JP2576014B2 - 電 池 - Google Patents
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Description
外装缶に関し、さらに詳しくはその表面を改質した電池
外装缶に関する。
ス鋼の薄板を缶状にプレス加工したものが用いられてい
る。通常、この外装缶は電極板や電解液等の発電要素を
単に収納するだけでなく、発電要素から電気を外部に取
り出すための外部電極端子としての役割を兼ねている。
よって最終製品とした場合においても、外部電極端子と
なる外装缶の一部が外側に露出した状態となる。このた
め、この露出部分が電池美観を損ない電池の商品価値を
低下させることのないようにする必要がある。よって、
電池用外装缶には、最初から外側仕上げの綺麗なものを
用いるのが望ましいが、電池外装缶は電池製造作業時に
すり傷等の損傷を受けることがあるため、単に仕上げが
綺麗というだけでなく、このすり傷が目立ちにくい材質
であることが望まれる。
ッケル水素電池、リチウム電池、リチウムイオン電池等
の高効率で大電流を取り出すタイプの電池において、傷
の目立ち難い外装缶に対する要請が強い。なぜなら、こ
のタイプの電池は、大電流を取り出すために正極極板の
面積を広くし、セパレータを介して渦巻状に電極板を巻
回した構成としてあり、この電極板からリード板を導出
し缶底内側にスポット溶接することにより外部電極端子
である外装缶に電気的に接続する構成となっている。し
かして、このスポット溶接時に外装缶に高熱が加えられ
るため、前記露出部分に溶接痕が残ることになり、この
溶接痕を目立ちにくくする必要があるからである。
表面を適度に粗くした所謂ダル仕上げ仕様の缶材料は、
表面に傷が付きにくく、また傷や溶接痕が目立ちにくい
という特性を有しており、電池外装缶の缶材として好適
である。この為、鋼板にダル仕上げを施した缶材料が電
池外装缶に広く一般的に使用されている。この鋼板への
ダル仕上げは従来、ニッケルメッキを施した所定厚みの
鋼板原材を、図3に示すような圧延装置を用い、表面が
適度に粗いロールで圧延することによってなされてい
た。そしてこの表面仕上げ工程は、仕上げ後に鋼板が反
るのを防止する等のため、上下とも同じ粗さのロールを
使用し表裏一体的に行なわれていた。よって、従来のダ
ル仕上げ鋼板は表裏両面ともにダル仕上げ仕様となって
おり、当然このダル仕様鋼板を用いて製造された電池外
装缶は、外側表面ばかりでなく内側表面もダル仕上げ仕
様の缶となっていた。
がダル仕上げとなっている場合には、次のような不都合
があった。即ち、上記したようにニッケルカドミウム電
池などの高出力タイプの電池では、リード板を缶底内側
面に溶接する必要があるが、従来のダル仕上げの外装缶
は内側もダル仕上げとなっているため、スポット溶接の
対象となる表面が粗い。よって、スポット溶接に際し、
リード板と該表面との接触が不安定または不十分とな
り、通電量や電気抵抗が変動する。このため、溶接時の
発熱温度が変動し、その結果、溶接強度にバラツキが生
じる。また、接触が不十分となった場合にはスパークが
飛ぶため、所謂チリ(溶融した金属が針状に固化したも
の)が発生することになる。このチリは針状で脆い性質
を有するため、溶接強度を低下させることに加えて、溶
接部から脱落して電池内部に侵入し電池ショートやその
他のトラブルを引き起こす原因となっていた。
装缶を用いて作成した電池では、十分な溶接強度が得ら
れないため振動等により溶接部が外れ、電極板と外装缶
との電気的接続不良が生じ易く、また電池内部に侵入し
たチリが電池劣化を引き起こす場合があった。この為、
電池が本来備えているはずの電気容量を完全に取り出せ
ないといった問題があった。
に対し電極のリード線の抵抗溶接を好適に行うことがで
き、且つ電池外装缶の外側表面のすり傷や溶接痕を目だ
ちにくくした電池を提供することを目的とする。
するために、正極と負極とセパレータからなる発電要素
と、電解液と、電極の一方の外部端子を兼ねる電池外装
缶と、電極の他方の外部端子を兼ね電池外装缶と電気絶
縁された封口体とを備えた電池において、一方の電極は
リード板を有すると共に、リード板は電池外装缶の内側
表面に抵抗溶接によって接続されており、且つ、電池外
装缶は、内側表面の粗さが外側表面の粗さよりも小さい
ことを特徴とする。ここで、電池外装缶内側表面をブラ
イト仕上げで、電池外装缶外側表面をダル仕上げとした
り、電池外装缶の外側表面の平均粗度を0.2μm以
上、内側表面の平均粗度を0.2μm未満とすることが
好ましい。
調製してあるので、電池製造作業時にすり傷等の損傷を
受けにくく、且つスリ傷を受けてもそれが目立ちにく
い。よって電池の外観を良好に保つことができ、特に、
スポット溶接時の熱による溶接痕を目立ちにくくでき
る。
てあるので、スポット溶接を好適に行うことができる。
即ち、溶接面である電池内側表面が密であるので、スポ
ット溶接に際し、該表面と溶接対象物(リード板)との
接触状態が安定化する。よって、スポット溶接部位にお
ける電気抵抗や通電量の変動が少なくなり、溶接温度の
変動やスパークの飛散といったことがなくなる。したが
って、電極リード板を外装缶内側に確実に溶接できると
ともに、チリに起因したショート等の電池劣化を防止で
きることになる。
側表面は粗く調製してあるので、スポット溶接時の熱に
よって外側表面にできた溶接痕を目立ちにくくすること
ができる。よってスポット溶接による電池外観の悪化を
少なくできる。
ように作成した。先ず、図3に示すような圧延装置を用
い、この圧延装置に上ロールとして表面に鉄粉を吹きつ
けたグリッド仕上げローラを装着し、下ロールとしてグ
ラインダで仕上げた平滑ローラを装着して周知の方法で
製造されたニッケルメッキ鋼板を、片面がブライト仕上
げ、他の面がダル仕上げの薄板(0.25mm厚)に調
製した。この薄板面のJIS B060 1976に規
定された中心線平均粗さ(Ra)は、ダル仕上げ面側が
0.4μmであり、ブライト仕上げ面側が0.1μmで
あった。また薄板のニッケルメッキの厚みは10μm以
下であった。
って、ダル仕上げ面を外側としブライト仕上げ面を内側
とした直径16.3mmの本発明外装缶を作成した。こ
の外側面がダル仕上、内側面がブライト仕上げの本発明
外装缶を外装缶Aとする。 (電池の作成)図2に本発明電池の構成を示す。この本
発明電池は、セパレータを介して金属リチウムを活物質
とする負極と、二酸化マンガンを活物質とする正極とが
スパイラル構造に構成してあり、この正負両スパイラル
構造電極にそれぞれ外部電極端子に接続するためのリー
ド板(厚み0.1mm、幅4mm)が配設してある。そ
して、リード板が配設されたこの発電要素を、正極リー
ド板が上に、負極リード板が下(外装缶底側)に導出す
るように前記外装缶Aに入れ、正極リード板を外部正極
端子を兼ねる封口体に接続し、負極リード板を外部負極
端子を兼ねる外装缶A(底部)にスポット溶接した。そ
の後、電解液を注入し、絶縁パッングとともに封口体と
外装缶上部をカシメて円筒状の密閉型二酸化マンガンリ
チウム電池を作成した。
ポット溶接方法について説明する。図1に示すように、
外装缶に収納した前記スパイラル構造電極の中心孔に、
電極棒(先端直径1.5mm)を差し込み、他方、外装
缶の外側底部には受電極(直径12mm)を該底部を覆
うようにセットする。そして、前記電極棒に10Kgの
重量を加えた状態で、溶接電流を1.70KA、1.6
5KA、1.55KAとして、スポット溶接を行った。 〔比較例〕上記外装缶の作成において、上下圧延ロール
の組合せを変えることによって、表面仕上げが、ブライ
ト/ダル、ブライト/ブライト、ダル/ダル(表面/裏
面)の鋼板を調製し、この鋼板を用い上記と同様な方法
で、ブライト/ダル、ブライト/ブライト、ダル/ダル
(外側/内側)とした外装缶を作成した。そして、この
外装缶を用いてこれまた上記本発明実施例と同様の構成
の電池を調整し、同様にスポット溶接を行った。このよ
うに作成した電池のうち、外装缶の表面仕上げがブライ
ト/ダルである電池を比較例電池B、ブライト/ブライ
トの電池をC、ダル/ダルの電池を比較例電池Dとす
る。
〜Dの電池、各々20個について、溶接強度及び露出該
当部の外観を調べた。その結果を表1に示す。
ては、1.70KA溶接電流の場合、A〜Dの全ての電
池について、3.0〜3.2Kgの十分な強度が得られ
た。 しかし、内表面がダル仕様となっているBとDに
はチリの発生が確認され、また、外表面がブライト仕様
となっているBとCでは溶接痕が目立った。
は、溶接強度は何れも上記の場合と同様であり、殆ど変
化が認められなかった。またチリの発生程度もやや抑制
されるものの依然B及びCに発生が認められた。溶接電
流を1.55KAと更に下げた場合、今度はA〜Dの全
ての電池で溶接強度不足となり、リード板を手で軽く引
っ張る程度の負荷を加えるだけで剥がれる状態であっ
た。特にB及びDでその程度が大きかった。
65KA以上の溶接電流が望ましいが、この溶接電流で
は外装缶内側がダル仕上げとなっている場合(B及び
D)ではチリが発生するとともに、外側表面がブライト
仕上げであると電池の外観を害する程に溶接痕が顕著に
認められるようになることが判る。また、外装缶の内外
表面共ブライト仕上げとした場合(C)は、溶接強度や
チリの発生の面では良いが、溶接痕により電池外観が悪
くなることが判る。これに対し、内表面をブライト仕上
げとし、外側をダル仕上げとした本発明例電池Aは、溶
接強度、チリの発生、外観の全てに良好な結果が得られ
た。
平均粗さ(Ra)を0.4μm、ブライト仕上げ面の中
心平均粗さ(Ra)を0.1μmとしたが、電池外観に
ついては、0.2μm以上から傷やスポット溶接時の溶
接痕を目立ちにくくする効果が現れ、特に0.4μm程
度が好適である。従って、表裏の粗度は外側表面のダル
仕上げは0.2μm以上に、内側表面のブライト仕上げ
は0.2μm未満に設定するのが望ましい。
極はリード板を有すると共に、該リード板は前記電池外
装缶の内側表面に抵抗溶接によって接続されている。そ
して、電池外装缶の外側表面を内側表面より粗く調整し
てあるので、外側表面に対しては、電池製造作業時に生
じるスリ傷等の損傷やスポット溶接等の抵抗溶接に伴っ
て生じる溶接痕を目立ちにくくする効果があり、外観を
良好に保つことができる。
整してあるので、溶接対象物(リード板)と該表面との
接触状態を好適で安定した状態とすることができる。こ
のため、抵抗溶接部位における電気抵抗や通電量の変動
が少なくなり、また接触不良に起因するスパークの飛散
が減少する。よって、発熱温度の変動やチリに起因した
溶接強度のバラツキや溶接強度の低下を防止することが
でき、溶接対象物を外装缶内側に確実に抵抗溶接できる
と共に、電池内に侵入するチリがなくなるので、チリに
起因したショート等の電池劣化を防止できることにな
る。特に、電池外装缶内側表面をブライト仕上げ、電池
外装缶外側表面をダル仕上げとしたり、電池外装缶の外
側表面の平均粗度を0.2μm以上、内側表面の平均粗
度を0.2μm未満とすることによって、良好な効果を
得ることができる。
を樹脂製絶縁パッキングを用い外装缶内に密閉化する
が、この際外装缶内側が平滑であると、該パッキングと
の密着性がよくなる。よって、本発明電池外装缶は密閉
型電池の外装缶として特に好都合である。
ト溶接状態を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 正極と負極とセパレータからなる発電要
素と、電解液と、電極の一方の外部端子を兼ねる電池外
装缶と、電極の他方の外部端子を兼ね前記電池外装缶と
電気絶縁された封口体とを備えた電池において、前記一方の電極はリード板を有すると共に、該リード板
は前記電池外装缶の内側表面に抵抗溶接によって接続さ
れており、且つ、前記電池外装缶は、内側表面の粗さが
外側表面の粗さよりも小さい ことを特徴とする電池。 - 【請求項2】 前記電池外装缶内側表面がブライト仕上
げであり、且つ前記電池外装缶外側表面がダル仕上げで
あることを特徴とする請求項1記載の電池。 - 【請求項3】 前記電池外装缶の外側表面の平均粗度が
0.2μm以上であり、内側表面の平均粗度が0.2μ
m未満であることを特徴とする請求項1または請求項2
記載の電池。
Priority Applications (1)
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Family Applications (1)
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1993
- 1993-04-30 JP JP5104724A patent/JP2576014B2/ja not_active Expired - Lifetime
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