JP2001126708A - Method of manufacturing nonaqueous electrolyte battery - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、１次もしくは２次
電池としての非水電解液電池の製造方法に関する。The present invention relates to a method for manufacturing a non-aqueous electrolyte battery as a primary or secondary battery.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、例えば自動車、家電部品、コンピ
ュータ等の分野に用いられる電源電池として小型、大容
量化を図ることができる非水電解液２次電池の開発、研
究が目覚ましい。2. Description of the Related Art In recent years, there has been remarkable development and research on nonaqueous electrolyte secondary batteries capable of achieving small size and large capacity as power supply batteries used in the fields of automobiles, home electric appliances, computers and the like.
【０００３】この非水電解液２次電池は、図１にその一
例の概略断面図を示すように、例えば円筒状の外装缶１
内に、電池本体２が収容され、外装缶１内に非水電解液
（図示せず）が注入され、この非水電解液が電池本体２
に含浸されて成る。電池本体２は、図１０にその開放斜
視図を示すように、それぞれフィルム状の正極電極２１
および負極電極２２とが、同様にフィルム状セパレータ
２３を介して積層され、この積層フィルムが、例えば軸
方向に沿ってスリットが切り込まれた例えば円柱状の巻
芯２４に巻き付け、その後この巻芯２４が抜き取られ
て、例えば円筒状に形成される。[0003] As shown in a schematic cross-sectional view of one example of this nonaqueous electrolyte secondary battery, for example, a cylindrical outer can 1 is shown in FIG.
The battery main body 2 is accommodated therein, and a non-aqueous electrolytic solution (not shown) is injected into the outer can 1, and this non-aqueous electrolytic solution is
It is impregnated. As shown in an open perspective view of FIG.
And a negative electrode 22 are similarly laminated via a film-like separator 23, and the laminated film is wound around, for example, a cylindrical core 24 having slits cut along the axial direction, for example. 24 is extracted and formed into, for example, a cylindrical shape.
【０００４】この電池本体２を構成する正極電極２１お
よび負極電極２２は、図１１に示すように、正極電極２
１に関しては、長尺状のＡｌより成る集電金属箔３１の
両面に、正極活物質４１が塗布されて成り、負極電極２
２に関しては、Ｃｕより成る長尺状の集電金属箔３２の
両面に、負極活物質４２が塗布されて成る。これら正極
活物質４１および負極活物質４２は、各集電金属箔３１
および３２の各一側縁に沿ってそれぞれ所要の幅を除い
てほぼ全面的に塗布され、これら各一側縁には、それぞ
れ各集電金属箔３１および３２の幅方向に所要の間隔を
もって切り込み部５０が形成され、これら切り込み部５
０間に短冊状の正極リード２１Ｌおよび負極リード２２
Ｌが形成される。そして、これら正極電極２１および負
極電極２２が、図１０に示すように、セパレータ２３を
介して、それぞれの正極リード２１Ｌおよび負極リード
２２Ｌが互いに逆方向に突出するように積層されて巻回
される。As shown in FIG. 11, a positive electrode 21 and a negative electrode 22 constituting the battery body 2 are
In the case of No. 1, a positive electrode active material 41 is applied to both surfaces of a long current collecting metal foil 31 made of Al, and a negative electrode 2
As for No. 2, the negative electrode active material 42 is applied to both surfaces of a long current collecting metal foil 32 made of Cu. The positive electrode active material 41 and the negative electrode active material 42 are
And 32 are applied substantially entirely except for the required width, and are cut into the respective side edges at required intervals in the width direction of the current collecting metal foils 31 and 32, respectively. The cutouts 5 are formed.
A positive electrode lead 21L and a negative electrode lead 22 in the shape of a strip between 0
L is formed. Then, as shown in FIG. 10, the positive electrode 21 and the negative electrode 22 are stacked and wound via a separator 23 such that the respective positive electrode lead 21L and negative electrode lead 22L project in opposite directions. .
【０００５】電池本体２の両端には、図１に示すよう
に、例えばそれぞれ金属円盤より成る正極集電体３およ
び負極集電体４が配置され、電池本体２の上述した各正
極リード２１Ｌおよび負極リード２２Ｌの各先端が、そ
れぞれ正極集電体３および負極集電体４に溶接される。
上述した電池本体２は、金属外装缶１内に収容され、電
解液の注入がなされる。この電池本体２は、有底筒状体
よりなる外装缶１内に、負極集電体４が外装缶１の底部
側に位置するように収容され、外装缶１の開口端側に絶
縁カバー２５が配置され、更に、外装缶１の開口端が安
全弁５によって閉塞され、さらにその外側にトップカバ
ー６が配置されてガスケット７を介して外装缶１の開放
端にかしめつけられて成る。As shown in FIG. 1, a positive electrode current collector 3 and a negative electrode current collector 4 each made of, for example, a metal disk are arranged at both ends of the battery body 2. Each tip of the negative electrode lead 22L is welded to the positive electrode current collector 3 and the negative electrode current collector 4, respectively.
The above-mentioned battery main body 2 is housed in the metal outer can 1, and an electrolyte is injected therein. The battery body 2 is accommodated in an outer can 1 made of a bottomed cylindrical body such that the negative electrode current collector 4 is located on the bottom side of the outer can 1, and an insulating cover 25 is provided on the open end side of the outer can 1. Is disposed, and the open end of the outer can 1 is closed by a safety valve 5, and a top cover 6 is further disposed outside the open end and is caulked to the open end of the outer can 1 via a gasket 7.
【０００６】正極集電体３には、例えばＡｌ箔よりなる
リボン状のリード片８の一端が溶接されていて、その遊
端に例えばＡｌより成るサブディスク９が溶接され、こ
れが安全弁５の、中心部に設けられた突出部５ａに溶接
される。[0006] One end of a ribbon-shaped lead piece 8 made of, for example, Al foil is welded to the positive electrode current collector 3, and a sub-disc 9 made of, for example, Al is welded to its free end. It is welded to the protrusion 5a provided at the center.
【０００７】このような非水電解液電池においては、図
１１で説明したように、正極電極２１および負極電極２
２の正極リード２１Ｌおよび負極リード２２Ｌが、その
集電金属箔３１および３２の一側縁に所要の間隔をもっ
て形成した切り込み５０間に短冊状に形成される。この
構成による正極リード２１Ｌおよび負極リード２２Ｌ
は、その基部（根元）からの亀裂を防止するために、所
要の曲率を有する湾曲いわゆるＲが形成された湾曲部５
０Ｒが設けられる。In such a non-aqueous electrolyte battery, as described with reference to FIG.
Two positive electrode leads 21L and negative electrode leads 22L are formed in strips between cuts 50 formed at one side edge of the current collecting metal foils 31 and 32 at a required interval. Positive electrode lead 21L and negative electrode lead 22L having this configuration
In order to prevent cracks from its base (root), a curved portion 5 having a required curvature, so-called R, is formed.
0R is provided.
【０００８】このような形状を有する正極リード２１Ｌ
および負極リード２２Ｌを形成する方法は、図１２に示
すように、切り込み部５０のパターンに対応するパター
ンを有するプレス加工パンチ５１、すなわち相対向する
縁部に湾曲部５０Ｒとは反転した対の湾曲部５１Ｒを有
するプレス金型の加工パンチ５１を用いて正極電極２１
および負極電極２２を形成する集電金属箔３１および３
２に、所要の間隔をもってプレス打ち抜き加工する。The positive electrode lead 21L having such a shape
As shown in FIG. 12, a method of forming the negative electrode lead 22L includes a press working punch 51 having a pattern corresponding to the pattern of the cut portion 50, that is, a pair of curved portions which are opposite to the curved portion 50R at opposite edges. The positive electrode 21 is formed by using a working punch 51 of a press die having a portion 51R.
And current collecting metal foils 31 and 3 forming negative electrode 22
Second, press stamping is performed at a required interval.
【０００９】この場合用いられる集電金属箔３１および
３２の厚さは、例えば１０μｍ〜３０μｍという極めて
薄い金属箔であるため、プレス金型のダイとパンチのク
リアランスは片側２μｍ以下が適当である。また、この
場合リード形状が単純であるため、１つの切り込みに関
するプレス加工は、単一のプレス打ち抜き加工工程で行
っている。The thickness of the current collecting metal foils 31 and 32 used in this case is an extremely thin metal foil of, for example, 10 μm to 30 μm. Therefore, the clearance between the die and the punch of the press die is preferably 2 μm or less on one side. In addition, since the lead shape is simple in this case, the press working for one cut is performed in a single press punching process.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の非水電解液電池の製造における電極形成工程の、正極
リードおよび負極リードの形成は、プレス打ち抜き加工
によって行われているが、上述したような単一のプレス
打ち抜き加工による場合、プレス金型の製作特に上述し
たリードの基部の湾曲部すなわちＲ部の、ダイとパンチ
いわゆる金型の雌型と雄型間の間隙いわゆるクリアラン
スの適正な選定が困難であり、ばりの発生、打ち抜き不
良が生じ易く、歩留りが低い。また、稼働率が低いとい
う課題が生じている。また、プレス金型のダイ、パンチ
のクリアランスが、金属箔の厚さに適さず、パンチの摩
耗が激しく、更に、特に正極電極の集電金属箔における
ように、Ａｌ箔に対してプレス打ち抜き加工を行う場合
には、ダイ、パンチにＡｌの凝着が発生し易いことか
ら、プレス金型におけるダイやパンチの寿命が短いなど
の課題もある。As described above, the formation of the positive electrode lead and the negative electrode lead in the conventional electrode forming process in the production of a non-aqueous electrolyte battery is performed by press punching. In the case of such a single press punching process, it is necessary to manufacture a press die, in particular, a gap between a female die and a male die of a die and a punch, that is, a so-called clearance, at a curved portion of the base of the lead, that is, an R portion. Selection is difficult, burrs and punching failures are likely to occur, and the yield is low. In addition, there is a problem that the operating rate is low. In addition, the clearance between the die and the punch of the press die is not suitable for the thickness of the metal foil, and the punch wears severely. Furthermore, as in the case of the current collector metal foil of the positive electrode, press stamping is performed on the Al foil. When performing the above, there is a problem that the life of the die and the punch in the press die is short because Al is easily adhered to the die and the punch.
【００１１】本発明は上述した課題の解決を図ることの
できるようにした非水電解液電池の製造方法を提供する
ものである。The present invention provides a method of manufacturing a non-aqueous electrolyte battery capable of solving the above-mentioned problems.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明による非水電解液
電池の製造方法においては、集電金属箔より成り、集電
金属箔の側縁に複数の切り込み部によって分割された短
冊状リードが配列形成されて成る電極を有する非水電解
液電池の製造方法であって、その集電金属箔に対して短
冊状リードを配列形成するリード形成工程を、少なくと
も集電金属箔に所要の間隔を保持して透孔を配列穿設す
る第１のプレス打ち抜き加工工程と、透孔の隣り合う２
個を組として各組における透孔間にこれら透孔の一部に
跨る幅の切り込み部を形成する第２のプレス打ち抜き加
工工程とを行うものであり、第１のプレス打ち抜き加工
工程によって、最終的に形成する短冊状リードの基部す
なわち根元の両脇に弧状湾曲部を形成し、第２のプレス
打ち抜き加工工程によって所要の幅を有する短冊部を形
成する。In a method for manufacturing a nonaqueous electrolyte battery according to the present invention, a strip-shaped lead made of a current-collecting metal foil and divided by a plurality of cut portions at a side edge of the current-collecting metal foil is provided. A method for manufacturing a non-aqueous electrolyte battery having electrodes formed in an array, wherein a lead forming step of arranging strip-shaped leads with respect to the current collecting metal foil is performed at least at a required interval on the current collecting metal foil. A first press-punching step of holding and arranging the through-holes;
And performing a second press punching step of forming a cut portion having a width across a part of these through holes between the through holes in each set as a set. An arc-shaped curved portion is formed on the base of the strip-shaped lead to be formed, that is, on both sides of the base, and a strip having a required width is formed by a second press punching process.
【００１３】上述したように、本発明製造方法において
は、透孔のプレス打ち抜き加工は、厚さが薄い集電金属
箔に対しても、良好に打ち抜きができることに着目し
て、最終的に形成する短冊状リードの形成において、リ
ードの基部すなわち根元の両脇に形成する湾曲部を、透
孔の穿設によって形成することにより、効果的にばりの
発生が回避された所望の曲率を有する湾曲基部を有する
短冊リードを得ることができるようにするものである。[0013] As described above, in the manufacturing method of the present invention, the press punching of the through-hole focuses on the fact that the current collector metal foil having a small thickness can be punched satisfactorily. In the formation of a strip-shaped lead, a curved portion formed at the base of the lead, that is, at both sides of the root, is formed by drilling a through-hole, so that a curved portion having a desired curvature in which generation of burrs is effectively avoided is effectively prevented. A strip lead having a base can be obtained.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】本発明製造方法の一実施形態は、
図１で示した構成による非水電解液２次電池を製造する
方法である。しかしながら、本発明製造方法は、この実
施形態および例に限られるものではない。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the production method of the present invention is as follows.
This is a method for manufacturing a non-aqueous electrolyte secondary battery having the configuration shown in FIG. However, the manufacturing method of the present invention is not limited to this embodiment and example.
【００１５】先ず、この実施形態において製造する非水
電解液電池について説明すると、この非水電解液電池
は、前述したように、一端が開放された例えば円筒状の
Ｎｉメッキが施されたＦｅより成る有底外装缶１内に、
電池本体２が収容され、外装缶１内に非水電解液（図示
せず）が注入され、この非水電解液が電池本体２に含浸
されて成る。電池本体２は、図１０で説明したように、
それぞれフィルム状の正極電極２１および負極電極２２
とが、同様にフィルム状セパレータ２３を介して積層さ
れた積層フィルムを円筒状に巻回して形成する。First, the non-aqueous electrolyte battery manufactured in this embodiment will be described. As described above, this non-aqueous electrolyte battery is made of, for example, cylindrical Ni-plated Fe having one open end. Inside the bottomed outer can 1
The battery main body 2 is housed, a non-aqueous electrolyte (not shown) is injected into the outer can 1, and the non-aqueous electrolyte is impregnated in the battery main body 2. As described with reference to FIG.
Positive electrode 21 and negative electrode 22 each in the form of a film
Are similarly formed by winding a laminated film laminated via a film-like separator 23 into a cylindrical shape.
【００１６】正極電極２１および負極電極２２は、図２
Ａに要部の概略平面図を示すように、正極電極２１は、
長尺フィルム状の例えばＡｌ箔より成る集電金属箔３１
の両面に正極活物質４１が塗布されて成り、負極電極２
２は、長尺フィルム状の例えばＣｕ箔より成る集電金属
箔３２の両面に負極活物質４２が塗布されて成る。The positive electrode 21 and the negative electrode 22 are shown in FIG.
As shown in a schematic plan view of the main part in FIG.
Metal foil 31 in the form of a long film made of, for example, Al foil
The positive electrode active material 41 is applied to both surfaces of the negative electrode 2
No. 2 is formed by applying a negative electrode active material 42 to both surfaces of a long current collector metal foil 32 made of, for example, Cu foil.
【００１７】これら活物質４１および４２は、それぞれ
集電金属箔３１および３２の長手方向の各一側縁３１ａ
および３１ｂに所要の幅Ｗをもって塗布されない部分が
形成され、この部分において、所要の幅Ｄを有する切り
込み部６２によってこの幅Ｄの間隔をもって各集電金属
箔３１および３２の幅方向に延びる短冊部６１が形成さ
れ、これら短冊部６１によってそれぞれ正極リード２１
Ｌおよび負極リード２２Ｌが配列形成される。Each of the active materials 41 and 42 has one side edge 31a in the longitudinal direction of the current collector metal foils 31 and 32, respectively.
And 31b are formed with a portion which is not applied with a required width W. In this portion, a notch portion 62 having a required width D forms a strip extending in the width direction of each of the current collecting metal foils 31 and 32 at an interval of the width D. 61 are formed, and the strip portions 61 respectively form the positive electrode leads 21.
L and the negative electrode lead 22L are arranged and formed.
【００１８】正極活物質４１は、例えばＬｉを脱ドー
プ、再ドープ可能な物質、例えばリチウム遷移金属酸化
物による活物質Ｌｉx ＭＯ2 （Ｍは、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎ
の１種以上の遷移金属で、０．４≦ｘ≦１．１）で表せ
る複合酸化物等によって構成することができる。The positive electrode active material 41 is, for example, a material capable of undoping and re-doping Li, for example, an active material Li x MO 2 (M is Co, Ni, Mn) made of a lithium transition metal oxide.
And at least one transition metal represented by the following formula: 0.4 ≦ x ≦ 1.1).
【００１９】負極活物質４２は、例えばＬｉをドープ、
脱ドープ可能な物質例えば炭素材料、例えば黒鉛、易黒
鉛化炭素、難黒鉛化炭素等を用いることができる。The negative electrode active material 42 is, for example, doped with Li,
An undoped substance, for example, a carbon material, for example, graphite, graphitizable carbon, hardly graphitizable carbon, or the like can be used.
【００２０】セパレータ２３は、例えばポリエチレン、
ポリプロピレン、テフロンの微多孔膜によって構成する
ことができる。The separator 23 is made of, for example, polyethylene,
It can be constituted by a microporous film of polypropylene or Teflon.
【００２１】この非水電解液は、有機溶媒とこれに溶解
した電解質から成る。有機溶媒は、例えばエチレンカー
ボネート、プロピレンカーボネート等の環状カーボネー
ト、ジメルカーボネート、ジエチルカーボネート等の鎖
状カーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−パレロラク
トン等の環状エステル、酢酸エチル、プロピオン酸メチ
ル等の鎖状エステル、テトラヒドロフラン、１，２−ジ
メトキシエタン等のエーテル等の１種以上を用いること
ができる。電解質としては、用いる溶媒に溶解し、イオ
ン導電性を示すリチウム塩の例えばＬｉＰＦ6 、ＬｉＢ
Ｆ4 、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 、ＬｉＮ（ＣＦ
3ＳＯ2 ）2 、ＬｉＣ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）3 等の１種以上
を用いることができる。The non-aqueous electrolyte comprises an organic solvent and an electrolyte dissolved therein. Organic solvents include, for example, cyclic carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate, chain carbonates such as dimer carbonate and diethyl carbonate, cyclic esters such as γ-butyrolactone and γ-parolelactone, and linear esters such as ethyl acetate and methyl propionate. , Tetrahydrofuran, ethers such as 1,2-dimethoxyethane, and the like. Examples of the electrolyte include lithium salts that dissolve in a solvent to be used and exhibit ionic conductivity, such as LiPF 6 and LiB.
F 4 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF
One or more of 3 SO 2 ) 2 and LiC (CF 3 SO 2 ) 3 can be used.
【００２２】電池本体２の両端には、図１に示すよう
に、例えばそれぞれ金属円盤より成る正極集電体３およ
び負極集電体４が配置され、電池本体２の上述した各正
極リード２１Ｌおよび負極リード２２Ｌの各の先端が、
それぞれ正極集電体３および負極集電体４に溶接され
る。この電池本体２は、有底筒状体よりなる外装缶１内
に、負極集電体４が外装缶１の底部側に位置するように
収容され、負極集電体４の一部が切り起こされて外装缶
１の底面に電気的に連結される。また、電池本体２の、
正極集電体３側には、絶縁カバー２５が挿入される。こ
のように、電池本体２を収容した外装缶１内には、上述
した電解液の注入がなされる。As shown in FIG. 1, a positive electrode current collector 3 and a negative electrode current collector 4 each made of, for example, a metal disk are disposed at both ends of the battery body 2, respectively. The tip of each of the negative electrode leads 22L is
Each is welded to the positive electrode current collector 3 and the negative electrode current collector 4. The battery body 2 is accommodated in an outer can 1 made of a bottomed cylindrical body such that the negative electrode current collector 4 is located on the bottom side of the outer can 1, and a part of the negative electrode current collector 4 is cut and raised. Then, it is electrically connected to the bottom surface of the outer can 1. In addition, the battery body 2
An insulating cover 25 is inserted on the positive electrode current collector 3 side. As described above, the above-described electrolyte solution is injected into the outer can 1 containing the battery body 2.
【００２３】外装缶１の開口端には、安全弁５と、トッ
プカバー６とが、それぞれの外周部が衝合されて、絶縁
性のガスケット７を介して、外装缶１と電気的に絶縁さ
れて外装缶１の開放端にかしめつけられて例えば安全弁
５によって液密に外装缶１の開放端を閉塞する。この安
全弁５は、その中央部に外装缶１内に向かって膨出する
突出部５ａが形成された例えばＡｌ金属板より成る。At the open end of the outer can 1, a safety valve 5 and a top cover 6 are abutted at their outer peripheral portions, and are electrically insulated from the outer can 1 via an insulating gasket 7. Then, the open end of the outer can 1 is closed in a liquid-tight manner by, for example, a safety valve 5. The safety valve 5 is made of, for example, an Al metal plate having a projection 5a bulging toward the inside of the outer can 1 at the center thereof.
【００２４】一方、正極集電体３には、例えばＡｌより
なる帯状のリード片８の一端が溶接され、その遊端にサ
ブディスク９が溶接される。On the other hand, one end of a strip-shaped lead piece 8 made of, for example, Al is welded to the positive electrode current collector 3, and a subdisk 9 is welded to its free end.
【００２５】また、中央部に透孔１０ａを有するストリ
ップディスク１０が、安全弁５とリング状絶縁体１１を
介して配置され、サブディスク９が、透孔１０ａを通じ
て露呈する安全弁５の突出部５ａに溶接される。Also, a strip disk 10 having a through hole 10a at the center is disposed via a safety valve 5 and a ring-shaped insulator 11, and a sub disk 9 is provided at a protruding portion 5a of the safety valve 5 exposed through the through hole 10a. Welded.
【００２６】トップカバー６には、例えば図示しないが
通気孔が形成される。この構成において、外装缶１内が
所要以上の圧力となったとき、安全弁５が、内圧によっ
て外装缶１の開放端側に膨出変形し、安全弁５とサブデ
ィスク９との溶接部が剥離して電気的に遮断がなされ、
その内圧が緩和されるが、更に内圧が上昇するときは、
安全弁５が破断するようになされていて、内圧開放を行
うようになされている。The top cover 6 is provided with, for example, a ventilation hole (not shown). In this configuration, when the pressure inside the outer can 1 becomes higher than a required pressure, the safety valve 5 swells and deforms toward the open end side of the outer can 1 due to the internal pressure, and the welded portion between the safety valve 5 and the sub-disk 9 is peeled off. Is electrically interrupted,
The internal pressure is reduced, but when the internal pressure further increases,
The safety valve 5 is configured to be broken, and the internal pressure is released.
【００２７】本発明は、例えば上述した構成による非水
電解液２次電池を製造するに当たっての正極電極２１お
よび負極電極２２の製造、特に上述した各集電金属箔３
１および３２に対してのリード２１Ｌおよび２２Ｌの作
製、すなわち図２Ｂで示した短冊部６１を構成する切り
込み部６２をプレス打ち抜き加工によって構成するもの
であるが、このプレス打ち抜き加工を、少なくともその
基部（根元）における湾曲部６２Ｒを形成する透孔の穿
設工程と、透孔の隣り合う２個を組として各組における
透孔間にこれら透孔の一部に跨る幅の切り込み部６２を
形成するプレス打ち抜き加工工程の２工程によって行
う。The present invention relates to the production of the positive electrode 21 and the negative electrode 22 in the production of the nonaqueous electrolyte secondary battery having the above-described structure, and more particularly, to the production of the above-described current collecting metal foils 3.
The leads 21L and 22L for the lead wires 1 and 32, that is, the cut portions 62 forming the strip portions 61 shown in FIG. 2B are formed by press punching. A step of forming a through hole for forming the curved portion 62R at the (root), and forming a cut portion 62 having a width extending over a part of the through hole between the through holes in each set as a set of two adjacent through holes. Press punching process.
【００２８】例えば図３に模式的に示すように、集電金
属箔３１および３２の、活物質４１および４２が塗布さ
れていない各１側縁３１ａおよび３２ａから所要の距離
を隔てた位置に、図３に鎖線ａでそのパンチング位置を
示すように、集電金属箔３１および３２の長手方向に沿
って配列された例えば複数対、図においては３対の上述
した湾曲部６２Ｒを形成するための図４Ａに平面図を示
す例えば正円状の透孔を穿設するプレス打ち抜き加工パ
ンチＰ1 と、図３に鎖線ｂでそのパンチング位置を示す
ように、例えば複数、図においては、切り込み部６２を
形成するための図４Ｂに平面図を示す３個の長方形パタ
ーンの打ち抜きを行う切り込み部形成用のプレス打ち抜
き加工パンチＰ2 とが配列されたプレス金型を用意す
る。For example, as schematically shown in FIG. 3, the current-collecting metal foils 31 and 32 are positioned at a predetermined distance from each of the side edges 31a and 32a on which the active materials 41 and 42 are not applied. As shown in FIG. 3 by a dashed line a indicating the punching position, for example, a plurality of pairs arranged in the longitudinal direction of the current collecting metal foils 31 and 32, for example, three pairs in the figure for forming the above-mentioned curved portions 62R are formed. a stamping punch P 1 to bored example circle shaped holes shown in the plan view of FIG. 4A, as shown the punching position by the chain line b in FIG. 3, for example, a plurality, in figure, the incisions 62 a stamping punch P 2 of the cut portions for forming performing punching of three rectangular pattern shows a plan view in FIG. 4B for forming is prepared a press mold arranged.
【００２９】上述した透孔穿設のプレス打ち抜き加工パ
ンチＰ1 と、長方形パターンの打ち抜きを行う切り込み
部形成用のプレス打ち抜き加工パンチＰ2 とは同一金型
として構成することも、それぞれ別の金型として形成し
て配列することもできる。[0029] The stamping punch P 1 of through holes bored described above, that the stamping punch P 2 for the cut portion formed for performing punching of a rectangular pattern formed as the same mold also separate gold It can also be formed and arranged as a mold.
【００３０】図５は、これらプレス打ち抜き加工を行う
装置の一例の概略配置構成図を示し、この装置において
は、集電金属箔３１または３２が巻装された供給ロール
７１から巻き取りロール７１にガイドロール７３および
駆動ロール７４によって、所要の長さ分が間歇的に移行
され、この移行途上において、上述したパンチＰ1 およ
びＰ2 を有する金型７６を搭載したプレス機７５によっ
て、上述した第１および第２のプレス打ち抜き加工を行
う。FIG. 5 shows a schematic arrangement diagram of an example of an apparatus for performing the press punching process. In this apparatus, a supply roll 71 on which a current collecting metal foil 31 or 32 is wound is transferred from a supply roll 71 to a take-up roll 71. the guide roll 73 and drive roll 74, the required length component is intermittently transition, in this transition developing, by a press machine 75 equipped with a mold 76 having a punch P 1 and P 2 described above, the above-described First and second press punching are performed.
【００３１】すなわち、パンチＰ1 によるパンチングす
なわちプレス打ち抜き加工によって図３に示すように、
例えば３対づつ透孔８１を穿設し、続いてパンチＰ2 に
よるパンチングすなわちプレス打ち抜き加工によってこ
れら対の透孔８１間に各透孔８１にコーナー部が入り込
むように、切り込み部６２を形成する打ち抜き部８２を
形成する。図３において、９１および９２をその打ち抜
きによって発生した打ち抜き片を示したものである。[0031] That is, as shown in FIG. 3 by punching i.e. stamping by the punch P 1,
For example drilled three pairs at a time through holes 81, followed by such a corner portion enters the each through hole 81 between holes 81 of these pairs by punching i.e. stamping by the punch P 2, to form the notch portion 62 A punched portion 82 is formed. FIG. 3 shows punched pieces 91 and 92 generated by the punching.
【００３２】このようなプレス打ち抜き加工を行うこと
によって、各集電金属箔３１および３２に、図２Ｂに示
すように図３で示した透孔８１の一部の内周によって湾
曲部６２Ｒが形成された打ち抜き部８２による切り込み
部６２が形成され、隣り合う切り込み部６２間すなわち
隣り合う打ち抜き部８２間に短冊部６１が形成されて、
それぞれ正極リード２１Ｌと負極リード２２Ｌが形成さ
れた正極電極２１と負極電極２２とが形成される。By performing such press punching, a curved portion 62R is formed in each of the current collecting metal foils 31 and 32 by the inner periphery of a part of the through hole 81 shown in FIG. 3 as shown in FIG. 2B. The cut portion 62 is formed by the punched portion 82, and the strip portion 61 is formed between the adjacent cut portions 62, that is, between the adjacent punched portions 82,
A positive electrode 21 and a negative electrode 22 each having a positive electrode lead 21L and a negative electrode lead 22L are formed.
【００３３】上述した例では、３対の透孔８１を同時に
形成し、３個の打ち抜き部８２を同時に形成する場合を
例示したが、言うまでもなく、２対以上の透孔を同時に
形成し２個以上の打ち抜き部８２を同時に形成すること
もできるし、あるいは打ち抜き部８２の幅とリード幅Ｄ
ｓが同寸法の場合は、透孔８１を１個づつ形成し、その
２個に差し渡って打ち抜き部８２を形成するようにする
こともできる。In the above-described example, the case where three pairs of through holes 81 are formed at the same time and three punched portions 82 are formed at the same time is exemplified. However, it goes without saying that two or more pairs of through holes are simultaneously formed and two holes are formed. The above punched portion 82 can be formed at the same time, or the width of the punched portion 82 and the lead width D
When s has the same size, the through holes 81 may be formed one by one, and the punched portion 82 may be formed across the two holes.
【００３４】また、上述した例では、透孔８１を、集電
金属箔３１および３２の縁部３１ａおよび３２ａから所
要の距離だけ隔てた位置に配列形成した場合であるが、
図６に示すように、これら対の透孔に対応して縁部３１
ａおよび３２ａの近傍にも配列して４個の透孔８１を１
組とし、図７に示すように、これら４個の透孔８１に差
し渡って、パンチＰ2 によって打ち抜き部８２を形成す
るようにして、各打ち抜き部８２が、縁部３１ａおよび
３２ａにおいて連結部８４によって連結された形状と
し、その後の工程で、図７に鎖線ｅで示すように、各打
ち抜き部８２を横切る位置で切断して、図８に示すよう
に、切り込み部６２間に、基部の両脇に湾曲部６２Ｒを
有する短冊部６１が配列されて成る正極電極２１Ｌおよ
び負極電極２２Ｌを形成することもできる。In the above-described example, the through holes 81 are arranged at a position separated by a required distance from the edges 31a and 32a of the current collecting metal foils 31 and 32.
As shown in FIG. 6, the edge portions 31 correspond to these pairs of through holes.
a and 32a are also arranged near the four through holes 81
And set, as shown in FIG. 7, over pointing to these four through holes 81, so as to form a punching unit 82 by the punch P 2, the punching portion 82, connecting portions at the edges 31a and 32a In a subsequent step, as shown by a chain line e in FIG. 7, the sheet is cut at a position crossing each punched portion 82, and as shown in FIG. It is also possible to form the positive electrode 21L and the negative electrode 22L in which the strips 61 having the curved portions 62R on both sides are arranged.
【００３５】あるいは図９に示すように、鎖線ｄでその
パンチングパターンを示す第３のパンチによって対の透
孔８１に対向して大きい例えば正円状の透孔８３をプレ
ス打ち抜き加工によって穿設し、対の透孔８１と大きい
透孔８３に差し渡って、パンチＰ2 による打ち抜き部８
２を形成し、前述したと同様にその連結部８４を切断除
去することもできる。Alternatively, as shown in FIG. 9, a large, for example, circular hole 83 is formed by press punching to face a pair of holes 81 by a third punch whose punching pattern is indicated by a chain line d. , over pointing into a large hole 83 and hole 81 of the pair, punching unit 8 by the punch P 2
2, and the connecting portion 84 can be cut and removed in the same manner as described above.
【００３６】上述した各例によって、それぞれ透孔８１
の半径によって規定された曲率を有する弧状湾曲部６２
Ｒを両脇基部に有する短冊部６１、すなわち短冊状リー
ドが打ち抜き部８２によって分割形成される。According to each example described above, the through holes 81
Curved portion 62 having a curvature defined by the radius of
A strip portion 61 having R at both base portions, that is, a strip-shaped lead is formed by the punching portion 82 separately.
【００３７】上述したように、本発明方法においては、
湾曲部６１Ｒの形成を、切り込み部６２の面積に比し、
格段に小さい小径の透孔８１として形成するので、Ａｌ
のように展性に富んだ集電金属箔３１に対しても、所要
の曲率半径をもって、確実に、かつ高精度に、また、ば
り、打ち抜き不良、Ａｌの凝着の発生、プレス打ち抜き
加工を行う上述したパンチおよびダイの摩耗を効果的に
回避することができた。そして、上述したように、透孔
８１、８３、打ち抜き部８２を、複数組同時にプレス打
ち抜き加工することによって、その稼働率を格段に高め
るこができるものである。As described above, in the method of the present invention,
The formation of the curved portion 61R is compared with the area of the cut portion 62,
Since it is formed as a very small and small-diameter through hole 81, Al
For the current-collecting metal foil 31 rich in malleability as described above, the required radius of curvature is ensured with high accuracy, and burrs, poor punching, generation of Al adhesion, and press punching are performed. The above-described wear of the punch and the die can be effectively avoided. Then, as described above, by pressing a plurality of sets of the through holes 81 and 83 and the punched portion 82 at the same time, the operating rate can be significantly increased.
【００３８】本発明における正極電極２１と負極電極２
２の製造方法の一実施例を説明する。 〔実施例１〕 正極電極２１の形成：平均粒径１５μｍのＬｉＣｏＯ2
粉末と、導電剤としてのグラファイトと、結合剤として
のフッ化ビニリデン樹脂とを、Ｎ−メチルピロリドンに
分散させてスラリーを作製した。このスラリーを、厚さ
２０μｍの長尺状のＡｌ箔より成る集電金属箔３１の両
面に塗布して、総厚が１５０μｍの正極電極２１を作製
し、これを巻き取り、図５で示した供給ロールを構成し
た。これを図５のプレス打ち抜き加工装置に配置し、図
２〜図４で説明した方法によって短冊状リードによる正
極リード２１Ｌを形成した。The positive electrode 21 and the negative electrode 2 in the present invention
An embodiment of the manufacturing method 2 will be described. [Example 1] Formation of positive electrode 21: LiCoO 2 having an average particle size of 15 µm
A slurry was prepared by dispersing powder, graphite as a conductive agent, and vinylidene fluoride resin as a binder in N-methylpyrrolidone. This slurry was applied to both surfaces of a current collecting metal foil 31 made of a long Al foil having a thickness of 20 μm to form a positive electrode 21 having a total thickness of 150 μm, which was wound up and shown in FIG. A supply roll was configured. This was arranged in the press punching apparatus of FIG. 5, and a positive electrode lead 21 </ b> L made of a strip-shaped lead was formed by the method described with reference to FIGS. 2 to 4.
【００３９】負極電極２２の形成：平均粒径２０μｍの
炭素粉末と、結合剤としてのフッ化ビニリデン樹脂と
を、Ｎ−メチルピロリドンに分散させてスラリーを作製
した。このスラリーを、厚さ１５μｍの長尺状の集電金
属箔３１の両面に塗布して、総厚が１８０μｍの負極電
極２２を作製し、これを巻き取り、図５で示した供給ロ
ール７１を構成した。これを図５のプレス打ち抜き加工
装置に配置し、図２〜図４で説明した方法によって短冊
状リードによる負極リード２２Ｌを形成した。Formation of negative electrode 22: A slurry was prepared by dispersing carbon powder having an average particle size of 20 μm and vinylidene fluoride resin as a binder in N-methylpyrrolidone. This slurry was applied on both sides of a long current-collecting metal foil 31 having a thickness of 15 μm to form a negative electrode 22 having a total thickness of 180 μm, and the negative electrode 22 was wound up. The supply roll 71 shown in FIG. Configured. This was arranged in the press punching apparatus of FIG. 5, and the negative electrode lead 22L of a strip-shaped lead was formed by the method described in FIGS.
【００４０】これら正極電極２１および負極電極２２の
各リード２１Ｌおよび２２Ｌの形成における上述した第
１のプレス打ち抜き加工工程による透孔８１は、その直
径を４ｍｍとし、図３で示す対の透孔８１のピッチＤｈ
を２０．４ｍｍとした。また、第２のプレス打ち抜き加
工工程におけるパンチは、図４で示す幅Ｗｐを２４ｍｍ
とし、長さＬｐを３０ｍｍとし、透孔８１に跨るコーナ
ー部の面取りｃは、１．５ｍｍとする。また、短冊部の
幅すなわち打ち抜き部の間隔Ｄｓは５ｍｍとした。ま
た、各パンチとダイとのクラアランスは片側２μｍとし
た。The diameter of the through-hole 81 formed by the first press punching step in forming the leads 21L and 22L of the positive electrode 21 and the negative electrode 22 is 4 mm, and the pair of through-holes 81 shown in FIG. Pitch Dh
Was set to 20.4 mm. Further, the punch in the second press punching process has a width Wp shown in FIG.
The length Lp is set to 30 mm, and the chamfer c at the corner portion straddling the through hole 81 is set to 1.5 mm. The width of the strip, that is, the interval Ds between the punched portions was 5 mm. The clearance between each punch and the die was 2 μm on one side.
【００４１】この実施例１による製造方法によるとき、
金型すなわちパンチおよびダイの摩耗、パンチング材の
Ａｌの凝着の低減化が図られこれらの寿命が、従来の１
工程によるプレス打ち抜き加工による場合１万ショット
程度であったものを、２０万ショットに長寿命化するこ
とができた。また、その歩留りは、従来の１工程による
プレス打ち抜き加工による場合、９５％程度であったも
のを９９．８％に向上できた。すなわち、抜き不良、抜
きばり、コーナー部の破れの改善が図られた。また、上
述した不良発生によるトラブル処理の回避によってこれ
に関する稼働率を５％程度向上することができた。更
に、複数個のリード２１Ｌおよび２２Ｌを同時に形成す
ることによって、その数に応じて稼働率のより向上を図
ることができる。According to the manufacturing method according to the first embodiment,
The wear of the mold, that is, the punch and the die, and the adhesion of Al to the punching material are reduced, and the life thereof is reduced by the conventional one.
The life was increased to about 200,000 shots from about 10,000 shots in the case of press punching in the process. Further, the yield was improved from about 95% to 99.8% in the case of the conventional press stamping in one process. That is, the improvement of the poor pulling, the pull-out, and the tearing of the corner portion was achieved. Further, by avoiding the above-described trouble processing due to the occurrence of the defect, the operation rate related thereto can be improved by about 5%. Further, by simultaneously forming the plurality of leads 21L and 22L, the operation rate can be further improved in accordance with the number of the leads.
【００４２】尚、本発明は、上述した構造の非水電解液
２次電池の製造に適用する場合に限られるものではな
く、種々の構造を採る非水電解液２電池あるいは１次電
池において、短冊型リードが形成される電池に適用して
同様の効果を奏することができる。The present invention is not limited to the case where the present invention is applied to the production of a non-aqueous electrolyte secondary battery having the above-described structure, but may be applied to a non-aqueous electrolyte secondary battery or a primary battery having various structures. A similar effect can be obtained by applying the present invention to a battery in which strip-shaped leads are formed.
【００４３】[0043]
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、短冊
状リードの形成を歩留りよく、高い稼働率をもって製造
することができることから、電池製造の歩留り、量産性
の向上を図ることができ、コストの低減化が図られる。
また、プレス打ち抜き加工のパンチの寿命を高めること
ができること、さらにその交換の手間等の改善によって
取扱作業の能率を高めることができ、より稼働効率の向
上を図ることができ、よりコストの低減化が図られる。As described above, according to the present invention, strip-shaped leads can be formed with a high yield and a high operation rate, so that the yield of the battery manufacturing and the mass productivity can be improved. Therefore, cost can be reduced.
In addition, the service life of punches for press punching can be extended, and the efficiency of handling operations can be increased by improving the time and labor required for replacement, thereby improving operation efficiency and reducing costs. Is achieved.
【図１】本発明方法によって製造する非水電解液電池の
一例の概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of an example of a non-aqueous electrolyte battery manufactured by the method of the present invention.
【図２】ＡおよびＢは、本発明製造方法による電極形成
の一例の各工程における要部の概略平面図である。FIGS. 2A and 2B are schematic plan views of main parts in respective steps of an example of electrode formation according to the manufacturing method of the present invention.
【図３】本発明製造方法の一例の一工程の要部の概略平
面図である。FIG. 3 is a schematic plan view of a main part of one step of an example of the manufacturing method of the present invention.
【図４】ＡおよびＢは、それぞれ本発明方法の一例に用
いるプレス加工パンチの一例の平面図である。FIGS. 4A and 4B are plan views each showing an example of a press working punch used in an example of the method of the present invention.
【図５】本発明製造方法に用いる装置の一例の概略構成
図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an example of an apparatus used in the manufacturing method of the present invention.
【図６】本発明製造方法の他の一例の一工程の要部の概
略平面図である。FIG. 6 is a schematic plan view of a main part of one step of another example of the manufacturing method of the present invention.
【図７】本発明製造方法の他の一例の一工程の要部の概
略平面図である。FIG. 7 is a schematic plan view of a main part of one step of another example of the manufacturing method of the present invention.
【図８】本発明製造方法の他の一例の一工程の要部の概
略平面図である。FIG. 8 is a schematic plan view of a main part of one step of another example of the manufacturing method of the present invention.
【図９】本発明製造方法の更に他の一例の一工程の要部
の概略平面図である。FIG. 9 is a schematic plan view of a main part of one step of still another example of the manufacturing method of the present invention.
【図１０】非水電解液電池の電池本体の一例の要部の開
放斜視図である。FIG. 10 is an open perspective view of a main part of an example of a battery main body of the nonaqueous electrolyte battery.
【図１１】従来の非水電解液電池の製造方法の一工程図
である。FIG. 11 is a process chart of a conventional method for manufacturing a nonaqueous electrolyte battery.
【図１２】従来の非水電解液電池の製造方法の一工程図
である。FIG. 12 is a process chart of a conventional method for manufacturing a nonaqueous electrolyte battery.
１・・・外装缶、２・・・電池本体、３・・・正極集電
体、４・・・負極集電体、５・・・安全弁、５ａ・・・
突出部、６・・・トップカバー、７・・・ガスケット、
８・・・リード片、９・・・サブディスク、１０・・・
ストリップディスク、１１・・・リング状絶縁体、２１
・・・正極電極、２１Ｌ・・・正極リード、２２・・・
負極電極、２２Ｌ・・・負極リード、２３・・・セパレ
ータ、２４・・・巻芯、２５・・・絶縁カバー、３１，
３２・・・集電金属箔、３１ａ，３２ａ・・・側縁、４
１・・・正極活物質、４２・・・負極活物質、６１・・
・短冊部、６２・・・切り込み部、６２Ｒ・・・湾曲
部、７１・・・供給ロール、７２・・・巻き取りロー
ル、７３・・・ガイドロール、７４・・・駆動ロール、
７５・・・プレス機、８１・・・透孔、８２・・・打ち
抜き部、８３・・・透孔、８４・・・連結部、９１，９
２・・・打ち抜き片、Ｐ1 ，Ｐ2 ・・・パンチDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Outer can, 2 ... Battery body, 3 ... Positive electrode current collector, 4 ... Negative electrode current collector, 5 ... Safety valve, 5a ...
Projection, 6 ... Top cover, 7 ... Gasket,
8 ... lead piece, 9 ... sub disk, 10 ...
Strip disk, 11 ... ring-shaped insulator, 21
... Positive electrode, 21L ... Positive electrode lead, 22 ...
Negative electrode, 22L negative electrode lead, 23 separator, 24 core, 25 insulating cover, 31,
32: current collecting metal foil, 31a, 32a: side edge, 4
1 ... Positive electrode active material, 42 ... Negative electrode active material, 61 ...
・ Strip portion, 62 ・ ・ ・ Cut portion, 62R ・ ・ ・ Bending portion, 71 ・ ・ ・ Supply roll, 72 ・ ・ ・ Winding roll, 73 ・ ・ ・ Guide roll, 74 ・ ・ ・ Drive roll,
75 ... press machine, 81 ... through-hole, 82 ... punching part, 83 ... through-hole, 84 ... connecting part, 91, 9
2 ... punched piece, P 1, P 2 ··· punch
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H022 AA09 AA18 BB02 CC12 CC19 5H024 BB04 BB05 CC03 CC04 CC12 DD11 DD15 5H028 BB00 BB04 CC05 CC12 5H029 AJ14 AK03 AM03 AM04 AM07 BJ02 BJ14 CJ03 CJ04 DJ05 DJ07 Continued on front page F-term (reference) 5H022 AA09 AA18 BB02 CC12 CC19 5H024 BB04 BB05 CC03 CC04 CC12 DD11 DD15 5H028 BB00 BB04 CC05 CC12 5H029 AJ14 AK03 AM03 AM04 AM07 BJ02 BJ14 CJ03 CJ04 DJ05 DJ07
Claims (5)
縁に複数の切り込み部によって分割された短冊状リード
が配列形成されて成る電極を有する非水電解液電池の製
造方法であって、 上記集電金属箔の短冊状リードを配列形成するリード形
成工程が、少なくとも上記集電金属箔に所要の間隔を保
持して配列された透孔を穿設する第１のプレス打ち抜き
加工工程と、上記透孔の隣り合う２個を組として各組に
おける透孔間にこれら透孔の一部に跨る幅の切り込み部
を形成する第２のプレス打ち抜き加工工程とを有し、 上記第１のプレス打ち抜き加工工程によって上記短冊状
リードの基部の両脇に弧状湾曲部を形成し、上記第２の
プレス打ち抜き加工工程によって所要の幅を有する短冊
部を形成することを特徴とする非水電解液電池の製造方
法。1. A method for manufacturing a non-aqueous electrolyte battery having an electrode formed of a current collecting metal foil and having strip-shaped leads formed by arranging strip-shaped leads on a side edge of the current collecting metal foil. The lead forming step of arranging the strip-shaped leads of the current-collecting metal foil is performed by a first press punching process of piercing through holes arranged at a predetermined interval in at least the current-collecting metal foil. And a second press punching step of forming a notch having a width across a part of the through holes between the through holes in each set as a set of two adjacent through holes, (1) forming a curved portion on both sides of the base of the strip-shaped lead by a press punching process, and forming a strip portion having a required width by the second press punching process; Manufacturing method of electrolyte battery
する請求項１に記載の非水電解液電池の製造方法。2. The method for manufacturing a non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the through-hole is substantially a perfect circle.
ける透孔の穿設を２個以上同時に行うことを特徴とする
請求項１に記載の非水電解液電池の製造方法。3. The method for producing a nonaqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein two or more through holes are formed simultaneously in the first press punching step.
ける上記切り込み部の形成を同時に２本以上行うことを
特徴とする非水電解液電池の製造方法。4. A method for manufacturing a non-aqueous electrolyte battery, wherein two or more cut portions are formed simultaneously in the second press punching step.
冊部が上記基部とは反対側で連結部が残された形状のプ
レス打ち抜き加工とし、該連結部を切断する切断工程を
設けたことを特徴とする請求項１に記載の非水電解液電
池の製造方法。5. The method according to claim 1, wherein the second press punching is performed by pressing the strip into a shape in which a connecting portion is left on a side opposite to the base, and a cutting step for cutting the connecting portion is provided. The method for producing a nonaqueous electrolyte battery according to claim 1.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP30571299A JP2001126708A (en) | 1999-10-27 | 1999-10-27 | Method of manufacturing nonaqueous electrolyte battery |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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