(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移載用治具の金属製針先端をLi金属片に刺し込み保持して負極端子を兼ねる封口体もしくは外缶の内底面に移載・収納配置し、このLi金属片を容器内底面に圧着する工程を有するLi電池の製造方法において、前記Li金属片を封口体もしくは外缶の内底面に移載・収納配置し離脱するとき、移載用治具の金属製針先端およびLi金属片の刺し込み部に非水性の離型性液体を介在させることを特徴とするLi電池の製造方法。
【請求項２】
円筒状の治具本体と、
前記治具本体内の一端側に軸方向への進退が可能に装着された管状の金属製針と、
前記治具本体内の他端側に装着されて金属製針を弾撥的に支持するスプリングと、
前記治具本体内の他端側に挿入出可能に装着される非水性の離型性液体供給用ノズルと
を具備していることを特徴とするLi金属片移載装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はLi金属を負極活物質とするLi電池の製造方法およびLi電池の製造工程でのLi金属片の移載・配置に適する移載装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Li金属を負極活物質として備えたLi電池は、高性能でコンパクト化が可能なことから、たとえば時計や小形電卓などの駆動用電源として広く使用されている。また、この種のLi電池は、通常、次のような工程で製造している。
【０００３】
図３ (a)〜 (e)は製造工程における組み立て状態を模式的に示す断面図であり、先ず、図３ (a)に示すごとく、正極を兼ねる一端が開口する外缶１内に、正極要素２を位置決めして収納配置する。ここで、正極要素２は、メッシュ状の正極集電体2aおよび板状の正極合剤2bで形成されている。なお、この段階で、正極要素２には、有機電解液（非水電解液）が充填・含浸される
次に、図３ (b)に示すごとく、前記収納配置した正極要素２上にセパレーター３を配設する。一方、図３ (c)に示すごとく、負電極を兼ねる封口体４の内底面に、Li金属片５を移載・位置決めして圧着配置して成るLi電極構体６を用意する。ここで、Li金属片５は、図４に実施態様を斜視的に示すごとく、Li金属棒もしくはLi金属板７から切断ないし打ち抜いたブロックであり、このLi金属片５は封口体４の内底面に圧着され、Li電極構体６が構成される。
【０００４】
なお、前記封口体４の内底面へのLi金属片５の移載・位置決めは、バッキュームエアー治具８によって行っている。つまり、Li金属片５面に、バッキュームエアー治具８の吸着端面を対接させ、真空吸着方式で保持し、かつ封口体４の内底面に移載して位置決め・配置している。
【０００５】
その後、図３ (d)に示すごとく、前記外缶１の開口部にガスケット９を介在させ、Li電極構体６、すなわちLi金属片５を圧着した封口体４を位置決め配置する。次いで、前記ガスケット９で互いに電気的に絶縁しながら外缶１の開口部に封口体４をかしめ封着することにより、図３ (e)に示すような構造のLi電池を製造している。
【０００６】
上記では、外缶１に正電極を兼ねさせ、封口体４に負電極を兼ねさせた構成を示したが、外缶１を負電極側，封口体４を正電極側置き換えた構成を採ることもある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記Li電池の製造方法においては、次のような不都合が認められる。すなわち、Li金属棒もしくはLi金属板７から切断ないし打ち抜いたLi金属片５を、たとえば封口体４の内底面へのLi金属片５の移載・位置決めは、バッキュームエアー治具８によって行っている。つまり、Li金属片５面に、バッキュームエアー治具８の吸着端面を対接させ、真空吸着方式で保持し、かつ封口体４の内底面に移載して位置決め・配置する手順を採っている。
【０００８】
ここで、バッキュームエアー治具８の吸着端面に対し、Li金属片５の被吸着面が平坦性ないし平滑性が劣っていると、いわゆるエアーリークが発生し、十分な保持がなされないので、所要の移載，搬送が困難となる。逆に、Li金属片５の被吸着面が良好な平坦性ないし平滑性を有する場合は、Li金属片５の良好な付着性と相俟って、バッキュームエアー治具８の吸着端面に密着し、十分な保持性によって、移載，搬送が容易になる。しかし、前記良好なLi金属片５の付着性が災いして、バッキュームエアー治具８の吸着端面から離脱し難い傾向があり、封口体４の内底面に搬送後における位置決め・配置を精度よく行えないことがある。
【０００９】
いずれにしても、従来のバッキュームエアー治具８によるLi金属片５の移載，搬送は、生産性，歩留まりなどの点で問題を抱えている状態で、改善された対応策が待たれているといえる。
【００１０】
本発明は、このような事情に対処してなされたもので、Li金属片の移載，搬送を確実、かつ容易に行うことができる手段の採用によって、信頼性の高いLi電池を良好な歩留まりで製造する方法、およびLi電池の製造に適するLi金属片の移載装置の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、移載用治具の金属製針先端をLi金属片に刺し込み保持して負極端子を兼ねる封口体内底面に移載・収納配置し、このLi金属片を負電極を兼ねる封口体もしくは外缶の内底面に圧着する工程を有するLi電池の製造方法において、前記Li金属片を封口体もしくは外缶の内底面に移載・収納配置し離脱するとき、移載用治具の金属製針先端およびLi金属片の刺し込み部に非水性の離型性液体を介在させることを特徴とするLi電池の製造方法である。
【００１２】
請求項２の発明は、円筒状の治具本体と、前記治具本体内の一端側に軸方向への進退が可能に装着された管状の金属製針と、前記治具本体内の他端側に装着されて金属製針を弾撥的に支持するスプリングと、前記治具本体内の他端側に挿入出可能に装着される非水性の離型性液体供給用ノズルとを具備していることを特徴とするLi金属片の移載装置である。
【００１３】
すなわち、本発明は、他の物質に対するLi金属の強い付着性によってスムースな移載，搬送および位置決め・配置を行う一方、非水系の離型性液体の介在で、Li金属の付着性を選択的に低減させ、支持体側からLi金属を容易に離脱さるようにしたことを骨子とする。ここで、外缶は一般的に正電極を兼ね、封口体４が負電極を兼ねた構成をとっているが、逆に外缶が負電極側となり，封口体が正電極側となる構成を採ることもある。
【００１４】
本発明において、非水性の離型性液体とは、Li金属に対して化学的に安定で、かつLi金属の付着性を低減などして離型性ないし離脱性を与える作用を有するもので、たとえばプロピレンカーボネートなどが挙げられる。
【００１５】
請求項１の発明では、Li電池の製造方法において、Li金属片を負電極を兼ねる封口体などの内底面に移載・収納配置するとき、移載用治具の金属製針先端およびLi金属片の刺し込み部に非水性の離型性液体を介在させることによって、金属製針との離脱が容易になるため、Li金属片の位置ぎめ後の位置ズレなど回避され、高品質のLi電池が歩留まりよく提供される。
【００１６】
請求項２の発明では、Li金属片を負電極を兼ねる封口体などの内底面に高精度に位置決め，圧着することができるため、高品質のLi電極構体を歩留まりよく、また、量産的に提供できるので、Li電池の量産化に大きく寄与することになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図１および図２を参照して実施例を説明する。
【００１８】
図１は、実施例に係るLi金属片の移載装置の要部構成を示す断面図、図２はLi金属片の移載装置でLi金属片を移載，搬送する態様を模式的に示す斜視図である。  図１において、10は円筒状の治具本体、11は前記治具本体10内の一端側に軸方向への進退が可能に装着された金属製針である。ここで、治具本体10は外径が段付きの円筒形に形成されており、その内径も外径に対応して段付きとなっていて、細径部に金属製針11が嵌合的に、かつ金属製針11外周面に沿って液体が流動できるように装着されている。
【００１９】
また、12前記治具本体10内の他端側（内径大側）に装着され、前記金属製針11の頂端面を弾撥的に押圧・支持するスプリング、13は前記治具本体10内のスプリング12装着側に挿入出可能に装着される非水性の離型性液体供給用ノズルである。ここで、非水性の離型性液体供給用ノズル13は、非水性の離型性液体供給パイプ 13aおよびそのパイプ 13a先端に装着された縮径ノズル 13bで構成されている。
【００２０】
そして、この移載装置14による、Li金属片の移載・搬送は、金属製針11の進退によるLi金属片に対する金属製針11先端の挿入出に伴う保持・離脱と、離脱時における金属製針11外周面に沿った液体の流動で行われる。なお、前記液体の流動は、非水性の離型性液体の供給圧、もしくはスプリング12の圧縮力による金属製針11の進退などによって制御される。
【００２１】
図２は、上記Li金属片の移載装置14の動作を説明するための模式図である。先ず、Li金属棒（もしくはLi金属板）７から切断ないし打ち抜いたLi金属片５に対し、金属製針11の先端を挿入して保持する。この状態で所定の位置、たとえばボタン型電池用の負電極を兼ねる封口体４の内底面に移載・搬送し、位置決めする。つまり、金属製針11の先端を挿入して保持したLi金属片５を、封口体４の内底面に移載・位置決めした時点で、非水性の離型性液体供給用ノズル13から非水性の離型性液体（たとえばプロピレンカーボネート）を供給する。
【００２２】
ここで、供給された非水性の離型性液体が、金属製針11外周面に沿って先端が挿入されたLi金属片５に達すると、Li金属片５の付着性は、相対的に変化して金属製針11側から容易に離脱する。すなわち、非水性の離型性液体の離型性によってLi金属片５の付着性が低下するため、金属製針11から離脱し易くなる一方、封口体４の内底面に対接するLi金属片５面は良好付着性を依然と保持しているので、封口体４の内底面に位置ズレなどを起こさずに配置、圧着されることになる。
【００２３】
次に、前記Li金属片の移載装置を利用したLi電池の製造方法例を説明する。
【００２４】
基本的な製造工程は、従来と同様なので、前記図３ (a)〜 (e)を参照して説明する。先ず、図３ (a)に示すごとく、正極を兼ねる一端が開口する外缶１内に、正極要素２を位置決めして収納配置する。ここで、正極要素２は、メッシュ状の正極集電体2aおよび板状の正極合剤2bで形成されている。なお、この段階で、正極要素２には、有機電解液（非水電解液）が充填・含浸される次に、図３ (b)に示すごとく、前記収納配置した正極要素２上にセパレーター３を配設する。一方、図３ (c)に示すごとく、負電極を兼ねる封口体４の内底面に、Li金属片５を移載・位置決めして圧着配置して成るLi電極構体６を用意する。ここで、Li金属片５は、前記図２に実施態様を斜視的に示したように、Li金属棒７から切断したブロックであり、このLi金属片５を封口体４の内底面に、移載・搬送し、位置決めする。すなわち、Li金属片５に対し、金属製針11の先端を挿入して保持し、封口体４の内底面に移載・搬送し、位置決め配置する一方、この時点で、非水性の離型性液体供給用ノズル13からプロピレンカーボネートを供給する。 ここで、供給されたプロピレンカーボネートは、金属製針11外周面に沿ってLi金属片５に流れ、挿入された金属製針11先端部領域を濡らし、Li金属片５の濡れた領域の付着性を低下させ、金属製針11に対しては離型性ないし離脱性をもたせる。すなわち、金属製針11が離脱し易くなる一方、封口体４の内底面に対接するLi金属片５面は良好な付着性によって、封口体４の内底面に位置ズレなどを起こさずに配置、圧着される。
【００２５】
その後、図３ (d)に示すごとく、前記外缶１の開口部にガスケット９を介在させ、Li電極構体６、すなわちLi金属片５を圧着した封口体４を位置決め配置する。次いで、前記ガスケット９で互いに電気的に絶縁しながら外缶１の開口部に封口体４をかしめ封着することにより、図３ (e)に示すような構造のLi電池が製造される。
【００２６】
上記Li電池の製造方法においては、切断・分離されたLi金属片を位置ズレなど起こさずに、たとえば封口体内底面に精度よく位置決め配置，圧着することができる。ここで、精度の高いLi電極構体を容易に提供できることは、たとえば外缶内に収納配置した対応する電極構成要素に対し、電池反応面積を十分、かつ安定的に確保できることを意味するので、信頼性の高いLi電池を量産的に、かつ歩留まり向上に大きく寄与することになる。
【００２７】
また、上記Li電池の製造方法において、外缶１側にLi金属片５を圧着し、その上面にセパレーター３を配設する一方、内底面に正極要素２を装着した封口体４で外缶の開口部を封止する構成を採っても、同様の結果がえられる。
【００２８】
なお、本発明は、上記例示に限定されるものでなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形を採ることができる。たとえばLi金属棒状体の断面形状や寸法はLi電池の種類，大きさなどによって適宜選択できる。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、Li金属片を封口体などの内底面に移載・収納配置するとき、移載用治具の金属製針先端を挿入し（刺し込み）、保持したLi金属片が位置決め後においては、金属製針とLi金属片との離脱が容易に行われ、かつLi金属片の位置ズレが回避されるため、高品質のLi電池を歩留まりよく提供できる。請求項２の発明によれば、Li金属片を封口体内底面などに、移載・搬送して高精度に位置決め，圧着することができるため、高品質のLi電極構体を歩留まりよく、かつ量産的に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のLi金属片移載装置の要部構成を示す断面図。
【図２】図１に図示したLi金属片移載装置の使用態様を模式的に示す斜視図。
【図３】   (a)〜 (e)はLi電池の製造工程を、工程順に模式的に示す断面図。
【図４】従来のLi金属片移載装置の使用態様を模式的に示す斜視図。
【符号の説明】
１……外缶（正極端子）
２……正極要素部
2a……正極集電体
2b……正極含剤
３……セパレーター
４……封口体（負極端子）
５……Li金属片（負極）
６……Li電極構体
７……Li棒（Li板）
８……バッキュームエアー治具
９……ガスケット
10……治具本体
11……金属製針
12……スプリング
13……非水性の離型製液体供給ノズル
14……Li金属片移載装置
【図１】
0003998740.tif 000002
【図２】
0003998740.tif 000003
【図３】
0003998740.tif 000004
【図４】
0003998740.tif 000005