(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が正極板に接続されたリード端子の他端部を封口板に溶接した構成を具備する円筒形二次電池において、前記リード端子の幅は封口板の中央部に設けられたガス抜き孔の径よりも狭く、かつ前記リード端子を、前記封口板のガス抜き孔を横断する相対的位置関係で封口板に溶接し、前記ガス抜き孔はリード端子を挟んでその両側に開口部を有する状態としたことを特徴とする円筒形二次電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は特に径の小さい円筒形二次電池において用いられる部材の形状寸法などの改善により、安全性の向上、品質の安定、さらには製造コストの低減を図るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から円筒形二次電池においては、単一形、単二形、単三形などの各種二次電池が生産販売されていた。従来の電池においては、最も細い単三形の場合に於いても、電池ケースの外径は１４ｍｍであったが、近年各種ポータブル機器の小形軽量化が進み、携帯用電話機の電源として外径が８ｍｍ長さ６７ｍｍという非常に細長い形状をした円筒形電池の開発が市場から求められている。また、今後さらに一層径の小さい電池の開発が求められることも十分に考えられる。
【０００３】
一般的に、円筒形二次電池においては、正極板と負極板をセパレーターを介して対向させた状態で渦巻状に巻回して形成した極板群を金属製電池ケース内に収納し、安全弁機構を備えた正極の外部端子をも兼ねる封口板で密閉する。また、正極板については封口板とリード端子を介して機械的にも電気的にも接続し、負極板については金属ケースの内側底端面にリード線を介しスポット溶接により電気的に接続する。
【０００４】
その際、正極板から引き出されるリード端子は、図５にも示されるように、正極板の活物質の非塗着部に、一端のみが長辺に対して略直角に固定され、片持ち梁の状態となっている。径の小さな電池においてはリード端子の幅は狭く厚さも薄いため、極板群を渦巻状
に巻き、電池ケース内に収納した状態でも、リード端子の他方の先端部の位置は正確には決まらず、リード端子の端部をチャッキングなどの特別な位置決め手段により固定することなく溶接した場合には、封口板に溶接したリード端子の端末の位置がばらつき、ガス抜き孔と重なり合って、結果的にガス抜き孔の有効面積をばらつかせるものである。
【０００５】
上記のように、正極板はリード端子を介して陽極の外部端子ともなる封口板に電気的にも機械的にも接続されるが、封口板には電池の誤使用、外部短絡などの異常により、電池ケースの内部が異常な圧力上昇を起こした場合に、電池ケース内で大量に発生したガスを電池ケースの外に速やかに逃がし、電池ケースの破裂を回避するための復帰式安全弁機構を備えている。そして正極板と封口板を接続する前記リード端子が、封口板に設けられた復帰式安全弁機構の主要部を構成するガス抜き孔を塞ぎ、ガスの排出を妨げることのないように、封口板に設けられたガス抜き孔とリード端子の寸法、形状、位置関係などを設定する必要がある。
【０００６】
特開平８−２３６１００号公報にも開示されているように、従来の円筒形二次電池に於いては図４に示す通り、封口板２の中心部にガス抜き孔３が設けられ、正極板９から引き出されたリード端子８を封口板２の内側となる端面に、前記ガス抜き孔３を塞ぐことのないように、スポット溶接により接続するのが一般的であった。
【０００７】
しかしながら、上記の構成では封口板２の内側端面に正極リード端子８を溶接する際のリード端子８の位置決めが不安定となり、溶接位置のバラツキなどにより封口板２の中心部に設けられたガス抜き孔３が正極リード端子８により塞がれて、ガスの排出が妨げられるケースも皆無ではなかった。従って、前記公開特許公報には図５に示すように、正極板から引き出されたリード端子８に複数個の小さな孔１０を設け、開口率を５０％前後とすることにより、封口板２のガス抜き孔３は、正極リード端子８の封口板２に対する溶接位置がずれた場合にも、また、ガス抜き孔３にリード端子８が完全に重なり合う場合にも、ガス抜き孔３が完全に閉鎖されることはなく、自由にガスを電池ケース外に排出可能であり、電池ケースの内圧の異常を無くすることが出来ることを開示している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の円筒形二次電池と比べて格段に径の小さな外径８ｍｍの円筒形二次電池においては、狭い電池ケース内にリード端子を、他の部材と不具合な干渉を引き起こすことなく収納する必要があるため、リード端子の長さも幅も非常に小さくする必要がある。従って、前記公開特許公報に記されたリード端子に複数個の孔を加工する方法は採用困難である。
【０００９】
本発明は径の小さい電池に採用可能な幅が狭く厚さも薄くて剛性に乏しく、位置決めが不安定となりがちなリード端子を、所定の位置に正確に位置決めして溶接し、リード端子がガス抜き孔を塞いで、ガスの排出機能を低下させることがなく、安全性の高い構造の復帰式安全弁機構を有する円筒形二次電池を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
一端が正極板に接続されたリード端子の他端部を封口板に溶接した構成を具備する円筒形二次電池において、前記リード端子の幅は封口板の中央部に設けられたガス抜き孔の径よりも狭く、かつ前記リード端子を、前記封口板のガス抜き孔を横断する相対的位置関係で封口板に溶接し、前記ガス抜き孔はリード端子を挟んでその両側に開口部を有する状態としたことを特徴とする。
【００１１】
このような位置関係で細いリード端子を封口板に溶接することにより、溶接位置からさらに伸びるリード端子の左右に位置する２分割された形で残留するガス抜き孔のそれぞれ
の面積は多少変化しても、両者の面積の総和は相互に補い合うこととなり、リード端子の溶接位置が多少変化した場合でも、ガス抜き孔の有効面積が極端に大きく変化することはなく、ガス抜き孔のガス排出能力も安定するので、安全性に優れた電池を供給することが可能である。
【００１２】
なお、剛性に乏しく位置決めの困難なリード端子の、封口板との相対的な位置決めを正確にするために、リード端子を幾分長くして保持代とし、リード端子の一端部を保持し、ガス抜き孔をまたぎ、２分するような位置に位置決めして封口板に溶接後、その長くしたリード端子の端部を一部切断しても同様の効果が得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態として、外径８ｍｍ×長さ６７ｍｍの円筒形ニッケル水素電池に、本発明を適用した例を、図を参照しながら説明する。
【００１４】
図１および図２はそれぞれ、本発明による電池のリード端子の一端部を保持して、封口板との相対的な位置決めをした状態で、シリーズスポット溶接している状態を示す斜視図と側面図を示す。また図３は、本発明に基づいて、リード端子と封口板を溶接した平面図を示す。
【００１５】
まず最初に、本発明の溶接方法について説明する。封口板２の内側端面中央部に設けた直径１．２ｍｍのガス抜き孔３に対して、０．８ｍｍ幅×０．３５ｍｍ厚のニッケル薄板からなるリード端子４を、通常の長さよりもやや長く、電池ケース１の開口部から４．５ｍｍほど突出させ、リード端子４の端部に設けた保持代を、リード端子保持具５により保持してリード端子４の一端の位置決めをする。
【００１６】
また、リード端子４の他端は、電極群として渦巻状に巻き上げて電池ケース１内に収納し固定された正極用極板９の端部に固定された状態にあるので、電池搬送治具１５に電池ケース１を挿入した状態のまま、電池ケース支持部１４を用いて電池ケース１を治具の中心位置と治具軸芯の回りの角度の両方を位置決めすることにより、リード端子４の両端部を位置決めする。また、事前準備として、電池ケース搬送治具の溝１６に対して、リード端子４の位置と姿勢は一定の位置関係となるように、電池ケース１を電池搬送治具１５に挿入しておく。
【００１７】
また、封口板２については、封口板支持部１３の先端部に封口板２を供給し、封口板支持部１３をリード端子保持具５に向かって、所定の位置まで前進させると、封口板２は電池ケース１に対して所定の位置に位置決めされ、同時に封口板２とリード端子４の相対的な位置決めを行う。
【００１８】
そして、溶接用プラス電極１２によりリード端子４を封口板２に対して５０Ｎの力を加えて押しつけ、また溶接用マイナス電極１１を封口板２の端面に２５Ｎの力で押しつけた状態で、スポット溶接を行う。溶接電圧は２．６Ｖ、電流値は１．２ＫＡ、通電時間は８ｍｓｅｃ程度で溶接可能であった。
【００１９】
また、図３は本発明を用いて、リード端子４を封口板２に溶接した状態を示すが、封口板２の中央部に設けられた直径１．２ｍｍの円形のガス抜き孔３の中央部に幅０．８ｍｍのリード端子４が橋を架けたような配置となっていることを示し、この様な配置である場合には、リード端子４の溶接位置が多少左右にばらついても、リード端子４の左右にあるガス抜き孔３のそれぞれの有効面積は変化するが、両者の面積の和は互いに相殺し合うため、ほとんど変化がなく安全性に優れた電池を製造することが容易となる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、何らかの不具合により、多少リード端子の位置がばらつく場合にも、リード端子の左右に分割されたガス抜き孔の面積は互いに相殺し、トータルな有効面積はほとんど変化なく、ガス抜き孔のガス抜き効果が安定しているため、安全性に優れた電池を市場に供給することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のリード端子を保持し、リード端子の両端を固定した状態で、封口板に溶接している状態を示す斜視図
【図２】  本発明のリード端子を保持し、リード端子の両端を固定した状態で、封口板に溶接している状態を示す側面図
【図３】  本発明のリード端子を封口板に溶接した状態を示す平面図
【図４】  従来の円筒形二次電池に於ける、一般的なリード端子と封口板の接続を示す平面図
【図５】  従来例のリード端子の一例を示す正面図
【符号の説明】
１    電池ケース
２    封口板
３    ガス抜き孔
４    本発明のリード端子
５    リード端子保持具
６    溶接箇所
７    弾性弁体
８    従来のリード端子
９    正極板の活物質非塗着部
１０  リード端子に設けた小径の孔
１１  溶接用マイナス電極
１２  溶接用プラス電極
１３  封口板支持部
１４  電池ケース支持部
１５  電池搬送治具
１６  電池搬送治具の溝
【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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