JP2006196394A

JP2006196394A - 密閉型電池および密閉型電池の製造方法

Info

Publication number: JP2006196394A
Application number: JP2005008849A
Authority: JP
Inventors: Minoru Terada; 実寺田
Original assignee: NEC Tokin Tochigi Ltd; NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2005-01-17
Filing date: 2005-01-17
Publication date: 2006-07-27

Abstract

【課題】封止栓の近傍の溶接接合面に、電解液残さが残らない密閉型電池および密閉型電池の製造方法を得る。
【解決手段】電池缶、もしくは電池缶の開口部を封止する蓋体２に設けられた開口部３を、封止栓１にて密閉された密閉型電池において、前記封止栓は、挿入側は軸方向に対して角度φを持つテーパ状の円錐台形状であり、ついで中間部は円筒形状であって、挿入側と反対側は、円錐状斜面を持つ形状であり、前記蓋体に設けられた注液口の開口部３は、密閉前は、蓋体の板厚の２０％以下の厚みの薄い円形リング形状であるものが、前記蓋体に設けられた注液の口の開口部３は、前記中間部は前記封止栓の挿入に従って、元の位置に対して略直角の方向にて押し込まれた密閉型電池とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、主として、携帯端末、あるいは、情報機器、家電機器などの電源としての使用に好適な密閉型電池および密閉型電池の製造方法に関する。

近年の電子機器、特に携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ、ビデオカメラなどの携帯用情報機器の発達や普及に伴い、小型、軽量で、かつエネルギー密度が高い二次電池の需要は大きく延びている。このような二次電池として、特にリチウムイオン二次電池が注目されている。

図４は、一般の密閉型電池の説明図である。図４に示すように、６１は電池缶であり、４１は蓋体であり、３１は電極端子であり、５１は電解液の注入口である。

図２は、従来の密閉型電池における、封止栓が蓋体に押し込まれた状態の説明図である。図２に示すように、蓋体２１の注入口には封止栓１１が押し込まれている。ここで、電解液が封止栓１１の反対側面に付着している。

また、図３は、従来の密閉型電池の製造方法の説明図であり、図３（ａ）は、封止栓７０を蓋体４０の注液口へ挿入する前の状態の説明図、図３（ｂ）は、封止栓７０を蓋体４０の注液口へ挿入した状態の説明図、図３（ｃ）は、挿入後の封止栓７０と、蓋体４０とを溶接し、溶接部１３を形成した状態の説明図である。

例えば、特許文献１には、先の説明以外の、その他の密閉型電池の例として、注入口を外部壁面に向けて広がるテーパ面とし、封止栓も、前記テーパ面と対応する形状とする内容についても記載されている。

特開２００２−３５８９４８号公報

従来の密閉型電池においては、図２に示すように、封止栓１１と蓋体２１の注入口との境界に、電解液が入り込んでしまうという問題点がある。この原因は、第１に、封止栓１１の外径と蓋体２１の注入口の内径との寸法のばらつきにより、封止栓１１と注入口との間に空隙部が生じ、電解液が毛細管現象によって、はい上がるためである。また、第２に、蓋体２１の注入口の切削の面粗さが荒いため、封止栓１１と注入口との間に、わずかな空隙部が生じ、先と同様に、電解液が毛細管現象によって、はい上がるためである。

従って、本発明の課題は、封止栓の溶接接合面近傍に、電解液残さが残らない密閉型電池および密閉型電池の製造方法を提供することである。

即ち、本発明は、電池缶、もしくは電池缶の開口部を封止する蓋体に設けられた注液口を、封止栓にて密閉された密閉型電池において、前記封止栓は回転体であり、挿入側は先細りの形状で、挿入側と反対側は、先端が平面で、先細りの形状であり、前記蓋体に設けられた注液口の開口部は、密閉前は、蓋体の板厚の２０％以下の厚みの薄い円形リング形状であるものが、前記封止栓の挿入に従って、元の位置に対して略直角の方向にて押し込まれた密閉型電池である。

また、本発明は、前記封止栓は、挿入側先端が角度φを持つ円錐台形状で、中間部が円柱形状で、挿入側と反対側が円錐台形状の密閉型電池である。

また、本発明は、前記封止栓は前記角度φを３０°以上から８０°以下の範囲とする密閉型電池である。

また、本発明は、前記封止栓は、前記角度φを、好ましくは６０°±５°とする密閉型電池である。

また、本発明は、前記密閉型電池をリチウムイオン二次電池とする密閉型電池である。

また、本発明は、電池缶、もしくは電池缶の開口部を封止する蓋体に設けられた注液口を、封止栓にて密閉する密閉型電池の製造方法において、前記封止栓の、挿入側は、先端平面方向に対して角度φを持つ円錐台形状とし、ついで中間部は、円柱形状とし、また挿入側と反対側は、円錐状台形状とし、前記角度φを５０°以上から８０°以下の範囲で、好ましくは、６０°±５°として、前記封止栓を前記注液口の開口部に挿入して、前記蓋体に設けられた注液口の開口部を、密閉前は蓋体の板厚の２０％以下の厚みの薄い円形リング形状であるものを、元の位置に対して略直角の方向にて押し込み、他端の封止栓と蓋体とを溶接して固定する密閉型電池の製造方法である。

従って、本発明によれば、封止栓の溶接接合面近傍に、電解液残さが残らない密閉型電池および密閉型電池の製造方法を提供できる。

本発明の密閉型電池は、電池缶、もしくは電池缶の開口部を封止する蓋体に設けられた注液口を、封止栓にて密閉された密閉型電池であって、前記封止栓は回転体であり、挿入側は先細りの形状であり、ついで中間部は円筒形状であって、挿入側と反対側は先端平面で先細りとなった形状である。挿入側、及び挿入側と反対側の代表的な形状は円錐台であるが、必ずしも厳密な円錐台でなく、外側にふくらんだ形状でも、内側にへこんだ形状であっても良い。

ここで、前記蓋体に設けられた注液口の開口部は、密閉前は蓋体の板厚の２０％以下の厚みの薄い円形リング形状であり、前記蓋体に設けられた注液の口の開口部は、前記封止栓の挿入に従って、円形リング形状の部分が元の位置に対して略直角の方向にて押し込まれた形状である。ここで、封止栓が開口部を押し広げて密着する面は、穴開け加工した開口部内面と異なり、蓋体の表面粗さと同様の粗さにできるので、面粗さは数ミクロンの細かい状態とすることができる。

図１は、本発明の実施の形態による密閉型電池の製造方法の説明図である。ここで、図１（ａ）は、封止栓１を蓋体２の開口部３へ挿入する前の状態の説明図、図１（ｂ）は、封止栓１を蓋体２の開口部３ａに挿入した状態の説明図、図１（ｃ）は、挿入後の封止栓１と、蓋体２とを溶接した状態の説明図である。図１に示すように、蓋体２の開口部３へ封止栓１を圧入し、変形した開口部３ａと封止栓１を溶接する。

前記封止栓は、前記角度φを５０°以上から８０°以下の範囲としている。更に、前記角度φを、好ましくは６０°±５°とする。角度５０°未満であると、封止栓を注入口に挿入した時に、円形リング状の開口部を押し広げるのが困難となり、また、角度９０°を越えると、封止栓の長さ寸法が長くなり、密閉型電池の構造上、好ましくないためである。

更に、封止栓の先端部の外径は、開口部の内径以下となるように、封止栓の先端部の外径の寸法が設計されている。

前記密閉型電池は、例えばリチウムイオン二次電池とするが、必ずしもリチウムイオン二次電池に限られない。

具体例をあげれば、前記封止栓１は、挿入側は先端平面方向に対して角度６０°を持つテーパ状の円錐台形状であり、ついで中間部は円筒形状であって、その外径は１．６φとし、挿入側と反対側は、円錐状斜面を持つ形状である。

前記蓋体に設けられた注液口の開口部３は、封止栓１の挿入前は蓋体の板厚の２０％以下の厚みの０．２ｍｍであり、薄い円形リング形状である。前記封止栓１の挿入に従って、前記開口部３は、元の位置に対して押し込まれ、略直角の方向にて、変形された開口部３ａとなる。

ここで、封止栓１の中間部の円柱部と変形された開口部３ａとは密着しており、変形された開口部３ａの面粗さは数ミクロン程度と良好であり、このため、毛細管現象は起こらず、電解液が封止栓１の外壁に浸透しない。

本発明の実施の形態による密閉型電池の製造方法の説明図。図１（ａ）は、封止栓を蓋体の開口部へ挿入する前の状態の説明図、図１（ｂ）は、封止栓を蓋体の開口部へ挿入した状態の説明図、図１（ｃ）は、挿入後の封止栓と蓋体とを溶接した状態の説明図。従来の密閉型電池における、封止栓が蓋体に押し込まれた状態の説明図。従来密閉型電池の製造方法の説明図。図３（ａ）は、封止栓を蓋体の注液口の挿入する前の状態の説明図、図３（ｂ）は、封止栓を蓋体の注液口に挿入した状態の説明図は、図３（ｃ）は、挿入後の封止栓と、蓋体とを溶接した状態の説明図。一般の密閉型電池の説明図。

符号の説明

１，１１，７０封止栓
２，２１，４０，４１蓋体
３開口部
３a （変形された）開口部
１２レーザ光
１３溶接部
３１電極端子
６１電池缶

Claims

電池缶、もしくは電池缶の開口部を封止する蓋体に設けられた注液口を、封止栓にて密閉された密閉型電池において、前記封止栓は回転体であり、挿入側は先細りの形状で、挿入側と反対側は、先端が平面で、先細りの形状であり、前記蓋体に設けられた注液口の開口部は、密閉前は、蓋体の板厚の２０％以下の厚みの薄い円形リング形状であるものが、前記封止栓の挿入に従って、元の位置に対して略直角の方向にて押し込まれたことを特徴とする密閉型電池。
前記封止栓は、挿入側先端が角度φを持つ円錐台形状で、中間部が円柱形状で、挿入側と反対側が円錐台形状であることを特徴とする請求項１記載の密閉型電池。
前記封止栓は、前記角度φを、５０°以上から８０°以下の範囲とすることを特徴とする請求項２に記載の密閉型電池。
前記封止栓は、前記角度φを、６０°±５°とすることを特徴とする請求項２に記載の密閉型電池。
前記密閉型電池は、リチウムイオン二次電池とすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の密閉型電池。
電池缶、もしくは電池缶の開口部を封止する蓋体に設けられた注液口を、封止栓にて密閉する密閉型電池の製造方法において、前記封止栓の挿入側は、先端平面方向に対して角度φを持つ円錐台形状とし、ついで中間部は円柱形状とし、また挿入側と反対側は円錐台形状とし、前記角度φを５０°以上から８０°以下の範囲で、好ましくは６０°±５°として、前記封止栓を前記注液口の開口部に挿入して、前記蓋体に設けられた注液口の開口部を、密閉前は蓋体の板厚の２０％以下の厚みの薄い円形リング形状であるものを元の位置に対して略直角の方向にて押し込み、封止栓と蓋体とを溶接して固定することを特徴とする密閉型電池の製造方法。