JP7211473B2 - 電気部品用リード線及び電気部品 - Google Patents
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Description
本発明の一形態に係る電気部品用リード線は、短冊状導体と、この短冊状導体の両面を被覆する一対の絶縁フィルムとを備える電気部品用リード線であって、上記短冊状導体の弾性率をDm[Pa]、幅1mm当たりの断面二次モーメントをIm[m4/1mm]とし、下記数式1で表される上記短冊状導体の幅1mm当たりの形状保持力H[N・m2/1mm]が3.0×104N・m2/1mm以上6.0×10-2N・m2/1mm以下、かつ上記一対の絶縁フィルムの平均弾性率をDi[Pa]、幅1mm当たりの断面二次モーメントをIi[m4/1mm]とし、下記数式2で表される上記絶縁フィルムの幅1mm当たりの弾性回復力R[N・m2/1mm]が3.0×10-5N・m2/1mm以上6.0×10-3N・m2/1mm以下である。
H=Dm×Im・・・(1)
R=Di×Ii・・・(2)
応力[Pa]=試験力[N]÷幅[mm]÷厚み[mm]・・・(3)
歪み[%]=移動距離[mm]÷チャック間隔[mm]×100・・・(4)
本発明の実施形態に係る電気部品用リード線及び電気部品の具体例について図面を参照して説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
図1及び図2に示すように、本発明の実施形態に係る電気部品用リード線1は、短冊状導体2と、この短冊状導体2の両面を被覆する一対の絶縁フィルム3とを備える。
短冊状導体2は、リチウムイオン電池4等の電気部品の電極(正極5A及び負極5B)等に接続されるものである。この短冊状導体2は、導電性の高い材料により形成されている。このような導電性の高い材料としては、例えばアルミニウム、チタン、ニッケル、銅、アルミニウム合金、チタン合金、ニッケル合金、銅合金等の金属材料や、これら金属材料をニッケル、金等でメッキした材料などが挙げられる。リチウムイオン電池4等の電気部品の正極5Aに接続される短冊状導体2の形成材料としては、放電時に溶解しないもの、具体的にはアルミニウム、チタン、アルミニウム合金及びチタン合金が好ましい。一方、負極5Bに接続される短冊状導体2の形成材料としては、ニッケル、銅、ニッケル合金、銅合金、ニッケルメッキ銅及び金メッキ銅が好ましい。なお、短冊状導体2は、耐電解液性の向上等のため、クロメート処理、三価クロム処理、ノンクロメート処理、粗面化処理等の表面処理が施されていてもよい。このような表面処理により、短冊状導体2の耐電解溶液性を向上できる。
H=Dm×Im・・・(1)
短冊状導体の幅1mm当たりの断面二次モーメント[m4/1mm]=1/12×短冊状導体の平均幅Wm[m]×(短冊状導体の平均厚みTm[m])3/短冊状導体の平均幅Wm[mm]・・・(5)
一対の絶縁フィルムの幅1mm当たりの断面二次モーメント[m4/1mm]=1/12×一対の絶縁フィルムの平均幅Wi[m]×{(電気部品用リード線の平均厚みT[m])3-(短冊状導体の平均厚みTm[m])3}/一対の絶縁フィルムの平均幅Wi[mm]・・・(6)
一対の絶縁フィルム3は、短冊状導体2の両端部を露出させた状態で、短冊状導体2の中央部の両面を被覆するものであり、例えばリチウムイオン電池4等の電気部品の袋体6に固着される部分である。
R=Di×Ii・・・(2)
本発明の実施形態に係る電気部品は、電気部品用リード線1を備える。この電気部品用リード線1が使用される電気部品としては、例えばリチウムイオン電池等の非水電解質電池や、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層コンデンサ(Electric double-layer capacitor:EDLC)等のキャパシタが挙げられる。もちろん、電気部品用リード線1は、リード線を必要とする電気部品全般に適用可能であり、非水電解質電池以外の電池等に適用しても同様な効果を奏することができる。
図1及び図2に示すリチウムイオン電池4は、袋体6の内部に非水電解液を保持した電池素子を封入したものである。電池素子は、正極5Aと負極5Bとの間にセパレータ(図示略)を介在させた状態で非水電解液を保持したものである。非水電解液としては、例えばプロピレンカーボネート、γ-ブチロラクトン等の有機溶媒に、リチウム化合物(LiClO4、LiBF4等)を溶解したものが用いられる。
リード線は、短冊状導体の両端部が露出するように、短冊状導体の中央部を一対の絶縁フィルムにより被覆することで形成した。図4A及び図4Bに示すように、短冊状導体7としては、長さLmが80mm、幅Wmが5mmであり、弾性率及び平均厚みTmが下記表1に示す値のものを用いた。絶縁フィルム8としては、いずれも長さLiが6mm、幅Wiが7mmであり、弾性率及び平均厚みTiが下記表1に示す値のものを用いた。なお、2枚の絶縁フィルム8は、同一のものを用いた。また、短冊状導体7と一対の絶縁フィルム8との合計平均厚みをリード線の平均厚みTとした。
短冊状導体7の幅1mm当たりの断面二次モーメント[m4/1mm]は、1/12×Wm[m]×(Tm[m])3/Wm[mm]に各数値を代入して求めた。一対の絶縁フィルム8の断面二次モーメント[m4/1mm]は、1/12×Wi[m]×{(T[m])3-(Tm[m])3}/Wi[mm]に各数値を代入して求めた。
スプリングバック角度は、まず図5Aに示すように、リード線の一方側の絶縁フィルム8の長さ方向中央付近に厚さ0.5mmの板材Xの端面を当接させ、板材Xを狭持するようにリード線をゆっくりと180°折り曲げた後、他方側の絶縁フィルム8上に質量200gの錘を置くことで負荷Fを作用させ、この状態を10秒間保持した。次に、図5Bに示すように負荷を取り除いて5秒以上放置したときのスプリングバック角度θ[deg](リード線がなす角度)を測定することで評価した。スプリングバック角度の測定結果は下記表1に示した。また、スプリングバック角度θと、短冊状導体の幅1mm当たりの形状保持力Hに対する一対の絶縁フィルムの幅1mm当たりの弾性回復力Rの比(R/H)との関係を図6に示した。なお、リード線の弾性回復力R及び形状保持力Hは、それぞれ上記数式(1)及び(2)に基づき算出した。
2,7,12 短冊状導体
2A 一方の端部
2B 他方の端部
3,8,13 絶縁フィルム
4 リチウムイオン電池
5A 正極
5B 負極
6 袋体
M 曲げ変形の中心面
Claims (9)
- 短冊状導体と、この短冊状導体の両面を被覆する一対の絶縁フィルムとを備える電気部品用リード線であって、
上記短冊状導体の弾性率Dmが50GPa以上300GPa以下であり、かつ
上記一対の絶縁フィルムの平均弾性率Diがいずれも100MPa以上1,400MPa以下である電気部品用リード線。 - 180°折り曲げ後の曲げ戻り角度が20°以下である請求項1に記載の電気部品用リード線。
- 上記短冊状導体の弾性率Dmが60GPa以上250GPa以下ある請求項1又は請求項2に記載の電気部品用リード線。
- 上記一対の絶縁フィルムの平均弾性率Diがいずれも200MPa以上720MPa以下である請求項1、請求項2又は請求項3に記載の電気部品用リード線。
- 上記短冊状導体の平均厚みが30μm以上200μm以下である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電気部品用リード線。
- 上記一対の絶縁フィルムの平均厚みがいずれも25μm以上200μm以下である請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の電気部品用リード線。
- 上記一対の絶縁フィルムが複数層に積層されたものである請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電気部品用リード線。
- 請求項1に記載の電気部品用リード線を備える電気部品。
- 非水電解質電池である請求項8に記載の電気部品。
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