(57)【要約】      （修正有）【課題】自動車特にハイブリッド自動車や電気自動車に搭載されて用いられる二次電池用電池缶であり、特に電池をモジュールとした時の冷却効率にも優れる矩形形状金属製電池缶を、安価で生産性に優れた製造方法で提供する。【解決手段】アルミニウム、銅、鉄、ステンレス鋼、黄銅等からなる金属製電池缶１を、深絞り加工等の塑性加工により矩形形状に加工した後、その外側面に凹凸部１ａをフォトレジストを用いた化学エッチングにより形成した。【選択図】図１
2007207553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車などに積載されて用いられる二次電池用の金属製の電池缶であって、塑性加工による全体成形後、その外形凹凸形状をエッチングにより形成したことを特徴とする電池缶。
【請求項２】
自動車などに積載されて用いられる二次電池用の金属製の電池缶の製造方法であって、塑性加工による全体成形後、その外形凹凸形状をエッチングにより形成することを特徴とする電池缶の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などに積載されて用いられる二次電池用の金属製の電池缶及びその電池缶の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、特に、ハイブリッド自動車においては、充電可能な二次電池の役割が非常に大きく、そのエネルギ密度（少ないスペースでどれだけ多くの電気エネルギを貯蔵できるか）の向上、長寿命化が追求されている。
【０００３】
この点、近年では、実用的には、ニッケル水素電池が、その要請に応え得るものとして、広く用いられ、そのニッケル水素電池の形状も、複数配列して用いる必要から、相互間スペースを節約して、エネルギ密度を維持する観点から矩形形状が望まれている。
【０００４】
このニッケル水素電池においては、充電時に発熱が生じるので、冷却の問題解決が重要であり、特許文献１では、複数の二次電池（電池缶）間に隙間を設けて、効果的に冷却する空冷構造を備えた電池パックが提案されている。
【０００５】
しかし、この特許文献１では、直接の冷却対象である個々の二次電池用の電池缶について、その冷却効率を向上させるために、外形に凹凸を設けるといった配慮はなされていなかった。
【０００６】
一方、特許文献２では、密閉型電池の放熱効率を向上させるために、その電池缶の側壁外面に凸部または凹部を設けたものが提案されている。
【０００７】
しかしながら、この特許文献２では、外面の凹凸加工については、一般的な板金加工と記載され、凹凸を先に施す場合は、連続金型プレス法により凹凸成形し、成形後の板材を円筒状とし底面を接合する方法、凹凸を後に施す場合は、板材から底付き円筒缶を成形し、この円筒缶の側壁にロール成形で凹凸を形成する方法が記載されているが、底面の接合や、二段階の成形工程などの工程が必要であった。
【０００８】
また、いずれも、円筒缶を対象とするものであり、矩形缶を対象とするものではなかった。これは、先に凹凸加工して後に全体成形をして矩形とする場合、先の凹凸形状を保持したまま成形するのが困難であり、一方、先に全体の矩形形状を成形してから、凹凸形状を施すのも困難だという加工技術上の理由によるものと思われる。
【０００９】
更に、冷却の問題がシビアになってくると、ニッケル水素電池の電池缶の材料も、熱伝導率を考慮して、これまでの合成樹脂製から、銅やアルミニウムなどの金属製とすることが望まれている。
【００１０】
また、ニッケル水素電池は単体の起電力が約１．２Ｖであるので、目的の高電圧を得るために複数を直列に連結して用いる必要もあり、ハイブリッド自動車では、一台につき少なくとも３０個は必要とされ、多量に用いられるので、その電池缶について、製造工程の簡易化によるコストダウン要求も厳しいものである。
【特許文献１】特開２００５−２０９３６７号公報
【特許文献２】特開平１１−２５９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記諸問題を解決しようとするものであって、金属製であって冷却効率を向上させ、矩形形状にも対応可能で、低コストで多量に提供可能な電池缶及びその電池缶の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１記載の電池缶は、自動車などに積載されて用いられる二次電池用の金属製の電池缶であって、塑性加工による全体成形後、その外形凹凸形状をエッチングにより形成したことを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の電池缶の製造方法は、自動車などに積載されて用いられる二次電池用の金属製の電池缶の製造方法であって、塑性加工による全体成形後、その外形凹凸形状をエッチングにより形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の電池缶によれば、素材が金属製であるので、その素材そのものにより冷却効率が向上し、なおかつ、その外形凹凸形状により更に冷却効率を向上させ、加えて、その外形凹凸形状をエッチングによることとしたので、矩形形状にも対応可能となり、低コストで多量に提供可能という効果を発揮する。
【００１５】
請求項２記載の電池缶の製造方法によれば、電池缶が金属製であって、矩形形状であっても対応可能であり、多量、安価に電池缶などの外形凹凸形状の加工を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明の最良の実施の形態（実施例）について説明する。もちろん、本発明の技術的範囲は、下記実施例そのものに何ら限定されるものではない。
【実施例１】
【００１７】
図１（ａ）は、本発明の電池缶の一例を多数配列した二次電池パックの一部破断の外観斜視図、（ｂ）は（ａ）の二次電池パックで用いられる電池缶の外観斜視図、図２は、図１の電池缶の外形凹凸形状の詳細を示す部分断面図である。
【００１８】
本発明の電池缶１を用いた二次電池３は、主に、自動車、特に、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載されて用いられるものであり、通常、この図１（ａ）に示されるように、複数の二次電池３が多数配列され、電池パックケース４に収容されて、二次電池パック５として用いられる。
【００１９】
なお、二次電池３は、その電池の主要部分である正、負の電極と、電解液と、これらを収容する容器となる電池缶１と、その蓋２とから構成されている。
【００２０】
二次電池３の種類としては、ここでは、そのエネルギ密度の高さ、長寿命という特性からニッケル水素電池が実用的には多用されているので、そのニッケル水素電池の場合を例示し、その電池缶１の形状も図示したような矩形のものとする。
【００２１】
電池缶１の形状を矩形のものとしたのは、図のように縦横に配列した場合、二次電池３相互間かつ電池パックケース４との間の隙間を、例えば、円筒缶の場合に比べて小さく、場合によってはゼロとすることができ、それにより、エネルギ密度を更に向上させることができるからである。
【００２２】
また、電池缶１の素材としては、熱伝導率の良い点から、金属、例えば、アルミニウム、銅、鉄鋼、ステンレス鋼、黄銅などを用いることができ、特に、加工性、軽量性の点からアルミニウムが適している。
【００２３】
更に、この電池缶１においては、図１（ｂ）、図２その矩形の長辺側側壁が、その深さ方向に延びる凹凸形状となっている点が特徴である。この凹凸形状部分を、図示したように凹凸部１ａとする。
【００２４】
このような凹凸部１ａを備えていると、この電池缶１をたとえ相互に密接させて配置した場合にも、電池缶１の相互間に一定の隙間を確保することができ、これにより冷却のための空気や液体などの冷媒の通路を確保することができ、ニッケル水素電池などで不可避に生じる充電による熱の発散をよくすることができる。
【００２５】
つまり、電池缶１、二次電池３、ひいては、電池パック５の冷却効率を向上させることができる。
【００２６】
加えて、図３、４で後述するように、この電池缶１においては、電池缶１の全体形状の塑性加工による成形後に、その外径凹凸形状をエッチングという化学的な方法により加工することを特徴としている。
【００２７】
このエッチングは、写真製版技術の一部であり、塑性加工のように加工対象に機械的な力を加えるものではないので、すでに成形された全体形状に影響を与えない。
【００２８】
また、エッチングのために、塑性加工のように、雄雌型のようなものが不要なので、そのためのコストを下げることができる。
【００２９】
また、図２で示すように、電池缶１の内部には影響を与えないで、その外表面側だけに凹凸部１ａを形成することができる。
【００３０】
というのは、後述するように、このエッチングでは、所望する加工表面にレジストを塗布したのち、所定の形状に露光し、その露光部あるは非露光部だけを残してレジスト膜画像（現像）とし、そのレジスト膜画像のない部分（素材である金属部分）だけを、溶解液で溶かすことで、凹凸形状を生成（エッチング）するものだからである。
【００３１】
加えて、このエッチングによれば、レジストの塗布、露光、現像、溶解という手順によって、安価、多量に処理できるので、電池缶１に要請される、安価、大量供給という要請にも応えることができる。
【００３２】
なお、この凹凸部１ａによれば、特許文献１のように、単に電池缶相互間に隙間を設ける場合に比べても、電池缶２内部の電解液と電池缶２の凹凸部１ａを介した外部との接触面積も大きくなるので、その点でも、冷却効率が高くなる。
【００３３】
こうして、この電池缶１によれば、金属製であるので、その素材そのものにより冷却効率が向上し、なおかつ、その外形凹凸形状により更に冷却効率を向上させ、加えて、その外形凹凸形状をエッチングによることとしたので、矩形形状にも対応可能となり、低コストで多量に提供可能という効果を発揮する。
【００３４】
これより、以下の図３、４を用いて、本発明の電池缶の製造方法について詳しく説明する。
【００３５】
図３は、図１の電池缶の製造工程を示すもので、（ａ）は全体成形前の板材を示す図、（ｂ）は全体成形後の外観斜視図、図４は、図１の電池缶の製造工程を続いて示すもので、（ａ）は成形後の電池缶の外側にレジスト膜画像を形成した状態の外観斜視図、（ｂ）は（ａ）の部分断面図、（ｃ）は（ｂ）の表面をエッチングした状態の断面図、（ｄ）は（ｃ）においてレジスト膜を剥膜、洗浄、乾燥した後の状態の断面図である。
【００３６】
なお、これよりすでに説明した部分については、同じ符号を付して、重複説明を省略する。
【００３７】
まず、図３（ａ）に示すように素材となる金属製の板材１ｐを用意し、これに適切な塑性加工、具体的には、成形後の全体形状となるような雄型、雌型による深絞り加工により、図３（ｂ）のような矩形形状の電池缶１とする。
【００３８】
この塑性加工は、周知の技術を用いるものであり、その塑性加工方法はここに記載されたものに限定されず、一般に板材から矩形や円筒形の箱形状物を成形する際に用いられる方法のいずれの方法であってもよい。
【００３９】
全体形状が生成されると、その外表面にフォトレジスト液を塗布するが、その塗布方法は、浸漬・引き上げ法、かけ流し法、ホワイラーによる方法、スピンナーによる方法、ローラによる方法などの方法を、その成形後の形状に対応させて用いることができる。
【００４０】
また、フォトレジスト液の代わりに、ドライフィルム状フォトレジストを用いることができる。このドライフィルム状フォトレジストは、溶液型フォトレジストを支持フィルム状に塗布して乾燥したもので、加工対象物にフィルムの状態で加熱圧着することができるものである。
【００４１】
また、エッチング液に侵されないような耐食性塗料やテープ、ゴムの型板などをフォトレジスト液の代わりに、抗エッチング皮膜として用いることもできる。
【００４２】
次に、加工対象物の表面に形成されたレジスト膜に所定形状の画像を露光し、現像すると、図４（ａ）、（ｂ）に示すようなレジスト膜画像１ｂが生成される。
【００４３】
この後、エッチング、すなわち、化学エッチングを行う。
【００４４】
このエッチングに用いるエッチング液としては、加工対象とする金属素材により異なり、例えば、アルミニウムには水酸化ナトリウム液か塩化第二鉄溶液、銅、黄銅には塩化第２鉄溶液、過硫酸アンモン＋塩化第二水銀溶液か塩化第二銅溶液、鉄鋼及びステンレス鋼には塩化第二鉄溶液が適当である。
【００４５】
このエッチングにおいては、エッチング液によって化学的に金属素材を溶解、侵食するものであるので、その金属素材の外表面に形成されたレジスト膜画像１ｂの形状通りに、外表面から直角方向の真下に溶解が進むものではなく、溶液の接触する点を中心として可能な限り全方向に溶解が進み、結果、全体としては、図４（ｂ）に示したような溶解形状となる。
【００４６】
この際、特に、留意が必要なのは、レジスト膜画像１ｂから真下方向ではなく、横方向にも溶解されるサイドエッチ（あるいは、アンダーカット）と呼ばれる現象が生じることである。図４（ｂ）では、このサイドエッチされた部分を、サイドエッチ部１ｃとして表示している。
【００４７】
半導体基板や、液晶表示基板の加工においては、このようなサイドエッチは、レジスト膜画像１ｂと溶解された後の溝形状との相違を生じさせるので、できるだけ小さくするように制御される必要があるが、本発明の目的とする、例えば、冷却用の溝形成のためには、あまり問題となるものではなく、レジスト膜画像１ｂに比べて、エッチングの際にどの程度サイドエッチが生じるかを見込んでおく程度で対応可能である。
【００４８】
なお、エッチングによって可能な溝の深さは、本発明のように冷却用の溝などの数ミリから数十ミリ単位の溝幅の場合、必要に応じて、その溝幅の半分程度までは可能なので、十分、冷却目的に対応可能である。
【００４９】
このエッチングによる金属素材の加工は、塑性加工、切削加工に比べると、各加工部分における加工速度は小さいが、エッチング液の中に浸された金属素材全体について同時進行で溶解（加工）が進むので、多数の電池缶１を一度に処理すれば、塑性加工、切削加工に比べ、結果的に短時間で多数の処理をすることができる。
【００５０】
また、フォトレジスト液、エッチング液などの費用を含めたトータルな加工費用も、同じものを同じように塑性加工、切削加工で行う場合に比べれば、安価とすることができる。
【００５１】
エッチングが終了すると、レジスト膜画像１ｂを除去（剥膜）して、洗浄、乾燥を行うと、図４（ｄ）の状態となり、全工程が終了する。
【００５２】
こうして、このエッチングによる外形凹凸形状形成によると、加工対象物を予め塑性加工などにより３次元的に成形したのちも、その成形形状、特に、その内部側に影響を与えることなく、必要な外形凹凸形状だけを形成できるので、本発明のような電池缶１の冷却用溝の形成を好適に行うことができる。
【００５３】
また、この方法によれば、電池缶１が金属製であって、矩形形状であっても対応可能であり、上述したように、多量、安価に電池缶１などの外形凹凸形状の加工を行うことができる。
【００５４】
以上、実施例に基づき本発明を説明したが、上記実施例は本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であり、本発明の技術的範囲には、それらの改良変形も含まれる。例えば、以下のものが含まれる。
【００５５】
１）二次電池の種類としては、ここで例示したニッケル水素電池だけではなく、エネルギ密度の向上が要請され、また、充電による発熱の問題が生じる二次電池が含まれる。
【００５６】
２）電池缶の形状としては、ここでは主に矩形のものについて説明したが、円筒形のものなども含まれる。
【００５７】
３）外形凹凸形状の目的としては、ここでは冷却用の溝形成の場合を例示したが、これだけに限定されず、三次元的な形状形成後に、その全体形状に影響を与えずに、外形凹凸形状を形成する必要のある場合も、その目的とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の電池缶、電池缶の製造方法は、自動車などに積載されて用いられる二次電池用の金属製の電池缶及びその製造方法として、その冷却効率の改善、矩形化、低コストで多量の提供が要請されるあらゆる産業上の分野に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】（ａ）は、本発明の電池缶の一例を多数配列した二次電池パックの一部破断の外観斜視図、（ｂ）は（ａ）の二次電池パックで用いられる電池缶の外観斜視図
【図２】図１の電池缶の外形凹凸形状の詳細を示す部分断面図
【図３】図１の電池缶の製造工程を示すもので、（ａ）は全体成形前の板材を示す図、（ｂ）は全体成形後の外観斜視図
【図４】図１の電池缶の製造工程を続いて示すもので、（ａ）は成形後の電池缶の外側にレジスト膜画像を形成した状態の外観斜視図、（ｂ）は（ａ）の部分断面図、（ｃ）は（ｂ）の表面をエッチングした状態の断面図、（ｄ）は（ｃ）においてレジスト膜を剥膜、洗浄、乾燥した後の状態の断面図
【符号の説明】
【００６０】
１      電池缶
１ａ    凹凸部
１ｂ    レジスト膜画像
２      蓋
３      二次電池
４      電池パックケース
５      二次電池パック
【図１】
2007207553.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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