JP2002042904A - 二次電池用充放電装置の端子機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造されたリチウム二次電池などの二次電池
に４端子網方式によって充放電を行うための充放電装置
の端子機構であって、二次電池の電極端子に対し、充放
電端子の電流端子および電圧端子が一層確実に接触する
様に改良された二次電池用充放電装置の端子機構を提供
する。 【解決手段】 二次電池用充放電装置の端子機構は、保
持部材（２１）によって電池本体（１０）が保持され且
つ支持板（２２）によって各電極端子（１３）の背面側
が支持された二次電池（１）の各電極端子（１３）に対
し、押圧部材（４）による押圧操作によってそれぞれに
接触する一対の充放電端子（３，３）を備えている。各
充放電端子（３）は、電流端子（３１）と電圧端子（３
３）から成り、これらの電流端子（３１）と電圧端子
（３３）は、二次電池（１）の電極端子（１３）の表面
に対して支持板（２２）と反対側から接触可能に構成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池用充放電
装置の端子機構に関し、詳しくは、リチウム二次電池な
どの二次電池の製造の際に当該二次電池に４端子網方式
によって充放電を行うための充放電装置の端子機構であ
って、二次電池の各電極端子に対し、充放電端子の電流
端子および電圧端子が一層確実に接触する様に改良され
た二次電池用充放電装置の端子機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】リチウム二次電池などの二次電池は、シ
ート状の電極および電極隔離用のセパレーターを積層し
且つ両極間に電解質層を介在させて成る発電要素として
の積層体を扁平なケースに封入した電池であり、ケース
からは、両電極の集電体に接続された１組の薄片状の電
極端子が突出している。通常、斯かる積層型の二次電池
は、家電機器の仕様などに応じて更に樹脂製の剛体ケー
スに封入されて使用される。

【０００３】上記の二次電池は、製造後の最初の充放電
によって発電機能を発現するため、出荷時には製品検査
を兼ね、充放電装置を使用して一旦充放電している。斯
かる充放電装置は、二次電池側の電極端子との接触抵抗
や配線などの抵抗を計測上キャンセルして正確に充放電
するため、４端子網方式によって充放電を行うための正
極用および負極用の１組の充放電端子を備えている。そ
して、各充放電端子の構造としては、通常、二次電池の
各電極端子を電圧端子および電流端子によって表裏から
挟み付けるクリップ構造が採用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の充放
電装置におけるクリップ状の充放電端子は、二次電池の
主に外形上の仕様、すなわち、二次電池の正極および負
極の両端子間の離間距離やこれら電極端子の幅などの寸
法仕様が種々異なるため、二次電池側の電極端子の幅よ
りも予め大きな幅で形成されている。これに対し、上記
の通り、ケースから突出する二次電池の電極端子は薄片
状である。従って、充放電端子によって二次電池の極端
子を挟み付けた場合、電圧端子と電流端子が直接接触
し、かつ、二次電池の電極端子に対する接触不良が発生
する結果、実際、４端子網が構成できず、二次電池に対
して所期の精度で充放電できないことがある。

【０００５】本発明は、上記実情に鑑みなされたもので
あり、その目的は、薄片状の電極端子が突出したリチウ
ム二次電池などの二次電池の製造の際に当該二次電池に
４端子網方式によって充放電を行うための充放電装置の
端子機構であって、二次電池の電極端子に対し、充放電
端子の電流端子および電圧端子が一層確実に接触する様
に改良された二次電池用充放電装置の端子機構を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
は、電池本体から１組の薄片状の電極端子が突出した二
次電池に充放電を行う充放電装置の端子機構であって、
保持部材によって電池本体が保持され且つ支持板によっ
て各電極端子の背面側が支持された二次電池の各電極端
子に対し、押圧部材による押圧操作によってそれぞれに
接触する一対の充放電端子を備え、各充放電端子は、電
気的に絶縁された電流端子と電圧端子から成り、かつ、
これらの電流端子と電圧端子は、二次電池の電極端子の
表面に対して支持板と反対側から接触可能に構成されて
いることを特徴とする二次電池用充放電装置の端子機構
に存する。

【０００７】上記の端子機構を備えた充放電装置による
二次電池への充放電において、充放電端子を構成する電
流端子と電圧端子は、押圧部材による押圧操作により、
二次電池の電極端子の表面に対して支持板と反対側から
接触し、電流端子と電圧端子が直接接触することがない
ため、４端子網方式による高精度な充放電を可能にす
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る二次電池
用充放電装置の端子機構の一例を示す斜視図であり、図
２は、図１の端子機構による充放電操作を示す一部破断
の部分的な側面図であり、図３は、本発明の他の態様に
係る端子機構および当該端子機構による充放電操作を示
す一部破断の部分的な側面図である。また、図４は、二
次電池の充放電工程において使用されるパレットの平面
図である。なお、実施形態の説明においては二次電池用
充放電装置を「充放電装置」と略記する。

【０００９】本発明の端子機構は、図１に示す様に、例
えば扁平な箱状の電池本体（１０）から１組の薄片状の
電極端子（１３，１３）が突出した二次電池（１）に充
放電を行う充放電装置に設けられる。先ず、二次電池
（１）について説明すると、二次電池（１）の代表例と
しては、例えば、平板状の積層型二次電池であるリチウ
ム二次電池が挙げられる。

【００１０】図示しないが、上記の二次電池は、集電体
の表面に電極材料層が形成されたシート状の正極用およ
び負極用の電極と電極隔離用のセパレーターとを多数積
層し、かつ、両極間に電解質層を介在させて発電要素と
しての積層体を構成した後、可撓性フイルム等から成る
ケースに積層体を真空封入して製造される。斯かる二次
電池（１）において、電池本体（１０）から突出する１
組の電極端子（１３，１３）は、上記の積層体を構成す
る両電極の各多数の集電体にタブを介して取り付けられ
ている。

【００１１】二次電池（１）は、図４に示す様な搬送パ
レット（２）を使用し、充放電工程を経た後、最終の樹
脂ケースに封入するための封入工程あるいは家電機器な
どに組み込むための組込工程へ搬送されるが、通常、製
造された二次電池（１）は、搬送パレット（２）に搭載
された状態で最初の充放電が行われる。

【００１２】図４に示す搬送パレット（２）は、多数の
二次電池（１）を例えば直立状態で保持可能な構造を備
えている。すなわち、搬送パレット（２）は、平面形状
を例えば略正方形になされ、その上面には、保持部材
（２１）としての電池ホルダーが一定の配列ピッチで多
数設けられている。そして、各電池ホルダー（保持部材
（２１））は、図１に示す様に、保持した二次電池
（１）の各電極端子（１３）の背面に位置する平板状の
支持板（２２）を備えている。図１は、図４の符号
（Ａ）の部位を拡大した図である。

【００１３】上記の充放電装置は、充電回路および放電
回路を備えた装置本体（図示省略）と、搬送パレット
（２）上の多数の二次電池（１）に接続するための上記
の端子機構とから構成される。充放電装置の装置本体
は、概略、電力を供給するための電源回路、二次電池
（１）へ所定電圧を印加する充電制御回路、充電制御回
路の出力側に並列に挿入され且つ一定の電流負荷を生じ
させる定電流放電回路（又は定抵抗放電回路）、充電制
御回路を制御するマイクロプロセッサ、充電制御回路の
陽極出力側に挿入され且つ充電制御回路の出力電圧のし
きい値を検出してマイクロプロセッサへ制御信号を出力
するコンパレータ等から主に構成される。

【００１４】充放電装置の端子機構は、上記の搬送パレ
ット（２）の各保持部材（２１）の配置に対応し、搬送
パレットの搬送ラインの上方に配置された各一対の多数
の充放電端子（３，３）、ならびに、これら充放電端子
（３，３）を二次電池（１）の各電極端子（１３）に押
し付ける多数の押圧部材（４）によって構成される。す
なわち、図１に示す様に、本発明の端子機構は、保持部
材（２１）によって電池本体（１０）が保持され且つ支
持板（２２）によって各電極端子（１３）の背面側が支
持された二次電池（１）の各電極端子（１３）に対し、
押圧部材（４）による押圧操作によってそれぞれに接触
する正極用および負極用の少なくとも１組の充放電端子
（３，３）から構成される。

【００１５】二次電池（１）の充放電においては、上記
の充放電装置に回路構成された４端子網方式によって充
放電するため、上記の正極用および負極用の各充放電端
子（３）は、電気的に絶縁された電流端子（３１）と電
圧端子（３３）から構成される。４端子網方式は、電圧
と電流とを別々にモニターすることにより、配線や接触
抵抗で発生する電圧降下による電圧計測値の低下と言う
２端子における測定時の問題を解決するものであり、そ
の回路には、従来公知の回路構成が採用されている。

【００１６】電流端子（３１）と電圧端子（３３）は、
各々、先端が支持板（２２）側に折曲された略帯状の弾
性体から成り、しかも、これらの端子は、長さ方向にず
れて且つ重なり合う位置に配置されている。具体的に
は、電流端子（３１）と電圧端子（３３）は、銅合金、
アルミニウム等の導電性金属の薄板をプレス加工して作
製される。そして、支持板（２２）に対し、電流端子
（３１）は外側に配置され、電圧端子（３３）は内側に
配置されている。

【００１７】電流端子（３１）は、基端部（上端部）が
幅狭の帯状体に形成され、かつ、板面の略中央部には、
開口（３４）が設けられている。他方、電圧端子（３
３）は、先端側だけが電流端子（３１）の最大幅と同等
の幅に拡幅され且つその他の部位が電流端子（３１）の
開口（３４）よりも狭い幅の帯状体に形成されている。
しかも、長手方向の略中央部には、電流端子（３１）側
にくの字状に屈曲し且つ上記の開口（３４）に接触する
ことなく露出する突出部（３４）が設けられている。

【００１８】上記の電流端子（３１）及び電圧端子（３
３）は、図２に示す様に、搬送パレット（２）の上方に
位置する支持基板（５）から互いに接触することなく吊
下げられている。なお、図中に符号（３１）及び（３
３）で示す端子の何れが電流端子、電圧端子であっても
よく、また、これら電流端子および電圧端子は、互いに
電気的に絶縁されている限り、構造的に接触していても
よい。

【００１９】押圧部材（４）は、例えば、各充放電端子
（３，３）に対応して配置された多数のカムによって構
成される。これらのカムは、支持基板（５）側に回動自
在に支持された共通の軸（４１）に取り付けられてい
る。軸（４１）は、図４に示す様に、搬送パレット
（２）の多数の保持部材（２１）の配列に倣い、保持部
材（２１）の各列と平行に配置されている。そして、歯
車機構および共通のモーター（図示省略）によって同期
して回動する様になされている。

【００２０】すなわち、本発明の端子機構においては、
上記の様な充放電端子（３）の構造、配置ならびに押圧
部材（４）の機能により、電流端子（３１）と電圧端子
（３３）は、二次電池（１）の各電極端子（１３）の表
面に対して支持板（２２）と反対側から略同時に接触可
能に構成されている。そして、斯かる構成により、本発
明の端子機構においては、電流端子（３１）と電圧端子
（３３）が直接接触するのを防止でき、確実に４端子網
を構成できる。

【００２１】上記の端子機構を備えた充放電装置による
二次電池（１）への充放電操作を具体的に説明すると、
製造された二次電池（１）は、図４に示す様な搬送パレ
ット（２）に搭載されて充放電工程へ供給される。搬送
パレット（２）が所定の充放電位置に配置されると、図
２に示す様に、押圧部材（４）としてのカムは、軸（４
１）の駆動により当該カムの長軸が充放電端子（３）に
直交する状態に約９０°回転し、充放電端子（３）を押
圧する。その際、上記の各カムは、図１に示す電流端子
（３１）の開口（３２）の縁部ならびに電圧端子（３
３）の突出部（３４）を同時に押圧する。

【００２２】その結果、充放電端子（３）を構成する電
流端子（３１）と電圧端子（３３）は、二次電池（１）
の電極端子（１３）の表面に対して支持板（２２）と反
対側から、すなわち、一方向から略同時に接触する。上
記の様に、電流端子（３１）と電圧端子（３３）を二次
電池（１）の電極端子（１３）に接触させた後、二次電
池（１）に対して充放電する。二次電池（１）への充放
電は、例えば、上記の充電制御回路を使用して一定電圧
まで充電した後、定電流放電回路（又は定抵抗放電回
路）を使用して一定電圧まで放電する。

【００２３】上記の様に、本発明の端子機構にいおいて
は、電流端子（３１）と電圧端子（３３）が二次電池
（１）の電極端子（１３）に一方向から接触し、電流端
子（３１）と電圧端子（３３）が直接接触することがな
いため、電極端子（１３）の幅などの仕様に拘わらず、
上記の充放電操作において確実に４端子網を構成でき、
一層高精度な充放電が可能になる。更に、本発明の端子
機構にいおいては、電流端子（３１）と電圧端子（３
３）が上記の様に略帯状の弾性体から構成されているこ
とにより、適度に弾性変形するため、二次電池（１）の
電極端子（１３）に対して一層確実に密着させることが
出来る。

【００２４】また、本発明の端子機構において、充放電
端子（３）の構造としては、電流端子（３１）と電圧端
子（３３）が電気的に絶縁され且つ二次電池（１）の電
極端子（１３）に略同時に接触し得る限り、種々の構造
を採用できるが、例えば、充放電端子（３）は、図３に
示す様な構造を備えていてもよい。

【００２５】図３に示す端子機構においては、各充放電
端子（３）を構成する電流端子（３１）と電圧端子（３
３）がそれぞれ略帯状の弾性体から成り且つ長さ方向に
ずれた状態で配置されている点は前述の態様と同様であ
るが、電流端子（３１）と電圧端子（３３）を隔離する
ための上記の開口（３２）や突出部（３４）が設けられ
ていない点が相違する。すなわち、電流端子（３１）と
電圧端子（３３）は、略同様の形状を備えており、例え
ば、これらは先端側だけが拡幅された帯状体に形成され
ている。そして、電流端子（３１）側の電圧端子（３
３）の表面には、発泡ウレタン等の弾性材料から成る絶
縁体（３５）が取り付けられている。

【００２６】図３に示す端子機構においては、押圧部材
（４）としてのカムの回転によって電流端子（３１）の
略中央部を押圧すると、絶縁体（３５）を介して電圧端
子（３３）も同時に押圧される。その結果、電流端子
（３１）と電圧端子（３３）は二次電池（１）の電極端
子（１３）の表面に対して支持板（２２）と反対側から
略同時に接触する。従って、図３に示す態様において
も、前述の態様と同様に、電流端子（３１）と電圧端子
（３３）が直接接触することがなく、充放電操作におい
て確実に４端子網を構成でき、一層高精度な充放電が可
能になる。なお、以上の説明は単に例示であり、本発明
においては、例えば、上記カムに代え、押圧部材とし
て、直線運動によって一方向から充放電端子を押圧する
部材を利用する等、種々の形態を採用し得る。

【００２７】

【発明の効果】本発明の二次電池用充放電装置の端子機
構によれば、充放電端子を構成する電流端子と電圧端子
が二次電池の電極端子に一方向から接触し、電流端子と
電圧端子が直接接触することがないため、電極端子の幅
などの仕様に拘わらず、充放電操作において確実に４端
子網を構成でき、一層高精度な充放電が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る二次電池用充放電装置の端子機構
の一例を示す斜視図

【図２】図１の端子機構による充放電操作を示す一部破
断の部分的な側面図

【図３】本発明の他の態様に係る端子機構および当該端
子機構による充放電操作を示す一部破断の部分的な側面
図

【図４】二次電池の充放電工程において使用されるパレ
ットの平面図

【符号の説明】

１ ：二次電池 １０：電池本体 １３：電極端子 ２ ：搬送パレット ２１：保持部材 ２２：支持板 ３ ：充放電端子 ３１：電流端子 ３３：電圧端子 ４ ：押圧部材（カム）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電池本体（１０）から１組の薄片状の電
   極端子（１３，１３）が突出した二次電池（１）に充放
   電を行う充放電装置の端子機構であって、保持部材（２
   １）によって電池本体（１０）が保持され且つ支持板
   （２２）によって各電極端子（１３）の背面側が支持さ
   れた二次電池（１）の各電極端子（１３）に対し、押圧
   部材（４）による押圧操作によってそれぞれに接触する
   一対の充放電端子（３，３）を備え、各充放電端子
   （３）は、電気的に絶縁された電流端子（３１）と電圧
   端子（３３）から成り、かつ、これらの電流端子（３
   １）と電圧端子（３３）は、二次電池（１）の電極端子
   （１３）の表面に対して支持板（２２）と反対側から接
   触可能に構成されていることを特徴とする二次電池用充
   放電装置の端子機構。
2. 【請求項２】 電流端子（３１）と電圧端子（３３）
   は、各々、先端が支持板（２２）側に折曲された略帯状
   の弾性体から成り、しかも、長さ方向にずれて且つ重な
   り合う位置に配置されている請求項１に記載の二次電池
   用充放電装置の端子機構。