(57)【要約】【課題】ガスケットの一部をなすフランジ部に下方への変形応力が生じたとしても、そのフランジ部がセパレータに干渉することを確実に防止し、これにより、内部短絡の発生を確実に防止することができる筒形電池を提供する。【解決手段】正極缶と、正極合剤と、セパレータと、負極と、環状押さえ板とを有し、負極端子板と封口板からなる封口体と、樹脂製のガスケットとによって封口された筒型電池であって、ガスケットは正極缶の開口部を封口体とともに封口し、開口部と封口体の間に挟持されるパッキング部と、封口板の下面側に位置するフランジ部とを有し、正極缶は封口体と環状押さえ板の間で括れ部が形成され、開口部の端部が内方へ屈曲加工されることによってフランジ部が下方へ屈曲し変形させられる一方、フランジ部に当接することによりフランジ部がセパレータに干渉することを防止する係止部材が環状押さえ板上に配設されている。【選択図】図１
2008091260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底円筒状の正極缶と、この正極缶内にその内周面に沿って装填された円筒状の正極合剤と、この正極合剤の内側に設置された円筒状のセパレータと、このセパレータの内側に装填された金属リチウムからなる円筒状の負極と、上記正極合剤の上端面を覆うように設置されて上記正極合剤の上方への膨潤を抑える環状押さえ板とを有し、
皿状の負極端子板およびこの負極端子板の内側に設置されて上記正極缶の内外を仕切る金属製の封口板からなる封口体と、上記正極缶と上記封口体との間に介在された樹脂製のガスケットとによって密閉されて封口された筒形電池であって、
上記ガスケットは略Ｌ字状の断面構造を有する環状体であり、上記正極缶の開口部を上記封口体とともに封口し、上記開口部と上記封口体の間に挟持されるパッキング部と、上記封口板の下面側に位置するフランジ部とを有し、
上記正極缶は上記封口体と上記環状押さえ板の間で括れ部が形成されるとともに、上記開口部の端部が内方へ屈曲加工されることによって上記フランジ部が下方へ屈曲し、変形させられる一方、
上記フランジ部に当接することにより上記フランジ部が上記セパレータと干渉することを防止する係止部材が上記環状押さえ板上に配設されていることを特徴とする、
筒形電池。
【請求項２】
上記係止部材は、上記環状押さえ板上の複数個所に円陣状に配設されていることを特徴とする、
請求項１に記載の筒形電池。
【請求項３】
上記係止部材は、上記環状押さえ板上に形成された環状凸部によって形成されていることを特徴とする、
請求項１に記載の筒形電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒形電池に関し、とくに、有底円筒状の電池缶を封口するために薄肉タイプのガスケットを用いたものに関し、たとえば円筒形リチウム電池に適用して有効である。
【背景技術】
【０００２】
図４に従来の筒形電池９０の構成例の縦断面図を示す。同図に示すように、従来の筒形電池９０では、電池ケースと正極集電体の役割を担う有底円筒状の正極缶１の内側に、円筒状の正極合剤２、円筒状のセパレータ３、および金属リチウムを用いた円筒状の負極４が順次装填されて、筒状の発電要素が形成されている。正極合剤２の上端面には、正極合剤２の上端面を覆うように環状押さえ板７が設置されて、正極合剤２の上方への膨潤を抑えている。
【０００３】
正極缶１の開口部は、皿状の負極端子板６と金属製の封口板８からなる封口体２０によって閉じられるとともに、その封口体２０と正極缶１との間に介在された樹脂製のガスケット９とによって密閉され、封口されている。負極端子板６は封口板８を介して導電リード５に電気接続し、導電リード５は負極４に負極集電体（図示せず）を介して電気接続している。
【０００４】
ガスケット９は略Ｌ字状の断面構造を有する環状体で、正極缶１の開口部と封口板８の間に被圧状態で挟持されるパッキング部２２と封口板８の下面側に位置するフランジ部１３を有する。パッキング部２２は、ガスケット９の一部であり、開口部と封口板８の間に被圧状態で挟持されてシールを形成する箇所をいう。また、フランジ部１３は、ガスケット９の一部であり、封口板８の下面に位置する箇所をいう。
【０００５】
正極缶１は、封口体２０と環状押さえ板７の間に括れ部１１があらかじめ形成されるとともに、正極缶１の開口端部に内方に屈曲した屈曲（カール）部１２が形成されている。この括れ部１１と屈曲部１２の間に封口体２０の周縁部がガスケット９のパッキング部２２とともに挟持されている。この状態でガスケット９のパッキング部２２が被圧状態で正極缶１と封口体２０に密着させられることにより、正極缶１内が密閉され、封止されている。
【０００６】
ガスケット９は電気絶縁性の樹脂製であって、パッキング部２２とフランジ部１３がＬ字状に連接した構造により、封口体２０と正極缶１間を確実に絶縁し、隔離している。また、フランジ部１３が封口板８の下面側に位置することにより、ガスケット９と封口体２０の相互の位置決め状態を安定化させている。
【０００７】
上記のような構成を備えた筒形電池９０は、正極合剤２が膨張してその一部がセパレータ３を超えて負極４の領域に侵入することによって生じる短絡を防止することができ、放電特性の安定化に有用である（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１‐２７３９１１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図４の断面図に示した筒形電池９０は、正極缶１の開口部に封口体２０を装填した状態で括れ部１１より上の開口端部付近を径方向に絞ることでより正極缶１の開口部を確実に密封するが、同時にガスケット９のフランジ部１３を封口板８の垂直方向に変形させてしまう。変形したフランジ部１３は、セパレータ３に干渉し、セパレータ３を破損してしまうという問題がある。  
セパレータ３が破損すれば、正極合剤２が負極４の領域に侵入して短絡を発生させる原因となる。
【０００９】
本発明は、前述した問題点を解決するものであって、その目的は、正極缶１の開口端部に対する加工の際に、ガスケット９のフランジ部１３に下方への変形応力が生じたとしても、そのフランジ部１３がセパレータ３に干渉することを確実に防止し、これにより、内部短絡の発生を確実に防止できるようにした筒形電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明が提供する解決手段は以下のとおりである。  
（１）本発明における筒形電池は、有底円筒状の正極缶と、この正極缶内にその内周面に沿って装填された円筒状の正極合剤と、この正極合剤の内側に設置された円筒状のセパレータと、このセパレータの内側に装填された金属リチウムからなる円筒状の負極と、上記正極合剤の上端面を覆うように設置されて上記正極合剤の上方への膨潤を抑える環状押さえ板とを有し、皿状の負極端子板およびこの負極端子板の内側に設置されて上記正極缶の内外を仕切る金属製の封口板からなる封口体と、上記正極缶と上記封口体との間に介在された樹脂製のガスケットとによって密閉されて封口された筒形電池であって、上記ガスケットは略Ｌ字状の断面構造を有する環状体であり、上記正極缶の開口部を上記封口体とともに封口し、上記開口部と上記封口体の間に挟持されるパッキング部と、上記封口板の下面側に位置するフランジ部とを有し、上記正極缶は上記封口体と上記環状押さえ板の間で括れ部が形成されるとともに、上記開口部の端部が内方へ屈曲加工されることによって上記フランジ部が下方へ屈曲し、変形させられる一方、上記フランジ部に当接することにより上記フランジ部が上記セパレータと干渉することを防止する係止部材が上記環状押さえ板上に配設されている。  
（２）（１）の筒形電池において、上記係止部材は、上記環状押さえ板上の複数個所に円陣状に配設されている。  
（３）（１）の筒形電池において、上記係止部材は、上記環状押さえ板上に形成された環状凸部によって形成されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の筒形電池によれば、ガスケットのフランジ部がセパレータに干渉することを防止し、ガスケットのフランジ部やセパレータが破損することを防ぐことが可能となり、正極合剤が金属リチウム負極に侵入することで発生する短絡を防ぐことも可能となる。
【００１２】
上記以外の作用／効果については、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
＝＝＝複数の上方突片部を係止部材として用いるリチウム電池の構成例＝＝＝
本発明の一実施形態であるボビン型リチウム電池１００の構成例の縦断面図を図１に示す。同図に示すボビン型リチウム電池１００は、有底円筒状の正極缶１を使用し、この正極缶１の内側に、円筒状の正極合剤２、円筒状のセパレータ３、金属リチウムを用いた円筒状の負極４が順次装填されて、筒状の発電要素が形成されている。
【００１４】
正極缶１は金属製であって、電池ケースと正極集電体を兼ねる。正極缶１の外底面には凸状の正極端子部がプレス加工によって一体に形成されている。正極合剤２は、二酸化マンガンなどの正極活物質を導電剤などとともに所定の円筒形状に成形したものであって、正極缶１の内面に圧接する状態で装填されている。
【００１５】
正極合剤２の内側には、ポリプロピレン等からなる透液性で電気絶縁性の円筒状セパレータ３が設置され、さらにそのセパレータ３の内側に金属リチウムを用いた円筒状の負極４が収納されて、筒状の発電要素が形成されている。正極缶１内に装填された正極合剤２の上端面には、後述する環状押さえ板７が載置されている。
【００１６】
正極缶１は、上記発電要素を非水電解液とともに収容した状態で封口される。この封口は、キャップ状（皿状）に形成されたステンレス製の負極端子板６、薄肉で円盤状に形成されたステンレス製の封口板８、および薄肉でＬ字状断面を有するポリプロピレン製のガスケット９を用いて行われる。
【００１７】
負極端子板６と封口板８は正極缶１の開口部を塞ぐための封口体２０をなす。ガスケット９はその封口体２０の外周縁と正極缶１の開口部内側に被圧状態で介在することにより、正極缶１内を密閉して封止する。
【００１８】
ガスケット９は電気絶縁性の樹脂成形品であって、パッキング部２２とフランジ部１３がＬ字状に連接した構造により、上記封口体２０と上記正極缶１の間を確実に絶縁し、隔離している。また、フランジ部１３が封口板８の下面側に位置することにより、ガスケット９と封口体２０の相互の位置決め状態を安定化させている。
【００１９】
上記ガスケット９は、封止材として必要な弾力性および適度な可撓性を持たせるために薄肉に形成されている。その厚さは１ｍｍ未満が好ましく、本実施形態においては０．５ｍｍとしてある。また、ガスケット９の圧縮率は、２０〜３０％である。負極端子板６は、封口板８および負極集電体（図示せず）から導出された導電リード５を介して負極４に電気接続している。
【００２０】
正極缶１には、開口部に装填された封口体２０およびガスケット９を下側から係止して支持する括れ部１１が形成されている。また、正極缶１の開口端部は、ガスケット９を圧縮しながら内方にかしめ加工されて屈曲部１２を形成している。ガスケット９は、上記屈曲部１２を内方にかしめ加工することにより、封口体２０と正極缶１の間に被圧縮状態で固定されて正極缶１を密閉して封止する。
【００２１】
正極合剤２の上端面には環状押さえ板７が設置されている。図１に示すように、環状押さえ板７は、扁平リング部の外周縁に垂直立上部を有するＬ字状断面の環状押さえ板が使用されている。その扁平リング部が正極合剤２の上端面に着座させられることにより、正極合剤２の上方への膨潤を抑える機能をなす。また、垂直立上部が上記括れ部１１の下方に位置することにより、環状押さえ板７の上方移動が規制されるようになっている。
【００２２】
図２は、この実施形態で使用する環状押さえ板７を示す。同図において、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面断面図をそれぞれ示す。同図に示す環状押さえ板７には、複数の上方突片部１４が円陣状に配設されている。各上方突片部１４はそれぞれ、ガスケット９のフランジ部１３がセパレータ３に干渉することを防止する係止部材として機能する。上方突片部１４は環状押さえ板７とともに樹脂成形により一体形成されている。
【００２３】
ガスケット９のフランジ部１３は、上記かしめ加工にともなう正極缶１開口部付近の縮径により、垂直方向に屈曲し、変形させられるが、上方突片部１４がその変形を下方から係止することにより、フランジ部１３がセパレータ３に干渉することが確実に防止される。これにより、セパレータ３の変形による内部短絡の発生を確実に防止することができる。
【００２４】
この実施形態では、図１に示すように、フランジ部１３の下方への変形を阻止する上方突片部１４が、環状押さえ板７上に等角度間隔で４個所に設置されている。これにより、フランジ部１３のどの部分が下方へ変形しようとしても、その変形を所定範囲内に抑えることを可能にしている。
【００２５】
＝＝＝環状凸部を係止部材として用いるリチウム電池の構成例＝＝＝
本発明におけるボビン型リチウム電池１００の係止部材は、前述した上方突片部１４の代わりに、たとえば図３に示すように、環状凸部１５を用いる構成を採用することもできる。図３はその環状凸部１５を有する環状押さえ板７の実施形態を示す。
【００２６】
同図において、（ａ）はその上面図、（ｂ）はその側面の断面図をそれぞれ示す。同図に示す環状凸部１５は環状押さえ板７上と一体に形成されている。この環状凸部１５は、図２に示した上方突片部１４が連続的に連なって環状に形成されたものと等価であり、係止部材がフランジ部１３の下面全体に渡って配置されているので、フランジ部１３のどの部分がどのように変形しても、その変形を一定のところで確実に係止させることができる。したがって、フランジ部１３の一部がセパレータ３に干渉することをさらに確実に防ぐことが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
以上説明したように、本発明の筒形電池では、ガスケットの一部をなすフランジ部に下方への変形応力が生じたとしても、そのフランジ部がセパレータに干渉することを確実に防止し、これにより、内部短絡の発生を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態であるリチウム電池の縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態における上方突片部（係止部材）の上面図および断面図である。
【図３】本発明の一実施形態における環状凸部（係止部材）の上面図および断面図断面図である。
【図４】従来発明のリチウム電池の縦断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  正極缶
２  正極合剤
３  セパレータ
４  金属リチウムを用いた負極
５  導電リード
６  負極端子板
７  環状押さえ板
８  封口板
９  ガスケット
１１  括れ部
１２  屈曲部（カール加工部）
１３  フランジ部
１４  上方突片部（係止部材）
１５  環状凸部（係止部材）
２０  封口体
２２  パッキング部
９０  筒形電池
１００  ボビン型リチウム電池
【図１】
2008091260.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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