(57)【要約】【課題】円筒形状でありながら電解液注入時の含浸性の問題を解決した円筒電池およびその製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の円筒電池は，少なくとも第１の端部に，発電要素の中心に位置する円柱状の軸芯部材と，切れ目のある環状であるとともに，外周面が円錐面であり，小径側が軸方向端部寄りに配置された円錐部材と，円錐部材の外周側に位置し，軸方向端部寄りほど小径の円錐状内面を有する押圧部材とを有している。ここにおいて，発電要素の一方の電極体の端部が，軸芯部材の円柱面上に位置しており，円錐部材が，一方の電極体の端部の上に位置しており，押圧部材の円錐状内面により円錐部材が内向きに押し付けられており，軸芯部材と押圧部材との少なくとも一方が，端子部材および一方の電極体と導通している。その製造においては，円錐部材が弾性変形している半封止状態で注液等を行い，その後に円錐部材を塑性変形させて本封止する。【選択図】図１
2009295356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正負の電極体を円柱状に捲回した発電要素を円筒ケースに封入してなり，前記円筒ケースの両端に，前記発電要素の異なる電極体に繋がり外部から接触できる端子部材をそれぞれ有する円筒電池において，少なくとも第１の端部に，
前記発電要素の中心に位置する円柱状の軸芯部材と，
切れ目のある環状であるとともに，外周面が円錐面であり，小径側が軸方向端部寄りに配置された円錐部材と，
前記円錐部材の外周側に位置し，軸方向端部寄りほど小径の円錐状内面を有する押圧部材とを有し，
前記発電要素の一方の電極体の端部が，前記軸芯部材の円柱面上に位置しており，
前記円錐部材が，前記一方の電極体の端部の上に位置しており，
前記押圧部材の前記円錐状内面により前記円錐部材が内向きに押し付けられており，
前記軸芯部材と前記押圧部材との少なくとも一方が，前記端子部材および前記一方の電極体と導通していることを特徴とする円筒電池。
【請求項２】
請求項１に記載の円筒電池において，
前記円錐部材が，前記押圧部材の押し付けにより塑性変形させられていることを特徴とする円筒電池。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の円筒電池において，
前記軸芯部材と前記円錐部材と前記押圧部材とのうち前記一方の電極体と導通しているものにおける最も豊富な金属元素が，前記一方の電極体の集電箔における最も豊富な金属元素と共通であることを特徴とする円筒電池。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載の円筒電池において，
前記押圧部材と前記円筒ケースとに，互いにねじ込むことにより前記押圧部材の前記円錐状内面で前記円錐部材を内向きに押し付けるネジ形状が形成されていることを特徴とする円筒電池。
【請求項５】
請求項４に記載の円筒電池において，
前記円筒ケースの一端を塞ぐ蓋部材を有し，
前記蓋部材には，前記端子部材を突出させる孔が形成されており，
前記押圧部材が前記蓋部材と一体であり，
前記軸芯部材が前記一方の電極体と導通しており，
前記端子部材が前記軸芯部材と一体であることを特徴とする円筒電池。
【請求項６】
請求項４に記載の円筒電池において，
前記端子部材が，前記円筒ケースの一端を塞ぐ蓋部材であり，
前記押圧部材が前記蓋部材と一体であり，
前記押圧部材が，前記円錐部材を介して前記一方の電極体と導通していることを特徴とする円筒電池。
【請求項７】
請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載の円筒電池において，
第２の端部にも軸芯部材と円錐部材と押圧部材とを有し，
前記第１の端部では，
前記押圧部材が前記円筒ケースと一体であり，
前記軸芯部材が前記一方の電極体と導通しており，
前記端子部材が前記軸芯部材と一体であり，
前記第２の端部では，前記押圧部材と前記円筒ケースとに，互いにねじ込むことにより両端部の前記押圧部材の前記円錐状内面で前記円錐部材を内向きに押し付けるネジ形状が形成されていることを特徴とする円筒電池。
【請求項８】
請求項４に記載の円筒電池において，
前記押圧部材と前記端子部材と前記軸芯部材とが一体であることを特徴とする円筒型電池。
【請求項９】
正負の電極体を円柱状に捲回した発電要素を円筒ケースに封入してなり，前記円筒ケースの両端に，前記発電要素の異なる電極体に繋がり外部から接触できる端子部材をそれぞれ有する円筒電池の製造方法において，
前記発電要素の少なくとも一方の電極体の端部が，円柱状の軸芯部材の円柱面上に位置する状態とし，
前記軸芯部材の円柱面上の前記一方の電極体の端部上に，切れ目のある環状であるとともに，外周面が円錐面である円錐部材を，小径側が軸方向端部寄りになるように取り付け，
前記発電要素を前記円筒ケース内に挿入するとともに，軸方向端部寄りほど小径の円錐状内面を有する押圧部材が前記円錐部材の外周側に位置する状態とし，
前記押圧部材を前記円筒ケースの軸方向に押し付けることにより，前記押圧部材の前記円錐状内面により前記円錐部材を内向きに押し付け，
前記軸芯部材と前記押圧部材との少なくとも一方を，前記端子部材および前記一方の電極体と導通させることを特徴とする円筒電池の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の円筒電池の製造方法において，
前記円錐部材が塑性変形するまで前記押圧部材を押し付けることを特徴とする円筒電池の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の円筒電池の製造方法において，
前記円錐部材が弾性変形し塑性変形には至らない程度まで前記押圧部材を押し付け，
その状態で状態で注液を行い，
注液より後に，前記円錐部材が塑性変形するまで前記押圧部材を押し付けることを特徴とする円筒電池の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の円筒電池の製造方法において，
注液より後にコンディショニング処理を行い，
コンディショニング処理より後に，前記円錐部材が塑性変形するまで，前記押圧部材を押し付けることを特徴とする円筒電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，電極体を円柱状に捲回した発電要素を円筒ケースに封入してなる円筒電池およびその製造方法に関する。さらに詳細には，製造過程における電解液の電極体間への含浸性や，電極体と端子との接続性を改善した円筒電池およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から，正負の電極体を重ね合わせて捲回してなる二次電池が利用されている。かかる二次電池には，電極体の捲回形状が円柱状であり，これを円筒ケースに収納してなる円筒電池がある。例えば自動車（特にＨＶやＥＶ）用途に使用する円筒電池の場合，搭載上の必要から，細長い形状とされることがある。円筒電池の場合，端子の取り付け箇所や，電解液含浸時の注液や排気の経路として使えるのが，円筒形状の底面の部分にほぼ限られてしまうという技術的課題がある。細長い形状のものではなおさらそうである。
【０００３】
従来の円筒電池の例として，特許文献１に記載されたもの等が挙げられる。特許文献１の円筒電池では，その図１および図３に示されるように，「巻き取り電極体(4)」(発電要素)の端部において，「非塗工芯体束(49)」(電極体の端部) を「ねじ軸(52)」で直径方向に締め付けている。そして，このねじ軸(52)およびその保持体である「アーム(6)」等を,「筒体(11)」(円筒ケース)の内部に納めた構成としている。
【特許文献１】特許第３７７７４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら前記した従来の技術には，次のような問題点があった。すなわち，発電要素内への電解液の含浸性が悪いのである。その理由は，特許文献１の円筒電池では，注液時には既に「ねじ軸(52)」の締め付けが完了していなければならないことにある。注液時には「ねじ軸(52)」は既に「筒体(11)」の内部にあるので，その後に締め付け操作をすることができないためである。このため注液時には既に，「非塗工芯体束(49)」が堅く締まった状態となっており，電解液が浸み込みにくいのである。
【０００５】
本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，円筒形状でありながら電解液注入時の含浸性の問題を解決した円筒電池およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の円筒電池は，正負の電極体を円柱状に捲回した発電要素を円筒ケースに封入してなり，円筒ケースの両端に，発電要素の異なる電極体に繋がり外部から接触できる端子部材をそれぞれ有するものであって，少なくとも第１の端部に，発電要素の捲回の中心に位置する円柱状の軸芯部材と，切れ目のある環状であるとともに，外周面が円錐面であり，小径側が軸方向端部寄りに配置された円錐部材と，円錐部材の外周側に位置し，軸方向端部寄りほど小径の円錐状内面を有する押圧部材とを有し，発電要素の一方の電極体の端部が，軸芯部材の円柱面上に位置しており，円錐部材が，一方の電極体の端部の上に位置しており，押圧部材の円錐状内面により円錐部材が内向きに押し付けられており，軸芯部材と押圧部材との少なくとも一方が，端子部材および一方の電極体と導通しているものである。
【０００７】
本発明の円筒電池の製造方法では，発電要素の少なくとも一方の電極体の端部が，円柱状の軸芯部材の円柱面上に位置する状態とし，軸芯部材の円柱面上の一方の電極体の端部上に，切れ目のある環状であるとともに，外周面が円錐面である円錐部材を，小径側が軸方向端部寄りになるように取り付け，発電要素を円筒ケース内に挿入するとともに，軸方向端部寄りほど小径の円錐状内面を有する押圧部材が円錐部材の外周側に位置する状態とし，押圧部材を円筒ケースの軸方向に押し付けることにより，押圧部材の円錐状内面により円錐部材を内向きに押し付け，軸芯部材と押圧部材との少なくとも一方を，端子部材および一方の電極体と導通させる。
【０００８】
本発明の円筒電池においては，押圧部材が円錐部材を径方向に縮小するように変形させている。このため電極体の端部は，円錐部材による圧迫により，円錐部材の内面と軸芯部材との間で強く挟み付けられている。これにより電極体の端部は，軸芯部材または円錐部材と圧着により導通している。こうして本発明の円筒電池では，電極体と端子部材との導通が，軸芯部材を介して，または押圧部材および円錐部材を介して取られている。このように本発明では，電極体と端子部材との導通が，溶接に頼らずして取られている。このため，接続の信頼性が高く，構造も簡単である。
【０００９】
本発明ではまた，円錐部材が，押圧部材の押し付けにより塑性変形させられていることが望ましい。円錐部材が塑性変形するほど押圧部材を強く押し付けることによって，電極体の接続が確実に取られるのである。
【００１０】
ここで，本発明の円筒電池の製造過程において，円錐部材が弾性変形し塑性変形には至らない程度まで押圧部材を押し付け，その状態で状態で注液を行い，注液より後に，円錐部材が塑性変形するまで押圧部材を押し付けることが望ましい。こうすると，注液が行われる半封止状態では，円錐部材と軸芯部材とによる電極体の端部の締め付けがさほど強力でない。このため注入した電解液の含浸や残留エアの排出がスムーズである。一方，本封止後には前述の確実な接続状態が得られる。その操作も簡単である。なお，注液後のコンディショニング処理（初充電，活性化処理）も，半封止状態でやっておくとよい。
【００１１】
本発明の円筒電池においてはさらに，軸芯部材と円錐部材と押圧部材とのうち一方の電極体と導通しているものにおける最も豊富な金属元素が，一方の電極体の集電箔における最も豊富な金属元素と共通であることが望ましい。これにより，電食を最小限に食い止めることができる。
【００１２】
本発明の円筒電池においては，押圧部材と円筒ケースとに，互いにねじ込むことにより押圧部材の円錐状内面で円錐部材を内向きに押し付けるネジ形状が形成されていることが好ましい。このようになっていれば，ねじ込みという簡単な操作により，半封止状態を実現でき，半封止状態から本封止状態への操作も簡単である。
【００１３】
この場合はさらに，円筒ケースの一端を塞ぐ蓋部材を有し，蓋部材には，端子部材を突出させる孔が形成されており，押圧部材が蓋部材と一体であり，軸芯部材が一方の電極体と導通しており，端子部材が軸芯部材と一体であるとよい。こうなっていると，蓋部材を円筒ケースに対してねじ込むことで，円錐部材の圧迫が行われる。そしてこれにより一方の電極体と軸芯部材が導通する。そして，軸芯部材と一体である端子部材は，蓋部材の孔から外向きに突出した状態となる。
【００１４】
あるいは，端子部材が，円筒ケースの一端を塞ぐ蓋部材であってもよい。この場合には，押圧部材が蓋部材と一体であり，押圧部材が，円錐部材を介して一方の電極体と導通しているとよい。この構造の場合でも，蓋部材を円筒ケースに対してねじ込むことで，円錐部材の圧迫が行われる。そしてこれにより，一方の電極体と蓋部材とが，円錐部材を介して導通する。そして，蓋部材の外側の面が，端子部材として機能する。
【００１５】
あるいは本発明の円筒電池においては，第２の端部にも軸芯部材と円錐部材と押圧部材とを有していてもよい。この場合に第１の端部では，押圧部材が円筒ケースと一体であり，軸芯部材が一方の電極体と導通しており，端子部材が軸芯部材と一体であり，第２の端部では，押圧部材と円筒ケースとに，互いにねじ込むことにより両端部の押圧部材の円錐状内面で円錐部材を内向きに押し付けるネジ形状が形成されているとよい。この場合には，円筒ケースへの発電要素の挿入や，円錐部材の圧迫のためのねじ込みは，第２の端部の側で行われることとなる。
【００１６】
あるいは本発明の円筒電池においては，押圧部材と端子部材と軸芯部材とが一体であるものであってもよい。このような構造でも，当該一体の部材を円筒ケースに対してねじ込むことで，円錐部材の圧迫が行われる。そしてこれにより，一方の電極体と当該一体の部材とが導通する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば，円筒形状でありながら電解液注入時の含浸性の問題を解決した円筒電池およびその製造方法が提供されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下，本発明を具体化した最良の形態に係る円筒電池およびその製造方法について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の各形態に係る円筒電池は，正負の電極体（集電箔と合剤層との積層体であり，合剤層に活物質を含む。）を捲回して電解液を含浸させた電極捲回体を発電要素とする二次電池である。以下の説明では，正の電極体の集電箔にはアルミを主成分とする合金が用いられており，負の電極体の集電箔には銅を主成分とする合金が用いられているものとする。
【００１９】
［第１の形態］
第１の形態に係る円筒電池は，図１に示すように構成されている。図１に示す円筒電池１は，円筒ケース１０に，電極捲回体５０を収納してなるものである。円筒ケース１０は，金属製または硬質樹脂製の円筒形の部材である。円筒ケース１０の両端には，内面にねじ山が形成されているねじ区間１１，１２が設けられている。電極捲回体５０は，円柱形状の捲回芯５１に正負の電極体を捲回したものである。本形態における捲回芯５１は，合成樹脂（例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等）製の絶縁物である。その全長は電極捲回体５０の図１中左右方向の幅より狭い。
【００２０】
捲回芯５１の左右両端にはそれぞれ，導電性の端子部材２，３が取り付けられている。左側の端子部材２が正極の端子であり，右側の端子部材３が負極の端子である。端子部材２は，図２に示すように，主部２０と，外向き凸部２１と，内向き凸部２２とを有している。主部２０は，捲回芯５１と同径の円柱状の部分であり，軸芯部材としての役割を有する。外向き凸部２１および内向き凸部２２はいずれも，主部２０より小径である。外向き凸部２１は，円筒ケース１０の外部に突出して対外的な接続端子をなす部分である。内向き凸部２２は，捲回芯５１への固定のために捲回芯５１に食い込む部分である。
【００２１】
端子部材２にはさらに，トンネル状の注液経路２３が形成されている。注液経路２３の一方の開口２３ａは，外向き凸部２１の端面に開口している。もう一方の開口２３ｂは，主部２０の側面に開口している。開口２３ｂは，主部２０の側面の中でも外向き凸部２１により近い位置に開口している。端子部材２は，正の電極体の集電箔とほぼ同じ材質のものである。すなわち，アルミを主成分とする合金でできている。電食防止のためである。
【００２２】
端子部材３も，端子部材２とほぼ同様の形状のものである。端子部材３は，負の電極体の集電箔とほぼ同じ材質のものである。すなわち，銅を主成分とする合金でできている。電食防止のためである。なお，捲回芯５１の端面には，端子部材２，３の取り付けのための穴が形成されている。図１に戻って，円筒電池１では，端子部材２，３の外向き凸部２１，３１が，対外的な接続端子をなしている。
【００２３】
円筒電池１では，端子部材２，３の円周面上に，円錐部材４，５が取り付けられている。円錐部材４は，図３に示す形状のものである。すなわち円錐部材４は，切れ目４０のある環状であるとともに，円錐面状の外周面４１を有するものである。円錐部材４の内面４２は円柱面である。その内径は，端子部材２の主部２０の外径よりやや大きい程度である。円筒電池１では円錐部材４は，外周面４１の小径側が軸方向端部寄りになるように取り付けられている。
【００２４】
図３に示す円錐部材４は，円筒電池１に組み込む前の自由状態でのものである。図３中の切れ目４０の隙間が，図１中に示す隙間より大きいことに注意されたい。すなわち，図１中の円錐部材４，５は，自由状態に比して径方向に圧縮された状態にある。
【００２５】
そして，電極捲回体５０の正の電極体の端部が，端子部材２の主部２０の表面と円錐部材４の内面４２とに挟み付けられている。挟み付けられる電極体の端部は当然，活物質が塗工されていない部分である。その端部の先端の縁辺が，円錐部材４の軸方向の中ほどに位置している。また，円錐部材４は，端子部材２の開口２３ｂを塞がない位置に取り付けられている。すなわち開口２３ｂは，円錐部材４が配置される位置よりも端部寄りの位置に開口している。
【００２６】
円錐部材５も，円錐部材４と同じ形状のものである。円錐部材５も，小径側が軸方向端部寄りになるように取り付けられている。よって，円錐部材４，５の図１中での向きは逆向きである。そして，電極捲回体５０の負の電極体の端部が，端子部材３の表面と円錐部材５の内面とに挟み付けられている。こちらも当然，挟み付けられる電極体の端部は，活物質が塗工されていない部分である。その端部の先端の縁辺が，円錐部材５の軸方向の中ほどに位置している点も同じである。
【００２７】
円錐部材４，５の材質は，ある程度の硬度があれば絶縁体でも導電体でもよい。絶縁体としては，フッ素樹脂やＰＰＳなどが使用可能である。導電体としては，電食防止のため，端子部材２，３と同じ素材が好ましい。すなわち，端子部材２にはアルミを主成分とする合金が好ましく，端子部材３には銅を主成分とする合金が好ましい。
【００２８】
円筒電池１の両端は，蓋部材６，６により塞がれている。図４に示す蓋部材６は，円板状の円板部６０と，筒状の筒部６１とを有している。筒部６１は，円筒ケース１０の内部に挿入される部分であり，その外面にはねじ部６２が設けられている。ねじ部６２は，円筒ケース１０のねじ区間１１，１２と噛み合うものである。筒部６１の先端付近の内面には傾斜面６３が形成されている。傾斜面６３は，円板部６０に近い方ほど小径な円錐状の面である。傾斜面６３は，図１の円筒電池１中で円錐部材４，５の外周面４１と接触する面である。円板部６０の中央には，端子部材２，３の外向き凸部２１，３１を突出させるための孔６４が形成されている。
【００２９】
蓋部材６の材質は，金属または硬質樹脂である。ただし円錐部材４，５が導電体である場合には，蓋部材６は絶縁体とすべきである。あるいは最低限，傾斜面６３と円錐部材４，５の外周面４１との間を絶縁処理しておくべきである。絶縁処理としては例えば，少なくとも一方の面を，例えばフッ素系樹脂等の絶縁材によりコーティングしておくことが挙げられる。あるいは，絶縁性のシートを間に挟み込んでもよい。
【００３０】
図１の円筒電池１における電極捲回体５０は，捲回芯５１の両端にあらかじめ端子部材２，３を取り付けたものに対して捲回されたものである。そしてその両端には，前述のように円錐部材４，５が取り付けられている。このような電極捲回体５０が円筒ケース１０内に収納されている。そしてその両端が，蓋部材６，６により塞がれている。
【００３１】
蓋部材６，６は円筒ケース１０に対し，ねじ部６２が円筒ケース１０のねじ区間１１，１２にねじ込まれることによって取り付けられている。このねじ込みにより，蓋部材６，６は円筒ケース１０の軸方向に奥向きに進入し，これにより傾斜面６３が円錐部材４，５の外周面４１を圧迫するのである。このため，出来上がった円筒電池１では，円錐部材４，５が内向きに圧縮され，塑性変形した状態となっている。この圧縮により，電極捲回体５０の電極体と端子部材２，３とが圧着され，導通が取られている。
【００３２】
また，円筒電池１では，蓋部材６，６の孔６４と端子部材２，３の外向き凸部２１，３１との間が，パッキング部材９０，９０により封止されている。また，蓋部材６，６の円板部６０と円筒ケース１０の端部との間に，パッキング部材９１，９１が挟み込まれている。
【００３３】
続いて，円筒電池１の製造手順を説明する。円筒電池１は，次の手順で製造される。
（捲回）→（挿入）→（仮封止）→（注液）→（コンディショニング）→（本封止）
【００３４】
（捲回）
本形態における電極体の捲回は，捲回芯５１の両端にあらかじめ端子部材２，３を取り付けたものに対して行う。これにより，両電極体の未塗工端部が端子部材２，３上に位置するようにする。ここにおいて本形態では，電極体端部と端子部材２，３との溶接は行わない。後述の円錐部材４，５による締め付けにより電極体端部と端子部材２，３とを密着させるからである。このように本形態では，電極体端部と端子部材２，３との密着を，溶接に頼らずに行うようにしている。その理由は，溶接による接合は剥がれやすかったり，皺の発生による溶接不良や組み付け不良が発生しやすいという問題点があるからである。特に，捲回回数が多い場合にこの問題点が顕著である。本形態では，溶接を用いないのでこのような問題点はない。
【００３５】
捲回後に，円錐部材４，５を取り付ける。円錐部材４，５の取り付け位置は前述の通りである。すなわち，電極体の縁辺を軸方向中ほどの位置で覆うとともに，端子部材２の開口２３ｂを塞がない位置である。これにより，電極体の端部が，端子部材２，３の表面と円錐部材４，５の内面４２との間に挟み込まれる。ただしこの時点では，電極体の端部は単に挟み込まれただけであり，端子部材２，３にしっかりと密着したわけではない。
【００３６】
なお，円錐部材４，５を取り付ける前に，電極体の端部に軸方向に切れ込みを入れておいてもよい。この切れ込みにより，電極体同士を部分的に重ねることができる。こうすると，端子部材２，３の表面上における電極体の積み重ね厚の不均一を，電極体に皺ができた場合の不均一と比較して小さいものとすることができる。
【００３７】
（挿入）
上記のようにして得られた，電極捲回体５０，捲回芯５１，端子部材２，３，円錐部材４，５の組立体を，円筒ケース１０に挿入する。
【００３８】
（仮封止）
続いて，円筒電池１を仮封止状態にする。すなわち，円筒ケース１０の両端に蓋部材６，６を取り付ける。具体的には，円筒ケース１０の両端のねじ区間１１，１２に蓋部材６のねじ部６２をねじ込む。パッキング部材９１はこの時点で取り付けておく。ただしこの時点では，図１に示したように蓋部材６を完全にはねじ込まずに，図５に示す程度に留める。すなわち，傾斜面６３の先端が円錐部材４，５の外周面４１に接触して，円錐部材４，５を径方向に少し圧迫する程度である。このとき円錐部材４，５は，その内面４２で電極体の縁辺を端子部材２，３に押さえつけているので，軸方向にはほとんど移動できない。この状態が仮封止状態である。
【００３９】
なお，この仮封止状態においては，円筒電池１の両端とも図５の状態であってもよいし，一端が図５の状態で他端が図１の状態であってもよい。
【００４０】
この仮封止状態では，前述のように円錐部材４，５が径方向に少し圧縮されている。このため図５中での切れ目４０の隙間は，図３中の切れ目４０に比して少し狭くなっている。ただし，図１に示した状態におけるほど強く圧縮されているわけではない。仮封止状態での円錐部材４，５は，仮に傾斜面６３による圧迫を解除すれば元の図３の状態に戻る程度の弾性変形状態にある。そしてこの時点では，端子部材２，３の表面と円錐部材４，５の内面４２との間に挟み込まれている電極体は，互いにさほど強く密着しているわけではない。電解液の含浸や気体の脱出にはさして支障のない程度の圧接力で互いに接触している状態にある。
【００４１】
（注液）
この仮封止状態にて，注液とその後のコンディショニングとを行う。注液は，端子部材２の図２で説明した注液経路２３を利用して行う。このとき，円筒ケース１０内に注入された電解液は，電極捲回体５０の電極体間に，スムーズに滲入していく。円錐部材４，５の下での電極体同士の接触がさほど強くないからである。同様の理由により，注液により追い出される残留エアの排出もスムーズである。なお，残留エアは，両端が図５の状態である場合には，主として，注液側と反対側の端部から外部へ脱出していく。一端が図５の状態で他端が図１の状態である場合には，残留エアの排出も，注液と同じ側の端部で行われる。
【００４２】
（コンディショニング）
注液後のコンディショニングも，仮封止状態のままで行う。コンディショニングとは，注液後の円筒電池１を，外部からの電気的操作により，強制的に充電したり放電させたりすることである。円筒電池１の電気化学反応を活性化させるために行われる。このコンディショニングの際に，電極捲回体５０の中でガスが発生する。そのガスの排出も，注液時の残留エアの排出と同様にスムーズである。なお，仮封止状態では前述のように，円錐部材４，５の下での電極体と端子部材２，３との密着はさほど強いものではない。しかしコンディショニングを行うのに十分な程度には導通している。
【００４３】
（本封止）
注液とコンディショニングが終了したら，本封止を行う。すなわち，蓋部材６を図５の状態からさらにねじ込んで図１の状態にするのである。パッキング部材９０も取り付ける。図１の状態での円錐部材４，５は，図５の状態よりもさらに径方向に圧迫されている。この状態での円錐部材４，５はもはや，仮に傾斜面６３による圧迫を解除したとしても元の図３の状態には戻らない。すなわち塑性変形状態にある。それとともにこの状態では，円錐部材４，５の下で，端子部材２，３の表面と電極体とが，また電極体同士が，非常に強く密着している。これにより，端子部材２，３と電極体とが良好に導通する状態となっている。これにて，第１の形態の円筒電池１は完成である。
【００４４】
以上詳細に説明したように第１の形態の円筒電池１では，切れ目４０のある環状の円錐部材４，５で電極体の端部を端子部材２，３の円周面上に機械的に締め付けることで，電極体と端子部材２，３とを密着させている。このため，溶接による接合の場合と比較して接合の信頼性が高い。すなわち，捲回回数が多い場合でも接合が良好である。また，電極体に皺が生じることによる接合の信頼性低下も起こりにくい。
【００４５】
また，第１の形態の円筒電池１では，円錐部材４，５を弾性変形させる程度に締め付けた仮封止状態にて注液とコンディショニングを行い，その後に円錐部材４，５を塑性変形させる程度に締め込んで本封止することとしている。このため，注液時の液の含浸性や残留エアの排出性がよい。コンディショニング時に発生するガスの排出性もよい。また，特段に複雑な構造を要する訳でもないし，封止の操作も，単に増し締めするだけなので簡単である。これにより，製造しやすく，接合の信頼性も高い円筒電池１およびその製造方法が実現されている。
【００４６】
［第２の形態］
第２の形態に係る円筒電池は，前述の第１の形態の円筒電池１を変形したものである。具体的には，図１の円筒電池１における右端の負端子部分の構造を，図６に示す構造に置き換えたものである。図１中の左端の正端子部分の構造は，第１の形態のものと同じである。図６の構造は，図１の右側端部の構造と，以下の点で相違している。それ以外は同じである。
【００４７】
まず，図１における端子部材３が存在しない。代わりに図６の構造では，蓋部材６５が対外的な端子部材の役割を果たすようになっている。このため図６の構造では，円錐部材５および蓋部材６５の材質に関して，導電体であることが必須である。好ましくは，負の電極体の集電箔とほぼ同じ材質のもの，すなわち，銅を主成分とする合金が望ましい。図６中の円錐部材５の形状は，図３に示したものと同じである。蓋部材６５の形状は，図４に示したものと，孔６４がない点のみ異なり，あとは同じである。なお，左端の正極側の円錐部材４，蓋部材６（図１参照）に関しては，第１の形態で説明した通りである。
【００４８】
さらに図６の構造では，図１の構造と比較して，捲回芯５１が右に向かって少し長い。このため，円錐部材５による電極体の端部の締め付けは，捲回芯５１の表面に対して行われている。この締め付けにより，電極体と円錐部材５が強く密着し，蓋部材６５との導通が取られるのである。すなわちこの構造では，捲回芯５１が軸芯部材としての役割を果たしている。なお，この構造では，円筒ケース１０が金属製である場合には，円筒ケース１０と蓋部材６５との間のねじ部分を絶縁処理しておくべきである。
【００４９】
第２の形態の円筒電池の製造手順も，仮封止状態で注液およびコンディショニングを行い，その後に本封止を行うという点で，第１の形態と同じである。円錐部材４，５が弾性変形した状態が仮封止状態であり，本封止後の状態では円錐部材４，５が塑性変形している点も第１の形態と同じである。ただし本形態では，右端部分，すなわち図６に示した部分については，当初から蓋部材６５を完全に締め込んでおく。そして，電極捲回体５０等を，図１中の左端側から挿入する。その後に左端に取り付けた蓋部材６の締め込み具合により，仮封止状態と本封止状態とを実現することになる。本形態の製造手順では，注液時やコンディショニング時の排気は，左端の正極側にて行われる。
【００５０】
以上説明した第２の形態でも，前述の第１の形態の場合と同様に，製造しやすく，接合の信頼性も高い円筒電池およびその製造方法が実現されている。なお，本形態においては，図７に示すように，負極側に内部ばね５２を備えた構成とすることができる。内部ばね５２は，蓋部材６５の円板部の内面と捲回芯５１との間に挟持された圧縮ばねである。内部ばね５２は，捲回芯５１を図７中左向きに押し付けている。これにより，円筒電池における左端側の円錐部材４を蓋部材６の傾斜面６３に押し付けるものである。
【００５１】
［第３の形態］
第３の形態に係る円筒電池は，前述の第２の形態の円筒電池を変形したものである。本形態の円筒電池は，図８に示すように構成されている。図８に示す円筒電池７の，第２の形態との違いは，捲回芯にある。すなわち，図８中の捲回芯５３は，金属製である。
【００５２】
さらに捲回芯５３は，図１における端子部材３を兼ねている。すなわち，図８中の捲回芯５３の左端には，外向き凸部５４が一体的に設けられている。この外向き凸部５４が円筒電池７の左端から突出して，対外的な接続端子をなしている。このため捲回芯５３の材質は，アルミを主成分とする合金が好ましい。捲回芯５３にはさらに，図２で説明した注液経路２３も設けられている。
【００５３】
図８の円筒電池７の右端側の構造は，基本的に，図７に示したものとほぼ同じである。ただし本形態では，捲回芯５３の右端付近に，コーティング領域３５が設けられている。コーティング領域３５では，捲回芯５３の表面が絶縁性の塗料でコーティングされている。本形態の捲回芯５３は前述のように正極の接続端子を兼ねているので，負極側は絶縁する必要があるからである。したがって円錐部材５は，コーティング領域３５上で，電極体を押さえつけている。これにより，正極側と短絡することなく，負の電極体と円錐部材５の導通が取られている。さらに，円錐部材５と蓋部材６５とが接触することにより，蓋部材６５が対外的な負極端子として機能するようになっている。
【００５４】
また，捲回芯５３と蓋部材６５との絶縁のため，本形態での内部ばね５２は絶縁体でできている。あるいは，捲回芯５３と内部ばね５２との間もしくは内部ばね５２と蓋部材６５との間が絶縁コーティングにより絶縁されている。なお，内部ばね５２は不可欠なものではない。円錐部材４，５の変形圧力だけで必要な導通が十分にとれる場合には，内部ばね５２は不要である。
【００５５】
第３の形態の円筒電池の製造手順も，基本的に第１あるいは第２の形態と同じである。本形態における仮封止状態には，左右の蓋部材６，６５をともに途中まで締め込んだ状態とするやり方と，一方を途中まで締め込みもう一方を完全に締め込んだ状態とするやり方との２通りがあり，どちらでもよい。以上説明した第３の形態でも，前述の第１あるいは第２の形態の場合と同様に，製造しやすく，接合の信頼性も高い円筒電池およびその製造方法が実現されている。
【００５６】
［第４の形態］
第４の形態に係る円筒電池は，前述の第３の形態の円筒電池７を変形したものである。具体的には，図８の円筒電池７における左端の正端子部分の構造を，図９に示す構造に置き換えたものである。図８中の右端の負端子部分の構造は，第３の形態のものと同じである。図９の構造は，図８の左端部の構造と，以下の点で相違している。それ以外は同じである。
【００５７】
図９の構造においては，図８中の円筒ケース１０および蓋部材６に代えて，図１０に示す底付円筒ケース１７が用いられている。底付円筒ケース１７は，円筒ケース１０と蓋部材６とを一体化したものである。底付円筒ケース１２の図中左端には，底部１３が設けられている。その中央には，図４の蓋部材６の孔６４に相当する孔１４が形成されている。また，底付円筒ケース１７における底部１３付近には，図４の蓋部材６の筒部６１に相当する肉厚部１５が設けられている。肉厚部１５の端部には，図４の蓋部材６の傾斜面６３に相当する傾斜面１６が形成されている。
【００５８】
底付円筒ケース１７の材質は，絶縁性でも導電性でもよい。ただし，底付円筒ケース１７と円錐部材４とがともに導電性である場合には，それらの接触面を絶縁処理するべきである。なお，底付円筒ケース１７の右方の端部は，図８中の円筒ケース１０の右端と同様の構造である。本形態においても，内部ばね５２は不可欠なものではない。
【００５９】
第４の形態の円筒電池の製造手順も，基本的に第１ないし第３の形態と同じである。本形態における仮封止状態は，右の蓋部材６５を途中まで締め込んだ状態である。以上説明した第４の形態でも，前述の第１ないし第３の形態の場合と同様に，製造しやすく，接合の信頼性も高い円筒電池およびその製造方法が実現されている。
【００６０】
［第５の形態］
第５の形態に係る円筒電池は，第１の形態の円筒電池１を変形したものである。本形態の円筒電池の左端の正端子部分の構造を，図１１に示す。図１１の構造においては，図１の構造中の端子部材２および蓋部材６の代わりに，図１２に示す蓋端子部材６６を使用している。蓋端子部材６６は，端子部材２と蓋部材６とを一体化したものである。
【００６１】
図１２の蓋端子部材６６は，図２に示した端子部材２の，主部２０に相当する柱状部分６９と，外向き凸部２１に相当する部分６７とを有している。注液経路６８も形成されている。蓋端子部材６６はさらに，図４に示した蓋部材６の，円板部６０に相当する円板部分７０と，筒部６１に相当する筒部７１とを有している。筒部７１には，ねじ部６２に相当するねじ部７２も傾斜面６３に相当する傾斜面７３も形成されている。ただし，孔６４は形成されていない。円筒ケース１０が導電体である場合には，ねじ部分を絶縁処理しておく必要がある。
【００６２】
本形態の円筒電池の右端の負端子部分も，図１１とほぼ同様の構造である。ただし，負端子側には，外向き凸部や注液経路はない。本形態においては，第１の形態の捲回芯５１に相当するものはない。その部分は中空であり，注液後には電解液で満たされている。そして，両端の端子部分では，蓋端子部材の柱状部分６９が，捲回芯の役割を果たしている。
【００６３】
本形態の円筒電池の製造手順も，基本的に第１ないし第４の形態と同じである。本形態では，芯なし状態で電極捲回体５０を巻く。そして，蓋端子部材６６の柱状部分６９に円錐部材４を被せておいて，それらの間に電極捲回体５０の端部を差し込むのである。その電極捲回体５０における蓋端子部材６６の反対側から円筒ケース１０を差し込み，ねじ部７２に少しねじ込む。そして，負極用の蓋端子部材の柱状部分６９に円錐部材５を宛がい，これを円筒ケース１０にねじ込む。このとき，電極捲回体５０におけるもう一方の端部が負極用の蓋端子部材の柱状部分６９と円錐部材５との間に差し込まれるようにする。
【００６４】
そして，左右の蓋端子部材の少なくとも一方をもう少しねじ込めば，仮封止状態となる。本形態における仮封止状態には，左右の蓋端子部材をともに途中まで締め込んだ状態とするやり方と，一方を途中まで締め込みもう一方を完全に締め込んだ状態とするやり方との２通りがあり，どちらでもよい。本形態では，捲回芯の箇所が中空であることにより，注液時の電極捲回体５０への電解液の含浸がよりスムーズである。なお，電極捲回体５０は，仮封止のためあるいは本封止のための蓋端子部材のねじ込みに対しても，折れ曲がることはない。多数枚の金属箔を巻き重ねたものである電極捲回体５０は，かなり堅いからである。このため，円錐部材４，５の締め付けによる電極体の端部の接続は，本形態においても確実になされる。
【００６５】
以上説明した第５の形態でも，前述の第１ないし第４の形態の場合と同様に，製造しやすく，接合の信頼性も高い円筒電池およびその製造方法が実現されている。本形態における蓋端子部材の周縁は，図１３に示すパッキング部材９２によるシール構造であってもよい。
【００６６】
なお，前記各形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，図１３に示したパッキング部材９２によるシール構造は，第５の形態に限らず第１から第４の形態にも，図９の構造の場合を除き適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】第１の形態に係る円筒電池の構造を示す断面図である。
【図２】図１の円筒電池における端子部材を示す正面図である。
【図３】図１の円筒電池における円錐部材を示す正面図および側面図である。
【図４】図１の円筒電池における蓋部材を示す断面図である。
【図５】図１の円筒電池の製造過程における仮封止状態を示す部分断面図である。
【図６】第２の形態に係る円筒電池の負極端子付近の構造を示す部分断面図である。
【図７】図６に示した部分の変形例を示す部分断面図である。
【図８】第３の形態に係る円筒電池の構造を示す断面図である。
【図９】第４の形態に係る円筒電池の正極端子付近の構造を示す部分断面図である。
【図１０】図９の円筒電池における円筒ケースの要部を示す部分断面図である。
【図１１】第５の形態に係る円筒電池の正極端子付近の構造を示す部分断面図である。
【図１２】図１１の円筒電池における蓋端子部材を示す断面図である。
【図１３】第５の形態の変形例に係る円筒電池の正極端子付近の構造を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１，７      円筒電池
２，３      端子部材
４，５      円錐部材
６          蓋部材
１０        円筒ケース
１１，１２  円筒ケースのねじ区間
１５        底付円筒ケースの肉厚部（押圧部材）
１６        底付円筒ケースの傾斜面（円錐状内面）
１７        底付円筒ケース
２０        端子部材の主部（軸芯部材）
４０        円錐部材の切れ目
４１        円錐部材の外周面
５０        電極捲回体（発電要素）
５１，５３  捲回芯（軸芯部材）
６１        蓋部材の筒部（押圧部材）
６２        蓋部材のねじ部
６３        蓋部材の傾斜面（円錐状内面）
６４        蓋部材の孔
６６        蓋端子部材
６９        蓋端子部材の柱状部分（軸芯部材）
７１        蓋端子部材の筒部（押圧部材）
７２        蓋端子部材のねじ部
７３        蓋端子部材の傾斜面（円錐状内面）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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