JP5337366B2 - 電池製造方法及び電池 - Google Patents
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Description
電極活物質200が塗布された塗布部分201と、電極活物質200が塗布されていない未塗布部分202,202を有する電極用シート203を圧延することで塗布部分201を所定の厚さに形成した後には、電極用シート203の未塗装部分202,202は、その断面(a−a線断面)を見ると、平坦であり塑性変形しておらず、塗布部分201は、その断面(b−b線断面)を見ると、塑性変形して伸びが発生している。
図15は従来の電極シート加工装置の説明図であり、加工装置210は、一部を除き電極活物質が塗布されて塗工領域が形成された電極シート211を巻き出す巻出し機構212と、巻き出された電極シート211の電極活物質が塗布されていない非塗工領域に塑性変形により伸び分を折り曲げ波形加工する折り曲げ加工機構213と、非塗工領域が折り曲げ波形加工された電極シート211にテンションを与えながら圧延処理を施す2つのテンション付与機構214,216と、圧延処理された電極シート211を裁断する裁断機構217とから構成されている。
電極シートの未塗布部分にはほとんど伸びが発生しないから、電極シートの厚さが変化しない。
また、電極用シートは、従来のように未塗装部分のエッジを加工するものではないので、加工精度が低下することがない。
塑性変形手段を用いて電極用シートの塗布部分を塑性変形させ、塗布部分にうねりを形成する。塑性変形手段を用いることで、うねりが精度よく且つ簡単に形成される。
電極シートの塗布部分を加熱することで、塗布部分の活物質及び箔が塑性変形しやすくなり、うねりの形成が容易になる。
電極シートの未塗布部分にはほとんど伸びが発生しないから、電極シートの厚さが変化しない。
また、電極用シートは、従来のように未塗装部分のエッジを加工するものではないので、加工精度が低下することがない。
従って、例えば、電極組立体を構成するときにシート電極の破断や更なる伸びの発生を防止することができ、電池の生産性及び品質を向上させることができる。
従って、例えば、電極組立体を構成するときにシート電極の破断や更なる伸びの発生を防止することができ、電池の生産性及び品質を向上させることができる。
図1は本発明に係る電池を示す断面図であり、電池10は、それぞれ両面に活物質が塗布された正側シート電極11及び負側シート電極12と、これら正・負側シート電極11,12間に設けられたセパレータ13,13と、正側シート電極11の上部(後で詳述する未塗布部分)に当てられた集電板14と、負側シート電極12の下部(後で詳述する未塗布部分)に当てられた集電板15と、これら正・負側シート電極11,12、セパレータ13,13及び集電板14,15を収納する導電性を有するケース16と、このケース16の底部に正・負側シート電極11,12、セパレータ13,13及び集電板14,15を押し付ける導電板17と、ケース16の開口部に導電板17と共にガスケット18を介して加締められた蓋19と、ケース16内に注入された電解液21とからなる。
負側シート電極12は、負電極箔12aと、この負電極箔12aの両面に塗布された活物質12b,12bとからなる。
セパレータ13は、正側シート電極11と負側シート電極12との間、及び負側シート電極12とケース16との間を絶縁するものである。
ここで、集電板15を用いずに、ケース16に負側シート電極12を直接に当ててもよい。
導電板17は、組付時に撓ませることで押圧力を発生させる押圧部17aを有する。
集電板14,15は、複数の放射状突部14a,15aと、中央に凸状に形成された中央凸部14c,15cとを備える。
ケース16は、底部16aを除いて外面を電気的に絶縁処理したものである。
これらの未塗装部分11c,12cは、活物質11b,12bを塗布した部分に比べて導電性が良い。
図4は本発明に係るシート電極の製造装置(第1実施形態)を説明する説明図であり、電極製造装置30は、両面に活物質が塗布された電極用シート31を巻き出す巻き出し装置32と、電極用シート31の送り方向を変えるアイドルローラ33と、電極用シート31に送り力を与える入力側駆動ローラ34及び出力側駆動ローラ36と、これらの入力側駆動ローラ34及び出力側駆動ローラ36のそれぞれの間に配置されて電極用シート31の活物質を所定の厚さに圧延する一対のプレスローラ37,38と、これらのプレスローラ37,38を駆動するとともにプレスローラ37,38bの挟持力を発生させるロールプレス装置41と、プレスローラ37,38の両側に配置されて電極用シート31を補助的に支持する補助ローラ42,43と、電極用シート31の送り方向を変えるアイドルローラ44と、電極用シート31を幅の中央で長手方向に切断する切断装置46と、電極用シート31が切断されて出来たシート電極、例えば正側シート電極11,11(又は負側シート電極12,12)を巻き取る巻き取り装置47と、入力側駆動ローラ34及びプレスローラ37,38のそれぞれの間に配置されるとともに電極用シート31を上下に挟むように配置された一対の誘導コイル51,52を備える誘導加熱装置53とからなる。
即ち、入力側ローラ34及び出力側ローラ36は、張力付与装置55を構成するものである。
上記のプレスローラ37,38及びロールプレス装置41は、圧延装置57を構成するものである。
電極用シート31を巻き出し装置32から巻き出し、入力側駆動ローラ34と出力側駆動ローラ36とで電極用シート31に張力を与えるととも誘導加熱装置53を駆動させて電極用シート31を加熱しながら回転するプレスローラ37,38で電極用シート31を挟んで圧延する。
プレスローラ37,38で圧延された電極用シート31は、切断装置46により幅方向中央で二分されて巻き取り装置47に巻き取られる。
うねり61の波形の周期をT1とし、うねり62の波形の周期をT2とすると、T2<T1となる。
図5(a)〜(d)は本発明に係る電極用シートの塑性変形の原理を示す説明図である。
(a)において、電極用シート31をプレスローラ37,38で圧延しているときには、プレスローラ37,38は、それぞれ電極用シート31の塗布部分11bと接しているが、未塗布部分11c、11cは、塗布部分11bよりも薄いためにプレスローラ37,38とは接していない。
また、この電池製造方法は電極用シート31のエッジを加工する方法ではないので、加工精度の低下を防ぐことができる。
また、この電池10は電極用シート31のエッジを加工するものではないので、加工精度の低下を防ぐことができる。
電極製造装置70によるうねり61,62(図4参照)の形成も電極製造装置30と同様に行われる。
うねり形成機構81は、電極用シート31を挟むように配置されるとともに、電極用シート31の送り方向にオフセットさせた一対のエア噴射装置82,82からなり、エア噴射装置82,82のそれぞれのエア噴出口82aからエアを前方に送られている電極用シート31に向けて噴射させることで電極用シート31にうねりを形成する。
うねり形成機構84は、電極用シート31を挟むように配置されたうねり形成型85,85からなり、外周面にうねり形状(山部85aと谷部85bが交互に複数形成されている。)が形成されたうねり形成型85,85によって前方に送られている電極用シート31を挟みながら回転させることで、電極用シート31にうねりを形成する。
うねり形成機構87は、電極用シート31を挟むように配置された受け型88と押し型89とからなり、凹部88aが形成された受け型88を固定した状態で凸部89aが形成された押し型89で前方に送られている電極用シート31を受け型88に白抜き矢印で示すように繰返し押し付けることでうねりを形成する。
うねり形成機構91は、電極用シート31を挟むように配置された受け型88と押し型92とからなり、凹部88aが形成された受け型88を固定した状態で丸棒状の押し型92で前方に送られている電極用シート31を受け型88に押し付けることでうねりを形成する。
うねり形成機構94は、電極用シート31を挟むように配置された一対のガイド部材95からなり、2つのガイド部材95のそれぞれの端部にうねり形状95aが形成され、これらのガイド部材95同士を接近させて前方に送られている電極用シート31を挟む、又はガイド部材95同士を離間して電極シート31から遠ざけることを同期させて繰り返すことでうねりを形成する。
うねり形成機構97は、電極用シート31の送り方向に沿って配置された一対の丸棒98からなり、丸棒98、98を共に前方に送られている電極用シート31に押し付けることと、丸棒98,98を電極用シート31から遠ざけることとを同期させて繰り返すことでうねりを形成する。
うねり形成機構101は、振動発生装置102からなり、プレスローラ37,38で圧延される前に電極用シート31に、振動発生装置102により、例えば、超音波を当てることで電極用シート31を振動させてうねりを形成する。
Claims (5)
- 箔の一辺に活物質が塗布された塗布部分と活物質が塗布されていない未塗布部分とを設けて正・負側のシート電極をそれぞれ形成し、これらの正・負側のシート電極間にセパレータを介在させて電極組立体を構成し、この電極組立体の端部に露出した前記未塗布部分に正・負側の集電板を接続する形式の電池の製造方法であって、
前記活物質が塗布されて出来た電極用シートの前記塗布部分に、前記電極用シートの長手方向にうねりを形成する工程と、
前記うねりが形成された前記電極用シートをロールプレスする工程と、
を備えることを特徴とする電池製造方法。 - 前記電極用シートをロールプレスする際に、ロールプレスするローラの前後の電極用シートに張力を与えることで、電極用シートにうねりを形成することを特徴とする請求項1記載の電池製造方法。
- 前記電極用シートの前記塗布部分を塑性変形手段を用いて塑性変形させることにより電極用シートにうねりを発生させることを特徴とする請求項1記載の電池製造方法。
- 前記電極シートの前記塗布部分を加熱した後にうねりを形成することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項記載の電池製造方法。
- 箔の一辺に活物質が塗布された塗布部分と活物質が塗布されていない未塗布部分とを設けて正・負側のシート電極をそれぞれ形成し、これらの正・負側のシート電極間にセパレータを介在させて電極組立体を構成し、この電極組立体の端部に露出した前記未塗布部分に正・負側の集電板を接続する形式の電池において、
前記電極用シートは、長手方向に張力が与えられて前記活性物質塗布部分にうねりが形成された状態でロールプレスされ、
前記電極組立体と前記正・負側の集電板とが電解液と共にケースに挿入されて密封されることを特徴とする電池。
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