JP2002141099A

JP2002141099A - 密閉電池

Info

Publication number: JP2002141099A
Application number: JP2000332293A
Authority: JP
Inventors: Kazuteru Mori; 和照森; Hiroyuki Inoue; 博之井上; Takashi Kakiuchi; 尚垣内
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2000-10-31
Publication date: 2002-05-17

Abstract

(57)【要約】【課題】リードを外装缶に抵抗溶接して確実に連結し
ながら、抵抗溶接時に外装缶底面が受ける悪影響を極減
し、経時的に発生する外装缶損傷による液漏れを有効に
阻止する。【解決手段】密閉電池は、正極、負極及びセパレータ
から構成される電極体１を外装缶２に収納している。電
極体１の底面には、正極あるいは負極に電気接続した集
電プレート３を固定しており、この集電プレート３を外
装缶２の内底面２ａに固着している。集電プレート３
は、一部が外装缶２の内底面２ａに固着されている。さ
らに、集電プレート３と外装缶内底面２ａとの間の非固
着部分５には、絶縁体４を介在させている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電極にリードをス
ポット溶接して使用される密閉電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】直列または並列に接続して使用される電
池は、電極にリードを接続し、このリードを介して互い
に連結される。通常、電極の一方は、外装缶が兼用して
いるので、リードは、抵抗溶接して電極に接続される。
抵抗溶接は、リードと外装缶が接触している境界を大電
流で発熱、溶融して連結する。図１は、外装缶２の底面
にリード７を抵抗溶接する状態を示している。この図に
示すように、リード７を溶接するために、リード７に一
対の溶接電極９が押圧される。溶接電極９に電圧を印加
すると、電極間の電流は、電極９Ａ→リード７→外装缶
底面２Ａ→リード７→電極９Ｂのループに流れる。この
電流は、リード７と外装缶底面２Ａとの間を発熱し、こ
こを溶融してリード７を外装缶底面２Ａに溶接する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図１に示すように、リ
ード７に一対の溶接電極９を押し付けて抵抗溶接する方
法は、リード７を外装缶底面２Ａに確実に連結できる特
長はあるが、外装缶底面２Ａに損傷を与える弊害があ
る。それは、抵抗溶接のために電極９Ａ、９Ｂ間に流す
電流が、図の鎖線ａとｂで示すように、外装缶底面２Ａ
の内面に配設している集電プレート３にもバイパスして
流れるからである。すなわち、図において、電極９Ａ、
９Ｂ間に電圧を印加すると、電流は、鎖線ｂで示すよう
に、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの経路を流れる。すなわち、外
装缶底面２ＡのＢＣ間と、ＣＤ間に大きな電流が流れ
て、外装缶底面２Ａに損傷を与える。この部分に流れる
大電流は、外装缶の底面を局部的に過熱する。外装缶底
面の過熱は、冷却割れの原因となり、さらに、外装缶内
面のニッケルメッキ層を破壊する。内面メッキ層の破壊
は、外装缶の腐食割れの原因となる。冷却割れや腐食割
れで外装缶に割れが発生すると、内部に充填している電
解液が漏れて、電池性能が著しく低下するばかりでな
く、内蔵している電気機器に悪い影響を与える。

【０００４】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ある。本発明の重要な目的
は、リードを外装缶に抵抗溶接して確実に連結しなが
ら、抵抗溶接時に外装缶底面が受ける悪影響を極減し、
経時的に発生する外装缶損傷による液漏れを有効に阻止
できる密閉電池を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の密閉電池は、正
極、負極及びセパレータから構成される電極体１を外装
缶２に収納している。電極体１の底面には、正極あるい
は負極に電気接続した集電プレート３を固定して、この
集電プレート３を外装缶２の内底面２ａに固着してい
る。集電プレート３は、一部が外装缶２の内底面２ａに
固着されている。さらに、集電プレート３と外装缶内底
面２ａとの間の非固着部分５には、絶縁体４を介在させ
ている。絶縁体４は、外装缶底面２Ａの外側表面にリー
ド７を抵抗溶接するとき、外装缶底面２Ａから集電プレ
ート３に抵抗溶接する電流がバイパスして流れるのを阻
止する。

【０００６】本発明の密閉電池は、好ましくは、電極体
１を、正極、負極及びセパレータを渦巻状に巻回して構
成し、外装缶内底面２ａの中央部において、集電プレー
ト３と外装缶内底面２ａをスポット溶接して固着し、さ
らに、絶縁体４を、外装缶内底面２ａの周囲部分に配設
する。

【０００７】絶縁体４は、たとえば、絶縁シートであ
る。この絶縁シートには、プラスチックフィルムを使用
できる。ただ、本発明の密閉電池は、絶縁体４を、外装
缶２の内底面２ａ、あるいは、集電プレート３の外装缶
２との対向面に絶縁塗料を塗布したものとすることもで
きる。

【０００８】さらに、本発明の密閉電池は、集電プレー
ト３の非固着部分５に絶縁体４を配設しているので、集
電プレート３は、外装缶２の内底面２ａと対向する部分
に凸部３Ａを設けて、この凸部３Ａを外装缶２の内底面
２ａに固着することができる。

【０００９】

【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密閉電池を例示するもの
であって、本発明は密閉電池を以下のものに特定しな
い。

【００１０】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。

【００１１】図２に示す密閉電池は、ニッケル−カドミ
ウム電池、ニッケル−水素電池、リチウムイオン二次電
池等の二次電池である。この密閉電池は、外装缶２と、
この外装缶２に入れている電極体１と、電極体１を外装
缶２に連結する集電プレート３と、この集電プレート３
と外装缶２の内底面２ａとの間に配設している絶縁体４
とを備える。

【００１２】外装缶２は、両面を金属メッキしている金
属板をプレス成形して製作される。外装缶２の金属メッ
キは、ニッケルメッキである。ただ、外装缶２の金属メ
ッキには、ニッケル以外の金属、たとえば、銅、亜鉛、
クローム、錫、銀、金等の金属も使用できる。さらに、
外装缶２は、鉄や鉄以外の金属板、たとえば、アルミニ
ウム、アルミニウム合金、ステンレス等で製作すること
もできる。

【００１３】これ等の金属板をプレス成形して製作され
る外装缶２は、底を閉塞して上端を開口している円筒状
あるいは角筒状に成形される。円筒状の外装缶は、円筒
型二次電池に使用され、角筒状の外装缶は、角型二次電
池に使用される。外装缶２の上端の開口部は、封口板６
で気密に閉塞される。この封口板６も、外装缶２と同じ
金属板で製作される。封口板６は、絶縁パッキン１１を
介して、外装缶２の開口部にカシメ構造で気密に固定さ
れる。また、封口板は、レーザー溶接して外装缶の開口
部に気密に固定される。レーザー溶接して固定される封
口板は、絶縁パッキンを介して電極を固定している。

【００１４】電極体１は、正極板と負極板を、セパレー
タを介して積層したものである。この電極体１は、正極
板とセパレータと負極板を積層して、渦巻状に巻いたも
のが使用される。ただ、角型二次電池には、複数枚の正
極板と負極板をセパレータを介して積層した電極体も使
用できる。

【００１５】電極体１は、一方の電極板、一般的には正
極板を封口板に接続する。正極板は、リード線を介して
封口板６に、あるいは封口板６に絶縁して固定している
電極８に接続される。他方の電極板、一般的には負極板
は、集電プレート３を介して外装缶２に接続される。

【００１６】集電プレート３は、外装缶２に接続される
電極板の芯体を上面に接続して、下面を外装缶２に接続
する。集電プレート３は、表面を金属メッキした鉄板、
あるいはニッケル板等の耐腐食性の金属板である。この
集電プレート３は、上面に電極板の芯体を直接に抵抗溶
接して接続し、あるいは上面に電極リードを抵抗溶接し
て、この電極リードを電極板に抵抗溶接して接続してい
る。集電プレート３の下面は、抵抗溶接して外装缶２の
内底面２ａに連結される。渦巻状の電極体１を外装缶２
に入れている二次電池は、渦巻電極体１の中心に円柱状
の溶接電極を挿入して、集電プレート３の中央部分を外
装缶２の内底面２ａに抵抗溶接して固定する。円柱状の
溶接電極は、集電プレート３の上面を押圧する。この状
態で、他方の溶接電極で外装缶底面２Ａの外側表面を押
圧する。すなわち、一対の溶接電極が、集電プレート３
と外装缶底面２Ａとを挟着する状態で、大電流を流し
て、集電プレート３を外装缶２の内底面２ａに溶接す
る。図３の分解斜視図に示す集電プレート３は、外装缶
底面２Ａに連結する中央部分に凸部３Ａを設けている。
凸部３Ａは、外装缶２の内底面２ａに抵抗溶接して連結
され、あるいは外装缶２の内底面２ａに接触して電気的
に連結される。

【００１７】集電プレート３と外装缶底面２Ａとの間に
は、絶縁体４を配設している。絶縁体４は、集電プレー
ト３と外装缶底面２Ａとが接続されない非固着部分５に
配設される。図の二次電池は、集電プレート３の中央部
分を外装缶２の内底面２ａに溶接して連結しているの
で、絶縁体４は、その周囲、すなわち外装缶内底面２ａ
の周囲部分に配設している。絶縁体４は、外装缶底面２
Ａの外側表面に、引き出し線である金属板や金属線であ
るリード７を抵抗溶接するときに、溶接電流が集電プレ
ート３に分流して流れるのを阻止するために設けられ
る。したがって、好ましくは、絶縁体４は非固着部分５
の全体に配設するのがよい。図３の分解斜視図に示す絶
縁体４は、集電プレート３の凸部３Ａを挿入できる貫通
孔４Ａを中心に有する円盤状としている。絶縁体４の外
形は、外装缶２の内形にほぼ等しく、貫通孔４Ａの直径
は、集電プレート３の凸部３Ａの外径にほぼ等しくして
いる。この絶縁体４は、集電プレート３と外装缶２の内
面の非固着部分５の全体に配設されて、非固着部分５の
全体を絶縁する。したがって、外装缶底面２Ａの外側表
面にリード７を抵抗溶接するときに、溶接電流が集電プ
レート３に分流するのを理想的な状態で阻止できる特長
がある。

【００１８】ただ、本発明の密閉電池は、必ずしも非固
着部分の全体に絶縁体を配設する必要はない。それは、
絶縁体が厚さを有するので、絶縁体の近傍で集電プレー
トを外装缶内面から離すことができるからである。した
がって、たとえば、絶縁体の外形を必ずしも外装缶内形
にほぼ等しくする必要はなく、外装缶内形よりも小さく
し、あるいは、貫通孔を集電プレートの凸部よりも大き
くすることもできる。とくに、図４に示すように、凸部
を設けていない平面状の集電プレート３と外装缶２の内
底面２ａとの間に絶縁体４を配設し、集電プレート３の
中央部分を溶接電極１０で外装缶内底面２ａに押し付け
て抵抗溶接する構造は、溶接電極１０で押圧されて集電
プレート３が図に示すように中央凸に変形するので、絶
縁体４を外装缶内底面２ａの外周部分にのみ配設して、
非固着部分５のほぼ全体において、集電プレート３を外
装缶内底面２ａから分離して、溶接電流が集電プレート
３に分流しない構造にできる。したがって、絶縁体４を
非固着部分５の一部に設けて、集電プレート３と外装缶
２の内底面２ａとを非固着部分５で分離できる。

【００１９】図３の絶縁体４は、プラスチックフィルム
等の絶縁シートを裁断したものである。プラスチックフ
ィルムには、リード７を抵抗溶接するときに溶融しない
耐熱性のフィルム、たとえば、ポリエステルフィルムや
フッ素フィルムが使用できる。この構造の絶縁体４は、
電池を組み立てる工程で、電極体１を外装缶２に入れる
前工程で外装缶２に入れ、あるいは、集電プレート３の
凸部３Ａに嵌入して、電極体１と一緒に外装缶２に入れ
る。

【００２０】絶縁体４には、絶縁塗料も使用できる。絶
縁塗料は、外装缶２の内底面２ａ、または、集電プレー
ト３の外装缶２との対向面の片方または両方に塗布され
る。絶縁塗料には、耐熱性があって優れた絶縁特性のも
の、たとえばエポキシ系、あるいはアクリル系の塗料が
使用される。絶縁塗料は、集電プレート３と外装缶２の
内底面２ａの非固着部分５の全体に、あるいは一部に塗
布される。

【００２１】以上の構造の二次電池は、図２に示すよう
にして、リード７を抵抗溶接する。抵抗溶接されるリー
ド７は、外装缶底面２Ａの外側面に溶接電極９で押圧さ
れ、この状態で溶接電極９に溶接電流を流して外装缶２
に抵抗溶接して固定される。この状態でリード７を抵抗
溶接すると、リード７を抵抗溶接する溶接電流が集電プ
レート３に分流して流れることがない。それは、溶接電
極９の上方に配設される絶縁体４が、集電プレート３を
外装缶底面２Ａの内底面２ａから離して電気が流れない
状態としているからである。図２は、両方の溶接電極９
を絶縁体４の下方に押圧しているが、必ずしも両方の溶
接絶縁を絶縁体４の下方に配設する必要はない。溶接電
流が一対の溶接電極９の間に流れるからである。たとえ
ば、図５に示すように、片方の溶接電極９を絶縁体４の
下方に配設して抵抗溶接しても、一方の溶接電極９と集
電プレート３との間に絶縁体４が介在するために、溶接
電流が集電プレート３に分流することを防止できる。

【００２２】

【発明の効果】本発明の密閉電池は、リードを外装缶に
抵抗溶接して確実に連結しながら、抵抗溶接時に外装缶
底面が受ける悪影響を極減できる特長がある。それは、
本発明の密閉電池が、電極体の底面に連結している集電
プレートの一部を外装缶の内底面に固着すると共に、集
電プレートと外装缶内底面との間の非固着部分に絶縁体
を介在させているからである。非固着部分に配設された
絶縁体は、抵抗溶接する電流が外装缶底面から集電プレ
ートにバイパスして流れるのを有効に阻止する。したが
って、本発明の密閉電池は、外装缶底面の外側表面にリ
ードを抵抗溶接するとき、集電プレートに電流がバイパ
スされることなく、バイパス電流に起因する外装缶底面
の損傷を有効に防止できる。このように、抵抗溶接時に
外装缶底面が受ける悪影響を極減できる密閉電池は、経
時的に発生する外装缶損傷による液漏れを有効に阻止で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の密閉電池の外装缶の底面にリードを抵抗
溶接する状態を示す断面図

【図２】本発明の実施例の密閉電池の外装缶の底面にリ
ードを抵抗溶接する状態を示す断面図

【図３】図２に示す密閉電池の一部断面分解斜視図

【図４】本発明の他の実施例の密閉電池の外装缶の内底
面に集電プレートを抵抗溶接する状態を示す断面図

【図５】本発明の実施例の密閉電池の外装缶の内底面に
リードを抵抗溶接する他の一例を示す断面図

【符号の説明】

１…電極体２…外装缶２Ａ…外装缶底面２ａ…内底面３…集電プレート３Ａ…凸部４…絶縁体４Ａ…貫通孔５…非固着部分６…封口板７…リード８…電極９…溶接電極９Ａ…電極９
Ｂ…電極１０…溶接電極１１…絶縁パッキン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者垣内尚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） 5H028 AA01 AA08 BB05 CC07 CC24 CC26 EE06 EE10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正極、負極及びセパレータから構成され
る電極体(1)を外装缶(2)に収納してなり、前記電極体
(1)の底面には、前記正極あるいは負極に電気接続した
集電プレート(3)が固定され、かつ、この集電プレート
(3)が前記外装缶(2)の内底面(2a)に固着されている密閉
電池において、前記集電プレート(3)の一部が前記外装缶(2)の内底面(2
a)に固着されると共に、前記集電プレート(3)と外装缶
内底面(2a)との間の非固着部分(5)に絶縁体(4)が介在し
ていることを特徴とする密閉電池。
【請求項２】前記電極体(1)は、正極、負極及びセパ
レータを渦巻状に巻回して構成されており、前記集電プ
レート(3)と外装缶内底面(2a)の固着は、外装缶内底面
(2a)の中央部においてスポット溶接によりなされてお
り、絶縁体(4)は、外装缶内底面(2a)の周囲部分に配設
されている請求項１に記載される密閉電池。
【請求項３】前記絶縁体(4)が、絶縁シートである請
求項１に記載される密閉電池。
【請求項４】前記絶縁シートがプラスチックフィルム
である請求項３に記載される密閉電池。
【請求項５】前記絶縁体(4)が、外装缶(2)の内底面(2
a)、または、集電プレート(3)の外装缶(2)との対向面に
塗布してなる絶縁塗料である請求項１に記載される密閉
電池。
【請求項６】前記集電プレート(3)は、外装缶(2)の内
底面(2a)と対向する部分に凸部(3A)を備え、この凸部(3
A)が外装缶(2)の内底面(2a)に固着されている請求項１
に記載される密閉電池。