JP5162107B2

JP5162107B2 - 密閉型電池

Info

Publication number: JP5162107B2
Application number: JP2006165463A
Authority: JP
Inventors: 正弘高野
Original assignee: NEC Energy Devices Ltd
Current assignee: Envision AESC Energy Devices Ltd
Priority date: 2006-06-15
Filing date: 2006-06-15
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2026-06-15
Also published as: JP2007335219A

Description

本発明は、角型の密閉型電池の二次電池に関し、特に密閉型電池に用いる正極蓋に関するものである。

携帯電話、ノートパソコン等の電源として、小型で大容量の密閉型電池が用いられている。特に、機器の小型化に対応して小さな空間を有効に利用することができる角型の密閉型電池が広く用いられている。図２は、従来の電池蓋へのリード端子の接続を示す説明図である。図２に示すように、この角型の密閉型電池には、電池缶または電池蓋上に溶接されたアルミニウム材とニッケル材で形成されたクラッド材６上へリード端子１を溶接で取り付けている。例えば、クラッド材を用いた角型の密閉型電池ついては、特許文献１に記載されている。

特開２００１−６７４６号公報

電池蓋にクラッド材６を溶接で取り付ける場合、電池蓋上に配置された電解液を入れる注液口７、安全弁８などの障害物を避けた隙間にクラッド材６の取付け位置を確保して溶接を行うため、取付け寸法に制約があり小さな形状のクラッド材６にする必要があった。

リード端子１の溶接はクラッド材６面上で行うが、クラッド材６の周辺は、クラッド材と電池蓋５との溶接部位となるのでこの部分を避ける必要がある。従って、クラッド材６面上でのリード端子１の溶接範囲が極めて小さくなる。溶接強度は溶接面積に比例して大きくなるため、溶接範囲が小さいと取付け強度も小さくなる。

また、電池蓋５はアルミニウムでリード端子１はニッケルと材質が異なる。材質が異なるもの同士間の溶接は行えないため、アルミニウムとニッケルで形成されたクラッド材６を介して溶接を行うので、まずクラッド材６のアルミニウム面側を電池蓋５に溶接で取付けてからクラッド材６のニッケル面側にリード端子の溶接を行っており、従来技術においてはクラッド材６の取付けの一工程を余分に要していた。

本発明の課題は、蓋面上への取り付け位置の制約がなく、さらにクラッド材６を取り付けることなく直接電池蓋にタブを取り付けることで取付け強度の増加と工程の低減が可能な密閉型二次電池の蓋及びそれを用いた密閉型電池を提供することである。

本発明によれば、電池蓋の外周枠をアルミニウム板とし外周枠内をニッケル板としたことでニッケル面へ直接リード端子の溶接ができ、クラッド材の溶接工程をなくすことができることを特徴とする密閉型電池用正極蓋が得られる。

また、本発明によれば、前記アルミニウム板の外周枠内に前記ニッケル板を圧入したことを特徴とする密閉型電池用正極蓋が得られる。

また、本発明によれば、前記アルミニウム板の外周枠内の寸法よりニッケル板外形寸法を大きくして圧入したことを特徴とする密閉型電池用正極蓋が得られる。

また、本発明によれば、前記正極蓋を、電池本体を収納した金属製外装ケースに溶接して一体化されたことを特徴とする密閉型電池が得られる。

本発明により、電池蓋の外周枠をアルミニウム板とし外周枠内をニッケル板とすることでニッケル面へ直接リード端子の溶接ができ、クラッド材の溶接工程をなくすことができる。

また、ニッケル板を配置したことにより、強度が増しアルミニウム単体の電池蓋より変形抑制の効果のある電池蓋にすることができる。

図１に、本発明の電池蓋の斜視図を示す。図１に示すように、本発明の電池蓋は電池蓋外周をアルミニウム板３とし中央部をニッケル板２で形成した一体蓋としたものである。

図３は、本発明の角型密閉電池を示す斜視図である。本発明の密閉電池ではクラッド材を用いず外周枠がアルミニウム板３で外周枠内をニッケル板２とした電池蓋４を用いている。本発明の角型電池は、従来の角型電池と同様に、正極活物質を塗布した正極物質と、負極活物質を塗布した負極電極をセパレータを介在させて電池要素を製作して電池缶内に収納し、電解液を注入後、上部の電池蓋４を電池缶に溶接している。

本発明の電池蓋では、ニッケル製のリード端子１を電池蓋のニッケル面に溶接で取り付け可能であり、電池缶と電池蓋の外周枠を同じ材質のアルミニウムを用いることで金属製外装ケースとの溶接も可能であり角型の密閉型二次電池用の正極電池蓋として最適である。

本発明の電池蓋は、プレス加工で内部をくりぬかれたアルミニウム板３の内枠にプレス加工されたニッケル板２を圧入することで製造できる。また、アルミニウム板３の枠内寸法より、大きな外形寸法のニッケル板２を圧入して製造することで密閉型電池蓋を得ることができる。

図４は、本発明の電池蓋へのリード端子の接続を示す説明図である。電池蓋はプレス加工されたアルミニウム板３にプレス加工されたニッケル板２を圧入した一体となった電池蓋４となっている。

本発明の電池蓋では、一体となった電池蓋４の表面はニッケル面とアルニウミム面があり、リード端子の溶接に必要なニッケル面が存在するため、直接ニッケル面へ溶接することができる。このため、一体となった電池蓋４の表面上のニッケル面全ての箇所において溶接が可能であり、充分な溶接面積が確保できるので取り付け強度を大きくできる。また、クラッド材を取り付けないことで部品削減とその溶接工程の削除によりコスト低減が可能であり、クラッド材の取付け位置と大きさの制約の問題もなくなる。

図１は、本発明に係る構成で製造された正極蓋を示し、図５は正極蓋の部品構成を示す。本発明の電池蓋４はプレス加工されたアルミニウム板３とプレス加工されたニッケル板２の２部品であり、プレス加工されたアルミニウム板３の中抜き箇所３ａにプレス加工されたニッケル板２を挿入することで２枚の板で構成された一体となった電池蓋４が正極蓋となる。ここでプレス加工されるアルミニウム板３には、加工しやすい純アルミニウム系（ＪＩＳＡ１０００番台）を使用するのが好ましい。

図６は、図５の断面図を示すものであり、プレス加工されたアルミニウム板３の中抜き箇所３ａにプレス加工されたニッケル板２を挿入する際、貫通して抜けないようにプレス加工されたアルミニウム板３の中抜き箇所３ａの下に段下係止部３ｂを配置し、プレス加工されたニッケル板２が段下係止部３ｂに引っ掛かり係止されるようにする。

図６に示すように、プレス加工されたアルミニウム板３の中抜き箇所３ａに挿入されたプレス加工されたニッケル板２が外れないように、挿入は圧入を採用して組み立てる。図７に示す寸法ａ’，ｂ’に対してプレス加工されたニッケル板の外形寸法ａ，ｂの関係がａ＞ａ’，ｂ＞ｂ’と大きくなるようにすることで抜け落ちを防止し保持状態を保つ構造とすることができ、密閉を保つことができる。

抜け落ちを防止し保持を保つ方法には、上記の寸法によるものに加え、材料の線膨張係数を利用する方法もある。材料の熱変形量の大きい温度域（２００〜３００℃）で熱負荷をプレス加工されたアルミニウム板３に加えることで中抜きされた箇所の寸法を大きくした状態でニッケル板２を挿入し、この状態で冷却することでプレス加工されたアルミニウム板３が収縮することによってニッケル板２を保持することができ、密閉を保つことも可能となる。

本発明の電池蓋を示す斜視図。従来の電池蓋へのリード端子の接続を示す説明図。本発明の角型密閉電池を示す斜視図。本発明の電池蓋へのリード端子の接続を示す説明図。本発明に係る一体蓋の構成斜視図。本発明に係る一体蓋の構成断面図。本発明に係る板材の寸法構成図。

符号の説明

１リード端子
２ニッケル板
３アルニミウム板
３ａ中抜き箇所
３ｂ段下係止部
４電池蓋（本発明）
５電池蓋（従来例）
６クラッド材
７注液口
８安全弁
９負極端子
１０ケース

Claims

アルミニウム板を備える密閉型電池用正極蓋であって、前記アルミニウム板は前記アルミニウム板を貫通する中抜き箇所を有し、前記中抜き箇所にはニッケル板が挿入されていることを特徴とする密閉型電池用正極蓋。
前記アルミニウム板は前記中抜き箇所に、前記ニッケル板が前記中抜き箇所を貫通して抜けないように係止する部分を有することを特徴とする請求項１記載の密閉型電池用正極蓋。
前記ニッケル板は、前記中抜き箇所に挿入される前に、前記中抜き箇所の寸法より外形寸法が大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の密閉型電池用正極蓋。
前記ニッケル板は、圧入により前記中抜き箇所に挿入されたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の密閉型電池用正極蓋。
前記ニッケル板は、前記アルミニウム板に熱負荷が加えられた状態で前記中抜き箇所に挿入され、前記アルミニウム板が冷却されることで前記アルミニウム板が収縮して前記中抜き箇所に保持されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の密閉型電池用正極蓋。
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の正極蓋を、電池要素を収納した電池缶に溶接したことを特徴とする密閉型電池。