JP2003157904A - リチウムイオン電池及び電池装置 - Google Patents
リチウムイオン電池及び電池装置Info
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Abstract
ウムイオン電池及び電池装置を提供する。 【解決手段】本発明の電池は、蓄電要素と、一方に開口
し、蓄電要素が収納された定形のアルミニウム製容器
と、ニッケルとアルミニウムの2層からなり、そのアル
ミニウム層が前記容器側にあって前記容器の開口側の端
面に接合されることにより前記容器を封じる蓋とを備え
ることを特徴とする。本発明の電池装置は、上記の電池
と保護回路とを備えた電池装置において、電池が、絶縁
部材を介して蓋を貫通した電池端子を有し、蓄電要素の
一方の電極をその電池端子に接続させるとともに、蓄電
要素の他方の電極を直接的又は間接的に蓋に接続させて
おり、保護回路が、電池端子及び蓋のニッケル層と接続
していることを特徴とする。
Description
池及び電池装置に属する。
池として、リチウムイオン電池が多く使用される。従来
のリチウムイオン電池を図3に断面図として示す。この
電池21は、正極板、負極板、及びこれらの間に介在す
るセパレータからなる蓄電要素22を備える。蓄電要素
22は、上方に開口した角形のアルミニウム製容器23
に収納され、容器23の開口は、アルミニウム製の蓋2
4が填め込まれて密封される。蓋24の中央部には貫通
孔が開けられ、その貫通孔には、ニッケルメッキが施さ
れた鉄製の負極端子25が絶縁性パッキン26とともに
挿入されている。そして蓄電要素22の負極板は、この
負極端子25の下端と接続している。一方、蓄電要素2
2の正極板は、蓋24と接続している。よって、蓋24
及びこれと接続した容器23は、正極端子としての役割
を担う。
が高いので、安全性確保のために保護回路29とともに
電池装置として機器に内蔵される。保護回路29には温
度ヒューズ、サーミスタ等の保護素子が実装されてお
り、保護回路29は蓋24の上方に配置される。保護回
路29の電池21への取り付けは、保護回路29を負極
端子25及び容器23に、それぞれ負極リード27及び
正極リード28を介して接続することによってなされ
る。だが、容器23は軽量化のためアルミニウムからな
り、溶接性のためリード27、28はニッケルからな
る。よって、容器23と正極リード28とを直接接合す
ることはできない。そのため、従来の電池21では、ニ
ッケル層31a及びアルミニウム層31bの2層からな
るクラッド材31が接合タブとして容器23の底に溶接
されており、そのニッケル層31aに正極リード28が
接合される。
保護回路の取り付け工程を、図4に断面図として示す。
まず、(A)に示すように、クラッド材31のアルミニ
ウム層31bを容器23の底に超音波溶接する。次に、
(B)に示すように、蓋24の貫通孔に負極端子25及
びパッキン26を挿入した後、蓄電要素22の負極板及
び正極板をそれぞれ負極端子25及び蓋24に接続す
る。続いて、(C)に示すように、蓄電要素22を容器
23に収納し、さらに容器23の開口に蓋24を填め込
む。その後、容器23と蓋24との境界面30に上方か
らレーザーLを当てることによって、それらを溶接す
る。これにより、電池21が得られる。
7、28を準備する。そして、電池21の蓋24の上に
保護回路29を配置し、負極リード27の両端を負極端
子25及び保護回路29に抵抗溶接する。さらに、正極
リード28の両端を、クラッド材31のニッケル層31
a及び保護回路29に抵抗溶接する。
ムイオン電池21では、容器23の底に、ニッケル層3
1aを有するクラッド材31を接合タブとして溶接しな
ければならない。よって製造工程数が多い。また、容器
23の底のクラッド材31から蓋24の上方まで、長い
距離に亘って正極リード28を引かなければならない。
そのため、保護回路29の取り付けが面倒である。それ
故、本発明の課題は、製造が容易で保護回路の取り付け
が簡単なリチウムイオン電池、及び電池装置を提供する
ことにある。
電池は、蓄電要素と、一方に開口し、蓄電要素が収納さ
れた定形のアルミニウム製容器と、ニッケルとアルミニ
ウムの2層からなり、そのアルミニウム層が前記容器側
にあって前記容器の開口側の端面に接合されることによ
り前記容器を封じる蓋とを備えることを特徴とする。
蓋がニッケルとアルミニウムの2層からなる。そして、
蓋のアルミニウム層が容器側にあり、容器の開口側の端
面に接合される。よって、蓋のニッケル層側の面が外側
に露出し、そのニッケル層が接合タブとして機能する。
そのため、ニッケル層を有するクラッド材を別途設ける
必要はない。従って本発明の電池では、製造が容易であ
る。また蓋近傍に保護回路を取り付ける場合、本発明で
は蓋のニッケル層が保護回路の近くに位置するので、従
来の電池のようにリードを長く引かなくても良い。よっ
て、本発明によると、保護回路の取り付けが簡単であ
る。
容器の端面に接合される周縁部と、周縁部よりも容器側
に突出し容器の開口と嵌合する中央部とからなることが
望ましい。中央部が容器の開口と嵌合するため、蓋が面
方向に動くのを防止することができる。蓋のニッケル層
の厚さは0.05〜0.2mmが好ましく、アルミニウ
ム層の厚さは0.3〜1.0mmが好ましい。
の活物質材料が塗布された正極板、セパレータ、及び炭
素等のホスト物質が塗布された負極板を順に積層して渦
状に巻いたものを使用することができる。セパレータに
は、例えばハロゲン系リチウム塩を含有する非水電解液
を保持させる。容器については、例えば角形の容器を使
用する。容器と蓋との接合方法としては、レーザー溶接
がある。また、蓋には1本の電池端子を貫通させると良
い。そして、蓄電要素の正負電極の一方を電池端子に接
続させ、他方を蓋に接続させるのが好ましい。例えば、
負極を電池端子に接続させて、正極を蓋に接続させる。
また、蓄電要素の電極を蓋に接続させるには、電極を蓋
に直接的に接続させても良いし、電極を例えば容器に繋
ぐことで間接的に接続しても良い。電池端子の材質につ
いては、ニッケルによりメッキされた鉄の他、ニッケ
ル、SUSなどがある。
置として使用されるのが望ましい。好ましい電池装置
は、本発明の電池と、保護回路とを備えた電池装置にお
いて、電池が、絶縁部材を介して蓋を貫通した電池端子
を有し、蓄電要素の一方の電極をその電池端子に接続さ
せるとともに、蓄電要素の他方の電極を直接的又は間接
的に蓋に接続させており、保護回路が、電池端子及び蓋
のニッケル層と接続していることを特徴とする。
付けるのが簡単なので、容易に製造されうる。保護回路
には、温度ヒューズ、サーマルプロテクター、電流ヒュ
ーズ、サーミスタ等の保護素子が実装される。また保護
回路は、電池の蓋近傍に取り付けられるのが好ましい。
そして、保護回路にニッケル製の電池接続用端子を2つ
設け、それらの端子を電池端子及び蓋のニッケル層とそ
れぞれリードを介して接続すると良い。リードとして
は、ニッケル製のリードが使用可能である。保護回路の
端子、電池端子及び蓋のニッケル層と、リードとの接合
方法としては、抵抗溶接がある。また、リードを介さず
に、保護回路の端子と電池端子及び蓋のニッケル層とを
直接抵抗溶接しても良い。
要素と、一方に開口した定形のアルミニウム製容器と、
ニッケルとアルミニウムの2層からなる蓋を準備し、容
器に蓄電要素を収納した後、容器の開口側の端面に蓋の
アルミニウム層側の面を合わせ、その合わせ面を含む平
面内でレーザーを走査させることにより容器と蓋を溶接
することである。
のアルミニウム層側の面を合わせる。そして、その合わ
せ面を含む平面内でレーザーを走査させることで、それ
らをレーザー溶接する。そのため、レーザーが蓋のニッ
ケル層に当たることがなく、ニッケル層が溶けてしまう
のを防ぐことができる。また、アルミニウム同士がレー
ザー溶接されるので、接合強度が高くなる。よって、こ
の製造方法によると、密閉性に優れた電池を得ることが
できる。
説明する。図1は、実施形態のリチウムイオン電池を示
す断面図である。この電池1は、正極板、非水電解液を
保持するセパレータ及び負極板からなって、これらが順
に積層され渦状に巻回された蓄電要素2を備える。蓄電
要素2は、上方に開口した角形をなすアルミニウム製の
容器3に収納されており、その容器3の開口は蓋4によ
って封じられている。蓋4は、ニッケル層4a及びアル
ミニウム層4bの2層からなるクラッド材である。さら
にアルミニウム層4bは、容器3の開口側端面を接合し
た周縁部4cと、それよりも容器側に突出してその開口
と嵌合した中央部4dとからなる。
その貫通孔には絶縁性のパッキン6を介して負極端子5
が挿入されている。負極端子5はニッケルメッキが施さ
れた鉄からなる。負極端子5の下端は容器3の内部にま
で至っており、蓄電要素2の負極板はその負極端子5の
下端と接続している。一方、蓄電要素2の正極板は、蓋
4のアルミニウム層4bと接続している。
れた保護回路9とともに、電池装置として機器に内蔵さ
れる。保護回路9は、電池1の上方に取り付けられてい
る。保護回路9にはニッケル製の電池接続用端子が2つ
設けられており、それらの端子は、ニッケル製の負極リ
ード7及び正極リード8の一端とそれぞれ接合してい
る。また、これらのリード7、8の他端は、負極端子5
及び蓋4のニッケル層4aとそれぞれ接合している。
付け工程を図2に断面図として示す。まず、(A)に示
すように、負極端子5が挿入された蓋4、蓄電要素2及
び容器3を準備する。そして、蓄電要素2の負極板及び
正極板を、それぞれ負極端子5及び蓋4のアルミニウム
層4bに接続する。次に、(B)に示すように、蓄電要
素2を容器3に収納し、蓋4の周縁部4cを容器3の開
口側端面に合わせる。これによって容器3の開口が塞が
れ、また蓋4の中央部4dが容器3の開口と嵌合するの
で、蓋4が面方向にずれることは防止される。
bとをレーザー溶接する。レーザー溶接時には、容器と
蓋4のアルミニウム層4bとを合わせてなる境界面10
を含む平面内でレーザーLを走査する。こうすることに
より、蓋4のニッケル層4aにレーザーLを当てること
なく、アルミニウム同士を溶接することができる。従っ
て、本実施形態の電池1は、優れた密閉性を有する。レ
ーザー溶接の後、容器3の側面に設けられた注液口(図
示省略)より非水電解液を注入する。そして、注液口を
塞ぐことによって、本実施形態の電池1が得られる。
及び正負のリード7、8を用意する。そして、電池1の
蓋4の上方に保護回路9を配置し、負極リード7の両端
を負極端子5及び保護回路9の端子に抵抗溶接する。さ
らに、正極リード8の両端を蓋4のニッケル層4a及び
保護回路9の端子に抵抗溶接する。これにて、保護回路
9の取り付けが完了する。
電池表面に露出するので、このニッケル層4aに正極リ
ード8を接合することができる。よって、ニッケル層を
有するクラッド材を接合タブとして別途設ける必要はな
く、製造が容易である。さらに、蓋4のニッケル層4a
と保護回路9との間隔は近いので、正極リード8を引く
距離が短くて済む。そのため、保護回路9を簡単に取り
付けることができ、また電池装置の製造が容易である。
り、保護回路の取り付けが簡単になる。
工程を示す図である。
を示す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】蓄電要素と、 一方に開口し、蓄電要素が収納された定形のアルミニウ
ム製容器と、 ニッケルとアルミニウムの2層からなり、そのアルミニ
ウム層が前記容器側にあって前記容器の開口側の端面に
接合されることにより前記容器を封じる蓋とを備えるこ
とを特徴とするリチウムイオン電池。 - 【請求項2】蓋のアルミニウム層が、容器の端面に接合
される周縁部と、周縁部よりも容器側に突出し容器の開
口と嵌合する中央部とからなる請求項1に記載の電池。 - 【請求項3】ニッケル層の厚さが0.05〜0.2mm
であり、アルミニウム層の厚さが0.3〜1.0mmで
ある請求項1又は2に記載の電池。 - 【請求項4】請求項1〜3のいずれかに記載の電池と、
保護回路とを備えた電池装置において、 電池が、絶縁部材を介して蓋を貫通した電池端子を有
し、蓄電要素の一方の電極をその電池端子に接続させる
とともに、蓄電要素の他方の電極を直接的又は間接的に
蓋に接続させており、 保護回路が、電池端子及び蓋のニッケル層と接続してい
ることを特徴とする電池装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001357335A JP4154456B2 (ja) | 2001-11-22 | 2001-11-22 | リチウムイオン電池を備えた電池装置 |
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- 2001-11-22 JP JP2001357335A patent/JP4154456B2/ja not_active Expired - Fee Related
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