説明

コイン形電池

【課題】アルミニウム板を含むクラッド材で負極缶を形成してなるコイン形電池において、封口部に係るアルミニウム板が空気と接触して、それが酸化・変質されることに起因する耐圧強度の低下問題を解消する。
【解決手段】負極缶6の外周側壁15の下端を、アルミニウム板27がガスケット3の筒壁部22の内周面と非接触となるような、缶内方向に向かう折り返し姿勢とする。これにて、封口部に係るアルミニウム板27が、かしめ加工時に封口部に残留した空気や、その後に封口部の隙間から侵入した空気と接触して、酸化・変質されることに起因する負極缶6の外周側壁15の構造強度の低下を効果的に防ぐことができるので、電池缶1の耐圧強度を良好に確保して、耐漏液性に優れたコイン形電池を得ることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発電要素を収容する電池缶が、円形の底面壁の外周から外周筒壁を上向きに曲げた金属製の正極缶と、円形の上面壁の外周から外周側壁を下向きに曲げた金属製の負極缶とを含み、正極缶の外周筒壁の開口上端部分が、負極缶の外周側壁に装着されたガスケットを介して内向きにかしめ加工されたコイン形電池に関する。
【背景技術】
【0002】
この種のコイン形電池の従来例に、図4に示すものがある。そこでの負極缶6は浅い丸皿状に形成されており、円形の上面壁13と、上面壁13の周縁に形成された外周側壁15とを備える。外周側壁15は、上面壁の外周から斜め下方向に張り出す拡径部16と、拡径部16に連続して垂直方向に伸びるストレート部17と、該ストレート部17の下端から缶外側に上向きに折り返されたシール部40とを備える。正極缶5は、負極缶6よりも一回り大きな外径寸法を有する丸皿状に形成されており、円形の底面壁11と、底面壁11の周縁に形成された外周筒壁12とを備える。そして、負極缶6の外周側壁15に装着されたガスケット3を介して、正極缶5の外周筒壁12の開口上端部分12aを内向きにかしめ固定することにより、図4に示すようなコイン形電池を形成している。これら正負極缶5・6で構成される電池缶1の内部には、正負極材7・9、セパレータ10などからなる発電要素2が組み込まれる。同様の缶構造は、例えば特許文献1ないし4にも見受けられる。
【0003】
【特許文献1】特開2003−242941号公報(図2)
【特許文献2】特開2003−045381号公報(図1)
【特許文献3】特開2002−184416号公報(図1、図3)
【特許文献4】特開平09−283102号公報(図1)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明者は、二酸化マンガンリチウム電池(ML電池)と称される二次電池の開発にたずさわっており、そこでの正極材7は、二酸化マンガンを円盤状に成形してなるものとし、負材極9としてはリチウム金属を用いている。負極缶2は、ステンレス鋼26とアルミニウム板27とからなるクラッド材30を素材とするプレス成形品であり、アルミニウム板27が内面となるように形成されている。なお、符号29は、ステンレス鋼26の表面にメッキ処理により形成されたニッケル層である。
【0005】
かかる形態のコイン形ML電池においては、図4に示すごとく、シール部40がストレート部17の下端から缶外方向に向かう上向きに折り返されているため、当該シール部40のアルミニウム板27がガスケット3の筒壁部22の内周面に接するものとなっている。このため、かしめ加工時に封口部に残留した空気や、その後に封口部の隙間から侵入した空気がアルミニウム板27に接触し、当該アルミニウム板27が酸化・変質されて負極缶6の外周側壁15全体の構造強度が低下しやすい。かかる構造強度の低下は、電池缶の耐圧強度の低下を招き、その結果液漏れを引き起こす。
【0006】
本発明の目的は、アルミニウム板を含むクラッド材で負極缶を形成してなるコイン形電池において、封口部に係るアルミニウム板が空気と接触して、それが酸化・変質されることに起因する電池缶の耐圧強度の低下問題を解消し、優れた耐漏液性を備えたコイン形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】
本発明は、図1に示すごとく、発電要素2を収容する電池缶1が、円形の底面壁11の外周から外周筒壁12を上向きに曲げた金属製の正極缶5と、円形の上面壁13の外周から外周側壁15を下向きに曲げた金属製の負極缶6とを含み、正極缶5の外周筒壁12の開口上端部分12aが、負極缶6の外周側壁15に装着されたガスケット3を介して内向きにかしめ加工されたコイン形電池を対象とする。負極缶6は、アルミニウム板27を含むクラッド板30を素材として、該アルミニウム板27が内面側にくるようにプレス加工を施してなるものである。ガスケット3は、リング状のベース部21と、該ベース部21の外縁部から上向きに張り出し形成されて、外周筒壁12と外周側壁15の間に挟持される筒壁部22とを備えるものである。そして、負極缶6の外周側壁15の下端が、前記のアルミニウム板27がガスケット3の筒壁部22の内周面と非接触となるような、缶内方向に向かう折り返し姿勢とされていることを特徴とする。アルミニウム板27とともにクラッド材30を構成する金属板としては、例えばステンレス鋼を挙げることができる。本発明に言う「アルミニウム板」とは、アルミニウム合金板をも含む概念である。
【0008】
具体的には、負極缶6の外周側壁15は、上面壁13の外周から斜め下方向に張り出す拡径部16と、該拡径部16に連続して垂直方向に伸びるストレート部17とを含む。ストレート部17は、拡径部16に連続する外筒部18と、該外筒部18の下端を缶内方向に向かう上向きに折り返した内筒部19とからなる。そして、当該ストレート部17が、内外の筒部18・19の互いのアルミニウム板27どうしを密着させた二重壁構造とすることができる。
【発明の効果】
【0009】
本発明に係るコイン形電池においては、負極缶6の外周側壁15の下端を、アルミニウム板27がガスケット3の筒壁部22の内周面と非接触となるような、缶内方向に向かう折り返し姿勢としたので、封口部に係るアルミニウム板27が、かしめ加工時に封口部に残留した空気や、その後に封口部の隙間から侵入した空気と接触して、酸化・変質されることを良く防ぐことができる。つまり、シール部40をストレート部17の下端から缶外方向に向かう上向きに折り返していた従来形態のコイン形電池に比べて、アルミニウム板27等と封口部との間の距離を大きく採ることができるので、空気との接触によりアルミニウム板27が酸化・変質されることをよく防ぐことができる。これにて、負極缶6の外周側壁15全体の構造強度の低下を効果的に防いで、電池缶1の耐圧強度を良好に確保することができるので、耐漏液性に優れたコイン形電池を得ることができる。
【0010】
外周側壁15の下端に係るストレート部17を、内外の筒部18・19からなる二重壁としていると、ストレート部17これ自体の構造強度を向上できる。このことは負極缶6をガスケット3とともに強度に封止固定できることを意味しており、したがって十分な耐圧強度を備え、信頼性に優れたコイン形電池が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
図1ないし図3に、本発明をコイン形ML電池に適用した実施形態を示す。そこでの電池缶1は、発電要素2を収容する正極缶5と、ガスケット3とともに正極缶5の開口内縁にかしめ固定されて、正極缶5を密封する負極缶6とで構成されており、全体が扁平なコイン形に形成してある。発電要素2は、それぞれ円盤形に固められた二酸化マンガン製の正極材7と、金属リチウム製の負極材9と、両者7・9間に介装されるセパレータ10とを含む。セパレータ10としては、ポリプロピレン製不織布を挙げることができる。
【0012】
図2に示すように、電池組み立て前のブランク状態における正極缶5は、円形の底面壁11と、底面壁11の外周から上方へ向けて垂直に曲げた外周筒壁12とからなる深い丸皿状を呈している。正極缶5は、ステンレス、アルミニウム、チタン、ニッケルのいずれか一種、あるいはこれらの金属の合金、または前記金属の複数種を積層したクラッド材を素材とする金属平板をプレス加工して形成される。
【0013】
負極缶6は、円形の上面壁13と、上面壁13の外周から下方へ向けて折り曲げられた外周側壁15とからなる浅い丸皿状を呈している。負極缶6は、ステンレス鋼26とアルミニウム板27とからなるクラッド材30を素材とするプレス成形品であり、アルミニウム板27が缶内面となるように形成される。図1において、符号29は、ステンレス鋼26の表面にメッキ処理を施すことによって形成されたニッケル層を示す。
【0014】
図1に示すように、負極缶9の外周側壁15は、上面壁13の外周から斜め下方向に段状に張り出す拡径部16と、拡径部16に連続して垂直方向に伸びるストレート部17とを備える。ストレート部17は、拡径部16に連続する外筒部18と、該外筒部18の下端を缶内方向に向かう上向きに折り返した内筒部19とを含み、内外の筒部18・19の互いのアルミニウム板27どうしを密着させた二重壁構造に形成されている。
【0015】
ガスケット3は、ポリプロピレン樹脂やポリフェニレンサルファイド樹脂などの弾性と絶縁性に優れたプラスチック材を素材とするリング状の射出成形品からなり、図2に示すように、発電要素2の受け入れを許す中央開口部20を有する円リング状のベース部21と、該ベース部21の外縁部から上向きに張り出し形成されて、正・負極缶5・6の周側壁12・15に挟持される外筒壁(筒壁部)22と、ベース部21の内縁部から上向きに張り出し形成されて、負極缶6のストレート部17の内面に当接する内筒壁23とを備える弾性材製の成形品であって、内外筒壁23・22の間に、負極缶6の周側壁15の下端部を受け入れる円環状の溝25を備える。これら内外筒壁23・22は、同心位置に設けられている。
【0016】
電池の組み立てに際しては、正極缶5の内部に正極材7等の電池要素2を組み付け、正極缶5内に電解液を注入したうえで、負極缶6の周側壁15にガスケット3を装着して、正極缶5に負極缶6を嵌合させる。次いで、かかる嵌合状態から、正極缶5の周側壁12の開口上端部分12aを内方に向けてかしめ加工する。これにて正極缶5の周側壁12と負極缶6の周側壁12の拡径部16、ストレート部17との間において、ガスケット3が圧縮状態に加圧されることとなり、正極缶5を密封状に封口できる。
【0017】
かかるコイン形ML電池によれば、負極缶6の外周側壁15の下端を、アルミニウム板27がガスケット3の筒壁部22の内周面と非接触となるような、缶内方向に向かう折り返し姿勢としてあるので、封口部に係るアルミニウム板27が、かしめ加工時に封口部に残留した空気や、その後に封口部の隙間から侵入した空気と接触して、酸化・変質されることをよく防ぐことができる。これにて、負極缶6の外周側壁15の構造強度の低下を防ぐことができるので、電池缶1の耐圧強度を良好に確保して、耐漏液性に優れたコイン形ML電池を得ることができる。
【0018】
外周側壁15の下端に係るストレート部17は、内外の筒部18・19で二重壁になっているので、ストレート部17これ自体の構造強度を向上できる。このことは負極缶6をガスケット3とともに強度に封止固定できることを意味しており、したがって十分な耐圧強度を備え、信頼性に優れたコイン形ML電池が得られる。
【0019】
上記実施形態においては、ストレート部17を二重壁構造としていたが、これは本発明の必須構成用件ではない。つまり、外周側壁15の下端部は僅かでも缶内方向に折り返してあればよく、要は、アルミニウム板27がガスケット3の筒壁部22の内周面と非接触状態となっていればよい。尤も、図1に示すように、外周側壁15の下端を大きく折り曲げてあると、封口部とアルミニウム板27の露出部分との距離を大きく稼ぐことができるため、該アルミニウム板27と空気との接触をよく防いで、その酸化・変質を防止するうえで有利であることは言うまでもない。アルミニウム板に代えて、アルミニウム合金板でクラッド材30を構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】コイン形電池の要部の縦断面図
【図2】コイン形電池の分解図
【図3】コイン形電池の縦断面図
【図4】従来形態に係るコイン形電池の要部の縦断面図
【符号の説明】
【0021】
1 電池缶
2 発電要素
3 ガスケット
5 正極缶
6 負極缶
11 正極缶の底面壁
12 正極缶の外周筒壁
13 負極缶の上面壁
15 負極缶の外周側壁
21 ガスケットのベース部
22 ガスケットの筒壁部
27 ステンレス鋼版
30 クラッド材

【特許請求の範囲】
【請求項1】
発電要素を収容する電池缶が、円形の底面壁の外周から外周筒壁を上向きに曲げた金属製の正極缶と、円形の上面壁の外周から外周側壁を下向きに曲げた金属製の負極缶とを含み、前記正極缶の前記外周筒壁の開口上端部分が、前記負極缶の前記外周側壁に装着されたガスケットを介して内向きにかしめ加工されたコイン形電池において、
前記負極缶は、アルミニウム板を含むクラッド板を素材として、該アルミニウム板が内面側にくるようにプレス加工を施してなるものであり、
前記ガスケットは、リング状のベース部と、該ベース部の外縁部から上向きに張り出し形成されて、前記外周筒壁と前記外周側壁の間に挟持される筒壁部とを備えており、
前記負極缶の前記外周側壁の下端が、前記アルミニウム板が前記ガスケットの筒壁部の内周面と非接触となるような、缶内方向に向かう折り返し姿勢とされていることを特徴とするコイン形電池。
【請求項2】
前記負極缶の前記外周側壁は、前記上面壁の外周から斜め下方向に張り出す拡径部と、該拡径部に連続して垂直方向に伸びるストレート部とを含み、
前記ストレート部は、前記拡径部に連続する外筒部と、該外筒部の下端を缶内方向に向かう上向きに折り返した内筒部とからなり、内外の筒部の互いのアルミニウム板どうしを密着させた二重壁構造とされている請求項1記載のコイン形電池。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2006−4698(P2006−4698A)
【公開日】平成18年1月5日(2006.1.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−178163(P2004−178163)
【出願日】平成16年6月16日(2004.6.16)
【出願人】(000005810)日立マクセル株式会社 (2,366)
【Fターム(参考)】