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JP2001160389A - リード折り曲げ装置 - Google Patents

リード折り曲げ装置

Info

Publication number
JP2001160389A
JP2001160389A JP34220399A JP34220399A JP2001160389A JP 2001160389 A JP2001160389 A JP 2001160389A JP 34220399 A JP34220399 A JP 34220399A JP 34220399 A JP34220399 A JP 34220399A JP 2001160389 A JP2001160389 A JP 2001160389A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lead
bending
battery
negative electrode
positive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP34220399A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuhisa Kawamura
亘央 川村
Toshiya Terui
俊也 照井
Keiichi Shimomura
敬一 下村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FDK Twicell Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Battery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Battery Co Ltd filed Critical Toshiba Battery Co Ltd
Priority to JP34220399A priority Critical patent/JP2001160389A/ja
Publication of JP2001160389A publication Critical patent/JP2001160389A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Wire Processing (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リードを折り曲げる際の折り曲げ不良及び形
状ばらつきを低減することが可能なリード折り曲げ装置
を提供することを目的とする。 【解決手段】 金属板製リードを有する電極群を外装材
内に前記リードの先端が前記外装材から延出するように
収納した電池における前記リードを折り曲げるためのリ
ード折り曲げ装置であって、前記外装材から延出してい
るリードの末端部分を挟持するための電池支持手段1
と、前記リードの上面を押圧して前記リードを下方に折
り曲げるための折り曲げ手段2と、前記折り曲げ手段2
により下方に折り曲げられたリードの先端部分をあてて
水平に成形するための平面を有する成形手段3とを具備
することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、リード折り曲げ装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器の発達にともない、小型
で軽量、かつエネルギー密度が高く、更に繰り返し充放
電が可能な非水電解質二次電池の開発が要望されてい
る。このような二次電池としては、リチウムまたはリチ
ウム合金を活物質とする負極と、モリブデン、バナジウ
ム、チタンあるいはニオブなどの酸化物、硫化物もしく
はセレン化物を活物質として含む正極と、非水電解液と
を具備したリチウム二次電池が知られている。
【0003】また、最近では負極に例えばコークス、黒
鉛、炭素繊維、樹脂焼成体、熱分解気相炭素のようなリ
チウムイオンを吸蔵放出する炭素質材料を含むものを用
い、正極としてリチウムコバルト酸化物やリチウムマン
ガン酸化物を含むものを用いるリチウムイオン二次電池
の開発、商品化が活発に行われている。
【0004】ところで、二次電池のさらなる軽量化及び
小型化を目的として、例えば米国特許公報第5,29
6,318号に開示されているように、ポリマーリチウ
ム二次電池が開発されている。ポリマーリチウム二次電
池の一例を図6,7に示す。すなわち、ポリマーリチウ
ム二次電池は、正極11と、負極12と、前記正極11
及び前記負極12の間に配置されるセパレータ13とが
積層され、これらが一体化された電極群を備える。前記
正極11は、多孔質集電体14と、前記集電体14の両
面に担持され、活物質、非水電解液及びこの電解液を保
持するポリマーを含む正極層15とからなる。一方、前
記負極12は、多孔質集電体16と、前記集電体16の
両面に担持され、活物質、非水電解液及びこの電解液を
保持するポリマーを含む負極層17とからなる。帯状の
正極端子18は、前記各正極11の集電体14を帯状に
延出したものである。一方、帯状の負極端子19は、前
記負極12の集電体16を帯状に延出したものである。
前記2つの正極端子18は、電極群の厚さ方向の中心位
置で一つに重ねられ、この一つに重なったものが正極リ
ード20(例えば、帯状のアルミニウム板からなる)に
溶接されている。前記負極端子19の先端には負極リー
ド21(例えば、帯状の銅板からなる)が溶接されてい
る。このような構成の発電要素は、水分を遮断する機能
を有するフィルム(例えば、アルミニウムのような金属
層を含むもの)からなる外装材22により前記正極リー
ド20及び前記負極リード21が前記外装材22から延
出した状態で被覆され、外装材22の開口部は熱融着に
より封止されている。このポリマーリチウム二次電池
は、非水電解液がポリマーに保持されていることから実
質的に液体成分を含まず、かつ正負極及びセパレータが
前記ポリマーにより一体化されているため、ラミネート
フィルムのような厚さの薄い外装材を用いることができ
る。このため、前記二次電池は、薄形、軽量で、かつ安
全性に優れるという特長を有する。
【0005】一方、ポリマーリチウム二次電池の正極リ
ード20を電池の厚さ方向の中心付近に位置させるの
は、使用中に正極端子18が破断するのを防止するため
である。仮に、正極リード20を上部側の正極端子18
と同位置にすると、下部側の正極端子18を引き回す長
さが上部側の正極端子18に比べて長くなるため、下部
側の正極端子18が破断しやすくなる。また、負極リー
ド21を正極リード20と同位置にするのは、外装材に
よる封止を容易にするためである。
【0006】ところで、ポリマーリチウム二次電池は、
安全性を高める観点から、電池パックに収納された状態
で電子機器等に組み込まれる。電池パックの内側面にポ
リマーリチウム二次電池との接続端子が設けられている
ため、ポリマーリチウム二次電池は図8に示すように正
負極リードを折り曲げた状態で電池パック内に収納され
る。すなわち、合成樹脂製の電池パック23の内側面に
は接続端子24が形成されている。正極リード20及び
負極リード21(図示しない)は、片側に折り曲げら
れ、先端が接続端子24に溶接されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、正極リ
ード及び負極リードの折り曲げは、人の手により行われ
ているため、折り曲げ不良や、形状のばらつきが多いと
いう問題点があった。
【0008】本発明は、リードを折り曲げる際の折り曲
げ不良及び形状ばらつきを低減することが可能なリード
折り曲げ装置を提供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係るリード折り
曲げ装置は、金属板製リードを有する電極群を外装材内
に前記リードの先端が前記外装材から延出するように収
納した電池における前記リードを折り曲げるためのリー
ド折り曲げ装置であって、前記外装材から延出している
リードの末端部分を挟持するための電池支持手段と、前
記リードの上面を押圧して前記リードを下方に折り曲げ
るための折り曲げ手段と、前記折り曲げ手段により下方
に折り曲げられたリードの先端部分をあてて水平に成形
するための平面を有する成形手段とを具備することを特
徴とするものである。
【0010】この装置が使用される電池としては、例え
ば、以下の(a)及び(b)に説明するものを用いるこ
とができる。
【0011】(a)正極と負極の間にセパレータを介在
して作製された積層型電極群の正負極端子に正負極リー
ドを接続した後、この電極群をフィルム製外装材で正負
極リードが前記外装材から延出するように被覆し、外装
材の開口部を熱融着で封止することにより得られる電
池。
【0012】(b)正極と負極の間にセパレータを介在
して渦巻き状に捲回し、これを径方向に圧縮して扁平形
電極群を得た後、この電極群の中心付近に正負極リード
を接続し、この電極群をフィルム製外装材で正負極リー
ドが前記外装材から延出するように被覆し、外装材の開
口部を熱融着で封止することにより得られる電池。
【0013】前記外装材としては、アルミニウム(A
l)のような金属層と、前記金属層の一方の面に形成さ
れ、前記金属層を外部の衝撃から保護するための保護層
と、前記金属層の他方の面に形成され、表面が封止面と
して機能する樹脂層とからなるラミネートフィルム等を
挙げることができる。前記保護層は、例えば、ポリエチ
レンテレフタレート(PET)等から形成することがで
きる。前記樹脂層は、例えば、酸変性ポリプロピレン、
酸変性ポリエチレン、アイオノマー等から形成すること
ができる。保護層、金属層及び樹脂層は、それぞれ、1
種類の材料もしくは2種類以上の材料から形成すること
ができる。
【0014】前記正極リードは、例えば、アルミニウ
ム、ニッケル等から形成することができる。一方、前記
負極リードは、例えば、銅、ニッケル等から形成するこ
とができる。
【0015】本発明に係るリード折り曲げ装置によれ
ば、金属板製リードを有する電極群を外装材内に前記リ
ードの先端が前記外装材から延出するように収納した電
池を電池支持手段に供給し、前記外装材から延出してい
るリードの末端部分を挟持することによって、折り曲げ
の際にリードがちぎれたり、外装材が破れるのを回避す
ることができる。次いで、折り曲げ手段で前記リードの
上面を押圧して下方に折り曲げた後、折り曲げ手段で押
圧したまま、前記リードの先端部分を成形手段の平面に
当接させ、水平に成形することによって、外装材やリー
ドを破損させることなく、リードを目的とする形状に折
り曲げることができる。その結果、折り曲げ不良及び形
状ばらつきを低減することができると共に、リードの折
り曲げを簡素化することができる。
【0016】本発明に係る装置においては、折り曲げ手
段及び成形手段内にヒータを内蔵させることができる。
このような構成にすると、リードを加熱しながら折り曲
げを行うことができるため、外装材の種類に拘わらず、
リードの折り曲げを円滑に行うことができる。従って、
折り曲げの際にリードに無理な力が加わらないため、リ
ードの千切れや外装材の破れを回避することができる。
また、折り曲げ後のスプリングバックを小さくすること
ができる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るリード折り曲
げ装置を図1〜図5を参照して詳細に説明する。
【0018】図1〜図5は本発明に係るリード折り曲げ
装置を用いてのリード折り曲げ方法を説明するための工
程図である。
【0019】本発明に係るリード折り曲げ装置は、電池
支持手段1と、折り曲げ手段としての折り曲げプレート
2と、成形手段としての成形プレート3とを備える。電
池支持手段1は、有底矩形筒状の電池ホルダ4と、下面
が電池ホルダ4の開口端に当接されるような蓋型構造を
有する押さえプレート5と、前記押さえプレート5を上
下動させるためのエアシリンダー6とを有する。矩形板
状で、下端が面取りされている折り曲げプレート2は、
電池ホルダ4と押さえプレート5の間から延出される正
負極リード20,21(後述する)の上方に配置されて
いる。この折り曲げプレート2は、エアーシリンダー7
により上下動される。また、折り曲げプレートは、例え
ばステンレスのような金属から形成され、厚さが0.2
〜0.5mmの範囲である。矩形板状の成形プレート3
は、電池ホルダ4と押さえプレート5の間から延出され
る正負極リード20,21の先端部分の下方に配置され
る。この成形プレート3は、エアーシリンダー8により
上下動される。前記成形プレート3は、例えばステンレ
スのような金属から形成される。
【0020】この装置を使用してのリード折り曲げ方法
を説明する。まず、電池について説明する。この電池
は、前述した図6,7に示す構造を有するポリマーリチ
ウム二次電池である。この電池の正極リードは、長さが
12mmで、幅が3〜5mmで、厚さが0.1〜0.2
mmの帯状アルミニウム箔からなる。一方、負極リード
は、長さが12mmで、幅が3〜5mmで、厚さが0.
1〜0.2mmの帯状銅箔からなる。正負極リードを除
いた電池寸法は、縦が44〜74mmで、横が32〜4
0mmで、厚さが1.8〜6.3mmである。また、外
装材には、熱融着性樹脂フィルム/アルミニウム箔/ポ
リエチレンテレフタレート(PET)フィルムの順に積
層された厚さが0.1〜0.15mmのラミネートフィ
ルムを使用した。
【0021】図1に示すように、ポリマーリチウム二次
電池を電池ホルダ4内に正極リード20及び負極リード
21(図示しない)が電池ホルダ4から延出するように
収納した。また、この時、正負極リード20,21の末
端部分(外装材22の端部からおよそ5mmまでの領
域)を電池ホルダ4の開口端に載置した。
【0022】次いで、図2に示すように、エアシリンダ
ー6を駆動することにより押さえプレート5を下降さ
せ、外装材22から延出している正負極リード20,2
1の末端部分を電池ホルダ4と押さえプレート5により
挟持した。
【0023】ひきつづき、図3に示すように、エアシリ
ンダー7を駆動することにより折り曲げプレート2を下
降させ、押さえプレート5と電池ホルダ4の間から延出
している正負極リード20,21の末端部分を押圧する
ことにより正負極リード20,21を下方に折り曲げ
た。折り曲げプレート2で押圧したまま、図4に示すよ
うに、エアーシリンダー8を駆動することにより成形プ
レート3を上昇させ、正負極リード20,21の先端部
分の下面に成形プレート3を当接させ、水平に成形し
た。ひきつづき、図5に示すように、押さえプレート
5,折り曲げプレート2及び成形プレート3を解除し、
正極リード20及び負極リード21が片側に折り曲げら
れた二次電池を得た。
【0024】このような装置によれば、正負極リード2
0,21及び外装材22を破損させることなく、正極リ
ード20及び負極リード21を目的とする形状に折り曲
げることができるため、折り曲げ不良及び形状ばらつき
を少なくすることができる。また、リードの折り曲げを
簡素化することができる。
【0025】また、前記折り曲げプレート2及び前記成
形プレート3内にヒータを内蔵させたところ、正極リー
ド20及び負極リード21を加熱しながら折り曲げるこ
とができたため、折り曲げをより円滑に行うことができ
た。また、折り曲げ後のスプリングバックを小さくする
ことができた。
【0026】なお、前述した図1においては、折り曲げ
手段としてプレートを使用したが、正負極リードを下方
に折り曲げられる限り、どのような形状にしても良い。
例えば、長棒を用い、長棒の側面で正極リード及び負極
リードの上面を押圧しても良い。長棒の横断面形状は、
例えば、円、楕円、矩形、多角形等にすることができ
る。
【0027】また、前述した図1においては、成形手段
としてプレートを使用したが、リードの先端部分を水平
に成形できる平面を有する限り、どのような形状にして
も良い。例えば、直方形のブロックを用いることができ
る。
【0028】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、リ
ードの折り曲げ不良及び形状ばらつきが低減されたリー
ド折り曲げ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るリード折り曲げ装置を用いてのリ
ード折り曲げ方法を示す工程図。
【図2】本発明に係るリード折り曲げ装置を用いてのリ
ード折り曲げ方法を示す工程図。
【図3】本発明に係るリード折り曲げ装置を用いてのリ
ード折り曲げ方法を示す工程図。
【図4】本発明に係るリード折り曲げ装置を用いてのリ
ード折り曲げ方法を示す工程図。
【図5】本発明に係るリード折り曲げ装置を用いてのリ
ード折り曲げ方法を示す工程図。
【図6】ポリマーリチウム二次電池を示す平面図。
【図7】図6のポリマーリチウム二次電池を示す断面
図。
【図8】図6のポリマーリチウム二次電池が電池パック
に収納された状態を示す要部断面図。
【符号の説明】
1…電池支持手段、 2…折り曲げプレート、 3…成形プレート、 4…電池ホルダ、 5…押さえプレート、 6…エアーシリンダー、 7…エアーシリンダー、 8…エアーシリンダー、 20…正極リード、 22…外装材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下村 敬一 東京都品川区南品川3丁目4番10号 東芝 電池株式会社内 Fターム(参考) 4E070 AA04 AB14 BC11 FA02 FA03 5H022 AA09 BB02 BB28 CC02 CC09 CC12

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属板製リードを有する電極群を外装材
    内に前記リードの先端が前記外装材から延出するように
    収納した電池における前記リードを折り曲げるためのリ
    ード折り曲げ装置であって、 前記外装材から延出しているリードの末端部分を挟持す
    るための電池支持手段と、 前記リードの上面を押圧して前記リードを下方に折り曲
    げるための折り曲げ手段と、 前記折り曲げ手段により下方に折り曲げられたリードの
    先端部分をあてて水平に成形するための平面を有する成
    形手段とを具備することを特徴とするリード折り曲げ装
    置。
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