JPH11170069A - 電 池 - Google Patents
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- JPH11170069A JPH11170069A JP10277029A JP27702998A JPH11170069A JP H11170069 A JPH11170069 A JP H11170069A JP 10277029 A JP10277029 A JP 10277029A JP 27702998 A JP27702998 A JP 27702998A JP H11170069 A JPH11170069 A JP H11170069A
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- 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
- H01M50/102—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
-
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- 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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- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
するリード接続を容易に行い得るようにした角形電池を
提供する。 【解決手段】 アルミニウム材を有底角筒形状に形成し
た角形ケース1に発電要素を収容して開口端を封口板2
により密閉封止して角形電池を構成する。前記封口板2
に設けられたリベット5を負電極端子、角形ケース1を
正電極端子として電気的接続を行うとき、アルミニウム
材で形成された角形ケース1に対するリード接続を容易
にするため、角形ケース1の底面にアルミニウム板とス
テンレス板とをクラッド接合したクラッド材4が超音波
溶接されている。
Description
次電池等の発電要素をアルミニウムケース内に収容して
構成した電池に関し、特に電極部となるアルミニウムケ
ースへの電気的接続を容易にした電池に関するものであ
る。
いられる二次電池は、高エネルギー密度であることが要
求されると同時に、軽量化や小型化のためにスペース使
用効率のよい形状が要求されている。これらの要求を満
たす電池として角形のアルミニウムケースを用いたリチ
ウムイオン二次電池が脚光をあびている。
上からも長期にわたって安定した密閉性が要求されるた
め、有底角形ケースの開口端に封口板をレーザー溶接に
より接合して開口端を封口する。この封口板には負極端
子となるリベットが前記封口板と絶縁して取り付けら
れ、角形ケースを正極端子として電池の正負両電極端子
が構成されている。
に対して電気的接続を行うためにリード接続する必要が
あるが、角形ケースがアルミニウム材で形成されている
場合に、抵抗溶接や半田付けが困難であるため、リード
接続が容易な金属板を角形ケースに接合した構造が採用
されている。前記金属板として、アルミニウム板とニッ
ケル板とをクラッド接合したものを角形ケースの底面に
超音波溶接しておくことにより、ニッケル板にリードを
抵抗溶接あるいは半田付けすることが容易となる。たと
えば、特開平9−320565においては、そのような
リードを使用することが開示されている。しかしなが
ら、それだけでは不十分で、クラッド材中のアルミニウ
ム板の厚さがニッケル板に対し十分厚くない場合、リー
ド板とケースの接合状態が十分でないという問題があっ
た。
続するためには、前記クラッド材のニッケル板にリード
を抵抗溶接する手段が多く用いられるが、その溶接時の
熱が角形ケース内に熱的影響を与えないように速やかに
なされることが必要である。そのため、前記ニッケル板
より抵抗溶接の溶接性のよい材質あるいは熱的影響を及
ぼし難い材質が要求されている。
ム材からなる電池ケースへのリードの接続を容易に行う
ことができる電池を提供することにある。
の本発明は、アルミニウム材を有底筒状に形成した電池
ケース内に発電要素を収容し、この電池ケースの開口端
を封口板により密閉封止した電池において、前記電池ケ
ースの底面に、ステンレス板とアルミニウム板とを接合
し、アルミニウム板の板厚が、ステンレス板の板厚の2
倍以上であるクラッド材を、アルミニウム板側を電池ケ
ース側にして超音波溶接により接合したことを特徴とす
る。
ニウム材で形成されているためリード接続が困難である
が、電池ケースの底面にクラッド材が接合されているの
で、このクラッド材を構成するステンレス板にリードを
抵抗溶接あるいは半田付けすることが容易となる。ステ
ンレス材は熱伝導性が小さいため、抵抗溶接等によるリ
ード接続時の熱が電池ケースに伝わり難く熱的影響を及
ぼすことが抑制される。また、ステンレス材はその電気
抵抗が大きいため抵抗溶接の溶接性に優れているため、
抵抗溶接によるリード接続を迅速に且つ確実に実施する
ことができる。
するアルミニウム板の板厚が、ステンレス板の板厚の2
倍以上に形成されていることによって、ステンレス板の
厚さは必要最低限とし、アルミニウム材である電池ケー
スにクラッド材を超音波溶接により接合するために必要
なアルミニウム板の厚さを確保することができる。
接することによって、アルミニウム板に対するクラッド
材の接合を容易に行うことができる。
の一実施形態について説明し、本発明の理解に供する。
を示しており、角形電池は、アルミニウム材を有底角筒
形状に形成した角形ケース1内に発電要素を収容し、そ
の開口端に封口板2をレーザー溶接することにより、角
形ケース1内を密閉封止して構成されている。前記封口
板2にはニッケルメッキされた鉄製のリベット5が封口
板2と絶縁して取り付けられ、発電要素に接続されて電
池の負電極端子となり、角形ケース1が正電極端子とな
るように電池電極が形成されている。従って、この角形
電池を電源として使用する機器に対する電気的接続は、
角形ケース1とリベット5とにリード接続されることに
なる。リベット5は前記のようにニッケルメッキされた
鉄製であるので、抵抗溶接等によりリードを接合するこ
とは容易に行えるが、アルミニウム製である角形ケース
1に対する抵抗溶接や半田付けが困難であるため、角形
ケース1に対するリード接合を容易に行い得るようにす
るため、角形ケース1の底面にクラッド材4が超音波溶
接されている。
アルミニウム板4aとステンレス板4bとをクラッド接
合して構成されており、アルミニウム板4a側を角形ケ
ース1に向けて超音波溶接により角形ケース1の底面に
接合される。本実施形態におけるクラッド材4は、アル
ミニウム板4aの厚さを0.2mm、ステンレス板4b
の厚さを0.05mmに形成しているが、この厚さ比率
はアルミニウム板4aがステンレス板4bの2倍以上に
なるように形成することが望ましい。ステンレス板4b
は抵抗溶接や半田付けを容易に行い得るので角形ケース
1に対するリード接続が容易となり、また、ステンレス
材は熱伝導性が小さいのでリード溶接時の熱が角形ケー
ス1側に伝導し難く角形ケース1内に熱的影響を与える
ことを抑えることができる。また、アルミニウム板4a
をアルミニウム材で形成された角形ケース1に当接さ
せ、ステンレス板4bに超音波溶接ポイントを当てて超
音波加振し、アルミニウム板4aと角形ケース1との間
を超音波溶接する。溶接はアルミニウムの同質材間の溶
接となり、溶接による接合が確実になされる。尚、図1
(c)に示す複数の凹部9は、前記超音波溶接ポイント
の当接跡である。
のアルミニウム板と厚み0.05mmのステンレス板を
張り合わせたものを使用したが、超音波溶接でアルミケ
ースに接合する場合、このアルミニウム板とステンレス
板の厚みの比が接合強度に大きく影響することがわかっ
た。理由は明白ではないが以下のように考察する。
熱により物質を接合する方法である。その際、接点周辺
の温度や伝熱・蓄熱といった環境が近いほど強固に接合
できると考えられる。従って、接点が同じ物質からなる
ことが最も望ましい。以上の観点で本願のクラッド材を
考えると、アルミニウムのように比較的熱伝導性の良い
金属とステンレスのように比較的熱伝導性の悪い金属を
張り合わせた材料であるから、他の金属製部品とアルミ
ニウム部分を溶接する場合、その条件にもよるが、ステ
ンレス部分が溶接部の伝熱・蓄熱といった環境に影響を
与えることが予想される。つまり、本願において溶接す
るケース側のアルミニウムとクラッド材側のアルミニウ
ムの状態が異なり、このことが接合強度に大きく影響し
ていると考えられる。以上のことから、アルミニウム板
の厚みがステンレス板の厚みよりも大きいほうが接合強
度があがると考えられる。図3にクラッド材のアルミニ
ウム部分とステンレス部分の厚み比を変えて、ケースと
の接合強度を測定した結果を示した。図より、アルミニ
ウム厚み/ステンレス厚みの比が2以上で急激に接合強
度が増加していることがわかる。
厚み>ステンレス厚みとすることが好ましく、その比は
2以上がより好ましい。
にそれぞれリードを接続して電池パックを構成した例を
図4に示している。
ット5に負極リード6の一端を抵抗溶接し、正電極端子
となるクラッド材4に正極リード7の一端を抵抗溶接し
て正負両極を引き出し、負極リード6及び正極リード7
それぞれの他端に充電制御回路を構成する回路基板8を
接続することにより、充電制御回路を備えた電池パック
が構成される。
ケースの底面にステンレス板とアルミニウム板とを接合
したクラッド材が接合されているので、正極電極端子と
なる角形ケースにリードを接続するとき、抵抗溶接や半
田付けが容易なステンレス板を利用することができ、リ
ード接続が容易な角形電池を提供することができる。
(a)は正面図、(b)は平面図、(c)は底面図、
(d)は側面図。
分の厚み比と、ケースとの接合強度の相関を示すグラ
フ。
た例を示す斜視図。
Claims (1)
- 【請求項1】 アルミニウム材を有底筒状に形成したケ
ース内に発電要素を収容し、このケースの開口端を封口
板により密閉封止した電池において、 前記ケースの底面に、ステンレス板とアルミニウム板と
を接合し、アルミニウム板の板厚がステンレス板の板厚
の2倍以上であるクラッド材を、アルミニウム板側をケ
ース側にして超音波溶接により接合したことを特徴とす
る電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27702998A JP4056147B2 (ja) | 1997-09-30 | 1998-09-30 | 電池 |
Applications Claiming Priority (3)
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---|---|---|---|
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JP26609497 | 1997-09-30 | ||
JP27702998A JP4056147B2 (ja) | 1997-09-30 | 1998-09-30 | 電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11170069A true JPH11170069A (ja) | 1999-06-29 |
JP4056147B2 JP4056147B2 (ja) | 2008-03-05 |
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ID=26547303
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP27702998A Expired - Fee Related JP4056147B2 (ja) | 1997-09-30 | 1998-09-30 | 電池 |
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JP (1) | JP4056147B2 (ja) |
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-
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- 1998-09-30 JP JP27702998A patent/JP4056147B2/ja not_active Expired - Fee Related
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