JP4078489B2

JP4078489B2 - 電池の製造方法

Info

Publication number: JP4078489B2
Application number: JP08261597A
Authority: JP
Inventors: 寿塚本
Original assignee: GS Yuasa Corp
Current assignee: GS Yuasa Corp
Priority date: 1997-04-01
Filing date: 1997-04-01
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2017-04-01
Also published as: JPH10284111A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、正負の電極をセパレータを介して近接させて配置することにより発電要素を形成する電池の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電池（活物質保持形の化学電池であり一次電池と二次電池を含む）は、一般に正負の電極をセパレータを介して近接させて配置することにより発電要素を形成する。セパレータは、これら正負の電極を分離するための絶縁体であり、電解液を含浸できるものを使用する。例えば、巻回型の電池は、１枚ずつの帯状の正負の電極を２枚の帯状のセパレータを介して巻回することにより発電要素を形成する。また、積層型の電池は、複数枚ずつの薄板状の正負の電極を複数枚のシート状のセパレータを介して積層することにより発電要素を形成する。そして、このように巻回や積層した発電要素は、電極とセパレータとの間が部分的に浮き上がって電極間距離が変化したり、これら電極やセパレータの重なりがずれるのを防止するために、通常は一旦テープ等で止め付けた後に金属缶等からなる堅牢な電池容器に収納して圧迫していた。
【０００３】
ただし、充電時に電極間にほとんどガスが発生しない非水電解質二次電池等では、正負の電極をこれらの間に介在するセパレータに固着して発電要素を一体化する提案がなされている。発電要素を一体化すると、上記のようにテープ等で止め付けたり電池缶等に収納して圧迫しなくても、電極間距離が変化したり電極やセパレータの重なりがずれるおそれがなくなるので、この発電要素を柔軟なシート状の電池容器内に収納することが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、発電要素の正負の電極には、電池の正負の端子に接続するためのリード端子をそれぞれ接続固定する必要がある。しかし、セパレータを先にこれら正負の電極に固着すると、一旦固着したセパレータの一部を剥がしてリード端子を接続固定したり、予めリード端子を接続するための部分を避けてセパレータを電極に固着する必要が生じる。
【０００５】
このため、従来の電池の製造方法では、セパレータを固着した電極にリード端子を接続する作業が面倒になったり、この電極にセパレータを固着する作業が複雑になって、発電要素を製造する際に生産性が低下するという問題があった。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、リード端子を電極に接続固定してからセパレータを固着することにより、発電要素の製造を容易にし生産性を高めることができる電池の製造方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、正負の電極を１枚ずつ以上交互にセパレータを介して巻回または積層することにより発電要素を形成する電池の製造方法において、正負の電極をセパレータを介して固着するセパレータ固着工程と、このセパレータ固着工程によって正負の電極をセパレータを介して固着する前に、これら正負の電極にそれぞれリード端子の基部を接続固定するリード端子接続固定工程とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項１に記載の発明の手段によれば、セパレータ固着工程によって正負双方の電極をセパレータを介して固着するので、発電要素を完全に一体化することができる。そして、この場合には、リード端子接続固定工程によって予め正負双方の電極にリード端子を接続固定しておくことにより、このリード端子をセパレータの固着後に接続固定する際の面倒を解消することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
図１〜図３は本発明の一実施形態を示すものであって、図１はリード端子を接続固定した負極にセパレータを固着するセパレータ固着工程を示す斜視図、図２はセパレータが固着された負極にリード端子を接続固定した正極を固着するセパレータ固着工程を示す斜視図、図３は発電要素をアルミラミネートシートで封口した非水電解質二次電池の斜視図である。
【００１３】
本実施形態は、図３に示すように、発電要素１をアルミラミネートシート２で覆って封口した非水電解質二次電池の製造方法について説明する。この発電要素１は、図３では図示しない帯状の正極１１と負極１２を帯状のセパレータ１３を介して巻回した通常の巻回型の円筒形を押し潰すことにより平型化させたものである。
【００１４】
上記発電要素１の製造方法を説明する。図１に示す負極１２は、導電性金属からなる負極集電板にグラファイト等の負極活物質を塗布し乾燥させることにより担持させたものであり、長尺な帯状に形成される。この負極１２には、上面の適宜箇所にリード端子１４を接続固定する（リード端子接続固定工程）。リード端子１４は、短冊状の導電性金属であり、帯状の負極１２の幅よりも十分に長く形成されている。そして、このリード端子１４は、帯状の負極１２の長手方法に直交するように配置され、基部をこの負極１２に密着させて接続固定される。従って、リード端子１４の先端部は、負極１２の側辺から突出することになる。リード端子１４の負極１２への接続固定は、電気的に接続すると共に機械的にも固着できるものであればどのようなものであってもよく、超音波溶接やレーザ溶接等の溶接による他、針カシメ等によるものであってもよい。
【００１５】
上記リード端子接続固定工程によってリード端子１４が接続固定された負極１２の上下の面には、それぞれ帯状のセパレータ１３を固着する（セパレータ固着工程）。セパレータ１３は、微多孔性樹脂フィルム等の方形のシートであり、負極１２と同じ幅の長尺な帯状に形成される。この負極１２とセパレータ１３の固着は、負極１２の上下の面にＰＶＤＦ等の接着剤を塗布し、ロールプレスによって上下からセパレータ１３を張り合わせて押圧接着させ、８０°Ｃの雰囲気の乾燥炉内を通して乾燥させることにより行う。
【００１６】
上記セパレータ固着工程によってセパレータ１３が固着された負極１２は、図２に示すように、帯状の正極１１と重ね合わせて巻回することにより、巻回型の発電要素１を形成する。正極１１は、正極集電板にリチウムコバルト複合酸化物等の正極活物質を塗布し乾燥させることにより担持させたものであり、長尺な帯状に形成される。ただし、本実施形態の非水電解質二次電池では、正極１１が必ず負極１２と対向していなければならないので、この正極１１の帯状の幅は負極１２よりも少し狭いサイズに形成する。この正極１１にも、負極１２の場合と同様に、予め上面の適宜箇所にリード端子１４の基部を接続固定しておく（リード端子接続固定工程）。そして、正極１１の上下の面にＰＶＤＦ等の接着剤を塗布し、セパレータ１３を固着した負極１２と共に巻回して乾燥させる。すると、この正極１１は、下面が負極１２の一方の面側（元の上面側）のセパレータ１３に固着されると共に、巻回によって上面が負極１２の他方の面側（元の下面側）のセパレータ１３に固着されることになり（セパレータ固着工程）、これによって発電要素１が一体化される。また、正極１１と負極１２に基部を接続固定されたリード端子１４は、先端部が発電要素１の円筒形の端面からそれぞれ突出することになる。なお、リード端子１４を接続固定した正極１１をセパレータ１３を固着した負極１２にロールプレス等で固着した後に、これらの重なり部分をさらに固着しながら巻回して発電要素１を形成することもできる。また、リード端子１４を接続固定した正極１１は、セパレータ１３を固着した負極１２と共に単に巻回するだけで、固着しないようにすることもできる。
【００１７】
上記のようにして巻回により円筒形に形成された発電要素１は、側面を押し潰して平型化させた後に、図３に示したように、バリア性を有するアルミラミネートシート２で覆い、内部に非水電解液を充填して周囲を封口することにより非水電解質二次電池とする。この際、発電要素１の端面から突出したリード端子１４の先端部は、アルミラミネートシート２を重ね合わせた間から先を突出させた状態で確実に封口する。この非水電解質二次電池は、例えばカード型の外装ケース内に収納してカード型二次電池として使用することができる。
【００１８】
上記構成の非水電解質二次電池の製造方法は、リード端子接続固定工程によって正極１１と負極１２にリード端子１４を接続固定してから、セパレータ固着工程によってこれらの正極１１と負極１２にセパレータ１３を固着するので、リード端子１４を接続固定する際にセパレータ１３が邪魔になるようなことがなくなる。また、このように正極１１と負極１２にセパレータ１３を固着しても、リード端子１４の接続固定の障害となるおそれがないので、発電要素１を一体化してアルミラミネートシート２のような柔軟なシート状の電池容器内に収納することが容易となり、電池の薄肉小型化や軽量化を図りコストダウンにも貢献できるようになる。
【００１９】
なお、上記実施形態では、負極１２の両面にＰＶＤＦ等の接着剤を塗布しロールプレスでセパレータ１３を接着固定する場合について説明したが、負極１２又はセパレータ１３に予め接着剤の層を形成しておき、これら負極１２とセパレータ１３を重ね合わせて接着するようにしてもよく、接着剤の薄いシート又は接着層を両面に形成した薄いシートを介して、これら負極１２とセパレータ１３とを接着するようにしてもよい。これらの接着剤や接着層を形成したシートは、電解液に対して安定であり、この電解液を含浸したり流通させ得るものでなければならない。また、これらの接着剤や接着層を形成したシートを用いることなく、他の固着手段によって固着することも可能である。さらに、上記実施形態では、負極１２の全面にセパレータ１３を固着する場合について説明したが、これらを部分的に固着することもできる。しかも、この場合には、固着に使用する接着剤や接着層を形成したシート等が電解液を含浸できないようなものであってもよい。
【００２０】
さらに、上記実施形態では、負極１２の方が正極１１よりも帯状の幅が広いために、この負極１２に先に同じサイズのセパレータ１３を固着したが、正極１１に先にセパレータ１３を固着してもよく、これら正極１１と負極１２の片側の面にそれぞれセパレータ１３を固着してから両者を固着することもでき、これら正極１１と負極１２をセパレータ１３と共に同時に固着することも可能である。
【００２１】
さらに、上記実施形態では、発電要素１をアルミラミネートシート２に収納する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、任意の電池容器に収納することができる。
【００２２】
さらに、上記実施形態では、非水電解質二次電池について説明したが、本発明はこれに限らず、一次電池や他の二次電池にも同様に実施することができる。また、正極１１と負極１２とセパレータ１３の構成も、これら電池の種類等に応じて任意に変更することができる。
【００２３】
さらに、上記実施形態では、巻回型の発電要素１について説明したが、積層型等の他の構造の発電要素にも同様に実施することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の電池の製造方法によれば、電極にセパレータを固着する前にリード端子を接続固定しておくので、このリード端子を接続固定するための面倒な作業を解消し、発電要素を製造する際の生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、リード端子を接続固定した負極にセパレータを固着するセパレータ固着工程を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すものであって、セパレータが固着された負極にリード端子を接続固定した正極を固着するセパレータ固着工程を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すものであって、発電要素をアルミラミネートシートで封口した非水電解質二次電池の斜視図である。
【符号の説明】
１発電要素
１１正極
１２負極
１３セパレータ
１４リード端子

Claims

正負の電極を１枚ずつ以上交互にセパレータを介して巻回または積層することにより発電要素を形成する電池の製造方法において、
正負の電極をセパレータを介して固着するセパレータ固着工程と、
このセパレータ固着工程によって正負の電極をセパレータを介して固着する前に、これら正負の電極にそれぞれリード端子の基部を接続固定するリード端子接続固定工程とを備えたことを特徴とする電池の製造方法。