JP3745424B2

JP3745424B2 - 電池の製造方法

Info

Publication number: JP3745424B2
Application number: JP28725195A
Authority: JP
Inventors: 誠小林; 英明小澤
Original assignee: Toshiba Battery Co Ltd
Current assignee: FDK Twicell Co Ltd
Priority date: 1995-11-06
Filing date: 1995-11-06
Publication date: 2006-02-15
Anticipated expiration: 2015-11-06
Also published as: JPH09129213A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、端子と、端子と同極性の電極とを帯状のタブで電気的に接続する構造を有する電池の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯用電気機器等に用いられる電池として、マンガン電池や、アルカリマンガン電池のような炭素棒か、または集電棒により活物質と端子とを電気的に接続するもの、リチウム電池、アルカリ二次電池に代表される正極と負極との間にセパレータを介装して作製された電極群が金属ケース内に収納され、前記金属ケースの開口部に取付けられる正極端子を持つ封口板と前記金属ケース内に収納された正極とが帯状タブにより電気的に接続された構造を有するものが知られている。
【０００３】
前述した端子と電極が帯状タブにより電気的に接続された構造を有する電池は、例えば次に示す方法により製造される。まず、帯状タブを有する正極と負極との間にセパレータを介装して電極群を作製する。予め開口部を拡口することにより段部が形成された有底円筒状容器内に前記電極群を収納するか、または有底円筒状容器内に前記電極群を収納した後、前記容器に外部よりビード入れ等を行って段部を形成する。このようにして電極群が収納された容器内に電解液を注入する。その後、合成樹脂から形成された底部に穴を有する有底円筒状の絶縁ガスケット内に正極端子を有する封口板を収納する。この封口板の下面に前記帯状タブの先端を接続した後、前記封口板が収納された絶縁ガスケットを前記容器内の段部に載置する。ひきつづき、前記容器の開口部を縮径し、前記開口部の上端を内方に屈曲することにより折曲部を形成し、前記容器に前記封口板を前記絶縁ガスケットの反発弾性力によってかしめ固定することにより前記電池を製造する。
【０００４】
前記封口板の下面と前記帯状タブの先端とは、従来、１点がスポット溶接によって固定されている。しかしながら、溶接面積がばらつきやすいため、溶接面積が小さくなった場合には電池の放電特性が低下するという問題点がある。
【０００５】
このようなことから、前記封口板の下面と前記帯状タブの先端とを２点でスポット溶接によって固定することが行われている。スポット溶接は、前記封口板の下面に前記帯状タブの先端を配置し、前記封口板の上面に支持電極を配置し、かつ前記帯状タブの先端に２本のスポット電極を配置して前記２本のスポット電極で前記帯状タブの先端を加圧しながら前記支持電極と前記スポット電極間に溶接電流を流すことによって行われる。
【０００６】
ところで、前記帯状タブは、ニッケルのような金属の薄板であるため、取り扱う際にしわや、歪みが生じやすい。一方、前記封口板は前記絶縁ガスケット内に収納されているため、前記封口板の下面の周縁は前記絶縁ガスケットの厚さ分突出している。従って、凹凸を有する面に帯状タブを配置するため、その分余計にしわや歪みが生じやすくなる。
【０００７】
前記２本のスポット電極は一体化されており、２本が一緒に同距離上下動する。このようなスポット電極をしわや歪みが生じた帯状タブの先端に配置すると、いずれか一方の電極と前記帯状タブとの接触が不十分になるため、溶接電流にばらつきが生じ、溶接強度がばらつくという問題点が生じる。その結果、このような方法で製造された電池において、前記帯状タブと前記封口板の接続点のうち溶接強度が大きいほうに電流が集中するため、前記正極の集電効率が低下し、電池の作動電圧が低下する。また、前記電池が外部短絡されて前記帯状タブに異常電流が流れると、この異常電流は溶接強度が大きい接続点に集中するため、この接続点が過度に加熱され、結果として前記電池の温度が異常に高くなる恐れがある。
【０００８】
ところで、前記正極端子を有する封口板としては、帽子形の正極端子が溶接によって固定された封口板や、帽子形の正極端子がかしめ固定された封口板等が用いられている。前記帽子形の正極端子が溶接によって固定された封口板は、帽子形の正極端子がかしめ固定された封口板に比べて簡単に作製することができるため、広く用いられている。しかしながら、封口板に正極端子を溶接により固定すると、溶接条件によっては前記正極端子がやや傾いた状態で前記封口板に固定されることがある。このような封口板を電池に用いても電池特性に支障はないものの、前記封口板と前記帯状リードとを前述したスポット溶接によって２点で固定しようとすると、前記２本のスポット電極のうちの一方と前記帯状タブとの接触が不十分になるため、溶接強度がばらつき、前述したのと同様な問題が生じる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、溶接方法を改良することにより端子を有する封口板の端子部と帯状タブとを少なくとも二箇所で、かつ均等な溶接強度で固定した電池の製造方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電池の製造方法は、帯状タブを有する一方極と他方極との間にセパレータを介装して作製された電極群及び電解液が他方極端子を兼ねる容器内に収納され、前記容器の開口部が一方極端子を有する封口板により封口されており、前記帯状タブの先端部と前記封口板の端子部とが二点以上で接続された構造を有する電池の製造方法において、
前記帯状タブの先端部と前記封口板の端子部との接続は、前記封口板を支持するための支持電極と、溶接箇所の凹凸に応じて移動距離を調節するための移動距離調節機構及び溶接箇所を加圧するための加圧機構を備える複数のポイント電極とを用い、前記封口板の前記端子部に前記帯状タブの先端部を配置し、前記封口板の前記端子部と反対側の面に前記支持電極を配置し、前記帯状タブの先端部に前記複数のポイント電極を前記移動距離調節機構によって前記先端部の凹凸に応じた距離移動させて当接させた後、前記加圧機構により前記複数のポイント電極に均等に圧力を加えながら前記支持電極と前記複数のポイント電極間に溶接電流を流すダイレクトスポット溶接を行う工程を具備する方法によって行うことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る方法で製造された電池（例えば円筒形電池）を図１を参照して説明する。
負極端子を兼ねる有底円筒状の容器１内には、正極２とセパレータ３と負極４とを積層してスパイラル状に捲回することにより作製された電極群５が収納されている。前記正極２は、長手方向に沿う端部に形成されたリード部６と、前記リード部６に形成された帯状タブ７とを有する。前記負極４は、前記電極群５の最外周に配置されて前記容器１と電気的に接触している。電解液は、前記容器１内に収容されている。防爆機能及び正極端子を兼ねる封口部材８は、前記容器１の上部開口部に配置されている。底部に穴９が開口された有底円筒状をなす合成樹脂製の絶縁ガスケット１０は、前記封口部材８の周縁と前記容器１の上部開口部内面の間に圧縮状態で配置されている。前記絶縁ガスケット１０は、例えば、ナイロン６，６等のポリアミド系合成樹脂から形成することができる。このような絶縁ガスケット１０の圧縮下において前記封口部材８は前記容器１にかしめ固定されている。図２に示すように前記封口部材８は、中央にガス抜き孔１１を有する円形封口板１２と、例えば合成ゴムからなる弾性弁体１３と、複数のガス通過孔１４が開口された帽子形の正極端子１５とから構成されている。前記帯状タブ７は、先端の２点が前記封口板１２の下面に固定されている。
【００１２】
次いで、前述した電池の製造方法を説明する。
（第１工程）
前記リード部６及び前記帯状タブ７を有する正極２と前記負極４との間に前記セパレータ３を介在して最外周に前記負極４が位置するように電極群５を作製する。前記容器１内に前記電極群５及び前記電解液を収納する。
【００１３】
次に、前記正極２、前記負極４、前記セパレータ３及び前記電解液について説明する。
１）正極２
前記正極２は、正極活物質を含むペーストが充填された集電体からなり、その長手方向に沿う端部にリード部６を有する。前記リード部６は帯状タブ７を有する。
【００１４】
前記リード部６及び前記帯状タブ７は、例えば、ニッケルから形成することができる。
前記正極は、例えば、正極活物質と導電剤と結着剤と水とを含むペーストを調製した後、前記ペーストを集電体に充填し、これを乾燥した後、プレスで加圧成形することにより作製することができる。
【００１５】
前記正極活物質としては、例えば、ニッケル化合物を挙げることができる。前記ニッケル化合物としては、水酸化ニッケル、亜鉛及びコバルトが共沈された水酸化ニッケル、ニッケル酸化物等を挙げることができる。中でも、前記亜鉛及びコバルトが共沈された水酸化ニッケルを用いるのが好ましい。
【００１６】
前記導電剤としては、例えば、コバルト化合物及び金属コバルトから選ばれる１種以上からなるものを用いることができる。前記コバルト化合物としては、例えば、水酸化コバルト（Ｃｏ（ＯＨ）₂ ）、一酸化コバルト（ＣｏＯ）等を挙げることができる。特に、水酸化コバルトか、一酸化コバルト、もしくは水酸化コバルト及び一酸化コバルトの両方からなる導電材を用いるのが好ましい。
【００１７】
前記結着剤としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン、ポリプロピレン等の疎水性ポリマー、例えばカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、メチルセルロース（ＭＣ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、例えばポリアクリル酸ナトリウム（ＳＰＡ）などのポリアクリル酸塩、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレンオキシド等の親水性ポリマー、例えばラテックス等のゴム系ポリマー等を挙げることができる。
【００１８】
前記集電体としては、例えば、ニッケル、ステンレスのような金属や、ニッケルメッキが施された樹脂等の耐アルカリ性材料から形成された網状、スポンジ状、繊維状、もしくはフェルト状の金属多孔体等を挙げることができる。
２）負極４
この負極４は、負極活物質を含むペーストが集電体に充填された構造を有することが好ましい。
【００１９】
このような負極は、例えば、負極活物質と導電性材料と結着剤と水とを含むペーストを調製した後、前記ペーストを集電体に充填し、これを乾燥した後、プレスで加圧成形することにより作製することができる。
【００２０】
前記負極活物質としては、充放電反応に直接関与する物質や、充放電反応に直接関与する物質を吸蔵・放出する物質を用いることができる。前者の例としては、例えば、金属カドミウム、水酸化カドミウムなどのカドミウム化合物の粉末等を挙げることができる。後者の例としては、例えば、水素を吸蔵放出する水素吸蔵合金等を挙げることができる。中でも、前記水素吸蔵合金を含む負極を備えた二次電池は、前記カドミウム化合物の粉末を含む負極を備えた二次電池に比べて大電流での放電が可能で、かつ環境汚染の恐れが少ないため、好適である。
【００２１】
前記水素吸蔵合金としては、格別制限されるものではなく、電解液中で電気化学的に発生させた水素を吸蔵でき、かつ放電時にその吸蔵水素を容易に放出できるものであればよい。例えば、ＬａＮｉ₅ 、ＭｍＮｉ₅ （Ｍｍ；ミッシュメタル）、ＬｍＮｉ₅ （Ｌｍ；ランタン富化したミッシュメタル）、またはこれらのＮｉの一部をＡｌ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｂのような元素で置換した多元素系のもの、もしくはＴｉＮｉ系、ＴｉＦｅ系、ＺｒＮｉ系、ＭｇＮｉ系のものを挙げることができる。中でも、一般式ＬｍＮｉ_x Ｍｎ_y Ａ_z （ただし、ＡはＡｌ，Ｃｏから選ばれる少なくとも一種の金属、原子比ｘ，ｙ，ｚはその合計値が４．８≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦５．４を示す）で表される水素吸蔵合金を用いることが望ましい。このような組成の水素吸蔵合金を含む負極を備えた円筒形二次電池は、放電容量及び充放電サイクル寿命を向上することができる。
【００２２】
前記導電性材料としては、例えば、ニッケル粉末、酸化コバルト、酸化チタン、カーボンブラック等を挙げることができる。特に、前記カーボンブラックを導電性材料として用いることが好ましい。
【００２３】
前記結着剤としては、前述した正極で説明したのと同様なものを用いることができる。
前記集電体としては、例えば、パンチドメタル、エキスパンデッドメタル、穿孔剛板、ニッケルネットなどの二次元基板や、フェルト状金属多孔体や、スポンジ状金属基板などの三次元基板を挙げることができる。
３）セパレータ３
前記セパレータ３としては、例えば、ポリエチレン繊維製不織布、エチレン−ビニルアルコール共重合体繊維製不織布、ポリプロピレン繊維製不織布などのポリオレフィン繊維製不織布に親水性官能基が付与されたものや、例えばナイロン６，６などのポリアミド繊維製不織布を挙げることができる。前記ポリオレフィン繊維製不織布に親水性官能基を付与する方法としては、例えば、コロナ放電処理、スルホン化処理、グラフト共重合、界面活性剤や親水性樹脂の塗布などを挙げることができる。
４）電解液
前記電解液としては、例えば、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の水溶液、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）の水溶液、水酸化カリウム（ＫＯＨ）の水溶液、ＮａＯＨとＬｉＯＨの混合液、ＫＯＨとＬｉＯＨの混合液、ＫＯＨとＬｉＯＨとＮａＯＨの混合液等のアルカリ電解液を用いることができる。
（第２工程）
前記防爆機能及び正極端子を兼ねる封口部材８を前記絶縁ガスケット１０内に収納する。
（第３工程）
まず、この工程で用いる支持電極を図３を参照して説明する。
【００２４】
前記支持電極１６は、下端中央部に角形凹部１７が形成された角柱形状をなす。このような構造の支持電極は、前記封口部材との接触面積が大きいため、溶接電流を分散させることができ、大電流が流れた際に生じる溶接不良を回避することができる。
【００２５】
次いで、溶接箇所の凹凸に応じて移動距離を調節するための移動距離調節機構及び溶接箇所に均等に圧力を加える加圧機構を備える複数のポイント電極を図４を参照して説明する。
【００２６】
前記移動距離調節機構及び前記加圧機構を兼ねるバランスヘッド１８は、下端に２本のポイント電極１９ａ，１９ｂを有する。前記移動距離調節機構は、バランスヘッド１８本体を下降させて前記２本のポイント電極１９ａ，１９ｂを下降させ、いずれか一方の電極が溶接箇所に当接すると、更にバランスヘッド１８本体を下降させても当接された電極をその位置で固定したまま当接していない電極のみを下降させて溶接箇所に当接させるようになっている。
【００２７】
前述した支持電極及びポイント電極を用いる溶接工程を説明する。
前述した図３に示すように前記支持電極１７を前記封口部材８の封口板１２に前記電極１７の前記凹部１６が前記正極端子１５のトップを囲むように配置する。図５に示すように、前記封口板１２の端子部である前記端子１５と反対側の封口板面に前記帯状タブ７の先端部を配置する。前記端子部の周縁は前記ガスケット１０が配置されており、中央付近に比べてガスケットの厚さ分突出しているため、前記帯状タブ７は前記端子部に少し折り曲げられた状態で配置される。前記バランスヘッド１８本体を下降させて前記２本の電極１９ａ，１９ｂを下降させる。いずれか一方の電極が前記帯状タブ７の先端部に当接すると、前記移動距離調節機構が駆動されてもう片方の電極のみが下降して前述した図４に示すように前記２本の電極１９ａ，１９ｂが帯状タブ７の先端部に当接される。従って、前述したように帯状タブ７を配置することに起因して帯状タブ７にしわや歪みが生じた際や、溶接不良が生じた封口部材を用いた場合においても前記移動距離調節機構によって２本の電極１９ａ，１９ｂを溶接箇所の凹凸に応じた距離移動させて溶接箇所に当接させることができる。その結果、前記バランスヘッド１８の前記加圧調節機構によって前記２本の電極１９ａ，１９ｂに均等に圧力を加えることができるため、前記電極１７と前記２本の電極１９ａ，１９ｂとの間に溶接電流を流すと、均等に溶接電流が流れ、前記封口板１２の端子部と前記帯状タブ７とを均等で、かつ高い溶接強度で固定することができる。従って、帯状タブの溶接点のうちの一点に電流が集中するのを回避することができるため、作動電圧が高く、かつ外部短絡の際の温度上昇が抑制された安全性が高い電池を実現することができる。
（第４工程）
前記絶縁ガスケット内に収納された封口部材を前記容器の前記段部に載置し、前記容器の開口部を縮径し、前記開口部の上端を内方に折り曲げて前記容器に前記封口部材を前記絶縁ガスケットを介してかしめ固定することにより円筒形電池を製造する。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
実施例
＜ペースト式正極の作製＞
水酸化ニッケル粉末９０重量部および酸化コバルト粉末１０重量部からなる混合粉体に、前記水酸化ニッケル粉末に対してカルボキシメチルセルロース０．３重量部、ポリテトラフルオロエチレンの懸濁液（比重１．５，固形分６０重量％）を固形分換算で０．５重量部添加し、これら固形分に分散媒としての水を４５重量部添加して混練することによりペーストを調製した。つづいて、このペーストを導電性基板としてのニッケルメッキ繊維基板にその長手方向側の端部を除いて充填した後、乾燥し、ローラプレスを行って圧延した。これのペースト未充填の箇所にリード部を有する帯状タブを抵抗溶接によって取り付けることによりペースト式正極を作製した。前記リード付きタブは、例えば、ニッケルから形成され、タブ部は厚さが０．１５ｍｍで、幅が４ｍｍである。
【００２９】
＜ペースト式負極の作製＞
市販のランタン富化したミッシュメタルＬｍ及びＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌを用いて高周波炉によって、ＬｍＮｉ_4.0 Ｃｏ_0.4 Ｍｎ_0.3 Ａｌ_0.3 の組成からなる水素吸蔵合金を作製した。前記水素吸蔵合金を機械粉砕し、これを２００メッシュのふるいを通過させた。得られた合金粉末１００重量部に対してポリアクリル酸ナトリウム０．５重量部、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）０．１２５重量部、ポリテトラフルオロエチレンのディスパージョン（比重１．５，固形分６０ｗｔ％）を固形分換算で２．５重量部および導電材としてカーボン粉末１．０重量部を分散媒としての水５０重量部と共に混合することによって、ペーストを調製した。このペーストをパンチドメタルに塗布、乾燥した後、加圧成形することによってペースト式負極を作製した。
【００３０】
次いで、親水化処理が施されたポリオレフィン繊維製不織布からなるセパレータを前記負極と前記正極との間に介装し、渦巻状に捲回して電極群を作製した。予め開口部を拡口することにより前記開口部の下端に内方に突出した形状の段部が形成された負極端子を兼ねる有底円筒状容器内に前記電極群をに収納し、この容器内に７ＮのＫＯＨおよび１ＮのＬｉＯＨからなる電解液を収容した。
【００３１】
一方、図６に示す封口部材２１を用意した。前記封口部材２１は、ニッケルメッキが施された鋼から形成され、中央にガス通過孔２２を有する円形封口板２３と、前記封口板２３上に前記ガス通過孔２２を塞ぐように配置された弾性弁体２４と、前記封口板上に前記弾性弁体を包囲するように抵抗溶接によってやや傾いた状態で固定され、複数のガス抜き孔２５を有する正極端子キャップ２６とから構成される。底部に円形穴を有する有底円筒形状をなし、ナイロン６，６製の絶縁ガスケット内に前記封口部材を載置した。
【００３２】
図７に示すように前記絶縁ガスケット２７内に収納された前記封口部材２１の封口板２３に前記支持電極１７をその凹部１６が前記正極端子２６の突出部を囲むように配置し、前記封口板２３の端子部、つまり前記端子２６が固定された面と反対側の面に前記帯状タブ７の先端部を少し折り曲げた状態で配置した。前記バランスヘッド１８本体を下降させて前記２本の電極１９ａ，１９ｂを下降させた。前記電極１９ａが前記帯状タブ７の先端部に当接すると、前記移動距離調節機構が駆動されてもう片方の電極１９ｂのみが下降して前記２本の電極１９ａ，１９ｂが帯状タブ７の先端部に当接された。
【００３３】
前記２本の電極１９ａ，１９ｂが帯状タブ７の先端部に当接されると、前記バランスヘッド１８の前記加圧機構が駆動され、前記２本の電極１９ａ，１９ｂによって前記帯状タブ７の先端部が押圧されて前記帯状タブ７及び前記封口部材２１が前記電極１７と前記電極１９ａ，１９ｂとによって挟持され、２つの溶接点に均等に圧力が加えられた。この状態で前記電極１７と前記電極１９ａ，１９ｂとの間に溶接電流を流し、前記帯状タブ７を前記封口部材２１の前記封口板２３の端子部にダイレクトスポット溶接によって固定した。前記絶縁ガスケット２７内に収納された封口部材２１を前記容器の前記段部に載置した後、前記開口部を縮径し、前記開口部の上端を内方に折り曲げて前記封口部材を前記ガスケットを介して前記容器にかしめ固定することにより前述した図１に示すＡＡサイズのニッケル水素二次電池を製造した。
比較例１
移動距離調節機構を持たない２本のポイント電極を用いた以外は、実施例と同様な方法により前述した図１に示すＡＡサイズのニッケル水素二次電池を製造した。
【００３４】
すなわち、図８に示すように、中央に矩形の凹部３１を有する角柱形支持電極３２を前記封口部材２１の封口板２３に前記凹部３１が前記端子２６の突出部を囲むように配置し、前記封口板２３の端子部である前記端子２６と反対側の面に前記帯状タブ７の先端を少し折り曲げた状態で配置した。移動距離調節機構を持たない２本のポイント電極３３ａ，３３ｂを前記帯状タブ７の先端部に配置した。前記正極端子２６が前記封口板２３に傾いた状態で固定されているため、前記ポイント電極３３ｂと前記封口板２３との間に隙間が生じた。前記２本のポイント電極３３ａ，３３ｂにより前記帯状タブ７の先端を加圧しながら前記支持電極３２と前記２本のポイント電極３３ａ，３３ｂとの間に溶接電流を流し、前記帯状タブ７を前記封口板２３の端子部にダイレクトスポット溶接によって固定した。
比較例２
以下に説明するシリーズスポット溶接により封口部材２１と前記帯状タブ７を二点で固定したこと以外は、実施例と同様な方法により前述した図１に示すＡＡサイズのニッケル水素二次電池を製造した。
【００３５】
前述した図９に示すように、中央に矩形の凹部３４が開口された角柱形状をなし、絶縁材料からなる支持部材３５を前記封口板２３に前記凹部３４が前記端子２６の突出部を囲むように配置し、前記封口板２３の端子部としての前記端子２６が固定された面と反対側の面に前記帯状タブ７の先端を少し折り曲げた状態で配置した。同時に、実施例と同様なバランスヘッドを備える２本のポイント電極３６（−側），３７（＋側）を下降させて前記バランスヘッドの移動距離調節機構によって前記帯状タブ７の先端に前記２本のポイント電極３６，３７をそれぞれ当接させ、前記バランスヘッドの加圧機構によって前記各ポイント電極３６，３７に均等に圧力を加えながら前記２本のポイント電極３６，３７との間に溶接電流を流し、前記帯状タブ７を前記封口板２３の端子部にシリーズスポット溶接によって固定した。
【００３６】
得られた実施例１及び比較例１，２の二次電池についてそれぞれ１００個用意し、引っ張り溶接強度及びそのばらつき（標準偏差σ）を調べ、その結果を下記表１に示す。
【００３７】
また、得られた実施例１及び参照例１，２の二次電池について、０．３Ｃで１５０％充電を行った後、２Ｃで放電する際の中間放電作動電圧を測定し、その結果を下記表１に併記する。
更に、実施例１及び比較例１，２の二次電池について、外部短絡させた際の容器の壁面の温度を測定し、その結果を下記表１に併記する。
【００３８】
【表１】

【００３９】
表１から明らかなように、移動距離調節機構及び圧力調節機構を備える２本のポイント電極を用いるダイレクトスポット溶接によって封口板の端子部と帯状タブとを２点で固定した実施例１の二次電池は、封口板の端子部と帯状タブとを均等な、かつ高い溶接強度で固定できることがわかる。また、実施例の二次電池は、比較例１，２に比べて電池電圧が高く、外部短絡の際の異常電流による温度上昇を抑制できることがわかる。
【００４０】
これに対し、実施例と同様にダイレクトスポット溶接ではあるものの移動距離調節機構を持たない２本のポイント電極を用いて封口板の端子部と帯状タブとを２点で固定する比較例１は、前記２本のポイント電極のうちの一方と帯状タブとの接触が不十分になるため、溶接電流がばらついてスプラッシュが発生し、溶接強度が低かった。一方、比較例２のようにシリーズスポット溶接によって封口板の端子部と帯状タブとを２点で固定すると、帯状タブの幅が狭いために電極間距離が小さくなり、無効電流が増大するため、溶接強度が著しく低くなった。
【００４１】
なお、前記実施例では、ニッケル水素二次電池に適用して説明したが、ニッケルカドミウム二次電池、リチウム電池、リチウムイオン二次電池にも同様に適用することができる。
【００４２】
前記実施例では、帯状タブを有する正極と負極との間にセパレータを介在して渦巻状に捲回することにより作製された渦巻形電極群を備える円筒形電池に適用した例を説明したが、前記正極と負極とをその間に前記セパレータを介在して交互に重ねることにより作製された積層構造の電極群を備える角形電池にも同様に適用することができる。
【００４３】
前記実施例では、帯状タブとしてリード部を有するものを用いたが、リード部を持たないタブを用いても良い。
前記実施例では、帯状タブと封口板の端子部との接続点を二点にしたが、前記接続点は例えば三点、四点と二点より多くても良い。
【００４４】
前記実施例では、防爆機構として、電池内のガス圧が所定の値以上になると開弁してガスを外部に放出し、その後は再び電池を密閉する復帰式の安全弁である弾性弁体を用いたが、前記防爆機構としては、非復帰式の安全弁である弁膜を用いても良い。前記弁膜は封口板と正極端子との間に前記封口板のガス抜き孔を覆うように配置すれば良い。
【００４５】
前記実施例では、正極端子と封口板とが溶接により固定された構造を有する封口板を用いたが、封口板と正極端子とがかしめ固定により一体化された構造を有する封口板を用いることができる。
【００４６】
前記実施例では、一方極端子を有する封口板を他方極端子を兼ねる容器の開口部に絶縁ガスケットを介してかしめ固定によって取り付ける構造の電池に適用した例を説明したが、前記封口板を前記容器にレーザシーム溶接によって取り付ける構造の電池にも同様に適用することができる。このような構造の電池では、前記封口板として中央に穴が開口された封口板と、前記封口板の穴に両端が前記封口板の上下面から突出するようにガラス製絶縁材を介してハーメチックシールによって取付けられた正極ピン端子とを有するものが用いられる。従って、帯状タブの先端部と前記封口板の端子部とを接続する場合には、前記封口板に支持電極をその凹部が前記正極ピン端子を囲むように配置し、前記支持電極が配置された面と反対側の面に突出された正極ピン端子の先端を前記封口板の端子部とし、前記端子部に前記帯状タブの先端部を配置する。前記帯状タブの先端部に複数のポイント電極をバランスヘッドの移動距離調節機構によって前記先端部の凹凸に応じた距離移動させて当接させた後、前記加圧機構により前記複数のポイント電極に均等に圧力を加えながら前記支持電極と前記複数のポイント電極間に溶接電流を流すダイレクトスポット溶接によって行えば良い。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の電池の製造方法によれば、端子を持つ封口板の端子部と帯状タブの先端部を少なくとも二箇所を均等で、かつ高い溶接強度で接続することができ、電池電圧等の電池特性を向上することができ、外部短絡の際の温度上昇を抑制することができ、電池の安全性及び信頼性を向上することができるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る方法により製造された電池（例えば円筒形電池）を示す断面図。
【図２】図１の防爆機能及び正極端子を兼ねる封口部材を示す拡大断面図。
【図３】本発明に係る製造方法の溶接工程を示す部分断面図。
【図４】本発明に係る製造方法の溶接工程を示す正面図。
【図５】本発明に係る製造方法の溶接工程における帯状タブの配置を示す平面図。
【図６】本発明に係る実施例で用いられる防爆機能及び正極端子を兼ねる封口部材を示す拡大断面図。
【図７】本発明に係る実施例の溶接工程を示す部分断面図。
【図８】比較例１における溶接工程を示す部分断面図。
【図９】比較例２における溶接工程を示す部分断面図。
【符号の説明】
７…帯状タブ、１０…絶縁ガスケット、１２…封口板、１５…正極端子、１６…支持電極、１９ｂ…ポイント電極。

Claims

帯状タブを有する一方極と他方極との間にセパレータを介装して作製された電極群及び電解液が他方極端子を兼ねる容器内に収納され、前記容器の開口部が一方極端子を有する封口板により封口されており、前記帯状タブの先端部と前記封口板の端子部とが二点以上で接続された構造を有する電池の製造方法において、
前記帯状タブの先端部と前記封口板の端子部との接続は、前記封口板を支持するための支持電極と、溶接箇所の凹凸に応じて移動距離を調節するための移動距離調節機構及び溶接箇所を加圧するための加圧機構を備える複数のポイント電極とを用い、前記封口板の前記端子部に前記帯状タブの先端部を配置し、前記封口板の前記端子部と反対側の面に前記支持電極を配置し、前記帯状タブの先端部に前記複数のポイント電極を前記移動距離調節機構によって前記先端部の凹凸に応じた距離移動させて当接させた後、前記加圧機構により前記複数のポイント電極に均等に圧力を加えながら前記支持電極と前記複数のポイント電極間に溶接電流を流すダイレクトスポット溶接を行う工程を具備する方法によって行うことを特徴とする電池の製造方法。