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Patent Searching and Data


Title:
BATTERY CAN, METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME AND DEVICE FOR MANUFACTURING THE SAME, AND BATTERY USING BATERY CAN
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/107318
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a method for manufacturing a battery can by cutting the can wall in the circumferential direction from a bottomed tubular material can of a battery can having an unnecessary part at the opening by means of a cutter thereby cutting off the unnecessary part. Cutting of the can wall is carried out such that the end-of-cutting portion of the section face becomes higher than the start-of-cutting portion. Consequently, recutting of the start-of-cutting portion of the section face by the cutter which made a round can be avoided. Consequently, generation of filamentous chips due to recutting of the section face can be avoided.

Inventors:
ISHIKAWA, Toshiki (())
石川俊樹 (())
GODA, Yoshio (())
合田佳生 (())
TOKUMOTO, Tadahiro (())
Application Number:
JP2009/000226
Publication Date:
September 03, 2009
Filing Date:
January 22, 2009
Export Citation:
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Assignee:
Panasonic Corporation (1006, Oaza Kadoma Kadoma-sh, Osaka 01, 57185, JP)
パナソニック株式会社 (〒01 大阪府門真市大字門真1006番地 Osaka, 57185, JP)
ISHIKAWA, Toshiki (())
石川俊樹 (())
GODA, Yoshio (())
合田佳生 (())
International Classes:
H01M2/02; B23D21/00; B23D23/00
Attorney, Agent or Firm:
ISHII, Kazuo et al. (Kitahama-Yamamoto Building, 3-6 Kitahama 2-chome,Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka 41, 54100, JP)
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Claims:
 開口部に不要部分を有する有底円筒形状の電池缶の素材缶から前記不要部分を切除して作製される電池缶であって、
 前記不要部分を切除するように、前記素材缶の缶壁を周方向に切断した切断面は、切り終わりの部分が切り始めの部分よりも高くなっている電池缶。
 前記切断面の切り終わりの部分が切り始めの部分よりも、10~50μmだけ高くなっている請求項1記載の電池缶。
 前記切断面が、せん断面と破断面とからなり、
 前記せん断面の前記切断面全体に対する比率が、0.90~0.50の範囲である請求項1記載の電池缶。
 正極と、負極と、前記正極と負極との間に介在されるセパレータと、電解液とを、請求項1記載の電池缶に封入して構成された電池。
 前記正極が、リチウム含有複合酸化物を含む活物質、導電材および結着材を分散媒により混練分散した正極合剤塗料を、正極用集電体上に塗布して構成される正極板から構成され、
 前記負極が、リチウムを保持し得る材料よりなる活物質、および結着材を分散媒により混練分散した負極合剤塗料を、負極用集電体上に塗布して構成される負極板から構成され、
 前記電解液が非水電解液から構成される請求項4記載の電池。
 開口部に不要部分を有する有底円筒形状の電池缶の素材缶から、その不要部分を切除して、電池缶を製造する方法であって、
 前記不要部分を切除する工程を、切断面の切り終わりの部分が切り始めの部分よりも高くなるように、前記素材缶の缶壁を周方向に切断して実行する電池缶の製造方法。
 開口部に不要部分を有する有底円筒形状の電池缶の素材缶から、その不要部分を切除して、電池缶を製造する装置であって、
 前記素材缶を回転自在に支持する素材缶支持手段と、
 前記素材缶の缶壁に内側から当接する環状の内刃と、
 前記内刃を回転自在に支持する内刃支持手段と、
 前記内刃と所定のクリアランスをおいて交叉するように、前記素材缶の缶壁に外側から当接する円弧状の外刃と、
 前記外刃を回動自在に支持する外刃支持手段とを備え、
 前記外刃の形状が、前記内刃と外刃とにより前記素材缶の缶壁を周方向に切断した切断面の切り終わりの部分が切り始めの部分よりも高くなるように設定されている電池缶の製造装置。
 前記外刃は、回転の周方向に延びる刃先の稜線が、回転の軸方向と垂直な平面から傾くように形成されている請求項7記載の電池缶の製造装置。
 前記内刃の刃先と前記素材缶の内周面とのクリアランスが20μm~50μmの範囲となるように、前記内刃の外径が設定されている請求項7記載の電池缶の製造装置。
 前記素材缶支持手段は、
 同軸に配された一対のスピンドルから構成されるとともに、前記一対のスピンドルは、前記素材缶が外嵌される一方のスピンドルと、前記素材缶の底部が嵌る凹部を有する他方のスピンドルとから構成されており、
 前記一方のスピンドルと前記他方のスピンドルとにより前記素材缶の底部を挟持して前記素材缶を支持する請求項7記載の電池缶の製造装置。
 前記他方のスピンドルが、前記凹部に嵌った前記素材缶を吸着するように磁力を発生する磁力発生手段を有する請求項9記載の電池缶の製造装置。
 前記外刃の刃先の周速度の、前記素材缶の内周面の周速度に対する比の値が1.0~1.2の範囲内である請求項7記載の電池缶の製造装置。
 前記他方のスピンドルは、少なくとも前記凹部の設けられた部位が非磁性体材料から構成されており、前記磁力発生手段は、その部位に埋設された永久磁石から構成される請求項11記載の電池缶の製造装置。
 前記一方のスピンドルは、先端が前記素材缶の底部に内側から当接して、自身に外嵌された前記素材缶を押し外すための、前記他方のスピンドルに向かって付勢された缶押し外し用ピンを進退可能に収容している請求項7記載の電池缶の製造装置。
Description:
電池缶、その製造方法および製 装置、並びにそれを用いた電池

 本発明は、有底円筒形状の電池缶の素材 から開口部の不要部分を切り落として製造 れる電池缶、その製造方法および製造装置 並びにその電池缶を使用して製造された電 に関するものである。

 近年、電池の高容量化および軽量化に対す 要求がますます高まるのに伴って、その発 要素を収容する電池缶についても、その容 率の向上と軽量化とがますます要求される うになってきている。そのような要求に応 るために、電池缶の製造は、少ない材料量 より薄い缶を作製することが可能な絞りし き加工によるのが主流となっている。
 絞りしごき加工は鋼板を円状のブランクに ち抜くと同時に絞り加工を行い、有底円筒 の缶状部材を形成した後、缶状部材にしご 加工を施して、薄肉かつ、軸方向に長い有 円筒状の電池缶の素材(以下、素材缶という )を成形するものである。絞りしごき加工に り成形された素材缶の開口端部には、材料 異方性に起因して、波状にうねった凸部(イ リング)が形成される。このため、そのイヤ リングを除去して、開口端部を整形するとと もに、長めに形成された素材缶を規定の寸法 とするように、素材缶の開口端部を切断する 切断工程が行われる。

 図17に、そのような切断工程に使用され 缶製造装置(トリマー)を示す(特許文献1およ 2参照)。図示例のトリマー100は、飲料用ア ミニウム缶の素材缶101の位置決めをするよ に素材缶101が外嵌されるマンドレル102と、 のマンドレル102が取り付けられる主軸103と 備えている。

 主軸103は、外刃支持軸104とともに回転す ように、ギアなどを介して外刃支持軸104と 続されている。一方、マンドレル102の基端 には、円環状の内刃105が設けられている。 刃105と、外刃支持軸104に支持された円弧状 外刃106とは所定のクリアランスで交叉して 間に挟まれた素材缶101の缶壁を周方向に切 する。

 マンドレル102は中空構造となっているとと に、その周壁に複数の吸引孔が形成されて り、その中空部分は吸気装置と接続されて る。吸気装置によりマンドレル102の中空部 空気を吸引することによって、素材缶101は 缶壁がマンドレル102の周面に吸引される。
 上記吸引孔は、マンドレル102の周面に設け れた、軸方向に延びる筋状の複数の凹部の に開口しており、吸引された素材缶101は、 部の形にならって変形する。これにより、 断中のマンドレル102に対する素材缶101の空 りが阻止される。

特開平10-76420号公報

特開平10-76418号公報

 しかしながら、上述した従来の缶製造装 は、アルミニウム以外の、より固い材料の 材缶を使用した場合には、上記凹部になら て素材缶の缶壁が変形せず、素材缶を空回 しないように保持することが困難である。 えば、冷間圧延鋼板を絞りしごき加工によ 成形した素材缶を使用した場合には、素材 を空回りしないように保持することは困難 ある。

 さらには、アルミニウムよりも固い材料 あっても缶壁の厚みの小さい素材缶であれ 、上記凹部に缶壁をならわせることは可能 ある。しかし、この場合には、素材缶の缶 にひずみが生じ、外観不良となる。

 また、上記いずれの場合においても、空 の吸引力により保持するだけでは、金属製 缶壁を切断するときの切断抵抗よりも大き 保持力で素材缶を保持することは容易では い。このため、切断中に素材缶のマンドレ に対するすべりが生じ、精度よく切断する とは困難である。また、素材缶の保持が不 定になることから、切断の際に生ずるバリ 高さが大きくなってしまうという問題もあ 。

 そして、高いバリが発生した缶を電池缶 して使用すると、電池の組み立て工程にお て、渦巻状に巻回した電極群を電池缶に挿 する際に、電極群の外周面をバリにより損 するおそれがある。また、バリが脱落して 池缶の内部に落ち込むと、電池の組立後の 放電時に内部短絡を発生し、異常発熱や電 缶の破裂を引き起こすおそれがある。この うに、高いバリの発生は、電池の安全性を 下させる要因となる。

 さらには、特許文献1および2に示したよ な缶製造装置においては、素材缶の内側か 缶壁に当接する円環状の内刃と、素材缶の 側から缶壁に当接する円弧状の外刃とを、 定のクリアランスをおいて交叉させながら 素材缶と、内刃および外刃とを回転させて 缶壁を周方向に切断している。

 このとき、切断の初期に外刃が素材缶の 壁を貫くまでの切断抵抗は高く、その後は 切断抵抗は小さくなる。したがって、主軸 たわみを一定に保ちながら切断することは しい。つまり、切断の初期段階では切断抵 が高いために、主軸がたわみやすく、実際 クリアランスは設定したクリアランスより 広くなる。一方、切断の終了時には切断抵 が小さく、実際のクリアランスと設定した リアランスはほぼ等しくなる。主軸のたわ によりクリアランスが広がる場合は、クリ ランスが相対的に狭い時よりも僅かではあ が切断面は高い位置に形成される。また切 初期の切断抵抗により開口部の近傍が弾性 形する。このため、素材缶の缶壁を周方向 切断する場合に、切断面の切り始めの部分 切り終わりの部分とを寸法誤差無く同一平 上に仕上げることは非常に困難である。

 その結果、切断の切り始めの部分が、一周 てきた刃物により再び切断されるという再 断が発生する。
 再切断が発生すると、図18に示すように、 壁の切断面108には、細い糸状の切り屑110が 生する。この切り屑が残存して、電池缶の 部に付着したままとなると、電池の組立て に正極端子と負極端子とが短絡される外部 絡が発生する可能性がある。

 また、その切り屑が電池缶の内部に混入す と、電極群の最外周に配置されたセパレー を突き破り、正極板と負極板とを短絡させ 、熱暴走を発生させる危険性がある。この め切断時において切り屑の発生を抑制する とは極めて重要な課題である。
 また、上述したような切り屑の発生のみな ず、切断面に発生するバリも電池の外部短 を引き起こす要因となるために、バリの高 が高くならないように切断を行うことも極 て重要である。

 本発明は上記従来の課題に鑑みてなされた のであり、素材缶の開口部から不要部分を り落として作製された電池缶であって、切 の際に形成されたバリの高さが小さく抑え れているとともに、切断面を再切断するこ による切り屑の発生が抑制された電池缶を 供することを目的としている。
 また、本発明は、素材缶の開口部から不要 分を切り落として電池缶を作製するに際し 、バリの高さを小さく抑えることができる ともに、切断面を再切断することによる切 屑の発生を抑制することができる電池缶の 造方法および製造装置を提供することを目 としている。
 また、本発明は、上記した電池缶を使用し 、安全性のより高い電池を提供することを 的としている。

 上記目的を達成するために、本発明の電池 は、開口部に不要部分を有する有底円筒形 の電池缶の素材缶から前記不要部分を切除 て作製される電池缶であって、
 前記不要部分を切除するように、前記素材 の缶壁を周方向に切断した切断面は、切り わりの部分が切り始めの部分よりも高くな ているように構成されている。

 本発明の電池缶において、好ましい形態 おいては、前記切断面の切り終わりの部分 切り始めの部分よりも、10~50μmだけ高くさ る。

 また、本発明の電池缶において、別の好ま い形態においては、前記切断面が、せん断 と破断面とからなり、
 前記せん断面の前記切断面全体に対する比 が、0.90~0.50の範囲とされる。

 また、本発明は、正極と、負極と、前記 極と負極との間に介在されるセパレータと 電解液とを、上記した電池缶に封入して構 された電池を提供する。

 本発明の電池において、好ましい形態にお ては、前記正極が、リチウム含有複合酸化 を含む活物質、導電材および結着材を分散 により混練分散した正極合剤塗料を、正極 集電体上に塗布して構成される正極板から 成され、
 前記負極が、リチウムを保持し得る材料よ なる活物質、および結着材を分散媒により 練分散した負極合剤塗料を、負極用集電体 に塗布して構成される負極板から構成され
 前記電解液が非水電解液から構成される。

 また、本発明は、開口部に不要部分を有す 有底円筒形状の電池缶の素材缶から、その 要部分を切除して、電池缶を製造する方法 あって、
 前記不要部分を切除する工程を、切断面の り終わりの部分が切り始めの部分よりも高 なるように、前記素材缶の缶壁を周方向に 断して実行する電池缶の製造方法を提供す 。

 また、本発明は、開口部に不要部分を有す 有底円筒形状の電池缶の素材缶から、その 要部分を切除して、電池缶を製造する装置 あって、
 前記素材缶を回転自在に支持する素材缶支 手段と、
 前記素材缶の缶壁に内側から当接する環状 内刃と、
 前記内刃を回転自在に支持する内刃支持手 と、
 前記内刃と所定のクリアランスをおいて交 するように、前記素材缶の缶壁に外側から 接する円弧状の外刃と、
 前記外刃を回動自在に支持する外刃支持手 とを備え、
 前記外刃の形状が、前記内刃と外刃とによ 前記素材缶の缶壁を周方向に切断した切断 の切り終わりの部分が切り始めの部分より 高くなるように設定されている電池缶の製 装置を提供する。

 本発明の電池缶の製造装置において、好 しい形態においては、前記外刃は、回転の 方向に延びる刃先の稜線が、回転の軸方向 垂直な平面から傾くように形成される。

 また、本発明の電池缶の製造装置におい 、別の好ましい形態においては、前記内刃 刃先と前記素材缶の内周面とのクリアラン が20μm~50μmの範囲となるように、前記内刃 外径が設定される。

 また、本発明の電池缶の製造装置において 別の好ましい形態においては、前記素材缶 持手段は、
 同軸に配された一対のスピンドルから構成 れるとともに、前記一対のスピンドルは、 記素材缶が外嵌される一方のスピンドルと 前記素材缶の底部が嵌る凹部を有する他方 スピンドルとから構成されており、
 前記一方のスピンドルと前記他方のスピン ルとにより前記素材缶の底部を挟持して前 素材缶を支持するように構成される。

 また、本発明の電池缶の製造装置におい 、別の好ましい形態においては、前記他方 スピンドルが、前記凹部に嵌った前記素材 を吸着するように磁力を発生する磁力発生 段を有するように構成される。

 また、本発明の電池缶の製造装置におい 、別の好ましい形態においては、前記外刃 刃先の周速度の、前記素材缶の内周面の周 度に対する比の値が1.0~1.2の範囲内とされる 。

 また、本発明の電池缶の製造装置におい 、別の好ましい形態においては、前記他方 スピンドルは、少なくとも前記凹部の設け れた部位が非磁性体材料から構成されてお 、前記磁力発生手段は、その部位に埋設さ た永久磁石から構成される。

 また、本発明の電池缶の製造装置におい 、別の好ましい形態においては、前記一方 スピンドルは、先端が前記素材缶の底部に 側から当接して、自身に外嵌された前記素 缶を押し外すための、前記他方のスピンド に向かって付勢された缶押し外し用ピンを 退可能に収容している。

 本発明の電池缶によれば、素材缶の缶壁を 方向に切断した切断面の切り終わりの部分 切り始めの部分よりも高くなっていること ら、切り始めの部分を再切断することによ 発生する切り屑が付着している可能性が低 。また、切断面におけるせん断面の比率が 0.90~0.50の範囲であるのでバリの高さが低く えられている。したがって、安全性の高い 池を提供することが可能となる。
 さらには、本発明の電池缶の製造方法およ 製造装置によれば、有底円筒形状の素材缶 底部を一対のスピンドルにより挟持して、 材缶を保持しながら缶壁を切断することか 、大きな切断抵抗が生じても、素材缶のす りを抑制して切断を行うことができる。加 て、一対のスピンドルも相互に支持し合う 態となっていることから、大きな切断抵抗 生じても、そのたわみを抑制することがで る。これにより、バリの高さをより小さく えることができる。また、素材缶の側壁部 把持する場合と比較して、外観不良を招く それも小さい。

本発明の実施の形態1に係る電池缶の製 造方法に適用される製造装置の概略構成を示 す断面図である。 同上製造装置により加工される電池缶 素材缶の外観を示す斜視図である。 同上製造装置により加工された後の素 缶の外観を示す斜視図である。 内刃と素材缶とのクリアランスを示す 面図である。 外刃の構成を示す断面図である。 同上製造装置による切断加工を実施す ときの準備段階の断面図である。 同上製造装置による切断加工を実施す ときの、素材缶の支持が完了した状態の断 図である。 同上製造装置による切断加工を実施す ときの、切断開始時の断面図である。 同上製造装置による切断加工を実施す ときの、切断が終了し、素材缶を取り外す きの断面図である。 同上製造装置により切断加工された切 断面を拡大した平面図である。 同上製造装置により切断加工された切 断面のバリを示す電池缶の要部の縦断面図で ある。 本発明の実施の形態2に係る電池缶の 造方法に適用される製造装置の要部を拡大 て示す側面図である。 同上装置による素材缶の切断加工の切 断開始時点の状態を示す断面図である。 同上装置による素材缶の切断加工の切 断終了時点の状態を示す断面図である。 同上製造装置により切断加工された切 断面を拡大した斜視図である。 本発明の各実施の形態により製造され た電池缶を使用して作製された電池の一部を 切断した状態を示す斜視図である。 従来の缶製造装置の一例を示す正面図 である。 従来の缶製造装置による缶壁の切断面 を拡大して示す平面図である。

 本発明は、開口部に不要部分を有する有 円筒形状の電池缶の素材缶から不要部分を 除して作製される電池缶に関する。その電 缶においては、上記不要部分を切除するよ に、素材缶の缶壁を周方向に切断した切断 は、切り終わりの部分が切り始めの部分よ も高くなっている。これにより、切断面の り始めの部分を、一周した後に再切断する とが回避できる。したがって、再切断によ 細い糸状の切り屑が発生して、その切り屑 電池缶に付着したままとなり、内部短絡お び外部短絡が発生する危険性を排除するこ が可能となる。

 このとき、切断面の切り終わりの部分が り始めの部分よりも、10~50μmだけ高くなる うにするのがよい。

 また、その切断面は、せん断面と破断面と ら構成される。そして、せん断面の切断面 体に対する比率は、0.90~0.50の範囲とするの よい。
 切断面におけるせん断面の比率をこの範囲 することで、素材缶の内側に発生するバリ 高さも低く抑えることができる。したがっ 、上述した切り屑に起因する弊害を免れる とができることに加えて、電池缶の内部に 極群等の発電要素を挿入する際に、発電要 の最外周に配された部材、例えばセパレー が上記バリにより損傷される危険性を低減 ることができる。その結果、安全性のより い電池缶を提供することが可能となる。

 また、本発明は、正極と、負極と、その 極と負極との間に介在されるセパレータと 電解液とを、上記した電池缶に封入して構 された電池に関する。本発明の電池は、切 面を再切断することにより発生する切り屑 付着しておらず、且つ切り口に発生してい バリの高さが低い電池缶を使用して作製さ ている。これにより、製造段階における品 不良の発生、つまりバリの高さに関する不 および電極群を電池缶に挿入する際の不良 発生、並びに使用中の品質不良の発生を低 することができる。したがって、歩留まり 高く、且つ安全性の高い電池を提供するこ が可能となる。

 また、その正極が、リチウム含有複合酸 物を含む活物質、導電材および結着材を分 媒にて混練分散した正極合剤塗料を、正極 集電体上に塗布して構成される正極板から 成され、その負極が、リチウムを保持し得 材料よりなる活物質、および結着材を分散 にて混練分散した負極合剤塗料を、負極用 電体上に塗布して構成される負極板から構 され、電解液が非水電解液から構成される のとすることによって、リチウムイオン電 の製造段階における品質不良の発生、およ 使用中の品質不良の発生を低減することが きる。したがって、歩留まりが高く、且つ 全性の高いリチウムイオン電池を提供する とが可能となる。

 また、本発明は、開口部に不要部分を有す 有底円筒形状の電池缶の素材缶から、その 要部分を切除して、電池缶を製造する方法 関する。ここで、上記不要部分を切除する 程は、切断面の切り終わりの部分が切り始 の部分よりも高くなるように、上記素材缶 缶壁を周方向に切断して実行される。
 これにより、切断面の切り始めの部分を再 断することが回避できる。したがって、再 断により細い糸状の切り屑が発生して、そ 切り屑が電池缶に付着したままとなり、内 短絡および外部短絡が発生する危険性を排 することが可能となる。

 また、本発明は、開口部に不要部分を有す 有底円筒形状の電池缶の素材缶から、その 要部分を切除して、電池缶を製造する装置 関する。その装置は、素材缶を回転自在に 持する素材缶支持手段と、素材缶の缶壁に 側から当接する環状の内刃と、内刃を回転 在に支持する内刃支持手段と、内刃と所定 クリアランスをおいて交叉するように、素 缶の缶壁に外側から当接する円弧状の外刃 、外刃を回動自在に支持する外刃支持手段 を備えている。その外刃の形状は、内刃と 刃とにより素材缶の缶壁を周方向に切断し 切断面の切り終わりの部分が切り始めの部 よりも高くなるように設定されている。
 これにより、切断面の切り始めの部分を再 断することが回避される。したがって、再 断により細い糸状の切り屑が発生して、そ 切り屑が電池缶に付着したままとなり、内 短絡および外部短絡が発生する危険性を排 することが可能となる。

 より具体的には、外刃は、回転の周方向 延びる刃先の稜線が、回転の軸方向と垂直 平面から傾くように形成されている。

 ここで、切り始め、および切り終わり、 いう概念について、上記製造装置を使用し 場合を例にさらに詳しく説明する。上述の 造装置による切断面においては、外刃の刃 が素材缶の外周面に当接した後、その刃先 素材缶の内周面に突き抜けるようにして、 断が開始される。素材缶の外周面に当接し から素材缶の内周面に突き抜けるまでの外 の刃先の軌跡を境界線として、その両側に 切り始めの部分と切り終わりの部分とが隣 して形成される。上述した境界線は、素材 の周方向と垂直な短い線ではなく、素材缶 周方向にも伸びる比較的長い線であるので 切り始めの部分の再切断が生じると、糸状 長い切り屑が生じてしまう。したがって、 のような切り屑が電池缶に付着したまま残 すると、外部短絡および内部短絡が引き起 される。本発明は、そのような切り屑の発 を抑えることができるものである。

 また、本発明は、上記内刃の刃先と素材缶 内周面とのクリアランスが20μm~50μmの範囲 なるように、内刃の外径が設定されている 池缶の製造装置に関する。
 このように、円環状の内刃の刃先と、素材 の内周面とのクリアランスが比較的小さい に設定されていることから、切断時におい 素材缶のたおれや振れを抑制することが可 となり、切断面における破断面の割合を小 くすることができる。破断面の割合が小さ なると、材料の破断により発生するバリを さくすることが可能となる。したがって、 池缶に電極群を収納する際に、電極群を損 する危険性が小さくなり、品質不良の発生 抑えることが可能となる。

 また、本発明は、上記素材缶支持手段が、 軸に配された一対のスピンドルから構成さ るとともに、その一対のスピンドルは、素 缶が外嵌される一方のスピンドルと、素材 の底部が嵌る凹部を有する他方のスピンド とから構成された電池缶の製造装置に関す 。ここで、素材缶支持手段は、上述した一 のスピンドルと他方のスピンドルとにより 材缶の底部を挟持して素材缶を支持するも である。
 このように、素材缶の底部を挟持して素材 を支持するものとすることによって、大き 切断抵抗が生じても、スピンドルのたわみ 極めて小さくすることができ、素材缶の位 がずれたり、振れたりすることなく、切断 行うことができる。また、素材缶の側壁部 把持して支持する場合と比較して、素材缶 支持手段とが接触する面積を小さくするこ ができる。これにより、素材缶に傷が付き くくなるので電池缶の外観不良の発生を低 することができる。

 また、本発明は、上記他方のスピンドルが 上記凹部に嵌った素材缶を吸着するように 力を発生する磁力発生手段を有する電池缶 製造装置に関する。
 このように、磁力発生手段により、他方の ピンドルに素材缶を吸着させるものとする とによって、回転振動や切断抵抗による素 缶の振れを招くことなく素材缶を切断する とが可能となる。これにより、外刃の切込 を一定に保ちながら素材缶を切断すること 可能となる。また、他方のスピンドルに素 缶を磁力により吸着保持した状態で、素材 を一方のスピンドルに外嵌することができ ために、その工程が容易となる。さらには 切断工程の終了後、上記一方のスピンドル 外嵌された素材缶を抜き取る際に、その磁 を利用して抜き取ることが可能となり、製 工程を円滑に進めることが可能となる。

 また、本発明は、外刃の刃先の周速度の、 材缶の内周面の周速度に対する比の値が1.0~ 1.2の範囲内である電池缶の製造装置に関する 。
 このように、両者の周速度を設定すること よって、素材缶を内刃と外刃とにより挟み んで切断する際に、2つの刃と素材缶との間 に滑りを生じることなく切断することができ る。これにより、切断面におけるバリの高さ を更に抑制することができる。

 また、本発明は、上記他方のスピンドルは 少なくとも素材缶と当接する部位が非磁性 材料から構成されており、上記磁力発生手 は、その非磁性体材料から構成された部位 埋設された永久磁石から構成される電池缶 製造装置に関する。
 このように、他方のスピンドルの素材缶と 接する部位を、非磁性体材料から構成する とによって、その部位が永久磁石により磁 されることが抑止できる。したがって、メ テナンスの際に、永久磁石を取り外すこと よって、付着した金属異物を容易に取り除 ことができる。

 また、本発明は、上記一方のスピンドルは 先端が素材缶の底部に内側から当接して、 身に外嵌された素材缶を押し外すための、 記他方のスピンドルに向かって付勢された し外し用ピンを進退可能に収容している電 缶の製造装置に関する。
 これにより、不要部分の切断工程が終了し 後に、上記一方のスピンドルに外嵌された 材缶をスムーズに取り外すことができる。

 《実施の形態1》
 以下、本発明の実施の形態1に係る電池缶製 造装置を、図面を参照して説明する。
 図1に、実施の形態1の電池缶の製造装置を 面図により示す。図2に、その製造装置によ 切断加工される素材缶を斜視図により示す 図3に、素材缶が、その製造装置により切断 加工された後の状態を示す。
 製造装置10は、底部15aを有する円筒形状の 材缶15を切断加工して、電池缶30を製造する 置である。より具体的には、製造装置10は 絞りしごき加工により作製された素材缶15の 開口部に形成されたイヤリング15bを切除して 整形する装置であり、あらかじめ長めに形成 された素材缶15を規定の寸法とするように、 口部近傍の不要部分15cを切り落とすもので る。

 図示例の製造装置10は、上スピンドル11と 、それと同軸に配された下スピンドル12と、 刃支持軸13とを備えている。上スピンドル11 、下スピンドル12および外刃支持軸13は、図 しない電動機等の駆動源により回転される なお、これらの部材の上および下という位 関係の呼称は、図示例の装置に即して付し 便宜上のものであり、本発明を限定するも ではない。

 上スピンドル11は、素材缶15の缶壁に内側か ら当接する内刃18を回転自在に支持するとと に、下スピンドル12と協働して素材缶15を回 転自在に支持するための軸である。外刃支持 軸13は、素材缶15の缶壁に外側から当接する 刃28を回転自在に支持する軸である。
 以下に、これらの各構成要素をより具体的 説明する。

 上スピンドル11は、有底円筒形状の素材 15が外嵌される、概略円柱状の缶外嵌部14と 缶外嵌部14を支持する基部16とから構成され る。缶外嵌部14と基部16との間には、円環状 内刃18が配設される。

 内刃18の内周部には図示しない雌ねじが けられる一方、上スピンドル11の基部16の先 側(下側)に設けられた凸部16aには、内刃18の 雌ねじと螺合する図示しない雄ねじが形成さ れている。その雄ねじに内刃18を締め込むこ によって、内刃18が基部16に固定される。ま た、缶外嵌部14の後側端部(上端部)にも、基 16の凸部16aに設けられた雄ねじと螺合する図 示しない雌ねじが形成されている。その雌ね じを、内刃18に続いて基部16の凸部16aに締め むことにより、内刃18の雌ねじが緩まないよ うに固定される。なお、ここで示した内刃18 上スピンドル11への固定構造は一例であり これに限定されるものではない。内刃18の上 スピンドル11への固定構造は、内刃18を上ス ンドル11に必要な強度で固定し得る構造であ れば、どのような構造であってもよい。

 内刃18の刃先(エッジ部)は、図には明瞭に示 されていないが、内刃18の上端部の縁を一周 るように形成されており、缶外嵌部14の先 (下端)から内刃18の刃先までの距離は、電池 の内側の長さに応じて設定される。
 図4に示すように、内刃18の外径は、内刃18 刃先と素材缶15の内周面とのクリアランスL 全周に亘って20~50μmとなるように設定されて いる。これにより、切断により生ずるバリの 高さを抑えることができる。

 また、上スピンドル11は、中心を上下に 通するようにピン挿通孔(図示せず)が設けら れており、その孔に、缶押し外し用ピン24を 下動可能に収容している。缶押し外し用ピ 24は、その先端(下端)が、缶外嵌部14に外嵌 れた素材缶15の底部15aに内側から当接する とにより素材缶15を缶外嵌部14から押し外す のである。缶押し外し用ピン24は、弾性体26 により下に向けて付勢されている。ここで、 弾性体26にはバネまたはゴムを使用すること できる。また、弾性体26に代えて、エアシ ンダにより缶押し外し用ピン24を付勢するよ うにしても良い。

 下スピンドル12は、上スピンドル11と同軸に 設けられており、上スピンドル11と同じ速度 回転するように回転自在、且つ上下動自在 配設されている。下スピンドル12は、缶外 部14と対向して配置される缶底嵌合部21と、 底嵌合部21を着脱可能に支持する基部20とか ら構成される。缶底嵌合部21には、缶外嵌部1 4と対向する面に素材缶15の底部と嵌合する凹 部21aが形成されている。
 また、缶底嵌合部21は、非磁性体材料(例え 、ステンレス鋼、アルミニウム合金、樹脂) から構成されており、その内部には、素材缶 15を磁力により吸着して保持するための1また は複数個のマグネット22が埋設されている。 グネット22を複数個設ける場合には、それ が、上スピンドル11および下スピンドル12の 芯と垂直な1つの平面上に並ぶように配置す るのが好ましい。

 下スピンドル12の下端(図示せず)は、エア シリンダ等から構成されるアクチュエータに 取り付けられており、下スピンドル12は、そ アクチュエータにより素材缶15を間に挟ん 上スピンドル11に向かって一定の圧力で押し つけられる。なお、そのような押し付け機構 は、エアシリンダに限らず、機械式の定寸機 構でも良い。

 外刃支持軸13は、上スピンドル11および下 スピンドル12と所定の距離をおいて、上スピ ドル11および下スピンドル12と平行に配設さ れている。外刃支持軸13の下端にはフランジ の外刃取付部13aが設けられており、その外 取付部13aの上に、円弧状の外刃28が取り付 られている。外刃28は、内刃18とは正対して 置されておらず、図には明瞭に示されてい いが、内刃18と所定のクリアランスをおい 交叉して(後の図13参照)、素材缶15の缶壁を 方向に沿って切断する。

 図5に、図1のV-V線による、外刃28の断面図 を示す。外刃28のエッジ部(刃先)28aの長さ、 びにそのエッジ部28aの旋回半径Rは、素材缶1 5の外周長に応じて設定される。上スピンド 11、下スピンドル12および外刃支持軸13はギ により接続されており、上述した駆動源に り回転される。そのギア比は、外刃28のエッ ジ部28aの周速度の、素材缶15の内周面の周速 に対する比の値が、1.0~1.2の範囲となるよう に設定されている。これにより、素材缶15の 壁を周方向に沿って切断するときの素材缶1 5と内刃18との間のすべりが抑制される。

 次に、製造装置10を使用して素材缶15を加工 する工程を説明する。
 図6~図9に、製造装置10を使用して素材缶15を 加工する工程を順番に示す。
 まず、図6に示すように、素材缶15を下スピ ドル12の缶底嵌合部21の上に設置する。この とき、素材缶15の底部15aが缶底嵌合部21の凹 21aに嵌り込むように設置する。この状態で 素材缶15の底部15aは、缶底嵌合部21に埋設さ たマグネット22により吸着される。これに り、素材缶15は、その軸心が、上スピンドル 11の軸心と一致するように、開口部を上に向 て下スピンドル12により保持される。
 また、このとき、缶押し外し用ピン24は、 端部が、弾性体26の付勢力により上スピンド ル11の缶外嵌部14の先端から突き出した状態 なっている。

 次いで、図7に示すように、素材缶15の底部1 5aが缶外嵌部14の先端部と当接する位置まで スピンドル12を上昇させて、素材缶15を上ス ンドル11に外嵌する。これにより、素材缶15 は、底部15aが下スピンドル12の缶底嵌合部21 凹部21aに嵌り込んだ状態で、上スピンドル11 の缶外嵌部14と下スピンドル12の缶底嵌合部21 との間に挟み込まれて固定される。このよう にして素材缶15が固定されることから、素材 15の缶壁を周方向に沿って切断する際に、 材缶15のたおれや振れが抑えられる。
 またこのとき、缶押し外し用ピン24は素材 15の底部15aにより押し上げられて、先端部ま で上スピンドル11の内部に収容される。

 次いで、図8に示すように、外刃支持軸13を 転させて、外刃28を素材缶15の缶壁と当接さ せる。この後、さらに外刃支持軸13を回転さ て、不要部分15cを切り落とすように素材缶1 5の缶壁を周方向に沿って切断する。同時に 内刃18は上スピンドル11により回転されると もに、素材缶15も上スピンドル11および下ス ピンドル12の回転により回転される。
 このとき、外刃支持軸13は、外刃28の送りの 方向が、内刃18および素材缶15の送りの方向 同じになるように、上スピンドル11および下 スピンドル12とは逆方向に回転される。

 切断工程が終了すると、下スピンドル12が 6により示した初期位置まで下降される。図9 はその途中の状態を示している。
 これにより、素材缶15から作製された電池 30は、下スピンドル12の缶底嵌合部21に埋設 れたマグネット22により吸着されて、上スピ ンドル11から抜き取られる。
 このとき、弾性体26の付勢力により缶押し し用ピン24の先端が缶外嵌部14の先端から突 し、これにより電池缶30の上スピンドル11か らの取り外しが助けられる。またこのとき、 不要部分15cも電池缶30とともに、上スピンド 11から抜け落ちる。

 図10に、電池缶30の開口部の切断面を拡大し て示す。図示例の切断面32は、外周側のせん 面34と内周側の破断面36とで構成される。せ ん断面34は、刃物により実際に切断された部 、つまり刃物によりせん断加工された部分 ある。破断面36は、せん断加工が進んで薄 なった素材缶15の缶壁が、外刃28に押されて 材缶15の内側に押し込まれ、その残りの缶 に内側方向の引張応力が生じ、その引張応 により破断が発生して形成される面である
 図11に、切断の際に形成されたバリを示す バリ37は、破断面36における素材缶15の材料 内側に向かって引きちぎられて発生するた に、図11に示すように、素材缶15の内側に突 するように形成される。

 このとき、せん断面34の切断面32全体に占 める割合は、0.5~0.9の範囲となっているのが ましい。これに対応して、破断面36の切断面 32全体に占める割合は、0.5~0.1となっているの が好ましい。実施の形態1の製造装置におい は、素材缶15の切断中の回転振動や切断抵抗 を抑えることにより、素材缶を半径方向に揺 らさず常に外刃の切込量を同じに保った状態 で切断することできる。このため、切断面32 体に対するせん断面34の割合を、0.5~0.9に維 することが可能となる。その結果、バリの さを20μm以下に抑制することも可能となる

 バリの高さを20μm以下に抑制することが きれば、バリがセパレータを貫通する危険 を大きく低減することができる。一般的に いられるセパレータの厚みは約20μmだからで ある。なお、安全率を考慮すれば、バリの高 さは15μm以下に抑えるのがより好ましい。

 以下に、実施の形態1に係る製造装置を使 用して実際に電池缶を製造した実施例につい て説明する。なお、本発明は以下の実施例に より限定されるものではない。

 《実施例1~4、比較例1~3》
 冷間圧延鋼板に絞りしごき加工により、内 が、18mm側壁の厚みが0.2mm、総高が70mmとした 素材缶15を作製した。その素材缶15に対して 図6~図9により示した手順で電池缶を作製し 。このとき、素材缶15の内周面と内刃18のエ ジ部とのクリアランスLを10μm(比較例1)、20μ m(実施例1)、30μm(実施例2)、40μm(実施例3)、50μ m(実施例4)、60μm(比較例2)、および70μm(比較例 3)に設定して、それぞれ1000個の電池缶を作製 した。
 また、素材缶15の内周面の周速度に対する 刃28のエッジ部28aの周速度の比の値は1.0に設 定した。

 そして、作製された合計7000個の電池缶に ついて開口縁部の内側のバリ37の高さTと、切 断面全体に対する破断面の割合とを測定し、 その測定値の平均値をクリアランスLの大き 毎に算出した。その算出結果を表1に示す。

 表1より明らかなように、クリアランスが50 m以下である実施例1~4および比較例1において は、破断面の割合は0.50以下に抑えられてい 。また、バリの高さは15μm以下に抑えられて いる。
 これに対して、クリアランスが60μm以上で る比較例2および3においては、破断面の割合 が0.50を超えている。また、比較例2において バリの高さは15μmを超え、比較例3において 、バリの高さは20μmを超えている。その原 は、素材缶15の内周面と内刃18の外周部との リアランスLが広すぎるために、切断開始時 に素材缶15の缶壁が内側へ折れ曲がり、外刃1 1によるせん断加工が行われると同時に破断 発生したためであると考えられる。これに り、十分にせん断加工が行われない状態で 缶壁に大きな引張応力が発生し、破断面が きくなって、バリの高さが高くなるからで る。

 一方、クリアランスLが10μmである比較例1 は、破断面の割合およびバリの高さは低減さ れているものの、クリアランスLが小さすぎ ために、電池缶を上スピンドル11から抜き取 る際に、バリ37が内刃18に引っかかり、電池 をスムーズに取り外せないという問題が生 た。

 以上の結果によれば、バリ37をより小さ 抑えながら、素材缶・電池缶の上スピンド への着脱を容易にするという観点から、ク アランスLは20~50μmに設定することが好まし といえる。

 《実施例5~7、比較例4~6》
 実施例1~4において使用した素材缶15と同じ 材缶15を使用して、実施例1~4におけると同様 の手順で電池缶を作製した。このとき、素材 缶15の内周面の周速度に対する外刃28のエッ 部28aの周速度の比の値を、0.8(比較例4)、0.9( 較例5)、1.0(実施例5)、1.1(実施例6)、1.2(実施 7)、および1.3(比較例6)のそれぞれに設定し 、それぞれ1000個の電池缶を作製した。
 また、素材缶の内周面と内刃の外周部との リアランスLは20μmに設定した。

 そして、作製された合計6000個の電池缶に ついて開口縁部の内側のバリ37の高さを測定 、その測定値の平均値を周速度の比の値毎 算出した。その算出結果を表2に示す。

 表2より明らかなように、外刃28の周速度の の値が1.0~1.2であると、バリの高さを20μm以 に抑えることができる。これに対して、外 28の周速度の比の値が1.3である比較例6にお ては、バリ37の高さは20μmを超えている。
 また、外刃28の周速度の比の値が0.9以下で る比較例4および5においては、外刃28が素材 15の回転速度に追従することができず、外 28のエッジ部28aが素材缶15により削りとられ 磨耗してしまい、切断加工を継続して実施 ることができなかった。
 したがって、バリの高さを抑えながら、切 に使用する刃の寿命を延ばすためには、外 28の周速度の素材缶15の内周面の周速度に対 する比の値は、1.0~1.2の範囲に設定すること 好ましいといえる。

 《実施例8、比較例7~9》
 実施例1~4において使用した素材缶15と同じ 材缶15を使用して、実施例1~4におけると同様 の手順で電池缶を作製した。
 このとき、上スピンドル11に缶押し外し用 ン24を設けるとともに、下スピンドル12に1個 のマグネット22を設けた場合(実施例8)につい 、100回 の切断加工を実施し、加工後に上 ピンドル11から電池缶が自動的に排出されな かった場合(取り外しミスと称する)を計数し 。

 また、缶押し外し用ピン24のみを設けた場 (比較例7)、マグネット22のみを設けた場合( 較例8)、並びに缶押し外し用ピン24およびマ ネット22の両方を設けなかった場合(比較例9 )についても、それぞれ100回の切断加工を実 し、加工後に上スピンドル11から電池缶が自 動的に排出されなかった場合を計数した。
 以上の結果を、表3に示す。
 ここで、素材缶15の内周面の周速度に対す 外刃28のエッジ部28aの周速度の比の値は1.0に 設定し、素材缶15の内周面と内刃18のエッジ とのクリアランスLは20μmに設定した。

 表3より明らかなように、缶押し外し用ピ ン24とマグネット22の両方を有する実施例8に いては、素材缶15の上スピンドル11からの取 り外しミスは生じなかった。また、缶押し外 し用ピン24およびマグネット22のいずれか一 のみが有る場合(比較例7および8)は、取り出 ミスはそれぞれ10回であった。また、缶押 外し用ピン24とマグネット22の両方が無い場 は、取り出しミスが80回であった。

 実施例8において取り外しミスが発生しな かった原因は、素材缶15の底部を内側から缶 し外し用ピン24により押し付け、さらにマ ネット22でその底部を下スピンドル12に吸着 ることにより、素材缶15を上ピンドル11の軸 芯と平行な状態で引き抜くことが可能となる からであると考えられる。その結果、内刃18 バリ37に引っ掛からせたり、素材缶15の内周 面と上スピンドル11との間の接触抵抗を増大 せたりすることなく、スムーズに素材缶15 抜き取ることができる。

 これに対して、缶押し外し用ピン24および グネット22のいずれか一方のみを設けた比較 例7および8においては、その両方を設けてい い比較例9と比較して、大幅に取り外しミス は減少しているものの、取り外しミスを完全 に抑えることはできていない。
 以上の結果によれば、缶押し外し用ピン24 よびマグネット22の両方を設置するのが好ま しいことが分かる。

 《実施例9》
 アルミニウムから実施例1~4の素材缶15と同 寸法の素材缶15を作製し、その素材缶を使用 して、実施例1~4におけると同様の手順で電池 缶を1000個作製した(実施例9)。
 ここで、素材缶15の内周面の周速度に対す 外刃28のエッジ部28aの周速度の比の値は1.0に 設定し、素材缶15の内周面と内刃28のエッジ とのクリアランスLは20μmに設定した。

 そして、作製された1000個の電池缶について 開口縁部の内側のバリの高さを測定し、その 測定値の平均値を算出した。その結果、バリ 37の高さは平均で8μmであった。
 このように、素材缶15の材料をアルミニウ に変えても、バリの高さを20μm以下とするこ とが可能であることが確かめられた。

 《実施の形態2》
 次に、本発明の実施の形態2の製造装置を、 図面を参照して説明する。
 図12は、実施の形態2の製造装置の外刃28Aを 1の矢印Aの方向に見た様子を示す。外刃28A 、エッジ部28aの稜線が素材缶15を支持する上 スピンドル11の軸心H-Hと垂直な平面Sに対して 、最大で角度Cだけ傾くように、外刃支持軸13 に取り付けられている。その傾きの方向は、 切断の終わりに素材缶15と当接するエッジ部2 8aの位置が、切断の始めに素材缶15と当接す エッジ部28aの位置よりも高くなるように設 されている。

 この結果、図13および図14に示すように、内 刃18と外刃28とのクリアランスLsは、切断初期 (図13参照)におけるクリアランスLsよりも切断 終期(図14参照)におけるクリアランスLsが大き くなる。
 その結果、図15に示すように、切断面32を構 成するせん断面34と破断面36の比率は、素材 15の周方向において変化する。その理由は、 内刃18と外刃28とのクリアランスLsが広がると 、せん断面34の割合が減少する一方、破断面3 6の割合が増加する傾向があるからである。

 より詳しく説明すると、上記クリアラン Lsが広い場合には、図14に示すように、外刃 28により押された素材缶15の缶壁が切断され に内方向へ逃げやすくなる。その結果、外 28によりせん断加工される素材缶15の缶壁の みは小さくなる。一方、素材缶15の缶壁に 印40により示す方向の引張応力が大きくなり 、缶壁の破断面が大きくなる。

 一方、図13に示すように、クリアランスLs が小さい場合は、外刃28により押されても、 材缶15の缶壁が内方向に逃げにくく、外刃28 によりせん断加工される部分の素材缶15の缶 の厚みが大きくなる。その結果、矢印42に り示す方向の素材缶15の缶壁に生ずる引張応 力も小さくなって、破断面36も狭くなる。

 また、切り始めの位置から切り終わりの位 に向かってクリアランスLsを大きくするよ に変化させた場合は、図15に示すように、切 断面32の切り始めの部分40よりも切断面32の切 り終わりの部分42の方が、高低差44だけ高く る。
 ここで、切断面32の切り始めの部分40および 切り終わりの部分42とは、外刃28が素材缶15の 缶壁に当接し、切断を開始してから、素材缶 15の缶壁を貫通するまでの間の外刃28のエッ 部28aの軌跡38を間に挟んだ両側の部分をいう 。
 なお、図15に図示した角度は、切り始めの 置を0°として、素材缶15の缶壁を切断する方 向に測った角度を示している。

 このように、切断面32が、切り始めの部 40よりも切り終わりの部分42の方の高さが高 なることから、切り始めの部分40の再切断 回避される。これにより、糸状の切り屑の 生を抑止することができる。

 以下、上記実施の形態1および2のいずれ の製造装置により製造された電池缶を使用 て製造された非水系二次電池としてのリチ ムイオン二次電池について説明する。なお 本発明は、リチウムイオン二次電池に限定 れるものではなく、乾電池およびリチウム 次電池、ニッケル水素蓄電池等の有底円筒 状の電池缶を有するあらゆる電池に適用す ことができる。

 先ず、リチウムイオン二次電池50の電極 の構成について図16を参照して説明する。正 極板51は、アルミニウム製ないしはアルミニ ム合金製の箔または不織布からなり、厚み 5μm~30μmである正極集電体を含む。正極活物 質、導電材および結着材をプラネタリーミキ サー等の分散機により分散媒中に混合分散さ せて、正極合剤塗料を調製する。その正極合 剤塗料を上記した正極集電体の片面または両 面に塗布し、乾燥し、全体を圧延して正極板 51は作製される。

 正極活物質としては、例えばコバルト酸 チウムおよびその変性体(コバルト酸リチウ ムにアルミニウムやマグネシウムを固溶させ たものなど)、ニッケル酸リチウムおよびそ 変性体(一部ニッケルをコバルト置換させた のなど)、並びにマンガン酸リチウムおよび その変性体が挙げられる。導電材には、例え ばアセチレンブラック、ケッチェンブラック 、チャンネルブラック、ファーネスブラック 、ランプブラック、サーマルブラック等のカ ーボンブラック、または各種グラファイトを 単独あるいは組み合わせて用いる。正極用結 着材には、例えばポリフッ化ビニリデン(PVdF) およびその変性体、ポリテトラフルオロエチ レン(PTFE)、またはアクリレート単位を有する ゴム粒子結着材を用いる。

 一方、負極板52は、圧延銅箔、電解銅箔 または銅繊維の不織布からなり、厚みが5μm~ 25μmである負極集電体を含む。負極活物質、 着材、必要に応じて導電材、および増粘剤 プラネタリーミキサー等の分散機により分 媒中に混合分散させて、負極合剤塗料を調 する。その負極合剤塗料を上記した負極集 体の片面または両面に塗布し、乾燥し、全 を圧延して負極板52は作製される。

 負極活物質には、リチウムを保持しうる 料を使用する。例えば各種天然黒鉛および 造黒鉛、またはシリサイドなどのシリコン 複合材料および各種合金組成材料を使用す ことができる。結着材としてはPVdFおよびそ の変性体をはじめ各種バインダーを用いるこ とができるが、リチウムイオン受入れ性向上 の観点からは、スチレン-ブタジエン共重合 ゴム粒子(SBR)およびその変性体等を用いるの が好ましい。増粘剤には、ポリエチレンオキ シド(PEO)やポリビニルアルコール(PVA)などの 溶液として粘性を有する材料を使用するこ ができる。また、合剤塗料の分散性および 粘性を向上させる観点からは、カルボキシ チルセルロース(CMC)をはじめとするセルロー ス系樹脂およびその変性体を用いるのが好ま しい。

 また、正極板51および負極板52とともに電池 缶30に封入される非水系電解液には、電解質 としてのLiPF 6 、LiBF 4 などの各種リチウム化合物を非水溶媒に溶解 したものを用いることができる。非水溶媒と しては、エチレンカーボネート(EC)、ジメチ カーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DE C)、およびメチルエチルカーボネート(MEC)を 独または組み合わせて用いることができる また正極板および負極板の上に良好な皮膜 形成を促すとともに、過充電時の安定性を 証するために、ビニレンカーボネート(VC)、 たはシクロヘキシルベンゼン(CHB)およびそ 変性体を電解液に添加することも好ましい

 次に、リチウムイオン二次電池50の構造 説明する。正極板51と負極板52とをセパレー 53を間に挟んで渦巻状に巻回して、電極群54 を作製する。電極群54を有底円筒形の電池缶3 0の内部に絶縁板55と共に収容する。電極群54 下部より導出した図示しない負極リードを 池缶30の底部に接続する。次いで、電極群54 の上部より導出した正極リード56を封口板57 接続する。電池缶30に所定量の非水溶媒から なる非水系電解液(図示せず)を注液した後、 池缶30の開口部に封口ガスケット58を周縁に 取り付けた封口板57を挿入し、電池缶30の開 部を内方向に折り曲げて、かしめ封口する

 以下に、実施の形態2に係る製造装置を使 用して実際に電池缶を製造した実施例につい て説明する。なお、本発明は以下の実施例に より限定されるものではない。

 《実施例10》
 実施例1~4に使用したのと同じ素材缶15を、 12における角度Cを0.1°に設定して切断加工を 行い、1000個の電池缶を作製した。
 そして、その1000個の電池缶について、図15 より示した高低差44を測定するとともに、 15により示した、切り始めからの各角度(0° 90°、180°および270°)の位置におけるバリ37の 高さを測定した。また、顕微鏡を使用して切 断面32を調べることにより、切断面32の切り めの部分の再切断による切り屑の発生の有 を確認した。また、上記切り始めからの各 度の位置における破断面の割合を調べた。 の結果を、表4に示す。

 表4に示すように、角度0°の位置において は、高低差44は25~35μmの範囲内であった。ま 、全ての電池缶を通じて、角度0°の位置に いて切り屑は確認されなかった。切り屑が じなかったのは、外刃28に傾斜角度Cを設け 切断したことにより、切断面32が、切り始め の部分40よりも切り終わりの部分42が高い位 となるように形成されたため、切り始めの 分40を再切断することが防止できたためであ ると考えられる。

 また、バリ37の高さTは、角度0°の位置に けるものが一番高く、7~16μmであった。これ に対して、角度90°、180°および270°の各位置 おいては、バリ37の高さは、最大で8μmとな た。角度位置0°におけるバリ37の高さが高 なっている原因は、角度0°の位置において 、切り始めの部分40と切り終わりの部分42と 重なっているために、クリアランスLsの大 い切り終わりの部分42におけるバリ37の高さ 大きくなったためであると考えられる。

 また、切断面32における破断面36の割合は 、角度0°から角度270°の位置に向かって増大 るように、0.15~0.40の間で変化している。こ に応じて、せん断面34の割合は、0.85~0.60の で変化している。その原因は、切断面32の切 り始めの部分40から切り終わりの部分42に向 って、クリアランスLsが増大するように、変 化したからであると考えられる。

 また、図15に示した高低差44を10μm以下と るように、角度Cを0.1°以下に設定すること 実際には困難であり、そのような設定を無 に行うと、再切断の可能性が発生する。よ 詳しく説明すれば、外刃28、並びに上下の ピンドル11および12の芯振れおよび面振れ等 抑えるように機械精度を向上させて、電池 15が振れないように保持することは可能で る。しかしながら、それを実現しようとす と、設備コストが著しく増大するために生 コストの上昇を招く。一方、高低差44が50μm 上となると、内刃18と外刃28とのクリアラン スが大きくなり、上述したように破断面36の 合が大きくなってしまう。これにより、バ 高さ37が20μm以上となってセパレータ53を突 破る可能性が生じてくる。そこで生産性と 全性の観点より、高低差44は10~50μmにするこ とが好ましいものといえる。

 このように、高低差44が10~50μmの範囲内と なるように外刃28の傾斜角度Cを調節すること によって、切り屑の発生を抑えながら、破断 面の割合を0.15~0.40の間に抑えて、バリの高さ を、一般的なセパレータの厚みである20μm以 とすることができる。これにより、電極群 電池缶に挿入するときに、バリ37がセパレ タを突き破り、正極と負極とを短絡させて 電池を熱暴走させるのを回避できる。

 《実施例11》
 本実施例11においては、実施例10において作 製した電池缶を使用してリチウムイオン二次 電池を作製した。
 まず、正極活物質としての100重量部のコバ ト酸リチウムと、導電材としての2重量部の アセチレンブラックと、結着材としての2重 部のポリフッ化ビニリデンとを適量のN-メチ ル-2-ピロリドンと共に双腕式練合機にて攪拌 し、混練することで、正極合剤塗料を調製し た。

 次いで、その塗料を厚みが15μmであるア ミニウム箔の正極集電体の両面に塗布し、 燥後の片面の合剤層の厚みが100μmである正 板の前駆体を作製した。さらに、その正極 を総厚が165μmとなるようにプレスした。こ により、合剤層の片面の厚みは75μmとなった 。その後、上記前駆体を規定の幅にスリット 加工して、正極板を作製した。

 また、負極活物質としての100重量部の人 黒鉛と、結着材としての2.5重量部(結着材の 固形分換算で1重量部)のスチレン-ブタジエン 共重合体ゴム粒子分散体(固形分40重量%)と、 粘剤としての1重量部のカルボキシメチルセ ルロースとを適量の水とともに双腕式練合機 にて攪拌し、負極合剤塗料を調製した。そし て、その塗料を厚みが10μmである銅箔の負極 電体に、幅方向に塗布して、両面に塗布し 乾燥後の合剤層の片面の厚みが100μmである 極板の前駆体を作製した。

 さらに、その前駆体を総厚が170μmとなる うにプレスした。これにより、合剤層の片 の厚みは80μmとなった。その後、上記前駆 を規定の幅にスリット加工して、負極板を 製した。

 それらの正極板および負極板を、間に厚み 20μmであるセパレータを挟んで巻回し、所 の長さで切断して、電極群を構成した。そ 電極群を、上述した電池缶に挿入した。そ 後、EC、DMCおよびMECの混合溶媒に、1MのLiPF 6 と3重量部のVCとを溶解させた非水電解液を注 入し、電池缶を封口して、円筒形のリチウム イオン二次電池を製作した。このようにして 、100個のリチウムイオン二次電池を製作した 。

 そして、作製された全てのリチウムイオン 次電池に対して、内部短絡試験を行った。 の試験内容は、先ず正極端子と負極端子と 間に250Vの電圧を印加し、内部抵抗をテスタ ーにて測定し、内部抵抗が100mω以下である絶 縁不良のリチウムイオン二次電池を計数した 。
 その結果、絶縁不良として検出されるもの なかった。その原因は、切断面32の切り始 の部分を再切断することによる切り屑の発 が無く、またバリの高さが小さく抑えられ いたためであると考えられる。

 本発明は、不要部分を切除する際の切断 の切り始めの部分を再切断することによる 状の切り屑がなく、且つ切断の際のバリの さの小さい電池缶を使用した電池を提供す ことができる。したがって、安全性を向上 せることが可能であることから、特に安全 の向上が求められているリチウムイオン二 電池に適用するのに有用である。