低下のないステンレス鋼板が得られる。従っ
て、本発明により、ボタン型電池の製造歩留りおよび製
品品質が著しく改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】代表的なボタン型電池の構造を示す説明図であ
る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 片面が0.800 μm以下、他面が1.00〜1
    0.00 μmの範囲の表面粗さ (Rmax ) を有し、板厚が
    0.05〜0.5 mmのステンレス鋼板からなる、ボタン型電池
    ケース用ステンレス鋼板。
  2. 【請求項2】 ブライト仕上ロールとダル仕上ロールを
    組合わせたワークロール間を通板させてステンレス鋼板
    を仕上冷間圧延し、その後、非酸化性ガスもしくは不活
    性ガス中で仕上焼鈍することからなる、請求項1記載の
    ボタン型電池用ステンレス鋼の製造方法。
  3. 【請求項3】 Rmax 0.800 μm以下の面を外面にして
    請求項1記載のステンレス鋼板から少なくとも部分的に
    製作されていることを特徴とする、ボタン型電池ケー
    ス。
JP4078025A 1992-03-31 1992-03-31 ボタン型電池ケース用ステンレス鋼板 Withdrawn JPH05325918A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002008729A (ja) * 2000-06-19 2002-01-11 Toshiba Battery Co Ltd 扁平形非水電解質二次電池
JP2012033295A (ja) * 2010-07-28 2012-02-16 Nippon Steel Materials Co Ltd 蓄電デバイス容器用ステンレス箔、蓄電デバイス容器用樹脂被覆ステンレス箔、及びそれらの製造方法
JP2014504777A (ja) * 2010-12-28 2014-02-24 エルジー・ケム・リミテッド 円筒形二次電池のための上部キャップ、および上部キャップを含む二次電池

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Effective date: 19990608