【書類名】 明細書
【発明の名称】 非水電解質電池
【特許請求の範囲】
【請求項１】 正極端子に絶縁性のセラミック材を外嵌し、このセラミック材を金属外装部材の開口孔に挿入して封止固定した非水電解質電池において、
セラミック材と正極端子との間がアルミニウム合金ロウによってロウ付けされ封止固定されたことを特徴とする非水電解質電池。
【請求項２】 前記アルミニウム合金ロウのアルミニウム組成が８５％以上であることを特徴とする請求項１に記載の非水電解質電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池ケースの一部を構成する金属外装部材の開口孔にセラミック材を介して正極端子を絶縁封止固定した非水電解質電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電池は、電池ケース内部に密閉した発電要素の正負極を外部回路と接続するために気密端子が設けられる。このような電池としては、図３に示すように、正極端子１と負極端子２をそれぞれセラミック材３を介して電池ケースに絶縁固定したものがある。これらの正極端子１と負極端子２は、それぞれリング状のセラミック材３を外嵌して外環金属部材５の開口孔に挿入され、これら正負極端子１，２とセラミック材３との間、及び、セラミック材３と外環金属部材５の開口孔との間を金属ロウ４，４でロウ付け固定される。そして、外環金属部材５，５は、金属蓋部６の２箇所の開口孔に挿入して溶接により封止固定され、この金属蓋部６は、発電要素７を収納した金属容器部８の上端開口部に嵌め込み溶接により封止固定される。また、正極端子１と負極端子２は、下端部がそれぞれ発電要素７の正負極に接続される。従って、これらの正負極端子１，２は、金属容器部８と金属蓋部６と外環金属部材５とからなる密閉された電池ケース内の発電要素７の正負極をセラミック材３によって絶縁されて外部に引き出すことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、Ｎｉ−Ｃｄ電池やＮｉ−ＭＨ電池の場合には、上記セラミック材３をロウ付けするための金属ロウ４として銀ロウや銀−銅ロウが用いられていた。しかしながら、非水電解質電池でこのような銀ロウや銀−銅ロウを用いると、正極端子１とセラミック材３との間をロウ付けする金属ロウ４が非水電解液と接触することによりロウ材金属の溶解反応によって腐食が生じ、気密漏れを起こしてサイクル寿命及びカレンダ−寿命が短くなるという問題があった。
【０００４】
正極端子１の電位が特に高い場合に、この正極端子１と接する金属ロウ４のロウ材金属がこのような溶解反応を生じる。従って、３Ｖ以上、特に３．５Ｖ以上の非水電解質電池において顕著にこの問題が現れる。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、正極端子に接する金属ロウにアルミニウム合金ロウを用いることにより、この金属ロウの腐食を防止することができる非水電解質電池を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、正極端子に絶縁性のセラミック材を外嵌し、このセラミック材を金属外装部材の開口孔に挿入して封止固定した非水電解質電池において、セラミック材と正極端子との間がアルミニウム合金ロウによってロウ付けされ封止固定されたことを特徴とする。
【０００７】
請求項１の発明によれば、正極端子と接する金属ロウがアルミニウム合金ロウであるため、この金属ロウが高電位になっても、ロウ材金属の溶解反応によって腐食を生じるようなことがなくなる。
【０００８】
なお、金属外装部材とは、非水電解質電池の電池ケースの一部を構成する部材であり、金属容器部や金属蓋部、又は、これらの開口孔に嵌め込み固定する外環金属部材等を意味する。
【０００９】
請求項２の発明は、前記アルミニウム合金ロウのアルミニウム組成が８５％以上であることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明によれば、アルミニウムの含有率が高いアルミニウム合金ロウを用いるので、ロウ材金属の溶解反応を確実に防止することができるようになる。
【００１１】
本発明においては、前記正極端子がアルミニウム又はアルミニウム合金からなることが好ましい。
【００１２】
このように正極端子もアルミニウム又はアルミニウム合金からなると、この端子金属が溶解反応によって腐食するのを防止することができるようになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１〜図２は本発明の一実施形態を示すものであって、図１は非水電解質二次電池の正極端子部分の一部拡大縦断面図、図２は非水電解質二次電池の分解斜視図である。なお、図３に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。また、本実施形態は、本発明が好適に用いられる非水電解液二次電池に関するものであるが、非水電解質電池に広く適用することができる。
【００１５】
本実施形態は、図３に示した従来例と同様に、電池ケースの金属蓋部６の開口孔に挿入固定した外環金属部材５，５にそれぞれセラミック材３，３を介して正極端子１と負極端子２を絶縁封止固定した非水電解質二次電池について説明する。
【００１６】
正極端子１は、アルミニウム又はアルミニウム合金のピンである。また、セラミック材３は、アルミナやこのアルミナを主成分とするものを用いる。この正極端子１は、図１に示すように、リング状のセラミック材３を外嵌して外環金属部材５の開口孔に挿入される。そして、この正極端子１とセラミック材３との間、及び、このセラミック材３と開口孔との間をそれぞれ金属ロウ４，４でロウ付けすることにより絶縁封止固定する。この際、少なくとも正極端子１とセラミック材３との間の金属ロウ４は、アルミニウム合金ロウを用いる。アルミニウム合金ロウは、アルミニウムを主成分とする合金のロウ材であり、アルミニウム組成が８５％以上のものが好ましく、例えばシリコン（Ｓｉ）が６．８〜７．８％、マグネシウム（Ｍｇ）が２〜３％であり、アルミニウム（Ａｌ）を残部として、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、マンガン（Ｍｎ）及びクロム（Ｃｒ）を微量含むものが適切である。即ち、シリコン（Ｓｉ）とマグネシウム（Ｍｇ）を含み、これらの含有量がＳｉ＞Ｍｇ＞１．０％のアルミニウム合金が望ましい。また、例えばＡｌ−Ｓｉ系のＪＩＳ規格ＢＡ４１４５（Ｓｉ＝９．３〜１０．７％）やＢＡ４０４７（Ｓｉ＝１１．０〜１３．０％）等を用いることもできる。セラミック材３と外環金属部材５の開口孔との間は、他の金属のロウ材を用いてもよいが、ここでは同じアルミニウム合金ロウを用いるものとする。
【００１７】
負極端子２は、銅又は銅合金のピンである。この負極端子２も、正極端子１と同様に、リング状のセラミック材３を外嵌して外環金属部材５の開口孔に挿入される。そして、この負極端子２とセラミック材３との間、及び、このセラミック材３と開口孔との間をそれぞれ金属ロウ４，４でロウ付けすることにより絶縁封止固定する。ここでの金属ロウ４のロウ材は特に限定しないが、銅を主成分とするものを用いるのが好ましい。
【００１８】
本実施形態の非水電解質二次電池は、図３に示したように、発電要素７を金属容器部８内に収納し、この金属容器部８の上端開口部に金属蓋部６を嵌め込んで溶接により封止固定する。そして、図２に示すように、上記正極端子１と負極端子２を絶縁封止固定した外環金属部材５，５をこの金属蓋部６の２箇所の開口孔にそれぞれ挿入して溶接により封止固定する。この際、これら正極端子１と負極端子２は、下端部をそれぞれ発電要素７の正負極に接続する。また、金属容器部８内には、非水電解液を注入する。これら金属蓋部６と金属容器部８は、アルミニウム又はアルミニウム合金を用いることにより軽量化を図ることができる。また、外環金属部材５も、ここではアルミニウム又はアルミニウム合金等を用いる。
【００１９】
上記構成の非水電解質二次電池によれば、正極端子１と接する金属ロウ４がアルミニウム合金ロウであるため、この正極端子１が高電位となっても、ロウ材金属の溶解反応によって腐食を生じるようなことがなくなる。また、正極端子１自身もアルミニウム又はアルミニウム合金からなるので、これが溶解反応によって腐食することもない。正極端子１の電位は、３Ｖ以上、さらには３．５Ｖ以上（例えば３．９５Ｖ）の高電位の非水電解質二次電池の場合に特に有効である。
【００２０】
なお、上記実施形態では、正極端子１をセラミック材３を介して外環金属部材５に絶縁封止固定する場合について説明したが、電池ケースを構成する金属外装部材であれば、いずれの部材に絶縁封止固定してもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の非水電解質電池によれば、正極端子と接する金属ロウにアルミニウム合金ロウを用いるので、ロウ材金属の溶解反応によって腐食を生じるようなことがなくなり、気密漏れによるサイクル寿命及びカレンダ−寿命の短縮を防止することができるようになる。特に、アルミニウムの含有率が高いアルミニウム合金ロウを用いれば、このロウ材金属の溶解反応を確実に防止することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一実施形態を示すものであって、非水電解質二次電池の正極端子部分の一部拡大縦断面図である。
【図２】
本発明の一実施形態を示すものであって、非水電解質二次電池の分解斜視図である。
【図３】
従来例を示すものであって、非水電解質電池の構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ 正極端子
２ 負極端子
３ セラミック材
４ 金属ロウ
５ 外環金属部材
[Document name] Specification [Title of invention] Non-aqueous electrolyte battery [Claims]
1. In a non-aqueous electrolyte battery in which an insulating ceramic material is externally fitted to a positive electrode terminal, and the ceramic material is inserted into an opening hole of a metal exterior member and sealed and fixed.
A non-aqueous electrolyte battery characterized in that the ceramic material and the positive electrode terminal are brazed with an aluminum alloy braze and sealed and fixed.
2. The non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the aluminum alloy composition of the aluminum alloy wax is 85% or more.
Description: TECHNICAL FIELD [Detailed description of the invention]
[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a non-aqueous electrolyte battery in which a positive electrode terminal is insulated and sealed through a ceramic material in an opening hole of a metal exterior member forming a part of a battery case.
0002.
[Conventional technology]
The battery is provided with an airtight terminal for connecting the positive and negative electrodes of the power generation element sealed inside the battery case to an external circuit. As shown in FIG. 3, such a battery includes a battery in which a positive electrode terminal 1 and a negative electrode terminal 2 are insulated and fixed to a battery case via a ceramic material 3, respectively. The positive electrode terminal 1 and the negative electrode terminal 2 are respectively fitted with a ring-shaped ceramic material 3 and inserted into the opening hole of the outer ring metal member 5, and between the positive and negative electrode terminals 1 and 2 and the ceramic material 3. Then, the ceramic material 3 and the opening hole of the outer ring metal member 5 are brazed and fixed with metal waxes 4 and 4. Then, the outer ring metal members 5 and 5 are inserted into the two opening holes of the metal lid portion 6 and sealed and fixed by welding, and the metal lid portion 6 is the metal container portion 8 containing the power generation element 7. It is fitted into the upper end opening and sealed and fixed by welding. Further, the lower ends of the positive electrode terminal 1 and the negative electrode terminal 2 are connected to the positive and negative electrodes of the power generation element 7, respectively. Therefore, in these positive and negative electrode terminals 1, the positive and negative electrodes of the power generation element 7 in the sealed battery case including the metal container portion 8, the metal lid portion 6, and the outer ring metal member 5 are insulated by the ceramic material 3. Can be pulled out.
0003
[Problems to be Solved by the Invention]
By the way, in the case of a Ni-Cd battery or a Ni-MH battery, silver brazing or silver-copper brazing is used as the metal brazing 4 for brazing the ceramic material 3. However, when such silver brazing or silver-copper brazing is used in a non-aqueous electrolyte battery, the metal brazing 4 that brazes between the positive electrode terminal 1 and the ceramic material 3 comes into contact with the non-aqueous electrolyte solution, so that the brazing material is used. There is a problem that corrosion occurs due to the dissolution reaction of the metal, airtight leakage occurs, and the cycle life and the brazing life are shortened.
0004
When the potential of the positive electrode terminal 1 is particularly high, the brazing metal of the metal brazing metal 4 in contact with the positive electrode terminal 1 causes such a dissolution reaction. Therefore, this problem remarkably appears in a non-aqueous electrolyte battery having a voltage of 3 V or higher, particularly 3.5 V or higher.
0005
The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a non-aqueous electrolyte battery capable of preventing corrosion of the metal wax by using an aluminum alloy wax for the metal wax in contact with the positive electrode terminal. I am aiming.
0006
[Means for solving problems]
The invention of claim 1 is a non-aqueous electrolyte battery in which an insulating ceramic material is externally fitted to a positive electrode terminal, and the ceramic material is inserted into an opening hole of a metal exterior member to seal and fix the ceramic material and the positive electrode terminal. It is characterized in that the space is brazed with an aluminum alloy brazing and sealed and fixed.
0007
According to the invention of claim 1, since the metal wax in contact with the positive electrode terminal is an aluminum alloy wax, even if the metal wax has a high potential, corrosion does not occur due to the dissolution reaction of the brazing metal.
0008
The metal exterior member is a member that constitutes a part of a battery case of a non-aqueous electrolyte battery, and means a metal container portion, a metal lid portion, an outer ring metal member that is fitted and fixed in these opening holes, and the like. To do.
0009
The invention of claim 2 is characterized in that the aluminum composition of the aluminum alloy wax is 85% or more.
0010
According to the invention of claim 2, since the aluminum alloy wax having a high aluminum content is used, the dissolution reaction of the brazing metal can be reliably prevented.
0011
In the present invention, it is preferable that the positive electrode terminal is made of aluminum or an aluminum alloy.
0012
When the positive electrode terminal is also made of aluminum or an aluminum alloy in this way, it is possible to prevent the terminal metal from being corroded by the dissolution reaction.
0013
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
0014.
1 and 2 show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a partially enlarged vertical sectional view of a positive electrode terminal portion of a non-aqueous electrolyte secondary battery, and FIG. 2 is a non-aqueous electrolyte secondary battery. It is an exploded perspective view. The same numbers are added to the constituent members having the same functions as those of the conventional example shown in FIG. Further, although the present embodiment relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery in which the present invention is preferably used, it can be widely applied to a non-aqueous electrolyte battery.
0015.
In this embodiment, as in the conventional example shown in FIG. 3, the positive electrode terminals 1 are inserted and fixed in the opening holes of the metal lid 6 of the battery case via the ceramic materials 3 and 3, respectively. A non-aqueous electrolyte secondary battery in which the negative electrode terminal 2 is insulated and fixed will be described.
0016.
The positive electrode terminal 1 is an aluminum or aluminum alloy pin. Further, as the ceramic material 3, alumina or a material containing this alumina as a main component is used. As shown in FIG. 1, the positive electrode terminal 1 is inserted into the opening hole of the outer ring metal member 5 by externally fitting the ring-shaped ceramic material 3. Then, the positive electrode terminal 1 and the ceramic material 3 and the ceramic material 3 and the opening hole are brazed with metal braces 4 and 4, respectively, to seal and fix the insulation. At this time, an aluminum alloy wax is used as at least the metal wax 4 between the positive electrode terminal 1 and the ceramic material 3. The aluminum alloy brazing material is a brazing material of an alloy containing aluminum as a main component, and preferably has an aluminum composition of 85% or more. For example, silicon (Si) is 6.8 to 7.8% and magnesium (Mg) is 2. It is suitable to have an amount of ~ 3%, with aluminum (Al) as the balance and a trace amount of iron (Fe), copper (Cu), manganese (Mn) and chromium (Cr). That is, an aluminum alloy containing silicon (Si) and magnesium (Mg) and having a content of these of Si>Mg> 1.0% is desirable. Further, for example, an Al—Si based JIS standard BA4145 (Si = 9.3 to 10.7%), BA4047 (Si = 11.0 to 13.0%), or the like can also be used. A brazing material of another metal may be used between the ceramic material 3 and the opening hole of the outer ring metal member 5, but here, the same aluminum alloy brazing material is used.
[0017]
The negative electrode terminal 2 is a pin made of copper or a copper alloy. Similar to the positive electrode terminal 1, the negative electrode terminal 2 is also inserted into the opening hole of the outer ring metal member 5 by externally fitting the ring-shaped ceramic material 3. Then, the negative electrode terminal 2 and the ceramic material 3 and the ceramic material 3 and the opening hole are brazed with metal brazes 4 and 4, respectively, to seal and fix the insulation. The brazing material of the metal brazing metal 4 here is not particularly limited, but it is preferable to use a brazing material containing copper as a main component.
0018
In the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present embodiment, as shown in FIG. 3, the power generation element 7 is housed in the metal container portion 8, and the metal lid portion 6 is fitted into the upper end opening of the metal container portion 8. It is sealed and fixed by welding. Then, as shown in FIG. 2, the outer ring metal members 5 and 5 in which the positive electrode terminal 1 and the negative electrode terminal 2 are insulated and fixed are inserted into the two opening holes of the metal lid portion 6 and sealed by welding. Stop and fix. At this time, the lower ends of the positive electrode terminal 1 and the negative electrode terminal 2 are connected to the positive and negative electrodes of the power generation element 7, respectively. Further, a non-aqueous electrolytic solution is injected into the metal container portion 8. The weight of the metal lid portion 6 and the metal container portion 8 can be reduced by using aluminum or an aluminum alloy. Further, as the outer ring metal member 5, aluminum, an aluminum alloy, or the like is used here.
0019
According to the non-aqueous electrolyte secondary battery having the above configuration, since the metal brazing metal 4 in contact with the positive electrode terminal 1 is an aluminum alloy brazing metal, even if the positive electrode terminal 1 has a high potential, corrosion is caused by the dissolution reaction of the brazing metal. It will not happen. Further, since the positive electrode terminal 1 itself is also made of aluminum or an aluminum alloy, it does not corrode due to the dissolution reaction. The potential of the positive electrode terminal 1 is particularly effective in the case of a high potential non-aqueous electrolyte secondary battery of 3 V or more, further 3.5 V or more (for example, 3.95 V).
0020
In the above embodiment, the case where the positive electrode terminal 1 is insulated and sealed to the outer ring metal member 5 via the ceramic material 3 has been described, but any member can be used as long as it is a metal exterior member constituting the battery case. It may be insulated and fixed.
0021.
【Effect of the invention】
As is clear from the above description, according to the non-aqueous electrolyte battery of the present invention, since the aluminum alloy wax is used for the metal wax in contact with the positive electrode terminal, corrosion does not occur due to the dissolution reaction of the brazing metal. It becomes possible to prevent shortening of cycle life and calendar life due to airtight leakage. In particular, if an aluminum alloy wax having a high aluminum content is used, the dissolution reaction of the brazing metal can be reliably prevented.
[Simple explanation of drawings]
FIG. 1
It shows one embodiment of the present invention, and is a partially enlarged vertical sectional view of a positive electrode terminal portion of a non-aqueous electrolyte secondary battery.
FIG. 2
It shows one Embodiment of this invention and is an exploded perspective view of the non-aqueous electrolyte secondary battery.
FIG. 3
It is a vertical sectional view which shows the structure of the non-aqueous electrolyte battery which shows the conventional example.
[Explanation of symbols]
1 Positive electrode terminal 2 Negative electrode terminal 3 Ceramic material 4 Metal wax 5 Outer ring metal member