JPH0428157A - 扁平形電池の製造方法 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、扁平形電池の製造方法に関する。

（従来の技術） 近年、電子機器の薄型化、小型化に伴って、その電源と
なる電池においても薄型化の要求が高まってきている。

このようなことから、厚さ　１．０ｍｌ以下に薄型化が
可能な電池として、第４図に示すように正負極のシート
状の両端子板１，２間に、正極合剤シート３、セパレー
タ４、及び負極合剤シート５をこの順で積層した発電要
素６を配置し、前記両端子板１．２の周縁部を前記発電
要素８を囲繞する枠状をなす熱融着性樹脂製の絶縁封口
体７で融着して密封口した構造の扁平形電池が提案され
ている。

上述した扁平形電池は、次のような方法により製造され
ている。第５図に示すように凹状の金型８内に、シート
状の正極端子板１を入れ、前記正極端子板１の周縁部に
枠状をなす熱融着性樹脂製の絶縁封口体７を載置し、前
記正極端子板１の中央部に正極合剤シート３を載置する
。つづいて、前記正極合剤シート３上にセパレータ４を
載置し、前記セパレータ４に電解液を注入する。ひきつ
づき、負極合剤シート５が中央部に圧着された負極端子
板２を、その周縁部が前記絶縁封口体７と接し、かつ該
負極合剤シート５が前記セパレータ４と接するように載
置する。次いで、下面が枠状に突出した加熱チップ１９
を前記負極端子板２上に下降させて前記絶縁封口体７を
加熱加圧することにより、前記正負極の両端子板１．２
の周縁部に前記絶縁封口体７を融着して密封口し、扁平
形電池を製造する。また、予め正負極の両端子板１．２
の周縁部に絶縁封口体をそれぞれ融着し、この絶縁封口
体同士を融着することにより、同様な扁平形電池を製造
する方法もある。

しかしながら、前述した扁平形電池の製造方法では、加
熱チップ１９て絶縁封口体７を加熱して密封口する際に
、正負極の両端子板１．２及び絶縁封口体７で囲まれた
空間の温度が上昇してその内部の気体が膨張し、内圧が
上昇することにより、前記空間に注入された電解液が外
部に吹き出す恐れがある。このように、電解液の吹き出
しを生じると、絶縁封口体７の融着面に電解液が付着し
、その付着量が多い場合、絶縁封口体７の融着面が溶融
化する温度まで加熱されず、両端子板１．２間を絶縁封
口体７で十分に融着できずに封口不良を招く。なお、電
解液が付着しても絶縁封口体７の融着面が溶融化する温
度まで加熱されるように、加熱温度や圧力を高めたり、
加熱時間を長くした場合、絶縁封口体７が流れ出して正
負極の両端子板１．２同士が接触して短絡を起こすなど
の新たな問題が生じる。

また、電解液の吹き出しが生じると金型８などに付着し
、次の電池の製造において金型８壁面に付着した電解液
が絶縁封口体７の融着面に移動して封口不良が発生し易
くなる。このため、吹き出した電解液を拭き取る工程を
要し、連続的な製造が困難となるという問題がある。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので
、電解液の吹き出しによる封口不良を防止し、密封性が
優れた高信頼性の扁平形電池を製造し得る方法を提供し
ようとするものである。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明に係る扁平形電池の製造方法は、正負極のシート
状の両端子板間に、発電要素及び該発電要素を囲繞する
枠状をなす熱融着性樹脂製の絶縁封口体を配置し、前記
端子板と前記絶縁封口体とを未融着部が残るように融着
する工程と、前記端子板と絶縁封口体との未融着部から
前記両端子板及び絶縁封口体で囲繞された空間内に電解
液を注入した後、該未融着部を融着して密封口する工程
とを具備することを特徴とするものである。

以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。

まず、第１図（ａ）、（ｂ）に示すように凹状の金型８
内に、シート状の正極端子板１を入れ、前記正極端子板
１の周縁部に枠状をなす熱融着性樹脂製の絶縁封口体７
を載置し、前記正極端子板１の中央部に正極合剤シート
３を載置し、前記正極合剤シート３上にセパレータ４を
載置する。この場合、前記絶縁封口体７が予め融着され
た正極端子板ｌを用いてもよい。つづいて、負極合剤シ
ート５を中央部に圧着した負極端子板２を、その周縁部
が前記絶縁封口体７に接し、かつ該負極合剤シート５が
前記セパレータ４と接するように載置する。次いで、３
辺に突出部９ａを有する四角状の加熱チップ９を用い、
前記突出部９ａを前記負極端子板２上に接触させて前記
絶縁封口体７の周縁部の３辺を加熱加圧することにより
、前記正負極の両端子板１．２の３辺のみに前記絶縁封
口体７を融着する。このときの加熱温度は、絶縁封口体
７が変性ポリエチレンの場合では１２０〜１８０℃程度
であり、絶縁封口体７が変性ポリプロピレンの場合では
１７０〜２３０℃程度である。なお、端子板と絶縁封口
体との間における１辺にポリテトラフロロエチレンフィ
ルムなどの非接着性部材を介在させて前記絶縁封口体の
４辺全部を加熱加圧し、正負極の両端子板の周縁部の３
辺のみに前記絶縁封口体で融着してもよい。また、端子
板と絶縁封口体との間の１辺にポリテトラフロロエチレ
ン製などのパイプを挾み込んで前記絶縁封口体の４辺全
部を加熱加圧し、正負極の両端子板の周縁部に前記パイ
プを挾み込んだまま前記絶縁封口体を融着してもよい。

次いで、前記未融着の１辺に電解液注入用のパイプを挿
入し、このパイプから所定量の電解液を両端子板１，２
及び絶縁封口体７で囲まれた空間内に注入する。或いは
既に挟み込んだパイプから所定量の電解液を同空間内に
注入する。つづいて、前記パイプを抜いた後、第２図（
ａ）、（ｂ）（：示すように１辺に突出部１０ａを有す
る四角状の加熱チップ１０を用い、前記突出部１０ａを
前記負極端子板２上に接触させて前記絶縁封口体７の未
融着の１辺を加熱加圧することにより、該１辺を端子板
１．２に融着して密封口し、扁平形電池を製造する。こ
のときの加熱温度は、絶縁封口体７が変性ポリエチレン
の場合では１３０〜２３０℃程度であり、絶縁封口体７
が変性ポリプロピレンの場合では１８０〜２８０℃程度
である。かかる加熱温度は、前述の３辺を融着するとき
の加熱温度よりも高めに設定することが望ましい。この
理由は、前記パイプを抜いたときに電解液が絶縁封口体
７の融着面に付着しても、加熱温度が高いことで絶縁封
口体７の融着面が溶融化する温度まで加熱されて両端子
板１．２に絶縁封口体７を良好に融着できる。なお、加
熱温度を高めに設定しても、加熱される箇所が１辺のみ
であるため前記両端子板１，２及び絶縁封口体７で囲ま
れた空間の温度上昇は小さく、電解液の吹き出しを抑制
できる。

前記シート状の端子板１．２は、例えばステンレス鋼板
、ニッケル板、チタン板などから形成される。

前記端子板１，２間に配置される発電要素６は、前記正
極合剤シート３、前記セパレータ４、及び前記負極合剤
シート５をこの順に積層して構成されている。前記セパ
レータ４はポリプロピレン不織布などからなり、前記セ
パレータ４はポリプロピレン不織布などからなり、前記
負極合剤シート５はリチウム金属などからなる。

前記絶縁封口体７を形成する熱融着性樹脂としては、例
えば変性ポリエチレン、変性ポリプロピレンなどが挙げ
られる。

なお、本発明は前述した方法に限定されない。

例えば、第１図（ａ）、（ｂ）に示すように正負極の両
端子板１，２間に発電要素６を配置し、前記両端子板１
．２の周縁部の３辺のみを絶縁封口体７で融着する。つ
づいて、金型８から取出した両端子板１，２、絶縁封口
体７等の部材を、第３図に示すように前記絶縁封口体７
の未融着の１辺７ａを上にして凹状の金型１１に挿入し
た後、この未融着の１辺７ａから電解液を両端子板１．
２及び絶縁封口体７で囲まれた空間内に注入する。次い
で、加熱チップ１２．１３を互いに近接するように矢印
方向に移動させて両端子板１，２上部を挟んで加熱加圧
することにより、前記絶縁封口体７の上部（未融着の１
辺７ａ）を端子板１．２に融着して密封口し、扁平形電
池を製造する方法がある。この方法では、両端子板１，
２を立設し、これら端子板１，２及び絶縁封口体７で囲
まれた空間に電解液を注入することによって、電解液の
液面を加熱部位である絶縁封口体７の上部（１辺７ａ）
から遠ざけることができるため、該１辺７ａの加熱加圧
時に電解液の吹き出しを抑制できる。

また、本発明に係る別の扁平形電池の製造方法は、予め
枠状をなす熱融着性樹脂製の絶縁封口体がそれぞれ取り
付けられた正負極のシート状の両端子板を、それら絶縁
封口体が互いに対向するように配置すると共に、前記両
端子板及び絶縁封口体で囲繞された空間内に発電要素を
配置し、前記絶縁封口体同士を未融着部か残るように融
着する工程と、前記絶縁封口体同士の未融着部から前記
空間内に電解液を注入した後、該未融着部を融着して密
封口する工程とを具備することを特徴とするものである
。

（作用） 本発明に係る扁平形電池の製造方法は、正負極のシート
状の両端子板間に、発電要素及び該発電要素を囲繞する
枠状をなす熱融着性樹脂製の絶縁封口体を配置し、前記
端子板と前記絶縁封口体とを未融着部が残るように融着
する工程では、電解液が注入されていないため電解液を
吹き出すことがない。その結果、前記未融着部を除いて
端子板と絶縁封口体とを良好に融着できる。

次いで、前記端子板と絶縁封口体との未融着部から前記
両端子板及び絶縁封口体で囲繞された空間内に電解液を
注入した後、該未融着部を融着して密封口する工程では
、融着する領域が小さくて前記空間内部の温度上昇が小
さいため、気体膨張による内圧上昇が抑えられて電解液
の吹き出しを抑制できる。その結果、前記未融着部も良
好に融着して密封口できる。従って、封口不良の発生の
ない密封性が良好な高信頼性の扁平形電池を製造できる
。

また、本発明に係る別の扁平形電池の製造方法は、予め
枠状をなす熱融着性樹脂製の絶縁封口体がそれぞれ取り
付けられた正負極のシート状の両端子板を、それら絶縁
封口体が互いに対向するように配置すると共に、前記両
端子板及び絶縁封口体で囲繞された空間内に発電要素を
配置し、前記絶縁封口体同士を未融着部か残るように融
着する工程では、電解液か注入されていないため電解液
を吹き出すことがない。その結果、前記未融着部を除い
て前記絶縁封口体同士を良好に融着できる。

次いで、前述した方法と同様にして密封口することによ
り、封口不良の発生のない密封性が良好な高信頼性の扁
平形電池を製造できる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を前述した第１図（ａ）、（ｂ）
及び第３図、並びに第４図を参照して具体的に説明する
。

実施例１ まず、第１図（ａ）、（ｂ）に示すように厚さ０．０３
■のステンレス鋼を２３ｍｍＸ　２３ｍｍの正方形に打
ち抜き加工して作製された正極端子板１を凹状の金型８
内に挿入する。つづいて、前記正極端子板１の周縁部に
変性ポリプロピレンからなる外形寸法２３ｍｍＸ　２３
ｍｍの枠状の絶縁封口体７を載置し、前記正極端子板１
の中央部に発電要素６を載置する。

前記発電要素６は、二酸化マンガンを主成分とする正極
合剤シート３、ポリプロピレン不織布からなるセパレー
タ４、及びリチウムからなる負極活物質シート５をこの
順に積層して構成される。ひきつづき、厚さ０．０３ｍ
ｍのステンレス鋼を２３１×２３■■の正方形に打ち抜
き加工して作製された負極端子板２を載置する。次いで
、下面の３辺に突出部９ａを有する四角状の加熱チップ
９を前記負極端子板２上に下降させて温度２００”Ｃ１
圧力１ｋｇｆ／ｃｍ２の条件で前記絶縁封口体７の３辺
を５秒間加熱加圧することにより、前記正負極の両端子
板１．２の周縁部の３辺のみに前記絶縁封口体７を融着
する。

次いで、金型８から取出した両端子板１，２、絶縁封口
体７等の部材を、第３図に示すように前記絶縁封口体７
の未融着の１辺７ａを上にして凹状の金型１１に挿入し
た後、この未融着の１辺７ａから電解液注入用バイブを
挿入し、電解液として過塩素酸リチウム　１モル／ｇ濃
度のプロピレンカーボネート溶液５０μｇを両端子板１
，２及び絶縁封口体７で囲まれた空間内に注入した。つ
づいて、加熱チップ１２．１３を互いに近接するように
矢印方向に移動させて両端子板１．２上部を挟んで温度
２３０’Ｃ１圧力１ｋｇｆ’／ｃｍ２の条件で５秒間加
熱加圧することにより、前記絶縁封口体７の上部（未融
着の１辺７ａ）を端子板１．２に融着して密封口し、扁
平形電池を製造する。この方法で１０００個の扁平形電
池を製造した。

比較例１ 第５図に示すように厚さ０．０３ｍＩＩｌのステンレス
鋼を２３ｍｍＸ　２３ａｍの正方形に打ち抜き加工して
作製された正極端子板１を凹状の金型８内に挿入する。

前記正極端子板１の周縁部に変性ポリプロピレンからな
る外形寸法２３ＩＩＩｌ×２３Ｉｌｆｆｌの枠状の絶縁
封口体７を載置し、前記正極端子板１の中央部に二酸化
マンガンを主成分とする正極合剤シート３を載置する。

つづいて、前記正極合剤シート３上にポリプロピレン不
織布からなるセパレータ４を載置し、前記セパレータ４
に電解液を注入する。ひきつづき、リチウムからなる負
極合剤シート５を中央部に圧着した厚さ０．０３ａｍの
ステンレス鋼を２３ｍｍＸ２３■の正方形に打ち抜き加
工して作製された負極端子板２を、その周縁部が前記絶
縁封口体７に接し、かつ該負極合剤シート５が前記セパ
レータ４と接するように載置する。次いで、下面が枠状
に突出した加熱チップ１９を前記負極端子板２上に下降
させて温度２００℃、圧力１ｋｇｆ／ｃｍ２の条件で前
記絶縁封口体７の４辺全部を５秒間加熱加圧することに
より、前記正負極の両端子板１，２の周縁部の４辺全部
に前記絶縁封口体７を融着して封口し、扁平形電池を製
造する。この方法で１０００個の扁平形電池を製造した
。

実施例１及び比較例１の扁平形電池について、それぞれ
電解液の吹き出しの有無を確認し、１０００個中の電解
液吹き出し個数を調べた。その結果を下記第１表に示す
。

第　　　１　　　表 第１表より明らかなように実施例１の扁平形電池は電解
液の吹き出しがない。これに対して、比較例１の扁平形
電池は１０００個中３４個が電解液の吹き出しがある。

その結果、実施例１の扁平形電池は製造時における電解
液の吹き出しが十分に防止されているのがわかる。なお
、比較例１の扁平形電池の製造では、電解液が吹き出し
た場合、金型などの製造装置に付着した電界液を拭き取
る操作を行なった。

更に、実施例１及び比較例１の扁平形電池の各１００個
について、温度６０℃、相対湿度９３％の条件下での３
０日間貯蔵前後の内部抵抗をそれぞれ測定し、その平均
値を求めた。その結果を下記第２表に示す。

第　　　２　　　表 第２表より明らかなように実施例１の扁平形電池は、貯
蔵による内部抵抗の上昇が小さいのに対して、比較例１
の扁平形電池は貯蔵後に内部抵抗が大きく上昇している
のがわかる。これは、実施例１の扁平形電池は良好に密
封口されているのに対して、比較例１の扁平形電池は密
封性が損なわれて電池内に水分が侵入し、この水分が負
極活物質のリチウムと反応して負極合剤シート表面に水
酸化リチウムの皮膜を形成したことによる。なお、比較
例１の扁平形電池の密封性が損なわれた原因は、加熱加
圧時に電解液が吹き出して絶縁封口体の融着面に付着し
、十分に融着できずに封口不良を招いたことによる。

実施例２ 第４図に示すように枠状をなす熱融着性樹脂製の絶縁封
口体１４を融着した正極端子板１と、同絶縁封口体１５
を融着した負極両端子板２とを用意し、それら絶縁封口
体１４．１５か互いに対向するように配置すると共に、
前記両端子板１．２及び絶縁封口体１４．１５で囲繞さ
れた空間内に発電要素６を配置する。次いで、前記絶縁
封口体１４．１５同士の３辺のみを融着し、該絶縁封口
体同士の１辺を未融着部とする。この後、実施例１と同
様にして扁平形電池を製造した。その結果、実施例１と
同様に電解液の吹き出しが防止されて密封性が優れた扁
平形電池を製造できた。

［発明の効果コ 以上詳述した如く、本発明によれば電解液の吹き出しに
よる封口不良を防止し、密封性が優れた高信頼性の扁平
形電池を製造し得る方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の製造工程を示し、第１図（
ａ）及び第２図（ａ）は断面図、第１図（ｂ）は第１図
（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図、第２図（ｂ）は第２図
（ａ）のＹ−Ｙ線に沿う断面図、第３図は本発明の他の
製造工程を示す断面図、第４図は本発明に係る別の製造
工程を示す断面図、第５図は扁平形電池を示す断面図、
第６図は従来の扁平形電池の製造工程を示す断面図であ
る。 １・・・正極端子板、２・・・負極端子板、３・・・正
極合剤シート、４・・・セパレータ、５・・・負極合剤
シート、６・・・発電要素、７．１４．１５・・・絶縁
封口体、８．１１・・・金型、９，１０，１２，１３．
１９・・・加熱チップ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）正負極のシート状の両端子板間に、発電要素及び
   該発電要素を囲繞する枠状をなす熱融着性樹脂製の絶縁
   封口体を配置し、前記端子板と前記絶縁封口体とを未融
   着部が残るように融着する工程と、前記端子板と絶縁封
   口体との未融着部から前記両端子板及び絶縁封口体で囲
   繞された空間内に電解液を注入した後、該未融着部を融
   着して密封口する工程とを具備することを特徴とする扁
   平形電池の製造方法。
2. （２）予め枠状をなす熱融着性樹脂製の絶縁封口体がそ
   れぞれ取り付けられた正負極のシート状の両端子板を、
   それら絶縁封口体が互いに対向するように配置すると共
   に、前記両端子板及び絶縁封口体で囲繞された空間内に
   発電要素を配置し、前記絶縁封口体同士を未融着部が残
   るように融着する工程と、前記絶縁封口体同士の未融着
   部から前記空間内に電解液を注入した後、該未融着部を
   融着して密封口する工程とを具備することを特徴とする
   扁平形電池の製造方法。