JPH11120965A - 電池用アルミニウム製封口蓋に於ける電極棒の封着方法 - Google Patents
電池用アルミニウム製封口蓋に於ける電極棒の封着方法Info
- Publication number
- JPH11120965A JPH11120965A JP9304849A JP30484997A JPH11120965A JP H11120965 A JPH11120965 A JP H11120965A JP 9304849 A JP9304849 A JP 9304849A JP 30484997 A JP30484997 A JP 30484997A JP H11120965 A JPH11120965 A JP H11120965A
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- JP
- Japan
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- electrode rod
- sealing
- glass
- thermal expansion
- sealing lid
- Prior art date
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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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明はガラス層の破損を招くことなく容易
に製造でき、且つ絶縁性並びに密閉性の優れた電池用ア
ルミニウム製封口蓋に於ける電極棒の封着方法を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 予め金属製の中間環状体３の中心穴31へ
電極棒１を中心位置に貫通させて高融点ガラス２で封着
し、次にアルミニウム製の封口蓋本体５の穴51に前記中
間環状体3の部分を低融点ガラス4で封着する電池用アル
ミニウム製封口蓋に於ける電極棒の封着方法と成す。
又、前記中間環状体３の熱膨張率を、電極棒１と封口蓋
本体５との熱膨張率の中間にすると良い。
に製造でき、且つ絶縁性並びに密閉性の優れた電池用ア
ルミニウム製封口蓋に於ける電極棒の封着方法を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 予め金属製の中間環状体３の中心穴31へ
電極棒１を中心位置に貫通させて高融点ガラス２で封着
し、次にアルミニウム製の封口蓋本体５の穴51に前記中
間環状体3の部分を低融点ガラス4で封着する電池用アル
ミニウム製封口蓋に於ける電極棒の封着方法と成す。
又、前記中間環状体３の熱膨張率を、電極棒１と封口蓋
本体５との熱膨張率の中間にすると良い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はハ−メチックシ−ル
を用いた密閉形の電池用アルミニウム製封口蓋に於ける
電極棒の封着方法に関する。
を用いた密閉形の電池用アルミニウム製封口蓋に於ける
電極棒の封着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ハ−メチックシ−ルを用いた密閉
形の電池用封口蓋に於いて、封口蓋本体や電極棒の材質
として耐熱ステンレス鋼などが使用され、この封口蓋本
体と電極棒とをガラス層にて絶縁し封着させていた。ま
た近年に於いては電池の軽量化に伴うと共に電解液に対
して強いアルミニウム材が電池ケ−スや封口蓋本体に使
用した封口蓋はあったが、これは気密性に問題があると
共に構造が複雑なため、部品点数が多くなり、且つ加工
箇所が多くなる等の問題点があった。このため、アルミ
ニウム材を電池ケ−スや封口蓋本体に使用し、ハ−メチ
ックシ−ルを用いた信頼性のより高い密閉形の電池用封
口蓋の開発が要望されていた。
形の電池用封口蓋に於いて、封口蓋本体や電極棒の材質
として耐熱ステンレス鋼などが使用され、この封口蓋本
体と電極棒とをガラス層にて絶縁し封着させていた。ま
た近年に於いては電池の軽量化に伴うと共に電解液に対
して強いアルミニウム材が電池ケ−スや封口蓋本体に使
用した封口蓋はあったが、これは気密性に問題があると
共に構造が複雑なため、部品点数が多くなり、且つ加工
箇所が多くなる等の問題点があった。このため、アルミ
ニウム材を電池ケ−スや封口蓋本体に使用し、ハ−メチ
ックシ−ルを用いた信頼性のより高い密閉形の電池用封
口蓋の開発が要望されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記電
池ケ−スや封口蓋本体にアルミニウム材が使用される密
閉形の電池用封口蓋に於ける電極棒を封着する際に、異
種金属であるＳＵＳ材やＦｅ材の電極棒と、アルミニウ
ム材の封口蓋本体との接合は、熱膨張率に大差があるた
め、封着後の冷却による収縮率に大きな差を生じ、ガラ
ス層の内部歪が発生して割れ易く、電極棒を封着するこ
とが非常に困難であり、特に接合の信頼性に問題があっ
た。
池ケ−スや封口蓋本体にアルミニウム材が使用される密
閉形の電池用封口蓋に於ける電極棒を封着する際に、異
種金属であるＳＵＳ材やＦｅ材の電極棒と、アルミニウ
ム材の封口蓋本体との接合は、熱膨張率に大差があるた
め、封着後の冷却による収縮率に大きな差を生じ、ガラ
ス層の内部歪が発生して割れ易く、電極棒を封着するこ
とが非常に困難であり、特に接合の信頼性に問題があっ
た。
【０００４】本発明はガラス層の破損を招くことなく容
易に製造でき、且つ絶縁性並びに密閉性の優れた電池用
アルミニウム製封口蓋に於ける電極棒の封着方法を提供
することを目的とするにある。
易に製造でき、且つ絶縁性並びに密閉性の優れた電池用
アルミニウム製封口蓋に於ける電極棒の封着方法を提供
することを目的とするにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明は成されたものであり、つまり、予め金属製
の中間環状体の中心穴へ電極棒を中心位置に貫通させて
高融点ガラスで封着し、次にアルミニウム製の封口蓋本
体の穴に前記中間環状体の部分を低融点ガラスで封着す
る電池用アルミニウム製封口蓋に於ける電極棒の封着方
法と成す。又、前記中間環状体の熱膨張率を、電極棒と
封口蓋本体との熱膨張率の中間にすると良好となる。
めに本発明は成されたものであり、つまり、予め金属製
の中間環状体の中心穴へ電極棒を中心位置に貫通させて
高融点ガラスで封着し、次にアルミニウム製の封口蓋本
体の穴に前記中間環状体の部分を低融点ガラスで封着す
る電池用アルミニウム製封口蓋に於ける電極棒の封着方
法と成す。又、前記中間環状体の熱膨張率を、電極棒と
封口蓋本体との熱膨張率の中間にすると良好となる。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態によって
電極棒が封着された要部構造を示す図であり、この番号
について説明する。（１）は金属製の電極棒であり、こ
の材質としてはＳＵＳ３２９Ｊ２（熱膨張率約１１０×
10-7／℃）又はＳＵＨ４４６（熱膨張率約１００×10-7
／℃）を用いると良いが、用途や目的によってＳＵＳ
材，Ｆｅ−Ｃｒ合金，Ｆｅ−Ｎｉ合金，Ｍｏ，Ｃｕ，コ
バ−ルなどを用いても良い。（２）は電極棒（１）と近
い熱膨張率の高融点ガラスであり、この使用ガラスとし
ては旭硝子製のＡＳＦ７００（熱膨張率約１００×10-7
／℃）を用いると良い。又、前記使用ガラスは所定寸法
の筒状に形成したものを挿入し溶解させて使用する。
尚、上記以外のガラスでも熱膨張率が電極棒（１）と近
いものであれば良い。（３）は金属製の中間環状体であ
り、この材質としてはＳＵＳ３０４Ｌ（熱膨張率約１７
０×10-7／℃）などを用いる。尚、前記中間環状体
（３）の熱膨張率は電極棒（１）と後述する封口蓋本体
（５）との熱膨張率の中間が好ましい。（４）は中間環
状体（３）と近い熱膨張率の低融点ガラスであり、この
使用ガラスとしては旭硝子製のＡＳＦ１９５０ＦＣ（熱
膨張率約１６０×10-7／℃）などを用いると良い。また
前記使用ガラスは所定寸法の筒状に形成したものを挿入
し溶解させて使用する。尚、上記以外のガラスでも熱膨
張率が中間環状体（３）と近いものであれば良い。
（５）はＡ１０７０又はＡ１０５０などの封口蓋本体で
あり、その内側には穴（51）が穿設されている。（６）
はアルミニウム材又はアルミニウム合金製の電池ケ−ス
である。尚、熱膨張率の各部品の関係は、電極棒（１）
≒高融点ガラス（２）＜中間環状体（３）≒低融点ガラ
ス（４）＜封口蓋本体（５）が好ましい。
電極棒が封着された要部構造を示す図であり、この番号
について説明する。（１）は金属製の電極棒であり、こ
の材質としてはＳＵＳ３２９Ｊ２（熱膨張率約１１０×
10-7／℃）又はＳＵＨ４４６（熱膨張率約１００×10-7
／℃）を用いると良いが、用途や目的によってＳＵＳ
材，Ｆｅ−Ｃｒ合金，Ｆｅ−Ｎｉ合金，Ｍｏ，Ｃｕ，コ
バ−ルなどを用いても良い。（２）は電極棒（１）と近
い熱膨張率の高融点ガラスであり、この使用ガラスとし
ては旭硝子製のＡＳＦ７００（熱膨張率約１００×10-7
／℃）を用いると良い。又、前記使用ガラスは所定寸法
の筒状に形成したものを挿入し溶解させて使用する。
尚、上記以外のガラスでも熱膨張率が電極棒（１）と近
いものであれば良い。（３）は金属製の中間環状体であ
り、この材質としてはＳＵＳ３０４Ｌ（熱膨張率約１７
０×10-7／℃）などを用いる。尚、前記中間環状体
（３）の熱膨張率は電極棒（１）と後述する封口蓋本体
（５）との熱膨張率の中間が好ましい。（４）は中間環
状体（３）と近い熱膨張率の低融点ガラスであり、この
使用ガラスとしては旭硝子製のＡＳＦ１９５０ＦＣ（熱
膨張率約１６０×10-7／℃）などを用いると良い。また
前記使用ガラスは所定寸法の筒状に形成したものを挿入
し溶解させて使用する。尚、上記以外のガラスでも熱膨
張率が中間環状体（３）と近いものであれば良い。
（５）はＡ１０７０又はＡ１０５０などの封口蓋本体で
あり、その内側には穴（51）が穿設されている。（６）
はアルミニウム材又はアルミニウム合金製の電池ケ−ス
である。尚、熱膨張率の各部品の関係は、電極棒（１）
≒高融点ガラス（２）＜中間環状体（３）≒低融点ガラ
ス（４）＜封口蓋本体（５）が好ましい。
【０００７】次に本発明の電極棒の封着方法について説
明する。先ず始めにＳＵＳ３０４Ｌの中間環状体（３）
の中心穴（31）へＳＵＳ３２９Ｊ２の電極棒（１）を中
心位置に貫通させ、且つ電極棒（１）と中間環状体
（３）の間に、筒状に形成した高融点ガラス（２）を挿
入し配置する。その後、これを電気炉中に入れて９８０
℃の水素雰囲気中で約２０分間加熱し高融点ガラス
（２）を溶融させて、中間環状体（３）の中心位置に電
極棒（１）が高融点ガラス（２）で封着されるのであ
る。尚、前記水素雰囲気中で加熱する電極棒（１）は水
素によって酸化防止した状態で封着される。次にアルミ
ニウム製の封口蓋本体（５）の穴（51）に、前記電極棒
（１）が高融点ガラス（２）で封着された中間環状体
（３）を挿入し、更に中間環状体（３）と封口蓋本体
（５）の間に、筒状に形成された低融点ガラス（４）を
挿入すると共にこれを４９０℃の窒素雰囲気中で約２０
分間加熱させて、封口蓋本体（５）の穴（51）に中間環
状体（３）を低融点ガラス（４）で封着することによ
り、電池用アルミニウム製封口蓋に於ける電極棒（１）
の封着作業が完了し、電極棒（１），高融点ガラス
（２），中間環状体（３），低融点ガラス（４），封口
蓋本体（５）から成る封口蓋が製造されるのである。こ
の時、使用したＡＳＦ７００ガラスの転移点は５２０℃
であるため、低融点ガラス（４）ではこの５２０℃以下
でないと、高融点ガラス（２）の組織に変化が生じる恐
れがあり、５２０℃以下で加熱することが好ましい。
又、前記高融点ガラス（２）の封着を先に行わないと、
低融点ガラス（４）の封着部が溶解してしまうので、順
序は逆に出来ない。
明する。先ず始めにＳＵＳ３０４Ｌの中間環状体（３）
の中心穴（31）へＳＵＳ３２９Ｊ２の電極棒（１）を中
心位置に貫通させ、且つ電極棒（１）と中間環状体
（３）の間に、筒状に形成した高融点ガラス（２）を挿
入し配置する。その後、これを電気炉中に入れて９８０
℃の水素雰囲気中で約２０分間加熱し高融点ガラス
（２）を溶融させて、中間環状体（３）の中心位置に電
極棒（１）が高融点ガラス（２）で封着されるのであ
る。尚、前記水素雰囲気中で加熱する電極棒（１）は水
素によって酸化防止した状態で封着される。次にアルミ
ニウム製の封口蓋本体（５）の穴（51）に、前記電極棒
（１）が高融点ガラス（２）で封着された中間環状体
（３）を挿入し、更に中間環状体（３）と封口蓋本体
（５）の間に、筒状に形成された低融点ガラス（４）を
挿入すると共にこれを４９０℃の窒素雰囲気中で約２０
分間加熱させて、封口蓋本体（５）の穴（51）に中間環
状体（３）を低融点ガラス（４）で封着することによ
り、電池用アルミニウム製封口蓋に於ける電極棒（１）
の封着作業が完了し、電極棒（１），高融点ガラス
（２），中間環状体（３），低融点ガラス（４），封口
蓋本体（５）から成る封口蓋が製造されるのである。こ
の時、使用したＡＳＦ７００ガラスの転移点は５２０℃
であるため、低融点ガラス（４）ではこの５２０℃以下
でないと、高融点ガラス（２）の組織に変化が生じる恐
れがあり、５２０℃以下で加熱することが好ましい。
又、前記高融点ガラス（２）の封着を先に行わないと、
低融点ガラス（４）の封着部が溶解してしまうので、順
序は逆に出来ない。
【０００８】前記電極棒（１）の封着作業が完了した電
池用アルミニウム製封口蓋の気密性について、ヘリウム
リ−クディテクタ−による気密性試験で調べたところ、
１×10-9ａｔｍ．ｃｃ／ｓｅｃ，ａｉｒ以下であって完
全な気密性を有することが確認出来た。又、高融点ガラ
ス（２）と低融点ガラス（４）には割れや歪みなどの損
傷箇所は全くなかった。この理由としては、アルミニウ
ム製の封口蓋本体（５）は熱膨張率が大きいが、熱膨張
率の大きな低融点ガラス（４）を用い、又、電極棒
（１）と高融点ガラス（２）の熱膨張率を略一致させ、
且つ中間環状体（３）と低融点ガラス（４）の熱膨張率
を略一致させると共に二段階に渡って熱膨張率の変化を
緩和した状態で封着できるので、ガラス層に亀裂や割れ
などの破損が殆どなくなると共に密閉度も安定して確保
できるものになると考えられる。
池用アルミニウム製封口蓋の気密性について、ヘリウム
リ−クディテクタ−による気密性試験で調べたところ、
１×10-9ａｔｍ．ｃｃ／ｓｅｃ，ａｉｒ以下であって完
全な気密性を有することが確認出来た。又、高融点ガラ
ス（２）と低融点ガラス（４）には割れや歪みなどの損
傷箇所は全くなかった。この理由としては、アルミニウ
ム製の封口蓋本体（５）は熱膨張率が大きいが、熱膨張
率の大きな低融点ガラス（４）を用い、又、電極棒
（１）と高融点ガラス（２）の熱膨張率を略一致させ、
且つ中間環状体（３）と低融点ガラス（４）の熱膨張率
を略一致させると共に二段階に渡って熱膨張率の変化を
緩和した状態で封着できるので、ガラス層に亀裂や割れ
などの破損が殆どなくなると共に密閉度も安定して確保
できるものになると考えられる。
【０００９】尚、高膨張率の低融点ガラス（４）を用い
て、電気炉内で封着加工することで、接合の信頼性が高
く、気密を保持することができるため、他の接合方法の
ものよりも一層高い信頼性が得られるものとなる。又、
高融点ガラス（２）で予め中間環状体（３）にＳＵＳ材
を使用した電極棒（１）を、アルミニウム製の封口蓋本
体（５）へ低融点ガラス（４）で封止することにより、
中心部分の電極棒（１）として利用される金属にＳＵＳ
材やＦｅ−Ｃｒ合金，Ｆｅ−Ｎｉ合金，Ｍｏ，Ｃｕ，コ
バ−ルなどの材料を、必要な用途、目的に応じて広く選
択できるものとなる。しかも、封口蓋本体（５）にアル
ミニウム材を使用するため、電池ケ−ス（６）にもアル
ミニウム材が使用でき、より軽量化が実現出来るものと
なる。
て、電気炉内で封着加工することで、接合の信頼性が高
く、気密を保持することができるため、他の接合方法の
ものよりも一層高い信頼性が得られるものとなる。又、
高融点ガラス（２）で予め中間環状体（３）にＳＵＳ材
を使用した電極棒（１）を、アルミニウム製の封口蓋本
体（５）へ低融点ガラス（４）で封止することにより、
中心部分の電極棒（１）として利用される金属にＳＵＳ
材やＦｅ−Ｃｒ合金，Ｆｅ−Ｎｉ合金，Ｍｏ，Ｃｕ，コ
バ−ルなどの材料を、必要な用途、目的に応じて広く選
択できるものとなる。しかも、封口蓋本体（５）にアル
ミニウム材を使用するため、電池ケ−ス（６）にもアル
ミニウム材が使用でき、より軽量化が実現出来るものと
なる。
【００１０】
【発明の効果】本発明はこのように構成させたことによ
り、下記に記載する効果を有する。
り、下記に記載する効果を有する。
【００１１】請求項１のように、先ず始めに金属製の中
間環状体（３）の中心穴（31）へ電極棒（１）を中心位
置に貫通させて高融点ガラス（２）で封着した後、次に
アルミニウム製の封口蓋本体（５）の穴（51）に前記中
間環状体（３）の部分を低融点ガラス（４）で封着させ
ることにより、異種金属であるＳＵＳ材やＦｅ材の電極
棒（１）と、アルミニウム材の封口蓋本体（５）との接
合の信頼性が向上し、ガラス層の破損を招くことなく容
易に製造出来ると共に絶縁性や密閉性が優れ、且つ封口
蓋本体（５）と電池ケ−ス（６）にアルミニウム材が使
用出来るため、電池全体がより一層軽量化したアルミニ
ウム製封口蓋の電池を得ることが可能となる。尚、本発
明の製法は電池だけでなく、コンデンサ−の気密端子や
冷凍機の関連部品に使用する気密端子などの製造にも応
用できる。
間環状体（３）の中心穴（31）へ電極棒（１）を中心位
置に貫通させて高融点ガラス（２）で封着した後、次に
アルミニウム製の封口蓋本体（５）の穴（51）に前記中
間環状体（３）の部分を低融点ガラス（４）で封着させ
ることにより、異種金属であるＳＵＳ材やＦｅ材の電極
棒（１）と、アルミニウム材の封口蓋本体（５）との接
合の信頼性が向上し、ガラス層の破損を招くことなく容
易に製造出来ると共に絶縁性や密閉性が優れ、且つ封口
蓋本体（５）と電池ケ−ス（６）にアルミニウム材が使
用出来るため、電池全体がより一層軽量化したアルミニ
ウム製封口蓋の電池を得ることが可能となる。尚、本発
明の製法は電池だけでなく、コンデンサ−の気密端子や
冷凍機の関連部品に使用する気密端子などの製造にも応
用できる。
【００１２】請求項２のように中間環状体（３）の熱膨
張率として電極棒（１）と封口蓋本体（５）との熱膨張
率の中間にすることにより、二段階に渡って熱膨張率の
変化を緩和した状態で封着出来るものとなるため、ガラ
ス層に亀裂や割れなどの破損が殆どなくなると共に密閉
度も安定して確保出来るものとなるのである。
張率として電極棒（１）と封口蓋本体（５）との熱膨張
率の中間にすることにより、二段階に渡って熱膨張率の
変化を緩和した状態で封着出来るものとなるため、ガラ
ス層に亀裂や割れなどの破損が殆どなくなると共に密閉
度も安定して確保出来るものとなるのである。
【図１】本発明の実施形態によって電極棒が封着された
要部構造を示す説明図である。
要部構造を示す説明図である。
１ 電極棒 ２ 高融点ガラス ３ 中間環状体 31 中心穴 ４ 低融点ガラス ５ 封口蓋本体 51 穴
Claims (2)
- 【請求項１】 予め金属製の中間環状体（３）の中心穴
（31）へ電極棒（１）を中心位置に貫通させて高融点ガ
ラス（２）で封着し、次にアルミニウム製の封口蓋本体
（５）の穴（51）に前記中間環状体（３）の部分を低融
点ガラス（４）で封着したことを特徴とする電池用アル
ミニウム製封口蓋に於ける電極棒の封着方法。 - 【請求項２】 前記中間環状体（３）の熱膨張率が、前
記電極棒（１）と前記封口蓋本体（５）との熱膨張率の
中間である請求項１記載の電池用アルミニウム製封口蓋
に於ける電極棒の封着方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9304849A JPH11120965A (ja) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | 電池用アルミニウム製封口蓋に於ける電極棒の封着方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9304849A JPH11120965A (ja) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | 電池用アルミニウム製封口蓋に於ける電極棒の封着方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11120965A true JPH11120965A (ja) | 1999-04-30 |
Family
ID=17938023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9304849A Pending JPH11120965A (ja) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | 電池用アルミニウム製封口蓋に於ける電極棒の封着方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11120965A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108417885A (zh) * | 2018-02-23 | 2018-08-17 | 中澳科创（深圳）新材料有限公司 | 铝壳动力锂离子电池的复合极柱构建与复合玻璃封接方法 |
-
1997
- 1997-10-20 JP JP9304849A patent/JPH11120965A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108417885A (zh) * | 2018-02-23 | 2018-08-17 | 中澳科创（深圳）新材料有限公司 | 铝壳动力锂离子电池的复合极柱构建与复合玻璃封接方法 |
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