TW463406B - Manufacturing method of batteries - Google Patents

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A7 46340 6 ______B7 五、發明說明（1 > 〔發明所屬之技術領域〕 本發明係關於電池之製造方法。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 〔習知技藝〕 自已往，例如非水溶媒型電池等的蓄電池，係做爲行 動電話，視頻攝影機等之電源，廣範地被供做實用。並且 ，在電源用電池，隨著前述機器類的小形化和高性能化， 被要求小形，輕量化，高電壓化，高容量化等。爲了因應 如此之要求，例如在特開平3 - 2 3 0 4 7 4號公報，特 開平3 — 2 2 5 7 6 5號公報等，已被揭示有厚度1mm 程度之聚合物電池。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 亦即，在此等電池，將在具有開口的一端之外裝膜體 (外裝被覆體，袋體）內，把電池元件定位而收容後予以 包裝。然後，已知有從前述開口部注入所定的電解液後， 將其開口部熱熔接，氣密地密封的構成之電池。再者，也 有在上述電池之製造時，挾著電池元件把外裝膜折成二折 ，由將兩側的對接之端緣部互相熔接而密封，予以外裝膜 體化之方法。並且，關於電池元件，也有將捲繞形成筒狀 的捲裝體，按壓使之平板狀化的情況。 第3圖，係顯示電池的主要部份構成之斷面圖’電池 元件1，係相對的片狀正極1 a及片狀負極1 b，和在此 等兩電極la，lb間被氣密地介插，配置的片狀之電解 質系統1 c，和對前述電極1 a ’ 1 b分別電性地接觸的 未圖示之集電體片，及從前述正極1 a及負極1 b的集電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ^ 463406 A7 _____B7_ 五、發明說明（2 ) 體（省略圖示）隔離，有正極端子1 a /及負極端子 lb 被從外裝膜體2延設（導出）。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者，前述片狀正極1. a，係以將鋰離子吸留，放出 的含有鋰之金屬氧化物（例如鋰錳複合氧化物，含有鋰之 鈷氧化物）或二氧化錳等做爲主要成份被形成。並且，片 狀負極1 b，係以鋰金屬或將鋰吸藏，放出的碳質材及鋰 合金系統等被形成，更且，聚合物電解質系統1 c，係成 爲在由聚丙烯不織布等而成之間隔物基材，把鋰鹽等的碳 酸乙烯溶液……非水電解液，浸滲乃至擔持之構成。 〔發明摘要〕 此種平板形次級電池，比鉛蓄電池或鎳鎘次級電池， 不僅能夠高容量化，並且具有能夠輕量化等優點之反面， 也有如下的缺點。亦即，在上述電池之製造工程，將在外 裝膜體2內把電池元件1定位收容後，注入所定之電解液 0 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 然而，隨著電池的高容量化，電池元件1被精密化， 浸滲擔持電解液之空隙也低減化。亦即，爲了提高電池的 容積效率，將盡可能減少外裝膜體2內之空隙。可是，盡 可能減少外裝膜體2內的空隙，將使所定電解液之注入成 爲困難，結果，具有無法把所定量的電解液注入，擔持之 虞，而有容易招致電池性能乃至品質的參差之問題。 爲了消除發生如此的問題，已被採取將對收容電池元 ’件1之外裝膜體2的電解液之注入’浸滲重複進行多次的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） - 463406 A7 B7 五、發明説明（ 3 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 方式。可是，JL分_成免敷次注—X.電.解-液之方.法，結果將有 注入電解液所需要時間的增大化，由注入電解液成份之揮 發，和分開的電解液之注入的注入量誤差之累積，.而有電 解液注入量的精確度會降低等之問題。 \本發明，係因應上述情況而開發者，其目的，不僅設 法使之小形.，輕量化等，並且提供能夠將可靠性高的電池 暈產性地提供之製造方法。 本發明，係具有在一端側開口成電解液注入口的外裝 膜體內收容電池元件之工程， 和將電解液從前述外裝膜體的開口部注入後，把前述 開口部密封之工程的電池之製造方法， 其特徵爲，事先把前述外裝膜體的開口部側設定爲比 所定之形狀及尺寸大，做爲注入電解液的初級積存領域， 在注入所定之電解液後，把前述所定的形狀及尺寸之領域 密封後予以切斷的電池之製造方法。 在上述電池之製造方法，收容電池元件，能夠使用將 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在金屬層的兩面設置樹脂層之疊片膜做爲材料的外裝膜體 〇 並且在上述電池之製造方法，外裝膜體的密封，能夠 由至少被設在前述所定形狀及尺寸的領域之外側的密封領 域之熱熔著性樹脂的熱熔著進行。 在本發明，主要係對電池元件，將一端開口的外裝膜 體之開口部側設定成較長，利用做設定爲較長的開口部側 液注入時之電解液的初級積存部後，在所定的形狀及尺寸 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X1297公釐） 463406 五、發明説明（） 4 之領域部密封，切斷。亦即，在電池製造工程，由於比在 製品化的最後階段密封，切斷之領域，使之成爲對外裝膜 體內的電解液注入口之開口部側延設的構成。然後，由將 前述使之延設的外裝膜體領域做爲電解液積存（漏斗）部 利用，使之不需要麻煩的操作和設備等，並且，能高精確 度地注入一定量之電解液者。 本發明，電池元件，有介插兼做電池用間隔物的片狀 電解質之片狀正極及片狀負極的疊層形，將介插兼做前述 間隔物之片狀電解質的片狀正極及片狀負極之捲繞，捲裝 體壓延的片狀體。亦即，將會有金屬氧化物等活物質，非 水電解液及電解質保持性聚合物之正極疊層在集電體而成 的片正極，和將含有把鋰離子吸藏，放出之活物質，非水 電解液及電解質保持性聚合物的負極疊層在集電體而成之 片狀負極，及具有間隔物作用的保持電解質之聚合物電解 質系統〔例如六氟化丙烯-偏二氟乙烯共聚合體（ hexafluoropropylene-vinylidene fluoride copolymer )〕等的 聚合物及鋰鹽等之碳酸乙酯溶液……非水電解液……之系 統）做爲原料而成者。 在此，做爲片狀正極的活物質，有例如鋰錳複合氧化 物，二氧化錳，含有鋰之鈷氧化物，會有鋰之鎳鈷氧化物 ，含有鋰之非晶質五氧化二釩（vanadium pen toxide)，氧 族.（chalcogen)化合物等。並且，做爲負極活物質，有例 如雙酌（bisphenol)樹脂，聚丙烯腈（polyacrylonitrile) ，纖維素等的燒成物，焦碳或瀝青之燒成物，此等也可以 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製. 經濟、那智慧財產局員工消費合作社印製 6340 6 A7 ._____B7__ 五、發明説明（〉 5 採取會有天然或人造石墨，碳黑，乙炔黑*鎳粉末，含有 鎳粉末之形態。 更且，聚合物電解質系統，有在六氟化丙烯一偏二氧 乙條共聚合體（hexafluoropropylene-vinylidene fluoride copulymer )，聚丙燃腈（poly acrylonitrile )衍生物，聚環 氧乙烷（poly ethylene oxide )衍生物等的聚合物電解質， 將例如碳酸乙酯，碳酸丙酯，碳酸丁酯，碳酸二甲酯（ dimethylcarbonate)，碳酸二乙酯（diethylcarbonate)，甲 基乙基碳酸醋（methylethyl carbonate )等非水溶媒，使高 氯酸鋰（lithium perchloride)，六氟化磷酸鋰（ hexafluoro lithium phosphate )，硼四氟化鋰（boron tetra fluoro lithium )，六氟化砷鋰（hexafluoro crsenic lithium )，三氟甲燒擴酸鋰（trifluoro methans sulfon lithium )等 約溶解0.2〜2mol/β使之保持者。 並且，做爲片狀正極的集電體，有例如鋁箔，鋁網， 鋁製膨脹金屬，鋁製沖壓金屬等，做爲片狀負極之集電體 ，有銅箔，銅網，銅製膨脹金屬，銅製沖壓金屬等。 在本發明，收容電池元件的外裝膜體，係一端開口， 且至少密封，熔接部以熱熔接性樹脂被形成之袋狀體等。 亦即，係將片狀的電池元件的各電極端子密封，導出，具 有能收容之寬度及長度的一端開口形，並且其長度向開口 部方向比通常時被設定爲長=而且，.該外裝膜體，可以事 先形成袋狀體，也可以把外裝膜做爲2折，.一面使電極端 子導出在其間而挾入電池元件，把外裝膜之兩側對接面互 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-8 - 4 634 0 6 A7 B7 五、發明説明（） 6 相熱熔接等，在裝配過程袋狀體化。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁〕 再者，做爲形成外裝膜體之膜，有例如聚醯亞胺樹脂 膜，聚丙烯樹脂膜，考慮耐濕性等在金屬層的兩面側設置 樹脂層而成之層合型等。然後，在將此等膜做爲材料，進 行外裝膜體化或注入電解液後的外裝膜體之熔接，密封時 ，最好使用將在互相對接密封之面使熱熔融型的接著劑層 介在，或至少將互相對接而密封之面，事先做爲熱熔融型 的膜爲理想。 在本發明，因在聚合物電池之製造工程，能將所定量 的電解液，容易且精確度良好地注入，故能把高品質之電 池投資報酬率優異地製造。亦即，將外裝膜體的一部份， 做爲電解液之注入積存處利用，把所定量的電解液供給後 ，即使係連續性之製造工程，也將不需要把操作中斷或切 換等。並且，即使電池元件等電解液注入領域精密，而電 解液的浸滲性低時，也能直接實施減壓浸滲處理，將被維 持良好之生產性，而且因能注入一定量的電解液，故能提 供高品質之電池。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製„ 〔圖面之簡單說明〕 第1圖係在實施形態_，顯示將電池元件4在外裝膜體 內，定位，收容的狀態之正面圖。 第2圖A係將在實施形態的狀^，依工程順序顯示之 模式圖。 . . 第2圖B係將在實施形態的狀態，依工程順序顯示之 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） -9- 4 6 3 4 0 6 A7 B7 五、發明説明（） 7 模式圖。 (請先閲讀背*之注意事項再填寫本頁) 第2圖C係將在實施形態的狀態，依工程順序顯示之 模式圖。 第3圖係顯示聚合物電池的主要構成之斷面圖。 主要元件對照表 1，4 電池元件 1 a 片狀正極 lb 片狀負極 2 外裝膜體 1 a ^ 正極端子 1 b ^ 負極端子 1c 聚合物電解質系統 3 外裝膜體 3 a 開口部 5 減壓室 6 收容保持具 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 7 噴嘴 8 定量泵 9 電解液槽 10 真空泵 1 1 切換閥 1 2 電解液 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製_ 4 6 3 4 0 6 A7 ___B7_ 五、發明説明（） 8 〔發明說明〕 以下，參照第1圖及第2圖A〜C說明實施例。 第1圖，係顯示在電解液的注入操作前之電池的主要 部份構成之正面圖。亦即，顯示在一端側備有將成爲電解 液注入口的開口 3 a之外裝膜體3內把電池元件4收容的 狀態者，對收容之電池元件4，外裝膜體3被形成更長之 •尺寸。 在此，外裝膜體3，係例如在鋁箔的兩面（兩主面） ，設置聚對苯二甲酸乙二醇醋（ polyethylene glycol terephthalate)樹脂層，更且，在該聚苯二甲酸乙二醇酯樹 脂層的一方之面，設置熱熔著性的樹脂層（例如聚丙烯樹 脂層）之疊片膜製。然後，該外裝膜體3，係使前述熱熔 著性的樹脂層對向，如挾住電池元件4地疊片，將成爲電 解液注入口之一端部開口 3 a，把其他端緣部3 b以熱熔 著密封而被形成。 並且，被收容在前述外裝膜體3內的電池元件4，係 相對之片狀正極及片狀負極，和在此等兩電極間被氣密地 介插，配置的片狀之電解質系統，和在前述片狀的兩電極 分別電性連接之集電體片，及從前述片狀的正極及負極之 集電體隔離，對應的電極端子4a，4b從外裝膜體3被 氣密地密封，而被延設（導出）。 接著，說明對前述將電池元件4·定位收容的外裝膜體 3之電解液的注入。第2圖A，係將電解液注入工程之實 施形態例模式性地顯示著。在第2圖A，5係減壓室，6 表纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

:.^^·ι^ιιι!:迆 _j -11 - 634 0 6 A7 _B7_ 五、發明説明（） 9 (請先閲讀背面之注$項再填窝本頁) 係將聚合物電池元件4定位，收容的外裝膜體3收容保持 之收容保持具，7係注入電解液的噴嘴，8係把電解液定 量供給之定量泵，9係電解液槽，1 0係將前述減壓室5 減壓化的真空泵，11爲減壓，常壓切換閥。 在上述減壓室5內的收容保持具6，把電池元件4定 位收容之外裝膜體3設定後，使真空泵1 0動作而把減壓 室5內減壓化。減壓室5內的減壓度到達所定値後，經由 定量泵8從電解液槽9被計量之電解液12，將從噴嘴7 被注入外裝膜體3的開口部3 a。在此，操作切換泵1 1 ，把減壓室5內回復常壓（大氣壓）時，被注入外裝膜體 3的開口部3 a之電解液，將把從電池元件4上方的空間 部，做爲電解液之初級積存部3 c，依次被注入，浸滲在 電池元件4側- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 上述定量的電解液之注入終了後，將從減壓室5把電 池元件4定位收容的外裝膜體3取出。在此，將電池元件 4定位，收容的外裝膜體3，從減壓室5之取出，也可以 在注入外裝膜體3的液積存部3 c之時點進行，其後，放 置一定時間自然落下地使之進行浸滲。 如此地，注入所定量的電解液使之浸滲後，如第2圖 B所示，將外裝膜體3的開口 3 a端側，由熱熔接密封。 亦即，在比定位，收容的電池元件4被向外方延設之外裝 膜體3的開口部3 a側，且接近前述電池元件4之領域 3d，以熱熔接氣密地密封。接著，如第2.圖C所示，由 於以留下前述由熱熔接氣密地密封的外裝膜體3之領域 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -12- 463406 A7 ___B7 五、發明説明（） 10 3 d的狀態，予以切斷分開，而能得到具有所定尺寸和形 狀，符合所定規格之電池° (请先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者，本發明並不限於上述實施例，在不超出本發明 之主旨範圍，能夠採取各種變形。例如，也可以將外裝膜 體的構成原料變成其他原料，並且，外裝膜體，也可以在 電池元件的編入工程，以將外裝膜折疊熱熔接，或以接著 劑之接著作用等形成。而且，本發明並不限於聚合物電池 等的電池元件。 更且，雖然在上述實施例，係做爲把電池元件設定在 室內後，將室內減壓然後注入電解液之構成，可是，也可 以做爲將電池元件設定在室內後，注入電解液，然後把室 內減壓之構成。 根據本發明時，因能將一定量的電解液，精確地注入 浸滲，故能夠把高品質之電池高投資報酬率地提供。亦即 ，事先將外裝膜體形成比電池元件長的尺寸，利用其一部 份形成電解液之初級積存部，在此注入而充塡，一定量的 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 電解液將被容易且確實地被注入而充塡。而且，在該電解 液之注入和充塡的工程，將被省略例如注入用漏斗之裝卸 等操作，也無電解液的浪費乃至洩漏，因此將降低成本， 而能提高投資報酬率地提供高品質之電池。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） -13-

Claims (1)

1. 463406 | D8 六、申請專利範圍 1 . 一種電池之製造方法，係具有；在一端側開口成 電解液注入口的外裝膜體內，收容電池元件之工程’ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 和從前述外裝膜體的開口部將電解液注入後’把前述 開口部密封之工程的電池之製造方法’ 其特徵爲，在前述外裝膜體的開口部側，事先設定成 比所定之形狀及尺寸大’做爲注入電解液的初級積存領域 ，將所定之電解液注入後把前述所定的形狀及尺寸之領域 密封後將之切斷。 2，如申請專利範圍第1項的電池之製造方法，其中 ，前述外裝膜體，係由在金屬層的兩面設置樹脂層之疊片 膜所形成。 3.如申請專利範圍第1項的電池之製造方法’其中 ，前述外裝膜體的密封，係至少由將設在前述所定之形狀 及尺寸的領域之外側的密封領域之熱熔著性樹脂熱熔著而 進行。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 . 一種電池之製造方法，具備；係在一端側有開口 部，在他端側有被封閉的底部，收容電池元件的袋狀之外 裝膜體，在前述底部和前述開口部之間的靠前述底部之位 置備有收容電池元件的收容部，在該收容部和前述開口部 之間有注入電解液的初級積存領域之外裝膜體內的前述收 容部，把電池元件收容之工程， 和從前述外裝膜體的開口部注入電解液之工程， 和在前述初級積存領域與前述收容部之間的密封領域 ，把前述外裝膜體密封之工程， 本紙張尺度適用中_國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）-14 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 463406 六、申請專利範圍 及在前述密封領域把前述外裝膜體切斷的工程。 5 .如申請專利範圍第4項的電池之製造方法，其中 ，前述外裝膜體，係由在金屬層的兩面設置樹脂層之疊片 膜所形成。 6 .如申請專利範圍第4項的電池之製造方法，其中 ，前述外裝膜體的密封’係至少由將設在前述密封領域之 熱熔著性樹脂熱熔著而進行。 7 .如申請專利範圍第4項的電池之製造方法，其中 ，前述注入電解液之工程，係以將前述外裝膜體維持在減 壓下的狀態，由從前述開口部把電解液常壓或加壓供給而 進行。 8 . —種電池之製造方法，具備；係在一端側有開口 部，在他端側有被封閉的底部，將收容電池元件的袋狀之 外裝膜體，在前述底部和前述開口部之間的靠前述底部之 位置備有將收容電池元件的收容部，在該收容部和前述開 口部之間有注入電解液的初級積存領域之外裝膜體內的前 述收容部，把電池元件收容之工程， 和將前述外裝膜體維持在減壓下，從前述外裝膜體的 開口部把電解液注入之工程， 和將前述外裝膜體所定時間維持在常壓下，由使前述 電解液自然落下而使之浸滲在前述電池元件的工程’ 和在前述初級積存領域與前述收容部之間的密封領域 ，把前述外裝膜體密封之工程， 及在前述密封領域把前述外裝膜體切斷的工程。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）-15- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) )裝！----訂---------· 4634 0 6 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 ‘ 9 .如申請專利範圍第8項的電池之製造方法，其中 ，前述外裝膜體，係由在金屬層的兩面設置樹脂層之疊片 膜所形成。 1 0 ·如申請專利範圍第8項的電池之製造方法，其 中，前述外裝膜體的密封，係至少由將設在前述密封領域 之熱熔著性樹脂熱熔著而進行。 1 1 .如申請專利範圍第8項的電池之製造方法，其 中，前述注入電解液之工程，係由從前述開口部把電解液 常壓或加壓供給而進行。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝—--訂----- Η 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）-16 - Γ1