JP3277413B2 - 角形バッテリー - Google Patents

角形バッテリー

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、角型バッテリーに関
し、特にそのバッテリー構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、ビデオカメラ等に用いられる角
型バッテリーは、図２０に示すように、正極板１０１と
負極板１０２をセパレータ１０３で袋詰めして交互に重
ね合わせることによって形成される。
【０００３】この正極板１０１と負極板１０２とセパレ
ータ１０３よりなる積層体は、一方を開口した長方体を
なすバッテリーケースに挿入され、その中に電解液を充
填することによりバッテリーとして機能する。
【０００４】なお、正極板１０１は、厚みの薄いアルミ
箔の両面にリチウム等を含む正極合剤がコーティングさ
れることにより形成されている。一方、負極板１０２
は、やはり厚みの薄い銅箔の両面にカーボン等を含む負
極合剤がコーティングされることにより形成されてい
る。
【０００５】従来においては、図１８に示すように、所
定間隔を隔てて配列した複数の正極板１０１又は負極板
１０２（図には正極板１０１のみ示す。）を、厚み方向
から一対のセパレータ１０３で挟み込み、各電極板間部
分を熱融着して接合することにより袋詰めしてなるもの
が提案されている。
【０００６】熱融着は、温度コントロールされたヒータ
ーブロックを押し当てることによって行う。その袋詰め
した各電極板を、図１９に示すように融着部分よりそれ
ぞれ分離した後、図２０に示すように正極板１０１と負
極板１０２を交互に重ね合わせる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ヒーターブ
ロックで押し当てられたセパレータ１０３が熱の伝播に
より、必要以上にセパレータ１０３を溶融するため、融
着部を広く必要とする。このため、電極板幅をその分狭
くする必要があり、電池の容量が低下することになる。
【０００８】また、融着後、熱によるセパレータ１０３
の収縮で当該セパレータ１０３にしわが発生することが
ある。これは、バッテリーとしての性能劣化の原因とな
ると考えられる。また、各電極板間の融着部分で分離を
する際には、カッター等により切断することになり、電
極板１枚毎に融着部分の正確な位置決めが必要となる。
このことは、生産性の点で大きな問題となっている。
【０００９】そこで、本発明は、かかる従来の技術的な
課題に鑑みて提案されたものであって、セパレータで袋
詰めされた電極板を連続状態のまま使用し、又バッテリ
ー１個分毎に分離する際にも融着部のカットが容易に行
える生産性に優れた角型バッテリーを提供することを目
的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明は、複数のシート状をなす正極板と負極板
がセパレータを介して相対向して重ねられてなる角型バ
ッテリーにおいて、上記正極板又は上記負極板の一方
は、テープ状のセパレータによって連続した状態で袋詰
めにされるととともに電極板間のセパレータ融着部で折
り畳まれ、上記正極板又は負極板の他方は、シート状の
集電体上に電極合剤を被着して形成され、各電極間を折
り曲げ部として折り畳まれ、上記セパレータによって連
続された一方の電極板と上記集電体により連続された他
方の電極板とを交互に相対向して重ねたものである。
【００１１】また、本発明は、複数のシート状をなす正
極板と負極板がセパレータを介して相対向して重ねられ
てなる角型バッテリーにおいて、上記正極板及び上記負
極板は、テープ状のセパレータによって連続した状態で
袋詰めにされ、各電極板間のセパレータ融着部で折り畳
まれたものである。
【００１２】本発明に係る角型バッテリーにおいては、
融着部は超音波接合されている。
【００１３】
【作用】本発明に係る角型バッテリーは、正極板と負極
板のいずれか一方がセパレータによって各々袋詰めされ
ているので、正極板と負極板の粉の混入が防止され、性
能劣化が未然に回避される。
【００１４】さらに、各電極板をセパレータによって袋
詰めし、その各電極板間の融着部を超音波により接合し
ているので、セパレータ融着部の断面は極めて薄い状態
に加工され、単に引っ張るだけで各電極板の分離を行う
ことができる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】本発明が適用される角型バッテリーは、図
１に示すように、正極板と負極板を交互に積層してなる
電極群１を、バッテリーケース２に挿入し、その中に電
解液を充填することにより構成されている。
【００１７】バッテリーケース２は、例えばＦｅにＮｉ
メッキを施してなる一方が開放された長方体をなすケー
スとして形成されている。
【００１８】一方、電極群１は、図２及び図３に示すよ
うに、複数の正極板３を帯状のシートとして形成される
セパレータ４によってそれぞれ袋詰めにし、これらを順
次重ね合わせるように蛇腹状に折り畳み、その折り返し
部分に各々負極板５を挿入した後、各電極板を交互に相
対向して重ね合わせるようにして積層してなる。なお、
正極板３と負極板５のリード８，１６は、積層後に図１
に示すようにそれぞれ接合されるようになっている。
【００１９】正極板３は、例えば図４及び図５、図６に
示すように、平面略長方形のシート状をなすアルミ箔６
の両面又は片面に正極合剤７をコーティングし、これを
乾燥した後プレスすることにより形成される。正極合剤
７としては、例えば正極活物質としてＬｉＣｏＯ２粉、
導電剤としてカーボン粉末、バインダーとしてＰＶＤＦ
を混錬してなるものが使用される。なお、正極合剤７を
塗布するに際しては、リード８部分を除いてコーティン
グする。
【００２０】ここで用いる正極板３は、アルミ箔６の厚
みを２０μｍとし、プレス後の正極板全体の厚みを１５
０μｍとした。
【００２１】セパレータ４は、正極板３と負極板５を隔
壁し、イオンが通過できるようなサブμｍから数μｍ径
の孔が開いた微多孔性を有する高分子材料からなる。か
かるセパレータ４には、例えばポリプロピレン（ＰＰ）
やポリエチレン（ＰＥ）等からなるシート状フィルムが
使用される。
【００２２】そして、正極板３は、図７に示すように、
帯状をなす一対のセパレータ４間に所定間隔を持って配
列され、各電極板間部分９と長手方向の両側縁部分１０
を図８に示す超音波溶接器１１により超音波接合するこ
とにより、袋詰めされている。つまり、所定間隔を持っ
て配列された正極板３は、セパレータ４によって各々袋
詰めされ、その袋詰めにされた状態で連なった，いわゆ
るフープ状とされる。
【００２３】上記正極板３をセパレータ４によって袋詰
めにするに際しては、少なくともリード８がセパレータ
４の外に出るように配列すると共に、接合部分を受け台
１２上に載せ、該セパレータ４を超音波ヘッドガイド板
１３によって押さえつけた状態で接合を行う。
【００２４】かかる超音波接合によれば、接合幅が小さ
くできるため、電極幅を広く取ることができる。その結
果、バッテリーの容量アップを図ることができる。ま
た、超音波接合によってセパレータ４の融着部は極めて
薄く加工されているため、どの方向から該セパレータ４
を引っ張っても簡単に分離することができる。したがっ
て、１つのバッテリーとして必要な電極数だけを分離す
る際に有効である。
【００２５】本例では、超音波溶接は、４０ＫＨｚ、１
５Ｗなる条件で行った。なお、セパレータ４の長手方向
の両側縁部分１０は、分離する必要がないので、ヒータ
ーブロックによる熱溶着によって融着させてもよい。
【００２６】上述のように、各電極板をセパレータ４に
より袋詰めすれば、電極から正極合剤の粉が落ちても、
負極５と混じることがない。したがって、合剤の混入に
よる性能の劣化を確実に防止することができる。また、
各電極板をそれぞれ分離せずに、フープ状としているの
で、取扱い並びに生産性が非常に良い。
【００２７】一方、負極板５は、例えば図９及び図１
０、図１１に示すように、平面略長方形のシート状をな
す銅箔１４の両面又は片面に負極合剤１５をコーティン
グし、これを乾燥した後プレスすることにより形成され
る。負極合剤１５としては、例えば負極活物質としてカ
ーボン粉末、バインダーとしてＰＶＤＦを混錬してなる
ものが使用される。なお、負極合剤１５を塗布するに際
しては、リード１６部分を除いてコーティングする。
【００２８】ここで用いる負極板５は、銅箔１４の厚み
を２０μｍとし、プレス後の負極全体の厚みを１８０μ
ｍとした。
【００２９】なお、上述の例では、２枚のセパレータ４
で正極板３を挟み込むようにしたが、例えば図１２に示
すように、幅広のセパレータ４上に正極板３を所定間隔
を持って配列し、該セパレータ４を図１３に示すように
２つ折りにすることによって当該正極３を挟み込むよう
にしてもよい。
【００３０】本発明では、図１４及び図１５に示すよう
に、シート状をなす銅箔１４に負極合剤１５をコーティ
ングし、上述した負極板５を形成する場合と同様に、こ
れを乾燥した後プレスすることにより形成した負極板５
を用いる。すなわち、図１４及び図１５に示す負極板５
は、シート状をなす銅箔１４を介して一定間隔毎に一連
に複数形成されてなるものであり、各負極板５間を折り
曲げ部とし、各負極板５がつづら折りになるように、す
なわち蛇腹状になるように折り畳まれる。
【００３１】このように折り畳まれた各負極板５は、先
の実施例１と同様に作成した片面コーティングされた正
極板３をセパレータ４によって袋詰めにしてなるフープ
状の各正極板３に対してぞれぞれ相対向して重ね合わせ
られる。
【００３２】この例では、先に示したものものに比べ
て、複数の負極板５が連続して折り畳まれているので、
取扱い性が良く、組立作業が容易に行えるという利点が
ある。
【００３３】また、本発明は、図１６及び図１７に示す
ように、片面コーティングされた正極板３と負極板５を
いずれもセパレータ４によって袋詰めにし、これら正極
板３と負極板５をぞれぞれ相対向して重ね合わるように
折り畳んだものとしたものであってもよい。
【００３４】かかる構成とすれば、正極板３と負極板５
の短絡を確実に防止することができ、バッテリーとして
の信頼性を大幅に向上させることができる。また、電極
板毎に分離して交互に積層するものと比べて、組立作業
を極めて簡単に行うことができる。
【００３５】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の角型バッテリーにおいては、少なくとも正極板と負
極板をセパレータによって各々袋詰めし、その接合部分
を超音波接合によって接合しているので、正極板と負極
板の粉の混入による性能劣化を未然に回避することがで
きると共に、接合幅の狭小化によりバッテリーの容量ア
ップを図ることができる。
【００３６】また、本発明の角型バッテリーにおいて
は、各電極板間のセパレータ融着部を超音波接合してい
るので、セパレータ融着部は極めて薄く加工されてお
り、単に引っ張るだけで各電極板間の分離を容易に行う
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される角型バッテリーの一例を示
す分解斜視図である。
【図２】角型バッテリーを構成する電極群の折り畳み前
の状態を示す斜視図である。
【図３】角型バッテリーを構成する電極群の折り畳み前
の状態を示す側面図である。
【図４】角型バッテリーを構成する正極板の一例を示す
平面図である。
【図５】角型バッテリーを構成する正極板の断面図であ
る。
【図６】角型バッテリーに用いられる正極板の他の例を
示す断面図である。
【図７】角型バッテリーを構成する正極板を一対のセパ
レータで挟み込んだ状態を示す斜視図である。
【図８】角型バッテリーを構成する正極板をセパレータ
によって袋詰めした後、超音波接合する状態を示す斜視
図である。
【図９】角型バッテリーを構成する負極板の一例を示す
平面図である。
【図１０】角型バッテリーを構成する負極板の断面図で
ある。
【図１１】角型バッテリーを構成する負極板の他の例を
示す断面図である。
【図１２】１枚のセパレータで正極板を袋詰めにする例
を示すもので、幅広のセパレータに正極板を配列した状
態を示す斜視図である。
【図１３】１枚のセパレータで正極板を袋詰めにする例
を示すもので、幅広のセパレータによって正極板を袋詰
めする様子を示す斜視図である。
【図１４】本発明に係る角型バッテリーを構成する電極
群の折り畳み前の状態を示す斜視図である。
【図１５】本発明に係る角型バッテリーにおける電極群
の折り畳み前の状態を示す断面図である。
【図１６】本発明に係る角型バッテリーの他の例を示す
ものであって、電極群の折り畳み前の状態を示す斜視図
である。
【図１７】本発明に係る角型バッテリーの他の例を示す
ものであって、電極群の折り畳み前の状態を示す断面図
である。
【図１８】従来の角型バッテリーにおいて、電極板をセ
パレータで袋詰めした状態を示す平面図である。
【図１９】従来の角型バッテリーにおいて、袋詰めにし
た電極板を分離した状態を示す平面図である。
【図２０】従来の角型バッテリーにおいて、袋詰めにし
た正極板と負極板を交互に積層した状態を示す斜視図で
ある。
【符号の説明】
１ 電極群、 ２ バッテリーケース、 ３ 正極板、
４ セパレータ、５ 負極板、 ６ アルミ箔、 ７
正極合剤、 ８，１６ リード、 ９ 接合部分、
１１ 超音波溶接器、 １４ 銅箔、 １５ 負極合剤

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数のシート状をなす正極板と負極板が
    セパレータを介して相対向して重ねられてなる角型バッ
    テリーにおいて、上記正極板又は上記負極板の一方は、 テープ状のセパレ
    ータによって連続した状態で袋詰めにされるとともに電
    極板間のセパレータ融着部で折り畳まれ、上記正極板又は負極板の他方は、シート状の集電体上に
    電極合剤を被着して形成され、各電極間を折り曲げ部と
    して折り畳まれ、 上記セパレータによって連続された一方の電極板と上記
    集電体により連続された他方の電極板とが相対向して重
    ねられている ことを特徴とする角形バッテリー。
  2. 【請求項２】 上記融着部が超音波接合されていること
    を特徴とする請求項１記載の角形バッテリー。
  3. 【請求項３】 複数のシート状をなす正極板と負極板が
    セパレータを介して相対向して重ねられてなる角型バッ
    テリーにおいて、 上記正極板及び上記負極板は、テープ状のセパレータに
    よって連続した状態で袋詰めにされ、各電極板間のセパ
    レータ融着部で折り畳まれていることを特徴とする角型
    バッテリー。
  4. 【請求項４】 上記融着部が超音波接合されていること
    を特徴とする請求項３記載の角形バッテリー。
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