JPS5812707B2 - 密閉式電池 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は密閉式電池、特に貫通型の端子を有する封口
部と金属製容器とを互いに溶接接合してなる電池ケース
を用いるものに関する。

この種の密閉式電池は、金属製封口蓋の中央に端子を遊
貫通させ、さらにこの端子と上記封口蓋との隙間を電気
絶縁性で無機質の封着材で塞いで両者を一体化してなる
封口部と、この封口部と互いに溶接接合されることによ
り密閉構造の電池ケースを形成する金属製容器部とを有
する。

上記封着材としては、例えばガラス、セラミックス等の
無機質材料が使用され、これによりいわゆるハーメチッ
クタイプのシール構造が形成される。

上記端子は集電板等を介して発電要素の一方の極に接続
し、また上記金属製容器は他方の端子を兼ねるものであ
って、上記発電要素の他方の極物質に直接接触する。

ところで、この種の密閉式電池は、特に小型な偏平型電
池に適した構造であり、また耐漏液性能および貯蔵性能
を高めるのにも適した構造である。

従って、この種の電池の構造は、時計等の小型電池応用
機器に使用されるアルカリ電池あるいは非水電解質電池
において多く採用され、そこで比較的高い信頼性を得て
いる。

しかしながら、上述したごとき構造の電池においても全
く問題がなかった訳ではなく、特に上記封口部と金属製
容器の溶接部分に不良が生じ易く、さらにその部分の溶
接に原因して種々の問題を生じていた。

まず、上記封口部と上記金属製容器とは、互いに溶接接
合されることにより一体化されて密閉構造の電池ケース
となるが、従来においてはその溶接条件に極めてきわど
い要素があった。

すなわち、従来の密閉式電池においては、その密閉構造
の電池ケースを形成するに際しての溶接条件、特に溶接
時間や溶接温度が少しでも過剰気味になると、その溶接
部に近接する構成部材特に発電要素の構成部材を熱分解
して容量劣化や絶縁不良を招へ。

また、過剰な溶接条件は金属製容器に熱膨脹衝撃をもた
らし、これにより該金属製容器と発電要素の極物質との
間に接触不良をもたらす。

さらに、その溶接が電気溶接による場合は、その溶接の
際に熱風とともに溶接塵が灼熱状態で内部に飛散して構
成部材の熱分解をもたらすとともに、その飛散した溶接
塵が電池の貯蔵中に電解液中に溶出してガス発生を招く
こともある。

他方、上記の溶接条件を控え目にすると、今度は溶接不
良により機密性が損われ、これにより耐漏液性能および
貯蔵性能が大きく低下してしまう。

このように、この種の密閉式電池の製造に際しては、封
口部と容器とを互いに溶接接合するときの溶接条件の設
定が非常にきわどく、このためその溶接条件の管理が非
常に難しく、またその溶接に原因する不良の発生が多か
った。

この発明は以上のような従来の課題に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、封口部と金属製容器と
を互いに溶接接合して電池ケースを形成する際の溶接条
件の許容設定範囲を従来よりも大幅に広くとれるように
し、特にその溶接条件が若干過剰気味になっても、これ
によって周囲の構成部材に悪影響を及ぼしたり、あるい
は溶接塵が飛散してガス発生の原因を生じたりしないよ
うにし、これによりその溶接工程を大幅に簡略化して量
産適性を高めるとともに、溶接に原因する不良を大幅に
少くすることができるようにした密閉式電池を提供する
ことにある。

上記の目的を達成するために、この発明は、金属製封口
蓋の中央に端子を遊貫通させ、さらにこの端子と上記封
口蓋との隙間を電部絶縁性で無機質の封着材で塞いで両
者を一体化してなる封口部と、この封口部と互いに溶接
接合されることにより密閉構造の電池ケースを形成する
金属製容器とを有する密閉式電池において、上記封口部
と上記容器のいずれか一方に、両者の溶接接合面にほぼ
直交し、かつ該溶接接合面よりも内側となる部分に位置
する障壁を設けるとともに、この障壁が設けられた方の
部材の該障壁の外側に他方の部材を嵌合させてなること
を特徴とする。

以下、この発明の好適な実施例を図面に基づいて説明す
る。

図はこの発明による密閉式電池の一実施例を示す。

同図に示す電池は、まず太き《分けて、電池ケースと発
電要素とから構成される。

発電要素はもちろんその電池ケース内に密封入されてい
る。

この発電要素は、陽極活物質１０、セパレータ１１およ
び陰極合剤８を層状に配置してなるものである。

また、電池ケースは封口部１と金属製容器９とを互いに
溶接接合することにより形成される。

封口部１は、封口蓋２、環状ボス部材３、封着材５およ
び端子４からなる。

封口蓋２は金属製であって、皿状にプレス成型されてい
る。

この封口蓋２の中央には金属製の環状ボス部材３が溶接
等によって一体に取付けられている。

さらに、この環状ボス部材３の中央には上下方向に貫通
する透孔が形成されており、この透孔にリード状端子４
が遊貫通している。

そして、このリード状端子４と環状ボス部材３との間の
環状隙間部分が、ガラスあるいはセラミックス等の無機
質の封着材５によって塞がれている。

リード状端子４は封口蓋２に貫通状態で取付けられてい
るため、いわゆる貫通端子とも呼ばれる。

このように封口蓋２、環状ボス部材３、封着材５および
端子４が互いに一体化することにより上記封口部１が形
成されている。

上記リード状端子４の下端には皿状集電板７がスポット
溶接等により接合され、該端子４はこの集電板７を介し
て陰極合剤８に電気的に接続する。

また、上記封口蓋２の内側面には絶縁キャップ６が配設
され、この絶縁絶縁キャップ６により該封口蓋２を陰極
合剤８かも電気的に絶縁・隔離する。

封口蓋２は鉄にニッケルメッキを施したものである。

この封口蓋２を含む封口部１は、その内側の容器状空間
に電解液と氷化亜鉛を主成分とする陰極合剤８を充填さ
れた後、後述する金属容器９と溶接接合される。

金属製容器９は、図示の実施例では、その短筒状の周縁
部が折曲げられることにより二重の側壁９ａ，９ｂが形
成されている。

さらに、その側壁９ａ，９ｂの外側裾端部９ｃに水平な
溶接部が形成されている。

この金属容器９の内部には例えば酸化銀と黒鉛を主成分
とする陽極活物質１０が収納される。

陽極活物質１０はあらかじめ０．５〜１．５ｇン程度の
圧力でペレット状に成形されたものを該金属容器９に入
れた後、適当な金型を用いて２〜６トンの高圧力で再加
圧し、これにより充填密度を増大させるとともに該金属
容器９との密着性を良好ならしめる。

金属製容器９の材質は加圧力による伸びの少い材質、例
えばステンレス等が望ましいが、陽極活物質１０による
接触面の化学的耐久力からステンレス単体よりは内面に
ニッケルを貼着したニッケル−ステンレスのクラッド材
、あるいは外部の光沢や外部端子との接触抵抗をも考慮
してニッケル−ステンレス一二ッＡｙ（３層クラツド板
がより好適である。

陽極活物質１０は、金属容器９内にて再加圧されたこと
より上記側壁９ｂの内側面にも密接するようになる。

この後、その陽極活物質１０の上面には電解液を吸収さ
せたセパレータ１１が配設される。

次に、陽極活物質１０が収納された上記金属容器９には
、陰極合剤８が収納された上記封口部が被せられ、該容
器９の側壁９ａ，９ｂの外側裾端部９Ｃに封口部１を構
成する封口蓋２の外周鍔部２ａを当接させ、この当接部
１２を環状に電気溶接する。

このとき、封口部１は金属製容器９の側壁９ｂの外側に
嵌合するが、その嵌合部分の隙間１３の幅は溶接時に発
生ず乞溶接塵の通過を防止するために少くとも０．５ｍ
ｍ以下にすることが望ましい。

溶接塵の通過を阻止するためには、その隙間１３０幅を
少くすればするほど良い。

例えば、封口部１の封口蓋の内径よりも若干大きめの外
径を持つ金属容器９の外側側壁９ｂに上方から封口部１
を嵌合すると、その隙間１３はほとんどなくすことがで
きる。

しかし、余りにも強い力で圧入しなげれば両者が嵌合し
ないような寸法関係にすると、両者の圧接嵌合部を介し
て溶接電流の分流が大きくなり、このため当接部１２の
溶接状態に悪影響が生じる。

好ましい隙間１３０幅としては両者の材質、板圧等にも
よるが、両者の嵌合前の寸法において＋０．５〜−０．
０５ｍｒ程度である。

さて、以上のように構成されたこの発明による密閉式電
池は、前述した従来の問題点を以下のようにして解決す
ることができる。

（１）溶接を行なう当接部１２かも内部の構成部材特に
発電要素の構成部材へ到達するまでの距離が長く、しか
もその間の熱容量が大きくなるため、溶接部分で発生す
る溶接熱が上記構成部材を熱分解させるほどの高熱で波
及しなくなる。

（２）溶接を行なう当接部１２に、ほぼ直交して設けら
れた金属製容器の二重の側壁９ａ，９ｂおよび上記隙間
１３によって、溶接部分で発生する溶接塵が電池内部深
くまで飛散することが防止される。

（３）溶接部分で発生する溶接時の熱風が電池内部に流
入する前に該溶接部分に直角に交わる金属製容器９の外
側の側壁９ｂに吹付けられ、さらに実施例では、上記隙
間１３を形成する金属壁によって冷却され、これにより
その熱風が消滅あるいは無害化される。

（４）当接部１２の溶接による熱変形は金属製容器９の
折曲げによって形成された外側側壁９ｂにて吸収され、
陽極活物質１０が密接する部分にまでは波及しない。

従って、陽極活物質１０と金属製容器９との接触状態は
悪影響を受けず、これにより両者の接触抵抗の増大が防
止される。

以上に述べたような効果により、この発明による密閉式
電池では、封口部１と金属製容器９との溶接条件が仮に
過剰気味になったとしても、従来の場合に生じていた数
々の障害が防止され、これによりまず、溶接条件が過剰
気味になることに原因する不良の発生がなくなる。

次に、その溶接条件を若干過剰気味に設定して溶接を確
実に行なわしめることができるようになっているので、
溶接不良に原因する障害の発生もほとんどなくすことが
できる。

そして、その溶接条件は従来のようににきわどいもので
はなく、若干の過剰条件も許容されるので、溶接条件の
管理が大幅に簡単になり、従って量産適性にも優れるよ
うになる。

なお、上述の実施例では、溶接部分となる当接部１２に
ほぼ直交する障壁を金属製容器９側に形成したが、この
障壁を上記封口部１側に形成しても、上述の実施例の場
合とほぼ同様の効果を得ることができる。

以上のように、この発明によりる密閉式電池は、封口部
と金属製容器の溶接接合に際して生じていた種々の不良
原因を簡単かつ確実に取除くことができ、これによりほ
とんど不良のない信頼性の高い電池とすることができる
。

また、その溶接条件の設定もきわどいものではなく、若
干過剰気味に行なうことができるようになっているので
、溶接不良に原因する不良をなくすことができるととも
に、溶接条件の管理を簡単にし、これにより量産適性も
大幅に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明による密閉式電池の一実施例を示す断面図
。 １・・・・・・封口部、２・・・・・・封口蓋、２ａ・
・・・・・外周鍔部、４・・・・・・リード状端子、５
・・・・・・ガラス等の封着材、６・・・・・・絶縁キ
ャップ、７・・・・・・集電板、８・・・・・・陰極合
剤、９・・・・・・金属製容器、９ａ＋９ｂ・・・・・
・側壁、９ｃ・・・・・・外側裾端部、１０・・・・・
・陽極活物質、１１・・・・・・セパレータ、１２・・
・・・・溶接接合面となる当接部、１３・・・・・・隙
間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属製封口蓋の中央に端子を遊貫通させ、さらにこ
   の端子と上記封口蓋との隙間を電気絶縁性で無機質の封
   着材で塞いで両者を一体化してなる封口部と、この封口
   部と互いに溶接接合されることにより密閉構造の電池ケ
   ースを形成する金属製容器とを有する密閉式電池におい
   て、上記封口部と上記容器のいずれかに一方に、両者の
   溶接接合面にほぼ直交し、かつ該溶接接合面よりも内側
   となる部分に位置する障壁を設けるとともに、この障壁
   が設けられた方の部材の該障壁の外側に他方の部材を嵌
   合させてなることを特徴とする密閉式電池。 ２ 特許請求の範囲１記載のものにおいて、上記障壁は
   上記金属製容器の周縁部を折曲げることにより二重の側
   壁として形成登れ、この側壁の内側面に、発電要素の上
   記容器側の極物質を密接させたことを特徴とする密閉式
   電池。