JP2002190284A - 電池の外形寸法成型装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池パッケージのサイドシール部分に平行状
の折り目を入れなくても、この電池パッケージの左右両
側面を精度良く、簡単に成型することができるようにす
ること。 【解決手段】 ほぼ方形状に構成された軟質素材の電池
パッケージ１１を有する電池１８が水平状に載置され
て、ストッパー３４、３５によって位置決めされる成型
台３２と、その成型台３２に対してスライド駆動され
て、電池パッケージ１１の両側面を平行状に成型する両
側面成型ローラ３９を有するスライダー３６とを備えた
もの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、携帯電話
等に使用されるリチウムポリマー電池（非水系ゲル電解
質二次電池）等のほぼ方形状に構成された軟質素材の電
池パッケージを有する電池の外形寸法成型装置の技術分
野に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のリチウムポリマー電池（以下、単
に電池と記載する）の製造工程の概要を図１２〜図１７
によって説明すると、まず、図１２に示すように、電極
作成工程（Electrode ）によって、銅箔等からなる帯状
の電極集電体１を長さ方向に連続的に移送しながら、そ
の電極集電体１の上部に陽極合剤層又は陰極合剤層を構
成するための電極層２を一定間隔でコーティングする。
次に、電極加工工程（Tabweldinng & Tabing）によっ
て、タブと称されるアルミニウムやニッケル等からなる
細い帯状の電極３をその電極集電体１の上部に直角方向
から送り込んで、その電極３を所定の電極層２の端部２
ａの近傍位置で電極集電体１の上部に熱融着（熱溶着）
等にて直角状に固着した後、この電極３を電極集電体１
の一方のエッジ１ａから直角状に突出させた長さに切断
する。次に、ゲルコーティング工程（Gel Coating）に
よって、電極層２の上部に絶縁層をコーティングすると
共に、電極３の電極集電体１の一方のエッジ１ａから突
出されている先端３ａの近傍位置の外周に絶縁フィルム
からなるシーラント４を巻き付けるように装着して、そ
の電極集電体１を所定の長さに切断加工し、陽極集電体
と陰極集電体６をそれぞれ製造する。

【０００３】次に、図１３に示すように、巻回装置（Wi
nder）によって、この陽極電極集電体５と陰極電極集電
体６との間に合成樹脂フィルム等からなる微多孔性フィ
ルムであるセパレータ７を挟み込みながら、これら陽極
電極集電体５と陰極電極集電体６を渦巻き状の楕円形状
に巻き上げて、コイル状電極８を製造する。次に、フラ
ット加工工程（Flatten ）によって、コイル状電極８を
平坦状に加工した後、シールフィルム挿入工程（Ti Ins
ertion ）によって、コイル状電極８の一対の電極３に
絶縁フィルムからなる前端面シールフィルム９をそのコ
イル状電極８の前端面８ａに接着する。次に、折り曲げ
加工工程（Tab forming ）によって、一対の電極３の折
り曲げ加工を行った後に、コイル状電極８の後端面８ｂ
に絶縁フィルムからなる後端面シールフィルム１０を接
着する。次に、コイル状電極８の密封工程（Bi Inserti
on & Settinng in Pack ）によって、アルミニウムフィ
ルムに合成樹脂フィルムをラミネートしたアルミニウム
ラミネートフィルムからなる軟質素材の外装材である電
池パッケージ１１内にコイル状電極８を密封する。この
際、折曲部１３で２つの折りされるフラット状の電池パ
ッケージ１１の上側層１１ａを下に置き、その上側層１
１ａに下向きに形成した凹部であるコイル状電極収納部
１２内にコイル状電極８を挿入して位置決めし、一対の
電極３をその上側層１１ａの先端から外部に突出させ
る。そして、電池パッケージ１１の下側層１１ｂを後端
の折曲部１３部分で電池長さ方向に対して直角状に１８
０°折り曲げて上側層１１ａ上に平行状に重ね合わせ
て、電池パッケージ１１の上側層１１ａと下側層１１と
の間にコイル状電極８を包み込む。

【０００４】次に、図１４に示すように、先端シール加
工工程（Top seal）によって、電池パッケージ１１の上
下に重ね合わされている上側層１１ａと下側層１１ｂの
先端部分をヒートプレート１４によって電池長さ方向に
対して直角状にトップシール１５し、かつ、両挿入口シ
ール加工工程（Side Seal ）によって、電池パッケージ
１１の上下に重ね合わされている上側層１１ａと下側層
１１ｂの左右両側部分をヒートプレート１６によって電
池長さ方向に対して平行状にサイドシール１７して、電
池パッケージ１１の上側層１１ａと下側層１１ｂの折曲
部１３以外を３方向の周辺部をシールして、コイル状電
極収納部の１２の全周を完全密封する。但し、この際、
電池パッケージのトップシール１５の後に、電池パッケ
ージ１１のコイル状電極収納部１２内の空気を真空吸引
（Vacuum）しながらサイドシール１７を行うようにし
て、電池パッケージ１１のコイル状電極収納部１２内を
真空状態に保持する。次に、両側切断加工工程（Side T
riming）によって、電池パッケージ１１の左右両側部分
１１ｃを所定寸法に切断加工する。次に、両側折り曲げ
加工工程（Side Forming）によって、図１７の（Ｂ）に
示すように、電池パッケージ１１の左右両側部分１１ｃ
を１８０°ずつ２回に亘って上側に順次折り曲げて、そ
の左右両側部分１１ｃを二重構造にしてコイル状電極収
納部１２の左右両側位置に垂直状で、平行状に立ち上げ
て、扁平なほぼ直方体形状の電池１８をほぼ完成する。

【０００５】次に、図１５に示すように、電極先端切断
加工工程（Tab Cut）によって、一対の電極３の先端を
所定長さに切断する。次に、型押加工工程（Heat Ples
s）によって、電池１８の主としてコイル状電極収納部
１２の部分をヒートプレート１９によって扁平状に型押
加工し、製造番号印刷工程（Lot No Printing）して、
図１６及び図１７に示す構造及び形状の電池１を製造完
成する。そして、図１５に示すように、充電工程（char
ge/Discharge）によってコイル状電極８を充電して出荷
する。

【０００６】ところで、この種電池１８は、電池パッケ
ージ１１の特に幅寸法Ｗを携帯電話メーカが希望する寸
法に成型して出荷する必要がある。しかし、この種電池
１８の外装材はアルミニウムフィルムに合成樹脂フィル
ムをラミネートしたアルミニウムラミネートフィルムか
らなる軟質素材の電池パッケージ１１で構成されてい
て、更に、その電池パッケージ１１の左右両側部分１１
ｃはコイル状電極収納部１２の左右両側に垂直状で、平
行状に立ち上げたように折り曲げ加工されていることか
ら、この電池パッケージ１１の特に幅寸法Ｗの管理が難
しかった。

【０００７】及び図１７の（Ｂ）に示すように、電池パ
ッケージ１１のサイドシール１７部分の内側に沿って平
行状の折り目１９を入れた後、両側折り曲げ加工（Side
Forming）によって、電池パッケージ１１の左右両側面
である左右両側部分１１ｃを１８０°ずつ２回に亘って
上側である矢印ａ方向に順次折り曲げて、その左右両側
部分１１ｃを二重構造にしてコイル状電池収納部１２の
左右両側位置に垂直状で、平行状に立ち上げていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、軟質素材の電
池パッケージ１１に折り目１９を入れてしまうと、強度
が著しく阻害され易い上に、その軟質素材のスプリング
バックによって図１５の（Ｂ）に１点鎖線で示すよう
に、電池パッケージ１１の左右両側部分１１ｃが矢印ｂ
方向に広がり易く、この電池１８の幅寸法Ｂに大きなバ
ラツキが出ると言う問題があった。

【０００９】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたものであって、電池パッケージのサイドシール部
分に平行状の折り目を入れなくても、この電池パッケー
ジの左右両側面を精度良く、簡単に成型することができ
る電池の外形寸法成型装置を提供することを目的として
いる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の電池の外形寸法成型装置は、ほぼ方形状に
構成された軟質素材の電池パッケージを有する電池が水
平状に載置されて、ストッパーによって位置決めされる
成型台と、その成型台に対してスライド駆動されて、電
池パッケージの両側面を平行状に成型する両側面成型ロ
ーラを有するスライダーとを備えたものである。

【００１１】上記のように構成された本発明の電池の外
形寸法成型装置は、ほぼ方形状に構成された軟質素材の
電池パッケージを有する電池を成型台上に水平状に載置
してストッパーで位置決めし、その成型台に対してスラ
イド駆動されるスライダーの両側面成型ローラで電池パ
ッケージの左右両側面を機械的に平行状に成型するよう
にしたものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明をリチウムポリマー
電池の外形寸法成型装置に適用した実施の形態を図１〜
図１１を参照して説明する。なお、図１２〜図１５で説
明した構造部と同一構造部には同一の符号を付すことに
よって、これら同一構造部の説明の重複を省く。

【００１３】まず、図９〜図１１は電池１８の外形寸法
成型装置３１の概要を示したものであって、成型台３２
の上部には前後一対のストッパー３３、３４によって挟
まれた水平状の電池位置決め部３５が形成されている。
そして、平面形状がほぼコ字状に形成されていて、成型
台３２の左右両側に回り込むように配置されたスライダ
ー３６が設けられている。そして、このスライダー３６
は成型台３２の一側部に水平状に設けられたガイドレー
ル３７に沿って水平前後方向である矢印ｃ、ｄ方向にス
ライド自在に載置されていて、駆動シリンダー３８によ
って矢印ｃ、ｄ方向に往復駆動されるように構成されて
いる。

【００１４】そして、このスライダー３６の左右両側部
分３６ａには電池パッケージ１１の左右両側部分１１ｃ
をその左右両側から成型する左右各々４個、合計８個の
両側面成型ローラ３９ａ、３９ｂが垂直状で回転自在に
取り付けられている。なお、このスライダー３６の左右
両側部分３６ａには電池パッケージ１１の左右両側部分
１１ｃをその上方から成型する各々２個、合計４個の上
部押えローラ４０も水平状で回転自在に取り付けられて
いる。そして、このスライダー３６の前端側の上部に
は、電池パッケージ１１を上方から押える上部押え４１
が設けられていて、この上部押え４１は駆動シリンダー
４２によって上下方向である矢印ｅ、ｆ方向に昇降駆動
されるように構成されている。

【００１５】そして、この外形寸法成型装置３１は、図
９に示された移載ロボット４４の真空パッド４４ａによ
って電池１８を製造ラインにおける前工程位置から吸着
して成型台３２の電池位置決め部３５上に水平状に移載
した後（図２、図３参照）、駆動シリンダー４２を下降
駆動して、上部押え４１で電池パッケージ１１の上部を
矢印ｆ方向から押え込む（図６参照）。この後、駆動シ
リンダー３８によってスライダー３６を矢印ｃ、ｄ方向
に水平状に往復駆動して、合計８個の両側面成型ローラ
３９と合計４個の上部押えローラ４０によって電池パッ
ケージ１１の左右両側面である左右両側部分１１ｃを左
右両側方である矢印ｇ方向からと上方である矢印ｆ方向
からほぼ同時に成型する（図３〜図６参照）。そして、
この成型後に、移載ロボット４４の真空パッド４４ａに
よって電池１８を吸着して次工程位置へ移載するように
構成されている。

【００１６】次に、図１〜図６は、成型台３２の電池位
置決め部３５と、スライダー３６の両側面成型ローラ３
９及び上部押えローラ４０と上部押え４１部分の詳細を
示したものであって、図５に示すように、左右各々４
個、合計８個の両側成型ローラ３９ａ、３９ｂのうち、
矢印ｃ、ｄ方向における前後両端に配置されている各々
２個、合計４個のガイドローラ３９ａの左右方向の間隔
Ｓ１が大きく構成され、矢印ｃ、ｄ方向における中央部
分に配置されている各々２個、合計４個のガイドローラ
３９ｂの間隔Ｓ２が小さく構成されている。

【００１７】そして、電池１８は上下反転された状態
で、成型台３２の電池位置決め部３５上に水平状に載置
されて、前後一対のストッパー３３、３４でその電池１
８の前後両側が位置決めされる。そして、上部押え４１
によってその電池１８を上方から矢印ｆ方向に押えた状
態で、スライダー３６が矢印ｃ、ｄ方向に往復駆動され
て、合計８個の両側面成型ローラ３９ａ、３９ｂが電池
パッケージ１１の左右両側部分１１ｃに対して接触して
転動（自転しながら移動すること）するようにして電池
パッケージ１１の左右両側部分１１ｃを左右両側方であ
る矢印ｇ方向から機械的に平行状に押圧して成型するこ
とができる。

【００１８】この際、スライダー３６の矢印ｃ、ｄ方向
の往復動作で、合計２回の成型工程を実行することがで
きる。しかも、矢印ｃ方向の往工程及び矢印ｄ方向の復
工程の各々において、先行する両側面成型ローラ３９ａ
の間隔Ｓ１が大きく構成されていて、後続する両側面成
型ローラ３９ｂの間隔Ｓ２が小さく構成されているの
で、先行する両側面成型ローラ３９ａによって電池パッ
ケージ１１の左右両側部分１１ｃをこれら両側面成型ロ
ーラ３９ａの内側へ無理なく、スムーズに呼び込むよう
にして予備成型（一次成型）しながら、後続する両側面
成型ローラ３９ｂによって電池パッケージ１１の左右両
側部分１１ｃを矢印ｇ方向から押圧して、その電池パッ
ケージ１１を規定された幅寸法Ｗに仕上げ成型（二次成
型）することができる。

【００１９】この際、スライダー３６に回転自在に取り
付けられている合計８個の両側面成型ローラ３９ａ、３
９ｂの間隔Ｓ１、Ｓ２は固定されていて、これらの両側
面成型ローラ３９ａ、３９ｂが電池パッケージ１１の左
右両側部分１１ｃを規定以上に強く押圧することができ
ない。従って、電池パッケージ１１の左右両側部分１１
ｃが必要以上に強く押圧されて傷つけられたり、コイル
状電極収納部１２内のコイル状電極８が破損される危険
が全くなく、電池パッケージ１１の幅寸法Ｗを安全に、
精度良く、かつ、簡単に成型することができる。

【００２０】更に、上部押え４１によって電池パッケー
ジ１１の上部を上方から押えると共に、スライダー３６
に取り付けられた合計４個の上部押えローラ４０によっ
て電池パッケージ１１の左右両側部分１１ｃの上部を押
えながら、合計８個の両側面成型ローラ３９ａ、３９ｂ
によって左右両側部分１１ｃを成型するので、その成型
時における電池パッケージ１１の上方への浮き上がり
（上下方向の遊び）が全く発生せず、電池パッケージ１
１の幅寸法Ｗの高精度の成型を安定して行える。

【００２１】なお、図７は外形寸法成型装置３１の変形
例を示したものであって、図に１点鎖線で示すように、
電池パッケージ１１の左右両側部分１１ｃの矢印ｂ方向
のスプリングバックを考慮して、両側面成型ローラ３９
ａ、３９Ｂをテーパローラに構成し、その電池パッケー
ジ１１の左右両側部分１１ｃの矢印ａ方向への押圧力を
向上させるようにすることもできる。

【００２２】このように構成された外形寸法成型装置３
１によれば、図１４で説明したように、従来のように、
電池パッケージ１１のサイドシール部分の内側に沿って
平行状の折り目１９を入れる必要がない。従って、電池
パッケージ１１の軟質素材の強度が阻害されるような無
理な力をかけることなく、その幅寸法Ｗを高精度に安定
して成型することができる。

【００２３】そして、この外形寸法成型装置３１によれ
ば、図８に示すように、成型前（フォーシング前）の状
態では幅寸法Ｗが約３４．８３ｍｍ〜約３５．２５ｍｍ
までの大きなバラツキがあったものが、成型後（フォー
ミング後）は約３４．６７ｍｍ〜約３４．９２ｍｍの範
囲の規定寸法に高精度に成型できた。

【００２４】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明は上記した実施の形態に限定されることな
く、本発明の技術的思想に基づいて各種の変更が可能で
ある。

【００２５】

【発明の効果】以上のように構成された本発明の電池の
外形寸法成型装置は、次のような効果を奏することがで
きる。電池の外形寸法成型装置は、ほぼ方形状に構成さ
れた軟質素材の電池パッケージを有する電池を成型台上
に水平状に載置してストッパーで位置決めし、その成型
台に対してスライド駆動されるスライダーの両側面成型
ローラで電池パッケージの左右両側面を機械的に平行状
に成型するようにしたので、軟質素材の電池パッケージ
に無理な力を加えることなく、安全に、精度良く、か
つ、簡単に成型することができる。従って、電池パッケ
ージを傷つけたり、内部のコイル状電極を破損すること
がない。スライダーの往復動作で計２回の成型を行える
ので、短時間で、効率良く成型できる。スライダーの往
復動作で計２回の成型ができるので、電池の幅寸法の安
定度が向上する。成型台の両側で両側面成型ローラを往
復動させる構造は、外形寸法成型装置の幅寸法を小さく
することができて、この外形寸法成型装置を電池の製造
ライン上にコンパクトに配置することができて、スペー
スファクターの向上を図ることができる。スライダーで
両側面成型ローラを往復動させる構造は簡単であり、コ
ストダウンを図ることができる上に高い信頼性が得られ
る。上部押えによって電池の上部を押えること及び／又
はスライダーに取り付けられた上部押えローラによって
電池の上部を押えながら、両側面成型ローラによって電
池の幅寸法を成型することにより、その成型時における
電池の浮きや上下の遊びをなくして、電池の幅寸法をよ
り一層高精度に安定して成型することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明をリチウムポリマー電池の外形寸法成
型装置に適用した実施の形態における要部（図４のＡ−
Ａ矢視状態）を示した側面図である。

【図２】 同上の外形寸法成型装置の成型台への電池の
移載動作を示した斜視図である。

【図３】 同上の成型台への電池の移載完了を示した斜
視図である。

【図４】 同上の成型台への電池の移載完了後における
電池の左右両側部分の成型動作を示した斜視図である。

【図５】 同上の外形寸法成型装置の要部の平面図であ
る。

【図６】 同上の外形寸法成型装置の図５のＢ−Ｂ矢視
での断面図である。

【図７】 同上の外形寸法成型装置の変形例を示した図
１と同様の側面図である。

【図８】 同上の外形寸法成型装置による電池の幅寸法
の成型精度を説明するグラフである。

【図９】 同上の外形寸法成型装置全体の側面図であ
る。

【図１０】 図９の平面図である。

【図１１】 図９の正面図である。

【図１２】 従来のリチウムポリマー電池の製造工程に
おける初期段階部分と従来の画像処理による製品検査方
法を説明する図面である。

【図１３】 同上の電池の製造工程における中間段階部
分を説明する図面である。

【図１４】 同上の電池の製造工程における最終段階部
分を説明する図面である。

【図１５】 同上の電池の製造工程における仕上げ段階
部分を説明する図面である。

【図１６】 同上の製造工程によって製造された電池の
斜視図である。

【図１７】 図１６の電池の平面図及び正面図である。

【符号の説明】

１は外装材である電池パッケージ、１１ｃは電池パッケ
ージの左右両側面である左右両側部分、１８はリチウム
ポリマー電池、３１は外形寸法成型装置、３２は成型
台、３３、３４はストッパー、３５は電池位置決め部、
３６はスライダー、３８は駆動シリンダー、３９は両側
面成型ローラ、４０は上部押えローラ、４１は上部押
え、４２は駆動シリンダー、Ｗは電池の幅寸法である。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年３月３０日（２００１．３．３
０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】ところで、この種電池１８は、電池パッケ
ージ１１の特に幅寸法Ｗを携帯電話メーカが希望する寸
法に成型して出荷する必要がある。しかし、この種電池
１８の外装材はアルミニウムフィルムに合成樹脂フィル
ムをラミネートしたアルミニウムラミネートフィルムか
らなる軟質素材の電池パッケージ１１で構成されてい
て、更に、その電池パッケージ１１の左右両側部分１１
ｃはコイル状電極収納部１２の左右両側に垂直状で、平
行状に立ち上げたように折り曲げ加工されていることか
ら、図１６及び図１７のように、この電池パッケージ１
１の特に幅寸法Ｗの管理が難しかった。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】そこで、従来は、図４に示す、両側折り曲
げ加工（Side Forming）の実行前に、図１４、図１６及
び図１７の（Ｂ）に示すように、電池パッケージ１１の
サイドシール１７部分の内側に沿って平行状の折り目１
９を入れた後、両側折り曲げ加工（Side Forming）によ
って、電池パッケージ１１の左右両側面である左右両側
部分１１ｃを１８０°ずつ２回に亘って上側である
矢印ａ方向に順次折り曲げて、その左右両側部分１１ｃ
を二重構造にしてコイル状電池収納部１２の左右両側位
置に垂直状で、平行状に立ち上げていた。

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１４】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１６】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１７】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ほぼ方形状に構成された軟質素材の電池パ
   ッケージを有する電池の外形寸法成型装置であって、 上記電池が水平状に載置されて、ストッパーによって位
   置決めされる成型台と、 上記成型台に対してスライド駆動されて、上記電池パッ
   ケージの両側面を平行状に成型する両側面成型ローラを
   備えたスライダーとを備えたことを特徴とする電池の外
   形寸法成型装置。
2. 【請求項２】上記成型台上の電池の上部を押える上部押
   えを備えたことを特徴とする請求項１に記載の電池の外
   形寸法成型装置。
3. 【請求項３】上記スライダーに取り付けられて上記電池
   の上部を押える上部押えローラを備えたことを特徴とす
   る請求項１又は請求項２に記載の電池の外形寸法成型装
   置。
4. 【請求項４】上記電池がアルミニウムラミネートフィル
   ムで構成された電池パッケージを有するリチウムポリマ
   ー電池であることを特徴とする請求項１に記載の電池の
   外形寸法成型装置。