JPH09326247A

JPH09326247A - 電池用外装缶

Info

Publication number: JPH09326247A
Application number: JP8143020A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Kato; 人士加藤; Masanori Suzuki; 正則鈴木; Hideyo Takahashi; 英世高橋; Tatsuya Shirato; 達也白土
Original assignee: Furukawa Battery Co Ltd
Current assignee: Furukawa Battery Co Ltd
Priority date: 1996-06-05
Filing date: 1996-06-05
Publication date: 1997-12-16

Abstract

(57)【要約】【課題】缶壁が薄肉であっても変形を起こしづらく、
そのため液漏れを起こしづらい電池を製造することがで
きる電池用外装缶を提供する。【解決手段】この電池用外装缶Ａ'は、等厚の導電薄
板１を成形して成り、かつ全面に金属被覆２，２Ａ，２
Ｂが施されている有底缶において、有底缶の開口縁部１
Ａの近傍１Ａ'の外・内壁面１ａ，１ｂにおける金属被
覆２Ａ，２Ｂの厚みが他の部分における厚みよりも厚く
なっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電池用外装缶に関
し、更に詳しくは、電池組み立て時や保管・運搬時に開
口部近辺での変形が起こりづらいので、得られた電池は
液漏れを起こすことがなく、また電池性能も設計基準ど
おりに発揮することができるものになる電池用外装缶に
関する。

【０００２】

【従来の技術】アルカリマンガン一次電池、ニッケル・
カドミウム二次電池、ニッケル・水素二次電池、リチウ
ム電池、リチウムイオン電池などは、いずれも、密閉形
電池である。これらの電池は、例えば図１で示したよう
に、負極端子も兼ねる後述の外装缶Ａの中に、正極と負
極とをセパレータを介して積層または巻回して成る極板
群Ｂを所定の電解液とともに配置し、外装缶Ａの上部開
口を正極端子を兼ねる蓋Ｃで密封した構造に組み立てら
れる。

【０００３】そして、電池の組み立ては概ね次のように
して行われる。すなわち、別工程で製造された外装缶Ａ
を収容するボックスから当該外装缶が所定の周期で１つ
ずつ組み立てラインに自動的に送り出される。そして、
ラインの下流側では、同じく別工程で製造された極板群
Ｂが自動挿入機によって順次搬送されてくる外装缶Ａの
中に自動的に挿入されたのち更にそこに所定の電解液が
注液される。その後、外装缶Ａの開口に蓋Ｃが嵌合さ
れ、外装缶Ａの開口縁部と蓋Ｃの嵌合部に例えば加締め
加工を行ったり、またスポットレーザー溶接を行うこと
により、全体を密封構造にする。

【０００４】ところで、上記した外装缶Ａは、組み立て
る電池の種類によって、角形であったり円筒形であった
り、またその寸法形状も様々に変化したりするが、いず
れにしても、上部が開口する有底缶になっている。そし
て、この有底缶の側壁、底壁などの缶壁は、いずれも、
電池用外装缶の中に極板群を挿入して蓋で封口する状態
を示す図１の丸印領域IIの拡大断面図である図２で示し
たように、例えば軟鋼材のような導電薄板１の外壁面１
ａと内壁面１ｂとが、電解液に対して耐食性を有する導
電性金属から成る金属被覆２、通常はニッケル被覆が形
成された構造になっている。

【０００５】この外装缶Ａは概ね次のようにして製造さ
れている。まず第１の方法は、等厚の導電薄板１に対し
通常はトランスファ絞り加工を行って所定の寸法形状を
した有底缶を成形し、ついでこの有底缶の全体表面に例
えば電気めっき法で所定の金属材料を電着して所定厚み
の金属被覆２を形成することにより外装缶Ａにする方法
である。

【０００６】第２の方法としては、等厚の導電薄板の全
体表面に例えば電気めっき法で所定厚みの金属被覆２を
形成したのち、それにトランスファ絞り加工を行って所
定の寸法形状に成形して目的の外装缶Ａにする方法であ
る。更に第３の方法としては、第１の方法と第２の方法
の中間の方法であって、等厚の導電薄板１を成形して目
的とする寸法形状に近い状態に成形し、それの全体表面
に所定厚みの金属被覆２を形成したのち、再び例えばト
ランスファ絞り加工を行って所定寸法の外装缶Ａにする
方法である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電池の軽量
化の要求や、電池の内容積を大きくして極板群の内填割
合を高め、もって電池の高容量化を達成することを企図
して、最近、外装缶Ａの缶壁は薄肉化する傾向にある。
例えば、導電薄板１が炭素含有率0.１２〜0.２０重量％
の軟鋼の冷間圧延鋼板であり、金属被覆２がニッケル被
覆である外装缶Ａの場合、その缶壁の厚みは0.１〜0.３
mm程度にまで薄肉化している。

【０００８】しかしながら、缶壁が薄肉化するにつれて
外装缶Ａの機械的強度、とりわけ開口縁部の機械的強度
は低下していくので、次のような不都合な問題が生じて
くる。まず、前記した方法で製造した外装缶Ａを前記し
た組み立てラインに送り出す前に一括して保管したり、
または取り扱ったりしたときに、外装缶が相互に接触
し、相互に押し合う事態も発生するが、そのときに、外
装缶Ａが変形して正規寸法から外れることもある。とく
に、開口縁部では変形が起こりやすくなる。

【０００９】そして、このような事態が発生すると、極
板群Ｂを自動挿入機で外装缶に挿入するときに、当該極
板群の挿入先端部が外装缶の開口縁部に接触してそのと
きの衝撃で変形させられたり、逆に極板群の挿入先端部
によって外装缶の開口縁部の変形が一層進むことがあ
る。極板群の変形は組み立てた電池の性能低下の要因と
なる虞があり、また、外装缶の開口縁部に更なる変形が
起こっている場合は、ここに蓋を嵌合したときに正しく
嵌合しなくなり、そのため例えば加締め加工やスポット
レーザ溶接を行っても完全な密封構造にならない。その
ため組み立てた電池は液漏れを起こす虞がある。

【００１０】このような不都合の要因になる外装缶の変
形問題に関しては、例えば製造した外装缶にクッション
材を巻きつけたり、また外装缶相互の間に仕切り板を設
けて相互に接触することを防止したりして変形を防止す
ることは可能である。しかしながら、このような処置
は、工程を複雑にし、付帯設備を必要とするため、全体
のコストアップを招いて工業的には好ましいことではな
い。

【００１１】本発明は、缶壁が薄肉化した電池用外装缶
における上記した問題を解決し、電池の組み立て時や保
管・運搬時においても変形、とりわけ開口縁部の変形が
起こりづらい電池用外装缶の提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、金属被覆が施されている有
底缶において、前記有底缶の開口縁部の金属被覆の厚み
が他の側壁部における厚みよりも厚くなっていることを
特徴とする電池用外装缶が提供される。とりわけ、前記
有底缶が鋼から成り、かつ前記金属被覆がニッケル被覆
である電池用外装缶が提供される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の外装缶を図面に
基づいて説明する。図３は、本発明の外装缶の１例を示
す断面図である。この外装缶Ａ'は、等厚の導電薄板１
を例えばトランスファ絞り加工して成形され、開口縁部
１Ａ、側壁部１Ｂおよび底壁部１Ｃにおける外・内壁面
１ａ，１ｂはいずれも金属被覆２で被覆されている有底
缶になっており、その外形寸法は規格値を満たしてい
る。

【００１４】そして、開口縁部１Ａの近傍に形成されて
いる金属被覆２の厚みは、他の壁部、すなわち側壁部１
Ｂと底壁部Ｃに形成されている金属被覆２の厚みよりも
厚くなっていることを特徴としている。ここで、導電薄
板１の厚みが厚すぎると、外装缶Ａ'の外形寸法が規制
されていることからしてその内容積は小さくなり、その
ため、挿入される極板群の容量も小さくなって高容量電
池の製造に難が生ずるとともに、例えばトランスファ絞
り加工をしたときに円滑な加工が困難になる。また、導
電薄板の厚みが薄すぎると、外装缶Ａ'の内容積は増加
し、同時に絞り加工も行いやすいという利点はあるが、
他方では電池組み立て時などにおいて変形が起こりやす
くなるという問題がある。このようなことから、導電薄
板１の厚みは0.１〜0.３mmにすることが好ましい。

【００１５】また、導電薄板１の材料としては、目的と
する電池によって各種のものを選択すればよいが、入手
しやすく安価である、強度的にも適正であり、加工もし
やすいなどのことから炭素含有率が0.１５重量％前後の
軟鋼のような鋼であることが好ましい。つぎに、側壁部
１Ｂ、底壁部１Ｃに形成される金属被覆２の厚みは、こ
れが薄くなりすぎると、成膜時に不可避的に発生するピ
ンホールから侵入する電解液によって外装缶Ａ'の内壁
面１ｂが侵食されることが起こるため、通常、２μｍ以
上であることが好ましい。

【００１６】本発明の外装缶Ａ'の場合、開口縁部１Ａ
の金属被覆２は、他の壁部、すなわち側壁部１Ｂおよび
底壁部１Ｃにおける金属被覆２よりも厚くなっている。
金属被覆２の材料は目的とする電池との関係で各種のも
のが選定されるが、通常はニッケルである。なおここ
で、開口縁部１Ａとは、外装缶Ａ'の開口端縁１Ｃから
その下方へ距離約２mm以内に位置する部分のことをい
う。

【００１７】このように開口縁部１Ａの金属被覆２が他
の側壁部分の厚みよりも厚くなっていることにより、こ
の開口縁部１Ａの機械的強度は向上して開口縁部１Ａは
外力に対して変形しづらくなる。ここで、開口縁部１Ａ
において、外壁面１ａに形成されている金属被覆２Ａの
厚みと内壁面１ｂに形成されている金属被覆２Ｂの厚み
とは合計で６μｍ以上にすることが好ましい。

【００１８】なお、図３で示したように、開口縁部１Ａ
において、外壁面１ａ側の金属被覆２Ａを内壁面１ｂ側
の金属被覆２Ｂよりも厚くすると、例えば極板群の挿入
時に当該極板群の先端部が開口縁部１Ａの上端に接触し
た場合であっても、外壁面に形成されている厚い金属被
覆２Ａの働きによって開口縁部１Ａが支えられ当該開口
縁部１Ａの変形が起こりにくくなるので好適である。

【００１９】この金属被覆２は、通常の成膜法、例えば
電気めっき法、無電解めっき法、イオンプレーティング
法、真空蒸着法、スパッタ法などで形成することができ
るが、安価で操作が容易であるということから電気めっ
き法が好適である。本発明の外装缶Ａ'は前記した３つ
の方法を適用して製造することができるが、そのとき、
開口縁部１Ａにおける金属被覆２は次のようにして形成
することができる。

【００２０】電気めっき法で形成する場合、所定厚みの
金属めっきが施されている例えば鋼板を絞り加工して有
底缶を製造し、その有底缶の開口縁部１Ａをめっき浴に
浸漬し、そのめっき浴の液面の高さを制御しながら電気
めっきを行う方法をあげることができる。このとき、め
っき浴に浸漬している有底缶の開口縁部１Ａにのみめっ
き被覆が形成されるので、その部分の金属被覆２Ａ，２
Ｂは他の部分における金属被覆２よりも厚くなる。そし
て、液面の高さ制御を行い、まためっき時間を適宜に選
択することにより、開口縁部には所望の長さだけ所望の
厚みの金属被覆２Ａ，２Ｂを形成することができる。

【００２１】また、上記した液面制御方式を適用するこ
となく、例えば有底缶の開口縁部に所定量のめっき液を
吹き付けながら電気めっきを行っても、その開口縁部に
おける金属被覆の厚みを他の部分よりも選択的に厚くす
ることができる。また、所定形状に成形した有底缶の開
口縁部における所望の長さ（開口縁部の最上端から２mm
以内）だけに、まず最初に電気めっきを行って所望厚み
の金属被覆２を形成し、ついで全体に電気めっきを行う
ことにより、前記開口縁部の金属被覆２Ａ，２Ｂの厚み
を他の部分の厚みよりも厚くすることができる。

【００２２】更には、有底缶の全体表面に所望厚みの金
属被覆２を前記した成膜法で形成し、ついで、開口縁部
１Ａ以外の個所をマスキングして同じく成膜操作を継続
することによっても、開口縁部１Ａにおける金属被覆２
Ａ，２Ｂの厚みを他の部分１Ｂ，１Ｃの厚み２よりも厚
くすることができる。

【００２３】

【実施例】

実施例１〜３、比較例１厚み２μｍのニッケルめっきが施された炭素含有率0.１
５重量％の軟鋼板にトランスファ絞り加工を行って、厚
み0.１５mm、開口縁部の外径１0.５mm、高さ４4.５mmの
円筒形有底缶を成形した。

【００２４】更に、この有底缶の開口縁部を２mm程度、
ニッケルめっき浴に浸漬し、液面制御方式によって、こ
の有底缶にニッケル電気めっきを行った。得られた外装
缶の各部位におけるニッケル被覆の厚みを測定した。こ
の外装缶Ａ'２０００個をランダムに箱詰めし、それを
電池組み立てラインの入口にセットし、そこから外装缶
Ａ'を１つずつ組み立てラインに送り出し、別工程で製
造された極板群を自動挿入機を用いて外装缶Ａ'の中に
挿入したのち電解液を注液した。

【００２５】この時点で、各外装缶Ａ'の開口縁部１Ａ
の外径を測定した。そして、変形率（％）を次式：開口
縁部が変形したものの個数×１００／全個数（％）に基
づいて算出した。その結果を表１に示した。ついで、外
装缶Ａ'を封口工程に搬送し、外装缶Ａ'の開口に別工程
で製造された規格寸法の蓋を嵌合し、開口縁部１Ａで蓋
の周縁部を加締め封口して電池とした。得られた電池の
全数につき、温度３３℃、相対湿度８０％以上に制御さ
れた恒温恒湿槽の中に２０日間放置したのち取り出し、
各電池にフェノールフタレインを吹き付けて液漏れ試験
を行った。アルカリ電解液が漏洩したものは吹き付けた
フェノールフタレインが紅色に変色する。

【００２６】液漏れを起こした電池の個数を計測して液
漏れ発生率（％）を求めた。その結果を表１に示した。

【００２７】

【表１】

【００２８】実施例４、５、比較例２炭素含有率0.１５重量％の軟鋼材にニッケルめっきを施
し、これをトランスファー絞り加工して厚み0.１８mm
（うち、ニッケルめっきの厚み2.１μｍ）の角形有底缶
を成形した。この有底缶の開口縁部の外側にニッケルめ
っき液を吹き付けて電気めっきを行い、実施例１と同じ
ようにして外装缶を製造し、電池を組み立てた。そのと
きの外装缶の変形率、電池の液漏れ発生率を測定した。
以上の結果を一括して表２に示した。

【００２９】

【表２】

【００３０】表１、表２から明らかなように、外装缶
Ａ'の開口縁部１Ａにおけるニッケル被覆の厚みの方が
他の側壁部位における厚みよりも厚くなっている実施例
の外装缶Ａ'はいずれも開口縁部１Ａの変形率が小さ
く、そしてそれを用いた電池は液漏れも発生しない安全
な電池になっている。その場合、開口縁部１Ａにおける
内・外壁面のニッケル被覆の合計厚みが６μｍより厚く
なると、外力的に一番弱い開口縁部付近の保護皮膜とい
う効果が発現してくるが、しかし、その合計厚みが厚く
なりすぎると、経済効果や、ニッケルめっき被覆の内部
応力などにより、密着性があまりよくないときには剥離
してしまうというような不都合が生じてくるので、合計
厚みは６〜３０μｍにすることが好ましい。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
電池用外装缶は、保管・運搬時に互いに接触しても、ま
た極板群を自動挿入する場合でも変形を起こしづらい。
したがって、開口への蓋の嵌合も適正に行うことがで
き、例えばスポットレーザ溶接で密封構造の電池にした
場合、その電池は液漏れを起こさない。

【００３２】これは、外装缶の開口縁部の近傍で、金属
被覆の厚みを他の側壁部分よりも厚くして機械的強度を
高めたことがもたらす効果である。

【図面の簡単な説明】

【図１】電池用外装缶の中に極板群を挿入し蓋で封口す
る状態を示す概略図である。

【図２】図１のIIの部分の拡大断面図である。

【図３】本発明の外装缶を示す断面図である。

【符号の説明】

１導電薄板１ａ導電薄板１の外壁面１ｂ導電薄板１の内壁面１Ａ開口縁部１Ｂ側壁部１Ｃ底壁部２，２Ａ，２Ｂ金属被覆

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者白土達也福島県いわき市常磐下船尾町杭出作23−６古河電池株式会社いわき事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属被覆が施されている有底缶におい
て、前記有底缶の開口縁部の金属被覆の厚みが他の側壁
部における厚みよりも厚くなっていることを特徴とする
電池用外装缶。
【請求項２】前記有底缶が鋼から成り、かつ前記金属
被覆がニッケル被覆である請求項１の電池用外装缶。