JP3783082B2 - 密閉型の電池 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電池ケースが密封してある密閉型の電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
密閉型の電池においては、電池ケースの開口を蓋で密封する。蓋には、負極端子（出力端子）がプラスチック製のガスケットを介して、蓋壁を内外に貫通する状態で固定してある。ガスケットは負極端子と蓋との直接接触を避ける絶縁体を兼ねている。多くの場合、負極端子はガスケットの外面に露出する頭部と、ガスケットに内嵌する軸部とを有し、軸部の下端をかしめ処理することによって、ガスケットと一体化され、蓋に対して抜け外れ不能に固定してある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、負極端子をガスケットに対してかしめ固定する密閉型電池においては、軸部の下端をかしめ処理する際に軸部が僅かに膨張変形し、ガスケットに設けた軸挿通穴と密着して、軸部とガスケットとの間の隙間を封止する。しかし、軸部および軸挿通穴の仕上り寸法のばらつきや、かしめ処理時の軸部の変形量のばらつき等によって、軸部の軸挿通穴に対する密着度合が不足してシール不良を生じ、液漏れの原因になることがあった。とくに、電池ケースに内圧が作用する電池の場合には液漏れを生じやすい。
【０００４】
かしめ処理した後に負極端子とガスケットの密着度合を確認することは不可能ではないが、その分だけ電池の製造コストが高く付く。例えば、ねじを用いて、軸部と軸挿通穴の密着度を向上することも考えられるが、部品数の増加と、組み立て工数とが増えるのを避けられず、この場合にも製造コストが増加する。
【０００５】
この発明の目的は、従来と同様に出力端子をかしめ処理してガスケットに固定する構造を採りながら、軸部とガスケットとの密着度を向上し、以て軸部のシール不良に基づく液漏れを一掃し、密閉型電池の信頼性を向上することにある。
この発明の他の目的は、ガスケットの一部を変更することにより、軸部とガスケットとの間のシール不良を一掃でき、従って液漏れのない信頼性に優れた密閉型の電池をより低コストで提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、電池ケース１の開口を塞ぐ蓋６に、一方の出力端子９がガスケット８を介してかしめ固定してある密閉型の電池を対象とする。その出力端子９は、ガスケット８の外面に露出する頭部２０と、頭部２０より小径の軸部２１と、軸部２１の下端に形成されたかしめ軸部２２とを備えている。ガスケット８は、頭部２０と蓋６とで挟持されるフランジ部２３と、蓋６に通設した取付穴１２に内嵌するボス部２４とを有する。ボス部２４には軸部２１と嵌合する軸挿通穴２５が上下貫通状に設けられてある。軸挿通穴２５の一部には、軸部２１より小径のシール穴２６を周回状に形成する。以て、出力端子９をガスケット８に組み付けた状態において、シール穴２６が軸部２１で拡径変形されるようにしたものである。
【０００７】
シール穴２６は軸挿通穴２５の下端に形成する。シール穴２６の直径寸法Ｄ２は、軸部２１の直径寸法Ｄ１を基準値にして、Ｄ１×（１−0.３）≦Ｄ２≦Ｄ１×（１−0.１）を満足するよう設定する。
【０００８】
【作用】
ガスケット８の軸挿通穴２５の一部には軸部２１より小径のシール穴２６を設け、出力端子９をガスケット８に組み付けた状態において、シール穴２６を軸部２１で強制的に拡径変形させるので、軸部２１や軸挿通穴２５の仕上り寸法にばらつきがあっても、軸部２１とシール穴２６とを確実に密着させて、両者２１・２６間の隙間を確実に封止できる。プラスチック成形品からなるガスケット８にシール穴２６を付加することにより、軸部２１とガスケット８との隙間を封止するので、部品点数や組み立て工数の増加を伴うことなく、液漏れのない密閉型の電池を構成できる。
【０００９】
かしめ軸部２２をかしめ処理するとき、軸部２１の下端は僅かに膨張変形する。従って、シール穴２６を軸挿通穴２５の下端に形成しておけば、シール穴２６と軸部２１とをより強固に密着させて、シール作用を強化でき、軸部２１を軸挿通穴２５に嵌入するときのシール穴２６による抵抗力を軽減し、出力端子９の組み付けがより容易に行える。
【００１０】
【実施例】
図１ないし図４は、この発明を角形のリチウムイオン二次電池に適用した実施例を示す。図２において、その電池は上面が開口する縦長角箱状の電池ケース１と、電池ケース１内に装填された電極体２および電解液と、電池ケース１の開口を塞ぐ封口部材などで構成する。電池ケース１はニッケル板を深絞り加工して形成してあり、正極側の出力端子を兼ねている。電極体２はＬｉＣｏＯ₂ を活物質とするシート状の正極と、黒鉛を活物質とするシート状の負極とをセパレータを間にして渦巻状に巻回した後、全体を電池ケース１の断面形状に合致して断面四角形状に押し潰し変形して形成してあり、その正極シートおよび負極シートのそれぞれから導電タブ４・５が上向きに導出されている。
【００１１】
封口部材は、電池ケース１の上面開口を塞ぐ蓋６と、蓋６の内側に配置されるプラスチック製のインシュレータ７と、蓋６に対してガスケット８を介してかしめ固定される負極端子（出力端子）９と、負極端子９と同時にかしめ固定される押え板１０などからなる。
【００１２】
蓋６はアルミニウム合金板材を素材にしたプレス成形品からなり、図１に示すごとく、その板面中央にガスケット８用の取付穴１２を長円状に通設してあり、取付穴１２の一側板面に防爆用の開裂ベント１３を設け、他側板面に電解液用の注入口１４を通設してなる。取付穴１２の上面側の開口周縁壁には、ガスケット８用の受座１５が凹み形成されている。開裂ベント１３は、断続的に周回する切溝で囲まれていて、ケース内圧が一定値を越えると、切溝が破断してガスを放出する。注入口１４は電解液を注入したのちプラグ１６で閉止し、この状態でプラグ１６を蓋６に溶接してある。
【００１３】
図１において負極端子９は、長円状の頭部２０と、頭部２０より小径の軸部２１と、軸部２１の下端に形成したかしめ軸部２２とを有するアルミニウム製の軸体からなる。かしめ軸部２２は下向きに開口する中空の筒軸状を呈しており、この筒壁の下半側を拡径し反転状にかしめ変形することになる。
【００１４】
ガスケット８は、長円状のフランジ部２３と、フランジ部２３の下面に突設した丸軸状のボス部２４とを一体に形成したプラスチック成形品からなり、ボス部２４の中央に、先の軸部２１が嵌合する軸挿通穴２５を上下貫通状に設けてある。軸挿通穴２５の下端には、軸部２１より小径のシール穴２６を周回状に形成する。このシール穴２６を設けることによって、負極端子９を蓋６にかしめ固定した状態において、軸部２１とガスケット８との隙間を完全に封止し、液漏れを防ぐ。
【００１５】
封口部の組み付けは次の手順で行う。まずインシュレータ７を電池ケース１に内嵌装着した後、ガスケット８のボス部２４を蓋６の取付穴１２に嵌挿し、さらに負極端子９を軸挿通穴２５に挿嵌する。このとき軸部２１はシール穴２６を拡径状に弾性変形させるので、両者２１・２６は隙間なく密着する。この後、図４に示すごとく軸部２１に負極用の絶縁体２７を介して孔明きの押え板１０を外嵌し、この状態でかしめ軸部２２をかしめ処理することにより、フランジ部２３を頭部２０と蓋６の上面とで挟持固定できる。同時に、拡開変形したかしめ軸部２２と蓋６の内面とでボス部２４の下端を挟持固定できる。このとき、軸部２１の下部は図４に示すように、かしめ処理によって自由状態時よりも僅かに拡径変形する。従って、軸部２１の下側の部分をシール穴２６にさらに密着させて、軸挿通穴２５を確実に封止できる。
【００１６】
上記の組立体の押え板１０に負極側の導電タブ５を溶接し、正極側の導電タブ４を蓋６の内面に溶接する。この後に、蓋６を電池ケース１に内嵌したうえで、蓋６と電池ケース１との嵌合面を溶接して封止する。最後に注入口１４から電解液をケース内へ注入したのち、注入口１４にプラグ１６を内嵌して溶接し、注入口１４を封止することにより電池を完成する。
【００１７】
軸部２１、軸挿通穴２５およびシール穴２６の各直径寸法は、それぞれ次のように設定する。軸部２１の直径Ｄ１は軸挿入穴２５の直径寸法Ｄ３と同じか、前者直径Ｄ１を後者直径Ｄ３より僅かに小さく設定する。シール穴２６の直径寸法Ｄ２は、軸挿通穴２５の直径寸法Ｄ３より小さく、さらに軸部２１の直径寸法Ｄ１より小さく設定する。より具体的には、Ｄ１×（１−0.３）≦Ｄ２≦Ｄ１×（１−0.１）とする。シール穴２６の直径寸法Ｄ２が0.７Ｄ１未満であると、軸部２１を軸挿通穴２５に挿通する際の抵抗が大き過ぎ、組立てにくくなる。逆に直径寸法Ｄ２が0.９Ｄ１を越えると、軸部２１の直径寸法のばらつきが小径側へ片寄っている場合に、軸部２１とシール穴２６を完全に密着できないおそれがあるからである。
【００１８】
上記の実施例では、出力端子９が負極側の端子である場合について説明したが、正極側の端子であってもよい。シール穴２６は軸挿通穴２５の任意位置に形成でき、必要があれば複数個所に形成することができる。
【００１９】
【発明の効果】
この発明では、ガスケット８の軸挿通穴２５にシール穴２６を設けておき、出力端子９の軸部２１を軸挿通穴２５に挿嵌した状態において、シール穴２６を軸部２１で拡径状に変形させ、軸部２１と軸挿通穴２５との間の隙間を確実に封止できるようにした。従って、従前同様に出力端子９をかしめ固定する構造を採りながら、軸部２１とガスケット８との間を確実に封止して、軸部２１のシール不良に基づく液漏れを一掃でき、その分だけ密閉型電池の信頼性が向上する。軸挿通穴２５にこれより小径のシール穴２６を付加して軸部２１のシール不良を回避しているので、部品数の増加等のコスト増を伴うことなくシール作用を強化できる利点を有し、液漏れのない密閉型の電池をより低コストで提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】出力端子とガスケットとを分離した状態での縦断面図である。
【図２】電池の縦断面図である。
【図３】電池の平面図である。
【図４】図２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
１ 電池ケース
６ 蓋
８ ガスケット
９ 出力端子
１２ 取付穴
２０ 頭部
２１ 軸部
２２ かしめ軸部
２３ フランジ部
２４ ボス部
２５ 軸挿通穴
２６ シール穴

Claims (1)

1. 電池ケース（１）の開口を塞ぐ蓋（６）に、一方の出力端子（９）がガスケット（８）を介してかしめ固定してある密閉型の電池であって、
   出力端子（９）は、ガスケット（８）の外面に露出する頭部（２０）と、頭部（２０）より小径の軸部（２１）と、軸部（２１）の下端に形成されたかしめ軸部（２２）とを備えており、
   ガスケット（８）は、頭部（２０）と蓋（６）とで挟持されるフランジ部（２３）と、蓋（６）に通設した取付穴（１２）に内嵌するボス部（２４）とを有し、
   ボス部（２４）に軸部（２１）と嵌合する軸挿通穴（２５）が上下貫通状に設けてあり、
   軸挿通穴（２５）の下端に軸部（２１）より小径のシール穴（２６）が周回状に形成されていて、シール穴（２６）の直径寸法（Ｄ２）が、軸部（２１）の直径寸法（Ｄ１）を基準値にして、Ｄ１×（１− 0. ３）≦Ｄ２≦Ｄ１×（１− 0. １）を満足するよう設定してあり、
   出力端子（９）をガスケット（８）に組み付けた状態において、シール穴（２６）が軸部（２１）で拡径変形されることを特徴とする密閉型の電池。

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