Method of manufacturing a battery

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、発電要素を収納した電池缶の開口部を、
端子貫通用の透孔が形成された合成樹脂製封口体にて封口して構成される電池の製造方法に関するものである。

〈従来の技術〉 Ni−Cd蓄電池や筒形非水電解液電池等の電池では、発電要素を収納した電池缶の開口部を第３図（Ａ）あるいは第３図（Ｂ）のような構造にて封口している。

即ち、第３図（Ａ）に示した例では、発電要素５を収納した電池缶４の開口部に設けられた合成樹脂製の絶縁ガスケット７をこの開口部と金属板製の端子板９との間で挟持する構造を採っており、また端子板下側に密着して設けられた金属薄板製の封口板８に発電要素５を構成する一方の電極から導出したリード端子10を接続して電流の取出しを行っている。

また、第３図（Ｂ）の例のように、電池缶開口部と略同じ径の合成樹脂製封口体11に形成した透孔11aにリベット形状の金属端子12を設けた形式も知られている。 この形式では、この透孔11aに嵌入した金属端子12の電池内面側の先端部にワッシャー13を挿入し、次いで端子を上下から圧縮しつつその先端部をかしめてあるいはつぶして拡径させ、これによりワッシャー13をこの先端部に固着すると同時に、金属端子12の頭部とワッシャー13とで合成樹脂製封口体11の透孔部分を圧接して透孔12aを封口する構造を採っている。

ところが、前者の形式のように電池缶開口部と端子板とにより絶縁ガスケットを挟持する形式では、封口構造が複雑で、その分組立ての工数がかかる他、部品精度、
具体的には端子板周縁部の形状の精度が重要で、この精度が悪いと電池缶開口部をかしめた際にガスケット切れが起きたり、あるいはガスケットの締付けがあまくなって電池缶開口部の封口不良が生じるといったトラブルの原因となる等の欠点がある。

〈発明が解決しようとする課題〉 その点、後者の形式では、部品精度に起因するこの種のトラブルがなくて都合が良い。

しかしながらこの形式では、組立て時に金属端子を圧縮すると共にその先端を広げなければならず、このため組立て時の工程の管理が繁雑化する等の問題がある。 また、金属端子先端のみによりワッシャーを固定しているため、上下方向の締めがあまくなり易く、この部分における封口性は必ずしも十分でなく、これが漏液につながるという問題もある。

〈課題を解決するための手段〉 以上の問題に鑑み、この発明に係る電池の製造方法は、発電要素を収納した電池缶の開口部を、端子貫通用の透孔が形成された合成樹脂製封口体にて封口した電池において、外径が前記透光の内径より大きくまた外周に環状溝を有する金属製端子の表面にプライマー処理を施し、この金属製端子に超音波振動を加えながら前記透孔に圧入することを要旨とする。

本願で金属端子を合成樹脂製封口板に上記のように圧入する際の超音波振動の周波数は高いほどこの圧入がうまく行き、15〜40KHz程度が適当である。

また、このように超音波圧入する場合、基材たる合成樹脂製封口体の厚さは特に制限はないが、あまりに薄いとうまく行かず、その厚さが2mm以上のものを用いるのが適当である。 これ以下では圧入自体はうまくできても圧入後の合成樹脂製封口体と金属製端子との密着性が悪く、電池の封口性能上好ましくない。

一方、金属製端子の材料としては、例えばリチウム電池ではステンレスやチタン等の金属、またアルカリ電池ではニッケル、ステンレス、真鍮等の金属が挙げられる。

また、合成樹脂製封口体の材料としては、ナイロン等のポリアミド系樹脂、PTFE等のフッ素系樹脂、塩化ビニル等のビニル系樹脂、更にはPPS（ポリフェニレンサルファイド）樹脂等の合成樹脂が挙げられる。

更に、プライマー処理の具体例としては、塩素化ポリプロピレン等のような上記金属ともまた上記合成樹脂とも密着性の良い材料を、金属製端子外周や封口体の透孔などに塗布し、あるいはこれらの間に介在させておく方法が挙げられる。

〈作 用〉 本願のように封口体透孔に端子を超音波圧入する方法を用いた場合、封口体を構成する透孔周辺の合成樹脂が溶融すると同時に端子がこの透孔に圧入され、また端子外面の溝に樹脂が旨く入り込み、結果として端子を透孔に隙間なく密着させて設けることができる。

このため、本願の方法を採ることで、部品精度に起因するトラブルや工程管理の繁雑化等を招くことなく、高い封口性を有する電池を、簡単な作業で容易に製造することができる。

〈実施例〉 以下にこの発明の実施例を説明する。

第１図（Ａ），（Ｂ）において、厚さ2.5mmのポリプロピレンで作った合成樹脂性封口体１の中央部には内径Ｄが1.5mmの透孔1aが形成されている。

一方、ステンレスからできた金属製端子２は図中上側に4mmの頭部2aを有している。 この頭部下側の外周には独立した環状の溝2bが適当な間隔で略平行に多数形成されている。 このような溝2bに代えて螺旋状の溝を形成しても良いが、独立した環状の溝の方が好ましい。 螺旋状溝の場合、完成電池の高温貯蔵時等において電池内部の電解液が漏れ出る度合いがどうしても高くなりがちとなるからである。 更に、これらの溝２は各々、隣接する溝間の端子外周面がそれぞれ漸次テーパ状になるような形状で形成されている。

またこの透孔1aの金属製端子圧入前の内径Ｄは、金属製端子２の頭部2aを除く外周径d1と溝2bにおける外周径
d2との間の適当な径に予め規定されている。

そして、第１図（Ａ）のように、合成樹脂製封口体１
の透孔1a上に金属製端子２をその頭部2aを反対側にむけて位置させ、またこの金属製端子２の頭部側に超音波ホーン３を位置させ、この状態で超音波ホーン３により金属製端子２に20KHzの超音波振動を加えつつこの金属製端子２を透孔1aに圧入して、第１図（Ｂ）に示した通りの合成樹脂製封口体１と金属製端子２との一体物を得た。

そして、第２図のように、発電要素５を収納した電池缶４の開口部に、上記で得た一体物を位置させ、また、
発電要素５を構成する一方の電極から導出したリード端子６をこの一体物の中央下面に突出した金属製端子２の端部に電気的に接続し、次いでこの開口部を絞りまたかしめる等して、CR2/3 6形の電池（電池）を作製した。 尚、この電池では、プロピレンカーボネイトとジメトキシエタンとの混合溶媒を電解液溶媒とする非水電解液を用いた。

また、金属端子を合成樹脂製封口体に圧入する際に塩素化ポリプロピレンによるプライマー処理を施した他は同様にして、本発明の電池（電池）を作った。

更に、電池缶開口部の封口構造を、第３図（Ａ）の構成とした他は電池と同様な電池（電池）、同じく封口構造を第３図（Ｂ）とした他は電池と同じ電池（電池）を、それぞれ作製した。

そして、これらの電池を、温度60℃で保存した時の電池の重量減少量（つまり電池内の電解液の減少量）の経日変化を測定した。 結果は第４図の通りで、本発明の電池は、従来の電池，に比べて重量の減少量が著しく小さく、本発明の効果は明らかである。

〈発明の効果〉 以上のようにこの発明によれば、外径が透孔の内径より大きくまた外周に環状溝を有する金属製端子の表面にプライマー処理を施し、この金属製端子に超音波振動を加えながら透孔に圧入するようにして構成したので、プライマー処理と超音波圧入の相乗効果によって、透孔周辺の合成樹脂製封口体が溶融し、金属製端子の環状溝に入り込むことから、高い封口性を有する電池を容易に作製することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は合成樹脂製封口体に金属製端子を超音波圧入する工程の説明図、第１図（Ｂ）はこの超音波圧入により得られた一体物の断面図、第２図は実施例の電池の説明図、第３図（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ従来の電池の説明図、第４図は実施例の電池などにおける重量減少量の測定結果を示したグラフである。 1,11……合成樹脂製封口体、2,12……金属製端子、４…
…電池缶、５……発電要素。

フロントページの続き (72)発明者 遠藤 幸郎 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電 気化学株式会社内 (72)発明者 名倉 秀哲 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電 気化学株式会社内 (56)参考文献 特開 昭53−63532（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−271342（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−41863（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl. ⁶ ，ＤＢ名) H01M 2/06,2/30