專利名稱：電池的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池的制造方法。
在過去，比如，非水溶介質(zhì)型電池等的二次電池在實際應用場合廣泛地用作攜帶型電話機，攝相機等的電源。另外，隨著上述設(shè)備類的小形化及高性能化，人們也要求電源用電池的小形化，輕量化，電壓提高，容量提高等。與這樣的要求相對應，比如，在JP特開平3-230474號文獻，JP特開平3-225765號文獻等中公開了厚度為1mm的聚合物電池。
即，在這些電池中，在將電池部件以定位、收容于具有開口的一端的外包裝膜(外包覆體·袋體)內(nèi)部之后，對其進行包裝。另外，人們知道有下述結(jié)構(gòu)的電池，其中在從上述開口部注入規(guī)定的電解液之后，對該開口部進行熱熔粘接(熔接)，以將其氣密地密封。此外，還包括有下述的方法，即當制造上述電池時，夾持上述電池部件，將外包裝膜兩次折疊，將兩側(cè)對接的端緣部之間熔接，實現(xiàn)密封，形成外包裝膜。還有，還具有下述場合，即對于電池部件而言，按壓呈筒狀卷繞的卷裝體，使其形成平板狀。
圖3為電池的主要部分的結(jié)構(gòu)的剖視圖，電池部件1是相對的層片狀正極1a和層片狀負極1b；氣密地插裝、設(shè)置于兩個電極1a、1b之間的層片狀的電解質(zhì)系1c；分別與上述電極1a、1b電連接的圖中未示出的集電體層片與上述正極1a和負極1b的集電體(圖中省略)間隔開，正極端子1a’和負極端子1b’相對外包裝膜2延伸設(shè)置(引出)。
另外，上述層片狀正極1a是以吸收排放鋰離子的含有鋰的金屬氧化物(比如，鋰錳復合氧化物，含有鋰的鈷氧化物)或二氧化錳等作為主成分而形成的。此外，層片狀負極1b由鋰金屬或吸收排放鋰的碳素材料和鋰合金類等形成，還有，聚合物電解質(zhì)類1c形成下述的結(jié)構(gòu)，即在由聚丙烯無紡布等形成的隔離基材上，以不浸透的方式保持有鋰鹽等的碳酸亞乙酯溶液…的非水電解液。
這種平板形的二次電池與鉛蓄電池或鎳鎘二次電池相比較，與具有可使容量提高，而且還可使重量較輕的特長相反，確認有下述的不利情況。即，在上述電池的制造步驟中，在將電池部件1定位收容于外包裝膜2內(nèi)部后，注入規(guī)定的電解液。
但是，隨著電池容量的提高，電池部件1內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得擁擠，另外使以浸透方式保持電解液的空隙減少。即，為了提高電池的容積效率，則盡可能地減少外包裝膜2內(nèi)部的空間。然而，將外包裝膜2內(nèi)部的空隙盡可能地減少會對規(guī)定的電解液的注入造成困難，其結(jié)果是具有無法浸透保持規(guī)定量的電解液的危險，具有容易導致電池性能或品質(zhì)的偏差的問題。
為了消除上述問題的發(fā)生，現(xiàn)在采用反復多次進行相對收容電池部件1的外包裝膜2的內(nèi)部的電解液的注入與浸透的方式。但是，在分多次注入電解液的方法中，電解液注入所需要的時間會增加，這樣注入電解液成分會揮發(fā)，或由于分次注入的電解液造成的注入量誤差的累積，從而造成電解液注入量的精度會降低等問題。
本發(fā)明是針對上述情況而提出的，其目的在于提供一種大批量生產(chǎn)不僅可實現(xiàn)小型、輕量化，而且可靠性較高的電池。
本發(fā)明為一種電池的制造方法，包括下述步驟將電池部件收容于一端開口，形成電解液注入口的外包裝膜內(nèi)；在從上述外包裝膜的開口部注入電解液之后，將上述開口部密封；其特征在于，將上述外包裝膜的開口部一側(cè)設(shè)定成大于規(guī)定的形狀和尺寸，形成注入電解液的一次積存區(qū)域，在注入規(guī)定的電解液之后，將上述規(guī)定的形狀和尺寸的區(qū)域密封，之后將該區(qū)域切斷。
在上述的電池的制造方法中，為了收容電池部件，可采用以在金屬層的兩個表面設(shè)置有樹脂層的疊層膜作為材料的外包裝膜。
另外，在上述的電池的制造方法中，上述外包裝膜的密封是通過下述方式進行的，即對至少設(shè)置于上述規(guī)定形狀和尺寸的區(qū)域的外側(cè)的密封區(qū)域的熱熔粘接性樹脂進行熱熔粘接。
本發(fā)明以下述內(nèi)容主要核心，即，相對電池部件，將一端開口的外包裝膜的開口部設(shè)定得較長，將其用作從設(shè)定得較長的開口部一側(cè)注入電解液時的電解液的一次積存部，之后在規(guī)定的形狀和尺寸的區(qū)域部進行密封與切斷。即，在電池制造步驟中，形成下述的結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，相對在形成制品的最終節(jié)段進行密封與切斷的區(qū)域，延伸設(shè)置有形成向外包裝膜內(nèi)注入電解液的開口部側(cè)。另外，通過將上述延伸設(shè)置的外包裝膜區(qū)域用作電解液積存(漏斗)部，無需復雜的操作或設(shè)備等，另外，可高精度地注入一定量的電解液。
在本發(fā)明中，作為電池部件，列舉出對例如為層片狀正極和層片狀負極的疊層形或為將層片狀正極和層片狀負極的卷繞、卷裝體進行軋制而形成的板狀體，其中，所述正極和負極之間設(shè)置有同時用作上述隔離部的層片狀電解質(zhì)。即，該電池部件是以下述層片狀正極、層片狀負極、聚合物電解質(zhì)類(比如，六氟丙烯氟化亞乙烯基共聚物等的聚合物，和鋰鹽等的碳酸亞乙酯溶液…非水電解液…構(gòu)成的系列)為材料而形成的，其中，所述層片狀正極是在集電體上疊置包含金屬氧化物等的活性物質(zhì)，非水電解液和電解質(zhì)保持性聚合物的正極而形成的，所述層片狀負極是在集電體上疊置包含吸收、排放鋰離子的活性物質(zhì)，非水電解液和電解質(zhì)保持性聚合物的負極而形成的，所述聚合物電解質(zhì)類用于保持其具有隔離作用的電解質(zhì)。
在這里，作為層片狀正極的活性物質(zhì)，可列舉出鋰錳復合氧化物，二氧化錳，含有鋰的鈷氧化物，含有鋰的鎳鈷氧化物，含有鋰的非晶體五氧化釩，硫族化合物等。此外，作為負極活性物質(zhì)，可列舉出雙酚樹脂，聚丙烯腈，纖維素等的燒結(jié)物，焦碳或瀝青的燒結(jié)物，也可采用包括天然或人工石墨，碳黑，乙炔黑，ケツチエンブラツク，鎳粉末等的形式。
還有，聚合物電解質(zhì)類可列舉出在六氟丙烯氟化亞乙烯基共聚物，聚丙烯腈衍生物，聚氧化乙烯衍生物等的聚合物電解質(zhì)、例如碳酸亞乙酯，碳酸亞丙酯，碳酸亞丁酯，碳酸二甲酯，碳酸二乙酯，碳酸甲乙酯等的非水溶劑中溶解有0.2～2mol/l的高氯酸鋰，六氟磷酸鋰，硼四氟化鋰，六氟化砷鋰，三氟甲磺酸鋰等。
此外，作為層片狀正極的集電體，可列舉出鋁箔，鋁網(wǎng)，鋁制冷脹合金，鋁制沖壓金屬等，作為層片狀負極的集電體，可列舉出銅箔，銅網(wǎng)，銅制冷脹合金，銅制沖壓金屬等。
在本發(fā)明中，收容電池部件的外包裝膜為一端開口，并且至少密封熔接部是由熱熔粘接性樹脂形成的袋狀體等。即，為密封并引出層片狀(板狀)的電池部件中的各電極端子、并且具有可收容的寬度和長度的一端開口的形狀，另外該長度沿開口部方向比通常的場合大。還有，該外包裝膜也可預先制成袋狀體，還可將外包裝膜兩次折疊，在它們之間將電極端子引出，同時夾持電池部件，將外包裝膜的兩側(cè)對接面之間進行熱熔粘接等，在進行裝配的過程中形成袋狀體。
再有，作為形成外包裝膜的膜，可列舉出聚酰亞胺樹脂膜，聚丙烯樹脂膜，考慮到耐濕性而在金屬層的兩個表面設(shè)置樹脂層而形成的疊層型等。另外，當形成以這些膜為材料的外包裝膜，或?qū)﹄娊庖鹤⑷牒蟮耐獍b膜進行熔接與密封時，最好在相互對接、密封的表面之間設(shè)置熱熔粘接型的粘接劑層，或采用至少將相互對接、密封的表面預先作為形成熱熔粘接型的樹脂層的膜。
按照本發(fā)明，由于在聚合物電池的制造步驟中，可以容易并且高精度地注入規(guī)定量的電解液，所以能以較高的合格率制造高品質(zhì)的電池。即，將外包裝膜的局部用作電解液的注入積存部，在供給規(guī)定量的電解液后，即使在連續(xù)的制造步驟中，也無需操作的中斷或操作的切換等。另外，即使電池部件等的電解液注入?yún)^(qū)域結(jié)構(gòu)擁擠，電解液的浸透性降低的情況下，由于可在此狀態(tài)進行減壓浸透處理，所以可保持良好的生產(chǎn)性，此外由于可注入一定量的電解液，從而可提供高品質(zhì)的電池。


圖1為表示實施例中電池部件4定位收容于外包裝膜中的狀態(tài)的主視圖。
圖2A為依步驟順序表示實施例中的狀態(tài)的示意圖。
圖2B為依步驟順序表示實施例中的狀態(tài)的示意圖。
圖2C為依步驟順序表示實施例中的狀態(tài)的示意圖。
圖3為聚合物電池的主要部分的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
下面參照圖1和圖2A～C對實施例進行描述。
圖1為表示電解液的注入操作之前的電池的主要部分結(jié)構(gòu)的主視圖。即，圖1表示下述狀態(tài)，在該狀態(tài)，電池部件4收容于外包裝膜3內(nèi)，該外包裝膜3的一端具有形成電解液注入口的開口3a，相對所收容的電池部件4，外包裝膜3以更長的尺寸形成。
在這里，外包裝膜3由疊層膜制成，該疊層膜為在例如鋁箔的兩個表面(兩個主表面)上設(shè)置聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂層，另外在其中的一個聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂層的面上設(shè)置有熱熔粘接性樹脂層(比如，聚丙烯樹脂層)。此外，該外包裝膜3按照下述方式制成，即使上述熱熔粘接性樹脂層相對，以夾持電池部件4的方式將它們疊置，使構(gòu)成電解液注入口的一端部形成開口3a，以熱熔粘接的方式將另一端緣部3b密封。
還有，在收容于上述外包裝膜3內(nèi)的電池部件4中，相對的層片狀正極和層片狀負極，以密封方式設(shè)置于這兩個電極之間的層片狀的電解質(zhì)系，分別與上述層片狀的兩個電極電連接的集電體層片與上述層片狀的正極的集電體間隔開，相應的電極端子4a、4b由外包裝膜3密封，延伸設(shè)置(引出)。
下面對相對以定位方式收容上述電池部件4的外包裝膜3的電解液的注入進行描述。圖2A以示意方式表示電解液注入步驟的實施例。在圖2A中，標號5表示減壓腔，標號6表示收容保持件，其收容保持以定位方式收容聚合物電池部件4的外包裝膜3，標號7表示注入電解液的噴嘴，標號8表示定量供給電解液的定量泵，標號9表示電解液罐，標號10表示使減壓腔5中的壓力降低的真空泵，標號11表示減壓與常壓切換閥。
在上述減壓腔5內(nèi)的收容保持件6中，在將以定位方式收容電池部件4的外包裝膜3設(shè)置好后，使真空泵10動作，使減壓腔5的內(nèi)部壓力降低。在減壓腔5內(nèi)部的減壓度到達規(guī)定值后，通過定量泵8從電解液罐9中測定的電解液12由噴嘴7注入到外包裝膜3的開口部3a。在這里，如果對切換泵11進行操作，使減壓腔5內(nèi)部返回到常壓狀態(tài)(大氣壓)，則注入到外包裝膜3的開口部3a的電解液12以電池部件4的上方空間部作為電解液的一次液體積存部3c，依次注入浸透于電池部件4中。
在規(guī)定量的電解液注入完畢后，從減壓腔5中取出以定位方式收容電池部件4的外包裝膜3。在這里，從減壓腔5將以定位方式收容電池部件4的外包裝膜3的取出也可在將電解液注入外包裝膜3的液體積存部3c時進行，此后，放置一定時間，以自然落下的方式實現(xiàn)浸透。
按照上述方式，在注入浸透規(guī)定量的電解液之后，如圖2B所示，通過熱熔粘接方式將外包裝膜3的開口部3a的端側(cè)密封。即，通過熱熔粘接方式將在從以定位方式收容的電池部件4朝向外方延伸的外包裝膜3的開口部3a一側(cè)，并且靠近上述電池部件4的區(qū)域3d密封。接著，如圖2C所示，通過在殘留有通過上述熱熔粘接方式而密封的外包裝膜3的區(qū)域3d的狀態(tài)下切斷分離，獲得具有規(guī)定尺寸和形狀，符合規(guī)格尺寸的電池。
另外，本發(fā)明不限于上述的實施例，在不脫離發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)，可采用各種變形形式。比如，也可將外包裝膜的形成材料改為其它的材料，另外外包裝膜也可在電池部件的嵌入步驟中，通過將外包裝膜折疊而熱熔粘接或粘接劑的粘接作用等形成。還有，本發(fā)明不限于聚合物電池等的電池部件。
再有，上述實施例按照下述方式構(gòu)成，即在將電池設(shè)置于腔內(nèi)后，使腔內(nèi)的壓力降低，然后注入電解液，但是也可按照下述方式構(gòu)成，即在將電池設(shè)置于腔內(nèi)后，注入電解液，此后，使腔內(nèi)的壓力降低。
按照本發(fā)明，由于可以較高的精度注入浸透一定量的電解液，這樣可以較高的合格率提供高品質(zhì)的電池。即，外包裝膜的長度大于電池部件，采用其一部分形成電解液的一次積存部，將電解液注入填充于該積存部中，由此便容易地，并且確實地實現(xiàn)一定量的電解液的注入填充。還有，在該電解液的注入與填充步驟中，省略比如注入用漏斗的裝拆等的操作，并且也不會產(chǎn)生電解液的浪費或泄漏等情況。因此，能以低成本提供高合格率、高品質(zhì)的電池。
雖然針對最佳的實施例對本發(fā)明進行了描述并給出了圖示，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應知道，在不離開本發(fā)明的實質(zhì)范圍的情況下，可對其具體結(jié)構(gòu)和形式進行前述和各種其它的變換、省略和添加。
權(quán)利要求
1.一種電池的制造方法，包括下述步驟將電池部件收容于一端開口，形成電解液注入口的外包裝膜內(nèi)；在從上述外包裝膜的開口部注入電解液之后，將上述開口部密封；其特征在于，將上述外包裝膜的開口部一側(cè)設(shè)定成大于規(guī)定的形狀和尺寸，形成注入電解液的一次積存區(qū)域，在注入規(guī)定的電解液之后，將上述規(guī)定的形狀和尺寸的區(qū)域密封，之后將該區(qū)域切斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池的制造方法，其特征在于，上述外包裝膜由在金屬層的兩個表面設(shè)置有樹脂層的疊層膜形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池的制造方法，其特征在于，上述外包裝膜的密封是通過下述方式進行的，即對至少設(shè)置于上述規(guī)定形狀和尺寸的區(qū)域的外側(cè)的密封區(qū)域的熱熔粘接性樹脂進行熱熔粘接。
4.一種電池的制造方法，其特征在于，包括下述步驟在一端具有開口部，而另一端具有封閉的底部，收容電池部件的袋狀的外包裝膜中，在上述底部與上述開口部之間的靠近上述底部的位置上具有收容電池部件的收容部，將電池部件收容于在上述收容部與上述開口部之間具有注入電解液的一次積存區(qū)域的外包裝膜內(nèi)的上述收容部中；從上述外包裝膜的開口部注入電解液；由上述一次積存區(qū)域與上述收容部之間的密封區(qū)域密封上述外包裝膜；在上述密封區(qū)域?qū)⑸鲜鐾獍b膜切斷。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池的制造方法，其特征在于，上述外包裝膜由在金屬層的兩個表面設(shè)置有樹脂層的疊層膜形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池的制造方法，其特征在于，上述外包裝膜的密封是通過下述方式進行的，即將至少設(shè)置于密封區(qū)域的熱熔粘接性樹脂熱熔粘接。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池的制造方法，其特征在于，上述電解液的注入是通過下述方式進行的，即在將上述外包裝膜保持在壓力降低的狀態(tài)下，以常壓或加壓方式從上述開口部供給電解液。
8.一種電池的制造方法，其特征在于，包括下述步驟在一端具有開口部，而另一端具有封閉的底部，收容電池部件的袋狀的外包裝膜中，在上述底部與上述開口部之間的靠近上述底部的位置上具有收容電池部件的收容部，將電池部件收容于在上述收容部與上述開口部之間具有注入電解液的一次積存區(qū)域的外包裝膜內(nèi)的上述收容部中；在將上述外包裝膜保持在壓力降低的狀態(tài)下，從上述開口部注入電解液；將上述外包裝膜在常壓下保持規(guī)定時間，通過使上述電解液自然落下，使其浸透于上述電池部件中；由上述一次積存區(qū)域和上述收容部之間的密封區(qū)域密封上述外包裝膜；在上述密封區(qū)域?qū)⑸鲜鐾獍b膜切斷。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池的制造方法，其特征在于，上述外包裝膜由在金屬層的兩個表面設(shè)置有樹脂層的疊層膜形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池的制造方法，其特征在于，上述外包裝膜的密封是通過下述方式進行的，即對至少設(shè)置于上述密封區(qū)域的熱熔粘接性樹脂進行熱熔粘接。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池的制造方法，其特征在于，上述電解液的注入是通過下述方式進行的，即以常壓或加壓方式從上述開口部供給電解液。
全文摘要
一種電池的制造方法,包括下述步驟:將電池部件4收容于外包裝膜3內(nèi),在從外包裝膜3的開口部3a注入電解液12之后,將開口部3a密封,其特征在于,將外包裝膜3的開口部3a一側(cè)設(shè)定成大于規(guī)定的形狀和尺寸,形成注入電解液12的一次積存區(qū)域3c,在注入規(guī)定的電解液21之后,將規(guī)定的形狀和尺寸的區(qū)域3d密封,之后將該區(qū)域切斷,由此,提供一種可大批量生產(chǎn)不僅可實現(xiàn)小型、輕量化,而且可靠性較高的電池。
文檔編號H01M2/36GK1271972SQ0010699
公開日2000年11月1日 申請日期2000年4月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月26日
發(fā)明者高山元, 照井俊也, 川村亙夫 申請人:東芝電池株式會社