JP2000268810A - 密閉型の電池 - Google Patents

密閉型の電池

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JP2000268810A
JP2000268810A JP11073643A JP7364399A JP2000268810A JP 2000268810 A JP2000268810 A JP 2000268810A JP 11073643 A JP11073643 A JP 11073643A JP 7364399 A JP7364399 A JP 7364399A JP 2000268810 A JP2000268810 A JP 2000268810A
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JP
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injection hole
plug
shaft portion
sealing shaft
diameter
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JP11073643A
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Yoshihisa Fujiwara
義久 藤原
Hiroshi Horiie
浩 堀家
Shigeru Tabata
繁 田端
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Hitachi Maxell Ltd
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    • 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
    • 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
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

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  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Filling, Topping-Up Batteries (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 密閉型電池において、電解液を注入するため
の注入穴をプラグで封止する。プラグを注入穴に圧嵌す
るとき、注入穴の仕上がり寸法のばらつきで隙間が生じ
るのを防ぎ、両者の溶接を確実に行えるようにする。プ
ラグの圧嵌によって注入穴の周囲に変形皺が生じるのを
防ぐ。 【解決手段】 プラグ15は、下すぼまりテーパー状の
封口軸部16と、その下端に連続する嵌合軸部17とを
含む。封口軸部16の小径端の直径D1は、注入穴14
の直径D2と同じか僅かに大きく設定する。プラグ15
を注入穴14に圧嵌装着すると、封口軸部16が注入穴
14を拡開変形しながら穴内に嵌まり込むので、隙間を
生じない。このときの変形力はテーパー面と直交する向
きであるので、注入穴14の周囲外表面に変形皺が生じ
るのを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、密閉型の電池に
関する。
【0002】
【従来の技術】この種の電池においては、電池ケースに
電極体を装填した後、電極体から導出した導電リードを
電池ケースと蓋ユニットに接続する。次に蓋ユニットを
電池ケースに嵌め込み、嵌合面を溶接して封止する。最
後に、蓋ユニットに通設した注入穴から電解液を注入し
たうえで、図6に示すように注入穴30をプラグ31で
塞ぎ、プラグ31の嵌合面を溶接して封止する。プラグ
31の直径寸法は、注入穴30の直径寸法より0.01〜
0.02mm大きく設定してあり、これによりプラグ31を
注入穴30に嵌め込んだ状態において、両者30・31
間に隙間が生じるのを避けている。符号32は蓋であ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】蓋32はアルミニウム
合金板材を素材とするプレス成形品からなり、従って注
入穴30は打ち抜き加工によって形成される。打ち抜き
形成した注入穴30の直径寸法にある程度ばらつきが生
じるのを避けられないが、注入穴30の標準寸法これ自
体が数mmと小さいので、ばらつきの影響が大きくあらわ
れる。そのため、プラグ31の直径寸法を注入穴30の
標準寸法より0.01〜0.02mm大きく設定しても、両者
30・31間に隙間を生じることがある。つまり、注入
穴30の直径値のばらつき幅が、プラグ31の許容寸法
の範囲を超えてしまうことがある。このようにプラグ3
1と注入穴30との間に隙間が生じたままで溶接を行う
と、十分な溶接強度が得られない。場合によっては、防
爆用の開裂ベントが破断する前に、プラグ31の溶接個
所が破断されてしまう。
【0004】例えば、プラグ31の直径値をさらに大き
く設定すると、少なくとも隙間が発生するのは避けられ
る。この場合には注入穴30の直径値がマイナス側へば
らつくときに、プラグ31を注入穴30に圧嵌装着する
ことにより、注入穴30の周囲の外表面が過剰に塑性変
形されて外観を損なう。プラグ31の嵌め込みに要する
力がばらつく不利もある。なお、注入穴30を切削加工
等で高精度に加工することは容易であるが、その分だけ
コストが嵩むのを避けられない。
【0005】この発明の目的は、注入穴の直径寸法がば
らつく場合にも、プラグと注入穴との間に隙間が生じる
のを解消でき、しかもプラグを注入穴に嵌め込んだ状態
において、注入穴の周囲の外表面の塑性変形を極力防止
できる密閉型の電池を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の電池は、電池
ケース1の開口を塞ぐ蓋6に、電解液を注入するための
注入穴14が通設してあり、この注入穴14がプラグ1
5で閉塞してある。プラグ15は、下すぼまりテーパー
状の封口軸部16と、封口軸部16の下端に連続する嵌
合軸部17とを有する。封口軸部16の小径端の直径D
1は、注入穴14の直径D2と同じがこれより僅かに大
きく設定する。
【0007】具体的には、プラグ15の上部に、封口軸
部16の軸心方向への変形を許す逃げ穴19を形成す
る。封口軸部16は逆円錘台状に形成する。あるいはプ
ラグ15の全体は、図5(b)に示すごとく湾曲線を軸
心回りに回転させて得られる下すぼまり状の回転湾曲体
状に形成し、封口軸部16と嵌合軸部17とを滑らかに
連続させる。
【0008】嵌合軸部17の下端に下すぼまりテーパー
状の誘導軸部18を形成する。封口軸部16の上下長H
は、図4に示すごとく蓋6の厚み寸法Tより小さく設定
することができる。
【0009】
【作用】嵌合軸部17の上側に下すぼまりテーパー状の
封口軸部16を設け、その小径端の直径D1を注入穴1
4の直径D2と同じかこれより僅かに大きく設定するの
で、プラグ15を注入穴14に圧嵌装着した状態におい
て、プラグ15と注入穴14との間に隙間が生じるのを
阻止できる。
【0010】注入穴14より大径の封口軸部16を穴内
へ圧嵌装着するので、注入穴14は拡径状に塑性変形さ
れる。しかし、封口軸部16が下すぼまりテーパー状に
形成してあるので、封口軸部16で押し除けられた注入
穴14の周囲壁は蓋6の内面側へ向う斜め下向きの変形
力を受ける。従って、注入穴14の周囲の外表面に変形
皺や断裂線が生じるのを防止できる。
【0011】互いに密嵌する封口軸部16の大径端と注
入穴14の周囲壁とを溶接することになるので、溶接不
良を生じる余地がなく、従来のこの種の電池に比べて注
入穴14の封止構造の信頼性を向上できる。プラグ15
の外形形状を変更することによって、注入穴14の封止
を確実化するので、注入穴14を切削加工等によって高
精度に形成する場合に比べて、電池の製造コストを削減
できる。
【0012】プラグ15の上部に逃げ穴19を設けてあ
ると、プラグ15を注入穴14に圧嵌装着するとき、封
口軸部16を軸心方向へ塑性変形させることができる。
従って、封口軸部16を注入穴14に対して密着させな
がら、注入穴14の周囲壁の塑性変形量をごく僅かに抑
止できる。
【0013】逆円錘台状に形成した封口軸部16は、注
入穴14の寸法のばらつき幅が大きい場合にも支障なく
対応できる。回転湾曲体状に形成したプラグ15は、封
口軸部16と嵌合軸部17とが滑らかに連続するので、
注入穴14に対する圧嵌装着をより小さな力で簡単に行
える。
【0014】嵌合軸部17の下端に誘導軸部18が設け
られていると、プラグ15の注入穴14に対する装填を
確実にしかも迅速に行える。封口軸部16の上下長Hを
蓋6の厚み寸法Tより小さく設定すると、封口軸部16
と注入穴14とが密着係合するのを保証しながら、注入
穴14の周囲壁が塑性変形するのを抑止し、同時にプラ
グ15の圧嵌装着に要する力を軽減することができる。
【0015】
【実施例】図1ないし図4は、この発明をリチウムイオ
ン二次電池に適用した実施例を示す。図2において、電
池は上面が開口する偏平な縦長角箱状の電池ケース1
と、電池ケース1内に装填される電極体2および電解液
と、電池ケース1の開口を塞ぐ封口構造などで構成す
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、負極側の出力端子を兼ねている。電極体2はL
iCoO2 を活物質とする正極シートと、黒鉛を活物質
とする負極シートとが、セパレータを間にして渦巻状に
巻回して形成されており、正極シートおよび負極シート
からそれぞれ箔状の導電リード4・5を上向きに導出し
てある。符号11は電極体2の下端周面に巻装した絶縁
テープである。
【0016】封口構造は、電池ケース1の上面開口を塞
ぐ蓋6と、蓋6と電極体2との間に配置されるインシュ
レータ7と、蓋6に対してガスケット8を介してかしめ
固定される正極端子(出力端子)9と、正極端子9と同
時にかしめ固定される正極用の絶縁板10などで構成す
る。
【0017】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、その板面中央に絶縁体を兼ねる
ガスケット8を装着し、ガスケット8に縦通した正極端
子9をかしめ固定する。正極端子9を間に挟む蓋6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
解液用の注入穴14を通設してなる。図3において開裂
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。注入穴14は電解液を注入したのちプラグ1
5で閉止され、プラグ15を蓋6に対して溶接すること
により密封される。
【0018】図1および図4は注入穴14の封止構造の
詳細を示す。プラグ15は、蓋6と同じ素材を用いた切
削加工品からなり、全体として砲弾状に形成する。すな
わちプラグ15は、逆円錘台状に形成した封口軸部16
と、軸径が上下方向へ変化しない嵌合軸部17と、下す
ぼまりテーパー状の誘導軸部18とを一体に設けてあ
る。プラグ15の上部には、封口軸部16の軸心方向へ
の変形を許す逃げ穴19が凹み形成されている。
【0019】蓋6の厚み寸法をT、注入穴14の直径D
2とするとき、封口軸部16の小径端の直径D1は、先
の直径D2と同じかこれより僅かに大きく設定し、封口
軸部16の上下長Hは先の厚み寸法Tより小さく設定す
る。封口軸部16の大径端の直径は、注入穴14の許容
寸法の最大値より大きく設定する。逃げ穴19の深さ
は、封口軸部16の上下長Hより僅かに大きく設定す
る。プラグ15の全長は、蓋6の厚み寸法Tの約3倍前
後とした。
【0020】封口構造の組み付けに際しては、まず蓋6
にガスケット8を装着した後、正極端子9をガスケット
8に挿通し、その挿通端に絶縁板10を共締め状にかし
め固定して、蓋ユニットを形成する。次にインシュレー
タ7を電池ケース1に装填して、正極側の導電リード4
をインシュレータ7のスリットを介してケース上方に突
出させる。負極側の導電リード5は、インシュレータ7
の周縁と電池ケース1の内面壁との間から上方に突出さ
せる。この状態で先の蓋ユニットに各導電リード4・5
をスポット溶接する。正極側の導電リード4は出力端子
9に、負極側の導電リード5は蓋6の内面にそれぞれ溶
接する。この後、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。最後に注入穴14から電解液をケース内へ注入した
うえで、注入穴14にプラグ15を圧嵌装着し溶接する
ことにより、注入穴14を封止し電池を完成する。
【0021】プラグ15を注入穴14に圧嵌装着すると
き、封口軸部16のテーパー周面は、そのくさび作用に
よって注入穴14を拡開しながら穴内へ入り込む。同時
に拡開反力を受ける。そのため、封口軸部16はテーパ
ー周面が注入穴14に密着した状態を維持しながら縮径
状に絞られ、逃げ穴19の側へ塑性変形する。従って、
注入穴14の仕上り寸法にばらつきがあったとしても、
プラグ15と注入穴14との間に隙間を生じることはな
い。プラグ15の装着によって、注入穴14も塑性変形
する。しかし、封口軸部16を下すぼまりテーパー状に
形成してあるので、変形力はテーパー周面とほぼ直交す
る向きに作用する。そのため、注入穴14の開口周縁に
変形皺や断裂線が生じるのを防止できる。互いに密着す
る注入穴14とプラグ15との嵌合面を溶接するので、
溶接不良を生じる余地がなく、必要な溶接強度を発揮で
きる。
【0022】図5(a)〜(c)にプラグ15のそれぞ
れ異なる別実施例を示す。図5(a)に示すプラグ15
は、先の実施例で説明したプラグ15と同様の封口軸部
16と嵌合軸部17と誘導軸部18とを備えているが、
逃げ穴19を省略する点が異なっている。
【0023】図5(b)に示すプラグ15は、全体を砲
弾状に形成して、封口軸部16と嵌合軸部17と誘導軸
部18とが境目のない状態で滑らかに連続するようにし
た。換言すると、湾曲線を縦軸心回りに回転して得られ
る下すぼまり状の回転湾曲体状によってプラグ15の全
体を砲弾状に形成する。このように砲弾状に形成したプ
ラグ15は、嵌合軸部17と封口軸部16とが滑らかに
連続するので、注入穴14への圧嵌装着をより小さな力
で簡単に行える。注入穴14の変形量も抑止できる。
【0024】図5(c)に示すプラグ15は、図5
(a)の実施例のプラグと同様に構成するが、封口軸部
16の大径端にストレート軸部16aを設ける点に違い
がある。なお、このストレート軸部16aの直径は、図
5(a)における封口軸部16の大径端の直径寸法に等
しい。
【0025】上記以外に、逃げ穴19は星形や十文字状
等の非円形断面の凹部であってもよい。誘導軸部18
は、面取り面状のテーパー面で形成することができる。
【0026】
【発明の効果】この発明では、プラグ15の上部に下す
ぼまりテーパー状の封口軸部16を設け、その小径端の
直径D1を注入穴14の直径D2と同じかこれより僅か
に大きく設定し、注入穴14の仕上がり寸法が大きくば
らついている場合にも、プラグ15を注入穴14に圧嵌
装着することにより、封口軸部16と注入穴14とが互
いに密着嵌合できるようにした。従って、注入穴14と
プラグ15との間に隙間が生じることで発生する溶接不
良を一掃し、注入穴14の封口構造の信頼性を向上でき
る。また、封口軸部16を下すぼまりテーパー状に形成
して、封口軸部16を圧嵌装着するときに、注入穴14
が受ける変形力の方向を蓋6の内面斜め下方に特定する
ので、注入穴14の周囲の外表面に変形皺や断裂線が生
じるのを防止して、封口構造部の外観を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】注入穴の封口構造を示す断面図である。
【図2】電池の縦断正面図である。
【図3】電池の平面図である。
【図4】組み付け前の封口構造を示す断面図である。
【図5】(a)〜(c)はそれぞれプラグの異なる別実
施例を示す正面図である。
【図6】従来の封口構造を示す断面図である。
【符号の説明】
1 電池ケース 6 蓋 14 注入穴 15 プラグ 16 封口軸部 17 嵌合軸部 19 逃げ穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田端 繁 大阪府茨木市丑寅1丁目1番88号 日立マ クセル株式会社内 Fターム(参考) 5H011 AA09 AA17 CC06 FF02 GG01 HH08 JJ02 JJ25 KK01 5H023 AA03 AS01 CC11 CC16 5H029 AJ15 AK03 AL07 AM02 BJ02 BJ14 DJ03 EJ01 HJ04

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電池ケース1の開口を塞ぐ蓋6に、電解
    液を注入するための注入穴14が通設され、この注入穴
    14がプラグ15で閉塞される密閉型の電池であって、 プラグ15は、下すぼまりテーパー状の封口軸部16
    と、封口軸部16の下端に連続する嵌合軸部17とを有
    し、 封口軸部16の小径端の直径D1が、注入穴14の直径
    D2と同じかこれより僅かに大きく設定してある密閉型
    の電池。
  2. 【請求項2】 プラグ15の上部に、封口軸部16の軸
    心方向への変形を許す逃げ穴19が形成してある請求項
    1記載の密閉型の電池。
  3. 【請求項3】 封口軸部16が逆円錘台状に形成してあ
    る請求項1または2記載の密閉型の電池。
  4. 【請求項4】 プラグ15の全体が、湾曲線を軸心回り
    に回転させて得られる下すぼまり状の回転湾曲体状に形
    成されて、封口軸部16と嵌合軸部17とが滑らかに連
    続する請求項1または2記載の密閉型の電池。
  5. 【請求項5】 嵌合軸部17の下端に下すぼまりテーパ
    ー状の誘導軸部18が形成してある請求項1、2、3ま
    たは4記載の密閉型の電池。
  6. 【請求項6】 封口軸部16の上下長Hが、蓋6の厚み
    寸法Tより小さく設定してある請求項1、2、3、4ま
    たは5記載の密閉型の電池。
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