TW502467B - Battery, lead member for battery connection, and battery pack using the same - Google Patents

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502467 A7 B7_ 五、發明說明（1) 發明所屬的技術領域 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係有關電池，於該電池之外側表面上以並聯式 電阻熔接法熔接的電池間連接用導線材，（以下稱導線材） ，與採用其之電池盒，更詳細而言，於將導線材熔接至電 池之外側表面時，在各該導線材及各該電池之電池容器之 間具有以已安定的狀態可實現較高的熔接強度之表面狀態 的電池及導線材及使用其之電池盒。 先行技術 隨著各種電氣、電子機器之推廣，將其驅動源之電池 之複數個相互連接使成電池盒的狀態下直接組合入各該機 器之中的外殼正增加著。該情形，由於電池之充電或放電 之故，各電池之間或組件（package )端子及電池之間以導 線材予以電氣連接1 3成必要的。亦即，電池之外側表面 ，例如於蓋之部分或底部等電池容器之一部分表面上欲固 定導線材乃成爲必要的。 在此，將電池盒之一例予以圖示。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第1圖爲表示電池盒之全體的側視圖，此電池盒A， 例如於以聚碳酸酯樹脂或聚碳酸酯/丙烯腈丁二烯苯乙烯 樹脂類材料成形的外裝容器1之中內附有後述的電池群， 正端子6 A及負端子6 B向表面伸出’又電池群之例如供 溫度管理用而予內附的熱阻器之信號取出端子6 C亦向表 面伸出。 ^

第2圖爲表示電池群B之槪略的側視圖。此電池群B 本紙張尺度.適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） 502467 A7 _B7__ 五、發明說明（2) 係直列的連接有3個圓筒形電池2A，2B，2C者。具 體而言，於電池2A之底（負極端子）及電池2 B之正極 端子之間係以導線材3 A連接著，電池2 B之底（負極端 子）及電池2 C之正極端子之間係以導線材3 B連接著， 因此於電池2 A之正極端子則連接有導線材3 C之一端， 其另一端則予連接至電池盒A之正端子6 A。又，於電池 2 C之底（負極端子）則熔接有導線材3 D之一端，另一 端則連接至電池盒A之負端子6 B。 (兩者，於電池2A及電池2 B之間配置有熱阻器4， 由該熱阻器有2根信號線5 A、5 B被拉出、1根之信號 線5 A係連接至電池盒A之信號取出端子6 C、其他的信 號線5 B則予連接至導線材3 D ) 且，於此電池群，各電池之相互間、電池與熱阻器之 間等未圖示的絕緣構件則視需要予以配置，需施予相互間 不短路的處置一事自不待言。 至於構成上述的電池群B之各個電池，通常以鎳、鎘 二次電池、鎳、氫二次電池、鋰離子二次離子等的二次電 池較常被使用。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此等的二次電池，一般於由上部有開口部之電池罐及 將該電池罐之上部開口密閉而配設的蓋構件而成的電池容 器之中，形成著指定的發電要素與指定的鹼電解液同時被 收容的構造。 因此，上述的電池罐，一般係將極性碳鋼等軟鋼板予 以塑性加工成指定的有底罐之形狀，再以防銹爲目的，於 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 502467 A7 _ B7___ 五、發明說明（3) 其表面上進行鎳電鍍，已形成所期待的厚度之N i電鍍層 的鍍鎳鋼板製者供使用。又蓋構件亦係相同的。 另一方面，至於構成電池群B之導線材，以採用金屬 N i之小片或與前的電池容器之情形同樣的採用鑛鎳鋼板 爲較一般的。 因此，關於製造電池群B之際之電池導線材之連接， 一般而言，下述的並、聯式電阻熔接法係可適用的) 首先，如第3圖所示般，於電池容器2之表面2 a ( 圖之情形，係電池容器之底面）配置有應熔接的導線材3 〇 於導線材3之表面3 a上，前端7 a呈小徑之二根熔 接電極7、 7係隔指定的間隔予以平行配置。因此，由此 等熔接電極7、 7對導線材3施加指定的加壓力使導線材 3之背面3 b及電池容器2之表面2 a附著。 以此狀態由電源8通電指定値之熔接電流。熔接電流 係由一側之熔接電極輸入導線材3，其一部係通過導線材 3由另一側之熔接電極輸入導線材3，其一部係通過導線 Π 材3由另一側之熔接電極反饋至電極&，殘餘的熔接電流 係將熔接電極之尖端7 a之正下位置的位置輸入至中心後 而流通於導線材·3之厚度方向並達電池容器2之表面2 a ，接著通過電池容器2，使位於另一側的熔接電極之尖端 7 a之正下的位置成爲中心並流通於導線材3之厚度方向 ，由另一側的熔接電極反饋至電源。 在此過程，位於各熔接電極之正下方附近的導線材之背 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂. 502467 A7 ____B7___ 五、發明說明（4 ) # 面3 b及電池容器2之表面2 a之接觸界面會.發生焦耳i η (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ’於其接觸界面附近之兩構件部分熔融且形成熔核（ nugget )，兩構件藉由點焊，使導線材3固定於電池容器 2。 f但是，導線材之表面及電池容器之表面不論何者由巨 觀觀察時均爲平滑面，惟若以微觀觀察時則成爲複雜的凹 凸面> 因此，即使配置導線材於電池容器之表面上，兩者 亦無呈均質的接觸狀態之理，於導線材之背面3 b的微小 凸起，電池容器之表面2 a之微小接觸乃成爲各自與對手 材之表面接觸的狀態。於是，電流於該微小接觸部通電且 在該部分發生焦耳熱，進行熔核形成。 此時，以藉由熔接電極7、7之對導線材3的捺壓加 壓引起的導線材3等之微小變形爲準，加上對接觸狀態之 影響，熔接行爲乃成爲較複雜者。 但是，電池容器或導線材係由前述的鍍鎳鋼板而成的 情形，若以上述的並聯式電阻熔接法熔解兩者時，可知會 引起下列的問題。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ί亦即，欲提高電池容器及導線材間之熔接強度係相當 困難，又因此的操作條件之範圍亦狹窄，而且每次熔接作 業，所得的熔接·強度會有分散性的問題存在;)。戈其對熔接 之寬度變廣的電池容器之底部熔接時則上述傾向會變大。 所謂此熔接強度不變高的情形，係將電池盒安裝於電氣， 電子機器並實際使用時，例如掉落該等機器的情形，由於 其衝擊使熔接位置破損亦招致機器之功能喪失f 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -......T......-........ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 502467 A7 ___B7_^_ 五、發明說明（5 ) (又，使熔接強度有分散性的問題，通常熔接作業若視 怍在生產線步驟上連續進行時，亦有降低經予製造的電池 與導線材之熔接構造體之熔接可靠性之情形> 於此種電阻熔接法，提高電池容器及導線材間之熔接 強度，而且爲減少該強度分散性，作成點熔接部呈安定的 狀態，基本上若能提升在二根的熔接電極之正下方發生的 焦耳熱並形成已確實安定的熔核即可。 因此，例如設定成較高的通電電流値，又加長通電時 間時使發生焦耳熱變大一事可予進行，惟若施行此種處置 時，則熔接電極係與導線材之表面熔著，未能組成順利的 熔接步驟，再者，由於有過量的發熱，構成電池容器之表 面或導線材之金屬材料的熔融物粉麈，反而會使熔接強度 降低。 發明之目的及摘述 /本發明之目的係以並聯式電阻熔接法熔接導線材至電 池容器之外側表面上時，與向來比較即使通電的電流變小 ，兩者間之熔接強度亦變高，而且提供其分散性亦變小的 電池及導線材夕 本發明之其他目的係於熔接時即使不通大電流亦可， 故導線材及熔接電極間之熔著較不易引起’又亦無熔融物 粉塵之發生，因此可提供使組合順利的熔接步驟成爲可能 的電池及導線材。 本發明之再一另外的目的，係提供即使遭受衝擊等外 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · 502467 A7 ___B7 _ 五、發明說明（6 ) 力亦較難破壞，可靠性較高的電池盒。 爲達成上述的目的，本發明係提供由下述而成的電池 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 於電池容器之外側表面之一部分或全部上形成有由N i基 合金而成的鍍層。 又，於本發明，係提供由下述而成的電池間連接用導 線材： 以並聯式電阻熔接法熔接於電池之外側表面上；因此 ，由基材，與經予熔接至該基材之至少前述電池之外側表 面上的一者之表面所形成的N i - S η系合金層而成。 再者，於本發明，爲提供由下述而成的電池盒： 利用並聯式電阻熔接法以電池間連接用導線材相互連接複 數個電池的電池群係予內附於外裝容器之中，因此， 電池間連接用導線材係前述的本發明之電池間連接用導線 材，或由下述而成的電池盒： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 利用並聯式電阻熔接法以電池間連接用導線材相互連接複 數個電池的電池群以使內附於外裝容器；因此 電池係前述的本發明之電池，且電池間連接用導線材係前 述的本發明之本發明之電池間連接用導線材。 發明之詳細說明 首先說明本發明之電池。 第4圖爲表示本發明使用的電池容器（蓋）之例的部 分截斷剖面圖。此爲表示兼具正極端子之蓋組件2 1。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐)^ "" 502467 A7 B7 __ 五、發明說明（7 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 此一蓋組件2 1係將例如由極低碳鋼而成的基材 2 1 a塑性加工成第4圖所示的形狀，以由後述的N i基 合金而成之電鍍層2 lb被覆其表面予以形成。 此電鍍層2 1 b係被覆基材2 1 a之全面而予形成亦 可，惟以部分的被覆至少對手材之導線材之位置予以形成 亦可。 且於第4圖係例示著蓋組件作爲電池容器，惟本發明 之電池所謂的電池容器並非限定於蓋組件者，屬各該蓋組 件之對手材，於內部收容有發電要件及鹼電解液之電池罐 亦可。 <電鍍層2 1 b，例如以N i - F e合金而成者爲較合 適，惟若以N i — C 〇合金、N i — Ζ η合金p N i - F e — C 〇合金等N i基合金之任一種構成時即可 ，因此電鍍層2 1 b係藉由施加電鍍於前述的基材2 1 a 之表面上而形成的。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 藉由電鍍所形成的上述N i基合金，不論何者係由 Fe、 Co、 Zn等的其他元素固熔於Ni結晶格子內的 單相或由複數的相之組合而成者，/一般而言，比電阻亦較 N i單體或其他的元素單體之情形變大，於具有此等的 N i基合金鍍層·之電池容器內適用前述的並聯式電阻熔接 方法之情形，即使流通較習用小的電流，則已安定的熔核 之形成係成爲可能，可實現熔接強度之提高，惟至於其一 個理由，可視作由前述的N i基合金而成的電鍍層之電阻 的高度。且，材料之機械特性之變化亦可被視作有任何助 本纸張尺度.適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 502467 A7 B7__ 五、發明說明（8 ) 益。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 尤其，N i - F e合金在即使爲小電流亦可提高熔接 強度之點上係有效的。) 該情形，含F e率若過高時，則先將電池容器曝露於 高溫、多濕的環境下之時，各該電池容器之表面容易生銹 ，且予以管制至使其含有率成爲5 0原子％以下，尤其 45原子％以下j 此種含F e率之管制，例如可藉由調整於電鍍所用的 鍍浴之F e源的濃度予以容易實現。 又，N i — C 〇合金之情形，以將含C 〇率管制成5 〜5 0原子％爲宜，N i - Ζ η合金之情形，以將含Ζ η 率管制成5〜30原子％爲宜。再者，Ni-Fe - Co 合金之情形，以管制F e成大於〇至5 0原子％以下，

Co成5〜50原子％以下爲宜。惟，不論該情形，Fe 及C 〇之原子％之和均在5 0原子％以下。 此電鍍層2 1 b之厚度以在5 //m以下爲宜。若厚度 較5 /i m厚時，則與導線材間之熔接強度之分散性變成增 大。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印剔衣 (且，電鍍層2 1 b爲由N i - F e合金而成的情形， 以將其厚度管制·成4 · 5/zm以下爲較宜 > 其理由並不明 確，惟鍍層厚度若較4 · 5 // m爲厚時，則與導線材間之 熔學強度被認爲有較大的分散性所致/ 此種電鍍層2 1 b之厚度，例如藉由調整進行電鍍之 時間或電流密度等方法可予容易調整。· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） ηίίν- 502467 A7 Βλ__ 五、發明說明（9 ) 其次，說明本發明之導線材。 第5圖係表示本發明之導線材之一例的截面圖。 此導線材3 1，係由基材2 1 a及被覆其表面之N i 一 Sn系合金層3 1 c所構成、或由基材3 1 a、被覆基 材3 1 a之底材層3 1 b、及被覆該底材層3 1 b之表面 的N i - S η系合金層3 1 c所構成，此等不論何者均係 具有導電性係無庸置疑的。 |在此，基材3 1 a係確保導線材全體強度之同時，亦 兼具於實際使用導線材時之熔接電流能流通的通路之功會 。至於此基材3 1 a之材料，係具有適當的強度及良好的 導電性，且若爲可電鍍處理的材料時不論何者均可，例如 可舉出有低碳鋼、N i等，惟由到手容易且價廉一事則以 低碳鋼構成爲宜。 且，因基材3 1 a之材料之種類而異，爲使基材 3 1 a之上所形成的N i - Sn系合金層3 1 c不自前述 基材3 1 a剝離，又爲安定的進行N i -S η系合金之電 鍍，以設置底材層3 1 b作爲中間層亦可，至於此底材層 3 l b之材料，係其上所形成的層爲由N i — S η系合金 層而成，以含有N i成分之材料爲宜，例如可舉出N i之 層、Ni - Fe·合金之層等。又，雖不合有Ni ，然而 Cu之層、Cu-Sn合金之層等的使用亦有可能。 此底材層3 1 b係將電鍍法，真空蒸鍍法、濺鍍法等 常用的成膜法適用於基材3 1 a之表面上可予容易形成。 此等成膜法之中，尤以電鍍法由膜質、成膜成本之點或生 ^-：—— --------------裝 i I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印剔衣 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 502467 A7 B7 _ 五、發明說明（10 ) 產性之點係較適合的。 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 以電鍍法形成底材層3 1 b之情形，係建立含有其底 材層之構成元素的指定鍍浴，以採用該鍍浴在指定的條件 下進行電鏟爲宜。 ‘ 此底材層3 1 b之厚度若變成過厚時，則成膜內積蓄 於層內之變形會變大，於底材層亦會發生龜裂等現象，若 反而過薄時，因會招致作爲前述的中間層之功能降低，故 其厚度以約〇 · 2〜10/zm爲宜。 且，如前述般，以將N i — Sn系合金層3 1 c附著 於基材3 1 a之表面上的狀態可直接形成的情形，此中間 層3 1 b則不一定需要。 N i - Sn系合金層3 1 c，係於電阻熔接時與對手 材之電池容器之表面接觸，在其接觸界面發生較大的焦耳 熱，因有助於形成已安定的熔接，由而爲實現導線材及電 池容器之閘已安定的高熔接強度而設置的層。 構成此層3 1 c之N i — Sn系合金，係以N i -S η爲主成分之合金。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該情形，N i與S η之組成比，係以合金之熔點或比 電阻間之關係可予適當選擇，惟S η之組成比若過高時， 理由並不明瞭，·惟與電池容器間之熔接強度變低，又相反 的S η之組成比若過低時，則層3 1 c會生成所謂變成過 脆的問題生成，同時招致成本提高。若探討此種事情時， 則以S η之組成比控制成4 0〜7 5重量％爲宜。 此種N i - S η系合金層3 1 c係將電鍍法、真空蒸 :Ϊ3 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 502467 A7 B7_:_ 五、發明說明（11 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 鍍法、濺鍍法等常用的成膜法適用於基材3 1 a或底材層 3 1 b之表面並予形成亦係可能的，惟此等成膜法之中， 電鍍法係加上成膜成本之點或生產性之點，在可容易製得 優越的膜特性之點上尤其適合的。 於以電鍍法形成N i - S η系合金層之情形，建立氯 化鎳（N i C 1 2、6 Η 2 0 )類的N i源及氯化亞錫（ S n C 1 a . 2Η2〇)類的Sn源形成指定的濃度比之鍍 浴，採用該鍍浴在指定的條件下於基板3 1 a或底材層3 1 b之表面若進行電鍍時即可。 此時，N i — S η系合金層3 1 c之厚度若變成過厚 時，則依N i — S η之組成比、電鍍條件之不同，成膜時 在層內積蓄的變形會變大，於各該N i - S η系合金層內 亦有發生龜裂之情形，同時在成本方面的問題會發生，相 反的若即使過薄，欲安定的實現較高的熔解強度一事變成 困難，故其厚度爲約0 · 1〜l〇/zm，較宜爲約0 .2 〜8 // m 〇 其次，說明本發明之電池盒。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明之電池盒，係構成電池群之電池與導線材之任 一側，或兩側除已前述的本發明之電池與導線材外，與第 1圖及第2圖例·示的習用構造之電池盒並無變化。 不論任一種情況，電池容器或導線材與採用以鍍鎳鋼 板製造的電池群之習用電池盒相比，ί電池容器與導線材之 熔接強度高}即使受衝擊等外力亦較難損壞，可成爲可靠 / 性較高的電池盒。j 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗0 X 297公爱） 502467 A7 B7 五、發明說明（12 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 尤其，內附有採用本發明之電池作爲電池，採用本發 明之導線材作爲導線材製造的電池群之本發明之電池盒係 可靠性非常高，用作遭受劇烈振動之電氣汽車或電動輔助 自行車等的驅動電源係有用的。 實施例1〜6 比較例1 準備AA尺度電池用之電池罐及蓋。此等材料之任一 者均係軟鋼板。 建立由氯化亞鐵、氯化鎳、氯化鈣而成的N i — F e 合金用電鍍浴，此時藉由在2 1 0〜3 8 0 g/L之範圍 內變更氯化亞鐵濃度，又在15 0〜1 8 0 g/L之範圍 內變更氯化鈣濃度建立鍍浴，製作F e濃度不同的各種電 鍍浴。視必要時，以1 g / L以下的濃度添加硫脲。 採用此等電鍍浴，對上述的電池罐及蓋進行電鏟，於 電池罐或蓋之表面上形成由含F e率不同的N i — F e合 金鍍層。至於電鍍條件係在pHO · 9〜1 · 5，浴溫 6 0〜9 0°C，電流密度3〜5A/dm2之範圍由選擇適 當的條件，又電鍍時間係予設定至使鍍層之厚度成3 //m 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 〇 採用所得的·電池罐及蓋，組合AA尺度之鎳氫二次電 池，於該電池之底部表面上，如第3圖所示般，配置以向 來即使用作導線材之厚度0 · 1 5mm、寬度5mm之鍍 鎳鋼板而成的導線材，以表1所示的條件適用並聯式電阻 熔接法，將電池及導線材熔接。且利用熔接電極對導線材 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 502467 A7 ___B7_ 五、發明說明（13 ) 之加壓力不論何者均爲2 2牛頓（N)。 惟，此加壓力之値係施加於二個熔接電極之力的合計 ，又施加於各個熔接電極之力係予設定成約略均等（各爲 約1 1 N )般。 接著，如第6圖所示般進行熔接強度之測定試驗。亦 即，以夾頭9把持已予熔接於本發明之電池的電池容器 2 1之底部表面的導線材3之一端3 c，以拉力試驗器 10拉提此夾頭9，拉離前述導線材3之試驗。此時，拉 提導線材3之方向係向各平行於電池容器2 1之中心軸的 方向，且使試驗器1 0拉伸夾頭1 0之強度以約略一定之 速度增加並進行拉離試驗，以導線材3由電池容器2 1之 底部表面完全被拉離時之拉力強度作爲熔接強度，總括其 結果作爲電池容器3 0個之平均値並表示於表1上。 且，比較例1係表示電池容器及導線材任一者均係由 鍍鎳鋼板而成的情形。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表1 比較例1 實施例編號 1 2 3 4 5 6 鍍層(Ni-Fe合金)之含Fe率(原子％) 0 5 10 20 30 40 50 * 僅Ni之 鍍層） 熔接強度 於熔接時之熔 1.4kA 50.0 53.5 60.3 63.7 64.1 63.9 62.8 (N) 接電流 1.5kA 51.9 ^ 55.5 63.9 67.6 65.1 68.8 66.3 1.6kA 61.0 61.1 63.9 68.9 66.3 70.0 67.5 本紙張尺摩適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） 502467 A7 ___πτ__ 五、發明說明（14 ) 由表1可顯而得知下列事實。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (1 )不論於各實施例，比較例1之任一者，若熔接 電極變大，則熔接強度會變大， (2 )於電阻熔接時之熔接條件係相同的情形，表面 爲本發明之鍍層所被覆的電池容器與導線材之熔接強度， 乃形成較僅由習用的鍍錫鋼板而成之比較例1之情形的熔 接強度變大。 此一事實係欲得同等的熔接強度之際，若採用本發明 之電池容器時，假若導線材即使爲向來的鍍錫鋼板製者， 意指與習用相比即使減少熔接電極亦有可能。 (3)又，於構成鍍層之Ni_Fe合金，若含Fe 率變高時，熔接強度亦變大，惟然而此含F e率若變成過 高時，則反而會引起熔接強度之降低，由此事實可知，鍍 層爲由N i - F e合金而成的情形，亦包含生錄問題在內 ，以含F e率在5 0原子％以下，尤其以約1 0〜4 5原 子％爲宜。 窨施例7〜1 1__ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 採用已調整浴組成之鍍浴使於鍍層之含F e率爲2 0 原子％，使電鍍·時間變化於電池容器上形成以表2所示的 電鍍厚度之由N i - F e合金而成的鍍層。其次’採用各 電、准容器組合3 0個電池’於其底部表面配置以前述的導 線材（鍍鎳鋼板製）’於熔接電極邊施加22N之加壓力 邊通電以1 · 5 kA之熔接電流’對兩者進行電阻熔接。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 502467 A7 B7 五、發明說明（15 ) 在此，此加壓力之値係施加於二個熔接電極之力的合 計，該時施加於各自的熔接電極之力係予設定成約略均等 〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 因此，以與實施例1〜6之情形相同規格測定熔接強 度。熔接強度之最大値、最小値及30個之平均値示於表 2。 m_a 實施例編號 7 8 9 10 11 鍍層之厚丨 ^ ( μ m) 2.5 3 4 5 6 熔接強度 (N) 平均値 (n=30) 66.3 67.6 65.1 56.7 49.5 最大値 72.3 73.1 75.3 71.6 68.4 最小値 59.8 58.3 56.9 53.8 48.1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 由表2顯而可知，若鍍層之厚度較5 //m厚時，則發 現熔接強度有下降的傾向。又若鍍層之厚度增加時’則被 發現有帶來熔接強度之分散性的傾向。由此事可知’鍍層 之厚度以設成5'//m以下爲宜。尤其約3 /im之時’熔接 強度亦大，而且其分散性變成非常小，在已安定的品質管 理之實現的方面係較合適的。 實施例1 2、比較例2 -- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 502467 A7 ——…-—___ Β7 ____ 五、發明說明（16 ) Γ4先閱讀背面之at事項再填寫本頁) 以由N i — 2 5%F e合金而成的厚度2 · 0/zm之 N i — F e合金鍍層被覆厚度0 · 3mm之軟鋼板之表面 作爲厚度0·3mm之鍍鋼板，將該鋼板塑性加工作爲電 池用蓋。 採用此蓋組合電池1 0 0個，於各蓋之表面上配置以 形成有厚度2·O^m之鍍鎳層的厚度〇·15mm之軟 銅製導線材（鍍鎳鋼板製並以2 2 N之加壓力壓接，以表 3所示的熔接電流進行約5 m s間之電阻熔接。 在此，加壓力之値係具有與實施例1〜6，實施例7 〜1 1之情形同樣的意義。 接著，與實施例1〜1 1同法進行，測定熔接強度。 其結果示於表3。且於拉離導線材時，測定二個熔核殘留 於蓋之一側時的個數，該値亦示於表3。此個數愈多，則 意指電阻熔接時愈形成有已安定的熔核。 供比較用，對採用相同厚度之具有鑛鎳層之蓋的情形 ，以取代N i - 2 5%F e合金鍍層，亦進行同樣的電阻 熔接，其結果亦倂記於表3。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） 502467 A7B7 五、發明說明（17 )Μ_3 實施例12 實施例13 朝向蓋之鍍層 Ni-25%Fe 鍍層 鍍Ni層 熔 1.0 殘留有2個熔核之蓋的個數 80 40 接 熔接強度 平均値(n=100) 42 24.5 電 (N) 分散性 28.3-47.2 19.6-35.7 流 1.2 殘留有2個熔核之蓋的個數 100 60 (kA) 熔接強度 平均値(n=100) 59.8 36.3 (N) 分散性 49.5-67.1 29.7-49.6 1.4 殘留有2個熔核之蓋的個數 100 90 熔接強度 平均値(n=100) 68.6 51.9 (N) 分散性 56.3-72.4 38.4-67.9 1.6 殘留有2個熔核之蓋的個數 100 100 熔接強度 平均値(n=100) 70.6 60.8 (N) 分散性 61.9-73.4 48.7-65.2 I III -----III ^-----I--I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 由表3顯而可知，對採用不鍍以N i — 2 5%F e合 金之蓋的電池（比較例2 )之電阻熔接之情形，發現有使 成1 . 6 kA之熔接電流時開始有二個熔核之已安定的殘 留。與該情形相反的，對採用鍍有N i — 2 5%F e合金 之蓋的本發明之電池之情形，即使熔接電流爲1 · 2 k A ，確實生成二個熔核，且其熔接強度亦與以1 · 6 kA熔 接電流熔接比較例2的情形約略同等。 亦即，若採用本發明之電池，則導線材即使爲向來已 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210 X 297公釐） 502467 A7 B7 五、發明說明（18 ) 予使用的鍍鎳鋼板製者，以較小的熔接電流亦可得較高的 熔接強度。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 實施例1 3 準備AA尺度電池罐及蓋。材質亦均爲軟鋼板。 又，建立由氯化鎳濃度：2 5 0 g / L，氯化鈷濃度 :15g/L、硼酸濃度15g/L而成的Ni — Co合 金用鍍浴。 採用此鏟浴，在ρΗ3、電流密度1 · 5A/dm2、 浴溫2 0 °C之條件下進行電鍍，於電池罐及蓋之各自表面 上形成由3 之N i - 1 5%C 〇合金而成的鍍層。 採用此電池罐及蓋，組合A A尺度之鎳、氫二次電池 ，於其底部表面上配置以由厚度〇 · 1 5mm，寬度5 mm之鍍鎳鋼板而成的導線材，以與實施例1〜6同樣的 條件進行電阻熔接。 其次，與實施例1〜6同法測定熔接強度。結果如下 所述。 熔接電流1 · 4 k A之情形爲6 2 · 5 N (平均値） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ，熔接電流1 · 5 k A之情形爲6 3 · 9 N (平均値）、 熔接電流1 · 6· k A之情形爲6 5 · 1 N (平均値）^ 如此，即使對電池容器施以N i — C 〇合金電鍍的電 池之情形，即使採用習知的鍍鎳鋼板製者作爲導線材，與 比較例1相比亦可得較高的熔接強度。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 502467 A7 B7___ 五、發明說明（19 ) 實施例1 4 建立由硫酸鎳濃度：220g/L、氯化鎳濃度： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 3 0 g / L、甲酸鎳濃度·· 4 0 g / L、硫酸鈷濃度： 4 · 8g/L、硫酸銨濃度：0 · 8g/L、甲醛：2g /L、硼酸28g/L而成的鍍浴。 採用此鍍浴，在PH3·7電流密度5A/dm2,浴 溫6 5 °C之條件下進行電鍍，於實施例1 3採用的電池罐 及蓋之各自表面上形成厚度3 //m之由N i - 7%C 〇合 金而成的鍍層。 採用此電池罐及蓋組合2 0個AA尺度之鎳、氫二次 電池，於其底部表面上配置由厚度0 · 15mm、寬度5 m m之鍍鎳鋼板而成的導線材，以與實施例1〜6同樣的 條件進行電阻熔接。 接著，與實施例1〜6同法測定熔接強度，結果如以 下所示般。 實施例1 5，比較例3 準備厚度〇 · 15mm、寬度5 · 0mm、長度30 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 mm之底碳鋼板（碳濃度〇 · 〇 8%)作爲導線材之基材 〇 * 另一方面建立由硫酸鎳2 4 0 g/L，氯化鎳4 5 g / L、硼酸 3 0 g / L、糖精（saccharin ) 1 · 5 g / L 而成的鍍浴，在PH4 · 0，浴溫45°C、電流密度4A /d m2之條件下於前述基材之全面上形成厚度3 //m之鍍 本紙張尺度.適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 502467 A7 ___B7_____ 五、發明說明（20 ) N i層作爲底材層。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者，建立由氯化鎳300g/L、氯化亞鐵50g /L、氟化氫銨3 5 g/L、氟化鈉2 5 g而成的鍍浴。 因此將前述鍍鎳層之單面予以遮蔽並浸漬入上述鍍浴內， 在浴溫6 5 °C、電流密度2 · 5 A / d m 2之條件下於前述 單側之鍍Ni層之上形成有厚度0·3em之Ni—Sn 合金鍍層並製造出第5圖所示的截面構造之本發明之導線 材31。且，此Ni - Sn合金之組作係Ni : 35重量 %，Sn :65 重量％。 且，以不形成上述N i - S η合金鍍層下，準備表面 成爲由N i而成的底材層的厚狀者作爲比較例3。 另一方面，準備電池容器係於厚度0 · 3mm之低碳 鋼板（碳濃度0 · 04%)之表面上施以厚度3〜3 · 5 /i m之鍍鎳者的A A A尺度電池（比較例之電池）。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此，於各電池之底部表面上配置前述導線材，於熔 接電極施加2 2 N (施加於二個熔接電極之力之和）之加 壓力，以熔接電流1 · 6kA，1 · 7kA各自進行並聯 式電阻熔接並將導線材3 1熔接至導線材3 1。且，在此 使施加於二個熔接電極之力成爲約略均等。 接著，以夾·頭把持經予熔接於電池之底部表面上的導 線材3 1之一端，以拉力試驗器提立此夾頭並進行拉離前 述導線材3 1之試驗。此時，導線材1及電池之底部表面 所成的角度0及相對位置關係係調整導線材3 1、電池及 拉力試驗器之位置關係使經常成固定，且利用試驗器之拉 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 502467 A7 B7___ 五、發明說明（21 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 力強度係作成以固定的速度增加並進行拉離試驗，測定導 線材3 1由電池之底部表面完全被拉離時之抗拉強度，並 以該値爲熔接強度，其結果示於第7圖及第8圖。 第7圖爲熔接電流爲1.6kA時之結果，第8圖爲 熔接電流1 . 7 k A時之結果，於各圖，斜線之棒圖係採 用本發明之導線材3 1之情形，空白的棒圖則表示採用比 較例多之導線材3 1之情形。 由第7圖及第8圖顯而可知，假使即使電池之電池容 器係由鍍鎳鋼板而成者，若採用本發明之導線材進行並聯 式電阻熔接時，則各該導線材之熔接強度係與習用的比較 例導線材之情形相比，整體上變高，而且成爲已安定的値 實施例1 6 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 除底材層需爲採用焦磷酸鍍浴所形成的厚度0.8 //m之鍍銅層，N i — S η合金鍍層需爲以實施例1 5之 電鍍條件所形成的厚度0 · 6//m之Ni — 65%Sn合 金鍍層外，餘與實施例1 5相同製造截面構造之導線材 3 1。 準備實施例· 1 5所用者3 0個作爲電池，對該等與實 施例1 5同法對上述導線材進行電阻熔接後，與實施例 1 5同法測定該熔接強度。其結果示於第9圖及第1 0圖 〇 第9圖爲熔接電流爲1·6kA時之結果，第10圖 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 502467 A7 B7______ 五、發明說明（22 ) 爲熔接電流爲1·7kA時之結果，於各圖，斜線之棒圖 後採用本發明之導線材3 1之情形，空白的棒圖則表示採 用比較例3之導線材3 1之情形。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 由第9圖及第1 0圖顯而可知，底材層即使爲鍍銅層 ，若採用成爲N i _ S η合金鍍層之本發明之導線材進行 並聯式電阻熔接時，則各該導線材之熔接強度係與習用的 比較例導線材之情形相比·整體上變高，而且成爲已安定 的値。 實施例1 7 將於電池容器之表面上利用實施例1〜6之方法形成 有由Ni—20%Fe合金而成的厚度3 · 0/zm之Ni - F e合金鍍層的電池與實施例1 5之導線材，以與實施 例1 5之情形同樣的條件進行電阻熔接，測定其熔接強度 ，其結果示於第11圖及第12圖。 第1 1圖爲熔接電流1 · 6kA時之結果，第12圖 爲溶接電流1.7kA時之結果。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖式之簡單說明 第1圖爲表·示電池盒之1例的側視圖；第2圖爲表示 內附於電池盒之電極群之1例的側視圖；第3圖係爲說明 並聯式電阻熔接法而用的槪略圖；第4圖爲表示本發明使 用的電池容器（蓋）之例的部分截斷剖面圖；第5圖爲表 示本發明之導線材的適合例之剖面圖；第6圖係爲說明導 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 502467 A7 ___B7____^__ 五、發明說明（23 ) 線材與電池間的熔接強度之測定法而用的槪略圖；第7圖 爲表示以熔接電流1·6kA對實施例15之導線材及電 池進行電阻熔接時的熔接強度之度數分布圖；第8圖爲表 示以熔接電流1 · 7 k A對實施例1 5之導線材及電池進 行電阻熔接時的熔接強度之度數分布圖；第9圖爲表示以 熔接電流1 · 6 k A對實施例1 6之導線材及電池進行電 阻熔接時的熔接強度之度數分布圖；第10圖爲表示以熔 接電流1 . 7 k A對實施例1 6之導線材及電池進行電阻 熔接時的熔接強度之度數分布圖；第11圖爲表示以熔接 電流1 · 6 k A對實施例1 7之電池及實施例1 5之導線 材進行電阻熔接時的熔接強度之度數分布圖；第1 2圖爲 表示以熔接電流1 · 7 k A對實施例1 7之電池及實施例 15之導線材進行電阻熔接時的熔接強度之度數分布圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 502467 Α8 Β8 C8 D8 4 j·--.·'.，V i:u--).r-ri,二， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 第88 103478號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國90年2月修正 1 · 一種電池盒用電池，係由電池容器所成，前述電 池容器係以由基材及焊接於該基材之至少前述電池容器之 外側表面所形成之N i - S η系合金層所構成之導線材連 接電池，其特徵爲前述電池容器之外表面之一部分或全部 被覆N i基合金層，(提高熔接強度> 2 ·如申請專利範圍第1項之電池盒用電池，其中前 述Ni基合金係指Ni-Fe合金、Ni—Co合金、 N i — Ζ η合金、或N i — F e - C 〇合金之任一者。 3 .如申請專利範圍第2項之電池盒用電池，其中前 述N i — F e合金係含F e率在5 0原子％以下。 4 .如申請專利範圍第1項之電池盒用電池，其中前 述鍍層之厚度在5 //m以下。 5 .如申請專利範圍第3項之電池盒用電池，其中前 述鍍層之厚度爲4 · 5 。 6 . —種電池間連接用導線材，其係於電池盒內連接 電池，以並聯式電阻熔接法熔接於電池之外側表面上，其 特徵係以並聯式電阻熔接於電池之外側表面；由基材，與 熔接於該基材之至少前述電池之外側表面上所形成之N i 一 S η系合金層所構成。 7 .如申請專利範圍第6項之電池間連接用導線材， (請先閱讀背面之注意事項再_寫本頁) .¾ 訂---------線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 502467 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 係於則述基材及則述N i - S η系合金層之間，形成有 Ni層、Ni-Fe合金層、Cu層、或Cu-Sn合金 層作爲底材層。 -8 ·如申請專利範圍第6項之電池間連接用導線材， 其中前述Ni—Sn系合金層係由Ni :25〜60重量 %、S η : 4 0〜7 5重量％之]\[ i 一 S η二元合金而成 〇 9 · 一種電池盒，係利用並聯式電阻熔接法以電池間 連接用導線材相互連接複數個電池的電池群內藏於外裝容 器內；前述電池間連接用導線材係申請專利範圍第6項之 電池間連接用導線材。 1 0 · —種電池盒，係利用並聯式電阻熔接法以電池 間連接用導線材相互連接複數個電池的電池群內藏於外裝 容器內；前述電池係申請專利範圍第1項之電池，前述電 池間連接用導線材係申請專利範圍第6項之電池間連接用 導線材。 1 1 · 一種電池，其係由下述所構成，其特徵係在電 池容器之外側表面之一部分或全部形成由N i - C 〇合金 、N i — Zn合金、或N i — F e — Co合金中任一種所 構成之鍍層。 1 2 ·如申請專利範圍第1 1項之電池，其中前述鍍 層之厚度爲5 μιη以下。 1 3 · —種電池盒，其係由下述所構成，其特徵係利 用並聯式電阻熔接法以電池間連接用導線材相互連接複數 (請先閱讀背面之注意事項再 -- r填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張又度逍用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 2- 502467 A8B8C8D8 六、申請專利範圍 個電池的電池群內藏於外裝容器內；前述電池係申請專和』 範圍第1 1項之電池。 1 4 · 一種電池盒，其係由下述所構成，其特徵係利 用並聯式電阻熔接法以電池間連接用導線材相互連接複數 個電池的電池群內藏於外裝容器內；前述電池係申請專利 範圍第1 1項之電池，前述電池間連接用導線材係申請專 利範圍第6項之電池間連接用導線材。 (請先閱讀背面之注意事項再與寫本頁) 裝 訂—------ 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）