(57)【要約】【課題】薄型電池においても簡単で安価な構成にて密閉性が確保され、漏液防止性に対して高い信頼性が得られる密閉電池を提供する。【解決手段】電池ケース２の開口部２ａを絶縁ガスケット７を介して封口部材若しくは封口部材をフィルター９内にインナーガスケット１０を介してかしめてなる封口ユニット８にて封口した密閉電池において、封口部材上にシート状ガスケット１６を配置し、電池ケース２の開口部２ａを内方にかしめて絶縁ガスケット７及びシート状ガスケット１６、もしくは絶縁ガスケット、シート状ガスケット１６及びインナーガスケット１０にて密閉封口することにより、十分な圧縮代を確保した状態でかしめ封口できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池ケースの開口部を絶縁ガスケットを介して封口部材若しくは封口部材をフィルター内にインナーガスケットを介してかしめてなる封口ユニットにて封口した密閉電池において、封口部材上にシート状ガスケットを配置し、電池ケースの開口部を内方にかしめて絶縁ガスケット及びシート状ガスケット、もしくは絶縁ガスケット、シート状ガスケット及びインナーガスケットにて密閉封口した密閉電池。
【請求項２】
シート状ガスケットは、絶縁ガスケット、インナーガスケットよりも弾性反発係数の大きい材料からなる請求項１記載の密閉電池。
【請求項３】
電池ケースの開口部を絶縁ガスケットを介して封口部材若しくは封口部材をフィルター内にインナーガスケットを介してかしめてなる封口ユニットにて封口した密閉電池において、絶縁ガスケットまたはインナーガスケットの上面の肉厚を厚くし、電池ケースの開口部を内方にかしめて絶縁ガスケット及びシート状ガスケット、もしくは絶縁ガスケット、シート状ガスケット及びインナーガスケットにて密閉封口した密閉電池。
【請求項４】
絶縁ガスケットおよび／またはインナーガスケットのかしめ加工時の圧縮ポイントに環状のシール突起部を設けるとともにその上に前記ガスケットよりも弾性反発係数が大きいシート状ガスケットを配置した請求項１または請求項３に記載の密閉電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は密閉電池に関し、特に漏液防止性に優れたかしめ封口してなる密閉電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電子機器の小型化、薄型化、並びに高機能化の進展が著しく、それに伴ってその電源となる電池も小型、薄型で高容量化が要求されている。小型で高容量を可能にする電池としてリチウム系電池が有効であり、中でも扁平な角形のリチウムイオン二次電池は機器の薄型化に好適であり、繰り返し使用できる電池として携帯電話などの携帯電子機器への適用が増加している。
【０００３】
ところで、角形密閉電池における封口構造として、電池ケースの開口部にガスケットを介して封口部材を配置し、電池ケースの開口部を内方にかしめ、ガスケットを圧縮して封口したものは、種々知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【０００４】
この種の密閉電池の構成例を図６を参照して説明すると、電池ケース２１内には極板群と電解液からなる発電要素２２が収容されている。電池ケース２１の開口部２１ａの上端より所定の位置の外周面に環状溝を形成し、この環状溝によって内部に膨出形成された環状支持部２３上に開口部２４ａを形成した受け板２４が溶接固定されている。受け板２４上に絶縁ガスケット２５を介してプレート２６が配置され、プレート２６に発電要素２２の一方の電極がリード２７を介して接続されるとともに、封口板２６上に外部接続端子となるキャップ２８が電気的に接続した状態で配置されている。この状態で電池ケース２１の開口部２１ａの上端部を内方にかしめ加工することで、絶縁ガスケット２５を介してプレート２６が固定されて封口されている。絶縁ガスケット２５は、プレート２６の下面に接する底壁２５ａと電池ケース２１の開口部２１ａの内周に接する上壁２５ｂを有する角筒状で、その底壁２５ａに受け板２４の開口部２４ａに対応する開口部２５ｃを有し、かつ底壁２５ａの内面外周部に環状のシール突部２９が突設されている。プレート２６には、電池内圧の上昇によって破断する薄肉部２６ａが形成され、外部接続端子となるキャップ２８にはガス放出穴２８ａが形成されている。
【０００５】
また、図７に示すように、図６のプレート２６に代えて、封口ユニット３０を配設されたものも知られている。封口ユニット３０は、フィルター３１内部に底壁３２ａと上壁３２ｂを有する角筒状で、底壁３２ａに開口部３２ｃが形成されたインナーガスケット３２が収容配置されている。さらに、このインナーガスケット３２の底壁３２ａの上下には、開口部３２ｃ内で相互に中央部が接続された椀部３３ａ、３４ａを有する上下一対の上弁体３３と下弁体３４からなる安全機構３５が配設され、電池内圧が上昇すると下弁体の椀部３４ａが破断し、上弁体の椀部３３ａが反転して通電経路が遮断されるように構成されている。安全機構３５の上部にはＰＴＣ素子３６と外部接続端子となるキャップ３７が配置されている。この状態でフィルター３１の開口部３１ａを内方にかしめ加工することで、インナーガスケット３２を介してキャップ３７、ＰＴＣ素子３６及び安全機構３５が固定されて封口ユニット３０が構成されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−１６２０７６号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開２０００−３５７４９５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図６、図７に示すような構成では、電池ケース２１の厚さ寸法Ｗの小さい薄型電池においては、絶縁ガスケット２５もしくは絶縁ガスケット２５及びインナーガスケット３２の圧縮ポイントとなる上壁２５ｂ、３２ｂの厚さを十分に大きくすることができず、電池ケース２１もしくは電池ケース２１及びフィルター３１の開口部２１ａ、３１ａを内側にかしめて外部接続端子板となるキャップ２８、３７の上面との間で絶縁ガスケット２５もしくは絶縁ガスケット２５及びインナーガスケット３２をかしめシールする際に、十分な圧縮代を確保することができないため、環状支持部２３と電池ケース２１の上端面との間の寸法ｄ１もしくは電池ケース２１の上端面との間の寸法ｄ１及びフィルター３１の上下端面間の寸法ｄ２を規制してこれら電池ケース２１もしくは電池ケース２１及びフィルター３１をかしめても、必要な圧縮代が確保できないので、封止性が確保されないことが多々発生し、漏液防止性に対する信頼性が低いという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、薄型電池においても簡単で安価な構成にて密閉性が確保され、漏液防止性に対して高い信頼性が得られる密閉電池を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の密閉電池は、電池ケースの開口部を絶縁ガスケットを介して封口部材若しくは封口部材をフィルター内にインナーガスケットを介してかしめてなる封口ユニットにて封口した密閉電池において、封口部材上にシート状ガスケットを配置し、電池ケースの開口部を内方にかしめて絶縁ガスケット及びシート状ガスケット、もしくは絶縁ガスケット、シート状ガスケット及びインナーガスケットにて密閉封口したものである。
【００１１】
この構成により、密閉電池の薄型化を達成するために、電池ケースの開口部上端部若しくは封口ユニットのフィルター上端部にそれぞれ対応する絶縁ガスケット、インナーガスケットの肉厚を厚くできなくても、電池ケースの開口部上端部若しくはフィルター上端部と封口部材との圧縮ポイントとなる部分にシート状ガスケットが介在しているため、これらのガスケットの総圧縮代を大きくとることができ、かしめ量に誤差が多少あっても確実に必要なシール性を確保でき、漏液防止性に対して高い信頼性を得ることができる。
【００１２】
また、シート状ガスケットが、絶縁ガスケットもしくは絶縁ガスケット及びインナーガスケットよりも弾性反発係数の大きい材料を用いると、シール性を一層向上させることができる。また、弾性反発係数が大きい材料は高価であっても、成形のための無駄になる材料の量が多い絶縁ガスケットもしくは絶縁ガスケット及びインナーガスケットとは違ってシート状ガスケットは無駄が少ないので、あまりコスト高になることもない。
【００１３】
そして、絶縁ガスケットまたはフィルター内にかしめて収容されているインナーガスケットの上面の肉厚を厚くし、電池ケースの開口部を内方にかしめて絶縁ガスケットもしくは絶縁ガスケット及びインナーガスケットにて密閉封口しても、肉厚部が上記シート状ガスケットと同様の作用を奏して同様の効果を奏することができる。
【００１４】
さらに、絶縁ガスケットおよび／またはインナーガスケットにかしめ加工時の圧縮ポイントに環状のシール突起部を設けるとともにその上に前記ガスケットよりも弾性反発係数が大きいシート状ガスケットを配置することにより、絶縁ガスケットおよび／またはインナーガスケットの底壁のシール突部によって弾性反発係数の大きいシート状ガスケットが圧縮されるため、高温状態などの苛酷な条件下で長時間保存してもシール突部が変形するのを防止でき、十分な封口耐圧を確保することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態の密閉電池について、図１を参照して説明する。
【００１６】
図１において、１はリチウムイオン二次電池からなる扁平な角形の密閉電池で、電池ケース２内に、正極板と負極板とをセパレータを介して積層した極板群と電解液からなる発電要素３が収容されている。電池ケース２の開口部２ａには、その上端部２ｂより所定の位置の外周面に環状溝を形成し、この環状溝によって内部に膨出形成された環状支持部６上に開口部４ａを形成した受け板４が溶接固定されている。
【００１７】
受け板４上に絶縁ガスケット７を介して封口ユニット８が配置され、その状態で電池ケース２の開口部２ａを内側にかしめ加工することで、絶縁ガスケット７を介して電池ケース２と絶縁された状態で封口されている。絶縁ガスケット７は、ＰＰやＰＥの樹脂成形品にて構成され、その形状は、受け板４の上面と封口ユニット８の下面に接する底壁７ａと電池ケース２の開口部２ａの内周に接し、上壁７ｂを有する角筒状で、その底壁７ａに受け板４の開口部４ａに対応する開口部７ｃを有し、かつ底壁７ａの上面の外周部に環状のシール突部７ｄが突設されている。
【００１８】
封口ユニット８は、底壁９ａと周壁９ｂを有し、底壁９ａに開口部９ｃを形成された角筒状の金属製のフィルター９を備えており、フィルター９と発電要素３の一方の電極がリード（図示せず）にて接続されている。なお、発電要素３の他方の電極は電池ケース２に接続されている。フィルター９の内部に、底壁１０ａと上壁１０ｂを有し、底壁１０ａに開口部１０ｃを形成された角筒状の絶縁性のインナーガスケット１０が収容配置されている。インナーガスケット１０は、ＰＰやＰＥの安価な樹脂成形品にて構成されている。
【００１９】
インナーガスケット１０の底壁１０ａの上下には、開口部１０ｃ内で相互に中央部が接続された椀部１１ａ、１２ａを有する上下一対の上弁体１１と下弁体１２からなる安全機構１３が配設されている。この安全機構１３は、電池内圧が上昇すると下弁体の椀部１２ａが破断するとともに上弁体の椀部１１ａが反転して通電経路が遮断され、電池内圧を外部接続端子となるキャップ１５に設けられたガス放出穴（図示せず）を通じて外部に放出するように構成されている。インナーガスケット１０の底壁１０ａの上面の外周部には上弁体１１の下面に圧接する環状のシール突部１０ｄが突設されている。
【００２０】
安全機構１３の上部には、封口部材として、開口部１４ａを有するＰＴＣ素子１４と外部接続端子となるキャップ１５とが配置され、その上にシート状ガスケット１６が配置されている。このシート状ガスケット１６はＰＰやＰＥの樹脂シートにて構成しても良いが、弾性反発係数の大きいポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）やパーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）の樹脂シートを用いるのが好適である。
【００２１】
封口ユニット８は、フィルター９内にこのようにインナーガスケット１０、安全機構１３、ＰＴＣ素子１４、外部接続端子となるキャップ１５及びシート状ガスケット１６を収容配置した状態で、フィルター９の開口部９ｄを内側にかしめ加工して固定することで構成されており、そのキャップ１５は、ＰＴＣ素子１４、安全機構１３、フィルター９、及びリード（図示せず）を介して発電要素３の一方の電極に電気的に接続されている。
【００２２】
以上の構成によれば、厚さＷの小さい、薄型の密閉電池１を実現するために、封口ユニット８のインナーガスケット１０として、フィルター９の周壁９ｂに接し、圧縮ポイントとなる上壁１０ｂの肉厚を、０．１〜０．２ｍｍ程度の薄いものを用いた場合でも、かしめたフィルター９の開口部９ｄをかしめる際に、キャップ１５との間にインナーガスケット１０の上壁１０ｂと同じく０．１〜０．２ｍｍ程度のシート状ガスケット１６が重なって介在しているため、ガスケットの総圧縮代を大きくとることができ、フィルター９の開口部９ｄのかしめ誤差が多少あっても確実に必要なシール性を確保でき、漏液防止性に対して高い信頼性を得ることができる。
【００２３】
特に、シート状ガスケット１６が、インナーガスケット１０よりも弾性反発係数が大きいＰＴＦＥやＰＦＡにて構成すると、シール性を一層向上させることができ、かつこの種の材料は高価であっても、インナーガスケット１０をこのような材料で構成した場合のように成形のために多量の材料が無駄になるというようなことがなく、あまりコスト高になることもない。
【００２４】
シート状ガスケット１６の弾性反発係数としては、絶縁ガスケットもしくは絶縁ガスケット及びインナーガスケットの弾性反発係数の２倍〜５倍の範囲が、漏液防止性と配設可能な厚みの観点から好ましい。
【００２５】
以上の説明では、封口ユニット８におけるキャップ１５上にシート状ガスケット１６を配置し、フィルター９の開口部９ｄとキャップ１５の間の圧縮ポイントにインナーガスケット１０の上壁１０ｂとシート状ガスケット１６が二重に介在させた例を示したが、封口ユニット８上にも同様のシート状ガスケットを配置し、電池ケース２の開口部２ａと封口ユニット８との間の圧縮ポイントに絶縁ガスケット７の上壁７ｂとシート状ガスケットとを二重に介在させても良い。
【００２６】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態の密閉電池について、図２を参照して説明する。なお、以下の実施形態の説明において、先行する実施形態と同一の構成要素については、同一参照符号を付して説明を省略し、主として相違点についてのみ説明する。
【００２７】
本実施形態の封口ユニット８においては、インナーガスケット１０のキャップ１５の上面に接する部分に、図２（ｂ）に示すように、インナーガスケット１０の側壁１０ｅよりも外径側に膨出させた肉厚部１７を形成している。この肉厚部１７は、内径側に膨出させても機能的には同じであるが、内径側に膨出すると上弁体１１、ＰＴＣ素子１４及びキャップ１５の挿入配置が困難となるため、外径側に膨出形成するのが好適である。
【００２８】
膨出させる肉厚部１７の厚みとしては、側壁１０ｅの１．２倍〜２．５倍の範囲が漏液防止性と配設可能な厚みの観点から好ましい。
【００２９】
このような構成においても、肉厚部１７が上記シート状ガスケット１６と同様の作用を奏して同様の効果を奏することができる。
【００３０】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態の密閉電池について、図３を参照して説明する。
【００３１】
以上の実施形態の説明では、電池ケース２の開口部を、絶縁ガスケット７を介して封口ユニット８にて封口した例を示したが、本実施形態では絶縁ガスケット７の内部に、封口ユニット８に代えて、封口部材としてのＰＴＣ素子１４とキャップ１５を配置し、そのキャップ１５の上面にシート状ガスケット１６を配置している。
【００３２】
また、絶縁ガスケット７の底壁７ａの上下には、開口部７ｃ内で相互に中央部が接続された椀部１１ａ、１２ａを有する上下一対の上弁体１１と下弁体１２からなる安全機構１３が配設され、かつ受け板４上に、下弁体１２との間の絶縁を行う絶縁板１８が介装されている。この絶縁板１８には開口部４ａに対応する開口部１８ａが形成されている。その状態で電池ケース２の開口部２ａの上端部をかしめている。
【００３３】
本実施形態においても、電池ケース２の開口部２ａの上端部と封口部材としてのキャップ１５との間に、シート状ガスケット１６と絶縁ガスケット７の上壁７ｂとが二重に介在されることで、圧縮ポイントにおけるガスケットの総圧縮代を大きくとることができ、電池ケース２の開口部２ａのかしめ誤差が多少あっても確実に必要なシール性を確保でき、漏液防止性に対して高い信頼性を得ることができる。
【００３４】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態の密閉電池について、図４を参照して説明する。
【００３５】
本実施形態の封口ユニット８においては、インナーガスケット１０の底壁１０ａの上面の外周部に環状のシール突部１０ｄが突設されるとともに、この底壁１０ａの上面上に、弾性反発係数がインナーガスケット１０よりも大きいシート状ガスケット１９を配置している。このシート状ガスケット１９上に安全機構１３の上弁体１１が配置され、その上に封口部材としてのＰＴＣ素子１４及びキャップ１５とシート状ガスケット１６が配置されている。
【００３６】
この状態で電池ケース２の開口部２ｂを内方にかしめることによって、第１の実施形態と同様にインナーガスケット１０の上壁１０ｂとシート状ガスケット１６をキャップ１５の上面との間で圧縮されて封口され、さらにＰＴＣ素子１４とフィルター９の底壁９ａとの間で、インナーガスケット１０の底壁１０ａのシール突部１０ｄによって弾性反発係数の大きいシート状ガスケット１９が圧縮されている。
【００３７】
かくして、本実施形態によれば、第１の実施形態による効果に加えて、封口部材としてのＰＴＣ素子１４とそれに対向するインナーガスケット１０の底壁１０ａに突設された環状のシール突部１０ｄとの間の圧縮ポイントに弾性反発係数の大きいシート状ガスケット１９が介装されていることによって高いシール性が確保され、高温状態などの苛酷な条件下で長時間保存してもシール突部１０ｄが変形するのを防止でき、十分な封口耐圧を確保することができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、キャップ１５の上のシート状ガスケット１６と、ＰＴＣ素子１４の下のシート状ガスケット１９とを併用した例を示したが、シート状ガスケット１９のみを配置した構成であっても、その効果を奏することができる。
【００３９】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態の密閉電池について、図５を参照して説明する。
【００４０】
上記第４の実施形態は、第１の実施形態と同様に、電池ケース２の開口部２ａを絶縁ガスケット７を介して封口ユニット８にて封口した構成において、シート状ガスケット１９を設けた例を示したが、本実施形態では、第３の実施形態と同様に、絶縁ガスケット７の内部に封口ユニット８に代えて封口部材としてＰＴＣ素子１４とキャップ１５とを配置した封口構成において、絶縁ガスケット７の底壁７ａの上面の外周部に環状のシール突部７ｄを突設するとともに、この底壁７ａの上面上に、弾性反発係数が絶縁ガスケット７よりも大きいシート状ガスケット１９を配置している。
【００４１】
本実施形態においても、第４の実施形態と同様に、封口部材としてのＰＴＣ素子１４とそれに対向する絶縁ガスケット７の底壁７ａに突設された環状のシール突部７ｄとの間に弾性反発係数の大きいシート状ガスケット１９が介装されていることによって高いシール性が確保され、高温状態などの苛酷な条件下で長時間保存してもシール突部７ｄが変形するのを防止でき、十分な封口耐圧を確保することができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の密閉電池によれば、電池ケースの開口部をガスケットを介して封口部材若しくは封口部材をフィルター内にインナーガスケットを介してかしめてなる封口ユニットにて封口した密閉電池において、封口部材上にシート状ガスケットを配置し、電池ケースの開口部を内方にかしめて絶縁ガスケット及びシート状ガスケット、もしくは絶縁ガスケット、シート状ガスケット及びインナーガスケットにて密閉封口したので、密閉電池の薄型化を達成するために、電池ケースの開口部上端部若しくは封口ユニットのフィルター上端部に対応する絶縁ガスケット、インナーガスケットの肉厚を厚くできなくても電池ケースの開口部上端部若しくはフィルター上端部と封口部材との圧縮ポイントとなる部分にシート状ガスケットが介在していることでこれらのガスケットの総圧縮代を大きくとることができ、かしめ量の誤差が多少あっても確実に必要なシール性を確保でき、漏液防止性に対して高い信頼性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の密閉電池を示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視拡大縦断側面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の密閉電池における封口ユニットを示し、（ａ）は縦断側面図、（ｂ）はインナーガスケットのかしめ前の縦断側面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態の密閉電池の要部の縦断側面図である。
【図４】本発明の第４の実施形態の密閉電池における封口ユニットの縦断側面図である。
【図５】本発明の第５の実施形態の密閉電池の要部の縦断側面図である。
【図６】従来例の密閉電池の要部の縦断側面図である。
【図７】他の従来例の密閉電池の要部の縦断側面図である。
【符号の説明】
１  密閉電池
２  電池ケース
２ａ  開口部
７  絶縁ガスケット
８  封口ユニット
９  フィルター
１０  インナーガスケット
１４  ＰＴＣ素子
１５  キャップ
１６  シート状ガスケット
１７  厚肉部
１８  シート状ガスケット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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