JPS60115153A - 密閉形Ni―Cd電池の製造法 - Google Patents

密閉形Ni―Cd電池の製造法

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JPS60115153A
JPS60115153A JP58221552A JP22155283A JPS60115153A JP S60115153 A JPS60115153 A JP S60115153A JP 58221552 A JP58221552 A JP 58221552A JP 22155283 A JP22155283 A JP 22155283A JP S60115153 A JPS60115153 A JP S60115153A
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welding
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electrode
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Ryosuke Morinari
森成 良佐
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Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/528Fixed electrical connections, i.e. not intended for disconnection
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は密閉形Ni−Cd電池に係わり、極板の集電端
子と電池缶底部との溶接方法に関するものである。
衆知の如く電子機器、非常灯等の電源として使用される
密閉形Ni−Cd電池は薄板状のe。
02枚の極板をセパレータを介して捲回して一1本化し
たもの(以下仁れを極板群と記す)を円筒状の電池缶に
収納した構造を有する。通常この種の電池は電池缶がe
極、電池缶に絶縁体を介して取付けられている蓋がe極
となっており、従ってe、0両極板はあらかじめ各々に
溶接されている集電端子を介してそれぞれ電池缶、蓋に
接続されている。
第1図〜第4図は上述した極板群および電池の構造を示
したものである。第1図は極板群を示したもので、lは
e極板、2はe極板、3はセパレータである。第2図は
極板群の中心部を真上から見た図で、中心部すなわち■
、0両極板の捲回し始めの部分に於てセパレータ3がど
の様な形で存在しているかを示したものである。
図面に示す如く、極板群の中心部には直径5龍程度の中
空部4があり、セパレータ3がe極板2の先端からθ極
板1の先端に向って前記中空部4のほぼ中心すなわち極
板群の中心を横切る様な形で存在している。この様な状
態になるのは第3図)こ示す様な捲回方法をとっている
からである。すなわち極板を捲回する時には図の如く捲
回軸5の中央に設けられているスリットにセパレータ3
をはさみ、次に捲回軸5をイ回転。
した後輪中で示す如(丁度セパレータ3とセパレータ3
との間に極板1,2をそう人しなから捲回軸5を/7=
印方向に回転する。極板l、2の終端まで巻終ったら出
来上った極板群から前記捲回軸5を引抜く(実際には極
板群の方を移動する)わけであるが、この捲回軸5が取
除かれて出来た空間が前記中空部4であり、従ってこの
部分の大きさく直径)は捲回軸5の径口によって決るわ
けである。
第4図は前記極板群が電池缶に納められ電池として組立
てられた状態を電池のほぼ中心部を通る断面図で示した
ものである。前述した如くe極板1にはθ集電端子6が
溶接され、さらにこのe集電端子6は電池缶7の底部8
とその接続部9に於て溶接されている。一方e極板2に
は同様に■集電端子IOが溶接され、この■集電端子1
0は電池の蓋1蔦と潰続点12に於て溶接されている。
さて、上述したθ集電端子すと電池缶7の底部8との溶
接(以下この溶接を「缶底溶接」と記す)には従来より
抵抗溶接が用いられてきた。
言うまでもなく抵抗溶接は極めて短時間で溶接が完了し
、また溶接装置自体も比較的安価であるため、量産品の
組立に於ては広く用いられている方法であるが、本文で
対象としている缶底溶接の場合には下記の如き問題があ
り、自動組立ラインに於ける大きなネックになっていた
第5図は従来から行なわれてきた抵抗溶接にょる缶底溶
接方法を示したものであるが、図面に示す如(、抵抗溶
接電源Aに接続せる一方の溶接用電極11を前記接続部
9直下の電池缶外部に当接し、同じく他方の電極12を
極板群上部から前記中空部4内にそう人、e策電端子6
に当接して溶接する。前述した問題とは次の様なもので
ある。
(1) 一方の溶接用電極12を中空部4内にそう人す
る際、ここには第2図に示す如(、丁度その中央にセパ
レータ3が位置しているため(はん雑になるため第5図
の中空部4内にはセパレータ3課示していない)、容易
に電極12をそう人することが出来ない。セパレータ3
に電極12がひっかかり、これが破壊されることが頻繁
に起る。
(2) 中空部4の直径が511II+程度でかつ内部
にセパレータ3が存在しているため、ここにそう人する
電極12は高々3闘程度の細いものとならざるを得ない
。それ故通常行なわれている電極の水冷等は不可能とな
り、溶接回数の増加とともに電極先端部の温度が上昇し
、電極12を中空部4にそう人した際前記セパレータ3
と接触すると、これが溶融、電極12に接着してしまう
。この様な状態を呈すると、電極12をそれ以上そう人
することが不可能となるし、またそう人出来ても電極先
端がセパレータ3の材質であるナイロンでコーティング
された様な状態になってしまうため、溶接電流の通電が
不可能、あるいは困難になる。
以上の様な問題のために特に自動溶接装置の場合には連
続的な運転がほとんど不可能であり、効果的な解決が望
まれていた。
へ 本発明は従来の缶底溶接に於ける上述した問題点を解決
し、生産性に優れ、信頼性の高い接続部が得られる溶接
方法を提供せんとするものである。
次に本発明の詳細について述べる。その骨子とするとこ
ろは、溶接用熱源としてレーザ光、電子ビームの様な高
いエネルギ密度を得ることが可能な光線あるいは荷電粒
子線を使用し、従来の如く中空部に溶接用電極をそう人
することなしに溶接する点にある。
第6図に本発明による溶接方法を示す。これはレーザ光
を溶接熱源として用いる、いわゆるレーザ溶接の場合で
あるが、レーザ光発振器13より放出されたレーザ光1
4をミラー15を用いて溶接位置まで導き、次にこれを
適当な焦点距離を有するレンズ16で溶接1こ適したビ
雄 一ム径例えば直径0.5器まテ絞ってe集q々−6上に
照射する。この部分では高いエネルギ密度を有するレー
ザ光14が照射されることにょって溶接に適した温度に
加熱され、e集電端子6および電池缶底9の一部が溶融
して目的とする溶接かなされるわけである。
この様な溶接方法を採用する利点は下記の点にある。ま
ず第1に抵抗溶接の場合には中空部4に苦労して電極を
そう入せねばならなかったがレーザ溶接はいわゆる非接
触式の溶接てあり、揉続部9にエネルギを供給するため
の電極等を接触させる必要はない。電池缶7の外からレ
ーザ光14を中空部4に導入すれば良いわけである。
もちろん缶底8の接続部9にレーザ光が到達するまでの
間にこれを遮断するものがあれば溶接が不可能になる。
缶底溶接の場合にはレーザ+l:; I 4を遮断する
ものとして中空部4に存在しているセパレータ3が問題
となるわけであるが、コノ部分に存在しているセパレー
タ3は■、0両極板2.1間を絶縁するという目的には
寄与していないものであり、本来なくても良いものであ
る。それ故レーザ光で焼切ってしまっても何ら問題はな
い。抵抗溶接用電極ではこの様なことは不可能であるが
、レーザ光14は適当(絞ることによって連続的に種々
のエネルギ状態を得る仁とが可能であるため、セパレー
タ3を焼切ることは容易なことである。光学系の選び方
1こよってはe集電端子6と電池缶底8との接続部9に
於て最も好ましいエネルギ密度が得られる様にレンズ1
6の位置を固定しておいても、中空部4に於けるビーム
径がセパレータ3を焼切るに十分なエネルギ密度を有す
るに足るものであれば、レーザ光がセパレータ3に当る
と同時にこの部分が焼切られるので、本来の月的とする
缶底溶接には何ら支障はない。もしその様な光学系の選
び方が出来ず、セパレータ3てレーザ光14がさえ切ら
れる様であれば、例えばセパレータ3の存在している中
空部4をその上カラーF tc 向って焦点が移動する
様にレンズ16を移動させ、最終的に接続部9に於て適
度な溶接エネルギが得られる様にレンズ16を位置決め
すればよい。焦点は最もエネルギ密度が高い部分である
ので二この様にすればセパレータ3を焼切ることは可能
である。
なおレーザ溶接に於ては溶接される材料同士の接触が十
分になされていることが重要である。
特に本溶接の様に被溶接材料の厚さが02〜03關程度
のものては、レーザ光14のエネルギ密度が高いが故に
熱影響を限定し極めて短時間で溶接が可能である反面、
被溶接材料間に間隙があると単ζこレーザ光14が当っ
た所に穴があくたけて溶融金属は飛散してしまい溶接は
なされない。抵抗溶接の場合には2本の電極に加えられ
る加圧力によって被溶接材料は十分緊密な接触状態にお
かれたが、レーザ溶接の場合にはこの様なことが期待で
きない。前記間隙は02〜、、)1) 03間程度φ顆ずかなものでも問題視しなければならな
いので、たとえば第6図に示す如く、電池缶底8にマグ
ネット17を配置し、磁力によってθ集電端子6の接続
部9を電池缶底内面に引付けて両者の緊密な接触状態を
得る様な配慮をすることにより溶接はより完全なものと
なる。
実施例 本発明の詳細については上述した通りであるが次に実際
に密閉形N 1−Cd電池の缶底溶接に本発明を適用し
、その効果を検討した結果1こついて述べる。
検討対象とした電池はSCサイズ、+ 200 mAh
の容量のものである。捲回された極板に溶接されている
θ集電端子6は厚さ0.2 mmの5pccて表面に8
〜lOμmのN1メッキを有している。
e集電端子6の中央に設けられている接続部9の大きさ
は直径が約3朋である。一方相手方の電池缶7であるが
材質は5PCBて缶底8の厚さは041Rて同じ(Ni
メッキ8〜lOμmを有している。
溶接装置の方であるが、発振器13はC02ガスレーザ
タイプのものを使用、第6図に示す如き基本構成を有す
るものを自動組立ラインの中に組込んだ。溶接はビーム
の焦点を前記中空部4の上部から下部に向って移動させ
最終的に缶底8り接して1ζるe集電端子6の接続部2
中央上に位置させるような方法で行なったが、当初の期
待通りセパレータ3を焼切った形で接続部9上にビーム
が到達しe集電端子6と缶底8とはうまく溶接された。
なおこの時の溶接条件を記しておくと、溶接エネルギ1
10Joule 照射時間06秒である。溶接部はNi
メッキが溶融してe集電端子6と缶底8との間をうめた
形となっており、抜取で破壊試験を行ない溶接強度を調
べたが約9〜13Kpの引張強度を示しeタブ接続部の
一部が缶底側に残る様な形で破断した。
また本検討を行なった時にはワークは8秒タクトで流れ
たが、約2時間の運転中溶接に起因するトラブルてライ
ンが停止したことは一度もな(、本発明が自動組立ライ
ンの中に採用できる方法であることが実証された。
なお本文Cとおいては、レーザ溶接の場合について記し
てきたが、同様の効果は同じ非接触式の溶接である電子
ビーム溶接の場合に於ても得られることは言うまでもな
い。
以上のよう化、本発明化よればe集電端子と電池缶底と
の溶接が従来のようにセパレータ等の防害もなく確実で
短時間に行なうことができて、電池性能のバラツキもな
く電池の自動組立ラインに採用できる等工業的価値大で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は捲回された極板群を示す斜視説明図、第2図は
極板群の中心部を真上から見たもので、特にセパレータ
の位IIを示す説明図、第3図は極板を捲回する時の状
況を示す説明図、第4図は電池の中心部1こ於ける断面
図、第5図は従来−の抵抗溶接による缶底溶接時の状況
を示す説明図、第6図は本発明の一実施例による密閉形
Ni−Cd電池の缶底溶接方法を示す説明図である。 1はe極板、2はe極板、3はセパレータ、4は中空部
、6はe集電端子、7は電池缶、8は缶底、9はe集電
端子の接続部、13はレーザ発振器、14はレーザ光、
15はミラー、16はレンズ 特許出願人

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 捲回された極板群の中央に存在する中空部Iこレーザビ
    ームあるいは電子ビームを導入し、これにより中空部に
    存在しているセ/sllレータを焼切るとともに、前記
    極板群のe集電端子と電池缶底とを溶接することを特徴
    とする密閉形N1−Ccl電池の缶底溶接方法。
JP58221552A 1983-11-25 1983-11-25 密閉形Ni―Cd電池の製造法 Granted JPS60115153A (ja)

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