圆筒型电池的制造方法
圆筒型电池的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种圆筒型电池的制造方法，特别涉及使电池的高容量化变得容易的 圆筒型电池的制造方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，在电子设备的无绳化迅速发展过程中，作为这些电子设备的电源，对小 型、轻量、且具有高能量密度的二次电池的期望逐渐提高。以往，这种电池如下那样构成：将 正极和负极在两者间夹有隔膜地卷绕为漩涡状而构成电极群，将电极群收纳在金属制的电 池罐（电池壳体）中，在向该电池壳体中注入规定量的电解液之后，通过兼作正极以及负极 的任一极的端子的封口板将电池壳体的上部封闭而构成。
[0003] 另一方面，为了使电极群容易向电池罐插入来提高生产率，而使电极群的外径比 电池罐的内径小某种程度，使两者之间产生间隙。在该情况下，当将该间隙保持原样地放置 时，有时卷绕的电极群产生松弛，电池性能降低。因此，在将电极群向电池罐插入之后，将电 池罐的直径缩径（参照专利文献1以及2)。
[0004] 先行技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:日本特开昭57-130368号公报
[0007] 专利文献2:日本特开平7-314056号公报
【发明内容】
[0008] 发明要解决的课题
[0009] 在专利文献1中，通过将电池罐从下侧（底部侧）插入到内径比电池罐的初始外 径小的圆筒状的模中，由此将电池罐缩径到所希望的外径。因此，当电池罐的侧壁的下部与 模接触而电池罐的缩径开始时，由于电池罐被缩径时的变形，有时电池罐以底部外表面向 外侧膨胀的方式变形。作为其结果，不能够将电池形状形成为所希望形状，并且也难以将电 池高度管理为所希望的高度。
[0010] 专利文献2为，使用环状的模，通过与专利文献1同样的方法使电池罐缩径，并且 通过从下侧将支承模按压于电池罐的底部，由此防止缩径时的电池罐的不希望的变形。
[0011] 在专利文献2中，将支承模按压在电池罐的底部的周边部（参照专利文献2的图 2)，因此能够抑制该部分向外侧（下侧）膨胀。然而，在缩径时对电池罐的底部作用的变形 力较大的情况下，不能够抑制底部的中央部向外侧膨胀。
[0012] 对于上述问题点，也可以考虑通过从下侧将支承模按压在底部的整体，由此抑制 底部的中央部向外侧膨胀。然而，当从下侧将支承模按压在底部的整体时，缩径的变形有时 不向底部向外侧膨胀的方向作用、而向底部向内侧凹陷的方向作用。作为其结果，与底部向 外侧膨胀的情况同样，产生电池的外观不良，并且产生将电池安装于规定设备的情况下的 触点不良等课题。
[0013] 并且，也可以考虑之后对底部产生的变形进行矫正。然而，即使暂时在之后对产生 的变形进行矫正，也难以得到精度较高的平面。
[0014] 用于解决课题的手段
[0015] 本发明涉及一种圆筒型电池的制造方法，是制造具备包括正极、负极以及隔膜的 电极群以及收容上述电极群的电池罐的圆筒型电池的方法，
[0016] 上述电池罐包括圆形的底部、具有开口端部的圆筒状的侧壁、以及上述底部与上 述侧壁的连接部，
[0017] 该圆筒型电池的制造方法具备在将上述电极群插入上述电池罐之后，将上述侧壁 的外径Dc从初始外径D1开始进行缩径的工序（a)，
[0018] 上述工序（a)包括：将上述电池罐从上述底部侧插入内径Dd比上述初始外径D1 小的环状的模中的工序（al);以及通过使上述模向上述开口端部的方向相对地移动，由此 对上述电池罐施加缩径力的工序（a2)，
[0019] 上述模与上述电池罐接触而开始施加上述缩径力时的接触开始部分，在上述连接 部中处于比上述底部的周边部的内侧面更靠上述电池罐的轴向的上述开口端部侧的位置。
[0020] 发明的效果
[0021] 根据本发明，能够提供一种圆筒型电池的制造方法，能够简单并且有效地抑制对 电池罐进行缩径时的底部的变形。
[0022] 将本发明的新的特征记载于附加的请求范围中，本发明涉及结构以及内容这双 方，与本发明的其他目的以及特征一起，可以通过以下的参照附图而进行的详细说明能够 更好地理解。
【附图说明】
[0023] 图1A是表示通过本发明的一个实施方式的圆筒型电池的制造方法制造的电池的 一个例子的局部截面图。
[0024] 图1B是图1A的电池所使用的电池罐的截面图。
[0025] 图2A是表示对图1的圆筒型电池进行缩径的缩径装置的一个例子的概略构成的 主视图。
[0026] 图2B是表示对图1的圆筒型电池进行缩径的缩径装置的其他一个例子的概略构 成的主视图。
[0027] 图3A是表示通过本发明的一个实施方式的制造方法对圆筒型电池进行缩径时的 电池罐的底部与缩径用的模之间的位置关系的电池罐以及模的截面图。
[0028] 图3B是从图3A中仅将电池罐的底部与侧壁的连接部取出而表示的截面图。
[0029] 图3C是通过包含中心轴的平面将模切断的截面图。
[0030] 图4是表示对比较例1的圆筒型电池进行缩径时的电池罐的底部与缩径用的模之 间的位置关系的电池罐以及模的截面图。
[0031] 图5是表示对比较例2的圆筒型电池进行缩径时的电池罐的底部与缩径用的模之 间的位置关系的电池罐以及模的截面图。
[0032] 图6是表示对比较例3的圆筒型电池进行缩径时的电池罐的底部与缩径用的模之 间的位置关系的电池罐以及模的截面图。
【具体实施方式】
[0033] 本发明涉及具备包括正极、负极以及隔膜的电极群、以及收容该电极群的电池罐 的电池的方法。在此，电池罐包括圆形的底部、具有开口端部的圆筒状的侧壁、以及底部与 侧壁的连接部。连接部构成从与电池罐的底部之间的边界线的开始弯曲的位置起到与侧壁 之间的边界线的弯曲结束的位置。并且，本发明的制造方法具备在将电极群插入电池罐之 后，将侧壁的外径Dc从初始外径D1起缩径到例如所希望外径D2的工序（a)。
[0034] 上述工序（a)包括：将电池罐从底部侦_入内径Dd比初始外径D1小的环状的模 中的工序（al);以及使模在电池罐的侧壁的开口端部的方向上相对移动，由此对电池罐施 加缩径力的工序（a2)。
[0035] 如图3A所示那样，模与电池罐接触而开始施加缩径力时的接触开始部分P1，在连 接部（22)中、处于比底部的周边部（19)的内侧面SA1更靠电池罐的轴向的开口端部侧的 位置。根据本发明，接触开始部分P1处于那样的位置，由此通过用于对电池罐的侧壁进行 缩径的缩径力F1的沿着电池罐的径向的分力F2,能够有效地对电池罐的侧壁进行缩径，并 且能够抑制底部以弯曲的方式变形。作为其结果，能够防止底部向外侧（下侧）膨胀、或者 向内侧凹陷。并且，还能够容易使缩径力F1的沿着电池罐的轴向的分力F3减小，因此能 够抑制电池罐的侧壁以向内侧倾倒的方式旋转，并能够防止由于该旋转力而底部向外侧膨 胀。此时，当将连接部的曲率半径设为R2 (参照图3B)、将底部的周边部的厚度设为tl时， 曲率半径R2优选为厚度tl的2倍以上。
[0036] 对以上内容进行详细说明。如图3A所示那样，当接触开始部分P1处于比内侧面 SA1更靠上侧时，从缩径的开始时刻起，基于模的缩径力F1的电池罐的径向的分力F2,以不 与电池罐的底部重叠、而有效地对电池罐的侧壁进行缩径的方式作用。由此，抑制分力F2 从外周侧按压圆形的底部。由此，能够防止底部弯曲而以向电池罐的外侧膨胀或者向内侧 凹陷的方式变形。
[0037] 此外，容易增大缩径力F1的与电池罐的轴向平行的分力F3与F1之间的角度0 1， 因此容易使分力F3小于分力F2。作为其结果，能够减小使侧壁向电池罐的侧壁向内侧倾倒 的方向（在图3A为逆时针方向）旋转的旋转力。由此，能够防止由于该旋转力而电池罐的 底部以向外侧膨胀的方式变形。
[0038] 此外，通过支承模从下侧抑制底部由此来防止底部膨胀的方法，容易受到罐壁的 厚度、罐壁材料的硬度、以及模与罐表面之间的摩擦力等其他重要因素的影响。当这些重要 因素存在变动时，在缩径时要使底部膨胀的力也可能变大。然后，当这种变形力变得大于假 定以上时，仅通过利用支承模进行按压，有时不能够抑制底部膨胀、或者底部代替向外侧膨 胀而以向内侧凹陷的方式变形。
[0039] 由于接触开始部分P1处于比内侧面SA1更靠上侧，因此即使缩径力F1本身变得 大于假定以上，并与其相对应地电池罐的径向的分力F2也变大，分力F2也在不与电池罐的 底部重叠的位置进行作用。因此，能够与上述其他重要因素无关地，抑制底部的膨胀，并且 有效且稳定地对电池罐的侧壁进行缩径。作为其结果，能够稳定地制造成为良好的外观形 状的圆筒型电池。
[0040] 在此，电池罐的缩径为，能够使用内径Dd不同的多个模，将电池罐逐渐地插入较 小内径Dd的模中，对电池罐阶段性地进行缩径。由此，能够减小通过每一个模对电池罐施 加的缩径力。因此，能够更有效地防止底部的变形，能够制造罐底部无变形的良好的外观 形 状的圆筒型电池。
[0041] 以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。图1A通过立体图来表示应用 了本发明的一个实施方式的圆筒型电池的制造方法的圆筒型电池的一个例子。图1B通过 简化的截面图来表示电池罐的构造。在图1A中，为了使电池的内部构造容易理解，而通过 截面图表示电池的一部分。在图1B中，表示电池罐勾槽之前的状态。此外，图1B中的虚线 表示底部与连接部的边界线X、以及侧壁与连接部的边界线Y。
[0042] 图示例的电池100为概念图，例如是单3形镍氢蓄电池，具备电池罐1，该电池罐1 包括圆形的底部18、具有开口端部20a的圆筒状的侧壁20、以及将底部18与侧壁20连接 的连接部22。电池罐1由导电性材料（例如，SPCC以及SPCD等冷轧钢板、或者镀镍钢板等 金属）形成。在电池罐1的内部，与碱性电解液（未图示）一起收容有包括正极12、负极 13以及隔膜14的大致圆柱状的电极群11。电极群11是在正极12以及负极13之间夹着 隔膜14地将正极12以及负极13卷绕为漩涡状而形成的。在电极群11的最外周部配置有 负极13,该负极13与电池罐1的内周壁直接接触。
[0043] 通过以上的构成，电池罐1具有作为电池100的负极外部端子的功能。在电池罐 1的开口端部的内侧，配置有由环状的绝缘材料（例如树脂）形成的垫圈2。电池罐1的开 口端部通过由导电性材料（例如金属）形成的盖板（封口板）3堵塞。封口板3通过垫圈2 与电池罐1电绝缘。在封口板3上配置有具有突起10a的正极端子板10。正极端子板10 与封口板3电连接。
[0044] 在电池罐1的侧壁的开口端部的附近，为了可靠地固定垫圈2,而沿着开口端部设 置有槽部4。槽部4是使电池罐1的侧壁向内侧凹陷而形成的。封口板3的周边部被垫圈 2从上下夹持，该垫圈2由形成槽部4的电池罐1的侧壁（槽部形成壁）、与将电池罐1的 开口端部向内侧弯曲而成的卷曲部la夹持，由此固定于电池罐1的开口端部。此外，图示 例的槽4被沿着电池罐1的轴向压缩。
[0045] 封口板3在中央部具有排气孔8。以从封口板3的外面侧堵塞该排气孔8的方式， 配置有橡胶制的圆柱状的阀体9。阀体9收容于正极端子板10上所形成的突起的内部，并 被该突起的顶部的内侧面以规定的压力朝向封口板3按压。由此，在通常时，排气孔8被阀 体9气密地封闭。另一方面，在电池罐1内产生气体而其内压提高的情况下，阀体9被气体 压所压缩，排气孔8开放，从电池罐1的内部放出气体。如此，封口板3、阀体9以及正极端 子板10形成安全阀。
[0046] 在电极群11的一端部（封口板3侧端部）与封口板3之间，配置有圆形的带有狭 缝的绝缘部件16,与正极12连接的正极引线15通过该狭缝将正极12与封口板3连接。由 此，正极端子板10与正极12电连接。在电极群11的另一端部（电池罐1的底部侧端部） 与电池罐1的底部之间，也配置有圆形的绝缘部件17。然后，电池罐1的外侧面为，除了底 部都被绝缘性的外装标签6覆盖。并且，在卷曲部la与外装标签6之间也可以配置有圆环 状的绝缘板（防止漏液板）7。
[0047] 接下来，对电池罐的缩径进行说明。图2A表示缩径装置的一个例子。图2B表示 缩径装置的其他一个例子。图2A所示的缩径装置30A具备：移动机构31，使电池100沿着 电池罐1的轴向移动；以及环状的缩径用的模32A，供由移动机构31移动的电池插入。
[0048] 移动机构31例如具有：框体31c，具有垂直部件31a以及与其两端对置配置的2个 水平部件31b;气缸33,固定于框体31c;下侧支撑部件34,与气缸33连接，与电池的底部 抵接，以一定的支撑力从下侧（底部侧）支撑电池；以及上侧支撑部件36,固定于框体31c。 电池100被下侧支撑部件34与上侧支撑部件36夹持而支撑。下侧支撑部件34的与电池 的底部抵接的部分（以下称为支承模）成为筒状，能够使其仅与缩径前的底部的周边部抵 接。或者，支承模也能够形成为与缩径前的底部的整体抵接。
[0049] 然后，移动机构31包括：电动机35,产生用于将经由下侧支撑部件34以及上侧支 撑部件36而受到框体31c支撑的电池朝向下侧压动的驱动力；以及例如滚珠丝杠37,与其 输出轴（未图示）连接。电动机35产生的旋转驱动力通过滚珠丝杠37转换为直线的向下 的驱动力。通过该向下的驱动力，支撑电池的框体31c向下移动，电池从底部侧插入模32A 中，并在模32A中朝向下方移动。在此，当将电池罐1 (侧壁20)的外径（直径）Dc的初始 值（初始外径）设为D1，将模32A的内径（最小直径）设为Dda时，Dda<D1。由此，径Dc 被缩径。此外，当将对电池罐1缩径后的所希望外径设为D2时，D2 =Dda。
[0050] 图2B所示的缩径装置30B与图2A的缩径装置30A的不同点在于，具备2个环状的 缩径用的模32B以及32C。缩径装置30B的移动机构31与缩径装置30A的移动机构同样。 模32B以及32C在电池的移动方向上同轴地排列配置，以使电池100首先向模32B中插入， 然后向模32C中插入。此外，模32B、32C，除了内径能够不同以外，还能够使用与模32A为相 同形状的模。
[0051] 当将模32B的内径设为Ddb(Ddb<D1)，将模32C的内径设为Ddc(Ddc<D1)时， Ddc<Ddb。此外，能够成为Ddc=Dda=D2。通过将电池100向2个模32B以及32C依次 插入，由此电池罐1被阶段性地缩径。由此，能够减小通过一个模对电池罐施加的缩径力。 因此，能够更有效地抑制电池罐的底部向外侧鼓出那样的变形。
[0052] 在图3A中通过用包含电池罐的中心轴的平面进行切断的截面图来表示电池罐的 连接部附近的部分。在图3B中通过截面图来表示连接部。在图3C中通过包含中心轴的平 面进行切断的截面图来表示模。
[0053] 如图3C所示，模32在内周侧的面上具有与电池罐1抵接的抵接部38。通过抵接部 38与电池罐1的连接部22抵接，来开始电池罐1的缩径。通过与抵接部38抵接而对电池 罐1开始作用缩径力F1时的电池罐1的外侧面的部分（接触开始部分）P1，在电池罐1的 轴向上，处于比底部18的周边部19的内侧面SA1更靠上侧（开口端部侧）。缩径力F1与 电池罐1的轴向向上方向的分力F3之间的角度0 1，优选为50°以上、进一步优选为60° 以上。由此，能够使缩径力F1的电池罐1的径向的分力F2变大，而使轴向的分力F3变小。
[0054] 抵接部38具有轴向的中央部朝向模32的内侧以圆弧状突出那样的截面形状。将 其顶部38a的截面形状的曲率半径设为R1。此外，将对模32的基部39和抵接部38的顶部 38a进行连接的斜部38b、与模32的轴向所成的角度设为0 2。曲率半径R1优选为电池罐 1的底部18的周边部19的厚度tl的1~5倍。角度0 2优选为3~15°。
[0055]另一方面，电池罐1的连接部22也具备具有圆弧状的轮廓线的截面形状，将其曲 率半径设为R2。更具体地说，在通过包含电池罐1的中心轴的平面来切断电池罐1的截面 图中，曲率半径R2为连接部22的电池罐1外侧的轮廓线的曲率半径。曲率半径R2优选为 底部18的周边部19的厚度tl的2倍以上、进一步优选为2~5倍。
[0056] 电池罐1在内部收容了电极群以及电解液的状态下，使其轴心与模32的轴心一 致，而从底部18侧插入模32的中空部。由此，电池罐1的连接部22与模32的抵接部38 在接触开始部分P1抵接，开始缩径装置30A(30B)对电池罐1的缩径。
[0057] 以下，对本发明的实施例进行说明。此外，本发明不限定于以下的实施例。
[0058](实施例1)
[0059] 通过使用多工位压力机对厚度为0. 5_的冷轧钢板进行深拉深加工，由此形成电 池罐。然后，在电池罐的侧壁的开口端部附近，以围绕侧壁一周的方式形成宽度1_、深度 1_的槽。对电池罐的整体实施镀镍。电池罐（侧壁）的初始外径（直径）D1为14. 2_， 底部以及侧壁的厚度为0. 3_。底部与侧壁的连接部的外侧面的曲率半径R2为0. 7_。此 外，缩径前的底部的外径（底部与连接部的边界线X描绘的圆的直径）为12.8mm。
[0060] 将在正极与负极之间夹着隔膜而层叠的部件，卷绕为漩涡状而构成电极群。将该 电极群向电池罐插入，并注入碱性电解液。然后，将兼作为正极端子的封口板，在周边部配 置垫圈而安装于电池罐的开口端部，使电池罐的开口缘向内侧卷曲，对开口端部进行封口。 如以上那样，制作10个试验用电池。
[0061] 使用图2A所示那样的、通过一个模（32A)对电池罐进行缩径的缩径装置，对10个 试验用电池的电池罐依次进行缩径。此时，下侧支撑部件34的与电池罐的底部相接的部分 (以下称为支承模），使用筒状的部件，其外径为13.5mm。支承模的内径比其小4mm。底部 的中央部不与支承申旲接触。申旲的抵接部的内径Dd为14mm，曲率半径R1为0. 3mm。缩径后 的电池罐的外径Dc成为所希望外径D2即14mm，电池罐被缩径0. 2mm。接触开始部分P1在 电池罐的轴向上，处于比内 侧面SA1(基准面）更靠上方。然后，在缩径后，将试验用电池从 缩径装置取下，对于10个试验用电池，测定了电池罐的底部由于缩径而向外侧（下侧）膨 胀的变形量。
[0062] 在变形量的测定中，使用了接触式形状测定器。更具体地说，使测定器的接触端 子（25ym的针）与电池罐的底部的外侧面接触，使其从底部中央到周边部为止以输送速度 0. 5mm/秒移动，由此得到缩径前和缩径后的底部形状。然后，使缩径前的底部形状与缩径后 的底部形状重叠，通过形状的最大差异（通常为底部中央的位移量）来测定出变形量。然 后，对10个试验用电池的变形量的平均值进行计算，由此得到底部鼓出量。
[0063](实施例2)
[0064] 使用内径为14. 1mm的第一模（32B)、以及内径为14mm的与实施例1的模（32A) 相同的第二模（32C)这2个模，按照在将试验用电池向第一模（32B)插入之后、向第二模 (32C)插入的顺序进行了缩径。除此以外，与实施例1同样地对10个试验用电池进行缩径， 并得到底部鼓出量。第一模（32B)的抵接部的曲率半径与第二模（32C)的抵接部的曲率半 径R1相同。
[0065](比较例1)
[0066] 如图4所示，除了使用了电池罐的侧壁20A的初始外径D1为14. 5mm、缩径前的底 部18A的外径为13. 1mm的试验用电池，以及接触开始部分P1在电池罐的轴向上比底部的 周边部的内侧面SA1更靠下侧以外，与实施例1同样地对10个试验用电池进行缩径，并得 到底部鼓出量。
[0067](比较例2)
[0068] 如图5所示，除了连接部22B的曲率半径（R2)为0. 4mm，以及接触开始部分P1在 电池罐的轴向上比底部的周边部的内侧面SA1更靠下侧以外，与实施例1同样地对10个试 验用电池进行缩径，并得到底部鼓出量。
[0069](比较例3)
[0070] 如图6所示，使用了连接部22C的曲率半径不相同，连接部22C与侧壁20C未正切， 罐壁在边界线折弯的电池罐。连接部22C的曲率相同的部分的曲率半径（R2)为1. 2_。此 外，接触开始部分P1在电池罐的轴向上比底部的周边部的内侧面SA1更靠下侧。除了上述 以外，与实施例1同样地对10个试验用电池进行缩径，并得到底部鼓出量。在比较例3中， 连接部的中心按照水平距离处于离侧壁的外侧面为〇. 7mm的位置。在侧壁与底部正切的情 况下，上述距离为1. 2mm。由此，在比较例3中，与侧壁与底部正切的情况相比，连接部的中 心按照水平距离处于向侧壁靠近0. 5_的位置。这种比较例3对应于如下情况：在通过深 拉深加工来制作电池罐时，根据深拉深加工的工法以及所使用的模具的不同，连接部的中 心有时向侧壁侧偏斜。
[0071] 以上的结果在表1以及表2中表不。
[0072][表1]
[0073]
[0076] 如表1以及表2所示，在实施例1以及2中，底部鼓出量为0.04mm以下，通过目视 几乎不能够确认电池罐的底面的膨胀。与此相对，在比较例1~3中，底部鼓出量为0. 22_ 以上，即使通过目视也能够确认电池罐的底面的膨胀。可以认为其原因在于：在比较例1~ 3中，接触开始部分P1在电池罐的轴向上比底部的周边部的内侧面SA1更靠下侧，因此在缩 径开始时，缩径力F1的电池罐的径向的分力F2使底部弯曲地变形。此外，缩径力F1本身 在比较例1~3中也比在实施例1以及2中变得更大，因此缩径力F1的电池罐的轴向的分 力F3也比实施例1以及2变大。作为其结果，可以认为，使电池罐的侧壁向内侧倾倒那样 的旋转力（在图3等中为逆时针方向的旋转力）作用于罐壁，因此底部鼓出量变大。
[0077] 在通过作图来求出缩径力F1从电池罐的轴向的倾斜0 1 (F3与F1之间的角度） 时，在实施例1以及2中，0 1为50°以上，而在比较例1~3中0 1为40°以下。作为其 结果，在实施例1以及2中，分力F3比分力F2变小。因此，电池罐的罐壁在图3等中不向 逆时针方向旋转，因此可以认为能够防止电池罐的底部的膨胀。此外，可以认为0 1更优选 为60°以上。
[0078] 此外，使用两个模对电池罐每次0. 1mm而阶段性地缩径的实施例2,与使用一个模 通过1次加工而缩径0.2mm的实施例1相比，底部鼓出量较小。可以认为，在使用多个模而 阶段性地缩径的情况下，电池罐从每一个模受到的外力变小，因此能够更有效地防止电池 罐的底面的膨胀。然而，通过目视，在两者之间未确认到差异。如以上那样，通过使接触开 始部分P1在电池罐的轴向上比底部的周边部的内侧面SA1更靠上侧，由此在对圆筒型电池 进行缩径时，能够确认电池罐的底部不会以向外侧鼓出的方式变形，能够得到良好的外观 形状的电池。
[0079] 在比较例1中，缩径前的电池罐的外径（直径）为14. 5mm，比实施例1等大，因此 电池罐的底部附近的空间扩大，能够容易地将电极群向电池罐插入。特别是，处于电极群的 最外周的电极为，当电池罐的底部附近的空间不扩大时，电极会折弯，作为其结果，产生短 路不良、活性物质的脱落导致的容量降低。通过使电池罐的外径成为14. 5_，能够避免这种 不良情况。此外，在向电池罐注入电解液时，由于电极群与电池罐之间的间隙较大，因此能 够容易地使电解液向电极群浸透。此外，还能够容易地防止电解液向电池罐外泄漏。此外， 在比较例2中，通过减小连接部的曲率半径R2,能够扩大电池罐的底部附近的空间，因此能 够容易地将电极群向电池罐插入。
[0080] 工业上的可利用性
[0081] 根据本发明，通过至少满足接触开始部分与电池罐的底部的周边部的内侧面相 比、在电池罐的轴向上处于电池罐的开口端部侧的位置这种条件，由此能够抑制对电池罐 进行缩径时的电池罐的底部的变形。由此，能够稳定地制造所希望形状以及尺寸的圆筒型 电池。此外，在使用内径不同的多个模对电池罐阶段性地进行缩径时，在各个模实际与电池 罐接触时，满足上述条件即可。
[0082]与在当前时刻的优选实施方式相关地对本发明进行了说明，但不能限定地解释这 种公开。通过阅读上述公开，本发明所属技术领域的本领域技术人员，能够无错误地明确各 种变形以及改变。由此，附加的请求范围应解释为包括不脱离本发明的真正精神以及范围 的全部变形以及改变。
[0083]符号的说明
[0084] 1…电池罐，2…垫圈，3…封口板，4…槽部，6…外装标签，8…孔，9…阀体，10…正 极端子板，1〇〇…电池，l〇a…突起，11…电极群，12…正极，13…负极，14…隔膜，15…正极引 线，16…绝缘部件，17…绝缘部件，18、18八、188、180..底部，19...周边部，20、2(^、2(?、200.. 侧壁，20a…开口端部，22、22八、228、220..连接部，3(^，3(^..缩径装置，31~移动机构，32、 32A、32B、32C…模，33…气缸，35…电动机，38…抵接部，Rl、R2…曲率半径，D1…初始外径， P1…接触开始部分，SA1…内侧面，F1…缩径力，F2、F3…分力。
【主权项】
1. 一种圆筒型电池的制造方法，是制造具备包括正极、负极以及隔膜的电极群以及收 容上述电极群的电池罐的圆筒型电池的方法，其中， 上述电池罐包括圆形的底部、具有开口端部的圆筒状的侧壁、以及上述底部与上述侧 壁的连接部， 该圆筒型电池的制造方法具备： 在将上述电极群插入上述电池罐之后，将上述侧壁的外径Dc从初始外径Dl开始进行 缩径的工序（a)， 上述工序（a)包括：将上述电池罐从上述底部侧插入内径Dd比上述初始外径Dl小的 环状的模中的工序（al);以及通过使上述模向上述开口端部的方向相对地移动，由此对上 述电池罐施加缩径力的工序（a2)， 上述模与上述电池罐接触而开始施加上述缩径力时的接触开始部分，在上述连接部中 处于比上述底部的周边部的内侧面更靠上述电池罐的轴向的上述开口端部侧的位置。2. 如权利要求1记载的圆筒型电池的制造方法，其中， 使用上述内径Dd不同的多个上述模，阶段性地对上述侧壁的上述外径Dc进行缩径。
【专利摘要】本发明为一种圆筒型电池的制造方法，电池的电池罐包括圆形的底部、具有开口端部的圆筒状的侧壁、以及底部与上述侧壁的连接部，该制造方法具备在将电极群插入电池罐之后，将侧壁的外径Dc从初始外径D1开始进行缩径的工序(a)，工序(a)包括：将电池罐从底部侧插入内径Dd比外径D1小的环状模中的工序(a1)；以及使模向开口端部的方向相对移动，由此对电池罐施加缩径力的工序(a2)，模与电池罐接触而开始施加缩径力时的接触开始部分，在连接部中处于比底部的周边部的内侧面更靠电池罐的轴向的开口端部侧的位置。
【IPC分类】H01M10/04, H01M2/02
【公开号】CN104885253
【申请号】CN201480003681
【发明人】大塚正雄, 米山聪, 后藤浩之
【申请人】松下知识产权经营株式会社
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2014年3月10日
【公告号】WO2014156002A1
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种圆筒型电池的制造方法，特别涉及使电池的高容量化变得容易的 圆筒型电池的制造方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，在电子设备的无绳化迅速发展过程中，作为这些电子设备的电源，对小 型、轻量、且具有高能量密度的二次电池的期望逐渐提高。以往，这种电池如下那样构成：将 正极和负极在两者间夹有隔膜地卷绕为漩涡状而构成电极群，将电极群收纳在金属制的电 池罐（电池壳体）中，在向该电池壳体中注入规定量的电解液之后，通过兼作正极以及负极 的任一极的端子的封口板将电池壳体的上部封闭而构成。
[0003] 另一方面，为了使电极群容易向电池罐插入来提高生产率，而使电极群的外径比 电池罐的内径小某种程度，使两者之间产生间隙。在该情况下，当将该间隙保持原样地放置 时，有时卷绕的电极群产生松弛，电池性能降低。因此，在将电极群向电池罐插入之后，将电 池罐的直径缩径（参照专利文献1以及2)。
[0004] 先行技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:日本特开昭57-130368号公报
[0007] 专利文献2:日本特开平7-314056号公报
【发明内容】
[0008] 发明要解决的课题
[0009] 在专利文献1中，通过将电池罐从下侧（底部侧）插入到内径比电池罐的初始外 径小的圆筒状的模中，由此将电池罐缩径到所希望的外径。因此，当电池罐的侧壁的下部与 模接触而电池罐的缩径开始时，由于电池罐被缩径时的变形，有时电池罐以底部外表面向 外侧膨胀的方式变形。作为其结果，不能够将电池形状形成为所希望形状，并且也难以将电 池高度管理为所希望的高度。
[0010] 专利文献2为，使用环状的模，通过与专利文献1同样的方法使电池罐缩径，并且 通过从下侧将支承模按压于电池罐的底部，由此防止缩径时的电池罐的不希望的变形。
[0011] 在专利文献2中，将支承模按压在电池罐的底部的周边部（参照专利文献2的图 2)，因此能够抑制该部分向外侧（下侧）膨胀。然而，在缩径时对电池罐的底部作用的变形 力较大的情况下，不能够抑制底部的中央部向外侧膨胀。
[0012] 对于上述问题点，也可以考虑通过从下侧将支承模按压在底部的整体，由此抑制 底部的中央部向外侧膨胀。然而，当从下侧将支承模按压在底部的整体时，缩径的变形有时 不向底部向外侧膨胀的方向作用、而向底部向内侧凹陷的方向作用。作为其结果，与底部向 外侧膨胀的情况同样，产生电池的外观不良，并且产生将电池安装于规定设备的情况下的 触点不良等课题。
[0013] 并且，也可以考虑之后对底部产生的变形进行矫正。然而，即使暂时在之后对产生 的变形进行矫正，也难以得到精度较高的平面。
[0014] 用于解决课题的手段
[0015] 本发明涉及一种圆筒型电池的制造方法，是制造具备包括正极、负极以及隔膜的 电极群以及收容上述电极群的电池罐的圆筒型电池的方法，
[0016] 上述电池罐包括圆形的底部、具有开口端部的圆筒状的侧壁、以及上述底部与上 述侧壁的连接部，
[0017] 该圆筒型电池的制造方法具备在将上述电极群插入上述电池罐之后，将上述侧壁 的外径Dc从初始外径D1开始进行缩径的工序（a)，
[0018] 上述工序（a)包括：将上述电池罐从上述底部侧插入内径Dd比上述初始外径D1 小的环状的模中的工序（al);以及通过使上述模向上述开口端部的方向相对地移动，由此 对上述电池罐施加缩径力的工序（a2)，
[0019] 上述模与上述电池罐接触而开始施加上述缩径力时的接触开始部分，在上述连接 部中处于比上述底部的周边部的内侧面更靠上述电池罐的轴向的上述开口端部侧的位置。
[0020] 发明的效果
[0021] 根据本发明，能够提供一种圆筒型电池的制造方法，能够简单并且有效地抑制对 电池罐进行缩径时的底部的变形。
[0022] 将本发明的新的特征记载于附加的请求范围中，本发明涉及结构以及内容这双 方，与本发明的其他目的以及特征一起，可以通过以下的参照附图而进行的详细说明能够 更好地理解。
【附图说明】
[0023] 图1A是表示通过本发明的一个实施方式的圆筒型电池的制造方法制造的电池的 一个例子的局部截面图。
[0024] 图1B是图1A的电池所使用的电池罐的截面图。
[0025] 图2A是表示对图1的圆筒型电池进行缩径的缩径装置的一个例子的概略构成的 主视图。
[0026] 图2B是表示对图1的圆筒型电池进行缩径的缩径装置的其他一个例子的概略构 成的主视图。
[0027] 图3A是表示通过本发明的一个实施方式的制造方法对圆筒型电池进行缩径时的 电池罐的底部与缩径用的模之间的位置关系的电池罐以及模的截面图。
[0028] 图3B是从图3A中仅将电池罐的底部与侧壁的连接部取出而表示的截面图。
[0029] 图3C是通过包含中心轴的平面将模切断的截面图。
[0030] 图4是表示对比较例1的圆筒型电池进行缩径时的电池罐的底部与缩径用的模之 间的位置关系的电池罐以及模的截面图。
[0031] 图5是表示对比较例2的圆筒型电池进行缩径时的电池罐的底部与缩径用的模之 间的位置关系的电池罐以及模的截面图。
[0032] 图6是表示对比较例3的圆筒型电池进行缩径时的电池罐的底部与缩径用的模之 间的位置关系的电池罐以及模的截面图。
【具体实施方式】
[0033] 本发明涉及具备包括正极、负极以及隔膜的电极群、以及收容该电极群的电池罐 的电池的方法。在此，电池罐包括圆形的底部、具有开口端部的圆筒状的侧壁、以及底部与 侧壁的连接部。连接部构成从与电池罐的底部之间的边界线的开始弯曲的位置起到与侧壁 之间的边界线的弯曲结束的位置。并且，本发明的制造方法具备在将电极群插入电池罐之 后，将侧壁的外径Dc从初始外径D1起缩径到例如所希望外径D2的工序（a)。
[0034] 上述工序（a)包括：将电池罐从底部侦_入内径Dd比初始外径D1小的环状的模 中的工序（al);以及使模在电池罐的侧壁的开口端部的方向上相对移动，由此对电池罐施 加缩径力的工序（a2)。
[0035] 如图3A所示那样，模与电池罐接触而开始施加缩径力时的接触开始部分P1，在连 接部（22)中、处于比底部的周边部（19)的内侧面SA1更靠电池罐的轴向的开口端部侧的 位置。根据本发明，接触开始部分P1处于那样的位置，由此通过用于对电池罐的侧壁进行 缩径的缩径力F1的沿着电池罐的径向的分力F2,能够有效地对电池罐的侧壁进行缩径，并 且能够抑制底部以弯曲的方式变形。作为其结果，能够防止底部向外侧（下侧）膨胀、或者 向内侧凹陷。并且，还能够容易使缩径力F1的沿着电池罐的轴向的分力F3减小，因此能 够抑制电池罐的侧壁以向内侧倾倒的方式旋转，并能够防止由于该旋转力而底部向外侧膨 胀。此时，当将连接部的曲率半径设为R2 (参照图3B)、将底部的周边部的厚度设为tl时， 曲率半径R2优选为厚度tl的2倍以上。
[0036] 对以上内容进行详细说明。如图3A所示那样，当接触开始部分P1处于比内侧面 SA1更靠上侧时，从缩径的开始时刻起，基于模的缩径力F1的电池罐的径向的分力F2,以不 与电池罐的底部重叠、而有效地对电池罐的侧壁进行缩径的方式作用。由此，抑制分力F2 从外周侧按压圆形的底部。由此，能够防止底部弯曲而以向电池罐的外侧膨胀或者向内侧 凹陷的方式变形。
[0037] 此外，容易增大缩径力F1的与电池罐的轴向平行的分力F3与F1之间的角度0 1， 因此容易使分力F3小于分力F2。作为其结果，能够减小使侧壁向电池罐的侧壁向内侧倾倒 的方向（在图3A为逆时针方向）旋转的旋转力。由此，能够防止由于该旋转力而电池罐的 底部以向外侧膨胀的方式变形。
[0038] 此外，通过支承模从下侧抑制底部由此来防止底部膨胀的方法，容易受到罐壁的 厚度、罐壁材料的硬度、以及模与罐表面之间的摩擦力等其他重要因素的影响。当这些重要 因素存在变动时，在缩径时要使底部膨胀的力也可能变大。然后，当这种变形力变得大于假 定以上时，仅通过利用支承模进行按压，有时不能够抑制底部膨胀、或者底部代替向外侧膨 胀而以向内侧凹陷的方式变形。
[0039] 由于接触开始部分P1处于比内侧面SA1更靠上侧，因此即使缩径力F1本身变得 大于假定以上，并与其相对应地电池罐的径向的分力F2也变大，分力F2也在不与电池罐的 底部重叠的位置进行作用。因此，能够与上述其他重要因素无关地，抑制底部的膨胀，并且 有效且稳定地对电池罐的侧壁进行缩径。作为其结果，能够稳定地制造成为良好的外观形 状的圆筒型电池。
[0040] 在此，电池罐的缩径为，能够使用内径Dd不同的多个模，将电池罐逐渐地插入较 小内径Dd的模中，对电池罐阶段性地进行缩径。由此，能够减小通过每一个模对电池罐施 加的缩径力。因此，能够更有效地防止底部的变形，能够制造罐底部无变形的良好的外观 形 状的圆筒型电池。
[0041] 以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。图1A通过立体图来表示应用 了本发明的一个实施方式的圆筒型电池的制造方法的圆筒型电池的一个例子。图1B通过 简化的截面图来表示电池罐的构造。在图1A中，为了使电池的内部构造容易理解，而通过 截面图表示电池的一部分。在图1B中，表示电池罐勾槽之前的状态。此外，图1B中的虚线 表示底部与连接部的边界线X、以及侧壁与连接部的边界线Y。
[0042] 图示例的电池100为概念图，例如是单3形镍氢蓄电池，具备电池罐1，该电池罐1 包括圆形的底部18、具有开口端部20a的圆筒状的侧壁20、以及将底部18与侧壁20连接 的连接部22。电池罐1由导电性材料（例如，SPCC以及SPCD等冷轧钢板、或者镀镍钢板等 金属）形成。在电池罐1的内部，与碱性电解液（未图示）一起收容有包括正极12、负极 13以及隔膜14的大致圆柱状的电极群11。电极群11是在正极12以及负极13之间夹着 隔膜14地将正极12以及负极13卷绕为漩涡状而形成的。在电极群11的最外周部配置有 负极13,该负极13与电池罐1的内周壁直接接触。
[0043] 通过以上的构成，电池罐1具有作为电池100的负极外部端子的功能。在电池罐 1的开口端部的内侧，配置有由环状的绝缘材料（例如树脂）形成的垫圈2。电池罐1的开 口端部通过由导电性材料（例如金属）形成的盖板（封口板）3堵塞。封口板3通过垫圈2 与电池罐1电绝缘。在封口板3上配置有具有突起10a的正极端子板10。正极端子板10 与封口板3电连接。
[0044] 在电池罐1的侧壁的开口端部的附近，为了可靠地固定垫圈2,而沿着开口端部设 置有槽部4。槽部4是使电池罐1的侧壁向内侧凹陷而形成的。封口板3的周边部被垫圈 2从上下夹持，该垫圈2由形成槽部4的电池罐1的侧壁（槽部形成壁）、与将电池罐1的 开口端部向内侧弯曲而成的卷曲部la夹持，由此固定于电池罐1的开口端部。此外，图示 例的槽4被沿着电池罐1的轴向压缩。
[0045] 封口板3在中央部具有排气孔8。以从封口板3的外面侧堵塞该排气孔8的方式， 配置有橡胶制的圆柱状的阀体9。阀体9收容于正极端子板10上所形成的突起的内部，并 被该突起的顶部的内侧面以规定的压力朝向封口板3按压。由此，在通常时，排气孔8被阀 体9气密地封闭。另一方面，在电池罐1内产生气体而其内压提高的情况下，阀体9被气体 压所压缩，排气孔8开放，从电池罐1的内部放出气体。如此，封口板3、阀体9以及正极端 子板10形成安全阀。
[0046] 在电极群11的一端部（封口板3侧端部）与封口板3之间，配置有圆形的带有狭 缝的绝缘部件16,与正极12连接的正极引线15通过该狭缝将正极12与封口板3连接。由 此，正极端子板10与正极12电连接。在电极群11的另一端部（电池罐1的底部侧端部） 与电池罐1的底部之间，也配置有圆形的绝缘部件17。然后，电池罐1的外侧面为，除了底 部都被绝缘性的外装标签6覆盖。并且，在卷曲部la与外装标签6之间也可以配置有圆环 状的绝缘板（防止漏液板）7。
[0047] 接下来，对电池罐的缩径进行说明。图2A表示缩径装置的一个例子。图2B表示 缩径装置的其他一个例子。图2A所示的缩径装置30A具备：移动机构31，使电池100沿着 电池罐1的轴向移动；以及环状的缩径用的模32A，供由移动机构31移动的电池插入。
[0048] 移动机构31例如具有：框体31c，具有垂直部件31a以及与其两端对置配置的2个 水平部件31b;气缸33,固定于框体31c;下侧支撑部件34,与气缸33连接，与电池的底部 抵接，以一定的支撑力从下侧（底部侧）支撑电池；以及上侧支撑部件36,固定于框体31c。 电池100被下侧支撑部件34与上侧支撑部件36夹持而支撑。下侧支撑部件34的与电池 的底部抵接的部分（以下称为支承模）成为筒状，能够使其仅与缩径前的底部的周边部抵 接。或者，支承模也能够形成为与缩径前的底部的整体抵接。
[0049] 然后，移动机构31包括：电动机35,产生用于将经由下侧支撑部件34以及上侧支 撑部件36而受到框体31c支撑的电池朝向下侧压动的驱动力；以及例如滚珠丝杠37,与其 输出轴（未图示）连接。电动机35产生的旋转驱动力通过滚珠丝杠37转换为直线的向下 的驱动力。通过该向下的驱动力，支撑电池的框体31c向下移动，电池从底部侧插入模32A 中，并在模32A中朝向下方移动。在此，当将电池罐1 (侧壁20)的外径（直径）Dc的初始 值（初始外径）设为D1，将模32A的内径（最小直径）设为Dda时，Dda<D1。由此，径Dc 被缩径。此外，当将对电池罐1缩径后的所希望外径设为D2时，D2 =Dda。
[0050] 图2B所示的缩径装置30B与图2A的缩径装置30A的不同点在于，具备2个环状的 缩径用的模32B以及32C。缩径装置30B的移动机构31与缩径装置30A的移动机构同样。 模32B以及32C在电池的移动方向上同轴地排列配置，以使电池100首先向模32B中插入， 然后向模32C中插入。此外，模32B、32C，除了内径能够不同以外，还能够使用与模32A为相 同形状的模。
[0051] 当将模32B的内径设为Ddb(Ddb<D1)，将模32C的内径设为Ddc(Ddc<D1)时， Ddc<Ddb。此外，能够成为Ddc=Dda=D2。通过将电池100向2个模32B以及32C依次 插入，由此电池罐1被阶段性地缩径。由此，能够减小通过一个模对电池罐施加的缩径力。 因此，能够更有效地抑制电池罐的底部向外侧鼓出那样的变形。
[0052] 在图3A中通过用包含电池罐的中心轴的平面进行切断的截面图来表示电池罐的 连接部附近的部分。在图3B中通过截面图来表示连接部。在图3C中通过包含中心轴的平 面进行切断的截面图来表示模。
[0053] 如图3C所示，模32在内周侧的面上具有与电池罐1抵接的抵接部38。通过抵接部 38与电池罐1的连接部22抵接，来开始电池罐1的缩径。通过与抵接部38抵接而对电池 罐1开始作用缩径力F1时的电池罐1的外侧面的部分（接触开始部分）P1，在电池罐1的 轴向上，处于比底部18的周边部19的内侧面SA1更靠上侧（开口端部侧）。缩径力F1与 电池罐1的轴向向上方向的分力F3之间的角度0 1，优选为50°以上、进一步优选为60° 以上。由此，能够使缩径力F1的电池罐1的径向的分力F2变大，而使轴向的分力F3变小。
[0054] 抵接部38具有轴向的中央部朝向模32的内侧以圆弧状突出那样的截面形状。将 其顶部38a的截面形状的曲率半径设为R1。此外，将对模32的基部39和抵接部38的顶部 38a进行连接的斜部38b、与模32的轴向所成的角度设为0 2。曲率半径R1优选为电池罐 1的底部18的周边部19的厚度tl的1~5倍。角度0 2优选为3~15°。
[0055]另一方面，电池罐1的连接部22也具备具有圆弧状的轮廓线的截面形状，将其曲 率半径设为R2。更具体地说，在通过包含电池罐1的中心轴的平面来切断电池罐1的截面 图中，曲率半径R2为连接部22的电池罐1外侧的轮廓线的曲率半径。曲率半径R2优选为 底部18的周边部19的厚度tl的2倍以上、进一步优选为2~5倍。
[0056] 电池罐1在内部收容了电极群以及电解液的状态下，使其轴心与模32的轴心一 致，而从底部18侧插入模32的中空部。由此，电池罐1的连接部22与模32的抵接部38 在接触开始部分P1抵接，开始缩径装置30A(30B)对电池罐1的缩径。
[0057] 以下，对本发明的实施例进行说明。此外，本发明不限定于以下的实施例。
[0058](实施例1)
[0059] 通过使用多工位压力机对厚度为0. 5_的冷轧钢板进行深拉深加工，由此形成电 池罐。然后，在电池罐的侧壁的开口端部附近，以围绕侧壁一周的方式形成宽度1_、深度 1_的槽。对电池罐的整体实施镀镍。电池罐（侧壁）的初始外径（直径）D1为14. 2_， 底部以及侧壁的厚度为0. 3_。底部与侧壁的连接部的外侧面的曲率半径R2为0. 7_。此 外，缩径前的底部的外径（底部与连接部的边界线X描绘的圆的直径）为12.8mm。
[0060] 将在正极与负极之间夹着隔膜而层叠的部件，卷绕为漩涡状而构成电极群。将该 电极群向电池罐插入，并注入碱性电解液。然后，将兼作为正极端子的封口板，在周边部配 置垫圈而安装于电池罐的开口端部，使电池罐的开口缘向内侧卷曲，对开口端部进行封口。 如以上那样，制作10个试验用电池。
[0061] 使用图2A所示那样的、通过一个模（32A)对电池罐进行缩径的缩径装置，对10个 试验用电池的电池罐依次进行缩径。此时，下侧支撑部件34的与电池罐的底部相接的部分 (以下称为支承模），使用筒状的部件，其外径为13.5mm。支承模的内径比其小4mm。底部 的中央部不与支承申旲接触。申旲的抵接部的内径Dd为14mm，曲率半径R1为0. 3mm。缩径后 的电池罐的外径Dc成为所希望外径D2即14mm，电池罐被缩径0. 2mm。接触开始部分P1在 电池罐的轴向上，处于比内 侧面SA1(基准面）更靠上方。然后，在缩径后，将试验用电池从 缩径装置取下，对于10个试验用电池，测定了电池罐的底部由于缩径而向外侧（下侧）膨 胀的变形量。
[0062] 在变形量的测定中，使用了接触式形状测定器。更具体地说，使测定器的接触端 子（25ym的针）与电池罐的底部的外侧面接触，使其从底部中央到周边部为止以输送速度 0. 5mm/秒移动，由此得到缩径前和缩径后的底部形状。然后，使缩径前的底部形状与缩径后 的底部形状重叠，通过形状的最大差异（通常为底部中央的位移量）来测定出变形量。然 后，对10个试验用电池的变形量的平均值进行计算，由此得到底部鼓出量。
[0063](实施例2)
[0064] 使用内径为14. 1mm的第一模（32B)、以及内径为14mm的与实施例1的模（32A) 相同的第二模（32C)这2个模，按照在将试验用电池向第一模（32B)插入之后、向第二模 (32C)插入的顺序进行了缩径。除此以外，与实施例1同样地对10个试验用电池进行缩径， 并得到底部鼓出量。第一模（32B)的抵接部的曲率半径与第二模（32C)的抵接部的曲率半 径R1相同。
[0065](比较例1)
[0066] 如图4所示，除了使用了电池罐的侧壁20A的初始外径D1为14. 5mm、缩径前的底 部18A的外径为13. 1mm的试验用电池，以及接触开始部分P1在电池罐的轴向上比底部的 周边部的内侧面SA1更靠下侧以外，与实施例1同样地对10个试验用电池进行缩径，并得 到底部鼓出量。
[0067](比较例2)
[0068] 如图5所示，除了连接部22B的曲率半径（R2)为0. 4mm，以及接触开始部分P1在 电池罐的轴向上比底部的周边部的内侧面SA1更靠下侧以外，与实施例1同样地对10个试 验用电池进行缩径，并得到底部鼓出量。
[0069](比较例3)
[0070] 如图6所示，使用了连接部22C的曲率半径不相同，连接部22C与侧壁20C未正切， 罐壁在边界线折弯的电池罐。连接部22C的曲率相同的部分的曲率半径（R2)为1. 2_。此 外，接触开始部分P1在电池罐的轴向上比底部的周边部的内侧面SA1更靠下侧。除了上述 以外，与实施例1同样地对10个试验用电池进行缩径，并得到底部鼓出量。在比较例3中， 连接部的中心按照水平距离处于离侧壁的外侧面为〇. 7mm的位置。在侧壁与底部正切的情 况下，上述距离为1. 2mm。由此，在比较例3中，与侧壁与底部正切的情况相比，连接部的中 心按照水平距离处于向侧壁靠近0. 5_的位置。这种比较例3对应于如下情况：在通过深 拉深加工来制作电池罐时，根据深拉深加工的工法以及所使用的模具的不同，连接部的中 心有时向侧壁侧偏斜。
[0071] 以上的结果在表1以及表2中表不。
[0072][表1]
[0073]
[0076] 如表1以及表2所示，在实施例1以及2中，底部鼓出量为0.04mm以下，通过目视 几乎不能够确认电池罐的底面的膨胀。与此相对，在比较例1~3中，底部鼓出量为0. 22_ 以上，即使通过目视也能够确认电池罐的底面的膨胀。可以认为其原因在于：在比较例1~ 3中，接触开始部分P1在电池罐的轴向上比底部的周边部的内侧面SA1更靠下侧，因此在缩 径开始时，缩径力F1的电池罐的径向的分力F2使底部弯曲地变形。此外，缩径力F1本身 在比较例1~3中也比在实施例1以及2中变得更大，因此缩径力F1的电池罐的轴向的分 力F3也比实施例1以及2变大。作为其结果，可以认为，使电池罐的侧壁向内侧倾倒那样 的旋转力（在图3等中为逆时针方向的旋转力）作用于罐壁，因此底部鼓出量变大。
[0077] 在通过作图来求出缩径力F1从电池罐的轴向的倾斜0 1 (F3与F1之间的角度） 时，在实施例1以及2中，0 1为50°以上，而在比较例1~3中0 1为40°以下。作为其 结果，在实施例1以及2中，分力F3比分力F2变小。因此，电池罐的罐壁在图3等中不向 逆时针方向旋转，因此可以认为能够防止电池罐的底部的膨胀。此外，可以认为0 1更优选 为60°以上。
[0078] 此外，使用两个模对电池罐每次0. 1mm而阶段性地缩径的实施例2,与使用一个模 通过1次加工而缩径0.2mm的实施例1相比，底部鼓出量较小。可以认为，在使用多个模而 阶段性地缩径的情况下，电池罐从每一个模受到的外力变小，因此能够更有效地防止电池 罐的底面的膨胀。然而，通过目视，在两者之间未确认到差异。如以上那样，通过使接触开 始部分P1在电池罐的轴向上比底部的周边部的内侧面SA1更靠上侧，由此在对圆筒型电池 进行缩径时，能够确认电池罐的底部不会以向外侧鼓出的方式变形，能够得到良好的外观 形状的电池。
[0079] 在比较例1中，缩径前的电池罐的外径（直径）为14. 5mm，比实施例1等大，因此 电池罐的底部附近的空间扩大，能够容易地将电极群向电池罐插入。特别是，处于电极群的 最外周的电极为，当电池罐的底部附近的空间不扩大时，电极会折弯，作为其结果，产生短 路不良、活性物质的脱落导致的容量降低。通过使电池罐的外径成为14. 5_，能够避免这种 不良情况。此外，在向电池罐注入电解液时，由于电极群与电池罐之间的间隙较大，因此能 够容易地使电解液向电极群浸透。此外，还能够容易地防止电解液向电池罐外泄漏。此外， 在比较例2中，通过减小连接部的曲率半径R2,能够扩大电池罐的底部附近的空间，因此能 够容易地将电极群向电池罐插入。
[0080] 工业上的可利用性
[0081] 根据本发明，通过至少满足接触开始部分与电池罐的底部的周边部的内侧面相 比、在电池罐的轴向上处于电池罐的开口端部侧的位置这种条件，由此能够抑制对电池罐 进行缩径时的电池罐的底部的变形。由此，能够稳定地制造所希望形状以及尺寸的圆筒型 电池。此外，在使用内径不同的多个模对电池罐阶段性地进行缩径时，在各个模实际与电池 罐接触时，满足上述条件即可。
[0082]与在当前时刻的优选实施方式相关地对本发明进行了说明，但不能限定地解释这 种公开。通过阅读上述公开，本发明所属技术领域的本领域技术人员，能够无错误地明确各 种变形以及改变。由此，附加的请求范围应解释为包括不脱离本发明的真正精神以及范围 的全部变形以及改变。
[0083]符号的说明
[0084] 1…电池罐，2…垫圈，3…封口板，4…槽部，6…外装标签，8…孔，9…阀体，10…正 极端子板，1〇〇…电池，l〇a…突起，11…电极群，12…正极，13…负极，14…隔膜，15…正极引 线，16…绝缘部件，17…绝缘部件，18、18八、188、180..底部，19...周边部，20、2(^、2(?、200.. 侧壁，20a…开口端部，22、22八、228、220..连接部，3(^，3(^..缩径装置，31~移动机构，32、 32A、32B、32C…模，33…气缸，35…电动机，38…抵接部，Rl、R2…曲率半径，D1…初始外径， P1…接触开始部分，SA1…内侧面，F1…缩径力，F2、F3…分力。
【主权项】
1. 一种圆筒型电池的制造方法，是制造具备包括正极、负极以及隔膜的电极群以及收 容上述电极群的电池罐的圆筒型电池的方法，其中， 上述电池罐包括圆形的底部、具有开口端部的圆筒状的侧壁、以及上述底部与上述侧 壁的连接部， 该圆筒型电池的制造方法具备： 在将上述电极群插入上述电池罐之后，将上述侧壁的外径Dc从初始外径Dl开始进行 缩径的工序（a)， 上述工序（a)包括：将上述电池罐从上述底部侧插入内径Dd比上述初始外径Dl小的 环状的模中的工序（al);以及通过使上述模向上述开口端部的方向相对地移动，由此对上 述电池罐施加缩径力的工序（a2)， 上述模与上述电池罐接触而开始施加上述缩径力时的接触开始部分，在上述连接部中 处于比上述底部的周边部的内侧面更靠上述电池罐的轴向的上述开口端部侧的位置。2. 如权利要求1记载的圆筒型电池的制造方法，其中， 使用上述内径Dd不同的多个上述模，阶段性地对上述侧壁的上述外径Dc进行缩径。
【专利摘要】本发明为一种圆筒型电池的制造方法，电池的电池罐包括圆形的底部、具有开口端部的圆筒状的侧壁、以及底部与上述侧壁的连接部，该制造方法具备在将电极群插入电池罐之后，将侧壁的外径Dc从初始外径D1开始进行缩径的工序(a)，工序(a)包括：将电池罐从底部侧插入内径Dd比外径D1小的环状模中的工序(a1)；以及使模向开口端部的方向相对移动，由此对电池罐施加缩径力的工序(a2)，模与电池罐接触而开始施加缩径力时的接触开始部分，在连接部中处于比底部的周边部的内侧面更靠电池罐的轴向的开口端部侧的位置。
【IPC分类】H01M10/04, H01M2/02
【公开号】CN104885253
【申请号】CN201480003681
【发明人】大塚正雄, 米山聪, 后藤浩之
【申请人】松下知识产权经营株式会社
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2014年3月10日
【公告号】WO2014156002A1
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