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JP2001266843A - 組電池の接続構造及び接続方法 - Google Patents

組電池の接続構造及び接続方法

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JP2001266843A
JP2001266843A JP2000083161A JP2000083161A JP2001266843A JP 2001266843 A JP2001266843 A JP 2001266843A JP 2000083161 A JP2000083161 A JP 2000083161A JP 2000083161 A JP2000083161 A JP 2000083161A JP 2001266843 A JP2001266843 A JP 2001266843A
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welding
welded
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sealing body
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Kazuhiro Kitaoka
和洋 北岡
Takaaki Ikemachi
隆明 池町
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 組電池の隣り合う単電池の正極と負極に、両
者の間に介在する接続部材上の2種類の突起を溶接して
電気的に接続する方法において、接続による電流経路を
短くする。 【解決する手段】 接続部材4の2種類の突起47、48の
内、一方の突起47を一方の単電池1の該封口体3に抵抗
溶接する溶接工程と、接続部材4に他方の単電池1aの底
面22を被せ、他方の突起48を該単電池1aの外装缶2の底
面22に抵抗溶接する工程を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、大電流充放電を行う筒
形二次電池の接続構造、接続方法及びそれらに用いる接
続部材に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び本発明が解決しようとする課題】電気
自動車や電動工具等に使用する二次電池は大電流での充
放電が要求されるため、複数の二次電池(1つ1つの電
池を以下単電池と呼ぶ)を電気的に接続した組電池が使
用される。組電池の場合、その通電経路の短縮化による
組電池の電気抵抗の低減が必要である。
【0003】図7は、組電池を直列に接続する従来例
(特開平10−106533、国際分類H01M 2/
22)を示している。一方の単電池(1)の封口体(3)に
接続部材(4)を接続した後、他方の単電池(1a)を縦に並
ぶように配置し、接続部材(4)を該単電池(1a)の外装缶
(2)の周側面(21)に溶接している。接続部材(4)には、
一方の単電池(1)の封口体(3)上に溶接される突起(47
a)と、他方の単電池(1a)の外装缶(2)の周側面(21)に溶
接される突起(48a)の2種類の突起が形成されている。
【0004】上記接続構造の場合、一方の単電池(1)の
封口体(3)上の溶接突起(47a)と、他方の単電池(1a)の
外装缶周側面(21)上の溶接突起(48a)との距離及び、単
電池(1a)内の底部中央位置する負極集電体(11)と外装缶
底板との溶接部(14)と、該単電池(1a)に対する接続部材
(4)の溶接突起(48a)との距離が長いため、これらの距
離、即ち通電距離が長い分が通電の抵抗ロスとなり、組
電池内部の電気抵抗が増大する問題があった。
【0005】本発明は前記接続部材の一方の突起が単電
池の底面に接続する構造、接続方法及びそれらに用いる
接続部材を提供し、電気抵抗が増大することを抑えるこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の組電池の接続構
造は、隣り合う二次電池の正極と負極を接続する接続部
材は2種類の突起を有し、一方の突起(47)は一方の単電
池(1)の封口体(3)上に溶接され、他方の突起(48)は他
方の単電池(1a)の外装缶(2)の底面(22)に溶接される。
【0007】本発明の組電池の接続方法は、2種類の突
起(47)(48)を有する接続部材(4)を用い、一方の単電池
(1)の封口体(3)上に接続部材(4)を被せて、一方の突
起(47)を該封口体(3)に抵抗溶接する溶接工程と、接続
部材(4)に他方の単電池(1a)の底面(22)を被せ、単電池
(1a)の外装缶(2)と接続部材(4)上のリード部(46)に溶
接電極を押し当てて、他方の突起(48)を該単電池(1a)の
外装缶底面(22)に抵抗溶接する工程と、溶接後に接続部
材(4)のリード部(46)を切断する工程を含んでいる。
【0008】他の方法として、単電池(1)(1a)に溶接し
た接続部材(4)のリード部(46)を切断せづに残し、曲げ
て外装缶(2)に沿わせることもできる。
【0009】本発明の組電池用の接続部材(4)は、一方
の単電池(1)の封口体(3)に被さる環状板(41)の外周部
に低く起立した起立部(44)を介して等間隔に複数の支え
片(45)を環状板(41)と略平行に外向きに突設し、環状板
(41)に一方の単電池(1)の封口体(3)に溶接する下向き
突起(47)を有し、支え片(45)に他方の単電池(1a)の底面
(22)に溶接する上向き突起(48)を有している。
【0010】
【作用及び効果】本発明の接続構造では、単電池(1a)内
部での負極集電体(11)と外装缶(2)の溶接部(14)から、
電池外部での接続部材(4)の外装缶底面(22)との溶接突
起(47)までの距離は、図7に示す従来例での該溶接部(1
4)から、接続部材(4)の外装缶周側面(21)との溶接突起
(48a)までの距離よりも短くなる。又、単電池(1)の封
口体(3)上の溶接突起(47)と他方の単電池(1a)の底面(2
2)上の溶接突起(48)との距離は、図7に示す従来例での
単電池(1)の封口体(3)上の溶接突起(47a)と他方の単
電池(1a)の周側面(21)上の溶接突起(48a)との距離より
も短くなる。このため、通電経路が短くなって組電池の
電気抵抗を低減することができる。又、本発明では、接
続部材(4)に溶接点とは異なる位置に溶接電極を当てる
ためのリード部(46)を設け、通常では直接に溶接電極を
当てることができない形状や配置の接続部品でも溶接が
可能となり、しかも、電池間を可及的に短い通電経路と
なる様に溶接できる。
【0011】更に、接続部材(4)と単電池(1)(1a)の溶
接は、接続部材(4)のリード部(46)と外装缶(2)にそれ
ぞれ溶接電極(6)(7)を当てて行うインダイレクト溶接
であるため、溶接時の無効電力が低減でき、溶接性に優
れる。
【0012】上記接続部材(4)を用いた接続構造及び上
記溶接方法の採用により、外装缶(2)を充放電電流が流
れる経路が短縮化されると共に接続部材(4)の通電経路
も短縮出来、かつ複数の溶接点を有する構造であっても
機械的、電気的品質の安定した溶接を行うことができ
る。その結果、組電池は電気抵抗の小さい、溶接点の機
械的、電気的品質の安定した接続構造を有し、効率放電
特性が向上する。
【0013】接続部材(4)は、金属板のプレスによる打
ち抜き加工と曲げ加工によって簡単且つ能率的に製造で
きる。
【0014】
【実施例】図6に示す如く、組電池に使用する単電池
(1)(1a)は、公知の如く、渦巻状に巻き取られた極板群
(図示せず)を、開口部を有した円筒形外装缶(2)に挿入
し、その開口部に封口体(3)を装着し、絶縁ガスケット
(30)を介してカシメて封口される。封口体(3)の中央に
は電池内発生ガスを排出するための弁(31)が設けられて
いる。外装缶(2)内の底部に位置する負極集電体(11)と
外装缶(2)との溶接部(14)は、外装缶(2)の底中央に位
置している。外装缶(2)内の上部に位置する正極電極体
(12)はリード(13)を介して前記封口体(3)に接続されて
いる。
【0015】図1は、単電池(1)(1a)を接続するための
接続部材(4)を示している。接続部材(4)は良導電性の
金属板からプレスによる打ち抜きと曲げ加工にて形成さ
れ、単電池(1)の封口体(3)に被さる環状板(41)に等間
隔に4つの支え片(45)を突設している。環状板(41)の外
径は封口体(3)の外径よりも小さく、中央の孔(42)は、
前記単電池(1)の弁(31)が少し余裕のある状態に嵌まる
大きさである。
【0016】環状板(41)の外周に高さの短い起立部(44)
が設けられ、該起立部(44)の上端から支え片(45)が環状
板(41)と平行に外向きに延びている。各支え片(45)に
は、リード部(46)が外側へ延長して形成されている。環
状板(41)には、周方法に隣り合う支え片(45)(45)間との
対応位置に、外側に開口し前記孔(42)に接近するスリッ
ト(43)が開設されている。
【0017】接続部材(4)の環状板(41)と各支え片(45)
には、4つづ突起(47)、(48)が形成されている。環状板
(41)上の4つの突起(47)は、各スリット間にて、孔(42)
中心で交わる2本の仮想直線L1、L1上に位置し、且
つ孔中心を中心とする同一半径上に位置し、下向き、即
ち、起立部(44)の起立方向とは反対側へ膨らんでいる。
【0018】支え片(45)上の突起(44)は、上記仮想直線
L1、L1上に位置し、且つ孔中心を中心とする同一半
径上に位置し、上向き、即ち、起立部(44)の起立方向に
膨らんでいる。従って、孔(42)中心から内側の4つの突
起(47)までの距離は等しく、又、外側の4つの突起(48)
までの距離も等しい。更に、仮想直線L1、L1上で隣
合う内外の突起(47)(48)間の距離も一致している。
【0019】以下に、上記接続部材(4)を用いて、単電
池(1)(1a)を接続方法を説明する。図2に示す如く、単
電池(1)の封口体(3)側端部外周部にポリプロピレン等
の合成樹脂にて形成された絶縁キャップ(8)を嵌める。
一方の単電池(1)の封口体(3)に接続部材(4)の環状板
(41)を中心を一致させて被せ、環状板(41)の孔(42)から
弁(31)を臨出させる。環状板(41)を封口体(3)に加圧し
つつ、接続部材(4)と封口体(3)との間に溶接電流を流
す。環状板(41)は、突起(47)が封口体(3)に接している
4カ所で封口体(3)に溶接される。
【0020】次に、図3に示す如く、他方の単電池(1a)
を接続部材(4)の上に軸心を一致させて載せ、該単電池
(1a)の底面(22)を接続部材(4)の外側の4つの突起(48)
に接触させる。
【0021】上記突起(48)を単電池(1a)の底面(22)に抵
抗溶接する。抵抗溶接は、プレス(5)にて単電池(1)(1
a)に58.8Nの加圧をかけ、抵抗溶接機の一方の溶接
電極(7)を単電池(1a)の外装缶(2)に、他方の溶接電極
(6)を接続部材(4)のリード部(46)にそれぞれ当てて接
続する。その状態のまま溶接電極(6)(7)間に3kAの電
流を5ms通電して突起(48)と単電池(1a)の底面(22)との
接点を溶接する。同様の手順で残りの3つの突起(48)を
単電池(1a)の底面(22)に溶接する。
【0022】次に図4に示す様に、単電池(1)(1a)間か
ら突出した接続部材(4)のリード部(46)を切断機の刃
(9)(9)で切断し、除去する。
【0023】尚、図5に示す如く、リード部(46)を切断
せずに残し、折り曲げて単電池(1)(1a)の外装缶(2)に
沿わせることもできる。
【0024】図6示す本発明の接続構造は、単電池(1a)
内部での負極集電体(11)と外装缶(2)との溶接部(14)か
ら、電池外部での接続部材(4)の外装缶底面(22)との溶
接突起(47)までの距離は、図7に示す従来例での該溶接
部(14)から、接続部材(4)の外装缶周側面(21)との溶接
突起(48a)までの距離よりも短くなる。又、単電池(1)
の封口体(3)上の溶接突起(47)と、他方の単電池(1a)の
底面(22)上の溶接突起(48)との間の距離は、図7に示す
従来例での単電池(1)の封口体(3)上の溶接突起(47a)
と他方の単電池(1a)の周側面(21)上の溶接突起(48a)と
の間の距離よりも短くなる。その結果、例えば6個の単
電池を接続した組電池では、交流法による1kHzのイ
ンピーダンスが従来構造の7.9mΩから6.3mΩまで低
減することができた。
【0025】更に、接続部材(4)と単電池(1)(1a)の溶
接は、接続部材(4)のリード部(46)と外装缶(2)にそれ
ぞれ溶接電極(6)(7)を当てて行うインダイレクト溶接
であるため、溶接時の無効電力が低減でき、溶接性に優
れる。
【0026】従来の組電池の接続構造の場合、複数点の
溶接を行う際、2回目以降の溶接はそれ以前に溶接した
溶接点に流れる無効電流のため溶接性が低下していく
が、本構造と溶接方法によれば、接続部材(4)のスリッ
ト(43)によって夫々隔離されたリード部(46)と単電池の
外装缶(2)の間に溶接電流が流れるため、2回目以降の
溶接も無効電流の少ない、1回目と同様の条件にて溶接
できる。その結果、溶接点の品質が安定し、一定した高
率放電特性や溶接点強度をもつ組電池を提供できる。
【0027】又、実施例の接続部材(4)の様に、孔(42)
中心から内側の4つの突起(47)までの距離は等しく、
又、外側の4つの突起(48)までの距離も等しく、更に、
仮想直線上で隣合う内外の突起(47)(48)間の距離も一致
していれば、接続部材(4)を挟んで、単電池(1)(1a)を
軸心を一致させて接続することにより、接続による電流
経路に長短は生じない。
【0028】上記実施例では、一方の単電池(1)に4カ
所、他方の単電池(1a)に4カ所で接続したが、突起(47)
(48)の数の増減により、接続箇所の数を増減できるのは
勿論である等、本発明は上記実施例の構成に限定される
ことはなく、特許請求の範囲に記載の範囲で種々の変形
が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の接続部材の斜視図である。
【図2】本発明の接続配置図である。
【図3】本発明の溶接工程図である。
【図4】本発明のリード部の切断工程図である。
【図5】本発明のリード部の折り曲げ工程図である。
【図6】本発明の接続構造の断面図である。
【図7】従来の接続構造の断面図である。
【符号の説明】
(1) 単電池 (1a) 単電池 (2) 外装缶 (21) 周側面 (22) 底面 (3) 封口体 (4) 接続部材 (41) 環状板 (42) 孔 (43) スリット

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 組電池の隣り合う単電池(1)(1a)の正極
    と負極に、両者の間に介在する接続部材(4)上の2種類
    の突起(47)(48)を溶接して電気的に接続する構造におい
    て、接続部材(4)の2種類の突起(47)(48)の内、一方の
    突起(47)は一方の単電池(1)の封口体(3)上に溶接さ
    れ、他方の突起(48)は他方の単電池(1a)の外装缶(2)の
    底面(22)に溶接されることをことを特徴とする電池の接
    続構造。
  2. 【請求項2】 接続部材(4)は、溶接電極(6)を接続す
    るためのリード部(46)を有している請求項1に記載の電
    池の接続構造。
  3. 【請求項3】 組電池の隣り合う単電池(1)(1a)の正極
    と負極に、両者の間に介在する接続部材(4)上の2種類
    の突起(47)(48)を溶接して電気的に接続する方法におい
    て、2種類の突起(47)(48)の内、一方の突起(47)を該封
    口体(3)に抵抗溶接する溶接工程と、接続部材(4)に他
    方の単電池(1a)の底面(22)を被せ、単電池(1a)の外装缶
    (2)と接続部材(4)上のリード部(46)に溶接電極を押し
    当てて、他方の突起(48)を該単電池(1a)の外装缶底面(2
    2)に抵抗溶接する工程と、溶接後に接続部材(4)の溶接
    電極接続用のリード部(46)を切断する工程を含む電池の
    接続方法。
  4. 【請求項4】 組電池の隣り合う単電池(1)(1a)の正極
    と負極に、両者の間に介在する接続部材(4)上の2種類
    の突起(47)(48)を溶接して電気的に接続する方法におい
    て、2種類の突起(47)(48)の内、一方の突起(47)を該封
    口体(3)に抵抗溶接する溶接工程と、接続部材(4)に他
    方の単電池(1a)の底面(22)を被せ、単電池(1a)の外装缶
    (2)と接続部材(4)上のリード部(46)に溶接電極を押し
    当てて、他方の突起(48)を該単電池(1a)の外装缶底面(2
    2)に抵抗溶接する工程と、溶接後に接続部材(4)の溶接
    電極接続用のリード部(46)を折り曲げて外装缶(2)に沿
    わせる工程を含む電池の接続方法。
  5. 【請求項5】 組電池の隣り合う単電池(1)(1a)の夫々
    に溶接する2種類突起(47)(48)を有し、両単電池(1)(1
    a)間に介装させる接続部材(4)であって、環状板(41)の
    外周部に低く起立した起立部(44)を介して等間隔に複数
    の支え片(45)を環状板(41)と略平行に外向きに突設し、
    環状板(41)に一方の単電池(1)の封口体(3)に溶接する
    下向き突起(47)を有し、支え片(45)に他方の単電池(1a)
    の底面(22)に溶接する上向き突起(48)を有している接続
    部材。
  6. 【請求項6】 支え片(45)に溶接電極接続用のリード部
    (46)が形成されている請求項5に記載の接続部材。
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