JPH11339734A - 電 池 - Google Patents

電 池

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JPH11339734A
JPH11339734A JP10166339A JP16633998A JPH11339734A JP H11339734 A JPH11339734 A JP H11339734A JP 10166339 A JP10166339 A JP 10166339A JP 16633998 A JP16633998 A JP 16633998A JP H11339734 A JPH11339734 A JP H11339734A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
aluminum
stainless steel
battery case
nickel
Prior art date
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Pending
Application number
JP10166339A
Other languages
English (en)
Inventor
Takao Fukunaga
福永  孝夫
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.)
Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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Publication date
Application filed by Japan Storage Battery Co Ltd filed Critical Japan Storage Battery Co Ltd
Priority to JP10166339A priority Critical patent/JPH11339734A/ja
Publication of JPH11339734A publication Critical patent/JPH11339734A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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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  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】電池ケースと蓋板の材質にアルミニウムを使用
し、電池ケースと蓋板をレーザー溶接する電池では、溶
接時に割れが生じ、電解液漏れが発生するといった不具
合が起きる場合があった。アルミニウムの代わりにステ
ンレス鋼またはニッケルを使用した場合、電池の軽量化
が妨げられていた。 【解決手段】電池ケースと蓋板の材質に、アルミニウム
またはアルミニウム合金とニッケル、ニッケル合金また
はステンレス鋼とのクラッド材を使用し、電池ケースと
蓋板のニッケル、ニッケル合金あるいはステンレス鋼同
士を溶接する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポータブル機器の駆動
用電源や電気自動車等の動力源として使用される電池
の、電池ケースと蓋板の溶接部分の改良に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】近年、ラップトップコンピューター、ワ
ープロ等の携帯情報機器、カメラ一体型VTR、液晶テ
レビ等のAV機器や携帯電話等の移動通信機器さらには
電気自動車用等の動力源など、多種多様な機器の電源と
して、種々の電池が使用されている。これらの機器に使
用する電池には大電流・大出力が要求され、さらに、よ
り高エネルギー密度の電池が要望されている。種々の電
池の中では、例えば、有機電解質電池はその要望に応え
られる電池の一つである 一般に、有機電解質電池では、正極活物質にコバルト酸
リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム
等、また負極には天然黒鉛、コークス、炭素繊維や樹脂
焼成炭素等が使用される。さらに、セパレータにはポリ
エチレン樹脂やポリプロピレン樹脂製の微多孔膜が、ま
た電解液としてはエチレンカーボネート、プロピレンカ
ーボネート、ジエチルカーボネート等の溶媒あるいはこ
れらの混合溶媒に、六フッ化燐酸リチウムや四フッ化ホ
ウ酸リチウム等の電解質を溶かした有機電解液が使用さ
れる。これら正極、負極、セパレータ、電解液を収納す
る容器としては、ステンレス鋼、アルミニウム、鉄、ニ
ッケルなどの金属製のケースと蓋板が用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】有機電解質を使用する
電池の場合、有機電解質が水分を吸収すると電池の特性
劣化が起こるため、完全密閉型とする必要がある。その
ために、電池ケースと蓋板の溶接には、一般にレーザー
溶接が用いられている。しかし、電池ケースと蓋板の材
質がアルミニウムからなる場合、レーザー溶接時に割れ
が生じ、電解液漏れが発生するといった不具合が起きる
場合があった。その理由は、レーザー光に対するアルミ
ニウムの反射率が高く、アルミニウムが十分に溶解する
高温まで上がらず、良好な溶接ができないためである。
したがって、電池ケースや蓋板の材質としてアルミニウ
ムを使用することは困難で、アルミニウムの代わりにレ
ーザー溶接の容易なステンレス鋼またはニッケル等が使
用されてきた。しかし、例えばステンレス鋼の比重はア
ルミニウムの比重の約2.9倍もあるように、これらの
金属の比重はアルミニウムの比重に比較して大きく、電
池の軽量化を妨げる要因になっており、その結果高エネ
ルギー密度電池を得ることは困難であった。
【0004】本発明は、このような課題に鑑みてなされ
たものであり、電池ケースと蓋板とを良好な溶接状態に
し、電池の気密性を十分に保ち、外部からの水分の侵入
を防止し、電解液の漏液が防止でき、かつ、電池の軽量
化を実現することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明になる蓄電池にお
いては、電池ケースと蓋板の材質に、アルミニウムまた
はアルミニウム合金とニッケル、ニッケル合金またはス
テンレス鋼とのクラッド材を使用する。そして、電池ケ
ースと蓋のニッケル、ニッケル合金あるいはステンレス
鋼同士を溶接するものである。本発明になる蓄電池の溶
接部は、ニッケル、ニツケル合金またはステンレス鋼で
あることから、溶接が容易で、しかも溶接時の割れ等の
溶接不良がなく、電池の気密性が完全に保持できるもの
である。さらに、電池ケースと蓋板の材質の一部にアル
ミニウムまたはアルミニウム合金を使用しているため、
電池ケースや蓋板にステンレス鋼やニッケル、鉄などの
比重の大きい金属のみを用いた場合と比較して、電池の
軽量化が図れるものである。
【0006】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
するが、本発明がこれらの実施例に限定されるものでな
い。
【0007】(実施例1)正極活物質にコバルト酸リチ
ウム、負極に天然黒鉛、正極および負極のバインダーと
してポリフッ化ビニリデン樹脂、電池ケースと蓋板にア
ルミニウムとステンレス鋼(SUS304)のクラッド
材を用いた、本発明になる長円筒型有機電解質電池
(A)を作製した。
【0008】正極は厚み0.03mmのアルミ箔の両面
に、コバルト酸リチウムと導電剤であるアセチレンブラ
ックおよびバインダーのポリフッ化ビニリデンを混合
し、ペースト状にしたものを被着したものである。負極
は厚み0.02mmの銅箔の両面に天然黒鉛とバインダー
のポリフッ化ビニリデンをペースト状にしたものを被着
したものである。セパレータとしては厚み0.040mm
のポリエチレン樹脂製微多孔膜を使用した。電解液とし
てエチレンカーボネートとジエチルカーボネートの混合
溶媒の中に六フッ化リン酸リチウムを1モル/lの割合
で溶解したものを用いた。電池の寸法は、幅100mm、
高さ150mm、厚み50mmであり、電池容量は50A
hである。
【0009】図3は作製した長円筒型有機電解質電池
の、上部および側部断面を示したものである。
【0010】図3において、1は電池ケースで、内側が
ステンレス鋼、外側がアルミニウムのクラッド材を使用
しており、2は蓋板で、内側がアルミニウム、外側がス
テンレス鋼のクラッド材を使用している。電池ケース1
の内部には、正極と負極がセパレータを介して長円型に
巻回された電極群(図示していない)が挿入されてい
る。3は正極端子、4は負極端子であり、それぞれ電極
群の正極および負極に取り付けられているリードと超音
波溶接によって接続し、電解液を注液後、電池ケース1
と蓋板2をレーザー溶接し、電池を密封する。5はレー
ザー溶接した部分である。
【0011】図1は、図3のレーザー溶接部分5の詳細
断面図である。
【0012】図1において、電池ケース1の外側6は厚
み0.5mmのアルミニウムで、内側7は厚み0.5m
mのステンレス鋼(SUS304)であり、蓋板2の外
側8は厚み0.5mmのステンレス鋼(SUS304)
で、内側9は厚み0.5mmのアルミニウムである。電
池をレーザー溶接する場合、電池ケース1の内側に蓋板
2を挿入し、電池ケース1の内側のステンレス鋼と、蓋
板2の外側のステンレス鋼が接触した面をレーザー溶接
する。10はレーザー溶接の溶け込み部分である。
【0013】図4は正極端子を蓋板に取り付ける組立図
を示したもので、まず、正極端子3にフッ素ゴムからな
るOリング11を挿入し、それを蓋板2に設けた正極側
貫通孔12に入れ、ついでジルコニウム製の絶縁パッキ
ング13を正極端子3に挿入し、ナット14で締め付け
た。同様にして、負極端子を蓋板2に設けた負極側貫通
口15に取り付けた。
【0014】(比較例)電池ケースおよび蓋板にアルミ
ニウム(品番A3003)を使用した以外は実施例1と
同様の電池を作製し、この電池を(B)とした。
【0015】つぎに、電池A、電池Bについて電解液の
漏液試験を行った。試験方法は、電池Aおよび電池Bを
各50個づつ、45℃で10日間保存し、その後、電池
の漏液状態を調べた。表1にその結果を示す。
【0016】
【表1】 試験結果から、本発明になる電池Aにはまったく漏液が
なく、良好な気密性を保っていることがわかる。一方、
電池ケースおよび蓋板にアルミニウムを使用した電池B
では58%に漏液が発生した。その原因は、アルミニウ
ムをレーザー溶接した場合、溶接が不十分で、溶接箇所
からピンホールや割れが発生したためである。
【0017】なお、実施例1では、図1に示したよう
に、蓋板の外寸と電池ケースの開口部の内寸が等しく、
蓋板が電池ケースの内側に挿入した形状を示したが、蓋
板と電池ケースの関係はこれに限るものではなく、例え
ば図2に示したような、蓋板の外寸と電池ケースの開口
部の外寸が等しく、蓋板が電池ケースの上に乗せられた
形状でもよい。なお、図2において、記号1、2、6〜
10は図1と同じものを示している。
【0018】また、実施例1では、ステンレス鋼とアル
ミニウムのクラッド材を使用したが、ステンレス鋼の代
わりにレーザー溶接に適したニッケルあるいはニッケル
合金を使用してもよい。また、クラッド材としては、ス
テンレス鋼−アルミニウム−ステンレス鋼、ステンレス
鋼−アルミニウム−ニッケル、ステンレス鋼−アルミニ
ウム−ニッケル合金、ニッケル−アルミニウム−ニッケ
ル,ニッケル−アルミニウム−ニッケル合金,もしくは
ニッケル合金−アルミニウム−ニッケル合金を使用する
こともできるし、さらにステンレス鋼−ニッケル−アル
ミニウム−ステンレス鋼のように、少なくともアルミニ
ウムを含む4枚またはそれ以上の枚数のクラッド材を使
用することも可能である。また、これらのクラッド材に
おいて、アルミニウムの代わりにアルミニウム合金を使
用することも可能である。
【0019】さらに、実施例1では、ステンレス鋼の厚
みが0.5mmとアルミニウムの厚みが0.5mmのク
ラッド材を使用したが、本発明になる電池においては、
強度的にも気密性の点からも、レーザー溶接部の溶接の
深さは0.4mm以上とする必要があるため、レーザー
溶接されるニッケル、ニッケル合金またはステンレス鋼
の厚さは0.4mm以上としなければならない。ただ
し、ニッケル、ニッケル合金またはステンレス鋼は比重
が大きいために、電池のエネルギー密度の面からはでき
るだけ薄くすることが望ましく、クラッド材全体の厚み
に対するニッケル、ニッケル合金またはステンレス鋼の
厚みの比率をできるだけ小さくすることが好ましい。
【0020】さらに、実施例1では電池の形状は長円筒
型としたが、本発明は角型、円筒型電池にも適用可能で
あるし、また実施例1で述べた有機電解質電池以外の電
池にも適用可能であることはいうまでもない。
【0021】
【発明の効果】本発明になる電池においては、電池ケー
スと蓋板の材質に、アルミニウムまたはアルミニウム合
金とニッケル、ニッケル合金またはステンレス鋼とのク
ラッド材を使用し、電池ケースと蓋のニッケル、ニッケ
ル合金あるいはステンレス鋼同士を溶接するものであ
り、溶接が容易で、しかも溶接時の割れ等の溶接不良が
なく、電池の気密性が完全に保持できるものである。さ
らに、電池ケースと蓋板の材質にアルミニウムまたはア
ルミニウム合金を使用しているため、ステンレス鋼やニ
ッケル単体を使用した電池に比較して軽量化が図れ、そ
の工業的価値はきわめて大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1になる長円筒型有機電解質電
池の溶接部の断面の詳細を示す図。
【図2】本発明の実施例1とは異なる電池の溶接部の断
面の詳細を示す図。
【図3】本発明の実施例1における長円筒型有機電解質
電池の上部図および側部断面図。
【図4】本発明の実施例1における長円筒型有機電解質
電池の蓋板と端子の組立図。
【符号の説明】 1 電池ケース 2 蓋板 3 正極端子 4 負極端子 6、9 アルミニウム 7、8 ステンレス鋼 10 レーザー溶接の溶け込み部 11 Oリング 12、15 貫通口 13 絶縁パッキング 14 ナット

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アルミニウムまたはアルミニウム合金とニ
    ッケル、ニッケル合金またはステンレス鋼とから構成さ
    れるクラッド材からなる電池ケースと蓋板を使用し、電
    池ケースと蓋板のニッケル、ニッケル合金あるいはステ
    ンレス鋼同士を溶接したことを特徴とする電池。
  2. 【請求項2】ニッケル、ニッケル合金あるいはステンレ
    ス部分の厚みが0.4mm以上であることを特徴とす
    る、請求項1記載の電池。
JP10166339A 1998-05-28 1998-05-28 電 池 Pending JPH11339734A (ja)

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Cited By (5)

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