JP2002170531A - 円筒形二次電池 - Google Patents
円筒形二次電池Info
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Abstract
二次電池及び該製造方法を提供する。 【解決手段】 封口電池蓋群20は、中央に外部端子と
なる凸部を有する円盤状の金属製上蓋キャップ2及び所
定圧で開裂する円盤薄板状の安全弁3の周縁が皿状の金
属製上蓋ケース1の周縁でかしめられている。また、封
口電池蓋群20には、上蓋キャップ2、安全弁3及び上
蓋ケース1が接合された溶接点5を形成した後、かしめ
を行うことによって、かしめ部6に溶接点5が存在して
いる。
Description
び該製造方法に係り、特に、中央に外部端子となる凸部
を有する円盤状の金属製上蓋キャップ及び所定圧で開裂
する円盤薄板状の安全弁の周縁が皿状の金属製上蓋ケー
スの周縁でかしめられており、上蓋キャップ、安全弁及
び上蓋ケースが接合された接合点を有する電池蓋を備え
た円筒形二次電池及び該製造方法に関する。
属材料が使用されており電気抵抗が存在するので、例え
ば、特開平2000−90892号公報に開示されてい
るように、中央に正極外部端子となる凸部を有する円盤
状の上蓋キャップと皿状の上蓋ケースとをそれらのフラ
ンジ部を接合した複数の溶接点を存在させ、電池蓋の電
気抵抗を減少させる工夫がなされている。このような電
池蓋では、まず、上蓋ケース、安全弁及び上蓋キャップ
を順に重ね合わせて上蓋ケースの周縁と上蓋キャップの
周縁とがかしめられ、次に、かしめられた上蓋キャップ
の周縁部分より内側に上蓋ケース、安全弁及び上蓋キャ
ップが溶接され溶接点が形成されていた。
型及びかしめ下型を有するかしめ機が使用されている。
かしめ上型及びかしめ下型は、電池蓋を構成する上蓋ケ
ース及び上蓋キャップの形状、厚さ及びかしめ後の電池
蓋の形状を考慮した型形状を有しており、上下方向から
かしめ上型及びかしめ下型で上蓋ケースの周縁及び上蓋
キャップを挟み込んで所定圧を加えることにより電池蓋
がかしめられる。一方、電池蓋の溶接点形成時には、一
般に、上蓋キャップに接触しやすいように先端にR面を
有する上電極及び上蓋ケースを固定して載置可能な形状
の下電極を有する溶接装置が使用されている。上蓋ケー
スの周縁及び上蓋キャップの周縁には既にかしめ部が形
成されており、上蓋キャップの中央には正極外部端子と
なる凸部が存在するので、かしめ部及び凸部間の上蓋キ
ャップのフランジ部が露出している箇所に、上述した溶
接点が形成される。
・要求は種々多様であり、例えば、電池容量は少なくて
も良いが、大電流を取り出せる小型小径の電池が欲しい
という要求がある。このような用途では、溶接装置を用
いて電池蓋に溶接点を形成しようとしても、上述した上
蓋キャップのフランジ部が露出している箇所が狭く、溶
接装置の上電極を挿入できる幅をとることができないの
で、小型小径の円筒形二次電池の要求に応えることが難
しい、という問題点がある。
を少なくするために、上蓋キャップの正極外部端子も大
きくする必要があるので、上蓋キャップのフランジ部が
露出している箇所が更に狭くなり、要求に応えることが
難しくなる。
が形成でき小型小径の円筒形二次電池及び該製造方法を
提供することを課題とする。
に、本発明の第1の態様は、中央に外部端子となる凸部
を有する円盤状の金属製上蓋キャップ及び所定圧で開裂
する円盤薄板状の安全弁の周縁が皿状の金属製上蓋ケー
スの周縁でかしめられており、前記上蓋キャップ、安全
弁及び上蓋ケースが接合された接合点を有する電池蓋を
備えた円筒形二次電池において、前記かしめられている
部分に前記接合点が存在することを特徴とする。
様の円筒形二次電池を製造する円筒形二次電池製造方法
であって、前記接合点を形成した後、前記かしめを行う
ことを特徴とする。
有する円盤状の金属製上蓋キャップ、所定圧で開裂する
円盤薄板状の安全弁、及び皿状の金属製上蓋ケースが接
合された接合点が、上蓋キャップ及び安全弁の周縁が上
蓋ケースの周縁でかしめられたかしめ部に存在する。こ
のような接合点は、上蓋キャップ、安全弁、及び上蓋ケ
ースを接合した後、上蓋キャップ及び安全弁の周縁を上
蓋ケースの周縁でかしめることで形成することができ
る。本発明によれば、接合点を形成した後、かしめるこ
とで、溶接点をかしめられている部分に存在させること
ができるので、電池蓋の外径を小さくし円筒形二次電池
の小型化を図ることができる。
用可能な円筒形円筒形二次電池の実施の形態について説
明する。
チウムイオン電池30は、中空円筒状でポリプロピレン
製の捲芯15を捲回中心として正極板と負極板とをポリ
エチレン製セパレータを介して断面渦巻状に捲回した電
極捲回群16を備えている。電極捲回群16は、円筒形
リチウムイオン電池30の容器となる導電性の有底電池
容器14内に収容されている。電池容器14は、深絞り
加工で成形された後、内面を含めてニッケルメッキが施
されている。
2O4)、導電助剤の黒鉛、結着剤のポリフッ化ビニリ
デン(PVDF)を用いて正極活物質合剤とし、正極活
物質合剤を正極集電体のアルミニウム箔の両表面に塗布
することにより作製されている。一方、負極板は、非晶
質炭素、結着剤のポリフッ化ビニリデンを用いて負極活
物質合剤とし、負極活物質合剤を負極集電体の銅箔の両
表面に塗布することにより作製されている。
ード片が導出されており、正極リード片は束ねられてリ
ング状の正極集電リングの周縁に溶接されている。正極
集電リングは軸芯15の上端に固定されている。正極集
電リングのフランジ部と上蓋ケース1とは断面が略U字
状の正極リード板を介して電気的に接続されている。一
方、負極集電体の銅箔からは負極リード片が導出されて
おり、負極リード片は束ねられてリング状の負極集電リ
ングの周縁に溶接されている。負極集電リングは軸芯1
5の下端に固定されており、負極集電リングのフランジ
部はハット先端部が電池容器14底面に接合された断面
逆ハット状の負極リード板のフランジ部に溶接されてい
る。従って、電極捲回群16はこの負極リード板により
電池容器14内で支持されている。
上蓋キャップ2、安全弁3及び上蓋ケース1がこの順に
重ねられ、上蓋ケース1の周縁部で上蓋キャップ2及び
安全弁3の周縁をかしめたかしめ部6を有する封口電池
蓋群20を備えている。図1に示すように、上蓋キャッ
プ2はニッケルメッキが施された鉄製で、中央に正極外
部端子となる凸部を有する円盤状の形状を有している。
安全弁3は、アルミニウム製の円盤状薄板で、電池内圧
が所定圧となると開裂することで所定圧以上の電池内圧
の上昇を防止する機能を有している。上蓋ケース1は、
アルミニウム合金製で階段状の段差が中間に形成された
皿状の形状とされている。この段差が形成された箇所に
は、安全弁3を挟んで上蓋キャップ2の凸部が立ち上が
る位置に対応して、リング状で安全弁3を下側から支持
するEPDMゴム製の弁押さえ4が配置されている。
全弁3及び上蓋ケース1が接合された溶接点5を有して
いる。溶接点5は、上述したかしめ部6を形成する際に
同時にかしめられており、溶接点5の上部は上蓋ケース
1の周縁で一部が覆われている。以下、便宜上、封口電
池蓋群20の外径を封口電池蓋群外径D1、正極出力端
子の外径を正極出力端子外径D2という。
電池容器14の開口部にガスケットを介して更にかしめ
られ固定されている。この封口電池蓋群20のかしめに
より円筒形リチウムイオン電池30は封止され、電池内
の密閉状態が確保されている。なお、電池容器14内に
は、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート及ジ
エチルカーボネートの混合溶媒に6フッ化リン酸リチウ
ム(LiPF6)を加えた図示しない非水電解液が所定
量注入されており、電極捲回群16はこの図示しない非
水電解液に浸潤されている。
造方法について、説明を簡単にするために、封口電池蓋
群20の製造方法に限定して説明する。なお、封口電池
蓋群20の製造方法以外は、通常知られている製造方法
でリチウムイオン電池を製造すればよい。
径形状の一部と同一形状の溶接装置の下電極の上に、周
縁1aが直角に折り曲げられた上蓋ケース1、弁押さえ
4、安全弁3、上蓋キャップ2の順で載置した封口電池
蓋群20を定置し、電流を集中させるために先端がR面
の溶接装置の上電極8を上蓋キャップ2のフランジ部2
aに接触させ、上電極8及び下電極9で上蓋キャップ
2、安全弁3及び上蓋ケース1を上下から挟み込み、所
定溶接電流で所定時間通電し、所定のナゲット径を有す
る溶接点5を形成してこれら上蓋キャップ2、安全弁3
及び上蓋ケース1を接合する。溶接電流をナゲット径に
集中させるためには、上電極8の側面が上蓋ケース1の
周縁1aに接触しないように配慮する必要がある。
底部外径形状の一部と同一形状のかしめ機のかしめ下型
11に溶接点5が形成された封口電池蓋群20を定置
し、上方からかしめ上型10で封口電池蓋群20を挟み
込んで所定圧を加えることにより封口電池蓋群20の周
縁にかしめ部6を形成する。
0では、溶接点5を形成した後、かしめ部6を形成した
ので、溶接点5をかしめ部6に形成することができ、フ
ランジ部2aの幅を小さくすることができる。このた
め、正極出力端子外径D2を小さくすることなく円筒形
リチウムイオン電池30の外径(封口電池蓋群外径D
1)を小径化することができ、円筒形リチウムイオン電
池30を小型化することができる。また、円筒形リチウ
ムイオン電池30では、溶接点5を形成すると共に正極
出力端子を大径としたので、上蓋キャップ2の電気抵抗
が小さく大電流放電を行うことができる。
の先端がR状のものを使用した例について説明したが、
上電極の形状はこれに限定されるものではなく、電極の
形状を変え溶接点5を更に封口電池蓋群20の周縁側に
形成することで電池(蓋)のより小型化の実現が可能で
ある。
の円筒形リチウムイオン電池30について説明する。な
お、比較のために、従来の円筒形リチウムイオン電池に
ついても併記する。
は、電池容器14の外径を34mm、封口電池蓋群外径
D1を31mm、正極出力端子外径D2を15mm、溶
接点数を4個として円筒形リチウムイオン電池30を作
製した。溶接に際しては、上電極8と下電極9とでダイ
レクト方式の溶接を行った。また、電流を集中させるた
め先端がR状とされた外径5mmの上電極8を使用し、
溶接電流を4kA、溶接時間を20msecとし約2m
mのナゲット径を得た。かしめ部6の幅は3mmであ
る。
のリチウムイオン電池では、かしめ機でかしめ部を形成
した後、溶接装置で溶接点を形成していた。表1に示す
ように、この従来のリチウムイオン電池では、電池容器
14の外径が40mm、封口電池蓋群外径D3が37m
m、正極出力端子外径D4が15mm、溶接点数は4個
であった。溶接に際しては、実施例の電池の場合と同様
に、溶接電流をナゲット径に集中させるために、上電極
8がかしめ部6、とりわけ上蓋キャップ2の正極出力端
子側にかしめられた上蓋ケース1の周縁、に接触しない
位置で溶接する必要があった。
力端子外径D2、正極出力端子外径D4が同じである
が、実施例の電池では、封口電池蓋群外径D1及び電池
容器の外径がそれぞれ31mm、34mmの電池を作製
することができた。従って、従来の円筒形リチウムイオ
ン電池の外径を40mmから34mmへと小径化するこ
とができ、小型の円筒形リチウムイオン電池を作製する
ことができた。
接合点を形成した後、かしめることで、溶接点をかしめ
られている部分に存在させることができるので、電池蓋
の外径を小さくし円筒形二次電池の小型化を図ることが
できる、という効果を得ることができる。
イオン電池の封口電池蓋群の断面図である。
池蓋群の溶接点の形成方法を示す封口電池蓋群及び溶接
装置の電極の断面図である。
池蓋群のかしめ部の形成方法を示す封口電池蓋群及びか
しめ機の型の断面図である。
群の断面図である。
群の溶接点の形成方法を示す封口電池蓋群及び溶接装置
の電極の断面図である。
である。
Claims (2)
- 【請求項1】 中央に外部端子となる凸部を有する円盤
状の金属製上蓋キャップ及び所定圧で開裂する円盤薄板
状の安全弁の周縁が皿状の金属製上蓋ケースの周縁でか
しめられており、前記上蓋キャップ、安全弁及び上蓋ケ
ースが接合された接合点を有する電池蓋を備えた円筒形
二次電池において、前記かしめられている部分に前記接
合点が存在することを特徴とする円筒形二次電池。 - 【請求項2】 中央に外部端子となる凸部を有する円盤
状の金属製上蓋キャップ及び所定圧で開裂する円盤薄板
状の安全弁の周縁が皿状の金属製上蓋ケースの周縁でか
しめられており、前記上蓋キャップ、安全弁及び上蓋ケ
ースが接合された接合点を有する電池蓋を備えた円筒形
二次電池を製造する円筒形二次電池製造方法であって、
前記接合点を形成した後、前記かしめを行うことを特徴
とする円筒形二次電池製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000364620A JP3820876B2 (ja) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | 円筒形二次電池製造方法 |
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006351512A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-12-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉型二次電池およびその製造方法 |
| CN1314140C (zh) * | 2003-09-17 | 2007-05-02 | 索尼株式会社 | 电池 |
| JP2007213819A (ja) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | 大電流放電用二次電池 |
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| US8663835B2 (en) | 2008-12-10 | 2014-03-04 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Cap assembly and secondary battery having the same |
| US8962167B2 (en) | 2007-08-27 | 2015-02-24 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Secondary battery having an insulator with protrusions |
| US8986876B2 (en) | 2008-12-18 | 2015-03-24 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Cap assembly and secondary battery having the same |
-
2000
- 2000-11-30 JP JP2000364620A patent/JP3820876B2/ja not_active Expired - Fee Related
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