JPH09330696A - リード板付き電池 - Google Patents
リード板付き電池Info
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- JPH09330696A JPH09330696A JP8147362A JP14736296A JPH09330696A JP H09330696 A JPH09330696 A JP H09330696A JP 8147362 A JP8147362 A JP 8147362A JP 14736296 A JP14736296 A JP 14736296A JP H09330696 A JPH09330696 A JP H09330696A
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- Japan
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- lead plate
- battery
- layer
- exterior
- welding
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- 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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- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造コストの低減と生産性の向上を図ること
ができるリード板付き電池を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 アルミニウム又はアルミニウム合金から
なる有底筒状の外装缶と、当該外装缶の外面表面に抵抗
溶接によって電気的に接続される電流取出用リード板と
を備え、前記電流取出用リード板は前記外装缶と固着さ
れるアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の
層と、接続用リード板と電気的に接続される第２の層か
らなるクラッド材であることを特徴とする。
ができるリード板付き電池を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 アルミニウム又はアルミニウム合金から
なる有底筒状の外装缶と、当該外装缶の外面表面に抵抗
溶接によって電気的に接続される電流取出用リード板と
を備え、前記電流取出用リード板は前記外装缶と固着さ
れるアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の
層と、接続用リード板と電気的に接続される第２の層か
らなるクラッド材であることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、抵抗溶接にて電流
取出用リード板と外装缶とを電気的接続するリード板付
き電池に関する。
取出用リード板と外装缶とを電気的接続するリード板付
き電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】リチウムイオン電池では、電池の過充電
や過放電を防止するために、電池外部に電池電圧を制御
するための保護回路が設けられている。この保護回路と
電池は接続用リード板によって電気的に接続されている
が、この接続用リード板は保護回路との接続性等を考慮
して、ニッケル材、あるいは表面にニッケルメッキされ
たステンレス材等が用いられている。
や過放電を防止するために、電池外部に電池電圧を制御
するための保護回路が設けられている。この保護回路と
電池は接続用リード板によって電気的に接続されている
が、この接続用リード板は保護回路との接続性等を考慮
して、ニッケル材、あるいは表面にニッケルメッキされ
たステンレス材等が用いられている。
【０００３】ところが、この接続用リード板と外装缶と
を固着する場合には、外装缶の材料としてアルミニウム
又はアルミニウム合金を用いていると、抵抗溶接法では
外装缶の導電性が良いということに起因して、また超音
波溶接法では、接続用リード板がニッケル材又はステン
レス材等からなるので接続用リード板が溶解しないとい
うことに起因して、それぞれ固着することができないと
いう問題がある。したがって、従来は、接続用リード板
と外装缶との固着はレーザ溶接法にて行われていた。
を固着する場合には、外装缶の材料としてアルミニウム
又はアルミニウム合金を用いていると、抵抗溶接法では
外装缶の導電性が良いということに起因して、また超音
波溶接法では、接続用リード板がニッケル材又はステン
レス材等からなるので接続用リード板が溶解しないとい
うことに起因して、それぞれ固着することができないと
いう問題がある。したがって、従来は、接続用リード板
と外装缶との固着はレーザ溶接法にて行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記レ
ーザ溶接法では使用環境条件が著しく規制され、且つレ
ーザ装置が高価であり、しかも時間あたりの生産数量も
少ないということから電池の製造コストの高騰を招くと
いった課題を有していた。加えて、接続用リード板の材
料により溶接条件が異なり、且つこの溶接条件は著しく
規制され、少しでも逸脱するとクラックあるいはピンホ
ール等の不良が発生するために、生産性が低下するとい
う課題も有していた。
ーザ溶接法では使用環境条件が著しく規制され、且つレ
ーザ装置が高価であり、しかも時間あたりの生産数量も
少ないということから電池の製造コストの高騰を招くと
いった課題を有していた。加えて、接続用リード板の材
料により溶接条件が異なり、且つこの溶接条件は著しく
規制され、少しでも逸脱するとクラックあるいはピンホ
ール等の不良が発生するために、生産性が低下するとい
う課題も有していた。
【０００５】そこで、本発明は、製造コストの高騰や生
産性の低下を招くことがないリード板付き電池を提供す
ることを目的としている。
産性の低下を招くことがないリード板付き電池を提供す
ることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のリード板付き電
池は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる有底
筒状の外装缶と、当該外装缶の外面表面に抵抗溶接によ
って電気的に接続される電流取出用リード板とを備え、
前記電流取出用リード板は前記外装缶と固着されるアル
ミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の層と、接
続用リード板と電気的に接続される第２の層からなるク
ラッド材であることを特徴とする。
池は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる有底
筒状の外装缶と、当該外装缶の外面表面に抵抗溶接によ
って電気的に接続される電流取出用リード板とを備え、
前記電流取出用リード板は前記外装缶と固着されるアル
ミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の層と、接
続用リード板と電気的に接続される第２の層からなるク
ラッド材であることを特徴とする。
【０００７】上述の如く、電流取出用リード板の第１層
と外装缶とが同質のアルミニウム又はアルミニウム合金
から構成されているので、両者を容易に抵抗溶接で固着
することができる。
と外装缶とが同質のアルミニウム又はアルミニウム合金
から構成されているので、両者を容易に抵抗溶接で固着
することができる。
【０００８】ここで、電流取出リード板の第１層と外装
缶とが同質の材料で構成されていれば、超音波溶接によ
っても両者を固着することができる。
缶とが同質の材料で構成されていれば、超音波溶接によ
っても両者を固着することができる。
【０００９】しかしながら、確かに超音波溶接によって
両者を固着することはできるが、超音波溶接を行った場
合、超音波溶接装置における超音波ホーンの耐久性が非
常に悪いので、超音波溶接を繰り返すと、ホーンのヘッ
ドが簡単に摩耗し、劣化するのでホーンを頻繁に取り替
えなければならない。
両者を固着することはできるが、超音波溶接を行った場
合、超音波溶接装置における超音波ホーンの耐久性が非
常に悪いので、超音波溶接を繰り返すと、ホーンのヘッ
ドが簡単に摩耗し、劣化するのでホーンを頻繁に取り替
えなければならない。
【００１０】従って、超音波溶接装置の部品交換のコス
ト等を考慮した場合、抵抗溶接よりもコストアップを招
くこと、又、ホーンヘッドを度々交換しなければならず
生産効率の低下を招くという問題が生じる。
ト等を考慮した場合、抵抗溶接よりもコストアップを招
くこと、又、ホーンヘッドを度々交換しなければならず
生産効率の低下を招くという問題が生じる。
【００１１】これに対して、本発明では、電流取出リー
ド板の第１層と外装缶とを抵抗溶接によって固着してい
るので、上述のような問題は生じない。これは、抵抗溶
接では、溶接時に加える加圧力が超音波溶接に比べて少
なくできるため、抵抗溶接用電極棒の摩耗を小さくで
き、耐久性が向上するからである。
ド板の第１層と外装缶とを抵抗溶接によって固着してい
るので、上述のような問題は生じない。これは、抵抗溶
接では、溶接時に加える加圧力が超音波溶接に比べて少
なくできるため、抵抗溶接用電極棒の摩耗を小さくで
き、耐久性が向上するからである。
【００１２】このように、抵抗溶接法では、超音波溶接
法に比べて消耗部品の耐久性もあり、また、その装置自
体が安価であり、電池の製造コストを低減することがで
きる。
法に比べて消耗部品の耐久性もあり、また、その装置自
体が安価であり、電池の製造コストを低減することがで
きる。
【００１３】さらに、本発明では、同質の材料同士を抵
抗溶接するので、超音波溶接と同等またはそれ以上の溶
接強度が得られる。
抗溶接するので、超音波溶接と同等またはそれ以上の溶
接強度が得られる。
【００１４】また、本発明は、電流取出用リード板の第
１層の厚みを、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とする
ことが好ましい。
１層の厚みを、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とする
ことが好ましい。
【００１５】これは、電流取出用リード板の第２層と接
続用リード板とを抵抗溶接する場合に、上記の範囲を逸
脱すると、溶着部にクラックあるいは亀裂等を生じる恐
れがあるからである。
続用リード板とを抵抗溶接する場合に、上記の範囲を逸
脱すると、溶着部にクラックあるいは亀裂等を生じる恐
れがあるからである。
【００１６】尚、電流取出用リード板の第１の層の材質
としては、金属アルミニウム又はアルミニウム−マンガ
ン系等のアルミニウム合金が用いられる。
としては、金属アルミニウム又はアルミニウム−マンガ
ン系等のアルミニウム合金が用いられる。
【００１７】一方、電流取出用リード板の第２の層の材
質としては、ニッケル材、鉄ニッケルメッキ材、ステン
レスニッケル材、銅ニッケルメッキ材等が用いられる。
質としては、ニッケル材、鉄ニッケルメッキ材、ステン
レスニッケル材、銅ニッケルメッキ材等が用いられる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明を図１、２に基づいて、以
下に説明する。
下に説明する。
【００１９】図１に示すように、本発明の電流取出用リ
ード板付きの角形リチウムイオン電池は、金属アルミニ
ウムからなる有底筒状の外装缶１を有しており、この外
装缶１の底部１ａの外側面には、電流取出用リード板２
が抵抗溶接により溶着されている（尚、図１においては
発電要素、金属封口蓋等を省略している）。上記電流取
出用リード板２は、図２に示すように、２層構造をなす
クラッド材（厚み０．１５ｍｍ、幅４ｍｍ、長さ１６ｍ
ｍ）から構成されており、具体的には上記外装缶１側に
溶着される第１の層２Ａと、この第１の層２Ａの他方の
面に形成された第２の層２Ｂとから構成される。上記第
１の層２Ａの厚みは０．０５ｍｍであり、また第１の層
２Ａは外装缶１との溶着性を考慮して、金属アルミニウ
ムから構成されている。一方、上記第２の層２Ｂの厚み
は０．１０ｍｍであり、また第２の層２Ｂは後述する接
続用リード板との溶着性を考慮して、ニッケルから構成
されている。
ード板付きの角形リチウムイオン電池は、金属アルミニ
ウムからなる有底筒状の外装缶１を有しており、この外
装缶１の底部１ａの外側面には、電流取出用リード板２
が抵抗溶接により溶着されている（尚、図１においては
発電要素、金属封口蓋等を省略している）。上記電流取
出用リード板２は、図２に示すように、２層構造をなす
クラッド材（厚み０．１５ｍｍ、幅４ｍｍ、長さ１６ｍ
ｍ）から構成されており、具体的には上記外装缶１側に
溶着される第１の層２Ａと、この第１の層２Ａの他方の
面に形成された第２の層２Ｂとから構成される。上記第
１の層２Ａの厚みは０．０５ｍｍであり、また第１の層
２Ａは外装缶１との溶着性を考慮して、金属アルミニウ
ムから構成されている。一方、上記第２の層２Ｂの厚み
は０．１０ｍｍであり、また第２の層２Ｂは後述する接
続用リード板との溶着性を考慮して、ニッケルから構成
されている。
【００２０】このような構造の電池を以下のようにして
作製した。
作製した。
【００２１】第３図に示すように、外装缶底面外部上に
電流取出用リード板のアルミニウムからなる第１の層２
Ａが外装缶側に位置するように電流取出用リード板２を
載置する。次いで、抵抗溶接用電極棒３を降下させ、電
流を流すことによって外装缶と電流取出用リード板２の
第１の層２Ａを溶接する。
電流取出用リード板のアルミニウムからなる第１の層２
Ａが外装缶側に位置するように電流取出用リード板２を
載置する。次いで、抵抗溶接用電極棒３を降下させ、電
流を流すことによって外装缶と電流取出用リード板２の
第１の層２Ａを溶接する。
【００２２】この後、外装缶内部に発電要素を挿入し、
更に外装缶の開口部を金属封口蓋で封口する等の工程を
経て電池を作製した。
更に外装缶の開口部を金属封口蓋で封口する等の工程を
経て電池を作製した。
【００２３】尚、この電池に接続用リード板４を接続す
る際には、図４に示すように、電流取出用リード板２の
第２の層２Ｂ上に、ニッケルからなる接続用リード板４
を載置した後、抵抗溶接用電極棒３を降下させ、電流を
流すことによって溶接する。そして、これによって、電
流取出用リード板２の第２の層２Ｂと接続用リード板４
が固着する。
る際には、図４に示すように、電流取出用リード板２の
第２の層２Ｂ上に、ニッケルからなる接続用リード板４
を載置した後、抵抗溶接用電極棒３を降下させ、電流を
流すことによって溶接する。そして、これによって、電
流取出用リード板２の第２の層２Ｂと接続用リード板４
が固着する。
【００２４】また、電流取出用リード板であるクラッド
材の製造方法としては、アルミニウム板とニッケル板と
を重ね合わせた後、これらを加圧及び加熱することによ
り作製した。
材の製造方法としては、アルミニウム板とニッケル板と
を重ね合わせた後、これらを加圧及び加熱することによ
り作製した。
【００２５】［実施例１］上記発明の実施の形態で示す
電池を用い、このような構造電池を本発明電池Ａ１とす
る。
電池を用い、このような構造電池を本発明電池Ａ１とす
る。
【００２６】［比較例１］電流取出リード板の第１層
と、外装缶とを超音波溶接する以外は、実施例１と同様
にして、電池を作製した。この電池を比較電池Ｘ１とす
る。
と、外装缶とを超音波溶接する以外は、実施例１と同様
にして、電池を作製した。この電池を比較電池Ｘ１とす
る。
【００２７】［比較例２］電流取出リード板の第１層
と、外装缶とをレーザ溶接する以外は、実施例１と同様
にして、電池を作製した。この電池を比較電池Ｘ２とす
る。
と、外装缶とをレーザ溶接する以外は、実施例１と同様
にして、電池を作製した。この電池を比較電池Ｘ２とす
る。
【００２８】（実験１）上記本発明電池Ａ１と比較電池
Ｘ１とを用い、電流取出リード板と外装缶との引張強度
を測定した。その結果を表１に示す。尚、測定条件は、
リード板を垂直に引張り、電池からリード板が破断する
ときの強度を示したものであり、各電池１０個測定し、
その強度の平均値と、最大値、最小値を示した。又、本
発明電池Ａ１における抵抗溶接条件は、溶接電流０．９
〜１．０ｋＡで２点抵抗溶接したものである。さらに、
超音波溶接条件は、超音波エネルギー２０Ｊ、加圧力４
０ＰＳＩ（１ＰＳＩ＝０．０７ｋｇｆ／ｃｍ2）、振幅
率１００％とした。
Ｘ１とを用い、電流取出リード板と外装缶との引張強度
を測定した。その結果を表１に示す。尚、測定条件は、
リード板を垂直に引張り、電池からリード板が破断する
ときの強度を示したものであり、各電池１０個測定し、
その強度の平均値と、最大値、最小値を示した。又、本
発明電池Ａ１における抵抗溶接条件は、溶接電流０．９
〜１．０ｋＡで２点抵抗溶接したものである。さらに、
超音波溶接条件は、超音波エネルギー２０Ｊ、加圧力４
０ＰＳＩ（１ＰＳＩ＝０．０７ｋｇｆ／ｃｍ2）、振幅
率１００％とした。
【００２９】
【表１】
【００３０】上記表１から明らかなように、電流取出用
リード板と外装缶とを抵抗溶接すれば、超音波溶接と同
等以上の強度が得られていることが判る。
リード板と外装缶とを抵抗溶接すれば、超音波溶接と同
等以上の強度が得られていることが判る。
【００３１】（実験２）本発明電池Ａ１と比較電池Ｘ２
とを用い、電流取出リード板と外装缶との溶け込み深度
測定した。その結果を表２に示す。尚、測定は、各電池
１０個の溶接痕断面を測定し、その溶け込み深度の平均
値と最大値、最小値を示した。又、レーザ溶接条件は、
溶接電圧５００Ｖ、パルス幅３ｍｓｅｃ、溶接スピード
３ｍｍ／ｓｅｃ、繰り返し数５ｐｐｓとした。
とを用い、電流取出リード板と外装缶との溶け込み深度
測定した。その結果を表２に示す。尚、測定は、各電池
１０個の溶接痕断面を測定し、その溶け込み深度の平均
値と最大値、最小値を示した。又、レーザ溶接条件は、
溶接電圧５００Ｖ、パルス幅３ｍｓｅｃ、溶接スピード
３ｍｍ／ｓｅｃ、繰り返し数５ｐｐｓとした。
【００３２】
【表２】
【００３３】上記表２から明らかなように、電流取出用
リード板と外装缶とを抵抗溶接すれば、レーザ溶接と同
等以上の溶け込み深度が得られていることが判る。
リード板と外装缶とを抵抗溶接すれば、レーザ溶接と同
等以上の溶け込み深度が得られていることが判る。
【００３４】尚、上記実施例では、電流取出用リード板
を外装缶の外底面に固着したが、この固着位置は外装缶
の外面であればどの場所でも構わない。また、電流取出
用リード板と接続用リード板との固着についても、外装
缶の外表面上で必ずしも行う必要はなく、電流取出用リ
ード板を外装缶の表面上から延出して、外装缶から離れ
た位置で接続用リード板と固着してもよい。但し、電流
取出用リード板を外装缶から延出させると、電流取出用
リード板固着後の電池組立て工程において、その延出し
たリード板が邪魔になるので、電流取出用リード板は、
外装缶の表面外には延出させないようにして固着するの
が好ましい。
を外装缶の外底面に固着したが、この固着位置は外装缶
の外面であればどの場所でも構わない。また、電流取出
用リード板と接続用リード板との固着についても、外装
缶の外表面上で必ずしも行う必要はなく、電流取出用リ
ード板を外装缶の表面上から延出して、外装缶から離れ
た位置で接続用リード板と固着してもよい。但し、電流
取出用リード板を外装缶から延出させると、電流取出用
リード板固着後の電池組立て工程において、その延出し
たリード板が邪魔になるので、電流取出用リード板は、
外装缶の表面外には延出させないようにして固着するの
が好ましい。
【００３５】
【発明の効果】本発明は、電流取出用リード板と外装缶
とを抵抗溶接により溶接しているので、超音波溶接法、
レーザ溶接法に比べて、安価で、簡単にリード板付き電
池を製造することができる。また、抵抗溶接の装置で
は、超音波溶接の装置に比べて、部品の耐久性が良いの
で、超音波溶接装置のように頻繁に部品を交換する必要
もなく、生産効率が非常に高いといった効果を奏する。
とを抵抗溶接により溶接しているので、超音波溶接法、
レーザ溶接法に比べて、安価で、簡単にリード板付き電
池を製造することができる。また、抵抗溶接の装置で
は、超音波溶接の装置に比べて、部品の耐久性が良いの
で、超音波溶接装置のように頻繁に部品を交換する必要
もなく、生産効率が非常に高いといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のリード板付き電池の半断面図である。
【図２】電流取出用リード板の断面図である。
【図３】本発明のリード板付き電池を作製する場合の抵
抗溶接工程を示す半断面図である。
抗溶接工程を示す半断面図である。
【図４】本発明のリード板付き電池に接続用リード板を
溶接する工程を示す半断面図である。
溶接する工程を示す半断面図である。
１・・・・・・外装缶 ２・・・・・・電流取出用リード板 ２Ａ・・・・・第１の層 ２Ｂ・・・・・第２の層 ４・・・・・・接続用リード板
Claims (2)
- 【請求項１】 アルミニウム又はアルミニウム合金から
なる有底筒状の外装缶と、当該外装缶の外面表面に抵抗
溶接によって電気的に接続される電流取出用リード板と
を備え、前記電流取出用リード板は前記外装缶と固着さ
れるアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の
層と、接続用リード板と電気的に接続される第２の層か
らなるクラッド材であることを特徴とするリード板付き
電池。 - 【請求項２】 前記電流取出用リード板の第１の層の厚
みが０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることを特徴
とするリード板付き電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14736296A JP3675954B2 (ja) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | リード板付き電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14736296A JP3675954B2 (ja) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | リード板付き電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09330696A true JPH09330696A (ja) | 1997-12-22 |
| JP3675954B2 JP3675954B2 (ja) | 2005-07-27 |
Family
ID=15428495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14736296A Expired - Fee Related JP3675954B2 (ja) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | リード板付き電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3675954B2 (ja) |
Cited By (12)
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| US6071557A (en) * | 1997-09-30 | 2000-06-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Cell with a cladding material including a stainless-steel plate and an aluminum plate |
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Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5117554B2 (ja) | 2010-08-06 | 2013-01-16 | 日立マクセルエナジー株式会社 | 密閉型電池 |
| KR102679545B1 (ko) | 2018-11-07 | 2024-07-01 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 배터리 모듈 |
-
1996
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