JP4846984B2 - 角筒状電池とその製造方法 - Google Patents
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Description
(i)正極板と負極板とをセパレータを介して積層し、捲回した極板群を、前記極板群の横断面が角筒状、多角形状または扁平形状となるように押圧する工程と、
(ii)側面に、平面部と、隣接する前記平面部の間を曲面でつなぐコーナー部とが形成された角筒状の電池ケースに、前記押圧した極板群と電解質とを収容する工程と、
(iii)前記電池ケースの開口部を封口体によって密閉する工程とを含み、
前記工程(i)において、前記電池ケースにおける前記コーナー部の内周面の曲率半径よりも前記極板群におけるコーナー部の横断面の曲率半径が大きく、かつ、前記極板群の巻き終わり部が押圧後の前記極板群におけるコーナー部に位置するように、前記極板群を押圧し、
前記方法は、前記工程(ii)と前記工程(iii)との間に、
(a)前記角筒状の電池ケースの開口部の近傍を円筒状に形成することによって、円筒状の頭部と、角筒状の胴部と、前記胴部と前記頭部との間に位置する遷移部とを含む電池ケースを形成する工程
をさらに含み、
前記工程(a)において、前記電池ケースにおける前記コーナー部と前記遷移部との第1の境界から、前記頭部と前記遷移部との第2の境界にかけて連続した曲面を有する前記遷移部を形成し、
前記連続した曲面上において前記第1の境界の中心と前記第2の境界とを最短距離で結ぶ直線が前記電池ケースの中心軸の方向に対して成す角度が、14°〜22°の範囲であることを特徴としている。
本発明の電池51では、電池ケース1の形状に1つの特徴がある。
本発明の電池51では、極板群52の形状、配置方法にまた別の特徴がある。
本発明の電池51は、実施の形態1および実施の形態2に説明した特徴のいずれか一方を備えていればよいが、その双方を備えていてもよい。
電池ケースの側面は、円筒状の頭部と、極板群および電解質を収容する角筒状の胴部と、胴部と頭部との間に位置する遷移部とを含み、胴部は、平面部と、隣接する平面部の間を曲面でつなぐコーナー部とを含み、遷移部は、コーナー部と遷移部との第1の境界から、頭部と遷移部との第2の境界にかけて連続した曲面を有し、連続した曲面の横断面の曲率半径が、第1の境界から第2の境界にかけて、コーナー部の横断面の曲率半径から前記頭部の半径へと連続的に変化しており、かつ、
極板群の横断面の形状が、角筒状、多角形状または扁平形状であり、電池ケースにおけるコーナー部の内周面の曲率半径よりも極板群におけるコーナー部の横断面の曲率半径の方が大きく、極板群の巻き終わり部が電池ケースにおけるコーナー部に位置するように、極板群が電池ケースに収容されていることを特徴としていてもよい。
本発明の角筒状電池の製造方法について説明する。
(a)角筒状の電池ケース21の開口部の近傍を円筒状に形成することによって、円筒状の頭部2と、角筒状の胴部3と、胴部3と頭部2との間に位置する遷移部4とを含む電池ケース1を形成する工程(例えば、図13に示す電池ケース1を形成する工程である)と、
(b)上記工程(a)において形成した電池ケース1の頭部2の側面に、頭部2の外側面から頭部2の内方に向かって突出した環状の溝12を形成する工程と(例えば、図14に示す溝12を形成する工程である)とをさらに含み、
上記工程(iii)が、図15に示すように、上記工程(b)において形成した溝12に対応する環状の支持部22の上に封口体23を配置した後に、頭部2の開口端部24を内方に折り曲げ、開口端部24と支持部22との間に封口体23をかしめて固定することによって、電池ケース1を密閉する工程(工程(c))を含んでいてもよい。
2 頭部
2a、3a、4a 横断面
3 胴部
4 遷移部
5 平面部
5a、11 直線部
6 コーナー部
6a、9a、14a、15a 曲線部
7、8 境界
9 曲面
10 半径
12 溝
13、104 巻き終わり部
22 支持部
23 封口体
24 開口端部
25 ローラー
51 電池
52、102 極板群
53 正極板
54 負極板
55 セパレータ
61、103 金型
62 巻き芯
63 駆動ローラー
64 加圧機構
65 受けローラー
66 検出センサ
67 コントローラ
Claims (15)
- 極板群と、電解質と、前記極板群および前記電解質を収容する電池ケースとを含む角筒状電池であって、
前記電池ケースの側面は、円筒状の頭部と、前記極板群および前記電解質を収容する角筒状の胴部と、前記胴部と前記頭部との間に位置する遷移部とを含み、
前記胴部は、平面部と、隣接する前記平面部の間を曲面でつなぐコーナー部とを含み、
前記遷移部は、前記コーナー部と前記遷移部との第1の境界から、前記頭部と前記遷移部との第2の境界にかけて連続した曲面を有し、
前記連続した曲面の横断面の曲率半径が、前記第1の境界から前記第2の境界にかけて、前記コーナー部の横断面の曲率半径から前記頭部の半径へと連続的に変化しており、
前記連続した曲面上において前記第1の境界の中心と前記第2の境界とを最短距離で結ぶ直線が前記電池ケースの中心軸の方向に対して成す角度が、14°〜22°の範囲であることを特徴とする角筒状電池。 - 前記極板群は、正極板と負極板とをセパレータを介して積層し、捲回した極板群であり、
前記極板群の横断面の形状が、角筒状、多角形状または扁平形状であり、
前記電池ケースにおける前記コーナー部の内周面の曲率半径よりも前記極板群におけるコーナー部の横断面の曲率半径が大きく、
前記極板群の巻き終わり部が前記電池ケースにおける前記コーナー部に位置するように、前記極板群が前記電池ケースに収容されている請求項1に記載の角筒状電池。 - 前記正極板および前記負極板から選ばれる少なくとも1つの極板において、巻き終わり部となる端面のエッジの一部が削り取られている請求項1に記載の角筒状電池。
- 前記連続した曲面の横断面の形状が円弧の一部であり、前記連続した曲面の横断面は、前記遷移部における前記連続した曲面以外の部分と接円を形成して連接している請求項1に記載の角筒状電池。
- 前記連続した曲面が、円錐面の一部である請求項4に記載の角筒状電池。
- 前記電池ケースにおける前記コーナー部の肉厚が、前記平面部の肉厚よりも大きい請求項1に記載の角筒状電池。
- 前記頭部に、前記頭部の外側面から内方に向かって突出した環状の溝がさらに形成されている請求項1に記載の角筒状電池。
- 前記環状の溝が、前記第2の境界の直上に形成されている請求項7に記載の角筒状電池。
- 正極板と負極板とをセパレータを介して積層し、捲回した極板群と、電解質と、前記極板群および前記電解質を収容する電池ケースとを含む角筒状電池の製造方法であって、
(i)正極板と負極板とをセパレータを介して積層し、捲回した極板群を、前記極板群の横断面が角筒状、多角形状または扁平形状となるように押圧する工程と、
(ii)側面に、平面部と、隣接する前記平面部の間を曲面でつなぐコーナー部とが形成された角筒状の電池ケースに、前記押圧した極板群と電解質とを収容する工程と、
(iii)前記電池ケースの開口部を封口体によって密閉する工程とを含み、
前記工程(i)において、前記電池ケースにおける前記コーナー部の内周面の曲率半径よりも前記極板群におけるコーナー部の横断面の曲率半径が大きく、かつ、前記極板群の巻き終わり部が押圧後の前記極板群におけるコーナー部に位置するように、前記極板群を押圧し、
前記方法は、前記工程(ii)と前記工程(iii)との間に、
(a)前記角筒状の電池ケースの開口部の近傍を円筒状に形成することによって、円筒状の頭部と、角筒状の胴部と、前記胴部と前記頭部との間に位置する遷移部とを含む電池ケースを形成する工程
をさらに含み、
前記工程(a)において、前記電池ケースにおける前記コーナー部と前記遷移部との第1の境界から、前記頭部と前記遷移部との第2の境界にかけて連続した曲面を有する前記遷移部を形成し、
前記連続した曲面上において前記第1の境界の中心と前記第2の境界とを最短距離で結ぶ直線が前記電池ケースの中心軸の方向に対して成す角度が、14°〜22°の範囲であることを特徴とする角筒状電池の製造方法。 - 前記工程(ii)において、前記極板群の巻き終わり部が前記電池ケースにおける前記コーナー部に位置するように、前記極板群を前記電池ケースに収容する請求項9に記載の角筒状電池の製造方法。
- 前記工程(ii)と前記工程(iii)との間に、
(b)前記頭部の側面に、前記頭部の内方に向かって突出した環状の溝を形成する工程をさらに含み、
前記工程(iii)が、
(c)前記形成した溝に対応する環状の支持部の上に封口体を配置した後に、前記頭部の開口端部を内方に折り曲げ、前記開口端部と前記支持部との間に前記封口体をかしめて固定することによって、前記電池ケースの開口部を前記封口体によって密閉する工程を含み、
前記工程(a)において、
前記曲面の横断面の曲率半径が、前記第1の境界から前記第2の境界にかけて、前記コーナー部の横断面の曲率半径から前記頭部の半径へと連続的に変化している請求項9に記載の角筒状電池の製造方法。 - 前記工程(a)の前に、
(A)前記電池ケースにおける前記開口部の前記コーナー部近傍を、予め内方にかしめる工程をさらに含む請求項11に記載の角筒状電池の製造方法。 - 前記工程(b)が、
(B)前記電池ケースの外側の面から前記電池ケースの中心軸の方向に押圧力を付与した状態で、前記電池ケースを回転させながら前記頭部の側面に溝付け用のローラーを押し当てることによって、前記環状の溝を形成する工程を含む請求項11に記載の角筒状電池の製造方法。 - 前記工程(B)において、
前記頭部の側面に押し当てた前記ローラーを前記電池ケースの開口部の方向に変位させながら、前記環状の溝を形成する請求項13に記載の角筒状電池の製造方法。 - 前記工程(B)において、
前記ローラーを押し当てる位置が、前記第2の境界の直上である請求項13に記載の角筒状電池の製造方法。
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