(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方に開口する有底円筒形状の電池ケースと、
この電池ケース内に収納され、正負両極板間にセパレータが介在する積層体を巻回してなる電極渦巻体と、
この電極渦巻体の正負両極板のうちいずれか一方の極板にリード線を介して接続され、前記電池ケースの開口部を閉塞する端子板と、
この端子板と前記電極渦巻体との間に配設され、前記リード線が挿通する絶縁体とを備え、
この絶縁体は、前記電極渦巻体を前記電池ケースの底面側に圧接する第一絶縁体と、この第一絶縁体を挿通する前記リード線の撓み部分を電極渦巻体側に押える第二絶縁体とが一体化してなる
ことを特徴とする円筒形電池。
【請求項２】
前記電池ケースの開口内周面に前記端子板を載置する内フランジを形成し、この内フランジと前記電極渦巻体との間に前記第一絶縁体を弾装したことを特徴とする請求項１記載の円筒形電池。
【請求項３】
前記第一絶縁体の周縁に、前記第二絶縁体の端縁部を係止する爪部が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の円筒形電池。
【請求項４】
前記第二絶縁体が、平面円形状の絶縁板からなることを特徴とする請求項１，２または３記載の円筒形電池。
【請求項５】
前記第二絶縁体が、平面ほぼ十字状の絶縁板からなることを特徴とする請求項１，２または３記載の円筒形電池。
【請求項６】
正負両極板間にセパレータが介在する積層体を予め巻回してなる電極渦巻体を有底円筒形状の電池ケース内に収納し、
次に、この電極渦巻体の正負両極板のうちいずれか一方の極板を前記電池ケースの内面に接続した後、
前記電池ケースの開口部を閉塞する端子板に他方の極板をリード線によって接続し、
前記電池ケース内に電解液を注入してから、
前記端子板を前記電池ケースの開口部に装着することにより、円筒形電池を製造する方法において、
前記端子板を装着する前に、前記電極渦巻体をケース底面側に圧接する第一絶縁体を前記電池ケース内に弾装した後、
この第一絶縁体と前記リード線の撓み部分を渦巻体側に押える第二絶縁体とを一体化する工程を含ませる
ことを特徴とする円筒形電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非水電解液リチウムイオン電池等に使用して好適な円筒形電池およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種の円筒形電池には、正負両極板間にセパレータが介在する積層体を巻回してなる電極渦巻体を備えたものが知られており、その代表的なものとしてニッケル−カドミウム蓄電池，ニッケル−水素蓄電池等のアルカリ蓄電池あるいは一次・二次リチウム電池がある。
【０００３】
従来、この種の円筒形電池としては、特開平１０−１２５３３５号公報に開示され、図５に示すようなものが採用されている。
この円筒形電池につき、同図を用いて説明すると、同図において、符号５１で示す円筒形電池は、電池ケース５２，電極渦巻体５３，リード片５４，絶縁体５５および端子板５６を備えている。
【０００４】
電池ケース５２は、一方に開口し、この開口内周面に円周方向に沿う環状の内フランジ５２ａを有する金属製の有底円筒体によって形成されている。電池ケース５２には、電極渦巻体５３を浸漬する電解液（図示せず）が内封されている。電極渦巻体５３は、正極板５３ａと負極板５３ｂとの間にセパレータ５３ｃが介在する積層体を渦巻状に巻回してなり、電池ケース５２内に収納されている。
リード片５４は、正極板５３ａおよび端子板５６に接続されている。
【０００５】
絶縁体５５は、第一絶縁板５７および第二絶縁板５８を有している。
第一絶縁板５７は、内フランジ５２ａと電極渦巻体５３との間に配設されており、全体が軸線両方向に開口するリング板によって形成されている。第一絶縁板５７の渦巻体側外周面には円周方向に沿う環状のフランジ５７ａが一体に設けられており、端子板側内周面には円周方向に等間隔をもって突出する二つの係止部５７ｂ，５７ｃが一体に設けられている。
【０００６】
第二絶縁板５８は、第一絶縁板５７内に収納され、かつ電極渦巻体５３上に配置され、全体が網状の円形板によって形成されている。第二絶縁板５８の外径は、第一絶縁板５７の内径より小さい寸法に設定されている。
【０００７】
端子板５６は、内フランジ５２ａ上に載置して電池ケース５２の開口部内にかしめ固定されている。
なお、同図中、符号５９は電池ケース５２の内周面と端子板５６との間に介在するガスケットである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の円筒形電池においては、両絶縁板５７，５８のうち第一絶縁板５７がリング板によって形成されているため、第一絶縁板５７がリード片５４の撓み部分を押える部材として機能せず、電池ケース５２の開口部に端子板５６を取り付ける場合にリード片５４における撓み部分の復帰力が内フランジ５２ａ上の端子板５６に内フランジ５２ａから離間する方向に作用していた。
【０００９】
この結果、電池ケース５２への端子板５６の取付時に内フランジ５２ａ上に端子板５６をリード片５４における撓み部分の復帰力に抗して押し付ける作用力を必要とし、その取付作業を煩雑にするばかりか、生産性が低下するという問題があった。
【００１０】
また、この種の円筒形電池においては、第二絶縁板５８が第一絶縁板５７内に単に配設されているに過ぎず、このため電池ケース５２の振動時に第二絶縁体５８の移動によってリード片５４に電極渦巻体５３から離間する方向の引張力が作用し、リード片５４の接続部分が劣化したり、断線したりするという問題もあった。
【００１１】
本発明はこのような事情にかんがみてなされたもので、端子板の取付作業を簡単に行うことができるとともに、生産性を高めることができ、かつリード線における接続部分の劣化・断線の発生を防止することができる円筒形電池およびその製造方法の提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の円筒形電池は、一方に開口する有底円筒形状の電池ケースと、この電池ケース内に収納され正負両極板間にセパレータが介在する積層体を巻回してなる電極渦巻体と、この電極渦巻体の正負両極板のうちいずれか一方の極板にリード線を介して接続され電池ケースの開口部を閉塞する端子板と、この端子板と電極渦巻体との間に配設されリード線が挿通する絶縁体とを備え、この絶縁体は、電極渦巻体を電池ケースの底面に圧接する第一絶縁体と、この第一絶縁体を挿通するリード線の撓み部分を電極渦巻体側に押える第二絶縁体とが一体化してなる構成としてある。
したがって、第一絶縁体を挿通するリード線における撓み部分の復帰力を第二絶縁体が受ける。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の円筒形電池において、電池ケースの開口内周面に端子板を載置する内フランジを形成し、この内フランジと電極渦巻体との間に第一絶縁体を弾装した構成としてある。
したがって、第一絶縁体が内フランジから受ける作用力が電極渦巻体に押圧力として加わる。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の円筒形電池において、第一絶縁体の周縁に第二絶縁体の端縁部を係止する爪部が形成されている構成としてある。
したがって、第一絶縁体の爪部が第二絶縁体の端縁部を係止することにより、第一絶縁体と第二絶縁体とが一体化される。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項１，２または３記載の円筒形電池において、第二絶縁体が平面円形状の絶縁板からなる構成としてある。
したがって、リード線における撓み部分の復帰力を第二絶縁体が比較的広い領域面にわたって受ける。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項１，２または３記載の円筒形電池において、第二絶縁体が平面ほぼ十字状の絶縁板からなる構成としてある。
したがって、第一絶縁体と第二絶縁体との一体化が、第二絶縁体の端縁一部を第一絶縁体に接触させて行われる。
【００１７】
請求項６記載の発明（円筒形電池の製造方法）は、正負両極板間にセパレータが介在する積層体を予め巻回してなる電極渦巻体を有底円筒形状の電池ケース内に収納し、次にこの電極渦巻体の正負両極板のうちいずれか一方の極板を電池ケースの内面に接続した後、電池ケースの開口部を閉塞する端子板に他方の極板をリード線によって接続し、電池ケース内に電解液を注入してから、端子板を電池ケースの開口部に装着することにより、円筒形電池を製造する方法において、端子板を装着する前に、電極渦巻体をケース底面側に圧接する第一絶縁体を電池ケース内に弾装した後、この第一絶縁体とリード線の撓み部分を渦巻体側に押える第二絶縁体とを一体化する工程を含ませる方法としてある。
したがって、電池ケースに対する端子板の装着が、リード線における撓み部分の復帰力を第二絶縁体によって受けた状態で行われる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。
図１は本発明の第一実施形態に係る円筒形電池の要部を示す断面図、図２（ａ）および（ｂ）は同じく本発明の第一実施形態に係る円筒形電池における第一絶縁体を示す断面図と平面図、図３（ａ）および（ｂ）は本発明の第一実施形態に係る円筒形電池における第二絶縁体を示す断面図と平面図である。
図１〜図３において、符号１で示す円筒形電池は、電池ケース２，電極渦巻体３，リード線４，絶縁体５および端子板６を備えている。
【００１９】
電池ケース２は、一方に開口し、この開口内周面に円周方向に沿う環状の内フランジ２ａを有する金属製の有底円筒体によって形成されている。電池ケース２には、電極渦巻体３を浸漬する電解液（図示せず）が内封されている。
電極渦巻体３は、正極板３ａと負極板３ｂとの間にセパレータ３ｃが介在する積層体を段付き巻芯７の回りに渦巻状に巻回してなり、電池ケース２内に収納されている。
リード線４は、複数のリード線からなり、一方側の各端部が正極板３ａに接続され、かつ他方側の各端部を巻芯７の軸線上で束ねて端子板６に接続されている。
【００２０】
絶縁体５（下部絶縁体は図示せず）は、第一絶縁体８および第二絶縁体９を有している。
第一絶縁体８は、内フランジ２ａと電極渦巻体３（巻芯７の段部）との間に配設（弾装）されており、全体が平面円形状の絶縁板によって形成されている。第一絶縁体８には、巻芯７が挿通する位置決め孔８ａおよびこの位置決め孔８ａを中心として円周方向に沿う内外二組の貫通孔８ｂ，８ｃが設けられている。
【００２１】
位置決め孔８ａは、第一絶縁体８の中心部に配置されている。これにより、第一絶縁体８がケース径方向に位置決めされる。各組の貫通孔８ｂ，８ｃは、互いに異なる円周上に配置されている。これにより、リード線４が第一絶縁体８の各貫通孔８ｂ，８ｃに挿通される。また、各組の貫通孔８ｂ，８ｃを利用してガス抜きと電解液の注入が行われる。
【００２２】
第一絶縁体８の周縁には、第二絶縁体９の端縁部を係止する弾性変形可能な環状の爪部８ｄが一体に形成されている。これにより、第一絶縁体９が爪部８ｄを弾性変形させて内フランジ２ａと段付き巻芯７との間に装着されると、電極渦巻体３が電池ケース２の底面側に圧接される。
【００２３】
第二絶縁体９は、爪部８ｄの周縁部への係止によって第二絶縁体８に一体化されており、全体が弾性変形可能な平面円形状の皿体によって形成されている。これにより、第一絶縁体８と第二絶縁体９とが一体化すると、第一絶縁体８を挿通するリード線４の撓み部分が電極渦巻体側に押えられる。すなわち、第二絶縁体９の周縁部を第一絶縁体８の爪部８ｄが係止すると、リード線４におけるばね性を有する撓み部分の復帰力を比較的広い領域面にわたって第二絶縁体９が受ける。第二絶縁体９には、中心部にリード線４が挿通する貫通孔９ａおよびこの貫通孔９ａの周囲に所定の間隔をもって並列する複数のガス抜き（電解液注入）用の貫通孔９ｂが設けられている。
【００２４】
端子板６は、正極端子として機能する頂部６ａを中央部に有し、内フランジ２ａ上にガスケット１０とともに載置して電池ケース２の開口部内にかしめ固定されており、全体が平面円形状の封止板によって形成されている。
【００２５】
次に、本実施形態における円筒形電池の製造方法について説明する。
すなわち、円筒形電池の製造は、「下部絶縁体の収納」，「電極渦巻体の収納」，「負極板の溶接」「上部絶縁体▲１▼の取り付け」，「正極板（リード線）の溶接」，「電解液の注入」，「上部絶縁体▲２▼の取り付け」および「端子板の装着」の工程を順次経て行われる。
【００２６】
「下部絶縁体の収納」
内フランジ形成前の電池ケース２（外径３０ｍｍ×高さ１００ｍｍ）内に軸線方向の端面がケース底部内面に当接するように平面円形状の下部絶縁体（図示せず）を収納する。
「電極渦巻体の収納」
予め形成された電極渦巻体３を内フランジ形成前の電池ケース２内に収納する。このとき、電極渦巻体３がケース底部内面上に下部絶縁体を介して積層される。
【００２７】
「負極板の溶接」
次に、内フランジ形成前における電池ケース２の内周面に最外周の負極板３ｂを溶接する。
「上部絶縁体▲１▼の取り付け」
第一絶縁体８を内フランジ形成前の電池ケース２内に位置決め挿入した後、内フランジ２ａをプレス成形して電池ケース２内に第一絶縁体８を取り付ける。このとき、第一絶縁体８の位置決め孔８ａに電極渦巻体３の巻芯７が挿通され、また第一絶縁体８の爪部８ｄおよび電極渦巻体３がそれぞれ内フランジ２ａと下部絶縁体に圧接される。
【００２８】
「正極板の溶接」
正極板３ａ付きのリード線４を第一絶縁体８の貫通孔８ｂ，８ｃに挿通させて端子板６に溶接する。
「電解液の注入」
乾燥後に第一絶縁体８の貫通孔８ｂ，８ｃから電池ケース２内に電解液を注入する。
なお、電池ケース２に対する電解液の注入は、第一絶縁体８と第二絶縁体９とを一体化した後に行ってもよい。
【００２９】
「上部絶縁体▲２▼の取り付け」
第一絶縁体８の爪部８ａに第二絶縁体９の周縁部を弾性変形させながら係止して両絶縁体８，９を一体化する。このとき、リード線４の撓み部分が両絶縁体８，９間に配置される。
「端子板の装着」
電池ケース２の内フランジ２ａ上に端子板６をガスケット１０とともに載置し、次にケース開口端部をかしめてケース開口部内に端子板６を装着した後、初期充電を施す。
このようにして、円筒形電池（外径３０ｍｍ×高さ９８ｍｍ）を製造することができる。
【００３０】
したがって、本実施形態においては、電池ケース２に対する端子板６の装着が、リード線４における撓み部分の復帰力を第二絶縁体９によって受けた状態で行われるから、電池ケース２への端子板６の取付時に従来必要とした内フランジ２ａ上に端子板６を押し付ける作用力が不要になる。
【００３１】
また、本実施形態において、リード線撓み部分の復帰力を第二絶縁体９によって受けることは、ケース振動時に撓み部分が移動しないから、リード線４の他の部位への接触による短絡発生を防止することができる。
さらに、本実施形態において、第一絶縁体８に第二絶縁体９を一体化したことは、電池ケース２が振動しても、第二絶縁体９によってリード線４に電極渦巻体３から離間する方向の引張力が作用することがない。
【００３２】
なお、本実施形態においては、第二絶縁体９が平面円形状である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、第二実施形態として図４（ａ）および（ｂ）に示すように第二絶縁体４１が平面十字状であってもよく、この場合に第一絶縁体８の爪部８ｄに対する第二絶縁体４１の端縁（四箇所）の係止が第一実施形態の場合と比較して簡単に行われる。同図において、第二絶縁体４１の中心部には、リード線４が挿通する貫通孔４１ａが設けられている。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、リード線が挿通する絶縁体は、電極渦巻体を電池ケースの底面に圧接する第一絶縁体と、この第一絶縁体を挿通するリード線の撓み部分を電極渦巻体側に押える第二絶縁体とが一体化してなるので、電池ケースに対する端子板の装着が、リード線における撓み部分の復帰力を第二絶縁体によって受けた状態で行われる。
【００３４】
したがって、電池ケースへの端子板の取付時に従来必要とした内フランジ上に端子板を押し付ける作用力が不要になるから、端子板の取付作業を簡単に行うことができるとともに、生産性を高めることができる。
また、第一絶縁体と第二絶縁体とを一体化したことは、電池ケースが振動しても、第二絶縁体が移動しないから、第二絶縁体によってリード線に電極渦巻体から離間する方向の引張力が作用せず、リード線における接続部分の劣化・断線の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る円筒形電池の要部を示す断面図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は同じく本発明の第一実施形態に係る円筒形電池における第一絶縁体を示す断面図と平面図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は本発明の第一実施形態に係る円筒形電池における第二絶縁体を示す断面図と平面図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は本発明の第二実施形態に係る円筒形電池における第二絶縁体を示す断面図と平面図である。
【図５】従来の円筒形電池を示す断面図である。
【符号の説明】
１  円筒形電池
２  電池ケース
２ａ  内フランジ
３  電池渦巻体
３ａ  正極板
３ｂ  負極板
３ｃ  セパレータ
４  リード線
５  絶縁体
６  端子板
７  段付き巻芯
８  第一絶縁体
８ａ  位置決め孔
８ｂ，８ｃ  貫通孔
８ｄ  爪部
９  第二絶縁体
９ａ，９ｂ  貫通孔
【図１】
0003574772.tif 000002
【図２】
0003574772.tif 000003
【図３】
0003574772.tif 000004
【図４】
0003574772.tif 000005
【図５】
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