TW529192B - Square battery - Google Patents
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529192 五、發明說明（1) [發明之背景] 本發明有關於角型電池，特別有關於使正極和負極經由 分開膜互相面對捲繞製成電池元件，將電池元件收納在方 型形狀之電池罐和加以密閉之角型電池，尤其有關於鋰電 池等之密閉型之角型電池。 作為小型之電子機器之電源者使用有各種電池。作為攜 帶式電話，節點個人電腦，凸輪碼化器等之電源者使用有 小型大容量之密閉型電池之鋰離子二次電池等之非水電解 液電池。該等之非水電解液電池使用具有圓筒型、方型之 構造者。 在被使用作為小型電子機器之電源之鋰離子電池中，所 使用者是在正極集電體和負極集電體分別塗布活性物質 後，使分開膜介入其間進行捲繞，將其收納在電池罐内和 加以密閉。 使用電池之機器一般具有直方體狀之形狀之電池收納 部，被收納此種電池收納部之電池，在使用圓筒形狀之電 池時，會有無效之容積變大之問題。另外，由於電池收 納部份之厚度使圓筒型之電池之直徑受到限制，所以在小 型或薄型之機器中，使用厚度較薄之方柱狀之角型電 池。 在該等之電池中，當電池之充電/放電時，由於被使用 作為活性物質之物質之變化，電池之電極之厚度亦進行變 化為其問題。 例如，在裡離子電池中，當充電時，於負極電極之活性
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y^i92 五 、發明說明（3) 形成有凹部3，先 内之情況時，於積層凹，备將電池兀件收納在電池罐 個電極時’使端部：雷;：件之端板’亦即積層板狀之多 到内部之部份，因此L破保持在由於凹部之形成而突出 使形成在電池罐之底^ 面之内面之電極板之下端部，會 題。 卩之曲面部被破壞為其有待解決之問 電池罐之罐壁面之凹部3 具有凹部之雌型全屬^ /成疋在電池罐之内部配置 之雄型金屬模型：制=池罐，外部配置具有凸部 幅度4报小之小型戋扁^衣'但疋對於電池罐之開口 法進行形成極為困難 ^之方型之電池罐’要利用成型方 亦即，如圖6 (Β)之雌型之金屬模 _ 池罐内配置具有凹部之雌型金屬模之斜μ視圖所示，在電 部，使用具有與雌型金屬模创、，攸電池罐之外 雄型金屬模型，進行壓掣成 大部6對應之凸狀部之 雌型之拉…二=型之二是在壓製成型後，位於 於朝向側面2形成凹部3方:突之=^ 型金屬模型之拔出變為困難。在力：罐之内冑。因此雌 之内部產生受傷，或是使t、也拉拔時，…池罐 另外，當在電池罐之為其問題。 使用可分割成為多，將全屬模：屬模型時，亦可以考慮 多個者，在金屬模型之機械強度等私型使一用可？ j成為 不可能。 、強度專方面’實際之實施變為
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五、發明說明（4) [發明之概要] 之電池元 為扁平狀 面平行之 面側之端 述之角型 設有階梯 述之角型 壁部由於 述之角型 述之角型 凹部。 本發 極和負 和負極 積層面 在電池 本發 部側之 本發 上部， 本發 本發 之方向 明是一 極電極 電極成 或扁平 罐之底 明是上 端部， 明是上 設有薄 明是上 明是上 之多個 ί也，收 件，或 <電池 電池罐 部’具 電池， 部。 電池， 内部壓 電池， 電池， 納經由分開膜積層有正極電 經由分開膜捲繞有正極電極 元件，其中在與電池元件之 側面之至少一方之面，至少 有未設階梯部之凹部。 其中在凹部之電池罐之開口 其中在被設於側面之凹部之 力之增大而進行裂開。 其中設有多個凹部。 其中設有朝向電池罐之開口 本發明是-種角型電池之製造方法，該角型電池收納經 由分開膜積層有正極電極和負極電極之電池元件，或經: 分開膜捲繞有正極電極和負極電極成為扁平狀之電池元 件，其中對於與電池元件之扁平面平行之電池罐側面，配 置於電池罐側面和電池罐之底部側具有開放之凹部之雌型 金屬模型，和配置從電池罐外側嵌合雌型金屬模型之凹部 之雄型金屬模型，經由進行壓製成型，至少在電池罐之底 面之端部形成凹部，該凹部具有未設階梯部之傾斜面。 [較佳具體例之說明] 本發明是一種密閉型電池，收納經由分開膜積層有正極 電極和負極電極之電池元件，或經由分開膜捲繞有正極電
529192 五、發明說明（5) -----— =負j電極成為扁平狀之電池元件，其中對於電池罐之 開口幅度很小之薄型電池，經由在電池罐之侧面之至少一 方之面形成凹部，可以使電池罐變形藉以因應充電時^池 凡件之朝向積層面或扁平面之垂直方向之膨脹，經由良好 的設計用以形成凹部之金屬模型之形狀1用板材料：傳 貫之製造工程，可以製造形狀和尺寸精確度 亦即，要在電池罐之側面形成凹部時，插入到電池罐之 内部之金屬模型，在金屬模型之取出方向之相反側，具有 開放為凹部之部份，在壓製成型後可以报容易取出金^模 型 。 、 另外，在本發明中，該凹部不只限於底部具有與電池罐 之側面平行之面者，亦可以剖面為三角形狀等之多角形 狀、圓狀、橢圓狀或其他之曲面狀者。 下面將苓照圖面用來說明本發明。 一圖1用來說明本發明之角型電池之一實施例。圖丨（幻表 示側面圖，圖1(B)表示圖1(Α)之Α-Α，線之剖面圖。 在電池罐1收納經由分開膜積層有正極電極和負極電極 之電池元件，或收納經由分開膜捲繞有正極電極和負極電 極所製成之扁平狀之電池元件，在與電池罐丨之電池用元 件之積層面或扁平面平行之側面2，形成有凹部3，在形成 於電池罐1之側面2之凹部3之上端部9，形成有階梯部丨〇。 另外一方面，在凹部之下端部丨丨未形成有階梯部，而是 形成平滑之傾斜面1 2。
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設：ΐ:之罐幅/Λ好為電池罐之幅度之，和最好 方ϊ 中央部。另夕卜，在防止電池罐之變形 另rc面，最好將凹部形成在中央部。 間可以妒i ΐ側面之凹部之上端部和開口端部之 内部之壓力增大時，用來使内部壓力釋放作用田電池罐 其部在電池罐之材料為紹之情況時， 6^%。又 ”、、. .2mm，成為電池罐之幅度之3〇〜 # WV兄明本發明之角型電池之另一實施例。圖2U) 表面圖，圖2(B)表示圖2(A)之β_Β，線之剖面圖。（A) j電池罐1收納經由分開膜積層有正極電極和負極 之電池70件，或收納經由分開膜捲繞有正極電極和》 極所製成之扁平狀之電池元件’在與電池罐丄之積層'面電 扁平面平行之側面2 ’形成有凹部3，在形成於電；土 側^之凹部3之上端部9和下端叫均未形成有階梯^之 而是形成平滑之傾斜面1 2。 # ’ 依照此種方式’經由在上端部亦未形成階梯部 平滑之傾斜面，可以更圓滑的進行電池元件之插=成 罐内部。 巧電池 圖3用來說明之本發明之角型電池之另/一實施 3(A)表示側面圖，圖3(B)表示圖3(A)iC_c，線之 圖 在電池罐Η文納經由分開膜積層有正確電極 極面圖
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529192 五、發明說[⑺ ----- 之電池元件，或收納經由分開膜捲繞有正極電極和負極電 :所製成之扁平狀之電池元件，在與電池罐丨之積層面或 。平面平行之側面2，形成有多個之凹部3 a，3 b，在形成於 $池罐1之側面2之凹部3之上端部9和下端部丨丨均未形成有 階梯部，而是形成平滑之傾斜面1 2。 =多個之凹部3a和3b最好被設在電池罐！之側面之離開 厚戶L間隔之位置。另夕卜，凹部3“。3b之幅度在電池罐之 外前後之情況時，最好為O 4mm〜1〇mm。另 *電池罐之壁厚為0.6_前後之情況時， 。另夕卜，設置之個數最好為H固 子為0.7 下面說明本發明之角型電池之電池罐個。 加 一般之電池罐之製造是以板材料作:造方法。 工開始，連續的施加各種工程而製成Μ ^枒料，以壓榨 由將凹部形成工程組合成為本發明…罐 而製成。 $貝之連續工程之一 j利用板材料形成電池罐之形狀之 型，從電池罐之外：方之面形成凹部之凹狀之」可以使電 雄型之金屬模型部，用具有與所欲形成：型金屬模 成凹部。 進行壓製成型，藉以在至^凹部一致之 當形成有凹〜 〜方之面形 形成時所使用之：電池罐之側面突出到内侧時， 模型之取出時，各：之金屬模型要取出變為困雖在
\\312\2d-code\91-04\91102065.ptd 第10頁 一疋在本^月中經由適當的設計所使用=%等之問題， ___^ 主屬模型之形 五、發明說明（8) 狀，可以利用壓製成型用來形成凹部。 圖4用來說明本發明之電池罐之成型方法。 曰 壓製成型工程’於電池罐之高度方向，以直角之面切疋斷之 剖面圖，圖4(B)是以D-D，線切斷之剖面圖，、 E - E，線切斷之剖面圖。 包 )疋以
在電池罐1内插入雌型金屬模型5使其 池元件之積層面或扁平面平行之側面2之内狀^ 電池罐1之側面2，從兩侧配置2個之雄 妒H 對應㈣型金屬模型5之凹狀部6金'=其製 模型之拉出方向之相反側之端部16之=:，雌型金屬 為雌型金屬模型5所具有之厚度，盥凹。卩之延長部，因 隔相同或小於該間⑮，所以利用壓、：之底部間之間 2形成凹部，即使產生有突出㈣池罐良在t池罐之側面 會產生電池罐之受傷或電、、也 : 邛之部份，亦不 型5拉出。 —，罐之變形，可以將雌型金屬模 另外，利用雌型金屬模刑 雄型金屬模型14之凸狀部俩奴凹狀部傾斜面17之斜度， 之不同，可以用來調整利用屙：18之斜度，和兩者之大小 之傾斜度。當傾斜面和側面1衣成型所形成之凹部之壁面 部會產生厚度變厚之部份，所形成之角度變小時，在變形 之種類，材料之厚度等=二最好依照電池罐所使用之材料 ^ 行適當之調整。 529192 » 一 _ 五、發明說明（9) 在以上之說明中， 情況，但是亦可以使用ί:是在電池罐之兩側形成^p 型，用來在任何—方之有—面具有凹部之雌形金屬=之 方之面形成凹部。 圖5用來說明可以 型金屬模型之實例。^^用疏在本發明之角型電池之製造夕 ==凹狀部之雌型金= 也％ 端;11 fl放:之雌型金屬模型5在拉出方向7之相 知4 11開放有凹狀部6。 之相反側之 在利用雄型金屬模 下 池罐之㈣面之凹部對電池罐之側面之情況時 部之下端部侧形成平;:二伤進行變形，可以獲得與電 鈿。卩進仃開放，所以插入，口為凹狀部之狀 受到突出至電池罐之 j電池罐内之雌型金屬楹之下 罐之外部。 之内面之部份之影響，可以取：口不會 圖5⑻所示之雌型 j電池 :端部u開放有凹狀部6,和不；向7之相反側之 _)所示之ΚΙ屬具 ，二端部U均開放有凹狀部6之=:工方向7和其相反側 4(C)所不之雌型金屬模 二。經由使用圖 圖5(D)所示之雌型 圖2所示之電池 罐之側面之-方之= 部6只形成在於電池 向和其相反側之下端部11均具有盥凹狀=狀部6之拉出方 圖5⑻所示之離型金屬模型5是在電^相同之厚度。 ____ 罐之一方之面形 第12頁 W312\2d-code\91-04\91102065.ptd 529192
f多個之凹部者，形成有多 出方向7和其相反側之下端部u允狀邛6a，6b，凹狀部6之拉 度。 均具有與凹狀部相同之厚 圖5(F)所示之雌型金屬模型$ 9 之面形成多個凹部者，开彡成 疋在電池罐之側面之一方 6a，6b，凹狀部6a，6b之加Φ+ 馬二角形狀之多個凹狀部 均具有與凹部相同之厚度。，和其相反側之下端部1 1 成有2個之突起狀之部份，利電也罐之側面之一方之面形 池元件之膨脹。 次起狀之部份用來限制電 另外，利用剖面為三角形狀 内面之突起狀部份之與電池 凹條部，使形成在電池罐 之壁面，以傾斜面結合。其钟之，口平行之面，和電池罐 面，所以可以圓滑的進行^ g果是因為形成有平滑之傾斜 圖5 ( G )所示之雌型金屬模^也元件插入到電池罐内部。 之面形成多個之凹部者，^】I是在電池罐之側面之一方 部6 a，6 b，在兩個凹狀部間、】面為二角形狀之多個凹狀 底面形成平坦之凹狀部^^。比凹狀部6a或6b之深度淺之 部11均具有與凹狀部相同之2方向7和其相反側之下端 之面，形成有2個之突起狀之予度。在電池罐之側面之一方 來限制電池元件之膨脹。邛伤，利用突起狀之部份用 圖5 ( Η)所示之雌型今凰 成多個之凹部纟，形^ 是在電池罐之一方之面形 ⑽、6d，在各個凹部為三角形狀之多個凹狀部6a、 底面，形成平坦之四^邱6四狀部6a、6M〇6d之深度淺之 & 4 6c。拉出方向7和其相反側之下
529192 五、發明說明（11) 端部1 1均具有與凹狀部 一^ 方之面，形成有3個之突 旱又在電池罐之側面之一 圖5(1)所示之雌型 ，° 之面形成1個之凹部V，屬 部6a，凹狀部6a之拉出方向7和其相^角形狀之多個凹狀 有與凹狀部相同之厚度。在電、.也罐之側貝，之下端部11均具 兀件之膨脹。特別是該 。知用來限制電池 m r r τ、仏- & Λ〜狀之製造較容易。 圖（j)所不之雌型金屬模型 面，形成底面為平坦之凹部6c，和在：=:面之-方之 形狀之多個凹狀部6 a。 - 化成剖面為三角 凹狀部6a之拉出方向7和其相反側之 凹狀部相同之厚度。在電池罐之側面之一而部η均具有與 狀部和在其中央部形成!個之突起狀之部份之面’升二成凹 狀之部份用來限制電池元件之膨脹。 j用忒大起 下面將以本發明之實施例用來說明本於 實施例1 天 〇 在由縱48mm ’橫30mm，厚度4.8mm，板厚〇3mm之鋁板 (A3 003 )構成之電池罐，使用凹部之下部開放之雌型金屬 模型’在電池罐之側面之各個面之中央，形成幅度1〇_， 長度20_，深度〇ei5mm之凹部。 在電池罐内，將由錳酸鋰（1^1+)^1121〇4)粉末92重量部 份’碳黑5重量部份，聚氟亞乙稀3重量部份構成之混合
\\312\2d-code\91-04\9l 102065.ptd 第14頁 529192 五、發明說明（12) 物，塗布在鋁箔上 微泡（大阪互斯製MCM]B) 乍為正極，將由石墨化過碳 說亞乙稀8重量部份)里/份’碳黑1重量部份’聚 燥後作為負極，你# ^ /心合物，塗布在銅落上進行乾 分開膜進行穑居 Γ 極和負極經由微多孔性聚丙烯膜之 刀岡腺進订和層，捲繞成渦捲心 容在電池罐内。 將所衣成之電池元件收 酯7。容量以之乙f:二酯30容量部份’二乙烯碳酸 製成之電解液注入到;二2,，成為濃度，將所 池。 a電池罐内’用來製成鋰離子二次電 電池罐之側面之厚度 ，除此之外與實施例1 電池罐之側面之最大 對1 00個所獲得之電池進行充電 之最大部份之厚度平均值為4.96_ 比較例1 雌型金屬模型使用下部未開放者 同樣的製作電池。 對2 7 0個所獲得之電池進行充電， 部份之厚度之平均值為5.丨〇mm。 [發明之效果] 經由在電池罐之側面，至少在電池罐之底面側之 成凹部，結合未具有階梯部之傾斜面和平面部，可以= 易取出凹部之形成時所使用之雌型金屬模型， 2二 之電池時亦不會在電池罐產生受傷和電池罐之變 j ^ 以此方式製成之電池罐之電池，利用凹部 ‘ 2 之側面之膨脹。 止寬池罐 m 第15頁 \\312\2d-code\91-04\91102065.ptd 1 529192
五、發明說明（13) 元件編號之說明 1 電 池 罐 2 側 面 3 凹 部 5 雌 型 金 屬 模 型 6 凹 狀 部 7 拉 出 方 向 9 上 端 部 10 階 梯 部 11 下 端 部 12 傾 斜 面 14 雄 型 金 屬 模 型 15 凸 狀 部 17 凹 狀 部 傾 斜 面 18 凸 狀 部 傾 斜 面 C:\2D-CODE\91-04\91102065.ptd 第16頁 529192 圖式簡單說明 圖1 (A)、（B)用來說明本發明之角型電池之/實施例。 圖2(A)、（B)用來說明本發明之角型電池之另一實施 例0 / 圖3(A)、（B)用來說明本發明之角型電池之另一實施 例。 圖4 (A)〜（C)用來說明本發明之電池罐之成型方法。 圖5 (A)〜（J )用來說明可使用在本發明之角型電池之製 造之雌型金屬模型之實例。 圖6 (A )、（ B)用來說明習知之防止電池罐變形之電池 罐0
\\312\2d-code\91-04\91102065.ptd 第17頁
Claims (1)
- 529192 六、申請專利範圍 1. 一種角型電池，收納經由分開膜積層有正極電極和負 極電極之電池元件，或經由分開膜捲繞有正極電極和負極 電極成為扁平狀之電池元件，其特徵是在與電池元件之積 層面或扁平面平行之電池罐側面之至少一方之面，至少在 電池罐之底面側之端部，具有凹部由未設有階梯部之傾斜 面構成。 2. 如申請專利範圍第1項之角型電池，其中在凹部之電 池罐之開口部側之端部，設有階梯部。 3. 如申請專利範圍第1項之角型電池，其中該凹部設有 多個。 4 ·如申請專利範圍第2項之角型電池，其中該凹部設有 多個。 5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之角型電池，其中 設有朝向電池罐之開口部方向之多個凹部。 6. 如申請專利範圍第5項之角型電池，其中在被設於側 面之凹部之上部，設有薄壁部由於内部壓力之增大而進行 裂開。 7. 如申請專利範圍第5項之角型電池，其中該凹部設有 多個。 8. 如申請專利範圍第6項之角型電池，其中該凹部設有 多個。 9. 如申請專利範圍第5項之角型電池，其中設有多個凹 部朝向電池罐之開口方向。 1 0.如申請專利範圍第6項之角型電池，其中設有多個凹\\312\2d-code\91-04\91102065.ptd 第18頁 529192 六、申請專利範圍 部朝向電池罐之開口方向。 1 1.如申請專利範圍第7項之角型電池，其中設有多個凹 部朝向電池罐之開口方向。 1 2.如申請專利範圍第8項之角型電池，其中設有多個凹 部朝向電池罐之開口方向。 1 3. —種角型電池之製造方法，該角型電池收納經由分 開膜積層有正極電極和負極電極之電池元件，或經由分開 膜捲繞有正極電極和負極電極成為扁平狀之電池元件；其 特徵是對於與電池元件之扁平面平行之電池罐側面，配置 於電池罐側面和電池罐之底部側具有開放之凹部之雌型金 屬模型，和配置從電池罐之外側嵌合該雌型金屬模型之凹 部之雄型金屬模型，經由進行壓製成型，至少在電池罐之 底面之端部形成凹部，該凹部具有未設階梯部之傾斜面。\\312\2d-code\91-04\91102065.ptd 第19頁
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