JPH05335004A - Ｐｔｃ装置の製造法ならびにｐｔｃ装置を備えた電池 - Google Patents
Ｐｔｃ装置の製造法ならびにｐｔｃ装置を備えた電池Info
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- JPH05335004A JPH05335004A JP4141290A JP14129092A JPH05335004A JP H05335004 A JPH05335004 A JP H05335004A JP 4141290 A JP4141290 A JP 4141290A JP 14129092 A JP14129092 A JP 14129092A JP H05335004 A JPH05335004 A JP H05335004A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＰＴＣ装置のシート状原板を所定寸法に切断
する際のバリの発生によるショートを防止し、メンテナ
ンスフリーの状態で生産できることを目的とする。 【構成】 ＰＴＣ装置５のシート状原板を所定の寸法
に、所定の条件のレーザー光を照射することで切断加工
する。
する際のバリの発生によるショートを防止し、メンテナ
ンスフリーの状態で生産できることを目的とする。 【構成】 ＰＴＣ装置５のシート状原板を所定の寸法
に、所定の条件のレーザー光を照射することで切断加工
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＰＴＣ装置の製造法、
ならびにＰＴＣ装置を備えた電池に関するものである。
ならびにＰＴＣ装置を備えた電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、過電流、加熱保護素子である
ＰＴＣ素子(POSITIVE TEMPERATURE C-OEFFICIENT) に金
属製リードを接続した金属板を圧着して構成されるＰＴ
Ｃ装置は通常状態では数十ミリオームの抵抗体であるも
のが外部からの異常な通電、温度上昇により短時間のう
ちに数十オームの抵抗体となり外部負荷が正常な状態に
なった時に元の低抵抗体に復帰する特徴をもっている。
このためＰＴＣ素子の構造としては図１に示すように低
抵抗を維持するためにＰＴＣ素子５ａの厚みを１０〜５
００μ程度、電極板５ｂの厚みを２０〜２００μ程度と
し、ＰＴＣ素子の両面に取りつけ、ＰＴＣ装置５を構成
している。また、このようなＰＴＣ装置の製造方法とし
ては樹脂素材として、ポリエチレン、ポリプロピレン等
の比較的動粘度の低いポリオレフィン樹脂単独、あるい
は異種オレフィン樹脂との共重合物で構成し、この重合
体中に導電性物質、例えばカーボンブラック、グラファ
イトなどのカーボン系フィラーを添加したものを混合
し、押出し法、カレンダー法、あるいは溶液流延法によ
ってシート状に成形加工し、ＰＴＣ素子を作り、その
後、ニッケル、ステンレス、銅等の電極板を熱圧着法に
よってＰＴＣ素子シートの両側に圧着し、所定の形状に
打抜き加工してＰＴＣ装置を形成している。
ＰＴＣ素子(POSITIVE TEMPERATURE C-OEFFICIENT) に金
属製リードを接続した金属板を圧着して構成されるＰＴ
Ｃ装置は通常状態では数十ミリオームの抵抗体であるも
のが外部からの異常な通電、温度上昇により短時間のう
ちに数十オームの抵抗体となり外部負荷が正常な状態に
なった時に元の低抵抗体に復帰する特徴をもっている。
このためＰＴＣ素子の構造としては図１に示すように低
抵抗を維持するためにＰＴＣ素子５ａの厚みを１０〜５
００μ程度、電極板５ｂの厚みを２０〜２００μ程度と
し、ＰＴＣ素子の両面に取りつけ、ＰＴＣ装置５を構成
している。また、このようなＰＴＣ装置の製造方法とし
ては樹脂素材として、ポリエチレン、ポリプロピレン等
の比較的動粘度の低いポリオレフィン樹脂単独、あるい
は異種オレフィン樹脂との共重合物で構成し、この重合
体中に導電性物質、例えばカーボンブラック、グラファ
イトなどのカーボン系フィラーを添加したものを混合
し、押出し法、カレンダー法、あるいは溶液流延法によ
ってシート状に成形加工し、ＰＴＣ素子を作り、その
後、ニッケル、ステンレス、銅等の電極板を熱圧着法に
よってＰＴＣ素子シートの両側に圧着し、所定の形状に
打抜き加工してＰＴＣ装置を形成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】以上のような方法でＰ
ＴＣ装置を形成する場合、電極板を圧着したＰＴＣ素子
を金型でプレスによって所定の形状に切断加工する時、
金型が磨耗している場合、あるいは金型の取り付けが微
妙に不具合であった場合など切断加工時に切断面にバリ
が発生し、このバリが電極板の対面に接触する状態とな
り、ＰＴＣ素子を介さずに電流が流れる回路が形成され
る可能性があった。このような状態のＰＴＣ装置を電池
間に接続した構成系の電池、あるいは電池内に装填した
単電池は外部からの異常電流に対し、安全機構が動作し
ないため、電池内の異常な内圧上昇により変形、極端な
場合は発火する可能性がある。
ＴＣ装置を形成する場合、電極板を圧着したＰＴＣ素子
を金型でプレスによって所定の形状に切断加工する時、
金型が磨耗している場合、あるいは金型の取り付けが微
妙に不具合であった場合など切断加工時に切断面にバリ
が発生し、このバリが電極板の対面に接触する状態とな
り、ＰＴＣ素子を介さずに電流が流れる回路が形成され
る可能性があった。このような状態のＰＴＣ装置を電池
間に接続した構成系の電池、あるいは電池内に装填した
単電池は外部からの異常電流に対し、安全機構が動作し
ないため、電池内の異常な内圧上昇により変形、極端な
場合は発火する可能性がある。
【０００４】本発明は、ＰＴＣ装置を形成する方法とし
てレーザー光を使用することによりＰＴＣ装置が短絡す
ることを防止し、完全なＰＴＣ装置、およびＰＴＣ装置
を使用した安全性に優れる電池を提供することを目的と
する。
てレーザー光を使用することによりＰＴＣ装置が短絡す
ることを防止し、完全なＰＴＣ装置、およびＰＴＣ装置
を使用した安全性に優れる電池を提供することを目的と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
シート状のＰＴＣ装置を所定寸法（形状）に所定出力の
レーザー光を照射する方法で切断するものである。
シート状のＰＴＣ装置を所定寸法（形状）に所定出力の
レーザー光を照射する方法で切断するものである。
【０００６】
【作用】本発明の方法によれば、シート状ＰＴＣ装置を
レーザー光照射により所定形状に切断加工したものであ
るため、電極板の切断部は溶融して丸味を帯びた状態を
呈し、ひげ状のバリは存在しない。
レーザー光照射により所定形状に切断加工したものであ
るため、電極板の切断部は溶融して丸味を帯びた状態を
呈し、ひげ状のバリは存在しない。
【０００７】またＰＴＣ素子中の樹脂材料についてもレ
ーザ−の出力条件を選定することにより、酸化、燃焼な
どの異常状態をひき起こす事なく切断加工できる。
ーザ−の出力条件を選定することにより、酸化、燃焼な
どの異常状態をひき起こす事なく切断加工できる。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の方法で得られるＰＴＣ装置の
切断図でＰＴＣ装置５は図に示すように、カーボンフィ
ラーを分散させた重合体をシート状に成形してＰＴＣ素
子５ａを構成し、ＰＴＣ素子の両面に、厚みが２０〜２
００μのニッケル、ＳＵＳ、銅等の金属薄板を電極板５
ｂとして貼り合わせてＰＴＣ装置を形成している。重合
体の材料としては、不飽和カルボン酸でグラフト変性し
たポリオレフィンからなり、不飽和カルボン酸としては
アクリル酸、メタクリル酸、コハク酸、イタコン酸、フ
マル酸、無水マレイン酸、マレイン酸などであり、ポリ
オレフィンとしてはエチレン、プロピレンなどが有効で
ありこれらのポリオレフィンに前述の不飽和カルボン酸
を１５〜４０重量部程度グラフト重合させたもので、そ
の厚みは１０〜５０μのもので、図２は本発明のシ−ト
状ＰＴＣ装置のレ−ザ−切断工程を示し、シ−ト状ＰＴ
Ｃ装置５をレーザー光照射８により所定寸法に切断加工
してＰＴＣ装置を得る。なお９はレーザー加工ノズル、
１０はアシストガス供給パイプである。
切断図でＰＴＣ装置５は図に示すように、カーボンフィ
ラーを分散させた重合体をシート状に成形してＰＴＣ素
子５ａを構成し、ＰＴＣ素子の両面に、厚みが２０〜２
００μのニッケル、ＳＵＳ、銅等の金属薄板を電極板５
ｂとして貼り合わせてＰＴＣ装置を形成している。重合
体の材料としては、不飽和カルボン酸でグラフト変性し
たポリオレフィンからなり、不飽和カルボン酸としては
アクリル酸、メタクリル酸、コハク酸、イタコン酸、フ
マル酸、無水マレイン酸、マレイン酸などであり、ポリ
オレフィンとしてはエチレン、プロピレンなどが有効で
ありこれらのポリオレフィンに前述の不飽和カルボン酸
を１５〜４０重量部程度グラフト重合させたもので、そ
の厚みは１０〜５０μのもので、図２は本発明のシ−ト
状ＰＴＣ装置のレ−ザ−切断工程を示し、シ−ト状ＰＴ
Ｃ装置５をレーザー光照射８により所定寸法に切断加工
してＰＴＣ装置を得る。なお９はレーザー加工ノズル、
１０はアシストガス供給パイプである。
【０００９】次に具体的な実効を比較するため実施例
１、実施例２に示す。シート状ＰＴＣ装置を本発明のレ
ーザー照射による切断と、従来のプレス金型による切断
方法でそれぞれ１万チップ、５万チップ、１０万チップ
作製した時のＰＴＣ装置の短絡品の数を調査した結果を
表１に示す。切断寸法は１cm角のものである。電極板は
厚みが３０μのニッケル板、ＰＴＣ素子の厚みは４０μ
のもので比較した。
１、実施例２に示す。シート状ＰＴＣ装置を本発明のレ
ーザー照射による切断と、従来のプレス金型による切断
方法でそれぞれ１万チップ、５万チップ、１０万チップ
作製した時のＰＴＣ装置の短絡品の数を調査した結果を
表１に示す。切断寸法は１cm角のものである。電極板は
厚みが３０μのニッケル板、ＰＴＣ素子の厚みは４０μ
のもので比較した。
【００１０】
【表１】
【００１１】（実施例１）重合体としてプロピレン単量
体１００重量部に対し、アクリル酸２０重量部グラフト
重合させたものに、導電性物質としてケッチェンブラッ
ク３０重量部添加し、厚みが約３００μｍのシートに成
形し、シートの両面を厚み２０μｍのニッケル電極板を
貼り合わせたもの。
体１００重量部に対し、アクリル酸２０重量部グラフト
重合させたものに、導電性物質としてケッチェンブラッ
ク３０重量部添加し、厚みが約３００μｍのシートに成
形し、シートの両面を厚み２０μｍのニッケル電極板を
貼り合わせたもの。
【００１２】（実施例２）重合体としてエチレン単量体
１００重量部に対し、無水マレイン酸２５重量部グラフ
ト重合させたものに、導電性物質としてアセチレンブラ
ック４５重量部添加し、厚みが３５０μｍのシートに成
形し、シートの両面を２３μｍのステンレス電極板を貼
り合わせたもの。
１００重量部に対し、無水マレイン酸２５重量部グラフ
ト重合させたものに、導電性物質としてアセチレンブラ
ック４５重量部添加し、厚みが３５０μｍのシートに成
形し、シートの両面を２３μｍのステンレス電極板を貼
り合わせたもの。
【００１３】なお、レーザー光照射で切断した場合のレ
ーザー条件は、炭酸ガスレーザーを使用し、出力１５
Ｗ、切断スピード４ｍ／分で実施した。プレス式の場合
は、クランクプレスで超鋼材の切断金型を使用し、６０
枚／分のスピードで切断した。次にこの方法で切断した
ＰＴＣ装置を図３に示すように電池の封口板内にくみ込
んだ円筒形二酸化マンガンリチウム電池（直径１７．０
mm、高さ３３．５mm、容量１３００ｍＡｈ）を構成し、
この電池を５ケ直列に接続したものを短絡させた時の電
池表面温度の最大値と、各々１００セットを短絡させた
時の発火・爆発数を表２に示す。使用したＰＴＣ装置は
１０万チップ以上切断を行ったものの中から使用した。
ーザー条件は、炭酸ガスレーザーを使用し、出力１５
Ｗ、切断スピード４ｍ／分で実施した。プレス式の場合
は、クランクプレスで超鋼材の切断金型を使用し、６０
枚／分のスピードで切断した。次にこの方法で切断した
ＰＴＣ装置を図３に示すように電池の封口板内にくみ込
んだ円筒形二酸化マンガンリチウム電池（直径１７．０
mm、高さ３３．５mm、容量１３００ｍＡｈ）を構成し、
この電池を５ケ直列に接続したものを短絡させた時の電
池表面温度の最大値と、各々１００セットを短絡させた
時の発火・爆発数を表２に示す。使用したＰＴＣ装置は
１０万チップ以上切断を行ったものの中から使用した。
【００１４】
【表２】
【００１５】図３において１は発電要素を収納した電池
ケース、２はフッ化物、金属酸化物等の正極活物質をシ
ート状にし、負極活物質である金属リチウムシートをセ
パレータ材（図示せず）を介して巻回した電極群で、そ
れぞれの活物質からは導電性リート片３で、電池ケース
１の内底面あるいは封口板Ａに接続されている。封口板
Ａは円板状金属部材４、本発明の方法によって得られた
ＰＴＣ装置５、端子キャップ６から構成されている。７
は封口板Ａを嵌合した絶縁パッキンで、封口板Ａと電池
ケース１間の気密封口、ならびに両極間の絶縁を図って
いる。表３は前述の電池をＰＴＣ装置を封口板内に装填
せずに構成し、この電池間をリードを取り付けた本発明
のＰＴＣ装置で５ケ直列に接続したもので同様の実験を
行った結果を示す。
ケース、２はフッ化物、金属酸化物等の正極活物質をシ
ート状にし、負極活物質である金属リチウムシートをセ
パレータ材（図示せず）を介して巻回した電極群で、そ
れぞれの活物質からは導電性リート片３で、電池ケース
１の内底面あるいは封口板Ａに接続されている。封口板
Ａは円板状金属部材４、本発明の方法によって得られた
ＰＴＣ装置５、端子キャップ６から構成されている。７
は封口板Ａを嵌合した絶縁パッキンで、封口板Ａと電池
ケース１間の気密封口、ならびに両極間の絶縁を図って
いる。表３は前述の電池をＰＴＣ装置を封口板内に装填
せずに構成し、この電池間をリードを取り付けた本発明
のＰＴＣ装置で５ケ直列に接続したもので同様の実験を
行った結果を示す。
【００１６】
【表３】
【００１７】以上、表１、２、３から明らかなように本
発明のものは切断部にバリの発生がなく、メンテナンス
フリーでも安定した状態でＰＴＣ装置を生産できる。
発明のものは切断部にバリの発生がなく、メンテナンス
フリーでも安定した状態でＰＴＣ装置を生産できる。
【００１８】
【発明の効果】以上、本発明のものは（表１）、（表
２）、（表３）の実験結果からも明らかなようにＰＴＣ
装置の切断面にバリの発生のない製品を加工できる。な
お、本発明の実施例外の効果範囲として鋭意検討を加え
たところ、ＰＴＣ装置の電極板の厚みとしては２０〜２
００μ、材料としてはニッケル、ステンレス、鋼板、Ｐ
ＴＣ素子の厚みが本発明に記載した材料のもので１０〜
５００μのものであれば、レーザー光として炭酸ガスレ
ーザー、ＹＡＧレーザーを使用したものでレーザーの照
射出力が１Ｗ〜５０Ｗの範囲で切断スピードを可変する
ことによって、同様の効果を奏するものである。
２）、（表３）の実験結果からも明らかなようにＰＴＣ
装置の切断面にバリの発生のない製品を加工できる。な
お、本発明の実施例外の効果範囲として鋭意検討を加え
たところ、ＰＴＣ装置の電極板の厚みとしては２０〜２
００μ、材料としてはニッケル、ステンレス、鋼板、Ｐ
ＴＣ素子の厚みが本発明に記載した材料のもので１０〜
５００μのものであれば、レーザー光として炭酸ガスレ
ーザー、ＹＡＧレーザーを使用したものでレーザーの照
射出力が１Ｗ〜５０Ｗの範囲で切断スピードを可変する
ことによって、同様の効果を奏するものである。
【図１】本発明のＰＴＣ装置の断面略図
【図２】本発明のレーザー光照射装置の状態図
【図３】本発明のＰＴＣ装置を封口部に配した電池の断
面図
面図
１ ケース ２ 電極群 ３ 導電性リード ４ 金属部材 ５ ＰＴＣ装置 ５ａ ＰＴＣ素子 ５ｂ 電極板 ６ 端子キャップ ７ 絶縁パッキン ８ レーザー光 ９ ノズル １０ アシストガス供給パイプ Ａ 封口板
Claims (7)
- 【請求項１】樹脂中に導電性物質を分散させて構成され
るＰＴＣ素子シートとＰＴＣ素子シートの両面に電極板
を圧着して構成されるＰＴＣ装置のシートをレーザー光
照射により所定形状に切断加工することを特徴とするＰ
ＴＣ装置の製造法。 - 【請求項２】レーザー光源にＹＡＧ、または炭酸ガスレ
ーザーを用いる請求項１記載のＰＴＣ装置の製造法。 - 【請求項３】レーザー光の照射出力が１Ｗ〜５０Ｗであ
る請求項２記載のＰＴＣ装置の製造法。 - 【請求項４】ＰＴＣ素子シートの厚みが１０〜５００μ
である請求項１記載のＰＴＣ装置の製造法。 - 【請求項５】電極板の厚みが２０〜２００μである請求
項１記載のＰＴＣ装置の製造法。 - 【請求項６】樹脂中に導電性物質を分散させて構成され
るＰＴＣ素子シートとＰＴＣ素子シートの両面に電極板
を圧着して構成されるＰＴＣ装置のシートをレーザー光
照射により所定形状に切断加工されたＰＴＣ装置を電池
内に組み込んだことを特徴とする電池。 - 【請求項７】樹脂中に導電性物質を分散させて構成され
るＰＴＣ素子シートとＰＴＣ素子シートの両面に電極板
を圧着して構成されるＰＴＣ装置のシートをレーザー光
照射により所定形状に切断加工されたＰＴＣ装置を電池
間に接続したことを特徴とするＰＴＣ装置を備えた電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4141290A JPH05335004A (ja) | 1992-06-02 | 1992-06-02 | Ｐｔｃ装置の製造法ならびにｐｔｃ装置を備えた電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4141290A JPH05335004A (ja) | 1992-06-02 | 1992-06-02 | Ｐｔｃ装置の製造法ならびにｐｔｃ装置を備えた電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05335004A true JPH05335004A (ja) | 1993-12-17 |
Family
ID=15288449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4141290A Pending JPH05335004A (ja) | 1992-06-02 | 1992-06-02 | Ｐｔｃ装置の製造法ならびにｐｔｃ装置を備えた電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05335004A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014511277A (ja) * | 2011-02-18 | 2014-05-15 | ギーサン オートメーション テクノロジー カンパニー リミテッド | 電極シートレーザ切断機 |
| CN110842377A (zh) * | 2018-07-27 | 2020-02-28 | 武汉中谷联创光电科技股份有限公司 | 一种锂錳一次电池正极片的激光切割工艺及专用装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6158156A (ja) * | 1984-08-30 | 1986-03-25 | Toshiba Battery Co Ltd | 薄型電池の製造法 |
| JPS63164159A (ja) * | 1986-12-25 | 1988-07-07 | Nippon Mektron Ltd | 高出力電池パツク |
| JPH02109252A (ja) * | 1988-10-19 | 1990-04-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池用ｐｔｃ装置 |
| JPH02220792A (ja) * | 1989-02-20 | 1990-09-03 | Nisshin Steel Co Ltd | 積層金属板の切断加工方法 |
-
1992
- 1992-06-02 JP JP4141290A patent/JPH05335004A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6158156A (ja) * | 1984-08-30 | 1986-03-25 | Toshiba Battery Co Ltd | 薄型電池の製造法 |
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| JPH02109252A (ja) * | 1988-10-19 | 1990-04-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池用ｐｔｃ装置 |
| JPH02220792A (ja) * | 1989-02-20 | 1990-09-03 | Nisshin Steel Co Ltd | 積層金属板の切断加工方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN110842377A (zh) * | 2018-07-27 | 2020-02-28 | 武汉中谷联创光电科技股份有限公司 | 一种锂錳一次电池正极片的激光切割工艺及专用装置 |
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