JP2003045407A - 密閉型電池 - Google Patents

密閉型電池

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JP2003045407A
JP2003045407A JP2001231618A JP2001231618A JP2003045407A JP 2003045407 A JP2003045407 A JP 2003045407A JP 2001231618 A JP2001231618 A JP 2001231618A JP 2001231618 A JP2001231618 A JP 2001231618A JP 2003045407 A JP2003045407 A JP 2003045407A
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Japan
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battery
electrode lead
electrode
plate
out pin
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JP2001231618A
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English (en)
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Fumio Hirayama
文夫 平山
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NEC Mobile Energy Corp
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NEC Mobile Energy Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極導出ピンのかしめによって固着した電池
ヘッダを有する密閉型電池において電極導出ピンの腐食
を防止し、電気的特性、気密特性を高める。 【解決手段】 電池缶の極性と異種の極性の電極引出部
を有する電極導出ピンを、金属板に載置した絶縁性部材
の貫通孔に貫通させてかしめによって固着した電池ヘッ
ダを有する密閉型電池において、電極導出ピンが銅ニッ
ケル合金からなると共に、電極導出ピンが電極引出端子
を形成した密閉型電池。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、密閉型電池に関
し、電池缶の開口部に設けた電池ヘッダに、電池缶とは
異種の極性の電極導出ピンによって電極引出端子を形成
した密閉型電池に関する。 【0002】 【従来の技術】小型の電子機器の電源として各種の電池
が用いられており、携帯電話、ノートパソコン、カムコ
ーダ等の電源として、小型で大容量の密閉型電池が用い
られており、高容量のリチウム電池やリチウムイオン二
次電池等の非水電解液電池が用いられている。機器の小
型化に対応して、円筒型電池に加えて、小さな空間を有
効に利用することができる角型の密閉式電池がひろく用
いられている。角型電池においては、電池の一方の電極
として作用する電池缶と絶縁性部材によって隔離した電
極端子が取り付けられている。 【0003】従来の密閉型電池の一例を図面を参照して
説明する。図3は、角型の密閉型電池の一例を説明する
図であり、とくにアルミニウム等の電池缶が正極側の密
閉型電池を説明する図である。密閉型電池1は、アルミ
ニウムまたはその合金からなる角筒状の金属容器2(以
下、電池缶とも称す)に、正極と負極をセパレータを介
して巻回した電池要素が収納されており、電池缶2の開
口部には、金属板3に設けた貫通孔に外部絶縁板4Aを
装着して電極引出部5Aを有する電極導出ピンを内側か
らかしめて製造した電池ヘッダ6が取り付けられてい
る。また、電池ヘッダ6には、電池の内部圧力の異常な
上昇時に圧力を開放するために他の部分よりも肉厚が薄
い薄肉部7、電解液を注液し、電解液の注液後に封口す
る小孔からなる注液口7が設けられており、注液口7か
ら電解液を注入し、金属板と同一の材料からなる金属部
材を埋め込み溶接して封口している。 【0004】電極導出ピンとしては、電池の負極電極と
しての機能を果たすものであれば各種の材料を用いるこ
とが可能である。しかしながら、電極導出ピンは、電池
ヘッダを構成する金属板に絶縁性部材を装着してかしめ
ることによって、密閉型電池の気密性を保持するという
機能を有しており、充分なかしめによる固着力を発揮
し、しかも経時的にかしめ部がゆるむことがない金属材
料を用いることが要求されている。そこで、かしめによ
って形態を保持し、しかも充分な硬度を有する軟鋼、あ
るいは軟鋼にニッケルめっき等を施したものが用いられ
ている。 【0005】ところが、軟鋼あるいは軟鋼にニッケルめ
っきを行った部材等は、電池ヘッダの製造時に電極導出
ピンをかしめた際に表面に微細な亀裂が生じたることが
あった。また、ニッケルめっき等の耐食性のめっき層を
形成したものでも、かしめの際にニッケルめっき層に亀
裂、剥離が生じたり、あるいは電極導出ピンへの導電接
続リードの溶接の際に、めっき層が破壊されることがあ
った。電極導出ピンの基材の金属、あるいはめっき層に
亀裂等が生じると電解液の付着、あるいは高湿度環境に
おいては腐食が進行し、電極引出部としての機能を果た
さなくなったり、あるいは腐食による膨張、崩壊等によ
ってかしめ部での封口不良が生じることがあった。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、電極導出ピ
ンをかしめて固着した電極封止構造を有する電池におい
て、電極導出ピンに電解液が付着したり、高湿度環境に
曝された場合にも腐食が進行せず、導電接続性、気密性
に優れた信頼性の高い密閉型電池を提供することを課題
とするものである。 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明の課題は、電池缶
の極性と異種の極性の電極引出部を有する電極導出ピン
を、金属板に載置した絶縁性部材の貫通孔に貫通させて
かしめによって固着した電池ヘッダを有する密閉型電池
において、電極導出ピンが銅ニッケル合金からなると共
に、電極導出ピンが電極引出端子を形成した密閉型電池
によって解決することができる。また、銅ニッケル合金
が、ニッケル組成が50〜5質量%である前記の密閉型
電池である。また、銅ニッケル合金が、コンスタンタン
である前記の密閉型電池である。電極導出ピンのかしめ
によって折れ曲がった電極導出ピンの先端部は、絶縁性
部材に接して設けた金属製の押さえ板に形成した段差部
において係止された密閉型電池である。また、段差部が
貫通孔の周囲に設けた溝である前記の密閉型電池であ
る。電池缶がアルミニウムまたはその合金からなり、電
極導出ピンが電池要素の負極集電体と導電接続する前記
の密閉型電池である。電極導出ピンがつば部と円柱状部
から構成されているとともに、円柱状部は先端が開口し
た中空管状の部材から構成された前記の密閉型電池であ
る。リチウムイオン二次電池である前記の密閉型電池で
ある。 【0008】 【発明の実施の形態】本発明は、電極導出ピンとして特
定の金属材料を用いることによりかしめの際に、微細な
傷、ひび割れ等が生じた場合であっても、高湿度環境に
曝された電極導出ピンが腐食して封口不良等を生じるこ
とがなく、しかも導電接続リードの接続特性が良好な密
閉型電池が得られることを見いだしたものである。すな
わち、機械的な強度、あるいは硬度等を有した銅ニッケ
ル合金を電極導出ピンとして用いることによって耐食性
が良好であり、かしめ部の経時的な変化が小さく、ニッ
ケルあるいはその合金製の導電接続リード板、銅からな
る導電接続リード板等との接続特性が良好な導電接続端
子を有する密閉型電池を提供するものである。 【0009】銅ニッケル合金としては、各種の組成のも
のが知られているが、ニッケル量が増加すると、ニッケ
ルのみからなる電極導出ピンのように加工性が好ましく
ないので、ニッケル量が50質量%以下のものが好まし
い。具体的には、コンスタンタンとして測温材料に用い
られている45〜43質量%のニッケルを含有した銅ニ
ッケル合金を挙げることができる。また、30Ni−C
u、24Ni−Cu、10Ni−Cu、5Ni−Cu等
の合金を挙げることができる。また、銅ニッケル合金に
は、銅、ニッケル以外にその他の元素を含有したもので
あっても良い。 【0010】以下に図面を参照して本発明を説明する。
図1は、本発明の密閉型電池の電池ヘッダを説明する図
であり、図1(A)は、電池ヘッダの構成部品を説明す
る分解斜視図であり、図1(B)は、電池ヘッダの断面
図である。電池ヘッダ6は、金属板3に設けた貫通孔8
に外部絶縁板4A、内部絶縁板4Bが装着され、内部絶
縁板4Bには押さえ板9を配置した状態で、外部絶縁板
4A側から電極引出部5Aを有する電極導出ピン5を貫
通させ、貫通した円柱状部5Bは先端が開口した中空体
の管状体から形成されている。円柱状部5Bの先端部5
Cはかしめによって押さえ板9側に押圧して固着されて
いる。得られた電池ヘッダ6は、電池缶の開口部に装着
された後に電池缶との会合部はレーザー溶接等によって
封口された後に、電池ヘッダに設けた電解液の注液口か
ら電解液を注入した後に封口される。 【0011】図2は、本発明の他の実施例を説明する図
であり、図2(A)は、電池ヘッダの構成部品を説明す
る分解斜視図であり、図2(B)は、電池ヘッダの断面
図である。電池ヘッダ6は、金属板3に設けた貫通孔8
に外部絶縁板4A、内部絶縁板4Bが装着されており、
内部絶縁板4Bには押さえ板9を配置した状態で、外部
絶縁板4A側から電極引出部5Aを有する電極導出ピン
5を貫通させる。貫通した円柱状部5Bは先端が開口し
た中空体の管状体から形成されている。円柱状部5Bの
先端部5Cはかしめによって押さえ板9側に押圧して固
着されており、押さえ板9の貫通孔の周囲には、他の部
分よりも低くなった段差部10が形成されている。電極
導出ピンの5がかしめによって曲げられると電極導出ピ
ン4の先端部5Cは押さえ板9の段差部10の壁面によ
って係止されるが、押さえ板9の段差部10は貫通孔の
周囲に均等に設けられているので電極導出ピン4の先端
部は、周囲に均等に延びて係止される。 【0012】したがって、円柱状部にかしめ治具を押し
当てて、かしめる際にかしめ治具の摩耗、あるいは各部
材の装着の多少の違い等によってかしめ治具と電極導出
ピンとの接触状態に変化が生じた場合、あるいはかしめ
圧力に多少の相違が生じた場合であっても、電極導出ピ
ンの先端部5Cは常に押さえ板9に形成した段差部10
によって常に一定の位置で係止される。その結果、電極
導出ピンの円柱状部の膨らみ径aも一定となるので、電
池ヘッダの金属板、外部絶縁板、内部絶縁板、および電
極導出ピンの相互の密着力が個々の電池によらずに安定
したものとなるので、電解液の漏洩等が生じることがで
きるという効果も得られる。 【0013】また、図1においては、電池ヘッダの外部
絶縁板4Aが金属板3の凹部に装着される例を図示し、
図2においては、内部絶縁板4Bも金属板3の凹部に装
着される例を図示したが、凹部を設けなくても充分な位
置出しが可能であり、気密特性の高い電池を得ることが
できる。 【0014】また、外部絶縁板および内部絶縁板には、
ポリプロピレン、あるいはテトラフルオロエチレン−パ
ーフルオロアルコキシエチレン共重合体(PFA)、テ
トラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重
合体(FEP)等の熱可塑性フッ素樹脂等を用いること
ができる。外部絶縁板は、柱状部と板状部は一体に形成
したものとが一体に構成されていることが好ましい。ま
た、以上の説明では、外部絶縁板と内部絶縁板を別体に
構成する例について述べたが、外部絶縁板と内部絶縁板
とを金属板に一体に成形しても良い。 【0015】また、押さえ板は、ニッケル板、ニッケル
めっきを施した鉄板、ステンレス板等を用いることがで
きる。とくにこれらのなかでも、ニッケル板は硬度が大
きく、かしめの際の変形量が小さいので、固着特性が良
好なものとなる。 【0016】 【実施例】以下に実施例、比較例を示し本発明を説明す
る。 実施例1 長辺が29mm、短辺が4.2mmの長方形状のアルミ
ニウム合金板の中央に設けた直径1.9mmの貫通孔
に、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシ
エチレン共重合体製の外部絶縁板、および内部絶縁板を
装着し、コンスタンタンタン(Cu:Ni=54.5:
44.2 質量比)製である直径1.9mm、内径1.
2mm、長さ2.4mmの円柱状部と、縦2.8mm、
横4.2mm、厚さ0.8mmの長方形状部の電極引出
部からなる電極導出ピンを貫通させて、ニッケル製の押
さえ板を装着した後にかしめて電池ヘッダを作製した。
高さ48mm、幅30mm、厚さ5mmのアルミニウム
合金板製の電池缶にリチウムイオン電池の電池要素を収
納し、ヘッダを溶接した後に電解液注液口から電解液を
注液し、次いで電解液注液口を封口し、電池の洗浄、乾
燥等の処理を行って1300個の電池を製造し、26日
後に電極導出ピンの部分について外観選別を行ったとこ
ろ、錆が発生したものはなかった。 【0017】比較例1 電極導出ピンとして、ニッケルめっき軟鋼を用いた点を
除き、実施例1と同様に電池を作製したところ、1.1
1%の電池に錆が発生した。 【0018】実施例2 実施例1と同様にして作製した電池ヘッダの電極引出部
にニッケル製の3×13.5×0.1mmの導電接続リ
ードを抵抗溶接した後に、導電接続リードを電極引出部
の面と直角方向に引張り、導電接続リードが溶接部から
剥がれる力を測定したところ、5個の平均で44.8N
であった。また、ナゲットは、接合部の全周に形成され
ていた。 【0019】比較例2 電極導出ピンとして、ニッケルめっき軟鋼を用いた点を
除き、実施例2と同様に電池を作製して、溶接部から剥
がれる力を測定したところ、5個の平均で、28.7N
であった。また、溶接ナゲットは、接合部の一部に、1
個ないし2個が形成されていた。 【0020】 【発明の効果】本発明の密閉型電池は、電極導出ピンと
して銅ニッケル合金を用いたので、耐食性が大きく、電
解液等が付着した場合や高湿度環境においても、腐食が
進行することはないので、かしめ部の特性が安定した密
閉型電池を得ることができる。また、導電接続リードと
の接合特性が良好であり、強度が大きく、しかも強度が
安定した溶接接合部を形成することができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】図1は、本発明の密閉型電池の電池ヘッダを説
明する図である。 【図2】図2は、本発明の他の実施例を説明する図であ
る。 【図3】図3は、角型の密閉型電池の一例を説明する図
である。 【符号の説明】 1…密閉型電池、2…金属容器、3…金属板、4A…外
部絶縁板、4B…内部絶縁板、5…電極導出ピン、5A
…電極引出部、5B…円柱状部、5C…先端部、6…電
池ヘッダ、7…薄肉部、7…注液口、8…貫通孔、9…
押さえ板、10…段差部

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 電池缶の極性と異種の極性の電極引出部
    を有する電極導出ピンを、金属板に載置した絶縁性部材
    の貫通孔に貫通させてかしめによって固着した電池ヘッ
    ダを有する密閉型電池において、電極導出ピンが銅ニッ
    ケル合金からなると共に、電極導出ピンが電極引出端子
    を形成したことを特徴とする密閉型電池。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012138342A (ja) * 2010-12-10 2012-07-19 Gs Yuasa Corp 蓄電素子、及び、端子の製造方法
JP2014116132A (ja) * 2012-12-07 2014-06-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 固定構造、および、電池の製造方法
JP2017503327A (ja) * 2014-01-16 2017-01-26 コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ ハウジング及びアルミニウム合金で作られる出力端子を有する電気化学蓄電池

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