JPH0326902B2 - - Google Patents
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- JPH0326902B2 JPH0326902B2 JP60167355A JP16735585A JPH0326902B2 JP H0326902 B2 JPH0326902 B2 JP H0326902B2 JP 60167355 A JP60167355 A JP 60167355A JP 16735585 A JP16735585 A JP 16735585A JP H0326902 B2 JPH0326902 B2 JP H0326902B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- storage battery
- stress
- alkaline storage
- plate
- laminate
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Links
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- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 6
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
- H01M50/54—Connection of several leads or tabs of plate-like electrode stacks, e.g. electrode pole straps or bridges
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、互いに交互に積層された複数の正極
板と複数の負極板を有するアルカリ蓄電池に関
し、特に各極板の端部に設けられた接続板が正
極、負極ごとにひとまとめに積層され夫々の電極
端子に固定される構造を有するアルカリ蓄電池に
関する。
板と複数の負極板を有するアルカリ蓄電池に関
し、特に各極板の端部に設けられた接続板が正
極、負極ごとにひとまとめに積層され夫々の電極
端子に固定される構造を有するアルカリ蓄電池に
関する。
各電極の端部に設けられた接続板が同極ごとに
ひとまとめに積層され夫々の電極端子に固定され
る構造を有するアルカリ蓄電池においては、ひと
まとめにされた接続板の電極端子への固定は、接
続板及び電極端子の夫々に開孔を設け、この開孔
に軸体を通し、軸体の両端にナツトを取り付ける
ことにより実現される。通常、各極板間の間隔を
維持するため各接続板の間には、金属ワツシヤ等
の間挿手段が挿入されている。ナツトを締め付け
ることにより接続板の表面、金属ワツシヤの表面
及び電極端子の表面が互いに圧接され、一体の積
層体が形成される。
ひとまとめに積層され夫々の電極端子に固定され
る構造を有するアルカリ蓄電池においては、ひと
まとめにされた接続板の電極端子への固定は、接
続板及び電極端子の夫々に開孔を設け、この開孔
に軸体を通し、軸体の両端にナツトを取り付ける
ことにより実現される。通常、各極板間の間隔を
維持するため各接続板の間には、金属ワツシヤ等
の間挿手段が挿入されている。ナツトを締め付け
ることにより接続板の表面、金属ワツシヤの表面
及び電極端子の表面が互いに圧接され、一体の積
層体が形成される。
上述したような圧接を用いた各接続板の積層及
び積層された接続板の電極端子への固定方法にお
いては、通常接続板、ワツシヤ及び電極端子がス
チール又はスチール合金から製造されることか
ら、接合部での接触電気抵抗が重要な問題とな
る。接触電気抵抗は、蓄電池の内部抵抗の一部と
なることから十分に小さな値であることが蓄電池
自体の性能の観点から望ましいが、平面的な接続
板及びワツシヤを用いた場合には、十分に小さな
接触電気抵抗を与え得なかつた。例えば、接続板
の厚みが約1mmで軸体の直径が約10mmの場合で、
2300daN(デカニユートン)の締め付け応力を作
用させ、接触面積400mm2で積層体の各界面の処で
平均40μΩ程度の電気抵抗を生じてしまう。
び積層された接続板の電極端子への固定方法にお
いては、通常接続板、ワツシヤ及び電極端子がス
チール又はスチール合金から製造されることか
ら、接合部での接触電気抵抗が重要な問題とな
る。接触電気抵抗は、蓄電池の内部抵抗の一部と
なることから十分に小さな値であることが蓄電池
自体の性能の観点から望ましいが、平面的な接続
板及びワツシヤを用いた場合には、十分に小さな
接触電気抵抗を与え得なかつた。例えば、接続板
の厚みが約1mmで軸体の直径が約10mmの場合で、
2300daN(デカニユートン)の締め付け応力を作
用させ、接触面積400mm2で積層体の各界面の処で
平均40μΩ程度の電気抵抗を生じてしまう。
また、接続板同士の接合及び接合された接続板
の電極端子への固定を、溶接を用いて行う方法も
有るが、使用材料が高価で、しかも十分な信頼性
が必ずしも得られないという欠点を有していた。
の電極端子への固定を、溶接を用いて行う方法も
有るが、使用材料が高価で、しかも十分な信頼性
が必ずしも得られないという欠点を有していた。
従つて、本発明の目的は、接触電気抵抗が小さ
く、機械的耐性が大きく且つ信頼性の高い接合部
を有するアルカリ蓄電池を提供することである。
く、機械的耐性が大きく且つ信頼性の高い接合部
を有するアルカリ蓄電池を提供することである。
上記した本発明の目的は、積層体と、電極端子
と、締付け手段とを有するアルカリ蓄電池であつ
て、積層体は、一方の面上に隆起部を有する接続
板が積層されたものであつて、締付け手段によつ
て、隆起部における応力が弾性限度以上になるよ
うに電極端子に締付け固定されたアルカリ蓄電池
によつて達成される。
と、締付け手段とを有するアルカリ蓄電池であつ
て、積層体は、一方の面上に隆起部を有する接続
板が積層されたものであつて、締付け手段によつ
て、隆起部における応力が弾性限度以上になるよ
うに電極端子に締付け固定されたアルカリ蓄電池
によつて達成される。
上記の構成にて成るアルカリ蓄電池においては
隆起部を介して接続板同士が接触し、この隆起部
における応力が弾性限度以上になるように接続板
が電極端子に締め付け固定されていることから、
この隆起部分において、接触電気抵抗が十分に小
さく、しかも機械的耐性が大きく且つ信頼性の高
い接合部を形成することができる。
隆起部を介して接続板同士が接触し、この隆起部
における応力が弾性限度以上になるように接続板
が電極端子に締め付け固定されていることから、
この隆起部分において、接触電気抵抗が十分に小
さく、しかも機械的耐性が大きく且つ信頼性の高
い接合部を形成することができる。
前述の隆起部は打ち出し等によつて形成される
ことが可能である。
ことが可能である。
また、上記した本発明の目的は、積層体と、電
極端子と、締付け手段とを有するアルカリ蓄電池
であつて、積層体は、接続板と該接続板間に介在
された間挿手段とが積層されたものであつて、間
挿手段は接続板と接する隆起部を有し、積層体
は、締付け手段によつて、隆起部における応力が
弾性限度以上になるように電極端子に締付け固定
されたアルカリ蓄電池によつても同様に達成され
る。
極端子と、締付け手段とを有するアルカリ蓄電池
であつて、積層体は、接続板と該接続板間に介在
された間挿手段とが積層されたものであつて、間
挿手段は接続板と接する隆起部を有し、積層体
は、締付け手段によつて、隆起部における応力が
弾性限度以上になるように電極端子に締付け固定
されたアルカリ蓄電池によつても同様に達成され
る。
上記の構成にて成るアルカリ蓄電池においては
隆起部を介して接続板と間挿手段が接触し、この
隆起部における応力が弾性限度以上になるように
接続板が電極端子に締め付け固定されていること
から、この隆起部分において、接触電気抵抗が十
分に小さく、しかも機械的耐性が大きく且つ信頼
性の高い接合部を形成することができる。
隆起部を介して接続板と間挿手段が接触し、この
隆起部における応力が弾性限度以上になるように
接続板が電極端子に締め付け固定されていること
から、この隆起部分において、接触電気抵抗が十
分に小さく、しかも機械的耐性が大きく且つ信頼
性の高い接合部を形成することができる。
以下、図面に基づき、本発明の具体例を説明す
る。
る。
第1図には、アルカリ蓄電池のうちの一方の極
性の極板端部に設けられた接続板としてのプレー
トヘツド3,4,5,6と、一方の電極端子であ
る金属端子1と、前記プレートヘツド3,4,
5,6を前記金属端子1に締め付け固定するため
のネジロツド2が示されている。プレートヘツド
3,4,5,6は互いに積層され積層体7を構成
している。本具体例の場合、プレートヘツド3,
4,5,6の夫々の間には、ワツシヤ等の間挿手
段は介在しておらず、直接積層されている。
性の極板端部に設けられた接続板としてのプレー
トヘツド3,4,5,6と、一方の電極端子であ
る金属端子1と、前記プレートヘツド3,4,
5,6を前記金属端子1に締め付け固定するため
のネジロツド2が示されている。プレートヘツド
3,4,5,6は互いに積層され積層体7を構成
している。本具体例の場合、プレートヘツド3,
4,5,6の夫々の間には、ワツシヤ等の間挿手
段は介在しておらず、直接積層されている。
プレートヘツド3,4,5,6は夫々冷間圧延
鋼から成る。好ましくはプレートヘツドを予め清
掃脱脂する。具体的な寸法としては例えばプレー
トヘツドの厚み約1mmでロツド2の直径は約10mm
の程度である。
鋼から成る。好ましくはプレートヘツドを予め清
掃脱脂する。具体的な寸法としては例えばプレー
トヘツドの厚み約1mmでロツド2の直径は約10mm
の程度である。
各プレートヘツド3〜6に打出しゾーンを設け
てプレート表面より突出した隆起13,14,1
5,16を形成する。
てプレート表面より突出した隆起13,14,1
5,16を形成する。
第2図では締付応力の作用によつて隆起部が符
号13′,14′,15′,16′になる。この場
合、抵抗を7〜8μΩにするために各界面の処に作
用させる力Fは1100daNで十分であり、接触面積
は22mm2であることが判明した。
号13′,14′,15′,16′になる。この場
合、抵抗を7〜8μΩにするために各界面の処に作
用させる力Fは1100daNで十分であり、接触面積
は22mm2であることが判明した。
プレートヘツドを構成する金属の破壊(断)強
さは45daN/mm2であるから締付応力F/Sは破壊
強さより大きい。使用できる締付応力と使用材料
の破壊強さとが既知であるから接触面積S即ち各
界面の処で必要な隆起の形状をほぼ決定し得る。
さは45daN/mm2であるから締付応力F/Sは破壊
強さより大きい。使用できる締付応力と使用材料
の破壊強さとが既知であるから接触面積S即ち各
界面の処で必要な隆起の形状をほぼ決定し得る。
従つて上述の隆起部は接合部のプレートヘツド
間の接触抵抗の低減に極めて有利である。従来の
構成で7〜8μΩの程度の抵抗を達成するために
は、15000daNの締付力を作用させる必要があり
これは接合部アセンブリの圧縮破壊を生じるであ
ろう。
間の接触抵抗の低減に極めて有利である。従来の
構成で7〜8μΩの程度の抵抗を達成するために
は、15000daNの締付力を作用させる必要があり
これは接合部アセンブリの圧縮破壊を生じるであ
ろう。
上記の具体例では、材料の破壊強さを上回るよ
うな応力を使用した。しかし乍ら、このような値
が常に必要な訳ではない。第10図の2つの曲線
A,Bは接触抵抗R(μΩ)の変化を接合部の応力
F/S(daN/mm2)の関数として示すグラフであ
る。曲線Aは所与の応力に対するRの最小値を示
し、曲線Bは最大値を示す。
うな応力を使用した。しかし乍ら、このような値
が常に必要な訳ではない。第10図の2つの曲線
A,Bは接触抵抗R(μΩ)の変化を接合部の応力
F/S(daN/mm2)の関数として示すグラフであ
る。曲線Aは所与の応力に対するRの最小値を示
し、曲線Bは最大値を示す。
点Lから点Kまでは従来技術の方法で得られる
値に対応する。Rは75μΩ〜34μΩである。応力ゾ
ーンC1(点P〜M)に於いて本発明に係る具体例
の接合部に使用された帯鋼が弾性限度に到達す
る。応力ゾーンC2(点Q〜N)に於いて、同じ材
料が破壊強さの値に到達する。本発明に係る具体
例の方法によれば好ましい使用ゾーンC1とC2と
の間のゾーンCに存在する。このゾーンでは
10μΩ以下のオーダの抵抗が容易に得られるので、
点L及びKに比較して極めて利得が大きい。
32daN/mm2の応力では10μΩ未満の抵抗に対応す
る点Jが特に有利である。
値に対応する。Rは75μΩ〜34μΩである。応力ゾ
ーンC1(点P〜M)に於いて本発明に係る具体例
の接合部に使用された帯鋼が弾性限度に到達す
る。応力ゾーンC2(点Q〜N)に於いて、同じ材
料が破壊強さの値に到達する。本発明に係る具体
例の方法によれば好ましい使用ゾーンC1とC2と
の間のゾーンCに存在する。このゾーンでは
10μΩ以下のオーダの抵抗が容易に得られるので、
点L及びKに比較して極めて利得が大きい。
32daN/mm2の応力では10μΩ未満の抵抗に対応す
る点Jが特に有利である。
接合部の抵抗を低下させることにより蓄電池の
性能を大幅に改良し得る。例えば、容量に等しい
定格即ち290Aで動作する290Ahの従来のアルカ
リ蓄電池では21分間動作後の出力電圧は1.05Vに
等しい(即ち放電容量の35%)。同様の容量を持
つ本発明の具体例にてなる蓄電池を同じ条件で動
作させると同じ時間だけ動作後の出力電圧は
0.02V上昇している。この蓄電池は32分間動作後
に1.05Vになる。従つてこの例では停止電圧
1.05Vまでの本発明の蓄電池の放電持続時間が50
%増以上になる。
性能を大幅に改良し得る。例えば、容量に等しい
定格即ち290Aで動作する290Ahの従来のアルカ
リ蓄電池では21分間動作後の出力電圧は1.05Vに
等しい(即ち放電容量の35%)。同様の容量を持
つ本発明の具体例にてなる蓄電池を同じ条件で動
作させると同じ時間だけ動作後の出力電圧は
0.02V上昇している。この蓄電池は32分間動作後
に1.05Vになる。従つてこの例では停止電圧
1.05Vまでの本発明の蓄電池の放電持続時間が50
%増以上になる。
また、以下の説明からも本発明の具体例の利点
が明らかであろう。
が明らかであろう。
一般には、蓄電池を100%充電し、定電流強度
で放電し、電圧が所定値に達すると放電を停止さ
せる。従来技術の蓄電池では、100%充電後、
1.10Vまで1時間の放電を維持するには電流強度
181Aである。本発明の蓄電池を同じ条件で動作
させると電流は192Aである。即ち5.8%の利得が
得られる。
で放電し、電圧が所定値に達すると放電を停止さ
せる。従来技術の蓄電池では、100%充電後、
1.10Vまで1時間の放電を維持するには電流強度
181Aである。本発明の蓄電池を同じ条件で動作
させると電流は192Aである。即ち5.8%の利得が
得られる。
種々の用途に於いて本発明の具体例によつて得
られる性能利得は平均5%であるが、8%になる
場合もある。
られる性能利得は平均5%であるが、8%になる
場合もある。
第3図では、金属端子20と第1図及び第2図
のプレートヘツド3,4と同種の2つのプレート
ヘツド23,24を示す。隆起25,26は一種
の打出しによつて形成される。
のプレートヘツド3,4と同種の2つのプレート
ヘツド23,24を示す。隆起25,26は一種
の打出しによつて形成される。
第4図ではロツド32が図示されており、端子
31と2つの平面プレートヘツド35,36とが
該ロツドに締付けられている。プレートヘツドの
平面間に2つの隆起33,34を備えた間挿手段
としての金属スペーサ30が配置されている。プ
レートヘツド35,36とスペーサ30を締付け
ると隆起33,34は符号33′,34′の如き形
状になる(第5図参照)。
31と2つの平面プレートヘツド35,36とが
該ロツドに締付けられている。プレートヘツドの
平面間に2つの隆起33,34を備えた間挿手段
としての金属スペーサ30が配置されている。プ
レートヘツド35,36とスペーサ30を締付け
ると隆起33,34は符号33′,34′の如き形
状になる(第5図参照)。
第6図〜第9図は、スペーサ30の4種類の例
60,70,80,90の断面図である。
60,70,80,90の断面図である。
隆起61,71,81,91は、テーパ削り、
面取り、ネジ切りの如き種々の方法で設けられ
る。上記以外にも等価の任意の方法を使用し得
る。
面取り、ネジ切りの如き種々の方法で設けられ
る。上記以外にも等価の任意の方法を使用し得
る。
勿論本発明はこれらの具体例に限定されない。
同じ接合部を構成する金属部材全部が同じ硬度の
スチールから製造される必要はない。互いに異な
る硬度のスチールを使用すると上述した隆起の効
果が極めて高いことが判明した。この場合、隆起
は硬い方又は軟い方のいずれの部材に設けられて
もよい。
同じ接合部を構成する金属部材全部が同じ硬度の
スチールから製造される必要はない。互いに異な
る硬度のスチールを使用すると上述した隆起の効
果が極めて高いことが判明した。この場合、隆起
は硬い方又は軟い方のいずれの部材に設けられて
もよい。
また、導体に設けられた隆起が隣接導体に侵入
すること、又は、隆起が完全に圧縮されることも
必要ではない。締付応力が破壊強さを下回る値に
維持されている場合、隆起の完全な圧縮は決して
生じない。
すること、又は、隆起が完全に圧縮されることも
必要ではない。締付応力が破壊強さを下回る値に
維持されている場合、隆起の完全な圧縮は決して
生じない。
本発明の範囲内で記載の手段を等価の任意の手
段で代替することが可能である。
段で代替することが可能である。
第1図は本発明の蓄電池の具体例の接合部の締
付以前の部分断面概略図、第2図は第1図の接合
部の締付後の部分断面概略図、第3図は2つのプ
レートヘツドの部分断面概略図、第4図はスペー
サを備えた接合部の締付以前の部分断面概略図、
第5図は第4図の接合部の締付以後の部分断面概
略図、第6図から第9図は第4図及び第5図の接
合部で使用され得るスペーサの変形部分断面概略
図、第10図は電気抵抗の変化を締付応力の関数
として示すグラフである。 1,20,31……金属端子、2,32……ネ
ジロツド、3,4,5,6,23,24,35,
36……プレートヘツド、13,14,15,1
6,33,34,61,71,81,91……隆
起、30,60,70,80,90……スペー
サ。
付以前の部分断面概略図、第2図は第1図の接合
部の締付後の部分断面概略図、第3図は2つのプ
レートヘツドの部分断面概略図、第4図はスペー
サを備えた接合部の締付以前の部分断面概略図、
第5図は第4図の接合部の締付以後の部分断面概
略図、第6図から第9図は第4図及び第5図の接
合部で使用され得るスペーサの変形部分断面概略
図、第10図は電気抵抗の変化を締付応力の関数
として示すグラフである。 1,20,31……金属端子、2,32……ネ
ジロツド、3,4,5,6,23,24,35,
36……プレートヘツド、13,14,15,1
6,33,34,61,71,81,91……隆
起、30,60,70,80,90……スペー
サ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 積層体7と、電極端子1,20と、締付け手
段2とを有するアルカリ蓄電池であつて、 前記積層体7は、一方の面上に隆起部13,1
4,15,16,25,26を有する接続板3,
4,5,6,23,24が積層されたものであつ
て、前記締付け手段2によつて、前記隆起部1
3,14,15,16,25,26における応力
が弾性限度以上になるように前記電極端子1,2
0に締付け固定された アルカリ蓄電池。 2 前記隆起部13,14,15,16,25,
26が打ち出しによつて得られた 特許請求の範囲第1項に記載のアルカリ蓄電池。 3 積層体7と、電極端子31と、締付け手段3
2とを有するアルカリ蓄電池であつて、 前記積層体7は、接続板35,36と該接続板
35,36間に介在された間挿手段30,60,
70,80,90とが積層されたものであつて、
前記間挿手段30,60,70,80,90は前
記接続板35,36と接する隆起部33,34,
61,71,81,91を有し、前記積層体は、
前記締付け手段32によつて、前記隆起部33,
34,61,71,81,91における応力が弾
性限度以上になるように前記電極端子31に締付
け固定されたアルカリ蓄電池。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8412054 | 1984-07-30 | ||
FR8412054A FR2568411B1 (fr) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | Procede pour ameliorer la resistance electrique d'une jonction non soudee dans un accumulateur electrique, ou une batterie d'accumulateurs electriques et jonction obtenue par ce procede. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6142856A JPS6142856A (ja) | 1986-03-01 |
JPH0326902B2 true JPH0326902B2 (ja) | 1991-04-12 |
Family
ID=9306617
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60167355A Granted JPS6142856A (ja) | 1984-07-30 | 1985-07-29 | アルカリ蓄電池 |
Country Status (5)
Country | Link |
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EP (1) | EP0170985B1 (ja) |
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