JP4019229B2 - 電池の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミラミネートシートよりなる第１のシートとアルミラミネートシートよりなる第２のシートとの間に平板状リードを有する発電要素と電解液とが熱溶着密封され、熱溶着部を介して平板状リードが導出された電池の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電池には、発電要素（電池エレメント）をアルミラミネートシートで覆い、内部に電解液を満たして密閉したものがある。例えばカード型電池は、このようにアルミラミネートシートで密封した電池をカード型の外装ケース内に収納している。
【０００３】
上記従来のアルミラミネートシートで密封した電池は、１個の電池ごとにアルミラミネートシートの袋を作成して、この袋の中に発電要素を収納すると共に電解液を満たし、この袋の開口部をリードの先端部が突出した状態で熱溶着することにより製造していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の製造方法では、発電要素を収納したアルミラミネートシートの袋を１個ずつ搬送し、開口部を上向きにして電解液を注入すると共に、この開口部を熱溶着する作業を行わなければならない。このため、従来の電池の製造方法では、製造ラインにおける搬送部等の構成が複雑となり、設備のコストが高くなりすぎるという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、電解液の注入や封口作業のための搬送が容易となる電池の製造方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
即ち、請求項１の電池の製造方法は、アルミラミネートシートよりなる第１のシートとアルミラミネートシートよりなる第２のシートとの間に平板状リードを有する発電要素と電解液とが熱溶着密封され、熱溶着部を介して平板状リードが導出された電池の製造方法において、長尺な第１のシート上に所定間隔ごとに発電要素と電解液とを収納するための矩形状凹部であって周囲に平面部を有するものを連続的に形成する工程と、開口部を上側にして水平状態で連続的に搬送される矩形状凹部に発電要素を収納する工程と、発電要素が収納された矩形状凹部を、平面状の第二のシートで、平板状リードの先端部が露出する よう覆う工程と、第１のシートと第２のシートとを、矩形状凹部の周囲の平面部で、未溶着部を残して、熱溶着する工程と、未溶着部を介して矩形状凹部に電解液を注入する工程と、未溶着部を熱溶着する工程とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、開口部を上側にして水平状態で連続的に搬送される矩形状凹部に発電要素を収納し、発電要素が収納された矩形状凹部を平面状の第二のシートで平板状リードの先端部が露出するよう覆い、第１のシートと第２のシートとを矩形状凹部の周囲の平面部で未溶着部を残して熱溶着し、未溶着部を介して矩形状凹部に電解液を注入し、そして未溶着部を熱溶着するので、従来のように開口部を上向きにして電解液を注入する必要がなく、電解液の注入や封口作業のための搬送が容易となる。
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施形態を示すものであって、電池の製造工程を示す斜視図である。
【００１４】
本実施形態は、発電要素を２枚のアルミラミネートシートで覆って密閉した電池の製造方法について説明する。図１に示す発電要素１は、通常の巻回型と同様に、正負電極とセパレータとを巻回して円筒形とし、正負電極に接続された平板状リード１ａをこの円筒形の一方の端面から２本突出させたものである。ただし、この発電要素１は、円筒形の側面を押し潰すことにより平型化させている。なお、発電要素１は、このような巻回型を押し潰して平型化させたものに限らず、積層型やその他の任意の形状構成のものを用いることができる。また、この発電要素１は、１個の単電池に限らず、複数個を組電池としたものであってもよい。さらに、平板状リード１ａは、２本に限らず、任意の本数を突出させることができる。
【００１５】
下側のアルミラミネートシート２は、図示左側のロール等（図示せず）から引き出して長尺なまま順次供給され、まず所定間隔で周囲に平面部を有する凹部２ａがプレス成形される。次に開口部を上側にして水平状態で連続的に搬送される矩形状凹部２ａ上に平板状リードを有する発電要素１を載置する（発電要素収納工程）。この際、各発電要素１は、２本のリード１ａの先端部をアルミラミネートシート２の手前側の側辺からそれぞれはみ出させて載置する。
【００１６】
次に、発電要素１を載置した下側のアルミラミネートシート２上に、別のロール３から引き出した上側のアルミラミネートシート４を重ね合わせると共に、重なり合ったアルミラミネートシート２，４の間に、各凹部２ａごとに１本ずつの樹脂パイプ５を挿入する（樹脂パイプ挿入工程）。樹脂パイプ５は、フッ素樹脂やポリイミド等のように耐熱性があり接着し難い樹脂からなる薄い管であり、アルミラミネートシート２の奥側の側辺から各凹部２ａに達するように挿入される。そして、この樹脂パイプ５が挿入されると、高温の金型で上下からプレスすることにより、発電要素１の周囲で重なり合ったアルミラミネートシート２，４を加熱圧迫して封口する（第１封口工程）。
【００１７】
ここで、アルミラミネートシート２，４は、いずれも表面保護層であるＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムの互いに向かい合う面に、バリア層であるアルミニウム・フィルムと、水分バリア層であるポリエチレン・フィルムやポリプロピレン・フィルム等をラミネートしたシートである。そして、これらのアルミラミネートシート２，４を重ね合わせて加熱圧迫することにより、水分バリア層同士を熱溶着させて封口することができる。また、各発電要素１の平板状リード１ａは、基部付近を予め金属との接着層を介して電解液バリア層となるエバール樹脂のフィルムで覆っている。従って、アルミラミネートシート２，４をこの平板状リード１ａと共に重ね合わせて加熱圧迫すると、水分バリア層と電解液バリア層が熱溶着して、これらアルミラミネートシート２，４とリード１ａとの間も確実に封口することができる。しかし、樹脂パイプ５を挟んで重なり合ったアルミラミネートシート２，４を加熱圧迫しても、この樹脂パイプ５は、一旦押し潰された状態にはなるが溶着はされず、内孔を通じて各凹部２ａ内を外部と連通させることができる。
【００１８】
そこで、第１封口工程が完了すると、樹脂パイプ５を通じて各凹部２ａ内に電解液を注入する（注液工程）。この場合、電解液は、樹脂パイプ５の内孔に差し込んだノズル等を介して注入することができる。なお、この注液工程では、製造する電池の種類によっては（特に一次電池では）、単に樹脂パイプ５から電解液を注入するだけでよい場合がある。また、凹部２ａの周囲をチャンバーで覆って真空引きを行ってから、樹脂パイプ５を通じ電解液を注入することもできる。特に、非水電解質二次電池では、最初の充電時に発電要素１の極板間からガスが発生するものがあるので、この場合には、まず凹部２ａの周囲をチャンバーで覆って最初の真空引きを行うと共に、樹脂パイプ５を通じて電解液を注入し、次にリード１ａを充電器に接続して予備充電を行ってから、再度真空引きを行うことによりガス抜きをし、最後に必要に応じて不足する電解液を注入するようにしてもよい。
【００１９】
上記注液工程が完了すれば、樹脂パイプ５を引き抜いて、この樹脂パイプ５の抜き跡で重なり合うアルミラミネートシート２，４を加熱圧迫して封口を行う（第２封口工程）。すると、アルミラミネートシート２，４の間に収納された発電要素１の周囲が完全に密閉されるので、この長尺なアルミラミネートシート２，４に所定間隔ごとに電池が多数形成されることになる。
【００２０】
以上説明した本実施形態の電池の製造方法によれば、長尺な第１のシート上に所定間隔ごとに発電要素と電解液とを収納するための矩形状凹部であって周囲に平面部を有するものを連続的に形成する工程と、開口部を上側にして水平状態で連続的に搬送される矩形状凹部に発電要素を収納する工程と、発電要素が収納された矩形状凹部を、平面状の第二のシートで、平板状リードの先端部が露出するよう覆う工程と、第１のシートと第２のシートとを、矩形状凹部の周囲の平面部で、未溶着部を残して、熱溶着する工程と、未溶着部を介して矩形状凹部に電解液を注入する工程と、未溶着部を熱溶着する工程と備えるので、従来のように開口部を上向きにして電解液を注入する必要がなく、注入や封口の機構が簡略化でき、多数の電池を連続的に製造し容易に搬送することができるようになる。
【００２１】
なお、上記実施形態の樹脂パイプ挿入工程では、アルミラミネートシート２，４の間に樹脂パイプ５を挿入したが、この樹脂パイプ５に代えて、フッ素樹脂やポリイミド等のように耐熱性があり接着し難い樹脂等からなる溶着阻止部材を挿入することもできる。この場合、溶着阻止部材は、第１封口工程の後にすぐ引き抜いておき、この溶着阻止部材の抜き跡の隙間にノズル等を差し込んで電解液の注入を行う。この溶着阻止部材は、薄板状とすることが好ましいが、加熱圧迫する金型のプレス面に凹部を形成しておいて、楕円柱状等のある程度厚さを有した形状とすることも可能である。
【００２２】
また、樹脂パイプ５や溶着阻止部材を挿入する工程の代わりに、第１封口工程で加熱圧迫する上下双方又はいずれか一方の金型のプレス面に溝を形成するようにしてもよい。この場合、プレス面の溝部ではアルミラミネートシート２，４を加熱圧迫することができないので、この部分が溶着されずに未封口経路となり、この未封口経路にノズル等を差し込めば電解液の注入を行うことができる。
【００２３】
さらに、上記実施形態では、２枚のアルミラミネートシート２，４を重ね合わせて封口する場合について説明したが、１枚の幅広のアルミラミネートシート２の他方の側辺部を折り返して重ね合わせるようにすることもできる。
【００２４】
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の電池の製造方法によれば、従来のように開口部を上向きにして電解液を注入する必要がなく、電解液の注入や封口作業のための搬送が容易となり、電池の生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態を示すものであって、電池の製造工程を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 発電要素
２ アルミラミネートシート
２ａ 凹部
４ アルミラミネートシート
５ 樹脂パイプ
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミラミネートシートよりなる第１のシートとアルミラミネートシートよりなる第２のシートとの間に平板状リードを有する発電要素と電解液とが熱溶着密封され、熱溶着部を介して平板状リードが導出された電池の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電池には、発電要素（電池エレメント）をアルミラミネートシートで覆い、内部に電解液を満たして密閉したものがある。例えばカード型電池は、このようにアルミラミネートシートで密封した電池をカード型の外装ケース内に収納している。
【０００３】
上記従来のアルミラミネートシートで密封した電池は、１個の電池ごとにアルミラミネートシートの袋を作成して、この袋の中に発電要素を収納すると共に電解液を満たし、この袋の開口部をリードの先端部が突出した状態で熱溶着することにより製造していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の製造方法では、発電要素を収納したアルミラミネートシートの袋を１個ずつ搬送し、開口部を上向きにして電解液を注入すると共に、この開口部を熱溶着する作業を行わなければならない。このため、従来の電池の製造方法では、製造ラインにおける搬送部等の構成が複雑となり、設備のコストが高くなりすぎるという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、電解液の注入や封口作業のための搬送が容易となる電池の製造方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
即ち、請求項１の電池の製造方法は、アルミラミネートシートよりなる第１のシートとアルミラミネートシートよりなる第２のシートとの間に平板状リードを有する発電要素と電解液とが熱溶着密封され、熱溶着部を介して平板状リードが導出された電池の製造方法において、長尺な第１のシート上に所定間隔ごとに発電要素と電解液とを収納するための矩形状凹部であって周囲に平面部を有するものを連続的に形成する工程と、開口部を上側にして水平状態で連続的に搬送される矩形状凹部に発電要素を収納する工程と、発電要素が収納された矩形状凹部を、平面状の第二のシートで、平板状リードの先端部が露出する よう覆う工程と、第１のシートと第２のシートとを、矩形状凹部の周囲の平面部で、未溶着部を残して、熱溶着する工程と、未溶着部を介して矩形状凹部に電解液を注入する工程と、未溶着部を熱溶着する工程とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、開口部を上側にして水平状態で連続的に搬送される矩形状凹部に発電要素を収納し、発電要素が収納された矩形状凹部を平面状の第二のシートで平板状リードの先端部が露出するよう覆い、第１のシートと第２のシートとを矩形状凹部の周囲の平面部で未溶着部を残して熱溶着し、未溶着部を介して矩形状凹部に電解液を注入し、そして未溶着部を熱溶着するので、従来のように開口部を上向きにして電解液を注入する必要がなく、電解液の注入や封口作業のための搬送が容易となる。
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施形態を示すものであって、電池の製造工程を示す斜視図である。
【００１４】
本実施形態は、発電要素を２枚のアルミラミネートシートで覆って密閉した電池の製造方法について説明する。図１に示す発電要素１は、通常の巻回型と同様に、正負電極とセパレータとを巻回して円筒形とし、正負電極に接続された平板状リード１ａをこの円筒形の一方の端面から２本突出させたものである。ただし、この発電要素１は、円筒形の側面を押し潰すことにより平型化させている。なお、発電要素１は、このような巻回型を押し潰して平型化させたものに限らず、積層型やその他の任意の形状構成のものを用いることができる。また、この発電要素１は、１個の単電池に限らず、複数個を組電池としたものであってもよい。さらに、平板状リード１ａは、２本に限らず、任意の本数を突出させることができる。
【００１５】
下側のアルミラミネートシート２は、図示左側のロール等（図示せず）から引き出して長尺なまま順次供給され、まず所定間隔で周囲に平面部を有する凹部２ａがプレス成形される。次に開口部を上側にして水平状態で連続的に搬送される矩形状凹部２ａ上に平板状リードを有する発電要素１を載置する（発電要素収納工程）。この際、各発電要素１は、２本のリード１ａの先端部をアルミラミネートシート２の手前側の側辺からそれぞれはみ出させて載置する。
【００１６】
次に、発電要素１を載置した下側のアルミラミネートシート２上に、別のロール３から引き出した上側のアルミラミネートシート４を重ね合わせると共に、重なり合ったアルミラミネートシート２，４の間に、各凹部２ａごとに１本ずつの樹脂パイプ５を挿入する（樹脂パイプ挿入工程）。樹脂パイプ５は、フッ素樹脂やポリイミド等のように耐熱性があり接着し難い樹脂からなる薄い管であり、アルミラミネートシート２の奥側の側辺から各凹部２ａに達するように挿入される。そして、この樹脂パイプ５が挿入されると、高温の金型で上下からプレスすることにより、発電要素１の周囲で重なり合ったアルミラミネートシート２，４を加熱圧迫して封口する（第１封口工程）。
【００１７】
ここで、アルミラミネートシート２，４は、いずれも表面保護層であるＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムの互いに向かい合う面に、バリア層であるアルミニウム・フィルムと、水分バリア層であるポリエチレン・フィルムやポリプロピレン・フィルム等をラミネートしたシートである。そして、これらのアルミラミネートシート２，４を重ね合わせて加熱圧迫することにより、水分バリア層同士を熱溶着させて封口することができる。また、各発電要素１の平板状リード１ａは、基部付近を予め金属との接着層を介して電解液バリア層となるエバール樹脂のフィルムで覆っている。従って、アルミラミネートシート２，４をこの平板状リード１ａと共に重ね合わせて加熱圧迫すると、水分バリア層と電解液バリア層が熱溶着して、これらアルミラミネートシート２，４とリード１ａとの間も確実に封口することができる。しかし、樹脂パイプ５を挟んで重なり合ったアルミラミネートシート２，４を加熱圧迫しても、この樹脂パイプ５は、一旦押し潰された状態にはなるが溶着はされず、内孔を通じて各凹部２ａ内を外部と連通させることができる。
【００１８】
そこで、第１封口工程が完了すると、樹脂パイプ５を通じて各凹部２ａ内に電解液を注入する（注液工程）。この場合、電解液は、樹脂パイプ５の内孔に差し込んだノズル等を介して注入することができる。なお、この注液工程では、製造する電池の種類によっては（特に一次電池では）、単に樹脂パイプ５から電解液を注入するだけでよい場合がある。また、凹部２ａの周囲をチャンバーで覆って真空引きを行ってから、樹脂パイプ５を通じ電解液を注入することもできる。特に、非水電解質二次電池では、最初の充電時に発電要素１の極板間からガスが発生するものがあるので、この場合には、まず凹部２ａの周囲をチャンバーで覆って最初の真空引きを行うと共に、樹脂パイプ５を通じて電解液を注入し、次にリード１ａを充電器に接続して予備充電を行ってから、再度真空引きを行うことによりガス抜きをし、最後に必要に応じて不足する電解液を注入するようにしてもよい。
【００１９】
上記注液工程が完了すれば、樹脂パイプ５を引き抜いて、この樹脂パイプ５の抜き跡で重なり合うアルミラミネートシート２，４を加熱圧迫して封口を行う（第２封口工程）。すると、アルミラミネートシート２，４の間に収納された発電要素１の周囲が完全に密閉されるので、この長尺なアルミラミネートシート２，４に所定間隔ごとに電池が多数形成されることになる。
【００２０】
以上説明した本実施形態の電池の製造方法によれば、長尺な第１のシート上に所定間隔ごとに発電要素と電解液とを収納するための矩形状凹部であって周囲に平面部を有するものを連続的に形成する工程と、開口部を上側にして水平状態で連続的に搬送される矩形状凹部に発電要素を収納する工程と、発電要素が収納された矩形状凹部を、平面状の第二のシートで、平板状リードの先端部が露出するよう覆う工程と、第１のシートと第２のシートとを、矩形状凹部の周囲の平面部で、未溶着部を残して、熱溶着する工程と、未溶着部を介して矩形状凹部に電解液を注入する工程と、未溶着部を熱溶着する工程と備えるので、従来のように開口部を上向きにして電解液を注入する必要がなく、注入や封口の機構が簡略化でき、多数の電池を連続的に製造し容易に搬送することができるようになる。
【００２１】
なお、上記実施形態の樹脂パイプ挿入工程では、アルミラミネートシート２，４の間に樹脂パイプ５を挿入したが、この樹脂パイプ５に代えて、フッ素樹脂やポリイミド等のように耐熱性があり接着し難い樹脂等からなる溶着阻止部材を挿入することもできる。この場合、溶着阻止部材は、第１封口工程の後にすぐ引き抜いておき、この溶着阻止部材の抜き跡の隙間にノズル等を差し込んで電解液の注入を行う。この溶着阻止部材は、薄板状とすることが好ましいが、加熱圧迫する金型のプレス面に凹部を形成しておいて、楕円柱状等のある程度厚さを有した形状とすることも可能である。
【００２２】
また、樹脂パイプ５や溶着阻止部材を挿入する工程の代わりに、第１封口工程で加熱圧迫する上下双方又はいずれか一方の金型のプレス面に溝を形成するようにしてもよい。この場合、プレス面の溝部ではアルミラミネートシート２，４を加熱圧迫することができないので、この部分が溶着されずに未封口経路となり、この未封口経路にノズル等を差し込めば電解液の注入を行うことができる。
【００２３】
さらに、上記実施形態では、２枚のアルミラミネートシート２，４を重ね合わせて封口する場合について説明したが、１枚の幅広のアルミラミネートシート２の他方の側辺部を折り返して重ね合わせるようにすることもできる。
【００２４】
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の電池の製造方法によれば、従来のように開口部を上向きにして電解液を注入する必要がなく、電解液の注入や封口作業のための搬送が容易となり、電池の生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態を示すものであって、電池の製造工程を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 発電要素
２ アルミラミネートシート
２ａ 凹部
４ アルミラミネートシート
５ 樹脂パイプ
Claims (1)
- アルミラミネートシートよりなる第１のシートとアルミラミネートシートよりなる第２のシートとの間に平板状リードを有する発電要素と電解液とが熱溶着密封され、熱溶着部を介して平板状リードが導出された電池の製造方法において、
長尺な第１のシート上に所定間隔ごとに発電要素と電解液とを収納するための矩形状凹部であって周囲に平面部を有するものを連続的に形成する工程と、
開口部を上側にして水平状態で連続的に搬送される矩形状凹部に発電要素を収納する工程と、
発電要素が収納された矩形状凹部を、平面状の第二のシートで、平板状リードの先端部が露出するよう覆う工程と、
第１のシートと第２のシートとを、矩形状凹部の周囲の平面部で、未溶着部を残して、熱溶着する工程と、
未溶着部を介して矩形状凹部に電解液を注入する工程と、
未溶着部を熱溶着する工程とを備えたことを特徴とする電池の製造方法。
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