密封垫圈及筒形电池的制作方法

本发明涉及一种密封垫圈及筒形电池。

背景技术：

1、作为具备密封垫圈的筒形电池的一个示例，列举出普通lr6型的碱性电池。图1示出了碱性电池1的内部结构。图1示出了将圆筒轴100的延长方向作为上下(纵)方向时碱性电池1的纵向剖面。如图1所示，碱性电池1由有底筒状的金属电池罐2、以环状成型的正极混合物3、在该正极混合物3内侧设置的有底圆筒状的隔膜4，含有锌合金且填充于隔膜4内侧的负极凝胶5、由插入该负极凝胶5中的棒状金属形成的负极集电环6、盘状的金属负极端子板7、由树脂制成的密封垫圈120等构成。

2、在该结构中，正极混合物3、隔膜4和负极凝胶5在电解液存在下形成碱性电池1的发电元件。另外，为方便描述，在下文中，将以电池罐2的底部侧作为下方来规定上下方向。此外，将与所述上下方向正交而向外的方向规定为放射方向。这两个方向表示为了方便而确定的相对方向的关系。

3、电池罐2通过与正极混合物3直接接触，作为电池壳体和正极集电体发挥功能。而且，在电池罐2的底面形成有正极端子8。盘状的负极端子板7是具有凸缘状边缘的盘状，其在以正极端子8为下方时，以将该盘体倒扣的状态，经由密封垫圈120嵌装在电池罐2的开口端。

4、插入到负极凝胶5中的棒状的负极集电环6的上端焊接到盘状的负极端子板7的下表面。另外，负极端子板7是用于封闭电池罐2的开口的密封板，负极端子板7、负极集电环6和密封垫圈120，作为密封体而预先组合成一体。而且，通过将该密封体插入电池罐2内并且对电池罐2的开口端进行向内缩径加工，密封垫圈120被铆接。即，密封垫圈120被夹持在电池罐2的内面与负极端子板7的边缘之间，电池罐2以密闭状态被密封。

5、图2是表示密封垫圈120的构造的图，以配置在电池罐2内的状态规定密封垫圈120的上下方向。而且，在图2中，将向电池罐2的开口端铆接之前的密封垫圈120的形状以纵向剖视图示出。密封垫圈120是在圆盘的周围具有向上方立设的壁面(以下，有时称为外周部24)的杯状，圆盘的中心成为具备压入负极集电环6的中空部(以下，有时称为凸台孔22)的圆筒状的凸台部21。而且，当密封垫圈120被组装到电池罐2内时，通过从凸台部21的外周到圆盘的周缘的膜状的部分(以下，有时称为隔壁部23)来密闭电池罐2中的发电元件的容纳空间，电池罐2的内部被上下分隔。

6、另外，作为电池罐2的密封顺序，首先，将负极端子板7、负极集电环6以及密封垫圈120作为密封体而预先组合成一体。接着，以在电池罐2的上端侧形成的卷边部9为座，将密封垫圈120配置在电池罐2内，用包括密封垫圈120、负极端子板7和负极集电环6的密封体覆盖电池罐2的开口。然后，对电池罐2的开口端进行缩径加工，对电池罐2进行密封。

7、在密封垫圈120的隔壁部23上形成有与外周部24构成同心圆的槽。例如，在隔壁部23的里表面的一部分上，形成有槽状的薄壁部25，该薄壁部25在电池罐2内的压力异常升高时先行破断，并最终使导致该内压的、电池罐2内的气体经由负极端子板7上设置的排气孔10(参照图1)排放到大气中，即作为防爆安全机构发挥功能。

8、另外，在密封垫圈120的隔壁部23上，设置有应力缓冲部130，该应力缓冲部130吸收在电池罐2密封时对电池罐2的开口端进行缩径加工时、施加在密封垫圈120上的放射内方向的应力。应力缓冲部130具有使隔壁部23的一部分弯曲而成的纵向剖面形状，在应力沿放射内方向施加于隔壁部23时，使隔壁部23的圆盘形状均匀地变形，起到抑制由应力的不均导致的薄壁部25的非本意破断的功能。

9、应力缓冲部130的应力缓冲功能由密封垫圈120的隔壁部23的纵向剖面形状提供。在图2所示的密封垫圈120中，在从外周部24到凸台部21的途中，在隔壁部23上形成有向下方弯曲而具有u字形的纵向剖面的应力缓冲部130。并且，该应力缓冲部130在该电池罐2的开口端被缩径而密封垫圈120被铆接时，以纵向剖面的u字的开口堵塞的方式挠曲，从而吸收针对隔壁部23的缩径方向的应力。

10、图3是具有与图2形状不同的应力缓冲部230的密封垫圈220的纵向剖视图。在图3所示的密封垫圈220中，在隔壁部23上，从内周朝向外周向斜上方延伸后向斜下方弯曲并到达外周部24的部位为应力缓冲部230。该应力缓冲部230在电池罐2密封时，隔壁部23的上表面侧处和下表面侧处的弯曲部的角度(θ1、θ2)是可变的，由此吸收施加在隔壁部23上的应力。另外，在以下的专利文献1中详细地记载了具备上述应力缓冲部230的密封垫圈220的结构。并且，在以下的非专利文献1中记载了碱性电池1的制造方法。

11、现有技术文献

12、专利文献

13、专利文献1：特开2013-69459号公报

14、非专利文献

15、非专利文献1：fdk株式会社，“如何制造碱性电池”，[online]，[平成30年12月26日检索]，internet<url：http://www.fdk.co.jp/denchi_club/denchi_st ory/arukari.htm>

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、图2和图3所示的密封垫圈(120、220)的应力缓冲部(130、230)的形状被最优化，在电池罐2的开口端被铆接并且该电池罐2被密封板密封时，应力缓冲部(130、230)变形，从而能够可靠地防止密封垫圈(120、220)的变形和薄壁部25的破断。

3、然而，应力缓冲部(130、230)由于在电池罐2密封时容易挠曲，因此在隔壁部23上弯曲成向下方大幅度地突出。因此，使用如上所述的密封垫圈(120、220)时，在电池罐2内，难以使容纳发电元件(正极混合物3、隔膜4、负极凝胶5、电解液)的、从密封垫圈(120、220)的隔壁部23的下表面到下方的发电元件容纳区域的容积增加。即，使用如上所述的密封垫圈(120、220)时，电池罐2内的发电元件的填充量受到限制，难以提高放电性能。

4、因此，本发明的目的在于提供一种能够可靠地吸收在对筒形电池的电池罐的开口部进行缩径加工来进行密封时产生的应力、并且能够使电池罐内的发电元件的填充量增加的密封垫圈，以及具备该密封垫圈的筒形电池。

5、解决课题的手段

6、用于实现上述目的的本发明的一个方式是一种密封垫圈，其用于筒形电池，所述筒形电池具备：金属制的电池罐，其为有底筒状，具有向内缩径的开口端；发电元件，其容纳于所述电池罐；金属制的、盘状的密封板，其嵌装于向内缩径的所述开口端；以及树脂制的密封垫圈，其被所述开口端与所述密封板夹持，其中，所述密封垫圈具备：圆板状的隔壁部；外周部，其立设于所述隔壁部的周缘，被夹持于所述开口端与所述密封板之间；以及多个应力缓冲部，所述多个应力缓冲部包括在所述隔壁部上形成为同心圆的圆环状的槽，总高h与所述隔壁部上的形成有所述多个应力缓冲部的区域的厚度ha之比、即ha/h为15％以上且30％以下。

7、发明效果

8、根据本发明，提供一种能够可靠地吸收在通过对筒形电池的电池罐的开口部进行铆接加工来进行密封时产生的应力、并且能够使电池罐内的发电元件的填充量增加的密封垫圈、以及具备该密封垫圈的筒形电池。