JP2002260630A - Connection structure and connection method of electrochemical cell - Google Patents

Connection structure and connection method of electrochemical cell

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JP2002260630A
JP2002260630A JP2001057189A JP2001057189A JP2002260630A JP 2002260630 A JP2002260630 A JP 2002260630A JP 2001057189 A JP2001057189 A JP 2001057189A JP 2001057189 A JP2001057189 A JP 2001057189A JP 2002260630 A JP2002260630 A JP 2002260630A
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Japan
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lead wire
electrochemical cell
aluminum
connection structure
copper
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JP2001057189A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Koyama
喜代志 甲山
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Seiwa Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Seiwa Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a lead wire hard to be dropped off from an electrode made of aluminum of an electrochemical cell. SOLUTION: The lead wire 18, made of copper, is jointed to a tab part 14 of a collector 30 made of aluminum and projected from a cell body 12 of a lithium ion polymer secondary battery 10. A wire, in which a tin cover film is formed on a surface, is preferably the lead wire 18 made of copper. A heating press-contacting method is preferable as the jointing method.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電気化学セルの接
続構造および接続方法に関し、一層詳細には、電気化学
セルと電気回路とを互いに電気的に接続するリード線が
堅牢に接合された電気化学セルの接続構造および接続方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a connection structure and a connection method for an electrochemical cell, and more particularly, to an electrical structure in which lead wires for electrically connecting an electrochemical cell and an electric circuit are firmly joined. The present invention relates to a connection structure and a connection method of a chemical cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年において急速に普及した携帯可能な
電話器、ビデオカメラ、ノート型パソコン等の各種電気
・電子機器の電源である電池として、ゲル状ポリマーか
らなる電解質を備えるリチウムイオンポリマー2次電池
を採用することが検討されつつある。この理由は、リチ
ウムイオンポリマー2次電池では外装材がラミネートフ
イルムであるので、薄くかつ軽量という利点を有するか
らである。しかも、このために、外装材が金属製(電池
缶)である円筒型電池や角形電池等のように電池形状が
制約されてしまうことがないからである。
2. Description of the Related Art A lithium ion polymer secondary battery having an electrolyte made of a gel polymer is used as a battery as a power source of various electric and electronic devices such as a portable telephone, a video camera, a notebook personal computer, etc., which have rapidly spread in recent years. The adoption of batteries is being considered. The reason for this is that the lithium ion polymer secondary battery has the advantage of being thin and lightweight since the exterior material is a laminate film. In addition, for this reason, the shape of the battery is not restricted as in the case of a cylindrical battery or a rectangular battery in which the exterior material is made of metal (battery can).

【0003】この種のリチウムイオンポリマー2次電池
のラミネートフイルム内部では、正極と負極とがゲル状
ポリマー電解質を介して互いに対向している。このう
ち、正極はアルミニウム製集電体上に正極合剤層が担持
されることにより構成されており、一方、負極はニッケ
ル製集電体上に負極合剤層が担持されることにより構成
されている。
In a laminated film of this type of lithium ion polymer secondary battery, a positive electrode and a negative electrode face each other via a gel polymer electrolyte. Among these, the positive electrode is configured by supporting a positive electrode mixture layer on an aluminum current collector, while the negative electrode is configured by supporting a negative electrode mixture layer on a nickel current collector. ing.

【0004】正極合剤層は、例えば、正極材であるLi
NiO2またはLiMn24等のリチウム複合酸化物の
粉末がバインダにより互いに結着されてなる。なお、正
極合剤層には、必要に応じて、カーボンブラック等の炭
素材粉末や銅、銀、アルミニウム等の金属粉末のような
導電剤が添加されることもある。負極合剤層も同様に、
例えば、黒鉛等の炭素材料(負極材)の粉末がバインダ
で結着されることにより構成されている。
The positive electrode mixture layer is made of, for example, Li which is a positive electrode material.
A powder of a lithium composite oxide such as NiO 2 or LiMn 2 O 4 is bound together by a binder. Note that a conductive agent such as a carbon material powder such as carbon black or a metal powder such as copper, silver, or aluminum may be added to the positive electrode mixture layer as needed. Similarly for the negative electrode mixture layer,
For example, it is configured by binding a powder of a carbon material (anode material) such as graphite with a binder.

【0005】そして、ラミネートフイルムの外部には、
アルミニウム製集電体およびニッケル製集電体の各タブ
部が突出しており、該各タブ部にリード線を介して外部
回路が電気的に接続される。これにより、外部回路に対
してリチウムイオンポリマー2次電池から電流が供給さ
れる。
[0005] Then, outside the laminate film,
The tabs of the aluminum current collector and the nickel current collector protrude, and an external circuit is electrically connected to each of the tabs via a lead wire. As a result, current is supplied to the external circuit from the lithium ion polymer secondary battery.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、リチウムイ
オンポリマー2次電池より以前には、鉄系金属が電極で
ある電池が多用されており、その際には、電極と電気回
路とはニッケル製リード線により互いに電気的に接続さ
れるのが通例であった。そして、この場合、電極とニッ
ケル製リード線とは溶接により接合されていた。
By the way, prior to the lithium ion polymer secondary battery, a battery in which an iron-based metal is an electrode is often used. In this case, a nickel lead is used for the electrode and the electric circuit. It was customary to be electrically connected to each other by wires. In this case, the electrode and the nickel lead wire were joined by welding.

【0007】このため、リチウムイオンポリマー2次電
池の採用が検討されている現在においても、リード線と
してはニッケル製のものが使用され、かつアルミニウム
製集電体とニッケル製リード線とは溶接により互いに接
合されている。
For this reason, even at present, when adoption of a lithium ion polymer secondary battery is being studied, a nickel lead wire is used, and an aluminum current collector and a nickel lead wire are welded. Are joined together.

【0008】ニッケル製リード線とアルミニウム製集電
体のタブ部とを溶接する方法としては、超音波溶接法が
主流である。スポット溶接法によってアルミニウムにニ
ッケルを溶接しようとした場合には、以下のような不都
合を伴うからである。すなわち、まず、溶接の際に溶接
電極にアルミニウムがピックアップされるので、溶接電
極のドレッシングが必要となる。したがって、アルミニ
ウム製集電体のタブ部にニッケル製リード線を効率よく
接合することができない。また、スポット溶接法では接
合面積が小さく、しかも、アルミニウムが再結晶や変形
を起こすので、接合箇所の強度を必ずしも良好に確保す
ることができない。
As a method for welding a nickel lead wire and a tab portion of an aluminum current collector, an ultrasonic welding method is mainly used. This is because the following inconveniences are caused when trying to weld nickel to aluminum by the spot welding method. That is, first, aluminum is picked up by the welding electrode during welding, so dressing of the welding electrode is required. Therefore, the nickel lead wire cannot be efficiently joined to the tab portion of the aluminum current collector. Also, in the spot welding method, the joining area is small, and aluminum undergoes recrystallization or deformation, so that it is not always possible to ensure good strength at the joining portion.

【0009】しかしながら、超音波溶接法には、超音波
溶接装置自体が高価なものであり、したがって、コスト
高であるという不具合がある。また、再現性が乏しく、
同一の条件下で溶接を行っても作業日が異なると、容易
に接合が行える場合と著しく困難な場合とがあるという
欠点を有している。
[0009] However, the ultrasonic welding method has a disadvantage that the ultrasonic welding apparatus itself is expensive and therefore expensive. In addition, reproducibility is poor,
Even if welding is performed under the same conditions, if the working days are different, there is a drawback that the joining can be easily performed and sometimes extremely difficult.

【0010】そこで、ニッケル−アルミニウムクラッド
材製リード線が採用されることもある。ニッケル−アル
ミニウムクラッド材とは、ニッケル薄板とアルミニウム
薄板との接合体であり、したがって、一端面にはニッケ
ルが露呈し、かつ他端面にはアルミニウムが露呈してい
る。この場合、アルミニウム製集電体のタブ部とニッケ
ル−アルミニウムクラッド材製リード線のアルミニウム
面とを接合することにより、タブ部からリード線が脱落
し難くなる。アルミニウム同士は互いに良好に接合する
からである。
Therefore, a lead wire made of a nickel-aluminum clad material is sometimes used. The nickel-aluminum clad material is a joined body of a nickel thin plate and an aluminum thin plate. Therefore, nickel is exposed on one end surface and aluminum is exposed on the other end surface. In this case, by joining the tab portion of the aluminum current collector and the aluminum surface of the lead wire made of the nickel-aluminum clad material, the lead wire is less likely to fall off the tab portion. This is because aluminums are bonded to each other well.

【0011】しかしながら、ニッケル−アルミニウムク
ラッド材は非常に高価であり、このため、このリード線
を使用した場合、携帯電話等の電気機器の価格が高騰し
てしまうという不具合が惹起される。
However, the nickel-aluminum clad material is very expensive, and the use of this lead wire causes a problem that the price of electric equipment such as a cellular phone rises.

【0012】本発明は上記した問題を解決するためにな
されたもので、アルミニウム製集電体からリード線が脱
落し難い電気化学セルの接続構造および接続方法を提供
することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a connection structure and a connection method for an electrochemical cell in which a lead wire is not easily dropped from an aluminum current collector.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、アルミニウム製電極を備える電気化学
セルの接続構造であって、前記アルミニウム製電極に
は、電気回路と前記電気化学セルとを互いに電気的に接
続するための銅製リード線が接合されていることを特徴
とする。なお、本明細書における電気化学セルとは、一
方の電極で酸化反応が起こり、かつ他方の電極で還元反
応が起こることにより起電力を生じるもののことをいう
ものとする。
According to the present invention, there is provided a connection structure for an electrochemical cell having an aluminum electrode, wherein the aluminum electrode includes an electric circuit and the electrochemical cell. A copper lead wire for electrically connecting the cells to each other is joined. Note that an electrochemical cell in this specification refers to a cell in which an oxidation reaction occurs on one electrode and a reduction reaction occurs on the other electrode to generate an electromotive force.

【0014】アルミニウムと銅とは、互いに良好に接合
する。すなわち、銅製リード線は、アルミニウム製電極
から脱落し難い。また、銅が可撓性に優れているので、
銅製リード線の電気化学セルまたは電気回路への接合が
困難となることはない。
Aluminum and copper bond well to each other. That is, the copper lead wire does not easily fall off the aluminum electrode. Also, since copper has excellent flexibility,
The joining of the copper lead to the electrochemical cell or circuit is not difficult.

【0015】電気化学セルの好適な例としては、電池を
挙げることができる。具体的には、ゲル状ポリマー電解
質を具備するとともに、正極材または負極材の少なくと
もいずれか一方がリチウムイオンを吸蔵または放出する
リチウムイオンポリマー2次電池であり、前記アルミニ
ウム製電極は、前記正極材を担持する集電体であるもの
が例示される。
A preferred example of the electrochemical cell is a battery. Specifically, a lithium ion polymer secondary battery comprising a gel polymer electrolyte and at least one of a positive electrode material and a negative electrode material occluding or releasing lithium ions, wherein the aluminum electrode is Is a current collector carrying the compound.

【0016】または、アルミニウム製電極が少なくとも
一端面に露出された電池であってもよい。
Alternatively, the battery may have an aluminum electrode exposed on at least one end.

【0017】電気化学セルの別の好適な例としては、電
気2重層コンデンサを挙げることができる。
Another preferred example of the electrochemical cell is an electric double layer capacitor.

【0018】いずれの場合においても、前記銅製リード
線には、銅に比して低融点の金属からなる金属皮膜が形
成されていることが好ましい。この場合、銅製リード線
がアルミニウム製電極に対して一層堅牢に接合するから
である。
In any case, it is preferable that a metal film made of a metal having a lower melting point than copper is formed on the copper lead wire. In this case, the copper lead wire is more firmly joined to the aluminum electrode.

【0019】なお、金属皮膜の好適な例としては、スズ
を挙げることができる。
A preferred example of the metal film is tin.

【0020】また、本発明は、アルミニウム製電極を備
える電気化学セルと電気回路とを銅製リード線で互いに
電気的に接続する電気化学セルの接続方法であって、前
記アルミニウム製電極と前記銅製リード線とを加熱する
とともに加圧することにより互いに接合することを特徴
とする。
The present invention also relates to a method for connecting an electrochemical cell having an aluminum electrode and an electric circuit to each other with a copper lead wire, wherein the aluminum electrode and the copper lead are connected to each other. The wire and the wire are joined together by heating and pressing.

【0021】このように、前記アルミニウム製電極と前
記銅製リード線とを加熱しながら加圧する(以下、総括
して加熱圧接という)ことにより、アルミニウム製電極
と銅製リード線とを互いに堅牢に接合させることができ
る。また、加熱圧接を行う装置は安価であり、また、加
熱圧接自体の再現性が良好であるので、アルミニウム製
電極と銅製リード線とを低コストで接続することもでき
るからである。
As described above, the aluminum electrode and the copper lead are firmly joined to each other by heating and pressing the aluminum electrode and the copper lead (hereinafter, collectively referred to as heating and pressing). be able to. Further, since the apparatus for performing the pressure welding is inexpensive and the reproducibility of the pressure welding itself is good, it is also possible to connect the aluminum electrode and the copper lead wire at low cost.

【0022】加熱圧接を行う前には、前記銅製リード線
の表面に銅に比して低融点の金属からなる金属皮膜を形
成することが好ましい。これにより、上記したように、
アルミニウム製電極と銅製リード線との接合強度が向上
するからである。
Before the heat welding, a metal film made of a metal having a lower melting point than copper is preferably formed on the surface of the copper lead wire. This, as described above,
This is because the bonding strength between the aluminum electrode and the copper lead wire is improved.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電気化学セル
の接続構造および接続方法につき好適な実施の形態を挙
げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a connection structure and a connection method for an electrochemical cell according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0024】本実施の形態に係るリチウムイオンポリマ
ー2次電池(電気化学セル)10の概略全体斜視図を図
1に示す。このリチウムイオンポリマー2次電池10
は、セル本体12と、該セル本体12から突出した2本
のタブ部14、16とを有し、タブ部14には銅製リー
ド線18が接合され、かつタブ部16にはニッケル製リ
ード線20が接合されている。
FIG. 1 is a schematic overall perspective view of a lithium ion polymer secondary battery (electrochemical cell) 10 according to the present embodiment. This lithium ion polymer secondary battery 10
Has a cell body 12 and two tab portions 14 and 16 protruding from the cell body 12, a copper lead wire 18 is joined to the tab portion 14, and a nickel lead wire is connected to the tab portion 16. 20 are joined.

【0025】セル本体12は、図2に示す正極22およ
び負極24と、両電極22、24の間に介装されたゲル
状ポリマー電解質(図示せず)とが積層された状態でラ
ミネートフイルム26の内部に封入されることにより構
成されている(図1参照)。
The cell body 12 is formed by laminating a positive electrode 22 and a negative electrode 24 shown in FIG. 2 and a gel polymer electrolyte (not shown) interposed between the electrodes 22 and 24 in a laminated state. (See FIG. 1).

【0026】正極22(図2参照)は、LiNiO2
たはLiMn24等のリチウム複合酸化物からなる正極
材、バインダ、および、必要に応じて添加されたカーボ
ンブラック、銅、銀、アルミニウム等のような導電剤か
らなる正極合剤層28がアルミニウム製集電体30上に
担持されることにより構成されている。一方、負極24
は、炭素材料等の負極材およびバインダからなる負極合
剤層32がニッケル製集電体34上に担持されることに
より構成されている。正極合剤層28と負極合剤層32
とは、ラミネートフイルム26内で、ゲル状ポリマー電
解質を介して互いに対向するように配置されている。な
お、負極材には金属リチウム自体を使用するようにして
もよい。
The positive electrode 22 (see FIG. 2) is made of a positive electrode material made of a lithium composite oxide such as LiNiO 2 or LiMn 2 O 4 , a binder, and carbon black, copper, silver, aluminum, etc. added as necessary. The positive electrode mixture layer 28 made of such a conductive agent is supported on an aluminum current collector 30. On the other hand, the negative electrode 24
Is formed by supporting a negative electrode mixture layer 32 composed of a negative electrode material such as a carbon material and a binder on a nickel current collector 34. Positive electrode mixture layer 28 and negative electrode mixture layer 32
Are disposed so as to face each other via the gel polymer electrolyte in the laminate film 26. Note that metallic lithium itself may be used as the negative electrode material.

【0027】図2から諒解されるように、アルミニウム
製集電体30およびニッケル製集電体34は、それぞ
れ、一端面に正極合剤層28または負極合剤層32が担
持された四辺形部36、38と、該四辺形部36、38
から突出したタブ部14、16とを有する薄板からな
る。リチウムイオンポリマー2次電池10においては、
これらタブ部14、16が電極端子としてセル本体12
から突出している(図1参照)。そして、銅製リード線
18の一端部はアルミニウム製集電体30のタブ部14
に接合され、一方、ニッケル製リード線20の一端部は
ニッケル製集電体34のタブ部16に接合されている。
As can be understood from FIG. 2, each of the aluminum current collector 30 and the nickel current collector 34 has a quadrangular portion having one end face on which the positive electrode mixture layer 28 or the negative electrode mixture layer 32 is supported. 36, 38 and the quadrangular portions 36, 38
And tab portions 14 and 16 protruding from the thin plate. In the lithium ion polymer secondary battery 10,
These tab portions 14 and 16 serve as electrode terminals for the cell body 12.
(See FIG. 1). One end of the copper lead wire 18 is connected to the tab portion 14 of the aluminum current collector 30.
On the other hand, one end of the nickel lead wire 20 is joined to the tab portion 16 of the nickel current collector 34.

【0028】これら銅製リード線18およびニッケル製
リード線20は、リチウムイオンポリマー2次電池10
と、図示しない携帯電話等の電気機器を構成する電気回
路とを互いに電気的に接続するためのものである。すな
わち、銅製リード線18およびニッケル製リード線20
の他端部は、前記したような電気回路の端子接合部に接
合される。
The copper lead 18 and the nickel lead 20 are connected to the lithium ion polymer secondary battery 10.
And an electric circuit which constitutes an electric device such as a mobile phone (not shown). That is, the copper lead 18 and the nickel lead 20
Is joined to the terminal joint of the electric circuit as described above.

【0029】銅はニッケルに比してアルミニウムと互い
に良好に接合する。したがって、銅製リード線18は、
他端部が電気機器に接合される際にアルミニウム製集電
体30のタブ部14から脱落し難い。すなわち、リチウ
ムイオンポリマー2次電池10を、両リード線18、2
0を介して電気回路に確実に接続することができる。
Copper bonds better with aluminum than nickel. Therefore, the copper lead wire 18
When the other end is joined to the electric device, it is hard to fall off from the tab portion 14 of the aluminum current collector 30. That is, the lithium ion polymer secondary battery 10 is
0 can be reliably connected to an electric circuit.

【0030】しかも、銅が可撓性に優れているので、銅
製リード線18を電気回路へ接合する際には、必要に応
じて該銅製リード線18を湾曲ないし屈曲させることが
できる。すなわち、アルミニウム製集電体30のタブ部
14に銅製リード線18を接合したことに伴ってリチウ
ムイオンポリマー2次電池10の電気回路への接合が困
難となることはない。
Moreover, since copper is excellent in flexibility, when joining the copper lead wire 18 to an electric circuit, the copper lead wire 18 can be bent or bent as required. That is, joining the copper lead wire 18 to the tab portion 14 of the aluminum current collector 30 does not make it difficult to join the lithium ion polymer secondary battery 10 to the electric circuit.

【0031】銅製リード線18は、銅からなる薄板であ
ってもよいが、銅からなる薄板の表面が銅に比して低融
点の金属、例えば、スズからなる皮膜で被覆されてなる
ものであることが好ましい。後者の場合、前者に比して
アルミニウム製集電体30のタブ部14に対する接合強
度が向上するからである。
The copper lead wire 18 may be a thin plate made of copper, but the surface of the thin plate made of copper is coated with a film having a melting point lower than that of copper, such as tin. Preferably, there is. In the latter case, the bonding strength of the aluminum current collector 30 to the tab portion 14 is improved as compared with the former.

【0032】なお、ニッケルはニッケルに対して良好に
接合する。すなわち、ニッケル製集電体34のタブ部1
6とニッケル製リード線20とは互いに良好に接合され
る。したがって、負極24側においては、ニッケル製リ
ード線20に代替して銅製リード線18を使用する必要
は特にないが、銅製リード線18を使用するようにして
もよいことは勿論である。
Note that nickel is well bonded to nickel. That is, the tab portion 1 of the nickel current collector 34
6 and the nickel lead wire 20 are satisfactorily joined to each other. Accordingly, on the negative electrode 24 side, it is not particularly necessary to use the copper lead wire 18 instead of the nickel lead wire 20, but it is a matter of course that the copper lead wire 18 may be used.

【0033】これらリード線18、20によって電気回
路に電気的に接続されたリチウムイオンポリマー2次電
池10に充電が施されると、正極材である前記リチウム
複合酸化物中のリチウムが電離してリチウムイオンと電
子が発生する。このうち、リチウムイオンは、ゲル状ポ
リマー電解質を介して負極24へと移動し、負極材であ
る炭素材に吸蔵される。すなわち、炭素材は層状物質で
あり、リチウムイオンは層間に挿入される(インターカ
レーション反応)。一方、電子は、充電器を介して正極
22を構成するアルミニウム製集電体30から負極24
を構成するニッケル製集電体34へと移動し、最終的に
炭素材に到達する。そして、リチウムイオンと再結合し
て金属リチウムとなる。
When the lithium ion polymer secondary battery 10 electrically connected to the electric circuit by these lead wires 18 and 20 is charged, lithium in the lithium composite oxide serving as a positive electrode material is ionized. Lithium ions and electrons are generated. Of these, lithium ions move to the negative electrode 24 via the gel polymer electrolyte and are occluded by the carbon material as the negative electrode material. That is, the carbon material is a layered substance, and lithium ions are inserted between the layers (intercalation reaction). On the other hand, electrons are transferred from the aluminum current collector 30 constituting the positive electrode 22 to the negative electrode 24 via a charger.
And finally reaches the carbon material. Then, they recombine with lithium ions to become metallic lithium.

【0034】電気機器が使用されると、リチウムイオン
ポリマー2次電池10に放電反応が起こる。すなわち、
炭素材の層間に挿入された金属リチウムが電子とリチウ
ムイオンとに電離し、層間から放出される(デインター
カレーション反応)。リチウムイオンは、ゲル状ポリマ
ー電解質を介して正極22へと移動する。ここで、正極
材であるリチウム複合酸化物もまた層状物質であり、し
たがって、正極22においてもインターカレーション反
応が起こる。そして、ニッケル製集電体34から放出さ
れた電子は、電気機器を駆動する電気エネルギとして作
用した後、アルミニウム製集電体30を介して正極材に
到達し、リチウムイオンと再結合して、リチウム複合酸
化物を構成するリチウムとなる。
When an electric device is used, a discharge reaction occurs in the lithium ion polymer secondary battery 10. That is,
Metal lithium inserted between carbon material layers is ionized into electrons and lithium ions, and is released from the layers (deintercalation reaction). Lithium ions move to the positive electrode 22 through the gel polymer electrolyte. Here, the lithium composite oxide, which is a positive electrode material, is also a layered substance, and therefore, an intercalation reaction also occurs in the positive electrode 22. Then, the electrons emitted from the nickel current collector 34 act as electric energy for driving an electric device, reach the positive electrode material via the aluminum current collector 30, and recombined with lithium ions, It becomes lithium constituting the lithium composite oxide.

【0035】なお、負極材が金属リチウムである場合、
負極24では、放電時にリチウムの電離が起こり、充電
時に金属リチウムの析出が起こる。一方、正極22で
は、上記したインターカレーション反応およびデインタ
ーカレーション反応が起こる。
When the negative electrode material is metallic lithium,
In the negative electrode 24, lithium is ionized during discharging, and metallic lithium is precipitated during charging. On the other hand, in the positive electrode 22, the above-described intercalation reaction and deintercalation reaction occur.

【0036】以後、リチウムイオンポリマー2次電池1
0に対して充放電を行うことにより、電気機器を繰り返
して使用することができる。
Thereafter, the lithium ion polymer secondary battery 1
By performing charging / discharging on 0, the electric device can be used repeatedly.

【0037】次に、リチウムイオンポリマー2次電池1
0のタブ部14、16に銅製リード線18を接続する方
法につき説明する。
Next, the lithium ion polymer secondary battery 1
A method of connecting the copper lead wire 18 to the 0 tab portions 14 and 16 will be described.

【0038】まず、銅からなる薄膜にスズ等の金属皮膜
を形成することにより銅製リード線18を作製する。金
属皮膜の形成手段としては、特に限定されるものではな
いが、金属皮膜を低コストでかつ迅速に形成することが
できるということから、メッキ法が好適である。メッキ
法としては、電気メッキ法を採用してもよいし、無電解
メッキ法を採用してもよい。
First, a copper lead wire 18 is manufactured by forming a metal film such as tin on a thin film made of copper. The means for forming the metal film is not particularly limited, but a plating method is preferable because the metal film can be formed quickly and at low cost. As the plating method, an electroplating method or an electroless plating method may be used.

【0039】次いで、この銅製リード線18を、セル本
体12から突出したアルミニウム製集電体30のタブ部
14に接合し、その一方で、ニッケル製集電体34のタ
ブ部16にニッケル製リード線20を接合する。
Next, the copper lead wire 18 is joined to the tab portion 14 of the aluminum current collector 30 projecting from the cell body 12, while the nickel lead wire is connected to the tab portion 16 of the nickel current collector 34. Join the wires 20.

【0040】接合方法としては、加熱圧接法を採用する
ことができる。加熱圧接法は、装置自体が安価であるの
で、低コストで銅製リード線18を接合することができ
るという利点を有する。
As a joining method, a heating pressure welding method can be adopted. The heating pressure welding method has an advantage that the copper lead wire 18 can be joined at low cost because the apparatus itself is inexpensive.

【0041】具体的には、図3に示すように、電気絶縁
体からなりかつ耐熱性を有するバックバー39上にアル
ミニウム製集電体30のタブ部14を載置し、さらに、
該タブ部14上に銅製リード線18を載置する。そし
て、該銅製リード線18上に、図示しない加熱圧接装置
の第1電極チップ40および第2電極チップ42を圧接
させた後、銅製リード線18およびタブ部14を介して
第1電極チップ40から第2電極チップ42へ指向して
電流iを流通させる。この場合、バックバー39が電気
絶縁体であるので、電流iがバックバー39内を流れる
ことはない。したがって、銅製リード線18およびタブ
部14がともに効率よく加熱され、結局、銅製リード線
18とタブ部14とが互いに良好に接合される。
Specifically, as shown in FIG. 3, the tab portion 14 of the aluminum current collector 30 is placed on a back bar 39 made of an electrical insulator and having heat resistance.
A copper lead wire 18 is placed on the tab portion 14. Then, after the first electrode chip 40 and the second electrode chip 42 of the heating and pressing device (not shown) are pressed against the copper lead wire 18, the first electrode chip 40 and the second electrode chip 42 are pressed from the first electrode chip 40 via the copper lead wire 18 and the tab portion 14. The current i is made to flow toward the second electrode tip 42. In this case, the current i does not flow through the back bar 39 because the back bar 39 is an electrical insulator. Therefore, both the copper lead wire 18 and the tab portion 14 are efficiently heated, and eventually, the copper lead wire 18 and the tab portion 14 are satisfactorily joined to each other.

【0042】同様にして、ニッケル製集電体34のタブ
部16にニッケル製リード線20を接合することによ
り、リチウムイオンポリマー2次電池10が得られるに
至る。
Similarly, by joining the nickel lead wire 20 to the tab portion 16 of the nickel current collector 34, the lithium ion polymer secondary battery 10 is obtained.

【0043】加熱圧接法は、超音波溶接に比して再現性
が著しく良好であるので、リチウムイオンポリマー2次
電池10のタブ部14、16と銅製リード線18との接
合歩留まりが向上する。このため、銅製リード線18の
接合コストを一層低廉化することができる。
Since the reproducibility of the heating pressure welding method is remarkably good as compared with the ultrasonic welding, the joining yield between the tab portions 14 and 16 of the lithium ion polymer secondary battery 10 and the copper lead wire 18 is improved. Therefore, the joining cost of the copper lead wire 18 can be further reduced.

【0044】このように、本実施の形態に係る接続方法
においては、アルミニウムと良好に接合する銅からなる
銅製リード線18を加熱圧接法により接合するようにし
ているので、該銅製リード線18がアルミニウム製集電
体30のタブ部14から脱落し難くなる。
As described above, in the connection method according to the present embodiment, since the copper lead wire 18 made of copper which can be satisfactorily bonded to aluminum is joined by the heating and pressure welding method, the copper lead wire 18 is used. It is difficult for the aluminum current collector 30 to fall off the tab portion 14.

【0045】なお、上記した実施の形態においては、電
気化学セルとしてリチウムイオンポリマー2次電池10
を例示して説明したが、特にこれに限定されるものでは
なく、アルミニウム製電極を有するものであればどのよ
うなものであってもよい。例えば、アルミニウム製電極
が少なくともセル本体の一端面に露出された電池であっ
てもよい。また、電池ではなく、電気2重層コンデンサ
であってもよい。
In the above embodiment, the lithium ion polymer secondary battery 10 is used as an electrochemical cell.
However, the present invention is not particularly limited to this, and any device having an aluminum electrode may be used. For example, a battery in which an aluminum electrode is exposed at least on one end surface of the cell body may be used. Further, instead of a battery, an electric double layer capacitor may be used.

【0046】また、この実施の形態では、充放電反応に
関与しないアルミニウム製集電体を例として説明してい
るが、充放電反応に関与するアルミニウム製電極であっ
てもよい。
In this embodiment, an aluminum current collector which does not participate in the charge / discharge reaction is described as an example. However, an aluminum electrode which participates in the charge / discharge reaction may be used.

【0047】さらに、タブ部14、16と銅製リード線
18とを超音波溶接法により互いに接合するようにして
もよい。
Further, the tab portions 14, 16 and the copper lead wire 18 may be joined to each other by an ultrasonic welding method.

【0048】[0048]

【実施例】ジルコニア製のバックバー39上に、セル本
体12から突出した厚み0.07mm、幅5mmのアル
ミニウム製集電体30のタブ部14と、メッキによりス
ズ皮膜が形成された厚み0.1mm、幅5mmの銅製リ
ード線18とをこの順序で載置した後、加熱圧接装置の
第1電極チップ40および第2電極チップ42を銅製リ
ード線18上に0.35MPaで圧接させた。なお、第
1電極チップ40と第2電極チップ42とは4mmの間
隔をもって互いに離間させた。
EXAMPLE On a back bar 39 made of zirconia, a tab portion 14 of an aluminum current collector 30 having a thickness of 0.07 mm and a width of 5 mm protruding from the cell body 12 and a thickness of 0.1 mm having a tin film formed by plating. After placing a copper lead wire 18 having a width of 1 mm and a width of 5 mm in this order, the first electrode tip 40 and the second electrode tip 42 of the heating and pressing device were pressed against the copper lead wire 18 at 0.35 MPa. The first electrode tip 40 and the second electrode tip 42 were separated from each other with an interval of 4 mm.

【0049】この状態で、第1電極チップ40および第
2電極チップ42に2.5〜3.0Vの電圧を印加する
ことにより両電極チップ40、42間に2.2〜2.5
kAの電流iを流し、タブ部14と銅製リード線18と
を接合した。通電時間は、3〜5ミリ秒とした。
In this state, a voltage of 2.5 to 3.0 V is applied to the first electrode tip 40 and the second electrode tip 42, so that 2.2 to 2.5 V is applied between the two electrode tips 40 and 42.
A current i of kA was passed to join the tab portion 14 and the copper lead wire 18. The energization time was 3 to 5 milliseconds.

【0050】さらに、タブ部14および銅製リード線1
8の短手方向に沿って第1電極チップ40および第2電
極チップ42を平行に移動させた後、上記と同様にして
加熱圧接を行い、図4に示すように、タブ部14と銅製
リード線18とを4箇所接合した。なお、接合を行う
間、第1電極チップ40および第2電極チップ42への
スティッキングは認められなかった。
Further, the tab portion 14 and the copper lead 1
8, the first electrode tip 40 and the second electrode tip 42 are moved in parallel, and then heated and pressed in the same manner as described above. As shown in FIG. The wire 18 was joined at four places. During the joining, sticking to the first electrode tip 40 and the second electrode tip 42 was not recognized.

【0051】次に、接合箇所の剥離試験を行った。すな
わち、銅製リード線18をタブ部14に図5に示す状態
で加熱圧接した後、銅製リード線18のセル本体12側
の端部を把持して上方へ引き上げ、銅製リード線18と
タブ部14とが剥離した際の荷重を複数のものについて
測定したところ、いずれも0.05〜0.06Nの範囲
内であった。
Next, a peeling test was performed at the joint. That is, after the copper lead wire 18 is heated and pressed against the tab portion 14 in the state shown in FIG. 5, the end of the copper lead wire 18 on the cell body 12 side is gripped and pulled upward, and the copper lead wire 18 and the tab portion 14 When the load at the time of peeling was measured for a plurality of samples, all were within the range of 0.05 to 0.06 N.

【0052】なお、比較のために、上記に準拠してニッ
ケル製リード線20とアルミニウム製集電体30のタブ
部14とを互いに加熱圧接し、複数のものについて接合
箇所の剥離試験を行った。その結果、一部には0.06
Nを超えるものもあったが、大部分は0.05N未満で
あり、しかも、ばらつきも大きかった。また、接合を行
う間に第1電極チップ40または第2電極チップ42へ
のスティッキングが生じる場合もあった。
For comparison, the nickel lead wire 20 and the tab portion 14 of the aluminum current collector 30 were heated and pressed against each other in accordance with the above, and a peeling test was performed on a plurality of the joints. . As a result, 0.06
Although some exceeded N, most were less than 0.05 N, and the variation was large. In some cases, sticking to the first electrode tip 40 or the second electrode tip 42 may occur during the joining.

【0053】また、図6に示すように、銅製リード線1
8の先端部を矢印X方向に引っ張ることにより該銅製リ
ード線18とアルミニウム製集電体30のタブ部14の
接合箇所につき引張試験を行ったところ、荷重が0.2
5Nとなった時点でタブ部14が破断した。すなわち、
接合箇所が破断することはなかった。この結果から、銅
製リード線18とタブ部14とが互いに堅牢に接合して
いることが明らかである。
Further, as shown in FIG.
8 was pulled in the direction of arrow X to perform a tensile test on the joint between the copper lead wire 18 and the tab portion 14 of the aluminum current collector 30.
The tab portion 14 was broken at 5N. That is,
The joint did not break. From this result, it is clear that the copper lead wire 18 and the tab portion 14 are firmly joined to each other.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電気
化学セルの接続構造によれば、アルミニウム製電極に銅
製リード線を接合するようにしているので、アルミニウ
ム製電極からリード線が脱落し難い。このため、該電気
化学セルを、携帯電話等の電気機器を構成する電気回路
に確実に接続することができるという効果が達成され
る。
As described above, according to the electrochemical cell connection structure of the present invention, since a copper lead wire is joined to an aluminum electrode, the lead wire falls off the aluminum electrode. hard. Therefore, the effect that the electrochemical cell can be reliably connected to an electric circuit constituting an electric device such as a mobile phone is achieved.

【0055】しかも、銅製リード線は可撓性に優れてい
るので、該銅製リード線を電気化学セルまたは電気回路
に容易に接合するすることもできる。
Further, since the copper lead wire is excellent in flexibility, the copper lead wire can be easily joined to an electrochemical cell or an electric circuit.

【0056】また、本発明に係る電気化学セルの接続方
法によれば、銅製リード線を加熱圧接法によってアルミ
ニウム製電極に接合するようにしている。このため、ア
ルミニウム製電極に銅製リード線を低コストでかつ再現
性よく、しかも、堅牢に接合することができるという効
果が達成される。
Further, according to the method of connecting an electrochemical cell according to the present invention, a copper lead wire is joined to an aluminum electrode by a heating and pressure welding method. For this reason, the effect of being able to join the copper lead wire to the aluminum electrode at low cost, with good reproducibility and robustly is achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施の形態に係るリチウムイオンポリマー2
次電池(電気化学セル)の接合構造を示す概略全体斜視
図である。
FIG. 1 shows a lithium ion polymer 2 according to the present embodiment.
It is a general | schematic whole perspective view which shows the joining structure of a secondary battery (electrochemical cell).

【図2】図1のリチウムイオンポリマー2次電池が備え
る正極および負極の概略全体斜視図である。
FIG. 2 is a schematic overall perspective view of a positive electrode and a negative electrode included in the lithium ion polymer secondary battery of FIG.

【図3】前記アルミニウム製集電体のタブ部と銅製リー
ド線とを加熱圧接法により互いに接合している状態を示
す概略正面図である。
FIG. 3 is a schematic front view showing a state in which a tab portion of the aluminum current collector and a copper lead wire are joined to each other by a heating and pressure welding method.

【図4】前記アルミニウム製集電体のタブ部と前記銅製
リード線との接合箇所を示す要部拡大平面図である。
FIG. 4 is an enlarged plan view of a main part showing a joint portion between a tab part of the aluminum current collector and the copper lead wire.

【図5】接合された前記アルミニウム製集電体のタブ部
と前記銅製リード線とにつき剥離試験を行っている状態
を示す概略正面図である。
FIG. 5 is a schematic front view showing a state in which a peeling test is being performed on the tab portion of the aluminum current collector and the copper lead wire that have been joined.

【図6】接合された前記アルミニウム製集電体のタブ部
と前記銅製リード線とにつき引張試験を行っている状態
を示す概略正面図である。
FIG. 6 is a schematic front view showing a state in which a tensile test is being performed on a tab portion of the aluminum current collector and the copper lead wire that have been joined.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…リチウムイオンポリマー2次電池(電気化学セ
ル) 12…セル本体 14、16…
タブ部 18…銅製リード線 20…ニッケ
ル製リード線 22…正極 24…負極 26…ラミネートフイルム 30…アルミ
ニウム製集電体 34…ニッケル製集電体 39…バック
バー 40…第1電極チップ 42…第2電
極チップ i…電流
10 Lithium-ion polymer secondary battery (electrochemical cell) 12 Cell body 14, 16
Tab part 18 Copper lead 20 Nickel lead 22 Positive electrode 24 Negative electrode 26 Laminate film 30 Aluminum current collector 34 Nickel current collector 39 Back bar 40 First electrode chip 42 First 2-electrode tip i ... Current

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アルミニウム製電極を備える電気化学セル
の接続構造であって、前記アルミニウム製電極には、電
気回路と前記電気化学セルとを互いに電気的に接続する
ための銅製リード線が接合されていることを特徴とする
電気化学セルの接続構造。
1. A connection structure for an electrochemical cell including an aluminum electrode, wherein a copper lead wire for electrically connecting an electric circuit and the electrochemical cell to each other is joined to the aluminum electrode. A connection structure for an electrochemical cell.
【請求項2】請求項1記載の接続構造において、当該電
気化学セルが電池であることを特徴とする電気化学セル
の接続構造。
2. The connection structure for an electrochemical cell according to claim 1, wherein said electrochemical cell is a battery.
【請求項3】請求項2記載の接続構造において、前記電
池は、ゲル状ポリマー電解質を具備するとともに、正極
材または負極材の少なくともいずれか一方がリチウムイ
オンを吸蔵または放出するリチウムイオンポリマー2次
電池であり、前記アルミニウム製電極は、前記正極材を
担持する集電体であることを特徴とする電気化学セルの
接続構造。
3. The connection structure according to claim 2, wherein the battery includes a gel polymer electrolyte, and at least one of a positive electrode material and a negative electrode material absorbs or releases lithium ions. A connection structure for an electrochemical cell, wherein the battery is a battery, and the aluminum electrode is a current collector supporting the positive electrode material.
【請求項4】請求項2記載の接続構造において、前記電
池は、前記アルミニウム製電極が当該電池の少なくとも
一端面に露出されたものであることを特徴とする電気化
学セルの接続構造。
4. The connection structure for an electrochemical cell according to claim 2, wherein the battery has the aluminum electrode exposed on at least one end surface of the battery.
【請求項5】請求項1記載の接続構造において、当該電
気化学セルが電気2重層コンデンサであることを特徴と
する電気化学セルの接続構造。
5. The connection structure for an electrochemical cell according to claim 1, wherein said electrochemical cell is an electric double-layer capacitor.
【請求項6】請求項1〜5のいずれか1項に記載の接続
構造において、前記銅製リード線には、銅に比して低融
点の金属からなる金属皮膜が形成されていることを特徴
とする電気化学セルの接続構造。
6. The connection structure according to claim 1, wherein a metal film made of a metal having a melting point lower than that of copper is formed on the copper lead wire. And the connection structure of the electrochemical cell.
【請求項7】請求項6記載の接続構造において、前記金
属皮膜がスズからなることを特徴とする電気化学セルの
接続構造。
7. The connection structure for an electrochemical cell according to claim 6, wherein said metal film is made of tin.
【請求項8】アルミニウム製電極を備える電気化学セル
と電気回路とを銅製リード線で互いに電気的に接続する
電気化学セルの接続方法であって、前記アルミニウム製
電極と前記銅製リード線とを加熱するとともに加圧する
ことにより互いに接合することを特徴とする電気化学セ
ルの接続方法。
8. A method for connecting an electrochemical cell having an aluminum electrode and an electric circuit to each other by a copper lead wire, wherein the aluminum electrode and the copper lead wire are heated. And connecting the cells by applying pressure.
【請求項9】請求項8記載の接続方法において、接合を
行う前に前記銅製リード線の表面に銅に比して低融点の
金属からなる金属皮膜を形成することを特徴とする電気
化学セルの接続方法。
9. The electrochemical cell according to claim 8, wherein a metal film made of a metal having a lower melting point than copper is formed on the surface of the copper lead wire before joining. Connection method.
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