(57)【要約】【課題】金属ケースに用いるステンレスと、ガスケットに使用する樹脂を一体化した状態で折り曲げ加工および打抜き加工を行う際に、ステンレスと樹脂の物性の相異により生じる不具合を改善することを目的とする。【解決手段】ガスケットの材料である樹脂シート１に金属ケース５の内側壁および底面の外周部に沿うような押出し部２とガスケットの内径となる孔３の形成を行うステップと、前記押出し部２を前記金属ケース５に結合させるステップと、前記金属ケース５の外周部に沿って前記樹脂シート１を切断するステップと、を備えたガスケット付き電池ケースの製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスケットの材料である樹脂シートに金属ケースの内側壁および底面の外周部に沿うような押出し部とガスケットの内径となる孔の形成を行うステップと、前記押出し部を前記金属ケースに結合させるステップと、前記金属ケースの外周部に沿って前記樹脂シートを切断するステップと、を備えたガスケット付き電池ケースの製造方法。
【請求項２】
ガスケットの材料である樹脂シートにあらかじめ封止剤を塗布し合紙を貼り付けるステップと、一体となった前記樹脂シートと前記合紙に金属ケースの内側壁および底面の外周部に沿うような押出し部とガスケットの内径となる孔の形成を行うステップと、前記合紙を剥がし前記樹脂シートの押出し部を前記金属ケースに結合させるステップと、前記金属ケースの外周部に沿って前記樹脂シートを切断するステップと、を備えたガスケット付き電池ケースの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の製造方法で作製したガスケット付き電池ケースに、正極と負極とその間にセパレータを介在させて構成される発電要素を電解液とともに収納し、この金属ケースの開口部に封口板を被せ、上記ガスケットを介して金属ケースの開口部を折り曲げて封口したコイン型電池
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスケットを備えた電池ケースの製造方法およびそれを用いたコイン型電池に関するものであり、特に厚みの薄いコイン型電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常のコイン型電池の製造方法は、射出成型により作製されたガスケットを金属ケース、あるいは封口板と勘合させて組立てられる。この方法は、比較的厚みの厚いコイン型電池では問題なく組立てられるが、厚みの薄いコイン型電池ではガスケット自体の厚みも０．５ｍｍ程度から０．２ｍｍ程度以下と薄くなるため、射出成型により製造する際に金型の細部まで樹脂を流す必要がある。しかしながら、成型時の溶融状態で金型の細部まで充填されずに部分的に欠けが生じる課題があった。また、ガスケットの変形、反りが発生し易く勘合時の噛み込み、はずれ等が発生するために生産性が悪くなる問題点があった。その改良として、金属ケースとして使用するステンレスとガスケットに使用する樹脂シートを貼りあわせて一体化した状態で絞り加工と切断加工を行うことで解決することを提案している。（例えば、特許文献１参照）
この方法を用いれば樹脂シートを加工することから、均一な厚みのガスケットを提供することができ部分的な欠けの発生を解消することができる。また、加工後も変形しにくいステンレスを基盤としてガスケットを貼り合わせていることから、ガスケットの変形・反りが発生することなく組立てることが可能となる。
【特許文献１】特開２０００−２００５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような方法を採った場合、金属ケースに用いるステンレスとガスケットに使用する樹脂を一体化した状態で折り曲げ加工および打抜き加工をする必要性があり、この加工を行う際に次のような課題が発生することが解かった。
【０００４】
一体化した状態で折り曲げ加工をした場合、一体化されたステンレスと樹脂の伸び率が異なることから貼りあわせられた部分が剥がれてしまい金属ケースとガスケット間に隙間が発生する場合がある。また、折り曲げ加工されたステンレスと樹脂を同時に打抜く際に、硬さが異なるものを同時に打抜く工程で、硬さの大きいステンレスにはバリ発生がなく、きれいな状態での切断状態で打ち抜かれるが、硬さの小さい樹脂は切断部にバリが発生する課題があった。
【０００５】
また、あらかじめ樹脂シートから加工したガスケットを金属ケースに挿入する方法をとれば、ガスケットの反りによる挿入不良、あるいは加工時にガスケットが静電気を帯びるため金属ケース内に確実に挿入できないという課題があった。
【０００６】
そこで、本発明のガスケット付き電池ケースの製造方法は、金属ケースに用いるステンレスと、ガスケットに使用する樹脂を一体化した状態で折り曲げ加工および打抜き加工を行うことによるステンレスと樹脂の物性の相違により生じる不具合を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
これらの課題解決をするために、本発明の第一の発明であるガスケット付き電池ケースの製造方法は、ガスケットの材料である樹脂シートに金属ケースの内側壁および底面の外周部に沿うような押出し部とガスケットの内径となる孔の形成を行うステップと、前記押
出し部を前記金属ケースに結合させるステップと、前記金属ケースの外周部に沿って前記樹脂シートを切断するステップと、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の第二の発明であるガスケット付き電池ケースの製造方法は、ガスケットの材料である樹脂シートにあらかじめ封止剤を塗布し合紙を貼り付けるステップと、一体となった前記樹脂シートと前記合紙に金属ケースの内側壁および底面の外周部に沿うような押出し部とガスケットの内径となる孔の形成を行うステップと、前記合紙を剥がし前記樹脂シートの押出し部を前記金属ケースに結合させるステップと、前記金属ケースの外周部に沿って前記樹脂シートを切断するステップと、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のガスケット付き電池ケースの製造方法によれば、ガスケットの材料である樹脂シートを変形させることなく金属ケースへスムーズに挿入ができ、樹脂シートの打抜きもバリが発生することなく加工することが可能となる。また、金属ケース内に絞り加工された樹脂シートが挿入されることから、金属ケースの内面に沿った形で樹脂シートが固定されることから金属ケースとガスケット間に隙間もなく、密着性の高い状態で組立てることができる。したがって、本発明のガスケット付き電池ケースを用いることにより、耐漏液性に優れたコイン型電池の製造が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明による第１の発明は、ガスケットの材料である樹脂シートに金属ケースの内側壁および底面の外周部に沿うような押出し部とガスケットの内径となる孔の形成を行うステップと、前記押出し部を前記金属ケースに結合させるステップと、前記金属ケースの外周部に沿って前記樹脂シートを切断するステップと、を備えたガスケット付き電池ケースの製造方法である。この方法によれば、ガスケットにバリを発生させること無く、かつ、ガスケットが変形することなく金属ケース内に挿入することが可能となる。
【００１１】
本発明による第２の発明は、ガスケットの材料である樹脂シートにあらかじめ封止剤を塗布し合紙を貼り付けるステップと、一体となった前記樹脂シートと前記合紙に金属ケースの内側壁および底面の外周部に沿うような押出し部とガスケットの内径となる孔の形成を行うステップと、前記合紙を剥がし前記樹脂シートの押出し部を前記金属ケースに結合させるステップと、前記金属ケースの外周部に沿って前記樹脂シートを切断するステップと、を備えたガスケット付き電池ケースの製造方法である。この方法によれば、ガスケットにバリを発生させること無く、かつ、ガスケットが変形することなく金属ケース内に挿入することができるとともに、樹脂シート表面に均一な封止剤を塗布することが可能となる。
【００１２】
また、本発明による第３の発明は、第１の発明または第２の発明に記載の製造方法で作製したガスケット付き電池ケースに、正極と負極とその間にセパレータを介在させて構成される発電要素を電解液とともに収納し、この金属ケースの開口部に封口板を被せ、上記ガスケットを介して金属ケースの開口部を折り曲げて封口したコイン型電池である。上記のガスケット付き電池ケースを用いることにより、ガスケットのバリの発生がなく、使用機器との接触を確実に行うことができ、耐漏液性にも優れたコイン型電池を得ることができる。
【実施例１】
【００１３】
以下、本発明の実施例について図面を用いて詳述する。
【００１４】
（実施例１）
図１（ａ）に示すような厚み０．０８ｍｍシート状のポリプロピレンからなる樹脂シー
ト１を軟化点以上の温度である１６０℃の温度の金型により、図１（ｂ）に示すようにカップ状の押出し部２を加工した後に中央部を打抜いてガスケットの内径となる孔３を形成した状態とする。このカップ状の押出し部２とガスケットの内径となる孔３を形成した樹脂シート１を図１（ｃ）に示すように無水マレイン酸で変性化された封止剤４を塗布した金属ケース５内に挿入し、１８０℃の温度で３秒間圧接して固定する。
【００１５】
この状態で、金属ケース５の外周部に沿った部分の樹脂シート１を金型により切断を行う。この時の金属ケース５は、厚み０．１ｍｍのステンレスを用いた。この樹脂シート１と一体化された金属ケース５を用いて図２に示す直径２０ｍｍ、厚み０．６ｍｍのコイン型電池を組立てた。０．１ｍｍのステンレスからなる封口板６にリチウムからなる負極７を圧着して、金属ケース５の上に二酸化マンガンを主剤としカーボンと結着剤でタブレット状にした正極ペレットからなる正極８を配備してポリプロピレン不織布からなる電解液を含浸させたセパレータ９を介して、負極７と正極８を対向させ、金属ケース５の周縁部をカールして封止を行い、電解液としてポリプロピレンカーボネートに過塩素酸リチウム１モルを溶解したものを用いた。電池の寸法は、直径２０ｍｍ、厚み０．６ｍｍである。このようにして作られた本発明のコイン型電池を電池Ａとする。
【００１６】
（実施例２）
次に図３（ａ）に示すように厚み０．０８ｍｍの樹脂シート１の表面に無水マレイン酸で変性化されたポリプロピレンの封止剤４を塗布し、その塗布された部分に０．０３ｍｍのシート状からなるポリエチレンテレフタレートの合紙１０を貼りあわせた状態で、図３（ｂ）に示すようにカップ状の押出し部２を加工した後に中央部分を打抜いてガスケットの内径となる孔３を形成した状態とする。次に図３（ｃ）に示すようにこの合紙１０を取り外した状態で、金属ケース５内に挿入し、１８０℃の温度で３秒間圧接して固定する。この状態で、金属ケース５の外周部に沿った部分の樹脂シート１を図３（ｃ）の破線で示す部分を金型により切断を行う。この時の金属ケース５は、電池Ａと同じ厚み０．１ｍｍのステンレスを用いた。この樹脂シート１と一体化された金属ケース５を用いて電池Ａと同様にして組立てたコイン型電池を電池Ｂとする。
【００１７】
（比較例１）
次に比較例として、図４（ａ）に示すように中央部にガスケットの内径となる孔３が打抜かれた厚み０．０８ｍｍシート状の樹脂シート１の表面に無水マレイン酸で変性化されたポリプロピレンの封止剤４を塗布する。次に図４（ｂ）に示すように厚み０．１ｍｍのステンレス５ａを１８０℃の温度で圧接して貼り合せる。この状態で図４（ｃ）に示すように中央部を１６０℃の温度の金型によりカップ状に加工を行い、破線で示す部分のシート状の樹脂シート１とステンレス５ａを同時に打抜いて金属ケース５を作製する。このようにして作られた樹脂シート１と一体化された金属ケース５を用いて、電池Ａと同様にして組立てたコイン型電池を電池Ｃとした。
【００１８】
この本発明の電池Ａ、Ｂと比較例の電池Ｃについて、金属ケース５のカール部分を観察すると、電池Ａと電池Ｂは封口板６のフラット面より樹脂シート１が飛び出す電池はなかったが、電池Ｃは部分的に樹脂シート１が飛び出しているものが見られた。これは比較例の電池Ｃの製造方法において、金属ケース５と樹脂シート１を同時に打抜く工程があり、この時に金属ケース５に比べて柔らかいポリプロピレンの樹脂シート１を同時に切断するため、金属ケース５のステンレスは破断されるが、柔らかい樹脂シートがうまく破断されないために樹脂バリが発生したためである。この時の樹脂シート１の樹脂バリの飛び出しは、本発明の電池Ａ、電池Ｂ共に０／１００個であり、比較例の電池Ｃは５／１００個であった。
【００１９】
このように比較例の電池Ｃのように樹脂シート１の樹脂バリが封口板６より飛び出した
場合、機器にコイン型電池を挿入した状態で絶縁体である樹脂シート１が、機器側からの電気を取り出すための端子に当たり、接触不良を引き起こす問題がある。しかし、本発明の電池Ａ，電池Ｂはこのような問題はなく、接触不良が解消されるものである。
【００２０】
次にこれらのコイン型電池について、−１０℃、６０℃の各１時間のヒートサイクル試験を実施して耐漏液の評価を行った。評価内容は、各電池２０個を上記試験条件で２４０サイクル後と３６０サイクル後に外観を観察して漏液の確認をした。この結果を（表１）に示す。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
（表１）の結果より、耐漏液評価において従来の電池Ｃに比べて、本発明の電池Ａは若干改良されており、本発明の電池Ｂは更に改良され、長期間の使用に耐えられるものである。
【００２３】
これは、比較例の電池Ｃと本発明の電池ＡとＢの構成を比較した場合、比較例の電池Ｃは金属ケース５と樹脂シート１を貼り合わせた後に絞り加工を行っているため、絞り加工時にステンレスからなる金属ケース５とポリプロピレンからなる樹脂シート１の伸び率および収縮率が異なるため、その隙間に塗布された封止剤４が移動して隙間が発生し、その部分より漏液が生じたものと考えられる。
【００２４】
また、本発明の電池Ａに比べ電池Ｂが優れているのは、電池Ａは金属ケース２を加工した後に封止剤４を塗布するため、均一な塗布が難しく斑があるが、電池Ｂはポリプロピレンシート１が平坦で封止剤４を均一に塗布されていることから、電池Ｂの方が安定した封止ができていると推測する。
【００２５】
今回の実施例では樹脂シートとして、ポリプロピレンを用いたがポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイド等を使用しても良く、また封止剤としてブチルゴム系、スチレンブタジエンゴム系、ふっ素系、ブロンアスファルトピッチ系を使用しても同様の結果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、コイン型電池の製造方法において、ガスケットとしてシート状のものに金属ケースの内側壁および底面に沿うような押出し部とガスケットの内径となる孔の形成を行い、金属ケースに結合する方法を採ることにより、工程上でのガスケットのバリの発生がなく、使用機器との接触を確実に行うことができ、耐漏液性にも優れていることから、長期間使用される用途にも最適な電池を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（ａ）〜（ｃ）本発明の第一の実施例における金属ケースとガスケットの組立状態を示す工程図
【図２】本発明の実施例におけるコイン型電池の半断面図
【図３】（ａ）〜（ｃ）本発明の第二の実施例における金属ケースとガスケットの組立状態を示す工程図
【図４】（ａ）〜（ｃ）比較例における金属ケースとガスケットの組立状態を示す工程図
【符号の説明】
【００２８】
１  樹脂シート
２  押出し部
３  ガスケットの内径となる孔
４  封止剤
５  金属ケース
６  封口板
７  負極
８  正極
９  セパレータ
１０  合紙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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