JPH04144054A

JPH04144054A - 円筒形電池の製造方法

Info

Publication number: JPH04144054A
Application number: JP2266364A
Authority: JP
Inventors: Koji Fujita; 宏次藤田; Yuichi Kikuma; 祐一菊間
Original assignee: Toshiba Battery Co Ltd
Current assignee: FDK Twicell Co Ltd
Priority date: 1990-10-05
Filing date: 1990-10-05
Publication date: 1992-05-18
Anticipated expiration: 2014-07-05
Also published as: JP2916236B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は円筒形電池の製造方法に関する。

（従来の技術）従来、円筒形電池の製造では次のような封口がなされて
いる。まず、電極群を収納した外装缶の開口端近傍に内
側に突出するように折曲げられた段部を形成する。次い
で、前記外装缶内の段部上方部に枠状の絶縁封口体を介
して封口蓋を嵌入した後、カシメ用型を圧接することに
よって段部上端から開口端までの外装缶を折曲げて前記
封口蓋をカシメ固定して密封口する。このようにして形
成された円筒形電池の封口部は、段部上端から開口端ま
での外装缶が枠状の絶縁封口体を介して封口蓋をカシメ
固定して密封口した構造となっている。

しかしながら、前記方法で製造された円筒形電池の封口
部は、カシメ用型の圧接により折曲げられた外装缶のス
プリングバック（カシメ用型が離れた時にそれまで受け
ていた圧力に対して元の形状に戻ろうとすること）によ
って、その外径が拡大する。このため、前記封口部の外
径は、外装缶の胴部（段部下方の電極群を収納している
部分）よりも大きくなる。従って、円筒形電池の大きさ
は実装上の理由から最大外径寸法によって規制されるた
め、前述したように封口部の外径が前記胴部よりも大き
い電池では、電極群が収納されている前記胴部を最大外
径とすることができず、該胴部の容積が低減して電極群
の容積効率が低くなるこのようなことから、電極群の容
積効率の向上を目的として、前記封口部の外径が前記胴
部よりも大きい円筒形電池を筒状の治具内に挿通させる
ことにより、封口部の外径を外装缶の胴部と同一程度に
まで縮小させる方法が提案されている（特開昭６１−２
６９８４９号）。

しかしながら、前記方法では封口部が径方向に縮小する
のと同時に長さ方向にも変形するため、該封口部のカシ
メ固定に緩みが生じる。このため、密封性が著しく低下
するという問題点がある。

一方、電極群の有効容積の増大及び電池寸法の安定化を
目的として、前記円筒形電池の段部を潰し、電池の長手
寸法を縮小する方法も提案されている（特開昭５８−１
７８９６８号）。しかしながら、かかる方法では、前記
封口部及び段部直下の外装缶が変形して外径が拡大する
という問題点がある。

（発明が解決しようとする課題）本発明は従来の問題点を解決するためになされたもので
、電極群の容積効率が高く、しがち密封性が良好な円筒
形電池を製造し得る方法を提供しようとするものである
。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、電極群を収納した外装缶の開口端近傍に内側
に突出するように折曲げられた段部を形成すると共に、
この段部上端から開口端までの外装缶径を縮小する工程
と、前記外装缶内の段部上方部に枠状の絶縁封口体を介
して封口蓋を嵌入した後、カシメ用型を圧接して段部上
端から開口端までの外装缶を内側に折曲げ、前記封口蓋
をカシメ固定して前記段部上に封口部を形成する工程と
を具備することを特徴とする円筒形電池の製造方法であ
る。

前記外装缶は、上方が開口した鉄等の金属缶などからな
る。

前記電極群は、通常、二酸化マンガン等を活物質とする
正極、不織布等からなるセパレータ、及びリチウム、ナ
トリウム等を活物質とする負極からなる。なお、電解液
は、通常、前記外装缶に段部を形成した後に注液する。

前記段部上端から開口端までの外装缶径を縮小する度合
は、通常、次工程のカシメ用型での圧接後に生じる封口
部外径の拡大分に合わせて設定する。

本発明に係る別の発明は、電極群を収納した外装缶の開
口端近傍に内側に突出するように折曲げられた段部を形
成すると共に、この段部上端から開口端までの外装缶径
を縮小する工程と、前記外装缶内の段部上方部に枠状の
絶縁封口体を介して封口蓋を嵌入した後、カシメ用型を
圧接して段部上端から開口端までの外装缶を内側に折曲
げ、前記封口蓋をカシメ固定して前記段部上に封口部を
形成する工程と、前記封口部を押圧して前記段部を潰す
工程と、前記外装缶及び封口部を筒状の治具内に挿通し
、拡大した段部直下の外装缶径を縮小する工程とを具備
することを特徴とする円筒形電池の製造方法である。

前記本発明に係る別の発明の製造方法において、前記段
部上端から開口端までの外装缶径を縮小する度合は、通
常、次工程のカシメ用型での圧接後に生じる封口部外径
の拡大分、及び段部を潰した時の封口部外径の拡大分に
合わせて設定する。

（作用）本発明の製造方法は、まず、電極群を収納した外装缶の
開口端近傍に内側に突出するように折曲げられた段部を
形成すると共に、この段部上端から開口端までの外装缶
の径を縮小する。つづいて、前記外装缶内の段部上方部
に枠状の絶縁封口体を介して封口蓋を嵌入した後、カシ
メ用型を圧接して段部上端から開口端までの外装缶を内
側に折曲げることによって、段部上端から開口端までの
外装缶が枠状の絶縁封口体を介して封口蓋をカシメ固定
した構造の封口部を形成した円筒形電池が製造される。

このような電池の製造において、カシメ用型での圧接後
に外装缶のスプリングバックにより前記封口部の外径が
拡大するが、前記封口部となる外装缶部分の径は予め電
極群が収納される外装缶の胴部よりも縮小されている。

このため、°前記スプリングバックによる封口部の外径
拡大を相殺でき、該封口部の外径が外装缶の胴部よりも
大きくなるのを防止できる。また、従来のように円筒形
電池を筒状の治具内に挿通させるという封口部の縮径加
工を施す必要もなく、封口部の密封性を良好に維持でき
る。従って、電極群を収納している外装缶の胴部を最大
外径とすることができるため電極群の容積効率が高く、
しかも密封性が良好な円筒形電池を製造できる。

また、前述した方法の各工程により封口部を形成した後
、更に前記封口部を押圧して前記段部を潰す。この時、
前記外装缶の長手寸法が縮小され、更に前記封口部の外
径が変形して拡大されると共に段部直下の外装缶の外径
も変形して拡大される。

つづいて、前記外装缶及び封口部を筒状の治具内に挿通
し、拡大した段部直下の外装缶径を縮小して円筒形電池
を製造する。このような電池の製造において、前記封口
部となる外装缶部分の径を予め縮小する操作を、前記段
部を潰した時に前記封口部の外径が拡大する分も見込ん
で行なうことにより、前記段部を潰した時の封口部の外
径拡大を相殺でき、該封口部の外径が外装缶の胴部（拡
大した段部直下を除く）よりも大きくなるのを防止でき
る。その結果、この後に外装缶及び封口部を筒状の治具
内に挿通させることによって、前記封口部を変形させる
ことなく、拡大した段部直下の外装缶の外径のみを拡大
前と同程度にまで縮小させることかできる。従って、電
極群を収納している外装缶の胴部を最大外径とすること
ができる共に段部による空間が圧縮されるため、電極群
の容積効率がより向上し、しかも密封性が良好な円筒形
電池を製造できる。

（実施例）以下、本発明を円筒形リチウム電池の製造に適用した例
について図面を参照して詳細に説明する。

実施例１まず、第１図に示すように上方が開口した有底円筒形の
外装缶ｌを作製する。前記外装缶１はニッケルメッキを
施した０、３■厚の鉄板からなり、その外径は１６．０
ｍｍである。つづいて、前記外装缶１内に、電極群２を
下側絶縁板３と上側絶縁板４とに挟んで収納する。前記
電極群２は、二酸化マンガンを生活物質とする正極板５
、セパレータ６、及び金属リチウムからなる負極板７を
積層し、渦巻状に巻回した構造になっている。なお、こ
の電極群２の上側には正極板５から導出された正極り一
ド８が突出している。

次いて、同第１図に示すように、前記外装缶ｌの上下を
上型９及び下型ｌＯで挾んで保持し、これら上下型９．
１０により外装缶１を回転させながら該外装缶１の開口
端近傍に段部形成ローラ１１を圧接する。前記段部形成
ローラ１１は、円柱状の下部ブロックｌｌａと、前記下
部ブロックｌｌａ上に一体化され、外周面が該下部ブロ
ックｌｌａよりも外側に１．２ｍｍ突出した中太円柱状
の中間ブロックｌｌｂと、前記中間ブロックｌｌｂ上に
一体化され、前記下部ブロックｌｌａよりも外周径が０
．０５ａ＋ａ＋大きい上部ブロックｌｌｃとから構成さ
れている。このような工程により、外装缶ｌは、第２図
に示すように開口端近傍に内側に突出するように折曲げ
られた段部１ａが形成されると共に、段部１ａ上端から
開口端までの外径Ａが該外装缶１の胴部１ｂの外径Ｂ　
（１６，０ＩＩＩＩ）よりも０．０５ｍｍ小さい１５．
９５ａｍに縮小される。

次いで、前記外装缶１内に電解液を注入した後、安全弁
（図示せず）を内装した封口蓋１２の底面に前記正極リ
ード８を抵抗溶接により固定する。つづいて、前記外装
缶ｌ内における段部１ａの上方部に枠状の絶縁封口体１
３を介して前記封口蓋１２を嵌入する。ひきつづき、前
記外装缶１の外側の段部１ａにクリンプ下型１４の突起
部を係合させて当接した後、上下動するカシメ用型のク
リンプ上型１５を前記外装缶１の上方から下降させて圧
接して段部ｌａ上端から開口端までの外装缶１を内側に
折曲げて前記封口蓋１２をカシメ固定する（第３図図示
）このような工程により、第４図に示すように、封口部
１６の外径Ｃが、折曲げられた外装缶ｌのスプリングバ
ックによって０．０５＋ｕ＋拡大して外装缶ｌの胴部ｉ
ｂの外径Ｂと同じ１６．０１となった円筒形電池１７が
得られる。

このようにして得られた円筒形電池１７は、電極群を収
納している外装缶Ｉの胴部１ｂの外径Ｂが最大外径とな
るため、電極群の容積効率が向上されていた。しかも、
前記封口部１６の外径Ｃを縮小する加工を施す必要がな
く、密封性が良好に維持されていた。

実施例２ます、段部形成ローラとして上部ブロックが下部ブロッ
クよりも外周径が０．１−大きいのものを用いた以外、
実施例１と同様な方法を行なう。これにより、外装缶の
段部上端から開口端までの外径を胴部の外径（１６，０
＋ａａ＋）よりも０．ｌＯ■１小さい１５．９０＋ｕ＋
に縮小する工程を経た後、第５図に示すように、封口部
１６の外径Ｃが、折曲げられた外装缶１のスプリングバ
ックによって０．０５■拡大して外装缶１の胴部１ｂの
外径Ｂより０　、０５ａｇ小さいＩ５．５Ｉとなった円
筒形電池１７か得られる。

次いで、第６図に示すように、外装缶ｌの底部に受型１
８を係合させた後、上下動するバンチ１９を封口部Ｉ６
上に下降させて該封口部１Ｂを押圧して段部１ａを潰す
。このような工程により、第７図に示すように、段部１
ａが潰れて外装缶１の長手寸法が縮小され、更に封口部
Ｉ６の外径Ｃが０．０５ａｍ拡大して外装缶１の胴部１
ｂの外径Ｂと同じ１Ｂ、ｏｍ−となると共に、外装缶１
の段部１ａ直下の外径りも拡大して１６．０Ｏｓｏ＋よ
り大きくなった円筒形電池体Ｉ７が得られる。

次いで、第８図に示すように、外装缶１及び封口部１６
を筒状の治具である内径１６　、　Ｏａ＋ｉの筒状ダイ
ス２０内に挿通ずる。このような工程により、前記封口
部１６は変形することな（、拡大した外装缶ｌの段部１
ａ直下の外径りのみが１６．Ｏｍｍに縮小した円筒形電
池が得られる。

このようにして得られた円筒形電池は、電極群を収納し
ている外装缶の胴部が最大外径となると共に段部による
空間も圧縮されているため、電極群の容積効率がより向
上されていた。しかも封口部の密封性が良好に維持され
ていた。

［発明の効果］以上詳述した如く、本発明によれば電極群の容積効率が
高く、しかも密封性か良好な円筒形電池を製造し得る方
法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は実施例１の円筒形電池の製造工程を示
す説明図、第５図〜第８図は実施例２の円筒形電池の製
造工程を示す説明図である。 ■・・・外装缶、１ａ・・・段部、２・・・電極群、１
１・・・段部形成ローラ、１２・・・封口蓋、１３・・
・枠状の絶縁封口体、１５・・・クリンプ上型（カシメ
用型）、１６・・・封口部、１７・・円筒形電池、１９
・・・パンチ、２ｏ・・・筒状ダイス（筒状の治具）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電極群を収納した外装缶の開口端近傍に内側に突
出するように折曲げられた段部を形成すると共に、この
段部上端から開口端までの外装缶径を縮小する工程と、
前記外装缶内の段部上方部に枠状の絶縁封口体を介して
封口蓋を嵌入した後、カシメ用型を圧接して段部上端か
ら開口端までの外装缶を内側に折曲げ、前記封口蓋をカ
シメ固定して前記段部上に封口部を形成する工程とを具
備することを特徴とする円筒形電池の製造方法。
（２）電極群を収納した外装缶の開口端近傍に内側に突
出するように折曲げられた段部を形成すると共に、この
段部上端から開口端までの外装缶径を縮小する工程と、
前記外装缶内の段部上方部に枠状の絶縁封口体を介して
封口蓋を嵌入した後、カシメ用型を圧接して段部上端か
ら開口端までの外装缶を内側に折曲げ、前記封口蓋をカ
シメ固定して前記段部上に封口部を形成する工程と、前
記封口部を押圧して前記段部を潰す工程と、前記外装缶
及び封口部を筒状の治具内に挿通し、拡大した段部直下
の外装缶径を縮小する工程とを具備することを特徴とす
る円筒形電池の製造方法。