(57)【要約】【課題】扁平形電池の高電気容量化、高信頼性を図るために、負極体の形状を維持し負極体の脱落部分やダレの発生を抑えて、負極体の重量のバラツキを抑制した扁平形電池を提供するものである。【解決手段】正極体１と負極体２の形状が平面部と側面部を有し、側面部が平面部に対して垂直となった形状の負極体２とこれらの間にセパレータ３を介在させて積層してなる電極体７を、開口部の周縁部に絶縁ガスケット５を具備した容器状の上ケース４と下ケース６内に非水電解液と共に収納し、上ケース４の開口部を下ケース６で覆い、下ケース６の開口部を内側方向に折り曲げて封口している構成を特徴とした扁平形電池である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極体と負極体とこれらの間にセパレータを介在させて積層してなる電極体を、開口部の周縁部に絶縁ガスケットを具備した容器状の上ケースと下ケース内に非水電解液と共に収納し、前記上ケースの開口部を密閉した扁平形電池において、前記負極体の形状が平面部と側面部を有し、前記側面部が平面部に対して垂直であることを特徴とする扁平形電池。
【請求項２】
前記負極体が金属リチウムからなる円形状であることを特徴とする請求項１に記載の扁平形電池。
【請求項３】
正極活物質からなる正極体とリチウムを保持しうる材料を活物質としてなる負極体とこれらの間にセパレータを介在させて積層してなる電極体を、開口部の周縁部に絶縁ガスケットを有した半殻状の上ケースに収納後に非水電解液を注入し、前記上ケースの開口部を半殻状からなる下ケースで覆い、前記下ケースの開口部を内側方向に折り曲げて封口する扁平形電池の製造方法において、金属リチウムからなるシート状の負極板に振動を与えながら打抜いて、前記負極体を形成することを特徴とする扁平形電池の製造方法。
【請求項４】
前記負極板を打抜く方向に振動を与え、打抜き刃を前記負極板に食い込ませて前記負極体を成形することを特徴とする請求項３に記載の扁平形電池の製造方法。
【請求項５】
円形半殻状の上ケース内に円形状の正極体と、セパレータと円形状の負極体を積層し、非水電解液を注液して充填し、前記上ケースに下ケースを被せ、前記下ケースの開口部をかしめ封口する扁平形電池の製造装置において、金属リチウムからなるシート状の負極板を供給する巻出し部と、前記負極板に振動を与えながら前記負極体を成形する打抜き部と、前記巻出し部より前記負極板を引っ張って送り出す送り部とから構成したことを特徴とする扁平形電池の製造装置。
【請求項６】
前記巻出し部として、前記負極板をガイドする巻出しローラと、負極板に張力を与える錘ローラと、錘ローラの位置を検出する検出センサと、フープ状態で巻き取られた負極板を送り出す巻出し駆動部とから構成をしたことを特徴とする請求項５に記載の扁平形電池の製造装置。
【請求項７】
前記打抜き部として、前記負極板を円形に打抜く打抜き刃と、打抜き時に前記負極板を押える当てブロックと、前記当てブロックを介して前記負極板を振動させる振動部とから構成したことを特徴とする請求項５に記載の扁平形電池の製造装置。
【請求項８】
前記当てブロックを介して前記負極板に振動を与える前記振動部として、超音波振動発生体と超音波振動コントローラから構成したことを特徴とする請求項７に記載の扁平形電池の製造装置。
【請求項９】
前記打抜き刃の内部に成形した前記負極体を吸着する挿入ピンを備えたことを特徴とする請求項７に記載の扁平形電池の製造装置。
【請求項１０】
前記挿入ピンの内部に孔を備え、前記孔に接続した真空切替え弁と、前記打抜き刃と共に挿入ピンを移動させる可動部とから構成したことを特徴とする請求項９に記載の扁平形電池の製造装置。
【請求項１１】
前記送り部をして、前記負極板を支え中間に打抜き部を配置した送りガイドと、前記送りガイドに支えられた前記負極板を引っ張る送りローラとから構成したことを特徴とする
請求項５に記載の扁平形電池の製造方法。
【請求項１２】
前記送りガイドがアーチ形に湾曲していることを特徴とする請求項１１に記載の扁平形電池の製造装置。
【請求項１３】
前記送りガイドに前記負極板を吸着する孔を備え、前記孔に接続した真空切替え弁とから構成したことを特徴とする請求項１１に記載の扁平形電池の製造装置。
【請求項１４】
前記送りローラに前記負極板を吸着する孔と押えローラを備え、前記孔に接続した真空切替え弁と送りローラを回転する駆動部とから構成したことを特徴とする請求項１１に記載の扁平形電池の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扁平形電池のケースに負極体を高容量に収納するのに最適な扁平形電池と扁平形電池の製造方法およびその製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、扁平形電池に代表されるコイン形電池は車載用や時計の主電源等として需要が拡大傾向にあり、その使用機器は長時間連続運転や高機能化が著しく、コイン形電池の電気容量の増大が求められている。このような背景の中、コイン形電池の製造工程では安定した品質を確保したモノづくりが要求され、高電気容量を確保するために電池の電気容量特性を左右する大きな要因である負極体の重量のバラツキを少なくコイン形電池内により多く収納することが求められる。
【０００３】
従来のコイン形電池は、図９に示すように開口部に絶縁ガスケット６５を取り付けた上ケース６４に、負極材６２と正極材６１とセパレータ６３とを積層して収納し、非水電解液（図示せず）を注液した後、開口部に絶縁ガスケット６５を取り付けた上ケース６４に下ケース６６を被せ、下ケース６６の開口部をかしめ封口してコイン形電池が製造される。この従来のコイン形電池の製造方法の中で、金属リチウムからなる負極体を円板状に成形する従来の方法として、図１０に示すようにシート状の負極原板６９を受け台５２に配置し、弾性材からなる押え部材５３に刃先が隠れるように打抜き刃５４を配置する。まず、打抜き刃５４と押え部材５３を下降させて、押え部材５３で負極原板６９を押さえつけ、次に打抜き刃５４を押え部材５３から突き出して負極原板９を打抜いて、負極体６２を成形する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、他の従来技術として金属リチウムからなる負極体を成形する方法では、図１１に示すようにシート状の負極原板６９を受け台５７に配置し、打抜き刃５４の内径部にバネ６０で上下に動く押え板５９とから構成された製造装置で、打抜き刃５４が下降するとバネ６０が縮んで押え板５９が負極原板６９を押さえつけ、さらに下降すると押え板５９の外周にある打抜き刃５４が突き出して負極原板６９を打抜き、負極体６２を成形する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−１００２８８号公報
【特許文献２】特開２００３−３１７７０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に示される従来技術では、図１２に示されるように、打抜き刃５４に引っ付いた負極体６２を、図１０や図１１で示した押え部材５３や押え板５９で負極体２と打抜き刃５４とに分離させる際に負極体脱落６４が発生して、負極体６２の平面部に対して側面部が垂直になっていない状態となり、負極体６２の重量バラツキの原因となる。
【０００６】
さらに、軟らかい金属において打抜き速度が２０００ｍｍ／ｓ以下では被削材の一部が刃先に付着する構成刃先が発生することが一般に知られているが、特許文献１や特許文献２に示される従来技術ではメカプレスや空圧プレスを用いて打抜きを行い、打抜き速度が充分に得られないために打抜き刃５４の先端に構成刃先が形成され、打抜き刃５４の切削性が低下する。これにより切削面である負極体６２の側面はむしれ状態になり、図１３に示されるように負極体６２の側面にダレ６５が発生し、負極体６２の重量のバラツキの原因となる。また、打抜き刃の構成刃先は発生、成長し、最後は打抜き刃から脱落し、負極
体６２に付着することも負極体６２の重量のバラツキを招くという課題を有している。
【０００７】
さらに、従来技術では金属リチウムからなる負極体６２の弾性と付着性が非常に高いために、打抜き後、負極原板６９と負極体６２が打抜き刃５４に付着することを防止するための押え部材５３や押え板５９で負極原板６９と負極体６２を押えているが、押え部材５３や押え板５９の押し力により負極原板６９と負極体６２の厚みのバラツキが発生し、負極体６２の重量のバラツキを招く。また、負極体６２を打抜き後、負極原板６９に戻すため、負極体６２の側面部が負極原板６９と接することにより、負極原板６９から負極体６２を取り出す際に、負極体６２の側面部が付着し脱落することも負極体６２の重量のバラツキを招く原因となる。欠けた負極体６２を積層したコイン形電池を示したのが図９となり、コイン形電池の内部に収納した負極体６２には負極体６２の平面部に対して側面部が垂直状態になっておらず、欠け部６７が発生している。
【０００８】
本発明は上記従来の課題を鑑みて成されたもので、負極体の平面部に対して負極体の側面部が垂直である負極体の重量精度を向上させた効率良い負極体をコイン形電池内部に積層させた扁平形電池と扁平形電池の製造方法およびその製造装置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】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、正極体と負極体とこれらの間にセパレータを介在させて積層してなる電極体を、開口部の周縁部に絶縁ガスケットを具備した容器状の上ケースと下ケース内に非水電解液と共に収納し、上ケースの開口部を密閉した扁平形電池において、負極体の形状が平面部と側面部を有し、側面部が平面部に対して垂直であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、負極材となる負極体の側面部が平面部に対して垂直であることにより、負極体の重量のバラツキを抑制し、欠け部やダレのない側面と平面が垂直な負極体を積層して高電気容量を確保することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の第１の発明においては、正極体と負極体とこれらの間にセパレータを介在させて積層してなる電極体を、開口部の周縁部に絶縁ガスケットを具備した容器状の上ケースと下ケース内に非水電解液と共に収納し、上ケースの開口部を密閉した扁平形電池において、負極体の形状が平面部と側面部を有し、側面部が平面部に対して垂直であることにより、欠け部やダレのない重量のバラツキを抑制した負極体を積層した高電気容量なコイン形電池にすることが可能となる。
【００１２】
本発明の第２の発明においては、負極体が金属リチウムからなる円形状であることにより、上ケースの限られたスペースを有効に活用することができ、高電気容量なコイン形電池にすることが可能となる。
【００１３】
本発明の第３の発明においては、正極活物質からなる正極体とリチウムを保持しうる材料を活物質としてなる負極体とこれらの間にセパレータを介在させて積層してなる電極体を、開口部の周縁部に絶縁ガスケットを有した半殻状の上ケースに収納後に非水電解液を注入し、上ケースの開口部を半殻状からなる下ケースで覆い、下ケースの開口部を内側方向に折り曲げて封口する扁平形電池の製造方法において、金属リチウムからなるシート状の負極板に振動を与えながら打抜いて、負極体を形成することにより、打抜きの際に金属リチウムが付着することなく、負極体の側面部が平面部に対して垂直である欠け部やダレのない重量のバラツキを抑制した負極体を成形することが可能となる。
【００１４】
本発明の第４の発明においては、負極板を打抜く方向に振動を与え、打抜き刃を負極板に食い込ませて負極体を成形することにより、打抜き刃に金属リチウムが付着することがなく、重量のバラツキを抑制した負極体を効率よく成形することが可能となる。
【００１５】
本発明の第５の発明においては、円形半殻状の上ケース内に円形状の正極体と、セパレータと円形状の負極体を積層し、非水電解液を注液して充填し、上ケースに下ケースを被せ、下ケースの開口部をかしめ封口する扁平形電池の製造装置において、金属リチウムからなるシート状の負極板を供給する巻出し部と、負極板に振動を与えながら負極体を成形する打抜き部と、巻出し部より負極板を引っ張って送り出す送り部とから構成したことにより、負極体の平面部と側面部が垂直状態である負極体をコイン形電池内に収納することができ、生産性の向上が可能となる。
【００１６】
本発明の第６の発明においては、巻出し部として、負極板をガイドする巻出しローラと、負極板に張力を与える錘ローラと、錘ローラの位置を検出する検出センサと、フープ状態で巻き取られた負極板を送り出す巻出し駆動部とから構成をしたことにより、金属リチウムからなるシート状の負極板を延ばして供給することがなく、均一な厚みの負極板を供給することが可能となる。
【００１７】
本発明の第７の発明においては、打抜き部として、負極板を円形に打抜く打抜き刃と、打抜き時に負極板を押える当てブロックと、当てブロックを介して負極板を振動させる振動部とから構成したことにより、打抜き刃に金属リチウムが付着することがなく、欠け部やダレのない負極板の平面部と側面部が垂直な負極体を成形することが可能となる。
【００１８】
本発明の第８の発明においては、当てブロックを介して負極板に振動を与える振動部として、超音波振動発生体と超音波振動コントローラから構成したことにより、打抜き刃に構成刃先を発生させることなく、負極体の重量のバラツキを抑制することが可能となる。
【００１９】
本発明の第９の発明においては、打抜き刃の内部に成形した負極体を吸着する挿入ピンを備えたことにより、打抜き後の負極体を即時に搬出することが可能となり、負極体の側面部が負極板と接することなく負極体を取り出すことができ、負極体の脱落を抑制することが可能である。
【００２０】
本発明の第１０の発明においては、挿入ピンの内部に孔を備え、孔に接続した真空切替え弁と、打抜き刃と共に挿入ピンを移動させる可動部とから構成したことにより、確実に負極体を搬送することが可能となり、別工程として上ケースに収納ができ生産性の向上が可能となる。
【００２１】
本発明の第１１の発明においては、送り部をして、負極板を支え中間に打抜き部を配置した送りガイドと、送りガイドに支えられた負極板を引っ張る送りローラとから構成したことにより、シート状の負極板を押えることなく打抜きができ、負極体の厚みのバラツキを抑制することが可能となる。
【００２２】
本発明の第１２の発明においては、送りガイドがアーチ形に湾曲していることにより、シート状の負極板を延ばすことなく、搬送と打抜きができ、負極体の厚みのバラツキを抑制して生産が可能となる。
【００２３】
本発明の第１３の発明においては、送りガイドに負極板を吸着する孔を備え、孔に接続した真空切替え弁とから構成したことにより、打抜き時にシート状の負極板の位置保持が確実に行われ、安定した生産が可能となる。
【００２４】
本発明の第１４の発明においては、送りローラに負極板を吸着する孔と押えローラを備え、孔に接続した真空切替え弁と送りローラを回転する駆動部とから構成したことにより、シート状の負極板の正確な送り量が実現でき、打抜くピッチをより確実にすることで負極体の歩留まりが向上可能となる。
【００２５】
次に以下、本発明の一実施の形態に関わる扁平形電池について図を参照しながら詳細に説明する。以下に示される一実施の形態は、本発明を詳細に説明するために掲げた扁平形電池であって、本発明は下記の扁平形電池の構造および製造装置に特定するものではない。扁平形電池にはコイン形一次電池やコイン形二次電池等があるが、ここでは扁平形電池に代表される一つであるコイン形のリチウムイオン二次電池（以下、コイン形二次電池と称する）の全体構成を示した断面図である図１について説明する。
【００２６】
コイン形二次電池は、上ケース４の開口部の外周面と絶縁ガスケット５の内周面および下ケース６の開口部の内周面との所定の位置に成膜されている封止剤（図示せず）とを備えて、かしめ封口により密閉されており、その内部は円形状の正極体１と負極体２とその間に配されたセパレータ３とからなる電極体７と、正極体１と負極体２の間でリチウムイオンを移動させる電解液（図示せず）をその空隙部分に収納する構造で成り立っている。
【００２７】
正極体１はリチウム・マンガン酸化合物を用いており、負極体２は負極活物質となるシート状の金属リチウムを打ち抜いて円板状に成形している。次に、セパレータ３は正極体１と負極体２との間を遮断し、両極材の接触による短絡を防止しつつ電解液中のリチウムイオンを通過させるものである。このセパレータ３は、繊維樹脂状により形成された不織布であり、空孔率が１０％〜５０％、厚みが４０μｍ〜２００μｍのものを用いる。ここでは、ポリフェニレンサルファイトを用いるが、これに限定されるものではなく、ポリエチレンテレフタート、ポリイミド、ポリアミド等が上げられ、何れか一種以上を用いることも可能である。電解液は、成分としてＥＭＣ、ペンタグライム、テトラグライムが、一定比率で配合して用いる。
【００２８】
また、下ケース６は、円形半殻状の導電性金属で、正極体１と接触することでコイン形二次電池の外部正極となる。具体的には、下ケース６には、ステンレス等からなる金属製の容器を用いるが、これに限定されるものではなく、例えばステンレス、アルミニウム、ニッケル等の金属を複数積層させた状態の金属製の容器を用いることも可能である。
【００２９】
上ケース４は、電極体７を収納する導電性金属からなる容器であり、負極体２と接することでコイン形二次電池の外部負極となる。上ケース１には、アルミニウムとステンレスとが貼り合わされたクラッド材等を用い、内面がアルミニウムとなるように形成する。負極体２が収納される底面には、円形状の金属リチウムを貼り付け、二次電池の組立後にリチウム合金が形成される。
【００３０】
また、絶縁ガスケット５は円環状に形成されており、下ケース６と上ケース４とを封口した際に下ケース６と上ケース４との間に生じる隙間に嵌め込まれるように取り付けられ、下ケース６と上ケース４を絶縁する役目を果たしている。この絶縁ガスケット５は、ポリフェニレンサルファイト樹脂を用いる。
【００３１】
下ケース６の内周側面や絶縁ガスケット５の内周側面とには、封止剤（図示せず）が塗布されており、下ケース６や上ケース４と絶縁ガスケット５との間に生じる微小な隙間に入りこむことにより、コイン形二次電池の内部空間の密閉性をより高めている。封止剤には具体的には、フッ素系の樹脂を用い、封止剤を調製する溶媒には、上述したフッ素系の樹脂を溶解させるもので、具体的にはシクロヘキサン等を用いる。
【００３２】
次に以下、本発明の一実施の形態に関わる扁平形電池の製造方法について図を参照しながら詳細に説明する。図２は本発明の扁平形電池の製造方法のフローチャートである。図２に示されるように、円形半殻状の上ケース４の円周部に絶縁ガスケット５を装着し、シート状の負極板９に振動を与えて切削抵抗を少なくして、打抜く。さらに負極体２を上ケース４の内部底面に貼り付け、その上に円形形状に打抜かれたセパレータ３を積層し、上ケース４内の空隙に非水電解液（図示せず）を充填した後、リチウム複合酸化物と金属酸化物とを練合した正極原材料を円板状に成型した正極体１を積層し、上ケース４に下ケース６を被せた後、下ケース６の開口部をかしめ封口で封口する。
【００３３】
ここで、負極体２に振動を与えながら打抜き、それと同時に負極体２を負極板９から取り出し、負極体２を下ケース６の開口部まで搬送、挿入することにより、脱落が無くかつ、側面と平面が垂直な負極体２を収納することができる。これにより限られたスペースに最大限の負極体２を収納することができ、大容量で信頼性の高い扁平形電池を実現することができる。
【００３４】
次に以下、本発明の一実施の形態に関わる扁平形電池の製造装置の構成について図を参照しながら詳細に説明する。図３はシート状の負極板９を打ち抜いて、円板形状の負極体２を成形する扁平形電池の製造装置の模式図である。図３に示されるように、フープ形状に巻回したシート状の負極板９が巻出し部１０に配置され、巻出し部１０には駆動部２６が連結されている。また、巻出し部１０の直近には錘ローラ１２、巻出しローラ１３が配置されている。
【００３５】
次に打抜き部２５としてシート状の負極板９の上側には可動部３１と連結され、図４に示すように挿入ピン１１を内蔵した打抜き刃１４があり、シート状の負極板９の下には当てブロック１５があり、当てブロック１５は超音波発生体１６と連結されており、超音波発生体１６は超音波振動コントローラ１７が接続されている。
【００３６】
また、負極板９の送り部２４として、打抜き部２５を中間に配置しアーチ形に湾曲した負極板９の送りガイド１８が配置されており、図５に示すように、負極板９との接触面に多数の孔３２があり、孔３２は真空切替え弁１９を介して真空源２９に接続されている。送りガイド１８の終端には多数の孔３３を設けた送りローラ２０と押えローラ２３とを備え、孔３３は真空源２９と接続した構成となっている。
【００３７】
次に以下、本発明の一実施の形態に関わる扁平形電池の製造装置をさらに詳細に図を参照しながら説明する。まず、図３に示す巻出し部１０では負極板９が送られて、錘ローラ１２が上昇しローラ上限検出センサ２１に達すると巻出し部１０の駆動部２６が作動し、負極板９の供給を開始する。負極板９が供給され、錘ローラ１２がローラ下限点検出センサ２２に達すると巻出し部１０の駆動源２６が停止し、負極板９の供給を停止する。これにより、一定の張力を維持して、負極板９を打抜き部２５に供給することができる。
【００３８】
負極板９の送り部２４では、錘ローラ１２の重量で湾曲した負極板９の送りガイド１８に負極板９が添うように巻き付く状態にするため、真空切替え弁１９が真空源２９側の経路に切替わり、アーチ形に湾曲した送りガイド１８と負極板９が密着することで、負極板９に外力を加えることなく位置の保持でき、負極板９の伸びや厚みのバラツキを抑制することができる。さらに真空切替え弁１９が大気圧を導入する側に経路が切替わると負極板９の位置の保持が解除され、真空圧で負極板９と密着した送りローラ２０が駆動部２７を作動させて一定量回転することによって、負極板９を保持しながら定量送りすることができる。
【００３９】
打抜き部２５では、負極板９の定量送りが終了すると振動部である超音波発生体１６が起動し、当てブロック１５を介して打抜きが終了するまで負極板９に超音波振動を与える。負極板９に超音波振動が伝達されると、可動部３１が下降し、打抜き刃１４が負極板９を打ち抜いて負極体２を形成する。
【００４０】
次に図６に示すように真空孔３４が真空切替え弁２８の切替えにより真空源３６と連通状態となり負極体２が挿入ピン１１の先端に吸着する。さらに図７に示すように打抜き刃１４が上昇するのに伴って負極板９から負極体２が取り出される。
【００４１】
打抜き刃１４は負極体２を内部に保持したまま、図８に示すように搬送治具３０にて前工程より搬送された絶縁ガスケット５付き上ケース４の上部に移動し、挿入ピン１１の下降と同時に真空切替え弁２８が大気側と連通し上ケース４に積層する。これにより、本発明の負極体２を打抜く機能と上ケース４に積層する機能を併せ持つことができ、設備の省スペース化を図ることができる。さらに、負極体２を打抜くと同時に負極体板９から取り出すため、負極体２の脱落を抑制することができる。次に以下、本発明の一実施例に関わる扁平形電池の負極体について図を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００４２】
図３に示すように巻出し部１０では錘ローラ１２が、ローラ上限点検出センサ２１に達すると、巻出し部１０の駆動部２６が作動を開始して負極板９の供給を開始する。なお、錘ローラ１２は重量２０ｇのものを用いて、負極板９は打抜き部２５まで２０ｇの張力がかけられている。錘ローラ１２がローラ下限点検出センサ２２に到達すると、巻出し部１０の駆動部２６が停止して負極板９の供給を終了する。上下限点の高さの差が負極板９の供給量となり、上下限点の高さの差を３００ｍｍとした。
【００４３】
打抜き部２５では超音波発生体１６が起動して、当てブロック１５を介して負極板９に周波数６０ｋＨｚ、振幅０．０２ｍｍの超音波振動を与える。負極板９に超音波振動が伝わると打抜き刃１４が下降して幅９ｍｍ、厚み０．１８ｍｍのシート状の負極板９から直径２ｍｍで厚みが０．１８ｍｍの負極体２を成形し、成形と同時に挿入ピン１１の直径０．５ｍｍの孔３４で負極体２を真空吸着し、打抜き刃１４が上昇する。
【００４４】
さらに打抜き刃１４は可動部３１が作動して水平移動し、開口部を上にした上ケースの上部に移動し、挿入ピン１１を下降させて負極体２を、搬送治具３０で位置決めされた絶縁ガスケット５付き上ケース４に装着した。
【００４５】
負極板９の送り部２４では、打抜きの際、真空切替え弁１９を真空源２９側に経路を切替え、負極板９の送りガイド１８に多数配置した孔３２で負極板９の位置の保持を行う。真空圧は―４０ｋＰａの真空源２９を使用して、直径０．５ｍｍの孔３２を２０ケ用いて負極板９の位置の保持を行った。打抜きが終了すると真空切替え弁１９が大気側に切替わり、直径４０ｍｍの送りローラ２０が５ｍｍ負極板９を送る。当てブロック１５を介して負極板９に超音波振動を与えながら打抜き刃１４で打抜いた負極体２を実施例１とした。
【００４６】
（比較例１）
本発明の実施例と比較するため、図１０に示されるような構成の装置で負極原板６９を受け台５２に配置し、弾性材からなる押え部材５３に刃先が隠れるように打ち抜き刃５４を配置する。まず、打抜き刃５４を下降させて押え部材５３で負極原板６９を押さえつけ、次に打抜き刃５４を押え部材５３から突き出して負極原板６９を切断して、円形の負極体６２を成形した。成形が終了すると打抜き刃５４は上昇し、押え部材５３にて負極体６２は負極原板６９に戻される。さらに、負極体６２を保持したまま、次工程にてピックアンドプレース機構（図示せず）で取り出した負極体６２を比較例１とした。
【００４７】
上記実施例１および比較例１にて成形した負極体の重量を比較するために、下記の評価を行った結果を（表１）に示す。（表１）に示した負極体の重量は４．５ｍｇをねらいとし、幅９ｍｍ、厚み０．１８ｍｍのシート状の負極板を直径２ｍｍで打抜いた負極体を上ケースに積層し、積層前後の上ケースの重量差を負極体の重量とした。測定は２０ヶのサンプルをとり、負極体の重量のバラツキを比較した。
【００４８】
【表１】
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【００４９】
（表１）より明らかなように実施例１による方法は比較例１に比べて、多くの負極体をバラツキなく上ケースに積層できたことが判る。これは、シート状の負極板に超音波振動を与えたことにより、打抜き刃の下降速度に加えてシート状の負極板の振動速度を加えた速度が打抜き速度となるため、打抜き速度が向上し、構成刃先の発生を抑制することが可能である。打抜き速度を比較すると、比較例１では３０ｍｍ／ｓの打抜き速度が実施例１では２４００ｍｍ／ｓの打抜き速度となる。これにより、構成刃先の混入がなく、側面部が平面部に対して垂直な負極体を形成でき、負極体の重量のバラツキを抑制することができた。
【００５０】
また、シート状の負極板に超音波振動を与えながら打抜いたことにより、負極体の側面と打抜き刃の内面が密着することがなく挿入ピンにて真空保持され、打抜き刃から負極体を取り出す際の負極体の脱落を抑制することができた。
【００５１】
さらに負極体の重量のバラツキの少ない要因として、比較例１ではシート状の負極板から負極体を取り出す際に負極体が負極板に付着して負極体が脱落してしまうが、実施例１では打抜き刃で打ち抜きと同時に負極体を取り出すため、負極体の負極板への付着がなく、脱落が起こらないからであった。
【００５２】
以上のように、本発明は金属リチウムからなるシート状の負極板に超音波振動を与えながら打抜いて負極体を形成することで、側面と平面が垂直な負極体を形成し、かつそのバラツキを少なくすることが可能となり、高電気容量でかつ電池寿命の安定した扁平形電池を実現している。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明によれば、重量バラツキの少ない負極体を積層することが可能となる。また本発明の電池を製造方法は側面と平面が垂直な負極体を形成することにより、従来技術では断念せざるを得ない負極体の重量を電池内に収納することができるため、高エネルギー密度で、電池寿命が長いなどの効果をもたらす扁平形電池の製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施の形態における扁平形電池の断面図
【図２】同扁平形電池の製造工程フローチャート
【図３】同扁平形電池の扁平形電池の製造装置の模式図
【図４】同扁平形電池の打抜き部の断面模式図
【図５】同扁平形電池の負極板の送り部の断面模式図
【図６】同扁平形電池の負極体を打抜く時の状態を示す断面模式図
【図７】同扁平形電池の負極体を取出す時の状態を示す断面模式図
【図８】同扁平形電池の負極体を積層した時の状態を示す断面模式図
【図９】従来技術の扁平形電池の断面図
【図１０】従来技術の負極体を打抜く際の実施の形態図
【図１１】別従来技術の負極体を打抜く際の実施の形態図
【図１２】従来技術の負極体を打抜く際に発生した負極体の脱落を示した断面模式図
【図１３】従来技術の負極体を打抜く際に発生した負極体の側面のダレを示した断面模式図
【符号の説明】
【００５５】
１  正極体
２  負極体
３  セパレータ
４  上ケース
５  絶縁ガスケット
６  下ケース
７  電極体
９  負極板
１０  巻出し部
１１  挿入ピン
１２  錘ローラ
１３  巻出しローラ
１４  打抜き刃
１５  当てブロック
１６  超音波発生体
１７  超音波振動コントローラ
１８  送りガイド
１９  真空切替え弁
２０  送りローラ
２１  ローラ上限検出センサ
２２  ローラ下限検出センサ
２３  押えローラ
２４  送り部
２５  打抜き部
２６  駆動源
２７  駆動源
２８  真空切替え弁
２９  真空源
３０  搬送治具
３１  可動部
３２  孔
３３  孔
３４  孔
３６  真空源
３７  真空切替え弁
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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