JP2012114023A - 電極端子の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】高い生産性を有する電極端子の製造方法を提供する。
【解決手段】第1の工程は、金属板からなる複数の端子形成部11をそれぞれ等間隔に配置する工程である。第2の工程は、複数の端子形成部11のうちの少なくとも二つの端子形成部11に架かるように延び且つ複数の端子形成部11の表面と裏面とにそれぞれ配置されたシーラント部材20で複数の端子形成部11を挟み、シーラント部材20のうちの複数の端子形成部11の間に配置された接着部分22を接合することにより、複数の端子形成部11を連結する工程である。第3の工程は、複数の端子形成部11の間に配置されたシーラント部材20の接着部分22においてシーラント部材20を切断する工程である。
【選択図】図1

Description

本発明は、一般的に電極端子の製造方法に関し、特定的には可撓性の外包部材を備えた電池や電気二重層キャパシタ等の蓄電デバイスに用いられる電極端子の製造方法に関する。
特開平11−233133号公報(以下では特許文献1という)に記載されているように、ラミネートフィルムを可撓性の外包部材として利用したリチウムイオン二次電池等のラミネート電池が、従来から知られている。このようなラミネート電池は、正極用電極端子と負極用電極端子とを有している。
これら正極用電極端子と負極用電極端子は、板状の金属材料で形成されている。また、正極用電極端子と負極用電極端子は、可撓性の外包部材としてのラミネートフィルムで被覆されている。ラミネート電池の内部の電解液の漏れ等を防止するため、正極用電極端子および負極用電極端子と、ラミネートフィルムとの間には、シーラントが形成されている。正極用電極端子と負極用電極端子は、ラミネートフィルムとシーラントとが熱溶着されることによってラミネートフィルムの内部に密封される。シーラントの材料には、ポリエチレンまたはポリプロピレン等の熱溶着材料が利用されている。
ラミネート電池は高いシール性が要求されるため、シーラントの所定位置の寸法(長さ)は、電極端子の所定位置の寸法(長さ)よりも大きいことが必要である。これにより、板状の電極端子の外周面がシーラントで覆われた状態でラミネートフィルムとシーラントとが熱溶着される。その結果、ラミネートフィルムの内部の電解液が電極端子の周りから漏れるような事態を確実に防止することができる。
例えば特開2001−297749号公報(以下では特許文献2という)には、シーラントを有する電極端子の製造方法が記載されている。特許文献2の記載によれば、所望の幅を有するシーラントが、リボン状金属に一定の間隔ごとに貼りつけられた後、シーラントが貼りつけられたリボン状金属が所定の寸法にて切断されることにより、電極端子が製造されている。
特開平11−233133号公報 特開2001−297749号公報
しかしながら、特許文献2に記載されているような従来の製造方法では、所定の単位寸法にて切断されるリボン状金属ごとに、シーラントを貼りつける必要があるため、生産性が低いと考えられる。
また、シーラントがリボン状金属に貼りつけられる際には、リボン状金属に対するシーラントの位置が、切断されるリボン状金属ごとにそれぞれ異なってしまう可能性がある。つまり、切断されるリボン状金属ごとにリボン状金属に対するシーラントの位置を揃えることは、困難であった。これらの理由から、従来の電極端子の製造方法は、電極端子の生産性が高いといえるものではなかった。
そこで、本発明の目的は、高い生産性を有する電極端子の製造方法を提供することである。
本発明に従った電極端子の製造方法は、可撓性の外包部材を備えた蓄電デバイスの電極端子の製造方法である。本発明に従った電極端子の製造方法は、第1の工程と第2の工程と第3の工程とを備えている。
第1の工程は、複数の端子形成部を間隔を開けて配置する工程である。第2の工程は、複数の端子形成部のうちの少なくとも二つの端子形成部に架かるように延び、複数の端子形成部の表面と裏面とにそれぞれ配置されたシーラント部材で複数の端子形成部を挟み、シーラント部材のうちの複数の端子形成部の間に配置された部分を接合することにより、複数の端子形成部を連結する工程である。第3の工程は、複数の端子形成部の間に配置されたシーラント部材の接合された部分においてシーラント部材を切断する工程である。
本発明によれば、まず、第1の工程において、複数の端子形成部が間隔を開けて配置される。そして、第2の工程において、シーラント部材は、複数の端子形成部の表面と裏面とにそれぞれ配置される。このとき、シーラント部材は、複数の端子形成部のうちの少なくとも二つの端子形成部に架かるように延びている。また、第2の工程において、複数の端子形成部は、複数の端子形成部の表面と裏面とからシーラント部材によって挟まれる。さらに、第3の工程において、シーラント部材を切断することにより、それぞれ、端子形成部の表面および裏面がシーラント部材に覆われた複数の電極端子が製造される。
このように、本発明によれば、従来の電極端子の製造方法のように電極端子ごとにシーラントを形成する必要がなく、複数の電極端子に対するそれぞれのシーラントを一括して形成することができる。つまり、本発明は、複数の端子形成部およびシーラントを同時に製造することが可能な電極端子の製造方法である。したがって、本発明によれば、高い生産性を有する電極端子の製造方法を提供することができる。
さらに、第1の工程において複数の端子形成部を間隔を開けて配置することにより、第2の工程において所定の目標位置にシーラント部材を配置する場合には、複数の端子形成部に対するそれぞれのシーラント部材の位置を揃えることができる。そのため、第3の工程において、シーラント部材を切断するときには、端子形成部に対するシーラントの位置がそれぞれ揃えられた複数の電極端子を製造することができる。すなわち、本発明によれば、複数の端子形成部およびシーラントが同時に製造される電極端子に関して、それぞれの端子形成部に対するシーラントの位置を容易に揃えることができる。そのため、本発明によれば、複数の端子形成部およびシーラントを同時且つ大量に製造することが可能な電極端子の製造に関して、複数の端子形成部に対するそれぞれのシーラントの位置を容易に揃えることが可能である。
本発明に従った電極端子の製造方法では、第1の工程は、複数の端子形成部を、個々に独立した状態で間隔をあけて配置することを含んでいることが好ましい。
この方法によれば、まず、第1の工程において、個々に独立した状態で間隔をあけて複数の端子形成部を配置するため、それぞれの端子形成部を所定の間隔ごとに正確に揃えることができる。また、それぞれの端子形成部を所定の位置に正確に配置することができる。そのため、第2の工程において、所定の間隔ごとに且つ所定の位置に正確に配置されたそれぞれの端子形成部の表面と裏面とに、シーラント部材を配置することができる。さらに、第3の工程において、それぞれの端子形成部の表面と裏面とに配置されたシーラント部材を切断することにより、それぞれ所定の寸法(長さ)を有する端子形成部およびシーラントを効率的に製造することができる。
さらに、第1の工程の前に端子形成部を個々に製造することができるため、それぞれの端子形成部の寸法もしくは形状を互いに容易に揃えること、または、それぞれの端子形成部を所望の寸法もしくは形状にて製造することが可能である。その結果、本発明によれば、所望の寸法もしくは形状を有する端子形成部と、その端子形成部を適切に覆うシーラントとを同時に製造することができる。したがって、本発明によれば、より高い生産性を有する電極端子の製造方法を提供することができる。
本発明に従った電極端子の製造方法では、第1の工程は、複数の端子形成部を互いに連結した連結部分を有する状態で、複数の端子形成部を配置することを含んでいることが好ましい。さらに、本発明に従った電極端子の製造方法は、第3の工程の前または後で連結部分を除去する第4の工程をさらに備えていることが好ましい。
この方法によれば、第1の工程において、複数の端子形成部は、それぞれ連結部分にて互いに連結された状態で配置される。そして、第2の工程において、それぞれ連結部分にて互いに連結された複数の端子形成部の表面と裏面とにシーラント部材が配置される。このとき、複数の端子形成部に対するシーラント部材の位置は、例えば連結部分に基づいて容易に合わせられる。つまり、連結部分の位置に基づいて、複数の端子形成部に対するシーラント部材の位置を容易に設定することができる。そのため、第2の工程において、シーラント部材を所定の目標位置に容易に配置することができる。これにより、第3の工程において、シーラント部材を切断することにより、それぞれの端子形成部に対するシーラントの位置を揃えることができる。したがって、本発明によれば、より高い生産性を有する電極端子の製造方法を提供することができる。
一方、連結部分は、第4の工程において、端子形成部から除去される。これにより、端子形成部の表面および裏面の一部がシーラントに覆われた複数の電極端子が製造される。
以上のように、本発明によれば、高い生産性を有する電極端子の製造方法を提供することができる。
本発明に係る電極端子の製造方法の一つの実施形態の各工程を示す図であって、(A)は第1の工程を示す図であり、(B)は第2の工程と第3の工程とを示す図であり、(C)は製造された電極端子を示す図である。 本発明に係る電極端子の製造方法の他の一つの実施形態の各工程を示す図であって、(A)は第1の工程を示す図であり、(B)は第2の工程と第4の工程とを示す図であり、(C)は第3の工程を示す図であり、(D)は製造された電極端子を示す図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
本発明は、可撓性の外包部材を備えた電池に用いられる電極端子の製造方法である。電極端子には、正極用電極端子と負極用電極端子とが存在する。図1に、電極端子の第1実施形態に係る製造方法の各工程を示す。図1(A)に示すように、第1の工程は、複数の端子形成部11として、複数の金属板が、個々に独立した状態で間隔Sをあけて配置される。このようにして、端子形成部11が、長さ(L)方向にてそれぞれ等間隔に配置される。図1(A)に示す例では、端子形成部11が4つ並べられているが、図中の左右にさらなる数の端子形成部11が配置されていてもよく、配置される数は特に限定されない。
端子形成部11の金属板として、例えば、純アルミニウム板が用いられる。純アルミニウム板から、非水電解液二次電池の正極用電極端子、例えば、リチウムイオン二次電池の正極用電極端子が製造される。ただし、金属板として、ニッケル板、もしくは、ニッケルがメッキされた銅板が用いられてもよい。ニッケル板、もしくは、ニッケルがメッキされた銅板から、例えば、リチウムイオン二次電池の負極用電極端子が製造される。なお、図1(A)に示す例では、端子形成部11として金属板を用いているが、これに限らず、金属線でもよい。
端子形成部11としての金属板の幅Wは、一例として40mmである。また、一例として、長さLは30mmであり、厚み(図1(A)の紙面表裏方向の寸法)は0.2mmである。それぞれの端子形成部11の間隔Sは、例えば4mmである。ただし、これらの寸法は、一例であって、上記の数値に限定されるものではない。
図1(B)に示すように、第2の工程において、シーラント部材20が、端子形成部11の表面(例えば図の紙面表面側)と裏面(図の紙面裏面側)とにそれぞれ配置される。このとき、シーラント部材20は、複数の端子形成部11のうちの少なくとも二つの端子形成部11に架かるように延びている。これにより、端子形成部11は、端子形成部11の表面(例えば図の紙面表面側)と裏面(図の紙面裏面側)とにそれぞれ配置されたシーラント部材20に挟まれる。このとき、シーラント部材20は、それぞれの端子形成部11の上端から幅(W)方向に所定の距離(W)だけ離れた位置に配置される。所定の距離Wは、例えば5.5mmである。なお、第1実施形態の説明において、端子形成部11の上下と図1の上下とは互いに一致している。
さらに、接着部分22が接合されることにより、シーラント部材20の接着部分22により複数の端子形成部11同士が連結される。ここで、接着部分22とは、シーラント部材20のうちの複数の端子形成部11の間に配置され、接合されるべき部分をいう。
シーラント部材20の寸法の一例として、厚み(図1(A)の紙面表裏方向の寸法)は0.1mmである。また、例えば、幅Wは12mmである。第2の工程において、互いに同一の寸法のシーラント部材20が、それぞれ、端子形成部11の表面と裏面との対向した位置に配置される。第2の工程において、端子形成部11の表面と裏面とに配置されるシーラント部材20は、端子形成部11の表面と裏面とから端子形成部11を挟むことができれば、寸法や位置は多少ずれてもよい。
接着部分22およびシーラント部材20と端子形成部11とを接合するための機械には、いわゆるインパルスシーラーが用いられる。なお、第2の工程において、接合に用いられる機械は、インパルスシーラーに限定されず、他のシーラー(例えば、いわゆる熱板シーラー、超音波シーラー、または高周波シーラー等)が用いられてもよい。
また、シーラント部材20の材料には、ポリエチレンまたはポリプロピレン等の熱溶着性を有するものが用いられる。さらに、シーラント部材20の材料には、金属とシーラント部材20との接着性を有する熱接着性のものが用いられる。
また、図1(B)に示すように、第3の工程では、複数の端子形成部11の間に配置されたシーラント部材20の接着部分22においてシーラント部材20が切断される。このときの切断位置Cは、シーラント部材20の接着部分22の中央部の位置である。つまり、切断位置Cは、互いに隣り合う端子形成部11の左右の端から2mmだけ離れている。
なお、第2の工程のうち、接着部分22同士を接合することによって接着部分22を介して複数の端子形成部11が連結される工程と、接着部分22においてシーラント部材20が切断される第3の工程とは、同時に実施されてもよい。つまり、接着部分22においてシーラント部材20を切断する際に、接着部分22同士を接合するようにしてもよい。
図1(C)に示すように、上記の第3の工程でシーラント部材20が切断されることにより、製造された個々の電極端子では、端子形成部11にシーラント21が貼り付けられている。シーラント部材20が金属との接着性がよい材料で形成されているため、シーラント21は金属性の端子形成部11に確実に接合されている。端子形成部11の表面のシーラント21と端子形成部11の裏面のシーラント21とは、接着部分22にて互いに接合している。
以上のように、第1の工程と第2の工程と第3の工程とを経て、正極用または負極用の電極端子が製造される。
このように、第1実施形態によれば、従来の電極端子の製造方法のように電極端子ごとにシーラントを形成する必要がなく、複数の端子形成部11に対するそれぞれのシーラント21を互いに一括して形成することができる。つまり、第1実施形態に係る製造方法は、複数の端子形成部11およびシーラント21を同時に製造することが可能な電極端子の製造方法である。したがって、第1実施形態によれば、高い生産性を有する電極端子の製造方法を提供することができる。
さらに、第1の工程において複数の端子形成部をそれぞれ等間隔に配置することにより、第2の工程において所定の目標位置にシーラント部材20を配置する場合には、複数の端子形成部に対するそれぞれのシーラント部材20の位置を揃えることができる。そのため、第3の工程において、シーラント部材20を切断するときには、端子形成部に対するシーラント21の位置がそれぞれ揃えられた複数の電極端子を製造することができる。すなわち、第1実施形態によれば、複数の端子形成部およびシーラント21が同時に製造される電極端子に関して、それぞれの端子形成部に対するシーラント21の位置を容易に揃えることができる。そのため、第1実施形態によれば、複数の端子形成部11およびシーラント21を同時且つ大量に製造することが可能な電極端子の製造に関して、複数の端子形成部11に対するそれぞれのシーラント21の位置を容易に揃えることが可能である。
電極端子の第1実施形態に係る製造方法では、第1の工程は、複数の金属板を、個々に独立した状態で間隔をあけて配置することを含んでいる。
この方法によれば、まず、第1の工程において、個々に独立した状態で間隔をあけて複数の金属板としての端子形成部11を配置するため、それぞれの端子形成部11を所定の間隔ごとに正確に揃えることができる。また、それぞれの端子形成部11を所定の位置に正確に配置することができる。そのため、第2の工程において、所定の間隔ごとに且つ所定の位置に正確に配置されたそれぞれの端子形成部11の表面と裏面とに、シーラント部材20を配置することができる。さらに、第3の工程において、それぞれの端子形成部11の表面と裏面とに配置されたシーラント部材20の接着部分22を切断することにより、それぞれ所定の均一な寸法(L(図1(C)参照))を有する端子形成部11および寸法(L+S(図1(C)参照))を有するシーラント21を製造することができる。
さらに、第1の工程の前に端子形成部11としての金属板を個々に製造することができるため、それぞれの金属板の寸法もしくは形状を互いに容易に揃えること、または、それぞれの金属板を所望の寸法もしくは形状にて製造することが可能である。その結果、第1実施形態によれば、それぞれの金属板から所望の寸法もしくは形状を有する端子形成部11と、その端子形成部11を適切に覆うシーラント21とを同時に製造することができる。したがって、第1実施形態によれば、より高い生産性を有する電極端子の製造方法を提供することができる。
(第2実施形態)
図2に、電極端子の第2実施形態に係る製造方法の各工程を示す。図2(A)に示すように、複数の端子形成部11は、複数の端子形成部11を連結する連結部分Cおよび連結部分Cをそれぞれ有している。図2(A)に示すように、金属性の帯状体10には、複数の開口12が所定の間隔Lごとに形成されている。開口12の寸法として、例えば、長さSが4mmであり、幅Wが12mmである。連結部分Cは、開口12の上端と帯状体10の上端との間の帯状体10の部分である。一方、連結部分Cは、開口12の下端と帯状体10の下端との間の帯状体10の部分である。なお、第2実施形態での以下の説明において、端子形成部11の上下と図2の上下とは互いに一致している。
このように、第1の工程では、複数の端子形成部11同士を互いに連結した連結部分Cおよび連結部分Cを有する状態で、複数の端子形成部11が配置される。すなわち、第1の工程では、帯状体10の複数の端子形成部11が、それぞれ、開口12と連結部分Cおよび連結部分Cとを介して、長さ(L)方向にて等間隔に配置される。なお、端子形成部11を構成する帯状体10の長さ方向の寸法は、L+S+L以上であれば、特に限定されない。
図2(B)に示すように、第2の工程において、シーラント部材20が、端子形成部11の表面(例えば図の紙面表面側)と裏面(図の紙面裏面側)とにそれぞれ配置される。このとき、シーラント部材20は、それぞれの端子形成部11の上端から幅(W)方向に例えば5.5mmだけ離れた位置に配置される。
それぞれの端子形成部11の上端から幅(W)方向に5.5mmだけ離れた位置は、開口12の上端に位置する。つまり、連結部分Cまたは開口12の位置に基づいて、複数の端子形成部11に対するシーラント部材20の位置を容易に設定することができる。そのため、第2の工程において、シーラント部材20を所定の目標位置に容易に配置することができる。
一方、帯状体10に対するシーラント部材20の位置は、それぞれの端子形成部11の下端から幅方向に例えば22.5mmだけ離れた位置でもあってもよい。それぞれの端子形成部11の下端から幅方向に22.5mmだけ離れた位置は、開口12の下端に位置する。つまり、連結部分Cまたは開口12の位置に基づいて、複数の端子形成部11に対するシーラント部材20の位置を容易に設定することができる。
なお、開口12の上端は、帯状体10の上端と一致していてもよい。つまり、帯状体10は、上端から切り欠けられていてもよい。このときの切り欠きの寸法として、幅方向の寸法はW+Wmmであり、長さ方向の寸法はSmmである。または、開口12の下端は、帯状体10の下端と一致していてもよい。つまり、帯状体10は、下端から切り欠けられていてもよい。このときの切り欠きの寸法として、幅方向の寸法はW+Wmmであり、長さ方向の寸法はSmmである。
第2実施形態に係る第2の工程のその他の構成は、第1実施形態のものと同様であるため、説明を省略する。
電極端子の第2実施形態に係る製造方法は、第3の工程の前または後で連結部分Cおよび連結部分Cを除去する第4の工程をさらに備えている。図2(B)と(C)とに示す例では、第4の工程は、後述する第3の工程の前に実施されている。連結部分Cと連結部分Cとは、同時に帯状体10から除去されてもよく、例えば、連結部分C、連結部分Cの順に帯状体10から除去されてもよい。開口12の上端が帯状体10の上端と一致している場合、または、開口12の下端が帯状体10の下端と一致している場合には、第4の工程において、連結部分Cと連結部分Cとのいずれか一方を除去する工程を省略することができる。
図2(C)に示すように、第3の工程では、複数の端子形成部11の間に配置されたシーラント部材20の接着部分22においてシーラント部材20が切断される。このときの切断位置Cは、シーラント部材20の接着部分22の中央部の位置である。第4の工程が第3の工程の後に実施される場合には、第3の工程で、複数の端子形成部11の間に配置されたシーラント部材20の接着部分22においてシーラント部材20と連結部分Cおよび連結部分Cとが切断された後に、第4の工程で、連結部分Cおよび連結部分Cが除去される。
なお、第2の工程のうち、接着部分22を接合することによって接着部分22を介して複数の端子形成部11が連結される工程と、接着部分22においてシーラント部材20が切断される第3の工程とは、同時に実施されていてもよい。つまり、接着部分22においてシーラント部材20を切断する際に、接着部分22同士を接合するようにしてもよい。
また、第2の工程のうち、接着部分22を接合することによって接着部分22を介して複数の端子形成部11が連結される工程と、連結部分Cおよび連結部分Cを除去する第4の工程とは、同時に実施されていてもよい。つまり、連結部分Cおよび連結部分Cを除去する際に、接着部分22を接合するようにしてもよい。
図2(D)に示すように、上記の第3の工程でシーラント部材20が切断されることにより、製造された個々の電極端子では、端子形成部11にシーラント21が貼り付けられている。以上のように、第1の工程と第2の工程と第3の工程と第4の工程とを経て、正極用または負極用の電極端子が製造される。
以上のように、電極端子の第2実施形態に係る製造方法では、第1の工程は、複数の端子形成部11を互いに連結した連結部分を有する状態で、複数の端子形成部11を配置することを含んでいる。さらに、電極端子の第2実施形態に係る製造方法は、第3の工程の前または後で連結部分を除去する第4の工程をさらに備えている。
この方法によれば、第1の工程において、複数の端子形成部11は、それぞれ連結部分Cおよび連結部分Cにて互いに連結された状態で配置される。そして、第2の工程において、それぞれ連結部分Cおよび連結部分Cにて互いに連結された複数の端子形成部11の表面と裏面とにシーラント部材20が配置される。このとき、複数の端子形成部11に対するシーラント部材20の位置は、連結部分Cおよび連結部分Cまたは開口12に基づいて容易に合わせられる。つまり、連結部分Cおよび連結部分Cまたは開口12の位置に基づいて、複数の端子形成部11に対するシーラント部材20の位置を容易に設定することができる。そのため、第2の工程において、シーラント部材20を所定の目標位置に容易に配置することができる。これにより、第3の工程において、シーラント部材20を切断することにより、それぞれの端子形成部11に対するシーラント21の位置を揃えることができる。したがって、第2実施形態によれば、より高い生産性を有する電極端子の製造方法を提供することができる。
一方、連結部分は、第4の工程において、端子形成部11から除去される。これにより、端子形成部11の表面および裏面がシーラント21に覆われた複数の電極端子が製造される。
以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものである。
本発明は、高い生産性を有する電極端子の製造方法を提供することができるので、可撓性の外包部材を備えた電池、特に、いわゆるラミネートフィルムで覆われた電池要素を有する非水電解液二次電池の製造に有用である。
10:帯状体、11:端子形成部、20:シーラント部材、21:シーラント、22:接着部分、C:連結部分、C:連結部分

Claims (3)

  1. 可撓性の外包部材を備えた蓄電デバイスに用いられる電極端子の製造方法であって、
    複数の端子形成部を間隔を開けて配置する第1の工程と、
    前記複数の端子形成部のうちの少なくとも二つの端子形成部に架かるように延び、前記複数の端子形成部の表面と裏面とにそれぞれ配置されたシーラント部材で前記複数の端子形成部を挟み、前記シーラント部材のうちの前記複数の端子形成部の間に配置された部分を接合することにより、前記複数の端子形成部を連結する第2の工程と、
    前記複数の端子形成部の間に配置された前記シーラント部材の接合された部分において前記シーラント部材を切断する第3の工程と、
    を備えた、電極端子の製造方法。
  2. 前記第1の工程は、複数の端子形成部を、個々に独立した状態で間隔をあけて配置することを含む、請求項1に記載の電極端子の製造方法。
  3. 前記第1の工程は、前記複数の端子形成部を互いに連結した連結部分を有する状態で、前記複数の端子形成部を配置することを含み、さらに、
    前記第3の工程の前または後で前記連結部分を除去する第4の工程を備える、
    請求項1に記載の電極端子の製造方法。
JP2010263447A 2010-11-26 2010-11-26 電極端子の製造方法 Pending JP2012114023A (ja)

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