JPH09120803A - 電池およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スパイラル形リチウム電池において、特に大
電流負荷時の放電性能を向上させると共に、封口部を薄
くして高出力化を実現する。 【解決手段】 カップ状に形成された正極端子１３にラ
ミネートフィルム１４及びパッキング１５が順に挿設さ
れた状態で挟持されたものを封口体１２とし、この封口
体１２を絶縁性の封口ガスケット１０を介して負極缶９
の開口部に嵌着する。また、封口ガスケット１０に円環
状の溶接板５を封口体１２に当接する形で載置し、この
溶接板５と電極群２の正極との間に、これらを電気的に
接続する正極リード板７を最短経路上に垂設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、防爆機構を備えた
スパイラル形リチウム電池などの電池およびその製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の電池の一例を示す縦断面
図、図６は図５に示す電池の封口体を示す拡大断面図、
図７は図６に示す封口体の組立方法を示す工程図、図８
は図５に示す電池の製造方法を示す工程図であり、
（ａ）は正極リード板の溶接工程を示す断面図、（ｂ）
は電解液の注入工程を示す断面図、（ｃ）は封口体の嵌
着工程を示す断面図、（ｄ）は封口工程を示す断面図で
ある。

【０００３】従来、スパイラル形リチウム電池１におい
ては、図５に示すように、正極リード板７が導出された
電極群２が負極缶９内に挿設されており、負極缶９の開
口部には封口ガスケット１０を介して封口体１２が正極
リード板７に溶接された形で嵌着されている。ここで封
口体１２は、図６及び図７に示すように、正極カップ８
にシール剤を塗布した後、ラミネートフィルム１４、パ
ッキング１５及び正極端子１３を順に載置し、この状態
で正極カップ８の周縁部をカールして組み立てたもので
ある。

【０００４】また、このスパイラル形リチウム電池１を
製造する際には、図８（ａ）に示すように、まず負極缶
９内に電極群２を挿入し、この電極群２から導出された
正極リード板７に封口体１２を溶接する。次いで、図８
（ｂ）に示すように、負極缶９内に電解液を注入する。
その後、図８（ｃ）に示すように、正極リード板７を折
り曲げつつ封口体１２を封口ガスケット１０と共に負極
缶９の開口部に嵌着する。最後に、図８（ｄ）に示すよ
うに、負極缶９の上端部をカールして封口するようにし
ていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これでは封口
体１２の組立に多くの工程を必要とするため、スパイラ
ル形リチウム電池１の生産性を高める上での障害とな
る。

【０００６】また、近年スパイラル形リチウム電池１の
高出力化が強く望まれているが、封口体１２は正極カッ
プ８、ラミネートフィルム１４、パッキング１５及び正
極端子１３の４部品から構成されているため、スパイラ
ル形リチウム電池１の封口部が厚くなってしまい、その
分だけ発電要素を収納する空間が小さくなるので、スパ
イラル形リチウム電池１を高出力化する上での障壁にな
るという欠点があった。

【０００７】更に、スパイラル形リチウム電池１を高出
力化する方法として真空注液方式によって十分な量の電
解液を充填する方法があるが、負極缶９内の電極群２に
は、上述したように、注液前に封口体１２が取り付けら
れており、これが作業上の障害となるため、真空注液方
式を採用することは現実的には不可能であった。

【０００８】なお、この問題を解消するため、工程を前
後し、真空注液を行なってから封口体１２を取り付ける
方法が考えられるが、これでは必然的に可燃性の電解液
のすぐ近くで正極リード板７の溶接を行なうことになる
ので、溶接の火花で電解液が着火する危険性があるとい
う別の問題が発生するばかりでなく、注液時に正極リー
ド板７の溶接部分に電解液が付着する虞があるため、こ
れを拭き取る手間も必要となる。

【０００９】また、正極リード板７に封口体１２を溶接
する際に、図８（ｃ）に示すように、配置上の制約から
正極リード板７は所定の長さを必要とし、且つ、正極リ
ード板７の材質としては通常、スパイラル形リチウム電
池１においては耐蝕性の問題から、他の金属と比較して
電気抵抗が大きいステンレス材を使用するので、その分
だけ放電時の電圧降下ロスが発生し、スパイラル形リチ
ウム電池１の高出力化を図る上での障害となっている。
更に、正極リード板７を折り曲げたときに負極缶９等と
の接触によって生じる内部短絡を防止するため、正極リ
ード板７の両面に絶縁テープ（図示せず）を貼付して絶
縁性を確保する必要があるという不都合があった。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑み、生産性が向上
すると共に、電圧降下ロスを最小限に抑えることがで
き、内部短絡の危険性がなく、しかも高出力化を実現す
ることが可能な電池およびその製造方法を提供すること
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明のうち電池
の発明は、一方の電極を兼ねる有底円筒状の缶（９）を
有し、電極群（２）を前記缶内に挿設し、前記缶内に電
解液を含浸し、前記缶の開口部に絶縁性の封口ガスケッ
ト（１０）を介して封口体（１２）を嵌着し、前記封口
ガスケットに円環状の溶接板（５）を前記封口体に当接
する形で載置し、前記溶接板と前記電極群の他方の電極
との間に、これらを電気的に接続するリード板（７）を
最短経路上に垂設した電池（１）であって、カップ状に
形成された他方の電極の端子（１３）にラミネートフィ
ルム（１４）及びパッキング（１５）が順に挿設された
状態で挟持されたものを前記封口体として用いて構成さ
れる。

【００１２】また、本発明のうち電池の製造方法の発明
は、リード板（７）が導出された電極群（２）を一方の
電極を兼ねる有底円筒状の缶（９）内に挿入し、その
後、前記缶の開口側の所定位置にビーディング加工を行
なって溝部（９ａ）を形設し、次いで、前記缶の溝部上
に封口ガスケット（１０）を載置すると共に、この封口
ガスケットの内側に円環状の溶接板（５）を載置し、こ
の状態で前記リード板を前記溶接板に溶接し、次に前記
缶内に電解液を注入し、一方、カップ状に形成された他
方の電極の端子（１３）にラミネートフィルム（１４）
及びパッキング（１５）を順に挿入した後、前記端子の
周縁部をカールして前記ラミネートフィルム及び前記パ
ッキングを挟持することによって封口体（１２）を組み
立て、その後、前記溶接板の上側に前記封口体を載置
し、最後に、前記缶の開口部をかしめて封口するように
して構成される。

【００１３】更に、上述の電解液の注入を真空状態下で
行なうようにして構成される。

【００１４】なお、括弧内の番号等は図面における対応
する要素を表わす便宜的なものであり、従って本発明は
図面上の記載に限定拘束されるものではない。このこと
は「特許請求の範囲」の欄についても同様である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明による電池の一実施
形態を示す縦断面図、図２は図１に示す電池の封口体を
示す拡大断面図、図３は図２に示す封口体の組立方法を
示す工程図、図４は図１に示す電池の製造方法を示す工
程図であり、（ａ）は正極リード板の溶接工程を示す断
面図、（ｂ）は電解液の注入工程を示す断面図、（ｃ）
は封口体の嵌着工程を示す断面図、（ｄ）は封口工程を
示す断面図である。

【００１６】本発明による電池であるスパイラル形リチ
ウム電池１は、図１に示すように、有底円筒状の負極缶
９を有しており、負極缶９内には、帯状の正極および負
極をセパレータを介して渦巻状に巻回した電極群２が挿
設されている。また、負極缶９内には電解液が含浸され
ており、負極缶９の開口部には絶縁性の封口ガスケット
１０を介して封口体１２が嵌着されている。この封口体
１２は、図２に示すように、カップ状に形成された正極
端子１３にラミネートフィルム１４及びパッキング１５
が順に挿設された状態で挟持されたものである。

【００１７】ところで、封口ガスケット１０には円環状
の溶接板５が封口体１２に当接する形で載置されてお
り、溶接板５と電極群２の正極との間には、これらを電
気的に接続する正極リード板７が最短経路上に垂設され
ている。また、負極缶９と電極群２の負極との間には、
これらを電気的に接続する負極リード板（図示せず）が
設けられている。

【００１８】また、本発明によるスパイラル形リチウム
電池１を製造する際には次の手順による。

【００１９】即ち、まず、図４（ａ）に示すように、渦
巻状の電極群２を負極缶９内に挿入した後、負極缶９の
開口側の所定位置にビーディング加工を行なって溝部９
ａを形設する。次に、負極缶９の溝部９ａ上に封口ガス
ケット１０を載置し、更に封口ガスケット１０の内側に
円環状の溶接板５を載置する。その後、正極リード板７
の上端部を直角に折り曲げて溶接板５に溶接する。

【００２０】次いで、図４（ｂ）に示すように、真空注
液方式によって十分な量の電解液を負極缶９内に充填す
る。それには、溶接板５の上側にコップ状の樹脂製の容
器２１を下向きに被せ、負極缶９内の空気を排気管２２
から排気して負極缶９内を真空状態にする。この状態
で、注液管２３から電解液を負極缶９内に注入する。す
ると、負極缶９内は真空状態となっているので、十分な
量の電解液が速やかに充填され、スパイラル形リチウム
電池１が高出力化されることとなる。こうして十分な量
の電解液が負極缶９内に充填されたところで、樹脂製の
容器２１等を除去する。

【００２１】一方、負極缶９の開口部に嵌着する封口体
１２を組み立てる。それには、図２及び図３に示すよう
に、正極端子１３にラミネートフィルム１４及びパッキ
ング１５を順に挿入した後、正極端子１３の周縁部をカ
ールしてラミネートフィルム１４及びパッキング１５を
挟持する。

【００２２】こうして封口体１２の組立が終了したとこ
ろで、図４（ｃ）に示すように、この封口体１２を溶接
板５の上側に載置した後、図４（ｄ）に示すように、負
極缶９の開口部をかしめて封口する。ここで、スパイラ
ル形リチウム電池１の製造工程が終了する。

【００２３】スパイラル形リチウム電池１は以上のよう
な構成を有するので、正極リード板７が最短距離で設け
られていることから、正極リード板７における電圧降下
ロスを大幅に抑制することができると共に、正極リード
板７の両面に絶縁テープを貼付しなくても、負極缶９等
との接触によって内部短絡が生じる事態を未然に防止す
ることが可能となる。

【００２４】また封口体１２は、図２に示すように、正
極端子１３、ラミネートフィルム１４及びパッキング１
５の３部品から構成されているので、これらの３部品以
外に正極カップ９をも必要とする従来品（図６参照）と
比べて、スパイラル形リチウム電池１の封口部を薄くす
ることができる。従って、その分だけ電極群３その他の
発電要素を収納する空間を大きくすることが可能とな
り、上述の真空注液方式による電解液量の確保と相俟っ
てスパイラル形リチウム電池１の更なる高出力化を実現
することができる。また、封口体１２の部品点数が少な
くて済むので、封口体１２の組立工程が簡略化され、ス
パイラル形リチウム電池１の生産性が向上する。

【００２５】なお、上述の実施形態においては、負極缶
（即ち、負極の端子を兼ねる缶）を用いたスパイラル形
リチウム電池１について説明したが、正極缶（即ち、正
極の端子を兼ねる缶）を用いた場合に本発明を適用する
ことも可能である。

【００２６】また、上述の実施形態においては、図４
（ｂ）に示すように、真空注液方式によって負極缶９内
に電解液を充填する方法について説明したが、本発明で
は常圧下で電解液を注入するようにしてもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち電池
の発明によれば、負極缶９等の一方の電極を兼ねる有底
円筒状の缶を有し、電極群２を前記缶内に挿設し、前記
缶内に電解液を含浸し、前記缶の開口部に絶縁性の封口
ガスケット１０を介して封口体１２を嵌着し、前記封口
ガスケット１０に円環状の溶接板５を前記封口体１２に
当接する形で載置し、前記溶接板５と前記電極群２の正
極などの他方の電極との間に、これらを電気的に接続す
る正極リード板７等のリード板を最短経路上に垂設した
スパイラル形リチウム電池１等の電池であって、カップ
状に形成された正極端子１３等の他方の電極の端子にラ
ミネートフィルム１４及びパッキング１５が順に挿設さ
れた状態で挟持されたものを前記封口体１２として用い
て構成したので、電極群２の他方の電極と封口体１２と
を接続するリード板の長さが短くなることから、放電時
のリード板における電圧降下ロスを最小限に抑えること
ができ、特に大電流負荷時の放電性能を向上させること
が可能となるばかりか、リード板と缶などとの接触によ
る内部短絡の危険性がなくなるので、リード板の両面に
絶縁テープを貼付する必要がなく、従って電池の生産性
が向上する。更に、電池の封口部が薄くなるので、発電
要素の収納空間が大きくなって高出力化が実現される。

【００２８】また、本発明のうち電池の製造方法の発明
によれば、正極リード板７等のリード板が導出された電
極群２を負極缶９等の一方の電極を兼ねる有底円筒状の
缶内に挿入し、その後、前記缶の開口側の所定位置にビ
ーディング加工を行なって溝部９ａを形設し、次いで、
前記缶の溝部９ａ上に封口ガスケット１０を載置すると
共に、この封口ガスケット１０の内側に円環状の溶接板
５を載置し、この状態で前記リード板を前記溶接板５に
溶接し、次に前記缶内に電解液を注入し、一方、カップ
状に形成された正極端子１３等の他方の電極の端子にラ
ミネートフィルム１４及びパッキング１５を順に挿入し
た後、前記端子の周縁部をカールして前記ラミネートフ
ィルム１４及び前記パッキング１５を挟持することによ
って封口体１２を組み立て、その後、前記溶接板５の上
側に前記封口体１２を載置し、最後に、前記缶の開口部
をかしめて封口するようにして構成したので、リード板
の溶接が行なわれた後で電解液の注入が行なわれること
から、溶接の火花で電解液が着火する事態の発生を未然
に防止できるため安全性に優れ、また、注液時にリード
板の溶接部分に電解液が付着しても拭き取る必要がな
く、電池の生産性が向上する。

【００２９】更に、上述の電解液の注入を真空状態下で
行なうようにすれば、上述の効果に加えて、真空注液方
式によって十分な量の電解液が速やかに充填されるの
で、電池の高出力化を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電池の一実施形態を示す縦断面図
である。

【図２】図１に示す電池の封口体を示す拡大断面図であ
る。

【図３】図２に示す封口体の組立方法を示す工程図であ
る。

【図４】図１に示す電池の製造方法を示す工程図であ
り、（ａ）は正極リード板の溶接工程を示す断面図、
（ｂ）は電解液の注入工程を示す断面図、（ｃ）は封口
体の嵌着工程を示す断面図、（ｄ）は封口工程を示す断
面図である。

【図５】従来の電池の一例を示す縦断面図である。

【図６】図５に示す電池の封口体を示す拡大断面図であ
る。

【図７】図６に示す封口体の組立方法を示す工程図であ
る。

【図８】図５に示す電池の製造方法を示す工程図であ
り、（ａ）は正極リード板の溶接工程を示す断面図、
（ｂ）は電解液の注入工程を示す断面図、（ｃ）は封口
体の嵌着工程を示す断面図、（ｄ）は封口工程を示す断
面図である。

【符号の説明】

１……電池（スパイラル形リチウム電池） ２……電極群 ５……溶接板 ７……リード板（正極リード板） ９……缶（負極缶） ９ａ……溝部 １０……封口ガスケット １２……封口体 １３……端子（正極端子） １４……ラミネートフィルム １５……パッキング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石黒 康裕 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内 (72)発明者 鈴木 正章 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内 (72)発明者 村上 行由 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内 (72)発明者 中田 裕之 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の電極を兼ねる有底円筒状の缶
   （９）を有し、 電極群（２）を前記缶内に挿設し、 前記缶内に電解液を含浸し、 前記缶の開口部に絶縁性の封口ガスケット（１０）を介
   して封口体（１２）を嵌着し、 前記封口ガスケットに円環状の溶接板（５）を前記封口
   体に当接する形で載置し、 前記溶接板と前記電極群の他方の電極との間に、これら
   を電気的に接続するリード板（７）を最短経路上に垂設
   した電池（１）であって、 カップ状に形成された他方の電極の端子（１３）にラミ
   ネートフィルム（１４）及びパッキング（１５）が順に
   挿設された状態で挟持されたものを前記封口体として用
   いたことを特徴とする電池。
2. 【請求項２】 リード板（７）が導出された電極群
   （２）を一方の電極を兼ねる有底円筒状の缶（９）内に
   挿入し、 その後、前記缶の開口側の所定位置にビーディング加工
   を行なって溝部（９ａ）を形設し、 次いで、前記缶の溝部上に封口ガスケット（１０）を載
   置すると共に、 この封口ガスケットの内側に円環状の溶接板（５）を載
   置し、 この状態で前記リード板を前記溶接板に溶接し、 次に前記缶内に電解液を注入し、 一方、カップ状に形成された他方の電極の端子（１３）
   にラミネートフィルム（１４）及びパッキング（１５）
   を順に挿入した後、 前記端子の周縁部をカールして前記ラミネートフィルム
   及び前記パッキングを挟持することによって封口体（１
   ２）を組み立て、 その後、前記溶接板の上側に前記封口体を載置し、 最後に、前記缶の開口部をかしめて封口するようにして
   構成した電池の製造方法。
3. 【請求項３】 電解液の注入を真空状態下で行なうこと
   を特徴とする請求項２に記載の電池の製造方法。