JP4524987B2 - 電池用リード端子、電池、並びに電池用リード端子の接続方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池素子の外部端子に十分な強度を以て接続される電池用リード端子、この電池用リード端子が接続された電池、並びにこの電池用リード端子の接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年においては、例えばノート型パーソナルコンピュータ、携帯型電話機、カメラ一体型ＶＴＲ（video tape recorder）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等の電子機器の電源として、軽量で高エネルギー密度な二次電池の開発が進められている。この高いエネルギー密度を有する二次電池としては、例えば鉛電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池等といった水系電解液電池よりも大きなエネルギー密度を有するリチウムイオン二次電池がある。
【０００３】
このリチウムイオン二次電池は、例えば正極及び負極を有する電池素子と、電池素子を収納する有底筒状容器であり、負極と電気的に接続されることで外部負極端子となる外装缶と、外装缶の開口部を閉蓋し、正極と電気的に接続されることで外部正極端子となる蓋体とを有している。そして、このリチウムイオン二次電池は、外装缶の開口部に、蓋体がガスケットを介して圧入された後に、外装缶の開口部をかしめることで蓋体が固定されて外装缶の開口部を閉蓋することから、電池素子が外装缶内に密閉封入されたている。このため、リチウムイオン二次電池は、外部負極端子の外装缶と外部正極端子の蓋体とがガスケットにより絶縁された状態になる。
【０００４】
このような構成のリチウムイオン二次電池は、上述した電子機器等の電源として用いる場合、図１６に示す電池パック１００の状態にされる。この電池パック１００は、例えば２本のリチウムイオン二次電池１０１が、電池に対して過充電保護、過放電保護、充放電制御等を行う回路基板１０２に接続された状態で一対の収納ケース１０３等に収納された構成になっている。具体的には、リチウムイオン二次電池１０１を例えばニッケル、鉄、ステンレス等の導電性金属等からなる帯状のリード端子１０４を介して直列状態で回路基板１０２に接続される。このとき、電池パック１００では、例えばリチウムイオン二次電池１０１における外部端子となる外装缶１０５や蓋体１０６等とリード端子１０４との接続を抵抗溶接法等で行っている。
【０００５】
この抵抗溶接法は、図１７に示すように、例えばリード端子１０４を蓋体１０６等に接触させた状態で、リード端子１０４の主面上に配置させた一対の電極棒１０７，１０８の一方から他方に１２００Ａ程度の電流を流した際にリード端子１０４と蓋体１０６との間で生じる電気抵抗による発熱を利用してリード端子１０４と蓋体１０６とを溶接させる方法である。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１５７２２号公報（第３−４頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような方法でリード端子１０４をリチウムイオン二次電池１０１に接続させた場合、図１８に示すように、例えば電極棒１０７から電極棒１０８に流れる電流の一部に図１８中矢印Ｘで示す経路でリード端子１０４中を流れるものが発生してしまう。
【０００８】
このため、リチウムイオン二次電池１０１とリード端子１０４との接続においては、図１８中矢印Ｙで示す経路の電流、すなわち外装缶１０５や蓋体１０６を流れる電流が減って電気抵抗による発熱量が少なくなり、リード端子１０４と外装缶１０５や蓋体１０６との溶接強度が弱くなることがある。特に、外装缶１０５や蓋体１０６より電気抵抗の小さな導電性金属等でリード端子１０４を形成した場合、電極棒１０７から電極棒１０８に流れる電流のうちリード端子１０４中を流れる電流の割合が多くなって、リード端子１０４と外装缶１０５や蓋体１０６との溶接強度が更に弱くなってしまう。
【０００９】
このようなリチウムイオン二次電池１０１では、例えば電池パック１００を電子機器等から外した際に誤って落としたりして衝撃等を受けた場合に、リード端子１０４と外装缶１０５や蓋体１０６との溶接強度が弱いことから、リード端子１０４と外装缶１０５や蓋体１０６との接続が外れて電池パック１００を使用不能にさせてしまうことがある。
【００１０】
このような問題を解決する手段としては、図１９に示すように、例えばリード端子１０４に孔部１０９を設け、この孔部１０９が電極棒１０７，１０８の間に配されるようにして抵抗溶接することで、電極棒１０７から電極棒１０８に流れる電流のうちリード端子１０４中を流れる電流の割合を少なくすること等が提案されている。（例えば、特許文献１を参照。）
しかしながら、このような提案でも、図１９中矢印Ｚで示す経路を流れる電流、すなわちリード端子１０４の孔部１０９の周囲を流れてしまう電流があり、電極棒１０７から電極棒１０８に流れる電流のうちリード端子１０４中を流れる電流の割合を少なくしてリード端子１０４と外装缶１０５や蓋体１０６との溶接強度を大幅に向上させることは困難である。このため、リチウムイオン二次電池１０１では、外装缶１０５や蓋体１０６に、リード端子を適切な溶接強度を以て溶接できていないのが現状である。
【００１１】
そこで、本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、電池素子の外部端子に適切な接続強度を以て接続できる電池用リード端子、この電池用リード端子が接続された電池、並びに電池用リード端子の接続方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成する本発明に係る電池用リード端子は、電池素子の外部端子に接続される電池用リード端子であって、帯状の導電性金属からなる一対のリードと、一対のリードを所定の間隔で並んだ状態に保持する一対のリード及び電池素子の外部端子より電気抵抗の大きな保持部材とを備え、一対のリードは、電池素子の外部端子に接触させた状態で一方のリードから他方のリードに上記電池素子の外部端子を介して電流を流すことで、電池素子の外部端子と溶接により接続されることを特徴としている。
【００１３】
この電池用リード端子では、一対のリード及び電池素子の外部端子より電気抵抗の大きな保持部材によって所定の間隔で並んでいると共に電池素子の外部端子に接触させた状態の一対のリードに一方のリードから他方のリードに電流を流すことで、全ての電流が電池素子の外部端子を介して一方のリードから他方のリードに流れることになる。したがって、この電池用リード端子では、一対のリードと電池素子の外部端子との間の電気抵抗が大きくなって電気抵抗による発熱も大きくなることから、一対のリードと電池素子の外部端子とを適切に溶接でき、一対のリードと電池素子の外部端子との接続強度を向上できる。
【００１４】
本発明に係る電池用リード端子は、電池素子の外部端子に接続される電池用リード端子であって、板状の導電性金属からなる複数のリード片と、複数のリード片を所定の間隔で並んだ状態に保持する複数のリード片及び電池素子の外部端子より電気抵抗の大きな保持部材とを備え、複数のリード片は、電池素子の外部端子に接触させた状態で隣り合う一方のリード片から他方のリード片に電池素子の外部端子を介して電流を流すことで、電池素子の外部端子と溶接により接続されることを特徴としている。
【００１５】
この電池用リード端子では、複数のリード片及び電池素子の外部端子より電気抵抗の大きな保持部材によって所定の間隔で並んでいると共に電池素子の外部端子に接触させた状態の複数のリード片における隣り合う一方のリード片から他方のリード片に電流を流すことで、全ての電流が電池素子の外部端子を介して隣り合う一方のリード片から他方のリード片に流れることになる。したがって、この電池用リード端子では、複数のリード片と電池素子の外部端子との間の電気抵抗が大きくなって電気抵抗による発熱も大きくなることから、複数のリード片と電池素子の外部端子とを適切に溶接でき、複数のリード片と電池素子の外部端子との接続強度を向上できる。
【００１６】
本発明に係る電池は、外部端子を備える電池素子と、外部端子に接続される電池用リード端子とを有する電池であって、電池用リード端子が、帯状の導電性金属からなる一対のリードと、一対のリードを所定の間隔で並んだ状態に保持する一対のリード及び電池素子の外部端子より電気抵抗の大きな保持部材とを有し、電池素子の外部端子に接触させた状態の一対のリードの何れか一方のリードから他方のリードに電池素子の外部端子を介して電流を流すことで、電池用リード端子が電池素子の外部端子と溶接により接続されることを特徴としている。
【００１７】
この電池では、電池用リード端子において、一対のリード及び電池素子の外部端子より電気抵抗の大きな保持部材によって所定の間隔で並んでいると共に電池素子の外部端子に接触させた状態の一対のリードに一方のリードから他方のリードに電流を流すことで、全ての電流が電池素子の外部端子を介して一方のリードから他方のリードに流れることになる。したがって、この電池では、電池用リード端子における一対のリードと電池素子の外部端子との間の電気抵抗が大きくなって電気抵抗による発熱も大きくなることから、一対のリードと電池素子の外部端子とを適切に溶接でき、電池用リード端子と電池素子の外部端子との接続強度を向上できる。
【００１８】
本発明に係る電池は、外部端子を備える電池素子と、外部端子に接続される電池用リード端子とを有する電池であって、電池用リード端子が、板状の導電性金属からなる複数のリード片と、複数のリード片を所定の間隔で並んだ状態に保持する複数のリード片及び電池素子の外部端子より電気抵抗の大きな保持部材とを備え、電池の外部端子に接触させた状態の複数のリード片の隣り合う一方のリード片から他方のリード片に電池の外部端子を介して電流を流すことで、電池用リード端子が電池素子の外部端子と溶接により接続されることを特徴としている。
【００１９】
この電池では、電池用リード端子において、複数のリード片及び電池素子の外部端子より電気抵抗の大きな保持部材により所定の間隔で並んでいると共に電池素子の外部端子に接触させた状態の複数のリード片における隣り合う一方のリード片から他方のリード片に電流を流すことで、全ての電流が電池素子の外部端子を介して隣り合う一方のリード片から他方のリード片に流れることになる。したがって、この電池では、複数のリード片と電池素子の外部端子との間の電気抵抗が大きくなって電気抵抗による発熱も大きくなることから、複数のリード片と電池素子の外部端子とを適切に溶接でき、電池用リード端子と電池素子の外部端子との接続強度を向上できる。
【００２０】
本発明に係る電池用リード端子の接続方法は、帯状の導電性金属からなる一対のリードを、一対のリード及び電池素子の外部端子より電気抵抗の大きな保持部材で所定の間隔で並んだ状態に保持させることで電池用リード端子を作製する第１の工程と、電池用リード端子における一対のリードを電池素子の外部端子に接触させた状態で、一方のリードから他方のリードに電池素子の外部端子を介して電流を流すことにより、電池素子の外部端子に電池用リード端子を溶接させる第２の工程とを有することを特徴としている。
【００２１】
この電池用リード端子の接続方法では、一対のリード及び電池素子の外部端子より電気抵抗の大きな保持部材により所定の間隔で並んでいると共に電池素子の外部端子に接触させた状態の一対のリードに一方のリードから他方のリードに電流を流すことで、全ての電流を電池素子の外部端子を介して一方のリードから他方のリードに流すことができる。したがって、この電池用リード端子の接続方法では、一対のリードと電池素子の外部端子との間の電気抵抗が大きくなって電気抵抗による発熱も大きくなることから、一対のリードと電池素子の外部端子とを適切に溶接でき、電池用リード端子を電池素子の外部端子に高い接続強度で接続できる。
【００２２】
本発明に係る電池用リード端子の接続方法は、板状の導電性金属からなる複数のリード片を、複数のリード片及び電池素子の外部端子より電気抵抗の大きな保持部材で所定の間隔で並んだ状態に保持することで電池用リード端子を作製する第１の工程と、電池用リード端子における複数のリード片を電池素子の外部端子に接触させた状態で、隣り合う一方のリード片から他方のリード片に電池素子の外部端子を介して電流を流すことにより、電池素子の外部端子に電池用リード端子を溶接させる第２の工程とを有することを特徴としている。
【００２３】
この電池用リード端子の接続方法では、複数のリード片及び電池素子の外部端子より電気抵抗の大きな保持部材により所定の間隔で並んでいると共に電池素子の外部端子に接触させた状態の複数のリード片における隣り合う一方のリード片から他方のリード片に電流を流すことで、全ての電流を電池素子の外部端子を介して隣り合う一方のリード片から他方のリード片に流すことができる。したがって、この電池用リード端子の接続方法では、複数のリード片と電池素子の外部端子との間の電気抵抗が大きくなって電気抵抗による発熱も大きくなることから、複数のリード片と電池素子の外部端子とを適切に溶接でき、電池用リード端子を電池素子の外部端子に高い接続強度で溶接できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した電池用リード端子及びこのリード端子が接続された電池、並びに電池に対する電池用リード端子の接続方法について、図１に示す電池１を参照にして説明する。この電池１は、発電要素となる略円柱状の電池素子２と、この電池素子２と例えば回路基板等とを接続させるリード端子３とによって構成されている。そして、この電池１は、回路基板等と一緒に収納ケース等に収納され、例えばノート型パーソナルコンピュータ等の電子機器等に設けられた装着部に装着されることで電子機器等に対して所定の電圧の電力を安定して供給することが可能な電池パック等の電力供給源となる。
【００２５】
電池１において、電池素子２は、電気を発電させる発電素子４と、発電素子４内でイオンを移動させる電解液５と、発電素子４及び電解液５を収納する外装缶６と、外装缶６の開口部を閉蓋する蓋体７とを有している。
【００２６】
発電素子４は、正極活物質としてリチウム遷移金属複合酸化物等を用いる帯状の正極８と、負極活物質として炭素質材料等を用いる帯状の負極９とが、正極８と負極９とが接触しないようにこれらを互いに遮蔽する帯状のセパレータ１０を介して積層され、長手方向に捲回された構成になっている。このような発電素子４が発電要素となる電池素子２は、正極８と負極９との間でリチウムイオンを行き来させることで電池反応が行われる、いわゆるリチウムイオン二次電池である。
【００２７】
正極８は、正極活物質と結着剤とを含有する正極合剤塗液を正極集電体１１の主面に塗布、乾燥、加圧することにより、正極集電体１１の主面上に正極合剤層１２が圧縮形成された構造となっている。正極８には、正極端子１３が正極集電体１１の所定の位置に溶接等で電気的に接続されている。この正極端子１３には、例えばアルミニウム等の導電性金属からなる短冊状金属片等を用いる。
【００２８】
正極８において、正極合剤層１２に含有される正極活物質には、リチウムイオンをドープ／脱ドープすることが可能な材料を用いる。具体的には、例えば化学式Ｌｉ_ｘＭＯ_２（ｘは０．５以上、１．１以下の範囲であり、Ｍは遷移金属のうちの何れか一種又は複数種の化合物である。）等で示されるリチウム複合酸化物、ＴｉＳ_２、ＭｏＳ_２、ＮｂＳｅ_２、Ｖ_２Ｏ_５等のリチウムを含有しない金属硫化物、金属酸化物、或いは特定のポリマー等を用いる。これらのうち、リチウム複合酸化物としては、例えばＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２、Ｌｉ_ｘＮｉ_ｙＣｏ_１−ｙＯ_２（ｘ、ｙは電池の充放電状態によって異なり、通常０＜ｘ＜１、０．７＜ｙ＜１．０２である。）や、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４等で示されるスピネル型リチウム・マンガン複合酸化物等が挙げられる。そして、正極２では、正極活物質として、上述した金属硫化物、金属酸化物、リチウム複合酸化物等のうちの何れか一種又は複数種を混合して用いることも可能である。
【００２９】
正極８では、正極合剤層１２の結着剤として、非水電解液電池の正極合剤に用いられる例えばポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等といった結着剤を用いることができる他に、正極合剤層１２に導電材として炭素質材料等を添加したり、公知の添加剤等を添加したりすることができる。また、正極８では、正極集電体１１に、例えばアルミニウム等、導電性金属からなる箔状金属や網状金属等を用いる。
【００３０】
負極９は、負極活物質と結着剤とを含有する負極合剤塗液を負極集電体１４の主面に塗布、乾燥、加圧することにより、負極集電体１４の主面上に負極合剤層１５が圧縮形成された構造となっている。負極９には、負極端子１６が負極集電体１４の所定の位置に接続されている。この負極端子１６には、例えば銅、ニッケル等の導電性金属からなる短冊状金属片等を用いる。
【００３１】
負極９において、負極合剤層１５に含有される負極活物質には、リチウム、リチウム合金、又はリチウムイオンをドープ／脱ドープできる炭素質材料等が用いられる。リチウムイオンをドープ／脱ドープできる炭素質材料としては、例えば２０００℃以下の比較的低い温度で焼成して得られる低結晶性炭素材料、結晶化しやすい原材料を３０００℃付近の高温で焼成した人造黒鉛等の高結晶性炭素材料等を用いることが可能である。具体的には、熱分解炭素類、コークス類、黒鉛類、ガラス状炭素繊維、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活性炭等の炭素質材料を用いることが可能である。コークス類としては、例えばピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス等がある。なお、有機高分子化合物焼成体とは、フェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化したものである。これらの炭素質材料は、電池素子２を充放電した際に、負極９側にリチウムが析出することを抑制させることが可能である。
【００３２】
また、上述した炭素質材料の他には、負極活物質として例えばリチウムと化合可能な金属、合金、元素、及びこれらの化合物等が挙げられる。負極活物質としては、例えばリチウムと化合可能な元素をＭとしたときにＭ_ｘＭ'_ｙＬｉ_ｚ（Ｍ'はＬｉ元素及びＭ元素以外の金属元素であり、ｘは０より大きな数値であり、ｙ及びｚは０以上の数値である。）の化学式で示される化合物である。この化学式においては、例えば半導体元素であるＢ、Ｓｉ、Ａｓ等も金属元素として挙げられる。具体的には、例えばＭｇ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｙ、Ｂ、Ｓｉ、Ａｓ等の元素及びこれらの元素を含有する化合物、Ｌｉ−Ａｌ、Ｌｉ−Ａｌ−Ｍ（Ｍは２Ａ族、３Ｂ族、４Ｂ族の遷移金属元素のうち何れか一種又は複数種である。）、ＡｌＳｂ、ＣｕＭｇＳｂ等が挙げられる。
【００３３】
特に、リチウムと化合可能な元素には、３Ｂ族典型元素が好ましく、これらの中でもＳｉ、Ｓｎが好ましく、更にはＳｉを用いることが好ましい。具体的には、Ｍ_ｘＳｉ、Ｍ_ｘＳｎ（ＭはＳｉ、Ｓｎ以外の一種以上の元素であり、ｘは０以上の数値である。）の化学式で示されるＳｉ化合物、Ｓｎ化合物として、例えばＳｉＢ_４、ＳｉＢ_６、Ｍｇ_２Ｓｉ、Ｍｇ_２Ｓｎ、Ｎｉ_２Ｓｉ、ＴｉＳｉ_２、ＭｏＳｉ_２、ＮｉＳｉ_２、ＣａＳｉ_２、ＣｒＳｉ_２、Ｃｕ_５Ｓｉ、ＦｅＳｉ_２、ＭｎＳｉ_２、ＮｂＳｉ_２、ＴａＳｉ_２、ＶＳｉ_２、ＷＳｉ_２、ＺｎＳｉ_２等が挙げられ、これらのうちの何れか一種又は複数種を混合して用いる。
【００３４】
さらに、負極活物質としては、１つ以上の非金属元素を含有する炭素以外の４Ｂ族の元素化合物も利用できる。この化合物には、複数種の４Ｂ族の元素を含有していても良い。具体的には、例えばＳｉＣ、Ｓｉ_３Ｎ_４、Ｓｉ_２Ｎ_２Ｏ、Ｇｅ_２Ｎ_２Ｏ、ＳｉＯ_ｘ（０＜ｘ≦２）、ＳｎＯ_ｘ（０＜ｘ≦２）、ＬｉＳｉＯ、ＬｉＳｎＯ等が挙げられ、これらのうちの何れか一種又は複数種を混合して用いる。
【００３５】
負極９では、負極合剤層１５の結着剤として、非水電解液電池の負極合剤に用いられる例えばポリフッ化ビニリデンやポリテトラフルオロエチレン等といった結着剤を用いることができる。負極９では、負極集電体１４に、例えば銅等といった導電性金属からなる箔状金属や網状金属等を用いる。
【００３６】
セパレータ１０は、正極８と負極９とを離間させるものであり、この種の非水電解液電池の絶縁性微多孔膜として通常用いられている公知の材料を用いることができる。具体的には、例えばポリプロピレン、ポリエチレン等の高分子フィルムが用いられる。また、リチウムイオン伝導度とエネルギー密度との関係から、セパレータ１０の厚みはできるだけ薄い方が好ましく、その厚みを３０μｍ以下にして用いる。
【００３７】
このような構成の発電素子４は、正極８と負極９とがセパレータ１０を介して積層され、長手方向に捲回された捲回体であり、捲回軸方向の一端面より正極端子１３が突出し、他端面より負極端子１６が突出した構造になっている。
【００３８】
電解液５は、例えば非水溶媒に電解質塩を溶解させた非水電解液である。電解液５において、非水溶媒としては、例えば環状の炭酸エステル化合物、水素をハロゲン基やハロゲン化アクリル基で置換した環状炭酸エステル化合物や鎖状炭酸エステル化合物等を用いる。具体的には、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４メチル１，３ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリル、アニソール、酢酸エステル、酪酸エステル、プロピオン酸エステル等が挙げられ、これらのうちの一種以上を用いる。特に、非水溶媒としては、電圧安定性の点からプロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートを使用することが好ましい。
【００３９】
また、電解質塩としては、例えばＬｉＰＦ_６、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＢ（Ｃ_６Ｈ_５）_４、ＬｉＣＨ_３ＳＯ_３、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ等が挙げられ、これらのうちの一種以上を用いる。
【００４０】
外装缶６は、例えば鉄、アルミニウム、ステンレス等の導電性金属等からなる有底筒状容器であり、缶底部６ａが円状等の形状を有している。外装缶６には、例えば矩形状、扁平円状等の缶底部６ａを有する有底筒状容器を用いることもできる。
【００４１】
この外装缶６は、両端面に内部短絡を防止するためのインシュレータ１７が配置された発電素子４が挿入され、発電素子４の他端面より突出する負極端子１６が缶底部６ａに溶接等で電気的に接続されることで電池素子２の外部負極端子となる。
【００４２】
この外装缶６には、その開口部付近に内径全周に亘って内側にくびれるビード部６ｂが設けられている。このビード部６ｂは、蓋体７が外装缶６の開口部にガスケット１８を介して圧入されて閉蓋する際に、蓋体７の台座となって蓋体７が外装缶６の開口部に配置される位置を決定すると共に、外装缶６に収納された発電素子４が飛び出すことを防止する。
【００４３】
そして、この外装缶６は、発電素子４が収納され、開口部に蓋体７がガスケット１８を介して圧入された状態で、ビード部６ｂより上方の縁部付近を内側に曲げ加工、いわゆるかしめ加工されたかしめ部６ｃに蓋体７が強固に固定されて発電素子４を密閉封入させる。また、外装缶６は、かしめ加工が施された際に、かしめ部６ｃの縁部全周でガスケット１８がはみ出るようにされており、縁部と蓋体７とが接触しないようにされている。
【００４４】
蓋体７は、電池素子２の電池内圧が所定の圧力以上になると電池素子２に流れる電流を遮断する電流遮断機構部１９と、電池素子２に所定の温度以上又は所定の電流値以上の電流が流れると電気抵抗を上昇させて電池素子２に流れる電流を小さくさせるＰＴＣ（positive temperature coefficient）素子２０と、電池素子２の外部正極端子となる端子板２１とが順次積層されてガスケット１８に収納された状態で、外装缶６の開口部に圧入される。
【００４５】
電流遮断機構部１９は、電池内圧が所定値以上に上昇した場合に破れて電池内部の気体等を電池外部に逃がす安全弁２２と、正極端子１３が接続される接続板２３と、接続板２３が接続されるディスク２４と、安全弁２２とディスク２４とを絶縁するディスクホルダ２５とによって構成されている。
【００４６】
安全弁２２は、例えばアルミニウム等の導電性金属等からなり、円盤状金属板にプレス加工等を施すことで、外装缶６に収納された発電素子４側に突出する皿部２２ａと、皿部２２ａの略中央から発電素子４側に突出する凸部２２ｂとが形成されている。また、安全弁２２は、皿部２２ａに電池内圧が所定値以上に上昇した際に破れる図示しない肉薄部等が設けられている。
【００４７】
接続板２３は、例えばアルミニウム等の導電性金属等からなり、一主面には安全弁２２の凸部２２ｂが、他主面には発電素子４が突出する正極端子１３が超音波溶接等で溶接されることで接続されている。
【００４８】
ディスク２４は、例えば平面性を保持できるある程度の剛性を有する金属板等からなり、略中央部に安全弁２２の凸部２２ｂが挿入される孔部２４ａが設けられている。
【００４９】
ディスクホルダ２５は、例えば絶縁性樹脂材料等からなり、円環状を呈して内周側に安全弁２２の皿部２２ａと、ディスク２４とが嵌合されることで、これらを保持している。また、ディスクホルダ２５には、嵌合された安全弁２２の皿部２２ａとディスク２４とを接触しないように離間させる離間部２５ａが内周全周に亘って内側に突出するように設けられている。さらに、このディスクホルダ２５には、離間部２５ａの略中央部に安全弁２２の凸部２２ｂが挿入される孔部２５ｂが設けられている。
【００５０】
そして、電流遮断機構部１９は、ディスクホルダ２５の内周側に安全弁２２の皿部２２ａとディスク２４とがディスクホルダ２５の離間部２５ａにより接触しないように嵌合され、安全弁２２の凸部２２ｂがディスクホルダ２５の孔部２５ｂ及びディスク２４の孔部２４ａに挿入されて接続板２３に例えば抵抗溶接法や超音波溶接法等で溶接された構成になっている。すなわち、電流遮断機構部１９は、接続板２３、ディスク２４、ディスクホルダ２５、安全弁２２が順次積層され、安全弁２２の凸部がディスクホルダ２５及びディスク２４を貫通するようにして接続板２３に接続された構成になっている。
【００５１】
このような構成の電流遮断機構部１９では、電池内圧が上昇するに従って、安全弁２２の皿部２２ａが発電素子４側とは反対の外側に膨らむように変形して行く。そして、安全弁２２の皿部２２ａの変形に伴って凸部２２ｂに接続されている接続板２３の外側に移動しようとするのをディスク２４が抑えることから、安全弁２２の凸部２２ｂと接続板２３との接続が途切れることになる。このようにして、電流遮断機構部１９では、電池内圧が上昇した際に、発電素子４と蓋体７との接続を遮断して、これ以上電流が流れて電池内圧が更に上昇することを抑制させる。
【００５２】
ＰＴＣ素子２０は、電池温度が所定値以上に上昇したり、所定値以上の電流が流れたりして温度が上昇すると、その電気抵抗を大きくさせて、電池素子２に流れる電流を小さくさせるようにする。これにより、電池素子２では、ＰＴＣ素子２０が電流値を制御して電池内部の温度上昇を抑制させることが可能になる。
【００５３】
また、ＰＴＣ素子２０は、その電気抵抗が大きくなって電池素子２に流れる電流が小さくなり温度が下がると、その電気抵抗が小さくなって、再び電池素子２に電流が流れるようにさせる。
【００５４】
端子板２１は、例えば鉄、アルミニウム、ステンレス、ニッケル等のうちの何れか一種又は複数種を含む導電性金属等からなり、接続板２３、安全弁２２、ＰＴＣ素子２０を介して発電素子４から突出する正極端子１３と電気的に接続されることから、電池素子２の正極外部端子として機能する。
【００５５】
この端子板２１には、例えば円盤状金属板にプレス加工等を施すことで、外装缶６に収納された発電素子４側とは反対側に突出する端子部２１ａが設けられる。この端子部２１ａは、正極外部端子となる端子板２１の外部に対する正極側の接続部となり、外部からの接続端子が例えば接触や溶接等により接続されることになる。また、この端子板２１には、例えば電池内圧の上昇により安全弁２２が破れて外部に放出された気体等を逃がす図示しないガス抜け孔等が設けられている。
【００５６】
このような構成の電池素子２は、例えば回路基板等と接続させるためのリード端子３が正極外部端子及び負極外部端子等に取り付けられている。具体的に、この電池素子２には、外部端子となる外装缶６の缶底部６ａや蓋体２７の端子部２１ａにリード端子３が例えば抵抗溶接法により溶接されることで取り付けられている。
【００５７】
このリード端子３は、図２に示すように、例えばニッケル、鉄、銅、ステンレス、アルミニウム等のうちの何れか一種又は複数種を含む帯状の導電性金属等からなる一対のリード２６ａ，２６ｂが、所定の間隔に並べた状態で絶縁性樹脂等からなる保持フィルム２７に保持されたものである。
【００５８】
このリード端子３において、保持フィルム２７には、一対のリード２６ａ，２６ｂが臨む窓部２７ａが設けられている。このリード端子３は、例えば保持フィルム２７の主面に粘着層を設け、この粘着層に一対のリード２６ａ，２６ｂを貼り付けたり、保持フィルム２７の主面に熱による融着で一対のリード２６ａ，２６ｂを貼り付けたりすることで形成される。保持フィルム２７には、例えば耐熱性及び絶縁性に優れるポリイミド系樹脂等を用いることが好ましいが、耐熱性及び絶縁性に優れる樹脂材料であれば限定されることなく用いることが可能である。
【００５９】
このリード端子３では、電池素子２の外部端子に接続させる際に、一対のリード２６ａ，２６ｂが保持フィルム２７で一体化されていることから、電池素子２の外部端子に対する位置出しが容易にできて接続時の作業性が良くなる。
【００６０】
また、図１に示すリード端子３では、一対のリード２６ａ，２６ｂの一主面が保持フィルム２７に貼り付けられた構成になっているが、このことに限定されることはなく、図３に示すように、一対のリード２６ａ，２６ｂを挟むように二枚の保持フィルム２７を貼り合わせた構成にすることもできる。この場合、リード端子３は、窓部２７ａが二枚の保持フィルム２７の相対する位置に設けられ、その両主面で一対のリード２６ａ，２６ｂが窓部２７ａから臨むようにさせる。
【００６１】
次に、以上のような構成のリード端子３を電池素子２の外部端子となる外装缶６の缶底部６ａ又は蓋体２７の端子部２１ａに、図４に示す抵抗溶接機４０を用いて溶接により接続する方法について説明する。なお、ここでは、リード端子３を蓋体７の端子部２１ａに接続する場合を例に挙げて説明する。
【００６２】
先ず、リード端子３と蓋体７の端子部２１ａとの接続に用いる抵抗溶接機４０について説明する。この抵抗溶接機４０は、被溶接物に対して電流を流す一対の電極棒４１ａ，４１ｂを備える溶接ヘッド４２と、電極棒４１ａ，４１ｂの何れかに電流を供給する溶接トランス部４３、電極棒４１ａ，４１ｂに流れる電流等を制御する制御部４４、制御部４４に溶接動作を開始のオン信号を送るスイッチ部４５を有している。
【００６３】
溶接ヘッド４２は、コイルバネ等の図示しない付勢部材等を介してエアシリンダ等で上下に駆動されるクランプ部４６と、このクランプ部４６の駆動に連動して動く一対の電極棒保持部４７ａ，４７ｂと、被溶接物となる電池素子２を載置して電池素子２が外部短絡しないように絶縁材料で形成された載置台４８とを備えている。そして、溶接ヘッド４２においては、電極棒４１ａ，４１ｂが、互いに絶縁された状態の一対の電極棒保持部４７ａ，４７ｂにそれぞれ保持されている。また、溶接ヘッド４２は、一対の電極棒４１ａ，４１ｂが被溶接物に所定の圧力値で押圧したときにオン信号を発信する図示しないリミットスイッチも内蔵している。
【００６４】
溶接トランス部４３は、図示しない溶接トランスより導出される一対のウェルドケーブル４９ａ，４９ｂを介して溶接ヘッド４３の一対の電極棒保持部４７ａ，４７ｂにそれぞれ接続されている。
【００６５】
制御部４４は、中央演算処理装置（Central Processing Unit：以下、ＣＰＵという。）等を備えており、外部より送信されたオン信号や命令信号等の電気信号に従って抵抗溶接機４０全体を制御する。この制御部４４は、装置全体のオン／オフを制御する電源スイッチ４４ａ、溶接動作モードの切り替え等を行うモード切替スイッチ４４ｂ、一対の電極棒４１ａ，４１ｂにかかる電圧や流れる電流等を表示するモニタ部４４ｃ等を備えている。また、制御部４４は、溶接ヘッド４２に接続されて溶接ヘッド４２と電気信号のやり取りを行うためのアクチュエータケーブル５０や、溶接トランス部４３に接続されて溶接トランス部４３と電気信号のやり取りを行うためのパワーケーブル５１や、一対の電極棒保持部４７ａ，４７ｂにそれぞれ接続されて電極棒４１ａ，４１ｂ間の電圧を検出する電圧検出用ケーブル５２等も備えている。
【００６６】
スイッチ部４５は、ケーブルによって制御部４４と接続され、溶接動作を開始させるためのオン信号を制御部４４に送る、いわゆる足踏みスイッチである。
【００６７】
このような構成の抵抗溶接機４０を用いてリード端子３を蓋体７の端子部２１ａに接続する際は、図５に示すように、先ず、溶接ヘッド４２の載置台４８に蓋体７と溶接棒４１ａ，４１ｂが相対するように電池素子２を載置する。
【００６８】
次に、蓋体７の端子部２１ａには、図６に示すように、リード端子３の窓部２７ａが相対するように配置させ、窓部２７ａで露出している一対のリード２６ａ，２６ｂが接触される。
【００６９】
次に、抵抗溶接機４０のスイッチ部４５をオンにしてリード端子３を蓋体７の端子部２１ａに溶接する。
【００７０】
具体的に、スイッチ部４５をオンにすると、制御部４４は、ケーブルを介して制御部４４にオン信号が送られ、このオン信号によりＣＰＵがクランプ部４６を動作させる命令信号を溶接ヘッド４２に送る。送られてクランプ部４６を降下させる。
【００７１】
次に、溶接ヘッド４２は、制御部４４からの命令信号によりクランプ部４６を降下させ、この降下に伴い一対の電極棒４１ａ，４１ｂが一対のリード２６ａ，２６ｂそれぞれを押圧する。
【００７２】
次に、溶接ヘッド４２は、一対の電極棒４１ａ，４１ｂが一対のリード２６ａ，２６ｂそれぞれを押圧する圧力が所定値に達すると、内蔵するリミットスイッチがオンとなってオン信号を発信する。
【００７３】
次に、制御部４４は、溶接ヘッド４２のリミットスイッチが発信したオン信号がアクチュエータケーブル５０を介して伝達され、このオン信号によりＣＰＵが所定値の電流を電極棒４１ａに流すための命令信号をトランス部４３に送る。
【００７４】
次に、制御部４４より送られた命令信号により溶接トランス部４３が発した電流は、ウェルドケーブル４９ａ、電極棒保持部４７ａを介して電極棒４１ａから端子部２１ａへ流れる。
【００７５】
このとき、リード端子３には、図７に示すように、一方の電極棒４１ａから他方の電極棒４１ｂに１２００Ａ程度の電流を流すことで、一方のリード２６ａから他方のリード２６ｂに端子部２１ａを介して図７中矢印Ａで示す経路で電流が流れることになる。これにより、リード端子３は、一対のリード２６ａ，２６ｂと端子部２１ａとの間で生じる電気抵抗による発熱を利用して一対のリード２６ａ，２６ｂが端子部２１ａに溶接され、蓋体７の端子部２１ａに接続される。
【００７６】
このようにして、電池素子２の外部端子にリード端子３が取り付けられた電池１を作製することができる。なお、この電池１には、外装缶６と蓋体７とがリード端子３を介して接触して外部短絡しないように、蓋体７に接続されたリード端子３と外装缶７との間に介在される絶縁ワッシャ２８と絶縁チューブ２９とが取り付けられている。具体的に、絶縁ワッシャ２８は蓋体７の上方に取り付けられ、絶縁チューブ２９は少なくとも外装缶６のかしめ部６ｃと外周面とを覆うようにされている。
【００７７】
以上で説明したような接続方法では、溶接のために用いられる全ての電流を、所定の間隔で並んでいる一対のリード２６ａ，２６ｂの一方から他方に電池素子２の外部端子を介して流すことができる。
【００７８】
したがって、この方法によれば、一対のリード２６ａ，２６ｂと電池素子２の外部端子との間の電気抵抗を大きくでき、電気抵抗による発熱も大きくできることから、一対のリード２６ａ，２６ｂと電池素子の外部端子とが強固に溶接されてリード端子３と電池素子２の外部端子との接続強度を向上できる。
【００７９】
そして、このような接続方法で作製された電池１では、例えば電池パック等に収納された状態で誤って地面等に落とされて衝撃等を受けても、電池素子２の外部端子とリード端子３との接続強度が向上されていることから、衝撃等により電池素子２とリード端子３との接続が外れて電池パック等が使用不能になることを防止できる。
【００８０】
また、この電池１では、例えば外部からの衝撃等を受けて仮にリード端子３における一対のリード２６ａ，２６ｂの何れか一方が電池素子２の外部端子から外れたとしても、一対のリード２６ａ，２６ｂのうちの他方で電池素子２の外部端子との電気的な接続を保持し続けることができる。
【００８１】
次に、第２の実施の形態として電池６０について図面を参照にして説明する。なお、以下の説明では、電池６０が上述した電池１と同様に電池素子２にリード端子３が接続された構成になっていることから、電池素子２及びリード端子３については説明を省略すると共に図面において同じ符号を付するものとする。
【００８２】
以上では、第１の実施の形態として１つの電池素子２にリード端子３が接続された状態を説明しているが、このことに限定されることはなく、図８に示すように、例えばリード端子３で複数の電池素子２を並列に接続させた状態の電池６０でも電池１と同様の作用効果を得ることができる。
【００８３】
この電池６０は、リード端子３における保持フィルム２７に窓部２７ａを接続される電池素子２の数だけ設けることで、窓部２７ａに対応する位置に電池素子２が接続されたものである。そして、この電池６０は、図９に示すように、リード端子３における一対のリード２６ａ，２６ｂの端部が回路基板６１の接続ランド部６１ａに例えばはんだ付け等で接続された状態で電池パック等に収納される。
【００８４】
この電池６０では、上述した電池１と同様に、それぞれの電池素子２の外部端子とリード端子３との接続強度が向上された状態で電池素子２が互いに接続されていることから、例えば電池パック等を誤って落としたりして衝撃等を受けた場合でも電池素子２同士の電気的な接続が途切れてしまうことを防止できる。なお、ここでは、複数の電池素子２を並列に接続させているが、複数の電池素子２を直列に接続させることも可能である。
【００８５】
次に、第３の実施の形態として、図１０及び図１１に示す電池７０及びリード端子７１について図面を参照にして説明する。なお、以下の説明では、リード端子７１が上述したリード端子３と同様に電池素子２に接続されて電池７０を構成することから、電池素子２については説明を省略すると共に図面において同じ符号を付するものとする。
【００８６】
上述した実施の形態においては、一対のリード２６ａ，２６ｂを所定の間隔に並べた状態でシート状の保持フィルム２７に保持させたリード端子３を用いた電池１例に挙げて説明しているが、このことに限定されることはなく、例えば所定の間隔で並んでいる一対のリード７２ａ，７２ｂの一方の端部が導電性金属等からなる保持片７３で接続されたリード端子７１を用いた電池７０にも適用可能である。
【００８７】
このような構成の電池７０は、例えば回路基板等と接続させるためのリード端子７１が電池素子２の正極外部端子及び負極外部端子等に取り付けられたものである。具体的に、電池７０は、電池素子２の外部端子となる外装缶６の缶底部６ａや蓋体２７の端子部２１ａにリード端子７１が例えば抵抗溶接法により溶接されたものである。
【００８８】
リード端子７１において、一対のリード７２ａ，７２ｂは、上述したリード端子３における一対のリード２６ａ，２６ｂと同様のものである。
【００８９】
リード端子７１において、保持片７３は、少なくとも一対のリード７２ａ，７２ｂ、外装缶６及び端子板２１に用いられた導電性金属よりも電気抵抗が大きな金属材料等からなり、一対のリード７２ａ，７２ｂと同じ程度の厚みの板材である。そして、この保持片７２は、電池素子２における外部端子が接続された位置より遠い方の一対のリード７２ａ，７２ｂの隣り合う端部を架け渡すように例えば抵抗溶接法等で溶接により接続させることで一対のリード７２ａ，７２ｂを保持している。
【００９０】
このような構成のリード端子７１は、例えば保持片７３が取り付けられた位置から近い方の一対のリード７２ａ，７２ｂの端部を回路基板等に接続させることで電池素子２と回路基板等とを電気的に接続させるものである。
【００９１】
このリード端子７１では、電池素子２の外部端子に接続させる際に、一対のリード７２ａ，７２ｂが保持片７３で一体化されていることから、電池素子２の外部端子に対する位置出しが容易にできて接続時の作業性が良くなる。なお、図１０では、リード端子７１が電池素子２を並列状態に接続させているが、電池素子２を直列状態に接続させることも可能である。
【００９２】
そして、このリード端子７１は、上述したリード端子３と同様に、抵抗溶接機４０により電池素子２の外部端子に接続される。なお、ここでは、リード端子７１を蓋体７の端子部２１ａに接続する場合を例に挙げて説明する。
【００９３】
リード端子７１を端子部２１ａに接続させる際は、図１２に示すように、一対のリード７２ａ，７２ｂを蓋体７の端子部２１ａに接触させた状態で、抵抗溶接機４０に備わる一対の電極棒４１ａ，４１ｂの先端を、一対のリード７２ａ，７２ｂそれぞれに突き当て、電極棒４１ａから電極棒４１ｂに１２００Ａ程度の電流を流す。
【００９４】
このとき、リード端子７１では、一対のリード７２ａ，７２ｂを、これら及び端子板２１より大きな電気抵抗の保持片７３で所定の間隔を以て保持させていることにより、一対のリード７２ａ，７２ｂを端子部２１ａに溶接させるための電流が保持片７３に流れることを抑制できる。このため、リード端子７１では、一対のリード７２ａ，７２ｂを端子部２１ａに溶接させるための殆ど全ての電流が、一方のリード７２ａから他方のリード７２ｂに端子部２１ａを介して流れることになる。
【００９５】
これにより、リード端子７１は、一対のリード７２ａ，７２ｂと端子部２１ａとの間で生じる電気抵抗による発熱を利用して一対のリード７２ａ，７２ｂが端子部２１ａに溶接され、蓋体７の端子部２１ａに接続される。このようにして、電池素子２の外部端子にリード端子７１が取り付けられた電池７０が作製される。
この電池７０では、リード端子７１を電池素子２の外部端子に接続させる際に、一対のリード７２ａ，７２ｂ及び電池素子２の外部端子より大きな電気抵抗の保持片７３で一対のリード７２ａ，７２ｂを保持させることにより、溶接のために用いられる殆ど全ての電流を一対のリード７２ａ，７２ｂの一方から他方に電池素子２の外部端子を介して流すことができる。
【００９６】
したがって、この電池７０では、一対のリード７２ａ，７２ｂと電池素子２の外部端子との間の電気抵抗を大きくでき、電気抵抗による発熱も大きくできることから、一対のリード７２ａ，７２ｂと電池素子２の外部端子とが強固に溶接されてリード端子７１と電池素子２の外部端子との接続強度を向上できる。
【００９７】
この電池７０では、リード端子７１を電池素子の外部端子に接触させる際に、リード端子３のような窓部２７ａと電池素子２の外部端子とを対応させる位置出しを行う必要が無く、リード端子７１の所定の位置を電池素子２の外部端子に接続できることから製造時の作業性が良くなる。
【００９８】
また、この電池７０では、例えば外部からの衝撃等を受けて仮にリード端子７１における一対のリード７２ａ，７２ｂの何れか一方が電池素子の外部端子から外れたとしても、一対のリード７２ａ，７２ｂのうちの他方で電池素子２との電気的な接続を保持し続けることができる。
【００９９】
なお、電池７０においては、保持片７３が金属材料等で形成されることに限定されることはなく、例えば板状の絶縁性樹脂等で形成させることも可能である。この場合、例えば保持片７３の一主面に接着部材等を設けて一対のリード７２ａ，７２ｂを保持片７３の一主面に接着することで一対のリード７２ａ，７２ｂを保持させる。この電池７０では、リード端子７１を電池素子２の外部端子に接続させる際に、絶縁樹脂等からなる保持片７３で一対のリード７２ａ，７２ｂが保持されていることから、溶接のために用いられる全ての電流を一対のリード７２ａ，７２ｂの一方から他方に電池素子２の外部端子を介して流すことができる。したがって、この電池７０では、一対のリード７２ａ，７２ｂと電池素子２の外部端子との間の電気抵抗が更に大きくなって電気抵抗による発熱も更に大きくできることから、リード端子７１と蓋体７の接続部２１ａとの接続強度を更に向上できる。
【０１００】
次に、第４の実施の形態として、図１３及び図１４に示す電池８０及びリード端子８１について図面を参照にして説明する。なお、以下の説明では、リード端子８１が上述したリード端子３と同様に電池素子２に接続されて電池８０を構成することから、電池素子２については説明を省略すると共に図面において同じ符号を付するものとする。
【０１０１】
上述した実施の形態においては、一対のリードを所定の間隔に並べた状態で保持部材に保持させたリード端子３，７１を用いた電池１，７０を例に挙げて説明しているが、このことに限定されることはなく、例えば所定の間隔で複数並んでいるリード片８２が保持フィルム８３で保持されたリード端子８１を用いた電池８０にも適用可能である。
【０１０２】
このような構成の電池８０は、例えば回路基板等と接続させるためのリード端子８１が電池素子２の正極外部端子及び負極外部端子等に取り付けられたものである。具体的に、電池８０は、電池素子２の外部端子となる外装缶６の缶底部６ａや蓋体２７の端子部２１ａにリード端子８１が例えば抵抗溶接法により溶接されたものである。
【０１０３】
電池８０に用いられるリード端子８１は、例えばニッケル、鉄、銅、ステンレス、アルミニウム等のうちの何れか一種又は複数種を含む板状の導電性金属等からなる複数のリード片８２が、所定の間隔に並べた状態で絶縁性樹脂等からなるシート状の保持フィルム８３に保持されたものである。
【０１０４】
このリード端子８１において、保持フィルム８３には、複数のリード片８２に対応する位置に複数のリード片８２が臨む窓部８３ａがリード片８２の数だけ設けられている。このリード端子８１は、例えば保持フィルム８３の主面に粘着層を設け、この粘着層に複数のリード８２を窓部８３ａに対応する位置に貼り付けたりすることで形成される。保持フィルム８３には、例えば耐熱性及び絶縁性に優れるポリイミド系樹脂等を用いることが好ましいが、耐熱性及び絶縁性に優れる樹脂材料であれば限定されることなく用いることが可能である。
【０１０５】
このリード端子８１は、隣り合うリード片８３が１つの電池素子２の外部端子に接続されることにより、電池素子２の外部端子を介してリード片８２同士が電気的に接続されることになる。そして、このリード端子８１は、隣り合うリード片８２が電池素子２の外部端子を介して接続され、複数のリード片８２のうち端のリード片８２ａを回路基板等に接続させることで電池素子２と回路基板等とを電気的に接続させる、いわゆる導電線である。
【０１０６】
また、このリード端子８１は、複数の電池素子２を接続させる場合、１つのリード片８２に隣り合う電池素子２の外部端子を接続させることで、リード片８２と電池素子２の外部端子とが交互に接続されて電池素子２同士を接続できる。この場合、リード端子８１においては、複数のリード片８２のうち、回路基板等が接続されているのとは反対側の端のリード片８２ｂを、電池素子２の外部端子が複数接続されないことから他のリード片８２より小さくできる。これにより、リード片８２の使用量を減らすことができ、低コスト化を図れる。
【０１０７】
このリード端子８１では、電池素子２の外部端子に接続させる際に、複数のリード片８２が保持フィルム８３で一体化されていることから、電池素子２の外部端子に対する位置出しが容易にできて接続時の作業性が良くなる。
【０１０８】
なお、図１３では、リード端子８１が電池素子２を並列状態に接続させているが、電池素子２を直列状態に接続させることも可能である。また、図１４に示すリード端子８１では、複数のリード片８３の一主面が保持フィルム８３に貼り付けられた構成になっているが、このことに限定されることはなく、複数のリード片８３を挟むように二枚の保持フィルム８３を貼り合わせた構成にすることもできる。この場合、リード端子８１は、窓部８３ａが二枚の保持フィルム８３の相対する位置に設けられ、その両主面で複数のリード片８３がそれぞれの窓部８３ａより臨むようにさせる。
【０１０９】
そして、このリード端子８１は、上述したリード端子３やリード端子７１と同様に、抵抗溶接機４０により電池素子２の外部端子に接続される。なお、ここでは、リード端子８１を蓋体７の端子部２１ａに接続する場合を例に挙げて説明する。
【０１１０】
リード端子８１を端子部２１ａに接続させる際は、図１５に示すように、先ず、リード端子８１の隣り合う窓部８３ａの両方を蓋体７の端子部２１ａに相対するように配置させ、窓部８３ａで露出している隣り合うリード片８２を端子部２１ａにそれぞれ接触させる。そして、隣り合うリード片８２を端子部２１ａに接触させた状態で、抵抗溶接機４０に備わる一対の電極棒４１ａ，４１ｂの先端を、隣り合うリード片８２それぞれに突き当て、電極棒４１ａから電極棒４１ｂに１２００Ａ程度の電流を流す。
【０１１１】
このとき、リード端子８１では、隣り合うリード片８２を絶縁性樹脂等からなる保持フィルム８３が所定の間隔を以て保持していることから、隣り合うリード片８２を端子部２１ａに溶接させるための電流全てが隣り合うリード片８２のうちの電極棒４１ａと接触している方から電極棒４１ｂと接触している方に端子部２１ａを介して流れることになる。
【０１１２】
これにより、リード端子８１は、隣り合うリード片８２と端子部２１ａとの間で生じる電気抵抗による発熱を利用して隣り合うリード片８２が端子部２１ａにそれぞれ溶接され、蓋体７の端子部２１ａに接続される。このようにして、電池素子２の外部端子にリード端子８１が取り付けられた電池８０が作製される。 この電池８０では、リード端子８１を電池素子２の外部端子に接続させる際に、隣り合うリード片８２が絶縁性樹脂からなる保持フィルム８３で保持されており、溶接のために用いられる全ての電流を隣り合うリード片８２の一方から他方に電池素子２の外部端子を介して流すことができる。
【０１１３】
したがって、この電池８０では、隣り合うリード片８２と電池素子２の外部端子との間の電気抵抗を大きくでき、電気抵抗による発熱も大きくできることから、隣り合うリード片８２と電池素子２の外部端子とが強固に溶接されてリード端子８１と電池素子２の外部端子との接続強度を向上できる。
【０１１４】
また、この電池８０では、リード端子８１における複数のリード片８２のうち、回路基板等が接続されているリード片８２ａとは反対側の端のリード片８２ｂが、１つの電池素子２しか接続されずに導電線として機能しないことからリード片８２ｂを除去してもリード端子８１と電池素子２の外部端子との接続強度を向上できる。具体的には、リード片８２ｂを除去し、例えば電池素子２の外部端子に電極棒４１ａを直接突き当てると共にリード片８２に電極棒４１ｂを突き当てた状態で電流を流しても、全ての電流が外部端子を介してリード片８２に流れることからリード端子８１と電池素子２の外部端子との接続強度を向上できる。
【０１１５】
しかしながら、この場合、電池８０では、電池素子２の外部端子における電極棒４１ａが直接突き当てられた位置に、電流を流した際の電気抵抗の熱で溶解されたことによる溶接痕できてしまい、この溶接痕から電池素子２の外部端子が腐食してしまうことがある。
【０１１６】
このため、電池８０では、リード片８２ｂを配置し、リード片８２，８２ｂを介して電極棒４１ａ、４１ｂより電流を流すことで、溶接時に電池素子２の外部端子に形成される溶接痕が大気中にむき出しになることを防ぎ、溶接痕から電池素子２の外部端子が腐食してしまうことを防止している。
【０１１７】
なお、上述した実施の形態においては、電池素子２として円筒形のリチウムイオン二次電池を例に挙げて説明しているが、このことに限定されることはなく、例えば角型、薄型、コイン型、ボタン型等その形状に関係なく、外部端子にリード端子が取り付けられる電池であれば一次電池等にも適用可能である。
【０１１８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、電池素子と電池用リード端子とを接続するための電流全てを一対のリードにおける一方のリードから他方のリードに外部端子を介して流すことにより、一対のリードと外部端子との間の電気抵抗や電気抵抗に伴う発熱が大きくなることから、一対のリードと外部端子とが強固に溶接されて電池用リード端子と電池素子の外部端子との接続強度を向上できる。
【０１１９】
また、本発明によれば、電池素子と電池用リード端子とを接続するための電流全てを複数のリード片における隣り合う一方のリード片から他方のリード片に外部端子を介して流すことにより、複数のリード片と外部端子との間の電気抵抗や電気抵抗に伴う発熱が大きくなることから、複数のリード片と外部端子とが強固に溶接されて電池用リード端子と電池素子の外部端子との接続強度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した電池の内部構造を示す斜視図である。
【図２】同リード端子を示す平面図である。
【図３】同リード端子を示す斜視図である。
【図４】同リード端子を電池素子に溶接するのに用いる抵抗溶接機を示す斜視図である。
【図５】同リード端子を電池素子に接続する方法を説明するための図であり、溶接ヘッドに電池素子を載置した状態を示す斜視図である。
【図６】同リード端子を電池素子に接続する方法を説明するための図であり、電池素子にリード端子を介して溶接棒を突き当てた状態を示す斜視図である。
【図７】同リード端子を電池素子に接続する方法を説明するための図であり、リード端子に溶接のための電流が流れる状態を模式的に示す断面図である。
【図８】同リード端子が複数の電池素子を接続させた状態を示す斜視図である。
【図９】同電池を回路基板にリード端子を介して接続した状態を示す斜視図である。
【図１０】同電池の他の構成例を示す斜視図である。
【図１１】同リード端子の他の構成例を示す斜視図である。
【図１２】同リード端子を電池素子に接続する方法を説明するための図であり、電池素子に他の構成例のリード端子を介して溶接棒を突き当てた状態を示す斜視図である。
【図１３】同電池の他の構成例を示す斜視図である。
【図１４】同リード端子の他の構成例を示す斜視図である。
【図１５】同リード端子を電池素子に接続する方法を説明するための図であり、電池素子に他の構成例のリード端子を介して溶接棒を突き当てた状態を示す斜視図である。
【図１６】従来の電池パックを示す分解斜視図である。
【図１７】従来のリード端子をリチウムイオン二次電池に溶接する状態を示す斜視図である。
【図１８】同リード端子に溶接のための電流が流れる状態を模式的に示す断面図である。
【図１９】同リード端子をリチウムイオン二次電池に溶接する状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１，６０，７０，８０ 電池、２ 電池素子、３，７１，８１ リード端子、４ 発電素子、５ 電解液、６ 外装缶、６ａ 缶底部、７ 蓋体、８ 正極、９ 負極、１０ セパレータ、１８ ガスケット、１９ 電流遮断機構部、２１端子板、２１ａ端子部、２６ａ，２６ｂ，７２ａ，７２ｂ リード、２７，８３ 保持フィルム、２７ａ 窓部、４０ 抵抗溶接機、４１ａ，４１ｂ 電極棒、７３ 保持片、８２，８２ａ，８２ｂ リード片、８３ａ 窓部

Claims (21)

1. 電池素子の外部端子に接続される電池用リード端子であって、
   帯状の導電性金属からなる一対のリードと、
   上記一対のリードを所定の間隔で並んだ状態に保持する上記一対のリード及び上記電池素子の上記外部端子より電気抵抗の大きな保持部材とを備え、
   上記一対のリードは、上記電池素子の外部端子に接触させた状態で一方のリードから他方のリードに上記電池素子の外部端子を介して電流を流すことで、上記電池素子の外部端子と溶接により接続されることを特徴とする電池用リード端子。
2. 上記保持部材は、シート状の絶縁性樹脂からなり、上記一対のリードが臨むと共に上記電流が通る窓部を１つ以上有していることを特徴とする請求項１記載の電池用リード端子。
3. 上記保持部材は、上記一対のリード及び上記外部端子より電気抵抗の大きな金属からなり、上記一対のリードの隣り合う長手方向の一方の端部を架け渡すように接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電池用リード端子。
4. 電池素子の外部端子に接続される電池用リード端子であって、
   板状の導電性金属からなる複数のリード片と、
   上記複数のリード片を所定の間隔で並んだ状態に保持する上記複数のリード片及び上記電池素子の上記外部端子より電気抵抗の大きな保持部材とを備え、
   上記複数のリード片は、上記電池素子の外部端子に接触させた状態で隣り合う一方のリード片から他方のリード片に上記電池素子の外部端子を介して電流を流すことで、上記電池素子の外部端子と溶接により接続されることを特徴とする電池用リード端子。
5. 上記保持部材は、シート状の絶縁性樹脂からなり、上記複数のリード片と相対する位置に上記電流が通る窓部が複数設けられていることを特徴とする請求項４記載の電池用リード端子。
6. 上記複数のリード片のうちの１つに、複数の上記電池素子の外部端子が複数接続されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の電池用リード端子。
7. 上記複数のリード片のうちの上記電池素子の外部端子が１つしか接続されないリード片は、上記電池素子の外部端子が複数接続されるリード片より小さくなっていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の電池用リード端子。
8. 外部端子を備える電池素子と、上記外部端子に接続される電池用リード端子とを有する電池であって、
   上記電池用リード端子は、帯状の導電性金属からなる一対のリードと、上記一対のリードを所定の間隔で並んだ状態に保持する上記一対のリード及び上記電池素子の上記外部端子より電気抵抗の大きな保持部材とを有し、
   上記電池素子の外部端子に接触させた状態の上記一対のリードの何れか一方のリードから他方のリードに上記電池素子の外部端子を介して電流を流すことで、上記電池素子の外部端子と溶接により接続されてなることを特徴とする電池。
9. 上記保持部材は、シート状の絶縁性樹脂からなり、上記一対のリードが臨むと共に上記電流が通る窓部を１つ以上有していることを特徴とする請求項８記載の電池。
10. 上記保持部材は、上記一対のリード及び上記外部端子より電気抵抗の大きな金属からなり、上記電池素子の外部端子が接続された位置より遠い方の上記一対のリードの隣り合う長手方向の端部を架け渡すように接続されていることを特徴とする請求項８に記載の電池。
11. 外部端子を備える電池素子と、上記外部端子に接続される電池用リード端子とを有する電池であって、
    上記電池用リード端子は、板状の導電性金属からなる複数のリード片と、上記複数のリード片を所定の間隔で並んだ状態に保持する上記複数のリード片及び上記電池素子の上記外部端子より電気抵抗の大きな保持部材とを備え、
    上記電池の外部端子に接触させた状態の上記複数のリード片の隣り合う一方のリード片から他方のリード片に上記電池の外部端子を介して電流を流すことで、上記電池素子の外部端子と溶接により接続されてなることを特徴とする電池。
12. 上記保持部材は、シート状の絶縁性樹脂からなり、上記複数のリード片と相対する位置に上記電流が通る窓部が複数設けられていることを特徴とする請求項１１記載の電池。
13. 上記複数のリード片のうちの１つに上記電池素子の外部端子を複数接続することで、上記電池素子が電気的に複数接続されていることを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の電池。
14. 上記複数のリード片のうちの上記電池素子の外部端子が１つしか接続されないリード片は、上記電池素子の外部端子が複数接続されるリード片より小さくなっていることを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の電池。
15. 電池素子の外部端子に電池用リード端子を接続させる際に、
    帯状の導電性金属からなる一対のリードを、上記一対のリード及び上記電池素子の上記外部端子より電気抵抗の大きな保持部材により所定の間隔で並んだ状態に保持させることで上記電池用リード端子を作製する第１の工程と、
    上記電池用リード端子における上記一対のリードを上記電池素子の外部端子に接触させた状態で、一方のリードから他方のリードに上記電池素子の外部端子を介して電流を流すことにより、上記電池素子の外部端子に上記電池用リード端子を溶接させる第２の工程とを有することを特徴とする電池用リード端子の接続方法。
16. 上記第１の工程において、シート状の絶縁性樹脂からなる上記保持部材の主面に上記一対のリードを貼り付けるように保持させ、上記保持部材に上記一対のリードが臨むと共に上記電流が通る窓部を１つ以上設けることを特徴とする請求項１５記載の電池用リード端子の接続方法。
17. 上記第１の工程において、上記一対のリード及び上記外部端子より電気抵抗の大きな金属からなる上記保持部材を、上記電池素子の外部端子が接続された位置より遠い方の上記一対のリードの隣り合う長手方向の端部を架け渡すように接続させることで、上記一対のリードを保持させることを特徴とする請求項１５に記載の電池用リード端子の接続方法。
18. 電池素子の外部端子に電池用リード端子を接続させる際に、
    板状の導電性金属からなる複数のリード片を、上記複数のリード片及び上記電池素子の上記外部端子より電気抵抗の大きな保持部材で所定の間隔で並んだ状態に保持することで上記電池用リード端子を作製する第１の工程と、
    上記電池用リード端子における上記複数のリード片を上記電池素子の外部端子に接触させた状態で、隣り合う一方のリード片から他方のリード片に上記電池素子の外部端子を介して電流を流すことにより、上記電池素子の外部端子に上記電池用リード端子を溶接させる第２の工程とを有することを特徴とする電池用リード端子の接続方法。
19. 上記第１の工程において、シート状の絶縁性樹脂からなる上記保持部材の主面に上記複数のリード片を貼り付けるように保持させ、上記保持部材の上記複数のリード片と相対する位置に上記電流が通る窓部を複数設けることを特徴とする請求項１８記載の電池用リード端子の接続方法。
20. 上記第２の工程において、上記複数のリード片のうちの１つに、複数の上記電池素子の外部端子を溶接により複数接続させることを特徴とする請求項１８又は請求項１９に記載の電池用リード端子の接続方法。
21. 上記第２の工程において、上記複数のリード片のうちの上記電池素子の外部端子が１つしか接続されないリード片を、複数の上記電池素子の外部端子が複数接続されるリード片より小さくすることを特徴とする請求項１８又は請求項１９記載の電池用リード端子の接続方法。

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