JP7315916B1 - リード端子の製造方法及びリード端子 - Google Patents

Abstract

【課題】リード端子の端部に所望のテーパー形状を精度よく形成させることができるリード端子の製造方法を提供する。【解決手段】タブリードに用いるリード端子を製造するリード端子の製造方法は、複数の端子部３と、各端子部３の前方に形成された貫通孔４と、各端子部３の後方に形成された貫通孔４と、各端子部３を連結する連結部５Ａ，５Ｂとを有する金属板材２をプレス加工により、各端子部３の前方端部７Ａ及び後方端部７Ｂをテーパー状に加工するプレス加工工程と、切断により連結部５Ａ，５Ｂを取り除く切断加工工程とを含み、プレス加工により前方端部７Ａに生じる歪みが貫通孔４に吸収され、かつプレス加工により後方端部７Ｂに生じる歪みが貫通孔４に吸収される。【選択図】図２

Description

本発明は、タブリードに用いるリード端子を製造するためのリード端子の製造方法及びタブリードに用いるリード端子に関するものである。

非水電解質デバイスとして、リチウムイオン電池やリチウムイオンキャパシタが知られており、車載用電池や蓄電池として使用されている。その中には、袋状のラミネート材の内部に電極及び電解液が封入されたものがあり、このように作製されたリチウムイオン電池等では、タブリードを介して内部からの電力の取り出しが行われる。タブリードは、金属製のリード端子と、リード端子とラミネート材の間の隙間をなくし、かつ、リード端子とラミネート材とを絶縁するための樹脂フィルム材とを備えている。リード端子は、一方の端部がラミネート材の内部に設けられた電極に接続され、他方の端部がラミネート材の外部に露出されて外部機器の端子に接続される。

タブリードは、フィルムとラミネート材の間とリード端子の間の隙間をそれぞれ封止し、ラミネート材の内部の電解液の液漏れを防止するために、フィルム材のラミネート材とリード端子に対する高い密着性を確保する必要がある。また、リード端子はラミネート材の内部から電力を取り出すことに使用され、高温になるため、フィルム材には耐熱性が要求される。このような理由から、フィルム材を改良することで、高い密着性を確保しつつ耐熱性を向上させたタブリードが開示されている（例えば、特許文献１）。

一方、リード端子は、切削加工や圧延加工により製造されている（例えば、特許文献２）。特許文献２に記載の発明では、１０μｍから１００μｍのアルミニウム、銅、ニッケル、鉄、ステンレス等の金属箔表面を圧延加工し、サンドブラスト等により粗面化することによって、フィルム材との接着力を向上させている。

特開２０２２－１３９５８０号公報 特開２００８－０２７７７１号公報

タブリードには、リード端子とフィルム材との隙間やリード端子とラミネート材との隙間が精度よく封止されることが求められている。従来から、フィルム材が設けられる左右端部がテーパー状に加工されたリード端子が作製されていた。この加工は、リード端子のテーパー加工する部分をローラーで加圧する圧延加工やリード端子の端部を削る切削加工により実施していた。

しかし、圧延加工によりテーパー加工を行った場合、加圧によって潰した金属部分が、潰していない金属部側に膨らみ、波打つ等の悪影響を与えていた。また、図５に示すように、圧延加工により製造したリード端子１００は、端部のテーパー部１０１，１０２の形状が上下及び左右で非対称となったり、形状がぼやけた状態のテーパー部１０１，１０２が形成されたりすることがあった。このようなリード端子１００を用いると、リード端子１００とフィルム材との間やリード端子とラミネート材との間に隙間が生じるおそれがあり、液漏れが生じるおそれがあった。そのため、使用前にテーパーの形状を確認し、テーパー形状が基準に満たないリード端子は、使用せず、廃棄していた。また、切削加工では、切削加工時に削りカスが発生するため、後処理に手間がかかっていた。

そこで、本発明は、リード端子の端部に所望のテーパー形状を精度よく形成させることができるリード端子の製造方法及びリード端子を提供することを目的とする。

本発明に係るリード端子の製造方法は、タブリードに用いるリード端子を製造する。そして、このリード端子の製造方法は、複数の端子部と、各端子部の一方側に形成された一方側貫通孔と、各端子部の他方側に形成された他方側貫通孔と、各端子部を連結する連結部とを有する金属基材をプレス加工により、各端子部の一方側の端部及び他方側の端部をテーパー状に加工するプレス加工工程と、切断により、連結部を取り除く切断加工工程と、を含み、プレス加工により一方側の端部に生じる歪みが一方側貫通孔に吸収され、プレス加工により他方側の端部に生じる歪みが他方側貫通孔に吸収されることを特徴とする。

本発明に係るリード端子の製造方法は、切断加工工程の前に、各端子部の表面にメッキ加工を施すメッキ加工工程を含むことを特徴とする。

本発明に係るリード端子の製造方法は、プレス加工工程において、各端子部の一方側の端部の一部及び他方側の端部の一部をテーパー状に加工することを特徴とする。

本発明に係るリード端子の製造方法は、金属基材の連結部に、くり抜き部が形成されていることを特徴とする。

本発明に係るリード端子は、複数の端子部と、各端子部の一方側に形成された一方側貫通孔と、各端子部の他方側に形成された他方側貫通孔とを有する金属基材を、プレス加工により、各端子部の一方側の端部及び他方側の端部がテーパー状に加工されていることを特徴とする。

本発明に係るリード端子の製造方法は、プレス加工により、端子部の一方側の端部及び他方側の端部がテーパー状に加工され、プレス加工により一方側の端部に生じる歪みが一方側貫通孔に吸収され、プレス加工により他方側の端部に生じる歪みが他方側貫通孔に吸収される。そのため、リード端子の端部に、所望の角度、厚さ、長さを有するテーパー部を精度よく形成することができる。

本発明に係るリード端子は、一方側の端部及び他方側の端部にテーパー部が均一に形成されている。そのため、このリード端子は安定した品質が維持され、タブリードに用いることで、フィルムの密着不良のおそれを防止でき、電解液の液漏れを防止することができる。

本発明のリード端子を用いて構成されるリチウムイオン電池（非電解質デバイス）を示す図である。（ａ）はリチウムイオン電池の斜視図であり、（ｂ）は固定されているリード端子の斜視図である。 本発明の第一実施形態に係るリード端子の製造方法に用いる金属板材を示す図である。（ａ）は金属板材の平面図、（ｂ）はリード端子の平面図、（ｃ）はリード端子の断面図である。 本発明の他の実施形態に係るリード端子の製造方法に用いる金属板材を示す図である。（ａ）は金属板材の平面図であり、（ｂ）はリード端子の平面図である。 本発明の他の実施形態に係るリード端子の製造方法に用いる金属板材を示す図である。 従来の圧延加工を用いた製造方法により製造されたリード端子の断面図である。

本実施形態に係るリード端子の製造方法は、図１（ａ）に示したリチウムイオン電池（非水電解質デバイス）１０に用いるリード端子１を製造するためのものである。リチウムイオン電池１０は、袋状のラミネート材１１と、ラミネート材１１の内部に封入された電解液と、一端側がラミネート材１１から突出して設けられた一対のリード端子１とを有している。リード端子１は、図１（ｂ）に示すように、フィルム１２によって、固定されている。

次に、本実施形態に係るリード端子の製造方法について、図２から図４を参照し説明する。本実施形態に係るリード端子の製造方法は、金属基材をプレス加工により、リード端子の端部をテーパー状に加工する工程を実施する。

［第一実施形態］
本実施形態に係るリード端子の製造方法では、図２（ａ）に示すように、帯状の金属板材（金属基材）２を用いてリード端子１を作製する。なお、以下、図２に示した金属板材２の長手方向を前後方向Ｘとし、短手方向を左右方向Ｙとする。

金属板材２には、例えば、銅製の板材やアルミニウム製の板材を用いことができ、金属板材２の厚さは０．２ｍｍから１．０ｍｍであり、幅は２０ｍｍから１００ｍｍである。本実施形態では、銅製の板材を用いた例について説明する。金属板材２は、前後方向Ｘに向けて、直列的に形成された複数の端子部３（３Ａから３Ｄ）と、各端子部３の間に形成された複数の貫通孔４（４Ａから４Ｃ）と、各端子部３の右端部を連結する連結部５Ａと、各端子部３の左端部を連結する連結部５Ｂとを有している。この金属板材２の構成では、隣り合う端子部３の間には共通の貫通孔４が形成されている。例えば、端子部３Ｂの前方側、端子部３Ａの後方側には共通の貫通孔４Ｂが形成されている。

端子部３は矩形状であり、各端子部３は同じサイズに設計されている。貫通孔４の幅は端子部３と同じ幅で形成され、貫通孔４の長さは端子部３の長さよりも短く設計されている。また、連結部５Ａ，５Ｂには、パイロット孔６が形成され、プレス加工の際にパイロット孔６に治具が挿入される。

本実施形態に係るリード端子の製造方法は、上記の金属板材２をプレス加工により、各端子部３の前方端部７Ａ及び後方端部７Ｂをテーパー状に加工するプレス加工工程と、プレス工程後、各端子部３の表面にメッキ加工を施すメッキ加工工程と、メッキ加工工程後、連結部５Ａ，５Ｂを取り除く切断加工工程とを含む。以下、各工程について説明する。

［プレス加工工程］
プレス加工工程は、端子部３の前方端部７Ａ及び後方端部７Ｂ全体をテーパー形状に加工するために実施する。具体的には、ドライプレスによって、所望のテーパー形状にプレス可能な金型を使用し、金属板材２の上下方向から金属板材に金型を押し付け、端子部３の前方端部７Ａ及び後方端部７Ｂをテーパー状とする。この際、端子部３の左右端部以外の部分も金型によって押し付けられる。プレス加工後、金属板材２はローラーに巻き取られる。

［メッキ加工工程］
メッキ加工工程は、金属板材２の酸化を防止し、作製されたリード端子１の腐食を防止するために実施する。具体的には、ローラーに巻き取られた金属板材２を、メッキ槽において、金属板材２の表面全体にニッケルをメッキ加工する。

［切断加工工程］
切断加工工程では、端子部３の左方及び右方に形成されている連結部５Ａ，５Ｂを取り除く。具体的には、図２（ａ）の切断線ａに沿って、カッターで切断する。そうすると、連結部５Ａ，５Ｂが切り取られ、図２（ｂ）に示すリード端子１が複数作製される。

上記の製造方法により製造されたリード端子１は、図２（ｃ）に示すように、端部に先細りするテーパー部８が形成される。テーパー形状は、上下において対称であり、両端部のテーパー部は同じ形状で形成されている。また、リード端子１では、テーパー部の輪郭が明確に形成されている。

次に、本実施形態に係るリード端子の製造方法の作用効果について説明する。

本実施形態に係るリード端子の製造方法は、プレス加工により、端子部３の前方端部７Ａ及び後方端部７Ｂがテーパー状に加工される。この際、プレス加工により前方端部７Ａに生じる歪みが貫通孔４に吸収され、かつプレス加工により後方端部７Ｂに生じる歪みが貫通孔４に吸収されるため、プレスされていない端子部３の金属部に歪みが生じず、端子部３が波打つ等の悪影響を与えない。そのため、作製されたリード端子１の端部のテーパー部８は、所望の角度、厚さ、長さが精度よく、均一に形成される。また、従来の製造方法で作成したものよりも、輪郭がはっきりとしたテーパー部８を有するリード端子１を製造することができる。したがって、所望の安定した品質のリード端子１を製造することができる。このリード端子１をタブリードとして用いることで、フィルムの密着不良のおそれを防止でき、袋状のラミネート材１１内部の液漏れを防止することができる。

本実施形態に係るリード端子の製造方法では、プレス加工を利用することで、所望の均一なテーパー部８を有するリード端子１を製造することができ、従来のように廃棄されるリード端子の数量が減り、コストを削減できる。さらに、切削加工で製造していた場合に比べ、作業者の手間が大幅に軽減される。

本実施形態に係るリード端子の製造方法では、プレス加工を用いることで、金属板材２のテーパー部８が形成される端部の歪を周囲に逃がすことができる。そのため、テーパー部の品質安定性が維持されたリード端子１を製造することができる。また、プレス加工の際、端子部３の端部以外も金型によって押圧されるため、リード端子１のテーパー部８以外の部分の平坦度も高くなる。さらに、金型を用いたプレス加工では、継続的に加工を再現することができる。

［他の実施形態］
本実施形態に係るリード端子の製造方法は、第一実施形態同様、プレス加工を行う工程と、メッキ加工を行う工程と、切断加工を行う工程とを実施する。本実施形態では、使用する金属板材２Ａ及び金属板材２Ｂの形状が、第一実施形態の金属板材２と異なる。

金属板材２Ａは、図３（ａ）に示すように、金属板材２の貫通孔４の幅よりも狭い貫通孔４が形成されている。なお、金属板材２Ａの貫通孔４の幅は、フィルム１２と略同じ幅とする。この金属板材２Ａをプレス加工により、貫通孔４に対応する前方端部７Ａの一部及び後方端部７Ｂの一部をテーパー状に加工する。そして、図３（ａ）の切断線ａ及び切断線ｂに沿って、切断加工を行い、連結部５Ａ，５Ｂを取り除く。作製されたリード端子１Ａは、図３（ｂ）に示すように、両端部の一部にテーパー部８を有する。このテーパー部８を目印として、フィルム１２を接着させることができる。

一方、金属板材２Ｂは、図４に示すように、第一実施形態で用いた金属板材２の連結部５Ａ，５Ｂに、複数のくり抜き部９が形成されたものである。くり抜き部９は、長方形であり、貫通孔４の左方及び右方の位置に形成されている。
くり抜き部９が形成されていることで、金属板材２Ｂは、金属板材２，２Ａと比較し、剛性が低くなる。そのため、ローラーで巻き取られる際に、生じる反力が小さくなり、金属板材２Ｂの表面にキズが生じにくくなる。

金属板材２Ａ及び金属板材２Ｂを用いて、本実施形態に係るリード端子の製造方法により製造した場合でも、所望の角度、厚さ、テーパー部の長さが精度よく、均一に形成することができ、安定した品質のリード端子を製造することができる。

以上、本実施形態について説明したが、これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択し、他の構成に適宜変更することが可能である。

例えば、テーパーの形状は、本実施形態で示した形状に限定されず、端部の先端に向けて先細り、すなわち先端に向けて厚みが小さくなるものであってもよい。また、端子部の左方及び右方に貫通孔を形成した金属板材を用いて、プレス加工によりテーパー状に加工することもできる。ただし、その場合、本実施形態で示した金属板材よりも貫通孔の数が多くなるため、金属板材の使用しない部分が多くなり、経済的ではない。

本実施形態では、プレス加工工程後に切断加工工程を行う例を説明したが、プレス加工工程と切断加工工程は同時に行うこともできる。また、メッキ加工工程は必須ではなく、例えば、アルミニウム製の金属板材を用いる場合は、腐食するおそれはないため、メッキを行わなくても良い。

１，１Ａ リード端子
２，２Ａ，２Ｂ 金属板材（金属基材）
３（３Ａ～３Ｄ） 端子部
４（４Ａ～４Ｃ） 貫通孔
５Ａ，５Ｂ 連結部
６ パイロット孔
７Ａ 前方端部
７Ｂ 後方端部
８ テーパー部
９ くり抜き部
１０ リチウムイオン電池（非水電解質デバイス）
１１ ラミネート材
１２ フィルム
１００ リード端子
１０１，１０２ テーパー部
ａ，ｂ 切断線
Ｘ 前後方向
Ｙ 左右方向

Claims (5)

1. タブリードに用いるリード端子を製造するリード端子の製造方法であって、
   複数の端子部と、各端子部の一方側に形成された一方側貫通孔と、前記各端子部の他方側に形成された他方側貫通孔と、前記各端子部を連結する連結部とを有する金属基材をプレス加工により、前記各端子部の前記一方側の端部及び前記他方側の端部をテーパー状に加工するプレス加工工程と、
   切断により、前記連結部を取り除く切断加工工程と、を含み、
   前記プレス加工により前記一方側の端部に生じる歪みが前記一方側貫通孔に吸収され、かつ前記プレス加工により前記他方側の端部に生じる歪みが前記他方側貫通孔に吸収される、
   ことを特徴とするリード端子の製造方法。
2. 前記切断加工工程の前に、前記各端子部の表面にメッキ加工を施すメッキ加工工程を含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載のリード端子の製造方法。
3. 前記プレス加工工程において、前記各端子部の前記一方側の端部の一部及び前記他方側の端部の一部をテーパー状に加工する、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のリード端子の製造方法。
4. 前記金属基材の前記連結部に、くり抜き部が形成されている、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のリード端子の製造方法。
5. タブリードに用いるリード端子の製造に用いる金属基材であって、
   複数の端子部と、各端子部の一方側に形成された一方側貫通孔と、前記各端子部の他方側に形成された他方側貫通孔と、前記各端子部を連結する連結部とを有する金属基材において、各端子部の前記一方側の端部及び前記他方側の端部がテーパー状に加工されている、
   ことを特徴とする金属基材。

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