JP4600926B2 - 巻回芯およびその巻回芯を用いた電極体の製造方法 - Google Patents

巻回芯およびその巻回芯を用いた電極体の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4600926B2
JP4600926B2 JP2005107026A JP2005107026A JP4600926B2 JP 4600926 B2 JP4600926 B2 JP 4600926B2 JP 2005107026 A JP2005107026 A JP 2005107026A JP 2005107026 A JP2005107026 A JP 2005107026A JP 4600926 B2 JP4600926 B2 JP 4600926B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shaft
slit
outer shaft
middle shaft
separator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2005107026A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2006286492A (ja
Inventor
光博 竹輪
知新 高原
浩 服部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Maxell Energy Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Energy Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Maxell Energy Ltd filed Critical Hitachi Maxell Energy Ltd
Priority to JP2005107026A priority Critical patent/JP4600926B2/ja
Priority to KR1020060030155A priority patent/KR100935002B1/ko
Priority to CNB2006100667025A priority patent/CN100477368C/zh
Publication of JP2006286492A publication Critical patent/JP2006286492A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4600926B2 publication Critical patent/JP4600926B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139Processes of manufacture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0404Machines for assembling batteries
    • H01M10/0409Machines for assembling batteries for cells with wound electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431Cells with wound or folded electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • H01M10/0587Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Primary Cells (AREA)

Description

本発明は、リチウムイオン電池の電池缶などに内蔵される電極体を製造するための巻回芯およびその巻回芯を用いた電極体の製造方法に関する。
特許文献1〜5には、巻回芯を回転させることで、帯状の正極と帯状の負極との間に帯状のセパレータを介在させた状態で、前記巻回芯に正極と負極とセパレータとを巻回して電極体を製造することが開示されている。
特開平8−153519号公報(段落番号0009−0010、図6−10) 特開2003−282136号公報(段落番号0017、図1) 特許第3536391号公報(段落番号0046、図2) 特開2003−257475号公報(段落番号0008、図2) 特開2004−127860号公報(段落番号0008−0011、図1−3)
特許文献1・2では、巻回芯の径方向に貫通状に設けたスリットにセパレータを通した状態で、巻回芯にセパレータを巻き付けている。特許文献3では、巻回芯の外周面に正極と負極とセパレータとを直接に巻き付けている。このため、特許文献1〜3では、セパレータが巻回時に滑って正極と負極との位置関係がずれてしまい、電極体の品質低下などを招くことがある。
これに対して、特許文献4・5では、分割した巻回芯でセパレータを挟み込み固定して前述のセパレータの滑りを防止しているが、セパレータを挟み込む際に巻回芯の分割面が、セパレータの面方向に動きながら押し付けられるため、セパレータが引き千切られるおそれがある。しかも、特許文献4・5は、構造が複雑であるために巻回芯のコストアップを招きがちである。
そこで本発明の目的は、構造が簡単でありながら、セパレータの面方向に動くことなくセパレータを挟み込み固定する巻回芯およびその巻回芯を用いた電極体の製造方法を提供することにある。
本発明が対象とする巻回芯21は、図5に示すごとく、帯状の正極6と帯状の負極7を帯状のセパレータ9を介在させた状態で巻回して電極体2を製造するのに用いる。本発明の巻回芯21は、図1および図2に示すごとく、正極6と負極7とセパレータ9とが巻き付けられる長棒状の外軸22と、セパレータ9を固定するための長棒状の中軸25と、外軸22の一端に着脱自在に取り付けられる受け軸26とを含む。外軸22の軸芯部分には、外軸22の軸芯方向に延びて外軸22の一端で開放される空間23を形成してあって、中軸25は、中軸25の軸芯が外軸22の軸芯に沿う姿勢で空間23内に配される。受け軸26は、外軸22の一端に取り付けられた際に中軸25の先端部25bに着脱自在に外嵌する嵌入部35を有している。中軸25は、中軸25の終端部25aが空間23の奥部に固定されるとともに、中軸25の軸芯方向に延びて中軸25の先端で開放される中軸スリット29を有していて、中軸スリット29によって先端側が二股状に分かれている。外軸22は、中軸スリット29に対峙する外軸スリット27を有していて、セパレータ9が外軸スリット27を介して中軸スリット29内に導入されるようにしてあり、受け軸26の嵌入部35を中軸25の先端部25bに外嵌したときには、嵌入部35の内周面で中軸25の先端部25bの外周面が中軸スリット29の隙間の幅方向に押されて、中軸スリット29が閉じられてセパレータ9が挟み込まれる。ここでの外軸22は、菱形、楕円形、六角形あるいは八角形などの断面形状に形成される。外軸22は、中軸25の終端部25a側が先端部25b側よりも外軸スリット27の隙間の幅方向に広がるテーパー状に設定しておき、受け軸26を中軸25に外嵌したときに中軸25の先端部25b側が外側に押し広がって、中軸25の終端部25a側と中軸25の先端部25b側とにおけるスリットの隙間の幅方向の寸法がほぼ等しくなるように設定してもよい。
外軸スリット27は、外軸22の軸芯方向に延びて外軸22の一端で開放されることで、外軸22の一端側が二股状に分かれている。受け軸26の嵌入部35は、外軸22の一端側から空間23内に嵌まり込んで中軸25の先端部25bに外嵌するよう形成してあり、受け軸26の嵌入部35が空間23内から外されたときには、外軸22の一端が自由になって外軸スリット27の隙間が狭くなる。
中軸25には、中軸スリット29に臨む一対のカット面30・31が形成されており、一方のカット面30には、該カット面30の長さ方向に延びる突起32が突設されており、他方のカット面31には、該カット面31の長さ方向に延びて突起32に対峙する凹部33が形成されている。突起32は、セパレータ9を破断しない程度にセパレータ9に食い込むものであればよい。突起32の断面形状は、円弧状や三角形状などが好ましい。突起32と凹部33とは、2列以上に設けてあってもよく、またカット面30・31の長さ方向に対して断続的に設けてあってもよい。
本発明の製造方法は、前述の巻回芯21を用いた電極体の製造方法であって、図5に示すごとく、中軸25の先端部25bから受け軸26を外して中軸25の中軸スリット29の隙間を広げた状態で、2枚重ねのセパレータ9・9を、外軸22の外軸スリット27および中軸スリット29に挿入する第1ステップと、受け軸26を外軸22の一端側から外軸22の空間23内に嵌め込んで中軸25の先端部25bに外嵌することで、中軸25の中軸スリット29に臨む一対のカット面30・31で2枚重ねのセパレータ9・9を挟み込み固定する第2ステップと、巻回芯21を回転させ、2枚重ねのセパレータ9・9を巻回芯21に巻き付けてから、2枚重ねのセパレータ9・9の間に正極6および負極7のいずれか一方の電極を配するとともに他方の電極を一方のセパレータ9を挟んで一方の電極に対峙させた状態に配して、両電極6・7をセパレータ9と共に巻回芯21に巻き付ける第3ステップとからなる。
さらに、第3ステップでの巻回が完了したときに、巻回芯21の回転を停止させる第4ステップと、中軸25の先端部25bから受け軸26を外して中軸スリット29の隙間を広げて、一対のカット面30・31での2枚重ねのセパレータ9・9の挟み込みを解除するとともに、外軸22の空間23内から受け軸26を抜き取って外軸22の一端を自由にして外軸スリット27の隙間を狭める第5ステップと、巻回の完了した電極体2を巻回芯21から抜き取る第6ステップとを有する。前述のごとく外軸22が、中軸25の終端部25a側が先端部25b側よりも外軸スリット27の隙間の幅方向に広がるテーパー状の場合には、第5ステップで受け軸26を抜き取ったときには、第6ステップでの電極体2の抜き取りを前記テーパーに沿って容易に行うことができる。
外軸22は、外軸スリット27によって一端側が二股状に形成され、中軸25は、中軸スリット29によって先端側が二股状に形成されており、第3ステップに先立って、外軸スリット27および中軸スリット29の隙間から、電極が配される側とは反対側へ引き出した2枚重ねのセパレータ9・9の部分9aを、切断刃39によって所定長に切断する。
一対のカット面30・31のうちの一方のカット面30には、該カット面30の長さ方向に延びる突起32が突設され、他方のカット面31には、該カット面31の長さ方向に延びて突起32に対峙する凹部33が形成されており、第2ステップにおいて、一対のカット面30・31で2枚重ねのセパレータ9・9を挟み込んだときには、突起32がセパレータ9に食い込むようにすることができる。
第6ステップののちには、電極体2を断面長円状に押し潰すことにより、薄型の角筒形状の電池缶1内に収容することができる。
本発明によれば、受け軸26を中軸25の先端部25bに外嵌するだけで、受け軸26で中軸25が中軸スリット29の隙間の幅方向に押されて、中軸スリット29がセパレータ9の裏表面に対してほぼ垂直の方向に閉じられ、セパレータ9が中軸25で挟み込み固定されるので、該挟み込みの際に、中軸スリット29に臨む中軸25の一対のカット面30・31が、セパレータ9の面方向にはほとんど動くことがない。したがって、前記挟み込みの際にセパレータ9が引き千切られ難くなり、正極6と負極7とセパレータ9とが巻回芯21によって確実に巻回される。セパレータ9の巻回開始部分でのダメージを抑制できる。巻回時に正極6と負極7との位置関係がずれて、正極6や負極7の活物質が剥がれたりすることがなく、電極体2の品質低下などをよく防止できる。しかも、巻回芯21の構造があまり複雑にならずに済む。また、巻回開始端部のセパレータを短くできて、電極体2のコストを抑えることができる。
中軸25の一対のカット面30・31に突起32と凹部33とがそれぞれ設けられていると、突起32がセパレータ9にしっかりと食い込んで、巻回の際に巻回芯21に対してセパレータ9が滑ることをより確実に防止できる。
図3および図4において、本発明に係る薄型の密閉角形電池は、上面に左右横長の開口を有する有底角筒形状の電池缶1と、電池缶1内に収容された電極体2および非水電解液と、電池缶1の開口上面を塞ぐ左右横長の蓋3と、蓋3の内側に配置されるプラスチック製の絶縁体5とを含む。電池缶1は、ニッケルとアルミニウムとからなるクラッド材を深絞り加工して上下縦長の薄型に形成してある。電池缶1の左右幅寸法は34mm、上下高さ寸法は50mm、前後厚み寸法は3.8mmとした。
電極体2は、帯状の正極6と、帯状の負極7との間に微多孔性ポリエチレンフィルムからなる帯状のセパレータ9を介在させた状態で渦巻状に巻回して製造される。電極体2は、巻回後に断面長円状に押し潰し成形される。正極6には、正極活物質を含有する塗膜が帯状の正極集電体の裏表両面に配されている。負極7には、負極活物質を含有する塗膜が帯状の負極集電体の裏表両面に配されている。正極6の正極集電体からは、薄板状の正極集電リード10が導出されている。負極7の負極集電体からは、薄板状の負極集電リード11が導出されている。正極6の幅は負極7よりも小さくなっており、正極6と負極7との幅寸法の差は、0.6mmである。
蓋3は、アルミニウム合金などの板材のプレス成形品であり、電池缶1の開口周縁に蓋3の外周縁がレーザーでシーム溶接される。蓋3の中央には、上側の絶縁パッキング12および下側の絶縁板13を介して負極端子15を貫通状に取り付ける。蓋3の左右方向の右端寄りには、電解液を電池缶1内に注入するための円形の注液孔16が上下貫通状に形成されている。注液孔16は、電解液の注入後に栓17で塞いで封口する。
負極端子15の下端には、蓋3の内面において左右横長の薄板からなるリード体19を接続する。リード体19は、注液孔16の反対側に延びており、下側の絶縁板13で蓋3と絶縁されている。このリード体19の下面に負極集電リード11をレーザー溶接する。正極集電リード10は、蓋3の裏面において絶縁板13と注液孔16との間のスペースにレーザー溶接する。これで正極集電リード10が蓋3および電池缶1に導通して、蓋3および電池缶1が正極電位に帯電する。蓋3の左右方向の一端寄り(図3の左端寄り)には開裂ベント20が形成されており、開裂ベント20は電池内圧が異常上昇したときに開裂して電池内圧を解放する。
電池の組み立てに際しては、蓋3に対し、前述のように負極端子15、絶縁パッキング12、絶縁板13およびリード体19を取り付け、さらに電極体2を電池缶1内に収容したのちに、負極集電リード11をリード体19に、正極集電リード10を蓋3にそれぞれ前述の要領で溶接する。次に、電池缶1の開口周縁に蓋3をレーザーでシーム溶接したのち、電解液を注液孔16から注入し、注液孔16を栓17で封口することで電池が完成する。
正極6と負極7とセパレータ9とは、巻回芯21を用いて巻回される。その巻回芯21は、図2の(a)・(b)に示すごとく、正極6と負極7とセパレータ9とが巻き付けられる長棒状の外軸22と、外軸22の軸芯部分に形成された空間23内に配されてセパレータ9を固定する長棒状の中軸25と、外軸22の一端(図2の左端)に着脱自在に取り付けられる受け軸26とを含む。
外軸22は、図1に示すごとく、ほぼ菱形の断面形状に形成されている。図2の(a)に示すごとく、前記空間23は、外軸22の軸芯方向に延びて外軸22の一端で開放状態になっている。中軸25は、中軸25の軸芯が外軸22の軸芯に沿う姿勢で空間23に内包される。
外軸22には、セパレータ9を空間23内へ導くための外軸スリット27が設けられている。外軸スリット27は、外軸22の断面における短軸上を通るよう形成してあるとともに、外軸22の軸芯方向に外軸22の一端から他端近くにまで延びて外軸22の一端で開放状態になっている。外軸スリット27によって外軸22は二股状に形成される。外軸22の他端部(図2の右端)は、図外の駆動手段に支持されるようになっており、該駆動手段によって外軸22が回転駆動される。外軸22の長さは、セパレータ9の幅よりも大きい。
中軸25は、これの終端部25aが前記空間23の奥部に固定される。中軸25には、セパレータ9を挟み込むための中軸スリット29が設けられている。中軸スリット29は、中軸25の軸芯方向に該中軸25の先端から終端近くまで延びて中軸25の先端(図2の左端)で開放状態になっている。中軸スリット29によって中軸25は二股状に形成される。中軸スリット29に前記外軸スリット27が対峙する。
中軸25の先端は、外軸22の空間23の開放端よりも該空間23の奥側に寄っている。中軸25の外周面は、中軸25これ自体の弾性力で空間23の内面に押し付けられる。受け軸26の凹部37を中軸25の先端部25bに外嵌させるために、中軸25の先端部25bの外径は、中軸25の終端側の外径よりも小さい。つまり、図2の(a)に示すごとく、中軸25の先端部25bと、外軸22の空間23の周面との間には、隙間が形成されている。
中軸25には、図1に示すごとく、中軸スリット29に臨む上下一対のカット面30・31が形成されている。下側のカット面30には、これの長さ方向に延びる断面半円状の突起32が突設されている。上側のカット面31には、これの長さ方向に延びて前記突起32に対峙する凹部33が形成されている。つまり、中軸スリット29を閉じると、突起32が凹部33に嵌合する。
受け軸26は、外軸22の一端に取り付けられた際に中軸25の先端部25bに着脱自在に外嵌する嵌入部35と、図外の支持部材に回転可能に支持される支持部36とを含む。つまり、嵌入部35の先端面に前述の凹部37を設けてある。
図2の(b)に示すごとく、受け軸26の嵌入部35を外軸22の一端側から空間23内に嵌め込んで、受け軸26の嵌入部35の凹部37に中軸25の先端部25bを嵌め込んだときには、嵌入部35の凹部37の内周面で中軸25の先端部25bの外周面が中軸スリット29の隙間の幅方向に押されて、中軸25の上下のカット面30・31どうしが接近し、中軸スリット29が閉じられて2枚重ねのセパレータ9・9が挟み込まれる。凹部37の開口部にはテーパー面が形成され、中軸25の先端部25bの先端にテーパー面が形成されており、凹部37の開口部に中軸25の先端部25bが容易に嵌まり込むようにしてある。
電極体2は、以下ステップを順に経て製造される。
(第1ステップ) 中軸25の先端部25bから受け軸26を外し、図5(a)に示すごとく、中軸25自体の弾性力で中軸25の中軸スリット29の隙間を広げた状態で、2枚重ねのセパレータ9・9を、外軸22の外軸スリット27および中軸25の中軸スリット29に挿入する。なお、前記セパレータ9・9は、外軸22および中軸25が前記セパレータ9・9の幅方向に移動することで、外軸スリット27および中軸スリット29に挿入される。
(第2ステップ) 受け軸26の嵌入部35を外軸22の一端側から外軸22の空間23内に嵌め込んで、嵌入部35を中軸25の先端部25bに外嵌することにより、図5(b)に示すごとく、中軸25の一対のカット面30・31で2枚重ねのセパレータ9・9を挟み込み固定する。この際、下側カット面30の突起32が、2枚重ねのセパレータ9・9に食い込む状態で上側カット面31の凹部33に嵌合するために、セパレータ9・9が上下のカット面30・31間で滑ることがない。
次いで、外軸スリット27および中軸スリット29の隙間から、両電極6・7が配される側とは反対側へ引き出した2枚重ねのセパレータ9・9の部分9aは、図5(b)に示すごとく、切断刃39で巻回芯21の軸心からの寸法が所定長になるように切断する。切断刃39は、巻回芯21との干渉などを考慮して、前記所定長が5〜30mm程度となる位置に配されている。
(第3ステップ) 巻回芯21を回転させて、図5(c)に示すごとく、2枚重ねのセパレータ9・9を巻回芯21に半回転分だけ巻き付けてから、2枚重ねのセパレータ9・9の間に正極6を配するとともに、負極7を一方のセパレータ9を挟んで正極6に対峙させた状態に配して、図5(d)に示すごとく、両電極6・7をセパレータ9と共に巻回芯21に巻き付ける。なお、負極7は、正極6よりも先に巻回芯21に巻き付けられるよう設定してある。2枚重ねのセパレータ9・9間に負極7を配するとともに、正極6を一方のセパレータ9を挟んで負極7に対峙させた状態に配してもよい。
(第4ステップ) 図2(b)に示すごとく正極6と負極7とセパレータ9との巻回が所定回数だけ行われて、巻回が完了したときに巻回芯21の回転を停止させる。正極6および負極7は、所定寸法で切断される。
(第5ステップ) 中軸25の先端部25bから受け軸26を外し、外軸22の空間23内から受け軸26を抜き取って、中軸25自体の弾性力で中軸スリット29の隙間を広げる。これにより、一対のカット面30・31での2枚重ねのセパレータ9・9の挟み込みが解除され、電極体2を外軸22の一端側へ移動させることができる。
(第6ステップ) 巻回の完了した電極体2を、電極体2を外軸22の一端側から抜き取る。なお、外軸22が、中軸25の終端部25a側が先端部25b側よりも外軸スリット27の隙間の幅方向に広がるテーパー状の場合には、第5ステップでの電極体2の移動と、第6ステップでの電極体2の抜き取りとを、前記テーパーに沿って容易に行うことができる。
この後、電極体2の最外周面が、接着テープで接着固定される。次いで、電極体2は、電池缶1内に収容できるように、図4に示すごとく断面長円状に押し潰し成形することによって電極体2が完成する。正極6には正極集電リード10、負極7には負極集電リード11がそれぞれ溶接される。
外軸22は、楕円形、六角形あるいは八角形などの断面形状であってもよい。電極体2の内周側において、正極6と負極7とに先行して巻回芯21に巻き付けられるセパレータ9・9の巻回開始部分は、長さ寸法が電極体2の長径寸法の0.1〜1.5倍であることが好ましく、0.2〜1.0倍であることがさらに好ましい。前記巻回開始部分の長さ寸法が、電極体2の長径寸法の0.1倍よりも小さいと、セパレータ9・9を切断する切断刃39と巻回芯21との距離が近くなり過ぎ、電極体2の長径寸法の1.5倍よりも大きいと、巻回初期のセパレータ9・9の長さ低減の効果がほとんど得られないことになる。
中軸25によってセパレータ9・9を挟み込む幅寸法は、電極体2の短径寸法の0.1〜0.5倍であることが好ましく、0.2〜0.4倍であることがさらに好ましい。セパレータ9・9を挟み込む幅寸法が、電極体2の短径寸法の0.1倍よりも小さいと、セパレータ9・9を固定することが困難となり、電極体2の短径寸法の0.5倍よりも大きいと、空間23が小さくなり過ぎて、中軸スリットの可動幅が小さくなって、セパレータ9・9を挟み込み難くなる。中軸25のカット面30・31に配される突起32と凹部33とは、図6に示すごとく、省略してもよい。
巻回芯の縦断正面図 巻回芯の縦断側面図 密閉角形電池の要部断面図 密閉角形電池の分解斜視図 巻回芯の動作を説明する概略断面図 巻回芯の他の実施例を示す縦断正面図
符号の説明
2 電極体
6 正極
7 負極
9 セパレータ
21 巻回芯
22 外軸
23 空間
25 中軸
25a 中軸の終端部
25b 中軸の先端部
26 受け軸
27 外軸スリット
29 中軸スリット
30 下側のカット面
31 上側のカット面
39 切断刃

Claims (8)

  1. 帯状の正極と帯状の負極とを帯状のセパレータを介在させた状態で巻回して電極体を製造するための巻回芯であって、
    前記正極と前記負極と前記セパレータとが巻き付けられる長棒状の外軸と、前記セパレータを固定するための長棒状の中軸と、前記外軸の一端に着脱自在に取り付けられる受け軸とを含み、
    前記外軸の軸芯部分には、前記外軸の軸芯方向に延びて前記外軸の一端で開放される空間を形成してあって、前記中軸は、該中軸の軸芯が前記外軸の軸芯に沿う姿勢で前記空間内に配されており、
    前記受け軸は、前記外軸の一端に取り付けられた際に前記中軸の先端部に着脱自在に外嵌する嵌入部を有しており、
    前記中軸は、該中軸の終端部が前記空間の奥部に固定されるとともに、前記中軸の軸芯方向に延びて前記中軸の先端で開放される中軸スリットを有していて、前記中軸スリットによって先端側が二股状に分かれており、
    前記外軸は、前記中軸スリットに対峙する外軸スリットを有していて、前記セパレータが前記外軸スリットを介して前記中軸スリット内に導入されるようにしてあり、
    前記受け軸の前記嵌入部を前記中軸の先端部に外嵌したときには、前記嵌入部の内周面で前記中軸の先端部の外周面が前記中軸スリットの隙間の幅方向に押されて、前記中軸スリットが閉じられて前記セパレータが挟み込まれることを特徴とする巻回芯。
  2. 前記外軸スリットが、前記外軸の軸芯方向に延びて前記外軸の一端で開放されることで、前記外軸の一端側が二股状に分かれており、
    前記受け軸の前記嵌入部は、前記外軸の一端側から前記空間内に嵌まり込んで前記中軸の先端部に外嵌するよう形成してあり、
    前記受け軸の前記嵌入部が前記空間内から外されたときには、前記外軸の一端が自由になって前記外軸スリットの隙間が狭くなる請求項1記載の巻回芯。
  3. 前記中軸には、前記中軸スリットに臨む一対のカット面が形成されており、
    一方のカット面には、該カット面の長さ方向に延びる突起が突設されており、
    他方のカット面には、該カット面の長さ方向に延びて前記突起に対峙する凹部が形成されている請求項2記載の巻回芯。
  4. 中軸スリットを有する中軸と、該中軸を内包する空間を有するとともに前記中軸スリットに対峙する外軸スリットを有する外軸と、前記外軸の一端に設けた前記空間の開放端内に嵌め込まれて前記中軸の先端部に着脱自在に外嵌する受け軸とを含み、前記中軸スリットが前記中軸の先端で開放され、かつ前記外軸スリットが前記外軸の一端で開放された巻回芯を用いて、帯状の正極と帯状の負極との間に帯状のセパレータを介在させた状態で巻回する電極体の製造方法であって、
    前記中軸の先端部から前記受け軸を外して前記中軸スリットの隙間を広げた状態で、2枚重ねの前記セパレータを、前記外軸スリットおよび前記中軸スリットに挿入する第1ステップと、
    前記受け軸を前記外軸の一端側から前記空間内に嵌め込んで前記中軸の先端部に外嵌することで、前記中軸の前記中軸スリットに臨む一対のカット面で前記2枚重ねのセパレータを挟み込み固定する第2ステップと、
    前記巻回芯を回転させ、前記セパレータを前記巻回芯に巻き付けてから、前記2枚重ねのセパレータの間に前記正極および前記負極のいずれか一方の電極を配するとともに他方の電極を一方のセパレータを挟んで前記一方の電極に対峙させた状態に配して、前記両電極を前記セパレータと共に前記巻回芯に巻き付ける第3ステップとからなることを特徴とする巻回芯を用いた電極体の製造方法。
  5. 前記第3ステップでの巻回が完了したときに、前記巻回芯の回転を停止させる第4ステップと、
    前記中軸の先端部から前記受け軸を外して前記中軸スリットの隙間を広げて、前記一対のカット面での前記2枚重ねのセパレータの挟み込みを解除するとともに、前記外軸の前記空間内から前記受け軸を抜き取って前記外軸の一端を自由にして前記外軸スリットの隙間を狭める第5ステップと、
    巻回の完了した電極体を前記巻回芯から抜き取る第6ステップとを有する請求項4記載の巻回芯を用いた電極体の製造方法。
  6. 前記外軸が前記外軸スリットによって一端側が二股状に形成され、前記中軸が前記中軸スリットによって先端側が二股状に形成されており、
    前記第3ステップに先立って、前記外軸スリットおよび前記中軸スリットの隙間から、前記電極が配される側とは反対側へ引き出した前記2枚重ねのセパレータの部分を、切断刃によって所定長に切断する請求項5記載の巻回芯を用いた電極体の製造方法。
  7. 前記一対のカット面のうちの一方のカット面には、該カット面の長さ方向に延びる突起が突設され、他方のカット面には、該カット面の長さ方向に延びて前記突起に対峙する凹部が形成されており、
    前記第2ステップにおいて、前記一対のカット面で前記2枚重ねのセパレータを挟み込んだときには、前記突起が前記セパレータに食い込む請求項6記載の巻回芯を用いた電極体の製造方法。
  8. 前記第6ステップののちに、薄型の角筒形状の電池缶内に収容できるように前記電極体を断面長円状に押し潰し成形する請求項7記載の巻回芯を用いた電極体の製造方法。
JP2005107026A 2005-04-04 2005-04-04 巻回芯およびその巻回芯を用いた電極体の製造方法 Active JP4600926B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005107026A JP4600926B2 (ja) 2005-04-04 2005-04-04 巻回芯およびその巻回芯を用いた電極体の製造方法
KR1020060030155A KR100935002B1 (ko) 2005-04-04 2006-04-03 권회심 및 그 권회심을 이용한 전극체의 제조방법
CNB2006100667025A CN100477368C (zh) 2005-04-04 2006-04-03 卷芯及使用该卷芯的电极体的制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005107026A JP4600926B2 (ja) 2005-04-04 2005-04-04 巻回芯およびその巻回芯を用いた電極体の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006286492A JP2006286492A (ja) 2006-10-19
JP4600926B2 true JP4600926B2 (ja) 2010-12-22

Family

ID=37077970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005107026A Active JP4600926B2 (ja) 2005-04-04 2005-04-04 巻回芯およびその巻回芯を用いた電極体の製造方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP4600926B2 (ja)
KR (1) KR100935002B1 (ja)
CN (1) CN100477368C (ja)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006290615A (ja) * 2005-04-13 2006-10-26 Riyoukoushiya:Kk 巻き取り機用巻芯
JP5409338B2 (ja) * 2009-12-25 2014-02-05 日立ビークルエナジー株式会社 捲回式角形電池
JP5183691B2 (ja) * 2010-08-02 2013-04-17 Ckd株式会社 巻回素子の製造装置
KR101382548B1 (ko) * 2011-03-31 2014-04-07 주식회사 엘지화학 젤리-롤형 전극조립체 제조용 권심
JP2013193875A (ja) * 2012-03-22 2013-09-30 Toshiba Corp 捲回装置、捲回方法
CN102637907B (zh) * 2012-04-23 2015-05-20 深圳市浩能科技有限公司 卷针机构
KR101925583B1 (ko) * 2012-11-06 2018-12-05 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지의 전극 권취 장치 및 전극 권취 방법
JP6234035B2 (ja) * 2012-12-14 2017-11-22 株式会社皆藤製作所 巻芯、及び捲回ユニット
KR101868172B1 (ko) * 2013-10-30 2018-06-15 주식회사 엘지화학 원통형 이차전지의 전극조립체 제조용 권심
KR102197998B1 (ko) * 2014-02-05 2021-01-04 삼성에스디아이 주식회사 이차전지용 권취장치
KR102499324B1 (ko) * 2015-10-30 2023-02-13 삼성에스디아이 주식회사 이차전지용 권취장치
CN108987820A (zh) * 2017-05-31 2018-12-11 东莞市雅康精密机械有限公司 锂电芯卷绕装置及其卷针
EP4264703A1 (en) * 2020-12-18 2023-10-25 Manz Italy S.r.l. Winding method and apparatus

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11176463A (ja) * 1997-12-09 1999-07-02 Fuji Photo Film Co Ltd シート体の巻回装置
JPH11307132A (ja) * 1998-04-24 1999-11-05 Katoo Kiko:Kk 二次電池用極板巻き取り装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3336642B2 (ja) * 1992-11-12 2002-10-21 ソニー株式会社 渦巻型構造体の製造装置及び製造方法
JP2004335380A (ja) * 2003-05-09 2004-11-25 Hitachi Maxell Ltd 非水電解液電池
JP2004349141A (ja) * 2003-05-23 2004-12-09 Sanyo Electric Co Ltd 扁平巻回電極体を備えた電池及びその製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11176463A (ja) * 1997-12-09 1999-07-02 Fuji Photo Film Co Ltd シート体の巻回装置
JPH11307132A (ja) * 1998-04-24 1999-11-05 Katoo Kiko:Kk 二次電池用極板巻き取り装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN100477368C (zh) 2009-04-08
JP2006286492A (ja) 2006-10-19
CN1848509A (zh) 2006-10-18
KR20060106892A (ko) 2006-10-12
KR100935002B1 (ko) 2009-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4600926B2 (ja) 巻回芯およびその巻回芯を用いた電極体の製造方法
JP5147882B2 (ja) 二次電池
JP4207451B2 (ja) 円筒型リチウムイオン二次電池およびその製造方法
WO2015156270A1 (ja) 二次電池
CN101622734B (zh) 电池单元
US8734537B2 (en) Battery production method
JP5772364B2 (ja) 電池及び電池の製造方法
JP2007323860A (ja) 密閉型電池
JP6192807B2 (ja) 二次電池
JP2009259651A (ja) 密閉型電池の製造方法
US9843067B2 (en) Methods for electrode assemblies including at least one insulative portion
JP6087808B2 (ja) 相互接続継手
JP2012054024A (ja) 角形二次電池およびその製造方法
JP2008010264A (ja) 密閉型電池
JP5974531B2 (ja) 密閉型電池の製造方法
JP4530333B2 (ja) 密閉型電池
JP5387047B2 (ja) 電池の製造方法
KR20040101914A (ko) 편평권회전극체(扁平卷回電極體)를 구비한 전지 및 그제조방법
KR20070081549A (ko) 젤리-롤형 전극조립체 제조용 권심
JP6623074B2 (ja) ボビン形リチウム一次電池
JP6235419B2 (ja) 二次電池
CN114551912A (zh) 卷芯及纽扣电池制作方法
KR102384140B1 (ko) 전지의 제조 방법 및 전지
CN114566767A (zh) 一种圆柱电池
JP2018185955A (ja) 密閉型電池

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20061111

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20070707

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080226

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100914

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100922

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100922

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131008

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4600926

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131008

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131008

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131008

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131008

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131008

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250