专利名称：电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及把连接在电极体上的引线板用激光等高能束焊接在封装壳上的电池。
把连接在电极体上的引线板焊接在封装壳的底板上的传统电池的制造方法如下所示。
①使正极板和负极板通过隔离片叠层、卷成螺旋状来制作电极体。在卷成的电极体上形成用于在其中心插入焊接用电极棒的中心孔。②把电极体插入圆筒状的封装壳内。③把连接在电极体底部的引线板焊接在封装壳的底板上进行连接。该引线板如
图1所示在电极体的中心孔上插入焊接用电极棒，用该电极棒2把引线板4推压到封装壳的底板上进行焊接。④把从电极体1的上方引出的引线板连接到堵塞封装壳5的开口部的封口板的电极上。在封装壳内充填电解液之后，把封口板固定在封装壳的开口部上。封装壳用封口板气密密封。
以上的工序的特点是能够把连接在电极体1上的引线板4可靠地焊接在封装壳5的底板上予以固定。然而，因为这种构造的电池必须在电极体1的中心处设置直径比焊接用电极棒还粗的中心孔，因此电极体实际体积变小，电池的容量变小。也考虑过使电极体的中心变细，以增加电池的容量，然而问题在于如果中心孔变细，则不能插入焊接用电极棒。
为了消除这种构造的电池的缺点，开发了从外部用激光焊接把引线焊接到封装壳的底板的连接技术(特开平4-162351号公报，特开平8-293299号公报)。在这些公报上记载的电池并未使用焊接用电极棒，如图2所示在封装25的底板25A上从外侧照射激光等高能束。高能束使底板25A和引线板24的一部分熔融，把引线板24焊接在底板25上固定。
如图2所示，从封装壳25的外部照射激光线等高能光束，把引线板24焊接在底板25上的电池就无须在电极体21上设置中心孔。因此，其特点是增大了电极体的实际体积，可以增加电池的放电容量。然而，从前述所示的封筒的外方进行引线板焊接的电池往往不可能把引线可靠地焊接在底板上。例如，在电极体装入封装壳的状态下，一旦引线板脱离底板，封装壳的底板熔融，而引线板未熔融，则高能束不能把引线板可靠地焊接在底板上。此外，如果在引线板和底板之间有异物，用高能束也不能可靠地焊接。尤其是因为这种构造的电池无论引线板处于哪种状态下底板焊接与否从外部都无从了解，所以很难对品质进行评价，所以更加可靠地焊接是极其重要的。
本发明是为了解决这个缺点而开发的。本发明的重要目的在于要提供可以把引线板可靠地焊接在封装壳上的电池。
借助附图从以下详细描述将更加充分了解本发明的上述目的、其它目的以及本发明的特征。
在电池中，电极体插入筒状封装壳内。通过从封装壳的外侧照射高能束把与电极体连接的引线板焊接到封装壳的内面。
本发明的电池在封装壳上设置向内面突出的凸部。从封装壳的外侧把高能束照射到凸部，凸部的内面焊接在引线板上。
这种构造的电池的特点是能够把引线板可靠地焊接在封装壳上。这是因为可以使封装壳的凸部与引线板可靠地接触。通过在内面向着与引线板接触的凸部照射激光等高能束，能够使封装壳和引线板可靠地焊接。尤其是使引线板和封装壳可靠地接触并能够焊接的电池，在受到冲击时也能可靠地防止引线板脱离封装壳。
本发明的电池通过使凸部的突出面在中央凸处弯曲或者呈圆锥状突出可以使凸部在更佳状态下与引线板接触焊接。
电池在引线板上设置弹性变形片，使该弹性变形片在封装壳的凸部上焊接，接着通过把弹性变形片向封装壳的凸部突出，可以进一步增强引线板和封装壳的连接。
电池在封装壳的外侧的照射高能束的部分附着有导电性防锈涂料，照射高能束的部分能够有效地阻止生锈，而且通过防锈涂料可以清除接触不良。
图1是表示传统电池的制造方法的断面图，图2是表示传统电池的其它制造方法的断面图，图3表示与本发明实施例有关的电池断面图，图4是表示图3所示电池的封装壳底部的断面图，图5是表示与本发明其它实施例有关的电池封装壳的底部的断面图，图6表示图4所示的封装壳的仰视图，图7是表示与本发明其它实施例有关的电池底部的断面图，图8是表示内藏在图3所示的电池的底部的引线板的平面图，图9是表示内藏在图3所示的电池的上部的引线板的平面图，图10表示引线板的放大断面图，图11是表示把电极体焊接在引线板上的焊接状态的断面图，图12是表示内藏在本发明的电池中的其它构造的引线板的正面图。
标号说明1.电极体，2.可溶性电极棒，3.引线板(上引线板)，3A.引线片，4.引线板(下引线板)，4A.弹性变形片，5.封装壳，5A.底板，5a.凸部，6.防锈涂料，7.封口板，8.焊接用电极，9.贯通孔，10.突起，11.中心孔，12.切口，13.狭缝。
图3所示的电池属于镍氢电池、镍镉电池、锂离子电池等的二次电池，它包含圆筒状的封装壳35、插入该封装壳35内的电极体31、把电极体31连接在封装壳35上的连接板33和34。图中所示的电池把封装壳作成圆筒状，但本发明并不把电池的封装壳限定为圆筒状，封装壳可以作成例如方筒状或椭圆筒状(未图示)。
封装壳35是铁制的，其表面镀镍。封装壳35的材质考虑电池的种类和特性选择最合适的金属。封装壳35也有用不锈钢、铝、铝合金制作的。金属制的封装壳35用封口板37将上端开口部气密封闭。图中的封口板37为铆接封装壳35的构造，对封装壳绝缘固定。封口板也可以用激光焊接等方法气密固定在封装壳内。这种构造的封口板绝缘固定电极。封口板37固定电池的一个电极。
封装壳35在其焊接引线板34并固定的部分上，如图3和如图4所示，设置凸部35a。图中所示的电池在封装壳的底板35A上设置凸部35a，在该凸部上焊接引线板34。正如图6的仰视图所示，封装壳35在底板35A的中心设置凸部35a。在这里设置凸部35a的封装壳35的特点在于可以简单正确地对用激光焊接等高能束焊接的引线板34的位置定位。其原因是即使封装壳以任何姿势旋转用高能束焊接引线板34的位置也不会变化。不过，凸部不一定必须设置在底板的中心。此外，凸部也不必设置在封装壳的底板上，例如如图7所示，也可以设置在封筒75的周壁上。不过，不管凸部75a设置在哪一位置上，引线板74都焊接在凸部75a上。
考虑焊接的面积，将凸部35a的外径设计为最佳值。如果凸部的外径做小了，则可以使凸部的前端可靠地焊接在引线板上。然而如果凸部的外径过小，则引线板和封装壳之间的焊接面积也变小。
使凸部35a向封装壳35的内面高高突出可提高凸部35和引线板34之间的焊接状态。可是，使凸部35a高高突出等于压上插入封装壳35的电极体31。因此，有必要降低电极体的高度，减少电极体的实际体积。
凸部35a，如图4的断面图所示，作成使突出面向中央凸起的弯曲形状，或者如图5所示作成呈圆锥状突出的形状。把凸部55a的突出面制作成这种形状的电池的特点在于使引线板54无间隙地与凸部55a接触，可以更可靠地焊接引线板54和凸部55a。在图5中，55表示封装壳，55A表示底板。但是凸部也可以使突出面作成平面状。
电极体31通过隔离片使正极板和负极板叠层。图3所示的电池通过隔离片使叠层的正极板和负极板卷起。螺旋状的电极体31插入圆筒状的封装壳内。螺旋状的电极体31从两侧挤压变形成椭圆形，可以插入椭圆形或方形的封装壳内。另外，插入方筒状的封装壳中的电极体，也可以通过隔离片将剪裁成板状的多个正极板和负极板叠层而制作。
电极体31将接线板33、34连接到正极板和负极板上。引线板33、34配置在电极体31的上下，连接在正极板和负极板上。电极体31如图3所示使正极板和负极板向上下突出，突出部分连接在引线板33、34上。图中所示的电极体31将在下方配置的引线板34连接在封装壳35上。配置在电极体31上方的引线板33连接在封口板37上。
连接在电极体31的上下处的引线板33、34，如图8和图9所示，是把金属板按照比封装壳35的内部形状还小的圆板形状切断的。连接在电极体31上面的引线板33，如图9所示，从外周使引线片33A突出。引线片33A连接在与封装壳35的开口部，以及绝缘并固定的封口板37上。图9所示形状的引线板33把电极体的下面连接在封装壳侧面上的情况，也可以采用。
这种构造的引线板33、34，如图11的断面图所示，通过焊接用的电极38推压在电极体31上，用电阻焊能够可靠地连接。图8和图9所示的引线板33、34为了可靠地与电极体31的电极电连接，开了数个贯通孔39。在引线板33、34上设置的贯通孔39，正如图10的放大断面图所示，在其周缘上设置向下方突出的突起310。突起310连接在电极体的电极板上。此外，连接在电极体31上部的引线板33，如图9所示，为了减小电阻焊时的无效电流在其中心孔311的两侧设置有狭缝313。
连接在电极体31下面的引线板34，如图8所示，设置沟形的切口312，在切口312的内侧上设置弹性变形体34A。弹性变形体34A向封装壳35的凸部35a突出。弹性变形片34A处于引线板33、34大致中央处，焊接在封装壳35的凸部35a上。
因为这种构造的电池可以在多个部分使引线板33、34连接在电极体31上，所以大电流特性优良。这归因于内阻可以减小。而且这种构造的电池优点在于可以用高能束把引线板34可靠地焊接在底板35A上。这是因为把电极体插入封装壳内，可以使引线板34紧贴在封装壳的底板35A的内面上。
但在本发明的电池中，把电极体连接在封装壳的引线板，并不特别限于以上构造。例如，引线板如图12所示也可以制成带状。该引线板124连接在极板芯体露出部分上，从电极体下方引出，把端部焊接在封装壳的内面。此外，这种构造的引线板124，如图7所示，从电极体的侧部引出也可以焊接在封装壳的侧面上。
引线板34焊接在封装壳35的内面。作为焊接引线板34的方法使用激光束或电子束等高能束。高能束熔融封装壳35和引线板34，把引线板34焊接在封装壳35上。
激光束，如图4所示，照射包含整个凸部35a的宽广区域，把封装壳35和引线板34焊接一起。
如果在封装壳35的外面照射激光等高能束，则在封装壳35表面附着的耐蚀性金属的电镀效果丧失。因此照射高能束的部分容易腐蚀。这种弊端可以通过把防锈涂料36涂布在照射高能束的部分上而解决，如图3的主要部分放大断面图所示。如果在封装壳35的底面涂布防锈涂料，则在使用电池时因为防锈涂料36而往往引起接触不良。这是因为在防锈涂料36中使用了没有导电性的有机系的涂料的缘故。这种弊端可以在防锈涂料36中混合碳或金属粉等的导电材料解决。
防锈涂料36可以喷成雾状涂布或者使用毛刷涂布。此外，防锈涂料36也可以用细喷咀喷射的喷墨方式涂布。喷墨方式的优点在于可以在照射高能束的正确位置上按照正确厚度涂布。此外，防锈涂料36也可以在电池的封装壳上用喷墨法印刷制造年月日或使用年月日时一起涂布。
(实施例1)用以下的工序制造镍一镉电池，测试接线板连接在封装壳上的状态。使用如图4所示在底面中央设置凸部35a的封装壳。凸部35a作成突出面向中央凸处弯曲的形状。凸部35a的外径约2mm，突出高度0.2mm，突出面的曲率半径15mm。
在电极体31的底面上连接的引线板34，采用具有如图8所示设置了弹性变形片34A的形状的。采用突出约0.2mm的弹性变形片34A。
在这种结构的封装壳35内，通过隔离片插入在其两端焊接引线板33、34并卷成螺旋状的电极体31。采用具有多个贯通孔39并在贯通孔39的周缘设置突起的引线板33、34。在封装壳35内插入电极体31，用激光照射因封装壳35的底面上设置的凸部35a而产生的凹部，把引线板34焊接在封装壳35上。在该封装壳底面的外表面的激光焊接部分上涂布株式会社日立制作所的「JP-K28」作为涂料。把连接在电极体31上面的引线板33焊接在封口板37之后，注入电解液，用封口板37堵塞封装壳的开口部而制成镍隔电池。
(实施例2)除了在电极体下面连接的引线板采用没有弹性变形片的之外，其余与实施例1相同，试作镍镉电池。该电池的引线板把在封装壳上焊接的部分作成平面状。
(比较例)除了在封装壳的底面不设置凸部之外，其余与实施1相同，试作镍镉电池。
对如上所示试作的电池的引线板和封装壳的焊接成功率进行比较，结果如下，实施例1的电池100％，实施例2的电池98％，比较例的电池97％。
从以上试验结果看出，本发明的实施例1和2的电池，引线板和封装壳之间可靠地连接。尤其是实施例1的电池，引线板和封装壳的焊接没有废品。
虽然在以上实施例中描述了本发明，但这些实施例都是示例性而非限制性的，因此只要不背离本发明精神，在权利要求范围内可以进行任何变更和修改。
权利要求
1.一种电池，包括(1)具有向内面突出的凸部的筒状封装壳，(2)插入封装壳内的电极体，(3)与电极体相连接，同时用从外侧照射在封装壳上的高能束将其与封装壳内面突出的凸部相连接的引线板。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于封装壳呈圆筒状，且在封装壳的底板中心设置凸部。
3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于在封装壳内插入螺旋状的电极体。
4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于在封装壳的周壁上设置有连接引线板的凸部。
5.根据权利要求1所述的电池，其特征在于封装壳是方形筒状或椭圆筒状。
6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于螺旋状电极体从两侧挤压变形成椭圆形，并插入椭圆形的封装壳内。
7.根据权利要求5所述的电池，其特征在于将裁断成板状的多个正极板和负极板通过隔离片叠层而构成的电极体插入在方筒状封装壳内。
8.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，在封装壳上设置的凸部的突出面向中央凸处弯曲。
9.根据权利要求1所述的电池，其特征在于在封装壳上设置的凸部的突出面呈圆锥状。
10.根据权利要求1所述的电池，其特征在于引线板通过沟形切口在切口的内侧设置有弹性变形片，该弹性变形片焊接在封装壳的凸部上。
11.根据权利要求10所述的电池，其特征在于引线板的所述弹性变形片向封装壳的凸部突出。
12.根据权利要求10所述的电池，其特征在于封装壳是圆筒状，且引线板是把金属板切断而成的比封装壳内部形状小的圆板状，并把弹性变形片配置在引线板的大致中央处。
13.根据权利要求12所述的电池，其特征在于引线板具有在周缘有突起的贯通孔，并使该突起与电极体连接。
14.根据权利要求1所述的电池，其特征在于在封装壳外侧的照射高能束的部分上附着有防锈涂料。
15.根据权利要求14所述的电池，其特征在于该防锈涂料具有导电性。
全文摘要
一种电池,在筒状的封装壳内插入电极体,用从封装体外侧照射的高能束把连接在电极体上的引线板焊接在封装壳的内面。封装壳在其内面具有突出的凸部。从封装壳的外侧向凸部照射高能束,将凸部的内面与引线板焊接起来。
文档编号B23K26/00GK1246734SQ99118168
公开日2000年3月8日 申请日期1999年8月30日 优先权日1998年8月31日
发明者井上博之, 寺坂雅行, 山西伸和, 松江慎一郎, 细川弘 申请人:三洋电机株式会社