JPH06267527A - 電池とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 同一の電池生産工程で電池を作製し、最終工
程で電池を必要とする機器の要望する形状に応じて任意
に作製でき、且つ即時に電池形状の種々の変更を可能に
する電池形状とその製造方法を提供することを目的とす
る。 【構成】 相対する平板状の正極集電体と負極集電体の
間に絶縁体で区画された正極活物質、セパレ−タ−、負
極活物質からなる複数の電池要素の集電体が隣接する電
池要素の集電体と一部でつながれている電池とすること
により上記目的を達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エレクトロニクス機
器、玩具、アクセサリ−などの分野に使われる電池とそ
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電池は図９の平面図に示されるよ
うに、矩形又は円形の形状をしている。該電池を利用し
て電子回路部などを駆動させる場合、電子回路部の形状
に合わして電池を構成することは不可能で、電子回路部
の一部に電池用のスペ−スを準備している。そのため機
器に占めるデッドスペ−スが大きくなり、機器全体の大
きさを増加させていた。また電子回路の余剰スペ−スに
合わして電池を作製しようとすれば色々な電池形状に応
じて全ての電池生産工程及び生産に使用する設備及び備
品、部品形状などを変更しなければならず、各種の機器
の要望に応じるには電池のコストが高くなるなど問題が
あった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みてなされたものであって、その目的とするところは
同一の電池生産工程で電池を作製し、最終工程で電池を
必要とする機器の要望する形状に応じて任意に作製で
き、且つ即時に電池形状の種々の変更を可能にする電池
形状とその製造方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するもので、相対する平板状の正極集電体と負極集電体
の間に絶縁体（例えば接着材）で区画された正極活物
質、セパレ−タ−、負極活物質などからなる複数の電池
要素の集電体が隣接する電池要素の集電体と一部でつな
がれていること、前記隣接する電池要素の集電体とのつ
なぎ部分の幅が０．２ｍｍ〜１．０ｍｍであること、前
記つなぎ部分がヒュ−ズとなること、前記隣接する集電
体の間の隙間が０．１ｍｍ〜１．０ｍｍであること及び
相対する平板状の正極集電体と負極集電体の間に絶縁体
（例えば接着材）で区画された正極活物質、セパレ−タ
−、負極活物質などからなる複数の電池要素の集電体が
隣接する電池要素の集電体と一部でつながれている一連
の電池要素のつなぎ部分及び絶縁体部分を切断すること
により一つ又は複数個の電池要素からなる電池を作製す
ること、前記集電体の外表面に樹脂フィルムが接着され
た後につなぎ部分を形成するか又はつなぎ部分を形成し
た後に樹脂フィルムを接着して、正極活物質、セパレ−
タ−、負極活物質、絶縁体などを該集電体内側面に形成
するか及び又は前記集電体の内表面に正極活物質、セパ
レ−タ−、負極活物質などの配置用の穴を設けた絶縁体
を接着した後に正極活物質、セパレ−タ−、負極活物質
などを形成すること、前記切断がレ−ザ−カット、トム
ソン刃、超音波、パンチ、ワイヤ−カットから選ばれた
一種類又は複数の手段を組み合わせて行われること、前
記集電体のつなぎ部分の切断を行った後、絶縁体部分を
切断することなどを特徴とし、これにより上述の問題点
を解決するものである。

【０００５】

【作用】本発明の請求項１及び５により複数個の電池が
一連となつているところから、最終工程で電池を必要と
する機器の要望する形状に応じて任意に作製でき、且つ
電池製造工程でのすばやい電池形状の種種の変更を可能
にする。また各電池要素の集電体がそれぞれつなぎ部分
で連結されており金属部分の切断域も小さく簡単とな
る。例えば請求項７におけるレ−ザ−、ワイヤ−カッ
ト、超音波などにおいては電気的出力が小さくて済み、
且つ溶断させる場合など接着材などの樹脂部分の変色
（炭化すると正極と負極が電気的に短絡する恐れがあ
る。）させることがない。以下さらに各請求項に対する
その効果作用を説明する。

【０００６】請求項２及び４により前記効果（金属部分
の切断域も小さく、高速で加工処理でき、生産性を高め
る。）を具現させる上で効果がある。即ちつなぎ部分の
幅が１．０ｍｍ以上ではレ−ザ−光などで分離する場
合、集電体金属を溶断させるのに出力を高める必要があ
り、余熱により分離予定箇所以外の部分まで熱変形した
り、接着材が変質（変質防止のため、近傍を冷却する必
要がある。）する。また電池生産速度は溶断距離が長く
なるため２倍以上となる。さらに溶断させた金属部分が
塊状になり電気的短絡を起こす危険性がある。また０．
２ｍｍ以下では請求項６における集電体の加工時につな
ぎ部分が切断されたりする。また請求項３におけるヒュ
−ズ効果をつなぎ部分に持たせる場合、０．２ｍｍ以下
では通常の電流で容易に切断されてしまい、１．０ｍｍ
以上だと電池の異常事態（大電流が流れた場合）に異常
電池要素を切り離すことができなくなる。つなぎ部分の
隙間（集電体と集電体の間）を０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ
とすることにより請求項７の如き手段で容易に切断でき
る。０．１ｍｍ以下では機械的な手段（例えばトムソン
刃など）の場合、正極集電体と負極集電体が機械設備に
より電気的短絡を起こす。またヒュ−ズ効果で溶断して
も再度接続される場合がある。１．０ｍｍ以上では電池
要素間の距離が大きくなり、電池面積に占める電気化学
反応部の割合が極端に低下する。例えば電池反応部が１
ｃｍ×１ｃｍで接着材幅が１ｍｍの場合では約６９．４
％であるのに対して隙間を１ｍｍとすると約５９．２％
となる。さらに隙間を２ｍｍとすると約５１％となり、
このような電池要素が複数個集合された電池においては
極端に悪くなる。請求項６によりつなぎ部分を形成した
一連の集電体の送りが、皺、捩じれなどがなく容易とな
る。さらに絶縁体をあらかじめ接着しておくことにより
正極活物質などをコ−ティングにより配置できる上、樹
脂フィルムを省略できコストが低減できる。請求項８に
より切断時の電気的短絡を防止できる。即ちつなぎ部分
を最初に切断することにより、電池要素を切り離す時に
は絶縁体部分を切断するだけでよくトムソン刃など金属
を用いて切断しても電池の電気的短絡はなく、微小短絡
による発熱がなく安全である。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。約２０μ厚さの一連の正極集電体にトムソン刃に
よるハ−フカットで穴１、１’を設けてつなぎ部分２
（幅；約０．８ｍｍ、隙間；１．０ｍｍ）を設け、複数
個の小さな正極集電体部分に区画（一辺が約１０ｍｍ）
した。さらに該正極集電体３のロ−ル送りを容易にする
（捩じれ、皺などが生じないようにする。）為、外表面
に樹脂フィルム４を接着した。図１は外表面に接着され
た樹脂フィルム４が露出している個々の正極集電体３’
から構成された正極集電体３を示す。図２はＡ−Ａ’部
の断面図を示す。図３はＢ−Ｂ’部の断面図を示す。

【０００８】図４はさらに絶縁体５としての接着材に活
物質配置用の穴を設けた状態で集電体３の内表面に接着
した平面図を示す。図５はＣ−Ｃ’部の断面図を示す。
なお一連の該絶縁体５をあらかじめ接着しておくことに
より樹脂フィルム４を省略することもできる。また該絶
縁体５は活物質をスクリ−ン方式、メタルマスク方式な
どでパタ−ン印刷する場合には印刷後に接着してもよ
い。

【０００９】図１において正極集電体３の個々の集電体
部３’に正極活物質６をメタルマスク方式により厚さ約
０．２５ｍｍ、一辺の長さが約８ｍｍになるように印刷
し、乾燥後に電子線硬化した。一方、同様な方法で作製
した負極集電体７の個々の集電体部７’に負極活物質８
（例えばリチウム）を転写した後、さらにその上に高分
子固体電解質９をメタルマスク方式により厚さ約０．０
２ｍｍになるように印刷し、電子線硬化した。さらに該
負極集電体７の負極活物質８及び高分子固体電解質９が
ない領域（図４の絶縁体５が配置された領域に相当す
る。）に接着材５を熱接着した。このように作製された
正極集電体３と負極集電体７を互いに重ね合わせ、接着
材５を正極集電体３側に熱接着した後、樹脂フィルム４
を剥離（なお剥離しないで、あらかじめ電池名称など数
字、文字など印刷しておいて外装フィルムとして利用し
てもよい。）して複数の電池要素からなる図６に示す電
池１０を作製した。図６のＤ−Ｄ’部の断面を図７に示
す。このように作製された一連の複数個の電池要素１
０’を機器の電池配置面積、箇所、電池容量などに応じ
て、つなぎ部分２をレ−ザ−切断した後、絶縁体５部分
をトムソン刃にて切断して図８の平面図に示すような５
個の電池要素からなる電池１１を作製した。

【００１０】

【発明の効果】本発明は次に記載する効果を奏する。 （１）分離するだけで任意の電池形状が一連の電池から
得られる。 （２）つなぎ部分を形成することにより、金属部分の切
断時に熱を使用する場合でも絶縁体を変質させることが
なく電池特性に悪影響を与えない。 （３）どのような形状の電池でも生産工程の変更をしな
くても済み、金型コスト負担を低減する。 （４）レ−ザ−などで金属部分及び絶縁体部分を切断す
る場合、コンピュ−タ−制御で切断パタ−ンを即座に変
更できる。 （５）電池の内側に穴など異形な形状が可能となる。 （６）異形の電池を作製しても集電体など材料のロスが
ほとんどなく、歩留りが高くなる。 （７）電池要素の切断時に電気的な短絡がない。 （８）つなぎ部分がヒュ−ズとして作用し、複数個の電
池を並列接続して使用した場合に異常電流が流れてもそ
の部分の電池要素のつなぎ部分が溶断され、電池全体に
影響を及ぼさない。 （９）つなぎ部分で電池が容易に折り曲げられ、柔軟性
に優れる。 なお本発明においては実施例に示すものに限定されるも
のではなく、電池要素の形状・数・構成材料の厚さ、セ
パレ−タ−の材質、厚さ及び構成（固体電解質、電解液
を含む多孔膜など）、絶縁体の材質・厚み・構成・形
状、つなぎ部分の数及び位置、分離切断形状など特に限
定するものではなく、用途に応じて種種変更されるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる一連で複数個つなぎ部分を形成
した正極集電体の一部平面図を示す。

【図２】図１のＡ−Ａ’部における断面図を示す。

【図３】図１のＢ−Ｂ’部における断面図を示す。

【図４】本発明に係わる他の正極集電体の構成の平面図
を示す。

【図５】図４のＣ−Ｃ’部における断面図を示す。

【図６】複数個の電池要素からなる一連の電池の平面図
を示す。

【図７】図６のＤ−Ｄ’部における断面図を示す。

【図８】本発明により作製された複数個の電池要素から
なる電池の平面図を示す。

【図９】従来の各種電池形状を示す平面図である。

【符号の説明】

１、１’ 集電体に設けた穴 ２ つなぎ部 ３、３’ 正極集電体 ４ 樹脂フィルム ５ 絶縁体（接着材） ６ 正極活物質 ７、７’ 負極集電体 ８ 負極活物質 ９ セパレ−タ−（固体電解質） １０ 電池要素 １１ 電池

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相対する平板状の正極集電体と負極集電
   体の間に絶縁体で区画された正極活物質、セパレ−タ
   −、負極活物質からなる複数の電池要素の集電体が隣接
   する電池要素の集電体と一部でつながれていることを特
   徴とする電池。
2. 【請求項２】 前記隣接する電池要素の集電体とのつな
   ぎ部分の幅が、０．２ｍｍ〜１．０ｍｍであることを特
   徴とする請求項１記載の電池。
3. 【請求項３】 前記つなぎ部分がヒュ−ズとなることを
   特徴とする請求項１又は２記載の電池。
4. 【請求項４】 前記隣接する集電体の間の隙間が、０．
   １ｍｍ〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１乃
   至３記載の電池。
5. 【請求項５】 相対する平板状の正極集電体と負極集電
   体の間に絶縁体で区画された正極活物質、セパレ−タ
   −、負極活物質からなる複数の電池要素の集電体が隣接
   する電池要素の集電体と一部でつながれている一連の電
   池要素のつなぎ部分及び絶縁体部分を切断することによ
   り一つ又は複数個の電池要素からなる電池を作製するこ
   とを特徴とする電池の製造方法。
6. 【請求項６】 前記集電体の外表面に樹脂フィルムが接
   着された後につなぎ部分を形成するか又はつなぎ部分を
   形成した後に樹脂フィルムを接着して、正極活物質、セ
   パレ−タ−、負極活物質、絶縁体などを該集電体内側面
   に形成するか及び又は前記集電体の内表面に正極活物
   質、セパレ−タ−、負極活物質などの配置用の穴を設け
   た絶縁体を接着した後に正極活物質、セパレ−タ−、負
   極活物質などを形成することを特徴とする請求項５記載
   の電池の製造方法。
7. 【請求項７】 前記切断が、レ−ザ−カット、トムソン
   刃、超音波、パンチ、ワイヤ−カットから選ばれた一種
   類又は複数の手段を組み合わせて行われることを特徴と
   する請求項５又は６記載の電池の製造方法。
8. 【請求項８】 前記集電体のつなぎ部分の切断を行った
   後、絶縁体部分を切断することを特徴とする請求項５乃
   至７記載の電池の製造方法。