特許第5796794号(P5796794)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5796794
(24)【登録日】2015年8月28日
(45)【発行日】2015年10月21日
(54)【発明の名称】電池及び電池の製造方法
(51)【国際特許分類】
   H01M 2/26 20060101AFI20151001BHJP
【FI】
   H01M2/26 A
【請求項の数】3
【全頁数】10
(21)【出願番号】特願2014-49125(P2014-49125)
(22)【出願日】2014年3月12日
(62)【分割の表示】特願2011-519806(P2011-519806)の分割
【原出願日】2010年6月16日
(65)【公開番号】特開2014-132590(P2014-132590A)
(43)【公開日】2014年7月17日
【審査請求日】2014年3月26日
(31)【優先権主張番号】特願2009-143964(P2009-143964)
(32)【優先日】2009年6月17日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】507151526
【氏名又は名称】株式会社GSユアサ
(74)【代理人】
【識別番号】100074332
【弁理士】
【氏名又は名称】藤本 昇
(74)【代理人】
【識別番号】100114432
【弁理士】
【氏名又は名称】中谷 寛昭
(72)【発明者】
【氏名】胸永 訓良
(72)【発明者】
【氏名】中村 拓
【審査官】 山下 裕久
(56)【参考文献】
【文献】 国際公開第2010/147136(WO,A1)
【文献】 特開2011−049065(JP,A)
【文献】 特開2011−071109(JP,A)
【文献】 特開2012−227110(JP,A)
【文献】 特開2013−246919(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01M 2/26
H01M 10/04−0587
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
正負の電極シートがセパレータを介して巻回されて形成され、巻回軸方向の少なくとも一端側に正極または負極の積層電極部を有する発電要素と、
前記積層電極部の最外周面に沿うように配置される接続片を有すると共に、外部端子に導通接続される集電体とを備えた電池の製造方法において、
前記積層電極部を挟持体によって挟持した後に
前記集電体の前記接続片挟持体の外面に沿わせて配置する、
ことを特徴とする電池の製造方法
【請求項2】
前記発電要素が扁平形状に形成されることにより、
前記積層電極部は、
一対の湾曲部と、
該一対の湾曲部間における平坦部とを備え、
前記積層電極部の一側の平坦部と、前記積層電極部の他側の平坦部とを別々の挟持体によって挟持する
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】
前記集電体は、一対の接続片を有し、
一方の接続片が前記積層電極部の一側の平坦部を挟持する挟持体の外面に沿うように配置
他方の接続片が前記積層電極部の他側の平坦部を挟持する挟持体の外面に沿うように配置する
請求項2に記載の電池の製造方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、正負の電極シートがセパレータを介して巻回されて形成される発電要素と、該発電要素と電気的に導通接続される集電体とを備えた電池及び電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、この種の電池としては、例えば、電極活物質層を両面に有する正負の電極シートがセパレータを介して巻回されて形成される発電要素と、外部に導出される電極端子が導通接続される本体、及び、積層電極部の最外周面に沿うように本体から延出される接続片を有する集電体と、積層電極部の最外周面に集電体の接続片を当接させた状態で、該接続片を積層電極部の最外周面に圧接させる挟持体とを備えているものが公知になっている(特許文献1参照)。
【0003】
発電要素は、円筒状に巻回された後、両側から押圧して長楕円状に、即ち扁平形状に形成されており、上下に位置する湾曲部と、該両湾曲部の間に位置する直線状の平坦部とを備えている。そして、発電要素の両端部に、正負の積層電極部が形成されている。また、集電体の本体は、平面視三角形状を呈し、幅小部(頂部)が対向するように、幅広部(底辺部)が、発電要素の積層電極部の上方に位置するように、発電要素の湾曲部の上面に軸方向に沿って配置されている。そして、本体の幅小部に、外部に導出される電極端子が導通接続されている。また、集電体の接続片は、発電要素の平坦部に沿うように本体の幅広部から櫛歯状に延出されている。そして、一対の接続片は、逆U字形状を呈しており、各接続片に形成される空間に、積層電極部が挿入されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2003−346770号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来の上記電池の場合、断面が長楕円状の積層電極部を、集電体の一対の接続片間に挿入し、積層電極部の最外周面に、集電体の一対の接続片の内面を当接させる際、積層電極部が外側に広がって、接続片が積層電極部を傷つけたり、折り曲げたりしてしまう問題があった。また、積層電極部と接続片とを一枚の挟持体で一度に挟持していたので、三者の位置合わせが難しく、接続不良を生じたり、生産性が悪いという問題があった。
【0006】
本発明は、前記問題を鑑み、発電要素の積層電極部を傷つけたり、折り曲げたりすることなく、集電体の接続片を積層電極部の最外周面に当接させることができる電池及び電池の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の課題を解決するために、本発明に係る電池の製造方法は、正負の電極シートがセパレータを介して巻回されて形成され、巻回軸方向の少なくとも一端側に正極または負極の積層電極部を有する発電要素と、前記積層電極部の最外周面に沿うように配置される接続片を有すると共に、外部端子に導通接続される集電体とを備えた電池の製造方法において、前記積層電極部を挟持体によって挟持した後に、前記集電体の前記接続片挟持体の外面に沿わせて配置する、ことを特徴とする。
【0008】
この場合、積層電極部を挟持することによって、積層電極部の積層厚み、または、積層電極部全体の厚みを小さくできるので、集電体の間に積層電極部を挿入して製造するのに特に効果的である。
【0010】
ここで、本発明に係る電池の製造方法においては、前記発電要素が扁平形状に形成されることにより、前記積層電極部は、一対の湾曲部と、該一対の湾曲部間における平坦部とを備え、前記積層電極部の一側の平坦部と、前記積層電極部の他側の平坦部とを別々の挟持体によって挟持する構成を採用することができる。
【0011】
ここで、本発明に係る電池の製造方法の他態様として、前記集電体は、一対の接続片を有し、一方の接続片が前記積層電極部の一側の平坦部を挟持する挟持体の外面に沿うように配置、他方の接続片が前記積層電極部の他側の平坦部を挟持する挟持体の外面に沿うように配置するようにしてもよい。
【発明の効果】
【0014】
以上説明したように、本発明によれば、正負の電極シートがセパレータを介して巻回されて形成された発電要素の端部の積層電極部を挟持した後、挟持された状態の積層電極部の最外周面に、集電体の接続片を当接させた上で、接続片及び積層電極部を挟持するようにしたので、積層電極部を集電体の接続片によって傷つけることなく、積層電極部と集電体とを電気的に確実に接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図1】本発明の実施形態1に係る電池を示す斜視図。
図2図1の断面図。
図3図1の電池に使用される挟持体の斜視図。
図4】(a)〜(c)は図1の電池の組立順序を示す斜視図。
図5】本発明の実施形態2に係る電池を示す斜視図。
図6図5の断面図。
図7図5の電池に使用される挟持体の斜視図。
図8】(a)、(b)は図5の電池の組立順序を示す斜視図。
図9】本発明の実施形態3に係る電池を示す斜視図。
図10図9の断面図。
図11図9の電池に使用される挟持体の斜視図。
図12】(a)〜(c)は図9の電池の組立順序を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施形態に係る電池について図1図12を参照して説明する。
【0017】
(実施形態1)
まず、本発明の実施形態1に係る電池は、図1及び図2に示すように、発電要素1と、該発電要素1に電気的に接続される集電体5と、後述する発電要素1の積層電極部3及び集電体5の接続片7を挟持する一対の挟持体10とを備えている。
【0018】
発電要素1は、便宜上、単体とし、電極活物質層を両面に有する正負の電極シート2がセパレータ(図示せず)を介して巻回されて形成され、その両端部に正負の積層電極部3を有している。そして、発電要素1は、断面が長楕円状(扁平形状)に形成されて、上下に位置する湾曲部1a,1aと、該両湾曲部1a,1aの間に位置する平坦部1b,1bとを備えている。
【0019】
集電体5は、外部端子(図示せず)が導通接続される本体6と、積層電極部3の平坦部1b,1bの最外周面に沿うように該本体6から延出される接続片7,7とを有している。そして、本実施形態1では、発電要素1が単体であることに合わせて、集電体5の本体6は平面視矩形状とし、積層電極部3の最外周面の両側に沿うように、該本体6から一対の接続片7,7が延出されているものとする。
【0020】
本実施形態に係る挟持体10は、発電要素1の積層電極部3及び集電体5の接続片7を挟持する。挟持体10は、図3に示すように、矩形状の平板が二つ折されており、積層電極部3の最内周面に当接する一方の挟持片11と、積層電極部3の最外周面及び集電体5の接続片7の外面に当接する他方の挟持片12とを有している。一方の挟持片11は、単なる平板で、積層電極部3の平坦部1b,1bにおいて、最内周面の中央部を押圧できる面積を有している。他方の挟持片12は、上下に一対の切り込み13,13が平行して形成され、上下に小挟持部12a,12aが形成されると共に、中央に大挟持部12bが形成されている。そして、一方の挟持片11と、他方の挟持片12の各小挟持部12a,12aとで、積層電極部3を挟持する第一挟持部が構成され、一方の挟持片11と、他方の挟持片12の大挟持部12bとで、集電体5の接続片7と積層電極部3とを挟持する第二挟持部が構成されている(図2参照)。
【0021】
つぎに本実施形態1に係る電池の組立順序について図4(a)〜(c)を参照して説明する。まず、図4(a)に示すように、挟持体10の一対の挟持片11,12を、互いに近接する方向に折り曲げて、略U字形状に折り曲げる一方、他方の挟持片12の大挟持部12bを折り曲げずに、即ち、小挟持部12a,12aに対して直交する状態にしておく。そして、積層電極部3の一側の平坦部1b,1bに跨るように、該平坦部1bの最内周面に一方の挟持片11を当接させると共に、平坦部1bの最外周面に他方の挟持片12の各小挟持部12a,12aを当接させる。つぎに、一方の挟持片11及び各小挟持部12a,12aの外面を押圧して、積層電極部3の平坦部1bの内面と外面とを挟持し、積層電極部3の一側の平坦部1bの厚みを小さくする。その後、他側の積層電極部3の平坦部1bに、前記と同様に、該平坦部1bの最内周面に一方の挟持片11を当接させると共に、平坦部1bの最外周面に他方の挟持片12の各小挟持部12a,12aを当接させた後、一方の挟持片11及び各小挟持部12a,12aの外面を押圧して、他側の積層電極部3の平坦部1bを挟持して、該平坦部1bの厚みを小さくする。即ち、積層電極部3全体の厚みを小さくする(図4(b)参照)。
【0022】
この状態で、図4(c)に示すように、集電体5の接続片7,7の内面が、挟持体10の小挟持部12a,12aの外面、及び、積層電極部3の最外周面に沿うように、積層電極部3の上方から集電体5の接続片7,7を挿入した後、大挟持部12bを、各小挟持部12a,12aに平行するように折り曲げて、集電体5の接続片7,7の外面を押圧して、集電体5の接続片7,7の内面を積層電極部3の最外周面に圧接させ、超音波溶接によって、集電体5と発電要素1とを電気的に接続する(図1参照)。
【0023】
この場合、一方の挟持片11と、他方の挟持片12の各小挟持部12a,12aとにより、積層電極部3の最内周面及び最外周面を押圧して、積層電極部3の積層厚みを小さくするようにしたので、積層電極部3の最外周面に集電体5の接続片7,7を当接しやすくなる一方、一方の挟持片11と、他方の挟持片12の大挟持部12bとにより、積層電極部3の最内周面、及び、接続片7,7の外面を押圧して挟持するようにしたので、積層電極部3と集電体5との導通接続が確実に行われるようになる。しかも、一つの挟持体10で積層電極部3の一側を挟持し、もう一つの挟持体10で積層電極部3の他側を挟持するようにしているので、隣り合う挟持体10,10の両挟持片11,11が離間し、両挟持片11,11間に隙間が形成され、よって、発電要素1の中心部に熱がこもらないようになっている。
【0024】
(実施形態2)
つぎに実施形態2に係る電池について図5図8を参照して説明する。これらの図において、図1及び図2と同一符号は同一もしくは相当するものを示し、異なる点は、挟持体14の構成であり、切り込み16,16よって形成された上下の小挟持部15a,15aと、両小挟持部15a,15aの間の大挟持部15bとを、両方の挟持片15,15に備えている。そして、両方の挟持片15,15の各小挟持部15a,15aによって、積層電極部3の最外周面が押圧され、積層電極部3の平坦部1b,1bが押し潰されて、積層電極部3全体の厚みが小さくなるように挟持されている点である。
【0025】
つぎに本実施形態2に係る電池の組立順序について図8(a)、(b)を参照して説明する。まず、図8(a)に示すように、両方の挟持片15,15の小挟持部15a,15aを、互いに近接する方向に折り曲げて、U字形状に折り曲げる一方、大挟持部15bを折り曲げずに、即ち、各小挟持部15a,15aに対して直交する状態にしておく。そして、積層電極部3の両側の平坦部1b,1bに跨るように、両方の挟持片15,15の小挟持部15a,15aを、積層電極部3の平坦部1b,1bの最外周面に当接し、各小挟持部15a,15aの外面を押圧して、積層電極部3の平坦部1b,1bの両側の外面を挟持し、積層電極部3の平坦部1b,1bを押し潰して、積層電極部3全体の厚みを小さくする。
【0026】
この状態で、図8(b)に示すように、集電体5の接続片7,7を、各小挟持部15a,15aの外面、及び、積層電極部3の最外周面に沿うように、積層電極部3の上方から挿入した後、一対の大挟持部15b,15bを、各小挟持部15a,15aに平行するように折り曲げて、集電体5の接続片7,7の外面を押圧して、集電体5と発電要素1とを電気的に接続する(図5及び図6参照)。
【0027】
(実施形態3)
つぎに実施形態3に係る電池について図9図12を参照して説明する。これらの図において、図1及び図2と同一符号は同一もしくは相当するものを示し、異なる点は、積層電極部3の最内周面及び最外周面を押圧して積層電極部3を挟持する一対の挟持片21,21を有する第一挟持体20と、積層電極部3が第一挟持体20によって挟持されると共に、挟持された積層電極部3の最外周面に集電体5の接続片7,7が沿うように配置された状態において、積層電極部3の最内周面、及び、該接続片7,7の外面を押圧して挟持する第二挟持体22とを備えている(図11参照)。なお、本実施形態3の場合、第一及び第二挟持体20,22の大きさは同一形状であり、平面視矩形状の平板を単に二つ折りにしたものである。
【0028】
この場合、第一挟持体20の一対の挟持片21,21により、積層電極部3の平坦部1b,1bにおいて、その上部の最内周面及び最外周面を挟持することで、該上部の積層厚みが小さくなるようにしたので、積層電極部3の最外周面に集電体5の接続片7,7を沿わせて配置しやすくなる
【0029】
つぎに電池の組立順序について図12(a)〜(c)を参照して説明する。まず、二つの第一挟持体20の各挟持片21,21を、互いに近接する方向に折り曲げて、U字形状に折り曲げる一方、二つの第二挟持体22,22の各挟持片23,23も同様に折り曲げておく。そして、図12(a)に示すように、積層電極部3の両側の平坦部1b,1bにおいて、その上部に跨るように、第一挟持体20の一方の挟持片21を、積層電極部3の最内周面に当接すると共に、第一挟持体20の他方の挟持片21を、積層電極部3の最外周面に当接し、各挟持片21,21の外面を押圧して、両側の平坦部1b,1bの上部の最内周面と最外周面とを挟持し、積層電極部3の両平坦部1b,1bの上部の厚みを小さくする。
【0030】
この状態で、図12(b)に示すように、集電体5の接続片7,7を、第一挟持体20の各挟持片21,21の外面、及び、積層電極部3の最外周面に沿うように、積層電極部3の上方から挿入した後、図12(c)に示すように、積層電極部3の両側の平坦部1b,1bの下部に跨るように、第二挟持体22の一方の挟持片23を積層電極部3の最内周面に当接すると共に、第二挟持体22の他方の挟持片23を集電体5の接続片7,7の外面に当接して、第二挟持体22の各挟持片23,23の外面を押圧して、集電体5と発電要素1とを電気的に接続する(図9及び図10参照)。
【0031】
なお、前記実施形態の場合、発電要素1を断面が長楕円状としたが、円形又は角形であってもよく、これに応じて、集電体5の接続片7,7を円形又は角形に形成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【0032】
1…発電要素、1a…湾曲部、1b…平坦部、2…電極シート、3…積層電極部、5…集電体、6…本体、7…接続片、10、14…挟持体、11,12…挟持片、12a…小挟持部、12b…大挟持部、11,12a…第一挟持部、11,12b…第二挟持部、14…挟持体、15…挟持片、15a…小挟持部、15b…大挟持部、20…第一挟持体、21…挟持片、22…第二挟持体、21…挟持片
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12