JP6318257B2 - 二次電池の製造方法 - Google Patents
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Description
本願は、2014年9月18日に日本に出願された特願2014−190127号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
そこで上記課題に鑑み、本発明は、設備費用及び消費エネルギーの低減により製造コストを抑えた二次電池の製造方法を提供する。
なお、本発明において「前記一対のフィルム材が重なり合った部分の前記加工方向の上流に位置する一端を閉じる」とは、重ね合わせたフィルム材の端部同士を液密に接着する場合以外に、フィルム材を折り畳み袋状にすることで閉じた状態とする場合等も含む、即ち如何なる手法であれ液密に閉じた状態にすることを意味する。これに対し、本発明において「接着する」とは、物体表面を構成する分子の分子間力を働かせることにより、二つの物体の表面同士を接触させ、容易に離れなくすることを意味する。
この構成によれば、一対のフィルム材が重なり合った部分の前記加工方向の上流に位置する一端を閉じる過程で、フィルム材中間部の押圧によりフィルム材により形成される内部空間を脱気することができる。
また、液体又は半固体状の電解質がフィルム材の両側端部の一方又は両方から溢流することを抑制することができる。
この構成によれば、一対のフィルム材が重なり合った部分の前記加工方向の上流に位置する一端を閉じる過程で、フィルム材中間部の押圧によりフィルム材により形成される内部空間を脱気することができる。
また、重ね合せたフィルム材の間に積層体を挟み込んだ際に、フィルム材に無用のしわが生じることを防止することができる。したがって、前記第2封止工程における脱気を好適に行うことができる。
この構成によれば、二次電池用の外装体の製造の各工程を連続的又は間欠的に効率よく行うことができる。
図1に示すように、本発明の一実施形態の二次電池の製造方法は、少なくとも、
(1)長尺な帯状である一対のフィルム材1A,1Bを対向配置させつつL2の方向に連続的又は間欠的に延出させるフィルム材延出工程と、
(2)電池を構成する積層体2を挟んだ状態で、一対のフィルム材1A,1Bを重ね合せ、一対のフィルム材1A,1Bが重なり合った部分の加工方向L1の上流に位置する一辺sに沿う端部3(以下、「加工開始端部」とも称する)を閉じる第1封止工程と、
(3)重ね合わせた前記フィルム材料1A,1Bの前記加工方向L1に沿って延びる両側縁8,8の一方又は両方に位置する側端部4,4を、前記加工方向L1に沿って、加工開始端部3から離間する一方向に順次接着し、更に重ね合わせた前記フィルム材料1A,1Bの両側端部4,4間の中間部を前記加工方向L1に沿って順次押圧していき、一対のフィルム材1A,1B同士の間に形成された内部空間5を脱気していく第2封止工程と、を有している。
図1に前記工程(1)、(2)及び(3)に該当する箇所を示す。
図1に示すように、フィルム材延出工程では、長尺な帯状である一対のフィルム材1A,1Bを対向配置させつつ連続的又は間欠的に延出させる。
フィルム材1A,1Bは、例えば予めロール状等にしておいたものを一方向に延出する。
延出は、後の工程での作業に要する時間に応じて所定の速度又は間隔で、連続的又は間欠的に行う。
また、フィルム材1は、金属と樹脂との積層フィルム(ラミネートフィルム)で構成されていてもよい。このような積層フィルムは、公知のリチウム電池用の包装フィルムを用いることが出来る。積層する際の組み合わせとしては、アルミニウムとポリエステル樹脂との積層、ステンレスとポリプロピレン樹脂との積層等が挙げられる。また、フィルム材1A,1Bの厚みは、それぞれ10〜800μm程度、好ましくは50〜200μm程度とすることができる。より好ましくは、フィルム材1A,1Bとして、接着可能なラミネート材料を用いることが好ましい。ラミネートフィルムをフィルム材1A,1Bとして用いることにより、一対のフィルム材1A,1Bを重ね合わせて外装体を形成する際に、開放端部4,4の接着が簡便になる。
第1封止工程では、電池を構成する積層体2を挟んだ状態で、一対のフィルム材1A,1Bを重ね合せ、一対のフィルム材1A,1Bが重なり合った部分の加工方向L1の上流に位置する一辺s(本実施形態ではフィルム材1A,1Bの幅方向)に沿う端部3を閉じる。
端部3の接着は、超音波融着、レーザー溶接、フィルム材1A,1Bがラミネートフィルムである場合にラミネート融着をする等の熱融着、接着剤,ホットメルト等の封止材を用いた接着、その他の公知の手段によって行う。
第2封止工程では、一対のフィルム材1A,1Bの加工開始端部3の両側端部4,4に相当する部分を、加工方向L1(加工開始端部3から離間する方向)に順次接着し、更に加工開始端部3の両側端部4,4間の中間部に相当する部分を加工開始端部3から加工方向L1方向に押圧していき、一対のフィルム材1A,1B同士の間に形成された内部空間5を脱気していく。
加圧方法としては、加圧部材(本実施形態ではローラー)R2を用いて、加圧部材R2に対しフィルム材1A,1Bを相対的に矢印L2方向に移動させることにより行う。具体的には例えば、フィルム材1A,1Bを連続的又は間欠的に一方向(矢印L2方向)に延出させつつ搬送し、固定しておいた加圧部材R2を通過させる。
内部空間5を押圧する加圧部材R3としては、図2に示すように、積層体2の形状に合わせて柔軟に弾性変形可能な材質により形成されたものを好適に用いることができる。
なお、加圧部材R2,R3は、フィルム材1A,1B及び積層体2の形状に合わせて柔軟に弾性変形又は適宜移動し得るものであれば、一体的に形成されたものであってもよい。
加圧は、積層体2に含まれた液体又は半固体状の電解質を僅かに溢流させつつ気体を一方向に移動させることができる程度の圧力で行う。
その後、一方向に積層体2を通過した位置(加工開始端部3に対向する先端側周縁部)10でフィルム材1A,1Bを両側縁8,8間に亘って接着することによって内部空間5を完全に封止し、二次電池15の製造が完了する。
なお、上記の方法によれば、二次電池15が帯状に連なって形成されるが、これらの二次電池15,15・・は端子6,7を直列又は並列接続させて用いてもよく、又は加工開始端部3,10間で切断して用いてもよい。
なお、上記のような複数のエンボス部16,16・・が形成されたフィルム材は、重ね合せた前記フィルム材1A,1Bの一方に用いてもよい。
この場合でも、上記実施形態と同様にフィルム材1A,1Bに第1封止工程と第2封止工程とを施すことができ、上記実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
以上のようにフィルム材1A,1Bを折り曲げて一対の重ね合せたフィルム材1A,1Bを用いても本発明を好適に適用することができる。
また、上記工程の後、隣接する積層体2,2間の中間部分でフィルム材1Cを切断することにより、複数の独立した二次電池を得ることができる。
2 積層体
3 端部(加工開始端部)
4 側端部
5 内部空間
6,7 端子
8 一端
15 二次電池
16 エンボス部
17 仮想線
Claims (3)
- 電池を構成する積層体の上面及び下面をそれぞれ一対のフィルム材で覆い、前記一対のフィルム材をその一端から他端への加工方向に沿って順次接着することによって、フィルム外装体を有する二次電池を製造する方法であって、
電池を構成する積層体を挟んだ状態で、一対のフィルム材を重ね合せ、前記一対のフィルム材が重なり合った部分の前記加工方向の上流に位置する一端を閉じる第1封止工程と、
重ね合わせた前記フィルム材料の前記加工方向に沿って延びる両側端部の一方又は両方を、前記加工方向に沿って、順次接着し、更に重ね合わせた前記フィルム材の両側端部の間の中間部を前記加工方向に沿って順次押圧していき、前記一対のフィルム材同士の間に形成された内部空間を脱気していく第2封止工程と、を有し、
前記第2封止工程で、前記加工方向に直交する同一直線上の位置において、前記中間部の押圧に先立って前記側端部の接着が行われることを特徴とする二次電池の製造方法。 - 電池を構成する積層体の上面及び下面をそれぞれ一対のフィルム材で覆い、前記一対のフィルム材をその一端から他端への加工方向に沿って順次接着することによって、フィルム外装体を有する二次電池を製造する方法であって、
電池を構成する積層体を挟んだ状態で、一対のフィルム材を重ね合せ、前記一対のフィルム材が重なり合った部分の前記加工方向の上流に位置する一端を閉じる第1封止工程と、
重ね合わせた前記フィルム材料の前記加工方向に沿って延びる両側端部の一方又は両方を、前記加工方向に沿って、順次接着し、更に重ね合わせた前記フィルム材の両側端部の間の中間部を前記加工方向に沿って順次押圧していき、前記一対のフィルム材同士の間に形成された内部空間を脱気していく第2封止工程と、を有し、
前記一対のフィルム材の少なくとも一方に複数のエンボス部が形成され、前記複数のエンボス部及び前記複数のエンボス部の同士の間を結ぶ仮想線によって、前記フィルム材の前記内部空間に対応する箇所が囲繞されることを特徴とする二次電池の製造方法。 - 前記第1封止工程の前に、帯状である一対の前記フィルム材を対向配置させつつ連続的又は間欠的に延出させるフィルム材延出工程を有し、
延出された一対の前記フィルム材を前記第1封止工程に供し、前記第1封止工程と、前記第2封止工程と、を前記帯状のフィルム材の延出に従って繰り返し行い、フィルム外装体を有する二次電池を連続的又は間欠的に生産することを特徴とする請求項1または2に記載の二次電池の製造方法。
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