JPH01264175A - 渦巻状電極群の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、円筒形非水電解液電池の渦巻状電極群の製造
方法に関し、さらに詳しくは、良品の歩留りが優れた渦
巻状電極群の製造方法に関する。

（従来の技術） 一般的に、円筒形非水電解液電池は正争負両極板をセパ
レータを介して渦巻状に巻き込んだ電極群から構成され
ている。

従来、この渦巻状電極群の製造方法としては、例えば、
極板の２倍以上の長さを有するセパレータの中央部を断
面半円形状の一対の半割回転軸で挟み、この状態で回転
軸を回転させながら両極板との間にセパレータを介在さ
せて巻回し渦巻状電極群とするものが特開昭６１−７４
２６７号公報に開示されている。また、正極板または負
極板の少なくとも一方をセパレータで包み込んだ後、両
極板を重ね合わせて一方の極板の端部を断面半円形状の
一対の半割回転軸で挟み込み、この状態で回転軸を回転
させながら両極板を巻き込んで渦巻状電極群とするもの
が特開昭５４−４５７４４号公報に開示されている。

ところが、両者とも渦巻状電極群を形成した後に回転軸
を取り除くために、渦巻状電極群の中心部に空洞ができ
体積効率が低下するばかりか１回転軸を抜き取る際にセ
パレータがずれて内部短絡を招くおそれがあある。

そこで、ラスメタル、パンチトメタルあるいは金網等の
導電基材に活物質を担持させた一方の極板の一端に集電
棒をスポット溶接等により固定した後、極板の２倍以上
の長さを有するセパレータを用いて集電棒側を包み込む
ようにして一方の極板を覆い、上記集電棒を巻き芯とし
てセパレータ及び他方の極板とともに巻回して渦巻状電
極群とするものが実公昭６０−３３５７４号公報に開示
されている。

ところが、このものは集電棒を軸にして両極板を巻き始
めるときにセパレータがスリップするために、集電棒に
セパレータを確実に巻き付けることができない問題があ
る。

そこで、集電棒を包み込むようにして一方の極板をセパ
レータで覆い、導電基材露出部にセパレータを溶着固定
して一方の極板に一体化させることが特開昭６０−７９
６７２号公報に開示されている。

ところが、このものはセパレータを導電基材に融着させ
ているため１巻回開示時にセパレータに大きな張力が加
わると融着部が剥がれてしまうとともに、セパレータが
破れて内部短絡を引き起こす恐れがある。また、このセ
パレータの剥がれを防止するために、融着部分を広くと
ろうとすると、活物質を除去し導電基板露出部を広くし
なければならず、極板容量の損失となる。しかも、セパ
レータの融着を高めるには、活物質を完全に除去しなけ
ればならないため、その除去作業が面倒になるという問
題がある。

そこで本発明者らは、本件特許出願に先行する出願（特
願昭６１−３１０７５７号）で、一方の極板を構成する
導電基材の一端側に固定した集電棒を包み込むように帯
状セパレータで覆った後、集電棒と導電基材の接続部近
傍にセパレータを押さえ板にて押し込み、この状態で集
電棒を軸にしてセパレータを介して一方の極板と他方の
極板とを巻回し、セパレータが両極板間に挟み込まれた
ときに押さえ板を抜き取ることを特徴とする製造方法を
提案した。

（発明が解決しようとする課題） 上記製造方法を用いると、正・負両極板の巻回開始時に
、セパレータを押え板により導電基材と集電棒との間に
押し込みながら巻回することになる。このため、セパレ
ータを導電基材と集電棒との間に確実に保持することが
でき、渦巻状電極群を容易に製造することができる。

しかしながら、上記方法にあっては、押え板によるセパ
レータの抑圧を解除するとセパレータが導電基材と集電
棒との間から抜は出てしまうため、押え板が両極板間に
挟み込まれた後に押え板を抜き取ることになる。このた
め、押え板を抜き取る際に、両極板間に挟み込まれたセ
パレータが押え板とともに引張られ、セパレータのズレ
や破損が生じ、内部短絡発生の原因となることがあった
。

そこで、本発明にあっては前記問題点を解決して良品の
歩留りに優れた渦巻状電極群の製造方法を提供すること
を目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記問題点を解決するための手段として１本発明におい
ては、活物質を担持させた導電基材端部側の基材露出部
に集電棒を接続してなる一方の極板と、他方の極板との
間に前記集電棒側を包み込むようにして前記一方の電極
を覆う帯状のセパレータを介在させ、巻回開始時に該セ
パレータを基材露出部の活物質担持側の集電棒と導電基
材との接続部近傍で押え板により押圧しつつ前記集電棒
を軸として前記両極板を巻回してなる円筒形非水電解液
電池の渦巻状電極群の製造方法において、前記集電棒を
基材露出部の長さをＬとした一方の極板に、導電基材端
部から集電棒接続部までの長さ又および集電棒の半径ｒ
との間にｒ＜ｌ　、ｌ＋ｒ＜Ｌ＜１＋３ｒ なる関係が成立するようにして、接続・固定し、前記セ
パレータに基材露出部から活物質側に向かうテンション
をかけつつ巻回を開始するとともに、セパレータが集電
棒と導電基材との間に挟持されたときに押え板を抜去す
ることを特徴とする。

ここにおいて、導電基材端部から集電棒接続部までの長
さ交と、集電棒の半径ｒとの関係が１１文であると、セ
パレータにかけるテンションが集電棒に作用してセパレ
ータを導電基材端部に係止することができず、両極板の
巻回時にセパレータと集電棒との間にスリップが生じ、
円滑な巻回操作が妨げられるとともに、セパレータにシ
ワが生ずる。

一方、基材露出部の長さＬを、文＋ｒ≧Ｌの関係にする
と、集電棒接続部から導電基材上に担持した活物質まで
の長さ、すなわち押え板でセパレータを押圧する部分の
長さが確保できなくなる。また、Ｌ≧ｕ＋３　ｒの関係
にすると、基材露出部が過剰となり、活物質の量が制限
されて、渦巻状電極群の容量にロスを生ずることになる
。

さらに、押え板は、セパレータをその幅全体に亘って均
一に押圧することができるように、セパレータに比べて
幅広とするとともに、厚さを集電棒の直径の１／２０−
１／２に設定することが望ましい、この場合、押え板の
厚さを集電棒の直径の１／２０より小さくすると板厚が
少な過ぎて、セパレータを押圧するのに十分な強度が得
られず、板厚を１／２より大きくするとセパレータを押
圧する部分の長さに比べて板厚が過剰となりセパレータ
を集電棒と導電基材との間に確実に押し込むことができ
なくなる。

尚、セパレータ、活物質および導電基材は既存のものを
使用することができるが、セパレータと押え板の素材は
両者間の摩擦が少ないものであることが望ましく、一方
集電棒とセパレータとは巻回時に両者のスリップが生じ
ないよう両者間の摩擦が大きい素材を用いることが望ま
しい、また、集電棒の導電基材への固定も溶接等の通常
の方法により行なえばよい。

（作用） 渦巻状電極群の製造方法を以上のようにすれば１巻回開
始時、セパレータは導電基材端部と集電棒接続部近傍の
２箇所で固定されているので巻回操作に伴なうセパレー
タのズレが確実に防止され、巻回操作が円滑に行なえる
とともに、押え板は両極板間に巻き込まれる直前に抜去
されるので従来の製造方法のように押え板の抜去に伴な
うセパレータのズレや破れが有効に防止される。

（発明の実施例） 実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。

厚さ０．１５ｍｌｌ１．幅２６謹■、長さ２０ｃｍｃ７
）ＳＵＳ３０４ステンレス製ラスメタシラスメタル網体
電基材１の表面に、その端部から長さＬ＝３ｍｍの基材
露出部１ａが形成されるように活物質の焼成ＭｎＯ２に
黒鉛およびポリテトラフルオロエチレンを混合した正極
合剤２を０．３ｍｍの厚さに担持させて正極板３を製造
した。

ついで、前記基材露出部ｌａ上の導電基材端部から長さ
文が交＝１．２ｍｍの位置に、半径ｒ　＝　ｌ　ｌ１ｍ
、長さ３　、ＩＣ１１（７）ＳＵＳ３０４ステ７レス製
の集電棒４をスポット溶接により導電基材１を横切るよ
うに接続・固定した（第１図、第２図）。

しかるのち、前記集電棒４を取着した正極板３を、その
２倍以上の長さを有するポリプロピレン製不織布からな
る厚さ０．１ｍｍ、幅２８ｍｍの帯状セパレータ５で集
電棒側を包み込むようにして覆った。このセパレータ５
に前記基材露出部１ａから活物質側へ向かうテンション
をかけ、第３図に示すように、セパレータ５を導電基材
１の端部に係止した。

次に、この正極板３と、リチウムからなる負極板６とを
第４図に示すように重ね合わせ、前記セパレータ５を集
電棒４と活物質２との間の基材露出部ｌａ上で押え板７
により押圧１しつつ集電棒４を回転し、前記両極板３．
６の集電棒４への巻回を開始した。第５図は、集電棒４
を％回転したときの状態を示したもので、集電棒４の回
転によりセパレータ５は集電棒４と基材露出部１ａの導
電基材ｌとにより確実に挟持された。この状態となった
ときに、第６図に示すように前記押え板７を抜去して、
セパレータ５の押圧を解放した。前記の如く、セパレー
タ５は付与されたテンションにより導電基材ｌの端部に
係止されるとともに、集電棒の導電基材との接続部近傍
で集電棒４と導電基材ｌとにより確実に挑持されている
ので、巻回操作によってスリップを生ずることがなかっ
た。

この状態からざらに集電棒４を回転し、前記両極板３．
６を集電棒４のまわりに巻回し、第７図及び第８図に示
す長さ２．８ｃｍ、直径１．５ｃｍの渦巻状電極群８を
製造した０図中９は負極の集電板で幅２７ＩＩ１１、肉
厚０．０３ｍｍの帯状板で、負極６の巻き終り端部に一
端を圧着し、他端は電極群の外周に巻回しである。

以上のようにして製造した渦巻状電極群を５００ケ用意
し、内部短絡の発生を調べる導通試験を行なった。その
結果を不良率として表に示した。

比較例 比較のため、セパレータが両極板間に挟み込まれた後に
押さえ板を抜去する、前記した本発明者らの製造方法（
特願昭６１−３１０７５７号）に基づいて、同一寸法の
渦巻状電極群を５００ケ製造し、同様の導通試験を行な
った結果を表に併記した。

上記表から明らかなように本発明方法によれば、正・負
極板の巻回操作に伴なうセパレータのズレや破損の発生
が有効に防止され、良品の歩留りが優れた渦巻状電極群
を製造することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明方法によれば正・負極板の
巻回を確実かつ容易に行なうことができ、しかも巻回操
作に際しセパレータの損傷やズレの発生を防止して内部
短絡のない良品の歩留りが非常に優れた渦巻状電極群を
製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、正極板への集電棒の接続方法を示
すもので、第１図は正極板の断面側面図、第２図は同じ
く平面図、第３図は正極板を帯状のセパレータで覆った
状態を示す断面側面図、第４図は前記正極板と負極板と
を重ね合わせるとともに、押え板で押圧した状態を示す
側面図、第５図は集電棒をｈ回転し、前記両極板を集電
棒に巻回した巻回開始時を示す側面図、第６図は押え板
を抜去してセパレータの抑圧を解除した状態を示す側面
図、第７図および第８図は製造した渦巻状電極群を示す
もので、第７図は横断面図、第８図は第７図のＡ−Ａ断
面図である。 １・・・導電基材　１ａ・・・基材露出部３・・・正極
板　４・・・集電棒　５・・・セパレータ６・・・負極
板　７・・・押え板　８・・・渦巻状電極群ｚｌ　図 亮２　図 笥４　図 第５図 １寸 ｒつ 】−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　活物質を担持させた導電基材端部側の基材露出部に集
   電棒を接続してなる一方の極板と、他方の極板との間に
   前記集電棒側を包み込むようにして前記一方の電極を覆
   う帯状のセパレータを介在させ、巻回開始時に該セパレ
   ータを基材露出部の活物質担持側の集電棒と導電基材と
   の接続部近傍で押え板により押圧しつつ前記集電棒を軸
   として前記両極板を巻回してなる円筒形非水電解液電池
   の渦巻状電極群の製造方法において、前記集電棒を基材
   露出部の長さをＬとした一方の極板に、導電基材端部か
   ら集電棒接続部までの長さｌおよび集電棒の半径ｒとの
   間に ｒ＜ｌ、ｌ＋ｒ＜Ｌ＜ｌ＋３ｒ なる関係が成立するようにして、接続・固定し、前記セ
   パレータに基材露出部から活物質側に向かうテンション
   をかけつつ巻回を開始するとともに、セパレータが集電
   棒と導電基材との間に挟持されたときに集電棒を抜去す
   ることを特徴とする渦巻状電極群の製造方法。