(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
渦巻形電極群を有する筒型電池の製造方法において、セパレータを巻芯に挟み込み、巻芯を半周以上正回転させてセパレータの一部を巻芯に巻き付け、次いで巻芯を少し逆回転させてセパレータを巻き戻し、未だ巻かれていない部分のセパレータを緩めた後に、シート状の負極の端部をセパレータと巻芯との間に挿入し、巻芯を正回転させて負極をセパレータとともに巻芯に巻き込むことを特徴とする筒型電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、渦巻形電極群を有する筒型電池の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルカリ二次電池の電極群は、特開昭６０−１００３８号公報、特開昭６０−１３００５３号公報、特開昭６１−９９２７８号公報にそれぞれ開示されているように、水素吸蔵合金を含む負極とニッケル酸化物を含む正極とが合成樹脂繊維製不織布からなるセパレータで仕切られ、これらを一括に巻回して形成されている。特願平７−２６８９６号の出願明細書に記載されているように、電極群は最外周端が負極の端部となるように渦巻状に巻かれ、負極の最外周端を筒型容器の内面に接触させる構造となっている。さらに、電極群は電池容器内で水酸化カリウム溶液などの強アルカリ性の電解液中に浸漬されている。
【０００３】
例えば、ニッケル水素二次電池の電極群は次のようにして渦巻状に巻かれる。図２及び図６に示すように、先ずセパレータ４の幅中央部を巻芯１２に挟み込む。そして、図７に示すように、巻芯１２を半周以上回転させてセパレータ４を巻芯１２に少し巻き付ける。次いで、負極５の端部をセパレータ４と巻芯１２との間に挿入し、巻芯１２を更に回転させてセパレータ４とともに負極５を巻芯１２に巻き付ける。さらに、正極６の端部をセパレータ４の側に挿入し、正極６をセパレータ４及び負極５とともに巻芯１２に巻き付ける。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法においては、負極５を巻芯１２に向けて送給すると、負極５の先端がセパレータ４によって跳ね返されてしまい、巻芯１２とセパレータ４との間に負極５の先端がうまく巻き込まれず、負極１２が折れ曲がったり一部が外にはみ出るような不良品を生じることがある。不良品を生じるとラインを一時的に停止し、製造ラインから不良品を排除する必要がある。このため、ライン稼働率が低下し、生産性が損われる。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、電極の巻き不良を生じることなく高歩留り高生産性の筒型電池の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る筒型電池の製造方法は、渦巻形電極群を有する筒型電池の製造方法において、セパレータを巻芯に挟み込み、巻芯を半周以上正回転させてセパレータの一部を巻芯に巻き付け、次いで巻芯を少し逆回転させてセパレータを巻き戻し、未だ巻かれていない部分のセパレータを緩めた後に、シート状の負極の端部をセパレータと巻芯との間に挿入し、負極をセパレータとともに巻芯に巻き込むことを特徴とする。
【０００７】
本発明においては、セパレータの一部を巻芯に巻き付けた後に、これを少し巻き戻すので、セパレータにかかっている張力が緩められる。このため、負極の導入端部がセパレータに衝突しても跳ね返されず、負極の端部はセパレータと巻芯との間に適正に巻き込まれる。
【０００８】
なお、セパレータの当初の巻き角度は巻芯の半周以上を必要とし、２１０±２０°程度とすることが好ましい。また、セパレータの巻き戻し角度は３０°±５°程度とすることが好ましい。また、巻芯の径は２．５〜４．５mmとすることが望ましく、さらに３．５±０．２mmとすることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について説明する。本実施例では図１に示すような渦巻電極群３を有する筒型のニッケル水素二次電池１を製造する場合について説明する。
【００１０】
水酸化ニッケル粉末９０重量部および一酸化コバルト粉末１０重量部からなる混合粉体に、水酸化ニッケル粉末に対してカルボキシメチルセルロース０．３重量部、ポリテトラフルオロエチレンの懸濁液（比重１．５，固形分６０重量％）を固形分換算で０．５重量部添加し、これらに蒸留水を４５重量部添加して混練することによりペーストを調製した。
【００１１】
次いで、このペーストを導電性基板としてのニッケルメッキ繊維基板内に充填した後に、更にその両表面にペーストを塗布し、乾燥し、ローラプレスを行って圧延することにより厚さが０．６５ｍｍのペーストシートを得た。これを所望サイズに切断して正極６を作製した。
【００１２】
一方、ＬｍＮｉ4.0 Ｃｏ0.4 Ｍｎ0.3 Ａｌ0.3 の組成からなる水素吸蔵合金粉末１００重量部に対してポリアクリル酸ナトリウム０．５重量部、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）０．１２５重量部、ポリテトラフルオロエチレンのディスパージョン（比重１．５，固形分６０ｗｔ％）を固形分換算で２．５重量部および導電材としてカーボン粉末１．０重量部を水５０重量部と共に混合することによって、ペーストを調製した。このペーストを導電性基板としてのパンチドメタルに塗布、乾燥した後、加圧成型することによって厚さが０．４０ｍｍのペーストシートを得た。これを所望サイズに切断して負極５を作製した。
【００１３】
目付け量が５５ｇ／ｍ2 で、厚さが０．１〜０．９ｍｍのポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系合成樹脂繊維製の不織布を準備し、これを所望サイズに切断してセパレータ４を作製した。
【００１４】
次に、図２〜図５を参照しながら渦巻状の電極群３を形成する方法について説明する。
巻芯１２は左右１対の半割部材１２ａ，１２ｂを組み合わせてなり、一方の半割部材１２ａはホーム位置から上方にスライド可能に、他方の半割部材１２ｂはホーム位置から下方にスライド可能に設けられている。
【００１５】
図２に示すように、半割部材１２ａ，１２ｂをそれぞれ上下に退避させておき、セパレータ４の中央部が巻芯１２のホーム位置にくるように、真空吸着方式のガイドブロックで保持しつつセパレータ４を送り込む。そして、上下の半割部材１２ａ，１２ｂをホーム位置にスライドさせ、セパレータ４を半割部材１２ａ，１２ｂの間に挟み込む。これによりセパレータ４は、図３に示すように左右両側がほぼ等分に巻芯１２から延び出るように巻芯１２によって保持される。
【００１６】
次に、図４に示すように、巻芯１２を半周以上例えば２１０°だけ正回転させ、セパレータ４の中央部分を巻芯１２に巻き付ける。このときセパレータ４は巻芯１２とガイドブロックとにより引っ張られた状態で張力がかかっている。
【００１７】
次に、図５に示すように、巻芯１２を約３０°だけ逆回転させ、セパレータ４を少し緩める。そして、負極５をガイドブロック１９により案内し、負極５の先端部をセパレータ４と巻芯１２との間に挿入し、巻芯１２を再び正回転させる。このとき、セパレータ４が緩められているので、負極５の先端部はセパレータ４によって弾き返されることなく、滑めらかにセパレータ４と巻芯１２との間に巻き込まれる。
【００１８】
さらに、正極６をガイドブロック１９によりスリットガイド１８に沿って導入し、負極５と反対側のセパレータ４の相互間に挿入し、これに巻き込む。押込みブロック１７でセパレータ４を巻芯１２のほうへ押し込みながら、可能な限り負極５／セパレータ４／正極６からなる電極群の径が小さくなるように巻芯１２に巻きつける。巻芯１２を約４周半回転させ、所望の電極群３を得た。
【００１９】
このようにして得た電極群３を有底円筒状容器２内にその積層面が容器２の深さ方向と平行になるように収納した。さらに、得られた電解液未収納のニッケル水素二次電池１をこの電池の電極群の上端と注液部材の出口部の下端との間に０．５ｍｍの距離をあけて注液装置に組み込み、容器内を１１０Ｔｏｒｒまで減圧し、この容器に回転速度を１０００ｒｐｍにして遠心力を加えながら容器内に７ＮのＫＯＨおよび１ＮのＬｉＯＨからなるアルカリ電解液を２．５ｃｃ注入した。正極６の縁部にはリードが取り付けられ、このリードに集電体としてのタブが接合されている。このタブをキャップに接合し、タブを折り曲げてキャップを容器２に被せ、さらに両者を接合する。これにより二次電池１を得た。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、電極の巻き不良を生じることなく二次電池の電極群を高歩留り、かつ高生産性に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電池の一部を切り欠いて内部構造を示す分解斜視図。
【図２】巻芯に挟み込んだセパレータと巻かれる前の正負電極板を示す分解斜視図。
【図３】本発明の実施形態に係る二次電池の製造方法を説明するために巻回装置を巻芯の軸方向から見た部分拡大平面図。
【図４】本発明の実施形態に係る二次電池の製造方法を説明するために巻回装置を巻芯の軸方向から見た部分拡大平面図。
【図５】本発明の実施形態に係る二次電池の製造方法を説明するために巻回装置を巻芯の軸方向から見た部分拡大平面図。
【図６】従来の方法を説明するために巻回装置を巻芯の軸方向から見た部分拡大平面図。
【図７】従来の方法を説明するために巻回装置を巻芯の軸方向から見た部分拡大平面図である。
【符号の説明】
４…セパレータ、  ５…負極、  ６…正極、  １２…巻芯、
１７…押込みブロック、１８…スリットガイド、  １９…ガイドブロック。
【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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