專利名稱：電池及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有能夠達(dá)到高輸出化、高容量化及降低成本的目的的新型集電構(gòu)造的電池、以及適于制造這種電池的制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，AV設(shè)備、電腦及便攜式通信設(shè)備等電子設(shè)備的輕便化及無線化迅速發(fā)展，而作為這些電子設(shè)備的驅(qū)動(dòng)用電源，以往主要采用的是鎳鎘電池和鎳氫電池等水溶性電池，但近幾年，以能夠進(jìn)行快速充電且體積能量密度及重量能量密度都很高的鋰二次電池為代表的非水電解液電池逐漸成為主流。另一方面，上文所述的鎳鎘電池及鎳氫電池，其用途正向需要大負(fù)荷特性的無線電動(dòng)工具及電動(dòng)車等驅(qū)動(dòng)用電源發(fā)展，更加要求具有大電流放電特性。
以往用于大電流放電用的電池都采用圖15所示的構(gòu)造(參照例如日本專利特開2000-243433號(hào)公報(bào)(圖5))。在該電池(以下稱為第1現(xiàn)有技術(shù)的電池)中，由帶狀的正、負(fù)極板51、52及夾在它們之間的隔板53卷成漩渦狀形成的極板組50收納在有底筒狀的金屬制電池外殼54內(nèi)。適于大電流放電的正、負(fù)極板51、52構(gòu)成的集電結(jié)構(gòu)為沿正極板51的長度方向的一端部51a向極板組50的上方突出，且沿負(fù)極板52的長度方向的一端部52a向極板組50的下方突出，由此構(gòu)成極板組50，在端部51a、52a的多個(gè)部位焊接近似圓板狀的集電體55、56，正極引線57的一端與正極集電體55電阻焊接，并且正極引線57的另一端與封口體58的過濾部59電阻焊接，負(fù)極集電體56的翹起切片形成的舌片56a電阻焊接在電池外殼54的內(nèi)底面。
所述封口體58采用在過濾部59和帽狀正極端子60之間夾有安全閥體61的配置的一體化構(gòu)造。該封口體58被電池外殼54的外周面設(shè)置的環(huán)狀溝槽54a間隔著絕緣密封圈62安置在電池外殼54的內(nèi)側(cè)面上突出形成的環(huán)狀支持部54b上，以這種狀態(tài)被支持著，并且過濾部59的周邊部分間隔著絕緣密封圈62被電池外殼54中向內(nèi)鉚接加工形成的開口部分從上下方向夾持固定。并且，在極板組50的上端周邊部分和環(huán)狀支持部54b的下表面之間插入絕緣構(gòu)件63使它們不接觸，由此固定將極板組50固定在電池外殼54內(nèi)不能活動(dòng)。
并且，作為通過除去正極引線57而降低電池的內(nèi)部電阻以達(dá)到用于大電流放電的用途的目的的第2現(xiàn)有技術(shù)，提出了以下的方案不插入正極引線而將封口體的過濾部直接焊接在正極集電體上來連接，通過用導(dǎo)電性比帽狀正極端子高的材料形成封口體中的過濾部，在將帽狀正極端子電阻焊接到過濾部上時(shí)降低帽狀正極端子中流過的無效電流而使大量的焊接電流流過過濾部與帽狀正極端子的焊接架部分，以達(dá)到提高焊接強(qiáng)度并降低焊接架部分位的電阻即電池內(nèi)部的電阻的目的(參照例如日本專利特開2001-256935號(hào)公報(bào))。
并且，作為第3現(xiàn)有技術(shù)的電池，存在具有將封口體的過濾部的下表面直接接合在于極板組的上方突出的正極板的端部的結(jié)構(gòu)的電池(參照例如日本專利特開2000-243433號(hào)公報(bào)(圖1))。該電池為通過同時(shí)除去正極引線和正極集電體到達(dá)提高大電流放電特性、抗振性及抗沖擊性的目的的電池。
并且，作為第4現(xiàn)有技術(shù)的電池，我們還知道具有將正極集電體和封口體焊接到由具備中空部的筒狀體構(gòu)成的正極引線構(gòu)件中的結(jié)構(gòu)的電池(參照例如日本專利特開2001-143684號(hào)公報(bào))。該電池使筒狀的正極引線構(gòu)件的形狀為其厚度比一般的帶狀的正極引線的厚度厚、且電流路徑短的形狀，并使正極集電體和封口體能夠確實(shí)地焊接到該正極引線構(gòu)件上，能夠達(dá)到提高放電性能的目的。
并且，作為第5現(xiàn)有技術(shù)的電池，提出了用一體化了正極集電體和正極引線的形狀的集電引線構(gòu)件連接正極板和封口體的方案(參照例如日本專利特開2002-231216號(hào)公報(bào))。所述集電引線構(gòu)件的形狀為具有在近似圓板狀的中央部相對而形成的成為腳部的翹起切片，該翹起切片的頂面形成為具有成為焊接點(diǎn)的區(qū)域的平坦面，在翹起切片上設(shè)置了彎曲導(dǎo)向部；通過焊接時(shí)的加壓促進(jìn)彎曲導(dǎo)向部局部地彎曲變形，能夠到達(dá)提高柔性從而提到與焊接點(diǎn)的接觸性，能夠確實(shí)地進(jìn)行焊接的目的。因此，該電池的目的是使作用于焊接點(diǎn)的力均勻，防止焊接脫落進(jìn)行可靠性高的焊接。
而且，作為第6現(xiàn)有技術(shù)的電池，存在具有以下結(jié)構(gòu)的電池正極集電體具有起集電作用的本體和通過彎曲該本體的一部分形成的彈性部，向電池的外方向起彈力作用的彈性部平時(shí)以用頂端擠壓絕緣密封圈的狀態(tài)與封口體接觸，異常時(shí)彈性部的頂端與所在地的外殼接觸導(dǎo)通(參照例如日本專利特開平10-106532號(hào)公報(bào))。
但是，在第1現(xiàn)有技術(shù)的電池中，因?yàn)殡姵赝鈿?4上設(shè)置了具有壓住圖15中的極板組50和支持封口體58的功能的環(huán)狀支持部54b，由于該環(huán)狀支持部54b的存在，極板組50的上端與封口體58之間隔開大的間隔配置著，因此用來將極板組50的正極板51和封口體58連接的正極引線57必須形成一定的長度，而且必須彎曲，所以必須形成得比較薄，因此電池內(nèi)部的電阻因該正極引線57而變大，這就成為妨礙大電流放電特性的原因。并且，又薄又長的正極引線57與封口體58的焊接架部分位在電池受到強(qiáng)的震動(dòng)或沖擊而使極板組50活動(dòng)時(shí)，存在脫落的可能，這是電池的抗振性和抗沖擊性低下的原因之一。
而且，所述電池除正極引線57外，還需要用來防止電池外殼54的環(huán)狀支持部54b與極板組50的正極板51之間短路的絕緣構(gòu)件63，因此不僅增大了零部件的數(shù)量，而且存在正極引線57與正極板51或封口體58的焊接工序或在電池外殼54上形成環(huán)狀溝槽54a的工序等煩雜的工序，因此不能達(dá)到降低成本的目的。并且，所述電池在極板組50與封口體58之間會(huì)產(chǎn)生與環(huán)狀支持部54b的存在相等的無用空間，因此能夠收納到電池外殼54內(nèi)的極板組50的體積減少，難以達(dá)到提高電池的容量的目的。
第2至第6的現(xiàn)有技術(shù)的各種電池都除去了正極引線或更換了其他的部件以降低電池內(nèi)部的電阻，但都存在下面說明的種種問題。即，第2現(xiàn)有技術(shù)的電池必須在將封口體的過濾部焊接到集電體上之后將絕緣密封圈嵌合到該過濾部的周邊部分上，在該狀態(tài)下在電池外殼上形成環(huán)狀溝槽。因此在在電池外殼上形成環(huán)狀溝槽時(shí)封口體的過濾部容易產(chǎn)生歪斜。
在第3現(xiàn)有技術(shù)的電池中，由于在電池外殼上形成環(huán)狀溝槽后在將絕緣密封圈嵌合在周邊部分的狀態(tài)下進(jìn)行封口體的焊接，因此該焊接作業(yè)必須在保持壓縮絕緣密封圈的狀態(tài)下進(jìn)行，因此焊接作業(yè)嚴(yán)重不穩(wěn)定，焊接的可靠性差。特別是由于該電池的所述焊接作業(yè)極其困難，因此提出過采用使用低鎳接合方法的方案。但是，由于采用低鎳接合的溫度為800℃，因此特別是絕緣密封圈受熱的不利影響，存在封口的可靠性低的問題，實(shí)用化困難。
第4現(xiàn)有技術(shù)的電池用具有中空部的特殊形狀的筒狀體構(gòu)成的正極引線構(gòu)件取代現(xiàn)有的正極引線，但由于該正極引線構(gòu)件配備在堵塞封口體的中心設(shè)置的閥口或極板組的中心的中空部的位置上，因此存在招致妨礙安全機(jī)構(gòu)動(dòng)作或極板組浸漬到電解液中的可能。
并且，由于在焊接正極引線構(gòu)件與封口體時(shí)必須在使封口體接觸到正極引線構(gòu)件的筒狀本體上的狀態(tài)下進(jìn)行，因此在將電解液注入電池外殼中后，必須使一個(gè)焊接電極與封口體接觸并且使另一個(gè)焊接電極與電池外殼的底面接觸，通過電解液實(shí)施流過焊接電流的通電焊接，不能采用除該通電焊接以外的接合方法。
在第5現(xiàn)有技術(shù)的電池中也存在與所述第4現(xiàn)有技術(shù)的電池大致相同的缺點(diǎn)。即，由于該電池用將翹起切片、焊接用平面及彎曲導(dǎo)向部一體設(shè)置的特殊形狀的集電引線構(gòu)件代替現(xiàn)有的正極引線，所以不能降低太多的成本，由于在正極集電體與封口體之間產(chǎn)生與設(shè)置該集電引線構(gòu)件的空間相等的無用空間，而且必須在電池外殼上形成用來支持封口體的環(huán)狀支持部，所以難以達(dá)到提高容量的目的。由于在焊接集電引線構(gòu)件與封口體使必須在使封口體與集電引線構(gòu)件的焊接面相接觸的狀態(tài)下進(jìn)行，因此在將電解液注入電池外殼中后，必須使一個(gè)焊接電極與封口體接觸并且使另一個(gè)焊接電極與電池外殼的底面接觸，通過電解液實(shí)施流過焊接電流的通電焊接，不能采用除該通電焊接以外的接合方法。
在第6現(xiàn)有技術(shù)的電池中，由于正極集電體的形狀為使切開圓板的一部分并翹起形成的彈性構(gòu)件或用別的方法形成的彈性構(gòu)件接合到圓板體的上表面的形狀，因此由于不進(jìn)行將該正極集電體焊接到極板組上的作業(yè)和焊接負(fù)極集電體與電池外殼的底面的作業(yè)，因此在將負(fù)極集電體焊接到電池外殼的底面上之后將正極集電體焊接到收納在電池外殼內(nèi)的極板組上的作業(yè)困難，伴隨于此，正極集電體與封口體的焊接作業(yè)也困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于以上問題而提出的，目的是提供一種電池及適于生產(chǎn)效率高地制造該電池的制造方法，該電池隨著引線等部件的刪減能夠達(dá)到提高輸出、削減零部件的數(shù)量及通過簡化工藝來降低成本及通過增大電池外殼內(nèi)的收容極板組的收容空間來提高容量，并具有能夠容易制作的結(jié)構(gòu)。
為了達(dá)到上述述目的，本發(fā)明申請的電池，在帶狀的正極板和負(fù)極板之間夾著隔板將所述帶狀的正極板和所述負(fù)極板卷繞成漩渦狀而形成的極板組，被收納在有底筒狀的金屬制電池外殼內(nèi)，所述電池外殼的上端開口部間隔著絕緣密封圈被封口體封閉，其中，在所述電池外殼的開口端的所述極板組的上端更上方的部位形成擴(kuò)口部，在該擴(kuò)口部的內(nèi)側(cè)設(shè)置環(huán)狀支持架部分；具有在周邊部分形成了借助豎起部而帶有臺(tái)階的形狀的法蘭盤狀凸緣的一個(gè)電極的集電體，該集電體的比所述法蘭盤狀凸緣更靠內(nèi)的一側(cè)的下表面與從所述極板組突出的一個(gè)電極的極板的端部接合；過濾部和帽狀端子部分被一體化而形成的所述封口體的周邊部分與所述法蘭盤狀凸緣的上表面接合；所述集電體的所述法蘭盤狀凸緣安裝在被支持在所述支持架部分上的絕緣密封圈的支持底面上；所述封口體的周邊部分被向內(nèi)鉚接加工開口端并縮徑了的所述擴(kuò)口部間隔著所述絕緣密封圈固定。另外，本發(fā)明中的接合除通過焊接方法等互相固定外，還包括單純靠接觸來電連接的方法。
如果采用本發(fā)明申請的電池，通過采用將集電體上設(shè)置的突出為帶臺(tái)階的形狀的法蘭盤狀凸緣直接接合到封口體的周邊部分的結(jié)構(gòu)，能夠除去現(xiàn)有電池中設(shè)置的正極引線，因此能夠顯著地降低電池內(nèi)部的電阻獲得高的輸出。并且，除了像上述那樣除去正極引線外，還在電池外殼上設(shè)置擴(kuò)口部，并且設(shè)置有安裝支持在由該擴(kuò)口部形成的支持架部分上的形狀的絕緣密封圈，因此不需要現(xiàn)有電池中形成的環(huán)狀溝槽，因此可以使極板組的體積增大與現(xiàn)有的電池中因正極引線和環(huán)狀溝槽的存在而在電池外殼內(nèi)產(chǎn)生的無用的空間相等的體積，因此能夠?qū)㈦姵氐娜萘刻岣吲c極板組的體積增大相對應(yīng)的容量。并且，如果采用這種電池，除了能除去正極引線外，還因?yàn)椴恍纬森h(huán)狀溝槽，因此不需要現(xiàn)有的電池中設(shè)置的上部絕緣構(gòu)件，減少了零部件的數(shù)量，由于無需這些不要的零部件的安裝工序和制作環(huán)狀溝槽的工序，因此能夠顯著地降低成本。并且，由于封口體和/或一個(gè)電極的集電體被電池外殼中直徑縮小了的擴(kuò)口部間隔著絕緣密封圈橫向卡緊，因此顯著地提高了電池的抗振性和抗沖擊性。
與本發(fā)明申請有關(guān)的另一種電池，在帶狀的正極板和負(fù)極板之間夾著隔板將所述帶狀的正極板和所述負(fù)極板卷繞成漩渦狀而形成的極板組，被收納在有底筒狀的金屬制電池外殼內(nèi)，所述電池外殼的上端開口部間隔著絕緣密封圈被封口體封閉，其中，在所述電池外殼的開口端的所述極板組的上端更上方的部位形成擴(kuò)口部，在該擴(kuò)口部的內(nèi)側(cè)設(shè)置環(huán)狀支持架部分；具有借助豎起部而帶有臺(tái)階的形狀的焊接架部分形成在周邊部分的一個(gè)電極的集電體，該集電體的焊接架部分的內(nèi)側(cè)的下表面與從所述極板組突出的一個(gè)電極的極板的端部接合；過濾部和帽狀端子部分被一體化而形成的所述封口體的周邊部分安裝在被支持在所述支持架部分上的絕緣密封圈的支持底面上，并且所述一個(gè)電極的集電體的焊接架部分接合到所述封口體的周邊部分的內(nèi)側(cè)的部位；所述封口體的周邊部分被向內(nèi)鉚接加工開口端并縮徑了的所述擴(kuò)口部間隔著所述絕緣密封圈固定。
如果采用本發(fā)明申請的另一種方案的電池，由于一個(gè)電極的集電體的形狀為具有比封口體的過濾部的外徑小的外徑，而且在周邊部分形成有借助豎起部而帶有臺(tái)階的形狀的焊接架部分的形狀，所以即使削除了一個(gè)電極的集電體上的法蘭盤狀凸緣也能夠盡可能多地設(shè)置接合的部位。并且，由于該電池僅有封口體的過濾部的周邊部分間隔著絕緣密封圈保持在電池外殼的支持架部分上，因此即使直接使用現(xiàn)有的零件作為絕緣密封圈也能夠除去正極引線，能夠顯著地降低電池內(nèi)部的電阻獲得高的輸出。
本發(fā)明申請的電池的制造方法包括以下工序?qū)⒃谥苓叢糠中纬捎薪柚Q起部而帶有臺(tái)階的形狀的法蘭盤狀凸緣的正極集電體的、比所述法蘭盤狀凸緣靠內(nèi)的底面接合到極板組的正極板的端部上，而且將負(fù)極集電體接合到極板組的負(fù)極板的端部的工序；在接合到正極板的端部之前或之后將絕緣密封圈結(jié)合到所述正極集電體的工序；將所述極板組插入電池外殼內(nèi)，將所述絕緣密封圈支持于環(huán)狀支持架部分上的工序，所述環(huán)狀支持架部分設(shè)置在電池外殼的比所述極板組的上端更靠上方形成的擴(kuò)口部的內(nèi)側(cè)；通過焊接將所述負(fù)極集電體接合到所述電池外殼的底面的工序；通過所述正極集電體的開口部將電解液注入所述電池外殼內(nèi)的工序；將封口體的周邊部分層疊到所述正極集電體的所述法蘭盤狀凸緣的上表面并進(jìn)行接合的工序；向內(nèi)鉚接加工所述電池外殼的開口端并使所述擴(kuò)口部的直徑縮小，由此間隔著所述絕緣密封圈固定所述封口體的周邊部分和/或所述正極集電體的法蘭盤狀凸緣的工序。
如果采用本發(fā)明申請的電池的制造方法，由于能夠間隔著絕緣密封圈將層疊的集電體的法蘭盤狀凸緣和封口體的周邊部分支持在電池外殼的支持架部分上，在穩(wěn)定的狀態(tài)下將它們焊接，而且在注入電解液后使焊接電流流過電解液將預(yù)先一體化的封口體焊接到正極集電體上，因此能夠以高的生產(chǎn)效率制造電池。
而且，本發(fā)明申請的另一種電池的制造方法的方案包括以下工序?qū)⒃谥苓叢糠中纬捎蟹ㄌm盤狀凸緣的正極集電體的、比所述法蘭盤狀凸緣靠內(nèi)的底面接合到極板組的正極板的端部上，而且將負(fù)極集電體接合到極板組的負(fù)極板的端部的工序；將封口體的過濾部的周邊部分層疊到所述正極集電體的法蘭盤狀凸緣的上表面并通過焊接接合的工序；從上方將絕緣密封圈固定到所述正極集電體和所述過濾部的各自的周邊部分的工序；將所述極板組插入電池外殼內(nèi)，將所述絕緣密封圈支持于環(huán)狀支持架部分上的工序，所述環(huán)狀支持架部分設(shè)置在電池外殼的比所述極板組的上端更靠上方形成的擴(kuò)口部的內(nèi)側(cè)；通過焊接將所述負(fù)極集電體接合到所述電池外殼的底面的工序；通過所述過濾部的閥口和正極集電體的開口部將電解液注入所述電池外殼內(nèi)的工序；在將帽狀正極端子層疊到所述過濾部上夾住安全閥體的狀態(tài)下，通過焊接接合所述過濾部和所述正極端子來組裝所述封口體的工序；向內(nèi)鉚接加工所述電池外殼的開口端并使所述擴(kuò)口部的直徑縮小，由此間隔著所述絕緣密封圈固定所述封口體的周邊部分和/或所述正極集電體的法蘭盤狀凸緣的工序。
如果采用本發(fā)明申請的另一種電池制造方法的方案，由于不僅能夠在結(jié)合絕緣密封圈的狀態(tài)下容易地焊接已焊接在極板組上的正極集電體的法蘭盤狀凸緣和封口體中的過濾部的周邊部分，而且可以不通過電解液直接電阻焊接，因此能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行焊接，以高的焊接質(zhì)量牢固地接合。并且，從上方將絕緣密封圈結(jié)合到通過這樣焊接而互相固定在一起的正極集電體的法蘭盤狀凸緣和封口體中的過濾部的周邊部分上，向內(nèi)鉚接加工電池外殼的開口端并使擴(kuò)口部的直徑縮小，由此間隔著絕緣密封圈牢固地固定過濾部的周邊部分和/或所述正極集電體的法蘭盤狀凸緣，在這樣的狀態(tài)下通過過濾部的閥口和正極集電體的開口部注入電解液，然后將安全閥體和帽狀正極端子組裝到過濾部上來組裝封口體，因此各組裝工序的操作性都能提高，能夠高效地進(jìn)行，能夠達(dá)到提高生產(chǎn)率的目的。
如果參照以下的詳細(xì)說明和圖形，本發(fā)明的上述及上述以外的目的及特色將會(huì)變得更加明了。


圖1是表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的電池的縱向剖視圖。
圖2A～圖2B是表示第1實(shí)施方式的電池的正極集電體，圖2A為俯視圖，圖2B為圖2A的IIB-IIB線剖視圖。
圖3是表示第1實(shí)施方式的絕緣密封圈的局部剖視放大圖。
圖4A～圖4B是按順序地表示第1實(shí)施方式的電池的前半制造工序的剖視圖。
圖5A～圖5C是按順序地表示第1實(shí)施方式的電池的后半制造工序的剖視圖。
圖6A～圖6B是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的電池的前半制造工序的剖視圖。
圖7A～圖7C是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的電池的中間制造工序的剖視圖。
圖8A～圖8B是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的電池的后半制造工序的剖視圖。
圖9是表示第3實(shí)施方式的電池的負(fù)極集電體的上下翻轉(zhuǎn)狀態(tài)的透視圖。
圖10是表示本發(fā)明第3實(shí)施方式的電池的縱向剖視圖。
圖11A～圖11D是按順序地表示第3實(shí)施方式的電池的前半制造工序的剖視圖。
圖12A～圖12C是按順序地表示第1實(shí)施方式的電池的后半制造工序的剖視圖。
圖13是表示本發(fā)明第4實(shí)施方式的電池的縱向剖視圖。
圖14A～圖14C是表示第4實(shí)施方式的電池的正極集電體，圖14A為俯視圖，圖14B為圖14A的XIVB-XIVB線的剖視圖，圖14C為圖14A的XIVC-XIVC線的剖視圖。
圖15是表示現(xiàn)有的電池的縱向剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。以下所述實(shí)施方式為具體化本發(fā)明的一個(gè)例子，并不限制本發(fā)明的技術(shù)范圍。
圖1為表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的電池的縱向剖視圖。該電池具備有底筒狀的金屬制電池外殼1、將帶狀正極板3和負(fù)極板4以及夾在它們之間的隔板7卷成漩渦狀的極板組2、以及間隔著絕緣密封圈12對電池外殼1的開口部進(jìn)行密封的封口體8。極板組2收納在電池外殼1內(nèi)，與電解液(圖中未表示)一起構(gòu)成發(fā)電要件。另外，該實(shí)施方式制作SC大小的電池，如后述那樣測定各種特性。
所述極板組2的結(jié)構(gòu)為，所述正極板3的沿帶狀的長度方向的一端3a從極板組2向上方突出，所述負(fù)極板4的沿帶狀的長度方向的一端4a從極板組2向下方突出。圓板狀的負(fù)極集電體9通過焊接與負(fù)極板4的端部4a接合，在該負(fù)極集電體9和電池外殼1的底面之間插入有由發(fā)泡金屬制的環(huán)狀體制成的彈性導(dǎo)電體10。并且，在負(fù)極集電體9的中央部形成切口，經(jīng)該切口向下翹起形成的舌片狀負(fù)極集電片9a通過電阻焊接接合在電池外殼1的底面上。而正極集電體11通過電阻焊接與正極板3的端部3a接合。
在所述正極集電體11的周邊部分(后述的法蘭盤狀凸緣14)以間隔著絕緣密封圈12安裝在電池外殼1的擴(kuò)口部1a的支持架部分1b上的配置支持著，有關(guān)其結(jié)構(gòu)后面詳細(xì)敘述。圖2A為所述正極集電體11的俯視圖，圖2B為圖2A的IIB-IIB線剖視圖。該正極集電體11具有外徑比電池外殼1的擴(kuò)口部1a的內(nèi)徑略小、且與封口體8的后述過濾部21的外徑大致相等的圓板狀的外形，在其周邊部分設(shè)置通過豎起部13而帶臺(tái)階形狀的法蘭盤狀凸緣14。在該法蘭盤狀凸緣14，連設(shè)有從相隔90°的相等間隔的4個(gè)部位向內(nèi)突出且彼此保持同一平面的焊接架部分17。并且，在本實(shí)施方式中，各焊接架部分17上分別向上突設(shè)有凸起18。
并且，在所述正極集電體11上，法蘭盤狀凸緣14的內(nèi)側(cè)凹陷處貫穿設(shè)置有平面視為十字形的開口部19，開口部19配置為各自的頂端延伸到各焊接架部分17之間，而且一體形成有從該開口部19向下彎曲成直角的內(nèi)緣翻邊突起片20。該正極集電體1使總共8個(gè)內(nèi)緣翻邊突起片20分別交叉配置在正極板3的端部3a上，以將其一部分陷入端部3a的前端部分中的狀態(tài)進(jìn)行電阻焊接，來與正極板3接合。
電池外殼1的所述擴(kuò)口部1a的形狀為直徑擴(kuò)大為比收納極板組2的本體部分稍大的形狀，在與本體部分之間形成有支持架部分1b。該擴(kuò)口部1a形成在收納在電池外殼1的本體部分的極板組2的上端稍上方的位置上。
所述絕緣密封圈12為合成樹脂的成型品，其擁有與所述電池外殼1的擴(kuò)口部1a的內(nèi)徑大致相等的外徑，如其局部放大剖視3所示，在上端開口附近的部位，形成內(nèi)徑設(shè)定為比向內(nèi)突出的后述封口體8的過濾部21的外徑稍小的固定突出部12a。并且，在絕緣密封圈12上，設(shè)置支持底面12b、及使該支持底面12b的端面向下擴(kuò)張的形狀的錐形面12c，支持底面12b是從下端向內(nèi)突出的圓環(huán)狀、安置并支持正極集電體11的法蘭盤狀凸緣14。因此絕緣密封圈12具有近似為L字形狀的斷面形狀。
所述封口體8的結(jié)構(gòu)包括具有用來排出電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體的閥體口21a的過濾部21、以重疊狀態(tài)固定在該過濾部21上的帽狀正極端子22、被夾持固定在過濾部21和帽正極端子22之間并堵塞閥體口21a的橡膠制的安全閥體23。所述過濾部21具有與正極集電體11的外徑大致相同的外徑，該過濾部21的周邊部分層疊在正極集電體11的法蘭盤狀凸緣14上配置，各自對應(yīng)的4個(gè)部位通過焊接接合在正極集電體11的4個(gè)部位的焊接架部分17上。過濾部21的周邊部分與正極集電體11的法蘭盤狀凸緣14的重疊部分，被電池外殼1的向內(nèi)鉚接加工、且縮徑的擴(kuò)口部1a間隔著絕緣密封圈12橫向卡緊，被牢固地固定。
在所述電池中，使正極集電體11上設(shè)置的向上突出為帶臺(tái)階的形狀的法蘭盤狀凸緣14與封口體8的過濾部21的周邊部分重合并電連接的狀態(tài)下，通過凸起18通電焊接正極集電體11的焊接架部分17和過濾部21，通過采用這樣的結(jié)構(gòu)除去現(xiàn)有電池中設(shè)置的正極引線(例如圖15的正極引線57)。由此，該電池不會(huì)因正極引線引起電壓下降，并且由于除去了正極引線，不僅經(jīng)過的集電接合點(diǎn)變少，而且縮短了集電距離，所以能夠顯著地降低電池內(nèi)部的電阻而獲得高的輸出。
并且，所述電池除了像上述那樣除去正極引線外，還在電池外殼1上設(shè)置擴(kuò)口部1a，并且設(shè)置絕緣密封圈12，絕緣密封圈12具有被安裝支持在該擴(kuò)口部1a的下端內(nèi)部形成的支持架部分1b上的形狀，因此不需要現(xiàn)有電池中形成的環(huán)狀溝槽(例如圖15所示的環(huán)狀溝槽54a)，因此可以將極板組2的高度增高與現(xiàn)有的電池中因環(huán)狀溝槽和正極引線的存在而在電池外殼內(nèi)產(chǎn)生的無用的空間相等的高度從而達(dá)到增大體積的目的，隨著極板組2的體積的增大能夠提高容量。
而且，所述電池除了能像上述那樣除去正極引線外，還不形成環(huán)狀溝槽，因此不需要現(xiàn)有的電池中設(shè)置的絕緣構(gòu)件(例如圖15中的絕緣構(gòu)件63)，減少了零部件的數(shù)量，由于無需這些不要的零部件的安裝工序和制作環(huán)狀溝槽的工序，因此能夠顯著地降低成本。
并且，具有環(huán)狀溝槽的現(xiàn)有的電池通過向內(nèi)鉚接加工電池外殼的開口部使環(huán)狀溝槽變形為圖15所示的形狀，只能從上方沿電池外殼的包殼軸線方向加壓，因此絕緣構(gòu)件63固定極板組50使其不能活動(dòng)，與此相反，所述本發(fā)明的電池使電池外殼1中設(shè)置的擴(kuò)口部1a的直徑縮小，由此間隔著絕緣密封圈12橫向卡緊正極集電體11和封口體8來牢固地固定正極集電體11和封口體8，由于通過這樣牢固地固定的封口體8和正極集電體11能夠固定極板組2使其不能活動(dòng)，因此即使除去現(xiàn)有電池中的絕緣構(gòu)件也能顯著地提高抗振性和抗沖擊性。
下面參照圖4A～圖5C說明所述電池的制造工序。圖4A為表示了與組裝步驟相對應(yīng)的各構(gòu)件的相對配置的圖。封口體8以預(yù)定的配置將過濾部21、帽狀正極端子22和安全閥體23一體化組裝。首先，在最初的工序中，如圖4A的箭頭所示，將負(fù)極集電體9與極板組2中的圖1所示的負(fù)極極板4的端部4a對接并電阻焊接，同時(shí)將正極集電體11與極板組2中的圖1所示的正極極板3的端部3a對接并電阻焊接。
所述負(fù)極集電體9和正極集電體11的電阻焊接都使用專用的焊接夾具(圖中未表示)進(jìn)行。在將正極集電體11焊接到正極極板3的端部3a上時(shí)，由于正極集電體11的總計(jì)8個(gè)內(nèi)緣翻邊突起片20以十字形狀的配置形成，因此使這些內(nèi)緣翻邊突起片20與正極極板3的端部3a相對，以近似正交的方式配置，使一對焊接電極與夾著開口部19的各2個(gè)位置的平板部分相抵接，然后在加壓的狀態(tài)下進(jìn)行電阻焊接，通過這樣，由于開口部19的存在減少了流過位于一對焊接電極之間的正極集電體11的表面的無效電流，并且增加了流過內(nèi)緣翻邊突起片20與正極極板3的端部3a相交叉的部分的焊接電流，在各內(nèi)緣翻邊突起片20陷入正極極板3的端部3a中的狀態(tài)下熔融，因此能夠牢固焊接。通過這樣，能夠降低內(nèi)緣翻邊突起片20與正極極板3的端部3a的在焊接架部分分的接觸電阻，進(jìn)而能夠降低電池的內(nèi)部電阻。并且，由于該電阻焊接是在沒有將正極集電體11安裝在絕緣密封圈12上的狀態(tài)下進(jìn)行的，因此能夠容易地進(jìn)行焊接作業(yè)。
接著，將絕緣密封圈12安裝到焊接在正極極板3上的正極集電體11的法蘭盤狀凸緣14上。該安裝作業(yè)這樣進(jìn)行從上面將絕緣密封圈12往下壓到正極集電體11上，通過這樣使正極集電體11的法蘭盤狀凸緣14的外周端面與絕緣密封圈12的錐形面12c滑接，同時(shí)使絕緣密封圈12彈性變形為擴(kuò)徑狀態(tài)，將正極集電體11的法蘭盤狀凸緣14插入到絕緣密封圈12的內(nèi)部空間內(nèi)，如圖4B所示，當(dāng)絕緣密封圈12的下表面與極板組2的上端面抵接時(shí)，如圖3中的雙點(diǎn)劃線所示那樣，處于正極集電體11的法蘭盤狀凸緣14固定在絕緣密封圈12的變成了斜面的支持底面12b上端的狀態(tài)。這樣，如圖4B所示那樣，在插入電池外殼1之前，預(yù)先將負(fù)極集電體9、正極集電體11和絕緣密封圈12安裝到極板組2上。
接著如圖4B箭頭所示那樣，將彈性導(dǎo)電體10插入電池外殼1的底部，然后將像上述那樣預(yù)先安裝了負(fù)極集電體9、絕緣密封圈12和正極集電體11的極板組2插入電池外殼1內(nèi)，成為圖5A的狀態(tài)。接著，從上方將細(xì)長的焊接電極插入極板組2的中心部的空隙中，使負(fù)極集電體9的負(fù)極集電片9a向下變形為舌片狀，同時(shí)在給電池外殼1的底面加壓的狀態(tài)下電阻焊接，將所述負(fù)極集電片9a接合到電池外殼1的底面上。其后，從正極集電體11的十字形的開口部19將預(yù)定量的電解液注入電池外殼1內(nèi)。
而且，如圖5A所示那樣，將預(yù)先組裝好的封口體8插入電池外殼1的擴(kuò)口部1a內(nèi)，在像圖5B所示那樣嵌合在絕緣密封圈12上的狀態(tài)下，使過濾部21的周邊部分重疊到正極集電體11的法蘭盤狀凸緣14上。此時(shí)如圖3中用雙點(diǎn)劃線所表示的那樣，封口體8的過濾部21使絕緣密封圈12的固定突出部12a像箭頭所示那樣變形為向外擴(kuò)的狀態(tài)，同時(shí)插入絕緣密封圈12的內(nèi)部，與在絕緣密封圈12的支持底面12b的上端固定的正極集電體11的法蘭盤狀凸緣14重合。由于當(dāng)過濾部21完全嵌入到絕緣密封圈12內(nèi)時(shí)，保持為絕緣密封圈12的固定突出部12a依靠自身的恢復(fù)力防止過濾部21的周邊部分脫落的狀態(tài)，因此保持封口體8重合在正極集電體11上的狀態(tài)，即過濾部21的周邊部分確實(shí)與在正極集電體11的4個(gè)焊接架部分17上分別形成的凸起18接觸的狀態(tài)。
在上述狀態(tài)下，使一對焊接電極(圖中未表示)與封口體8的過濾部21中與集電體11的凸起18相對應(yīng)的部位和電池外殼1接觸，使焊接電流通過電池外殼1內(nèi)部的電解液進(jìn)行通電焊接，由此將過濾部21接合到正極集電體11上。在進(jìn)行這樣的焊接時(shí)，由于正極集電體11的法蘭盤狀凸緣14間隔著絕緣密封圈12確實(shí)地支持在電池外殼1的支持架部分1b上，并且被絕緣密封圈12確實(shí)地保持在封口體8的過濾部21與正極集電體11重合的狀態(tài)，因此能夠在極其穩(wěn)定的狀態(tài)下容易地進(jìn)行通電焊接。并且，雖然正極集電體11具有與封口體8的外形大致相同的外形，但由于將分別從正極集電體11的法蘭盤狀凸緣14的多個(gè)部位向內(nèi)突出的焊接架部分17與封口體8的過濾部21的周邊部分進(jìn)行焊接，因此使上述通電焊接能夠順利地進(jìn)行而不受絕緣密封圈12的干擾。
在像上述那樣通過凸起18進(jìn)行通電焊接，由此將正極集電體11和封口體8的過濾部21接合的情況下，與僅僅是接觸的情況下SC大小的電池的電阻值為10mΩ左右不同，接合部的電阻值降低到3.5mΩ左右，能夠達(dá)到進(jìn)一步提高輸出的目的。這一接合部的電阻值的降低是通過凸起18的通電焊接能夠確實(shí)地形成面積比較大的熔核的結(jié)果。
最后如圖5C所示那樣向內(nèi)鉚接加工電池外殼1的開口端，然后從內(nèi)徑比電池外殼1的擴(kuò)口部1a的外徑稍小的縮徑加工用筒體24的底部將電池外殼1壓入徑加工用筒體24內(nèi)使之穿插其中，通過這樣來縮徑加工電池外殼1的擴(kuò)口部1a。在鉚接加工電池外殼1時(shí)，由于鉚接加工過的電池外殼1的擴(kuò)口端借助封口體8和正極集電體11稍微向下擠壓極板組2，因此極板組2被固定在電池外殼1內(nèi)不能沿包殼的軸向活動(dòng)。此時(shí)，圖3所示的絕緣密封圈12受鉚接加工后的電池外殼1的開口端從上方施加的壓力的作用而變形，支持底面12b被擠在正極集電體11的法蘭盤狀凸緣14的底面上。而彈性導(dǎo)電體10受極板組2的擠壓力的作用產(chǎn)生塑性變形，因此吸收極板組2中正極極板3和負(fù)極極板4各自的端部3a、4a的高度的不齊。
另外，也可以使用具有彈性恢復(fù)力的圖9所示那樣的形狀的負(fù)極集電體27代替該彈性導(dǎo)電體10。圖9為上下翻轉(zhuǎn)地表示負(fù)極集電體27的透視圖，該負(fù)極集電體27為外徑比極板組2的外徑小的圓板狀的構(gòu)件，為具有從其中間向下膨出的彈性連接部27a的碟形彈簧的形態(tài)。彈性連接部27a被以90°的等間隔形成的4個(gè)膨出腳27b彈力支持著。
并且，通過縮徑加工電池外殼1的擴(kuò)口部1a，封口體8的過濾部21和正極集電體11借助絕緣密封圈12被橫向卡緊，封口體8被極其牢固的保持結(jié)構(gòu)確實(shí)地固定。并且，由于極板組2以被沿電池外殼1的包殼的軸向稍微壓縮，例如壓縮0.2mm左右的狀態(tài)固定著，因此顯著地提高了電池的抗振性和抗沖擊性。而且，不僅極板組2的負(fù)極極板4的端部4a通過負(fù)極集電體9連接在電池外殼1的底面上，而且由環(huán)狀發(fā)泡金屬制成的彈性導(dǎo)電體10也被壓縮變形，通過負(fù)極集電體9確實(shí)地電連接負(fù)極極板4的端部4a和電池外殼1的底部，因此集電效率進(jìn)一步提高。
另外，雖然在上述實(shí)施方式中就在正極集電體11的焊接架部分17上設(shè)置凸起18，通過進(jìn)行凸起通電焊接使正極集電體11與封口體8的過濾部21互相接合時(shí)的情況進(jìn)行了說明，但由于該電池能夠?qū)⒄龢O集電體11的焊接架部分17和封口體8的過濾部21的周邊部分確實(shí)地重合、并被絕緣密封圈12和電池外殼1的支持架部分1b保持在這種狀態(tài)下，因此也可以用激光焊接來接合正極集電體11的焊接架部分17和過濾部21的周邊部分。在進(jìn)行這樣的激光焊接時(shí)，電池的內(nèi)部電阻在4mΩ左右，能夠獲得與上述通過凸起18進(jìn)行通電焊接時(shí)大致相同的效果。而且，即使省略了焊接工序，也能夠確實(shí)地保持正極集電體11的法蘭盤狀凸緣14與過濾部21的周邊部分電連接的狀態(tài)，因此沒有妨礙。但此時(shí)內(nèi)部電阻變大，為10mΩ左右。
下面說明本發(fā)明的第2實(shí)施方式的電池。該實(shí)施方式的電池的結(jié)構(gòu)與第1實(shí)施方式的電池大致相同，但其制造方法差別較大。下面根據(jù)按順序表示其制造工序的圖6A～圖8B說明該電池的制造方法。另外，在圖6A～圖8B中與圖4A～圖5C相同或相等的構(gòu)件添加相同的附圖標(biāo)記，省略重復(fù)的說明。
圖6A為表示與組裝順序相對應(yīng)的各構(gòu)件的相對配置的圖。封口體8與第1實(shí)施方式的電池不同，在制造電池的過程中組裝過濾部21、帽狀正極端子22和安全閥體23。首先，在最初的工序中，如圖6A中箭頭所示，將負(fù)極集電體27的除彈性連接部27a和4個(gè)膨出腳27b以外的部位與極板組2中的圖1所示的負(fù)極極板4的端部4a對接電阻焊接，而且將正極集電體11與極板組2中的圖1所示的正極極板3的端部3a對接并電阻焊接。而另一方面，正極集電體11與極板組2中的圖1所示的正極極板3的端部3a對接并電阻焊接。
接著如圖6B所示那樣，將封口體8的過濾部21的周邊部分重合到正極集電體11的法蘭盤狀凸緣14上，成為圖7A的狀態(tài)，用一對焊接電極28、29電阻焊接正極集電體11的法蘭盤狀凸緣14和過濾部21的周邊部分。這樣地，在本實(shí)施方式中不僅能夠在不結(jié)合絕緣密封圈12的狀態(tài)下容易地焊接已焊接到極板組2上的正極集電體11的法蘭盤狀凸緣14、和封口體8中的過濾部21的周邊部分，而且可以不通過電解液地直接焊接，因此能夠進(jìn)行正確的焊接，以高的焊接質(zhì)量牢固地接合。另外，在本實(shí)施方式中，由于直接地電阻焊接正極集電體11的法蘭盤狀凸緣14和封口體8中的過濾部21的周邊部分，因此正極集電體11上不設(shè)置凸起也可以。但是，即使在本實(shí)施方式中，也可以在正極集電體11上設(shè)置凸起進(jìn)行凸起焊接，這一點(diǎn)是毋庸致疑的。
接著，如圖7A所示將絕緣密封圈12安裝在互相接合在一起的正極集電體11的法蘭盤狀凸緣14和過濾部21的周邊部分上。該安裝作業(yè)這樣進(jìn)行從上方將絕緣密封圈12擠壓到過濾部21的周邊部分上，通過這樣使過濾部21的外周端面與絕緣密封圈12的錐形面12c滑接，同時(shí)使絕緣密封圈12變形為擴(kuò)徑狀態(tài)，將過濾部21和正極集電體11插入到絕緣密封圈12的內(nèi)部空間內(nèi)，如圖7B所示，當(dāng)正極集電體11的法蘭盤狀凸緣14與絕緣密封圈12的變成了斜面的支持底面12b的上端相對的時(shí)刻，停止絕緣密封圈12的插入動(dòng)作。
由此，絕緣密封圈12受封口體8的過濾部21的作用變形為向外擠壓自身的固定突出部12a成為擴(kuò)張的狀態(tài)，受變形后的固定突出部12a的恢復(fù)力的作用壓在過濾部21的周邊部分上。這樣，如圖7B所示，在插入電池外殼1中之前預(yù)先將負(fù)極集電體9、正極集電體11、過濾部21和絕緣密封圈12安裝到極板組2上。
接著，將像上述那樣預(yù)先安裝了負(fù)極集電體9、正極集電體11、過濾部21和正極集電體11的極板組2插入電池外殼1內(nèi)，成為圖7C的狀態(tài)。此時(shí)，絕緣密封圈12的下面安裝在電池外殼1的支持架部分1b上，正極集電體11和過濾部21間隔著絕緣密封圈12保持在支持架部分1b上，而且負(fù)極集電體27的彈性連接部27a在彈力的作用下與電池外殼1的底面接觸。在這種狀態(tài)下，從上方將細(xì)長的焊接電極30插入極板組2的中心部的空隙中，在與負(fù)極集電體27的彈性連接部27a接觸的狀態(tài)下進(jìn)行電阻焊接，通過這樣將負(fù)極集電體27接合到電池外殼1的底面上。因此，該電池通過使用碟形彈簧形態(tài)的負(fù)極集電體27，具有像形成薄片狀的舌片的負(fù)極集電體那樣的電流不會(huì)集中在特定的部位的優(yōu)點(diǎn)。
接著如圖8A所示那樣向內(nèi)鉚接加工電池外殼1的開口端，然后從內(nèi)徑比電池外殼1的擴(kuò)口部1a的外徑稍小的縮徑加工用筒體24的底部將電池外殼1壓入徑加工用筒體24內(nèi)使之穿插其中，縮徑加工電池外殼1的擴(kuò)口部1a。在鉚接加工所述電池外殼1時(shí)，鉚接加工過的電池外殼1的開口端借助過濾部21和正極集電體11稍微向下擠壓極板組2，因此極板組2被固定在電池外殼1內(nèi)不能沿包殼的軸向活動(dòng)。此時(shí)，絕緣密封圈12受鉚接加工后的電池外殼1的開口端從上方施加的壓力的作用而變形，支持底面12b被擠在正極集電體11的法蘭盤狀凸緣14的底面上。而另一方面，負(fù)極集電體27受被向下擠壓的極板組2的擠壓力的作用，彈性連接部27a變形，因此吸收極板組2的端部3a、4a的高度的不齊。
并且，通過縮徑加工電池外殼1的擴(kuò)口部1a，封口體8的過濾部21和正極集電體11借助絕緣密封圈12被橫向卡緊，封口體8被極其牢固的保持結(jié)構(gòu)確實(shí)地固定。并且，由于極板組2以被沿電池外殼1的包殼的軸向稍微壓縮，例如壓縮0.2mm左右的狀態(tài)固定著，因此顯著地提高了電池的抗振性和抗沖擊性。
其后，通過過濾部21的閥體口21a和正極集電體11的十字形開口部19的中心，從注液噴嘴31往電池外殼1內(nèi)注入預(yù)定量的電解液。
最后，如圖8B所示那樣以與封口體8的帽狀正極端子22過濾部21之間夾著安全閥體23的配置將正極端子22安裝到過濾部21上，過濾部21和帽狀正極端子22通過焊接被接合，由此組裝封口體8。在該制造方法中，從上方將絕緣密封圈12擠壓到通過焊接互相固定在一起的正極集電體11的法蘭盤狀凸緣14和封口體8中的過濾部21的周邊部分上并結(jié)合，鉚接加工電池外殼1的開口端，并縮徑加工擴(kuò)口部1a，使過濾部21的周邊部分和正極集電體11的法蘭盤狀凸緣14被電池外殼1間隔著絕緣密封圈12牢固地固定，在這種狀態(tài)下通過過濾部21的閥體口21a和正極集電體11的開口部19注入電解液，然后將安全閥體23和帽狀正極端子22組裝到過濾部21上來組裝封口體8。由于是這樣進(jìn)行組裝，因此能夠提高各組裝工序的作業(yè)效率，能夠提高生產(chǎn)效率。
圖10為表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式的電池的縱向剖視圖，在該圖中與1相同或相等的構(gòu)件添加相同的附圖標(biāo)記，省略重復(fù)的說明。本實(shí)施方式以適用于AA大小那樣的小型電池時(shí)的情況為例。本實(shí)施方式的電池與第1實(shí)施方式的電池的不同之處僅在于極板組2中的正極極板3的長度形成為使其另一端(圖的下方)的端部3b與負(fù)極極板4的一端4a為同一平面，隔板7從該極板組2的正、負(fù)極極板3、4的下端平面開始突出，而且在極板組2的下端與電池外殼1的底面之間插入比較薄的絕緣板42將極板組2與電池外殼1之間絕緣，隨著采用這樣的結(jié)構(gòu)，在負(fù)極極板4的形成極板組2的最外一周的周面與電池外殼1的內(nèi)周面接觸，達(dá)到連接負(fù)極極板4和電池外殼1的目的。
由于該電池僅在極板組2與電池外殼1的底面之間插入比較薄的絕緣板42，能夠削減第1實(shí)施方式中使用的負(fù)極集電體9和彈性導(dǎo)電體10，因此能夠有效地利用容積小的小型電池用的電池外殼1的內(nèi)部空間作為收納極板組2使用，因此能夠增大極板組2的體積從而達(dá)到獲得高容量的小型電池的目的。而且，該電池特別是通過削減負(fù)極集電體9，從而不需要繁雜的負(fù)極集電體9與電池外殼1的底面的焊接工序，因此具有簡化制造工序容易制造的優(yōu)點(diǎn)。
并且，上述電池除上述效果外，還能夠獲得與第1實(shí)施方式相同的效果。即，上述電池能夠除去正極引線從而顯著地降低電池內(nèi)部的電阻，獲得高的輸出；能夠通過削減環(huán)狀溝槽來增大極板組2的體積從而進(jìn)一步提高容量；隨著零部件數(shù)量的減少以及削減零部件的安裝工序和環(huán)狀溝槽的制作工序能夠大幅度地降低成本；而且，由于封口體8的過濾部21的周邊部分被電池外殼1中縮徑加工后的擴(kuò)口部1a間隔著絕緣密封圈12橫向卡緊，因此能夠獲得顯著地提高電池的抗振性和抗沖擊性的效果。
下面參照圖11A～圖12C說明上述電池的制造工序。圖11A表示極板組2，如上所述，該極板組2的形狀為正極極板3的長度形成為使其另一端3b與負(fù)極極板4的一端4a為同一平面，隔板7從該極板組2的正、負(fù)極極板3、4的下端平面開始突出。如圖11B所示，該極板組2將絕緣板42插入電池外殼1內(nèi)安置在底面上，然后插入電池外殼1內(nèi)。由此，極板組2的下端平面與電池外殼1的底面之間通過隔板7的突出部分和絕緣板42能夠確實(shí)地絕緣。
接著，如圖11C所示，將周邊部分結(jié)合有絕緣密封圈12的正極集電體11與極板組2中的正極極板3的一端3a對接，通過一對焊接電極43、44焊接。如圖11D所示，通過正極集電體11的十字形的開口部19的中心，從注液噴嘴31往電池外殼1內(nèi)注入預(yù)定量的電解液。由于該注液工序是在沒有安裝封口體8的狀態(tài)下進(jìn)行的，因此注液作業(yè)能夠容易地進(jìn)行。
接著如圖12A所示將預(yù)先組裝好的封口體8插入電池外殼1的擴(kuò)口部1a內(nèi)，嵌合在絕緣密封圈12上，使過濾部21的周邊部分與正極集電體11的法蘭盤狀凸緣14重合。在這種狀態(tài)下，用激光焊接機(jī)47激光焊接互相重合的封口體8的過濾部21的周邊部分和正極集電體11。
然后，如圖12B所示，向內(nèi)鉚接加工電池外殼1的開口端進(jìn)行預(yù)封口，最后如圖12C所示，從內(nèi)徑比電池外殼1的擴(kuò)口部1a的外徑稍小的縮徑加工用筒體(圖中未表示)的底部，將電池外殼1壓入徑加工用筒體內(nèi)使之穿插其中，由此縮徑加工電池外殼1的擴(kuò)口部1a進(jìn)行主封口。
圖13為表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式的電池的縱向剖視圖，在該圖中與1相同或相等的構(gòu)件附加相同的附圖標(biāo)記，省略重復(fù)的說明。本實(shí)施方式的電池與第1實(shí)施方式的電池的不同之處僅在于正極集電體32和絕緣密封圈41的形狀。
即，正極集電體32為圖14A～圖14C所示的形狀，圖14A為俯視圖，圖14B為圖14A的XIVB-XIVB線剖視圖，圖14C為圖14A的XIVC-XIVC線剖視圖。該正極集電體32為外徑比封口體8的過濾部21的外徑小的圓板狀，其中心部形成有與極板組2的中央間隙相對應(yīng)的圓形注液孔33，從這注液孔33的附近部位向周端的隔開90°的相等間隔的4個(gè)部位分別形成4個(gè)延伸的細(xì)長的開口部34，同時(shí)一體形成有從該開口部34向下彎曲成直角的內(nèi)緣翻邊突起片37。并且，正極集電體32在周邊的開口部34中間的4個(gè)部位，形成借助豎起部38而帶有臺(tái)階形狀的焊接架部分39，而且在各焊接架部分39上向上突設(shè)有凸起40。另外，作為絕緣密封圈41，可以使用現(xiàn)有電池中一般使用的已有的構(gòu)件。
在該電池中，正極集電體32的外徑比封口體8的過濾部21的外徑小，而且取消了第1及第2實(shí)施方式中設(shè)置的法蘭盤狀凸緣14，在周邊部分形成借助豎起部38而帶有臺(tái)階形狀的焊接架部分39，因此成為各焊接架部分39通過凸起40接合在封口體8的過濾部21的周邊部分附近下表面的結(jié)構(gòu)。即，該電池即使取消了法蘭盤狀凸緣14也可以使接合的部位盡可能地多。
因此，在該電池中由于只有封口體8的過濾部21的周邊部分被電池外殼1的擴(kuò)口部1a間隔著絕緣密封圈41保持，因此可以直接使用已有的構(gòu)件作為絕緣密封圈41，能夠獲得與第1和第2實(shí)施方式相同的效果。即，上述電池能夠除去正極引線從而顯著地降低電池內(nèi)部的電阻，獲得高的輸出；能夠通過削減環(huán)狀溝槽來增大極板組2的體積從而提高容量；隨著零部件數(shù)量的減少以及削減零部件的安裝工序和環(huán)狀溝槽的制作工序能夠大幅度第降低成本；而且，由于封口體8的過濾部21的周邊部分被電池外殼1中縮徑加工后的擴(kuò)口部1a間隔著絕緣密封圈41橫向卡緊，因此能夠獲得顯著地提高電池的抗振性和抗沖擊性的效果。
如以上說明過的那樣，本發(fā)明的電池能夠通過除去正極引線來顯著地降低電池內(nèi)部的電阻，獲得高的輸出；能夠使極板組的體積增大與由于正極引線和環(huán)狀溝槽的存在而在電池外殼內(nèi)產(chǎn)生的空間相等的空間，提高電池容量，因此能夠適于作為需要大負(fù)荷特性的無線電動(dòng)工具及電動(dòng)車等驅(qū)動(dòng)用電源適用。并且，本發(fā)明的電池制造方法能夠以高的生產(chǎn)率制造上述電池。
以上說明的本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，其目的在于使本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容明確，并不限定技術(shù)范圍，在權(quán)利要求事項(xiàng)中所述的范圍內(nèi)能夠多種多樣地變更實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種電池，在帶狀的正極板和負(fù)極板之間夾著隔板將所述帶狀的正極板和所述負(fù)極板卷繞成漩渦狀而形成的極板組，被收納在有底筒狀的金屬制電池外殼內(nèi)，所述電池外殼的上端開口部間隔著絕緣密封圈被封口體封閉，所述電池的特征在于在所述電池外殼的開口端側(cè)比所述極板組的上端更上方的部位形成擴(kuò)口部，在該擴(kuò)口部的內(nèi)側(cè)設(shè)置環(huán)狀支持架部分；具有在周邊部分形成了借助豎起部而帶有臺(tái)階的形狀的法蘭盤狀凸緣的一個(gè)電極的集電體，該集電體的比所述法蘭盤狀凸緣更靠內(nèi)的一側(cè)的下表面與從所述極板組突出的一個(gè)電極的極板的端部接合；過濾部和帽狀端子部分被一體化而形成的所述封口體的周邊部分與所述法蘭盤狀凸緣的上表面接合；所述集電體的所述法蘭盤狀凸緣安裝在被支持在所述支持架部分上的絕緣密封圈的支持底面上；所述封口體的周邊部分被向內(nèi)鉚接加工開口端并縮徑了的所述擴(kuò)口部間隔著所述絕緣密封圈固定。
2.如權(quán)利要求1所述的電池，其中，集電體具有與封口體的外形大致相同的直徑的外形，所述封口體的周邊部分以重疊在集電體的法蘭盤狀凸緣上的狀態(tài)，安裝在絕緣密封圈的支持底面上。
3.如權(quán)利要求1所述的電池，其中，在法蘭盤狀凸緣的內(nèi)側(cè)底面上形成有開口部，而且形成有從所述開口部向下方向彎曲而形成的內(nèi)緣翻邊突起片，并形成從所述法蘭盤狀凸緣的多個(gè)部位各自與所述凸緣保持同一平面而向內(nèi)突出的焊接架部分，所述各焊接架部分被焊接于封口體的周邊部分的下面。
4.如權(quán)利要求1所述的電池，其中，另一個(gè)電極的集電體接合于從極板組突出的另一個(gè)電極的極板的端部；在所述另一個(gè)電極的集電體與電池外殼的底面之間，插入具有彈性的環(huán)狀襯墊；所述另一個(gè)電極的集電體的舌片與所述電池外殼的底面經(jīng)所述襯墊的中央部的空間接合。
5.如權(quán)利要求4所述的電池，其中，用環(huán)狀的發(fā)泡金屬作為襯墊。
6.如權(quán)利要求1所述的電池，其中，另一個(gè)電極的集電體接合于從極板組突出的另一個(gè)電極的極板的端部；所述另一個(gè)電極的集電體形成為具有從中央部分向下方膨出的彈性連接部的碟形彈簧的形態(tài)，所述彈性連接部與電池外殼的底面接合。
7.如權(quán)利要求1所述的電池，其中，絕緣密封圈為從下端向內(nèi)突出的圓環(huán)形狀，利用樹脂形成如下形狀，即一體地具有支持封口體的周邊部分和/或一個(gè)電極的集電體的支持底面、使該支持底面的端面為能夠向下擴(kuò)張的形狀的錐形面、和在所述支持底面的上方形成為直徑比封口體的外徑稍小的固定突出部的形狀。
8.如權(quán)利要求3所述的電池，其中，在集電體的多個(gè)焊接架部分各自設(shè)置凸起，封口體經(jīng)所述凸起和電解液通過通電焊接接合于所述焊接架部分。
9.如權(quán)利要求3所述的電池，其中，封口體的周邊部分通過激光焊接接合于集電體的多個(gè)焊接架部分。
10.如權(quán)利要求1～3或權(quán)利要求7～9中的任何一項(xiàng)所述的電池，其中，一個(gè)電極的集電體接合到從極板組的一個(gè)端面突出的一個(gè)電極的極板的端部，而且具備所述極板組的另一個(gè)端面，使兩極板的端面形成同一平面，并且形成為隔板從所述平面突出的形狀，在所述極板組的另一個(gè)端面與電池外殼的底面之間插入絕緣板，位于極板組的最外周的所述另一個(gè)電極的極板的外周面與所述電池外殼的內(nèi)周面接觸而電連接。
11.一種電池，在帶狀的正極板和負(fù)極板之間夾著隔板將所述帶狀的正極板和所述負(fù)極板卷繞成漩渦狀而形成的極板組，被收納在有底筒狀的金屬制電池外殼內(nèi)，所述電池外殼的上端開口部間隔著絕緣密封圈被封口體封閉，所述電池的特征在于在所述電池外殼的開口端側(cè)的所述極板組的上端更上方的部位形成擴(kuò)口部，在該擴(kuò)口部的內(nèi)側(cè)設(shè)置環(huán)狀支持架部分；具有借助豎起部而帶有臺(tái)階的形狀的焊接架部分形成在周邊部分的一個(gè)電極的集電體，該集電體的焊接架部分的內(nèi)側(cè)的下表面與從所述極板組突出的一個(gè)電極的極板的端部接合；過濾部和帽狀端子部分被一體化而形成的所述封口體的周邊部分，被安裝于在所述支持架部分上支持的絕緣密封圈的支持底面，并且所述一個(gè)電極的集電體的焊接架部分接合到所述封口體的周邊部分的內(nèi)側(cè)的部位；所述封口體的周邊部分被向內(nèi)鉚接加工開口端并縮徑了的所述擴(kuò)口部間隔著所述絕緣密封圈固定。
12.一種電池的制造方法，其特征在于包括以下工序?qū)⒃谥苓叢糠中纬捎蟹ㄌm盤狀凸緣的正極集電體的、比所述法蘭盤狀凸緣靠內(nèi)的底面接合到極板組的正極板的端部上，而且將負(fù)極集電體接合到極板組的負(fù)極板的端部的工序；在接合到正極板的端部之前或之后，將絕緣密封圈結(jié)合到所述正極集電體的工序；將所述極板組插入電池外殼內(nèi)，將所述絕緣密封圈支持于環(huán)狀支持架部分上的工序，所述環(huán)狀支持架部分設(shè)置在電池外殼的比所述極板組的上端更靠上方形成的擴(kuò)口部的內(nèi)側(cè)；通過焊接將所述負(fù)極集電體接合到所述電池外殼的底面的工序；通過所述正極集電體的開口部將電解液注入所述電池外殼內(nèi)的工序；將封口體的周邊部分層疊到所述正極集電體的所述法蘭盤狀凸緣的上表面并進(jìn)行接合的工序；向內(nèi)鉚接加工所述電池外殼的開口端，并使所述擴(kuò)口部的直徑縮小，由此間隔著所述絕緣密封圈固定所述封口體的周邊部分和/或所述正極集電體的法蘭盤狀凸緣的工序。
13.一種電池的制造方法，其特征在于包括以下工序?qū)⒃谥苓叢糠中纬捎蟹ㄌm盤狀凸緣的正極集電體的、比所述法蘭盤狀凸緣靠內(nèi)的底面接合到極板組的正極板的端部上，而且將負(fù)極集電體接合到極板組的負(fù)極板的端部的工序；將封口體的過濾部的周邊部分層疊到所述正極集電體的法蘭盤狀凸緣的上表面并通過焊接接合的工序；從上方將絕緣密封圈固定到所述正極集電體和所述過濾部的各自的周邊部分的工序；將所述極板組插入電池外殼內(nèi)，將所述絕緣密封圈支持于環(huán)狀支持架部分上的工序，所述環(huán)狀支持架部分設(shè)置在電池外殼的比所述極板組的上端更靠上方形成的擴(kuò)口部的內(nèi)側(cè)；通過焊接將所述負(fù)極集電體接合到所述電池外殼的底面的工序；通過所述過濾部的閥口和正極集電體的開口部將電解液注入所述電池外殼內(nèi)的工序；在將帽狀正極端子夾著安全閥體層疊到所述過濾部的狀態(tài)下，通過焊接接合所述過濾部和所述正極端子來組裝所述封口體的工序；向內(nèi)鉚接加工所述電池外殼的開口端并使所述擴(kuò)口部的直徑縮小，由此間隔著所述絕緣密封圈固定所述過濾部的周邊部分和/或所述正極集電體的法蘭盤狀凸緣的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供電池及其制造方法，在電池外殼的開口端形成擴(kuò)口部，在該擴(kuò)口部的內(nèi)側(cè)設(shè)置環(huán)狀支持架部分，將環(huán)狀絕緣密封圈安裝支持在所述支持架部分上，具有接合了從極板組突出的一個(gè)電極的極板的端部的一個(gè)電極的集電體，通過豎起部使所述集電體的周邊部分成為帶臺(tái)階形狀的環(huán)狀法蘭盤狀凸緣，將這樣的環(huán)狀法蘭盤狀凸緣安裝在絕緣密封圈的底面上，將過濾部和帽狀端子部分被一體化而形成的封口體接合到所述集電體上，將集電體的法蘭盤狀凸緣與封口體的周邊部分重合，在這種狀態(tài)下插入絕緣密封圈并向內(nèi)鉚接加工所述開口部將它們固定，通過這樣提供能夠達(dá)到高輸出化、降低成本并提高容量的目的的電池。
文檔編號(hào)H01M4/64GK1591927SQ200410064499
公開日2005年3月9日 申請日期2004年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月28日
發(fā)明者宮久正春, 笠原英樹, 多田芳之, 桃井一嘉 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社