WO2001063680A1 - Sealing plate, cell using the sealing plate, and method of manufacturing the cell - Google Patents

Description

明 細 書 封口板、 その封口板を使用した電池、 及び、 電池の製造方法 技術分野

本発明は、 電池に関し、 詳しくは、 電池に使用される封口板に関 する。 背景技術

従来の円筒形電池に使用される封口板の構成図が第 8図、 第 1 0 図、 第 1 1図に示される。 また、 従来の封口板を取りつけた電池が 第 9図、 第 1 2図に示される。 ニカ ド電池、 ニッケル水素電池、 リ チウム電池などの二次電池は、 電池ケース 1 と、 発電要素と、 リー ド板 8 と、 封口板 5 2 とを備える。 発電要素は、 正極と負極とセパ レーターと電解液とを有する。 これらの発電要素とリード板 8など は、 電池ケース 1内に収容されている。 封口板 5 2は、 ガスケッ ト 7を介して電池ケース' 1 の開口部を封口するように設置されている, ガスケッ ト 7は電気的絶縁の機能をも兼ね備える。 さらに、 ガスが 電池ケース内部に異常に大量に発生した場合に、 封口板 5 2はその ガスを電池ケース 1の外に排出する機能を有する。 封口板 5 2は凸状部 6 とフィルター 5 3 とキャップ 5 1 とそれ らの接触部とを有する。凸状部 6が封口板 5 2の中央部に突起する。 その凸状部 6は、 正極用出力端子としての役割をも有する。 フィル 夕一 5 3が底部に設置されている。 リード板 8が正極に接続されて いる。 そのリード板 8は、 フィルター 5 3に榕接されている。 この 封口板 5 2 自体の電気抵抗が小さいことが要求される。 種々の形状の封口板 5 2が使用されている。 従来の封口板 5 2の 一例が第 8図に示される。 なお、 第 1 0図は、 第 8図に示す封口板 と異なる形式の封口板 5 2 を示す。 第 1 .1図は、 第 1 0図に示す封 口板を構成するそれぞれの部品、 及びそれらの組み立て直前の形状 を示す。 以下、 第 8図に示す封口板 5 2について簡単に説明する。 封口板 5 2の主要部は、 キャップ 5 1 と、 フィルタ一 5 3 と、 ゴム弁体 1 2の 3点とを備える。 一般的には、 キャップ 5 1 とフィルター 5 3 は、 厚さ 0 . 3 m m程度の鋼板に数工程のプレス加工を繰り返し行 う工程と、 その後、 ニッケル鍍金を施す工程とにより、 製作される。 ゴム弁体 1 2は、 円柱状、 又は角柱状の形状を有するゴム製の部品 である。 そのゴム弁体 1 2は弁孔 9を塞いでいる。 電池ケース 1 内 のガス圧力が異常に高くなるとき、 ガス圧により、 その弁体本来の 形状が変形させられて、 そして、 フィル夕一 5 3の中央部に設けら れた弁孔 9が開かれる。 そのガスがガス抜き孔 1 0 を経由して、 電 池ケース 1外に排出される。 このように、 弁体 1 2は、 異常なガス を電池ケース 1の外に排出する機能を有する。 キャップ 5 1の中央部に形成された凸状部 6は、 正極端子として 用いられる。 その凸状部 6の内側は、 前記のゴム弁体 1 2を収容す る機能と、 弁孔 9 にゴム弁体 1 2 を位置合わせする機能と、 所定の 力で弁孔に弁体を押しつけることを可能にする位置決め機能とを有 する。 キャップ 5 1の外周部に、 凸状部 6の全周をほぼ均等に取り 囲むように、 フランジ部が設置されている。 フランジの数箇所に、 直径 <i> l m m程度のガス抜き孔 1 0が形成されている。 ' フィルター 5 3の中央部は、やや深く窪んだ皿状の形状を有する。 そのフィルター 5 3の中央部には、 直径 Φ 1 . 5 m m程度の弁孔 9 が形成されている。 その弁孔 9は、 ガスを逃がす機能を有する。 前 記キャップ 5 1 の凸状部 6の内側にゴム弁体 1 2を収容した状態で フィルター 5 3にキャップ 5 1 を嵌め合わせて、 両者の芯を合わせ る工程と、 その後、 プレス加工により、 フィルタ一 5 3の開口端部 6 3 を内側に折り曲げてかしめる工程とにより、 キャップ 5 1 とゴ ム弁体 1 2はフィルター 5 3 により固定される。 これにより、 ゴム 弁体 1 2は弁孔 9 を塞ぐ。 このようにして、 封口板 5 2は完成する。 しかしながら、 第 8図、 及び第 1 0図に示されるように、 従来か ら一般的に採用されているような封口板は、 次のような構造や加工 法を有する。 すなわち、 フィルタ一の折り曲げ部に対して、 プレス によりかしめ力が加えられている間において、 フィルターの開口端 部はキャップのフランジ部をしつかりと、 接蝕圧力を加えた状態で 抱え込んだ状態にある。 しかしながら、 プレスの加圧力が取り去ら れた後において、 フィルターの折り曲げ部のスプリングバックのた めに、 キャップのフランジ部とフィルターの折り曲げ部のかしめ強 度は、 強固でなく、 安定していない。 さらに、 接触圧及び接触面積 は非常に僅かであり、 そのため、 キャップのフランジ部とフィルタ 一の折り曲げ部との電気的な接触抵抗は小さく、 安定していない。 特に、 円筒形電池の外径が <ί) 8 m mよりも小さい単四型以下の電池 に用いられる封口板は、 上記のような課題を有する。 また、 封口板のかしめ部は、 電池の使用中に、 温度サイクルや熱 衝擊を受ける。 このような熱衝撃や経年変化などによって、 フィル ター部とキャップとの接触圧は低下する。 さらに、 接触部に発生す る酸化被膜などにより、 電気的な導通状態は不安定となる。 このよ うな要因により、 電池としての内部抵抗が増大し、 電池の出力電圧 が低下する。 このような課題を解決するための方策が、 特開平 1 0— 1 5 9 0 7 4号公報に教示されている。特開平 1 0— 1 5 9 0 7 4号公報は、 フィル夕一としての機能を持つ皿状封口板に、 キャップ 5 1 を嵌め 合わせる工程と、 その後、 皿状封口板の開口端部を内側に り曲げ てかしめて、 キャップと弁体 4を固定させる工程と、 さらに、 皿状 封口板の折り曲げ部とキヤップを溶接する工程とを備え、 これによ り、 封口板 1 1 の電気的な導通状態をより完全にする方法を教示し ている。 上記の皿状封口板の折り曲げ部とキャップを溶接を行う工程を有 する方法により、 フィルタ一部とキヤップとの接合部の電気抵抗は 低くなり、 信頼性も高くなり、 充分に満足できる電気的導通状態が 得られることが予想される。 しかしながら、 溶接を行う加工方法は、 プレス加工方法よりも、 著しく劣る生産性を有し、 さらに、 高い製 造コス トを有する。 さらに、 溶接による加： c方法は、 防鲭対策及び 外観の点において、 商品価値を低下させる。 このように、 溶接を行 う加工方法は、 総合的に判断により、 満足出来るものではない。 発明の開示

本発明の電池に使用される封口板は、 フィルタ一と、 キャップと、 弁体とを備え、

前記フィルタ一は、 弁孔と上開口とを有し、

前記キャップは、 凸状部と、 前記凸状部の周囲に設置されたフラン ジ部とを有し、

前記フィルターの前記上開口の開口端は折曲部を有し、

前記キャップの前記フランジ部の外周端部と前記折曲部はかしめに より接合されたかしめ部を有し、

前記かしめ部は、 前記フランジ部の外周端部の表面と裏面が前記折 曲部の内部に位置しながらかしめることにより形成され、

前記キャップと前記フィル夕一との間に形成された空間に、 前記弁 体が前記弁孔を覆って設置され、

前記かしめ部は、 前記フランジ部の前記外周端部の表面と前記折曲 部とが互いに （ i ) 強く接触する強接触部分と （ i i ) 弱く接触す る弱接触部分との双方の接触状態を有し、

前記かしめ部における前記外周端部と前記折曲部との接触により、 前記キャップと前記フランジ部とが電気的に導通する。 本発明の電池は、 電池ケースと、 正極と、 負極と、 電解物質と、 ガスケッ トと、 封口板とを備え、 前記正極と前記負極と前記電解物質は前記電池ケースの中に設置さ れ、

前記電池ケ一スは開口を有し、

前記封口板は、 前記電池ケースを密閉するように前記ガスケッ トに より電気的に絶縁された状態で、 前記電池ケースの前記開口に設置 され、

前記フィルタ一は前記正極に電気的に接合され、

前記封口板は、 フィルタ一と、 キャップと、 弁体とを備え、 前記フィルタ一は、 弁孔と上開口とを有し、

前記キャップは、 凸状部と、 前記凸状部の周囲に設置されたフラン ジ部とを有し、

前記フィルタ一の前記上開口の開口端は折曲部を有し、

前記キヤップの前記フランジ部の外周端部と前記折曲部とはかしめ により接合されたかしめ部を有し、

前記キャップと前記フィルターとの間に形成された空間に、 前記弁 体が前記弁孔を覆って設置され、

前記かしめ部は、 前記フランジ部の前記外周端部の表面と前記折曲 部とが互いに （ i ) 強く接触する強接触部分と （ i i ) 弱く接触す る弱接触部分との双方の接蝕状態を有し、 - 前記かしめ部における前記外周端部と前記折曲部との接触により、 前記キヤップと前 己フランジ部とが電気的に導通する。 本発明の電池の製造方法は、

( a ) 電池ケースの中に、 正極と、 陰極と、 電解物質とを設置

する工程、 ( b ) 封口板を製造する工程、

( c ) 前記フィルターと前記正極とを電気的に接続する工程、

( d ) 電気絶縁性ガスケッ ドを介して、 前記電池ケースの開口

に前記封口板を設置して、 前記開口を密閉する工程、

を備え、

前記封口板を製造する工程は、

( 1 ) 弁孔と上開口とを有するフィルターを形成する工程、

( 2 ) 前記フィルターの前記上開口の開口端を折り曲げて、 折

曲部を形成する工程、

( 3 ) 凸状部と、 前記凸状部の周囲に設置されたフランジ部と

を有するキャップを形成する工程、

( 4 ) 前記キャップの前記フランジ部の外周端部の表面と裏面

を前記折曲部の内部に位置しながら、 前記外周端と前記 折曲部とをかしめ加工により接合して、 かしめ部を形成 する工程、

( 5 ) 前記キャップと前記フィルタ一との間に形成された空間

に、 前記弁孔を覆って弁体を設置する工程

を備え、

前記かしめ部を形成する工程は、 前記フランジ部の前記外周端部 の表面と前記折曲部とが互いに （ i ) 強く接蝕する強接触部分と

( i i ) 弱く接触する弱接触部分との双方の接触状態を有するよう に、 前記かしめ部における前記外周端部と前記折曲部とを接触し、 前記キャップと前記フランジ部とを電気的に導通する工程を有する, この構成により、 電池用封口板のかしめ強度が高める。 さらに、 封口板を構成するキャップとフィルタ一の接合部に於ける電気抵抗 が低減され、 電気的導通が向上し、 安定化される。 その結果、 電池 性能の一層の向上と安定化が図られる。 図面の簡単な説明

第 1 ( a ) 図は本発明の一実施例の電池用封口板の断面図を示し、 第 1 ( b ) 図はその部分拡大図を示す。

第 2 ( a ) 図は本発明の一実施例の電池用封口板を使用した電池 の断面図を示し、 第 2 ( b ) 図はその部分拡大図を示す。

第 3, ( a ) 図から第 3 ( d ) 図は、 本発明の一実施例の電池用封 口板のキヤップの斜視図であり、 それぞれのキヤップはフランジ部 に小突起又は膨らみを有し、 第 3 ( a ) 図は、 フランジ部に、 細い 幅でラジアル方向に伸ぴ、 円周方向には、 ほぼ均等な高さの膨らみ 部を設けたキャップを示し、 第 3 ( b ) 図は、 フランジ部に、 ラジ アル方向に伸びる山形の膨らみ部を設けたキャップを示し、 第 3 ( c ) 図は、 フランジと同心の円周上に複数個の円錐状小突起を設 けたキャップを示し、 第 3 ( d ) 図は、 フランジの最外周に沿って、 低い縁を直角に折り曲げ立ち上げたキャップを示す。

第 4図は、 本発明の一実施例の電池用封口板の斜視図であり、 '封 口板の外周かしめ部の上から、 さらに局部的に強い加圧力が加えら れ、 キャップとフィルターの接触状態が安定化されている。

第 5図は、 キ発明の一実施例の電池用封口板の製造方法を示し、 プレス金型により、 封口板の外周かしめ部の上から、 局部的に強い 加圧力が加えられる。

第 6 ( a ) 図から第 6 ( c ) 図は、 本発明の一実施例の電池用封 口板のキャップを示し、 フランジ部は膨らみ ¾有し、 第 6 ( a ) 図 は、 その平面図であり、 第 6 ( b ) 図はその正面断面図であり、 第 6 ( c ) 図は、 第 6 ( a ) 図の部分拡大図である。

第 7図は、 封口板のかしめ高さと内部抵抗との測定結果を示すグ ラフであり、 本発明の一実施例の測定結果と従来品の封口板の測定 結果との比較を示す。

第 8図は、 従来の封口板の形状を示す図であり、 図の左半分は外 形を示し、 右半分は断面を示す。

第 9図は、 従来の封口板を組み込んだ円筒形二次電池の断面図を 示す。

第 1 0図は、 従来の他の封口板の断面図を示す。

第 1 1 図は、 従来のさらに他の封口板の断面図を示し、 封口板を 構成する部材と、 組み立て直前の各種部材の形状を示す。

第 1 2図は、 従来の他の封口板を組み込んだ他の円筒形二次電池 の断面図を示す。 発明を実施するための最良の形態

本発明の電池に使用される封口板は、 フィルターと、 キャップと、 弁体とを備え、

前記フィルタ一は、 弁孔と上開口とを有し、

前記キャップは、 凸状部と、 前記凸状部の周囲に設置されたフラン ジ部とを有し、

前記フィルターの前記上開口の開口端は折曲部を有し、

前記キャップの前記フランジ部の外周端部と前記折曲部とはかしめ により接合されたかしめ部を有し、 前記かしめ-部は、 前記フランジ部の外周端部の表面と裏面が前記折 曲部の内部に位置しながらかしめることにより形成され、

前記キヤップと前記フィルタ一との間に形成された空間に、 前記弁 体が前記弁孔を覆って設置され、

前記かしめ部は、 前記フランジ部の前記外周端部の表面と前記折曲 '部とが互いに （ i ) 強く接触する強接触部分と （ i i ) 弱く接触す る弱接触部分との双方の接触状態を有し、

前記かしめ部における前記外周端部と前記折曲部との接触により、 前記キャップと前記フランジ部とが電気的に導通する。 本発明の電池は、 電池ケースと、 正極と、 負極と、 電解物質と、 ガスケッ 卜と、 封口板とを備え、

前記正極と前記負極と前記電解物質は前記電池ケースの中に設置さ れ、

前記電池ケースは開口を有し、

前記封口板は、 前記電池ケースを密閉するように前記ガスケッ トに より電気的に絶縁された状態で、 前記電池ケースの前記開口に設置 され、

前記フィルターは前記正極に電気的に接合され、 - 前記封口板は、 前述の封口板と同じ構成を備える。 本発明の電池の製造方法は、

( a ) 電池ケースの中に、 正極と、 陰極と、 電解物質とを設置する 工程、

( b ) 封口板を製造する工程、 ( c ) 前記フィルターと前記正極とを電気的に接続する工程、 ( d ) 電気絶縁性ガスケッ.トを介して、 前記電池ケースの開口

に前記封口板を設置して、 前記開口を密閉する工程、 を備え、

前記封口板を製造する工程は、

( 1 ) 弁孔と上開口とを有するフィル夕一を形成する工程、

( 2 ) 前記フィルターの前記上開口の開口端を折り曲げて、 折

曲部を形成する工程、

( 3 ) 凸状部と、 前記凸状部の周囲に設置されたフランジ部と

を有するキャップを形成する工程、

( 4 ) 前記キャップの前記フランジ部の外周端部の表面と裏面

を前記折曲部の内部に位置しながら、 前記外周端と前記 折曲部とをかしめ加工により接合して、 かしめ部を形成 する工程、

( 5 ) 前記キャップと前記フィルターとの間に形成された空間

に、 前記弁孔を覆って弁体を設置する工程

を備え、

前記かしめ部を形成する工程は、 前記フランジ部の前記外周端部 の表面と前記折曲部とが互いに （ i ) 強く接触する強接触部分と ( i i ) .弱く接触する弱接触部分との双方の接触状態を有するよう に、 前記かしめ部における前記外周端部と前記折曲部とを接触し、 前記キャップと前記フランジ部とを電気的に導通する工程を有する, 前記キャップとフィル夕一のそれぞれは導電性材料から作られて いる。 また、 電池ケースは導電性材料から作られている。 前記封口 板の前記凸状部は、 正極端子部の機能を有する。 上記のそれぞれの構成により、 電池用封口板のかしめ強度が高め る。 さらに、 封口板を構成するキャップとフィル夕一の接合部に於 ける電気抵抗が低減され、 安定化される。 その結果、 電池の性能が 向上し、 安定する。 望ましくは、

前記フランジ部の前記外周端部は、 前記表面と前記裏面とのうちの 少なく とも一つの面から突出す _る突出部を有し、

前記突出部は、 複数の小突起、 複数の膨らみ、 又は、 突起した外周 緣を有し、

前記強接触部は、前記突出部と前記折曲部との接触により形成され、 前記弱接触部は、 前記折曲部と前記突出部を除く領域との接触によ り形成される。 ， 望ましくは、

前記強接蝕部分と前記弱接触部分のそれぞれは、 複数の強接触部分 と複数の弱接触部分とを有し、

前記複数の強接触部分と複数の弱接触部分は、 前記キャップの円周 方向またはラジアル方向に沿って設置されている。 望ましくは、

前記複数の突出部は、 前記凸状部と同じ側に位置する前記フランジ の前記外周端部の前記表面に設置されている。 望ましくは、

前記複数の突出部は、 前記フランジ部と前記折曲部との接触面に対 して垂直方向のバネ.性を有する。 望ましく は、

前記フィル夕一と前記キヤップの合わせ面から前記複数の突出部の 頂部までの距離が前記フランジ部の厚さよりも大きく、

前記それぞれの頂部は、 前記頂部を除く領域より も、 前記フィルタ 一の前記折曲部に強い接触圧力を有する。 望ましくは、

前記かしめ部は、 前記外周端部と前記折曲部とを一体に突出する一 体突出部を有し、

前記外周端部が前記折曲部の中に位置する状態において、 前記折曲 部の上側から突起工具を押し付けることにより、 前記一体突出部が 形成され、

前記一体突出部は、 前記一体突出部を除く領域よりも強い接触圧力 を有する。 本発明の一実施例の電池用封口板において、 キャップのフランジ 部の凸状部側の表面に、 事前に小突起が形成されている。 プレス加 ェによりフィルタ一の開口端部の全面にほぼ均等に接触するように， 平らな先端部を持つプレス金型によりかしめ加工力を加える場合に， その小突起が局部的にフィルタ一のかしめ部と強く接触する。 本発明の他の実施例の電池用封口板において、 故意にフランジ部 の凸状部側の表面に膨らみが形成されている。 この膨らみは、 フラ ンジ面に対して垂直な方向にパネ性を有する。 このパネ性を持つ膨 らみにより、 かしめ部のスプリ ングバックによる緩みが相殺され、 そのため、 スプリングバックによる緩みの悪影響が緩和される。 即 ち、封口板を構成する部品形状がかしめ加工の前に変更されている。 そして、 かしめ加工の時、 キャップとフィルターの接触圧力が局部 的に高められる。 その結果、. 封口板の電気的な内部抵抗が格段に低 減される。 本発明の他の実施例の電池用封口板において、 かしめ加工を行う 前における封口板の形状は、 従来と同一であるが、 かしめ加工によ り形成されたかしめ部の構造が従来と異なる。 すなわち、 封口板の かしめ工程時に於いて、 または、 追加工において、 かしめ部の全周 に対して均等な加圧力が加えられることなく、 局部的に強い力が加 えられる。 これにより、 フィ）レターの開口端部を変形させることに より、 故意に局部的に強い接触圧力を持つ強接触部と、 弱い接蝕圧 力を持つ弱接触部とを作る。 そして、 強接触部において、 フィルタ —の折り曲げ部がキャップのフランジ面に、 局部的に食い込む。 なお、 望ましくは、 キャップのフランジ部に形成された小突起又 は膨らみなどの突出部は、 凸状部側の表面に形成される。 また、 そ の突出部の面積は、 フランジ部の総面積の 1 Z 3以下にすることが 望ましい。 これにより、 封口板の組み立て完成後の寸法が安定し、 特性が安定する。 この構成により、 フィルターのかしめ部に必然的 に発生するスプリングパックの悪影響が緩和される。 そのため、 封 口板のフィルターとキヤップの間に、 良好で安定した電気的な導通 状態が得られる。 上記の構成により、 正極端子部となるキヤップとフィルターの接 合部に於ける電気抵抗が低減され電気的導通が向上し、 接触状態が 安定化され、 その結果、 安定した電池性能を有する電池が得られる。 典型的実施例 1

以下、 図を参照しながら本発明の典型的実施例の電池用封口板に ついて説明する。

第 1 ( a ) 図は本発明の一実施例の電池用封口板の断面図を示し、 第 1 ( b ) 図はその部分拡大図を示す。 第 2図はその封口板を使用 した電池の断面図を示し、 第 2 ( b ) 図はその部分拡大図を示す。 封口板 2 2は、 キャップ 1 1 と、 フィルター 3 と、 ゴム弁体 1 2 と を有する。 フィルタ一 3は上面に形成された上開口と、 下面に形成 された弁孔 9 を有する。 ゴム弁体 1 2は弁孔 9を塞ぐように、 封口 板 2 2の中に設置されている。 キャップ 1 1 はフィルター 3の上開 口を塞ぐように設置されている。 キャップ 1 1 は、 中央部に形成さ れた凸状部 6 と、 その凸状部 6の全周囲に設置されたフランジ部 1 4とを有する。 ガス抜き孔 1 0が、 フランジ部 1 4に形成されてい る。 フィルター 3は、 皿状形状を有し、 そのフィルター 3の中央部 に弁孔 9が形成されている。 ガスが電池内に発生した時、 そのガス は弁孔 9 とガス抜き孔 1 0 とを通って、 電池の外に逃がされる。 キ ヤップ 1 1 とフィル夕一 3は、 金属などの導電性材料から作られて いる。 キャップ 1 1のフランジ 1 4の外周端部の表面又は裏面に、 突出部 3 1が形成されている。 突出部 3 1は、 後述の、 複数の小突 起 1 6、 複数の膨らみ 1 5、 及び、 外周端から突出した外周縁 1 7 のうちの少なく とも一つを有する。

第 2 ( a ) 図と第 2 (b) 図において、 電池は、 電池ケース 1 と、 電極群 2 6と、 集電板 2 7と、 封口板 1 1 と、 正極用リード板 8と、 ガスケッ ト 7 とを備える。 封口板 1 1は第 1図で示される構造を有 する。 正極用リード板 8は、.集電板 2 7と封口板 1 1 とを接続する。 封口板 1 1はガスケッ ト 7を介して、 電池ケースの開口に設置され ている。 キャップ 1 1に形成された凸状部 6は、 電池の正極用出力 端子の機能を有する。 その他の封口板及び電池の構成は、 前述の従 来の封口板及び従来の電池の構成と同じであり、 その説明を省略す る。 第 3 ( a) 図から第 3 ( d ) 図は、 封口板に構成される数例のキ ヤップのフランジ部形状の斜視図を示す。第 3 (a)図から第 3 ( d ) 図において、 キャップ 1 1は、 フランジ部 1 4と凸状部 6とを有す る。 フランジ部 1 4は凸状部 6の周囲に形成されている。

キャップ 1 1のフランジ部 1 4の外周端部の表面又は裏面に、 円 錐状小突.起 1 6、 局部的な膨らみ 1 5、 又は外周縁 1 7などの突出 部 3 1が形成されている。 望ましくは、 突出部 3 1は、 凸状部 6と 同じ側に形成されている。 このような突出部 3 1は、 フランジ面に 対して垂直方向にバネ性を有する。 この構成において、 フィルター 3の折曲部の中にフランジ部 1 4の外周端部を位置しながらかしめ PC漏 1/01457

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加工を行う。 これにより、 突出部 3 1が折曲部に強く接触する。 フ ランジ部と開口端部 1 3 との双方が、 （ i )局部的に強く接蝕する強 接触部分と （ i i ) 弱く接触する弱接触部分を有する。 その結果、 フィルターのかしめ部に発生するスプリングバックの悪影響が緩和 される。

つぎに、 これらの特徵について説明する。 第 3 ( a ) 図において、 膨らみ 1 5が、 フランジ部 1 4に形成さ れている。 その膨らみ 1 5は、 凸状部 6側に膨らんでいる。 その膨 らみ 1 5は、 キャップの軸芯に対して垂直方向から見て、 ラジアル 方向に伸びる約 l m m幅、 及び、 約 0 . 1 m m高さの台形状を有す る。 膨らみ部 1 5はフランジ面に垂 it方向のパネ性を有する。 フィ ルター 3の上開口端部とキャップ 1 1のフランジ部 1 4の外周端部 はかしめ部 1 3を形成する。 フィルター 3の上開口端部は、 内側方 向に折り曲げられた折り曲げ部を有し、 フランジ部の外周端部が折 曲部の中に位置されながら、 かしめ部がかしめられる。 このように して、 フィルターの外周端部とキャップ 1 1 のフラン'ジ部 1 4とが かしめ加工により接合される。 かしめ加工の工程において、 フラン ジ部 1 4の膨らみ 1 5の部分が、 フィルター 3のかしめ部 1 3に、 膨らみ 1 5を除く領域よりも強く接蝕する。 さらに、 膨らみ部はフランジ面に垂直方向のパネ性を有するため に、 かしめ部 1 3にスプリ ングバックが生じた場合、 スプリングパ ックによるかしめ加工の緩みが相殺される。 そのため、 フィルタ一 とキャップとの接触状態は安定し、 その結果、 電気的な接触抵抗が 低くなり、 安定する。 さらに、 凸状部 6とフィルター 3の内部に収 納されたゴム弁体 1 2の背丈も安定し、 その結果、 封口板 2 2とし ての本来の機能であるガス放出圧力も安定する。 第 3 (b) 図に記載のキャップは、 フランジ部に形成された膨ら み 1 5を有し、 その膨らみ 1 5は山形形状を有する。 その他の形状 は前述の第 3 ( a) 図の形状と同じである。 膨らみ 1 5が山形形状 を有することにより、 膨らみ 1 5は、 さらに優れたパネ性を発揮す る。 例えば、 膨らみ 1 5の山形形状の高さは約 0. 1 mmであり、 膨らみ 1 5の裾野の幅が約 1. 5mmである。 この形状を持つ膨ら み 1 5により、 かしめ部に発生するスプリングバックによる緩みが 吸収され、 その結果、 電気的な接触抵抗が小さくなり、 安定化され る。 第 3 ( c ) 図に記載のキャップは、 フランジ部に形成された複数 個の円錐形状小突起 1 6を有する。 その小突起 1 6は、 フランジ部 1 4と同芯円上において、 フランジ部の ΰ状部 6と同じ側の表面に 形成されている。 それぞれの円錐形状小突起は、 約 0. .1 5mmの 高さ、 約 0. 8mmの底辺直径を有する。 フィルターの折曲部がフ ランジ部 1 4の外周端部を抱え込むようにかしめた時に、 この小突 起 1 6の頂部がフィル夕一の開口端部に強く接触する。 または、 小 突起 1 6の頂部がフィルターの開口部に食い込む。 これにより、 フ ィルダ一とキヤップ部とが、 電気的にも機械的にも安定した接蝕状 態を可能とする。 なお、 上記の実施例における突起や膨らみは、 フランジの円周方 向またはラジアル方向に沿って、等間隔な 4箇所に形成されている。 しかしながら、 これらの突起や膨らみは、 等間隔な 4箇所に限定さ れるものではなく、 例えば、 突起や膨らみは複数箇所に形成され、 キャップとフィルターが安定して位置決め可能な位置に形成される ように、 膨らみや小突起の形状、 位置、 個数などが自由に設定可能 である。 第 3 ( d ) 図に記載のキャップは、 フランジ 1 4の最外周部に形 成された外縁 1 7を有する。 外縁 1 7はフランジ 1 4の全周にわた り、 均等な低い高さを有し、 その高さは、 例えば、 約 0 . 1 5 m m である。 外縁 1 7が折曲部の中に位置するじょうたいにおいて、 か しめ加工される。 このかしめ加工により、 外縁 1 7がフランジ部に 強く接触する。 この構成により、 フィルター 3の折曲部がフランジ 部 1 4の外周端部を抱え込みながらかしめた時に、 かしめ部 1 3が 僅かなスプリングバックを有する場合においても、 外縁 1 7により キャップとフィルターとの接触状態が確保され、 スプリ ングバック の悪影響が緩和される。 そのため、 強固で安定したかしめが可能と なり、 フィルタ一とキャップ部との電気的な接触抵抗が低く安定す る。 第 1 ( b ) 図と第 2 ( b ) 図は、 突出部 3 1の一実施例として、 上記の膨らみ 1 5、 小突起 1 6、 外縁 1 7のうちの膨らみ 1 5 .を形 成した構成を示す。 第 4図は、 他の実施例の封口板の外観を示す。 第 4図において、 封口板 2 2 'は、 キャップとフィルターが強く接触する部分 2 4と、 接触状態の弱い部分とを有する。 この封口板 2 2は、 （ a )従来のキ ヤップと同様に、 凸状部 6の周囲全周にわたり均等でフラッ トなフ 5 ランジ 1 4を有するキャップを作成する工程と、 （ b )フィルター 3 の折曲部の中にフランジ部の外周端部を位置しながらキャップとフ ィルターとをかしめる工程と、 （ c ) その後、 第 5図に示すような、 パンチ先端部の数箇所が楔状に尖ったプレス金型を使用して、 かし め部 1 3,の上から局部的に数箇所を加圧する工程とを備える。 この L0 製造方法において、 故意に、 キャップとフィルターが強く接触する 部分 2 4と、 接蝕状態の弱い部分とが造られる。 望ましくは、 キヤ ップとフィル夕一が強く接触する部分 2 4において、 折曲部がフラ ンジ部に食い込んだ状態で、キヤップとフィルターとが接合される。

L 5 第 5図は、第 4図に示す封口板 2 2の加工法を示す断面図である。

第 5図において、 一旦、 かしめにより iaみ立てたられた封口板 2 2 が、 プレスの下型 1 8により支えられる。 封口板 2 2の外周のかし め部分 1 3に対して、 プレス上型 2 0の先端部数箇所が楔状に尖つ た部分 2 1 を押しつけ、 局部的に強く加圧する。 これにより、 楔状

10 の先端部 2 1 を封口板 2 2に食い込ませることにより、 封口板 2 2 を変形させる。 これにより、 かしめ部のスプリ ングバックによる緩 みの発 4が防止される。 さらに、 キャップ 1 1 とフィルター 3の接 蝕状態が完全になる。 第 6 ( a ) 図から第 6 ( c ) 図は、 本発明の一実施例の封口板に 使用されるキャップを、 実際に量産する円筒形電池のキヤップに適 用した場合の一例を示し、 第 6 ( a ) 図はキャップの平面図を示し、 第 6 ( b ) 図は正面の断面を示し、 第 6 ( c ) 図は、 フランジ部に 形成された膨らみの形状の拡大断面図である。 図において、 キヤッ プ 1 1は、 凸状部 6 とフランジ 1 4とを有する。 ガス抜き孔 1 0が フランジ 1 4に形成されている。 フランジ 1 4は、 キャップとフィ ル夕一との合わせ面 2 3 を有する。

このような形状を持つ 5 0個のキャップを板厚 0 . 3 m mの S P C鋼板を用いて作成した。 そして、 それぞれのキャップを使用して、 5 0個の封口板を作成した。 この場合、 フィルターの板厚も 0 . 3 m mである。その 5 0個の封口板のうちの 2 0個の封口板について、 かしめ部の高さ Hと、 その封口板の内部抵抗 「R」 を測定した。 他方、 比較例として、 第 8図に示される従来の封口板も作成し、 かしめ部の高さ 「H」 と、 その封口板の内部抵抗 「： J を測定した。 従来の封口板は、 膨らみを持たないキャップを使用した。 かしめ部 の高さ 「H j は、 膨らみ部の中央部の測定値を示す。 これらの測定データ一が、 グラフとして第 7図に示される。 第 7 図において、 本実施例の封口板の内部抵抗 「R j は、 従来品の内部 抵抗よりも、 小さい。 さらに、 本実施例の封口板の内部抵抗 「R J のバラツキは、 従来品の内部抵抗のパラツキよりも、 少ない。 すな わち、 本実施例の封口板の内部抵抗 「R J は、 従来品よりも、 安定 して、 低い抵抗値を有する。 特に、 かしめ高さ Hが 1 m mを越える 場合にも、 本実施例の封口板の内部抵抗 「R」 は、 従来品よりも比 較的安定している。 なお、 キャップおよびフィルタ一の板厚が 0 . 3 m mである場合 には、 かしめ部の高さ 「H J は 0 . 9 8 m m以下とすることが好ま しい。 この場合、 上記の効果がさらに向上する。 産業上の利用の可能性

キャップのフランジ部とフィルターの接蝕状態は、 強く接触する 強接触部分と弱く接触する弱接触部分とを有する。 強接触部分を形 成する方法としては、 突出部がフランジ部に形成され、 その突出部 とフィルタ一とが強く接触する。 これにより、 フランジ部に形成さ れた突出部のばね性により緩みが吸収される。 また、 フランジ部に 形成された円錐状小突起が相手部品としてのフィルターに食い込む, これにより、 かしめの緩みや接触状態の不安定が防止される。 その ため、 キヤップとフィルタ一との電気的な接触抵抗が著しく低減す る。 さらに、 その接触抵抗が低く安定する。 さらに、 このような封 口板を組み込んだ二次電池の内部抵抗は低くなり、 その結果、 電池 特性が向上する。

Claims

電池に使用される封口板であって、

前記封口板は、 フィルターと、 キャップと、 弁体とを備え、 前記フィルタ一は、 弁孔と上開口とを有し、

前記キャップは、 凸状部と、 前記凸状部の周囲に設置され たフランジ部とを有し、

の

前記フィルターの前記上開口の開口端は折曲部を有し、 前記キャップの前記フランジ部の外周端部と前記折曲部とは 囲

かしめにより接合されたかしめ部を有し、

前記かしめ部は、 前記折曲部の中に前記外周端部を位置しなが ら、 前記かしめ部をかしめ'ることにより形成され、 前記キャップと前記フィルターとの間に形成された空間に、

Ιί記弁 #が前記弁孔を覆って設置され、

前記かしめ部は、 前記フランジ部の前記外周端部の表面と 前記折曲部とが互いに （ i ) 強く接蝕する強接触部分と （ i i ) 弱く接触する弱接触部分との双方の接触状態を有し、

前記かしめ部における前記外周端部と前記折曲部との接蝕 により、 前記キヤップと前記フランジ部とが電気的に導通 する封口板。 ¹

請求の範囲の第 1項において、 前記強接触部分と前記弱接蝕部分は、 複数の強接触部分と 複数の弱接蝕部分とを有し、

複数の強接触部分と複数の弱接触部分のそれぞれは、 前記 キヤップの円周方向またはラジアル方向に沿って設置され ている封口板。 請求の範囲の第 1項において、

前記電池は、 電池ケースと、 前記電池ケースの中に設置さ れた正極と負極と、 電解物質と、 ガスケッ トと、 前記封口 板とを備え、

前記封口板は、 前記電池ケースを密閉するように前記ガス ケッ トにより電気的に絶縁された状態で、 前記電池ケース の前記開口に設置され、

前記フィルタ一は前記正極に電気的に接合されている封口 板。 請求の範囲の第 3項において、

前記電池は円筒形を有し、

前記電池ケースは、 円形の開口を有し、

前記封口板は、 前記電池ケースを密閉するように前記電池 ケースの前記開口に設置され、

前記キャップはガス抜き穴を有し、

前記フィルタ一は前記弁体と前記キヤップを所定の位置に 固定する封口板。 請求の範囲の第 1項において、

前記フランジ部の前記外周端部は、 表面と裏面とのうちの少な く とも一つの面から突出する突出部を有し、 前記突出部は、 複数の小突起、 複数の膨らみ、 及び、 前記フラ ンジの表面から突起する外縁からなる群から選ばれる少なく と も一つを有する封口板。 6 . 電池に使用される封口板であって、

前記封口板は、 フィルタ一と、 キャップと、 弁体とを備え、 前記フィルタ一は、 弁孔と上開口とを有し、

前記キャップは、 凸状部と、 前記凸状部の周囲に設置され たフランジ部とを有し.、

前記フィルターの前記上開口の開口端は折曲部を有し、

前記キャップの前記フランジ部の外周端部と前記折曲部とは かしめにより接合されたかしめ部を有し、

前記かしめ部は、 前記折曲部の中に前記外周端部を位置しなが ら、 前記かしめ部をかしめることにより形成され、

前記キャップと前記フィルタ一'との間に形成された空間に、 前記弁体が前記弁孔を覆って設置され、

前記フランジの前記外周端部の表面は、 突出部を有し、 · 前記複数の突出部を含む前記外周端部と、 前記折曲部とが かしめられ、

前記強接触部は、 前記突出部が前記折曲部に接触すること により形成され、

前^かしめ部における前記外周端部と前記折曲部との接触 により、 前記キヤップと前記フランジ部とが電気的に導通する 封口板。

7 . 請求の範囲の第 6項において、 '

前記突出部は、 複数の小突起、 複数の膨らみ、 及び、 前記外周 端部の表面から突起する外縁からなる群から選ばれる少なく と: も一つを有する封口板。

8 . 請求の範囲の第 6項において、

前記突出部は複数の突出部を有し、

前記複数の突出部は、 前記キャップの円周方向またはラジ アル方向に沿って設置されている封口板。

9 . 請求の範囲の第 6項において、

前記突出部は、 前記凸状部と同じ側に位置する前記フランジの 前記外周端部の前記表面に設置されている封口板。 10 , 請求の範囲の第 6項において、

前記突出部は、 前記フランジ部と前記折曲部との接蝕面に対し て垂直方向のバネ性を有する封口板。

1 1 . 請求の範囲の第 6項において、

前記電池は、 電池ケースと、 前記電池ケースの中に設置さ れた正極と負極と、 電解物質と、 ガスケッ トと、 前記封口 板とを備え、

前記電池ケースは、 円形の開口を有し、

前記封口板は、 前記電池ケースを密閉するように前記ガス ケッ トにより電気的に絶縁された状態で、 前記電池ケース の前記開口に設置され、

前記フィル夕一は前記正極に電気的に接合されている封口

1 2 . 電池に使用される封口板であって、

前記封口板は、 フィルターと、 キャップと、 弁体とを備え、 前記フィルタ一は、 弁孔と上開口とを有し、

前記キャップは、 凸状部と、 前記凸状部の周囲に設置され たフランジ部とを有し、.

前記フィルターの前記上開口の開口端は折曲部を有し、 前記キャップの前記フランジ部の外周端部と前記折曲部とは かしめにより接合されたかしめ部を有し、

前記かしめ部は、 前記折曲部の中に前記外周端部を位置しなが ら、 前記かしめ部をかしめることにより形成され、

前記キャップと前記フィルターとの間に形成された空間に、 前記弁体が前記弁孔を覆って設置され、

前記フランジの前記外周端部の表面は、 突出部を有し、 前記突出部を含む前記外周端部と、前記折曲部とがかしめられ、 前記かしめ における前記外周端部と前記折曲部との接触 により、 前記キャップと前記フランジ部とが電気的に導通 し、

' 前記フィルターと前記キャップとの合わせ面から前記突出部の 頂部までの距離が前記フランジ部の厚さよりも大きく、 前記それぞれの項部は、 前記頂部を除く領域よりも、 前記フィ ルターの前記折曲部に強い接蝕圧力を有する封口板。

3. 請求の範囲の第 1 2項において、

前記突出部は、 複数の小突起、 複数の膨らみ、 及び、 突起する 外縁からなる群から選ばれる少なく とも一つを有する封口板。 4. 電池に使用される封口板であって、

前記封口板は、 フィルタ一と、 キャップと、 弁体とを備え、 前記フィルタ一は、 弁孔と上開口とを有し、

前記キャップは、 凸状部と、 前記凸状部の周囲に設置され たフランジ部とを有し、

前記フィルターの前記上開口の開口端は折曲部を有し、 前記キャップの前記フランジ部の外周端部と前記折曲部とは かしめにより接合されたかしめ部を有し、

前記かしめ部は、 前記折曲部の中に前記外周端部を位置しなが ら、 前記かしめ部をかしめることにより形成され、

前記キャップと前記フィルタ一との間に形成された空間に、 前記弁体が前記弁孔を覆って設置され、

前記かしめ部における前記外周端部と前記折曲部との接触 により、 前記キャップと前記フランジ部とが電気的に導通 し、

前記かしめ部は、 前記外周端部と前記折曲部とを一体に突 出する一体突出部を有し、

前記外周端部が前記折曲部の中に位置する状態において、 前記折曲部の上側から突起工具を押し付けることにより、 前記一体突出部が形成され、 前記一体突出部は、 前記一体突出部以外の領域よりも強い 接触圧力を有する封口板。

1 5. 請求の範囲の第 1 4項において、

前記電池は、 電池ケースと、 前記電池ケースの中に設置さ れた正極と負極と、 電解物質と、 ガスケッ トと、 前記封口 板とを備え、

前記電池ケースは、 円形の開口を有し、

前記封口板は、 前記電池ケースを密閉するように前記ガス ケッ トにより電気的に絶縁された状態で、 前記電池ケース の前記開口に設置され、

前記フィルタ一は前記正極に電気的に接合されている封口 板。 1 6. 電池ケースと、 正極と、 負極と、 電解物質と、 ガスケッ ト と、 封口板とを備え、

前記正極と前記負極と前記電解物質は前記電池ケースの中 に設置され、

前記電池ケースは開口を有し、

前記封口板は、 前記電池ケースを密閉するように前記ガス ケッ トにより電気的に絶縁

された状態で、 前記電池ケースの前記開口に設置され、 前記フィルターは前記正極に電気的に接合され、

前記封口板は、 フィルターと、 キャップと、 弁体とを備え 前記フィル夕一は、 弁孔と上開口とを有し、 前記キャップは、 凸状部と、 前記 ώ状部の周囲に設置され たフランジ部とを有し、

前記フィルターの前記上開口の開口端は折曲部を有し、 前記キャップの前記フランジ部の外周端部と前記折曲部とは かしめにより接合されたかしめ部を有し、

前記かしめ部は、 前記折曲部の中に前記外周端部を位置しなが ら、 前記かしめ部をかしめることによ.り形成され、

前記キャップと前記フィルタ一との間に形成された空間に、 前記弁体が前記弁孔を覆って設置され、

前記かしめ部は、 前記フランジ部の前記外周端部の表面と、 前記折曲部とが互いに （ i ) 強く接触する強接触部分と （ i i ) 弱く接触する弱接触部分との双方の接触状態を有し.、

前記かしめ部における前記外周端部と前記折曲部との接触 により、 前記キャップと前記フランジ部とが電気的に導通 する電池。 7. 請求の範囲の第 1 6項において、

前記フランジ部の前記外周端部は、 前記表面と前記裏面と のうちの少なく とも一つの面から突出する突出部を有し、 前記突出部は、 複数の小突起、 複数の膨らみ、 及び突起する外 縁からなる群から選ばれる少なく とも一つを有し、

前記強接触部は、 前記突出部と前記折曲部との接触により 形成され、

前記弱接触部は、 前記突出部を除く領域と前記折曲部との接 触により形成される電池。

1 8. 請求の範囲の第 1 6項において、

前記強接触部分と前記弱接触部分のそれぞれは、 複数の強 接蝕部分と複数の弱接触部分とを有し、

前記複数の強接触部分と複数の弱接触部分は、 前記キヤッ プの円周方向またはラジアル方向に沿って設置されている 電池。

1 9. 請求の範囲の第 1 7項において、

前記複数の突出部は、 前記凸状部と同じ側に位置する前記フラ ンジの前記外周^部の前記表面に設置されている電池。

20. 請求の範囲の第 1 7項において、

前記突出部は、 前記フランジ部と前記折曲部との接触面に対し て垂直方向のパネ性を有する電池。

21 . 請求の範囲の第 1 7項において、

前記フィルターと前記キャップの合わせ面から.前記複数の 突出部の頂部までの距離が前記フランジ の厚さよりも大 きく、

前記それぞれの頂部は、 前記頂部を除く領域よりも、 前記 フィルターの前記折曲部に強い接触圧力を有する電池。

22. 請求の範囲の第 1 7項において、

前記かしめ部は、 前記外周端部と前記折曲部とを一体に突 出する一体突出部を有し、

前記外周端部が前記折曲部の中に位置する状態において、 前記折曲部の上側から突起工具を押し付けることにより、 前記一体突出部が形成され、

前記一体突出部は、 前記一体突出部以外の領域よりも強い 接触圧力を有する電池。

23. 電池の製造方法であって、

( ) 電池ケースの中に、 正極と、 陰極と、 電解物質とを 設置する工程、

(b) 封口板を製造する工程、

( c ) 前記フィルタ一と前記正極とを電気的に接続するェ 程、

(d) 電気絶縁性ガスケッ トを介して、 前記電池ケースの 開口に前記封口板を設置して、 前記開口を密閉する 工程、

を備え、

前記封口板を製造する工程は、

( 1 ) 弁孔と上開口とを有するフィルターを形成する工程、 (2) 前記フィルタ一の前記上開口の開口端を折り曲げて、 折曲部を形成する工程、

(3) 凸状部と、 前記凸状部の周囲に設置されたフランジ 部とを有するキャップを形成する工程、

(4) 前記キャップの前記フランジ部の外周端部の表面と 裏面が前記折曲部の内部に位置しながら、 前記外周 端と前記折曲部とをかしめ加工により接合して、

かしめ部を形成する工程、

( 5 ) 前記キャップと前記フィルターとの間に形成された

空間に、 前記弁孔を覆って弁体を設置する工程

5 を備え、

前記かしめ部を形成する工程は、

前記フランジ部の前記外周端部の表面と前記折曲部とが互いに ( i ) 強く接触する強接触部分と （ i i ) 弱く接触する弱接触 部分との双方の接蝕状態を有するように、 前記かしめ部におけ

L0 る前記外周端部と前記折曲部とを接触し、 前記キャップと前記 フランジ部とを電気的に導通する工程を有する電池の製造方法,

24. 請求の範囲の第 2 3項において、

前記キャップを形成する工程は、 前記フランジ部の前記外

15 周端部に、 前記表面と前記裏面とのうちの少なく とも一つ

の面から突出する突出部を形成する工程を有し、

前記突出部は、 複数の小突起、 複数の膨らみ、 及び、 突起す る外縁からなる群から選ばれる少なく とも一つを有し、 前記強接触部は、 前記突出部と前記折曲部との接触により

20 形成され、

前記弱接触部は、 前記突出部を除く領域と前記折曲部との 接触により形成される電池の製造方法。 .

25. 請求の範囲の第 2 3項において、

25 前記強接触部分と前記弱接触部分のそれぞれは、 複数の強 接触部分と複数の弱接触部分とを有し、

前 E複数の強接触部分と複数の弱^触部分は、 前記キヤッ プの円周方向またはラジアル方向に沿って設置されている . 電池の製造方法。

5

26. 請求の範囲の第 2 4項において、

前記突出部は、 前記凸状部側に位置する前記フランジの前記 外周端部の前記表面に設置されている電池の製造方法。 ίθ 27. 請求の範囲の第 2 4項において、

前記突出部は、 前記フランジ部と前記折曲部との接触面に対し て垂直方向のパネ性を有する電池の製造方法。

28. 請求の範囲の第 2 4項において、

L 5 前記フィルタ一と前記キャップの合わせ面から前記突出部の 頂部までの距離が前記フランジ部の厚さよりも大きく、 前記それぞれの頂部は、 前記頂部以外の領域よりも、 前記 フィルターの前記折曲部に強い接蝕圧力を保つ状態を有す る電池の製造方法。

ί θ

2 9. 請求の範囲の第 2 3項において、

前記かしめ部を形成する工程は、

前記キャップの前記フランジ部のの表面と裏面が前記折曲 部の内部に位置しながら、 前記折曲部の上側から突起工具 を押し付けて、 前記外周端部と前記折曲部とに一体突出部 を形成する工程を有し、

これにより、 前記一体突出部は、 前記一体突出部を除く領 域より も強い接触圧力を有する電池の製造方法。