JPWO2016072438A1

JPWO2016072438A1 - 扁平形電池およびその組み立て用部材

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Publication number: JPWO2016072438A1
Application number: JP2016557788A
Authority: JP
Inventors: 慎也小松
Original assignee: Hitachi Maxell Energy Ltd
Current assignee: Hitachi Maxell Energy Ltd
Priority date: 2014-11-06
Filing date: 2015-11-05
Publication date: 2017-08-17
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Abstract

扁平形電池（１）は、筒状の周壁を有する外装缶（１０）と、外装缶（１０）の周壁（１２）の内側に配置され、かつ、外装缶（１０）の外径より小さい筒状の周壁（２２）を有する封口缶（２０）と、外装缶（１０）の周壁（１２）と封口缶（２０）の周壁（２２）との間に配置されたガスケット（３０）とを備える。封口缶（２０）の周壁（２２）は、その開口端を段状に拡げる段部（２２ｃ）を含む。ガスケット（３０）は、封口缶（２０）の周壁（２２）の外表面を覆うとともに、封口缶（２０）の段部（２２ｃ）に接する外筒部（３１）と、封口缶（２０）の周壁（２２）と外装缶（１０）の底部（１１ｂ）との間に配置され、外装缶（１０）の底部（１１ｂ）に接する突延部（３３）とを備える。外筒部（３１）は、封口缶（２０）の径方向において、基端部（２２ａ）から封口缶（２０）の周壁（２２）よりも外装缶（１０）の周壁（１２）側に至る部分まで延びている境界部（Ｌ）を含む。

Description

本発明は、扁平形電池およびその組み立て用部材に関する。

従来、有底筒状の外装缶と外装缶の内側に配置される封口缶とを備え、電池内部の気密性を保ち、外装缶と封口缶との電気的な絶縁を確保すべく、外装缶と封口缶との間に樹脂製のガスケットを配置した扁平形電池に関するものとしては、例えば、特開２０１２−１９０７５８号公報に開示されたものが存在している。

特開２０１２−１９０７５８号公報には、外装缶及び封口缶と封口缶の周壁部に一体成形されたガスケットとを備え、ガスケットは、封口缶と外装缶との間でシールとして機能するガスケット先端部と、封口缶に外装缶を嵌合させた場合にガスケット先端部を外装缶の底部に押し付けるガスケット外側部とを有し、ガスケット外側部において、外装缶の周壁部の開口端部が嵌合される位置に突出部を設ける扁平形電池が開示されている。

特開２０１２−１９０７５８号公報の扁平形電池において、突出部は、封口缶の基端部側に位置する側面が封口缶の拡径部の外表面よりも封口缶内方に位置するように形成されている。そのため、封口缶の段部に対して外装缶の周壁部の開口端部をかしめた際に、突出部を押圧した力がガスケット外側部を介してガスケット先端部に伝わり、ガスケット先端部を外装缶の底部により強く押し付けることができる。

ところで、特開２０１２−１９０７５８号公報の扁平形電池では、ガスケット外側部の突出部に対向する位置に、封口缶の段部の外表面を覆うように形成されたガスケット外側部の一部分（以下、Ｘ部分という。）が存在している。このＸ部分は、封口缶の段部に外装缶の周壁部の開口端部をかしめたとき、ガスケット外側部の突出部と接して、ガスケット外側部の突出部に付与される押付力を直接的に受ける部分となっている。

すなわち、特開２０１２−１９０７５８号公報の扁平形電池は、Ｘ部分の存在により、封口缶の段部の外表面にガスケット外側部の突出部が直接的に接しない構造となっている。このため、ガスケット外側部の突出部に付与される押付力の一部がＸ部分に吸収・分散されてしまい、かかる押付力の全てが封口缶の段部に対して十分に伝わらなくなる。その結果、外装缶の底部に対するガスケット先端部の押付力が減退してしまい、電池内部における気密性が低下するという問題がある。

本発明の目的は、ガスケットの封止性能を高めることによって、電池内部の気密性をより向上させた扁平形電池を提供することにある。

また、本発明の別の目的は、ガスケットの封止性能を高めることによって、電池内部の気密性をより向上させた扁平形電池の組み立て用部材を提供することにある。

この発明の実施の形態によれば、扁平形電池は、外装缶と、封口缶と、ガスケットとを備え、外装缶の周壁の開口端がかしめられ、封口されてなる扁平形電池である。外装缶は、筒状の周壁を有する。封口缶は、外装缶の周壁の内側に配置され、かつ、外装缶の外径より小さい筒状の周壁を有する。ガスケットは、外装缶の周壁と封口缶の周壁との間に配置される。そして、封口缶の周壁は、底部側の基端部と、基端部の外径よりも大きく形成された開口端側の拡径部と、基端部と拡径部との間の段部とを有する。また、ガスケットは、封口缶の拡径部の外表面を覆うとともに、封口缶の段部に接する外筒部と、封口缶の拡径部と外装缶の底部との間に配置され、外装缶の底部に接する突延部とを含む。外筒部における封口缶の段部に接する部分の外装缶側には、封口缶の径方向において封口缶側よりも突出した立上り部が形成されている。外装缶の周壁の開口端がかしめられた状態で、ガスケットの立上り部が封口缶の周壁の基端部の少なくとも一部と接している。

この発明の実施の形態によれば、扁平形電池の組み立て用部材は、前記扁平形電池の組み立て用部材であって、封口缶と、ガスケットとを備える。封口缶は、筒状の周壁を有する。ガスケットは、封口缶と一体化された略円筒状である。封口缶の周壁は、底部側の基端部と、基端部の外径よりも大きく形成された開口端側の拡径部と、基端部と拡径部との間の段部とを有する。ガスケットは、封口缶の拡径部の外表面を覆うとともに、封口缶の段部に接する外筒部と、外筒部と連接し、拡径部の開口端を覆う突延部とを含む。外筒部における封口缶の段部に接する部分の外表面側には、封口缶側よりも封口缶の筒軸方向に突出した立上り部が形成されている。立上り部の幅Ａは、拡径部の外表面を覆う外筒部の幅Ｂよりも小さい。立上り部の高さｈと、外筒部の立上り部よりも内方側における幅ｔとは、ｈ＞ｔを満たす。

本発明の実施の形態による扁平形電池の概略構成を示す断面図である。扁平形電池内の電極体の構造を断面で拡大して示す部分拡大断面図である。封口缶の段部付近を拡大して示す部分拡大断面図である。封口缶にガスケットをモールド成形するときの様子を示す図である。ガスケットを拡大して示す拡大断面図である。外装缶の周壁に封口缶の周壁をかしめる前後の状態における断面図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。

［全体構成］
図１を参照して、本発明の実施の形態による扁平形電池１は、主に、外装缶１０と、封口缶２０と、ガスケット３０と、電極体４０とを備える。

より具体的には、扁平形電池１は、図１に示すように、筒状の周壁を有する外装缶１０と、外装缶１０の周壁の内側に配置され、かつ、外装缶１０の外径より小さい筒状の周壁を有する封口缶２０と、外装缶１０と封口缶２０との間に配置されるガスケット３０と、外装缶１０と封口缶２０との間に形成される空間内に収納される電極体４０とを備える。なお、図１は、封口缶２０の周壁２２に外装缶１０の周壁１２の開口端をかしめた状態を示すものである。

扁平形電池１は、外装缶１０と封口缶２０とを合わせることによって、全体が扁平なコイン状となる。扁平形電池１の外装缶１０と封口缶２０との間に形成される空間内には、電極体４０以外に、非水電解液（図示省略）も封入されている。

本発明の実施の形態による扁平形電池１では、外装缶１０を正極缶とし、封口缶２０を負極缶としている。

外装缶１０は、ステンレスなどの金属材料からなり、プレス成形によって有底円筒状に形成されている。外装缶１０は、円形状の底部１１と、その外周に底部１１と連続して形成される円筒状の周壁１２とを備える。さらに、底部１１は、図１に示すように、電極体４０が配置される円形状の底部１１ａと、底部１１ａの外周側に形成された段差部分における円筒状の底部１１ｂとを備える。

周壁１２は、図１に示すように、縦断面視において、底部１１ｂの外周端から垂直方向（図１における一点鎖線Ｐと同方向）に延びている。ここで、図１における符号Ｐは、外装缶１０及び封口缶２０の筒軸を示す。すなわち、周壁１２は、外装缶１０の筒軸Ｐの上方向に延びている。

封口缶２０は、外装缶１０と同様、ステンレスなどの金属材料からなり、プレス成形によって有底円筒状に形成される。封口缶２０は、外装缶１０の周壁１２よりも外形が小さい略円筒状の周壁２２と、その一方の開口を塞ぐ円形状の平面部２１とを有する。

周壁２２は、図１に示すように、平面部２１の外周端から筒軸Ｐの下方向に延びており、周壁２２の先端部分に折り返し部分を設けないストレート缶として形成されている。

封口缶２０の周壁２２は、基端部２２ａと、拡径部２２ｂと、段部２２ｃとを有する。基端部２２ａは、図１に示すように、平面部２１の外周端から筒軸Ｐの下方向に延びている。拡径部２２ｂは、図１に示すように、基端部２２ａの外径よりも大きく形成され、且つ周壁２２の開口端を段状に拡げる形状を有する。段部２２ｃは、周壁２２の開口端を段状に拡げる形状を有する。換言すれば、基端部２２ａは、段部２２ｃから延設されて外装缶１０の底部１１ｂと反対側に延在しているものである。また、段部２２ｃは、基端部２２ａと拡径部２２ｂとの間に配置され、基端部２２ａと拡径部２２ｂとに連接している。

ガスケット３０は、図１に示すように、略円筒状であって、外装缶１０の周壁１２と封口缶２０の周壁２２との間に配置され、外装缶１０と封口缶２０との電気的な絶縁を確保する。ガスケット３０は、封口缶２０の周壁２２における内表面及び外表面を覆うとともに、外装缶１０の周壁１２の内表面に接し、周壁２２の開口端から封口缶２０の筒軸Ｐの下方向に突出して外装缶１０の底部１１ｂに接する。

ガスケット３０は、ポリプロピレン（ＰＰ）からなる。しかしながら、ガスケット３０の材質については、ポリプロピレンに限られず、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）にオレフィン系エラストマーを含有した樹脂組成物や、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＦＡ）、ポリアミド系樹脂などであってもよい。

電極体４０は、図２に示すように、複数の正極４１と、複数の負極４６とを備える。

電極体４０は、外装缶１０の底部１１ａと封口缶２０の平面部２１との間に形成される空間において、複数の正極４１と複数の負極４６とがそれぞれ交互に積み重ねられたものである。電極体４０は、このような積層構造として、全体的に略円柱状の形状を有する。

また、電極体４０は、筒軸Ｐの方向において、両端に位置する極性がいずれも負極となるように、複数の正極４１と複数の負極４６とを配置したものである。すなわち、電極体４０の両端には、負極４６がそれぞれ配置される。

複数の正極４１は、略円板状の形状を有する。複数の正極４１の各々は、図２に示すように、アルミニウム等の金属箔製の正極集電体４３の両面において、コバルト酸リチウム等の正極活物質を含有する正極活物質層４２を配置したものである。複数の正極４１は、図２に示すように、袋状の形状を有する複数のセパレータ４４内にそれぞれ収容される。

セパレータ４４は、平面視で円形状に形成された袋状の部材であり、略円板状の正極４１を収納可能な大きさに形成される。セパレータ４４は、絶縁性に優れたポリエチレン製の材質により構成される。

セパレータ４４は、微多孔性薄膜からなる。これにより、リチウムイオンがセパレータ４４を透過することができる。セパレータ４４は、一枚の長方形状の微多孔性薄膜のシート材によって正極４１を包み込み、シート材が重なる部分に対して熱溶着等により接着して形成される。

正極４１の正極集電体４３は、図１及び図２に示すように、筒軸Ｐに対して右側に向かって延びる導電性の正極リード５１と一体的に接続されている。正極リード５１は、正極集電体４３に接続される付近の箇所がセパレータ４４によって部分的に覆われる。

複数の正極リード５１の各々は、図１に示すように、正極集電体４３に接続される位置からセパレータ４４の外部に露出し、筒軸Ｐに対して右側の位置にて収束する。

なお、絶縁シート４９と外装缶１０の底部１１ａとの間には、正極活物質層４２が設けられていない正極集電体４３が配置されている。すなわち、この正極集電体４３は、外装缶１０の底部１１ａに電気的に接触している。

複数の負極４６は、略円板状の形状を有する。負極４６の各々は、図２に示すように、銅等の金属箔製の負極集電体４８の両面において、黒鉛等の負極活物質を含有する負極活物質層４７を配置したものである。

ただし、外装缶１０側及び封口缶２０側に配置される負極４６は、正極４１に対向する位置となる負極集電体４８の片面にのみ、負極活物質層４７が配置される。

より具体的には、外装缶１０側に配置される負極４６は、負極集電体４８の片面にのみ負極活物質層４７が配置される。すなわち、外装缶１０側に配置される負極４６は、図２に示すように、外装缶１０の底部１１ａに配置される正極４１（正極集電体４３）の上側に位置する絶縁シート４９の上面に対して、負極活物質層４７が配置されず、負極集電体４８が直接的に当接する態様にて配置される。

また、封口缶２０側に配置される負極４６についても、負極集電体４８の片面にのみ負極活物質層４７が配置される。すなわち、封口缶２０側に配置される負極４６は、図１に示すように、封口缶２０の平面部２１に対して、負極集電体４８が直接的に当接する態様にて配置される。

負極集電体４８は、図１及び図２に示すように、筒軸Ｐに対して左側に向かって延びる導電性の負極リード５２と一体的に接続されている。

負極リード５２の各々は、図１に示すように、負極４６の負極集電体４８に接続される位置から筒軸Ｐに対して左側の位置にて収束する。

複数の正極リード５１は、先端側が厚み方向に重ね合わされて、超音波溶接等により接続される。これにより、複数の正極リード５１を介して、複数の正極４１同士が電気的に接続されるとともに、各々の正極４１と外装缶１０とが電気的に接続される。

複数の負極リード５２についても、複数の正極４１及び負極４６が積層した状態で、先端側が厚み方向に重ね合わされて、超音波溶接等により互いに接続される。これにより、複数の負極リード５２を介して、複数の負極４６同士が電気的に接続されるとともに、各負極４６と封口缶２０とが電気的に接続される。

［ガスケットの構成］
ガスケット３０の構成を詳細に説明する。

ガスケット３０は、図１に示すように、封口缶２０の周壁２２を覆う外筒部３１及び内筒部３２と、封口缶２０の周壁２２と外装缶１０の底部１１ｂとの間に配置され、外装缶１０の底部１１ｂに接する突延部３３とを有する。

外筒部３１は、封口缶２０の周壁２２の外表面を覆うとともに、封口缶２２の基端部２２ａ及び段部２２ｃに接し、外装缶１０の周壁１２の開口端よりも外部に突出する。また、外筒部３１は、封口缶２０の周壁２２の開口端付近で突延部３３に連接している。

外筒部３１は、図１に示すように、封口缶２０の周壁２２を構成する基端部２２ａから拡径部２２ｂの開口端に亘る外表面を覆い、外装缶１０の周壁１２と封口缶２０の周壁２２との間の空間を密閉した状態に維持するものである。

ここで、外筒部３１は、図１に示すように、封口缶２０の径方向において、基端部２２ａから封口缶２０の周壁２２よりも外装缶１０の周壁１２側に至る部分まで延びている境界部Ｌを有する。より具体的には、境界部Ｌは、図３に示すように、外筒部３１における拡径部２２ｂの外表面を覆う部分と湾曲部３１ａとの接触部分を表したものである。

また、外筒部３１は湾曲部３１ａを備える。この湾曲部３１ａは、図１及び図３に示すように、封口缶２０の周壁２２を構成する基端部２２ａから段部２２ｃまでの外表面に接しており、封口缶２０の基端部２２ａ及び段部２２ｃと外装缶１０の周壁１２の開口端側における湾曲部分との間に形成される空間を密閉している。

このように、扁平形電池１は、外装缶１０の周壁１２と封口缶２０の周壁２２との間の空間を全体的に密閉した状態に維持されるため、ガスケット３０の封止性能が高まり、電池内部の気密性がより向上する。

さらに、外筒部３１の湾曲部３１ａは、その末端部分が外装缶１０の周壁１２の開口端よりも外部に突き出ている。より具体的には、湾曲部３１ａは、図３に示すように、封口缶２０の基端部２２ａと外装缶１０の周壁１２の開口端との間に挟み込まれている。特に、湾曲部３１ａの末端部分は、外装缶１０の周壁１２の開口端と封口缶２０の基端部２２ａとの間から外部に突き出た状態となっている。

すなわち、ガスケット３０は、封口缶２０の基端部２２ａと外装缶１０の周壁１２の開口端との間も含めて密閉するため、外装缶１０の周壁１２と封口缶２０の周壁２２との間の空間における密閉性をより向上させることができる。さらには、湾曲部３１ａが封口缶２０の基端部２２ａと外装缶１０の周壁１２の開口端との間に挟み込まれ、かつ、湾曲部３１ａの末端部分が外部に突き出ているため、封口缶２０の基端部２２ａと外装缶１０の周壁１２の開口端との接触を防ぎ、外装缶１０と封口缶２０との電気的な絶縁状態を保つことができる。

内筒部３２は、封口缶２０の周壁２２の内表面を覆う。より具体的には、内筒部３２は、図１に示すように、周壁２２の段部２２ｃの内表面から封口缶２０の周壁２２の開口端に亘り、封口缶２０の周壁２２の内表面を覆うように、略円筒状に形成される。内筒部３２の内周面は、周壁２２の基端部２２ａの内周面と略面一になるように形成される。内筒部３２は、封口缶２０の周壁２２の開口端付近で突延部３３に連接している。

突延部３３は、外装缶１０の底部１１ｂに接触する。封口缶２０の周壁２２に外装缶１０の周壁１２をかしめたとき、突延部３３の先端部分が外装缶１０の底部１１ｂに押し付けられ、外装缶１０の周壁１２と封口缶２０の周壁２２との間の空間が密閉される。

内筒部３２及び突延部３３は、かしめる時に外装缶１０の周壁１２に加えられた押付力により、封口缶２０の段部２２ｃと外装缶１０の底部１１ｂとの間で挟み込まれる。そして、図１に示すように、内筒部３２及び突延部３３は、外装缶１０の底部１１ｂに対してより強く押し付けられるため、内表面が外装缶１０の周壁１２に向かって凹状となっている。このため、突延部３３と外装缶１０の底部１１ｂとの間がより密閉された状態となる。

［製造方法］
本発明の実施の形態による扁平形電池１は、以下の製造工程を経て得られる。

まず、外装缶１０及び封口缶２０は、プレス成形により作製される。

電極体４０は、セパレータ４４によって覆われた複数の板状の正極４１と複数の板状の負極４６とを厚み方向に交互に積層して形成される。電極体４０は、従来の方法と同様の方法によって製造されるため、詳しい製造方法については説明を省略する。

封口缶２０にガスケット３０をモールド成形する工程につき、図４を用いて説明する。

図４に示すように、固定成形型６１と、可動成形型６２と、リング状の断面を有するピストン可動成形型６３とを封口缶２０の外側に配置し、ピン６４を封口缶２０の内側に配置する。ガスケット３０を成形するための成形型、すわなち、ガスケット３０を形成するための空間６０は、成形型６１，６２，６３及びピン６４によって、封口缶２０の周壁２２の周りに形成される。

固定成形型６１は、空間６０内に外部から樹脂材料を注入するための注入口（図示省略）を有する。この注入口から溶融した樹脂材料が空間６０内に注入され、空間６０内が樹脂材料で埋められる。

空間６０内の樹脂材料が硬化してガスケット３０が成形された後、可動成形型６２を取り外す。そして、ピストン可動成形型６３をピン６４の軸方向（図４中の白抜き矢印方向）に移動させることにより、ガスケット３０がモールド成形された封口缶２０をピン６４及び固定成形型６１から脱離させる。

固定成形型６１は、円筒状のガスケット３０の外周面を成形する部分において、封口缶２０の周壁２２の段部２２ｃに向かって徐々に内径が大きくなるようなテーパ状に形成されている。この形状により、ピストン可動成形型６３によってガスケット３０を押した際、封口缶２０は固定成形型６１から容易に脱離できる。

可動成形型６２は、図４に示すように、凸部６２ａ及び凹部６２ｂを備える。凸部６２ａは、モールド成形時において、封口缶２０の基端部２２ａ及び段部２２ｃに接している。凹部６２ｂは、凸部６２ａの外側に隣接する位置に形成されており、空間６０の一部として、注入口から溶融した樹脂材料が埋められる部分となっている。

この凸部６２ａにより、図５に示すように、モールド成形後において、段部２２ｃの外表面の少なくとも一部および基端部２２ａの外表面は、ガスケット３０によって覆われず、外部に露出した状態となっている。なお、段部２２ｃの外表面は、ガスケット３０によって全く覆われない状態となっていても良い。

また、図５に示すように、モールド成形後のガスケット３０は、可動成形型６２の凹部６２ｂの位置に、外筒部３１の一部として、封口缶２０の段部２２ｃよりも上方向に立ち上がった立上り部Ｚが形成される。立上り部Ｚの外側面は、外筒部３１の立上り部Ｚ以外の部分における外側面に連接している。また、立上り部Ｚは、図５に示すように、その横幅（寸法Ａ）が封口缶２０の拡径部２２ｂを覆う部分の横幅（寸法Ｂ）より小さくなるように形成される。

また、立上り部Ｚの高さをｈとし、外筒部３１の立上り部Ｚよりも内方側での幅をｔとしたとき、高さｈと幅ｔとは、ｈ＞ｔを満たす。更に、高さｈおよび寸法Ａは、ｈ＞Ａを満たす。

高さｈと幅ｔとがｈ＞ｔを満たすことにより、外装缶１０の周壁１２をかしめたとき、ガスケット３０の立上り部Ｚが封口缶２０の基端部２２ａに接し易くなり、封口缶２０の周壁２２を外装缶１０の底部１１側へ押す。その結果、ガスケット３０の突延部３３が外装缶１０の底部１１ｂに強く押し付けられる。

従って、ガスケットの封止性能が高まり、電池内部の気密性を向上できる。

また、高さｈおよび寸法Ａがｈ＞Ａを満たすことにより、外装缶１０の周壁１２をかしめたとき、ガスケット３０の立上り部Ｚが封口缶２０の基端部２２ａ側へ容易に折れ曲がり、封口缶２０の基端部２２ａに接し易くなる。その結果、上述したように、ガスケットの封止性能が高まり、電池内部の気密性を向上できる。

なお、この発明の実施の形態においては、外装缶１０の周壁１２をかしめた状態で、ガスケット３０の立上り部Ｚが封口缶２０の周壁２２の基端部２２ａの少なくとも一部に接していればよい。このような構成により、外装缶１０の周壁１２と封口缶２０の周壁２２との間の空間が密閉され、電池内部の気密性を向上できるからである。

次に、外装缶１０と封口缶２０とを合せる工程について説明する。

まず、電極体４０が絶縁シート４９等とともに外装缶１０内に配置され、非水電解液が注入される。ここで、非水電解液は、例えば、エチレンカーボネートとメチルエチルカーボネートとを混合した溶媒に、ＬｉＰＦ_６を溶解させることにより得られる。

その後、外装缶１０と、ガスケット３０がモールド成形された封口缶２０とを合わせて、図６の上図に示す状態とする。この状態から、図６の下図に示すように、外装缶１０の周壁１２の開口端を封口缶２０の周壁２２に向かう方向にかしめた状態とする。

ここで、図６の上図に示すように、封口缶２０の周壁２２に外装缶１０の周壁１２をかしめる前段階において、ガスケット３０の外筒部３１は立上り部Ｚを有する。立上り部Ｚは、幅寸法（図５に示す寸法Ａ）が封口缶２０の拡径部２２ｂの外表面を覆う部分の幅寸法（図５に示す寸法Ｂ）より小さく形成され、かつ、外装缶１０の底部１１ｂと反対側に延設されている。

また、封口缶２０の周壁２２に外装缶１０の周壁１２をかしめる前段階において、段部２２ｃの外表面の少なくとも一部および基端部２２ａの外表面は、ガスケット３０によって覆われず、外部に露出した状態となっている。

封口缶２０の周壁２２に外装缶１０の周壁１２をかしめる際、立上り部Ｚは、外装缶１０の周壁１２が折れ曲がるとともに、封口缶２０の周壁２２に向かって湾曲する。外装缶１０の周壁１２をかしめた後、図６の下図に示すように、立上り部Ｚは、湾曲部３１ａとして、ガスケット３０によって覆われずに外部に露出した封口缶２０の基端部２２ａ及び段部２２ｃの外表面に接することになる。

このように、外装缶１０の周壁１２に加えられた押付力は、ガスケット３０の他の部分に吸収されず、立上り部Ｚを介して、封口缶２０の段部２２ｃに直接伝わり、封口缶２０を押し下げる。最終的には、封口缶２０の周壁２２が外装缶１０の底部１１ｂの方向に押し下げられることにより、ガスケット３０の突延部３３が外装缶１０の底部１１ｂに押し付けられる。

ここで、図６の上図に示すように、立上り部Ｚの横幅（図５に示す寸法Ａ）は、外装缶１０の周壁１２と封口缶２０の拡径部２２ｂとの間に位置する外筒部３１の横幅（図５に示す寸法Ｂ）よりも小さくなるように形成されている。このため、図６の下図に示すように、外筒部３１における拡径部２２ｂの外表面を覆う部分と湾曲部３１ａとの接触部分を表した境界部Ｌは、封口缶２０の径方向において、基端部２２ａから封口缶２０の拡径部２２ｂの外表面よりも外装缶１０の周壁１２側に至る部分まで延びている状態となる。

すなわち、封口缶２０の周壁２２に外装缶１０の周壁１２をかしめた状態において、境界部Ｌが現れるので、ガスケット３０の立上り部Ｚが封口缶２０の基端部２２ａに接触し、封口缶２０の段部２２ｃを外装缶１０の底部１１ｂの方向へ押す。その結果、ガスケット３０の突延部３３が外装缶１０の底部１１ｂに強く押し付けられ、ガスケット３０の封止性能が高まる。従って、電池内部の気密性をより向上できる。

図６に示す寸法Ｃ１及びＣ２は、外装缶１０の底部１１ｂと封口缶２０の周壁２２の開口端部との距離を示すものである。図６に示すように、封口缶２０の周壁２２に外装缶１０の周壁１２をかしめる前後の状態において、寸法Ｃ２は、寸法Ｃ１よりも小さくなる。すなわち、封口缶２０の周壁２２に外装缶１０の周壁１２をかしめることによって、外装缶１０の底部１１ｂと封口缶２０の周壁２２の開口端部との距離が縮まり、ガスケット３０の突延部３３が外装缶１０の底部１１ｂに対して強く押し付けられる。

また、外装缶１０の周壁１２に加えられた押付力は、封口缶２０の段部２２ｃの内表面に接する内筒部３２にも伝搬する。これにより、ガスケット３０の内筒部３２及び突延部３３は、図６の下図に示すように、外装缶１０の周壁１２に向かって凹状となる。

さらに、外筒部３１は、図６の下図に示すように、その末端部分が外装缶１０の周壁１２の開口端よりも外部に突き出ている。外筒部３１の湾曲部３１ａにおける末端部分は、封口缶２０の基端部２２ａと外装缶１０の周壁１２の開口端との間に挟み込まれた状態において、外装缶１０の周壁１２の開口端と封口缶２０の基端部２２ａとの間から外部に突き出ている。

以上より、外装缶１０の周壁１２の開口端が封口缶２０の周壁２２にかしめられ、図６の下図に示すように、外装缶１０と封口缶２０とを合せた扁平形電池１が完成する。

なお、図６の上図に示すように、ガスケット３０が周壁２２にモールド成形された封口缶２０は、この発明の実施の形態による「扁平形電池の組み立て用部材」を構成する。

［作用効果］
以下に、本発明の実施の形態による扁平形電池１の作用効果を説明する。

本発明の実施の形態による扁平形電池１は、筒状の周壁１２を有する外装缶１０と、外装缶１０の周壁１２の内側に配置され、かつ、外装缶１０の外径より小さい筒状の周壁２２を有する封口缶２０と、外装缶１０の周壁１２と封口缶２０の周壁２２との間に配置されたガスケット３０とを備える。封口缶２０の周壁２２は、その開口端を段状に拡げる段部２２ｃを含む。ガスケット３０は、封口缶２０の周壁２２の外表面を覆うとともに、封口缶２０の段部２２ｃに接する外筒部３１と、封口缶２０の周壁２２と外装缶１０の底部１１ｂとの間に配置され、外装缶１０の底部１１ｂに接する突延部３３とを備える。外筒部３１は、封口缶２０の径方向において、基端部２２ａから封口缶２０の周壁２２よりも外装缶１０の周壁１２側に至る部分まで延びている境界部Ｌを含む。

このような扁平形電池１では、封口缶２０の周壁２２に外装缶１０の周壁１２をかしめた状態において、境界部Ｌが現れるので、ガスケット３０が封口缶２０の基端部２２ａに接触し、封口缶２０の段部２２ｃを外装缶１０の底部１１ｂの方向へ押す。その結果、ガスケット３０の突延部３３が外装缶１０の底部１１ｂに強く押し付けられ、ガスケット３０の封止性能が高まる。従って、電池内部の気密性をより向上できる。

また、ガスケット３０は、封口缶２０の周壁２２の内表面を覆う内筒部３２を備える。この内筒部３２は、突延部３３から延設して、封口缶２０の段部２２ｃの内表面に接し、内筒部３２及び突延部３３は、外装缶１０の周壁１２に向かって凹状となっている。

このため、外装缶１０の底部１１ｂに対してより強く押し付けられ、突延部３３と外装缶１０の底部１１ｂとの間をより密閉された状態にできる。

さらに、外筒部３１は、その末端部分が外装缶１０の周壁１２の開口端よりも外部に突き出ている。

このため、封口缶２０の基端部２２ａと外装缶１０の周壁１２の開口端との間も含めて密閉され、外装缶１０の周壁１２と封口缶２０の周壁２２との空間における密閉性をより向上させることができる。

本発明の一実施形態による扁平形電池１において、封口缶２０は、段部２２ｃから延設されて外装缶１０の底部１１ｂと反対側に延在する基端部２２ａを有する。また、封口缶２０の周壁２２に外装缶１０の周壁１２をかしめる前段階において、外筒部３１は、幅寸法が封口缶２０の周壁２２の外表面を覆う部分の幅寸法より小さく形成され、かつ、外装缶１０の底部１１ｂと反対側に延設された立上り部Ｚを有し、段部２２ｃの外表面の少なくとも一部および基端部２２ａの外表面が露出している。

この実施の形態によれば、封口缶２０の周壁２２に外装缶１０の周壁１２をかしめる際、立上り部Ｚは、ガスケット３０によって覆われずに外部に露出した封口缶２０の基端部２２ａ及び段部２２ｃの外表面に接する。このため、外装缶１０の周壁１２に加えられた押付力は、ガスケット３０の他の部分に吸収されず、立上り部Ｚを介して、封口缶２０の段部２２ｃに直接伝わり、封口缶２０を押し下げる。これにより、ガスケット３０の封止性能が高まり、電池内部の気密性をより向上できる。

［その他の実施の形態］
上記実施の形態では、電極体４０を、複数の正極４１及び負極４６を交互に積層した構成としているが、電極体の構成はこれ以外の構成であってもよい。

上記実施の形態では、外装缶１０を正極缶とし、封口缶２０を負極缶としたが、逆に封口缶２０を正極缶とし、外装缶１０を負極缶としてもよい。

上記実施の形態では、底部１１について、電極体４０を配置する底部１１ａと、底部１１ａの外周側に形成された段差部分にガスケット３０の突延部３３が押し付けられる底部１１ｂとを備える構成としたが、段差部分を設けない円形状の底部１１とし、その底部１１における同一面上に電極体４０及びガスケット３０を配置しても良い。

上記実施の形態では、外装缶１０及び封口缶２０を、それぞれ有底円筒状に形成して、扁平形電池１をコイン状に形成したが、この限りではなく、扁平形電池を、多角柱状など、円柱状以外の形状に形成してもよい。

この実施の形態によれば、封口缶の周壁に外装缶の周壁をかしめた状態において、ガスケットが封口缶の段部に接触し、封口缶の段部を外装缶の底部の方向へ押す。その結果、ガスケットの突延部が外装缶の底部に強く押し付けられ、ガスケットの封止性能が高まる。従って、電池内部の気密性をより向上できる。

この発明の実施の形態によれば、ガスケットは、さらに、封口缶の拡径部の内表面を覆う内筒部を含む。内筒部は、突延部から延設して、封口缶の段部の内表面に接する。内筒部及び突延部は、外装缶の周壁に向かって凹状となるように外装缶の周壁の開口端がかしめられている。

このようなガスケットの構成であれば、外装缶の底部に対してより強く押し付けられ、外装缶と封口缶との間の空間をより密閉された状態にできる。

この発明の実施の形態によれば、外筒部の立上り部は、その末端部分が外装缶の周壁の開口端よりも外部に突き出ている。

このような扁平形電池の組み立て用部材を用いて扁平形電池を製造するときに、外装缶の周壁の開口端をかしめると、ガスケットの立上り部が封口缶の周壁の基端部に接し、封口缶の周壁を外装缶の底部へ押し付ける。

従って、そのガスケットの封止性能が高まり、電池内部の気密性をより向上できる。

この発明の実施の形態によれば、ガスケットは、さらに、封口缶の拡径部の内表面を覆う内筒部を含む。そして、内筒部は、突延部から延設して、封口缶の段部の内表面に接する。

このような扁平形電池の組み立て用部材を用いて扁平形電池を製造すると、ガスケットの内筒部が外装缶の周壁の方向に凹状になるように封口缶の周壁が外装缶の底部へ押し付けられる。

従って、外装缶と封口缶との間の空間をより密閉された状態にできる。

この発明の実施の形態によれば、ガスケットの立上り部において、ｈ＞Ａである。

このような扁平形電池の組み立て用部材を用いて扁平形電池を製造するときに、外装缶の周壁の開口端をかしめると、ガスケットの立上り部が封口缶の周壁の基端部および段部と外装缶の周壁との間の空間を満たし易くなる。その結果、封口缶の周壁が外装缶の底部へ押し付けられる。

この発明の実施の形態によれば、ガスケットの封止性能を高めることによって、電池内部の気密性をより向上させた扁平形電池を提供できる。

以上、本発明についての実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態のみに限定されず、発明の範囲内で種々の変更が可能である。

本発明は、ガスケットの封止性能を高めることによって、電池内部の気密性をより向上させた扁平形電池およびその組み立て用部材として産業上の利用が可能である。

Claims

筒状の周壁を有する外装缶と、
前記外装缶の周壁の内側に配置され、かつ、前記外装缶の外径より小さい筒状の周壁を有する封口缶と、
前記外装缶の周壁と前記封口缶の周壁との間に配置されたガスケットと、を備え、
前記外装缶の周壁の開口端がかしめられ、封口されてなる扁平形電池であって、
前記封口缶の周壁は、底部側の基端部と、前記基端部の外径よりも大きく形成された開口端側の拡径部と、前記基端部と前記拡径部との間の段部とを有し、
前記ガスケットは、
前記封口缶の拡径部の外表面を覆うとともに、前記封口缶の段部に接する外筒部と、
前記封口缶の拡径部と前記外装缶の底部との間に配置され、前記外装缶の底部に接する突延部とを含み、
前記外筒部における前記封口缶の段部に接する部分の前記外装缶側には、前記封口缶の径方向において前記封口缶側よりも突出した立上り部が形成されており、
前記外装缶の周壁の開口端がかしめられた状態で、前記ガスケットの立上り部が前記封口缶の周壁の基端部の少なくとも一部と接している、扁平形電池。
請求項１に記載の扁平形電池であって、
前記ガスケットは、さらに、前記封口缶の拡径部の内表面を覆う内筒部を含み、
前記内筒部は、前記突延部から延設して、前記封口缶の段部の内表面に接し、
前記内筒部及び前記突延部は、前記外装缶の周壁に向かって凹状となるように前記外装缶の周壁の開口端がかしめられている、扁平形電池。
請求項１又は２に記載の扁平形電池であって、
前記外筒部の立上り部は、その末端部分が前記外装缶の周壁の開口端よりも外部に突き出ている、扁平形電池。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の扁平形電池の組み立て用部材であって、
筒状の周壁を有する封口缶と、
前記封口缶と一体化された略円筒状のガスケットとを備え、
前記封口缶の周壁は、底部側の基端部と、前記基端部の外径よりも大きく形成された開口端側の拡径部と、前記基端部と前記拡径部との間の段部とを有し、
前記ガスケットは、
前記封口缶の拡径部の外表面を覆うとともに、前記封口缶の段部に接する外筒部と、
前記外筒部と連接し、前記拡径部の開口端を覆う突延部とを含み、
前記外筒部における前記封口缶の段部に接する部分の前記外表面側には、前記封口缶側よりも前記封口缶の筒軸方向に突出した立上り部が形成されており、
前記立上り部の幅Ａは、前記拡径部の外表面を覆う前記外筒部の幅Ｂよりも小さく、
前記立上り部の高さｈと、前記外筒部の前記立上り部よりも内方側における幅ｔとは、ｈ＞ｔを満たす、扁平形電池の組み立て用部材。
前記ガスケットは、さらに、前記封口缶の拡径部の内表面を覆う内筒部を含み、
前記内筒部は、前記突延部から延設して、前記封口缶の段部の内表面に接する、請求項４に記載の扁平形電池の組み立て用部材。
前記ガスケットの前記立上り部において、ｈ＞Ａである、請求項４または請求項５に記載の扁平形電池の組み立て用部材。