JP7120069B2 - BATTERY MANUFACTURING METHOD AND BATTERY - Google Patents
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Description
本発明は,正極板と負極板とセパレータとを積み重ねてなる電極積層体を有する電池およびその製造方法に関する。さらに詳細には,電極積層体として,カード状の正極板と負極板とセパレータとが積層されているものを用いる電池およびその製造方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a battery having an electrode laminate in which a positive electrode plate, a negative electrode plate and a separator are stacked, and a manufacturing method thereof. More specifically, the present invention relates to a battery using an electrode laminate in which a card-like positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator are laminated, and a manufacturing method thereof.
電池における電極積層体には,帯状の電極板等を巻き重ねた捲回型のものの他,カード状の電極板等を平積みした積層型のものがある。積層型の電極積層体に関する従来技術として,特許文献1に記載されているものを挙げることができる。同文献の技術では,電極板を載置部上に積層していくに際して,載置部を傾斜させた状態で適宜振動させることとしている(その請求項1等)。電極板同士の位置合わせのためである。積層型では1枚1枚の電極板が互いに分離しているので位置合わせが重要なためである。
Electrode laminates in batteries include a wound type in which strip-shaped electrode plates are wound, and a laminated type in which card-shaped electrode plates are laid flat.
しかしながら前記した従来の技術には,次のような問題点があった。位置合わせに失敗する場合があるのである。なぜなら前述の特許文献1の技術では,その図3中の「33」(積層テーブル)上にて電極板の端部を「36」(壁)に接触させることで位置合わせする。しかし電極板の端部は脆弱である。電極板は一般的に集電箔の両面に電極活物質層を形成したものであるところ,端部付近は電極活物質層のない,集電箔のみの部分とされていることがあるためである。このため位置合わせ時に,「36」(壁)と接触した端部付近が荷重に負けて皺寄り変形してしまうことがある。こうなると位置合わせは失敗したことになる。従来技術ではこのようなことが起こりやすいのである。
However, the conventional techniques described above have the following problems. Alignment may fail. This is because, in the technique of
本発明は,前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは,電極積層体における電極板が確実に位置合わせされている電池およびその製造方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the prior art described above. The object is to provide a battery and method of manufacturing the same in which the electrode plates in the electrode stack are reliably aligned.
本発明の一態様における電池の製造方法は,正極板と負極板とセパレータとを積み重ねてなる電極積層体を外装体に収納することにより電池を製造する方法であって,正極板と負極板とセパレータとがあらかじめカード状に一体化されているとともに,正極板と負極板とセパレータとがすべて存在する蓄電部と,正極板のみが存在する正極集電部と,負極板のみが存在する負極集電部とを有する合わせ板を作製する合わせ板作製工程と,合わせ板同士を,蓄電部同士,正極集電部同士,負極集電部同士がそれぞれ上方から見て重なるように積層して電極積層体とする積層工程とを有し,合わせ板作製工程中に,各合わせ板における正極集電部と負極集電部とのうち少なくとも揃った一方に,部分的に折り曲げまたは湾曲により他の部分に対して起こされた起立形状部を形成する起立形状形成工程を行い,積層工程では,上方から見て起立形状部同士が重なるようにする。 A method for manufacturing a battery according to one aspect of the present invention is a method for manufacturing a battery by housing an electrode laminate obtained by stacking a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator in an outer package. The separator and the separator are integrated in advance in the form of a card, and there is a power storage part in which the positive plate, the negative plate, and the separator all exist, a positive current collector in which only the positive plate exists, and a negative electrode collector in which only the negative plate exists. A laminated plate manufacturing process for producing a laminated plate having a current part, and an electrode lamination by laminating the laminated plates so that the power storage parts, the positive electrode current collectors, and the negative electrode current collectors overlap each other when viewed from above. During the laminated plate manufacturing process, at least one of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector in each laminated plate is partially bent or bent to the other portion. Then, an erecting shape forming step is performed to form an erected erected shape portion, and in the stacking step, the erected shape portions are overlapped with each other when viewed from above.
上記態様における電池の製造方法では,合わせ板作製工程中の起立形状形成工程にて,正極集電部と負極集電部とのうち少なくとも揃った一方に起立形状部が形成される。積層工程にて使用する合わせ板は,起立形状部が形成されているものである。このため,正極集電部と負極集電部とのうち,起立形状部が形成されている方のものは,平坦なものより剛性が高くなっている。このため,電極積層体における合わせ板同士の位置合わせを高い精度で行うことができる。このようにして,電極積層体における電極板が確実に位置合わせされている電池を得ることができる。 In the battery manufacturing method of the above aspect, the upright shape portion is formed in at least one of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector in the upright shape forming step in the laminated plate manufacturing step. The laminated plate used in the lamination process has an upright portion. For this reason, of the positive current collector and the negative current collector, the one in which the upright portion is formed has higher rigidity than the flat one. Therefore, it is possible to align the alignment plates in the electrode laminate with high accuracy. In this way, a battery can be obtained in which the electrode plates in the electrode stack are reliably aligned.
上記態様の電池の製造方法ではさらに,積層工程より後に,起立形状部同士の重なり箇所に対して,対外端子との接続のための端子接続部材を接合する端子接合工程を行うことが好ましい。これにより,電極積層体と対外端子との接続構造が得られる。合わせ板の位置合わせ精度を上げるために用いた起立形状部を,端子接続部材との接合のためにも使うことで,電池のコンパクト化に有利である。 In the battery manufacturing method of the above aspect, it is preferable that, after the stacking step, a terminal joining step of joining a terminal connecting member for connection with an external terminal to the overlapping portions of the upright portions is performed. Thereby, a connection structure between the electrode laminate and the external terminal is obtained. It is advantageous to make the battery more compact by using the upright shape portion, which is used to increase the alignment accuracy of the alignment plate, also for joining with the terminal connection member.
上記のいずれかの態様の電池の製造方法ではまた,起立形状形成工程では,各合わせ板における正極集電部と負極集電部とのうち少なくとも揃った一方に切り込みを入れるとともに,蓄電部から見て切り込みよりも遠い部分を起立形状部とすることが望ましい。このようになっていれば,起立形状部の形成のために集電部に掛かる歪みがごく軽度で済む。 In the method for manufacturing a battery according to any one of the above aspects, in the standing shape forming step, at least one of the positive current collecting portion and the negative current collecting portion of each laminated plate is notched so as to be aligned with each other. It is desirable that the portion farther than the notch be the upright shape portion. With this configuration, the strain applied to the current collecting portion due to the formation of the standing shape portion can be minimized.
集電部に切り込みを入れる態様の電池の製造方法ではさらに,起立形状形成工程で,切り込みを,蓄電部から離れた端部位置から蓄電部に近づく向きに折れ線状または曲線状または斜線状に入れることが望ましい。こうすることで,折り曲げまたは湾曲だけで,蓄電部から見て切り込みよりも遠い部分を起立形状部とすることができる。その場合,正極板と負極板との貼り合わせと同時に起立形状部を形成することもできる。 In the method of manufacturing a battery in which a cut is made in the current collecting part, the cut is made in the shape of a polygonal line, a curved line, or an oblique line in the direction of approaching the power storage part from the end position away from the power storage part in the standing shape forming step. is desirable. By doing so, the portion farther from the cut as viewed from the power storage unit can be formed into an upright shape simply by bending or curving. In that case, the upright portion can be formed at the same time as the positive electrode plate and the negative electrode plate are attached.
本発明の別の一態様における電池は,正極板と負極板とセパレータとを積み重ねてなる電極積層体を外装体に収納したものであって,電極積層体は,いずれもカード状であり集電箔の両面に電極活物質層を形成したものである正極板および負極板がセパレータを介して積層されているものであるとともに,正極板と負極板とセパレータとがすべて存在する蓄電部と,正極板における集電箔のみの非塗工部のみが存在する正極集電部と,負極板における集電箔のみの非塗工部のみが存在する負極集電部とを有し,正極集電部と負極集電部とが蓄電部を中心に逆向きに突出しているものであり,正極集電部の各正極板と負極集電部の各負極板とのうち少なくとも一方に,部分的に折り曲げまたは湾曲により他の部分に対して起こされた起立形状部が形成されているとともに,起立形状部同士が上方から見て重なる配置とされており,起立形状部同士の重なり箇所に対して,対外端子に接続されている端子接続部材が接合されているものである。 A battery according to another aspect of the present invention includes an electrode laminate obtained by stacking a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator, and is housed in an outer package. A positive electrode plate and a negative electrode plate , which are formed by forming electrode active material layers on both sides of a foil, are laminated with a separator interposed therebetween. A positive current collecting part having only a non- coated part of only the current collecting foil on the plate and a negative current collecting part having only a non-coated part of only the current collecting foil on the negative plate , and the negative electrode current collector protrude in opposite directions from the power storage unit, and at least one of the positive electrode plate of the positive electrode current collector and each negative electrode plate of the negative electrode current collector is partially An upright shape part is formed by bending or curving to raise the other part, and the upright shape parts are arranged so that they overlap each other when viewed from above. A terminal connection member connected to the external terminal is joined.
上記態様における電池では,電極積層体における正極板や負極板の位置合わせ精度が高い。また,端子接続部材の接合構造もコンパクトである。 In the battery of the above aspect, the alignment accuracy of the positive electrode plate and the negative electrode plate in the electrode laminate is high. Also, the joint structure of the terminal connecting member is compact.
本構成によれば,電極積層体における電極板が確実に位置合わせされている電池およびその製造方法が提供されている。 According to this configuration, a battery and method of manufacturing the same are provided in which the electrode plates in the electrode stack are reliably aligned.
以下,本発明を具体化した実施の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は,図1に示す電池1およびその製造方法として本発明を具体化したものである。図1の電池1は,電極積層体2を外装体3に収納してなるものである。電池1には,正負の対外端子4,5が設けられている。本形態における本発明としての特徴は,電極積層体2にある。そこで電極積層体2について詳述する。
Embodiments embodying the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. This embodiment embodies the present invention as a
本形態の電池1の電極積層体2を図2に示す。図2に示す電極積層体2は,多数の合わせ板6を平積みに積み重ねたものである。図3に,電極積層体2を構成する合わせ板6を単独で示す。合わせ板6は,略長方形のカード状のものである。合わせ板6は,後述するように,正極板と負極板と2層のセパレータとがあらかじめカード状に一体化されたものである。合わせ板6には,蓄電部7と,正極集電部8と,負極集電部9とがある。蓄電部7は,正極板と負極板と2層のセパレータとのすべてが存在する部分である。正極集電部8は,正極板のみが存在する部分である。負極集電部9は,負極板のみが存在する部分である。
FIG. 2 shows the
図2の電極積層体2では当然,合わせ板6の蓄電部7同士,正極集電部8同士,負極集電部9同士がそれぞれ,上方から見て重なっている状態にある。上方から見てとは,合わせ板6と垂直な方向から見て,ということである。電極積層体2におけるそれぞれの重ね合わせ箇所も以下,蓄電部10,正極集電部11,負極集電部12,と称する。図1の電池1では,正極集電部11は正極対外端子4と,負極集電部12は負極対外端子5と,それぞれ接続されている。
In the
図3の合わせ板6についてさらに説明する。本形態の合わせ板6では,負極集電部9に切り込み13が入れられるとともに,負極集電部9の一部に起立形状部14が形成されている。切り込み13は,負極集電部9における,蓄電部7から離れた端部の位置から,蓄電部7へ向かって折れ線状に入れられている。ただし切り込み13は,蓄電部7には進入していない。そして,負極集電部9のうち,蓄電部7から見て切り込み13よりも遠い部分が,折り曲げられて図3中で上向きに起こされ,起立形状部14となっている。切り込み13および起立形状部14は,図3中のL方向に対して,どの合わせ板6でも同じ位置に設けられている。
The
図3中の負極集電部9およびその起立形状部14を図中の矢印Aの目線で見た正面図を図4に示す。起立形状部14は,折り目40から立ち上がっており,その立ち上がり角θは,5°~85°の範囲内であればよい。立ち上がり角θが小さすぎると,折り曲げる意味がない。立ち上がり角θがあまりに直角に近いと,あるいは直角を超えていると,起立形状部14同士の重ね合わせに支障がある。すなわち図2に示されるように電極積層体2の状態では,各合わせ板6の起立形状部14同士も上方から見て重なっている。
FIG. 4 shows a front view of the negative electrode
図2に示される電極積層体2では,合わせ板6同士の位置合わせ精度が高い。各合わせ板6に起立形状部14が形成されていることによる。まず,図2中のW方向の位置合わせ精度について説明する。電極積層体2は,負極集電部12側の端部を適当な位置合わせ基準に押し当てることで,容易に合わせ板6をW方向に位置合わせすることができる。適当な位置合わせ基準とは例えば,前述の特許文献1の図3中に「36」として示されている壁のようなもののことである。
In the
負極集電部12は,各合わせ板6における正極板が存在せず負極板のみが存在する部分であるから,正極板および負極板の両方が存在する蓄電部10に比べて脆弱であることは否めない。しかし本形態では前述の起立形状部14が設けられているため,W方向の圧縮荷重に対する負極集電部12の剛性がかなり高いのである。このため,負極集電部12を位置合わせ基準に押し当てても各合わせ板6の負極集電部9が皺寄り変形してしまうことがない。したがってW方向に関する高い位置合わせ精度が得られるのである。
Since the negative electrode current collecting
もし,起立形状部14を設けることなく位置合わせを行うと,図5に示すように,一部の負極集電部9に皺寄り変形15が発生しうる。皺寄り変形15が発生した合わせ板6と発生しなかった合わせ板6とでは,W方向に対する蓄電部10の位置にずれDがある。このため,W方向に関する位置合わせ精度が低いのである。本形態では起立形状部14を設けることで,皺寄り変形15による位置合わせ精度の低下を防止している。
If alignment is performed without providing the upright shaped
本形態の上記の電極積層体2では,起立形状部14が,前述の位置合わせ精度の他に,図2中のW方向についてのサイズのコンパクト化にも貢献している。なぜなら電極積層体2では,負極集電部9のW方向の幅自体が,起立形状部14を設けない場合と比べて小さくて済むからである。例えば,負極集電部9の幅が15mmであったとし,起立形状部14を設けない場合の位置合わせ精度が±2mmとなるような条件があったとする。この場合に起立形状部14を,幅:12mm,長さ:5mm,立ち上がり角θ:45°の条件で形成することにより,位置合わせ精度を±0.5mm程度まで向上させることができる。ということは起立形状部14を形成する場合には,負極集電部9の幅自体を1.5mm縮小できるということである。
In the above-described
図2中のL方向については,蓄電部10のL方向の端部を適当な位置合わせ基準に押し当てることで位置合わせがなされる。蓄電部10は,正極板と負極板との両方を有するのでかなり強度があり,皺寄り変形のおそれはない。さらに本形態では,負極集電部12で起立形状部14同士が上方から見て重なっていること自体も,L方向の位置合わせに貢献している。前述のように起立形状部14がどの合わせ板6でも同じ位置に設けられているからである。
As for the L direction in FIG. 2, alignment is performed by pressing the end of the
図2に示した電極積層体2における起立形状部14は,図1に示した負極対外端子5との接続のための箇所でもある。この接続構造について説明する。図6に,電極積層体2に負極端子接続部材16を接合した状況を示す。図6に示すのは,負極端子接続部材16を接合した状態での電極積層体2を負極集電部12の側から見た正面図(視線は図3中の矢印Aと同じ)である。負極端子接続部材16が接合されているのは,電極積層体2のうち負極集電部12の部分である。さらに詳細には,各負極集電部9における起立形状部14の箇所である。
The
図6に示されるように,各負極集電部9の起立形状部14のうち,先端付近の部分に平坦部17が設けられている。平坦部17は,負極集電部9のうち起立形状部14以外の部分と平行である。図6では,複数の平坦部17同士が重なっており,そこに負極集電部9と負極端子接続部材16との接合箇所18が設けられている。接合箇所18では,各平坦部17と負極端子接続部材16とが溶着されている。こうして,電極積層体2の負極集電部12に負極端子接続部材16が接合されている。接合の方法は,抵抗溶接,レーザ溶接,超音波溶接など何でもよい。この接合の工程は,合わせ板6同士を積層する工程より後で行われる。負極端子接続部材16のうち図6に現れていない方の端部は,負極対外端子5に接続されている。
As shown in FIG. 6, a
図7に,負極端子接続部材16を接合した状態での電極積層体2の斜視図を示す。図7に示すように負極端子接続部材16は,接合箇所18から,負極集電部12の縁辺と平行に設けられている。その先で,負極対外端子5のうち外装体3の内部側の部分に接続されている。なお図7では,負極端子接続部材16が,電極積層体2から図中で上方にやや持ち上げられて位置しているように描かれている。これは,描画上,直感的なわかりやすさを優先したものである。実際には図6に示したように,負極端子接続部材16は電極積層体2とほぼ同一の高さに位置している。ただし図7に描いたような配置にすることも可能である。
FIG. 7 shows a perspective view of the
本形態では上記のように負極集電部9の起立形状部14の部分に負極端子接続部材16を接合させている。このこと自体も,電池1のコンパクト化に貢献している。負極集電部9に,負極端子接続部材16の接合のための特別の部位を設ける必要がないからである。また,負極集電部9のW方向の幅が前述のようにコンパクト化されていることから,負極端子接続部材16の幅Tもコンパクト化できる。なお図1の電池1においては当然,正極側でも,正極集電部11と正極対外端子4との接続が端子接続部材により取られている。この接続の方法は,図6,図7に示した負極側と同じでもよいし,公知の接続方法でもよい。
In this embodiment, the negative electrode
続いて,図1に示した電池1の製造方法を説明する。電池1の製造方法は,基本的には,電極積層体2を製造し,製造した電極積層体2を外装体3に収納することである。このうち電極積層体2の外装体3への収納に関しては,本発明としての特徴点ではなく,公知技術と差異はない。製造方法上の本発明としての特徴点は,電極積層体2の製造過程にある。すなわち電極積層体2の製造において負極板として,前述の切り込み13および起立形状部14が形成されているものを使用する,という点が本発明としての特徴点である。
Next, a method for manufacturing the
電極積層体2の製造過程を,図8に基づき詳細に説明する。図8には,正極帯19と負極帯20とから電極積層体2を得る過程が示されている。図8中には,この過程を実施するための設備として,第1切断部21,貼り合わせ部22,第2切断部23,積層部24が設けられている。
The manufacturing process of the
正極帯19は,集電箔の両面に電極活物質層を形成してなる長尺状のものである。その長手方向と平行な一端に集電箔のみの非塗工部25が設けられており,残部が電極活物質層のある塗工部26である。正極帯19が第1切断部21で長手方向と交差する方向に切断されることで,カード状の正極板27が得られる。
The
負極帯20も,集電箔の両面に電極活物質層を形成してなる長尺状のものであるという点では正極帯19と同様のものである。ただし集電箔や電極活物質層の材質は当然,正負で異なる。負極帯20においても,その長手方向と平行な一端に集電箔のみの非塗工部28が設けられており,残部が電極活物質層のある塗工部29である。ただし,正極帯19と負極帯20とでは,非塗工部25と非塗工部28とが逆向きに配置されている。また,負極帯20の塗工部29は,両面ともにセパレータで覆われている。非塗工部25はセパレータで覆われていない。また,これより,前述の負極集電部12は,正極板が存在しないばかりか負極活物質層も存在しない,負極集電箔のみの部分なのである。
The
貼り合わせ部22では,負極帯20と正極板27とを貼り合わせる。ここで,負極帯20と正極板27とで,塗工部26と塗工部29とが重なり合うようにされる。よって貼り合わせ後においては,正極板27の非塗工部25と負極帯20の非塗工部28とが,塗工部26と塗工部29との重なり箇所を中心に逆向きに突出した状態となる。貼り合わせ後においてはまた,長尺状の負極帯20の上にカード状の正極板27が並べられた状態となる。
In the
そして第2切断部23で,貼り合わせ後の負極帯20が切断される。切断方向はやはり長手方向と交差する方向であり,切断箇所は正極板27と正極板27との間の隙間の箇所である。これにより,合わせ板6が得られる。合わせ板6は,正極板27と負極板とセパレータとがカード状に一体化されているとともに,正極板27と負極板とセパレータとがすべて存在する蓄電部7と,正極板27のみが存在する正極集電部8と,負極板のみが存在する負極集電部9とを有するものである。この合わせ板6が積層部24で複数枚積層されることで,電極積層体2が得られる。積層部24では合わせ板6同士が,蓄電部7同士,正極集電部8同士,負極集電部9同士がそれぞれ上方から重なって見えるように積層される。
Then, the bonded
ここで,貼り合わせ部22での負極帯20と正極板27との貼り合わせの際に,起立形状部14の形成も行われる。貼り合わせ部22は,図9に示すように,第1ローラ30と第2ローラ31とのローラ対で構成されている。図9のローラ対には,貼り合わせ区間32と折り曲げ区間34とが設けられている。貼り合わせ区間32は,塗工部26および塗工部29が通過する区間である。貼り合わせ区間32における第1ローラ30および第2ローラ31はいずれも,単純な円柱形状である。
Here, when the
折り曲げ区間34は,負極帯20の非塗工部28が通過する区間である。非塗工部28が折り曲げ区間34を通過するときに,切り込み13および起立形状部14の形成が行われる。このため,折り曲げ区間34における第1ローラ30および第2ローラ31は,単純な円柱形状ではない特殊な形状とされている(図9中に「F」で示す箇所)。
The bending
図10に,折り曲げ区間34における第1ローラ30の表面形状を示す。図10に示すように,折り曲げ区間34では,第1ローラ30の表面上に,切断刃37と,折り曲げ突起38とが形成されている。切断刃37および折り曲げ突起38以外の部分は単純な円柱面である。切断刃37は,非塗工部28に切り込み13を入れるための形状である。よって切断刃37は,折り曲げ区間34における,貼り合わせ区間32から離れた端部の位置から,貼り合わせ区間32へ向かって折れ線状に形成されている。ただし切断刃37は,貼り合わせ区間32には進入していない。そして,切断刃37における最も奥の箇所から,貼り合わせ区間32と反対向きに端部まで直線状に折り曲げ突起38が形成されている。
FIG. 10 shows the surface shape of the
そして,図11に示すように,折り曲げ区間34における第2ローラ31には,折り曲げパッド39が形成されている。折り曲げパッド39は,折り曲げ区間34における貼り合わせ区間32から離れた端部の位置から,前述の折り曲げ突起38とほぼ同じ長さにわたって直線状に形成されている。折り曲げパッド39の材質は,ゴム等,折り曲げ突起38より軟らかいものである。そして折り曲げパッド39は,第1ローラ30および第2ローラ31を回転させたときに,必ず折り曲げ突起38と当接する位置に設けられている。
Further, as shown in FIG. 11, a
このため,負極帯20および正極板27が貼り合わせ部22を通過するときに,切断刃37により非塗工部28に切り込み13が入れられる。そして図12に示すように非塗工部28の一部が折り曲げ突起38と折り曲げパッド39とに挟まれる。こうして,非塗工部28におけるその挟まれた箇所が折り曲げられ,折り目40となる。折り目40となるのは,非塗工部28における,切り込み13の最も奥の箇所から端部までの直線状の箇所である。これにより,折り目40より先の部分が起こし上げられて起立形状部14となる。起立形状部14となるのは,非塗工部28のうち塗工部29から見て切り込み13よりも遠い部分である。
Therefore, when the
なお図12中における折り曲げパッド39は,折り曲げ突起38により押し付けられ,本来の形状から歪んだ形状となっている。この,折り曲げパッド39の歪み具合の設定により,図4に示した立ち上がり角θを調整することができる。すなわち,折り曲げ時における折り曲げパッド39の歪み具合が大きい設定であれば,立ち上がり角θの大きい起立形状部14が得られる。折り曲げ時における折り曲げパッド39の歪み具合が小さい設定であれば,立ち上がり角θの小さい起立形状部14が得られる。これにより,立ち上がり角θを前述の好ましい範囲内とすることができる。
The
第1ローラ30および第2ローラ31の周長は,図8中における貼り合わせ部22より下流側での,負極帯20上での合わせ板6のL方向の配置ピッチと同じとする。これにより,各合わせ板6における同じ位置にて起立形状部14が形成されることとなる。
The circumferential lengths of the
積層部24の構成例を図13に示す。積層部24には,積層台41と回転テーブル42とが設けられている。回転テーブル42には,2つの吸着パッド43が設けられている。2つの吸着パッド43はいずれも,回転テーブル42に対して昇降可能とされている。これにより,合わせ板6を積層台41上に積み重ねることができる。
FIG. 13 shows a configuration example of the
すなわち,第2切断部23での切断により得られた合わせ板6を,一方の吸着パッド43で吸着して持ち上げる。そして回転テーブル42を180°回転させた上でその合わせ板6を積層台41上に載置するのである。これを繰り返すことで積層台41上に電極積層体2が得られる。むろん,合わせ板6の持ち上げおよび載置には吸着パッド43の昇降機能が利用される。このため,積層台41上に載置される合わせ板6の移動方向は,垂直方向である。したがって,この載置に際しては起立形状部14同士が上方から見て重なるようにされるので,起立形状部14が邪魔になることはない。また,積層台41上では前述のように,適当な位置合わせ基準を用いて合わせ板6同士の位置合わせを行うことができる。
That is, the
このようにして,起立形状部14により負極集電部12の剛性がかなり高い電極積層体2が得られる。その後,前述の負極端子接続部材16の取り付け,正極端子接続部材の取り付け,そして外装体3への収納の各工程を行うことで,図1に示した電池1が得られる。正負の端子接続部材の取り付け,外装体3への収納そのものはいずれも,公知の方法でよい。また,外装体3には当然,電極積層体2ばかりでなく公知の電解液も収納される。
In this way, the
続いて,本形態の変形例を説明する。ここで説明する変形例はいずれも,起立形状部14の具体的形状についてのものである。ここまでの説明では,負極集電部9に起立形状部14を形成するための切り込み13の形状は,図3に示されるような折れ線状のものであった。しかしこれに限らず,図14に示されるような曲線状でもよいし,図15に示されるような斜線状でもよい。また,折れ線状の場合であっても,折れ線の各区間の角度は図示した通りでなくてもよい。また,折り目40の線が明確でない湾曲状であってもよい。湾曲状の場合における立ち上がり角θは,湾曲している部分より先端側の平面状の部分の傾斜角とすればよい。
Next, a modified example of this embodiment will be described. All of the modified examples described here relate to the specific shape of the standing
また,図16に示すように,切り込み13が負極集電部9の端部に達していない形状も考えられる。この場合,切り込み13の形成とは別にその後に負極集電部9(非塗工部28)をプレス加工する工程が必要になる。しかし負極集電部9の剛性向上効果は得られる。図16で切り込み13自体をなくしプレス加工のみにすることも考えられるが,負極集電部9に歪みが残りやすいという点ではやや不利となる。逆にいうと切り込み13があることで,起立形状部14を形成しても負極集電部9に歪みが残りにくいのである。
In addition, as shown in FIG. 16, a shape in which the
以上詳細に説明したように本実施の形態によれば,電極積層体2を構成する電極板の集電部(非塗工部)の一部に起立形状部14を設けることで,集電部の剛性を向上させている。これにより,電極積層体2を構成する電極板の位置合わせ精度に優れた電池の製造方法,およびその方法により製造された電池1が実現されている。また,電極積層体2のサイズのコンパクト化にも資することができる。
As described in detail above, according to the present embodiment, by providing the
なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。例えば前記形態では,起立形状部14を負極集電部9に設けている。しかしこれに限らず,正極集電部8に起立形状部14を設けることとしてもよい。ただし,起立形状部14をどちらの集電部に設けるかについては,電極積層体2を構成するすべての合わせ板6について揃っていなければならない。あるいは負極集電部9と正極集電部8との両方に起立形状部14を設けることとしてもよい。ただしその場合,電極積層体2を構成するすべての合わせ板6について両方の集電部に起立形状部14を設けなければならない。また,1つの合わせ板6における起立形状部14の個数は任意である。ただしその個数も,電極積層体2の中では揃っていなければならない。
It should be noted that the present embodiment is merely an example, and does not limit the present invention in any way. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the scope of the invention. For example, in the above embodiment, the
また,本発明を適用する電池の種類は問わない。ただ,正極板と負極板とセパレータとを積み重ねてなる電極積層体を外装体に収納した構造を有するものでさえあればよい。リチウムイオン電池やニッケル水素電池,全固体電池はいずれも,本発明を適用できる電池の範囲内に含まれる。また,正極板および負極板について,集電箔の表面上に電極活物質層を形成したものであることとしたが,このことも必須ではない。電池の種類によっては,集電箔と電極活物質層との区別がないものであってもよい。 Moreover, the type of battery to which the present invention is applied does not matter. However, it is only necessary to have a structure in which an electrode laminate formed by stacking a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator is housed in an outer package. Lithium-ion batteries, nickel-metal hydride batteries, and all-solid-state batteries are all included within the scope of batteries to which the present invention can be applied. Moreover, although the positive electrode plate and the negative electrode plate are formed by forming an electrode active material layer on the surface of the collector foil, this is also not essential. Depending on the type of battery, there may be no distinction between the collector foil and the electrode active material layer.
製造手順も,図8に示したものと異なっていてもよい。例えば負極帯を先にカード状に裁断して正極帯上に配置する方式でもよいし,正極板,負極板の両方をあらかじめカード状にしておいて1枚ずつ貼り合わせて合わせ板6を得る方式でもよい。図13中の回転テーブル42を直線往復移動方式のもので置き替えてもよい。
The manufacturing procedure may also differ from that shown in FIG. For example, a system in which the negative electrode strip is first cut into a card shape and placed on the positive electrode strip may be employed, or a system in which both the positive electrode plate and the negative electrode plate are formed into card shapes in advance and then laminated one by one to obtain the
[付記]
正極板と負極板とセパレータとを積み重ねてなる電極積層体を外装体に収納することによる電池の製造方法であって,
正極板と負極板とセパレータとがあらかじめカード状に一体化されているとともに,正極板と負極板とセパレータとがすべて存在する蓄電部と,正極板のみが存在する正極集電部と,負極板のみが存在する負極集電部とを有する合わせ板を使用し,
前記合わせ板同士を,前記蓄電部同士,前記正極集電部同士,前記負極集電部同士がそれぞれ重なり合うように積層する積層工程により,前記電極積層体を製造するとともに, 前記積層工程に供する前記合わせ板として,前記正極集電部と前記負極集電部とのうち少なくとも揃った一方に,部分的に折り曲げまたは湾曲により他の部分に対して起こされた起立形状部が形成されているものを用い,
前記積層工程では,前記起立形状部同士が重なり合うようにすることを特徴とする電池の製造方法。
前述の電池の製造方法であって,
前記積層工程に供する前記合わせ板として,前記正極集電部と前記負極集電部とのうち少なくとも揃った一方に切り込みが入れられるとともに,前記蓄電部から見て前記切り込みよりも遠い部分が前記起立形状部とされているものを用いることを特徴とする電池の製造方法。
前述の電池の製造方法であって,
前記積層工程に供する前記合わせ板として,前記切り込みが,前記蓄電部から離れた端部位置から前記蓄電部に近づく向きに折れ線状または曲線状または斜線状に入れられているものを用いることを特徴とする電池の製造方法。
正極板と負極板とセパレータとを積み重ねてなる電極積層体を外装体に収納してなる電池であって,
前記電極積層体は,いずれもカード状の正極板および負極板がセパレータを介して積層されているものであるとともに,正極板と負極板とセパレータとがすべて存在する蓄電部と,正極板のみが存在する正極集電部と,負極板のみが存在する負極集電部とを有しており,
前記正極集電部の各正極板と前記負極集電部の各負極板とのうち少なくとも一方に,部分的に折り曲げまたは湾曲により他の部分に対して起こされた起立形状部が形成されているとともに,
前記起立形状部同士が重なり合っており,
前記起立形状部同士の重なり合い箇所に対して,対外端子に接続されている端子接続部材が接合されていることを特徴とする電池。
[Appendix]
A method for manufacturing a battery by housing an electrode laminate formed by stacking a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator in an outer package, comprising:
A positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator are integrated in advance in a card shape, and a power storage unit in which all of the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator exist, a positive electrode current collector in which only the positive electrode plate exists, and a negative electrode plate. Using a laminated plate having a negative electrode current collector where only
The electrode laminate is manufactured by a lamination step of laminating the laminated plates so that the power storage units, the positive electrode current collectors, and the negative electrode current collectors overlap each other, and the laminated plates are subjected to the lamination step. As the laminated plate, at least one of the positive electrode current collecting portion and the negative electrode current collecting portion which is aligned is formed with an upright portion which is raised with respect to the other portion by partial bending or bending. use,
A method of manufacturing a battery, wherein in the stacking step, the standing shape portions are overlapped with each other.
A method for manufacturing the aforementioned battery,
As the laminated plate used in the laminating step, at least one of the positive electrode current collecting portion and the negative electrode current collecting portion is notched, and a portion farther from the notch as viewed from the electricity storage portion is raised. A method of manufacturing a battery, characterized by using a shape portion.
A method for manufacturing the aforementioned battery,
The laminated plate used in the laminating step is characterized in that the cut is formed in a polygonal line, curved line, or oblique line in a direction from an end position away from the power storage unit toward the power storage unit. A method of manufacturing a battery to
A battery in which an electrode laminate obtained by stacking a positive electrode plate, a negative electrode plate and a separator is housed in an outer package,
Each of the electrode laminates has a card-shaped positive electrode plate and a negative electrode plate laminated with a separator interposed therebetween, and an electric storage unit in which all of the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator exist, and only the positive electrode plate. has a positive current collector where only the negative plate exists and a negative current collector where only the negative plate exists,
At least one of each of the positive electrode plates of the positive electrode current collecting portion and each of the negative electrode plates of the negative electrode current collecting portion is partially bent or curved to form an upright portion that is raised with respect to the other portions. with
The standing shape portions overlap each other,
A battery, wherein a terminal connection member connected to an external terminal is joined to the overlapping portion of the standing shape portions.
1 電池
2 電極積層体
3 外装体
4 正極対外端子
5 負極対外端子
6 合わせ板
7,10 蓄電部
8,11 正極集電部
9,12 負極集電部
13 切り込み
14 起立形状部
16 負極端子接続部材
18 接合箇所
27 正極板
1
Claims (5)
正極板と負極板とセパレータとがあらかじめカード状に一体化されているとともに,正極板と負極板とセパレータとがすべて存在する蓄電部と,正極板のみが存在する正極集電部と,負極板のみが存在する負極集電部とを有する合わせ板を作製する合わせ板作製工程と,
前記合わせ板同士を,前記蓄電部同士,前記正極集電部同士,前記負極集電部同士がそれぞれ上方から見て重なるように積層して前記電極積層体とする積層工程とを有し,
前記合わせ板作製工程中に,各前記合わせ板における前記正極集電部と前記負極集電部とのうち少なくとも揃った一方に,部分的に折り曲げまたは湾曲により他の部分に対して起こされた起立形状部を形成する起立形状形成工程を行い,
前記積層工程では,上方から見て前記起立形状部同士が重なるようにすることを特徴とする電池の製造方法。 A method for manufacturing a battery by housing an electrode laminate formed by stacking a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator in an outer package, comprising:
A positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator are integrated in advance in a card shape, and a power storage unit in which all of the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator exist, a positive electrode current collector in which only the positive electrode plate exists, and a negative electrode plate. A laminated plate manufacturing step of manufacturing a laminated plate having a negative electrode current collector in which only the
laminating the laminated plates so that the power storage units, the positive current collectors, and the negative current collectors overlap each other when viewed from above to form the electrode laminate;
At least one of the positive electrode current collecting portion and the negative electrode current collecting portion in each of the laminated plates which is aligned during the manufacturing process of the laminated plate is partially bent or bent to stand up against the other portion. Performing an upright shape forming process for forming a shape part,
A method of manufacturing a battery, wherein in the stacking step, the upright portions are overlapped with each other when viewed from above.
前記積層工程より後に,前記起立形状部同士の重なり箇所に対して,対外端子との接続のための端子接続部材を接合する端子接合工程を行うことを特徴とする電池の製造方法。 A method for manufacturing the battery according to claim 1,
A method of manufacturing a battery, characterized in that, after the stacking step, a terminal joining step of joining a terminal connecting member for connection with an external terminal to the overlapping portions of the upright portions is performed.
前記起立形状形成工程では,各前記合わせ板における前記正極集電部と前記負極集電部とのうち少なくとも揃った一方に切り込みを入れるとともに,前記蓄電部から見て前記切り込みよりも遠い部分を前記起立形状部とすることを特徴とする電池の製造方法。 A method for manufacturing the battery according to claim 1 and claim 2,
In the standing shape forming step, at least one of the positive current collecting portion and the negative current collecting portion in each of the laminated plates is cut, and a portion farther from the cut when viewed from the power storage portion is cut. A method for manufacturing a battery, characterized by forming an upright shape portion.
前記起立形状形成工程で,前記切り込みを,前記蓄電部から離れた端部位置から前記蓄電部に近づく向きに折れ線状または曲線状または斜線状に入れることを特徴とする電池の製造方法。 A method for manufacturing the battery according to claim 3,
A method of manufacturing a battery, wherein in the standing shape forming step, the notch is formed in a polygonal, curved, or oblique line from an end position away from the power storage unit toward the power storage unit.
前記電極積層体は,いずれもカード状であり集電箔の両面に電極活物質層を形成したものである正極板および負極板がセパレータを介して積層されているものであるとともに,正極板と負極板とセパレータとがすべて存在する蓄電部と,正極板における集電箔のみの非塗工部のみが存在する正極集電部と,負極板における集電箔のみの非塗工部のみが存在する負極集電部とを有し,前記正極集電部と前記負極集電部とが前記蓄電部を中心に逆向きに突出しているものであり,
前記正極集電部の各正極板と前記負極集電部の各負極板とのうち少なくとも一方に,部分的に折り曲げまたは湾曲により他の部分に対して起こされた起立形状部が形成されているとともに,
前記起立形状部同士が上方から見て重なる配置とされており,
前記起立形状部同士の重なり箇所に対して,対外端子に接続されている端子接続部材が接合されていることを特徴とする電池。 A battery in which an electrode laminate obtained by stacking a positive electrode plate, a negative electrode plate and a separator is housed in an outer package,
The electrode laminate includes a positive electrode plate and a negative electrode plate, both of which are in the form of a card and which are obtained by forming electrode active material layers on both sides of a current collector foil, and is laminated with a separator interposed therebetween. A power storage part where all of the negative plate and the separator exist, a positive current collector part where only the collector foil on the positive plate is uncoated, and only a non-coated part on the negative plate where only the current collector foil exists. and a negative current collecting portion projecting from the positive electrode current collecting portion and the negative electrode current collecting portion in opposite directions from the power storage portion ,
At least one of each of the positive electrode plates of the positive electrode current collecting portion and each of the negative electrode plates of the negative electrode current collecting portion is partially bent or curved to form an upright portion that is raised with respect to the other portions. with
The standing shape portions are arranged to overlap each other when viewed from above,
A battery, wherein a terminal connection member connected to an external terminal is joined to the overlapping portion of the upright shape portions.
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