特許 6843668 電池用缶の製造方法、電池用缶、この電池用缶を備えた電池及びこの電池の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6843668

(24)【登録日】2021年2月26日

(45)【発行日】2021年3月17日

(54)【発明の名称】電池用缶の製造方法、電池用缶、この電池用缶を備えた電池及びこの電池の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/10 20210101AFI20210308BHJP

   H01M 10/30 20060101ALI20210308BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/02 E

   H01M10/30 Z

【請求項の数】4

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-61188(P2017-61188)

(22)【出願日】2017年3月27日

(65)【公開番号】特開2018-163841(P2018-163841A)

(43)【公開日】2018年10月18日

【審査請求日】2020年1月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000237721

【氏名又は名称】ＦＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090022

【弁理士】

【氏名又は名称】長門 侃二

(72)【発明者】

【氏名】柴岡 浩行

【審査官】 原 和秀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１２２９４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２６０９５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−１９８０５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０７３８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２２６７９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２５１４５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ５０／１０

Ｈ０１Ｍ １０／２８−１０／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鋼板の表面及び裏面の両方に無光沢のニッケルめっきを施し、両面に第１のめっき層を有するニッケルめっき鋼板を形成する第１のめっき処理工程と、
前記ニッケルめっき鋼板に打ち抜き加工を施し、ブランク材を形成する打ち抜き工程と、
前記ブランク材にプレス絞り加工を施し、前記ブランク材を、一端に底壁を有し他端に開口を有する有底筒状に加工して電池用缶の中間製品を製造するプレス絞り工程と、
前記中間製品における前記開口の部分に位置する前記鋼板の先端面を含め、前記中間製品に半光沢のニッケルめっきを施し、前記先端面及び前記第１のめっき層の全体を覆う第２のめっき層を形成する第２のめっき処理工程と、
を備えており、
前記第２のめっき処理工程では、前記第２のめっき層の厚さが、前記第１のめっき層と同じ厚さとなるように前記第２のめっき層が形成される、電池用缶の製造方法。

【請求項2】

一端が閉塞されており、他端が開放されて開口となっている筒状の本体と、
前記本体の全面のうち、前記開口の縁部の先端面を除いた部分を覆う第１めっき層と、
前記先端面及び前記第１めっき層の全体を覆う第２めっき層と、
を備え、
前記第１めっき層は、無光沢のニッケルめっきにより形成されており、
前記第２めっき層は、半光沢のニッケルめっきにより形成されており、
前記第１めっき層の厚さと、前記第２めっき層の厚さとは同じ厚さである、
電池用缶。

【請求項3】

上端に開口を有する容器と、前記容器の中に電解液とともに収容された電極群と、前記容器の開口を封止している封口体と、を備え、
前記容器は、請求項２に記載の電池用缶である、
電池。

【請求項4】

請求項１に記載の電池用缶の製造方法により製造された電池用缶を準備する電池用缶準備工程と、
正極、負極及びセパレータを含む電極群を前記電池用缶に収容する電極群収容工程と、
前記電極群を収容した前記電池用缶の内部に電解液を注入する電解液注入工程と、
前記電池用缶の開口の部分に、正極端子を含む封口体を配置した後、前記開口の縁部をかしめ加工し、前記封口体を前記開口の部分に固定して、前記開口を封止する封口工程と、
を備えている、電池の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池用缶の製造方法、この製造方法により製造された電池用缶、この電池用缶を備えた電池及びこの電池の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電子機器の電源として用いられる電池の一種として円筒形のニッケル水素二次電池が知られている。このニッケル水素二次電池は、例えば、以下に示すような手順で製造される。

【0003】

まず、正極と負極とをこれらの間にセパレータを介在させた状態で巻回することにより電極群を製造する。この電極群を有底円筒形状の電池用缶内に収容し、ついで、電池用缶の開口の近傍の外周面に環状の溝入れ加工を行い、電池用缶の内側に突出する溝部を形成する。その後、この電池用缶内にアルカリ電解液を注入する。一方、電極群の正極に帯状の正極リボンの一端を予め溶接しておく。そして、斯かる正極リボンの他端を、正極端子を含む封口体に溶接する。その後、電池用缶の開口部内にガスケットを介して前記した封口体を挿入する。このとき、上記した溝部の裏側によって電池用缶内に突出するように形成された環状支持部に、上記した封口体が支持された状態となる。そして、この状態のまま、電池用缶の開口縁を内側にかしめ加工する。これにより、電池用缶の開口が封口体により気密に閉塞される。その後、電池用缶の外径絞り加工が施される。このようにして、円筒形のニッケル水素二次電池が得られる。

【0004】

ところで、電池用缶には、傷の発生の防止、耐食性の向上等の観点から、予めニッケルめっきが施されたプレめっき鋼板が用いられている。電池用缶は、このプレめっき鋼板をプレス絞り加工することにより製造されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平０９−１６１７３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

電池用缶を製造する場合、プレめっき鋼板から所定形状のブランク材を打ち抜き、このブランク材をプレス絞り加工して電池用缶を得る。ここで、当該ブランク材は、両面にニッケルめっきが施されているものの、打ち抜き加工された際に生じた端面にはめっき層は存在していないので、得られた電池用缶の開口縁の先端部にはめっき層が存在していない状態となっている。このため、電池用缶の開口縁の先端部は耐食性が低く、この先端部が腐食されてしまうという不具合が生じることがある。

【0007】

このようなプレめっき鋼板の不具合を回避するために、めっきされていない鋼板を電池用缶の形状にプレス絞り加工した後、めっき処理を施す後めっき法が知られている。この後めっき法によれば、電池用缶の開口縁の先端部にもめっきが施されるので、この先端部が腐食されてしまうことを抑えることができる。

【0008】

しかしながら、この後めっき法では、電池用缶の外面や開口縁の先端部のめっきは良好に行えるものの、電池用缶の内部、特に底部においては、めっき層の付きが悪く、良好な状態のめっき層を形成することができない。電池用缶の内部において、めっき層が部分的に存在しない場合、又は、めっき層が薄い場合、得られた電池を長期間放置すると、電池用缶の母材から鉄がアルカリ電解液中に溶出することがある。このように、鉄がアルカリ電解液中に溶出すると、電池の容量低下を早めるなどの問題が起こる可能性がある。

【0009】

また、電池の外表面については、美しい外観を得ることが望まれるとともに、電池の製造過程やユーザーの使用に際し、擦れ傷が付き難いようにすることが望まれている。このような要望に応えるため、ニッケルめっきとしては、高硬度の光沢めっきを採用することが行われる。

【0010】

しかしながら、光沢めっきは、脆いため、電池の製造過程における加工、例えば、溝入れ加工やかしめ加工を行う際にクラックが生じることがある。つまり、電池においては、環状溝部やかしめられる開口縁の屈曲部のめっき層にクラックが入り易く、これらの部分の耐食性の低下が懸念される。

【0011】

本発明は、上記の事情に基づいてなされたものであり、その目的とするところは、傷が付き難く外観が美しいとともに、耐食性に優れる電池を得ることができる電池用缶の製造方法、この製造方法により得られた電池用缶、この電池用缶を備えた電池及びこの電池の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記目的を達成するために、本発明によれば、鋼板に無光沢のニッケルめっきを施し、ニッケルめっき鋼板を形成する第１のめっき処理工程と、前記ニッケルめっき鋼板に打ち抜き加工を施し、ブランク材を形成する打ち抜き工程と、前記ブランク材にプレス絞り加工を施し、前記ブランク材を有底筒状に加工して電池用缶の中間製品を製造するプレス絞り工程と、前記中間製品に半光沢のニッケルめっきを施す第２のめっき処理工程と、を備えている、電池用缶の製造方法が提供される。

【0013】

また、本発明によれば、上記した電池用缶の製造方法により製造された電池用缶であって、一端が閉塞されており、他端が開放されて開口となっている筒状の本体と、前記本体の全面のうち、前記開口の縁部の先端面を除いた部分を覆う第１めっき層と、前記先端面及び前記第１めっき層の全体を覆う第２めっき層と、を備え、前記第１めっき層は、無光沢のニッケルめっきにより形成されており、前記第２めっき層は、半光沢のニッケルめっきにより形成されている、電池用缶が提供される。

【0014】

また、本発明によれば、上端に開口を有する容器と、前記容器の中に電解液とともに収容された電極群と、前記容器の開口を封止している封口体と、を備え、前記容器は、上記した電池用缶である、電池が提供される。

【0015】

また、本発明によれば、上記した電池用缶の製造方法により製造された電池用缶を準備する電池用缶準備工程と、正極、負極及びセパレータを含む電極群を前記電池用缶に収容する電極群収容工程と、前記電極群を収容した前記電池用缶の内部に電解液を注入する電解液注入工程と、前記電池用缶の開口の部分に、正極端子を含む封口体を配置した後、前記開口の縁部をかしめ加工し、前記封口体を前記開口の部分に固定して、前記開口を封止する封口工程と、を備えている、電池の製造方法が提供される。

【発明の効果】

【0016】

本発明に係る電池用缶の製造方法は、鋼板に無光沢のニッケルめっきを施し、ニッケルめっき鋼板を形成する第１のめっき処理工程と、前記ニッケルめっき鋼板に打ち抜き加工を施し、ブランク材を形成する打ち抜き工程と、前記ブランク材にプレス絞り加工を施し、電池用缶の中間製品を製造するプレス絞り工程と、前記中間製品に半光沢のニッケルめっきを施す第２のめっき処理工程と、を備えており、得られる電池用缶は、無光沢のニッケルめっきにより形成されている第１めっき層と、第１めっき層を覆う半光沢のニッケルめっきにより形成されている第２めっき層とを備えている。半光沢のニッケルめっきは外観が美しく、硬いので傷が付き難い。無光沢のニッケルめっきは展延性に優れており、母材としての鋼板の変形に追従し易く、母材にまで到達するクラックが入り難い。このため、傷が付き難く外観が美しいとともに、耐食性に優れる電池を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態に係る円筒形のニッケル水素二次電池を示した断面図である。

【図2】鋼板にめっきを施し、ブランク材を打ち抜く過程を概略的に示した斜視図である。

【図3】ブランク材を示した斜視図である。

【図4】中間製品を示した断面図である。

【図5】電池用缶を示した断面図である。

【図6】電極群を電池用缶に収容する過程を概略的に示した断面図である。

【図7】電極群を収容した電池用缶を概略的に示した断面図である。

【図8】溝入れ加工の過程を概略的に示した断面図である。

【図9】封口体の蓋板に正極リードを溶接する過程を概略的に示した断面図である。

【図10】電池用缶にかしめ加工を施す過程を概略的に示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明に係る電池用缶について、例えば、ＡＡサイズの円筒形のニッケル水素二次電池（以下、電池という）１に適用した場合を例に図面を参照して説明する。

【0019】

図１に示すように、電池１は、上端が開口した有底円筒形状をなす電池用缶２を備えている。この電池用缶２は導電性を有し、その底壁５は負極端子として機能する。電池用缶２の開口３には、封口体１４が固定されている。この封口体１４は、蓋板１６及び正極端子２２を含み、電池用缶２を封口する。蓋板１６は、導電性を有する円板形状の部材である。電池用缶２の開口内には、蓋板１６及びこの蓋板１６を囲むリング形状の絶縁パッキン１８が配置され、絶縁パッキン１８は電池用缶２の開口縁部１７をかしめ加工することにより電池用缶２の開口３に固定されている。即ち、蓋板１６及び絶縁パッキン１８は互いに協働して電池用缶２の開口３を気密に閉塞している。

【0020】

ここで、蓋板１６は中央に中央貫通孔１９を有し、蓋板１６の外面上には中央貫通孔１９を塞ぐゴム製の弁体２０が配置されている。更に、蓋板１６の外面上には、弁体２０を覆うようにしてフランジ付き円筒形状をなす金属製の正極端子２２が電気的に接続されている。この正極端子２２は弁体２０を蓋板１６に向けて押圧している。なお、正極端子２２の側面には、ガス抜き孔２３が設けられている。

【0021】

通常時、中央貫通孔１９は弁体２０によって気密に閉じられている。一方、電池用缶２内にガスが発生し、その内圧が高まれば、弁体２０は内圧によって圧縮され、中央貫通孔１９を開き、その結果、電池用缶２内から中央貫通孔１９及び正極端子２０のガス抜き孔２３を介して外部にガスが放出される。つまり、中央貫通孔１９、弁体２０及び正極端子２２は電池１のための安全弁を形成している。

【0022】

電池用缶２には、電極群４が収容されている。この電極群４は、それぞれ帯状の正極６、負極８及びセパレータ１０を含んでいる。これら、正極６、負極８及びセパレータ１０としては、一般的なニッケル水素二次電池に用いられるものが用いられる。

【0023】

電極群４は、セパレータ１０を間に挟んだ状態で重ね合わされた正極６及び負極８が渦巻状に巻回されて製造される。つまり、電極群４は、セパレータ１０を介して正極６及び負極８が互いに重ね合わされている。

【0024】

ここで、電極群４の最外周は負極８の一部（最外周部）により形成され、電池用缶２の内周壁と接触している。即ち、負極８と電池用缶２とは互いに電気的に接続されている。

【0025】

そして、電池用缶２内には、電極群４と蓋板１６との間に正極リード３０が配置されている。詳しくは、正極リード３０は、その一端が正極６の所定位置に接続され、その他端が蓋板１６の内面の所定位置に接続されている。従って、正極端子２２と正極６とは、正極リード３０及び蓋板１６を介して互いに電気的に接続されている。なお、蓋板１６と電極群４との間には円形の上部絶縁部材２８が配置され、正極リード３０は上部絶縁部材２８に設けられたスリット３２の部分を通されて延びている。また、電極群４と電池用缶２の底部との間にも円形の下部絶縁部材３４が配置されている。

【0026】

更に、電池用缶２内には、所定量のアルカリ電解液（図示せず）が注入されている。注入されたアルカリ電解液の大部分は電極群４に保持されており、正極６と負極８との間での電気化学反応（充放電反応）を進行させる。アルカリ電解液としては、一般的なニッケル水素二次電池に用いられるものが用いられる。例えば、水酸化ナトリウム水溶液を用いることが好ましい。

【0027】

次に、電池１の製造の手順について以下に説明する。

【0028】

まず、電池用缶２を準備する。この電池用缶２は、例えば、以下のようにして製造することができる。

【0029】

まず、図２の（１）に示すような、矩形状の鋼板４０を準備する。この鋼板４０としては、特に限定されるものではなく、電池用缶２の材料として一般的に用いられているもので構わない。

【0030】

そして、図２の（２）に示すように、準備した鋼板４０に無光沢のニッケルめっきを施し、無光沢のニッケルめっき鋼板４２を製造する。本発明において無光沢のニッケルめっきとは、硫黄の含有量が０．００１％未満のニッケルめっきをいう。無光沢のニッケルめっきの表面状態は、梨地状である。無光沢のニッケルめっきは、硫黄の含有量が極めて少ないので耐食性に優れている。また、無光沢のニッケルめっきは、硬度が１３０〜２００Ｈｖであり、延性が２０〜３０％であり、比較的柔らかく展延性に優れている。このため、無光沢のニッケルめっきは、母材の鋼板４０が変形した場合でも、その変形に十分追従することができる。

【0031】

次に、得られたニッケルめっき鋼板４２の所定箇所を所定寸法の円形状に打ち抜く。例えば、図２の（３）に示すように、打ち抜き予定箇所４４を打ち抜き、所定寸法の円形状のブランク材４６を製造する。得られたブランク材４６は図３に示した。そして、図３の円Ａ内には、ブランク材４６の周端面の状態を拡大して示した。このブランク材４６は、図３の円Ａ内に概略的に示すように、母材である鋼板４０の表面４０ａ及び裏面４０ｂの両方に無光沢のニッケルめっき層４８を備えている。一方、打ち抜き加工の際に生じた周端面４０ｃにはニッケルめっき層は存在しておらず、母材（鋼板４０）が露出している。

【0032】

次に、プレス絞り加工により、ブランク材４６を有底円筒形状に成形し、図４に示すような、電池用缶２の中間製品５０を製造する。なお、この図４においては、理解を助けるために、鋼板４０及び無光沢のニッケルめっき層４８の厚さを誇張して表現している。この中間製品５０においては、開口縁５２の先端部における母材（鋼板４０）の端面５２ａにニッケルめっき層は存在していないが、それ以外の部分、すなわち、母材（鋼板４０）の周壁５４の内面５４ａ及び外面５４ｂ、底壁５６の内面５６ａ及び外面５６ｂは無光沢のニッケルめっき層４８で覆われている。

【0033】

次に、電池用缶２の中間製品５０に半光沢のニッケルめっきを施し、中間製品５０の全体を半光沢のニッケルめっきで覆う。これにより、図５に示すような、無光沢のニッケルめっき層４８の上に半光沢のニッケルめっき層６０が設けられている電池用缶２が製造される。なお、この図５においては、理解を助けるために、鋼板４０、無光沢のニッケルめっき層４８及び半光沢のニッケルめっき層６０の厚さを誇張して表現している。

【0034】

本発明において半光沢のニッケルめっきとは、硫黄の含有量が０．００１％以上、０．０３％未満のニッケルめっきをいう。半光沢のニッケルめっきは、無光沢のニッケルめっきに比べて硫黄の含有量が多いので耐食性は劣る。半光沢のニッケルめっきの表面状態は、鏡面に近い状態である。また、半光沢のニッケルめっきは、硬度が２００〜５００Ｈｖであり、延性が１０％以下であり、無光沢のニッケルめっきよりも硬度が高いが展延性は低い。つまり、半光沢のニッケルめっきは、耐食性及び展延性は無光沢のニッケルめっきに比べて多少低いが、外観が美しいとともに、硬いので傷が付き難い。

【0035】

電池用缶２では、開口縁６２において、母材（鋼板４０）の端面５２ａを含め、中間製品５０の全体が半光沢のニッケルめっき層６０で覆われている。

【0036】

次に、上記のようにして得られた電池用缶２の中に、電極群４を収容する。

【0037】

電極群４としては、一般的なニッケル水素二次電池に用いられるものが準備される。この電極群４においては、正極６の所定位置に帯状の正極リード３０の一端が予め溶接されている。

【0038】

電極群４においては、図６に示すように、上側に上部絶縁部材２８が配置され、下側に下部絶縁部材３４が配置される。そして、電極群４は、これら上部絶縁部材２８及び下部絶縁部材３４とともに電池用缶２の中へ挿入される。ここで、図６から明らかなように、上部絶縁部材２８には、所定位置にスリット３２が設けられており、このスリット３２に正極リード３０が通されている。このようにして、図７に示すように、電池用缶２内に上部絶縁部材２８、電極群４及び下部絶縁部材３４が収容される。

【0039】

次に、電極群４等を収容した電池用缶２には、溝入れ加工を施すことが好ましい。この溝入れ加工が施されると、図８に示すように、電池用缶２の外周面に環状の凹溝７０が設けられる。この凹溝７０は、電池用缶２の開口縁６２よりも下側で、電極群４の上の上部絶縁部材２８よりも上側の所定位置に設けられる。溝入れ加工には、溝入れ加工機が用いられる。具体的には、溝入れ加工機に含まれる所定形状の型を電池用缶２の軸線Ｘに向かう方向（図８中の矢印Ｂ及びＣの方向）へ押し付け、電池用缶２の周壁を内側に屈曲させる。これにより、凹溝７０を形成する。この凹溝７０の裏側は、電池用缶２内において、電極群４上に位置する上部絶縁部材２８の上に延びる突起部７２となり、上部絶縁部材２８の周縁を上からおさえる。

【0040】

次に、図９に示すように、正極リード３０の他端と封口体１４の蓋板１６とを溶接する。その後、蓋板１６の周縁に円環状の絶縁パッキン１８を配設する。

【0041】

次に、電池用缶２内にアルカリ電解液を所定量注入した後、図１０に示すように、絶縁パッキン１８と組み合わされた封口体１４を突起部７２の上に載置し、電池用缶２の開口３の部分に配置する。その後、電池用缶２の開口縁部１７を電池用缶２の内側方向（図１０中の矢印Ｄ、Ｆで示す方向）に折り曲げてかしめ加工して、封口体１４を電池用缶２の開口３に固定する。その後、必要に応じて、電池用缶２の外周部に外径絞り加工機を用いて外径絞り加工を施す。このようにして、図１に示す電池１が得られる。

【0042】

本発明の電池用缶２においては、母材（鋼板４０）の表面に無光沢のニッケルめっき層４８が形成されており、この無光沢のニッケルめっき層４８の全体及び母材（鋼板４０）が露出している端面５２ａが半光沢のニッケルめっき層６０で覆われている。このように、最外部に外観が美しく、硬い半光沢のニッケルめっき層６０が存在し、それよりも内側に展延性に優れる無光沢のニッケルめっき層４８が存在していると、電池用缶２においては、外観が美しく、傷が付き難い。そして、電池用缶２に対して、溝入れ加工、かしめ加工、外径絞り加工等が施されても、展延性に優れる無光沢のニッケルめっき層４８がこれらの加工にともなう変形に追従するので、無光沢のニッケルめっき層４８にはクラックが入り難い。よって、仮に半光沢のニッケルめっき層６０にクラックが入っても、無光沢のニッケルめっき層４８にまでクラックは入ることは抑制される。このため、母材（鋼板４０）が露出するという不具合の発生は抑制できる。このように母材（鋼板４０）が露出してしまうことを抑制できるので、本発明の電池用缶２は、耐食性に優れている。また、予め無光沢のニッケルめっきを施した鋼板４０を電池用缶２の中間製品５０に加工した後に、中間製品５０の全体に半光沢のニッケルめっきを施しているので、電池用缶２の内部は２つのめっき層で十分に覆われている。このため、電池を長期間放置しても、母材から鉄がアルカリ電解液中に溶出することは十分に抑制でき、電池の容量低下を早める問題の発生を抑えることができる。また、半光沢のニッケルめっき層６０は、中間製品５０の段階で露出している母材（鋼板４０）の端面５２ａの部分も覆う。この部分は、かしめ加工の際に大きな力は加えられないので、クラックは生じ難く、母材（鋼板４０）が露出することはない。よって、電池用缶２の開口３の先端部が腐食することも十分に抑制することができる。

【0043】

［実施例］
１．電池の製造

【0044】

（実施例１）

【0045】

（１）電池用缶の製造

【0046】

炭素の含有量が０．０４質量％の鋼により形成された厚さが０．３０ｍｍの薄板（鋼板４０）に、無光沢のニッケルめっきを施し、無光沢のニッケルめっき鋼板４２を製造した。この無光沢のニッケルめっき層は、厚さが２μｍであり、硫黄の含有量が０．００１％未満である。

【0047】

この無光沢のニッケルめっき鋼板４２に、打ち抜き加工を施し、図３に示すような円形のブランク材４６を製造した。

【0048】

得られたブランク材４６にプレス絞り加工を施し、有底円筒形状に成形し、図４に示すような電池用缶の中間製品５０を製造した。

【0049】

次に、電池用缶の中間製品５０に半光沢のニッケルめっきを施し、図５に示すような全体が半光沢のニッケルめっきで覆われたＡＡサイズの電池用缶２を製造した。ここで、半光沢のニッケルめっき層は、厚さが２μｍであり、硫黄の含有量が０．００５％である。

【0050】

以上の手順で、電池用缶２を１０個製造した。

【0051】

（２）ＡＡサイズの円筒形のニッケル水素二次電池の組み立て

【0052】

次に、一般的なＡＡサイズのニッケル水素二次電池に用いられる正極６及び負極８をこれらの間にポリプロピレン繊維製不織布から成るセパレータ１０を挟んだ状態で渦巻状に巻回し、電極群４を製造した。なお、電極群４の正極６の所定位置には、正極リード３０が溶接されている。

【0053】

図６、７に示すように、得られた電極群４を上部絶縁部材２８及び下部絶縁部材３４とともにＡＡサイズ用の有底円筒形状の電池用缶２内に収容した。このとき、上部絶縁部材２８のスリット３２に正極リード３０が通されている。

【0054】

次に、電極群４等を収容した電池用缶２を溝入れ加工機にセットし、図８に示すように電池用缶２に溝入れ加工を施した。この溝入れ加工により、電池用缶２の周壁に環状の凹溝７０を形成した。この凹溝７０の裏側は、電池用缶２内に延びる突起部７２となっており、この突起部７２により、電極群４上の上部絶縁部材２８の周縁がおさえられた状態となる。これにより、電極群４は電池用缶２内で固定される。

【0055】

次に、一般的なＡＡサイズのニッケル水素二次電池に用いられる封口体１４を準備し、図９に示すように、この封口体１４の蓋板１６と正極リード３０とを溶接した。そして、蓋板１６の周縁に円環状の絶縁パッキン１８を配設した。

【0056】

次に、電池用缶２内にアルカリ電解液として水酸化ナトリウム水溶液を所定量注入した。その後、図１０に示すように、絶縁パッキン１８と組み合わされた封口体１４を電池用缶２の開口３の部分に配設した。

【0057】

次に、電池用缶２の開口縁部１７をかしめ加工して封口体１４を電池用缶２の開口３に固定した。その後、電池用缶２の外周部に外径絞り加工機を用いて外径絞り加工を施した。

【0058】

以上の手順を繰り返し、図１に示すような電池１を１０個製造した。

【0059】

（比較例１）

【0060】

鋼板４０に無光沢のニッケルめっきを施さず、めっき層を有していない鋼板４０により製造した中間製品に、厚さが３μｍとなるように半光沢のニッケルめっきを施したことを除いて、実施例１と同様にして、電池を１０個製造した。

【0061】

（比較例２）

【0062】

鋼板４０に無光沢のニッケルめっきを施さず、めっき層を有していない鋼板４０により製造した中間製品に、厚さが３μｍとなるように無光沢のニッケルめっきを施したことを除いて、実施例１と同様にして、電池を１０個製造した。

【0063】

（比較例３）

【0064】

鋼板４０に、厚さが３μｍとなうように半光沢のニッケルめっきを施し、半光沢のニッケルめっき鋼板を製造し、この半光沢のニッケルめっき鋼板を用いて円形のブランク材を製造し、このブランク材にプレス絞り加工を施して電池用缶を製造し、プレス絞り加工後に半光沢のニッケルめっきを行わなかったことを除いて、実施例１と同様にして、電池を１０個製造した。

【0065】

（比較例４）

【0066】

鋼板４０に、厚さが３μｍとなうように無光沢のニッケルめっきを施し、無光沢のニッケルめっき鋼板を製造し、この無光沢のニッケルめっき鋼板を用いて円形のブランク材を製造し、このブランク材にプレス絞り加工を施して電池用缶を製造し、プレス絞り加工後に半光沢のニッケルめっきを行わなかったことを除いて、実施例１と同様にして、電池を１０個製造した。

【0067】

（比較例５）

【0068】

鋼板４０に無光沢のニッケルめっきを施す代わりに、厚さが２μｍとなるように半光沢のニッケルめっきを施したことを除いて、実施例１と同様にして、電池を１０個製造した。

【0069】

２．評価

【0070】

（１）クラックの確認

【0071】

得られた電池について、かしめ加工が施された部分の状態の観察を行った。そして、かしめ加工の際に発生しためっきクラックの有無を確認し、めっきクラックが発生していた電池の個数を数えた。その結果をクラック発生数として表１に示した。

【0072】

（２）錆の確認

【0073】

得られた電池を、温度が６０℃、相対湿度が９３％の環境下に置き、２週間放置した。その後、電池の外観検査を行い、錆の発生の有無を確認した。そして、錆が発生していた電池の個数を数えた。その結果を錆の発生数として表１に示した。なお、錆が発生していた電池については、どの部分に錆が発生していたかも表１に併せて示した。

【0074】

【表1】

【0075】

（３）考察
表１より、実施例１の電池の電池用缶においては、１０個中１個の電池についてクラックが発生していた。クラックの発生率としては１０％である。しかしながら、電池を高温高湿の環境下に２週間放置した後であっても、錆は発生していなかった。実施例１においては、最外部に位置する半光沢のニッケルめっき層は、展延性が比較的低いことから、かしめ加工の際に加えられた力によりクラックが発生したものと考えられる。しかしながら、半光沢のニッケルめっき層の下には、展延性に優れる無光沢のニッケルめっき層が存在するので、半光沢のニッケルめっき層で発生したクラックは、この無光沢のニッケルめっき層までは進行していないと考えられる。このため、母材の鋼板４０が露出することが抑制でき、錆の発生を防止できたものと考えられる。

【0076】

比較例１の電池の電池用缶においては、１０個中１個の電池についてクラックが発生していた。クラックの発生率としては１０％である。また、１０個中１個の電池について錆が発生していた。錆の発生率としては１０％である。そして、錆はクラック部分で発生していた。比較例１においては、めっき層を有していない鋼板４０を有底円筒形状にプレス絞り加工した後に半光沢のニッケルめっきを施している。半光沢のニッケルめっきは、展延性が比較的低いことから、かしめ加工の際に加えられた力によりクラックが発生したものと考えられる。この半光沢のニッケルめっきの下は、直に母材の鋼板４０が存在するので、半光沢のニッケルめっきにクラックが生じると、鋼板４０が露出することになる。このため、クラック部分で錆が発生したものと考えられる。

【0077】

比較例２の電池の電池用缶においては、クラックは発生していない。しかしながら、比較例２の電池においては、１０個中１０個の電池に錆が発生していた。錆が発生していた部分は、かしめ傷部分である。つまり、かしめ加工を行った際に生じた傷の部分に錆が発生していた。比較例２においては、めっき層を有していない鋼板４０を有底円筒形状にプレス絞り加工した後に無光沢のニッケルめっきを施している。無光沢のニッケルめっきは、展延性に優れてはいるものの、硬度は低いので、かしめ加工の際に治具等と接触すると、削られて傷が付く場合がある。この無光沢のニッケルめっきの下は、直に母材の鋼板４０が存在するので、無光沢のニッケルめっきに傷が付くと、鋼板４０が露出することになる。このため、傷の部分で錆が発生したものと考えられる。

【0078】

比較例３の電池の電池用缶においては、１０個中１個の電池についてクラックが発生していた。クラックの発生率としては１０％である。一方、錆については、１０個中１０個の電池について錆が発生していた。錆の発生率は１００％である。錆が発生している部分は、先端部分、つまり、電池用缶の開口縁の先端部における端面部分である。比較例３においては、半光沢のニッケルめっきを施した鋼板からブランク材を製造し、このブランク材にプレス絞り加工を行い、電池用缶を製造している。半光沢のニッケルめっきは、展延性が比較的低いので、１０％程度の発生率でクラックが発生したものと考えられる。比較例３では、プレス絞り加工後には、めっき処理を施していない。このため、電池用缶の開口縁の先端部における端面部分では、母材の鋼板４０が露出した状態である。よって、この部分では１００％の発生率で錆が発生したものと考えられる。

【0079】

比較例４の電池の電池用缶においては、クラックは発生していないが、錆については、１０個中１０個の電池について錆が発生していた。錆の発生率は１００％である。錆が発生している部分は、先端部分、つまり、電池用缶の開口縁の先端部における端面部分である。比較例４においては、無光沢のニッケルめっきを施した鋼板からブランク材を製造し、このブランク材にプレス絞り加工を行い、電池用缶を製造している。無光沢のニッケルめっきは、展延性に優れるので、クラックは発生していないものと考えられる。比較例４では、プレス絞り加工後には、めっき処理を施していない。このため、電池用缶の開口縁の先端部における端面部分では、母材の鋼板４０が露出した状態である。よって、この部分では１００％の発生率で錆が発生したものと考えられる。

【0080】

比較例５の電池の電池用缶においては、１０個中１個の電池についてクラックが発生していた。クラックの発生率としては１０％である。また、１０個中１個の電池について錆が発生していた。錆の発生率としては１０％である。そして、錆はクラック部分で発生していた。比較例５においては、半光沢のニッケルめっきを施した鋼板からブランク材を製造し、このブランク材にプレス絞り加工を行い、電池用缶の中間製品を製造し、得られた中間製品に半光沢のニッケルめっきを施して電池用缶を製造している。半光沢のニッケルめっきは、展延性が比較的低いので、かしめ加工の際に加えられた力によりクラックが発生したものと考えられる。この比較例５の電池用缶は、最外部のめっき層だけではなく、母材側のめっき層も展延性が比較的低い半光沢のニッケルめっき層であるので、母材側の半光沢のニッケルめっき層にまでクラックが進行し、斯かるクラックは母材の鋼板４０にまで達したものと考えられる。その結果、クラック部分で錆が発生したものと考えられる。

【0081】

以上より、鋼板４０に無光沢のニッケルめっきを施し、得られた無光沢のニッケルめっき鋼板を用いて製造したブランク材をプレス絞り加工して電池用缶の中間製品を製造し、更にこの中間製品に半光沢のニッケルめっきを施して得られた電池用缶を含む電池は、外観が美しく耐食性に優れたものとなることがわかる。

【0082】

なお、本発明は上記した一実施形態及び実施例に限定されることはなく、種々の変形が可能であって、例えば、電池の種類は、ニッケル水素二次電池に限定されず、ニッケル−カドミウム二次電池、リチウムイオン二次電池等であってもよい。また、電池の形状は円筒形に限定されず、角形電池であってもよい。

【符号の説明】

【0083】

１ ニッケル水素二次電池
２ 電池用缶
６ 正極
８ 負極
１０ セパレータ
１４ 封口体
１６ 蓋板
１８ 絶縁パッキン
２０ 弁体
２２ 正極端子
２３ ガス抜き孔
３０ 正極リード
４０ 鋼板（母材）
４８ 無光沢のニッケルめっき層
５０ 中間製品
６０ 半光沢のニッケルめっき層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】