KR20200123741A - 전지의 제조 방법 및 전지 - Google Patents

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KR20200123741A
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다카히로 사쿠라이
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도요타 지도샤（주）
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Abstract

전지의 제조 방법은, 정부의 상기 전극판(20, 30)과 상기 세퍼레이터(40)를 권회하여 상기 전극 권회체를 형성하고, 정부의 상기 전극판(20, 30) 및 상기 세퍼레이터(40)의 미권회 부분을, 상기 세퍼레이터(40)가 권회 완료 후의 상기 전극 권회체에 있어서의 최외주가 되도록 절단하며, 절단된 미권회 부분을 상기 전극 권회체에 더 권회하고, 상기 세퍼레이터(40)의 말단부(43)의 폭 방향의 일부를 상기 전극 권회체에 고정하고, 상기 세퍼레이터(40)의 상기 전극 권회체에 있어서의 최외주 부분의 폭 방향 양단부(44)의 정 또는 부의 전극판(20, 30)의 전극 활물질 비도공부(25, 35) 상의 개소에 열 용착을 행하여 상기 폭 방향 양단부(44)를 상기 전극 권회체에 고정하는 것을 포함한다.

Description

전지의 제조 방법 및 전지{METHOD FOR MANUFACTURING BATTERY AND BATTERY}
본 발명은, 전극판과 세퍼레이터가 권회되어 이루어지는 전극 권회체를 가지는 전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
이 종류의 전지 및 그 제조 방법의 일례로서, 일본공개특허 특개2017-059395에 기재된 것을 들 수 있다. 동(同)문헌에 기재된 전지에서는, 전극 권회체의 최외주(最外周)에 있어서의 세퍼레이터의 말단부를 접착 테이프로 고정하고 있다. 이로써, 세퍼레이터의 최외주 부분이 용이하게 젖혀지지 않도록 하고 있다.
그러나 상기한 기술에서는, 전극 권회체에 있어서의 세퍼레이터의 최외주 부분이 젖혀지는 경우가 있다. 그 이유는, 세퍼레이터의 말단부 중 폭 방향의 양단부가 고정되어 있지 않기 때문이다. 세퍼레이터의 최외주 부분이 부분적이라고는 하지만 젖혀진 상태 그대로 전지의 외장 용기에 삽입되어버리면, 삽입 시에 세퍼레이터에 통상과 상이한 스트레스가 가해진다. 이 때문에 세퍼레이터가 파손되어 내부 단락에 이르는 경우가 있다.
접착 테이프를 말단부의 전체 폭에 걸쳐 첩부(貼付)하면 세퍼레이터의 젖혀짐은 발생하지 않을 것이지만, 세퍼레이터의 폭 방향의 단부(端部)의 영역에서는, 그 아래의 전극 권회체의 전극판 사이에 간극이 있다. 당해 영역은 정부(正負)의 전극판 중 일방 밖에 존재하지 않는 영역이며, 또한 전극판에 있어서의 전극 활물질층이 없는 비도공부의 위에 위치하고 있다. 이와 같이 간극이 많은 영역의 위에 접착 테이프를 꽉 눌러 첩부하면, 그 것 자체가 전극판을 파손시키는 경우가 있다.
본 발명은, 제조 시에 세퍼레이터의 최외주 부분의 젖혀짐을 발생시키지 않고, 또한 전극판의 파손도 발생하지 않는 전지 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 제 1 양태는, 전지의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 전지는, 정부의 전극판과 세퍼레이터를 권회하여 이루어지는 전극 권회체를 가지고, 상기 정부의 전극판은 전극 활물질 도공부와 전극 활물질의 비도공부를 가지는 띠 형상의 집전박이며, 상기 비도공부는 상기 집전박의 폭 방향의 일방의 단부에 마련되고, 상기 세퍼레이터는 띠 형상이며, 상기 전극 활물질 도공부를 전부 덮고 상기 비도공부의 일부에 미치는 폭을 가지며, 상기 전극 권회체는, 중앙부와, 정극 접속부와, 부극 접속부를 가지며, 상기 중앙부는 정부의 상기 전극판과 상기 세퍼레이터가 모두 존재하고, 상기 정극 접속부는 상기 중앙부의 일방측으로 돌출되는 정의 전극판의 상기 비도공부의 일부만이 존재하며, 상기 부극 접속부는 상기 중앙부의 타방측으로 돌출되는 부의 전극판의 상기 비도공부의 일부만이 존재하고 있다. 상기 전지의 제조 방법은, 정부의 상기 전극판과 상기 세퍼레이터를 권회하여 상기 전극 권회체를 형성하고, 정부의 상기 전극판 및 상기 세퍼레이터의 미권회 부분을, 상기 세퍼레이터가 권회 완료 후의 상기 전극 권회체에 있어서의 최외주가 되도록 절단하며, 상기 전극 권회체에 연결되어 있는 정부의 상기 전극판 및 상기 세퍼레이터의 절단 후의 미권회 부분을 상기 전극 권회체에 더 권회하고, 상기 세퍼레이터의 절단된 개소인 말단부의 폭 방향의 일부를 상기 전극 권회체에 고정하며, 상기 세퍼레이터의 상기 전극 권회체에 있어서의 최외주 부분의 폭 방향 양단부의 정의 전극판의 상기 비도공부 또는 부의 전극판의 상기 비도공부 상의 개소에 열용착을 행하여 상기 폭 방향 양단부를 상기 전극 권회체에 고정하는 것을 포함한다.
상기 양태 전지의 제조 방법에서는, 전극 권회체를 제조함에 있어서, 띠 형상의 집전박에 폭 방향의 일방의 단부의 비도공부를 남겨 전극 활물질 도공부를 형성하여 이루어지는 정부의 전극판과, 전극 활물질 도공부를 전부 덮고 비도공부의 일부에 미치는 폭의 띠 형상의 세퍼레이터를 이용한다. 우선, 전극판과 세퍼레이터를 권회하여 전극 권회체를 형성한다. 그 때, 전극 권회체에, 중앙부와 그 일방측의 정극 접속부와, 타방측의 부극 접속부가 형성되도록 한다. 권회의 완료에 앞서, 정부의 전극판 및 세퍼레이터의 미권회 부분을 절단한다. 이로써, 세퍼레이터가 권회 완료 후의 전극 권회체에 있어서의 최외주가 되도록 한다. 권회가 완료되면, 세퍼레이터의 말단부의 폭 방향의 일부를 전극 권회체에 고정한다. 또한, 세퍼레이터의 최외주 부분의 폭 방향 양단부를 열 용착에 의해 전극 권회체에 고정한다. 열 용착 개소는, 정의 전극판의 상기 비도공부 또는 부의 전극판의 상기 비도공부 상의 개소이다. 열 용착 시에는 이미 말단부의 폭 방향의 일부가 전극 권회체에 고정되어 있으므로, 세퍼레이터에 장력이 가해지고 있다. 이로써, 세퍼레이터의 젖혀 올려짐이 발생하지 않게 된다. 또한, 전극판이나 세퍼레이터에 열 용착에 의한 파손도 발생하지 않는다.
상기 양태의 전지의 제조 방법에 있어서, 상기 말단부의 폭 방향의 일부의 상기 전극 권회체로의 고정은, 상기 말단부의 일부의 위에 걸치도록 접착 테이프를 상기 전극 권회체에 첩부함으로써 행해도 된다.
상기 양태의 전지의 제조 방법에 있어서, 상기 열 용착을, 선단의 프론트면이 경사면으로 되어 있는 프로브를 이용하여 행해도 되고, 상기 열 용착에 있어서, 상기 프로브의 상기 프론트면의 경사에 의해 가장 튀어나온 부위가 상기 정의 전극판의 상기 전극 활물질 도공부 및 상기 부의 전극판의 상기 전극 활물질 도공부로부터 먼 측을 향하고, 상기 프로브의 상기 프론트면의 가장 움푹 들어간 부위가 상기 정의 전극판의 상기 전극 활물질 도공부 및 상기 부의 전극판의 상기 전극 활물질 도공부에 가까운 측을 향한 상태에서, 상기 세퍼레이터의 융점 이상의 온도로 승온된 상기 프론트면을 최외주 부분의 상기 세퍼레이터의 외면에 접촉시켜도 된다.
이로써, 열 용착 시에 있어서의 전극판이나 세퍼레이터의 파손 억제가 보다 확실해진다.
본 발명의 제 2 양태는 전지에 관한 것이다. 상기 전지는, 정부의 전극판과, 세퍼레이터를 권회한 전극 권회체를 가지고, 상기 정부의 전극판은 전극 활물질 도공부와 전극 활물질의 비도공부를 가지는 띠 형상의 집전박이며, 상기 비도공부는 상기 집전박의 폭 방향의 일방의 단부에 마련되고, 상기 세퍼레이터는 띠 형상이며, 상기 전극 권회체는 중앙부와, 정극 접속부와, 부극 접속부를 가지고, 상기 중앙부는 정부의 상기 전극판과 상기 세퍼레이터가 모두 존재하며, 상기 정극 접속부는 상기 중앙부의 일방측으로 돌출되는 정의 전극판의 상기 비도공부의 일부만이 존재하고, 상기 부극 접속부는 상기 중앙부의 타방측으로 돌출되는 부의 전극판의 상기 비도공부만이 존재하며, 상기 전극 권회체의 최외주는 상기 세퍼레이터이고, 상기 세퍼레이터의 상기 전극 권회체에 있어서의 최외주 부분은, 그 폭 방향 양단부의 정의 전극판의 상기 비도공부 또는 부의 전극판의 상기 비도공부 상의 개소에, 상기 전극 권회체에 고정되어 있는 열 용착 개소를 가진다.
상기 양태의 전지에서는, 전극 권회체의 최외주의 세퍼레이터의 폭 방향 양단부에, 열 용착 개소가 형성되어 있다. 이로써, 세퍼레이터의 최외주의 폭 방향 양단이 전극 권회체에 고정되어, 젖혀 올려짐이 발생할 수 없는 상태로 되어 있다. 이 전지에서는, 세퍼레이터의 젖혀 올려짐에 의한 폐해나, 전극판이나 세퍼레이터의 고정 처리 시의 파손도 발생하고 있지 않다.
상기 양태 전지는 추가로, 상기 전극 권회체의 최외주에 있어서의 상기 세퍼레이터의 말단부의 일부에 걸쳐 첩부된 접착 테이프를 가져도 된다. 이로써, 세퍼레이터의 젖혀 올려짐의 억제가 더 양호하다.
본 구성에 의하면, 제조 시에 세퍼레이터의 최외주 부분의 젖혀짐을 발생시키지 않고, 또한 전극판의 파손도 발생하지 않는 전지의 제조 방법 및 전지가 제공되고 있다.
본 발명의 예시적인 실시 형태의 특징, 이점, 및 기술적 그리고 산업적 중요성이 첨부 도면을 참조하여 하기에 기술될 것이며, 첨부 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 나타낸다.
도 1은 실시 형태와 관련된 전지의 전체 구성을 나타내는 투시 사시도이다.
도 2는 전극 권회체를 구성하는 전극판 및 세퍼레이터를 나타내는 모식도이다.
도 3은 실시 형태와 관련된 전지의 구성 요소인 전극 권회체를 단체(單體)로서 나타내는 사시도이다.
도 4는 전극 권회체의 제조 순서를 나타내는 플로우 차트이다.
도 5는 권회 및 절단의 공정을 나타내는 모식도이다.
도 6은 전극 권회체에 세퍼레이터의 젖혀 올려짐이 발생하고 있는 상황을 나타내는 사시도이다.
도 7은 열 용착용 프로브에 의한 열 용착을 나타내는 도면이다.
도 8은 용착 공정으로의 전극 권회체의 반송의 상황을 나타내는 정면도이다.
이하, 본 발명을 구체화한 실시 형태에 대하여, 첨부의 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 본 형태는, 도 1에 나타내는 전지 및 그 제조 방법으로서 본 발명을 구체화한 것이다. 도 1의 전지(1)는, 전극 권회체(10)를 각형(角型)의 외장 케이스(13)에 봉입하여 이루어지는 것이다. 외장 케이스(13)는 덮개 부분(14)과 본체 부분(15)을 가지고 있다. 전지(1)에는 추가로, 정부의 대외(對外) 단자(16, 17)가 마련되어 있다. 대외 단자(16, 17)는 부분적으로 외장 케이스(13)로부터 돌출되어 있다. 외장 케이스(13)의 내부에서는, 집전 부재(11, 12)에 의해 대외 단자(16, 17)와 전극 권회체(10)가 접속되어 있다.
전극 권회체(10)는, 띠 형상의 정부의 전극판을 띠 형상의 세퍼레이터와 함께 겹쳐 감겨져 이루어지는 것이다. 전극 권회체(10)를 구성하는 정부의 전극판은 모두, 도전성의 집전박에 전극 활물질층을 부분적으로 도공한 것이다. 전극 권회체(10)에 있어서는, 도 2에 나타내는 바와 같이 정극판(20)과 부극판(30)에서 도공부(24, 34)끼리가 겹쳐져 위치하고 있다. 정극판(20), 부극판(30) 중 어느 것에도 그 폭 방향(도 2 중의 좌우 방향)의 일방의 단부에 비도공부(25, 35)가 있다. 전극 권회체(10)에 있어서는, 비도공부(25)와 비도공부(35)는 반대 방향으로 돌출되어 있다.
전극 권회체(10)에 있어서는, 정극판(20)과 부극판(30)은 2매의 세퍼레이터(40)에 의해 격리되어 있다. 세퍼레이터(40)의 폭은, 도공부(24, 34)를 전부 덮고, 비도공부(25, 35)를 부분적으로 덮는 폭이다. 즉, 세퍼레이터(40)의 폭은, 도공부(24, 34)를 모두 전부 덮고, 비도공부(25, 35)를 모두 부분적으로 돌출시키는 폭이다. 이 때문에 세퍼레이터(40)의 폭 방향 양단 부근에는, 세퍼레이터(40)가 비도공부(25)와만 겹치고 있는 영역 및 비도공부(35)와만 겹치고 있는 영역이 있다.
전극 권회체(10)에 있어서는 또한, 권회의 최외주는 정극판(20)도 부극판(30)도 아니고 세퍼레이터(40)이다. 전극 권회체(10)의 정극판(20)이나 부극판(30)이 외장 케이스(13)와 직접 접촉하는 것을 억제하기 위해서이다. 전극 권회체(10)의 단체는, 도 3에 나타내는 바와 같이 편평 형상이다. 도 3에 나타나는 전극 권회체(10)는, 집전 부재(11, 12)가 장착되는 것 보다 이전의 단계에서의 것이다.
도 3 중의 전극 권회체(10)는, 중앙부(4)와 정극 접속부(2)와 부극 접속부(3)를 가지고 있다. 중앙부(4)는 최외주가 세퍼레이터(40)로 덮여져 있으며 내부에 정극판(20)과 부극판(30)과의 양방이 존재하는 부위이다. 다만 도 2에서 설명한 것으로부터, 중앙부(4)의 중에서도 폭 방향 양단 부근에는, 내부에 도공부(24, 34)가 존재하지 않는 영역(41, 42)이 있다. 영역(41)의 내부에는 정극판(20)의 비도공부(25)가 존재하고 있다. 영역(42)의 내부에는 부극판(30)의 비도공부(35)가 존재하고 있다. 영역(41)과 영역(42)과의 사이의 영역(45)이, 내부에 도공부(24, 34)가 존재하고 실제로 발전에 기여하는 영역이다. 정극 접속부(2)는, 세퍼레이터(40)로부터 돌출되어 있는, 정극판(20)의 비도공부(25)의 일부가 존재하는 부위이다. 집전 부재(11)는 정극 접속부(2)에 장착된다. 부극 접속부(3)는, 세퍼레이터(40)로부터 돌출되어 있는, 부극판(30)의 비도공부(35)의 일부가 세퍼레이터(40)로부터 돌출되어 있는 부위이다. 집전 부재(12)는 부극 접속부(3)에 장착된다.
도 3에 나타내는 전극 권회체(10)에서는, 세퍼레이터(40)의 최외주의 말단부(43)가 중앙부(4)의 영역 내에 노출되어 있다. 말단부(43)에 걸쳐 접착 테이프(60)가 중앙부(4) 내에 첩부되어 있다. 접착 테이프(60)가 첩부되어 있는 위치는, 정극 접속부(2)와 부극 접속부(3)와의 사이의 위치이다. 접착 테이프(60)에 의해, 세퍼레이터(40)의 최외주의 말단부(43)가 전극 권회체(10)에 고정되어 있다.
도 3의 전극 권회체(10)에서는 또한, 세퍼레이터(40)의 최외주의 말단부(43) 부근에 있어서의 폭 방향 양단 부근에, 열 용착 개소(61)가 형성되어 있다. 열 용착 개소(61)는, 최외주의 세퍼레이터(40)를 전극 권회체(10)에 고정하는 열 용착을 행한 자국이다. 열 용착 개소(61)가 이 위치에 마련되어 있음으로써, 세퍼레이터(40)의 말단부(43)는, 폭 방향 전체에 있어서 젖혀 올려짐이 억제되고 있는 상태에 있다. 이 때문에, 도 1의 전지(1)에 있어서도, 전극 권회체(10)에 세퍼레이터(40)의 최외주의 젖혀 올려짐은 일어나고 있지 않다.
전극 권회체(10)에서는, 세퍼레이터(40)의 최외주의 폭 방향 양측에, 말단부(43)측으로부터 복수 개소에 걸쳐 열(列) 형상으로 열 용착 개소(61)가 형성되어 있다. 열 용착 개소(61)가 형성되어 있는 위치는, 도 3 중의 영역(41, 42) 내의 위치이다. 따라서 열 용착 개소(61)의 아래에는 도공부(24, 34)가 존재하지 않는다. 이 때문에 도공부(24, 34)의 전극 활물질은, 열 용착에 의한 데미지를 받지 않고 있다. 따라서 전극 권회체(10)의 축전성능은, 열 용착에 의해 저하되고 있지 않다.
계속해서, 전지(1)의 제조 방법을 설명한다. 전지(1)의 제조 방법 중 본 발명으로서의 특징 부분은 물론, 전극 권회체(10)의 제조에 있다. 전극 권회체(10)는, 도 4의 순서로 제조된다. 도 4 중의 「권회」는, 예를 들면 도 5에 나타난 것 처럼 하여 권회 장치(80)에 의해 정극판(20), 부극판(30), 및 2매의 세퍼레이터(40)를 권회하는 공정이다. 이 공정에서는, 와인딩 코어(85)에 의해 정극판(20), 부극판(30), 및 2매의 세퍼레이터(40)를 권취한다. 이로써, 와인딩 코어(85)의 표면 상에 전극 권회체(10)가 형성된다.
도 4 중의 「전극·세퍼레이터 절단」은, 정극판(20), 부극판(30), 및 2매의 세퍼레이터(40)를 절단하는 공정이다. 도 5 중에는 절단을 위한 구성으로서, 정극판용 커터(82), 부극판용 커터(81), 세퍼레이터용 커터(83)가 나타나 있다. 이러한 커터에 의해 정극판(20), 부극판(30), 및 세퍼레이터(40)가 폭 방향으로 절단되는 것이 된다. 본 형태에서는, 세퍼레이터(40)의 절단에 앞서, 우선 정극판용 커터(82) 및 부극판용 커터(81)에 의해 정극판(20) 및 부극판(30)이 절단된다. 정극판(20) 및 부극판(30)의 절단 위치는, 와인딩 코어(85)측에 연결되는 정극판(20) 및 부극판(30)의 각각의 총 연장이 전극 권회체(10)의 1와인딩분의 길이가 되는 위치이다.
정극판(20) 및 부극판(30)이 절단되면, 와인딩 코어(85)에 의해 정극판(20), 부극판(30), 2매의 세퍼레이터(40)가 더 권취된다. 그 후에 세퍼레이터용 커터(83)에 의해 세퍼레이터(40)가 절단된다. 구체적으로는, 정극판(20) 및 부극판(30)이 절단된 후, 정극판(20) 및 부극판(30)이 절단된 말단 개소가 모두 세퍼레이터용 커터(83)를 통과하고, 절단된 정극판(20) 및 부극판(30) 전체가, 세퍼레이터(40)와 함께 와인딩 코어(85)에 권취된다. 절단된 정극판(20) 및 부극판(30) 전체가, 세퍼레이터(40)와 함께 와인딩 코어(85)에 권취된 후, 세퍼레이터(40)는, 권취 완료 후에 있어서의 전극 권회체(10)의 외주 1둘레분 이상의 길이의 세퍼레이터(40)가 세퍼레이터용 커터(83)를 통과한 시점에 절단된다.
도 4 중의 「잔존 전극·세퍼레이터 권취」는, 절단 후의 정극판(20), 부극판(30), 및 세퍼레이터(40)에 있어서의 와인딩 코어(85)측에 연결되어 있는 잔존 부분을 와인딩 코어(85)에 권취하여 권회를 완료시키는 공정이다. 이것에는, 상기의 세퍼레이터(40)의 절단 후에 있어서의 잔존 세퍼레이터의 권취 외에, 정극판(20) 및 부극판(30)의 절단 후에 있어서의 잔존 전극판의 권취가 포함된다. 이 최종 권취에 의해, 전극 권회체(10)의 최외주의 전체가 세퍼레이터(40)에 의해 차지되는 것이 된다.
도 4 중의 「테이프 첩부」은, 도 3에 나타낸 접착 테이프(60)를 첩부하는 공정이다. 접착 테이프(60)를 첩부하는 위치는, 도 3의 설명에서 서술한 바와 같다. 접착 테이프(60)를 첩부함으로써, 세퍼레이터(40)의 최외의 말단부(43)가 전극 권회체(10)에 고정된다. 또한, 전극 권회체(10)에 있어서의 세퍼레이터(40)의 최외주 부분에 텐션이 가해진 상태가 된다. 접착 테이프(60)의 첩부에서는 특별히 가열을 필요로 하지 않으므로, 도공부(24, 34)의 전극 활물질에 영향은 없다. 다만 이 상태에서는 도 6에 나타내는 바와 같이, 세퍼레이터(40)의 말단부(43)의 폭 방향 단부(44)의 젖혀 올려짐이 발생할 수 있다. 또한 도 6에서는, 다음에 서술하는 프레스 후의 상태에서 젖혀 올려짐을 나타내고 있다.
도 4 중의 「프레스·열 용착」은, 접착 테이프(60)를 첩부한 후의 전극 권회체(10)를, 도 3에 나타낸 상태로 하는 공정이다. 이것에는, 프레스와 열 용착이 포함된다. 프레스란, 와인딩 코어(85)로부터 떼어 낸 원통 형상의 전극 권회체(10)를, 도 1이나 도 3에 나타낸 편평 형상으로 성형하는 것이다. 열 용착이란, 도 3에 나타낸 열 용착 개소(61)를 전극 권회체(10)에 형성하는 것이다.
이 열 용착은, 도 7에 나타내는 열 용착용 프로브(46)를 이용하여 행해진다. 도 7에는 열 용착용 프로브(46) 외에, 전극 권회체(10)의 일부분이 드러나 있다. 도 7 중에 나타나 있는 전극 권회체(10)는 도 3에 있어서의 영역(41) 및 그 부근이며, 도 3 중의 수평 방향의 단면도로서 그려져 있다. 도 7에서는, 전극 권회체(10)에 있어서의 영역(41)의 표면에 열 용착용 프로브(46)가 꽉 눌려져 있다. 열 용착용 프로브(46)는, 원기둥 형상의 부재이다. 열 용착용 프로브(46)는, 그 선단의 프론트면(47)에서 전극 권회체(10)에 접촉하는 것이다. 프론트면(47)은 경사면으로 되어 있다.
도 7 중에서 단면도로서 나타나는 바와 같이, 전극 권회체(10)의 영역(41)은, 열 용착용 프로브(46)에 의해 두께 방향으로 압축되어 있는 상태에서는, 경사면 형상을 이룬다. 이것은, 영역(45)과 영역(41)과 정극 접속부(2)에서, 전극 권회체(10)의 구성물에 차이가 있기 때문이다. 상기한 바와 같이, 영역(45)은 정극판(20)과 부극판(30)과의 양방을 가지며 도공부(24, 34)끼리가 겹치져 있는 개소이다. 이 때문에 영역(45)은, 내부에 간극이 거의 없고, 압축 상태에서도 가장 두꺼운 부위이다. 정극 접속부(2)는, 정극판(20)의 그것도 비도공부(25)만이 존재하는 영역이다. 이 때문에 간극이 많아, 압축 상태에서는 상당히 얇아지는 영역이다. 영역(41)은, 정극판(20)의 비도공부(25)와 세퍼레이터(40)를 가지는 영역이다. 이 때문에 간극의 양이나 압축 상태에서의 두께에 관하여 영역(41)은, 영역(45)과 정극 접속부(2)와의 중간의 상황에 있다. 이 때문에, 열 용착용 프로브(46)를 꽉 누름으로써 영역(41)은 경사면 형상이 되는 것이다.
열 용착용 프로브(46)의 프론트면(47)이 경사면으로 되어 있는 것은 물론, 영역(41)이 상기한 바와 같이 압축된 상태일 때에 경사면 형상이 되는 것으로 맞췄기 때문이다. 물론, 프론트면(47) 중 가장 튀어나온 부위(48)가 정극 접속부(2)측을 향하고, 가장 움푹 들어간 부위(49)가 영역(45)측을 향하도록 하여 열 용착용 프로브(46)가 사용된다. 즉, 가장 튀어나온 부위(48)가 도공부(24, 34)로부터 먼 측을 향하고, 가장 움푹 들어간 부위(49)가 도공부(24, 34)에 가까운 측을 향하도록 하여 열 용착용 프로브(46)가 사용된다. 열 용착용 프로브(46)의 직경 R은, 영역(41)의 폭 이하인 것이 바람직하다.
열 용착을 실시할 때에는, 열 용착용 프로브(46)가 세퍼레이터(40)의 융점 이상의 온도로 승온되게 된다. 그 승온된 상태에서, 상기한 바와 같이 열 용착용 프로브(46)를 영역(41)에 꽉 누름으로써, 열 용착이 실시된다. 이렇게 하여 열 용착 개소(61)가 전극 권회체(10)에 형성된다. 열 용착 개소(61)가 형성됨으로써 전극 권회체(10)는, 도 6에 나타낸 폭 방향 단부(44)의 젖혀 올려짐조차 발생하지 않는 상태가 된다. 또한, 도 7에 나타나 있는 바와 같이 정극 접속부(2)가 두께 방향으로 압축된 상태가 된다. 이 때문에 이후의 집전 부재(11)의 장착 공정이 하기 쉽다.
상기의 열 용착의 실시에 있어서, 다음의 효과가 있다. 우선, 열 용착용 프로브(46)의 전극 권회체(10)로의 꽉 누르는 힘은, 접착 테이프(60)를 첩부할 때의 가압력만큼 강한 것이 아니어도 충분하다. 세퍼레이터(40)가 용융됨으로써 용이하게 하층과 융착하여 열 용착 개소(61)가 형성되기 때문이다. 이 때문에, 영역(41)은 상기한 바와 같이 영역(45)과 비교해 내부의 간극이 많은 영역이지만, 열 용착용 프로브(46)의 꽉 누름에 의해 세퍼레이터(40)나 정극판(20)이 파손될 우려는 거의 없다.
프론트면(47)이 상기한 바와 같이 경사면인 것, 및 그 방향도, 세퍼레이터(40)나 정극판(20)을 파손시키지 않는다고 하는 점에서 유리하게 작용하고 있다. 프론트면(47)의 경사각 θ는 ,30°~60°의 범위 내가 바람직하다. 경사각 θ가 너무 크면(평면에 가까우면), 영역(45)에 가까운 측에 있어서의 세퍼레이터(40) 등의 파손 억제가 불충분해질 우려가 있다. 경사각 θ가 지나치게 작으면(과도하게 급준), 반대로 영역(45)으로부터 먼 측에 있어서의 세퍼레이터(40) 등의 파손 억제가 불충분해질 우려가 있다. 열 용착에 의해 도공부(24, 34)에 열의 영향이 미치는 경우도 거의 없다. 전술의 열 용착용 프로브(46)의 직경 R과 영역(41)의 폭과의 관계에 따른다.
도 7에서는 정극측만을 나타냈지만, 부극측(영역(42))에 있어서도 마찬가지이다. 열 용착 개소(61)가 형성된 후에 있어서는, 접착 테이프(60)가 벗겨졌다고 해도 특별히 문제는 없다. 이 때문에, 접착 테이프(60)를 제거하는 공정을 마련해도 되고, 마련하지 않아도 된다. 또한, 접착 테이프(60)를 제거하는 공정을 마련하지 않은 경우에 있어서, 접착 테이프(60)가 소실되었다고 해도 그 전극 권회체(10)를 불량품 취급할 필요는 없다.
상기한 바와 같이 하여 도 3의 상태가 된 전극 권회체(10)는 그 후, 집전 부재(11, 12)의 장착, 및 외장 케이스(13)로의 봉입에 제공된다. 이로써 도 1의 전지(1)가 얻어진다. 보다 구체적으로는, 우선 정극 접속부(2), 부극 접속부(3)로의 집전 부재(11, 12)의 장착이 행해진다. 외장 케이스(13) 중 덮개 부분(14), 및 대외 단자(16, 17)도 집전 부재(11, 12)와 함께 장착된다. 그 후에 외장 케이스(13)의 본체 부분(15)으로의 전극 권회체(10)의 삽입이 행해진다. 그 후에 외장 케이스(13)의 덮개 부분(14)과 본체 부분(15)이 일체화된다. 전해액의 주입은 그 후에 행해진다.
전극 권회체(10)는, 집전 부재(11, 12) 등의 장착 공정 후, 외장 케이스(13)의 본체 부분(15)으로의 삽입 공정 전에, 양 공정 사이에서 반송된다. 반송 시에는 세퍼레이터(40)의 최외주의 말단부(43)에, 도 6에 나타낸 바와 같은 세퍼레이터(40)의 말단부(43)의 젖혀 올려짐을 발생시키려고 하는 작용이 가해진다. 관성이나 공기 저항 때문이다. 특히, 제조 설비의 구성에 따라서는, 도 8에 나타내는 바와 같이 반송 방향 F가 전극 권회체(10)의 폭 방향(도 3에 있어서의 수평 방향)과 일치하는 경우가 있다. 이 경우에는 특히 세퍼레이터(40)의 말단부(43)의 젖혀 올려짐이 발생하기 쉽다. 그러나 본 형태에서는 상술한 바와 같이 열 용착 개소(61)가 형성되어 있다. 이 때문에, 세퍼레이터(40)의 말단부(43)의 젖혀 올려짐의 발생이 효과적으로 억제되고 있다. 따라서, 도 1에 나타낸 완성품의 전지(1)에 있어서, 세퍼레이터(40)의 말단부(43)의 젖혀 올려짐에 기인하는 불량이 발생하는 경우는 없다. 열 용착 개소(61)가 형성되어 있는 개소는 도공부(24, 34)로부터 제외된 영역(41, 42) 내의 위치이기 때문에, 축전 성능의 저하도 없다.
이상 상세하게 설명한 바와 같이 본 실시 형태에 의하면, 전극 권회체(10)의 최외주를 세퍼레이터(40)로 함과 함께, 말단부(43)에 대한 접착 테이프(60)로의 고정과, 그 폭 방향 양단 부근의 위치로의 열 용착에 의한 고정을 행하도록 하고 있다. 이로써, 세퍼레이터(40)의 최외주의 젖혀 올려짐을 폭 방향 전체에 걸쳐 억제하면서, 세퍼레이터(40)나 정극판(20), 부극판(30)의 파손을 억제하도록 한 전지의 제조 방법이 실현되고 있다. 또한, 세퍼레이터(40)의 최외주의 젖혀 올려짐이 폭 방향 전체에 걸쳐 일어나고 있지 않고, 세퍼레이터(40)나 정극판(20), 부극판(30)의 파손이 일어나고 있지 않은 전지(1)가 실현되고 있다.
또한, 본 실시 형태는 단순한 예시에 지나지 않고, 본 발명을 전혀 한정하는 것은 아니다. 따라서 본 발명은 당연히, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 개량, 변형이 가능하다. 예를 들면, 전지(1)의 전지 종류에 대해서는, 집전박에 전극 활물질층을 부분적으로 형성한 정부의 전극판과 세퍼레이터를 이용하는 것이면 어떠한 것이어도 된다. 예를 들면 리튬 이온 전지, 니켈 수소 전지, 전고체 전지 등을 들 수 있다.
상기 형태에서는 전극 권회체(10)나 전지(1)의 전체 형상으로서 편평형(각형)의 것을 들었지만, 원기둥형이어도 된다. 전극 권회체(10)의 최외주가 세퍼레이터(40)인 것으로 서술했지만, 전극 권회체(10)의 최외의 2둘레분 이상이 세퍼레이터(40)이면 보다 좋다. 열 용착용 프로브(46)의 프론트면(47)이 경사면으로 되어 있는 것은 물론, 영역(41)이 상기한 바와 같이 경사면 형상이 되는 것에 맞췄기 때문이다. 경사각 θ는, 40°~50°의 범위 내이면 더 좋다. 전극 권회체(10)에 있어서의 세퍼레이터(40)의 말단부(43)는, 도 3에서는 위를 향하도록 되어 있으며 도 8에서는 하방을 향하도록 되어 있지만 어느 방향이어도 된다.

Claims (5)

  1. 전지의 제조 방법에 있어서,
    상기 전지는, 정부의 전극판(20, 30)과 세퍼레이터(40)를 권회하여 이루어지는 전극 권회체를 가지고, 상기 정부의 전극판(20, 30)은, 전극 활물질 도공부(24, 34)와 전극 활물질 비도공부(25, 35)를 가지는 띠 형상의 집전박이며, 상기 전극 활물질 비도공부(25, 35)는 상기 집전박의 폭 방향의 일방의 단부에 마련되고, 상기 세퍼레이터(40)는 띠 형상이며, 상기 전극 활물질 도공부(24, 34)를 전부 덮고 상기 전극 활물질 비도공부(25, 35)의 일부에 미치는 폭을 가지며, 상기 전극 권회체는, 중앙부(4)와, 정극 접속부(2)와, 부극 접속부(3)를 가지며, 상기 중앙부(4)는 정부의 상기 전극판(20, 30)과 상기 세퍼레이터(40)가 모두 존재하고, 상기 정극 접속부(2)는 상기 중앙부(4)의 일방측으로 돌출되는 정의 전극판(20)의 상기 전극 활물질 비도공부(25)의 일부만이 존재하며, 상기 부극 접속부(3)는 상기 중앙부(4)의 타방측으로 돌출되는 부의 전극판(30)의 상기 전극 활물질 비도공부(35)의 일부만이 존재하고,
    상기 전지의 제조 방법은,
    정부의 상기 전극판(20, 30)과 상기 세퍼레이터(40)를 권회하여 상기 전극 권회체를 형성하고,
    정부의 상기 전극판(20, 30) 및 상기 세퍼레이터(40)의 미권회 부분을, 상기 세퍼레이터(40)가 권회 완료 후의 상기 전극 권회체에 있어서의 최외주가 되도록 절단하며,
    상기 전극 권회체에 연결되어 있는 정부의 상기 전극판(20, 30) 및 상기 세퍼레이터(40)의 절단 후의 미권회 부분을 상기 전극 권회체에 더 권회하고,
    상기 세퍼레이터(40)의 절단된 개소인 말단부(43)의 폭 방향의 일부를 상기 전극 권회체에 고정하며,
    상기 세퍼레이터(40)의 상기 전극 권회체에 있어서의 최외주 부분의 폭 방향 양단부(44)의 정의 전극판(20)의 상기 전극 활물질 비도공부(25) 또는 부의 전극판(30)의 상기 전극 활물질 비도공부(35) 상의 개소에 열 용착을 행하여 상기 폭 방향 양단부(44)를 상기 전극 권회체에 고정하는 것을 포함하는 전지의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 말단부(43)의 폭 방향의 일부의 상기 전극 권회체로의 고정은, 상기 말단부(43)의 일부의 위에 걸치도록 접착 테이프(60)를 상기 전극 권회체에 첩부함으로써 행하는 전지의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 열 용착을, 선단의 프론트면(47)이 경사면으로 되어 있는 프로브(46)를 이용하여 행하고,
    상기 열 용착에 있어서, 상기 프로브(46)의 상기 프론트면(47)의 경사에 의해 가장 튀어나온 부위(48)가 상기 정부의 전극판(20, 30)의 상기 전극 활물질 도공부(24, 34)로부터 먼 측을 향하고, 상기 프로브(46)의 상기 프론트면(47)의 가장 움푹 들어간 부위(49)가 상기 정부의 전극판(20, 30)의 상기 전극 활물질 도공부(24, 34)에 가까운 측을 향한 상태에서, 상기 세퍼레이터(40)의 융점 이상의 온도로 승온된 상기 프론트면(47)을 최외주 부분의 상기 세퍼레이터(40)의 외면에 접촉시키는 전지의 제조 방법.
  4. 전지에 있어서,
    정부의 전극판(20, 30)과, 세퍼레이터(40)를 권회한 전극 권회체를 가지고, 상기 정부의 전극판(20, 30)은 전극 활물질 도공부(24, 34)와 전극 활물질 비도공부(25, 35)를 가지는 띠 형상의 집전박이며, 상기 전극 활물질 비도공부(25, 35)는 상기 집전박의 폭 방향의 일방의 단부에 마련되고, 상기 세퍼레이터(40)는 띠 형상이며, 상기 전극 권회체는 중앙부(4)와, 정극 접속부(2)와, 부극 접속부(3)를 가지고, 상기 중앙부(4)는 정부의 상기 전극판(20, 30)과 상기 세퍼레이터(40)가 모두 존재하며, 상기 정극 접속부(2)는 상기 중앙부(4)의 일방측으로 돌출되는 정의 전극판(20)의 상기 전극 활물질 비도공부(25)의 일부만이 존재하고, 상기 부극 접속부(3)는 상기 중앙부(4)의 타방측으로 돌출되는 부의 전극판(30)의 상기 전극 활물질 비도공부(35)의 일부만이 존재하며, 상기 전극 권회체의 최외주는 상기 세퍼레이터(40)이고, 상기 세퍼레이터(40)의 상기 전극 권회체에 있어서의 최외주 부분의 폭 방향 양단부의 정의 전극판(20)의 상기 전극 활물질 비도공부(25) 또는 부의 전극판(30)의 상기 전극 활물질 비도공부(35) 상의 개소에, 상기 전극 권회체에 고정되어 있는 열용착 개소(61)를 가지는 것을 포함하는 전지.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전극 권회체의 최외주에 있어서의 상기 세퍼레이터(40)의 말단부(43)의 폭 방향의 일부에 걸쳐 첩부된 접착 테이프(60)를 가지는 전지.
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