JP2941126B2 - 電池用正極端子およびそれを有するリチウムイオン電池 - Google Patents

電池用正極端子およびそれを有するリチウムイオン電池

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康文 湊
憲仁 栗栖
務 金綱
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は密閉型電池に関し、特に
電池の正極端子の構造およびその正極端子を有するリチ
ウムイオン電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、リチウム電池やリチウムイオン電
池等の電池が携帯用電子機器等に広く利用されつつあ
る。ところで、かかる電池系は従来の電池系と異なり、
３Ｖ、４Ｖといった高い起電力を有するという特徴があ
り、その優れた性能が注目されてきている。
【０００３】しかしながらかかる電池系に用いる正極端
子材料はその高い起電力の故に限定された金属材料しか
用いられなかった。かかる高電圧に耐える金属材料とし
ては、チタン、特殊なＳＵＳ、金、白金といった貴金
属、アルミニウム等、極く限られたものしかなかった。
特に、高い密閉性の要求されるハーメチックシール方式
の電池の場合、その正極ピン材料は融着ガラスの熱膨張
係数と近い値である必要性から更に限定されチタン、特
殊なＳＵＳ材料しか用いることが出来なかった。チタ
ン、特殊なＳＵＳ材料はいずれも高価であるとともに、
加工性、溶接性等に大きな難点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来の
問題点を解決せんとするものであり、特に、高電圧に耐
え安価で加工性の良いアルミニウム、もしくはアルミニ
ウム合金の特性に注目し、融着ガラスによらない絶縁方
式を考案することにより上記問題点のない新規な正極端
子およびそれを有するリチウムイオン電池を提供せんと
するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明はＡｌもしくはＡｌ合金からなる正極ピンを用
い、該正極ピンが表面化成処理された金属を介して電池
缶もしくは電池蓋にカシメられていることを特徴とする
電池用正極端子構造にすることにより、耐電圧性に優れ
たＡｌもしくはＡｌ合金を正極ピン材料として用いるこ
とが可能となり、３Ｖ以上の起電力を有する電池の正極
端子として安価で有用な材料を提供できるようにしたも
のである。
【０００６】
【作用】本発明で用いる正極ピンはＡｌもしくはＡｌ合
金でなければならない。
【０００７】上記の如く高起電力に耐える金属材料は、
極く限定されたものであり価格、加工性を含めて考えた
場合、ＡｌもしくはＡｌ合金が最適の材料である。
【０００８】ＡｌもしくはＡｌ合金を正極ピンとして用
いるためには負極端子となる電池缶もしくは電池蓋と電
気的に絶縁されていなければならない。
【０００９】かかる絶縁の方法として最も一般的なのは
例えば、特開昭６１−２４８，３５６号公報，特開昭６
１−２６１，２４０号公報，特開昭６３−７６，９５６
号公報等にて開示されている前記のハーメチックシール
方式であるが、ＡｌもしくはＡｌ合金は融着ガラスとの
熱膨張係数との差が余りに大きく、この方式を採用した
場合にはその製造工程中にヒビ割れが発生し完全な製品
を得ることができない。
【００１０】事実、本発明者等はＡｌもしくはＡｌ合金
をピン材として種々の条件にてガラスとの融着を試みた
が満足な製品を得ることができなかった。
【００１１】本発明者等は更にガラス絶縁に代え、表面
化成処理された金属を絶縁体として検討を行った結果、
意外にもＡｌもしくはＡｌ合金からなるピンを表面化成
処理された金属を介して電池缶もしくは電池蓋にカシメ
ることにより、電気絶縁性に優れ気密性にも優れた正極
端子を得ることができることを見出した。
【００１２】本発明でいう表面化成処理とは金属表面を
化学的処理、電気化学的処理、物理的処理を行うことに
より、金属表面に安定な電気絶縁層を形成せしめるもの
であり、例えば陽極酸化化成処理、リン酸塩処理、シュ
ウ酸塩処理等の方法を例示することができる。
【００１３】又、この表面化成処理層にポリテトラフロ
ロエチレン等の樹脂を含浸せしめることにより更に安定
性を高めることもできる。
【００１４】図１は本発明の一つの実施態様を示すもの
であり、１はＡｌもしくはＡｌ合金よりなるピンであ
る。２は表面化成処理された金属からなるガスケットで
あり、その材料は特に限定されるものではないが、アル
ミニウム、鉄、ニッケル、チタン、銅等の金属、更には
ステンレス等の前記金属の合金等が一例として挙げられ
る。
【００１５】３は開口部を有する電池缶もしくは電池蓋
を示す。
【００１６】ピン１をガスケット２を介して電池缶また
は電池蓋３にカシメることにより本発明でいう正極ピン
構造を有する電池を得ることができる。
【００１７】図２は上記の方法にてカシメられた状態の
構造を示すものである。
【００１８】図３は本発明の他の実施態様を示すもので
あり、１はＡｌもしくはＡｌ合金よりなるピンである。
４は表面化成処理された金属に樹脂が含浸されてなるガ
スケットである。その樹脂は特に限定されるものではな
いが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフロ
ロエチレン、スチレンブタジエンゴム等の樹脂が一例と
して挙げられる。
【００１９】３は開口部を有する電池缶もしくは電池蓋
を示す。
【００２０】図４は上記の方法にてカシメられた状態の
構造を示すものである。
【００２１】図５は本発明のもう一つの実施態様を示す
ものであり、１はＡｌもしくはＡｌ合金よりなるピンで
ある。４は表面化成処理された金属に樹脂が含浸されて
なるガスケットであり、上下二つに分かれている。その
樹脂は特に限定されるものではないが、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリテトラフロロエチレン、ポリフェ
ニレンサルファイト、スチレンブタジエンゴム等の高分
子絶縁体が一例として挙げられる。
【００２２】３は開口部を有する電池缶もしくは電池蓋
を示す。
【００２３】図６は上記の方法にてカシメられた状態の
構造を示すものである。
【００２４】以下、実施例により本発明を更に詳しく説
明する。
【００２５】
【実施例】
実施例１ Ａｌ材（Ａ−２０４０）よりなる図１のピン１を用い、
リン酸塩化成処理した鉄製のガスケット２を介して、１
５０ｋｇ／ｃｍ2の圧力で電池蓋３にカシメることによ
り図２に示す正極ピン構造を有する電池蓋を作製した。
【００２６】この正極ピンと電池蓋との間の絶縁抵抗及
び気密性を示すヘリウムリーク度は表１に示す通りであ
った。
【００２７】尚、ヘリウムリーク度は、ライボルト株式
会社製 ヘリウムディテクターＵＬ１００ ＰＬＵＳを
用いて測定した。
【００２８】実施例２ Ａｌ材（Ａ−１１００）よりなる図３のピン１を用い、
陽極酸化化成処理した後ポリテトラフロロエチレンを含
浸せしめたアルミニウム製ガスケット４を介して１５０
ｋｇ／ｃｍ2の圧力で電池蓋３にカシメることにより図
４に示す正極ピン構造を有する電池蓋を作製した。
【００２９】この正極ピンと電池蓋との間の絶縁抵抗及
び気密性を示すヘリウムリーク度は表１に示す通りであ
った。
【００３０】実施例３ Ａｌ材（Ａ−１１００）よりなる図５のピン１を用い、
陽極酸化化成処理した後ポリテトラフロロエチレンを含
浸せしめた２個のアルミニウム製ガスケット４を介して
１５０ｋｇ／ｃｍ2の圧力で電池蓋３にカシメることに
より図４に示す正極ピン構造を有する電池蓋を作製し
た。
【００３１】この正極ピンと電池蓋との間の絶縁抵抗及
び気密性を示すヘリウムリーク度は表１に示す通りであ
った。
【００３２】比較例１ 実施例１に於いてリン酸塩化成処理しない以外は全く同
じ操作を行った。この正極ピンと電池蓋との間の絶縁抵
抗及び気密性を示すヘリウムリーク度は表１に示す通り
であった。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【発明の効果】上述のように本発明の電池用正極端子は
電気絶縁性、気密性に優れ、且つ安価であり、電池用部
材として極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様である端子を説明するため
の各部材の側面の模式図、
【図２】図１の各部材を組立てた端子の側面の模式図、
【図３】本発明の他の実施態様である端子を説明するた
めの各部材の側面の模式図、
【図４】図３の各部材を組立てた端子の側面の模式図、
【図５】本発明の更に他の実施態様である端子を説明す
るための各部材の側面の模式図、
【図６】図５の各部材を組立てた端子の側面の模式図。
【符号の説明】
１ ピン ２ 表面化成処理された金属製ガスケット ３ 開口部を有する電池缶または電池蓋 ４ 表面化成処理された金属に樹脂を含浸したガスケッ
ト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 湊 康文 神奈川県川崎市川崎区夜光１丁目３番１ 号 旭化成工業株式会社内 (72)発明者 栗栖 憲仁 東京都品川区南品川三丁目４番10号 東 芝電池株式会社内 (72)発明者 金綱 務 神奈川県横浜市緑区霧ケ丘３−22−14− 202 (56)参考文献 特開 平４−92360（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−13559（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−33564（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−8863（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−125484（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−7863（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−99163（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 2/30 H01M 2/06 H01M 2/08

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電池用正極端子であって、正極ピンがＡ
    ｌもしくはＡｌ合金からなり、該正極ピンが表面化成処
    理された金属を介して電池缶もしくは電池蓋にカシメら
    れていることを特徴とする電池用正極端子。
  2. 【請求項２】 請求項１の正極端子構造を持つことを特
    徴とするリチウムイオン電池。
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JP4954361B2 (ja) * 2000-04-19 2012-06-13 大日本印刷株式会社 リチウムイオン電池
JP3659490B2 (ja) * 2000-12-27 2005-06-15 京セラ株式会社 蓄電池用端子
JP5245300B2 (ja) * 2007-06-22 2013-07-24 株式会社Ｇｓユアサ 電池
JP2015164102A (ja) * 2014-02-28 2015-09-10 三菱重工業株式会社 端子固定構造、電池、及び端子固定方法

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