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技術 二個の石墨により電池と外部との高導電率な接続を達成可能な構造

出願人 エネルギーコントロールリミテッド
発明者 伍必翔
出願日 2010年7月15日 (10年5ヶ月経過) 出願番号 2010-160167
公開日 2012年2月2日 (8年11ヶ月経過) 公開番号 2012-022902
状態 特許登録済
技術分野 雄雌型接触部材 電池及び電池容器の装着・懸架 電池の接続・端子
主要キーワード 導電炭素 金属ヘッド ロード回路 炭素合金 接触電気抵抗 隔離層 電極ヘッド 取り代
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2012年2月2日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

電池と外部との高導電率な接続を達成でき、高価なスポット溶接加工の採用を不要とし、石墨材料コストが低いため、生産コストを大幅に減少できる、二個の石墨により電池と外部との高導電率な接続を達成可能な構造を提供する。

解決手段

電池20が石墨を介してロード30と電気的に連接し、その外部には、ニッケルを含む、正極ヘッド21と、負極ヘッド22と、を含み、正極ヘッド21と負極ヘッド22が電力出力端とされる電池と、電池20の正極ヘッド21に連接され、ロード30と電気的に連接する第1石墨接続ブロック40と、電池20の負極ヘッド22に連接され、ロード30と電気的に連接する第2石墨接続ブロック50と、を含み、これにより、前記電池の電力は、前記第1石墨接続ブロック40と前記第2石墨接続ブロック50とを介して前記ロード30に出力可能である。

概要

背景

図1に示すように、電池10がロード11と電気的に連接し、電池10の外部にある、正極ヘッド12と、負極ヘッド13と、が金属端子14を介してロード11に電力を出力する。金属端子が電池の電極ヘッドと接触するため、金属端子と電池の電極ヘッドとの接触箇所で高いインピーダンスが発生され、これにより、電池の電力を出力しているときには、接触箇所でのインピーダンスが高いため、温度が上昇し電力が無駄に消費される問題があった。上記の問題を解決するために、図2に示すように、スポット溶接により電池10にニッケル金属片15を溶接して電池の電力を出力する方法がある。このような方法によれば、スポット溶接により電池10の正極ヘッド12と負極ヘッド13とにニッケル金属片15を溶接することにより、上記両者の接触箇所での電気抵抗を大幅に減少可能であり、且つニッケル耐酸化性がより高い。

しかしながら、スポット溶接を採用する場合には、スポット溶接の過程中に、高温が電池の電極ヘッドを経由して電池の内部に侵入し、電池を破壊する虞があり、例えば電池のシールパッキンを破壊したり、正極材料負極材料との隔離層破裂したりする可能性があり、そうすると、電池の利用可能な寿命が短縮され、そしてスポット溶接の加工コストは高いという問題があった。

概要

電池と外部との高導電率な接続を達成でき、高価なスポット溶接加工の採用を不要とし、石墨材料コストが低いため、生産コストを大幅に減少できる、二個の石墨により電池と外部との高導電率な接続を達成可能な構造を提供する。電池20が石墨を介してロード30と電気的に連接し、その外部には、ニッケルを含む、正極ヘッド21と、負極ヘッド22と、を含み、正極ヘッド21と負極ヘッド22が電力の出力端とされる電池と、電池20の正極ヘッド21に連接され、ロード30と電気的に連接する第1石墨接続ブロック40と、電池20の負極ヘッド22に連接され、ロード30と電気的に連接する第2石墨接続ブロック50と、を含み、これにより、前記電池の電力は、前記第1石墨接続ブロック40と前記第2石墨接続ブロック50とを介して前記ロード30に出力可能である。

目的

本発明の主な目的は、第1石墨接続ブロックを電池の正極ヘッドに直接に設け、第2石墨接続ブロックを電池の負極ヘッドに直接に設け、電池が第1石墨接続ブロックと第2石墨接続ブロックとを介してロード回路と電気的に連接することにより、電池と外部との高導電率な接続を達成することができ、高価なスポット溶接加工を採用する必要がなく、石墨の材料コストが低いため、生産コストを大幅に減少することができる、二個の石墨により電池と外部との高導電率な接続を達成可能な構造を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

電池石墨を介してロードと電気的に連接し、その外部には、ニッケルを含む、正極ヘッドと、負極ヘッドと、を含み、前記正極ヘッドと前記負極ヘッドとが電力出力端とされる電池と、前記電池の前記正極ヘッドに連接され、前記ロードと電気的に連接する第1石墨接続ブロックと、前記電池の前記負極ヘッドに連接され、前記ロードと電気的に連接する第2石墨接続ブロックと、を含み、これにより、前記電池の電力は、前記第1石墨接続ブロックと前記第2石墨接続ブロックとを介して前記ロードに出力可能であることを特徴とする、二個の石墨により電池と外部との高導電率な接続を達成可能な構造。

請求項2

前記第1石墨接続ブロックと前記第2石墨接続ブロックとは、純石墨または合金石墨であることを特徴とする、請求項1に記載の二個の石墨により電池と外部との高導電率な接続を達成可能な構造。

請求項3

前記合金石墨は、銀炭素合金石墨、又は銅炭素合金石墨であることを特徴とする、請求項2に記載の二個の石墨により電池と外部との高導電率な接続を達成可能な構造。

請求項4

前記第1石墨接続ブロックと前記第2石墨接続ブロックとは、成形されているときに、その内部には、電力を出力するためのリードが設けられることを特徴とする、請求項1に記載の二個の石墨により電池と外部との高導電率な接続を達成可能な構造。

技術分野

0001

本発明は、溶接を採用せず、酸化しない構造を採用する、二個の石墨により電池と外部との高導電率な接続を達成可能な構造に関するものである。

背景技術

0002

図1に示すように、電池10がロード11と電気的に連接し、電池10の外部にある、正極ヘッド12と、負極ヘッド13と、が金属端子14を介してロード11に電力を出力する。金属端子が電池の電極ヘッドと接触するため、金属端子と電池の電極ヘッドとの接触箇所で高いインピーダンスが発生され、これにより、電池の電力を出力しているときには、接触箇所でのインピーダンスが高いため、温度が上昇し電力が無駄に消費される問題があった。上記の問題を解決するために、図2に示すように、スポット溶接により電池10にニッケル金属片15を溶接して電池の電力を出力する方法がある。このような方法によれば、スポット溶接により電池10の正極ヘッド12と負極ヘッド13とにニッケル金属片15を溶接することにより、上記両者の接触箇所での電気抵抗を大幅に減少可能であり、且つニッケル耐酸化性がより高い。

0003

しかしながら、スポット溶接を採用する場合には、スポット溶接の過程中に、高温が電池の電極ヘッドを経由して電池の内部に侵入し、電池を破壊する虞があり、例えば電池のシールパッキンを破壊したり、正極材料負極材料との隔離層破裂したりする可能性があり、そうすると、電池の利用可能な寿命が短縮され、そしてスポット溶接の加工コストは高いという問題があった。

発明が解決しようとする課題

0004

そこで、本発明の主な目的は、第1石墨接続ブロックを電池の正極ヘッドに直接に設け、第2石墨接続ブロックを電池の負極ヘッドに直接に設け、電池が第1石墨接続ブロックと第2石墨接続ブロックとを介してロード回路と電気的に連接することにより、電池と外部との高導電率な接続を達成することができ、高価なスポット溶接加工を採用する必要がなく、石墨の材料コストが低いため、生産コストを大幅に減少することができる、二個の石墨により電池と外部との高導電率な接続を達成可能な構造を提供することにある。

0005

また、本発明の次の目的は、第1石墨接続ブロックを電池の正極ヘッドに直接に設け、第2石墨接続ブロックを電池の負極ヘッドに直接に設け、電池が第1石墨接続ブロックと第2石墨接続ブロックとを介してロード回路と電気的に連接することにより、第1石墨接続ブロック及び第2石墨接続ブロックがニッケルを含む正極ヘッド及び負極ヘッドと接触しているときに、互いに溶け現象が発生し、すなわち、第1石墨接続ブロック及び第2石墨接続ブロックの炭素微粒がニッケルを含む正極ヘッドと負極ヘッドとの表面にある不純物取り代わり、これにより、第1石墨接続ブロック及び第2石墨接続ブロックの炭素微粒が正極ヘッドと負極ヘッドとの表面の凹みに位置するようになり、炭素とニッケルとが合金状態になり、接触電気抵抗を減少することができる、二個の石墨により電池と外部との高導電率な接続を達成可能な構造を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

本発明の二個の石墨により電池と外部との高導電率な接続を達成可能な構造によると、電池が石墨を介してロードと電気的に連接し、その外部には、ニッケルを含む、正極ヘッドと、負極ヘッドと、を含み、前記正極ヘッドと前記負極ヘッドとが電力の出力端とされる電池と、前記電池の前記正極ヘッドに連接され、前記ロードと電気的に連接する第1石墨接続ブロックと、
前記電池の前記負極ヘッドに連接され、前記ロードと電気的に連接する第2石墨接続ブロックと、を含み、これにより、前記電池の電力は、前記第1石墨接続ブロックと前記第2石墨接続ブロックとを介して前記ロードに出力可能であることを特徴とする。

0007

本発明の二個の石墨により電池と外部との高導電率な接続を達成可能な構造によると、前記第1石墨接続ブロックと前記第2石墨接続ブロックとは、純石墨または合金石墨であることを特徴とする。

0008

本発明の二個の石墨により電池と外部との高導電率な接続を達成可能な構造によると、前記合金石墨は、銀炭素合金石墨、又は銅炭素合金石墨であることを特徴とする。

0009

本発明の二個の石墨により電池と外部との高導電率な接続を達成可能な構造によると、前記第1石墨接続ブロックと前記第2石墨接続ブロックとは、成形されているときに、その内部には、電力を出力するためのリードが設けられることを特徴とする。

発明の効果

0010

本発明の二個の石墨により電池と外部との高導電率な接続を達成可能な構造によれば、次のような効果がある。
(1)第1石墨接続ブロックを電池の正極ヘッドに直接に設け、第2石墨接続ブロックを電池の負極ヘッドに直接に設け、電池が第1石墨接続ブロックと第2石墨接続ブロックとを介してロード回路と電気的に連接することにより、電池と外部との高導電率な接続を達成することができ、高価なスポット溶接加工を採用する必要がなく、石墨の材料コストが低いため、生産コストを大幅に減少することができる。

0011

(2)第1石墨接続ブロックを電池の正極ヘッドに直接に設け、第2石墨接続ブロックを電池の負極ヘッドに直接に設け、電池が第1石墨接続ブロックと第2石墨接続ブロックとを介してロード回路と電気的に連接することにより、第1石墨接続ブロック及び第2石墨接続ブロックがニッケルを含む正極ヘッド及び負極ヘッドと接触しているときに、互いに溶ける現象が発生し、すなわち、第1石墨接続ブロック及び第2石墨接続ブロックの炭素微粒がニッケルを含む正極ヘッドと負極ヘッドとの表面にある不純物を取り代わり、これにより、第1石墨接続ブロック及び第2石墨接続ブロックの炭素微粒が正極ヘッドと負極ヘッドとの表面の凹みに位置するようになり、炭素とニッケルとが合金状態になり、接触電気抵抗を減少することができる。

図面の簡単な説明

0012

従来の電池が金属端子を介してその電力を出力しロード回路と電気的に連接する状態を示す模式図である。
従来の電池がニッケル金属片を介してその電力を出力しロード回路と電気的に連接する状態を示す模式図である。
本発明の第1石墨接続ブロックと第2石墨接続ブロックとを介して電池の電力を出力しロード回路と電気的に連接する状態を示す模式図である。
電池の金属ヘッドの表面に不純物が付着している状態の模式図である。
本発明の第1石墨接続ブロックと第2石墨接続ブロックとを金属ヘッドの表面に接触して、不純物が炭素微粒に取り代られた状態の模式図である。
本発明の第3石墨接続ブロックと第4石墨接続ブロックとを介してアルミ箔袋包装電池の電力を出力しロード回路と電気的に連接する状態を示す模式図である。

実施例

0013

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の二個の石墨により電池と外部との高導電率な接続を達成可能な構造は、図3に示すように、電池20とロード30とを電気的に連接するときに、第1石墨接続ブロック40を電池20の正極ヘッド21に直接に設け、第2石墨接続ブロック50を電池20の負極ヘッド22に直接に設け、電池20が第1石墨接続ブロック40と第2石墨接続ブロック50とを介してロード30と電気的に連接することにより、電池20と外部との高導電率な接続を達成することができる。

0014

電池20は、円筒形状を呈し、その外部の両端には、ニッケルを含む、正極ヘッド21と、負極ヘッド22と、が設けられ、正極ヘッド21と負極ヘッド22とが電力の出力端とされる。

0015

第1石墨接続ブロック40は、純石墨、合金石墨または導電炭素である。第1石墨接続ブロック40が合金石墨である場合には、合金石墨は、銀石墨(銀炭素合金石墨)でもいいし、銅石墨(銅炭素合金石墨)でもよい。第1石墨接続ブロック40は電池20の正極ヘッド21と電気的に連接する。

0016

第2石墨接続ブロック50は、純石墨、合金石墨または導電炭素である。第2石墨接続ブロック50は電池20の負極ヘッド22と電気的に連接する。電池20は、第1石墨接続ブロック40と第2石墨接続ブロック50とを介してロード30と電気的に連接する。

0017

第1石墨接続ブロック40と第2石墨接続ブロック50とは、成形されているときに、その内部には、電力を出力するためのリード60が設けられる。リード60はロード30と電気的に連接する。

0018

次に、本発明の機能および効果を説明する。電池20の外部にある正極ヘッド21と負極ヘッド22とはニッケルを含むヘッドであり、図4Aに示すように、ニッケルを含む、正極ヘッド21と、負極ヘッド22とには、不純物70または酸化物が付着され、不純物70または酸化物により、電池20がロード30に放電しているときには、接触箇所でのインピーダンスが高いため、温度が上昇し電力が無駄に消費される。図4Bに示すように、本発明の構造によれば、電池と外部との高導電率な接続を達成することができる。第1石墨接続ブロック40を電池20の正極ヘッド21に直接に設け、第2石墨接続ブロック50を電池20の負極ヘッド22に直接に設け、第1石墨接続ブロック40と第2石墨接続ブロック50とは酸化され難く、且つ第1石墨接続ブロック40及び第2石墨接続ブロック50がニッケルを含む正極ヘッド21及び負極ヘッド22と接触しているときに、互いに溶ける現象が発生し、すなわち、第1石墨接続ブロック40及び第2石墨接続ブロック50の炭素微粒80がニッケルを含む正極ヘッド21と負極ヘッド22との表面にある不純物70または酸化物を取り代わり、これにより、第1石墨接続ブロック40及び第2石墨接続ブロック50の炭素微粒80が正極ヘッド21と負極ヘッド22との表面の凹みに位置するようになり、炭素とニッケルとが合金状態になり、第1石墨接続ブロック40及び第2石墨接続ブロック50と電池20との接触電気抵抗を減少することができる。すなわち、本発明の構造によれば、電池20の放電は、ニッケルを含む、正極ヘッド21と、負極ヘッド22とに、付着された不純物70または酸化物に影響されず、低いインピーダンスで電力をロードに出力することができる。

0019

一方、電池の形態は、円筒形状を呈するものに限定されず、図5に示すアルミ箔袋包装電池90も適用可能である。アルミ箔袋包装電池90は、その外部に、ニッケルを含む、正極柄91と、負極柄92と、が延びる。本発明の技術により、アルミ箔袋包装電池90をロード30と電気的に連接するときには、第3石墨接続ブロック100がアルミ箔袋包装電池90のニッケルを含む正極柄91と電気的に連接し、第4石墨接続ブロック200がアルミ箔袋包装電池90のニッケルを含む負極柄92と電気的に連接する。特に、金属ケース包装される電池とアルミ箔袋包装電池とは、外観相違するが、電気的な接続効果が同じ、すなわち、本発明の技術は、電池の内部の構造に関係せず、電池の正極ヘッドと負極ヘッドとはニッケルを含む金属を採用すると、本発明の石墨接続ブロックを介してロードと電気的に連接することにより、電池と外部との高導電率な接続を達成することができる。

0020

本発明は、電池に適用することができる。

0021

10:電池、11:ロード、12:正極ヘッド、13:負極ヘッド、14:金属端子、15:ニッケル金属片、20:電池、21:正極ヘッド、22:負極ヘッド、30:ロード、40:第1石墨接続ブロック、50:第2石墨接続ブロック、60:リード、70:不純物、80:炭素微粒、90:アルミ箔袋包装電池、91:正極柄、92:負極柄、100:第3石墨接続ブロック、200:第4石墨接続ブロック。

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