JP2005038866A - 角形密閉式蓄電池およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 タブの溶接が容易で、かつ溶接の信頼性が高い角形密閉式蓄電池を生産性よく製造する。
【解決手段】 少なくとも一方の端面が長円形の渦巻状電極体を備えた角形密閉式蓄電池において、正極用のタブと負極用のタブのいずれか一方のタブを前記渦巻状電極体の長円形端面の外周部から引き出して蓋板に直接溶接し、他方のタブを前記渦巻状電極体の長円形端面の内周部から引き出して端子または端子に接続するリード板に溶接して角形密閉式蓄電池を構成する。
上記２本のタブは上ン記長円形の渦巻状電極体の短軸を中心にして左右に１本ずつ引き出すことが好ましい。
【選択図】 図２

Description

本発明は、角形密閉式蓄電池およびその製造方法に関し、さらに詳しくは、そのタブの溶接が容易で、かつ溶接の信頼性が高い角形密閉式蓄電池およびその製造方法に関する。

従来、渦巻状電極体を有する角形密閉式蓄電池においては、電極体が渦巻状であることから、その最外周部を一方の極にすることが容易であるため、渦巻状電極体をそのまま電池ケースに入れ、渦巻状電極体の最外周部と電池ケースの内壁との接触によって一方の極の電気的接続をとり、他方の極は渦巻状電極体からタブを引き出し、それを端子に接続することによって電気的接続をとる方法が採用されていた（特許文献１）。

しかしながら、この方法では、電池ケースと渦巻状電極体との接触が安定性を欠くため、最近は、接触方式から、タブを設けて電池ケースの内壁に溶接する方法がとられるようになってきた。この概要を図４に示す。この方法では、渦巻状電極体３を電池ケース４に挿入してから、溶接部１２に示すように、一方のタブ１を電池ケース４の内壁にスポット溶接するため、電池ケース４の厚みが８ｍｍ未満の場合、溶接ヘッドが電池ケース４内に入りにくく、そのため、安定した溶接をすることができず、溶接不良が多くなるという問題があった。
特開平９−０６３５６２号公報

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決し、タブの溶接が容易で、かつ溶接の信頼性が高い角形密閉式蓄電池を提供することを目的とする。

本発明は、少なくとも一方の端面の形状が長円形をした渦巻状電極体を備えた角形密閉式蓄電池において、正極用のタブと負極用のタブのいずれか一方のタブを、前記渦巻状電極体の長円形端面の外周部から引き出して蓋板に直接接続し、他方のタブを、前記渦巻状電極体の長円形端面の内周部から引き出して前記蓋板に絶縁パッキングを介して取り付けられている端子または端子に接続するリード板に溶接することによって、上記課題を解決したものである。

本発明によれば、上記構成の採用によって、タブの溶接がスペース上の制約を受けることなく容易に行うことができ、その結果、溶接の信頼性が向上した角形密閉式蓄電池を提供することができる。

上記のような正極用と負極用の２本のタブの引き出しにあたり、渦巻状電極体の長円形端面から該長円形の短軸を中心にして左右に１本ずつタブを引き出すことにより、２本のタブが前後に重なる位置に配置することがなくなり、電池厚みが８ｍｍ未満の場合でも、溶接工程で一方のタブの溶接が他方のタブによって影響を受けるようなことがなくなり、安定した溶接を容易に行うことができ、その結果、溶接の信頼性も向上する。

また、一方のタブを蓋板に溶接するのと、他方のタブを端子または端子に接続するリード板に溶接するのを同時に行うと、工程数を減らすことができ、上記角形密閉式蓄電池を生産性よく製造することができる。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。ただし、本発明はそれらの実施例のみに限定されるものではない。

図１は本発明の角形密閉式蓄電池の一実施例を示すもので、（ａ）はその平面図で、（ｂ）はその正面断面図である。この角形密閉式蓄電池において、渦巻状電極体３はＬｉＣｏＯ2 を活物質とするシート状の正極と黒鉛を活物質とするシート状の負極とをセパレータを介して渦巻状に巻回して作製されたものからなり、該渦巻状電極体３は、少なくとも一方の端面の形状が長円形をしていて、アルミニウム合金製の電池ケース４に挿入され、その開口部を封口するアルミニウム合金製の蓋板５にはポリプロピレン製の絶縁パッキング７を介してステンレス鋼製の端子６が取り付けられ、該端子６には蓋板５との間に絶縁体８を介してステンレス鋼製のリード板９が取り付けられている。そして、この蓋板５は前記電池ケース４の開口部に嵌合され、両者の接合部（すなわち、電池ケース４と蓋板５との接合部）が溶接されることによって封止され、それによって、電池ケースの開口部が封口され、電池内部が密閉構造にされている。

上記渦巻状電極体３からは、該渦巻状電極体３の正極および負極のそれぞれに一端が接続されたタブ１とタブ２が引き出されていて、図２に示すように、タブ１はアルミニウム製で上記渦巻状電極体３の長円形端面の外周部から引き出されて蓋板５に直接溶接され、タブ２はニッケル製で上記渦巻状電極体３の長円形端面の内周部から引き出されてリード板９に溶接されている。この実施例１の電池では、電池ケース４と蓋板５とが正極端子として機能し、端子６が負極端子として機能し、タブ１が正極用のタブとなり、タブ２が負極用のタブとなっているが、電池ケース４の材質などによっては、その正負が逆になる場合もある。本発明において、渦巻状電極体は、少なくとも一方の端面の形状が長円形であれば、特に特定の構成のものに限られることがないので、図１ではその詳細を図示せず、全体を十字状に斜線を入れることによって示している。また、図１には図示していないが、電池ケース４の底部には渦巻状電極体３の挿入に先立って絶縁体が挿入され、渦巻状電極体３の負極と電池ケース４との接触による内部短絡の発生を防止するようにしているし、電池内部には所定の有機溶媒系の電解液が注入されている。また、図１では、端子６や絶縁パッキング７を明示する関係で、電池の横幅に対して厚みＴを大きく図示している。

タブ１やタブ２の溶接に関しては、特に限定されることはないが、本実施例では、タブ１の蓋板５への溶接に関して超音波振動式溶接を採用し、その溶接条件としては一般に振動数２０〜４０ｋＨｚ、振幅１０〜３０μｍ、加圧力１０〜３０ｋｇｆの範囲で好適に実施できるが、本実施例では振動数４０ｋＨｚ、振幅２０μｍ、加圧力１５ｋｇｆで溶接を実施している。また、タブ２のリード板９への溶接に関して、本実施例ではＹＡＧレーザー溶接を採用し、溶接条件としては一般にレーザー出力１〜５Ｊ／パルス、集光径０．４〜０．８ｍｍの範囲で好適に実施できるが、本実施例ではレーザー出力３Ｊ／パルス、集光径０．５ｍｍで溶接を実施している。これらの溶接方法、溶接条件、各構成部材の材質などは、いずれも好適な一例を示したものにすぎず、本発明は、それらの例示のもののみに限られるものではない。

図２は本発明において２本のタブをそれぞれ蓋板とリード板に溶接する状態を概略的に示す斜視図である。この図２に示すように、渦巻状電極体３は電池ケース４の途中まで挿入され、タブ１、タブ２とも電池ケース４の外部に出た状態で溶接されるので、タブ１を蓋板５に溶接するための溶接治具１０は、形状やスペース上の制約を受けることがない。従って、溶接を容易にかつ安定して行うことができる。その結果、溶接方法も、電気抵抗式、レーザービーム式、あるいは超音波振動式などから、最適なものを自由に選択することができる。さらに、溶接条件も最適の条件を設定することができ、従って、信頼性の高い溶接をすることができる。特に電池ケースの厚み〔図１の（ａ）のＴ参照〕が８ｍｍ未満の場合、従来方法では、電池ケース４内に入れる溶接治具の大きさが制約され、不安定な条件でしか溶接することができず、溶接の信頼性が低かったが、本発明によれば、溶接治具の形状や大きさに制約を受けることがないので、溶接を容易かつ安定して行うことができ、溶接の信頼性も向上する。さらに、製造工程においても、正極のタブと負極のタブを蓋板と蓋板に取り付けられているリード板に同時に溶接することができるので、工程数を減らせるという利点もある。

図３は本発明において２本のタブの好適な位置関係を概略的に示すための斜視図であり、電池ケース４に蓋板５を嵌合する前の状態で示している。

図３に示すように、タブ１とタブ２は、渦巻状電極体３の長円形端面の短軸線１１に対して、右と左に分けて引き出されているので、タブ１とタブ２をそれぞれ蓋板５とリード体９に溶接する時の作業スペースを充分にとることができ、最適な環境で溶接することができる。

上記実施例では、タブ２、すなわち、他方のタブを端子に接続するリード板に溶接することによって、溶接時の制約が少なく、安定した溶接を容易に行うことができ、かつ溶接の信頼性の高い角形密閉式蓄電池を提供することができることを示したが、他方のタブを端子に直接溶接することによっても、同様の効果を得ることができる。

本発明の角形密閉式蓄電池の一実施例を模式的に示すもので、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面断面図である。 本発明において、正極用のタブと負極用のタブをそれぞれ蓋板とリード板に溶接する状態を概略的に示す斜視図である。 本発明における正極用のタブと負極用のタブとの好適な位置関係を概略的に示す斜視図である。 従来の角形密閉式蓄電池における電池ケースと渦巻状電極体との接触方法を説明するための電池ケースと渦巻状電極体の概略斜視図である。

符号の説明

１ タブ１
２ タブ２
３ 渦巻状電極体
４ 電池ケース
５ 蓋板
６ 端子
７ 絶縁パッキング
８ 絶縁体
９ リード板
１０ 溶接治具
１１ 長円形の短軸線

Claims (5)

1. 少なくとも一方の端面の形状が長円形をした渦巻状電極体を備えた角形密閉式蓄電池であって、正極用のタブと負極用のタブのいずれか一方のタブが、前記渦巻状電極体の長円形端面の外周部から引き出されて蓋板に直接溶接され、他方のタブが、前記渦巻状電極体の長円形端面の内周部から引き出されて端子または端子に接続するリード板に溶接されていることを特徴とする角形密閉式蓄電池。
2. 正極用のタブと負極用のタブとが前記長円形の渦巻状電極体の短軸を中心にして左右に１本ずつ引き出されていることを特徴とする請求項１記載の角形密閉式蓄電池。
3. 端子が蓋板の中央部に設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の角形密閉式蓄電池。
4. 正極用のタブと負極用のタブは、いずれも平板状の金属箔で構成され、それぞれのタブはその平板状面が渦巻状電極体の長円形端面の長軸方向とほぼ平行になるように渦巻状電極体の長円形端面から引き出されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の角形密閉式蓄電池。
5. 上面が開口した電池ケース内に、少なくとも一方の端面の形状が長円形の渦巻状電極体をその長円形端面が電池ケースの開口方向に向いた状態で所定位置に収納し、蓋板で電池ケースの開口部を封口して密閉される角形密閉式蓄電池の製造方法であって、上記渦巻状電極体の長円形端面から引き出された正極用のタブと負極用のタブのいずれか一方をねじれのない状態で蓋板に溶接し、他方のタブをねじれのない状態で端子または端子に接続するリード板に溶接し、該渦巻状電極体を電池ケース内の所定位置に完全に収納した後、上記正極用のタブと負極用のタブをねじれのない状態のまま、上記蓋板で電池ケースの開口部を封口して密閉したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の角形密閉式蓄電池の製造方法。
   

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