JPH0523414U - 電池構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 シート状の正および負の電極に取り付けたタ
ブ部材のうちのどちらか一方を金属製電池缶（５）の開
口端内側に溶接し、かつ該タブ部材（４）に凸状のたわ
みを持たせることを特徴とする電池の構造。さらに金属
製電池缶の開口端側空間部に電池内容物の移動を防止す
るためのスペーサーを配したうえで上記タブ部材に凸状
のたわみを持たせることを特徴とする電池の構造。 【効果】 電池を落下するなどして衝撃を加えた場合で
もタブ部材が切断することのない電池を提供できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電池の構造に関し、詳しくは、シート状の正および負の電極をセパ レータを介して対向配置し、前記正および負の電極に取り付けたタブ部材を介し て電気エネルギーが取り出せるようにした電池内容物を金属製電池缶に密閉した 電池の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

正負の電極がセパレータを介して対向配置される形態の電池では、一般に、電 池の出力特性が対向する正負電極の面積に比例するので、大電流を取り出すため にはその面積をできるだけ広く保持させる必要がある。特に非水系の電池の場合 は、使用される電解液自体の導電性が比較的低いために、より一層広い面積を確 保する必要があり、電極に広い面積が効率よく得られるようにするため、活物質 を添着させて形成した電極をシート状にしたものが用いられている。このような 従来の電池では、活物質を介して変換された電気エネルギーを集電体を介して外 部に取り出すために、通常は金属製のタブ部材が正負の電極に取り付けられてお り、これら正負タブ部材を金属製電池缶および缶蓋にそれぞれ溶接した後、密閉 した構造が取られている。

【０００３】 これらタブ部材を電池缶に溶接する場所としてはいろいろあるが電池缶の体積 を小さくする目的あるいはタブ部材の電池缶への溶接作業を簡略化する目的でタ ブ部材を電池缶開口端内側の電極直上の側壁部に溶接する方法が採られている。 図３は従来のこのように構成された電池の構造の一例を示す。 しかしながら上述したように構成された従来の電池においては内部構造を簡略 化する目的で電極から溶接部までのタブ部材の長さはできるだけ短くされている 。この従来の電池構造を有する電池に例えば誤って落下するなどして衝撃を加え た場合、その衝撃によって電池内容物が移動し、タブ部材に圧縮、引き張りの力 がかかってタブ部材を切断してしまうため、電流が取り出せなくなり、電池とし て機能しなくなる。このため電池内の空間部分に電池内容物の移動を防止するた めのスペーサーを配しているがスペーサーだけでは十分な効果を得られるには至 っていない。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の目的は、かかる従来の問題に着目し、落下などの衝撃に対してタブ部 材が切断しない電池の構造を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

かかる目的を達成するために、本考案は、シート状の正および負の電極をセパ レータを介して対向配置し、前記正および負の電極に取り付けたタブ部材を介し て電気エネルギーが取り出せるようにした電池内容物を金属製電池缶に密閉した 電池の構造において、前記正および負の電極に取り付けたタブ部材のうちのどち らか一方を金属製電池缶の開口端内側に溶接し、かつ該タブ部材に凸状のたわみ を持たせることを特徴とするものである。

【０００６】 さらには金属製電池缶の開口端側空間部に電池内容物の移動を防止するための スペーサーを配したうえで該タブ部材に凸状のたわみを持たせることを特徴とす るものである。 本考案によれば、タブ部材のうちのどちらか一方を金属製電池缶の開口端内側 に溶接し、かつ該タブ部材に凸状のたわみを持たせることにより、電池を例えば 誤って落下するなどして衝撃を加えた場合でもタブ部材に圧縮、引き張りの力が かからないのでタブ部材が切断することのない電池の構造を提供することができ る。ここで、凸状のたわみとは電極に取り付けられたタブ部材を金属製電池缶と の溶接点まで最短の長さである直線で結ばずに、その中間に落下などの衝撃によ る電池内容物の移動によってタブ部材に加わる圧縮、引き張りの力を吸収するた めに設けるたわみのことであり、凸状とは該タブ部材を一旦電池缶の中心方向へ 湾曲させてつくるたわみの形状を表す。このたわみ部分に折れ目があるとタブ部 材に圧縮、引き張りの力が加わった際に、折れ目に力が集中し、この部分でタブ が切断される。よってたわみには折れ目のないことが必要である。

【０００７】 さらには金属製電池缶の開口端側空間部に電池内容物の移動を防止するための スペーサーを配したうえで該タブ部材に凸状のたわみを持たせることにより、電 池内容物の移動量を減少でき、タブ部材への圧縮、引き張りの力をより軽減でき るのでタブ部材の切断防止に対してさらに効果的である。 なお、タブ部材と金属製電池缶を溶接する方法としては、例えば抵抗溶接法、 超音波溶接法などがあるが特に限定しない。また、タブ部材と金属製電池缶を溶 接する際にこれらを直接溶接してもよいが、溶接強度を高める方法としてタブ部 材の被溶接部に金属製電池缶と溶接し易い材質の金属板を取り付けた後にこの部 分を金属製電池缶に溶接する方法などを採っても良い。

【０００８】

【実施例】

以下に、図面を参照しつつ本考案の実施例を具体的に説明するが、本考案は以 下の実施例に限定されるものではない。

【０００９】

【実施例１】 図１は本考案のの基本的な構成例として、正負一組の電極からなる電池断面を 示す省略図である。ここで正の電極シート１と負の電極シート２はセパレータ３ を介して対向配置される。そして負のタブ部材４は凸状のたわみを持たせて金属 製電池缶５の開口端内側の側壁部に溶接してある。

【００１０】 本考案者は実際に電池を試作し、実験を行った。なお、これらの電池には正極 として、活物質ＬｉＣｏＯ₂ に対して、５％の炭素系導電助剤を加えてなるコン パウンドにポリビニリデンフルオライドの５％ＤＭＦ溶液を同量加えて懸濁液と し、これをアルミニウム箔に３００ｇ／ｍ² で均一に添着したもの、また、負極 には、活物質として平均粒径１０μｍの炭素質材料にポリビニリデンフルオライ ドの５％ＤＭＦ溶液を同量加えて懸濁液とし、これを銅箔に１５０ｇ／ｍ² で均 一に添着したものをそれぞれ使用した。これらにＬｉＣｌＯ₄ ０．６ｍｏｌ／ｌ のプロピレンカーボネイト溶液を含浸して電池缶に密閉した。

【００１１】 なお、電極の面積は４０×３００ｍｍで、正極用タブ部材には厚さ１００μｍ アルミニウム箔を、また負極タブ部材には厚さ１００μｍの銅箔を用いた。タブ 部材の幅はそれぞれ４ｍｍとした。正極用タブ部材の両面には絶縁の目的で幅６ ｍｍのノーメックスペーパーテープを貼り付けた。負極タブ部材は凸状のたわみ を持たせるように加工し、該タブ部材の先端を金属製電池缶（ＳＵＳ３０４また はＳＵＳ３０５）の開口端内側に溶接した。このようにして作成した直径１６． ５ｍｍ高さ５０ｍｍの電池缶を１．２ｍの高さからコンクリート床に５回落下し た。その後電池缶を開封して内部のタブ部材の変化を調べた。その結果を表１に 示す。このような電池の構造を有する電池は落下などの衝撃に対してタブ部材が 切断する不安がないことがわかる。

【００１２】

【実施例２】 図２は金属製電池缶の開口端側空間部に電池内容物の移動を防止するためのス ペンーサーを配した場合の実施例を示したもので、凸状のたわみを持たせたタブ 部材４を金属製電池缶５の開口端内側の側壁部に溶接した部分の斜視図である。 ここで金属製電池缶の開口端側空間部に電池内容物の移動を防止するためのスペ ーサー６を配したうえで該タブ部材に凸状のたわみを持たせて金属製電池缶５の 開口端内側の側壁部に溶接してある。本考案者は実施例１に加えて電池缶開口部 に図２に示すように、厚さ５ｍｍのポリエチレン製のスペーサーを負極タブ部材 のたわみ部分を除いて電池缶開口端側に配し、負極タブ部材は凸状のたわみを持 たせるように加工し、該タブ部材の先端を金属製電池缶の開口端内側に溶接した 。このようにして試作した電池を実施例１と同じように落下して電池内部のタブ 部材の変化を調べた。その結果を表１に示す。このように電池缶開口端側空間部 に電池内容物の移動を防止するためのスペーサーを配したうえで該タブ部材に凸 状のたわみを持たせることにより、落下などの衝撃によるタブ部材の切断をより 効果的に防ぐことができる。

【００１３】

【実施例３】 負極に、活物質として平均粒径１０μｍの炭素質材料にポリビニリデンフルオ ライドの５％ＤＭＦ溶液を同量加えて懸濁液とし、これをニッケル箔に１５０ｇ ／ｍ² で均一に添着したものを、また負極タブ部材には厚さ１００μｍのニッケ ル箔を用いた以外はすべて実施例１と同じようにして電池を組み立て、落下して 電池内部のタブ部材の変化を調べた。その結果を表１に示す。

【００１４】

【比較例】

比較例１の負極タブ部材は図３に示すようにたわみを持たせずに金属製電池缶 に直接溶接した以外は実施例２と同じにした。このようにして試作した電池を実 施例１と同じようにして落下して電池内部のタブ部材の変化を調べた。その結果 を表１に示す。

【００１５】 この表１から明らかなように、比較例１の電池の構造は落下の衝撃によってタ ブ部材が切断しやすいのに対し、本考案の電池の構造はタブ部材が切断しない電 池を提供できることがわかる。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【考案の効果】

本考案は電池を例えば誤って落下するなどして衝撃を加えた場合でもタブ部材 が切断することのない電池の構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の１例を示す電池の一部省略断面図であ
る。

【図２】本考案の金属製電池缶の開口端側空間部に電池
内容物の移動を防止するためのスペンーサーを配した場
合の１例を示す電池缶開口端部の一部省略斜視図であ
る。

【図３】従来の電池の１例を示す一部省略断面図であ
る。

【符号の説明】

１・・・・・正の電極シート ２・・・・・負の電極シート ３・・・・・セパレータ ４・・・・・タブ部材 ５・・・・・金属製電池缶 ６・・・・・スペーサー

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 シート状の正および負の電極をセパレー
   タを介して対向配置し、前記正および負の電極に取り付
   けたタブ部材を介して電気エネルギーが取り出せるよう
   にした電池内容物を金属製電池缶に密閉した電池の構造
   において、 前記正および負の電極に取り付けたタブ部材のうちのど
   ちらか一方を金属製電池缶の開口端内側に溶接し、かつ
   該タブ部材に凸状のたわみを持たせることを特徴とする
   電池の構造。