JPS6255864A - ボタン形電池 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はハーメチックシールを採用したボタン形電池
に関する。さらに詳しくは、注入した電解液をガスケア
）で仮封止して溶接部への漏出を防止しつつ電池ケース
と電池蓋とを溶接して封止したボタン形電池に関する。

〔従来の技術〕

従来、ハーメチックシールを採用した扁平形の電池は、
第６図に示すように、電池蓋２の集電端子の構成部材と
してパイプ２ｄを用いるか、あるいは、第９図に示すよ
うに、電池蓋２のボディ２ａに電解液注入用の孔２ｅを
設けておき、電池ケースｌの開口端部１ａと電池蓋２の
ボディ２ａとを溶接したのち、前記集電端子を構成する
パイプ２ｄまたはボディ２ａに設けた孔２ｅから電解液
を注入し、電解液注入後に、それぞれ第７図および第１
０図に示すように、上記パイプ２ｄまたは孔２ｅに封止
栓２ｆを挿入し、封止栓２ｆをそれぞれ第８図および第
１１図に示すように、パイプ２ｄまたは孔２ｅの周辺の
ボディ２ａと溶接して封止する工程を経てつくられてい
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記のように電解液を電池ケース１と電
池蓋２との溶接後に注入する場合には、電解液注入口と
して利用したパイプ２ｄまたは孔２ｅを電解液注入後に
溶接封止しなければならず、溶接が２工程になるという
工程上の問題と、電池ケース１と電池蓋２との溶接後に
細いパイプ２ｄまたは小さな孔２ｅから電解液を注入す
る関係上、真空含浸による電解液注入法を採らざるを得
す、そのための設備を要する上に、工程的にも時間がか
かるという問題があった。

また、上記のような問題を避けるため、電解液注入後に
電池蓋と電池ケースとを溶接することも考えられるが、
その場合には、電解液溶媒の蒸気が電池蓋と電池ケース
との溶接部に出現して溶接不良を起こさせる原因となっ
た。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は上述した従来技術の問題を解決するもので、
電池蓋に電解液注入用のパイプや孔を設けず、ガスケッ
トを電池蓋の外周縁部と電池ケースとの間に配設し、電
解液の注入後、電池ケースの開口端部の内方への締め付
けにより、ガスケットの要部を締め付けて電池蓋と電池
ケースに圧接させて仮封止し、注入された電解液が少な
くとも溶接が終了するまで溶接部へ漏出しないようにす
ると共に、電池ケースの開口端部を電池蓋のボディに当
接させ、電池ケースの開口端部と電池蓋のボディとを溶
接して封止することにより、１回の溶接で、かつ溶接不
良を発生すること、なく、密封性の高いボタン形電池を
提供したものである。

〔実施例〕

つぎに本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１〜３図は本発明のボタン形電池の一実施例を示す断
面図で、第１図は完成後の状態、第２〜３図は製造中の
状態を示し、第２図は電池ケースの開口端部を締め付け
る前の状態、第３図は電池ケースと電池蓋とを溶接する
前の状態を示す。

図中、１は電池ケースで厚さ０．３ｆｆＩｍのステンレ
ス鋼板で形成され、１ａはその開口端部である。２は電
池蓋で、この電池蓋２はその本体部分を構成する厚さ０
．４ｍａ＋のステンレス鋼製で環状のボディ２ａの内周
側にガラスで形成される絶縁層２ｂを介してステンレス
鋼製でピン状の集電端子２Ｃを設けてなるものである。

そして、ボディ２ａの外周縁部２ａ１、つまり電池蓋２
の外周縁部２ａ１は、その内周側の部分から一旦カール
し下方に向かうと共に、さらにもう一度カールして径方
向外方に向かい、そこで直ちに終わり、電池蓋２の外周
縁で垂下した部分、つまり電池蓋２を図示の状態から上
下を反転すると、電池蓋２が容鼎状となり、該容器体の
側壁となる部分を構成している。

３はポリプロピレン製のガスケット、４は正極、５はセ
パレータ、６は負極である。正極４は二酸化マンガンを
活物質とする合剤の加圧成形体（厚さ０．４ｍｍ、直径
５　ｍｍ）からなり、その下部は電池ケース１の底部１
ｂに接触し、その結果、電池ケース１は正極端子として
の機能を有している。セパレータ５はポリプロピレン不
織布がらなり、負極６は厚さ０．４ｍｍ、直径６■のリ
チウムシートからなる。７はポリプロピレン製の絶縁体
で負極６と電池蓋２のボディ２ａとを絶縁している。

そして、この電池には電解液が注入されており、該電解
液にはプロピレンカーボネート５０容量％と１，２−ジ
メトキシエタン５０：？ｉ４％からなる混合溶媒に過塩
素酸リチウムを０．５　ｍｏｌ／　１　ｉ９解した有機
電解質溶液が使用されている。ただし、電池内では、電
解液はほとんどセパレータ４と正極５とに吸収されてい
るので、図面には表示されない。

ガスケット３は、最外部の直径９１ＩｌｌＷ１最内部の
直径８ｍｍの環状で断面路横倒コ字状をしており、その
外周部３ａは、第２図に明瞭に示されているように、高
さが電池ケース１の開口端部１ａの高さより低（、第３
図に示すように、電池ケース１の開口端部１ａを内方に
締め付けて仮封止した状態では、電池ケース１の開口端
部１ａが電池蓋２のボディ２ａに当接する。上記仮封止
は、電池内に注入された電解液をガスケット３で仮封止
して少なくとも溶接が終了するまで、電解液が溶接部に
出ていくのを防止するためであり、この仮封止に際して
ガスケット３中の有用な部分、つまりガスケット３の要
部は、電池蓋２の外周縁部’ｌａ１の外周側と電池ケー
ス１の側壁との間に配置する外周部３ａと、電池Ｍ２の
外周縁部２ａ１と電池ケース１の底部１ｂとの間に介在
する底部３ｂとであり、ガスケット３の内周部３Ｃ１つ
まり電池蓋２の外周部２ａ１より内側の部分は負極６と
ボディ２ａとの直接接触を避けるだめの絶縁材として働
くのみで、この部分は実施例に示すガスケット３のよう
に外周部３ａや底部３ｂと一体に形成する必要はなく、
ガスケット３は外周部３ａと底部３ｂとで構成し、この
内周部３ｃはガスケット３と別体に絶縁部材として独立
して作製することも可能である。

本実施例のように、ガスケット３に外周部３ａ。

つまり電池蓋２の外周縁部２ａ１の外周側に配置する部
分を設ける場合において、該ガスケット３の外周部３ａ
の高さを前述のように電池ケースｌの開口端部１ａの高
さより低くするのは、そうしておかないと、電池ケース
１の開口端部１ａを締め付けたときに電池ケース１の開
口端部１ａが電池蓋２のボディ２ａに当接せず、電池Ｍ
２と電池ケース１との溶接による封止ができないからで
ある。ガスケット３の外周部３ａの電池ケース１の開口
端部１ａに対する高さの上限は、上記のように電池ケー
ス１の開口端部１ａの高さより低くし、電池ケース１の
開口端部１ａを内方に締め付けたときに電池ケースｌの
開口端部１ａが電池Ｍ２のボディ２ａに当接しうるよう
な関係に保っておけばよいが、一方、ガスケット３によ
る仮封止により、電解液の溶接部への漏出を効率よく防
止するためには、ガスケット３の外周部３ａの高さが少
なくとも電池蓋２の外周縁部２ａ１の下端の高さと同一
か、またはガスヶ・７ト３の外周部３ａの高さを電池蓋
２の外周縁部２ａ１の下端の高さより高くしてお°くこ
とが好ましい。

この電池の作製はたとえば次に示すように行われる。

電池Ｍ２を図示のような状態とは上下を反転させ、容器
状にし、その内部に絶縁体７、負極６、セパレータ５、
電解液の大部分および正極４の順に収容し、さらに正極
４上に残りの電解液を注入し、その上から電池ケース１
をかぶせる（第２図はこの状態を上下を反転した状態で
示している）、つぎに、電池ケースｌの開口端部１ａを
内方に締め付けて、電池Ｍ２の外周縁部２ａ１にあらか
じめ嵌合しておいたガスケント３をかしめて電池蓋２と
電池ケース１とに圧接させて仮封止し、電解液が溶接部
に漏出しないようにすると共に、電池ケースｌの開口端
部１ａを電池Ｍ２のボディ２ａの外周縁部２，１の肩部
に当接させる（第３図はこの状態を上下を反転した状態
で示している）。

つぎに、電池ケース１と電池蓋２との当接部をレーザで
溶接する（溶接条件二出力１ｋＷ、熔接時間１秒、レー
ザ側を固定し、電池側を回転させて溶接する）。

上記のような電池では、電解液を電池ケース１と電池蓋
２との溶接前に注入しているが、電池ケース１と電池蓋
２との溶接時には、ガスケット３で仮封止しているので
、注入された電解液が溶接部に漏出することがなく、電
池Ｍ２と電池ケース１との溶接を溶接不良の発生なく確
実に実施することができ、密封性の高い電池が得られる
。また、溶接も１回で済み、電解液の注入にも特別な装
置を要しない。

第１表は、上記電池と、第５図に示す構造の電池の電池
蓋２と電池ケースｌとの溶接時の溶接不良の発生状況を
示したものである。比較のために取り上げた第５図に示
す電池は、本発明者らが、上記本発明の電池を発明する
前に考えたもので、ガスケットを用いていないほかは本
発明の電池と類似した構造をしている０両電池とも直径
９．５ｍｍ、高さ２ｍｍのボタン形電池であり、溶接は
両電池とも１００個ずつ行い、第１表には溶接した電池
個数を分母に、溶接不良の発生した電池個数を分子に示
す。また、第１表には第５図に示す電池を対照品として
表示した。

第　　１　　表 第１表に示すように、本発明の電池は溶接した１００個
の電池中に溶接不良がまったくなかった。

対照品として表示した第５図に示す電池に溶接不良が多
く発生したのは、電池蓋２と電池ケース１との寸法バラ
ツキにより、電池ケース１の開口端部１ａの締め付けに
よっても、電池ケース１の開口端部１ａが電池Ｍ２のボ
ディ２ａに充分に密接しなかったり、あるいは電池Ｍ２
のボディ２ａの外周縁部２ａ１の下端が電池ケース１の
底部１ｂ内面に充分に密接しないものが多数発生して、
電解液が溶接部に漏出したためであると考えられる。寸
法バラツキによる電解液の漏出を防止するには、電池蓋
２の外周径を電池ケース１の内周径より若干多く形成す
れば解消できると考えられるが、この電池では電池Ｍ２
にガラスで形成される絶縁部２ｂ“が設けられているた
め、電池蓋２の外周径を電池ケースｌの内周径より若干
大きく形成して、電池蓋２を電池ケースｌに嵌合しよう
とすれば、電池蓋２で電池ケース１を押し拡げなければ
ならず、その結果、電池蓋２の絶縁部２ｂに力がかかっ
て絶縁部２ｂが破壊するため、電池蓋２の外周径を電池
ケース１の内周径より大きくすることに問題があり、そ
のため、上述のような寸法バラツキによる電解液の漏出
が生じやす（、その結果として、溶接不良が発生しやす
くなったものと考えられる。これに対して、本発明の電
池では、ガスケット３により電池Ｍ２や電池ケース１の
多少の寸法バラツキを吸収でき、そのことも溶接不良を
少なくするのに寄与しているものと考えられる。

第４図は本発明のボタン形電池の他の実施例を示す断面
図であり、この実施例におけるガスケット３は、電池Ｍ
２の外周縁部２ａ１と電池ケース１の底部１ｂとの間に
介在〜する底部３ｂと、電池Ｍ２ａの外周縁部２ａ１の
内周側に位置する内周部３ｃと、上記内周部３ｃの上端
からさらに内周側に電池蓋２の内面にそって集電端子２
ｃの近傍まで伸びる水平部３ｄとからなる。つまり、こ
の第４図に示す実施例のガスケット３は、前記した第１
図に示す実施例の電池のガスケット３と絶縁体７とが一
体化した形になっており、水平部３ｄが負極６と電池Ｍ
２のボディ２ａとを絶縁していて、前述の絶縁体７と同
様の役割を果たしている。ただし、この第４図に示す実
施例の電池のガスケント３は、前記第１図に示す実施例
の電池におけるガスケットの外周部３ａに相当する部分
は有しておらず、電池蓋２の外周縁部２ａｌの下端部側
面は電池ケース１の側壁内面に当接している。したがっ
て、この第４図に示す実施例においては、電池ケース１
の開口端部１ａを内方に締め付けたときのガスケット３
による仮封止により、電解液の漏出防止に効果を発揮す
るのは、底部３ｂであって、この底部３ｂがこの実施例
における仮封正に際してのガスケット３の要部となる。

そして、この第４図に示す実施例の電池においても、前
記第１図に示す電池と同様にガスケット３による仮封正
によって、電池蓋２と電池ケース１との溶接時の電解液
の溶接部への漏出が防止され、溶接不良を起こすことな
く、溶接が確実に実施でき、密封性の高い電池が得られ
る。

なお、実施例ではガスケットとしてポリプロピレン製の
ものを用いたが、それに限られることなく、たとえばポ
リエチレン、ポリテトラフルオロエチレン製のものを用
いることもできる。また、実施例における電池ケース、
電池蓋のボディ、集電端子などはステンレス鋼製のもの
であるが、これらの材質は実施例に例示のもののみに限
られることなく他のものであってもよい。また、電池蓋
の絶縁層もガラスで形成されたものを示したが、絶縁層
はアルミナなどのセラミックスで形成したものでもよい
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明では、ガスケットで仮封止
して、少な（とも溶接が終了するまで、注入された電解
液が溶接部に漏出するのを防止して、電池蓋と電池ケー
スとを溶接できる構造にしているため、溶接不良の発生
がなく、溶接を確実に行うことができ、密封性の高い電
池を得ることができた。また、溶接回数も１回で済み、
溶接工程の短縮がはかれると共に、電解液の注入にも特
別な装置を要しない。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明のボタン形電池の一実施例を示す断
面図であり、第１図は完、成後の状態、第２〜３図は製
造中の状態を示し、第２図は電池ケースの開口端部の締
め付は前の状態、第３図は電池蓋と電池ケースとの溶接
能の状態を示す。第４図は本発明のボタン形電池の他の
実施例を示す断面図である。第５図は比較対照のため作
製したボタン形電池を示す断面図である。第６〜８図は
従来電池の一例を示す断面図で、第６〜７図は製造中の
状態を示し、第６図は電解液注入前の状態、第７図は電
解液注入後に封止栓をパイプに挿入した状態、第８図は
完成後の状態を示す。第９〜１１図は従来電池の他の例
を示す断面図で、第９〜１０図は電解液注入前の状態、
第１０図は電解液注入後に封止栓をボディに設けた電解
液注入用の孔に挿入した状態、第１１図は完成後の状態
を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属製の電池ケースと、金属製で環状のボディの
   内周側にガラスまたはセラミックスで形成される絶縁層
   を介して集電端子を設けた電池蓋と、ガスケットを備え
   、電池ケースと電池蓋との間に、少なくとも正極、負極
   、セパレータおよび電解液を収納し、電池ケースの開口
   端部の内方への締め付けにより、電池蓋の外周縁部に嵌
   合したガスケットを電池蓋と電池ケースに圧接させて仮
   封止すると共に、電池ケースの開口端部を電池蓋のボデ
   ィに当接させ、電池ケースの開口端部と電池蓋のボディ
   とを溶接して封止したことを特徴とするボタン形電池。