(57)【要約】【課題】絶縁板挿入状態による次工程不良を抑制し、生産性が向上した非水電解液電池を提供すること。【解決手段】芯材部分に集電用のリードを取り出した正極板と負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、極板群の巻芯部に形成された空間内に柱状部品を配備することを特徴とする非水電解液電池において、極板群の上部に配備される絶縁板と極板群の巻芯部の空間内に配備される柱状部品とを一体化した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材部分に集電用のリードを取り出した正極板と負極板とをセパレータを介し、捲回構成とした極板群と、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、極板群の巻芯部に形成された空間内に柱状部品を配備することを特徴とする非水電解液電池において、
前記極板群の上部に配備される絶縁板と、前記極板群の捲回構成により形成された巻芯部の空間内に配備される柱状部品とを一体化していることを特徴とする非水電解液電池。
【請求項２】
絶縁板中心部に穴を設け、前記穴と前記柱状部品の径の差が０.１ｍｍ〜０．２ｍｍであり、前記柱状部品を差し込むことで一体化することを特徴とする請求項１に記載の非水電解液電池。
【請求項３】
絶縁板中心部に穴を設け、前記穴の形状はテーパー形状になっており、前記柱状部品を絶縁板の中心の穴に差し込む事で一体化することを特徴とする請求項１に記載の非水電解液電池。
【請求項４】
絶縁板中心部に穴を設け、前記穴に粘着剤を設け、前記穴に柱状部品を差し込むことで一体化することを特徴とする請求項１に記載の非水電解液電池。
【請求項５】
絶縁板中心部に穴を設け、柱状部品は、先端２ｍｍが胴体部に比べ直径を小さいことにより形成され、前記柱状部品を絶縁板の穴に差し込むことで一体化することを特徴とする請求項１に記載の非水電解液電池。
【請求項６】
極板群の上部に配備される絶縁板と、極板群の巻芯部の空間内に配備される柱状部品とを、熱溶着することにより一体化することを特徴とする請求項１に記載の非水電解液電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は非水電解液電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の非水電解液電池は、図１に示すように、捲回構成した極板群１の上部に配備される絶縁板２と、捲回構成により形成された極板群の巻芯部の空間３内に配備される柱状部品４とを一体化せずに構成する。そのため、絶縁板２を供給するためには、極板群１の上部より約１ｍｍの高さから絶縁板２を落下挿入していた。そのため、集電用リード５に乗り上げることによる挿入不具合あるいは、ケース開口部からの絶縁板の挿入深さバラつきにより、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】
対策案として、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（例えば、特許文献１参照）。
また、別の対策案として、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による対策案が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１５３５１１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３２１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１に記載された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。
【０００６】
また、前記特許文献２に記載された構成では、絶縁板の回転によるリード位置の捻れは改善されるが、柱状部品、絶縁板が一体化されていないため、それぞれの供給における集電リードへの乗り上げ等の供給不具合での生産性低下については対策できていなかった。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、柱状部品の重みにより絶縁板の位置は、極板群の上部に確実に配置され、設備振動の影響を受けても絶縁板の浮きを発生させないため、溝入れ工程での金型接触による絶縁板回転や、カミコミによる側面穴あき、絶縁板割れを削減でき、生産性が向上した非水電解液電池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】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の非水電解液電池は、芯材部分に、集電用のリードを取り出した正極板と負極板とをセパレータを介し、捲回構成とした極板群と、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、極板群の捲回構成により形成された巻芯部の空間内に柱状部品を配備することを特徴とする非水電解液電池において、前記極板群の上部に配備される絶縁板と前記極板群の巻芯部の空間内に配備される柱状部品とを一体化していることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の極板群の上部に配備される絶縁板と極板群の巻芯部の空間内に配備される柱状部品とを一体化していることによって、柱状部品を供給することで、絶縁板挿入も完結できる。また、柱状部品の重みにより絶縁板の位置は、極板群の上部に確実に配置され、設備振動の影響を受けても絶縁板の浮きを発生させないため、溝入れ工程での金型接触による絶縁板回転や、カミコミによる側面穴あき、絶縁板割れを削減できるため、生産性を向上できる。また、絶縁板が極板群の上部に確実に配置されるため、溝入れ工程で金型により絶縁板を押さえ込む必要がなくなるため、金型の簡素化による設備コスト抑制も図ることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の非水電解液電池は、柱状部品の重みにより絶縁板の位置は、極板群の上部に確実に配置され、設備振動の影響を受けても絶縁板の浮きを発生させないため、溝入れ工程での金型接触による絶縁板回転や、カミコミによる側面穴あき、絶縁板割れを削減でき、生産性が向上した非水電解液電池を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来の非水電解液電池の断面図
【図２】本発明の実施の形態１における絶縁板と柱状部品を一体化した構成の（Ａ）上面図、（Ｂ）断面図
【図３】本発明の実施の形態１における非水電解液電池の断面図
【図４】本発明の他の実施の形態における絶縁板と柱状部品を一体化した構成の（Ａ）上面図、（Ｂ）断面図
【図５】本発明の他の実施の形態における絶縁板と柱状部品を一体化した構成の（Ａ）上面図、（Ｂ）断面図
【図６】本発明の他の実施の形態における絶縁板と柱状部品を一体化した構成の（Ａ）上面図、（Ｂ）断面図
【図７】本発明の他の実施の形態における絶縁板と柱状部品を一体化した構成の（Ａ）上面図、（Ｂ）断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明では、非水電解液電池において、極板群の上部に配備される絶縁板と極板群の巻芯部の空間内に配備される柱状部品とを一体化していることによって、柱状部品の重みにより絶縁板の位置は、極板群の上部に確実に配置され、設備振動の影響を受けても絶縁板の浮きを発生させないため、溝入れ工程での金型接触による絶縁板回転や、カミコミによる側面穴あき、絶縁板割れを削減でき、生産性が向上することを見出したものである。
（実施の形態１）
図２（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施の形態１における非水電解液電池の絶縁板、柱状部品を一体化した部品の構成の上面図と断面図を、図３は、本発明の実施の形態１における非水電解液電池の断面図を示すものである。図３において、極板群１は芯材部分に集電用のリードを取り出した正極板と負極板とをセパレータを介し捲回構成したものであり、その極板群の巻芯部には空間３が形成されている。そして、その極板群１をケース６に挿入した後に、柱状部品４と絶縁板２とを予め一体化し、柱状部品４は空間３に、絶縁板２は極板群１の上部に配備することにより構成している。
【００１３】
本発明の絶縁板と柱状部品との一体化について以下説明する。
【００１４】
絶縁板の中心に穴を設け、前記中心穴と柱状部品の径の差が０．１ｍｍ〜０．２ｍｍとするとで、前記柱状部品を容易に差し込むことができ、また一体化した部品は抜けにくいため、一体化した形状を保つことができ、好ましい。
【００１５】
また、他の実施の形態として、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、絶縁板２の中心に穴を設け、前記穴の形状はテーパー形状になっており、前記柱状部品を絶縁板の中心の穴に差し込む事で一体化するようにしてもよい。この構成によって、前記柱状部品をテーパー部分で固定できるため、一体化した形状を保つことができ、好ましい。
【００１６】
また、他の実施の形態として、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、絶縁板２の中心に穴を設け、前記穴に粘着材８を設け、前記穴に柱状部品４を差し込むことで一体化するようにしてもよい。この構成によって、柱状部品４と絶縁板２とを粘着材８により固定できるため、一体化した形状を保つことができ、好ましい。
【００１７】
また、他の実施の形態として、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、絶縁板２の中心に穴を設け、柱状部品４は、先端２ｍｍが胴体部に比べ直径を小さいことにより形成され、前記柱状部品を絶縁板の穴に差し込むことで一体化するようにしてもよい。この構成によって、差込深さを安定化させることができ、好ましい。
【００１８】
また、他の実施の形態として、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、極板群の上部に配備される絶縁板と極板群の巻芯部の空間内に配備される柱状部品とを、熱溶着することにより一体化することは、部品形状が固定できるため好ましい。
【実施例】
【００１９】
（実施例１）
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。その際の極板群の巻芯部の空間の径はφ３．５ｍｍとした。また、本実施例での極板群上部に配備される絶縁板は、厚み０．５ｍｍ、中心部の穴の直径φ２．６ｍｍのポリプロピレン製の小判状のものを使用した。また、柱状部品としては、Φ２．５ｍｍ、長さ５８ｍｍのＳＵＳ製でパイプ状のものを使用した。
【００２０】
そして、絶縁板と柱状部品を図２に示すように工程で供給する途中で柱状部品を絶縁板の中心穴７に差し込むことで一体化を行った。このようにして一体化した部品を配備したサンプルを得た。
（実施例２）
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。その際の極板群の巻芯部の空間の径はφ３．５ｍｍとした。また、本実施例での極板群上部に配備される絶縁板は、厚み０．５ｍｍ、中心部の穴の直径φ２．７ｍｍのポリプロピレン製の小判状のものを使用した。また、柱状部品としては、Φ２．５ｍｍ、長さ５８ｍｍのＳＵＳ製でパイプ状のものを使用した。
【００２１】
そして、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、絶縁板と柱状部品を工程で供給する途中で柱状部品を絶縁板の中心穴に差し込むことで一体化を行った。このようにして一体化した部品を配備したサンプルを得た。
（実施例３）
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。その際の極板群の巻芯部の空間の径はφ３．５ｍｍとした。また、本実施例での極板群上部に配備される絶縁板は、厚み０．５ｍｍ、中心部の穴の直径としては、表面φ２．７ｍｍ、裏面Φ２．５ｍｍのポリプロピレン製の小判状のものを使用した。また、柱状部品としては、φ２．５ｍｍ、長さ５８ｍｍのＳＵＳ製でパイプ状のものを使用した。
【００２２】
そして、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、絶縁板と柱状部品を工程で供給する途中で絶縁板の中心穴がφ２．７ｍｍのほうから差し込むことで一体化を行った。このようにして一体化した部品を配備したサンプルを得た。
（実施例４）
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。その際の極板群の巻芯部の空間の径はφ３．５ｍｍとした。また、本実施例での極板群上部に配備される絶縁板は、厚み０．５ｍｍ、中心部の穴の直径φ２．７ｍｍのポリプロピレン製の小判状のものを使用した。また、柱状部品としては、Φ２．５ｍｍ、長さ５８ｍｍのＳＵＳ製でパイプ状のものを使用した。
【００２３】
そして、絶縁板と柱状部品の一体化については、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、絶縁板の中心穴に予め粘着材８を塗布し、そこに柱状部品を差し込むことで行い、接着した部品を投入した。このようにして一体化した部品を配備したサンプルを得た。
（実施例５）
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。その際の極板群の巻芯部の空間の径はφ３．５ｍｍとした。また、本実施例での極板群上部に配備される絶縁板は、厚み０．５ｍｍ、中心部の穴の直径φ２．３ｍｍのポリプロピレン製の小判状のものを使用した。また、柱状部品としては、Φ２．５ｍｍで先端２ｍｍの径がφ２．４ｍｍ、長さ５８ｍｍで、のＳＵＳ製でパイプ状のものを使用した。
【００２４】
そして、絶縁板と柱状部品を工程で供給する途中で柱状部品を絶縁板の中心穴に差し込むことで、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、一体化を行った。このようにして一体化した部品を配備したサンプルを得た。
（実施例６）
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。その際の極板群の巻芯部の空間の径はφ３．５ｍｍとした。また、本実施例での極板群上部に配備される絶縁板は、厚み０．５ｍｍ、中心部の穴の直径φ２．７ｍｍのポリプロピレン製の小判状のものを使用した。また、柱状部品としては、Φ２．５ｍｍ、長さ５８ｍｍのポリプロピレン製でパイプ状のものを使用した。
【００２５】
そして、絶縁板と柱状部品の一体化については、絶縁板の中心穴に柱状部品を差し込んだ後、中心穴に熱金型を当てることにより、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように絶縁板と柱状部品を熱溶着し、熱溶着部分９を持つ部品を作成した。そして、この一体化した部品を投入した。このようにして一体化した部品を配備したサンプルを得た。
（比較例１）
本比較例では、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。その際の極板群の巻芯部の空間の径はφ３．５ｍｍとした。また、本実施例での極板群上部に配備される絶縁板は、厚み０．５ｍｍ、中心部の穴の直径φ２．６ｍｍのポリプロピレン製の小判状のものを使用した。また、柱状部品としては、Φ２．５ｍｍ、長さ５８ｍｍのＳＵＳ製でパイプ状のものを使用した。
【００２６】
そして、図１に示すように柱状部品を極板群の中心部に配備した後に、別工程にて絶縁板を供給し、極板群の上部に絶縁板を置くことで配備した。このようにしてサンプルを得た。
（比較例２）
本比較例では、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。その際の極板群の巻芯部の空間の径はφ３．５ｍｍとした。また、本実施例での極板群上部に配備される絶縁板は、厚み０．５ｍｍ、中心部の穴の直径φ２．５ｍｍのポリプロピレン製の小判状のものを使用した。また、柱状部品としては、Φ２．５ｍｍ、長さ５８ｍｍのＳＵＳ製でパイプ状のものを使用した。
【００２７】
そして、図２に示すように絶縁板と柱状部品を工程で供給する途中で柱状部品を絶縁板の中心穴に差し込むことで一体化を行った。このようにして一体化した部品を配備したサンプルを得た。
（比較例３）
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。その際の極板群の巻芯部の空間の径はφ３．５ｍｍとした。また、本実施例での極板群上部に配備される絶縁板は、厚み０．５ｍｍ、中心部の穴の直径φ２．８ｍｍのポリプロピレン製の小判状のものを使用した。また、柱状部品としては、Φ２．５ｍｍ、長さ５８ｍｍのＳＵＳ製でパイプ状のものを使用した。
【００２８】
そして、図２に示すように絶縁板と柱状部品を工程で供給する途中で柱状部品を絶縁板の中心穴に差し込むことで一体化を行った。このようにして一体化した部品を配備したサンプルを得た。
【００２９】
このようにして作製したサンプルを用い、評価を行った。評価としては、絶縁板挿入の次の工程である溝入れ工程での絶縁板の変形および、絶縁板のカミコミによる溝切れ発生率、および、絶縁板を一体化する際の設備過負荷および、供給途中での部品落下の発生率にて評価した。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
表１で確認されたように、比較例１のように、別々の部品として供給を行っていることによって、絶縁板の変形が見られている。これは、絶縁板が極板群に配備されている集電リードに乗りかかり、溝入れ工程で金型で押さえ込むことによって変形するためである。また、溝入れ金型の間に絶縁板を挟み込んでしまうことで、溝切れも発生させてしまっている。しかしながら、本発明での一体化を用いることによって、絶縁板の変形や、溝切れの発生は抑制されている。これは、柱状部品と一体化していることによって、柱状部品を極板群の中心部に配備するさいに、柱状部品が絶縁板を引っ張るため、集電リードへの乗り上げを防止し、生産が安定していることにつながっている。この比較から、一体化により、生産性が向上することが確認された。
【００３２】
次に、一体化の方法について、実施例１と実施例２と比較例２と比較例３で比較を行った。絶縁板の中心穴に柱状部品を差し込むことによって一体化する方法が工程的には簡素であるが、比較例２では、絶縁板の穴と柱状部品の径との差が０ｍｍであるため、一体化させるときに抵抗が加わり、結果として過負荷を発生させている。また、比較例３のように絶縁板の穴と柱状部品の穴との差が０．３ｍｍとなると、供給時の振動や衝撃によって、柱状部品が途中で外れ、工程不具合を発生させた。一方、実施例１と実施例２のように、絶縁板の穴と柱状部品の径の差が０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲であると、組み合わせる際の抵抗も小さく、また振動や衝撃による外れもないため、生産性を低下させることがないことが確認された。
【００３３】
また、実施例１〜６に示すように絶縁板と柱状部品の方法では、部品供給時の工程不具合もなく、また溝入れ工程での不具合も少ないことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明にかかる非水電解液電池は、柱状部品の重みにより絶縁板の位置は、極板群の上部に確実に配置され、設備振動の影響を受けても絶縁板の浮きを発生させないため、溝入れ工程での金型接触による絶縁板回転や、カミコミによる側面穴あき、絶縁板割れを削減でき、生産性が向上することが可能であり、非水電解液電池に有用である。
【符号の説明】
【００３５】
１  極板群
２  絶縁板
３  極板群の巻芯部の空間
４  柱状部品
５  集電用リード
６  ケース
７  絶縁板の中心穴
８  粘着材
９  熱溶着部分
【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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