JP2003045402A - 電池の製造方法と電池および抵抗溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池の金属製部材、特に集電体を構成する部
材を抵抗溶接によって接合するに際し、前記部材に傷等
の損傷を生ずること無く、強度の高い接合を達成する。 【解決手段】 金属製部材からなる被接合体を当接さ
せ、該当接部を被接合体との当接面が大小２つの溶接用
端子によって狭持し、抵抗溶接によって接合する電池の
製造方法において、被接合体と当接面が大の溶接用端子
と被接合体との当接面の、２つの溶接用端子が対向する
位置に前記被接合体の接合部分より大きい電気絶縁部分
を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電池の製造方法と
電池および電池の製造に用いる抵抗溶接装置に関するも
のである。特に金属部品同志の接合の信頼性に優れた電
池の提供を可能にするものである。

【０００２】

【従来の技術】電池においては、特に電池の極板から外
部端子に電流を導くための集電用構造体（以下集電体と
いう）の形成において、金属製部材同志の接合を欠かす
ことができない。具体的には、極板の基板とタブ、タブ
と集電端子あるいは集電板、リード線あるいはリード板
と外部端子の接合等である。これらの部材は、一般的に
スポット溶接等の抵抗溶接によって接合する。そして、
前記金属製部材の接合の良否は、集電体の電気抵抗値の
大きさを左右するので、電池の特性に大きな影響を及ぼ
す。

【０００３】前記抵抗溶接においては、少なくとも２つ
の被接合体を当接させ、該当接部分を溶接装置の２つの
溶接用端子で狭持し、通電することによって前記当接面
を接合する。

【０００４】従来の抵抗溶接の場合、前記２つの溶接用
端子の対向面に電気的絶縁部分を設けていない。従っ
て、溶接電流は、対向させた溶接用端子の当接面に集中
する。どちらか一方の溶接用端子の当接面が小さい場
合、溶接電流は、小さな面積に集中する。

【０００５】溶接電流が小さな面積に集中すると、被接
合体の溶接部分に凹みが生じたり、溶接電流が大きい場
合には、部材に凹みや割れが生じたり表チリ（部材が溶
融して生じた粒子が飛び散ることを指す）が発生する。
この凹み、割れは、部材を傷つけるものであって、例え
ば被接合体が金属電槽であって、電槽に割れが生じた場
合には、傷口を通って、電解液が漏れ出ることにも繋が
る。また、極板群近傍において表チリが発生すると短絡
を引き起こす原因になる虞がある。

【０００６】また、傷の発生を恐れて、溶接電流を小さ
くすると、接合箇所において十分な溶接強度が得られな
かったり、接合不足によって接合面の電気抵抗が大きく
なる虞がある。このように、従来の方法では、溶接の条
件設定が極めて難しいという欠点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来の
電池の製造方法の欠点に鑑み成されたものであって、電
池の金属製部材、特に集電体を構成する部材の接合にお
いて、部材に傷等の欠陥を生ずること無く高い信頼性の
接合を達成するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、被接合体である少なくとも２つの金属製部
材を２つの溶接用端子によって狭持し、前記部材を抵抗
溶接によって接合する電池の製造方法において、少なく
とも一方の溶接用端子と被接合体との当接面の、２つの
溶接用端子が対向する位置に、電気絶縁部分を設けるこ
とを特徴とする電池の製造方法である。該電気絶縁性部
分を設けることによって溶接用端子の当接面に溶接電流
が集中するのを防ぐことができる。

【０００９】本発明は、前記溶接用端子が対向する位置
に電気絶縁性部分を設けるために電槽の底壁内面の略中
央にリード端子を接合した電池であって、前記リード端
子の接合部分に位置する底壁外面に、前記接合部分より
大きい面積の窪みを設けた金属製電槽を備えることを特
徴とする電池である。

【００１０】また、本発明は、被接合体との当接面が大
小２つの溶接用端子を備え、当接面の大きい端子の当接
面に、当接面が小さい端子の当接面より大きい面積の窪
みを設けたことを特徴とする抵抗溶接装置である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、捲回式極板群を備えた円筒
型電池を例に採って、従来の方法を説明し、それと対比
する形で本発明の実施の形態を説明する。図２は、捲回
式極板群を備えた円筒型電池の金属部材接合部に溶接用
端子１および２を当接させた状態を示す電池の下部断面
図である。極板群１を構成する負極板の基板端部を極板
群の一方の捲回端面（図では下方）に突出させ、該突出
した負極板の基板端部に負極集電端子６を接合してあ
る。

【００１２】前記負極集電端子６に接続した負極リード
板４の一端を、金属電槽３の内定面のほぼ中央に接合し
てある。該接合は、負極リード板４の一端を、金属電槽
３の内底面の中央に当接し、該当接面を捲回式極板群の
巻芯部分に挿入した一方の溶接用端子１と金属電槽底面
の外面に当接した他方の溶接用端子２とで狭持し溶接電
流（図では７で示した）を通電することによって接合す
る。この場合、極板群の巻芯部分に挿入する溶接用端子
１は、巻芯以下の太さの細い端子しか挿入できない。従
って、該溶接用端子１の接合部分との当接面は、非常に
小さいものとなり、図の矢印７で示した如く、該小さい
当接面に溶接電流が集中することとなる。このように、
小さい面に電流が集中すると、図３に示した如く、接合
部分に凹み８、割れ９等の傷や表チリを生じる虞が生じ
る。

【００１３】図１は、本発明の一実施形態を示す図であ
り、図２と同様捲回式極板群を備えた円筒型電池の金属
部材（負極リード板４と金属製電槽３の底壁）の接合部
に溶接用端子１を当接させた状態を示す電池の下部断面
図である。図２に示した従来方法との相違点は、金属電
槽３の底壁の外面に当接させた溶接用端子２の他方の溶
接用端子１と対向する位置に電気絶縁部分５を設けた点
である。該電気絶縁部分５の面積の大きさは、他方の溶
接用端子１の当接面より大きく、該当接面の周辺にはみ
出させてある。

【００１４】前記のように、２つの溶接用端子１および
２が対向する位置において金属部材と溶接用端子の間が
絶縁されることによって、溶接電流は、溶接用端子１の
当接面に集中せずに、図１の矢印７で示した如く、当接
面の周辺部に分散させることができる。このように溶接
電流を分散させることによって、金属部材に損傷が生じ
ないようにすることができる。尚、溶接電流を効果的に
分散させるためには、前記絶縁部分５の大きさを、接合
部分の大きさより大きくすることが望ましい。

【００１５】（実施例）図１に示した、本発明に係る方
法および図２に示した従来の方法を、Ｃサイズの捲回式
極板群を備えたニッケル水素蓄電池の製造に適用した。

【００１６】図１および図２において、一方の被接合体
である電槽３は、内径が２４．８ｍｍφ、側壁肉厚０．
２５ｍｍ、底壁肉厚０．４５ｍｍの鉄製で表面にニッケ
ルメッキを施してある。また、他方の被接合体である負
極リード板４は、厚さ０．３ｍｍ、幅１０ｍｍのニッケ
ル板製である。捲回式極板群の中央の孔に挿入する一方
の溶接用端子１は、直径が３ｍｍφのクロム銅製の棒状
端子である。他方金属電槽３の底壁の外面に当接させる
溶接用端子２は、直径２０ｍｍφ、厚さ１０ｍｍのクロ
ム銅製の円柱状の端子である。

【００１７】図１に示した本発明に係る方法において
は、金属電槽３の底壁の外面と溶接用端子２の当接面
の、前記直径３ｍｍφの棒状の円柱状溶接用端子１に対
向する位置に直径５ｍｍφの電気絶縁部分５を設けてい
る。該電気絶縁性部分５は、円柱状溶接用端子２の電槽
３との当接面に電気絶縁性テープを貼付することによっ
て形成した。他方図２に示す従来法においては、被接合
体と溶接用端子の等雪面に絶縁部分を設けていない。

【００１８】従来方法（以下比較例と記述）および本発
明に係る方法（以下実施例と記述）によって、負極リー
ド板４と金属電槽３の底壁内面を同一の溶接条件の下で
接合した電池をおのおの３０個ずつ作製し、接合部分の
電槽の凹みの発生、電槽の割れの発生の有無および接合
強度を調べた。溶接条件は、抵抗溶接機の設定電圧によ
って規定した。比較例および実施例にて前記設定電圧１
１Ｖとした場合、および比較例にて設定電圧を９Ｖとし
て接合を試みた結果を表１に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】表１に示したように、溶接条件Ａにおいて
実施例の場合は、接合部材の損傷例は、認められず、且
つ溶接強度が所定値（１５Ｎ）を下回るものも無く、良
好な結果であった。

【００２１】他方、比較例の場合、溶接強度は、所定値
をクリアーするものの、溶接後の電槽に全数窪みの発生
が認められ、更に電槽に割れが生じたものが１個認めら
れた。また、溶接条件Ｂにおいて比較例１の場合、接合
部材に損傷は認められないものの、溶接強度が全数所定
値を下回った。

【００２２】前記、比較例と実施例の抵抗溶接による接
合の品質に差が生じたのは、比較例の場合、図２に示す
如く溶接電流７が局所に集中するのに対して、実施例に
よれば、直径３ｍｍの棒状溶接用端子１と被接合部材と
の当接面と比較して大きな面積の電気絶縁部分５を設け
たことによって、溶接電流７を分散させることができた
ためである。

【００２３】前記実施例では、溶接用端子に電気絶縁性
テープを貼付することによって電気絶縁部分を設けた
が、溶接用端子と接合体の当接面に電気絶縁性部分を設
ける方法はこれに限ったものでは無い。例えば、当接面
積の大きい方の溶接用端子２の当接面に電気絶縁性樹脂
をコーテイングしたり、図４に示す如く、例えば直径約
５ｍｍφ、深さ約２ｍｍの窪み１１を設ける方法も有効
である。

【００２４】また、溶接用端子ではなく、接合される部
品、例えば図５に示した如く、金属製電槽３の底壁外面
に窪み１０を設ける方法も有効である。

【００２５】前記被接合体や溶接用端子の当接面に窪み
を設けると、被接合体の肉厚が小さい場合、接合時の溶
接用端子による押圧によって被接合体が変形する虞があ
る。このような場合、図６に示す如く、前記溶接用端子
２に設けた窪み１１や図５の電槽３の底壁外面に設けた
窪み１０にエポキシ等の熱硬化性樹脂やセラミックス等
の硬度の高い電気絶縁性物質１２を充填するのが有効で
ある。前記窪みに硬度の高い電気絶縁性物質を充填する
ことによって、接合時に被接合体の接合部分に押圧を加
えても、被接合体に変形が生じるのを防止することがで
きる。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明の請求項１お
よび２によれば、電池の接合部材に損傷を生じることな
く、抵抗溶接によって良好に接合することができる。本
発明の請求項３および請求項４によれば、前記被接合体
と溶接用端子の当接面に容易に電気絶縁部分を設けるこ
とが出来、かつ抵抗溶接工程において被接合体に変形が
生じるのを防止することができる。

【００２７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る負極リ−ドと電槽底面内壁を抵抗
溶接により接合する状態を示す一部切欠断面図である。

【図２】従来法に係る負極リ−ドと電槽底面内壁を抵抗
溶接により接合する状態を示す一部切欠断面図である。

【図３】従来法による抵抗溶接によって生じた接合体の
損傷を模式的に示す図である。

【図４】本発明に係る抵抗溶接による接合方法を示す図
であって、被接合体との当接面に凹みを有する溶接用端
子を適用した状態を示す一部切欠断面図である。

【図５】本発明に係る電池の負極リードと電槽の底壁を
接合する状態を示す図であって、電槽の底壁外面に凹み
を設けた例を示す一部切欠断面図である。

【図６】本発明に係る抵抗溶接機の溶接用端子の構造を
示す断面図である。

【符号の説明】

１、２ 溶接用端子 ５ 溶接用端子と被接合体の当接面に設けた電気絶
縁部分 １０ 電槽底壁外面に設けた窪み １１ 溶接用端子に設けた窪み １２ 溶接用端子に設けた窪みに充填した電気絶縁性
物質

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H011 AA09 BB03 CC02 CC06 DD00 DD13 KK00 5H022 AA04 BB16 CC02 CC08 CC12 EE06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製部品からなる少なくとも２つの被
   接合体を、２つの対向する溶接用端子によって狭持し、
   前記被接合体を抵抗溶接によって接合する電池の製造方
   法において、少なくとも一方の溶接用端子と被接合体と
   の当接面の、２つの溶接用端子が対向する位置に、電気
   絶縁部分を設けることを特徴とする電池の製造方法。
2. 【請求項２】 前記被接合体が、極板群から導出したリ
   ード端子と電槽であって、リード端子の端部と電槽の底
   壁内面を接合する電池の製造方法において、電槽の底壁
   外面と溶接用端子の当接面に電気絶縁部分を設けたこと
   を特徴とする請求項１記載の電池の製造方法。
3. 【請求項３】 電槽の底壁内面にリード端子を接合した
   電池であって、前記リード端子の接合部分に位置する底
   壁外面に、前記接合部分より大きい面積の窪みを設ける
   かまたは該窪みに電気絶縁性物質を充填した金属製電槽
   を備えることを特徴とする電池。
4. 【請求項４】 被接合体との当接面が、大小２つの溶接
   用端子を備え、当接面が大きい端子の当接面に、当接面
   が小さい端子の当接面より大きい面積の窪みを設けるか
   または該窪みに電気絶縁性物質を充填したことを特徴と
   する抵抗溶接装置。