JPWO2017203853A1 - 密閉型電池および電池ケース - Google Patents

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Abstract

密閉型電池は、底部および開口を有する金属製の電池ケースと、電池ケースの開口を封口する金属製の封口部材と、電池ケースに収容される発電要素と、を具備し、電池ケースの側壁が、底部からの立ち上がり部と、開口端側の屈曲部とを備える。そして、開口端が、電池ケースの内側に向かって延出しており、電池ケースの側壁の厚みが０．２ｍｍ以下である。そして、底部の法線に沿った断面において、側壁の内周面側の開口端Ｐｉｎが、側壁の外周面側の開口端Ｐｏｕｔにおける外周面の接線に垂直な垂線Ｌｐと、内周面と、の交点に位置するか、あるいは、開口端Ｐｉｎが、交点よりも、開口端の延出方向側に位置する。

Description

本発明は、密閉型電池およびこれに用いられる電池ケースに関し、特に封止性および外観の向上に関する。
従来、携帯機器および情報機器のような電子機器の電源として、密閉型電池が用いられている。密閉型電池は、電池ケースの開口端近傍を、絶縁性部材を介して封口部材にかしめることにより封止される。ここで、電池ケースは、通常、金属板に絞り加工あるいは絞りしごき加工を施して、底部および開口を有する成形体を形成した後、得られた成形体の開口近傍をその外周に沿って切断（せん断）することにより得られる。開口近傍の切断により形成される開口端には、必然的にバリが発生する。切断方向によって、電池ケースの内側に向かうバリ（内バリ）または電池ケースの外側に向かうバリ（外バリ）が発生する。このような内バリおよび外バリは、密閉型電池の封止性に影響を与えることが知られている（特許文献１〜３参照）。例えば、内バリは、かしめる際に絶縁性部材を損傷させることがある。また、外バリがあると、開口端が絶縁性部材を十分に押圧できない場合がある。
特開昭６２−４７９４４号公報 特公平２−２２９８１号公報 特開２００８−１６６１９０号公報
近年、電子機器は益々多機能化および小型化しており、その電子機器を駆動させる電源にも、エネルギー密度の向上や軽量化が求められている。そこで、電池ケースの側壁の厚みを小さくすることが提案されている。しかし、厚みの小さな電池ケースの開口端をかしめると、開口端の近傍には多数のシワが発生する。このような開口端近傍のシワは、電池ケースの側壁の厚みが０．２ｍｍ以下の場合に特に高頻度で発生する。このようなシワを有する密閉型電池は、封止性に劣る。ここで、側壁が薄い場合、切断によって生じるバリは小さくなる。つまり、側壁の薄い電池ケースを用いる場合、電池の封止性の低下には、開口端近傍に生じるシワが大きく影響しているものと考えられる。また、このような開口端近傍のシワは、電池の外観も損ねる。
本開示の一局面は、底部および開口を有する金属製の電池ケースと、電池ケースの開口を封口する金属製の封口部材と、電池ケースに収容される発電要素と、を具備し、電池ケースの側壁が、底部からの立ち上がり部と、開口端側の屈曲部とを備える。そして、開口端が、電池ケースの内側に向かって延出しており、電池ケースの側壁の厚みが０．２ｍｍ以下である。そして、底部の法線に沿った断面において、側壁の内周面側の開口端Ｐｉｎが、側壁の外周面側の開口端Ｐｏｕｔにおける外周面の接線に垂直な垂線Ｌｐと、内周面と、の交点に位置するか、あるいは、開口端Ｐｉｎが、交点よりも、開口端の延出方向側に位置する、密閉型電池に関する。
本開示の他の一局面は、底部および開口を有する金属製の電池ケースであって、電池ケースの側壁の厚みが０．２ｍｍ以下であり、底部から側壁の内周面側の開口端までの長さＤＰｉｎが、底部から側壁の外周面側の開口端までの長さＤＰｏｕｔ以上である、電池ケースに関する。
本開示によれば、開口端近傍におけるシワの発生が抑制されるため、封止性および外観に優れる密閉型電池を提供することができる。
図１は、本発明の一実施形態に係る開口端近傍が屈曲された電池ケースを模式的に示す縦断面図である。 図２Ａは、本発明の一実施形態に係る開口端近傍が屈曲されていない電池ケースを模式的に示す縦断面図である。 図２Ｂは、本発明の他の実施形態に係る開口端近傍が屈曲されていない電池ケースを模式的に示す縦断面図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る密閉型電池を模式的に示す縦断面図である。 図４は、従来の開口端近傍が屈曲されていない電池ケースを模式的に示す縦断面図である。
本実施形態に係る密閉型電池は、底部および開口を有する金属製の電池ケースと、電池ケースの開口を封口する金属製の封口部材と、電池ケースに収容される発電要素と、を具備する。電池ケースの側壁の開口端近傍は屈曲され、開口端は、電池ケースの内側に向かって延出している。この屈曲部は、開口端近傍において、電池ケースが絶縁性部材を介して封口部材にかしめられることにより形成される。電池ケースが封口部材にかしめられることにより、電池は密閉される。
以下、図１、図２Ａおよび図２Ｂを参照しながら、本実施形態に係る電池ケースの構造について説明する。図１は、本実施形態に係る開口端近傍が屈曲された電池ケースを模式的に示す縦断面図である。図２Ａは、本実施形態に係る開口端近傍が屈曲されていない電池ケースを模式的に示す縦断面図である。図２Ｂは、他の実施形態に係る開口端近傍が屈曲されていない電池ケースを模式的に示す縦断面図である。図１では、便宜上、発電要素、絶縁性部材および封口部材等を省略し、電池ケースのみを示している。図示例において、同じ機能を備える部材には、同じ符号を付している。
電池ケース１０は、側壁１０１と底部１０２とを備える。電池ケース１０の開口端１０１Ｔの近傍は、封口部材をかしめるために、電池ケース１０の内側に向かって屈曲されている。そのため、側壁１０１には、底部１０２からの立ち上がり部１０１Ｓと、開口端１０１Ｔ側の屈曲部１０１Ｃとが形成される。なお、屈曲部１０１Ｃは、例えば、後述するかしめ治具２００（図２Ａ等参照）と側壁１０１の外周面１０１Ｙとの当接領域に対応する。
側壁１０１の内周面１０１Ｘ側の開口端Ｐｉｎは、底部１０２の法線に沿った断面において、外周面１０１Ｙ側の開口端Ｐｏｕｔにおける外周面１０１Ｙの接線Ｌｔｏｕｔに垂直な垂線Ｌｐと、内周面１０１Ｘと、の交点Ｐに位置するか、あるいは、図１に示すように、交点Ｐよりも、開口端１０１Ｔの延出方向側に位置する。この場合、図示しない封口部材にかしめられた後の開口端１０１Ｔ近傍には、封止性に影響を与えるようなシワは認められない。これは、以下の理由によると考えられる。なお、開口端Ｐｉｎおよび開口端Ｐｏｕｔが上記の位置関係を満たす場合、屈曲前の電池ケース１０Ｐ（図２Ａおよび図２Ｂ参照）において、底部１０２から開口端Ｐｉｎまでの長さＤＰｉｎは、底部１０２から開口端Ｐｏｕｔまでの長さＤＰｏｕｔ以上（ＤＰｉｎ≧ＤＰｏｕｔ）である。
かしめ加工は、電池ケース１０Ｐに発電要素を収容し、絶縁性部材および封口部材を所定の位置に配置した後、図２Ａ等に示すように、電池ケース１０Ｐの開口端１０１Ｔにかしめ治具２００を押し当てて、底部１０２に向かって加圧することにより行われる。かしめ治具２００には、曲面を備える切欠き２００Ｎが形成されている。開口端１０１Ｔを切欠き２００Ｎに当接させた状態でかしめ治具２００を押し下げることにより、開口端１０１Ｔ近傍は、切欠き２００Ｎの曲面に沿って屈曲するように変形する。外周面１０１Ｙの径は内周面１０１Ｘの径よりも大きいため、開口端１０１Ｔ近傍において、外周面１０１Ｙは内周面１０１Ｘよりも大きく伸びながら変形する。
ここで、電池ケースを製造する工程では、通常、パンチおよびダイ（刃）を備える装置により開口近傍が切断される。従来の電池ケース２０Ｐの断面を、図４に示す。電池ケース２０Ｐは、開口近傍が切断され、かつ、屈曲前の電池ケースである。図４に示すように、電池ケース２０Ｐの内周面２０１Ｘ側の開口端Ｐｉｎは、外周面２０１Ｙ側の開口端Ｐｏｕｔよりも底面２０２側に位置する。切断工程では、例えば、内周面２０１Ｘにダイを押し当てて固定し、外周面２０１Ｙ側からパンチを押圧することにより、側壁２０１が切断される。このとき、まず、側壁２０１のせん断が進行し、その後、側壁２０１が破断された、切断が完了する。側壁２０１の破断の際に、内周面２０１Ｘの端部の一部が引きちぎられるため、内周面２０１Ｘ側の開口端Ｐｉｎは、外周面２０１Ｙ側の開口端Ｐｏｕｔよりも底面２０２側になる。言い換えれば、電池ケース２０Ｐにおいて、底部２０２から開口端Ｐｉｎまでの長さＤＰｉｎは、底部２０２から開口端Ｐｏｕｔまでの長さＤＰｏｕｔよりも短い（ＤＰｉｎ＜ＤＰｏｕｔ）。
屈曲前の電池ケース２０ＰがＤＰｉｎ＜ＤＰｏｕｔを満たす場合、開口端Ｐｏｕｔ近傍の変形量（伸び量）はさらに大きくなる。また、ＤＰｉｎ＜ＤＰｏｕｔを満たす場合、切欠き２００Ｎは、まず外周面２０１Ｙ側の開口端Ｐｏｕｔに当接する。そして、開口端Ｐｏｕｔが切欠き２００Ｎに当接した状態のまま、開口端２０１Ｔ近傍が屈曲される。ＤＰｉｎ＜ＤＰｏｕｔを満たす場合、開口端Ｐｏｕｔ近傍は肉厚が薄い。そのため、かしめ加工によるストレスによって、開口端Ｐｏｕｔ近傍は変形し易い。つまり、開口端Ｐｏｕｔ近傍は、伸び量が大きいことに加えて、変形し易いため、開口端２０１Ｔ近傍には、シワが多く発生する。
一方、図２Ａに示すように、電池ケース１０Ｐの側壁１０１がＤＰｉｎ＝ＤＰｏｕｔを満たす場合、ＤＰｉｎ＜ＤＰｏｕｔを満たす場合に比べて、外周面１０１Ｙの変形は抑制される。また、外周面１０１Ｙ側の開口端１０１Ｔにかかるストレスも低減される。そのため、開口端１０１Ｔ近傍を屈曲した場合にも、シワの発生は抑制される。
図２Ｂに示すように、電池ケース１０ＰがＤＰｉｎ＞ＤＰｏｕｔを満たす場合、ＤＰｉｎ＜ＤＰｏｕｔを満たす場合に比べて、さらにＤＰｉｎ＝ＤＰｏｕｔを満たす場合に比べて、外周面１０１Ｙの変形量は小さい。さらに、外周面１０１Ｙ側の開口端１０１Ｔは、切欠き２００Ｎに当接し難いため、ストレスがかかり難い。よって、開口端１０１Ｔ近傍が屈曲された場合にも、シワの発生は抑制される。ＤＰｉｎ＞ＤＰｏｕｔを満たす場合、シワの抑制効果は、ＤＰｉｎ＝ＤＰｏｕｔを満たす場合よりも高い。この場合、長さＤｉｎと長さＤｏｕｔとの差（ＤＰｉｎ−ＤＰｏｕｔ）は特に限定されないが、例えば、０より大きく、２００μｍ以下である。
電池ケース１０Ｐにおける長さＤＰｉｎと長さＤＰｏｕｔとの大小関係は、電池ケース１０Ｐの縦断面において、側壁１０１の任意の地点から底部１０２と水平に引かれた基準線ＬＢから、開口端１０１Ｔまでの距離として決定できる。つまり、基準線ＬＢと内周面１０１Ｘとの交点から、内周面１０１Ｘ側の開口端１０１Ｔまでの距離を、長さＤＰｉｎとする。同様に、基準線ＬＢと外周面１０１Ｙとの交点から、外周面１０１Ｙ側の開口端１０１Ｔまでの距離を、長さＤＰｏｕｔとして、長さＤＰｉｎと比較すればよい。
垂線Ｌｐと開口端１０１Ｔとの成す角度θｔ（図１参照）は特に限定されないが、例えば、０〜６０°である。加工性の観点から、角度θｔは１〜４５°であることが好ましい。
ＤＰｉｎ＜ＤＰｏｕｔを満たす場合、上記シワの発生は、側壁１０１の厚みＴ１が０．２ｍｍ以下、特に０．１２ｍｍ以下のときに顕著である。側壁１０１が薄いと、開口端１０１Ｔ近傍の強度が低下して、かしめ加工の際にかかるストレスが大きくなり易いためである。しかし、図２Ａおよび図２Ｂに示すようにＤＰｉｎ≧ＤＰｏｕｔ（Ｄｉｎ≧Ｄｏｕｔ）を満たす場合、厚みＴ１が０．２ｍｍ以下であっても、シワ発生を抑制する効果に優れる。シワ発生を抑制する効果は、厚みＴ１が小さいほど認められ易い。ただし、厚みＴ１は、強度の観点から、０．１ｍｍ以上であることが好ましい。側壁１０１の厚みＴ１は、０．１８ｍｍ未満であってもよく、０．１６ｍｍ以下であってもよく、０．１２ｍｍ以下であってもよい。なお、厚みＴ１は平均値である。
ここで、側壁１０１の厚みが一様でない場合、厚みＴ１は、屈曲部１０１Ｃの厚みであってもよい。屈曲部１０１Ｃの厚みは、屈曲部１０１Ｃにおける外周面１０１Ｙ上の任意の５点の接線に垂直な直線における、内周面１０１Ｘと外周面１０１Ｙとの間の長さの平均値として求められる。
また、ＤＰｉｎ＜ＤＰｏｕｔを満たす場合、上記シワの発生は、屈曲部１０１Ｃの屈曲の程度が大きいほど顕著である。例えば、図１に示すように、屈曲部１０１Ｃにおける厚みの中心線Ｌｃｃと開口端との交点Ｐｃにおける中心線Ｌｃｃの接線Ｌｔと、立ち上がり部１０１Ｓにおける厚みの中心線Ｌｓｃと、により成され、接線Ｌｔよりも開口端１０１Ｔから見て外側に形成される角度θが８０°以上である場合、開口端１０１Ｔ近傍においてシワが発生し易い。しかし、ＤＰｉｎ≧ＤＰｏｕｔを満たす場合、角度θが８０°以上であっても、シワ発生を抑制する効果に優れる。角度θが、９０°以上、さらには１５０°以上の場合にもシワ発生を抑制する効果は認められる。当然ながら、角度θが８０°より小さい場合にも、シワ発生を抑制する効果は認められる。なお、角度θは０°以上、１８０°以下である。
電池ケース１０の底部１０２厚みＴ２は、強度および耐腐食性の点で、０．１ｍｍ以上であることが好ましく、０．１５ｍｍ以上であることがより好ましい。一方、コストおよび加工性の点で、厚みＴ２は０．２５ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ以下であることがより好ましい。なお、厚みＴ２は平均値である。厚みＴ１およびＴ２は異なっていてもよい。
電池ケース１０は、金属板に絞り加工あるいは絞りしごき加工を施して、側壁１０１、底部１０２および底部１０２に対向する開口を備える成形体を得た後、当該成形体の開口近傍の側壁１０１をその外周に沿って切断（せん断）することにより得られる。切断は、例えば、パンチおよびダイ（刃）を備えるせん断装置により行われる。このとき、例えば、切断面を研磨することにより、ＤＰｉｎ＝ＤＰｏｕｔまたはＤＰｉｎ＞ＤＰｏｕｔを満たす開口端１０１Ｔが形成される。あるいは、せん断装置のパンチとダイ（刃）との隙間（クリアランス）や、ダイ（刃）と側壁１０１とが当接する際の角度を調整することにより、ＤＰｉｎ＝ＤＰｏｕｔまたはＤＰｉｎ＞ＤＰｏｕｔを満たす開口端１０１Ｔが形成される。
以下、電池ケース１０を単三形のマンガン乾電池の外装缶として用いる場合を例に挙げて、図３を参照しながら、本実施形態を説明する。図３は、本実施形態に係る密閉型電池を模式的に示す縦断面図である。なお、密閉型電池の大きさ、種類および構造はこれに限定されず、単三形以外のマンガン乾電池およびリチウム電池等の一次電池、リチウムイオン電池およびニッケル水素充電池等の二次電池であってもよい。
密閉型電池（この場合、マンガン乾電池）１００は、負極缶６と、負極缶６を収容する電池ケース１０と、負極缶６に収容された正極合剤２と、正極合剤２と負極缶６との間に配されるセパレータ３１および底紙３２と、図示しない電解液と、を備える。セパレータ３１および底紙３２により、正極合剤２と負極缶６との絶縁が確保される。さらに、正極合剤２の上端面は、円盤状の鍔紙３３で覆われている。電池ケース１０の外周面１０１Ｙには、製品の意匠（図示せず）が印刷されていてもよいし、外周面１０１Ｙは、製品の意匠を施したラベルやチューブ（図示せず）で被覆されていてもよい。
電池ケース１０の材質は、金属製である限り特に限定されず、例えばブリキ（錫めっき鋼鈑）である。
負極缶６は、例えば微量の鉛（例えば３０００ｐｐｍ程度）を含む亜鉛合金からなり、単三形電池の場合、負極缶６の外径は１２．６〜１４ｍｍである。負極缶６は、例えば円盤状の金属ペレットをインパクト成形することにより製造され、開口を備える。負極缶６の側壁６Ａの厚み（平均値）は、例えば０．１８〜０．２５ｍｍである。
電池ケース１０は、側壁１０１と底部１０２とを有する。単三形電池の場合、電池ケース１０の側壁１０１の外径は、例えば１３．２ｍｍ〜１４．４ｍｍである。底部１０２は、リング状の周縁部１０２ａと、周縁部１０２ａに囲まれるとともに周縁部１０２ａから外側に突出する端子部１０２ｂとを有する。周縁部１０２ａは、負極缶６の底部６Ｂの周縁部と接触している。これにより、両者に電気的接続が確保され、電池ケース１０は負極缶６と同じ極性となる。つまり、端子部１０２ｂは負極端子として機能する。周縁部１０２ａの内面と底部６Ｂの周縁部の外面とは、確実な面接触が可能なように、互いに対応する形状を有することが好ましく、例えばいずれも平坦である。
側壁６Ａと側壁１０１との間には、空間１１が設けられている。これにより、過放電により負極缶６にピンホールなどが形成され、電解液が漏れ出たとしても、電解液が直ちに電池ケース１０に接触することが回避される。よって、側壁１０１の腐食が抑制される。
正極合剤２は円筒形に成形されており、正極合剤２の中空には、カーボン粉末の焼結体である炭素棒１２（正極集電体）が挿入されている。
負極缶６の開口は、絶縁性部材５により塞がれる。絶縁性部材５は、例えばポリオレフィン製であり、その中央には炭素棒１２を挿入するための貫通孔が設けられている。鍔紙３３の中央にも炭素棒１２を通すための穴が形成されている。炭素棒１２と絶縁性部材５との接触部には、電解液の這い上がりを防止するための封止材（図示せず）が塗布される。絶縁性部材５と負極缶６との接触部にも、同様に封止材が塗布される。封止材には、例えばポリブテンを主成分とした液状ポリマーが用いられる。
絶縁性部材５および炭素棒１２の頂部は、正極端子として機能するキャップ４で覆われる。キャップ４は、金属製であり、例えばブリキで形成されている。炭素棒１２の頂部をキャップ４の中央に設けられた凸部４ｂに嵌合させることにより、キャップ４と炭素棒１２との電気的接続が確保される。キャップ４の周縁部には、平坦かつリング状の鍔部４ａが設けられている。鍔部４ａには絶縁リング７が載置される。電池ケース１０の開口端１０１Ｔ（図１参照）の近傍は、絶縁リング７を介して鍔部４ａにかしめられる。これにより、負極缶６は、電池ケース１０の底部１０２側に向かって押圧されるとともに、負極缶６の底部６Ｂが電池ケース１０の底部１０２に押し付けられる。
正極合剤２には、例えば、粉末状の二酸化マンガンと、粉末状の導電剤と、電解液との混合物が用いられる。導電剤としては、炭素材料が用いられる。なかでも、アセチレンブラックが好ましい。正極合剤に含まれる二酸化マンガンの含有量は、例えば、４０〜６０質量％である。二酸化マンガン粒子の体積基準の粒度分布におけるメディアン径は、例えば２０〜５０μｍである。電解液としては、塩化アンモニウムを含む塩化亜鉛水溶液が用いられる。塩化亜鉛水溶液における塩化亜鉛の含有量は、例えば、２７〜３３質量％である。
セパレータ３１、底紙３２および鍔紙３３の材質は、例えば、クラフト紙である。セパレータ３１には、糊剤が塗布されたクラフト紙が用いられ、糊剤が塗布された面が負極缶と対向するように配置される。糊剤は、例えば架橋デンプンおよびポリ酢酸ビニルを含む。底紙３２は、クラフト紙を円形に打ち抜いた後、カップ状に絞り加工されることにより成形される。鍔紙３３は、クラフト紙を円形に打ち抜くことにより得られる。
以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［実施例１〜５］
以下の手順により図３に示す単三形マンガン乾電池（Ｒ６）を作製した。
（手順１）電池ケースの準備
ブリキ板を深絞り加工した後、パンチおよびダイ（刃）を備えるせん断装置を用いて、電池ケースの側壁に、ダイ（刃）を側壁の法線方向から押し当てて、開口近傍をその外周に沿って切断した。次いで、その切断面を研磨して、ＤＰｉｎ＝ＤＰｏｕｔを満たす開口端を形成した。得られた電池ケースの厚みＴ１は０．２ｍｍであり、厚みＴ２は０．２ｍｍであり、側壁の外径は１３．９ｍｍであった。
（手順２）発電要素の準備
鉛を３０００ｐｐｍ含む亜鉛合金からなる有底円筒形の負極缶（外径１３．１ｍｍ、側部の厚み０．２４ｍｍ）に円筒形の正極合剤８．６ｇを収納した。このとき、正極合剤と負極缶との間にセパレータを配置した。セパレータには、糊剤を塗布したクラフト紙を用いた。糊剤には、架橋デンプンとポリ酢酸ビニルとを用い、水に溶かしてクラフト紙に塗布し、乾燥させた。セパレータの糊剤が塗布された面は、負極缶に対向させた。正極合剤の底部と負極缶の間には、厚み０．５ｍｍのクラフト紙を底紙として配置した。正極合剤の上端面には、厚み０．５ｍｍの環状クラフト紙を鍔紙として配置した。
正極合剤には、二酸化マンガン５０．４質量部、アセチレンブラック８．４質量部、電解液４０．４質量部および酸化亜鉛０．８質量部の混合物を用いた。電解液には、塩化亜鉛３０質量部、塩化アンモニウム１質量部および水６９質量部の混合物を用いた。
ポリエチレン製で中央に直径４ｍｍの貫通孔を有する絶縁性部材を準備した。貫通孔にはカーボン粉末を焼結して得られた直径４ｍｍの炭素棒を貫通させた。炭素棒を絶縁性部材の貫通孔に嵌合させる際に、絶縁性部材と炭素棒との接触部分に封止剤を塗布した。その後、正極合剤の中空に炭素棒を挿入するとともに、負極缶の開口を絶縁性部材で塞いだ。
一方、中央に凸部およびその周囲に平板状の鍔部を有するブリキ製のキャップを準備した。キャップは、厚み０．２２ｍｍのブリキ板をプレス加工して作製した。キャップの凸部の内側に炭素棒の頂部を嵌合させ、鍔部に厚み０．５ｍｍの樹脂製の絶縁リングを配した。その後、負極缶を電池ケースに収容した。
（手順３）電池の封止
負極缶が収容された電池ケースの開口端を内方にカールさせ、絶縁リングにかしめた。このとき、角度θがそれぞれ５０°、８０°、１２０°、１５０°、１８０°になるように、調整した。
［実施例６〜１０］
Ｔ１＝０．１８ｍｍ、Ｔ２＝０．２ｍｍの電池ケースを用いたこと以外、実施例１〜５と同様にして、角度θがそれぞれ５０°、８０°、１２０°、１５０°、１８０°であるマンガン乾電池を得た。
［実施例１１〜１５］
Ｔ１＝０．１５ｍｍ、Ｔ２＝０．２ｍｍの電池ケースを用いたこと以外、実施例１〜５と同様にして、角度θがそれぞれ５０°、８０°、１２０°、１５０°、１８０°であるマンガン乾電池を得た。
［実施例１６〜２０］
Ｔ１＝０．１２ｍｍ、Ｔ２＝０．２ｍｍの電池ケースを用いたこと以外、実施例１〜５と同様にして、角度θがそれぞれ５０°、８０°、１２０°、１５０°、１８０°であるマンガン乾電池を得た。
［実施例２１〜２５］
Ｔ１＝０．１０ｍｍ、Ｔ２＝０．２ｍｍの電池ケースを用いたこと以外、実施例１〜５と同様にして、角度θがそれぞれ５０°、８０°、１２０°、１５０°、１８０°であるマンガン乾電池を得た。
［実施例２６〜３０］
（手順１）において開口近傍を切断する際、プレス加工機のパンチと側壁１０１との当接角度を調整して、電池ケースにＤＰｉｎ＞ＤＰｏｕｔ（ＤＰｉｎ−ＤＰｏｕｔ＝２００μｍ）を満たす開口端（θｔ＝４５°）を形成した。これ以外は実施例１〜５と同様にして、角度θがそれぞれ５０°、８０°、１２０°、１５０°、１８０°であるマンガン乾電池を得た。
［実施例３１〜３５］
（手順１）において開口近傍を切断する際、プレス加工機のパンチと側壁１０１との当接角度を調整して、電池ケースにＤＰｉｎ＞ＤＰｏｕｔを満たす開口端（θｔ＝４５°）を形成した。これ以外は実施例６〜１０と同様にして、角度θがそれぞれ５０°、８０°、１２０°、１５０°、１８０°であるマンガン乾電池を得た。
［実施例３６〜４０］
（手順１）において開口近傍を切断する際、プレス加工機のパンチと側壁１０１との当接角度を調整して、電池ケースにＤＰｉｎ＞ＤＰｏｕｔを満たす開口端（θｔ＝４５°）を形成した。これ以外は実施例１１〜１５と同様にして、角度θがそれぞれ５０°、８０°、１２０°、１５０°、１８０°であるマンガン乾電池を得た。
［実施例４１〜４５］
（手順１）において開口近傍を切断する際、プレス加工機のパンチと側壁１０１との当接角度を調整して、電池ケースにＤＰｉｎ＞ＤＰｏｕｔを満たす開口端（θｔ＝４５°）を形成した。これ以外は実施例１６〜２０と同様にして、角度θがそれぞれ５０°、８０°、１２０°、１５０°、１８０°であるマンガン乾電池を得た。
［実施例４６〜５０］
（手順１）において開口近傍を切断する際、プレス加工機のパンチと側壁１０１との当接角度を調整して、電池ケースにＤＰｉｎ＞ＤＰｏｕｔを満たす開口端（θｔ＝４５°）を形成した。これ以外は実施例２１〜２５と同様にして、角度θがそれぞれ５０°、８０°、１２０°、１５０°、１８０°であるマンガン乾電池を得た。
［比較例１〜５］
（手順１）において開口近傍を切断した後、切断面を研磨しなかったこと以外、実施例１〜５と同様にして、角度θがそれぞれ５０°、８０°、１２０°、１５０°、１８０°であるマンガン乾電池を得た。得られた電池ケースは、ＤＰｉｎ＜ＤＰｏｕｔを満たす開口端（θｔ＝４５°）を備えていた。
［比較例６〜１０］
（手順１）において開口近傍を切断した後、切断面を研磨しなかったこと以外、実施例６〜１０と同様にして、角度θがそれぞれ５０°、８０°、１２０°、１５０°、１８０°であるマンガン乾電池を得た。得られた電池ケースは、ＤＰｉｎ＜ＤＰｏｕｔを満たす開口端（θｔ＝４５°）を備えていた。
［比較例１１〜１５］
（手順１）において開口近傍を切断した後、切断面を研磨しなかったこと以外、実施例１１〜１５と同様にして、角度θがそれぞれ５０°、８０°、１２０°、１５０°、１８０°であるマンガン乾電池を得た。得られた電池ケースは、ＤＰｉｎ＜ＤＰｏｕｔを満たす開口端（θｔ＝４５°）を備えていた。
［比較例１６〜２０］
（手順１）において開口近傍を切断した後、切断面を研磨しなかったこと以外、実施例１６〜２０と同様にして、角度θがそれぞれ５０°、８０°、１２０°、１５０°、１８０°であるマンガン乾電池を得た。得られた電池ケースは、ＤＰｉｎ＜ＤＰｏｕｔを満たす開口端（θｔ＝４５°）を備えていた。
［比較例２１〜２５］
（手順１）において開口近傍を切断した後、切断面を研磨しなかったこと以外、実施例２１〜２５と同様にして、角度θがそれぞれ５０°、８０°、１２０°、１５０°、１８０°であるマンガン乾電池を得た。得られた電池ケースは、ＤＰｉｎ＜ＤＰｏｕｔを満たす開口端（θｔ＝４５°）を備えていた。
［比較例２６〜３０］
（手順１）において開口近傍を切断した後、切断面を研磨しなかったこと、および、Ｔ１が０．２５ｍｍ、厚みＴ２が０．２５ｍｍであること以外、実施例１〜５と同様にして、角度θがそれぞれ５０°、８０°、１２０°、１５０°、１８０°であるマンガン乾電池を得た。得られた電池ケースは、ＤＰｉｎ＜ＤＰｏｕｔを満たす開口端（θｔ＝４５°）を備えていた。
［比較例３１〜３５］
（手順１）において開口近傍を切断した後、切断面を研磨しなかったこと、および、Ｔ１が０．２２ｍｍ、厚みＴ２が０．２５ｍｍであること以外、実施例１〜５と同様にして、角度θがそれぞれ５０°、８０°、１２０°、１５０°、１８０°であるマンガン乾電池を得た。得られた電池ケースは、ＤＰｉｎ＜ＤＰｏｕｔを満たす開口端（θｔ＝４５°）を備えていた。
［参考例１〜５］
厚みＴ１が０．２５ｍｍ、厚みＴ２が０．２５ｍｍの電池ケースを用いたこと以外、実施例１〜５と同様にして、角度θがそれぞれ５０°、８０°、１２０°、１５０°、１８０°であるマンガン乾電池を得た。
［参考例６〜１０］
厚みＴ１が０．２２ｍｍ、厚みＴ２が０．２５ｍｍの電池ケースを用いたこと以外、実施例１〜５と同様にして、角度θがそれぞれ５０°、８０°、１２０°、１５０°、１８０°であるマンガン乾電池を得た。
［参考例１１〜１５］
Ｔ１＝０．２５ｍｍ、Ｔ２＝０．２５ｍｍの電池ケースを用いたこと以外、実施例２６〜３０と同様にして、角度θがそれぞれ５０°、８０°、１２０°、１５０°、１８０°であるマンガン乾電池を得た。得られた電池ケースは、ＤＰｉｎ＜ＤＰｏｕｔを満たす開口端（θｔ＝４５°）を備えていた。
［参考例１６〜２０］
Ｔ１＝０．２２ｍｍ、Ｔ２＝０．２５ｍｍの電池ケースを用いたこと以外、実施例２６〜３０と同様にして、角度θがそれぞれ５０°、８０°、１２０°、１５０°、１８０°であるマンガン乾電池を得た。得られた電池ケースは、ＤＰｉｎ＜ＤＰｏｕｔを満たす開口端（θｔ＝４５°）を備えていた。
［評価］
（１）シワの発生
完成直後の実施例、比較例および参考例の電池各３０個について、電池ケースの開口端におけるシワの発生の有無を、目視により確認した。シワが確認された乾電池の個数をカウントした。結果を表１に示す。
Figure 2017203853
（２）耐漏液性
完成直後の実施例、比較例および参考例の電池各３０個について、温度３０℃、湿度９０％の環境下で、３．９Ωおよび４３Ωの定抵抗で３０日間の連続放電を行い、過放電状態とした。その後、電池ケースの側壁における腐食の発生の有無を確認した。腐食が目視で確認された乾電池の個数をカウントした。結果を表２に示す。
Figure 2017203853
比較例１〜２５からわかるように、厚みＴ１が０．２ｍｍ以下である場合、開口端においてシワの発生が認められ、電解液の漏液が確認された。一方、Ｄｉｎ≧Ｄｏｕｔを満たす実施例１〜５０では、開口端においてシワの発生は認められず、電解液の漏液も確認されなかった。なお、比較例２６〜３５および参考例１〜２０からわかるように、側壁の厚みＴ１が０．２ｍｍを超える場合には、長さＤｉｎおよび長さＤｏｕｔの大小関係にかかわらず、シワの発生は認められなかった。
本発明の密閉型電池は、封止性および外観に優れるため、様々な電子機器の電源として有用である。また、本発明の密閉型電池は、マンガン乾電池、アルカリ乾電池等の一次電池、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等の二次電池に適用できる。
本発明の電池ケースは、マンガン乾電池、アルカリ乾電池等の一次電池、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等の二次電池の外装缶、正極缶あるいは負極缶に適用できる。
１００：密閉型電池
２：正極合剤
３１：セパレータ
３２：底紙
３３：鍔紙
４：キャップ
４ａ：鍔部
４ｂ：凸部
５：絶縁性部材
６：負極缶
６Ａ：負極缶の側壁
６Ｂ：負極缶の底部
７：絶縁リング
１０：電池ケース
１０Ｐ：屈曲される前の電池ケース
１０１：側壁
１０１Ｃ：屈曲部
１０１Ｓ：立ち上がり部
１０１Ｔ：開口端
１０１Ｘ：内周面
１０１Ｙ：外周面
１０２：底部
１０２ａ：周縁部
１０２ｂ：端子部
１１：空間
１２：炭素棒
２００：かしめ治具
２００Ｎ：切欠き
２０Ｐ：従来の屈曲される前の電池ケース
２０１Ｘ：内周面
２０１Ｙ：外周面
２０１Ｔ：開口端

Claims (6)

  1. 底部および開口を有する金属製の電池ケースと、
    前記電池ケースの開口を封口する金属製の封口部材と、
    前記電池ケースに収容される発電要素と、を具備し、
    前記電池ケースの側壁が、前記底部からの立ち上がり部と、開口端面側の屈曲部とを備え、
    前記開口端面が、前記電池ケースの内側に向かって延出しており、
    前記電池ケースの側壁の厚みが０．２ｍｍ以下であり、
    前記底部の法線に沿った断面において、
    前記側壁の内周面側の開口端Ｐｉｎが、前記側壁の外周面側の開口端Ｐｏｕｔにおける前記外周面の接線に垂直な垂線Ｌｐと、前記内周面と、の交点に位置するか、あるいは、
    前記開口端Ｐｉｎが、前記交点よりも、前記開口端の延出方向側に位置する、密閉型電池。
  2. 前記屈曲部における厚みの中心線Ｌｃｃと前記開口端面との交点における前記中心線Ｌｃｃの接線Ｌｔと、前記立ち上がり部における厚みの中心線Ｌｓｃと、により成され、前記接線Ｌｔよりも前記開口端面から見て外側に形成される角度θが、８０°以上である、
    請求項１に記載の密閉型電池。
  3. 前記角度θが、１２０°以上である、請求項２に記載の密閉型電池。
  4. 前記電池ケースは、意匠が印刷された外装缶である、請求項１に記載の密閉型電池。
  5. 前記密閉型電池がマンガン乾電池である、請求項１に記載の密閉型電池。
  6. 底部および開口を有する金属製の電池ケースであって、
    前記電池ケースの側壁の厚みが０．２ｍｍ以下であり、
    前記底部から前記側壁の内周面側の開口端までの長さＤＰｉｎが、前記底部から前記側壁の外周面側の開口端までの長さＤＰｏｕｔ以上である、電池ケース。
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