JP2011165475A - 二次電池、二次電池の製造装置および製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電極端子8と、並んで配置された複数の電極板4と、前記電極端子と前記複数の電極板4とにその両端が接合され、当該電極端子と複数の電極板4とを電気的に接続する積層された複数の接続板材7と、を具備し、前記積層された複数の接続板材7は、前記電極端子と前記複数の電極板4との間において蛇行状に折畳まれてなることを特徴とする二次電池1。
【選択図】図4
Description
また、折曲げを考慮して個々の電極リード107の長さを予め変えておくことで、損傷を防止することができるが、部品点数の増加や結束作業の困難性から生産性の悪化が懸念される。
本発明の二次電池は、電極端子と、並んで配置された複数の電極板と、前記電極端子と前記複数の電極板とにその両端が接合され、当該電極端子と複数の電極板とを電気的に接続する積層された複数の接続板材と、を具備し、前記積層された複数の接続板材は、前記電極端子と前記複数の電極板との間において蛇行状に折畳まれてなることを特徴としている。
前記第1および第2の接続板材を前記積層の方向である第1の方向に折り曲げる第1の押さえ機構と、前記第1の押さえ機構が折り曲げた前記第1および第2の接続板材を、前記電極板の面方向であって前記面から外向きの第2の方向に折り曲げる第2の押さえ機構と、前記第2の方向に折り曲げられた前記第1および第2の接続板材の端部に前記第1の方向から前記電池蓋に固定された前記電極端子を当接し、前記電極端子と前記第1および第2の接続板材とを接続する電池蓋接続機構と、前記電池蓋を支える電池蓋固定機構と、前記電極端子と接続された前記第1および第2の接続板材を、前記第1の方向とは逆方向の第3の方向に折り曲げる第3の押さえ機構と、を有し、
前記第3の押さえ機構と前記電池蓋固定機構とが共同して動作することで、前記電池蓋の面を前記第1の方向と平行に配置し且つ前記電池蓋と前記第1および第2の電極ユニットとの間に前記当接された部分が配置されることを特徴とする。
なお、図12は後述のステップS4以降で用いる電極リード7の束の折畳み装置50を示す。当該折畳み装置50は3つの押さえ機構25、26、27と電池蓋固定機構30とを備える。押さえ機構25、26、27はそれぞれ押さえ部材21、22、211を有する。アクチュエータ23、24は±X方向に、アクチュエータ212は±Z方向に進退できるようになっている。また、電池蓋固定機構30はY軸周りに回転しつつXおよびZ方向に移動可能となっている。
電極タブ5と電極リード7との電気的な接続の前に準備工程を行う。具体的には、図6に示すように、先ず、電極ユニット10毎に電極板4の+Z方向の端縁から突出する複数の電極タブ5は、押さえ部材20により電極ユニット10の−X方向に寄せて束ねられる。
図6に示すように、電極ユニット10毎に電極タブ5の束と該電極ユニット10と対応する電極リード7とを接合し、電気的に接続させる。電極タブ5と電極リード7との接合は超音波接合等により行う。
図7に示すように、電極リード接合工程で電極リード7がそれぞれ電極タブ5に接合された複数の電極ユニット10をX方向に積層し、固縛部材11により固縛する。なお、この電極板ユニット積層工程は、ステップS1およびステップS2の前に行ってもよい。
続いて図8に示すように、各電極ユニット10の電極リード7を押さえ部材21により−Z方向に押さえ付けながら、各電極タブ5の束を電極板4の積層方向である+X方向に折曲げる。その結果、電極リード7は+X方向に束ねられる。ここで、押さえ部材211は電極体15の脇に配置され、ステップS5での動作に向けて待機している。
そして図9に示すように、電極体15の脇に配置された押さえ部材211を+Z方向へ移動させることで、電極リード7の束は押さえ部材21の+X方向縁端位置で+Z方向に折曲げられ、その先端側が+Z方向に沿って配設された状態となる。
次に図9に示すように、電極リード7の束を電池蓋3に設けられた電極端子8に接合して電気的に接続する。この接合は、例えばリベット止めで行われる。具体的には、+Z方向に折曲げられた電極リード7の束を新たに折曲げることなく、当該束の端部の−X方向側と電池蓋3の内側にある電極端子8の端子面とを接合する。
なお、接合作業を容易とするために、電極端子8と接合される前に電極リード7の束の端部を所定位置で切り揃え、切り揃えた当該端部を予め一体となるよう接合または固縛しておいてもよい。
そして図10に示すように、押さえ部材21を固定した状態で、+Z方向にやや上方で押さえ部材21と平面的に重なるように押さえ部材22を+X方向から−X方向に挿入する。さらに、電池蓋3を支えて配置される電池蓋固定機構30が、押さえ部材21の動作と同期して−X方向から+X方向、+Z方向から−Z方向へと順次電池蓋3を押し出す。すると電池蓋3は、図10に示す矢印Pのように時計回りに90度回転しながら電極体15の積層方向に垂直な向きに移動する。このような位置に電池蓋3が向くことで、当接された部分が各電極ユニット10と電池蓋3との間に配置される。また、電池ケース2への電極体15の挿入および電池ケース2と電池蓋3との溶接が容易となる。
なお電極リード7は蛇行状に偶数回だけ(本例ではS字状となるように2回)折畳まれているが、電池ケース内での電極の安定性だけを考慮するのであれば、偶数回折畳むことに限定されず3回以上の奇数回折畳んでもよい。すなわち蛇行状に折畳まれていればよい。
電極の安定性のみならず、電極リード7と電極端子8等との接合部付近に発生するストレスを相殺して上記接合部における損傷を軽減・防止するためには、電極リード7を電極端子8と接合・固定した後に、偶数回だけ蛇行状に折畳む構成が望ましい。
折畳み装置50では、電極リード7を電極端子8と接合・固定した後に、2回だけ電極リード7を折り曲げてS字状とするよう押さえ機構25、26、27が配置されているが、3回以上の奇数回、もしくは4回以上の偶数回折り曲げて蛇行させる場合には、適宜、押さえ機構をさらに追加すればよい。
2 電池ケース
3 電池蓋
3a 電池蓋内面
4 電極板
41 正極板
42 負極板
5、105 電極タブ
51 正極タブ
52 負極タブ
6 セパレータ
7、107 電極リード
71 正極リード
72 負極リード
8、108 電極端子
81 正極端子
82 負極端子
9 スペーサ
10 電極ユニット
10a 電極ユニット上面
11 固縛部材
15 電極体
20、21、22、211 押さえ部材
23、24、212 アクチュエータ
25、26、27 押さえ機構
30 電池蓋固定機構
50 折畳み装置
Claims (5)
- 電極端子と、
並んで配置された複数の電極板と、
前記電極端子と前記複数の電極板とにその両端が接合され、当該電極端子と複数の電極板とを電気的に接続する積層された複数の接続板材と、を具備し、
前記積層された複数の接続板材は、前記電極端子と前記複数の電極板との間において蛇行状に折畳まれてなることを特徴とする二次電池。 - 前記積層された複数の接続板材は、前記電極端子と前記複数の電極板とに両端が固定された状態で、前記電極端子と前記複数の電極板との間において前記蛇行状に偶数回だけ折畳まれてなることを特徴とする請求項1に記載の二次電池。
- 前記接続板材は、前記電極板の一縁端に設けられた電極タブを複数束ねる電極リードであることを特徴とする請求項1または2に記載の二次電池。
- 積層された複数の電極板からなる第1および第2の電極ユニットと、一端が前記第1および第2の電極ユニットにそれぞれ対応して接続され且つ他端が電池蓋に固定された電極端子に接続された第1および第2の接続部材とを備えた二次電池の製造装置であって、
前記第1および第2の接続板材を前記積層の方向である第1の方向に折り曲げる第1の押さえ機構と、
前記第1の押さえ機構が折り曲げた前記第1および第2の接続板材を、前記電極板の面方向であって前記面から外向きの第2の方向に折り曲げる第2の押さえ機構と、
前記第2の方向に折り曲げられた前記第1および第2の接続板材の端部に前記第1の方向から前記電池蓋に固定された前記電極端子を当接し、前記電極端子と前記第1および第2の接続板材とを接続する電池蓋接続機構と、
前記電池蓋を支える電池蓋固定機構と、
前記電極端子と接続された前記第1および第2の接続板材を、前記第1の方向とは逆方向の第3の方向に折り曲げる第3の押さえ機構と、
を有し、
前記第3の押さえ機構と前記電池蓋固定機構とが共同して動作することで、前記電池蓋の面を前記第1の方向と平行に配置し且つ前記電池蓋と前記第1および第2の電極ユニットとの間に前記当接された部分が配置されることを特徴とする二次電池の製造装置。 - 積層された複数の電極板と電気的に接続された複数の接続板材の一方の端部を、電池蓋に設けられた電極端子に固定して電気的に接合する工程と、
前記接続板材が前記電極端子と固定された後に、前記接続板材を蛇行状に折畳む工程と、
を少なくとも含むことを特徴とする二次電池の製造方法。
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