JP2000195477A - 電池の製造方法 - Google Patents

電池の製造方法

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JP2000195477A
JP2000195477A JP10370924A JP37092498A JP2000195477A JP 2000195477 A JP2000195477 A JP 2000195477A JP 10370924 A JP10370924 A JP 10370924A JP 37092498 A JP37092498 A JP 37092498A JP 2000195477 A JP2000195477 A JP 2000195477A
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Japan
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sealing
battery
heating
film
generating element
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JP10370924A
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Yutaka Sakauchi
裕 坂内
Hiroshi Yagata
弘志 屋ケ田
Etsuo Hasegawa
悦雄 長谷川
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NEC Corp
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NEC Corp
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

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  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱封口工程の簡略化による生産性の向上と
加熱封口時の熱伝導の防止による電池特性の劣化を防止
する。 【解決手段】 封止部分の形状に合わせた機器を用いて
電池の外装封止を行う方法、及び正極、電解質、負極か
らなる発電要素部分を90℃以下に保持して電池の外装
封止を行う方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池の製造方法に
関し、特に金属缶を用いない電池の封口方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年の携帯用電子機器の小型化、軽量化
に伴い、そのエネルギー源となる電池にも同様の要求が
高まっている。現在主流となっているリチウムイオン二
次電池は、電解液を使用するため、漏液防止等の面から
金属缶等の剛直な外装材を必要とし、軽量化、薄型化に
は限界があると考えられている。電池の軽量化、薄型化
を実現するためには電解液を高分子ゲル等に置き換える
とともに、金属缶以外の外装材を用いることが必要とさ
れる。
【0003】こうした目的で使用される外装材として
は、一般に合成樹脂フィルムに比べて水分や有機電解液
の透過阻止性能が高いアルミニウム箔と高分子フィルム
を積層したラミネートフィルムが用いられている。ラミ
ネートフィルムは、封口面側にポリエチレンフィルムあ
るいはポリプロピレンフィルム等の熱融着性が良好な合
成樹脂フィルムを積層するとともに、反対側にはポリエ
ステルフィルム等の保護フィルムを積層したものが用い
られている。
【0004】図1に、従来のラミネートフィルムを用い
た電池の封口方法を説明する。発電要素1の両面をラミ
ネートフィルム2で挟持し、発電要素外周の熱融着封口
部3の各辺を加熱治具9にて各々挟み込んで熱融着する
ものである。また、この方法では、発電要素の周囲に熱
融着による封口部が存在するために、発電に寄与しない
無効部分の容積が増加するので、ラミネートフィルム封
口部を発電要素上において積層して封口する方法が特開
平10−214606号公報において提案されている。
【0005】また、図2は、他の封口方法を説明する図
であり、断面を説明する図である。外装および電極の集
電体を兼ねるシート状の正極集電体5および負極集電体
6を発電要素1の上下に積層し、窓枠状の封口部材7を
介在させて熱融着を行い封口する方法である。この方法
では、アルミニウム箔と合成樹脂フィルムとのラミネー
トフィルムの場合のように、ラミネートフィルムとして
の製造適性等を考慮する必要はなく、単に封口部材とし
て、有機溶剤や水分の透過性が低く、接着性が良好な物
質を選択することができると言う特徴を有しており、封
口部材として、結晶性を有する不飽和カルボン酸または
その誘導体により変性されたポリオレフィンを用いるこ
とが特開平8−171888号公報において提案されて
いる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の加熱によって封
口を行う方法においては、ラミネートフィルムを用いて
その熱融着によって封口する場合には、ラミネートフィ
ルムを構成する熱可塑性樹脂フィルムが充分に溶融して
接着するように、正極、セパレータ、電解質、負極から
なる発電要素をラミネートフィルムで狭持した後、封止
部分となる外周部分を熱圧着により張り合わせて密封し
ている。
【0007】このため、ラミネートフィルムの熱圧着に
は百数十度の高温が必要であり、熱圧着時には、封着箇
所以外の部分へも熱が伝搬し、特に電極取り出し部分か
らの熱の伝搬が大きく、電解質塩をはじめとした発電要
素の熱的劣化を引き起こし電池性能が劣化する。
【0008】また、先に図2において示したように正負
の電極集電体の間に正極集電体と負極集電体の間の窓枠
状の封口部材を介在させて熱融着を行う場合にあって
も、ラミネートフィルムを用いて熱圧着する場合と同様
に、加熱時の熱伝導により電池性能の劣化を生じ易い。
【0009】また、これらの熱融着による封口方法で
は、一般に直線状の加熱部を有する熱シーラーが用いら
れているので、すべての箇所を封口するためには、何度
も熱シーラーによる処理を行う必要があった。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、加熱によって
封口を行う電池の製造方法において、封口部以外の部分
には冷却治具を接触して温度上昇を防止した状態で、封
口部の形状に合致した加熱治具によって封口部の全体を
同時に加熱して一度の加熱処理によって封口処理を行う
電池の製造方法である。また、正極、電解質、負極を含
む発電要素部分を90℃以下に保持する前記の電池の製
造方法である。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明は、熱融着による封口を行
う際に、封口部の全体を一度の加熱操作によって熱融着
を行うとともに、封口部以外を冷却することによって、
電池の発電要素の温度上昇を防止することによって、封
口工程を短時間に行うことができるので効率的な製造が
可能となるとともに、封口部へ加えられる熱の熱伝導を
防止して電池の性能が劣化することを防止することがで
きる。
【0012】すなわち、本発明の電池製造方法において
は、封口に用いる機器は、封口部分の形状に合致した熱
圧着装置等を用いて電池の封口箇所を一度に加熱して封
口を行うものであり、その際に、封口部分以外を冷却す
ることによって正極、電解質、負極からなる発電要素部
分を90℃以下、特に好ましくは60℃以下に保持し、
熱の伝搬に伴う電池特性の劣化を防止し前述した課題を
解決することができる。
【0013】本発明の電池の製造方法に用いる封口装置
は、封口部分の形状に合致した形状の加熱治具を有する
ものであり、封口部が矩形、コの字型等の加熱治具を用
いることができる。また、平板状の発電要素に平板状の
封口用のシートまたはフィルム等を積層して封口する場
合には、上面下面の両側から同時に加熱することが好ま
しい。
【0014】また、加熱治具は、電熱装置等の任意の加
熱装置を用いることができ、ヒートパイプを用いたもの
では短時間の加熱冷却が可能となる。また、発電要素部
分を90℃以下に保持する方法としては、冷媒を循環し
た冷却治具を有する冷却器を接触することによってでき
る。あるいは、アルミヒートシンクの様な放熱性能の高
い金属を接触させることによっても可能であるが、これ
らに限定されるものではない。加熱治具と冷却器は、別
体に形成されたものでも、一体に形成されたものでもい
ずれのものでも良い。また、本発明の方法は、加熱によ
って外装材を封口する電池の製造方法であれば、ラミネ
ートフィルムを使用する方法、熱溶融性物質、熱硬化性
物質等を利用した封口方法に適用することができる。
【0015】
【実施例】以下に、本発明を図面を参照して説明する。
図3は、本発明の一実施例を説明する図である。アルミ
ニウム箔上にLiMn24からなる活物質層を塗布した
正極と銅箔上にグラファイトからなる活物質層を塗布し
た負極の間にポリエチレン、及びポリプロピレンからな
るセパレータを狭持し、巻回した後、LiPF6 を電解
質塩とする電解液を浸漬して形成した発電要素1をアル
ミニウム箔のそれぞれの面にポリエチレンフィルムとポ
リエステルフィルムを積層した膜厚150μmのラミネ
ートフィルム2にてポリエチレンフィルム側が内部とな
るように挟持した後に、ラミネートフィルムに接触する
部分が発電要素と同じ形状からなる冷却器8を接触した
状態で、ラミネートフィルムとの接触部が封口部の形状
に合致した加熱治具9にて圧着して封口を行う。冷却器
8および加熱治具9は上下から接触あるいは圧着するこ
とが好ましい。また、冷却器8には、冷却媒体を流通さ
せて、20℃の温度保持することが好ましい。このよう
な方法によって製造した電池は、発電要素が高温に曝さ
れることはなく電池性能の劣化はみられず、また封止の
剥がれ、及び破損等は見られず、従来の金属缶を使用し
た電池と同等の電池を得ることができる。
【0016】図4は、本発明の他の実施例を説明する図
である。図4に示した方法では、発電要素1を2つ折り
にしたラミネートフィルム2間に狭持し、ラミネートフ
ィルムに冷却器8を接触した状態で、ラミネートフィル
ムと発電要素からなる積層体の上下よりコの字型の加熱
治具9によって圧着して封止を行うことができる。
【0017】図5は、本発明の他の実施例を説明する図
である。図5に示した方法は、外装および電極の集電体
を兼ねるシート状の正極集電体5および負極集電体6を
発電要素1の上下に積層し、窓枠状の封口部材7を介在
させた状態で、冷却器8にて狭持後、封口部の形状と同
じ形状を有する加熱治具9にて熱圧着封止を行い、電池
を作製する方法である。
【0018】
【発明の効果】本発明の電池の製造方法は、封口部分の
形状に合わせた機器を用いて電池の封口を行うことによ
り、封口処理が1回で終了し、封口工程が簡単なものと
なる。また、封口時の正極、電解質、負極からなる発電
要素部分を90℃以下に保持することにより、熱による
発電要素部分の劣化を防止することができる。その結
果、本発明の電池の製造方法を用いることにより、封止
工程の簡略化による生産性の向上と、封口時の熱伝導の
防止による電池特性低下の防止が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ラミネートフィルムを外装材とする電池の一例
を示す外観図である。
【図2】電極集電体を外装材と兼ねる電池の一例を示す
断面図である。
【図3】本発明の電池の製造方法の一実施例を示す外観
図である。
【図4】本発明の電池の製造方法の他の実施例を示す外
観図である。
【図5】本発明の電池の製造方法の他の実施例を示す断
面図である。
【符号の説明】
1…発電要素、2…ラミネートフィルム、3…熱融着封
口部、4…電極取り出しタブ、5…正極集電体、6…負
極集電体、7…封口部材、8…冷却器、9…加熱治具
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年10月15日(1999.10.
15)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、加熱によって
封口を行う電池の製造方法において、封口部以外の部分
には冷却治具を接触して温度上昇を防止した状態で、封
口部の形状に合致した加熱治具によって封口部の全体を
同時に加熱して一度の加熱処理によって封口処理を行う
電池の製造方法である。また、正極、電解質、負極を含
む発電要素部分を60℃以下に保持する前記の電池の製
造方法である。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】また、加熱治具は、電熱装置等の任意の加
熱装置を用いることができ、ヒートパイプを用いたもの
では短時間の加熱冷却が可能となる。また、発電要素部
分を60℃以下に保持する方法としては、冷媒を循環し
た冷却治具を有する冷却器を接触することによってでき
る。あるいは、アルミヒートシンクの様な放熱性能の高
い金属を接触させることによっても可能であるが、これ
らに限定されるものではない。加熱治具と冷却器は、別
体に形成されたものでも、一体に形成されたものでもい
ずれのものでも良い。また、本発明の方法は、加熱によ
って外装材を封口する電池の製造方法であれば、ラミネ
ートフィルムを使用する方法、熱溶融性物質、熱硬化性
物質等を利用した封口方法に適用することができる。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正内容】
【0018】
【発明の効果】本発明の電池の製造方法は、封口部分の
形状に合わせた機器を用いて電池の封口を行うことによ
り、封口処理が1回で終了し、封口工程が簡単なものと
なる。また、封口時の正極、電解質、負極からなる発電
要素部分を60℃以下に保持することにより、熱による
発電要素部分の劣化を防止することができる。その結
果、本発明の電池の製造方法を用いることにより、封止
工程の簡略化による生産性の向上と、封口時の熱伝導の
防止による電池特性低下の防止が可能となる。また、加
熱治具は、電熱装置等の任意の加熱装置を用いることが
でき、ヒートパイプを用いたものでは短時間の加熱冷却
が可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 悦雄 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 Fターム(参考) 5H011 AA09 CC02 CC06 CC10 DD13 DD26 GG01 HH02 JJ25 JJ29 KK04 5H029 AJ14 AK03 AL07 AM01 AM07 BJ04 BJ22 CJ02 CJ05 CJ30 DJ02 DJ03 DJ05 EJ01 EJ12 HJ14

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加熱によって封口を行う電池の製造方法
    において、封口部以外の部分には冷却治具を接触して温
    度上昇を防止した状態で、封口部の形状に合致した加熱
    治具によって封口部の全体を同時に加熱して一度の加熱
    処理によって封口処理を行うことを特徴とする電池の製
    造方法。
  2. 【請求項2】 正極、電解質、負極を含む発電要素部分
    を90℃以下に保持することを特徴とする請求項1記載
    の電池の製造方法。
JP10370924A 1998-12-25 1998-12-25 電池の製造方法 Pending JP2000195477A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014513864A (ja) * 2011-07-01 2014-06-05 ジーエス エナジー コーポレーション 薄膜電池パッケージング方法及び薄膜電池パッケージ製造装置
JP2014110246A (ja) * 2012-11-30 2014-06-12 Murata Mfg Co Ltd 蓄電デバイスの製造方法
CN104129119A (zh) * 2014-07-15 2014-11-05 景旺电子科技(龙川)有限公司 Pp边角料封边的铝基双面夹芯板及其制作方法
WO2022097710A1 (ja) * 2020-11-06 2022-05-12 Apb株式会社 リチウムイオン電池の製造装置及び製造方法

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