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Dokumentenidentifikation DE69500985T2 30.04.1998
EP-Veröffentlichungsnummer 0717453
Titel Herstellungsverfahren einer verpackten Batterie
Anmelder Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka, JP
Erfinder Harima, Yukio, Osaka-shi, Osaka 552, JP;
Nakamura, Masao, Chigasaki-shi, Kanagawa 253, JP;
Nonoshita, Takashi, Fujisawa-shi, Kanagawa 251, JP;
Uehara, Isao, Isehara-shi, Kanagawa 259-11, JP;
Nakatsuka, Saburo, Kyoto-shi, Kyoto 612, JP
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, Anwaltssozietät, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69500985
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 13.12.1995
EP-Aktenzeichen 953090750
EP-Offenlegungsdatum 19.06.1996
EP date of grant 05.11.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.04.1998
IPC-Hauptklasse H01M 2/20
IPC-Nebenklasse H01M 2/22   H01M 6/44   

Beschreibung[de]
2. Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine verpackte Batterie, die durch Verbinden einer Mehrzahl von Zellen gebildet ist.

In letzter Zeit kommen verpackte Batterien, in denen eine Mehrzahl von Zellen in Reihe verbunden ist, weit verbreitet zur Verwendung. Ein Schema zur Erläuterung eines Verbindungsverfahrens einer herkömmlichen verpackten Batterie ist in Fig. 8 gezeigt. Wie es in Fig. 8 gezeigt ist, wird ein Ende einer Anschlußfahne 115 im voraus an einen ersten Elektrodenanschluß 113 konvexer Form punktangeschweißt, der an einem oberen Ende einer ersten Zelle 111 vorgesehen ist. Die Anschlußfahne 115 wird dann unter einem rechten Winkel gebogen. Das andere Ende der Anschlußfahne 115 wird dann an einen zweiten Elektrodenanschluß 124 flacher Form angeschweißt, der in dem Boden eines Gehäuses 122 einer zweiten Zelle 121 angeordnet wird. Dann wird die Anschlußfahne 115 um 180 Grad umgebogen, so daß die Mittellinie (B) der zweiten Zelle 121, die mit der ersten Zelle 111 verbunden ist, zu der Mittellinie (A) der ersten Zelle 111 ausgerichtet werden kann. Mit einem solchen Verfahren wird eine herkömmlich verpackte Batterie hergestellt.

Bei einem solchen herkömmlichen Herstellungsverfahren jedoch, muß die Verbindungsfahne 115, die länger als die erforderliche Länge abgeschnitten ist, verwendet werden. Deshalb wird in Abhängigkeit der Länge der Verbindungsfahne 115 der innere Widerstand der verpackten Batterie erhöht. Ein anderes Problem waren die hohen Herstellungskosten. Denn die erste Zelle 111 und die zweite Zelle 121 mtissen durch die Verbindungsfahne 115 verschweißt werden, und die Verbindungsfahne 115, die die erste Zelle 111 und die zweite Zelle 121 verbindet, muß um 180 Grad umgebogen werden, und daher wurden komplizierte Verfahren benötigt, und die Produktivität war schlecht.

Es ist daher eine primäre Zielsetzung bei dem Herstellungsverfahren einer verpackten Batterie der Erfindung den inneren Widerstand der verpackten Batterie zu verringern, die Produktivität zu erhöhen und die Herstellungskosten zu senken.

3. Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung offenbart ein Herstellungsverfahren für eine verpackte Batterie, in der eine Mehrzahl von Zellen in Reihe verbunden sind.

Eine verpackte Batterie, in der zwei Zellen in Reihe verbunden sind, umfaßt:

(1) eine erste Zelle der Mehrzahl von Zellen hat einen ersten Elektrodenanschluß, der in der Mitte eines oberen Teils gebildet ist, und einen zweiten Elektrodenanschluß, der in einem unteren Teil gebildet ist,

(2) eine zweite Zelle aus der Mehrzahl von Zellen, die in Reihe oberhalb der ersten Zelle angeordnet ist, einen dritten Elektrodenanschluß, der in dem oberen Teil gebildet ist, und einen vierten Elektrodenanschluß aufweist, der in dem unteren Teil gebildet ist, und

(3) eine Anschlußfahne, die ein erstes Ende aufweist, das mit dem ersten Elektrodenanschluß der ersten Zelle verbunden ist, und ein zweites Ende, das mit dem vierten Elektrodenanschluß der zweiten Zelle verbunden ist,

Ein Herstellungsverfahren für eine solche verpackte Batterie umfaßt die folgenden Schritte:

(a) einen Schritt zum Verbinden des ersten Endes der Anschlußfahne mit dem ersten Elektrodenanschluß der ersten Zelle,

(b) einen Schritt zum Positionieren der zweiten Zelle in Reihe oberhalb der ersten Zelle zum Verbinden des ersten Endes der Anschlußfahne,

(c) einen Schritt zum Positionieren eines Paares von Schweißelektroden, die aus einer ersten Schweißelektrode und einer zweite Schweißelektrode bestehen, zwischen der ersten Zelle und der zweiten Zelle, und zum Positionieren des zweiten Endes der Anschlußfahne zwischen der zweiten Schweißelektrode und dem vierten Elektrodenanschluß,

(d) einen Schritt, die erste Zelle und die zweite Zelle näher zueinander zu bringen, elektrisch die erste Schweißelektrode und die zweite Schweißelektrode von dem ersten Elektrodenanschluß zu isolieren, die erste Schweißelektrode und ein Ende des vierten Elektrodenanschlusses in Berührung zu bringen, und das andere Ende des vierten Elektrodenanschlusses, das zweite Ende der Anschlußfahne und die zweite Schweißelektrode in Berührung zu bringen, und

(e) einen Schritt zum Anwenden eines Stroms zwischen der ersten Schweißelektrode und der zweiten Schweißelektrode und zum Schweißen des vierten Elektrodenanschlusses und des zweiten Endes der Anschlußfahne, durch Strom, der in die erste Schweißelektrode, den vierten Elektrodenanschluß der zweiten Zelle, das zweite Ende der Anschlußfahne und die zweite Schweißelektrode fließt.

Ein Herstellungsverfahren für eine verpackte Batterie, in der drei Zellen in Reihe verbunden sind, umfaßt neben den obigen Schritten des weiteren die folgenden Schritte:

(f) einen Schritt zum Verbinden des dritten Endes der zweiten Anschlußfahne mit dem dritten Elektrodenanschluß der zweiten Zelle,

(g) einen Schritt zum Positionieren der dritten Zelle in Reihe oberhalb der zweiten Zelle zum Verbinden des dritten Endes der zweiten Anschlußfahne,

(h) einen Schritt zum Positionieren eines Paares von zweiten Schweißelektroden, die aus einer dritten Schweißelektrode und einer vierten Schweißelektrode bestehen, zwischen der zweiten Zelle und der dritten Zelle, und zum Positionieren des vierten Endes der zweiten Anschlußfahne zwischen der vierten Schweißelektrode und dem sechsten Elektrodenanschluß,

(i) einen Schritt, die zweite Zelle und die dritte Zelle näher zueinander zu bringen, elektrisch die dritte Schweißelektrode und die vierte Schweißelektrode von dem dritten Elektrodenanschluß zu isolieren, die dritte Schweißelektrode und ein Ende des sechsten Elektrodenanschlusses in Berührung zu bringen, und das andere Ende des sechsten Elektrodenanschlusses, das vierte Ende der zweiten Anschlußfahne und die vierte Schweißelektrode in Berührung zu bringen, und

(j) einen Schritt zum Anwenden eines Stroms zwischen der dritten Schweißelektrode und der vierten Schweißelektrode und zum Schweißen des sechsten Elektrodenanschlusses und des vierten Endes der zweiten Anschlußfahne.

Eine verpackte Batterie, in der vier oder mehr Zellen in Reihe verbunden sind, wird hergestellt, indem die obigen Schritte wiederholt werden.

Ein unterschiedliches Herstellungsverfahren für eine verpackte Batterie, in der drei oder mehr Zellen in Reihe verbunden sind, umfaßt die folgenden Schritte: Verbinden eines ersten Endes einer ersten Anschlußfahne mit einem ersten Elektrodenanschluß einer ersten Zelle,

(b) einen Schritt zum Verbinden eines dritten Endes einer zweiten Anschlußfahne mit einem dritten Elektrodenanschluß einer zweiten Zelle,

(c) einen Schritt zum Verbinden eines fünften Endes einer dritten Anschlußfahne mit einem fünften Elektrodenanschluß einer dritten Zelle,

(d) einen Schritt zum Anordnen der zweiten Zelle, die mit dem dritten Ende der zweiten Anschlußfahne verbunden ist, oberhalb der ersten Zelle, die mit dem ersten Ende der ersten Anschlußfahne verbunden ist,

(e) einen Schritt zum Anordnen eines Paares von Schweißelektroden, die aus einer ersten Schweißelektrode und einer zweite Schweißelektrode bestehen, zwischen der ersten Zelle und der zweiten Zelle, und Anordnen des zweiten Endes der ersten Anschlußfahne zwischen der zweiten Schweißelektrode und dem zweiten Elektrodenanschluß,

(f) einen Schritt, die erste Zelle und die zweite Zelle näher aneinander zu bringen, elektrisch die erste Schweißelektrode und die zweite Schweißelektrode von dem ersten Elektrodenanschluß zu isolieren, die erste Schweißelektrode und ein Ende des vierten Elektrodenanschlusses in Berührung zu bringen, und das andere Ende des vierten Elektrodenanschlusses, das zweite Ende der ersten Anschlußfahne und die zweite Schweißelektrode in Berührung zu bringen,

(g) einen Schritt zum Anwenden eines Stroms zwischen der ersten Schweißelektrode und der zweiten Schweißelektrode und Schweißen des vierten Elektrodenanschlusses und des zweiten Endes der ersten Anschlußfahne,

(h) einen Schritt zum Anordnen der dritten Zelle, die mit dem fünften Ende der dritten Anschlußfahne verbunden ist, oberhalb der zweiten Zelle, die mit dem dritten Ende der zweiten Anschlußfahne verbunden ist;

(i) einen Schritt zum Anordnen eines zweiten Paares von Schweißelektroden, das aus einer dritten Schweißelektrode und einer vierten Schweißelektrode besteht, zwischen der zweiten Zelle und der dritten Zelle, und Anordnen des vierten Endes der zweiten Anschlußfahne zwischen der vierten Schweißelektrode und dem sechsten Elektrodenanschluß

(j) einen Schritt, die zweite Zelle und die dritte Zelle näher aneinander zu bringen, elektrisch die dritte Schweißelektrode und die vierte Schweißelektrode von der dritten Elektrode der zweiten Zelle zu isolieren, die dritte Schweißelektrode und ein Ende des sechsten Elektrodenanschlusses in Berührung zu bringen, und das andere Ende des sechsten Elektrodenanschlusses, das vierte Ende der zweiten Anschlußfahne und die vierte Schweißelektrode in Berührung zu bringen, und

(k) einen Schritt zum Anwenden eines Stroms zwischen der dritten Schweißelektrode und der vierten Schweißelektrode und Verschweißen des sechsten Elektrodenanschlusses und des vierten Endes der zweiten Anschlußfahne.

Dieses Herstellungsverfahren verlangt nicht, eine Anschlußfahne um 180 Grad umzubiegen. Deshalb kann die Länge der Anschlußfahne um ungefähr 1/2 der beim Stand der Technik gekürzt werden. Da die Länge der Anschlußfahne kürzer ist, nimmt der innere Widerstand der verpackten Batterie ab, und daher können die Ladungs/Entladungseigenschaften verbessert werden. Des weiteren wird das Herstellungsverfahren vereinfacht und daher die Produktivität erhöht und die Herstellungskosten werden gesenkt. Des weiteren werden als ein Ergebnis der Kürzung der Länge der Anschlußfahne Materialkosten eingespart, und daher werden die Herstellungskosten des weiteren verringert.

4. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Diagramm, das das Schema des Herstellungsverfahrens bei einer Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens für eine verpackte Batterie der Erfindung erläutert.

Fig. 2 ist ein Prinzipschema vor dem Schweißen bei einem Verbindungsverfahren von zwei Zellen bei einer Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens einer verpackten Batterie der Erfindung.

Fig. 3 ist ein Prinzipschema während des Schweißen bei einem Verbindungsverfahren von zwei Zellen bei einer Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens einer verpackten Batterie der Erfindung.

Fig. 4 zeigt die Form einer Verbindungsfahne, die bei einer Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens einer verpackten Batterie der Erfindung verwendet wird.

Fig. 5 ist ein Prinzipschema eines Herstellungsverfahrens einer verpackten Batterie zum Verbinden von drei Zellen in Reihe.

Fig. 6 ist ein Prinzipschema eines anderen Herstellungsverfahrens einer verpackten Batterie zum Verbinden von drei Zellen in Reihe.

Fig. 7 ist ein Prinzipschema einer anderen Ausführungsform eines Verbindungsverfahrens von zwei Zellen bei einem Herstellungsverfahren einer verpackten Batterie der Erfindung.

Fig. 8 ist ein Schema, das das Vorgehen bei einem herkömmlichen Herstellungsverfahren einer verpackten Batterie erläutert.

Bezugszeichen

11 erste Zelle

12 Gehäuse der ersten Zelle

13 erste Elektrodenanschluß der ersten Zelle

14 zweiter Elektrodenanschluß der ersten Zelle

X Mittellinie der ersten Zelle

15 Anschlußfahne

15a erstes Ende der Anschlußfahne

15e Mitte der Anschlußfahne

15c zweites Ende der Anschlußfahne

17 Vorsprung

18 Papierring

21 zweite Zelle

22 Gehäuse der zweiten Zelle

23 dritter Elektrodenanschluß der zweiten Zelle

24 vierter Elektrodenanschluß der zweiten Zelle

25 zweite Anschlußfahne

Y Mittellinie der zweiten Zelle

31 dritte Zelle

32 Gehäuse der dritten Zelle

33 dritter Elektrodenanschluß der dritten Zelle

34 vierter Elektrodenanschluß der dritten Zelle

35 dritte Anschlußfahne

41 erste Zelle

44 zweiter Elektrodenanschluß der ersten Zelle

45 Anschlußfahne

45a erste Ende der Anschlußfahne

45b zweites Ende der Anschlußfahne

51 zweite Zelle

53 dritter Elektrodenanschluß der zweiten Zelle

60 erste Schweißelektrode

61 zweite Schweißelektrode

62 Druckeinstellfeder

70 dritte Schweißelektrode

71 vierte Schweißelektrode

72 zweite Druckeinstellfeder

80 erste Schweißelektrode

81 zweite Schweißelektrode

83 elektrische Isoliertafel

84 elektrische Isoliertafel

86 Druckeinstellfeder

111 erste Zelle beim Stand der Technik

113 erster Elektrodenanschluß der ersten Zelle beim Stand der Technik

115 Anschlußfahne beim Stand der Technik

121 zweite Zelle beim Stand der Technik

122 Gehäuse der zweiten Zelle beim Stand der Technik

124 zweiter Elektrodenanschluß der zweiten Zelle beim Stand der Technik

5. Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung werden Ausführungsformen einer verpackten Batterie der Erfindung im einzelnen unten beschrieben.

Ausführungsform 1

Fig. 1 ist ein Schema, das den Ablauf des Herstellungsverfahrens bei einer Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens einer verpackten Batterie der Erfindung erläutert. Die verpackte Batterie der Erfindung wird gebildet, indem eine Mehrzahl von Zellen in Reihe verbunden werden, wobei der Ablauf des Herstellungsverfahrens zum Verbinden zweier Zellen in Fig. 1 als eine Ausführungsform davon gezeigt ist.

In Fig. 1 ist eine erste Zelle 11 in Reihe mit einer zweiten Zelle 21 durch eine Anschlußfahne 15 verbunden. Die erste Zelle 11 hat die Form einer Säule oder eines rechteckigen Parallelepipeds. Die erste Zelle 11 ist aus einem Gehäuse 12, wobei in dem Gehäuse ein funktionaler Stoff (nicht gezeigt) enthalten ist, der eine Zellenfunktion hat, und einem ersten Elektrodenanschluß 13 gebildet. Der Boden des Gehäuses 12 ist ein zweiter Elektrodenanschluß 14, der ein negativer Pol ist. Der zweite Elektrodenanschluß 14 ist flach. Der erste Elektrodenanschluß 13 ist ein positiver Pol und ist so angeordnet, daß er von der Mitte des oberen Endes der ersten Zelle 11 hervorsteht. Der erste Elektrodenanschluß 13 ist konvex.

Die zweite Zelle 21 hat den gleichen Aufbau wie die erste Zelle 11. Das heißt, die zweite Zelle 21 hat die Form einer Säule oder eines rechteckigen Parallelepipeds. Die zweite Zelle 21 ist aus einem Gehäuse 22, wobei in dem Gehäuse ein funktionaler Stoff (nicht gezeigt) enthalten ist, der eine Zellenfunktion hat, und einem dritten Elektrodenanschluß 23 gebildet. Der Boden des Gehäuses 22 ist ein vierter Elektrodenanschluß 24, der ein negativer Pol ist. Der vierte Elektrodenanschluß 24 ist flach. Der dritte Elektrodenanschluß 23 ist ein positiver Pol und ist so angeordnet, daß er von der Mitte des oberen Endes der zweite Zelle 21 hervorsteht. Der dritte Elektrodenanschluß 23 ist konvex.

In Fig. 1 ist ein erster Papierring 18, der eine elektrische Isoliereinrichtung ist, um das obere Ende der ersten Zelle 11 mit Ausschluß des ersten Elektrodenanschlusses 13 eingesetzt.

Als nächstes wird eine Anschlußfahne 15 mit dem ersten Elektrodenanschluß 13 der ersten Zelle 11 verbunden. Die Form einer Ausführungsform dieser Anschlußfahne 15 ist in Fig. 4 gezeigt. Fig. 4(a) ist eine Draufsicht auf die Anschlußfahne 15, (b) ist eine Vorderansicht und (c) ist eine Seitenansicht. Die Anschlußfahne 15 mißt in der Länge ungefähr 12,5 mm, ungefähr 7 mm in der Weite und ungefähr 0,81 mm in der Dicke. Der mittlere Abschnitt 15b wird schräg gebogen, so daß das erste Ende 15a und das zweite Ende 15c der Anschlußfahne 15 parallel zueinander sein können. Ein kleiner Vorsprung 17 ist an dem zweiten Ende 15c gebildet. Das Material der Anschlußfahne 15 ist reines Nickel oder vernickeltes Eisen. Die Form und das Material der Anschlußfahne 15 sind nicht besonders spezifiziert, sondern die erwünschte Form und Größe können in Abhängigkeit von der Form und Größe der Zelle verwendet werden.

Das erste Ende 15a einer solchen Anschlußfahne 15 wird an dem ersten Elektrodenanschluß 13 der ersten Zelle 11 punktangeschweißt. Dann wird unter Verwendung eines Paares Schweißelektroden, die aus einer ersten Schweißelektrode 60 und einer zweiten Schweißelektrode 61 bestehen, das zweite Ende 15c der Anschlußfahne 15, die mit der ersten Zelle 11 verbunden ist, und der zweite Elektrodenanschluß 24 der zweiten Zelle 21 verbunden. Somit wird eine verpackte Batterie hergestellt.

Das Verbindungsverfahren von zwei Zellen ist des weiteren unten beschrieben. Fig. 2 ist ein Prinzipdiagramm, das den Zustand von zwei Zellen vor dem Schweißen in einem Herstellungsverfahren für eine verpackte Batterie der Erfindung zeigt. In Fig. 2 ist das erste Ende isa der Anschlußfahne 15 mit dem ersten Elektrodenanschluß 13 der ersten Zelle 11 verbunden, wobei der Papierring 18 als elektrische Isoliereinrichtung angebracht ist. Oberhalb der Schweißung der Anschlußfahne 15 an der ersten Zelle 11 ist die zweite Zelle 21 vertikal so angeordnet, daß die Mittellinie (X, Y) beider Zellen in die gleiche Richtung weisen können. Zu diesem Zeitpunkt wird die Mittellinie (Y) der zweiten Zelle 21 etwas zu der linken Seite (d.h., der Seite des ersten Endes isa der Anschlußfahne 15) der Mittellinie (X) der ersten Zelle 11 verschoben. Dies findet statt, weil sich die zweite Zelle 21 etwas parallel zu der rechten Seite (d.h., die Seite des zweiten Endes 15c der Anschlußfahne 15) nach Abschluß der Schweißung bewegt, so daß die Mittellinie (X) der ersten Zelle 11 zu der Mittellinie (Y) der zweiten Zelle 21 ausgerichtet sein kann.

Bei einer solchen Ausgestaltung werden das zweite Ende 15c der Anschlußfahne 15 und der vierte Elektrodenanschluß 24 der zweiten Zelle 21 verschweißt Das Schweißverfahren ist besonders unten beschrieben. Die Schweißvorrichtung umfaßt eine erste Schweißelektrode 60 und eine zweite Schweißelektrode 61, die einander gegenseitig gegenüberstehen, Druckeinstellfedern 62, die unterhalb der ersten Schweißelektrode 60 und der zweiten Schweißelektrode 61 angeordnet sind, und eine Schweißstromquelle (nicht gezeigt). Die erste Schweißelektrode 60 und die zweite Schweißelektrode 61 werden zwischen der ersten Zelle 11 und der zweiten Zelle 21 angeordnet. Die erste Schweißelektrode ist zwischen dem elektrisch isolierenden Papierring 18, der oberhalb der ersten Zelle 11 angeordnet ist, und dem Boden des Gehäuses 22 der zweiten Zelle 21 angeordnet. Die zweite Schweißelektrode 61 ist so angeordnet, daß das zweite Ende 15c der Anschlußfahne 15 zwischen der zweiten Schweißelektrode 61 und dem vierten Elektrodenanschluß 24 der zweiten Zelle 21 angeordnet werden kann.

Fig. 3 ist ein Prinzipdiagramm, das den Zustand der zwei Zellen zur Zeit der Schweißung erläutert. In Fig. 3 bewegt sich die zweite Zelle 21 aus dem in Fig. 2 gezeigten Zustand nach unten. Zu dieser Zeit ist der gebogene, mittlere Abschnitt 15b der Anschlußfahne 15 nahezu gerade, und zu der gleichen Zeit sind die Mittellinie (X) der ersten Zelle 11 und die Mittellinie (Y) der zweiten Zelle 21 nahezu gerade ausgerichtet. Des weiteren berühren sich durch die Druckkraft der Druckeinstellfedern 62 ein Ende des vierten Elektrodenanschlusses 24 der zweiten Zelle 21, das zweite Ende 15c der ersten Anschlußfahne 15 und die zweite Schweißelektrode 61 einander. Des weiteren berühren sich das andere Ende des vierten Elektrodenanschlusses 24 der zweiten Zelle 21 und die dritte Schweißelektrode. Die Druckkraft an den Berührungsstellen wird durch die Druckeinstellfedern 62 eingestellt, die Druckfedern sind. Wenn eine richtige Druckkraft in der Schweißposition aufgebracht wird, wird ein Strom von der Schweißstromquelle (nicht gezeigt) zwischen der ersten Schweißelektrode 60 und der zweiten Schweißelektrode 61 zugeführt. Der zugeführte Strom fließt der Reihe nach von der ersten Schweißelektrode 60 in den Boden (d.h., den vierten Elektrodenanschluß 24) des Gehäuses 22 der zweiten Zelle 21, das zweite Ende 15c der Anschlußfahne 15 und die zweite Schweißelektrode 61. In diesem Fall sind durch das Vorhandensein des elektrisch isolierenden Papierrings 18 die erste Schweißelektrode 60 und die zweite Schweißelektrode 61 elektrisch getrennt, wobei sie nicht unmittelbar die erste Elektrode 13 der ersten Zelle 11 berühren. Durch diesen Strom werden der zweite Elektrodenanschluß 24 der zweiten Zelle 21 und das zweite Ende 15c der Anschlußfahne 15 indirekt geschweißt. In diesem Fall ist es auch wirksam Strom in Richtung der ersten Schweißelektrode 60 von der zweiten Schweißelektrode 61 hindurchzulassen. Übrigens wird, indem der Vorsprung 17 an dem zweiten Ende 15c der Anschlußfahne 15 geformt und so angeordnet wird, daß die Anschlußfahne 15 und der vierte Elektrodenanschluß 24 der zweiten Zelle 21 einander an dem Vorsprung 17 berühren können, der Schweißstrom daran gehindert, überbrückt zu werden, und ein stabileres Schweißen wird hergestellt. Bei diesem Verfahren sind die erste Zelle 11 und die zweite Zelle 21 in Reihe verbunden, wobei ihre Mittellinien auf einer geraden Linie ausgerichtet sind.

Bei diesem Herstellungsverfahren einer verpackten Batterie kann die Länge der Anschlußfahne auf ungefähr 1/2 der vom Stand der Technik verkürzt werden. Wenn die Länge der Anschlußfahnen kürzer wird, wird der innere Widerstand der verpackten Batterie verkleinert und daher können die Ladungslentladungseigenschaften verbessert werden. Des weiteren werden, wenn die Anschlußfahne kürzer ist, die Materialkosten entsprechend der abgeschnittenen Länge verringert. Gleichzeitig wird das Herstellungsverfahren vereinfacht, und die Herstellungskosten werden gesenkt, und eine industrielle Massenherstellung wird erreicht.

Bei dieser Ausführungsform ist auch das folgende, alternative Verfahren möglich, und die gleichen Wirkungen wie oben werden erhalten.

Statt der Ausgestaltung, bei der die Mittellinie (X) der ersten Zelle 11 und die Mittellinie (Y) der zweiten Zelle 21 auf einer geraden Linie überlagert sind, ist ein Herstellungsverfahren einer verpackten Batterie auch wirksam, die angeordnet ist, indem sie gegenseitig eine bestimmte Strecke versetzt sind. In diesem Fall wird, indem die gegenseitigen Positionen einer ersten Zelle 11, der Anschlußfahne 15 und einer zweiten Zelle 21 vor dem Schweißen eingestellt werden, eine verpackte Batterie mit einer beliebig versetzten Strecke hergestellt. Zum Zeitpunkt des Schweißens ist des weiteren, statt die zweite Zelle 21 zu bewegen, ein Herstellungsverfahren einer verpackten Batterie auch wirksam, indem die erste Zelle 11 bewegt wird.

Ausführungsform 2

Nun Bezug nehmend auf Fig. 5 wird eine Ausführungsform des Herstellungsverfahrens einer verpackten Batterie, bei der drei oder mehr Zellen verbunden sind, unten beschrieben. Fig. 5 ist ein Prinzipdiagramm eines Herstellungsverfahrens einer verpackten Batterie, bei der drei Zellen in Reihe verbunden sind.

Zuerst wird ein drittes Ende 25a einer zweiten Anschlußfahne 25 mit einem dritten Elektrodenanschluß 23 von zwei verpackten Batterien verbunden, die aus einer ersten Zelle 11, einer zweiten Zelle 21 und der Anschlußfahne 15 gebildet und mit der Ausführungsform 1 hergestellt worden sind. Die zweite Anschlußfahne 25 ist aus dem gleichen Material und Form wie die Anschlußfahne 15, die bei der Ausführungsform 1 verwendet wird. Als nächstes wird in gleicher Weise wie bei der Ausführungsform 1 eine dritte Zelle 31 in Reihe oberhalb der zweiten Zelle 21 angeschweißt. Das heißt, die dritte Zelle 31 wird oberhalb der Zelle 21 angeordnet, wobei das erste Ende 25a der zweiten Anschlußfahne 25 angeschweißt wird.

Infolgedessen ist eine dritte Schweißelektrode 70 zwischen einem Ende eines sechsten Elektrodenanschlusses 34 in dem Boden der dritten Zelle 31 und einem oberen Ende der zweiten Zelle 21 angeordnet, und eine vierte Schweißelektrode 71 ist zwischen dem anderen Ende des sechsten Elektrodenanschlusses 34 und dem anderen oberen Ende der zweiten Zelle 21 durch ein viertes Ende 25c der zweiten Anschlußfahne 25 angeordnet.

Indem die dritte Zelle 31 nach unten gedrückt wird, berühren die Schweißelektrode 70 und ein Ende des sechsten Elektrodenanschlusses 34 der dritten Zelle 31 einander, und das andere Ende des sechsten Elektrodenanschlusses 34 der dritten Zelle 31 und die vierte Schweißelektrode 71 berühren einander durch ein viertes Ende 25c der zweiten Anschlußfahne 25. In diesem Zustand fließt, indem ein Strom zwischen der dritten Schweißelektrode 70 und der vierten Schweißelektrode 71 angewendet wird, der Strom von der dritten Schweißelektrode 70 in den sechsten Elektrodenanschluß 34 der dritten Zelle 31, das vierte Ende 25c der zweiten Anschlußfahne 25 und die vierte Schweißelektrode 71. Durch diesen Strom werden das andere Ende des sechsten Elektrodenanschlusses 34 der dritten Zelle 31 und das vierte Ende 25c der zweiten Anschlußfahne 25 zusammengeschweißt.

In diesem Fall können statt der dritten Schweißelektrode 70 und der vierten Schweißelektrode 71 die erste Schweißelektrode 60 und die zweite Schweißelektrode 61 verwendet werden, die bei der Ausführungsform 1 verwendet wurden. Bei diesem Verfahren wird eine verpackte Batterie, in der drei Zellen in Reihe verbunden sind, hergestellt.

Indem dieses Herstellungsverfahren wiederholt wird, kann irgendeine verpackte Batterie, die aus einer erwünschten Anzahl von Zellen gebildet ist, hergestellt werden.

Ausführungsform 3

Eine unterschiedliche Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens für eine verpackte Batterie, in der drei oder mehr Zellen in Reihen verbunden sind, wird unten unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben. Fig. 6 ist ein Prinzipdiagramm eines anderen Herstellungsverfahrens einer verpackten Batterie, in der drei Zellen in Reihe verbunden sind.

Zuerst werden Anschlußfahnen an die konvexen Elektrodenanschlüsse der entsprechenden Zellen einzeln angeschweißt. Das heißt, ein erstes Ende 15a einer ersten Anschlußfahne 15 wird an einen ersten Elektrodenanschluß 13 einer ersten Zelle 11 angeschweißt. Ein drittes Ende 25a einer zweiten Anschlußfahne 25 wird an einen dritten Elektrodenanschluß 23 einer zweiten Zelle 21 angeschweißt. Ein fünftes Ende 35a einer dritten Anschlußfahne 35 wird an einen fünften Elektrodenanschluß 33 einer dritten Zelle 31 angeschweißt.

Die zweite Zelle 21, an der die zweite Anschlußfahne 25 angeschweißt ist, wird in Reihe oberhalb der ersten Zelle 11, an der die erste Anschlußfahne 15 angeschweißt ist, in der gleichen Weise wie bei der Ausführungsform 1 angeschweißt, indem eine erste Schweißelektrode 60 und eine zweite Schweißelektrode 61 verwendet werden.

Dann wird die dritte Zelle 31, an der die dritte Anschlußfahne 35 angeschweißt ist, in Reihe oberhalb der zweiten Zelle 21 in der gleichen Weise wie bei der Ausführungsform 1 angeschweißt, indem ein dritte Schweißelektrode 70 und eine vierte Schweißelektrode 71 verwendet werden. In diesem Fall können statt der dritten Schweißelektrode 70 und der vierten Schweißelektrode 71 die erste Schweißelektrode 60 und die zweite Schweißelektrode 61 verwendet werden. Auf diese Weise wird eine verpackte Batterie, in der drei Zellen in Reihe verbunden sind, hergestellt.

Indem dieses Herstellungsverfahren wiederholt wird, kann irgendeine verpackte Batterie, die aus einer erwünschten Anzahl von Zellen gebildet ist, hergestellt werden.

Ausführungsform 4

Nun auf Fig. 7 Bezug nehmend wird eine andere Ausführungsform eines Verbindungsverfahrens von zwei Zellen bei einem Herstellungsverfahren einer verpackten Batterie der Erfindung unten beschrieben.

Fig. 7 ist ein Prinzipdiagramm, das den Zustand von zwei Zellen vor dem Schweißen und während des Schweißens bei einem Herstellungsverfahren einer verpackten Batterie der Erfindung zeigt. In Fig. 7 ist ein erstes Ende 45a einer Anschlußfahne 45 an einen zweiten Elektrodenanschluß 44 einer ersten Zelle 41 angeschweißt. Eine zweite Zelle 51 ist in Reihe oberhalb der ersten Zelle 41 angeordnet, an der die Anschlußfahne 45 angeschweißt ist. Eine erste Schweißelektrode 80 ist zwischen einem Ende des zweiten Elektrodenanschlusses 44 der ersten Zelle 41 und einem Ende eines ersten Elektrodenanschlusses 53 der zweiten Zelle 51 angeordnet. Zwischen dem anderen Ende des ersten Elektrodenanschlusses 53 der zweiten Zelle 51 und dem anderen Ende des zweiten Elektrodenanschlusses 44 der ersten Zelle 41 sind ein zweites Ende 45c der Anschlußfahne 45 und eine zweite Schweißelektrode 81 angeordnet. In diesem Fall ist die zweite Schweißelektrode 81 so angeordnet, daß das zweite Ende 45c der Anschlußfahne zwischen der zweiten Schweißelektrode 81 und dem ersten Elektrodenanschluß 53 der zweiten Zelle 51 angeordnet werden kann. Des weiteren ist eine elektrisch isolierende Tafel 83 an der unteren Seite der ersten Schweißelektrode 80 angeordnet und eine elektrisch isolierende Tafel 84 ist an der unteren Seite der zweiten Schweißelektrode 80 angeordnet.

Infolgedessen bewegt sich die zweite Zelle 51 abwärts. Zu dieser Zeit berühren sich durch die Druckkraft einer Druckeinstellfeder 86 ein Ende des ersten Elektrodenanschlusses 53 der zweiten Zelle 51, das zweite Ende 45c der Anschlußfahne 45 und eine zweite Schweißelektrode 81 einander. Zur gleichen Zeit berühren die erste Schweißelektrode 80 und das andere Ende des ersten Elektrodenanschlusses 53 der zweiten Zelle 51 einander. Wenn eine richtige Druckkraft auf die Schweißposition angewendet ist, wird ein Strom von einer Schweißstromquelle (nicht gezeigt) zwischen der ersten Schweißelektrode 80 und der zweiten Schweißelektrode 81 zugeführt. Der zugeführte Strom fließt der Reihe nach von der erste Schweißelektrode 80 in den ersten Elektrodenanschluß 53 der zweiten Zelle 51, das zweite Ende 45c der Anschlußfahne 45 und die zweite Schweißelektrode 81. In diesem Fall ist die elektrische Isoliertafel 83 auf der Rückseite der ersten Schweißelektrode 80 und eine elektrische Isoliertafel 84 an der Rückseite der zweiten Schweißelektrode 81 angebracht&sub1; und deshalb sind die erste Schweißelektrode 80 und die zweite Schweißelektrode 81 elektrisch getrennt, ohne unmittelbar die zweite Elektrode 44 der ersten Zelle 41 zu berühren. Durch diesen Strom werden der erste Elektrodenanschluß 53 der zweiten Zelle 51 und das zweite Ende 45c der Anschlußfahne 45 indirekt verschweißt

Ebenso wie bei der Ausführungsform 1 kann übrigens ein Vorsprung an dem zweiten Ende der Anschlußfahne gebildet werden, und in diesem Fall kann das indirekte Schweißen wirksam gemacht werden.

Auf diese Weise werden die erste Zelle 41 und die zweite Zelle 51 durch die Anschlußfahne 45 verbunden.

Bei dem Herstellungsverfahren einer verpackten Batterie der Ausführungsform 2, der Ausführungsform 3 und der Ausführungsform 4 können die gleichen Wirkungen wie bei der Ausführungsform 1 erhalten werden. Das heißt, die Länge der Anschlußfahne kann auf ungefähr 1/2 der vom Stand der Technik verkürzt werden. Wenn die Länge der Anschlußfahnen kürzer wird, wird der innere Widerstand der verpackten Batterie verkleinert und daher können die Ladungs/Entladungseigenschaften verbessert werden. Des weiteren werden, wenn die Anschlußfahne kürzer ist, die Materialkosten entsprechend der abgeschnittenen Länge verringert. Gleichzeitig wird das Herstellungsverfahren vereinfacht, und die Herstellungskosten werden gesenkt, und eine industrielle Massenherstellung wird erreicht.


Anspruch[de]

1. Ein Herstellungsverfahren für eine verpackte Batterie, in der eine Mehrzahl von Zellen in Reihe verbunden sind, worin die verpackte Batterie umfaßt:

(1) eine erste Zelle der Mehrzahl von Zellen hat einen ersten Elektrodenanschluß, der in der Mitte eines oberen Teils gebildet ist, und einen zweiten Elektrodenanschluß, der in einem unteren Teil gebildet ist,

(2) eine zweite Zelle aus der Mehrzahl von Zellen, die in Reihe oberhalb der ersten Zelle angeordnet ist, einen dritten Elektrodenanschluß, der in dem oberen Teil gebildet ist, und einen vierten Elektrodenanschluß aufweist, der in dem unteren Teil gebildet ist, und

(3) eine Anschlußfahne, die ein erstes Ende aufweist, das mit dem ersten Elektrodenanschluß der ersten Zelle verbunden ist, und ein zweites Ende, das mit dem vierten Elektrodenanschluß der zweiten Zelle verbunden ist,

umfassend:

(a) einen Schritt zum Verbinden des ersten Endes der Anschlußfahne mit dem ersten Elektrodenanschluß der ersten Zelle,

(b) einen Schritt zum Positionieren der zweiten Zelle in Reihe oberhalb der ersten Zelle zum Verbinden des ersten Endes der Anschlußfahne,

(c) einen Schritt zum Positionieren eines Paares von Schweißelektroden, die aus einer ersten Schweißelektrode und einer zweite Schweißelektrode bestehen, zwischen der ersten Zelle und der zweiten Zelle, und zum Positionieren des zweiten Endes der Anschlußfahne zwischen der zweiten Schweißelektrode und dem vierten Elektrodenanschluß,

(d) einen Schritt, die erste Zelle und die zweite Zelle näher zueinander zu bringen, elektrisch die erste Schweißelektrode und die zweite Schweißelektrode von dem ersten Elektrodenanschluß zu isolieren, die erste Schweißelektrode und ein Ende des vierten Elektrodenanschlusses in Berührung zu bringen, und das andere Ende des vierten Elektrodenanschlusses, das zweite Ende der Anschlußfahne und die zweite Schweißelektrode in Berührung zu bringen, und

(e) einen Schritt zum Anwenden eines Stroms zwischen der ersten Schweißelektrode und der zweiten Schweißelektrode und zum Schweißen des vierten Elektrodenanschlusses und des zweiten Endes der Anschlußfahne, durch Strom, der in die erste Schweißelektrode, den vierten Elektrodenanschluß der zweiten Zelle, das zweite Ende der Anschlußfahne und die zweite Schweißelektrode fließt.

2. Das Herstellungsverfahren der verpackten Batterie des Anspruches 1, worin der erste Elektrodenanschluß eine konvexe Form hat, und der vierte Elektrodenanschluß eine nahezu flache Form hat.

3. Das Herstellungsverfahren der verpackten Batterie des Anspruchs 1, worin ein Vorsprung an dem zweiten Ende der Anschlußfahne gebildet ist, und dieser Vorsprung den vierten Elektrodenanschluß berührt.

4. Das Herstellungsverfahren der verpackten Batterie des Anspruchs 1, worin die verpackte Batterie des weiteren umfaßt:

(4) eine dritte Zelle aus der genannten Mehrzahl von Zellen, die einen indem oberen Teil gebildeten fünften Elektrodenanschluß hat, und einen in dem unteren Teil gebildeten, sechsten Elektrodenanschluß hat, und in Reihe oberhalb der zweiten Zelle angeordnet ist, und

(5) eine zweite Anschlußfahne, die ein drittes, mit der dritten Elektrode der zweiten Zelle verbundenes Ende und ein viertes Ende hat, das mit einem sechsten Elektrodenanschluß der dritten Zelle verbunden ist;

des weiteren umfassend:

(f) einen Schritt zum Verbinden des dritten Endes der zweiten Anschlußfahne mit dem dritten Elektrodenanschluß der zweiten Zelle,

(g) einen Schritt zum Positionieren der dritten Zelle in Reihe oberhalb der zweiten Zelle zum Verbinden des dritten Endes der zweiten Anschlußfahne,

(h) einen Schritt zum Positionieren eines Paares von zweiten Schweißelektroden, die aus einer dritten Schweißelektrode und einer vierten Schweißelektrode bestehen, zwischen der zweiten Zelle und der dritten Zelle, und zum Positionieren des vierten Endes der zweiten Anschlußfahne zwischen der vierten Schweißelektrode und dem sechsten Elektrodenanschluß,

(i) einen Schritt, die zweite Zelle und die dritte Zelle näher zueinander zu bringen, elektrisch die dritte Schweißelektrode und die vierte Schweißelektrode von dem dritten Elektrodenanschluß zu isolieren, die dritte Schweißelektrode und ein Ende des sechsten Elektrodenanschlusses in Berührung zu bringen, und das andere Ende des sechsten Elektrodenanschlusses, das vierte Ende der zweiten Anschlußfahne und die vierte Schweißelektrode in Berührung zu bringen, und

(j) einen Schritt zum Anwenden eines Stroms zwischen der dritten Schweißelektrode und der vierten Schweißelektrode und zum Schweißen des sechsten Elektrodenanschlusses und des vierten Endes der zweiten Anschlußfahne.

5. Das Herstellungsverfahren einer verpackten Batterie des Anspruches 1, worin eine erste, elektrische Isoliertafel auf der Seite des ersten Elektrodenanschlusses der ersten Schweißelektrode angebracht ist, und eine zweite, elektrische Isoliertafel auf der Seite des ersten Elektrodenanschlusses der zweiten Schweißelektrode angebracht ist.

6. Ein Herstellungsverfahren einer verpackten Batterie, in der eine Mehrzahl von Zellen in Reihe verbunden ist, das die Schritte umfaßt:

(a) Verbinden eines ersten Endes einer ersten Anschlußfahne mit einem ersten Elektrodenanschluß einer ersten Zelle,

(b) Verbinden eines dritten Endes einer zweiten Anschlußfahne mit einem dritten Elektrodenanschluß einer zweiten Zelle,

(c) Verbinden eines fünften Endes einer dritten Anschlußfahne mit einem fünften Elektrodenanschluß einer dritten Zelle,

(d) Anordnen der zweiten Zelle, die mit dem dritten Ende der zweiten Anschlußfahne verbunden ist, oberhalb der ersten Zelle, die mit dem ersten Ende der ersten Anschlußfahne verbunden ist,

(e) Anordnen eines Paares von Schweißelektroden, die aus einer ersten Schweißelektrode und einer zweite Schweißelektrode bestehen, zwischen der ersten Zelle und der zweiten Zelle, und Anordnen des zweiten Endes der ersten Anschlußfahne zwischen der zweiten Schweißelektrode und dem zweiten Elektrodenanschluß,

(f) die erste Zelle und die zweite Zelle näher aneinander zu bringen, elektrisch die erste Schweißelektrode und die zweite Schweißelektrode von dem ersten Elektrodenanschluß zu isolieren, die erste Schweißelektrode und ein Ende des vierten Elektrodenanschlusses in Berührung zu bringen, und das andere Ende des vierten Elektrodenanschlusses, das zweite Ende der ersten Anschlußfahne und die zweite Schweißelektrode in Berührung zu bringen,

(g) Anwenden eines Stroms zwischen der ersten Schweißelektrode und der zweiten Schweißelektrode und Schweißen des vierten Elektrodenanschlusses und des zweiten Endes der ersten Anschlußfahne,

(h) Anordnen der dritten Zelle, die mit dem fünften Ende der dritten Anschlußfahne verbunden ist, oberhalb der zweiten Zelle, die mit dem dritten Ende der zweiten Anschlußfahne verbunden ist;

(i) Anordnen eines zweiten Paares von Schweißelektroden, das aus einer dritten Schweißelektrode und einer vierten Schweißelektrode besteht, zwischen der zweiten Zelle und der dritten Zelle, und Anordnen des vierten Endes der zweiten Anschlußfahne zwischen der vierten Schweißelektrode und dem sechsten Elektrodenanschluß

(j) die zweite Zelle und die dritte Zelle näher aneinander zu bringen, elektrisch die dritte Schweißelektrode und die vierte Schweißelektrode von der dritten Elektrode der zweiten Zelle zu isolieren, die dritte Schweißelektrode und ein Ende des sechsten Elektrodenanschlusses in Berührung zu bringen, und das andere Ende des sechsten Elektrodenanschlusses, das vierte Ende der zweiten Anschlußfahne und die vierte Schweißelektrode in Berührung zu bringen, und

(k) Anwenden eines Stroms zwischen der dritten Schweißelektrode und der vierten Schweißelektrode und Verschweißen des sechsten Elektrodenanschlusses und des vierten Endes der zweiten Anschlußfahne.

7. Das Herstellungsverfahren der verpackten Batterie des Anspruches 6, worin der erste Elektrodenanschluß eine konvexe Form hat, und der vierte Elektrodenanschluß eine nahezu flache Form hat.

8. Ein Herstellungsverfahren für eine verpackte Batterie, in der eine Mehrzahl von Zellen in Reihe verbunden sind, wobei jede Zelle der Mehrzahl von Zellen einen konvexen Elektrodenanschluß in dem oberen Teil und einen flachen Elektrodenanschluß in dem unteren Teil aufweist, unter Verwendung einer Anschlußfahne, dadurch gekennzeichnet:

(1) Verbinden eines Endes einer Anschlußfahne mit einem konvexen Elektrodenanschluß von einer Zelle der Mehrzahl von Zellen,

(2) Gegenüberstellen des konvexen Elektrodenanschlusses der einen Zelle, der mit der Anschlußfahne verbunden ist, zu einem flachen Elektrodenanschluß der anderen Zelle der Mehrzahl von Zellen und Anordnen dieser zwei Zellen in Reihe,

(3) Anordnen eines Paars von Schweißelektroden, die eine erste Schweißelektrode und eine zweite Schweißelektrode haben, zwischen der Zelle und der anderen Zelle, in Berührungbringen der ersten Schweißelektrode mit einem Ende des flachen Elektrodenanschlusses der anderen Zelle und in Berührungbringen der zweiten Schweißelektrode mit dem anderen Ende des ersten Elektrodenanschlusses der anderen Zelle durch das andere Ende der Anschlußfahne, und

(4) einen Strom zwischen der ersten Schweißelektrode und der zweiten Schweißelektrode hindurchzuschicken und das andere Ende des flachen Elektrodenanschlusses und der Anschlußfahne durch den Strom zu verschweißen, der von der ersten Schweißelektrode in den flachen Elektrodenanschluß, das andere Ende der Anschlußfahne und die zweite Schweißelektrode fließt.

9. Ein Herstellungsverfahren für eine verpackte Batterie des Anspruchs 8, worin ein Vorsprung an dem anderen Ende der Anschlußfahne gebildet ist und dieser Vorsprung den flachen Elektrodenanschluß berührt.







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