電池及びその製造方法

【課題】第一電極タブと電気的に接合される封口板端子を備える電池において、電池の組立作業性を向上させるとともに、電池要素の高容量化を可能にし、更には、電池内における電極同士の短絡を防止する。
【解決手段】第一電極タブ１１及び第二電極タブ１２が引き出される電池要素１３と、電池要素１３を収容する缶ケース１４と、缶ケース１４の開口部１４ａを封止する封口板１５と、封口板１５に絶縁部材１６を介して設けられ、第一電極タブ１１と電気的に接合される封口板端子１７とを備える電池１０であって、封口板端子１７が、電池内外に通じる貫通孔１７ａを有し、第一電極タブ１１が、屈曲することなく貫通孔１７ａに貫挿され、電池外で封口板端子１７に接合される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池要素が収容される缶ケースの開口部を封口板で封止する電池に関し、特に、封口板に絶縁部材を介して設けられる封口板端子に対し、電池要素から引き出される電極タブを電気的に接合して構成される電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池要素が収容される缶ケースの開口部を封口板で封止する電池が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。この種の電池は、外部からの衝撃に強く、密閉性が良好であるため、携帯電話機に代表される移動体装置の電源として広く用いられている。
近年、携帯電話機などの移動体装置では、多機能化に伴う電力消費の増加傾向が高まっており、それに伴い電池の高容量化が求められている。しかしながら、電池要素自体の改良による高容量化は、理論エネルギー密度に達しつつあるため、コンパクト性や信頼性を確保しながら、如何に体積ロスを減少させるかが課題となっている。
【０００３】
図７は、従来例に係る電池の断面図、図８は、従来例に係る電池の製造方法を示す説明図、図９は、従来例に係る電池の製造方法を示すフローチャートである。
これらの図に示す従来の電池１００は、第一電極タブ１０１及び第二電極タブ１０２が引き出される電池要素１０３と、電池要素１０３を収容する缶ケース１０４と、缶ケース１０４の開口部１０４ａを封止する封口板１０５と、封口板１０５に絶縁部材１０６を介して設けられ封口板端子１０７とを備えており、第一電極タブ１０１は、封口板端子１０７と電気的に接合され、第二電極タブ１０２は、缶ケース１０４又は封口板１０５と電気的に接合される。
【０００４】
このような電池１００を製造する際には、まず、缶ケース１０４内に電池要素１０３を収容し（Ｓ３０１）、その後に、第一電極タブ１０１と封口板端子１０７の接合や、第二電極タブ１０２と缶ケース１０４の接合を行う（Ｓ３０２）。ここで、第一電極タブ１０１は、十分な接合作業空間を確保するために、第二電極タブ１０２よりも長くしてある。また、電極タブ１０１、１０２の接合には、レーザ溶接などの溶接を用いることができる。
つぎに、缶ケース１０４の開口部１０４ａに封口板１０５を装着する（Ｓ３０３）。その後に、缶ケース１０４の開口部周縁と封口板１０５の外周縁をレーザ溶接などで接合すると（Ｓ３０４）、電池１００が完成する。
【特許文献１】特開２００３−１７３７６７号公報
【特許文献２】特開２００３−１９７１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示されるような従来の電池では、電極タブの接合作業を容易にするために、第一電極タブを長く形成しているので、缶ケースの開口部に封口板を装着する際に、内部短絡などが生じないように配慮しつつ、第一電極タブを缶ケース内に屈曲収納する必要がある。その結果、電池の組立作業性が低下するとともに、電池内における電極タブの収容空間が大きくなり、電池要素の体積に制限を与える不都合がある。特に、薄型の電池では、第一電極タブの屈曲管理が困難になるだけでなく、振動、衝撃などに起因する第一電極タブの変形や移動により、内部短絡が発生し易くなる可能性がある。
【０００６】
一方、特許文献２に記載の電池は、缶ケース内に電池要素を収納した後に、封口板の筒状部に第一電極タブを貫通した状態で、缶ケースの開口部に封口板を装着し、封口板と缶ケース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ることにより構成される。このような構成によれば、封口前における第一電極タブの接合作業が不要になるため、電池の組み立てが容易になると考えられるが、特許文献２に記載の電池は、電池外に引き出した第一電極タブをそのまま端子として使用するタイプのものであり、封口板端子を有する電池には適用が困難である。
【０００７】
本発明は、上記の事情にかんがみなされたものであり、第一電極タブと電気的に接合される封口板端子を備えるものでありながら、第一電極タブの屈曲収納を不要にして組立作業性が向上するだけでなく、電池内における電極タブの収容空間を削減して電池要素の高容量化が図れ、更には、電池内における電極同士の短絡を防止して信頼性の向上が図れる電池及びその製造方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため本発明の電池は、第一電極タブ及び第二電極タブが引き出される電池要素と、前記電池要素を収容する缶ケースと、前記缶ケースの開口部を封止する封口板と、前記封口板に絶縁部材を介して設けられ、前記第一電極タブと電気的に接合される封口板端子とを備える電池であって、前記封口板端子が、電池内外に通じる貫通孔を有し、前記第一電極タブが、屈曲することなく前記貫通孔に貫挿され、電池外で前記封口板端子に接合される構成としてある。
【０００９】
このように構成すれば、封口後に第一電極タブと封口板端子を接合できるので、第一電極タブを長くしたり、封口時に第一電極タブを屈曲収納することが不要になる。これにより、電池の組立作業性が向上するだけでなく、電池内における電極タブの収容空間を削減して電池要素の高容量化が図れ、更には、電池内における電極同士の短絡を防止して信頼性の向上が図れる。
【００１０】
また、本発明の電池は、前記第一電極タブが、溶接によって前記封口板端子に接合される構成としてある。
このように構成すれば、缶ケースと封口板を溶接する際に、第一電極タブと封口板端子の接合も同時に行うことが可能になる。
【００１１】
また、本発明の電池は、前記第二電極タブが、前記封口板の貫通孔に貫挿され、電池外で前記封口板に接合される構成としてある。
このように構成すれば、第一電極タブ及び第二電極タブの接合作業を封口後にまとめて行うことができるので、電池の製造効率を高めることができる。
【００１２】
また、本発明の電池は、前記第二電極タブが、溶接によって前記封口板に接合される構成としてある。
このように構成すれば、缶ケースと封口板を溶接する際に、第二電極タブと封口板の接合も同時に行うことが可能になる。
【００１３】
また、本発明における電池の製造方法は、第一電極タブ及び第二電極タブが引き出される電池要素と、前記電池要素を収容する缶ケースと、前記缶ケースの開口部を封止する封口板と、前記封口板に絶縁部材を介して設けられ、前記第一電極タブと電気的に接合される封口板端子とを備える電池の製造方法であって、前記缶ケースに前記電池要素を収容する工程と、前記封口板端子の貫通孔に前記第一電極タブを貫挿した状態で、前記缶ケースの開口部を前記封口板で封止する工程と、前記第一電極タブを電池外で前記封口板端子に接合する工程とを備える方法としてある。
【００１４】
このような方法にすれば、第一電極タブの屈曲収納を不要にして組立作業性が向上するだけでなく、電池内における電極タブの収容空間を削減して電池要素の高容量化が図れ、更には、電池内における電極同士の短絡を防止して信頼性の向上が図れる。
【００１５】
また、本発明における電池の製造方法は、前記第一電極タブが、溶接によって前記封口板端子に接合される方法としてある。
このような方法にすれば、缶ケースと封口板を溶接する際に、第一電極タブと封口板端子の接合も同時に行うことが可能になる。
【００１６】
また、本発明における電池の製造方法は、前記第二電極タブが、前記封口板の貫通孔に貫挿され、電池外で前記封口板に接合される方法としてある。
このような方法にすれば、第一電極タブ及び第二電極タブの接合作業を封口後にまとめて行うことができるので、電池の製造効率を高めることができる。
【００１７】
また、本発明における電池の製造方法は、前記第二電極タブが、溶接によって前記封口板に接合される方法としてある。
このような方法にすれば、缶ケースと封口板を溶接する際に、第二電極タブと封口板の接合も同時に行うことが可能になる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、第一電極タブと電気的に接合される封口板端子を備えるものでありながら、第一電極タブを封口板端子の貫通孔に貫挿し、電池外で封口板端子に接合するので、封口前に第一電極タブと封口板端子を接合する必要がない。これにより、第一電極タブの屈曲収納を不要にして、電池の組立作業性が向上するだけでなく、電池内における第一電極タブの収容空間を削減して電池要素の高容量化が図れ、更には、電池内における電極同士の短絡を確実に防止して信頼性の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２０】
［第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態に係る電池の断面図である。
この図に示すように、第一実施形態の電池１０は、第一電極タブ１１及び第二電極タブ１２が引き出される電池要素１３と、電池要素１３を収容する缶ケース１４と、缶ケース１４の開口部１４ａを封止する封口板１５と、封口板１５に絶縁部材１６を介して設けられ封口板端子１７とを備えて構成されている。
【００２１】
第一電極タブ１１及び第二電極タブ１２は、導電性を有する金属板からなり、電池要素１３の正極及び負極を構成している。
缶ケース１４及び封口板１５も、導電性を有する金属材からなり、電池１０の負極端子に兼用される。すなわち、缶ケース１４及び封口板１５は、互いに接合されるとともに、第二電極タブ１２に電気的に接合される。
封口板端子１７は、電池１０の正極端子を構成する部材であり、例えば、封口板１５に絶縁部材１６を介してかしめ保持されるとともに、第一電極タブ１１に電気的に接合される。
【００２２】
本発明の封口板端子１７には、電池内外に通じ、かつ、第一電極タブ１１を貫挿可能な貫通孔１７ａが形成されている。このような封口板端子１７によれば、缶ケース１４の開口部１４ａに封口板１５を装着する際に、第一電極タブ１１を屈曲することなく貫通孔１７ａに貫挿させ、その先端を電池１０の外部に露出させることができるので、封口板１５を缶ケース１４に接合した後に、第一電極タブ１１と封口板端子１７の電気的な接合を行うことが可能になる。
第一電極タブ１１と封口板端子１７の接合は、気密性、機械的結合性、電気的結合性などを確保できるものであれば、工法に制限はないが、溶接が好ましい。このようにすると、缶ケース１４と封口板１５を溶接する際に、第一電極タブ１１と封口板端子１７の接合も同時に行うことができる。
【００２３】
以上のように構成された本実施形態の電池１０によれば、まず、電池組立工程における作業性を改善することができる。その理由は、封口前における第一電極タブ１１と封口板端子１７の接合作業や、第一電極タブ１１の屈曲収納が不要になるからである。
また、本実施形態の電池１０によれば、電池要素１３の体積を最大化し、電池１０の高容量化が図れる。その理由は、第一電極タブ１１を屈曲させることなく直線的に封口板端子１７に接合することで、電池内における第一電極タブ１１の収容空間を最小化し、電池要素１３の収容可能容積を増やすことができるからできる。
また、本実施形態の電池１０によれば、電池内部における短絡を防止し、高い信頼性を確保することができる。その理由は、第一電極タブ１１を封口板端子１７に直線的に接合することで、異極部位（第二電極タブ１２、缶ケース１４など）との距離を大きく保てるとともに、屈曲収納による不確定要素が排除され、更には、振動、衝撃などによる第一電極タブ１１の変形量や移動量も小さくなるからである。
【００２４】
つぎに、第一実施形態に係る電池１０の製造方法について、図２及び図３を参照して説明する。
図２は、本発明の第一実施形態に係る電池の製造方法を示す説明図、図３は、本発明の第一実施形態に係る電池の製造方法を示すフローチャートである。
【００２５】
第一実施形態における電池１０の製造方法では、まず、缶ケース１４内に電池要素１３を収容し（Ｓ１０１）、その後に、第二電極タブ１２と缶ケース１４をスポット溶接などで接合する（Ｓ１０２）。
つぎに、缶ケース１４の開口部１４ａに封口板１５を装着する（Ｓ１０３）。このとき、第一電極タブ１１を屈曲することなく、封口板端子１７の貫通孔１７ａに貫挿させる。その後に、缶ケース１４の開口部周縁と封口板１５の外周縁を接合するとともに（Ｓ１０４）、第一電極タブ１１と封口板端子１７の接合を行うと（Ｓ１０５）、電池１０が完成する。このとき、第一電極タブ１１と封口板端子１７の接合と、缶ケース１４と封口板１５の接合を同じ工法（例えば、レーザ溶接）で行うことにより、製造効率を高めることができる。
【００２６】
［第二実施形態］
つぎに、本発明の第二実施形態に係る電池について、図４〜図６を参照して説明する。
ただし、第一実施形態と共通の構成については、第一実施形態と同じ符号を付け、第一実施形態の説明を援用する。
【００２７】
図４は、本発明の第二実施形態に係る電池の断面図である。
この図に示すように、第二実施形態の電池１０は、第二電極タブ１２の接合構造が第一実施形態と相違している。すなわち、第二実施形態の電池１０では、第二電極タブ１２を封口板１５の貫通孔１５ａに貫挿し、電池外で封口板１５に接合する構成としてある。このようにすると、第一電極タブ１１及び第二電極タブ１２の接合作業を封口後にまとめて行うことができるので、電池１０の製造効率を高めることができる。
なお、第二電極タブ１２の接合工法に制限はないが、溶接が好ましい。このようにすると、缶ケース１４と封口板１５を溶接する際に、第二電極タブ１２と封口板１５の接合も同時に行うことが可能になる。
【００２８】
つぎに、第二実施形態に係る電池１０の製造方法について、図５及び図６を参照して説明する。
図５は、本発明の第二実施形態に係る電池の製造方法を示す説明図、図６は、本発明の第二実施形態に係る電池の製造方法を示すフローチャートである。
【００２９】
第二実施形態における電池１０の製造方法では、まず、缶ケース１４内に電池要素１３を収容し（Ｓ２０１）、その後に、缶ケース１４の開口部１４ａに封口板１５を装着する（Ｓ２０２）。このとき、第一電極タブ１１を封口板端子１７の貫通孔１７ａに貫挿させるとともに、第二電極タブ１２を封口板１５の貫通孔１５ａに貫挿させる。
その後に、缶ケース１４の開口部周縁と封口板１５の外周縁の接合（Ｓ２０３）、第一電極タブ１１と封口板端子１７の接合（Ｓ２０４）、第二電極タブ１２と封口板１５の接合（Ｓ２０４）などを行うと、電池１０が完成する。このとき、第一電極タブ１１と封口板端子１７の接合と、第二電極タブ１２と封口板１５の接合と、缶ケース１４と封口板１５の接合を同じ工法（例えば、レーザ溶接）で行うことにより、製造効率を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、電池要素が収容される缶ケースの開口部を封口板で封止する電池に適用される。特に、封口板に絶縁部材を介して設けられる封口板端子に対し、電池要素から引き出される電極タブを電気的に接合して構成される電池において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第一実施形態に係る電池の断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る電池の製造方法を示す説明図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る電池の製造方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第二実施形態に係る電池の断面図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係る電池の製造方法を示す説明図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係る電池の製造方法を示すフローチャートである。
【図７】従来例に係る電池の断面図である。
【図８】従来例に係る電池の製造方法を示す説明図である。
【図９】従来例に係る電池の製造方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３２】
１０電池
１１第一電極タブ
１２第二電極タブ
１３電池要素
１４缶ケース
１４ａ開口部
１５封口板
１５ａ貫通孔
１６絶縁部材
１７封口板端子
１７ａ貫通孔
１００電池
１０１第一電極タブ
１０２第二電極タブ
１０３電池要素
１０４缶ケース
１０４ａ開口部
１０５封口板
１０６絶縁部材
１０７封口板端子

【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一電極タブ及び第二電極タブが引き出される電池要素と、
前記電池要素を収容する缶ケースと、
前記缶ケースの開口部を封止する封口板と、
前記封口板に絶縁部材を介して設けられ、前記第一電極タブと電気的に接合される封口板端子と
を備える電池であって、
前記封口板端子が、電池内外に通じる貫通孔を有し、
前記第一電極タブが、屈曲することなく前記貫通孔に貫挿され、電池外で前記封口板端子に接合される
ことを特徴とする電池。
【請求項２】
前記第一電極タブが、溶接によって前記封口板端子に接合されることを特徴とする請求項１記載の電池。
【請求項３】
前記第二電極タブが、前記封口板の貫通孔に貫挿され、電池外で前記封口板に接合されることを特徴とする請求項１又は２記載の電池。
【請求項４】
前記第二電極タブが、溶接によって前記封口板に接合されることを特徴とする請求項３記載の電池。
【請求項５】
第一電極タブ及び第二電極タブが引き出される電池要素と、
前記電池要素を収容する缶ケースと、
前記缶ケースの開口部を封止する封口板と、
前記封口板に絶縁部材を介して設けられ、前記第一電極タブと電気的に接合される封口板端子と
を備える電池の製造方法であって、
前記缶ケースに前記電池要素を収容する工程と、
前記封口板端子の貫通孔に前記第一電極タブを貫挿した状態で、前記缶ケースの開口部を前記封口板で封止する工程と、
前記第一電極タブを電池外で前記封口板端子に接合する工程と
を備えることを特徴とする電池の製造方法。
【請求項６】
前記第一電極タブが、溶接によって前記封口板端子に接合されることを特徴とする請求項５記載の電池の製造方法。
【請求項７】
前記第二電極タブが、前記封口板の貫通孔に貫挿され、電池外で前記封口板に接合されることを特徴とする請求項５又は６記載の電池の製造方法。
【請求項８】
前記第二電極タブが、溶接によって前記封口板に接合されることを特徴とする請求項７記載の電池の製造方法。

【図１】