JP2000331654A - 長円形密閉電池の製造法とその製造法による長円形密閉電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 断面長方形部分と半円形部分での封口形状の
差による密閉性のばらつきを防ぎ、またそれにより高温
保存時での耐漏液性および過充電時での安全性に優れた
長円形密閉電池を提供する。 【解決手段】 断面長方形部分とその短辺に半円形部分
を有する長円形ケース内に極板群を収納し、ケース開口
部近傍に溝入れ加工した後、溝部上方にガスケットを介
して封口板を載置した後、かしめ封口する工程におい
て、縦断面がＲ形状のかしめによる封口を行った後、封
口上部の直線部の電池ケース缶先端部を端面５が長方形
のフラット形状の短辺サイドにテーパー形状部７を有す
るパンチ金型８を用いてパンチ成形して、長方形部分の
封口部と半円形部分の封口部の密閉性のバランスを保
ち、耐漏液性および過充電時での安全性に優れた長円形
密閉電池を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、長円形密閉電池の
製造法とその製造法による長円形密閉電池に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話，ノート型パーソナルコ
ンピューター等のコードレス機器の小型，軽量，薄型化
にともない、その駆動用電源として小型，軽量で高エネ
ルギー密度の高い、リチウム二次電池、なかでもスペー
スの有効利用の観点から薄型電池に要望が集まりつつあ
る。薄型電池としては、従来より角形ニッケルカドミウ
ム電池や、角形ニッケル水素電池が主に用いられてい
る。しかし、これらの電池は封口板とケース開口部をレ
ーザー溶接により密閉しているため、コストが高く生産
性も悪いという問題点があった。また、リチウム二次電
池は有機電解液を用いているためレーザー溶接の際に引
火の恐れがあるという問題点があった。したがって、コ
スト，生産性に優れたかしめ封口方式の薄型電池が望ま
れている。

【０００３】そのため、有底の長円形ケースの開口部近
傍に全周にわたって溝入れ加工をし、その溝入れ部の開
口側に絶縁ガスケットを介して封口板を載置し、従来の
円筒形電池と同様な縦断面がＲ形状のかしめ封口をした
電池が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、長円形
密閉電池は、図５に示すように断面が長方形部分１の側
面と、半円形部分２の側面を有するため、長円形ケース
の開口部の全周にわたって縦断面がＲ形状のかしめを行
うと、図６（ａ）に示すように、半円形部分２の封口部
断面形状と、図６（ｂ）に示すように長方形部分１の封
口部断面形状とによって、両者は封口部断面形状が異な
っていると云う問題があった。さらに、前記半円形部分
２と長方形部分１との境目３において、両者の封口形状
の違いによる歪みが生じ、電池の密閉性、すなわち封口
耐圧の確保が困難である。このため、電池封口部の封口
強度は低下し、過充電時に電池の内圧上昇によって作動
するべき封口板内の電流遮断機構等の安全機構が、封口
部からの漏液やガス漏れによる内圧低下によって未作動
となり、電池の安全性低下につながる恐れがある。ま
た、このような封口耐圧の低下は、高温保存時での耐漏
液性にも大きな問題となっていた。

【０００５】本発明は上記の問題点を解決するもので、
有底長円形ケースを用いた電池の半円形部分と長方形部
分の封口部の密閉性の違いをなくし、安全性，信頼性に
優れた長円形密閉電池を提供することを目的とするもの
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は縦断面がＲ形状のかしめによる封口を
行った後、封口上部直線部の電池ケース缶先端部をパン
チ成形して、長方形部分の封口部と半円形部分の封口部
の密閉性のバランスを保つようにしたものである。そし
てパンチ成形に用いるパンチ金型は、端面が長方形のフ
ラット形状、好ましくは端面が長方形のフラット形状の
短辺サイドにテーパー形状部を有するものとした。

【０００７】

【発明の実施の形態】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つつ詳細に説明する。有底筒状
で、かつ筒心に対し直交方向の横断面が扁平な長円形状
となった電池ケース缶に、正極板，負極板およびセパレ
ータからなる極板群と電解液を収容し、さらに開口部近
傍の外周面に、開口に沿った環状溝を凹設し、前記電池
ケース缶の溝上部開口端内周面にガスケットを介して封
口板を載置させ、環状溝の上部をかしめ、密封口した電
池であって、前記封口工程において、図７に示す封口金
型４により縦断面がＲ形状のかしめを行った後、封口上
部の長方形部分の電池ケース缶先端部を図１に示す端面
５が長方形のフラット形状のパンチ金型６を用いてパン
チ成形を行う。その結果、図２に示すような長方形部分
の封口断面形状となり、従来例として示した図６（ａ）
の半円形部分の封口断面形状と比較してもガスケットの
圧縮状態に差がなく長方形部分の密閉性が向上する。

【０００８】しかし、端面５が長方形のフラット形状だ
けのパンチ金型６を用いた場合は、封口部の半円形部分
２と長方形部分１との境目３は、長方形部分１のパンチ
成形によって引っ張られ、結果としてテーパー形状とな
り、端面５が長方形のフラット形状だけのパンチ金型６
によるパンチ成形だけでも密閉性が向上するが、好まし
くは、図３に示す長方形のフラット形状の短辺サイドに
テーパー形状部７を有するパンチ金型８を用いてパンチ
成形をした方が、半円形部分と直線部とのつながり部分
のかしめ形状が安定し、さらに密閉性が向上する。

【０００９】上述したような、縦断面がＲ形状のかしめ
による封口を行った後、封口上部の長方形部分の電池ケ
ース缶先端部を図１に示す端面５が長方形のフラット形
状、好ましくは端面５が長方形のフラット形状の短辺サ
イドにテーパー形状部７を有するパンチ金型８を用いて
パンチ成形を行うことによって、封口部全体にわたって
均一な密閉性を得ることができ、図６に示す従来のよう
に長方形部分と半円形部分とで、封口形状の違いによる
密閉性のばらつきに起因する漏液がない優れた長円形密
閉電池を提供することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。

【００１１】図４は、本発明の実施例における長円形電
池の縦断面を示すもので、本発明を幅４０ｍｍ，高さ４
８ｍｍ，厚み８ｍｍの薄型リチウム二次電池に適用す
る。図４において、９はケース、１０は極板群、１１は
封口板、１２は架橋板、１３は正極リード、１４は負極
リード、１５は封口板１１のうち正極リード１３と接合
する接合部分、１６はガスケットを示している。

【００１２】そして正極板はコバルト酸リチウムを活物
質とし、これに導電剤 結着剤を混合，練合してペース
ト状とした合剤をアルミニウム箔からなる芯材の両面に
塗着，乾燥後圧延し、アルミニウム製リードを正極リー
ド１３として芯材にスポット溶接したものである。また
負極板は炭素粉末を活物質とし、結着材を混合，練合し
てペースト状とした合剤を、鋼箔からなる芯材の両面に
塗着，乾燥し圧延して、銅リードを負極リード１４とし
てスポット溶接したものである。セパレータはポリエチ
レンからなる多孔性フィルムを、正極板および負極板よ
りも幅広く裁断して用いた。

【００１３】これらの正負極板，セパレータを渦巻き状
に巻回し、セパレータ終端をポリプロピレン製の粘着テ
ープで固定した後、極板群１０を一定方向から加圧し長
円形に構成した。

【００１４】その後、ケース９の開口部に沿った環状溝
１７を凹設した。そして、正極リード１３と封口板１１
とをスポット溶接し、電解液を注入した後、正極リード
１３を湾曲し、かしめによる封口を経て長円形リチウム
二次電池を構成した。

【００１５】前記、封口工程において図７に示す縦断面
がＲ形状の封口金型４を用いてかしめを行い封口部を形
成した電池を従来電池とした。一方、従来の縦断面がＲ
形状の封口金型４を用いてかしめを行った後、図１に示
す端面５が長方形のフラット形状のパンチ金型６を用
い、封口上部の直線部の電池ケース缶先端部をパンチ成
形を行い封口部を形成した電池を本発明の実施例電池Ａ
とした。さらに、従来の縦断面がＲ形状の封口金型４を
用いてかしめを行った後、図３に示す端面５が長方形の
フラット形状の短辺サイドにテーパー形状部７を有する
パンチ金型８を用いて封口上部の直線部の電池ケース缶
先端部をパンチ成形を行い封口部を形成した電池を本発
明の実施例電池Ｂとした。

【００１６】本発明の効果を検討するため、従来電池、
本発明の実施例電池Ａ，Ｂ、さらに比較のため断面が円
筒形の密閉電池を円筒形電池として各１００個ずつ作製
し、充電状態で６０℃および８５℃で２０日間保存した
時の漏液電池の数を測定し、表１に示す。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１から判るように、６０℃で２０日間保
存では、１００個の従来電池においても漏液電池はみら
れなかった。しかし、８５℃で２０日間保存では、本発
明の実施例電池Ａ，実施例電池Ｂの電池では、円筒型の
比較例電池と同等な耐漏液性を示すのに対し、従来電池
では、１００個中１１個が漏液した。この漏液経路を調
べると、長方形部分および長方形部分と半円形部分の境
目から漏液していることが判った。さらに、８５℃で３
０日間保存では、実施例電池Ａの電池では１００個中２
個漏液したのに対し、実施例電池Ｂの電池では漏液はみ
られなかった。この漏液経路を調べると、すべて長方形
部分と半円形部分の境目から漏液していることが判っ
た。

【００１９】以上のように、縦断面がＲ形状のかしめに
よる封口を行った後、封口上部の長方形部分の電池ケー
ス缶先端部を端面５が長方形のフラット形状、好ましく
は端面５が長方形のフラット形状の短辺サイドにテーパ
ー形状部７を有するパンチ金型８を用いてパンチ成形を
行うことによって、封口部全体にわたって均一な密閉性
を得ることができ、円筒形電池と同様なレベルにまで耐
漏液性が向上したことが判った。

【００２０】以上の説明では、リチウム二次電池につい
て行った時の例を示したが、一次電池，二次電池を問わ
ず他の電池系でも同様な効果が得られるものである。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように本発明では、断面が長
方形部分と、両端に半円形部分を有する長円形電池にお
いて、縦断面がＲ形状のかしめによる封口を行った後、
封口上部の長方形部分の電池ケース缶先端部をパンチ金
型によりパンチ成形をすることにより、封口部全体にわ
たって均一な密閉性を得ることができ、高温保存時での
耐漏液性を向上させるとともに、封口部に備えた安全機
構、例えば電流遮断機構の信頼性を向上することがで
き、信頼性，安全性に優れた長円形密閉電池を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の実施の形態におけるパンチ金型
の上面図 （ｂ）同断面図

【図２】本発明の実施の形態における長円形密閉電池の
長方形部分の封口部縦断面図

【図３】（ａ）本発明の他の実施の形態におけるパンチ
金型の上面図 （ｂ）同断面図

【図４】本発明の実施例における長円形密閉電池の縦断
面図

【図５】長円形密閉電池の上面図

【図６】（ａ）従来電池の半円形部分の封口部縦断面図 （ｂ）従来電池の長方形部分の封口部縦断面図

【図７】（ａ）封口金型の上面図 （ｂ）同断面図

【符号の説明】

１ 長方形部分 ２ 半円形部分 ３ 境目 ４ 封口金型 ５ 端面 ６，８ パンチ金型 ７ テーパー形状部 ９ ケース １０ 極板群 １１ 封口板 １２ 架橋板 １３ 正極リード １４ 負極リード １５ 接合部分 １６ ガスケット １７ 環状溝

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有底筒状で、かつ筒心に対し直交方向の
   横断面が長円形状の電池ケース缶に、正極板，負極板お
   よびセパレータからなる極板群と電解液を収容し、さら
   に開口部近傍の外周面に、開口に沿った環状溝を凹設
   し、前記電池ケース缶の溝上部開口端内周面にガスケッ
   トを介して封口板を載置させ、環状溝上部をかしめるか
   しめ工程において、縦断面がＲ形状のかしめを行った
   後、封口上部の直線部の電池ケース缶先端部をパンチ成
   形することを特徴とする長円形密閉電池の製造法。
2. 【請求項２】 パンチ成形は端面が長方形のフラット形
   状の金型によって行うことを特徴とする請求項１記載の
   長円形密閉電池の製造法。
3. 【請求項３】 パンチ成形は端面が長方形のフラット形
   状の短辺サイドにテーパー形状部を有するパンチ金型に
   よって行うことを特徴とする請求項１記載の長円形密閉
   電池の製造法。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか１項に記載
   の製造法により製造した長円形密閉電池。