JP2008091036A

JP2008091036A - 組電池

Info

Publication number: JP2008091036A
Application number: JP2006266972A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Arai; 一夫荒井; Kazumi Kosugi; 一己小杉
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2008-04-17

Abstract

【課題】小型かつ軽量で信頼性の高い端子引き出し構造を持ち、複数個のラミネート電池を接続した組電池を提供すること。
【解決手段】電池外装材としての金属箔と樹脂膜のラミネートフィルムの周辺部を融着接合すると共に電池素子からの電極端子リードを引き出してなるラミネート電池１を複数個接続した組電池であり、電極端子リード２を外部機器との接続用のリード線６に中継接続するための矩形状のタブ端子５が配設され、タブ端子５には、両側端の縁を折り返し密着するように重ね合わせた折り返し縁部５１と、電極端子リード２との折り返し縁部５１の内側に位置するスポット溶接部３と、リード線６との半田付け部とが形成された組電池。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に電動アシスト自転車や電動工具の駆動源として用いられ、複数個のラミネート電池を接続してなる組電池に関するものである。

近年、携帯電話やデジタルカメラなどの携帯機器用の電源として、高容量化、小型化の要求によりリチウムイオン電池がよく用いられている。また、電動アシスト自転車や電動工具の電源としても、高エネルギー密度でメモリー効果の無いリチウムイオン電池が用いられている。これらの携帯機器においては、小型化が要求されるのに伴いリチウムイオン電池も小型化、薄型化の設計が要求されてきている。

近年さらに、ラミネート外装材（金属箔と樹脂膜のラミネート材）を用いたリチウムイオン電池が使用され、これらラミネート電池を２以上直列または並列に接続する組電池が使用されるようになっている。こうした組電池の端子引き出し構造には特許文献１などの例があるが、小型化・薄型化を図った組電池からの端子引き出し構造としては、ニッケル材を切断加工したタブ端子に外部機器との接続用のリード線を半田付けしたものをラミネート電池の電極端子リードにスポット溶接したものが用いられている。

この従来例について、図面に基づいて詳しく説明する。図４は、その従来例の組電池の端子引き出し構造を示す平面図である。矩形平板のタブ端子４にリード線６を半田付けした後、ラミネート電池１の電極端子リード２に×印で表示したスポット溶接部３で、溶接接続している。

図５は、そのタブ端子４を端部側から見た正面図である。すなわち、従来のラミネート電池を接続した組電池のタブ端子には一定厚さの矩形平板が用いられていた。

特許第３５９１５２３号公報

図４および図５のような組電池の端子引き出し構造では、大電流化に対処するためにリード線径を太くしたとき、リード線の重量によるストレス（応力）で、ラミネート電池の電極端子リードを溶接した部分と、リード線を半田付けした部分との境界部などでタブ端子が折れるという問題がある。

この問題に対処するために、タブ端子を厚くすることも考えられるが、高出力の場合には大電流による発熱があり、タブ端子を厚くすることにより熱が電極を介して電池本体に伝わりやすくなり好ましくない。またタブ端子が厚いと、折り曲げようとする負荷がかかった場合にラミネート電池の電極端子リードの付け根にストレスがかかり好ましくない。さらには重量増加の要因となり組電池全体の小型化、軽量化の要求に応えることが難しくなる。

この状況において、本発明の課題は、小型かつ軽量で信頼性の高い端子引き出し構造を持ち、複数個のラミネート電池を接続した組電池を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の組電池は、電池外装材としての金属箔と樹脂膜のラミネートフィルムの周辺部を融着接合すると共に電池素子からの電極端子リードを引き出してなるラミネート電池を複数個接続した組電池において、前記電極端子リードを外部機器との接続用のリード線に中継接続するための矩形状のタブ端子が配設され、前記タブ端子には、両側端の縁を折り返し密着するように重ね合わせた折り曲げ縁部と、前記電極端子リードとの前記折り返し縁部の内側に位置するスポット溶接部と、前記リード線との半田付け部とが形成されたことを特徴とする。このように縁の部分に１８０°折り返しの曲げ加工を施したタブ端子を用いることで、上記課題を解決する。

また本発明の組電池は、電池外装材としての金属箔と樹脂膜のラミネートフィルムの周辺部を融着接合すると共に電池素子からの電極端子リードを引き出してなるラミネート電池を複数個接続した組電池において、前記電極端子リードを外部機器との接続用のリード線に中継接続するための矩形状のタブ端子が配設され、前記タブ端子には、両側端の縁に丸みを持たせ湾曲させた折り曲げ縁部と、前記電極端子リードとの前記折り曲げ縁部の内側に位置するスポット溶接部と、前記リード線との半田付け部とが形成されたことを特徴とする。このようにＲを持つ折り曲げ縁部を縁に形成したタブ端子を用いることによっても、上記課題を解決することができる。

本発明によれば、ラミネート電池の電極端子リードおよびリード線を中継接続するタブ端子の厚みを増加することなく強度を向上できる。また溶接条件を変更することなくラミネート電池の電極端子リードにタブ端子をスポット溶接することが可能となる。さらにタブ端子の厚みを変更することなく強度を向上できるため、組電池の重量は現状のまま据え置くことができる効果がある。

以下本発明の実施の形態を図面に基づいて記述する。

（実施の形態１）図１は、本発明の実施の形態１での組電池の端子引き出し構造を示す平面図である。図２は本実施の形態でのタブ端子を端部側から見た正面図である。

図２を参照して、本実施の形態のタブ端子５は矩形平板の両側端の縁を１８０度折り返し簡単な曲げ加工を追加した形状であり、折り返し縁部５１が形成されている。ここで用いたタブ端子５は縦２０ｍｍ×横５ｍｍ×厚さ０．１５ｍｍのニッケル製であり、折り返し縁部５１の幅は１ｍｍである。このタブ端子５には、図１のように、リード線６の心線が半田付けされ、その後、ラミネート電池１から引き出されている電極端子リード２に、×印で表示したスポット溶接部３で溶接する。このときの電極端子リード２の幅は１３ｍｍ、厚さは０．１５ｍｍである。なお、図１では積層された複数個のラミネート電池の最上部のラミネート電池１の端子引き出し構造を示し、下側のラミネート電池の電極リード端子との接続部については省略したが、この接続には公知技術によるスポット溶接を用いる。また、ラミネート電池１の作製方法についても、公知技術により、平板状の電池素子から電極リード端子を引き出しつつ、その電池素子を内包するように、金属箔と樹脂膜のラミネートフィルムの周辺部を融着する方法による。

こうして、タブ端子５の両側端の縁に曲げ加工が施されたことで、機械的強度が改善され、０．１５ｍｍといった薄いタブ端子を用いているにも関わらず、電極端子リード２の溶接部とリード線６の半田付け部分との境界部などで、タブ端子４が折れたり切れたりする問題が解消された。

（実施の形態２）図３は、本発明の実施の形態２でのタブ端子を端部側から見た正面図である。このタブ端子は矩形平板の両側端の縁を折り曲げて作製したもので、その折り曲げ縁部５２にはＲを持たせ、すなわち、丸みを持たせて湾曲させ、その端をタブ端子の上面に密着固定している。

このタブ端子を図１のタブ端子５として用い、実施の形態１と同様にして本実施の形態１の組電池を得る。その結果、タブ端子が切れたり折れたりする問題が解消された。

なお、タブ端子の縁部を丸みを持たせて折り曲げるとき、端をタブ端子の上面に密着させて固定すると、機械的強度が大きく増加するが、その端を上面に密着させず、縁を湾曲するように曲げることだけでも、塑性変形による要因あるいは構造的な要因による機械的強度の増加がある。

以上のように、本発明では、軽量性、電極端子リードとの応力的なバランスあるいは熱伝導性などを考慮して薄いタブ端子を使用するが、タブ端子を平板のまま使用するのではなく、矩形状の両側端の縁を折り曲げることで機械的な強度を確保している。

本発明の実施の形態１での組電池の端子引き出し構造を示す平面図。本発明の実施の形態１でのタブ端子を端部側から見た正面図。本発明の実施の形態２でのタブ端子を端部側から見た正面図。従来例の組電池の端子引き出し構造を示す平面図。従来のタブ端子を端部側から見た正面図。

符号の説明

１ラミネート電池
２電極端子リード
３スポット溶接部
４タブ端子
５タブ端子
６リード線
５１折り返し縁部
５２折り曲げ縁部

Claims

電池外装材としての金属箔と樹脂膜のラミネートフィルムの周辺部を融着接合すると共に電池素子からの電極端子リードを引き出してなるラミネート電池を複数個接続した組電池において、前記電極端子リードを外部機器との接続用のリード線に中継接続するための矩形状のタブ端子が配設され、前記タブ端子には、両側端の縁を折り返し密着するように重ね合わせた折り返し縁部と、前記電極端子リードとの前記折り返し縁部の内側に位置するスポット溶接部と、前記リード線との半田付け部とが形成されたことを特徴とする組電池。
電池外装材としての金属箔と樹脂膜のラミネートフィルムの周辺部を融着接合すると共に電池素子からの電極端子リードを引き出してなるラミネート電池を複数個接続した組電池において、前記電極端子リードを外部機器との接続用のリード線に中継接続するための矩形状のタブ端子が配設され、前記タブ端子には、両側端の縁に丸みを持たせ湾曲させた折り曲げ縁部と、前記電極端子リードとの前記折り曲げ縁部の内側に位置するスポット溶接部と、前記リード線との半田付け部とが形成されたことを特徴とする組電池。