(57)【要約】【課題】絶縁板挿入深さのバラつきを抑制し、次工程での絶縁板押さえである回転金型との接触による絶縁板回転でのリードへの影響を除去し、生産性が向上した円筒形非水電解液二次電池の製造法を提供する。【解決手段】集電体の両面に電極合剤を塗工した負極板と正極板とをセパレータを介し、捲回構成した極板群と、その極板群の上部に絶縁板を配し、電解液をケース内に収容して作成する非水電解液電池の製造法において、前記絶縁板を極板群の上部に載せ、押込み冶具により絶縁板に加圧し極板群のセパレータを一定量圧縮することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電体の両面に電極合剤を塗工した負極板と正極板とをセパレータを介し、捲回構成した極板群と、その極板群の上部に絶縁板を配し、電解液をケース内に収容して作成する非水電解液電池の製造法において、前記絶縁板を極板群の上部に載せ、押込み冶具により絶縁板に加圧し極板群のセパレータを一定量圧縮することを特徴とする円筒形非水電解液二次電池の製造法。
【請求項２】
押込み冶具により極板群のセパレータを０．６ｍｍ以上１．０ｍｍ未満で圧縮することを特徴とする請求項１記載の円筒形非水電解液二次電池の製造法。
【請求項３】
押し込み冶具の加圧部分が環状となっており、その環の外径がケース内径に対して１ｍｍ以上３ｍｍ以内小さいことを特徴とする請求項１記載の円筒形非水電解液二次電池の製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒形非水電解液二次電池の製造法に関し、特に押込み冶具により絶縁板に加圧し極板群のセパレータを一定量圧縮する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の円筒形非水電解液二次電池の製造法では、図１の極板群と絶縁板の位置関係の模式図に示す極板群１の上部に絶縁板を挿入する際に、極板群１の上部より約１ｍｍの高さから絶縁板３を落下挿入していた。そのため、ケース開口部からの絶縁板の挿入深さバラつきが大きく、そのまま次工程である溝入れ工程に引き渡すことによって、絶縁板と絶縁板押さえである回転金型との接触により絶縁板が回転し、集電用に取り出しているリードを捻ることがあり、封口板とリードの接続での生産性を低下させていた。したがってリードの位置は生産性の上で重要であり、リードの位置を固定するために、さまざまな絶縁板形状での対策案が提案されている。
【０００３】
例えば、極板群の上部にハット形絶縁リングとこの絶縁リングの内径よりわずかに外径が小さく、ハット形絶縁リングの下方に挿入される円板状絶縁板の組合せにより、リードの位置を確実に規制することが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−１５３５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、先行事例の極板群の上部にハット形絶縁リングとこの絶縁リングの内径よりわずかに外径が小さく、ハット形絶縁リングの下方に挿入される円板状絶縁板の組合せにより、リードの位置を確実に規制する方法では、部品点数の増加による生産性低下を発生させてしまうため、導入ができていなかった。
【０００５】
また、さらに従来の円筒形非水電解液二次電池の製造法では、極板群の上部に絶縁板を挿入する際に、極板群の上部より約１ｍｍの高さから落下挿入していたため、ケース開口部からの絶縁板の挿入深さバラつきが大きく、そのまま次工程である溝入れ工程に引き渡すことによって、絶縁板と絶縁板押さえである回転金型との接触により絶縁板が回転し、集電用に取り出しているリードを捻ることがあり、封口板とリードの接続での生産性を低下させていたという課題があった。
【０００６】
本発明は、絶縁板挿入深さのバラつきと次工程での絶縁板押さえである回転金型との接触による絶縁板回転でのリードへの影響を除去し、生産性が向上した円筒形非水電解液二次電池の製造法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
これらの従来の課題を解決するために、本発明の円筒形非水電解液二次電池の製造法では、集電体の両面に電極合剤を塗工した負極板と正極板とをセパレータを介し、捲回構成した極板群と、その極板群の上部に絶縁板を配し、電解液をケース内に収容して作成する非水電解液電池の製造法において、前記絶縁板を極板群の上部に載せ、押込み冶具により絶縁板に加圧し極板群のセパレータを一定量圧縮することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の押込み冶具により絶縁板に加圧し極板群のセパレータを一定量圧縮することにより、ケース開口部から絶縁板の深さを一定に規制でき、また次工程の溝入れ工程での絶縁板と絶縁板押さえである回転金型との接触タイミングを遅らせることができ、ケースに
溝入れされ絶縁板位置が固定されてから接触するため、絶縁板深さの変動が少なくリードへの影響が除去され生産性を向上できる。
【０００９】
また、本発明の円筒形非水電解液二次電池の製造法では、押込み冶具により極板群のセパレータを０．６ｍｍ以上１．０ｍｍ未満で圧縮することによって、極板へのダメージが無く、かつケース開口部から絶縁板の深さを一定に規制でき、また次工程の溝入れ工程での絶縁板と絶縁板押さえである回転金型との接触タイミングを遅らせることができ、ケースに溝入れされ絶縁板位置が固定されてから接触するため、絶縁板深さの変動が少なくリードへの影響が除去され生産性を向上できる。
【００１０】
また、本発明の円筒形非水電解液二次電池の製造法では、押し込み冶具の加圧部分が環状となっており、その環の直径がケース内径に対して１ｍｍ以上３ｍｍ以内であることによって、リードと干渉することなく絶縁板を加圧でき、かつケース開口部から絶縁板の深さを一定に規制でき、また次工程の溝入れ工程での絶縁板と絶縁板押さえである回転金型との接触タイミングを遅らせることができ、ケースに溝入れされ絶縁板位置が固定されてから接触するため、絶縁板深さの変動が少なくリードへの影響が除去され生産性を向上できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、絶縁板挿入深さのバラつきと次工程での絶縁板押さえである回転金型との接触による絶縁板回転でのリードへの影響を除去し、生産性が向上した円筒形非水電解液二次電池の製造法を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、円筒形非水電解液二次電池の製造法において、押込み冶具により絶縁板に加圧し極板群のセパレータを一定量圧縮することにより、ケース開口部から絶縁板の高さを一定に規制でき、また次工程の溝入れ工程での絶縁板と絶縁板押さえである回転金型との接触タイミングを遅らせることができ、ケースに溝入れされ絶縁板位置が固定されてから接触するため、絶縁板深さの変動が少なくリードへの影響が除去され生産性を向上できることを見出したものである。
【００１３】
図２に本発明における絶縁板加圧の模式図を示す。図２において、正極板と負極板とをセパレータを介して捲回したことにより構成される極板群１がケース２の内側に収納され、極板群１の上に絶縁板３が搭載されている。
そして、この状態でケース開口部より、押込み冶具４により、絶縁板３を加圧し、極板群１の上部のセパレータ５を圧縮する。押込み冶具の模式図を図３に示すが、押込み冶具としては押込み部分６とケース開口部に基準をとるための当て止め部分７から形成されている。この押込み部分６の長さが絶縁板の押し込み量を決定している。従来の方法では、絶縁板３は極板群１の約１ｍｍ上方から落下させることにより搭載させていた。そのため、ケース開口部からの絶縁板挿入深さにバラつきが生じていた。
【００１４】
そして、次工程である溝入れ工程では、図４の模式図に示すようにケース開口部より絶縁板押さえ金型８を挿入し、ケース横から、溝形状を形成するためにローラー金型９を押し当て、図５に示すような溝１０を形成している。この溝入れ工程においては、ケースを回転させなければならず、それを絶縁板押さえ金型８を回転させることにより工程を成している。このときの絶縁板押さえ金型８が絶縁板に早期に接触すると、その回転力と絶縁板の摩擦力によって絶縁板が回転する。そして、その絶縁板がリードと接触し、リードを捻じ曲げることによって、リードと封口板を溶接する際の工程不良率増加の要因となってしまう。
【００１５】
そこで、本発明によって絶縁板が深い位置まで挿入されることによって、絶縁板押さえ金型と絶縁板の接触までにケースに溝が入り始めることにより絶縁板３が溝１０と極板群１の間に挟持されるため、絶縁板の回転が抑制され、リード位置が安定する。
さらに、極板群上にある絶縁板を０．６ｍｍ以上押込むことにより、絶縁板の回転がほぼ抑制され、また１．０ｍｍ未満であれば極板群内の極板へのダメージも無いため好ましい。
【００１６】
また、押込み冶具の押込み部分６は直径がケース内径に対して１ｍｍ以上３ｍｍ以内小さい環状にすることによって絶縁板を均等に加圧でき、また直径が１ｍｍ以上３ｍｍ以内ケース内径より小さいことにより、押込み冶具挿入時にケースもしくはリードと干渉する可能性を削減できるため好ましい。
（実施例１）
【００１７】
本実施例では、電池サイズとして直径φ１８ｍｍ、高さ６５ｍｍ（以下１８６５０サイズと称する）の円筒系電池を事例として使用した。本実施例にかかる絶縁板挿入状態の模式図を図６に示す。また、その際の集電用リードの位置は極板群の最内周から取り出しているものを使用した。
【００１８】
そして、絶縁板の押し込み冶具として、押込み量０．６ｍｍの冶具を準備し、そして、極板群の上部に絶縁板を配した後、押込み冶具を挿入することにより、押込みを行った。（実施例２）
【００１９】
本実施例では、電池サイズとして１８６５０サイズの円筒系電池を事例として使用した。本実施例にかかる絶縁板挿入状態の模式図を図６に示す。また、その際の集電用リードの位置は極板群の最内周から取り出しているものを使用した。
【００２０】
そして、絶縁板の押し込み冶具として、押込み量１．０ｍｍの冶具を準備し、そして、極板群の上部に絶縁板を配した後、押込み冶具を挿入することにより、押込みを行った。（実施例３）
【００２１】
本実施例では、電池サイズは１８６５０サイズを利用し、群から集電用に取り出したリードの位置として、中心から６．２ｍｍの位置にある極板群を利用した。そして絶縁板の加圧を実現する押込み冶具の形状を、押込み部分の環の外径をφ１５．０ｍｍとした。
（実施例４）
【００２２】
本実施例では、電池サイズは１８６５０サイズを利用し、群から集電用に取り出したリードの位置として、中心から６．２ｍｍの位置にある極板群を利用した。そして絶縁板の加圧を実現する押込み冶具の形状を、押込み部分の環の外径をφ１５．５ｍｍとした。
（実施例５）
【００２３】
本実施例では、電池サイズは１８６５０サイズを利用し、群から集電用に取り出したリードの位置として、中心から６．２ｍｍの位置にある極板群を利用した。そして絶縁板の加圧を実現する押込み冶具の形状を、押込み部分の環の外径をφ１６．０ｍｍとした。
（実施例６）
【００２４】
本実施例では、電池サイズは１８６５０サイズを利用し、群から集電用に取り出したリードの位置として、中心から６．２ｍｍの位置にある極板群を利用した。そして絶縁板の加圧を実現する押込み冶具の形状を、押込み部分の環の外径をφ１６．５ｍｍとした。
（実施例７）
【００２５】
本実施例では、電池サイズは１８６５０サイズを利用し、群から集電用に取り出したリードの位置として、中心から６．２ｍｍの位置にある極板群を利用した。そして絶縁板の加圧を実現する押込み冶具の形状を、押込み部分の環の外径をφ１７．０ｍｍとした。
（比較例１）
【００２６】
本比較例では、電池サイズとして１８６５０サイズの円筒系電池を事例として使用した。本実施例にかかる絶縁板挿入状態の模式図を図６に示す。また、その際の集電用リードの位置は極板群の最内周から取り出しているものを使用した。
【００２７】
そして、絶縁板の押し込みをしないで作製した。
（比較例２）
【００２８】
本比較例では、電池サイズとして１８６５０サイズの円筒系電池を事例として使用した。本実施例にかかる絶縁板挿入状態の模式図を図６に示す。また、その際の集電用リードの位置は極板群の最内周から取り出しているものを使用した。
【００２９】
そして、絶縁板の押し込み冶具として、押込み量０．２ｍｍの冶具を準備し、そして、極板群の上部に絶縁板を配した後、押込み冶具を挿入することにより、押込みを行った。（比較例３）
【００３０】
本比較例では、電池サイズとして１８６５０サイズの円筒系電池を事例として使用した。本実施例にかかる絶縁板挿入状態の模式図を図６に示す。また、その際の集電用リードの位置は極板群の最内周から取り出しているものを使用した。
【００３１】
そして、絶縁板の押し込み冶具として、押込み量１．２ｍｍの冶具を準備し、そして、極板群の上部に絶縁板を配した後、押込み冶具を挿入することにより、押込みを行った。（比較例４）
【００３２】
本比較例では、電池サイズは１８６５０サイズを利用し、群から集電用に取り出したリードの位置として、中心から６．２ｍｍの位置にある極板群を利用した。そして絶縁板の加圧を実現する押込み冶具の形状を、押込み部分の環の外径をφ１４．５ｍｍとした。
（比較例５）
【００３３】
本比較例では、電池サイズは１８６５０サイズを利用し、群から集電用に取り出したリードの位置として、中心から６．２ｍｍの位置にある極板群を利用した。そして絶縁板の加圧を実現する押込み冶具の形状を、押込み部分の環の外径をφ１７．５ｍｍとした。
【００３４】
このようにして作製したサンプルを用い、評価を行った。実施例１と実施例２および比較例１、２、３で作製したサンプルを次工程である溝入れ工程に投入し、絶縁板の回転状況とリードの捻れ状況を確認した。表１に押込み量による、溝入れ後の絶縁板回転とリード捻れ、を各条件ｎ＝３０測定し、その平均値とσと最大値とを示す。この際、絶縁板の回転角度は、図６に示す基準軸１２に対して絶縁板の基準軸１３の角度が回転した角度をもって測定した。
【００３５】
そして、評価の判定基準として絶縁板の回転角度が図面上リードと絶縁板が干渉しない角度である３０°以下とした。また、押込み量による極板ダメージの発生数も表１に示す。
【００３６】
【表１】
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表１より押込みをすることにより、絶縁板の回転を抑制し、リードの捻れを抑制できることを確認した。そして、その押込み量として本実施例による０．６ｍｍ以上１．０ｍｍ未満では、絶縁板回転が１０°以下でかつリード捻れが発生しておらず、判定基準をクリアした。その上、極板ダメージも発生しておらず、さらに好ましいことを確認した。
この理由は、絶縁板押さえ金型と絶縁板の接触までにケースに溝が入り始めることにより絶縁板が溝と極板群の間に挟持されるため、絶縁板の回転が抑制され、リード位置が安定したものと考えられる。
【００３７】
次に、絶縁板の加圧を実現する押込み冶具の形状について、実施例３，４，５，６，７および比較例４，５のサンプルを用い、押込み部分の環の外径による押込み時の工程不具合について検証を行った。このときに使用した電池サイズは１８６５０サイズを利用し、群から集電用に取り出したリードの位置として、中心から６．２ｍｍの位置にある極板群を利用した。その結果を表２に示す。
【００３８】
【表２】
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表２より、環外径として、１５ｍｍ以上１７ｍｍ以下の範囲、つまりケース内径より環外径が１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲で小さい場合では、リード変形や絶縁板変形、押込み冶具挿入ミス発生無く実現できることが確認できた。
【００３９】
また、環の肉厚が０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下では、リード変形や絶縁板変形発生無く実現できることが確認できた。このことから、環外径は、ケース内径より１ｍｍ以上３ｍｍ未満の範囲で小さいことが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明にかかる円筒形非水電解液二次電池の製造法は、絶縁板回転でのリードへの影響を除去し、生産性が向上した製造法であり、円筒形非水電解液二次電池に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】極板群と絶縁板の位置関係の模式図
【図２】本発明における絶縁板加圧の模式図
【図３】押込み冶具の模式図
【図４】次工程の溝入れ工程の模式図
【図５】次工程の溝入れ後電池の模式図
【図６】実施例１にかかる絶縁板挿入状態の模式図
【符号の説明】
【００４２】
１    極板群
２    ケース
３    絶縁板
４    押込み冶具
５    セパレータ
６    押込み冶具の押込み部分
７    押込み冶具の当て止め部分
８    絶縁板押さえ金型
９    ローラー金型
１０  溝
１１  リード
１２  絶縁板回転測定の基準軸
１３  絶縁板の基準軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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