JP4936839B2 - 密閉電池の製造方法 - Google Patents
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Description
これにより、集電リード73(74)の積層体71の芯体露出部71a(71b)との接合面73b(74b)に突起部73a(74a)を設けることで、超音波接合法における超音波振幅エネルギーを局部的に、吸収、拡散させ、超音波接合プロセスの高効率化を図っている。このため、積層体71の接合部および接合部周辺において、超音波振動による発熱、破れ、ホーンの食い込みを抑制し、接合面の高品質化が達成されるというものである。
なお、図1は本発明の電極群を模式的に示す斜視図であり、図1(a)はセパレータを介して正極板と負極板とが積層されたものが扁平な渦巻状に巻回された扁平電極群を模式的に示す斜視図であり、図1(b)は、図1(a)に示す扁平電極群の両側に形成された芯体露出部に超音波ホーンを押し当てて超音波溶着部を形成する状態を模式的に示す斜視図であり、図1(c)は、扁平電極群の両側に形成された芯体露出部に超音波溶着部が形成された状態を模式的に示す斜視図である。
まず、アルミニウム箔(例えば、厚みが20μmのもの)からなる帯状正極芯体を用意し、これに正極活物質(この場合は、コバルト酸リチウム(LiCoO2)とした)を主体とした正極スラリーを正極芯体に均一に塗布して、正極合剤層を形成した。この場合、帯状正極芯体の長辺側の一方端部に所定幅(ここで、10mmとした)の正極芯体露出部(正極スラリーの未塗布部)11が形成されるように正極スラリーを塗布した。この後、乾燥機中を通過させて、スラリー作製時に必要であった有機溶剤を除去して乾燥させた。乾燥後、ロールプレス機により所定の厚みになるまで圧延して帯状正極板を作製した。このようにして作製した帯状正極板を所定の幅になるように切り出して、帯状の正極芯体露出部11を設けた正極板とした。
ついで、図1(b)に示すように、扁平状電極群10に形成された帯状の正極芯体露出部11の所定の位置の下部にアンビル22を配置するとともに、正極芯体露出部11の所定の位置の上部に超音波ホーン21を配置した後、正極芯体露出部11の所定の位置に所定の圧力を付与した。
この後、図2(b)に示すように、長方形状の本体部33aの下部両側に膨出部33b,33bを備えたアルミニウム製の正極集電体(厚さが1mmのもの)33を用意するとともに、長方形状の本体部34aの下部両側に膨出部34b,34bを備えたニッケルメッキが施された銅製の負極集電体(厚さが1mmのもの)34を用意した。なお、正極集電体33の一方の膨出部33bにはスリット33cが形成されており、負極集電体34の一方の膨出部34bにはスリット34cが形成されている。
上述のようにして角形非水電解液二次電池を作製するに際して、扁平状電極群の両芯体露出部11,12を超音波溶着して扁平状電極体30を形成する際の溶接エネルギー、および、この扁平状電極体30の両超音波溶着部11a,12aにそれぞれ集電体33,34をレーザ溶接する際の溶接エネルギーを求めた。そこで、図1に示すように、一端部に正極芯体露出部11が形成され、他端部に負極芯体露出部12が形成された扁平状電極群10の各芯体露出部11,12に超音波ホーン21を押し当てて、各電極の芯体露出部11(12)同士が溶着した状態となった超音波溶着部11a,12aを形成する際の超音波溶着のエネルギーを求めると、各々300J、600Jであった。この場合、超音波の振幅は各々55μm、60μmとした。
このような状態で、膨出部33bに形成されたスリット33cの長さ方向の中心線に沿ってレーザ光を照射して、スリット33cの部位にレーザ溶接部33dを形成した後、膨出部34bに形成されたスリット34cの長さ方向の中心線に沿ってレーザ光を照射して、スリット34cの部位にレーザ溶接部34dを形成した。この場合の溶接状態は、集電体33(34)のスリット33c(34c)と芯体露出部11(12)の全層が溶融して接合状態となっていた。このときのレーザ光の照射エネルギーを求めて、これを100%とした。
また、上述した実施の形態においては、角形外装缶を用いた例について説明したが、外装缶形状は特に限定されず、円筒状の外装缶を用いても実施可能である。電池を組み込む機器のスペース効率を考慮すると、角形形状の外装缶を用いることが好ましい。角形形状の外装缶にあっては、正しく直方体、立方体であるものに限らず、角が曲面状やテーパー状になっているものでもよく、さらには外装缶の高さ方向に直角の断面形状が長円形のようなものであってもよい。
さらに、上述した実施の形態においては、渦巻状電極群を押しつぶして扁平状電極群とした電極群を用いる例について説明したが、例えば、平板状の正・負極板をセパレータを介して積層した電極群などを適用できることも明らかである。
Claims (3)
- 一方の端部に正極芯体露出部が形成され、他方の端部に負極芯体露出部が形成された電極群が金属製外装缶内に収容された密閉電池の製造方法であって、
前記正極芯体露出部同士を超音波溶着して該正極芯体露出部に正極溶着部を形成するとともに、前記負極芯体露出部同士を超音波溶着して該負極芯体露出部に負極溶着部を形成する超音波溶着工程と、
前記正極溶着部に高エネルギー線を照射して該正極溶着部に正極集電体を溶接するとともに、前記負極溶着部に高エネルギー線を照射して該負極溶着部に負極集電体を溶接して電極群の一方の端部に正極集電体が溶接され、他方の端部に負極集電体が溶接された電極体を形成する電極体形成工程とを備え、
前記電極体を金属製外装缶内に電解液とともに収容した後、密封するようにしたことを特徴とする密閉電池の製造方法。 - 前記正極集電体および前記負極集電体にはそれぞれスリットが形成されていて、該スリットの長さ方向の中心線に沿って前記高エネルギー線を照射するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の密閉電池の製造方法。
- 前記高エネルギー線は、レーザ光線であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の密閉電池の製造方法。
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