JPH1064509A - 電 池 - Google Patents
電 池Info
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- JPH1064509A JPH1064509A JP8218458A JP21845896A JPH1064509A JP H1064509 A JPH1064509 A JP H1064509A JP 8218458 A JP8218458 A JP 8218458A JP 21845896 A JP21845896 A JP 21845896A JP H1064509 A JPH1064509 A JP H1064509A
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- Japan
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- battery
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- collecting terminals
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- 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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
(57)【要約】
【課題】電池容器内に集電端子を有する複数枚の正極板
と負極板を備えた電池において、同極性の集電端子部分
の電気的接続状態を確実なものとする。 【解決手段】金属板に一つ以上の切れ目あるいは隙間を
有するくし歯状の導電性集束部材を用い、集電端子が前
記切れ目に挟み込まれた状態で、集束部材を前記切れ目
あるいは隙間を潰す方向に圧縮変形させ、集電端子と集
束部材を一体に集合させ双方の電気的接続を実現する。
と負極板を備えた電池において、同極性の集電端子部分
の電気的接続状態を確実なものとする。 【解決手段】金属板に一つ以上の切れ目あるいは隙間を
有するくし歯状の導電性集束部材を用い、集電端子が前
記切れ目に挟み込まれた状態で、集束部材を前記切れ目
あるいは隙間を潰す方向に圧縮変形させ、集電端子と集
束部材を一体に集合させ双方の電気的接続を実現する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はニッケル−カドミウ
ム電池、ニッケル−水素電池及び、リチウムイオン二次
電池などの電池に関するものである。
ム電池、ニッケル−水素電池及び、リチウムイオン二次
電池などの電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ニッケル−カドミウム電池、ニッ
ケル−水素電池及び、リチウムイオン二次電池などにお
いて円筒形電池に替わり、体積効率が高く、大型化に有
利な角形電池が開発されている。この種の二次電池は特
開平１−２００５５２号公報に記載されたように、正極
板、負極板が平板で構成され、セパレータを介して、そ
れぞれが多数積層された構造をしている（図３）。そし
て各々の極板の集電端子は抵抗溶接等で一体化された
後、外部出力端子に電気的に接続されている。
ケル−水素電池及び、リチウムイオン二次電池などにお
いて円筒形電池に替わり、体積効率が高く、大型化に有
利な角形電池が開発されている。この種の二次電池は特
開平１−２００５５２号公報に記載されたように、正極
板、負極板が平板で構成され、セパレータを介して、そ
れぞれが多数積層された構造をしている（図３）。そし
て各々の極板の集電端子は抵抗溶接等で一体化された
後、外部出力端子に電気的に接続されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年、これらの二次電
池の用途拡大に伴い、従来に比べて大型で容量の大きい
二次電池が開発された。これらの大型電池は容量の増大
に伴い充放電電流が増大する。大電流を取り出す極板構
造としては、各極板の厚みを薄くすることが有効であ
る。すなわち、一定厚みのケース内に積層する極板１枚
１枚を薄くし、その枚数を多くすることにより、極板表
面の活物質と電解液との接触面積を増加させることがで
きる。なお、極板の厚みを薄くするには、極板に用いて
いる集電体及び集電端子も薄くする必要がある。しか
し、集電体の厚みを薄くして多数枚積層することによっ
て、次に挙げるような問題点が生じてきた。すなわち、
抵抗溶接などの手段で多数枚の集電体の集電端子部分を
一体化する際において、集電端子の材質である金属の種
類やその厚みによっては溶接しにくいものがある。ま
た、多数枚の集電体を用いるため、その金属表面の酸化
状態にばらつきがあり、溶接されていない部分ができや
すい、あるいは溶接操作により過剰に発熱する部分が生
じ、当該部分が溶断し、端子部分を一体化できないとい
う問題点である。これにより集電端子同士の確実な電気
的接続状態が得られない。本発明が解決しようとする課
題は、同極性の集電端子同士の電気的接続状態を確実な
ものとすることである。
池の用途拡大に伴い、従来に比べて大型で容量の大きい
二次電池が開発された。これらの大型電池は容量の増大
に伴い充放電電流が増大する。大電流を取り出す極板構
造としては、各極板の厚みを薄くすることが有効であ
る。すなわち、一定厚みのケース内に積層する極板１枚
１枚を薄くし、その枚数を多くすることにより、極板表
面の活物質と電解液との接触面積を増加させることがで
きる。なお、極板の厚みを薄くするには、極板に用いて
いる集電体及び集電端子も薄くする必要がある。しか
し、集電体の厚みを薄くして多数枚積層することによっ
て、次に挙げるような問題点が生じてきた。すなわち、
抵抗溶接などの手段で多数枚の集電体の集電端子部分を
一体化する際において、集電端子の材質である金属の種
類やその厚みによっては溶接しにくいものがある。ま
た、多数枚の集電体を用いるため、その金属表面の酸化
状態にばらつきがあり、溶接されていない部分ができや
すい、あるいは溶接操作により過剰に発熱する部分が生
じ、当該部分が溶断し、端子部分を一体化できないとい
う問題点である。これにより集電端子同士の確実な電気
的接続状態が得られない。本発明が解決しようとする課
題は、同極性の集電端子同士の電気的接続状態を確実な
ものとすることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の電池容器内に複数枚の正極板と負極板を備
えた電池は、正負少なくとも一方の同極性の集電端子同
士が、圧縮変形させた導電性の集束部材４により集合さ
れていることを特徴とする。上記集束部材の一例は、図
１に示すような金属板に一つ以上の切れ目あるいは隙間
を有するくし歯状のものである。これを用いた場合、集
電端子を前記切れ目あるいは隙間に挟み込んだ状態で、
集束部材を前記切れ目あるいは隙間を潰す方向に圧縮変
形し、集電端子と集束部材を一体化した集合を実現す
る。上記集束部材の別の一例は、図２に示すような蛇行
した形状の集束部材４’が二次元あるいは三次元的に集
電端子に絡み合うことが可能な構成である。これを用い
た場合、集電端子と集束部材４’が絡み合った状態で適
当な方向から１回あるいは複数回集束部材４’を圧縮変
形することにより、集電端子と集束部材４’を一体化し
た集合を実現する。集束部材の圧縮変形で集電端子と集
束部材が一体化した集合を実現することにより、集電端
子の材質である金属の種類や表面の酸化状態のばらつき
にも拘わらず、集電端子と集束部材との電気的接触を確
実なものにできる。その第一の理由は、従来の抵抗溶接
による集電端子と集束部材との電気的接触では、前記金
属の種類により溶接状態が左右されたが、圧縮変形によ
る電気的接触手段は金属の種類を問わないためである。
第二の理由は、抵抗溶接による集電端子と集束部材との
電気的接触では、金属表面の酸化状態により溶接状態が
左右されたが、前記圧縮力は金属表面の酸化物層を破壊
し、金属同士の接触が実現できるためである。
に、本発明の電池容器内に複数枚の正極板と負極板を備
えた電池は、正負少なくとも一方の同極性の集電端子同
士が、圧縮変形させた導電性の集束部材４により集合さ
れていることを特徴とする。上記集束部材の一例は、図
１に示すような金属板に一つ以上の切れ目あるいは隙間
を有するくし歯状のものである。これを用いた場合、集
電端子を前記切れ目あるいは隙間に挟み込んだ状態で、
集束部材を前記切れ目あるいは隙間を潰す方向に圧縮変
形し、集電端子と集束部材を一体化した集合を実現す
る。上記集束部材の別の一例は、図２に示すような蛇行
した形状の集束部材４’が二次元あるいは三次元的に集
電端子に絡み合うことが可能な構成である。これを用い
た場合、集電端子と集束部材４’が絡み合った状態で適
当な方向から１回あるいは複数回集束部材４’を圧縮変
形することにより、集電端子と集束部材４’を一体化し
た集合を実現する。集束部材の圧縮変形で集電端子と集
束部材が一体化した集合を実現することにより、集電端
子の材質である金属の種類や表面の酸化状態のばらつき
にも拘わらず、集電端子と集束部材との電気的接触を確
実なものにできる。その第一の理由は、従来の抵抗溶接
による集電端子と集束部材との電気的接触では、前記金
属の種類により溶接状態が左右されたが、圧縮変形によ
る電気的接触手段は金属の種類を問わないためである。
第二の理由は、抵抗溶接による集電端子と集束部材との
電気的接触では、金属表面の酸化状態により溶接状態が
左右されたが、前記圧縮力は金属表面の酸化物層を破壊
し、金属同士の接触が実現できるためである。
【０００５】また、上記構成において集電端子と集束部
材が、溶融させた易溶性金属の固化により固定されてい
ることが好ましい。このことにより集電端子と集束部材
との電気的接触を更に確実なものにできる。なお、易溶
性の金属の具体例としてはハンダが使用できる。ハンダ
には種々の融点のものがあるが、一般的に導電接続のた
めに使用されているものであれば使用可能である。易溶
性の金属の好ましい融点は、電池の充放電の際の易溶性
の金属部分の発熱温度により、それに適した融点の材料
がある。常温で作動する電池には融点が１２０℃〜３０
０℃のものを選択すれば電池の充放電の際の易溶性の金
属部分の発熱に耐えることができ、好適に使用すること
が可能であると考えられる。大電流での充放電を目的と
せず、易溶性の金属部分の発熱温度が比較的低い電池に
対しては、上記融点の材料以外に、ニュートン合金（融
点９５℃）、ローゼ合金（融点１００℃）、ウッド合金
（融点６５℃）などが使用可能である。
材が、溶融させた易溶性金属の固化により固定されてい
ることが好ましい。このことにより集電端子と集束部材
との電気的接触を更に確実なものにできる。なお、易溶
性の金属の具体例としてはハンダが使用できる。ハンダ
には種々の融点のものがあるが、一般的に導電接続のた
めに使用されているものであれば使用可能である。易溶
性の金属の好ましい融点は、電池の充放電の際の易溶性
の金属部分の発熱温度により、それに適した融点の材料
がある。常温で作動する電池には融点が１２０℃〜３０
０℃のものを選択すれば電池の充放電の際の易溶性の金
属部分の発熱に耐えることができ、好適に使用すること
が可能であると考えられる。大電流での充放電を目的と
せず、易溶性の金属部分の発熱温度が比較的低い電池に
対しては、上記融点の材料以外に、ニュートン合金（融
点９５℃）、ローゼ合金（融点１００℃）、ウッド合金
（融点６５℃）などが使用可能である。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例を図面
を参照しながら以下に説明する。図１は本発明による電
池の積層構造の一例である。１は３枚の正極集電端子で
あり、隙間を有するくし歯状に加工したステンレス鋼製
の集束部材を用い、３枚の正極集電端子を前記各隙間に
はさみこみ、集束部材４を前記隙間を潰す方向に圧着ペ
ンチを用いて圧縮し、正極集電端子１と集束部材４を一
体化した集合を実現した状態である。２は４枚の負極集
電端子であり、ステンレス鋼製の集束部材４を用いて負
極集電端子２と集合させる前の状態であり、この後に負
極集電端子２においても正極と同様の手段で一体化す
る。これら正極、負極に用いている集電端子の厚みは２
０μｍであり、薄い箔状の金属である。３はセパレータ
である。このようにして正極、セパレータ３、負極とを
積層し、それをステンレス製の電池缶に挿入し、電解液
を注入した後に密閉して電池を作製した。
を参照しながら以下に説明する。図１は本発明による電
池の積層構造の一例である。１は３枚の正極集電端子で
あり、隙間を有するくし歯状に加工したステンレス鋼製
の集束部材を用い、３枚の正極集電端子を前記各隙間に
はさみこみ、集束部材４を前記隙間を潰す方向に圧着ペ
ンチを用いて圧縮し、正極集電端子１と集束部材４を一
体化した集合を実現した状態である。２は４枚の負極集
電端子であり、ステンレス鋼製の集束部材４を用いて負
極集電端子２と集合させる前の状態であり、この後に負
極集電端子２においても正極と同様の手段で一体化す
る。これら正極、負極に用いている集電端子の厚みは２
０μｍであり、薄い箔状の金属である。３はセパレータ
である。このようにして正極、セパレータ３、負極とを
積層し、それをステンレス製の電池缶に挿入し、電解液
を注入した後に密閉して電池を作製した。
【０００７】リチウムイオン二次電池には一般的に他の
電池系に比して薄い極板、そのための薄い集電端子を用
いているため、集電端子表面の酸化状態のばらつきが他
の電池系に比して大きくなっている。従って本発明のよ
うに圧縮力を利用し、集電端子と集束部材との電気的接
続状態を良好にする技術はリチウムイオン二次電池にと
っては特に重要である。
電池系に比して薄い極板、そのための薄い集電端子を用
いているため、集電端子表面の酸化状態のばらつきが他
の電池系に比して大きくなっている。従って本発明のよ
うに圧縮力を利用し、集電端子と集束部材との電気的接
続状態を良好にする技術はリチウムイオン二次電池にと
っては特に重要である。
【０００８】
【実施例】上記した発明の実施の形態で述べた電池（電
池Ａ）、及び後述する電池Ｂ、Ｃ、Ｄ、従来の技術を適
用した電池Ｅについて比較検討した。 （電池Ｂの作製）正極集電端子及び負極集電端子のそれ
ぞれとステンレス鋼製の集束部材との接触部分を易溶性
金属であるハンダ（Ｐｂ−Ｓｎ合金、融点１５０℃）を
用いて溶接した以外は電池Ａと同条件で電池を作製し
た。
池Ａ）、及び後述する電池Ｂ、Ｃ、Ｄ、従来の技術を適
用した電池Ｅについて比較検討した。 （電池Ｂの作製）正極集電端子及び負極集電端子のそれ
ぞれとステンレス鋼製の集束部材との接触部分を易溶性
金属であるハンダ（Ｐｂ−Ｓｎ合金、融点１５０℃）を
用いて溶接した以外は電池Ａと同条件で電池を作製し
た。
【０００９】（電池Ｃの作製）図２に示す蛇行した形状
に加工したステンレス鋼製の集束部材４’を用い、それ
を二次元あるいは三次元的に正極集電端子１に絡み合わ
せ、集束部材４’を圧着ペンチを用いて圧縮し、正極集
電端子１と集束部材４’を一体化した集合を実現した。
同様に負極集電端子２についても、負極集電端子２と集
束部材４’を一体化した集合を実現した。それ以外は電
池Ａと同条件で電池を作製した。
に加工したステンレス鋼製の集束部材４’を用い、それ
を二次元あるいは三次元的に正極集電端子１に絡み合わ
せ、集束部材４’を圧着ペンチを用いて圧縮し、正極集
電端子１と集束部材４’を一体化した集合を実現した。
同様に負極集電端子２についても、負極集電端子２と集
束部材４’を一体化した集合を実現した。それ以外は電
池Ａと同条件で電池を作製した。
【００１０】（電池Ｄの作製）正極集電端子１及び負極
集電端子２のそれぞれとステンレス鋼製の集束部材４’
との接触部分を易溶性金属であるハンダ（Ｐｂ−Ｓｎ合
金、融点１５０℃）を用いて溶融、固化した以外は電池
Ｃと同条件で電池を作製した。
集電端子２のそれぞれとステンレス鋼製の集束部材４’
との接触部分を易溶性金属であるハンダ（Ｐｂ−Ｓｎ合
金、融点１５０℃）を用いて溶融、固化した以外は電池
Ｃと同条件で電池を作製した。
【００１１】（電池Ｅの作製）抵抗溶接により負極集電
端子２及び正極集電端子１同士をそれぞれ集合させた。
それ以外は電池Ａと同条件で電池を作製した。
端子２及び正極集電端子１同士をそれぞれ集合させた。
それ以外は電池Ａと同条件で電池を作製した。
【００１２】（実験）以上、本発明の電池Ａ〜Ｄ及び、
従来の電池Ｅをそれぞれ１００個作製し、集電端子と集
束部材との電気的接続状態、あるいは集電端子同士の溶
接状態について、電池の正極外部端子と負極外部端子間
の抵抗を交流法で測定した。その値が極端に高いものに
ついて電池を解体調査し、集電端子と集束部材との電気
的接続状態が良好かどうかを判断した。接続状態不良個
数の結果を表１に示す。
従来の電池Ｅをそれぞれ１００個作製し、集電端子と集
束部材との電気的接続状態、あるいは集電端子同士の溶
接状態について、電池の正極外部端子と負極外部端子間
の抵抗を交流法で測定した。その値が極端に高いものに
ついて電池を解体調査し、集電端子と集束部材との電気
的接続状態が良好かどうかを判断した。接続状態不良個
数の結果を表１に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】表１から、本発明により集電端子と集束部
材との電気的接続状態、つまり同極性の集電端子部分の
電気的接続状態を確実にできたことがわかる。
材との電気的接続状態、つまり同極性の集電端子部分の
電気的接続状態を確実にできたことがわかる。
【００１５】本実施例では易溶性金属として融点１５０
℃のハンダを用いたが、その他のハンダ、ニュートン合
金（融点９５℃）、ローゼ合金（融点１００℃）、ウッ
ド合金（融点６５℃）等も使用可能である。また本実施
例では正極端子、負極端子の双方について集束部材との
集合をしたが、場合によっては一方の極性の集電端子だ
けを集束部材と集合してもよい。例えば他方の極性の集
電端子の表面状態のばらつきがさほど溶接作業に影響し
ない場合である。また、一方の極性の極板のみが集電端
子を有する電池構造、例えば特開平１−２００５５２号
公報で提案しているような、他方の極性の集電を金属製
の電池缶内壁との接触により実現している場合である。
℃のハンダを用いたが、その他のハンダ、ニュートン合
金（融点９５℃）、ローゼ合金（融点１００℃）、ウッ
ド合金（融点６５℃）等も使用可能である。また本実施
例では正極端子、負極端子の双方について集束部材との
集合をしたが、場合によっては一方の極性の集電端子だ
けを集束部材と集合してもよい。例えば他方の極性の集
電端子の表面状態のばらつきがさほど溶接作業に影響し
ない場合である。また、一方の極性の極板のみが集電端
子を有する電池構造、例えば特開平１−２００５５２号
公報で提案しているような、他方の極性の集電を金属製
の電池缶内壁との接触により実現している場合である。
【００１６】
【発明の効果】本発明により同極性の集電端子部分の電
気的接続状態を確実にできた。
気的接続状態を確実にできた。
【図１】本発明の電池の構造の一例を示しており、正
極、負極、セパレータを積層した状態の斜視図である。
極、負極、セパレータを積層した状態の斜視図である。
【図２】本発明の電池の構造の別の一例を示しており、
正極、負極、セパレータを積層した状態の斜視図であ
る。
正極、負極、セパレータを積層した状態の斜視図であ
る。
【図３】従来の電池の構造の一例を示しており、正極、
負極、セパレータを積層した状態の斜視図である。
負極、セパレータを積層した状態の斜視図である。
１．正極集電端子 ２．負極集電端子 ３．セパレータ ４、４’．集束部材 ６．抵抗溶接された正極端子 ７．抵抗溶接された負極端子
Claims (6)
- 【請求項１】電池容器内に複数枚の正極板と負極板を備
えた電池において、正負少なくとも一方の同極性の集電
端子同士が、圧縮変形させた導電性の集束部材により集
合されていることを特徴とする電池。 - 【請求項２】集束部材が金属板に一つ以上の切れ目ある
いは隙間を有するくし歯状であり、集電端子が前記切れ
目に挟み込まれている請求項１記載の電池。 - 【請求項３】集束部材が二次元あるいは三次元的に集電
端子に絡み合っている請求項１記載の電池。 - 【請求項４】集電端子と集束部材が、溶融させた易溶性
金属の固化により固定されている請求項１〜３のいずれ
かに記載の電池。 - 【請求項５】易溶性金属の融点が６５℃〜３００℃であ
る請求項４記載の電池。 - 【請求項６】電池がリチウムイオン二次電池である請求
項１〜５のいずれかに記載の電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8218458A JPH1064509A (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | 電 池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8218458A JPH1064509A (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | 電 池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1064509A true JPH1064509A (ja) | 1998-03-06 |
Family
ID=16720226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8218458A Pending JPH1064509A (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | 電 池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1064509A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100365824B1 (ko) * | 2000-05-13 | 2002-12-26 | 한국 파워셀 주식회사 | 리튬이온 이차전지 |
| JP2008027659A (ja) * | 2006-07-19 | 2008-02-07 | Toyota Motor Corp | 組電池 |
| JP2008311011A (ja) * | 2007-06-13 | 2008-12-25 | Panasonic Corp | 非水電解質二次電池 |
-
1996
- 1996-08-20 JP JP8218458A patent/JPH1064509A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100365824B1 (ko) * | 2000-05-13 | 2002-12-26 | 한국 파워셀 주식회사 | 리튬이온 이차전지 |
| JP2008027659A (ja) * | 2006-07-19 | 2008-02-07 | Toyota Motor Corp | 組電池 |
| JP4501905B2 (ja) * | 2006-07-19 | 2010-07-14 | トヨタ自動車株式会社 | 組電池 |
| JP2008311011A (ja) * | 2007-06-13 | 2008-12-25 | Panasonic Corp | 非水電解質二次電池 |
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