JPH1140135A - 筒状電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な構成で、注液作業を迅速に行うととも
に、リードの短絡を確実に阻止することを可能にする。 【解決手段】電池缶１２と、極板群１６と、上部絶縁板
２０とを備え、この上部絶縁板２０は、電解液１４を注
液しかつ正極リード３０を挿入するための貫通孔部４２
を有する。貫通孔部４２は、上部絶縁板２０の中心から
偏位するとともに、その内縁４２ａが前記上部絶縁板２
０の直径上に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有底筒形状を有す
る電池缶内に極板群が電解液と共に封入されるととも
に、前記電池缶の開口側に絶縁板が挿入される筒状電池
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、リチウムイオン電池を含む各種
電池は、それぞれ集電用リードを設けた正極板と負極板
とがセパレータを介して巻回された極板群を、有底筒形
状を有する電池缶内に挿入して構成されている。

【０００３】上記の電池を製造する際、通常、正極板と
負極板とがセパレータを介して巻回された極板群を形成
した後、この極板群が有底円筒形電池缶内に挿入され
る。次いで、電池缶の開口近傍に環状溝部が形成される
とともに、負極リードが電池缶内底部にスポット溶接さ
れた後、電解液が注入される。さらに、電池缶の開口側
から外方に突出する正極リードに封口部品が溶接され、
この正極リードが前記電池缶内に折り込まれることによ
り、前記封口部品が該電池缶に挿入されて封口かしめ処
理が施されている。

【０００４】この場合、電池缶内に折り込まれた正極リ
ードと極板群の負極板とが接触して短絡することを阻止
するために、通常、前記極板群の上面側に絶縁板が配置
されている。この種の絶縁板として、例えば、特開平７
−２２０７１６号公報に開示されている円筒形電池が知
られている。この従来技術では、内部に注液孔とガス抜
き孔とリード挿入孔とを個別に有する絶縁板が開示され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では、絶縁板中央の注液孔とリード挿入孔とが
独立して設けられるため、前記リード挿入孔は、必然的
に前記絶縁板の半径方向の開口寸法を小さく設定する必
要がある。これにより、絶縁板を電池缶に挿入する際、
この絶縁板と正極リードが干渉し易くなり、前記正極リ
ードを変形させてしまうという問題が指摘されている。

【０００６】さらに、正極リードが極板群の巻回中心側
から突出する構成では、この正極リードを絶縁板中央か
ら離間した位置に設けられているリード挿入孔に挿入す
ることは困難であり、作業性が著しく低下するという問
題がある。

【０００７】本発明は、この種の問題を解決するもので
あり、絶縁板の取り付け作業を容易かつ確実に行うとと
もに、短絡の発生を有効に阻止することができ、しかも
構成を有効に簡素化することが可能な筒状電池を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明に係る筒状電池では、絶縁板が単一の貫通
孔部を設けており、この単一の貫通孔部が、注液孔の機
能とリード挿入孔の機能とを兼ねている。このため、貫
通孔部の開口面積を大きく設定することができ、電解液
注液時の含浸速度が低下することを有効に抑えるととも
に、絶縁板を挿入する際にリードに干渉してこのリード
を変形させることがなく、前記絶縁板の挿入作業が容易
かつ円滑に遂行される。

【０００９】さらに、貫通孔部の巻回穴側の内縁が、こ
の巻回穴中心付近に設定されている。これにより、絶縁
板に不要に回転力が付与されたとしても、リードと貫通
孔部の内縁とが干渉することによって、前記絶縁板の該
リードの突出部に対する位相のずれの発生を最小限に抑
えることができる。

【００１０】また、リードの巻回穴中心に対する偏心方
向と貫通孔部の絶縁板の中心に対する偏心方向とが一致
するとともに、前記リードがその偏心方向とは反対方向
に折り込まれる。従って、リードの折り込み方向側に
は、極板群の上方を覆って絶縁板が存在しており、この
リードが前記極板群に接触して短絡することを確実に阻
止することが可能になる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形態
に係る筒状電池１０の概略縦断面説明図である。

【００１２】電池１０は、有底円筒形状を有する電池缶
１２と、この電池缶１２内に電解液１４と共に封入され
る極板群１６と、前記電池缶１２の開口１８側に挿入さ
れる上部絶縁板２０とを備える。

【００１３】極板群１６は、正極板２２と負極板２４と
がセパレータ２６を介して巻回されて構成されており、
この極板群１６の巻回中心に巻回穴２８が形成される。
正極板２２の端部には、金属リードである正極リード３
０が設けられる一方、負極板２４の端部には、金属リー
ドである負極リード３２が設けられる。正極リード３０
は、巻回穴２８側から電池缶１２の開口１８側に延在す
るとともに、封口部品３４が溶接される。負極リード３
２は、極板群１６の外周側から電池缶１２の内底部３６
側に延在してこの内底部３６に溶接される。負極リード
３２と極板群１６の底部との間には、下部絶縁板３８が
配設されている。

【００１４】上部絶縁板２０は、電池缶１２の開口１８
の近傍に位置して形成された環状溝部４０を介して支持
されている。この上部絶縁板２０は、耐電解液材質、例
えば、ポリエチレン（ＰＥ）で形成されており、略円盤
状を有している。図２に示すように、上部絶縁板２０
は、電解液１４を注液しかつ正極リード３０を挿入する
ための単一の貫通孔部４２を設けており、この貫通孔部
４２は、前記上部絶縁板２０の中心Ｏから距離Ｈだけ矢
印Ａ方向に偏心している。

【００１５】貫通孔部４２は、略長円状を有しており、
中心Ｏ側の内縁４２ａが、例えば、この中心Ｏを通る上
部絶縁板２０の直径方向に延在している。具体的には、
内縁４２ａは、正極リード３０の突出位置と、巻回穴２
８の中心（中心Ｏと一致する）を挟んで前記正極リード
３０の突出位置とは反対側の前記巻回穴２８の内面（内
周面）２８ａとの間（範囲Ｓ内）に設定される。貫通孔
部４２の上部絶縁板２０の中心Ｏに対する偏心方向と、
正極リード３０の巻回穴２８の中心に対する偏心方向と
は、共に矢印Ａ方向であって一致している。

【００１６】正極リード３０は、その偏心方向（矢印Ａ
方向）とは反対方向（矢印Ｂ方向）に折り込まれる。上
部絶縁板２０には、貫通孔部４２とは反対側に注液補助
孔４４が形成されるとともに、内縁４２ａと直交する方
向に位相合わせ用切り欠き４６が形成されている。

【００１７】このように構成される電池１０を製造する
工程について、以下に説明する。

【００１８】先ず、図３に示すように、極板群１６が下
部絶縁板３８を介装して電池缶１２内に挿入された後、
この電池缶１２内に上部絶縁板２０が配設されるととも
に、負極リード３２が該電池缶１２の内底部３６に溶接
される（図３中、（ａ）〜（ｃ）参照）。次いで、電池
缶１２の開口１８近傍に環状溝部４０が形成された後、
この電池缶１２内に注液ノズル４８を介して電解液１４
の注入と減圧処理とが所定の回数だけ行われる（図３
中、（ｄ）参照）。

【００１９】注液終了後の電池缶１２は、正極リード３
０に封口部品３４が溶接され、前記正極リード３０が電
池缶１２内に折り込まれることにより、前記封口部品３
４が環状溝部４０を構成する内壁部に支持されて配置さ
れる（図３中、（ｅ）、（ｆ）参照）。さらに、電池缶
１２の開口１８側の端部に封口かしめ処理が施され、製
品としての電池１０が得られる（図３中、（ｇ）、
（ｈ）参照）。

【００２０】この場合、第１の実施形態では、上部絶縁
板２０に中心Ｏから矢印Ａ方向に偏位して略長円状の貫
通孔部４２が形成されており、この貫通孔部４２が、注
液孔およびリード挿入孔としての機能を兼ねている。こ
のため、貫通孔部４２の開口面積を上部絶縁板２０に対
して比較的大きく設定することができ、図３中、（ｃ）
に示すように、電池缶１２に前記上部絶縁板２０を配置
する際、正極リード３０を前記貫通孔部４２に容易かつ
確実に挿入することが可能になる。これにより、正極リ
ード３０が上部絶縁板２０に干渉して折れ曲がる等の不
具合を確実に回避することができるという利点が得られ
る。

【００２１】しかも、図３中、（ｄ）に示すように、注
液ノズル４８を介して電池缶１２内に電解液１４を注液
する際には、開口面積の大きな貫通孔部４２を介して注
液作業が円滑に行われる。従って、注液工程での含浸速
度の低下を有効に抑えることができ、効率的な注液作業
が遂行される。

【００２２】さらに、第１の実施形態では、貫通孔部４
２の内縁４２ａが中心Ｏを通る上部絶縁板２０の直径方
向に延在するとともに、この貫通孔部４２の中心Ｏに対
する偏心方向と正極リード３０の前記中心Ｏに対する偏
心方向とが一致している（矢印Ａ方向）。

【００２３】このため、図４に示すように、正極リード
３０に封口部品３４が溶接された後、この正極リード３
０が折り込み矢５０により折り曲げられる。その際、正
極リード３０は、折り込み矢５０を介して折り込み方向
が規制されており、この正極リード３０は、例えば、内
縁４２ａに接する部分を支点にして折り込まれる。な
お、正極リード３０の折り込みは、巻回穴２８の内周上
端面を支点になされる場合もある（図１中、二点鎖線参
照）。

【００２４】このように、正極リード３０は、貫通孔部
４２の偏心方向（矢印Ａ方向）とは反対方向（矢印Ｂ方
向）に折り込まれるため、図１に示すように、前記正極
リード３０が折り込まれた状態で、この正極リード３０
の下方には貫通孔部４２が存在することがなく、上部絶
縁板２０によって該正極リード３０の下方全体が閉塞さ
れている。従って、電池缶１２内に折り込まれた正極リ
ード３０が貫通孔部４２から下方に入り込むことがな
く、この正極リード３０と極板群１６の負極板２４とが
短絡することを確実に阻止することができるという効果
が得られる。

【００２５】また、貫通孔部４２の内縁４２ａは、中心
Ｏを通る上部絶縁板２０の直径方向に構成されている。
これにより、上部絶縁板２０に不要な回転力、例えば、
環状溝部４０を形成する際の電池缶１２の回転による慣
性等が付与されても、図５に示すように、正極リード３
０と貫通孔部４２の内縁４２ａとが干渉することによっ
て、上部絶縁板２０のリード突出部に対する位相ずれの
発生を最小限に抑えることができる。なお、上部絶縁板
２０には切り欠き４６が設けられており、この切り欠き
４６を介して前記上部絶縁板２０の位相合わせが確実に
遂行される。

【００２６】図６は、本発明の第２の実施形態に係る筒
状電池６０の要部概略平面図であり、図７は、本発明の
第３の実施形態に係る筒状電池７０の要部概略平面図で
あり、図８は、本発明の第４の実施形態に係る筒状電池
８０の要部概略平面図である。なお、第１の実施形態に
係る筒状電池１０と同一の構成要素には同一の参照符号
を付して、その詳細な説明は省略する。

【００２７】図６に示すように、第２の実施形態に係る
電池６０は、上部絶縁板６２を備え、この上部絶縁板６
２に貫通孔部６４が形成される。貫通孔部６４の内縁６
４ａは、上部絶縁板６２の中心Ｏを通る直径上に所定の
長さだけ延在した後、Ｒ部分を介して直交する方向に延
在する両側部６４ｂ、６４ｃに連なるとともに、前記両
側部６４ｂ、６４ｃが上部絶縁板６２の端部側に大きく
延在している。

【００２８】従って、第２の実施形態では、上部絶縁板
６２が、正極リード３０が折り込まれない位置に対応し
てリード挿入孔と注液孔とを兼ねた相当に大きな開口か
らなる貫通孔部６４を有しており、特に、注液工程での
含浸速度の低下を可及的に低減し得るという効果があ
る。

【００２９】図７に示す第３の実施形態に係る電池７０
は、上部絶縁板７２を備え、この上部絶縁板７２に貫通
孔部７４が形成される。貫通孔部７４は、第２の実施形
態における貫通孔部６４と略同様に構成されており、内
縁７４ａが中心Ｏを通る直径上に所定の長さだけ延在す
るとともに、上部絶縁板７２の外周縁部側に円弧状内縁
７４ｂを有している。

【００３０】これにより、第３の実施形態では、貫通孔
部７４の開口面積を大きく設定することができ、注液時
の含浸速度の低下を阻止し得る等、第２の実施形態と同
様の効果が得られる。

【００３１】図８に示す第４の実施形態に係る電池８０
を構成する上部絶縁板８２は、中心Ｏから偏位した位置
に長方形状の貫通孔部８４を設けている。従って、貫通
孔部８４にＲ部分が存在することがなく、上部絶縁板８
２を取り付ける際、正極リード３０との干渉を一層確実
に回避し得るという利点がある。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る筒状電池で
は、電池缶の開口側に挿入される絶縁板が、電解液を注
液しかつリードを挿入するための貫通孔部をこの絶縁板
の中心から偏位して設けるとともに、前記貫通孔部の内
縁が前記絶縁板中心近傍に設定されている。このため、
貫通孔部を比較的大きな開口面積に設定することがで
き、注液工程での含浸速度の低下を抑えるとともに、電
池組立作業全体を効率的かつ高精度に遂行することが可
能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る電池の概略縦断
面説明図である。

【図２】前記第１の実施形態に係る電池を構成する上部
絶縁板の平面説明図である。

【図３】前記第１の実施形態に係る電池の製造工程説明
図である。

【図４】前記第１の実施形態に係る電池において、正極
リードを折り曲げる際の説明図である。

【図５】絶縁板に回転力が付与された際の平面説明図で
ある。

【図６】本発明の第２の実施形態に係る電池の要部概略
平面図である。

【図７】本発明の第３の実施形態に係る電池の要部概略
平面図である。

【図８】本発明の第４の実施形態に係る電池の要部概略
平面図である。

【符号の説明】

１０、６０、７０、８０…電池 １２…電池缶 １４…電解液 １６…極板群 １８…開口 ２０、６２、７２、
８２…上部絶縁板 ２２…正極板 ２４…負極板 ２８…巻回穴 ３０…正極リード ３２…負極リード ３４…封口部品 ３８…下部絶縁板 ４２、６４、７４、
８４…貫通孔部 ４２ａ…内縁 ４６…切り欠き

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】有底筒形状を有する電池缶と、 前記電池缶内に電解液と共に封入される極板群と、 前記電池缶の開口側に挿入される絶縁板と、 を備え、 前記極板群は、セパレータを介して一体的に巻回される
   正極板および負極板と、 その巻回中心の巻回穴側から前記開口側に突出するリー
   ドと、 を有しており、 前記絶縁板は、前記電解液を注液しかつ前記リードを挿
   入するための単一の貫通孔部を該絶縁板の中心から偏位
   して設けるとともに、 前記貫通孔部の前記絶縁板中心側の内縁が、前記リード
   の突出位置と前記巻回穴中心を挟んで該リードの突出位
   置とは反対側の前記巻回穴内周面との間に設定されるこ
   とを特徴とする筒状電池。
2. 【請求項２】請求項１記載の筒状電池において、前記リ
   ードの前記巻回穴中心に対する偏心方向と前記貫通孔部
   の前記絶縁板の中心に対する偏心方向とが一致するとと
   もに、 前記リードは、前記偏心方向とは反対方向に折り込まれ
   ることを特徴とする筒状電池。