JP2005093261A - Method for manufacturing battery wrapped with laminated film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、正極板と負極板とをセパレータを介して積層した電池要素を、フィルムからなる外装材で封止した積層型フィルム外装電池の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a laminated film-clad battery in which a battery element in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are laminated via a separator is sealed with a packaging material made of a film.
近年、携帯機器等の電源としての電池は、軽量化、薄型化が強く要求されている。そこで、電池の外装材に関しても、軽量化、薄型化に限界のある従来の金属缶に代わり、さらなる軽量化、薄型化が可能であり、金属缶に比べて自由な形状を採ることが可能な外装材として、フィルムを用いたものが使用されるようになっている。フィルムとしては、金属薄膜と熱融着性樹脂フィルムとを積層したラミネートフィルムが一般に用いられる。 In recent years, batteries as power sources for portable devices and the like are strongly required to be light and thin. Therefore, the battery exterior material can be further reduced in weight and thickness in place of conventional metal cans that are limited in weight and thickness, and can have a free shape compared to metal cans. As an exterior material, a material using a film is used. As the film, a laminate film obtained by laminating a metal thin film and a heat-fusible resin film is generally used.
外装材にフィルムを用いたフィルム外装電池としては、複数の正極板と複数の負極板とをセパレータを介して交互に積層した積層体と、電解液とを含む扁平状の電池要素を、熱融着性フィルムが内側になるようにして外装材で包囲し、電池要素の周囲で外装材を熱融着することによって電池要素を気密封止(以下、単に封止という)したものが知られている。 As a film-clad battery using a film as a packaging material, a flat battery element including a laminate in which a plurality of positive plates and a plurality of negative plates are alternately laminated via a separator and an electrolyte solution is heat-melted. It is known that the battery element is hermetically sealed (hereinafter simply referred to as sealing) by surrounding the battery element with the exterior material so that the adhesive film is on the inside and heat-sealing the exterior material around the battery element. Yes.
各正極板には正極リード端子が一括して接続されるとともに、各負極板には負極リード端子が一括して接続されており、これら正極リード端子および負極リード端子は、それぞれ外装材から延出している。セパレータには、微多孔フィルムや不織布など液体を吸収できるシート材が用いられ、電解液はその大部分がセパレータに含浸されている。また、ラミネートフィルムは、電池要素を封止したときに皺が生じないようにするために、電池要素側から見て凹部が形成されるように、深絞り成形によって鍔付きの容器状に加工されている。電池要素は、この凹部によって形成される収納部内に収納され、ラミネートフィルムは、凹部の周囲の鍔の部分で熱融着される。 A positive electrode lead terminal is connected to each positive electrode plate at a time, and a negative electrode lead terminal is connected to each negative electrode plate at a time. The positive electrode lead terminal and the negative electrode lead terminal are each extended from the exterior material. ing. The separator is made of a sheet material that can absorb a liquid, such as a microporous film or a non-woven fabric, and most of the electrolytic solution is impregnated in the separator. In addition, the laminate film is processed into a container with a hook by deep drawing so that a recess is formed when viewed from the battery element side so as not to cause wrinkles when the battery element is sealed. ing. The battery element is housed in a housing portion formed by the recess, and the laminate film is heat-sealed at the ridge around the recess.
上述したフィルム外装電池は、以下のようにして製造される。 The film-clad battery described above is manufactured as follows.
まず、複数の正極板と複数の負極板をセパレータを介して積層した電池前駆体を作製する。次いで、この電池前駆体に正極リード端子および負極リード端子を接続する。各リード端子が接続された電池前駆体を、その厚み方向両側から各リード端子が延出するようにラミネートフィルムで挟み、電池前駆体の周囲において、1辺を残してラミネートフィルムを熱融着する。これにより、ラミネートフィルムは、1辺が開放した袋状に形成される。そして、袋状に形成されたラミネートフィルムの開口部から電解液を注入し、電池前駆体に電解液を含浸させ、電池前駆体を電池要素とする。最後に、ラミネートフィルムの残りの1辺を熱融着し、電池要素を封止する。 First, a battery precursor in which a plurality of positive plates and a plurality of negative plates are stacked via a separator is prepared. Next, a positive electrode lead terminal and a negative electrode lead terminal are connected to the battery precursor. The battery precursor to which each lead terminal is connected is sandwiched between laminate films so that each lead terminal extends from both sides in the thickness direction, and the laminate film is thermally fused around the battery precursor leaving one side. . Thereby, a laminate film is formed in the bag shape which one side opened. And electrolyte solution is inject | poured from the opening part of the laminate film formed in the bag shape, a battery precursor is impregnated with electrolyte solution, and a battery precursor is used as a battery element. Finally, the remaining one side of the laminate film is heat-sealed to seal the battery element.
電解液の注入は、図16に示すように、袋状となったラミネートフィルム105の開口部を上方に向けた状態で開口部を拡げておき、注液ノズル109によって電解液を収納部内に注入するのが一般的である。高品質なフィルム外装電池を効率よく製造するためには、電解液の注入工程において、電池前駆体102a全体にスムーズに電解液を含浸させることが重要である。
As shown in FIG. 16, the electrolyte is injected by expanding the opening with the bag-shaped
そこで、特許文献1には、電解液を注入するに先立って、開口部から袋状のラミネートフィルム内にプレートを挿入して引き抜き、その後、注液ノズルより電解液を注入する方法が提案されている。この方法によれば、プレートの挿入によってラミネートフィルム内の空間が拡がるので、電解液を効率よく注入できる。
しかしながら、上述した方法では、電解液の注入の仕方によってはセパレータに皺が発生してしまうことがあるという問題点があった。以下に、この現象について詳しく説明する。 However, the above-described method has a problem that wrinkles may occur in the separator depending on how the electrolyte is injected. Hereinafter, this phenomenon will be described in detail.
図17に示すように、電解液を電池前駆体102aの上方から注入すると、注入された電解液は、電池前駆体102aの上端面に当たり、そこから電池前駆体102aの周囲を伝わって収納部108に溜まる。この電解液の流れを図17では矢印で示している。電池前駆体102aへの電解液の染み込みは、正極板、セパレータ、負極板の積層方向に直角な方向における電池前駆体の端面から行われる。従って、図17に示す状態では、注液ノズル109から直接落下した電解液が電池前駆体102aの上端面から染みこむとともに、収納部108に溜まった電解液が電池前駆体102aの下端面から染みこむ。
As shown in FIG. 17, when the electrolytic solution is injected from the upper side of the
電池前駆体102aへの電解液の染み込みが始まると、電解液が染み込んだ領域ではセパレータが膨潤し、サイズが大きくなる。一方、電解液が未だ染み込んでいない領域ではセパレータのサイズは変わらない。このことにより、セパレータには、電解液が染み込んだ領域と染み込んでいない領域との境界に皺が生じる。電解液は電池前駆体102aの周囲から染み込むことになるので、最終的には電池前駆体102aの中央の領域に皺が残ってしまう。
When the electrolyte solution soaks into the
このことは、特許文献1に記載されたようにラミネートフィルム内の空間を拡げた場合でも同様である。なお、特許文献1には、プレートを収納部内に挿入することによって電池前駆体を収納部に対して偏倚させ、電池前駆体が偏倚した側と反対側のラミネートフィルムの内壁面に接触させて注液ノズルを収納部内に挿入することが開示されている。これによれば、注液ノズルから供給された電解液は、直接的には電池前駆体の上端面に落下しない。しかし、この方法によっても、電解液が電池前駆体に完全に染みこむ前に、収納部内での電解液の液面位置が電池前駆体の上端面位置よりも高くなると、前述したのと同様の理由により、電池前駆体の中央の領域に皺が残ってしまう。
This is the same even when the space in the laminate film is expanded as described in
セパレータに皺が生じると、その皺に起因する凹凸が電池前駆体の表面に発生し、その凹凸がラミネートフィルムを通してフィルム外装電池の表面に現われる。このことにより、フィルム外装電池の厚さが厚くなってしまう。また、セパレータに皺が生じると、正極板と負極板との距離が大きくなり電池特性が低下するとともに、電解液の組成の一部が皺の部分に集中したり析出したりするなどして、セパレータが目詰まりし、フィルム外装電池の寿命特性も低下する。 When wrinkles occur in the separator, unevenness due to the wrinkles is generated on the surface of the battery precursor, and the unevenness appears on the surface of the film-clad battery through the laminate film. This increases the thickness of the film-clad battery. In addition, when wrinkles occur in the separator, the distance between the positive electrode plate and the negative electrode plate is increased and the battery characteristics are deteriorated, and a part of the composition of the electrolytic solution is concentrated or deposited on the wrinkle portion. The separator is clogged, and the life characteristics of the film-clad battery are also deteriorated.
そこで本発明は、電解液の注入工程で生じるセパレータへの皺の発生を防止し、これによって、電池の厚さの増加を抑えるとともに、電池特性や寿命特性の低下を防止するフィルム外装電池の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention prevents the generation of wrinkles on the separator that occurs in the electrolyte injection process, thereby suppressing the increase in the thickness of the battery and preventing the deterioration of the battery characteristics and the life characteristics. It aims to provide a method.
上記目的を達成するため本発明の積層型フィルム外装電池の製造方法は、セパレータを介して正極板と負極板とを積層した電池前駆体に電解液を染み込ませた電池要素をフィルムで封止したフィルム外装電池の製造方法であって、
セパレータを介して正極板と負極板とを積層した電池前駆体を作製する工程と、前記電池前駆体を封止するためのフィルムを用意する工程と、前記電池前駆体を挟むように前記フィルムで包囲し、前記電池前駆体が包囲された空間の内部と外部とを連通する開口部を有する袋体アセンブリを作製する工程と、前記開口部から前記空間の内部に電解液を注入し前記電池前駆体に前記電解液を染み込ませることによって、電池要素を作製する工程と、前記開口部を封口して前記電池要素を封止する工程とを有し、前記電池要素を作製する工程では、前記電池前駆体に一方向からのみ電解液を染み込ませることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a method for producing a laminated film-clad battery according to the present invention includes sealing a battery element in which an electrolyte is impregnated into a battery precursor obtained by laminating a positive electrode plate and a negative electrode plate via a separator with a film. A method for producing a film-clad battery,
A step of producing a battery precursor in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are laminated via a separator, a step of preparing a film for sealing the battery precursor, and the film so as to sandwich the battery precursor. A step of producing a bag assembly having an opening that surrounds and communicates the inside and outside of the space in which the battery precursor is enclosed; and an electrolyte is injected into the space from the opening to inject the battery precursor A step of producing a battery element by impregnating the electrolytic solution into a body, and a step of sealing the battery element by sealing the opening, and in the step of producing the battery element, The precursor is impregnated with the electrolytic solution only from one direction.
本発明のフィルム外装電池の製造方法では、電池前駆体を包囲する空間を有して形成された袋体アセンブリの内部に電解液を注入することによって電池要素を作製する工程で、電池前駆体に、一方向からのみ電解液を染み込ませている。電解液は、実際には、電池前駆体を構成する各部材のうちセパレータに染み込み、この染み込みの過程で、セパレータには電解液が染み込んだ領域と染み込んでいない領域との境界に皺が生じる。しかし、電解液は電池前駆体の一方向からのみ染み込んでいくので、電解液の染み込みに伴って皺の位置も電解液の染み込み方向に進行し、電解液が電池前駆体全体に染み込んだ時点で皺は消滅する。このことにより、皺のない電池要素が得られる。 In the method for manufacturing a film-clad battery according to the present invention, a battery element is manufactured by injecting an electrolyte into a bag assembly formed with a space surrounding the battery precursor. The electrolyte is soaked from only one direction. In practice, the electrolytic solution soaks into the separator among the members constituting the battery precursor, and in the process of soaking, the separator is wrinkled at the boundary between the region soaked with the electrolyte and the region not soaked. However, since the electrolyte soaks only from one direction of the battery precursor, the position of the soot also advances in the direction of soaking of the electrolyte as the electrolyte soaks, and when the electrolyte soaks throughout the battery precursor. The moth disappears. As a result, a battery element free from wrinkles can be obtained.
電解液を染み込ませる方向は、電池前駆体の下端側からのみとすることが好ましい。これによって、容易かつ効率よく、電解液を染み込ませることができる。電池前駆体の上端側のみから電解液を染み込ませてもよいが、この場合は、単位時間当たりの電解液の注入量が多すぎると、電池前駆体から電解液が溢れ、従来と同様の結果を招くことがあるので、電解液が溢れないように注意して電解液を注入する必要がある。 The direction in which the electrolytic solution is soaked is preferably only from the lower end side of the battery precursor. As a result, the electrolytic solution can be soaked easily and efficiently. The electrolyte solution may be infiltrated only from the upper end side of the battery precursor, but in this case, if the injection amount of the electrolyte solution per unit time is too large, the electrolyte solution overflows from the battery precursor, and the same result as before Therefore, it is necessary to inject the electrolyte with care so that the electrolyte does not overflow.
電池前駆体の上端側からの電解液の染み込みが発生しないようにするためには、電池要素を作製する工程で、少なくとも電解液が電池前駆体全体にしみこむまで、袋体アセンブリの空間の内部に注入された電解液の液面位置が電池前駆体の上端面よりも低い位置となるように、電解液を注入すればよい。 In order to prevent the electrolyte from penetrating from the upper end side of the battery precursor, in the process of manufacturing the battery element, at least until the electrolyte is infiltrated into the entire battery precursor, the inside of the space of the bag assembly. What is necessary is just to inject | pour electrolyte solution so that the liquid level position of the inject | poured electrolyte solution may become a position lower than the upper end surface of a battery precursor.
本発明において、フィルムは、電池前駆体を挟む少なくとも一方の側の、電池前駆体と対向する領域に、袋体アセンブリの空間を形成するための、内側から見て凹部が形成された形状に作製されていてもよい。 In the present invention, the film is formed in a shape in which a concave portion is formed as viewed from the inside to form a space for the bag assembly in a region facing the battery precursor on at least one side of the battery precursor. May be.
この場合、電池前駆体を挟む両方の側に凹部が形成され、そのいずれか一方に、内側から見て突出部を有しているフィルムを用いて、袋体アセンブリを作製する工程で、フィルムの周縁部を、その1辺を残して熱融着し、熱融着されていない部分を開口部とすれば、突出部によって電池前駆体が押されるので、電池前駆体の上端面に電解液がかかりにくい状態で電解液を注入することができる。また、フィルムに上記突出部を設けない場合であっても、電池要素を作製する工程で、電池前駆体を傾けて電解液を注入することにより、電池前駆体の上端面に電解液がかかりにくい状態で電解液を注入することができる。さらに、フィルムに突出部を設けた場合および設けない場合のいずれにおいても、袋体アセンブリ自身を傾けて電解液を注入してもよい。 In this case, a recess is formed on both sides sandwiching the battery precursor, and a film assembly having a protruding portion when viewed from the inside is formed on either side thereof. If the peripheral part is heat-sealed leaving one side and the part that is not heat-sealed is an opening, the battery precursor is pushed by the protrusion, so that the electrolyte solution is applied to the upper end surface of the battery precursor. The electrolyte solution can be injected in a state where it is difficult to apply. Further, even when the film is not provided with the protruding portion, it is difficult to apply the electrolyte to the upper end surface of the battery precursor by inclining the battery precursor and injecting the electrolyte in the step of manufacturing the battery element. The electrolyte can be injected in a state. Furthermore, in both cases where the projecting portion is provided on the film and when the projecting portion is not provided, the bag assembly itself may be inclined to inject the electrolytic solution.
電解液の注入口となる開口部は、フィルムの所定の位置に形成した穴であってもよい。また、フィルムの周縁部をその一部を残して熱融着し、熱融着されていない部分を開口部として利用する場合は、開口部を上に向けて電解液を注入してもよいし、開口部が下端部に位置する姿勢で電解液を注入してもよい。特に、フィルムに形成した穴を開口部として利用する場合、および開口部が下端部に位置する姿勢で電解液を注入する場合は、袋体アセンブリ内部のエアを逃がすためのエア抜き構造を設けることが好ましい。 The opening serving as the electrolyte inlet may be a hole formed at a predetermined position of the film. Also, when the film is heat-sealed, leaving a part of the periphery, and the part not heat-sealed is used as the opening, the electrolyte may be injected with the opening facing upward. The electrolyte may be injected with the opening positioned at the lower end. In particular, when using the hole formed in the film as the opening, and when injecting the electrolyte in a position where the opening is located at the lower end, an air vent structure for releasing the air inside the bag assembly should be provided. Is preferred.
本発明において、「電池前駆体」とは、電解液を染み込ませる前の、正極板、セパレータ、および負極板の積層体を意味し、「電池要素」とは、電解液を染み込ませた後の、正極板、セパレータ、および負極板の積層体を意味する。 In the present invention, “battery precursor” means a laminate of a positive electrode plate, a separator, and a negative electrode plate before soaking the electrolyte solution, and “battery element” means after soaking the electrolyte solution. , A laminate of a positive electrode plate, a separator, and a negative electrode plate.
以上述べたように、本発明によれば、皺を残すことなく電池前駆体に電解液を染み込ませ、皺のない電池要素を得ることができる。その結果、フィルム外装電池の厚さの増加を防止することができ、また、正極板と負極板との距離も適切に維持されるので電池特性の低下を防止でき、しかも、セパレータの目詰まりによる電池寿命の低下も防止することができる。 As described above, according to the present invention, the battery precursor can be impregnated with the electrolyte without leaving soot, and a battery element free from soot can be obtained. As a result, an increase in the thickness of the film-clad battery can be prevented, and the distance between the positive electrode plate and the negative electrode plate can be appropriately maintained, so that the battery characteristics can be prevented from being deteriorated. Moreover, due to clogging of the separator A decrease in battery life can also be prevented.
次に、本発明の実施形態について説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態によるフィルム外装電池の分解斜視図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is an exploded perspective view of a film-clad battery according to a first embodiment of the present invention.
本実施形態のフィルム外装電池1は、扁平な直方体状の電池要素2と、電池要素2の互いに反対側の辺に設けられた正極集電部3aおよび負極集電部3bと、電池要素2を収納する外装体と、正極集電部3aに接続された正極リード端子4aと、負極集電部3bに接続された負極リード端子4bとを有する。
The film-clad
電池要素2は、複数の正極板と複数の負極板とを、セパレータを介して交互に積層して構成されている。各正極板および各負極板の一辺からはそれぞれタブが突出して設けられており、正極板のタブ同士、および負極板のタブ同士がそれぞれ一括して超音波溶接されて、正極集電部3aおよび負極集電部3bが形成される。正極集電部3aへの正極リード端子4aの接続、および負極集電部3bへの負極リード端子4bの接続は、製造工程の簡略化のために、正極集電部3aおよび負極集電部3bの形成と同時に行うことが好ましいが、別工程で行うこともできる。
The
電池要素2としては、正極、負極、セパレータおよび電解質を含むものであれば、通常の電池に用いられる任意の電池要素が適用可能である。一般的なリチウムイオン二次電池における電池要素は、リチウム・マンガン複合酸化物、コバルト酸リチウム等の正極活物質をアルミニウム箔などの両面に塗布した正極板と、リチウムをドープ・脱ドープ可能な炭素材料を銅箔などの両面に塗布した負極板とを、セパレータを介して対向させ、それにリチウム塩を含む電解液を含浸させて形成される。またこの他に、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、リチウムメタル一次電池あるいは二次電池、リチウムポリマー電池等、他の種類の化学電池の電池要素、さらにはキャパシタ要素等にも本発明は適用可能である。
As the
セパレータとしては、ポリオレフィン等の熱可塑性樹脂から作られた、マイクロポーラスフィルム(微多孔フィルム)、不織布あるいは織布など、電解液を含浸することができるシート状の部材を用いることができる。 As the separator, a sheet-like member that can be impregnated with an electrolytic solution, such as a microporous film (microporous film), a nonwoven fabric, or a woven fabric made of a thermoplastic resin such as polyolefin can be used.
外装体は、電池要素2をその厚み方向両側から挟んで包囲する2枚のラミネートフィルム5,6からなり、これらラミネートフィルム5,6の重なり合った周縁部を熱融着することで、電池要素2が封止されている。ラミネートフィルム5,6は、電池要素2を包囲する空間である収納部を形成するために、電池要素2の側(内側)から見て凹部が形成されるように、鍔付きの容器状に加工されている。この凹部は、深絞り成形によって形成することができる。
The exterior body is composed of two
ラミネートフィルム5,6としては、電解液が漏洩しないように電池要素2を封止できるものであれば、この種のフィルム外装電池に用いられる任意のフィルムを用いることができ、一般的には、金属薄膜層と熱融着性樹脂層とを積層したラミネートフィルムが用いられる。この種のラミネートフィルムとしては、例えば、厚さ10μm〜100μmの金属箔に厚さ3μm〜200μmの熱融着性樹脂をラミネートしたものが使用できる。金属箔の材質としては、Al、Ti、Ti系合金、Fe、ステンレス、Mg系合金などが使用できる。熱融着性樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、これらの酸変成物、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル等、ポリアミド、エチレン−酢酸ビニル共重合体などが使用できる。
As the
また、図1では外装体を2枚のラミネートフィルム5,6で電池要素2をその厚み方向両側から挟んで周囲の4辺を熱融着して構成した例を示したが、それに限らず、1枚のラミネートフィルムを2つ折りにして電池要素2を挟み、開放している3辺を熱融着することによって電池要素2を封止する構成としてもよい。
In addition, FIG. 1 shows an example in which the exterior body is configured by heat-sealing the four sides around the
次に、本実施形態のフィルム外装電池1の製造手順について説明する。
Next, the manufacturing procedure of the film-clad
まず、複数の正極板と複数の負極板とを、セパレータを介して交互に積層し、各正極板のタブおよび各負極板のタブを、それぞれ一括して超音波溶接することによって正極集電部3aおよび負極集電部3bを形成し、電池前駆体を作製する。正極集電部3aおよび負極集電部3bの形成と同時またはその後、正極集電部3aに正極リード端子4aを接続するとともに負極集電部3bに負極リード端子4bを接続する。
First, a plurality of positive electrode plates and a plurality of negative electrode plates are alternately stacked via separators, and a tab for each positive electrode plate and a tab for each negative electrode plate are collectively ultrasonically welded to each positive electrode current collector 3a and a negative electrode current collector 3b are formed to produce a battery precursor. Simultaneously with or after the formation of the positive electrode current collector 3a and the negative electrode current collector 3b, the positive electrode lead terminal 4a is connected to the positive electrode current collector 3a and the negative
一方、外装体を構成する外装材として、電池前駆体の平面形状に応じた長方形の2枚のラミネートフィルム5,6を用意する。図2に示すように、各ラミネートフィルム5,6にはそれぞれ凹部5a,6aが互いに対向する位置に形成されており、これら凹部5a,6aが向き合わせられることによって、電池要素2(図1参照)を包囲する空間である、電池要素2の収納部が形成される。つまり、凹部5a,6aは、電池要素2と対向する領域に形成されている。各ラミネートフィルム5,6の凹部5a,6aのうち、一方の凹部6aは深さが一定に形成されているが、もう一方の凹部5aは、内側から見て、短辺方向での中央部に、長辺と平行な稜線が形成されるように出っ張る突出部を有する形状に形成されている。
On the other hand, two
次いで、正極リード端子4aおよび負極リード端子4bが接続された電池前駆体をラミネートフィルム5,6で挟むように包囲し、正極リード端子4aおよび負極リード端子4bをラミネートフィルム5,6の短辺から延出させた状態で、1つの長辺を除く3辺で、ラミネートフィルム5,6の周縁部を熱融着する。ラミネートフィルム5,6の3辺を熱融着することによって、ラミネートフィルム5,6で形成される収納部内に、ラミネートフィルム5,6で包囲された状態で電池前駆体が保持され、かつ1辺が開放した袋体アセンブリが得られる。本実施形態では、この状態では、ラミネートフィルム5がその凹部5aにおいて内側に向かう突出部が形成されていることに起因して、図3および図4に示すように、熱融着されていない1辺でラミネートフィルム5,6の間隔が大きく開き、この開口部から、次工程で電解液が注入される。また、電池前駆体2aは、ラミネートフィルム5の出っ張りによって反対側のラミネートフィルム6に向かって押される。これにより、電池前駆体2aは、袋体アセンブリ内で傾いて保持されている。
Next, the battery precursor to which the positive electrode lead terminal 4 a and the negative
次いで、電解液を注入する。電解液は、図5に示すように、ラミネートフィルム5,6の大きく開いた開口部7を真上に向け、その開口部7の上方から、注液ノズル9によって、電池前駆体2aが収納されている収納部8内に注入される。前述したようにラミネートフィルム5に形成された出っ張りによって電池前駆体2aは傾いており、収納部8ではラミネートフィルム5側に大きな空間が形成されている。このことにより、注液ノズル9から電解液を注入しても、電池前駆体2aの、正極板、負極板およびセパレータの積層方向と直角な方向での一端面である上端面に電解液を直接落下させることなく、電解液を注入することができる。
Next, an electrolytic solution is injected. As shown in FIG. 5, the electrolyte has the
なお、ここでいう「上端面」とは、電池前駆体の正極板、負極板およびセパレータの積層方向と直角な方向での各端面のうち、電解液注入時における姿勢で主として相対的に最も鉛直方向上側に位置している面を意味し、絶対的な特定の面を意味するものではない。このことは、以降の説明でも同じである。 Here, the “upper end surface” is mainly the most vertical in the posture at the time of electrolyte injection among the end surfaces in the direction perpendicular to the stacking direction of the positive electrode plate, the negative electrode plate and the separator of the battery precursor. It means a surface located on the upper side in the direction, and does not mean an absolute specific surface. This is the same in the following description.
このようにして注入された電解液は、収納部8の底部に溜まり、電解液の注入に伴って、収納部8内での液面位置が上昇する。その結果、電解液は、電池前駆体2aにその下端側からのみ染み込んでいく。電解液が電池前駆体2aに染み込んでいく過程では、電池前駆体2aのセパレータに電解液が染み込むことによってセパレータが膨潤し、セパレータには、電解液が染み込んだ領域と染み込んでいない領域との境界部で皺が発生する。しかし、電解液は電池前駆体2aの下端側からのみ染み込んでいくので、電解液の染み込みに伴って皺の位置も上昇し、結果的には、電解液が電池前駆体2aに完全に染み込んだ時点では、皺は消滅してしまう。
The electrolytic solution injected in this way is accumulated at the bottom of the
ここで重要なのは、少なくとも電解液が電池前駆体2a全体に染み込むまでは、収納部8内に溜まった電解液の液面位置が、電池前駆体2aの上端面よりも低い位置となるように電解液を注入し、電池前駆体2aの上端面から電解液が染み込まないようにすることである。
What is important here is that electrolysis is performed so that the liquid level of the electrolytic solution accumulated in the
電解液の注入が終了し、電解液が電池前駆体2aに完全に染み込んで電池要素2(図1参照)が得られたら、ラミネートフィルム5,6の熱融着されていない1辺を熱融着して電池要素2を封止し、これによってフィルム外装電池1が得られる。電池要素2の封止の際には、必要に応じて収納部8内の空気を排除する。電池要素2の封止によって、一方のラミネートフィルム5に形成された出っ張りは、内側から電池要素2に押される。ラミネートフィルム5,6は柔軟性を有しており、この出っ張りは電池要素2に密着してほぼ平坦となるので、ラミネートフィルム5に出っ張りによるフィルム外装電池1の外形状への影響は殆どない。
When the injection of the electrolytic solution is completed and the electrolytic solution is completely infiltrated into the
以上説明したように電解液を注入することで、電解液は一方向からのみ電池前駆体2aに染み込むので、セパレータに皺を残すことなく電池前駆体2aに電解液を染み込ませることができる。従って、得られたフィルム外装電池1の表面には、セパレータに起因する凹凸は生じず、フィルム外装電池1の厚さが厚くなることはない。また、セパレータの皺による正極板と負極板との距離の変化も生じないので電池特性が低下することはなく、さらに、電池要素2内での電解液の組成物の集中や析出も発生しないので、セパレータの目詰まりやフィルム外装電池1の寿命特性の低下も防止することができる。
As described above, by injecting the electrolytic solution, the electrolytic solution soaks into the
本実施形態では、図2にも示したように、それぞれ凹部5a,6aが形成された2枚のラミネートフィルム5,6のうちの一方に、もう一方との対向方向に突出する領域を設け、図5に示したようにこの突出した領域が押し付けられることにより電池前駆体2aが傾くことを利用して、電池前駆体2aの上端面に電解液がかからないようにした。しかし、本発明においては、電池前駆体2aを押し付けるための突出した領域や、電池前駆体2aを収納する室を構成するための凹部を、外装材に設けることは必須ではない。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, one of the two
例えば、図6に示すように、凹部5a,6aを形成しただけのラミネートフィルム5,6であっても、電池前駆体2aを何れか一方のラミネートフィルム5,6側に倒し、鉛直方向に対して傾けた状態で注液ノズル9から電解液を注入すれば、電池前駆体2aを押し付けるための突出した領域を外装材に設けなくても、電解液が電池前駆体2aの上端面から染み込まないように、電解液を注入することができる。この場合は、図7に示すように、注液ノズル9を収納部8の中まで挿入し、注液ノズル9の下端を電池前駆体2aの上端面より低い位置として電解液を注入すれば、電池前駆体2aの上端面に電解液が直接かかるのをより確実に防止できる。
For example, as shown in FIG. 6, even in the case of the
また、図8に示すように、一方のラミネートフィルム5を単なるシート状とし、もう一方のラミネートフィルム6のみに凹部6aを形成した場合であっても、図6と同様に、電池前駆体2aを凹部6aが形成されたラミネートフィルム6側に倒した状態として、電解液が電池前駆体2aの上端面からしみこまないように電解液を注入することができる。この場合も、図7と同様に、注液ノズル9の下端を電池前駆体2aの上端面より低い位置として電解液を注入することもできる。また、図8に示す例において、凹部6aの深さは、電池前駆体2aの厚みと略等しいことが好ましい。これによって、電池前駆体2aを凹部6a側に倒したとき、電池前駆体2aはほぼ凹部6a内に収納されるので、電解液が電池前駆体2aの上端面にかかり難くなる。
Further, as shown in FIG. 8, even when one
電解液の注入時の袋体アセンブリの姿勢について、図5〜図8では、電解液注入用の開口部を真上に向けた姿勢、すなわち、熱融着されている3辺を含む平面が鉛直方向に平行になる姿勢で電解液を注入する例を示したが、開口部からの電解液の注入が可能であれば、ラミネートフィルム5,6の姿勢は任意である。例えば、図9に示すように、ラミネートフィルム5,6の熱融着されている3辺を含む平面Sを、鉛直方向に対して角度αだけ傾かせた姿勢で袋体アセンブリを保持する。この姿勢で、注液ノズル9を収納部8内に挿入し、電解液を注入する。
Regarding the posture of the bag assembly at the time of injecting the electrolytic solution, in FIGS. 5 to 8, the posture in which the opening for injecting the electrolytic solution is directed directly upward, that is, the plane including the three sides that are heat-sealed is vertical. Although an example in which the electrolytic solution is injected in a posture parallel to the direction is shown, the postures of the
このようにラミネートフィルム5,6の袋体アセンブリを傾かせて保持することで、電池前駆体2aは、その自重によって、収納部8の片側(具体的には下側)に偏って位置し易くなる。その結果、容易に収納部8内へ注液ノズル9を挿入し電池前駆体2aの上端面を避けた位置から電解液を注入することができる。本例では、注液ノズル9の位置および注液ノズル9からの電解液の注入量によっては、電解液が、電池前駆体2aの厚み方向の表面であるラミネートフィルム5と対向する表面2b上に落下する。しかし、この表面2bからは電解液は染み込まないので、表面2b上に落下した電解液は、表面2bを伝わって下方へ流れ、収納部8の底部に溜まる。よって、電解液が電池前駆体2aの下側以外の方向から染み込むことはない。また、袋体アセンブリを傾かせることによって、開口部も水平面に対して傾くことになるので、電解液の注入方向、言い換えれば注液ノズル9の角度も水平面に対して0°〜90°の範囲で自由に設定できるので、実際の製造工程における製造設備の設計の自由度が向上する。
In this way, by tilting and holding the bag body assembly of the
電解液を注入するためのラミネートフィルム5,6の開口部に関して、図3ではリード端子が延出していない辺を開放させた例を示したが、どの辺を開口部とするかは任意である。例えば、図10に示すように、正極または負極のいずれか一方のリード端子4が延出する一辺を除く3辺でラミネートフィルム5,6を熱融着し、リード端子4が延出する辺を、電解液を注入するための開口部としてもよい。この場合は、電池前駆体(不図示)は、一辺のみでラミネートフィルム5,6に支持されているので、電解液を注入する際に、電池前駆体をより容易に傾かせることができる。
With respect to the openings of the
(第2の実施形態)
図11は、本発明の第2の実施形態を説明するための、フィルム外装電池の電解液注入工程での斜視図である。また図12は、図11に示す工程における、注液管を通る平面での縦断面図である。図11および図12は、電池前駆体12aに正極および負極のリード端子14が接続しされた電池前駆体12aを2枚のラミネートフィルム15,16で挟み、ラミネートフィルム15,16の周縁3辺を熱融着した後の袋体アセンブリを示している。熱融着されている領域を図11に斜線で示す。
(Second Embodiment)
FIG. 11 is a perspective view in the electrolyte solution injection process of the film-clad battery for explaining the second embodiment of the present invention. FIG. 12 is a longitudinal sectional view of a plane passing through the liquid injection pipe in the step shown in FIG. 11 and 12, the
本実施形態では、一方のラミネートフィルム15に穴をあけることによって、電解液用の注液口15aが予め形成されている。注液口15aは、収納部18に連通し、かつ、電解液注入時の姿勢において電池前駆体12aの上端面よりも低い位置に設けられている。また、電解液注入時には、電池前駆体12aを保持した袋体アセンブリは、収納部18に注入した電解液がこぼれないように、熱融着していない辺が上を向いた姿勢とされる。電解液の注入に際しては、注液口15aに注液管19が液密に接続され、この注液管19から収納部18内に電解液を注入する。注液口15aは、電池前駆体12aの上端面よりも低い位置に設けられているので、注液口15aから注入された電解液は、電池前駆体12aの表面および収納部18の内面を伝わって収納部18の底部に溜まる。
In this embodiment, the injection hole 15a for electrolyte solution is formed previously by making a hole in one
また、電解液の注入時には、ラミネートフィルム15,16の熱融着されていない辺は注液口15aよりも上方に位置しており、電解液の注入に伴って収納部18内のエアがここから抜けるので、電解液の注入をスムーズに行うことができる。このように、本実施形態では、電解液注入工程でラミネートフィルム15,16に熱融着されていない辺を残しておくのは、電解液をここから注入することではなく、収納部18内のエアを逃がすことが目的であるので、1辺全域を熱融着せずに残しておく必要はなく、辺の一部のみが開口するように熱融着してもよい。
Further, when the electrolyte solution is injected, the sides of the
ここで、電解液の注入を、少なくとも電解液が完全に電池前駆体12aに染み込むまでは、収納部18内に溜まった電解液の液面位置が電池前駆体12aの上端面よりも低い位置となるように行うことは、第1の実施形態と同じである。その結果、電解液は、電池前駆体12aにその上端面から染み込むことなく下側のみから染み込んでいく。電池前駆体12aは、電解液が染み込むことによって電池要素となる。
Here, at least until the electrolyte is completely infiltrated into the
電解液の注入が完了したら、注入した電解液が漏れないようにして注液口15aから注液管19を離し、注液口15aを封口するとともに、ラミネートフィルム15,16の熱融着していない辺を熱融着して、電池要素を封止する。これによって、フィルム外装電池が得られる。注液口15aの封口とラミネートフィルム15,16の熱融着とは、どちらを先に行ってもよい。例えば、先にラミネートフィルム15,16を熱融着した後、注液口15aが上を向くように袋体アセンブリの姿勢を変えて、注液口15aを封口することができる。注液管19を、可撓性を有する部材で構成すれば、注液管19を付けたまま袋体アセンブリの姿勢を容易に変えることができる。
When the injection of the electrolytic solution is completed, the injected
以上説明したように、外装材自身に注液口を開口し、そこから電解液を注入するようにしても、注液口の位置を適切に設定することで、電池前駆体への電解液の染み込みを下側からのみ行わせることができ、それによって、電池前駆体のセパレータに皺が残るのを防止することができる。 As described above, even if the injection port is opened in the exterior material itself and the electrolyte solution is injected therefrom, the position of the injection port is appropriately set, so that the electrolyte solution to the battery precursor is The soaking can be performed only from the lower side, thereby preventing the soot from remaining on the separator of the battery precursor.
注液口15aの位置は、電解液の注入時に電池前駆体12aの上端面よりも低い位置であれば特に制限はないが、上側に位置すればするほど、注液口15aから注入された電解液は、収納部18の底部に溜まるまでに余分な経路を通る。そこで、電解液の注入をより効率よく行うためには、電解液が収納部18の底部に直接注入されるように、電解液注入時の姿勢において収納部18の下端部に注液口15aを設けることが好ましい。
The position of the liquid injection port 15a is not particularly limited as long as it is lower than the upper end surface of the
図11、図12に示した例では、ラミネートフィルム15,16に穴をあけることによって注液口15aを設けた例を説明したが、ラミネートフィルム15,16に穴あけ加工を施すのではなく、袋体アセンブリの形成時にラミネートフィルム15,16の熱融着を部分的に行うことによって注液口を設けることもできる。
In the example shown in FIGS. 11 and 12, the example in which the liquid injection port 15 a is provided by making holes in the
例えば、図13に示す例では、ラミネートフィルム25,26の周縁の3辺を熱融着して袋体アセンブリを形成するとき、開放する1辺と対向する辺を部分的に残して熱融着部27a,27bを形成する。これによって、袋体アセンブリには、開放した1辺と対向する辺において、熱融着部27a,27bの間に、熱融着されていない領域が形成される。つまり、ラミネートフィルム25,26の合せ面に平行な面内方向で互いに反対側の端部にそれぞれ熱融着されていない部分を有するようにラミネートフィルム25,26が熱融着されて、袋体アセンブリが形成される。そして、これら熱融着されていない部分は、一方が、袋体アセンブリの内部と外部とを連通する注液口28として機能し、もう一方は、電解液注入時のエア抜きとして機能する。
For example, in the example shown in FIG. 13, when forming a bag assembly by heat-sealing the three edges of the
袋体アセンブリへの電解液の注入は、図13に示すように、開放した辺を上に向けて袋体アセンブリを保持し、注液口28に注液管(不図示)を挿入する。この状態では、注液口28が設けられた辺は、最も下側に位置している。そして、注液管から、袋体アセンブリの内部すなわち収納部(不図示)に電解液を注入する。注液口28は袋体アセンブリの最下端に位置しているので、注入された電解液は、袋体アセンブリの内部に保持されている電池前駆体(不図示)に、下側から上側に向かって染み込んでいき、電解液が染み込んだ電池前駆体は電池要素となる。これにより、電池要素に皺を残すことなく電解液を注入することができる。 As shown in FIG. 13, the electrolyte solution is injected into the bag body assembly by holding the bag body assembly with the opened side facing up and inserting a liquid injection tube (not shown) into the liquid injection port 28. In this state, the side where the liquid injection port 28 is provided is located on the lowermost side. Then, the electrolytic solution is injected from the injection pipe into the inside of the bag assembly, that is, into the storage portion (not shown). Since the liquid injection port 28 is located at the lowermost end of the bag assembly, the injected electrolyte is directed from the lower side to the upper side to the battery precursor (not shown) held in the bag assembly. The battery precursor soaked with the electrolyte becomes a battery element. Thereby, electrolyte solution can be inject | poured, without leaving a flaw in a battery element.
電解液の注入が終了したら、注入した電解液が漏れないようにして注液口28から注液管を離し、注液口28を封口するとともに、袋体アセンブリの開放している辺を熱融着して、電池要素を封止する。注液口28の封口と開放している辺の熱融着とは、どちらを先に行ってもよい。また、本例では注液口28の封口はラミネートフィルム25,26の熱融着によって行うことができるので、注液口28の封口を、袋体アセンブリの開放している辺の熱融着と同時に行うこともできる。
When the injection of the electrolyte is completed, the injection pipe is separated from the injection port 28 so that the injected electrolyte does not leak, the injection port 28 is sealed, and the open side of the bag assembly is melted. Wear and seal the battery element. Either the sealing of the liquid injection port 28 or the heat fusion of the open side may be performed first. Further, in this example, since the liquid injection port 28 can be sealed by thermal fusion of the
熱融着を部分的に行うことによって形成する注液口は、電解液注入時の袋体アセンブリの姿勢における収納部の下端部に連通する位置であれば、袋体アセンブリを形成したときに開放している辺と対向する辺に限らず、それ以外の辺に配することもできる。図14に、電解液注入時の姿勢において、横側の辺に注液口38を配した例を示す。このように、袋体アセンブリの横側の辺に注液口38を配した場合でも、その位置が、収納部の下端部で収納部と連通する位置であれば、注液口38に注液管(不図示)を挿入し、注液管から電解液を注入することで、収納部内に保持された電池前駆体に、全体として下側から上側へ向かう方向にのみ電解液を染み込ませることができる。 The liquid injection port formed by partially performing heat fusion is opened when the bag assembly is formed as long as it is in a position communicating with the lower end of the storage portion in the posture of the bag assembly at the time of electrolyte injection. It can be arranged not only on the side opposite to the side that is running, but also on other sides. FIG. 14 shows an example in which a liquid injection port 38 is arranged on the side on the side in the posture at the time of electrolyte injection. As described above, even when the liquid injection port 38 is arranged on the side of the bag assembly, if the position is a position communicating with the storage unit at the lower end of the storage unit, the liquid injection port 38 is injected with liquid. By inserting a tube (not shown) and injecting the electrolyte from the injection tube, the battery precursor held in the storage unit can be soaked only in the direction from the bottom to the top as a whole. it can.
上述したように、本実施形態は、付加的な構造として袋体アセンブリに注液口を設けたものであるが、本実施形態においても、第1の実施形態と同様に種々の変更を加えることができる。 As described above, in this embodiment, a liquid injection port is provided in the bag assembly as an additional structure, but in this embodiment as well, various modifications are made as in the first embodiment. Can do.
例えば、ラミネートフィルムにおいて、電池要素(電池前駆体)を収納する収納部を形成するための凹部は、電池要素を挟む両側のラミネートフィルムに設けてもよいし、いずれか一方にのみ設けてもよい。また、電池要素の厚みが薄い場合には、凹部を設けずラミネートフィルム自身の柔軟性を利用して電池要素を封止するようにしてもよい。なお、本実施形態においては、第1の実施形態と異なり電解液の注入時に袋体アセンブリの上方を大きく開放する必要はないので、図2等に示したような内側への出っ張りは不要である。 For example, in the laminate film, the recesses for forming the storage portion for storing the battery element (battery precursor) may be provided in the laminate film on both sides of the battery element or may be provided only in one of them. . Moreover, when the thickness of the battery element is thin, the battery element may be sealed using the flexibility of the laminate film itself without providing the recess. In the present embodiment, unlike the first embodiment, it is not necessary to open the upper part of the bag assembly at the time of injecting the electrolytic solution. Therefore, the bulge inward as shown in FIG. 2 or the like is unnecessary. .
また、袋体アセンブリを形成するときに熱融着せずに残す辺についても、リード端子が延出する辺であってもよいしリード端子が延出しない辺であってもよい。いずれの場合でも、電解液注入時には、熱融着せずに残した辺を上に向けて電解液を注入する。 Also, the side that is left without being thermally fused when forming the bag assembly may be a side where the lead terminal extends or a side where the lead terminal does not extend. In either case, at the time of injecting the electrolyte, the electrolyte is injected with the remaining side facing up without heat fusion.
(第3の実施形態)
上述した第1および第2の実施形態では、いずれも電解液を電池前駆体の下端側からのみ染み込ませる例を説明したが、本発明によれば、電解液を電池前駆体の上端側からのみ染み込ませることもできる。
(Third embodiment)
In both the first and second embodiments described above, the example in which the electrolytic solution is soaked only from the lower end side of the battery precursor has been described. However, according to the present invention, the electrolytic solution is only introduced from the upper end side of the battery precursor. It can be soaked.
図15に、本発明の第3の実施形態による、電解液注入工程での断面図を示す。図15に示すように、本実施形態では、フィルム押さえ部材50によって、電池前駆体42aの上端部においてラミネートフィルム46を全周にわたって外側から押圧し、ラミネートフィルム46と電池前駆体42aとを、フィルム押さえ部材50で押圧された部分で密着させた状態で、注液ノズル49より電解液を注入する。
FIG. 15 shows a cross-sectional view in the electrolytic solution injection step according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 15, in this embodiment, the
これにより、注入された電解液は、フィルム押さえ部材50によりラミネートフィルム46が密着した部分で流れが塞き止められ、その上方の位置に溜まる。溜まった電解液は、電池前駆体42aの上端面側からのみ電池前駆体42aに染み込む。このように、ラミネートフィルム46をフィルム押さえ部材50で押さえ、注入された電解液が直接、電池前駆体42aの下端側へ注入されないようにしても、電解液が染み込んだ電池要素でのセパレータへの皺の発生を防止することができる。ただし、この場合は、注入した電解液がラミネートフィルム46の開口部から溢れないように、注入する電解液の量を適宜調整する必要がある。
As a result, the injected electrolyte is blocked by the
1 フィルム外装電池
2 電池要素
2a,12a,42a 電池前駆体
3a 正極集電部
3b 負極集電部
4,14 リード端子
4a 正極リード端子
4b 負極リード端子
5,6,15,16,25,26,46 ラミネートフィルム
5a,6a 凹部
7 開口部
8,18 収納部
9,49 注液ノズル
15a,28,38 注液口
19 注液管
27a,27b 熱融着部
50 フィルム押さえ部材
DESCRIPTION OF
Claims (12)
セパレータを介して正極板と負極板とを積層した電池前駆体を作製する工程と、
前記電池前駆体を封止するためのフィルムを用意する工程と、
前記電池前駆体を挟むように前記フィルムで包囲し、前記電池前駆体が包囲された空間の内部と外部とを連通する開口部を有する袋体アセンブリを作製する工程と、
前記開口部から前記空間の内部に電解液を注入し前記電池前駆体に前記電解液を染み込ませることによって、電池要素を作製する工程と、
前記開口部を封口して前記電池要素を封止する工程とを有し、
前記電池要素を作製する工程では、前記電池前駆体にその一方向からのみ電解液を染み込ませることを特徴とするフィルム外装電池の製造方法。 A method for producing a film-clad battery in which a battery element in which an electrolytic solution is impregnated into a battery precursor obtained by laminating a positive electrode plate and a negative electrode plate via a separator is sealed with a film,
Producing a battery precursor in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are laminated via a separator;
Preparing a film for sealing the battery precursor;
Producing a bag assembly having an opening that surrounds the battery precursor so as to sandwich the battery precursor and communicates the inside and the outside of the space in which the battery precursor is enclosed; and
A step of producing a battery element by injecting an electrolytic solution into the space from the opening and soaking the electrolytic solution into the battery precursor;
Sealing the battery element by sealing the opening,
In the step of producing the battery element, the battery precursor is impregnated with the electrolytic solution from only one direction thereof.
前記袋体アセンブリを作製する工程は、前記フィルムの周縁部を、その1辺を残して熱融着し、熱融着されていない部分を前記開口部とすることを含む請求項4に記載のフィルム外装電池の製造方法。 The step of preparing the film includes producing the film in a shape in which the concave portion is formed on both sides of the battery precursor, and a protruding portion is seen in one of the concave portions when viewed from the inside. ,And,
The process of producing the said bag body assembly includes heat-sealing the peripheral part of the said film leaving the one side, and making the part which is not heat-fused into the said opening part. A method for producing a film-clad battery.
前記電池要素を作製する工程は、前記電池前駆体を傾けて電解液を注入することを含む請求項4に記載のフィルム外装電池の製造方法。 The step of producing the bag assembly includes heat-sealing the peripheral edge of the film, leaving one side of the film, and setting the opening not to be heat-sealed, and
The method for manufacturing a film-clad battery according to claim 4, wherein the step of manufacturing the battery element includes inclining the battery precursor and injecting an electrolytic solution.
前記電池要素を作製する工程は、前記フィルムの熱融着されていない部分を上に向けた姿勢で前記穴から電解液を注入することを含む請求項9に記載のフィルム外装電池の製造方法。 The step of producing the bag assembly includes heat-sealing a peripheral portion of the film leaving a part thereof,
The method of manufacturing a film-clad battery according to claim 9, wherein the step of manufacturing the battery element includes injecting an electrolytic solution from the hole in a posture in which a portion of the film that is not thermally fused is directed upward.
前記電池要素を作製する工程は、前記フィルムの熱融着されていない部分を前記開口部とし、前記袋体アセンブリを前記開口部が下端部に位置する姿勢にして、前記開口部から電解液を注入することを含む請求項2または3に記載のフィルム外装電池の製造方法。 The step of producing the bag assembly includes heat-sealing a peripheral portion of the film leaving a part thereof; and
The step of producing the battery element includes the step of setting the opening of a portion of the film that is not heat-sealed, and placing the bag assembly in a posture in which the opening is positioned at the lower end, and supplying the electrolytic solution from the opening. The manufacturing method of the film-clad battery of Claim 2 or 3 including inject | pouring.
前記電池要素を作製する工程は、前記袋体アセンブリを、熱融着されていない前記第1の部分を上に向けた姿勢にして、熱融着されていない前記第2の部分を前記開口部として電解液を注入することを含む請求項11に記載のフィルム外装電池の製造方法。 The step of manufacturing the bag assembly includes heat-sealing the film, leaving a first portion and a second portion located at opposite ends in an in-plane direction parallel to the mating surface of the film. Including
The step of producing the battery element includes the step of placing the bag assembly in a posture in which the first portion that is not heat-sealed is directed upward, and the second portion that is not heat-sealed is the opening. The manufacturing method of the film-clad battery of Claim 11 including inject | pouring electrolyte solution as.
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---|---|
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Cited By (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007184242A (en) * | 2005-12-29 | 2007-07-19 | Samsung Sdi Co Ltd | Pouch type lithium secondary battery and its manufacturing method |
JP2007265863A (en) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Nec Lamilion Energy Ltd | Manufacturing method of film sheathed battery |
JP2009146602A (en) * | 2007-12-11 | 2009-07-02 | Nec Tokin Corp | Method for manufacturing lamination type secondary battery |
JP2010232076A (en) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Nissan Motor Co Ltd | Sheet-like secondary battery and manufacturing method therefor |
JP2012038584A (en) * | 2010-08-06 | 2012-02-23 | Sony Corp | Battery and manufacturing method thereof |
JP2012064468A (en) * | 2010-09-16 | 2012-03-29 | Nissan Motor Co Ltd | Electrolyte injection method and electrolyte injection device |
JP2012104318A (en) * | 2010-11-09 | 2012-05-31 | Hitachi Maxell Energy Ltd | Flat nonaqueous secondary battery |
JP2012104319A (en) * | 2010-11-09 | 2012-05-31 | Hitachi Maxell Energy Ltd | Flat nonaqueous secondary battery |
JP2013140676A (en) * | 2011-12-28 | 2013-07-18 | Aoi Electronics Co Ltd | Manufacturing method of high performance lithium secondary battery |
JP2013206691A (en) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Nec Corp | Manufacturing method and apparatus of secondary battery |
JP2014071945A (en) * | 2012-09-27 | 2014-04-21 | Nec Corp | Method and apparatus for manufacturing sheet laminate storage material |
JP2014099365A (en) * | 2012-11-15 | 2014-05-29 | Hitachi Ltd | Battery and manufacturing method of the same |
JP2015531157A (en) * | 2013-09-13 | 2015-10-29 | エルジー・ケム・リミテッド | Pouch type case, battery cell, and battery cell manufacturing method |
JP2016122495A (en) * | 2014-12-24 | 2016-07-07 | 昭和電工パッケージング株式会社 | Battery manufacturing method |
JP2016126826A (en) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | 昭和電工パッケージング株式会社 | Method of manufacturing battery |
KR101804619B1 (en) | 2015-01-13 | 2017-12-04 | 주식회사 엘지화학 | Prismatic type secondary battery |
CN107834093A (en) * | 2017-10-11 | 2018-03-23 | 深圳市誉辰自动化设备有限公司 | Battery core film sticking apparatus |
US20180366770A1 (en) * | 2015-11-24 | 2018-12-20 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Bipolar lithium-ion battery |
JP2020532835A (en) * | 2017-10-17 | 2020-11-12 | エルジー・ケム・リミテッド | Pouch type battery case including crack prevention structure and its manufacturing method |
CN112736377A (en) * | 2021-02-05 | 2021-04-30 | 宁波久鼎新能源科技有限公司 | Soft package lithium battery liquid injection port sealing structure and manufacturing method thereof |
CN112993453A (en) * | 2019-12-13 | 2021-06-18 | 丰田自动车株式会社 | Outer package, laminated battery, and method for manufacturing outer package |
CN114171801A (en) * | 2021-11-30 | 2022-03-11 | 天津市捷威动力工业有限公司 | Electrolyte infiltration method of soft package battery core |
CN114303284A (en) * | 2019-11-25 | 2022-04-08 | 株式会社Lg新能源 | Electrolyte injection device and electrolyte injection method using the same |
-
2003
- 2003-09-18 JP JP2003325659A patent/JP2005093261A/en active Pending
Cited By (34)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4571610B2 (en) * | 2005-12-29 | 2010-10-27 | 三星エスディアイ株式会社 | Pouch-type lithium secondary battery and manufacturing method thereof |
US8025999B2 (en) | 2005-12-29 | 2011-09-27 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Pouch type lithium rechargeable battery |
JP2007184242A (en) * | 2005-12-29 | 2007-07-19 | Samsung Sdi Co Ltd | Pouch type lithium secondary battery and its manufacturing method |
JP2007265863A (en) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Nec Lamilion Energy Ltd | Manufacturing method of film sheathed battery |
JP2009146602A (en) * | 2007-12-11 | 2009-07-02 | Nec Tokin Corp | Method for manufacturing lamination type secondary battery |
JP2010232076A (en) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Nissan Motor Co Ltd | Sheet-like secondary battery and manufacturing method therefor |
US9219290B2 (en) | 2010-08-06 | 2015-12-22 | Sony Corporation | Battery and method for producing the same |
JP2012038584A (en) * | 2010-08-06 | 2012-02-23 | Sony Corp | Battery and manufacturing method thereof |
JP2012064468A (en) * | 2010-09-16 | 2012-03-29 | Nissan Motor Co Ltd | Electrolyte injection method and electrolyte injection device |
JP2012104318A (en) * | 2010-11-09 | 2012-05-31 | Hitachi Maxell Energy Ltd | Flat nonaqueous secondary battery |
JP2012104319A (en) * | 2010-11-09 | 2012-05-31 | Hitachi Maxell Energy Ltd | Flat nonaqueous secondary battery |
JP2013140676A (en) * | 2011-12-28 | 2013-07-18 | Aoi Electronics Co Ltd | Manufacturing method of high performance lithium secondary battery |
JP2013206691A (en) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Nec Corp | Manufacturing method and apparatus of secondary battery |
JP2014071945A (en) * | 2012-09-27 | 2014-04-21 | Nec Corp | Method and apparatus for manufacturing sheet laminate storage material |
JP2014099365A (en) * | 2012-11-15 | 2014-05-29 | Hitachi Ltd | Battery and manufacturing method of the same |
JP2015531157A (en) * | 2013-09-13 | 2015-10-29 | エルジー・ケム・リミテッド | Pouch type case, battery cell, and battery cell manufacturing method |
US9553298B2 (en) | 2013-09-13 | 2017-01-24 | Lg Chem, Ltd. | Pouch type case, battery cell, and method of manufacturing battery cell |
JP2016122495A (en) * | 2014-12-24 | 2016-07-07 | 昭和電工パッケージング株式会社 | Battery manufacturing method |
TWI686976B (en) * | 2014-12-24 | 2020-03-01 | 日商昭和電工包裝股份有限公司 | Manufacturing method of battery |
JP2016126826A (en) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | 昭和電工パッケージング株式会社 | Method of manufacturing battery |
KR101804619B1 (en) | 2015-01-13 | 2017-12-04 | 주식회사 엘지화학 | Prismatic type secondary battery |
US20180366770A1 (en) * | 2015-11-24 | 2018-12-20 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Bipolar lithium-ion battery |
CN107834093A (en) * | 2017-10-11 | 2018-03-23 | 深圳市誉辰自动化设备有限公司 | Battery core film sticking apparatus |
JP7055305B2 (en) | 2017-10-17 | 2022-04-18 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | Pouch-type battery case including crack prevention structure and its manufacturing method |
JP2020532835A (en) * | 2017-10-17 | 2020-11-12 | エルジー・ケム・リミテッド | Pouch type battery case including crack prevention structure and its manufacturing method |
US12051823B2 (en) | 2017-10-17 | 2024-07-30 | Lg Energy Solution, Ltd. | Pouch-shaped battery case comprising crack prevention structure and method of manufacturing the same |
US11394080B2 (en) | 2017-10-17 | 2022-07-19 | Lg Energy Solution, Ltd. | Pouch-shaped battery case comprising crack prevention structure and method of manufacturing the same |
CN114303284A (en) * | 2019-11-25 | 2022-04-08 | 株式会社Lg新能源 | Electrolyte injection device and electrolyte injection method using the same |
CN114303284B (en) * | 2019-11-25 | 2024-04-30 | 株式会社Lg新能源 | Electrolyte injection device and electrolyte injection method using same |
CN112993453A (en) * | 2019-12-13 | 2021-06-18 | 丰田自动车株式会社 | Outer package, laminated battery, and method for manufacturing outer package |
CN112993453B (en) * | 2019-12-13 | 2023-12-29 | 丰田自动车株式会社 | Exterior body, laminated battery, and method for manufacturing exterior body |
CN112736377A (en) * | 2021-02-05 | 2021-04-30 | 宁波久鼎新能源科技有限公司 | Soft package lithium battery liquid injection port sealing structure and manufacturing method thereof |
CN114171801A (en) * | 2021-11-30 | 2022-03-11 | 天津市捷威动力工业有限公司 | Electrolyte infiltration method of soft package battery core |
CN114171801B (en) * | 2021-11-30 | 2023-07-07 | 天津市捷威动力工业有限公司 | Electrolyte infiltration method for battery cells of soft package battery |
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