説明

電池の製造方法

【課題】電池容器1aの底の内面にレーザ光Aを照射して外面に端子板2をレーザ溶接することにより、溶着部に不純物が混入して溶接強度が低下することを防止できる電池の製造方法を提供する。
【解決手段】非水電解質二次電池の正極端子を構成するアルミニウム製の電池ケース1の外面に、アルミニウム層2aとニッケル層2bの2層のクラッド材からなる端子板2をレーザ溶接する電池の製造方法において、この電池ケース1の電池容器1aの底の外面にアルミニウム層2aを重ね合わせて端子板2を配置し、この電池容器1aの底の内面にレーザ光Aを照射することによりレーザ溶接を行う構成とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電池ケース自体を一方の極性の端子として用いる電池の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
アルミニウム製の電池ケースに内部で発電要素の正極を接続することにより、この電池ケース自体を正極端子とする非水電解質二次電池がある。また、このような非水電解質二次電池は、外部回路との接続に用いるニッケル製のリード板を確実に抵抗溶接するために、アルミニウムとニッケルのクラッド材からなる端子板を電池ケースの外面に予め接続固定しておく場合がある(例えば、特許文献1〜3参照。)。ここで、正極端子となるアルミニウム製の電池ケースに異種金属となるリード板を直接抵抗溶接すると、十分な溶接強度が得られない。しかしながら、この電池ケースに端子板のアルミニウム層を確実に溶接することは容易であり、このようにして予め溶接しておいた端子板のニッケル層には、ニッケル製のリード板が確実に抵抗溶接できるようになるからである。
【0003】
ところが、上記端子板を予め電池ケースに接続固定するためにレーザ溶接を用いる場合、従来は、図3に示すように、アルミニウム製の電池ケース1(電池容器1aの底面)の外面に端子板2のアルミニウム層2aを重ね合わせ、この端子板2のニッケル層2bの外面からレーザ光Aを照射することによりレーザ溶接を行っていた。このため、レーザ光Aの照射を受けた端子板2は、まずニッケル層2bが十分に溶融してから、アルミニウム層2aと電池ケース1(電池容器1aの底面)のアルミニウム材が溶融して溶着するので、この溶着部にアルミニウム以外の不純物、即ちニッケル層2bのニッケルや他の合金材料等が混入して脆くなり、従来の製造方法では、端子板2の溶接強度が低下するという問題が生じていた。
【0004】
なお、端子板を電池ケースに接続固定するには、抵抗溶接等の他の溶接方法を用いることもできる。しかしながら、レーザ溶接は、非接触による加工であり、抵抗溶接等よりも工程の自動化が容易であるため、生産性を高めることができるという利点がある。
【特許文献1】特開平9−330696号公報
【特許文献2】特開2001−35475号公報
【特許文献3】特開2001−266840号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、電池ケースの内面側にレーザ光を照射して外面に端子板をレーザ溶接することにより、溶着部に不純物が混入して脆くなり溶接強度が低下するという問題を解決しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項1の発明は、電池の端子を構成する金属製の電池ケースの外面に、異なる金属材を張り合わせた端子板をレーザ溶接する電池の製造方法において、この電池ケースの外面に端子板を配置し、この電池ケースの内面における端子板を配置した裏面側の位置にレーザ光を照射することによりレーザ溶接を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
請求項1の発明によれば、レーザ光の照射を受けた電池ケースの金属材料がまず溶融し、次に端子板の内側の金属材料が溶融するので、これによって電池ケースと端子板の溶着が完了し、端子板の外側の金属材料をほとんど溶融させることなくレーザ溶接することができるようになる。従って、電池ケースと端子板の内側の金属材料との溶着部に不純物が混入することがほとんどなくなるので、この端子板の溶接強度の低下を防止することができるようになる。
【0008】
なお、端子板の内側の金属材料は、電池ケースの金属材料と確実に溶接できるものを用い、外側の金属材料は、外部回路との接続のためのリード端子が確実に溶接できるものを用いるようにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、本発明の最良の実施形態について図1〜図2を参照して説明する。なお、これら図1〜図2においても、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。
【0010】
本実施形態は、図2に示すように、角型のアルミニウム製の電池ケース1を正極端子とした非水電解質二次電池の製造方法について説明する。電池ケース1は、アルミニウム板を深絞り加工により方形容器状に成形した電池容器1aと、この電池容器1aの開口部を塞ぐ方形のアルミニウム板からなる蓋板1bとで構成されている。
【0011】
上記電池ケース1は、容器状の底の外面に端子板2を接続固定している。端子板2は、アルミニウム板とニッケル板を重ね合わせて冷間圧延することにより、アルミニウム層2aとニッケル層2bからなる2層構造のクラッド材とした方形の板材である。従って、この端子板2のアルミニウム層2aとニッケル層2bは、極めて低抵抗で接続固着され、これらが剥がれるおそれはない。この端子板2の一方の金属材料にアルミニウム層2aを用いるのは、アルミニウム製の電池ケース1への溶接を確実にするためにである。また、この端子板2の他方の金属材料にニッケル層2bを用いるのは、ニッケル製の図示しないリード板の溶接を確実にするためにである。
【0012】
上記端子板2は、図1に示すように、アルミニウム層2aを電池容器1aの底の外面に重ね合わせて配置し、この電池容器1aの底の内面にレーザ光Aを照射することにより、レーザ溶接を行う。すると、まず電池容器1aの底のアルミニウムが溶融し、次に端子板2の内側のアルミニウム層2aが溶融するので、ここでレーザ光Aの照射を停止すれば、これら電池容器1aと端子板2とを溶着させることができる。また、この溶着は、電池容器1aのアルミニウムと端子板2のアルミニウム層2aとの同種金属同士によるものであるため、溶接も確実なものとなる。しかも、このレーザ溶接の際には、端子板2の外側のニッケル層2bはほとんど溶融することがないので、このニッケル層2bのニッケルやその他の合金材料等が溶着部に混入するようなことがなくなり、この溶着部の溶接強度が低下することもなくなる。
【0013】
なお、本実施形態のように深い容器状の電池容器1aの底の外面に端子板2を接続固定する場合、レーザ溶接装置におけるレーザ光Aの出射部をこの電池容器1aの内部の奥に挿入する必要がある。しかしながら、レーザ光Aの出射部は、比較的小型であり、電池容器1aに非接触の状態で作業を行うので大きな力を加える必要もないため、このように狭く奥深い場所での作業も容易なものとなり、工程の自動化も容易となる。また、レーザ光Aの出射部は、照射方向を変えることも簡単に可能となるため、例えば電池容器1aの側面の外面に端子板2を接続固定する場合にも、容易にこの側面の内面にレーザ光Aを照射することができる。
【0014】
上記端子板2が接続固定された電池容器1aの容器状の内部には、図2に示すように、発電要素3が収納されると共に、この電池容器1aの内面に発電要素3の正極が接続される。従って、これにより電池容器1a自体が正極端子となり、端子板2に図示しないリード板を抵抗溶接することにより、この正極端子を外部回路に接続することができる。なお、発電要素3は、ここでは、帯状の正極と負極をセパレータを介して長円筒形に巻回した巻回型のものを示すが、この発電要素3の構成は任意である。
【0015】
上記蓋板1bには、図示しない負極端子を内外面に貫通させると共に、これを絶縁封止して取り付ける。そして、まずこの蓋板1bの内側で負極端子に発電要素3の負極を接続する。次に、この蓋板1bが電池容器1aの開口部に嵌め込まれ、周囲をレーザ溶接等により封止される。従って、この蓋板1bも、電池容器1aに溶接されることにより正極端子となるが、これに取り付けられた負極端子とは絶縁されることになる。このようにして電池容器1aに蓋板1bが取り付けられると、これら電池容器1a又は蓋板1bに予め開口されていた図示しない注液口から電解液を注入し、予備充電を行った後にこの注液口を封口することにより非水電解質二次電池が完成する。
【0016】
上記方法により製造された非水電解質二次電池は、電池ケース1の電池容器1aと蓋板1bが正極端子となり、負極端子は、この蓋板1bに絶縁封止されて取り付けられることになる。そして、この電池容器1aに接続固定された端子板2は、外側がニッケル層2bとなるので、ここにニッケル製のリード板を確実に抵抗溶接することができる。しかも、この端子板2は、内側のアルミニウム層2aがアルミニウム製の電池容器1aに不純物が混入することなくレーザ溶接されているので、溶接強度が低下することもなくなる。
【0017】
なお、上記実施形態では、端子板2のクラッド材を冷間圧延により製造する場合を示したが、このクラッド材の製造方法は限定されない。また、この端子板2も、アルミニウムとニッケルを確実に張り合わせて、一方にアルミニウム層2aを形成し他方にニッケル層2bを形成したものであれば、必ずしもクラッド材には限定されない。さらに、この端子板2は、アルミニウム層2aとニッケル層2bの2層構造に限らず、間に異なる金属材料による層を備えた3層以上のものであってもよい。
【0018】
また、上記実施形態では、アルミニウム(アルミニウム合金を含む)製の電池容器1aに端子板2のアルミニウム(アルミニウム合金を含む)層2aを溶接する場合を示したが、アルミニウム以外の他の金属製の電池容器1aに、この金属材料に確実に溶接を行うことができる同種又は他種の端子板2の金属層を溶接する場合にも同様に実施可能である。さらに、上記実施形態では、端子板2のニッケル(ニッケル合金を含む)層2bにニッケル(ニッケル合金を含む)製のリード板を抵抗溶接する場合を示したが、端子板2のニッケル以外の金属層に、この金属材料に確実に溶接を行うことができる同種又は他種の金属材料からなるリード板を抵抗溶接する場合にも同様に実施可能である。さらに、このリード板は、板状以外のリード部材であってもよく、抵抗溶接以外の溶接方法により接続固定することもできる。
【0019】
また、上記実施形態では、端子板2を電池容器1aの外面に接続固定する場合を示したが、この端子板2は、電池ケース1の外面であればよいので、蓋板1bの外面に接続固定することも可能である。さらに、上記実施形態では、蓋板1bに負極端子を取り付ける場合を示したが、この負極端子の取り付け場所や取り出し手段も限定されない。さらに、上記実施形態では、正極端子となる電池ケース1の外面に端子板2を接続固定する場合を示したが、負極端子となる電池ケース1の外面に端子板2を接続固定する場合にも同様に実施可能である。
【0020】
また、上記実施形態では、角型の電池ケース1が電池容器1aと蓋板1bとで構成される場合を示したが、この電池ケース1の形状や構成も任意である。さらに、上記実施形態では、非水電解質二次電池について説明したが、電池ケース自体を一方の極性の端子として用いる電池であれば、他の種類の電池にも同様に実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明の一実施形態を示すものであって、電池容器の底の外面に端子板をレーザ溶接する方法を示す部分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構成を示す組み立て斜視図である。
【図3】従来例を示すものであって、電池容器の底の外面に端子板をレーザ溶接する方法を示す部分拡大縦断面図である。
【符号の説明】
【0022】
1 電池ケース
1a 電池容器
2 端子板
2a アルミニウム層
2b ニッケル層
A レーザ光

【特許請求の範囲】
【請求項1】
電池の端子を構成する金属製の電池ケースの外面に、異なる金属材を張り合わせた端子板をレーザ溶接する電池の製造方法において、
この電池ケースの外面に端子板を配置し、この電池ケースの内面における端子板を配置した裏面側の位置にレーザ光を照射することによりレーザ溶接を行うことを特徴とする電池の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2006−19221(P2006−19221A)
【公開日】平成18年1月19日(2006.1.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−198291(P2004−198291)
【出願日】平成16年7月5日(2004.7.5)
【出願人】(000004282)日本電池株式会社 (48)
【Fターム(参考)】