(57)【要約】【課題】リード導体に導線を半田付けすることが可能なリード部材、それを用いた導線付リード部材及び蓄電デバイスを提供する。【解決手段】リード部材２５は、平板状の金属材料からなるリード導体２７の長さ方向の一部の両面側に、リード導体２７の幅より大きい幅を有する一対の絶縁フィルム２３が貼り付けられ、リード導体２７は、絶縁フィルム２３から露出した箇所に、一部の領域を囲むように部分的に切り取られた切り欠き部３０が形成され、切り欠き部３０に囲まれた領域に、半田２９により電圧監視用の導線２８が導電接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の金属材料からなるリード導体の長さ方向の一部の両面側に、前記リード導体の幅より大きい幅を有する一対の絶縁フィルムが貼り付けられたリード部材であって、
前記リード導体は、前記絶縁フィルムから露出した箇所に、一部の領域を囲むように部分的に切り取られた切り欠き部が形成されていることを特徴とするリード部材。
【請求項２】
請求項１に記載のリード部材であって、
前記切り欠き部は、前記リード導体における長さ方向の端部に設けられていることを特徴とするリード部材。
【請求項３】
請求項１または２に記載のリード部材の前記領域に、電圧監視用の導線が半田付けされていることを特徴とする導線付リード部材。
【請求項４】
請求項１または２に記載のリード部材が接続された正極及び負極が電解質媒体とともに封入材で密封され、前記リード部材の前記絶縁フィルムが前記封入材に密着されており、前記切り欠き部が前記封入材の外側に露出されて、前記領域に、電圧監視用の導線が半田付けされていることを特徴とする蓄電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封入材で密閉した非水電解質蓄電デバイスに用いられるリード部材、導線付リード部材及び蓄電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
非水電解質蓄電デバイスは、携帯電話などの小型電子機器からハイブリッド自動車や電気自動車、電力貯蔵用電源等の用途で使用されている。非水電解質蓄電デバイスは、例えば、リード部材が接続された正極及び負極が電解質媒体とともに封入材で密封され、リード部材が絶縁フィルムで封入材に密着された構造を有している。
【０００３】
蓄電デバイスの一例として、第一の電池と第二の電池が互いに直列接続された組電池が知られている。そのような組電池において、第一の電池が備えたアルミニウムの電極タブと第二の電池が備えたアルミニウムの電極タブとが導電性フィラーを介在させて接続され、その導電性フィラーにリード線が電気的に接続され、さらに第一の電池と第二の電池の電圧を検知する回路がリード線に接続されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、アルミニウムの電極タブにリード線を半田付けすることが困難であるため、電極タブ接合間に導電性フィラー及び有機バインダーを介在させて、リード線を挟み込むようにして設置している。
【０００４】
また、蓄電デバイスの他の例として、一枚の集電体の片面に正極層が形成され、他方の面に負極層が形成された双極型電極を、電解質層を挟んで複数枚直列に配接し、これにより正極層、電解質層及び負極層の積層構造からなる単電池層を積層した形の双極型二次電池が知られている。このような双極型二次電池において、集電体に電圧測定用リード線を導電性接着剤を介して接着したものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２３５０３０号公報
【特許文献２】特開２００８−１１７６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、リード導体に電圧監視用の導線を付ける要求がある。しかし、リード導体上で半田を加熱しても、その熱がリード導体全体に逃げてしまい、半田付けする箇所の温度が上がらずに、リード導体と半田がなじまない現象が生じていた。そのため、リード導体上に導線を半田付けすることが困難であった。
特許文献１の技術は、電極タブ同士を接合する場合のみに適用可能であり、特許文献２の技術は、半田を使わずに導電性接着剤を使用している。
【０００７】
本発明の目的は、リード導体に導線を半田付けすることが可能なリード部材、それを用いた導線付リード部材及び蓄電デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決することのできる本発明のリード部材は、平板状の金属材料からなるリード導体の長さ方向の一部の両面側に、前記リード導体の幅より大きい幅を有する一対の絶縁フィルムが貼り付けられたリード部材であって、
前記リード導体は、前記絶縁フィルムから露出した箇所に、一部の領域を囲むように部分的に切り取られた切り欠き部が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のリード部材において、前記切り欠き部は、前記リード導体における長さ方向の端部に設けられていることが好ましい。
【００１０】
本発明の導線付リード部材は、上記本発明のリード部材の前記領域に、電圧監視用の導線が半田付けされていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の蓄電デバイスは、上記本発明のリード部材が接続された正極及び負極が電解質媒体とともに封入材で密封され、前記リード部材の前記絶縁フィルムが前記封入材に密着されており、前記切り欠き部が前記封入材の外側に露出されて、前記領域に、電圧監視用の導線が半田付けされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のリード部材によれば、リード導体において一部の領域を囲むように切り欠き部が形成されているので、その領域が加熱された時に熱が外側に伝わりにくく、温度を上げやすい。そのため、切り欠き部に囲まれた領域で導線を半田付けすれば、半田付けの熱がその領域から外側に逃げにくく、半田付けする箇所の温度を上げてリード導体と半田をなじませて良好に導線の半田付けを行うことができる。
このリード部材を用いた導線付リード部材及び蓄電デバイスは、電圧監視用の導線が安価で確実に取り付けられたものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のリード部材を備えた蓄電デバイスの一例を示す斜視図である。
【図２】図１の蓄電デバイスを示す透過平面図である。
【図３】本発明のリード部材における切り欠き部の例を示す平面図である。
【図４】リード部材同士を接合した例を示す側面図である。
【図５】大型のリード部材における切り欠き部の配置を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係るリード部材、導線付リード部材及び蓄電デバイスの実施形態の例について、図面を参照して説明する。
【００１５】
非水電解質蓄電デバイスは、リチウムイオン電池などの非水電解質電池、電気二重層コンデンサ（ＥＤＬＣ）やリチウムイオンキャパシタなどのキャパシタなどを含む。電気二重層コンデンサでは正極側も負極側もリード部材の導体にはアルミニウムが使用される。リチウムイオン電池やリチウムイオンキャパシタでは正極側のリード部材の導体にはアルミニウムが使用され、負極側では銅が使用される。銅はニッケルメッキして使用されることが多い。非水電解質蓄電デバイスはいずれも袋状または箱状の封入材に電解質が封入され、リード部材が封入材の密閉部分の一部から外に出されている。
以下、非水電解質電池を例にして説明するが、電気二重層コンデンサなどの他の非水電解質蓄電デバイスについても本発明に係るリード部材を適用可能である。
【００１６】
図１及び図２に示すように、非水電解質電池（蓄電デバイス）１０は、封入材１１と、正極１２及び負極１３に接続されたリード部材２４，２５とを有している。
封入材１１は、周縁部のシール部１６をヒートシールによる熱融着で袋状としたものであり、封入材１１内には、正極１２及び負極１３とともに、正極１２と負極１３との間に設けられた隔膜１４及び非水の溶媒（例えば、有機溶媒）に電解質（例えばリチウム化合物）が溶解された非水電解質媒体１５を含む単一の電気化学セルが、密封して収納されている。
【００１７】
リード部材２４，２５は、非水電解質電池１０のリード線として用いられるもので、平角導体または金属箔などからなるリード導体２６，２７を有している。リード導体２６が封入材１１内の正極１２に接続され、リード導体２７が封入材１１内の負極１３に接続されている。
【００１８】
封入材１１は、金属箔の両面に積層フィルムが設けられた積層体であり、最内層の積層フィルムには、電解液で溶解されずシール部１６から非水電解質媒体１５が漏出するのを防止するのに適したものとして、ポリオレフィン樹脂（例：無水マレイン酸変性低密度ポリエチレンまたはポリプロピレン）が用いられる。最外層の積層フィルムは、内側の金属箔を外傷から保護するためのもので、ポリエチレンテレフタレート（略称ＰＥＴ）等で形成されている。
【００１９】
封入材１１内に収容される電解質としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロドフランなどの有機溶媒に、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＡｓＦ６等の電解質を溶解させた非水電解液や、リチウムイオン伝導性の固体電解質などが用いられる。
【００２０】
リード部材２４，２５は、外部への電気接続のためにシール部１６から取り出され、その取り出し部分では、リード導体２６，２７が一対の絶縁フィルム２３で被覆絶縁されて、封入材１１を形成する金属箔と電気的接触が生じないようにしている。
【００２１】
リード導体２６，２７は、厚さ０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下のニッケル、ニッケルめっき銅またはアルミニウムなどの平板状の金属材料からなり、車載用途の場合の幅寸法は、例えば、３０ｍｍ、５０ｍｍ、７０ｍｍ、９０ｍｍである。
【００２２】
絶縁フィルム２３は、架橋層と接着層とを有する二層構造であり、リード導体２６，２７の幅より大きい幅を有する。接着層はポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂から形成されている。架橋層はポリプロピレン等の樹脂から形成されている。絶縁フィルム２３は、それぞれ接着層を内側に向けて熱融着され、リード導体２６，２７の幅方向両側で接着層同士が互いに貼り合わされている。また、絶縁フィルム２３の架橋層は、封入材１１のシール部１６に隙間なく密着されている。
【００２３】
リード部材２４，２５の一方には、絶縁フィルム２３から露出した箇所に電圧監視用の導線２８が半田２９によって導電接続されている。本実施形態では、負極１３に接続されたリード部材（導線付リード部材）２５のリード導体２７に対して、導線２８が半田付けされている。リード導体２７に接続された導線２８の他端側には、電圧を検知する回路（図示省略）が接続され、非水電解質電池１０の電圧を監視して過充電や過放電を防止できる。
【００２４】
リード導体２７において導線２８が半田付けされた箇所は、その周囲に切り欠き部３０が形成されている。切り欠き部３０は、リード部材２５の製造工程において導線２８を半田付けする工程より前の工程で形成されたものであり、リード導体２７において導線２８を半田付けする予定の領域を囲むように、リード導体２７を部分的に切り取って形成されている。
【００２５】
切り欠き部３０の形状は、例えば図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すものを例示できる。図３（ａ）の切り欠き部３０ａは、リード導体２７の角部における両辺から内側に向けて切り込みを形成したものであり、切り欠き部３０ａとリード導体２７の端部によりリード導体２７の一部の領域３１ａが囲まれるようになっている。この切り欠き部３０ａは、プレス成型または切削加工により形成することができる。図３（ｂ）の切り欠き部３０ｂは、リード導体２７の一部の領域３１ｂを四角形状に囲むように４つの直線状の切り欠きを形成したものである。この切り欠き部３０ｂは、直線状にプレス成型して容易に形成することができる。図３（ｃ）の切り欠き部３０ｃは、リード導体２７の一部の領域３１ｃを円形状に囲むように４つの円弧状の切り欠きを形成したものである。この切り欠き部３０ｃは、プレス成型により形成することができる。導線２８を接続するために切り欠き部３０の面積は５０〜２００ｍｍ２程度あればよい。
【００２６】
切り欠き部３０に囲まれた領域（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ等）に導線２８を半田付けする際、その領域が半田２９とともに加熱される。切り欠き部３０が設けられていないと、加熱された領域からリード導体２７の面方向に放射状に熱が伝わっていき、半田付けする領域の温度が上がりにくい。切り欠き部３０が設けられていることにより、切り欠き部３０の内側の領域と外側の領域とを繋ぐ箇所の断面積が大幅に減少しているので、切り欠き部３０の内側の領域で加熱された熱が外側に拡散しにくく、半田付けする箇所の温度を上げやすい。そのため、半田付けする箇所のリード導体２７の金属と溶融した半田２９とが良くなじんで、導線２８の半田付けを良好に行うことができる。これにより、導電性接着剤等を使用せずにリード導体２７に導線２８を導電接続することができ、リード部材２５を、電圧監視用の導線２８が安価で確実に取り付けられたものとすることができる。
【００２７】
図１に示した非水電解質電池１０は、所謂単電池の形態であるが、本発明の蓄電デバイスは組電池であってもよい。図４は、組電池１０ａの一部を示すものである。組電池１０ａは、複数の単電池１０ｂを積層させ、隣接した単電池１０ｂ同士の正極のリード導体４１と負極のリード導体４１とを接合させて、各単電池１０ｂを直列に接続して形成されている。リード導体４１同士の接合は、封入材１１から延びた側でリード導体４１を曲げて接合する相手に近接させ、溶接することで行われる。そして、各単電池１０ｂにおいて、リード導体４１に電圧監視用の導線２８が半田２９によって導電接続されている。導線２８を半田付けする箇所の周囲には、非水電解質電池１０の場合と同様に切り欠き部３０（図５参照）が形成され、導線２８はリード導体４１に対して安定した半田付けがなされている。これにより、組電池１０ａを構成する各単電池１０ｂの電圧をそれぞれ監視することができ、各単電池１０ｂの電圧のばらつきを検知して、特定の単電池１０ｂの劣化が進行してしまうことを未然に防いだり、各単電池１０ｂの過充電や過放電を防いだりすることができる。
【００２８】
また、組電池の形態では、図５に示すように幅の広いリード部材４０が使用されることがある。図４のようにリード導体４１同士が接合される場合には途中で曲げられるため、リード導体４１の長さ方向（図５の上下方向）の端部に導線２８を接続することが好ましい。また、リード導体４１同士を接合させた後に導線２８を半田付けする場合、リード導体４１の端部に接続する方が半田付けの作業がしやすい。そのため、図５のＡ，Ｂ，Ｃに示すようなリード導体４１の長さ方向の端部の何れかの位置に切り欠き部を形成しておくとよい。
【符号の説明】
【００２９】
１０：非水電解質電池（蓄電デバイス）、１０ａ：組電池（蓄電デバイス）、１１：封入材、１２：正極、１３：負極、１５：電解質媒体、２３：絶縁フィルム、２４，２５：リード部材、２６，２７：リード導体、３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ：切り欠き部、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ：一部の領域
【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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