JPH08203494A

JPH08203494A - 乾電池

Info

Publication number: JPH08203494A
Application number: JP7075369A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Hirano; 均平野; Hiroshi Shimano; 洋嶋野; Kazuhiko Hatakawa; 和彦畑川; Shuichi Ishida; 修一石田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-11-25
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 1996-08-09
Anticipated expiration: 2020-11-24
Also published as: JP3718872B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ガスケットを全周に亘って均一にかしめて電
解液に対するシールを確実なものとなす信頼性の高い乾
電池を提供する。【構成】電解液が満たされる電池缶と、この電池缶に
固定される電池蓋３とを備え、該電池蓋３にガスケット
６を介して正極端子が取付けられてなる乾電池におい
て、正極端子が第１の金属部材８と第２の金属部材９か
らなり、これら第１の金属部材８と第２の金属部材９が
スポット溶接されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電池蓋にガスケットを
介して正極端子が取付けられた乾電池に関し、特に電極
部構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、角形リチウム電池の電極部は、
電池蓋に対してガスケットを介して正極端子がカシメら
れることにより構成されている。

【０００３】電極部を形成するには、先ず、図９（ａ）
に示すように、電池蓋１０１に形成された正極端子取付
け孔１０２に、断面形状が略コ字状とされた円筒体をな
すガスケット１０３を設ける。そして、そのガスケット
１０３の中心孔１０４に、下端側にフランジ部１０５を
有した円柱体をなす正極端子１０６を臨ませる。この正
極端子１０６には、その中心にドリルにより止まり孔と
して形成されるローラー導入孔１０７が形成されてい
る。

【０００４】次に、同図（ｂ）に示すように、先端が尖
ったカシメローラー１０８の先端部１０８ａをローラー
導入孔１０７に臨ませ、このカシメローラー１０８を押
し付けながら図中矢印Ａで示す方向にスピンさせる。

【０００５】すると、このカシメローラー１０８によっ
て、ローラー導入孔１０７の開口周縁部分が外側へと次
第に広がって行き、最終的に同図（ｃ）で示すように平
らになる。そのときの押圧力により、ガスケット１０６
が押し潰されてかしめられることにより、正極端子１０
６が電池蓋１０１に固定される。同時に、電解液に対す
るシールがなされる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なスピンカシメ方式では、カシメローラー１０８が各瞬
間で正極端子１０６に対して点当たりとなるため、ガス
ケット１０３の圧縮量に円周内でムラが発生する。つま
り、スピンカシメ方式では、傾きが生じやすく、ガスケ
ット１０３に与える圧縮力を全周に亘って均一なものと
することができない。そのため、電解液に対するシール
が不完全となりやすい。

【０００７】また、カシメローラー１０８によりかしめ
られる側のガスケット１０３は、半径方向に非常に大き
く変形しやすいため、材料のクリープの点で強度的に問
題がある。例えば、正極端子１０６のフランジ部１０５
が設けられる側のガスケット１０３の中心孔１０４の開
口径Ｄ₁に対して、カシメローラー１０８によりかしめ
られる側の開口径Ｄ₂がかなり大きくなる。

【０００８】そこで本発明は、かかる従来の有する課題
を解決すべく提案されたものであって、ガスケットを全
周に亘って均一にかしめて電解液に対するシールを確実
なものとなす信頼性の高い乾電池を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る乾電池は、
電解液が満たされる電池缶と、この電池缶に固定される
電池蓋とを備え、該電池蓋にガスケットを介して正極端
子が取付けられてなる乾電池である。そして、この乾電
池では、ガスケットを全周に亘って均一に圧縮してかし
めるべく、正極端子を第１の金属部材と第２の金属部材
から構成し、これら第１の金属部材と第２の金属部材を
スポット溶接する。

【００１０】また、この乾電池においては、ガスケット
の圧縮量を正確にコントロールするため、第１の金属部
材と第２の金属部材の相対向する面のいずれか一方にナ
ゲットとなる突起を設ける。これに加え、電解液に対す
るシールを確実なものとするために、電解液に浸される
側に設けられる第２の金属部材のガスケットと接する面
に円環状の突起部を設ける。

【００１１】さらに、この乾電池の組み立て作業を容易
なものとすべく、ガスケットを電池蓋を挟んで２分割す
る。さらには、ガスケットの外周方向へのはみ出しを防
ぐために、ガスケットを外周側より中心に向かって次第
にその厚みを厚くする。

【００１２】

【作用】スポット溶接というのは、２枚の金属板を重ね
合わせ、これを丸棒状の電極で加圧して通電し、ジュー
ル熱により金属を加熱溶融状態にし、圧力を加えて点状
に圧接する方法である。

【００１３】本発明では、このスポット溶接を用いて、
第１の金属部材と第２の金属部材とから構成した正極端
子をガスケットを介して電池蓋に固定しているので、電
極による圧力が均一にガスケットに加わり、当該ガスケ
ットが全周に亘って均一に圧縮されてかしめられた状態
になり、電解液に対するシールが確実なものとなる。

【００１４】また、第１の金属部材と第２の金属部材の
相対向する面のいずれか一方にナゲットとなる突起を設
けることにより、この突起がガスケットの圧縮量をコン
トロールすることになる。

【００１５】また、電解液に浸される側に設けられる第
２の金属部材のガスケットと接する面に円環状の突起部
を設けているので、スポット溶接したときに、この突起
部と対向するガスケット部分の圧縮力が高まり、電解液
に対するシールがより一層確実なものとなる。

【００１６】さらに、ガスケットを外周側より中心に向
かって次第にその厚みを厚くしているので、スポット溶
接したときに、当該ガスケットが外周側へ向かってはみ
出すことが抑制され、クリープによる機械的強度も損な
われない。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１８】本実施例の乾電池は、図１に示すように、
電解液１が満たされる電池缶２と、この電池缶２に固定
される電池蓋３とから構成される角形リチウム電池であ
る。

【００１９】電池缶２は、上方に開口部４を有し、内部
が空洞とされた長方体として形成され、その内部に電解
液１を収容するようになっている。

【００２０】一方、電池蓋３は、電池缶２に満たされた
電解液１の漏れを防ぐために、該電池缶２に形成された
開口部４を塞ぐに足る大きさに形成されている。そし
て、この電池蓋３は、上記電池缶２の開口部４を塞ぐよ
うにして、該電池缶２に対して固定されている。

【００２１】これら電池缶２と電池蓋３は、いずれも導
電性を有した金属材料からなり、負極として機能するよ
うになっている。すなわち、この乾電池では、ケース全
体が負極として機能する。

【００２２】そして、この乾電池では、電池蓋３に開設
された正極端子取付け孔５に臨むようにして、ガスケッ
ト６を介して正極端子７が取付けられている。

【００２３】ガスケット６は、負極となる電池缶２及び
電池蓋３と正極端子７との絶縁を確保すると共に、電解
液１の漏洩を防止するシールとして機能するものであ
る。このため、ガスケット６には、ポリプロピレンやフ
ッ素ゴム等の如き絶縁材料を用いることが望ましい。中
でも、高温（８０℃）及び低温（−４０℃）下における
弾性維持の観点から、フッ素ゴム系のものが好ましい。

【００２４】かかるガスケット６は、断面略コ字状とさ
れた円筒体として形成され、その外周部分のコ字状をな
す凹部に、電池蓋３の正極端子取付け孔５の開口周縁部
分が嵌合することにより、上記電池蓋３に対して取付け
られている。

【００２５】一方、正極端子７は、電池蓋３の外に設け
られる第１の金属部材８と、電解液１に浸される側に設
けられる第２の金属部材９とからなり、これらがスポッ
ト溶接されることにより構成されている。これら第１の
金属部材８と第２の金属部材９は、いずれも導電性を有
するステンレス等の如き金属材料からなる。

【００２６】第１の金属部材８は、ガスケット６の外形
寸法よりも小さい平板として形成され、電池蓋３の外側
であるガスケット６の一側面に設けられている。これに
対して、第２の金属部材９は、ガスケット６の中心孔１
０に嵌合し、その先端部分が第１の金属部材８とスポッ
ト溶接される溶接部１１と、ガスケット６の電解液１に
浸される側に設けられるフランジ部１２とからなってい
る。このフランジ部１２は、ガスケット６の外形寸法よ
りも大とされた平板として形成されている。

【００２７】これら第１の金属部材８と第２の金属部材
９をスポット溶接するには、図２（ａ）に示すように、
電池蓋３に取付けたガスケット６の一側面に第１の金属
部材８を載せると共に、このガスケット６の中心孔１０
に溶接部１１を嵌合させて第２の金属部材９を配置す
る。

【００２８】溶接前においては、これら第１の金属部材
８と第２の金属部材９を溶接する時にガスケット６も同
時にかしめて電解液１の漏洩を防止すべく、溶接部１１
の上端面１１ａを第１の金属部材８が載置されるガスケ
ット６の一側面よりも低くしておく。また、この溶接部
１１の上端面１１ａには、ガスケット６の圧縮量をコン
トロールするためのナゲットとなる突起１３を設けてお
く。かかる突起１３は、第１の金属部材８に設けるよう
にしてもよい。

【００２９】そして、溶接機の一対の銅からなる電極１
４，１５により、これら第１の金属部材８と第２の金属
部材９をその上下方向から挟み込むようにして圧力Ｆを
加える。ここで用いる電極１４，１５は、第１の金属部
材８と第２の金属部材９の外形寸法よりも大径とされる
丸棒状とされ、その第１の金属部材８と第２の金属部材
９に接触する接触面が平坦な面とされたものである。

【００３０】次いで、これら電極１４，１５間に通電す
る。これら電極１４，１５間に通電する電流値として
は、例えば２ＫＡとすることが望ましい。また、加圧力
は、５０Ｋｇ前後が好ましい。本実施例では、図３に示
すような通電条件の下に溶接を行った。

【００３１】その結果、突起１３と接触する第１の金属
部材８の接触部分がジュール熱により加熱溶融されて点
状に圧接される。スポット溶接では、第１の金属部材８
と第２の金属部材９に対して垂直に圧着させ通電して接
合を行い、しかも平坦な面を有する電極１４，１５によ
る面接触とされるので、傾きを生ずることなくガスケッ
ト６を均一に圧縮することができる。

【００３２】また、このときの圧縮量は、第２の金属部
材９に設けた突起１３の高さによって正確にコントロー
ルされる。ガスケット６の圧縮率は、第１の金属部材８
から第２の金属部材９の溶接部１１の上端面１１ａまで
の対向距離ｈを溶接前のガスケット６の高さＨで割り、
これに１００を乗じた値で示される。すなわち、ｈ／Ｈ
×１００（％）で示される。通常、圧縮率は２０〜３０
％となる。

【００３３】また、このスポット溶接では、図２（ｂ）
に示すナゲット１６から発生する熱が電極１４，１５を
通じて速やかに逃げるため、ガスケット６を溶かすよう
な不都合は発生しない。

【００３４】以上のようにして第１の金属部材８と第２
の金属部材９をスポット溶接すれば、スピンカシメとは
異なりガスケット６を全体に亘って均一に圧縮してかし
めることができ、確実な電解液１の漏洩を防止できるシ
ール効果を得ることができるうえ、ガスケット６の圧縮
率を正確に設定することができ、しかも組み立てサイク
ルを短く、小型化に対応できる。

【００３５】ところで、上述の乾電池において、組み立
て作業をより一層容易なものとするために、前記したガ
スケット６を電池蓋３を挟んで上下に２分割してもよ
い。ガスケット６を、図４示すように、第１のガスケッ
ト６ａと第２のガスケット６ｂに２分割すれば、電池蓋
３の正極端子取付け孔５に取付ける作業が容易になる。

【００３６】また、これに加え、電解液１に対するシー
ル効果をより確実なものとするために、図５に示すよう
に、電解液１に浸される側に配される第２のガスケット
６ｂと接触する面に円環状の突起部１７を形成するよう
にしてもよい。かかる突起部１７が設けられる部分で
は、ガスケット６がより一層かしめられることになるた
め、電解液１に対するシール効果が確実となる。

【００３７】さらに、圧縮よるガスケット６の外周方向
へのはみ出しを防止するために、図６に示すように、２
分割したそれぞれのガスケット６ａ，６ｂを外周側より
中心に向かって次第にその厚みが厚くなるようにしても
よい。これに応じて、第１の金属部材８と第２の金属部
材９にも、これらガスケット６ａ，６ｂに付けた傾斜角
度θと同じ傾斜角度θをつける。そうすることにより、
ガスケット６ａ，６ｂの外周方向へのはみ出しが防止で
きると共に、ガスケット６ａ，６ｂの面圧が高まり、シ
ール効果が増すと考えられる。

【００３８】この他、図７に示すように、ガスケット６
ａ，６ｂをより強くかしめ、電解液１に対するシール効
果をより一層確実なものとするために、正極端子７を構
成する第１の金属部材８と第２の金属部材９に、それぞ
れ凸部１８，１９を設けるようにしてもよい。

【００３９】この例では、第１の金属部材８を単に平板
形状とするのではなく、ガスケット６ｂの中心孔１０に
臨んで第２の金属部材９とスポット溶接される溶接部２
０を有した形状とする。そして、この第１の金属部材８
のガスケット６ａと接触する部分に、このガスケット６
ａをより強くかしめるための凸部１８を設ける。また、
この溶接部２０の先端部には、ナゲットとなる突起１３
を設ける。

【００４０】これに対して、第２の金属部材９は、中央
に溶接部２０の先端部分を臨ませる止まり孔として形成
される凹部２１を有した円盤形状とする。そして、この
凹部２１の底面には、ナゲット２２を２つとするための
円形状をなす貫通孔２３を設ける。また、第２の金属部
材９のガスケット６ｂと接する側には、やはり当該ガス
ケット６ｂをより強くかしめるための凸部１９を設け
る。

【００４１】このように、ガスケット６ａ，６ｂを挟ん
で上下に設けられる第１の金属部材８と第２の金属部材
９にそれぞれ凸部１８，１９を設けているので、この凸
部１８，１９が設けられる部分の圧縮力が他の部分に比
べ高くなり、当該部分のかしめ力がより一層高まる。そ
の結果、電解液１に対するシール効果がより一層確実な
ものとなる。

【００４２】なお、図７では、局所的に圧縮部分を作り
出す凸部１８，１９を第１の金属部材８と第２の金属部
材９に形成したが、これら凸部１８，１９を形成しなく
ても電解液１に対するシール効果をより確実なものとす
ることができる。すなわち、図８に示すように、スポッ
ト溶接した後に、第１の金属部材８と第２の金属部材９
をプレスによってかしめる。ここでは、第１の金属部材
８と第２の金属部材９の外周縁部をかしめることによ
り、電解液１に対するシールド効果を確実なものとして
いる。

【００４３】この図８に示す第２の金属部材９は図４と
ほぼ同じ形状であるが、第１の金属部材８の形状のみを
変えている。第１の金属部材８は、単なる平板形状では
なく、中央に溶接部１１の先端部分を臨ませる止まり孔
として形成される凹部２４を有した円盤形状としてい
る。また、この凹部２４の底面には、ナゲット１６を２
つとするための円形状をなす貫通孔２５を設けている。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係る乾電池においては、第１の金属部材と第２の金
属部材の２部品から構成した正極端子をガスケットを介
して電池蓋にスポット溶接により固定しているので、電
極による圧力が均一にガスケットに加わり、当該ガスケ
ットを全周に亘って均一に圧縮してかしめることがで
き、電解液に対するシールを確実なものとなすことがで
きる。

【００４５】また、本発明では、第１の金属部材と第２
の金属部材の相対向する面のいずれか一方にナゲットと
なる突起を設けているので、ガスケットの圧縮量を正確
にコントロールすることができる。また、これに加え、
電解液に浸される第２の金属部材のガスケットと接する
面に円環状の突起部を設けているので、スポット溶接し
たときに、この突起部と対向するガスケット部分の圧縮
力が高まり、電解液に対するシールがより一層確実なも
のとなる。

【００４６】さらに、ガスケットを外周側より中心に向
かって次第にその厚みを厚くしているので、スポット溶
接したときに、当該ガスケットが外周側へ向かってはみ
出すことが抑制され、クリープによる機械的強度の低下
を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した乾電池の断面図である。

【図２】本発明を適用した乾電池の電極部分を拡大して
示すもので、（ａ）は溶接前の断面図、（ｂ）は溶接後
の断面図である。

【図３】本発明を適用した乾電池の電極部分を溶接する
ときの通電条件を示す特性図である。

【図４】ガスケットを２分割した乾電池の電極部分を拡
大して示すもので、（ａ）は溶接前の断面図、（ｂ）は
溶接後の断面図である。

【図５】第２の金属部材に円環状の突起部を設けた乾電
池の電極部分を拡大して示すもので、（ａ）は溶接前の
断面図、（ｂ）は溶接後の断面図である。

【図６】ガスケットにテーパを設けた乾電池の電極部分
を拡大して示すもので、（ａ）は溶接前の断面図、
（ｂ）は溶接後の断面図である。

【図７】第１の金属部材と第２の金属部材にそれぞれ局
所的に圧縮部分を生じさせる凸部を形成した例を示すも
ので、（ａ）は溶接前の断面図、（ｂ）は溶接後の断面
図である。

【図８】溶接後プレスによってガスケットをかしめた状
態を示すもので、（ａ）は溶接前の断面図、（ｂ）は溶
接後の断面図、（ｃ）はプレスかしめ後の断面図であ
る。

【図９】スピンカシメ方式による正極電極の取付け方法
を示す断面図である。

【符号の説明】

１電解液２電池缶３電池蓋６，６ａ，６ｂガスケット７正極端子８第１の金属部材９第２の金属部材８貫通孔１１溶接部１２フランジ部１３突起１６，２２ナゲット１７突起部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石田修一東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電解液が満たされる電池缶と、この電池
缶に固定される電池蓋とを備え、該電池蓋にガスケット
を介して正極端子が取付けられてなる乾電池において、正極端子が第１の金属部材と第２の金属部材からなり、
これら第１の金属部材と第２の金属部材がスポット溶接
されていることを特徴とする乾電池。
【請求項２】第１の金属部材と第２の金属部材の相対
向する面のいずれか一方にナゲットとなる突起が設けら
れていることを特徴とする請求項１記載の乾電池。
【請求項３】電解液に浸される側に設けられる第２の
金属部材のガスケットと接する面に円環状の突起部が形
成されていることを特徴とする請求項２記載の乾電池。
【請求項４】ガスケットが電池蓋を挟んで２分割され
ていることを特徴とする請求項２記載の乾電池。
【請求項５】ガスケットが外周側より中心に向かって
次第にその厚みが厚くなされていることを特徴とする請
求項２記載の乾電池。