JP2010086782A - 密閉型電池及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】鉄系材料からなり、電池外方に突出した外部端子部と、外部端子部の周縁に位置するフランジ部5bと、フランジ部5bに設けられた、電池外方面側よりも電池内方面側のほうが径が小さい穴5cと、を有する端子キャップ5と、アルミニウム系材料からなり、電池内方に突出した通電接触部と、通電接触部の周縁に位置する周辺部3bと、周辺部3bに設けられたピン状突起3cと、を有する安全弁3と、を準備する準備ステップと、安全弁のピン状突起3cを端子キャップの穴5cにはめ込み、ピン状突起3cの先端部を押しつぶして、ピン状突起3cと穴5cとをリベット固定する仮固定ステップと、リベット固定部近傍の端子キャップを溶接するステップと、を備える。
【選択図】図3
Description
(1)融点の低いアルミニウム系材料を溶かす程度のエネルギーを加えた場合、融点の高い鉄系材料がほとんど溶融しないため、良好な溶接が行えない。
(2)融点の高い鉄系材料を溶かす程度のエネルギーを加えた場合、融点の低いアルミニウム系材料が蒸散してしまい、良好な溶接が行えない。
本発明を実施するための最良の形態を、図面を用いて詳細に説明する。図1は、本実施の形態にかかる密閉型電池の要部拡大断面図である。
コバルト酸リチウム(LiCoO2)からなる正極活物質と、アセチレンブラックまたはグラファイト等の炭素系導電剤と、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)からなる結着剤とを、質量比90:5:5の割合で量り採り、これらをN−メチル−2−ピロリドンからなる有機溶剤等に溶解させた後、混合し、正極活物質スラリーを調製した。
人造黒鉛からなる負極活物質と、スチレンブタジエンゴムからなる結着剤と、カルボキシメチルセルロースからなる増粘剤とを、質量比98:1:1の割合で量り採り、これらを適量の水と混合し、負極活物質スラリーを調製した。
上記正極と負極とポリエチレン製微多孔膜からなるセパレータとを、巻き取り機により捲回し、絶縁性の巻き止めテープを設け、巻回電極体を完成させた。
ニッケルメッキされた鉄板の中心部を、プレス器具61を用いてプレスして外部端子部5a(凸部)を形成した(図4(a)参照)。
この後、フランジ部5b(凸部の外周部分)に打ち抜き穴を開けた(図4(b)参照)。
この後、穴を上方向からプレス器具62を用いてプレスして、穴の直径を部分的に広げた(図4(c)参照)。このとき、プレスされた反対面側は、穴の径が図4(b)に示す状態よりも小さくなる。
この後、再度穴を打ち抜くことによりプレスにより狭まった穴を拡大した(図4(d)参照)。
この後、円盤状に打ち抜いて、ザグリ穴5cを備える端子キャップ5を作製した。
この後、周辺部3b(凸部の外周部分)を下面からプレス器具72a,b,cを用いて押圧してピン状突起3cを形成した(図5(b)参照)。
その後円盤状に打ち抜いて、安全弁3を作製した(図5(c)参照)。
この作製方法では、ピン状突起3cの反対面に、押圧による変形によって凹形状の部分が形成されるが(図5(c)参照)、この凹形状の部分は本発明の必須の構成要素ではない。
この後、上記安全弁3の上面に、上記端子キャップ5を配置し、端子キャップ5のザグリ穴5cに安全弁3のピン状突起3cをはめ込んだ(図3(a)参照)。
この後、リベット固定具51a,bを用いて上下方向から押圧し、ピン状突起3cの先端部をつぶして、リベット固定部を形成して仮固定した(図3(b)、(c)参照)。
リベット固定部近傍の端子キャップの穴の壁面にレーザ光線を照射し(図3(d)参照)、リベット固定部を溶接した(図3(e)参照)。
エチレンカーボネート(EC)とプロピレンカーボネート(PC)とジエチルカーボネート(DEC)とを体積比1:1:8の割合(1気圧、25℃と換算した場合における)で混合した非水溶媒に、電解質塩としてのLiPF6を1.0M(モル/リットル)の割合で溶解したものを電解液とした。
上記電極体の正極集電体と角形外装缶の缶底とを溶接し、上記電解液と外装缶内に注液し、封口体の端子板と負極集電体と電極タブ8を介して電気的に接続した後、外装缶の開口部を、ポリプロピレン製ガスケットを介してカシメ加工して封止し、本実施の形態にかかる電池を組み立てた。
上記実施の形態と同様にして、実施例1に係る電池を作製した。なお、安全弁のピン状突起及び端子キャップの穴の数は、それぞれ2とした。
リベット固定部のアルミニウム(ピン状突起3c)にレーザ照射した(エネルギー量は上記実施例1と等しい)こと以外は、上記実施の形態と同様にして、比較例1に係る電池を作製した(図6参照)。なお、安全弁のピン状突起及び端子キャップの穴の数は、それぞれ2とした。
リベット固定部にレーザ照射しなかった(仮固定までを行った)こと以外は、上記実施の形態と同様にして、比較例2に係る電池を作製した。なお、安全弁のピン状突起及び端子キャップの穴の数は、それぞれ2とした。
上記実施例1および比較例1、2と同一の条件で電池をそれぞれ30個作製し、定電流1It(1250mA)で電圧が4.2Vとなるまで充電し、その後定電圧4.2Vで電流が0.05It(62.5mA)となるまで充電した。この後、75℃、湿度90%の恒温槽に10日間放置した。この電池について、リベット固定後、レーザ溶接後、保存後の封口体の電気抵抗を測定した。この結果を下記表1に示す。
2 絶縁板
3 安全弁
5 端子キャップ
7 溶接部
8 電極タブ
9 溶融凝固領域
10 封口体
20 外装缶
30 絶縁ガスケット
40 電極体
51 リベット固定具
61 プレス器具
62 プレス器具
71 プレス器具
72 プレス器具
Claims (5)
- 有底筒状の外装缶(20)の開口部に封口体(10)がカシメ固定することにより密閉された密閉型電池の製造方法において、
鉄系材料からなり、電池外方に突出した外部端子部(5a)と、前記外部端子部(5a)の周縁に位置するフランジ部(5b)と、前記フランジ部(5b)に設けられた、電池外方面側よりも電池内方面側のほうが径が小さい穴(5c)と、を有する端子キャップ(5)と、アルミニウム系材料からなり、電池内方に突出した通電接触部(3a)と、前記通電接触部(3a)の周縁に位置する周辺部(3b)と、前記周辺部(3b)に設けられたピン状突起(3c)と、を有する安全弁(3)と、を準備する準備ステップと、
前記安全弁のピン状突起(3c)を前記端子キャップの穴(5c)にはめ込み、前記ピン状突起(3c)の先端部を押しつぶして、前記ピン状突起(3c)と前記穴(5c)とをリベット固定する仮固定ステップと、
前記リベット固定部近傍の前記端子キャップに高エネルギー線を照射し、溶接する溶接ステップと、
を備えることを特徴とする密閉型電池の製造方法。 - 請求項1に記載の密閉型電池の製造方法において、
前記端子キャップの穴が、ザグリ穴である、
ことを特徴とする密閉型電池の製造方法。 - 請求項1又は2に記載の密閉型電池の製造方法において、
前記高エネルギー線が、レーザである、
ことを特徴とする密閉型電池の製造方法。 - 請求項1、2又は3に記載の密閉型電池の製造方法において、
前記高エネルギー線を、前記リベット固定部近傍の前記端子キャップの壁面に照射する、
ことを特徴とする密閉型電池の製造方法。 - 有底筒状の外装缶(20)の開口部に封口体(10)をカシメ固定することにより密閉した密閉型電池において、
前記封口体(10)は、
鉄系材料からなり、電池外方に突出した外部端子部(5a)と、前記外部端子部(5a)の周縁に位置するフランジ部(5b)と、を有する端子キャップ(5)と、
アルミニウム系材料からなり、前記端子キャップ(5)より電池内方に位置し、電池内方に突出した通電接触部(3a)と、前記通電接触部(3a)の周縁に位置する周辺部(3b)と、を有し、
前記端子キャップ(5)のフランジ部(5b)と前記安全弁(3)の周辺部(3b)とが溶接され、
前記溶接部(7)は、前記フランジ部(5b)の電池内方面と電池外方面との間に位置し、
前記溶接部(7)の中央部には前記安全弁材料が存在し、且つその周縁に前記端子キャップ材料と前記安全弁材料とが渾然一体となった溶融凝固領域(9)を有する、
ことを特徴とする密閉型電池。
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