JP2005268072A - Battery and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】 電極体と封口体及び外装容器とを接続する溶接工程において、電極棒が集電体リードを押さえる位置がずれても溶接面積を一定に保ち、十分な溶接強度を確保できる形状の集電体リード部を備えた密閉型電池を提供する。
【解決手段】 開口部を備え、一方極の端子を兼ねる外装容器と、前記外装容器内に配置せしめられた電極体と、前記開口部が前記他方極の端子を兼ねる封口体により封止され、前記電極体の一方極と前記外装容器、または前記電極体の他方極と前記封口体の少なくとも一方が集電体を介して溶接された電池であって、前記集電体が前記電極体の一方の端部に接続された本体部と該本体部から延出して封口体または外装容器に溶接される集電リードとを備え、前記集電リード端部に複数の突起が設けられており、且つ、該突起の周辺部の突起高さより中心部に位置する突起高さが高いことを特徴とする。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To maintain a welding area constant in a welding process for connecting an electrode body, a sealing body, and an outer container even if a position where an electrode rod presses a current collector lead is shifted and a sufficient welding strength is ensured. Provided is a sealed battery including an electrical lead part.
An exterior container having an opening and serving as a terminal of one electrode; an electrode body disposed in the exterior container; and the opening is sealed by a sealing body also serving as a terminal of the other electrode; A battery in which at least one of the one electrode of the electrode body and the outer casing, or the other electrode of the electrode body and the sealing body is welded via a current collector, wherein the current collector is one of the electrode bodies A main body connected to the end of the main body and a current collecting lead extending from the main body and welded to a sealing body or an outer container, and a plurality of protrusions are provided at the end of the current collecting lead, and The height of the protrusion located at the center is higher than the height of the protrusion at the periphery of the protrusion.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、電池およびその製造方法に係り、特に集電リードの構造に関するものである。 The present invention relates to a battery and a method for manufacturing the same, and more particularly to the structure of a current collecting lead.
一般に、ニッケル−水素蓄電池、ニッケル−カドミウム蓄電池などの密閉型蓄電池は、正極板および負極板の間にセパレータを介在させて、これらを渦巻状に巻回して渦巻状電極体を形成し、この渦巻状電極体の上下端部の少なくとも一方に集電体の本体部を接続する。そして、この渦巻状電極体を金属製の外装容器に収納して、一方の集電体の本体部から延出する集電リードを封口体の下面に溶接した後、外装容器の開口に絶縁ガスケットを介在させて封口体を装着することにより密閉して構成する。 Generally, a sealed storage battery such as a nickel-hydrogen storage battery or a nickel-cadmium storage battery has a separator interposed between a positive electrode plate and a negative electrode plate, and these are spirally wound to form a spiral electrode body. The main body of the current collector is connected to at least one of the upper and lower ends of the body. The spiral electrode body is housed in a metal outer container, and a current collecting lead extending from the main body portion of one current collector is welded to the lower surface of the sealing body, and then an insulating gasket is formed at the opening of the outer container. It is configured to be hermetically sealed by attaching a sealing body with a gap interposed therebetween.
しかしながら、密閉型二次電池の電極体と封口体及び外装容器とを接続する溶接工程では、溶接スパッタや不純物の混入によるショートがしばしば問題となっている。一般に、封口体溶接工程では固定された封口体と電極棒の間に集電体溶接工程まで終了した仕掛品が流れてくることから、仕掛品位置バラツキ、すなわち、集電体位置バラツキが大きく、集電リード設計をする場合、バラツキを考慮した設計が必要となる。 However, in the welding process for connecting the electrode body of the sealed secondary battery, the sealing body, and the outer container, short-circuiting due to welding spatter or contamination of impurities is often a problem. Generally, in the sealing body welding process, the work in progress finished until the current collector welding process flows between the fixed sealing body and the electrode rod, so that the in-process position variation, that is, the current collector position variation is large, When designing the current collector lead, it is necessary to consider the variation.
図11乃至13はこのような電池の製造方法を模式的に示す図である。先ず、有底の外装容器110に電極体111を挿入する(図11参照)。この電極体111は、正極と負極とをセパレータを介して挟んで巻回して形成され、正極及び負極に集電体が設けられている。そして、例えば外装容器110を負極にする場合には、正極の集電体から上方に伸長する集電リード113が接続される。
11 to 13 are diagrams schematically showing a method for manufacturing such a battery. First, the
次に、電極体111の上端部近傍における外装容器110の側壁を周方向に窪ませて溝部112を形成し、負極の集電体と外装容器110の缶底とを溶接すると共に集電リード113と封口体114とを溶接する。その後、所定量の電解液を入れて、封口体114を溝部112に載置する(図12参照)。
Next, the side wall of the
封口体114を装着した後、外装容器110の開口端を封口体114側に曲げて嵌め、最後に外装容器110の底方向に荷重を加えて封止する(図13参照)。
After mounting the sealing
このような電池においては、集電リード113と封口体114とを接続する溶接部における電気抵抗(以下、内部抵抗と呼ぶ)が電池特性に大きく影響を与え、内部抵抗が大きいと大電流放電を行なった場合に溶接部で大きな電圧降下が発生する。
In such a battery, the electric resistance (hereinafter referred to as internal resistance) in the welded portion connecting the
そこで、集電リード113の溶接部分に突状部を設けて、内部抵抗を小さくできるようにした構成が提案されている(特許文献1、2参照)。
溶接品質の向上を目的として集電体リードに突起部を設けることが「特許文献1」に記載されている。更に、一列または円周状突起を設けることが「特許文献2」に記載されている。
In view of this, a configuration has been proposed in which a protruding portion is provided in the welded portion of the current collecting
“Patent Document 1” describes that a protrusion is provided on a current collector lead for the purpose of improving welding quality. Furthermore, “Patent Document 2” describes that one row or a circumferential protrusion is provided.
しかし、「特許文献1」あるいは「特許文献2」に記載された技術的改良にもかかわらず、仕掛品位置バラツキや集電リード立上げバラツキなどの設備バラツキを考慮した場合、電極棒が集電リードを押さえる位置が変わることから、突起部以外が溶接されたり、溶接位置によって溶接面積が変わり、爆飛や溶接強度弱が生じ、安定した品質を得ることが困難であった。 However, in spite of the technical improvements described in “Patent Document 1” or “Patent Document 2”, when the equipment variation such as the in-process position variation and the current collection lead rise variation is taken into consideration, the electrode rod is Since the position where the lead is pressed changes, parts other than the protrusions are welded, or the welding area changes depending on the welding position, resulting in explosion and weak welding strength, making it difficult to obtain stable quality.
しかしながら、従来の構成においては、封口体114の溶接時に溶融した集電リード113が爆飛して、これが電池内に混入してショートの一因となる問題があると共に、溶接強度にバラツキが生じやすいという問題があった。
However, in the conventional configuration, the current collector lead 113 melted during welding of the sealing
即ち、集電リード113と封口体114とを溶接する際には、集電リード113と封口体114とを突合わせて行うが、設備のバラツキ等により突合わせ位置が所定位置からずれてしまう場合がある。
That is, when the current collecting
このため、例えば集電リード113の溶接部分に突状部が設けられている場合には、上記位置ずれした集電リード113が突起部から外れてしまったり、集電リード113が傾いたり、さらには溶接棒が集電リード113等からはみ出したりする。また、溶接時においては溶接用電極で集電リード113が押されるため、この力で集電リード113が撓んだりしてしまう場合がある。
For this reason, for example, when a protruding portion is provided in the welded portion of the current collecting
また、突状部を設けない場合は、集電リード113は傾いたりすることはないが、この場合は集電リード113と封口体114とが面接触するため、これら集電リード113や封口体114の面状態、平滑度等により常に一定の接触面積を得ることが困難である。
Further, when the protruding portion is not provided, the
このように、集電リード113と封口体114との接触面積が状況により変化すると、同じ溶接条件で溶接しても、爆飛が起きたり、溶接強度が小さくなり、また内部抵抗が高くなったりする不都合が生じる。
Thus, if the contact area between the
そこで、本発明は、設備バラツキ等が存在した場合にも、爆飛が起きたり、溶接強度が小さくなったり、また内部抵抗が高くなったりすることなく信頼性の高い電池を提供することを目的とする。
すなわち、本発明の目的は電極体と封口体及び外装容器とを接続する溶接工程において、電極棒が集電リードを押さえる位置がずれても溶接面積を一定に保ち、十分な溶接強度を確保できる形状の集電リードを備えた密閉型電池を提供することにある。
Therefore, the present invention has an object to provide a battery with high reliability without causing explosions, decreasing welding strength, and increasing internal resistance even when equipment variation exists. And
That is, the object of the present invention is to maintain a constant welding area and ensure sufficient welding strength even if the position where the electrode rod presses the current collecting lead is shifted in the welding process for connecting the electrode body, the sealing body, and the outer container. It is an object of the present invention to provide a sealed battery having a current collecting lead having a shape.
また本発明の目的は電池の製造において溶接工程品質を安定化することにより、不良品の発生を抑え、製品の得率を向上させることにある。 Another object of the present invention is to suppress the generation of defective products and improve the yield of products by stabilizing the quality of the welding process in the manufacture of batteries.
本発明の電池は、開口部を備え、一方極の端子を兼ねる外装容器と、前記外装容器内に配置せしめられた電極体と、前記開口部が前記他方極の端子を兼ねる封口体により封止され、前記電極体の一方極と前記外装容器、または前記電極体の他方極と前記封口体の少なくとも一方が集電体を介して溶接された電池であって、前記集電体が前記電極体の一方の端部に接続された本体部と該本体部から延出して封口体または外装容器に溶接される集電リードとを備え、前記集電リード端部に複数の突起が設けられており、且つ、複数の突起のうち、中心部に位置する突起の高さが、周辺部の突起の高さより高いことを特徴とする。 The battery of the present invention is sealed by an outer container having an opening and serving as a terminal of one electrode, an electrode body disposed in the outer container, and a sealing body in which the opening also serves as a terminal of the other electrode A battery in which at least one of the one electrode of the electrode body and the outer casing, or the other electrode of the electrode body and the sealing body is welded via a current collector, the current collector being the electrode body A main body connected to one end of the main body and a current collecting lead extending from the main body and welded to a sealing body or an outer container, and a plurality of protrusions are provided on the end of the current collecting lead. And the height of the protrusion located in the central part among the plurality of protrusions is higher than the height of the protrusion in the peripheral part.
この構成により、集電体と封口体との突合わせ位置がずれても、突合わせた際に、まず高い位置にある突起に封口体が接触し、続いてその周囲の突起に当接することにより、封口体との接触面積を常に一定にすることができ、集電リードと封口体との表面が平行になり爆飛を起こすことなく所望の溶接強度や電気抵抗を持つ溶接が可能になる。 With this configuration, even when the abutting position of the current collector and the sealing body is shifted, when the abutting, the sealing body first comes into contact with the protrusion at a high position, and then comes into contact with the surrounding protrusion. The contact area with the sealing body can be made constant at all times, and the surfaces of the current collecting lead and the sealing body are parallel to each other, and welding with a desired welding strength and electrical resistance can be achieved without causing explosion.
本発明の電池は、前記集電リード端部に設けられた前記突起が、多角形の頂点もしくは楕円を含む円の円周と該形状の重心とに配置され、前記突起中、該重心に位置する突起高さがその他の突起高さより高いものを含む。 In the battery of the present invention, the protrusion provided at the end of the current collecting lead is disposed at the circumference of a circle including a polygonal apex or ellipse and the center of gravity of the shape, and is positioned at the center of gravity in the protrusion. The protrusion height to be included is higher than other protrusion heights.
本発明の電池は、前記集電リードを溶接する前記封口体の中央部にガス排出孔を備えた。 In the battery of the present invention, a gas discharge hole is provided in a central portion of the sealing body for welding the current collecting lead.
本発明の電池は、前記封口体溶接部がリング状である。 In the battery of the present invention, the sealing body welded portion has a ring shape.
本発明の電池は、前記突起の形状が四角形の頂点及び重心に配置されている。 In the battery according to the present invention, the shape of the protrusion is arranged at the apex and the center of gravity of a quadrangle.
本発明の方法は、開口部を備え、一方極の端子を兼ねる外装容器と、前記外装容器内に配置せしめられた電極体と、前記開口部が前記他方極の端子を兼ねる封口体により封止された電池の製造方法であって、前記電極体の一方極と前記外装容器、または前記電極体の他方極と前記封口体の少なくとも一方の溶接工程が、前記端部に、周辺部の突起高さより中心部に位置する突起高さが高くなるように形成された複数の突起を備えた集電リードを用い、前記突起を封口体または外装容器に当接せしめて溶接する工程を含む。 The method of the present invention includes an exterior container having an opening and serving as a terminal of one electrode; an electrode body disposed in the exterior container; and a sealing body in which the opening serves as a terminal of the other electrode A method of manufacturing a battery, wherein at least one welding step of one electrode of the electrode body and the outer casing, or the other electrode of the electrode body and the sealing body, And using a current collecting lead provided with a plurality of protrusions formed so that the height of the protrusion located at the center is higher, and contacting the protrusions against a sealing body or an outer container for welding.
この構成により、集電体と封口体との突合わせ位置がずれても、突合わせた際に、まず中央に位置する突起により集電リードと封口体との表面が当接し、この後周辺の突起と封口体表面とが当接し、接触面積を常に一定にすることができ、爆飛を起こすことなく所望の溶接強度や電気抵抗を持つ溶接を実現することが可能になる。 With this configuration, even if the abutting position of the current collector and the sealing body is shifted, the surfaces of the current collecting lead and the sealing body are first brought into contact with each other by the protrusion located at the center when the abutting is performed. The protrusion and the sealing body surface come into contact with each other, and the contact area can be made constant at all times, so that welding having a desired welding strength and electric resistance can be realized without causing explosion.
本発明により、電池の製造工程において溶接時の設備バラツキによる電極棒の集電体リード押さえ位置が変化しても、溶接面積を一定に保ち、十分な溶接強度を得ることが可能になった。 According to the present invention, even when the current collector lead pressing position of the electrode rod changes due to equipment variations during welding in the battery manufacturing process, it becomes possible to keep the welding area constant and obtain sufficient welding strength.
発明を実施するための最良の形態を図面を参照して詳細に説明する。
なお、実施の形態および実施例を説明する全図において、同一機能を有する構成要素は同一の符号を付けて説明する。
本発明では、集電体の本体部(以下集電体とする)に連設された集電リードに中心が高くなるように形成された複数の突起を並設して、封口体に突合せた際に突起が封口体に当接することで、常に接触面接が一定となるようにしたものである。突起は四角形の頂点と重心に配置し、重心部突起高さが頂点部突起高さより高く設計することで、溶接時の設備バラツキによって電極棒の集電リード位置が変わったとしても、常に重心と四角形の頂点2箇所の3点で溶接が可能となり、溶接面積を一定に保ち、スパッタを少なく、かつ、十分な溶接強度を得ることができる。
本発明は、以下、本発明の電池およびその製造方法を図面を参照して説明する。
The best mode for carrying out the invention will be described in detail with reference to the drawings.
Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments and examples.
In the present invention, a plurality of protrusions formed so as to have a higher center are juxtaposed to a current collector lead connected to a main body portion (hereinafter referred to as a current collector) of the current collector, and are butt-matched to a sealing body. At this time, the projection comes into contact with the sealing body so that the contact surface is always constant. Protrusions are arranged at the apex and center of gravity of the quadrangle, and the center of gravity projection is designed to be higher than the apex projection height, so even if the current collector lead position of the electrode rod changes due to equipment variations during welding, Welding is possible at three points at two vertices of a quadrangle, the welding area can be kept constant, spatter is reduced, and sufficient welding strength can be obtained.
In the following, the battery of the present invention and the method for producing the same will be described with reference to the drawings.
図1は、封口体24と集電リード18との溶接状態を示す図で、図1(a)は集電リード18側から見た図であり、図1(b)は側断面図である。集電リード18には突起35が四角形の頂点と重心とで5個配設されている。溶接前は重心位置にある突起が周囲の突起よりも高くなるように形成されている。
FIG. 1 is a view showing a welding state of the sealing
次に、本発明をニッケル−カドミウム蓄電池に適用した場合の一実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図5(a)は本発明の正極集電体を示す概略図であり、図1(b)はそのリードの側面図である。 Next, an embodiment when the present invention is applied to a nickel-cadmium storage battery will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 5 (a) is a schematic view showing a positive electrode current collector of the present invention, and FIG. 1 (b) is a side view of the lead.
正極集電体16は、図5(a)に示すように、略円形状(例えば、直径が17.4〜17.6mmで、厚みが0.28〜0.32mm)の本体部と、本体部と一体的に形成されて本体部より長方形状(例えば、幅が7.3〜7.5mmで、長さが13.7〜13.9mmで、厚みが0.28〜0.32mm)に延出する集電リード18とから構成される。本体部にはその中心部に注液用の開口部が形成されている。
As shown in FIG. 5 (a), the positive electrode
溶接用の突起35は集電リード18の端部に設けられ、どのような形状の場合でも周辺部の端部の高さは0.15〜0.20mmであり、中心部にある端部の高さは0.25〜0.30mmであることが好ましい。周辺部の端部の高さと中心部にある端部の高さの差は0.05〜0.15mm、好ましくは0.05〜0.10mmの範囲である。
The
本発明の集電体16の部材として用いられる金属基体は、均一なあるいは任意の大きさを有する細孔を三次元的に備えた金属骨格を有する基体である。材質としては、金、銀、白金、銅、鉄、錫、ニッケル、クロム、アルミニウム、カーボン及びそれらの合金を挙げることができる。又、前記金属に特定の金属をメッキしたものも好ましく使用することができる。
金属基体の形状としては、金属繊維焼結体、金属フェルト、スポンジ状(発泡式)金属体あるいは不織布状金属体あるいは均一な金属等がある。
本発明の集電リードの部材として用いられる金属基体は集電リードの種類に応じて適宜選択すればよいが、アルカリ電解液に安定なニッケルが好ましい。なお、本発明の正極集電体16はニッケル鍍金鋼板を打ち抜きによって作成することが出来る。
The metal substrate used as a member of the
Examples of the shape of the metal substrate include a metal fiber sintered body, a metal felt, a spongy (foaming) metal body, a non-woven metal body, and a uniform metal.
The metal substrate used as a member of the current collecting lead of the present invention may be appropriately selected according to the type of the current collecting lead, but nickel that is stable in an alkaline electrolyte is preferable. The positive electrode
次にニッケル−カドミウム蓄電池の作製について説明する。
パンチングメタルの表面にニッケル焼結多孔体を形成した後、化学含浸法により水酸化ニッケルを主体とする正極活物質を焼結多孔体内に充填して焼結式ニッケル正極13を作製する。また、酸化カドミウム粉末を主体とするペースト状の負極活物質を芯体にコーティングして非焼結式カドミウム負極14を作製する。次いで、これらのニッケル正極13とカドミウム負極14とを、これらの間にセパレータ15を介在させて渦巻状に巻回して渦巻状電極体12を形成する。
Next, production of a nickel-cadmium storage battery will be described.
After forming a nickel sintered porous body on the surface of the punching metal, a positive electrode active material mainly composed of nickel hydroxide is filled into the sintered porous body by a chemical impregnation method to produce a sintered nickel
この渦巻状電極体12の上端はニッケル正極の極板芯体であるパンチングメタルの端部が露出して正極用導電端縁が形成され、一方、渦巻状電極体の下端はカドミウム負極の極板芯体の端部が露出して負極用導電端縁が形成される。なお、渦巻状電極体12の直径は21.8〜21.9mmであり、高さは34.7〜35.7mmとなるように形成される。
The upper end of the
そして、渦巻状電極体12の上部に正極集電体16の本体部を載置するとともに、各開口の周縁から下方に突出する突起を正極用導電端縁に圧入しながら抵抗溶接する。一方、渦巻状電極体の下部に負極集電体を配置し、負極集電体の突起を負極用導電端縁に圧入しながら抵抗溶接する。なお、負極集電体は鋼鈑を円形状に形成するとともに、円形の内部に正極集電体16の本体部と同様な多数の開口が設けられており、この開口の周縁より突出して突縁が形成されている。
Then, the main body portion of the positive electrode
上記の負極集電体の突起の形状は、本発明の集電体の重心部の突起高さが周辺部のそれより高いことが好ましい。 As for the shape of the protrusion of the negative electrode current collector, the height of the protrusion at the center of gravity of the current collector of the present invention is preferably higher than that of the peripheral portion.
次いで、図2に示すように、鉄基材にニッケルメッキを施した有底円筒形の金属製の外装容器11を用意し、正極集電体16の集電リード18の根元部(本体部と集電リード18との境界部分)を折り曲げた後、渦巻状電極体12を金属製の外装容器11内に挿入し、正極集電体16の注液用開口より一方の溶接電極を挿入して負極集電体に当接させるとともに金属製の外装容器11の底部に他方の溶接電極を当接して、負極集電体と金属製の外装容器11の底部をスポット溶接する。なお、この金属製の外装容器11の直径(外形寸法)は22.0〜23.0mm(内径寸法は21.6〜22.2mm)で、高さは44.6〜44.8の範囲が好ましい。
Next, as shown in FIG. 2, a bottomed cylindrical metal
次に、セパレータを介在させて渦巻状に巻回した渦巻状電極体12の上部にスペーサを載置した後、周縁部にリング状の絶縁ガスケット27を装着した封口体24を用意し、図3に示すように、正極集電体16の集電リード18の先端部を封口体24の底部に接触させて、封口体24の底部と先端部とを抵抗溶接して接続する。この後、金属製の外装容器11内に電解液(水酸化リチウム(LiOH)と水酸化ナトリウム(NaOH)を含有した8Nの水酸化カリウム(KOH)水溶液)を注入する。ついで、外装容器11の上部に環状に形成された内方突出部上にガスケット27を装着した封口体24を載置する。
Next, after placing a spacer on the upper part of the
ここで溝部23は、電極体12の上端よりやや上方位置における外装容器11の側面に溝入コマを当接させ、この状態で外装容器11の周方向に回転させながら徐々に当接力を増すことにより形成される。
Here, the
封口体24は、皿状の2つの金属板25,26を内部に空間ができるように向かい合わせて接合することにより形成され、その外周部分には、ガスケット27が取り付けられている。
The sealing
金属板26の中央には開孔28が形成され、この開孔28を塞ぐように内部空間に弁板29が配設され、さらに弁板29はスプリング30により開孔28側に付勢されている。
An
なお、封口体24には図示しないガス抜孔が設けられて、例えば電池が過充電となり内圧が規定値以上となった場合に、その圧力で弁板29が押上げられてガスが大気中に逃げることができるようになっている。
The sealing
封口体24と集電リード18との溶接は、開孔28が形成されている金属板26におけるリング状平坦部31に集電リード18の突起を所定の荷重を加えながら突合せ、この状態で溶接用電極を集電リード18に当接させて溶接する。
The sealing
次に、集電リード18を屈曲させながら封口体24を溝部23の上に載置し、外装容器11の開口端を内側に曲げて嵌める。その後、外装容器11に荷重をかけて電池の高さ調整を行う。
Next, the sealing
開口端を嵌めることにより、ガスケット27が弾性変形して外装容器11は封止され、缶軸に沿って缶底方向に加重をかけることにより電池の全高が規格寸法に調整される。
このようにして、図4に示すように金属製の外装容器11の開口端縁を内方にカシメつけることによって金属製の外装容器11の開口部を封口して、公称容量1.3Ahのニッケル−カドミウム蓄電池を組み立てることが出来る。
By fitting the open end, the
In this way, as shown in FIG. 4, the opening edge of the metal
図5は実施の形態の正極集電体リードの溶接前の状態を示す図であり、図5(a)は上面図であり、図5(b)は図5(a)のA−A断面図である。重心位置の突起が周囲の突起よりも高く形成されている。 FIG. 5 is a view showing a state before welding of the positive electrode current collector lead of the embodiment, FIG. 5 (a) is a top view, and FIG. 5 (b) is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 5 (a). FIG. The protrusion at the center of gravity is formed higher than the surrounding protrusions.
図6は比較例1の突起を1個有するリードの正極集電体リードを示す図であり、図6(a)は上面図であり、図6(b)は図6(a)のB−B断面図である。図7は比較例2の正極集電体リードを示す図であり、図7(a)は突起を複数個有するリードの上面図であり、図7(b)は図7(a)のC−C断面図である。図7(b)は周辺部の突起高さと中心部の突起高さが同じであることを示している。図8は比較例3の突起のない正極集電体リードを示す図であり、図8(a)は上面図であり、図8(b)は図8(a)のD−D断面図である。 6 is a view showing a positive electrode current collector lead of a lead having one protrusion of Comparative Example 1, FIG. 6 (a) is a top view, and FIG. 6 (b) is a cross-sectional view of FIG. It is B sectional drawing. 7 is a view showing a positive electrode current collector lead of Comparative Example 2, FIG. 7 (a) is a top view of a lead having a plurality of protrusions, and FIG. 7 (b) is a cross-sectional view of FIG. It is C sectional drawing. FIG. 7B shows that the protrusion height in the peripheral portion is the same as the protrusion height in the central portion. 8A and 8B are diagrams showing a positive electrode current collector lead without a protrusion of Comparative Example 3, FIG. 8A is a top view, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG. is there.
図9は電池の上面部の封口板と正極集電体リードの溶接模式図を示す。図9(a)は溶接棒の先端が中央部に配置されて集電体リードの中心部の突起を含めすべての突起が溶接されることを示している。一方、図9(b)、図9(c)、図9(d)及び図9(e)は、溶接棒の先端が左、上、下あるいは右方にずれ、集電体リード周辺部の突起の一部が溶接されないことを示している。 FIG. 9 shows a schematic diagram of welding between the sealing plate on the upper surface of the battery and the positive electrode current collector lead. FIG. 9A shows that the tip of the welding rod is disposed at the center and all the projections including the projection at the center of the current collector lead are welded. On the other hand, in FIG. 9B, FIG. 9C, FIG. 9D, and FIG. 9E, the tip of the welding rod is shifted to the left, top, bottom, or right, and It indicates that a part of the protrusion is not welded.
図10は本発明の他の正極集電体の実施態様を表す図であり、図10(a)はその上面図であり中心部の高さの高い突起に対し、周辺部の低い突起が平行に配置されていることを示す。図10(b)はその正極集電体リードの断面図を表している。
図10(c)は本発明の更に別の正極集電体の実施態様を表す上面図であり、中心部の高さの高い突起に対し、周辺部の低い突起が円周上に配置されていることを示す。図10(d)はその正極集電体リードの断面図を表している。
FIG. 10 is a diagram showing another embodiment of the positive electrode current collector of the present invention, and FIG. 10 (a) is a top view of the positive electrode current collector. It is shown that it is arranged. FIG. 10B shows a cross-sectional view of the positive electrode current collector lead.
FIG. 10C is a top view showing still another embodiment of the positive electrode current collector of the present invention, in which protrusions having a low peripheral part are arranged on the circumference with respect to protrusions having a high center part. Indicates that FIG. 10D shows a cross-sectional view of the positive electrode current collector lead.
以下において、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例により制限されるものではない。 EXAMPLES In the following, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the scope of the present invention is not limited by these examples.
実施例1
上述した実施の形態に従って、図1および図5に示したように突起35が四角形の頂点と重心に配置し、重心部突起高さが頂点部突起高さより0.1mm高く設計した仕様の集電体が溶接された電極体を外装容器に挿入し、外装容器の底と封口体を溶接し、電解液を注入した後、外装容器をかしめることにより封口体で封口したSCサイズ円筒型ニッケル−カドミウム電池を製造した。
Example 1
In accordance with the above-described embodiment, current collectors having specifications in which protrusions 35 are arranged at the apexes and the center of gravity of a square as shown in FIGS. 1 and 5 and the center of gravity protrusion height is designed to be 0.1 mm higher than the apex protrusion height. The electrode body with the body welded is inserted into the outer container, the bottom of the outer container and the sealing body are welded, the electrolyte is injected, and then the outer container is caulked to seal the SC size cylindrical nickel- A cadmium battery was manufactured.
比較例1〜3
図2〜図4に示された集電体リードに突起を有するSCサイズ円筒型ニッケル−カドミウム電池を実施例1と同じように作成した。
Comparative Examples 1-3
An SC size cylindrical nickel-cadmium battery having protrusions on the current collector lead shown in FIGS. 2 to 4 was produced in the same manner as in Example 1.
上記方法により電池を製造し、その際に集電リード18と封口体24とをN=10kPaの荷重で当接させて40A放電の条件で溶接を行った。
実施例1で作成した本発明の電池及び比較例で作成した電池の封口体溶接強度及び溶接スパッタ発生状態および電池不良率(不純物混入・溶接スパッタ・溶接弱が原因)を測定評価した。なお、封口体溶接強度の測定条件は30mm/分での引張試験である。又、スパッタ発生状態および電池不良率の評価基準は工程管理基準に従った。
A battery was manufactured by the above method, and the
The sealing body weld strength, weld spatter generation state, and battery defect rate (caused by impurity contamination / weld spatter / weld weakness) of the battery of the present invention prepared in Example 1 and the battery prepared in Comparative Example were measured and evaluated. The measurement condition of the sealing body welding strength is a tensile test at 30 mm / min. Moreover, the evaluation criteria of the spatter generation state and the battery defect rate were in accordance with the process control standard.
表1に、実施例1及び比較例1〜3の溶接位置が異なる場合の溶接強度の測定結果を示した。表2には実施例1及び比較例1〜3の、溶接スパッタ発生状態及び電池不良率の試験結果を示した。表1、表2から明らかなように、本発明では重心突起を含む3点溶接が可能となり、溶接面積を一定に保ち、スパッタを少なく、かつ、十分な溶接強度を得ることが出来るので、本発明の正極集電リードを用いた電池は溶接スパッタ発生状態及び電池不良率が比較例に比べて大幅に改善していることが分かる。 Table 1 shows the measurement results of the welding strength when the welding positions of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 are different. Table 2 shows the test results of the weld spatter generation state and the battery failure rate in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3. As is apparent from Tables 1 and 2, in the present invention, three-point welding including the center of gravity projection is possible, the welding area is kept constant, spatter is reduced, and sufficient welding strength can be obtained. It can be seen that in the battery using the positive electrode current collecting lead of the invention, the welding spatter generation state and the battery defect rate are greatly improved as compared with the comparative example.
本発明の突起を有する集電体リードの使用により、電池の溶接工程が安定化し、電池の製造得率が大幅に向上することから、種々の電池に適用可能である。例えば、電子機器に搭載する場合、カラーノートパソコン、ペン入力パソコン、ポケットパソコン、ノート型ワープロ、ポケットワープロ、電子ブックプレーヤー、携帯電話、コードレスフォン子機、ページャー、ハンディーターミナル、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリンター、ヘッドフォンステレオ、ビデオムービー、液晶テレビ、ハンディークリーナー、ポータブルCD、ミニディスク、電気シェーバー、電子翻訳機、自動車電話、トランシーバー、電動工具、電子手帳、電卓、メモリーカード、テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電源、メモリーカードなどが挙げられる。その他民生用として、自動車、電動車両、モーター、照明器具、玩具、ゲーム機器、ロードコンディショナー、アイロン、時計、ストロボ、カメラ、医療機器などがあげられる。又、太陽電池と組み合わせて用いることもできる。 The use of the current collector lead having the protrusion of the present invention stabilizes the battery welding process and greatly improves the production yield of the battery, and therefore can be applied to various batteries. For example, when installed in an electronic device, a color notebook computer, pen input computer, pocket computer, notebook word processor, pocket word processor, electronic book player, mobile phone, cordless phone, pager, handy terminal, mobile fax, mobile copy, Portable printer, headphone stereo, video movie, LCD TV, handy cleaner, portable CD, minidisc, electric shaver, electronic translator, car phone, transceiver, electric tool, electronic notebook, calculator, memory card, tape recorder, radio, backup Examples include power supplies and memory cards. Other consumer products include automobiles, electric vehicles, motors, lighting equipment, toys, game equipment, road conditioners, irons, watches, strobes, cameras, medical equipment, and the like. It can also be used in combination with solar cells.
11 外装容器
12 電極体
13 正極
14 負極
15 セパレータ
16 正極集電体
17 負極集電体
18 集電体
24 封口体
25,26 金属板
31 リング状平坦部
35 突起
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記集電体が前記電極体の一方の端部に接続された本体部と該本体部から延出して封口体または外装容器に溶接される集電リードとを備え、前記集電リード端部に複数の突起が設けられており、且つ、該複数の突起のうち、中心部に位置する突起の高さが、周辺部の突起の高さより高いことを特徴とする電池。 An exterior container having an opening and serving as a terminal of one electrode; an electrode body disposed in the exterior container; and the opening is sealed by a sealing body also serving as a terminal of the other electrode; A battery in which at least one of the one electrode and the outer casing, or the other electrode of the electrode body and the sealing body is welded via a current collector,
The current collector includes a main body connected to one end of the electrode body, and a current collecting lead extending from the main body and welded to a sealing body or an outer container, and at the current collector lead end A battery, wherein a plurality of protrusions are provided, and among the plurality of protrusions, a protrusion located at a central portion has a height higher than that of a protrusion at a peripheral portion.
前記集電リード端部に設けられた前記突起が、多角形の頂点もしくは楕円を含む円の円周と該形状の重心とに配置され、前記突起中、該重心に位置する突起高さがその他の突起高さより高いことを特徴とする電池。 The battery according to claim 1,
The protrusions provided at the ends of the current collecting leads are arranged at the circumference of a circle including a polygonal apex or ellipse and the center of gravity of the shape, and the height of the protrusion located at the center of gravity is the other of the protrusions Batteries characterized by being higher than the protrusion height.
前記集電リードを溶接する前記封口体の中央部にガス排出孔を備えたことを特徴とする電池。 The battery according to claim 1 or 2,
A battery comprising a gas discharge hole in a central portion of the sealing body for welding the current collecting lead.
前記封口体溶接部がリング状であることを持徴とする電池。 The battery according to any one of claims 1 to 3,
A battery having the sealant welded portion in a ring shape.
前記突起の形状が四角形の頂点及び重心に配置されていることを特徴とする電池。 The battery according to any one of claims 1 to 4,
The battery is characterized in that the shape of the protrusion is arranged at the apex and the center of gravity of a quadrangle.
前記電極体の一方極と前記外装容器、または前記電極体の他方極と前記封口体の少なくとも一方の溶接工程が、前記端部に、周辺部の突起高さより中心部に位置する突起高さが高くなるように形成された複数の突起を備えた集電リードを用い、前記突起を封口体または外装容器に当接せしめて溶接する工程を含む電池の製造方法。 A battery manufacturing method comprising: an exterior container having an opening and serving as a terminal of one electrode; an electrode body disposed in the exterior container; and the opening being sealed by a sealing body also serving as a terminal of the other electrode Because
The welding process of at least one of the one electrode of the electrode body and the outer casing, or the other electrode of the electrode body and the sealing body has a protrusion height positioned at the center portion rather than the protrusion height of the peripheral portion. A method for manufacturing a battery, comprising: using a current collecting lead having a plurality of protrusions formed to be high, and bringing the protrusions into contact with a sealing body or an outer container and welding them.
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