JP2002313430A - 密閉型電池の製造方法 - Google Patents

密閉型電池の製造方法

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JP2002313430A
JP2002313430A JP2001111559A JP2001111559A JP2002313430A JP 2002313430 A JP2002313430 A JP 2002313430A JP 2001111559 A JP2001111559 A JP 2001111559A JP 2001111559 A JP2001111559 A JP 2001111559A JP 2002313430 A JP2002313430 A JP 2002313430A
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JP
Japan
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battery
sealed
battery element
positive electrode
negative electrode
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JP2001111559A
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Yasuhisa Kojima
育央 小嶋
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Tokin Corp
Original Assignee
NEC Tokin Tochigi Ltd
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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
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • 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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池の厚みが一定で電池特性の優れた可撓性
の外装材によって封口した密閉型電池を提供する。 【解決手段】 電池要素を可撓性の外装材によって封口
した密閉型電池の製造方法において、正極電極および負
極電極をセパレータを介して巻回して作製した電池要素
を圧縮成形して扁平とした後に、電池要素の扁平面を膨
張を制限した状態で加熱乾燥し、次いで可撓性の外装材
によって封口する密閉型電池の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は可撓性外装材によっ
て封口された密閉型電池に関するものであり、とくに帯
状の集電体上に活物質層を形成した電池電極をセパレー
タを介して対向させて巻回した巻回型の電池要素を有す
る密閉型電池に関する。
【0002】
【従来の技術】巻回型の電池要素を用いた電池は、帯状
の集電体上に活物質含有スラリーを塗布して形成した正
極電極および負極電極を、セパレータ/負極電極/セパ
レータ/正極電極の順に積層し、正極電極を内側として
巻回して電池要素を製造している。そして、得られた電
池要素を電池缶に収納したり、あるいは可撓性の外装材
によって封口することが行われている。携帯型の電池使
用機器には内部に無効な空間を設けないようにすること
が行われている。電池使用機器においては、一般には直
方体状の電池収納部が用いられている。このような直方
体状の形状の機器の電池収納部においては、円筒形状の
電池では無効な容積が大きくなるという問題があった。
さらに、電池収納部の厚さによって円筒型の電池の径が
制限を受けるので、小型、あるいは薄型の機器において
は、円筒型の電池に代えて、厚みの薄い角柱状の密閉型
電池が用いられている。
【0003】帯状の電池電極とセパレータとを積層して
巻回装置によって製造した巻回体は、巻回直後には軸方
向に垂直な断面形状が楕円型の中央部が膨らんだ形状の
ものとなる。このために、電池要素を角型の電池缶に収
納する場合には扁平に成形を行うことが必要である。ま
た、可撓性の外装材を用いて封口した密閉型電池におい
ても、同様に成形を行った後に可撓性の外装材によって
角柱状に封口を行っている。成形は、楕円柱型に膨らん
だ部分を押圧して扁平な角柱状としている。また、電池
の組立においては、成形が完了した電池要素を電池缶内
に収納した後に乾燥工程において加熱乾燥し、電池要素
から水分を除去した後に電解液を注入し、さらに導電接
続タブ等を接合した後に、電解液を注入し封口をするこ
とが行われる。電池要素を電池缶に入れた状態で加熱乾
燥を行った場合には、電池要素は周囲から電池缶によっ
てしっかり保持されているので、加熱乾燥時には歪み等
が生じる可能性はない。
【0004】ところが、可撓性の外装材を用いた電池に
おいては、可撓性の外装材によって封口する前に電池要
素を加熱乾燥すると、電池要素は周囲から保持されてい
ないので、加熱乾燥時の温度によって電池要素が歪んだ
り、あるいは膨れたりすることがあり、そのような電池
要素を可撓性の外装材によって封口した場合には、その
後の充放電においても電池の膨れが大きくなったり、あ
るいは電池の特性に問題が生じることがあった。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明は、可撓性の外装材によっ
て封口しても、大きく膨らむことがなく、厚みが一定で
電池の特性が均質な密閉型の電池を提供することを課題
とするものである。
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、電池要
素を可撓性の外装材によって封口した密閉型電池の製造
方法において、正極電極および負極電極をセパレータを
介して巻回して作製した電池要素を圧縮成形して扁平と
した後に、膨張を制限した状態で加熱乾燥し、次いで可
撓性の外装材によって封口する密閉型電池の製造方法に
よって解決することができる。加熱乾燥が一定の長さの
治具内に電池要素の少なくとも1個を装着して所定の時
間加熱を行う前記の密閉型電池の製造方法である。ま
た、加熱乾燥が少なくとも1個の電池要素を積層した状
態で一定の圧力を加える前記の密閉型電池の製造方法で
ある。正極電極、負極電極のいずれもが、導電タブを最
外周部に設けた前記の密閉型電池の製造方法である。リ
チウムイオン電池である前記の密閉型電池の製造方法で
ある。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の電池の製造方法は、長尺
の電池要素を可撓性の外装材によって封口した密閉型電
池の製造方法において、電池要素の加熱乾燥を電池要素
の膨張を制限した状態で行うことにより電池要素の歪
み、膨れ等の現象を招くことなく乾燥が可能であること
を見出したものである。本発明において、膨張を制限し
た状態は、成形後の電池要素の厚みと同じ大きさの保持
具に装着した状態であって電池要素を圧縮しない状態、
および成形後の電池要素を所定の大きさに圧縮した状態
の両者を意味する。
【0007】以下に図面を参照して本発明を説明する。
図1は、本発明の電池の製造方法を説明する図である。
正極電極と負極電極をセパレータを介して巻回した電池
要素を成形し、扁平な電池要素1を作製した後に、電池
要素1を電池要素保持板21、22によって両側から保
持し、コの字状の挟持体3によって電池要素保持板2
1、22を電池要素1に密着して押圧した状態で加熱乾
燥を行うものである。
【0008】図2は、本発明の他の実施例を説明する図
である。図2(A)に示す例では、正極電極と負極電極
をセパレータを介して巻回した電池要素を扁平に成形し
た後、扁平な電池要素1の複数個を積層した状態で、電
池要素の積層体を電池要素保持板21、22によって両
側から保持し、コの字状の挟持体3によって電池要素保
持板21、22を電池要素1に密着して押圧した状態で
加熱乾燥を行うものである。電池要素保持板21および
22の間の間隔は、電池要素の厚さと一度に挟持する電
池要素の個数によって設定することができる。具体的に
は、間隔は電池要素の1個の厚みと個数の積に設定する
ことができるが、間隔が大きくなると効果がなく、一
方、間隔が小さいと加熱時に電池要素に大きな力が加わ
るために電池要素を損傷を与えるおそれがある。したが
って、間隔の誤差は+0%、−5%程度の値とすること
が好ましい。
【0009】図2(B)に示す例は、正極電極と負極電
極をセパレータを介して巻回した電池要素を扁平に成形
した後、扁平な電池要素1の複数個を積層して保持装置
4に装着し、ねじ5によって位置調整可能な電池要素保
持板2によって保持した状態で加熱乾燥を行うものであ
る。この装置の場合には、ねじによって調整が可能であ
るので、任意の個数の電池要素の乾燥が可能となり、ま
た保持する圧力の調整も可能となる。
【0010】図2(C)に示す例では、図2(B)に示
すねじに代えて電池要素保持板2をバネ6によって押圧
して保持するものであり、反発力が異なるバネを用いる
ことによって電池要素の積層数、保持する圧力が異なる
場合にも対応することが可能となる。
【0011】本発明の電池の製造方法は、各種のリチウ
ムイオン電池、ポリマーリチウム電池等の非水電解液を
を用いた各種の密閉型電池に適用することができる。リ
チウムイオン電池を例に挙げて説明すると、正極電極は
帯状のアルミニウム箔に、LixMO2(ただしMは、少
なくとも1の遷移金属を表す。)である複合酸化物、例
えば、LixCoO2、LixNiO2、LixMn24
LixMnO3、LixNiyCo(1-y)O2などを 、カー
ボンブラック等の導電性物質、ポリフッ化ビニリデン
(PVDF)等の結着剤をN−メチル−2−ピロリドン
(NMP)等の溶剤とを分散混練した調製した正極塗料
が本発明の塗布装置によって塗布される。片面の塗布が
終わったものは乾燥後に反対面も同様に塗布し、両面を
塗布される。
【0012】また、負極電極は、帯状の銅箔等の表面
に、リチウムをドープ及び脱ドープ可能な、熱分解炭素
類、ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス
などのコークス類、グラファイト類、ガラス状炭素類、
フェノール樹脂、フラン樹脂などを焼成した有機高分子
化合物焼成体、炭素繊維、活性炭などの炭素質材料、ポ
リアセチレン、ポリピロール等の導電性高分子材料をカ
ーボンブラックなどの導電性物質、ポリフッ化ビニリデ
ン(PVDF)等の結着剤をN−メチル−2−ピロリド
ン(NMP)等の溶剤とを分散混練した調製した負極塗
布液を本発明の塗布装置によって塗布される。片面の塗
布が終わったものは乾燥後に反対面も同様に塗布し、両
面を塗布される。なお、負極電極にあっては、巻回して
電池要素を作製した場合に片面が正極活物質層に対向し
ない部分にあっては、片面のみに負極活物質層を形成し
ても良い。次いで、負極電極および正極電極に負極導電
タブおよび正極導電タブを、超音波溶接、抵抗溶接等の
方法によって接合した後に、巻回装置で巻回し、巻止め
テープによって電池要素を固定した後に、扁平に成形し
て本発明の方法によって加熱乾燥を行った後に、可撓性
の外装材によって封口して電池を製造することができ
る。
【0013】本発明の密閉型電池に使用することができ
る外装材としては、アルミニウム箔の電池内面に位置す
る面にポリエチレン、ポリプロピレン、アイオノマー、
エチレン−メタクリレート共重合樹脂、エチレン−(メ
タ)クリレート共重合樹脂、などの熱可塑性樹脂層を接
着剤層を介して、あるいは接着剤層を用いずに熱融着に
より貼り合わせ、反対側にはポリエチレンテレフタレー
ト等のポリエステル樹脂、あるいはナイロン樹脂等を積
層したものが用いられる。また、内面のポリエチレン、
ポリプロピレン等の接合面から水分が電池容器内に浸入
すると、電解質として使用されているLiPF6 等が分
解してフッ化水素酸が生成し、電池活物質への悪影響
や、外装材のアルミニウムの腐食等の問題も生じるため
に封口面の性能を長期にわたって維持することは極めて
重要である。封口面の熱融着特性の改善のために、内面
のフィルムには、融着特性が良好な未延伸ポリエチレン
フィルムを用いても良く、また、少なくとも封口面に
は、マレイン酸変成オレフィン樹脂層を形成したもので
あってもよい。さらに、正極導電タブおよび負極導電タ
ブと外装材が接触する部分には、予めマレイン酸オレフ
ィン等を塗布して表面処理したり、マレイン酸オレフィ
ンフィルム等で被覆し外装材との接合強度を高めたもの
であっても良い。
【0014】また、本発明の電池の製造方法は、可撓性
の外装材によって封口した電池であれば、任意の電池に
適用することができるが、特に、正極電極に接続する正
極導電タブおよび負極電極に接続する負極導電タブをそ
れぞれの電極の最外周部に設けた電池要素に適用するこ
とが好ましい。
【0015】このような電池要素においては、電池要素
の中心部には正極導電タブ、負極導電タブのいずれもが
存在していないので、電池要素の中心部においては巻歪
み等は生じず、電池要素はより扁平なものとすることが
可能となり、加熱乾燥時にはその形状を安定に保持する
ことができ、形状特性の優れた密閉型電池を得ることが
できる。そして、電池要素を封口する際には、正極導電
タブおよび負極導電タブは、実質的に同一平面に位置し
ているので、正極導電タブおよび負極導電タブのいずれ
も、折り曲げ加工等をすることなく、同一平面において
外装材を用いて封口することができる。
【0016】
【実施例】以下に実施例を示し、本発明を説明する。 実施例1 リチウムマンガン複合酸化物を含有する正極電極と炭素
質材料を含有する負極電極を、セパレータ/負極電極/
セパレータ/正極電極の順に積層した後に、正極電極を
内側にして巻回した電池要素を扁平に成形し、平均厚さ
4.8mmの電池要素を20個作製した。次いで、電池
要素を4.7mmに圧縮して膨張を制限した状態で、9
0℃において20時間の加熱乾燥処理を行った。得られ
た電池要素は、平均厚み4.7mmで標準偏差は、0.
014であった。次いで、電池要素を可撓性の外装材に
よって封口した後に電池の充電を行い、充電後の電池の
厚みを測定したところ、厚みが平均5.24mmの密閉
型電池を得ることができた。また、これらの結果を、図
3の電池要素および電池の厚みの変化を縦軸に示す図に
おいて、図3(A)で示す。
【0017】比較例1 電池要素の加熱乾燥処理を、保持具を用いて膨張を制限
しなかった点を除いて実施例1と同様にして、20個の
密閉型電池を製造したところ、乾燥後の電池要素の厚み
は平均で5.2mmであり、標準偏差は0.135であ
った。次いで、電池要素を可撓性の外装材によって封口
した後に電池の充電を行い、充電後の電池の厚みを測定
したところ、平均5.36mmであり、保持具を用いて
膨張を制限しなかった場合に比べて厚みが大きく、また
標準偏差も0.04と保持具を用いた場合の倍の大きさ
であった。また、これらの結果を、図3の電池要素およ
び電池の厚みの変化を縦軸に示す図において、図3
(B)で示す。
【0018】
【発明の効果】本発明の電池は、電池要素の加熱乾燥時
において、熱歪み等の問題を生じることがなく、形状が
安定したものを得ることができるので、特性の優れた可
撓性電池を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の電池の製造方法を説明する図
である。
【図2】図2は、本発明の他の実施例を説明する図であ
る。
【図3】図3は、本発明の実施例、比較例の電池要素お
よび電池の寸法の変化を説明する図である。
【符号の説明】
1…電池要素、2、21、22…電池要素保持板、3…
挟持体、4…保持装置、5…ねじ、6…バネ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H011 AA09 CC10 DD13 FF02 GG09 HH11 5H028 AA07 BB04 BB05 BB07 BB15 CC12 CC22 HH06 5H029 AJ14 AK03 AL06 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ14 CJ02 CJ03 CJ05 CJ07 DJ02

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電池要素を可撓性の外装材によって封口
    した密閉型電池の製造方法において、正極電極および負
    極電極をセパレータを介して巻回して作製した電池要素
    を圧縮成形して扁平とした後に、膨張を制限した状態で
    加熱乾燥し、次いで可撓性の外装材によって封口するこ
    とを特徴とする密閉型電池の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006252831A (ja) * 2005-03-09 2006-09-21 Toyota Motor Corp 二次電池の製造方法、二次電池の制限治具、二次電池の充放電装置、及び二次電池の充電装置
US8541123B2 (en) 2008-12-16 2013-09-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Secondary battery, battery assembly, and vehicle equipped with the secondary battery
CN105762405A (zh) * 2016-05-20 2016-07-13 宁德时代新能源科技股份有限公司 电芯以及该电芯的形成方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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