JP2000133240A - 溶接封口電池の電極集電タブ - Google Patents
溶接封口電池の電極集電タブInfo
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Abstract
部分を切り起こして形成した集電タブの耐衝撃性を向上
させる。 【解決手段】 渦巻電極体最外周のアルミ箔には正極集
電タブを形成するべく切込みが設けられているが、この
切込みは封口蓋側で正極芯体とつながった比較的大き
な、そしてほぼ直方形の切り起こし部を形成することと
なる第1の切込み233と、この第1の切込み内に設け
られた、そして反蓋側で第1の切込みにつながった、そ
してほぼ直方形の切り起こし部を形成することとなる第
2の切込み234とが設けられている。そして、第1の
切込み部233と第2の切込み部234とを共に封口蓋
側に折り曲げて第1段の集電小部と第2段の集電小部と
からなる正極集タブを形成する。そしてこの際、第2の
切込み部の折り曲げ部分は電池外装缶と電池封口蓋50
の絶縁板の下部セパレータとの間に来るようにする。
Description
封口電池に関し、特にレーザ封口型角形イオン電池の電
極集電タブの形状に関する。
えば特願平7−26710号公報、同8−53032号
公報にて本願出願人が開示しているがごとく、発電要素
が収納された電池外装缶の開口縁(端)部に封口蓋やそ
の封口板をレーザー溶接して封口するが、この際、発電
要素の最外周部分に正極板又は負極板のいずれかの芯体
を配置し、更にこの芯体の一部に略U字状の切込み(切
断線)を入れて、この切込みを電池外装缶の開口側方向
へ切り起こして曲げて集電タブとなし、この集電タブを
電池外装缶開口縁と封口蓋との間にはさみ込み、この状
態でこれら三つをレーザ溶接することにより封口し、併
せて発電要素の正極あるいは負極と電池外装缶との一層
の電気的接触を図っている。
の様子の一例を、図を参照しつつ少し詳しく説明する。
り、(b)は正面図である。本図に示すように、正極板
は長さ335mm、幅38m、厚さ20μmの細長く薄
いアルミ箔製正極芯体21の、原則としてその両面に、
LiCoO2 を主成分としその他黒鉛、カーボンブラッ
ク、N−メチル−2ピロリドンに溶かしたポリフッ化ビ
ニリデンから成る正極活物質(スラリー)22を塗布
し、これを圧延し、真空乾燥により付着させたものであ
る。そして、電池外装缶体内に挿入される、あるいは外
装缶体内に挿入された状態では、その最外周となる側の
芯体露出部にほぼコの字形の切込み23が設けられてい
る。
は、当然正極活物質が付着されておらず、更にその近く
の電池外装缶側に位置する面に正極活物質が付着されて
いないのは、この芯体と電池外装缶との一層の電気的接
触を図るためである。
あり、(b)は正面図である。本図に示すように、負極
板は長さ315mm、幅39mm、厚さ18μmの負極
芯体31の細長く薄い銅箔の両面に天然黒鉛粉末を主成
分とし、その他N−メチル−2ピロリドンに溶かしたポ
リフッ化ビニリデンからなる負極活物質32を塗布し、
乾燥、圧延により付着させ、更に後で説明する巻込中心
部の負極芯体の銅箔に直接ニッケルからなるリード33
を負極集電体として取り付けたものである。
極板20と負極板30とを両者よりも幅広のポリエチレ
ン製のセパレータ41を介して巻き回したものである。
なおこの場合、前述の理由により正極板の正極活物質を
塗布していない片面露出部が渦巻電極体の最外周部に位
置するように巻回される。そしてこのもとで、巻終部分
には粘着テープ(図示せず)が貼られ、また底部は電池
缶体との接触防止のため絶縁テープ(図示せず)で被覆
される。
切込み部を切り起こして形成されるが、この際電池の内
部巻込中心側に同一極性の電極板が位置する位置に設け
ているのは、切込み部のバリにより万一セパレータの損
傷が生じても内部短絡が発生しないようにするためであ
る。
いた封口蓋の部分断面図(側面)である。(b)は、こ
の封口蓋を斜め下方からみた図である。
口板51と、該透孔に絶縁性ガスケット52を介して配
置される金属製の中空キャップ53と、中空キャップの
上端に電気的に接続される電池キャップ(図示せず、負
極外部端子を兼ねるもの)と、中空キャップに電気的に
接続された集電端子板54と、封口板と集電端子板との
間に介在されて両者を電気的に絶縁する絶縁板55とよ
りなる。
板は、中空キャップの上端及び下端をかしめることによ
って、封口板に固定されている。また、絶縁板の両端に
は、スペーサ56が配置されている。このスペーサは、
絶縁板と一体成形されたものであり、封口板と渦巻電極
体との間に配置されて、渦巻電極体が上下方向に揺動し
ないようにするものである。また、集電端子板54は、
(b)に示すようにその一部が下方向に切り起こされて
おり、この部分に先に説明した負極芯体に接続されたリ
ード33が電気的に接続される。
ぐれ防止等のため粘着テープを要所にはった渦巻電極体
40の上方に、封口蓋50の封口板51を位置させる。
なお、本(a)において、33は負極のリードである。
極リードとを電気的に接続する。
体露出部に形成した切込み部23を切り起こして正極集
電タブ24となす。
保護テープ25を貼り付けることにより、渦巻電極体の
最外周の正極芯体に固定される。
ミニウム製のほぼ角形の電池外装缶60内に挿入する
が、この際、正極集電タブ24を電池外装缶の内壁に沿
って開口端にまで延ばしておき、更に封口蓋を電池外装
缶の開口縁に被せる際、正極集電タブの先端部24を封
口蓋の封口板の外周側面と外装缶の内壁面で挟み込むよ
うにする。
ーザー光を照射して当該部分を溶接することにより電池
を封口する。この際併せて、正極集電タブと電池外装缶
とを電気的に強固に接続する。その後、封口板の透孔か
ら電池外装缶の内部に非水電解液を注入し、当該透孔に
電池キャップ57を設置する。
がなされている。
ては、強度向上のため、図7に示すように取り付けた状
態で上部蓋側が狭く下側が広い半直角台形とすることが
なされている。
周部側にかかる形状の切込み231を設けた状態を示
す。(b)は、この切込み部を切り起こして正極の集電
タブ240とした状態を示す。なお、230は正極芯体
に生じた切り欠き孔である。また、封口蓋については、
図8に示すように、絶縁板と一体成形され、かつ壁部を
有するスペーサを含むようにしている等である。
くするために、壁部58を点線で描いている。この壁部
は、渦巻電極体の最外周面に配置された正極芯体露出部
から導出された、そして切り込み部を切り起こして形成
した正極集電タブが、異なる極性を有する集電端子板等
と接触するのを防止するため設けられたものであり、正
極集電タブが位置する側に形成されている。そして、正
極集電タブは、この壁部の外側と電池外装缶内面との間
を通って、封口板の外周縁(電池外装缶の開口端部)に
まで延出されて封口板と電池外装缶との溶接部に狭持さ
れることとなる。更にまた、この集電タブは渦巻電極体
の巻き方によっては何も正極側でなく、負極側に設けら
れるようにされていてもよいのは勿論である。
の構造等には種々のものがある。
もレーザ溶接が一般的、普通であるが、これも将来の技
術開発のもと何か他の溶接に置き換えられるかもしれな
い。
ごとくこの正極や負極の芯体は、アルミや銅の箔である
だけに、これに切込みを入れ、この切込みを切り起こし
てなる集電タブは、本来的に強度がない。
の電池を装備した機器を高所や動いている車両等から誤
って落としたりしたような場合に問題が生じうる。
にはわずかではあるが隙間がありあるいは生じ得、また
電池外装缶内には、非水電解液と共に気体が存在するた
め、比較的ではあるが重量、質量の大きな渦巻電極体や
非水電解液が動きあるいは揺動しうる。このため、切込
み部を切り起こして形成された集電タブは、本来の機械
的強度が小さいだけに切断等する危険が生じうる。
作等の場合でも相当の安全性、強度を有しうる形状、構
造としているが、近年の電池の用途の拡大、生活に占め
る重要性の向上を考慮した場合には、かかる事故への配
慮、対策等がより一層なされているのが好ましい。
て、強度の大きいアルミや銅、あるいはそれらの合金、
更には他の金属とするのは、コスト以前に内部抵抗の増
加となるため好ましくない。
装缶との隙間を完全になくす、あるいは動かないように
するのは、製造時に渦巻電極体を電池外装缶内に挿入す
る際等に不便である。
の終端の粘着テープを例えば両面テープにする等して渦
巻電極体を電池外装缶内面に固定する等のことも、作業
性のみならず、非水電解質との不測の反応等も生じかね
ず好ましくない。
ンダーの如き伸縮部を設ける等過度の工夫をこらすの
は、電池の形状の増大や容量の減少、更には滅多にない
事故に対して過度のコストをかけることとなるという面
から問題である。
るいは負極芯体の箔に切込みを入れ、この切込みを切り
起こして集電タブとし、更にこの集電タブを電池外装
缶、電池封口蓋と一体で溶接してなる小型、携帯型の電
池において、ユーザによる何等かの過誤等があっても、
より損傷し難い、そして勿論コスト、性能もより優れた
そして簡単、製造容易な集電タブの、ひいては電池の開
発が望まれていた。
としてなされたものである。
め、本発明においては渦巻電極体の外周接部の正負いず
れかの電極芯体に切込みを入れ、該切込みを切り起こし
てなる集電タブを2段構造としている。具体的には、以
下の構成としている。
と、正極板と負極板とをセパレータを介して巻いてなる
渦巻電極体と、該渦巻電極体を収納する電池外装缶と、
上記渦巻電極体の最外周部分に位置する正極板(箔)又
は負極板の芯体露出部に略U状の切込みを入れ該切込み
を切り起こして上記電池外装缶の蓋側へ折り曲げ更にこ
れを電池外装缶開口縁と封口蓋間とにはさみ込みこの状
態で両者と溶接された集電タブとを有する溶接封口電池
の電極集電タブにおいて、上記(電極)集電タブは、電
池外装缶蓋側が電極芯体とつながった略U字形の巾広の
切込みを切り起こしてなる第1段集電小部と、前記第1
段集電小部内に設けられた、そして同じく略U字形であ
るが第一段集電小部とつながった部分が該第1段集電小
部を切り起こしていない状態では反封口蓋側に位置する
巾狭の切込みを切り起こしてなる第2段集電小部とを有
していることを特徴としている。
板とをセパレータを介して巻いてなる渦巻電極体と、該
渦巻電極体を収納する電池外装缶と、上記渦巻電極体の
最外周部分に位置する正極板又は負極板の芯体露出部に
略U状(ここに「略U状」とは、外装缶蓋側へ集電体と
して切り起こす事が可能、しかもそうした場合に、電極
芯体と充分な電気接触を保持しえる形状という意味であ
り、切り起こした部分は蓋側が広いか狭い台形、蓋側が
とがったV字形、コの字状、端部に丸味を有する台形や
コの字状等をも含む概念である。)の切込みを入れ該切
込みを切り起こして上記電池外装缶の蓋側へ折り曲げ更
にこれを電池外装缶開口縁と封口蓋間とにはさみ込みこ
の状態で両者と溶接された集電タブとを有する溶接封口
電池の電極集電タブにおいて、以下の作用がなされる。
池外装缶蓋側が電極芯体とつながった略U字形の巾広の
切込みを電池蓋側へ切り起こしてなる。
小部内に設けられた、そして同じく略U字形であるが第
一段集電小部とつながった部分が該第1段集電小部を切
り起こしていない状態では反封口蓋側に位置する巾狭の
切込みを、電池の完成状態では電池蓋側へ切り起こして
なる。
の衝撃が加わり、集電タブに比較して重い渦巻電極体と
電池外装缶とが相対的に動いて両者にずれが生じ、この
ため集電タブに大きな引張力が加わった場合において
は、主に第2段集電小部のつけね部が少し破断あるいは
変形してずれを吸収する。
記載の発明の電極集電タブの第2段集電小部は、第1段
集電小部とつながった部分の切込み開始点から距離のあ
る点にて切り起こされ折り曲げられたものであることを
特徴としている。
請求項1記載の発明の電極集電タブの第2段集電小部
は、第1段集電小部とつながった部分の切込み開始点か
ら距離のある点にて切り起こされ折り曲げられたもので
あるため、伸びに対して一層の余裕を持つ。
電小部は、前記第1段集電小部とつながった切込み開始
点が、上記渦巻電極体のセパレータ部若しくはその上部
の封口蓋スペーサ部に位置するものであることを特徴と
している。
切込み開始点(第1段集電小部とつながった部分)が、
上記渦巻電極体のセパレータ部若しくはその上部の封口
蓋スペーサ部に位置するため、スペース的に楽、かつ作
用も発揮し易い。
基づいて説明する。
技術と同じ部分については同一の符号を付することによ
り、その説明は省略する。
例を示す。本図は、図示しない電池外装缶内へ挿入され
る直前の渦巻電極体と封口蓋を示す。本図において、4
0は渦巻電極体である。41は、そのセパレータの上部
である。50は、その下部にスペーサ兼絶縁板等を有す
る封口蓋である。そして渦巻電極体の外周には正極芯体
21としてのアルミ箔21がある。
辺やその部分の固定用の粘着テープ、渦巻電極下端の絶
縁テープ等があり、更には渦巻電極体の収納される電池
外装缶等もあるが、これらは本発明の趣旨に直接の関係
がないこと、煩雑となることのため本図では省略してあ
る。
は正極集電タブを形成するべく切込みが設けられている
が、この切込みは封口蓋側で正極芯体とつながった比較
的大きな、そしてほぼ直方形の切り起こし部を形成する
こととなる第1の切込み233と、この第1の切込み内
に設けられた、そして反蓋側で第1の切込みにつながっ
た、そしてまたほぼ直方形の切り起こし部を形成するこ
ととなる第2の切込み234とが設けられている。
て正極集電タブを形成する様子を示す。
その側面から見たものである。
の切込み部と第2の切込み部とを共に封口蓋側に折り曲
げて第1段の集電小部241と第2段の集電小部242
とからなる正極集電タブを形成する。そしてこの際、第
2の切込み部の折り曲げ部分は丁度電池外装缶と電池封
口蓋の絶縁板55の下部のセパレータ41との間に来る
ようにしている。これを図10に示す。
である。41は、セパレータである。233は、第1の
切込みである。2331は、その折り曲げ部分である。
241は第1段の正極集電タブである。234は、第2
の切込みである。2341は、その折り曲げ部分であ
る。242は、第2段の正極集電タブである。
渦巻電極体を電池外装缶内に完全に収納した際に、本図
の下部に示す電池外装缶60の上部開孔端がくる位置で
ある。このため、電池外装缶に渦巻電極を収納し封口蓋
をした状態では第2の切込みの折り曲げ部分は丁度封口
蓋のセパレータ41と電池外装缶の缶壁間、ひいては多
少のスペースのある分に位置することとなる。
の誤操作、過誤等により電池に大きな衝撃が、ひいては
集電タブに引張力が作用した場合でも、第2段の切込み
部の切り起こし部の曲げがこの衝撃を吸収する、最悪の
場合でも少し裂けることにより、集電タブ体の損傷特に
完全な破断等を防止することとなる。
ついて説明する。
缶体底部を下方として100回落下させる試験を行なっ
た。
のうち34個がその内部抵抗が上昇した。(なお、念の
ため記すならば、正極芯体露出部と電池外装缶内壁とが
接触しているため、たとえ正極集電タブが完全に破断し
ても、内部抵抗が無限大になることはない。) 一方、本実施例の電池では、100個のうち内部抵抗の
上昇したものは1個もなかった。 (第2の実施例)図11に、本発明の第2の実施例の要
部を示す。
集電タブを形成している様子を示す側(平)面図であ
り、(b)は(a)の断面図である。
切込み234の切込み開始端2340より少し内部へ入
ったところ2342で切り起こしを行っている。このた
め、渦巻電極体と電池封口蓋、外装缶との相対的な位置
をこの部分に生じる折り重なり部が吸収する。
蓋の絶縁体下部のスペーサ56部に折り曲げ部が存在す
るためスペース的には問題はない。
折り重なり部があったところで、長さ的に不足が生じる
わけでもない。
にもとづいて説明してきたが、本発明は何も以上に限定
されないのは勿論である。
い。
子ビーム溶接等他の手段としている。
使用している。
からなる薄いメッシュ等である。
施の形態より更に薄くしてある。
いる。
型である。
他のものとしている。
使用している。
工夫をも採用している。
ば簡単な構造で溶接封口電池の集電タブの耐衝撃性が向
上する。
電池となる。
1実施例の概念構成図である。
成図である。
成図である。
の横(水平)断面の構成を示す図である。
例の構成図である。
タブと封口蓋と電池外装缶との溶接等を中心とした組立
時の方法を示す図である。
を切込んで形成した集電タブの他の例の図である。
の例の図である。
正極集電タブ形成の様子を説明するための図である。
の正極集電タブにおける、切り込み、切り起こし部と電
池外装缶の開口端、封口蓋との位置関係を説明するため
の図である。
例の要部の構成図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 封口蓋と、正極板と負極板とをセパレー
タを介して巻いてなる渦巻電極体と、該渦巻電極体を収
納する電池外装缶と、上記渦巻電極体の最外周部分に位
置する正極板又は負極板の芯体露出部に略U状の切込み
を入れ該切込みを切り起こして上記電池外装缶の蓋側へ
折り曲げ更にこれを電池外装缶開口縁と封口蓋間とには
さみ込みこの状態で両者と溶接された集電タブとを有す
る溶接封口電池の電極集電タブにおいて、 上記集電タブは、 電池外装缶蓋側が電極芯体とつながった略U字形の巾広
の切込みを切り起こしてなる第1段集電小部と、 前記第1段集電小部内に設けられた、そして同じく略U
字形であるが第一段集電小部とつながった部分が該第1
段集電小部を切り起こしていない状態では反封口蓋側に
位置する巾狭の切込みを切り起こしてなる第2段集電小
部とを有していることを特徴とする電極集電タブ。 - 【請求項2】 前記第2段集電小部は、 前記第1段集電小部とつながった部分の切込み開始点か
ら距離のある点にて切り起こされ折り曲げられたもので
あることを特徴とする請求項1記載の電極集電タブ。 - 【請求項3】 前記第2段集電小部は、 前記第1段集電小部とつながった切込み開始点が、上記
渦巻電極体のセパレータ部若しくはその上部の封口蓋ス
ペーサ部に位置するものであることを特徴とする請求項
1記載の電極集電タブ。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP31023598A JP4169406B2 (ja) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | 溶接封口電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31023598A JP4169406B2 (ja) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | 溶接封口電池 |
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JP2000133240A true JP2000133240A (ja) | 2000-05-12 |
JP4169406B2 JP4169406B2 (ja) | 2008-10-22 |
Family
ID=18002817
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31023598A Expired - Fee Related JP4169406B2 (ja) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | 溶接封口電池 |
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-
1998
- 1998-10-30 JP JP31023598A patent/JP4169406B2/ja not_active Expired - Fee Related
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