电池壳的制造方法技术

本发明专利技术揭示一种电池壳（１），这种电池壳由经过使用多级配置的减径挤压模子（１１、１２、１３）的减径挤压工序形成，并使其侧周壁（１ａ）的厚度ｔ＃－［１］相对于底壁（１ｂ）的厚度ｔ＃－［０］为ｔ＃－［１］＝αｔ＃－［０］（α＝０．２－０．７），侧周壁的内表面经过所述减径挤压工序后的压延工艺，形成平均表面粗糙度为０．２μｍ－２．０μｍ的粗糙面。电池壳的制造方法分两步：对杯状的中间制品（４）施行ＤＩ加工，制作电池壳基体的第１工序，用配置成多级的压延模子（１８，１９）对所述电池壳基体进行压延加工，不改变侧周壁的厚度而缩径成规定的外径（ｒ）制作电池壳的第２工序。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及作为碱性干电池、镍镉蓄电池或锂二次电池等各种电池的外壳使用的电池壳，以及采用压延与减径挤压(DIdrawing与ironing)加工制造该电池壳的制造方法。
技术介绍
以往，作为电池壳的制造方法主要采用两种加工法连续自动压延加工法与DI加工法，前者通过由连续自动冲床的深度压延加工和拉探加工反复进行10-13个工序制作规定形状的电池壳，后者在用冲床压延工序制成杯状中间制品之后通过用压延模子的压延工序和用减径挤压模子的减径挤压工序将所述杯状中间制品制成规定形状的电池壳。与连续自动压延加工法相比较，DI加工法不但由于工序数削减而提高生产性，而且还由于在对杯状中间制品进行减轻挤压加工工序中仅对侧周壁压延成薄壁而增大了内部容积，故随着使充填剂增大引起容量的上升，提高了电池特性，且能谋求轻量化，由于这些优点，故提高了电池的利用率。然而，采用DI加工法制作的电池壳虽具有上述的各种优点，但另一方面，减径挤压加工时，电池壳的侧周壁的内表面受到冲头体的强轻推压，使其侧周壁的内表面被平滑化。结果，电池壳的内部所收容的活性物质或正极合剂与侧周壁的内表面之间的接触面积变小，电池内阻变高，使电池特性劣化。特别是在碱性干电池中，仅利用兼作正极的电池壳的侧周壁的内表面与颗粒状的正极合剂之间的二次接触谋求正极侧的电气导通，故由上述接触面积下降引起电池内阻的增大使电池性能大为降低，尤其是大电流的高负荷放电特性被降低。因此以往在电池壳的侧周壁的内表面上或者涂布碳等的导电涂料或导电剂，或者在侧周壁的内表面上形成镍-锡合金电镀层，以谋求侧周壁的内表面与正极合剂或活性物质之间的电池内阻的降低。然而，用这种手段无论如何也不能使电池内阻降得足够低，而且由于侧周壁的内表面是平滑的，保持导电涂料或导电剂的能力低下，不能得到所要求的电池保存后特性。另一方面，用上述的DI加工法以外的加工法例如上述的连续自动压延加工法制作的电池壳，由于多次重复压延工序时发生的小皱折使侧周壁的内表面粗糙化，故可能加大与正极合剂或活性物质之间的接触面积，抑制电池内阴的上升。然而，连续自动压延加工中几乎不作减轻挤压加工，这时，侧周壁的厚度几乎并不比底壁的厚度来得薄。从而存在的缺点是不增大电池壳的内容积，活性物质等的充填量变少，充放电特性下降。而且在这种电池壳的制造方法中，由于上述那样的工序数多，故不能实现生产性的提高而制造成本高。本专利技术鉴于上述问题，其目的在于提供具有能够保持大的内容积同时实现增大侧壁的内表面与正极合剂或活性物质的接触面积的形状的电池壳以及以高生产性制造这种电池壳的制造方法。专利技术概述为达到上述目的，本专利技术的电池壳，经过使用多级配置的减径挤压模子的减径挤压工序，形成侧周壁的厚度t1相对于底壁的厚度t0为t1＝αt0(α＝0.2-0.7)，在所述侧周壁的内表面经过所述减径挤压工序后的压延工序形成平均表面粗糙度为0.2μm-2.0μm的粗糙面。这种电池壳其侧周壁的内表面与其内部收容的正极合剂或活性物质之间的接触面积大，故格外地降低电池内阻。又在侧周壁的内表面上涂布碳等导电材料的情况下，提高了这种导电材料的保持力，故可能较长期地保持电池保存后特性。为使增大上述接触面积，只要设定平均表面粗糙度在0.2μm-2.0μm范围内就可。又，这种电池壳，由于经过减径挤压工序，形成侧周壁的厚度较底壁的厚度来得薄，从而具有大的内容积，故能增大正极合剂或活性物质的充填量，提高充放电特性等的电池性能。本专利技术的电池壳的制造方法，其特征在于，包括通过对杯状中间制品施加用至少一个压延模式的压延加工和用多级配置的减径挤压模式的减径挤压加工，制作侧周边的厚度t0为t1＝αt0(α＝0.2-0.7)的电池壳基体的第1工序，以及利用将所述电池壳基体用配置成多级的压延模子进行压延加工，不改变侧周壁的厚度而缩径成规定的外径，制作电池壳(1)的第2工序。在该电池壳的制造方法中，由于在第2工序中不进行减径挤压加工，故在保持其侧周壁厚度不变的情况下使电池壳体塑性变形成其外径成为规定的小外径那样的缩径状态。因而通过不改变侧周壁的厚度的缩径过程发生多数的极小的皱折，使电池壳侧周壁的内表面粗糙化，故在整体上无疏密地形成微小的凹凸，增大了与正极合剂或活性物质间的接触面积。因为侧周壁的内表面的粗糙化并不需要特别的工序而经过电池壳的一连串的制造过程来形成的，故也不妨害生产性。又，在第1工序中由于对杯状中间制品进行减径挤压加工，故侧周壁的厚度比底壁的厚度来得薄，在第2工序中由于不改变侧周壁厚度地进行缩径，故制成的电池壳具有大的内容积。而且在第2工序中，伴随着电池壳的缩径，变形部分的材料向底壁流动，故在比侧壁更厚的底壁的周端部分形成台阶，从而所完成的电池壳具有防止发生屈曲等的强度。附图简要说明图1A为示出本专利技术的实施形态的电池壳的局部剖开的侧面图，图1B为图1A的沿IB-IB线剖开的扩大的剖视图，图1C为模式地示出图1B的IC部分的扩大图，图1D示出用于与图1C作比较的以往的电池壳的模式扩大图，图1E示出上述实施形态的电池壳的另一例的局部剖视图。图2A、2B依次示出将制造上述电池壳用的本专利技术的第1实施形态的制造方法具体化的第1工序的制造过程的简略剖视图。图3A、3B依次示出上述的制造方法的第2工序的制造过程的简略剖视图，图4A、4B依次示邮将制造上述电池壳用的本专利技术的第2实施形态的制造方法具体化的制过程的简略剖视图。图5A、5B示出沿圆周方向测量上述制造方法中的第1工序中制作的电池壳体的的侧周壁以及制成后的电池壳的侧周壁的各自的内表面的表面粗糙度的实测值曲线图。图6A、6B示出沿轴心方向测量上述电池壳基体的侧周壁以及电池壳的侧周壁的各自的内表面的表面粗糙度的实测值曲线图。图7示出电池壳相对于电池壳基体的挤压比与侧周壁的内表面的平均表面粗糙度之间的关系的特性图。图8示出单3型碱性干电池的部分剖视图。图9示出镍镉蓄电池的局部切去的立体图。图10示出圆筒形锂二次电池的纵剖视图。实施专利技术的最佳形态以下参照附图说明本专利技术的较佳实施形态。图1A示出本专利技术的一实施形态的电池壳的局部剖开的侧面图，图1B为图1A中沿IB-IB线剖开的扩大的剖视图，图1C为模式地示出图1B的IC部分的扩大图。如图1A所示，形成电池壳1的侧周壁1a的厚度t1相对于底壁的厚度t0为t1＝αt0(α＝0.2-0.7)。侧周壁1a的厚度t1变薄的部分增大了电池壳1的内容积。因而，该电池壳1不仅增多了活性物质或正极合剂的充填量而增大电池容量，还由于存在比较厚的底壁1b以及成为底壁1b与侧周壁1a边界的底周端部分的台具有足够的耐压强度。此外，该电池壳1如图1B所示以在钢板2的表面上形成镀镍层3的镀镍钢板作为材料制成。使用镀镍钢板的理由在于对于作为该电池壳的主要适用对象的碱性干电池或镍镉蓄电池等的电解液使用的强碱性的氢氧化钾，镍的耐碱腐蚀性强，将电池与外部端子连接对镍具有稳定的接触电阻，对于组装电池的点焊接而言，镍的焊接性优良等，而且，电池壳1的侧周壁1a的内表面如图1C所示多数的凹凸被形成遍布整体的无疏密的微细配置，且设定平均表面粗糙度R为0.2μm～2.0μm。图1D模式地示出用于与图1C作比较的的用DI加工法制作的以往的电池壳侧周壁的内表面粗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池壳，其特征在于，经过使用多级配置的减径挤压模子（１１、１２、１３）的减径挤压工序，形成侧周壁（１ａ）的厚度ｔ↓［１］相对于底壁（１ｂ）的厚度ｔ↓［０］为ｔ↓［１］＝α ｔ↓［０］（α＝０．２－０．７），在所述侧周壁的内表面经 过所述减径挤压工序后的压延工序形成平均表面粗糙度为０．２μｍ－２．０μｍ的粗糙面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：森克彦，上田智通，山下祥治，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]