CN1229882C - 电池组及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的电池组由多个单电池连接而成，这些单电池包括收容有挟持电解液、设有正极和负极构成的电池要件并兼具有一方电极的端子的金属外壳，和对所述金属外壳绝缘分离的另一方电极的端子所构成。该电池组的特征为：在所述单电池中相邻的两个端子之间至少在所述各端子一侧具有一个突出部的连接部件，所述连接部件与所述单电池端子的连接部分别在所述突出部焊接连接。

Description

电池组及其制造方法
技术领域
本发明涉及将通过隔膜使正极与负极层积的电极组与电解液封存在兼具一方电极端子的金属壳内的多个单电池经过焊接连接的电池组以及其制造方法。
背景技术
一般说来，镍—氢化物蓄电池、镍—镉蓄电池等碱性蓄电池，是在正极及负极之间有隔膜，在将其卷绕成螺线形之后，在正极或负极的端部连接集电体并形成电极体，然后将该电极体收入金属电池盒内并将由集电体延伸的导线部焊接在封口体之后，将封口体通过绝缘垫片安装在电池盒的开口部并通过密封而构成。在这种碱性蓄电池用于电动工具或电动汽车等用途时，由于要求高的输出力，所以通常使用将多个单电池串联连接的电池组。
这样的电池组，如图15所示，在单电池80b的封口板81上作为正极端子设置的正板盖82上，焊接导线板85的一端，同时在单电池80a的金属外壳83的底部84上，焊接导线板85的另一端，然后通过将导线板85的中央部弯曲成U字形，将多个单电池80a与80b串联连接而制成。
但是，在使通过弯曲成U字数的导线板85连接的多个单电池80a、80b放电时，由于放电电流通过导线板85通入，所以或导线板85愈长、导线板85愈薄，则电阻压下降愈大。在该电阻压下降，放电电流小时，还不成为问题，若在用于电动工具或电动汽车等在大电流通入用途时，由于电阻压下降而产生工作电压下降的问题。
因此，人们考虑并提出，不使用导线板，而将单电池相对向的端子间用锡焊接来连接单电池的方法，但是锡焊与焊接相比较，具有锡焊部的强度小而难于可靠地连接的问题。此外，还有锡焊单电池相对向的电极间很麻烦且工作效率差的问题。
因此，本申请人进行了各种研究，其结果开发出了使焊接电流流向电池充电方向或放电方向并可直接焊接单电池邻近的端子间的崭新方法。该方法如图16所示，将多个单电池90a、90b放入未图示的将支承筒内排列成一列之后，在其上端的单电池正极盖92上设置一方焊接电极96，在下端的单电池的金属外壳93的底部94设置另一方的焊接电极97。
此后，向两个焊接电极96、97之间边加压力边加电压并通入大电流脉冲。由此，单电池90a的金属外壳93的底部94与单电池90b的正极盖92的接触部发生熔融而被焊接。
这样，由于单电池邻近的端子间直接焊接，所以该焊接部分的电阻压下降减少了并提高了电池组的工作电压。
然而，如前所述，在使多个单电池排列成一列之后，在其两端部设置一对焊接电极，边向两焊接电极加压力边外加电压并通入大电流脉冲，在一方单电池的金属外壳的底部与另一方单电池正极盖的接触部焊接时，则在向焊接电极间加压力时，直接给予正极盖以过大的加压力。在正极盖受到该过大的加压力时，正极盖发生压缩、变形等问题。
此外，由于在正极盖内设有压力阀，因此在正极盖被压缩而发生变形时，便产生了该压力阀无法正常工作的问题。
发明内容
因此，本发明是为解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种即使将多个单电池焊接，也无损于内装压力阀的盖部且不产生焊接不良的结构的电池组。
为了达到上述目的，本发明的电池组，由多个单电池连接成一列而成，这些单电池包括收容有设正极与负极其中夹有电解液的电池要件并兼具一方电极端子的金属外壳，和对所述金属外壳绝缘分离的兼作另一方电极端子的封口体所构成，其特征在于，在所述单电池中相邻的一方单电池的封口体与另一方单电池的金属制外壳的底部之间具有一连接部件，所述连接部件比外壳的外周更靠内侧在两方端子一侧至少各具有一个突出部，所述封口体具有突出设置于其中央部的盖，所述连接部件在对应于所述盖的位置上，具有比该盖直径大的开口部，所述连接部件与所述一方单电池的另一方电极端子的接触部，以及所述连接部件与所述另一方单电池的外壳的接触部，分别在所述突出部焊接连接。
在理想的情况下，其特征在于，所述连接部件是由一片金属板加工成型的导电材料构成的，所述突出部是加工成型中形成的针。
本发明的特征在于，所述连接部件在对应于所述封口体的中央部区域具有开口部并以包围所述开口部的方式形成，是理想的。
本发明的特征在于，所述连接部件构成为：在所述外壳底部与所述外壳焊接连接，沿所述外部周缘部达到侧面的一部并覆盖所述侧面的一部，是理想的。
本发明的特征在于，所述连接部件沿所述外壳的周缘部达到侧面的一部并在所述外壳侧面，与所述外壳焊接连接。
即是说，本发明的电池组在一方单电池的封口体与另一方单电池的外壳底部之间，在与盖对应的位置上设有具有比该盖径大的开口部连接部件，而该连接部件与一方的单电池的封口体的接触部，以及该连接部件与另一方的单电池的外壳的接触部分别焊接连接。
这样，连接部件与一方单电池封口体的接触部及连接部件与另一方单电池的外壳底部的接触部即成为分别被焊接连接的结构时，通过连接部件一方单电池的封口体与另一方单电池的外壳底部电连接，而一方单电池的封口体与另一方单电池的外壳底部的集电体路径就成为连接部件的高度，即，成为一方单电池的封口体与另一方单电池的外壳底部之间的长度，因此，可得到减少连接的电阻压下降、提高工作电压的电池组。
此外，在通过封口体上所设置的与盖对应的位置上设有的比盖径大的开口部的连接部件，一方单电池的封口体与另一方单电池的外壳底部电连接时，设置在封口体上的盖没有被焊接，所以不产生盖被压缩而发生变形和损伤。由此，可得到盖内所设置的安全阀工作压不受影响的电池组。
于是，连接部件由具有导电性材料构成，包括有其外径比所述外壳开口部内径小径的环形基板部、和由该基板部部向上方或下方相互突出的有底的凸部，以及由该凸部的底部突出的凸出部，这样，通过由基板部向上方或下方相互突出的有底的凸部，环形连接部件可在一方单电池的封口体与另一方单电池的外壳底部之间给予弹性。
因此，可得到提高向下方(或向上方)突出的凸出部与一方单电池封口体的焊接部，以及向上方(或向下方)突出的凸出部与另一方单电池的外壳底部的焊接部的焊接强度，进一步减少焊接部电阻压下降和工作电压更高的电池组。在此种情况下，环形基板的外径由于比外壳开口部内径小，所以可得到能防止一方单电池的外壳的上端部与另一方单电池的外壳底部接触而产生不良焊接的电池组。
此外，若环形基板部的一部具有切口部，则在将各单电池排列成一列配置之后，可向各单电池之间插入连接部件，因此各单电池的排列配置作业变得容易了。而基板的形状不局限于环形，也可以是多角形。还有，连接部件由沿外壳开口部的外周弯曲成弧形或曲折形的第1基板部，和沿外壳开口部的外周弯曲成弧形或弯曲形的第2基板部构成，以盖为间隔将该第1基板部与第2基板部相互分离配置并其中心部形成开口部时，向各单电池之间插入连接部件的作业即变得更加容易了。
于是，在使用这样的连接部而构成的电池组由于某种事故而发生焊接部破坏与断裂时，若凸出部的厚度比外壳底部的厚度厚，则有可能产生外壳底部的焊接部分破裂而泄漏电解液。为此，最好是使凸出部的厚度及凸部的底部厚度比外壳底部厚度作得薄。此外，若基板部的厚度作得比外壳底部的厚度薄，则产生连接部件的电阻值上升，电池组的输出特性下降的问题，因此最好是将基板的厚度作得比外壳底部的厚度厚。
还有，环形连接部件是由其外径比外壳开口部内径小径环形绝缘性基板与导电环整体形成的，在导电环于基板的基板内部由该基板向上下方突出形成时，则通过导电环，一方单电池的封口体与另一方单电池的外壳底部连接，集电路径成为导电环的高度，所以可得到减少连接部电阻压下降而工作电压高的电池组。
在此种情况下，环形绝缘性基板的外径比外壳开口部内径还小，在其内部形成导电环，因而可得到能够可靠地防止一方单电池的外壳上端部与另一方单电池外壳底部接触，进而产生不良焊接的电池组。
还有，环形连接部件由具有导电性材料构成，具有圆筒部与在该圆筒部的底部整体形成的环形凸缘部，同时在圆筒部的外周部的配置绝缘环，凸缘部被焊接在另一方单电池的封口体上，圆筒部的上端部被焊接在另一方单电池的外壳的底部时，由于集电路径成为圆筒部的高度，所以可得到减少连接部的电阻压下降而工作电压高的电池组。
在这种情况下，在圆筒部的外周部设置有绝缘环，所以可得到能够可靠地防止一方单电池外壳上端部与另一方单电池外壳底部的接触，进而不产生焊接不良的电池组。
还有，环形连接部件与封口体整体形成，在由封口体突出的盖上具有同心形成的圆筒体，同时在该圆筒体的外周部上配置绝缘环，圆筒体的下端部被焊接在一方单电池的封口体上，而圆筒体的上端部被焊接在另一方单电池的外壳底部时，由于集电路径为圆筒体的高度，所以可得到减少连接部的电阻压下降而工作电压高的电池组。
在这种情况下，在圆筒部的外周部设置有绝缘环，因此可得到能够可靠地防止一方单电池的外壳上端部与另一方单电池外壳底部相接触，进而产生不良焊接的电池组。
于是，本发明的电池组的制造方法是，包括：准备多个单电池工序和将多个单电池排列成一列的工序及焊接工序；所述准备多个单电池工序，是准备收容挟持电解液的正极与负极构成的电池要素并兼具一方电极端子的金属外壳，和对所述金属外壳绝缘分离的兼具另一方电极端子的封口体的多个单电池；所述排列成一列的工序，是将所述单电池中相邻的一方单电池的封口体和另一方单电池的金属外壳的底部之间，通过比外壳的外周更靠内侧在两方端子一侧至少各具有一个突出部的连接部件接触；所述焊接工序，是将所述排成一列的多个单电池至少一方的电池要素中通入焊接电流并焊接在所述相邻的端子之间，所述封口体具有突出设置于其中央部的盖，所述连接部件在对应于所述盖的位置上，具有比该盖直径大的开口部，所述连接部件与所述一方单电池的另一方电极端子的接触部，以及所述连接部件与所述另一方单电池的外壳的接触部，分别在所述突出部焊接连接。
这样，将在与盖对应的位置上所具有的直径比盖大的开口部的连接部件作间隔配置，使多个单电池排成一列，然后对这两端部以给定压力加压，同时向任意两个单电池金属外壳接触配置的一对焊接电极之间通入焊接电流时，焊接电流由一对焊接电极的一方，通过一方单电池的外壳底部、连接部件、另一方单电池盖及另一方单电池内向一对焊接电极的另一方或者向其相反方向通入。
由此，在一方单电池的外壳底部与连接部件的接触部，以及另一方单电池的盖与连接部件的接触部发生焦耳热，这些接触部熔融而被焊接。其结果，即使不使用焊接用正极导线板，一方单电池的外壳底部与另一方单电池盖通过连接部件而被焊接连接，因而可得到减少接触部的电阻压下降，使多个单电池串联连接的低内部电阻的电池组。
而且，上述构成也可适用于单电池并联连接的场合。
附图说明
以下对附图作简单说明。
图1为表示实施例1连接部件的图，图1(a)为其透视图，图1(b)为其俯视图，图1(c)为其主视图。
图2为表示使用实施例1的连接部件连接单电极间状态的剖视图。
图3为表示实施例2连接部件的图，图3(a)为其透视图，图3(b)为其俯视图，图3(c)为其主视图。
图4为表示实施例3连接部件的图，图4(a)为其透视图，图4(b)为其俯视图，图4(c)为其主视图。
图5为表示实施例4连接部件的图，图5(a)为其透视图，图5(b)为其俯视图，图5(c)为其主视图。
图6为模拟表示本发明焊接装置一例的透视图。
图7为表示使用图6的装置焊接电池组的单电池间状态的俯视图。
图8为表示本发明连接部件的厚度与单电池外壳厚度关系而将连接部件与单电池外壳焊接部分的主要部分放大的剖视图。
图9为表示使用变形例1的连接部件连接单电池间状态的剖视图。
图10为表示使用变形例2的连接部件连接单电池间状态的剖视图。
图11为表示使用变形例3的连接部件连接单电池间状态的剖视图。
图12为表示变形例4的连接部件及使用该部件连接单电池间状态的图。
图13为表示变形例5的连接部件及使用该部件连接单电池间状态的图。
图14为表示变形例6的连接部件及使用该部件连接单电池间状态的图。
图15为表示已有例电池组一例的主视图。
图16为表示已有例电池组另一例的主视图。
在上述附图中，A，B，C-单电池，1-正极板，2-负极板，3-隔离膜，4-正极集电体，5-正极用导线，6-外壳(负极板外部端子)，7-封口体，8-正极盖(正极外部端子)、9-绝缘垫片，10、20、50、60、70-环形连接部件，11、21-环形基板部，12、22、42、45-有底的凸部，13、23、33、43、46-凸出部，14、24、34、53、-开孔，25、35-切口部，30-多角形连接部件，31-多角形基板部，40-连接部件，41-第1基板部，44-第2基板部，51-导电环，52-环形绝缘性基板，61-圆筒体，62、72-凸缘部，63、73-绝缘环，71-圆筒体，101、103-焊接用上电极，101a、102a、103a、104a-槽部，102、104-焊接用下电极，105、106-绝缘载置台，107、108-加压部件，110焊接用电源。
具体实施方式
实施例
以下根据图1至图8说明将本发明适用于镍氢蓄电池的实施例。其中，图1为表示实施例1连接部件的图，图1(a)为其透视图，图1(b)为其俯视图，图1(c)为其主视图。图2为表示用实施例1的连接部件连接单电池间状态的剖视图。其中图2的连接部件示出图1(b)的X-X截面。此外，图3为表示实施例2的连接部件的图，图3(a)为其透视图，图3(b)为其俯视图，图3(c)为其主视图。
图4为表示实施例3连接部件的图，图4(a)为其透视图，图4(b)为其俯视图，图4(c)为其主视图。图5为表示用实施例4的连接部件的图，图5(a)为其透视图，图5(b)为其俯视图，图5(c)为其主视图。此外，图6为模拟地表示本发明焊接装置一例的透视图。图7为表示使用图6装置焊接电池组的单电池间焊接状态的俯视图。还有，图8为表示本发明连接部件的厚度与单电池外壳厚度关系而将连接部件与单电池外壳焊接部分主要部分放大的剖视图。
1.单电池的制作
首先，在由冲孔金属板制成的极板芯体表面上形成镍烧结多孔体之后，通过化学浸渍法将以氢氧化镍为主体的活性物质填充到该镍烧结多孔体内制作镍正极板1，同时在由冲孔金属制的极板芯体的表面上填充由吸氢合金组成的糊状负极活性物质并使其干燥之后，将其压延到给定厚度，制成吸氢合金负电极板2。
在这些镍正极板1与吸氢合金负极2之间通过隔离膜3卷绕成螺线型而制成螺线形电极组，然后在该螺线形电极组的上端面所露出的极板芯体上焊接正极集电体4，同时在其下端面所露出极板芯体上焊接上负极集电体(未图示)。接着，在正极集电体4的上部焊接上将中央部弯曲加工成为圆筒形的正极用导线5之后，将其收纳入铁上镀镍的有底筒形外壳(底面的外面成为负极外部端子)6内，并将焊接在吸氢合金负极板2上的负极集电体焊接在外壳6的内底面。
接着，将防震环(未图示)插入外壳6的上部内周侧，在外壳6的上部外周侧进行槽加工并在防震环上端部形成凹部，然后向外壳6内注入由30％(重量)的氢氧化钾(KOH)水溶液的组成的电解液。此后，在该外壳6的开口部上部配置封口板7的底面，使之与正极用导线5的圆筒部分接触。
这里，在封口板7上部设置有正极盖(正极外部端子)8，在该正极板盖8内具有由阀板7a与弹簧7b构成的阀体，在封口体7的中央形成有通气孔，而封口体由封口板7与正板盖8形成。
接着，在封口体7的周缘嵌着绝缘垫片9，并使用压力机施加压力，将封口体7压入外壳6内，达到绝缘垫片9的下端设置在外壳6上部外周上的凹部位置为止。此后，通过将外壳6的开口端缘铆接在内方并将电池封口，即得到镍氢蓄电池A、B、C。
2.单电池间连接部件
(1)实施例1
实施例1的单电池间的接触部件10，是由铁、铜、镍及其合金等导电性良好的金属板压制成形的，如图1、2所示，该部件是由环形基础部11和有底的凸部12，12…，以及凸出部13所构成，所述环形基础部11在中心部具有比正极盖8的外径大的圆形开孔14，同时其外径比外壳6开口部内径还小而形成的；所述有底部12是由该环形基础部11向上方或者向下方相互突出的；所述凸出部是由该凸部12的底部突出的。还有，从由基板部11向上方突出的凸部12的突起部13的前端开始，到由基板部11向下突出的凸部12的凸出部13的前端为止的长度，其形成为：与电池A的外壳的底面与电池B的封口体7的上面之间的长度相比，变得稍长些。
(2)实施例2
实施例2的单电池间连接部件20，是由铁、铜、镍或它们的合金等导电性良好的金属板经过加压形成制得的，如图3所示，它包括一环形基板部21，这一基板部21在中心部具有比正极盖8的外径大的圆形开孔24，同时其外径比外壳6的开口部内径小而且在其一部形成切口部25；此外还包括有从该环形基板部21向上方或向下方相互突出的有底的凸部22、22…，以及从该凸部22的底部突出的凸出部23。
此外，在基板部21上所形成的切口部25的宽度以比正极盖8的直径稍大而形成。因此，如后所述，在将各单电池A，B，C排列配置之后，可以在单电池A与B之间以及单电池B与C之间插入连接部件20，因此很容易地进行各单电池的排列配置作业。还有，从由基板部21向上方突出的凸部22的凸出部23的前端开始，到由基板部21向下方突出的凸部22的凸出部23的前端为止的长度，其形成为：与电池A的外壳的底面与电池B的封口体7的上面之间的长度相比，变得稍长一些。
(3)实施例3
实施例3的单电池间的连接部件30，是由铁、铜、镍或它们的合金等导电性良好的金属板经过压制成型而制成的。如图4所示，该部件包括多角形基板部31，这一基板部31在中心部具有比正极盖8的外径大的多角形开孔34，同时其外径比外壳6的开口部内径还小而形成的。此外，还包括从该环形基板部31向上方或向下方相互突出的有底的凸部32、32…，以及从该凸部32的底部突出的凸出部33。
此外，在基板部31上所形成的切口部35的宽度以比正极盖8的直径稍大而形成的。因此，如后所述，在将各单电池A、B、C排列配置之后，可以在单电池A与B之间及单电池B与C之间插入连接部件30，因此很容易地进行各单电池的排列配置作业。还有，从由基板部31向上方突出的凸部32的凸出部33的前端开始，到由基板部31向下方突出的凸部32的凸出部33的前端部为止的长度，其形成为：与电池A的外壳底部与电池B的封口体7的上面之间的长度相比，变得稍长一些。
(4)实施例4
实施例4的单电池间连接部件40，是由铁、铜、镍或其它们的合金等导电性良好的金属板经过压制成型而制成的。如图5所示，该部件由沿外壳开口部的外周弯曲成曲折形的第1基板部41和各沿外壳的开口部的外周变曲成曲折形的第2基板部44所构成。这些第1基板部41与第2基板部44，使它们配置在外壳6的开口部内，同时以可在其中心部配置正极盖8，由将正极盖8形成间隔来相互隔离配置。
上述连接部件还包括在第1基板部41上由第1基板部41向上方或下方相互突出的有底的凸部42，42…，和由该凸部42的底部突出的凸出部43。此外，还包括有在第2基板部44上由第2基板部44向上方或下方相互突出的有底的凸部45，45…，以及从该凸部45的底部突出的凸出部46。
此外，连接部件还包括沿外壳开口部外周弯曲成曲折形的第1基板部41，和沿外壳开口部的外周弯曲成曲折的第2基板部44；通过将正极盖8作成间隔，使这些第1基板部41与第2基板部44相互间隔配置，中心部形成开口部时，则将更加容易地进行向各单电池A、B、C插入第1基板部41及第2基板部42的作业。
还有，从第1基板部41(第2基板部44)向上方上突出的凸部42(45)的突出部43(46)的前端开始，到从第1基板部41(第2基板部44)向下方突出的凸部42(45)的突出部43(46)的前端为止的长度，其形成为：与电池A的外壳的底面与电池B的封口体7的上面之间的长度相比，变得稍长一些。
还有，不用采用沿外壳开口部的外周将第1基板部41及第2基板部44弯曲成曲折形，也可以沿外壳6的开口部外周将它们圆滑地弯曲成弧形。
3.焊接装置
用于制造本发明电池组的焊接装置，如图6、7所示，包括：由焊接用上电极101与焊接电极用下电极102组成的一方极性焊接用上下电极；由焊接用上电极103与焊接用下电极104组成的另一方极性焊接用上下电极组成的一对焊接电极；由配置在各焊接用下电极102、104之间的绝缘体组成的绝缘载置台105；由配置在焊接用下电极104外侧的绝缘体组成的绝缘载置台106；对串联连接配置成一列的电池组的各单电池A、B、C两端部加压的一对加压部件107、108；向焊接用上电极101、103或焊接用下电极102、104供给焊接电流的焊接用电源110(参照图7)。
焊接用下电极102、104是由铜等导电性良好的金属材料制成多角柱形而形成的，在其中央部分别沿单电池排列方向形成与各单电池A、B、C的下半部分外形形状一致的槽部102a、104a。而焊接用上电极101、103与焊接用下电极102、104相同，是由铜等导电性良好的金属材料制成角柱形而形成的，在其中央部分别沿单电池排列方向形成各单电池A、B、C的上半部分的外形一致的槽部101a、103a。
而且，通过在各焊接用下电极102、104上载置各焊接用电极101、103，由槽部102a与101a所形成的空间部以及由槽部104a与103a所形成的空间部与各单电池A、B、C的外形一致。由此，通过在焊接用下电极102的槽部上配制单电池A(B、C)并在其上载置焊接用上电极101固定单电池A(B、C)，通过在焊接用下电极104的槽部104a上配置单电池B(A、C)并在其上载置焊接用电极103固定单电池B(A、C)。
绝缘载置台105、106是通过将合成树脂和陶瓷等绝缘材料制成角柱形而构成的，在其中央部分别沿单电池的排列方向分别形成与单电池A、B、C的下半部分的外形一致的槽部105a、106a。还有，在图6、7中示出了作为单电池使用3个单电池A、B、C作成电池组并将其载置在绝缘载置台105、106上的例子，但是，在制作有联接多个单电池的电池组时，除了使用绝缘载置台105、106之外，还可使用其他的绝缘载置台。
加压部件107、108由具有强度的金属、合成树脂、陶瓷等构成，在将各单电池A、B、C在各焊接用下电极102、104及各绝缘载置台105、106上排列成一列配置之后，通过将加压部件107押接到单电池A的正极盖8上，同时将加压材料押接到单电池C的外壳6的底部来推压各单电池A、B、C。还有，加压部件107、108的至少一方通过螺旋弹簧和气压缸等的加压构件进行加压。
焊接用电源110是一种直流电源，在给电池组加给定电压值的直流电压后，只在一对焊接电极之间(此时在焊接用上电极101与焊接用上电极103之间)通入3KA的直流脉冲电流约15msec。
接着说明使用上述焊接装置制造电池组的焊接例。
首先，将按着焊接用下电极102、绝缘载置台105、焊接用下电极104及绝缘载置台106的顺序排列成一列地配置。此后，在焊接用下电极102的槽部102a上载置单电池A；在绝缘载置台105的槽部105a及焊接用下电极104的槽部104a上载置单电池B；在绝缘载置台106的槽部106a上载置单电池C。并且，在此时，在单电池A与B之间、单电池B与C之间配置任一上述的连接部件10、20、30、40。
接着，使焊接用上电极101的槽部101a与单电池A的外形相适合，将焊接用上电极101载置在焊接用下电极102上，同时使焊接用上电极103的槽部103a与单电池B的外形相适合，将焊接用上电极103载置在焊接用下电极104上，并固定单电池A及单电池B。
接着，将加压部件107压接到单电池A的封口板7上，同时将加压部件108压接到单电池C的外壳6的底部。这样，加压部件107和108的至少一方通过螺旋弹簧、气压缸等加压装置而加压，以给定压力(例如1×105N/m2-5×105N/m2的压力)对各单电池A、B、C加压。并且，由焊接用电源110延伸出的连接导线的一方端子连接在焊接用上电极101上，另一方端子则连接在焊接用上电极103上。
接着，在驱动焊接用电源110时，则在焊接用上电极101与焊接用上电极103之间加给定电压值的电流电压，沿焊接用上电极101→电池A的外壳6→单电池A的底部与连接部件10(20、30、40)的接触部→连接部件10(20、30、40)与单电池B的封口板7的接触部→单电池B内→单电池B外壳6→焊接用上电极103的方向(或其逆方向)，通入3KA直流脉冲电流约15msec。
这样，单电池A的底部与连接部件10(20、30、40)的接触部，以及连接部10(20、30、40)与单电池B的封口板7的接触部发生焦耳热而熔融，各接触部被焊接。
接着，沿绝缘载置台106、焊接用下电极102、绝缘载置台105以及焊接用下电极104的顺序排列成一列地配置，载置有在绝缘载置台106的槽部106a及焊接用下电极102槽部102a上所焊接的单电池A与单电池B，同时在焊接用下电极104的槽部104a及绝缘载置台105槽部105a上载置单电池C。此后，与上述相同，将焊接用上电极101、103分别载置在焊接用下电极102、104上，同时将加压部件107及加压部件108压接，驱动焊接用电源110。这样，单电池B的底部与连接部件10(20、30、40)接触部及连接部件10(20、30、40)与单电池C的封口板7的接触部分别焊接，即成为3个单电池串联的焊接电池组。
还有，在单电池A(或B)的底部与连接部件10、20、30、40与单电池B(或C)的封口板7的接触部分别焊接时，在连接部件10中，向上方突出的凸部12的凸出部13与单电池A(B)的外壳6的底部的接触部被焊接；向下方突出的凸部12的凸出部13与单电池B(C)的封口板7的接触部被焊接。此外，在连接部件20中，向上方突出的凸部22的凸出部23与单电池A(B)的外壳6的底部的接触部被焊接；向下方突出的凸部22的凸出部23与单电池B(C)的封口板7的接触部被焊接。
此外，在连接部件30中，向上方突出的凸部32的凸出部33与单电池A(B)的外壳6的底部的接触部被焊接；向下方突出的凸部32的凸出部33与单电池B(C)的封口板7的接触部被凸出。还有，在连接部件40中，向上方突出的凸部42(45)的凸出部43(46)与单电池A(B)外壳6的底部的接触部被焊接；向下方突出的凸部42(45)的凸出部43(46)与单电池B(C)的封口部7的接触部被焊接。
4.对连接部件厚度的研究
在使用上述实施例的连接部件10、20、30、40构成电池组而使用该电池组时，在遇有因任何事故而发生焊接部破坏断开的情况，若各凸出部13、23、33、43(46)的厚度比单电池A、B、C的外壳6的底部厚度厚，则外壳6的底部焊接部分被破坏了，就可能发生所谓的电解液泄露。并且，若将各基板部件11、21、31、41(45)的厚度作得比外壳6底部厚度薄，则产生各连接部件10、20、30、40的电阻值上升，电池组的输出特性下降的问题。
因此，本发明中如图8所示(图8中只示出连接部件10，但连接部件20、30、40中也是相同的)，连接部件10的凸部12上所形成的凸出部13的厚度t1比凸部12的底部的厚度t2薄(t1≤t2)，而且凸出部的厚度t1及凸部12的底部厚度t2比外壳6的底部厚度t3薄(t1≤t2≤3t)形成的。而基板部11的厚度t4比外壳6的底部的厚度t3厚(t4≥t3)，即具有t1≤t2≤t3≤t4的关系而形成的。这样，即可得到能够低限度地抑制连接部件10(20、30、40)的电阻值，同时不伤损单电池的电池组。
5.连接部件的变形例
本发明的单电池间的连接部件不局限上述的实施例，可有各种变形例。以下根据图9-11说明本发明变形例的连接部件。其中，图9为表示使用变形例1的连接部件连接单电池间状态的剖视图；图10为表示使用变形例2的连接部件连接单电池间状态的剖视图；图11为表示使用变形例3的连接部件连接单电池间状态的剖视图。
(1)变形例1
变形例1的单电池间连接部件50，例如图9所示，包括有：由铁、铜、镍或其合金等导电性良好的金属制的导电环51；由合成树脂和陶瓷等绝缘材料制成并在中心部具有比正极盖8的外径大的开孔53的环形绝缘基板52。导电环51通过整体而形成的，其一部分沿环形绝缘基板52上下突出，而其余部分被埋入绝缘性基板52之内。还有，环形绝缘基板52的外径以比外壳6开口部的内径小而形成，导电环51的高度比正极盖8的高度高，比电池A的外壳底面与电池B的封口体7的上面之间的长度稍长一些而形成。
(2)变形例2
变形例2的单电池连接部件60，是由铁、铜、镍或其合金等导电性良好的金属板经压制成形，如图10所示，成为具有凸缘部62的圆筒体61，同时圆筒体61的内径以比正极盖8的外径大而形成的。然后，在该圆筒体61的外周部具有绝缘环63。还有，圆筒体61的高度比正极盖8的高度高，以比电池A的外壳底面与电池B的封口体7的上面之间的长度稍长一些而形成。
(3)变形例3
变形例3的单电池间连接部件70，是通过铁、铜、镍或其合金导电性良好的金属板经压制成形并与正极盖8整体形成，如图11所示，将正极盖8的底部作成凸缘部72，由正极盖8上同心形成的圆筒体71构成。然后，在该圆筒体71的外周部具有绝缘环73。还有，圆筒体71的高度比正极盖8的高度高，以比电池A的外壳底面与电池B的封口体7的上面之间的长度稍长一些而形成。
(4)变形例4
变形例4的单电池间连接部件80，如图12A至D所示，由铁、铜、镍或它们的合金等导电性良好的金属制的盖所构成。通过一片金属板的加工成型，由针形成突起，很容易制造。
(5)变形例5
变形例5的单电池间连接部件90，如图13A至B所示，由铁、铜、镍或它们的合金等导电性良好的金属制带钻孔的盖构成。也是通过一片金属板的加工成型，由针形成突起，很容易制造。
(6)变形例6
变形例6的单电池间连接部件100，如图14A至B所示，是使变形例4的连接部件80上下翻转用的。
使这些变形例的各连接部件50、60、70介于各单电池之间，使用与上述相同的焊接装置焊接时，在连接部件50中，导电环51的上端部与单电池A(B)的外壳6的底部的接触部被焊接，而导电环51的下端部与单电池B(C)的封口板7的接触部被焊接。此外，在连接部60中，圆筒体61的上端部与单电池A(B)的外壳6的底部的接触部被焊接，而凸缘部62与单电池B(C)的封口体7的接触部被焊接。
还有，在连接部件70中，圆筒体71的上端部与单电池A(B)的外壳体6的底部的接触部被焊接。此外，由于连接部件70的凸缘部72是与正极盖8的整体形成的，所以该凸缘部72预先与各单电池A、B、C的封口板7连接。
如上所述，本发明中，各单电池之间是通过连接部件10、20、30、40、50、60、70中的任一个焊接连接，因此各单电池间连接部的集电路径只成为这些连接部件10、20、30、40、50、60、70的高度的距离，所以可得到减少连接部电阻压下降和工作电压高的电池组。
此外，在配制成一列的多个单电池相邻的单电池，例如单电池A与单电池B的金属外壳6、6上分别使一对焊接用上下电极101、102或103、104接触配置之后，利用加压部件107、108以给定压力加压一列单电池A、B、C的两端部，并向一对焊接用上电极101、103之间驱动焊接电流，因此，焊接电流从焊接用上电极101开始，通过单电池A(B)的外壳6的底部与连接部件10(20、30、40、50、60、70)的接触部、连接部件10(20、30、40、50、60、70)与单电池B(C)的封口板7的接触部及单电池B(C)，向焊接用上电极103，或者向其反方向通入。
这样，在单电池A(或B)的底部与连接部件10、20、30、40、50、60、70与单电池B(或C)的封口板7的接触部发生焦耳热，该接触部熔融而被焊接。这样，即使不用焊接用导线板，也能得到减少焊接部的电阻压的下降、串联多个单电池的内部电阻低的电池组。
还有，在上述的实施例中，虽然说明了只用3个单电池制成电池组的例子，但是，若适用本发明，即使连接任何个单电池，均可制造电池组。在此种情况下，将多个连接的单电池制成电池组时，除使用绝缘装置台105、106之外，也可以使用其他绝缘载置台，主要在于，焊接相邻近的单电池间的一对焊接电极间可绝缘构成，即可。
还有，在上述实施例中，虽然说明了只约15mese的时间通入3KA的电流进行焊接的例子，但就施加电流值而论，与电池尺寸无关，在1KA以上也可得到同样效果。还有，若施加时间为5msec以上，则可得到同样效果，但经过长时间(例如1秒以上)通入电流，则对各单电池会产生不良影响，因而是不理想的。还有，作为焊接电流的电源，不仅限于直流，也可使用交流电源。
还有，上述说明了以封口体为正极端子，以外壳作为负极端子的例子，但是，也可以使用以封口体为负极端子，以外壳作为正极端子。
还有，上述说明了将本发明适用于镍氢蓄电池的例子，但是，本发明不仅限于镍氢蓄电池，显然，也可适用于镍镉蓄电池等其他蓄电池。

Claims (13)

1.一种电池组，由多个单电池连接成一列而成，这些单电池包括收容有挟持电解液、设有正极与负极构成的电池要件并兼具一方电极端子的金属外壳，和对所述金属外壳绝缘分离兼作另一方电极端子的封口体所构成，其特征在于，
在所述单电池中相邻的一方单电池的封口体与另一方单电池的金属制外壳的底部之间具有一连接部件，所述连接部件比外壳的外周更靠内侧在两方端子一侧至少各具有一个突出部，
所述封口体具有突出设置于其中央部的盖，
所述连接部件在对应于所述盖的位置上，具有比该盖直径大的开口部，
所述连接部件与所述一方单电池的另一方电极端子的接触部，以及所述连接部件与所述另一方单电池的外壳的接触部，分别在所述突出部焊接连接。
2、根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述连接部件是由一片金属板加工成型的导电材料构成的，所述突出部是加工成型中形成的针。
3.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述连接部件在对应于所述封口体的中央部的区域具有开口部并以包围所述开口部的方式形成。
4.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述连接部件由具有导电性材料构成，包括有其外径比所述外壳开口部内径小的环形基板部和由该基板部向上方或下方交替突出的有底的凸部，以及由该凸部的底部突出的凸出部，
同时焊接连接有向一方向突出的所述凸部的凸出部与所述一方单电池封口体的接触部，并且焊接连接有向另一方向突出的所述凸部的凸出部与所述另一方单电池外壳底部的接触部。
5.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述连接部件由具有导电性材料构成，包括有其外径比所述外壳开口部内径小并在其上形成缺口部的环形基板部、和由该基板部向上方或下方交替突出的有底的凸部，以及由该凸部的底部突出的凸出部，
同时焊接连接有向一方向突出的所述凸部的凸出部与所述一方单电池封口体的接触部，并且焊接连接有向另一方向突出的所述凸部的凸出部与所述另一方单电池的外壳底部的接触部。
6.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述连接部件由具有导电性材料构成，包括有其外径比所述外壳开口部内径小并在其上形成缺口部的多角形基板部、和由该基板部向上方或下方交替突出的有底的凸部，以及由该凸部的底部突出的凸出部，
同时焊接连接有向一方向突出的所述凸部的凸出部与所述一方单电池封口体的接触部，并且焊接连接有向另一方向突出的所述凸部的凸出部与所述另一方单电池的外壳底部的接触部。
7.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述连接部件由具有导电性材料构成，包括有沿所述外壳开口部外周弯曲成弧形或曲折形的第1基板部和沿所述外壳开口部的外周弯曲成弧形或曲折形的第2基板部；这些第1基板部和第2基板部使所述盖成间隔，相互离开设置，其中心部形成开口部，同时这些第1基板部与第2基板部分别包括有向上方或向下方交替突出的有底的凸部，以及由该凸部的底部突出的凸出部，
同时焊接连接有向一方向突出的所述凸部的凸出部与所述一单电池封口体的接触部，并且焊接连接有向另一方向突出的所述凸部的凸出部与所述另一方的单电池外壳底部的接触部。
8.根据权利要求6所述的电池组，其特征在于，所述凸出部的厚度及所述凸部底部的厚度形成为比所述外壳底部的厚度薄，同时所述基板部厚度比所述外壳底部的厚度厚。
9.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述连接部件是由其外径比所述外壳开口部内径小的环形绝缘基板和导电环整体形成，
所述导电环在所述绝缘基板内部由该绝缘基板向上下方突出形成，
同时所述导电环下端部焊接在所述一方单电池的封口体上，该导电环上端部焊接在所述另一方单电池的外壳底部上。
10.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述连接部件由具有导电性凸缘部的圆筒体构成，
同时在所述圆筒体外周部设置绝缘环，所述凸缘部焊接在所述一方单电池的封口体，所述圆筒体的上端部被焊接在所述另一方单电池外壳的底部。
11.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述连接部件与所述盖整体形成，在所述盖上具有同心形成的圆筒体，
同时在所述圆筒体的外周部设置绝缘环，所述圆筒体的下端部被焊接在所述一方单电池的封口体上，而该圆筒体的上端部被焊接在所述另一方单电池外壳的底部。
12.一种电池组的制造方法，其特征在于：包括：准备多个单电池工序和将多个单电池排列成一列的工序及焊接工序；所述准备多个单电池工序，是准备收容挟持电解液的正极与负极构成的电池要素并兼具一方电极端子的金属外壳，和对所述金属外壳绝缘分离的兼具另一方电极端子的封口体的多个单电池；所述排列成一列的工序，是将所述单电池中相邻的一方单电池的封口体和另一方单电池的金属外壳的底部之间，通过比外壳的外周更靠内侧在两方端子一侧至少各具有一个突出部的连接部件接触；所述焊接工序，是将所述排成一列的多个单电池至少一方的电池要素中通入焊接电流并焊接在所述相邻的端子之间，所述封口体具有突出设置于其中央部的盖，所述连接部件在对应于所述盖的位置上，具有比该盖直径大的开口部，所述连接部件与所述一方单电池的另一方电极端子的接触部，以及所述连接部件与所述另一方单电池的外壳的接触部，分别在所述突出部焊接连接。
13.根据权利要求12所述的电池组的制造方法，是将在收容了电池元件的兼具一方电极端子的外壳开口部通过绝缘体，和具有兼作另一方电极端子盖的封口体的多个单电池串联形成电池组的制造方法，其特征在于，
在一方单电池的封口体与另一方单电池外壳底部之间设置连接部件，所述连接部件在与所述盖对应的位置上具有比该盖直径大的开口部，将所述多个单电池排列成一列之后，
对所述已排列成一列的多个单电池的两端部以给定压力加压，同时向与任意两个单电池金属外壳接触设置的一对焊接电极之间通入焊接电流，
对所述连接部件与所述一方单电池的封口体及所述连接部件与所述另一方单电池的外壳底部分别进行焊接。
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