WO2003007401A1

WO2003007401A1 - Battery

Info

Publication number: WO2003007401A1
Application number: PCT/JP2002/006870
Authority: WO
Inventors: Yoshiki Somatomo; Osamu Watanabe; Masatoshi Tanaka
Original assignee: Hitachi Maxell, Ltd.
Priority date: 2001-07-09
Filing date: 2002-07-05
Publication date: 2003-01-23
Also published as: TW557594B; CN1526174A; KR20040013123A; US7524578B2; EP1416550A1; US20040180260A1; EP1416550A4; JP2003142043A; CN1263177C

Description

技術分野

本発明は、携帯電子機器などの小型電子機器の電源に用いるのに適した電池、特に薄型電池の構造に関する。

明背景技術

電子機器などの電源として用いられる書電池には、例えば円筒型のものや角型のものがある。円筒型電池では円筒状に深絞り（円筒絞り）加工した金属缶が使用され、角型電池では直方体状に深絞り（角筒絞り）加ェした金属缶が使用される。

一方、薄さが要求される例えば携帯情報端末などの小型の携帯電子機器においては厚みの比較的薄い電池が使用されるが、この種の薄型電池には次のようなタイプのものがある。

① 先の深絞り加工による金属缶（深絞り缶）を使用し、これの開口部に金属蓋を嵌合して溶接する構造としたもの（例えば特開平 1 1 一 1 8 5 8 2 0号公報に記載された従来の角型非水電解液二次電池参照）。

② 全体の厚みを薄くするために、アルミニウム箔などの金属箔と樹脂とを積層してなるラミネートを外装材として使用したもの。

③ 弁当箱のような浅絞りの金属缶（浅絞り缶）を使用し、これの開口部に金属蓋を嵌合して溶接する構造としたもの（例えば前記特開平 1 1 - 1 8 5 8 2 0号公報に記載された非水電解液二次電池参照）。

近年、先の携帯情報端末などの普及に見られるように、電子機器に対する小型軽量化への要望が強くなつており、これに伴ってそれらに搭載される電池についても薄型化への要求が高まっている。

しかしながら、これまでの薄型電池は直方体形状や長円柱形状であり、機器への取り付けや、機器に装着される樹脂パック（電池パック）への取り付けには電池室を設けるか、両面テープや接着剤を使用して所定の位置に固定する必要があった。電池室を設けると、その分だけ機器の厚みが増加し、接着剤によって固定すると厚みの増加は避けられるが、廃棄時に電池の分離がしづらくなり、なるべくリサイクルすることが求められている昨今ではその点で弊害となりやすい。

また、先の①ないし③で述べたような従来の薄型電池構造では、さらなる薄型化への要求に十分に応えることができず、あるいはより薄型化できたとしても強度が十分でなかったり、生産時に不具合が発生しやすかったり、機器にセットしにくかったりするなど、様々な問題がある。すなわち、上記①で述べた電池では、電池缶に深絞り缶を用いているため、成形可能なサイズに自ずと一定の限界があった。例えば、現在最も薄い缶は缶厚みが約 3匪であり、これ以下の薄い缶を現時点の深絞り加工技術で得るのは不可能もしくは極めて困難である。このため、そのような薄い電池缶を得ようとすると、現状では上記で述べたようなラミネ一卜などの積層材を電池外装材に使用せざるをえないが、ラミネートでは薄さは確保できるものの、金属缶に比べて突き刺しや折り曲げに対する強度が弱く、また電池膨れや液漏れの懸念もある。

また、仮に 3匪以下の金属缶を成形できたとしても深絞り缶の場合は次のような問題がある。

( A ) これの厚みを薄くすればするほどその分だけ開口部の幅（缶の厚み方向の開口幅）が狭くなつて電極が挿入しづらくなる。

( B ) 缶の開口部を密封する金属蓋には、これに設けられた取り付け穴に端子が樹脂製の絶縁パッキング（ガスケット）を介して取り付けられるが、開口部の幅が狭くなると、この絶縁パッキングが開口縁により接近することとなるため、開口部に金属蓋を嵌合してレーザー溶接等により接合する際に、金属蓋と缶との溶接熱により絶縁パッキンが溶融しやすくなる。

( C ) 深絞り加工では所要の展延性を有する延びやすい材料しか使用できないため、成形可能な金属種が限られるのみならず、成形可能な金属は硬度が小さい金属でもあるため、電池の膨れに対して弱い。したがつて、硬度が大きく（つまり硬く）、しかも軽くて強度のある材質のものを、使用したくても使用できないという欠点がある。

一方、先の③で述べた浅絞り缶を用いた電池、具体的には例えば特開平 1 1一 1 8 5 8 2 0号公報に記載されているような電池では、深絞り缶を用いた電池における上記のような問題点の多くを回避することができる。しかし、この電池においても以下のような問題がある。

( a ) 例えば缶の最大開口部の周縁にこれと同サイズの蓋をセットして当該最大開口部の周縁近傍を溶接するようになっているため、溶接熱が缶内の電極体（電極素子）や当該溶接部の近くに配置された部品に伝わりやすく、これらに熱影響をおよぼす可能性がある。

( b ) 溶接ではなく、蓋の外周と缶の開口部周縁とをかしめる（巻き締めを行う）ことによって蓋を取り付けるようにした場合には、溶接に比べて生産性が劣るだけでなく、両者の接合部から液漏れが生じる可能性も否定できない。

( c ) 電池形態が薄型ではあるものの単純な直方体形状であるため、二次電池で必要となる保護回路を設けるにあたっては、そのためのスぺースゃ取り付け用のベースを別途確保したり設けたりする必要がある。

( d ) 機器や樹脂パック（電池パック）への取り付けに電池室を設けるか、両面テープや接着剤を使用して所定の位置に固定する必要があるなど、先に述べた直方体形状や円筒形状の薄型電池の場合と同様の問題がある。発明の開示

本発明は、電池の薄型化を図るにあたり、以上のような形状、取り付け性、強度、生産性などあらゆる面において発生しうる問題点を一挙に解決できる新規な構造の電池を提供するものである。

本願の請求項 1に係る発明は、電極体を収容する凹部が形成された缶本体と、この缶本体の凹部の開口端を密封する金属蓋とを具備してなる電池缶を有する電池において、次のように構成したものである。すなわち、電池缶を構成する缶本体は、金属板を浅絞り加工することにより皿状に形成した構造とし、この缶本体における開口端の周縁部に、金属蓋と接合一体化されることにより缶本体の凹部内を気密および液密の状態に保ちうるフランジ部を設ける。缶本体の凹部内には、正極および負極がセパレー夕を介して積層された電極体と、電解液とを収容し、その状態で缶本体のフランジ部に金属蓋を接合一体化して缶本体の凹部の開口端を密封する。

缶本体と金属蓋とを接合一体化する手段としては、缶本体のフランジ部に、樹脂を用いた接着またはレーザー溶接で金属蓋を接合する方法があるが、生産性あるいはコストなど各種の要因を考慮すると、樹脂を用いた接着が望ましい（請求項 2 ) 。

缶本体および金属蓋を構成する素材としては、例えば、鉄板、ニッケル板、アルミニウム板、これらの金属の合金板（つまり、鉄合金板、二ッケル合金板、アルミニウム合金板、鉄 --ニッケル合金板、鉄—アルミニゥム合金板、ニッケル—アルミニゥニム合金板) 、マグネシウム合金板、ステンレス鋼板、ニッケルメツキを施した圧延鋼板、ニッケルメッキを施したステンレス鋼板などを用いることができる（請求項 3 ) 。これらの金属板は、単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよい。強度および軽量である点を重視する場合には、高強度材料でしかも軽量な、 H v (ビッカース硬さ） 7 0以上のアルミニウム合金からなる金属板や、マグネシウム合金からよる金属板を使用するのが好ましい。また、電解液に対する耐腐食性を重視する場合には、ニッケルメツキを施した圧延鋼板やステンレス鋼板を使用するのがよい。さらに、金属蓋については、缶本体との接合面側に缶本体と同じ材質のものを使用し、反対側の面には、強度および軽さの点で優れる積層材であるクラッド材（例えばニッケルを積層してなるニッケルクラッド材）を使用することもできる。

電極体の膨張や電池内圧の上昇による電池缶厚み方向の膨れを抑えるため、金属蓋と、これに対向位置する缶本体の一面（底面）とを、それぞれ電池内部に向かって凸状となるように形成し、その中心の突出方向の変形量を 0 . 0 5〜 0 . 3 mmに設定するのが望ましい（請求項 4 ) 。突出量がこれよりも小さいと、電池缶の膨れを防止する効果に乏しく、これょりも大きいと電極体を必要以上に圧迫することとなるだけでなく、缶内容積の低下を生じるので好ましくない。また、膨れを確実に抑制ないし防止できるように、内部に配置される電極体の面積に相当する範囲を凸状に形成するのが好ましい。

缶本体の一部、またはこれに対向する金属蓋の一部に、プレス加工により形成された切り込みを設け、この部分を、電池内圧が所定圧以上に上昇したときに電池内圧を外部に開放する安全弁とすることができる（請求項 5 ) 。

本発明の電池に保護回路を設ける場合のベース部とする等のため、缶本体のフランジ部の一部分を幅広フランジ部分とし、その幅を他のフランジ部分の幅に比べて幅広にするのが望ましい（請求項 6 ) 。言い換えると、電池缶の周囲にフランジ部を形成し、その一部分のフランジ幅を他の部分のそれよりも幅広とした構成が望ましい。この場合において、幅広フランジ部分の幅を他のフランジ部分の幅よりも具体的にどの程度幅広にするかは、電池全体のサイズや保護回路のサイズ等を考慮して決定する。通常は、幅広分は l mm以上 6 mm以下に設定する。

正極および/または負極の出力端子と保護回路とを最短距離で電気的に接続し、その間の配線を簡素化するため、前記幅広フランジ部分に正極および/または負極の出力端子を設けることができる（請求項 7 ) 。また、缶本体の厚み方向の周面部分（凹部の側面を形成している部分）のうち、前記幅広フランジ部分が位置する側における周面部分に、正極または負極のうちの一方の出力端子の取り出し部を設け（請求項 8 ) 、他方の出力端子を幅広フランジ部分に設けることもできる（請求項 9 ) 保護回路を取り付けるためのスペースやベースを別途確保等する必要がないようにし、また保護回路の取り付け固定作業の容易化を図るために、言い換えれば保護回路付きの薄型電池が容易に得られるようにするために、幅広フランジ部分に保護回路を取り付ける構成とすることもできる（請求項 1 0 ) 。その場合の保護回路取り付け構造は、具体的には例えば下記のような構成（請求項 1 1もしくは請求項 1 2または請求項 1 3 ) とすればよい。

先端に係合爪を有する複数の弾性片が外周部の所定位置に設けられた基板に保護回路を組み付けてモジュール化する。一方、幅広フランジ部分の周縁部には、電池缶の厚み方向に折り曲げ形成されて所定位置に係合孔を有する平面視でコ状の立ち上がり部を設ける。そして、この立ち上がり部における係合孔に前記保護回路モジュールにおける弾性片の係合爪を係合させることにより、保護回路モジュールが幅広フランジ部分に固定される構成とする（請求項 1 1 ) 。

先端に爪を有する一対の弾性片が両側部に設けられ且つ当該両側部の内面側に幅広フランジ部分をスライド可能に嵌合させうる溝が形成された樹脂成形体に保護回路を組み付けてモジュール化する。一方、幅広フランジ部分の両側部には所定位置に切り欠き部を設ける。そして、保護回路モジュールにおける前記溝に幅広フランジ部分の両側部を嵌合させて所定位置までスライドさせたときに保護回路モジュールにおける前記爪が幅広フランジ部分における前記切り欠き部と係合する構成とする（請求項 1 2 ) 。

幅広フランジ部分に保護回路を取り付けて、その上から金属製（例えばアルミニウム製）のケースを被せる。そのうえで、金属製のケースを幅広フランジ部分に溶接して固定する（請求項 1 3 ) 。

本発明によれば、缶本体を皿状の浅絞り缶とし、これの開口端の周縁部に、金属蓋と接合一体化されることにより缶本体の凹部内を気密および液密の状態に保ちうるフランジ部を設けたので、機器への着脱作業を容易化する手段として当該フランジ部を利用することができる。例えば、機器において電池を取り付ける部分に、電池缶のフランジ部に対応するガイド部を形成しておけば、このガイド部に前記フランジ部を掙入してスライドさせるだけで機器への着脱操作が行えるようになる。したがつて、機器への取り付け性に優れ、しかも使用後の廃棄時に機器からの分離が容易な電池を実現することが可能となる。

缶本体の開口端の周縁部に設けたフランジ部において金属蓋と缶本体との接合を行う構成としたので、この部分に樹脂を介して金属蓋を接着 (例えば熱接着）することが容易になり、溶接方法に比べると安価に電池を製造することも可能となる。また、樹脂を用いた接着ではなく、レ —ザ一溶接を行う場合においても、当該溶接部から比較的離れた位置にその他の部品材料が隔離された状態となり、絶縁パッキングや電極、セパレ一夕など、電池を構成している各種部品への熱影響を回避することが可能となる。

本発明では、浅絞り加工により得られる皿状の缶本体を使用するので、厚さが 3 mm以下の電池缶を比較的容易に作ることができる。その際、深絞り缶を用いた場合のような材料面の制約を受けることが少ないから、さまざまな材料の中から必要とする特性を持った材料を比較的自由に選択することが可能である。したがって、全体の厚さが 3匪以下でありながら、突き刺しや折り曲げ、膨れなどに十分に耐えうる電池、言い換えれば耐突き刺し、耐折り曲げ、耐膨れなどの点で優れた薄型電池を比較的容易に得ることができる。

また、金属蓋と、これに対向位置する缶本体の一面（凹部の底面）とを、それぞれ電池内部に向かって凸状となるように形成し、その中心の突出方向の変形量を 0 . 0 5〜 0 . 3匪に設定した場合には、これにより電極体の膨張や電池内圧の上昇による電池缶厚み方向の膨れを抑えることができる。

缶本体の一部、またはこれに対向する金属蓋の一部に、安全弁として、プレス加工により形成された切り込みを設けておけば、電池内圧が所定圧以上に上昇したときに当該切り込み部が破れて、この部分から電池内圧が外部に開放されることになる。

缶本体のフランジ部の一部分を、他のフランジ部分よりも幅の広い幅広フランジ部分とした場合、言い換えると電池缶の周囲に設けたフランジ部の一部分を幅広フランジ部分とした場合には、この幅広フランジ部分に保護回路を取り付けることができる。したがって、保護回路を設ける場合に、そのためのスペースやベース部を別途確保する必要がなくなる。その場合、請求項 7、請求項 8または請求項 9に記載した構成を採用すれば、出力端子と保護回路とを最短距離で電気的に接続することができるので、その間の配線を簡素化することができる。

請求項 1 1に記載した構成によれば、幅広フランジ部分に設けられた立ち上がり部に保護回路モジュールを嵌め込んで、保護回路モジュールの弾性片に設けられた係合爪を立ち上がり部における係合孔に係合させるだけで、幅広フランジ部分に保護回路を簡単に固定することができる。また、請求項 1 2に記載した構成によれば、保護回路モジュールの両側部内面に設けられた溝に幅広フランジ部分の両側部を挿入してスライドさせ、保護回路モジュールの両側部に設けられた弾性片における爪を幅広フランジ部分の両側部における切り欠き部に係合させるだけで、幅広フランジ部分に保護回路を簡単に固定することができる。

加えて、請求項 1 1または請求項 1 2に記載した構成では保護回路がモジュール化されていることにより、また請求項 1 3に記載した構成では幅広フランジ部分に取り付けられた保護回路が金属製のケースで覆われることにより、いずれも保護回路が外部に露出しなくなる。したがつて、誤って保護回路を傷付けたり保護回路に埃が付着したりすることを防止することができる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の電池を示す外観斜視図である。

図 2は、電池の平面図である。

図 3は、図 2の I I I— I I I線で切断した断面図である。 . 図 4は、図 2の I V— I V線で切断した断面図およびその一部拡大図である。

図 5は、電池のフランジ部に保護回路を設けた状態の一例を示すフランジ部周辺の斜視図である。

図 6は、図 5の V I—V I線で切断した拡大断面図である。

図 7は、電池における幅広フランジ部分（第 1フランジ部分） ί; 回路を取り付けた他の例を示す当該フランジ部分周辺の斜視図である。図 8は、電池における幅広フランジ部分に保護回路を取り付けた更に他の例を示す当該フランジ部分周辺の斜視図である。

図 9は、保護回路をモジュール化した上で電池における幅広フランジ部分に取り付けうるようにした一例を示すもので、当該フランジ部分周辺の構造と保護回路モジュールを示す斜視図である。

図 1 0は、図 9に示した電池における幅広フランジ部分に保護回路モジュールを取り付けた状態を示す断面図である。

図 1 1は、保護回路をモジュール化した上で電池における幅広フランジ部分に取り付けうるようにした他の例を示すもので、幅広フランジ部分周辺の構造と保護回路モジュールを示す斜視図である。

図 1 2は、図 1 1に示した電池における幅広フランジ部分に保護回路モジュールを取り付けた状態を示す断面図である。

図 1 3は、電池における幅広フランジ部分に保護回路を取り付け、その上から金属製（アルミニウム製）のケ一スを被せるようにした例を示す幅広フランジ部分周辺の斜視図である。

図 1 4は、図 1 3に示した保護回路モジュールに金属製のケースを被せて幅広フランジ部分に溶接した状態を示す断面図である。

図 1 5は、外部機器に設けた一対の接触子間に、保護回路モジュールを取り付けた電池を挿入することにより、両者が電気的に接続されるようにした例を示す斜視図である。発明を実施するための最良の形態図 1ないし図 6は、本発明を角型のリチウムイオン二次電池（以下、単に電池という）に適用した例を示したものである。図 1および図 2に示すように、電池 1は、四隅にアールが付けられた平面視（図 2の状態 ) で長方形の電池缶 2を有する。電池缶 2は、図 1ないし図 4に示すように、凹部 3 1を有する缶本体 3と、この缶本体 3の凹部 3 1の開口端を密封する金属蓋 4とからなる。

缶本体 3は、一枚の金属板（板金）を浅絞り加工することにより皿状に形成されており、これの開口端の周縁部には、その全周にわたって平坦なフランジ部 3 2が形成されている。このフランジ部 3 2は、図 2に示した状態で缶本体 3の上端側に位置する第 1短辺部 3 aにおけるフランジ部分（第 1フランジ部分） 3 2 aの幅（フランジ幅） L 1が、缶本体の下端側に位置する第 2短辺部 3 bおよび両側に位置する各長辺部 3 cおけるフランジ部分（第 2フランジ部分） 3 2 bの幅（フランジ幅） L 2よりも 1匪以上幅広とされている。図示例では、第 1フランジ部分 3 2 aが本発明でいう幅広フランジ部分に該当し、 L 1 = 2 . 5匪であり、 L 2 = 1 . 5 mmである。

缶本体 3の凹部 3 1内、すなわち電池缶 2内には、図 3および図 4に示すように、電極体 5および図示しない電解液（例えばプロピレン力一ポネ一トゃエチレンカーボネートなどの非水溶媒に L i B F ₄などの電解質を溶解させてなる非水電解液）などが収容されている。電極体 5は、例えば L i C 0 0 ₂を活物質とするシート状の正極と、例えば黒鉛を活物質とするシート状の負極とを、セパレータを間にして渦巻き状に捲回したのち、全体を缶本体 3の凹部 3 1内に収容できるように当該凹部 3 1の断面形状に合わせて断面長円形状に押しつぶし変形して形成してある。電極体 5を構成しているシート状の正極および負極からは、それぞれ導電タブ（図示例では負極側の導電タブ 6のみを示す）が導出されている。このうち図示しない正極側の導電タブは缶本体 3の内面所定位置に、また負極側の導電タブ 6は後述する負極端子 7にそれぞれ接続されている。

缶本体 3の第 1短辺部 3 a側（第 1フランジ部分 3 2 a側）において凹部 3 1の側面を形成している周面部分（以下、上壁部という） 3 1 a の所定位置には、負極の出力端子（以下、負極端子という） 7の取り出し部と、正極の出力端子（以下、正極端子という） 8とが設けられている。このうち正極端子 8は、図示例の電池 1では電池缶 2が正極側となつていることから、上壁部 3 1 aの外面に取り付けられた一枚の長円形状もしくは矩形状の金属板で構成されている。また、負極端子 7の取り出し部は、図 4に一部拡大して示すように、上壁部 3 l aを貫通する取り付け孔 3 1 bと、上壁部 3 1 aの外側に配置される樹脂製の絶縁パッキング 1 8 aと、上壁部 3 1 aの内側に配置されるゴム製の絶縁パツキング 1 8 bおよび押さえ板 1 8 cと、これらの絶縁パッキング 1 8 a · 1 8 bおよび押さえ板 1 8 cに貫通状に嵌合されて取り付け孔 3 1 に配置された前記負極端子 7とからなり、これらを同時にかしめることで上壁部 3 1 aに取り付けることによって、取り付け孔 3 1 bを気密および液密に密閉した構成である。負極端子 7は、一方の端面が缶本体 3の外側に露出され、他方の端面が凹部 3 1内に配置されていて、この端面に前記シート状の負極から導かれた導電タブ 6が接続されている。

凹部 3 1の側面を形成している缶本体 3の前記上壁部 3 1 aを含む周面 3 1 cは、フランジ部 3 2や凹部 3 1の底面 3 1 dに対して直角となるように形成してもよいが、図 3および図 4に示すように、フランジ部 3 2や凹部 3 1の底面 3 1 dに対して所定の鈍角（1 0〜3 0度）となるように傾斜させた構成とすることもできる。このようにすれば、電池缶 2内の隅部において缶内面と電極体 5との間に生じる隙間 Cが多少なりとも増えるので、その分だけ電解液の液溜めとして利用できるスぺースが増大し、その結果、電池缶 2内への電解液の注入量を増やすことができる。

一方、金属蓋 4は、プレス打ち抜き品からなる一枚の金属板で構成されおり、その周縁の形状およびサイズが、缶本体 3におけるフランジ部 3 2の外周縁の形状およびサイズと同一とされている。この金属蓋 4は、図 3および図 4に示すように缶本体 3のフランジ部 3 2に接合一体化されており、この接合一体化された金属蓋 4で缶本体 3の凹部 3 1の開口端が密封されることにより、当該凹部 3 1内（電池缶 2内）が気密および液密の状態に保たれるようになつている。

金属蓋 4と缶本体 3のフランジ部 3 2との接合一体化は、レーザー溶接により、あるいは樹脂を用いた熱接着により行うことができる。前者の場合は、フランジ部 3 2に金属蓋 4を合わせた状態で、これらの周縁の近傍あるいは当該合わせ面の外周部分 Pを全周にわたってレーザ一溶接することにより両者を接合一体化する。また、後者の場合は、フランジ部 3 2の表面あるいはこれと合わされる金属蓋 4の周縁部分 4 aに接着剤としての樹脂を塗り、この樹脂を熱で一時的に溶かして熱接着することにより、両者を接合一体化する。

金属蓋 4には、例えば図 4に拡大して示すように、缶本体 3内において電極体 5の一端部側に形成される空間 Sに対応位置するように、安全弁となる切り込み 4 bをプレス成形時に形成しておくことができる。この切り込み（安全弁） 4 bは、電池内圧が所定圧以上に上昇したときに開裂して、電池内圧を外部に開放する。

以上に加えて、電池 1においては、金属蓋 4と、これに対向位置する缶本体 3の一面（凹部の底面 3 1 dを形成している面）が、それぞれ電池内部に向かって僅かに凸状となるように形成されている。そして、これらの凸状部分の中心の突出方向における変形量が 0 . 0 5〜 0 . 3匪の範囲に設定されていることにより、電極体 5の膨張や電池内圧の上昇による電池缶 2の厚み方向の膨れを抑制するようになっている。

次に、電池およびその構成各部のサイズや材質等について説明する。電池 1の総厚み L 3は 3 mm以下、長辺部 3 cの長さ L 4は 6 5 mm以上、第 1短辺部 3 a (第 2短辺部 3 bも同様）の長さ L 5は 3 4匪以上とすることができる。図示例の電池では、 L 3 = 2 . 8 mm、 L 4 = 6 7 mm 、 L 5 = 3 5腿である。図示例の電池の全体形状は角型であるが、円盤型あるいは丸型であってもよい。

電池缶 2すなわち缶本体 3および金属蓋 4には、例えば、鉄板、ニッケル板、アルミニウム板、これらの金属の合金板、マグネシウム合金板、ステンレス鋼板、ニッケルメツキを施した圧延鋼板、ニッケルメツキを施したステンレス鋼板などを用いることができる。強度および軽量である点を重視する場合には、高強度材料でしかも軽量な、 H v (ピツカ —ス硬さ） 7 0以上のアルミニウム合金や、マグネシウム合金を使用するのが好ましい。また、電解液に対する耐腐食性を重視する場合には、ニッケルメツキを施した圧延鋼板やステンレス鋼板を使用するのがよい。さらに、金属蓋 4については、缶本体 3との接合面側に缶本体 3と同じ材質のものを使用し、反対側の面には、強度および軽さの点で優れる積層材であるクラッド材（例えばニッケルを積層してなるニッケルクラッド材）を使用することもできる。

缶本体 3および金属蓋 4の板厚は、いずれも 0 . 2 mm以下とすることができ、 0 . 1 5 min程度とするのがより好ましい。図示例のものでは 0 . 1 5 mmである。本発明の電池 1では、浅絞り加工により缶本体 3を形成するので、先に述べたような高強度で硬い材料を使用することができ、その結果、板厚を上記のように薄くしても電池膨れに十分に耐えることができる。

樹脂を用いた熱接着の場合、フランジ部 3 2と金属蓋 4との間に設けられる熱融着後の樹脂層の厚みは、外部からの水分透過を極力防止するために 0 . 1 mm以下とし、 0 . 0 3〜 0 . 0 8 mm程度とするのが好ましい。また、フランジ部 3 2の幅方向に相当する樹脂層の巾は、 1 mm以上とし、 1 . 5 題以上とするのが好ましく、フランジ部 3 2の幅長さを超えても構わない。

以上の電池 1によれば、金属蓋 4が接合一体化された缶本体 3のフランジ部 3 2を、この電池 1が搭載される図示しない機器（例えば携帯情報端末）への着脱作業を容易化する手段として利用することができる。例えば、機器において電池 1を取り付ける部分に、電池缶 2のフランジ部 3 2 (特に缶本体 3の長辺部 3 c側に位置する第 2フランジ部分 3 2 b ) に対応するガイド部を形成しておけば、このガイド部に前記フランジ部 3 2を挿入してスライドさせるだけで機器への着脱操作が行えるようになる。こうして、機器への取り付け性に優れ、しかも使用後の廃棄時に機器からの分離が容易な電池を実現することができる。

また、正極端子 8および負極端子 7が設けられている側の第 1フランジ部分 3 2 aのフランジ幅 L 1を、第 2フランジ部分 3 2 bのフランジ幅 L 2に比べて 1 匪以上広い 6 mmに設定したので、この幅広の第 1フランジ部分 3 2 aに、図 5および図 6に示すように保護回路 Qを設けることができ、しかもこの保護回路 Qに対して正極端子 8および負極端子 7 を最短距離で電気的に接続することができる。したがって、保護回路 Q を設ける場合に、そのためのスペースやべ一ス部を別途確保する必要がなくなるのみならず、保護回路 Qと各端子 8 · 7との間の配線を簡素化することができる。

缶本体 3の開口端の周縁部に設けたフランジ部 3 2において金属蓋 4 と缶本体 3との接合を行う構成としたことにより、例えば接合をレーザ一溶接により行う場合でも、当該溶接部から比較的離れた位置にその他の部品材料が隔離された状態となるので、絶縁パッキング 1 8 a · 1 8 bや電極体 5、セパレー夕（図示せず）など、電池 1を構成している各種部品への熱影響を回避することができる。また、フランジ部 3 2を利用して、この部分に樹脂を介して金属蓋 4を熱接着することとした場合には、溶接に比べて安価に電池を製造することも可能となる。

さらに、この電池 1では、浅絞り加工により得られる皿状の缶本体 3 を使用するので、厚さが 3 mm以下の電池缶 2を比較的容易に作ることができる。その際、深絞り缶を用いた場合のような材料面の制約を受けることが少ないから、先に述べたような様々な材料の中から必要とする特性を持った材料を比較的自由に選択することができる。したがって、全体の厚さが 3 mm以下でありながら、突き刺しや折り曲げ、膨れなどに十分に耐えうる、言い換えれば耐突き刺し、耐折り曲げ、耐膨れなどの点で優れた電池を比較的容易に得ることができる。

次に、本発明の電池 1に保護回路 Qを取り付ける際に採用しうる他の構成例について説明する。

図 7は、電池 1の第 1フランジ部分 3 2 aに正極端子 8および保護回路 Qを配置した例を示したものである。この図 7に示した保護回路 Qは、第 1フランジ部分 3 2 aに取り付けられた状態で、上壁部 3 l aに設けられた負極端子 7および第 1フランジ部分 3 2 aに設けられた正極端子 8に電気的に接続されている。符号 9 1は、保護回路 Qと負極端子 7 とを電気的に接続するためのリードである。保護回路 Qの上面には、電池 1を図示しない外部機器に電気的に接続する際に使用される正極および負極の外部接続用端子 9 2 · 9 3が設けられている。これらの点以外は、先に述べた例と同じかまたはほぼ同じであるので、対応する部分に同一符号を付して説明を省略する（以下に述べる例においても同様である）。

このような構成によれば、負極端子 8を設けた幅広の第 1フランジ部分（幅広フランジ部分） 3 2 aに保護回路 Qを取り付けるようにしたので、保護回路 Qに対して正極端子 8および負極端子 7を最短距離で電気的に接続することができる。したがって、保護回路 Qを設ける場合に、そのためのスペースやベース部を別途確保する必要がなくなるのみならず、保護回路 Qと各端子 8 · 7との間の配線を簡素化することができる図 8は、第 1フランジ部分（幅広フランジ部分） 3 2 aに正極端子 8 および負極端子 7を設けた例を示したものである。この例では、第 1フランジ部分 3 2 aに保護回路 Qを図示のように取り付けたときに、第 1 フランジ部分 3 2 aに設けられた負極端子 7および正極端子 8と電気的に接続されるように構成されている。このような構成によれば、保護回路 Qと電池 1における正極端子 8および負極端子 7との接続をさらに簡単に行うことができるだけでなく、保護回路 Qと各端子 8 · 7との間の配線を、より簡素化することが可能となる。

図 9および図 1 0は、保護回路 Qをモジュール化した上で電池 1に取り付けうるようにした例を示したものである。この例では、保護回路 Q は基板 1 0 0の片面（図示例では下面）に組み付けられてモジュール化されている。この保護回路モジュール 1 0 1を構成する基板 1 0 0には、保護回路 Qが組み付けられている面側の外周部に複数（図示例では 3 つ）の弾性片 1 0 2が設けられており、これらの弾性片 1 0 2の先端に係合爪 1 0 2 aがそれぞれ形成されている。一方、電池 1の第 1フランジ部分（幅広フランジ部分） 3 2 aの周縁部には、電池缶 2の厚み方向に折り曲げ形成された平面視でコ状の立ち上がり部 3 5が設けられており、この立ち上がり部 3 5の根元側の所定位置に係合孔 3 5 aが形成されている。そして、この立ち上がり部 3 5に図 9に示すように保護回路モジュール 1 0 1を嵌め込んで、立ち上がり部 3 5の係合孔 3 5 aに保護回路モジュール 1 0 1における係合爪 1 0 2 aを係合させることにより、図 1 0に示したように保護回路モジュール 1 0 1が第 1フランジ部分 3 2 aに固定されるようになっている。

このような構成によれば、第 1フランジ部分 3 2 aに設けられた立ち上がり部 3 5に保護回路モジュール 1 0 1を嵌め込んで、その弾性片 1 0 2の先端に設けられた係合爪 1 0 2 aを立ち上がり部 3 5における係合孔 3 5 aに係合させるだけで、第 1フランジ部分 3 2 aに保護回路 Q を簡単に固定することができる。また、保護回路 Qがモジュール化されていることにより外部に露出しなくなるから、誤って保護回路 Qを傷付けたり保護回路 Qに埃が付着したりすることを防止ないし抑制することができる。

図 1 1および図 1 2は、保護回路 Qをモジュール化した上で電池 1に取り付けうるようにした他の例を示したものである。この例では、電池 1を構成する電池缶 2が、一対の缶本体 3の開口面側を合わした状態で、そられのフランジ部 3 2どうしを溶接して接合することにより形成されている。言い換えると、この例では、先の図 3および図 4に示したような平らな金属蓋 4に代えて、一対の缶本体 3のうちの一方が、本発明でいう金属蓋として用いられている。互いに合わされたフランジ部 3 2 に第 1フランジ部分（幅広フランジ部分） 3 2 aが設けられている点は上記の各例と同様であるが、第 1フランジ部分 3 2 aの両側部の所定位置に切り欠き部 3 2 mが設けられている点が異なる。一方、保護回路 Q は、少なくとも一面が開口された樹脂成形体 2 0 0内に組み付けられてモジュール化されている。この保護回路モジュール 2 0 1を構成する樹脂成形体 2 0 0の両側部には、先端に爪 2 0 2 aを有する一対の弾性片 2 0 2が設けられている。樹脂成形体 2 0 0の両側部の内面側には、第 1フランジ部分 3 2 aの両側部をスライド可能に嵌合させうる溝 2 0 3 が形成されている。そして、これらの溝 2 0 3に第 1フランジ部分 3 2 aの両側部を嵌合させて所定位置までスライドさせたときに、図 1 2に示すように保護回路モジュール 2 0 1における爪 2 0 2 aが第 1フランジ部分 3 2 aにおける切り欠き部 3 2 mに係合することにより、保護回路モジュール 2 0 1が第 1フランジ部分 3 2 aに固定されるようになつている。

このような構成によれば、保護回路モジュール 2 0 1の両側部内面に設けられた溝 2 0 3に第 1フランジ部分 3 2 aの両側部を挿入してスラィドさせ、保護回路モジュール 2 0 1の両側部に設けられた弾性片 2 0 2における爪 2 0 2 aを第 1フランジ部分 3 2 aの両側部における切り欠き部 3 2 mに係合させるだけで、第 1フランジ部分 3 2 aに保護回路 Qを簡単に固定することができる。また、保護回路 Qがモジュール化されていることにより外部に露出しなくなるから、誤って保護回路 Qを傷付けたり保護回路 Qに埃が付着したりすることを防止ないし抑制することができる。

図 1 3および図 1 4は、電池 1における第 1フランジ部分 3 2 aに保護回路 Qを取り付け、その上からアルミニウム製のケース（被覆体） 3 0 0を被せて、その下端側の周縁部を第 1フランジ部分 3 2 aに溶接するようにした例を示したものである。アルミニウム製のケース 3 0 0の上面には、第 1フランジ部分 3 2 aに取り付けられた保護回路 Qに図 1 3に示すごとくケ一ス 3 0 0を被せたときに、保護回路 Qにおける外部接続用端子 9 2 · 9 3をケース 3 0 0の外側に露出させるための 2つの孔 3 0 0 aが設けられている。このような構成によれば、幅広の第 1フランジ部分 3 2 aに取り付けられた保護回路 Qが、アルミニウム製のケース 3 0 0で覆われることにより外部に露出しなくなる。したがって、誤って保護回路 Qを傷付けたり保護回路 Qに埃が付着したりすることを一層確実に防止することができる。

なお、図 7や図 9等に示した例では、保護回路 Qや保護回路モジユールにおける所定の面（フランジ部と平行な面）に正極および負極の外部接続用端子 9 2 · 9 3を設けたが、図 1 5に示すように、保護回路 Qや保護回路モジュールにおける所定の面に例えば負極の外部接続用端子 9 3のみを設け、正極の外部接続用端子 9 3は電池缶（正極缶） 2で兼用する構成とすることができる。その場合、図 1 5に示したように、外部の機器に上下一対の接触子 R · Rを設け、これらの接触子 R · R間に電池 1を挿入して負極の外部接続用端子 9 3に一方の接触子 Rを接触させるとともに、正極の外部接続用端子でもある電池缶 2に他方の接触子 R を接触させるようにすれば、電池が装着される外部機器と当該電池との電気的な接続が容易に行えるようになる。産業上の利用の可能性

以上のように、本発明によれば、電池缶を構成する缶本体に皿状の浅絞り缶を使用し、その周縁部に金属蓋と接合一体化されるフランジ部を設けたので、電池が搭載される機器への取り付け性に優れ、しかも保護回路も簡素な配線で装着しうる薄型電池を実現できる。その場合に、樹脂を用いた接着により缶本体と金属蓋とを接合一体化する構成とすれば、溶接により両者を接合一体化する構成に比べて製造時における両者の接合一体化作業を容易化することができ、ひいては製造コストを低減することができる。また、缶本体と金属蓋とをレーザ一溶接等により接合することとした場合においても、その他の部品材料から比較的離れた位置で当該溶接等を行えるから、絶縁パッキングや電極、セパレ一夕など

、電池を構成している各種部品への熱影響を回避することができる。さらに、深絞り缶を用いた場合のような材料面の制約を受けることが少なく、様々な材料の中から必要とする特性を持った材料を比較的自由に選択することができるので、全体の厚さが 3 IM以下でありながら、耐突き刺し、耐折り曲げ、耐膨れなどの点で優れた電池を比較的容易に得ることができる。

缶本体のフランジ部の一部分を幅広に形成した場合には、この幅広フランジ部分に、正極および Zまたは負極の出力端子またはその取り出し部を設けたり、保護回路を取り付けたりすることができる。したがって、出力端子と保護回路とを最短距離で電気的に接続することができるので、その間の配線を簡素化することができる。また、薄型の電池に保護回路を取り付けるに当たって通常は必要となる保護回路取り付け用のスペースやベースを別途確保する必要がなくなる。また、幅広フランジ部分への取り付け性等を考慮して、あらかじめ必要な部品に保護回路を組み込んでモジュール化したもの、つまり所定の保護回路モジュールを使用した場合には、電池への保護回路の取り付け作業を一層容易化することができるのみならず、所定位置に確実に保護回路を固定することができ、同時に出力端子との電気的接続も容易に行えるようになる。

Claims

請求の範囲

1 . 浅絞り加工により電極体が収容される凹部が形成され、且つその開口端の周縁部にフランジ部が設けられた缶本体と、この缶本体の凹部の開口端を密閉する金属蓋とを具備してなる電池缶を有し、

この電池缶の内部に、正極および負極がセパレー夕を介して積層された電極体と、電解液とが収容されており、

前記缶本体のフランジ部において缶本体と金属蓋とが接合一体化されていることにより、前記電極体と電解液とが電池缶内部に密封されていることを特徴とする電池。

2 . 缶本体と金属蓋は、樹脂を用いた接着により接合一体化されている請求項 1記載の電池。

3 . 缶本体および金属蓋は、鉄板、ニッケル板、アルミニウム板、これらの金属の合金板、マグネシウム合金板、ステンレス鋼板、ニッケルメツキを施した圧延鋼板、ニッケルメツキを施したステンレス鋼板よリ選択される少なくとも一種で構成されている請求項 1記載の電池。

4 . 金属蓋と、これに対向位置する缶本体の一面が、それぞれ電池内部に向かって凸状となるように形成されており、その中心の突出方向の変形量が 0 . 0 5〜0 . 3匪である請求項 1記載の電池。

5 . 缶本体の一部、またはこれに対向する金属蓋の一部には、電池内圧が所定圧以上に上昇したときに電池内圧を外部に開放する安全弁として、プレス加工により形成された切り込みが設けられている請求項 1記載の電池。

6 . 缶本体のフランジ部は、その一部分が、他のフランジ部分に比べて幅広に形成された幅広フランジ部分とされている請求項 1記載の電池

7 . 幅広フランジ部分には、正極および Zまたは負極の出力端子が設けられている請求項 6記載の電池。

8 . 前記凹部の側面を形成している缶本体の厚み方向の周面部分のうち、前記幅広フランジ部分が位置する側における周面部分には、正極または負極のうちの一方の出力端子の取り出し部が設けられている請求項 6記載の電池。

9 . 幅広フランジ部分には、他方の出力端子が設けられている請求項 8記載の電池。 '

1 0 . 幅広フランジ部分には、保護回路が取り付けられている請求項 6記載の電池。

1 1 . 保護回路は、先端に係合爪を有する複数の弹性片が外周部の所定位置に設けられた基板に組み付けられてモジュール化されており、この保護回路モジュールが取り付けられる幅広フランジ部分の周縁部には、電池缶の厚み方向に折り曲げ形成されて所定位置に係合孔を有する平面視でコ状の立ち上がり部が設けられており、この立ち上がり部における係合孔に前記保護回路モジュールにおける弾性片の係合爪を係合させることにより、保護回路モジュールが幅広フランジ部分に固定可能とされている請求項 1 0記載の電池。

1 2 . 保護回路は、先端に爪を有する一対の弾性片が両側部に設けられ且つ当該両側部の内面側に幅広フランジ部分をスライド可能に嵌合させうる溝が形成された樹脂成形体に組み付けられてモジュール化されており、前記幅広フランジ部分の両側部には所定位置に切り欠き部が設けられており、保護回路モジュールにおける前記溝に幅広フランジ部分の両側部を嵌合させて所定位置までスライドさせたときに保護回路モジュールにおける前記爪が幅広フランジ部分における前記切り欠き部と係合するように構成されている請求項 1 0記載の電池。

1 3 . 保護回路は幅広フランジ部分に取り付けられて外側を金属製のケースで覆われており、その状態で前記ケースと幅広フランジ部分とが溶接されている請求項 1 0記載の電池。