JPS58115754A - 密閉形電池の封口方法 - Google Patents
密閉形電池の封口方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は例えばリチウム電池の如き密閉形電池に係り、
キャップと容器とを一体化する際に液密性に優れた封口
部を得んとするにある。
キャップと容器とを一体化する際に液密性に優れた封口
部を得んとするにある。
従来電卓、電子時計等の普及は著しいか、これらの動力
源として電池か用いられていることは周知の通りである
。例えばリチウム電池も多量に使用されているか、使用
中に電池のキャップと容器との封口部から電解液か漏液
し、電池性能か低下する。
源として電池か用いられていることは周知の通りである
。例えばリチウム電池も多量に使用されているか、使用
中に電池のキャップと容器との封口部から電解液か漏液
し、電池性能か低下する。
第１図は市販ボタン形すチ、ウム電池であるか。
キャップｌと容器２との封口は、キャップｌの外周部に
射出成形で作られた絶縁パツキン３を抱え込むように容
器２の外周部４をかしめることによってなされ、液密性
の要求される場所をかしめという手段で封じている。即
ち、かしめという手段は材料、即ち、第１図においては
。
射出成形で作られた絶縁パツキン３を抱え込むように容
器２の外周部４をかしめることによってなされ、液密性
の要求される場所をかしめという手段で封じている。即
ち、かしめという手段は材料、即ち、第１図においては
。
容器２の外周部の塑性変形により相手の材料たる絶縁パ
ツキン３を押え込むというものであるか、容器２は冷間
圧延されたステンレス鋼の薄板を成形して作られている
ものであり、第１図の如く外周部を曲げても即ち、塑性
変形させても必らず何かしかの弾性変形か伴なわれてい
るためにスプリングバックによってかしめた部分か多少
なりとも弛緩することは避けられない。
ツキン３を押え込むというものであるか、容器２は冷間
圧延されたステンレス鋼の薄板を成形して作られている
ものであり、第１図の如く外周部を曲げても即ち、塑性
変形させても必らず何かしかの弾性変形か伴なわれてい
るためにスプリングバックによってかしめた部分か多少
なりとも弛緩することは避けられない。
また、かしめた場合、絶縁パツキン３か金属であれば、
そこで圧接されるということも期待できないことではな
い。然し、キャップ１および容器２か電池の陽極端子１
階極端子を兼ねる構造となっている以上、金属を用いず
してポリプロピレン等を用いている関係上、いわゆる金
属学的な意味での圧接状態は得られない。
そこで圧接されるということも期待できないことではな
い。然し、キャップ１および容器２か電池の陽極端子１
階極端子を兼ねる構造となっている以上、金属を用いず
してポリプロピレン等を用いている関係上、いわゆる金
属学的な意味での圧接状態は得られない。
上述のような構造を採用している以上漏液は回避できな
いと見ることかでき、その対策を必、要とする。
いと見ることかでき、その対策を必、要とする。
、その一手段としてレーザ溶＠ｉより封じることか検討
されている。その方法を１１１２図に示した。レーザビ
ーム５をキ中ツプエと容器２との接合部にあてここに溶
融ｌ１ｌｓを作り両者を一体化する。即ち、レーザー溶
接する部分は金属同志の組合せｋしてしまい、このまま
てはキャップ、容器か端子としての役割を果せないので
。
されている。その方法を１１１２図に示した。レーザビ
ーム５をキ中ツプエと容器２との接合部にあてここに溶
融ｌ１ｌｓを作り両者を一体化する。即ち、レーザー溶
接する部分は金属同志の組合せｋしてしまい、このまま
てはキャップ、容器か端子としての役割を果せないので
。
キャップｌ＠に絶縁部７を設ける。この方式ではレーザ
溶接という極めてエネルギ密度か高い溶接法を採用して
いるので、キャップ１容器２の肉厚かα３ｖｍ程度と薄
くしても十分溶接できるし、また電池の温度上昇も電池
性能をそこなわない程度の範１１１ｃ止まるであろう。
溶接という極めてエネルギ密度か高い溶接法を採用して
いるので、キャップ１容器２の肉厚かα３ｖｍ程度と薄
くしても十分溶接できるし、また電池の温度上昇も電池
性能をそこなわない程度の範１１１ｃ止まるであろう。
しかしなから、例えばガラスによるハーメチックシール
を施した絶縁部７を予め形成したキャップスを用意せね
ばならないとなると、レーザ溶接によりいくら完全な封
口部か得られたとしても価格高となるためにレーザ溶接
を行なう利は出てこない等の欠点を有していた。
を施した絶縁部７を予め形成したキャップスを用意せね
ばならないとなると、レーザ溶接によりいくら完全な封
口部か得られたとしても価格高となるためにレーザ溶接
を行なう利は出てこない等の欠点を有していた。
本発明は上記の如き欠点を除去するもので。
液密性に優れかつキャップと容器との電気的な絶縁を保
持できる封口方法を提供せんとするものである。
持できる封口方法を提供せんとするものである。
次に本発明ｊこついて説明する。
本発明はキャップと容器との封口に際し１両者の間に表
面を金属でコーティングしたリング状の絶縁体を配置し
、キャップおよび容器と絶縁体の間を金属学的に接合す
ることＫより液密ｍ＜優れた封口部か得られる。
面を金属でコーティングしたリング状の絶縁体を配置し
、キャップおよび容器と絶縁体の間を金属学的に接合す
ることＫより液密ｍ＜優れた封口部か得られる。
絶絶縁体８の材質はい（つか考えられるか１例えばＡＩ
−ｇｏｓなどのセラミック類か好ましい。
−ｇｏｓなどのセラミック類か好ましい。
絶縁体８の上、下面には金属のコーティング９かなされ
ている。これはキ°ヤップおよび容器とこの絶縁体とを
余興学的に接合する目的のために設けられるものである
。このコーティング嘗の方法もい（っか考えられるか、
Ｎえば絶縁体かＡｎ、Ｑ、の場合にはＭ ｏ −Ｍ ｎ
混合メタライジング法によってｈＪＬ、ｏ、の表面を金
属化した後Ｃｕの無電解めっきを施し１次にこの上Ｋｐ
ｂ−８ｂ、５ｎ−Ｉｎ等の低融点合金をコーティングす
る。上記のｃＵめっきはこの上になされるｐｂ−３ｂ合
金等のコーティングの下地としての役目を果させる目的
で行なうもので、その厚さは数μｍｌｉ度て十分である
。また最１１にｆｊ＊ｔＬ！Ｐｂ−８ｂ、Ｉ’ｎ−８ｎ
等（Ｄコーティングはキャップおよび容器との接合か低
温度で可能となるような観点から、その材質を選ぶべき
であり０例えばｐｂ−６０１ｎ合金の場合には融点ζｊ
１８３℃、Ｉｎ−４８３ｆ１合金の場合には１１７℃で
ある。なおコーティング９の厚さは数１０．ａｍは必要
である。コーティング９はこれらの合金溶渦中に前述し
たｃｕめっきかｉった絶縁体８を浸漬する方法で行なえ
ばよい。
ている。これはキ°ヤップおよび容器とこの絶縁体とを
余興学的に接合する目的のために設けられるものである
。このコーティング嘗の方法もい（っか考えられるか、
Ｎえば絶縁体かＡｎ、Ｑ、の場合にはＭ ｏ −Ｍ ｎ
混合メタライジング法によってｈＪＬ、ｏ、の表面を金
属化した後Ｃｕの無電解めっきを施し１次にこの上Ｋｐ
ｂ−８ｂ、５ｎ−Ｉｎ等の低融点合金をコーティングす
る。上記のｃＵめっきはこの上になされるｐｂ−３ｂ合
金等のコーティングの下地としての役目を果させる目的
で行なうもので、その厚さは数μｍｌｉ度て十分である
。また最１１にｆｊ＊ｔＬ！Ｐｂ−８ｂ、Ｉ’ｎ−８ｎ
等（Ｄコーティングはキャップおよび容器との接合か低
温度で可能となるような観点から、その材質を選ぶべき
であり０例えばｐｂ−６０１ｎ合金の場合には融点ζｊ
１８３℃、Ｉｎ−４８３ｆ１合金の場合には１１７℃で
ある。なおコーティング９の厚さは数１０．ａｍは必要
である。コーティング９はこれらの合金溶渦中に前述し
たｃｕめっきかｉった絶縁体８を浸漬する方法で行なえ
ばよい。
絶縁体８の方には上述した如き表面処理を施すか、絶縁
体８と接合されるキャップおよび容器の方把も同じく表
面処理を施すことか望ましい。その理由は先番こ述べた
絶縁体８上にコーティング９かされた金属かキャップあ
るいは容器に対して十分にぬれるようにするためである
。
体８と接合されるキャップおよび容器の方把も同じく表
面処理を施すことか望ましい。その理由は先番こ述べた
絶縁体８上にコーティング９かされた金属かキャップあ
るいは容器に対して十分にぬれるようにするためである
。
特にキャップかステンレス鋼の場合には上述したｐ ｂ
−３ｎ合金等は表面処理かなされていないと強力なフ
ラックスを使用しないとぬれないからであり、一方接合
時化はフラックスの使用は避ける必要かあるからである
。
−３ｎ合金等は表面処理かなされていないと強力なフ
ラックスを使用しないとぬれないからであり、一方接合
時化はフラックスの使用は避ける必要かあるからである
。
なｎ−ｔ−ヤップ容器の材質か絶縁体８上のコーティン
グに翔いられている合金にぬれ易かった△ りあるいはぬれ易い金属か既にめっきされてい把ような
場合は、この表面処理は必要としない。
グに翔いられている合金にぬれ易かった△ りあるいはぬれ易い金属か既にめっきされてい把ような
場合は、この表面処理は必要としない。
表面処理としては基本的には絶縁体８にコーティングさ
れる合金、先の例によればｐｂ−３ｎ。
れる合金、先の例によればｐｂ−３ｎ。
Ｉｕ−３ｎ合金等と容易番こ合金を作る金属を所定の部
分にコーティングする。第４図および第５図はそれぞれ
容器２．キャップもの絶縁体との接合化供される部分に
上述したコーティング】Ｏを施した状態を示したもので
ある。コーティングｌＯの手法はいくつか考えられるか
、絶縁体８上のコーティング１０かＰｂ−３ｎ合金であ
れば、３ｎをめっきし、その後素地とめっき層との界面
で合金化を促進させ密着性をあげるために適当な温度で
拡散処理を施す等の手法かとられる。
分にコーティングする。第４図および第５図はそれぞれ
容器２．キャップもの絶縁体との接合化供される部分に
上述したコーティング】Ｏを施した状態を示したもので
ある。コーティングｌＯの手法はいくつか考えられるか
、絶縁体８上のコーティング１０かＰｂ−３ｎ合金であ
れば、３ｎをめっきし、その後素地とめっき層との界面
で合金化を促進させ密着性をあげるために適当な温度で
拡散処理を施す等の手法かとられる。
次に以上述べたような処理を施したキャップ。
容器絶縁体８の三者を接合する。第６図は接合方法を示
したものである。即ち、先化述べた如く、コーティング
を施したキャップｌ、容器２゜絶縁体８を、それぞれに
施したコーティングか第７図に示す如く、互に重なり合
うよう薯こ位置決めした後、ホルダーＩＪＣ収納する。
したものである。即ち、先化述べた如く、コーティング
を施したキャップｌ、容器２゜絶縁体８を、それぞれに
施したコーティングか第７図に示す如く、互に重なり合
うよう薯こ位置決めした後、ホルダーＩＪＣ収納する。
このホルダ１１は接合中電池を保持する役目と、接合時
の熱１こよる電池の温度上昇を抑制するために使用する
もので、銅等の熱伝導率の高い材料でできている。また
このホルダーＩＫは゛接合時に接合部を回転させて移動
することかできるよう回転軸１２か設けられている。
の熱１こよる電池の温度上昇を抑制するために使用する
もので、銅等の熱伝導率の高い材料でできている。また
このホルダーＩＫは゛接合時に接合部を回転させて移動
することかできるよう回転軸１２か設けられている。
さて接合は電池の温度上昇を最小限に抑制せねばならな
いこと、また接合部か極めて小さいことから、加熱する
・領域を極力限定する必要かあるということから、レー
ザビームあるいは赤外線のビーム等を熱源として使用す
る。即ち。
いこと、また接合部か極めて小さいことから、加熱する
・領域を極力限定する必要かあるということから、レー
ザビームあるいは赤外線のビーム等を熱源として使用す
る。即ち。
ビーム発生装置１３より発生したビームを凹面鏡１４で
接合部でのビーム径か適当な寸法になるようにビーム１
５を絞って接合部に照射する。
接合部でのビーム径か適当な寸法になるようにビーム１
５を絞って接合部に照射する。
すると接合部の温度は上昇し、絶縁板上にコーティング
してあった合金か溶融、相手であるキャップ、容器にぬ
れ、ビームを力！トすれば溶融した合金は凝固し、この
部分では金属学的な接合かなされる。この操作を回転軸
１２を中心にホルダ１１を回転させて行なえば５円周上
の接合蔀全体か接合され、キャップと容器とは絶縁板を
介して完全に一体化される。接合部は先に述べた如く完
全番こ金属学的な接合かなされるため接合強度も大きく
、また゛コーティングに用いる合金か低融点て流動性の
良い合金でありかつ容器およびキャップには十分なぬれ
性か保持できるような処理かなされているために、キャ
ップと絶縁体、容器と絶縁体との間は、ブローホール等
の欠陥のない凝固金属で満たされることになる故、液密
性も十分に保持されている。
してあった合金か溶融、相手であるキャップ、容器にぬ
れ、ビームを力！トすれば溶融した合金は凝固し、この
部分では金属学的な接合かなされる。この操作を回転軸
１２を中心にホルダ１１を回転させて行なえば５円周上
の接合蔀全体か接合され、キャップと容器とは絶縁板を
介して完全に一体化される。接合部は先に述べた如く完
全番こ金属学的な接合かなされるため接合強度も大きく
、また゛コーティングに用いる合金か低融点て流動性の
良い合金でありかつ容器およびキャップには十分なぬれ
性か保持できるような処理かなされているために、キャ
ップと絶縁体、容器と絶縁体との間は、ブローホール等
の欠陥のない凝固金属で満たされることになる故、液密
性も十分に保持されている。
勿論コーティングに用いる合金か低融点合金であるから
、比較的低温で跡取接合かなされ、加熱範囲も最小限に
限定できる接合手段を用いているため、電池の温度上昇
はほとんど問題とならず、キャップと容器とは電気的に
完全ｌこ絶縁された状態となっている。
、比較的低温で跡取接合かなされ、加熱範囲も最小限に
限定できる接合手段を用いているため、電池の温度上昇
はほとんど問題とならず、キャップと容器とは電気的に
完全ｌこ絶縁された状態となっている。
このように本発明による方法は完全な状態で封口かでき
るものである。
るものである。
の
次に本発明か実施例について記す。
従来通りかしめ化よる封口を行なった試験品と本発明に
よる方法で封じた試験品を製作し。
よる方法で封じた試験品を製作し。
両者の液密性を比較した。
試験品はすべて電解液だけを入れてキャップと容器を封
じたものとした。試験品の外径は約３０鋼、高さは約５
簡である。溶器およびキャップの材質はステンス鋼（Ｓ
ＬｊＳ３０４）でその肉厚は両者ともα３５ｍである。
じたものとした。試験品の外径は約３０鋼、高さは約５
簡である。溶器およびキャップの材質はステンス鋼（Ｓ
ＬｊＳ３０４）でその肉厚は両者ともα３５ｍである。
かしめによる封口を行なった試験品に関しては、絶縁パ
ツキンは従来品同様キャップの外周に射出成形で形成し
たもので、材質はポリプロピレンである。なおかしめ時
の圧力はｓｏｏｋｇとした。
ツキンは従来品同様キャップの外周に射出成形で形成し
たもので、材質はポリプロピレンである。なおかしめ時
の圧力はｓｏｏｋｇとした。
本発明による方法で封口を行なった試験品は次のように
して製作した。まず絶縁体８であるか、これは厚さ０３
ｍ １幅２■のＡ Ａ ｔ ｏ ｓのリング状のもの
である。絶縁体８上のコーティングはＰｂ−６０Ｓｎで
あるか、このコーティングを施す前に絶縁体８表面をＭ
ｂ−Ｍｎ混合メタライジング法でメタライズし、その上
１ｃ５−？−６μｍの無電解Ｃｕめっきを行なっている
。
して製作した。まず絶縁体８であるか、これは厚さ０３
ｍ １幅２■のＡ Ａ ｔ ｏ ｓのリング状のもの
である。絶縁体８上のコーティングはＰｂ−６０Ｓｎで
あるか、このコーティングを施す前に絶縁体８表面をＭ
ｂ−Ｍｎ混合メタライジング法でメタライズし、その上
１ｃ５−？−６μｍの無電解Ｃｕめっきを行なっている
。
Ｐｂ−６０３ｎ合金のコーティングはこの合金の溶湯中
に絶縁体８を浸漬する方法を採り、その厚さは６０〜８
０μｍである。キャップおよび容器の方の表面処理は前
述、したＳ−ｎめつきを施した後拡散処理する方法を採
った。３ｎめっきの厚さは５〜６μｍてあり、拡散処理
は１５０℃で５時間行なっている。
に絶縁体８を浸漬する方法を採り、その厚さは６０〜８
０μｍである。キャップおよび容器の方の表面処理は前
述、したＳ−ｎめつきを施した後拡散処理する方法を採
った。３ｎめっきの厚さは５〜６μｍてあり、拡散処理
は１５０℃で５時間行なっている。
キャップおよび容器と絶縁体８との接合は。
第６図に示した方法で行なった。熱源区は炭酸ガスレー
ザを用いた。そして接合部表面でのビーム径かα８〜１
■になるようビームを絞り。
ザを用いた。そして接合部表面でのビーム径かα８〜１
■になるようビームを絞り。
ホルダｌｌ内に納められた試験品を２回転／秒の速度で
回転させなから照射し、絶縁体８上のｐｂ−・６０Ｓｆ
１合金を溶融させた。
回転させなから照射し、絶縁体８上のｐｂ−・６０Ｓｆ
１合金を溶融させた。
このようにして製作した試験品は、内圧かかかって漏液
し晶くなる条件下におくため１こ。
し晶くなる条件下におくため１こ。
４５℃の恒温槽中に入れ、６ケ月間放置した後電解液の
漏液の有無を確認した。その結果を第１表に示す。
漏液の有無を確認した。その結果を第１表に示す。
第 １ 表
（）内は分子か不良試験数１分母か供試験数上記第１表
から明らかなる如く１本発明による方法を採用すること
により、液密性の極めて優れた電池を得ることかできる
。
から明らかなる如く１本発明による方法を採用すること
により、液密性の極めて優れた電池を得ることかできる
。
なお本発明においては液密性等を要求される密閉形の電
池の封口方法として広く応用できるものである。
池の封口方法として広く応用できるものである。
上述せる如く１本発明は液密性に優れ、キャップと容器
との電気的な絶縁か保持できる等工業的価値基だ大なる
ものである。
との電気的な絶縁か保持できる等工業的価値基だ大なる
ものである。
第１図はかしめにより封口されたボタン形リチウム電池
の断面図、第２図はレーザ溶接により封口された状態を
示す断面図、第３図は本発明による封口方法において用
いられる絶縁体を示す概略にして、Ａは上面図、ＢはＡ
におけるＡ−に線に沿う断面図、第４図および第５図は
それぞれ本発明による封口方法において用いられる容器
、キャップを示す概略図、第６図は本発明による封口方
法を示す説明図、第７図は第６図における接合部を示す
拡大図である。 ８は絶縁体、９ｓよび１０はコーティング特許出願人
の断面図、第２図はレーザ溶接により封口された状態を
示す断面図、第３図は本発明による封口方法において用
いられる絶縁体を示す概略にして、Ａは上面図、ＢはＡ
におけるＡ−に線に沿う断面図、第４図および第５図は
それぞれ本発明による封口方法において用いられる容器
、キャップを示す概略図、第６図は本発明による封口方
法を示す説明図、第７図は第６図における接合部を示す
拡大図である。 ８は絶縁体、９ｓよび１０はコーティング特許出願人
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ツ キャνプおよび容器の外周部に１表面に比較的低融点を
有する金属あるいは合金のコーティングを施した耐熱性
を有する絶縁体をはさんでキャップ、容器および絶縁体
を固定した後前記外周部に高エネルギ密度を有する光線
を照射すること°によりコーティングを溶融させて、容
器とキャップとを電気的に絶縁し両者を一体化せしめる
ことを特徴とする密閉形電池の封口方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56213561A JPS58115754A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 密閉形電池の封口方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56213561A JPS58115754A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 密閉形電池の封口方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58115754A true JPS58115754A (ja) | 1983-07-09 |
Family
ID=16641243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56213561A Pending JPS58115754A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 密閉形電池の封口方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58115754A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5512660A (en) * | 1978-07-12 | 1980-01-29 | Yuasa Battery Co Ltd | Enclosed battery |
-
1981
- 1981-12-28 JP JP56213561A patent/JPS58115754A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5512660A (en) * | 1978-07-12 | 1980-01-29 | Yuasa Battery Co Ltd | Enclosed battery |
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