JP2017162716A - 二次電池及び二次電池の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ところで、電槽に侵入した異物は、電槽内において電槽と極板群との間に挟まれるようなことがあると、電槽には擦れ、電極群の表面には食い込んで、セパレータなどの表層に穴を開けるおそれがある。このとき、電槽が金属製であるような場合には、異物による電極と電槽との間の短絡が金属製の電槽を腐食させるおそれもある。
このような構成によれば、正極板がはみ出した部分や負極板がはみ出した部分のうち圧縮された部分は電槽との間の距離が広く確保されることから、正極板や負極板が電槽に短絡することが防止される。
このような構成によれば、絶縁フィルムが樹脂製であることからセパレータに溶着可能である。また、溶着対象が同様に樹脂製のセパレータであれば溶着がより容易である。
このような構成によれば、袋状の絶縁フィルムであれば、極板群の周囲に絶縁フィルムを配置することが容易である。
このような構成によれば、極板群とアルミニウム合金製の電槽とが短絡されると電槽が腐食するおそれがあるが、樹脂製フィルムによって、こうした腐食が抑制されるようになる。
まず、正極板21と負極板22とそれらの間に配置されたセパレータ23とが扁平に捲回されて極板群20が製造される(捲回工程:ステップS10)。このとき、極板群20は、捲回される方向(捲回方向)に直交する方向(直交方向)の一端に正極板21がはみ出た正極部21Aと、直交方向の他端に負極板22がはみ出た負極部22Aとを有するように捲回される。セパレータ23は、正極板21及び負極板22の間に電解液を保持するための不織布であり、ポリプロピレン製である。製造された極板群20は、捲回された方向である捲回方向に対して直交する方向である直交方向において一端に正極板21のみがはみ出た正極部21Aを、他端に負極板22のみがはみ出た負極部22Aを備えている。そして、正極部21A及び負極部22Aはそれぞれその一部が圧縮されるとともに、それら正極部21A及び負極部22Aのうちの圧縮された部分にはそれぞれ外部端子13に接続される電極端子14が溶接される(端子溶接工程:ステップS11)。電極端子14の溶接された極板群20は、袋状の絶縁フィルムとしての樹脂製フィルム30に挿入されるとともに、極板群20が両面(表裏)の中央部に有する平面である中央部24に樹脂製フィルム30が加熱によって溶着される(フィルム溶着工程:ステップS12)。中央部24は、極板群20において、正極板21がはみ出した正極部21Aと負極板22がはみ出した負極部22Aとの間の部分にある平面である。樹脂製フィルム30が溶着された極板群20は、開口から電池ケース11に挿入される(挿入工程:ステップS13)。極板群20が挿入された電池ケース11は、その開口に当接する蓋体12が溶接されることで極板群20を封入する(封缶工程:ステップS14)。その後、電槽内を乾燥させてから(乾燥工程:ステップS15)、電槽内に電解液を注入し(注液工程:ステップS16)、蓋体12に開口している電解液の注入口を封止して電槽を密閉する(封止工程:ステップS17)。これにより、二次電池10が製造される。
図4及び図6に示すように、極板群20は、直交方向に対する中央部24は正極板21と負極板22とセパレータ23とが積層されているため厚みが厚い。極板群20は、最も外側になる極板が負極板22であるが、さらにその外側にセパレータ23が捲回されている(図7参照)。一方、正極部21Aは正極板21だけが積層されている部分であるとともに、負極部22Aは負極板22だけが積層されている部分である。また、正極部21A及び負極部22Aには活物質等の充填材も充填されていない。よって、正極部21A及び負極部22Aの厚みは、それぞれ中央部24の厚みに比べて薄くなる。さらに、正極部21Aは、その一部が正極板21の間の空間を狭くするように厚み方向に圧縮されているため、そこに電極端子14が接続されても中央部24の厚みを超えない。また、負極部22Aも、その一部が負極板22の間の空間を狭くするように厚み方向に圧縮されているため、そこに電極端子14が溶接されても中央部24の厚みを超えない。また、正極部21Aは正極板21のみが存在し、負極部22Aは負極板22のみが存在し、その部分には活物質等の充填材も充填されていない。そのため、正極部21A及び負極部22Aの一部が圧縮されると、正極板21や負極板22の厚みを薄くすることもできる。また、正極部21A及び負極部22Aは、その一部が圧縮されることで、直接圧縮された部分以外の厚みも薄くなる。
よって、図6に示すように、樹脂製フィルム30に覆われた極板群20が電池ケース11に挿入されると、極板群20の中央部24と電池ケース11との間には、異物を挟み込むおそれのある当接部分、又は、間隔の狭い部分が生じる。一方、正極部21Aや負極部22A等のそれ以外の部分は、極板群20と電池ケース11との間に広い間隔が確保されるため、その部分には異物を挟み込むおそれがない。
(1)樹脂製フィルム30は極板群20の電槽に対向する部分が極板群20に接着される、換言すると、極板群20の中央部24(正極部21Aと負極部22Aとの間の部分)に接着されるため、その接着される中央部24においては樹脂製フィルム30と極板群20との間に異物が入り込む余地はない。また、樹脂製フィルム30と電槽との間に異物が挟まれたとしても、押圧に応じて多少変形する極板群20に接着された樹脂製フィルム30は異物に押し付けられて変形して圧力を吸収する。このため樹脂製フィルム30が異物によって貫通されるおそれは低い。これにより、導電性を有する電槽に極板群20を収容した二次電池10であれ、異物が負極板22と電槽とを短絡させるおそれは低減され、異物の侵入に対してその信頼性が高く維持されるようになる。
(3)樹脂製フィルム30は樹脂製であることからセパレータ23に溶着可能であるとともに、溶着対象が同様に樹脂製のセパレータ23であるから溶着が容易である。
(5)極板群20の特に負極板22とアルミニウム合金製の電池ケース11(電槽)とが短絡されると電池ケース11が腐食するおそれがあるが、樹脂製フィルム30によって、こうした腐食が抑制されるようになる。
なお上記実施形態は、以下の態様で実施することもできる。
・上記実施形態では、樹脂製フィルム30とセパレータ23とが同じ材料からなる場合について例示したが、樹脂製フィルムとセパレータとが異なる材料からなっていてもよい。樹脂製フィルムが樹脂製であれば、セパレータは樹脂が溶着可能な材料や構造からなればよい。
Claims (8)
- 極板群を導電性の電槽に収容している二次電池であって、
前記極板群は、正極板と負極板とがセパレータを挟んで捲回されており、
前記極板群の周囲に絶縁フィルムが配置されているとともに、前記配置されている絶縁フィルムのうちの前記極板群が前記電槽に対向する部分が前記極板群に接着されている
ことを特徴とする二次電池。 - 極板群を導電性の電槽に収容している二次電池であって、
前記極板群は、正極板と負極板とがセパレータを挟んで捲回されており、前記捲回される方向に直交する方向の一端に前記正極板がはみ出た部分と、同直交する方向の他端に前記負極板がはみ出た部分とを備え、
前記極板群の周囲には絶縁フィルムが配置され、
前記極板群の前記正極板がはみ出した部分と負極板がはみ出した部分との間の部分に前記絶縁フィルムが接着されている
ことを特徴とする二次電池。 - 前記正極板がはみ出した部分の少なくとも一部、及び前記負極板がはみ出した部分の少なくとも一部はそれぞれ圧縮されている
請求項2に記載の二次電池。 - 前記極板群の最外周には前記セパレータが捲回されており、
前記絶縁フィルムは樹脂性であり、
前記セパレータに前記絶縁フィルムが溶着されている
請求項1〜3のいずれか一項に記載の二次電池。 - 前記絶縁フィルムは、前記極板群を収容する袋状からなる
請求項1〜4のいずれか一項に記載の二次電池。 - 前記電槽はアルミニウム合金製である
請求項1〜5のいずれか一項に記載の二次電池。 - 極板群を導電性の電槽に収容している二次電池の製造方法であって、
前記極板群を正極板と負極板とをセパレータを挟んで捲回することで作製する捲回工程と、
前記極板群の周囲に絶縁フィルムを配置する工程と、
前記配置された絶縁フィルムのうち前記極板群が前記電槽に対向する部分を前記極板群に接着する工程とを備える
ことを特徴とする二次電池の製造方法。 - 極板群を導電性の電槽に収容している二次電池の製造方法であって、
前記極板群を正極板と負極板とをセパレータを挟んで捲回するとき、前記捲回される方向に直交する方向の一端に前記正極板がはみ出た部分と、同直交する方向の他端に前記負極板がはみ出た部分とを有するように捲回することで作製する捲回工程と、
前記極板群の周囲に絶縁フィルムを配置する工程と、
前記極板群の前記正極板がはみ出した部分と負極板がはみ出した部分との間の部分に前記絶縁フィルムを接着する工程とを備える
ことを特徴とする二次電池の製造方法。
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