(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の電池缶を外装材とした密閉型電池において、電池缶内に収納された電池要素に接合したタブは、電池缶の開口部を封口する金属板に一体に形成した筒状部内面の絶縁性部材内部を貫通し、該筒状部はかしめて封口されたことを特徴とする密閉型電池。
【請求項２】
金属製の電池缶を外装材とした密閉型電池の製造方法において、電池缶内に電池要素を収納した後に、電池ヘッダの金属板に一体に形成した筒状部に電池要素に接合したタブを貫通した状態で電池缶の開口部に電池ヘッダを装着し、電池ヘッダと電池缶の会合部をレーザ溶接によって封口した後に、筒状部内面に絶縁性部材を配置してかしめて封口することを特徴とする密閉型電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属缶を外装材とした密閉型電池に関するものであり、特に電池缶とは異なる極性の電極接続端子に特徴を有する密閉型電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯型機器用の電源として用いられているリチウムイオン電池等は、電池缶、合成樹脂フイルム等の可撓性部材を外装材としている。電池缶を用いた電池は、外部からの衝撃にも強く、封口特性が良好であるので広く用いられている。
電池缶を用いた電池では、電池缶を一方の極性の電極端子とし、他方の電極端子は外装材に絶縁性部材を介して形成されており、電池缶の開口部に装着する電池ヘッダに形成されている。この様な構造の電池缶内に電池要素を収納した後に、電池要素に接合したタブを電池ヘッダの電極端子に抵抗溶接、レーザ溶接によって導電接続した後に、電池缶の開口部に装着し、電池缶の壁面と電池ヘッダとの会合部をレーザ溶接等によって封口されている。
【０００３】
図８に、密閉型電池の電極端子の一例を示す。図８（Ａ）は、角型の密閉型電池を示す斜視図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）においてＡ−Ａ’線の断面図である。
密閉型電池１の電池缶２の上部開口部には、電池ヘッダ３が取り付けられており、電池缶内に設けた電池要素４の一方の電極に接合したタブ５が、電極端子６の電極導出ピン１４に接合されている。電極導出ピン１４は、電池ヘッダ３の金属板１５に設けた貫通孔に装着した外部絶縁板１６および内部絶縁板１７によって電池ヘッダの金属板から絶縁されており、外部絶縁板の上面には、外部回路接続用リード線を接合する電極引出板１８が設けられている。
【０００４】
電池ヘッダは、金属板に設けた貫通孔に、外部絶縁板、内部絶縁板、電極引出板を装着した後に内部絶縁板側から電極引出ピンを貫通させて電極引出ピンをかしめることによって製造されている。
こうした電池においては、電池要素に接合したタブを電極端子の電極導出ピンにレーザ溶接、抵抗溶接等の方法によって接合しているので、電極導出ピンから電極端子を構成する絶縁性部材に熱的な影響が及び、電極端子が封口不良となり、電解液の漏液等の問題が生じるものがあった。
また、厚みが小さな電池では、電池ヘッドを電池缶の開口部にレーザ溶接によって接合した際の熱によって絶縁性部材が劣化して経時的に封口不良が生じることもあった。
【０００５】
また、特開２００１−９３４８５号公報においては、電極端子として封口体には主面から外側に筒状に突出した突出部を形成して熱による影響を小さくした密閉型電池が提案されているが、電池ヘッダに電極端子を形成するものであり、電極端子に対してタブおよび外部接続用リード線を接合する必要があり、しかも電極端子の形成後に電池缶との間をレーザ溶接によって封口するものであって、熱的な影響を避けるという点では不充分なものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、電池ヘッダに電極端子を有しておらず、したがって電池ヘッダに設けた電極端子に対して電離要素に接合したタブの溶接が必要がない密閉型電池を提供することを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は、金属製の電池缶を外装材とした密閉型電池において、電池缶内に収納された電池要素に接合したタブは、電池缶の開口部を封口する金属板に一体に形成した筒状部内面の絶縁性部材内部を貫通し、筒状部はかしめて封口された密閉型電池によって解決することができる。
筒状部が外部壁面から外側へ突出した前記の密閉型電池である。
筒状部が外部壁面に設けた凹部に外側へ向けて突出した前記の密閉型電池である。
筒状部が壁面から電池の内側へ突出した前記の密閉型電池である。
筒状部が電池缶の開口部に装着された電池ヘッダに形成された前記の密閉型電池である。
【０００８】
金属製の電池缶を外装材とした密閉型電池の製造方法において、電池缶内に電池要素を収納した後に、電池ヘッダの金属板に一体に形成した筒状部に電池要素に接合したタブを貫通した状態で電池缶の開口部に電池ヘッダを装着し、電池ヘッダと電池缶の会合部をレーザ溶接によって封口した後に、筒状部内面に絶縁性部材を配置してかしめて封口する密閉型電池の製造方法である。
また、金属製の電池缶を外装材とした密閉型電池の製造方法において、電池ヘッダの金属板と一体に形成した筒状部に電池要素に接合したタブに絶縁性部材を装着してタブを貫通した状態で電池缶内に電池要素を収納し、電池缶の開口部に電池ヘッダを装着し、電池ヘッダと電池缶の会合部をレーザ溶接によって封口した後に、タブに装着した絶縁性部材を筒状部の内部に位置させた状態でかしめる密閉型電池の製造方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、金属缶を外装材とした密閉型電池において、電池要素に接合した外装材とは極性が異なるタブの取り出しのために設けた電極端子における封口部の劣化が、電極端子へのタブの溶接の際の熱、電池缶の開口部に装着した電池ヘッダと電池缶との封口の際の熱、あるいは複数の部品から形成された電極端子部の組立時にわずかに生じた構成部品のずれ等の問題に起因し、不具合が発生する要因を取り除くことにより密閉型電池の封口特性を改良したものである。
そして、電池缶の外面には電極端子を設けず、電池要素に設けたタブを電池缶の壁面を越えて取り出し、タブが電池缶の壁面を越える部分を封口することによって実現可能であることを見いだしたものである。
【００１０】
以下に図面を参照して本発明を説明する。
図１は、本発明の密閉型電池の一実施例を説明する図であり、上部の断面図である。
密閉型電池１の電池缶２の上部開口部には、電池ヘッダ３が接合されており、電池要素４の一方の電極に接合したタブ５が、電池ヘッダ３の金属板と一体に形成された筒状部６を貫通している。また、筒状部６には内面に絶縁性部材７が装着され、筒状部６は外面からかしめられてタブと筒状部の間が封口されている。
このようにタブを電池ヘッダ部分を貫通させることによって電極端子を設けてタブを接合することなく導電接続を形成することができ、電極端子部におけるタブの溶接が不要となる。
【００１１】
図２は、図１に示した電池の製造方法の一例を説明する図である。
図２（Ａ）に示すように、電池要素４の一方のタブ５を、装着する電池ヘッダに合致した形状に加工する。タブは電池の厚み方向に対して平行、垂直のいずれの方向でも良いが、一般には電池の近傍にＰＴＣ素子等の安全装置が装着されるので、電池の厚み方向に平行な方向に取り出すことによって電池の側面に配置したＰＴＣ素子等と容易に接続することができる。
【００１２】
次いで、図２（Ｂ）に示すように、電池缶２内にタブ５を加工した電池要素４を収納し、電池ヘッダ３に一体に形成した筒状部６にタブ５を貫通させて、電池缶の開口部に電池ヘッダ３を装着した後に、電池缶と電池ヘッダの会合部をレーザ８によって溶接する。
【００１３】
次いで、図２（Ｃ）に示すように、筒状部６にタブ５の貫通孔９を設けた絶縁性部材７を挿入する。
図２（Ｄ）に示すように、筒状部６をかしめ治具１０によってかしめることによって密閉型電池を封口することができる。
【００１４】
図３は、本発明の密閉型電池の他の例を説明する図であり、上部の断面図である。
密閉型電池１の電池缶２の上部開口部には、電池ヘッダ３が接合されており、電池要素４の一方の電極に接合したタブ５が、電池ヘッダ３の金属板と一体に形成された筒状部６を貫通している。また、筒状部６には内側から絶縁性部材７が装着されて筒状部６は外面からかしめられてタブの貫通部が封口されている。
【００１５】
図４は、図３に示した電池の製造方法の一例を説明する図である。
図４（Ａ）に示すように、電池要素４の一方のタブ５を、電池ヘッダに合致した形状に加工し、タブ５に絶縁性部材７を装着する。
次いで、図４（Ｂ）に示すように、電池ヘッダ３に一体に形成した筒状部６にタブ５を貫通させて、電池缶の開口部に電池ヘッダ３を装着した後に、電池缶と電池ヘッダの会合部をレーザ８によって溶接する。
次いで、図４（Ｃ）に示すように、筒状部６をかしめ治具１０によってかしめることによって密閉型電池を封口することができる。
【００１６】
図５は、本発明の他の実施例を説明する図であり、電池の上部断面図を説明する図である。
図１ないし、図４に示した例では、電池ヘッダに設けた筒状部６が電池ヘッダ３の外面に向かって突出したものであるが、図５に示す例では、筒状部６が電池ヘッダ３の内側へ突出したものである。この電池では、外部への突起量が小さな電池とすることができる。
【００１７】
図６は、図５に示した電池の製造方法を説明する図である。
図６（Ａ）に示すように、電池要素４に接合した一方のタブ４に絶縁性部材７を装着し、次いで、内側に筒状部６を設けた電池ヘッダ３の筒状部６にタブ５を貫通させて、絶縁性部材７によって筒状部６の内面とタブ５との絶縁性を確保した後に筒状部６を外部からかしめて筒状部を封口する。
次いで、電池缶２内に電池要素３を収納し、電池ヘッダと電池缶との会合部をレーザ溶接によって封口する。
【００１８】
図７は、本発明の密閉型電池の電池ヘッダを説明する図である。
図７（Ａ）は、電池ヘッダの外面に向けて筒状部６が形成されたものであり、電池内部の圧力が異常に高まった場合に圧力を開放する薄肉部からなる圧力開放弁１１を有しており、また電池缶内に電解液を注液し、注液の後に封口する電解液注液口１２を有している。
図７（Ｂ）は、電池ヘッダ３面に凹部１３を有し、凹部１３に筒状部６が形成されている。このため、筒状部の電池ヘッダ３の外部への突出量を小さくすることが可能となる。
また、図７（Ｃ）は、電池ヘッダ３から電池内部へ向かって筒状部６が突出したものであり、電池ヘッダ３からの突出量を小さくすることができる。
これらの電池ヘッダに設ける筒状部は、電池ヘッダを作製する工程によって、プレス成形等の方法によって形成することができる。
【００１９】
本発明の密閉型電池は、電池缶を用いたものであれば、電池缶および電池ヘッダの材質としてアルミニウムまたはその合金を用いたもの、ニッケルめっき鋼、ステンレス等を用いたもののいずれのものにも適用することができる。
【００２０】
筒状部において筒状部の内面とタブとの間を絶縁するとともに、気密性を保持する絶縁性材料としては、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）等の熱可塑性フッ素樹脂等を挙げることができる。
【００２１】
【実施例】
以下に実施例を示し、本発明を説明する。
【００２２】
実施例１
長辺２９ｍｍ、短辺５ｍｍの電池ヘッダに内部の大きさが３．５ｍｍ×０．５ｍｍ、高さ１ｍｍの筒状部を電池外面方向に向けて形成した。
電池要素のタブを電池ヘッダに設けた筒状部の形状に合致するように加工して筒状部に貫通させた後に、電池ヘッダを電池缶に装着し、電池缶と電池ヘッダの会合部をレーザ溶接した。
次いで、筒状部の内面とタブとを絶縁する熱可塑性フッ素樹脂製の絶縁性部材を挿入した後に、かしめ治具によって筒状部をかしめて筒状部を封口したのちに、電解液注液口から電解液を注液した後に注液口を封口した。
得られた電池はすべて気密性が良好であり、６０℃、９５％ＲＨにおいて１０００時間放置して気密性の加速試験を行った後も電解液が漏れたものはなかった。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の密閉型電池は、電池缶の開口部に装着した電池ヘッダに一体に筒状部を形成し、筒状部を電池要素に接合したタブを貫通させ、筒状部の内面とタブとの間に絶縁性部材を装着して筒状部をかしめたので、電池ヘッダに電極端子を設けてタブ、および外部回路接続リードを溶接によって接合する必要がないので、電極端子に設けた絶縁性部材の溶接の熱による劣化を防止することが可能となり、密閉型電池の封口特性を良好なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の密閉型電池の一実施例を説明する図である。
【図２】図２は、図１に示した電池の製造方法の一例を説明する図である。
【図３】図３は、本発明の密閉型電池の他の例を説明する図である。
【図４】図４は、図３に示した電池の製造方法の一例を説明する図である。
【図５】図５は、本発明の他の実施例を説明する図である。
【図６】図６は、図５に示した電池の製造方法を説明する図である。
【図７】図７は、本発明の密閉型電池の電池ヘッダを説明する図である。
【図８】図８は、密閉型電池の電極端子の一例を説明する図である。
【符号の説明】
１…密閉型電池、２…電池缶、３…電池ヘッダ、４…電池要素、５…タブ、６…筒状部、７…絶縁性部材、８…レーザ、９…貫通孔、１０…かしめ治具、１１…圧力開放弁、１２…電解液注液口、１３…凹部、１４…電極導出ピン、１５…金属板、１６…外部絶縁板、１７…内部絶縁板、１８…電極引出板
【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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