JP2009087728A - 電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】貫通孔を有する蓋10と、蓋10の内面に配置され、軸用貫通孔を有する絶縁体と、絶縁体の軸用貫通孔と連通するように設けられ、少なくとも一部が円形以外の形状を持つ軸用貫通孔を有する第1のプレート部34と、第1のプレート部34から電極群側に延出された第2のプレート部35とを備えたリード部材14と、電極群の正極または負極から延出され、リード部材14と電気的に接続された電極タブ4と、筒状のボス部とフランジ部とを備えたガスケット11と、ガスケット11のフランジ部に配置された頭部と、頭部から延出され、ガスケット11のボス部に挿入されて蓋10の貫通孔、絶縁体の軸用貫通孔及びリード部材14の軸用貫通孔にかしめ固定された軸部とを有する出力端子12とを具備する。
【選択図】図1
Description
前記電池缶内に収納され、正極及び負極を含む電極群と、
前記電池缶の開口部を塞ぎ、貫通孔を有する蓋と、
前記蓋の内面に配置され、前記蓋の前記貫通孔と連通するように設けられた軸用貫通孔を有する絶縁体と、
前記絶縁体の前記軸用貫通孔と連通するように設けられ、少なくとも一部が円形以外の形状を持つ軸用貫通孔を有する第1のプレート部と、前記第1のプレート部から前記電極群側に延出された第2のプレート部とを備えたリード部材と、
前記電極群の前記正極または前記負極から延出され、前記リード部材の前記第2のプレート部と電気的に接続された電極タブと、
前記蓋の前記貫通孔に挿入された筒状のボス部と、前記ボス部の外周を囲むように形成され、かつ前記蓋の外面に配置されたフランジ部とを備えたガスケットと、
前記ガスケットの前記フランジ部に配置された頭部と、前記頭部から延出され、前記ガスケットの前記ボス部に挿入されて前記蓋の前記貫通孔、前記絶縁体の前記軸用貫通孔及び前記リード部材の前記軸用貫通孔にかしめ固定された軸部とを有する出力端子と
を具備することを特徴とする。
前記電池缶内に収納され、正極及び負極を含む電極群と、
前記電極群の前記正極または前記負極から延出された複数の電極タブと、
前記複数の電極タブと電気的に接続されたリード部材と、
前記電池缶の開口部を塞ぐ蓋と、
前記蓋に設けられ、前記リード部材と電気的に接続された出力端子と
を具備する電池において、
前記複数の電極タブは重ね合わされ、重ね合わされた部分の少なくとも一方の最外層が保護リードで被覆され、前記重ね合わされた部分を介して前記保護リードと対向するように前記リード部材が配置され、前記保護リードと前記重ね合わされた部分と前記リード部材とが超音波溶接により一体化されていることを特徴とする。
上記のように、出力端子をガスケットを介してカシメ固定する密閉型電池においては、出力端子の軸部下端をカシメ処理する際に軸部が膨張変形し、ガスケットのボス部と密着して、軸部とガスケットとの間の隙間が封止され、且つリード部材も同時にかしめることにより導通を確保することが可能である。この電池の大電流性能を向上させるためには、リード部材の厚肉化及び大型化を図ることが望ましい。具体的には、電流が流れる断面積を大きくするためにリード部材を厚くする(厚肉化)。また、リード部材と電極タブとの通電面積を大きくするために、出力端子の軸部にかしめ固定される第1のプレート部から第2のプレート部を電極群側に延出させ、この第2のプレート部に電極タブを接合する(大型化)。
第2の実施形態に係る電池では、電極群の正極または負極から複数の電極タブを延出させ、この複数の電極タブの先端部を重ね合わせ、これの少なくとも一方の最外層に保護リードを配置し、電極タブを間に挟んで保護リードと対向する位置にリード部材を配置し、これらを超音波溶接することを特徴とする。このような超音波溶接方法は、正極か、負極、あるいは両方の電極に適用することができる。図8及び図9に具体例を示す。
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
前述した図1及び図2に示す構造を有する角形のリチウムイオン二次電池を使用した。いずれの実施例においても、正極には、リチウムコバルト酸化物(LiCoO2)と、導電剤として黒鉛粉末と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン(PVdF)とを含む活物質含有層が、アルミニウムもしくはアルミニウム合金箔からなる集電体の両面に形成されたシート状のものを使用した。一方、負極には、リチウム金属の開回路電位に対して開回路電位0.4V以上のリチウム吸蔵電位を有する負極活物質粉末と導電剤として炭素粉末と結着剤としてポリフッ化ビニリデン(PVdF)とを含む活物質含有層が、アルミニウムもしくはアルミニウム合金箔からなる集電体の両面に形成されたシート状のものを使用した。電極群2は、正極と負極との間にセパレータを介在させながら、これらを渦巻状に捲回した後、全体を電池缶の断面形状に合致した断面四角形状に押し潰し変形することにより作製されたものを使用した。
正極及び負極の集電体の厚さを下記表2に示す値にすること以外は、前述した実施例1と同様にして電極群を作製した。正極導電タブには、正極集電体を複数箇所(この場合、50点)において帯状に延出させたものを使用した。また、負極導電タブには、負極集電体を複数箇所(この場合、50点)において帯状に延出させたものを使用した。図9に示すように、正極導電タブ50枚の先端部を重ね合わせ、一方の最外層に下記表2に示す厚さで、アルミニウム製保護リードを配置し、かつ反対側の最外層に下記表2に示す厚さで、アルミニウム製の正極リードの第2のプレート部を配置し、保護リードと第2のプレート部との間に正極導電タブ50枚を配置した。これらを超音波溶接する際に導電タブもしくは保護リードに亀裂が発生した不良率を測定し、その結果を下記表2に示す。溶接には日本エマソン株式会社製の超音波溶接機を使った。超音波溶接機のホーンの先端角度は90°としホーンのパターン深さは、導電タブ群と保護リードの厚さと同等とした。
保護リード、正負極導電タブの枚数、正負極リードの厚さを下記表2に示すように設定すること以外は、前述した実施例6で説明したのと同様な超音波溶接試験を実施した。
正極及び負極それぞれについて、U字状に折り曲げられた保護リードを使用した。図8に示すように、導電タブの先端部が重ね合わされたものの両方の最外層を保護リードで被覆し、保護リードの片側の面に正極リードの第2のプレート部もしくは負極リードの第2のプレート部を積層した。これらを超音波溶接すること以外は、前述した実施例6で説明したのと同様にして超音波溶接試験を実施した。
Claims (6)
- 電池缶と、
前記電池缶内に収納され、正極及び負極を含む電極群と、
前記電池缶の開口部を塞ぎ、貫通孔を有する蓋と、
前記蓋の内面に配置され、前記蓋の前記貫通孔と連通するように設けられた軸用貫通孔を有する絶縁体と、
前記絶縁体の前記軸用貫通孔と連通するように設けられ、少なくとも一部が円形以外の形状を持つ軸用貫通孔を有する第1のプレート部と、前記第1のプレート部から前記電極群側に延出された第2のプレート部とを備えたリード部材と、
前記電極群の前記正極または前記負極から延出され、前記リード部材の前記第2のプレート部と電気的に接続された電極タブと、
前記蓋の前記貫通孔に挿入された筒状のボス部と、前記ボス部の外周を囲むように形成され、かつ前記蓋の外面に配置されたフランジ部とを備えたガスケットと、
前記ガスケットの前記フランジ部に配置された頭部と、前記頭部から延出され、前記ガスケットの前記ボス部に挿入されて前記蓋の前記貫通孔、前記絶縁体の前記軸用貫通孔及び前記リード部材の前記軸用貫通孔にかしめ固定された軸部とを有する出力端子と
を具備することを特徴とする電池。 - 前記蓋の前記外面に張り出し、先端面が円形以外の形状を有する凸部からなる第2の出力端子と、前記絶縁体上に設けられ、前記第2の出力端子の内面と嵌合される凸部とをさらに具備することを特徴とする請求項1記載の電池。
- 前記円形以外の形状は、輪郭の少なくとも一部が直線であるか、あるいは短軸と長軸とを有することを特徴とする請求項1または2記載の電池。
- 前記電極タブを複数備え、前記複数の電極タブは重ね合わされ、かつ重ね合わされた部分における少なくとも一方の最外層が保護リードで被覆されていることを特徴とする請求項1〜3いずれか1項記載の電池。
- 電池缶と、
前記電池缶内に収納され、正極及び負極を含む電極群と、
前記電極群の前記正極または前記負極から延出された複数の電極タブと、
前記複数の電極タブと電気的に接続されたリード部材と、
前記電池缶の開口部を塞ぐ蓋と、
前記蓋に設けられ、前記リード部材と電気的に接続された出力端子と
を具備する電池において、
前記複数の電極タブは重ね合わされ、重ね合わされた部分の少なくとも一方の最外層が保護リードで被覆され、前記重ね合わされた部分を介して前記保護リードと対向するように前記リード部材が配置され、前記保護リードと前記重ね合わされた部分と前記リード部材とが超音波溶接により一体化されていることを特徴とする電池。 - 前記保護リードの厚さは、前記電極タブ1枚当たりの厚さの3倍よりも大きいことを特徴とする請求項5記載の電池。
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