JPH07220737A - 薄形電池とその製造方法 - Google Patents

薄形電池とその製造方法

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JPH07220737A
JPH07220737A JP822894A JP822894A JPH07220737A JP H07220737 A JPH07220737 A JP H07220737A JP 822894 A JP822894 A JP 822894A JP 822894 A JP822894 A JP 822894A JP H07220737 A JPH07220737 A JP H07220737A
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JP
Japan
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electrode current
positive electrode
thin battery
negative electrode
current collector
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JP822894A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Kagawa
博 香川
Shiro Kato
史朗 加藤
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Yuasa Corp
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Yuasa Corp
Yuasa Battery Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 市場要求に合致する軽量、薄型、各種電池容
量の薄形電池を一連の電池から任意に分離することによ
り得ると共に、正極及び負極の集電体の形状を同一とす
ること及び電池加工を簡易化することによる設備投資額
の低減、及び分離時の電気的短絡の防止を計ることを目
的とする。 【構成】 相対する平板状の正極集電体と負極集電体の
間に、正極活物質、電解質、負極活物質を配置し、電気
絶縁材としての接着材により一定パタ−ン状に区画する
と共に、該正極集電体と負極集電体に同一形状のスリッ
ト穴、端子穴がパタ−ン状に設けられている薄形電池と
することにより、上記目的を達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エレクトロニクス機
器、電気自動車、玩具、芳香発生具、アクセサリ−、表
示器具、非常用電源、携帯用機器などの分野に使用され
る薄形電池に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の電池は図9の斜視図に示されるよ
うに、正極集電体1の一部に突起状の端子部2が設けら
れ、同様に負極集電体3にも同様な突起状の端子部4が
設けられている。これらの集電体の内側周縁域に電気的
絶縁体として窓枠状に接着材5が配置されている。電池
はそれらの集電体の間に正極活物質、セパレ−タ、負極
活物質などを配置し、電気絶縁材としての接着材5によ
り密閉されている。なお正極集電体1は負極集電体3よ
り少し大きくされている。このような電池は正極集電体
1面に接着材5を接着した後、打ち抜いて成形されるた
め、正極集電体1の外周縁と接着材5の外周縁が一致し
ている。このような電池は少し大きめの正極集電体1と
接着材5、負極集電体3及び電池内要素を準備し、個々
の電池をそれぞれ独立して作製されるため、量産時に工
数がかかる。また他の用途への展開、即ち電池形状が大
きい場合や大容量を要求する場合の機種替えができな
い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みてなされたものであって、その目的とするところは
市場要求に合致する軽量、薄型、各種電池容量の薄形電
池を一連の電池から任意に分離することにより得ると共
に、正極及び負極の集電体の形状を同一とすること及び
電池加工を簡易化することによる設備投資額の低減、及
び分離時の電気的短絡の防止を計ることにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するもので、相対する平板状の正極集電体と負極集電体
の間に、正極活物質、電解質、負極活物質を配置し電気
絶縁材としての接着材により一定パタ−ン状に区画する
と共に、該正極集電体と負極集電体に同一形状のスリッ
ト穴、端子穴がパタ−ン状に設けられていること、前記
区画と区画の間は前記各極集電体のスリット穴の連結部
及び電気絶縁材の連結部で連結されていること、前記連
結部を切断することにより前記区画部が分離され、個々
の薄形電池となること、前記端子穴が同一側にあって、
分離された薄形電池の同一辺に端子が形成されているこ
と、前記分離された薄形電池の外周縁部において、少な
くとも前記スリット穴の約半分の幅だけ電気絶縁材が露
出していること、前記分離された薄形電池の端子部に相
当する側の電気絶縁材の露出幅が他の辺の露出幅より大
きいこと、及び相対する平板状の正極集電体と負極集電
体の間に、正極活物質、電解質、負極活物質を配置し電
気絶縁材としての接着材により一定パタ−ン状に区画し
た薄形電池において、スリット穴、端子穴を繰り返し同
一パタ−ン状に設けた正極集電体と負極集電体の少なく
とも片側の集電体のスリット穴の連結部をレ−ザ−光線
により分離すること、前記レ−ザ−光線を連結部に照射
し、正極集電体と負極集電体の連結部を同時に分離する
こと、前記連結部を分離した後に前記接着材を切断する
ことなどを特徴とし、これらにより上述の問題点を解決
するものである。
【0005】
【作用】本発明は請求項1及び2により集電体の前処理
加工による設備費を低減する。即ち、スリット穴及び端
子穴を打ち抜き加工で設ける場合のプレス金型を1種類
作るだけで両極の集電体を作製でき、各パタ−ン間のピ
ッチも同一となり、位置合わせ精度を高くでき電池品質
が向上する。また在庫量を低減することもできる。さら
にはあらかじめスリット穴及び端子穴を集電体に設けて
おくことで分離する場合の加工数を低減すると共に、分
離時の正極と負極の電気的短絡が防止できる。
【0006】請求項3により連続した薄形電池を作製で
き、帯状に電池作製が可能となる。即ち、活物質が印刷
手法を用いて配置でき量産性に富む。また薄形電池を複
数個連結された形状にすることで電池容量を高めること
ができると共に、スリット間の連結部の幅を小さくする
ことで異常電流が流れた場合のヒュ−ズ部としての効果
も併せ持つ。
【0007】請求項4により前記した一連の薄形電池か
ら任意の連結部を切断することで種種の形状及び電池容
量の薄形電池が得られ、機種替えが容易で多品種少量生
産ができる。
【0008】請求項5乃至7により一方の極の端子部穴
に位置する対極の端子部を含む薄形電池を先端のみ金属
部が露出し他部は電気絶縁材が被覆されているトムソン
刃などで分離する時に、スリット穴の中央部で切断する
と短絡が防止できる。また端子部を同一辺側に設けるこ
とで一連の集電体からの歩留りを高めることができる。
即ち端子部が薄形電池の周縁から突起状に形成されてい
る場合など、対角線上に端子部を形成する場合に比べ同
一側では端子部の長さ分だけ小さくでき材料の利用度が
高く、作製できる薄形電池数も多くなる。また薄形電池
を2組背向かいに並べてパタ−ン化させ同一側に端子部
を形成していると、端子部を切り落とした場合に薄形電
池の外寸を小さくでき電池の容積効率が高まる。即ち各
種電池形状に形成できる。また端子部側の電気絶縁材の
露出幅を大きくすることで端子部が薄形電池移動時、特
にスリット幅の大きい部分での集電体の損傷を防止する
と共に、薄形電池を作製した後の取り扱い時の端子部の
変形による電気的短絡を防止できる。また端子部を半田
接合でプリント基板などに接続される場合、熱による接
着部への影響を低減しシ−ル不良を防止する。
【0009】請求項8及び9により同一箇所に連結部を
設けているため分離する場合、金属刃では片側の連結部
を切断した後、他方の連結部を切断する時に電気的な短
絡が生じ放電され、電池性能が低下する。しかしながら
この電気的短絡を正確に制御すると薄形電池に予備放電
などが必要な場合には利点となる。なお外連結部をレ−
ザ−、例えばYAGレ−ザ−により溶断すると接着材を
透過して裏面の対極の連結部をも同時に溶断でき、加工
工数を低減できる。
【0010】請求項10によりあらかじめ集電体の連結
部を分離することで、正極と負極の電気的短絡が防止で
きる。即ち連結部の分離により少なくとも間隙の小さい
部分での薄形電池間の接続は接着材で行われており、切
断する場合にカッタ−刃、トムソン刃などを押しつけて
も正極と負極の集電体が該カッタ−刃、トムソン刃など
により電気的に接続されることがない。
【0011】
【実施例】以下、パタ−ン化された一連の集電体を用い
て作製された薄形電池の製造工程を通して本発明による
薄形電池について説明する。図1は本発明に係わる負極
集電体6(幅約160mm、厚さ約0.02mmのステ
ンレス箔に厚さ約2μのニッケルメッキを施している。
なお該ニッケルメッキは薄形電池を機器の端子部に接続
する場合の半田接合を容易にするもので、全面又は一部
に施されている。)の一部斜視図で、両端域にスプロケ
ット穴7と、内側にスリット穴8、端子穴9を一定パタ
−ンで設けている。該負極集電体6の各パタ−ン内のそ
れぞれのスリット穴8、端子穴9で囲まれた領域に負極
活物質10(例えばリチウム、リチウム合金、カ−ボン
材など)を配置(圧着又は印刷、塗工などによる。)し
た後、該負極活物質10の周縁より約0.1mm大きく
負極活物質10面上に電解質として高分子固体電解質1
1を厚さ約0.02mmになるように印刷し、電子線硬
化させた状態を図2の要部拡大平面図に示す。図3は図
2のA−A’部の要部断面図で寸法は拡大されている。
次に該高分子固体電解質11面上に正極活物質12(例
えば二酸化マンガン、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸
化バナジウム、又はそれらのリチウム化合物など)を高
分子固体電解質11の周縁より小さい領域に厚さ約0.
15mmになるように配置(圧着又は印刷、塗工などに
よる。)し、電子線硬化させた状態を図3の断面図に示
す。
【0012】次に図4の斜視図に示す正極集電体13
(負極集電体6を反転させると同一形状となる。なお負
極集電体6と同様に表面にはニッケルメッキが施されて
いる。なお薄形電池がリチウム−二酸化マンガン系の場
合にニッケル面が腐食されないように電池組立後、電池
の開路電圧を約3.1V〜3.5Vに低下させておく必
要がある。)と図5の平面図に示す電気絶縁材としての
接着材14(例えば変性ポリプロピレン樹脂フィルム、
特に非ポリプロピレン材を含有した変性ポリプロピレン
樹脂フィルムは熱接着時の加圧に対して厚さ方向の変形
が少なく接着時の内側への変形を防止する。)の各スプ
ロケット穴7を互いに位置合わせし接着後の接着部の厚
さを一定にするためロ−ル間隙を一定にした熱ダイロ−
ル(熱板の場合は接着時に電池内部のガス排出のため接
着域以外の面も加圧する必要がある。)にて、該負極集
電体6と正極集電体13を接着した。また正極活物質1
2と正極集電体13との間の密着性はあらかじめ正極集
電体13面にアンダ−コ−ト処理を施している。このよ
うにして図6に示す要部拡大斜視図(部分的に電池材料
を欠損させ階層構造を明確にしている。)のように薄形
電池は接着材14によりそれぞれ区画された一連のもの
となり、後の工程で各区画の境界部分のスリット穴の連
結部15をレ−ザ−にて溶断し個々の薄形電池にする。
その後、各薄形電池の連結部(接着材と溶断前の集電体
の各スリット穴間隙で連結されていた。)の接着材部分
をトムソン刃などで打ち抜いて分離する。この時、薄形
電池の下面にバックフィルムを貼っておくと薄形電池を
分離切断した際にバラバラにならずに整列した状態(な
お電池を使用する場合には剥がすことで済む上、電池裏
面に粘着剤を塗布しておくと機器に貼りつけて固定する
こともできる。)となる。図7は一連の薄形電池より分
離切断された個々の薄形電池の斜視図で接着材14のう
ち端子(正極端子部13’、負極端子部6’)側の接着
材14’の露出幅が他の辺より大きくなっているため、
例えば端子13’を折り曲げ端子6’と同じレベルにし
ても負極側と電気的に接触することがない。図8は該薄
形電池の集電体のスリット部の連結部の溶断幅を小さく
(スリットの幅より小さめに溶断したため、連結部15
の一部15’が残存している。)した薄形電池が2個連
結した場合の斜視図を示す。
【0013】
【発明の効果】このように作製された本発明の薄形電池
はさらに以下のような効果を奏する。 (1)正極と負極の集電体加工においてプレス金型を交
換する必要がなく、また金型コストが一金型で済む。 (2)連続した状態で薄形電池を生産した後、分離切断
することから電池生産工数が低減されると共に、任意の
形状・容量の薄形電池が得られる。 (3)突起状の端子部が折り曲げられても対極の集電体
部と直接接触せず短絡が防止できる。 (4)集電体の分離が正極と負極で同一位置にあり、接
着材を損傷することなく同時に溶断でき且つ溶断長さが
少なくて良く、加工速度が高まる。 (5)集電体にスリットを設け中央部分を隣接する薄形
電池との境界部とすることで、分離切断時に正極と負極
が短絡することがない。なお本発明においては実施例に
示すものに限定されるものではなく、薄形電池に用いる
材料の寸法、材質及びスリットの大きさ、パタ−ン数な
ど特に限定するものではなく、用途に応じて種種変更さ
れるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる負極集電体の斜視図を示す。
【図2】本発明に係わる負極集電体面上の部品配置状態
を示す。
【図3】本発明に係わる図2に示すA−A’部の断面を
示す。
【図4】本発明に係わる正極集電体の斜視図を示す。
【図5】本発明に係わる電気絶縁材としての接着材の断
面図を示す。
【図6】本発明に係わる一連の薄形電池の要部拡大斜視
図を示す。
【図7】本発明に係わる薄形電池の斜視図を示す。
【図8】本発明に係わる他の薄形電池の斜視図を示す。
【図9】従来の電池の斜視図を示す。
【符号の説明】
6 負極集電体 7 スプロケット穴 8 スリット穴 9 端子穴 10 負極活物質 11 高分子固体電解質 12 正極活物質 13 正極集電体 14 接着材 15 スリット連結部

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 相対する平板状の正極集電体と負極集電
    体の間に、正極活物質、電解質、負極活物質を配置し、
    電気絶縁材としての接着材により一定パタ−ン状に区画
    すると共に、該正極集電体と負極集電体に同一形状のス
    リット穴、端子穴がパタ−ン状に設けられていることを
    特徴とする薄形電池。
  2. 【請求項2】 前記区画と区画の間は前記各極集電体の
    スリット穴の連結部及び電気絶縁材の連結部で連結され
    ていることを特徴とする請求項1記載の薄形電池。
  3. 【請求項3】 前記連結部を切断することにより前記区
    画部が分離され、個々の薄形電池となることを特徴とす
    る請求項2記載の薄形電池。
  4. 【請求項4】 前記端子穴が同一側にあって、分離され
    た薄形電池の同一辺に端子が形成されていることを特徴
    とする請求項1記載の薄形電池。
  5. 【請求項5】 前記分離された薄形電池の外周縁部にお
    いて、少なくとも前記スリット穴の約半分の幅だけ電気
    絶縁材が露出していることを特徴とする請求項3記載の
    薄形電池。
  6. 【請求項6】 前記分離された薄形電池の端子部に相当
    する側の電気絶縁材の露出幅が他の辺の露出幅より大き
    いことを特徴とする請求項3記載の薄形電池。
  7. 【請求項7】 相対する平板状の正極集電体と負極集電
    体の間に、正極活物質、電解質、負極活物質を配置し、
    電気絶縁材としての接着材により一定パタ−ン状に区画
    した薄形電池において、スリット穴、端子穴を繰り返し
    同一パタ−ン状に設けた正極集電体と負極集電体の少な
    くとも片側の集電体のスリット穴の連結部をレ−ザ−光
    線により分離することを特徴とする薄形電池の製造方
    法。
  8. 【請求項8】 前記レ−ザ−光線を連結部に照射し、正
    極集電体と負極集電体の連結部を同時に分離することを
    特徴とする請求項7記載の薄形電池の製造方法。
  9. 【請求項9】 前記連結部を分離した後に前記接着材を
    切断することを特徴とする請求項7又は8記載の薄形電
    池の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10149836A (ja) * 1996-11-19 1998-06-02 Yuasa Corp 高分子固体電解質を用いた薄形電池及びその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10149836A (ja) * 1996-11-19 1998-06-02 Yuasa Corp 高分子固体電解質を用いた薄形電池及びその製造方法

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