JP2001334331A - 薄板の折り曲げ成型方法および密閉二次電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 折り曲げ成型工程数を削減し、また、金形を
簡略化して、段取り作業の負荷を低減させ、設備構造の
簡素化と小スペース化を達成した折り曲げ成型方法とそ
れを用いた密閉二次電池の製造方法を提供すること。 【解決手段】 薄板の被加工部（合わせ部４ａ、４ｂ、
５ａ、５ｂ）を下方へ傾斜させ、かつ、合わせ部４ａ、
４ｂ、５ａ、５ｂの先端を上方へ鋭角で屈曲させて立ち
上げ部を形成し、次に、合わせ部４ａ、４ｂ、５ａ、５
ｂの下方への傾斜を上方に傾斜させ、かつ、立ち上げ部
を上方から押圧して密接させて縁曲げ部６ａ、６ｂを形
成し、それを所定角度に立ち上がらせる

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄板の折り曲げ成
型方法と、それを用いた密閉二次電池の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、パソコンや携帯電話等の電子機器
の小形化、軽量化、コードレス化に伴い、その駆動電源
として小形、軽量でエネルギー密度が高く、繰り返し充
放電が可能な密閉形の二次電池への要望が高まってい
る。この種の密閉二次電池としては、例えば、負極活物
質にリチウム、リチウム合金等を用い、正極活物質とし
てバナジウム、チタン、モリブデン、ニオブなどの酸化
物、硫化物、セレン化物を用いたたものが知られてい
る。最近では負極活物質にカーボンを用い、正極活物質
にはリチウムコバルト酸化物、リチウムニッケル酸化
物、リチウムマンガン酸化物を用いたリチウムイオン二
次電池が開発、商品化されている。

【０００３】また、二次電池の形状としてコイン形、筒
形の他に機器の薄形化、省スペース化の要請から角形、
長円形等の、収納時に体積効率の優れた密閉二次電池の
要求も高まっている。

【０００４】また、一般に、密閉二次電池の密閉構造は
角形の密閉二次電池を例にとると、次のようなものが知
られている。

【０００５】すなわち、開口部を有する金属からなる有
底角形の電池容器内に発電要素を収納し、この電池容器
の開口部にハーメティックシールにより絶縁された電極
端子および電解液の注液孔を有する金属板材からなる蓋
体を溶接して接合し、注液装置で電解液を蓋体の注液孔
を通して電池容器内に注液した後、注液孔に栓体を差込
み、栓体と蓋体を接合し注液孔を塞いで密閉二次電池を
形成している。なお、電解液を液体状態で用いずに、媒
体に含浸させてポリマ電池として形成することもでき
る。

【０００６】また、別の形態としては、電池容器を図２
に示すように、アルミニウム薄板の両面にプラスチック
層をラミネートした平板のラミネート板２と箱状に形成
されたラミネート板３を、プラスチック層を相互に密接
させ、密接部を熱融着して密閉容器１を形成しているも
のも用いられている。この場合、２枚のラミネート板
２、３が形成した密閉容器１の内部には二次電池として
必要な発電要素（不図示）や電解液（不図示）等が収納
されている。

【０００７】なお、密閉容器１を形成する２枚のラミネ
ート板２、３が密接する合わせ部４ａ、４ｂ、５ａ、５
ｂは、内部の電解液等を外部へ漏洩しないために所定の
強度での密閉性が要求される。そのため、ある程度の接
合面積が必要であるが、図３に示すように、合わせ部４
ａ、４ｂ、５ａ、５ｂの面積が平面状に広がっていると
電池の小形化にとって好ましくない。それらの事情か
ら、図２に示すように、合わせ部４ａ、４ｂ、５ａ、５
ｂに対して折り曲げによる縁曲げ部６ａ、６ｂを形成し
ている。それにより、接合面積は同じでも、広がり面積
が少なくなり電池の小形化になる。また、縁曲げ部６
ａ、６ｂを形成することは、電池の形状強度の増大にも
役立っている。

【０００８】次に、２枚のラミネート板２、３が密接す
る合わせ部４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂに対する折り曲げ加
工による縁曲げ部６ａ、６ｂの形成方法について説明す
る。

【０００９】図４（ａ）から（ｆ）は、順次、折り曲げ
加工の工程を示す模式図である。

【００１０】まず、２枚のラミネート板２、３で形成さ
れた密閉二次電池（ワークＷ）をＬ曲げ加工のＬ曲げポ
ンチ４１ａ、４１ｂと対向しているダイ４２の上にセッ
トし（ａ）、ワークＷの合わせ部４ａ、４ｂ、５ａ、５
ｂの上方からＬ曲げポンチ４１ａ、４１ｂを下降させて
Ｌ曲げ加工を行ない、合わせ部４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ
にＬ字状の立ち上げ部を形成する（ｂ）。次に、ダイ４
３上でＬ曲げされた部位を成型ツール４４ａ、４４ｂで
上方から固定し、側方から斜面が形成された側面曲げツ
ール４５ａ、４５ｂで内側に向かって、Ｌ曲げにより形
成された立ち上げ部を成型ツール４４ａ、４４ｂの斜面
に押圧する。この動作により、立ち上げ部は、側面曲げ
ツール４５ａ、４５ｂの斜面と成型ツール４４ａ、４４
ｂの斜面に挟圧されてそれらの斜面の形状に沿って側面
曲げ加工される（ｃ）。次に、ダイ４７上で側面曲げ加
工された部位に対して、上方からつぶし加工用ポンチ４
８ａ、４８ｂを下降させて、側面加工された部位をつぶ
し加工してつぶし部４９ａ、４９ｂを形成する（ｄ）。
このつぶし加工により水平方向のつぶし部４９ａ、４９
ｂが形成される。次に、ワークＷを曲げ加工用ダイ５１
にセットし、水平方向のつぶし部４９ａ、４９ｂの根元
に対して曲げ加工用ポンチ５２ａ、５２ｂを下降させ
て、曲げ加工用ダイ５１内に押し込み、つぶし部４９
ａ、４９ｂに曲げ加工を行って、水平方向のつぶし部４
９ａ、４９ｂを垂直方向に成型する（ｅ）。さらに、垂
直方向に成型されたつぶし部４９ａ、４９ｂに対して、
側方から加圧ツール５３ａ、５３ｂで加圧して加圧成型
加工を行なう（ｆ）。

【００１１】以上の各工程により、２枚のラミネート板
２、３が密接している合わせ部４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ
について、折り曲げ加工による縁曲げ部６ａ、６ｂを形
成している。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
折り曲げによる縁曲げ部の形成方法では、側面曲げ加工
の際に用いる成型ツールは斜面が形成され、その斜面上
にワークをそれに倣って成型しているので、側面曲げ加
工では成型後に、成型ツールを上方への取り外しが不可
能になり、そのため、成型ツールはワークの長手方向へ
取り抜く必要がある。その結果、曲げ成型機構とワーク
を搬送する搬送系が複雑にならざるを得ない。

【００１３】また、折り曲げの加工の工程も５工程を要
しており設備構成が多くなると共に、各工程間の搬送
や、各工程毎の段取り作業の負担も大きくなっていた。

【００１４】また、これらの折り曲げによる縁曲げ部の
形成方法を、密閉二次電池の製造方法に適用した場合
は、上記の各不具合点がそのまま製造上の問題となり好
ましくない。

【００１５】本発明はこれらの事情にもとづいてなされ
たもので、縁曲げ部の形成を行なうに際して、折り曲げ
成型工程数を削減し、また、金形を簡略化して、段取り
作業の負荷を低減させ、設備構造の簡素化と小スペース
化を達成した折り曲げ成型方法とそれを用いた密閉二次
電池の製造方法を提供することを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、予め周
縁の合わせ部で固定されている薄板に、前記合わせ部に
対して曲げ加工を施して縁曲げ部を形成する薄板の折り
曲げ成型方法において、前記合わせ部を下方へ傾斜さ
せ、かつ、前記合わせ部の先端を上方へ鋭角で屈曲させ
て立ち上げ部を形成する第一工程と、この第一工程の後
に前記合わせ部の下方への傾斜を上方に傾斜させ、か
つ、前記立ち上げ部を上方から押圧して密接させて縁曲
げ部を形成する第二工程と、この第二工程の後に前記縁
曲げ部を所定角度に立ち上がらせる第三工程とを有する
ことを特徴とする薄板の折り曲げ成型方法である。

【００１７】また本発明によれば、前記薄板の合わせ部
は、前記薄板に形成されているラミネート層同士が溶着
されていることを特徴とする薄板の折り曲げ成型方法で
ある。

【００１８】また本発明によれば、前記薄板は、アルミ
ニウム薄板の両面にプラスチック膜がラミネートされて
いることを特徴とする薄板の折り曲げ成型方法である。

【００１９】また本発明によれば、前記各工程で、前記
合わせ部を加工するために用いるポンチは、加工前も加
工後もワークをダイにセットしてある状態で上下方向に
移動可能であることを特徴とする薄板の折り曲げ成型方
法である。

【００２０】また本発明によれば、上記の薄板の折り曲
げ成型方法を用いていたことを特徴とする密閉二次電池
の製造方法である。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の薄板の折り曲げ成
型方法についての実施例を、密閉二次電池の合わせ部の
折り曲げ加工により縁曲げ部の成型について説明する。

【００２２】なお、図３に示す、合わせ部の折り曲げ加
工前の密閉二次電池と、図２に示す、折り曲げ加工後の
密閉二次電池は、従来例の項で説明したものと同一であ
るので、図面とその符号を援用し、その重複説明は省略
する。

【００２３】密閉二次電池の密閉容器１は形状の異なる
２枚のラミネート板２、３の組合せにより形成してい
る。２枚のラミネート板２、３は、一方が平板のラミネ
ート板２で、他方は、箱状のラミネート板３で端部の平
板面が合わせ部４ａ、４ｂを形成している。この合わせ
部４ａ、４ｂは平板のラミネート板２の合わせ部５ａ、
５ｂと密接して、長手方向に沿ってかしめ状の縁曲げ部
６ａ、６ｂを形成している。各ラミネート板２、３は、
アルミニウム薄板の一方の面にナイロンが他方の面にポ
リプロピレンがそれぞれラミネートされており、全体の
厚さは、０．１ｍｍ程度である。

【００２４】なお、アルミニウム薄板の材料であるアル
ミニウムには、例えば、純度が９９．３％以上の純アル
ミニウムを用いるか、または、アルミニウム系合金とし
ては、ＪＩＳ規格Ａ３００３（Ｍｎの含有率が１．０〜
１．５重量％、Ｓｉの含有率が０．６重量％以下）を用
いている。

【００２５】図３に示すように、折り曲げ加工前の密閉
二次電池（ワークＷ）は、平板のラミネート板２と箱状
のラミネート板３とが、それぞれの合わせ部４ａ、４
ｂ、５ａ、５ｂが、密接状態になるように相互のポリプ
ロピレン層同士が熱融着により接合されている。その
後、後述する本発明の薄板の折り曲げ成型方法による加
工が施され、図２に示すように、縁曲げ部６ａ、６ｂが
形成されている。この縁曲げ部６ａ、６ｂは、密閉二次
電池の厚さ方向に立ち上がっており、その立ち上げ高さ
は、高くても密閉二次電池の厚さと同程度か、それより
も小さく形成されている。

【００２６】また、２枚のラミネート板２、３の熱融着
により形成された密閉容器１の内部には、図示しない
が、二次電池として必要な発電要素や電解液等が収納さ
れており、また、発電要素に接続した正極端子（不図
示）と負極端子（不図示）が密閉容器１の内部から外部
に延在している。

【００２７】ただ、図３に示すように、ワークＷの状態
のままではラミネート板２、３の占有面積がそのままワ
ークＷの占有面積になっているため、仮に、そのまま二
次電池として使用した場合には、占有面積が大きくな
り、小形携帯用機器に搭載する場合は好ましくない。ま
た、強度面でも平面状であるので曲がりやすく、さら
に、熱融着によるシールのみでは長期間のシールの密閉
性にも難がある。

【００２８】それらの事情から熱融着された合わせ部４
ａ、４ｂ、５ａ、５ｂに、プレス加工による曲げ加工を
施して縁曲げ部６ａ、６ｂを形成している。

【００２９】図１（ａ）から（ｄ）は、縁曲げ部６ａ、
６ｂの形成に適用した、本発明の折り曲げ加工の工程を
示す模式図である。

【００３０】以下、各工程を説明すると、まず、２枚の
ラミネート板２、３で形成されたワークＷを鋭角曲げ加
工のダイ１１の上にセットし（ａ）、ワークＷの両端部
上方からポンチ１２ａ、１２ｂを下降させて、ワークＷ
の合わせ部４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂに対して鋭角曲げ加
工を行なう（ｂ）。

【００３１】この場合、ダイ１１の鋭角曲げ加工個所１
１ａは、ダイ１１の中央部１１ｂに対して下方に傾斜し
ており、ポンチ１２ａ、１２ｂの先端部も同様な傾斜が
形成されている。また、側方もダイ１１により拘束され
ている。つまり、ポンチ１２ａ、１２ｂがワークＷの合
わせ部４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂを上方からダイ１１の中
に押し下げると、ワークＷは合わせ部４ａ、４ｂ、５
ａ、５ｂの端部側方をダイ１１に拘束されながらダイ１
１の中を下降する。さらにポンチ１２ａ、１２ｂが下降
すると、合わせ部４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂはダイ１１の
斜面とポンチ１２ａ、１２ｂの斜面に挟圧されて、斜面
に沿って曲げられると同時に端部が立ち上がり、鋭角曲
げ加工される。

【００３２】次に、鋭角曲げ加工されたワークＷに、次
の加工である曲げもどし加工兼つぶし加工を行なう。な
お、この加工のダイ１４は、加工部１４ａが上方に傾斜
している。まず、ワークＷの合わせ部４ａ、４ｂ、５
ａ、５ｂの根元を抑えポンチ１５ａ、１５ｂにより上方
から押し下げてダイ１４に押圧固定する。この動作によ
り、ワークＷに形成されている鋭角曲げ部は、ダイ１４
の加工部１４ａの傾斜に沿って抑えポンチ１５ａ、１５
ｂで拘束されている個所を支点として上方に変形して曲
げもどされる。この変形に伴い、合わせ部４ａ、４ｂ、
５ａ、５ｂの端部の立ち上がりは垂直方向から押さえポ
ンチ１５ａ、１５ｂの方へ傾斜する。この状態で、つぶ
しポンチ１６ａ、１６ｂが下降すると、合わせ部４ａ、
４ｂ、５ａ、５ｂの端部はつぶしポンチ１６ａ、１６ｂ
とダイ１４の間で挟圧され、折り返し部同士が密接状態
につぶされて縁曲げ部６ａ、６ｂが形成される（ｃ）、
（ｃ´）。

【００３３】次の工程は角度曲げ工程で、縁曲げ部６
ａ、６ｂが形成されたワークＷをダイ１８の上で押さえ
ポンチ１９で拘束し、側方から、ワークＷの縁曲げ部６
ａ、６ｂに角度曲げツール２０ａ、２０ｂを内側に向か
って移動させる。この動作により、縁曲げ部６ａ、６ｂ
は、抑えポンチ１９と角度曲げツール２０ａ、２０ｂに
挟圧されて角度曲げ加工が施されて、垂直方向に立ち上
げられる（ｄ）。

【００３４】上述の各工程では、いずれの場合でもポン
チは、加工前も加工後も随意に上下方向に移動すること
ができ、必要に応じて退避できるため、ワークＷを搬送
する搬送装置の動作を阻害することはない。また、全体
の工程数も従来の工程数に比べて削減されているので、
設備の簡素化や設備を配置する場所の小スペース化が図
れる以上の各工程による加工により、ラミネート板によ
り合わせ部は溶着後に、折り曲げられてしかも折り曲げ
個所が密接してつぶされ縁曲げ部が形成され、かつ、縁
曲げ部が電池の厚さ方向に立ち上げられている。

【００３５】それにより、ラミネート板同士のシールの
密閉性が上昇し、また、縁曲げ部による剛性が強化され
て、電池の変形を防止できる。さらに、縁曲げ部が電池
の厚さ方向に立ち上げられているので、電池が小形化
し、携帯用情報機器等への搭載が容易になった。

【００３６】なお、上述の場合は、薄板にアルミニウム
にプラスチックをラミネートしたものを用いたが、本発
明の薄板の折り曲げ成型方法は、それに限定されるもの
でなく、Ｆｅ、Ｃｕ他の金属を用いることができる。ま
た、プラスチックがラミネートされていない薄板に対し
ても同様に適用することができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、薄板の折り曲げ加工を
簡素な工程や設備で行なうことができる。

【００３８】また、本発明の薄板の折り曲げ加工によ
り、小形で密閉性と剛性の優れた密閉二次電池の製造を
行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）から（ｄ）は、本発明の折り曲げ加工の
工程を示す模式図。

【図２】密閉二次電池の斜視図。

【図３】密閉二次電池の折り曲げ加工前の斜視図。

【図４】（ａ）から（ｆ）は、従来の折り曲げ加工の工
程を示す模式図。

【符号の説明】

１…密閉容器、２…ラミネート板、３…ラミネート板、
４、４、５、５…合わせ部、６ａ、６ｂ…縁曲げ部、１
２ａ、１２ｂ…ポンチ、１６ａ、１６ｂ…つぶしポンチ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め周縁の合わせ部で固定されている薄
   板に、前記合わせ部に対して曲げ加工を施して縁曲げ部
   を形成する薄板の折り曲げ成型方法において、 前記合わせ部を下方へ傾斜させ、かつ、前記合わせ部の
   先端を上方へ鋭角で屈曲させて立ち上げ部を形成する第
   一工程と、この第一工程の後に前記合わせ部の下方への
   傾斜を上方に傾斜させ、かつ、前記立ち上げ部を上方か
   ら押圧して密接させて縁曲げ部を形成する第二工程と、
   この第二工程の後に前記縁曲げ部を所定角度に立ち上が
   らせる第三工程とを有することを特徴とする薄板の折り
   曲げ成型方法。
2. 【請求項２】 前記薄板の合わせ部は、前記薄板に形成
   されているラミネート層同士が溶着されていることを特
   徴とする請求項１記載の薄板の折り曲げ成型方法。
3. 【請求項３】 前記薄板は、アルミニウム薄板の両面に
   プラスチック膜がラミネートされていることを特徴とす
   る請求項１又は２記載の薄板の折り曲げ成型方法。
4. 【請求項４】 前記各工程で、前記合わせ部を加工する
   ために用いるポンチは、加工前も加工後もワークをダイ
   にセットしてある状態で上下方向に移動可能であること
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の薄
   板の折り曲げ成型方法。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか１つに記載さ
   れた薄板の折り曲げ成型方法を用いていたことを特徴と
   する密閉二次電池の製造方法。