JP2864175B2 - 角形密閉式電池 - Google Patents
角形密閉式電池Info
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- battery
- battery case
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- rectangular battery
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- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 11
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 6
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
- H01M50/103—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、角形密閉式電池、とく
に金属製の電池ケースに封口板を溶接して気密に密閉し
た角形密閉式電池に関するものである。
に金属製の電池ケースに封口板を溶接して気密に密閉し
た角形密閉式電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＡＶ機器、通信機器等の電子電気
機器の小型化、軽量化が進み、これらの機器に使用する
小型で収納効率の良い電池の開発が要望されてきてい
る。このような状況のなかで、機器への収納効率の良い
角形密閉式電池の需要が急速に伸びている。その例を図
面を参照して説明する。
機器の小型化、軽量化が進み、これらの機器に使用する
小型で収納効率の良い電池の開発が要望されてきてい
る。このような状況のなかで、機器への収納効率の良い
角形密閉式電池の需要が急速に伸びている。その例を図
面を参照して説明する。
【０００３】図３において１は、正極板２と負極板３と
をセパレータ４を介して対向させて構成した極板群５を
挿入した角形電池ケース、６は上記角形電池ケース１を
密封する封口板で、その周縁部は角形電池ケース１の上
端開口縁部に溶接されている。そして、溶接機として
は、溶接部近くの絶縁パッキングおよび極板群などへの
熱の影響を少なくするため、微細加工に適したパルス式
ＹＡＧレーザー溶接機が多く用いられている。また、角
形電池ケースとしては、ニッケル鋼板を絞り加工と、し
ごき加工を用いて成型したものが一般に使用されてい
る。
をセパレータ４を介して対向させて構成した極板群５を
挿入した角形電池ケース、６は上記角形電池ケース１を
密封する封口板で、その周縁部は角形電池ケース１の上
端開口縁部に溶接されている。そして、溶接機として
は、溶接部近くの絶縁パッキングおよび極板群などへの
熱の影響を少なくするため、微細加工に適したパルス式
ＹＡＧレーザー溶接機が多く用いられている。また、角
形電池ケースとしては、ニッケル鋼板を絞り加工と、し
ごき加工を用いて成型したものが一般に使用されてい
る。
【０００４】しかしこのような従来の構成では、図３に
示すように、過充電による電池内圧の上昇、充放電サイ
クル寿命中の極板群５の膨張などにより、図３（イ）の
厚みｔを有する角形電池ケース１が、図３（ロ）のよう
に、電池底面より電池総高さの１／２乃至１／３の高さ
位置ｈに最大膨張点７をもつような形で膨張し、その結
果図４に示すように、角形電池ケース１と封口板６の溶
接部８に引張り応力ａがかかることにより引張り応力割
れ部９が発生し、電解液が漏洩するに至るという問題が
あった。
示すように、過充電による電池内圧の上昇、充放電サイ
クル寿命中の極板群５の膨張などにより、図３（イ）の
厚みｔを有する角形電池ケース１が、図３（ロ）のよう
に、電池底面より電池総高さの１／２乃至１／３の高さ
位置ｈに最大膨張点７をもつような形で膨張し、その結
果図４に示すように、角形電池ケース１と封口板６の溶
接部８に引張り応力ａがかかることにより引張り応力割
れ部９が発生し、電解液が漏洩するに至るという問題が
あった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする課題
は、極板群を挿入した角形電池ケースを封口板の溶接に
よって密封する角形密閉式電池において、角形電池ケー
スが膨らんで溶接部分に引張り応力割れ部が発生すると
いう点である。
は、極板群を挿入した角形電池ケースを封口板の溶接に
よって密封する角形密閉式電池において、角形電池ケー
スが膨らんで溶接部分に引張り応力割れ部が発生すると
いう点である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、正極板と負極
板をセパレータを介して交互に積層してなる極板群を挿
入した角形電池ケースの開口部に封口板を嵌合し、この
嵌合部を溶接する角形密閉式電池において、極板群の積
層方向の対向する角形電池ケースの両側面に、底面より
電池総高さの１／２を上限とし１／３を下限とする範囲
の位置で、かつ角形電池ケースの厚み最大部の９０乃至
９７％となる厚み最小部を中心部として外周にゆくに従
って前記中心部よりは厚みが厚く前記角形電池ケースの
厚み最大部よりは薄く形成した曲面の緩やかな円形湾曲
状凹部を設けたものである。
板をセパレータを介して交互に積層してなる極板群を挿
入した角形電池ケースの開口部に封口板を嵌合し、この
嵌合部を溶接する角形密閉式電池において、極板群の積
層方向の対向する角形電池ケースの両側面に、底面より
電池総高さの１／２を上限とし１／３を下限とする範囲
の位置で、かつ角形電池ケースの厚み最大部の９０乃至
９７％となる厚み最小部を中心部として外周にゆくに従
って前記中心部よりは厚みが厚く前記角形電池ケースの
厚み最大部よりは薄く形成した曲面の緩やかな円形湾曲
状凹部を設けたものである。
【０００７】
【作用】本発明によれば、過充電による電池内圧の上
昇、充放電サイクル寿命中の極板群の膨張などが発生し
ても、角形電池ケースは、膨張幅の最も大きい箇所を中
心にあらかじめ円形湾曲状凹部が形成されているために
電池ケースの厚みの最大部以上に膨張することがほとん
ど無く、また溶接部についても、側壁の円形湾曲状凹部
によって圧縮応力がかかっているので、引張り応力によ
る割れの発生が少ない。さらに、凹部の形状が円形湾曲
状になっているので、段状の平面状凹部を設けた場合と
比較して、両者が電池ケースの厚みの最小寸法が同一で
あっても電池内容積の減少は本発明の円形湾曲状凹部の
場合の方が少なく、内圧特性、電池保存特性ともに円形
湾曲状凹部による劣化は、ほとんどないものである。
昇、充放電サイクル寿命中の極板群の膨張などが発生し
ても、角形電池ケースは、膨張幅の最も大きい箇所を中
心にあらかじめ円形湾曲状凹部が形成されているために
電池ケースの厚みの最大部以上に膨張することがほとん
ど無く、また溶接部についても、側壁の円形湾曲状凹部
によって圧縮応力がかかっているので、引張り応力によ
る割れの発生が少ない。さらに、凹部の形状が円形湾曲
状になっているので、段状の平面状凹部を設けた場合と
比較して、両者が電池ケースの厚みの最小寸法が同一で
あっても電池内容積の減少は本発明の円形湾曲状凹部の
場合の方が少なく、内圧特性、電池保存特性ともに円形
湾曲状凹部による劣化は、ほとんどないものである。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の１実施例につき図面を参照し
て説明する。図１、２において図３に示す従来例と同じ
構成部分については同一符号を付し、詳細な説明を省略
する。
て説明する。図１、２において図３に示す従来例と同じ
構成部分については同一符号を付し、詳細な説明を省略
する。
【０００９】図１、２において１０は、円形湾曲状のプ
レス面１１を有するプレス型であり、電池底面からの高
さ位置ｈが電池総高さの１／２を上限とし１／３を下限
とする範囲の位置に、電池ケースの厚みｔの最小部１２
が位置するように円形湾曲状凹部１３を形成するもので
ある。
レス面１１を有するプレス型であり、電池底面からの高
さ位置ｈが電池総高さの１／２を上限とし１／３を下限
とする範囲の位置に、電池ケースの厚みｔの最小部１２
が位置するように円形湾曲状凹部１３を形成するもので
ある。
【００１０】図２は、角形密閉式電池の断面図であり、
極板群５を挿入した角形電池ケース１と封口板６が、溶
接部８においてレーザー溶接されている。ここで円形湾
曲状凹部１３の中心部の厚みは、電池ケースの厚み最小
部１２の厚みｔ1 となり、電池ケースの厚みの最大部ｔ
に対して、９０〜９７％となるように加工する。その場
合、溶接部８には、圧縮応力ｂが作用することになる。
極板群５を挿入した角形電池ケース１と封口板６が、溶
接部８においてレーザー溶接されている。ここで円形湾
曲状凹部１３の中心部の厚みは、電池ケースの厚み最小
部１２の厚みｔ1 となり、電池ケースの厚みの最大部ｔ
に対して、９０〜９７％となるように加工する。その場
合、溶接部８には、圧縮応力ｂが作用することになる。
【００１１】次に、本発明の１実施例による角形密閉式
電池をロット１、円形湾曲状凹部を設けた位置が本発明
と異なる角形密閉式電池をロット２、ロット３、円形湾
曲状凹部の中心部が電池ケースの厚み最小部となるが、
その厚みが本発明と異なる角形密閉式電池をロット４、
ロット５、凹部形状が本発明と異なり段状の平面形状に
した角形密閉式電池をロット６、従来の角形電池ケース
の側壁が垂直になっている角形密閉式電池をロット７と
して、それぞれ各ロット１００個ずつの電池を試作し、
４５℃恒温下において充放電レート１Ｃ／１Ｃで充放電
を繰返し、電池使用寿命が尽きるまでの溶接部における
引張り応力割れの発生率、電圧不良発生率、安全弁作動
による漏液発生率をそれぞれ比較した。その結果を（表
１）に示す。
電池をロット１、円形湾曲状凹部を設けた位置が本発明
と異なる角形密閉式電池をロット２、ロット３、円形湾
曲状凹部の中心部が電池ケースの厚み最小部となるが、
その厚みが本発明と異なる角形密閉式電池をロット４、
ロット５、凹部形状が本発明と異なり段状の平面形状に
した角形密閉式電池をロット６、従来の角形電池ケース
の側壁が垂直になっている角形密閉式電池をロット７と
して、それぞれ各ロット１００個ずつの電池を試作し、
４５℃恒温下において充放電レート１Ｃ／１Ｃで充放電
を繰返し、電池使用寿命が尽きるまでの溶接部における
引張り応力割れの発生率、電圧不良発生率、安全弁作動
による漏液発生率をそれぞれ比較した。その結果を（表
１）に示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】上記（表１）の結果より明らかなように、
従来の角形密閉式電池においては、溶接部に引張り応力
割れの発生が見られたが、本発明の実施例による角形密
閉式電池においては、引張り応力による割れ、電圧不
良、および漏液の発生は見られなかった。これは、本発
明においては、円形湾曲状凹部を角形電池ケースの対向
側壁に設けることにより負荷された溶接部の圧縮応力
が、電池膨張による溶接部の引張り応力より大であるた
め、引張り応力割れの要因が取り除かれたからである。
従来の角形密閉式電池においては、溶接部に引張り応力
割れの発生が見られたが、本発明の実施例による角形密
閉式電池においては、引張り応力による割れ、電圧不
良、および漏液の発生は見られなかった。これは、本発
明においては、円形湾曲状凹部を角形電池ケースの対向
側壁に設けることにより負荷された溶接部の圧縮応力
が、電池膨張による溶接部の引張り応力より大であるた
め、引張り応力割れの要因が取り除かれたからである。
【００１４】また、本発明における位置以外に、円形湾
曲状凹部を電池ケースの側壁に設けた角形密閉式電池
は、引張り応力割れの発生がみられた。これは、電池が
最も膨張する位置に電池厚み最小部が形成されていない
ため電池膨張防止効果が不充分であり、封口の溶接部に
引張り応力が生じたためである。
曲状凹部を電池ケースの側壁に設けた角形密閉式電池
は、引張り応力割れの発生がみられた。これは、電池が
最も膨張する位置に電池厚み最小部が形成されていない
ため電池膨張防止効果が不充分であり、封口の溶接部に
引張り応力が生じたためである。
【００１５】次に、電池ケースの厚み最小部の厚みが、
本発明における角形密閉式電池より小さいものは、電圧
不良および漏液が発生した。これは、過大な凹部加工に
より、正極板と負極板がセパレータを貫通して短絡した
もの、および電池内圧の上昇により電池封口板にある安
全弁が作動したものである。また、反対に電池ケースの
厚み最小部の厚みが、本発明における角形密閉式電池よ
り大きいものは、引張り応力割れの発生が見られた。こ
れは、極板群の膨張による溶接部の引張り応力が、円形
湾曲状凹部を設けることにより負荷された溶接部の圧縮
応力を上廻ったためである。さらに、凹部の形状が段状
で平面状のものは、引張り応力割れおよび漏液の発生が
みられた。これは段状で平面状の凹部では、強度的に電
池膨張防止効果が不充分であり、また、電池ケースの厚
み最小部の厚みが円形湾曲状凹部と同一である場合にお
いて、減少する電池内容積は曲面プレスの約３倍である
ため、電池の内圧が上昇し、封口板の安全弁が作動した
ものである。
本発明における角形密閉式電池より小さいものは、電圧
不良および漏液が発生した。これは、過大な凹部加工に
より、正極板と負極板がセパレータを貫通して短絡した
もの、および電池内圧の上昇により電池封口板にある安
全弁が作動したものである。また、反対に電池ケースの
厚み最小部の厚みが、本発明における角形密閉式電池よ
り大きいものは、引張り応力割れの発生が見られた。こ
れは、極板群の膨張による溶接部の引張り応力が、円形
湾曲状凹部を設けることにより負荷された溶接部の圧縮
応力を上廻ったためである。さらに、凹部の形状が段状
で平面状のものは、引張り応力割れおよび漏液の発生が
みられた。これは段状で平面状の凹部では、強度的に電
池膨張防止効果が不充分であり、また、電池ケースの厚
み最小部の厚みが円形湾曲状凹部と同一である場合にお
いて、減少する電池内容積は曲面プレスの約３倍である
ため、電池の内圧が上昇し、封口板の安全弁が作動した
ものである。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明角形密閉式電
池は、角形電池ケースの極板積層方向の両面に円形湾曲
状の凹部を設け、かつその中心部の位置が電池総高さの
１／２を上限とし１／３を下限とする範囲の箇処である
ため、角形電池ケースと封口板の溶接部に引張り応力割
れが発生せず、さらに円形湾曲状凹部の中心部が電池ケ
ースの厚みの最小部となり、その寸法が、電池ケースの
厚み最大部分の９０〜９７％となるようにしたため、前
記溶接部には圧縮応力が作用して引張り応力割れが発生
しないのみならず、正負極板の短絡、ならびに封口板に
安全弁を取り付けた場合の当該安全弁の作動などがな
く、電子電気機器に使用し易いものである。
池は、角形電池ケースの極板積層方向の両面に円形湾曲
状の凹部を設け、かつその中心部の位置が電池総高さの
１／２を上限とし１／３を下限とする範囲の箇処である
ため、角形電池ケースと封口板の溶接部に引張り応力割
れが発生せず、さらに円形湾曲状凹部の中心部が電池ケ
ースの厚みの最小部となり、その寸法が、電池ケースの
厚み最大部分の９０〜９７％となるようにしたため、前
記溶接部には圧縮応力が作用して引張り応力割れが発生
しないのみならず、正負極板の短絡、ならびに封口板に
安全弁を取り付けた場合の当該安全弁の作動などがな
く、電子電気機器に使用し易いものである。
【図１】本発明の１実施例における角形密閉式電池の成
型過程を説明する斜視図
型過程を説明する斜視図
【図２】同角形密閉式電池の断面図
【図３】 （イ）従来の角形密閉式電池の膨張前の一部切欠断面図 （ロ）同膨張後の側面図
【図４】従来の角形密閉式電池の角形電池ケースと封口
板の溶接部の説明図
板の溶接部の説明図
１ 角形電池ケース ５ 極板群 ６ 封口板 ７ 最大膨張点 ８ 溶接部 ９ 引張り応力割れ部 １２ 電池ケースの厚みｔの最小部 １３ 円形湾曲状凹部
フロントページの続き (72)発明者 藤井 隆文 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−77261（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−13054（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−106864（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−103367（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 2/02
Claims (3)
- 【請求項１】正極板と負極板をセパレータを介して交互
に積層してなる極板群を挿入した角形電池ケースの開口
部に封口板を嵌合し、この嵌合部を気密に溶接する角形
密閉式電池において、極板群の積層方向であって相対向
する角形電池ケースの両側面に、底面より電池総高さの
１／２を上限とし、１／３を下限とする範囲の位置で、
かつ角形電池ケースの厚み最大部の９０乃至９７％とな
る厚み最小部を中心部として外周にゆくに従って前記中
心部よりは厚みが厚く前記角形電池ケースの厚み最大部
よりは薄く形成した曲面の緩やかな円形湾曲状凹部を設
けたことを特徴とする角形密閉式電池。 - 【請求項２】円形湾曲状凹部の中心部を、電池底面より
電池総高さの１／２の部分に位置させた請求項１記載の
角形密閉式電池。 - 【請求項３】円形湾曲状凹部の中心部の厚みを、角形電
池ケースの厚み最大部の９５％とした請求項１または２
記載の角形密閉式電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3186024A JP2864175B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 角形密閉式電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3186024A JP2864175B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 角形密閉式電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0528973A JPH0528973A (ja) | 1993-02-05 |
| JP2864175B2 true JP2864175B2 (ja) | 1999-03-03 |
Family
ID=16181063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3186024A Expired - Lifetime JP2864175B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 角形密閉式電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2864175B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101802347B1 (ko) * | 2014-11-18 | 2017-11-28 | 주식회사 엘지화학 | 아치형 탑 캡을 포함하는 각형 이차전지 및 그의 제조 방법 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3535503B1 (ja) | 2002-10-22 | 2004-06-07 | 沖電気工業株式会社 | 周波数変調装置およびその変調周波数測定方法 |
| JP5412919B2 (ja) * | 2009-03-30 | 2014-02-12 | 株式会社Ｇｓユアサ | 密閉型電池及び密閉型電池の製造方法 |
| JP2019145201A (ja) * | 2016-05-31 | 2019-08-29 | 株式会社村田製作所 | 二次電池 |
| JP7360820B2 (ja) * | 2019-05-30 | 2023-10-13 | 日立造船株式会社 | 二次電池およびその製造方法 |
| JP2023084884A (ja) * | 2021-12-08 | 2023-06-20 | 日立造船株式会社 | 固体電池 |
-
1991
- 1991-07-25 JP JP3186024A patent/JP2864175B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101802347B1 (ko) * | 2014-11-18 | 2017-11-28 | 주식회사 엘지화학 | 아치형 탑 캡을 포함하는 각형 이차전지 및 그의 제조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0528973A (ja) | 1993-02-05 |
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