JP2013161596A - 密閉型電池及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】二次電池は,電池ケースに電極体と電解液とを封入してなる密閉型電池であり,電池ケースを貫通する注液口25と,注液口25を封止する封栓31とを有し,封栓31は,注液口25の開口径より大径の封口板部32と,封口板部32より小径で,架橋密度が1.00×10-6〜1.00×10-5mol/ccの範囲内の弾性体で形成されたシール部33とが互いに固定されてなり,封口板部32は,溶接によってその全周が電池ケースに封止されている。
【選択図】図3
Description
このようになっていれば,溶接作業の終了まではシール部によって密閉性を維持できるように,封栓を注液口に取り付けることができる。
このようになっていれば,中央凸部は挿入姿勢を安定させることができればよい。挿入時の気密性は,環状凸部によって確保される。そして,段部の深さと環状凸部の挿入前の大きさとの選択によって,環状凸部の挿入時の圧縮率を容易に決定することができる。
このようにすれば,シール部によって一時的に密閉性を確保しつつ,封口板部を電池ケースに溶接することができる。
このようになっていれば,注液口に封栓を挿入したときの圧縮率がこの範囲となるように,各部の大きさを設定しておくことで,シール部による気密性を維持できる期間を適切な長さとすることができる。
このようにすれば,中央凸部によって挿入姿勢を安定させるとともに,環状凸部を適切な圧縮率で圧縮した状態で,封栓を注液口に取り付けることができる。
本発明のシール部は,圧縮された状態で3時間以上経過するとその形状への塑性変形がかなり進行する。そのため,この時点での気密性は,溶接箇所によって維持されている。従って,溶接の終了後,3時間以上経過してから気密性能の検査を行うことにより溶接不良のものを確実に見つけることができる。特に,本発明のシール部の架橋密度が前述の範囲に設定されているため,20時間未満でシール部による気密性は失われる。つまり,溶接の終了後20時間未満のうちに気密性能の検査を行うことができる。従って,気密性能の検査のための長い待ち時間が発生することがない。
W1: 初期重量
W2: 膨潤後の重量
W3: 真空乾燥後の重量
V1 = W1×(材料中のポリマー重量比率)/0.86 … (式1)
V2 = (W2−W3) / 0.8507 … (式2)
VR = V1 / (V1+V2) … (式3)
k = (VR+ln(1−VR)+0.49×VR2) / (−108.15×(VR1/3−VR/2)) … (式4)
V1: 純ゴムの体積
V2: 吸収された溶剤の体積
VR: 膨潤したサンプル中における膨潤した純ゴムの割合
0.86: EPDMの比重
0.8507: トルエンの比重
108.15: トルエンの1モルあたりの体積
0.49: ゴムと溶剤間の相互作用定数(文献値)
CS = ((t0−t1)/(t0−t2)) ×100 … (式5)
ただし,t0: 圧縮開始前の試験片の厚さ
t1: 圧縮装置から外して30分後の試験片の厚さ
t2: 圧縮中の試験片の厚さ
Q = (D−d)/ D ×100 … (式6)
なお,中央凸部37の圧縮率は,同様に算出した場合,10%より小さいことが好ましい。すなわち,中央凸部37は,溶接を開始するまでの間,一時的に封栓31の姿勢を維持できればよい。
ブレークしたものに○,
ブレークしていないものに×
例えば,注液口25として段部28の形成されていないものを用いることもできる。その場合には,図13に示すように,環状凸部38を注液口25の周囲で蓋板19の上面に押し当てるようにする。そして,適切な圧縮率で圧縮した環状凸部38を含む範囲を覆って,外周部が蓋板19に接触する形状の封口板部32とすればよい。この場合の封口板部32は,シール部33の側から見ると凹部が形成されており,その凹部の深さは,圧縮後の環状凸部38の高さと等しい。さらにその凹部の外周に鍔部が形成され,その鍔部の外周の全周が,蓋板19に溶接されている。
また,上記の形態では,封口板部32の周囲をスポット状の溶接箇所35で囲むことにより封口板部32を蓋板19の上面に溶接するとしたが,連続ビームを照射することにより,連続的に溶接するシームレス溶接とすることもできる。
11 電池ケース
12 電極体
13 電解液
25 注液口
27 貫通部
28 段部
31 封栓
32 封口板部
33 シール部
35 溶接箇所
37 中央凸部
38 環状凸部
39 溝部
Claims (7)
- 金属製の電池ケースに電極体と電解液とを封入してなる密閉型電池において,
前記電池ケースを貫通する注液口と,
前記注液口を封止する封栓とを有し,
前記封栓は,
前記注液口の開口径より大径の封口板部と,
前記封口板部より小径で,架橋密度が1.00×10-6〜1.00×10-5mol/ccの範囲内の弾性体で形成されたシール部とが互いに固定されてなるものであり,
前記封口板部は,溶接によってその全周が前記電池ケースに封止されていることを特徴とする密閉型電池。 - 請求項1に記載の密閉型電池において,
前記シール部は,少なくとも高さ方向の一部分が径方向に圧縮されている中央凸部と,高さ方向に圧縮されて前記中央凸部の全周囲を囲んでいる環状凸部と,前記中央凸部と前記環状凸部との間に形成された溝部とを有するものであることを特徴とする密閉型電池。 - 請求項1または請求項2に記載の密閉型電池において,
前記注液口は,前記電池ケースを貫通する貫通部と,前記貫通部より前記電池ケースの外面側で前記貫通部の周囲に形成され,前記貫通部より大径の段部とを有するものであり,
前記中央凸部が前記貫通部に挿入されているとともに,前記環状凸部が前記段部に当接していることを特徴とする密閉型電池。 - 金属製の電池ケースに電極体と電解液とを封入してなる密閉型電池の製造方法において,
前記電池ケースとして,貫通する注液口を有するものを用い,
前記注液口を封止する封栓として,
前記注液口の開口径より大径の封口板部と,架橋密度が1.00×10-6〜1.00×10-5mol/ccの範囲内の弾性体で形成されたシール部とが互いに固定されてなるものを用い,
前記シール部を前記電池ケースの内部側に向けて,前記注液口に挿入した後,前記封口板部の全周を前記電池ケースに溶接することを特徴とする密閉型電池の製造方法。 - 請求項4に記載の密閉型電池の製造方法において,
前記封栓として,取付前の前記シール部が,中央に突出して形成され前記注液口の開口径より先端が小径で根元が大径の中央凸部と,前記中央凸部の全周囲を囲んで形成され外径が前記封口板部より小径の環状凸部と,前記中央凸部と前記環状凸部との間に形成された溝部とを有するものを用い,
前記シール部を前記注液口に挿入することにより,前記中央凸部の少なくとも高さ方向の一部分を径方向に圧縮された状態とするとともに,前記環状凸部を圧縮率が10%より大きく,かつ,30%より小さい範囲内で高さ方向に圧縮された状態とすることを特徴とする密閉型電池の製造方法。 - 請求項4または請求項5に記載の密閉型電池の製造方法において,
前記注液口として,前記電池ケースを貫通する貫通部と,前記貫通部より前記電池ケースの外面側で前記貫通部の周囲に形成され,前記貫通部より大径で前記環状凸部の取付前の高さより浅い段部とを有するものを用い,
前記中央凸部を前記貫通部に挿入するとともに,前記環状凸部を前記段部に当接させることを特徴とする密閉型電池の製造方法。 - 請求項4から請求項6までのいずれか1つに記載の密閉型電池の製造方法において,
前記溶接の終了後,3時間以上経過してから,気密性能の検査を行うことを特徴とする密閉型電池の製造方法。
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