(57)【要約】【課題】極板群の捲回において、捲回速度を増加でき、かつ内周セパレータ量を減少させ、かつ集電用のリードの位置のバラツキを縮小できる角型非水電解液電池の製造法を提供することを目的とする。【解決手段】集電用にリードを取りつけた正極板および負極板を、セパレータを介して巻芯を用いて捲回することにより極板群を構成し、巻芯を抜き取る極板捲回工程により構成した極板群と、電解液とをケース内に収容し、ケース開口部に封口板を挿入し、封口し密閉して作成する角型非水電解液電池の製造法において、極板捲回工程中に、極板群の群上部または群底部の極板幅より露出しているセパレータの内、少なくとも最内周から２周分を部分的に熱溶着することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電用にリードを取りつけた正極板および負極板を、セパレータを介して巻芯を用いて捲回することにより極板群を構成し、前記巻芯を抜き取る極板捲回工程により構成した極板群と、電解液とをケース内に収容し、ケース開口部に封口板を挿入し、封口し密閉して作成する角型非水電解液電池の製造法において、
前記極板捲回工程中に、前記極板群の群上部または群底部の極板幅より露出しているセパレータの内、少なくとも最内周から２周分を部分的に熱溶着することを特徴とする角型非水電解液電池の製造法。
【請求項２】
前記巻芯の形状は、辺の一部に溝部分を配した略六角形状であって、前記熱溶着は、前記溝部分に熱金型を挿入することにより実施することを特徴とする請求項１に記載の角型非水電解液電池の製造法。
【請求項３】
前記熱溶着は、前記極板群の群上部の極板幅より露出しているセパレータ全面、または群底部の極板幅より露出しているセパレータ全面に、前記極板群を捲回構成後、巻芯を除去する前に実施することを特徴とする請求項１に記載の角型非水電解液電池の製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正極板と負極板とをセパレータを介して捲回して作成する角型非水電解液電池の製造法に関し、特に極板捲回工程に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の角型非水電解液電池では、極板群の捲回に際して、菱形巻芯、あるいは、巻芯形状を略六角形状にし、略六角形の向かい合う２辺の中央を通る溝を持つ巻芯が使用されていた。（例えば、特許文献１または特許文献２参照）
また、捲回型極板群の上下に突出したセパレータの上下部端面を、巻芯方向に折曲し、かつ熱溶着した円筒形リチウム二次電池が提案されている。（例えば、特許文献３参照）
【特許文献１】特開２００２−７５４２９号公報
【特許文献２】特開２００１−２０２９８６号公報
【特許文献３】特開平１−１２２５７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の巻芯では、中央部に大きなスペースが発生し、巻芯除去後、内周セパレータのバックリングによるたるみにより、極板の先端位置がたるみ、その結果集電用リード位置のバラツキの増大を発生していた。そのため、捲回するための巻芯形状を平板に近づけ、安定化の取組がなされていたが、捲回時の角速度の変動が大きく、極板テンションの変動が大きくなり、捲回速度を上げることができないため、生産性の低下を発生していた。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記従来の課題を解決するために本発明の角型非水電解液電池の製造法は、集電用にリードを取りつけた正極板および負極板を、セパレータを介して巻芯を用いて捲回することにより極板群を構成し、前記巻芯を抜き取る極板捲回工程により構成した極板群と、電解液とをケース内に収容し、ケース開口部に封口板を挿入し、封口し密閉して作成する角型非水電解液電池の製造法において、前記極板捲回工程中に、前記極板群の群上部または群底部の極板幅より露出しているセパレータの内、少なくとも最内周から２周分を部分的に熱溶着することを特徴とする。
【０００５】
この時、前記巻芯の形状は、辺の一部に溝部分を配した略六角形状であって、前記熱溶着は、前記溝部分に熱金型を挿入することにより実施するのが好ましい。
【０００６】
また、前記熱溶着は、前記極板群の群上部の極板幅より露出しているセパレータ全面、または群底部の極板幅より露出しているセパレータ全面に、前記極板群を捲回構成後、巻芯を除去する前に実施することも好ましい。
【０００７】
本発明の熱溶着を用いることによって、極板群を捲回し、巻芯を除去したのちに、セパレータのたるみによる集電リードの位置バラツキを抑制することができ、さらに電池の極板群の捲回形態を円形に近づけられるため生産性を向上できることとなる。
【発明の効果】
【０００８】
以上述べた通り、本発明によると、極板群の捲回において、捲回速度を増加でき、かつ集電用リードの位置のバラツキを小さくできる角型非水電解液電池の製造法を得ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、上記のように角型非水電解液電池の製造法の、極板群を捲回する際に極板群の群上部もしくは、群底部の極板幅より露出しているセパレータの内、少なくとも最内周から２周分を部分的に熱溶着すると、極板群を捲回し、巻芯を除去したのちに、セパレータのたるみによる集電リードの位置バラツキを抑制することができ、さらに巻芯形状を略六角形状にすることができ、電池の極板群の捲回形態を円形に近づけられるため捲回速度を上げることができ、生産性を向上できることを見出したものである。本発明による極板群を図１に示す。図１は、捲回群３のセパレータ１の内周部分に熱溶着２を施した形態である。図１のように、極板群の群上部もしくは群底部の極板幅より露出しているセパレータの内、少なくとも最内周から２周分を部分的に熱溶着することにより、セパレータ端部同士が融合するため、巻芯を除去した後のセパレータのたるみによる集電用リードの位置のバラツキを抑制することができる。
【００１０】
従来の方法では、図２に示す近似六角形の各頂点をＣ面取りした略六角形状の巻芯４、あるいは図３に示す平板巻芯５を使用し、熱溶着は施していなかった。そのため、略六角形状の巻芯を使用した極板群では、図４のように加圧方向８に平行な方向に内周セパレータがたるむため、負極板６が内側に倒れこみ、倒れこんだ状態で加圧していたため、集電用リード７の位置のバラツキを発生していた。そのため、次工程以後での不良率を増加させていた。また、平板巻芯では、リード位置は安定するものの、捲回時の角速度の変動が大きく、極板テンションの変動が大きくなり、捲回速度を上げることができないため、生産タクトが低下する。しかし、本発明の極板群では群上部もしくは群底部の極板幅から露出したセパレータの内、少なくとも最内周から２周分を部分的に熱溶着しているため、セパレータ位置が固定され、内周のセパレータたるみによる極板のたるみを抑制できるため、加圧時の内周極板の位置が安定し、集電用リード位置が安定する。
【００１１】
また、巻芯形状が略六角形状で、その辺の一部に溝を配し、その溝部分に熱金型を挿入することにより実施することは、巻芯により形状が保たれたままの状態を維持し、極板群を取り出すことができ、かつ捲回工程で、金型を挿入するのみで実施できるため捲回工程の生産性をさらに向上できる点で好ましい。ここで、熱金型とは、内部にヒーターをもち、その熱を金型に伝えることにより熱溶着を行う金型のことを指す。また、この際の熱金型の温度設定は、１５０℃〜３００℃までの範囲であることが好ましい。
【００１２】
また、極板群の露出している全面にセパレータを、巻芯を除去する前に熱溶着することは、巻芯により形状が保たれたままの状態を維持でき、かつセパレータを整形できるため、ケース挿入性が向上でき、セパレータ整形工程を除去できる点で好ましい。
【００１３】
これに対し、巻芯を除去した後に熱溶着することは、巻芯除去と同時にセパレータのバックリングが始まるため、集電用リードの位置のバラツキを発生させ、またセパレータ整形工程が必要となるため、好ましくない。
【実施例】
【００１４】
（実施例１）
本発明による製造法では、極板群を捲回する際に極板群の群上部もしくは群底部の極板幅より露出しているセパレータを熱溶着することを特徴としている。本実施例では、捲回機は、皆藤製作所製ＫＡＷ−４ＢＴＱＨ−Ｍを使用し、巻芯は、近似六角形の各頂点をＣ面取りした略六角形状の巻芯４を用いた。また、本実施例での熱溶着は、図５に示す熱金型９を使用し、極板群３を巻芯４から図６のように途中まで取り出した状態で、熱金型を極板群３に接触させ、実施した。この際、正極板としては、ＬｉＣｏＯ2を主成分とする正極板を使用し、負極板としては、カーボン系を主成分とする負極板を使用した。また、
セパレータは、旭化成（株）製のポリエチレン系セパレータを使用した。また、熱溶着の条件
として、熱金型９に装備されたヒーターの温度を２５０℃に設定し、極板群３への接触時間は０．３ｓｅｃとした。
【００１５】
この熱溶着した極板群３を極板群Ａとする。
【００１６】
また、比較のため、前述の図２に示す巻芯４および図３に示す巻芯５を使用し、熱溶着を行わないで極板群Ｂと極板群Ｃをそれぞれ構成した。
【００１７】
以上のように構成した本発明の極板群と比較の極板群のリード位置を各３０個測定し、そのバラツキを求めた。また、捲回機は、通常4.0secタクトの捲回機を使用し、さらに捲回時の生産タクト、及び２００個次工程以後に流したときの不良率を求めた。その結果を表１に示す。
【００１８】
【表１】
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表１より本発明を用いることにより、生産タクトは極板群Ｂに比べて低下するが、不良率が大きく低下し、集電用リード位置のばらつきも小さくなることから、良品生産性を向上できる。また、極板群Ｃと比べると、集電用リード位置のばらつきと不良率が向上し、生産タクトが大幅に向上している。つまり、熱溶着を導入し集電用リード位置が安定することと、それにより次工程以後の不良率が低減でき、生産性が向上できることが確認された。
【００１９】
（実施例２）
実施例１の方法は、捲回群を完成後、捲回群を途中まで巻芯から取り出し、熱金型を接触させる方法であった。
【００２０】
これに対し、捲回群の内周２周分のうち、向かい合う辺の一部分を溶着することでも、同様の効果を得ることが出来る。そこで、巻芯に熱金型を挿入するための溝を配し、捲回群を巻芯から取り出すことなく熱溶着を実施することにより、さらに生産タクトを増加できる。
【００２１】
本実施例では、本発明の熱溶着を、図７のように巻芯形状が略六角形状で、その辺の一部に溝１０を配し、その溝部分に図８の熱金型を挿入することにより実施する方法により極板群Ｄを作成した。この極板群Ｄと、実施例１により作成した極板群Ａの集電用リード位置を各３０個測定し、そのバラツキを求めた。さらに生産タクトを求めた。その結果を表２に示す。また、この時の熱溶着の条件は、両方ともに、２５０℃で０．３ｓｅｃで実施した。
【００２２】
【表２】
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表２より、巻芯溝に熱金型を挿入することにより、集電用リード位置のバラツキに関しては同等レベルを確保でき、また生産タクトをさらに向上できるため、さらに好ましい。
【００２３】
（実施例３）
本実施例の熱溶着は、略六角形状の巻芯で、図９のように巻芯４を除去する前に、極板群３の群上部もしくは群底部全面に、熱金型１１を用いて実施することで、セパレータ形状を整形した。
【００２４】
従来では、セパレータが整形されていないと、極板群を次工程で、ケースに挿入する際、整形されていないセパレータがケース端部にかかり、挿入ミスするため、ケース挿入工程までの間に、セパレータ整形工程を設けていた。このため、１工程増え、その結果捲回工程から電池完成までに要するタクトが長くなるため、生産性の低下を招いていた。
【００２５】
しかしながら、図９のように巻芯４を除去する前に熱溶着を全面に実施することで、極板群３の形状を固定できるだけでなく、同時にセパレータ整形も行うことができるため、ケース挿入製を向上でき、１工程削減できる。
【００２６】
そこで、完成した極板群に対し、巻芯を途中まで除去し、群底部全面に熱溶着した極板群Ｅと、比較のための巻芯を完全除去後に熱溶着した極板群Ｆの集電用リード位置を各３０個測定し、そのバラツキを求めた。さらにケース挿入までの生産タクトを求めた。その結果を表３に示す。
【００２７】
【表３】
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表３より、巻芯除去前に群上部もしくは群底部全面に熱溶着することは集電用リード位置を安定化できるだけでなく、セパレータ整形工程を除去できるため生産性を向上でき、さらに好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明にかかる角型非水電解液電池の製造法は、捲回速度を増加でき、かつ集電用リード位置のバラツキを縮小できることが可能となるので、低コストな角型非水電解液電池を提供でき、コスト競争の厳しい携帯電子機器の電源等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施の形態の極板群の模式図
【図２】本発明の実施例で用いた略六角形状巻芯の模式図
【図３】本発明の実施例で用いた平板巻芯の模式図
【図４】極板群を加圧するときの説明図
【図５】（ａ）本発明の実施例１で作成した熱金型の正面の模式図、（ｂ）側面の模式図
【図６】本発明の実施例１の熱溶着の模式図
【図７】本発明の実施例２で作成した巻芯の模式図
【図８】（ａ）本発明の実施例２で作成した熱金型の正面の模式図、（ｂ）側面の模式図
【図９】本発明の実施例３の熱溶着の模式図
【符号の説明】
【００３０】
１  セパレータ
２  セパレータの熱溶着を施した部分
３  極板群
４  巻芯
５  巻芯
６  負極板
７  負極集電用リード
８  極板群加圧整形方向
９  熱金型
１０  熱金型を挿入する巻芯の辺に設けた溝
１１  熱金型
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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