JPH08306347A - 密閉電池 - Google Patents
密閉電池Info
- Publication number
- JPH08306347A JPH08306347A JP7111451A JP11145195A JPH08306347A JP H08306347 A JPH08306347 A JP H08306347A JP 7111451 A JP7111451 A JP 7111451A JP 11145195 A JP11145195 A JP 11145195A JP H08306347 A JPH08306347 A JP H08306347A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sealing plate
- battery
- plate
- positive electrode
- positive pole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低温から高温における広い温度範囲で内部抵
抗の上昇が小さく、保存特性に優れたリチウム電池を提
供する。 【構成】 封口板中央部の透孔に正極端子を兼ねる金属
リベットを挿入し、その軸部端面に連結板を溶接して構
成した組立封口板を用いたもので、電池保存中の抵抗上
昇が防止でき、保存特性に優れたリチウム電池が得られ
る。
抗の上昇が小さく、保存特性に優れたリチウム電池を提
供する。 【構成】 封口板中央部の透孔に正極端子を兼ねる金属
リベットを挿入し、その軸部端面に連結板を溶接して構
成した組立封口板を用いたもので、電池保存中の抵抗上
昇が防止でき、保存特性に優れたリチウム電池が得られ
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、リチウム金属を負極活
物質とする有機電解液電池の改良に関するもので、特に
正極端子と正極リード板間の接触抵抗の上昇を防止した
組立封口板の構造に関するものである。
物質とする有機電解液電池の改良に関するもので、特に
正極端子と正極リード板間の接触抵抗の上昇を防止した
組立封口板の構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に正極活物質としてフッ化炭素やニ
酸化マンガンを、負極活物質としてリチウムやアルミニ
ウム等の軽金属を用い、有機電解液と組み合わせた、い
わゆる有機電解液電池においては、電池内部で正極と接
する、例えば正極集電体、リード板、封口板等の部品を
構成する金属部などに鉄、ニッケル、銅などの金属を使
用すると、これらの金属が正極と一種の電気化学反応に
よって溶解し、電池性能が著しく劣化することが多い。
酸化マンガンを、負極活物質としてリチウムやアルミニ
ウム等の軽金属を用い、有機電解液と組み合わせた、い
わゆる有機電解液電池においては、電池内部で正極と接
する、例えば正極集電体、リード板、封口板等の部品を
構成する金属部などに鉄、ニッケル、銅などの金属を使
用すると、これらの金属が正極と一種の電気化学反応に
よって溶解し、電池性能が著しく劣化することが多い。
【0003】このため上記のような箇所には耐有機電解
液性を有した高純度のアルミニウムやチタンなどが使用
されている。そしてこれらの金属を用いた合成樹脂主体
の組立封口板として、図4に示すようなものがある。図
4の組立封口板は、熱可塑性樹脂からなる封口板1の中
央部に設けた透孔に、耐食性の優れたアルミニウムから
なるリベット4の頭部4aを電池内側にしてチタン製の
下部ワッシャ5をかん合した状態で挿入する。そして電
池外側に突出したリベット脚部4bに、加工性に優れ溶
接可能で強度的にも強い、例えば鉄にニッケルメッキを
した上部ワッシャ6をはめ込み、脚部4bをかしめ変形
させて上部ワッシャ6を封口板1に一体化する。更にか
しめ変形したリベット脚部4bを取り囲むように鉄にニ
ッケルメッキを施した正極端子を兼ねるキャップ7を上
部ワッシャ6にスポット溶接して組立封口板が形成され
ている。
液性を有した高純度のアルミニウムやチタンなどが使用
されている。そしてこれらの金属を用いた合成樹脂主体
の組立封口板として、図4に示すようなものがある。図
4の組立封口板は、熱可塑性樹脂からなる封口板1の中
央部に設けた透孔に、耐食性の優れたアルミニウムから
なるリベット4の頭部4aを電池内側にしてチタン製の
下部ワッシャ5をかん合した状態で挿入する。そして電
池外側に突出したリベット脚部4bに、加工性に優れ溶
接可能で強度的にも強い、例えば鉄にニッケルメッキを
した上部ワッシャ6をはめ込み、脚部4bをかしめ変形
させて上部ワッシャ6を封口板1に一体化する。更にか
しめ変形したリベット脚部4bを取り囲むように鉄にニ
ッケルメッキを施した正極端子を兼ねるキャップ7を上
部ワッシャ6にスポット溶接して組立封口板が形成され
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような構造の組立
封口板を用いて図5に示すように電池ケース8の開口部
を密封した場合、正極リード板9と接続されたチタン製
の下部ワッシャ5は、アルミニウム製リベット4の頭部
4aとかしめ変形圧力で面接触して電気的な導通が確保
されている。しかし、使用時にすでにアルミニウム製リ
ベット頭部4aに薄く酸化膜が形成していたり、あるい
は寒冷雰囲気中で電池が用いられた際に、熱可塑性樹脂
製の封口板1が径及び厚み方向に収縮して、リベット頭
部4aと下部ワッシャ5との接触がゆるんで電池の内部
抵抗が高くなり十分に電池出力を取り出せないという問
題があった。この欠点を解決するために実公告昭63−
5177号では、アルミニウム製リベット4の軸部の付
け根部を他よりも大径とし、この大径部をチタン製の下
部ワッシャ5に圧入することでアルミニウム製リベット
表面の酸化膜を除去したり、寒冷時の封口板収縮の影響
を受けないようにしてこの両者の電気的な導通を確実に
する方法が考案されている。しかしこの方法では、リベ
ット4と下部ワッシャ5の電気的な導通を確保するには
効果があるものの、リベット4と上部ワッシャ6の電気
的な導通に関しては効果が期待できない。つまり、リベ
ット4と上部ワッシャ6の電気的な導通もアルミニウム
製リベット4の脚部4bのかしめ変形圧力で確保されて
いるからで、厳しい自然環境下で長期間電池を使用して
いるうちにアルミニウム製リベット脚部4bの表面に薄
く酸化膜が形成したり、寒冷雰囲気中で電池が用いられ
た際にはアルミニウム製リベット4と下部ワッシャ5の
場合と同様に、リベット脚部4bと上部ワッシャ6との
接触がゆるむなどの現象が生じることにより、電池の内
部抵抗が高くなり十分に電池出力を取り出せないという
問題が生じる。
封口板を用いて図5に示すように電池ケース8の開口部
を密封した場合、正極リード板9と接続されたチタン製
の下部ワッシャ5は、アルミニウム製リベット4の頭部
4aとかしめ変形圧力で面接触して電気的な導通が確保
されている。しかし、使用時にすでにアルミニウム製リ
ベット頭部4aに薄く酸化膜が形成していたり、あるい
は寒冷雰囲気中で電池が用いられた際に、熱可塑性樹脂
製の封口板1が径及び厚み方向に収縮して、リベット頭
部4aと下部ワッシャ5との接触がゆるんで電池の内部
抵抗が高くなり十分に電池出力を取り出せないという問
題があった。この欠点を解決するために実公告昭63−
5177号では、アルミニウム製リベット4の軸部の付
け根部を他よりも大径とし、この大径部をチタン製の下
部ワッシャ5に圧入することでアルミニウム製リベット
表面の酸化膜を除去したり、寒冷時の封口板収縮の影響
を受けないようにしてこの両者の電気的な導通を確実に
する方法が考案されている。しかしこの方法では、リベ
ット4と下部ワッシャ5の電気的な導通を確保するには
効果があるものの、リベット4と上部ワッシャ6の電気
的な導通に関しては効果が期待できない。つまり、リベ
ット4と上部ワッシャ6の電気的な導通もアルミニウム
製リベット4の脚部4bのかしめ変形圧力で確保されて
いるからで、厳しい自然環境下で長期間電池を使用して
いるうちにアルミニウム製リベット脚部4bの表面に薄
く酸化膜が形成したり、寒冷雰囲気中で電池が用いられ
た際にはアルミニウム製リベット4と下部ワッシャ5の
場合と同様に、リベット脚部4bと上部ワッシャ6との
接触がゆるむなどの現象が生じることにより、電池の内
部抵抗が高くなり十分に電池出力を取り出せないという
問題が生じる。
【0005】本発明は、上記のような従来の問題点を解
消し、寒冷雰囲気や厳しい自然環境下での長期間の使用
においても、電気的な導通が確保されて端子部の抵抗上
昇が生じない組立封口板を用いることにより、内部抵抗
の安定した長期信頼性のある電池を供給するものであ
る。
消し、寒冷雰囲気や厳しい自然環境下での長期間の使用
においても、電気的な導通が確保されて端子部の抵抗上
昇が生じない組立封口板を用いることにより、内部抵抗
の安定した長期信頼性のある電池を供給するものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、本発明は、耐有機電解液性の金属リベットからなる
正極端子を、封口板中央部の透孔に大径な頭部が電池外
部側になるように軸部を圧入し、リード板接続用の耐有
機電解液性連結板をリベットの軸部端面に溶接して電気
的な導通と正極端子の固定を同時に確保したものであ
る。
め、本発明は、耐有機電解液性の金属リベットからなる
正極端子を、封口板中央部の透孔に大径な頭部が電池外
部側になるように軸部を圧入し、リード板接続用の耐有
機電解液性連結板をリベットの軸部端面に溶接して電気
的な導通と正極端子の固定を同時に確保したものであ
る。
【0007】
【作用】この構成によれば、封口板中央部の透孔に圧入
されている耐有機電解液性の金属リベットからなる正極
端子は、リード板接続用の連結板と溶接により直接接続
し固定され、電気的な導通と封口板への固定が同時に行
われる。これにより、リベットをかしめて固定し同時に
電気的な導通を確保する従来の方法のように、寒冷雰囲
気や長期間の使用において、リベットのかしめのゆるみ
やリベット表面の酸化膜による影響を受けないため端子
部の抵抗上昇がなく、長期間にわたり内部抵抗が安定し
て信頼性の高い電池を得ることができる。また、組立封
口板の部品数が従来例に比べ5個から3個に減少し、リ
ベットのかしめ工程が不要になるなど作業工程も簡単と
なり、作業性が向上する。
されている耐有機電解液性の金属リベットからなる正極
端子は、リード板接続用の連結板と溶接により直接接続
し固定され、電気的な導通と封口板への固定が同時に行
われる。これにより、リベットをかしめて固定し同時に
電気的な導通を確保する従来の方法のように、寒冷雰囲
気や長期間の使用において、リベットのかしめのゆるみ
やリベット表面の酸化膜による影響を受けないため端子
部の抵抗上昇がなく、長期間にわたり内部抵抗が安定し
て信頼性の高い電池を得ることができる。また、組立封
口板の部品数が従来例に比べ5個から3個に減少し、リ
ベットのかしめ工程が不要になるなど作業工程も簡単と
なり、作業性が向上する。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1から図3を参照
して具体的に説明する。
して具体的に説明する。
【0009】図3は本発明の組立封口板を用いた電池の
断面図である。1はポリプロピレン製の封口板、2はス
テンレス鋼製のリベット状正極端子、3は円板状のチタ
ン製連結板、8はニッケルメッキを施した鉄からなり負
極端子を兼ねた電池ケースであり、内側へ向かって張り
出した環状溝部を備えている。9は金属製の正極リード
板で一方の端が連結板3と、もう一方が正極板10に接
続されている。正極板10はフッ化炭素を活物質とした
正極合剤を金属ネットに塗着したもので、ポリプロピレ
ン製の不織布からなるセパレータ11を介してリチウム
からなる負極板12と対向している。有機電解液にはホ
ウフッ化リチウム等のリチウム塩を溶解させたγ−ブチ
ロラクトンを使用している。また封口板1と正極端子2
と連結板3から構成される組立封口板は電池ケース8の
環状溝部の上に載せられ、電池ケース8の先端を内側に
カールして封口されている。
断面図である。1はポリプロピレン製の封口板、2はス
テンレス鋼製のリベット状正極端子、3は円板状のチタ
ン製連結板、8はニッケルメッキを施した鉄からなり負
極端子を兼ねた電池ケースであり、内側へ向かって張り
出した環状溝部を備えている。9は金属製の正極リード
板で一方の端が連結板3と、もう一方が正極板10に接
続されている。正極板10はフッ化炭素を活物質とした
正極合剤を金属ネットに塗着したもので、ポリプロピレ
ン製の不織布からなるセパレータ11を介してリチウム
からなる負極板12と対向している。有機電解液にはホ
ウフッ化リチウム等のリチウム塩を溶解させたγ−ブチ
ロラクトンを使用している。また封口板1と正極端子2
と連結板3から構成される組立封口板は電池ケース8の
環状溝部の上に載せられ、電池ケース8の先端を内側に
カールして封口されている。
【0010】次に組立封口板について詳しく述べる。図
1は本発明の組立封口板の断面図で図2にその分解図を
示している。1は円板状で中央部に透孔を有したポリプ
ロピレン製の封口板、2はステンレス鋼(SUS44
4)製のリベット状正極端子で、円筒状の大径な頭部2
aと頭部2aよりも小径な円柱状の軸部2bからなり、
頭部2aが電池外部側になるように軸部2bが封口板中
央部の透孔に圧入されている。3は円板状のチタン製連
結板でその中央部を正極端子2の底面とスポット溶接し
て固定されている。正極端子の軸部2bの外径は封口板
1の透孔の内径に比べて0.05mmから0.5mm大
きく作られている。この理由は、使用する封口板の材質
により最適な条件は多少異なるが、寸法差が0.05m
m以下では封口板1と正極端子2のカンゴウが甘くなっ
て漏液が発生しやすくなり、0.5mm以上になると正
極端子2を封口板1に圧入した際や保存中に樹脂製の封
口板にクラックが入って割れやすくなるためである。ま
た正極端子の軸部2bの先端部は封口板1の透孔に圧入
する際に作業がしやすいようにテーパー状に徐々に細く
なっており、先端の外径は透孔の内径よりも小さくなっ
ている。正極端子2や連結板3の材質としてはこの例で
SUS444やチタンを用いたが、この他に有機電解液
中での耐食性に優れるSUS434、SUS316、S
US304、SUS430などのステンレス鋼も用いる
ことができる。ステンレス鋼については、モリブデンを
0.75〜4重量%含有し耐食性に優れるものの方がよ
り好ましい。正極端子2については表面にニッケルメッ
キを施し電気的に接触抵抗を小さくしたものも使用する
ことができる。また封口板1の材質に熱可塑性樹脂を用
いているのは、絶縁パッキンの役割と防爆作用を持たし
ているためである。もしもなんらかの外的要因によって
電池内の圧力が上昇したり熱が加わった時には、組立封
口板が外方に変形して電池内のガスをすみやかに外部に
逃がし、電池の破裂を未然に防止するしくみになってい
る。正極端子2と連結板3のスポット溶接にはレーザー
溶接や抵抗溶接などの方法があるが、溶接強度が強くバ
ラツキの小さいレーザー溶接の方が好ましい。
1は本発明の組立封口板の断面図で図2にその分解図を
示している。1は円板状で中央部に透孔を有したポリプ
ロピレン製の封口板、2はステンレス鋼(SUS44
4)製のリベット状正極端子で、円筒状の大径な頭部2
aと頭部2aよりも小径な円柱状の軸部2bからなり、
頭部2aが電池外部側になるように軸部2bが封口板中
央部の透孔に圧入されている。3は円板状のチタン製連
結板でその中央部を正極端子2の底面とスポット溶接し
て固定されている。正極端子の軸部2bの外径は封口板
1の透孔の内径に比べて0.05mmから0.5mm大
きく作られている。この理由は、使用する封口板の材質
により最適な条件は多少異なるが、寸法差が0.05m
m以下では封口板1と正極端子2のカンゴウが甘くなっ
て漏液が発生しやすくなり、0.5mm以上になると正
極端子2を封口板1に圧入した際や保存中に樹脂製の封
口板にクラックが入って割れやすくなるためである。ま
た正極端子の軸部2bの先端部は封口板1の透孔に圧入
する際に作業がしやすいようにテーパー状に徐々に細く
なっており、先端の外径は透孔の内径よりも小さくなっ
ている。正極端子2や連結板3の材質としてはこの例で
SUS444やチタンを用いたが、この他に有機電解液
中での耐食性に優れるSUS434、SUS316、S
US304、SUS430などのステンレス鋼も用いる
ことができる。ステンレス鋼については、モリブデンを
0.75〜4重量%含有し耐食性に優れるものの方がよ
り好ましい。正極端子2については表面にニッケルメッ
キを施し電気的に接触抵抗を小さくしたものも使用する
ことができる。また封口板1の材質に熱可塑性樹脂を用
いているのは、絶縁パッキンの役割と防爆作用を持たし
ているためである。もしもなんらかの外的要因によって
電池内の圧力が上昇したり熱が加わった時には、組立封
口板が外方に変形して電池内のガスをすみやかに外部に
逃がし、電池の破裂を未然に防止するしくみになってい
る。正極端子2と連結板3のスポット溶接にはレーザー
溶接や抵抗溶接などの方法があるが、溶接強度が強くバ
ラツキの小さいレーザー溶接の方が好ましい。
【0011】本発明の組立封口板の構成では、正極端子
2と連結板3がスポット溶接で接続され、また連結板3
は正極リード板9とスポット溶接されているため電気的
な導通が確実に行われている。またリベット状正極端子
の固定は封口板1への圧入と連結板3との溶接により行
われており、従来のようにカシメによる固定は行われて
いない。このためポリプロピレン製の封口板1が寒冷雰
囲気で収縮したり、長期間の使用で正極端子表面に酸化
膜が形成しても全くその影響を受けることなく電気的な
導通を安定して維持することができる。
2と連結板3がスポット溶接で接続され、また連結板3
は正極リード板9とスポット溶接されているため電気的
な導通が確実に行われている。またリベット状正極端子
の固定は封口板1への圧入と連結板3との溶接により行
われており、従来のようにカシメによる固定は行われて
いない。このためポリプロピレン製の封口板1が寒冷雰
囲気で収縮したり、長期間の使用で正極端子表面に酸化
膜が形成しても全くその影響を受けることなく電気的な
導通を安定して維持することができる。
【0012】なおこの例では正極活物質としてフッ化炭
素を用いた電池について説明したが、二酸化マンガンな
どの金属酸化物や塩化物を正極活物質とする電池にも適
用することができる。
素を用いた電池について説明したが、二酸化マンガンな
どの金属酸化物や塩化物を正極活物質とする電池にも適
用することができる。
【0013】次に、本実施例と従来例による組立封口板
を用いた電池の内部抵抗を製造直後とヒートサイクルテ
スト1ヵ月後に測定した値を(表1)に示す。ヒートサ
イクルテストは−10℃から60℃の温度範囲で1サイ
クル8時間で行なっている。
を用いた電池の内部抵抗を製造直後とヒートサイクルテ
スト1ヵ月後に測定した値を(表1)に示す。ヒートサ
イクルテストは−10℃から60℃の温度範囲で1サイ
クル8時間で行なっている。
【0014】
【表1】
【0015】また(表2)にこれらの電池を20℃にお
いて1kΩの抵抗で2.5Vまで放電した時の放電持続
時間を示す。
いて1kΩの抵抗で2.5Vまで放電した時の放電持続
時間を示す。
【0016】
【表2】
【0017】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、耐有機
電解液性金属リベットからなる正極端子を封口板中央部
の透孔に大径な頭部が電池外部側になるように軸部を圧
入した後、リード板接続用の耐有機電解液性連結板を正
極端子の底面に溶接して電気的な導通と正極端子の固定
を同時に確保して構成した組立封口板を用いた本発明の
電池は、低温から高温における広い範囲で内部抵抗の上
昇が小さく保存後の放電性能も良好である。また製造工
程も簡素化でき、作業性が向上するという効果が得られ
る。
電解液性金属リベットからなる正極端子を封口板中央部
の透孔に大径な頭部が電池外部側になるように軸部を圧
入した後、リード板接続用の耐有機電解液性連結板を正
極端子の底面に溶接して電気的な導通と正極端子の固定
を同時に確保して構成した組立封口板を用いた本発明の
電池は、低温から高温における広い範囲で内部抵抗の上
昇が小さく保存後の放電性能も良好である。また製造工
程も簡素化でき、作業性が向上するという効果が得られ
る。
【図1】本発明の実施例における組立封口板の断面図
【図2】同組立封口板の分解図
【図3】同組立封口板を用いた円筒形電池の断面図
【図4】従来の組立封口板の断面図
【図5】同組立封口板を用いた円筒形電池の断面図
1 封口板 2 正極端子 2a 正極端子頭部 2b 正極端子軸部 3 連結板 4 リベット 5 下部ワッシャ 6 上部ワッシャ 7 キャップ 8 電池ケース 9 正極リード板 10 正極板 11 セパレータ 12 負極板
Claims (2)
- 【請求項1】負極活物質であるリチウムと正極活物質及
び有機電解液からなる発電要素を収納した電池ケース
と、この電池ケースの開口部を封口する組立封口板から
構成される電池であって、前記組立封口板は耐電解液性
の熱可塑性樹脂封口板と、封口板中央部に設けた透孔に
大径な頭部が電池外部側になるようにその軸部を圧入し
た金属リベットからなる正極端子と、正極端子の軸部端
面に溶接された正極リード板接続用の連結板とからなる
ことを特徴とする密閉電池。 - 【請求項2】熱可塑性樹脂封口板中央部の透孔に圧入し
た金属リベットはステンレス鋼からなり、その軸部の先
端部分にはテーパーをもち、平坦な軸部先端はチタン製
の円板状連結板と溶接されている請求項1記載の密閉電
池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7111451A JPH08306347A (ja) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | 密閉電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7111451A JPH08306347A (ja) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | 密閉電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08306347A true JPH08306347A (ja) | 1996-11-22 |
Family
ID=14561555
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7111451A Pending JPH08306347A (ja) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | 密閉電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08306347A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008226699A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Gs Yuasa Corporation:Kk | 電池 |
US8389146B2 (en) | 2008-10-14 | 2013-03-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Terminal unit and method of manufacturing the same |
-
1995
- 1995-05-10 JP JP7111451A patent/JPH08306347A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008226699A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Gs Yuasa Corporation:Kk | 電池 |
US8389146B2 (en) | 2008-10-14 | 2013-03-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Terminal unit and method of manufacturing the same |
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