JPH1197301A - 円筒状蓄電体及びその製造方法 - Google Patents

円筒状蓄電体及びその製造方法

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JPH1197301A
JPH1197301A JP9253549A JP25354997A JPH1197301A JP H1197301 A JPH1197301 A JP H1197301A JP 9253549 A JP9253549 A JP 9253549A JP 25354997 A JP25354997 A JP 25354997A JP H1197301 A JPH1197301 A JP H1197301A
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JP
Japan
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case
wound electrode
core material
electrode
peripheral surface
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JP9253549A
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English (en)
Inventor
Shunichi Masuda
俊一 増田
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

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Abstract

(57)【要約】 【課題】ケースを変形させることなく巻回電極をケース
内で確実に固定し、巻回電極とケースとの相対移動を防
止するとともに容量の低下を防止する。 【解決手段】巻回電極2を芯材1とともにケース3内に
収納し、ケース3内で芯材1を拡径することで巻回電極
2を拡径して、芯材1とケース3との間で巻回電極2を
挟持する。ケース3内で巻回電極2が固定され、巻回電
極2内部では電極箔とセパレータが互いに圧接される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電解コンデンサ、
Liイオン電池、Ni−H電池などの円筒状蓄電体とそ
の製造方法に関し、詳しくは容量の低下が防止された円
筒状蓄電体と、ケース内で巻回電極を確実に固定するこ
とができる円筒状蓄電体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】例えばアルミニウム電解コンデンサは、
陽極酸化皮膜を形成した陽極箔と、陽極酸化皮膜を形成
しない陰極箔とに引出し用アルミニウムタブを接合し、
セパレータを間に介在させて巻回することで巻回電極を
形成する。そして、この巻回電極に電解液を含浸させ、
ケースに収納して密封することで形成されている。
【0003】ところで、近年の電子機器の小型化に伴
い、電解コンデンサなどの電子部品や電池においても小
型化の要請が強い。そして電極箔とセパレータを重ねて
巻回する方法で製造される円筒状蓄電体を小型化するに
は、低背化することが必要となり、低背化して同じ容量
を確保するためには必然的に直径が大きくなる。しか
し、このように低背で直径を大きくするためには、幅の
狭い電極箔をきわめて長く巻回する必要があり、巻回時
に巻きずれが生じて中心部が軸方向に突出したり凹んだ
りする変形が生じ、電極箔とケースとが接触してショー
トする場合がある。
【0004】そこで特公平6−14503号公報には、
板状の支持基部中央に軸部が立設され、その軸部にスリ
ットが形成された支持体を用い、スリットにセパレータ
の巻き始端を挿入して巻回することで、巻回された巻回
電極の一端を支持基部に当接させ、これにより巻きずれ
のない巻回電極を製造する方法が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記した電解コンデン
サなどの円筒状蓄電体は、巻回により形成された巻回電
極に電解液を含浸させてケース内に収納し、電極端子を
形成して密封することで製造されている。また巻回電極
の端末は、粘着テープなどで巻回部分に固定されてい
る。ところが巻回電極をケースに収納する以上、巻回に
より形成された巻回電極の外径は必然的にケースの内径
より小さいため、巻回電極をケースに収納した状態では
巻回電極の外周表面とケースの内周表面との間に隙間が
生じる。
【0006】つまり巻回電極とケースとは互いに独立し
た状態であり固定状態にないため、振動や衝撃などで相
対移動が生じ、場合によっては電極が破損する場合も考
えられる。そこで巻回電極をケースに収納した後、外力
を加えてケースを変形させる方法(外周加締め)などで
巻回電極とケースとを固定する方法が考えられる。しか
しこの方法では、ケースに損傷が生じ使用中に破損して
電解液漏れなどの不具合が生じる場合がある。
【0007】また、巻回電極端末を固定している粘着テ
ープの劣化などにより固定強度が低下して、巻回電極の
端末が巻回電極表面で移動する場合がある。巻回電極の
外周表面とケースの内周表面との間に隙間があると、こ
のような場合には巻回時の張力による反撥力により巻回
電極の巻回が緩み、電極箔とセパレータ間に隙間が発生
して容量が低下するという不具合もあった。
【0008】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、ケースを変形させることなく巻回電極をケ
ース内で確実に固定し、巻回電極とケースとの相対移動
を防止するとともに容量の低下を防止することを目的と
する。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の円筒状蓄電体の特徴は、電極箔及びセパレ−タを重
ねて芯材に巻回された巻回電極と、巻回電極を収納する
ケースとよりなる円筒状蓄電体において、芯材が拡径す
ることにより巻回電極の外周表面とケースの内周表面と
は互いに圧接されていることにある。
【0010】また上記課題を解決する本発明の円筒状蓄
電体の製造方法の特徴は、拡径可能な芯材に電極箔及び
セパレ−タを重ねて巻回し円筒状の巻回電極とする工程
と、巻回電極を芯材とともにケース内に収納する工程
と、ケース内で芯材を拡径することで巻回電極を拡径し
芯材とケースとの間で巻回電極を挟持する工程と、を行
うことを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の円筒状蓄電体の製造方法
では、先ず芯材に電極箔及びセパレ−タが重ねて巻回さ
れ、円筒状の巻回電極が形成される。次にこの巻回電極
を芯材とともにケース内に収納する。そして芯材内に治
具を挿入するなどして芯材を拡径することにより、巻回
電極の内径及び外径が拡がりその少なくとも一部の外周
表面がケース内周表面に圧接される。
【0012】これにより芯材とケースとの間で巻回電極
が挟持され、ケース内で巻回電極が固定される。また電
極箔とセパレータも互いに圧接されるため、両者の間に
隙間が生じることがなく容量の低下が防止される。円筒
状蓄電体としては、巻回電極をケースに収納する形式の
ものであればよく、電解コンデンサ、Li−イオン電
池、Ni−H電池などが例示される。
【0013】拡径可能な芯材としては、例えば実施例に
示すように、円筒形状のパイプに軸方向に平行なスリッ
トが形成されたものが例示される。このような芯材を用
いれば、巻回電極を芯材表面に形成後、芯材内に棒状の
治具を圧入することでスリットの間隔が拡大するため、
芯材が拡径し巻回電極を拡径することができる。このス
リットは一つでもよいし、一端が閉じたスリットとすれ
ば、円周方向に間隔を隔てて複数個設けることもでき
る。また芯材内部をテーパ形状とすることも好ましい。
このようにすれば拡径が一層容易となる。
【0014】また、例えばメッシュ状の板状金属を棒状
に丸めて芯材としてもよい。このような芯材を用いれ
ば、メッシュ部分を広げることで容易に拡径することが
できる。あるいは形状記憶合金からなり縮径された芯材
を用い、それに巻回電極を形成してケースに収納し、所
定温度に加熱することで形状記憶された拡径形状とする
こともできる。
【0015】電極箔は、金属箔あるいは発泡金属箔など
に電極活物質を塗布充填したものであり、蓄電体の種類
によって異なる従来公知のものを用いることができる。
またセパレータも電気絶縁性の樹脂フィルムなど、従来
用いられているものを用いることができる。
【0016】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。本実施例は電気二重層型の電解コンデンサの製造に
本発明を適用したものである。図4に本実施例の電解コ
ンデンサを示す。この電解コンデンサは、芯材1と、芯
材1に巻回されて形成された巻回電極2と、巻回電極2
を収納するケース3と、ケース3の開口部を密封する上
蓋4とから構成され、巻回電極2は芯材1の外周表面と
ケース3の内周表面との間で挟持されている。
【0017】以下、上記電解コンデンサの製造方法を詳
述することで、構成の詳細な説明に代える。図1に本実
施例に用いた巻回用芯材1を示す。この芯材1はアルミ
ニウム合金より形成された円筒形状をなし、軸方向に延
び両端で開口するスリット10をもつ断面C字形状をな
している。この芯材1の外径はφ4であり、内周表面は
一端部11の内径が大きく他端部12の内径が小さい円
錐台形状をなしている。
【0018】次に、厚さ20μmのアルミニウム箔表面
に活性炭粉末が塗布され予めリード線21が固定された
厚さ100μmの電極箔20と、厚さ35μmのポリエ
チレンフィルムからなるセパレータ22とを用意し、図
2に示すように2枚の電極箔20と2枚のセパレータ2
2を交互に重ね、重ねた一端を芯材1に固定して巻回す
る。端末は粘着テープで巻回体に固定する。
【0019】得られた巻回電極2に電解液を含浸させ、
芯材1の他端部12側の端面がケース3の底部に対向す
るようにケース3に収納する。このとき、ケース3の内
周表面と巻回電極2の外周表面との間には、約0.5m
mのクリアランスが生じている。また巻回電極2の一端
とケース3の底面との間には、約0.5mmのクリアラ
ンスが形成されている。
【0020】次に、芯材1の一端部11から芯材1内へ
丸棒5を圧入する。これにより芯材1はスリット10の
幅が広がることで約φ5まで拡径する。これにより巻回
電極2も拡径し、巻回電極2の外周表面がケース3の内
周表面に圧接される。そして丸棒5を芯材1から抜く
と、芯材1は塑性変形により拡径状態を維持する。その
状態で、上蓋4をケース3の開口部に係合させ、一対の
リード線21を一対の電極端子40にそれぞれ接続し
て、加締めにより図4に示すようにケース3と上蓋4を
締結する。
【0021】得られた電解コンデンサでは、巻回電極2
の外周表面がケース3の内周表面に圧接されているの
で、巻回電極2がケース3に対して相対移動するのが防
止され、巻回電極の損傷が防止される。そして巻回電極
2の内部では、巻回電極2が芯材1とケース3とで挟持
されているので、電極箔20とセパレータ22とは互い
に圧接され、両者の間に隙間が生じるのが防止されてい
る。したがって、容量の低下が防止される。
【0022】なお、本実施例の電解コンデンサの製造方
法では、芯材1への圧入後に丸棒5を芯材から抜いて除
去したが、丸棒5を芯材1中に圧入した状態で上蓋4を
密閉してもよい。このようにすれば芯材1は確実に拡径
状態を維持するため、巻回電極2の挟持状態を一層確実
にかつ長期間維持することができる。また、2枚の電極
箔20からそれぞれリード線21を延ばして一対の電極
を上蓋4に形成したが、1枚の電極箔20と芯材1とを
導通させるとともに芯材1とケース3とを互いに導通さ
せることで、ケース3を負極とすることもできる。
【0023】
【発明の効果】すなわち本発明の円筒状蓄電体によれ
ば、得られた円筒状蓄電体では巻回電極とケースとが互
いに圧接されているため、巻回緩みの発生が防止され容
量の低下が防止されるとともに、衝撃や振動による巻回
電極体の破損も防止される。したがって長寿命とするこ
とができる。
【0024】また本発明の円筒状蓄電体の製造方法によ
れば、上記円筒状蓄電体を容易かつ確実に製造すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に用いた芯材の斜視図であ
る。
【図2】本発明の一実施例で製造された巻回電極の構造
を示す説明図である。
【図3】本発明の一実施例において芯材を拡径する方法
を説明する断面図である。
【図4】本発明の一実施例の円筒状蓄電体の概略断面図
である。
【符号の説明】
1:芯材 2:巻回電極
3:ケース 4:上蓋 5:丸棒 1
0:スリット 20:電極箔 21:リード線
22:セパレータ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電極箔及びセパレ−タを重ねて芯材に巻
    回された巻回電極と、該巻回電極を収納するケースとよ
    りなる円筒状蓄電体において、該芯材が拡径することに
    より該巻回電極の外周表面と該ケースの内周表面とは互
    いに圧接されていることを特徴とする円筒状蓄電体。
  2. 【請求項2】 拡径可能な芯材に電極箔及びセパレ−タ
    を重ねて巻回し円筒状の巻回電極とする工程と、 該巻回電極を該芯材とともにケース内に収納する工程
    と、 該ケース内で該芯材を拡径することで該巻回電極を拡径
    し該芯材と該ケースとの間で該巻回電極を挟持する工程
    と、を行うことを特徴とする円筒状蓄電体の製造方法。
JP9253549A 1997-09-18 1997-09-18 円筒状蓄電体及びその製造方法 Pending JPH1197301A (ja)

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