JP3507518B2 - 電 池 - Google Patents
電 池Info
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- JP3507518B2 JP3507518B2 JP01611793A JP1611793A JP3507518B2 JP 3507518 B2 JP3507518 B2 JP 3507518B2 JP 01611793 A JP01611793 A JP 01611793A JP 1611793 A JP1611793 A JP 1611793A JP 3507518 B2 JP3507518 B2 JP 3507518B2
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- battery
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リベットにて端子部を
形成した封口板を備えた電池に関する。 【０００２】 【従来の技術】一般に正極活物質として金属のフッ化物
や酸化物、あるいは塩化物を負極活物質としてリチウ
ム、マグネシウムおよびアルミニウム等の軽金属を用
い、有機電解質と組合せた、いわゆる有機電解質電池に
おいては、実公昭５６−１１３２５号公報に示すように
電池内部で正極と接する、例えば正極集電体、リード
板、封口板等の部品を構成する金属部などに鉄、ニッケ
ル、銅などの金属を使用すると、その金属が正極と一種
の電気化学反応によって溶解し、電池性能を著しく劣化
させることが多い。このため上記のような個所には耐電
解液性を有した高純度のアルミニウム、チタニウムやタ
ンタル等が使用される。そしてこれらの金属板を用いた
組立封口板の一例として、図２に示すようなものがあっ
た。 【０００３】すなわち図２に示す如く、耐電解液性の熱
可塑性樹脂からなる封口板２の中央に設けた透孔２ａ
に、アルミニウムからなり、軸部大径部１０ａにチタン
製ワッシャー１１を圧入したリベット１０をその頭部１
０ｂが電池内側に位置するよう挿入し、封口板外側に突
出したリベット脚部１０ｃに溶接容易なキャップ取付用
ワッシャー５を嵌合させ、前記リベット脚部１０ｃのか
しめ変形により合成樹脂製封口板２にワッシャーを一体
化し、かしめ変形した脚部を取り囲むようにこのワッシ
ャーに端子キャップ６を溶接した構成の組立封口板９を
用いていた。 【０００４】あるいは、他の方法として図４に示すよう
に耐電解液性の熱可塑性樹脂からなる封口板２の中央部
に設けた透孔２ａに、耐食性の優れたアルミニウムから
なるリベット端子３の頭部３ａを電池内側にしてチタン
製のタブ付きワッシャー４は嵌合した状態で挿入し、電
池外側に突出したリベット脚部３ｂに加工性に優れ溶接
可能で強度にも強い、例えば鉄にニッケルメッキしたワ
ッシャー５をはめ込み、脚部３ｂをかしめ変形させてワ
ッシャー５を合成樹脂製封口板２に一体化する。そして
更にかしめ変形したリベット脚部３ｂを取り囲むように
鉄にニッケルメッキを施した端子キャップ６をワッシャ
ー５にスポット溶接して組立封口板１を構成していた。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】以上のような構成の組
立封口板１，９を使用して電池を構成した場合、端子キ
ャップを溶接する工程、正極集電体、リード体を耐食性
ワッシャーに溶接する工程、あるいは組立封口板１，９
の周縁部を電池ケースの開口部をかしめて封口する封口
工程において、組立封口板１，９のリベットと耐食性ワ
ッシャーあるいは耐食性のタブ付きワッシャーとの接触
部は単に物理的な接触のみで接合しているため、前述の
ような工程において外部より機械的な負荷が加わった場
合にその接触状態に歪みが生じ、接触不良を起こし、こ
のため電池性能が十分発揮できないことが多々あった。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の電池は、軸部の一端に大径な頭部を有し、
他端に軸部よりも大径なかしめ部を有するリベットと、
このリベットの軸部が 挿入され、電池缶の開口部に配さ
れる封口板と、電池缶に収容される発電要素が電気的に
接続されるタブ部を有するワッシャ―と、を備えてな
り、耐食性の金属からなる前記ワッシャーは、前記封口
板と前記リベットの頭部或いはかしめ部との間に挟み込
まれており、前記ワッシャーとリベットとの接合部分の
少なくとも一部をレ―ザ―溶接で溶融一体化したことを
特徴とする。 【０００７】 【作用】本発明の電池は、電池の内方に位置するリベッ
ト端子の大径な部位と封口板との間にタブ部を有する耐
食性金属のワッシャ―との間に挟持されており、このワ
ッシャーはタブ部において発電要素から延出されたリー
ドと一体化されている。これにより、ワッシャーとリベ
ットとの物理的な接触が確実になされ、端子を兼ねるリ
ベットと発電要素との電気的な接続も同時に確実になさ
れることから、封口板での接触不良に対する信頼性が向
上する。さらにリベットの大径な部位とワッシャーはレ
ーザー溶接にて一体化されており、レーザー溶接が施さ
れた部位の接触状態は、単に物理的な接触からレ―ザ―
溶接による異種金属同志の溶融固化による溶着状態とな
っている。これにより、外部からの機械的な負荷、たと
えば電池への衝撃、振動に起因する封口板における接触
不良の問題点は完全に解消でき、電池性能の安定した信
頼性の高い電池を供給できる。 【０００８】 【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を説明する。
図１は本発明の図２に示す組立封口板９を使用した円筒
形フッ化黒鉛リチウム電池で、図１において９は本発明
の方法により作られた組立封口板、１０は軸部のつけ根
部を他よりも大径としたアルミニウム製リベット、１１
はアルミニウム製リベットの頭部よりも大径で肉厚なチ
タン製ワッシャーである。１２はフッ化黒鉛を活物質と
しこれを金属製ネットに塗着した正極板、１３はリチウ
ムからなる負極板、１４は正極１２と負極１３との間に
介在した耐電解液性の不織布からなるセパレータで、有
機電解液にはホウフッ化リチウム等のリチウム塩を溶解
させたγ−ブチロラクトンを使用した。７は鉄にニッケ
ルメッキを施し陰極端子を兼ねた電池ケースである。次
に組立封口板９の製造方法について図３とともに説明す
る。図３（ａ）はチタンからなる耐食性金属ワッシャー
１１をリベット１０の軸部大径部に圧入する工程、次い
で図３（ｂ）は合成樹脂製封口板２とキャップ取付用ワ
ッシャー５をリベットに嵌合する工程、次いで図３
（ｃ）はリベットの脚部１０ｃをかしめ変形させてキャ
ップ取付用ワッシャー５とリベットのかしめ変形した脚
部１０を取り囲むように端子キャップ６を溶接する工
程、ならびに図３（ｄ）は耐食性ワッシャーとリベット
の接合部分Ａにレーザーを照射して、耐食性ワッシャー
とリベットの少なくとも一部を溶融一体化させた部分を
形成する工程、以上３（ａ）〜３（ｄ）の工程で組立封
口板９を構成する。この組立封口板は電池構成時にアル
ミニウムリベット１０の軸部大径部１０ａに圧入された
チタン製ワッシャー１１は、リベット頭部１０ｂよりも
大径で、ワッシャー１１に直接正極のチタン製リード８
をスポット溶接することができる。 【０００９】なお、封口板の材質は、一方の電極端子を
兼ねるリベットと封口板、あるいはこの封口板が配され
る電池缶との絶縁を確実に行えれば良く、樹脂製の封口
板を用いることで、一方の電極端子を兼ねる封口板のリ
ベットと、他方の端子を兼ねる電池缶との絶縁が確実に
なされる。これら樹脂製の封口板の材質としては、耐電
解液性の合成樹脂からなる必要があり、例えば、ポリプ
ロピレン、ポリエチレン、フッ素系樹脂等が使用され、
本実施例ではポリプロピレンを使用した。 【００１０】次に本発明の組立封口板と従来の組立封口
板、つまり耐食性ワッシャーとリベットの少なくとも一
部を溶融一体化した部分を形成していないものを使用し
て、その実効を比較した。試験に使用した電池は、フッ
化黒鉛リチウム電池を使用した。外径１７．０mm、高さ
３５mm、電気容量１３５０mAhのものである。 【００１１】前記電池を各々１０００個構成し、８５℃
の高温雰囲気２時間、−４０℃の低温側雰囲気２時間、
合計４時間を１サイクルとする環境試験を１００サイク
ル行った時の内部抵抗の変化を表１に記載した。表２は
図４に示す本発明の他の構成からなる組立封口板を使用
した場合に同様の実験を行った結果を示す。なお、本実
施例でレーザーはＹＡＧレーザーを使用して１点のみ照
射したものである。レーザーとしてはＹＡＧ以外に炭酸
ガスレーザー、ヘリウム・ネオンレーザーでも同様の効
果が実験より判明している。 【００１２】 【表１】 【００１３】 【表２】 【００１４】 【発明の効果】以上の結果から明らかなように、本発明
の方法で得られた組立封口板はアルミリベットとチタン
等の耐食性金属との接触部分における電気的、物理的接
触状態を長期に渡って維持できるものであり、性能の安
定したバラツキの少ない電池を提供できる。
形成した封口板を備えた電池に関する。 【０００２】 【従来の技術】一般に正極活物質として金属のフッ化物
や酸化物、あるいは塩化物を負極活物質としてリチウ
ム、マグネシウムおよびアルミニウム等の軽金属を用
い、有機電解質と組合せた、いわゆる有機電解質電池に
おいては、実公昭５６−１１３２５号公報に示すように
電池内部で正極と接する、例えば正極集電体、リード
板、封口板等の部品を構成する金属部などに鉄、ニッケ
ル、銅などの金属を使用すると、その金属が正極と一種
の電気化学反応によって溶解し、電池性能を著しく劣化
させることが多い。このため上記のような個所には耐電
解液性を有した高純度のアルミニウム、チタニウムやタ
ンタル等が使用される。そしてこれらの金属板を用いた
組立封口板の一例として、図２に示すようなものがあっ
た。 【０００３】すなわち図２に示す如く、耐電解液性の熱
可塑性樹脂からなる封口板２の中央に設けた透孔２ａ
に、アルミニウムからなり、軸部大径部１０ａにチタン
製ワッシャー１１を圧入したリベット１０をその頭部１
０ｂが電池内側に位置するよう挿入し、封口板外側に突
出したリベット脚部１０ｃに溶接容易なキャップ取付用
ワッシャー５を嵌合させ、前記リベット脚部１０ｃのか
しめ変形により合成樹脂製封口板２にワッシャーを一体
化し、かしめ変形した脚部を取り囲むようにこのワッシ
ャーに端子キャップ６を溶接した構成の組立封口板９を
用いていた。 【０００４】あるいは、他の方法として図４に示すよう
に耐電解液性の熱可塑性樹脂からなる封口板２の中央部
に設けた透孔２ａに、耐食性の優れたアルミニウムから
なるリベット端子３の頭部３ａを電池内側にしてチタン
製のタブ付きワッシャー４は嵌合した状態で挿入し、電
池外側に突出したリベット脚部３ｂに加工性に優れ溶接
可能で強度にも強い、例えば鉄にニッケルメッキしたワ
ッシャー５をはめ込み、脚部３ｂをかしめ変形させてワ
ッシャー５を合成樹脂製封口板２に一体化する。そして
更にかしめ変形したリベット脚部３ｂを取り囲むように
鉄にニッケルメッキを施した端子キャップ６をワッシャ
ー５にスポット溶接して組立封口板１を構成していた。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】以上のような構成の組
立封口板１，９を使用して電池を構成した場合、端子キ
ャップを溶接する工程、正極集電体、リード体を耐食性
ワッシャーに溶接する工程、あるいは組立封口板１，９
の周縁部を電池ケースの開口部をかしめて封口する封口
工程において、組立封口板１，９のリベットと耐食性ワ
ッシャーあるいは耐食性のタブ付きワッシャーとの接触
部は単に物理的な接触のみで接合しているため、前述の
ような工程において外部より機械的な負荷が加わった場
合にその接触状態に歪みが生じ、接触不良を起こし、こ
のため電池性能が十分発揮できないことが多々あった。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の電池は、軸部の一端に大径な頭部を有し、
他端に軸部よりも大径なかしめ部を有するリベットと、
このリベットの軸部が 挿入され、電池缶の開口部に配さ
れる封口板と、電池缶に収容される発電要素が電気的に
接続されるタブ部を有するワッシャ―と、を備えてな
り、耐食性の金属からなる前記ワッシャーは、前記封口
板と前記リベットの頭部或いはかしめ部との間に挟み込
まれており、前記ワッシャーとリベットとの接合部分の
少なくとも一部をレ―ザ―溶接で溶融一体化したことを
特徴とする。 【０００７】 【作用】本発明の電池は、電池の内方に位置するリベッ
ト端子の大径な部位と封口板との間にタブ部を有する耐
食性金属のワッシャ―との間に挟持されており、このワ
ッシャーはタブ部において発電要素から延出されたリー
ドと一体化されている。これにより、ワッシャーとリベ
ットとの物理的な接触が確実になされ、端子を兼ねるリ
ベットと発電要素との電気的な接続も同時に確実になさ
れることから、封口板での接触不良に対する信頼性が向
上する。さらにリベットの大径な部位とワッシャーはレ
ーザー溶接にて一体化されており、レーザー溶接が施さ
れた部位の接触状態は、単に物理的な接触からレ―ザ―
溶接による異種金属同志の溶融固化による溶着状態とな
っている。これにより、外部からの機械的な負荷、たと
えば電池への衝撃、振動に起因する封口板における接触
不良の問題点は完全に解消でき、電池性能の安定した信
頼性の高い電池を供給できる。 【０００８】 【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を説明する。
図１は本発明の図２に示す組立封口板９を使用した円筒
形フッ化黒鉛リチウム電池で、図１において９は本発明
の方法により作られた組立封口板、１０は軸部のつけ根
部を他よりも大径としたアルミニウム製リベット、１１
はアルミニウム製リベットの頭部よりも大径で肉厚なチ
タン製ワッシャーである。１２はフッ化黒鉛を活物質と
しこれを金属製ネットに塗着した正極板、１３はリチウ
ムからなる負極板、１４は正極１２と負極１３との間に
介在した耐電解液性の不織布からなるセパレータで、有
機電解液にはホウフッ化リチウム等のリチウム塩を溶解
させたγ−ブチロラクトンを使用した。７は鉄にニッケ
ルメッキを施し陰極端子を兼ねた電池ケースである。次
に組立封口板９の製造方法について図３とともに説明す
る。図３（ａ）はチタンからなる耐食性金属ワッシャー
１１をリベット１０の軸部大径部に圧入する工程、次い
で図３（ｂ）は合成樹脂製封口板２とキャップ取付用ワ
ッシャー５をリベットに嵌合する工程、次いで図３
（ｃ）はリベットの脚部１０ｃをかしめ変形させてキャ
ップ取付用ワッシャー５とリベットのかしめ変形した脚
部１０を取り囲むように端子キャップ６を溶接する工
程、ならびに図３（ｄ）は耐食性ワッシャーとリベット
の接合部分Ａにレーザーを照射して、耐食性ワッシャー
とリベットの少なくとも一部を溶融一体化させた部分を
形成する工程、以上３（ａ）〜３（ｄ）の工程で組立封
口板９を構成する。この組立封口板は電池構成時にアル
ミニウムリベット１０の軸部大径部１０ａに圧入された
チタン製ワッシャー１１は、リベット頭部１０ｂよりも
大径で、ワッシャー１１に直接正極のチタン製リード８
をスポット溶接することができる。 【０００９】なお、封口板の材質は、一方の電極端子を
兼ねるリベットと封口板、あるいはこの封口板が配され
る電池缶との絶縁を確実に行えれば良く、樹脂製の封口
板を用いることで、一方の電極端子を兼ねる封口板のリ
ベットと、他方の端子を兼ねる電池缶との絶縁が確実に
なされる。これら樹脂製の封口板の材質としては、耐電
解液性の合成樹脂からなる必要があり、例えば、ポリプ
ロピレン、ポリエチレン、フッ素系樹脂等が使用され、
本実施例ではポリプロピレンを使用した。 【００１０】次に本発明の組立封口板と従来の組立封口
板、つまり耐食性ワッシャーとリベットの少なくとも一
部を溶融一体化した部分を形成していないものを使用し
て、その実効を比較した。試験に使用した電池は、フッ
化黒鉛リチウム電池を使用した。外径１７．０mm、高さ
３５mm、電気容量１３５０mAhのものである。 【００１１】前記電池を各々１０００個構成し、８５℃
の高温雰囲気２時間、−４０℃の低温側雰囲気２時間、
合計４時間を１サイクルとする環境試験を１００サイク
ル行った時の内部抵抗の変化を表１に記載した。表２は
図４に示す本発明の他の構成からなる組立封口板を使用
した場合に同様の実験を行った結果を示す。なお、本実
施例でレーザーはＹＡＧレーザーを使用して１点のみ照
射したものである。レーザーとしてはＹＡＧ以外に炭酸
ガスレーザー、ヘリウム・ネオンレーザーでも同様の効
果が実験より判明している。 【００１２】 【表１】 【００１３】 【表２】 【００１４】 【発明の効果】以上の結果から明らかなように、本発明
の方法で得られた組立封口板はアルミリベットとチタン
等の耐食性金属との接触部分における電気的、物理的接
触状態を長期に渡って維持できるものであり、性能の安
定したバラツキの少ない電池を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の組立封口板を使用した電池の要部断面
図 【図２】本発明の組立封口板の半裁断面図 【図３】本発明の組立封口板の製造工程を示す断面図 【図４】本発明の他の構成からなる組立封口板の半裁断
面図 【符号の説明】 １ 組立封口板 ２ 合成樹脂製封口板 ２ａ 透孔 ３ アルミニウムリベット ３ａ リベット頭部 ３ｂ リベット脚部 ３ｃ リベット軸部 ４ 耐食性金属のタブ付きワッシャー ５ キャップ取付用ワッシャー ６ 端子キャップ ７ 正極ケース ８ 正極リード ９ 組立封口板 １０ アルミニウムリベット １０ａ リベット軸部の大径部 １０ｂ リベット頭部 １０ｃ リベット脚部 １１ 耐食性金属ワッシャー Ａ レーザー溶接部
図 【図２】本発明の組立封口板の半裁断面図 【図３】本発明の組立封口板の製造工程を示す断面図 【図４】本発明の他の構成からなる組立封口板の半裁断
面図 【符号の説明】 １ 組立封口板 ２ 合成樹脂製封口板 ２ａ 透孔 ３ アルミニウムリベット ３ａ リベット頭部 ３ｂ リベット脚部 ３ｃ リベット軸部 ４ 耐食性金属のタブ付きワッシャー ５ キャップ取付用ワッシャー ６ 端子キャップ ７ 正極ケース ８ 正極リード ９ 組立封口板 １０ アルミニウムリベット １０ａ リベット軸部の大径部 １０ｂ リベット頭部 １０ｃ リベット脚部 １１ 耐食性金属ワッシャー Ａ レーザー溶接部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 大尾 文夫
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電
器産業株式会社内
(56)参考文献 特開 昭63−158739（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−173950（ＪＰ，Ａ)
実開 昭62−65768（ＪＰ，Ｕ)
実開 平２−12160（ＪＰ，Ｕ)
実開 平４−126663（ＪＰ，Ｕ)
実開 平２−16560（ＪＰ，Ｕ)
実開 平２−7863（ＪＰ，Ｕ)
実公 昭44−23618（ＪＰ，Ｙ１)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 軸部の一端に大径な頭部を有し、他端に
軸部よりも大径なかしめ部を有するリベットと、このリ
ベットの軸部が挿入され、電池缶の開口部に配される封
口板と、電池缶に収容された発電要素が電気的に接続さ
れたタブ部を有するワッシャ―とを備えた電池であっ
て、 前記ワッシャーは、耐食性金属からなり、前記封口板と
前記リベットの電池内側に位置する頭部或いはかしめ部
との間に挟み込まれており、前記ワッシャーとリベット
との接合部分の少なくとも一部をレ―ザ―溶接で溶融一
体化したことを特徴とする電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01611793A JP3507518B2 (ja) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | 電 池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01611793A JP3507518B2 (ja) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | 電 池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06231740A JPH06231740A (ja) | 1994-08-19 |
| JP3507518B2 true JP3507518B2 (ja) | 2004-03-15 |
Family
ID=11907579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01611793A Expired - Lifetime JP3507518B2 (ja) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | 電 池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3507518B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4304919B2 (ja) * | 2002-06-04 | 2009-07-29 | 株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション | 電池 |
| KR100599754B1 (ko) * | 2004-06-29 | 2006-07-12 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지와 이차 전지의 캡 조립체 및 캡 조립체의 단자조립 방법 |
| JP5213404B2 (ja) | 2007-09-28 | 2013-06-19 | 三洋電機株式会社 | 密閉電池及びその製造方法 |
| JP2009283256A (ja) * | 2008-05-21 | 2009-12-03 | Toyota Motor Corp | 電源装置および電源装置の製造方法 |
| KR20110128082A (ko) | 2010-05-20 | 2011-11-28 | 에스비리모티브 주식회사 | 이차 전지 |
| JP7252119B2 (ja) * | 2019-12-26 | 2023-04-04 | プライムアースＥｖエナジー株式会社 | 二次電池及び溶接方法 |
-
1993
- 1993-02-03 JP JP01611793A patent/JP3507518B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06231740A (ja) | 1994-08-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20031219 |
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