JP2725523B2 - 渦巻電極を備えた電池の製造法 - Google Patents
渦巻電極を備えた電池の製造法Info
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、渦巻電極を備えた電池
の製造法に関するもので、特に電池ケース内底面におけ
る一方の電極のリード体とのスポット溶接工程における
溶接強度の不良、およびセパレータの破損、ならびに電
極板の変形による電池の内部短絡、工程不良を防止する
渦巻電極を備えた電池の製造法に関する。
の製造法に関するもので、特に電池ケース内底面におけ
る一方の電極のリード体とのスポット溶接工程における
溶接強度の不良、およびセパレータの破損、ならびに電
極板の変形による電池の内部短絡、工程不良を防止する
渦巻電極を備えた電池の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば、リチウムなどの軽金属を活物
質とする帯状の負極板と、二酸化マンガンなどを活物質
とする帯状の正極板を備え、正、負極板をセパレータを
介して渦巻状に巻回した電極体を使用する非水電解液電
池は、高エネルギー密度を有し、高率放電に適し、か
つ、自己放電が少ないという特徴を有するので多くの用
途に使用されている。
質とする帯状の負極板と、二酸化マンガンなどを活物質
とする帯状の正極板を備え、正、負極板をセパレータを
介して渦巻状に巻回した電極体を使用する非水電解液電
池は、高エネルギー密度を有し、高率放電に適し、か
つ、自己放電が少ないという特徴を有するので多くの用
途に使用されている。
【０００３】この種の渦巻式電池の製造方法としては、
図示していないが、（１）の製造法として正極板と金属
リチウムからなる負極板とをセパレータを介して重ね合
わせ巻芯を中心にして渦巻状に巻回して渦巻電極とする
工程、ついで渦巻電極を電池ケース内に挿入し巻芯を電
池ケース内から引き抜く工程、ついで渦巻電極の前記巻
芯部の孔に挿入された一方のスポット溶接用の電極棒
と、電池ケース外底面に当接された他方の電極棒とによ
り、一方の電極板のリード体を電池ケースの内底面にス
ポット溶接する工程を経て製造されるか、あるいは、
（２）の製造法として正極板と負極板をセパレータを介
して重ね合わせ、渦巻電極形成用の巻芯としてスポット
溶接用の一方の電極棒を使用して渦巻電極を構成する工
程、ついで渦巻電極を一方の電極棒とともに電池ケース
内に挿入する工程、ついで前記一対の電極棒を使用して
電池ケースとリード体をスポット溶接する工程を経て製
造されている。（１）の製造法は電池の外径が２０mm程
度の大きな電池に適用され、（２）の製造法は電池の外
径が２０mm以下の場合に採用されている。
図示していないが、（１）の製造法として正極板と金属
リチウムからなる負極板とをセパレータを介して重ね合
わせ巻芯を中心にして渦巻状に巻回して渦巻電極とする
工程、ついで渦巻電極を電池ケース内に挿入し巻芯を電
池ケース内から引き抜く工程、ついで渦巻電極の前記巻
芯部の孔に挿入された一方のスポット溶接用の電極棒
と、電池ケース外底面に当接された他方の電極棒とによ
り、一方の電極板のリード体を電池ケースの内底面にス
ポット溶接する工程を経て製造されるか、あるいは、
（２）の製造法として正極板と負極板をセパレータを介
して重ね合わせ、渦巻電極形成用の巻芯としてスポット
溶接用の一方の電極棒を使用して渦巻電極を構成する工
程、ついで渦巻電極を一方の電極棒とともに電池ケース
内に挿入する工程、ついで前記一対の電極棒を使用して
電池ケースとリード体をスポット溶接する工程を経て製
造されている。（１）の製造法は電池の外径が２０mm程
度の大きな電池に適用され、（２）の製造法は電池の外
径が２０mm以下の場合に採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】（１）・（２）の製造
法で、電池ケース内底面とリード体をスポット溶接用の 一方の電極でスポット溶接する場合、渦巻電極外径と電
池ケース内径との差が０．１〜０．５mm程度であるた
め、かならずしも電池ケースの底まで完全に渦巻電極が
挿入された状態ではないことがあり、このため、電池ケ
ースとリード体をスポット溶接する時に、リード体が電
池ケース底部に完全に接触しない状態で溶接作業が行わ
れ、結果として溶接強度不良、あるいは溶接時のスパー
クによってセパレータにあなができたりして不良電池の
発生が多々あった。また、（２）の製造法では溶接用の
電極棒を引き抜く時、電極棒を巻芯として使用している
ため、電極板が電極棒に強固に巻きついているため電極
棒を引き抜くときに電極板、あるいはセパレータが一緒
に引き上げられ渦巻電極が完成しない不良品を製造する
場合も多々あった。
法で、電池ケース内底面とリード体をスポット溶接用の 一方の電極でスポット溶接する場合、渦巻電極外径と電
池ケース内径との差が０．１〜０．５mm程度であるた
め、かならずしも電池ケースの底まで完全に渦巻電極が
挿入された状態ではないことがあり、このため、電池ケ
ースとリード体をスポット溶接する時に、リード体が電
池ケース底部に完全に接触しない状態で溶接作業が行わ
れ、結果として溶接強度不良、あるいは溶接時のスパー
クによってセパレータにあなができたりして不良電池の
発生が多々あった。また、（２）の製造法では溶接用の
電極棒を引き抜く時、電極棒を巻芯として使用している
ため、電極板が電極棒に強固に巻きついているため電極
棒を引き抜くときに電極板、あるいはセパレータが一緒
に引き上げられ渦巻電極が完成しない不良品を製造する
場合も多々あった。
【０００５】本発明はこのような課題を解決するもの
で、リード体と電池ケース内底面とのスポット溶接不
良、スポット溶接時のスパークによるセパレータの破損
に起因するリーク不良を大幅に減少させることができる
渦巻電極を備えた電池の製造法を提供することを目的と
する。
で、リード体と電池ケース内底面とのスポット溶接不
良、スポット溶接時のスパークによるセパレータの破損
に起因するリーク不良を大幅に減少させることができる
渦巻電極を備えた電池の製造法を提供することを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の渦巻電極を備えた電池の製造法は、スポット溶
接電極が渦巻電極上面との当接面が絶縁体である加圧体
と一方の電極棒から構成され、前記加圧体は、中心に前
記一方の電極棒が貫通する貫通孔と、上部に電池ケース
外径より大きい大径部と、下部に電池ケース内径より小
さい小径部と、前記大径部と小径部の境界の底面から一
定の高さの位置に段部とを備え、スポット溶接時に渦巻
電極上面が前記加圧体によって加圧された状態でスポッ
ト溶接されるものである。
本発明の渦巻電極を備えた電池の製造法は、スポット溶
接電極が渦巻電極上面との当接面が絶縁体である加圧体
と一方の電極棒から構成され、前記加圧体は、中心に前
記一方の電極棒が貫通する貫通孔と、上部に電池ケース
外径より大きい大径部と、下部に電池ケース内径より小
さい小径部と、前記大径部と小径部の境界の底面から一
定の高さの位置に段部とを備え、スポット溶接時に渦巻
電極上面が前記加圧体によって加圧された状態でスポッ
ト溶接されるものである。
【０００７】
【作用】この製造法により、一方の電極板のリード体を
電池ケースの内底面にスポット溶接する際、底面から一
定の高さの位置に段部を有する加圧体で渦巻電極上面を
加圧するため、渦巻電極が電池ケースの底まで完全に挿
入され、一方の電極板のリード体が電池ケース内底面に
完全に密着した状態でスポット溶接されることとなる。
電池ケースの内底面にスポット溶接する際、底面から一
定の高さの位置に段部を有する加圧体で渦巻電極上面を
加圧するため、渦巻電極が電池ケースの底まで完全に挿
入され、一方の電極板のリード体が電池ケース内底面に
完全に密着した状態でスポット溶接されることとなる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例の渦巻電極を備えた
電池の製造法について図面を参照して説明する。
電池の製造法について図面を参照して説明する。
【０００９】（実施例１）図１において、１は正極板
で、正極活物質である二酸化マンガンに導電材および結
着剤を混合したペーストを金属製の集電体（図示してい
ない）に圧着し、一定寸法に帯状に切断したものであ
る。２はリチウムからなる負極板で、ニッケルからなる
負極リード体２ａを所定の位置に圧接している。そして
これらの正極板１、負極板２を、ポリプロピレン製多孔
膜よりなめセパレータ３を介して重ね合わせ、巻芯（図
示していない）を中心にして渦巻状に巻回し、渦巻電極
４を構成する。ついで、渦巻電極４を下部絶縁リング９
を配置した金属製電池ケース５内に挿入し、巻芯を電池
ケース５内から引き抜き、スポット溶接電極Ａの加圧体
Ｂを電池ケース５内に挿入し、その底面を渦巻電極上面
４ａに当接して加圧し、ついで渦巻電極４の巻芯部の孔
１０ａに挿入されたスポット溶接電極Ａの一方の電極棒
１０と、電池ケース外底面５ａに当接された他方の電極
棒Ｃとにより、負極板２の端部に取りつけた負極リード
体２ａの端部を一方の電極棒１０の先端で電池ケース５
の内底面に押圧しスポット溶接した。溶接条件として
は、純銅−コバルト−ベリリウム合金の電極棒１０を使
用し、加圧力１〜３kg、溶接エネルギー２０〜３０kg・
Ｓで実施した。
で、正極活物質である二酸化マンガンに導電材および結
着剤を混合したペーストを金属製の集電体（図示してい
ない）に圧着し、一定寸法に帯状に切断したものであ
る。２はリチウムからなる負極板で、ニッケルからなる
負極リード体２ａを所定の位置に圧接している。そして
これらの正極板１、負極板２を、ポリプロピレン製多孔
膜よりなめセパレータ３を介して重ね合わせ、巻芯（図
示していない）を中心にして渦巻状に巻回し、渦巻電極
４を構成する。ついで、渦巻電極４を下部絶縁リング９
を配置した金属製電池ケース５内に挿入し、巻芯を電池
ケース５内から引き抜き、スポット溶接電極Ａの加圧体
Ｂを電池ケース５内に挿入し、その底面を渦巻電極上面
４ａに当接して加圧し、ついで渦巻電極４の巻芯部の孔
１０ａに挿入されたスポット溶接電極Ａの一方の電極棒
１０と、電池ケース外底面５ａに当接された他方の電極
棒Ｃとにより、負極板２の端部に取りつけた負極リード
体２ａの端部を一方の電極棒１０の先端で電池ケース５
の内底面に押圧しスポット溶接した。溶接条件として
は、純銅−コバルト−ベリリウム合金の電極棒１０を使
用し、加圧力１〜３kg、溶接エネルギー２０〜３０kg・
Ｓで実施した。
【００１０】スポット溶接電極Ａは渦巻電極上面４ａと
の当接面が絶縁体である加圧体Ｂと一方の電極棒１０か
ら構成され、加圧体Ｂは、中心に一方の電極棒１０が貫
通する貫通孔１１と、上部に電池ケース５の外径より大
きい大径部１２と、下部に電池ケース５の内径より小さ
い小径部１３と、大径部１２と小径部１３の境界の、底
面から一定の高さの位置（挿入部）に段部１４を備えて
いる。
の当接面が絶縁体である加圧体Ｂと一方の電極棒１０か
ら構成され、加圧体Ｂは、中心に一方の電極棒１０が貫
通する貫通孔１１と、上部に電池ケース５の外径より大
きい大径部１２と、下部に電池ケース５の内径より小さ
い小径部１３と、大径部１２と小径部１３の境界の、底
面から一定の高さの位置（挿入部）に段部１４を備えて
いる。
【００１１】またスポット溶接時、渦巻電極上面４ａが
加圧体Ｂで加圧されている状態、詳しくは渦巻電極上面
４ａから電池ケース５の開口部までの高さをＨとし、挿
入部の高さをＸとしたとき、Ｘが０．９Ｈ≦Ｘ≦１．２
Ｈの範囲で示される形状にスポット溶接電極Ａを設計し
ている。Ｘが１．２Ｈより大きい場合、渦巻電極上面４
ａへの加圧力が大きくなり、極板に塗着した活物質が集
電体金属から剥離したり、セパレータ３が極板にくいこ
んで破損することがあるからである。Ｘが０．９Ｈより
小さい場合、加圧力の作用が弱く負極リード体２ａがス
ポット溶接時に完全に電池ケース５内底面に密着しない
ためである。
加圧体Ｂで加圧されている状態、詳しくは渦巻電極上面
４ａから電池ケース５の開口部までの高さをＨとし、挿
入部の高さをＸとしたとき、Ｘが０．９Ｈ≦Ｘ≦１．２
Ｈの範囲で示される形状にスポット溶接電極Ａを設計し
ている。Ｘが１．２Ｈより大きい場合、渦巻電極上面４
ａへの加圧力が大きくなり、極板に塗着した活物質が集
電体金属から剥離したり、セパレータ３が極板にくいこ
んで破損することがあるからである。Ｘが０．９Ｈより
小さい場合、加圧力の作用が弱く負極リード体２ａがス
ポット溶接時に完全に電池ケース５内底面に密着しない
ためである。
【００１２】溶接後図２に示すように、渦巻電極上面４
ａに絶縁板８を置き、電池ケース５の開口部近傍の電池
ケース５の側面を内方に屈曲して段部５ｂを設け、有機
電解液を注入した後、一方の端子を兼ねるリベット端子
６を中央に嵌合した絶縁性樹脂板（ガスケットを兼ね
る）７を介して電池ケース５の開口部を密封して電池を
構成した。
ａに絶縁板８を置き、電池ケース５の開口部近傍の電池
ケース５の側面を内方に屈曲して段部５ｂを設け、有機
電解液を注入した後、一方の端子を兼ねるリベット端子
６を中央に嵌合した絶縁性樹脂板（ガスケットを兼ね
る）７を介して電池ケース５の開口部を密封して電池を
構成した。
【００１３】（実施例２）図１において、実施例１と同
様の正極板１と負極板２をポリプロピレン製多孔膜より
なるセパレータ３を介して重ね合わせ、渦巻電極形成用
の巻芯として使用する実施例１と同じ構成のスポット溶
接電極Ａの加圧体Ｂの貫通孔１１を貫通した一方の電極
棒１０を中心として渦巻状に巻回し、渦巻電極４を構成
する。ついで巻芯のついたまま渦巻電極４を下部絶縁リ
ング９を配置した金属製の電池ケース５内に挿入する。
ついで、実施例１と同様にスポット溶接電極Ａの加圧体
Ｂの底面を渦巻電極上面４ａに当接して加圧し、巻芯に
用いた一方の電極棒１０と、電池ケース外底面５ａに当
接された他方の電極棒Ｃとにより負極リード体２ａの端
部を一方の電極棒１０の先端部で電池ケース５の内底面
に押圧しスポット溶接した。なお、溶接条件は実施例１
と同条件とした。ついで、渦巻電極上面４ａに加圧体Ｂ
の底面を当接して加圧した状態で巻芯として用いた一方
の電極棒１０を渦巻電極４から引き抜いた後、実施例１
と同様の手順により図２に示す電池を構成した。
様の正極板１と負極板２をポリプロピレン製多孔膜より
なるセパレータ３を介して重ね合わせ、渦巻電極形成用
の巻芯として使用する実施例１と同じ構成のスポット溶
接電極Ａの加圧体Ｂの貫通孔１１を貫通した一方の電極
棒１０を中心として渦巻状に巻回し、渦巻電極４を構成
する。ついで巻芯のついたまま渦巻電極４を下部絶縁リ
ング９を配置した金属製の電池ケース５内に挿入する。
ついで、実施例１と同様にスポット溶接電極Ａの加圧体
Ｂの底面を渦巻電極上面４ａに当接して加圧し、巻芯に
用いた一方の電極棒１０と、電池ケース外底面５ａに当
接された他方の電極棒Ｃとにより負極リード体２ａの端
部を一方の電極棒１０の先端部で電池ケース５の内底面
に押圧しスポット溶接した。なお、溶接条件は実施例１
と同条件とした。ついで、渦巻電極上面４ａに加圧体Ｂ
の底面を当接して加圧した状態で巻芯として用いた一方
の電極棒１０を渦巻電極４から引き抜いた後、実施例１
と同様の手順により図２に示す電池を構成した。
【００１４】次に上記実施例１と実施例２の製造法で製
造した電池Ａ1とＡ2、従来のスポット溶接電極を使用し
て従来例で述べた（１）の製造法と（２）の製造法で製
造した電池Ｂ1とＢ2をそれぞれ５ロット（１ロットは生
産数５０００個）生産し、そのときの溶接不良率、セパ
レータ破損、渦巻電極の変形に起因するリーク不良率を
比較した。その結果を（表１）に示す。
造した電池Ａ1とＡ2、従来のスポット溶接電極を使用し
て従来例で述べた（１）の製造法と（２）の製造法で製
造した電池Ｂ1とＢ2をそれぞれ５ロット（１ロットは生
産数５０００個）生産し、そのときの溶接不良率、セパ
レータ破損、渦巻電極の変形に起因するリーク不良率を
比較した。その結果を（表１）に示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】なお、テストした電池は外形１７．５０m
m、高さ３３．５mm、電気容量１３００ｍＡｈの二酸化
マンガンリチウム電池を使用した。電解液としては、プ
ロピレンカーボネイトとジメトキシエタンとの混合溶媒
に過塩素酸リチウムを０．８Ｍ／リットル溶解させたも
のを用いた。（表１）から明らかなように、本実施例の
製造法によれば、一方の電極板のリード板を電池ケース
の内底面にスポット溶接する際、一定の高さを有する挿
入部を備えた加圧体で渦巻電極上面を加圧するため、渦
巻電極が電池ケースの底まで完全に挿入され、一方の電
極板のリード板が電池ケース内底面に完全に密着した状
態でスポット溶接されることとなり、一方の電極板のリ
ード体と、電池ケース内底面とのスポット溶接不良、ス
ポット溶接時のスパークによるセパレータの破損に起因
する不良を大幅に減少させることができる。
m、高さ３３．５mm、電気容量１３００ｍＡｈの二酸化
マンガンリチウム電池を使用した。電解液としては、プ
ロピレンカーボネイトとジメトキシエタンとの混合溶媒
に過塩素酸リチウムを０．８Ｍ／リットル溶解させたも
のを用いた。（表１）から明らかなように、本実施例の
製造法によれば、一方の電極板のリード板を電池ケース
の内底面にスポット溶接する際、一定の高さを有する挿
入部を備えた加圧体で渦巻電極上面を加圧するため、渦
巻電極が電池ケースの底まで完全に挿入され、一方の電
極板のリード板が電池ケース内底面に完全に密着した状
態でスポット溶接されることとなり、一方の電極板のリ
ード体と、電池ケース内底面とのスポット溶接不良、ス
ポット溶接時のスパークによるセパレータの破損に起因
する不良を大幅に減少させることができる。
【００１７】
【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなよう
に、本発明の渦巻電極を備えた電池の製造法によれば、
リード体と電池ケース内底面とのスポット溶接不良、ス
ポット溶接時のスパークによるセパレータの破損に起因
するリーク不良を大幅に減少させることができる。ま
た、渦巻電極上面をスポット溶接電極の加圧体によって
加圧するため渦巻電極表面でのスパークの発生も防止で
き、量産性、電池性能に優れる渦巻電極を備えた電池の
製造法を提供できる。
に、本発明の渦巻電極を備えた電池の製造法によれば、
リード体と電池ケース内底面とのスポット溶接不良、ス
ポット溶接時のスパークによるセパレータの破損に起因
するリーク不良を大幅に減少させることができる。ま
た、渦巻電極上面をスポット溶接電極の加圧体によって
加圧するため渦巻電極表面でのスパークの発生も防止で
き、量産性、電池性能に優れる渦巻電極を備えた電池の
製造法を提供できる。
【図１】本発明の実施例の渦巻電極を備えた電池の製造
法により負極リード体と電池ケース内底面とを溶接して
いる状態を示す断面図
法により負極リード体と電池ケース内底面とを溶接して
いる状態を示す断面図
【図２】本発明の実施例および従来の渦巻電極を備えた
電池の製造法により製造された電池の縦断面図
電池の製造法により製造された電池の縦断面図
１ 正極板 １ａ 正極リード体 ２ 負極板 ２ａ 負極リード体 ３ セパレータ ４ 渦巻電極 ４ａ 渦巻電極上面 ５ 電池ケース ５ａ 電池ケース外底面 １０ 一方の電極棒 １０ａ 巻芯部の孔 １１ 貫通孔 １２ 大径部 １３ 小径部 １４ 段部 Ａ スポット溶接電極 Ｂ 加圧体 Ｃ 他方の電極棒
Claims (3)
- 【請求項１】正極板と負極板をセパレータを介して重ね
合わせ、巻芯を中心にして渦巻状に巻回して渦巻電極と
する工程、ついで前記渦巻電極を電池ケース内に挿入
し、巻芯を前記電池ケース内から引き抜く工程、ついで
渦巻電極の巻芯部の孔に挿入されたスポット溶接電極の
一方の電極棒と、電池ケース外底面に当接された他方の
電極棒とにより、一方の電極板のリード体を電池ケース
の内底面にスポット溶接する工程とを有する電池の製造
法であって、前記スポット溶接電極は渦巻電極上面との
当接面が絶縁体である加圧体と一方の電極棒から構成さ
れ、前記加圧体は、中心に前記一方の電極棒が貫通する
貫通孔と、上部に電池ケース外径より大きい大径部と、
下部に電池ケース内径より小さい小径部と、前記大径部
と小径部の境界の底面から一定の高さの位置に段部とを
備え、スポット溶接時に渦巻電極上面が前記加圧体によ
って加圧された状態でスポット溶接される渦巻電極を備
えた電池の製造法。 - 【請求項２】正極板と負極板をセパレータを介して重ね
合わせ、渦巻電極形成用の巻芯としてスポット溶接電極
の一方の電極棒を用いて渦巻電極を構成する工程、つい
で前記渦巻電極を前記一方の電極棒とともに電池ケース
内に挿入する工程、ついで前記スポット溶接電極の一方
の電極棒と、電池ケース外底面に当接された他方の電極
棒とにより、一方の電極のリード体を電池ケースの内底
面にスポット溶接する工程とを有する電池の製造法であ
って、前記スポット溶接電極は渦巻電極上面との当接面
が絶縁体である加圧体と一方の電極棒から構成され、前
記加圧体は、中心に前記一方の電極棒が貫通する貫通孔
と、上部に電池ケース外径より大きい大径部と、下部に
電池ケース内径より小さい小径部と、前記大径部と小径
部の境界の底面から一定の高さの位置に段部とを備え、
スポット溶接時、および前記一方の電極棒を引き抜くと
きに、渦巻電極上面が前記加圧体によって加圧された状
態でスポット溶接される渦巻電極を備えた電池の製造
法。 - 【請求項３】渦巻電極上面から電池ケース開口部までの
高さをＨとし、加圧体の底面から段部までの高さをＸと
したとき、Ｘが０．９Ｈ≦Ｘ≦１．２Ｈの範囲で示され
る請求項１または２記載の渦巻電極を備えた電池の製造
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4099219A JP2725523B2 (ja) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | 渦巻電極を備えた電池の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4099219A JP2725523B2 (ja) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | 渦巻電極を備えた電池の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05299099A JPH05299099A (ja) | 1993-11-12 |
| JP2725523B2 true JP2725523B2 (ja) | 1998-03-11 |
Family
ID=14241557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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