WO2008081671A1 - 電池缶の製造方法及び密閉型電池の製造方法 - Google Patents

電池缶の製造方法及び密閉型電池の製造方法 Download PDF

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Katsuhiko Mori
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    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49108—Electric battery cell making

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a battery can used for a sealed battery such as a primary battery or a secondary battery, and a method for manufacturing a sealed battery using the battery can manufactured by this method.
  • a sealed battery such as a primary battery or a secondary battery generally includes a battery can formed in a bottomed cylindrical shape, and a power generation element composed of a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte solution. It is assembled by sealing the open end with a lid and gasket.
  • the battery can is manufactured by drawing a metal plate to form a thin-walled cylindrical molded body, and then cutting the vicinity of the open end of the molded body along its outer periphery. It is done.
  • the formed body is usually cut by press working with a punch and a die.
  • a certain gap (talarance) is provided between the punch and the die, and this clearance inevitably generates burrs on the cut surface. Therefore, by optimizing the clearance, the generation of burrs can be suppressed, but it cannot be completely eliminated.
  • burrs are generated on the cut surface of the molded body, that is, the end face of the battery can, when the power generation element is housed in the battery can, for example, a composite containing an active material formed on the surface of the positive electrode or the negative electrode is included.
  • the agent layer comes into contact with the paste, a part of the mixture layer is peeled off, and if it mixes into the battery can, it may cause an internal short circuit.
  • the burr generated on the end face of the battery can may be peeled off and the battery can and the lid (sealing plate) may be short-circuited (external short circuit), causing a voltage drop.
  • the gasket when inserting the gasket into the open end of the battery can, When the gasket contacts the gasket, a part of the gasket may be damaged, which may reduce the sealing degree of the battery can.
  • Patent Document 1 describes a method in which the open end of a battery can molded into a bottomed cylindrical shape is tapered wider than the inner diameter of the main part of the battery can. RU By tapering the opening end of the battery can, it is possible to avoid the burr generated at the opening end of the battery can from contacting the gasket in the step of sealing the opening end of the battery can. Similarly, when the power generation element is housed in the battery can, the mixture layer can be prevented from coming into contact with the burr, and foreign matter can be prevented from entering the battery can.
  • Patent Documents 2 and 3 describe a method of forming a rounded end face of the open end in addition to making the open end of the battery can tapered. As a result, the gasket can be prevented from being damaged by the open end portion of the battery can, and the mixture layer can be damaged and foreign matter can be prevented from being mixed into the battery can.
  • the method of rounding the end face of the opening end is performed by the following method. That is, as shown in FIG. 7 (b), the molded body 100 molded into a bottomed cylindrical shape has an inner diameter d2 larger than the inner diameter dl of the main part of the molded body 100 at the opening end. A taper portion 101 that widens to have a taper portion 102 that widens to have a larger inner diameter d3 is formed. Then, by cutting the tapered portion 102 in a direction parallel to the side surface of the molded body 100 (in the direction of arrow A in the figure), as shown in FIG. 7 (a), the inner end surface of the opening end is rounded. Can be formed.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-52656
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 9161736
  • Patent Document 3 JP-A-10-321198
  • the above-mentioned conventional countermeasure is a process in which Paris generated on the end face of the battery can and a mixture layer formed on the surface of the positive electrode or the negative electrode, a gasket, or the like are in contact in the battery assembly process. It was made paying attention to.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a general assembly process of the battery.
  • a metal plate is prepared, and this is drawn (S1) to form a bottomed cylindrical molded body 100 having a reduced thickness.
  • the battery can 200 is formed by cutting the vicinity of the open end of the molded body 100 (S2)).
  • beat processing S4 is performed near the open end of the battery can 200.
  • a sealing member stopper (lid and gasket) is attached to the open end of the battery can 200 (S5), and the battery can 200 is sealed by caulking (S6) to complete the assembly of the battery. .
  • the conventional measures described above include a step (S3) in which a burr generated on the end face of the battery can 200 and a mixture layer formed on the surface of the positive electrode or the negative electrode come into contact in the battery assembly process. Is considered to have been made by paying attention to the step (S5) in contact with the gasket or the like.
  • the inventor of the present application performs a process executed by pressing a predetermined part of the battery can 200 with a pressing member or the like after fixing the battery can 200 with a fixing jig or the like in the assembly process, that is, We focused on beat processing (S4) and force processing (S6).
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a general method of beat processing (S4).
  • the battery can 200 is fixed with the fixing jig 300.
  • the end of the battery can 200 was brought into contact with the holding jig 302.
  • the pressing member (die) 301 is pressed along the outer periphery of the battery can 200 toward the axis side of the battery can 200 (in the direction of arrow A in the figure), and the bottom of the battery can 200 is electrically connected to the fixing jig 300.
  • a constriction (beat portion) 201 along the outer periphery of the battery can 200 is formed.
  • FIGS. 10 (a) and 10 (b) are diagrams for explaining a general method of caulking (S6). Note that the gasket and the lid fitted into the open end of the battery can 200 are omitted. As shown in FIG. 10 (a), with the beat portion of the battery can 200 fixed by the fixing jig 400, the end of the battery can 200 is pressed in the direction of arrow A by the pressing member (caulking jig) 401. By pressing, the end of the battery can 200 is sealed by caulking the end of the battery can 200 as shown in FIG. 10 (b).
  • the end of the battery can 200 has a holding jig 302, a force fitting jig 301, and the like. Therefore, the burrs generated on the end face of the battery can 200 may be scraped off by these jigs and mixed into the battery can 200. Also, the scraped burrs may be directly applied to the battery can 200. If the beat processing (S4) or caulking processing (S6) is repeated with burrs still attached to the jigs 301 and 302 even if they are not mixed in, the Paris attached to the jigs 301 and 302 will be removed.
  • the battery peels off and enters into the battery can 200.
  • the battery can 200 is introduced into the battery can 200 due to burrs generated on the end face of the battery can 200. Almost no consideration was given to contamination.
  • the present invention has been made on the basis of such knowledge, and the main purpose thereof is that burrs generated on the end face of the battery can are contained in the battery can in the battery assembly process (beat processing, caulking processing, etc.). It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a battery can that can effectively prevent contamination.
  • FIG. 11 (a) shows a method of cutting the vicinity of the open end 110 of the molded body 100
  • FIG. 11 (b) shows the state of the burr 130a generated on the cut surface 120a of the molded body 100 after cutting.
  • the cutting method shown in FIG. 11 (a) is based on the method shown in FIG. 7 (b), and the punch disposed outside the molded body 100 (for example, the inner diameter is larger than the outer diameter of the molded body 100).
  • a large cylindrical one) 500 is punched out on the die 501 arranged inside the molded body 100 (for example, a cylindrical one whose outer diameter is smaller than the inner diameter of the molded body 100).
  • the cut surface 120a of the molded body 100 cut by this method has a burr (hereinafter referred to as “upper burr”! /) In a direction parallel to the side surface of the molded body 100.
  • B) 130a is generated.
  • an upper burr 130a is generated on the end face of the molded body (battery can) 100 in such a state, beat processing or caulking processing as shown in Fig. 9 or Fig. 10 (a), (b) is performed. In this case, the upper burr 130a is likely to be crushed by hitting the jigs 22 and 32 first.
  • the vicinity of the open end 110 of the molded body 100 is cut in a direction parallel to the side surface of the molded body 100, but in addition to that, it is cut in a direction perpendicular to the side surface of the molded body 100. It is also possible.
  • a punch for example, a cylindrical one having an outer diameter smaller than the inner diameter of the molded body 100
  • a die for example, having an inner diameter of less than the inner diameter of the molded body 100
  • the cut surface 120b of the molded body 100 cut by such a method is directed toward the outer side in the direction perpendicular to the side surface of the molded body 100 (hereinafter referred to as “outer burr”). ”) 130b occurs.
  • the outer burr 130b is generated on the end face of the molded body (battery can) 100 in such a state, the outer burr 130b is moved to the beat calorie caulking as in the case of the upper burr 130a. There is a high risk of being crushed by hitting the force S and jigs 22 and 32 first.
  • the battery can manufacturing method includes a step of drawing a metal plate to form a bottomed cylindrical molded body, and the vicinity of the opening end of the molded body with respect to the axis of the molded body.
  • a step of cutting in a vertical direction, and the step of cutting the molded body includes arranging a first blade on the inside of the molded body, and placing the second blade on the outer side of the molded body and closer to the opening end than the first blade. In the state where the first blade is in contact with the inner periphery of the molded body, the second blade is moved relative to the molded body toward the shaft side of the molded body. It is characterized by cutting.
  • the first blade is composed of a round blade having an outer diameter smaller than the inner diameter of the molded body
  • the second blade is a part force that contacts the molded body and is larger than the outer diameter of the molded body.
  • it has a substantially arc shape with an inner diameter.
  • the molded body is rotated about its axis, and further, the molded body is moved along a track along a portion of the second blade that has a substantially arc shape. Power to be done while S is preferable.
  • burrs generated on the end face of the battery can be mixed in the battery can in the battery assembly process, and the positive electrode and the negative electrode are internally short-circuited. Therefore, it is possible to effectively suppress the battery, and it is possible to stably manufacture a highly reliable battery. In addition, it is possible to effectively prevent the burr generated on the end face of the battery can from peeling off and externally short-circuiting the battery can and the casing, thereby producing a battery having stable performance. it can.
  • FIG. 1 is a diagram showing a method for manufacturing a battery can according to an embodiment of the present invention, where (a) is a cross-sectional view of a molded body, and (b) is a partially enlarged view showing a method for cutting the molded body.
  • FIG. 3 (c) is a diagram showing a state of a cut surface of a molded body.
  • FIG. 2 is a diagram showing a specific method for cutting a molded body in the present embodiment.
  • FIG. 3 is a view showing another specific cutting method of the molded body in the present embodiment.
  • FIG. 4 is a partial photograph showing an end face of a battery can in the present embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of a cylindrical sealed battery according to the present invention.
  • FIG. 6 is a graph showing the voltage drop occurrence rate of the battery according to the present invention.
  • FIG. 7] (a) and (b) are diagrams illustrating a conventional method of cutting a molded body.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a conventional battery assembly process.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a conventional method for forming a beat portion.
  • FIG. 10 (a) and (b) are cross-sectional views illustrating a conventional caulking process.
  • FIG. 11 (a) and (b) are diagrams illustrating the state of occurrence of burrs generated by cutting a conventional molded body.
  • FIG. 12 (a) and (b) are diagrams illustrating the state of occurrence of burrs generated by cutting a conventional molded body.
  • FIGS. 1 (a;) to (c) are diagrams schematically showing a method for manufacturing a battery can in the present embodiment.
  • Fig. 1 (a) is a cross-sectional view of a molded body 10 formed by drawing a metal plate into a thin-walled bottomed cylindrical shape, and shows the vicinity of the opening end 11 of the molded body 10 relative to the axis of the molded body 10.
  • a battery can is manufactured by cutting in the vertical direction (along the dotted line in the figure).
  • the step of cutting the molded body 10 is performed in a state where the first blade 31 is in contact with the inner periphery of the molded body 10 as shown in the partially enlarged view of FIG.
  • the second blade 30 disposed along the outer periphery of the workpiece is moved relative to the molded body 10 toward the axis side of the molded body 10 (in the direction of arrow A in the figure) to cut the molded body 10.
  • an inner burr 13 is generated on the cut surface 12 of the molded body 10 in a direction perpendicular to the side surface of the molded body 10 and inward.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a specific cutting method of the molded body 10 in the present embodiment.
  • a cylindrical punch (first blade) 31 having an outer diameter smaller than the inner diameter of the molded body 10 is arranged inside the molded body 10, and the molded body 10 is placed outside the molded body 10.
  • a die (second blade) 30 having a substantially arc shape in which the portion abutting on the surface has an inner diameter larger than the outer diameter of the molded body 10 is disposed. Then, with the punch 31 in contact with the inner periphery of the molded body 10, the molded body 10 is rotated around the axis in the direction of arrow A in the figure, and at the same time, the punch 31 is moved to the arrow in the figure. The molded body 10 is cut by moving in the direction B.
  • the die 30 is moved only in the axial direction of the molded body 10 without arranging the die 30 over the entire circumference of the molded body 10. Molded body 1 0 can be cut in a predetermined direction.
  • the die 30 may be a circular shape (round blade) instead of the shape shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing another cutting method for the molded body 10 in the present embodiment.
  • a cylindrical punch (first blade) 41 having an outer diameter smaller than the inner diameter of the molded body 10 is arranged inside the molded body 10, and the molded body 10 is placed outside the molded body 10.
  • a die (second blade) 40 having a substantially circular arc shape having an inner diameter larger than the outer diameter of the molded body 10 is disposed at the contacted portion. Then, with the punch 41 in contact with the inner periphery of the molded body 10, the molded body 10 is rotated about its axis, and at the same time, the molded body 10 has a substantially arc shape of the die 40. The molded body 10 is cut by moving the track along the portion 40a.
  • the plurality of molded bodies 10 are continuously cut by moving the plurality of molded bodies 10 continuously along the orbit along the portion 40a having a substantially arc shape of the die 40. can do. Thereby, a battery can be manufactured efficiently in a mass production process.
  • the method for cutting the molded body 10 according to the present invention is not limited to the method described in the above embodiment, and the cutting surface 12 of the molded body 10 is perpendicular to the side surface of the molded body 10. As long as the burr 13 is generated toward the inner side of the force, any method may be used. For example, in FIG. 10>), with the second blade 30 fixed, the molded body 10 is moved in the direction of the second blade 30 with the first blade 31 in contact with the molded body 10. Thus, the molded body 10 may be cut.
  • FIG. 4 shows a partial photograph of the end face of the battery can formed according to the present invention. Since the cutting of the molded body 10 in the present invention is performed by moving the second blade 30 arranged outside the molded body 10 to the inside of the molded body 10, as shown in FIG.
  • the end face of ft is characterized by having a cut surface 20a on the outer peripheral side of the end face and a fracture surface 20b on the inner peripheral side. Further, the outer peripheral side of the end face of the battery can has a curved shape.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of a cylindrical sealed battery manufactured using the battery can manufactured by the battery can manufacturing method of the present invention.
  • the sealed battery according to the present invention can be manufactured by the normal manufacturing process shown in FIG. That is, after inserting the positive and negative power generating elements through the separator into the battery can, a bead portion having a constriction along the outer periphery of the battery can is formed in the vicinity of the opening end of the battery can. Open end of In addition, a lid and a gasket are arranged and the end of the battery can is forced to seal the battery can to complete a sealed battery.
  • the sealed battery shown in FIG. 5 is an example of an alkaline battery. Inside the battery can (also serving as a positive electrode terminal) 20, a pellet-like positive electrode mixture 21 and a gel-like negative electrode 22 are accommodated via a separator 23. A beat portion 27 is formed in the vicinity of the opening end of the battery can 20, and the lid is formed by aligning with the beat portion 27 and integrating the gasket 24 and the negative electrode current collector 25 at the opening end of the battery can 20. (Also serves as the negative terminal) 26 is arranged. Then, the end portion 28 of the battery can 20 is caulked to the lid body 26 via the gasket 24, and the open end of the battery can 20 is sealed.
  • FIG. 6 is a graph showing, as an example showing the effect of the present invention, the result of comparing the voltage drop occurrence rate of a nickel metal hydride storage battery manufactured in a mass production process between lots. This voltage drop is due to the fact that the Paris generated on the end face of the battery can 20 is peeled off and the battery can 20 and the lid 26 are short-circuited.
  • Lots:! To 7 are batteries manufactured using battery cans manufactured by the method of the present invention (internal burrs are generated on the end faces).
  • lot 8 is a battery manufactured using a battery can manufactured by the method shown in FIG. 12 (a) (external burr is generated on the end face).
  • FIG. 6 the voltage drop occurrence rate of the battery manufactured using the method of the present invention is reduced by an order of magnitude compared to the battery manufactured using the method of the present invention. I understand that.
  • the method according to the present invention is remarkably effective when applied to the mass production process of the battery, and can thereby improve the reliability of the battery manufactured in the mass production process. .
  • the characteristics of the battery are likely to be affected even by the entry of minute foreign matter. Therefore, by applying the present invention, the yield in the mass production process can be improved.
  • the sealed battery to which the present invention is applied It can be applied to primary batteries such as manganese dry batteries and lithium batteries, and secondary batteries such as lithium ion batteries and Nikkenore hydrogen storage batteries with no particular restrictions on the type.
  • the present invention is useful for sealed batteries that require reliability, and can be applied to primary batteries, secondary batteries, and the like.

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Abstract

　金属板を絞り加工して、薄肉化した有底筒状に成形体１０を成型した後、成形体１０の開口端近傍１１を、成形体１０の軸に対して垂直方向に切断して電池缶を製造する。成形体１０の切断は、成形体１０の内周に沿って第１の刃３１を当接した状態で、成形体１０の外周に沿って配設した第２の刃３０を、成形体１０に対して成形体１０の軸側に相対的に移動させることによって実行される。これにより、成形体１０の切断面１２に、成形体１０の側面と垂直な方向に、かつ内側に向かって内バリ１３が発生し、バリが缶内に混入するのを抑制する。

Description

明 細 書
電池缶の製造方法及び密閉型電池の製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、一次電池または二次電池等の密閉型電池に用いられる電池缶の製造 方法、及びこの方法により製造された電池缶を用いた密閉型電池の製造方法に関 する。
背景技術
[0002] 一次電池または二次電池等の密閉型電池は、一般に、有底筒状に成形された電 池缶に、正極、負極、及び電解液からなる発電要素を収納した後、電池缶の開口端 を蓋体及びガスケットで封口することによって組み立てられる。
[0003] 上記の組み立て工程において、電池缶内に金属等の異物が混入した場合、例え ば、正極と負極との内部短絡が起きると、電池の出力電圧が降下したり、異常ガスが - 発生したりするおそれがある。そのため、電池の組み立て工程において、電池缶内 への異物の混入を防止して、電池の信頼性の向上を図っている。
[0004] ところで、上記電池缶は、金属板を絞り加工して、薄肉化した有底筒状の成形体を 形成した後、成形体の開口端近傍をその外周に沿って切断することによって製造さ れる。この成形体の切断は、通常、ポンチとダイとをかみ合わせたプレス加工によつ て行われる。し力 ながら、このようなプレス加工は、ポンチとダイとに一定の隙間（タリ ァランス）が設けられているため、このクリアランスにより、切断面には必然的にバリが 発生する。それ故、クリアランスを最適化することによって、バリの発生を抑制すること はできるが、完全になくすことはできない。
[0005] 成形体の切断面、すなわち、電池缶の端面にバリが発生していると、電池缶に発電 要素を収納する際、例えば、正極または負極の表面に形成された活物質を含む合 剤層がノ リと接触することによって、合剤層の一部が剥がれ、それが電池缶内に混入 すると内部短絡を引き起こすおそれ力ある。また、電池缶の端面に発生したバリが剥 がれて電池缶と蓋体 (封口板)とがショート (外部短絡)することによって、電圧降下を 弓 Iき起こすおそれがある。さらに、電池缶の開口端にガスケットをはめ込む際に、ノ リ がガスケットに接触することによって、ガスケットの一部が傷つき、これにより電池缶の 密閉度が低下するおそれもある。 ·
[0006] このような問題に対して、電池缶の製造工程にお！/、て、有底筒状に成型された成 形体を切断する際、ノ リをできるだけ発生させない対策も必要であるが、バリが発生 することを前提に、ノ リに起因する異物が電池缶内に混入しなレ、ような対策を講じる ことは、実際的な解決手段として重要である。
[0007] その対策の一つとして、有底筒状に成型された電池缶の開口端部を、電池缶の主 部の内径より広げたテーパ状にする方法が特許文献 1に記載されてレ、る。電池缶の 開口端部をテーパ状にすることによって、電池缶の開口端を封口する工程において 、電池缶の開口端部に発生したバリがガスケットと接触するのを回避することができる 。また、同様に、電池缶に発電要素を収納する際にも、合剤層がバリと接触するのを 回避することができ、異物が電池缶内に混入するのを防止することができる。
[0008] また、他の対策として、電池缶の開口端部をテーパ状にするのに加えて、開口端部 の端面に丸みを形成する方法が特許文献 2、 3に記載されている。これにより、電池 缶の開口端部によってガスケットが傷つけられることを防止できるとともに、合剤層を 傷つけて異物が電池缶内に混入するのを防止することができる。
[0009] なお、開口端部の端面に丸みをつける方法は、以下のような方法で行われる。すな わち、図 7 (b)に示すように、有底筒状に成型された成形体 100を、その開口端部に おいて、成形体 100の主要部の内径 dlより大きな内径 d2を持つように広がったテー パ部 101と、さらに大きな内径 d3を持つように広がったテーパ部 102とを形成する。 そして、テーパ部 102を、成形体 100の側面と平行な方向（図中の矢印 Aの方向）に 切断することによって、図 7 (a)に示すように、開口端部の内側の端面に丸みを形成 することがでさる。
特許文献 1：特開 2001— 52656号公報
特許文献 2：特開平 9一 161736号公報
特許文献 3 :特開平 10— 321198号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題 [0010] 上記従来の対策は、電池缶の端面に発生したバリの影響を低減する上で有用であ る力 製造工程のバラツキ等 (こより、バリに起因した異物が電池缶に混入して内部短 絡を引き起こす畏れは依然としてある。特に、近年の電池の小型、高容量化に伴い、 正極ゃ負撣のみならず、これらを分離するセパレータの薄膜ィ匕が進み、従来問題と はなっていなかつたような微小な異物でも、それが電池缶内に混入すると、電池の特 性を低下させる要因になり得る。また、電池缶の端面に発生したバリが剥がれて電池 缶と蓋体とが外部短絡すると、電圧降下を引き起こす要因にもなり得る。
[0011] ところで、上記従来の対策は、電池の組み立て工程において、電池缶の端面に発 生したパリと、正極または負極の表面に形成された合剤層、またはガスケット等とが接 触する工程に着目してなされたものである。
[0012] 本願発明者は、電池の組み立て工程において、電池缶の端面に発生したバリの影 響を詳細に検討した結果、従来の観点とは異なる知見を得た。以下、かかる知見に ついて説明する。
[0013] 図 8は、電池の一般的な組み立て工程を示したフローチャートである。まず金属板 を用意して、これを絞り加工（S1)して、薄肉化した有底筒状の成形体 100を形成す る。そして、成形体 100の開口端近傍を切断処理 (S2) )して電池缶 200を形成する 。次に、電池缶 200に発電要素を収納して（S2)した後、電池缶 200の開口端近傍 にビート加工 (S4)を施す。その後、電池缶 200の開口端に、封口部材止（蓋体及び ガスケット）を取り付け（S5)、かしめ加工（S6)により電池缶 200を封口することによつ て、電池の組み立てを完了する。 .
[0014] 上記した従来の対策は、電池の組み立て工程において、電池缶 200の端面に発 生したバリと、正極または負極の表面に形成された合剤層が接触する工程 (S3)、あ るいはガスケット等とが接触する工程（S5)に着目してなされたものとレ、える。
[0015] 本願発明者は、上記組み立て工程において、電池缶 200を固定治具等で固定し た上で、電池缶 200の所定の部位を押圧部材等で押圧することによって実行される 工程、すなわち、ビート加工（S4)、及び力しめ加工（S6)に注目した。
[0016] 図 9は、ビート加工（S4)の一般的な方法を説明する図である。まず、電池缶 200を 固定治具 300で固定する。そして、電池缶 200の端部を押さえ治具 302で当接した 状態で、電池缶 200の外周に沿って押圧部材 (ダイ） 301を電池缶 200の軸側（図中 の矢印 Aの方向）に押圧するとともに、固定治具 300とともに電池缶 200の底部を電 池缶 200の軸方向（図中の矢印 Bの方向）に押圧することによって、電池缶 200の外 周に沿ったくびれ (ビート部） 201が形成される。
[0017] また、図 10 (a)、 (b)は、かしめ加工 (S6)の一般的な方法を説明する図である。な お、電池缶 200の開口端にはめ込まれたガスケット及び蓋体は省略している。図 10 ( a)に示すように、電池缶 200のビート部の部分を固定治具 400で固定した状態で、 電池缶 200の端部を押圧部材 (かしめ治具) 401で矢印 Aの方向に押圧することによ つて、図 10 (b)に示すように、電池缶 200の端部をかしめることによって、電池缶 200 の開口端が封口される。
[0018] 図 9及び図 10 ( 、（b)に示すように、ビート加工（S4)及びかしめ加工（S6)におい て、電池缶 200の端部は、押さえ治具 302、力もめ治具 301によって押圧されるため 、電池缶 200の端面に発生したバリは、これらの治具によって削り取られて、電池缶 2 00内に混入するおそれがある。また、削り取られたバリが、直接電池缶 200内に混入 しなくても、治具 301、 302にバリが付着したままの状態で、ビート加工（S4)やかしめ 加工（S6)が繰り返されれば、途中で治具 301、 302に付着したパリが剥がれて電池 缶 200内に混入することも考えられる。然るに、従来、ビート加工（S4)またはかしめ 加工（S6)において、電池缶 200の端面に発生したバリに起因する電池缶 200内へ の異物の混入に関してほとんど考慮されていなかった。
[0019] 本発明は、かかる知見に基づきなされたもので、その主な目的は、電池缶の端面に 発生したバリが、電池の組み立て工程 (ビート加工やかしめ加工等）において、電池 缶内に混入するのを効果的に抑制することのできる電池缶の製造方法を提供するこ とにある。
課題を解決するための手段
[0020] 本願発明者は、上記課題を解決するために、その原因となるバリの発生状態につ いて検討した。図 11 (a)は、成形体 100の開口端 110近傍を切断する方法を示した 図で、図 11 (b)は、切断後の成形体 100の切断面 120aに生じたバリ 130aの状態を 示した図である。 [0021] 図 11 (a)に示した切断方法は、図 7 (b)に示した方法によるもので、成形体 100の 外側に配したポンチ（例えば、内径が成形体 100の外径よりも大きい円筒状のもの） 5 00を、成形体 100の内側に配したダイ（例えば、外径が成形体 100の内径よりも小さ い円筒状のもの） 501側に打ち抜くことによって行われる。このような方法で切断され た成形体 100の切断面 120aには、図 11 (b)に示すように、成形体 100の側面と平 行な方向にバリ（以下、「上バリ」と！/、う） 130aが発生する。
[0022] このような状態で成形体 (電池缶） 100の端面に上バリ 130aが発生していると、図 9 、または図 10 (a)、（b)に示すようなビート加工やかしめ加工において、上バリ 130a 力 治具 22、 32に真っ先に当たって、押しつぶされるおそれが大きい。
[0023] 図 11 (a)は、成形体 100の開口端 110近傍を、成形体 100の側面と平行な方向に 切断したが、それ以外に、成形体 100の側面と垂直な方向に切断することも可能で ある。この場合、通常、成形体 100の内側に配したポンチ（例えば、外径が成形体 10 0の内径より小さな円筒状のもの） 503を、成形体 100の外側に配したダイ (例えば、 内径が成形体 100の外径よりも大きい円筒状のもの） 502側に打ち抜くことによって 行われる。このような方法で切断された成形体 100の切断面 120bには、図 12 (b)に 示すように、成形体 100の側面と垂直な方向に外側に向力つてバリ（以下、「外バリ」 という） 130bが発生する。
[0024] このような状態で成形体 (電池缶） 100の端面に外バリ 130bが発生していると、上 ノ リ 130aと同様に、ビートカロェゃカしめカロェにぉレヽて、外ノ リ 130b力 S、治具 22、 32 に真っ先に当たって、押しつぶされるおそれが大きい。
[0025] 本願発明者は、上記のようなバリの発生状況を検討した結果、電池の組み立てェ 程 (ビート加工または力しめ加工等)で使用される治具との関係において、切断面に おけるノ リの発生方向が、これらの治具と接触することによって削り取られ、これが異 物として電池缶内に混入するおそれが大きいことに気が付いた。そして、図 12 (a)と は逆の方向、すなわち、成形体 100の外側に配したポンチを、成形体 100の内側に 配したダイ側に打ち抜くことによって、成形体 100の側面と垂直な方向に内側に向か つてパリ（以下、「内バリ」という）を発生させれば、ビートカ卩ェまたはかしめ加工で使用 される治具との接触を最小限に押さえることができることに思い至った。 [0026] すなわち、本発明に係わる電池缶の製造方法は、金属板を絞り加工して有底筒状 の成形体を形成する工程と、成形体の開口端近傍を成形体の軸に対して垂直方向 に切断する工程とを備え、成形体を切断する工程は、成形体の内側に第 1の刃を配 設し、成形体の外側であって第 1の刃より開口端側に第 2の刃を配設し、成形体の内 周に沿って第 1の刃を当接した状態で、第 2の刃を成形体に対して成形体の軸側に 相対的に移動させて成形体を切断することを特徴とする。
[0027] このような方法により、成形体の切断面、すなわち電池缶の端面に発生した内バリ 、電池の組み立て工程において、電池缶内に混入するのを効果的に抑制すること ができる。
[0028] ここで、第 1の刃は、成形体の内径よりも小さい外径を有する丸刃で構成され、第 2 の刃は、成形体に当接する部位力 成形体の外径よりも大きな内径を有する略円弧 状をなしていることが好ましい。 '
[0029] また、成形体を切断する工程は、成形体をその軸を中心に回転させながら、さらに は、成形体を、第 2の刃の略円弧状をなす部位に沿った軌道を移動させながら行わ れること力 S好ましい。
発明の効果
[0030] 本発明の電池缶の製造方法によれば、電池缶の端面に発生したバリが、電池の組 み立て工程において電池缶内に混入して、正極と負極とが内部短絡するのを効果的 に抑制することができ、これにより、信頼性の高い電池を安定して製造することができ る。また、電池缶の端面に発生したバリが剥がれて、電池缶と蓥体とが外部短絡する のを効果的に抑制することができ、これにより、安定した性能を有する電池を製造す ることができる。
図面の簡単な説明
[0031] [図 1]本発明の実施形態における電池缶の製造方法を示した図で、 (a)は、成形体 の断面図、（b)は、成形体の切断方法を示した部分拡大図、（c)成形体の切断面の 状態を示した図である。
[図 2]本実施形態における成形体の具体的な切断方法を示した図である。
[図 3]本実施形態における成形体の他の具体的な切断方法を示した図である。 [図 4]本実施形態における電池缶の端面を示した部分写真である。
[図 5]本発明における円筒形の密閉型電池の構成を示した断面図である。
[図 6]本発明における電池の電圧降下発生率を示したグラフである。
[図 7] (a)、 (b)は、従来の成形体の切断方法を説明した図である。
[図 8]従来の電池の組み立て工程を説明したフローチャートである。
[図 9]従来のビート部を形成する方法を説明した断面図である。
[図 10] (a)、（b)は、従来のかしめ工程を説明した断面図である。
[図 ll] (a)、（b)は、従来の成形体の切断で発生するバリの発生状態を説明した図で ある。
[図 12] (a)、（b)は、従来の成形体の切断で発生するバリの発生状態を説明した図で ある。
符号の説明
10 成形体
12 切断面
13 パリ
20 電池缶
20a 切断面
20b 破断面
21 正極合剤
22 ゲル状負極
22、 32 治具 '
23 セパレータ
24 ガスケット
25 負極集電子
26 蓋体
27 ビート部
30、 40 ダイ（第 2の刃）
31、 41 ポンチ（第 1の刃） 発明を実施するための最良の形態
[0033] 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面 においては、説明の簡略ィヒのため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一 の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
[0034] 図 1 (a；)〜（c)は、本実施形態における電池缶の製造方法を模式的に示した図であ る。図 1 (a)は、金属板を絞り加工して、薄肉化した有底筒状に成型した成形体 10の 断面図で、成形体 10の開口端近傍 11を、成形体 10の軸に対して垂直方向（図中の 点線に沿って）に切断することによって、電池缶を製造する。
[0035] 成形体 10を切断する工程は、図 1 (b)の部分拡大図に示すように、成形体 10の内 周に沿って第 1の刃 31を当接した状態で、成形体 10の外周に沿って配設した第 2の 刃 30を、成形体 10に対して成形体 10の軸側（図中の矢印 Aの方向）に相対的に移 動させて、成形体 10を切断することによって実行される。そして、切断後は、図 1 (c) に示すように、成形体 10の切断面 12に、成形体 10の側面と垂直な方向に、かつ内 側に向力 て内バリ 13が発生する。
[0036] このように、成形体 10の切断面（すなわち、電池缶の端面）に発生したバリ力 常に 成形体 10の側面と垂直な方向に、かつ内側に向かって発生していれば、ビート加工 または力もめ加工で使用される治具との接触を最小限に押さえることができる。これ 'により、電池缶の端面に発生したバリが；電池の組み立て工程において、電池缶内 に混入するのを効果的に抑制することができる。
[0037] 図 2は、本実施形態における成形体 10の具体的な切断方法を模試的に示した図 である。図 2に示すように、成形体 10の内側に、外径が成形体 10の内径より小さな円 筒状のポンチ (第 1の刃） 31を配置し、成形体 10の外側に、成形体 10に当接する部 位が、成形体 10の外径よりも大きな内径を有する略円弧状をなしたダイ (第 2の刃） 3 0を配置する。そして、成形体 10の内周に沿ってポンチ 31を当接した状態で、成形 体 10をその軸を中心に図中の矢印 Aの方向に回転させながら、同時に、ポンチ 31を 図中の矢印 Bの方向に移動させて、成形体 10を切断する。
[0038] このように、成形体 10自身を回転させることによって、ダイ 30を成形体 10の全周に 亘つて配置させなくても、ダイ 30を成形体 10の軸方向に移動させるだけで、成形体 1 0を所定の方向に切断することができる。なお、ダイ 30は、図 2に示したような形状の 代わりに、円形のもの（丸刃）を用いてもよい。
[0039] 図 3は、本実施形態における成形体 10を他の切断方法を模式的に示した図である 。図 3に示すように、成形体 10の内側に、外径が成形体 10の内径より小さな円筒状 のポンチ (第 1の刃） 41を配置し、成形体 10の外側に、成形体 10に当接する部位が 、成形体 10の外径よりも大きな内径を有する略円弧状をなしたダイ (第 2の刃） 40を 配置する。そして、成形体 10の内周に沿ってポンチ 41を当接した状態で、成形体 1 0をその軸を中心に回転させながら、同時に、成形体 10を、ダイ 40の略円弧状をな す部位 40aに沿った軌道を移動させて、成形体 10を切断する。
[0040] この方法によれば、複数の成形体 10を、ダイ 40の略円弧状をなす部位 40aに沿つ た軌道を連続的に移動させることによって、複数の成形体 10を連続的に切断するこ とができる。これにより、量産工程において、効率よく電池缶を製造することができる。
[0041] なお、本発明における成形体 10の切断方法は、上記実施形態にぉレ、て説明した 方法に限定されず、成形体 10の切断面 12に成形体 10の側面と垂直な方向に、力、 つ内側に向かってバリ 13が発生するものであれば、どのような態様の方法であっても 構わない。例えば、図 10>)において、第 2の刃 30を固定した状態で、成形体 10に第 1の刃 31を当接した状態で、成形体 10を第 2の刃 30の方向に移動させることによつ て、成形体 10を切断するようにしてもよい。
[0042] 図 4は、本発明により形成された電池缶の端面の部分写真を示す。本発明におけ る成形体 10の切断が、成形体 10の外側に配置した第 2の刃 30を、成形体 10の内側 に移動させることによって行われることから、図 4に示すように、電池 ftの端面は、端 面の外周側に切断面 20a、内周側に破断面 20bを有していることが特徴となる。また 、電池缶の端面の外周側が湾曲形状をなしていることが特徴となる。
[0043] 図 5は、本発明の電池缶の製造方法によって製造された電池缶を用いて製造した 円筒形の密閉型電池の構成を示した断面図である。なお、本発明における密閉型電 池は、図 8に示した通常の製造工程により製造することができる。すなわち、電池缶 内に、セパレータを介して正負の発電要素を挿入した後、電池缶の開口端近傍に、 電池缶の外周に沿ったくびれを有するビード部を形成し、然る後、電池缶の開口端 に、蓋体及びガスケットを配置して電池缶の端部を力しめて電池缶を封口することに よって密閉型電池を完成する。
[0044] 図 5に示した密閉型電池は、アルカリ乾電池の例を示したものである。電池缶（正極 端子を兼ねる） 20の内部には、セパレータ 23を介して、ペレット状の正極合剤 21とゲ ル状負極 22とが収容されている。電池缶 20の開口端近傍には、ビート部 27が形成 され、このビート部 27に位置合わせされて、電池缶 20の開口端に、ガスケット 24及 び負極集電子 25が一体化された蓋体 (負極端子を兼ねる） 26が配置されてレ、る。そ して、電池缶 20の端部 28がガスケット 24を介して蓋体 26にかしめつけられ、電池缶 20の開口端が封口されてレ、る。
[0045] 電池の組み立て工程において、電池缶 20の端面に発生したバリが剥がれて、電池 缶 20内に混入したり、電池缶 20と蓋体 26とが短絡するのを抑制するという本発明の 効果は、電池の量産工程において最も顕著に発揮する。図 6に、本発明の効果を示 す一例として、量産工程で製造されたニッケル水素蓄電池の電圧降下の発生率を、 ロット間で比較した結果を示したグラフである。なお、この電圧降下は、電池缶 20の 端面に発生したパリが剥がれて、電池缶 20と蓋体 26とが短絡したことによるものであ る。
[0046] ロット:!〜 7は、本発明の方法により製造された電池缶 (端面に内バリが発生)を用い て製造した電池である。これに対して、ロット 8は、図 12 (a)に示した方法で製造され た電池缶 (端面に外バリが発生)を用いて製造した電池である。図 6に示すように、本 発明の方法を用いて製造した電池の電圧降下の発生率は、本発明の方法を用いな レ、で製造した電池よりも、 1桁程度低減されてレ、ることが分かる。
[0047] このように、本発明による方法は、電池の量産工程に適用することによって、顕著に その効果が発揮され、これにより：量産工程で製造される電池の信頼性を向上させる ことができる。また、電池の小型、高容量化に伴い、微小な異物の混入でも電池の特 性に影響が出やすくなるため、本発明を適用することによって、量産工程における歩 留まりも向上させることができる。
[0048] .以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項で はなぐ勿論、種々の改変が可能である。また、本発明が適用される密閉型電池は、 その種類に特に制限はなぐマンガン乾電池、リチウム電池等の一次電池や、リチウ ムイオン電池、ニッケノレ水素蓄電池等の二次電池に適用することができる。
産業上の利用可能性
本発明は、信頼性を要求される密閉型電池に有用で、一次電池、二次電池等に適 用することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 金属板を絞り加工して、有底筒状の成形体を形成する工程と、
前記成形体の開口端近傍を、該成形体の軸に対して垂直方向に切断する工程と を備え、
前記成形体を切断する工程は、
前記成形体の内側に第 1の刃を配設し、前記成形体の外側であって、前記第 1の 刃より前記開口端側に第 2の刃を配設し、
前記成形体の内周に沿って前記第 1の刃を当接した状態で、前記第 2の刃を、前 記成形体に対して該成形体の軸側に相対的に移動させて、前記成形体を切断する ことを特徴とする、電池缶の製造方法。
[2] 前記第 1の刃は、前記成形体の内径よりも小さい外径を有する丸刃で構成されてい ることを特徴とする、請求項 1に記載の電池缶の製造方法。
[3] 前記第 2の刃は、前記成形体に当接する部位が、前記成形体の外径よりも大きな 内径を有する略円弧状をなしていることを特徴とする、請求項 1に記載の電池缶の製 造方法。
[4] 前記成形体を切断する工程において、前記成形体をその軸を中心に回転させなが ら、前記成形体を切断することを特徴とする、請求項 1〜3の何れかに記載の電池缶 の製造方法。
[5] 前記成形体を切断する工程において、前記成形体を、前記第 2の刃の略円弧状を なす部位に沿った軌道を移動させながら、前記成形体を切断することを特徴とする、 請求項 3に記載の電池缶の製造方法。
[6] 複数の前記成形体を、前記第 2の刃の略円弧状をなす部位に沿った軌道を連続 的に移動させながら、前記各成形体を切断することを特徴とする、請求項 5に記載の 電池缶の製造方法。
[7] 前記成形体を切断する工程において、前記第 2の刃を固定した状態で、前記成形 体を、該成形体に前記第 1の刃を当接した状態で、前記第 2の刃の方向に移動させ ることによって、前記成形体を切断することを特徴とする、請求項 1に記載の電池缶 の製造方法。
[8] 前記成形体の開口端近傍を切断した形成された電池缶の端面は、該端面の外周 側に切断面、内周側に破断面を有してレ、ることを特徴とする、請求項 1に記載の電池 缶の製造方法。
[9] 前記電池缶の端面の外周側が湾曲形状をなしていることを特徴とする、請求項 8に 記載の電池缶の製造方法。
[10] 前記金属板の絞り加工は、絞りしごき加工を含むことを特徴とする、請求項 1に記載 の電池缶の製造方法。
[11] 請求項 1〜10の何れかに記載の電池缶の製造方法によって製造された電池缶。
[12] 円筒形の密閉型電池の製造方法であって、
請求項:!〜 10の何れかに記載の電池缶の製造方法によって製造された電池缶を 用意する工程と、
前記電池缶内に、セパレータを介して正負の発電要素を揷入する工程と、 前記電池缶の開口端に、蓋体及び、該蓋体と前記電池缶との間にガスケットを配 置する工程と、
前記電池缶の端部に力 め具を押圧して、前記電池缶の端部を力 めて、前記ガ スケットに密着させる工程と
を有することを特徴とする、密閉型電池の製造方法。
[13] 電池缶の開口端近傍に、該電池缶の外周に沿ったくびれを有するビード部を形成 する工程をさらに備え、
前記ビード部を形成する工程は、前記電池缶の端部を押さえ具で当接した状態で 、前記電池缶の外周に沿ってダイを前記電池缶の軸側に押圧するとともに、前記電 池缶の底部を該電池缶の軸方向に押圧することによって、前記電池缶の外周に沿つ たくびれを形成することを特徴とする、請求項 12に記載の密閉型電池の製造方法。
[14] 請求項 12または 13に記載の密閉型電池の製造方法によって製造された密閉型電 池。
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