JPH10312783A

JPH10312783A - 二次電池及びその製造方法

Info

Publication number: JPH10312783A
Application number: JP9119998A
Authority: JP
Inventors: Norio Mamada; 紀雄間々田; Yoshinori Hashimoto; 芳則橋本
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-05-09
Filing date: 1997-05-09
Publication date: 1998-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】安全性及び生産性に優れた二次電池及びその
製造方法を提供する。【解決手段】電池缶６に端子部８を有する電池蓋９を
挿入し、端子部８に穿設された電解液注液孔１１から電
解液を電池缶６内に注液した後、電解液注液孔１１を内
圧上昇時に開裂する箔１３により封止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内圧開放機能を備
えた密閉型二次電池及びその製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビデオカメラやヘッドフォンステ
レオ等の電子機器の高性能化、小型化が進み、これら電
子機器の電源となる二次電池に対しても重負荷特性の改
善や高エネルギー密度化への要求が強まってきている。
従来、これら二次電池としては、鉛二次電池やニッケル
カドミウム二次電池が用いられている。

【０００３】また、最近は、リチウム金属、リチウム合
金、もしくは炭素質材料（コークス、有機物焼成体等）
のようなリチウムをドープ・脱ドープ可能な物質を負極
に用いた非水電解質二次電池の開発が活発に行われてい
る。

【０００４】ところで、一般に二次電池は、密閉型の構
造である場合に、何らかの原因で電池内圧が上昇する
と、電池自体が比較的に急速に破損して、電池内容物が
周囲に飛び散って電池使用機器を破損してしまうことが
ある。

【０００５】例えば、上記非水電解質二次電池は、その
充電時に通常よりも長い間電流が供給されて電池電圧が
高くなる過充電状態になったり、あるいは放電時に誤使
用や使用機器側の故障等によって大電流が流れる短絡状
態になった場合、電池内の電解液が分解してガスが発生
する。こうしたガスが次第に電池内に充満して電池内圧
が上昇すると、電池自体が破損してしまう。

【０００６】このような電池の破損を未然に防ぐため
に、従来、例えば偏平形或いは角形電池には、図４に示
すように、電池缶１０６と対極となる端子１０１を備え
た電池蓋１０２に、端子１０１が形成される位置とは別
の位置に内圧開放機能を備えた安全弁１０４が形成され
ている。この安全弁１０４は、電池内圧の上昇により開
裂して圧力を開放し、電池が急速に破損することを防止
するものである。

【０００７】また、この電池蓋には、上記端子１０１と
安全弁１０４とが形成される位置とは別の位置に、電解
液を電池缶内に注入するための電解液注液孔１０３が形
成されている。この電解液注液孔１０３の封止には、箔
をレーザ溶接して封止する方法や、鋼球を圧入しながら
抵抗溶接する方法がとられている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような電池は、電池蓋に、電解液注液孔と、内圧開放
機能を備えた安全弁とがそれぞれ別に設けられているた
めに、生産性が低かった。また、レーザ溶接不良や鋼球
の欠損等により不良が発生する確率が高く、生産性が低
かった。

【０００９】そこで、本発明は、電池の過充電、短絡電
流等により電池が破裂することを防止し、安全性及び生
産性に優れた二次電池及びその製造方法を提供すること
を目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る二次電池は、電池缶と対極となる端子
部を有し、端子部に電解液注液孔が穿設されるととも
に、電解液注液孔が内圧上昇時に開裂する箔により封止
されてなることを特徴とする。

【００１１】また、本発明に係る二次電池の製造方法
は、電池缶に端子部を有する電池蓋を挿入し、端子部に
穿設された電解液注液孔から電解液を電池缶内に注液し
た後、電解液注液孔を内圧上昇時に開裂する箔により封
止することを特徴とする。

【００１２】このように、端子部に電解液注液孔を設
け、この電解液注液孔が内圧上昇時に開裂する箔により
封止されてなることにより、電解液注液孔が内圧開放用
の孔となる。したがって、電池の過充電状態又は短絡状
態により電池内圧が上昇した場合においても、箔が開裂
することにより内圧が開放されて電池が破損することが
ない。また、端子部に設けられた電解液注液孔が内圧開
放用の孔となることから、電池蓋に電解液注液用の孔と
内圧開放用の孔を新たに設ける必要がなくなる。その結
果、孔を設ける作業等の前工程や溶接不良等の製品不良
の発生率が低減され、生産性を大幅に向上させることが
できる。さらに、電池蓋に孔を複数設ける必要がないた
め、電池を小型化させた時の設計が容易となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した二次電池
について図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１４】本発明を適用した二次電池は、図１に示す
ように、正極集電体に正極活物質を塗布してなる正極１
と負極集電体に負極活物質を塗布してなる負極２とがセ
パレータ３を介して積層して多数回巻回されてなる渦巻
式電極体の上部に絶縁体４を配した状態でバネ板５とと
もに電池缶６に収納されてなるものである。この渦巻式
電極体は、電池缶６中に適切に収まる寸法となるよう
に、あらかじめ長さ寸法と幅寸法が調節される。そし
て、正極１と後述する電池蓋の端子とが正極リード７を
介して電気的に接続され、負極２と電池缶６とが負極リ
ードを介して電気的に接続されている。

【００１５】また、この電池缶６の開口部には、端子８
を有する電池蓋９が取り付けられる。この端子８は、正
極リード７を介して正極１と接続されて、電池缶６と対
極となるものである。ここで、図２に示すように、電池
蓋９は、その中央に端子８と、端子８を貫通する電解液
注液孔１１を有する。端子８は、ガスケット１０で絶縁
を保ちながら電池蓋９に固定される。電解液注液孔１１
は、その開口部がガスケット１２、箔１３、カバー１４
とにより封止されてなる。上記箔１３は、例えばアルミ
ニウム箔であり、内圧上昇時に開裂して内圧を開放す
る。

【００１６】具体的に、このような電池蓋９をもつ二次
電池は、以下のように組み立てられる。

【００１７】先ず始めに、電池缶６内に上述した渦巻式
電極体をバネ板５と共に収納し、負極リードを電池缶６
の開口部内側に溶接する。一方、電池蓋９に中央の開口
部にガスケット１０を挿入し、端子８をかしめることで
ガスケット１０を変形させ、端子構造を形成する。この
状態で、端子８が電池缶６と対極となるように、端子８
の底部に正極リード７を溶接する。そして、組上がった
電池蓋９を電池缶６に挿入し、外周をレーザー溶接す
る。なお、これら電気的な接続は、導通がとれ、信頼性
を得られていれば、溶接に限定されるものではなく、如
何なる方法をとってもよい。

【００１８】次に、端子８を貫通する電解液注液孔１１
から電解液を電池缶６内に注液する。そして、注液が済
んだ後、端子８にガスケット１２と箔１３を載せ、カバ
ー１４をかぶせた状態でかしめ、端子８と箔１３を一体
化させる。これにより、密閉型二次電池が組み立てられ
る。なお、この時、箔１３とカバー１４は、予め一体化
されていてもよいことは勿論である。また、この時、箔
１３を端子８に溶接で一体化させてもよい。

【００１９】また、図２で示されるカバー１４の代わり
にワッシャー１５を用い、かしめの向きを図２と反対に
してもよい。すなわち、図３に示すように、端子８に設
けられた電解液注液孔１１から電解液を電池缶６内に注
液した後、端子８の上に、ガスケット１２、箔１３、ワ
ッシャー１５をこの順に積層して載せ、かしめることで
端子８と箔１３を一体化させてもよい。なお、図３中、
図２と同じ構成を示す部材には同符号を付し、説明を省
略する。

【００２０】このように、端子８に電解液注液孔１１を
設け、この電解液注液孔１１が内圧上昇時に開裂する箔
１３により封止されてなることにより、電解液注液孔１
１が内圧開放用の孔となる。したがって、電池の過充電
状態又は短絡状態により電池内圧が上昇した場合におい
ても、箔１３が開裂することにより内圧が開放されて電
池が破損することがない。同時に、端子８の電解液注液
孔１１が内圧開放用の孔となることから、電池蓋９に端
子８を設ける開口部以外に電解液注液用の孔や内圧開放
用の孔を新たに設ける必要がなくなる。その結果、孔を
設ける作業や溶接不良等の製品不良の発生率が低減さ
れ、生産性を大幅に向上させることができる。さらに、
電池蓋９に孔を複数設ける必要がないため、電池を小型
化させた時の設計が容易となる。

【００２１】ここで、実際に、図２で示される電池蓋
（端子構造）９をもつ二次電池（以下、実施例１と称
す。）を３０００個、図３で示される電池蓋（端子構
造）９をもつ二次電池（以下、実施例２と称す）を２０
００個作製した。そして、不良数及びその製造時間を調
べ、生産効率を検討した。その結果を表１及び表２に示
す。

【００２２】なお、比較例として、図４に示すように、
端子１０１に孔を設けず、電池蓋１０２に端子１０１と
電解液注液孔１０３と内圧開放用の安全弁１０４とをそ
れぞれ別に設けた二次電池（以下、比較例と称す。）を
用意した。

【００２３】具体的に、比較例の電池は、以下のように
組み立てられるものである。先ず始めに、電池蓋１０２
にガスケット１０５を挿入後、端子１０１をかしめ、こ
れを端子構造とする。そして、電子蓋１０２の端子１０
１が設けられた位置とは別の位置に、電解液注液孔１０
３と安全弁１０４とを備える。安全弁１０４は、プレス
加工により薄肉部を設けたものである。或いは孔に金属
箔を溶接したものである。次に、このような前工程を経
た後、電池蓋１０２を電池缶１０６に挿入し、外周部を
溶接した後、電解液注液孔１０３から電池缶１０６内に
電解液を注入し、電解液注液孔１０３に鋼球を圧入しな
がら抵抗溶接し封止する、或いは箔を押さえてレーザ溶
接する。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】表１及び表２の結果から、端子８に電解液
注液孔１１が窄設されるとともに、電解液注液孔１１が
内圧上昇時に開裂する箔により封止されてなる実施例の
二次電池においては、不良率も１個当たりの製造時間も
少なく、生産効率を大幅に向上させることができること
がわかる。

【００２７】これに対し、比較例の二次電池は、端子１
０１を設ける開口部以外に安全弁１０４や電解液注液孔
１０３を設けるための孔が必要となり、また、前工程と
して電池蓋１０２に安全弁１０４を設置するため、プレ
ス加工する必要がある。このため、比較例の二次電池
は、実施例の電池に比べ製造時間を多く必要として生産
効率が悪い。

【００２８】したがって、端子に電解液注液孔を設け、
この電解液注液孔を内圧開放用の孔とすることで、生産
効率を大幅に向上させることができることがわかる。

【００２９】なお、本発明に係る二次電池を構成する正
極、負極、非水電解液、電池缶、箔等の材料には、従来
公知のものをいずれも使用することができ、特に限定さ
れるものではない。また、本発明に係る二次電池の形状
は、角形電池に限定されるものではなく、偏平形電池、
円筒電池等、いずれの電池にも適用可能である。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、端子部に電解液注液孔が設けられ、電解液
注液孔が内圧開放用の孔となることから、安全性に優れ
るとともに、生産効率を大幅に向上させることができ
る。また、本発明は、設計が簡単なものとなるため、電
池の小型化に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した二次電池の構成を示す断面斜
視図である。

【図２】本発明を適用した実施例１の電池蓋の構成を示
す断面図である。

【図３】本発明を適用した実施例２の電池蓋の構成を示
す断面図である。

【図４】比較例として挙げた電池蓋の構成を示す断面図
である。

【符号の説明】

１正極、２負極、３セパレータ、４絶縁体、５
バネ板、６電池缶、７正極リード、８端子、９
電池蓋、１０ガスケット、１１電解液注液孔、１
２ガスケット、１３箔、１４カバー、１５ワッ
シャー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電池缶と対極となる端子部を有し、端子
部に電解液注液孔が穿設されるとともに、電解液注液孔
が内圧上昇時に開裂する箔により封止されてなることを
特徴とする二次電池。
【請求項２】電池缶に端子部を有する電池蓋を挿入
し、端子部に穿設された電解液注液孔から電解液を電池
缶内に注液した後、電解液注液孔を内圧上昇時に開裂す
る箔により封止することを特徴とする二次電池の製造方
法。