JP5125094B2 - Sealed battery manufacturing method and manufacturing apparatus thereof - Google Patents
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Description
本発明はニッケル水素電池などのアルカリ蓄電池における密閉型電池内での封口板とリード、リードと正極集電体、電極群と正極集電体または負極集電体、負極集電体と電池ケースの接続に適用する抵抗溶接用電極棒を用いた密閉型電池の製造方法およびその製造装置の改善に関するものである。 The present invention relates to a sealing plate and lead in a sealed battery in an alkaline storage battery such as a nickel metal hydride battery, a lead and a positive electrode current collector, an electrode group and a positive electrode current collector or a negative electrode current collector, a negative electrode current collector and a battery case. The present invention relates to a method for manufacturing a sealed battery using a resistance welding electrode rod applied to connection and an improvement of the manufacturing apparatus.
ニッケル・カドミウム蓄電池やニッケル水素蓄電池に代表されるアルカリ蓄電池は、信頼性が高くそのメンテナンスも容易であることから、携帯電話やノートパソコン等の各種用途に幅広く用いられている。さらに近年においては電動工具をはじめ、動力補助付き自転車や電気自動車などの電源として大電流放電に適したアルカリ蓄電池の開発が要望されている。 Alkaline storage batteries represented by nickel-cadmium storage batteries and nickel-metal hydride storage batteries are widely used in various applications such as mobile phones and laptop computers because they are reliable and easy to maintain. In recent years, there has been a demand for the development of an alkaline storage battery suitable for large current discharge as a power source for power tools, power-assisted bicycles and electric vehicles.
アルカリ蓄電池は、図7に示すように帯状の正極板31と負極板32との間にセパレータ36を介して渦巻状に巻回して電極群35を形成し、電解液(図示せず)と共に金属製の電池ケース39に収納し、電池ケース39の開口部を封口体41で封口する構成となっている。
As shown in FIG. 7, the alkaline storage battery is spirally wound through a
このような大電流用のアルカリ蓄電池は、帯状の正極板31および負極板32を一枚づつ隔離用のセパレータ36を間に介在させて渦巻状に巻回した電極群35が金属製の電池ケース39に収納されている。なお、大電流に適した電極群35からの出入力集電構造としては、電極群35の上下端面からそれぞれ外方へ突出した電極板の先端部分に各一枚づつの矩形状の正極集電体37および負極集電体38を複数個所で溶接し、電池ケース39と負極集電体38は電池ケース39の中央底部に溶接が施されている。そして正極集電体37と封口体41とを正極リード40で接続し、封口体41で電池ケース39を密閉する。
Such a large-current alkaline storage battery has a battery case in which a group of
正極リード40と正極集電体37、電極群35と正極集電体37および負極集電体38、負極集電体38と電池ケース39、正極リード40と封口体41を接続する製造方法としては、抵抗溶接により行われ2本の抵抗溶接用電極棒の間に被溶接材を重ね合わせ抵抗溶接用電極棒間に電流を流しダイレクト抵抗溶接する製造方法や1対の抵抗溶接用電極棒を平行に配置し重ね合わせた被溶接材の表面から抵抗溶接用電極棒間に電流を流し抵抗溶接するシリーズ抵抗溶接する製造方法が一般的である。抵抗溶接用電極棒は電極棒ホルダに締結され、加圧ヘッドにより加圧できる構造となっており、電極棒ホルダは抵抗溶接用電極棒と同様に高導電性材料にて構成されている。
As a manufacturing method for connecting the
通常の材料を抵抗溶接する場合、抵抗溶接用電極棒の材料として、特に導電性が高く汎用的な銅や銅合金を採用するが、銅を使用した抵抗溶接用電極棒の場合、抵抗溶接用電極棒の表面が酸化しやすく電極棒ホルダとの接触抵抗が上昇するため、溶接電流のバラツキにより溶接強度が低下するという課題も発生している。また電池用構成部品の溶接の場合、スパッタが混入しても電解液に溶出することのない電気化学的に安定な材料を採用する必要がある。具体的には図8に示すように電槽49を挟んだ集電体47と集電体48との接合部50を溶接する際に使用する抵抗溶接用電極棒45および抵抗溶接用電極棒46にモリブデンなどの材料を採用し、これを用いてスポット溶接を行なう方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら上述した特許文献1の従来技術では、図8に示すように抵抗溶接用電極棒45,46の材料を銅または銅合金からモリブデンなどに代えることにより、抵抗溶接時のスパッタの混入による電池の短絡の懸念は解消されるが、溶接時の発熱は高くなる傾向がある。特許文献1のように1点ずつスポット溶接する場合においては、熱の伝播による影響は支障ないが、連続生産を行った場合発熱が著しくなり、一定以上の発熱量に達した場合上述した抵抗溶接用電極棒45,46が被溶接材である集電体47,48と付着するため溶接ができなくなり、生産性が低下するとともに付着により溶接された被溶接材を引き剥がすことになり溶接品質が低下する課題があった。
However, in the prior art disclosed in Patent Document 1 described above, the material of the resistance
また、モリブデンを材料とした抵抗溶接用電極棒45,46においても銅製の抵抗溶接用電極棒45,46と同様に抵抗溶接用電極棒45,46の表面の酸化が発生するため、電流値の低下、溶接状態のバラツキを削減するのは困難である。さらに、モリブデンは高価な材料で有り一般的に使用されるクロム銅、または銅合金製の電極棒と比較しコストが増加するという課題も発生する。
Also, in the resistance
本発明は上述した課題を鑑みてなされたものであり、抵抗溶接用電極棒の先端端面部を除く表面に耐アルカリ性のメッキを施した抵抗溶接用電極棒を押し当てて抵抗溶接して電池の構成部品同士を接続することにより、密閉型電池の内部で短絡などの懸念をなくし、かつ溶接時における不具合や品質の低下が回避できる安定したニッケル水素蓄電池などのアルカリ蓄電池の製造方法であり、さらに新規設備を導入することなく抵抗溶接用電極棒の表面にメッキ処理をすることで安価である密閉型電池の製造方法およびその製造装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above-described problems. The resistance welding electrode rod having an alkali-resistant plating applied to the surface excluding the tip end face portion of the resistance welding electrode rod is subjected to resistance welding to perform resistance welding. It is a method for producing a stable alkaline storage battery such as a nickel metal hydride storage battery that eliminates concerns such as a short circuit inside the sealed battery by connecting the components, and avoids problems during welding and deterioration of quality. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method and a manufacturing apparatus for a sealed battery that are inexpensive by plating the surface of a resistance welding electrode rod without introducing new equipment.
上記のような課題を解決するために本発明は、密閉型電池内の封口板、リード、集電体、電極群、電池ケースの構成部品を抵抗溶接用電極棒を用いて、封口板とリード、リードと正極集電体、電極群と正極集電体または負極集電体、負極集電体と電池ケースを抵抗溶接する密閉型電池の製造方法であって、構成部品に抵抗溶接用電極棒の先端端面部を除く表面に耐アルカリ性のメッキを施した抵抗溶接用電極棒を押し当てて抵抗溶接して接続することを特徴としている。 In order to solve the above problems, the present invention provides a sealing plate, a lead, a current collector, an electrode group, and battery case components in a sealed battery using resistance welding electrode bars, and the sealing plate and the lead. , A lead and positive electrode current collector, an electrode group and a positive electrode current collector or a negative electrode current collector, and a sealed battery manufacturing method for resistance welding the negative electrode current collector and a battery case. It is characterized in that a resistance welding electrode bar, which has been subjected to alkali resistance plating, is pressed against the surface excluding the tip end face portion of the metal plate and resistance welding is performed for connection.
本発明によれば、構成部品に抵抗溶接用電極棒の先端端面部を除く表面に耐アルカリ性のメッキを施した抵抗溶接用電極棒を押し当てて抵抗溶接して接続することにより、スパッタを抑制した抵抗溶接ができるので、密閉型電池の内部での内部短絡を抑え品質の向上した密閉型電池を安定して供給することができる密閉型電池の製造方法である。また、耐アルカリ性のメッキを施すことで抵抗溶接用電極棒の表面に酸化皮膜が形成するのを防ぐことができるため、溶接時の通電させる電流値が安定し溶接強度を確保することが可能となる。 According to the present invention, spattering is suppressed by pressing a resistance welding electrode rod, which has been plated with alkali resistance, on the surface of the component excluding the tip end face portion of the resistance welding electrode rod, and resistance welding to connect the components. Therefore, the sealed battery can be stably supplied with improved quality by suppressing internal short circuit inside the sealed battery. In addition, by applying alkali-resistant plating, it is possible to prevent the formation of an oxide film on the surface of the electrode rod for resistance welding, so that the current value to be energized during welding can be stabilized and welding strength can be secured. Become.
本発明の第1の発明においては、密閉型電池内の封口板、リード、集電体、電極群、電池ケースの構成部品を抵抗溶接用電極棒を用いて、封口板とリード、リードと正極集電体、電極群と正極集電体または負極集電体、負極集電体と電池ケースを抵抗溶接する密閉型電池の製造方法であって、構成部品に抵抗溶接用電極棒の先端端面部を除く表面に耐アルカリ性のメッキを施した抵抗溶接用電極棒を押し当てて抵抗溶接して接続することにより、溶接時に抵抗溶接用電極棒の表面からの抵抗溶接用電極棒の微粉の混入が防止でき、表面に施したメッキが混入してもアルカリ電解液によりに溶解しにくく、正極板と負極板の
短絡を抑制することが可能である。
In the first aspect of the present invention, the sealing plate, the lead, the current collector, the electrode group, and the constituent parts of the battery case in the sealed battery are sealed with the electrode rod for resistance welding, the sealing plate and the lead, the lead and the positive electrode. A method of manufacturing a sealed battery in which a current collector, an electrode group and a positive electrode current collector or a negative electrode current collector, and a negative electrode current collector and a battery case are resistance-welded. The resistance welding electrode rod is pressed from the surface of the resistance welding electrode rod during welding, and the resistance welding electrode rod, which has been plated with alkali resistance on the surface excluding, is connected by resistance welding. Even if the plating applied to the surface is mixed, it is difficult to be dissolved by the alkaline electrolyte, and a short circuit between the positive electrode plate and the negative electrode plate can be suppressed.
本発明の第2の発明においては、抵抗溶接用電極棒に施した耐アルカリ性のメッキとして、無電解ニッケルまたは電解ニッケルからなるメッキを施したことにより、電池ケース内にスパッタとしてニッケルが混入した場合においても、アルカリ性の電解液中ではアルカリ濃度と電位によりに溶解しても析出することがなく、正極板と負極板の短絡を抑制することが可能である。 In the second invention of the present invention, when nickel is mixed as a spatter in the battery case by applying plating made of electroless nickel or electrolytic nickel as the alkali-resistant plating applied to the resistance welding electrode rod However, in alkaline electrolyte, even if it dissolves depending on the alkali concentration and potential, it does not precipitate, and it is possible to suppress a short circuit between the positive electrode plate and the negative electrode plate.
本発明の第3の発明においては、密閉型電池内の電気的接続する構成部品を抵抗溶接する密閉型電池の製造装置であって、構成部品を載せる台座と、通電して構成部品を抵抗溶接する抵抗溶接用電極棒の先端端面部を除く表面に無電解ニッケルメッキまたは電解ニッケルメッキをした抵抗溶接用電極棒と、抵抗溶接用電極棒を保持する電極棒ホルダと、抵抗溶接用電極棒に加圧力を負荷させる加圧駆動部と、加圧駆動部の加圧力を電極棒ホルダに伝達する加圧追従部と、抵抗溶接用電極棒を通電させる溶接電源部から構成したことにより、溶接時に抵抗溶接用電極棒の微粉の混入を抵抗溶接用電極棒の表面をメッキ処理して防止し、電池ケース内にスパッタとして抵抗溶接用電極棒の表面に施したニッケルメッキのニッケルが混入した場合においても、アルカリ性の電解液中ではアルカリ濃度と電位によりに溶解しても析出することがなく、正極板と負極板の短絡を抑制することが可能である。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a sealed battery manufacturing apparatus for resistance-welding components to be electrically connected in a sealed battery, wherein the components are placed on the base, and the components are resistance-welded by energization. Resistance welding electrode rods with electroless nickel plating or electrolytic nickel plating on the surface excluding the tip end face of the resistance welding electrode rod, an electrode rod holder for holding the resistance welding electrode rod, and an electrode rod for resistance welding. It consists of a pressure drive unit that loads the pressure force, a pressure follow-up unit that transmits the pressure force of the pressure drive unit to the electrode rod holder, and a welding power source unit that energizes the electrode rod for resistance welding. When the surface of the resistance welding electrode rod is prevented from being mixed with the electrode of the resistance welding electrode by plating the surface of the resistance welding electrode rod, the nickel plating applied to the surface of the resistance welding electrode rod as a spatter is mixed in the battery case Can have, in an alkaline electrolyte solution without precipitates be dissolved in a alkali concentration and potential, it is possible to suppress a short circuit of the positive electrode plate and the negative electrode plate.
本発明の第4の発明において、抵抗溶接用電極棒としてクロム銅または銅合金からなる材質で構成したことにより、ニッケルメッキの付着性もよく安価に製作ができる上、抵抗溶接用電極棒の先端端面部の研磨を行なうことで再利用をすることが可能となる。 In the fourth invention of the present invention, the resistance welding electrode rod is made of a material made of chrome copper or a copper alloy, so that the nickel plating has good adhesion and can be manufactured at low cost, and the tip of the resistance welding electrode rod. It becomes possible to reuse by polishing the end face.
本発明の第5の発明において、抵抗溶接用電極棒の横断面形状を丸形状または角形状としたことにより、複雑な形状を用いないため、電極棒ホルダでの保持性に優れ、抵抗溶接用電極棒の先端端面部の研磨も容易に行なうことで再利用し易くなる。 In the fifth aspect of the present invention, since the cross-sectional shape of the electrode rod for resistance welding is round or square, no complicated shape is used. The tip end surface of the electrode rod can be easily polished to facilitate reuse.
本発明の第6の発明において、抵抗溶接用電極棒を保持する電極棒ホルダを銅または銅合金からなる材質で構成したことにより、電極棒ホルダから抵抗溶接用電極棒に電流を給電する際に電極棒ホルダ自身が発熱することなく安定して電流を供給できる。 In the sixth aspect of the present invention, when the electrode rod holder for holding the resistance welding electrode rod is made of a material made of copper or a copper alloy, when supplying current from the electrode rod holder to the resistance welding electrode rod, The electrode rod holder itself can stably supply current without generating heat.
本発明の第7の発明において、抵抗溶接用電極棒を保持する電極棒ホルダの全表面または前記抵抗溶接用電極棒が接する個所に無電解ニッケルメッキまたは電解ニッケルメッキを施したことにより、電極棒ホルダと抵抗溶接用電極棒との接触面において酸化が生じないため抵抗溶接用電極棒と電極棒ホルダの接触状態を電気的に安定させることができ、安定した溶接電流で溶接を行なうことが可能となり、溶接強度低下を防ぐことができるとともに、抵抗溶接用電極棒が締結された際に、電極棒ホルダから銅微粉が脱落することが防止できる。 In the seventh invention of the present invention, the entire surface of the electrode rod holder holding the resistance welding electrode rod or the portion where the resistance welding electrode rod contacts is subjected to electroless nickel plating or electrolytic nickel plating. Since no oxidation occurs on the contact surface between the holder and the electrode rod for resistance welding, the contact state between the electrode rod for resistance welding and the electrode rod holder can be electrically stabilized, and welding can be performed with a stable welding current. Thus, it is possible to prevent a decrease in welding strength and to prevent the copper fine powder from falling off from the electrode rod holder when the resistance welding electrode rod is fastened.
以下、図1から図6を参照しながら、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図2の模式断面図に示す本発明の密閉型電池である円筒形電池では、フェルト状またはスポンジ状の金属多孔体を基材とし、この基材の空隙に活物質を直接に塗布してなる帯状の正極板1および負極板2をこれらの間にセパレータ6を介在させて積層した状態で渦巻状に巻回してなる電極群5が、有底円筒状の金属製の電池ケース9内に収納されている。大電流放電に適した正極板1および負極板2からの出入力集電構造として、正極板1の端部3が電極群5の上方へ突出し、かつ負極板2の端部4が電極群5の下方に突出するように電極群5を構成している。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings with reference to FIGS. In the cylindrical battery, which is the sealed battery of the present invention shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 2, a felt-like or sponge-like metal porous body is used as a base material, and an active material is directly applied to the voids of this base material. An
この構造において、正極板1または負極板2に各集電体を接続するリード片がないタブ
レス方式(リードレス方式)となり、正極板1の端部3に正極集電体7を複数箇所で溶接し、その正極集電体7に正極リード10の一端部を抵抗溶接し、かつ正極リード10の他端部を安全弁12が内蔵された正極端子を兼ねたキャップ13を持つ封口体11に抵抗溶接している。また、負極板2の端部4に負極集電体8を抵抗溶接し、その負極集電体8の舌片状の負極集電片(図示せず)を電池ケース9の底面に抵抗溶接している。その後、封口体11により電池ケース9の開口部が封口されている。
In this structure, the positive electrode plate 1 or the
上記の密閉型電池を作製するにおいて、正極集電体7と正極板1の端部3との接続を一例として詳細に説明をする。図1は本発明である密閉型電池の製造装置の抵抗溶接用電極棒14を用いた抵抗溶接部の一例であり、抵抗溶接用電極棒14の締結された一対の電極棒ホルダ16を加圧追従部18に平行に固定している。
In producing the above sealed battery, the connection between the positive electrode
加圧追従部18は加圧駆動部19により下方向に移動し台座22上に設置された電極群5に加圧力を加えることが可能で、電極棒ホルダ16を介し一対の抵抗溶接用電極棒14に溶接電源部21より電流を流し、正極リード10が接続された正極集電体7を電極群5に溶接を行っている。
The
図3は、図1に示した溶接部における一対のプラス極性側の抵抗溶接用電極棒14aおよびマイナス極性側の抵抗溶接用電極棒14bと事前に正極リード10が溶接された正極集電体7に電極群5の正極板1の端部3が溶接された状態を表した拡大模式図である。なお、電極群5は正極板1と負極板2とセパレータ6とをその間に介在して渦巻状に巻回し、下部端面には負極集電体8が溶接されている。
3 shows a positive electrode
また、マイナス極性側の抵抗溶接用電極棒14bはマイナス極性側の抵抗溶接用電極棒14bの表面にニッケルのメッキ層15を施し、プラス極性側の抵抗溶接用電極棒14aも同様にプラス極性側の抵抗溶接用電極棒14aの表面にニッケルメッキ処理を施している。なお、ニッケルのメッキ層15の厚みを3μm〜5μmで施しており、メッキは無電解ニッケルでも電解ニッケルからなるメッキが好ましい。
Further, the negative polarity resistance
図4(a)は抵抗溶接用電極棒14を給電経路を兼ねた電極棒ホルダ16に締結用ボルト17により締結した模式図であり、図4(b)は角形状の抵抗溶接用電極棒14を締結した模式図、図4(c)は丸形状の抵抗溶接用電極棒14を締結した模式図である。抵抗溶接用電極棒14の形状は単純な形状を用いており、電極棒ホルダ16での保持性に優れ、抵抗溶接用電極棒14の先端端面部の研磨も容易に行なうことで再利用し易く、本願の実施例では図4(b)に示される角形状の抵抗溶接用電極棒14を用いて述べている。
FIG. 4A is a schematic diagram in which the resistance
また、図5(a)は本発明の製造装置における抵抗溶接部の部分斜視図で、ニッケルのメッキ層15の施された一対の抵抗溶接用電極棒14を使用し溶接を行っており、プラス極性側の抵抗溶接用電極棒14aはプラス極性で通電を行い、マイナス極性側の抵抗溶接用電極棒14bにはマイナス極性として通電を行なっている。さらに一例として正極リード10が事前に溶接された正極集電体7を電極群5に接続している。また、図5(b)は抵抗溶接時における抵抗溶接用電極棒14の圧接する場所を示す模式図であり、集電体溶接部20a,20b,20c,20dにプラス極性側の抵抗溶接用電極棒14aとマイナス極性側の抵抗溶接用電極棒14bを圧接し溶接をしている。
FIG. 5A is a partial perspective view of a resistance welding portion in the manufacturing apparatus of the present invention, and welding is performed using a pair of resistance welding
集電体溶接部20a,20b,20c,20dに、2本の平行に圧接されたプラス極性側の抵抗溶接用電極棒14aとマイナス極性側の抵抗溶接用電極棒14bにより正極集電体7に電流を流すことにより、抵抗溶接が行われる。このプラス極性側の抵抗溶接用電極棒14aとマイナス極性側の抵抗溶接用電極棒14bは図1に示した給電経路を兼ねた電極棒ホルダ16に締結され、加圧追従部18により加圧できる構造となっている。
The positive electrode
また、プラス極性側の抵抗溶接用電極棒14a、マイナス極性側の抵抗溶接用電極棒14bの締結された一対の電極棒ホルダ16を加圧追従部18に平行に固定し加圧追従部18は加圧駆動部19により下方向に移動し電極群5に加圧力を加えたのち、電極棒ホルダ16を介し一対の抵抗溶接用電極棒14に抵抗溶接電源部21より電流を流し正極リード10が事前に溶接された正極集電体7を電極群5に溶接をしている。
Further, a pair of
以下に、本発明の実施例における密閉型電池の図面を参照しながら、説明する。ただし、本発明は本実施例のみに限定されないのはいうまでもなく、例えばリチウム二次電池の溶接にも展開が可能であり、ダイレクト抵抗溶接にもメッキを施した抵抗溶接用電極棒を展開することが可能である。 Below, it demonstrates, referring drawings of the sealed battery in the Example of this invention. However, it is needless to say that the present invention is not limited to only the present embodiment. For example, the present invention can be applied to welding of lithium secondary batteries, and a resistance welding electrode rod plated with direct resistance welding is also developed. Is possible.
図2に示すように内部に正極活物質を含有した厚さ1.0mmの焼結式ニッケルからなる帯状の正極板1の端部3を負極板2より上方へ1.50mm突出し、内部に負極活物質を含有した厚さ0.7mmのニッケルメッキを施した鉄製のパンチングメタルからなる帯状の負極板2の端部4を正極板1より下方へ1.50mm突出してセパレータ6を介して、渦巻状に巻回した電極群5を形成した。
As shown in FIG. 2, an
この電極群5の上部方向にある正極板1の端部3に正極リード10が事前に溶接された板厚0.40mmの低炭素鋼からなる正極集電体7を無電解ニッケルメッキを全表面に施したクロム銅から成る電極棒ホルダで保持した図3に示す無電解ニッケルメッキのメッキ層15の厚みを5μmで施したクロム銅から成る抵抗溶接用電極棒14でシリーズ抵抗溶接にて接続し、正極集電体7を溶接した電極群5を実施例1とした。
A positive electrode
(比較例1)
実施例1と比較するために、表面にニッケルメッキを施さないクロム銅の抵抗溶接用電極棒を使用し、実施例1と同様に正極リードが事前に溶接された正極集電体を溶接した電極群を比較例1とした。
(Comparative Example 1)
In order to compare with Example 1, the electrode which welded the positive electrode collector which used the electrode rod for resistance welding of the chromium copper which does not give nickel plating on the surface similarly to Example 1, and the positive electrode lead was welded beforehand. The group was designated as Comparative Example 1.
(比較例2)
材質をモリブデンにし、ニッケルメッキを施さない抵抗溶接用電極棒を使用し、実施例1と同様に正極リードが事前に溶接された正極集電体を溶接した電極群を比較例2とした。
(Comparative Example 2)
Comparative Example 2 was an electrode group using a resistance welding electrode bar made of molybdenum and not plated with nickel and welding a positive electrode current collector in which a positive electrode lead was previously welded in the same manner as in Example 1.
上記の実施例1、比較例1および比較例2で使用する抵抗溶接用電極棒を大気中に3日間放置した後に、その抵抗溶接用電極棒にて電極群と正極リードが事前に溶接された正極集電体を500ショットの連続溶接をした際の抵抗溶接用電極棒が正極集電体に付着した回数を検証した電極付着回数や溶接時に発生したスパッタの有無、溶接部における溶接強度、抵抗溶接用電極棒の表面温度、抵抗溶接用電極棒の電流値等にて比較を行なった。なお、溶接強度の測定においては、引張り試験機にて正極集電体を引っ張り、電極群より剥がれた時の荷重を測定した。 After the resistance welding electrode rods used in Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 were left in the atmosphere for 3 days, the electrode group and the positive electrode lead were previously welded with the resistance welding electrode rods. The number of electrode attachments that verified the number of times the electrode rod for resistance welding adhered to the positive electrode current collector when the positive electrode current collector was continuously welded for 500 shots, the presence or absence of spatter generated during welding, the welding strength and resistance at the weld Comparison was made based on the surface temperature of the electrode rod for welding, the current value of the electrode rod for resistance welding, and the like. In the measurement of welding strength, the positive electrode current collector was pulled with a tensile tester, and the load when peeled off from the electrode group was measured.
ニッケルメッキ処理を施さないモリブデンから成る抵抗溶接用電極棒を使用した比較例2では500ショットの連続溶接の中で52回の付着が発生した。このことは連続溶接時に電流値の測定結果をみると本発明のクロム銅を材質として使用した抵抗溶接用電極棒より低い値になっており、材質のモリブデン自身の固有抵抗が高く電流を流した際に抵抗発熱し、測定した抵抗溶接用電極棒の表面温度の結果からも分かるように、溶接時の抵抗溶接用電極棒の表面温度が上昇したことが原因で抵抗溶接用電極棒と正極集電体の接触面の温度が上昇し溶着したと判断できる。 In Comparative Example 2 in which a resistance welding electrode rod made of molybdenum not subjected to nickel plating was used, adhesion occurred 52 times in 500 shots of continuous welding. This is a lower value than the resistance welding electrode rod using the chrome copper of the present invention as a material when measuring the current value during continuous welding, and the specific resistance of the material molybdenum itself was high and current was passed. As can be seen from the results of the measured surface temperature of the resistance welding electrode rod, the resistance welding electrode rod and the positive electrode collector were collected due to the rise in the surface temperature of the resistance welding electrode rod during welding. It can be judged that the temperature of the contact surface of the electric body rose and was welded.
さらに溶接強度においては、実施例1と同じ材質の抵抗溶接用電極棒を使用したにも関わらず比較例1のニッケルメッキを施さないクロム銅製の抵抗溶接用電極棒が最も低い。連続溶接時の電流値をみると、抵抗溶接時に流れる電流値は比較例1が最も低く、実施例1の電流値よりも74%まで低下しているのが分かる。これは実施例1と同じ材質の抵抗溶接用電極棒を使用しており、材質自体の固有抵抗は同じにも関わらず電流値が低い要因として、長時間大気中に放置したために比較例1の抵抗溶接用電極棒の表面に酸化被膜が形成されており、電極棒ホルダに締結した際に電極棒ホルダとの電気抵抗が上昇し、電流値が低下したものである。電流値が低いため、抵抗溶接する能力が低下し溶接強度が不足した。なお、比較例1のニッケルメッキを施さない抵抗溶接用電極棒の酸化皮膜を取り除いた場合に放置前と同等の電流が流れることは確認できている。 Furthermore, in terms of welding strength, the resistance welding electrode rod made of chromium copper not subjected to nickel plating in Comparative Example 1 despite the use of the resistance welding electrode rod made of the same material as in Example 1 is the lowest. Looking at the current value during continuous welding, it can be seen that the current value flowing during resistance welding is the lowest in Comparative Example 1 and is reduced to 74% from the current value in Example 1. This is because the electrode rod for resistance welding made of the same material as in Example 1 was used, and although the specific resistance of the material itself was the same, the current value was low, and it was left in the atmosphere for a long time. An oxide film is formed on the surface of the electrode rod for resistance welding, and when it is fastened to the electrode rod holder, the electrical resistance with the electrode rod holder increases and the current value decreases. Since the current value was low, the resistance welding ability was reduced and the welding strength was insufficient. In addition, when the oxide film of the electrode rod for resistance welding which does not perform nickel plating of the comparative example 1 is removed, it has confirmed that the electric current equivalent to before leaving flows.
また、実施例1の人為的に施したニッケルメッキと違い、比較例1の場合においては酸化被膜が形成したり形成されなかったり、酸化被膜の状態で電流値のバラツキが発生したため、正極集電体と電極群との溶接強度のバラツキも確認できている。実施例1の抵抗溶接用電極棒では、長時間大気中に放置しても溶接時に流れる電流値に差が見られないため、抵抗溶接用電極棒の表面には酸化皮膜が形成しなかったことが分かる。 Further, unlike the nickel plating artificially applied in Example 1, in the case of Comparative Example 1, the oxide film was formed or not formed, or the current value varied in the state of the oxide film. The variation in the welding strength between the body and the electrode group has also been confirmed. In the resistance welding electrode rod of Example 1, there was no difference in the current value flowing during welding even when left in the atmosphere for a long time, so that no oxide film was formed on the surface of the resistance welding electrode rod. I understand.
さらに、実施例1の抵抗溶接用電極棒では、抵抗溶接用電極棒の表面に施されたニッケルメッキの固有抵抗が高いため、電流を流した際に電流の立ち上りが鈍くなることで電流値のオーバーシュートが抑えられ溶接される金属の急激な溶融が起こらず抵抗溶接時に発生するスパッタの発生が低減できることも確認できている。また、ニッケルメッキが混入した場合においても、アルカリ性の電解液中ではアルカリ濃度と電位によりに溶解しても析出することがなく、正極板と負極板の短絡を抑制することが可能である。 Furthermore, in the resistance welding electrode rod of Example 1, since the specific resistance of the nickel plating applied to the surface of the resistance welding electrode rod is high, the rise of the current becomes dull when the current is passed. It has also been confirmed that the occurrence of spatter generated during resistance welding can be reduced without overshoot being suppressed and rapid melting of the metal being welded. Further, even when nickel plating is mixed, even if it is dissolved in an alkaline electrolyte depending on the alkali concentration and potential, it does not precipitate, and it is possible to suppress a short circuit between the positive electrode plate and the negative electrode plate.
なお、他の構成部品の抵抗溶接についても上記実施例1と同様の結果が得られ、他の構成部品の抵抗溶接について図を参照しながら説明する。図6(a)に示すように、抵抗溶接用電極棒14の先端端面部を除く表面に無電解ニッケルメッキを施したプラス極性側の抵抗溶接用電極棒14aとマイナス極性側の抵抗溶接用電極棒14bからなる抵抗溶接用電極棒14を負極集電体8に押し当て、電極群5と負極集電体8を抵抗溶接し接続している。また、図6(b)に示すように負極集電体8が接続された電極群5を電池ケース9内に収納し、電極群5の中央部にある孔にマイナス極性側の抵抗溶接用電極棒14bを挿入し電池ケース9の外底面よりプラス極性側の抵抗溶接用電極棒14aを押し当て、負極集電体8と電池ケース9の内底面とを溶接し接続している。
In addition, the result similar to the said Example 1 is obtained also about resistance welding of another component, and resistance welding of another component is demonstrated, referring a figure. As shown in FIG. 6 (a), a resistance
さらに図6(c)に示すように正極集電体7に正極リード10を載置して、正極集電体10の溶接部10aに抵抗溶接用電極棒(図示せず)を押し当て正極集電体7と正極リード10を溶接し接続している。また、図6(d)に示すように電池ケース(図示せず)に収納された正極リード10が溶接され正極集電体7を溶接した電極群5の正極リード10に封口体11を設置し、正極リード10の溶接部10aに抵抗溶接用電極棒(図示せず)を押し当て封口体11と正極リード10を溶接し接続している。これらにおいても実施例1と同様の結果内容が得られた。
Further, as shown in FIG. 6C, the
本発明により、クロム銅または銅合金からなる材質で構成した抵抗溶接用電極棒の表面にニッケルメッキを施すことで、銅の微粉が電池ケース内に混入することがなく電池の内部短絡などの懸念がない環境で、密閉形電池内の抵抗溶接が安定した電流値で行なえ、安定した溶接強度で種々の電池の電極製造技術として利用可能性が高く、かつ有用性も高い。 According to the present invention, nickel plating is applied to the surface of the electrode rod for resistance welding made of a material made of chromium copper or a copper alloy, so that copper fine powder does not enter the battery case and there is a concern such as an internal short circuit of the battery. Therefore, resistance welding in a sealed battery can be performed with a stable current value, and it can be used as an electrode manufacturing technique for various batteries with a stable welding strength and is also highly useful.
1 正極板
2 負極板
3 端部
4 端部
5 電極群
6 セパレータ
7 正極集電体
8 負極集電体
9 電池ケース
10 正極リード
10a,10b 溶接部
11 封口体
12 安全弁
13 キャップ
14 抵抗溶接用電極棒
14a プラス極性側の抵抗溶接用電極棒
14b マイナス極性側の抵抗溶接用電極棒
15 メッキ層
16 電極棒ホルダ
17 締結用ボルト
18 加圧追従部
19 加圧駆動部
20a,20b,20c,20d 集電体溶接部
21 溶接電源部
22 台座
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