JPH10106588A - 角形電池の製造方法 - Google Patents

角形電池の製造方法

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JPH10106588A
JPH10106588A JP8256665A JP25666596A JPH10106588A JP H10106588 A JPH10106588 A JP H10106588A JP 8256665 A JP8256665 A JP 8256665A JP 25666596 A JP25666596 A JP 25666596A JP H10106588 A JPH10106588 A JP H10106588A
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JP
Japan
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electrode plate
bag
welded
bent
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Takashi Kakiuchi
尚 垣内
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極板入の袋状セパレータを連続的に作製す
る工程において、接着剤等を使用することなしにセパレ
ータの伸びを抑制することができ、且つ生産性にも優れ
た角形電池の製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 溶着処理機１によって、セパレータ１１
の中央部に帯状の溶着処理部１２、両側部に帯状の溶着
処理部１３を形成する。この溶着処理部１２，１３は高
い引っ張り強度を有する。折曲げ治具４及び搬送ローラ
５を通過させることによって、セパレータ１１を２つに
折曲げる。折曲げられたセパレータ１１にホーン６を押
し付けて超音波溶着することにより溶着接合部１４を形
成する。押し込み治具７で、折曲げられたセパレータ１
１の間に、正極板２０を挿入する。切断機８で、セパレ
ータ１１の幅方向に、溶着接合部１４の中央部を切断す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、角形電池の製造方
法に関し、特に、電極板入の袋状セパレータを作製する
工程の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】角形電池の多くは、正極及び負極の一方
の極板を袋状セパレータに挿入したものと、正極及び負
極の他方の極板とを、交互に積層して電極体を作製し、
この電極体を外装ケースに挿入し電解液を注入して封口
するという方法で製造されている。
【０００３】ここで用いる極板入の袋状セパレータは、
従来は、特公昭６２−３１７８６号公報に示されるよう
に、１枚のセパレータを、極板を介して２つ折にして、
加熱或は超音波振動によってセパレータの両側部を溶着
することによって作製されていたが、最近では生産効率
を高めるために、図４に示すように、ロール状セパレー
タ１１０から帯状にセパレータ１１１を繰り出し、これ
を折曲げ治具１０４及びローラ１０５でセパレータ１１
１の中央部１１１ａで図中矢印のように折曲げ、折曲げ
たセパレータ１１１をホーン１０６等の溶着機で幅方向
に溶着して接合すると共に電極板１２０を挿入し、カッ
タ１０８で溶着代１１４の中央を切断するという方法で
連続的に作製されるようになっている。
【０００４】ところで、電池の分野では、高容量化に対
する要請に応えるための様々な工夫がなされているが、
セパレータの厚さをできるだけ薄くして電池内部におけ
る電極板の占有率を高くすることもその一つである。従
って、角形電池においても、薄いセパレータが用いられ
る傾向にある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにロール状セパレータから電極板入りの袋状セパレ
ータを連続的に作製する工程においては、繰り出される
セパレータに張力がかかるため、セパレータの膜厚が薄
いと伸びが発生しやすいという問題がある。そして、セ
パレータが伸びると、溶着接合の間隔やセパレータの幅
方向が不揃いとなって、出来上がった電極入り袋状セパ
レータに寸法不良が生じるので、これを防止する技術が
望まれている。
【０００６】また、電池の分野では、セパレータの材料
として、従来から用いられている材質とは異なった材質
のセパレータを用いることによって電池性能を改良する
試みが一般的になされているが、セパレータ材料の引っ
張り強度が小さければ他の性質が優れていても用いにく
いという状況があり、セパレータ材質の選択範囲を広げ
るためにもセパレータの伸びを防止する技術が望まれて
いる。
【０００７】これに対して、特開昭５３−２８２４１号
公報においては、熱硬化性樹脂または熱可塑性の合成樹
脂を主成分とする接着剤をロール状セパレータの一部に
含浸させることにより、セパレータの引っ張り強度を向
上させる方法が提案されているが、接着剤を用いると、
セパレータ内に接着剤が必要以上に拡散してセパレータ
の目詰まりを生じやすく、その場合、電池性能が低下す
る。また、接着剤を使用する分、コスト高につながる。
【０００８】一方、特公昭６２−２７５０１号公報で
は、ロール状セパレータの一部を折り込んで、シワまた
はヒダを形成して、加圧・加熱することにより、セパレ
ータの引っ張り強度を向上させる方法が提案されている
が、セパレータの折り込み工程が複雑であるため生産性
に優れた方法ではない。本発明は、このような課題に鑑
み、電極板入の袋状セパレータを連続的に作製する工程
において、接着剤等を使用することなしにセパレータの
伸びを抑制することができ、且つ生産性にも優れた角形
電池の製造方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の角形電池の製造方法は、ロール状セパレー
タから帯状にセパレータを繰り出し、繰り出したセパレ
ータの長手方向に沿った中央部を折曲げ、折曲げたセパ
レータの間隙に正負極の一方の極板を挿入すると共に幅
方向に溶着し、当該溶着代に沿って切断することによっ
て、電極板入の袋状セパレータを連続的に作製する第一
工程と、第一工程で作製した電極板入の袋状セパレータ
と、他方の極板とを積層させて電極体を作製する第二工
程とを備える角形電池の製造方法において、第一工程で
は、セパレータを折曲げる前に、セパレータの長手方向
に沿った中央部，両側部，もしくはその両方を帯状に溶
着処理することによって、引っ張り強度がもとのセパレ
ータの材質よりも高められた溶着処理部を形成するよう
にした。
【００１０】このように引っ張り強度の高い溶着処理部
が、セパレータの長手方向（即ち張力がかかる方向）に
沿って形成されるので、セパレータの伸びが抑制され
る。なお、折曲げたセパレータを幅方向に溶着した部分
は、作製された袋状セパレータにおける両側部に位置
し、中央部に形成される溶着接合は、作製された袋状セ
パレータにおける底部に位置し、両側部に形成される溶
着接合は、作製された袋状セパレータにおける開口縁部
に位置することになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる角形電池の
製造方法について、ニッケル−カドミウム電池及びニッ
ケル−水素電池の場合を例にとって説明する。図１，２
は、本発明の一実施形態に係る角形電池の製造工程を示
す図であって、図１は、正極板入の袋状セパレータを作
製する工程を示し、図２は、その袋状セパレータを用い
て作製された電極体を組み込んで角形電池を作製する工
程を示す。
【００１２】図１のロール状セパレータ１０は、熱溶融
性の樹脂からなるものであって、具体例としては、ナイ
ロン製，ポリプロピレン製，ポリサルフィン製の微孔薄
膜、ナイロン製の不織布、ポリプロピレン製の不織布、
ポリプロピレン膜に親水性モノマをグラフト重合した膜
などを挙げることができる。ロール状セパレータ１０か
ら繰り出されたセパレータ１１は、図１の矢印Ａの方向
に一定の速度で搬送されながら、溶着処理機１，折曲げ
治具４，搬送ローラ５，ホーン６，押し込み治具７，切
断機８を順に通過し、次の（１）〜（５）の工程順で処
理される。
【００１３】（１）溶着処理機１によって、セパレータ
１１の中央部に帯状の溶着処理部１２、両側部に帯状の
溶着処理部１３を形成する。溶着処理機１は、セパレー
タ１１を両面から挟持するよう配置された１対の加熱ロ
ーラ２，３からなる。この加熱ローラ２，３は、軸の方
向がロール状セパレータ１０の軸と同方向であって、各
加熱ローラ２，３の中央部には凸状の中央圧接部２ａ，
３ａ、両側端部には凸状の側端圧接部２ｂ，３ｂが形成
されている（ただし、図１では中央圧接部３ａはセパレ
ータ１１の背後にあって見えない）。
【００１４】中央圧接部２ａ，３ａ及び側端圧接部２
ｂ，３ｂは、加熱ローラ２，３内の内部ヒータ（不図
示）によって、セパレータ１１に用いられている樹脂の
融点に近い温度（例えば、６，６−ナイロンの場合は二
百数十℃、ポリプロピレンの場合は百数十℃）に加熱さ
れるようになっている。加熱ローラ２，３の間を通過す
るセパレータ１１は、その中央部が中央圧接部２ａと中
央圧接部３ａとで圧接されることによって溶着処理部１
２が形成されると共に、両側部が側端圧接部２ｂと側端
圧接部３ｂとで圧接されることによって溶着処理部１３
が形成される。
【００１５】このようにして形成された溶着処理部１
２，１３においては、加熱及び圧接によって樹脂が一旦
溶融し再び固化して、より高密度な材質に変化している
ので、もとのロール状セパレータ１０の材質よりも高い
引っ張り強度を有する。 （２）折曲げ治具４及び搬送ローラ５を通過させること
によって、セパレータ１１を２つに折曲げる。
【００１６】折曲げ治具４は、搬送方向に先細りの円錐
状である。又、搬送ローラ５は、ロール状セパレータ１
０の中心軸と直交する方向に軸が向けられた一対のロー
ラ５ａ，５ｂが、曲折されたセパレータ１１の両面を挟
持するよう配されて構成されている。セパレータ１１は
搬送ローラ５に引っ張られながら折曲げ治具４の表面に
沿ってスライドすることによって、中央部の溶着処理部
１２に沿って曲折される。
【００１７】（３）折曲げられたセパレータ１１にホー
ン６を押し付けて超音波溶着することにより溶着接合部
１４を形成する。この溶着接合部１４において、折曲げ
られて重なっているセパレータ１１同士が溶着して接合
されている。ホーン６を押し付けるタイミング（即ち、
隣合う溶着接合部１４の間隙）は、次の工程で挿入する
正極板２０の幅に合わせて設定する。
【００１８】（４）押し込み治具７で、折曲げられたセ
パレータ１１の間（隣合う溶着接合部１４の間隙）に、
正極板２０を挿入する。正極板２０としては、焼結式ニ
ッケル電極あるいは非焼結式ニッケル電極が用いられ
る。 （５）切断機８で、セパレータ１１の幅方向に、溶着接
合部１４の中央部を切断する。
【００１９】このような（１）〜（５）の工程におい
て、セパレータ１１の長手方向に張力が加えられている
が、（１）で溶着処理部１２，１３が形成された後に
（２）〜（５）の処理がなされるので、この間における
セパレータ１１の伸びは溶着処理部１２，１３によって
防止される。従って、作製された正極板入の袋状セパレ
ータ３０は、寸法のばらつきが少ないものとなる。
【００２０】図３は、このようにして作製された正極板
入の袋状セパレータ３０の斜視図である。この図に示さ
れるように、溶着処理部１２は袋状セパレータ３０の底
面に位置し、溶着処理部１３は袋状セパレータ３０の開
口縁部に位置し、溶着接合部１４は袋状セパレータ３０
の両側部に位置してこの両側部を閉じている。
【００２１】また、図３からわかるように、上記（２）
の工程でセパレータ１１が折曲げられるときには、溶着
処理部１２の両縁に沿って折曲げられる。従って、上記
（１）の工程で形成する溶着処理部１２の幅を、所望の
袋状セパレータ３０の厚さに合わせて設定すれば、作製
される袋状セパレータ３０の厚さが適当な値に調整され
ることになる。
【００２２】次に、図２に示すように、３枚の正極板入
の袋状セパレータ３０と、４枚の負極板４０とを交互に
積層することによって電極体５０を作製する。負極板４
０としては、焼結式カドミウム電極あるいは金属水素化
物電極を用いる。この電極体５０を有底金属ケース６０
の開口部６０ａから挿入すると共に、正極板２０の導通
タブ２１同士を束ねて正極端子６２に、負極板４０の導
通タブ４１同士を束ねて負極端子６３に接続する。
【００２３】そして、開口部６０ａからアルカリ電解液
を注入した後、開口部６０ａに封口蓋６１を填め込み封
口することによって角形電池が作製される。このように
作製された角形電池において、袋状セパレータ３０の底
面及び開口縁部には、密な材質の溶着処理部１２及び溶
着処理部１３が位置しているため、この部分での内部短
絡の発生が抑制される。
【００２４】即ち、電池の内部短絡は、例えば、電極か
ら脱落した活物質がセパレータを貫通することによって
生じ、電極の端部において発生しやすいが、本実施形態
の角形電池においては、正極板２０や負極板４０の上端
部が溶着処理部１３と対面し、正極板２０や負極板４０
の下端部が溶着処理部１２と対面しているため、電極の
上端部及び下端部での内部短絡が防止される。
【００２５】
【実施例】
（実施例）上記実施の形態に基づいて、以下のような条
件で角形電池を作製した。ロール状セパレータ１０とし
ては、幅８０ｍｍ，厚さ０．１５ｍｍのポリプロピレン
製の不織布を用いた。
【００２６】セパレータ１１の中央部に形成する溶着処
理部１２及び両側部に形成する溶着処理部１３の幅は、
共に０．５ｍｍとした。正極板２０としては、幅１４ｍ
ｍ，高さ３９．２ｍｍ，厚さ０．４５ｍｍの焼結式ニッ
ケル電極を用いた。負極板４０としては、幅１５ｍｍ，
高さ３９．２ｍｍ，厚さ０．５０ｍｍの焼結式カドミウ
ム電極を用いた。
【００２７】導通タブ２１，４１及び端子６２，６３の
接続は電気抵抗溶接で行い、有底金属ケース６０と封口
蓋６１との嵌合部はレーザで溶接した。有底金属ケース
６０としては、幅１６ｍｍ，高さ４５ｍｍ，厚さ５．０
ｍｍのものを用いた。 （比較例）上記実施例と同様の方法で角形電池を作製し
た。ただし、正極板入の袋状セパレータを作製する工程
において、溶着処理部１２及び溶着処理部１３を形成せ
ずに行った。
【００２８】上記実施例の方法と比較例の方法とを比べ
ると、実施例の方法では、作製された正極板入の袋状セ
パレータ３０の寸法不良の発生が少なかった。 〔その他の事項〕以上、本発明の実施の形態について説
明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されること
なく、次のようなものも含まれる。
【００２９】上記実施の形態においては、セパレータ１
１の中央部と両側部とに溶着処理部を形成したが、中央
部だけ或は両側部だけに溶着処理部を形成しても、セパ
レータ１１の引っ張り強度をある程度高めることができ
るので、正極板入りの袋状セパレータの寸法不良の抑制
効果を奏する。上記実施の形態においては、加熱ローラ
２，３からなる溶着処理機で溶着処理部１２及び溶着処
理部１３を形成したが、超音波溶着によって形成するこ
ともでき、同様の効果を奏する。
【００３０】上記実施の形態においては、溶着接合部１
４を形成した後に正極板２０を挿入したが、この順序を
逆にして、正極板２０を挿入した後に溶着接合部１４を
形成するようにしてもよく、この場合も正極板入りの袋
状セパレータの寸法不良の抑制に対して同様の効果を奏
する。上記実施の形態においては、折曲げたセパレータ
１１の間に正極板２０を挿入する例を示したが、折曲げ
たセパレータの間に負極板を挿入して負極板入りの袋状
セパレータを作製し、これを正極板とを積層して電極体
を作製して角形電池を作製することもできる。
【００３１】上記実施の形態においては、角形のニッケ
ル−カドミウム電池或はニッケル−水素電池を作製する
例を示したが、本発明は、熱溶融性のロール状セパレー
タを用いて溶着によって袋状のセパレータを作製する工
程を通して角形電池を作製するものであるならば、鉛蓄
電池等の他のタイプの二次電池や一次電池を作製する場
合にも広く適用することができる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ロール
状セパレータから帯状にセパレータを繰り出し、繰り出
したセパレータの長手方向に沿った中央部を折曲げ、折
曲げたセパレータの間隙に正負極の一方の極板を挿入す
ると共に幅方向に溶着し、溶着代に沿って切断すること
によって、電極板入の袋状セパレータを連続的に作製す
る第一工程と、第一工程で作製した電極板入の袋状セパ
レータと、他方の極板とを積層させて電極体を作製する
第二工程とを備える角形電池の製造方法において、第一
工程では、セパレータを折曲げる前に、セパレータの長
手方向に沿った中央部，両側部，もしくはその両方を帯
状に溶着処理することによって引っ張り強度の高い溶着
処理部を形成するようにした。
【００３３】この引っ張り強度の高い溶着処理部によっ
て、セパレータの伸びは防止され、作製される極板入の
袋状セパレータの寸法不良は抑制される。特に、薄いセ
パレータを用いる場合にはその効果が大きいので、角形
電池の高容量化にとって価値ある技術である。また、こ
の製造方法によれば、従来の装置に、加熱ローラ等の溶
着処理機を設けるだけで製造できるので、生産性にも優
れている。また、接着剤等の新たな材料を用いないの
で、コスト的な負担も少ない。
【００３４】更に、この方法で作製された角形電池にお
いては、形成された溶着処理部により内部短絡が抑制さ
れるという効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る角形電池の製造工程
を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る角形電池の製造工程
を示す図である。
【図３】正極板入の袋状セパレータ３０の斜視図であ
る。
【図４】従来技術に係る角形電池の製造工程を示す図で
ある。
【符号の説明】
１ 溶着処理機 ２，３ 加熱ローラ ２ａ，３ａ 中央圧接部 ２ｂ，３ｂ 側端圧接部 ４ 折曲げ治具 ５ 搬送ローラ ６ ホーン ７ 押し込み治具 ８ 切断機 １０ ロール状セパレータ １１ セパレータ １２，１３ 溶着処理部 １４ 溶着接合部 ２０ 正極板 ３０ 袋状セパレータ ４０ 負極板 ５０ 電極体 ６０ 有底金属ケース

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ロール状セパレータから帯状にセパレー
    タを繰り出し、繰り出したセパレータの長手方向に沿っ
    た中央部を折曲げ、折曲げたセパレータの間隙に正負極
    の一方の極板を挿入すると共に幅方向に溶着し、当該溶
    着代に沿って切断することによって、電極板入の袋状セ
    パレータを連続的に作製する第一工程と、 第一工程で作製した電極板入の袋状セパレータと、他方
    の極板とを積層させて電極体を作製する第二工程とを備
    える角形電池の製造方法において、 前記第一工程では、 セパレータを折曲げる前に、セパレータの長手方向に沿
    った中央部，両側部，もしくはその両方を帯状に溶着処
    理することによって、引っ張り強度が高められた溶着処
    理部を形成することを特徴とする角形電池の製造方法。
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