JPH0654660B2 - 角形電池の製造法 - Google Patents
角形電池の製造法Info
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- JPH0654660B2 JPH0654660B2 JP62158528A JP15852887A JPH0654660B2 JP H0654660 B2 JPH0654660 B2 JP H0654660B2 JP 62158528 A JP62158528 A JP 62158528A JP 15852887 A JP15852887 A JP 15852887A JP H0654660 B2 JPH0654660 B2 JP H0654660B2
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- constant
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/147—Lids or covers
- H01M50/166—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids
- H01M50/169—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids by welding, brazing or soldering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
- H01M50/103—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
-
- 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
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、金属製のケースとフタをパルス式レーザー溶
接機で溶接する角形電池の製造法に関するものである。
接機で溶接する角形電池の製造法に関するものである。
従来の技術 電子機器の小型化に伴って、それらに使用される電源に
はより小型で高性能の電池が要求される様になってき
た。この様な状況下で、機器への収納スペースの無駄の
無い角形電池は、従来の円筒形電池にとって代わり、特
にニッケル・カドミウム電池やリチウム電池の分野で需
要が急速に伸びている。
はより小型で高性能の電池が要求される様になってき
た。この様な状況下で、機器への収納スペースの無駄の
無い角形電池は、従来の円筒形電池にとって代わり、特
にニッケル・カドミウム電池やリチウム電池の分野で需
要が急速に伸びている。
これらの角形電池は、発電要素いを収納したステンレス
やニッケルメッキ鋼板からなるケースの開口部にフタを
溶接する事によって製造される。
やニッケルメッキ鋼板からなるケースの開口部にフタを
溶接する事によって製造される。
溶接方法としてはアーク溶接やガス溶接が従来から広く
行われているが、小型の角形電池の溶接には溶接部の位
置決め精度が高く溶接部周囲への熱的影響が少なく、し
かも量産性に優れたＸＹテーブルとの組み合わせによる
パルス式レーザー溶接機を用いる方法が最も適してお
り、これらの方法で得た角形電池は溶接機の精度は高
く、また外観上も他の溶接法には真似できない美しい仕
上りを得ることができる。この場合、パルス式レーザー
溶接機としては発振エネルギーやその制御方法の容易さ
からＹＡＧレーザー溶接機の使用が最も適切である。
行われているが、小型の角形電池の溶接には溶接部の位
置決め精度が高く溶接部周囲への熱的影響が少なく、し
かも量産性に優れたＸＹテーブルとの組み合わせによる
パルス式レーザー溶接機を用いる方法が最も適してお
り、これらの方法で得た角形電池は溶接機の精度は高
く、また外観上も他の溶接法には真似できない美しい仕
上りを得ることができる。この場合、パルス式レーザー
溶接機としては発振エネルギーやその制御方法の容易さ
からＹＡＧレーザー溶接機の使用が最も適切である。
また溶接方法としては他にシーム溶接（連続溶接）法も
有るが、パルス式に比べて溶接部周囲への熱的影響が大
きく、樹脂部品や電極、電解液等の変形劣化を生ずる危
険性が高いために使用には適していない。
有るが、パルス式に比べて溶接部周囲への熱的影響が大
きく、樹脂部品や電極、電解液等の変形劣化を生ずる危
険性が高いために使用には適していない。
発明が解決しようとする問題点 小型の角形電池においては、機械的強度と耐薬品性を考
慮してニッケルメッキした綱板あるいはステンレス等か
ら成形加工した角形ケースに同様の材料から加工したフ
タを開口部に嵌合し、これらの嵌合部を溶接する事で封
口を行う方法が採られている。この溶接には前述した如
くパルス式レーザー溶接機が広く用いられている。
慮してニッケルメッキした綱板あるいはステンレス等か
ら成形加工した角形ケースに同様の材料から加工したフ
タを開口部に嵌合し、これらの嵌合部を溶接する事で封
口を行う方法が採られている。この溶接には前述した如
くパルス式レーザー溶接機が広く用いられている。
ところがしばしば溶接部より電池内の溶解液が漏洩する
という問題が生じた。そこで本発明者らが詳細に観察を
行った結果この漏洩は溶接の際のスタート点と終了点付
近に集中して発生している事を発見した。以下その原因
について述べる。
という問題が生じた。そこで本発明者らが詳細に観察を
行った結果この漏洩は溶接の際のスタート点と終了点付
近に集中して発生している事を発見した。以下その原因
について述べる。
パルスレーザー溶接機を使用した角形電池の溶接方法の
概略図を第１図に示す。第１図からわかる様に角形ケー
ス（１）とフタ（２）の嵌合部（３）にレーザー光
（４）焦点が当るようにＸＹテーブルを使ってケース
（１）を水平方向に送りながら図中の記号で示したＡ→
Ｂ，Ｂ→Ｃ，Ｃ→Ｄ，Ｄ→Ａという順に溶接が行われ
る。この時パルスレーザーの発振数n と、ケースの送り
速度Ｖ、および溶接で生ずるビード密度には次の関係が
成立する。
概略図を第１図に示す。第１図からわかる様に角形ケー
ス（１）とフタ（２）の嵌合部（３）にレーザー光
（４）焦点が当るようにＸＹテーブルを使ってケース
（１）を水平方向に送りながら図中の記号で示したＡ→
Ｂ，Ｂ→Ｃ，Ｃ→Ｄ，Ｄ→Ａという順に溶接が行われ
る。この時パルスレーザーの発振数n と、ケースの送り
速度Ｖ、および溶接で生ずるビード密度には次の関係が
成立する。
d ＝n ／Ｖ（［Ｎ／ｌ］） … 第１式 d ：溶接部の長さ当りのビード数 n ：Ｎ／t ．Ｖ＝ｌ／ｔ Ｎ：パルス数，ｔ：時間 ｌ：溶接距離 例えばビードの密度を 3［個／mm］にするにはレーザー
のぱるす発振数が60［パルス／秒］であるなら、送り速
度は20［mm／秒］に設定しなければならない。
のぱるす発振数が60［パルス／秒］であるなら、送り速
度は20［mm／秒］に設定しなければならない。
ところがＸＹテーブルの動きは第２図に示す様にＡ点か
らスタートし、Ｂ点で終る区間ではＡ点より動き出し加
速区間Ｓ１を経て、定速度区間Ｓでは一定速度Ｖs で動
く。次にＢ方向へちかづく減速度区間Ｓ２で徐々に速度
を落し、Ｂ点で停止し、速度は０となる。この様に送り
のスタート点および終了点付近ではそれぞれ設定速度よ
り送り速度（Ｖ）が小さくなる加速区間，減速区間が生
じる。一方レーザーの発振数n は一定であり、このため
第１式で示されるビード密度は、この区間では本来の設
定数を大幅にうわまわるという事が必然的に生じてい
た。
らスタートし、Ｂ点で終る区間ではＡ点より動き出し加
速区間Ｓ１を経て、定速度区間Ｓでは一定速度Ｖs で動
く。次にＢ方向へちかづく減速度区間Ｓ２で徐々に速度
を落し、Ｂ点で停止し、速度は０となる。この様に送り
のスタート点および終了点付近ではそれぞれ設定速度よ
り送り速度（Ｖ）が小さくなる加速区間，減速区間が生
じる。一方レーザーの発振数n は一定であり、このため
第１式で示されるビード密度は、この区間では本来の設
定数を大幅にうわまわるという事が必然的に生じてい
た。
ビードの密度と溶接部の受けるエネルギーは比例関係に
あるために、ビードの密度の大きいスタート点を終了点
は定速区間に比べて必要以上に大きなレーザーのエネル
ギーが照射され、この部分の溶接機個所は異常な熱的影
響をうける事で歪み等が発生し、ヒビ割れ等の溶接欠陥
の要因になっていたものである。
あるために、ビードの密度の大きいスタート点を終了点
は定速区間に比べて必要以上に大きなレーザーのエネル
ギーが照射され、この部分の溶接機個所は異常な熱的影
響をうける事で歪み等が発生し、ヒビ割れ等の溶接欠陥
の要因になっていたものである。
問題点を解決するための手段 パルス式レーザー溶接機で溶接した角形電池の溶接欠陥
を解消する方法として、従来行われていた溶接方法に代
えて溶接部全域にわたってビード密度を均一化する事に
よって欠陥のない極めて安定した溶接が可能である事が
わかった。さらに、本発明者らはそれを実現するために
以下に示す２種類の方法を確立した。
を解消する方法として、従来行われていた溶接方法に代
えて溶接部全域にわたってビード密度を均一化する事に
よって欠陥のない極めて安定した溶接が可能である事が
わかった。さらに、本発明者らはそれを実現するために
以下に示す２種類の方法を確立した。
［方法Ａ］ まず第１の方法は、必要な溶接区間に対してスタート点
の手前と終了点の以後にそれぞれ余分な送り区間を設
け、溶接区間では常に送り速度Ｖを一定ならしめるもの
で、第３図にその方法を示す。レーザーの発振は送り連
動して溶接区間のみで発振させる。これによってレーザ
ーの発振数n が一定であれば先に示した第１式からもわ
かる様に常に一定なビード密度を得る事が可能となるも
のである。この方法を方法Ａとする。
の手前と終了点の以後にそれぞれ余分な送り区間を設
け、溶接区間では常に送り速度Ｖを一定ならしめるもの
で、第３図にその方法を示す。レーザーの発振は送り連
動して溶接区間のみで発振させる。これによってレーザ
ーの発振数n が一定であれば先に示した第１式からもわ
かる様に常に一定なビード密度を得る事が可能となるも
のである。この方法を方法Ａとする。
［方法Ｂ］ 第２の方法は、ケースの送り方法は従来どおりとし、パ
ルス発振数n を送り速度に同期させビード密度が一定と
なる様に制御するもので第４図にその方法を示す。すな
わち、ＸＹテーブルの送り速度Ｖを検出しつつ、この速
度Ｖに合わせて第１式で与えられるビード密度が一定と
なる様に発振数n を制御する。この方法を方法Ｂとす
る。
ルス発振数n を送り速度に同期させビード密度が一定と
なる様に制御するもので第４図にその方法を示す。すな
わち、ＸＹテーブルの送り速度Ｖを検出しつつ、この速
度Ｖに合わせて第１式で与えられるビード密度が一定と
なる様に発振数n を制御する。この方法を方法Ｂとす
る。
実施例 厚さ 0.4mmの綱板を成型加工し、ニッケルメッキを施し
たケース及びフタからなる幅16.4mm、厚さ 5.6mm、高さ
67mmのニッケル・カドミウムを活物質とした角形のアル
カリ蓄電池を使用して溶接を行い、溶接部からのアルカ
リ電解液の漏洩の有無を、赤色リトマス試験紙によって
チエックする事で溶接部の欠陥の有無を調べた。
たケース及びフタからなる幅16.4mm、厚さ 5.6mm、高さ
67mmのニッケル・カドミウムを活物質とした角形のアル
カリ蓄電池を使用して溶接を行い、溶接部からのアルカ
リ電解液の漏洩の有無を、赤色リトマス試験紙によって
チエックする事で溶接部の欠陥の有無を調べた。
レーザー溶接機は出力 150Ｗのパルス式ＹＡＧレーザー
溶接機を使用し、ＮＣコントローラーに接合したＸＹテ
ーブルによってケースを送る方式を採った。また溶接部
のビードの密度は３［個／mm］を基準とした。
溶接機を使用し、ＮＣコントローラーに接合したＸＹテ
ーブルによってケースを送る方式を採った。また溶接部
のビードの密度は３［個／mm］を基準とした。
サンプルＡは本発明による前記方法Ａによるもので、す
なわち溶接区間の前後においてそれぞれ距離を3mm 長く
送りをかけ、溶接区間の送り速度は20［mm／秒］と一定
に保ち同時にレーザー発振数は60［パルス／秒］の条件
で溶接を行った。
なわち溶接区間の前後においてそれぞれ距離を3mm 長く
送りをかけ、溶接区間の送り速度は20［mm／秒］と一定
に保ち同時にレーザー発振数は60［パルス／秒］の条件
で溶接を行った。
サンプルＢは本発明による前記方法Ｂによるもので、ケ
ースの送りは溶接区間のみで、速度は20［mm／秒］を基
準とし、レーザー発振数は［60パルス／秒］を基準にし
てスタート点および終了点の加速および減速区間はそれ
ぞれの速度に応じて自動的に制御し、溶接部全域にわた
ってビード密度が一定になる様に溶接を行った。なお、
送り速度の検出およびそれに関連したレーザー発振数の
制御はコンピューターを組込ませる事で行った。
ースの送りは溶接区間のみで、速度は20［mm／秒］を基
準とし、レーザー発振数は［60パルス／秒］を基準にし
てスタート点および終了点の加速および減速区間はそれ
ぞれの速度に応じて自動的に制御し、溶接部全域にわた
ってビード密度が一定になる様に溶接を行った。なお、
送り速度の検出およびそれに関連したレーザー発振数の
制御はコンピューターを組込ませる事で行った。
サンプルＣは従来方法によるもので、溶接のスタート点
および終了点は必然的にビードの密度が３［個／mm］を
上回り密になった。
および終了点は必然的にビードの密度が３［個／mm］を
上回り密になった。
これらの電池それぞれ50ケを、溶接後60℃，95ＲＨ％の
高温槽中に放置し、接合部からの電解液の漏洩発生率を
調べた。その結果を第１表に示す。
高温槽中に放置し、接合部からの電解液の漏洩発生率を
調べた。その結果を第１表に示す。
第１表に示す様に、従来法によるサンプルＣからは放置
後 180日目には12％の電池から漏洩が検出されたが、本
発明によるサンプルＡおよびサンプルＢからは全く検出
されず、電解液の漏洩すなわち溶接欠陥は皆無であっ
た。
後 180日目には12％の電池から漏洩が検出されたが、本
発明によるサンプルＡおよびサンプルＢからは全く検出
されず、電解液の漏洩すなわち溶接欠陥は皆無であっ
た。
発明の効果 本発明のよれば、特に溶接のスタート点および終了点の
近傍におけるレーザー溶接部のビードの密度を均一にす
ることができ、従来の密度過多によって生ずる溶接欠陥
を解消し、極めて信頼性の高い角形電池を得る事ができ
る。同時に電池１個当りの総レーザー発振数も低減でき
るために、高価なレーザー励起ランプの寿命が長くな
り、生産コストの引き下げも可能となる。
近傍におけるレーザー溶接部のビードの密度を均一にす
ることができ、従来の密度過多によって生ずる溶接欠陥
を解消し、極めて信頼性の高い角形電池を得る事ができ
る。同時に電池１個当りの総レーザー発振数も低減でき
るために、高価なレーザー励起ランプの寿命が長くな
り、生産コストの引き下げも可能となる。
第１図はレーザーを使って角形電池を溶接する方法の概
略図、第２図〜第４図はパルス式レーザー溶接の様式図
で、その内第２図は従来方法、第３図，第４図は本発明
による方法を示す。 １……ケース、２……フタ ３……嵌合部、４……レーザー ５……ビード
略図、第２図〜第４図はパルス式レーザー溶接の様式図
で、その内第２図は従来方法、第３図，第４図は本発明
による方法を示す。 １……ケース、２……フタ ３……嵌合部、４……レーザー ５……ビード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審判の合議体 審判長 松浦 弘三 審判官 中嶋 清 審判官 菅谷 光雄 (56)参考文献 特開 昭57−55060（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−174169（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】角形ケースの開口部にフタを嵌合しＸＹテ
ーブルで移動しながらパルス式レーザー溶接機で前記嵌
合部を溶接する工程を有し、 前記工程で、溶接部全個所の距離当りのレーザー照射数
を一定にする角形電池の製造法であって、 溶接部全個所の距離当りのレーザー照射数を一定にする
ために、ＸＹテーブルの余分な送り区間を溶接区間の開
始点の手前および終了点の後に設けることによって、溶
接部全個所においてＸＹテーブルの移動速度が一定にな
るよう制御し、パルス式レーザー溶接機の時間ごとのレ
ーザー発振比率を一定にした事を特徴とする角形電池の
製造法。 - 【請求項２】角形ケースの開口部にフタを嵌合しＸＹテ
ーブルで移動しながらパルス式レーザー溶接機で前記嵌
合部を溶接する工程を有し、 前記工程で、溶接部全個所の距離当りのレーザー照射数
を一定にする角形電池の製造法であって、 溶接部全個所の距離当りのレーザー照射数を一定にする
ために、ＸＹテーブルの移動距離に比例してパルス式レ
ーザー溶接機のレーザー発振数を制御することを特徴と
する角形電池の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62158528A JPH0654660B2 (ja) | 1987-06-25 | 1987-06-25 | 角形電池の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62158528A JPH0654660B2 (ja) | 1987-06-25 | 1987-06-25 | 角形電池の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS643954A JPS643954A (en) | 1989-01-09 |
| JPH0654660B2 true JPH0654660B2 (ja) | 1994-07-20 |
Family
ID=15673703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62158528A Expired - Fee Related JPH0654660B2 (ja) | 1987-06-25 | 1987-06-25 | 角形電池の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0654660B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20200251692A1 (en) * | 2019-01-31 | 2020-08-06 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Secondary battery |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5755060A (en) * | 1980-09-19 | 1982-04-01 | Sanyo Electric Co Ltd | Laser welded mouth sealing device |
| JPS61174169U (ja) * | 1985-04-18 | 1986-10-29 |
-
1987
- 1987-06-25 JP JP62158528A patent/JPH0654660B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20200251692A1 (en) * | 2019-01-31 | 2020-08-06 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Secondary battery |
| US12519126B2 (en) * | 2019-01-31 | 2026-01-06 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Secondary battery |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS643954A (en) | 1989-01-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |