JP2004171898A - Reed terminal for battery, battery, and connection method of reed terminal for battery - Google Patents

Reed terminal for battery, battery, and connection method of reed terminal for battery Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the connection strength of a battery element and a reed terminal. <P>SOLUTION: All electric currents for connecting the battery element 2 and the reed terminal 3 are made to flow from one reed 26a to the other reed 26b of a pair of reeds 26a, 26b through a terminal 21a. Thereby, electric resistance and heat due to the electric resistance between the pair of reeds 26a, 26b and the terminal part 21a become large, and thus the pair of reeds 26a, 26b and the terminal part 21a are welded firmly, and the connection strength of the reed terminal 3 and the terminal part 21a of the battery element 2 can be improved. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池素子の外部端子に十分な強度を以て接続される電池用リード端子、この電池用リード端子が接続された電池、並びにこの電池用リード端子の接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年においては、例えばノート型パーソナルコンピュータ、携帯型電話機、カメラ一体型ＶＴＲ（ｖｉｄｅｏ ｔａｐｅ ｒｅｃｏｒｄｅｒ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）等の電子機器の電源として、軽量で高エネルギー密度な二次電池の開発が進められている。この高いエネルギー密度を有する二次電池としては、例えば鉛電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池等といった水系電解液電池よりも大きなエネルギー密度を有するリチウムイオン二次電池がある。
【０００３】
このリチウムイオン二次電池は、例えば正極及び負極を有する電池素子と、電池素子を収納する有底筒状容器であり、負極と電気的に接続されることで外部負極端子となる外装缶と、外装缶の開口部を閉蓋し、正極と電気的に接続されることで外部正極端子となる蓋体とを有している。そして、このリチウムイオン二次電池は、外装缶の開口部に、蓋体がガスケットを介して圧入された後に、外装缶の開口部をかしめることで蓋体が固定されて外装缶の開口部を閉蓋することから、電池素子が外装缶内に密閉封入されたている。このため、リチウムイオン二次電池は、外部負極端子の外装缶と外部正極端子の蓋体とがガスケットにより絶縁された状態になる。
【０００４】
このような構成のリチウムイオン二次電池は、上述した電子機器等の電源として用いる場合、図１６に示す電池パック１００の状態にされる。この電池パック１００は、例えば２本のリチウムイオン二次電池１０１が、電池に対して過充電保護、過放電保護、充放電制御等を行う回路基板１０２に接続された状態で一対の収納ケース１０３等に収納された構成になっている。具体的には、リチウムイオン二次電池１０１を例えばニッケル、鉄、ステンレス等の導電性金属等からなる帯状のリード端子１０４を介して直列状態で回路基板１０２に接続される。このとき、電池パック１００では、例えばリチウムイオン二次電池１０１における外部端子となる外装缶１０５や蓋体１０６等とリード端子１０４との接続を抵抗溶接法等で行っている。
【０００５】
この抵抗溶接法は、図１７に示すように、例えばリード端子１０４を蓋体１０６等に接触させた状態で、リード端子１０４の主面上に配置させた一対の電極棒１０７，１０８の一方から他方に１２００Ａ程度の電流を流した際にリード端子１０４と蓋体１０６との間で生じる電気抵抗による発熱を利用してリード端子１０４と蓋体１０６とを溶接させる方法である。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１５７２２号公報（第３−４頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような方法でリード端子１０４をリチウムイオン二次電池１０１に接続させた場合、図１８に示すように、例えば電極棒１０７から電極棒１０８に流れる電流の一部に図１８中矢印Ｘで示す経路でリード端子１０４中を流れるものが発生してしまう。
【０００８】
このため、リチウムイオン二次電池１０１とリード端子１０４との接続においては、図１８中矢印Ｙで示す経路の電流、すなわち外装缶１０５や蓋体１０６を流れる電流が減って電気抵抗による発熱量が少なくなり、リード端子１０４と外装缶１０５や蓋体１０６との溶接強度が弱くなることがある。特に、外装缶１０５や蓋体１０６より電気抵抗の小さな導電性金属等でリード端子１０４を形成した場合、電極棒１０７から電極棒１０８に流れる電流のうちリード端子１０４中を流れる電流の割合が多くなって、リード端子１０４と外装缶１０５や蓋体１０６との溶接強度が更に弱くなってしまう。
【０００９】
このようなリチウムイオン二次電池１０１では、例えば電池パック１００を電子機器等から外した際に誤って落としたりして衝撃等を受けた場合に、リード端子１０４と外装缶１０５や蓋体１０６との溶接強度が弱いことから、リード端子１０４と外装缶１０５や蓋体１０６との接続が外れて電池パック１００を使用不能にさせてしまうことがある。
【００１０】
このような問題を解決する手段としては、図１９に示すように、例えばリード端子１０４に孔部１０９を設け、この孔部１０９が電極棒１０７，１０８の間に配されるようにして抵抗溶接することで、電極棒１０７から電極棒１０８に流れる電流のうちリード端子１０４中を流れる電流の割合を少なくすること等が提案されている。（例えば、特許文献１を参照。）
しかしながら、このような提案でも、図１９中矢印Ｚで示す経路を流れる電流、すなわちリード端子１０４の孔部１０９の周囲を流れてしまう電流があり、電極棒１０７から電極棒１０８に流れる電流のうちリード端子１０４中を流れる電流の割合を少なくしてリード端子１０４と外装缶１０５や蓋体１０６との溶接強度を大幅に向上させることは困難である。このため、リチウムイオン二次電池１０１では、外装缶１０５や蓋体１０６に、リード端子を適切な溶接強度を以て溶接できていないのが現状である。
【００１１】
そこで、本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、電池素子の外部端子に適切な接続強度を以て接続できる電池用リード端子、この電池用リード端子が接続された電池、並びに電池用リード端子の接続方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成する本発明に係る電池用リード端子は、電池素子の外部端子に接続される電池用リード端子であって、帯状の導電性金属からなる一対のリードと、一対のリードを所定の間隔で並んだ状態に保持する保持部材とを備え、電池素子の外部端子に接触させた状態の一対のリードに、一方のリードから他方のリードに電池素子の外部端子を介して電流を流すことで、電池素子の外部端子に一対のリードが溶接により接続されていることを特徴としている。
【００１３】
この電池用リード端子では、所定の間隔で並んでいると共に電池素子の外部端子に接触させた状態の一対のリードに一方のリードから他方のリードに電流を流すことで、全ての電流が電池素子の外部端子を介して一方のリードから他方のリードに流れることになる。したがって、この電池用リード端子では、一対のリードと電池素子の外部端子との間の電気抵抗が大きくなって電気抵抗による発熱も大きくなることから、一対のリードと電池素子の外部端子とを適切に溶接でき、一対のリードと電池素子の外部端子との接続強度を向上できる。
【００１４】
本発明に係る電池用リード端子は、電池素子の外部端子に接続される電池用リード端子であって、板状の導電性金属からなる複数のリード片と、複数のリード片を所定の間隔で並んだ状態に保持する保持部材とを備え、電池素子の外部端子に接触させた状態の複数のリード片における隣り合う一方のリード片から他方のリード片に電池素子の外部端子を介して電流を流すことで、電池素子の外部端子に隣り合うリード片が溶接により接続されていることを特徴としている。
【００１５】
この電池用リード端子では、所定の間隔で並んでいると共に電池素子の外部端子に接触させた状態の複数のリード片における隣り合う一方のリード片から他方のリード片に電流を流すことで、全ての電流が電池素子の外部端子を介して隣り合う一方のリード片から他方のリード片に流れることになる。したがって、この電池用リード端子では、複数のリード片と電池素子の外部端子との間の電気抵抗が大きくなって電気抵抗による発熱も大きくなることから、複数のリード片と電池素子の外部端子とを適切に溶接でき、複数のリード片と電池素子の外部端子との接続強度を向上できる。
【００１６】
本発明に係る電池は、外部端子を備える電池素子と、外部端子に接続される電池用リード端子とを有する電池であって、電池用リード端子が、帯状の導電性金属からなる一対のリードと、一対のリードを所定の間隔で並んだ状態に保持する保持部材とを有し、電池素子の外部端子に接触させた状態の一対のリードの何れか一方のリードから他方のリードに電池素子の外部端子を介して電流を流すことで、電池用リード端子が電池素子の外部端子と溶接により接続されることを特徴としている。
【００１７】
この電池では、電池用リード端子において、所定の間隔で並んでいると共に電池素子の外部端子に接触させた状態の一対のリードに一方のリードから他方のリードに電流を流すことで、全ての電流が電池素子の外部端子を介して一方のリードから他方のリードに流れることになる。したがって、この電池では、電池用リード端子における一対のリードと電池素子の外部端子との間の電気抵抗が大きくなって電気抵抗による発熱も大きくなることから、一対のリードと電池素子の外部端子とを適切に溶接でき、電池用リード端子と電池素子の外部端子との接続強度を向上できる。
【００１８】
本発明に係る電池は、外部端子を備える電池素子と、外部端子に接続される電池用リード端子とを有する電池であって、電池用リード端子が、板状の導電性金属からなる複数のリード片と、複数のリード片を所定の間隔で並んだ状態に保持する保持部材とを備え、電池の外部端子に接触させた状態の複数のリード片の隣り合う一方のリード片から他方のリード片に電池の外部端子を介して電流を流すことで、電池用リード端子が電池素子の外部端子と溶接により接続されることを特徴としている。
【００１９】
この電池では、電池用リード端子において、所定の間隔で並んでいると共に電池素子の外部端子に接触させた状態の複数のリード片における隣り合う一方のリード片から他方のリード片に電流を流すことで、全ての電流が電池素子の外部端子を介して隣り合う一方のリード片から他方のリード片に流れることになる。したがって、この電池では、複数のリード片と電池素子の外部端子との間の電気抵抗が大きくなって電気抵抗による発熱も大きくなることから、複数のリード片と電池素子の外部端子とを適切に溶接でき、電池用リード端子と電池素子の外部端子との接続強度を向上できる。
【００２０】
本発明に係る電池用リード端子の接続方法は、帯状の導電性金属からなる一対のリードを、保持部材で所定の間隔で並んだ状態に保持させることで電池用リード端子を作製する第１の工程と、電池用リード端子における一対のリードを電池素子の外部端子に接触させた状態で、一方のリードから他方のリードに電池素子の外部端子を介して電流を流すことにより、電池素子の外部端子に電池用リード端子を溶接させる第２の工程とを有することを特徴としている。
【００２１】
この電池用リード端子の接続方法では、所定の間隔で並んでいると共に電池素子の外部端子に接触させた状態の一対のリードに一方のリードから他方のリードに電流を流すことで、全ての電流を電池素子の外部端子を介して一方のリードから他方のリードに流すことができる。したがって、この電池用リード端子の接続方法では、一対のリードと電池素子の外部端子との間の電気抵抗が大きくなって電気抵抗による発熱も大きくなることから、一対のリードと電池素子の外部端子とを適切に溶接でき、電池用リード端子を電池素子の外部端子に高い接続強度で接続できる。
【００２２】
本発明に係る電池用リード端子の接続方法は、板状の導電性金属からなる複数のリード片を、保持部材で所定の間隔で並んだ状態に保持することで電池用リード端子を作製する第１の工程と、電池用リード端子における複数のリード片を電池素子の外部端子に接触させた状態で、隣り合う一方のリード片から他方のリード片に電池素子の外部端子を介して電流を流すことにより、電池素子の外部端子に電池用リード端子を溶接させる第２の工程とを有することを特徴としている。
【００２３】
この電池用リード端子の接続方法では、所定の間隔で並んでいると共に電池素子の外部端子に接触させた状態の複数のリード片における隣り合う一方のリード片から他方のリード片に電流を流すことで、全ての電流を電池素子の外部端子を介して隣り合う一方のリード片から他方のリード片に流すことができる。したがって、この電池用リード端子の接続方法では、複数のリード片と電池素子の外部端子との間の電気抵抗が大きくなって電気抵抗による発熱も大きくなることから、複数のリード片と電池素子の外部端子とを適切に溶接でき、電池用リード端子を電池素子の外部端子に高い接続強度で溶接できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した電池用リード端子及びこのリード端子が接続された電池、並びに電池に対する電池用リード端子の接続方法について、図１に示す電池１を参照にして説明する。この電池１は、発電要素となる略円柱状の電池素子２と、この電池素子２と例えば回路基板等とを接続させるリード端子３とによって構成されている。そして、この電池１は、回路基板等と一緒に収納ケース等に収納され、例えばノート型パーソナルコンピュータ等の電子機器等に設けられた装着部に装着されることで電子機器等に対して所定の電圧の電力を安定して供給することが可能な電池パック等の電力供給源となる。
【００２５】
電池１において、電池素子２は、電気を発電させる発電素子４と、発電素子４内でイオンを移動させる電解液５と、発電素子４及び電解液５を収納する外装缶６と、外装缶６の開口部を閉蓋する蓋体７とを有している。
【００２６】
発電素子４は、正極活物質としてリチウム遷移金属複合酸化物等を用いる帯状の正極８と、負極活物質として炭素質材料等を用いる帯状の負極９とが、正極８と負極９とが接触しないようにこれらを互いに遮蔽する帯状のセパレータ１０を介して積層され、長手方向に捲回された構成になっている。このような発電素子４が発電要素となる電池素子２は、正極８と負極９との間でリチウムイオンを行き来させることで電池反応が行われる、いわゆるリチウムイオン二次電池である。
【００２７】
正極８は、正極活物質と結着剤とを含有する正極合剤塗液を正極集電体１１の主面に塗布、乾燥、加圧することにより、正極集電体１１の主面上に正極合剤層１２が圧縮形成された構造となっている。正極８には、正極端子１３が正極集電体１１の所定の位置に溶接等で電気的に接続されている。この正極端子１３には、例えばアルミニウム等の導電性金属からなる短冊状金属片等を用いる。
【００２８】
正極８において、正極合剤層１２に含有される正極活物質には、リチウムイオンをドープ／脱ドープすることが可能な材料を用いる。具体的には、例えば化学式ＬｉｘＭＯ２（ｘは０．５以上、１．１以下の範囲であり、Ｍは遷移金属のうちの何れか一種又は複数種の化合物である。）等で示されるリチウム複合酸化物、ＴｉＳ２、ＭｏＳ２、ＮｂＳｅ２、Ｖ２Ｏ５等のリチウムを含有しない金属硫化物、金属酸化物、或いは特定のポリマー等を用いる。これらのうち、リチウム複合酸化物としては、例えばＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉｘＮｉｙＣｏ１−ｙＯ２（ｘ、ｙは電池の充放電状態によって異なり、通常０＜ｘ＜１、０．７＜ｙ＜１．０２である。）や、ＬｉＭｎ２Ｏ４等で示されるスピネル型リチウム・マンガン複合酸化物等が挙げられる。そして、正極２では、正極活物質として、上述した金属硫化物、金属酸化物、リチウム複合酸化物等のうちの何れか一種又は複数種を混合して用いることも可能である。
【００２９】
正極８では、正極合剤層１２の結着剤として、非水電解液電池の正極合剤に用いられる例えばポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等といった結着剤を用いることができる他に、正極合剤層１２に導電材として炭素質材料等を添加したり、公知の添加剤等を添加したりすることができる。また、正極８では、正極集電体１１に、例えばアルミニウム等、導電性金属からなる箔状金属や網状金属等を用いる。
【００３０】
負極９は、負極活物質と結着剤とを含有する負極合剤塗液を負極集電体１４の主面に塗布、乾燥、加圧することにより、負極集電体１４の主面上に負極合剤層１５が圧縮形成された構造となっている。負極９には、負極端子１６が負極集電体１４の所定の位置に接続されている。この負極端子１６には、例えば銅、ニッケル等の導電性金属からなる短冊状金属片等を用いる。
【００３１】
負極９において、負極合剤層１５に含有される負極活物質には、リチウム、リチウム合金、又はリチウムイオンをドープ／脱ドープできる炭素質材料等が用いられる。リチウムイオンをドープ／脱ドープできる炭素質材料としては、例えば２０００℃以下の比較的低い温度で焼成して得られる低結晶性炭素材料、結晶化しやすい原材料を３０００℃付近の高温で焼成した人造黒鉛等の高結晶性炭素材料等を用いることが可能である。具体的には、熱分解炭素類、コークス類、黒鉛類、ガラス状炭素繊維、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活性炭等の炭素質材料を用いることが可能である。コークス類としては、例えばピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス等がある。なお、有機高分子化合物焼成体とは、フェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化したものである。これらの炭素質材料は、電池素子２を充放電した際に、負極９側にリチウムが析出することを抑制させることが可能である。
【００３２】
また、上述した炭素質材料の他には、負極活物質として例えばリチウムと化合可能な金属、合金、元素、及びこれらの化合物等が挙げられる。負極活物質としては、例えばリチウムと化合可能な元素をＭとしたときにＭｘＭ’ｙＬｉｚ（Ｍ’はＬｉ元素及びＭ元素以外の金属元素であり、ｘは０より大きな数値であり、ｙ及びｚは０以上の数値である。）の化学式で示される化合物である。この化学式においては、例えば半導体元素であるＢ、Ｓｉ、Ａｓ等も金属元素として挙げられる。具体的には、例えばＭｇ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｙ、Ｂ、Ｓｉ、Ａｓ等の元素及びこれらの元素を含有する化合物、Ｌｉ−Ａｌ、Ｌｉ−Ａｌ−Ｍ（Ｍは２Ａ族、３Ｂ族、４Ｂ族の遷移金属元素のうち何れか一種又は複数種である。）、ＡｌＳｂ、ＣｕＭｇＳｂ等が挙げられる。
【００３３】
特に、リチウムと化合可能な元素には、３Ｂ族典型元素が好ましく、これらの中でもＳｉ、Ｓｎが好ましく、更にはＳｉを用いることが好ましい。具体的には、ＭｘＳｉ、ＭｘＳｎ（ＭはＳｉ、Ｓｎ以外の一種以上の元素であり、ｘは０以上の数値である。）の化学式で示されるＳｉ化合物、Ｓｎ化合物として、例えばＳｉＢ４、ＳｉＢ６、Ｍｇ２Ｓｉ、Ｍｇ２Ｓｎ、Ｎｉ２Ｓｉ、ＴｉＳｉ２、ＭｏＳｉ２、ＮｉＳｉ２、ＣａＳｉ２、ＣｒＳｉ２、Ｃｕ５Ｓｉ、ＦｅＳｉ２、ＭｎＳｉ２、ＮｂＳｉ２、ＴａＳｉ２、ＶＳｉ２、ＷＳｉ２、ＺｎＳｉ２等が挙げられ、これらのうちの何れか一種又は複数種を混合して用いる。
【００３４】
さらに、負極活物質としては、１つ以上の非金属元素を含有する炭素以外の４Ｂ族の元素化合物も利用できる。この化合物には、複数種の４Ｂ族の元素を含有していても良い。具体的には、例えばＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｓｉ２Ｎ２Ｏ、Ｇｅ２Ｎ２Ｏ、ＳｉＯｘ（０＜ｘ≦２）、ＳｎＯｘ（０＜ｘ≦２）、ＬｉＳｉＯ、ＬｉＳｎＯ等が挙げられ、これらのうちの何れか一種又は複数種を混合して用いる。
【００３５】
負極９では、負極合剤層１５の結着剤として、非水電解液電池の負極合剤に用いられる例えばポリフッ化ビニリデンやポリテトラフルオロエチレン等といった結着剤を用いることができる。負極９では、負極集電体１４に、例えば銅等といった導電性金属からなる箔状金属や網状金属等を用いる。
【００３６】
セパレータ１０は、正極８と負極９とを離間させるものであり、この種の非水電解液電池の絶縁性微多孔膜として通常用いられている公知の材料を用いることができる。具体的には、例えばポリプロピレン、ポリエチレン等の高分子フィルムが用いられる。また、リチウムイオン伝導度とエネルギー密度との関係から、セパレータ１０の厚みはできるだけ薄い方が好ましく、その厚みを３０μｍ以下にして用いる。
【００３７】
このような構成の発電素子４は、正極８と負極９とがセパレータ１０を介して積層され、長手方向に捲回された捲回体であり、捲回軸方向の一端面より正極端子１３が突出し、他端面より負極端子１６が突出した構造になっている。
【００３８】
電解液５は、例えば非水溶媒に電解質塩を溶解させた非水電解液である。電解液５において、非水溶媒としては、例えば環状の炭酸エステル化合物、水素をハロゲン基やハロゲン化アクリル基で置換した環状炭酸エステル化合物や鎖状炭酸エステル化合物等を用いる。具体的には、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４メチル１，３ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリル、アニソール、酢酸エステル、酪酸エステル、プロピオン酸エステル等が挙げられ、これらのうちの一種以上を用いる。特に、非水溶媒としては、電圧安定性の点からプロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートを使用することが好ましい。
【００３９】
また、電解質塩としては、例えばＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＢ（Ｃ６Ｈ５）４、ＬｉＣＨ３ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ等が挙げられ、これらのうちの一種以上を用いる。
【００４０】
外装缶６は、例えば鉄、アルミニウム、ステンレス等の導電性金属等からなる有底筒状容器であり、缶底部６ａが円状等の形状を有している。外装缶６には、例えば矩形状、扁平円状等の缶底部６ａを有する有底筒状容器を用いることもできる。
【００４１】
この外装缶６は、両端面に内部短絡を防止するためのインシュレータ１７が配置された発電素子４が挿入され、発電素子４の他端面より突出する負極端子１６が缶底部６ａに溶接等で電気的に接続されることで電池素子２の外部負極端子となる。
【００４２】
この外装缶６には、その開口部付近に内径全周に亘って内側にくびれるビード部６ｂが設けられている。このビード部６ｂは、蓋体７が外装缶６の開口部にガスケット１８を介して圧入されて閉蓋する際に、蓋体７の台座となって蓋体７が外装缶６の開口部に配置される位置を決定すると共に、外装缶６に収納された発電素子４が飛び出すことを防止する。
【００４３】
そして、この外装缶６は、発電素子４が収納され、開口部に蓋体７がガスケット１８を介して圧入された状態で、ビード部６ｂより上方の縁部付近を内側に曲げ加工、いわゆるかしめ加工されたかしめ部６ｃに蓋体７が強固に固定されて発電素子４を密閉封入させる。また、外装缶６は、かしめ加工が施された際に、かしめ部６ｃの縁部全周でガスケット１８がはみ出るようにされており、縁部と蓋体７とが接触しないようにされている。
【００４４】
蓋体７は、電池素子２の電池内圧が所定の圧力以上になると電池素子２に流れる電流を遮断する電流遮断機構部１９と、電池素子２に所定の温度以上又は所定の電流値以上の電流が流れると電気抵抗を上昇させて電池素子２に流れる電流を小さくさせるＰＴＣ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子２０と、電池素子２の外部正極端子となる端子板２１とが順次積層されてガスケット１８に収納された状態で、外装缶６の開口部に圧入される。
【００４５】
電流遮断機構部１９は、電池内圧が所定値以上に上昇した場合に破れて電池内部の気体等を電池外部に逃がす安全弁２２と、正極端子１３が接続される接続板２３と、接続板２３が接続されるディスク２４と、安全弁２２とディスク２４とを絶縁するディスクホルダ２５とによって構成されている。
【００４６】
安全弁２２は、例えばアルミニウム等の導電性金属等からなり、円盤状金属板にプレス加工等を施すことで、外装缶６に収納された発電素子４側に突出する皿部２２ａと、皿部２２ａの略中央から発電素子４側に突出する凸部２２ｂとが形成されている。また、安全弁２２は、皿部２２ａに電池内圧が所定値以上に上昇した際に破れる図示しない肉薄部等が設けられている。
【００４７】
接続板２３は、例えばアルミニウム等の導電性金属等からなり、一主面には安全弁２２の凸部２２ｂが、他主面には発電素子４が突出する正極端子１３が超音波溶接等で溶接されることで接続されている。
【００４８】
ディスク２４は、例えば平面性を保持できるある程度の剛性を有する金属板等からなり、略中央部に安全弁２２の凸部２２ｂが挿入される孔部２４ａが設けられている。
【００４９】
ディスクホルダ２５は、例えば絶縁性樹脂材料等からなり、円環状を呈して内周側に安全弁２２の皿部２２ａと、ディスク２４とが嵌合されることで、これらを保持している。また、ディスクホルダ２５には、嵌合された安全弁２２の皿部２２ａとディスク２４とを接触しないように離間させる離間部２５ａが内周全周に亘って内側に突出するように設けられている。さらに、このディスクホルダ２５には、離間部２５ａの略中央部に安全弁２２の凸部２２ｂが挿入される孔部２５ｂが設けられている。
【００５０】
そして、電流遮断機構部１９は、ディスクホルダ２５の内周側に安全弁２２の皿部２２ａとディスク２４とがディスクホルダ２５の離間部２５ａにより接触しないように嵌合され、安全弁２２の凸部２２ｂがディスクホルダ２５の孔部２５ｂ及びディスク２４の孔部２４ａに挿入されて接続板２３に例えば抵抗溶接法や超音波溶接法等で溶接された構成になっている。すなわち、電流遮断機構部１９は、接続板２３、ディスク２４、ディスクホルダ２５、安全弁２２が順次積層され、安全弁２２の凸部がディスクホルダ２５及びディスク２４を貫通するようにして接続板２３に接続された構成になっている。
【００５１】
このような構成の電流遮断機構部１９では、電池内圧が上昇するに従って、安全弁２２の皿部２２ａが発電素子４側とは反対の外側に膨らむように変形して行く。そして、安全弁２２の皿部２２ａの変形に伴って凸部２２ｂに接続されている接続板２３の外側に移動しようとするのをディスク２４が抑えることから、安全弁２２の凸部２２ｂと接続板２３との接続が途切れることになる。このようにして、電流遮断機構部１９では、電池内圧が上昇した際に、発電素子４と蓋体７との接続を遮断して、これ以上電流が流れて電池内圧が更に上昇することを抑制させる。
【００５２】
ＰＴＣ素子２０は、電池温度が所定値以上に上昇したり、所定値以上の電流が流れたりして温度が上昇すると、その電気抵抗を大きくさせて、電池素子２に流れる電流を小さくさせるようにする。これにより、電池素子２では、ＰＴＣ素子２０が電流値を制御して電池内部の温度上昇を抑制させることが可能になる。
【００５３】
また、ＰＴＣ素子２０は、その電気抵抗が大きくなって電池素子２に流れる電流が小さくなり温度が下がると、その電気抵抗が小さくなって、再び電池素子２に電流が流れるようにさせる。
【００５４】
端子板２１は、例えば鉄、アルミニウム、ステンレス、ニッケル等のうちの何れか一種又は複数種を含む導電性金属等からなり、接続板２３、安全弁２２、ＰＴＣ素子２０を介して発電素子４から突出する正極端子１３と電気的に接続されることから、電池素子２の正極外部端子として機能する。
【００５５】
この端子板２１には、例えば円盤状金属板にプレス加工等を施すことで、外装缶６に収納された発電素子４側とは反対側に突出する端子部２１ａが設けられる。この端子部２１ａは、正極外部端子となる端子板２１の外部に対する正極側の接続部となり、外部からの接続端子が例えば接触や溶接等により接続されることになる。また、この端子板２１には、例えば電池内圧の上昇により安全弁２２が破れて外部に放出された気体等を逃がす図示しないガス抜け孔等が設けられている。
【００５６】
このような構成の電池素子２は、例えば回路基板等と接続させるためのリード端子３が正極外部端子及び負極外部端子等に取り付けられている。具体的に、この電池素子２には、外部端子となる外装缶６の缶底部６ａや蓋体２７の端子部２１ａにリード端子３が例えば抵抗溶接法により溶接されることで取り付けられている。
【００５７】
このリード端子３は、図２に示すように、例えばニッケル、鉄、銅、ステンレス、アルミニウム等のうちの何れか一種又は複数種を含む帯状の導電性金属等からなる一対のリード２６ａ，２６ｂが、所定の間隔に並べた状態で絶縁性樹脂等からなる保持フィルム２７に保持されたものである。
【００５８】
このリード端子３において、保持フィルム２７には、一対のリード２６ａ，２６ｂが臨む窓部２７ａが設けられている。このリード端子３は、例えば保持フィルム２７の主面に粘着層を設け、この粘着層に一対のリード２６ａ，２６ｂを貼り付けたり、保持フィルム２７の主面に熱による融着で一対のリード２６ａ，２６ｂを貼り付けたりすることで形成される。保持フィルム２７には、例えば耐熱性及び絶縁性に優れるポリイミド系樹脂等を用いることが好ましいが、耐熱性及び絶縁性に優れる樹脂材料であれば限定されることなく用いることが可能である。
【００５９】
このリード端子３では、電池素子２の外部端子に接続させる際に、一対のリード２６ａ，２６ｂが保持フィルム２７で一体化されていることから、電池素子２の外部端子に対する位置出しが容易にできて接続時の作業性が良くなる。
【００６０】
また、図１に示すリード端子３では、一対のリード２６ａ，２６ｂの一主面が保持フィルム２７に貼り付けられた構成になっているが、このことに限定されることはなく、図３に示すように、一対のリード２６ａ，２６ｂを挟むように二枚の保持フィルム２７を貼り合わせた構成にすることもできる。この場合、リード端子３は、窓部２７ａが二枚の保持フィルム２７の相対する位置に設けられ、その両主面で一対のリード２６ａ，２６ｂが窓部２７ａから臨むようにさせる。
【００６１】
次に、以上のような構成のリード端子３を電池素子２の外部端子となる外装缶６の缶底部６ａ又は蓋体２７の端子部２１ａに、図４に示す抵抗溶接機４０を用いて溶接により接続する方法について説明する。なお、ここでは、リード端子３を蓋体７の端子部２１ａに接続する場合を例に挙げて説明する。
【００６２】
先ず、リード端子３と蓋体７の端子部２１ａとの接続に用いる抵抗溶接機４０について説明する。この抵抗溶接機４０は、被溶接物に対して電流を流す一対の電極棒４１ａ，４１ｂを備える溶接ヘッド４２と、電極棒４１ａ，４１ｂの何れかに電流を供給する溶接トランス部４３、電極棒４１ａ，４１ｂに流れる電流等を制御する制御部４４、制御部４４に溶接動作を開始のオン信号を送るスイッチ部４５を有している。
【００６３】
溶接ヘッド４２は、コイルバネ等の図示しない付勢部材等を介してエアシリンダ等で上下に駆動されるクランプ部４６と、このクランプ部４６の駆動に連動して動く一対の電極棒保持部４７ａ，４７ｂと、被溶接物となる電池素子２を載置して電池素子２が外部短絡しないように絶縁材料で形成された載置台４８とを備えている。そして、溶接ヘッド４２においては、電極棒４１ａ，４１ｂが、互いに絶縁された状態の一対の電極棒保持部４７ａ，４７ｂにそれぞれ保持されている。また、溶接ヘッド４２は、一対の電極棒４１ａ，４１ｂが被溶接物に所定の圧力値で押圧したときにオン信号を発信する図示しないリミットスイッチも内蔵している。
【００６４】
溶接トランス部４３は、図示しない溶接トランスより導出される一対のウェルドケーブル４９ａ，４９ｂを介して溶接ヘッド４３の一対の電極棒保持部４７ａ，４７ｂにそれぞれ接続されている。
【００６５】
制御部４４は、中央演算処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：以下、ＣＰＵという。）等を備えており、外部より送信されたオン信号や命令信号等の電気信号に従って抵抗溶接機４０全体を制御する。この制御部４４は、装置全体のオン／オフを制御する電源スイッチ４４ａ、溶接動作モードの切り替え等を行うモード切替スイッチ４４ｂ、一対の電極棒４１ａ，４１ｂにかかる電圧や流れる電流等を表示するモニタ部４４ｃ等を備えている。また、制御部４４は、溶接ヘッド４２に接続されて溶接ヘッド４２と電気信号のやり取りを行うためのアクチュエータケーブル５０や、溶接トランス部４３に接続されて溶接トランス部４３と電気信号のやり取りを行うためのパワーケーブル５１や、一対の電極棒保持部４７ａ，４７ｂにそれぞれ接続されて電極棒４１ａ，４１ｂ間の電圧を検出する電圧検出用ケーブル５２等も備えている。
【００６６】
スイッチ部４５は、ケーブルによって制御部４４と接続され、溶接動作を開始させるためのオン信号を制御部４４に送る、いわゆる足踏みスイッチである。
【００６７】
このような構成の抵抗溶接機４０を用いてリード端子３を蓋体７の端子部２１ａに接続する際は、図５に示すように、先ず、溶接ヘッド４２の載置台４８に蓋体７と溶接棒４１ａ，４１ｂが相対するように電池素子２を載置する。
【００６８】
次に、蓋体７の端子部２１ａには、図６に示すように、リード端子３の窓部２７ａが相対するように配置させ、窓部２７ａで露出している一対のリード２６ａ，２６ｂが接触される。
【００６９】
次に、抵抗溶接機４０のスイッチ部４５をオンにしてリード端子３を蓋体７の端子部２１ａに溶接する。
【００７０】
具体的に、スイッチ部４５をオンにすると、制御部４４は、ケーブルを介して制御部４４にオン信号が送られ、このオン信号によりＣＰＵがクランプ部４６を動作させる命令信号を溶接ヘッド４２に送る。送られてクランプ部４６を降下させる。
【００７１】
次に、溶接ヘッド４２は、制御部４４からの命令信号によりクランプ部４６を降下させ、この降下に伴い一対の電極棒４１ａ，４１ｂが一対のリード２６ａ，２６ｂそれぞれを押圧する。
【００７２】
次に、溶接ヘッド４２は、一対の電極棒４１ａ，４１ｂが一対のリード２６ａ，２６ｂそれぞれを押圧する圧力が所定値に達すると、内蔵するリミットスイッチがオンとなってオン信号を発信する。
【００７３】
次に、制御部４４は、溶接ヘッド４２のリミットスイッチが発信したオン信号がアクチュエータケーブル５０を介して伝達され、このオン信号によりＣＰＵが所定値の電流を電極棒４１ａに流すための命令信号をトランス部４３に送る。
【００７４】
次に、制御部４４より送られた命令信号により溶接トランス部４３が発した電流は、ウェルドケーブル４９ａ、電極棒保持部４７ａを介して電極棒４１ａから端子部２１ａへ流れる。
【００７５】
このとき、リード端子３には、図７に示すように、一方の電極棒４１ａから他方の電極棒４１ｂに１２００Ａ程度の電流を流すことで、一方のリード２６ａから他方のリード２６ｂに端子部２１ａを介して図７中矢印Ａで示す経路で電流が流れることになる。これにより、リード端子３は、一対のリード２６ａ，２６ｂと端子部２１ａとの間で生じる電気抵抗による発熱を利用して一対のリード２６ａ，２６ｂが端子部２１ａに溶接され、蓋体７の端子部２１ａに接続される。
【００７６】
このようにして、電池素子２の外部端子にリード端子３が取り付けられた電池１を作製することができる。なお、この電池１には、外装缶６と蓋体７とがリード端子３を介して接触して外部短絡しないように、蓋体７に接続されたリード端子３と外装缶７との間に介在される絶縁ワッシャ２８と絶縁チューブ２９とが取り付けられている。具体的に、絶縁ワッシャ２８は蓋体７の上方に取り付けられ、絶縁チューブ２９は少なくとも外装缶６のかしめ部６ｃと外周面とを覆うようにされている。
【００７７】
以上で説明したような接続方法では、溶接のために用いられる全ての電流を、所定の間隔で並んでいる一対のリード２６ａ，２６ｂの一方から他方に電池素子２の外部端子を介して流すことができる。
【００７８】
したがって、この方法によれば、一対のリード２６ａ，２６ｂと電池素子２の外部端子との間の電気抵抗を大きくでき、電気抵抗による発熱も大きくできることから、一対のリード２６ａ，２６ｂと電池素子の外部端子とが強固に溶接されてリード端子３と電池素子２の外部端子との接続強度を向上できる。
【００７９】
そして、このような接続方法で作製された電池１では、例えば電池パック等に収納された状態で誤って地面等に落とされて衝撃等を受けても、電池素子２の外部端子とリード端子３との接続強度が向上されていることから、衝撃等により電池素子２とリード端子３との接続が外れて電池パック等が使用不能になることを防止できる。
【００８０】
また、この電池１では、例えば外部からの衝撃等を受けて仮にリード端子３における一対のリード２６ａ，２６ｂの何れか一方が電池素子２の外部端子から外れたとしても、一対のリード２６ａ，２６ｂのうちの他方で電池素子２の外部端子との電気的な接続を保持し続けることができる。
【００８１】
次に、第２の実施の形態として電池６０について図面を参照にして説明する。なお、以下の説明では、電池６０が上述した電池１と同様に電池素子２にリード端子３が接続された構成になっていることから、電池素子２及びリード端子３については説明を省略すると共に図面において同じ符号を付するものとする。
【００８２】
以上では、第１の実施の形態として１つの電池素子２にリード端子３が接続された状態を説明しているが、このことに限定されることはなく、図８に示すように、例えばリード端子３で複数の電池素子２を並列に接続させた状態の電池６０でも電池１と同様の作用効果を得ることができる。
【００８３】
この電池６０は、リード端子３における保持フィルム２７に窓部２７ａを接続される電池素子２の数だけ設けることで、窓部２７ａに対応する位置に電池素子２が接続されたものである。そして、この電池６０は、図９に示すように、リード端子３における一対のリード２６ａ，２６ｂの端部が回路基板６１の接続ランド部６１ａに例えばはんだ付け等で接続された状態で電池パック等に収納される。
【００８４】
この電池６０では、上述した電池１と同様に、それぞれの電池素子２の外部端子とリード端子３との接続強度が向上された状態で電池素子２が互いに接続されていることから、例えば電池パック等を誤って落としたりして衝撃等を受けた場合でも電池素子２同士の電気的な接続が途切れてしまうことを防止できる。なお、ここでは、複数の電池素子２を並列に接続させているが、複数の電池素子２を直列に接続させることも可能である。
【００８５】
次に、第３の実施の形態として、図１０及び図１１に示す電池７０及びリード端子７１について図面を参照にして説明する。なお、以下の説明では、リード端子７１が上述したリード端子３と同様に電池素子２に接続されて電池７０を構成することから、電池素子２については説明を省略すると共に図面において同じ符号を付するものとする。
【００８６】
上述した実施の形態においては、一対のリード２６ａ，２６ｂを所定の間隔に並べた状態でシート状の保持フィルム２７に保持させたリード端子３を用いた電池１例に挙げて説明しているが、このことに限定されることはなく、例えば所定の間隔で並んでいる一対のリード７２ａ，７２ｂの一方の端部が導電性金属等からなる保持片７３で接続されたリード端子７１を用いた電池７０にも適用可能である。
【００８７】
このような構成の電池７０は、例えば回路基板等と接続させるためのリード端子７１が電池素子２の正極外部端子及び負極外部端子等に取り付けられたものである。具体的に、電池７０は、電池素子２の外部端子となる外装缶６の缶底部６ａや蓋体２７の端子部２１ａにリード端子７１が例えば抵抗溶接法により溶接されたものである。
【００８８】
リード端子７１において、一対のリード７２ａ，７２ｂは、上述したリード端子３における一対のリード２６ａ，２６ｂと同様のものである。
【００８９】
リード端子７１において、保持片７３は、少なくとも一対のリード７２ａ，７２ｂ、外装缶６及び端子板２１に用いられた導電性金属よりも電気抵抗が大きな金属材料等からなり、一対のリード７２ａ，７２ｂと同じ程度の厚みの板材である。そして、この保持片７２は、電池素子２における外部端子が接続された位置より遠い方の一対のリード７２ａ，７２ｂの隣り合う端部を架け渡すように例えば抵抗溶接法等で溶接により接続させることで一対のリード７２ａ，７２ｂを保持している。
【００９０】
このような構成のリード端子７１は、例えば保持片７３が取り付けられた位置から近い方の一対のリード７２ａ，７２ｂの端部を回路基板等に接続させることで電池素子２と回路基板等とを電気的に接続させるものである。
【００９１】
このリード端子７１では、電池素子２の外部端子に接続させる際に、一対のリード７２ａ，７２ｂが保持片７３で一体化されていることから、電池素子２の外部端子に対する位置出しが容易にできて接続時の作業性が良くなる。なお、図１０では、リード端子７１が電池素子２を並列状態に接続させているが、電池素子２を直列状態に接続させることも可能である。
【００９２】
そして、このリード端子７１は、上述したリード端子３と同様に、抵抗溶接機４０により電池素子２の外部端子に接続される。なお、ここでは、リード端子７１を蓋体７の端子部２１ａに接続する場合を例に挙げて説明する。
【００９３】
リード端子７１を端子部２１ａに接続させる際は、図１２に示すように、一対のリード７２ａ，７２ｂを蓋体７の端子部２１ａに接触させた状態で、抵抗溶接機４０に備わる一対の電極棒４１ａ，４１ｂの先端を、一対のリード７２ａ，７２ｂそれぞれに突き当て、電極棒４１ａから電極棒４１ｂに１２００Ａ程度の電流を流す。
【００９４】
このとき、リード端子７１では、一対のリード７２ａ，７２ｂを、これら及び端子板２１より大きな電気抵抗の保持片７３で所定の間隔を以て保持させていることにより、一対のリード７２ａ，７２ｂを端子部２１ａに溶接させるための電流が保持片７３に流れることを抑制できる。このため、リード端子７１では、一対のリード７２ａ，７２ｂを端子部２１ａに溶接させるための殆ど全ての電流が、一方のリード７２ａから他方のリード７２ｂに端子部２１ａを介して流れることになる。
【００９５】
これにより、リード端子７１は、一対のリード７２ａ，７２ｂと端子部２１ａとの間で生じる電気抵抗による発熱を利用して一対のリード７２ａ，７２ｂが端子部２１ａに溶接され、蓋体７の端子部２１ａに接続される。このようにして、電池素子２の外部端子にリード端子７１が取り付けられた電池７０が作製される。
この電池７０では、リード端子７１を電池素子２の外部端子に接続させる際に、一対のリード７２ａ，７２ｂ及び電池素子２の外部端子より大きな電気抵抗の保持片７３で一対のリード７２ａ，７２ｂを保持させることにより、溶接のために用いられる殆ど全ての電流を一対のリード７２ａ，７２ｂの一方から他方に電池素子２の外部端子を介して流すことができる。
【００９６】
したがって、この電池７０では、一対のリード７２ａ，７２ｂと電池素子２の外部端子との間の電気抵抗を大きくでき、電気抵抗による発熱も大きくできることから、一対のリード７２ａ，７２ｂと電池素子２の外部端子とが強固に溶接されてリード端子７１と電池素子２の外部端子との接続強度を向上できる。
【００９７】
この電池７０では、リード端子７１を電池素子の外部端子に接触させる際に、リード端子３のような窓部２７ａと電池素子２の外部端子とを対応させる位置出しを行う必要が無く、リード端子７１の所定の位置を電池素子２の外部端子に接続できることから製造時の作業性が良くなる。
【００９８】
また、この電池７０では、例えば外部からの衝撃等を受けて仮にリード端子７１における一対のリード７２ａ，７２ｂの何れか一方が電池素子の外部端子から外れたとしても、一対のリード７２ａ，７２ｂのうちの他方で電池素子２との電気的な接続を保持し続けることができる。
【００９９】
なお、電池７０においては、保持片７３が金属材料等で形成されることに限定されることはなく、例えば板状の絶縁性樹脂等で形成させることも可能である。この場合、例えば保持片７３の一主面に接着部材等を設けて一対のリード７２ａ，７２ｂを保持片７３の一主面に接着することで一対のリード７２ａ，７２ｂを保持させる。この電池７０では、リード端子７１を電池素子２の外部端子に接続させる際に、絶縁樹脂等からなる保持片７３で一対のリード７２ａ，７２ｂが保持されていることから、溶接のために用いられる全ての電流を一対のリード７２ａ，７２ｂの一方から他方に電池素子２の外部端子を介して流すことができる。したがって、この電池７０では、一対のリード７２ａ，７２ｂと電池素子２の外部端子との間の電気抵抗が更に大きくなって電気抵抗による発熱も更に大きくできることから、リード端子７１と蓋体７の接続部２１ａとの接続強度を更に向上できる。
【０１００】
次に、第４の実施の形態として、図１３及び図１４に示す電池８０及びリード端子８１について図面を参照にして説明する。なお、以下の説明では、リード端子８１が上述したリード端子３と同様に電池素子２に接続されて電池８０を構成することから、電池素子２については説明を省略すると共に図面において同じ符号を付するものとする。
【０１０１】
上述した実施の形態においては、一対のリードを所定の間隔に並べた状態で保持部材に保持させたリード端子３，７１を用いた電池１，７０を例に挙げて説明しているが、このことに限定されることはなく、例えば所定の間隔で複数並んでいるリード片８２が保持フィルム８３で保持されたリード端子８１を用いた電池８０にも適用可能である。
【０１０２】
このような構成の電池８０は、例えば回路基板等と接続させるためのリード端子８１が電池素子２の正極外部端子及び負極外部端子等に取り付けられたものである。具体的に、電池８０は、電池素子２の外部端子となる外装缶６の缶底部６ａや蓋体２７の端子部２１ａにリード端子８１が例えば抵抗溶接法により溶接されたものである。
【０１０３】
電池８０に用いられるリード端子８１は、例えばニッケル、鉄、銅、ステンレス、アルミニウム等のうちの何れか一種又は複数種を含む板状の導電性金属等からなる複数のリード片８２が、所定の間隔に並べた状態で絶縁性樹脂等からなるシート状の保持フィルム８３に保持されたものである。
【０１０４】
このリード端子８１において、保持フィルム８３には、複数のリード片８２に対応する位置に複数のリード片８２が臨む窓部８３ａがリード片８２の数だけ設けられている。このリード端子８１は、例えば保持フィルム８３の主面に粘着層を設け、この粘着層に複数のリード８２を窓部８３ａに対応する位置に貼り付けたりすることで形成される。保持フィルム８３には、例えば耐熱性及び絶縁性に優れるポリイミド系樹脂等を用いることが好ましいが、耐熱性及び絶縁性に優れる樹脂材料であれば限定されることなく用いることが可能である。
【０１０５】
このリード端子８１は、隣り合うリード片８３が１つの電池素子２の外部端子に接続されることにより、電池素子２の外部端子を介してリード片８２同士が電気的に接続されることになる。そして、このリード端子８１は、隣り合うリード片８２が電池素子２の外部端子を介して接続され、複数のリード片８２のうち端のリード片８２ａを回路基板等に接続させることで電池素子２と回路基板等とを電気的に接続させる、いわゆる導電線である。
【０１０６】
また、このリード端子８１は、複数の電池素子２を接続させる場合、１つのリード片８２に隣り合う電池素子２の外部端子を接続させることで、リード片８２と電池素子２の外部端子とが交互に接続されて電池素子２同士を接続できる。この場合、リード端子８１においては、複数のリード片８２のうち、回路基板等が接続されているのとは反対側の端のリード片８２ｂを、電池素子２の外部端子が複数接続されないことから他のリード片８２より小さくできる。これにより、リード片８２の使用量を減らすことができ、低コスト化を図れる。
【０１０７】
このリード端子８１では、電池素子２の外部端子に接続させる際に、複数のリード片８２が保持フィルム８３で一体化されていることから、電池素子２の外部端子に対する位置出しが容易にできて接続時の作業性が良くなる。
【０１０８】
なお、図１３では、リード端子８１が電池素子２を並列状態に接続させているが、電池素子２を直列状態に接続させることも可能である。また、図１４に示すリード端子８１では、複数のリード片８３の一主面が保持フィルム８３に貼り付けられた構成になっているが、このことに限定されることはなく、複数のリード片８３を挟むように二枚の保持フィルム８３を貼り合わせた構成にすることもできる。この場合、リード端子８１は、窓部８３ａが二枚の保持フィルム８３の相対する位置に設けられ、その両主面で複数のリード片８３がそれぞれの窓部８３ａより臨むようにさせる。
【０１０９】
そして、このリード端子８１は、上述したリード端子３やリード端子７１と同様に、抵抗溶接機４０により電池素子２の外部端子に接続される。なお、ここでは、リード端子８１を蓋体７の端子部２１ａに接続する場合を例に挙げて説明する。
【０１１０】
リード端子８１を端子部２１ａに接続させる際は、図１５に示すように、先ず、リード端子８１の隣り合う窓部８３ａの両方を蓋体７の端子部２１ａに相対するように配置させ、窓部８３ａで露出している隣り合うリード片８２を端子部２１ａにそれぞれ接触させる。そして、隣り合うリード片８２を端子部２１ａに接触させた状態で、抵抗溶接機４０に備わる一対の電極棒４１ａ，４１ｂの先端を、隣り合うリード片８２それぞれに突き当て、電極棒４１ａから電極棒４１ｂに１２００Ａ程度の電流を流す。
【０１１１】
このとき、リード端子８１では、隣り合うリード片８２を絶縁性樹脂等からなる保持フィルム８３が所定の間隔を以て保持していることから、隣り合うリード片８２を端子部２１ａに溶接させるための電流全てが隣り合うリード片８２のうちの電極棒４１ａと接触している方から電極棒４１ｂと接触している方に端子部２１ａを介して流れることになる。
【０１１２】
これにより、リード端子８１は、隣り合うリード片８２と端子部２１ａとの間で生じる電気抵抗による発熱を利用して隣り合うリード片８２が端子部２１ａにそれぞれ溶接され、蓋体７の端子部２１ａに接続される。このようにして、電池素子２の外部端子にリード端子８１が取り付けられた電池８０が作製される。 この電池８０では、リード端子８１を電池素子２の外部端子に接続させる際に、隣り合うリード片８２が絶縁性樹脂からなる保持フィルム８３で保持されており、溶接のために用いられる全ての電流を隣り合うリード片８２の一方から他方に電池素子２の外部端子を介して流すことができる。
【０１１３】
したがって、この電池８０では、隣り合うリード片８２と電池素子２の外部端子との間の電気抵抗を大きくでき、電気抵抗による発熱も大きくできることから、隣り合うリード片８２と電池素子２の外部端子とが強固に溶接されてリード端子８１と電池素子２の外部端子との接続強度を向上できる。
【０１１４】
また、この電池８０では、リード端子８１における複数のリード片８２のうち、回路基板等が接続されているリード片８２ａとは反対側の端のリード片８２ｂが、１つの電池素子２しか接続されずに導電線として機能しないことからリード片８２ｂを除去してもリード端子８１と電池素子２の外部端子との接続強度を向上できる。具体的には、リード片８２ｂを除去し、例えば電池素子２の外部端子に電極棒４１ａを直接突き当てると共にリード片８２に電極棒４１ｂを突き当てた状態で電流を流しても、全ての電流が外部端子を介してリード片８２に流れることからリード端子８１と電池素子２の外部端子との接続強度を向上できる。
【０１１５】
しかしながら、この場合、電池８０では、電池素子２の外部端子における電極棒４１ａが直接突き当てられた位置に、電流を流した際の電気抵抗の熱で溶解されたことによる溶接痕できてしまい、この溶接痕から電池素子２の外部端子が腐食してしまうことがある。
【０１１６】
このため、電池８０では、リード片８２ｂを配置し、リード片８２，８２ｂを介して電極棒４１ａ、４１ｂより電流を流すことで、溶接時に電池素子２の外部端子に形成される溶接痕が大気中にむき出しになることを防ぎ、溶接痕から電池素子２の外部端子が腐食してしまうことを防止している。
【０１１７】
なお、上述した実施の形態においては、電池素子２として円筒形のリチウムイオン二次電池を例に挙げて説明しているが、このことに限定されることはなく、例えば角型、薄型、コイン型、ボタン型等その形状に関係なく、外部端子にリード端子が取り付けられる電池であれば一次電池等にも適用可能である。
【０１１８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、電池素子と電池用リード端子とを接続するための電流全てを一対のリードにおける一方のリードから他方のリードに外部端子を介して流すことにより、一対のリードと外部端子との間の電気抵抗や電気抵抗に伴う発熱が大きくなることから、一対のリードと外部端子とが強固に溶接されて電池用リード端子と電池素子の外部端子との接続強度を向上できる。
【０１１９】
また、本発明によれば、電池素子と電池用リード端子とを接続するための電流全てを複数のリード片における隣り合う一方のリード片から他方のリード片に外部端子を介して流すことにより、複数のリード片と外部端子との間の電気抵抗や電気抵抗に伴う発熱が大きくなることから、複数のリード片と外部端子とが強固に溶接されて電池用リード端子と電池素子の外部端子との接続強度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した電池の内部構造を示す斜視図である。
【図２】同リード端子を示す平面図である。
【図３】同リード端子を示す斜視図である。
【図４】同リード端子を電池素子に溶接するのに用いる抵抗溶接機を示す斜視図である。
【図５】同リード端子を電池素子に接続する方法を説明するための図であり、溶接ヘッドに電池素子を載置した状態を示す斜視図である。
【図６】同リード端子を電池素子に接続する方法を説明するための図であり、電池素子にリード端子を介して溶接棒を突き当てた状態を示す斜視図である。
【図７】同リード端子を電池素子に接続する方法を説明するための図であり、リード端子に溶接のための電流が流れる状態を模式的に示す断面図である。
【図８】同リード端子が複数の電池素子を接続させた状態を示す斜視図である。
【図９】同電池を回路基板にリード端子を介して接続した状態を示す斜視図である。
【図１０】同電池の他の構成例を示す斜視図である。
【図１１】同リード端子の他の構成例を示す斜視図である。
【図１２】同リード端子を電池素子に接続する方法を説明するための図であり、電池素子に他の構成例のリード端子を介して溶接棒を突き当てた状態を示す斜視図である。
【図１３】同電池の他の構成例を示す斜視図である。
【図１４】同リード端子の他の構成例を示す斜視図である。
【図１５】同リード端子を電池素子に接続する方法を説明するための図であり、電池素子に他の構成例のリード端子を介して溶接棒を突き当てた状態を示す斜視図である。
【図１６】従来の電池パックを示す分解斜視図である。
【図１７】従来のリード端子をリチウムイオン二次電池に溶接する状態を示す斜視図である。
【図１８】同リード端子に溶接のための電流が流れる状態を模式的に示す断面図である。
【図１９】同リード端子をリチウムイオン二次電池に溶接する状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１，６０，７０，８０ 電池、２ 電池素子、３，７１，８１ リード端子、４ 発電素子、５ 電解液、６ 外装缶、６ａ 缶底部、７ 蓋体、８ 正極、９ 負極、１０ セパレータ、１８ ガスケット、１９ 電流遮断機構部、２１端子板、２１ａ端子部、２６ａ，２６ｂ，７２ａ，７２ｂ リード、２７，８３ 保持フィルム、２７ａ 窓部、４０ 抵抗溶接機、４１ａ，４１ｂ 電極棒、７３ 保持片、８２，８２ａ，８２ｂ リード片、８３ａ 窓部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a battery lead terminal connected to external terminals of a battery element with sufficient strength, a battery to which the battery lead terminal is connected, and a method for connecting the battery lead terminal.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the development of lightweight, high energy density secondary batteries has been developed as a power source for electronic devices such as notebook personal computers, portable telephones, camera-integrated VTRs (video tape recorders), and PDAs (Personal Digital Assistants). Is underway. As a secondary battery having a high energy density, there is a lithium ion secondary battery having a higher energy density than an aqueous electrolyte battery such as a lead battery, a nickel cadmium battery, a nickel hydride battery, or the like.
[0003]
This lithium ion secondary battery is, for example, a battery element having a positive electrode and a negative electrode, a bottomed cylindrical container for storing the battery element, and an outer can that becomes an external negative electrode terminal by being electrically connected to the negative electrode, It has a lid that closes the opening of the outer can and is electrically connected to the positive electrode to serve as an external positive electrode terminal. Then, in this lithium ion secondary battery, after the lid is pressed into the opening of the outer can through a gasket, the lid is fixed by caulking the opening of the outer can, and the opening of the outer can is opened. , The battery element is hermetically sealed in the outer can. Therefore, in the lithium ion secondary battery, the outer can of the external negative terminal and the lid of the external positive terminal are insulated by the gasket.
[0004]
When the lithium ion secondary battery having such a configuration is used as a power source of the above-described electronic device or the like, the battery pack 100 shown in FIG. The battery pack 100 includes a pair of storage cases 103 in which two lithium ion secondary batteries 101 are connected to a circuit board 102 that performs overcharge protection, overdischarge protection, charge / discharge control, and the like on the batteries. And so on. Specifically, the lithium ion secondary battery 101 is connected in series to the circuit board 102 via a strip-shaped lead terminal 104 made of a conductive metal such as nickel, iron or stainless steel. At this time, in the battery pack 100, for example, the connection between the lead terminal 104 and the outer can 105, the lid 106, etc., which are the external terminals in the lithium ion secondary battery 101, is performed by a resistance welding method or the like.
[0005]
In this resistance welding method, as shown in FIG. 17, for example, one of a pair of electrode rods 107, 108 arranged on the main surface of the lead terminal 104 in a state where the lead terminal 104 is in contact with the lid 106 or the like. On the other hand, a method is used in which the lead terminal 104 and the lid 106 are welded using heat generated by electric resistance generated between the lead terminal 104 and the lid 106 when a current of about 1200 A flows.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-15722 (page 3-4)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
When the lead terminal 104 is connected to the lithium ion secondary battery 101 by such a method, as shown in FIG. 18, for example, a part of the current flowing from the electrode rod 107 to the electrode rod 108 is indicated by an arrow X in FIG. What flows in the lead terminal 104 along the path is generated.
[0008]
Therefore, in the connection between the lithium ion secondary battery 101 and the lead terminal 104, the current in the path indicated by the arrow Y in FIG. 18, that is, the current flowing through the outer can 105 and the lid 106 is reduced, and the amount of heat generated by the electric resistance is reduced. And the welding strength between the lead terminal 104 and the outer can 105 or the lid 106 may be reduced. In particular, when the lead terminal 104 is formed of a conductive metal or the like having a lower electric resistance than the outer can 105 or the lid 106, the ratio of the current flowing through the lead terminal 104 to the current flowing from the electrode rod 107 to the electrode rod 108 is large. As a result, the welding strength between the lead terminal 104 and the outer can 105 or the lid 106 is further reduced.
[0009]
In such a lithium ion secondary battery 101, for example, when the battery pack 100 is accidentally dropped when the battery pack 100 is detached from an electronic device or the like and receives an impact or the like, the lead terminal 104 and the outer can 105 or the lid 106 Since the welding strength of the battery pack 100 is low, the connection between the lead terminal 104 and the outer can 105 or the lid 106 may be disconnected, making the battery pack 100 unusable.
[0010]
As a means for solving such a problem, as shown in FIG. 19, for example, a hole 109 is provided in the lead terminal 104, and the hole 109 is disposed between the electrode rods 107, 108 by resistance welding. It has been proposed that the ratio of the current flowing through the lead terminal 104 to the current flowing from the electrode rod 107 to the electrode rod 108 be reduced. (For example, see Patent Document 1)
However, even in such a proposal, there is a current flowing through a path indicated by an arrow Z in FIG. 19, that is, a current flowing around the hole 109 of the lead terminal 104. It is difficult to reduce the ratio of the current flowing through the lead terminal 104 to greatly improve the welding strength between the lead terminal 104 and the outer can 105 or the lid 106. Therefore, in the lithium ion secondary battery 101, the lead terminal cannot be welded to the outer can 105 or the lid 106 with an appropriate welding strength at present.
[0011]
Therefore, the present invention has been proposed in view of such conventional circumstances, and a battery lead terminal that can be connected to an external terminal of a battery element with appropriate connection strength, and a battery to which the battery lead terminal is connected. And a method for connecting a battery lead terminal.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
A battery lead terminal according to the present invention that achieves the above-described object is a battery lead terminal connected to an external terminal of a battery element, wherein a pair of leads made of a strip-shaped conductive metal and a pair of leads are provided. And a holding member for holding the batteries in a state of being arranged at intervals of one another, and passing a current from one lead to the other lead through the external terminals of the battery element to the pair of leads in contact with the external terminals of the battery element. Thus, a pair of leads are connected to the external terminals of the battery element by welding.
[0013]
In this battery lead terminal, current flows from one lead to the other lead through a pair of leads that are arranged at a predetermined interval and are in contact with the external terminals of the battery element, so that all currents are supplied to the battery element. Flows from one lead to the other lead via the external terminal. Therefore, in this battery lead terminal, the electrical resistance between the pair of leads and the external terminal of the battery element increases, and the heat generated by the electrical resistance also increases. To improve the connection strength between the pair of leads and the external terminals of the battery element.
[0014]
The battery lead terminal according to the present invention is a battery lead terminal connected to an external terminal of a battery element, and includes a plurality of lead pieces made of a plate-shaped conductive metal and a plurality of lead pieces at a predetermined interval. And a holding member for holding the battery in a side-by-side state, wherein a current is passed from one adjacent lead piece to the other lead piece of the plurality of lead pieces in contact with the external terminal of the battery element via the external terminal of the battery element. By flowing, the lead pieces adjacent to the external terminals of the battery element are connected by welding.
[0015]
In this battery lead terminal, current flows from one adjacent lead piece to the other lead piece in a plurality of lead pieces in a state of being arranged at a predetermined interval and being in contact with the external terminal of the battery element. Current flows from one adjacent lead to the other via the external terminal of the battery element. Therefore, in this battery lead terminal, the electrical resistance between the plurality of lead pieces and the external terminal of the battery element increases, and the heat generated by the electrical resistance also increases. Can be appropriately welded, and the connection strength between the plurality of lead pieces and the external terminals of the battery element can be improved.
[0016]
The battery according to the present invention is a battery having a battery element having an external terminal and a battery lead terminal connected to the external terminal, wherein the battery lead terminal has a pair of leads made of a strip-shaped conductive metal. And a holding member for holding the pair of leads in a state of being arranged at a predetermined interval, and connecting the battery element from one of the pair of leads in contact with the external terminal of the battery element to the other lead. By flowing a current through the external terminal, the battery lead terminal is connected to the external terminal of the battery element by welding.
[0017]
In this battery, in the battery lead terminals, all currents are passed by passing current from one lead to the other lead through a pair of leads arranged in a predetermined interval and in contact with the external terminals of the battery element. Flows from one lead to the other via the external terminal of the battery element. Therefore, in this battery, the electrical resistance between the pair of leads in the battery lead terminal and the external terminal of the battery element increases, and the heat generated by the electrical resistance also increases. Can be appropriately welded, and the connection strength between the battery lead terminal and the external terminal of the battery element can be improved.
[0018]
A battery according to the present invention is a battery having a battery element having an external terminal and a battery lead terminal connected to the external terminal, wherein the battery lead terminal is formed of a plurality of leads made of a plate-shaped conductive metal. And a holding member for holding the plurality of lead pieces arranged side by side at a predetermined interval, wherein one of the plurality of lead pieces adjacent to the other of the plurality of lead pieces in contact with the external terminal of the battery is connected to the other lead piece. By passing a current through the external terminal of the battery, the battery lead terminal is connected to the external terminal of the battery element by welding.
[0019]
In this battery, in the battery lead terminals, a current is passed from one adjacent one of the plurality of lead pieces that are arranged at a predetermined interval and are in contact with the external terminal of the battery element to the other lead piece. Thus, all the current flows from one adjacent lead to the other via the external terminal of the battery element. Therefore, in this battery, since the electrical resistance between the plurality of lead pieces and the external terminals of the battery element increases, and the heat generated by the electrical resistance increases, the plurality of lead pieces and the external terminals of the battery element are appropriately connected. It can be welded, and the connection strength between the battery lead terminal and the external terminal of the battery element can be improved.
[0020]
The method for connecting a battery lead terminal according to the present invention is a first method for manufacturing a battery lead terminal by holding a pair of leads made of a strip-shaped conductive metal in a state of being arranged at predetermined intervals by a holding member. In the process, in a state in which the pair of leads in the battery lead terminal are in contact with the external terminal of the battery element, a current is passed from one lead to the other lead via the external terminal of the battery element, so that And a second step of welding the battery lead terminal to the terminal.
[0021]
In this method of connecting the battery lead terminals, all the currents are supplied by passing current from one lead to the other lead through a pair of leads arranged in a predetermined interval and in contact with the external terminals of the battery element. Can flow from one lead to the other via the external terminals of the battery element. Therefore, in this method of connecting the battery lead terminals, the electrical resistance between the pair of leads and the external terminal of the battery element increases, and the heat generated by the electrical resistance also increases. Can be appropriately welded, and the battery lead terminal can be connected to the external terminal of the battery element with high connection strength.
[0022]
The method for connecting a battery lead terminal according to the present invention is a method for producing a battery lead terminal by holding a plurality of lead pieces made of a plate-shaped conductive metal in a state of being arranged at predetermined intervals by a holding member. In step 1, in a state where the plurality of lead pieces of the battery lead terminal are in contact with the external terminal of the battery element, current flows from one adjacent lead piece to the other lead piece via the external terminal of the battery element. A second step of welding the battery lead terminal to the external terminal of the battery element.
[0023]
In this method of connecting the battery lead terminals, a current flows from one adjacent one of the plurality of lead pieces that are arranged at a predetermined interval and that are in contact with the external terminals of the battery element. Thus, all of the current can flow from one adjacent lead to the other via the external terminal of the battery element. Therefore, in this method of connecting the battery lead terminals, the electrical resistance between the plurality of lead pieces and the external terminals of the battery element increases, and the heat generated by the electrical resistance also increases. The external terminal can be appropriately welded, and the battery lead terminal can be welded to the external terminal of the battery element with high connection strength.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a battery lead terminal to which the present invention is applied, a battery to which the lead terminal is connected, and a method of connecting the battery lead terminal to the battery will be described with reference to a battery 1 shown in FIG. The battery 1 includes a substantially cylindrical battery element 2 serving as a power generating element, and lead terminals 3 for connecting the battery element 2 to, for example, a circuit board or the like. The battery 1 is stored in a storage case or the like together with a circuit board or the like, and is mounted on a mounting portion provided in an electronic device or the like such as a notebook personal computer, for example, so that the battery 1 has a predetermined shape with respect to the electronic device and the like. It is a power supply source such as a battery pack that can supply voltage power stably.
[0025]
In the battery 1, the battery element 2 includes a power generating element 4 for generating electricity, an electrolyte 5 for moving ions in the power generating element 4, an outer can 6 containing the power generating element 4 and the electrolyte 5, and an outer can 6. And a lid 7 that closes the opening of the main body.
[0026]
In the power generating element 4, the strip-shaped positive electrode 8 using a lithium transition metal composite oxide or the like as a positive electrode active material and the strip-shaped negative electrode 9 using a carbonaceous material or the like as a negative electrode active material do not contact the positive electrode 8 and the negative electrode 9. As described above, the components are stacked with the band-shaped separator 10 shielding them from each other, and are wound in the longitudinal direction. The battery element 2 in which the power generation element 4 serves as a power generation element is a so-called lithium ion secondary battery in which a battery reaction is performed by moving lithium ions between the positive electrode 8 and the negative electrode 9.
[0027]
The positive electrode 8 is formed by applying a positive electrode mixture coating liquid containing a positive electrode active material and a binder on the main surface of the positive electrode current collector 11, drying, and pressurizing to apply the positive electrode mixture onto the main surface of the positive electrode current collector 11. The mixture layer 12 has a structure formed by compression. A positive electrode terminal 13 is electrically connected to a predetermined position of the positive electrode current collector 11 by welding or the like to the positive electrode 8. For the positive electrode terminal 13, for example, a strip-shaped metal piece made of a conductive metal such as aluminum is used.
[0028]
In the positive electrode 8, a material capable of doping / dedoping lithium ions is used as a positive electrode active material contained in the positive electrode mixture layer 12. Specifically, for example, the chemical formula Li x MO 2 (X is in a range of 0.5 or more and 1.1 or less, and M is any one or a plurality of compounds of transition metals.) 2 , MoS 2 , NbSe 2 , V 2 O 5 For example, a metal sulfide, metal oxide, or a specific polymer that does not contain lithium is used. Among these, as the lithium composite oxide, for example, LiCoO 2 , LiNiO 2 , Li x Ni y Co 1-y O 2 (X and y vary depending on the charge / discharge state of the battery, and usually satisfy 0 <x <1, 0.7 <y <1.02), and LiMn. 2 O 4 And the like, and the like. In the positive electrode 2, any one of the above-described metal sulfides, metal oxides, lithium composite oxides, and the like can be used as a positive electrode active material, or a mixture thereof can be used.
[0029]
In the positive electrode 8, as the binder of the positive electrode mixture layer 12, for example, a binder such as polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, and polytetrafluoroethylene used in the positive electrode mixture of the nonaqueous electrolyte battery can be used. In addition, a carbonaceous material or the like can be added to the positive electrode mixture layer 12 as a conductive material, or a known additive or the like can be added. In the positive electrode 8, the positive electrode current collector 11 uses, for example, a foil-like metal or a net-like metal made of a conductive metal such as aluminum.
[0030]
The negative electrode 9 is formed by applying a negative electrode mixture coating solution containing a negative electrode active material and a binder on the main surface of the negative electrode current collector 14, drying, and pressing the negative electrode mixture coating liquid on the main surface of the negative electrode current collector 14. The mixture layer 15 has a structure formed by compression. A negative electrode terminal 16 is connected to the negative electrode 9 at a predetermined position on the negative electrode current collector 14. For the negative electrode terminal 16, for example, a strip-shaped metal piece made of a conductive metal such as copper or nickel is used.
[0031]
In the negative electrode 9, as the negative electrode active material contained in the negative electrode mixture layer 15, lithium, a lithium alloy, or a carbonaceous material capable of doping / dedoping lithium ions is used. Examples of the carbonaceous material that can be doped / dedoped with lithium ions include a low-crystalline carbon material obtained by firing at a relatively low temperature of 2000 ° C. or less, and artificial graphite obtained by firing a raw material that easily crystallizes at a high temperature of about 3000 ° C. It is possible to use a highly crystalline carbon material or the like. Specifically, carbonaceous materials such as pyrolytic carbons, cokes, graphites, glassy carbon fibers, organic polymer compound fired bodies, carbon fibers, and activated carbon can be used. Examples of cokes include pitch coke, needle coke, petroleum coke, and the like. The fired organic polymer compound is obtained by firing a phenol resin, a furan resin, or the like at an appropriate temperature and carbonizing the resin. These carbonaceous materials can suppress the deposition of lithium on the negative electrode 9 side when the battery element 2 is charged and discharged.
[0032]
In addition to the above-described carbonaceous materials, examples of the negative electrode active material include metals, alloys, elements, and compounds thereof that can be combined with lithium. As the negative electrode active material, for example, when an element that can be combined with lithium is M, x M ' y Li z (M ′ is a metal element other than the Li element and the M element, x is a numerical value larger than 0, and y and z are numerical values of 0 or more.) In this chemical formula, for example, B, Si, As and the like, which are semiconductor elements, are also listed as metal elements. Specifically, for example, elements such as Mg, B, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Cd, Ag, Zn, Hf, Zr, Y, B, Si, As and the like , Li-Al, Li-Al-M (M is one or more of transition metals of group 2A, 3B and 4B), AlSb, CuMgSb and the like. Can be
[0033]
In particular, the element which can be combined with lithium is preferably a group 3B typical element, and among these, Si and Sn are preferable, and Si is more preferably used. Specifically, M x Si, M x As a Si compound represented by a chemical formula of Sn (M is one or more elements other than Si and Sn, and x is a numerical value of 0 or more), for example, SiB 4 , SiB 6 , Mg 2 Si, Mg 2 Sn, Ni 2 Si, TiSi 2 , MoSi 2 , NiSi 2 , CaSi 2 , CrSi 2 , Cu 5 Si, FeSi 2 , MnSi 2 , NbSi 2 , TaSi 2 , VSi 2 , WSi 2 , ZnSi 2 And any one of them or a mixture of a plurality of them.
[0034]
Further, as the negative electrode active material, a 4B group element compound other than carbon containing one or more nonmetallic elements can be used. This compound may contain a plurality of group 4B elements. Specifically, for example, SiC, Si 3 N 4 , Si 2 N 2 O, Ge 2 N 2 O, SiO x (0 <x ≦ 2), SnO x (0 <x ≦ 2), LiSiO, LiSnO, and the like. Any one of these or a mixture of a plurality of them is used.
[0035]
In the negative electrode 9, as the binder of the negative electrode mixture layer 15, for example, a binder such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene used for the negative electrode mixture of the nonaqueous electrolyte battery can be used. In the negative electrode 9, for the negative electrode current collector 14, a foil-like metal or a net-like metal made of a conductive metal such as copper is used.
[0036]
The separator 10 separates the positive electrode 8 and the negative electrode 9 from each other, and a known material that is generally used as an insulating microporous film of this type of nonaqueous electrolyte battery can be used. Specifically, for example, a polymer film such as polypropylene or polyethylene is used. Further, from the relationship between the lithium ion conductivity and the energy density, it is preferable that the thickness of the separator 10 be as small as possible, and the thickness of the separator 10 is set to 30 μm or less.
[0037]
The power generating element 4 having such a configuration is a wound body in which the positive electrode 8 and the negative electrode 9 are stacked with the separator 10 interposed therebetween and wound in the longitudinal direction. The negative electrode terminal 16 protrudes from the other end surface.
[0038]
The electrolyte 5 is, for example, a non-aqueous electrolyte obtained by dissolving an electrolyte salt in a non-aqueous solvent. In the electrolytic solution 5, as the non-aqueous solvent, for example, a cyclic carbonate compound, a cyclic carbonate compound in which hydrogen is substituted with a halogen group or a halogenated acryl group, a chain carbonate compound, or the like is used. Specifically, propylene carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolan, Examples thereof include methyl 1,3 dioxolan, diethyl ether, sulfolane, methyl sulfolane, acetonitrile, propionitrile, anisole, acetate, butyrate, and propionate, and one or more of these are used. In particular, propylene carbonate, dimethyl carbonate, and diethyl carbonate are preferably used as the non-aqueous solvent from the viewpoint of voltage stability.
[0039]
As the electrolyte salt, for example, LiPF 6 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiB (C 6 H 5 ) 4 , LiCH 3 SO 3 , LiCF 3 SO 3 , LiCl, LiBr and the like, and one or more of these are used.
[0040]
The outer can 6 is a bottomed cylindrical container made of, for example, a conductive metal such as iron, aluminum, or stainless steel, and the can bottom 6a has a circular shape or the like. As the outer can 6, for example, a bottomed cylindrical container having a can bottom 6a in a rectangular shape, a flat circular shape, or the like can be used.
[0041]
In the outer can 6, the power generating element 4 having insulators 17 for preventing internal short circuit is inserted at both end faces, and a negative electrode terminal 16 protruding from the other end face of the power generating element 4 is electrically connected to the can bottom 6a by welding or the like. The external connection results in an external negative terminal of the battery element 2.
[0042]
The outer can 6 is provided with a bead portion 6b which is constricted inward over the entire inner diameter near the opening. When the lid 7 is pressed into the opening of the outer can 6 through the gasket 18 to close the lid, the bead 6b serves as a pedestal of the lid 7 so that the lid 7 is positioned at the opening of the outer can 6. The position to be arranged is determined, and the power generation element 4 stored in the outer can 6 is prevented from jumping out.
[0043]
The power generation element 4 is housed in the outer can 6, and in the state where the lid 7 is pressed into the opening via the gasket 18, the vicinity of the edge above the bead portion 6b is bent inward, so-called caulking. The lid 7 is firmly fixed to the processed caulking portion 6c, and the power generation element 4 is hermetically sealed. In addition, when the outer can 6 is caulked, the gasket 18 protrudes over the entire periphery of the caulked portion 6c, so that the edge and the lid 7 do not come into contact with each other. .
[0044]
The cover 7 includes a current cutoff mechanism 19 that cuts off a current flowing through the battery element 2 when the battery internal pressure of the battery element 2 becomes equal to or higher than a predetermined pressure, and a current that is equal to or higher than a predetermined temperature or equal to or higher than a predetermined current value. When the current flows, a positive temperature coefficient (PTC) element 20 for increasing the electric resistance to reduce the current flowing to the battery element 2 and a terminal plate 21 serving as an external positive terminal of the battery element 2 are sequentially laminated and housed in the gasket 18. In this state, it is pressed into the opening of the outer can 6.
[0045]
The current cutoff mechanism 19 includes a safety valve 22 that breaks when the battery internal pressure rises to a predetermined value or more and allows gas or the like inside the battery to escape to the outside of the battery, a connection plate 23 to which the positive electrode terminal 13 is connected, and a connection plate 23. It comprises a disk 24 to be connected and a disk holder 25 for insulating the safety valve 22 and the disk 24.
[0046]
The safety valve 22 is made of, for example, a conductive metal such as aluminum, and is formed by pressing a disc-shaped metal plate so as to protrude toward the power generating element 4 housed in the outer can 6, and a dish portion 22a. And a convex portion 22b projecting from the approximate center of the power generation element 4 side. Further, the safety valve 22 is provided with a thin portion (not shown) which is broken when the battery internal pressure rises to a predetermined value or more in the dish portion 22a.
[0047]
The connection plate 23 is made of, for example, a conductive metal such as aluminum. The projection 22 b of the safety valve 22 is welded to one main surface, and the positive electrode terminal 13 from which the power generation element 4 projects is welded to the other main surface by ultrasonic welding or the like. Being connected by being.
[0048]
The disk 24 is made of, for example, a metal plate or the like having a certain degree of rigidity that can maintain flatness, and has a hole 24a at a substantially central portion into which the convex portion 22b of the safety valve 22 is inserted.
[0049]
The disk holder 25 is made of, for example, an insulating resin material, and has an annular shape, and holds the disk portion 22a of the safety valve 22 and the disk 24 on its inner peripheral side by fitting. Further, the disk holder 25 is provided with a separation portion 25a for separating the disk portion 22a of the fitted safety valve 22 from the disk 24 so as not to contact the disk portion 25 so as to protrude inward over the entire inner circumference. Further, the disk holder 25 is provided with a hole 25b into which the convex portion 22b of the safety valve 22 is inserted at a substantially central portion of the separation portion 25a.
[0050]
The current cutoff mechanism 19 is fitted to the inner peripheral side of the disk holder 25 so that the disk portion 22a of the safety valve 22 and the disk 24 do not come into contact with each other by the separation portion 25a of the disk holder 25. Are inserted into the hole 25b of the disk holder 25 and the hole 24a of the disk 24 and are welded to the connection plate 23 by, for example, a resistance welding method or an ultrasonic welding method. That is, the current cutoff mechanism 19 is connected to the connection plate 23 such that the connection plate 23, the disk 24, the disk holder 25, and the safety valve 22 are sequentially laminated, and the convex portion of the safety valve 22 penetrates the disk holder 25 and the disk 24. It has been configured.
[0051]
In the current interrupting mechanism 19 having such a configuration, as the internal pressure of the battery increases, the plate portion 22a of the safety valve 22 deforms so as to expand outwardly on the side opposite to the power generating element 4 side. Then, the disc 24 suppresses an attempt to move to the outside of the connecting plate 23 connected to the convex portion 22b due to the deformation of the plate portion 22a of the safety valve 22, so that the convex portion 22b of the safety valve 22 and the connecting plate 23 The connection with will be interrupted. In this manner, when the battery internal pressure rises, the current interrupting mechanism 19 cuts off the connection between the power generation element 4 and the lid 7 and suppresses the further flow of current to further increase the battery internal pressure. Let it.
[0052]
The PTC element 20 is configured to increase the electric resistance and decrease the current flowing through the battery element 2 when the battery temperature rises to a predetermined value or more or a current that exceeds the predetermined value flows and the temperature rises. I do. Thereby, in the battery element 2, it becomes possible for the PTC element 20 to control the current value to suppress the temperature rise inside the battery.
[0053]
Further, when the electric resistance of the PTC element 20 increases and the current flowing through the battery element 2 decreases and the temperature decreases, the electric resistance decreases and the current flows through the battery element 2 again.
[0054]
The terminal plate 21 is made of, for example, a conductive metal including one or more of iron, aluminum, stainless steel, nickel, and the like, and protrudes from the power generation element 4 via the connection plate 23, the safety valve 22, and the PTC element 20. It functions as a positive electrode external terminal of the battery element 2 because it is electrically connected to the positive electrode terminal 13.
[0055]
The terminal plate 21 is provided with a terminal portion 21 a projecting to the side opposite to the power generating element 4 housed in the outer can 6 by, for example, pressing a disc-shaped metal plate. The terminal portion 21a is a connection portion on the positive electrode side with respect to the outside of the terminal plate 21 serving as a positive electrode external terminal, and a connection terminal from the outside is connected by, for example, contact or welding. Further, the terminal plate 21 is provided with a gas vent hole or the like (not shown) through which the safety valve 22 is ruptured due to, for example, an increase in battery internal pressure and gas or the like discharged outside is released.
[0056]
In the battery element 2 having such a configuration, for example, lead terminals 3 for connecting to a circuit board or the like are attached to a positive external terminal, a negative external terminal, or the like. Specifically, the lead terminals 3 are attached to the battery element 2 by welding, for example, by resistance welding to the can bottom portion 6a of the outer can 6 and the terminal portion 21a of the lid 27, which are external terminals.
[0057]
As shown in FIG. 2, the lead terminal 3 includes a pair of leads 26a and 26b made of a strip-shaped conductive metal or the like containing any one or more of nickel, iron, copper, stainless steel, aluminum, and the like. Are held at a predetermined interval by a holding film 27 made of an insulating resin or the like.
[0058]
In the lead terminal 3, the holding film 27 is provided with a window 27 a facing a pair of leads 26 a and 26 b. The lead terminals 3 are provided with an adhesive layer on the main surface of the holding film 27, for example, and a pair of leads 26a and 26b are attached to the adhesive layer, or the pair of leads 26a are fused to the main surface of the holding film 27 by heat. , 26b. For the holding film 27, for example, it is preferable to use a polyimide resin or the like having excellent heat resistance and insulation properties. However, any resin material having excellent heat resistance and insulation properties can be used without limitation.
[0059]
In this lead terminal 3, when connecting to the external terminal of the battery element 2, since the pair of leads 26a and 26b are integrated with the holding film 27, the position of the battery element 2 with respect to the external terminal can be easily determined. Workability at the time of connection is improved.
[0060]
Further, in the lead terminal 3 shown in FIG. 1, one main surface of the pair of leads 26a and 26b is configured to be attached to the holding film 27. However, the present invention is not limited to this. As shown, a configuration in which two holding films 27 are attached to each other so as to sandwich the pair of leads 26a and 26b may be employed. In this case, the lead terminal 3 is provided with a window 27a at a position facing the two holding films 27, and a pair of leads 26a, 26b on both main surfaces thereof so as to face from the window 27a.
[0061]
Next, the lead terminal 3 configured as described above is welded to the can bottom portion 6a of the outer can 6 or the terminal portion 21a of the lid 27 serving as an external terminal of the battery element 2 using a resistance welding machine 40 shown in FIG. A connection method will be described below. Here, the case where the lead terminal 3 is connected to the terminal portion 21a of the lid 7 will be described as an example.
[0062]
First, the resistance welding machine 40 used for connecting the lead terminal 3 and the terminal 21a of the lid 7 will be described. The resistance welding machine 40 includes a welding head 42 having a pair of electrode rods 41a and 41b for supplying a current to a workpiece, a welding transformer 43 for supplying a current to one of the electrode rods 41a and 41b, and an electrode rod. The control unit 44 includes a control unit 44 that controls the current flowing through the 41a and 41b, and a switch unit 45 that sends an ON signal to the control unit 44 to start the welding operation.
[0063]
The welding head 42 includes a clamp 46 that is driven up and down by an air cylinder or the like via a biasing member (not shown) such as a coil spring, and a pair of electrode rod holding portions 47a that move in conjunction with the driving of the clamp 46. 47b, and a mounting table 48 made of an insulating material so that the battery element 2 to be welded is mounted thereon and the battery element 2 is not short-circuited externally. In the welding head 42, the electrode rods 41a and 41b are held by a pair of electrode rod holding portions 47a and 47b, respectively, which are insulated from each other. The welding head 42 also has a built-in limit switch (not shown) that transmits an ON signal when the pair of electrode rods 41a and 41b presses the workpiece with a predetermined pressure value.
[0064]
The welding transformer 43 is connected to a pair of electrode rod holders 47a, 47b of the welding head 43 via a pair of weld cables 49a, 49b led out of a welding transformer (not shown).
[0065]
The control unit 44 includes a central processing unit (hereinafter referred to as a CPU) and the like, and controls the entire resistance welding machine 40 according to an electric signal such as an ON signal and a command signal transmitted from the outside. The control unit 44 includes a power switch 44a for controlling on / off of the entire apparatus, a mode changeover switch 44b for switching a welding operation mode and the like, and a monitor for displaying a voltage applied to the pair of electrode rods 41a, 41b, a current flowing therethrough, and the like. A portion 44c is provided. The control unit 44 is connected to the welding head 42 to exchange electric signals with the welding head 42, and is connected to the welding transformer unit 43 to exchange electric signals with the welding transformer unit 43. And a voltage detection cable 52 connected to the pair of electrode rod holding portions 47a and 47b to detect a voltage between the electrode rods 41a and 41b, respectively.
[0066]
The switch unit 45 is a so-called foot switch, which is connected to the control unit 44 by a cable and sends an ON signal for starting a welding operation to the control unit 44.
[0067]
When the lead terminal 3 is connected to the terminal portion 21a of the lid 7 using the resistance welding machine 40 having such a configuration, first, as shown in FIG. The battery element 2 is placed so that the welding rods 41a and 41b face each other.
[0068]
Next, as shown in FIG. 6, a window 27a of the lead terminal 3 is arranged on the terminal 21a of the lid 7 so as to face the pair of leads 26a, 26b exposed at the window 27a. Contacted.
[0069]
Next, the switch 45 of the resistance welding machine 40 is turned on, and the lead terminal 3 is welded to the terminal 21 a of the lid 7.
[0070]
Specifically, when the switch unit 45 is turned on, the control unit 44 sends an ON signal to the control unit 44 via a cable, and the CPU sends an instruction signal for operating the clamp unit 46 to the welding head 42 based on the ON signal. send. It is sent to lower the clamp portion 46.
[0071]
Next, the welding head 42 lowers the clamp 46 in response to a command signal from the controller 44, and the pair of electrode rods 41a, 41b presses the pair of leads 26a, 26b with this lowering.
[0072]
Next, when the pressure at which the pair of electrode rods 41a, 41b presses each of the pair of leads 26a, 26b reaches a predetermined value, the welding head 42 turns on a built-in limit switch and transmits an ON signal.
[0073]
Next, the control unit 44 transmits the ON signal transmitted from the limit switch of the welding head 42 via the actuator cable 50, and the CPU issues a command signal for causing the CPU to flow a predetermined current to the electrode rod 41a according to the ON signal. It is sent to the transformer unit 43.
[0074]
Next, the current generated by the welding transformer unit 43 according to the command signal sent from the control unit 44 flows from the electrode rod 41a to the terminal unit 21a via the weld cable 49a and the electrode rod holding unit 47a.
[0075]
At this time, as shown in FIG. 7, a current of about 1200 A flows from one electrode rod 41a to the other electrode rod 41b, so that the terminal portion 21a flows from one lead 26a to the other lead 26b. Through the path indicated by arrow A in FIG. As a result, the lead terminals 3 are welded to the terminal portion 21a by utilizing heat generated by electric resistance generated between the pair of leads 26a, 26b and the terminal portion 21a, and the terminals of the lid 7 are connected. It is connected to the unit 21a.
[0076]
Thus, the battery 1 in which the lead terminals 3 are attached to the external terminals of the battery element 2 can be manufactured. In this battery 1, between the lead terminal 3 connected to the lid 7 and the outer can 7, the outer can 6 and the lid 7 are in contact with each other via the lead terminal 3 so that an external short circuit does not occur. The interposed insulating washer 28 and insulating tube 29 are attached. Specifically, the insulating washer 28 is attached above the lid 7, and the insulating tube 29 covers at least the caulked portion 6 c of the outer can 6 and the outer peripheral surface.
[0077]
In the connection method as described above, all the current used for welding flows from one of the pair of leads 26a and 26b arranged at a predetermined interval to the other via the external terminal of the battery element 2. Can be.
[0078]
Therefore, according to this method, the electrical resistance between the pair of leads 26a, 26b and the external terminal of the battery element 2 can be increased, and the heat generated by the electrical resistance can be increased. The external terminals are firmly welded, so that the connection strength between the lead terminals 3 and the external terminals of the battery element 2 can be improved.
[0079]
In the battery 1 manufactured by such a connection method, even if the battery 1 is accidentally dropped on the ground or the like while being housed in a battery pack or the like and receives an impact or the like, the external terminals of the battery element 2 and the lead terminals 3 Since the connection strength between the battery element 2 and the lead terminals 3 is improved, it is possible to prevent the battery element 2 from being disconnected from the lead terminals 3 due to an impact or the like, thereby preventing the battery pack or the like from being used.
[0080]
Further, in the battery 1, even if one of the pair of leads 26 a, 26 b of the lead terminal 3 comes off the external terminal of the battery element 2 due to, for example, an external impact, the pair of leads 26 a, 26 b The other can maintain the electrical connection with the external terminal of the battery element 2.
[0081]
Next, a battery 60 according to a second embodiment will be described with reference to the drawings. In the following description, since the battery 60 has a configuration in which the lead terminal 3 is connected to the battery element 2 in the same manner as the battery 1 described above, the description of the battery element 2 and the lead terminal 3 is omitted, and The same reference numerals are given in the drawings.
[0082]
In the above, the state in which the lead terminal 3 is connected to one battery element 2 has been described as the first embodiment. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. A battery 60 in which a plurality of battery elements 2 are connected in parallel at the terminals 3 can achieve the same operation and effect as the battery 1.
[0083]
In this battery 60, the battery elements 2 are connected to positions corresponding to the window portions 27a by providing the holding films 27 of the lead terminals 3 with the number of the battery elements 2 connected to the window portions 27a. Then, as shown in FIG. 9, the battery 60 has a pair of leads 26a, 26b of the lead terminals 3 connected to the connection lands 61a of the circuit board 61 by, for example, soldering or the like. Is stored in.
[0084]
In the battery 60, similar to the battery 1 described above, the battery elements 2 are connected to each other in a state where the connection strength between the external terminal and the lead terminal 3 of each battery element 2 is improved. Even when the battery element 2 is accidentally dropped or receives an impact or the like, it is possible to prevent the electrical connection between the battery elements 2 from being interrupted. Here, a plurality of battery elements 2 are connected in parallel, but a plurality of battery elements 2 may be connected in series.
[0085]
Next, as a third embodiment, a battery 70 and a lead terminal 71 shown in FIGS. 10 and 11 will be described with reference to the drawings. In the following description, since the lead terminal 71 is connected to the battery element 2 in the same manner as the above-described lead terminal 3 to form the battery 70, the description of the battery element 2 is omitted and the same reference numeral is given in the drawings. It shall be.
[0086]
In the above-described embodiment, an example of a battery using the lead terminal 3 in which the pair of leads 26a and 26b are arranged at a predetermined interval and held by the sheet-like holding film 27 is described. However, the present invention is not limited to this. For example, one end of a pair of leads 72a, 72b arranged at a predetermined interval is used as a lead terminal 71 connected by a holding piece 73 made of a conductive metal or the like. The present invention is also applicable to the battery 70.
[0087]
In the battery 70 having such a configuration, for example, lead terminals 71 for connecting to a circuit board or the like are attached to the positive external terminal, the negative external terminal, or the like of the battery element 2. Specifically, the battery 70 has a lead terminal 71 welded to the can bottom portion 6a of the outer can 6 or the terminal portion 21a of the lid 27 serving as an external terminal of the battery element 2 by, for example, a resistance welding method.
[0088]
In the lead terminal 71, the pair of leads 72a and 72b are the same as the pair of leads 26a and 26b in the lead terminal 3 described above.
[0089]
In the lead terminal 71, the holding piece 73 is made of a metal material or the like having an electrical resistance higher than the conductive metal used for at least the pair of leads 72a and 72b, the outer can 6, and the terminal plate 21, and the pair of leads 72a and 72b. It is a plate material of the same thickness as. The holding piece 72 is connected by welding, for example, by a resistance welding method or the like so as to bridge the adjacent ends of the pair of leads 72a and 72b farther from the position where the external terminals of the battery element 2 are connected. Hold the pair of leads 72a, 72b.
[0090]
The lead terminal 71 having such a configuration allows the battery element 2 and the circuit board or the like to be connected to each other by connecting the ends of a pair of leads 72a and 72b closer to the position where the holding piece 73 is attached to the circuit board or the like. It is intended to be electrically connected.
[0091]
In this lead terminal 71, when connecting to the external terminal of the battery element 2, since the pair of leads 72a and 72b are integrated by the holding piece 73, the position of the battery element 2 with respect to the external terminal can be easily determined. Workability at the time of connection is improved. In FIG. 10, the lead terminals 71 connect the battery elements 2 in a parallel state, but the battery elements 2 may be connected in a series state.
[0092]
The lead terminal 71 is connected to the external terminal of the battery element 2 by the resistance welding machine 40, similarly to the above-described lead terminal 3. Here, the case where the lead terminal 71 is connected to the terminal portion 21a of the lid 7 will be described as an example.
[0093]
When connecting the lead terminal 71 to the terminal portion 21a, as shown in FIG. 12, a pair of electrodes provided on the resistance welding machine 40 in a state where the pair of leads 72a and 72b are in contact with the terminal portion 21a of the lid 7. The tips of the rods 41a and 41b are brought into contact with a pair of leads 72a and 72b, and a current of about 1200 A flows from the electrode rod 41a to the electrode rod 41b.
[0094]
At this time, in the lead terminal 71, the pair of leads 72a, 72b are held at predetermined intervals by the holding pieces 73 having a higher electrical resistance than the terminal plate 21 so that the pair of leads 72a, 72b are connected to the terminal portions. The current for welding to 21a can be suppressed from flowing through holding piece 73. Therefore, in the lead terminal 71, almost all current for welding the pair of leads 72a and 72b to the terminal portion 21a flows from the one lead 72a to the other lead 72b via the terminal portion 21a.
[0095]
As a result, the lead terminals 71 are welded to the terminal portion 21a by utilizing heat generated by electric resistance generated between the pair of leads 72a, 72b and the terminal portion 21a, and the terminals of the lid 7 are It is connected to the unit 21a. Thus, the battery 70 in which the lead terminals 71 are attached to the external terminals of the battery element 2 is manufactured.
In this battery 70, when connecting the lead terminal 71 to the external terminal of the battery element 2, the pair of leads 72 a, 72 b and the holding piece 73 having a larger electric resistance than the external terminal of the battery element 2 are used to connect the pair of leads 72 a, 72 b. By holding, almost all of the current used for welding can flow from one of the pair of leads 72a, 72b to the other via the external terminal of the battery element 2.
[0096]
Therefore, in the battery 70, the electrical resistance between the pair of leads 72a, 72b and the external terminal of the battery element 2 can be increased, and the heat generated by the electrical resistance can be increased. The external terminals are firmly welded, and the connection strength between the lead terminals 71 and the external terminals of the battery element 2 can be improved.
[0097]
In the battery 70, when the lead terminal 71 is brought into contact with the external terminal of the battery element, it is not necessary to position the window 27a such as the lead terminal 3 and the external terminal of the battery element 2 so that the lead terminal 71 does not need to be positioned. Since the predetermined position of 71 can be connected to the external terminal of the battery element 2, workability during manufacturing is improved.
[0098]
Further, in the battery 70, even if one of the pair of leads 72a, 72b of the lead terminal 71 is detached from the external terminal of the battery element due to, for example, an external impact or the like, the pair of leads 72a, 72b The other of them can keep maintaining the electrical connection with the battery element 2.
[0099]
In the battery 70, the holding piece 73 is not limited to being formed of a metal material or the like, but may be formed of, for example, a plate-shaped insulating resin. In this case, for example, an adhesive member or the like is provided on one main surface of the holding piece 73, and the pair of leads 72a, 72b is bonded to one main surface of the holding piece 73, thereby holding the pair of leads 72a, 72b. In the battery 70, when the lead terminals 71 are connected to the external terminals of the battery element 2, the pair of leads 72a and 72b are held by the holding pieces 73 made of an insulating resin or the like, and thus are used for welding. All the current can flow from one of the pair of leads 72a and 72b to the other via the external terminal of the battery element 2. Therefore, in the battery 70, the electric resistance between the pair of leads 72a and 72b and the external terminal of the battery element 2 is further increased, and the heat generated by the electric resistance can be further increased. The connection strength with the portion 21a can be further improved.
[0100]
Next, as a fourth embodiment, a battery 80 and a lead terminal 81 shown in FIGS. 13 and 14 will be described with reference to the drawings. In the following description, since the lead terminal 81 is connected to the battery element 2 in the same manner as the above-described lead terminal 3 to form the battery 80, the description of the battery element 2 is omitted and the same reference numeral is given in the drawings. It shall be.
[0101]
In the above-described embodiment, the batteries 1 and 70 using the lead terminals 3 and 71 in which a pair of leads are arranged in a predetermined interval and held by a holding member are described as an example. The present invention is not limited to this. For example, the present invention can be applied to a battery 80 using a lead terminal 81 in which a plurality of lead pieces 82 arranged at a predetermined interval are held by a holding film 83.
[0102]
In the battery 80 having such a configuration, for example, a lead terminal 81 for connecting to a circuit board or the like is attached to a positive external terminal, a negative external terminal, or the like of the battery element 2. Specifically, the battery 80 has a lead terminal 81 welded to the can bottom portion 6a of the outer can 6 or the terminal portion 21a of the lid 27 as an external terminal of the battery element 2 by, for example, a resistance welding method.
[0103]
The lead terminal 81 used for the battery 80 includes, for example, a plurality of lead pieces 82 made of a plate-shaped conductive metal or the like including one or more of nickel, iron, copper, stainless steel, aluminum, and the like. These are held by a sheet-like holding film 83 made of an insulating resin or the like in a state of being arranged at intervals.
[0104]
In the lead terminals 81, the holding film 83 is provided with windows 83 a in which the plurality of lead pieces 82 face at positions corresponding to the plurality of lead pieces 82 by the number of lead pieces 82. The lead terminals 81 are formed, for example, by providing an adhesive layer on the main surface of the holding film 83 and attaching a plurality of leads 82 to the adhesive layer at positions corresponding to the window portions 83a. For the holding film 83, for example, it is preferable to use a polyimide resin or the like having excellent heat resistance and insulating properties. However, any resin material having excellent heat resistance and insulating properties can be used without limitation.
[0105]
In this lead terminal 81, the adjacent lead pieces 83 are connected to the external terminals of one battery element 2, so that the lead pieces 82 are electrically connected to each other via the external terminals of the battery element 2. . The lead terminals 81 are formed by connecting adjacent lead pieces 82 via external terminals of the battery element 2 and connecting the end lead piece 82a of the plurality of lead pieces 82 to a circuit board or the like. This is a so-called conductive line for electrically connecting the circuit board and the like.
[0106]
When a plurality of battery elements 2 are connected, one lead piece 82 is connected to an external terminal of an adjacent battery element 2 so that the lead piece 82 and the external terminal of the battery element 2 are connected. The battery elements 2 can be connected to each other alternately. In this case, in the lead terminal 81, of the plurality of lead pieces 82, the lead piece 82b at the end opposite to the side to which the circuit board or the like is connected is connected to the external terminal of the battery element 2 because the plurality of external terminals are not connected. It can be smaller than the other lead pieces 82. Thus, the usage amount of the lead pieces 82 can be reduced, and the cost can be reduced.
[0107]
In this lead terminal 81, when connecting to the external terminal of the battery element 2, the plurality of lead pieces 82 are integrated with the holding film 83, so that the position of the battery element 2 with respect to the external terminal can be easily determined. Workability during connection is improved.
[0108]
In FIG. 13, the lead terminals 81 connect the battery elements 2 in a parallel state, but the battery elements 2 may be connected in a series state. Further, the lead terminal 81 shown in FIG. 14 has a configuration in which one main surface of the plurality of lead pieces 83 is attached to the holding film 83. However, the present invention is not limited to this. It is also possible to adopt a configuration in which two holding films 83 are attached so as to sandwich the holding film 83. In this case, the lead terminal 81 is provided with a window 83a at a position opposite to the two holding films 83, and has a plurality of lead pieces 83 facing the respective windows 83a on both main surfaces thereof.
[0109]
The lead terminal 81 is connected to the external terminal of the battery element 2 by the resistance welder 40, similarly to the lead terminal 3 and the lead terminal 71 described above. Here, the case where the lead terminal 81 is connected to the terminal portion 21a of the lid 7 will be described as an example.
[0110]
When connecting the lead terminal 81 to the terminal portion 21a, first, as shown in FIG. 15, both the window portions 83a adjacent to the lead terminal 81 are disposed so as to face the terminal portion 21a of the lid 7, and The adjacent lead pieces 82 exposed at the portion 83a are brought into contact with the terminal portions 21a, respectively. Then, with the adjacent lead pieces 82 in contact with the terminal portions 21a, the tips of a pair of electrode rods 41a and 41b provided in the resistance welding machine 40 are abutted against each of the adjacent lead pieces 82, and an electrode is formed from the electrode rod 41a. A current of about 1200 A flows through the rod 41b.
[0111]
At this time, in the lead terminal 81, since the adjacent lead pieces 82 are held at predetermined intervals by the holding film 83 made of an insulating resin or the like, a current for welding the adjacent lead pieces 82 to the terminal portion 21a is provided. All flow through the terminal portion 21a from the side in contact with the electrode rod 41a of the adjacent lead pieces 82 to the side in contact with the electrode rod 41b.
[0112]
As a result, the adjacent lead pieces 82 are welded to the terminal parts 21a by utilizing heat generated by electric resistance generated between the adjacent lead pieces 82 and the terminal parts 21a. 21a. Thus, the battery 80 in which the lead terminals 81 are attached to the external terminals of the battery element 2 is manufactured. In this battery 80, when connecting the lead terminal 81 to the external terminal of the battery element 2, the adjacent lead pieces 82 are held by the holding film 83 made of an insulating resin, and all the currents used for welding are Can flow from one of the adjacent lead pieces 82 to the other via the external terminal of the battery element 2.
[0113]
Therefore, in the battery 80, the electric resistance between the adjacent lead pieces 82 and the external terminals of the battery element 2 can be increased, and the heat generated by the electric resistance can be increased. Are firmly welded, and the connection strength between the lead terminal 81 and the external terminal of the battery element 2 can be improved.
[0114]
Further, in this battery 80, among the plurality of lead pieces 82 in the lead terminal 81, the lead piece 82 b on the end opposite to the lead piece 82 a to which the circuit board or the like is connected is connected to only one battery element 2. Therefore, even if the lead piece 82b is removed, the connection strength between the lead terminal 81 and the external terminal of the battery element 2 can be improved. Specifically, even if the lead piece 82b is removed and, for example, the electrode rod 41a is directly abutted against the external terminal of the battery element 2 and a current is applied while the electrode rod 41b is abutted on the lead piece 82, all the current Flows through the lead piece 82 via the external terminal, the connection strength between the lead terminal 81 and the external terminal of the battery element 2 can be improved.
[0115]
However, in this case, in the battery 80, a welding mark is formed at a position where the electrode rod 41a in the external terminal of the battery element 2 is directly abutted, due to melting by the heat of the electric resistance when the current is applied, External terminals of the battery element 2 may be corroded from the welding marks.
[0116]
For this reason, in the battery 80, the lead piece 82b is arranged, and a current flows from the electrode rods 41a and 41b via the lead pieces 82 and 82b, so that welding marks formed on the external terminals of the battery element 2 during welding are formed in the atmosphere. It prevents the inside of the battery element 2 from being exposed and prevents corrosion of the external terminals of the battery element 2 from welding marks.
[0117]
In the above-described embodiment, a cylindrical lithium-ion secondary battery is described as an example of the battery element 2; however, the present invention is not limited to this. Regardless of the type, button type, etc., the battery can be applied to a primary battery or the like as long as the lead terminal is attached to the external terminal.
[0118]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, all the current for connecting the battery element and the battery lead terminal flows from one lead of the pair of leads to the other lead via the external terminal. As a result, the electrical resistance between the pair of leads and the external terminals and the heat generated due to the electrical resistance increase, so that the pair of leads and the external terminals are firmly welded, and the battery lead terminals and the external terminals of the battery element are connected to each other. Connection strength can be improved.
[0119]
Further, according to the present invention, by flowing all the current for connecting the battery element and the battery lead terminal from an adjacent one of the plurality of lead pieces to the other lead piece via an external terminal, Since the electrical resistance between the plurality of lead pieces and the external terminals and the heat generated due to the electrical resistance increase, the plurality of lead pieces and the external terminals are firmly welded, and the battery lead terminals and the external terminals of the battery element are connected to each other. Connection strength can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an internal structure of a battery to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a plan view showing the lead terminal.
FIG. 3 is a perspective view showing the lead terminal.
FIG. 4 is a perspective view showing a resistance welding machine used for welding the lead terminals to a battery element.
FIG. 5 is a diagram for explaining a method of connecting the lead terminal to a battery element, and is a perspective view showing a state where the battery element is mounted on a welding head.
FIG. 6 is a diagram for explaining a method of connecting the lead terminal to a battery element, and is a perspective view showing a state where a welding rod is abutted on the battery element via the lead terminal.
FIG. 7 is a diagram for explaining a method of connecting the lead terminal to a battery element, and is a cross-sectional view schematically illustrating a state in which a current for welding flows to the lead terminal.
FIG. 8 is a perspective view showing a state where the lead terminals connect a plurality of battery elements.
FIG. 9 is a perspective view showing a state where the battery is connected to a circuit board via a lead terminal.
FIG. 10 is a perspective view showing another configuration example of the battery.
FIG. 11 is a perspective view showing another configuration example of the lead terminal.
FIG. 12 is a diagram for explaining a method of connecting the lead terminal to a battery element, and is a perspective view showing a state where a welding rod is abutted on the battery element via a lead terminal of another configuration example.
FIG. 13 is a perspective view showing another configuration example of the battery.
FIG. 14 is a perspective view showing another configuration example of the lead terminal.
FIG. 15 is a view for explaining a method of connecting the lead terminal to a battery element, and is a perspective view showing a state in which a welding rod is abutted on the battery element via a lead terminal of another configuration example.
FIG. 16 is an exploded perspective view showing a conventional battery pack.
FIG. 17 is a perspective view showing a state where a conventional lead terminal is welded to a lithium ion secondary battery.
FIG. 18 is a cross-sectional view schematically showing a state in which a current for welding flows to the lead terminal.
FIG. 19 is a perspective view showing a state where the lead terminal is welded to a lithium ion secondary battery.
[Explanation of symbols]
1, 60, 70, 80 battery, 2 battery element, 3, 71, 81 lead terminal, 4 power generation element, 5 electrolyte, 6 outer can, 6a can bottom, 7 lid, 8 positive electrode, 9 negative electrode, 10 separator, Reference Signs List 18 gasket, 19 current interrupt mechanism, 21 terminal plate, 21a terminal, 26a, 26b, 72a, 72b lead, 27, 83 holding film, 27a window, 40 resistance welding machine, 41a, 41b electrode, 73 holding piece , 82, 82a, 82b Lead piece, 83a Window

Claims (21)

電池素子の外部端子に接続される電池用リード端子であって、
帯状の導電性金属からなる一対のリードと、
上記一対のリードを所定の間隔で並んだ状態に保持する保持部材とを備え、
上記一対のリードは、上記電池素子の外部端子に接触させた状態で一方のリードから他方のリードに上記電池素子の外部端子を介して電流を流すことで、上記電池素子の外部端子と溶接により接続されてなることを特徴とする電池用リード端子。A battery lead terminal connected to an external terminal of the battery element,
A pair of leads made of strip-shaped conductive metal,
A holding member for holding the pair of leads in a state of being arranged at a predetermined interval,
The pair of leads, when in contact with the external terminals of the battery element, allow current to flow from one lead to the other lead via the external terminals of the battery element, thereby welding with the external terminals of the battery element. A battery lead terminal, which is connected. 上記保持部材は、シート状の絶縁性樹脂からなり、上記一対のリードが臨むと共に上記電流が通る窓部を１つ以上有していることを特徴とする請求項１記載の電池用リード端子。2. The battery lead terminal according to claim 1, wherein the holding member is made of a sheet-like insulating resin, and has at least one window through which the pair of leads face and through which the current flows. 上記保持部材は、上記一対のリード及び上記外部端子より電気抵抗の大きな金属からなり、上記一対のリードの隣り合う一方の端部を架け渡すように接続されていることを特徴とする請求項１記載の電池用リード端子。2. The holding member is made of a metal having a higher electrical resistance than the pair of leads and the external terminal, and is connected so as to bridge one adjacent end of the pair of leads. The lead terminal for a battery as described in the above. 電池素子の外部端子に接続される電池用リード端子であって、
板状の導電性金属からなる複数のリード片と、
上記複数のリード片を所定の間隔で並んだ状態に保持する保持部材とを備え、
上記複数のリード片は、上記電池素子の外部端子に接触させた状態で隣り合う一方のリード片から他方のリード片に上記電池素子の外部端子を介して電流を流すことで、上記電池素子の外部端子と溶接により接続されてなることを特徴とする電池用リード端子。A battery lead terminal connected to an external terminal of the battery element,
A plurality of lead pieces made of a plate-shaped conductive metal,
A holding member for holding the plurality of lead pieces arranged in a line at a predetermined interval,
The plurality of lead pieces are arranged such that current flows from one adjacent lead piece to the other lead piece through the external terminal of the battery element in a state of being in contact with the external terminal of the battery element. A lead terminal for a battery, wherein the lead terminal is connected to an external terminal by welding. 上記保持部材は、シート状の絶縁性樹脂からなり、上記複数のリード片と相対する位置に上記電流が通る窓部が複数設けられていることを特徴とする請求項４記載の電池用リード端子。5. The battery lead terminal according to claim 4, wherein the holding member is made of a sheet-like insulating resin, and a plurality of windows through which the current flows are provided at positions facing the plurality of lead pieces. . 上記複数のリード片のうちの１つに、複数の上記電池素子の外部端子が複数接続されていることを特徴とする請求項４記載の電池用リード端子。The lead terminal for a battery according to claim 4, wherein a plurality of external terminals of the plurality of battery elements are connected to one of the plurality of lead pieces. 上記複数のリード片のうちの上記電池素子の外部端子が１つしか接続されないリード片は、上記電池素子の外部端子が複数接続されるリード片より小さくなっていることを特徴とする請求項４記載の電池用リード端子。The lead piece to which only one external terminal of the battery element is connected among the plurality of lead pieces is smaller than the lead piece to which a plurality of external terminals of the battery element are connected. The lead terminal for a battery as described in the above. 外部端子を備える電池素子と、上記外部端子に接続される電池用リード端子とを有する電池であって、
上記電池用リード端子は、帯状の導電性金属からなる一対のリードと、上記一対のリードを所定の間隔で並んだ状態に保持する保持部材とを有し、
上記電池素子の外部端子に接触させた状態の上記一対のリードの何れか一方のリードから他方のリードに上記電池素子の外部端子を介して電流を流すことで、上記電池素子の外部端子と溶接により接続されてなることを特徴とする電池。A battery having a battery element having an external terminal and a battery lead terminal connected to the external terminal,
The battery lead terminal has a pair of leads made of a strip-shaped conductive metal, and a holding member that holds the pair of leads in a state of being arranged at a predetermined interval,
By passing a current from one of the pair of leads in contact with the external terminal of the battery element to the other lead through the external terminal of the battery element, the external terminal of the battery element is welded. A battery characterized by being connected by: 上記保持部材は、シート状の絶縁性樹脂からなり、上記一対のリードが臨むと共に上記電流が通る窓部を１つ以上有していることを特徴とする請求項８記載の電池。9. The battery according to claim 8, wherein the holding member is made of a sheet-like insulating resin, and has one or more windows through which the pair of leads face and through which the current flows. 上記保持部材は、上記一対のリード及び上記外部端子より電気抵抗の大きな金属からなり、上記電池素子の外部端子が接続された位置より遠い方の上記一対のリードの隣り合う端部を架け渡すように接続されていることを特徴とする請求項８記載の電池。The holding member is made of a metal having higher electric resistance than the pair of leads and the external terminals, and spans adjacent ends of the pair of leads farther from a position where the external terminals of the battery element are connected. 9. The battery according to claim 8, wherein the battery is connected to a battery. 外部端子を備える電池素子と、上記外部端子に接続される電池用リード端子とを有する電池であって、
上記電池用リード端子は、板状の導電性金属からなる複数のリード片と、上記複数のリード片を所定の間隔で並んだ状態に保持する保持部材とを備え、
上記電池の外部端子に接触させた状態の上記複数のリード片の隣り合う一方のリード片から他方のリード片に上記電池の外部端子を介して電流を流すことで、上記電池素子の外部端子と溶接により接続されてなることを特徴とする電池。A battery having a battery element having an external terminal and a battery lead terminal connected to the external terminal,
The battery lead terminal includes a plurality of lead pieces made of a plate-shaped conductive metal, and a holding member that holds the plurality of lead pieces in a state of being arranged at predetermined intervals,
By passing a current from one adjacent lead piece of the plurality of lead pieces in contact with the external terminal of the battery to the other lead piece via the external terminal of the battery, the external terminal of the battery element and A battery characterized by being connected by welding. 上記保持部材は、シート状の絶縁性樹脂からなり、上記複数のリード片と相対する位置に上記電流が通る窓部が複数設けられていることを特徴とする請求項１１記載の電池。The battery according to claim 11, wherein the holding member is made of a sheet-shaped insulating resin, and a plurality of windows through which the current flows are provided at positions facing the plurality of lead pieces. 上記複数のリード片のうちの１つに上記電池素子の外部端子を複数接続することで、上記電池素子が電気的に複数接続されていることを特徴とする請求項１１記載の電池。The battery according to claim 11, wherein a plurality of the battery elements are electrically connected by connecting a plurality of external terminals of the battery element to one of the plurality of lead pieces. 上記複数のリード片のうちの上記電池素子の外部端子が１つしか接続されないリード片は、上記電池素子の外部端子が複数接続されるリード片より小さくなっていることを特徴とする請求項１１記載の電池。The lead piece to which only one external terminal of the battery element is connected among the plurality of lead pieces is smaller than the lead piece to which a plurality of external terminals of the battery element are connected. The battery as described. 電池素子の外部端子に電池用リード端子を接続させる際に、
帯状の導電性金属からなる一対のリードを、保持部材により所定の間隔で並んだ状態に保持させることで上記電池用リード端子を作製する第１の工程と、
上記電池用リード端子における上記一対のリードを上記電池素子の外部端子に接触させた状態で、一方のリードから他方のリードに上記電池素子の外部端子を介して電流を流すことにより、上記電池素子の外部端子に上記電池用リード端子を溶接させる第２の工程とを有することを特徴とする電池用リード端子の接続方法。When connecting the battery lead terminal to the external terminal of the battery element,
A first step of producing the battery lead terminal by holding a pair of leads made of a strip-shaped conductive metal in a state in which the leads are arranged at predetermined intervals by a holding member;
By causing a current to flow from one lead to the other lead through the external terminal of the battery element while the pair of leads in the battery lead terminal are in contact with the external terminal of the battery element, And a second step of welding said battery lead terminal to said external terminal. 上記第１の工程において、シート状の絶縁性樹脂からなる上記保持部材の主面に上記一対のリードを貼り付けるように保持させ、上記保持部材に上記一対のリードが臨むと共に上記電流が通る窓部を１つ以上設けることを特徴とする請求項１５記載の電池用リード端子の接続方法。In the first step, the pair of leads is held so as to be attached to the main surface of the holding member made of a sheet-shaped insulating resin, and the window through which the current flows while the pair of leads faces the holding member. The method for connecting a battery lead terminal according to claim 15, wherein one or more parts are provided. 上記第１の工程において、上記一対のリード及び上記外部端子より電気抵抗の大きな金属からなる上記保持部材を、上記電池素子の外部端子が接続された位置より遠い方の上記一対のリードの隣り合う端部を架け渡すように接続させることで、上記一対のリードを保持させることを特徴とする請求項１５記載の電池用リード端子の接続方法。In the first step, the holding member made of a metal having higher electric resistance than the pair of leads and the external terminal is connected to the pair of leads adjacent to the position farther from the position where the external terminal of the battery element is connected. The method for connecting lead terminals for a battery according to claim 15, wherein the pair of leads are held by bridging the ends. 電池素子の外部端子に電池用リード端子を接続させる際に、
板状の導電性金属からなる複数のリード片を、保持部材で所定の間隔で並んだ状態に保持することで上記電池用リード端子を作製する第１の工程と、
上記電池用リード端子における上記複数のリード片を上記電池素子の外部端子に接触させた状態で、隣り合う一方のリード片から他方のリード片に上記電池素子の外部端子を介して電流を流すことにより、上記電池素子の外部端子に上記電池用リード端子を溶接させる第２の工程とを有することを特徴とする電池用リード端子の接続方法。When connecting the battery lead terminal to the external terminal of the battery element,
A first step of manufacturing the battery lead terminal by holding a plurality of lead pieces made of a plate-shaped conductive metal in a state of being arranged at predetermined intervals by a holding member;
In the state where the plurality of lead pieces of the battery lead terminal are in contact with the external terminal of the battery element, current flows from one adjacent lead piece to the other lead piece via the external terminal of the battery element. And welding the battery lead terminal to the external terminal of the battery element. 上記第１の工程において、シート状の絶縁性樹脂からなる上記保持部材の主面に上記複数のリード片を貼り付けるように保持させ、上記保持部材の上記複数のリード片と相対する位置に上記電流が通る窓部を複数設けることを特徴とする請求項１８記載の電池用リード端子の接続方法。In the first step, the plurality of lead pieces are held so as to be attached to a main surface of the holding member made of a sheet-like insulating resin, and the holding member is positioned at a position opposed to the plurality of lead pieces. 19. The method for connecting a battery lead terminal according to claim 18, wherein a plurality of windows through which a current flows are provided. 上記第２の工程において、上記複数のリード片のうちの１つに、複数の上記電池素子の外部端子を溶接により複数接続させることを特徴とする請求項１８記載の電池用リード端子の接続方法。19. The method according to claim 18, wherein in the second step, a plurality of external terminals of the plurality of battery elements are connected to one of the plurality of lead pieces by welding. . 上記第２の工程において、上記複数のリード片のうちの上記電池素子の外部端子が１つしか接続されないリード片を、複数の上記電池素子の外部端子が複数接続されるリード片より小さくすることを特徴とする請求項１９記載の電池用リード端子の接続方法。In the second step, a lead piece to which only one external terminal of the battery element is connected among the plurality of lead pieces is smaller than a lead piece to which a plurality of external terminals of the battery element are connected. 20. The method of connecting a battery lead terminal according to claim 19, wherein:
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