JPH028417B2 - - Google Patents

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JPH028417B2
JPH028417B2 JP58181178A JP18117883A JPH028417B2 JP H028417 B2 JPH028417 B2 JP H028417B2 JP 58181178 A JP58181178 A JP 58181178A JP 18117883 A JP18117883 A JP 18117883A JP H028417 B2 JPH028417 B2 JP H028417B2
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JP
Japan
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welding
electrode plate
connecting conductor
core material
electrode
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JP58181178A
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English (en)
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JPS6072160A (ja
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Ryosuke Morinari
Isao Aramaki
Mitsuru Koseki
Shoji Sato
Noryoshi Sasaki
Masayoshi Aoki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Corp
Original Assignee
Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6072160A publication Critical patent/JPS6072160A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/538Connection of several leads or tabs of wound or folded electrode stacks
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明はNi−Cd電池の如く捲回された極板群
が容器内に収容された構造を有する電池に係わ
り、前記極板の端部に溶接される接続導体(タ
ブ)の構造に関するものである。 衆知の通り可搬形の電気、電子機器用電源とし
てNi−Cd電池が広く使用されているが、例えば
電動工具の様なものに使用される電池に於ては高
率放電特性が優れていることが要求される。即ち
大きな電流で放電した際に電池電圧の低下が出来
るだけ小さいことが要求されるわけであるが、こ
のためには電池の内部抵抗を極力小さくすること
が不可欠な問題となる。 この問題の一つの解決手段として多点集電方式
と称するものが採用されている。これは、極板の
一ケ所に接続導体を取付け、極板内部で発生した
電流をここに集める従来の方式と異なり、一枚の
極板の多数の場所から集電する方式で、発生した
電流が接続導体に到達するまでの距離が短かくな
るために、結果的に電池の内部抵抗を小さくする
ことが出来るわけである。 第1図は多点集電方式を用いた場合の接続導体
と極板との接続状態の一例を示したものである。
第1図に於て1Aは極板であり、この極板1Aは
セパレータを介して相手極(例えば1Aが陽極板
であれば相手極は陰極板となる)と重ね合され図
面の如く捲回された捲回極板群1を構成している
(セパレータ、相手極は図面には示してない)。ま
た2は接続導体で、これは図面の如く捲回された
極板1Aの端部(厳密には極板1Aを成する芯材
の端部)3が形成する平面上に位置し、該接続導
体2とは溶接等の手段により電気的に接続(図面
中のa〜e)され、この部分より集電がなされる
わけである。 さて、本発明の対象としているのは上述した接
続導体2と極板1Aとの接続方法である。この接
続には従来より抵抗溶接が用いられているが、溶
接強度のばらつきが著しく、電池組立工程あるい
は電池が完成された後で、接続導体2がはがれる
というトルブルが生じて問題となつていた。その
理由について以下に述べる。 第2図は接続導体2を捲回された極板1に抵抗
溶接する際の状態を示すものである。まず捲回さ
れた極板1Aの端面に中央部から外周部に向けて
放射状に線状のV形突起(以下「プロジエクシヨ
ン」という)4,4′を有する接続導体2を位置
決めする。次に図面の如く隣合うプロジエクシヨ
ン4,4′上に溶接用電極5,5′を当接し、一方
の電極5より他方の電極5′へ溶接電流を流す。
このタイプの抵抗溶接はシリーズ溶接と称される
ものであるが、この際、溶接電流は電極5より接
続導体2内を流れ直接電極5′に至るものと、電
極5よりその直下にあるプロジエクシヨン4と電
極5との接触点b,c,d,eを経て極板1A内
部を通り同じく接触点b′,c′,d′,e′を経てプロ
ジエクシヨン4′から電極5′に至るものの二通り
に分れて流れる。溶接される場所はプロジエクシ
ヨンと電極との接触点b,c,d,eおよびb′,
c′,d′,e′でありこの接触点を通つて流れる電流
だけが溶接に寄与することになる。すなわち前記
二通りに分れて流れる電流のうち前者は溶接には
何ら寄与しない無効電流とよばれるもので、シリ
ーズ溶接に於てはその発生は避けられない。無効
電流が大きいと単にエネルギーロスが大きいとい
うことにとどまらず、目的とする溶接の再現性が
乏しくなり、溶接強度が大巾に変動する等不都合
な問題が生じ易い。第3図は接続導体2と極板1
Aとの接触部の状態を拡大して示したものである
が、前記極板1Aは芯材6によつて活物質7が保
持された構造になつており、極板1Aの端部は図
面に示す如く芯材6が活物質7の存在する部分よ
り多少とび出して、この部分が接続導体2プロジ
エクシヨン4と接触、溶接されることになる。芯
材6はNi−Cd電池の場合、通常は表面にNiめつ
きがなされたFeより成るパンチングメタル(多
孔板)が用いられ、相手方の接続導体2もほぼ同
一の材質のものが用いられるが、ここで問題にし
なければならないのは両者の肉厚である。 芯材6は一般的に0.08〜0.1mmの厚さのものが
多用されるのに対し、接続導体2の方は極板全体
から電流がここに集められることを考慮して0.15
〜0.2mmの厚さのものが必要となる。両者のこの
肉厚の差は前記無効電流の増大に大きく寄与して
おり、例えば第1図、第2図に示す如く接続導体
2にスリツト8を入れる等して無効電流の減少に
努めはするが、実際には溶接電流の大半が無効電
流となつている。 またこの溶接の場合継手形状そのものが無効電
流を大きくする様なものになつていることも確か
である。すなわち第3に示す如く接続導体2と極
板1Aとはほとんど点接触に近い状態で溶接に供
される。それ故この部分での電気抵抗は通常の重
ね抵抗溶接の場合等よりは相当大きく、無効電流
はかなり大きなものとなる。 また溶接部の面積が小さいということは何らか
の原因でそれが変動した時にはその変動率も大き
いということであり、この点が無効電流の変動と
相まつて溶接の再現性を乏しいものにしているこ
とも確かである。 さて、本発明に関しては抵抗溶接という手法を
適用してゆく限りシリーズ溶接を行なわざるを得
ないわけで、無効電流の発生をはじめとするこの
タイプの溶接自体の有する不安定要求を完全に排
除することは不可能であるけれども、プロジエク
シヨンの形状(構造)に関して詳細な検討を進め
た結果、従来のものに比べ極めてばらつきの少な
い再現性に優れた溶接結果が得られるものを見出
すことに成功した。本発明はその様な接続導体の
構造を提供せんとするものである。 次に本発明の内容について説明する。本溶接の
如く熱容量の差が大きい被溶接材料を抵抗溶接す
る場合に、熱容量の大きい方の被溶接材料にプロ
ジエクシヨンを形成し相手の材料との接触部を限
定してその部分での電流密度を高めて溶接すると
いう技術は公知であり、第1図に示す如くプロジ
エクシヨン4,4′を線状のものとして溶接する
こともまた一般的によく行なわれるものである。
しかしながらこのプロジエクシヨン4,4′は、
第1図に示す様に設ける場合にその角度α、ある
いは先端の半径R(第4図参照)をいくらにする
のが信頼性に優れた溶接部を得る上で最適である
かという点に関しては被溶接材料の材質その他の
要因によつて左右されるために適宜決めなくては
ならない。 本発明で対象としている接続導体と極板との溶
接の場合にプロジエクシヨンの形状(α,R)決
定に関して考慮しなければならない点は溶接点
(プロジエクシヨンと芯材との接触部)の面積が
極めて小さくかつ多数であるために、この部分で
の接触抵抗を下げ(抵抗溶接に於ては接触抵抗に
よる発熱も寄与することは確かであるが、本溶接
の様に接触面積が小さければ、そのことだけで発
熱に必要な抵抗は確保出来る)安定した溶接電流
の通路を確保出来る様にする。芯材、プロジエ
クシヨンの肉厚の差が著しく、これに伴つて溶接
点に於ける熱容量の違いが極めて大きくなるた
め、芯材側だけが溶融しかつ溶融した金属が飛散
してしまう可能性が高い。これを防ぐために溶接
の進行に伴つてプロジエクシヨンが遅れることな
く芯材側へ食込んでゆき、プロジエクシヨンの表
面にあるNiめつきが溶融する程度の温度上昇を
確保しつつ芯材に対してはヒートシンクとして有
効に作用する様な動きをさせ得る形状としなけれ
ばならない。この際抵抗溶接に於ては通電時間が
10〜20msと極めて短かいという事を忘れてはな
らない。 我々は以上の二点を考慮しながらプロジエクシ
ヨンの角度α、先端の半径Rとの組合せを種々変
えた実験を行なつた。これらの検討結果の一部を
第1表に示す。 第1表は肉厚が0.2mmで表面に4〜8μmのNiめ
つきを有するspc材からなる接続導体と肉厚が
0.08mmで表面に7〜9μmのNiめつきを有する芯材
との抵抗溶接の場合(n=20)であり、溶接電源
はACタイプのもので溶接電流(実効値)860〜
910A、通電時間1∞、電極加圧力3Kg、(電極1
本当り)にて溶接した結果である。なおプロジエ
クシヨンの高さ(第4図のh)は0.6mm一定であ
り、溶接結果の良否は要求強度5Kg以上の条件を
みたすものを90゜引張強度で判定した。
【表】 第1表の結果を見ると溶接強度に対するα,R
の影響が明らかに認められており、α=90゜のも
のではRが小さくても十分な強度は得られていな
い。α=75゜、α=60゜の場合にはRが0.25mm以下
になると急激に強度が増大し、最小値が要求強度
を上まわる結果となつている。実験では第1表に
掲げたものの他に肉厚が0.15mm、0.3mm接続導体
について同様の検討を行つたが第1表とほぼ同一
の傾向が認められており、αが75゜以下、Rが
0.25mm以下の場合、強度的に満足出来る良好な結
果が得られた。なおα,Rについてはspc材の加
工性、プレス金型の加工精度等によりその下限値
は決定されよう。また接続導体の肉厚については
接続導体が溶接時の電極加圧力によつて異常な変
形を引起こさない程度の厚さが必要であり、その
下限値は実質的には0.1mm程度である。 以上のように、本発明は再現性に優れ且つ強度
十分な溶接結果が得られる等工業的価値極めて大
なるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はNi−Cd電池の接続導体と捲回された
極板との接続状態を示す斜視説明図、第2図は前
記接続導体を極板に溶接する時の状況を示す斜視
説明図、第3図は接続導体のプロジエクシヨンと
極板の芯材との接触状態を詳細に示す斜視説明
図、第4図はプロジエクシヨンの角度αおよび先
端の半径Rを説明する拡大説明図である。 1は捲回極板群、1Aは極板、2は接続導体、
3は極板の端部、4,4′はプロジエクシヨン、
αは角度、Rは半径、6は芯材、a〜eおよび
a′〜e′は溶接点。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 捲回極板群1と接続導体2とを有するNi−
    Cd電池であつて、 前記捲回極板群1の極板1Aの芯材6は、肉厚
    が0.08〜0.1mmであり、 前記接続導体2は、肉厚が0.1〜0.3mmであり、 前記芯材6は、捲回極板群1の捲回端面に露出
    してなり、 前記接続導体2は、中央部から外周部に向けて
    放射状に線状のプロジエクシヨン4,4′を有す
    るものであり、 該プロジエクシヨン4,4′は、先端角度αが
    75゜以下で、先端の半径Rが0.25mm以下であり、 前記芯材6は、前記接続導体2のプロジエクシ
    ヨン4,4′の先端部と複数点で溶接されてなる
    ことを特徴とする、Ni−Cd電池。
JP58181178A 1983-09-29 1983-09-29 Ni―Cd電池 Granted JPS6072160A (ja)

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JPS6072160A JPS6072160A (ja) 1985-04-24
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JPH063311U (ja) * 1992-06-19 1994-01-18 信夫 有薗 頚椎装具
EP1076371A1 (en) 1999-08-10 2001-02-14 Sanyo Electric Co., Ltd. Nonaqueous electrolyte secondary cells and process for fabricating same

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