JP2001093511A

JP2001093511A - 巻型円筒電池

Info

Publication number: JP2001093511A
Application number: JP26823899A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Kubo; 利行久保; Atsushi Demachi; 敦出町; Hiroki Tahira; 弘樹田平; Teruyuki Oka; 輝行岡; Satoshi Tabuchi; 聡田渕; Yasuhisa Saito; 安久斎藤; Toraji Kuwabara; 虎嗣桑原
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-09-22
Filing date: 1999-09-22
Publication date: 2001-04-06

Abstract

(57)【要約】【課題】巻型円筒電池を製造する際に、時間をかけな
いで電解液を注入することができる技術を提供する。【解決手段】集電体２０を多孔性シート状の正極２１
及び負極２４と、正極２１及び負極２４を分離するセパ
レータ２６とで構成し、セパレータ２６は電解液が浸透
可能な材料で構成し、中空巻芯１２にも貫通孔１４・・・
を開け、中空巻芯１２の中空部１６に充した電解液３５
を貫通孔１４・・・を介して集電体２０に向わせ、正・負
極２１，２４の小孔２２・・・，２５・・・を介して径方向へ
分散させることで電解液３５の浸透を促す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシート状の正極及び
負極をセパレータを挟みながらロール状に巻き、これら
を電解液とともに電池容器に納めた巻型円筒電池に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】バッテリやコンデンサ等の電気を蓄える
蓄電素子として、例えばシート状の正極及び負極間にセ
パレータを介在させてロール状に巻き付けた巻型円筒電
池が知られている。次図で、この巻型電池の容器に電解
液を注入する方法を説明する。図７は従来の電池容器に
電解液を注入する説明図である。巻型円筒電池１００
は、中空巻芯１０１に集電体１０５を巻きつけて円筒容
器１１０に入れたものであって、集電体１０５をシート
状の正極１０６及び負極１０７と、これらの極１０６，
１０７を分離するセパレータ１０８とで構成したもので
ある。なお、セパレータ１０８は電解液が浸透可能な材
料で形成したものである。

【０００３】円筒容器１１０に電解液を注入する際、中
空巻芯１０１の中空部１０２に注入管１１２を差し込
み、注入管１１２の先端ノズル１１３から電解液を矢印
ａ，ａの如く注入する。円筒容器１１０内に流入した電
解液は、集電体１０５の上下端側からセパレータ１０８
に矢印ｂ・・・の如く浸透して正極１０６と負極１０７と
の間に進入する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この注入方法では、電
解液を集電体１０５の上下端側から進入させるだけなの
で、上下端側から進入させた電解液を集電体１０５の中
央まで到達させなければならない。しかし、集電体１０
５の上下端から中央までは比較的距離が長いので、電解
液を集電体１０５全体に浸透させるためには時間がかか
り、そのことが生産性を高め難くしてコストアップの要
因になっていた。

【０００５】そこで、本発明の目的は、巻型円筒電池を
製造する際に、時間をかけないで電解液を注入すること
ができる技術を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１は、中空巻芯に集電体を巻きつけ、円筒容器
に入れ、電解液を注入し、蓋で閉じる構造の巻型円筒電
池において、前記集電体を多孔性シート状の正極及び負
極と、これらの極を分離するセパレータとで構成し、こ
のセパレータは電解液が浸透可能な材料で構成し、中空
巻芯にも多数の貫通孔を開け、中空巻芯の中空部に充し
た電解液を貫通孔を介して集電体に向わせ、正極及び負
極の小孔を介して径方向へ分散させることで電解液の浸
透を促すことができる構成にしたことを特徴とする。

【０００７】電解液を中空巻芯の貫通孔を通して集電体
に向わせ、集電体の正極及び負極の小孔を通して径方向
へ分散させる。このため、集電体の中央部からも電解液
を浸透させることができるので、電解液が集電体に浸透
し易くなる。この結果、短い時間で集電体の全体に電解
液を浸透させることができる。

【０００８】請求項２は、中空巻芯の中心から径外方へ
延した線上に前記貫通孔及び正・負極の小孔を並べたこ
とを特徴とする。

【０００９】中空巻芯の中心から径外方へ延した線上に
貫通孔及び正・負極の小孔を並べて、電解液をより効率
よく集電体の正極及び負極の小孔を通して径方向へ分散
させる。このため、電解液が集電体により浸透し易くな
り、より短い時間で集電体の全体に電解液を浸透させる
ことができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係る巻型円筒電池の断面図
である。巻型円筒電池１０は、中空巻芯１２に集電体２
０を巻き付け、中空巻芯１２の上下端に上下プレート２
７，２８を取り付け、この状態の集電体２０を円筒容器
３０に収納し、円筒容器３０の底面３１に集電体２０の
負極２４を導線３３・・・で接続し、円筒容器３０に電解
液３５を注入し、集電体２０の正極２１を導線３４ａ・・
・，３４ｂで蓋３６に接続し、蓋３６の外周に絶縁ゴム
３８を嵌め込み、蓋３６及び絶縁ゴム３８を円筒容器３
０の上端３２に取り付けたものである。

【００１１】中空巻芯１２は、周壁１３に多数の貫通孔
１４・・・を開けたものである。貫通孔１４・・・は、中空巻
芯１２の上端に直径ｄ１のものを周方向に９０°の間隔
で４個開け、これらの孔の下方に直径ｄ２のものを周方
向に９０°の間隔で４個開け、以下直径ｄ３〜ｄ７の順
に一定の間隔で開けたものである。貫通孔１４・・・の直
径を、中空巻芯１２の上端から下端に向けて徐々に小さ
くなるように設定することにより、ｄ１を最も大きくｄ
７を最も小さくする。なお、直径ｄ１〜ｄ７を上端から
下端に向けて徐々に小さくした理由は図５（ａ）で詳し
く説明する。

【００１２】集電体２０は、多孔性シート状の正極２１
及び負極２４と、これらの極２１，２４を分離するセパ
レータ２６とで構成し、正極２１に複数の小孔２２・・・
を開け、負極２４に複数の小孔２５・・・を開け、セパレ
ータ２６を電解液３５が浸透可能な材料で形成したもの
である。

【００１３】正極２１の小孔２２・・・及び負極２４の小
孔２５・・・は、中空巻芯１２の貫通孔１４・・・に重ね合わ
せるために、中空巻芯１２の中心から径外方へ延した線
上に並べたものである。これらの小孔２２・・・，２５・・・
を、貫通孔１４・・・と同様に直径ｄ１〜ｄ７で開け、上
端から下端に向けて徐々に小さくなるように開ける。

【００１４】円筒容器３０は、円筒形の下端に底面３１
を備え、上端３２を加締めることにより上端３２に絶縁
ゴム３８を介して蓋３６を取り付けて集電体２０や電解
液３５を収納したものであって、集電体２０の負極２４
を導線３３・・・で底面３１に接続したものである。蓋３
６は、集電体２０の正極２１を導線３４ａ・・・，３４ｂ
で接続したものである。

【００１５】図２は本発明に係る巻型円筒電池の集電体
の説明図である。集電体２０は、多孔性シート状の正極
２１及び負極２４と、シート状のセパレータ２６，２６
とを、正極２１、セパレータ２６、負極２４、セパレー
タ２６の順に重ね合わせて中空巻芯１２に巻き付けるこ
とにより正極２１と負極２４とをセパレータ２６で分離
したものである。

【００１６】正極２１は、小孔２２・・・を直径ｄ１〜ｄ
７の順に縦に配置し、この縦に配置した小孔２２・・・を
ピッチＰ１，Ｐ２・・・で長手方向に形成した多孔性シー
ト状の電極である。ここで、小孔２２・・・のピッチＰ
１，Ｐ２・・・を変えた理由を説明する。例えば中空巻芯
１２に正極２１を巻き付けることにより、正極２１の巻
径が徐々に大きくなるので、小孔２２・・・のピッチを同
じ間隔に設定すると、小孔２２・・・が中空巻芯１２貫通
孔１４・・・からずれるおそれがある。そこで、小孔２２・
・・のピッチＰ１，Ｐ２・・・を変えることで、小孔２２・・・
を中空巻芯１２の貫通孔１４・・・に重ね合わせることに
した。

【００１７】セパレータ２６は、正極２１と負極２４と
を絶縁することが可能で、かつ電解液３５を浸透させる
ことが可能な材料でシート状に形成したものである。

【００１８】負極２４は、正極２１と同様に、小孔２５
・・・を直径ｄ１〜ｄ７の順に縦に配置し、この縦に配置
した小孔２５・・・をピッチＰ１，Ｐ２・・・で長手方向に形
成した多孔性シート状の電極である。小孔２５・・・のピ
ッチＰ１，Ｐ２・・・を変えた理由は、正極２１と同様
に、小孔２５・・・を中空巻芯１２の貫通孔１４・・・に重ね
合わせるためである。

【００１９】図３は本発明に係る巻型円筒電池の電解液
注入装置（第１実施の形態）の断面図である。電解液注
入装置４０は、電解液供給手段４１に供給管４２の入口
側をつなぎ、供給管４２の出口側にスイベルジョイント
４３を介して注入管４５をつなぎ、この注入管４５を軸
受５０を介して本体５１に回転自在に支え、注入管４５
の上部４６ａにギヤ５３を取り付け、ギヤ５３に駆動ギ
ヤ５４を噛み合わせ、駆動ギヤ５４を駆動モータ５５に
取り付け、駆動モータ５５を本体５１に取り付けたもの
である。なお、スイベルジョイント４３は、注入管４５
を回転可能に供給管４２につなぐ部材である。

【００２０】注入管４５は、下端４６ｂを塞ぎ且つ周壁
４７に複数の孔４８・・・を中空巻芯１２の貫通孔１４・・・
に合せて開けた部材である。孔４８・・・は、中空巻芯１
２の貫通孔１４・・・と同様に、注入管４５の上端側に直
径ｄ１のものを周方向に９０°の間隔で４個開け、これ
らの孔の下方に直径ｄ２のものを周方向に９０°の間隔
で４個開け、以下直径ｄ３〜ｄ７の順に一定の間隔で開
けたものである。

【００２１】孔４８・・・の直径を、注入管４５の上端か
ら下端に向けて徐々に小さくなるように設定することに
より、ｄ１を最も大きくｄ７を最も小さくする。直径ｄ
１〜ｄ７を上端から下端に向けて徐々に小さくすること
により、電解液が下端側の孔４８から多量に流出するこ
とを防いで、全ての孔４８から電解液を均等に流出させ
ることができる。

【００２２】次に、電解液の注入方法を説明する。図４
（ａ），（ｂ）は本発明に係る巻型円筒電池の電解液の
第１注入説明図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面
図である。（ａ）において、電解液注入装置４０の注入
管４５を中空巻芯１２の中空部１６に差し込む。このと
き、注入管４５の孔４８・・・を中空巻芯１２の貫通孔１
４・・・に合わせる。

【００２３】次に、電解液供給手段４１から電解液を注
入管４５の中空部１６まで供給し、注入管４５の孔４８
・・・から矢印の如く流出させる。孔４８・・・の直径ｄ１、
ｄ２・・・（図３参照）を徐々に小さくしたので、全ての
孔４８から電解液が均等に流出する。同時に、駆動モー
タ５５で駆動ギヤ５４を回転させることによりギヤ５３
と共に注入管４５を矢印の如く回転させる。

【００２４】（ｂ）において、注入管４５の４個の孔４
８が中空巻芯１２の４個の貫通孔１４から角度θずれて
いても、注入管４５を矢印の如く回転することによ
り、注入管４５の孔４８・・・から白抜き矢印の如く流出
した電解液を中空巻芯１２の貫通孔１４・・・に案内する
ことができる。

【００２５】図５（ａ），（ｂ）は本発明に係る巻型円
筒電池の電解液の第２注入説明図である。（ａ）におい
て、中空巻芯１２の中空部１６に充した電解液は、貫通
孔１４・・・を通過して集電体２０に向い、セパレータ２
６・・・を浸透し、正極２１の小孔２２・・・及び負極２４の
小孔２５・・・通過して矢印・・・の如く集電体２０の径外
方へ分散する。

【００２６】ここで、貫通孔１４・・・及び小孔２２・・・，
２５・・・を重ね合わせ、これらの孔の直径ｄ１〜ｄ７
（図１参照）を上端から下端に向けて徐々に小さくした
ので、中空巻芯１２の中空部１６に充した電解液を、全
ての貫通孔１４・・・から略均一に流出することができ
る。

【００２７】一方、中空巻芯１２の下端から矢印・・・
の如く集電体２０の外周側に回り込んだ電解液は、セパ
レータ２６・・・を浸透し、正極２１の小孔２２・・・及び負
極２４の小孔２５・・・を通過して矢印・・・の如く集電体
２０の中心に向って進入する。

【００２８】（ｂ）において、矢印・・・の如く集電体
２０の径外方へ分散した電解液は、矢印・・・の如くセ
パレータ２６・・・に浸透する。一方、矢印・・・の如く集
電体２０の中心に向って進入した電解液は、矢印・・・
の如くセパレータ２６・・・に浸透する。さらに、電解液
は、従来技術で説明したように、集電体２０の上下端側
（下端側のみを図示する）からも矢印・・・の如く正極
２１と負極２４との間に浸透する。

【００２９】次に、第２実施の形態を説明する。なお、
第１実施の形態と同一部材については同一符号を付して
説明を省略する。図６は本発明に係る巻型円筒電池の電
解液注入装置（第２実施の形態）の断面図である。電解
液注入装置６０は、注入管６２の孔６３・・・を周方向に
１８０°の間隔で２個開けたものである。

【００３０】注入管６２を矢印の如く回転するので、第
１実施の形態のように、４個の孔を開けなくても、注入
管６２の孔６３，６３から白抜き矢印の如く流出した電
解液を中空巻芯１２の貫通孔１４・・・に通すことができ
る。注入管６２の孔６３・・・を少なくすることで、注入
管６２の強度を上げて耐久性を高めることができる。な
お、注入管の周方向の孔は２個や４個に限らないで、例
えば１個や３個でもよい。

【００３１】なお、前記第１実施の形態では、図１に示
すように、中空巻芯１２の中心から径外方へ延した線上
に貫通孔１４・・・及び正・負極２１，２４の小孔２２・・
・，２５・・・を並べた例を説明したが、例えば貫通孔１４
・・・と正・負極２１，２４の小孔２２・・・，２５・・・とを
同一線上に並べなくともよい。中空巻芯１２に正・負極
２１，２４を比較的ラフに巻き付けることができるの
で、生産性を上げて巻型円筒電池のコストアップを抑え
ることができる。

【００３２】また、図１に示すように、注入管の孔４８
・・・、中空巻芯の貫通孔１４・・・及び正・負極２１，２４
の小孔２２・・・，２５・・・のそれぞれの直径ｄ１〜ｄ７を
上端から下端に向けて徐々に小さくした例を説明した
が、それぞれの直径ｄ１〜ｄ７を同じにしてもよい。さ
らに、図２に示すように、正・負極２１，２４の小孔２
２・・・，２５・・・のピッチＰ１，Ｐ２・・・を順次変えた例
を説明したが、ピッチを変えないでもよい。

【００３３】また、図３に示すように、注入管４５の下
端を上端と同じ太さにした例を説明したが、下端を細く
することも可能である。電解液が下端から多量に流出す
ることを防ぐことができるので、注入管の上端から下端
の範囲でより均一に電解液を流出することができる。

【００３４】さらに、図３に示すように、注入管の孔４
８・・・、中空巻芯の貫通孔１４・・・及び正・負極の小孔２
２・・・，２５・・・を、それぞれ直径ｄ１〜ｄ７に合せた例
を説明したが、それぞれの孔の直径を異ならせてもよ
い。

【００３５】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は、電解液を中空巻芯の貫通孔を通して
集電体に向わせ、集電体の正極及び負極の小孔を通して
径方向へ分散させる。このため、電解液が集電体に浸透
し易くなり、短い時間で集電体の全体に電解液を浸透さ
せることができる。この結果、生産性を高めて巻型円筒
電池のコストアップを抑えることができる。

【００３６】請求項２は、中空巻芯の中心から径外方へ
延した線上に貫通孔及び正・負極の小孔を並べたので、
電解液をより効率よく集電体の正極及び負極の小孔を通
して径方向へ分散させることができる。このため、電解
液が集電体により浸透し易くなり、より短い時間で集電
体の全体に電解液を浸透させることができる。この結
果、生産性をより高めて巻型円筒電池のコストアップを
より抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る巻型円筒電池の断面図

【図２】本発明に係る巻型円筒電池の集電体の説明図

【図３】本発明に係る巻型円筒電池の電解液注入装置
（第１実施の形態）の断面図

【図４】本発明に係る巻型円筒電池の電解液の第１注入
説明図

【図５】本発明に係る巻型円筒電池の電解液の第２注入
説明図

【図６】本発明に係る巻型円筒電池の電解液注入装置
（第２実施の形態）の断面図

【図７】従来の電池容器に電解液を注入する説明図

【符号の説明】

１０…巻型円筒電池、１２…中空巻芯、１４…貫通孔、
１６…中空部、２０…集電体、２１…正極、２２，２５
…小孔、２４…負極、２６…セパレータ、３０…円筒容
器、３５…電解液、３６…蓋。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田平弘樹埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ホンダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者岡輝行埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ホンダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者田渕聡埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ホンダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者斎藤安久埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ホンダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者桑原虎嗣埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ホンダエンジニアリング株式会社内Ｆターム(参考） 5H014 AA06 BB08 CC04 5H021 AA02 BB12 BB17 CC17 5H023 AA03 AS07 BB10 5H028 AA06 BB03 CC12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中空巻芯に集電体を巻きつけ、円筒容器
に入れ、電解液を注入し、蓋で閉じる構造の巻型円筒電
池において、前記集電体を多孔性シート状の正極及び負極と、これら
の極を分離するセパレータとで構成し、このセパレータ
は電解液が浸透可能な材料で構成し、中空巻芯にも多数の貫通孔を開け、中空巻芯の中空部に
充した電解液を貫通孔を介して集電体に向わせ、正極及
び負極の小孔を介して径方向へ分散させることで電解液
の浸透を促すことができる構成にしたことを特徴とする
巻型円筒電池。
【請求項２】前記中空巻芯の中心から径外方へ延した
線上に前記貫通孔及び正・負極の小孔を並べたことを特
徴とする請求項１記載の巻型円筒電池。