CN1329760A - 扁平形电池及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本说明书公开了一种扁平形电池,其利用兼作一个电极端的电池壳体、兼作另一电极端且由向外面侧突出的平面状中央部分和与所述中央部分基本平行延伸的平面状周边部分构成的封口板,以及使所述壳体与封口板绝缘的密封圈,密封发电元件而构成,其特征在于,所述封口板的所述周边部分的最外周边部分被弯折,或者,所述壳体具有夹着所述密封圈与所述封口板的周边部分嵌合的折回部分,所述折回部分局部压缩所述密封圈。如此改进了封口板和/或壳体形状的本发明的扁平形电池能达到薄型化、抗漏液及批量生产能力出色的效果。
Description
技术领域
本发明涉及使用于手表、电子计算器、存储器插件板等薄形电器的直流电源及存储器备用电源等的扁平形电池。具体地,本发明涉及用壳体、封口板及密封圈将发电元件密封而成的、尤其是厚度为1mm以下的超薄形电池。
背景技术
将组合了碱金属或其合金与有机电解液的发电元件装入扁平形电池壳体(以下称“壳体”)内的扁平形有机电解液电池(以下仅称为“扁平形电池”),因为可靠性好、可以实现小型化、轻量化,所以作为各种电器的主电源及存储器备用电源,其需求量年年增长。
尤其是,随着卡片形薄型电器需求的增加,作为其主电源及备用电源,要求有更薄型的电池。作为卡片形电器方面的用途,例如有ID卡及预付卡等。还有,如果考虑到将来使用IC卡的电子结算方法将普及,可以预见,薄型电池的市场今后将会发展成很大的市场。
例如,普通信用卡的厚度为1mm左右,所以,使用于这样的薄型电器的电池厚度要求在1mm以下。
对于这样的要求,如果使现有的厚度为1mm以下的扁平形电池做成1mm以下厚度的电池,则会产生以下的问题。图13所示为说明现有硬币形电池结构的简要剖视图。如图13所示的有1mm以上厚度的现有硬币形电池,使用周边具有连成U字形的弯折部分22a的封口板22和壳体21,并经密封圈23,将发电元件密封。
但是,其厚度一旦变为1mm左右,就存在这样的问题:在电池的制造工序中,为形成U字形相连的弯折部分22a的冲压加工很难进行。还有,即使能够进行冲压加工,也存在尺寸不稳定、获得的电池抗漏液性差的问题。
因此,有人提出了这样的一种扁平形电池:使用由突出到壳体外侧面的平面状中央部和与所述中央部基本平行地延伸的平面状周边部组成的封口板(帽状封口板)12,夹着密封圈13将壳体11与封口板12的周边部嵌合(美国专利第5,486,431号公报)。另外,图14所示为说明另一现有扁平形电池结构用的简要剖视图。
具有图14所示结构的扁平形电池,在具有上部敞开的周壁部的壳体11内,放置发电元件、密封圈13及封口板12,并使周壁部的敞开端部向内侧变形(弯折)而进行封口。因此,不必如图13所示的硬币形电池那样,在封口板22的周边部形成U字形相连的弯折部分22a,就可以进行冲压加工,电池的制造也比较容易。
但是,密封圈13仅处于被单纯地介于壳体11与封口板12的平坦周边部的上侧面与下侧面之间的状态,存在施加于密封圈13的力不充分,获得的电池的抗漏液性能差这样的问题。这是因为,图13所示的硬币形电池在进行封口时,封口板22的弯折部分22a局部压缩密封圈23,所以能提高抗漏液性能,但图14所示的扁平形电池,很难在封口板12设置能局部压缩密封圈13的弯折部分。
另外,要减薄电池的厚度,必须减薄作为发电元件的壳体和封口板的厚度。但是,当减薄壳体的厚度时,存在使壳体的敞开端部向内侧弯折部分的强度下降的问题。而这会引起获得的电池的抗漏液性能及耐久性下降。
因此,为了解决上述问题,本发明的目的在于,通过改进封口板和/或壳体的形状,提供一种即使厚度在1mm以下,抗漏液性能、耐久性及批量生产能力出色的扁平形电池。
发明的公开
为了解决上述问题,本发明的扁平形电池,利用兼作一个电极端的壳体、由突出到外面侧的平面状中央部分和与所述中央部分基本平行延伸的平面状周边部分构成并兼作另一电极端的封口板,以及使所述壳体与封口板绝缘的密封圈,密封发电元件,其特征在于,将所述封口板的所述周边部分的最外周边弯曲,和/或,在所述壳体设置经所述密封圈与所述封口板的周边部分嵌合的折回部分,并使所述折回部分局部压缩所述密封圈。
在将所述封口板的所述周边部分的最外周边弯曲的本发明的实施形态中,理想的是,所述外周边位于所述壳体的内部,外周边的高度为密封圈厚度的95%以下。
此外,理想的是,所述外周边部分的弯曲角度相对与壳体底面平行的方向(水平面)为5-45°。
所述壳体具有夹着所述密封圈与所述封口板周边部分嵌合的折回部分、且所述折回部分局部压缩所述密封圈的本发明实施形态中,理想的是,所述折回部分具有局部压缩所述密封圈的环状凹部。
此外理想的是,所述折回部分在其外周边具有向所述密封圈弯折的弯折部分,所述弯折部分局部压缩所述密封圈。
还有,理想的是,所述折回部分向所述壳体的底面侧倾斜而局部压缩所述密封圈。此时的倾斜角最好为5-20°。
在本发明中,理想的是,所述密封圈由聚苯硫构成,所述密封圈的被局部压缩部分相对未压缩状态的密封圈厚度,处于10-50%比率的被压缩状态。
此外,理想的是,所述密封圈由聚丙烯构成,所述密封圈的被局部压缩部分相对未压缩状态的密封圈厚度,处于30-80%比率的被压缩状态。
此外,理想的是,所述密封圈由聚对苯二甲酸乙二醇酯构成,所述密封圈的被局部压缩部分相对未压缩状态的密封圈厚度,处于10-70%比率的被压缩状态。
此外,理想的是,所述密封圈由聚萘二甲酸乙二醇酯构成,所述密封圈的被局部压缩部分相对未压缩状态的密封圈厚度,处于10-70%比率的被压缩状态。
理想的是,本发明的扁平形电池含有厚度0.2mm以下的所述封口板,并具有1.0mm以下的厚度。
还有,本发明提供一种扁平形电池的制造方法,其是在上部敞开的电池壳体内,放置剖面基本为L字形的密封圈,以及由向外侧面侧突出的平面状中央部分和与所述中央部分基本平行地延伸的平面状周边部分构成的封口板,并将所述壳体的周边部分与所述封口板的周边部分夹着所述密封圈夹紧而制成扁平形电池,其特征在于,具有:使所述壳体的敞开端向内侧变形,使所述壳体的周边部分呈U字形弯折而形成折回部分的工序,以及,使所述折回部分的至少一部分向下凹陷成凹状,或者将所述周边部分的最外周边向密封圈侧弯折,从而形成所述封口板局部压缩所述密封圈的压缩部分的工序。
此外,本发明提供一种扁平形电池的制造方法,其是在上部敞开的电池壳体内部,放置剖面大致为L字形的密封圈,以及由向外侧面侧突出的平面状中央部分和与所述中央部分基本平行地延伸的平面状周边部分构成的封口板,并将所述壳体的周边部分与所述封口板的周边部分夹着所述密封圈夹紧而制成扁平形电池,其特征在于,具有:使所述壳体的敞开端向内侧变形而使所述壳体的周边部分呈U字形,形成相对所述壳体的底面基本平行的折回部分的工序,以及,使所述折回部分向所述壳体的底面侧倾斜而局部压缩所述密封圈的工序。
此时理想的是,所述折回部分的倾斜角相对与所述壳体底面平行的方向为5°—20°。
附图的简单说明
图1所示为本发明实施形态1的扁平形电池的简要剖视图。
图2所示为本发明实施形态1中的封口板的简要剖视图。
图3所示为本发明实施形态2的扁平形电池的简要剖视图。
图4所示为制作本发明实施形态2的扁平形电池使用的金属模的简要剖面图。
图5所示为制作本发明实施形态2的扁平形电池使用的另一金属模的简要剖面图。
图6所示为制作本发明实施形态2的扁平形电池使用的又一金属模的简要剖面图。
图7所示为说明本发明实施形态2的扁平形电池的封口部分结构用的局部简要剖视图。
图8所示为说明本发明实施形态2的另一扁平形电池的封口部分结构用的局部简要剖视图。
图9所示为说明本发明实施形态2的又一扁平形电池的封口部分结构用的局部简要剖视图。
图10所示为本发明实施形态2的扁平形电池的简要剖视图。
图11所示为制作本发明实施形态2的扁平形电池使用的金属模的简要剖视图。
图12所示为说明本发明实施形态2的扁平形电池另一封口部分结构用的局部简要剖视图。
图13为示出现有硬币形电池结构的简要剖视图。
图14为示出现有扁平形电池结构的简要剖视图。
实施发明的最佳形态
如上所述,本发明的扁平形电池,利用兼作一电极端的壳体,由向外侧面侧突出的平面状中央部分和与所述中央部分基本平行地延伸的平面状周边部分构成并兼作另一电极端的封口板,以及使所述壳体与封口板绝缘的密封圈,密封发电元件,其特征在于,使所述封口板的所述周边部分的最外周边弯折,和/或在所述壳体设置夹着所述密封圈与所述封口板的周边部分嵌合的折回部分,并使所述折回部分局部压缩所述密封圈。
以下将使所述封口板的所述周边部分的最外周边弯折的实施形态作为本发明的实施形态1,将在所述壳体设置夹着所述密封圈与所述封口板的周边部分嵌合的折回部分、并使所述折回部分局部压缩所述密封圈的实施形态作为本发明的实施形态2,予以说明。当然,本发明的扁平形电池也可以同时具有上述实施形态1的特征和实施形态2的特征。
I.关于实施形态1
参照图1说明本发明实施形态1的扁平形电池。
本发明的扁平形电池通过兼作一电极端的壳体2、兼作另一电极端的封口板1,以及使所述壳体2与封口板1绝缘的密封圈3,密封发电元件而构成。
从图2所示的封口板1的纵剖视图可知,这是所述封口板1具有其主面向外侧突出的凸部7及与所述主面基本平行地延伸的扁平周边部分8的扁平形电池,特征在于,所述扁平周边部分的最外周边部分9被弯折。即,在本实施形态中,封口板的形状具有最大的特征。
由于将本发明中的封口板1做成如上所述的结构,故当将壳体2的敞开端部向内侧弯折夹紧时,封口板1的外周边部分9就嵌入密封圈3,壳体2夹着密封圈3压缩外周边部分9,作用力沿着使弯折角度减小的方向起作用,换言之,封口板1的外周边部分9受到欲使其恢复弯折之前角度的力的作用。
因此具有这样的效果:封口板1、壳体2及密封圈3之间的密封性提高,获得的电池的抗漏液性及耐久性也改善。
此时理想的是,所述外周边部分9相对水平面上部弯折成5-45°的范围。这是因为,如果不到5°,则弯折壳体2后,不能嵌入密封圈3,压缩密封圈3的力就弱,是不理想的,而一旦超过45°,弯折壳体2后,外周边部分9有可能穿过密封圈3而发生短路。
此外理想的是,所述弯折而成的外周边部分9的高度在密封圈3的厚度的95%以下。这是因为,弯折壳体2后,外周边部分9有可能穿过密封圈3而发生短路。
此外,从尽量降低电池厚度这一点考虑,所述封口板1的厚度最好在0.2mm以下。此外,获得的扁平形电池的厚度最好在1.0mm以下。
还有,本发明扁平形电池的各构成要素由历来所使用的材料构成即可,关于制造方法也一样,并无特别限制。
作为兼作一电极端的壳体2及兼作另一电极端的封口板1的材料,例如有不锈钢等。它们最好由相同的材料构成,由耐蚀性优良的不锈钢构成为宜。
作为使所述壳体2与封口板1绝缘的密封圈3的材料,例如有聚乙烯、聚丙烯、聚苯硫、聚对苯二甲酸乙二醇酯等。其中,从弯折壳体时不会破损、具有足够的断裂强度这一点考虑,特别理想的是由聚苯硫构成。
此外,隔膜4例如由聚丙烯或纤维素制成的无纺布、或者由多孔聚丙烯或聚乙烯薄膜等构成,正极或负极可以是历来使用的材料。
作为正极用材料,例如可以使用二氧化锰、氟化石墨、氯化亚硫酰、二氧化硫、铬酸银等。
此外,负极、活性物质、电解液及隔膜等,在不影响本发明效果的范围内,也可以作适当变更。例如,如果负极使用锂金属、可吸附放出锂的锂合金、碳、金属氧化物及多并苯,电解液使用有机电解液,正极使用形成锂离子和层间化合物的材料(例如五氧化钒、五氧化铌、二氧化锰等的金属氧化物,锂与金属氧化物的复合氧化物,二硫化钛、二硫化钼等的硫化物,聚苯胺、多并苯等的导电性高分子等),则可获得可充电的二次电池。
此外,本发明当然也提供本实施形态1的扁平形电池的制造方法。该制造方法除了含有预先在封口板设置外周边部分的工序之外,利用与历来公知的方法相同的工序可以完成。
以下使用实施例,对本发明的实施形态1予以更详细的说明,但本发明并不受此限制。
实施例1—5
图1,示出了在本实施例制造的扁平形电池(二氧化锰/锂电池)的纵剖视图。在图1中,1为在扁平的周边部分设有弯折的外周边部分的不锈钢制的封口板,2为兼作正极端的壳体。3为由聚苯硫构成的环状密封圈,4为由聚丙烯制成的无纺布构成的隔膜,5为在二氧化锰、石墨及粘结剂(氟树脂)的混合粉末中加入水搅拌、造粒后使干燥并加压成形成一定尺寸而获得的正极体。6为将金属锂为活性物质的负极体。
首先,将正极体5、隔膜4及正极体6填充入壳体2内,注入有机电解液(在碳酸丙烯酯与1,2-二甲氧基乙烷的等容积混合溶剂中,以1摩尔/升的比例溶解有高氯酸锂的电解液)。然后,将壳体2的敞开部分夹着对于壳体2和封口板1两者为绝缘体的密封圈3进行夹紧封口,于是制成具有上述结构的扁平形电池。
令壳体及封口板的厚度为0.1mm,密封圈的厚度(图1中的a)为0.25mm,制成直径20.0mm、厚度1.0mm的扁平形二氧化锰锂电池。并令封口板1的周边部分的长度为0.80mm,外周边部分的长度(图2中的c)为0.40mm。外周边部分的弯折高度(图2中的b)及外周边部分的弯折角度分别表示于表1。
[评价]
漏液率
制成100个各电池,在-10℃保持一个小时之后,以60℃保持一个小时,反复进行这样的热冲击循环,进行漏液试验。漏液的确认采用在循环120次及240次后,通过目视检测电池表面漏液情况的方法来实施。漏液发生率由下式求出:
(漏液电池数)/(电池数(100))×100(%)
结果如表1所示。
短路发生率
电池装配后测定电池电压,确认是否有短路。用下式求出短路发生率:
(发生短路的电池数)/(电池数(100))×100(%)
结果在表1示出。
比较例1
除了不弯折封口板的周边部分、不设置外周边部分之外,做得与实施例1—样,制成具有传统结构的比较用扁平形电池。此外,对该电池也进行与实施例1一样的评价。结果在表1示出。
表1
| 弯折高度(mm) | 弯折角度(°) | 密封圈厚度/弯折高度×100(%) | 漏液率(%) | 短路发生率(%) | |||
| 120次循环 | 240次循环 | ||||||
| 实施例 | 12345 | 0.340.230.150.070.03 | 403020105 | 13692602812 | 00003 | 00000 | 90000 |
| 比较例1 | 0 | 0 | 0 | 15 | 0 | 0 | |
实施例6—11
除了令封口板外周边部分的长度为0.20mm,且使弯折高度和角度为表2所示值之外,与实施例1一样制成本发明的扁平形电池。并对这些电池也进行与实施例1一样的评价。结果在表2示出。
表2
| 弯折高度(mm) | 弯折角度(°) | 密封圈厚度/弯折高度×100(%) | 漏液率(%) | 短路发生率(%) | |||
| 120次循环 | 240次循环 | ||||||
| 实施例 | 67891011 | 0.240.170.120.070.040.02 | 50403020105 | 96684828168 | 000005 | 00371744 | 100000 |
实施例12—15
除了使获得的电池厚度为0.5mm、密封圈厚度为0.10mm,封口板1的外周边部分的弯折高度和角度为表2所示的值之外,与实施例1一样地制成本发明的扁平形电池。并对这些电池进行与实施例1一样的评价。结果在表3示出。
比较例2
除了不弯折封口板的周边部分、不设置外周边部分之外,与实施例12一样,制成具有传统结构的比较用扁平形电池。对该电池进行与实施例1一样的评价。结果在表3示出。
表3
| 弯折高度(mm) | 弯折角度(°) | 密封圈厚度/弯折高度×100(%) | 漏液率(%) | 短路发生率(%) | |||
| 120次循环 | 240次循环 | ||||||
| 实施例 | 12131415 | 0.150.110.070.03 | 3015105 | 1501107030 | 0002 | 00514 | 13200 |
| 比较例2 | 0 | 0 | 0 | 17 | 55 | 0 | |
实施例16—21
表4
| 弯折高度(mm) | 弯折角度(°) | 密封圈厚度/弯折高度×100(%) | 漏液率(%) | 短路发生率(%) | |||
| 120循环 | 240循环 | ||||||
| 实施例 | 161718192021 | 0.120.090.070.050.040.02 | 30252015105 | 1209070504020 | 000006 | 0000721 | 700000 |
除了使封口板的外周边部分长度为0.20mm、弯折高度和角度为表4所示值之外,与实施例12一样地制成本发明的扁平形电池。并对这些电池进行与实施例1一样的评价。结果在表4示出。
实施例22—26
除了使封口板的外周边部分弯折高度为一定的0.07mm、外周边部分的长度和角度为表5所示值之外,与实施例12一样地制成本发明的扁平形电池。并对这些电池进行与实施例1一样的评价。结果在表5示出。
表5
| 外周边部分长度(mm) | 弯折角度(°) | 密封圈厚度/弯折高度×100(%) | 漏液率(%) | 短路发生率(%) | |||
| 120次循环 | 240次循环 | ||||||
| 实施例 | 2223242526 | 0.600.400.300.200.10 | 710132035 | 7070707070 | 50000 | 155000 | 00000 |
从表1—5所示的结果,可知如下事宜。
密封圈厚度/弯折高度×100(%)的值在9.5以下的本发明的扁平形电池,电池封口后不会发生短路。
对于评价漏液率时的热冲击循环,一般认为,如果循环120次无漏液,则在普通使用状态下可以使用3—5年,如果循环240次无漏液,则在普通使用状态下可以使用5—10年,所以,可以说本发明的扁平形电池寿命很长。
尤其是有这样的倾向:如果封口板外周边部分的弯折角度为10°以上,则经120次循环不易漏液,如果外周边部分的长度相同,则角度大的抗漏液性能优秀。
II.关于实施形态2
本发明的实施形态2的特征在于,所述壳体具有通过所述密封圈与所述封口板的周边部分嵌合的折回部分,所述折回部分局部压缩所述密封圈。
作为该实施形态2,具体有所述折回部分具有局部压缩所述密封圈的环状凹部的实施形态2—1,以及所述折回部分向所述壳体底面侧倾斜而局部压缩所述密封圈的实施形态2—2。
(1)关于实施形态2—1
本发明实施形态2—1的扁平形电池,利用兼作一电极端的电池壳体、由向外面侧突出的平面状中央部分和与所述中央部分基本平行延伸的平面状周边部分构成且兼作另一电极端的封口板,以及使所述壳体与封口板绝缘的密封圈,密封发电元件而构成,所述壳体具有通过所述密封圈与所述封口板的周边部分嵌合的折回部分,所述折回部分具有局部压缩所述密封圈的环状凹部。
这意味着,具有环状凹部的所述壳体在环状凹部的背侧面有环状凸部,是该环状凸部局部压缩所述密封圈所致。
此时,所述折回部分也可以再在其外周边设有向所述密封圈弯折的弯折部,所述弯折部局部压缩所述密封圈。
在本发明实施形态2—1的扁平形电池中,密封圈被局部压缩部分的、相对未压缩状态的密封圈厚度的压缩程度、即被局部压缩部分的密封圈的压缩率,随着所使用的密封圈的材料而有所不同。
例如,作为密封圈使用聚苯硫时,其压缩率在10%至50%为理想,作为密封圈使用聚丙烯时,其压缩率在30%至80%为宜。此外,在使用聚对苯二甲酸乙二醇酯时,压缩率在10%至70%为理想,而使用聚萘二甲酸乙二醇酯时,压缩率在10%至70%为理想。
这些密封圈共同的是,若局部压缩率低于上述下限值,就因压缩不足,抗漏液性能得不到改善,而如果超过上述上限值,因为压缩过量,密封圈会发生破裂、龟裂等破坏,电池壳体与封口板的绝缘就不充分,就可能发生内部短路。
另外,关于其它构成要素,与上述实施形态1一样即可。
另一方面,本发明也提供实施形态2—1的扁平形电池的制造方法。特别是,本发明的扁平形电池的制造方法,在上部敞开的电池壳体内部,放置剖面大致为L字形的密封圈、以及由向外面侧突出的平面状中央部分和与所述中央部分基本平行延伸的平面状周边部分构成的封口板,并将所述壳体的周边部分与所述封口板的周边部分夹着所述密封圈夹紧,其特征在于,具有:使所述壳体的敞开端向内侧发生变形,使所述壳体的周边部分呈U字形弯折形成折回部分的工序,以及,通过使所述折回部分的至少一部分凹陷成凹状,或者使所述周边部分的最外周边向密封圈侧弯折,形成所述封口板局部压缩所述密封圈的部分的工序。
以下参照附图,对本发明实施形态2—1进行详细说明。另外,本发明并不仅限于实施形态所述。
图3所示为本发明实施形态2—1涉及的扁平形电池的简要剖视图。在图3中,作为兼作正极端的壳体2,使用抗蚀性优良的不锈钢构成的壳体。另外,在壳体2的内侧面,涂布以沥青为主要成分的密封剂,形成膜层。作为形成为帽状的封口板1,与壳体相同使用不锈钢制成的构件。封口板1具有向电池容器的外面侧突出的平面上的中央部分1a,并具有与该中央部分大致平行地延伸的平面上的周边部分1b。
此外,将由聚苯硫构成的、具有大致L字形剖面的密封圈3配置在上部敞开的容器状的壳体2之内。还有,在与壳体2的敞开端一起向内侧弯折时,密封圈3通过夹入封口板1的周边部分1b,完成壳体2与封口板1的绝缘及壳体内部的密封。此时,壳体2形成折回部分2a。再有,在进行夹紧封口的阶段,在折回部分2a上形成环状凹部2b。
正极5使用将二氧化锰、作为导电剂的碳精及作为粘结剂的氟树脂粉末混合,加压形成直径15mm、厚度0.3mm的片状后,在200℃下干燥12小时后制成。
负极由金属锂构成,是将带钢状坯件冲切成圆形之后,通过加压压接在封口板2的凸部内侧面。隔膜4由聚丙烯制的无纺布构成,电解液使用在碳酸丙烯酯与1,2-二甲氧基乙烷的等容积溶剂中,以1摩尔/升的比例溶解有高氯酸锂的电解液。
图3所示的扁平形电池根据以下的顺序制成。首先,在上部敞开的容器状的壳体2的内部,放置剖面大致呈L字形的密封圈3,以及具有向外面侧突出的中央部分1a和平面状周边部分1b的封口板1。此时,夹着隔膜4正极5与负极6相对配置的发电元件被收容在由封口板1的中央部分1a和壳体2包围的空间内。配置有各构成要素状态的壳体2,使其敞开端向内侧发生变形,夹着密封圈沿封口板的外周边弯成U字形。因此,在壳体2上形成嵌合着封口板周边部分的折回部分,获得与图14所示的现有扁平形电池有相同剖面形状的电池。此时,使壳体2的敞开端向内侧发生变形、进行夹紧封口的金属模,使用具有图4所示剖面形状的金属模。图4所示为制作本发明实施形态2—1涉及的扁平形电池所使用的金属模的简要剖视图。
对这样形成有折回部分2a的扁平形电池,再次冲压该折回部分,进行第二次夹紧封口,以形成局部压缩密封圈的部分。由此,在折回部分2a的一部分设置环状凹部,和/或在折回部分周边部分的最外周边,设置朝向密封圈侧的弯折部分。利用该凹部和/或弯折部分,封口板1局部压缩密封圈。
该第二次夹紧封口使用的金属模具有图5和图6所示的剖面形状。图5所示的金属模是将外周边向密封圈侧弯折时应用的金属模,而图6所示的金属模是设置环状凹部时适用的金属模。利用这些金属模进行夹紧封口后的扁平形电池中的夹紧封口部分的结构如图7—图9所示。另外,在图3所示的扁平形电池中,在壳体2的折回部分2a,形成有环状凹部2b。
作为本发明实施形态2—1的实施例,使用图4—图6所示的金属模制成扁平形电池对该扁平形电池的电池性能进行了评价。
实施例27—31及比较例3—5
将由图3所示的正极5、负极6和隔膜4构成的发电元件及封口板1放置在上部敞开状态的壳体2上。此时,作为密封圈3,使用由聚苯硫构成、剖面形成为大致L字形的密封圈。
用图4所示的金属模将这些封口之后,再使用如图5所示的第二金属模进行第二次夹紧封口。通过该第二次夹紧封口,壳体2的外周边被向密封圈侧弯折,形成弯折部分2c。夹紧封口部分从图7所示的局部简要剖视图可知,外周边的弯折部分2c局部地压缩密封圈
被压缩部分的密封圈的压缩率,通过根据制成的各电池的剖切面照片测定密封圈厚度并求出未压缩状态下的密封圈厚度,用下式求出。
密封圈的压缩率(%)=((未压缩状态密封圈的厚度-压缩后密封圈厚度)/未压缩状态密封圈厚度)×100
在第二次夹紧封口中,通过适当调整金属模的冲压压力,使外周边向密封圈方向的弯折程度发生变化,调整压缩率。将密封圈的被压缩部分的压缩率(以下仅称为“压缩率”)为10%的扁平形电池设为电池A。
同样,在第二次夹紧工序中,使用图5所示的金属模,使密封圈的压缩率为30%,其它构成与电池A一样,将这种结构的电池作为电池B。
再有,使用图5所示的金属模,使密封圈压缩率为50%,其它构成与电池A及电池B一样,将这种构成的电池作为电池C。
还有,使用图6所示的金属模,制作在壳体2的折回部分2a的局部形成有环状凹部2b的电池。获得的电池的夹紧封口部分如图8所示的局部简要剖视图示明的那样,凹部成为压缩密封圈的结构。密封圈的压缩率为30%,其它构成与电池A相同,将这样的电池作为电池D。
还有,使用图6所示的金属模,进行第二次夹紧封口之后,使用图5所示的金属模,再进行夹紧封口。获得的电池的夹紧封口部分的剖面形状如图9所示,其形状为,形成有壳体2的外周边向密封圈侧弯折的弯折部分2c,并在折回部分2a的局部,形成有环状凹部2b。外周边与密封圈接触的部分及环状凹部处的密封圈的压缩率均为30%,其它构成与电池A相同,将这样的电池作为电池E。
另一方面,作为比较例,制成的电池不实施第二次夹紧封口,仅形成折回部分2a,其它构成与电池A相同。电池的剖面形状与图14所示现有扁平形电池的相同。此时,密封圈不存在被压缩的部分,但密封圈相对未压缩状态的厚度,处于被压缩10%的状态。将获得的电池作为电池F。
此外,制作将电池壳体的外周边向密封圈侧弯折、压缩率为5%、其它构成与电池A相同的电池。将获得的电池作为电池G。同样,制成压缩率为55%、其它构成与电池A相同的电池。将获得的电池作为电池H。
这样获得的扁平形电池即电池A—电池H的尺寸均设为直径为20mm、厚度为0.5mm。表6示出各电池的压缩率、使用第二金属模的形状及封口部分结构的关系。
表6
| 实施例 | 比较例 | |||||||
| 电池A | 电池B | 电池C | 电池D | 电池E | 电池F | 电池G | 电池H | |
| 密封圈材质 | 聚苯硫 | 聚苯硫 | ||||||
| 压缩率(%) | 10 | 30 | 50 | 30 | 30 | 无 | 5 | 55 |
| 第二金属模形状 | 图5 | 图6 | 图5图6 | 不使用 | 图5 | |||
| 夹紧部分剖面形状 | 图7 | 图8 | 图9 | 图14 | 图8 | |||
接着,电池A—电池H分别制作1000个,进行电池性能的评价及漏液发生状况的确认。评价事项为电池刚装配后的开路电压、1kHz的交流法的内电阻及内部短路的发生率。电池刚装配后的开路电压和1kHz的交流法的内电阻的值,根据100个电池的测定结果求出。此外,内部短路的发生率根据制成电池的全部个数的检测结果求出。
表7
| 实施例 | 比较例 | ||||||||
| 电池A | 电池B | 电池C | 电池D | 电池E | 电池F | 电池G | 电池H | ||
| 开路电压 | 平均值(V)标准偏差 | 3.3020.001 | 3.3100.001 | 3.3120.002 | 3.3130.002 | 3.3160.001 | 3.3200.001 | 3.3200.001 | 3.3180.001 |
| 内电阻 | 平均(Ω)标准偏差 | 12.31.0 | 12.50.9 | 12.11.3 | 11.81.2 | 11.61.0 | 12.31.0 | 12.41.0 | 11.70.8 |
| 热冲击试验 | 漏液发生状况 | 无漏液 | 无漏液 | 无漏液 | 无漏液 | 无漏液 | 3个漏液 | 2个漏液 | 无漏液 |
| 高温高湿保存试验 | 漏液发生状况 | 无漏液 | 无漏液 | 无漏液 | 无漏液 | 无漏液 | 5个漏液 | 3个漏液 | 无漏液 |
| 内部短路 | 发生率(%) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 12 |
作为漏液的发生状况,将电池保存在环境温度60℃、湿度90%的高温高湿条件下,用目视确认从保存开始起第20日的漏液状态。
还有,将电池在-10℃及60℃的各温度下保持一个小时,再升温及降温至各温度区分别化费一个小时,将4个小时作为一次循环,进行热冲击引起的漏液试验。将该试验重复100次循环之后,同样用目视确认漏液状态。表7示出其结果。
表7表明,在实施例27—31及比较例3—5获得的电池,具有差异小、稳定的电压及内电阻,并不存在由于密封圈有无压缩部分或压缩程度的差异而引起的电池性能的差异。
但是,压缩率低的电池G及无压缩部分的电池F,在各漏液试验中,发生了估计原因在于密封圈压缩不足引起的漏液。另一方面,压缩率高的电池H发生了装配之后的内部短路。调查的结果,这是因为,密封圈的压缩程度太大,密封圈发生了破损、龟裂,封口板与壳体内侧面发生了接触的缘故。
实施例32—34
下面,不使用实施例27的聚苯硫构成的密封圈,代之以使用其它的密封圈材料,与实施例27一样,使用图4—图6所示的金属模,制成扁平形电池,并评价它们的电池性能。
使用与实施例27相同的发电元件及电池容器,将图3所示的由正极5、负极6及隔膜4构成的发电元件及封口板1放置在上部开口状态的壳体2内。此时,作为密封圈,使用由聚丙烯构成、剖面形成为基本呈L字形的构件。
将它们与实施例27中的电池A一样,用图4所示的金属模进行封口之后,再用图5所示的金属模进行封口。此时,密封圈的压缩率取为60%。将获得的电池作为电池I。
同样,将密封圈使用聚对苯二甲酸乙二醇酯,密封圈的压缩率取为60%,其它构成与电池A相同的电池作为电池K。
这样获得的扁平形电池即电池I—电池K,均为直径20mm、厚度0.5mm。各电池的密封圈材料、压缩率、使用的第二金属模形状及封口部分结构的关系在表8示出。
表8
| 实施例 | |||
| 电池I | 电池J | 电池K | |
| 密封圈材质 | 聚丙烯 | 聚对苯二甲酸乙二醇酯 | 聚萘二甲酸乙二醇酯 |
| 压缩率(%) | 60 | ||
| 第二金属模形状 | 图5 | ||
| 夹紧部分剖面形状 | 图7 | ||
接着与实施例27一样,各电池分别制作1000个,评价电池性能及确认漏液的发生状况。评价结果在表9示出。表9
| 实施例 | ||||
| 电池I | 电池J | 电池K | ||
| 开路电压 | 平均值(V)标准偏差 | 3.3210.0015 | 3.3200.0013 | 3.3190.002 |
| 内电阻 | 平均(Ω)标准偏差 | 12.41.0 | 12.31.0 | 11.91.1 |
| 热冲击试验 | 漏液发生状况 | 无漏液 | 2个漏液 | 无漏液 |
| 高温高湿保存试验 | 漏液发生状况 | 无漏液 | 3个漏液 | 无漏液 |
| 内部短路 | 发生率(%) | 0 | 0 | 0 |
从表9可知,电池I—电池K具有电压及内电阻差异小稳定的作用,未表现出因密封圈有无压缩部分及因压缩程度的差异而引起电池性能的差异。此外,在漏液试验中也未看到漏液。从此也可看出,与实施例27一样,在折回部分的局部设置凹部和/或弯折部,形成壳体局部压缩密封圈的部分,就能提供不会导致电池性能恶化、且抑制发生漏液及内部短路的扁平形电池。
在此,即使使用在实施例32—34未使用的上述各密封圈材料,在密封圈未获得充分压缩的情况下,与实施例1一样,出现了漏液,确认各密封圈材料存在特有的密封圈压缩率的最低值。
这样,为了做成可靠性高的电池,由在折回部分的全周形成的凹陷引起的密封圈的压缩率对于各密封圈材料,最好在规定的上述范围的最低值以上。
还有,密封圈的压缩过大时,出现了同样因密封圈破坏引起的封口板与壳体内侧面的短路。这些不良情况可以认为会在制造工序的检测中被发现,在市场上不会发生,但为了制成可靠性更高的电池,由在折回部分的全周形成的凹陷引起的密封圈的局部压缩率最好在各密封圈材料特有的最大值以下。
另外,在上述各实施例中,壳体折回部分的凹部是夹紧形成的,但也可以采用在零件阶段壳体本身预先设置凹部之后再实施夹紧封口等的方法。
(2)关于实施形态2-2
本发明实施形态2-2涉及的扁平形电池,利用兼作一电极端的电池壳体、兼作另一电极端并由向外面侧突出的平面状中央部分和与所述中央部分基本平行延伸的平面状周边部分构成的封口板,以及将所述壳体与封口板绝缘的密封圈,密封发电元件,其特征在于,所述折回部分向所述壳体的底面侧倾斜而局部压缩所述密封圈。
该实施形态2-2涉及的扁平形电池,其密封圈的被压缩部分的、相对未压缩状态下密封圈厚度的压缩程度,即,被压缩部分的密封圈的压缩率,随所应用的密封圈的材料而异。
与上述实施形态2-1一样,例如作为密封圈使用聚苯硫时,其压缩率最好为10-50%,使用聚丙烯作为密封圈时,其压缩率最好为30-80%。此外,使用聚对苯二甲酸乙二醇酯时,压缩率最好为10-70%,使用聚萘二甲酸乙二醇酯时,压缩率最好为10-70%。
其它的构成要素与上述实施形态1及2-1所述的一样,可以获得本实施形态2-2的扁平形电池。
因此,本发明也涉及实施形态2-2的扁平形电池的制造方法。尤其是提供这样一种扁平形电池的制造方法,该方法在上部敞开的电池壳体内部,放置剖面基本呈L字形的密封圈,以及由向外面侧突出的平面状中央部分和与所述中央部分基本平行延伸的平面状周边部分构成的封口板,并将所述壳体的敞开端与所述封口板的周边部分夹着所述密封圈进行封口而成扁平形电池,其特征在于具有:使所述壳体的敞开端向内侧发生变形,使所述壳体的周边部分成U字形,形成相对所述壳体的底面基本平行的折回部分的工序;使所述折回部分向所述壳体的底面侧倾斜而局部压缩所述密封圈的工序。
此时如上所述,最好使所述折回部分的倾斜角相对与所述壳体的底面平行的方向为5-20°。
以下参照附图,详细说明本发明实施形态2-2。但本发明并不仅限于此。
图10所示为本发明实施例中扁平形电池的简要剖视图。在图10中,兼作正极端的壳体2由抗蚀性好的不锈钢构成。在壳体2的内侧面,涂布有以沥青为主要成分的密封剂而形成膜层(未图示)。形成为帽状的封口板1与壳体2一样由不锈钢构成,兼作负极端。其形状具有向壳体2外侧面突出的中央部分1a,具有与中央部分基本平行延伸的扁平周边部分1b。
此外,密封圈3是由聚苯硫构成的密封圈,剖面形成为大致L字形,配置在上部敞开的容器状壳体2之内。还有,将壳体2的敞开端向内侧弯折时,密封圈3夹入封口板1的周边部分1b,将壳体与封口板绝缘并密封壳体内部。此时,壳体2上形成了折回部分1a。再有,进行夹紧封口阶段,使折回部分1a上的顶端部再向密封圈3倾斜,形成局部压缩密封圈3的部分。
作为正极5使用的是,将二氧化锰、作为导电剂的碳及作为粘结剂的氟树脂粉末混合,加压成形直径15mm、厚度0.3mm的片状之后,在200℃下干燥12小时后的正极。负极6是将带钢状金属锂冲切成圆形而获得,并通过加压压接在封口板1的凸部内侧面。
隔膜4由聚丙烯制无纺布构成,电解液使用在碳酸丙烯酯与1,2-二甲氧基乙烷的等容积混合溶剂中,以1摩尔/升的比例溶解有高氯酸锂的电解液。
图10所示的电池通过以下的顺序制成。
首先,在上部敞开的壳体2内部,放置剖面大致呈L字形的密封圈3,以及形成有向外面侧突出的中央部分1a和平面状周边部分1b的封口板1。此时,将正极5与负极6夹着隔膜3对置构成的发电元件收容在被封口板1的中央部分1a和壳体2所包围的空间内。配置有各构成要素状态的壳体2,使其敞开端向内侧变形,夹着密封圈3沿封口板的外周边部分折回。即,使壳体2的外周边部分呈U字形。因此,在壳体2形成嵌合有封口板的周边部分的折回部分2a,获得具有与图14所示现有扁平形电池相同剖面形状的电池。此时,使壳体的敞开端向内侧发生变形,作为进行夹紧封口的金属模,使用具有图4所示剖面形状的金属模。
对这样形成有折回部分2a的扁平形电池,再次冲压该折回部分,形成局部压缩密封圈的部分,如此进行第二次夹紧封口。由此,折回部分2a的上面部分进一步向密封圈侧弯折,由封口板1的周边部分1b和壳体2的折回部分2a局部压缩密封圈3。
该第二次夹紧封口所使用的金属模具有如图11所示的剖面形状。图11所示金属模的夹紧部分的倾斜角相对水平大致为5-20°的范围为理想。用该金属模进行夹紧封口的扁平形电池的夹紧封口部分的局部简要剖视图如图12所示。
以下,使用图4及图11的金属模制作本发明实施形态2-2涉及的扁平形电池,并评价电池性能。
实施例35-38及比较例6-10
将图10所示的由正极5、负极6和隔膜4构成的发电元件及封口板1放置在上部敞开状态的壳体2内。此时,作为密封圈3,使用由聚苯硫构成的、剖面大致呈L字形的密封圈。
将它们用图4所示的金属模进行夹紧封口之后,再用图11所示的第二金属模进行第二次夹紧封口。第二金属模的倾斜角相对水平为5°。经过该第二次夹紧封口,壳体2的折回部分2a进一步向密封圈侧弯折而形成倾斜。从图12所示的局部简要剖视图可清楚看出,在夹紧封口部分,倾斜的折回部分2a局部压缩着密封圈。
被局部压缩部分的密封圈的压缩率这样求出:从制作的电池剖面相片测定密封圈厚度,并求出未压缩状态的密封圈厚度,再根据下式算出:
((未压缩状态的密封圈厚度-压缩后密封圈厚度)/未压缩状态的密封圈厚度)×100
在第二次夹紧封口中,通过适当调整金属模的冲压压力,使倾斜的折回部分2a向密封圈3方向的弯折程度发生变化,调整压缩率。将密封圈3的被局部压缩部分的压缩率为10%的扁平形电池作为电池L。
同样,将使用图11所示的金属模进行第二次夹紧封口而密封圈的压缩率为30%、其它构成与电池A相同的作为电池M。
还有,将使用图11所示的金属模进行第二次夹紧封口而密封圈的压缩率为50%、其它构成与电池A相同的作为电池N。
此外,将使用图11所示的倾斜角相对水平为20°的金属模进行第二次夹紧封口、密封圈的压缩率为30%、其它构成与电池A相同的作为本实施例中的电池O。
另一方面,作为比较例,制成未进行第二次夹紧封口、仅形成折回部分2a、其它构成与电池A相同的电池。此时制成的电池的剖面形状与图14所示的现有例子相同。此时,密封圈3并不存在被局部压缩的部分,但密封圈相对未压缩的厚度处于被压缩10%的状态。将获得的电池作为电池P。
此外,使用图11所示的倾斜角相对水平为5°的金属模进行第二次夹紧封口,制成密封圈的压缩率为5%、其它构成与电池A相同的电池Q。再使用图11所示的倾斜角相对水平为5°的金属模进行第二次夹紧封口,制成密封圈的压缩率为55%、其它构成与电池A相同的电池R。
再有,作为比较例,使用图11所示的倾斜角相对水平为3°的金属模进行第二次夹紧封口,制成其它构成与电池A相同的电池S。并使用图11所示的倾斜角相对水平为30°的金属模进行第二次夹紧封口,制成其它构成与电池A相同的电池T。
使这样获得的扁平形电池L-T的尺寸均为直径20mm、厚度0.5mm。表10示出各电池的压缩率、使用的图11所示金属模的倾斜角及剖面形状的关系。
表10
| 实施例 | 比较例 | ||||||||
| 电池L | 电池M | 电池N | 电池O | 电池P | 电池Q | 电池R | 电池S | 电池T | |
| 密封圈材质 | 聚 苯 硫 | ||||||||
| 压缩率(%) | 10 | 30 | 50 | 30 | 无 | 5 | 55 | — | — |
| 第二金属模倾斜角(°) | 5 | 20 | 未实施 | 5 | 3 | 30 | |||
| 夹紧部分剖面形状 | 图12 | 图14 | 图12 | 图14 | 图12 | ||||
接着,各电池分别制作1000个,进行电池性能的评价及确认漏液的发生状况。作为评价事项,确认电池刚装配后的开路电压、1kHz交流法时的内电阻、整个电池的厚度及内部短路的发生率。电池刚装配后的开路电压及1kHz交流法时的内电阻值是分别对100个电池的测定结果,内部短路的发生率是对制成的电池所有个数进行检查的结果。
此外,漏液的发生状况是将电池保存在环境温度60℃、湿度90%的高温高湿条件下,在保存开始后的第20日,凭目视确认漏液状态。进一步,在-10℃和60℃的各温度下分别保持1小时,再向各温度区域分别升温及降温1小时,以4小时循环一次,进行利用热冲击的漏液试验。这样重复进行100次循环之后,同样凭目视确认漏液状态。表11示出其结果。
表11
| 实施例 | 比较例 | |||||||||
| 电池L | 电池M | 电池N | 电池O | 电池P | 电池Q | 电池R | 电池S | 电池T | ||
| 开路电压 | 平均(V) | 3.320 | 3.321 | 3.335 | 3.315 | 3.322 | 3.333 | 3.316 | 3.330 | 3.320 |
| 标准偏差 | 0.001 | 0.002 | 0.001 | 0.002 | 0.001 | 0.001 | 0.002 | 0.002 | 0.002 | |
| 内部电阻 | 平均(Ω) | 12.3 | 11.8 | 12.5 | 11.9 | 12.4 | 11.1 | 12.7 | 11.8 | 12.0 |
| 标准偏差 | 0.9 | 0.8 | 0.8 | 0.9 | 1.0 | 0.9 | 0.8 | 1.0 | 1.0 | |
| 热冲击试验 | 无漏液 | 无漏液 | 无漏液 | 无漏液 | 3个漏液 | 2个漏液 | 无漏液 | 3个漏液 | 无漏液 | |
| 高温高湿保存试验 | 无漏液 | 无漏液 | 无漏液 | 无漏液 | 2个漏液 | 1个漏液 | 无漏液 | 3个漏液 | 无漏液 | |
| 内部短路发生率(%) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 7.5 | 0 | 8.3 | |
表11表明,电池L—电池T的电压及内电阻差异小、稳定,并未表现出电池性能随着密封圈是否被压缩及压缩程度而有差异。但是,在各漏液试验中,压缩率低的电池Q及未被局部压缩的电池P发生了漏液,估计原因在于密封圈的压缩不足。
另一方面,压缩率高的电池R在电池装配之后出现了内部短路。进行调查的结果,原因在于,密封圈的压缩过大,密封圈发生了破损、龟裂,封口板与壳体内侧面部分发生了接触。
此外,第二次夹紧封口用的金属模倾斜角小的电池S,即使调整冲压压力,也不能提高密封圈的压缩率,在各漏液试验中出现了漏液,估计原因在于密封圈的局部压缩不足。而第二金属模的倾斜角大的电池T,即使调整冲压压力,也不能降低密封圈的压缩率,在电池装配后出现了内部短路。调查结果原因在于,密封圈局部压缩过大,密封圈产生了破损、龟裂,封口板与壳体内侧面部分发生了接触。
实施例39-41
取代实施例35的由聚苯硫构成的密封圈,使用其它密封圈材料,与实施例35一样,使用图4和图11所示的金属模制作扁平形电池,评价其电池性能。另外,图11所示的金属模的倾斜角为5°。
使用与实施例35相同的发电元件和壳体,将图10所示的由正极5、负极6和隔膜4构成的发电元件及封口板1放置在上部敞开状态的壳体2内。此时,作为密封圈3,使用由聚丙烯构成且剖面形成为大致L字形的密封圈。将它们与实施例35中的电池L一样,用图4所示金属模封口之后,再用图11所示的第二金属模实施封口。此时,密封圈的压缩率为60%。将获得的电池作为电池U。
同样,密封圈使用聚对苯二甲酸乙二醇酯,制作密封圈的压缩率为60%、其它构成与电池L相同的电池V。另外,密封圈使用聚萘二甲酸乙二醇酯,制作密封圈的压缩率为60%、其它构成与电池L相同的电池W。
表12
| 实施例 | |||
| 电池U | 电池V | 电池W | |
| 密封圈材质 | 聚丙烯 | 聚对苯二甲酸乙二醇酯 | 聚萘二甲酸乙二醇酯 |
| 压缩率(%) | 60 | 60 | 60 |
| 第二金属模倾斜角(°) | 5 | ||
| 夹紧部分剖面形状 | 图12 | ||
使这样获得的扁平形电池即电池U—电池W的尺寸均为直径20mm、厚度0.5mm。表12示出各电池的压缩率、使用的图11所示第二金属模的倾斜角及剖面形状的关系。
接着应用与实施例35相同的方法,分别制作各电池1000个,评价电池性能和漏液的发生状况。评价结果在表13示出。表13
| 实施例 | ||||
| 电池U | 电池V | 电池W | ||
| 开路电压 | 平均(V) | 3.322 | 3.319 | 3.330 |
| 标准偏差 | 0.002 | 0.002 | 0.001 | |
| 内电阻 | 平均(Ω) | 11.8 | 11.9 | 12.0 |
| 标准偏差 | 0.9 | 0.8 | 0.8 | |
| 热冲击试验 | 无漏液 | 2个漏液 | 无漏液 | |
| 高温高湿保存试验 | 无漏液 | 3个漏液 | 无漏液 | |
| 内部短路发生率(%) | 0 | 0 | 0 | |
从表13可清楚,电池U—电池W表现出差异小且稳定的电压和内电阻,电池性能未表现出因密封圈材质不同而有所差异。此外在漏液试验中,也未看到漏液。从此可以看出,通过与实施例35一样使壳体的折回部分有倾斜角,就能在壳体的端部形成压缩密封圈的部分,提供不会导致电池性能的劣化,能抑制产生漏液和内部短路的扁平形电池。
在此虽未作详细叙述,但上述各密封圈材料在密封圈未能被充分压缩时,与实施例35一样也出现了漏液,确认各密封圈材料存在其特有的密封圈压缩率的最低值。这样,为了制成可靠性高的电池,使折回部分全周有倾斜角的壳体的压缩率,最好在各密封圈材料规定的上述各范围的最低值以上。
还有,密封圈的压缩过大时,同样出现了因密封圈破坏引起的封口板与壳体内侧面部分的短路。这些不良现象在制造工序中检测时会发现,在市场上不会发生。为了获得可靠性更高的电池,最好使用在折回部分全周有倾斜的壳体,使压缩率在各密封圈材料相应的上述范围的最大值以下。
此外已确认,在实施形态2-2中,如果在第一次夹紧封口中使用图11所示的带倾斜的金属模,则会产生电池的应变,估计原因在于弯折加工中的弯折应力过大所致。如果降低冲压速度进行夹紧封口,该应变会消除,但批量生产能力受到很大影响。因此,如上所述,将夹紧封口分两次进行,就能获得大量生产性能良好且形状稳定的电池。
产业上应用的可能性
本发明的扁平形电池通过使封口板周边部分和/或壳体折回部分的形状呈特定形状,就能获得在壳体端部封口板、密封圈及壳体被可靠地夹紧封口、抗漏液性能及批量生产能力良好的厚度在1mm以下的薄型扁平形电池。
Claims (15)
1.一种扁平形电池,其利用兼作一个电极端的电池壳体、兼作另一电极端且由向外面侧突出的平面状中央部分和与所述中央部分基本平行延伸的平面状周边部分构成的封口板,以及使所述壳体与封口板绝缘的密封圈,密封发电元件而构成,其特征在于,
所述封口板的所述周边部分的最外周边部分被弯折。
2.根据权利要求1所述的扁平形电池,其特征在于,
所述封口板的外周边部分位于所述壳体的内部,外周边部分的高度为密封圈厚度的95%以下。
3.根据权利要求1所述的扁平形电池,其特征在于,
所述外周边部分的弯曲角度相对水平面为5-45°。
4.根据权利要求1所述的扁平形电池,其特征在于,
所述壳体具有夹着所述密封圈与所述封口板周边部分嵌合的折回部分,且所述折回部分局部压缩所述密封圈。
5.根据权利要求4所述的扁平形电池,其特征在于,
所述折回部分具有局部压缩所述密封圈的环状凹部。
6.根据权利要求5所述的扁平形电池,其特征在于,
所述折回部分在其外周边具有向所述密封圈弯折的弯折部分,所述弯折部分局部压缩所述密封圈。
7.根据权利要求4所述的扁平形电池,其特征在于,
所述折回部分向所述壳体的底面侧倾斜而局部压缩所述密封圈。
8.根据权利要求4所述的扁平形电池,其特征在于,
所述密封圈由聚苯硫构成,所述密封圈的被局部压缩的部分相对未压缩状态的密封圈厚度,处于10-50%比率的被压缩状态。
9.根据权利要求4所述的扁平形电池,其特征在于,
所述密封圈由聚丙烯构成,所述密封圈的被局部压缩的部分相对未压缩状态的密封圈厚度,处于30-80%比率的被压缩状态。
10.根据权利要求4所述的扁平形电池,其特征在于,
所述密封圈由聚对苯二甲酸乙二醇酯构成,所述密封圈的被局部压缩的部分相对未压缩状态的密封圈厚度,处于10-70%比率的被压缩状态。
11.根据权利要求4所述的扁平形电池,其特征在于,
所述密封圈由聚萘二甲酸乙二醇酯构成,所述密封圈的被局部压缩的部分相对未压缩状态的密封圈厚度,处于10-70%比率的被压缩状态。
12.根据权利要求1所述的扁平形电池,其特征在于,所述封口板的厚度为0.2mm以下,电池厚度为1.0mm以下。
13.一种扁平形电池的制造方法,其是在上部敞开的电池壳体内部,放置剖面大致L字形的密封圈,以及由向外侧面侧突出的平面状中央部分和与所述中央部分基本平行地延伸的平面状周边部分构成的封口板,并将所述壳体的周边部分与所述封口板的周边部分夹着所述密封圈夹紧而制成扁平形电池,其特征在于,具有:
使所述壳体的敞开端向内侧变形,使所述壳体的周边部分U字形弯折而形成折回部分的工序,以及,
使所述折回部分的至少一部分向下凹陷成凹状,或者将所述周边部分的最外周边向密封圈侧弯折,从而形成所述封口板局部压缩所述密封圈的部分的工序。
14.一种扁平形电池的制造方法,其是在上部敞开的电池壳体内部,放置剖面大致L字形的密封圈,以及由向外侧面侧突出的平面状中央部分和与所述中央部分基本平行地延伸的平面状周边部分构成的封口板,并将所述壳体的周边部分与所述封口板的周边部分夹着所述密封圈夹紧而制成扁平形电池,其特征在于,具有:
使所述壳体的敞开端向内侧变形而使所述壳体的周边部分呈U字形,形成相对所述壳体的底面基本平行的折回部分的工序,以及,
使所述折回部分向所述壳体的底面侧倾斜而局部压缩所述密封圈的工序。
15.根据权利要求14所述的扁平形电池的制造方法,其特征在于,所述折回部分的倾斜角相对与所述壳体底面平行的方向为5°—20°。
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