JP2001084989A - 電子機器配線材およびそれを用いた二次電池 - Google Patents
電子機器配線材およびそれを用いた二次電池Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】従来のニッケルリード部材と同等の信頼性を有
し、且つ安価で軽量な電子機器用配線材と、その電子機
器用配線材を用いた二次電池を提供すること。 【解決手段】銅または、銅合金からなるリード部材３の
両端にニッケルリード部２ａ、２ｂを形成して、電子機
器用配線材１としたものである。
し、且つ安価で軽量な電子機器用配線材と、その電子機
器用配線材を用いた二次電池を提供すること。 【解決手段】銅または、銅合金からなるリード部材３の
両端にニッケルリード部２ａ、２ｂを形成して、電子機
器用配線材１としたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器用配線
材、およびそれを用いた二次電池に係わり、特に、携帯
電話の電子機器に用いられる配線材、およびそれを用い
てなる二次電池に関するものである。とりわけ、ノート
パソコンや携帯電話などの軽量化が求められている電子
機器に使用されるリードに関するものである。
材、およびそれを用いた二次電池に係わり、特に、携帯
電話の電子機器に用いられる配線材、およびそれを用い
てなる二次電池に関するものである。とりわけ、ノート
パソコンや携帯電話などの軽量化が求められている電子
機器に使用されるリードに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】携帯型の電子機器、例えば、ノートパソ
コンや携帯電話などの二次電池の配線材（以下、リード
と示す。）の特性として、比較的良好な導電率と耐食性
を有していることが必要とされ、従来のリード部材とし
ては、図５に示すように、主に厚さが０．１〜０．３mm
程度のニッケルの薄板からなるニッケルリード部材４１
が使用されてきた。
コンや携帯電話などの二次電池の配線材（以下、リード
と示す。）の特性として、比較的良好な導電率と耐食性
を有していることが必要とされ、従来のリード部材とし
ては、図５に示すように、主に厚さが０．１〜０．３mm
程度のニッケルの薄板からなるニッケルリード部材４１
が使用されてきた。
【０００３】特に、ニッケルリード部材４１が、リード
部材として使用されてきた経緯は、ニッケルが二次電池
の液漏れに対する耐食性に優れているためである。
部材として使用されてきた経緯は、ニッケルが二次電池
の液漏れに対する耐食性に優れているためである。
【０００４】また、ニッケルリード部材４１は、機械的
強度とともに折り曲げ性に優れていることから、二次電
池パック等の狭く限られた空間において、二次電池と充
電端子および保護回路等を配線する際に、ニッケルリー
ド部材４１を折り曲げて配線することが可能であり、狭
いスペースでの配線性に優れている。
強度とともに折り曲げ性に優れていることから、二次電
池パック等の狭く限られた空間において、二次電池と充
電端子および保護回路等を配線する際に、ニッケルリー
ド部材４１を折り曲げて配線することが可能であり、狭
いスペースでの配線性に優れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述したような良好な
性能を有し、従来からリード部材として使用されてきた
ニッケルリード部材４１は、ニッケルの導体コストが高
く、一般のリードに使用される銅および銅合金に比べる
と、約３倍も高価であるという欠点がある。近年、ノー
トパソコンや携帯電話については更なる低価格化が求め
られているため、リード部材についてもコスト低減は例
外ではなく、ニッケルよりも経済性に優れた代替材料が
求められている。
性能を有し、従来からリード部材として使用されてきた
ニッケルリード部材４１は、ニッケルの導体コストが高
く、一般のリードに使用される銅および銅合金に比べる
と、約３倍も高価であるという欠点がある。近年、ノー
トパソコンや携帯電話については更なる低価格化が求め
られているため、リード部材についてもコスト低減は例
外ではなく、ニッケルよりも経済性に優れた代替材料が
求められている。
【０００６】また、ノートパソコンや携帯電話には軽量
化も求められている。例えば、日本国内の携帯電話の重
量は今や７０g 以下（電池パックは、３０g 以下）が主
流になっており、現在、更なる軽量化が進んでいるとい
った状況にある。この軽量化の要求に対応するには、ニ
ッケルよりも比重の軽い材料を用いる、または、ニッケ
ルよりも導電性に優れた材料を用いて、導体の小型・軽
量化をはかる必要がある。
化も求められている。例えば、日本国内の携帯電話の重
量は今や７０g 以下（電池パックは、３０g 以下）が主
流になっており、現在、更なる軽量化が進んでいるとい
った状況にある。この軽量化の要求に対応するには、ニ
ッケルよりも比重の軽い材料を用いる、または、ニッケ
ルよりも導電性に優れた材料を用いて、導体の小型・軽
量化をはかる必要がある。
【０００７】そこで本発明は上記課題を解決し、従来の
ニッケルリード部材と同等の信頼性を有し、且つ安価で
軽量な電子機器用配線材を提供することにある。また、
本発明は、かかる電子機器用配線材を用いた二次電池を
提供することにある。
ニッケルリード部材と同等の信頼性を有し、且つ安価で
軽量な電子機器用配線材を提供することにある。また、
本発明は、かかる電子機器用配線材を用いた二次電池を
提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、銅または銅合金からなるリード
部材の両端にニッケルリード部を形成した電子機器用配
線材である。
に、請求項１の発明は、銅または銅合金からなるリード
部材の両端にニッケルリード部を形成した電子機器用配
線材である。
【０００９】請求項２の発明は、上記銅または銅合金か
らなるリード部材と上記各ニッケルリード部材とを超音
波溶接により接合した請求項１記載の電子機器用配線材
である。
らなるリード部材と上記各ニッケルリード部材とを超音
波溶接により接合した請求項１記載の電子機器用配線材
である。
【００１０】請求項３の発明は、上記各ニッケルリード
部との溶接部を含む上記リード部全体を絶縁体で被覆し
た請求項２に記載の電子機器用配線材である。
部との溶接部を含む上記リード部全体を絶縁体で被覆し
た請求項２に記載の電子機器用配線材である。
【００１１】以上の構成によれば、安価・軽量で、液漏
れに対する耐食性に優れた電子機器用配線材を得ること
ができる。
れに対する耐食性に優れた電子機器用配線材を得ること
ができる。
【００１２】請求項４の発明は、マイナスリードを、銅
または銅合金からなるリード部材の両端にニッケルリー
ド部を形成してなる電子機器用配線材で構成した二次電
池である。
または銅合金からなるリード部材の両端にニッケルリー
ド部を形成してなる電子機器用配線材で構成した二次電
池である。
【００１３】請求項５の発明は、マイナスリードを、銅
または銅合金からなるリード部材の両端に超音波接合に
よりニッケルリード部を形成してなる電子機器用配線材
で構成した二次電池である。
または銅合金からなるリード部材の両端に超音波接合に
よりニッケルリード部を形成してなる電子機器用配線材
で構成した二次電池である。
【００１４】以上の構成によれば、安価で軽量な二次電
池を得ることができる。
池を得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適一実施の形態
を添付図面にも基づいて説明する。
を添付図面にも基づいて説明する。
【００１６】本発明者らは、リード原料としてニッケル
よりも安価で導電性に優れた銅（または銅合金）に着目
し、銅（または、銅合金）をリードの主部材の原料とし
て用いることにした。
よりも安価で導電性に優れた銅（または銅合金）に着目
し、銅（または、銅合金）をリードの主部材の原料とし
て用いることにした。
【００１７】本発明の電子機器用配線材の概略図を図１
に示す。ここで、図１（ａ）はリード部材３と各ニッケ
ルリード部２ａ、２ｂを配置した状態、図１（ｂ）はリ
ード部材３と各ニッケルリード部２ａ、２ｂを溶接接合
した状態を示す図である。
に示す。ここで、図１（ａ）はリード部材３と各ニッケ
ルリード部２ａ、２ｂを配置した状態、図１（ｂ）はリ
ード部材３と各ニッケルリード部２ａ、２ｂを溶接接合
した状態を示す図である。
【００１８】図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明
の電子機器用配線材１は、銅（または銅合金）からなる
リード部材３の両端にニッケルリード部２ａ、２ｂを配
置し、そのリード部材３の両端にニッケルリード部２
ａ、２ｂとの重ね合わせ部の一部が、溶接部４ａ、４ｂ
となる。
の電子機器用配線材１は、銅（または銅合金）からなる
リード部材３の両端にニッケルリード部２ａ、２ｂを配
置し、そのリード部材３の両端にニッケルリード部２
ａ、２ｂとの重ね合わせ部の一部が、溶接部４ａ、４ｂ
となる。
【００１９】ここで、ニッケルリード部２ａ、２ｂの大
きさ（面積）は、電子機器用配線材１と後述する保護回
路および負極との各接合部分の面積に、各重ね合わせ部
の面積をあわせた程度の面積であれば十分である。
きさ（面積）は、電子機器用配線材１と後述する保護回
路および負極との各接合部分の面積に、各重ね合わせ部
の面積をあわせた程度の面積であれば十分である。
【００２０】また、リード部材３のリード幅は、リード
部材３を構成する銅（および銅合金）の導電率に応じて
適宜決定されるものである。
部材３を構成する銅（および銅合金）の導電率に応じて
適宜決定されるものである。
【００２１】更に、リード部材３を構成する銅（または
銅合金）としては、ニッケルよりも導電性がよければ何
でもよい。軽量化を最大限に求めるならば、純銅が好ま
しい。
銅合金）としては、ニッケルよりも導電性がよければ何
でもよい。軽量化を最大限に求めるならば、純銅が好ま
しい。
【００２２】また、更に、本発明の電子機器用配線材１
の製造の際に用いられ、超音波溶接を行う超音波溶接機
２１は、図３に示すように、超音波を発生するホーン２
２と、ホーン２２の先端に設けられ、被溶接材（図３中
では、ニッケルリード部２（２ａ、２ｂ））およびリー
ド部材３に荷重および超音波を付与するチップ２３とチ
ップ２３とともに被溶接材を挟み込むアンビル２４とで
構成されるものであり、チップ２３の先端形状は、溶接
するリード部材３の端部形状より小さくすることが好ま
しい。このようにすることにより、リード部材３とニッ
ケルリード部２ａ、２ｂとの接続部４ａ、４ｂがリード
部材３の縁まで形成されることがなく、溶接部の強度が
向上する。
の製造の際に用いられ、超音波溶接を行う超音波溶接機
２１は、図３に示すように、超音波を発生するホーン２
２と、ホーン２２の先端に設けられ、被溶接材（図３中
では、ニッケルリード部２（２ａ、２ｂ））およびリー
ド部材３に荷重および超音波を付与するチップ２３とチ
ップ２３とともに被溶接材を挟み込むアンビル２４とで
構成されるものであり、チップ２３の先端形状は、溶接
するリード部材３の端部形状より小さくすることが好ま
しい。このようにすることにより、リード部材３とニッ
ケルリード部２ａ、２ｂとの接続部４ａ、４ｂがリード
部材３の縁まで形成されることがなく、溶接部の強度が
向上する。
【００２３】かかる電子機器用配線材１によれば、主部
材であるリード部３を、ニッケルよりも安価で、且つ導
電率がよい銅（または銅合金）で形成しているため、図
５に示したニッケルリード部材４１からなる従来のリー
ドと比較して、製造コストを低減することができるとと
もに、重量を大幅に軽くすることができる。
材であるリード部３を、ニッケルよりも安価で、且つ導
電率がよい銅（または銅合金）で形成しているため、図
５に示したニッケルリード部材４１からなる従来のリー
ドと比較して、製造コストを低減することができるとと
もに、重量を大幅に軽くすることができる。
【００２４】また、リード部材３の両端にニッケルリー
ド部２ａ、２ｂを備えているために、電子機器用配線材
１の両端における液漏れに対する耐食性、機械的強度、
折り曲げ性、電池本体との抵抗溶接性は、前述した従来
のリードと同等であり、結果として、従来のリードと同
等の信頼性、狭いスペースでの優れた配線性を有するこ
とになる。更に、リード部材３を形成する銅（または銅
合金）として、ニッケルよりも導電性に優れたものを用
いることで、前述した従来のリードと比較して、リード
幅を細くすることが可能となり、更なる軽量化をはかる
ことができる。
ド部２ａ、２ｂを備えているために、電子機器用配線材
１の両端における液漏れに対する耐食性、機械的強度、
折り曲げ性、電池本体との抵抗溶接性は、前述した従来
のリードと同等であり、結果として、従来のリードと同
等の信頼性、狭いスペースでの優れた配線性を有するこ
とになる。更に、リード部材３を形成する銅（または銅
合金）として、ニッケルよりも導電性に優れたものを用
いることで、前述した従来のリードと比較して、リード
幅を細くすることが可能となり、更なる軽量化をはかる
ことができる。
【００２５】また更に、リード部材３と各ニッケルリー
ド部２ａ、２ｂとの超音波溶接を用い、リード部材３と
各ニッケルリード部２ａ、２ｂとの摩擦熱によって接合
を行っているため、溶接によって、リード部材３および
各ニッケルリード部２ａ、２ｂに損傷が生じる恐れがな
い。
ド部２ａ、２ｂとの超音波溶接を用い、リード部材３と
各ニッケルリード部２ａ、２ｂとの摩擦熱によって接合
を行っているため、溶接によって、リード部材３および
各ニッケルリード部２ａ、２ｂに損傷が生じる恐れがな
い。
【００２６】次に、本発明の他の実施の形態を添付図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００２７】他の実施の電子機器用配線材の概略図を図
２に示す。なお、図１と同様の部材については、同じ符
号を付している。
２に示す。なお、図１と同様の部材については、同じ符
号を付している。
【００２８】図２に示すように、本実施の形態の電子機
器用配線材１１は、図１に示した電子機器用配線材１の
溶接部４ａ、４ｂを含むリード部材３全体を絶縁体５で
被覆したのもである。
器用配線材１１は、図１に示した電子機器用配線材１の
溶接部４ａ、４ｂを含むリード部材３全体を絶縁体５で
被覆したのもである。
【００２９】被覆する絶縁体５としては、特に限定する
ものではなく、テープ状、フィルム状、流体状等といっ
た具合に様々なものがあり、例えば、ＰＥＴテープ、ポ
リイミドテープ、芳香族ポリアミドテープ等が挙げられ
る。
ものではなく、テープ状、フィルム状、流体状等といっ
た具合に様々なものがあり、例えば、ＰＥＴテープ、ポ
リイミドテープ、芳香族ポリアミドテープ等が挙げられ
る。
【００３０】かかる電子機器用配線材１１においても、
本発明の電子機器用配線材１と同様の作用効果を奏する
ことは言うまでもなく、新たに、溶接部４ａ、４ｂを含
むリード部材３全体を絶縁体５で被覆することで、リー
ド部材３と他の導電部材（図示せず）とが、接触して短
絡することを防ぐことができるとともに、リード部材３
と各ニッケルリード部２ａ、２ｂとの溶接接合強度を高
めることができる。
本発明の電子機器用配線材１と同様の作用効果を奏する
ことは言うまでもなく、新たに、溶接部４ａ、４ｂを含
むリード部材３全体を絶縁体５で被覆することで、リー
ド部材３と他の導電部材（図示せず）とが、接触して短
絡することを防ぐことができるとともに、リード部材３
と各ニッケルリード部２ａ、２ｂとの溶接接合強度を高
めることができる。
【００３１】他の実施の形態の電子機器用配線材１１を
用いた二次電池の概略図を図４に示す。なお、図２と同
様の部材には同じ符号を付している。
用いた二次電池の概略図を図４に示す。なお、図２と同
様の部材には同じ符号を付している。
【００３２】図４に示すように、本実施の形態の二次電
池３０は、樹脂からなるケーシング３１と、ケーシング
３１の外側に、一部露出して設けられた充電端子３２
と、充電端子３２の電極３２ａ、３２ｂに掛け渡して設
けられた保護回路３３と、電気的に接合された状態で配
置されたＬｉイオン電池（正極）３５および負極３６
と、保護回路３３と正極３５とを配線するマイナスリー
ドとで構成されるものであり、このマイナスリードに図
２に示した電子機器用配線材１１を用いたものである。
池３０は、樹脂からなるケーシング３１と、ケーシング
３１の外側に、一部露出して設けられた充電端子３２
と、充電端子３２の電極３２ａ、３２ｂに掛け渡して設
けられた保護回路３３と、電気的に接合された状態で配
置されたＬｉイオン電池（正極）３５および負極３６
と、保護回路３３と正極３５とを配線するマイナスリー
ドとで構成されるものであり、このマイナスリードに図
２に示した電子機器用配線材１１を用いたものである。
【００３３】具体的には、電子機器用配線材１１のニッ
ケルリード部２ｂ（または、２ａ）が負極３６に配線さ
れるとともに、ニッケルリード部２ａ（または、２ｂ）
が保護回路３３に配線されたものである。３４はプラス
リードである。
ケルリード部２ｂ（または、２ａ）が負極３６に配線さ
れるとともに、ニッケルリード部２ａ（または、２ｂ）
が保護回路３３に配線されたものである。３４はプラス
リードである。
【００３４】かかる二次電池３０によれば、図５に示し
たニッケルリード部材４１からなる従来のリードをマイ
ナスリードとして用いた従来の二次電池と比較して、安
価、軽量となる。
たニッケルリード部材４１からなる従来のリードをマイ
ナスリードとして用いた従来の二次電池と比較して、安
価、軽量となる。
【００３５】また、本実施の形態の二次電池３０は、従
来の二次電池と同等の信頼性を有する。
来の二次電池と同等の信頼性を有する。
【００３６】
【実施例】（実施例１）工業用純銅（ＪＩＳ）からな
り、厚さ０．１０mmのリード部材の両端に、厚さ０．１
０mmの純ニッケルリード部を配置し、超音波溶接機を用
いてそれらを接合した。その接合部材の溶接部を含むリ
ード部材全体を厚さ２５μｍのＰＥＴテープでラミネー
トして、電子機器用リードを作製した。
り、厚さ０．１０mmのリード部材の両端に、厚さ０．１
０mmの純ニッケルリード部を配置し、超音波溶接機を用
いてそれらを接合した。その接合部材の溶接部を含むリ
ード部材全体を厚さ２５μｍのＰＥＴテープでラミネー
トして、電子機器用リードを作製した。
【００３７】（実施例２）銅−ジルコニウム合金（ＪＩ
Ｓ）からなり、厚さ０．１０mmのリード部材の両端に、
厚さ０．１０mmの純ニッケルリード部を配置し、超音波
溶接機を用いてそれらを接合した。その接合部材の溶接
部を含むリード部材全体を厚さ２５μm のＰＥＴテープ
でラミネートして、電子機器用リードを作製した。
Ｓ）からなり、厚さ０．１０mmのリード部材の両端に、
厚さ０．１０mmの純ニッケルリード部を配置し、超音波
溶接機を用いてそれらを接合した。その接合部材の溶接
部を含むリード部材全体を厚さ２５μm のＰＥＴテープ
でラミネートして、電子機器用リードを作製した。
【００３８】使用する超音波溶接機の周波数を４０kHz
とした時、実施例１，２において、適正な接合が得られ
るための超音波溶接条件を調査した結果、溶接時の荷重
は２〜１０kgf 、超音波パワーは、１〜７Ｗ、超音波エ
ネルギーは２〜１０Ｊとすることが好ましいということ
がわかった。
とした時、実施例１，２において、適正な接合が得られ
るための超音波溶接条件を調査した結果、溶接時の荷重
は２〜１０kgf 、超音波パワーは、１〜７Ｗ、超音波エ
ネルギーは２〜１０Ｊとすることが好ましいということ
がわかった。
【００３９】また、実施例１，２の電子機器用リード
は、その重量が、前述した従来のリードの約１／４にな
るとともに、コストも低減することができた。
は、その重量が、前述した従来のリードの約１／４にな
るとともに、コストも低減することができた。
【００４０】更に、実施例１，２における超音波接合の
適正条件は、使用する超音波溶接機の種類やホーンの形
状によって当然変化するものであり、実施例１，２に記
載された条件に限定されるものではない。
適正条件は、使用する超音波溶接機の種類やホーンの形
状によって当然変化するものであり、実施例１，２に記
載された条件に限定されるものではない。
【００４１】（実施例３）実施例１の電子機器用リード
を、図４に示した携帯電話の二次電池のマイナスリード
として実装した。この二次電池に対して、各種の長期信
頼性を評価した結果、前述した従来の二次電池と同等の
信頼性を有することが確認された。
を、図４に示した携帯電話の二次電池のマイナスリード
として実装した。この二次電池に対して、各種の長期信
頼性を評価した結果、前述した従来の二次電池と同等の
信頼性を有することが確認された。
【００４２】以上、本発明の実施の形態は、上述した実
施の形態に限定されるものではなく、他にも種々のもの
が想定され、また、低コスト化または軽量化が求められ
る携帯電話の電子機器以外の配線材に用いてもよいこと
は言うまでもない。
施の形態に限定されるものではなく、他にも種々のもの
が想定され、また、低コスト化または軽量化が求められ
る携帯電話の電子機器以外の配線材に用いてもよいこと
は言うまでもない。
【００４３】
【発明の効果】以上の要するに、本発明によれば、次の
ように優れた効果を発揮する。
ように優れた効果を発揮する。
【００４４】（１） 銅または銅合金からなるリード部
材の両端にニッケルリード部を形成することで、安価・
軽量で電池の液漏れに対する耐食性に優れた、また、電
池本体との抵抗溶接性に優れた電子機器用配線材を得る
ことができる。
材の両端にニッケルリード部を形成することで、安価・
軽量で電池の液漏れに対する耐食性に優れた、また、電
池本体との抵抗溶接性に優れた電子機器用配線材を得る
ことができる。
【００４５】（２） （１）の電子機器用配線材を二次
電池のマイナスリードとして用いることで、安価で、軽
量な二次電池となる。
電池のマイナスリードとして用いることで、安価で、軽
量な二次電池となる。
【図１】本発明の電子機器用配線材の概略図。
【図２】他の実施の形態の電子機器用配線材の概略図。
【図３】本発明および他の実施の形態の電子機器用配線
材の製造の際に用いられる超音波溶接機の概略図。
材の製造の際に用いられる超音波溶接機の概略図。
【図４】図２の電子機器用配線材を用いた二次電池の概
略図。
略図。
【図５】従来の電子機器用配線材の概略図。
１、１１ 電子機器用配線材 ２、２ａ、２ｂ ニッケルリード部 ３ リード部材 ４ａ、４ｂ 溶接部 ５ 絶縁体
Claims (5)
- 【請求項１】銅または、銅合金からなるリード部材の両
端にニッケルリード部を形成したことを特徴とする電子
機器用配線材。 - 【請求項２】上記銅または、銅合金からなるリード部材
と上記各ニッケルリード部とを超音波接合により接合し
た請求項１記載の電子機器用配線材。 - 【請求項３】上記各ニッケルリード部との溶接部を含む
上記リード部材全体を絶縁体で被覆した請求項２記載の
電子機器用配線材。 - 【請求項４】マイナスリードを、銅または銅合金からな
るリード部材の両端にニッケルリード部を形成してなる
電子機器用配線材で構成したことを特徴とする二次電
池。 - 【請求項５】マイナスリードを、銅または銅合金からな
るリード部材の両端に超音波溶接にて接合したニッケル
リード部を形成してなる電子機器用配線材で構成したこ
とを特徴とする二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26140699A JP3867452B2 (ja) | 1999-09-16 | 1999-09-16 | 電池用負極配線材およびそれを用いた二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26140699A JP3867452B2 (ja) | 1999-09-16 | 1999-09-16 | 電池用負極配線材およびそれを用いた二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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-
1999
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