(57)【要約】 【課題】  密閉型電池の電解液の注液孔に封止栓を装着し、レーザ溶接によって封止を行う際に、電解液の付着による封止不良がなく、熱による影響を少なくする。【解決手段】  封止栓１及び蓋体２の注液孔７に凹部１２，２２を設け、その間に金属製Ｏリング４を挟み込み、封止栓１の圧入時に封止栓１と蓋体２の注液孔７に金属を食い込ませることにより気密性を高め、レーザ溶接時の電解液漏れの低減を図る、あるいは封止栓１及び蓋体２の接触面の一方に凸部、他方に凹部を設ける事によりレーザ溶接前の封止栓圧入時に封止栓１と蓋体２の注液孔７に力が加わるようにし、食い込ませ気密性を高める。  【選択図】  図１
2007018915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムもしくはアルミニウム合金からなる電池缶、または前記電池缶の開口部を封口する蓋体に設けられた段部を備えた電解液注液孔に、フランジ部を備えた封止栓を装着し、溶接封止する密閉型電池において、前記注液孔の段部および前記封止栓のフランジ部に互いに対向する同心円状の凹部を設け、前記凹部が装着時に潰れ部を形成するように前記凹部に金属製Ｏリングを配したことを特徴とする密閉型電池。
【請求項２】
アルミニウム合金からなる電池缶あるいは前記電池缶開口部を封口する蓋体に設けられ段部を備えた電解液注液孔に、フランジ部を備えた封止栓を装着し、溶接封止する密閉型電池において、前記注液孔の段部あるいは前記封止栓のフランジ部の一方に同心円状に凹部を有し、他方に前記凹部と対向する凸部を有し、前記凹部または前記凸部の少なくとも一方が装着時に潰れ部を形成したことを特徴とする密閉型電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉型電池に関し、電解液を注液した後に封止する電解液注液孔および封止栓の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型の電子機器の電源として各種の電池が用いられており、携帯電話、ノートパソコン等の電源として、小型で大容量の密閉型電池が用いられ、近年は特にエネルギー密度が高いリチウムイオン電池等の非水電解液を使用した密閉型電池が用いられている。リチウムイオン電池は、アルミニウムまたはその合金からなる電池缶にセパレータを介して正極と負極を積層して巻回、成型した電池要素を収納し蓋体を電池缶に嵌合させ溶接して封口し、電解液注液孔から所定の量の電解液を注液した後、電解液注液孔に封止栓を装着し、レーザー溶接により、封止を行っている。レーザー溶接においては、電解液注液孔に付着した電解液による溶接不良による封止不良が生じたり、あるいは電解液注液孔と、封止栓との嵌合不良による封止不良を生じることがあった。
【０００３】
図４は従来の密閉型電池の注液孔封止工程を説明する図であり、図４（ａ）は封止栓の平面図、図４（ｂ）は封止栓を注液孔に挿入する前の状態の説明図、図４（ｃ）は封止栓を注液孔７に挿入し溶接した状態の説明図である。部品寸法のばらつきにより注液孔７と封止栓１との間に僅かな空隙が生じることがあり、注液孔７に付着した電解液が毛細管現象等により空隙部を通ってレーザー溶接部３まで到達することがあり、レーザー溶接部３に電解液が存在する場合には溶接不良の原因となっていた。
【０００４】
特許文献1では、注液孔に弾性を有する材料を圧入した密閉型電池が提案されているが、弾性を有する材料が例示されているＥＰゴムである場合には、耐熱性が電池缶および蓋体の材料となっているアルミニウム等の金属に比べ劣るため、レーザー溶接時の熱の影響を受け劣化する恐れがあった。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２６８８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、注液孔に封止栓を装着しレーザー溶接によって封止を行う際に電解液の付着による封止不良がなく熱の影響による封止不良もない密閉型電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明の密閉型電池はアルミニウムもしくはアルミニウム合金からなる電池缶、または前記電池缶の開口部を封口する蓋体に設けられた段部を備えた電解液注液孔に、フランジ部を備えた封止栓を装着し、溶接封止する密閉型電池において、前記注液孔の段部および前記封止栓のフランジ部に互いに対向する同心円状の凹部を設け、前記凹部が装着時に潰れ部を形成するように前記凹部に金属製Ｏリングを配したことを特徴とする。また、前記注液孔の段部あるいは前記封止栓のフランジ部の一方に同心円状に凹部を有し、他方に前記凹部と対向する凸部を有し、前記凹部または前記凸部の少なくとも一方が装着時に潰れた状態になることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の密閉型電池によれば、電解液注液孔に封止栓を装着する際に圧入により注液孔または封止栓に設けた同心円状の凹部または凸部が潰れて金属が食い込み気密性を保つことにより、レーザ溶接時に電池缶内部からの電解液の漏出を防止することができ、電解液付着によるレーザー溶接不良のない安定したレーザー溶接を行うことが可能となり、熱による影響も少ない封止不良の少ない密閉型電池を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は、本発明の密閉型電池を説明する図であり、図１（ａ）は密閉型電池を説明する斜視図であり、図1（ｂ）は密閉型電池の平面図であり、図１（ｃ）は図１（ｂ）の電解液注液孔部分をＡ−Ａ線で切断した断面図であり、図１（ｄ）は図１（ｃ）の注液孔の封止工程を説明する断面図であり、図１（ｅ）はＯリングの斜視図である。
【００１１】
本発明の密閉型電池は、電池缶５内に電池要素を収納した後に、電池缶５の開口部を蓋体２で封口したものであり蓋体２は中央部に電極端子６を有するとともに電解液の注液孔７を有している。電解液注液孔は、蓋体を構成する板状の部材に段部２１を有し段部２１に注液孔７を中心とする円状に凹部２２を有している。段部２１および凹部２２は、プレス加工等により形成される。封止栓１は注液孔の段部２１に収まるフランジ部１１と電解液注液部に収まる先端が細くなった略円柱状の突出部から形成され、フランジ部１１には注液孔７の段部の凹部２２と対向するように円状に凹部１２を有している。
【００１２】
電解液の注液孔７より電解液を注液した後、注液孔段部の凹部２２と、封止栓フランジ部の凹部１２との間にＯリング４を配し、注液孔の段部２１と封止栓のフランジ部１１が密着するように封止栓１を注液孔７に圧入する。Ｏリング４は、封止栓１が圧入された際に注液孔７および封止栓の凹部１２を潰しながら食い込む形状にし、潰れ部８により密閉状態を形成する。密閉状態を形成する形状の一例としては、凹部として断面Ｖ字状の溝を設け、Ｏリングは断面長方形状にすることができる。凹部の全周にわたって潰れ部８により密閉状態となった後、レーザー溶接を行う。
【００１３】
注液孔７と封止栓１で潰れ部８により密閉状態を形成しているので、電解液が漏出してくることがなく、安定したレーザー溶接を行うことができる。Ｏリングは耐腐食性の金属例えば、ステンレス、チタン、タングステンなどが好ましい。注液孔７と、封止栓１でレーザー溶接前に密閉状態を形成するためには、必ずしもＯリングを使用する必要はなく、注液孔の段部２１あるいは封止栓のフランジ部１１の一方に凹部２２，１２、他方の対向する部分に凸部を設け、封止栓１を注液孔７に密着するように圧入する際、凸部が凹部を潰しながら食い込めばよい。
【００１４】
例えば凸部の断面形状が長方形、凹部の断面形状がＶ字状の組合せ、凸部の断面形状がＶ字状、凹部の断面形状が長方形の組合せがある。Ｏリングを使用しない場合には部品数を低減する利点がある。
【００１５】
図２は、本発明の密閉型電池の他の電解液注液孔を説明する図であり、図２（ａ）は注液孔の封止工程を説明する断面図であり、図２（ｂ）は注液孔の封止後の断面図である。電解液の注液孔７（図１参照）は、蓋体２を構成する板状の部材に段部２１を有し段部２１に注液孔７を中心とする円状に断面長方形状の凸部２３を有している。封止栓１は注液孔の段部２１に収まるフランジ部１１と電解液注液部に収まる先端が細くなった略円柱状の突出部から形成され、フランジ部１１には注液孔７の段部の凸部２３と対向するように円状に断面Ｖ字上の凹部１２を有している。
【００１６】
電解液の注液孔７より電解液を注液した後、注液孔の段部２１と封止栓のフランジ部１１が密着するように封止栓１を注液孔７に圧入し、注液孔段部の凸部２３と、封止栓フランジ部の凹部１２が、お互いに潰し合うようにして円周上に潰れ部８により密閉状態を形成する。
【００１７】
図３は、本発明の密閉型電池の電解液注液孔を説明する図であり、図３（ａ）は注液孔の封止工程を説明する断面図であり、図３（ｂ）は注液孔の封止後の断面図である。電解液の注液孔７（図１参照）は、蓋体２を構成する板状の部材に段部２１を有し段部２１に注液孔７を中心とする円状に断面Ｖ字状の凹部を有している。封止栓１は、注液孔の段部２１に収まるフランジ部１１と電解液注液部に収まる先端が細くなった略円柱状の突出部から形成され、フランジ部１１には注液孔の段部の凹部と対向するように円状に断面長方形状の凸部１３を有している。電解液の注液孔７より電解液を注液した後、注液孔の段部２１と封止栓のフランジ部１１が密着するように封止栓１を注液孔７に圧入し、注液孔段部の凹部と、封止栓フランジ部の凸部１３が、お互いに潰し合うようにして円周上に潰れ部８により密閉状態を形成する。
【実施例１】
【００１８】
幅３０ｍｍ、高さ４８ｍｍ、厚さ４ｍｍのアルミニウム合金（Ａ３００３）製の電池缶に電池要素を収納した後、図１に示すように、段部２１の直径２．０ｍｍ深さ０．５ｍｍで中心に直径０．５ｍｍの貫通孔を有した注液孔７に、段部２１の直径１．２ｍｍの円上に角度９０度深さ０．２ｍｍのＶ溝からなる凹部を設けた厚さ１ｍｍのアルミニウム合金（Ａ３００３）製の蓋体２を電池缶に嵌合し溶接して封口する。電解液として六フッ化燐酸リチウムを電解質としてジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とエチレンカーボネート（ＥＣ）の混合溶媒に溶解したものを注液孔７から注液した後、フランジ部１１の直径２．０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ、フランジの中心から中心の高さ０．８ｍｍ、直径０．５ｍｍの略円柱状の突出部を有し、フランジ部の中心から直径１．２ｍｍの円上に角度９０度深さ０．２ｍｍのＶ溝からなる凹部１２を設けた封止栓１を、断面形状が一辺０．２４ｍｍの正方形となる、内径０．９６ｍｍ、外径１．４４ｍｍのステンレス製Ｏリング４を  注液孔段部の凹部と、封止栓フランジ部の凹部１２に挟むようにして、注液孔７に圧入し、レーザー溶接を行った。作製した５００個のリチウムイオン電池について、レーザー溶接後の封止不良を確認したところ、不良の発生はなかった。
【実施例２】
【００１９】
Ｏリングを使用せず、注液孔と封止栓の構造を変更した以外は実施例1と同様にリチウムイオン電池を作製した。図２に示すように、蓋体２に段部２１の直径２．０ｍｍ深さ０．５ｍｍで中心に直径０．５ｍｍの貫通孔を有した注液孔７に、段部２１に内径０．９６ｍｍ、外径１．４４ｍｍ、高さ０．２４ｍｍのドーナツ上の凸部２３を設けた。フランジ部１１の直径２．０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの封止栓のフランジ部１１の中心から直径１．２ｍｍの円上に角度９０度深さ０．２ｍｍのＶ溝からなる凹部１２を設けた封止栓１を注液孔７に圧入し、レーザー溶接を行った。作製した５００個のリチウムイオン電池について、レーザー溶接後の封止不良を確認したところ、不良の発生はなかった。
【実施例３】
【００２０】
注液孔と封止栓の構造を変更した以外は実施例２と同様にリチウムイオン電池を作製した。図３に示すように、蓋体２に段部２１の直径２．０ｍｍ深さ０．５ｍｍで中心に直径０．５ｍｍの貫通孔を有した注液孔７に、段部２１の直径１．２ｍｍの円上に角度９０度深さ０．２ｍｍのＶ溝からなる凹部を設けた。フランジ部１１の直径２．０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの封止栓１のフランジ部１１に内径０．９６ｍｍ、外径１．４４ｍｍ、高さ０．２４ｍｍのドーナツ上の凸部１３を設けた封止栓１を注液孔７に圧入し、レーザー溶接を行った。作製した５００個のリチウムイオン電池について、レーザー溶接後の封止不良を確認したところ、不良の発生はなかった。
【００２１】
（比較例）
注液孔と封止栓の構造を変更した以外は実施例２と同様にリチウムイオン電池を作製した。図４に示すように、蓋体２に段部２１の直径２．０ｍｍ深さ０．５ｍｍで中心に直径０．５ｍｍの貫通孔を有した注液孔７に、フランジ部１１の直径２．０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの封止栓１を注液孔７に圧入し、レーザー溶接を行った。作製した５００個のリチウムイオン電池について、レーザー溶接後の封止不良を確認したところ、３個ピンホールによる溶接不良が発生した。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の密閉型電池の説明図、図１（ａ）は密閉型電池を説明する斜視図、図１（ｂ）は密閉型電池の平面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）の電解液注液孔部分をＡ−Ａ線で切断した断面図、図１（ｄ）は図１（ｃ）の注液孔の封止工程を説明する断面図、図１（ｅ）はＯリングの斜視図。
【図２】本発明の密閉型電池の他の電解液注液孔の説明図、図２（ａ）は注液孔の封止工程を説明する断面図、図２（ｂ）は注液孔の封止後の断面図。
【図３】本発明の密閉型電池の電解液注液孔の説明図、図３（ａ）は注液孔の封止工程を説明する断面図であり、図３（ｂ）は注液孔の封止後の断面図。
【図４】従来の密閉型電池の注液孔封止工程の説明図、図４（ａ）は封止栓の平面図、図４（ｂ）は封止栓を注液孔に挿入する前の状態の説明図、図４（ｃ）は封止栓を注液孔に挿入し溶接した状態の説明図。
【符号の説明】
【００２３】
１    封止栓
１１    フランジ部
１２    （フランジ部）凹部
１３    （フランジ部）凸部
２    蓋体
２１    段部
２２    （段部）凹部
２３    （段部）凸部
３    レーザー溶接部
４    Ｏリング
５    電池缶
６    電極端子
７    注液孔
８    潰れ部  
【図１】
2007018915.tif 000003
【図２】
2007018915.tif 000004
【図３】
2007018915.tif 000005
【図４】
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