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JPS6138580B2 - - Google Patents
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JPS6138580B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6138580B2
JPS6138580B2 JP54080094A JP8009479A JPS6138580B2 JP S6138580 B2 JPS6138580 B2 JP S6138580B2 JP 54080094 A JP54080094 A JP 54080094A JP 8009479 A JP8009479 A JP 8009479A JP S6138580 B2 JPS6138580 B2 JP S6138580B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass
sealing
sealed
welding
battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP54080094A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS566370A (en
Inventor
Takashi Tsuchida
Kenichi Shinoda
Kensho Sakamoto
Tomoya Murata
Yasuhiro Ishiguro
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FDK Corp
Original Assignee
FDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FDK Corp filed Critical FDK Corp
Priority to JP8009479A priority Critical patent/JPS566370A/en
Publication of JPS566370A publication Critical patent/JPS566370A/en
Publication of JPS6138580B2 publication Critical patent/JPS6138580B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183Sealing members
    • H01M50/186Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183Sealing members
    • H01M50/19Sealing members characterised by the material
    • H01M50/191Inorganic material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

この発明は、ガラスでシールされた、いわゆる
ハーメチツクシール型の密閉式電池の製造方法に
関する。 密閉式電池においては電解液の漏出すなわち漏
液をを防止することが最も大きな関心事である
が、またその碧止は非常に難く、今もつて完全な
ものがないのが実状でである。これは、電池内部
の電解液の浸蝕作用によるもので、このため他の
密閉型電子部品においても使用されて効果を挙げ
ているシール方法も、電池においては十分に機能
できずに、しばしば漏液を生ずるそとがあつた。
例えば、高級電子部品等において好んで使用され
ているハーメチツクシールは、他のシール、例え
ばゴム等の有機シール材を用いたものに比べて、
化学的、機械的に安定で、長期に亘つて確実な封
止効果を維持できるとされている。しかし、この
ようなハーメチツクシールでさえ、これを密閉式
電池のシールに使用した場合には、必ずしも十分
な封止効果が得られず、電解液が外部へ滲出して
くることがある。このようなハーメチツクシール
型密閉式電池における漏液現象については、従来
は、ガラスと金属部間に隙間があつたり、あるい
はガラスにクラツクがあつたりすると、その隙間
あるいは窮クラツクを伝つて電解液が外部へ滲出
してくると考えられ、従つて、その電解液滲出を
防止するためには、その隙間やクラツクの有無
を、例えばヘリウムリーク検査法等によつて予め
検査すればよいとされていた。しかしながら、例
えばヘリウムリーク検査法等による厳重な事前検
査をシール部に対して行つても、電池の場合に
は、なおそれでも漏液を生ずることがあつた。 この発明は、以上のような背景下でなされたも
ので、その目的とするところは、まず、耐漏液性
能を高めた密閉式電池の製造方法を提供するこ
と、次いで、そのような高耐漏液性能を有する密
閉式電池を比較的簡単に製造できる方法を提供す
ることにある。 ここで、本発明者らは、この発明を完成するに
先だつて、次のような重要な事実をを知得するに
至つた。すなわち、密閉式電池においては、電池
の極端子に溶着されているシール部のガラスが、
電池内部の電解液の化学的浸蝕作用と、上記ガラ
スと接している陰極端子部分にて生じる電気化学
的反応(O2+2H2O+4e-→4OH-)による浸蝕作
用が相乗的に作用することによつて、徐々に浸蝕
されることがあり、初期においては漏液を完全に
阻止できるものであつても、時間の経過とともに
そのシール効果が薄れ、やがて漏液を生じるよう
になるということを知得した。例えば、アルカリ
電解液を使用したた密閉式アルカリ電池では、そ
のアルカリ電解液の強アルカリ性による浸蝕作用
とともに、陰極側における電気化学的反応によつ
て化学的活性の非常に強い発生期水素が発生して
この発生期水素による浸蝕作用がシール部のガラ
スに相乗的に作用することがあり、このとき、シ
ール部のガラス、特にそのガラスの陰極端子側部
分に微小なクラツクがあると、このクラツクが上
述した浸蝕作用によつてて徐々に生長し、これに
より、当初は検出できぬ程の微小なクラツクで
も、これが時間の経過とともに徐々に大きく生長
して、やがてその生長したクラツクを伝つて電解
液が滲出するようになる、いわゆる漏液を生じる
ようになることが判明した。 ところで、このような微小クラツクが起因する
漏液発生を防止するには、その漏液の原因となり
そうな微小クラツクの有無を予め検査すればよさ
そうであるが、しかし厄介なことには、その漏液
の原因となる微小クラツクは、上述したように、
例えヘリウムリーク検査法の如き厳重なリーク検
査を行つても検出できぬ程微小なものも含まれ、
また検査時には全く漏液を生じさせないものでも
その後に漏液を生じさせるように生長するのであ
るから、これらを検査によつて事前に徐くこと
は、現実には不可能である。 この発明は、以上のような知得に基づいてなさ
れたものであるが、ここで本発明者らはさらに重
要な知得をするに至つた。すなわち、上述した如
く微小クラツクの生長による漏液発生が、少なく
とも上記シール部のガラス陰極側端子に溶着する
部分でのクラツクの生長さえ防止することができ
さえすれば、これによつて上述した如きクラツク
の生長による漏液の発生をかなりの高確率でもつ
て有効に防止できることを知得したのである。 そこで、この発明では、一方極の端子を兼ねる
金属製電池ケースの封口部と、他方極の端子を兼
ねるものであつて上記封口部を貫通する金属集電
体との間をガラスで封着することにより、上記電
池ケースに内填される発電要素を密封入するよう
にした密閉式電池の製造方法において、陰極端子
を兼ねる側の金属部材の上記ガラスと溶着する面
に予めガラスを薄層状に溶着させる予備工程と、
この予備工程にて表面にガラス層が形成された陰
極端子側金属部材と対極端子側金属部材との間を
ガラスで封着する工程とからなり、予備工程のガ
ラス層を設けるときの溶着温度をその後のガラス
封着時の溶着温度よりも高くすることにより、上
述した如きクラツクの生長による漏液発生を、比
較的簡単な付加手段を設けただけでもつて効果的
に防止するようにしている。 以下、この発明の実施例を添附図面を参照しな
がら詳述する。 第1図は、この発明による方法で製造される密
閉式電池の一例を示したもので、同図に示した電
池の構造造は、偏平型の金属製電池ケース1内に
発電要素2が内填され、端子を兼ねる棒状の金属
集電リード3と、上記ケース1との間の環状間隙
がガラス4で封着されている。上記電池ケース1
は、封底側ケース部1aと封口側ケース部1bと
を互いに溶接接合したもので、封口側ケース部1
bは、上記集電体リード3が遊嵌状態で貫通する
ための透孔が設けられ、さらにこの透孔の内周縁
に沿つて環状ボス部1cが一体に形成されてい
る。上記発電要素2は、例えば酸化銀を主剤とす
る陽極合剤2a、アルカリ電解液を含むセパレー
タ2bおよび陰極物質2cを積層したもので、陽
極合剤2aは上記ケース1の封底側ケース部1a
に直接接触し、また陰極物質2cは、皿状の集電
板3aを介して上記集電リード3に電気的に接続
されている。これにより、上記ケース1が陽極端
子を、集電リード3が陰極端子をそれぞれ兼ねる
ようになつている。ここで、上記集電リード3と
上記集電板3aとはスポツト溶接によつて接合さ
れている。さらに詳しく述べると、上記ガラス4
によつて上記封口側ケース部1bと集電リード3
とが一体化された後に、上記リード3と上記集電
板3a間に互いに圧接状状態で通電し、この通電
による発熱でもつて互いに溶接接合される。上記
集電板3aは、上記ケース1の内面に沿つて上記
陰極物質2cに被されるような皿状に形成され、
さらにこの集電板3aと電池ケース1との間に
は、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
アミド樹脂の如く柔軟で弾力性のある皿状の絶縁
パツキング5が介在させられている。 さて、以上のような構成の密閉式電池の製造で
は、上記集電リード3、ガラス4および封口側ケ
ース部1bを予め一体化して封口部6を形成する
ことが行なわれる。この封口部6の形成は、適当
な治具を用いて、上記封口側ケース部1bと上記
集電リード3をそれぞれ所定の位置に固定し、す
なわち第1図に示した電池の場合は封口側ケース
部1bの中央軸に沿つて集電リード3を貫通状態
で固定し、この状態で上記集電リード3と封口側
ケース部1b間をガラス4で溶着して行なわれ
る。 このような封口部6の形成に先立つて、この発
明では、上記集電リード3のガラス4と溶着する
面3bに予めガラスを薄層状に溶着させる予備工
程を行なう。第2図a,b,c,dは、その工程
の一実施例を順を追つて示したもので、まず、第
2図aに示すような円柱状集電リード3の対ガラ
ス溶着面3bに、同図bに示すようにガラス粉4
aを塗布する。そして、その塗布されたガラス粉
4aを加熱軟化させて、同図cに示すように、集
電リード3のガラス溶着面3bに万遍なく溶着さ
せて、薄くガラス層4bを形成するのである。こ
のようにして対ガラス溶着面3bにガラス層4b
が溶着形成された集電リード3は上述たように上
記封口側ケース部1bの中央透孔内に位置決めさ
れて、その間を封止用ガラス4で溶着・封止さ
れ、第2図dに示すような封口部6がが形成され
る。このように、集電リード3に予め薄くガラス
層4を形成する予備工程を行なつておくと、その
後のガラス4の封着工程が非常に行ないやすくな
るばかりか、予め集電リード3の対ガラス溶着面
3bにガラス層4bを溶着させることにより、金
属部材である集電リード3とガラス部分との間の
溶着状態を確実なものとすることができ、これに
より集電リード3が陰極端子を兼ねる場合に、該
リード3ととガラスとの界面に沿つて将来漏液の
原因となるようなクラツクの生成が防止されるよ
うになり、従つて漏液の発生をを防止する効果が
大きい。ここで、注目すべきことは、上記集電リ
ード3と上記封口側ケース部1bとの間をガラス
4で封着する場合、そのガラス4の溶着するとき
の溶着温度をを高くすると、ガラス4の粘性が小
さくなつて溶着作業中にそのガラスが治具の間か
ら垂れたり、あるいは封止個所から逃げたりして
正常な封着が行えなくなり、このために従来は溶
着温度を十分に高めることができず、従つて金属
部材である集電リードとの溶着界面に十分な溶着
状態が得られず、これがが漏液発生の原因ともな
つていたが、上述した如く予備工程を設けたこと
により、上記集電リード3の対ガラス溶着面3b
にガラス層4bを形成するときの溶着温度と、上
記ガラス4の溶着温度は別個に独立して設定する
ことができるようになり、これにより金属部材で
ある集電リード3のガラス4との溶着界面には、
簡単に良好な溶着状態が得られるようになること
である。これにより、前述したクラツク生成によ
る漏液発生の原因が除かれて、漏液発生を確実に
減少させることができるようになる。 また、金属部材である集電リード3とガラス4
の溶着界面に十分な溶着状態を得るためには、溶
着温度を十分に高める必要があるが、溶着温度を
高くするとガラス4の粘性が小さくなつて溶着作
業中にそのガラスが治具の間から垂れたり、ある
いは封止個所から逃げたりして、正常な封着が行
なえなくなると前記した。 しかるに、この発明においては、ガラス層4b
を設けるときには、ガラス層4b自体が薄い層な
ので溶着着温度を高くしてもガラス層4bが表面
から垂れたりすることがなく十分な溶着状態から
得られる。 従つて、この発明においては、上記ガラス層4
bを設けるときの溶着温度を、その後のガラス4
の封着時の溶着温度よりも高く設定している。 ここで、ガラス層4bを設けるときの溶着温度
を高くすることができるようになれば、上記ガラ
ス層4bを形成するガラスの熱膨張係数を封着部
のガラスのそれよりも小さくすることが可能にな
る。一般に膨張係数の小さなガラスは、その溶着
温度が高すぎる傾向があるため、従来はその使用
が困難であつたが、この発明では、上記ガラス層
4bをその低熱膨張係数のガラスにすることを比
較的簡単に行うことができ、前記ガラス層4bを
形成するガラスの熱膨張係数を封着部のガラス4
のそれよりも小さくすることによつて、さらに次
のような効果を得ることができる。 すなわち、第3図に示すように、上記ガラス層
4bの熱膨張係数がその周囲の封着ガラス層4の
それよりも小さいと、ガラス4の溶着作業後の冷
却に伴う熱収縮量が、ガラス層4bよりも封着部
のガラス4の方が大きく、このため、第3図中の
矢印で方向を示すように、冷却後には、上記ガラ
ス層4bをその面方向に沿つて常時圧縮するよう
な応力が残るようになる。このような圧縮力が常
時作用することにより、ガラス層4bにはクラツ
クが生成し難くなり、もしクラツクがあつてもそ
の生長が抑制されるようになつて、漏液発生の確
率を一層小さくすることができるようになる。 従つて、上記ガラス層4bの熱膨張係数は、少
くともも封着部のガラス4のそれ以下であること
がより好ましい。 さらに、この発明の別の実施例について示す
と、上記ガラス層4bを、ジレコニウムを含むガ
ラスで形成し、ガラス4を例えば一般的に用いら
れるコバルトガラスで形成することができる。ジ
ルコニウムを含むガラスは、耐アルカリ性の性質
を持つようになり、従つて、アルカリ電解液の漏
液を防止するためには好ましい材料であるが、本
発明者らが知得したところによると、例えば2重
量%以上のZrO2を含んだガラスを上記ガラス層
4bに使用することによつて、前述した如き電気
化学的な浸蝕作用による微小クラツクの生長を阻
止する効果が大きいことが判明した。このZrO2
を含むガラスは溶着温度が高いなどの問題がある
ため、密閉式電池のシール部には従来使用されい
なかつたものであるが、上述した予備工程を設け
ることにより密閉式電池への使用が簡単にできる
ようになつたのである。また、ジルコニウムを含
むガラスも一般のガラスと同様に組成と組成比に
より熱膨張係数が異なるので、ガラス層4bを形
成するジルコニウムを含むガラスは、ガラス4よ
りも熱膨張係数が小さくなるものを選択する方が
より好ましい。 なお、前記ガラス層4bの形成については、前
述したようにガラス粉を塗布して加熱溶着する方
法以外に、例えば、予め形成されたガラスチユー
ブを集電リードに被せ、これを加熱溶着すること
によつても行える。また、ガラス層は陰極側の金
属部材のみならず、陽極側の金属部材にも同様に
設けることが好ましい。 ここで、この発明による方法で製造された密閉
式電池と、従来の同型の密閉式電池の漏液発生率
の比較試験結果について示す。この場合、試験
は、JIS「SR1130」タイプの酸化銀電池と同型の
ものについて行なつた。また、この発明による電
池については、上記ガラス層4bと封着部のガラ
ス4とが同じガラスのものA1、ガラス層4bの
ガラスの熱膨張係数を封着部のガラス4のそれよ
りも小さくしたものA2、ガラス層4bのガラス
にジルコニウムが含まれているものA3を同数ず
つ用意して、従来方法で製造されたものBとそれ
ぞれ比較を行なつた。 なお、本発明の方法で製造したた電池は、予備
工程時は封着時のガラス溶着温度よりも高く設定
した。 試験方法 各電池A1,A2,A3,Bを温度80℃、湿度
90%の雰囲気中に貯蔵した漏液をみた。
The present invention relates to a method for manufacturing a so-called hermetically sealed battery sealed with glass. In sealed batteries, the greatest concern is to prevent electrolyte leakage, but it is extremely difficult to prevent leakage, and the reality is that there is no perfect solution. This is due to the corrosive effect of the electrolyte inside the battery, and for this reason, sealing methods that have been used and are effective in other sealed electronic components do not work well in batteries, and leaks often occur. There was a time when something was going to happen.
For example, hermetic seals, which are often used in high-end electronic components, are less effective than other seals, such as those using organic sealants such as rubber.
It is said to be chemically and mechanically stable and able to maintain a reliable sealing effect over a long period of time. However, even such a hermetic seal does not necessarily provide a sufficient sealing effect when used to seal a sealed battery, and the electrolyte may leak out. Conventionally, when leakage occurs in hermetically sealed batteries, if there is a gap between the glass and the metal part, or if there is a crack in the glass, electrolysis can occur through the gap or tight crack. It is thought that the electrolyte will leak out to the outside, and therefore, in order to prevent electrolyte leakage, it is recommended to check for gaps and cracks in advance using, for example, a helium leak test method. was. However, even if the seal portion is subjected to a strict preliminary inspection using, for example, a helium leak inspection method, liquid leakage may still occur in the case of batteries. This invention was made against the above-mentioned background, and its objectives are, first, to provide a method for manufacturing a sealed battery with improved leakage resistance; It is an object of the present invention to provide a method for relatively easily manufacturing a sealed battery having high performance. Here, prior to completing this invention, the present inventors came to know the following important fact. In other words, in a sealed battery, the glass of the seal part that is welded to the battery terminal is
The chemical erosive action of the electrolyte inside the battery and the erosive action caused by the electrochemical reaction (O 2 + 2H 2 O + 4e - → 4OH - ) occurring at the cathode terminal in contact with the glass act synergistically. Therefore, it is important to note that the seal may gradually erode, and even if it is able to completely prevent leakage in the early stages, the sealing effect will weaken over time and leakage will eventually occur. I got it. For example, in a sealed alkaline battery using an alkaline electrolyte, in addition to the corrosive effect of the strong alkalinity of the alkaline electrolyte, nascent hydrogen, which is extremely chemically active, is generated by an electrochemical reaction on the cathode side. The corrosive action of the nascent hydrogen in the lever may act synergistically on the glass in the sealing part, and at this time, if there is a minute crack in the glass in the sealing part, especially in the part of the glass on the cathode terminal side, this crack will Gradual growth occurs due to the above-mentioned erosion, and as a result, even if the cracks are so small that they cannot be detected at first, they gradually grow larger over time, and eventually the electrolyte flows through the cracks that have grown. It was found that the liquid began to ooze out, causing so-called leakage. By the way, in order to prevent fluid leakage caused by such micro-cracks, it seems to be a good idea to conduct a preliminary inspection for the presence or absence of micro-cracks that are likely to cause the fluid leakage, but the problem is that As mentioned above, the micro cracks that cause liquid leakage are
This includes leaks that are so small that they cannot be detected even with a strict leak test such as the helium leak test method.
In addition, even if something does not leak at the time of inspection, it will grow to cause leakage afterwards, so it is actually impossible to eliminate these in advance by inspection. This invention was made based on the above-mentioned knowledge, but the present inventors have now come to an even more important knowledge. That is, as long as the leakage caused by the growth of minute cracks can be prevented from growing at least in the portion of the seal portion that is welded to the glass cathode side terminal, the leakage caused by the growth of microcracks as described above can be prevented. They learned that leakage caused by crack growth can be effectively prevented with a fairly high probability. Therefore, in this invention, a sealing part of a metal battery case that also serves as a terminal for one pole and a metal current collector that also serves as a terminal for the other pole and passes through the sealing part are sealed with glass. Accordingly, in the manufacturing method of a sealed battery in which the power generation element contained in the battery case is hermetically sealed, a thin layer of glass is preliminarily applied to the surface of the metal member that also serves as the cathode terminal to be welded to the glass. A preliminary process of welding,
It consists of a step of sealing with glass between the metal member on the cathode terminal side and the metal member on the counter electrode terminal side, on which a glass layer has been formed on the surface in this preliminary step, and the welding temperature when providing the glass layer in the preliminary step is By setting the welding temperature higher than the welding temperature during subsequent glass sealing, leakage due to the growth of cracks as described above can be effectively prevented by providing relatively simple additional means. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows an example of a sealed battery manufactured by the method according to the present invention. The structure of the battery shown in FIG. The annular gap between the case 1 and the rod-shaped metal current collector lead 3 which is inserted and also serves as a terminal is sealed with a glass 4. Above battery case 1
The bottom case part 1a and the bottom case part 1b are welded together.
b is provided with a through hole through which the current collector lead 3 is loosely fitted, and an annular boss portion 1c is integrally formed along the inner peripheral edge of this through hole. The power generation element 2 is a stack of an anode mixture 2a containing silver oxide as a main ingredient, a separator 2b containing an alkaline electrolyte, and a cathode material 2c.
The cathode material 2c is electrically connected to the current collecting lead 3 via a dish-shaped current collecting plate 3a. As a result, the case 1 serves as an anode terminal, and the current collection lead 3 serves as a cathode terminal. Here, the current collector lead 3 and the current collector plate 3a are joined by spot welding. To explain in more detail, the above glass 4
The sealing side case part 1b and the current collecting lead 3
After these are integrated, electricity is applied between the leads 3 and the current collector plate 3a in a press-contact state, and the heat generated by this electricity flow causes them to be welded together. The current collector plate 3a is formed in a dish shape so as to cover the cathode material 2c along the inner surface of the case 1,
Furthermore, a flexible and elastic dish-shaped insulating packing 5 made of, for example, polyethylene, polypropylene, or polyamide resin is interposed between the current collector plate 3a and the battery case 1. Now, in manufacturing the sealed battery having the above-mentioned structure, the current collector lead 3, the glass 4, and the sealing side case part 1b are integrated in advance to form the sealing part 6. The sealing part 6 is formed by fixing the sealing side case part 1b and the current collecting lead 3 in respective predetermined positions using an appropriate jig. In other words, in the case of the battery shown in FIG. The current collecting lead 3 is fixed in a penetrating state along the central axis of the case part 1b, and in this state, the current collecting lead 3 and the sealing side case part 1b are welded with the glass 4. Prior to forming such a sealing portion 6, in the present invention, a preliminary step is performed in which a thin layer of glass is welded to the surface 3b of the current collector lead 3 to be welded to the glass 4. FIGS. 2a, b, c, and d show one embodiment of the process in order. First, the glass welding surface 3b of the cylindrical current collector lead 3 as shown in FIG. Then, as shown in Figure b, glass powder 4 is added.
Apply a. Then, the applied glass powder 4a is heated and softened, and is evenly welded to the glass welding surface 3b of the current collecting lead 3 to form a thin glass layer 4b, as shown in FIG. In this way, the glass layer 4b is attached to the glass welding surface 3b.
As described above, the current collecting lead 3 with the welded and formed current collector lead 3 is positioned in the central through hole of the sealing side case part 1b, and the space between them is welded and sealed with the sealing glass 4, as shown in FIG. 2d. A sealing portion 6 like this is formed. In this way, if the preliminary process of forming a thin glass layer 4 on the current collector lead 3 is performed in advance, the subsequent sealing process of the glass 4 will not only be performed very easily, but also the pairing of the current collector lead 3 can be made in advance. By welding the glass layer 4b to the glass welding surface 3b, it is possible to ensure the welding state between the current collector lead 3, which is a metal member, and the glass portion, so that the current collector lead 3 is connected to the cathode terminal. In this case, the generation of cracks that may cause liquid leakage in the future along the interface between the lead 3 and the glass is prevented, and therefore the effect of preventing liquid leakage is great. . What should be noted here is that when the glass 4 is used to seal between the current collector lead 3 and the sealing side case part 1b, if the welding temperature is increased when the glass 4 is welded, the glass 4 The viscosity of the glass decreases, causing the glass to drip from between the jigs during welding or escape from the sealing area, making it impossible to seal properly. Therefore, a sufficient welding condition could not be obtained at the welding interface with the current collector lead, which is a metal member, and this was a cause of leakage. However, by providing the preliminary process as described above, , the glass welding surface 3b of the current collector lead 3
The welding temperature when forming the glass layer 4b and the welding temperature of the glass 4 can now be set separately and independently.This allows the welding of the current collector lead 3, which is a metal member, to the glass 4. At the interface,
It is possible to easily obtain a good welding state. This eliminates the cause of liquid leakage due to crack formation as described above, and makes it possible to reliably reduce the occurrence of liquid leakage. In addition, the current collector lead 3 and the glass 4 are metal members.
In order to obtain a sufficient welding condition at the welding interface of As mentioned above, the seal may sag or escape from the sealing area, making it impossible to seal properly. However, in this invention, the glass layer 4b
When providing the glass layer 4b, since the glass layer 4b itself is a thin layer, even if the welding temperature is increased, the glass layer 4b will not sag from the surface and a sufficient welded state can be obtained. Therefore, in this invention, the glass layer 4
The welding temperature when providing b is the same as that of the subsequent glass 4
The welding temperature is set higher than the welding temperature during sealing. Here, if it becomes possible to increase the welding temperature when providing the glass layer 4b, it is possible to make the coefficient of thermal expansion of the glass forming the glass layer 4b smaller than that of the glass of the sealing part. become. In general, it has been difficult to use glass with a low coefficient of thermal expansion because its welding temperature tends to be too high, but in the present invention, the glass layer 4b is made of glass with a low coefficient of thermal expansion. This can be easily done, and the thermal expansion coefficient of the glass forming the glass layer 4b can be adjusted to the glass 4 of the sealing part.
By making it smaller than that, the following effects can be obtained. That is, as shown in FIG. 3, if the coefficient of thermal expansion of the glass layer 4b is smaller than that of the surrounding sealing glass layer 4, the amount of thermal contraction accompanying cooling of the glass 4 after the welding operation will be less than that of the glass layer 4b. The glass 4 in the sealing portion is larger than the layer 4b, and therefore, after cooling, the glass layer 4b is constantly compressed along its surface direction, as indicated by the arrow in FIG. A certain amount of stress will remain. Due to the constant application of such compressive force, it becomes difficult for cracks to form in the glass layer 4b, and even if cracks occur, their growth is suppressed, further reducing the probability of leakage. You will be able to do this. Therefore, it is more preferable that the thermal expansion coefficient of the glass layer 4b is at least lower than that of the glass 4 of the sealed portion. Further, in another embodiment of the present invention, the glass layer 4b may be formed of glass containing direconium, and the glass 4 may be formed of, for example, commonly used cobalt glass. Glass containing zirconium has alkali-resistant properties and is therefore a preferred material for preventing alkaline electrolyte leakage, but as the inventors have learned, for example, It has been found that the use of glass containing 2% by weight or more of ZrO 2 in the glass layer 4b is highly effective in inhibiting the growth of microcracks due to electrochemical corrosion as described above. This ZrO2
Glass containing glass has not traditionally been used for sealing parts of sealed batteries due to problems such as high welding temperatures, but by providing the preliminary process described above, it can be easily used for sealed batteries. It became possible to do this. In addition, since the coefficient of thermal expansion of glass containing zirconium differs depending on the composition and composition ratio as with general glass, the glass containing zirconium that forms the glass layer 4b is selected to have a coefficient of thermal expansion smaller than that of glass 4. It is more preferable to do so. Regarding the formation of the glass layer 4b, in addition to the method of applying glass powder and heat welding as described above, for example, a pre-formed glass tube may be placed over the current collector lead and this may be heat welded. It can be done even if it is twisted. Further, the glass layer is preferably provided not only on the metal member on the cathode side but also on the metal member on the anode side. Here, the results of a comparative test of the leakage rate of a sealed battery manufactured by the method according to the present invention and a conventional sealed battery of the same type will be shown. In this case, the test was conducted on a type of silver oxide battery of the JIS "SR1130" type. Further, in the battery according to the present invention, the glass layer 4b and the glass 4 of the sealing part are made of the same glass A1, and the coefficient of thermal expansion of the glass of the glass layer 4b is smaller than that of the glass 4 of the sealing part. The same number of samples A2 and A3, in which the glass of the glass layer 4b contains zirconium, were prepared and compared with sample B manufactured by the conventional method. In addition, in the battery manufactured by the method of the present invention, the glass welding temperature during the preliminary step was set higher than the glass welding temperature during sealing. Test method: Each battery A1, A2, A3, B was tested at a temperature of 80℃ and humidity.
I saw a leakage of liquid stored in a 90% atmosphere.

【表】 また、各電池A1,A2,A3,Bをそれぞれ
1.85V定電圧による過充電状態のまま温度60℃、
湿度90%の雰囲気中に放置した場合の漏液を見た
ところ、次のようになつた。
[Table] Also, each battery A1, A2, A3, B is
Temperature 60℃ while in overcharged state due to 1.85V constant voltage.
When we looked at leakage when left in an atmosphere with 90% humidity, we found the following:

【表】 上記結果から明らかなように、本発明の電池A
1,A2,A3はいずれも従来の電池Bよりも耐
漏液性能が向上しており、同じガラスを使用し単
にガラス層4bと封着部のガラス4とを溶着温度
が異なる別の工程で行なつたA1においても、従
来の電池よりもかなり耐漏液性能が向上すること
が確認された。 以上のように、この発明による密閉式電池の製
造方法によれば、比較的簡単な付加工程を設ける
だけでもつて、耐漏液性能が確実に高められたハ
ーメチツクシール構造の密閉式電池を得ることが
できる。
[Table] As is clear from the above results, battery A of the present invention
1, A2, and A3 all have improved leakage resistance performance than conventional battery B, and the same glass is used, but the glass layer 4b and the glass 4 of the sealing part are simply welded in separate processes with different welding temperatures. It was confirmed that the leakage resistance of Natsuta A1 was also significantly improved compared to conventional batteries. As described above, according to the method for manufacturing a sealed battery according to the present invention, a sealed battery with a hermetically sealed structure with reliably improved leakage resistance can be obtained by simply providing a relatively simple additional process. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の方法で製造される密閉式電
池の一例を示す断面図、第2図a,b,c,dは
それぞれこの発明の方法の実施例を順を追つて説
明するための断面図、第3図はその発明の方法が
実施された要部の拡大断面図である。 1……電池ケース、2……発電要素、3……集
電リード、3b……対ガラス溶着面、4……封着
ガラス、4b……ガラス層、6……封口部。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a sealed battery produced by the method of the present invention, and FIGS. The cross-sectional view and FIG. 3 are enlarged cross-sectional views of the main parts in which the method of the invention was carried out. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Battery case, 2... Power generation element, 3... Current collection lead, 3b... Glass welding surface, 4... Sealing glass, 4b... Glass layer, 6... Sealing part.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 一方極の端子を兼ねる金属製電池ケースの封
口部と、上記封口部を貫通する他方極の端子を兼
ねる金属集電体との間ガラスで封着することによ
り、上記電池ケースに内填される発電要素を密封
入するようにした密閉式電池の製造方法におい
て、陰極端子を兼ねる金属部材の上記ガラスと溶
着する面に予めガラスを薄層状に溶着させる予備
工程と、この予備工程にて表面にガラス層が形成
された陰極端子側金属部材と対極端子側金属部材
との間をガラスで封着する工程とからなり、上記
ガラス層を設けるときの溶着温度を、その後のガ
ラス封着時の溶着温度よりも高くすることを特徴
とする密閉式電池の製造方法。 2 前記ガラス層を形成するガラスの熱膨張係数
を封着部のガラスのそれよりも小さくしたことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の密閉式電
池の製造方法。 3 前記ガラス層がジルコニウムを含む耐アルカ
リガラスで形成され、前記ガラスがコバルトガラ
スからなることを特徴とする特許請求の範囲第1
項または第2項のいずれかに記載の密閉式電池の
製造方法。
[Scope of Claims] 1. By sealing with glass between the sealing part of the metal battery case that also serves as the terminal of one pole and the metal current collector that penetrates the sealing part and also serves as the terminal of the other pole, In a method for manufacturing a sealed battery in which a power generation element contained in a battery case is hermetically sealed, a preliminary step of welding a thin layer of glass to the surface of the metal member that also serves as a cathode terminal to be welded to the glass; It consists of a step of sealing with glass between the cathode terminal side metal member and the counter electrode terminal side metal member on whose surfaces a glass layer has been formed in this preliminary step, and the welding temperature at which the glass layer is provided is adjusted after that. A method for producing a sealed battery, characterized in that the welding temperature is higher than the welding temperature during glass sealing. 2. The method for manufacturing a sealed battery according to claim 1, characterized in that the coefficient of thermal expansion of the glass forming the glass layer is smaller than that of the glass of the sealed portion. 3. Claim 1, wherein the glass layer is made of alkali-resistant glass containing zirconium, and the glass is made of cobalt glass.
The method for manufacturing a sealed battery according to any one of Items 1 and 2.
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