JP2651207B2 - リード体付き電池におけるリード体の溶接方法 - Google Patents
リード体付き電池におけるリード体の溶接方法Info
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、リード体付き電池におけるリード体の溶
接方法に関するものである。
接方法に関するものである。
＜従来の技術＞ リード体付き電池は、エレクトロニクス機器等の停電
バックアップ用電源等として使用されており、長期間安
定した動作をさせるため、筒形電池や偏平形電池等の電
池の端子面に、電流取出し用のリード体を、抵抗溶接や
レーザ溶接等で直接溶接する構成が採られている。
バックアップ用電源等として使用されており、長期間安
定した動作をさせるため、筒形電池や偏平形電池等の電
池の端子面に、電流取出し用のリード体を、抵抗溶接や
レーザ溶接等で直接溶接する構成が採られている。
そして、抵抗溶接を用いる場合、一般的には、電池短
紙面に密着させたリード体の上から一対の溶接用電極を
押し当て、コンデンサ式溶接機や交流式溶接機等を使用
し、一定の溶接電流にてリード体を電池端子面にスポッ
ト溶接する方法が採られている。
紙面に密着させたリード体の上から一対の溶接用電極を
押し当て、コンデンサ式溶接機や交流式溶接機等を使用
し、一定の溶接電流にてリード体を電池端子面にスポッ
ト溶接する方法が採られている。
＜発明が解決しようとする課題＞ ところで、このようにリード体に溶接用電極を押し合
てて抵抗溶接する場合、電極形状や加圧力等のバラツキ
は避けられない。そして、上記の従来方法のように一定
の溶接電流で溶接を行なう場合には、このようなバラツ
キによって溶接強度が変化し、このためリード体を信頼
性高く電池端子面に溶接することができないという問題
がある。
てて抵抗溶接する場合、電極形状や加圧力等のバラツキ
は避けられない。そして、上記の従来方法のように一定
の溶接電流で溶接を行なう場合には、このようなバラツ
キによって溶接強度が変化し、このためリード体を信頼
性高く電池端子面に溶接することができないという問題
がある。
つまり、この種の溶接用電極では、一般に、電極の先
端にＲを付けてこのＲの先端部分が被溶接面に集中的に
当るようにしているが。このＲが使用に伴う摩耗により
次第に大きくなるため、電極とリード体表面との接触面
積も大きくなる。また電極のリード体への加圧力によっ
てもこの接触面積が変化する。そして、例えばこの接触
面積が広がった場合、溶接強度を確保するためには溶接
電流を大きくする等して溶接エネルギーを大きくする必
要とするが、上記従来方法では、このような制御ができ
ず、従って溶接強度のバラツキは避けられないのであ
る。
端にＲを付けてこのＲの先端部分が被溶接面に集中的に
当るようにしているが。このＲが使用に伴う摩耗により
次第に大きくなるため、電極とリード体表面との接触面
積も大きくなる。また電極のリード体への加圧力によっ
てもこの接触面積が変化する。そして、例えばこの接触
面積が広がった場合、溶接強度を確保するためには溶接
電流を大きくする等して溶接エネルギーを大きくする必
要とするが、上記従来方法では、このような制御ができ
ず、従って溶接強度のバラツキは避けられないのであ
る。
一方、必要以上に大きな溶接エネルギーでリード体を
電気端子面に溶接しようとする時には、溶接に伴う発発
熱に因る電池性能劣化が起こるようになる。このような
性能劣化は、例えば厚さ5mm以下のコイン形リチウム電
池の負極端子面に、厚さ0.3mm程度の薄いリード板を溶
接する場合は特に問題となり、発熱により負極端子面の
電池内側に位置する負極リチウムが沸騰状態で溶融・飛
散し、またこれによってセパレータが損傷して電池が内
部ショートすることが起こる。
電気端子面に溶接しようとする時には、溶接に伴う発発
熱に因る電池性能劣化が起こるようになる。このような
性能劣化は、例えば厚さ5mm以下のコイン形リチウム電
池の負極端子面に、厚さ0.3mm程度の薄いリード板を溶
接する場合は特に問題となり、発熱により負極端子面の
電池内側に位置する負極リチウムが沸騰状態で溶融・飛
散し、またこれによってセパレータが損傷して電池が内
部ショートすることが起こる。
このため、信頼性の面から、コイン形リチウム電池等
の偏平形電池を使用する場合のリード体の溶接方法は、
レーザ溶接を用いなければならないのが現状である。
の偏平形電池を使用する場合のリード体の溶接方法は、
レーザ溶接を用いなければならないのが現状である。
この発明は、溶接用電極先端のＲや加圧力等のバラツ
キに拘らず、電池端子面にリード体を強度高く抵抗溶接
でき且つ電池内部への熱的影響を少なくし得る、リード
体の溶接方法を提供することを目的とする。
キに拘らず、電池端子面にリード体を強度高く抵抗溶接
でき且つ電池内部への熱的影響を少なくし得る、リード
体の溶接方法を提供することを目的とする。
＜課題を解決するための手段＞ 即ちこの発明は、電池の端子面にリード体を抵抗溶接
して構成されるリード体付き電池において、定電力溶接
電源を用い、溶接部での発熱量を一定にして前記溶接を
行うことを要旨とする、リード体付き電池におけるリー
ド体の溶接方法である。
して構成されるリード体付き電池において、定電力溶接
電源を用い、溶接部での発熱量を一定にして前記溶接を
行うことを要旨とする、リード体付き電池におけるリー
ド体の溶接方法である。
上記の定電力電源は、溶接部における溶接電圧及び溶
接電流を通電期間中逐次測定し、またこれらの積として
算出される電力値（即ち、発熱量）が一定値になるよう
にこれらの溶接電圧や溶接電流をフィードバック制御す
ることで、溶接部での発熱量を一定とする電源である。
接電流を通電期間中逐次測定し、またこれらの積として
算出される電力値（即ち、発熱量）が一定値になるよう
にこれらの溶接電圧や溶接電流をフィードバック制御す
ることで、溶接部での発熱量を一定とする電源である。
そしてこの定電力電源を用いれば、例えば、作業中に
おいて溶接用電極とリード体との接触面積増大等により
これらの間の接触抵抗が減少し、これに伴い溶接電圧の
低下があった場合でも、溶接電流が自動的に増大するよ
うに調整される。
おいて溶接用電極とリード体との接触面積増大等により
これらの間の接触抵抗が減少し、これに伴い溶接電圧の
低下があった場合でも、溶接電流が自動的に増大するよ
うに調整される。
＜作用＞ 上記のように定電力電源により溶接部での発熱量を一
定にすることで、電極形状や加圧力等のバラツキに拘ら
ず通電期間中は一定の熱量が溶接部に与えられるように
なり、この結果安定した溶接が行え、溶接強度のバラツ
キを防ぐことができる。
定にすることで、電極形状や加圧力等のバラツキに拘ら
ず通電期間中は一定の熱量が溶接部に与えられるように
なり、この結果安定した溶接が行え、溶接強度のバラツ
キを防ぐことができる。
＜実施例＞ 以下にこの発明の実施例を説明する。
第１図において、CR2032形の偏平形リチウム電池１の
負極端子面２に、厚さ0.2mmのステンレス製のリード板
３の一端部を載置し、またこの一端部の上から、距離ｔ
だけ離間させたクロム銅製の１対の溶接用電極4a、4bを
圧接させ、以下の通りリード板３を負極端子面２に抵抗
溶接して、本発明のリード体付き電池を作製した。尚、
上記の距離ｔは4.5mmとした。
負極端子面２に、厚さ0.2mmのステンレス製のリード板
３の一端部を載置し、またこの一端部の上から、距離ｔ
だけ離間させたクロム銅製の１対の溶接用電極4a、4bを
圧接させ、以下の通りリード板３を負極端子面２に抵抗
溶接して、本発明のリード体付き電池を作製した。尚、
上記の距離ｔは4.5mmとした。
即ち第２図は、リード板３の負極端子面２との溶接部
における発熱量を一定とするために使用する、定電力電
源と一例を含めた装置全体の電気回路を示したものであ
る。この例では、工業用の三相交流電源からの電力は、
ダイオード等の整流素子を組合わせてなる全波整流用の
整流回路５にて直流に変換された後、平滑用のコンデン
サとパワートランジスタ等を組合わせて構成されるパワ
ートランジスタ部６に入力されて２相交流電力に変換さ
れ、また昇圧用のトランス７を介し、更に整流回路８を
経て再び直流化された後、一対の溶接用電極4a、4bの間
に印加される。
における発熱量を一定とするために使用する、定電力電
源と一例を含めた装置全体の電気回路を示したものであ
る。この例では、工業用の三相交流電源からの電力は、
ダイオード等の整流素子を組合わせてなる全波整流用の
整流回路５にて直流に変換された後、平滑用のコンデン
サとパワートランジスタ等を組合わせて構成されるパワ
ートランジスタ部６に入力されて２相交流電力に変換さ
れ、また昇圧用のトランス７を介し、更に整流回路８を
経て再び直流化された後、一対の溶接用電極4a、4bの間
に印加される。
一方、パワートランジスタ部６は、そのパワートラン
ジスタのドライブ用の駆動回路９を介して、制御回路11
により制御（例えば位相制御により出力電力の周波数を
変化させている）され、その出力電力値が調整されてい
る。
ジスタのドライブ用の駆動回路９を介して、制御回路11
により制御（例えば位相制御により出力電力の周波数を
変化させている）され、その出力電力値が調整されてい
る。
また、この制御回路11には、発熱量設定部10並びに演
算回路12がそれぞれ接続されている。この内、発熱量設
定部10には、溶接部における所望の発熱量が、例えば電
力値に換算されて設定されている。また、演算回路12に
は、溶接部における電流（整流回路８から溶接用電極4
a,4bに流れる電流）、並びに電圧（溶接用電極4a,4b間
の電圧）Ｖを測定する電流検出部13、並びに電圧検出部
14の出力がそれぞれ入力されていて、これらの溶接電流
並びに溶接電圧を適当なタイミングで順次取込み、また
これらの値を掛合わせた電力値IVを算出する。この算出
値から、ジュールの法則Ｑ＝IVによって、溶接部での発
熱量Ｑが求められる。尚、上記の電圧Ｖは、溶接用電極
4a,4b間に電圧検出部14の電圧検出用端子を取付けて測
定した。
算回路12がそれぞれ接続されている。この内、発熱量設
定部10には、溶接部における所望の発熱量が、例えば電
力値に換算されて設定されている。また、演算回路12に
は、溶接部における電流（整流回路８から溶接用電極4
a,4bに流れる電流）、並びに電圧（溶接用電極4a,4b間
の電圧）Ｖを測定する電流検出部13、並びに電圧検出部
14の出力がそれぞれ入力されていて、これらの溶接電流
並びに溶接電圧を適当なタイミングで順次取込み、また
これらの値を掛合わせた電力値IVを算出する。この算出
値から、ジュールの法則Ｑ＝IVによって、溶接部での発
熱量Ｑが求められる。尚、上記の電圧Ｖは、溶接用電極
4a,4b間に電圧検出部14の電圧検出用端子を取付けて測
定した。
制御回路11は、演算回路12で算出された上記電力値と
発熱量設定部10にて設定された電力値とを比較し、両者
が異なる場合には、パワートランジスタ部６の出力電力
を適宜調整し、上記算出電力値を上記設定電力値に一致
させるよう機能する。そして、このようにして、溶接用
電極4a,4bでの発熱量は発熱量設定部10で設定された発
熱量に一致するようにフィードバック制御されている。
発熱量設定部10にて設定された電力値とを比較し、両者
が異なる場合には、パワートランジスタ部６の出力電力
を適宜調整し、上記算出電力値を上記設定電力値に一致
させるよう機能する。そして、このようにして、溶接用
電極4a,4bでの発熱量は発熱量設定部10で設定された発
熱量に一致するようにフィードバック制御されている。
尚、定電力電源としては、上記したほか、例えば第３
図に示したように、２相交流電源からの電力を整流回路
16を通して整流後に大容量コンデンサ17に蓄積してお
き、またこのコンデンサの溶接用電極側に接続したパワ
ートランジスタ18により、大容量コンデンサ17から溶接
用電極4a,4bへの電力を、溶接部における電力値（電流
値と電圧値の積）に応じて、制御回路19、並びに発熱量
設定部20、演算回路21、電流検出部22及び電圧検出部23
を組合わせて構成した制御部によりフィードバック制御
することで、溶接部での発熱量を一定にするようにした
構成のものを用いても良い。
図に示したように、２相交流電源からの電力を整流回路
16を通して整流後に大容量コンデンサ17に蓄積してお
き、またこのコンデンサの溶接用電極側に接続したパワ
ートランジスタ18により、大容量コンデンサ17から溶接
用電極4a,4bへの電力を、溶接部における電力値（電流
値と電圧値の積）に応じて、制御回路19、並びに発熱量
設定部20、演算回路21、電流検出部22及び電圧検出部23
を組合わせて構成した制御部によりフィードバック制御
することで、溶接部での発熱量を一定にするようにした
構成のものを用いても良い。
そして、上記のような定電力電源を用い、通電時間6m
secのパルス出力並びに溶接電力3680Wの溶接条件にて、
またリード板３への溶接用電極4a,4bの加圧力を2kg,4k
g,6kgと変え、更に溶接用電極4a,4bの先端のＲを0.3mm,
0.5mm,0.7mm,0.9mmと変化させ、このように種々の条件
でリード板２と電池端子面とのパルス溶接を用い、様々
なリード体付き電池を作製した。
secのパルス出力並びに溶接電力3680Wの溶接条件にて、
またリード板３への溶接用電極4a,4bの加圧力を2kg,4k
g,6kgと変え、更に溶接用電極4a,4bの先端のＲを0.3mm,
0.5mm,0.7mm,0.9mmと変化させ、このように種々の条件
でリード板２と電池端子面とのパルス溶接を用い、様々
なリード体付き電池を作製した。
一方、従来のコンデンサ式溶接機、並びに交流式溶接
機をそれぞれ用いた他は同じ溶接条件にて、溶接電流を
一定にしてリード体を電池端子面に溶接して、種々のリ
ード端子付き電池を作製した。
機をそれぞれ用いた他は同じ溶接条件にて、溶接電流を
一定にしてリード体を電池端子面に溶接して、種々のリ
ード端子付き電池を作製した。
そして、以上の３通りの溶接方法により作製したリー
ド端子付き電池について、電池内部の負極リチウムの飛
びの有無、並びにリード体の引張り強度をそれぞれ調べ
た。
ド端子付き電池について、電池内部の負極リチウムの飛
びの有無、並びにリード体の引張り強度をそれぞれ調べ
た。
これらの結果は第１表に示した通りである。尚、この
結果は、それぞれのリード体付き電池について３個づつ
の平均値である。また、加圧力（kg）は、溶接用電極の
先端にかかる圧力を指す。
結果は、それぞれのリード体付き電池について３個づつ
の平均値である。また、加圧力（kg）は、溶接用電極の
先端にかかる圧力を指す。
上記の結果から、本願の溶接方法を用いることで、有
効な溶接条件の幅が拡がり、この結果、例えば溶接用電
極の摩耗や加圧力のバラツキなどによって溶接部の面積
が変化した場合にも、電池内部へ悪影響を及ぼすことが
なく溶接強度の高い溶接を行うことができることが判
る。
効な溶接条件の幅が拡がり、この結果、例えば溶接用電
極の摩耗や加圧力のバラツキなどによって溶接部の面積
が変化した場合にも、電池内部へ悪影響を及ぼすことが
なく溶接強度の高い溶接を行うことができることが判
る。
＜発明の効果＞ 以上のようにこの発明の方法によれば、リード体を抵
抗溶接にて電池端子面に溶接する場合において、溶接に
伴う電池内部への熱影響がなく且つ溶接強度の高い溶接
を行うことができ、信頼性の高いリード体付き電池にお
けるリード体の溶接方法を提供することができる。
抗溶接にて電池端子面に溶接する場合において、溶接に
伴う電池内部への熱影響がなく且つ溶接強度の高い溶接
を行うことができ、信頼性の高いリード体付き電池にお
けるリード体の溶接方法を提供することができる。
第１図は偏平形電池の端子面にリード体を溶接する状態
の説明図、第２図は実施例の方法に用いる装置の電気回
路図、第３図は他の装置の電気回路図である。 １……偏平形電池、３……リード体、4a,4b……溶接用
電極、5,8,16……整流回路、10,20……発熱量設定部、1
1,19……制御回路、12,21……演算回路、13,22……電流
検出部、14,23……電圧検出部。
の説明図、第２図は実施例の方法に用いる装置の電気回
路図、第３図は他の装置の電気回路図である。 １……偏平形電池、３……リード体、4a,4b……溶接用
電極、5,8,16……整流回路、10,20……発熱量設定部、1
1,19……制御回路、12,21……演算回路、13,22……電流
検出部、14,23……電圧検出部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 名倉 秀哲 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電 気化学株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−265449（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−152166（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−19057（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−152166（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】電池の端子面にリード体を抵抗溶接して構
成されるリード体付き電池において、定電力溶接電源を
用い、溶接部での発熱量を一定にして前記抵抗溶接を行
うことを特徴とするリード体付き電池におけるリード体
の溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63207871A JP2651207B2 (ja) | 1988-08-22 | 1988-08-22 | リード体付き電池におけるリード体の溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63207871A JP2651207B2 (ja) | 1988-08-22 | 1988-08-22 | リード体付き電池におけるリード体の溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0256854A JPH0256854A (ja) | 1990-02-26 |
| JP2651207B2 true JP2651207B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=16546932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63207871A Expired - Fee Related JP2651207B2 (ja) | 1988-08-22 | 1988-08-22 | リード体付き電池におけるリード体の溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2651207B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0789142B1 (en) * | 1995-08-29 | 2003-02-05 | Isuzu Motors Limited | Storage type fuel injection device |
-
1988
- 1988-08-22 JP JP63207871A patent/JP2651207B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0256854A (ja) | 1990-02-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |