JPH0260051A - 蓄電池端子部の気密形成法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、蓄電池端子部の気密形成法に関する。

〔従来の技術〕

従来の密閉蓄電池端子部の気密形成法は、次の通りであ
る。

第４図のように電槽ｆｉＡに穿設した極柱挿通用孔Ｂに
、電池の極板群のうち一方の極性の複数枚の橋板を接続
するための基板Ｃの上面より垂直に延びる端子用極柱り
を、その中心で挿通せしめ、その挿通した端子用極柱り
と該極柱挿通用孔Ｂを囲繞する益孔周壁ａとの間を電気
絶縁し、且つ気密に封口するべく、その極柱りの外周と
該蓋孔周壁ａとの間に電気絶縁材である筒状セラミック
材Ｅを介在させ、該極柱りと該筒状セラミック部材Ｅの
内周面とを互いに気密にろうけけＦし、該筒状セラミ７
り絶縁材Ｅの外周面と、該益孔周壁ａに外周ｔ４Ａ部ｈ
＋を溶接Ｇなどで気密に結着した環状金属フランジＨの
内周端部りとを互いに気密にろう付け■する。これによ
り気密な端子部Ｓを形成している。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の上記の蓄電池端子部の気密形成法において、該端
子用極柱りと該筒状絶縁材Ｅの内周面とをろう付けＦす
る際、極柱はろう付は時の高熱を受けて径方向に熱膨張
する。特に蓄電池を大容量化のため、該極柱の径をこれ
に応じて大きくする必要がある場合は、その径を増大す
れば、そのろう付は接合時の高熱によりその径方向の膨
脂率がそれだけ大きくなり、その大きい膨張力でその外
周の筒状絶縁材Ｅを押圧し、これによりクラックを生ザ
しぬる不都合をもたらす。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記従来の不都合を解消し、安易な作業で円
滑且つ確実に端子用極柱と該筒状絶縁材とのろう付けを
行い得るようにし、大容量の蓄電池の製造に適した蓄電
池端子部の気密形成法を提供するもので、電池蓋に設け
た極柱挿通用孔に挿通せしめた端子用極柱を、有底の筒
状極柱に形成すると共に該筒状極柱とその外周に配置し
た筒状の無機質電気絶縁材とを気密にろう付けした後、
該筒状極柱に筒状壁で囲まれた上面開放の柱状凹孔内に
、その底面に薄層に施したろう材を介して、柱状コア部
材を装填し、次で加熱により該ろう材層の溶融を介して
該筒状壁の底壁と該柱状コア部材の底面とを互いにろう
付けすることにより、該筒状極柱と該柱状コア部材との
一体物から成る端子に構成して成る。

更に追加の発明によれば、上記の基本発明による端子に
比し導電性の更に向上した端子を得られるようにした蓄
電池端子部の気密形成法を提供するもので、該筒状壁で
囲まれた上面開放の柱状凹孔内に、その底面に薄層にろ
う材を介して、柱状コア部材を、該筒状壁内周面との間
にろう材充填用の筒状間隙を存して装填し、次でその筒
状間隙の上端に環状にろう材をセットし、次で加熱によ
りこれらろう材層の溶融を介して該筒状壁の底面並に内
周面と該コア部材の底面全面並に外周面とを夫々ろう付
けすることにより、該筒状極柱と該柱状コア部材との一
体物から成る端子に構成して成る。

〔作　用〕

前記第１発明によれば、極柱を内部中空の筒状壁とした
状態においてその外周面に筒状絶縁材をろう付けするの
で、そのろう付は時の高温による該筒状壁の径方向の熱
膨張が、中実の極柱に比し著しく減少させ、その膨張力
によりその外周の筒状絶縁材にひ？割れを生ぜしめるこ
とがない６次にその筒状壁の柱状凹孔内に、その底面に
薄層に施したろう材を介して、柱状コア部材を装填した
後、そのろう材を加熱溶融させ、該筒状壁の底面と該コ
ア部材の底面とを付けする工程において、該コア部材に
熱膨張が生じても、その外周の筒状壁とは分離している
ので、その外周面にろう付けされている筒状絶縁材にそ
の膨張力は全く或いは殆どか）らないので、該筒状絶縁
材にクラックを生ずるおそれが全くない。

かする良好な状態で、該コア部材の底面全面と筒状壁の
底面とのろう付けがなされ、筒状極柱と該コア部材との
一体物から成る端子、即ち、中実の端子が得られる。上
記ろう付けにおいて、箔状のろう材を使用すれば、これ
を筒状壁の柱状凹孔の底面に置くだけでよく、作業が容
易となる。

上記の本発明において、該柱状コア部材を該柱状凹孔内
に、その筒状壁の内周面との間に筒状間隙を存せしめて
装填した場合には、該筒状間隙の上端に、環状にろう材
をセットした後、加熱溶融によりろう材は、該筒状間隙
内に流入充填され該柱状コア部材の周面と該筒状壁の周
壁とをろう付けでき、この場合も、その柱状コア部材の
熱膨張は、該筒状間隙に吸収され、その筒状をを介して
その外周面にろう付けの筒状絶縁材に伝わる押圧力は全
く又は殆どなく、筒状絶縁材に亀裂を与えることがなく
、かくして、該柱状コア部材は、その底面はかりでなく
その周面においても筒状壁と一体の導電性と機械的強度
の増大した安定撃方な端子が構成される。

このろう付けの場合、リング状のろう材を使用すること
によりセットが容易となる。

上記の構成において、該筒状極柱を腐食性のコバールな
どの金属でその柱状コア部材を、銅、銅を主体の合金な
ど極めて良導電性の従って電気抵抗の極めて小さい而も
周面が耐アルカリ性である中実の極柱端子が得られる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を第１図乃至第３図に基づき説明
する。

図面で１は、端子用筒状極柱を示す、該筒状極柱１は、
極板群のうちのいずれか一方の極性の複数枚の極板を接
続する基板１ａと該基板１ａの上面にその中央部を底壁
とした垂直上方に一体に延びる比較的大径の円筒などの
筒状壁１ｂとから成る。該筒状極柱１は、コバール（Ｆ
ｅ−Ｎ　ｉ　−Ｃ。

合金）などの腐食性金属で作製される。該筒状極柱１は
、ニッケルメッキを施した鉄板、ステンレススチール板
などの金属製蓋２に設けた端子用極柱挿通用孔３にその
中心においてその筒状壁１ｂを挿通させ、その筒状壁１
ｂの開放上端部を外部に突出せしめて配置される。該筒
状極柱１とその外周の端子用極柱挿通用孔３を囲繞する
菩孔周壁２ａとの間の環状空間を電気絶縁材を介して封
口し、気密に相互に結着するに当たり、先ずその筒状極
柱１と益孔周壁２ａとの間の筒状空間内に耐熱性セラミ
ック製絶縁材などの！！機質の筒状電気絶縁材４を介入
し、該筒状電気絶縁材４の外周面と蓋孔周縁２ａとを次
のように封口する。即ち、コバールなどの耐腐食性の金
属製の環状封口部材５、例えば、断面コ字状に折り曲げ
た金属製フランジの外周端５ａを前記蓋孔ｆｉ２ａに溶
接６などで気密に結着し、その内周端５ｂを前記の筒状
絶縁材４の外周面に気密にろう１寸け７する１次で、本
発明によれば、該筒状極柱１外周面とその外周の該筒状
絶縁材４内周面とを環状ろう付は接合８を行なうことに
より、本発明の気密端子部が得られる。実施例において
、該筒状絶縁材４を下面から支持するべく、該筒状極柱
１の筒状壁１ｂの外周に広く延びる基板１ａの上面に、
内周下＠９ａで溶接１０などにより結着した筒状のコバ
ールなどの耐アルカリ腐食性フランジ９の外周上端の棚
状支持端部９ｂにおいて、該筒状絶縁材４の下部周縁を
ろう付け７することにより、該筒状絶縁材４を下部から
も安定に支持固定して、該筒状絶縁材４と該筒状極柱１
との封口結着並に該筒状絶縁材４とその外周のフランジ
５との封口結着を安定堅牢にした。更に、該筒状極柱１
の下部とその外周の該筒状絶縁材４の下部内周面とを前
記のろう材で互いにろう付け８′することが好ましい、
　上記の全てのろう材は、例えば耐アルカリ性のＡｕ−
Ｎ１ろう材（Ａｕ８２．５％）であり、該筒状絶縁材４
の内外周面には、予めＨａ−Ｈｎなどでメタライジング
を施し、更に、Ｎ１メツキを施すことにより、その内周
面で該筒状極柱１の外周面とのろう付は接合及びその外
周面で該筒状フランジ５とのろう付は接合を良好に行え
るようにした。ろう付は作業は、９５０〜９７０℃で炉
中で行う、この炉中ろう付は作業を行うとき、該筒状極
柱１は熱膨張するが、従来の中実の端子用極性と異なり
、本発明によれば、内部が上面開放の柱状凹孔１１を有
する筒状壁１ｂであるため、同じ高熱を受けてもその径
方向の熱膨張率は、中実の極柱に比し著しく小さくなる
ので、その膨張力により内側からその外周の該筒状絶縁
材４にか−る押圧力は極めて小さくなり、該筒状絶縁材
４にクラックなどの破損を生ずることが防止される。

従って、大容量の電池を得るため該筒状極柱１の筒状を
１ｂは、その筒状極柱１の径を増大させても、中実の極
性と異なり、その内部は凹孔中空１１であり、肉薄壁か
ら成るので、その低膨脹率は増大せず、比較的小さい。

従って又、筒状絶縁材１１に対する内側からの押圧力も
小さく維持でき、常に、その外周の筒状絶縁材４にクラ
／りを生ずることなく良好なろう付は気密結着が保証さ
れる。

本発明によれば、このように、内部に柱状凹孔１１をも
つ筒状壁１ｂにおいて筒状極柱１とその外周の筒状絶縁
材４との安定堅牢なろう付けを、該筒状絶縁材４にクラ
ックに発生なしに行うことができるが、かする筒状極柱
１のま＼では、大容量電池の端子には適さない９本発明
によれば、この目的を達成するために、次の工程で第２
図示の如く、該筒状極柱１の柱状凹孔１１内の底面に、
即ち、筒状壁１ｂの底壁１Ｃ内面に薄層にろう材１２を
施し、該ろう材１２を介して、該柱状凹孔１１内に柱状
コア部材１３を装填し、次で加熱炉内で加熱し該ろう材
１２を溶融し、該筒状壁１ｂの底壁１Ｃと該柱状コア部
材１３の底面とを互いにろう付けすることにより、該筒
状極柱１と該柱状コア部材１３と一体物から成る中実の
端子１４に構成される。ろう材１２としては、箔状のも
のを使用し、これを該筒状ｗ１ｂの底壁１Ｃの内面に単
に置くことにより薄層ろう材の設置作業が容易である。

ろう材箔の厚さは０．０５ｎ＋ｎ程度で足りる。

該柱状コア部材１３は予め該筒状壁１ｂの内周面に摺接
嵌合し得る程度の小径とするか、該筒状壁１ｂとの間に
ろう付は充填用の筒状間隙を生ずる小径に作製される。

いずれにしても、該柱状コア部材１３と該筒状を１ｂ内
周面との間に筒状分離層１１ａを形成する０図示の例は
、前者の柱状コア部材１３を該筒状極柱１内に摺接嵌合
して筒状分離層１１ａが形成した場合を示す。

かくして、上記のろう材１２の加熱溶融時の熱で柱状コ
ア部材１３が膨脂しても、その筒状壁１ｂとの間に筒状
分離層１１ａを有するので、その膨張力が、該筒状壁１
ｂ外周面にろう付け８されている筒状絶縁材４に全く乃
至殆ど伝わらず、その膨張力により、該筒状絶縁材４に
亀裂などめ損傷を与えることなしに円滑に本発明の中実
の・極柱端子１４をもつ端子部１５の気密形成が得られ
る。

第３図は、本発明の池の実施例を示す。この実施例は、
拳法により、更に機械的強度並に導電性を向上せしめ中
実の極柱端子を構成する場合を示す。即ち、該筒状極柱
１の柱状凹孔１１の底面に箔状のろう材１２を載置した
後、予め、金属製柱状コア部材１３として筒状ｕ１ｂへ
の装填において、筒状壁１ｂ内周面との間に生ずる筒状
分離層１１ａとしてろう材か充填できる筒状間隙１１ａ
が形成できる程の小径のものに作製したものを、該筒状
壁１ｂの該凹孔１１内にその筒状ｗ１ｂ内周面との間に
該ろう材充填用の筒状間隙１１ａを存して装填し、ろう
材１６を該筒状間隙１１ａの上端に環状にセットし、こ
の状態で炉内に入れ、加熱して底部の箔状ろう材１２を
加熱溶融して柱状コア部材１３底面と筒状壁１ｂの底壁
１Ｃとをろう付け１３すると同時に、環状ろう材１６を
加熱溶融してこれを筒状間隙１１ａ内に流下充填し、そ
の柱状コア部材１３とその外周の筒状極柱１の筒状壁１
ｂ内周面とをその高さの略全長に亘りろう付け１６シて
、両部材間をその底部から周側間に亘って一体的に結着
して、中火の極柱端子１５を得た。このろう材１６の加
熱溶融温度により、該コア部材１３は熱膨張するが、そ
の外周にはろう材充填用筒状間隙１１ａが存するので、
その膨張力がこれに吸収され、外部の筒状絶縁材４にま
で及ぶことが全く乃至殆どないので、このろう付は作業
においても該筒状絶縁材４のクラックの発生かなく、最
終的に該筒状壁１ｂとその内部に充填のコア部材１３と
が一体となった、換言すれば、中実の極柱端子１５が従
来に比し大径のものでも従って大容量の蓄電池の端子１
４として適したものが安定堅牢な気密状態で得られる。

該ろう材１６は、底部に施したろう材１２と同材質のも
のが好ましい。前記いずれの実施例においても、該柱状
コア部材１３は、コバールでもよいが、導電性の極めて
良い、従って、電気抵抗が極めて低い銅材又は銅を主体
とした合金などが好ましい。

ろう材としては、該柱状コア部材１３がコバールなどの
比較的高融点の金属であれば、前記の八ｕ−Ｎ　ｉろう
材の比較的高融点のろう材でもよいが、該飼又は銅を主
体とした合金の金属である場合は、溶融温度が比較的低
いろう材、例えばＡｇ−Ｎ　ｉろう材を用いてもよい、
該柱状コア部材１３としては、その外周を耐腐食性のコ
バールから成る筒状壁１ｂで被覆されて居り、アルカリ
電解液との接触のおそれがないため、耐アルカリ性の不
十分であるが、導電性の特に良い銅系の金属が使用でき
、而も、銅その他の銅系金属を使用した場合は、電気抵
抗が小さく、大容量電池の端子１４に構成でき特に有利
である。

又本発明によれば、該柱状コア部材１３と該筒状壁１ｂ
とのろう付け１２．１６の温度を、該筒状壁１ｂとその
外周の筒状絶縁材４とのろう付温度よりも低くするとき
は、その熱により、筒状壁１ｂと筒状絶縁材４との間の
ろう件部８が熱劣化することを充分に防止できる０例え
ば、ろう材としてＡｇ−Ｃｕを使用し、比較的低温の約
８５０’Ｃでろう付け１２．１６するときは、該筒状壁
１ｂの外周面と該筒状絶縁材４とをろう付け８する約９
５０〜９７０°Ｃの高温に比し著しく低温度でろう付け
できるので、柱状コア部材１３の熱膨張も小さくでき、
而も経済的且つ容易なろう付は作業を行うことができ、
従って、能率的且つ経済的に蓄電池の密封端子を形成で
きる。

該柱状コア部材１３とその外周の筒状壁１ｂとの充填用
の筒状間隙１１ａは０．５〜１　＋ｍ程度あれば充分で
ある。尚、柱状コア部材１３の頂部は図示の如く外周に
張り出しな更に大径に作製してもよい。

実施例１ 外径６．５鰭、内径５．５＋ｕＩ、従って肉厚１市の円
筒状壁をもつコバール製の筒状極柱を金属蓋板の極柱挿
通孔の中心に挿通突出させ、その外周の接合されている
筒状セラミック製絶縁材との間に、Ａｕ−Ｎｉろう材を
介在させ、炉内で９５０〜９７０°Ｃの温度でろう付け
したが、絶縁材にクラックの発生が見られなかった６次
で、該筒状蜘柱の筒状壁内部の柱状凹孔の底面に、即ち
、その筒状壁の底壁内面に径５關の円形のＡｕ−Ｃｕろ
う材箔をセットした後、該柱状凹孔内に径４開の無酸素
Ｃｕ製柱状コア部材をその外周に、該筒状壁との間に０
．７５鴫の筒状間隙を存せしめてその底壁面の中心に装
填し、この状態で、その筒状間隙部上部に環状に八ｇ−
Ｃｕろう材をセットした後、炉内で前記のろう付は温度
より著しく低い約８５０℃の温度でこれらろう材を溶融
して、該柱状コア部材とコバール製筒状との一体物から
成る端子を気密に且つ電気絶縁を介して結着して有する
電池蓋を得た。即ち、気密な端子部１５が得られた。そ
のつつじようセラミック絶縁材には全くクラックが見ら
れなかった。

実施例２ 外径７關、内径５．８鮨、従って肉厚１．２Ｍリコバー
ル製筒状壁をもつ円筒状極柱とその外周の筒状セラミッ
ク製絶縁材とを実施例１と同様に八ｕ−Ｎｉろう材でろ
う付は接合後、その筒状壁内部の柱状凹孔の底面に、即
ち、その筒状壁の底壁内面に径５市の円形の＾ｕ−Ｃｕ
ろう材箔をセットシた後、該柱状凹孔内に径４．６ＩＷ
ｍの銅製柱状コア部材をその底壁面の中心に装填し、そ
の外周に該筒状壁内周面との間に存せしめた０、６市の
筒状間隔内にＡｕ−Ｃｕろう材を溶融充填して銅製柱状
コア部材と該コバール製筒状壁との一体物から成る端子
を気密に且つ電気絶縁を介して結着して有する電池蓋を
得た。その筒状セラミック絶縁材には全くクラックが見
られなかった。

比較のため、外径７州の中実の極柱とその外周の筒状セ
ラミック製絶縁材とを実施例１と同様にＡｕ−Ｎｉろう
材でろう付は接合した所、その筒状セラミｙり製絶縁材
にクラックが発生していた。

〔発明の効果〕

このように、本発明によるときは、電池蓋と該益にあけ
た端子用極柱挿通用孔に挿通した端子用極柱との間を、
筒状の無機質絶縁材とろう付は接合とを介して、気密に
封口するに当たり、該端子用極柱を、上面開放の柱状凹
孔の有底筒状極柱に形成し、その筒状壁とその外周の筒
状の＠機雷絶縁材をろう付けするようにしなので、その
ろう１ζ［け時の熱により、筒状極柱が膨脂してその膨
張力で環状無機質絶縁材にクランクを発生するおそれを
全くなくすことができる。次で、その筒状極柱の筒状壁
内部の柱状凹孔内底面に薄層にろう材をセットした後、
該凹孔内に柱状コア部材を装填し、加熱によりその溶融
ろう材を介して該筒状壁の底面と該コア部１イとのろう
付けを行うことにより、該筒状壁と柱状コア部材とが一
体物となった中実の端子が構成されるので従来の中実極
柱をそのま）大径としこれにセラミック製絶縁材をろう
付けするときに生ずるクラックの発生がなく円滑に且つ
容易に所望により大径の端子をもつ端子部の気密形成が
でき、従って、大容量の電池に適した大径の端子の製造
が不可能であった従来の欠点を解消できる効果をもたら
し、又筒状壁の径を所望により大径とすることにより、
或いは、柱状コア部材として銅などの蔭めて良導電性の
金属を使用することにより、特に電気抵抗の著しく低下
した隆めて良導電性の端子をもたらし、電池の充放電特
性を向上し得られる。又、その製造工程において、柱状
コア部材と筒状壁とのろう付は温度を筒状壁と環状絶縁
材とのろう付は温度よりも低い温度で行うときは、該筒
状壁と該筒状絶縁材とのろう付は接合部に対し、熱によ
る悪影響を与えることなく、環状絶縁材にひダ割れなく
、而も、良品質の強固なろう付は接合を保持することが
でき、安定良好に気密性をもっ端子部を得られる等の効
果を有する。

更に、本発明によるときは、上記のように筒状壁の底を
内面に薄層にろう材をセットした後、該柱状凹孔内に装
填した柱状コア部材とその外周の筒状壁との間の筒状断
絶層をろう材充填用。

筒状間隙とし、その筒状間隙内に充填したろう材により
該コア部材と該筒状壁とのろう付けを、前記の底部ろう
付けに加えて行うときは、更に、機械的強度と導電性の
向上した極柱端子が得られ、且つ筒状絶縁材にクラ／り
の発生のない端子部の気密形成か得られる効果を有する
。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明の端子部の気密形成法の１
例を示し、第１図は、その第一工程の端子部の縦断面図
、第２図は、その第二工程の端子部の縦断面図、第３図
は、他の実施例の端子部の縦断面図、第４図は、従来法
の端子部の気密形成法を示ずＭＡ断面図である。 １Ｃ・・・底壁　　　　２・・・蓋 ３・・・端子用極柱挿通孔 ４・・・筒状無機質絶縁材 ８・・・ろう付は部 Ｈａ・・・筒状分離層、 １２・・・底部ろう付け １４・・・中実端子 １６・・・ろう１寸け ５・・・環状１１０部材 １１・・・柱状凹孔、中空孔 筒状間隙 １３・・・柱状コア部材 １５・・・気密端子部 ２ａ・・・益孔周壁

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電池蓋に設けた極柱挿通用孔に挿通せしめた端子用
   極柱を、有底の筒状極柱に形成すると共に該筒状極柱と
   その外周に配置した筒状の無機質電気絶縁材とを気密に
   ろう付けした後、該筒状極柱に筒状壁で囲まれた上面開
   放の柱状凹孔内に、その底面に薄層に施したろう材を介
   して、柱状コア部材を装填し、次で加熱により該ろう材
   層の溶融を介して該筒状壁の底壁と該柱状コア部材の底
   面とを互いにろう付けすることにより、該筒状極柱と該
   柱状コア部材との一体物から成る端子に構成して成る蓄
   電池端子部の気密形成法。 ２、該筒状壁で囲まれた上面開放の柱状凹孔内に、その
   底面に薄層にろう材を介して、柱状コア部材を、該筒状
   壁内周面との間にろう材充填用の筒状間隙を存して装填
   し、次でその筒状間隙の上端に環状にろう材をセットし
   、次で加熱によりこれらろう材層の溶融を介して該筒状
   壁の底面並に内周面と該コア部材の底面全面並に外周面
   とを夫々ろう付けすることにより、該筒状極柱と該柱状
   コア部材との一体物から成る端子に構成して成る蓄電池
   端子部の気密形成法。 ３、該筒状凹孔底面に施されるろう材は箔状ろう材であ
   り、該筒状間隙の上端に施されるろう材は環状ろう材で
   ある請求項１又は２の気密形成法。 ４、該筒状極柱はコバールなどの耐腐食性金属から成り
   、該柱状コア部材は銅などの極めて導電性の良い金属か
   ら成る請求項１又は２の気密形成法。