JPH10275629A5 - - Google Patents

Description

【発明の名称】電池の製造方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】いずれか一方又は双方にセパレータが接着された正負の電極を１枚ずつ以上交互に、少なくともいずれか一方の電極に接着されたセパレータを介して積層または巻回することにより発電要素を形成する電池の製造方法において、
正負の電極を１枚ずつ以上交互に、少なくともいずれか一方の電極に接着されたセパレータを介して間隔を開けて配置する電極配置工程と、これら間隔を開けて配置された正負いずれか一方又は双方の電極の対向面又はこの電極に接着されたセパレータの対向面に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
これら間隔を開けて配置された正負の電極の対向面又はこの電極に接着されたセパレータの対向面同士を密着させて接着し発電要素を形成する電極接着工程とを備えたことを特徴とする電池の製造方法。
【請求項２】前記電極配置工程が、正負の電極の間隔距離を対向面の一端側が他端側よりも広くなるように配置することを特徴とする請求項１に記載の電池の製造方法。
【請求項３】前記接着剤塗布工程が、間隔を開けて配置された正負の電極の対向面又はこの電極に接着されたセパレータの対向面間に両面接着シートを挿入する接着シート挿入工程であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一方又は双方にセパレータが固着された正負の電極を交互に積層または巻回することにより発電要素を形成する電池の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電池（活物質保持形の化学電池であり一次電池と二次電池を含む）は、一般に正負の電極をセパレータを積層または巻回することにより発電要素を形成する。セパレータは、これら正負の電極を分離するための絶縁体であり、電解液を含浸できるものを使用する。例えば、巻回型の円筒型電池は、１枚ずつの帯状の正負の電極を２枚の帯状のセパレータを介して巻回することにより発電要素を形成し、この発電要素を円筒型の電池容器に収納する。また、積層型の角型電池は、複数枚ずつの薄板状の正負の電極を複数枚のシート状のセパレータを介して積層することにより発電要素を形成し、この発電要素を角型の電池容器に収納する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の電池の製造方法では、電極とセパレータを単に重ね合わせた状態で巻回したり積層していたので、電極とセパレータとの間が密着せずに部分的に浮き上がって電極間距離が変化したり、これら電極やセパレータの重なりがずれるのを防止するために、発電要素を巻回や積層した状態で一旦テープ等で止め付けた後に金属缶等からなる堅牢な電池容器に収納して圧迫しなければならず、テープ止め等の作業が面倒になるだけでなく、肉厚が厚く重くて高価な電池容器を用いなければならないという問題が生じていた。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、一方又は双方にセパレータが固着された正負の電極をさらに接着することにより、この発電要素の製造を容易にすると共に、柔軟なシート状の電池容器等に収納することが可能となる電池を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、いずれか一方又は双方にセパレータが接着された正負の電極を１枚ずつ以上交互に、少なくともいずれか一方の電極に接着されたセパレータを介して積層または巻回することにより発電要素を形成する電池の製造方法において、正負の電極を１枚ずつ以上交互に、少なくともいずれか一方の電極に接着されたセパレータを介して間隔を開けて配置する電極配置工程と、これら間隔を開けて配置された正負いずれか一方又は双方の電極の対向面又はこの電極に接着されたセパレータの対向面に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、これら間隔を開けて配置された正負の電極の対向面又はこの電極に接着されたセパレータの対向面同士を密着させて接着し発電要素を形成する電極接着工程とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載の発明の手段によれば、正負の電極がいずれか一方又は双方の電極に接着されたセパレータを介して接着により接着されるので、発電要素を一体化することができる。従って、この発電要素をテープ等で止め付けたり電池缶等に収納して圧迫しなくても、電極間距離が変化したり電極やセパレータの重なりがずれて電池特性が損なわれるようなことがなくなり、発電要素の製造が容易になるだけでなく、電池容器の材質や形状等を限定されることもなくなる。しかも、正負の電極に効率よく接着剤を塗布し密着させて接着することができるので、生産性を高めることができる。
【０００７】
なお、セパレータを接着した電極は、例えば長尺な電極とセパレータに順次接着剤を塗布し、これらをロールプレスで押圧して連続的に接着すると共に、これを所定形状ごとに打ち抜き成形することにより、一括して効率よく製造することができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、前記電極配置工程が、正負の電極の間隔距離を対向面の一端側が他端側よりも広くなるように配置することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明の手段によれば、正負の電極の間隔が一端側で広がるので、この一端側から接着剤を噴霧すること等により容易に塗布することができるようになる。
【００１０】
さらに、請求項３に記載の発明は、前記接着剤塗布工程が、間隔を開けて配置された正負の電極の対向面又はこの電極に接着されたセパレータの対向面間に両面接着シートを挿入する接着シート挿入工程であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明の手段によれば、接着剤の塗布に代えて、シート状の接着剤からなる両面接着シート又はシートの両面に接着層を形成した両面接着シートを挿入することにより、正負の電極を接着することができる。
【００１２】
さらに、前記電極接着工程で形成された発電要素をバリア性のシート状の電池容器内に収納する発電要素収納工程を備えてもよい。
【００１３】
この手段によれば、発電要素が一体化されるので、この発電要素を柔軟なシート状の電池容器内に収納しても、電極間距離が変化したり電極やセパレータの重なりがずれるようなおそれがなくなり、この電池容器を肉厚が薄く軽量で安価なものとすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１〜図４は本発明の一実施形態を示すものであって、図１は非水電解質二次電池の発電要素の製造過程を示す縦断面図、図２は非水電解質二次電池の発電要素の構成を示す縦断面図、図２は一体化した発電要素の構造を示す縦断面図、図４は発電要素をアルミラミネートシートで封口した非水電解質二次電池の斜視図である。
【００１６】
本実施形態は、図４に示すように、積層型の発電要素１をアルミラミネートシート２で覆って封口した非水電解質二次電池の製造方法について説明する。この発電要素１は、図２に示すように、複数枚ずつの正極１１と負極１２とセパレータ１３とからなる。正極１１は、正極集電板にリチウムコバルト複合酸化物等の正極活物質を塗布した方形の薄板状である。負極１２は、負極集電板にグラファイト等の負極活物質を塗布した方形の薄板状である。セパレータ１３は、微多孔性樹脂フィルム等の方形のシートである。そして、各負極１２の両面には、予めこの負極１２と同サイズのセパレータ１３がそれぞれ接着されている。このようにセパレータ１３を接着した負極１２は、例えば長尺な帯状の負極とセパレータに順次ＰＶＤＦ等の接着剤を塗布し張り合わせてロールプレスで押圧し連続的に接着し乾燥させると共に、これを図２に示したような所定形状ごとに打ち抜き成形することにより、一括して効率よく製造することができる。正極１１は、本実施形態の非水電解質二次電池では、必ず負極１２と対向していなければならないので、長尺な帯状のものを負極１２よりも少し小さいサイズに打ち抜き成形しておく。
【００１７】
上記正極１１とセパレータ１３を接着した負極１２は、１枚ずつ交互に配置される（電極配置工程）。また、非水電解質二次電池では正極１１が必ず負極１２と対向しなければならないことから、左右の端にはそれぞれセパレータ１３を接着した負極１２を配置する。そして、図１に示すように、これらの電極１１，１２の下部を支持体３でそれぞれ支持し、これらの支持体３を下方を中心に扇を開くようにそれぞれ揺動させる。すると、正極１１の対向面１１ａと負極１２に接着されたセパレータ１３の対向面１３ａとの間隔距離が上方ほど広くなる。
【００１８】
このようにして電極１１，１２が扇状に広がると、これらの電極１１，１２間に上方からそれぞれＰＶＤＦ等の接着剤Ａを噴霧することにより、正極１１の各対向面１１ａと負極１２に接着されたセパレータ１３の各対向面１３ａにこの接着剤Ａを塗布する（接着剤塗布工程）。この際、接着剤Ａは、噴霧以外の方法で塗布してもよく、また、電極１１，１２間のいずれか一方の対向面１１ａ又は対向面１３ａにのみ塗布するようにしてもよい。なお、この接着剤Ａの塗布に代えて、正極１１の対向面１１ａと負極１２に接着されたセパレータ１３の対向面１３ａとの間に、それぞれ両面接着シートを挿入することもできる（接着シート挿入工程）。両面接着シートは、接着剤をシート状に形成したものか、薄い樹脂又は紙等のシート材の両面に接着剤の層を形成したものである。また、これらの接着剤（接着剤Ａ）や両面接着シートは、電解液に対して安定であり、この電解液を含浸したり流通させ得るものでなければならない。
【００１９】
接着剤Ａの塗布等が完了すると、支持体３を扇が閉じるようにそれぞれ移動させることにより、正極１１の対向面１１ａと負極１２に接着されたセパレータ１３の対向面１３ａとを密着させて接着する（電極接着工程）。そして、これら密着させた電極１１，１２を両側から圧迫しながら８０°Ｃの雰囲気中で乾燥させると、各対向面１１ａ，１３ａ間が接着されて、図３に示すような積層型の発電要素１が形成される。
【００２０】
上記発電要素１は、図４に示したように、バリア性を有するアルミラミネートシート２で覆い、内部に非水電解液を充填して周囲を封口することにより非水電解質二次電池を形成する（発電要素収納工程）。この際、発電要素１の各正極１１と各負極１２にそれぞれ接続されるリード４は、アルミラミネートシート２を重ね合わせた間から先端部を突出させた状態で確実に封口する。このようにして形成された非水電解質二次電池は、例えばカード型の外装ケース内に収納してカード型二次電池として使用することができる。なお、図１〜図３に示した正極１１と負極１２とセパレータ１３の厚さは、発電要素１の構成を分かり易くするために、実際よりも厚く描いて示している。
【００２１】
上記構成の非水電解質二次電池は、セパレータ１３を接着した負極１２に正極１１がさらに接着されて積層型の発電要素１が一体化されるので、この発電要素１をテープ等で止め付けたり電池缶等に収納して圧迫する必要がなくなる。従って、発電要素１の製造が容易となるだけでなく、この発電要素１をそのままアルミラミネートシート２のような柔軟な電池容器に収納しても、正極１１と負極１２との間隔距離が変化したり、これら正極１１と負極１２とセパレータ１３の重なりがずれるようなおそれがなくなる。しかも、複数枚の正極１１と負極１２に一括して接着剤Ａの塗布等を行いまとめて接着することができるので、発電要素１の生産性を高めることができる。
【００２２】
なお、上記実施形態では、セパレータ１３を接着した負極１２の全面に正極１１を接着する場合について説明したが、これらを部分的に接着することもできる。しかも、この場合には、接着剤（接着剤Ａ）や両面接着シートが電解液を含浸できないものであってもよい。
【００２３】
また、上記実施形態では、セパレータ１３を予め負極１２に固着した場合について説明したが、絶縁が確実に行えるのであれば、このセパレータ１３を正極１１に接着しておいたり、正負の電極１１，１２の片側の面にそれぞれ接着しておくこともできる。
【００２４】
さらに、上記実施形態では、各電極１１，１２を扇状に広げて接着剤Ａの塗布等を行う場合について説明したが、これらの対向面１１ａ，１３ａの間隔が十分に広ければ、各電極１１，１２が平行なまま接着剤Ａの塗布等を行うこともできる。
【００２５】
さらに、上記実施形態では、非水電解質二次電池について説明したが、本発明は、これに限らず一次電池や他の二次電池にも同様に実施することができる。ただし、充電時にガスを発生する二次電池の場合には、このガスの発生に対応する方策を講じる必要がある。さらに、正極１１と負極１２とセパレータ１３の構成も、これら電池の種類等に応じて任意に変更することができる。
【００２６】
さらに、上記実施形態では、積層型の発電要素１について説明したが、巻回型等の他の構造の発電要素にも同様に実施することができる。巻回型の場合には、帯状の正負の電極１１，１２を巻回する直前に接着剤Ａの塗布等を行い、テンションを加えて巻回することにより圧迫して接着することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の電池の製造方法によれば、正負の電極をセパレータを介して接着により接着して発電要素を一体化することができるので、この発電要素の製造が容易になる。しかも、この発電要素は、電極間距離が変化したり電極やセパレータの重なりがずれるようなおそれがないので、柔軟なシート状の電池容器等に収納することができるようになり、電池の薄肉小型化や軽量化を図りコストダウンに貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、非水電解質二次電池の発電要素の製造過程を示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すものであって、非水電解質二次電池の発電要素の構成を示す縦断面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すものであって、一体化した発電要素の構造を示す縦断面図である。
【図４】本発明の一実施形態を示すものであって、発電要素をアルミラミネートシートで封口した非水電解質二次電池の斜視図である。
【符号の説明】
１ 発電要素
２ アルミラミネートシート
１１ 正極
１２ 負極
１３ セパレータ
Ａ 接着剤