JP4213823B2 - 二次電池ケ―ス素材の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は二次電池ケース素材の製造方法に係り、さらに詳細には電流を発生させる電池の本体をシーリングする二次電池ケース素材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、リチウム二次電池は陽極板、陰極板及びセパレーターが積層されて電流を生成する電池本体を備える。そして、電池本体には外部との電気的な通路役割をする電極端子が連結され、電池本体と電極端子の一部はそれらに対して絶縁状態のケースにより密封される。
【０００３】
しかしながら、従来は、リチウム二次電池はパウチ形態のケースに電池本体を挿入した後製造されるが、その構造に起因して大量生産が容易でなく、かつ電池が受入れられたケースの受入部を閉鎖する接合面が安定しないという問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は大量生産が可能であり、かつ電池が受入れられたケースの受入部を閉鎖する接合面の堅固さが向上された二次電池ケース素材の製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記のような目的を達成するために、本発明によると、平板状のケース素材を準備する段階と、前記ケース素材を成形加工することによって、前記ケース素材の一面に対して凹状の電池本体の受入空間を有する電池本体の受入部と、前記電池本体の受入部に近接して設けられ、前記ケース素材の前記一面に対して凹状であり、前記電池本体の受入部からのガスを受け入れるガス受入部と、前記電池本体の受入部と前記ガス受入部とを連結し、前記ケース素材の前記一面に対して凹状の通路とを形成し、前記電池本体の受入部及び前記ガス受入部の一側から１の方向に延設され、前記電池本体の受入部と前記ガス受入部を含む領域と同等の領域を有する蓋部の領域を画定して、前記電池本体の受入部、前記ガス受入部、前記通路及び前記蓋部からなる１の区画を前記ケース素材に複数形成する段階と、前記各区画別に前記ケース素材を切断する段階と、前記各区画別に前記ケース素材を切断する段階と、を備える二次電池ケース素材の製造方法が提供される。
【００１３】
本発明の一特徴によると、前記素材の成形加工はプレス加工により遂行される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態に係る二次電池ケ―ス素材の製造方法によって製造される二次電池ケース素材を用いた二次電池の一例を示した概略的な分解斜視図である。
【００１６】
図面を参照すれば、二次電池は陽極板１、陰極板２及びセパレーター３が積層されて電流を発生させる電池本体４及び、前記電池本体４を密封するケース10を備える。
【００１７】
前記電池本体４は、例えば、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、プラスチックリチウムイオン電池等リチウム二次電池の種類に応じてその構成が異なってできる。そして、電池本体４がケース10により密封される時外部との電気的な通路の役割をする電極端子５は一端が電池本体４の各極板に連結され、他端はケース10の外部へ露出される。
【００１８】
前記ケース１０は電池本体４が受入れられる受入部１１、前記受入部１１の入口で縁に沿うフランジである第１接合部１２、前記受入部１１に対して折られることにより前記受入部１１の入口を覆う蓋部１５及び前記受入部１１に対して折られる時前記第１接合部１２と接合されて前記蓋部１５の縁に沿って水平に延びる第２接合部１４を備えて形成される。
【００１９】
前記受入部11は電池本体４を受入れできる空間を有し、開放された上部の入口を除いた５個の面が閉鎖された状態である。蓋部15は受入部11の一側上に延びたフランジであり、蓋部が折られた時前記受入部11が閉鎖できる。
【００２０】
前記受入部11、第１接合部12、蓋部15及び第２接合部14は一体に形成される。電池本体４は受入部11の開放された上部入口を通じて受入部11内に受入れられる。
【００２１】
図面に示されたように、蓋部15が折られなかった状態、即ち、蓋部15が受入部11を閉鎖しない状態では第１接合部12と第２接合部14が一つの四角形のフランジを形成する。蓋部15は受入部11内に電池本体４が受入れられた後に受入部11の上部入口を閉鎖する。第１接合部12と第２接合部14は相接後に垂直方向に曲げられることもある。
【００２２】
図２は図１の二次電池が組み立てられた状態を示す平面図である。
【００２３】
図面を参照すれば、電池本体４が受入部11に挿入された後電池本体４の各極板(図示せず)と連結された電極端子５がケース10外へ所定長さ露出されており、蓋部15は受入部11を閉鎖している。図面にハッチングされた部位21は第１接合部12と第２接合部14が相接された部位を示す。ここで、蓋部15が受入部11から延びる部位では別途に接合部を形成する必要がないので、ケース10の全体大きさに対する電池本体４の占有比率が大きくなる。従って、このような二次電池は単位体積当たりの電池効率が向上される。
【００２４】
図３は本発明の一実施形態に係る二次電池ケ―ス素材の製造方法によって製造される二次電池ケース素材を用いた二次電池の他の例を概略的に示した分解斜視図である。
【００２５】
図面を参照すれば、二次電池は図１に示された二次電池のように、陽極板１、陰極板２及びセパレーター３が積層されて電流を発生させる電池本体４と、前記電池本体４を密封するケース30を備える。ここで、ケース30は、受入部31と前記受入部31の上面に形成された入口が閉鎖できるように分離されて製作された蓋部35を備える。
【００２６】
前記受入部31は電池本体４を受入れできる空間を有し、開放された上部の入口を除いた５個の面が閉鎖された状態である。受入部31は第１接合部32としてフランジを備える。そして、前記蓋部35は電池本体４が挿入された後、受入部31の入口が閉鎖できる板状の形態である。第２接合部34は蓋部35のマージン領域である。第２接合部34は第１接合部32に対応して接合される。このような受入部31及び蓋部35の製作はケース用素材の板状材料に対して金型加工等の成形加工を通じて製作が可能である。
【００２７】
図４は図３の二次電池が組み立てられた状態を示す平面図である。
【００２８】
図面を参照すれば、電池本体４が受入部３１に挿入され、電池本体４の各極板（図示せず）と連結された電極端子５がケース３０の外へ所定長さ露出された状態で蓋部３５が受入部３１を閉鎖する。図面でハッチングされた部位４１は第１接合部３２及び第２接合部３４が相接された接合部位を示す。第１接合部３２と第２接合部３４の接合力を向上させるために、受入部３１と蓋部３５の材質及び厚さを異ならせて製作できる。
【００２９】
二次電池ケ―ス素材の製造方法は次の通りである。
【００３０】
先ず、金属板に成形加工を通じて受入部11,31と第１接合部12,32を形成し、蓋部15,35に第２接合部14,34を形成する。この際、蓋部15,35及び第２接合部14,34は受入部11,31及び第１接合部12に対して一体に形成されるか又は分離形成できる。そして、電池本体４を受入部11,31に挿入した後、電池本体４と連結された電極端子５が外部へ露出されるように配置する。そして、受入部11,31のフランジである第１接合部12,32と蓋部15,35のマージン部位である第２接合部14,34とを相接させることにより、ケース10,30内部に閉鎖空間を形成する。
【００３１】
なお、前述した電池の製造方法は概略的なものであり、実際には電池本体４の受入部の側面にガス受入部を形成し、電池本体４を充放電させる際発生するガスをガス受入部に貯蔵する過程が含まれる。以下、この手順を図５に基づき詳しく説明する。
【００３２】
図５に示したのは板状の素材から図１に示した二次電池のケースを多数形成する方法を概略的に示した斜視図である。
【００３３】
図面を参照すれば、板状の素材51は点線で表示された線に沿って区画され、各区画別に一つの単位ケース54が形成できる。各単位ケース54は電池本体４の受入部52とガス受入部55を有する。電池受入部52から発生するガスは通路56を通してガス受入部55に放出される。
【００３４】
電池ケースに電池本体４を受入れて電池を製造するに当って、電池本体４を電池受入部52に受入れ、引続き蓋部53を覆って電池本体４の受入部52とガス受入部55とを同時にシールする。この際、通路56は開放された状態を保つ。次いで、電池本体４に対する充電及び放電を繰返すと、電池本体４から発生したガスが電池受入部52から通路56を通してガス受入部55に流動する。ガス受入部55にガスが集まると通路56を閉塞する。最後に、ガス受入部55は切断作業により除去される。
【００３５】
図５に示されたような単位ケース54はプレス加工のような所定の加工を通して各区画毎に電池本体受入部52、ガス受入部55及び通路56が形成された後、点線に沿って素材を切断することによって単位ケース54が形成される。
【００３６】
他の例では、素材51の長手方向に延びた点線に沿って切断する前に別に製作された電池本体４を受入部52に挿入し、素材51の幅方向に延びた点線に沿って切断する。次いで、貼り合せられた蓋部53を同時に折って蓋部53が受入部52を閉塞させた状態で接合がなされるようにする。引続き、電池本体４を充放電させ、通路56を閉塞し、最後に素材51を長手方向に切断することによってガス受入部55を取除くと同時に各単位ケースを分離する。
【００３７】
又、他の例では点線で表示された部分を切断するのとは別途に、受入部52が形成された部分と蓋部53が形成された部分とが相互分離されるように切断することにより図３に示された電池ケースを製作できる。
【００３８】
図６及び図８は図４でVI-VI線及びVIII-VIII線に沿って切断した断面図であり、図７は図２でVII-VII線に沿って切断した断面図である。これらは、各々第１接合部12,32と第２接合部14,34を接合させる方法を示す。
【００３９】
図６は面接合方式を示し、第１接合部12,32と第２接合部14,34を変形させずに相互平面の状態で接合させる。接合の方法は多様な方法が採用できるが、アーク溶接が望ましい。
【００４０】
図７はエンボシング方式を示すが、第１接合部12,32と第２接合部14,34に各々相応するエンボシングを形成することにより接合力を向上させ得る。
【００４１】
又、図８はリニア方式を示すが、これは第１接合部12,32と第２接合部14,34の長手方向に凸部と凹部を形成して相応されるようにする。この方式では、接合力を向上させ得る。
【００４２】
【発明の効果】
本発明に係る二次電池ケ―ス素材の製造方法によって製造される二次電池ケース素材を用いた二次電池は、電池本体が受入れられる受入部、前記受入部を閉鎖する蓋部及び、前記受入部と蓋部との縁に延びた接合部を備えるケースを成形等を通じて容易に製作でき、且つ接合部が面接合方式、エンボシング接合方式及びリニア接合方式のうち１つにより接合されることにより、大量生産が可能であり、接合面の堅固さが向上されるという長所がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る二次電池ケ―ス素材の製造方法によって製造される二次電池ケース素材を用いた二次電池の一例を示した概略的な分解斜視図である。
【図２】図１の二次電池を組み立てた状態を示す概略的な平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る二次電池ケ―ス素材の製造方法によって製造される二次電池ケース素材を用いた二次電池の他の例を示した概略的な分解斜視図である。
【図４】図３の二次電池を組み立てた状態を示す概略的な平面図である。
【図５】図１に示された二次電池のケースを製造する方法を示す概略的な斜視図である。
【図６】図４のVI-VI線に沿って切断した状態を示す断面図である。
【図７】図２のVII-VII線に沿って切断した状態を示す断面図である。
【図８】図４のVIII-VIII線に沿って切断した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 陽極板
２ 陰極板
３ セパレーター
４ 電池本体
５ 電極端子
10,30 ケース
11,31,52 受入部
12,32 第１接合部
14,34 第２接合部
15,35,53 蓋部
21,41 ハッチングされた部位
51 素材
54 単位ケース
【発明の属する技術分野】
本発明は二次電池ケース素材の製造方法に係り、さらに詳細には電流を発生させる電池の本体をシーリングする二次電池ケース素材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、リチウム二次電池は陽極板、陰極板及びセパレーターが積層されて電流を生成する電池本体を備える。そして、電池本体には外部との電気的な通路役割をする電極端子が連結され、電池本体と電極端子の一部はそれらに対して絶縁状態のケースにより密封される。
【０００３】
しかしながら、従来は、リチウム二次電池はパウチ形態のケースに電池本体を挿入した後製造されるが、その構造に起因して大量生産が容易でなく、かつ電池が受入れられたケースの受入部を閉鎖する接合面が安定しないという問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は大量生産が可能であり、かつ電池が受入れられたケースの受入部を閉鎖する接合面の堅固さが向上された二次電池ケース素材の製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記のような目的を達成するために、本発明によると、平板状のケース素材を準備する段階と、前記ケース素材を成形加工することによって、前記ケース素材の一面に対して凹状の電池本体の受入空間を有する電池本体の受入部と、前記電池本体の受入部に近接して設けられ、前記ケース素材の前記一面に対して凹状であり、前記電池本体の受入部からのガスを受け入れるガス受入部と、前記電池本体の受入部と前記ガス受入部とを連結し、前記ケース素材の前記一面に対して凹状の通路とを形成し、前記電池本体の受入部及び前記ガス受入部の一側から１の方向に延設され、前記電池本体の受入部と前記ガス受入部を含む領域と同等の領域を有する蓋部の領域を画定して、前記電池本体の受入部、前記ガス受入部、前記通路及び前記蓋部からなる１の区画を前記ケース素材に複数形成する段階と、前記各区画別に前記ケース素材を切断する段階と、前記各区画別に前記ケース素材を切断する段階と、を備える二次電池ケース素材の製造方法が提供される。
【００１３】
本発明の一特徴によると、前記素材の成形加工はプレス加工により遂行される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態に係る二次電池ケ―ス素材の製造方法によって製造される二次電池ケース素材を用いた二次電池の一例を示した概略的な分解斜視図である。
【００１６】
図面を参照すれば、二次電池は陽極板１、陰極板２及びセパレーター３が積層されて電流を発生させる電池本体４及び、前記電池本体４を密封するケース10を備える。
【００１７】
前記電池本体４は、例えば、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、プラスチックリチウムイオン電池等リチウム二次電池の種類に応じてその構成が異なってできる。そして、電池本体４がケース10により密封される時外部との電気的な通路の役割をする電極端子５は一端が電池本体４の各極板に連結され、他端はケース10の外部へ露出される。
【００１８】
前記ケース１０は電池本体４が受入れられる受入部１１、前記受入部１１の入口で縁に沿うフランジである第１接合部１２、前記受入部１１に対して折られることにより前記受入部１１の入口を覆う蓋部１５及び前記受入部１１に対して折られる時前記第１接合部１２と接合されて前記蓋部１５の縁に沿って水平に延びる第２接合部１４を備えて形成される。
【００１９】
前記受入部11は電池本体４を受入れできる空間を有し、開放された上部の入口を除いた５個の面が閉鎖された状態である。蓋部15は受入部11の一側上に延びたフランジであり、蓋部が折られた時前記受入部11が閉鎖できる。
【００２０】
前記受入部11、第１接合部12、蓋部15及び第２接合部14は一体に形成される。電池本体４は受入部11の開放された上部入口を通じて受入部11内に受入れられる。
【００２１】
図面に示されたように、蓋部15が折られなかった状態、即ち、蓋部15が受入部11を閉鎖しない状態では第１接合部12と第２接合部14が一つの四角形のフランジを形成する。蓋部15は受入部11内に電池本体４が受入れられた後に受入部11の上部入口を閉鎖する。第１接合部12と第２接合部14は相接後に垂直方向に曲げられることもある。
【００２２】
図２は図１の二次電池が組み立てられた状態を示す平面図である。
【００２３】
図面を参照すれば、電池本体４が受入部11に挿入された後電池本体４の各極板(図示せず)と連結された電極端子５がケース10外へ所定長さ露出されており、蓋部15は受入部11を閉鎖している。図面にハッチングされた部位21は第１接合部12と第２接合部14が相接された部位を示す。ここで、蓋部15が受入部11から延びる部位では別途に接合部を形成する必要がないので、ケース10の全体大きさに対する電池本体４の占有比率が大きくなる。従って、このような二次電池は単位体積当たりの電池効率が向上される。
【００２４】
図３は本発明の一実施形態に係る二次電池ケ―ス素材の製造方法によって製造される二次電池ケース素材を用いた二次電池の他の例を概略的に示した分解斜視図である。
【００２５】
図面を参照すれば、二次電池は図１に示された二次電池のように、陽極板１、陰極板２及びセパレーター３が積層されて電流を発生させる電池本体４と、前記電池本体４を密封するケース30を備える。ここで、ケース30は、受入部31と前記受入部31の上面に形成された入口が閉鎖できるように分離されて製作された蓋部35を備える。
【００２６】
前記受入部31は電池本体４を受入れできる空間を有し、開放された上部の入口を除いた５個の面が閉鎖された状態である。受入部31は第１接合部32としてフランジを備える。そして、前記蓋部35は電池本体４が挿入された後、受入部31の入口が閉鎖できる板状の形態である。第２接合部34は蓋部35のマージン領域である。第２接合部34は第１接合部32に対応して接合される。このような受入部31及び蓋部35の製作はケース用素材の板状材料に対して金型加工等の成形加工を通じて製作が可能である。
【００２７】
図４は図３の二次電池が組み立てられた状態を示す平面図である。
【００２８】
図面を参照すれば、電池本体４が受入部３１に挿入され、電池本体４の各極板（図示せず）と連結された電極端子５がケース３０の外へ所定長さ露出された状態で蓋部３５が受入部３１を閉鎖する。図面でハッチングされた部位４１は第１接合部３２及び第２接合部３４が相接された接合部位を示す。第１接合部３２と第２接合部３４の接合力を向上させるために、受入部３１と蓋部３５の材質及び厚さを異ならせて製作できる。
【００２９】
二次電池ケ―ス素材の製造方法は次の通りである。
【００３０】
先ず、金属板に成形加工を通じて受入部11,31と第１接合部12,32を形成し、蓋部15,35に第２接合部14,34を形成する。この際、蓋部15,35及び第２接合部14,34は受入部11,31及び第１接合部12に対して一体に形成されるか又は分離形成できる。そして、電池本体４を受入部11,31に挿入した後、電池本体４と連結された電極端子５が外部へ露出されるように配置する。そして、受入部11,31のフランジである第１接合部12,32と蓋部15,35のマージン部位である第２接合部14,34とを相接させることにより、ケース10,30内部に閉鎖空間を形成する。
【００３１】
なお、前述した電池の製造方法は概略的なものであり、実際には電池本体４の受入部の側面にガス受入部を形成し、電池本体４を充放電させる際発生するガスをガス受入部に貯蔵する過程が含まれる。以下、この手順を図５に基づき詳しく説明する。
【００３２】
図５に示したのは板状の素材から図１に示した二次電池のケースを多数形成する方法を概略的に示した斜視図である。
【００３３】
図面を参照すれば、板状の素材51は点線で表示された線に沿って区画され、各区画別に一つの単位ケース54が形成できる。各単位ケース54は電池本体４の受入部52とガス受入部55を有する。電池受入部52から発生するガスは通路56を通してガス受入部55に放出される。
【００３４】
電池ケースに電池本体４を受入れて電池を製造するに当って、電池本体４を電池受入部52に受入れ、引続き蓋部53を覆って電池本体４の受入部52とガス受入部55とを同時にシールする。この際、通路56は開放された状態を保つ。次いで、電池本体４に対する充電及び放電を繰返すと、電池本体４から発生したガスが電池受入部52から通路56を通してガス受入部55に流動する。ガス受入部55にガスが集まると通路56を閉塞する。最後に、ガス受入部55は切断作業により除去される。
【００３５】
図５に示されたような単位ケース54はプレス加工のような所定の加工を通して各区画毎に電池本体受入部52、ガス受入部55及び通路56が形成された後、点線に沿って素材を切断することによって単位ケース54が形成される。
【００３６】
他の例では、素材51の長手方向に延びた点線に沿って切断する前に別に製作された電池本体４を受入部52に挿入し、素材51の幅方向に延びた点線に沿って切断する。次いで、貼り合せられた蓋部53を同時に折って蓋部53が受入部52を閉塞させた状態で接合がなされるようにする。引続き、電池本体４を充放電させ、通路56を閉塞し、最後に素材51を長手方向に切断することによってガス受入部55を取除くと同時に各単位ケースを分離する。
【００３７】
又、他の例では点線で表示された部分を切断するのとは別途に、受入部52が形成された部分と蓋部53が形成された部分とが相互分離されるように切断することにより図３に示された電池ケースを製作できる。
【００３８】
図６及び図８は図４でVI-VI線及びVIII-VIII線に沿って切断した断面図であり、図７は図２でVII-VII線に沿って切断した断面図である。これらは、各々第１接合部12,32と第２接合部14,34を接合させる方法を示す。
【００３９】
図６は面接合方式を示し、第１接合部12,32と第２接合部14,34を変形させずに相互平面の状態で接合させる。接合の方法は多様な方法が採用できるが、アーク溶接が望ましい。
【００４０】
図７はエンボシング方式を示すが、第１接合部12,32と第２接合部14,34に各々相応するエンボシングを形成することにより接合力を向上させ得る。
【００４１】
又、図８はリニア方式を示すが、これは第１接合部12,32と第２接合部14,34の長手方向に凸部と凹部を形成して相応されるようにする。この方式では、接合力を向上させ得る。
【００４２】
【発明の効果】
本発明に係る二次電池ケ―ス素材の製造方法によって製造される二次電池ケース素材を用いた二次電池は、電池本体が受入れられる受入部、前記受入部を閉鎖する蓋部及び、前記受入部と蓋部との縁に延びた接合部を備えるケースを成形等を通じて容易に製作でき、且つ接合部が面接合方式、エンボシング接合方式及びリニア接合方式のうち１つにより接合されることにより、大量生産が可能であり、接合面の堅固さが向上されるという長所がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る二次電池ケ―ス素材の製造方法によって製造される二次電池ケース素材を用いた二次電池の一例を示した概略的な分解斜視図である。
【図２】図１の二次電池を組み立てた状態を示す概略的な平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る二次電池ケ―ス素材の製造方法によって製造される二次電池ケース素材を用いた二次電池の他の例を示した概略的な分解斜視図である。
【図４】図３の二次電池を組み立てた状態を示す概略的な平面図である。
【図５】図１に示された二次電池のケースを製造する方法を示す概略的な斜視図である。
【図６】図４のVI-VI線に沿って切断した状態を示す断面図である。
【図７】図２のVII-VII線に沿って切断した状態を示す断面図である。
【図８】図４のVIII-VIII線に沿って切断した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 陽極板
２ 陰極板
３ セパレーター
４ 電池本体
５ 電極端子
10,30 ケース
11,31,52 受入部
12,32 第１接合部
14,34 第２接合部
15,35,53 蓋部
21,41 ハッチングされた部位
51 素材
54 単位ケース
Claims (2)
- 平面状のケース素材を準備する段階と、
前記ケース素材を成形加工することによって、前記ケース素材の一面に対して凹状の電池本体の受入空間を有する電池本体の受入部と、前記電池本体の受入部に近接して設けられ、前記ケース素材の前記一面に対して凹状であり、前記電池本体の受入部からのガスを受け入れるガス受入部と、前記電池本体の受入部と前記ガス受入部とを連結し、前記ケース素材の前記一面に対して凹状の通路とを形成し、前記電池本体の受入部及び前記ガス受入部の一側から１の方向に延設され、前記電池本体の受入部と前記ガス受入部を含む領域と同等の領域を有する蓋部の領域を画定して、前記電池本体の受入部、前記ガス受入部、前記通路及び前記蓋部からなる１の区画を前記ケース素材に複数形成する段階と、
前記各区画別に前記ケース素材を切断する段階と、
を備えることを特徴とする二次電池ケース素材の製造方法。 - 前記素材の成形加工はプレス加工により遂行されることを特徴とする請求項１に記載の二次電池ケース素材の製造方法。
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