JP6868400B2 - 筒型電池の封口体、筒型電池 - Google Patents
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Description
平板状の端子部の下面に下方に柱状に延長する挿通部を備えた電極端子と、
前記電池缶の開口部内周面に密接する平面形状を有するとともに、上面と下面を連絡する開口が形成された平板状の金属製封口板と、
電気絶縁性の樹脂からなり、前記封口板の上面および下面のそれぞれに面接触する上側および下側の平板部と、当該上側および下側の前記平板部を連絡しつつ前記封口板の開口に挿通される中空筒状の軸部とを有するガスケットと、
を備え、
前記端子部における下面の平面領域内に平板状の段差部が形成され、
前記挿通部は、前記段差部の下面から下方に延長し、
前記段差部の下面には、非円形の平面形状を有して前記挿通部を環状に周回しつつ下方に突出する突起が形成され、
前記ガスケットは、前記上側平板部の下面に非円形の平面形状を有して下方に突出する上側凸部が形成されているとともに、前記下側平板部の上面に非円形の平面形状を有して上方に開口する下側凹部が形成され、
前記封口板の上面には前記開口の周囲に前記上側凸部と係合する平面形状を有する封口板凹部が形成されているとともに、前記封口板の下面には前記開口の周囲に前記下側平板部の前記凹部に係合する封口板凸部が形成され、
前記ガスケットは、前記軸部に前記挿通部が挿通されつつ、前記上側平板部の上面に前記突起が埋没するとともに、前記上側凸部および前記下側凹部が圧縮状態で前記封口板凹部の内面および前記封口板凸部の外面に密接している、
ことを特徴とする筒型電池の封口体としている。
平板状の端子部の下面に下方に柱状に延長する挿通部を備えた電極端子と、
前記電池缶の開口部内周面に密接する平面形状を有するとともに、上面と下面を連絡する開口が形成された平板状の金属製封口板と、
電気絶縁性の樹脂からなり、前記封口板の上面および下面のそれぞれに面接触する上側および下側の平板部と、当該上側および下側の前記平板部を連絡しつつ前記封口板の開口に挿通される中空筒状の軸部とを有するガスケットと、
を備え、
前記挿通部は、前記端子部の下面に平板状に形成された段差部の下面から下方に延長し、
前記段差部の下面には、非円形の平面形状を有して前記挿通部を環状に周回しつつ下方に突出する突起が形成され、
前記ガスケットは、前記上側平板部の下面に非円形の平面形状を有して下方に突出する上側凸部が形成されているともに、前記下側平板部の上面に非円形の平面形状を有して上方に開口する下側凹部が形成され、
前記封口板の上面には前記開口の周囲に前記上側凸部と係合する平面形状を有する封口板凹部が形成されているとともに、前記封口板の下面には前記開口の周囲に前記下側平板部の前記下側凹部に係合する封口板凸部が形成され、
前記ガスケットは、前記軸部に前記挿通部が挿通されつつ、前記上側平板部の上面に前記突起が埋没するとともに、前記上側凸部および前記下側凹部が圧縮状態で前記封口板凹部の内面および前記封口板凸部の外面に密接し、
前記挿通部の下端面が前記発電要素と電気的に接続している。
図1に本発明の実施例に係る封口体10を備えた筒型電池1の一例を縦断面図にして示した。図1に示した筒型電池1は、スパイラル型リチウム一次電池であり、正極集電体を兼ねる電池缶2内に、正極3、負極4、セパレータ5、および非水系有機電解液6が発電要素として収納されているとともに、電池缶2の開口が封口体10によって封止された基本構造を有する。正極3は、スラリー状の正極材料を例えばステンレス製ラス板に塗布したものを所定の大きさに切断した後に乾燥させたものであり、負極4は板状のリチウム金属やリチウム合金(以下、負極リチウム4とも言う)である。そしてこの負極リチウム4と正極3が、例えばポリオレフィン製微多孔膜からなるセパレータ5を介して対向配置されて帯状の電極体に形成されている。そしてその帯状の電極体が巻回された状態で電池缶2内に挿入されている。そして封口体10によって密封された電池缶2内には、リチウム塩を非水系溶媒に溶解させた非水系有機電解液6が充填されている。また正極3と後述する電極端子における挿通部の下面、および負極リチウム4と電池缶2の内面が、それぞれ正極タブ7、および負極タブ8を介して接続されている。なお本発明は、筒型電池の封口体に関するものであり、図1に示した円筒状の筒型電池に限らず、角筒型など他の形状の筒型電池にも適用できる。もちろん本発明が適用される筒型電池には一次電池も二次電池も含まれる。またアルカリ電池などの他の形式の筒型電池にも適用することができる。
図1に示したように、電池缶2の開口端は封口体10によって密封されている。図2に筒型電池1の上端側を拡大した縦断面図を示した。図2に示したように、本実施例における封口体10は、図6に示した従来の筒型電池101における封口体110と同様に、金属からなる円板状の封口板20、電気絶縁性の樹脂からなるガスケット50、電極端子30、およびワッシャ40を備え、これらの部品が円筒軸100と同軸となるように上下方向に配置されている。なおここに示したガスケット50も封口板20を挟んで上下方向に配置される上側ガスケット50aと下側ガスケット50bの二つの部材から構成され、この例では下側ガスケット50bに封口板20の開口21に挿通される軸部53が形成されている。そして電極端子30は、円盤状の端子部31と当該端子部31の下面33に突設されている円柱状の挿通部32を有し、上側ガスケット50a、下側ガスケット50b、およびワッシャ40の中央には、電極端子30の挿通部32が挿通される孔(51a、51b)や開口41が設けられている。そして下側ガスケット50bの軸部53が封口板20の開口21に挿通されつつ、電極端子30の挿通部32が、上方から、上側ガスケット50aと下側ガスケット50bの孔(51a、51b)、およびワッシャ40の開口41に順次挿通されているとともに、挿通部32が軸100の方向に押圧されて上側ガスケット50a、封口板20、下側ガスケット50b、およびワッシャ40がかしめ付けられている。それによって封口体10が一体的な一つの部品として組み立てられている。なお封口板20、ワッシャ40は、鉄材、ステンレス鋼帯等の金属材料からプレス成形により形成することができ、ガスケット50a、50bは、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド等の、熱可塑性、電気絶縁性を有する合成樹脂により形成することができる。
図4に本実施例に係る封口体10を上方から見たときの分解斜視図を示した。また図5に封口体10を部材毎に分解したときの縦断面図を示した。以下、図4と図5を参照しつつ封口体10のより詳細な構造について説明する。まず上側ガスケット50aは、上側平板部52aの下面57aに中空筒状の凸部58aを備える。この凸部(以下、上側凸部58aとも言う)の平面形状は非円形であり、この例では六角形である。また、上側ガスケット50aの中央には上側平板部52aの上面55aから上側凸部58aの下端面56aにまで連絡する孔51aが形成されている。
本実施例に係る封口体10の封止性能を確認するため、本実施例に係る封口体10と、図6に示した従来例に係る封口体110とを10個ずつ用意した。なお、上述したように、本実施例の封口体10における電極端子30の段差部37の高さや上側ガスケット50aの上側凹部60の深さは、当該封口体10が従来例の封口体110と同じ強度でかしめられて組み立てられた際、従来例の封口体110と同じ高さとなるように設定されている。 そして各封口体(10、110)について、封口板(20、120)に対して電極端子(30、130)を相対的に回転させる封止性能試験を行った。ここでは封口板(20、120)の周囲を治具によって把持し、電極端子(30、130)の端子部(31、131)の周囲をトルク計で把持した。そして封口板(20、120)を固定し、端子部(31、131)に掛ける軸100周りのトルクを増加させていき、電極端子(30、130)が回転し始めたときのトルクを測定した。
上記実施例に係る封口体10では、突起36、およびガスケット50と封口板20の係合形状が正六角形であったが、他の多角形状や楕円状など円形でなければ特に限定されない。上記実施例では製造容易性を考慮し、突起36や上記係合形状を形成する平面形状が円筒軸100と同軸であったが、もちろん同軸でなくてもよい。突起36の下端は鋭利な形状でなくてもよく、ガスケット50の破断なども考慮して突起36を上端から下端に向けて一定幅の周壁状に形成したり、下端をR状に丸めたりしてもよい。
Claims (5)
- 下方を底部とした有底筒状の電池缶内に発電要素が密封されてなる筒型電池において、前記電池缶の上部開口を封止する封口体であって、
平板状の端子部の下面に下方に柱状に延長する挿通部を備えた電極端子と、
前記電池缶の開口部内周面に密接する平面形状を有するとともに、上面と下面を連絡する開口が形成された平板状の金属製封口板と、
電気絶縁性の樹脂からなり、前記封口板の上面および下面のそれぞれに面接触する上側および下側の平板部と、当該上側および下側の前記平板部を連絡しつつ前記封口板の開口に挿通される中空筒状の軸部とを有するガスケットと、
を備え、
前記端子部における下面の平面領域内に平板状の段差部が形成され、
前記挿通部は、前記段差部の下面から下方に延長し、
前記段差部の下面には、非円形の平面形状を有して前記挿通部を環状に周回しつつ下方に突出する突起が形成され、
前記ガスケットは、前記上側平板部の下面に非円形の平面形状を有して下方に突出する上側凸部が形成されているとともに、前記下側平板部の上面に非円形の平面形状を有して上方に開口する下側凹部が形成され、
前記封口板の上面には前記開口の周囲に前記上側凸部と係合する平面形状を有する封口板凹部が形成されているとともに、前記封口板の下面には前記開口の周囲に前記下側平板部の前記凹部に係合する封口板凸部が形成され、
前記ガスケットは、前記軸部に前記挿通部が挿通されつつ、前記上側平板部の上面に前記突起が埋没するとともに、前記上側凸部および前記下側凹部が圧縮状態で前記封口板凹部の内面および前記封口板凸部の外面に密接している、
ことを特徴とする筒型電池の封口体。 - 請求項1において、前記上側凸部の平面領域は、前記段差部の平面領域を包含していることを特徴とする筒型電池の封口体。
- 請求項1または2において、
前記ガスケットが、前記上側凸部を有する上側ガスケットと、前記封口板を挟んで前記上側ガスケット反対側に配置される下側ガスケットとからなり、
前記上側ガスケットと前記下側ガスケットの少なくとも一方に前記軸部が形成され、
前記上側ガスケットの前記封口板と隣接する側に前記上側凸部が形成され、
前記下側ガスケットの前記封口板と隣接する側に、前記下側凹部が形成されている、
ことを特徴とする筒型電池の封口体。 - 請求項1〜3のいずれかにおいて、
前記封口板の下面には、前記封口板凹部の裏側として前記封口板凸部が現れていることを特徴とする筒型電池の封口体。 - 下方を底部とした有底筒状の電池缶と、当該電池缶の内側に配置されている発電要素と、前記電池缶の開口部を封止するための封口体とを有する筒型電池であって、
前記封口体は、
平板状の端子部の下面に下方に柱状に延長する挿通部を備えた電極端子と、
前記電池缶の開口部内周面に密接する平面形状を有するとともに、上面と下面を連絡する開口が形成された平板状の金属製封口板と、
電気絶縁性の樹脂からなり、前記封口板の上面および下面のそれぞれに面接触する上側および下側の平板部と、当該上側および下側の前記平板部を連絡しつつ前記封口板の開口に挿通される中空筒状の軸部とを有するガスケットと、
を備え、
前記端子部における下面の平面領域内に平板状の段差部が形成され、
前記挿通部は、前記段差部の下面から下方に延長し、
前記段差部の下面には、非円形の平面形状を有して前記挿通部を環状に周回しつつ下方に突出する突起が形成され、
前記ガスケットは、前記上側平板部の下面に非円形の平面形状を有して下方に突出する上側凸部が形成されているともに、前記下側平板部の上面に非円形の平面形状を有して上方に開口する下側凹部が形成され、
前記封口板の上面には前記開口の周囲に前記上側凸部と係合する平面形状を有する封口板凹部が形成されているとともに、前記封口板の下面には前記開口の周囲に前記下側平板部の前記下側凹部に係合する封口板凸部が形成され、
前記ガスケットは、前記軸部に前記挿通部が挿通されつつ、前記上側平板部の上面に前記突起が埋没するとともに、前記上側凸部および前記下側凹部が圧縮状態で前記封口板凹部の内面および前記封口板凸部の外面に密接し、
前記挿通部の下端面が前記発電要素と電気的に接続している、
ことを特徴とする筒型電池。
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