WO2001084647A1

WO2001084647A1 - Cell tube and method of manufacturing the cell tube

Info

Publication number: WO2001084647A1
Application number: PCT/JP2001/003801
Authority: WO
Inventors: Katsuhiko Mori; Tomomichi Ueda; Shoji Yamashita
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2001-05-01
Publication date: 2001-11-08
Also published as: EP1286402A4; EP1286402A1; KR20020093095A; CN1199297C; CN1426609A; KR100455013B1; US6586907B1

Description

明細書電池缶およびその製造方法技術分野

本発明は、アルカリ乾電池やニッケル力ドミゥム蓄電池或いはリチウム二次電池などの各種電池の外体ケースとして用いられる電池缶およびその電池缶を D I (drawing と ironing、つまり絞り加工としごき加工）加工を用いて製造する製造方法に関する。背景技術

従来、電池缶の製造方法としては、トランスファプレス機による深絞り加工および抜き加工を 10〜13工程繰り返すことによって所定形状の電池缶を製作する、いわゆるトランスファ絞り加工法と、プレス機による深絞り工程によってカップ状中間製品を製作した後、絞りダイスを用いた絞り工程およびしごきダイスを用いたしごき工程によって前記カップ状中間製品から所定形状の電池缶を製作する D I加工法が主に採用されている。 D I加工法は、トランスファ絞り加工法に比較して、工程数の削減により生産性が向上する上に、カップ状中間製品をしごき加工する工程において側周壁のみを引き延ばして薄肉にすることから、内容積が大となるので、充填剤を増大させることによる容量アップに応じて電池特性が向上し、且つ軽量化を図ることができるなどの長所を有しているので、その利用率が高まっている。

しかしながら、 D I加工法で製作した電池缶は、上述の種々の長所を有する反面、しごき加工時に電池缶の側周壁の内面がポンチの胴部に強く押し付けられて、その側周壁の内面の表面が平滑化されてしまう。その結果、電池缶の内部に収容した活物質または正極合剤と側周壁の内面との接触面積が少なくなり、電池内部抵抗が高くなつて電池特性が劣化するという課題がある。特に、アルカリ乾電池では、正極を兼ねる電池缶の側周壁の内面とペレッ卜状の正極合剤との二次的な接触のみにより正極側の電気的導通を図っているので、上述の接触面積の低減による電池内部抵抗の増大は電池性能を大きく低下させ、中でも大きな電流を取り出すことのできる高負荷放電特性が低下してしまう。

そこで、従来では、電池缶の側周壁の内面に、カーボンなどの導電塗料や導電剤を塗布したり、側周壁の内面にニッケル—錫めつき合金層を形成して、側周壁の内面と正極合剤や活物質との間の電池内部抵抗の低減を図っている。ところが、このような手段では、電池内部抵抗の低減がどうしても不十分となる上に、側周壁の内面の表面が平滑であることから、導電塗料や導電剤を保持する能力が弱く、所要の電池保存後特性を得ることができない。

一方、上記の D I加工法以外の加工法、例えば上述のトランスファ絞り加工法で製作された電池缶は、絞り工程を多数回繰り返すときの小さなしわの発生によって側周壁の内面が粗面化されるので、正極合剤や活物質との接触面積が大きくなって電池内部抵抗の上昇を抑えることが可能である。ところが、トランスファ絞り加工法では、しごき加工をほとんど行わないことが多く、その場合には、側周壁の厚みが底壁の厚みに比較して殆ど薄くならない。従って電池缶の内容積は増大せず、活物質などの充填量が少なくなつて充放電特性が低下する欠点がある。しかも、この電池缶の製造方法では、上述のように工程数が多いために、生産性の向上を図ることができず、製造コストが高くつく。

本発明は、上記従来の課題に鑑みて、内容積を大きく保ちながらも側周壁の内面と正極合剤や活物質との接触面積の増大を図ることのできる形状を有する電池缶およびそのような電池缶を高い生産性で製造する製造方法を提供することを目的とするものである。発明の開示

上記目的を達成するために、本発明の電池缶は、多段配置されたしごきダイスを用いたしごき工程を経て側周壁の厚みが底壁の厚み t。に対して =ひ t _Q (ひ -0.2-0.7) となるように形成され、前記側周壁の内面が、前記しごき工程後の絞りェ程を経ることにょって平均表面粗さが0, 2 111〜2.0 111の粗面に形成されてぃることを特徴とする。

この電池缶は、側周壁の内面と、内部に収容される正極合剤や活物質との接触面積が大きいため、電池内部抵抗が格段に低減する。また、側周壁の内面に力一ボンなどの導電材を塗布する場合には、その導電材などの保持力が向上するため、電池の保存後特性を長期間にわたり高く保つことが可能となる。上記接触面積を増大させるには、平均表面粗さを 0.2〃 111〜2.0〃 111の範囲に設定すればょぃ。また、この電池缶は、しごき工程を経ることにより、側周壁の厚みが底壁の厚みよりも薄く形成されて大きな内容積を有しているので、正極合剤や活物質の充填量が増大し、充放電特性などの電池性能が向上する。

本発明の電池缶の製造方法は、力ップ状中間製品に、少なくとも一つの絞りダイスによる絞り加工と多段配置したしごきダイスによるしごき加工とを施すことにより、側周壁の厚み 1 が底壁の厚み t。に対して t , =ひ t _Q (ひ =0.2〜0, 7) となる電池缶素体を製作する第 1の工程と、前記電池缶素体を、複数段に配置した絞りダイスで絞り加工して側周壁の厚みを変えることなく所定の外径に縮径することにより、電池缶を製作する第 2の工程とを有することを特徴とする。

この電池缶の製造方法では、第 2の工程においてしごき加工を行わないので、電池缶素体を、その側周壁の厚みをそのまま保持しながら、その外径が所定の小さな外径となるように縮径する状態に塑性変形される。したがって、電池缶の側周壁の内面は、側周壁の厚みを変えることなく縮径する過程で発生する多数の極めて小さなしわによつて粗面化されるので、微小な凹凸が全体にわたり疎密なく形成されて. 正極合剤や活物質との接触面積が増大する。側周壁の内面の粗面化は、特別な工程を要することなく、電池缶の一連の製造過程を経ることによって形成されるので、生産性も損なわれない。

また、第 1の工程では、カップ状中間製品をしごき加工するので、側周壁の厚みが底壁の厚みより薄くなり、第 2の工程では側周壁の厚みを変えることなく縮径するので、完成した電池缶は大きな内容積を有する。さらに、第 2の工程では、電池缶素体の縮径に伴う変形分の材料が底壁に逃がすように流動されるので、側周壁よりも大きな厚みを有する底壁の周端部分に段部が形成され、完成した電池缶は、座屈などの発生を防止する強度を有する。図面の簡単な説明

図 1 Aは、本発明の一実施の形態に係る電池缶を示す一部破断した側面図であり図 1 Bは図 1 Aの I B— I B線で切断した拡大断面図であり、図 1 Cは図 1 Bの I C部を模式的に示した拡大図であり、図 1 Dは図 1 Cに対する比較のために示した従来の電池缶の模式的な拡大断面図であり、図 1 Eは上記実施の形態に係る電池缶の他の例を示す一部断面図であり、

図 2 A、図 2 Bは同上の電池缶を製造するための本発明の第 1の実施の形態に係る製造方法を具現化した第 1の工程の製造過程を順に示した概略断面図であり、図 3 A、図 3 Bは同上の製造方法の第 2の工程の製造過程を順に示した概略断面図であり、

図 4 A、図 4 Bは同上の電池缶を製造するための本発明の第 2の実施の形態に係る製造方法を具現化した製造過程を順に示す概略断面図であり、

図 5 A、図 5 Bは同上の製造方法における第 1の工程で製作された電池缶素体の側周壁および製造完了後の電池缶の側周壁のそれそれの内面の表面粗さを周方向に沿って測定した実測値を示すグラフであり、

図 6 A、図 6 Bは、同上の電池缶素体の側周壁および電池缶の側周壁のそれそれの内面の表面粗さを軸心方向に沿って測定した実測値を示すグラフであり、

図 7は電池缶の電池缶素体に対する絞り比と側周壁の内面の平均表面粗さとの関係を示す特性図であり、

図 8は単 3型アル力リ乾電池を示す一部切欠き断面図であり、

図 9はニッケルカドミウム蓄電池を示す一部破断した斜視図であり、

図 1 0は円筒型リチウム二次電池を示す縦断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。図 1 Aは本発明の一実施の形態に係る電池缶 1を示す一部破断した側面図、図 1 Bは図 1 Aの I B _ I B線で切断した拡大断面図、図 1 Cは図 1 Bの I C部を模式的に示した拡大図である。図 1 Aに示すように、この電池缶 1の側周壁 1 aの厚み t ,は、底壁 l bの厚み t。に対して =ひ t。（ひ =0.2〜0.7) となるように形成されている。側周壁 1 aの厚み t ,が薄くなつている分だけ、電池缶 1の内容積は増大する , したがって、この電池缶 1は、活物質または正極合剤の充填量を多くして電池容量を増大させながらも、比較的厚い底壁 1 bおよび底壁 1 bと側周壁 1 aとの境界となる底周端部分の段部 1 cの存在によって十分な耐圧強度を有する。

また、この電池缶 1は、図 1 Bに示すように、鋼鉄板 2の表面にニッケルめっき層 3が形成されてなるニッケルめっき鋼板を素材として製作されている。このニッケルめっき鋼板を用いるのは、この電池缶 1の主な適用対象となるアル力リ乾電池やニッケルカドミウム蓄電池などの電解液として用いられる強アルカリ性の水酸化カリウムに対してニッケルが耐アルカリ腐食性に強いこと、電池を外部端子に接続する際にニッケルが安定した接触抵抗を有していること、電池を組み立てる際のスポット溶接に対して二ッケルがスポット溶接性に優れているなどの理由による。

さらに、図 1 Cに示すように、電池缶 1の側周壁 1 aの内面は、多数の凹凸が全体にわたり疎密のない微細な配置に形成されて、平均表面粗さ R aが m〜2.0 mになるよう設定されている。図 1 Dは、図 1 Cの比較のために示した D I加工法により製作された従来の電池缶における側周壁の内面の粗度を模式的に示したものである。この図 1 Dとの比較から明らかなように、この実施の形態の電池缶 1では、その側周壁 1 aの内面が従来の電池缶に比較して比較的大きな凹凸が微細な配置に形成された粗面になっている。そのため、電池缶 1内に収容される正極合剤や活物質との接触面積が大きくなつて電池内部抵抗を格段に低減させ、また側周壁 1 aの内面にカーボンなどの導電材を塗布する場合には、その導電材などの保持力が向上して、電池の保存後特性が高くなる。つぎに、上述した実施の形態の電池缶 1を生産性良く高精度に製作する製造方法について説明する。先ず、本発明の第 1の実施の形態に係る電池缶 1の製造方法は、図 2 A、図 2 Bに示す第 1の工程と図 3 A、図 3 Bに示す第 2の工程とを有する。図 2 A、図 2 Bに示す第 1の工程には、周知の絞り兼しごき機を用いた D I加工法が採用されている。この絞り兼しごき機は、この第 1の工程の前工程において製作されて送給されてくるカップ状中間製品 4に、 1段の絞り加工および 3段のしごき加工を一挙に施して、図 2 Bに示す電池缶素体 7を製作する。なお、カップ状中間製品 4は、周知の工程を経ることから図示を省略しているが、フープ状としてブレス機に供給される電池缶素材を、所定形状に打ち抜いたのちに、深絞り加工を行うことにより製作される。このカップ状中間製品 4の側周壁の厚み T , と、底壁の厚み

T₀とはほぼ同一である。

前記第 1の工程に用いる絞り兼しごき機は、第 1のパンチ 8、ダイス機構 9およびストリッパ（図示せず）を備えて構成されている。ダイス機構 9は、絞りダイス 1 0および第 1ないし第 3しごきダイス 1 1〜1 3が第 1のパンチ 8の軸心と同心となる配置で直列に配列された構成になっている。中間製品搬送部（図示せず）により搬送されて図 2 Aに図示の成形箇所に位置決めされたカツプ状中間製品 4は、図 2 Aの位置から図示矢印方向に進行する第 1のパンチ 8で押動されることにより、先ず絞りダイス 1 0によって、その形状が第 1のパンチ 8の先端形状に沿った形状になるように絞られる。この絞り加工によって、カップ状中間製品 4は若干小径、且つ胴長に塑性変形されるが、その肉厚における変化は殆どない。

カップ状中間製品 4は、第 1のパンチ 8の押動がさらに進むことにより、第 1 しごきダイス 1 1によって第 1段のしごき加工が施されて、側周壁 l aが展延されて肉厚が小となるとともに加工硬化によって硬度が高められる。さらに第 1のパンチ 8の押動が進むと、カップ状中間製品 4は、第 1しごきダイス 1 1よりも内径が小さい第 2しごきダイス 1 2によって第 2段のしごき加工が施され、続いて、第 2しごきダイス 1 2よりも内径がさらに小さい第 3しごきダイス 1 3によって第 3段のしごき加工が施されて、図 2 Bに示すように、側周壁 1 aが順次展延されて肉厚がさらに小となるとともに硬度が高められる。この D I加工法による絞り加工およびしごき加工を経て製作完了した電池缶素体 7は、ストリツバによって絞り兼しごき機から取り外される。この電池缶素体 7は、側周壁 7 aの厚みが底壁 7 bの厚み t。に対して =ひ t。（ひ = 0.2〜0. 7) となっている。

つぎの第 2の工程では、第 1の工程で製作した電池缶素体 7に対して、図 3 A、図 3 Bに示すような絞りプレス機を用いた絞り加工が行われる。この絞りプレス機は、第 1の工程で製作されたのちに送給されてくる電池缶素体 7に、 2段の絞り加ェを施して、図 3 Bに示す所要の電池缶 1を製作する。この第 2の工程に用いる絞りプレス機は、第 2のパンチ 1 4、ダイス機構 1 7およびストリツバ（図示せず）を備えて構成されている。ダイス機構 1 7は、第 1絞りダイス 1 8および第 2絞りダイス 1 9が第 2のパンチ 1 4の軸心と同心となる配置で直列に配列された構成になっている。

電池缶素体搬送部（図示せず）により搬送されて図 3 Aに図示の成形箇所に位置決めされた電池缶素体 7は、第 2のパンチ 1 4が図示矢印方向に進行するのに伴う押動を受けて、第 1絞りダイス 1 8によって、その形状が第 2のパンチ 1 4の先端形状に沿った形状になるように絞られる。その絞り加工によって、電池缶素体 7は、側周壁 7 aの厚みが殆ど変化しないままで若干小径、且つ胴長に塑性変形される。この電池缶素体 7は、第 2のパンチ 1 4の押動がさらに進むことにより、第 1絞りダイス 1 8よりも内径が小さい第 2絞りダイス 1 9によって、上述と同様の状態にさらに絞られて、図 3 Bに示すように、所要の電池缶 1が出来上がる。製作完了した電池缶 1は、ストリツバによって絞りプレス機から取り外される。

このようにして製作された電池缶 1は、第 1の工程の D I加工法により製作された電池缶素体 7が、第 2の工程において絞り加工を施されただけであって、しごき加工を施されないので、電池缶素体 7における側周壁 7 aの厚みをそのまま保持しながら電池缶素体 7の外径 Rが所定の小さな外径 Γとなるように縮径する状態に塑性変形される。但し、この第 2の工程では、電池缶素体 7の縮径に伴う変形分の材料が底壁 1 bに逃がすように流動されるので、底壁の厚み t。は殆ど変わらないが、底壁 1 bの周端部分に段部 1 cが形成される。

この電池缶 1の製造方法では、第 2の工程において、電池缶素体 7の側周壁 7 a の厚みを変化させずに、その外径 Rを所定の小さな外径 rになるよう縮径させることから、必然的に側周壁 7 aの内面が粗面化され、図 1 Aに示した本発明の実施の形態の電池缶 1を高精度に製造することができる。ここで、側周壁 7 aの内面は、側周壁の厚み t ,を変えることなく縮径する過程で発生する多数の極めて小さなしわによって粗面化される。したがって、極めて微小な凹凸が全体にわたり疎密なく形成された良好な粗面となるので、正極合剤や活物質との接触面積を増大させられるこれに対し、例えば、胴部に縦溝を設けたパンチを用いて D I加工を行うことにより側周壁の内面に縦溝などを形成した従来の電池缶では、上述の接触面積がさほど大きくならない。また、製造後の電池缶 1は、電池缶素体 7の側周壁 7 aの薄い厚みがそのまま保持されるので、大きな内容積を維持する。

この電池缶 1の製造方法は、電池の一連の製造工程を経ることによって側周壁 1 aの内面を粗面化するため、粗面化するための工程を別途必要とせず、電池缶 1を高い生産性で製造することができる。

本発明は、図 1 Eに示すように正極端子が電池缶の底壁 1 dに一体形成された電池缶にも適用される。この電池缶においても、側周壁 1 aの厚み t！が底壁 1 dの厚み t _Dに対して t , =ひ t„ (ひ二 0.2〜0· 7) に形成され、前記側周壁 1 aの内周面が、平均表面粗さが0.2 111〜2.0 111の粗面に形成されてぃる。なお、前記正極端子はしごき工程の前の工程である絞りダイスによる絞り加工によって形成される。

図 4は、本発明の第 2の実施の形態に係る電池缶 1の製造方法を具現化した製造工程を示す概略断面図であり、同図において、図 2および図 3と同一若しくは同等のものには、同一の符号を付して、その説明を省略する。この実施の形態の製造方法は、カップ状中間製品 4に対し、第 1の実施の形態における第 1の工程の D I加工法による絞り加工およびしごき加工と第 2の工程における絞り加工とを一連のェ程で一挙に施すことにより、電池缶 1を製造するものである。

この実施の形態の製造方法に用いる加工プレス機は、第 1の実施の形態の第 1の工程で用いた第 1のパンチ 8と同一の外形で、中空となった外部パンチ 2 0の内部に、第 1の実施の形態の第 2の工程で用いた第 2のパンチ 1 4とほぼ同一形状の内部パンチ 2 1が、出入自在に収容されている。一方、ダイス機構 2 2は、第 1のェ程 P 1用の絞りダイス 1 0と、第 1ないし第 3しごきダイス 1 1〜 1 3と、第 2の工程 P 2用の第 1絞りダイス 1 8および第 2絞りダイス 1 9とが、両パンチ 2 0、 2 1の軸心と同心となる配置で直列に配列された構成になっている。

上記プレス加工機では、内部パンチ 2 1を収容した外部パンチ 2 0が、カップ状中間製品 4を押動しながら図示矢印方向に進行して、絞りダイス 1 0および第 1ないし第 3しごきダイス 1 1〜 1 3を順次通過することにより、第 1の工程 P 1である D I加工によってカップ状中間製品 4から電池缶素体 7が製作される。外部パンチ 2 0は、図 4 Bに示すように、先端部が第 1の工程 P 1の最終段の第 3しごきダイス 1 3を通過し終えた時点で停止され、内部パンチ 2 1のみが外部パンチ 2 0内から突出して進行を継続する。この内部パンチ 2 1が電池缶素体 7を押動しながら進行して、第 1絞りダイス 1 8および第 2絞りダイス 1 9を順次通過することにより、第 2の工程 P 2である絞り加工によって電池缶素体 7から所要の電池缶 1が製作される。

したがって、上記第 2の実施の形態の製造方法では、第 1の実施の形態の第 1および第 2の工程とほぼ同様の第 1および第 2の工程 P 1、 P 2を経て力ップ状中間製品 4から第 1の実施の形態で示した電池缶 1を製作することができるのに加えて. カップ状中間製品 4を一連の工程で一挙に電池缶 1に塑性変形するため、生産性が格段に向上する利点がある。

本発明者は、上記の第 1の実施の形態の製造方法により電池缶 1を実際に製作して、その電池缶 1における側周壁 1 aの内面の平均表面粗さの状態の確認を行った ₍ 図 5 A、図 5 Bは、電池缶素体 7の側周壁 7 aおよび電池缶 1の側周壁 1 aのそれそれの表面粗さを周方向（軸心に対し直交方向）に沿って測定した実測値を示すグラフであり、図 6 A、図 6 Bは、電池缶素体 7の側周壁 7 aおよび電池缶 1の側周壁 1 aのそれそれの表面粗さを軸心方向に沿って測定した実測値を示すグラフである。

上記の表面粗さの測定には、商品名「サーフコム 1 40 0 (株式会社東京精密製）」の表面粗さ形状測定機を用いて行った。各グラフにおける横軸は、平均表面粗さ Ra (J I SB 0 6 0 1— 1 9 8 2 ) を求めるための評価長さである測定長さを示し、縦軸は表面粗さを示している。この図 5 A、図 5 Bおよび図 6 A、図 6 B の表面粗さ曲線から明らかなように、本発明の製造方法により得られた電池缶 1における側周壁 1 aの内表面は、 D I加工法で製作しただけの電池缶素体 7における側周壁 7 aの内表面、換言すると、従来の電池缶における側周壁の内表面に比較して格段に粗面化されている。

図 7は、図 5 A、図 5 Bおよび図 6 A、図 6 Bの表面粗さ曲線のデータに基づき算出した電池缶 1の電池缶素体 7に対する絞り比と平均表面粗さ R aとの関係を示す特性図である。絞り比は、第 2の工程における電池缶 1の外径 rと電池缶素体 7 の外径 Rとの比（r/R) である。また、図 7において、 C 1は電池缶 1の周方向における平均表面粗さ R aの特性曲線、 C 2は電池缶 1の軸心方向における平均表面粗さ R aの特性曲線である。同図に示すように、絞り比をそれそれ「1.00」、

「0.87」、「0.79」および「0.65」に設定したときに、これに対応して周方向の平均表面粗さが「0.24」、「0.48」、「0.58」、「0.76」となり、且つ軸心方向の平均表面粗さが「0.15」、「0.28」、「0.41」、「0.68」となる。

ところで、電池缶 1内に収容する正極合剤または活物質と側周壁 1 aとの接触面積の増大を図るための指標となるパラメ一夕は、電池缶 1の周方向における平均表面粗さ R aである。上記接触面積を増大させるには、前記平均表面粗さ R aを、 0.2 /m〜2.0 /mの範囲に設定するのが好ましい。そのためには、第 2の工程における絞り比を 0·4〜0·9の範囲に設定すればよく、より好ましくは 0.5〜0.8の範囲に設定するとよい。絞り比を 0.4以下に設定した場合には、第 2の工程において電池缶素体 7を歪みの少ない電池缶 1に製作すること自体が困難となり、絞り比を 0.9以上に設定した場合には、電池缶 1の側周壁 1 aが十分に粗面化されないことから、上記接触面積を大きくするという効果が不十分となる。さらに、第 2の工程で絞り比（r /R ) を上述の範囲に設定して形状に歪みの少ない電池缶 1を得るためには、第 1の工程において、側周壁 7 aの厚みと底壁 7 bの厚み t ₂との比（ / 1: ₂ ) が 0.2〜0.7の範囲となる電池缶素体 7を製作することが好ましい。

図 8は単 3型アルカリ乾電池を示す一部切欠き断面図であり、この乾電池の電池缶 2 3は、上記実施の形態の製造方法により製作されたものである。正極を兼ねる電池缶 2 3の内部には、正極活物質である二酸化マンガンと導電剤である黒鉛と電解質の水酸化カリウムとを混練してペレツト状に成型された複数個の正極合剤 2 4 が加圧状態で挿入されている。その正極合剤 2 4の内方中空部にはセパレ一夕 2 7 が挿入され、そのセパレー夕 2 7の内側には、電解液としての苛性カリの水溶液と. 粘性物質および亜鉛粉末からなる負極ゲル状物質 2 8とが注入されている。

電池缶 2 3の開口部は、防爆機構を備えた封口体 2 9の中央部に、負極集電体 3 0と負極端子底板 3 1とを一体ィ匕した部品をヮッシャ 3 2を間に圧入状態に介在させてなる組立体が挿入されたのちに、封口体 2 9の嵌合部に強く密着させることによって封口されている。正極を兼ねる電池缶 2 3の底部には正極端子 3 3がー体形成されている。また、電池缶 2 3の外周面には外装ラベル 3 4が巻き付け状態で貼着されている。

このアル力リ乾電池における正極合剤 2 4と電池缶 2 3とは、互いの二次的な接触のみによって電気的導通が図られている。電池缶 2 3は、上述の第 1または第 2 の製造方法によって製作されて、図 1に示したように側周壁 2 3 aの内面に微細な凹凸を多数有する粗面になっている。そのため、このアルカリ乾電池では、正極合剤 2 4と電池缶 2 3の側周壁 2 3 aの内面との接触面積が従来の電池缶に比較して格段に増大し、電池内部抵抗が低減して極めて優れた電池性能を発揮する。また、電池缶 2 3の内面にカーボンなどの導電剤を塗着する場合には、粗面化された内面によって導電剤の保持力が向上し、電池内部抵抗のさらなる低減を図ることができるとともに、電池の保存後特性が向上する。

電池缶 2 3は、第 1の工程における D I加工法によりカップ状中間製品 4が電池缶素体 7とされる工程を経ているので、側周壁 2 3 aが延伸されてその厚みが底壁に比較して薄くなり、第 2の工程においてその側周壁 2 3 aの厚みを変えることなく縮径されているから、大きな内容積を有している。したがって、電池缶 2 3には、より多くの正極合剤 2 4や負極ゲル状物質 2 8を充填することができるから、充放電特性などの電池性能が向上する。しかも、電池缶 2 3は、第 2の工程において電池缶素体の側周壁の厚みを変えることなく縮径されるので、縮径に伴う変形分の材料が底壁に逃がすように流動され、側周壁よりも厚みの大きい底壁の周端部分に段部が形成される。したがって、電池缶 2 3は、側周壁 2 3 aの厚みを薄くして内容積の増大を図りながらも、厚みの大きい底壁と段部の存在とによって強度が向上しているので、座屈などの発生が防止される。

図 9はニッケル力ドミゥム蓄電池を示す一部破断した斜視図であり、この電池の電池缶 3 7も上記実施の形態の製造方法により製作されたものである。この電池缶 3 7の内部に収容された電極群 3 8は、水酸化ニッケルを主成分とする正極活物質が芯材に塗着されてなる正極電極板 3 9と、水素吸蔵合金粉を主成分とする負極活物質が芯材に塗着されてなる負極電極板 4 0とが、これらの間にセパレー夕 4 1を介在して積層した状態で渦巻き状に卷回されてなる。電池缶 3 7には、上記電極群

3 8が収容されたのちに、電解液（図示せず）が注液され、その開口部が、封口板

4 3、安全弁 4 4、絶縁ガスケット 4 7および金属キャップ 4 6を組み立ててなる封口体 4 2で密閉されている。

このニッケルカドミウム蓄電池では、一般には渦巻き状に卷回されている電極群 3 8の正極電極板 3 9からは正極リードが引き出されて封口板 4 3に接続され、負極電極板 4 0からは負極リードが引き出されて電池缶 3 7の底部に接続されている。このような構成のニッケル力ドミゥム蓄電池では、負極電極板 4 0の負極リードが負極を兼ねる電池缶 3 7に接続されているので、電池缶 3 7の側周壁 3 7 aの内面と負極電極板 4 0との接触による電気的導通を特に必要としないが、電極群 3 8 せ、電池缶 3 7の側周壁 3 7 aの粗面化された内面に大きな接触面積で接触することによって電池缶 3 7の内部で固定されるため、外部からの衝撃や、落下などによる衝撃を受けたときに電極群 3 8と電池缶 3 7の内面との間にズレが発生することが抑制され、内部ショートが防止される。また、この電池は、アルカリ乾電池と同様に、側周壁 3 7 aの厚みを薄くして内容積の増大を図りながらも、厚みの大きい底壁とその周壁とその周端部の段部とによって強度が向上しているので、座屈などの発生が防止される。

また、ニッケルカドミウム蓄電池には、電極群 3 8の最外周に位置する負極電極板 4 0が負極を兼ねる電池缶 3 7の内周面に面接触されていることにより、負極側の電気的導通を図っている構成のものもある。すなわち、この構成の電池では、負極電極板 4 0のリード部が電池缶 3 7の底部にスポッ卜溶接されていない。したがつて、最外周の負極電極板 4 0と電池缶 3 7の内周面とは大きな接触面積で接触させる必要があるが、この電池缶 3 7は、上述の第 1または第 2の製造方法によって製作されて、側周面 3 7 aの内周面に微細な凹凸を多数有する粗面になっているため、最外周の負極電極板 4 0と電池缶 3 7の側周壁 3 7 aの内周面との接触面積は、従来の電池缶に比較して格段に増大し、電池内部抵抗が低減して優れた充放電特性が得られる。

図 1 0は円筒型リチウム二次電池を示す縦断面図であり、この電池の電池缶 4 8 も上記実施の形態の製造方法により製作されたものである。この電池缶 4 8内には、正極電極板 4 9および負極電極板 5 0がこれらの間にセパレ一夕 5 1を介在して積層した状態で渦巻き状に巻回されてなる電極群 5 2が収容されている。正極電極板 4 9からは正極リード 5 3が引き出されて封口板 5 4に接続され、負極電極板 5 0 からは負極リード 5 7が引き出されて電池缶 4 8の底部に接続されている。電極群 5 2の上下部にそれそれ絶縁リング 5 8、 5 8が設けられている。電池缶 4 8の開口部は、電解液（図示せず）を注液したのちに、安全弁 5 9を設けた封口板 5 4および絶縁パッキング 6 0によって封口されている。

このリチウム二次電池では、負極電極板 5 0の負極リード 5 7が負極を兼ねる電池缶 4 8に接続されているので、電池缶 4 8の側周壁 4 8 aの内面と負極電極板 5 0との接触による電気的導通を特に必要としないが、電極群 5 2力 \ 電池缶 4 8の側周壁 4 8 aの粗面化された内面に大きな接触面積で接触することによって電池缶 4 8の内部で固定されているので、外部からの衝撃を受けたときに電極群 5 2が電池缶 4 8の内部で動くのが防止されて、電池内部抵抗の変化が抑制される利点がある。産業上の利用可能性

以上のように本発明の電池缶によれば、側周壁の内面が適当な粗面に形成されているので、内部に収容される正極合剤や活物質と側周壁の内面との接触面積が大きくなって電池内部抵抗が低減される上に、側周壁の内面にカーボンなどの導電材を塗布した場合に、その導電材の保持力が向上して、電池の保存後特性を長期間にわたり高く保つことが可能となる。さらに、側周壁の厚みは、しごき工程を経ることによって底壁の厚みよりも薄く形成されているので、正極合剤や活物質の充填量を増大させて、充放電特性などの電池性能の向上を図ることができる。

また、本発明の電池缶の製造方法によれば、第 1の工程で製作した電池缶素体を、しごき加工が存在しない第 2の工程において、側周壁の厚みをそのまま保持しながら所定の小さな外径に縮径する状態に塑性変形させるようにしたので、電池缶の側周壁の内面は、多数の極めて小さなしわの発生により粗面化され、微小な凹凸が全体にわたり疎密なく形成されて、正極合剤や活物質との接触面積が増大する。また、側周壁の厚みが底壁の厚みより薄くなるので、大きな内容積を有する電池缶を製造できる。さらに、電池缶素体の縮径に伴う変形分の材料が底壁に逃がすように流動されるので、底壁の厚みは、電池缶素体のときよりも若干大きくなり、且つ底壁の周端部分に段部が形成されるので、座屈などの発生を防止する強度を有した電池缶を得ることができる。従って、本発明は、電池性能の向上と電池缶の強度の向上とを共に実現する上で有用である。

Claims

請求の範囲

1. 多段配置したしごきダイス（ 1 1、 12、 13) を用いるしごき工程を経て側周壁（l a) の厚み（ t ,) が底壁（ l b) の厚み（t。）に対して t , =ひ t。 (ひ =0.2〜0.7) となるように形成され、

前記側周壁の内面が、前記しごき工程後の絞り工程を経ることによつて平均表面粗さが 0.2 m〜2.0 mの粗面に形成されていることを特徴とする電池缶。

2. カップ状中間製品（4) に、少なくとも一つの絞りダイス（ 10) による絞り加工と多段配置したしごきダイス（ 1 1、 12、 13) によるしごき加工とを施すことにより、側周壁（7 a) の厚み（t!) が底壁（7b) の厚み（t_n) に対して =ひ t。（ひ =0·2〜0.7) となる電池缶素体（7) を製作する第 1の工程と、前記電池缶素体を、複数段に配置した絞りダイス（ 18、 19) で絞り加工して側周壁の厚みを変えることなく所定の外径に縮径することにより、電池缶（ 1) を製作する第 2の工程とを有していることを特徴とする電池缶の製造方法。

3. カップ状中間製品（4) を、外部パンチ（20) で押動しながら、直列に配列した第 1の工程の各ダイス（ 10、 1 1、 12、 13) 内を通過させることにより、電池缶素体（7) を製作し、

前記外部パンチを、その先端部が前記第 1の工程の最終段のしごきダイス（ 1 3) を通過し終えた時点で停止させ、且つ前記外部パンチの内部に出入自在の内部パンチ（21) を前記外部パンチから突出して進行を継続させ、

前記電池缶素体を、前記内部パンチで押動しながら、前記第 1の工程の各ダイスの後段側に連続して直列に配列した第 2の工程の各絞りダイス（ 18、 19) 内を通過させることにより、電池缶（ 1) を製作するようにした請求項 2に記載の電池缶の製造方法。

4. 第 2の工程において、電池缶（ 1) の外径（r) の電池缶素体（7) の外径（R) に対する絞り比 r/Rが 0.4〜0,9となる絞り加工を施すようにした請求項 2に記載の電池缶の製造方法。

5. 請求項 1に記載の電池缶（ 1 ) に発電要素が収容され、前記電池缶の開口部が封口されてなる電池。