JP3263559B2

JP3263559B2 - パック電池の電極にリード板を溶着する方法

Info

Publication number: JP3263559B2
Application number: JP05894795A
Authority: JP
Inventors: 康裕鎌田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1995-03-17
Filing date: 1995-03-17
Publication date: 2002-03-04
Anticipated expiration: 2017-03-04
Also published as: JPH08255603A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はパック電池の電極にリー
ド板をスポット溶接して接続する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の電池を内蔵するパック電池は、電
極にリード板をスポット溶接して電池を電気接続してい
る。電池の電極にスポット溶接されるリード板は、スポ
ット溶接される局部にダボを設けている。ダボはリード
板をプレスして成形される凸部である。ダボのあるリー
ド板は、平面状のリード板よりも確実に電池の電極にス
ポット溶接できる特長がある。

【０００３】図１は、電池の電極２にリード板１をスポ
ット溶接した状態を示す、図２はスポット溶接する前の
リード板１の正面図である。図２に示すリード板１は、
スポット溶接する部分に２個のダボ１Ａを設けている。
ダボ１Ａは、リード板１の局部に設けた凸部である。ダ
ボ１Ａは、リード板１の表面から、たとえば、約０．３
ｍｍに突出して設けられる。リード板１から突出する凸
部であるダボ１Ａは、スポット溶接するときに、電池の
電極表面に接触して、大電流で溶着される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】スポット溶接して電池
の電極に接続されるリード板は、外れないように確実に
接続することが大切である。とくに、衝撃を受けても簡
単に外れないことが大切である。図１に示すリード板１
は、リード板１に２つのダボ１Ａを設けて、スポット溶
接している。このように、複数のダボ１Ａを設けること
は、リード板１を確実に電極２に接続できることに効果
がある。いずれか片方のダボ１Ａが電極２から外れて
も、一方が電極２に接続されているかぎり、パック電池
として正常に使用できるからである。

【０００５】従来の方法で電池の電極にスポット溶接さ
れるリード板は、全てのものを必ずしも充分に満足でき
る強度で接続できないことがある。とくに、多量生産さ
れるパック電池の製造工程において、全てのリード板
を、充分な強度で電池の電極に接続することは極めて難
しい。リード板が充分な強度で接続されないパック電池
は、使用中の衝撃等によってリード板が外れて使用でき
なくなることがある。さらに、パック電池の製造工程
で、リード板が電極から外れてしまう弊害もある。電池
の電極にリード板をスポット溶接する工程は、素電池と
して完成されたものの後加工であるので、この部分で不
良品が発生すると、正常に製造された電池が有効に使用
できなくなって、経済的な損失が大きい。このため、リ
ード板を確実に電池の電極にスポット溶接することは、
パック電池にとって極めて大切なことである。さらに、
パック電池は、振動の激しい用途に使用されることも決
してまれでない。たとえば、電動工具やラジコンカー等
の用途に使用されるパック電池は、使用中に激しい振動
を受ける。このため、振動で故障しない優れた耐久性が
要求される。

【０００６】本発明は、このことを実現することを目的
に開発されたものである。本発明の重要な目的は、極め
て簡単な方法でリード板を電池の電極に強固に溶着でき
る、パック電池の電極にリード板を溶着する方法を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のパック電池の電
極２にリード板１を溶着する方法は、前述の目的を達成
するために下記の構成を備える。リード板１を溶着する
方法は、リード板１の局部を凸部形状に加工してダボ１
Ａを設け、この凸部であるダボ１Ａを電池の電極２に押
圧してスポット溶接する従来の方法を改良したものであ
る。本発明の溶着方法は、ダボ（１Ａ）を、突出面（１
ａ）と、突出面（１ａ）から立ち上がった外周部（１
ｂ）とから形成し、且つ、ダボ（１Ａ）の形状を前記溶
接押圧電極（３）の押圧面よりも小さい楕円形状に形成
することを特長とする。そして、外周部（１ｂ）の周縁
に溶接押圧電極（３）を押圧することによって、突出面
（１ａ）全面を電池の電極に押圧してリード板（１）を
スポット溶接する。本明細書において楕円形は、正確な
楕円に近似する形状、たとえば、円形を一定の方法に引
き延ばした形状、あるいはこの形状に類似する形状を含
む広い意味に使用する。

【０００８】さらに、本発明の請求項２に記載されるパ
ック電池の電極２にリード板１を溶着する方法は、リー
ド板１の局部に、楕円形のダボ１Ａを平行に並べて複数
設けることを特徴とする。この構造は、リード板１をよ
り確実に電池の電極２にスポット溶接できる特長があ
る。

【０００９】

【作用】リード板を電池の電極にスポット溶接する状態
を図４に示す。リード板は、下記の状態で電池の電極に
溶着される。溶接押圧電極３が、リード板１に設けられたダボ１
Ａの上面を押圧する。溶接押圧電極３に押圧されて、リード板１は、ダボ
１Ａ下面の突出面が電池の電極２に接触する。リード板１の上面は、溶接押圧電極３の下面に接触
する。この状態で、溶接押圧電極３から大電流が流される
と、電流は、図４の矢印で示すように、溶接押圧電極３
→リード板１の上面→ダボ１Ａの周縁→ダボ１Ａの底面
→電極２の経路を通過して、ダボ突出面１ａを電極２に
溶着する。

【００１０】この状態で、スポット溶接されるリード板
１を強固に電極２に接続するためには、ダボ突出面１ａ
の全面を電極２に溶着する必要がある。ダボ突出面１ａ
の全面を溶着するためには、ダボ１Ａの全周に均一に大
電流を流す必要がある。スポット溶接するときに、ダボ
１Ａの全周に均一に電流が流れないと、電流密度の低い
部分で、ダボ１Ａは電極２に確実に溶着されなくなっ
て、局部的に溶着不良となる。ダボ１Ａの局部に溶着不
良ができると、ダボ１Ａを大きくしても、溶着強度は強
くならない。とくに、溶着面積を大きくするためにダボ
１Ａの直径を大きくすると、図５に示すように、ダボ１
Ａとリード板１の側縁との距離ｄ1およびダボ１Ａ間の
距離ｄ2が短くなる。距離ｄ1、ｄ2が短くなると、図５
のクロスハッチングで示すダボ１Ａの外周部１ｂの局部
が、広い面積でスポット溶接の溶接押圧電極３に接触で
きなくなる。溶接押圧電極３に対する接触面積が小さく
なると、溶接押圧電極３から充分な電流が供給されなく
なって、その近傍が完全に溶着されなくなる。このた
め、溶着強度を強くするためにダボを大きくしても、部
分的に充分に溶着されない領域ができて、溶着強度は増
強されない。

【００１１】本発明のパック電池の電極にリード板を溶
着する方法は、極めて簡単な構造で、この弊害を防止す
る。図６は電池の電極２にリード板１をスポット溶接す
る状態を示し、図７はスポット溶接されるダボ１Ａの拡
大平面図である。図７に示すように、楕円形に形成され
たダボ１Ａは、面積を大きくして、リード板１の側縁と
の間隔ｄ1を大きくできる。側縁との間隔ｄ1の広いリー
ド板１は、ダボ１Ａ外周部１ｂの全体を、広い面積で溶
接押圧電極３に接触できる。このため、ダボ１Ａの外周
部１ｂ全体に均一に大電流を流して、広い面積のダボ１
Ａの全面を電極２にスポット溶接できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想
を具体化するためのパック電池の電極にリード板を溶着
する方法を例示するものであって、本発明の方法は、構
成部品の種類、材質、形状、構造、配置を下記のものに
特定するものでない。

【００１３】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番
号を、「特許請求の範囲の欄」、「作用の欄」、および
「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付
記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、
実施例の部材に特定するものでは決してない。

【００１４】図７に示すように、リード板１をプレス加
工してダボ１Ａを設ける。ダボ１Ａは、電極２にスポッ
ト溶接される部分であって、リード板１から突出する形
状にプレス加工して設けられる。ダボ１Ａは、電池の電
極２にスポット溶接される部分に設けられる。図に示す
リード板１は、電極２にスポット溶接する部分に２個の
ダボ１Ａを接近して設けている。ダボ１Ａは楕円形であ
る。隣接する楕円形のダボ１Ａは、互いに接近して平行
に配設されている。図に示す楕円形のダボ１Ａは、長径
を短径の２倍としている。短径と長径の比率は、リード
板１の幅、ダボ１Ａの大きさ、電池電極２の大きさ等を
考慮して最適値に設計される。たとえば、短径に対する
長径の比率は、１．２〜４倍、好ましくは１．３〜３
倍、さらに好ましくは１．３〜２．５倍、最適には、
１．５〜２倍に設計される。

【００１５】リード板１をプレス加工して設けられるダ
ボ１Ａの突出量は、リード板１の材質や厚さ、ダボ１Ａ
の大きさ等を考慮して最適値に設計される。突出量が高
すぎると、溶接押圧電極３で押圧するときに変形して、
突出面１ａの全面を均一に電極２に密着できなくなる。
反対に突出量が低すぎると、ダボ１Ａの突出面１ａを充
分な押圧力で電極２に押圧できなくなる。ダボ１Ａの突
出量は、たとえば、リード板１に厚さを０．１５ｍｍと
する銅板を使用するとき、０．３０ｍｍに設計する。た
だ、本発明のパック電池の電極にリード板を溶着する方
法は、ダボ１Ａの突出量を特定するものでない。ダボ１
Ａの突出量は、たとえば、リード板１の厚さの１〜５
倍、好ましくは１〜４倍、さらに好ましくは１．５〜３
倍に設計される。

【００１６】この明細書において、楕円形であるダボの
長径と短径とは、ダボの中心を通過する互いに直交する
線分の長さであって、最長のものを長径、最短のものを
短径とする。図７に示すダボ１Ａは、数学的には正確な
楕円ではない。この図の楕円形は、図８に示すように、
円を直径方向に引き延ばした楕円形である。この図の楕
円形は、互いに平行な直線の両端を半円形の円弧で連結
した形状をしており、長径Ｒ1を短径Ｒ2の２倍としてい
る。さらに、楕円形のダボ１Ａは、図９に示すように、
円弧の１／４周を直線で連結した形状として、短径Ｒ2
よりも長径Ｒ1を大とすることもできる。

【００１７】図７に示すリード板１は、電極２にスポッ
ト溶接される両端に２個のダボ１Ａを設けている。リー
ド板１は、電極２にスポット溶接する部分に、図１０に
示すように３個の、あるいは図示しないが、さらに多数
個のダボを隣接して配設することができる。隣接して配
設される楕円形のダボ１Ａは、互いに平行に配設され
る。それは、隣接するダボ１Ａの間に一定の間隔を設け
るためである。さらに、リード板１は、電極２に接続す
る部分に、図１１に示すように１個のダボ１Ａを設ける
こともできる。１個のダボ１Ａを設けるのは幅の狭いリ
ード板１に適している。

【００１８】さらにまた、リード板１は電池の電極２に
スポット溶接される全ての部分にダボ１Ａを設ける必要
はない。たとえば、図１２に示すように、角形のスリム
電池の＋極にスポット溶接されるリード板１は、かなら
ずしもダボ１Ａを設ける必要がない。それは、ダボ１Ａ
を設けないで、リード板１を面積の小さい＋極の２ヶ所
に確実にスポット溶接できるからである。この図のリー
ド板１は、角形スリム電池の−極に接続する右端部にの
みダボ１Ａを設けている。

【００１９】ダボ１Ａを設けたリード板１は、溶接押圧
電極３で電池の電極２に押圧してスポット溶接される。
リード板１は、ダボ１Ａの突出面１ａを電池の電極２に
押圧する状態で、溶接押圧電極３に押圧される。この状
態で、溶接押圧電極３が大電流を流して、ダボ１Ａの突
出面１ａを電池の電極２にスポット溶接する。

【００２０】図６は円筒電池をリード板１で接続する状
態を示す。この図において、クロスハッチングで示す部
分は、溶接押圧電極３がリード板１と電池の電極２を押
圧する領域を示している。この図に示す溶接押圧電極３
は、先端の形状を方形状とするものと、半円形とするも
のを一対としている。方形状の溶接押圧電極３は、リー
ド板１に設けられた２個のダボ１Ａの近傍を押圧する。
半円形の溶接押圧電極３は、リード板１を溶着する電極
表面を押圧する。一対の溶接押圧電極３に大電流を流す
と、リード板１のダボ１Ａの突出面１ａが電極表面にス
ポット溶接される。

【００２１】図３と図１２は、角形スリム電池にリード
板１をスポット溶接する状態を示す。図１２において、
クロスハッチングで示す部分は、溶接押圧電極３でリー
ド板１と電池の電極２を押圧する領域を示している。こ
の図に示す溶接押圧電極３は、先端形状を円形とする一
対の電極２でリード板１をスポット溶接する。リード板
１を＋電極２にスポット溶接する一対の溶接押圧電極３
は、２分岐したリード板１を押圧する小さい円柱状とな
っている。この溶接押圧電極３でスポット溶接されるリ
ード板１はダボ１Ａがない。ダボ１Ａのないリード板１
は、円柱状の溶接押圧電極３に押圧される状態で大電流
が流されて、＋極にスポット溶接される。角形スリム電
池の−極に溶着する溶接押圧電極３も円柱状である。こ
の溶接押圧電極３は、２個のダボ１Ａを含む部分を押圧
できる太さをしている。一方の溶接押圧電極３はリード
板１のダボ１Ａの近傍を押圧し、他方の溶接押圧電極３
は電池の−極を押圧する。この状態で、一対の溶接押圧
電極３に大電流を流すと、リード板１のダボ突出面１ａ
と電極２の表面とがジュール熱で溶融して溶着される。

【００２２】

【発明の効果】本発明のパック電池の電極にリード板を
溶着する方法は、極めて簡単な方法で、リード板を電池
の電極に強固にスポット溶接できる特長がある。それ
は、本発明の方法が、リード板に設けるダボを楕円形に
することによって、面積を大きくできることに加えて、
ダボ突出面の全面を均一に電極に溶着できるからであ
る。電池の電極にスポット溶接されるリード板は、金属
板を細長い帯状に切断したものである。本発明の方法
は、細長いリード板に楕円形のダボを設けている。楕円
形のダボは、ダボの面積を大きくして、リード板の側縁
とダボとの間隔を広くできる。ダボを大きくして、しか
もダボの外周部を充分に広い面積で溶接押圧電極に接触
できる本発明の方法は、大きな面積のダボ全体に均一に
大電流を流して、ダボを確実に電極に溶着できる。ダボ
を広い面積で溶着できることと、ダボの全体を均一に溶
着できることが相乗して、本発明の方法は、ダボを極め
て強固に電池の電極に溶着できる特長を実現する。

【００２３】本発明の方法がいかに優れた特長を有する
かを明確にするために、下記の条件で落下試験をした。
その結果は、リード板が電極から外れるまでに、本発明の方法で試作したパック電池のリード板……………４１回従来の方法で試作したパック電池のリード板………………１６回となり、本発明の方法で試作したパック電池は、リード
板を極めて強靱に電極にスポット溶接できた。落下試験
に使用したリード板は、本発明の方法に使用したものの
寸法を図７に、従来品の方法に使用したものの寸法を図
２に示す。ただし、リード板は、厚さを０．１５ｍｍ、
ダボの突出量を０．３０ｍｍとした。電池には、単三形
の円筒電池を使用した。さらに、落下試験は、１ｍの高
さから厚さが３０ｍｍである硬木の上に自然落下させ
て、リード板が外れるまでの回数をカウントした。

【００２４】さらに、同じようにして試作したパック電
池のリード板の引張試験をすると、本発明の方法で＋極にスポット溶接したリード板…………４．７４ｋｇｆ従来の方法で＋極にスポット溶接したリード板……………３．７４ｋｇｆ本発明の方法で−極にスポット溶接したリード板…………７．３８ｋｇｆ従来の方法で−極にスポット溶接したリード板……………４．７１ｋｇｆとなり、本発明の方法で試作したパック電池は、リード
板を極めて強い引張強度のある状態で電池の電極にスポ
ット溶接できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の方法でリード板を電池の電極にスポット
溶接した状態を示す平面図

【図２】図１に示すリード板の拡大平面図

【図３】角形のスリム電池にリード板をスポット溶接す
る状態を示す斜視図

【図４】リード板を電池の電極にスポット溶接する状態
を示す断面図

【図５】ダボを設けたリード板の要部拡大平面図

【図６】本発明の方法でリード板を電池の電極にスポッ
ト溶接した状態を示す平面図

【図７】図６に示すリード板の拡大平面図

【図８】楕円形であるダボの一例を示す平面図

【図９】楕円形であるダボの他の例を示す平面図

【図１０】本発明の実施例の方法に使用されるリード板
の他の具体例を示す平面図

【図１１】本発明の実施例の方法に使用されるリード板
の他の具体例を示す平面図

【図１２】本発明の実施例の方法で角形のスリム電池に
スポット溶接されるリード板の平面図

【符号の説明】

１…リード板１Ａ…ダボ１ａ…突起面
１ｂ…外周部２…電池の電極３…溶接押圧電極

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】リード板（１）の局部を凸部形状に加工
してダボ（１Ａ）を設け、この凸部であるダボ（１Ａ）
を溶接押圧電極（３）により電池の電極に押圧してスポ
ット溶接するパック電池の電極にリード板を溶着する方
法において、ダボ（１Ａ）を、突出面（１ａ）と、突出面（１ａ）か
ら立ち上がった外周部（１ｂ）とから形成し、且つ、ダ
ボ（１Ａ）の形状を前記溶接押圧電極（３）の押圧面よ
りも小さい楕円形状に形成し、外周部（１ｂ）の周縁に溶接押圧電極（３）を押圧する
ことによって、突出面（１ａ）全面を電池の電極に押圧
してリード板（１）をスポット溶接することを特徴とす
るパック電池の電極にリード板を溶着する方法。
【請求項２】リード板（１）の局部に、楕円形のダボ
（１Ａ）を平行に並べて複数設けることを特徴とする請
求項１に記載のパック電池の電極にリード板を溶着する
方法。