(57)【要約】【課題】  電極及びセパレーターを保持するための多部分のハウジングを持つボタン電池、及びボタン電池を製造するための方法を提供する。【解決手段】  このボタン電池は、ハウジングと少なくとも一つの電極、特に陽極との間にインターロック接続があることを特徴とする。また、ボタン電池を製造する方法では、電極物質がハウジング半分部分（１）中に導入され、このハウジング半分部分の内側は、得られる電極とハウジング半分部分（１）との間にインターロック接続を作るような態様で少なくとも一つのアンダーカット（３）を備えた少なくとも一つの凹所（２）を持つ。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極及びセパレーターを保持するための多部分のハウジングを持つボタン電池であって、ハウジングと少なくとも一つの電極、特に陽極との間にインターロック接続があることを特徴とするボタン電池。
【請求項２】
陽極が金属陽極、特に金属リチウムまたは金属亜鉛を含む陽極であることを特徴とする請求項１に記載のボタン電池。
【請求項３】
多部分のハウジングが電池カップと電池カバー（１）を含み、陽極が好ましくはインターロック態様で電池カバー（１）に接続されることを特徴とする請求項１及び２のいずれかに記載のボタン電池。
【請求項４】
電池カバー（１）の内側が、少なくとも一つのアンダーカット（３）を備えた少なくとも一つの凹所（２）を持つことを特徴とする請求項３に記載のボタン電池。
【請求項５】
少なくとも一つの凹所（２）が電池カバー（１）の内側上の三次元圧痕の部分であることを特徴とする請求項３及び４のいずれかに記載のボタン電池。
【請求項６】
電池カバー（１）がカバー底の領域内に、少なくとも一つの凹所（２）、特に少なくとも一つの凹所（２）を持つ圧痕を持つことを特徴とする請求項３〜５のいずれか一つに記載のボタン電池。
【請求項７】
少なくとも一つの凹所（２）が少なくとも一つの細長い凹所、特に少なくとも一つの溝または刻み目であることを特徴とする請求項３〜６のいずれか一つに記載のボタン電池。
【請求項８】
少なくとも一つの凹所（２）が規則的な模様を形成することを特徴とする請求項３〜７のいずれか一つに記載のボタン電池。
【請求項９】
少なくとも一つの凹所（２）が、同心的に配置された円形溝であることを特徴とする請求項３〜８のいずれか一つに記載のボタン電池。
【請求項１０】
少なくとも一つの凹所（２）が実質的に長方形または五角形断面を持つことを特徴とする請求項３〜９のいずれか一つに記載のボタン電池。
【請求項１１】
ハウジングが、金属から、特にニッケルメッキされた深絞り金属板からなることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載のボタン電池。
【請求項１２】
少なくとも一つの凹所（２）の深さがハウジングの厚さの５％〜５０％に達する（特にカップ底の領域内のハウジングの厚さに対して）ことを特徴とする請求項３〜１１のいずれか一つに記載のボタン電池。
【請求項１３】
ボタン電池、特に請求項１〜１２のいずれか一つに記載のボタン電池を製造するための方法であって、ハウジング半分部分（１）が準備され、その内側が、少なくとも一つのアンダーカット（３）を備えた少なくとも一つの凹所（２）を持ち、電極物質が、得られる電極と半分部分（１）の間にインターロック接続を作るような態様で半分部分（１）中に導入されることを特徴とする方法。
【請求項１４】
電極物質がカバー中に押圧されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ハウジング半分部分（１）を準備するために、少なくとも一つの第一凹所が、機械加工されていないハウジング半分部分中に第一押し込みパンチ（７）を用いて押し込まれ、かつさらなる工程で、製造された少なくとも一つの第一凹所が少なくとも一つのアンダーカット（３）を与えられること、及び少なくとも一つの第一凹所の断面が特にその上縁の領域内で収縮されるような態様で第二押し込みパンチが少なくとも一つの第二凹所（４）をハウジング半分部分中に押し込むように使用されることを特徴とする方法、特に請求項１３及び１４のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極とセパレーターを保持するための多部分のハウジングを持つボタン電池、及びかかるボタン電池の製造のために適した方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウム、インジウムまたは対応する合金のような金属から作られた電極を持つボタン電池は極めて多種の実施態様で知られている。かかるボタン電池ではリチウム−アルミニウム合金またはリチウム−インジウム合金が陰極活性電極物質として使用されることが特に好ましい。例えばＬｉＭＯｘのようなリチウム−層間物質（ここでＭは、例えばＡｌ，Ｔｉ，Ｍｇ，ＺｎまたはＣｒ、黒鉛またはリチウム鉄リン酸塩でおそらくドープされたＣｏ，ＮｉまたはＭｎである）は正極活性電極物質として適している。
【０００３】
かかるボタン電池を製造するために、一般的に、負極物質が対応する負極ハウジング半分部分中に導入され、一方、正極物質が関連する正極ハウジング半分部分中に導入されるのは事実である。好適な電解質が計量導入されるか、さらに、もし適切なら、セパレーターが取り付けられた後、二つのハウジング半分部分はシールの挿入により組み立てられることができる。電池は次いで特にクリンプすることにより閉じられることができる。
【０００４】
しかし、かかるボタン電池の場合に頻繁に発生する問題は、電極、特に金属負極の、ハウジングへの接続である。金属電極は通常、述べられた負極ハウジング半分部分中に直接刻印され、すなわち加圧下に押圧されるが、これのみではなおハウジングへの良好な電気接続を保証しない。代わりに、追加の方策として、出力伝導メッシュが、電極が刻印される前に負極ハウジング半分部分中に溶接されることが多い。あるいは、負極物質はまた、まずかかるメッシュに付与されることができ（例えば電着を介して）、次いでこのメッシュと一緒にハウジング半分部分中に導入されることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、冒頭に述べたタイプのボタン電池を提供する目的に基づいており、その場合、負極は従来技術からの同等のボタン電池の場合において知られたものより効果的にハウジングに接続され、従って、述べられた追加の出力伝導メッシュのような技術的補助手段を不要にすることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、請求項１の特徴を持つボタン電池により及び請求項１３の特徴を持つ方法により達成される。本発明によるボタン電池の好適な実施態様は従属請求項２〜１２に規定されている。本発明による方法の好適な実施態様は従属請求項１４及び１５に見出されることができる。全ての請求項の記述は、これにより参考としてこの明細書の内容に組み込まれる。
【０００７】
冒頭に述べられたボタン電池のように、本発明によるボタン電池はまた、電極とセパレーターを保持するための役目をする多部分のハウジングを持つ。しかし、通常のボタン電池に比べて、本発明によるボタン電池は、ハウジングと少なくとも一つの電極の間にインターロック接続（ｉｎｔｅｒｌｏｃｋｉｎｇ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）があるという事実により特徴付けられる。それゆえ、この少なくとも一つの電極とハウジングの間の接続は少なくとも一つの電極とハウジングのインターロックにより少なくとも部分的に確保される。従って、少なくとも一つの電極とハウジングの間にこれらの二つの接続相手の一つの破壊または少なくとも変形なしには解放されることができない機械的接続がある。
【０００８】
本発明によるボタン電池の好適な実施態様では、少なくとも一つの電極は本発明によるボタン電池の陽極である。それゆえ、本発明によるボタン電池のハウジングと陽極の間にインターロック接続があることが好ましい。
【０００９】
陽極は、特に金属陽極、特に上に既に述べたような金属陽極である。金属リチウムまたは金属インジウムを含む電極またはこれらの物質からなる電極が使用されることが特に好ましいが、例えば亜鉛陽極もまた原則として適している。従って、本発明によるボタン電池は例えば亜鉛−空気電池またはリチウム電池であることができる。
【００１０】
本発明によるボタン電池の多部分のハウジングは好ましくは二つのハウジング半分部分、特に電池カップと電池カバーを含み、少なくとも一つの電極、特に陽極がインターロック態様で電池カバーに接続されることが好ましい。それゆえ、電池カバーは既に上に述べたように負極ハウジング半分部分であることが好ましい。
【００１１】
冒頭で述べられた負極ハウジング半分部分のためのメッシュは本発明によるボタン電池の場合に不必要なものである。従って、好適な実施態様では、本発明によるボタン電池は追加の出力伝導メッシュなしに負極ハウジング半分部分内に負極を持つ。この負極は、述べたインターロック接続を介してハウジングに直接接続される。
【００１２】
特に好適な実施態様では、本発明によるボタン電池はハウジング半分部分、特に電池カバーを持ち、その内側がアンダーカットを備えた少なくとも一つの凹所を持つという事実により特徴付けられる。本発明によるボタン電池の場合、この凹所は、少なくとも部分的に電極物質で、好ましくは陽極物質で、特に少なくとも一つの電極、特に本発明によるボタン電池の陽極が少なくとも一つのアンダーカットの後ろに係合するような態様で、満たされることが好ましい。それゆえ、少なくとも一つの電極とハウジングとの間の述べられたインターロック接続が実現されることができる。
【００１３】
この少なくとも一つの凹所はハウジング半分部分または電池カバーの内側上の三次元圧痕の一部であることが好ましい。それゆえ、本発明によるボタン電池の場合では、少なくとも一つの凹所は成形工程、特に押し付け工程により形成されることが好ましい。
【００１４】
少なくとも一つの凹所、特に少なくとも一つの凹所を持つ圧痕が、ハウジング半分部分の底の領域内に、特に本発明によるボタン電池の電池カバーの底の領域内に設けられることが特に好ましい。本発明によるボタン電池のために適している電池カバーは一般的に常にかかるカバー底を持ち、それは実質的に平面状の形を持ち、かつ操作時に負荷により電流が引き出されるボタン電池の極を形成する。周囲ケーシング領域及び／または周囲縁領域は一般的に、この、好ましくは平面状の底領域に隣接する。縁領域は通常、切断縁を含み、それはもし適切なら外向きまたは内向きに曲げられることができる。
【００１５】
本発明によるボタン電池の第二ハウジング半分部分、電池カップはまた、類似した構造を持つことが好ましい。
【００１６】
電池カップと電池カバーがシールを介して接続されるのは一般的な事実である。例として、これは、射出成形部品またはフィルムシールを含むことができる。好適なシールは当業者に知られている。
【００１７】
原則として、上述の少なくとも一つの凹所はいずれの希望の幾何学的形状を持つことができる。点のような凹所並びに細長い凹所が適している。後者は本発明によるボタン電池のために好ましいが、この少なくとも一つの凹所は特に溝または刻み目の態様の少なくとも一つの細長い凹所である。
【００１８】
原則として、ハウジング半分部分の内側上の少なくとも一つの凹所の配置は任意である。しかし、少なくとも一つの凹所が規則的な模様を形成することが好ましい。従って、少なくとも一つの凹所が同心的に配置された円形溝であることが特に好ましい。
【００１９】
原則として、少なくとも一つの凹所の断面もまた、極めて多種の幾何学的形状を持つことができる。しかし、少なくとも一つの凹所が実質的に（アンダーカットは別として）長方形または五角形断面を持つことが特に好ましい。この点に関するさらなる詳細は以下に与えられるであろう。
【００２０】
少なくとも一つのアンダーカットは、少なくとも一つの凹所の上縁に沿って延びる突起またはビードにより形成されることが好ましい。この突起またはこのビードの領域内で、少なくとも一つの凹所の断面は、凹所の少なくとも一つのより深く位置する領域に比べて圧縮される。
【００２１】
本発明によるボタン電池のハウジングは、一種以上の金属からなることが好ましい。例えば、ニッケルメッキされた深絞り金属板またはトリメタルがハウジング物質として特に好ましく使用されることができる。好適な物質は原則として当業者には既知である。
【００２２】
少なくとも一つの凹所の深さは本発明によるボタン電池のハウジングの厚さの５％〜５０％に達することが好ましく、そこではカップ底の領域内のハウジングの最大厚は特に変動可能な参照としての役目をする。特に好ましくは、少なくとも一つの凹所の深さはこの領域のハウジングの厚さの５％〜２５％に達する。
【００２３】
既に上述したように、本発明はまた、本発明による既述のボタン電池が製造されることができる方法に関する。
【００２４】
本発明による方法では、ハウジング半分部分、特にハウジングカバーが提供され、その内側は少なくとも一つのアンダーカットを備えた少なくとも一つの凹所を持つ。かかるハウジング半分部分は既に上述されており、それにより対応する説明を参照されたい。
【００２５】
特に、本発明による方法は、電極物質、特に陽極物質が、得られる電極とハウジングカバーの間にインターロック接続を作るような態様でかかるハウジング半分部分中に導入されるという事実により特徴付けられる。
【００２６】
これは、加圧下の電極物質をハウジング半分部分、特にカバー中に導入、特に押圧することにより達成されることが好ましい。ここで、圧力は、電極物質がアンダーカットの後ろと係合し、従って希望のインターロック接続が確立されるように、電極物質が少なくとも一つの凹所をアンダーカットの後ろまで満たすように十分高くなければならない。このために要求される圧力は、それぞれの電極物質の性質、特に硬さ及び変形性に依存する。従って、インターロック接続は、非常に低い圧力であっても比較的柔らかいリチウム−インジウム合金により達成されることができる。
【００２７】
あるいは、電極物質は、例えば電解質からの蒸着によりハウジング半分部分中に導入されることができる。
【００２８】
電極が導入された後、ハウジング半分部分は、対応する第二の半分部分と組み合わされることができ、これらは、ボタン電池を形成するために組み立てられることができる。冒頭に述べたように、ボタン電池は、例えば二つのハウジング部分をクリンプすることにより閉じられることができ、例えばセパレーターまたは好適な電解質のようなボタン電池のさらなる要素もまた、もちろんもし適切なら、ボタン電池が閉じられる前に導入される。
【００２９】
本発明による方法で組み込まれることが好ましいハウジング半分部分は、特に押し込み工程を介して製造される。かかる押し込み工程は、ボタン電池を製造するための本発明による方法の下位工程であることができるが、それとは独立して本発明の主題でもある。好適なハウジング半分部分を製造するために、少なくとも一つの第一凹所は、機械加工されていないハウジング半分部分中に第一押し込みパンチを用いて押し込まれることが特に好ましい。この少なくとも一つの第一凹所は、用いられる押し込みパンチに依存して、例えば長方形または五角形断面を持つことができる。さらなる工程では、少なくとも一つのアンダーカットは次いで第二押し込みパンチを用いて製造される。この目的のため、第二押し込みパンチは、少なくとも一つのさらなる凹所をハウジング半分部分中に押し込むために、厳密に言えば、押し込み時に、少なくとも一つの第一凹所の断面が特に凹所の上縁の領域で収縮されるような態様で、使用されることが好ましい。言い換えれば、少なくとも一つのさらなる凹所は、第一凹所の一つの縁または複数の縁が内向きに押圧されるように少なくとも一つの第一凹所に接近して押し込まれる。
【００３０】
この少なくとも一つのさらなる凹所は、使用される押し込みパンチに依存して、例えばくさび形状断面を持つことができるが、少なくとも一つのさらなる凹所の断面の幾何学的形状は原則として無関係である。少なくとも一つのさらなる凹所は、単に少なくとも一つのアンダーカットを少なくとも一つの第一凹所に提供する役目をするだけである。
【００３１】
この手順及び既に述べた本発明の利点及び本発明のさらなる利点はまた、従属請求項に関しての図面の以下の説明から明らかである。ここで、本発明の個々の特徴はそれら自身でまたは互いに組み合わせて実施されることができる。述べられた実施態様は、単に本発明の説明のため及びより良い理解のための役目をし、決して限定する効果を持つものとして理解されるべきでない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、本発明によるボタン電池の好適な実施態様の電池カバーの断面を示す。
【図２Ａ−２Ｂ】図２Ａ−２Ｂは、図１に示された電池カバーを製造することができる第一及び第二押し込みパンチの断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１は、本発明によるボタン電池の好適な実施態様の電池カバーの断面を、第一にその全体（Ａ）で及び第二に拡大された部分（Ｂ及びＣ）で示す。部分Ｃはここでは部分Ｂ内の丸く囲まれた部分に相当し、部分Ｂはまた全体図Ａ内の丸く囲まれた部分に相当する。
【００３４】
全体図Ａは、外向きに曲げられた切断縁６を持つ周縁５及び実質的に円形かつ平面状の底領域を持つ、電池カバー１の全体断面を示す。底領域の内側は規則的に連続した凹所２及び４を持つ。第一例では、凹所２は実質的に長方形断面を持ち、凹所４は実質的にくさび形状断面を持つ。くさび形状凹所４は二つのそれぞれ隣接凹所２間に配置される。
【００３５】
図Ｂ及びＣでは、少なくとも一つのアンダーカット３を持つ凹所２が拡大尺度で示されている。凹所２の底は完全な平面形状を持たないが、代わりに凹所２の中心に向けてわずかに傾斜することが拡大図で明らかである。従って、第一例では実質的に長方形である凹所２の断面はまた、実質的に五角形として述べられることができる。アンダーカット３はまた、容易に見ることができ、かつわずかに内向きに押圧されている凹所２の縁により形成され、それはくさび形状凹所４の結果である。凹所２の縁は、凹所２の断面をその上縁で収縮する突起を形成する。もし、例えば、金属電極が加圧下に電池カバー底の内側に対して押圧されるなら、電極物質は凹所２中に浸透することができ、その結果、電極はアンダーカット３の後ろに係合しかつインターロック態様で電池カバー１に直接接続される。
【００３６】
上述の好適な実施態様によると、凹所２は電池カバーの内側に規則的な模様を形成し、すなわち、それらは互いに同心的に配置された円の形で配置され、くさび形状断面を持つ円形凹所４は、アンダーカットを持つ二つのそれぞれの凹所２間に配置されている。従って、凹所２と凹所４の両者は溝形の細長い凹所である。
【００３７】
図２は、第一及び第二押し込みパンチ７と８の断面を示し、それにより図１に示されたようなボタン電池カバーを製造することができる。二つのパンチのそれぞれは主本体を持ち、押し込みパンチ８の場合には、パンチ８は凹所４の断面に実質的に相当する断面を持つくさび形状隆起９を持ち、一方、押し込みパンチ７は実質的に五角形の隆起１０を持つ。隆起９及び１０はまた、それぞれ拡大尺度で示されている。
【００３８】
第一工程では、押し込みパンチ７が、実質的に五角形または長方形の断面を持つ凹所を電池カバー中に押し込むために使用されることができる。次いで、押し込みパンチ８が、くさび形状断面を持つ凹所４を電池カバー中に導入するために使用されることができ、くさび形状断面を持つ凹所が五角形または長方形断面を持つ二つのそれぞれの凹所間に押し込まれるような態様で押し込みパンチ８上のくさび形状隆起９の寸法及び半径が第一工程で押し込まれた凹所の寸法及び半径（または押し込みパンチ７上の隆起１０の寸法及び半径）に適合される。押し込みパンチ８を使用する押し込み工程時に、第一工程で押し込まれた五角形断面を持つ凹所の縁はわずかに内向きに押圧され、その場合にアンダーカット３が作られ、従って凹所２の断面が最終的に決定される。
【図１】
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【図２Ａ−２Ｂ】
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【国際調査報告】
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