具備螺旋電極體的電池及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種通過簡單的方法來對(duì)螺旋電極體的偏移進(jìn)行抑制的方法以及通過該方法得到的電池。具備螺旋電極體的電池的制造方法具備：在卷芯纏繞隔離板，形成所述隔離板重合2重以上的區(qū)域的纏繞工序；在所述隔離板重合2重以上的區(qū)域，按壓形成凸部的夾具，并相互壓接該區(qū)域的隔離板的壓接工序；在所述壓接工序之后，向所述卷芯供給正負(fù)電極板，隔著所述隔離板將所述正負(fù)電極板卷繞為螺旋狀的卷繞工序；和在所述卷繞工序之后，從卷繞為螺旋狀的電極體去除所述卷芯的卷芯去除工序。
【專利說明】具備螺旋電極體的電池及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具備螺旋電極體的電池及其制造方法，其中，所述螺旋電極體的正負(fù)電極板隔著隔離板卷繞為螺旋狀。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，作為手機(jī)、筆記本電腦、平板型電腦等移動(dòng)信息終端的驅(qū)動(dòng)電源、家庭用蓄電系統(tǒng)或者混合動(dòng)力汽車(HEV、PHEV)、電動(dòng)車輛(EV)用的驅(qū)動(dòng)電源，鋰離子二次電池、鎳氫二次電池等二次電池被廣泛利用。特別地，由于隔著隔離板將正負(fù)電極板卷繞為螺旋狀的螺旋電極體的正負(fù)電極板的對(duì)置面積大，使用其的二次電池容易取出大電流，因此被廣泛用于上述用途。
[0003]通常，通過在使用卷芯來卷繞正負(fù)電極板以及隔離板后，去除卷芯而制作螺旋電極體。在此制法中，在去除卷芯時(shí)，存在卷繞在最內(nèi)周的電極元素(隔離板或者正負(fù)電極板)被卷芯拉伸并向外側(cè)偏移的情況。若產(chǎn)生這樣的卷繞偏移，則會(huì)內(nèi)部短路、螺旋電極體成為規(guī)定尺寸以外等，制造成品率降低。
[0004]作為解決此問題的方法，具有在卷芯上涂敷脫模劑的方法。若在卷芯上涂敷脫模齊U，則由于卷芯表面的潤滑性變好，因此提高從卷芯的脫離性提高。但是，脫模劑的涂敷效果隨著卷芯的使用降低。因此，需要定期地進(jìn)行在卷芯上涂敷脫模劑的維護(hù)操作，由于該維護(hù)操作，會(huì)產(chǎn)生制造效率的降低、操作失誤的機(jī)會(huì)增加的問題。此外，在操作時(shí)會(huì)產(chǎn)生異物混入等新的問題。
[0005]作為涉及螺旋電極體卷繞的技術(shù)，例如有專利文獻(xiàn)1、2。
[0006]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開2007-207649號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本特開平成05-299120號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]-發(fā)明要解決的課題-
[0011]專利文獻(xiàn)I公開了一種使用卷芯將通過將為了集電用而安裝導(dǎo)線的正極板以及負(fù)極板隔著隔離板進(jìn)行纏繞，從而構(gòu)成極板群，并去除卷芯的極板纏繞工序中，在從極板群的群上部或者群底部的極板寬度露出的隔離板內(nèi)，至少對(duì)從最內(nèi)周起的2周進(jìn)行部分熱焊的技術(shù)。根據(jù)該技術(shù)，能夠提供一種在極板群的纏繞中，能夠增加纏繞速度，使內(nèi)周隔離板量減少，并且縮小集電用的導(dǎo)線的位置偏差的角型非水電解液電池的制造方法。
[0012]專利文獻(xiàn)2公開了一種在將由微多孔性高分子薄膜構(gòu)成的隔離板夾在電極卷繞用的分割栓的分割槽并開始卷繞，進(jìn)一步地通過按照帶狀的正極與負(fù)極相互不接觸的方式來使該隔離板介于之間并進(jìn)行卷繞，從而制造圓筒型螺旋式電池的情況下，在將隔離板夾在分割栓的分割槽并開始卷繞之前，預(yù)先以其軟化點(diǎn)以上、熔點(diǎn)未滿的溫度對(duì)與隔離板的分割栓連接的部分的至少一部分進(jìn)行熱處理的技術(shù)。根據(jù)該技術(shù)，在制造圓筒型螺旋式電池時(shí)，能夠不對(duì)電池特性產(chǎn)生負(fù)面影響，并能夠?qū)⒁苑指钏橹行木砝@的螺旋式電極結(jié)構(gòu)體容易地從分割栓分離。
[0013]然而，即使使用專利文獻(xiàn)I或者2的技術(shù)，在不需要繁瑣工序的情況下，不能夠防止向卷芯拉伸并產(chǎn)生偏移。
[0014]本發(fā)明鑒于上述而作出，其目的在于，提供一種在不需要繁瑣的工序、定期的維護(hù)的情況下，能夠?qū)﹄S著卷芯從螺旋電極體的去除而產(chǎn)生的卷繞偏移進(jìn)行抑制的電池及其制造方法。
[0015]-解決課題的手段-
[0016]與具備用于解決上述課題的螺旋電極體的電池的制造方法有關(guān)的本發(fā)明，如下構(gòu)成。
[0017]一種具備螺旋電極體的電池的制造方法，具備:在卷芯纏繞隔離板，形成所述隔離板重合2重以上的區(qū)域的纏繞工序；在所述隔離板重合2重以上的區(qū)域，按壓形成凸部的夾具，并相互壓接該區(qū)域的隔離板的壓接工序；在所述壓接工序之后，向所述卷芯供給正極板以及負(fù)極板，隔著所述隔離板將所述正電極板以及所述負(fù)電極板卷繞為螺旋狀的卷繞工序；在所述卷繞工序之后，從卷繞為螺旋狀的卷繞體去除所述卷芯，并形成螺旋電極體的卷芯去除工序。
[0018]在本結(jié)構(gòu)中，在對(duì)正極板以及負(fù)極板(正負(fù)電極板)進(jìn)行卷繞之前，僅將隔離板纏繞在卷芯，形成隔離板重合2重以上的區(qū)域，并且，在該隔離板重合2重以上的區(qū)域，對(duì)形成凸部的夾具進(jìn)行按壓，并相互壓接該區(qū)域的隔離板。由此，與卷芯直接接觸的隔離板位于其外周側(cè)，與不和卷芯直接接觸的隔離板壓接。其結(jié)果，然后在將卷芯從被卷繞為螺旋狀的電極體去除時(shí)，在卷芯卷繞為螺旋狀的卷繞體在一體地行動(dòng)，顯著地抑制隔離板被向卷芯拉伸并產(chǎn)生偏移的情況。
[0019]此外，在本方法中，由于不需要定期的維護(hù)操作，因此不會(huì)產(chǎn)生基于上述維護(hù)的新的不方便。
[0020]這里，作為形成在夾具的凸部，最好是前端尖細(xì)形狀的凸部。此外，最好使用形成多個(gè)小凸部的夾具，其中，該凸部的根部直徑為5?30mm，凸部的高度為0.1?1.0mm。
[0021]此外，在對(duì)螺旋電極體的最內(nèi)側(cè)的隔離板進(jìn)行壓接的情況下，即使隔離板部分破損也不會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部短路。與此相對(duì)地，若為使正極板或者負(fù)極板壓接的結(jié)構(gòu)，由于電極板破損并沖破隔離板等，存在產(chǎn)生內(nèi)部短路的擔(dān)心。
[0022]這里，隔離板重合了 2重以上的區(qū)域在例如同時(shí)纏繞(卷繞)2枚隔離板的情況、將I枚隔離板纏繞2次以上的情況下形成。
[0023]作為形成凸部的夾具，最好使用輥。此外，在該輥的表面實(shí)施滾花加工，若通過該滾花加工形成的每個(gè)突起構(gòu)成所述凸部，則能夠適當(dāng)?shù)貙⒏綦x板相互壓接。滾花加工可以是斜紋、平紋的任意一種，但最好是斜紋。
[0024]在上述結(jié)構(gòu)中，所述壓接工序可以構(gòu)成為通過使所述卷芯旋轉(zhuǎn)，并將所述輥按壓在隔離板重合2重以上的區(qū)域來進(jìn)行。
[0025]由于通過使卷芯旋轉(zhuǎn)并按壓輥，能夠在不降低生產(chǎn)效率的情況下，大范圍地形成壓接部，并有效地防止卷繞偏移。此時(shí)，最好按壓輥并使卷芯旋轉(zhuǎn)72°以上，旋轉(zhuǎn)90°以上更好，旋轉(zhuǎn)180°以上更好。
[0026]作為構(gòu)成凸部的材料、構(gòu)成卷芯的材料，可以使用不銹鋼、超硬合金、模具鋼(SKD11等)、預(yù)硬型鋼(NAK等)的金屬材料、MC尼龍(注冊(cè)商標(biāo))、UNILATE (注冊(cè)商標(biāo))等強(qiáng)度優(yōu)良的樹脂材料。特別地，作為構(gòu)成凸部的材料，為了確保隔離板的壓接強(qiáng)度，最好使用比樹脂材料硬的金屬材料。
[0027]在上述結(jié)構(gòu)中，可以是構(gòu)成所述凸部的材料的硬度比構(gòu)成所述卷芯的材料的硬度低的結(jié)構(gòu)。
[0028]若為該結(jié)構(gòu)，則可以通過凸部的按壓來對(duì)卷芯破損等進(jìn)行抑制。由此，能夠防止卷芯的破損片等混入制造氣氛中，并且能夠減小維護(hù)成本。
[0029]為了取得硬度的關(guān)系與隔離板的壓接性之間的平衡，作為構(gòu)成凸部的材料，最好使用上述所列舉的金屬材料中硬度低的不銹鋼，作為構(gòu)成卷芯的材料，最好使用比不銹鋼硬的金屬材料(超硬合金，模具鋼(SKD11等)，預(yù)硬型鋼(NAK等))。
[0030]這里，硬度最好通過金屬材料間的維氏硬度，樹脂材料間的洛氏硬度的R-scale等來進(jìn)行比較。此外，在樹脂材料與金屬材料中，金屬材料為硬的材料。
[0031]在上述結(jié)構(gòu)中，可以是所述卷芯的橫截面形狀為圓形的結(jié)構(gòu)。
[0032]若卷芯的橫截面形狀為圓形以外，則凸部的按壓壓力中容易產(chǎn)生不均勻，壓接容易不均，而若橫截面形狀為圓形，則能夠防止這樣的危害。這里，所謂圓形也可以不是精確的圓，也包含著在卷芯形成狹縫的情況。
[0033]通過具備上述本發(fā)明有關(guān)的螺旋電極體的電池的制造方法來得到的電池構(gòu)成為具備以下特征。
[0034]在具備正極板以及負(fù)極板隔著隔離板而卷繞成螺旋狀的螺旋電極體的電池中，在所述螺旋電極體的卷繞中心側(cè)，具有所述隔離板重合2重以上的區(qū)域，在所述隔離板重合2重以上的區(qū)域，位于外側(cè)的隔離板在卷繞中心側(cè)為凸?fàn)?，設(shè)置與位于卷繞中心側(cè)的隔離板壓接的壓接部。
[0035]在上述結(jié)構(gòu)中，可以是在方形區(qū)域內(nèi)設(shè)置多個(gè)所述壓接部，并且，所述方形區(qū)域的與隔離板的長度方向平行的長度是形成了該壓接部的周長中的所述隔離板的I周長度的1/5以上的結(jié)構(gòu)。
[0036]-發(fā)明效果-
[0037]綜上所說明的，根據(jù)本發(fā)明，通過不需要定期維護(hù)等簡單的方法，能夠抑制被卷芯拉伸而產(chǎn)生卷繞偏移，由此能夠提高電池的生產(chǎn)性、成品率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1是對(duì)使用了本發(fā)明所用的卷芯的螺旋電極體的卷繞方法進(jìn)行說明的橫截面圖，圖1 (a)僅表示卷芯，圖1 (b)表示在卷芯的狹縫(隔離板固定部)穿過2枚隔離板的狀態(tài)，圖1 (c)表示在卷芯的狹縫將2枚隔離板纏繞了半周的狀態(tài)，圖1 (d)表示將輥按壓在2枚隔離板重合區(qū)域的狀態(tài)。
[0039]圖2是卷繞在卷芯的卷繞體的橫截面圖。
[0040]圖3是表示向卷芯提供隔離板的方法的變形例的橫截面圖。
[0041]圖4是示意性地表示隔離板的壓接部分的結(jié)構(gòu)的圖，圖4(a)是主視圖，圖4(b)以及圖4(c)分別為部分放大圖。
[0042]圖5是對(duì)實(shí)施例1中使用的滾花輥的輥部分的結(jié)構(gòu)進(jìn)行示意性地表示的部分放大圖。
[0043]圖6是對(duì)實(shí)施例2中使用的滾花輥的輥部分的結(jié)構(gòu)進(jìn)行示意性地表示的部分放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044]使用將本發(fā)明應(yīng)用于非水電解質(zhì)二次電池的例子，來對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地說明。本發(fā)明并不限定于下述實(shí)施方式，能夠在不改變其主旨的范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)刈兏?shí)施。
[0045]與本實(shí)施方式有關(guān)的非水電解質(zhì)二次電池是正極板以及負(fù)極板(正負(fù)電極板)隔著隔離板而被卷繞為螺旋狀，然后被按壓的扁平螺旋電極體以及具備非水溶劑和電解質(zhì)鹽的非水電解質(zhì)被收容在方形外包裝容器內(nèi)，在有底方形的外包裝容器的開口部嵌合密封體，嵌合部通過激光焊接而被封閉的結(jié)構(gòu)。此外，正負(fù)電極外部端子分別從密封體突出，通過金屬制的導(dǎo)線分別與扁平螺旋電極體的正極板以及負(fù)極板電連接。
[0046]另外，除此以外，也可以將用于對(duì)扁平螺旋電極體與外包裝容器、密封體之間的導(dǎo)電接觸進(jìn)行防止的絕緣部件收容在外包裝容器內(nèi)。此外，也可以在密封體設(shè)置在電池內(nèi)壓上升時(shí)從釋放氣體到切斷電流的安全機(jī)構(gòu)。此外，也可以在外包裝容器的表面實(shí)施絕緣覆
至JHL ο
[0047]本發(fā)明的特征在于使用正負(fù)電極板以及隔離板來制作螺旋電極體的方法，除了電池的構(gòu)成材料、制作螺旋電極體的方法以外的電池制作工序可以采用公知的材料、方法。
[0048]使用附圖，來對(duì)本發(fā)明的特征部分，即使用正負(fù)電極板以及隔離板來制作螺旋電極體的方法進(jìn)行具體的說明。
[0049]圖1是對(duì)使用了本發(fā)明所用的卷芯的螺旋電極體的卷繞工序進(jìn)行說明的橫截面圖，圖1 (a)僅表示卷芯，圖1 (b)表示在卷芯的狹縫(隔離板固定部)穿過2枚隔離板的狀態(tài)，圖1 (c)表示在卷芯的狹縫將2枚隔離板纏繞了半周的狀態(tài)，圖1 (d)表示將輥按壓在2枚隔離板重合區(qū)域的狀態(tài)。此外，雖然狹縫不是卷芯的必須結(jié)構(gòu)，但是為了防止卷繞開始時(shí)隔離板自由地移動(dòng)，最好在卷芯設(shè)置固定夾住隔離板的把手、狹縫等隔離板固定部。
[0050]如圖1(a)所示，本發(fā)明中使用的卷芯I是剖面圓形，設(shè)置有沿著I個(gè)直徑的狹縫Ia,由此,卷芯I被分割為2個(gè)分割部件lb、lc。
[0051](隔離板插入工序)
[0052]如圖1 (b)所示，在狹縫Ia穿過2枚隔離板2，并將端部按壓向卷芯I的一個(gè)分割部件Ic側(cè)。
[0053](纏繞工序)
[0054]首先，如圖1 (c)所示，使卷芯I旋轉(zhuǎn)I周，將隔離板2纏繞被狹縫分割的卷芯I的一個(gè)分割部件lb，并將隔離板2的端部通過纏繞在其外側(cè)的隔離板2固定。
[0055](壓接工序)
[0056]此時(shí)，將構(gòu)成夾具4的、被實(shí)施了滾花加工的輥13向在卷芯I纏繞的隔離板2 (2枚重合的區(qū)域)按壓，對(duì)這些進(jìn)行壓接。然后，在將被施以滾花加工的輥13按壓到纏繞卷芯I的隔離板2的狀態(tài)下，進(jìn)一步地使卷芯I旋轉(zhuǎn)(參見圖1 (d))。這里，形成在輥13的滾花加工部上的每個(gè)突起構(gòu)成本發(fā)明中的凸部。由于壓接工序在常溫下進(jìn)行，因此隔離板彼此間的壓接部中，隔離板不會(huì)像進(jìn)行熱焊的情況那樣熔化。
[0057](卷繞工序)
[0058]接下來，按照在正負(fù)電極板各自的兩面配置隔離板2的方式來供給正負(fù)電極板，進(jìn)一步使卷芯I旋轉(zhuǎn)，卷繞正負(fù)電極板，并制作卷繞在卷芯的狀態(tài)下的卷繞體3 (參見圖2)。
[0059](卷芯去除工序)
[0060]接下來，將卷芯I從卷繞體3去除，從而完成螺旋電極體。
[0061]對(duì)卷芯I提供隔離板的方法并不限定于此，例如，可以采用如圖3(a)所示，將I枚隔離板2按照其中心附近穿過卷芯I的狹縫Ia的方式來供給的方法，如圖3(b)所示，將2枚隔離板2按照各自的一個(gè)端部位于卷芯I的狹縫Ia內(nèi)的方式來供給的方法等。
[0062]接下來，使用圖4，來對(duì)由具備被實(shí)施了滾花加工的輥13的夾具壓接的隔離板進(jìn)行說明。圖4使示意性地表示隔離板的壓接部分的結(jié)構(gòu)的圖，圖4(a)是主視圖，圖4(b)以及圖4(c)分別為部分放大圖。
[0063]若通過將構(gòu)成夾具4的、被實(shí)施了滾花加工的輥13按壓在隔離板2的重合區(qū)域來進(jìn)行壓接，則在相當(dāng)于(輥寬度X按壓長度)的方形區(qū)域(壓接部形成區(qū)域)6，形成壓接部(參見圖4(a))。此時(shí)，由于通過被實(shí)施了滾花加工的輥13，隔離板2被按壓并壓接在卷芯(卷繞中心)側(cè)，因此在上述區(qū)域內(nèi)形成多個(gè)隔離板2在卷繞中心側(cè)變形為凸?fàn)疃鴮?dǎo)致破裂的壓接部5 (參見圖4(b)、(C))。此外，在圖4(b)、(c)中，在隔離板重疊2層的區(qū)域，雖然表示將位于外側(cè)的隔離板以及位于卷繞中心側(cè)的隔離板兩者在卷繞中心側(cè)壓接為凸?fàn)畹膲航硬?，但只要位于外?cè)的隔離板在卷繞中心側(cè)為凸?fàn)畈⑴c位于卷繞中心側(cè)的隔離板壓接即可，并非一定要卷繞中心側(cè)的隔離板在卷繞中心側(cè)為凸?fàn)?。在這種情況下，為位于外側(cè)的隔離板的凸?fàn)畈糠智度胛挥诰砝@中心側(cè)的隔離板內(nèi)部的狀態(tài)。
[0064]使用圖5，對(duì)用于壓接工序的夾具進(jìn)一步地說明。夾具具有:軸部14、頭部11，在設(shè)置在頭部11的輥軸部12，設(shè)置表面被實(shí)施了滾花加工的(形成多個(gè)凸部的)輥13。另夕卜，在該圖中，設(shè)置3個(gè)輥13。
[0065]這里，在向?qū)挾葹長I的隔離板按壓時(shí)，輥13最好按照在隔離板均等分配的方式，L2 = L8的方式來按壓。此外，各個(gè)輥13的寬度L3、L5、L7最好分別相同，輥13的間隔L4、L6也最好相同。
[0066]這里，對(duì)于隔離板寬度LI，輥13的寬度合計(jì)(L3+L5+L7)最好在0.2?0.4L1的范圍內(nèi)。此外，輥13向隔離板的按壓長度最好在卷芯的72° (1/5周)的長度以上，卷芯的90° (1/4周)的長度以上更好，卷芯的180° (1/2周)的長度以上更加好。此外，向隔離板的按壓長度的上限最好是卷芯的720° (2周)的長度，卷芯的360° (I周)的長度更好。
[0067]例如，在隔離板的寬度LI為IlOmm的情況下，如圖5所示，輥13的寬度L3、L5、L7可以分別為12_(合計(jì)約0.327L1)，輥13的間隔L4、L6可以分別為20_，從隔離板端部到輥13的距離L2、L8可以為17_。
[0068]實(shí)施在輥13表面的滾花加工的形狀可以是平紋、斜紋。此外，滾花加工的峰的高度、角度、模型等可以考慮隔離板的厚度來適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，例如，可以結(jié)合加厚隔離板的厚度，加大高度，使角度鋒銳來設(shè)定模型。例如，可以峰(凸部)的高度為0.05?0.5_，模型為
0.2 ?0.5。
[0069]此外，不特別限定壓接部的數(shù)目，例如可以通過上述滾花形狀以及壓接部形成區(qū)域6的大小來決定數(shù)據(jù)。
[0070][實(shí)施例1]
[0071][正極板的制作]
[0072]將作為正極活性物質(zhì)的二氧化鈷(LiCOO2)、作為導(dǎo)電劑的碳粉、作為接合劑的聚偏氟乙烯(PVdF)的N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液按照固含量質(zhì)量比為二氧化鈷:碳粉:聚偏氟乙烯=94:3:3的方式混合，制作出正極活性物質(zhì)漿料。將該正極漿料涂敷在作為正極芯體的鋁合金箔的兩面后，使其干燥并去除在漿料制作時(shí)作為溶劑使用的NMP，在正極芯體上形成正極活性物質(zhì)層。此時(shí)，沿著正極芯體的長邊方向，在一個(gè)端部設(shè)置在兩面不形成正極活性物質(zhì)層而使芯體露出的芯體露出部。然后，使用壓軋輥來進(jìn)行壓軋，切割為規(guī)定尺寸，并制作長度4000mm、寬度IlOmm的正極板。
[0073][負(fù)極板的制作]
[0074]將作為負(fù)極活性物質(zhì)的石墨粒子、作為增稠劑的羧甲基纖維素(CMC)、作為接合劑的丁苯橡膠(SBR)與水共同混合，來制作負(fù)極活性物質(zhì)漿料。此時(shí)，石墨粒子、羧甲基纖維素、丁苯橡膠的質(zhì)量比為95:3:2。接下來，將負(fù)極漿料涂敷在作為負(fù)極芯體的銅箔兩面后，使其干燥并去除在漿料制作時(shí)作為溶劑使用的水，在負(fù)極芯體上形成負(fù)極活性物質(zhì)層。此時(shí)，沿著負(fù)極芯體的長邊方向，在一個(gè)端部設(shè)置在兩面不形成負(fù)極活性物質(zhì)層而使芯體露出的芯體露出部。然后，使用壓軋錕來進(jìn)行壓軋，切割為規(guī)定尺寸，并制作長度4000_、寬度IlOmm的負(fù)極板。
[0075][非水電解質(zhì)的調(diào)制]
[0076]對(duì)于將碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按照體積比3:5:2(1個(gè)大氣壓，251:的條件)的方式混合的混合溶劑，作為溶質(zhì)，使六氟磷酸鋰(LiPF6)按照I摩爾/升的比例溶解，從而調(diào)制出非水電解質(zhì)。
[0077][螺旋電極體的制作]
[0078]如圖1(b)所示，將2枚由聚乙烯制微多孔膜構(gòu)成的隔離板(厚度15μπι，寬度IlOmm,長度4500mm) 2穿過碳素工具鋼鋼材(SK材)制的卷芯I (直徑40mm)的狹縫la。然后，使卷芯I旋轉(zhuǎn)I周，并將隔離板2纏繞由狹縫Ia分割的卷芯I的一個(gè)分割部件Ib (參見圖1(c))。接下來，如圖1(d)所示，在纏繞在另一個(gè)分割部件Ic的隔離板2，按壓圖5所示的夾具的輥13 (不銹鋼制，在表面進(jìn)行斜紋滾花加工，模型0.2)，并對(duì)這些進(jìn)行壓接。該壓接是對(duì)于纏繞在另一個(gè)分割部件Ic的隔離板整體(卷芯半周)進(jìn)行的。
[0079]接下來，將上述正負(fù)電極板按照在各自的兩面配置隔離板2，并且正極板的端部(芯體露出部)從隔離板的一端、負(fù)極板的端部(芯體露出部)從隔離板的另一端分別突出的方式來供給，進(jìn)一步使卷芯I旋轉(zhuǎn)(合計(jì)25轉(zhuǎn))，并卷繞正負(fù)電極板。最后，去除卷芯1，并制作出螺旋電極體。此外，碳素工具鋼鋼材的維氏硬度Hv為600，是比Hv為200的不銹鋼硬的材料。
[0080][電池的組裝]
[0081]對(duì)上述螺旋電極體進(jìn)行壓制并形成扁平狀，在芯體露出部重合的區(qū)域通過焊接來分別安裝正極集電體以及負(fù)極集電體。然后，將正極集電體以及負(fù)極集電體分別與通過絕緣部件來固定在密封體的正負(fù)電極外部端子連接。將該扁平螺旋電極體插入有底方形的外包裝容器內(nèi)，在外包裝容器的開口部嵌合密封體，并對(duì)嵌合部進(jìn)行了激光焊接。然后，從設(shè)置在密封體的注液孔對(duì)上述非水電解質(zhì)進(jìn)行注液，并密封注液孔，從而制作出與實(shí)施例1有關(guān)的非水電解質(zhì)二次電池。
[0082][實(shí)施例2]
[0083]在螺旋電極體的制作中，使用厚度50 μ m、寬度130mm、長度4500mm的聚乙烯制微多孔膜作為隔離板，使用MC尼龍(登錄商標(biāo))制的直徑30mm的部件作為卷芯，如圖3(a)所示將I枚穿過卷芯的狹縫，使卷芯旋轉(zhuǎn)半周并將隔離板分別纏繞I圈由狹縫分割的2個(gè)卷芯部件，在纏繞了第2圈的隔離板后，在第2圈的隔離板按壓圖6所示的夾具的輥13 (不銹鋼制，在表面進(jìn)行斜紋滾花加工，模型0.3)，并對(duì)這些進(jìn)行了壓接(壓接使卷芯旋轉(zhuǎn)I周半)，除此以外，與上述實(shí)施例1同樣地，制作出與實(shí)施例2有關(guān)的非水電解質(zhì)二次電池。此夕卜，不銹鋼使比MC尼龍(洛氏硬度(R scale) 120)硬的材料。
[0084]這里，實(shí)施例2中使用的滾花輥是圖6所示的形態(tài)，隔離板寬度LI為130mm、輥13的寬度L3、L5、L7分別為16mm(合計(jì)約0.369L1)，輥13的間隔L4、L6分別為24mm，從隔離板端部到輥13的距離L2、L8為17mm。
[0085][比較例I]
[0086]除了進(jìn)行利用滾花輥的壓接以外，與上述實(shí)施例1同樣地，制作與比較例I有關(guān)的非水電解質(zhì)二次電池。
[0087][卷繞偏移的測(cè)定]
[0088]與上述同樣地，分別制作100個(gè)與實(shí)施例1、2、比較例I有關(guān)的螺旋電極體。然后，通過目測(cè)來觀察被配置在螺旋電極體的最內(nèi)周的隔離板是否產(chǎn)生偏移。在產(chǎn)生了卷繞偏移的情況下，對(duì)從預(yù)期位置起的偏移的最大值進(jìn)行測(cè)量。其結(jié)果，與實(shí)施例1、2有關(guān)的螺旋電極體的卷繞偏移產(chǎn)生數(shù)為0，而在與比較例I有關(guān)的螺旋電極體中，在3個(gè)螺旋電極體中確認(rèn)出卷繞偏移。此外，這些螺旋電極體的卷繞偏移量為0.5?0.6_。
[0089]從其結(jié)果可知，通過采用本發(fā)明的方法，能夠顯著地抑制螺旋電極體的卷繞偏移。
[0090]此外，雖然使用適用于非水電解質(zhì)二次電池的例子進(jìn)行了說明，但只要是具備隔著隔離板將正負(fù)電極板卷繞的螺旋電極體的電池，無論是非水電解質(zhì)電池還是堿性電解質(zhì)電池，此外，無論是一次電池還是二次電池，本發(fā)明都能夠適用。此外，螺旋電極體中包含圓筒狀、扁平狀的電極體。此外，作為外包裝容器，可以使用圓筒形外包裝容器、方形外包裝容器、使用了薄片制品(laminate)等的薄膜狀外包裝容器。
[0091]這里，本發(fā)明中使用的隔離板能夠使用微多孔膜、無紡布等。作為材質(zhì)，只要是對(duì)使用的電解液具有耐性的材料就可以，可以使用樹脂材料、玻璃纖維等，也可以使用由這些混合材料、層疊材料構(gòu)成的材料。在將本發(fā)明適用于非水電解質(zhì)二次電池的情況下，最好使用樹脂制隔離板，特別地，最好使用聚烯烴制隔離板。此外，本發(fā)明也可以適用于在聚烯烴制隔離板的表面形成耐熱層的隔離板。
[0092]此外，在上述實(shí)施例中，作為形成凸部的夾具，雖然對(duì)使用被實(shí)施了滾花加工的輥狀?yuàn)A具的例子進(jìn)行了表示，但是作為在夾具表面形成的凸部，并不僅限于滾花加工部。此夕卜，作為夾具的形狀，雖然最好為輥狀，但也可以是板狀、塊狀，也可以是按照沿著卷芯形狀的方式具有彎曲面的形狀。此外，作為形成凸部的夾具，雖然最好使用在夾具的表面形成了凸部的部件(凸部形成的夾具與凸部為一體，凸部形成的夾具與凸部為相同材料)，但也可以使用在夾具的表面對(duì)由與夾具不同的其他材料構(gòu)成的凸部進(jìn)行了固定的部件。
[0093]工業(yè)可用性
[0094]綜上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠通過簡單的方法來對(duì)卷繞部件(正負(fù)電極板、隔離板)隨著卷芯共同脫離的情況進(jìn)行抑制。因此，工業(yè)可用性很大。
[0095]-符號(hào)說明-
[0096]I 卷芯
[0097]2隔離板
[0098]3卷繞體
[0099]4 夾具
[0100]5壓接部
[0101]6壓接部形成區(qū)域
[0102]11 頭部
[0103]12輥軸部
[0104]13輥(滾花輥)
[0105]14 軸部
【權(quán)利要求】
1.一種具備螺旋電極體的電池的制造方法，具備: 在卷芯纏繞隔離板，形成所述隔離板重合2重以上的區(qū)域的纏繞工序； 在所述隔離板重合2重以上的區(qū)域，按壓形成凸部的夾具，并相互壓接該區(qū)域的隔離板的壓接工序； 在所述壓接工序之后，向所述卷芯供給正極板以及負(fù)極板，隔著所述隔離板將所述正電極板以及所述負(fù)電極板卷繞為螺旋狀的卷繞工序； 在所述卷繞工序之后，從卷繞為螺旋狀的卷繞體去除所述卷芯，并形成螺旋電極體的卷芯去除工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備螺旋電極體的電池的制造方法，其特征在于， 形成有所述凸部的夾具是輥。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具備螺旋電極體的電池的制造方法，其特征在于， 所述壓接工序通過使所述卷芯旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行所述隔離板的卷繞，并且將所述輥按壓在所述隔離板重合2重以上的區(qū)域來進(jìn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具備螺旋電極體的電池的制造方法，其特征在于， 在所述輥實(shí)施滾花加工。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4的任意一項(xiàng)所述的具備螺旋電極體的電池的制造方法，其特征在于， 構(gòu)成所述凸部的材料的硬度比構(gòu)成所述卷芯的材料的硬度低。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4的任意一項(xiàng)所述的具備螺旋電極體的電池的制造方法，其特征在于， 所述卷芯的橫剖面形狀為圓形。
7.一種具備螺旋電極體的電池，其具備正極板以及負(fù)極板隔著隔離板而卷繞成螺旋狀的螺旋電極體， 在所述螺旋電極體的卷繞中心側(cè)，具有所述隔離板重合2重以上的區(qū)域， 在所述隔離板重合2重以上的區(qū)域，位于外側(cè)的隔離板在卷繞中心側(cè)成凸?fàn)睿以O(shè)置與位于卷繞中心側(cè)的隔離板壓接的壓接部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具備螺旋電極體的電池，其特征在于， 在方形區(qū)域內(nèi)設(shè)置多個(gè)所述壓接部，并且，所述方形區(qū)域的與隔離板長度方向平行的長度為形成有該壓接部的周圍的所述隔離板的I周長度的1/5以上。
【文檔編號(hào)】H01M10/0587GK103891024SQ201280052629
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月31日
【發(fā)明者】上野宗一郎, 川又淳, 古小路佳之 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社