JPH0887991A - 充填口および端子の一体化構造体を有する密封電気装置 - Google Patents
充填口および端子の一体化構造体を有する密封電気装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 角柱型の電池にも適用可能な、充填、密封手
段を有する電気装置をえる。 【構成】 一方の端が開いている金属容器の周縁部にお
いて、金属蓋体を密封し、充填口と導電端子を一体化し
た部品を、蓋体の周辺部における密封部から離れて配置
しており、一体化した部品は、充填口として作用する外
側に配置された環状部分、環状部分内の内面と密封接触
した環状密封ガスケット、および該ガスケットの中央に
あり該ガスケットの内面と密封接触した導電端子として
作用する金属フィードスルーとからなる密封電気装置。
段を有する電気装置をえる。 【構成】 一方の端が開いている金属容器の周縁部にお
いて、金属蓋体を密封し、充填口と導電端子を一体化し
た部品を、蓋体の周辺部における密封部から離れて配置
しており、一体化した部品は、充填口として作用する外
側に配置された環状部分、環状部分内の内面と密封接触
した環状密封ガスケット、および該ガスケットの中央に
あり該ガスケットの内面と密封接触した導電端子として
作用する金属フィードスルーとからなる密封電気装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気装置および、
特に有機電解質を有する電池またはコンデンサのための
充填口および端子構造体に関する。
特に有機電解質を有する電池またはコンデンサのための
充填口および端子構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】さまざまな商業用電気装置は、分解を防
ぐために周囲環境から遮蔽されなければならない内部成
分を含んでいる。さらに、そのような装置にはまた、製
造の間に装置の中に組み込まれねばならないが、その後
装置が十分に遮蔽されていなければ後に蒸発する液体成
分を含んでいるものもある。電解コンデンサおよび電池
は、そのような装置の例である。最近、ロッキングチェ
アーまたはリチウムイオン電気化学として知られている
技術を基にして、新しい長寿命型の非水性電池が入手可
能となった。これらの電池は、エステル、エーテルおよ
び同種のものの溶媒混合物からなる液体有機電解質を主
として含んでいる。しかしながら、そのような電池を大
量生産しようとする場合、従来の容器および端子構造体
での先行技術による充填方法を適合させることには困難
が存在する。
ぐために周囲環境から遮蔽されなければならない内部成
分を含んでいる。さらに、そのような装置にはまた、製
造の間に装置の中に組み込まれねばならないが、その後
装置が十分に遮蔽されていなければ後に蒸発する液体成
分を含んでいるものもある。電解コンデンサおよび電池
は、そのような装置の例である。最近、ロッキングチェ
アーまたはリチウムイオン電気化学として知られている
技術を基にして、新しい長寿命型の非水性電池が入手可
能となった。これらの電池は、エステル、エーテルおよ
び同種のものの溶媒混合物からなる液体有機電解質を主
として含んでいる。しかしながら、そのような電池を大
量生産しようとする場合、従来の容器および端子構造体
での先行技術による充填方法を適合させることには困難
が存在する。
【０００３】しばしば、商業用コンデンサおよび電池
は、容器であるとともに、電気装置のための端子の一つ
としての両者の作用をする過度に引き伸ばされた金属容
器を用いる。装置の機能性の部分は組立部品として装置
の中に挿入され、電気的に蓋体の両側の回路を導電接続
する手段（以下、フィードスルーと称する）を有する蓋
体が装置を密封するために用いられ、導電接続手段がも
う一方の導電端子として作用する。
は、容器であるとともに、電気装置のための端子の一つ
としての両者の作用をする過度に引き伸ばされた金属容
器を用いる。装置の機能性の部分は組立部品として装置
の中に挿入され、電気的に蓋体の両側の回路を導電接続
する手段（以下、フィードスルーと称する）を有する蓋
体が装置を密封するために用いられ、導電接続手段がも
う一方の導電端子として作用する。
【０００４】従来の水性の円筒状電池（たとえばＡＡ型
アルカリ電池）は、円筒状金属容器および金属蓋体構造
を用い、そこにおいて蓋体は絶縁性の合成樹脂製のガス
ケットを使用して容器をクリンプして密封される。従っ
て、蓋体自体はこの構造においてフィードスルーおよび
端子として作用する。電解質の充填は、単に液体を容器
および内部電気部品からなる部分的に組み立てられた電
池へ滴下させることによって達成される。一般的に、電
解質は、明確な水頭を形成することなく、液体が内部電
気部品によって吸収されるような速度で加えられる。さ
もなければ、液体はクリンプ密封される表面を湿らせ
て、それによって密封それ自体の障害となる。内部部品
と蓋体の間の適切な電気接続は、充填操作の前または後
になされる。
アルカリ電池）は、円筒状金属容器および金属蓋体構造
を用い、そこにおいて蓋体は絶縁性の合成樹脂製のガス
ケットを使用して容器をクリンプして密封される。従っ
て、蓋体自体はこの構造においてフィードスルーおよび
端子として作用する。電解質の充填は、単に液体を容器
および内部電気部品からなる部分的に組み立てられた電
池へ滴下させることによって達成される。一般的に、電
解質は、明確な水頭を形成することなく、液体が内部電
気部品によって吸収されるような速度で加えられる。さ
もなければ、液体はクリンプ密封される表面を湿らせ
て、それによって密封それ自体の障害となる。内部部品
と蓋体の間の適切な電気接続は、充填操作の前または後
になされる。
【０００５】前述の構造および充填方法は、非水性リチ
ウムイオン電池にうまく採用される。しかしながら、典
型的な固体内部電気部品の多孔性、および電解質の粘性
は、クリンプ密封面を湿らせることを避けるために、電
解質が非常にゆっくりと加えられなければならないよう
なものである。固体内部部品の多孔性の穴が前もって空
にされていても、この充填過程はおよそ３０分を要す
る。
ウムイオン電池にうまく採用される。しかしながら、典
型的な固体内部電気部品の多孔性、および電解質の粘性
は、クリンプ密封面を湿らせることを避けるために、電
解質が非常にゆっくりと加えられなければならないよう
なものである。固体内部部品の多孔性の穴が前もって空
にされていても、この充填過程はおよそ３０分を要す
る。
【０００６】角柱型電池、すなわち直方体型電池は多く
の応用に一般的に好まれているが、製造するのがいくぶ
ん困難である。角柱型電池の製造は、前述の円筒状電池
の製造と多くの類似点を有するが、長方形の蓋体を使用
して十分なクリンプ密封を達成することは一般的に不可
能である。従って、この場合蓋体と容器を接合するため
に溶接がしばしば用いられ、従って蓋体は第２の端子と
して使用されることができない。なぜならそれは溶接に
よって容器に電気的に結合されているからである。した
がって、溶接された蓋体の周囲から離れているフィード
スルーが第２の端子として作用することを必要とされ、
仮組立として、すなわち溶接の前に蓋体の中に主として
配置され組み立てられる。そのようなフィードスルー
は、ガラス金属密封型、またはドイツ特許出願公開第
３，２４０，８０６Ａ１号に記載された鋲を用いるクリ
ンプ密封設計のような鋲による密封型でもよい。このよ
うに電解質充填操作は前に記載されたように行われ、ク
リンプ加工よりもむしろ蓋体の溶接が次に行われる。
の応用に一般的に好まれているが、製造するのがいくぶ
ん困難である。角柱型電池の製造は、前述の円筒状電池
の製造と多くの類似点を有するが、長方形の蓋体を使用
して十分なクリンプ密封を達成することは一般的に不可
能である。従って、この場合蓋体と容器を接合するため
に溶接がしばしば用いられ、従って蓋体は第２の端子と
して使用されることができない。なぜならそれは溶接に
よって容器に電気的に結合されているからである。した
がって、溶接された蓋体の周囲から離れているフィード
スルーが第２の端子として作用することを必要とされ、
仮組立として、すなわち溶接の前に蓋体の中に主として
配置され組み立てられる。そのようなフィードスルー
は、ガラス金属密封型、またはドイツ特許出願公開第
３，２４０，８０６Ａ１号に記載された鋲を用いるクリ
ンプ密封設計のような鋲による密封型でもよい。このよ
うに電解質充填操作は前に記載されたように行われ、ク
リンプ加工よりもむしろ蓋体の溶接が次に行われる。
【０００７】しかしながら、可燃性の非水性液体の存在
下で高温の溶接操作を行うことは望ましいことではな
い。したがって、角柱型電池の非水性溶媒での充填は、
適当な場所で蓋体を溶接した後でなされるのが望まし
い。この問題を処理する一つの方法は、蓋体、すなわち
面取りをした長方形の蓋体の周辺部が直角の角にとって
代わる緩やかな曲線を有する疑似角柱型電池を組み立て
ることであった。しかしながら、この構造は、ほとんど
の応用においてはむしろ最大限にまで使用される電池容
積を犠牲にする。
下で高温の溶接操作を行うことは望ましいことではな
い。したがって、角柱型電池の非水性溶媒での充填は、
適当な場所で蓋体を溶接した後でなされるのが望まし
い。この問題を処理する一つの方法は、蓋体、すなわち
面取りをした長方形の蓋体の周辺部が直角の角にとって
代わる緩やかな曲線を有する疑似角柱型電池を組み立て
ることであった。しかしながら、この構造は、ほとんど
の応用においてはむしろ最大限にまで使用される電池容
積を犠牲にする。
【０００８】一方、カナダ特許番号第９９３，９４６号
に記載されているような、カバーを容器へ接合した後の
他の充填方法を備えることができ、そこにおいては、隔
膜による密封が仮組立として蓋体の中で達成される。す
なわち、蓋体が端子として作用し、再密封可能な隔膜が
充填口を有している。電解質が、電池を密封した後に注
射器によって該隔膜を通して加えられる。他の方法は、
蓋体と容器を接合した後に、電解質の追加分のための独
立した充填管を備え付けることである。米国特許第３，
８０９，５８０号に記載されているように充填管は切断
されその後に低温溶接で閉じる。しかしながら、そのよ
うな代替方法は追加部品を必要とし、そのために複雑
性、外部電池容積、費用等を増加させる。
に記載されているような、カバーを容器へ接合した後の
他の充填方法を備えることができ、そこにおいては、隔
膜による密封が仮組立として蓋体の中で達成される。す
なわち、蓋体が端子として作用し、再密封可能な隔膜が
充填口を有している。電解質が、電池を密封した後に注
射器によって該隔膜を通して加えられる。他の方法は、
蓋体と容器を接合した後に、電解質の追加分のための独
立した充填管を備え付けることである。米国特許第３，
８０９，５８０号に記載されているように充填管は切断
されその後に低温溶接で閉じる。しかしながら、そのよ
うな代替方法は追加部品を必要とし、そのために複雑
性、外部電池容積、費用等を増加させる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、角柱型の電
池にも適用可能な、電池の組立時の電解液の注入手段、
端子を有するとともに電池の確実な封口が可能な構造体
を有する密封電気装置を提供することを課題とするもの
である。
池にも適用可能な、電池の組立時の電解液の注入手段、
端子を有するとともに電池の確実な封口が可能な構造体
を有する密封電気装置を提供することを課題とするもの
である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、電気端子部品
の一部として使用される充填口を通しての従来の電気装
置の充填に関するものである。したがって、電気装置と
該装置を充填および密封する方法の両者が開示されてい
る。特に、液体を含んだ電気部品を内部に有する密封さ
れた電気装置が開示されている。すなわち、最初に一方
の端が開いていて内部電気部品を含む金属容器、第１の
端子として作用する容器、周辺部において容器の開口端
に密封されている金属蓋体、装置の外面上の液体充填
口、および装置の外面上の第２の端子を開示している。
改良点は、充填口および第２の端子からなる一体化部品
からなり、部品は蓋体の周縁部における密封部から離れ
ている。
の一部として使用される充填口を通しての従来の電気装
置の充填に関するものである。したがって、電気装置と
該装置を充填および密封する方法の両者が開示されてい
る。特に、液体を含んだ電気部品を内部に有する密封さ
れた電気装置が開示されている。すなわち、最初に一方
の端が開いていて内部電気部品を含む金属容器、第１の
端子として作用する容器、周辺部において容器の開口端
に密封されている金属蓋体、装置の外面上の液体充填
口、および装置の外面上の第２の端子を開示している。
改良点は、充填口および第２の端子からなる一体化部品
からなり、部品は蓋体の周縁部における密封部から離れ
ている。
【００１１】充填口および第２の導電端子はさらに、外
側に配置された環状部分からなり、環状部分は充填口、
該部分の内面と密封接触した環状密封ガスケット、およ
び該ガスケットの中央にあり該ガスケットの内面と密封
接触している金属のフィードスルーからなり、フィード
スルーが第２の端子の一部として作用する。前述の部品
の環状部分は、該ガスケットにクリンプされて密封され
る。ここにおけるクリンプ密封とは、環状部分をガスケ
ットに接触して非弾性的に変形させ、それによってガス
ケットを圧縮し、部品の内面とガスケットの外面との間
およびガスケットの内面とフィードスルーの外面との間
に密封接触を形成することを意味している。
側に配置された環状部分からなり、環状部分は充填口、
該部分の内面と密封接触した環状密封ガスケット、およ
び該ガスケットの中央にあり該ガスケットの内面と密封
接触している金属のフィードスルーからなり、フィード
スルーが第２の端子の一部として作用する。前述の部品
の環状部分は、該ガスケットにクリンプされて密封され
る。ここにおけるクリンプ密封とは、環状部分をガスケ
ットに接触して非弾性的に変形させ、それによってガス
ケットを圧縮し、部品の内面とガスケットの外面との間
およびガスケットの内面とフィードスルーの外面との間
に密封接触を形成することを意味している。
【００１２】本発明の装置のひとつの可能な具体化は、
一般的に円筒状型充填口および第２の端子からなる。こ
のように、該部品を構成している成分、すなわち環状部
分、ガスケットおよびフィードスルーは円筒状型でもよ
い。環状部分の外周部が段に接触して配置されるよう
に、ガスケットの最も外側の端に外側への段を備え付け
ることもまた有利なことである。ガスケットはポリオレ
フィンからなり、フィードスルーはアルミニウムからな
る。装置の前述の具体化においては、容器は充填口およ
び第２の端子の一体化部品からなる。特に、容器は角柱
型であり、開口端に反対側の面上の充填口および第２の
端子の一体化部品からなる。一方、蓋体は、装置の前述
の具体化においては、充填口および第２の端子の一体化
部品からなる。どちらかの場合において、蓋体の周囲は
容器の開口端に溶接される。本発明は、電池またはコン
デンサのような電気装置における使用に適しており、特
に角柱型装置に有用である。装置内部の液体は有機溶媒
の混合物であっても良い。
一般的に円筒状型充填口および第２の端子からなる。こ
のように、該部品を構成している成分、すなわち環状部
分、ガスケットおよびフィードスルーは円筒状型でもよ
い。環状部分の外周部が段に接触して配置されるよう
に、ガスケットの最も外側の端に外側への段を備え付け
ることもまた有利なことである。ガスケットはポリオレ
フィンからなり、フィードスルーはアルミニウムからな
る。装置の前述の具体化においては、容器は充填口およ
び第２の端子の一体化部品からなる。特に、容器は角柱
型であり、開口端に反対側の面上の充填口および第２の
端子の一体化部品からなる。一方、蓋体は、装置の前述
の具体化においては、充填口および第２の端子の一体化
部品からなる。どちらかの場合において、蓋体の周囲は
容器の開口端に溶接される。本発明は、電池またはコン
デンサのような電気装置における使用に適しており、特
に角柱型装置に有用である。装置内部の液体は有機溶媒
の混合物であっても良い。
【００１３】本発明はまた、開口端を有する金属容器へ
の第１および第２の導電接続手段を有する内部電気部品
を設け、第１の導電接続手段を容器に接続し、第２の導
電接続手段を金属フィードスルーへ接続し、金属蓋体の
周囲を容器の開口端に密封し、蓋体の周辺における密封
部から離れて配置された外側の環状部分を通して液体で
装置を充填し、環状密封ガスケットを環状部分の内部の
フィードスルーの周囲へ置き、そして環状部分をクリン
プ密封し、それによって環状部分の内面をガスケットの
外面に、およびガスケットの内面をフィードスルーの外
面に密封することからなる電気装置の充填および密封方
法である。該方法においては、クリンプ密封の前に環状
部分が外側に張り出されていることが有利である。環状
部分は円筒状型の中へクリンプ密封されるかまたは、部
分的な張り出しを任意に維持する。
の第１および第２の導電接続手段を有する内部電気部品
を設け、第１の導電接続手段を容器に接続し、第２の導
電接続手段を金属フィードスルーへ接続し、金属蓋体の
周囲を容器の開口端に密封し、蓋体の周辺における密封
部から離れて配置された外側の環状部分を通して液体で
装置を充填し、環状密封ガスケットを環状部分の内部の
フィードスルーの周囲へ置き、そして環状部分をクリン
プ密封し、それによって環状部分の内面をガスケットの
外面に、およびガスケットの内面をフィードスルーの外
面に密封することからなる電気装置の充填および密封方
法である。該方法においては、クリンプ密封の前に環状
部分が外側に張り出されていることが有利である。環状
部分は円筒状型の中へクリンプ密封されるかまたは、部
分的な張り出しを任意に維持する。
【００１４】本発明の方法は、ガスケットの位置を定め
る前の圧力補助液体充填に適用することができる。充填
は以下の段階からなる。充填口および第２の端子の一体
化部品に隣接してノズルを噛み合わせ、ノズルを通して
部分的に組み立てられた装置の内部から空気を排出し、
空気を排出した装置をノズルを通して液体で充填し、ノ
ズルを除去する。
る前の圧力補助液体充填に適用することができる。充填
は以下の段階からなる。充填口および第２の端子の一体
化部品に隣接してノズルを噛み合わせ、ノズルを通して
部分的に組み立てられた装置の内部から空気を排出し、
空気を排出した装置をノズルを通して液体で充填し、ノ
ズルを除去する。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明は、様々な電気装置に使用
されるが、商業用の電子応用のための小型角柱型電池に
おける使用に特に適している。以下の記載は特にそのよ
うな電池に関するものであるが、これは更に、一般的に
発明の側面を例証するということを意図している。記載
された発明は、したがってその分野における当業者によ
って適用されることができる。
されるが、商業用の電子応用のための小型角柱型電池に
おける使用に特に適している。以下の記載は特にそのよ
うな電池に関するものであるが、これは更に、一般的に
発明の側面を例証するということを意図している。記載
された発明は、したがってその分野における当業者によ
って適用されることができる。
【００１６】図１は、本発明の充填口および端子の一体
化部品からなる角柱型電池の一実施例を示す横断面図で
ある。この場合、リチウムイオン型電池構造が示されて
いる。そこにおいては、蓋体１は周縁部において容器２
に溶接され、ゼリースクウェアーと呼ばれる電極とセパ
レータを巻いたものおよび有機液体電解質４とからなる
内部電気部品３を収容する。電解質４は主として、エス
テル、エーテルおよび同種のもののような有機溶媒の混
合物に溶解されたリチウム塩からなる。導電接続手段
は、ゼリースクウェアの２つの電極を端子に接続するた
めに備えられる。正極用の導電接続手段５は、正極をフ
ィードスルー６に連結する。従って、フィードスルー６
は電池の正極端子として作用する。同様に、負極用の導
電接続手段７は、負極を容器２に導電接続する。従っ
て、容器２および蓋体１は電池の負極端子として作用す
る。電池内部の電極および導電接続手段を絶縁するため
に、いろいろな絶縁要素が使用される。このように、下
部絶縁手段８、上部絶縁手段９、およびフィードスルー
絶縁手段１０もまた描かれている。
化部品からなる角柱型電池の一実施例を示す横断面図で
ある。この場合、リチウムイオン型電池構造が示されて
いる。そこにおいては、蓋体１は周縁部において容器２
に溶接され、ゼリースクウェアーと呼ばれる電極とセパ
レータを巻いたものおよび有機液体電解質４とからなる
内部電気部品３を収容する。電解質４は主として、エス
テル、エーテルおよび同種のもののような有機溶媒の混
合物に溶解されたリチウム塩からなる。導電接続手段
は、ゼリースクウェアの２つの電極を端子に接続するた
めに備えられる。正極用の導電接続手段５は、正極をフ
ィードスルー６に連結する。従って、フィードスルー６
は電池の正極端子として作用する。同様に、負極用の導
電接続手段７は、負極を容器２に導電接続する。従っ
て、容器２および蓋体１は電池の負極端子として作用す
る。電池内部の電極および導電接続手段を絶縁するため
に、いろいろな絶縁要素が使用される。このように、下
部絶縁手段８、上部絶縁手段９、およびフィードスルー
絶縁手段１０もまた描かれている。
【００１７】描かれている充填口および端子の一体化部
品１５は、容器２の中に形成され外側に配置されている
環状部分１１、絶縁ガスケット１２、およびフィードス
ルー６とからなる。ガスケット１２は、電池のそれぞれ
の端子を分離する密封および絶縁手段として作用する。
示されている一体化部品１５は、一般的に円筒状型であ
る。しかしながら、環状部分１１は図１に示されている
ように、さらに強化するためにわずかに外側に張り出さ
れていることが有利である。フィードスルー６は広げら
れた底面を有する固体の棒であり、その上に正極用導電
接続手段５を接続するための広い場所を提供する。ガス
ケット１２は円筒状の形であり、さらに環状部分１１の
外部上方端に接触して配置するために、最も外側の端部
において外側への段差１２ａを有する。ガスケット１２
は、クリンプ加工された環状部分１１によって与えられ
る内側への急激な力を受け、それによって、環状部分１
１とガスケット１２の間およびガスケット１２とフィー
ドスルー６の間の密封を達成する。ビチューメン密封剤
または同様のもの（図１では図示せず）が、より確実な
密封を達成するためにクリンプ密封された表面に適用さ
れる。
品１５は、容器２の中に形成され外側に配置されている
環状部分１１、絶縁ガスケット１２、およびフィードス
ルー６とからなる。ガスケット１２は、電池のそれぞれ
の端子を分離する密封および絶縁手段として作用する。
示されている一体化部品１５は、一般的に円筒状型であ
る。しかしながら、環状部分１１は図１に示されている
ように、さらに強化するためにわずかに外側に張り出さ
れていることが有利である。フィードスルー６は広げら
れた底面を有する固体の棒であり、その上に正極用導電
接続手段５を接続するための広い場所を提供する。ガス
ケット１２は円筒状の形であり、さらに環状部分１１の
外部上方端に接触して配置するために、最も外側の端部
において外側への段差１２ａを有する。ガスケット１２
は、クリンプ加工された環状部分１１によって与えられ
る内側への急激な力を受け、それによって、環状部分１
１とガスケット１２の間およびガスケット１２とフィー
ドスルー６の間の密封を達成する。ビチューメン密封剤
または同様のもの（図１では図示せず）が、より確実な
密封を達成するためにクリンプ密封された表面に適用さ
れる。
【００１８】図１に描かれた電池は最小数の構成部材を
有し、従来から電気化学的に適合する物質を組立に使用
してもよい。一体化部品１５は蓋体１よりも小さくなけ
ればならないが、その他の点では、その大きさは蓋体１
の大きさに依存しない。このように、密封面積の大きさ
は、電池の大きさ、したがって、蓋体の大きさにつれて
大きくなる必要はない。このことは、プラスチックスの
ガスケット材料自体を通しての絶対漏出率を減少させる
際に、または、クリンプ密封の強度を従来の「全体蓋
体」のクリンプ密封設計の強度以上に増加させるために
有用である。一体化部品１５の大きさは、充填操作に必
要な物そして／または好ましい端子の大きさに従って選
択される。
有し、従来から電気化学的に適合する物質を組立に使用
してもよい。一体化部品１５は蓋体１よりも小さくなけ
ればならないが、その他の点では、その大きさは蓋体１
の大きさに依存しない。このように、密封面積の大きさ
は、電池の大きさ、したがって、蓋体の大きさにつれて
大きくなる必要はない。このことは、プラスチックスの
ガスケット材料自体を通しての絶対漏出率を減少させる
際に、または、クリンプ密封の強度を従来の「全体蓋
体」のクリンプ密封設計の強度以上に増加させるために
有用である。一体化部品１５の大きさは、充填操作に必
要な物そして／または好ましい端子の大きさに従って選
択される。
【００１９】図１に示されている電池の設計は、比較的
簡単である。しかしながら、適度に簡潔かつ迅速に典型
的なリチウムイオン電池を非水性液体電解質で充填する
ことは、電池を確実に密封することに結び付けられてお
り、従ってより困難である。典型的な有機液体は、周囲
の状況で固体の内部電極部品に非常にゆっくりと浸透す
る。前に言及したように、この過程を加速するために、
電池は充填前に通常空にされる。しかしながら、液体が
これらの条件下で電極部品に浸透するには依然としてか
なりの時間がかかる。さらに、完全充填のために必要と
される総液体の一部分のみを表す少量の液のみが、密封
される面を湿らせずに部分的に組み立てられた電池のな
かにみられる。このように、密封面を湿らせない充填操
作は一般的に望ましくなく遅くかつ複雑である。
簡単である。しかしながら、適度に簡潔かつ迅速に典型
的なリチウムイオン電池を非水性液体電解質で充填する
ことは、電池を確実に密封することに結び付けられてお
り、従ってより困難である。典型的な有機液体は、周囲
の状況で固体の内部電極部品に非常にゆっくりと浸透す
る。前に言及したように、この過程を加速するために、
電池は充填前に通常空にされる。しかしながら、液体が
これらの条件下で電極部品に浸透するには依然としてか
なりの時間がかかる。さらに、完全充填のために必要と
される総液体の一部分のみを表す少量の液のみが、密封
される面を湿らせずに部分的に組み立てられた電池のな
かにみられる。このように、密封面を湿らせない充填操
作は一般的に望ましくなく遅くかつ複雑である。
【００２０】充填操作は、圧力補助充填方法によって著
しく加速される。１つのそのような可能な方法は、簡略
化した全体的な組立過程の流れの一例を示す図２ａ、
ｂ、ｃ、およびｄに描かれている。最初に、図２ａに示
されているように、内部電気部品３が組立られ、正極導
電接続手段５がフィードスルー６に連結される。上方絶
縁手段９およびフィードスルー絶縁手段１０が、点線で
示されている粘着テープ１３で適当な場所に置かれそし
て確保されて、図２ｂに示されている単位構成部材１６
を形成する。単位構成部材１６は、その開口端の反対側
に形成され外側に配置された環状部分１１を有する容器
２の中に据え付けられる。環状部分１１は、最初に外側
に張り出されている。このことは後にガスケット１２の
挿入を容易にする（図２ｄ参照）。最終的に、環状部分
１１は、急激に内側に非弾力的にクリンプ加工され、そ
れによって張り出しを減少させる。容器２に、下方絶縁
手段８が据え付けられ、負極導電接続手段７が接続され
ている。次に、蓋体１が周縁部において容器２に溶接さ
れる。
しく加速される。１つのそのような可能な方法は、簡略
化した全体的な組立過程の流れの一例を示す図２ａ、
ｂ、ｃ、およびｄに描かれている。最初に、図２ａに示
されているように、内部電気部品３が組立られ、正極導
電接続手段５がフィードスルー６に連結される。上方絶
縁手段９およびフィードスルー絶縁手段１０が、点線で
示されている粘着テープ１３で適当な場所に置かれそし
て確保されて、図２ｂに示されている単位構成部材１６
を形成する。単位構成部材１６は、その開口端の反対側
に形成され外側に配置された環状部分１１を有する容器
２の中に据え付けられる。環状部分１１は、最初に外側
に張り出されている。このことは後にガスケット１２の
挿入を容易にする（図２ｄ参照）。最終的に、環状部分
１１は、急激に内側に非弾力的にクリンプ加工され、そ
れによって張り出しを減少させる。容器２に、下方絶縁
手段８が据え付けられ、負極導電接続手段７が接続され
ている。次に、蓋体１が周縁部において容器２に溶接さ
れる。
【００２１】図２ｃに示されているように、充填のため
に、ノズル１７が一体化部品１５に隣接する容器に噛み
合わされる。ノズル１７と容器２の間の密封はＯリング
１８によってなされる。部分的に組み立てられた電池は
次に空にされ、液体が真空状態で挿入される。計量され
たまたは過剰な量の液体のいずれかが挿入され後者は後
に過剰液の除去段階を必要とする。大きな液頭圧を形成
しそれによって、ノズル１７およびＯ型リング１８によ
って限定された内部の表面を湿らせる。液体電解質の液
頭は、系が周囲圧力へ戻ったとき、圧力補助で電池のな
かへ追いやられる。反対に、もし望むなら外界の圧力が
与えられてもよい。
に、ノズル１７が一体化部品１５に隣接する容器に噛み
合わされる。ノズル１７と容器２の間の密封はＯリング
１８によってなされる。部分的に組み立てられた電池は
次に空にされ、液体が真空状態で挿入される。計量され
たまたは過剰な量の液体のいずれかが挿入され後者は後
に過剰液の除去段階を必要とする。大きな液頭圧を形成
しそれによって、ノズル１７およびＯ型リング１８によ
って限定された内部の表面を湿らせる。液体電解質の液
頭は、系が周囲圧力へ戻ったとき、圧力補助で電池のな
かへ追いやられる。反対に、もし望むなら外界の圧力が
与えられてもよい。
【００２２】最後に、図２ｄに示されているように、ノ
ズル１７が除去され、ガスケット１２が置かれ、そして
環状部分１１が従来のクリンプ機器１９を使用して急激
に内側にクリンプ加工され、それによってガスケット１
２を変形させて密封を達成する。電池の外面から液体電
解質の跡を除去するために、その後、主として超音波洗
浄浴で洗浄される。前述の工程はクリンプ密封に帰着
し、密封面はクリンプ加工の前に湿らせられる。しかし
ながら、次の実施例に示されているように、しばしば十
分なクリンプ密封がこれらの条件下でさえもなされる。
ズル１７が除去され、ガスケット１２が置かれ、そして
環状部分１１が従来のクリンプ機器１９を使用して急激
に内側にクリンプ加工され、それによってガスケット１
２を変形させて密封を達成する。電池の外面から液体電
解質の跡を除去するために、その後、主として超音波洗
浄浴で洗浄される。前述の工程はクリンプ密封に帰着
し、密封面はクリンプ加工の前に湿らせられる。しかし
ながら、次の実施例に示されているように、しばしば十
分なクリンプ密封がこれらの条件下でさえもなされる。
【００２３】発明の装置のために他の構成または構成部
品が可能である。例えば、充填口および第２の端子の一
体化部品を容器よりもむしろ蓋体の中に組み込むことが
ある理由のために望ましい。この場合、ガスケットが後
の工程で据え付けられるので、プラスチックス製ガスケ
ットへの損傷の恐れなしに蓋体が周縁部において溶接さ
れる。このことは、蓋体周縁部が第２の端子に近い小型
設計において特に有利である。
品が可能である。例えば、充填口および第２の端子の一
体化部品を容器よりもむしろ蓋体の中に組み込むことが
ある理由のために望ましい。この場合、ガスケットが後
の工程で据え付けられるので、プラスチックス製ガスケ
ットへの損傷の恐れなしに蓋体が周縁部において溶接さ
れる。このことは、蓋体周縁部が第２の端子に近い小型
設計において特に有利である。
【００２４】
実施例１ １０個の一体化充填口および端子部品が従来の角柱型容
器要素の閉口端において組み立てられたが、他の点で
は、前述の図において一般的に示されたとおりである。
ガスケットはポリプロピレンで作られ、フィードスルー
はアルミニウムで作られた。内部電気部品は存在せず、
密封剤は使用されなかった。容器の開口端が、１０-6気
圧ｃｍ3／秒 の感度にまで設定された従来のヘリウム漏
洩検知器の真空入口に接続するために使用された。これ
らの角柱型部品のための充填口および端子の一体化部品
において漏洩は検知されなかった。
器要素の閉口端において組み立てられたが、他の点で
は、前述の図において一般的に示されたとおりである。
ガスケットはポリプロピレンで作られ、フィードスルー
はアルミニウムで作られた。内部電気部品は存在せず、
密封剤は使用されなかった。容器の開口端が、１０-6気
圧ｃｍ3／秒 の感度にまで設定された従来のヘリウム漏
洩検知器の真空入口に接続するために使用された。これ
らの角柱型部品のための充填口および端子の一体化部品
において漏洩は検知されなかった。
【００２５】実施例２ ５００個の従来の円筒状４／３Ａ型非水性リチウムイオ
ン電池が組み立てられ、充填は前に記載のものに類似し
た圧力補助方法を使用して成し遂げられた。このよう
に、蓋体およびガスケット仮組立が、内部電流収集タブ
に付けられて、部分的に組み立てれた電池の上につるさ
れた。この例においては、密封面があらかじめ少量の密
封剤で塗られた。その後ノズルが容器に噛み合わされ、
電池内の気体が除去され、電池とノズルを充たすために
液体電解質が加えられた。過剰の電解質が除去され、蓋
体が適当な場所でクリンプ加工された。電池はその後水
中で超音波浄化された。各電池は厳格な熱衝撃試験の後
に、それぞれの重量損失を測定することによって漏洩試
験された。重量損失は、従来の十分なクリンプ密封を有
する電池に類似していた。熱衝撃試験は、１時間かけて
―４０℃にまで冷却し、その後１時間―４０℃に保ち、
再び１時間かけて８０℃にまで加熱し、１時間８０℃に
保ち、そしてこのサイクルを継続的に２６回繰り返すこ
とからなる。
ン電池が組み立てられ、充填は前に記載のものに類似し
た圧力補助方法を使用して成し遂げられた。このよう
に、蓋体およびガスケット仮組立が、内部電流収集タブ
に付けられて、部分的に組み立てれた電池の上につるさ
れた。この例においては、密封面があらかじめ少量の密
封剤で塗られた。その後ノズルが容器に噛み合わされ、
電池内の気体が除去され、電池とノズルを充たすために
液体電解質が加えられた。過剰の電解質が除去され、蓋
体が適当な場所でクリンプ加工された。電池はその後水
中で超音波浄化された。各電池は厳格な熱衝撃試験の後
に、それぞれの重量損失を測定することによって漏洩試
験された。重量損失は、従来の十分なクリンプ密封を有
する電池に類似していた。熱衝撃試験は、１時間かけて
―４０℃にまで冷却し、その後１時間―４０℃に保ち、
再び１時間かけて８０℃にまで加熱し、１時間８０℃に
保ち、そしてこのサイクルを継続的に２６回繰り返すこ
とからなる。
【００２６】前述の例は、本発明の充填口および端子部
品と、従来の組立の方法、すなわち部品を湿らさない組
立方法を使用して十分な密封が達成されるということ
と、発明の方法を使用して、部品を湿らせる工程を含む
方法も十分な密封が期待されるということを証明する。
前述の開示に照らして当業者にとって明らかなように、
本発明の趣旨または範囲を逸脱することなく、本発明の
実行において多くの変更または修正が可能である。
品と、従来の組立の方法、すなわち部品を湿らさない組
立方法を使用して十分な密封が達成されるということ
と、発明の方法を使用して、部品を湿らせる工程を含む
方法も十分な密封が期待されるということを証明する。
前述の開示に照らして当業者にとって明らかなように、
本発明の趣旨または範囲を逸脱することなく、本発明の
実行において多くの変更または修正が可能である。
【図１】本発明の、充填口および端子の一体化部品から
なる角柱型電池の一実施例を示す横断面図である。
なる角柱型電池の一実施例を示す横断面図である。
【図２】本発明の電池の組立過程の一例を説明する図で
ある。
ある。
１…蓋体、２…容器、３…内部電気部品、４…電解質、
５…正極用の導電接続手段、６…フィードスルー、７…
負極用の導電接続手段、８…下部絶縁手段、９…上部絶
縁手段、１０…フィードスルー絶縁手段、１１…環状部
分、１２…絶縁ガスケット、１２ａ…段差、１３…粘着
テープ、１５…一体化部品、１６…単位構成部材、１７
…ノズル、１８…Ｏリング、１９…クリンプ機器
５…正極用の導電接続手段、６…フィードスルー、７…
負極用の導電接続手段、８…下部絶縁手段、９…上部絶
縁手段、１０…フィードスルー絶縁手段、１１…環状部
分、１２…絶縁ガスケット、１２ａ…段差、１３…粘着
テープ、１５…一体化部品、１６…単位構成部材、１７
…ノズル、１８…Ｏリング、１９…クリンプ機器
Claims (20)
- 【請求項１】 内部電気部品を含む、一方の端が開いて
いる金属容器、第１の端子として作用する容器、周縁部
において容器の開口端へ密封されている金属蓋体、装置
の外面上の液体の充填口および装置の外面上の第２の端
子を有する密封電気装置において、充填口および第２の
端子からなる一体化部品を有し、一体化部品が蓋体の周
辺部における密封部から離れて配置されていることを特
徴とする密封電気装置。 - 【請求項２】 充填口および第２の端子からなる部品
は、充填口として作用する外側に配置された環状部分、
環状部分内の内面と密封接触した環状密封ガスケット、
および該ガスケットの中央にあり該ガスケットの内面と
密封接触した金属フィードスルーとからなり、フィード
スルーが第２の端子として作用することを特徴とする請
求項１記載の密封電気装置。 - 【請求項３】 環状部分がガスケットにクリンプ加工さ
れていることを特徴とする請求項２記載の密封電気装
置。 - 【請求項４】 クリンプ加工された環状部分がわずかに
外側に張り出されている円筒状型であることを特徴とす
る請求項３記載の密封電気装置。 - 【請求項５】 ガスケットが円筒状型であることを特徴
とする請求項３記載の密封電気装置。 - 【請求項６】 ガスケットはさらに最も外側の端におい
て外側への段からなり、環状部分の外端が段に接触して
位置していることを特徴とする請求項５記載の密封電気
装置。 - 【請求項７】 フィードスルーが円筒状型であることを
特徴とする請求項３記載の密封電気装置。 - 【請求項８】 ガスケットがポリオレフィンで作られて
いることを特徴とする請求項２記載の密封電気装置。 - 【請求項９】 フィードスルーがアルミニウムで作られ
ていることを特徴とする請求項２記載の密封電気装置。 - 【請求項１０】 容器が充填口および第２の端子からな
る一体化部品を有することを特徴とする請求項１〜７の
いずれかに記載の密封電気装置。 - 【請求項１１】 容器が角柱型であり、開口端の反対の
面上の充填口および第２の端子からなる一体化端子部品
からなることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記
載の密封電気装置。 - 【請求項１２】 蓋体が充填口および第２の端子からな
る一体化部品からなることを特徴とする請求項１〜７の
いずれかに記載の密封電気装置。 - 【請求項１３】 蓋体が周縁部において容器の開口端に
溶接されていることを特徴とする請求項１に記載の密封
電気装置。 - 【請求項１４】 液体が有機溶媒の混合物であることを
特徴とする請求項１に記載の密封電気装置。 - 【請求項１５】 装置が電池またはコンデンサであるこ
とを特徴とする請求項１に記載の密封電気装置。 - 【請求項１６】 装置の形状が角柱型であることを特徴
とする請求項１に記載の密封電気装置。 - 【請求項１７】 開口端を有する金属容器へ第１および
第２の導電接続手段を有する内部電気部品を据え付け、
第１の導電接続手段を容器に接続し、第２の導電接続手
段を金属フィードスルーに接続し、金属蓋体の周縁部を
容器の開口端に密封し、蓋体の周縁部における密封部か
ら離れて位置して配置された環状部分を通して液体で装
置を充填し、環状密封ガスケットを環状部分の中のフィ
ードスルーの周囲に置き、環状部分をクリンプ密封しそ
れによって環状部分の内面をガスケットの外面に、ガス
ケットの内面をフィードスルーの外面に密封することか
らなることを特徴とする電気装置を充填および密封する
方法。 - 【請求項１８】 環状部分がクリンプ密封の前に外側に
張り出されていることを特徴とする請求項１７に記載の
電気装置を充填および密封する方法。 - 【請求項１９】 環状部分がわずかに残余した外側の張
り出しを有する円筒状型の中へクリンプ密封されること
を特徴とする請求項１８に記載の電気装置を充填および
密封する方法。 - 【請求項２０】 ガスケットの位置を定める前に、充填
口および第２の端子からなる一体化部品にノズルを噛み
合わせ、ノズルを通して部分的に組み立てられた装置内
の空気を除去し、次いで、空気が除去された装置をノズ
ルを通して液体で充填し、ノズルを除去する段階からな
ることを特徴とする請求項１７に記載の電気装置を充填
および密封する方法。
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