JP2000260399A - 円筒形電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池外底壁面に対して信頼性の高い導電体箔
のスポット溶接を可能にした円筒形電池の提供。 【解決手段】 一方の電極端子を成す一端開口形の有底
円筒形電池缶３と、前記円筒形電池缶３内に内装された
電池要素と、前記電池要素に接続する他方の電極端子５
を液密に導出し、かつ前記有底円筒形電池缶３の開口部
を液密に封止する封止蓋体４とを有する円筒形電池であ
って、前記有底円筒形電池缶３の外底壁面3aが外方へ膨
出されていることを特徴とする円筒形電池である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円筒形電池に係
り、さらに詳しくはパツク電池の構成に適する円筒形電
池に関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯型の電子機器類においては、高出力
化もしくは高機能化などの点から、駆動電源として、複
数個の充放電型の二次電池を、絶縁性の外装ケース内に
収納・封装した構成のパック電池が使用されている。そ
して、前記絶縁性の外装ケース内に収納・封装された複
数個の二次電池は、電気的に直列もしくは並列に接続配
置した構成を採るとともに、収納・封装された二次電池
群の電池端子が、絶縁性の外装ケースを埋込み貫挿する
外部接続端子に接続する構成を採っている。

【０００３】図２は、この種のパック電池を構成する円
筒形電池の電気的な接続構成例を示す上面図である。図
２において、1a，1b，1c，…は円筒形電池、2a，2b，…
は前記円筒形電池1a，1b，1c，…間を接続する導電体箔
であり、この導電体箔2a，2b，…は、円筒形電池1a，1
b，1c，…の各電極端子面にスポット溶接で、電気的お
よび機械的に接合されている。

【０００４】たとえば、円筒形電池1a，1b，1c，…の一
方の電極を成す円筒缶の外底面に、厚さ 0.1〜 0.4mm程
度、幅 3〜10mm程度の導電体箔2a，2b，…を対接・配置
し、被接合部に溶接用電極を接触・加圧続して、いわゆ
るシリーズスポット溶接法で行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記シ
リーズスポット溶接で、円筒形電池の電気的な接続を行
った場合、次のような問題を発生する恐れがある。すな
わち、スポット溶接は、加圧力、電流および通電時間を
前提条件とするが、さらに、溶接用電極の先端形状や摩
耗状態、あるいは被溶接部の材質や状態などにも左右さ
れる。

【０００６】ところで、円筒形電池の場合、一方の電極
を成す円筒缶は、一般的に、その厚さが 0.2〜 0.4mm程
度と薄いため、スポット溶接時に溶接用電極を接触・圧
接すると、変形などを起こし易い傾向がある。

【０００７】より具体的に説明すると、通常、平坦面を
成している円筒缶の外底面に、導電体箔2aなどを介して
溶接用電極を接触・圧接したとき、円筒缶の外底面が凹
設（凹み）して、溶接用電極の先端部形状との対応が崩
れ（一様な対接が確保できない）る。このため、通電経
路面が低減し、結果的に、電流密度が増大するので、溶
融部が爆飛するスプラッシュの原因となだけでなく、接
合部の引っ張り強度も低下して、接続の信頼性が損なわ
れ易いという問題がある。

【０００８】本発明は上記事情に対処してなされたもの
で、電池外底壁面に対して信頼性の高い導電体箔のスポ
ット溶接を可能にした円筒形電池の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、一方
の電極端子を成す一端開口形の有底円筒形電池缶と、前
記円筒形電池缶内に内装された電池要素と、前記電池要
素に接続する他方の電極端子を液密に導出し、かつ前記
有底円筒形電池缶の開口部を液密に封止する封止蓋体
と、を有する円筒形電池であって、前記有底円筒形電池
缶の底壁面が外方へ膨出されていることを特徴とする円
筒形電池である。

【００１０】請求項１の発明において、円筒形電池は、
たとえば単一型、単二型、単三型、単四型などであり、
一般的に、肉厚 0.2〜 0.4mm程度の有底円筒形電池缶を
備えた構成を成している。そして、この有底円筒形電池
缶は、その底壁面を外方へ膨出させた構成が採られる。
つまり、円筒形電池缶は、通常、その底壁面が平坦であ
るが、この発明の場合は、少なくともほぼ中央部を側壁
端よりも膨出させた点で特徴付けられる。

【００１１】ここで、円筒形電池缶の底壁面を外方へ膨
出は、電池缶の本来的な機能およびコンパクト化などを
本質的にを損なわない範囲で、半球面形あるいは凸面形
などの形態が採られる。そして、前記底壁面を外方へ膨
出させたことにより、溶接用電極の圧接に抗して底壁面
の変形（凹み化）を防止ないし回避することができる。
また、このような作用効果を目的とした円筒形電池缶
底壁面の膨出程度は、円筒形電池缶の規格・種類、材質
や肉厚などによっても異なるが、たとえば厚さ0.25mmの
ステンレス鋼製の単一型電池用円筒形缶の場合、その側
壁端よりも15〜50μm 程度膨出していれば十分である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図１を参照して実施例を説
明する。

【００１３】図１は、実施例に係る円筒形電池の要部構
成を示す側面外観図である。図１において、３は電池要
素を封装した円筒形電池缶、４は前記円筒形電池缶３内
に電池要素を封装した後、円筒形電池缶３の開口部を気
密、かつ電気的に絶縁封止した封止体である。ここで、
円筒形電池缶３は、たとえば厚さ0.25mm程度のステンレ
ス鋼製薄板を絞り加工して形成されたものであり、その
外底壁面3aが封装されている電池要素の一方の電極に、
電気的に接続して電極端子（たとえば負極）を成す。そ
して、一方の電極端子を成す円筒形電池缶３の外底壁面
3aは、20μm 程度膨出した構成と成っている。

【００１４】また、封止体４は円筒形電池缶３の開口部
に、絶縁性シールドリングを介して、気密ないし液密に
カシメ封着される一方、封装されている電池要素の他方
の電極に電気的に接続する電極端子（たとえば正極）５
を絶縁導出している。

【００１５】上記構成の円筒形電池10個を用意し、各円
筒形電池の一方の電極端子を成す底壁面3aに、たとえば
厚さ50μm 、幅10mm程度のアルミ箔を対接させ、このア
ルミ箔を介して円筒形電池の底壁面3aに溶接用電極を加
圧して、いわゆるスポット溶接を行って、円筒形電池の
外底壁面3aにアルミ箔をそれぞれ電気的に接合させた。
前記アルミ箔の円筒形電池の外底壁面1aに対する電気
的な接合は、バラツキなく良好に成されていた。また、
前記接合部の引っ張り強度をそれぞれ測定したところ、
最大値5.34 kgf、最小値3.90 kgf、平均値4.72 kgfで、
衝撃などで離脱する恐れのない信頼性の高い接合が形成
されていた。

【００１６】さらに、上記構成において、円筒形電池缶
３の外底壁面3aを40μm 程度膨出させた構成とした他
は、同様の条件とした10個の円筒形電池を作製し、同様
な試験・評価を行った。この場合も、アルミ箔の円筒形
電池の底壁面3aに対する電気的な接合は、バラツキなく
良好に成されていた。

【００１７】また、前記接合部の引っ張り強度をそれぞ
れ測定したところ、最大値5.91 kgf、最小値4.09 kgf、
平均値4.92 kgfで、衝撃などで離脱する恐れのない信頼
性の高い接合が形成されていた。

【００１８】このように、箔状導電体を円筒形電池の外
底壁面3aに対し、機械的および電気的に信頼性の高い接
合を行えることは、組み立て・構成したパック電池に、
衝撃など外的な力を受けても、内蔵させた円筒形電池の
電気的な接続が損傷される恐れが大幅に解消されること
になる。そして、この耐衝撃性の向上・改善は、パック
電池の機械的な耐久性の付与ともなって、駆動電源の信
頼性向上に寄与する。一方、比較のため、上記円筒形電
池の構成において、円筒形電池缶３の底壁面3aを平坦
（比較例１）に、あるいは円筒形電池缶１の外底壁面3a
を20μm 程度凹面面（比較例２）にした他は、同様の条
件とした各10個の円筒形電池を作製し、同様な試験・評
価を行った。

【００１９】これら比較例の場合も、アルミ箔の円筒形
電池の外底壁面3aに対する接合面の大きさにバラツキが
認められた。そして、前記接合部の引っ張り強度をそれ
ぞれ測定したところ、比較例１の場合は、最大値5.30 k
gf、最小値3.75 kgf、平均値4.46 kgf、また、比較例２
の場合は、最大値4.72 kgf、最小値3.20 kgf、平均値4.
40 kgfであった。すなわち、比較例１，２の場合は、い
ずれも接合部の引っ張り強度のバラツキが大きく、全体
的に引っ張り強度も低いので、衝撃などで離脱する恐れ
のある接合であった。

【００２０】なお、本発明は、実施例に限定されるもの
でなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形
を採ることができる。たとえば円筒形電池は、単一型以
外であってもよいし、また、円筒形電池缶の肉厚、材質
などは用途や規格に応じて適宜選ぶことができる。

【００２１】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、円筒形電池の
底壁面に対し、箔状ないし薄板状の導電体をシリーズス
ポットなどにより溶接するため、溶接電極を底壁面に加
圧・対接させたとき、溶接電極先端部の接触・加圧が均
一に伝達される。つまり、溶接電流の経路が大きく確保
され、電流密度の局部的な集中が回避されるので、良好
な溶融部が形成され易くなる。

【００２２】そして、前記良好な溶融部の形成が可能な
ことは、接合部の引っ張り強度の増大となって、機械的
および電気的な接合の信頼性向上が図られる。したがっ
て、パック電池に組み立て・構成した場合、対応する機
器類への着脱、取扱操作など行い易く、信頼性の高いパ
ック電池が提供されることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る円筒形電池の要部構成例を示す側
面図。

【図２】パック電池における円筒形電池の電気的な接続
構成を示す上面図。

【符号の説明】

３……一方の電極端子を兼ねる円筒形電池缶 3a……円筒形電池缶の外底壁面（膨出） ４……封止体 ５……封止体を導出された他方の電極端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の電極端子を成す一端開口形の有底
   円筒形電池缶と、 前記円筒形電池缶内に内装された電池要素と、 前記電池要素に接続する他方の電極端子を液密に導出
   し、かつ前記有底円筒形電池缶の開口部を液密に封止す
   る封止蓋体と、を有する円筒形電池であって、 前記有底円筒形電池缶の底壁面が外方へ膨出されている
   ことを特徴とする円筒形電池。