JP2011076861A - リード部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁フィルムとリード線の間または絶縁フィルム同士の間に気泡が残らないリード部材の製造方法を提供する。
【解決手段】平形導体１２の長手方向の一部分に、平形導体幅より広い幅の絶縁フィルム１３を、基台１５に押圧ゴム１６を接合した加熱加圧具１４の押圧面１６ａで押し当てて、平形導体１２の両面に貼り付けるリード部材の製造方法である。前記の押圧ゴム１６の絶縁フィルム１３を押す押圧力が、平型導体１２の長手方向に沿って中央部分で大きく端部分で小さくされていることを特徴とする。また、加熱加圧具の基台１５は平形導体１２の長手方向で中央部分が高くされた曲面１５ａを有し、押圧ゴム１６は基台１５の曲面に沿って接合され外側の押圧面１６ａが平坦にされている。
【選択図】図２

Description

本発明は、非水電解質電池のリード端子などに用いられるリード部材の製造方法に関する。

非水電解質電池のリード端子は、例えば、特許文献１に開示のように、アルミまたは銅などの平形導体が用いられ、この導体の中間部分を絶縁フィルムで覆ってリード部材とし、電池の封入袋体に封着している。
図４は、上記のリード部材１の概略を示したもので、平形導体からなるリード線２を挟んで絶縁フィルム３が貼り付けられている。絶縁フィルム３は、リード線２との密着封止を形成する融点の低い絶縁層３ａと、封入袋体（外装体）との密着封止を形成する絶縁層３ａよりは高い融点の絶縁層３ｂからなっている。

上述の絶縁フィルム３は、絶縁層３ａが互いに向き合うように内側にして、リード線２の中間部分に両面から加熱加圧具により押し付けられて、絶縁層３ａの軟化溶融によりリード線２に密着されると共に、リード線の横幅からはみ出る部分が互いに融着して、リード線２の中間部分の外周部を完全に覆っている。絶縁フィルム３の外側の絶縁層３ｂは、電池の封入袋体の封入部でヒートシールされて封止される。

特許３５０５９０５号明細書

上述したリード部材１を製造する場合、例えば、図５に示すような方法で、リード線２と絶縁フィルム３との貼り付けが行なわれる。４は加熱加圧具で、加熱ヒータ（図示せず）により所定の温度になるように加熱される。加熱加圧具４は、金属性の基台５に押圧ゴム６に接着一体化した構造のもので、押圧ゴム６の外面の押圧面６ａで絶縁フィルム３をリード線２に押し付ける。
しかしながら、絶縁フィルムがリード線に押し付けられるときに絶縁フィルムとリード線の間または絶縁フィルム同士の間に気泡が残り、完全に密着されないという問題があった。

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、絶縁フィルムとリード線の間または絶縁フィルム同士の間に気泡が残らないリード部材の製造方法の提供を目的とする。

本発明によるリード部材の製造方法は、平形導体の長手方向の一部分に、平形導体幅より広い幅の絶縁フィルムを、基台に押圧ゴムを接合した加熱加圧具の押圧面で押し当てて、平形導体の両面に貼り付けるリード部材の製造方法である。前記の押圧ゴムの絶縁フィルムを押す押圧力が、平型導体の長手方向に沿って中央部分で大きく端部分で小さくされていることを特徴とする。また、加熱加圧具の基台は平形導体の長手方向で中央部分が高くされた曲面を有し、押圧ゴムは基台の曲面に沿って接合され外側の押圧面が平坦にされている。なお、押圧ゴムの中央部分の厚さと両端部分の厚さの差は、平形導体の長手方向の押圧ゴム長さの「１／４０〜１／１０」倍であり、また、押圧ゴムのショアＡ硬度が「６０〜８０」とすることが好ましい。
また、押圧ゴムの押圧面が、平型導体の長手方向で中央部分が高くされた曲面で形成されているようにしてもよい。

本発明の製造方法によれば、絶縁フィルムとリード線の間または絶縁フィルム同士の間に気泡が残らない。さらに、加熱加圧具の基台がリード線の長手方向の中央部分で高くされた曲面を有し、押圧ゴムが前記基台の曲面に沿って接合され外側の押圧面が平坦にされているものであれば、加熱加圧具をバラツキの少ない高精度で、しかも安価に作製することができる。これにより、絶縁フィルムとリード線の間または絶縁フィルム同士の間に気泡が残らないリード部材を低コストで製造することが可能となる。

本発明の概略を説明する図である。 本発明における加熱加圧具の実施形態を説明する図である。 本発明における加熱加圧具の他の実施形態を説明する図である。 リード部材の概略を説明する図である。 従来技術とその課題を説明する図である。

図により本発明の実施の形態を説明する。図１において、１２はリード部材のリード線となる平形導体、１３はリード部材の封止部を形成する絶縁フィルム、１４は絶縁フィルム１３を平形導体１２に貼り付ける加熱加圧具である。平形導体１２は、例えば、所定の間隔で複数本を平行一列に並べた状態で、間欠的に連続供給される。絶縁フィルム１３は、テープ状にしたものを平行に並べられた複数本の平形導体１２に直交して平形導体１２を両面から挟むように供給される。

平形導体１２は、その使用形態に応じて種々のものが用いられるが、例えば、非水電解質電池の正極用にはアルミ導体またはその合金導体、負極用には銅導体もしくはその合金導体または表面をニッケルメッキした銅導体を使用し、導体厚さ１００μｍ、導体幅３ｍｍ程度の形状のものが用いられる。

絶縁フィルム１３には、図４で説明したように、平形導体１２との密着封止を形成する融点の低い絶縁層と、外装体との密着封止を形成する高い融点の絶縁層との２層からなる、幅１５ｍｍ程度（平形導体の長手方向の長さ）のテープ状のものを用いることができる。前記の融点の低い絶縁層は、例えば、酸変成低密度ポリエチレン（融点１１０℃）で形成し、融点の高い絶縁層は、例えば、エチレンビニルアルコール重合体（エチレン比率４４％、融点１６５℃）で形成することができる。

絶縁フィルム１３が複数本の平形導体１２の両面に、後述する加熱加圧具１４で貼り付けられた後、絶縁フィルム１３は各平形導体１２間で分断される。また、絶縁フィルム１３が貼り付けられた平形導体１２は、絶縁フィルム１３が所定の位置になるように分断することで、図３に示したようなリード部材の単品とされる。

加熱加圧具１４は、金属等の材料からなる基台１５と、弾性を有するラバーからなる押圧ゴム１６とを接着等により一体化して形成される。加熱加圧具１４は、複数本の平形導体１２を挟んで貼り付けられる絶縁フィルム１３の全面を加熱加圧することが可能な接触面を有している。図では、説明を容易にするため、加熱機構や加圧機構を省いた状態で示しているが、加熱加圧具１４には、押圧面が所定の温度に加熱されるヒータ装置や所定の圧力で押圧するプレス装置等を備えている。

図２は、加熱加圧具１４による本発明による加熱加圧方法の一例を説明する図である。加熱加圧具１４は、基台１５と押圧ゴム１６により構成することは、図５で説明したのと同様であるが、本発明においては、基台１５の押圧ゴム１６との接合面１５ａを円弧状の曲面としている点が異なる。基台１５の接合面１５ａの円弧状曲面は、平形導体１２の長手方向に沿って中央部分に頂部を有する円弧（断面がかまぼこ形）に形成される。

一方、押圧ゴム１６の基台１５との接合面１６ｂは、接合面１５ａに倣うように予め成形しておいてもよいが、フラットな面を基台の接合面１５ａの曲面に密接するように湾曲変形させるようにしてもよい。そして、押圧ゴム１６の押圧面１６ａは、加圧を加えないフリーな状態でフラットになるようにされる。フラットな押圧面１６ａは、予め成形等で形成しておいえもよいが、押圧ゴム１６を基台１５に接合した後に、機械研磨するなどの加工によりフラットにしてもよい。

上記のように構成された加熱加圧具１４によれば、押圧ゴム１６は、中央部分の厚さが薄く、その両側で厚みが増した状態となる。
なお、製造の対象とされるリード部材自体は、図３で説明したのと同様のもので、平形導体１２の両面に絶縁フィルム１３を配し、上述の加熱加圧具１４で加熱加圧して貼り付け固定される。

絶縁フィルム１３の表面に押圧ゴム１６の押圧面１６ａを当てて加圧すると、押圧ゴム１６は厚さ方向に均一に圧縮変位するので、厚みの薄い中央部分は大きな圧縮率となり、両側の端部分は、中央部分より圧縮率が小さく、中央部分よりは小さい押圧力となる。このため、中央部分は両側の端部分より大きな押圧力を呈し、絶縁フィルム１３への押圧力は、中央から両側に向けて負の勾配が生じる。この結果、絶縁フィルム１３と平形導体１２との間の気泡１７（径が０.５ｍｍ以上のもの）を排出しやすく、気泡残りのない密着した状態で接着させることができる。すなわち、押圧ゴムの外面を円弧状の曲面にして押圧するのと同等ないしはそれ以上の効果をもたらすことができる。

他方、上記の加熱加圧具１４は、基台１５が鋳造や機械加工が容易な金属等で作製可能なため、円弧状の接合面１５ａの形成は容易で、精度の高いものでも比較的安価に得ることができる。これに接合する押圧ゴム１６は、その接合面１６ｂを特に高い精度で形成する必要がなく、基台１５の円弧状の接合面１５ａに適当な形状のゴム部材を接合した後、ゴム部材の外面をフラットな面に加工する。ゴム部材の外面をフラットにするには、機械加工で行なうことができるので加工精度も容易に高めることができて、しかも安価に作製することができる。

なお、押圧ゴム１６は、加熱加圧により劣化するので、基台１５に対して交換可能に接着等で貼り付けられているのが好ましい。また、押圧ゴム１６は、平形導体１２の長手方向の長さＬが２０ｍｍ〜４０ｍｍで、このときの押圧ゴム１６の厚さが薄い中央部分の厚さＤ１は、１ｍｍ〜２ｍｍ程度で、両側の最も厚い部分の厚さＤ２は３ｍｍ程度で、厚い部分と薄い部分の差Ｓ（＝Ｄ２−Ｄ１）は、試験結果からは「１ｍｍ〜２ｍｍ」程度が好ましかった。すなわち、押圧ゴムの厚さの差Ｓは、平形導体長手方向の押圧ゴム長さＬの「１／４０〜１／１０」倍となるようにするのが好ましい。

上記構成の加熱加圧具は、１００ｋＰａ〜５００ｋＰａの力（Ｆ）で、１〜２０秒程度加圧される。この加圧により、絶縁フィルム１３と平形導体１２との間の気泡１７が押出され排出される。なお、押圧ゴム１６の硬度によっては、絶縁フィルム１３と平形導体１２との間の気泡１７の排出が十分でない場合がある。長さ９ｍｍ（平形導体の長さ方向）、幅３ｍｍの絶縁フィルム１３を平形導体１２の両面に加熱加圧して貼り付けた。

押圧ゴム１６は、上記のゴム長さＬが２０ｍｍ、薄い部分のＤ１が１ｍｍ、厚い部分のＤ２が３ｍｍで、ショアＡ硬度が「８０」では、気泡１７（径が０.５ｍｍ以上のものを対象）の残存率０％であった。ゴム長さＬが３０ｍｍ、薄い部分のＤ１が１ｍｍ、厚い部分のＤ２が２ｍｍ、ショアＡ硬度が「６０」では、気泡１７の残存率５％であった。ショアＡ硬度が「６０」未満では、気泡残存率が５％超となる可能性があり、押圧ゴム１６はショアＡ硬度が「６０〜８０」の範囲が好ましい。

図３は、他の実施形態を説明する図で、加熱加圧具１４’は図２の例と同様に、金属等の材料からなる基台１５’と、弾性を有するラバーからなる押圧ゴム１６’とを接着等により一体化して形成される。加熱加圧具１４’は、複数本の平形導体１２を挟んで貼り付けられる絶縁フィルム１３の全面を加熱加圧することが可能な接触面を有し、押圧面が所定の温度に加熱されるヒータ装置や所定の圧力で押圧するプレス装置等を備えている。

基台１５’と押圧ゴム１６’との接合面を平坦とし、押圧面１６ａ’は、平形導体１２の長手方向に沿って中央部分に頂部を有する円弧状の曲面（断面がかまぼこ形）で形成される。この構成で、絶縁フィルム１３の表面に押圧ゴム１６’の押圧面１６ａ’を当てて加圧すると、中央部分の押圧力が強く、両側の端部分に向かって弱く、中央から両側に向けて負の勾配が生じる。この結果、絶縁フィルム１３と平形導体１２との間の気泡１７を排出しやすく、図２の例と同様に気泡残りのない密着した状態で接着させることができる。

上述の押圧ゴム１６’のショアＡ硬度を「７０」とし、押圧ゴム１６’の平形導体長手方向の押圧ゴム長さＬを２０ｍｍ、中央部分の最大厚さＤ３を３ｍｍ、両側の端部分の厚さＤ４を１ｍｍとしたところ、気泡残存率は１０％であった。また、この形状の押圧ゴムの厚みのバラツキは０.２ｍｍであったが、特に実施上において問題にならない範囲である。なお、図２の実施形態で用いる押圧ゴム（中央部分の厚さを１ｍｍ、両側の厚さを３ｍｍ）では、押圧ゴムの厚みのバラツキは０.０３ｍｍであった。

本発明の比較例として、図５に示す押圧ゴム６のショアＡ硬度を「７０」とし、押圧ゴム６の平形導体長手方向の押圧ゴム長さを２０ｍｍ、押圧ゴムの厚さが２ｍｍの均一のものについて試験したところ、気泡残存率は２０％であった。すなわち、図２または図３の本発明の実施形態で示すように、加熱加圧具の押圧ゴムが絶縁フィルムを押す押圧力が、平型導体の長手方向に沿って中央部分で大きく端部分で小さくすることにより、残存気泡率を改善されることが確認された。

１２…平形導体、１３…絶縁フィルム、１４，１４’…加熱加圧具、１５，１５’…基台、１５ａ…接合面、１６，１６’…押圧ゴム、１６ａ，１６ａ’…押圧面、１６ｂ…接合面、１７…気泡。

Claims (5)

1. 平形導体の長手方向の一部分に、平形導体幅より広い幅の絶縁フィルムを、基台に押圧ゴムを接合した加熱加圧具の押圧面で押し当てて、前記平形導体の両面に貼り付けるリード部材の製造方法であって、
   前記押圧ゴムの前記絶縁フィルムを押す押圧力が、前記平型導体の長手方向に沿って中央部分で大きく端部分で小さくされていることを特徴とするリード部材の製造方法。
2. 前記加熱加圧具の基台は前記平形導体の長手方向で中央部分が高くされた曲面を有し、前記押圧ゴムは前記基台の曲面に沿って接合され外側の押圧面が平坦にされていることを特徴とする請求項１に記載のリード部材の製造方法。
3. 前記押圧ゴムの中央部分の厚さと両端部分の厚さの差が、前記平形導体の長手方向の押圧ゴム長さの「１／４０〜１／１０」倍であることを特徴とする請求項２に記載のリード部材の製造方法。
4. 前記押圧ゴムのショアＡ硬度が「６０〜８０」であることを特徴とする請求項２または３に記載のリード部材の製造方法。
5. 前記押圧ゴムの押圧面が、前記平型導体の長手方向で中央部分が高くされた曲面で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のリード部材の製造方法。

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