JP2000048795A

JP2000048795A - 電池

Info

Publication number: JP2000048795A
Application number: JP10210784A
Authority: JP
Inventors: Noboru Nakanome; 登中野目; Yoshihiko Hatano; 吉彦端野; Toshiro Yanagawa; 俊郎柳川; Hiroshi Hosokawa; 弘細川; Hiroshi Minamino; 弘史南野
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1998-07-27
Filing date: 1998-07-27
Publication date: 2000-02-18

Abstract

(57)【要約】【課題】リード板を外装缶に確実に溶着する。リード
板の外装缶への溶着を簡単に検査する。【解決手段】外装缶１に挿入された電極体２に接続し
ているリード板３は、外装缶１の内面に、外装缶１の外
方から溶着して固定されている。外装缶１に貫通孔４を
開口している。貫通孔４を閉塞する位置にリード板３を
溶着している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電極体のリード板
を外装缶の底板に溶着している電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】電極体に接続しているリード板を、外装
缶の底板に溶着している従来の電池は、以下のようにし
て製造される。正極板と負極板をセパレータを介して積層して渦巻
状に捲回して電極体を製作する。捲回された電極体に
は、中心に溶接用電極棒を挿入するための中心孔が形成
されている。電極体を、有底円筒状の外装缶に挿入する。電極体の底に接続されたリード板を、外装缶の底板
に溶着して接続する。このリード板は、電極体の中心孔
に溶接用電極棒を挿入して、この電極棒でリード板を底
板に押し付けて溶接される。電極体の上方に引き出されたリード板を、外装缶の
開口部を閉塞する封口板の電極に接続し、外装缶に電解
液を充填した後、封口板を外装缶の開口部に固定する。
外装缶は、封口板で気密に密閉される。

【０００３】以上の工程は、電極体に接続しているリー
ド板を、外装缶の底板に確実に溶接して固定できる特長
がある。しかしながら、この構造の電池は、電極体の中
心に、溶接用電極棒以上の径の中心孔を設ける必要があ
るので、これによって、電極体の実質的な体積が小さく
なり、電池の容量を少なくなる。電極体の中心孔を細く
して、電池の容量を大きくすることも考えられるが、中
心孔が細くなると溶接用電極棒を挿入できないという問
題が生じる。

【０００４】この構造の電池の欠点を解消するために、
リード板を外装缶の底板に、外部からレーザー溶接して
接続する技術が開発されている（特開平４−１６２３５
１号公報、特開平８−２９３２９９号公報）。これ等の
公報に記載される電池は、溶接用電極棒を使用しない
で、図１に示すように、外装缶１の底板１Ａに外側から
レーザー等のエネルギービームを照射する。エネルギー
ビームは、図２断面図に示すように、底板１Ａとリード
板３の一部を溶融して、リード板３を底板１Ａに溶接し
て固定する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図１に示すように、外
装缶１の外部からレーザー光線等のエネルギービームを
照射して、リード板３を底板１Ａに溶着するような外装
缶の外方から溶着を行う電池は、電極体２に中心孔を設
ける必要がない。このため、電極体２の実質体積を大き
くして、電池の放電容量を大きくできる特長がある。し
かしながら、前述したような外装缶の外方からリード板
の溶着を行う電池は、リード板を確実に底板に溶着でき
ないことがある。たとえば、電極体を外装缶に入れた状
態で、リード板が底板から離れていると、図３に示すよ
うに、外装缶１の底板１Ａは溶融されるが、リード板３
が溶融されず、エネルギービームはリード板３を底板１
Ａに確実に溶着できない状態となる。また、リード板と
底板との間に異物があっても、エネルギービームで確実
に溶着できなくなる。さらに、困ったことに、この構造
の電池は、リード板がどのような状態で、底板に溶着さ
れているかどうか外部からわからず、品質の評価が難し
い欠点もある。

【０００６】本発明は、このような欠点を解決すること
を目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、リ
ード板を外装缶に確実に溶着して、しかも、リード板が
確実に溶着されたかどうかを簡単に検査できる電池を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電池は、筒状の
外装缶１に、電極体２を挿入している。この電極体２に
接続されたリード板３は、外装缶１の内面に、外装缶１
の外方から溶着されている。さらに、本発明の請求項１
の電池は、外装缶１には貫通孔４を開口しており、この
貫通孔４を閉塞する位置に、リード板３を溶着してい
る。

【０００８】本発明の請求項２の電池は、リード板３
に、外装缶１の貫通孔４に嵌入される凸部３Ａを設けて
いる。凸部３Ａを貫通孔４に嵌入して、リード板３を外
装缶１に溶着している。

【０００９】本発明の請求項３の電池は、リード板３を
外装缶１の底板１Ａに溶着して固定している。

【００１０】本発明の請求項４の電池は、レーザー溶接
してリード板３を外装缶１に溶着している。

【００１１】さらに、本発明の請求項５の電池は、リー
ド板３をＴＩＧ溶接して外装缶１に溶着している。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するための電池を例示するものであ
って、本発明は電池を以下のものに特定しない。

【００１３】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する
番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決
するための手段の欄」に示される部材に付記している。
ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材
に特定するものでは決してない。

【００１４】図４と図５に示す電池は、ニッケル−水素
電池、ニッケル−カドミウム電池、リチウムイオン電池
等の二次電池であって、円筒状の外装缶１と、この外装
缶１に挿入している電極体２と、電極体２を外装缶１に
接続するリード板３とを備える。図に示す電池は、外装
缶１を円筒状としているが、本発明は、電池の外装缶を
円筒状に特定しない。外装缶は、図示しないが、たとえ
ば、四角筒状ないし楕円筒状とすることもできる。

【００１５】外装缶１は鉄製で、その表面をニッケルメ
ッキしている。外装缶１の材質は、電池の種類と特性を
考慮して最適な金属が選択される。外装缶１は、例え
ば、ステンレス、アルミニウム、アルミニウム合金製と
することもある。金属製の外装缶１は、上端の開口部
を、封口板で気密に密閉している。封口板は、外装缶１
をかしめる構造、あるいは、外装缶１と封口板の境界を
レーザー溶接する等の方法で、気密に固定される。封口
板は電池の一方の電極を固定している。この電極は、外
装缶１に対して絶縁して固定される。

【００１６】外装缶１は、リード板３を溶接して固定す
る部分に貫通孔４を開口している。図に示す電池は、外
装缶１の底板１Ａに貫通孔４を開口して、貫通孔４を閉
塞するように、底板１Ａの内面にリード板３を溶着して
いる。図の外装缶１は、底板１Ａの中心に貫通孔４を開
口している。ここに貫通孔４を開口している外装缶１
は、レーザー溶接のようなエネルギービームでリード板
３を溶着する位置を、簡単に、しかも正確に位置決でき
る特長がある。外装缶がどの姿勢に回転していても、エ
ネルギービームでリード板を照射する位置が変化しない
からである。ただ、貫通孔は、必ずしも底板の中心に開
口する必要はない。また、貫通孔は、外装缶の底板に開
口する必要もなく、たとえば、図７に示すように、外装
缶１の周壁に開口することもできる。ただ、貫通孔をど
の位置に開口しても、リード板は貫通孔を閉塞するよう
に外装缶の内面に溶着される。

【００１７】貫通孔４の内径は、好ましくは、０．５ｍ
ｍφに設計される。ただ、貫通孔４の内径は、リード板
３の幅や大きさを考慮して最適値に設計されるもので、
たとえば、０．２〜５ｍｍφ、好ましくは０．３〜３ｍ
ｍφ、さらに好ましくは０．３〜１．５ｍｍφとされ
る。小さい貫通孔は、リード板で確実に閉塞できる特長
がある。ただ、貫通孔が小さすぎると、リード板と外装
缶との溶接領域が非常に狭い領域であっても、貫通孔が
閉塞されるので、リード板が狭い領域で外装缶に接続さ
れた状態を正確に判別できなくなる。反対に貫通孔が大
きすぎると、リード板で、気密に閉塞するのが難しくな
る弊害がある。

【００１８】電極体２は、正極板と負極板を、セパレー
タを介して積層している。図に示す電池は、セパレータ
を介して互いに積層された正極板と負極板を捲回してい
る。渦巻状の電極体２は、円筒状の外装缶１に挿入され
る。渦巻状の電極体は、両側からプレスして楕円形に変
形させて、楕円形または角形の外装缶に挿入することが
できる。さらに、角筒状の外装缶に挿入される電極体
は、板状に裁断された複数枚の正極板と負極板を、セパ
レータを介して積層して製作することもできる。

【００１９】電極体２は、正極板と負極板にリード板３
を接続している。リード板３は、電極体２の上下に配設
されて、正極板と負極板とに接続される。図の電極体２
は、正極板と負極板の芯体を上下に突出させて、突出部
をリード板３に接続している。図の電極体２は、下方に
配設しているリード板３を介して外装缶１に接続してい
る。電極体２の上方に配設されるリード板３は、図示し
ないが、封口板に設けた電極に接続される。

【００２０】電極体２の下方に配設されるリード板３
は、金属板を、外装缶１の内形よりも多少小さい円盤状
として、その中心を底板１Ａの中心に溶着している。こ
の構造の電池は、芯体を複数部分でリード板３に接続し
ているので、大電流特性に優れている。内部抵抗を小さ
くできるからである。さらに、この構造の電池は、エネ
ルギービームでリード板３を確実に底板１Ａに溶着でき
る特長もある。それは、電極体２を外装缶１に挿入し
て、リード板３を外装缶１の底板１Ａ内面に密着できる
からである。

【００２１】ただ、本発明の電池は、リード板をこの構
造に特定しない。リード板は、たとえば、図６に示すよ
うに、帯状とすることもできる。このリード板３は、極
板の芯体露出部に接続して、電極体２の下方に導出させ
て、端部を外装缶１の内面に外装缶の外方から溶着す
る。また、この構造のリード板３は、図７に示すよう
に、電極体２の側部に導出して、外装缶１の側面に溶着
することもできる。

【００２２】さらに、リード板３は、図８に示すよう
に、外装缶１の貫通孔４に挿入する部分に凸部３Ａを設
け、この凸部３Ａを貫通孔４に嵌入して、エネルギービ
ームなどで外装缶の外方から溶着することもできる。凸
部３Ａは、外装缶１の貫通孔４に嵌入できるように、外
形を貫通孔４の内形よりも多少小さくしている。この構
造のリード板３は、貫通孔４を確実に気密に閉塞できる
状態で溶着できる特長がある。また、凸部３Ａが貫通孔
４の内面に接近し、凸部３Ａの外周と貫通孔４の内面と
を溶着することにより、広い面積で溶着されて確実に接
続できる特長もある。更に、この溶接部を含む外装缶１
の外面が平面状となるため美観にも優れる。

【００２３】リード板３は、外装缶１の内面に外装缶１
の外方から溶着する。リード板３を溶着する方法として
はレーザービームのようなエネルギービームが使用でき
る。エネルギービームは、図９と図１０に示すように、
外装缶１とリード板３の両方を溶融して、リード板３が
貫通孔４を気密に閉塞する状態として、リード板３を外
装缶１に溶着する。

【００２４】レーザービームは、図５に示すように、貫
通孔４の全体を含む広い領域に照射して、リード板３を
外装缶１に溶着する。この方式は、短時間でリード板３
を外装缶１に溶着できる。また、この方式は、小さい貫
通孔４にリード板３を溶着するのに適している。ただ、
レーザービームを細く絞って、貫通孔４の周縁に沿って
走査しながら照射して、リード板３を貫通孔４に溶着す
ることもできる。この方式は、出力電力の小さいエネル
ギービームを細く集束して、高密度なエネルギービーム
として、リード板３を外装缶１に溶着できる特長があ
る。

【００２５】リード板と外装缶を溶着するには、たとえ
ば、ＴＩＧ溶接やＭＩＧ溶接等のイナートガスアーク溶
接が利用できる。イナートガスアーク溶接は、電極棒の
周囲に、アルゴンやヘリウム等の不活性ガスを噴射し
て、溶接部分を空気から遮断して、リード板を外装缶に
溶着する。イナートガスアーク溶接は、外装缶に一方の
電極を接続し、不活性ガスを噴射させながら、電極棒を
貫通孔に接近させて、電極棒からのアークで、外装缶と
リード板を溶融して溶着する。ＴＩＧ溶接は、電極棒に
タングステン電極を使用して、リード板を外装缶に溶着
する。ＭＩＧ溶接は、電極棒に溶加材である金属電極線
を使用し、これを溶融してリード板を外装缶に溶着す
る。

【００２６】

【発明の効果】本発明の電池は、リード板を確実に外装
缶に溶着できているかどうかの検査を、簡単かつ容易
に、しかも正確にできる特長がある。それは、貫通孔が
リード板で完全に閉塞されているかどうかを調べて、リ
ード板が外装缶に溶着されているかどうかを判定できる
からである。

【００２７】さらに、本発明の電池は、リード板を外装
缶に確実に安定して溶着できる特長がある。それは、本
発明の電池が、従来のように、外装缶を介してリード板
を溶融して溶着するのではなく、貫通孔を閉塞する位置
にリード板を溶着することにより、外装缶とリード板の
両方を直接に溶融して、リード板を外装缶の外方から溶
着できるからである。

【００２８】さらに、本発明の請求項２の電池は、リー
ド板に凸部を設けて、この凸部を外装缶の貫通孔に嵌入
して、リード板と外装缶とを溶着しているので、リード
板を外装缶により確実に安定して溶着できる特長があ
る。

【００２９】さらにまた、本発明の請求項３の電池は、
リード板を外装缶の底板に溶着しているので、リード板
を電極体の底部に配設して、外装缶に溶着できる特長が
ある。とくに、この構造は、貫通孔を底板の中心に開口
することにより、外装缶の姿勢等を判別することなく、
リード板を外装缶に溶着できる特長がある。

【００３０】さらに、請求項４の電池は、レーザー溶着
して、リード板を外装缶に溶着するので、リード板や外
装缶の溶接部分を酸化させることなく、クリーンな状態
で、リード板を外装缶に溶着できる特長がある。

【００３１】また、請求項５の電池は、ＴＩＧ溶接のよ
って、リード板を外装缶に溶着しているので、リード板
や外装缶の表面を酸化させることなく、リード板と外装
缶を確実に溶着できる特長がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】外装缶の底板にレーザービームを照射してリー
ド板を外装缶に溶着する従来の電池の断面図

【図２】図１に示す工程でリード板が外装缶に溶着され
た状態を示す電池の断面図

【図３】図１に示す工程でリード板が外装缶に確実に溶
着されない状態を示す電池の断面図

【図４】本発明の実施例の電池を示す斜視図

【図５】図４に示す電池の底部を示す断面図

【図６】本発明の実施例の電池であって極板にリード板
を接続する構造を示す展開図

【図７】本発明の他の実施例の電池の底部を示す断面図

【図８】さらに本発明の他の実施例の電池の底部を示す
断面図

【図９】図５に示す電池のリード板を外装缶にエネルギ
ービームで溶着している構造を示す断面図

【図１０】図８に示す電池のリード板を外装缶にエネル
ギービームで溶着している構造を示す断面図

【符号の説明】

１…外装缶１Ａ…底板２…電極体３…リード板３Ａ…凸部４…貫通孔

フロントページの続き (72)発明者柳川俊郎大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者細川弘大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者南野弘史大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内Ｆターム(参考） 5H011 AA04 AA09 AA13 CC06 DD07 DD12 DD13 EE04 FF02 5H022 AA04 AA09 BB02 BB03 BB16 BB17 CC02 CC08 CC12 CC16 CC22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筒状の外装缶(1)に、電極体(2)を挿入し
ており、この電極体(2)に接続されたリード板(3)を外装
缶(1)の内面に、外装缶(1)の外方から溶着してなる電池
において、外装缶(1)には貫通孔(4)が開口しており、この貫通孔
(4)を閉塞する位置にリード板(3)を溶着してなることを
特徴とする電池。
【請求項２】リード板(3)が、貫通孔(4)に嵌入される
凸部(3A)を有し、この凸部(3A)を貫通孔(4)に嵌入して
溶着されてなる請求項１に記載される電池。
【請求項３】リード板(3)が、外装缶(1)の底板(1A)に
溶着されている請求項１に記載される電池。
【請求項４】リード板(3)の溶着がレーザー溶接によ
りなされている請求項１に記載される電池。
【請求項５】リード板(3)の溶着がＴＩＧ溶接により
なされている請求項１に記載される電池。