JP2003142043A

JP2003142043A - 電池

Info

Publication number: JP2003142043A
Application number: JP2002184042A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Somatomo; 良樹杣友; Osamu Watanabe; 修渡辺; Masatomo Tanaka; 正智田中
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 2001-07-09
Filing date: 2002-06-25
Publication date: 2003-05-16
Also published as: US7524578B2; CN1263177C; EP1416550A1; WO2003007401A1; EP1416550A4; CN1526174A; US20040180260A1; KR20040013123A; TW557594B

Abstract

(57)【要約】【課題】電池の薄型化を図るにあたり、形状、取り付
け性、強度、生産性などあらゆる面において発生しうる
問題点を一挙に解決できる新規な構造の電池を提供す
る。【解決手段】電極体５が収容される凹部３１を形成し
てなる缶本体３と、この缶本体３の凹部３１の開口端を
密封する金属蓋４とで電池缶２を構成する。缶本体３
は、金属板を浅絞り加工することにより皿状に形成した
構成とする。この缶本体３における開口端の周縁部に、
金属蓋４と接合一体化されることにより凹部３１内を気
密および液密の状態に保ちうるフランジ部３２を設け
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、携帯電子機器など
の小型電子機器の電源に用いるのに適した電池、特に薄
型電池の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器などの電源として用いられる電
池には、例えば円筒型のものや角型のものがある。円筒
型電池では円筒状に深絞り（円筒絞り）加工した金属缶
が使用され、角型電池では直方体状に深絞り（角筒絞
り）加工した金属缶が使用される。

【０００３】一方、薄さが要求される例えば携帯情報端
末などの小型の携帯電子機器においては厚みの比較的薄
い電池が使用されるが、この種の薄型電池には次のよう
なタイプのものがある。先の深絞り加工による金属缶（深絞り缶）を使用
し、これの開口部に金属蓋を嵌合して溶接する構造とし
たもの（例えば特開平１１−１８５８２０号公報に記載
された従来の角型非水電解液二次電池参照）。全体の厚みを薄くするために、アルミニウム箔など
の金属箔と樹脂とを積層してなるラミネートを外装材と
して使用したもの。弁当箱のような浅絞りの金属缶（浅絞り缶）を使用
し、これの開口部に金属蓋を嵌合して溶接する構造とし
たもの（例えば前記特開平１１−１８５８２０号公報に
記載された非水電解液二次電池参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、先の携帯情報端
末などの普及に見られるように、電子機器に対する小型
軽量化への要望が強くなっており、これに伴ってそれら
に搭載される電池についても薄型化への要求が高まって
いる。

【０００５】しかしながら、これまでの薄型電池は直方
体形状や長円柱形状であり、機器への取り付けや、機器
に装着される樹脂パック（電池パック）への取り付けに
は電池室を設けるか、両面テープや接着剤を使用して所
定の位置に固定する必要があった。電池室を設けると、
その分だけ機器の厚みが増加し、接着剤によって固定す
ると厚みの増加は避けられるが、廃棄時に電池の分離が
しづらくなり、なるべくリサイクルすることが求められ
ている昨今ではその点で弊害となりやすい。

【０００６】また、先のないしで述べたような従来
の薄型電池構造では、さらなる薄型化への要求に十分に
応えることができず、あるいはより薄型化できたとして
も強度が十分でなかったり、生産時に不具合が発生しや
すかったり、機器にセットしにくかったりするなど、様
々な問題がある。

【０００７】すなわち、上記で述べた電池では、電池
缶に深絞り缶を用いているため、成形可能なサイズに自
ずと一定の限界があった。例えば、現在最も薄い缶は缶
厚みが約３mmであり、これ以下の薄い缶を現時点の深絞
り加工技術で得るのは不可能もしくは極めて困難であ
る。このため、そのような薄い電池缶を得ようとする
と、現状では上記で述べたようなラミネートなどの積層
材を電池外装材に使用せざるをえないが、ラミネートで
は薄さは確保できるものの、金属缶に比べて突き刺しや
折り曲げに対する強度が弱く、また電池膨れや液漏れの
懸念もある。

【０００８】また、仮に３mm以下の金属缶を成形できた
としても深絞り缶の場合は次のような問題がある。（Ａ）これの厚みを薄くすればするほどその分だけ開
口部の幅（缶の厚み方向の開口幅）が狭くなって電極が
挿入しづらくなる。（Ｂ）缶の開口部を密封する金属蓋には、これに設け
られた取り付け穴に端子が樹脂製の絶縁パッキング（ガ
スケット）を介して取り付けられるが、開口部の幅が狭
くなると、この絶縁パッキングが開口縁により接近する
こととなるため、開口部に金属蓋を嵌合してレーザー溶
接等により接合する際に、金属蓋と缶との溶接熱により
絶縁パッキンが溶融しやすくなる。（Ｃ）深絞り加工では所要の展延性を有する延びやす
い材料しか使用できないため、成形可能な金属種が限ら
れるのみならず、成形可能な金属は硬度が小さい金属で
もあるため、電池の膨れに対して弱い。したがって、硬
度が大きく（つまり硬く）、しかも軽くて強度のある材
質のものを、使用したくても使用できないという欠点が
ある。

【０００９】一方、先ので述べた浅絞り缶を用いた電
池、具体的には例えば特開平１１−１８５８２０号公報
に記載されているような電池では、深絞り缶を用いた電
池における上記のような問題点の多くを回避することが
できる。しかし、この電池においても以下のような問題
がある。（ａ）例えば缶の最大開口部の周縁にこれと同サイズ
の蓋をセットして当該最大開口部の周縁近傍を溶接する
ようになっているため、溶接熱が缶内の電極体（電極素
子）や当該溶接部の近くに配置された部品に伝わりやす
く、これらに熱影響をおよぼす可能性がある。（ｂ）溶接ではなく、蓋の外周と缶の開口部周縁とを
かしめる（巻き締めを行う）ことによって蓋を取り付け
るようにした場合には、溶接に比べて生産性が劣るだけ
でなく、両者の接合部から液漏れが生じる可能性も否定
できない。（ｃ）電池形態が薄型ではあるものの単純な直方体形
状であるため、二次電池で必要となる保護回路を設ける
にあたっては、そのためのスペースや取り付け用のベー
スを別途確保したり設けたりする必要がある。（ｄ）機器や樹脂パック（電池パック）への取り付け
に電池室を設けるか、両面テープや接着剤を使用して所
定の位置に固定する必要があるなど、先に述べた直方体
形状や円筒形状の薄型電池の場合と同様の問題がある。

【００１０】本発明は、電池の薄型化を図るにあたり、
以上のような形状、取り付け性、強度、生産性などあら
ゆる面において発生しうる問題点を一挙に解決できる新
規な構造の電池を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本願の請求項１に係る発明は、電極体を収容する凹
部が形成された缶本体と、この缶本体の凹部の開口端を
密封する金属蓋とを具備してなる電池缶を有する電池に
おいて、次のように構成したものである。すなわち、電
池缶を構成する缶本体は、金属板を浅絞り加工すること
により皿状に形成した構造とし、この缶本体における開
口端の周縁部に、金属蓋と接合一体化されることにより
缶本体の凹部内を気密および液密の状態に保ちうるフラ
ンジ部を設ける。缶本体の凹部内には、正極および負極
がセパレータを介して積層された電極体と、電解液とを
収容し、その状態で缶本体のフランジ部に金属蓋を接合
一体化して缶本体の凹部の開口端を密封する。

【００１２】缶本体と金属蓋とを接合一体化する手段と
しては、缶本体のフランジ部に、樹脂を用いた接着また
はレーザー溶接で金属蓋を接合する方法があるが、生産
性あるいはコストなど各種の要因を考慮すると、樹脂を
用いた接着が望ましい（請求項２）。

【００１３】缶本体および金属蓋を構成する素材として
は、例えば、鉄板、ニッケル板、アルミニウム板、これ
らの金属の合金板（つまり、鉄合金板、ニッケル合金
板、アルミニウム合金板、鉄−ニッケル合金板、鉄−ア
ルミニウム合金板、ニッケル−アルミニウニム合金
板）、マグネシウム合金板、ステンレス鋼板、ニッケル
メッキを施した圧延鋼板、ニッケルメッキを施したステ
ンレス鋼板などを用いることができる（請求項３）。こ
れらの金属板は、単独で用いてもよいし、組み合わせて
用いてもよい。強度および軽量である点を重視する場合
には、高強度材料でしかも軽量な、Ｈｖ（ビッカース硬
さ）７０以上のアルミニウム合金からなる金属板や、マ
グネシウム合金からなる金属板を使用するのが好まし
い。また、電解液に対する耐腐食性を重視する場合に
は、ニッケルメッキを施した圧延鋼板やステンレス鋼板
を使用するのがよい。さらに、金属蓋については、缶本
体との接合面側に缶本体と同じ材質のものを使用し、反
対側の面には、強度および軽さの点で優れる積層材であ
るクラッド材（例えばニッケルを積層してなるニッケル
クラッド材）を使用することもできる。

【００１４】電極体の膨張や電池内圧の上昇による電池
缶厚み方向の膨れを抑えるため、金属蓋と、これに対向
位置する缶本体の一面（底面）とを、それぞれ電池内部
に向かって凸状となるように形成し、その中心の突出方
向の変形量を0.０５〜0.３mmに設定するのが望ましい
（請求項４）。突出量がこれよりも小さいと、電池缶の
膨れを防止する効果に乏しく、これよりも大きいと電極
体を必要以上に圧迫することととなるだけでなく、缶内
容積の低下を生じるので好ましくない。また、膨れを確
実に抑制ないし防止できるように、内部に配置される電
極体の面積に相当する範囲を凸状に形成するのが好まし
い。

【００１５】缶本体の一部、またはこれに対向する金属
蓋の一部に、プレス加工により形成された切り込みを設
け、この部分を、電池内圧が所定圧以上に上昇したとき
に電池内圧を外部に開放する安全弁とすることができる
（請求項５）。

【００１６】本発明の電池に保護回路を設ける場合のベ
ース部とする等のため、缶本体のフランジ部の一部分を
幅広フランジ部分とし、その幅を他のフランジ部分の幅
に比べて幅広にするのが望ましい（請求項６）。言い換
えると、電池缶の周囲にフランジ部を形成し、その一部
分のフランジ幅を他の部分のそれよりも幅広とした構成
が望ましい。この場合において、幅広フランジ部分の幅
を他のフランジ部分の幅よりも具体的にどの程度幅広に
するかは、電池全体のサイズや保護回路のサイズ等を考
慮して決定する。通常は、幅広分は１mm以上６mm以下に
設定する。

【００１７】正極および／または負極の出力端子と保護
回路とを最短距離で電気的に接続し、その間の配線を簡
素化するため、前記幅広フランジ部分に正極および／ま
たは負極の出力端子を設けることができる（請求項
７）。また、缶本体の厚み方向の周面部分（凹部の側面
を形成している部分）のうち、前記幅広フランジ部分が
位置する側における周面部分に、正極または負極のうち
の一方の出力端子の取り出し部を設け（請求項８）、他
方の出力端子を幅広フランジ部分に設けることもできる
（請求項９）。

【００１８】保護回路を取り付けるためのスペースやベ
ースを別途確保等する必要がないようにし、また保護回
路の取り付け固定作業の容易化を図るために、言い換え
れば保護回路付きの薄型電池が容易に得られるにするた
めに、幅広フランジ部分に保護回路を取り付ける構成と
することもできる（請求項１０）。その場合の保護回路
取り付け構造は、具体的には例えば下記のような構成
（請求項１１もしくは請求項１２または請求項１３）と
すればよい。

【００１９】先端に係合爪を有する複数の弾性片が外周
部の所定位置に設けられた基板に保護回路を組み付けて
モジュール化する。一方、幅広フランジ部分の周縁部に
は、電池缶の厚み方向に折り曲げ形成されて所定位置に
係合孔を有する平面視でコ状の立ち上がり部を設ける。
そして、この立ち上がり部における係合孔に前記保護回
路モジュールにおける弾性片の係合爪を係合させること
により、保護回路モジュールが幅広フランジ部分に固定
される構成とする（請求項１１）。

【００２０】先端に爪を有する一対の弾性片が両側部に
設けられ且つ当該両側部の内面側に幅広フランジ部分を
スライド可能に嵌合させうる溝が形成された樹脂成形体
に保護回路を組み付けてモジュール化する。一方、幅広
フランジ部分の両側部には所定位置に切り欠き部を設け
る。そして、保護回路モジュールにおける前記溝に幅広
フランジ部分の両側部を嵌合させて所定位置までスライ
ドさせたときに保護回路モジュールにおける前記爪が幅
広フランジ部分における前記切り欠き部と係合する構成
とする（請求項１２）。

【００２１】幅広フランジ部分に保護回路を取り付け
て、その上から金属製（例えばアルミニウム製）のケー
スを被せる。そのうえで、金属製のケースを幅広フラン
ジ部分に溶接して固定する（請求項１２）。

【００２２】

【作用】本発明によれば、缶本体を皿状の浅絞り缶と
し、これの開口端の周縁部に、金属蓋と接合一体化され
ることにより缶本体の凹部内を気密および液密の状態に
保ちうるフランジ部を設けたので、機器への着脱作業を
容易化する手段として当該フランジ部を利用することが
できる。例えば、機器において電池を取り付ける部分
に、電池缶のフランジ部に対応するガイド部を形成して
おけば、このガイド部に前記フランジ部を挿入してスラ
イドさせるだけで機器への着脱操作が行えるようにな
る。したがって、機器への取り付け性に優れ、しかも使
用後の廃棄時に機器からの分離が容易な電池を実現する
ことが可能となる。

【００２３】缶本体の開口端の周縁部に設けたフランジ
部において金属蓋と缶本体との接合を行う構成としたの
で、この部分に樹脂を介して金属蓋を接着（例えば熱接
着）することが容易になり、溶接方法に比べると安価に
電池を製造することも可能となる。また、樹脂を用いた
接着ではなく、レーザー溶接を行う場合においても、当
該溶接部から比較的離れた位置にその他の部品材料が隔
離された状態となり、絶縁パッキングや電極、セパレー
タなど、電池を構成している各種部品への熱影響を回避
することが可能となる。

【００２４】本発明では、浅絞り加工により得られる皿
状の缶本体を使用するので、厚さが３mm以下の電池缶を
比較的容易に作ることができる。その際、深絞り缶を用
いた場合のような材料面の制約を受けることが少ないか
ら、さまざまな材料の中から必要とする特性を持った材
料を比較的自由に選択することが可能である。したがっ
て、全体の厚さが３mm以下でありながら、突き刺しや折
り曲げ、膨れなどに十分に耐えうる電池、言い換えれば
耐突き刺し、耐折り曲げ、耐膨れなどの点で優れた薄型
電池を比較的容易に得ることができる。

【００２５】また、金属蓋と、これに対向位置する缶本
体の一面（凹部の底面）とを、それぞれ電池内部に向か
って凸状となるように形成し、その中心の突出方向の変
形量を0.０５〜0.３mmに設定した場合には、これにより
電極体の膨張や電池内圧の上昇による電池缶厚み方向の
膨れを抑えることができる。

【００２６】缶本体の一部、またはこれに対向する金属
蓋の一部に、安全弁として、プレス加工により形成され
た切り込みを設けておけば、電池内圧が所定圧以上に上
昇したときに当該切り込み部が破れて、この部分から電
池内圧が外部に開放されることになる。

【００２７】缶本体のフランジ部の一部分を、他のフラ
ンジ部分よりも幅の広い幅広フランジ部分とした場合、
言い換えると電池缶の周囲に設けたフランジ部の一部分
を幅広フランジ部分とした場合には、この幅広フランジ
部分に保護回路を取り付けることができる。したがっ
て、保護回路を設ける場合に、そのためのスペースやベ
ース部を別途確保する必要がなくなる。その場合、請求
項７、請求項８または請求項９に記載した構成を採用す
れば、出力端子と保護回路とを最短距離で電気的に接続
することができるので、その間の配線を簡素化すること
ができる。

【００２８】請求項１１に記載した構成によれば、幅広
フランジ部分に設けられた立ち上がり部に保護回路モジ
ュールを嵌め込んで、保護回路モジュールの弾性片に設
けられた係合爪を立ち上がり部における係合孔に係合さ
せるだけで、幅広フランジ部分に保護回路を簡単に固定
することができる。また、請求項１２に記載した構成に
よれば、保護回路モジュールの両側部内面に設けられた
溝に幅広フランジ部分の両側部を挿入してスライドさ
せ、保護回路モジュールの両側部に設けられた弾性片に
おける爪を幅広フランジ部分の両側部における切り欠き
部に係合させるだけで、幅広フランジ部分に保護回路を
簡単に固定することができる。

【００２９】加えて、請求項１１または請求項１２に記
載した構成では保護回路がモジュール化されていること
により、また請求項１３に記載した構成では幅広フラン
ジ部分に取り付けられた保護回路が金属製のケースで覆
われることにより、いずれも保護回路が外部に露出しな
くなる。したがって、誤って保護回路を傷付けたり保護
回路に埃が付着したりすることを防止することができ
る。

【００３０】

【発明の実施の形態】図１ないし図６は、本発明を角型
のリチウムイオン二次電池（以下、単に電池という）に
適用した例を示したものである。図１および図２に示す
ように、電池１は、四隅にアールが付けられた平面視
（図２の状態）で長方形の電池缶２を有する。電池缶２
は、図１ないし図４に示すように、凹部３１を有する缶
本体３と、この缶本体３の凹部３１の開口端を密封する
金属蓋４とからなる。

【００３１】缶本体３は、一枚の金属板（板金）を浅絞
り加工することにより皿状に形成されており、これの開
口端の周縁部には、その全周にわたって平坦なフランジ
部３２が形成されている。このフランジ部３２は、図２
に示した状態で缶本体３の上端側に位置する第１短辺部
３ａにおけるフランジ部分（第１フランジ部分）３２ａ
の幅（フランジ幅）Ｌ１が、缶本体の下端側に位置する
第２短辺部３ｂおよび両側に位置する各長辺部３ｃおけ
るフランジ部分（第２フランジ部分）３２ｂの幅（フラ
ンジ幅）Ｌ２よりも１mm以上幅広とされている。図示例
では、第１フランジ部分３２ａが本発明でいう幅広フラ
ンジ部分に該当し、Ｌ１＝2.５mmであり、Ｌ２＝1.５mm
である。

【００３２】缶本体３の凹部３１内、すなわち電池缶２
内には、図３および図４に示すように、電極体５および
図示しない電解液（例えばプロピレンカーボネートやエ
チレンカーボネートなどの非水溶媒にＬｉＢＦ₄ などの
電解質を溶解させてなる非水電解液）などが収容されて
いる。電極体５は、例えばＬｉＣｏＯ₂ を活物質とする
シート状の正極と、例えば黒鉛を活物質とするシート状
の負極とを、セパレータを間にして渦巻き状に捲回した
のち、全体を缶本体３の凹部３１内に収容できるように
当該凹部３１の断面形状に合わせて断面長円形状に押し
つぶし変形して形成してある。電極体５を構成している
シート状の正極および負極からは、それぞれ導電タブ
（図示例では負極側の導電タブ６のみを示す）が導出さ
れている。このうち図示しない正極側の導電タブは電極
缶３の内面所定位置に、また負極側の導電タブ６は後述
する負極端子７にそれぞれ接続されている。

【００３３】缶本体３の第１短辺部３ａ側（第１フラン
ジ部分３２ａ側）において凹部３１の側面を形成してい
る周面部分（以下、上壁部という）３１ａの所定位置に
は、負極の出力端子（以下、負極端子という）７の取り
出し部と、正極の出力端子（以下、正極端子という）８
とが設けられている。このうち正極端子８は、図示例の
電池１では電池缶２が正極側となっていることから、上
壁部３１ａの外面に取り付けられた一枚の長円形状もし
くは矩形状の金属板で構成されている。また、負極端子
７の取り出し部は、図４に一部拡大して示すように、上
壁部３１ａを貫通する取り付け孔３１ｂと、上壁部３１
ａの外側に配置される樹脂製の絶縁パッキング１８ａ
と、上壁部３１ａの内側に配置されるゴム製の絶縁パッ
キング１８ｂおよび押さえ板１８ｃと、これらの絶縁パ
ッキング１８ａ・１８ｂおよび押さえ板１８ｃに貫通状
に嵌合されて取り付け孔３１ｂに配置された前記負極端
子７とからなり、これらを同時にかしめることで上壁部
３１ａに取り付けることによって、取り付け孔３１ｂを
気密および液密に密閉した構成である。負極端子７は、
一方の端面が缶本体３の外側に露出され、他方の端面が
凹部３１内に配置されていて、この端面に前記シート状
の負極から導かれた導電タブ６が接続されている。

【００３４】凹部３１の側面を形成している缶本体３の
前記上壁部３１ａを含む周面３１ｃは、フランジ部３２
や凹部３１の底面３１ｄに対して直角となるように形成
してもよいが、図３および図４に示すように、フランジ
部３２や凹部３１の底面３１ｄに対して所定の鈍角（１
０〜３０度）となるように傾斜させた構成とすることも
できる。このようにすれば、電池缶２内の隅部において
缶内面と電極体５との間に生じる隙間Ｃが多少なりとも
増えるので、その分だけ電解液の液溜めとして利用でき
るスペースが増大し、その結果、電池缶２内への電解液
の注入量を増やすことができる。

【００３５】一方、金属蓋４は、プレス打ち抜き品から
なる一枚の金属板で構成されおり、その周縁の形状およ
びサイズが、缶本体３におけるフランジ部３２の外周縁
の形状およびサイズと同一とされている。この金属蓋４
は、図３および図４に示すように缶本体３のフランジ部
３２に接合一体化されており、この接合一体化された金
属蓋４で缶本体３の凹部３１の開口端が密封されること
により、当該凹部３１内（電池缶２内）が気密および液
密の状態に保たれるようになっている。

【００３６】金属蓋４と缶本体３のフランジ部３２との
接合一体化は、レーザー溶接により、あるいは樹脂を用
いた熱接着により行うことができる。前者の場合は、フ
ランジ部３２に金属蓋４を合わせた状態で、これらの周
縁の近傍あるいは当該合わせ面の外周部分Ｐを全周にわ
たってレーザー溶接することにより両者を接合一体化す
る。また、後者の場合は、フランジ部３２の表面あるい
はこれと合わされる金属蓋４の周縁部分４ａに接着剤と
しての樹脂を塗り、この樹脂を熱で一時的に溶かして熱
接着することにより、両者を接合一体化する。

【００３７】金属蓋４には、例えば図４に拡大して示す
ように、缶本体３内において電極体５の一端部側に形成
される空間Ｓに対応位置するように、安全弁となる切り
込み４ｂをプレス成形時に形成しておくことができる。
この切り込み（安全弁）４ｂは、電池内圧が所定圧以上
に上昇したときに開裂して、電池内圧を外部に開放す
る。

【００３８】以上に加えて、電池１においては、金属蓋
４と、これに対向位置する缶本体３の一面（凹部の底面
３１ｄを形成している面）が、それぞれ電池内部に向か
って僅かに凸状となるように形成されている。そして、
これらの凸状部分の中心の突出方向における変形量が0.
０５〜0.３mmの範囲に設定されていることにより、電極
体５の膨張や電池内圧の上昇による電池缶２の厚み方向
の膨れを抑制するようになっている。

【００３９】次に、電池およびその構成各部のサイズや
材質等について説明する。

【００４０】電池１の総厚みＬ３は３mm以下、長辺部３
ｃの長さＬ４は６５mm以上、第１短辺部３ａ（第２短辺
部３ｂも同様）の長さＬ５は３４mm以上とすることがで
きる。図示例の電池では、Ｌ３＝2.８mm、Ｌ４＝６７m
m、Ｌ５＝３５mmである。図示例の電池の全体形状は角
型であるが、円盤型あるいは丸型であってもよい。

【００４１】電池缶２すなわち缶本体３および金属蓋４
には、例えば、鉄板、ニッケル板、アルミニウム板、こ
れらの金属の合金板、マグネシウム合金板、ステンレス
鋼板、ニッケルメッキを施した圧延鋼板、ニッケルメッ
キを施したステンレス鋼板などを用いることができる。
強度および軽量である点を重視する場合には、高強度材
料でしかも軽量な、Ｈｖ（ビッカース硬さ）７０以上の
アルミニウム合金や、マグネシウム合金を使用するのが
好ましい。また、電解液に対する耐腐食性を重視する場
合には、ニッケルメッキを施した圧延鋼板やステンレス
鋼板を使用するのがよい。さらに、金属蓋４について
は、缶本体３との接合面側に缶本体３と同じ材質のもの
を使用し、反対側の面には、強度および軽さの点で優れ
る積層材であるクラッド材（例えばニッケルを積層して
なるニッケルクラッド材）を使用することもできる。

【００４２】缶本体３および金属蓋４の板厚は、いずれ
も0.２mm以下とすることができ、0.１５mm程度とするの
がより好ましい。図示例のものでは0.１５mmである。本
発明の電池１では、浅絞り加工により缶本体３を形成す
るので、先に述べたような高強度で硬い材料を使用する
ことができ、その結果、板厚を上記のように薄くしても
電池膨れに十分に耐えることができる。

【００４３】樹脂を用いた熱接着の場合、フランジ部３
２と金属蓋４との間に設けられる熱融着後の樹脂層の厚
みは、外部からの水分透過を極力防止するために0.１mm
以下とし、0.０３〜0.０８mm程度とするのが好ましい。
また、フランジ部３２の幅方向に相当する樹脂層の巾
は、１mm以上とし、1.５mm以上とするのが好ましく、フ
ランジ部３２の幅長さを超えても構わない。

【００４４】以上の電池１によれば、金属蓋４が接合一
体化された缶本体３のフランジ部３２を、この電池１が
搭載される図示しない機器（例えば携帯情報端末）への
着脱作業を容易化する手段として利用することができ
る。例えば、機器において電池１を取り付ける部分に、
電池缶２のフランジ部３２（特に缶本体３の長辺部３ｃ
側に位置する第２フランジ部分３２ｂ）に対応するガイ
ド部を形成しておけば、このガイド部に前記フランジ部
３２を挿入してスライドさせるだけで機器への着脱操作
が行えるようになる。こうして、機器への取り付け性に
優れ、しかも使用後の廃棄時に機器からの分離が容易な
電池を実現することができる。

【００４５】また、正極端子８および負極端子７が設け
られている側の第１フランジ部分３２ａのフランジ幅Ｌ
１を、第２フランジ部分３２ｂのフランジ幅Ｌ２に比べ
て１mm以上広い６mmに設定したので、この幅広の第１フ
ランジ部分３２ａに、図５および図６に示すように保護
回路Ｑを設けることができ、しかもこの保護回路Ｑに対
して正極端子８および負極端子７を最短距離で電気的に
接続することができる。したがって、保護回路Ｑを設け
る場合に、そのためのスペースやベース部を別途確保す
る必要がなくなるのみならず、保護回路Ｑと各端子８・
７との間の配線を簡素化することができる。

【００４６】缶本体３の開口端の周縁部に設けたフラン
ジ部３２において金属蓋４と缶本体３との接合を行う構
成としたことにより、例えば接合をレーザー溶接により
行う場合でも、当該溶接部から比較的離れた位置にその
他の部品材料が隔離された状態となるので、絶縁パッキ
ング１８ａ・１８ｂや電極体５、セパレータ（図示せ
ず）など、電池１を構成している各種部品への熱影響を
回避することができる。また、フランジ部３２を利用し
て、この部分に樹脂を介して金属蓋４を熱接着すること
とした場合には、溶接に比べて安価に電池を製造するこ
とも可能となる。

【００４７】さらに、この電池１では、浅絞り加工によ
り得られる皿状の缶本体３を使用するので、厚さが３mm
以下の電池缶２を比較的容易に作ることができる。その
際、深絞り缶を用いた場合のような材料面の制約を受け
ることが少ないから、先に述べたような様々な材料の中
から必要とする特性を持った材料を比較的自由に選択す
ることができる。したがって、全体の厚さが３mm以下で
ありながら、突き刺しや折り曲げ、膨れなどに十分に耐
えうる、言い換えれば耐突き刺し、耐折り曲げ、耐膨れ
などの点で優れた電池を比較的容易に得ることができ
る。

【００４８】次に、本発明の電池１に保護回路Ｑを取り
付ける際に採用しうる他の構成例について説明する。

【００４９】図７は、電池１の第１フランジ部分３２ａ
に正極端子８および保護回路Ｑを配置した例を示したも
のである。この図７に示した保護回路Ｑは、第１フラン
ジ部分３２ａに取り付けられた状態で、第１上壁部３１
ａに設けられた負極端子７および第１フランジ部分３２
ａに設けられた正極端子８に電気的に接続されている。
符号９１は、保護回路Ｑと負極端子７とを電気的に接続
するためのリードである。保護回路Ｑの上面には、電池
１を図示しない外部機器に電気的に接続する際に使用さ
れる正極および負極の外部接続用端子９２・９３が設け
られている。これらの点以外は、先に述べた例と同じか
またはほぼ同じであるので、対応する部分に同一符号を
付して説明を省略する（以下に述べる例においても同様
である）。

【００５０】このような構成によれば、負極端子８を設
けた幅広の第１フランジ部分（幅広フランジ部分）３２
ａに保護回路Ｑを取り付けるようにしたので、保護回路
Ｑに対して正極端子８および負極端子７を最短距離で電
気的に接続することができる。したがって、保護回路Ｑ
を設ける場合に、そのためのスペースやベース部を別途
確保する必要がなくなるのみならず、保護回路Ｑと各端
子８・７との間の配線を簡素化することができる。

【００５１】図８は、第１フランジ部分（幅広フランジ
部分）３２ａに正極端子８および負極端子７を設けた例
を示したものである。この例では、第１フランジ部分３
２ａに保護回路Ｑを図示のように取り付けたときに、第
１フランジ部分３２ａに設けられた負極端子７および正
極端子８と電気的に接続されるように構成されている。
このような構成によれば、保護回路Ｑと電池１における
正極端子８および負極端子７との接続をさらに簡単に行
うことができるだけでなく、保護回路Ｑと各端子８・７
との間の配線を、より簡素化することが可能となる。

【００５２】図９および図１０は、保護回路Ｑをモジュ
ール化した上で電池１に取り付けうるようにした例を示
したものである。この例では、保護回路Ｑは基板１００
の片面（図示例では下面）に組み付けられてモジュール
化されている。この保護回路モジュール１０１を構成す
る基板１００には、保護回路Ｑが組み付けられている面
側の外周部に複数（図示例では３つ）の弾性片１０２が
設けられており、これらの弾性片１０２の先端に係合爪
１０２ａがそれぞれ形成されている。一方、電池１の第
１フランジ部分（幅広フランジ部分）３２ａの周縁部に
は、電池缶２の厚み方向に折り曲げ形成された平面視で
コ状の立ち上がり部３５が設けられており、この立ち上
がり部３５の根元側の所定位置に係合孔３５ａが形成さ
れている。そして、この立ち上がり部３５に図９に示す
ように保護回路モジュール１０１を嵌め込んで、立ち上
がり部３５の係合孔３５ａに保護回路モジュール１０１
における係合爪１０２ａを係合させることにより、図１
０に示したように保護回路モジュールＱが第１フランジ
部分３２ａに固定されるようになっている。

【００５３】このような構成によれば、第１フランジ部
分３２ａに設けられた立ち上がり部３５に保護回路モジ
ュール１０１を嵌め込んで、その弾性片１０２の先端に
設けられた係合爪１０２ａを立ち上がり部３５における
係合孔３５ａに係合させるだけで、第１フランジ部分３
２ａに保護回路Ｑを簡単に固定することができる。ま
た、保護回路Ｑがモジュール化されていることにより外
部に露出しなくなるから、誤って保護回路Ｑを傷付けた
り保護回路Ｑに埃が付着したりすることを防止ないし抑
制することができる。

【００５４】図１１および図１２は、保護回路Ｑをモジ
ュール化した上で電池１に取り付けうるようにした他の
例を示したものである。この例では、電池１を構成する
電池缶２が、一対の缶本体３の開口面側を合わした状態
で、そられのフランジ部３２どうしを溶接して接合する
ことにより形成されている。言い換えると、この例で
は、先の図３および図４に示したような平らな金属蓋４
に代えて、一対の缶本体３のうちの一方が、本発明でい
う金属蓋として用いられている。互いに合わされたフラ
ンジ部３２に第１フランジ部分（幅広フランジ部分）３
２ａが設けられている点は上記の各例と同様であるが、
第１フランジ部分３２ａの両側部の所定位置に切り欠き
部３２ｍが設けられている点が異なる。一方、保護回路
Ｑは、少なくとも一面が開口された樹脂成形体２００内
に組み付けられてモジュール化されている。この保護回
路モジュール２０１を構成する樹脂成形体２００の両側
部には、先端に爪２０２ａを有する一対の弾性片２０２
が設けられている。樹脂成形体２０２の両側部の内面側
には、第１フランジ部分３２ａの両側部をスライド可能
に嵌合させうる溝２０３が形成されている。そして、こ
れらの溝２０３に第１フランジ部分３２ａの両側部を嵌
合させて所定位置までスライドさせたときに、図１２に
示すように保護回路モジュール２０１における爪２０２
ａが第１フランジ部分３２ａにおける切り欠き部３２ｍ
に係合することにより、保護回路モジュール２０１が第
１フランジ部分３２ａに固定されるようになっている。

【００５５】このような構成によれば、保護回路モジュ
ール２０１の両側部内面に設けられた溝２０３に第１フ
ランジジ部分３２ａの両側部を挿入してスライドさせ、
保護回路モジュール２０１の両側部に設けられた弾性片
２０２における爪２０２ａを第１フランジ部分３２ａの
両側部における切り欠き部３２ｍに係合させるだけで、
第１フランジ部分３２ａに保護回路Ｑを簡単に固定する
ことができる。また、保護回路Ｑがモジュール化されて
いることにより外部に露出しなくなるから、誤って保護
回路Ｑを傷付けたり保護回路Ｑに埃が付着したりするこ
とを防止ないし抑制することができる。

【００５６】図１３および図１４は、電池１における第
１フランジ部分３２ａに保護回路Ｑを取り付け、その上
からアルミニウム製のケース（被覆体）３００を被せ
て、その下端側の周縁部を第１フランジ部分３２ａに溶
接するようにした例を示したものである。アルミニウム
製のケース３００の上面には、第１フランジ部分３２ａ
に取り付けられた保護回路Ｑに図１３に示すごとくケー
ス３００を被せたときに、保護回路Ｑにおける外部接続
用端子９２・９３をケース３００の外側に露出させるた
めの２つの孔３００ａが設けられている。

【００５７】このような構成によれば、幅広の第１フラ
ンジ部分３２ａに取り付けられた保護回路Ｑが、アルミ
ニウム製のケース３００で覆われることにより外部に露
出しなくなる。したがって、誤って保護回路Ｑを傷付け
たり保護回路Ｑに埃が付着したりすることを一層確実に
防止することができる。

【００５８】なお、図７や図９等に示した例では、保護
回路Ｑや保護回路モジュールにおける所定の面（フラン
ジ部と平行な面）に正極および負極の外部接続用端子９
２・９３を設けたが、図１５に示すように、保護回路Ｑ
や保護回路モジュールにおける所定の面に例えば負極の
外部接続用端子９３のみを設け、正極の外部接続用端子
９３は電池缶（正極缶）２で兼用する構成とすることが
できる。その場合、図１５に示したように、外部の機器
に上下一対の接触子Ｒ・Ｒを設け、これらの接触子Ｒ・
Ｒ間に電池１を挿入して負極の外部接続用端子９３に一
方の接触子Ｒを接触させるとともに、正極の外部接続用
端子でもある電池缶２に他方の接触子Ｒを接触させるよ
うにすれば、電池が装着される外部機器と当該電池との
電気的な接続が容易に行えるようになる。

【００５９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、電池缶
を構成する缶本体に皿状の浅絞り缶を使用し、その周縁
部に金属蓋と接合一体化されるフランジ部を設けたの
で、電池が搭載される機器への取り付け性に優れ、しか
も保護回路も簡素な配線で装着しうる薄型電池を実現で
きる。その場合に、樹脂を用いた接着により缶本体と金
属蓋とを接合一体化する構成とすれば、溶接により両者
を接合一体化する構成に比べて製造時における両者の接
合一体化作業を容易化することができ、ひいては製造コ
ストを低減することができる。また、缶本体と金属蓋と
をレーザー溶接等により接合することとした場合におい
ても、その他の部品材料から比較的離れた位置で当該溶
接等を行えるから、絶縁パッキングや電極、セパレータ
など、電池を構成している各種部品への熱影響を回避す
ることができる。さらに、深絞り缶を用いた場合のよう
な材料面の制約を受けることが少なく、様々な材料の中
から必要とする特性を持った材料を比較的自由に選択す
ることができるので、全体の厚さが３mm以下でありなが
ら、耐突き刺し、耐折り曲げ、耐膨れなどの点で優れた
電池を比較的容易に得ることができる。

【００６０】缶本体のフランジ部の一部分を幅広に形成
した場合には、この幅広フランジ部分に、正極および／
または負極の出力端子またはその取り出し部を設けた
り、保護回路を取り付けたりすることができる。したが
って、出力端子と保護回路とを最短距離で電気的に接続
することができるので、その間の配線を簡素化すること
ができる。また、薄型の電池に保護回路を取り付けるに
当たって通常は必要となる保護回路取り付け用のスペー
スやベースを別途確保する必要がなくなる。また、幅広
フランジ部分への取り付け性等を考慮して、あらかじめ
必要な部品に保護回路を組み込んでモジュール化したも
の、つまり所定の保護回路モジュールを使用した場合に
は、電池への保護回路の取り付け作業を一層容易化する
ことができるのみならず、所定位置に確実に保護回路を
固定することができ、同時に出力端子との電気的接続も
容易に行えるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電池を示す外観斜視図である。

【図２】電池の平面図である。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図であ
る。

【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線で切断した断面図およびそ
の一部拡大図である。

【図５】電池のフランジ部に保護回路を設けた状態の一
例を示すフランジ部周辺の斜視図である。

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線で切断した拡大断面図であ
る。

【図７】電池における幅広フランジ部分（第１フランジ
部分）に保護回路を取り付けた他の例を示す当該フラン
ジ部分周辺の斜視図である。

【図８】電池における幅広フランジ部分に保護回路を取
り付けた更に他の例を示す当該フランジ部分周辺の斜視
図である。

【図９】保護回路をモジュール化した上で電池における
幅広フランジ部分に取り付けうるようにした一例を示す
もので、当該フランジ部分周辺の構造と保護回路モジュ
ールを示す斜視図である。

【図１０】図９に示した電池における幅広フランジ部分
に保護回路モジュールを取り付けた状態を示す断面図で
ある。

【図１１】保護回路をモジュール化した上で電池におけ
る幅広フランジ部分に取り付けうるようにした他の例を
示すもので、幅広フランジ部分周辺の構造と保護回路モ
ジュールを示す斜視図である。

【図１２】図１１に示した電池における幅広フランジ部
分に保護回路モジュールを取り付けた状態を示す断面図
である。

【図１３】電池における幅広フランジ部分に保護回路を
取り付け、その上から金属製（アルミニウム製）のケー
スを被せるようにした例を示す幅広フランジ部分周辺の
斜視図である。

【図１４】図１３に示した保護回路モジュールに金属製
のケースを被せて幅広フランジ部分に溶接した状態を示
す断面図である。

【図１５】外部機器に設けた一対の接触子間に、保護回
路モジュールを取り付けた電池を挿入することにより、
両者が電気的に接続されるようにした例を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１電池２電池缶３缶本体３１凹部３２フランジ部３２ａ幅広フランジ部分（第１フランジ部分）３２ｍ切り欠き部３５立ち上がり部４金属蓋５電極体７負極の出力端子（負極端子）８正極の出力端子（正極端子）１０１・２０１保護回路モジュール１０２・２０２弾性片１０２ａ係合爪２０２ａ爪２０３溝Ｑ保護回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中正智大阪府茨木市丑寅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 AA01 AA07 AA09 BB04 CC02 CC06 CC10 DD03 EE04 FF03 GG08 HH02 5H012 AA03 BB01 CC01 DD05 EE01 FF01 5H022 BB02 BB03 BB12 CC02 EE10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】浅絞り加工により電極体が収容される凹
部が形成され、かつその開口端の周縁部にフランジ部が
設けられた缶本体と、この缶本体の凹部の開口端を密閉
する金属蓋とを具備してなる電池缶を有し、この電池缶の内部に、正極および負極がセパレータを介
して積層された電極体と、電解液とが収容されており、前記缶本体のフランジ部において缶本体と金属蓋とが接
合一体化されていることにより、前記電極体と電解液と
が電池缶内部に密封されていることを特徴とする電池。
【請求項２】缶本体と金属蓋は、樹脂を用いた接着に
より接合一体化されている請求項１記載の電池。
【請求項３】缶本体および金属蓋は、鉄板、ニッケル
板、アルミニウム板、これらの金属の合金板、マグネシ
ウム合金板、ステンレス鋼板、ニッケルメッキを施した
圧延鋼板、ニッケルメッキを施したステンレス鋼板よリ
選択される少なくとも一種で構成されている請求項１ま
たは２記載の電池。
【請求項４】金属蓋と、これに対向位置する缶本体の
一面が、それぞれ電池内部に向かって凸状となるように
形成されており、その中心の突出方向の変形量が0.０５
〜0.３mmである請求項１ないし３のいずれかに記載の電
池。
【請求項５】缶本体の一部、またはこれに対向する金
属蓋の一部には、電池内圧が所定圧以上に上昇したとき
に電池内圧を外部に開放する安全弁として、プレス加工
により形成された切り込みが設けられている請求項１な
いし４のいずれかに記載の電池。
【請求項６】缶本体のフランジ部は、その一部分が、
他のフランジ部分に比べて幅広に形成された幅広フラン
ジ部分とされている請求項１ないし５のいずれかに記載
の電池。
【請求項７】幅広フランジ部分には、正極および／ま
たは負極の出力端子が設けられている請求項６記載の電
池。
【請求項８】前記凹部の側面を形成している缶本体の
厚み方向の周面部分のうち、前記幅広フランジ部分が位
置する側における周面部分には、正極または負極のうち
の一方の出力端子の取り出し部が設けられている請求項
６記載の電池。
【請求項９】幅広フランジ部分には、他方の出力端子
が設けられている請求項８記載の電池。
【請求項１０】幅広フランジ部分には、保護回路が取
り付けられている請求項６ないし９のいずれかに記載の
電池。
【請求項１１】保護回路は、先端に係合爪を有する複
数の弾性片が外周部の所定位置に設けられた基板に組み
付けられてモジュール化されており、この保護回路モジ
ュールが取り付けられる幅広フランジ部分の周縁部に
は、電池缶の厚み方向に折り曲げ形成されて所定位置に
係合孔を有する平面視でコ状の立ち上がり部が設けられ
ており、この立ち上がり部における係合孔に前記保護回
路モジュールにおける弾性片の係合爪を係合させること
により、保護回路モジュールが幅広フランジ部分に固定
可能とされている請求項１０記載の電池。
【請求項１２】保護回路は、先端に爪を有する一対の
弾性片が両側部に設けられ且つ当該両側部の内面側に幅
広フランジ部分をスライド可能に嵌合させうる溝が形成
された樹脂成形体に組み付けられてモジュール化されて
おり、前記幅広フランジ部分の両側部には所定位置に切
り欠き部が設けられており、保護回路モジュールにおけ
る前記溝に幅広フランジ部分の両側部を嵌合させて所定
位置までスライドさせたときに保護回路モジュールにお
ける前記爪が幅広フランジ部分における前記切り欠き部
と係合するように構成されている請求項１０記載の電
池。
【請求項１３】保護回路は幅広フランジ部分に取り付
けられて外側を金属製のケースで覆われており、その状
態で前記ケースと幅広フランジ部分とが溶接されている
請求項１０ないし１２のいずれかに記載の電池。