JP6669303B2 - 蓄電装置の製造方法 - Google Patents
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Description
また、蓄電装置の組立工程の一つに、第1の電極及び第2の電極のタブそれぞれに導電 部材を介して電極端子を接続し、電極端子を蓋に固定して蓋端子組立体を製造した後、電 極組立体をケース本体内に収容し、蓋をケース本体に接合する方法がある。この方法では 、蓋端子組立体と電極組立体とは、タブを介して一体化された状態である。そして、蓋端 子組立体と一体化された電極組立体をケース本体内に収容する場合、電極組立体の底側が 、ケース本体の内底面付近に位置するまで蓋端子組立体によって電極組立体がケース本体 内に押し込まれる。このとき、袋状セパレータの未溶着部に蓋端子組立体が当接し、未溶 着部が撓む。この撓みによって、電極組立体をケース本体に押し込む力が吸収される。す ると、電極組立体がケース本体に強く押し込まれることが抑制され、電極組立体がケース 本体の内底面に衝突することが規制される。
また、前記第1の電極及び前記第2の電極の前記タブを前記電極組立体の積層方向の一 端に寄せ集めた後、積層方向の他端に向けて折り返すことによって第1の電極タブ群及び 第2の電極タブ群を形成し、前記第1の電極タブ群及び前記第2の電極タブ群それぞれに 前記導電部材を介して前記電極端子を接続する。
また、前記袋状セパレータの面方向に沿い、かつ前記端縁に直交する方向への前記第1 の溶着部及び前記第2の溶着部の幅を溶着幅とすると、以下の式、第1の溶着部の溶着幅 ≦第2の溶着部の溶着幅が成立するように前記第1の溶着部及び前記第2の溶着部を形成 する。
これによれば、負極電極と袋状セパレータの積層方向に見て、正極電極は、負極電極より小さい。よって、袋状セパレータに負極電極を収納する場合と比べると、溶着部の面積が減り、袋状セパレータを製造する際に要するエネルギを低減できる。
図1に示すように、蓄電装置としての二次電池10は、直方体状のケース11を備え、このケース11内には電極組立体12が収容されている。ケース11は、有底四角筒状の金属製(例えば、アルミニウム製又はアルミニウム合金製)のケース本体11aと、ケース本体11aの開口部を塞ぐ蓋11bとを有する。ケース11内には図示しない電解質(電解液)が収容されている。本実施形態の二次電池10は、リチウムイオン二次電池である。
第1の溶着部23aの溶着幅W1≦第2の溶着部23bの溶着幅W2
が成立する。本実施形態では、第1の溶着部23aの溶着幅W1は、第2の溶着部23bの溶着幅W2より狭い。
第2の溶着部23bの溶着幅W2=第3の溶着部23cの溶着幅W3
が成立する。よって、第1の溶着部23aの溶着幅W1は、第2の溶着部23bの溶着幅W2及び第3の溶着部23cの溶着幅W3より狭い。
図1又は図4に示すように、電極組立体12は、蓋11bに対向した端面にタブ側端面12aを備えるとともに、タブ側端面12aに、正極タブ群17a及び負極タブ群27aを備える。タブ側端面12aは、袋状セパレータ21の第1の端縁21aの端縁が積層されて構成されている。正極タブ群17aは、正極タブ17が積層されることによって構成され、負極タブ群27aは負極タブ27が積層されることによって構成されている。正極タブ群17a及び負極タブ群27aは、正極タブ17及び負極タブ27を電極組立体12の積層方向の一端に寄せ集めた後、積層方向の他端に向けて折り返して形成されている。
次に、二次電池10の製造方法及び作用について説明する。
図5に示すように、袋状セパレータ21に正極電極14が収納された電極収納セパレータ20と、負極電極24とを積み重ねて電極組立体12を製造する際、電極収納セパレータ20及び負極電極24は、各第2の端縁21b,24bを位置決め部材60に当接させ、位置合わせされる。
(1)電極収納セパレータ20の袋状セパレータ21について、第1の未溶着部23dの幅W4>第2の未溶着部の幅W5が成立するようにした。このため、位置合わせの際、位置決め部材60に当接する袋状セパレータ21の第2の端縁21b側において、未溶着部を少なくする一方で、第2の溶着部23bの面積を広く確保して剛性を高めることができる。このため、第1ガイド62に第2の端縁21bが当接しても、第2の溶着部23bにより、第2の端縁21b付近が変形することを抑制できる。よって、負極電極24と電極収納セパレータ20との位置合わせを精度良く行うことが可能である。その一方で、位置合わせに関与しない第1の端縁21a側では、第1の未溶着部23dの面積が第2の未溶着部の面積より大きくなり、袋状セパレータ21を製造する際に要するエネルギを低減できる。
(4)袋状セパレータ21の第1の未溶着部23dは、袋状セパレータ21において正極タブ17が突出する第1の端縁21aに存在する。この第1の端縁21aは、積層時の位置合わせの際、位置決め部材60に当接することがない端縁であり、位置決め部材60との当接に伴う応力が発生しにくい。したがって、第1の未溶着部23dの面積を広くし、第1の溶着部23aの面積を第2の溶着部23bの面積より狭くしても、第1の溶着部23aの剥がれが発生しにくい。
○ 実施形態では、電極収納セパレータ20と、負極電極24とを積み重ねて電極組立体12を製造する際、電極収納セパレータ20及び負極電極24の各第2の端縁21b,24bを位置決め部材60に当接させた。しかし、電極収納セパレータ20と負極電極24の積層工程は、製造された電極収納セパレータ20を収納ラックに搬送する工程や、電極収納セパレータ20を、負極電極24と積み重ねる工程を行う場所に搬送する工程も含む。
○ 電極収納セパレータ20は、袋状セパレータ21に負極電極24を収納したものであってもよい。この場合、正極電極14が第1の電極となり、負極電極24が第2の電極となる。
○ 負極電極24は、負極金属箔25の両面に負極活物質層26を有するとしたが、負極金属箔25の片面のみに負極活物質層26を有していてもよい。同様に、正極電極14は、正極金属箔15の両面に正極活物質層16を有するとしたが、正極金属箔15の片面のみに正極活物質層16を有していてもよい。
○ 二次電池10は、リチウムイオン二次電池であったが、これに限らず、他の二次電池であってもよい。要するに、正極活物質と負極活物質との間をイオンが移動するとともに電荷の授受を行うものであればよい。
(1)前記第1の未溶着部は、前記第1の端縁の延びる方向に沿った前記第1の端縁の全体に存在する蓄電装置。
Claims (6)
- 一つの端縁から突出した形状のタブを備える第1の電極と、袋状セパレータに収納され、かつ一つの端縁から突出した形状のタブを備える第2の電極とが交互に積み重ねられた積層構造を有する電極組立体をケース内に備える蓄電装置の製造方法であって、
前記ケースは前記電極組立体を収容したケース本体と、該ケース本体の開口部を閉塞す る蓋とを有し、
前記袋状セパレータは、前記第2の電極を挟み込んで互いに対峙する第1のセパレータ部材及び第2のセパレータ部材と、
両方のセパレータ部材における前記第2の電極を取り囲む部分に存在する余剰部と、
前記袋状セパレータにおける前記タブの突出した端縁である第1の端縁に沿って存在し、両方のセパレータ部材の前記余剰部同士を溶着した第1の溶着部と、
前記第1の溶着部よりも前記第1の端縁寄りに位置し、両方のセパレータ部材を溶着していない第1の未溶着部と、
前記袋状セパレータにおける前記第1の端縁の対辺となる第2の端縁に沿って存在し、両方のセパレータ部材の前記余剰部同士を溶着した第2の溶着部と、
前記第2の溶着部よりも前記第2の端縁寄りに位置し、両方のセパレータ部材を溶着していない第2の未溶着部と、を備え、
前記袋状セパレータの面方向に沿い、かつ前記端縁に直交する方向への前記第1の未溶着部及び前記第2の未溶着部の寸法を幅とすると、以下の式、
第1の未溶着部の幅>第2の未溶着部の幅
が成立するように前記第1の溶着部及び前記第2の溶着部を形成し、
前記袋状セパレータと前記第1の電極とを交互に積み重ねて前記電極組立体を製造し、 前記第1の電極及び前記第2の電極の前記タブそれぞれに導電部材を介して電極端子を接 続するとともに、前記袋状セパレータの前記第1の端縁が積層されて構成された前記電極 組立体のタブ側端面に対向されるように前記蓋を配置して該蓋に前記電極端子を固定する ことにより蓋端子組立体を製造し、
前記蓋端子組立体と一体化された前記電極組立体を前記ケース本体内に挿入し、前記蓋 端子組立体を前記電極組立体に向けて押し込むことで、前記袋状セパレータの前記第1の 端縁に存在する前記第1の未溶着部を介して前記電極組立体を前記ケース本体内に向けて 押し込むことを特徴とする蓄電装置の製造方法。 - 前記第1の電極及び前記第2の電極の前記タブを前記電極組立体の積層方向の一端に寄 せ集めた後、積層方向の他端に向けて折り返すことによって第1の電極タブ群及び第2の 電極タブ群を形成し、前記第1の電極タブ群及び前記第2の電極タブ群それぞれに前記導 電部材を介して前記電極端子を接続する請求項1に記載の蓄電装置の製造方法。
- 前記袋状セパレータの面方向に沿い、かつ前記端縁に直交する方向への前記第1の溶着 部及び前記第2の溶着部の幅を溶着幅とすると、以下の式、
第1の溶着部の溶着幅≦第2の溶着部の溶着幅
が成立するように前記第1の溶着部及び前記第2の溶着部を形成する請求項1又は請求項 2に記載の蓄電装置の製造方法。 - 前記第2の電極は正極電極である請求項1〜3のうちいずれか一項に記載の蓄電装置の 製造方法。
- 前記第1の溶着部を前記第1の端縁の延びる方向に沿って該第1の端縁の全体に形成し、前記第2の溶着部を前記第2の端縁の延びる方向に沿って該第2の端縁の全体に形成す る請求項1〜4のうちいずれか一項に記載の蓄電装置の製造方法。
- 前記蓄電装置は二次電池である請求項1〜請求項5のうちいずれか一項に記載の蓄電装置の製造方法。
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