JP2003007270A

JP2003007270A - 電池用ガスケット

Info

Publication number: JP2003007270A
Application number: JP2001187675A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yamazaki; 博之山▲崎▼
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2001-06-21
Filing date: 2001-06-21
Publication date: 2003-01-10

Abstract

(57)【要約】【課題】ケースの組み立てに際して、割れを生じにく
く、かつ優れた密封性を実現し得る電池用ガスケット１
３を提供する。【解決手段】ケースは、負極缶１１の外周に、正極缶
１２の外周壁１２１をガスケット１３を介して密封的に
嵌合し、正極缶１２の外周壁１２１の端部を内周側へか
しめることにより組み立てられている。ガスケット１３
の外周部１３３における端部近傍には突条１３４が形成
され、この突条１３４は、かしめ縁部１２１ａより内側
の内周面１２１ｂにつぶされた状態で圧接される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、例えば携帯電話機やＰＨＳ、ノ
ート型パソコン等の端末機器のメモリバックアップや、
ゲーム機、その他の機器の小型電源として用いられる電
池の負極缶と正極缶とのかしめ部分に介在させるガスケ
ットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話機やＰＨＳ等、小型の通信端末
機器には、例えばメモリのバックアップ用電源として、
充電可能なコイン形あるいはボタン形の二次電池（以
下、単に電池という）が使用されている。図７は、従来
の技術に係るこの種の電池の概略構造を示す断面図、図
８は図７の一部を拡大して示す断面図である。すなわ
ち、この種の電池は、電解液を含浸させたセパレータ１
０４を介して負極側発電要素１０５と正極側発電要素１
０６を積層し、これを偏平なコイン形あるいはボタン形
のケース１００内に密封状態に内包した構造を備える。

【０００３】ケース１００は、負極缶１０１の外周部１
０１ａに、この負極缶１０１より大径に形成された正極
缶１０２の外周壁１０２ａを、ガスケット１０３を介し
て気密的に嵌合し、前記外周壁１０２ａの端部を内周側
へかしめることにより組み立てられている。

【０００４】図９は、従来の技術によるガスケット１０
３を示す部分断面図である。すなわち、このガスケット
１０３は、成形性が良く安価なポリプロピレン（ＰＰ）
からなるものであって、断面が略Ｊ字形を呈する環状に
成形されており、図７及び図８に示される電池への組み
込み状態では、正極缶１０２のかしめ縁部１０２ａ’
を、ガスケット１０３の外周部１０３ａへ食い込ませる
ようにかしめることによって、このガスケット１０３に
大きな締め代を与え、負極缶１０１の外周部１０１ａと
の間で所要の密封力を得ている。

【０００５】しかしながら、上記従来の技術において
は、正極缶１０２の外周部１０２ａのかしめ量が大きい
と、ガスケット１０３の外周部１０３ａは、正極缶１０
２のかしめ縁部１０２ａ’が食い込むことによるくびれ
部１０３ａ’の肉厚が小さくなり、剪断力による割れを
生じてしまうことがある。また、充放電によって発電要
素１０５，１０６の体積が膨張したり、ケース１００の
内圧が上昇した場合も、正極缶１０２のかしめ縁部１０
２ａ’の食い込み部分に応力が集中して、ガスケット１
０３に割れを生じるおそれがある。このため、ガスケッ
ト１０３に割れを生じることがないように、しかも十分
な密封力を得ることができるように、正極缶１０２のか
しめを高精度で行う必要があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な問題に鑑みてなされたものであって、その技術的課題
は、ケースの組み立てに際して、ケースの負極缶と正極
缶の外周部間に介在させたガスケットの割れを生じにく
く、かつ優れた密封性を実現し得る電池用ガスケットを
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した技術的課題は、
本発明によって有効に解決することができる。すなわち
請求項１の発明に係る電池用ガスケットは、負極缶と正
極缶の外周部間をガスケットを介してかしめることによ
り密閉状に組み立てたケースに、セパレータを介して積
層された負極側発電要素と正極側発電要素を電解液と共
に内包してなる電池の前記ガスケットにおいて、前記負
極缶と正極缶とのかしめ部間に位置する部分に、周方向
に連続した突条が形成されたものであり、装着状態では
この突条をつぶした状態で前記負極缶と正極缶とのかし
め部間に介在させることによって、所要の密封力を得る
ための十分な締め代を与えることができるので、ケース
のかしめ縁部を食い込ませる必要がなくなる。

【０００８】また、請求項２の発明に係る電池用ガスケ
ットは、請求項１に記載の発明において、ガスケットの
突条による厚肉部が、正極缶のかしめ縁部より内側の面
に圧接されることによって、所要の密封力を得るための
十分な締め代を与えるようにしたものである。

【０００９】また、請求項３の発明に係る電池用ガスケ
ットは、請求項１に記載の発明において、ガラス繊維、
炭素繊維、あるいは無機フィラー等から選択された補強
材が混合された電気絶縁性の合成樹脂材からなることに
よって、ガスケットの機械的強度を向上させたものであ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る好ましい実施
の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は
本発明に係る電池用ガスケットを使用した電池の概略構
造を示す断面図、図２は図１の一部を拡大して示す断面
図、図３は本発明に係る電池用ガスケットの第一の実施
の形態を、未装着状態で示す要部断面図である。

【００１１】まず図１に示される電池は、基本的には先
に説明した図７と同様、例えば携帯電話機やＰＨＳ等、
小型の端末機器に、メモリのバックアップ用電源として
使用される二次電池であって、セパレータ４を介して積
層された負極側発電要素２と正極側発電要素３を、偏平
なコイン形あるいはボタン形のケース１に、電解液５と
共に密封状態に内包した構造を有する。

【００１２】負極側発電要素２としては、例えばリチウ
ムアルミニウム合金が採用され、正極側発電要素３とし
ては、例えば二酸化マンガンに、導電助剤であるカーボ
ンや、ポリテトラフルオロエチレンやポリフッ化ビニリ
デンのようなフッ素系樹脂からなる結着材を混合したも
のが採用され、セパレータ４としては、耐熱温度の高い
ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）が採用されてい
る。また、電解液５としては、正極側発電要素３におけ
るマンガンとの反応を抑制する物質を添加した有機溶剤
が採用されている。

【００１３】ケース１は、負極缶１１と、正極缶１２
と、これら負極缶１１及び正極缶１２の外周部間に介在
する環状のガスケット１３とからなる。負極缶１１は負
極端子を兼ねるものであり、正極缶１２は正極端子を兼
ねるものであり、共に、例えばＳＵＳ３１６等、腐食し
にくいステンレス鋼で製作されている。負極缶１１の外
周部には、断面が略Ｕ字形をなす屈曲縁１１１が形成さ
れており、正極缶１２の外周壁１２１は負極缶１１の屈
曲縁１１１より大径に形成されており、ガスケット１３
は、この屈曲縁１１１を取り巻くように配置され、正極
缶１２の外周壁１２１及び平面部１２２との間に介在し
ている。

【００１４】ケース１は、負極缶１１の外周に、この負
極缶１１より大径に形成された正極缶１２の外周壁１２
１を、ガスケット１３を介して密封的に嵌合し、正極缶
１２の外周壁１２１の端部１２１ａを内周側へかしめる
ことにより組み立てられている。また、このケース１の
組立に際しては、まず電解液５を含浸させたセパレータ
４の厚さ方向両面に、それぞれ負極側発電要素２と正極
側発電要素３を積層状態に配置し、正極側発電要素３側
から正極缶１２を被せ、負極側発電要素２側から負極缶
１１を被せて、上述のかしめを行うことにより、電池全
体の組立も同時に行われる。

【００１５】ガスケット１３は、ケース１からの電解液
５や反応ガスの漏れを防止すると共に、負極缶１１と正
極缶１２の外周部間で電流の短絡を防止するもので、図
３に示されるように、電池への未装着状態では、略Ｊ字
形の断面形状を呈する。詳しくは、図１及び図２に示さ
れる装着状態において負極缶１１における屈曲縁１１１
の内周及びセパレータ４の外周部下面に位置する内周部
１３１と、負極缶１１の屈曲縁１１１と正極缶１２の平
板部１２２との間に介在する中間部１３２と、負極缶１
１の屈曲縁１１１と正極缶１２の外周壁１２１との間に
介在する外周部１３３からなる。

【００１６】このガスケット１３の外周部１３３におけ
る端部近傍の外周面には、断面形状が山形の突条１３４
が、周方向に連続して形成されている。前記外周部１３
３の肉厚ｔは、電池のサイズにもよるが、例えば０．３
ｍｍ程度とした場合、突条１３４の高さｈは、０．２ｍ
ｍあるいはそれ以下とする。

【００１７】ガスケット１３の外周部１３３に形成され
た突条１３４は、図２に示されるように、正極缶１２に
おける外周壁１２１のかしめ縁部１２１ａよりも内側と
なる位置するように形成されている。すなわち、正極缶
１２の外周壁１２１を、図１及び図２に示されるように
内周へかしめることによって、ガスケット１３の突条１
３４は、かしめ縁部１２１ａより内側の内周面１２１ｂ
につぶされた状態で圧接されるものである。したがっ
て、正極缶１２のかしめ縁部１２１ａを食い込ませなく
ても、突条１３４によるガスケット１３の外周部１３３
の厚肉部１３３’に、所要の密封力を得るための十分な
締め代が与えられるので、かしめ縁部１２１ａを食い込
ませることによるガスケット１３の外周部１３３の割れ
を防止することができる。またこのため、正極缶１２の
外周壁１２１をかしめる際のかしめ量の設定も容易にな
る。

【００１８】ガスケット１３の材質としては、ポリプロ
ピレン（ＰＰ）のほか、ポリフェニレンサルファイド
（ＰＰＳ）、４フッ化エチレン−パーフロロアルキルビ
ニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリエーテルエーテ
ルケトン（ＰＥＥＫ）、液晶ポリマ、フェノール樹脂
等、電気絶縁性の熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂を
用いることができる。このうち、ポリフェニレンサルフ
ァイドやポリエーテルエーテルケトンをガスケット１３
に採用した場合は、次のような利点がある。

【００１９】詳しくは、この種の電池をメモリバックア
ップ用の電源として用いる場合は、プリント基板に、は
んだ付けによって電池をメモリ素子等と共に実装する。
この場合、電池を、プリント基板上に適量のはんだを介
在させた状態にセットし、雰囲気温度が最高２３０℃程
度になるリフロー炉内を通過させて、はんだ材料を溶融
させるといったリフローはんだ付けの方法を採用するこ
とができれば、はんだこて等を用いる必要がないので、
はんだ付けの工程を自動化することができる。

【００２０】ところが、従来は、ガスケットの材質とし
て、耐熱温度が１００℃程度に過ぎないポリプロピレン
を用いていたため、リフローはんだ付けを採用すること
ができなかった。これに対し、ポリフェニレンサルファ
イドやポリエーテルエーテルケトンで成形したガスケッ
ト１３は、２３０℃以上の耐熱温度を有するため、リフ
ローはんだ付け工程でのリフロー温度に耐えることがで
きる。したがって、電池をプリント基板等に実装する手
段として、リフローはんだ付けが採用可能になり、工程
の自動化によるコスト低減を図ることができる。

【００２１】また、ガスケット１３を成形する合成樹脂
材料には、ガラス繊維あるいは炭素繊維などの補強繊維
材又は無機フィラーを適量添加することによって、ガス
ケット１３の機械的強度自体を高め、割れを一層生じに
くくすることができる。しかも、このような補強材を添
加することによって、ガスケット１３の耐熱温度も向上
させることができる。

【００２２】図４〜図６は、それぞれ本発明に係る電池
用ガスケットの他の実施の形態を、未装着状態で示す要
部断面図である。すなわち、これらの図４〜図６に示さ
れるように、ガスケット１３に形成される突条１３４の
断面形状は、図３のような山形には限定されず、種々の
形状を適用することができる。また、図５に示されるよ
うに、突条１３４をガスケット１３の外周部１３３の両
面に形成したり、あるいは図６に示されるように外周部
１３３の内周面に形成することによって、厚肉部１３
３’を形成しても、上述と同様の効果が実現できる。

【００２３】また、これら図４〜図６に示されるもの
も、先に説明した材質とすることができる。

【００２４】

【発明の効果】請求項１の発明に係る電池用ガスケット
によれば、電池のケースにおける負極缶と正極缶とのか
しめ部間に位置する部分に、周方向に連続した突条が形
成されることによって、この突条によるガスケットの厚
肉部に、かしめ部を食い込ませることなく、所要の密封
力を得るための十分な締め代を与えることができるた
め、電池に装着する際のガスケットの割れを防止すると
共に、かしめ量の設定も容易になり、したがって電池の
組立を容易にすることができる。

【００２５】請求項２の発明に係る電池用ガスケットに
よれば、ガスケットの突条による厚肉部を、正極缶のか
しめ縁部より内側の面に圧接させることによって、所要
の密封力を得るための十分な締め代を与えることによっ
て、上述した請求項１による効果を実現できるものであ
る。

【００２６】請求項３の発明に係る電池用ガスケットに
よれば、ガラス繊維、炭素繊維、あるいは無機フィラー
等からなる補強材が混合されることによって、機械的強
度を強化したものであるため、締め代を与えたときの割
れの発生を一層確実に防止することができ、しかも耐熱
温度も向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電池用ガスケットを組み込んだ電
池の概略構造を示す断面図である。

【図２】図１の一部を拡大して示す断面図である。

【図３】本発明に係る電池用ガスケットの第一の実施の
形態を、未装着状態で示す要部断面図である。

【図４】本発明に係る電池用ガスケットの他の実施の形
態を、未装着状態で示す要部断面図である。

【図５】本発明に係る電池用ガスケットの他の実施の形
態を、未装着状態で示す要部断面図である。

【図６】本発明に係る電池用ガスケットの他の実施の形
態を、未装着状態で示す要部断面図である。

【図７】従来の技術に係る電池用ガスケットを組み込ん
だ電池の概略構造を示す断面図である。

【図８】図７の一部を拡大して示す断面図である。

【図９】従来の技術に係る電池用ガスケットを、未装着
状態で示す部分断面図である。

【符号の説明】

１ケース１１負極缶１１１屈曲縁１２正極缶１２１外周壁１２１ａかしめ縁部１３ガスケット１３１内周部１３２中間部１３３’ 厚肉部１３４突条２負極側発電要素３正極側発電要素４セパレータ５電解液

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】負極缶（１１）と正極缶（１２）の外周
部間をガスケット（１３）を介してかしめることにより
密閉状に組み立てたケース（１）に、セパレータ（４）
を介して積層された負極側発電要素（２）と正極側発電
要素（３）を電解液（５）と共に内包してなる電池の前
記ガスケット（１３）において、前記負極缶（１１）と正極缶（１２）とのかしめ部間に
位置する部分に、周方向に連続した突条（１３４）が形
成されたことを特徴とする電池用ガスケット。
【請求項２】ガスケット（１３）の突条（１３４）に
よる厚肉部（１３３’）が、正極缶（１２）のかしめ縁
部（１２１ａ）より内側の面（１２１ｂ）に圧接される
ことを特徴とする請求項１に記載の電池用ガスケット。
【請求項３】ガラス繊維、炭素繊維、あるいは無機フ
ィラー等から選択された補強材が混合された電気絶縁性
の合成樹脂材からなることを特徴とする請求項１又は２
に記載の電池用ガスケット。