JP2002324541A

JP2002324541A - 密閉型電池

Info

Publication number: JP2002324541A
Application number: JP2001127136A
Authority: JP
Inventors: Ryuichiro Ebi; 龍一郎海老; Kanehito Masumoto; 兼人増本; Yasushi Hirakawa; 靖平川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-04-25
Filing date: 2001-04-25
Publication date: 2002-11-08
Anticipated expiration: 2021-04-25
Also published as: JP5173095B2

Abstract

(57)【要約】【課題】超薄型化に対応でき、体積ロスが少なく、発電
要素のリードの溶接ならびに外部接続端子板への電気的
接続を確実、且つ容易に行えるとともに、安定した封止
性および電気抵抗を得ることができる密閉型電池を提供
する。【解決手段】有底筒状の金属製外装缶１７と、外装缶１
７に収納した発電要素２０と、外装缶１７の開口部に接
合され、発電要素２０の接続リード３１が溶接により接
続された金属製蓋体２３と、鍔部２４ｂの中央部に対し
一方寄りに偏芯した位置に一体形成された軸部２４ａが
蓋体２３の取付孔２３ａに挿入され、鍔部２４ｂの他方
寄りの部位に発電要素２０の接続リード３０が溶接によ
り接続された偏芯中実リベット２４と、偏芯中実リベッ
ト２４と蓋体２３とを電気絶縁する下部ガスケット２７
と、軸部２４ａの先端部に電気的接続状態に固着された
外部接続端子板２９と、外部接続端子板２９と蓋体２３
とを電気絶縁する上部ガスケット２８とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、密閉型電池におけ
る外部接続端子の封止構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年では、ＡＶ機器あるいはパソコンや
携帯型通信機器などの電気機器のポータブル化やコード
レス化が急速に進んでいる。これらの電気機器の駆動電
源としては、従来においてニッケルカドミウム蓄電池や
ニッケル水素蓄電池が主に用いられていたが、近年で
は、特に、急速充電が可能でエネルギ密度が高く、高い
安全性を有するリチウム二次電池に代表される非水電解
液（有機溶媒電解液）電池が主流になりつつある。この
非水電解液電池の中でも、高いエネルギ密度や負荷特性
に優れ、機器の薄型化に適し、スペース効率が高い角形
密閉型電池の使用割合が高まっている。さらに、電気機
器の高性能化および高機能化が進むのに伴って、より高
電圧および高容量の電池が要望されている。

【０００３】従来、角形密閉型電池の封口方式はクリン
プ封口が主流であったが、近年ではレーザ封口が主流に
なってきている。例えば、アルミニウム製の外装缶と蓋
体とをレーザ溶接して封口する場合には、蓋体に外部負
極端子を設けて発電要素に取り付けられた負極リードを
溶接し、蓋体と正極リードを溶接する。つぎに、発電要
素を外装缶に挿入し、蓋体を有底筒状の外装缶の開口部
に嵌合したのちに、その蓋体と外装缶との突き合わせ部
分をレーザ溶接して封口している。最後に、蓋体および
外装缶の何れかに設けられた注液孔から電解液を注入し
たのち、注液孔に栓をして密閉構造としている。この構
造において、体積エネルギー密度を向上させるには、主
に蓋体に設けられた外部接続端子板の封止構造の薄型化
が必要となる。

【０００４】従来の密閉型電池における外部接続端子板
の封止構造としては、図４（ａ）〜（ｅ）に示すような
ものが一般に知られている。なお、図４（ａ）〜（ｅ）
において、同一若しくは同等のものには同一の符号を付
してある。図４（ａ）に示す第１の外部接続端子板の封
止構造は、蓋体１に穿設された取付孔１ａに、中空リベ
ット３をこれの周囲に上部ガスケット２を配した状態で
上方から挿通させ、その中空リベット３の下部に、下部
ガスケット４および内部端子板７を挿入させて取り付け
た状態で、中空リベット３の下端部がかしめ加工され
て、外部接続端子板となる中空リベット３が上部ガスケ
ット２および下部ガスケット４により封止されている。

【０００５】同図（ｂ）に示す第２の外部接続端子板の
封止構造（例えば、特許第２７０３２４９号公報参照）
は、蓋体１に穿設された取付孔１ａに、筒状中空リベッ
ト８をこれの周囲に上部ガスケット２を配した状態で上
方から挿通させ、前記筒状中空リベット８の下部に、下
部ガスケット４および内部端子板７を挿入させて取り付
けた状態で、筒状中空リベット８の下端部がかしめ加工
されている。筒状中空リベット８は注液孔の機能を合わ
せ持ち、電解液が筒状中空リベット８の筒孔を通じて注
入される。そののちに、前記筒状中空リベット８の上端
部と外部接続端子板９とは、これらの間にＥＰＤＭ等の
ゴム１０を介在した状態で溶接されることにより、筒状
中空リベット８の注液孔として用いた筒孔が、外部接続
端子板９と筒状中空リベット８との間で圧縮されたゴム
１０の復元力で封止されている。なお、上記ゴム１０
は、電池内部のガス圧が上昇した際に、電池の破裂を防
ぐための安全機構としての機能をも合わせ持っている。

【０００６】同図（ｃ）に示す第３の外部接続端子板の
封止構造は、蓋体１に穿設された取付孔１ａに下方から
下部ガスケット４を挿入し、その下部ガスケット４の下
面に内部端子板７を当てがうとともに、取付孔１ａに連
通して蓋体１の上部に形成された座グリ部１ｂ内に上部
ガスケット１１を挿入し、その上部ガスケット１１上に
外部接続端子板１２を配した状態で、中実リベット１３
を内部端子板７、下部ガスケット４、上部ガスケット１
１および外部接続端子板１２の各々の挿通孔に挿入した
のち、中実リベット１３の上端部をかしめ加工して封止
した構造になっている。

【０００７】同図（ｄ）に示す第４の外部接続端子板の
封止構造は、蓋体１に穿設された取付孔１ａに下部ガス
ケット４を下方から挿入し、取付孔１ａに連通して蓋体
１の上部に形成された座グリ部１ｂ内に上部ガスケット
１１を挿入し、上部ガスケット１１上に外部接続端子板
１２を配し、中実リベット１３を、下部ガスケット４、
上部ガスケット１１および外部接続端子板１２の各々の
挿通孔に挿入したのち、中実リベット１３をかしめ加工
して封止した構造になっている。

【０００８】同図（ｅ）に示す第５の外部接続端子板の
封止構造（例えば、特開２０００-１１３８６５号公報
参照）は、蓋体１に穿設された取付孔１ａおよび座ぐり
部１ｂに、上部ガスケット２および段付き中実リベット
１４をそれぞれ上方から挿入し、段付き中実リベット１
４の下部に、下部ガスケット４および内部端子板７を挿
入させたのち、段付き中実リベット１４の下端部をかし
め加工して封止した構造である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年で
は、電池の高エネルギ密度化および機器の薄型化が進展
したのに伴って、厚みを４ｍｍ未満に設定した角形電池
が開発されており、このような超薄型の角形電池では、
外装缶とこれの開口部に嵌合する金属製蓋体とをレーザ
溶接により接合する場合、リベットの径を１ｍｍ以下に
設定しなければ構成できなくなってしまう。そのため、
（ａ）の中空リベット３、（ｂ）の筒状中空リベット８
および（ｅ）の段付き中実リベット１４は、上記のよう
な角形電池に適用することを目的として、何れも１ｍｍ
以下の小さな径に設定すると、中空部分や細い径の部分
の肉厚が小さくなり過ぎることに起因して、形状や寸法
を安定して製造することが困難であるとともに、小さな
肉厚部分や細い径となった部分が存在することによって
締結力が極端に落ちるから、安定した封止性および電気
抵抗を得ることができなくなる。また、（ｂ）の封止構
造は、上下方向に多くの部材を配置するので、体積ロス
が大きくなるというデメリットもある。

【００１０】また、（ｃ）に示す中実リベット１３で
は、内部端子板７および下部ガスケット４を挿入させた
状態でかしめ加工するので、体積ロスが大きくなるとと
もに、落下試験によって電気抵抗が著しく増大する欠点
がある。さらに、（ｄ）に示す構造では、中実リベット
１３が内部端子を兼ねることから、体積ロスが小さくな
る利点があるが、発電要素から伸びる接続リードを中実
リベット１３における内部端子となるかしめ部分に直接
的に溶接するので、その溶接時の熱影響によって下部ガ
スケット４に変形が生じる結果、封止性の低下を招いて
電解液の漏液を引き起こすおそれがある。

【００１１】そこで、本発明は、上記従来の課題に鑑み
てなされたもので、超薄型化に対応でき、体積ロスが少
なく、発電要素の接続リードの溶接ならびに外部接続端
子板への電気的接続を確実、且つ容易に行えるととも
に、安定した封止性および電気抵抗を得ることができる
密閉型電池を提供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の密閉型電池は、上端部が開口した有底の金
属製外装缶と、正極板と負極板とがセパレータを介在し
て絶縁された状態で前記外装缶内に収納された発電要素
と、前記外装缶の開口部に嵌合して接合され、前記発電
要素から導出した一方の電極の接続リードが溶接により
接続された金属製蓋体と、鍔部の中央部に対し一方寄り
に偏芯した位置に一体形成された軸部が前記蓋体の取付
孔に前記外装缶の内部側から挿入され、前記鍔部の他方
寄りの部位に前記発電要素から導出した他方の電極の接
続リードが溶接により接続された偏芯中実リベットと、
前記偏芯中実リベットと前記蓋体とをこれらの間に介在
して電気絶縁する下部ガスケットと、前記軸部の先端部
に電気的接続状態に固着された外部接続端子板と、前記
外部接続端子板と前記蓋体とをこれらの間に介在して電
気絶縁する上部ガスケットとを備えていることを特徴と
している。

【００１３】この密閉型電池では、偏芯中実リベットの
鍔部が内部端子板としての機能を果たすので、体積ロス
が少なく、偏芯中実リベットの軸部が単なる軸状である
から、薄型化が容易である。また、軸部が鍔部の中央部
に対し一方寄りに偏心した部位に設けられてて、鍔部の
他方寄りの箇所に発電要素の接続リードの溶接を行うの
で、その溶接を行う際の熱影響によってガスケットに変
形が生じることがなく、電解液の漏液を確実に防止する
ことができる。

【００１４】上記発明において、外部接続端子板が、偏
芯中実リベットの軸部の径よりも大きな孔径に形成され
た挿通孔に前記軸部の先端部分が挿入されたのち、前記
軸部と共にかしめ加工されて前記軸部に固着され、上部
ガスケットが、蓋体の取付孔に連通して前記外装缶の外
方側に形成された座ぐり部内に挿入された配置で前記外
部接続端子板と前記蓋体との間に介在されている構成と
することが好ましい。これにより、外部接続端子板と軸
部とを外装缶の外方側でかしめ加工して固着するので、
確実な電気的接続を容易に得ることができるとともに、
かしめ部が電解液に接しないので、落下試験時の電気抵
抗の上昇が少なく、安定した電気抵抗および封止性をも
つ密閉型電池を得ることができる。

【００１５】上記発明における偏芯中実リベットの材質
が、ＳＵＳまたは表面にニッケルメッキを施した鉄であ
ることが好ましい。これにより、外装缶および蓋体の材
質をアルミニウムまたはアルミニウム合金とした場合、
外装缶の極性は、電気化学的溶解の問題から正極とする
必要があり、したがって、外部接続端子板が負極となる
から、この外部接続端子板に電気的接続される偏芯中実
リベットの材質をＳＵＳまたは表面にニッケルメッキを
施した鉄とすることにより、電気的接続が容易となる。

【００１６】また、上記発明における偏芯中実リベット
の材質が、銅もしくは銅合金であってもよい。これによ
り、偏芯中実リベットの材質がＳＵＳまたは表面にニッ
ケルメッキを施した鉄である場合と同様に電気的接続が
容易となる効果を得ることができ、それに加えて、偏芯
中実リベットの成型性が向上する効果を得られる。

【００１７】さらに、上記発明における偏芯中実リベッ
トの材質が、アルミニウムもしくはアルミニウム合金で
あってもよい。これにより、外装缶および蓋体の材質を
鉄若しくはＳＵＳとした場合、外装缶の極性は、電気化
学的溶解の問題から負極とする必要があり、したがっ
て、外部接続端子板が正極となるから、この外部接続端
子板に電気的接続される偏芯中実リベットの材質をアル
ミニウムもしくはアルミニウム合金とすることにより、
電気化学的溶解の問題から好ましい。

【００１８】

【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ながら説明する。図１は本発明
の一実施の形態に係る密閉型電池を示す切断正面図、図
２はその密閉型電池を示す切断右側面図であり、この実
施の形態では角形リチウム二次電池を例示してある。こ
れらの図において、金属製の外装缶１７は、上端開口し
た有底角筒状の形状を有し、正極端子を兼ねている。

【００１９】上記外装缶１７の材質としては、アルミニ
ウム合金（ＪＩＳ合金番号３００３）または表面にニッ
ケルめっきを施した鉄を用いることが好ましいが、この
実施の形態では、外装缶１７の材質としてアルミニウム
合金を用いた場合を例示してある。それ伴って、角形の
外装缶１７の長側面１７ａには防爆用の切削溝１８が設
けられているとともに、外装缶１７の底部には、アルミ
ニウムとニッケルのクラッド板１９が、アルミニウムの
層を外装缶１７に対面させた配置でレーザ溶接、超音波
溶接もしくは抵抗溶接などにより接合されている。この
クラッド板１９は正極側外部接続端子板（図示せず）と
の接続を図るためのものである。なお外装缶１７の材質
が表面にニッケルめっきを施してなる鉄の場合には、長
側面１７ａに防爆用の刻印を設けることが好ましい。こ
の刻印および上記切削溝１８は、いずれも電池内圧が所
定値まで上昇したときに、薄肉部が破断してガスを外部
に排出するものである。

【００２０】外装缶１７の内部には、発電要素２０が下
部絶縁板２１によって底面に対し電気的絶縁状態に仕切
った状態で収納されており、発電要素２０の上端部には
これの上方の構成部材と電気的に絶縁するための上部絶
縁板２２が取り付けられている。上記発電要素２０は、
図示を省略しているが、正極板と負極板とをセパレータ
を介在して絶縁した状態で非真円形の渦巻形状に巻回し
た後、プレス成型にて角形の外装缶１７に対応する扁平
状に変形して作製したものである。

【００２１】ところで、上記正極板は、アルミニウム製
の箔、ラス加工またはエッチング処理された箔からなる
集電体の片側または両面に、正極活物質と結着剤、さら
に必要に応じて導電剤または可塑剤を溶剤に混練分散さ
せたペーストを塗布、乾燥、圧延して作製することがで
きる。

【００２２】上記正極活物質としては、例えば、リチウ
ムイオンをゲストとして受け入れ得るリチウム含有遷移
金属化合物が使用される。例えば、正極活物質として
は、コバルト、マンガン、ニッケル、クロム、鉄および
バナジウムから選ばれる少なくとも一種類の金属とリチ
ウムとの複合金属酸化物、ＬｉＣｏＯ₂、ＬｉＭｎ
Ｏ₂、ＬｉＮｉＯ₂、ＬｉＣｏ_xＮｉ_(1-x)Ｏ₂（０＜
ｘ＜１）、ＬｉＣｒＯ₂、αＬｉＦｅＯ₂、ＬｉＶＯ₂
等を用いるのが好ましい。

【００２３】上記結着剤としては、活物質間の密着性を
保つフッ素樹脂材料、ポリアルキレンオキサイド骨格を
持つ高分子材料、またはスチレン−ブタジエン共重合体
などがある。上記フッ素系樹脂材料としては、ポリフッ
化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、フッ化ビニリデン（ＶＤ
Ｆ）とヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）の共重合体
Ｐ（ＶＤＦ−ＨＦＰ）を用いるのが好ましい。

【００２４】必要に応じて加える導電剤としては、アセ
チレンブラック、グラファイト、炭素繊維等の炭素系導
電材が好ましく、可塑剤としては、フタル酸ジイソブチ
ル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジ
プロピル、フタル酸ジヘキシルなどのフタル酸エステル
が好ましい。

【００２５】上記溶剤としては、結着材が溶解可能な溶
剤が適切であり、有機系結着材の場合は、アセトン、シ
クロヘキサノン、N −メチル−２−ピロリドン（ＮＭ
Ｐ）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）等の有機溶剤を単
独またはこれらを混合した混合溶剤が好ましく、水系結
着材の場合は水が好ましい。

【００２６】上記負極板は、銅製の箔またはラス加工や
エッチングされた箔からなる集電体の片側または両面
に、負極活物質と結着剤、さらに必要に応じて導電剤、
可塑剤を溶剤に混練分散させたペーストを、塗布、乾
燥、圧延して作製することができる。負極活物質として
は、例えば、リチウムイオンを吸蔵、脱離し得る黒鉛型
結晶構造を有するグラファイトを含む材料、例えば天然
黒鉛や人造黒鉛が使用される。特に、格子面（００２）
の面間隔（ｄ₀₀₂）が３．３５０〜３．４００Åである
黒鉛型結晶構造を有する炭素材料を使用することが好ま
しい。結着剤、溶剤および必要に応じて加えることがで
きる導電剤並びに可塑剤は、上述した正極板と同様のも
のを使用することができる。

【００２７】セパレータとしては、ポリエチレン樹脂、
ポリプロピレン樹脂などの微多孔性ポリオレフィン系樹
脂が好ましい。上述した渦巻形状に巻回後の発電要素２
０に対するプレス成型の方法としては、発電要素２０に
常温だけでなく、４０℃から発電要素２０中の結着剤の
軟化点以下の温度に加温した状態で１．０ＭＰａ〜７．
０ＭＰａの圧力にてプレスすることが好ましい。

【００２８】そして、外装缶１７の開口部は、金属製蓋
体２３が嵌め込まれたのちに、外装缶１７と蓋体２３と
の突き合わせ部分をレーザ溶接することにより、封口さ
れている。蓋体２３には、取付孔２３ａと、この取付孔
２３ａに対し電池外方側に位置して連通する座グリ部２
３ｂとが形成されている。上記取付孔２３ａには、偏芯
中実リベット２４の軸部２４ａが、下部ガスケット２７
により前記金属製蓋体２３と電気的に絶縁された状態で
下方から挿入されている。

【００２９】上記偏芯中実リベット２４は、その斜視図
を示す図３のように、軸部２４ａが鍔部２４ｂに対し中
央部から一方寄りに偏芯した位置で直交方向の配置で一
体形成された形状を有している。この偏芯中実リベット
２４の軸部２４ａの上部には、上部ガスケット２８を介
在して外部接続端子板２９が嵌め込まれている。このと
き、上部ガスケット２８は、蓋体２３の座ぐり部２３ｂ
内に嵌まり込んで、偏芯中実リベット２４の軸部２４ａ
と外部接続端子板２９とを電気的に絶縁している。外部
接続端子板２９における偏芯中実リベット２４の軸部２
４ａを挿通させる挿通孔２９ａは、軸部２４ａよりも大
きな径に形成されており、偏芯中実リベット２４の軸部
２４ａと外部接続端子板２９とををかしめ加工すること
により、偏芯中実リベット２４と外部接続端子板２９と
が確実に電気的接続された状態で封止密閉されている。

【００３０】上記偏芯中実リベット２４の軸部２４ａの
配設位置は、蓋体２３の取付孔２３ａの孔径にもよる
が、偏芯中実リベット２４の鍔部２４ｂの中央部に対し
１／４〜５／６偏芯した位置に設定するのが好ましく、
さらに好ましくは１／３〜４／５だけ偏芯した位置であ
り、これによる効果については後述する。軸部２４ａ
は、単なる軸状であることから、直径を０．５０ｍｍ〜
１．００ｍｍ程度に小さく設定しても、安定に製造する
ことができるとともに、かしめ加工した場合にも外部接
続端子板２９に対し十分な締結力を有するものとなるか
ら、上述した超薄型の角形電池にも十分に適応すること
ができる。

【００３１】上記偏芯中実リベット２４の鍔部２４ｂは
内部端子板としての機能を果たすものであり、この鍔部
２４ｂには、発電要素２０から導出された負極リード３
０が溶接により接続されている。鍔部２４ｂにおける負
極リード３０が溶接される部位は、図１に明示するよう
に軸部２４ａから離間する方向の端部であり、軸部２４
ａの配設位置は、上述したように、鍔部２４ｂにおける
１／４〜５／６偏芯した位置に設定されている。したが
って、上部ガスケット２８における軸部２４ａのかしめ
部に対面する箇所は、鍔部２４ｂの負極リード３０が溶
接される部位から比較的大きく離間しているから、負極
リード３０が溶接される際に生じる熱の影響を殆ど受け
ない。また、この密閉型電池では、偏芯中実リベット２
４の鍔部２４ｂが内部端子板としての機能を果たしてい
るので、体積ロスが少なくなっている。また、鍔部２４
ｂが延出する側とは反対側の箇所では、発電要素２０か
ら導出された正極リード３１が蓋体２３に溶接により接
続されている。

【００３２】上記偏芯中実リベット２４の材質として
は、電気的接続を容易にする為に、ＳＵＳや表面にニッ
ケルメッキを施した鉄、あるいは成型性のよい銅または
銅合金を用いることが好ましい。上部ガスケット２８
は、厚みが４ｍｍ未満となる角形電池の超薄型化に伴
い、外装缶１７と蓋体２３とを嵌合してレーザ溶接する
際の熱影響による電解液の漏液を防ぐため、耐熱温度の
高いフッ素樹脂を主に用いることが好ましい。一方、下
部ガスケット２７は、上記と同じ理由により、耐熱温度
の高いフッ素樹脂や電池幅のサイズおよび形状によりポ
リプロピレンおよびポリフェニレンサルファイドなどの
樹脂を使い分けて用いるのが好ましい。

【００３３】上記蓋体２３には、電解液を注入するため
の注液孔３２が設けられており、外装缶１７内には非水
電解液（図示せず）が上記注液孔３２を通じて注液され
る。この非水電解液としては、非水溶媒と電解質からな
り、非水溶媒としては、主成分として環状カーボネート
および鎖状カーボネートが含有される。前記環状カーボ
ネートとしては、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロ
ピレンカーボネート（ＰＣ）、およびブチレンカーボネ
ート（ＢＣ）から選ばれる少なくとも一種であること
が好ましい。また、前記鎖状カーボネートとしては、ジ
メチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート
（ＤＥＣ）、およびエチルメチルカーボネート（ＥＭ
Ｃ）等から選ばれる少なくとも一種であることが好まし
い。

【００３４】電解質としては、例えば、電子吸引性の強
いリチウム塩を使用し、例えば、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＢＦ
₄、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃、
ＬｉＮ（ＳＯ₂ＣＦ₃）₂、ＬｉＮ（ＳＯ₂Ｃ₂Ｆ₅）
₂、ＬｉＣ（ＳＯ₂ＣＦ₃） ₃等が挙げられる。これら
の電解質は、一種類で使用しても良く、二種類以上組み
合わせて使用しても良い。これらの電解質は、前記非水
溶媒に対して０．５〜１．５Ｍの濃度で溶解させること
が好ましい。

【００３５】上述の注液が終了すると、上記注液孔３２
は、アルミニウム箔３３ａとＥＰＤＭなどからなるゴム
３３ｂとを一体成型した栓体３３で密閉封止される。こ
のとき、上記アルミニウム箔３３ａは蓋体２３にレーザ
溶接されて、確実な密閉封止が行われる。

【００３６】なお、上記実施の形態では、アルミニウム
製の有底角形外装缶１７にアルミニウム製の蓋体２３を
溶接する場合について説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、例えば、鉄製等の有底角筒状の外
装缶１７に鉄製等の蓋体２３を溶着する場合にも適用可
能である。この際、偏芯中実リベット２４の極性は正極
となり、電気化学的溶解の問題から偏芯中実リベット２
４の材質は、アルミニウムもしくはアルミニウム合金を
用いることが好ましい。また、上記実施の形態では、蓋
体２３に注液孔３２を形成した場合について説明した
が、この注液孔３２は、有底角筒状の外装缶１７の何れ
かの箇所に開設されていてもよい。さらに、上記実施の
形態では、非水電解液二次電池について説明したが、本
発明は電池の種類に必ずしも限定されるものではない。
また、上記実施の形態では、外装缶１７を角筒状とした
が、本発明の外装缶１７は円筒形、長円筒形等であって
もよく、外装缶１７の形状に限定されるものではない。

【００３７】

【実施例】つぎに、実施例および比較例を用いて本発明
の密閉型電池を詳細に説明する。

【００３８】（実施例１）図１および図２において、有
底角筒状の外装缶１７は、上端開口している肉厚が０．
２０ｍｍのアルミニウム合金（ＪＩＳ合金番号３００
３）製で、その寸法形状は厚さ３．５ｍｍ、幅３４．０
ｍｍ、高さ５０．０ｍｍであり、正極端子を兼ねてい
る。そして、外装缶１７の長側面１７ａの中央部には防
爆用の切削溝１８を設け、外装缶１７の底部には、外部
接続端子板との接続用のアルミニウムとニッケルのクラ
ッド板１９が、アルミニウムの層を外装缶１７に対面さ
せた配置でレーザ溶接により接合した。

【００３９】正極活物質としてＬｉＣｏＯ₂、結着材と
してフッ化ビニリデン（ＶＤＦ）とヘキサフルオロプロ
ピレン（ＨＦＰ）との共重合体Ｐ（ＶＤＦ−ＨＦＰ）、
及び導電材としてアセチレンブラックをＮＭＰ（Ｎ−メ
チル−２−ピロリドン）からなる有機溶剤に混練分散し
たペーストを用い、このペーストを厚さ１５ｍμのアル
ミニウム箔製集電体に塗着、乾燥、圧延して、正極板を
作製した。

【００４０】負極活物質として易黒鉛化炭素、前記Ｐ
（ＶＤＦ−ＨＦＰ）の粉末をアセトンとシクロヘキサノ
ンからなる混合有機溶剤に混練分散したペーストを用
い、このペーストを厚さ１２μｍの銅箔製集電体に塗
着、乾燥、圧延して、負極板を作製した。

【００４１】このようにして作製した正極板と負極板と
を厚さ２５μｍの微多孔性のポリエチレン樹脂からなる
セパレータを介して非真円形の渦巻形状に巻回した発電
要素２０を６．０ＭＰａの圧力でプレスして扁平状に作
製した。この発電要素２０は、外装缶１７の内部にこれ
の底面に対し絶縁板２１で電気的絶縁状態に仕切った状
態で収め、発電要素２０の上端部は絶縁板２２で電気的
に絶縁した。

【００４２】鍔部２４ｂの中央部から一方側に４／５偏
芯した位置に直径が１．００ｍｍの軸部２４ａが一体形
成された偏芯中実リベット２４を、下部ガスケット２７
により金属製蓋体２３に対し電気的に絶縁し、偏芯中実
リベット２４の軸部２４ａの径より大なる１．０５ｍｍ
の孔径の挿通孔２９ａを有する外部接続端子板２９を、
上部ガスケット２８を介在して金属製蓋体２３と電気的
に絶縁した状態で軸部２４ａに挿通させて取り付けたの
ち、偏芯中実リベット２４の軸部２４ａと外部接続端子
板２９とをかしめ加工して確実な電気的接続を行った。

【００４３】偏芯中実リベット２４における内部端子板
として機能する鍔部２４ｂに、発電要素２０から導出さ
れた負極リード３０を抵抗溶接により接続した。偏芯中
実リベット２４の材質は、電気的接続を容易にする為
に、表面にニッケルめっきを施した鉄製のものを用い
た。また、蓋体２３には、発電要素２０から導出した正
極リード３１をレーザ溶接により接続した。上部ガスケ
ット２８には、耐熱温度の高いフッ素樹脂を用い、下部
ガスケット２７にも、耐熱温度の高いフッ素樹脂を用い
た。

【００４４】蓋体２３を外装缶１７の開口部に嵌合した
状態で、両者の突き合わせ部分をレーザ溶接により接合
して密閉した後、エチレンカーボネート（ＥＣ）とエチ
ルメチルカーボネート（ＥＭＣ）を２：１で混合した混
合溶媒にＬｉＰＦ６を１．０Ｍの濃度で溶解させた非水
電解液を、蓋体２３の注液孔３２から注液した。その注
液後、注液孔３２をアルミニウム箔３３ａとＥＰＤＭ製
のゴム３３ｂを一体成型した栓体３３のゴム３３ｂを嵌
入したのち、アルミニウム箔３３ａを蓋体２３にレーザ
溶接して封止密閉し、密閉型電池を得た。

【００４５】（実施例２）図１および図２において、有
底角筒状の外装缶１７は、上端開口している肉厚が０．
２０ｍｍで表面に２．０μｍのニッケルめっきが施され
ている鉄製で、その寸法形状は厚さ３．５ｍｍ、幅３
４．０ｍｍ、高さ５０．０ｍｍであり、負極端子を兼ね
ている。

【００４６】偏芯中実リベット２４の鍔部２４ｂの中央
部から一方寄りに１／３偏芯した位置に直径が０．５０
ｍｍの軸部２４ａが一体形成された偏芯中実リベット２
４の軸部２４ａを、下部ガスケット２７を介在して金属
製蓋体２３に対し電気的に絶縁し、偏芯中実リベット２
４の軸部２４ａの径より大なる０．５５ｍｍの孔径の挿
通孔２９ａを有する外部接続端子板２９を、上部ガスケ
ット２８を介在して金属製蓋体２３に対し電気的に絶縁
した状態で軸部２４ａに挿通させて取り付けたのち、軸
部２４ａと外部接続端子板２９とをかしめ加工して確実
な電気的接続を行った。

【００４７】偏芯中実リベット２４における内部端子板
として機能する鍔部２４ｂに、発電要素２０から導出し
た正極リード３１をレーザ溶接により接続した。偏芯中
実リベット２４の材質は、電気化学的溶解の問題から、
アルミニウム合金製を用いた。また、蓋体２３には、発
電要素２０から導出した負極リード３０をレーザ溶接に
より接続した。これ以外は、実施例１と同様にして密閉
型電池を作製した。

【００４８】（比較例１）図４（ｂ）に示すように、蓋
体１の取付孔１ａに上部ガスケット２および筒状中空リ
ベット８を挿入し、筒状中空リベット８に、下部ガスケ
ット４および内部端子板７を挿入して、かしめ加工によ
り封止した。これ以外は、実施例１と同様にして密閉型
電池を作製した。

【００４９】（比較例２）図４（ｅ）に示すように、蓋
体１の取付孔１ａに、上部ガスケット２および段付き中
実リベット１４を挿入し、段付き中実リベット１４に、
下部ガスケット４および内部端子板７を挿入し、かしめ
加工して封止した。これ以外は、実施例１と同様にして
密閉型電池を作製した。

【００５０】このようにして実施例１、実施例２、比較
例１および比較例２で得られた密閉型電池を各３０個を
用いて、４．２０Ｖまで充電を行った後、１９０ｃｍの
高さからコンクリート面上に５回の自由落下を行う第１
の落下衝撃試験と、７５ｃｍの高さからコンクリート面
上に３方向の面を各５回ずつ自由落下を行う第２の落下
衝撃試験を行った結果を表１、表２に示す。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【表２】表１および表２から明らかなように、実施例１、実施例
２で得られた密閉型電池は、比較例１、比較例２で得ら
れた密閉型電池と比較して、落下衝撃試験による電池抵
抗の上昇変化が小さい。これは、本発明によるかしめ部
が、非水電解液と接触しない構造になっており、発電要
素から伸びるリード溶接ならびに外部接続端子板への電
気的接続が確実に行われている結果である。

【００５３】

【発明の効果】以上のように、本発明の密閉型電池によ
れば、偏芯中実リベットに一体形成された鍔部が内部端
子板として機能するので、体積ロスが少なくなり、偏芯
中実リベットの軸部は単なる軸状であるから、薄型化が
容易であり、軸部が鍔部の中央部に対し一方寄りに偏心
した部位に設けられているので、発電要素から伸びる接
続リードの溶接を行う際の熱影響によってガスケットに
変形が生じることがなく、電解液の漏液を確実に防止す
ることができる。また、外部接続端子板と軸部とを外装
缶の外部側でかしめ加工して固着するので、確実な電気
的接続を容易に得ることができるとともに、かしめ部が
電解液に接しないので、落下試験時の電気抵抗の上昇が
少なく、安定した電気抵抗および封止性をもつ密閉型電
池を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る密閉型電池を示す
切断正面図。

【図２】同上の密閉型電池を示す切断右側面図。

【図３】同上の密閉型電池における偏芯中実リベットを
示す斜視図。

【図４】（ａ）〜（ｅ）はいずれも従来の異なる密閉型
電池における外部接続端子板の封止構造部分の切断正面
図。

【符号の説明】

１７外装缶２０発電要素２３蓋体２３ａ取付孔２３ｂ座ぐり部２４偏芯中実リベット２４ａ軸部２４ｂ鍔部２７下部ガスケット２８上部ガスケット２９外部接続端子板２９ａ挿通孔３０負極リード（他方の電極の接続リード）３１正極リード（一方の電極の接続リード）

フロントページの続き (72)発明者平川靖大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5H011 AA03 AA04 AA17 CC02 CC06 CC08 DD12 EE02 EE04 FF04 GG02 HH02 5H022 AA02 AA04 AA09 BB03 CC03 EE03 EE04 EE05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上端部が開口した有底の金属製外装缶
と、正極板と負極板とがセパレータを介在して絶縁された状
態で前記外装缶内に収納された発電要素と、前記外装缶の開口部に嵌合して接合され、前記発電要素
から導出した一方の電極の接続リードが溶接により接続
された金属製蓋体と、鍔部の中央部に対し一方寄りに偏芯した位置に一体形成
された軸部が前記蓋体の取付孔に前記外装缶の内部側か
ら挿入され、前記鍔部の他方寄りの部位に前記発電要素
から導出した他方の電極の接続リードが溶接により接続
された偏芯中実リベットと、前記偏芯中実リベットと前記蓋体とをこれらの間に介在
して電気絶縁する下部ガスケットと、前記軸部の先端部に電気的接続状態に固着された外部接
続端子板と、前記外部接続端子板と前記蓋体とをこれらの間に介在し
て電気絶縁する上部ガスケットとを備えていることを特
徴とする密閉型電池。
【請求項２】外部接続端子板が、偏芯中実リベットの
軸部の径よりも大きな孔径に形成された挿通孔に前記軸
部の先端部分が挿入されたのち、前記軸部と共にかしめ
加工されて前記軸部に固着され、上部ガスケットが、蓋
体の取付孔に連通して前記外装缶の外方側に形成された
座ぐり部内に挿入された配置で前記外部接続端子板と前
記蓋体との間に介在されている請求項１に記載の密閉型
電池。
【請求項３】偏芯中実リベットの材質が、ＳＵＳまた
は表面にニッケルメッキを施した鉄である請求項１また
は２に記載の密閉型電池。
【請求項４】偏芯中実リベットの材質が、銅もしくは
銅合金である請求項１または２に記載の密閉型電池。
【請求項５】偏芯中実リベットの材質が、アルミニウ
ムもしくはアルミニウム合金である請求項１または２に
記載の密閉型電池。