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  5. リチウムイオン2次電池の性能が向上する、SUS箔・ニッケル箔とNiタブ接合

リチウムイオン2次電池の
性能が向上する、
SUS箔・ニッケル箔と
Niタブ接合

リチウムイオン2次電池(LIB)は、電動化の要求が高まるにつれ、エネルギー密度や入出力の性能向上が求められています。そのなかで負極活性物質も、黒鉛からシリコン(Si)、スズ(Sn)などの高容量負極材料の採用が進められています。これらの材料は、充放電の体積変化が大きいため、応力が生じて集電箔の形状変化や密着性の低下が生じてしまいます。そこで機械的強度が高い、ステンレスや電解ニッケルの集電箔が注目されています。

ステンレスや電解ニッケル集電箔とタブリードの接合は、従来の銅集電箔の接合方法である超音波金属接合ではなく、抵抗溶接が適しています。しかしながら、集電箔は多数積層させると、安定した接合がえられません。

その課題を、インバータ溶接機NRW-IN400PAが解決します。

リチウムイオン基本構成例
リチウムイオン基本構成例

定電流制御溶接電源では、安定した接合はむずかしい。

リチウムイオン2次電池の性能向上のため、充電側の負極にステンレス箔や、電解ニッケル箔の利用が進められています。集電箔とニッケルタブリードの接合は、抵抗溶接機が使用されます。しかし、従来の定電流制御タイプの抵抗溶接機では、集電箔を多数積層させると抵抗値が増大するため、スパッタやチリの発生及び電極との付着が生じて安定した接合がでません。

チリ発生例
チリ発生例

インバータ式抵抗溶接機NRW-IN400PAの「フィードバックシフト」機能が解決します。

フィードバックシフト機能とは

フィードバックシフト機能は、電源内部の電流や電圧など変化をモニタリングして設定リミット値に達した場合、次の溶接条件に切り替わる機能です。

フィードバックシフト機能を使うと

フィードバックシフト機能を活用すると、集電箔の歪みや表面状態による抵抗値のバラつきを考慮して通電することが可能となり、適切に通電経路を確保します。

インバータ式抵抗溶接機NRW-IN400PAの「多段通電機能」で、安定した接合を実現します。

NRW-IN400PAは、3山制御や、任意波形制御機能で溶接条件を設定できます。フィードバックシフト機能で溶接条件を切り替えることで、適切に通電経路を確保した上で接合に必要な電流を流すことが可能となります。

通電波形イメージ
通電波形イメージ

NRW-IN400PAは、スパッタ、チリ及び電極への付着が抑制された安定した接合を実現します。

電解Ni箔×Niタブリード
電解Ni箔×Niタブリード
SUS箔×Niタブリード
SUS箔×Niタブリード

リチウムイオン2次電池の性能アップには、負極集電箔をステンレスや電解ニッケル変更することは避けて通れません。集電箔とタブの接合には、多段通電機能とフィードバックシフト機能が有効です。
インバータ式抵抗溶接機NRW-IN400PAは、その両方の機能をかねそなえ、安定性の高い接合を実現します。

NRW-IN400PAの詳細仕様はこちらをご覧ください。
高信頼性インバータ式溶接電源 NRW-IN400PA

インバータ溶接機 NRW-IN400PA/NT-4474A
インバータ溶接機 NRW-IN400PA/NT-4474A

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