CN103891024A - 具备螺旋电极体的电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种通过简单的方法来对螺旋电极体的偏移进行抑制的方法以及通过该方法得到的电池。具备螺旋电极体的电池的制造方法具备:在卷芯缠绕隔离板,形成所述隔离板重合2重以上的区域的缠绕工序;在所述隔离板重合2重以上的区域,按压形成凸部的夹具,并相互压接该区域的隔离板的压接工序;在所述压接工序之后,向所述卷芯供给正负电极板,隔着所述隔离板将所述正负电极板卷绕为螺旋状的卷绕工序;和在所述卷绕工序之后,从卷绕为螺旋状的电极体去除所述卷芯的卷芯去除工序。

Description

具备螺旋电极体的电池及其制造方法
技术领域
本发明涉及具备螺旋电极体的电池及其制造方法,其中,所述螺旋电极体的正负电极板隔着隔离板卷绕为螺旋状。
背景技术
近年来,作为手机、笔记本电脑、平板型电脑等移动信息终端的驱动电源、家庭用蓄电系统或者混合动力汽车(HEV、PHEV)、电动车辆(EV)用的驱动电源,锂离子二次电池、镍氢二次电池等二次电池被广泛利用。特别地,由于隔着隔离板将正负电极板卷绕为螺旋状的螺旋电极体的正负电极板的对置面积大,使用其的二次电池容易取出大电流,因此被广泛用于上述用途。
通常,通过在使用卷芯来卷绕正负电极板以及隔离板后,去除卷芯而制作螺旋电极体。在此制法中,在去除卷芯时,存在卷绕在最内周的电极元素(隔离板或者正负电极板)被卷芯拉伸并向外侧偏移的情况。若产生这样的卷绕偏移,则会内部短路、螺旋电极体成为规定尺寸以外等,制造成品率降低。
作为解决此问题的方法,具有在卷芯上涂敷脱模剂的方法。若在卷芯上涂敷脱模剂,则由于卷芯表面的润滑性变好,因此提高从卷芯的脱离性提高。但是,脱模剂的涂敷效果随着卷芯的使用降低。因此,需要定期地进行在卷芯上涂敷脱模剂的维护操作,由于该维护操作,会产生制造效率的降低、操作失误的机会增加的问题。此外,在操作时会产生异物混入等新的问题。
作为涉及螺旋电极体卷绕的技术,例如有专利文献1、2。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-207649号公报
专利文献2:日本特开平成05-299120号公报
发明内容
-发明要解决的课题-
专利文献1公开了一种使用卷芯将通过将为了集电用而安装导线的正极板以及负极板隔着隔离板进行缠绕,从而构成极板群,并去除卷芯的极板缠绕工序中,在从极板群的群上部或者群底部的极板宽度露出的隔离板内,至少对从最内周起的2周进行部分热焊的技术。根据该技术,能够提供一种在极板群的缠绕中,能够增加缠绕速度,使内周隔离板量减少,并且缩小集电用的导线的位置偏差的角型非水电解液电池的制造方法。
专利文献2公开了一种在将由微多孔性高分子薄膜构成的隔离板夹在电极卷绕用的分割栓的分割槽并开始卷绕,进一步地通过按照带状的正极与负极相互不接触的方式来使该隔离板介于之间并进行卷绕,从而制造圆筒型螺旋式电池的情况下,在将隔离板夹在分割栓的分割槽并开始卷绕之前,预先以其软化点以上、熔点未满的温度对与隔离板的分割栓连接的部分的至少一部分进行热处理的技术。根据该技术,在制造圆筒型螺旋式电池时,能够不对电池特性产生负面影响,并能够将以分割栓为中心卷绕的螺旋式电极结构体容易地从分割栓分离。
然而,即使使用专利文献1或者2的技术,在不需要繁琐工序的情况下,不能够防止向卷芯拉伸并产生偏移。
本发明鉴于上述而作出,其目的在于,提供一种在不需要繁琐的工序、定期的维护的情况下,能够对随着卷芯从螺旋电极体的去除而产生的卷绕偏移进行抑制的电池及其制造方法。
-解决课题的手段-
与具备用于解决上述课题的螺旋电极体的电池的制造方法有关的本发明,如下构成。
一种具备螺旋电极体的电池的制造方法,具备:在卷芯缠绕隔离板,形成所述隔离板重合2重以上的区域的缠绕工序;在所述隔离板重合2重以上的区域,按压形成凸部的夹具,并相互压接该区域的隔离板的压接工序;在所述压接工序之后,向所述卷芯供给正极板以及负极板,隔着所述隔离板将所述正电极板以及所述负电极板卷绕为螺旋状的卷绕工序;在所述卷绕工序之后,从卷绕为螺旋状的卷绕体去除所述卷芯,并形成螺旋电极体的卷芯去除工序。
在本结构中,在对正极板以及负极板(正负电极板)进行卷绕之前,仅将隔离板缠绕在卷芯,形成隔离板重合2重以上的区域,并且,在该隔离板重合2重以上的区域,对形成凸部的夹具进行按压,并相互压接该区域的隔离板。由此,与卷芯直接接触的隔离板位于其外周侧,与不和卷芯直接接触的隔离板压接。其结果,然后在将卷芯从被卷绕为螺旋状的电极体去除时,在卷芯卷绕为螺旋状的卷绕体在一体地行动,显著地抑制隔离板被向卷芯拉伸并产生偏移的情况。
此外,在本方法中,由于不需要定期的维护操作,因此不会产生基于上述维护的新的不方便。
这里,作为形成在夹具的凸部,最好是前端尖细形状的凸部。此外,最好使用形成多个小凸部的夹具,其中,该凸部的根部直径为5~30mm,凸部的高度为0.1~1.0mm。
此外,在对螺旋电极体的最内侧的隔离板进行压接的情况下,即使隔离板部分破损也不会导致内部短路。与此相对地,若为使正极板或者负极板压接的结构,由于电极板破损并冲破隔离板等,存在产生内部短路的担心。
这里,隔离板重合了2重以上的区域在例如同时缠绕(卷绕)2枚隔离板的情况、将1枚隔离板缠绕2次以上的情况下形成。
作为形成凸部的夹具,最好使用辊。此外,在该辊的表面实施滚花加工,若通过该滚花加工形成的每个突起构成所述凸部,则能够适当地将隔离板相互压接。滚花加工可以是斜纹、平纹的任意一种,但最好是斜纹。
在上述结构中,所述压接工序可以构成为通过使所述卷芯旋转,并将所述辊按压在隔离板重合2重以上的区域来进行。
由于通过使卷芯旋转并按压辊,能够在不降低生产效率的情况下,大范围地形成压接部,并有效地防止卷绕偏移。此时,最好按压辊并使卷芯旋转72°以上,旋转90°以上更好,旋转180°以上更好。
作为构成凸部的材料、构成卷芯的材料,可以使用不锈钢、超硬合金、模具钢(SKD11等)、预硬型钢(NAK等)的金属材料、MC尼龙(注册商标)、UNILATE(注册商标)等强度优良的树脂材料。特别地,作为构成凸部的材料,为了确保隔离板的压接强度,最好使用比树脂材料硬的金属材料。
在上述结构中,可以是构成所述凸部的材料的硬度比构成所述卷芯的材料的硬度低的结构。
若为该结构,则可以通过凸部的按压来对卷芯破损等进行抑制。由此,能够防止卷芯的破损片等混入制造气氛中,并且能够减小维护成本。
为了取得硬度的关系与隔离板的压接性之间的平衡,作为构成凸部的材料,最好使用上述所列举的金属材料中硬度低的不锈钢,作为构成卷芯的材料,最好使用比不锈钢硬的金属材料(超硬合金,模具钢(SKD11等),预硬型钢(NAK等))。
这里,硬度最好通过金属材料间的维氏硬度,树脂材料间的洛氏硬度的R-scale等来进行比较。此外,在树脂材料与金属材料中,金属材料为硬的材料。
在上述结构中,可以是所述卷芯的横截面形状为圆形的结构。
若卷芯的横截面形状为圆形以外,则凸部的按压压力中容易产生不均匀,压接容易不均,而若横截面形状为圆形,则能够防止这样的危害。这里,所谓圆形也可以不是精确的圆,也包含着在卷芯形成狭缝的情况。
通过具备上述本发明有关的螺旋电极体的电池的制造方法来得到的电池构成为具备以下特征。
在具备正极板以及负极板隔着隔离板而卷绕成螺旋状的螺旋电极体的电池中,在所述螺旋电极体的卷绕中心侧,具有所述隔离板重合2重以上的区域,在所述隔离板重合2重以上的区域,位于外侧的隔离板在卷绕中心侧为凸状,设置与位于卷绕中心侧的隔离板压接的压接部。
在上述结构中,可以是在方形区域内设置多个所述压接部,并且,所述方形区域的与隔离板的长度方向平行的长度是形成了该压接部的周长中的所述隔离板的1周长度的1/5以上的结构。
-发明效果-
综上所说明的,根据本发明,通过不需要定期维护等简单的方法,能够抑制被卷芯拉伸而产生卷绕偏移,由此能够提高电池的生产性、成品率。
附图说明
图1是对使用了本发明所用的卷芯的螺旋电极体的卷绕方法进行说明的横截面图,图1(a)仅表示卷芯,图1(b)表示在卷芯的狭缝(隔离板固定部)穿过2枚隔离板的状态,图1(c)表示在卷芯的狭缝将2枚隔离板缠绕了半周的状态,图1(d)表示将辊按压在2枚隔离板重合区域的状态。
图2是卷绕在卷芯的卷绕体的横截面图。
图3是表示向卷芯提供隔离板的方法的变形例的横截面图。
图4是示意性地表示隔离板的压接部分的结构的图,图4(a)是主视图,图4(b)以及图4(c)分别为部分放大图。
图5是对实施例1中使用的滚花辊的辊部分的结构进行示意性地表示的部分放大图。
图6是对实施例2中使用的滚花辊的辊部分的结构进行示意性地表示的部分放大图。
具体实施方式
使用将本发明应用于非水电解质二次电池的例子,来对本发明的实施方式进行详细地说明。本发明并不限定于下述实施方式,能够在不改变其主旨的范围内适当地变更并实施。
与本实施方式有关的非水电解质二次电池是正极板以及负极板(正负电极板)隔着隔离板而被卷绕为螺旋状,然后被按压的扁平螺旋电极体以及具备非水溶剂和电解质盐的非水电解质被收容在方形外包装容器内,在有底方形的外包装容器的开口部嵌合密封体,嵌合部通过激光焊接而被封闭的结构。此外,正负电极外部端子分别从密封体突出,通过金属制的导线分别与扁平螺旋电极体的正极板以及负极板电连接。
另外,除此以外,也可以将用于对扁平螺旋电极体与外包装容器、密封体之间的导电接触进行防止的绝缘部件收容在外包装容器内。此外,也可以在密封体设置在电池内压上升时从释放气体到切断电流的安全机构。此外,也可以在外包装容器的表面实施绝缘覆盖。
本发明的特征在于使用正负电极板以及隔离板来制作螺旋电极体的方法,除了电池的构成材料、制作螺旋电极体的方法以外的电池制作工序可以采用公知的材料、方法。
使用附图,来对本发明的特征部分,即使用正负电极板以及隔离板来制作螺旋电极体的方法进行具体的说明。
图1是对使用了本发明所用的卷芯的螺旋电极体的卷绕工序进行说明的横截面图,图1(a)仅表示卷芯,图1(b)表示在卷芯的狭缝(隔离板固定部)穿过2枚隔离板的状态,图1(c)表示在卷芯的狭缝将2枚隔离板缠绕了半周的状态,图1(d)表示将辊按压在2枚隔离板重合区域的状态。此外,虽然狭缝不是卷芯的必须结构,但是为了防止卷绕开始时隔离板自由地移动,最好在卷芯设置固定夹住隔离板的把手、狭缝等隔离板固定部。
如图1(a)所示,本发明中使用的卷芯1是剖面圆形,设置有沿着1个直径的狭缝1a,由此,卷芯1被分割为2个分割部件1b、1c。
(隔离板插入工序)
如图1(b)所示,在狭缝1a穿过2枚隔离板2,并将端部按压向卷芯1的一个分割部件1c侧。
(缠绕工序)
首先,如图1(c)所示,使卷芯1旋转1周,将隔离板2缠绕被狭缝分割的卷芯1的一个分割部件1b,并将隔离板2的端部通过缠绕在其外侧的隔离板2固定。
(压接工序)
此时,将构成夹具4的、被实施了滚花加工的辊13向在卷芯1缠绕的隔离板2(2枚重合的区域)按压,对这些进行压接。然后,在将被施以滚花加工的辊13按压到缠绕卷芯1的隔离板2的状态下,进一步地使卷芯1旋转(参见图1(d))。这里,形成在辊13的滚花加工部上的每个突起构成本发明中的凸部。由于压接工序在常温下进行,因此隔离板彼此间的压接部中,隔离板不会像进行热焊的情况那样熔化。
(卷绕工序)
接下来,按照在正负电极板各自的两面配置隔离板2的方式来供给正负电极板,进一步使卷芯1旋转,卷绕正负电极板,并制作卷绕在卷芯的状态下的卷绕体3(参见图2)。
(卷芯去除工序)
接下来,将卷芯1从卷绕体3去除,从而完成螺旋电极体。
对卷芯1提供隔离板的方法并不限定于此,例如,可以采用如图3(a)所示,将1枚隔离板2按照其中心附近穿过卷芯1的狭缝1a的方式来供给的方法,如图3(b)所示,将2枚隔离板2按照各自的一个端部位于卷芯1的狭缝1a内的方式来供给的方法等。
接下来,使用图4,来对由具备被实施了滚花加工的辊13的夹具压接的隔离板进行说明。图4使示意性地表示隔离板的压接部分的结构的图,图4(a)是主视图,图4(b)以及图4(c)分别为部分放大图。
若通过将构成夹具4的、被实施了滚花加工的辊13按压在隔离板2的重合区域来进行压接,则在相当于(辊宽度×按压长度)的方形区域(压接部形成区域)6,形成压接部(参见图4(a))。此时,由于通过被实施了滚花加工的辊13,隔离板2被按压并压接在卷芯(卷绕中心)侧,因此在上述区域内形成多个隔离板2在卷绕中心侧变形为凸状而导致破裂的压接部5(参见图4(b)、(c))。此外,在图4(b)、(c)中,在隔离板重叠2层的区域,虽然表示将位于外侧的隔离板以及位于卷绕中心侧的隔离板两者在卷绕中心侧压接为凸状的压接部,但只要位于外侧的隔离板在卷绕中心侧为凸状并与位于卷绕中心侧的隔离板压接即可,并非一定要卷绕中心侧的隔离板在卷绕中心侧为凸状。在这种情况下,为位于外侧的隔离板的凸状部分嵌入位于卷绕中心侧的隔离板内部的状态。
使用图5,对用于压接工序的夹具进一步地说明。夹具具有:轴部14、头部11,在设置在头部11的辊轴部12,设置表面被实施了滚花加工的(形成多个凸部的)辊13。另外,在该图中,设置3个辊13。
这里,在向宽度为L1的隔离板按压时,辊13最好按照在隔离板均等分配的方式,L2=L8的方式来按压。此外,各个辊13的宽度L3、L5、L7最好分别相同,辊13的间隔L4、L6也最好相同。
这里,对于隔离板宽度L1,辊13的宽度合计(L3+L5+L7)最好在0.2~0.4L1的范围内。此外,辊13向隔离板的按压长度最好在卷芯的72°(1/5周)的长度以上,卷芯的90°(1/4周)的长度以上更好,卷芯的180°(1/2周)的长度以上更加好。此外,向隔离板的按压长度的上限最好是卷芯的720°(2周)的长度,卷芯的360°(1周)的长度更好。
例如,在隔离板的宽度L1为110mm的情况下,如图5所示,辊13的宽度L3、L5、L7可以分别为12mm(合计约0.327L1),辊13的间隔L4、L6可以分别为20mm,从隔离板端部到辊13的距离L2、L8可以为17mm。
实施在辊13表面的滚花加工的形状可以是平纹、斜纹。此外,滚花加工的峰的高度、角度、模型等可以考虑隔离板的厚度来适当地设定,例如,可以结合加厚隔离板的厚度,加大高度,使角度锋锐来设定模型。例如,可以峰(凸部)的高度为0.05~0.5mm,模型为0.2~0.5。
此外,不特别限定压接部的数目,例如可以通过上述滚花形状以及压接部形成区域6的大小来决定数据。
[实施例1]
[正极板的制作]
将作为正极活性物质的二氧化钴(LiCOO2)、作为导电剂的碳粉、作为接合剂的聚偏氟乙烯(PVdF)的N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液按照固含量质量比为二氧化钴:碳粉:聚偏氟乙烯=94:3:3的方式混合,制作出正极活性物质浆料。将该正极浆料涂敷在作为正极芯体的铝合金箔的两面后,使其干燥并去除在浆料制作时作为溶剂使用的NMP,在正极芯体上形成正极活性物质层。此时,沿着正极芯体的长边方向,在一个端部设置在两面不形成正极活性物质层而使芯体露出的芯体露出部。然后,使用压轧辊来进行压轧,切割为规定尺寸,并制作长度4000mm、宽度110mm的正极板。
[负极板的制作]
将作为负极活性物质的石墨粒子、作为增稠剂的羧甲基纤维素(CMC)、作为接合剂的丁苯橡胶(SBR)与水共同混合,来制作负极活性物质浆料。此时,石墨粒子、羧甲基纤维素、丁苯橡胶的质量比为95:3:2。接下来,将负极浆料涂敷在作为负极芯体的铜箔两面后,使其干燥并去除在浆料制作时作为溶剂使用的水,在负极芯体上形成负极活性物质层。此时,沿着负极芯体的长边方向,在一个端部设置在两面不形成负极活性物质层而使芯体露出的芯体露出部。然后,使用压轧锟来进行压轧,切割为规定尺寸,并制作长度4000mm、宽度110mm的负极板。
[非水电解质的调制]
对于将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按照体积比3:5:2(1个大气压,25℃的条件)的方式混合的混合溶剂,作为溶质,使六氟磷酸锂(LiPF6)按照1摩尔/升的比例溶解,从而调制出非水电解质。
[螺旋电极体的制作]
如图1(b)所示,将2枚由聚乙烯制微多孔膜构成的隔离板(厚度15μm,宽度110mm,长度4500mm)2穿过碳素工具钢钢材(SK材)制的卷芯1(直径40mm)的狭缝1a。然后,使卷芯1旋转1周,并将隔离板2缠绕由狭缝1a分割的卷芯1的一个分割部件1b(参见图1(c))。接下来,如图1(d)所示,在缠绕在另一个分割部件1c的隔离板2,按压图5所示的夹具的辊13(不锈钢制,在表面进行斜纹滚花加工,模型0.2),并对这些进行压接。该压接是对于缠绕在另一个分割部件1c的隔离板整体(卷芯半周)进行的。
接下来,将上述正负电极板按照在各自的两面配置隔离板2,并且正极板的端部(芯体露出部)从隔离板的一端、负极板的端部(芯体露出部)从隔离板的另一端分别突出的方式来供给,进一步使卷芯1旋转(合计25转),并卷绕正负电极板。最后,去除卷芯1,并制作出螺旋电极体。此外,碳素工具钢钢材的维氏硬度Hv为600,是比Hv为200的不锈钢硬的材料。
[电池的组装]
对上述螺旋电极体进行压制并形成扁平状,在芯体露出部重合的区域通过焊接来分别安装正极集电体以及负极集电体。然后,将正极集电体以及负极集电体分别与通过绝缘部件来固定在密封体的正负电极外部端子连接。将该扁平螺旋电极体插入有底方形的外包装容器内,在外包装容器的开口部嵌合密封体,并对嵌合部进行了激光焊接。然后,从设置在密封体的注液孔对上述非水电解质进行注液,并密封注液孔,从而制作出与实施例1有关的非水电解质二次电池。
[实施例2]
在螺旋电极体的制作中,使用厚度50μm、宽度130mm、长度4500mm的聚乙烯制微多孔膜作为隔离板,使用MC尼龙(登录商标)制的直径30mm的部件作为卷芯,如图3(a)所示将1枚穿过卷芯的狭缝,使卷芯旋转半周并将隔离板分别缠绕1圈由狭缝分割的2个卷芯部件,在缠绕了第2圈的隔离板后,在第2圈的隔离板按压图6所示的夹具的辊13(不锈钢制,在表面进行斜纹滚花加工,模型0.3),并对这些进行了压接(压接使卷芯旋转1周半),除此以外,与上述实施例1同样地,制作出与实施例2有关的非水电解质二次电池。此外,不锈钢使比MC尼龙(洛氏硬度(R scale)120)硬的材料。
这里,实施例2中使用的滚花辊是图6所示的形态,隔离板宽度L1为130mm、辊13的宽度L3、L5、L7分别为16mm(合计约0.369L1),辊13的间隔L4、L6分别为24mm,从隔离板端部到辊13的距离L2、L8为17mm。
[比较例1]
除了进行利用滚花辊的压接以外,与上述实施例1同样地,制作与比较例1有关的非水电解质二次电池。
[卷绕偏移的测定]
与上述同样地,分别制作100个与实施例1、2、比较例1有关的螺旋电极体。然后,通过目测来观察被配置在螺旋电极体的最内周的隔离板是否产生偏移。在产生了卷绕偏移的情况下,对从预期位置起的偏移的最大值进行测量。其结果,与实施例1、2有关的螺旋电极体的卷绕偏移产生数为0,而在与比较例1有关的螺旋电极体中,在3个螺旋电极体中确认出卷绕偏移。此外,这些螺旋电极体的卷绕偏移量为0.5~0.6mm。
从其结果可知,通过采用本发明的方法,能够显著地抑制螺旋电极体的卷绕偏移。
此外,虽然使用适用于非水电解质二次电池的例子进行了说明,但只要是具备隔着隔离板将正负电极板卷绕的螺旋电极体的电池,无论是非水电解质电池还是碱性电解质电池,此外,无论是一次电池还是二次电池,本发明都能够适用。此外,螺旋电极体中包含圆筒状、扁平状的电极体。此外,作为外包装容器,可以使用圆筒形外包装容器、方形外包装容器、使用了薄片制品(1aminate)等的薄膜状外包装容器。
这里,本发明中使用的隔离板能够使用微多孔膜、无纺布等。作为材质,只要是对使用的电解液具有耐性的材料就可以,可以使用树脂材料、玻璃纤维等,也可以使用由这些混合材料、层叠材料构成的材料。在将本发明适用于非水电解质二次电池的情况下,最好使用树脂制隔离板,特别地,最好使用聚烯烃制隔离板。此外,本发明也可以适用于在聚烯烃制隔离板的表面形成耐热层的隔离板。
此外,在上述实施例中,作为形成凸部的夹具,虽然对使用被实施了滚花加工的辊状夹具的例子进行了表示,但是作为在夹具表面形成的凸部,并不仅限于滚花加工部。此外,作为夹具的形状,虽然最好为辊状,但也可以是板状、块状,也可以是按照沿着卷芯形状的方式具有弯曲面的形状。此外,作为形成凸部的夹具,虽然最好使用在夹具的表面形成了凸部的部件(凸部形成的夹具与凸部为一体,凸部形成的夹具与凸部为相同材料),但也可以使用在夹具的表面对由与夹具不同的其他材料构成的凸部进行了固定的部件。
工业可用性
综上所述,根据本发明,能够通过简单的方法来对卷绕部件(正负电极板、隔离板)随着卷芯共同脱离的情况进行抑制。因此,工业可用性很大。
-符号说明-
1  卷芯
2  隔离板
3  卷绕体
4  夹具
5  压接部
6  压接部形成区域
11 头部
12 辊轴部
13 辊(滚花辊)
14 轴部

Claims (8)

1.一种具备螺旋电极体的电池的制造方法,具备:
在卷芯缠绕隔离板,形成所述隔离板重合2重以上的区域的缠绕工序;
在所述隔离板重合2重以上的区域,按压形成凸部的夹具,并相互压接该区域的隔离板的压接工序;
在所述压接工序之后,向所述卷芯供给正极板以及负极板,隔着所述隔离板将所述正电极板以及所述负电极板卷绕为螺旋状的卷绕工序;
在所述卷绕工序之后,从卷绕为螺旋状的卷绕体去除所述卷芯,并形成螺旋电极体的卷芯去除工序。
2.根据权利要求1所述的具备螺旋电极体的电池的制造方法,其特征在于,
形成有所述凸部的夹具是辊。
3.根据权利要求2所述的具备螺旋电极体的电池的制造方法,其特征在于,
所述压接工序通过使所述卷芯旋转来进行所述隔离板的卷绕,并且将所述辊按压在所述隔离板重合2重以上的区域来进行。
4.根据权利要求2所述的具备螺旋电极体的电池的制造方法,其特征在于,
在所述辊实施滚花加工。
5.根据权利要求1至4的任意一项所述的具备螺旋电极体的电池的制造方法,其特征在于,
构成所述凸部的材料的硬度比构成所述卷芯的材料的硬度低。
6.根据权利要求1至4的任意一项所述的具备螺旋电极体的电池的制造方法,其特征在于,
所述卷芯的横剖面形状为圆形。
7.一种具备螺旋电极体的电池,其具备正极板以及负极板隔着隔离板而卷绕成螺旋状的螺旋电极体,
在所述螺旋电极体的卷绕中心侧,具有所述隔离板重合2重以上的区域,
在所述隔离板重合2重以上的区域,位于外侧的隔离板在卷绕中心侧成凸状,且设置与位于卷绕中心侧的隔离板压接的压接部。
8.根据权利要求7所述的具备螺旋电极体的电池,其特征在于,
在方形区域内设置多个所述压接部,并且,所述方形区域的与隔离板长度方向平行的长度为形成有该压接部的周围的所述隔离板的1周长度的1/5以上。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110197923A (zh) * 2019-04-23 2019-09-03 广东维都利新能源有限公司 一种扣式聚合物锂离子电池及其圆形波形压边方式
CN111213278A (zh) * 2017-10-27 2020-05-29 三洋电机株式会社 非水电解质二次电池的制造方法
CN112615089A (zh) * 2020-12-17 2021-04-06 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种锂电池卷芯、锂电池及制作方法
CN113632278A (zh) * 2019-03-29 2021-11-09 松下电器产业株式会社 电极体的输送滚筒
WO2024109584A1 (zh) * 2022-11-22 2024-05-30 无锡先导智能装备股份有限公司 一种卷绕装置

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101649730B1 (ko) * 2015-02-10 2016-08-19 주식회사 디에이테크놀로지 이차 전지용 전극필름 권취장치
WO2018142951A1 (ja) * 2017-01-31 2018-08-09 日立オートモティブシステムズ株式会社 蓄電要素
WO2018142670A1 (ja) * 2017-02-01 2018-08-09 株式会社村田製作所 電池の製造方法、電池および巻回装置
JP2021009814A (ja) * 2019-07-02 2021-01-28 プライムアースEvエナジー株式会社 二次電池
DE102021109630A1 (de) 2021-04-16 2022-10-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung einer Batteriezelle und Batteriezelle
JP7399913B2 (ja) * 2021-08-11 2023-12-18 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 電池の製造方法
JP2023025920A (ja) * 2021-08-11 2023-02-24 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 電池の製造方法
JP7399914B2 (ja) * 2021-08-11 2023-12-18 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 電池の製造方法
JP7490619B2 (ja) * 2021-08-11 2024-05-27 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 電池の製造方法
JP2024124928A (ja) * 2023-03-03 2024-09-13 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 二次電池の製造方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4539746A (en) * 1984-09-10 1985-09-10 General Electric Company Means for presenting an electrode of a rechargeable electrochemical cell to a winding arbor
JPH10241722A (ja) * 1997-02-27 1998-09-11 Toshiba Battery Co Ltd 捲回型電極の製造方法および製造装置
JP2002343411A (ja) * 2001-05-14 2002-11-29 Ckd Corp 巻取装置及び巻回素子の製造方法
JP2003118896A (ja) * 2001-10-12 2003-04-23 Ckd Corp 巻取装置及び巻取方法
CN1879249A (zh) * 2003-12-12 2006-12-13 松下电器产业株式会社 锂离子二次电池及其制造方法
JP2008132631A (ja) * 2006-11-27 2008-06-12 Uni Charm Corp 液透過性シートの製造方法及び製造装置
JP2009064686A (ja) * 2007-09-07 2009-03-26 Toyota Motor Corp 捲回電極体の製造方法および製造装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55500354A (zh) * 1977-05-11 1980-06-19
JPS62147661A (ja) * 1985-12-23 1987-07-01 Sanyo Electric Co Ltd 渦巻電極体の製造法
JPS62195860A (ja) * 1986-02-24 1987-08-28 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 渦巻電極体の製造法
US5045086A (en) * 1989-06-14 1991-09-03 Bolder Battery, Inc. Method for manufacture of electrochemical cell
US5518201A (en) * 1989-10-03 1996-05-21 Hoechst Aktiengesellschaft Method and apparatus for preventing air entrapment in a rolled web
US5091273A (en) * 1990-06-11 1992-02-25 Optima Batteries, Inc. Method of applying a tail wrap to a wound electrochemical cell and cell produced by the method
ATE190962T1 (de) * 1996-01-30 2000-04-15 Jagenberg Papiertech Gmbh Walze für eine wickelmaschine
JP2001002291A (ja) * 1999-06-24 2001-01-09 Nippei Toyama Corp 巻取り装置
JP2001319678A (ja) * 2000-05-10 2001-11-16 Toshiba Battery Co Ltd 捲回型電極製造装置
US6689509B2 (en) * 2001-09-20 2004-02-10 Daramic, Inc. Laminated multilayer separator for lead-acid batteries
JP4204243B2 (ja) * 2002-03-25 2009-01-07 三洋電機株式会社 電池の製造方法
JP4600153B2 (ja) * 2005-05-25 2010-12-15 新神戸電機株式会社 セパレータ被覆電極の製造装置
JP2007207649A (ja) * 2006-02-03 2007-08-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 角型非水電解液電池の製造法
DE102006036875A1 (de) * 2006-08-04 2008-02-07 Voith Patent Gmbh Anpresswalze oder umlaufendes Anpressband
ITFI20060245A1 (it) * 2006-10-11 2008-04-12 Delicarta Spa Un materiale in carta con elevate caratteristiche detergenti e metodo per la sua produzione
JP4775668B2 (ja) * 2008-08-28 2011-09-21 トヨタ自動車株式会社 捲回電極体の製造方法およびその装置、および、電池の製造方法
JP5767115B2 (ja) * 2009-02-09 2015-08-19 ファルタ マイクロバッテリー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ボタン電池とそれを製造する方法
WO2012171754A1 (en) * 2011-06-17 2012-12-20 Nv Bekaert Sa Spool for winding fine wire at high tension with flexible core

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4539746A (en) * 1984-09-10 1985-09-10 General Electric Company Means for presenting an electrode of a rechargeable electrochemical cell to a winding arbor
JPH10241722A (ja) * 1997-02-27 1998-09-11 Toshiba Battery Co Ltd 捲回型電極の製造方法および製造装置
JP2002343411A (ja) * 2001-05-14 2002-11-29 Ckd Corp 巻取装置及び巻回素子の製造方法
JP2003118896A (ja) * 2001-10-12 2003-04-23 Ckd Corp 巻取装置及び巻取方法
CN1879249A (zh) * 2003-12-12 2006-12-13 松下电器产业株式会社 锂离子二次电池及其制造方法
JP2008132631A (ja) * 2006-11-27 2008-06-12 Uni Charm Corp 液透過性シートの製造方法及び製造装置
JP2009064686A (ja) * 2007-09-07 2009-03-26 Toyota Motor Corp 捲回電極体の製造方法および製造装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111213278A (zh) * 2017-10-27 2020-05-29 三洋电机株式会社 非水电解质二次电池的制造方法
CN111213278B (zh) * 2017-10-27 2023-06-30 三洋电机株式会社 非水电解质二次电池的制造方法
CN113632278A (zh) * 2019-03-29 2021-11-09 松下电器产业株式会社 电极体的输送滚筒
CN110197923A (zh) * 2019-04-23 2019-09-03 广东维都利新能源有限公司 一种扣式聚合物锂离子电池及其圆形波形压边方式
CN112615089A (zh) * 2020-12-17 2021-04-06 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种锂电池卷芯、锂电池及制作方法
WO2024109584A1 (zh) * 2022-11-22 2024-05-30 无锡先导智能装备股份有限公司 一种卷绕装置

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Publication number Publication date
US20140302367A1 (en) 2014-10-09
JP6038803B2 (ja) 2016-12-07
WO2013065535A1 (ja) 2013-05-10
JPWO2013065535A1 (ja) 2015-04-02
CN103891024B (zh) 2017-04-12

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