JP4016217B2 - 電池の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、アルミラミネートシートよりなる第１のシートとアルミラミネートシートよりなる第２のシートとの間に平板状リードを有する発電要素が熱溶着密封され、熱溶着部を介して平板状リードが導出された電池の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電池には、発電要素（電池エレメント）を、この発電要素の正負極に接続されるリードの先端部のみを突出させてアルミラミネートシートで覆い、内部に電解液を満たして密閉したものがある。例えばカード型電池は、このようにアルミラミネートシートで密封した電池をカード型の外装ケース内に収納している。
【０００３】
上記従来のアルミラミネートシートで密封した電池は、１個の電池ごとにアルミラミネートシートの袋を作成して、この袋の中に発電要素を収納すると共に電解液を満たし、この袋の開口部をリードの先端部が突出した状態で熱溶着することにより製造していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の製造方法では、アルミラミネートシートの袋を１個ずつ順に送って、発電要素の収納や電解液の注入及び熱溶着等の作業を行わなければならない。また、熱溶着を終えた電池を保管する場合にも、これらの電池を保管ケース等の中に整列させて順に収納しなければならず、しかも、ここから電池を取り出す作業も面倒なものになる。このため、従来の電池の製造方法では、製造ラインにおける搬送部等の構成が複雑となり、設備のコストが高くなりすぎるという問題があった。
【０００５】
また、上記従来の製造方法では、フラットなアルミラミネートシートを用いていたので、厚みのある発電要素の周囲を熱溶着した場合に、このシートに不要なしわが寄って密閉が不十分になったり、発電要素に不均一な力が加わって電極間の距離が変化する等し電池特性に悪影響を与えるおそれがあるという問題もあった。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、アルミラミネートシートよりなる第１のシートとアルミラミネートシートよりなる第２のシートとの間に平板状リードを有する発電要素が熱溶着密封され、熱溶着部を介して平板状リードが導出された電池が容易かつアルミラミネートシートの溶着が確実に行える製造方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、請求項１の電池の製造方法は、上記課題を解決するために、アルミラミネートシートよりなる第１のシートとアルミラミネートシートよりなる第２のシートとの間に平板状リードを有する発電要素が熱溶着密封され、熱溶着部を介して平板状リードが導出された電池の製造方法において、長尺な第１のシート上に所定間隔ごとに発電要素を収納するための矩形状凹部であってその周囲に平面部を有するものを連続的に形成する工程と、開口部を上側にして水平状態で連続的に搬送される矩形状凹部に発電要素を収納する工程と、発電要素が収納された矩形状凹部を、平面状に第２のシートで、平板状リードの先端部が露出するよう覆う工程と、第１のシートと第２のシートとを矩形状凹部の周囲で熱溶着する工程とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、長尺な第１のシート上に所定間隔ごとに発電要素を収納するための矩形状凹部であってその周囲に平面部を有するものを連続的に形成するとともに、開口部を上側にして水平状態で連続的に搬送される矩形状凹部に発電要素を収納するので、連続的に電解液の注入工程や封口工程等の作業位置に搬送することができる。
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
また、第１のシートと第２のシートとを矩形状凹部の周囲で熱溶着するので、シートに不要なしわが寄って密閉が不十分になったり、発電要素に不均一な力が加わって電池特性に悪影響を与えるようなことがなくなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１はこの発明の一実施形態を示すものであって、電池の製造工程を示す斜視図である。
【００１５】
本実施形態は、発電要素を２枚のアルミラミネートシートで覆って密閉した電池の製造方法について説明する。図１に示す発電要素１は、通常の巻回型と同様に、正負電極とセパレータとを巻回して円筒形とし、正負電極に接続された平板状リード１ａをこの円筒形の一方の端面から２本突出させたものである。ただし、この発電要素１は、円筒形の側面を押し潰すことにより平型化させている。なお、発電要素１は、このような巻回型を押し潰して平型化させたものに限らず、積層型やその他の任意の形状構成のものを用いることができる。また、この発電要素１は、１個の単電池に限らず、複数個を組電池としたものであってもよい。さらに、平板状リード１ａは、２本に限らず、任意の本数を突出させることができる。
【００１６】
下側のアルミラミネートシート２は、図示左側のロール等（図示せず）から引き出して長尺なまま順次供給され、まず所定間隔で周囲に平面部を備えた矩形状凹部２ａがプレス成形される（成形工程）。次に、矩形状凹部２ａ上に平板状リードを有する発電要素１を、２本の平板状リード１ａの先端部をアルミラミネートシート２の手前側の側辺からそれぞれはみ出させて収納する（収納工程）。そして、発電要素１を収納した矩形状凹部を平板状のアルミラミネートシート４で平板状リードが導出されるよう覆い（覆い工程）、矩形状凹部の周囲を封口する（第１封口工程）。
【００１７】
ここで、アルミラミネートシート２，４は、いずれも表面保護層であるＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムの互いに向かい合う面に、バリア層であるアルミニウム・フィルムと、水分バリア層であるポリエチレン・フィルムやポリプロピレン・フィルム等をラミネートしたシートである。そして、これらのアルミラミネートシート２，４を重ね合わせて加熱圧迫することにより、水分バリア層同士を熱溶着させて封口することができる。また、各発電要素１のリード１ａは、基部付近を予め金属との接着層を介して電解液バリア層となるエバール樹脂のフィルムで覆っている。従って、アルミラミネートシート２，４をこのリード１ａと共に重ね合わせて加熱圧迫すると、水分バリア層と電解液バリア層が熱溶着して、これらアルミラミネートシート２，４とリード１ａとの間も確実に封口することができる。
【００１８】
上記覆い工程の際には、重なり合ったアルミラミネートシート２，４の間に、各凹部２ａごとに１本ずつのパイプ５を挿入する。パイプ５は、フッ素樹脂等のように耐熱性があり接着し難い樹脂からなる薄い管であり、アルミラミネートシート２の奥側の側辺から各凹部２ａに達するように挿入される。従って、これらのパイプ５を挟んで重ね合わせたアルミラミネートシート２，４を第１封口工程で封口すると、各パイプ５は、加熱した金型によって一旦押し潰された状態にはなるが溶着はされず、この封口後にも各凹部２ａ内を外部と連通させることができる。そこで、第１封口工程が完了すると、このパイプ５を通して各凹部２ａ内に電解液を注入し（注液工程）、この注液が完了してからパイプ５を抜いて、この部分の封口を行う（第２封口工程）。
【００１９】
上記注液工程では、製造する電池の種類によっては（特に一次電池では）、単にパイプ５から電解液を注入するだけでよい場合がある。また、凹部２ａの周囲をチャンバーで覆って真空引きを行ってから、パイプ５を通し電解液を注入することもできる。特に、非水電解質二次電池では、最初の充電時に発電要素１の極板間からガスが発生するものがあるので、この場合には、まず凹部２ａの周囲をチャンバーで覆って最初の真空引きを行うと共に、パイプ５を通して電解液を注入し、次にリード１ａを充電器に接続して予備充電を行ってから、再度真空引きを行うことによりガス抜きをし、最後に必要に応じて不足する電解液を注入するようにしてもよい。
【００２０】
このようにして、アルミラミネートシートよりなる第１のシートとアルミラミネートシートよりなる第２のシートとの間に平板状リードを有する発電要素が熱溶着密封され、熱溶着部を介して平板状リードが導出された電池が得られる。
【００２１】
以上説明した本実施形態の電池の製造方法によれば、アルミラミネートシート２ a に予め周囲に平面部を有する矩形状凹部が連続的に形成され、矩形状凹部の開口部を上側にして水平状態で連続的に搬送されるので、要素１の収納や封口や注液等の作業を連続的に行うことができる。
【００２２】
しかも、アルミラミネートシート２の矩形状凹部２ａの周囲には平面部が成形されているので、厚みのある発電要素１を収納して熱溶着した場合にも、アルミラミネートシート２，４に不要なしわが寄って重ね合わせた熱溶着部の密閉が不十分になったり、凹部２ａ内の発電要素１に不均一な力が加わって電池特性に悪影響を与えるようなことがなくなる。
【００２３】
【００２４】
【００２５】
さらに、上記実施形態では、２枚のアルミラミネートシート２，４を重ね合わせて封口する場合について説明したが、１枚の幅広のアルミラミネートシート２の他方の側辺部を折り返して重ね合わせるようにすることもできる。
【００２６】
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明の電池の製造方法によれば、長尺な第１のシート上に所定間隔ごとに発電要素を収納するための矩形状凹部であってその周囲に平面部を有するものを連続的に形成するとともに、開口部を上側にして水平状態で連続的に搬送される矩形状凹部に発電要素を収納するので、連続的に電解液の注入工程や封口工程等の作業位置に搬送することができ、電池の生産性を高めることができる。
【００２８】
しかも、シートの各発電要素に対応した位置に予め凹部を成形しておくので、熱溶着部に不要なしわが寄って密閉が不十分になったり、発電要素に不均一な力が加わり電池特性に悪影響を与えるようなこともなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施形態を示すものであって、電池の製造工程を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 発電要素
１ａ リード
２ アルミラミネートシート
２ａ 凹部
４ アルミラミネートシート
【発明の属する技術分野】
この発明は、アルミラミネートシートよりなる第１のシートとアルミラミネートシートよりなる第２のシートとの間に平板状リードを有する発電要素が熱溶着密封され、熱溶着部を介して平板状リードが導出された電池の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電池には、発電要素（電池エレメント）を、この発電要素の正負極に接続されるリードの先端部のみを突出させてアルミラミネートシートで覆い、内部に電解液を満たして密閉したものがある。例えばカード型電池は、このようにアルミラミネートシートで密封した電池をカード型の外装ケース内に収納している。
【０００３】
上記従来のアルミラミネートシートで密封した電池は、１個の電池ごとにアルミラミネートシートの袋を作成して、この袋の中に発電要素を収納すると共に電解液を満たし、この袋の開口部をリードの先端部が突出した状態で熱溶着することにより製造していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の製造方法では、アルミラミネートシートの袋を１個ずつ順に送って、発電要素の収納や電解液の注入及び熱溶着等の作業を行わなければならない。また、熱溶着を終えた電池を保管する場合にも、これらの電池を保管ケース等の中に整列させて順に収納しなければならず、しかも、ここから電池を取り出す作業も面倒なものになる。このため、従来の電池の製造方法では、製造ラインにおける搬送部等の構成が複雑となり、設備のコストが高くなりすぎるという問題があった。
【０００５】
また、上記従来の製造方法では、フラットなアルミラミネートシートを用いていたので、厚みのある発電要素の周囲を熱溶着した場合に、このシートに不要なしわが寄って密閉が不十分になったり、発電要素に不均一な力が加わって電極間の距離が変化する等し電池特性に悪影響を与えるおそれがあるという問題もあった。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、アルミラミネートシートよりなる第１のシートとアルミラミネートシートよりなる第２のシートとの間に平板状リードを有する発電要素が熱溶着密封され、熱溶着部を介して平板状リードが導出された電池が容易かつアルミラミネートシートの溶着が確実に行える製造方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、請求項１の電池の製造方法は、上記課題を解決するために、アルミラミネートシートよりなる第１のシートとアルミラミネートシートよりなる第２のシートとの間に平板状リードを有する発電要素が熱溶着密封され、熱溶着部を介して平板状リードが導出された電池の製造方法において、長尺な第１のシート上に所定間隔ごとに発電要素を収納するための矩形状凹部であってその周囲に平面部を有するものを連続的に形成する工程と、開口部を上側にして水平状態で連続的に搬送される矩形状凹部に発電要素を収納する工程と、発電要素が収納された矩形状凹部を、平面状に第２のシートで、平板状リードの先端部が露出するよう覆う工程と、第１のシートと第２のシートとを矩形状凹部の周囲で熱溶着する工程とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、長尺な第１のシート上に所定間隔ごとに発電要素を収納するための矩形状凹部であってその周囲に平面部を有するものを連続的に形成するとともに、開口部を上側にして水平状態で連続的に搬送される矩形状凹部に発電要素を収納するので、連続的に電解液の注入工程や封口工程等の作業位置に搬送することができる。
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
また、第１のシートと第２のシートとを矩形状凹部の周囲で熱溶着するので、シートに不要なしわが寄って密閉が不十分になったり、発電要素に不均一な力が加わって電池特性に悪影響を与えるようなことがなくなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１はこの発明の一実施形態を示すものであって、電池の製造工程を示す斜視図である。
【００１５】
本実施形態は、発電要素を２枚のアルミラミネートシートで覆って密閉した電池の製造方法について説明する。図１に示す発電要素１は、通常の巻回型と同様に、正負電極とセパレータとを巻回して円筒形とし、正負電極に接続された平板状リード１ａをこの円筒形の一方の端面から２本突出させたものである。ただし、この発電要素１は、円筒形の側面を押し潰すことにより平型化させている。なお、発電要素１は、このような巻回型を押し潰して平型化させたものに限らず、積層型やその他の任意の形状構成のものを用いることができる。また、この発電要素１は、１個の単電池に限らず、複数個を組電池としたものであってもよい。さらに、平板状リード１ａは、２本に限らず、任意の本数を突出させることができる。
【００１６】
下側のアルミラミネートシート２は、図示左側のロール等（図示せず）から引き出して長尺なまま順次供給され、まず所定間隔で周囲に平面部を備えた矩形状凹部２ａがプレス成形される（成形工程）。次に、矩形状凹部２ａ上に平板状リードを有する発電要素１を、２本の平板状リード１ａの先端部をアルミラミネートシート２の手前側の側辺からそれぞれはみ出させて収納する（収納工程）。そして、発電要素１を収納した矩形状凹部を平板状のアルミラミネートシート４で平板状リードが導出されるよう覆い（覆い工程）、矩形状凹部の周囲を封口する（第１封口工程）。
【００１７】
ここで、アルミラミネートシート２，４は、いずれも表面保護層であるＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムの互いに向かい合う面に、バリア層であるアルミニウム・フィルムと、水分バリア層であるポリエチレン・フィルムやポリプロピレン・フィルム等をラミネートしたシートである。そして、これらのアルミラミネートシート２，４を重ね合わせて加熱圧迫することにより、水分バリア層同士を熱溶着させて封口することができる。また、各発電要素１のリード１ａは、基部付近を予め金属との接着層を介して電解液バリア層となるエバール樹脂のフィルムで覆っている。従って、アルミラミネートシート２，４をこのリード１ａと共に重ね合わせて加熱圧迫すると、水分バリア層と電解液バリア層が熱溶着して、これらアルミラミネートシート２，４とリード１ａとの間も確実に封口することができる。
【００１８】
上記覆い工程の際には、重なり合ったアルミラミネートシート２，４の間に、各凹部２ａごとに１本ずつのパイプ５を挿入する。パイプ５は、フッ素樹脂等のように耐熱性があり接着し難い樹脂からなる薄い管であり、アルミラミネートシート２の奥側の側辺から各凹部２ａに達するように挿入される。従って、これらのパイプ５を挟んで重ね合わせたアルミラミネートシート２，４を第１封口工程で封口すると、各パイプ５は、加熱した金型によって一旦押し潰された状態にはなるが溶着はされず、この封口後にも各凹部２ａ内を外部と連通させることができる。そこで、第１封口工程が完了すると、このパイプ５を通して各凹部２ａ内に電解液を注入し（注液工程）、この注液が完了してからパイプ５を抜いて、この部分の封口を行う（第２封口工程）。
【００１９】
上記注液工程では、製造する電池の種類によっては（特に一次電池では）、単にパイプ５から電解液を注入するだけでよい場合がある。また、凹部２ａの周囲をチャンバーで覆って真空引きを行ってから、パイプ５を通し電解液を注入することもできる。特に、非水電解質二次電池では、最初の充電時に発電要素１の極板間からガスが発生するものがあるので、この場合には、まず凹部２ａの周囲をチャンバーで覆って最初の真空引きを行うと共に、パイプ５を通して電解液を注入し、次にリード１ａを充電器に接続して予備充電を行ってから、再度真空引きを行うことによりガス抜きをし、最後に必要に応じて不足する電解液を注入するようにしてもよい。
【００２０】
このようにして、アルミラミネートシートよりなる第１のシートとアルミラミネートシートよりなる第２のシートとの間に平板状リードを有する発電要素が熱溶着密封され、熱溶着部を介して平板状リードが導出された電池が得られる。
【００２１】
以上説明した本実施形態の電池の製造方法によれば、アルミラミネートシート２ a に予め周囲に平面部を有する矩形状凹部が連続的に形成され、矩形状凹部の開口部を上側にして水平状態で連続的に搬送されるので、要素１の収納や封口や注液等の作業を連続的に行うことができる。
【００２２】
しかも、アルミラミネートシート２の矩形状凹部２ａの周囲には平面部が成形されているので、厚みのある発電要素１を収納して熱溶着した場合にも、アルミラミネートシート２，４に不要なしわが寄って重ね合わせた熱溶着部の密閉が不十分になったり、凹部２ａ内の発電要素１に不均一な力が加わって電池特性に悪影響を与えるようなことがなくなる。
【００２３】
【００２４】
【００２５】
さらに、上記実施形態では、２枚のアルミラミネートシート２，４を重ね合わせて封口する場合について説明したが、１枚の幅広のアルミラミネートシート２の他方の側辺部を折り返して重ね合わせるようにすることもできる。
【００２６】
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明の電池の製造方法によれば、長尺な第１のシート上に所定間隔ごとに発電要素を収納するための矩形状凹部であってその周囲に平面部を有するものを連続的に形成するとともに、開口部を上側にして水平状態で連続的に搬送される矩形状凹部に発電要素を収納するので、連続的に電解液の注入工程や封口工程等の作業位置に搬送することができ、電池の生産性を高めることができる。
【００２８】
しかも、シートの各発電要素に対応した位置に予め凹部を成形しておくので、熱溶着部に不要なしわが寄って密閉が不十分になったり、発電要素に不均一な力が加わり電池特性に悪影響を与えるようなこともなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施形態を示すものであって、電池の製造工程を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 発電要素
１ａ リード
２ アルミラミネートシート
２ａ 凹部
４ アルミラミネートシート
Claims (1)
- アルミラミネートシートよりなる第１のシートとアルミラミネートシートよりなる第２のシートとの間に平板状リードを有する発電要素が熱溶着密封され、熱溶着部を介して平板状リードが導出された電池の製造方法において、
長尺な第１のシート上に所定間隔ごとに発電要素を収納するための矩形状凹部であってその周囲に平面部を有するものを連続的に形成する工程と、
開口部を上側にして水平状態で連続的に搬送される矩形状凹部に発電要素を収納する工程と、
発電要素が収納された矩形状凹部を、平面状の第２のシートで、平板状リードの先端部が露出するよう覆う工程と、
第１のシートと第２のシートとを矩形状凹部の周囲で熱溶着する工程とを備えたことを特徴とする電池の製造方法。
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