(57)【要約】【課題】封口板への異種金属の接合に伴う管理の手間等を低減できるとともに電池の製造効率を向上できる密閉型電池の製造方法を得る。【解決手段】本発明では、左右横長の電池缶１の上面開口を塞ぐアルミニウム又はアルミニウム合金製の封口板３の上面に、ニッケル又はニッケル合金で形成されたニッケル体２１を一体化している。前記封口板３としては、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる帯状のアルミニウム板材２２に、ニッケル又はニッケル合金からなり、アルミニウム板材２２よりも幅の狭い帯状のニッケル板材２３を、アルミニウム板材２２の長さ方向に沿って重ね合わせて圧着したのち、アルミニウム板材２２をニッケル板材２３と共に切断して形成したものが用いられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右横長の電池缶の上面開口を塞ぐアルミニウム又はアルミニウム合金製の封口板の上面に、アルミニウムとは異なる異種金属又は異種金属合金で形成された異種金属体を一体化してなる密閉型電池の製造方法であって、
アルミニウム又はアルミニウム合金からなる帯状のアルミニウム板材に、前記異種金属又は異種金属合金からなり、前記アルミニウム板材よりも幅の狭い帯状の異種金属板材を、前記アルミニウム板材の長さ方向に沿って重ね合わせて圧着したのち、前記アルミニウム板材を前記異種金属板材と共に切断して形成した前記封口板を用いたことを特徴とする密閉型電池の製造方法。
【請求項２】
前記異種金属板材を重ね合わせた前記アルミニウム板材を、一対の圧延ローラで挟んで加圧しながら該アルミニウム板材の長さ方向に搬送することで、前記異種金属板材が前記アルミニウム板材に圧着される請求項１記載の密閉型電池の製造方法。
【請求項３】
前記圧着前の自由状態で前記異種金属板材の上下厚さが、前記アルミニウム板材の上下厚さの１０〜２５％の範囲内である請求項１又は２記載の密閉型電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、左右横長の電池缶の上面開口を塞ぐアルミニウム又はアルミニウム合金製の封口板の上面に、アルミニウムとは異なる異種金属又は異種金属合金で形成された異種金属体を一体化してなる密閉型電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
前記密閉型電池としては、例えば特許文献１ないし３に示すものがある。特許文献１および２には、アルミニウム又はアルミニウム合金で形成された封口板に、ニッケル−アルミニウムのクラッド材からなる端子を、その端子のアルミニウム面を封口板に対面させた状態で溶接して一体化することが記載されている。そして、特許文献１および２では、保護回路又は外部機器等に接続された外部リードを前記端子に溶接している。特許文献３には、アルミニウム製の封口板の一部に、冷間圧延接合法によってニッケルの小片を圧着して一体化し、その小片に外部リードを溶接することが記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−６７４６号公報（図１、段落番号００１２）
【特許文献２】特開２００３−３１７７０３号公報（図１、段落番号００４８）
【特許文献３】特開２００６−１１４２７２号公報（図１・３、段落番号００１６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１および２の密閉型電池では、ニッケル−アルミニウムのクラッド材の端子を封口板とは別に作製しておいて、該端子を封口板に溶接することになるため、部品点数が増えて部品管理の手間等が増えるとともに、端子の溶接作業等が必要な分だけ電池の製造効率が悪くなる。
【０００５】
特許文献３の密閉型電池では、多数のニッケルの小片を封口板とは別に作製しておいて、各小片を、封口板の材料である帯状のアルミニウム板上の所定位置にそれぞれ載置したのち、上下一対の工具で各小片をアルミニウム板に押し付けて接合することになる（特許文献３の図３（Ａ）参照）。このため、小片毎の部品管理が必要になってその管理に手間等が掛かることになる。また、各小片をアルミニウム板上にそれぞれ載置する作業の分だけ、封口板にニッケルを接合するまでに時間が掛かって電池の製造効率が悪くなる。
【０００６】
本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたものであり、封口板への異種金属の接合に伴う部品管理の手間等を低減できるとともに、電池の製造効率を向上できる密閉型電池の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、左右横長の電池缶１の上面開口を塞ぐアルミニウム又はアルミニウム合金製の封口板３の上面に、アルミニウムとは異なる異種金属又は異種金属合金で形成された異種金属体２１を一体化してなる密閉型電池の製造方法を対象とする。そして、本発明の製造方法は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる帯状のアルミニウム板材２２に、前記異種金属又は異種金属合金からなり、アルミニウム板材２２よりも幅の狭い帯状の異種金属板材２３を、アルミニウム板材２２の長さ方向に沿って重ね合わせて圧着したのち、アルミニウム板材２２を異種金属板材２３と共に切断して形成した封口板３を用いることを特徴とする。
ここでの異種金属体２１としては、ニッケル又はニッケル合金で形成されたもの、鉄又はステンレス等の鉄合金で形成されたもの、および銅又は銅合金で形成されたもの等が該当する。異種金属体２１には、例えば、保護回路又は外部機器等に接続された外部リード２７が、レーザ等による溶接および半田付け等によって接合される。
【０００８】
異種金属板材２３を重ね合わせたアルミニウム板材２２を、一対の圧延ローラ２４・２５で挟んで加圧しながら該アルミニウム板材２２の長さ方向に搬送することで、異種金属板材２３がアルミニウム板材２２に圧着されるものとすることができる。
【０００９】
圧着前の自由状態で異種金属板材２３の上下厚さが、アルミニウム板材２２の上下厚さの１０〜２５％の範囲内であるものとすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る密閉型電池の製造方法においては、帯状の異種金属板材２３を帯状のアルミニウム板材２２に重ね合わせて圧着するので、圧着前の自由状態で異種金属板材２３を一つの部材として取り扱うことができる。これにて、例えば異種金属板材２３を多数の小片に切断して、各小片をアルミニウム板材２２上にそれぞれ載置して圧着する場合に比べて、部品管理の手間が軽減される。
【００１１】
また、本発明では、アルミニウム板材２２を異種金属板材２３と共に切断して封口板３を形成するので、前述の各小片をアルミニウム板材２２にそれぞれ圧着する場合には必要であった各小片をアルミニウム板材２２上に載置する作業等がなくなり、その分だけ電池の製造効率が向上する。
【００１２】
異種金属板材２３を重ね合わせたアルミニウム板材２２を、一対の圧延ローラ２４・２５で挟んで加圧しながら該アルミニウム板材２２の長さ方向に搬送すると、その圧着後のアルミニウム板材２２を切断工程等にそのまま搬送して封口体３を形成でき、電池の製造効率がより向上する。
【００１３】
圧着前の自由状態で異種金属板材２３の上下厚さが、アルミニウム板材２２の上下厚さの１０〜２５％の範囲内であると、異種金属体２１の上下厚さを十分に確保できて、外部リード２７を異種金属体２１に適正に溶接できるとともに、その異種金属体２１の上下厚さが過剰に大きくならず、異種金属体２１の使用量を抑えることができる。
つまり、異種金属板材２３の上下厚さがアルミニウム板材２２の上下厚さの１０％未満であると、例えば、外部リード２７を異種金属体２１に溶接する際の熱が異種金属体２１から封口体３に逃げ易くなって、外部リード２７が異種金属体２１に適正に溶接されなくなる不都合が生じる。また、異種金属板材２３の上下厚さがアルミニウム板材２２の上下厚さの２５％を越えると、異種金属体２１が厚くなり過ぎる分だけ、異種金属体２１の使用量が増えて電池のコスト上昇を招いてしまう不都合が生じる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る密閉型電池は、図１および図２に示すように、上面に左右横長の開口を有する有底筒形状の電池缶１と、電池缶１内に収容された電極体２および非水電解液と、電池缶１の開口上面を塞いで密封する左右横長の封口板３と、封口板３の下側に配置される合成樹脂製の絶縁体５とを有する。電池缶１の左右幅寸法は３４ｍｍ、上下高さ寸法は４６ｍｍ、前後厚み寸法は４ｍｍである。封口板３は、前後両辺６・７がそれぞれ直線状、且つ、前後各辺６・７どうしが平行になるように形成される。
【００１５】
電池缶１は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる板材を深絞り加工することで形成され、封口板３は、アルミニウム又はアルミニウム合金の板材をプレスおよび切断加工することで形成される。封口板３の外周縁は、図３に示すように、下部が内方に凹む段差形状になっており、その段差の下面を電池缶１の開口上縁に載せた状態で横方向からレーザ光８を照射することで、封口板３が電池缶１にシーム溶接される。
【００１６】
電極体２は、図２に示すように、帯状の正極と帯状の負極とを帯状のセパレータを挟んで渦巻状に巻回してなり、全体が扁平状に形成される。封口板３の左側には開裂ベント９が形成される。開裂ベント９は、電池内圧が異常上昇したときに開裂して電池内圧を解放する。封口板３の右側には、電池ケース６内に非水電解液を注入するための注液孔１０が形成され、非水電解液の注入後の注液孔１０が、封止栓１１で塞がれてレーザによって封口される。
【００１７】
封口板３の左右方向の中央には、図１に示すように、上下貫通状に貫通孔１４が形成されており、該貫通孔１４に、負極端子１５が絶縁パッキング１２を介在させた状態で挿通している。封口板３の下側には、絶縁材１３およびリード板１６が上下に配置してあり、負極端子１５の下端にリード板１６が接続される。負極端子１５は、表面に銅ニッケルメッキを施した鉄材等からなる。絶縁パッキング１２と絶縁材１３とは、ポリプロピレン等の絶縁性を有する合成樹脂成形品からなり、リード板１６は、左右横長のニッケル製の薄板からなる。負極端子１５は、絶縁パッキング１２によって封口板３から絶縁される。絶縁材１３は、負極端子１５側から開裂ベント９側へ向けて伸びており、リード板１６は、封口板３に沿って負極端子１５側から開裂ベント９側へ向けて横方向に伸びている。絶縁材１３によってリード板１６が封口板３から絶縁される。
【００１８】
電極体２の負極には、負極集電リード１８の下端が接続されており、負極集電リード１８の上端がリード板１６の下面に溶接される。電極体２の正極には、正極集電リード１９の下端が接続されており、正極集電リード１９の上端が、封口板３の下面において負極端子１５と注液孔１０との間のスペースに溶接される。これにて、負極端子１５が電極体２の負極と同電位になり、封口板３と電池缶１とが電極体２の正極と同電位になる。
【００１９】
封口板３の上面において負極端子１５と注液孔１０との間のスペースには、図１および図２に示すように、ニッケル（異種金属）又はニッケル合金（異種金属合金）で形成されており、後述する外部リード２７が接合されるニッケル体（異種金属体）２１を一体化している。ニッケル体２１は、封口板３の前後両辺６・７間にわたって帯状に伸びており、ニッケル体２１の上面が封口板３の上面とほぼ面一になっている。ニッケル体２１は、左右幅寸法が５ｍｍ、厚み寸法が０．１〜０．２ｍｍである。封口板３は、左右幅寸法が３０ｍｍ、厚み寸法が０．８ｍｍである。
【００２０】
ニッケル体２１は、例えば、次のようにして封口板３に一体化する。図５に示すように、封口板３の材料であるアルミニウム又はアルミニウム合金からなる帯状のアルミニウム板材２２と、ニッケル体２１の材料であるニッケル又はニッケル合金からなり、アルミニウム板材２２よりも幅の狭い帯状のニッケル板材（異種金属板材）２３とをそれぞれ準備しておく。そして、アルミニウム板材２２の上面における左右幅方向の所定位置（図５の位置）に、ニッケル板材２３をアルミニウム板材２２の長さ方向に沿って重ね合わせ、上下一対の圧延ローラ２４・２５で挟んで加圧しながら該アルミニウム板材２２の長さ方向に搬送することで、ニッケル板材２３がアルミニウム板材２２に圧着される。
【００２１】
この後にアルミニウム板材２２をプレス工程および切断工程に搬送することよって、ニッケル板材２３を圧着したアルミニウム板材２２には、開裂ベント９と注液孔１０と貫通孔１４とがそれぞれ所定の位置に形成され、且つ、アルミニウム板材２２がニッケル板材２３と共に図２に示す所定の形状に切断される。これにてニッケル体２１が一体化した封口板３の作製が完了する。
【００２２】
電池の組み立てに際しては、前記の要領で形成した封口板３が用いられる。つまり、前記封口板３に対して、負極端子１５と絶縁パッキング１２と絶縁板１３とリード板１６とを組み付ける（図１参照）。次いで、電極体２および絶縁体５を電池缶１内に収容し、電極体２の負極集電リード１８をリード板１６に、電極体２の正極集電リード１９を封口板３にそれぞれ溶接する。
【００２３】
次に、電池缶１の上縁に封口板３をレーザでシーム溶接したのちに、電池缶１内を真空減圧して注液孔１０から非水電解液を注入する。非水電解液の注入完了後に、封止栓１１を注液孔１０に圧入し、封止栓１１を封口板３の注液孔１０の周縁部にレーザ溶接する（図１の状態）。これにて、注液孔１０が封止栓１１で密封されて密閉型電池が完成する。
【００２４】
この後、図４に示すように、例えば、外部機器又は保護回路に接続するための外部リード２６・２７が、負極端子１５およびニッケル体２１の上面にそれぞれスポット溶接等で接続される。
【００２５】
このように、帯状のニッケル板材２３を帯状のアルミニウム板材２２に重ね合わせて圧着するので、圧着前の自由状態でニッケル板材２３を一つの部材として取り扱うことができる。これにて、例えばニッケル板材２３を多数の小片に切断して、各小片をアルミニウム板材２２上にそれぞれ載置して圧着する場合に比べて、部品管理の手間が軽減される。
【００２６】
また、アルミニウム板材２２をニッケル板材２３と共に切断して封口板３を形成するので、前述の各小片をアルミニウム板材２２にそれぞれ圧着する場合に比べ、各小片をアルミニウム板材２２上に載置する作業がなくなり、その分だけ電池の製造効率が向上する。
【００２７】
ニッケル板材２３を重ね合わせたアルミニウム板材２２を、一対の圧延ローラ２４・２５で挟んで加圧しながら該アルミニウム板材２２の長さ方向に搬送するので、その圧着後のアルミニウム板材２２を切断工程等にそのまま搬送して封口体３を形成でき、電池の製造効率がより向上する。
【００２８】
圧着前の自由状態でニッケル板材２３の上下厚さは、アルミニウム板材２２の上下厚さの１０〜２５％の範囲内であることが望ましい。ニッケル板材２３の上下厚さがアルミニウム板材２２の上下厚さの１０％未満であると、ニッケル体２１が薄くなり過ぎて、外部リード２７をニッケル体２１に溶接する際に、その溶接の熱がニッケル体２１から封口体３に逃げて、外部リード２７がニッケル体２１に適正に溶接されなくなる不都合が生じる。また、ニッケル板材２３の上下厚さがアルミニウム板材２２の上下厚さの２５％を越えると、ニッケル体２１が厚くなり過ぎて、ニッケル体２１の使用量が増えて電池のコスト上昇を招いてしまう不都合が生じる。
【００２９】
ニッケル体（異種金属体）２１は、鉄又はステンレス等の鉄合金で形成されたもの、および銅又は銅合金で形成されたもの等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る密閉型電池の要部の縦断正面図である。
【図２】密閉型電池の分解斜視図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】密閉型電池の封口板の上面図である。
【図５】アルミニウム板材にニッケル板材を接合する工程を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  電池缶
３  封口板
２１  ニッケル体
２２  アルミニウム板材
２３  ニッケル板材
２４・２５  圧延ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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