JPH10199495A - 密閉型電池の密閉構造およびそれに用いられるガスケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 密閉型電池において、ガスケット表面に対し
てシール剤をさらに塗布せずとも、ガスケット自体によ
るシール性をさらに向上させることが可能な密閉構造お
よびそのためのガスケットを提供すること。 【解決手段】 電池缶１の開口部にガスケット３を介在
させて封口部材２を接合し電池内部を密封する。ガスケ
ット３は、封口部材２と開口周囲の電池缶壁１Ａとの接
合面間に開口全周にわたって介在し得る環状の基体部分
４を有するものであり、封口部材から圧縮力を受ける
ガスケットの面、電池缶壁から圧縮力を受けるガスケ
ットの面、ガスケットに圧縮力を与える封口部材の
面、ガスケットに圧縮力を与える開口周囲の電池缶壁
の面、から選ばれる１以上の面に、開口周囲の全周に沿
って閉じた環を描いて連なる山脈状の突起部５を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、密閉型電池におけ
るガスケットを用いた密閉構造およびそのガスケット自
体に関する。

【０００２】

【従来の技術】密閉型電池は、電池缶内に発電要素を封
入したものであり、例えば、乾電池がよく知られた態様
である。ここでいう発電要素は、発電、充放電を行なう
ための電池の電気化学的な要素である。図４は、筒状の
電池缶内に発電要素を封入する場合の、従来の一般的な
密閉構造を示す模式図である。同図に示すように従来の
一般的な密閉構造は、容器の口を蓋で塞ぐ場合と同様、
電池缶２１の開口を封口部材２２で塞ぐ構造である。電
池缶２１は、一方の端面を開口とし他方の端面を底面と
する筒状体であって、封口部材２２は、電池缶２１の開
口内にはめ込まれている。

【０００３】開口周囲の電池缶壁２１Ａは、同図のよう
に、「コの字形」の断面形状を含むように曲げられ、そ
の部分が封口部材の外周縁部２２ａを全周にわたって掴
んでいる。本明細書でいう「掴む（つかむ）」とは、基
本的には２面で「はさむ」状態ではあるが、これに断面
形状が「コの字形」となっている部分の内面の３面目も
加わって保持する状態を意味する。この電池缶壁２１Ａ
が封口部材の外周縁部２２ａを掴んでいる部分、即ち、
電池缶壁２１Ａと封口部材の外周縁部２２ａとの接合面
間には、ガスケット２３が介在するように用いられてお
り、これによって高い密封性を得ている。

【０００４】本明細書でいう封口部材は、密閉型電池が
完成した状態では、電池缶の開口を塞ぐ１つの蓋とみな
すことができるが、通常は単一の部材ではなく、最外面
の外部端子板の他、その内部側には内圧上昇時に内部ガ
スを開放する安全構造のための種々の板状部材が積層さ
れている場合が多い。本明細書ではこれらを詳細に分割
せず、電池缶の開口部において１以上の部品が集まって
蓋となっているものを封口部材という。図４では封口部
材２２を単独の部材のように図示している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような密閉型電
池の密閉構造では、従来、ガスケットのシール性を目的
の値まで高めるために、ガスケット表面のうち、封口部
材から圧縮力を受ける面２３ａ（図４におけるガスケッ
トの断面「コの字形」の部分の内側の面）、および、電
池缶壁から圧縮力を受ける面２３ｂ（図４におけるガス
ケットの断面「コの字形」の部分の外側の面）に、アス
ファルトなどのシール剤をさらに塗布していた。

【０００６】本発明者らは、このようなガスケットに対
するシール剤のさらなる塗布の工程を削除して、この工
程に関するコストを削減することに着眼した。本発明の
課題は、密閉型電池において、ガスケット表面に対して
シール剤をさらに塗布せずとも、ガスケット自体による
シール性をさらに向上させることが可能な密閉構造およ
びそのためのガスケットを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、次の特徴を有
するものである。 （１）電池缶の開口部をガスケットを介在させて封口部
材にて電池内部を密封した密閉型電池の密閉構造であっ
て、ガスケットは、開口全周にわたって封口部材と開口
周囲の電池缶壁との間に介在し得る環状の基体部分を有
し、封口部材から圧縮力を受けるガスケットの面、
電池缶壁から圧縮力を受けるガスケットの面、ガスケ
ットに圧縮力を与える封口部材の面、ガスケットに圧
縮力を与える開口周囲の電池缶壁の面、から選ばれる１
以上の面に、開口周囲の全周に沿って閉じた環を描いて
連なる山脈状の突起部が設けられていることを特徴とす
る密閉型電池の密閉構造。

【０００８】（２）板状の封口部材が電池缶の開口内に
はめ込まれ、封口部材の外周縁部を、その全周にわたっ
て開口周囲の電池缶壁がガスケットを介して掴んだ構造
である上記（１）記載の密閉型電池の密閉構造。

【０００９】（３）密閉型電池の電池缶の開口を塞ぐ封
口部材と、開口周囲の電池缶壁との間に介在し電池内部
を密封するよう用いられるガスケットであって、開口全
周にわたって封口部材と開口周囲の電池缶壁との間に介
在し得る環状の基体部分を有し、この基体部分の表面の
うち、封口部材から圧縮力を受ける面および／または電
池缶壁から圧縮力を受ける面に、基体部分の環状の形状
全周に沿って閉じた環を描いて連なる山脈状の突起部が
設けられていることを特徴とするガスケット。

【００１０】（４）板状の封口部材が電池缶の開口内に
はめ込まれ、封口部材の外周縁部を全周にわたって開口
周囲の電池缶壁が掴む部分に、封口部材と電池缶壁との
間に介在するために使用される上記（３）記載のガスケ
ット。

【００１１】（５）当該ガスケットが用いられている状
態であるときに、当該ガスケットを環状が開くように一
か所切断したときの基体部分の断面形状のうち、電池缶
壁が封口部材の外周縁部を掴む部分に介在している部分
の断面形状が「コの字形」である上記（４）記載のガス
ケット。

【００１２】（６）当該ガスケットが用いられていない
状態であるときに、当該ガスケットを環状が開くように
一か所切断したときの基体部分の断面形状のうち、電池
缶壁が封口部材の外周縁部を掴む部分に介在するべき部
分の断面形状が「山形」である上記（４）記載のガスケ
ット。

【００１３】以下、ガスケットの基体部分の断面形状を
説明するとき、「ガスケットの基体部分の環状を開くよ
うにガスケットを一か所切断したときの該基体部分の断
面形状」を、単に「ガスケットの断面形状」と呼ぶ。

【００１４】また、電池缶壁の断面形状を説明する場合
も同様に、電池缶を中心軸に沿って切断したときに、該
中心軸の両側に現れる向かい合った壁部の断面のうちの
一方の壁部の断面の形状を、「電池缶壁の断面形状」と
呼ぶ。例えば、図１の例では、封口部材を掴んでいる部
分の電池缶壁の断面形状は「コの字形」である。

【００１５】

【発明の実施の形態】先ず、本発明の密閉構造を図を用
いて説明する。図１は、本発明の密閉構造の一例を示す
断面図である。同図の例における電池缶壁と封口部材と
のかしめの構造は、図４の従来例と同様であり、図１で
は、特にガスケットの断面部分とその周囲を拡大して示
している。図４の従来例と同様、封口部材２は電池缶１
の開口内にはめ込まれている。開口周囲の電池缶壁１Ａ
は、断面形状が「コの字形」となるように全周にわたっ
て曲げられ、この「コの字形」の内側部分によって封口
部材の外周縁部全周を掴んでいる。また、ガスケット３
は、電池缶壁１Ａと封口部材２との間に開口全周にわた
って介在しており、開口に沿った環状の基体部分４を有
している。

【００１６】図１の密閉構造では、封口部材２と電池缶
壁１Ａとの間にガスケット３が介在している部分におい
て、次の〜の面から選ばれる１以上の面に、開口周
囲の全周に沿って山脈状に連なる突起部が設けられる。
該突起部は開口周囲を一周巡って閉じた環を描いて連な
る。 封口部材から圧縮力を受ける、ガスケットの基体部分
４の面４ａ、４ｂ、４ｃ。 電池缶壁から圧縮力を受ける、ガスケットの基体部分
４の面４ｄ、４ｅ、４ｆ。 ガスケットに圧縮力を与える封口部材の面２ａ、２
ｂ、ガスケットの基体部分４の面４ｂと接触する封口部
材の側面。 ガスケットに圧縮力を与える開口周囲の電池缶壁の面
１ａ、１ｂ、１ｃ。

【００１７】図１の例では、上記の、電池缶壁１Ａか
ら圧縮力を受ける基体部分４の面の１つである面４ｆに
突起部５が設けられている。この突起部５は、基体部分
４の環状を呈する形状に沿って環を描いて山脈状に連な
り、１周回って閉じている。図１では、説明のために、
突起部５を潰れていない状態として示している。

【００１８】上記〜の面から選ばれる１以上の面に
突起部を設ける構成とすることによって、電池缶壁がガ
スケット越しに封口部材を掴んで生じる圧縮力は突起部
に集中する。従って、図１のように、突起部がガスケッ
トに設けられた場合には、突起部は十分にたわむ。ま
た、図２の突起部１ｍのように電池缶壁に設けられた場
合や、突起部２ｍのように封口部材に設けられた場合に
は、突起部は十分にガスケットに食い込む。即ち、いず
れの場合でも、突起部は十分に相手の面に密着してシー
ル性が向上する。

【００１９】突起部の断面形状は、圧縮力を集中的に受
けられる形状であればよく、限定されないが、好ましい
形状として半円形、矩形、三角形などが挙げられる。突
起部の断面形状の大きさは、突起部をガスケット・電池
缶・封口部材のいずれに設ける場合でも同様であり、断
面形状を半円形とする場合には、電池の規模にもよる
が、半径０．２ｍｍ〜０．４ｍｍ程度が好ましい。

【００２０】部品に突起部を設ける方法としては、山脈
状に連なる突起状の部材を別途形成して接合し突起部と
してもよいが、部品の金型（例えば、ガスケットでは成
形金型、電池缶では金属金型など）を部分的に変更して
突起部を形成することによって、低コストで効果的なシ
ール性が得られる。

【００２１】次に、本発明の密閉構造を構成し得る上記
ガスケットについて説明する。図１の例に示すように、
本発明のガスケット３は、電池缶壁１Ａと封口部材２と
の間に開口全周にわたって介在しており、開口に沿った
環状の基体部分４を有している。この基体部分４の表面
のうち、封口部材から圧縮力を受ける面および／または
電池缶壁から圧縮力を受ける面（図１の例）に、突起部
５が設けられたものである。この突起部５は、上記説明
のとおり基体部分４の環状を呈する形状に沿って環を描
いて山脈状に連なり１周回って閉じている。

【００２２】ガスケットの基体部分にさらに突起部を設
ける構成とすることによって、ガスケットが封口部材と
電池缶壁とによって挟まれて受ける圧縮力は突起部に集
中し、突起部は十分に相手の面に密着してシール性が向
上する。

【００２３】基体部分の表面のうち、突起部が設けられ
得る面は、図１に示すように、電池缶壁１Ａから圧縮力
を受ける面として、面４ｄ、４ｅ、４ｆ、また、封口部
材２から圧縮力を受ける面として、面４ａ、４ｂ、４ｃ
が挙げられる。これらの中から任意の面を１以上選択し
突起部を設けてよい。これらの中で特に強い圧縮を受け
る面としては、面４ａ、４ｃ、４ｄ、４ｆが挙げられ
る。

【００２４】図１のような封口部材と電池缶壁との結合
構造の場合、ガスケットは、電池缶壁が封口部材を掴ん
でいる「コの字形」断面形状の部分の全体にわたって介
在するのが密封性の点で好ましい。従って、その場合に
は、ガスケットの基体部分の形状も「コの字形」の断面
形状となり得る部分を有するものが好ましい。ただし、
ガスケットの断面形状のうちの「コの字形」の断面形状
となる部分は、用いられていない単品の状態では必ずし
も「コの字形」である必要はなく、図３に示すように、
電池缶壁を曲げてかしめる工程に至るまでの組立て性が
良好となるような断面形状であればよい。

【００２５】図３は、本発明によるガスケットの一例
を、単品状態で示す断面図である。角部や隅部における
面取やアールの図示は省略している。同図の例は、図１
の密閉構造に用いられたガスケットの形状の一例であっ
て、ガスケットの断面形状のうち「コの字形」の断面形
状となる部分は、細線による円Ａで囲んで示すように
「山形（Ｌ字形、又は逆Ｌ字形）」である。このような
形状によって、電池缶内へガスケットと封口部材とを組
み込む作業が容易となる。図３のガスケットでは、断面
形状「山形」部分の内側の面４ｇは、電池缶壁と共に内
側に曲げられて、図１における「コの字形」の断面形状
の凹部の面４ａ、４ｂとなる。図３に示すガスケットで
は、曲げられたときに図１の面４ａ、４ｃ、４ｄ、４ｆ
となる面に、突起部５ａ、５ｃ、５ｄ、５ｆが設けられ
ている。

【００２６】ガスケットに設けられる突起部の形状や大
きさは、上記した通りである。また、ガスケットの材料
としては、ポリプロピレン、ポリエチレンなど、従来の
ガスケットと同様の材料を用いてもよい。

【００２７】本発明の密閉構造またはガスケットが適用
される密閉型電池は限定されないが、代表的なものとし
ては円筒型（ボタン型を含む）や角型など任意の形状の
ものが挙げられる。これらの型の密閉型電池では、通常
用いられる電池缶は、一方の端面を開口とし他方の端面
を底面とする円柱状・角柱状の筒状体（ボタン型を含
む）であって、その開口を封口部材が蓋のように塞いで
密封する構造が一般的である。また、このような密閉型
電池の場合、封口部材と開口周囲の電池缶壁との互いの
係合構造としては、図１に示すように、電池缶壁を「コ
の字形」の断面形状とした、かしめの構造が挙げられ
る。

【００２８】本発明による密閉構造およびガスケット
は、あらゆる密閉型電池に対して有用であるが、ノート
型パソコン、携帯電話、携帯ビデオカメラ等の充電可能
な電源として使用される高容量リチウムイオン二次電池
の密閉性を向上させるためには特に有用となる。

【００２９】

【実施例】円筒型のリチウムイオン二次電池の封止部
（＝正極端子部）に、図１に示す密閉構造を付与した。
封口部材は、外径約１２ｍｍ、外周縁部の総厚さは約
１．８ｍｍである。電池缶の開口周囲の壁部を、「コの
字形」の断面形状となるように全周にわたって曲げ、封
口部材の外周縁部全周をガスケットを介して掴むように
かしめ、密閉構造を形成した。ガスケットは、材料をポ
リプロピレンとし、電池缶壁の曲げと共に「コの字形」
の断面形状となる部分は、単品の状態では「山形」の断
面形状とした。突起部は、図１に示すように、ガスケッ
ト３の基体部分４上の面４ｆに設けた。突起部の断面形
状は半円形、半径を０．２ｍｍとした。

【００３０】このリチウムイオン二次電池の封口部を水
中に漬け、缶底部より不活性ガスを内部に送り込み、圧
力を上げながら封口部からの気泡の発生の有無を観察す
ることによって、ガスケットの密閉性を試験したとこ
ろ、シール剤の塗布を伴う従来のガスケットと同等の密
閉性を示すことが確認できた。

【００３１】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明による密
閉型電池の密閉構造またはそれに用いられるガスケット
によって、ガスケット表面に対してシール剤をさらに塗
布せずとも、ガスケット自体によるシール性をさらに向
上させることが可能となり、組立てがより容易になっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による密閉型電池の密閉構造の一例を模
式的に示す図である。断面を示すハッチングは省略して
いる。

【図２】本発明による密閉型電池の密閉構造の他の例を
模式的に示す図である。断面を示すハッチングは省略し
ている。

【図３】本発明によるガスケットの一例を単品状態で示
す断面図である。中心線の片側だけを示している。

【図４】従来の密閉型電池における一般的な密閉構造を
示す模式図である。部材の区分を明らかに示すためにガ
スケットの断面にのみハッチングを施している。

【符号の説明】

１ 電池缶 １Ａ 電池缶壁 ２ 封口部材 ３ ガスケット ４ ガスケットの基体部分 ５ 突起部

フロントページの続き (72)発明者 川村 賢治 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 御前 淳 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 仲田 宗弘 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電池缶の開口部をガスケットを介在させ
   て封口部材にて電池内部を密封した密閉型電池の密閉構
   造であって、ガスケットは、開口全周にわたって封口部
   材と開口周囲の電池缶壁との間に介在し得る環状の基体
   部分を有し、封口部材から圧縮力を受けるガスケット
   の面、電池缶壁から圧縮力を受けるガスケットの面、
   ガスケットに圧縮力を与える封口部材の面、ガスケ
   ットに圧縮力を与える開口周囲の電池缶壁の面、から選
   ばれる１以上の面に、開口周囲の全周に沿って閉じた環
   を描いて連なる山脈状の突起部が設けられていることを
   特徴とする密閉型電池の密閉構造。
2. 【請求項２】 板状の封口部材が電池缶の開口内にはめ
   込まれ、封口部材の外周縁部を、その全周にわたって開
   口周囲の電池缶壁がガスケットを介して掴んだ構造であ
   る請求項１記載の密閉型電池の密閉構造。
3. 【請求項３】 密閉型電池の電池缶の開口を塞ぐ封口部
   材と、開口周囲の電池缶壁との間に介在し電池内部を密
   封するよう用いられるガスケットであって、開口全周に
   わたって封口部材と開口周囲の電池缶壁との間に介在し
   得る環状の基体部分を有し、この基体部分の表面のう
   ち、封口部材から圧縮力を受ける面および／または電池
   缶壁から圧縮力を受ける面に、基体部分の環状の形状全
   周に沿って閉じた環を描いて連なる山脈状の突起部が設
   けられていることを特徴とするガスケット。
4. 【請求項４】 板状の封口部材が電池缶の開口内にはめ
   込まれ、封口部材の外周縁部を全周にわたって開口周囲
   の電池缶壁が掴む部分に、封口部材と電池缶壁との間に
   介在するために使用される請求項３記載のガスケット。
5. 【請求項５】 当該ガスケットが用いられている状態で
   あるときに、当該ガスケットを環状が開くように一か所
   切断したときの基体部分の断面形状のうち、電池缶壁が
   封口部材の外周縁部を掴む部分に介在している部分の断
   面形状が「コの字形」である請求項４記載のガスケッ
   ト。
6. 【請求項６】 当該ガスケットが用いられていない状態
   であるときに、当該ガスケットを環状が開くように一か
   所切断したときの基体部分の断面形状のうち、電池缶壁
   が封口部材の外周縁部を掴む部分に介在するべき部分の
   断面形状が「山形」である請求項４記載のガスケット。