JP2006286586A - Secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電極に接続された端子が改良された二次電池に関する。 The present invention relates to a secondary battery with improved terminals connected to electrodes.
従来、リチウムイオン二次電池は、一端が開口した金属製の直方体の本体ケースに、電極巻回体を内装し、前記開口を中央部に端子部が設けられた封口板で密閉して構成されている。封口板は本体ケースの一部をなしている。前記端子部は、リベット状部材、ガスケット、ロアプレートで構成されている。前記電極巻回体は、リチウム金属酸化物からなる正極(電極)とリチウムを吸蔵・放出可能な負極(電極)とが非水電解液を含浸させたセパレータを介在させて巻回された後、方形に成形されている。 Conventionally, a lithium ion secondary battery is configured such that an electrode winding body is housed in a metal rectangular parallelepiped main body case with one end opened, and the opening is sealed with a sealing plate provided with a terminal portion at the center. ing. The sealing plate forms part of the main body case. The terminal portion is composed of a rivet-like member, a gasket, and a lower plate. The electrode wound body is wound after a positive electrode (electrode) made of a lithium metal oxide and a negative electrode (electrode) capable of inserting and extracting lithium are interposed with a separator impregnated with a nonaqueous electrolyte solution interposed therebetween, It is molded into a square.
また、前記封口板には、絶縁性及びシール性を有したガスケットがそれぞれ中央に開いた貫通穴を合わせて封口板を挟むように重ねられる。更にその外側からロアプレートを重ね、リベット状部材の中央部から一体に突出した円筒部を前記貫通穴及びロアプレートの貫通穴に挿入する。この状態で前記円筒部の先端を加締め、端子部は封口板に設けられる。 In addition, on the sealing plate, insulating and sealing gaskets are overlapped so as to sandwich the sealing plate with a through hole opened in the center. Further, the lower plate is overlapped from the outside, and the cylindrical portion protruding integrally from the central portion of the rivet-like member is inserted into the through hole and the through hole of the lower plate. In this state, the tip of the cylindrical portion is crimped, and the terminal portion is provided on the sealing plate.
これにより、リベット状部材は封口板と絶縁され、かつ、内部の非水電解液は密閉される。このようにして取り付けられた端子部には電極の一方が接続される。他方の電極は本体ケースに接続される。それにより、電池として機能する。 As a result, the rivet-shaped member is insulated from the sealing plate, and the nonaqueous electrolyte inside is sealed. One of the electrodes is connected to the terminal portion thus attached. The other electrode is connected to the main body case. Thereby, it functions as a battery.
このリベット状部材には、Niまたは、Ni10〜60%、Cu90〜40%のNi−Cu合金の無垢材を用いて、これを冷間鍛造成形したのち、焼きなまし効果を目的とした熱処理を施したものを採用している。端子部が有するリベット状部材をNiまたは、Ni−Cu合金の無垢材とすることで、耐食性及び導電性を確保するので、Niメッキ処理を省略できる。そのため、加締め加工により変形した円筒部先端からNiメッキが剥離脱落して電極間を短絡する心配がない。また、リベット状部材には焼きなまし処理を行っているので、リベット状部材の製造工程である冷間鍛造における加工硬化も緩和されており、その後の加締め工程において加工性の優れたリベット状部材になった(例えば、特許文献1参照)。 This rivet-like member was made of Ni or a Ni-Cu alloy solid material of Ni 10-60% and Cu 90-40%, which was cold forged and then subjected to heat treatment for the purpose of annealing. The thing is adopted. Since the rivet-like member of the terminal portion is made of a solid material of Ni or Ni—Cu alloy, corrosion resistance and conductivity are ensured, so that the Ni plating process can be omitted. Therefore, there is no fear that the Ni plating peels off from the end of the cylindrical portion deformed by the caulking process, and the electrodes are short-circuited. In addition, since the rivet-shaped member is annealed, work hardening in cold forging, which is a manufacturing process of the rivet-shaped member, is also eased, and a rivet-shaped member having excellent workability in the subsequent caulking process. (For example, see Patent Document 1).
しかし、リベット状部材としてNiまたはNi10〜60%、Cu90〜40%のNi−Cu合金の無垢材を用いると、冷間鍛造でヘッダー加工したとき、突き出した円筒部に亀裂などが入りやすく、冷間鍛造の加工を慎重に進めなければならないという問題がある。
また、亀裂の有無を確認するために、リベット状部材のチェックを行う工数が掛かり、高価な部材になってしまうという問題がある。However, if a solid material of Ni or
Moreover, in order to confirm the presence or absence of a crack, there exists a problem that it takes the man-hour which checks a rivet-like member, and will become an expensive member.
この発明の目的は、冷間鍛造加工によっても亀裂の発生の危険のないリベット状部材を用いた二次電池を提供することである。 An object of the present invention is to provide a secondary battery using a rivet-like member that is free from the risk of cracking even by cold forging.
この発明の係わる二次電池は、正極電極と負極電極とがセパレータを狭持しながら巻回された巻回体が収納されているケースの開口を密閉する封口板の中央部に中央に開いた貫通穴を相互に合わせて重ねられる絶縁性およびシール性を有したガスケット、その外側から重ねられるロアプレートおよび中央部から一体に突出した円筒部を上記貫通穴および上記ロアプレートの貫通穴に挿入してかしめられるリベット状部材からなる端子部が設けられる二次電池において、上記リベット部材は、マンガンが0.3重量%以上、0.6重量%、銅が0.1重量%以下、残りがニッケルの材質、かつ、ビッカス硬度が110以上、130以下であるニッケル・銅・マンガン合金からなる。 In the secondary battery according to the present invention, the positive electrode and the negative electrode are opened in the center at the central portion of the sealing plate that seals the opening of the case in which the wound body in which the wound body is wound while holding the separator is held. Insert the gasket with insulation and sealability that overlaps the through holes with each other, the lower plate that overlaps from the outside and the cylindrical part that protrudes integrally from the center part into the through hole and the through hole of the lower plate. In a secondary battery provided with a terminal portion composed of a rivet-like member to be caulked, the rivet member comprises 0.3% by weight or more, 0.6% by weight of manganese, 0.1% by weight or less of copper, and the rest being nickel. And a nickel / copper / manganese alloy having a Bickers hardness of 110 or more and 130 or less.
この発明に係わる二次電池の効果は、リベット部材の作製において、マンガンが0.3〜0.6重量%、銅が0.1重量%以下、残りがニッケルの構成、かつ、ビッカス硬度が110以上、130以下であるニッケル・銅・マンガン合金を用いているので、冷間鍛造加工において加工品に亀裂などが入らず、そのため外観検査などの余分な工数が掛からないので、安価なリベット部材を提供することができる。
また、リベット部材のビッカス硬度が110以上、130以下であるので、円筒部のかしめ工程での加工が確実に行われるので、封口板、ガスケット、ロアプレートを確実に一体化できる。The effect of the secondary battery according to the present invention is that in the production of the rivet member, the composition of manganese is 0.3 to 0.6% by weight, copper is 0.1% by weight or less, the rest is nickel, and the Bicus hardness is 110. As described above, since a nickel / copper / manganese alloy of 130 or less is used, cracks and the like are not formed in the processed product in the cold forging process. Can be provided.
Further, since the rivet member has a Bickers hardness of 110 or more and 130 or less, the cylindrical portion is securely processed in the caulking process, so that the sealing plate, the gasket, and the lower plate can be reliably integrated.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係わる二次電池としてのリチウムイオン電池の一部透視図である。図2は、実施の形態1に係わる端子部の組立状態を示す分解斜視図である。図3は、実施の形態1に係わる端子部の断面図である。
リチウムイオン二次電池1は、図1に示すように、一端が開口した金属製の直方体の本体ケース2に、電極巻回体3を内装し、この開口を中央部に端子部4が設けられた封口板5で密閉して構成されている。封口板5は本体ケース2の一部をなしている。
端子部4は、図3に示すように、リベット状部材12、ガスケット9、10、ロアプレート11で構成されている。電極巻回体3は、リチウム金属酸化物からなる正極(電極)6とリチウムを吸蔵・放出可能な負極(電極)7とが非水電解液を含浸させたセパレータ8を介在させて巻回された後、方形に成形されている。
1 is a partial perspective view of a lithium ion battery as a secondary battery according to
As shown in FIG. 1, the lithium ion
As shown in FIG. 3, the terminal portion 4 includes a rivet-
また、封口板5には、図2に示すように、絶縁性及びシール性を有したガスケット9、10がそれぞれ中央に開いた貫通穴5a、9a、10aを合わせて封口板5を挟むように重ねられる。更にその外側からロアプレート11を重ね、リベット状部材12の中央部から一体に突出した円筒部13を貫通穴5a、9a、10aおよびロアプレート11の貫通穴11aに挿入する。この状態で円筒部13の先端14を加締め、端子部4は図3に示すように封口板5に設けられる。 In addition, as shown in FIG. 2, the sealing plate 5 is sandwiched between the
これにより、リベット状部材12は封口板5と絶縁され、かつ、内部の非水電解液は密閉される。このようにして取り付けられた端子部4には電極の一方が接続される。他方の電極は本体ケース2に接続される。それにより、電池として機能する。 As a result, the rivet-
また、リベット状部材12には、マンガンが0.3〜0.6重量%、銅が0.1重量%以下、残りがニッケルの材質、かつ、ビッカス硬度が110以上、130以下であるニッケル・銅・マンガン合金を用いることにより、リベット状部材12の製造工程である冷間鍛造における加工硬化も緩和されており、その後の加締め工程において加工性の優れたリベット状部材12になった。 Further, the rivet-
また、リベット部材12のビッカス硬度が110以上、130以下であるので、円筒部13のかしめ工程での加工が確実に行われるので、封口板5、ガスケット9、10、ロアプレート11を確実に一体化できる。 In addition, since the
実施の形態2.
この発明の実施の形態2に係わる二次電池としてのリチウムイオン二次電池は、実施の形態1のリチウムイオン電池とリベット部材の材質が異なっており、これ以外は同様であるので同様な部分の説明は省略する。
The lithium ion secondary battery as the secondary battery according to the second embodiment of the present invention is different from the lithium ion battery according to the first embodiment in the material of the rivet member. Description is omitted.
実施の形態2に係わるリベット部材は、銅が30重量%以上、40重量%以下、残りがニッケルの構成、かつ、ビッカス硬度が110以上、130以下であるニッケル・銅合金を冷間鍛造加工により作製されている。
そして、銅が30重量%以上、40重量%以下、残りがニッケルの構成のニッケル・銅合金を用いても、ビッカス硬度を110以上、130以下の範囲に抑えることにより、円筒部をかしめても均一に延ばされて、封口板、ガスケット、ロアプレートを確実に一体化できる。In the rivet member according to the second embodiment, a copper / copper alloy of 30 wt% or more and 40 wt% or less, the rest being nickel, and a nickel / copper alloy having a Bickus hardness of 110 or more and 130 or less is obtained by cold forging. Have been made.
Even if a nickel / copper alloy having a copper composition of 30 wt% or more and 40 wt% or less and the rest nickel is used, the cylindrical portion can be caulked by suppressing the Bickus hardness to a range of 110 or more and 130 or less. It is extended uniformly and the sealing plate, gasket, and lower plate can be reliably integrated.
1 リチウムイオン二次電池、2 本体ケース、3 電極巻回体、4 端子部、5 封口板、6 正極(電極)、7 負極(電極)、8 セパレータ、9、10 ガスケット、11 ロアプレート、12 リベット状部材、13 円筒部、14 円筒部の先端。 DESCRIPTION OF
Claims (2)
上記リベット部材は、マンガンが0.3重量%以上、0.6重量%以下、銅が0.1重量%以下、残りがニッケルの材質、かつ、ビッカス硬度が110以上、130以下であるニッケル・銅・マンガン合金からなることを特徴とする二次電池。A through hole opened in the center is overlapped with the center of the sealing plate that seals the opening of the case that houses the wound body in which the positive electrode and the negative electrode are wound while sandwiching the separator. In a secondary battery provided with a gasket, a lower plate stacked from the outside, and a terminal portion made of a rivet-like member that is inserted into the through hole and a through hole of the lower plate by caulking a cylindrical portion integrally protruding from the center portion ,
The rivet member is made of a nickel-containing material in which manganese is 0.3% by weight or more and 0.6% by weight or less, copper is 0.1% by weight or less, the rest is nickel, and the Bickers hardness is 110 or more and 130 or less. A secondary battery comprising a copper-manganese alloy.
上記リベット部材は、銅が30重量%以上、40重量%以下、残りがニッケルの材質、かつ、ビッカス硬度が110以上、130以下であるニッケル・銅合金からなることを特徴とする二次電池。A through hole opened in the center is overlapped with the center of the sealing plate that seals the opening of the case that houses the wound body in which the positive electrode and the negative electrode are wound while sandwiching the separator. Insulating and sealing gasket, a lower plate stacked from the outside, and a terminal made of a rivet-like member that can be inserted into the through hole and the through hole of the lower plate by caulking a cylindrical portion integrally protruding from the center portion In a secondary battery provided with a portion,
2. The secondary battery according to claim 1, wherein the rivet member is made of a nickel / copper alloy in which copper is 30 wt% or more and 40 wt% or less, the rest is nickel, and the Bickers hardness is 110 or more and 130 or less.
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