JP2001006746A - 非水電解液電池 - Google Patents

非水電解液電池

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JP2001006746A JP11171133A JP17113399A JP2001006746A JP 2001006746 A JP2001006746 A JP 2001006746A JP 11171133 A JP11171133 A JP 11171133A JP 17113399 A JP17113399 A JP 17113399A JP 2001006746 A JP2001006746 A JP 2001006746A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルミニウム製の電池缶等のアルミニウム製
の導電接続部との外部か色接続用リードとの接合を容易
にしかも確実に行うことができる非水電解液電池を得
る。 【解決手段】 アルミニウムで形成された外部回路との
導電接続部に、外部回路との導電接続リードとニッケル
などの易溶接性の金属材料とアルミニウムから形成され
たクラッド体のアルミニウム面を対面させて接合し、易
溶接性金属面からなる導電接続面を形成した非水電解液
電池。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非水電解液電池に
関し、特に電池と外部回路との導電接続が良好な非水電
解液二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】小型の電子機器の電源として各種の電池
が用いられており、携帯電話、ノートパソコン、カムコ
ーダ等の電源として、小型で大容量の密閉型電池である
リチウムイオン二次電池等の非水電解液電池が用いられ
ている。これらの非水電解液電池としては、円筒型、角
型の構造を有したものが用いられている。小型の電子機
器の電源として用いられているリチウムイオン電池にお
いては、正極集電体および負極集電体にそれぞれ活物質
を塗布した後に、セパレータを介在させて巻回して電池
缶内に収納して密閉したものが用いられている。
【０００３】こうした電池は、図４に、リチウムイオン
電池の一部分解斜視図を示すように、図４（Ａ）に示す
円筒型電池、および図４（Ｂ）に示す角型電池が知られ
ている。 円筒型電池１Ａは、セパレータ２を介在させ
て正極側集電体に正極活物質を塗布した正極電極３、負
極側集電体に負極活物質を塗布した負極電極４を巻回し
た電池要素の巻回体５を作製して電池缶６内に収納し
て、電解液を注入後上部から電池ヘッダ７によって密閉
している。また、一般には直方体状の形状の機器の電池
収納部においては、円筒形状の電池では無効な容積が大
きくなるという問題があった。さらに、電池収納部分の
厚さによって円筒型の電池の径が制限を受けるので、小
型、あるいは薄型の機器においては、円筒型の電池に代
えて、図４（Ｂ）に示すような、厚みの薄い角柱状の角
型電池１Ｂが用いられている。角型の電池は、円筒型電
池と同様に、正極活物質を塗布した正極電極３と、負極
活物質を塗布した負極電極４をセパレータ２を介在させ
て巻回して電池要素の巻回体５を作製して電池缶６内に
収納し、電解液を注入後上部の電池ヘッダ７を電池缶２
に溶接、あるいは電池缶との間でかしめたり、飲料用の
缶と同様に巻き締めによって密閉することが提案されて
いる。
【０００４】角型電池は、円筒型電池に比べて機器内の
厚みの薄い小さな空間を有効に利用することができるの
で、携帯電話をはじめとする小型の機器類では、角型電
池が用いられている。角型の非水電解液二次電池におい
て、従来、ステンレス鋼、あるいは軟鋼にニッケルめっ
きを施した電池缶が用いられていた。ところが、これら
の材料で作製した電池缶は、強度が大きいものの、材料
の比重が高いので、缶の重量が大きく、携帯機器用の薄
い角型電池においては、電池缶の重量が電池重量に占め
る割合が大きく、電池の重量エネルギー密度を減少させ
てしまうという問題点があった。
【０００５】そこで、電池の正極あるいは負極側の電流
取り出し端子として使用可能な比重が小さく、強度が大
きく金属材料として、アルミニウム、チタン等の材料を
利用することが提案された。特に、アルミニウムは取り
扱い易く、非水電解液電池においては、正極として用い
た場合に充分な耐食性を示す材料である。
【０００６】アルミニウム製の電池缶６は、軟鋼やステ
ンレス鋼製の電池缶に比べて強度が小さいので、かしめ
等による取付は困難であり、負極端子８を絶縁体９を介
して取り付けたアルミニウム製の電池ヘッダ７を電池缶
６にレーザー溶接等の方法によって接合して取り付けて
いる。アルミニウム製の電池缶６を使用した電池１は、
電池缶６を正極側の端子として利用しており、電池缶の
導電接続部１０に直接に外部回路接続用の正極側リード
を溶接していた。
【０００７】正極側リードあるいは負極側リードには、
いずれも耐食性があって、はんだによる接合も可能なニ
ッケル製、銅製、ニッケルめっき銅、ニッケル合金、銅
合金等の金属材料が用いられている。ニッケル製の正極
側リードをアルミニウム製の電池の蓋体に設けた導電接
続部への接合においては、アルミニウムとニッケルとを
抵抗溶接によって接合することはできないので、正極側
リードをレーザー溶接、超音波溶接によって接合してい
た。ところが、レーザー溶接あるいは超音波溶接ではい
ずれも大がかりな装置を必要とし、とくに超音波溶接で
は、超音波を照射するホーンの磨耗が激しくホーンを早
期に交換する必要があり、大量生産には問題があった。
【０００８】更にまた、ステンレス鋼、あるいはニッケ
ルめっきした軟鋼製の電池缶を用いた電池においても、
正極側の導電接続端子部には、非水電解液電池において
正極側において安定に使用することが可能な金属材料で
あるアルミニウムが蓋体に絶縁性部材を介して取り付け
られており、アルミニウム製の正極側端子部へニッケル
製の正極側リードが接合されているが、ニッケル製の正
極側リードのアルミニウム製の正極側端子部への接合で
は、アルミニウム製の正極側端子に対して抵抗溶接では
接合することはできないという問題点があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、アルミニウ
ム製の電池缶を用いた電池において、電子機器の導電接
続において一般に用いられているニッケル、銅、ニッケ
ルめっき銅、銅合金製等の導電接続用リードを、アルミ
ニウム製の導電接続部に、安定で確実な接合を容易に行
うことを課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、非水電解液電
池において、アルミニウムで形成された外部回路との導
電接続部に、外部回路との導電接続リードと易溶接性の
金属材料とアルミニウムから形成されたクラッド体のア
ルミニウム面を対面させて接合し、易溶接性金属面から
なる導電接続面を形成した非水電解液電池である。クラ
ッド体がアルミニウムとニッケルからなり、クラッド体
のアルミニウム面をアルミニウムから形成された導電接
続部に対向させて抵抗溶接によって接合したものである
前記の非水電解液電池である。導電接続部がアルミニウ
ム製の電池缶もしくは電池ヘッダの一部の周囲の材料と
同一の材料で形成された領域である非水電解液電池であ
る。導電接続部が電池ヘッダに絶縁体を介して形成され
た外部回路接続用端子であ前記の非水電解液電池であ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の電池は、アルミニウム製
の導電接続部に、アルミニウムと導電接続用のリードと
易接合性の部材からなるクラッド体を接合した後に、導
電接続用のリードを易接合性の部材へ接合することによ
って、確実な接合を実現するものである。なお、本発明
においては、アルミニウムは、アルミニウムおよびその
合金を意味し、ニッケルは、ニッケルおよびその合金を
意味する。したがってアルミニウムとニッケルとのクラ
ッド体は、アルミニウム合金とニッケルあるいはニッケ
ル合金とのクラッド体も意味する。
【００１２】図１は、本発明の電池を説明する図であ
り、電池の外観を示す斜視図である。アルミニウム製の
電池１の電池缶６には、電池ヘッダ７が溶接されてお
り、絶縁体９を介して負極端子８が設けられており、電
池ヘッダ７の導電接続部１０のアルミニウム面に、アル
ミニウムとニッケルとのクラッド体１１のアルミニウム
面を対面させて接合したものであり、導電接続部１０に
はニッケル表面が形成されており、ニッケル製等の易溶
接性金属からなる正極側リードを抵抗溶接、レーザー溶
接、超音波溶接等の任意の溶接方法によって容易に溶接
することができる。
【００１３】図２は、本発明の電池の組立工程を説明す
る図である。図２（Ａ）に示すように、電池ヘッダ７の
導電接続部１０にクラッド体１１のアルミニウム面を対
面させて、クラッド体１１上から抵抗溶接機の溶接チッ
プ１２を押し当てて、抵抗溶接によってクラッド体を電
池ヘッダ７に溶接して接合する。次いで、（Ｂ）に示す
ように、電池ヘッダ７の裏面に巻回体５に取り付けた負
極タブ１３を電池ヘッダ７の負極端子８に溶接し、同様
に巻回体５に取り付けた正極タブ１４を電極ヘッダ７に
溶接する。巻回体の導電タブと接合した電池ヘッダ７を
電池缶６の上部に載置してレーザー１５を照射してレー
ザー溶接を行った後に、電解液注入口１６から電解液を
注入した後に、電解液注入口１６を封口して密閉して電
池を製造している。
【００１４】本発明の電池は、アルミニウム製の電池の
電池ヘッダの導電接続部には、ニッケルからなる正極リ
ードの接続部が形成されているので、ニッケル製の正極
リードを導電接続部に対して、抵抗溶接によって接合し
て導電接続を形成することが可能となる。本発明に使用
するクラッド体は、アルミニウムとニッケル等の易溶接
性金属の板材を爆着、水圧プレス等によって接合した後
に、所望の厚さに圧延することによって製造することが
できる。クラッド体は、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの厚さ
とすることが好ましく、アルミニウムとニッケル等の易
溶接性金属の厚さの比率は１：１〜３：７程度とし、ニ
ッケル等の易溶接性金属の厚さをやや厚くすることが好
ましく、ニッケルの厚さが薄くなると抵抗溶接による接
合における溶接強度の確保が困難となる。アルミニウム
とクラッド体を形成する易溶接性金属材料としては、ニ
ッケル、銅およびその合金を用いることができる。
【００１５】また、以上の説明では、アルミニウムから
なる導電接続部が電池ヘッダの基体の一部の領域である
場合を例に説明したが、アルミニウムからなる導電接続
部が電池缶の一部の領域であっても良く、電池缶が負極
端子を兼ねた電池において、正極端子として用いたアル
ミニウム製の部材によって形成した導電接続部であって
も良い。いずれの構成の電池においても、外部回路用の
導電リードを接続すべきアルミニウム製の導電接続部に
アルミニウムと易溶接性金属からなるクラッド体を接合
することによって、アルミニウム製の導電接続部への導
電リードの接合を容易にし、しかも信頼性の高いものと
することができる。
【００１６】また、図３は、本発明の他の実施例を説明
する図であり、電池の底部を見た斜視図である。電池缶
６の底部１７に導電接続部１０を設けたものである。電
池缶の底部に導電接続部を設けることによって、電池使
用機器における導電接続を容易にすることができる。電
池缶６の底部１７の導電接続部１０へのアルミニウムと
易溶接性金属からなるクラッド体を接合する場合には、
電池の組立前に抵抗溶接等によって取り付けることが好
ましい。
【００１７】
【発明の効果】非水電解液電池のアルミニウムから形成
された導電接続部に、アルミニウムと易溶接性金属から
なるクラッド体のアルミニウム面を対向させて接合した
ので、外部との導電接続リードをニッケルなどの易溶接
性金属面に接合することができるので、外部回路との接
合が容易でしかも確実な接合を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の電池を説明する図である。
【図２】図２は、本発明の電池の組立工程を説明する図
である。
【図３】図３は、本発明の他の実施例を説明する図であ
り、電池の底部を見た斜視図である。
【図４】図４は、リチウムイオン電池の一部分解斜視図
である。
【符号の説明】
１…電池、１Ａ…円筒型電池、１Ｂ…角型電池、２…セ
パレータ、３…正極電極、４…負極電極、５…巻回体、
６…電池缶、７…電池ヘッダ、８…負極端子、９…絶縁
体、１０…導電接続部、１１…クラッド体、１２…溶接
チップ、１３…負極タブ、１４…正極タブ、１５…レー
ザー、１６…電解液注入口、１７…底部
【手続補正書】
【提出日】平成１２年８月１１日（２０００．８．１
１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】こうした電池は、図３に、リチウムイオン
電池の一部分解斜視図を示すように、図３（Ａ）に示す
円筒型電池、および図３（Ｂ）に示す角型電池が知られ
ている。 円筒型電池１Ａは、セパレータ２を介在させ
て正極側集電体に正極活物質を塗布した正極電極３、負
極側集電体に負極活物質を塗布した負極電極４を巻回し
た電池要素の巻回体５を作製して電池缶６内に収納し
て、電解液を注入後上部から電池ヘッダ７によって密閉
している。また、一般には直方体状の形状の機器の電池
収納部においては、円筒形状の電池では無効な容積が大
きくなるという問題があった。さらに、電池収納部分の
厚さによって円筒型の電池の径が制限を受けるので、小
型、あるいは薄型の機器においては、円筒型の電池に代
えて、図３（Ｂ）に示すような、厚みの薄い角柱状の角
型電池１Ｂが用いられている。角型の電池は、円筒型電
池と同様に、正極活物質を塗布した正極電極３と、負極
活物質を塗布した負極電極４をセパレータ２を介在させ
て巻回して電池要素の巻回体５を作製して電池缶６内に
収納し、電解液を注入後上部の電池ヘッダ７を電池缶２
に溶接、あるいは電池缶との間でかしめたり、飲料用の
缶と同様に巻き締めによって密閉することが提案されて
いる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の電池を説明する図である。
【図２】図２は、本発明の電池の組立工程を説明する図
である。
【図３】図３は、リチウムイオン電池の一部分解斜視図
である。
【符号の説明】 １…電池、１Ａ…円筒型電池、１Ｂ…角型電池、２…セ
パレータ、３…正極電極、４…負極電極、５…巻回体、
６…電池缶、７…電池ヘッダ、８…負極端子、９…絶縁
体、１０…導電接続部、１１…クラッド体、１２…溶接
チップ、１３…負極タブ、１４…正極タブ、１５…レー
ザー、１６…電解液注入口
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 非水電解液電池において、アルミニウム
    で形成された外部回路との導電接続部に、外部回路との
    導電接続リードと易溶接性の金属材料とアルミニウムか
    ら形成されたクラッド体のアルミニウム面を対面させて
    接合し、易溶接性金属面からなる導電接続面を形成した
    ことを特徴とする非水電解液電池。
  2. 【請求項２】 クラッド体がアルミニウムとニッケルか
    らなり、クラッド体のアルミニウム面をアルミニウムか
    ら形成された導電接続部に対面させて抵抗溶接によって
    接合したものであることを特徴とする請求項１記載の非
    水電解液電池。
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