CN1366359A - 电池导电接头的连接结构 - Google Patents
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Abstract
本发明是要形成与电池元件相连的导电接头同电池外壳的内壁面的连接特性良好的导电连接结构,在把与电池元件相连的导电接头和电池外壳的内壁面或盖子内面接合在一起的电池导电接头的连接结构中,使形成多个凸焊用凸起的导电接头接触电池外壳的内壁面或盖子面并进行凸焊地将两者接合在一起。
Description
发明领域
本发明涉及电池外壳与导电接头的连接结构、导电接头与电池外壳等牢固连接的且非常可靠的导电连接部的成形以及在形成接合部时焊接电极的消耗小且可以稳定地制造大量电池的导电连接结构的成形。
技术背景
在各种电池被用作小型电器的电源的情况下，是小型大容量密闭电池的锂离子电池等非水电解液电池被用作移动电话、笔记本电脑、相机编码器等的电源。具有圆筒形、方形结构的电池被用作这些非水电解液电池。
在被用作小型电器电源的锂离子电池中，使用了这样的密闭电池，即在正集电极和负集电极上分别涂布了活性物质后，插入隔板并卷绕，并将其放在电池外壳内且封闭起来。
尤其是，在电池供电机器一般具有长方体形电池容纳部的情况下，存在这样的问题，即作为容放在这样的电池容纳部中的电池，在电池成圆筒状的情况下，无用容积增大了。此外，圆筒电池直径由于电池容纳部的厚度而受到限制，因此，在小型或薄型机器中，使用了薄四棱柱形方电池。
在方形的非水电解液二次电池中，广泛地使用了由不锈钢或在低碳钢上镀镍而制成的铁系材料构成的电池外壳。
在以不锈钢、低碳钢等的金属壳为电池外壳的场合中，与电池元件连接的镍制负极导电接头与电池外壳的内壁面连接。尽管被用作负极导电接头的镍制电极导电接头与低碳钢等的电阻焊的连接性能比较高，但人们仍然力求改善连接特性。
例如，在负极导电接头与电池外壳的内壁面的接合部上，当电池掉落时，因电池元件的惯性力而施加了很大的力，因而，接合部可能断裂。因此，在多个部位上接合导电接头，在减小导电接触电阻的同时，提高了接合部的强度。
图3是说明以往的要连接到镀镍的低碳钢电池外壳的内壁面上的导电接头连接工艺的流程图，图3依照两点焊接的场合进行说明。
在把电池外壳装在焊接装置的预定部分上后，在步骤11中，降低焊接装置。随后，在步骤12中，固定侧电极棒前移向电池外壳外壁面。接着，在步骤13中，加压侧电极棒前移向导电接头表面。随后，在步骤14中，从两侧夹住焊接部位地通入焊接电流并进行单点焊接。
在良好地进行单点焊接的场合下，在步骤15中，焊接单元移向两点焊接位置，在步骤16中，固定侧电极前移向电池外壳外壁面。接着，在步骤17中，加压侧电极棒前移向导电接头表面。随后，在步骤18中，从两侧夹住焊接部位地通入焊接电流并进行两点焊接。
接着，在步骤19中，加压侧和固定侧的电极棒后撤，在步骤20中，升高焊接单元，结束焊接并取出电池外壳。
此外，如果在步骤14中存在单点焊接不良的情况或两点焊接不良的情况，则在步骤19中，进行加压侧和固定侧的电极棒的后撤，升高焊接单元并除去焊接不良产品。
如上所述，为了在导电接头和电池外壳之间形成非常可靠的导电连接结构，电池外壳的内壁面与导电接头的连接必须在焊接结束前反复进行焊接电极棒的移动和定位等，以便在电池外壳的内壁面之间在多个焊接部位上进行焊接。
此外，在传统的电阻焊的场合中，使用与焊接部位接触的接触面积小的焊接电极对焊接部位集中通电，在这种情况下，2毫米粗的电极棒被用作固定侧电极棒，1毫米见方的电极棒被用作加压侧电极棒，在这些接触部面积小的电极中，容易因焊接时的热和压力而产生端部压瘪等，与初期时相比，被反复用于焊接的电极的焊接状态恶化了，而且必须提前更换焊接电极。
本发明的课题是要获得一种在其与电池外壳的内壁面或电池外壳盖子之间在多个连接部位上可靠连接被装在电池元件上的导电接头并且导电连接部非常可靠的电池。
发明概述
本发明能够通过这样的导电接头的连接结构来解决上述问题，即在与电池元件相连的导电接头被连接在电池外壳的内壁面或盖子内面上的导电接头的连接结构中，在使形成多个凸焊用凸起的导电接头的凸焊用凸起部面对电池外壳的内壁面或盖子面并进行凸焊地使其接合。
此外，本发明要提供这样一种电池导电接头的连接结构的成形方法，即在与电池元件相连的导电接头被连接在电池外壳的内壁面或盖子内面上的导电接头连接结构的成形方法中，在导电接头上形成多个凸焊用凸起，使多个凸焊用凸起面对电池外壳的内壁面或盖子内面地并在用一对其接触面积大于多个凸焊用凸起所在部分的面积的电极加压的状态下通入焊接电流。
附图说明
图1表示在本发明电池外壳的内壁面上形成导电连接结构的工艺。
图2是说明本发明焊接工艺的流程图。
图3是说明针对镀镍的低碳钢电池外壳的内壁面的传统的导电接头连接工艺的流程图。
符号说明1-电池外壳；2-电池元件；3-导电接头；4-凸焊用凸起；5-焊接装置；6-焊接单元；7-固定侧电极棒；8-加压侧电极棒；
实施例的具体说明
事实表明，本发明能够通过进行电池外壳的内壁面或盖子内面与和电池元件相连的导电接头的连接、在导电接头上形成多个凸焊用凸起并使凸焊用凸起接触电池外壳的内壁面并利用一个可压迫所有凸焊用凸起的焊接电极进行凸焊而一次性焊接地同时实现多点焊接并且本发明获得了在接合强度和电气特性方面都很出色的导电接头连接结构。
以下，参见附图来说明本发明。
图1表示在本发明电池外壳的内壁面上形成导电连接结构的工艺。
如图1(A)所示，在被装在电池元件2上的导电接头3上，利用冲压模具形成多个凸焊用凸起4。
接着，如图1(B)所示地，在把电池元件2放在电池外壳1内后，将其安装在焊接装置5的预定位置上并降低焊接单元6，接着，固定侧电极7和加压侧电极8前进而夹住了焊接部位。在图1(C)中如放大图所示地，当在夹持住焊接部位的状态下通电时，焊接电流集中流过凸焊用凸起形成部，从而形成足够大的熔核地进行焊接。
图2是说明本发明焊接工艺的流程图。
在与电池元件相连的导电接头上形成凸焊用凸起后，当容纳电池元件的电池外壳被安装在焊接装置的预定部分上时，在步骤1中，降低焊接单元。接着，在步骤2中，固定侧电极棒前移向电池外壳的外壁面。在步骤3中，加压侧电极棒前移向导电接头的表面。随后，在步骤4中，通过从两侧夹住导电接头来施加焊接电流，从而将多个凸焊用凸起通电而进行焊接。
接着，在步骤5中，加压侧电极棒和固定侧电极棒后撤，在步骤6中，焊接单元上升，结束焊接并取出电池外壳。
在步骤4中存在焊接不良的情况下，在步骤5中，加压侧和固定侧的电极棒后撤，焊接单元上升并除去焊接不良产品。
以接头厚度为100微米的情况为例，用于形成本发明的连接结构的凸焊用凸起的且从导电接头相反侧起测量的高度最好是0.13毫米-0.34毫米且优选为0.15毫米-0.30毫米。至于直径，在导电接头表面上，它最好是0.5毫米-0.10毫米并优选为0.7毫米-0.9毫米。
此外，本发明的连接结构最好是这样的，即一样高地形成多个凸焊用凸起，即便多多少少有些高度差，但当在焊接时用固定电极和活动电极夹住并施压时，在双方接触部位上形成了熔核，从而形成了焊接强度足够高的焊接部。另外，凸焊用凸起数目可以是两点以上。
另外，能够把具有把所有凸焊用凸起压在固定侧电极和加压侧电极上的面积的焊接电极用于形成本发明的焊接结构所用的电极。
具体地说，能够把接触部的面积为长2毫米×宽6毫米-长4毫米×宽10毫米的电极棒用于固定侧电极棒，把长2毫米×宽4毫米-长4毫米×宽6毫米的电极棒用于加压侧电极棒。
这样，与使用细电极棒的场合相比，与焊接材料的接触面积大的电极棒的散热性能更好，同时，在接触被焊接材料的接触部上的电流密度减小，因此，很难产生由焊接电极的热或压力引起的损伤并可延长电极寿命。
此外，在本发明的连接结构中，象镍制导电接头这样的负极电极用导电接头可适用于镀镍低碳钢壳、不锈钢壳等电池外壳或与电池盖相连的连接结构中，而用作正电极用导电接头的铝制导电接头可适用于铝壳或与铝制电池盖的内面相连的连接结构的成形中。
以下，示出实施例来说明本发明。
实施例1
在与电池元件相连的宽4毫米、厚100微米的镍制导电接头上，间隔2毫米地形成了成形高度为0.3毫米的两个凸焊用凸起。凸焊用凸起的高度是从凸起顶点到在导电接头相反面的接头面的高度。
在使导电接头的凸焊用凸起接触镀镍低碳钢电池外壳的内壁面的状态下，长3毫米、宽8毫米的固定侧电极接触外壁面，使长3毫米、宽5毫米的加压侧电极接触导电接头并以60.8N施加压力，按照3kA的电流值和6毫秒的通电时间进行凸焊。
在对焊接得到的50个试样进行焊接部剥离试验后，焊接强度的平均值为58.6N，在任何破裂部上都产生了仍留有熔核但母材接头断裂的撕裂，焊接部具有足够高的强度。
此外，在焊接所用的固定侧电极和加压侧电极的由氧化铝弥散铜制成的电极上，都没有出现前端损伤等。
能够可靠地进行与电池元件相连的导电接头与电池外壳的内壁面或电池盖子内面的导电连接，而且，能够延长焊接电极的寿命，由此可以实现电池的高效生产。
Claims (6)
1、一种把与电池元件相连的导电接头和电池外壳的内壁面或盖子内面连接起来的电池导电接头的连接结构，其特征在于，使形成多个凸焊用凸起的导电接头的所述凸焊用凸起部面对电池外壳的内壁面或盖子面并进行凸焊地接合起来。
2、如权利要求1所述的导电接头的连接结构，其特征在于，导电接头是由镍或其合金、铝或其合金制成的。
3、如权利要求1所述的导电接头的连接结构，其特征在于，连接导电接头的部分是由镀镍低碳钢、不锈钢、铝或其合金制成的电池外壳或电池盖。
4、一种密闭电池，其特征在于，它具有这样的连接部，即与电池相连的导电接头与电池外壳的内壁面或盖子内面相对并使形成多个凸焊用凸起的导电接头的凸焊用凸起部面对电池外壳的内壁面或盖子面并进行凸焊地形成了该连接部。
5、一种把与电池元件相连的导电接头和电池外壳的内壁面或盖子内面接合在一起的电池导电接头连接结构的成形方法，其特征在于，在导电接头上形成多个凸焊用凸起，使这些凸焊用凸起面对电池外壳的内壁面或盖子内面并且在使用一对其接触面积大于这些凸焊用凸起所在部分的面积的电极加压的状态下通入焊接电流。
6、一种密闭电池的制造方法，其特征在于，在与电池元件相连的导电接头同电池外壳的内壁面或盖子内面接合的电池的导电接头上形成多个凸焊用凸起，使这些凸焊用凸起面对电池外壳的内壁面或盖子内面并且在使用一对其接触面积大于这些凸焊用凸起所在部分的面积的电极加压的状态下通入焊接电流，由此进行凸焊地形成了接合部。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: JAPAN ELECTRICAL TOKIN TOCHIKI MU CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: NIPPON ELECTRIC MOBILE ENERGY CO., LTD. Effective date: 20021025 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20021025 Applicant after: NEC TOKIN TOCHIGI, Ltd. Applicant before: NEC Mobile Energy Co.,Ltd. |
|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: NEC ENERGY COMPONENTS CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: NEC TOKIN CO., LTD. Effective date: 20100903 Owner name: NEC TOKIN CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: NEC TOGANE TOCHIKI CO., LTD. Effective date: 20100903 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: TOCHIGI, JAPAN TO: SENDAI CITY, MIYAGI, JAPAN Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: SENDAI CITY, MIYAGI, JAPAN TO: KANAGAWA, JAPAN |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20100903 Address after: Kanagawa Patentee after: NEC ENERGY DEVICES, Ltd. Address before: Sendai City, Miyagi Prefecture, Japan Patentee before: NEC Tokin Corp. Effective date of registration: 20100903 Address after: Sendai City, Miyagi Prefecture, Japan Patentee after: NEC TOKIN Corp. Address before: Tochigi County, Japan Patentee before: NEC TOKIN TOCHIGI, Ltd. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Kanagawa Patentee after: Envision AESC Energy Components Co.,Ltd. Address before: Kanagawa Patentee before: NEC ENERGY DEVICES, Ltd. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Joint structure of battery conductive contact Effective date of registration: 20200106 Granted publication date: 20060705 Pledgee: SUMITOMO MITSUI BANKING Corp. Pledgor: Envision AESC Energy Components Co.,Ltd. Registration number: Y2020990000015 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20060705 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |