I. コインセルクリンパとは何ですか?
あコインセルクリンパー はsですコイン型電池の外殻（正極シェル）を機械的圧力で密封構造（負極キャップ、シーリングリング）にしっかりと押し付け、電池の密封を実現する特殊装置です。その動作原理は「塑性変形密封」技術に基づいています。金型を通して電池シェルの縁に均一な圧力を加えることで、シェルとシーリングリングが干渉嵌合を形成し、電解液の漏洩経路を遮断するとともに、内部電極構造を損傷する可能性のある過度の圧迫を回避します。
アプリケーションシナリオと自動化の程度に基づいて、コインセルクリンパは主に 3 つのカテゴリに分類されます。
手動圧着機これらはコンパクトなサイズで、ハンドルを手動で回すかレバーを押すことで圧力を加えます。圧力範囲は通常0～5kNです。このような装置は、材料研究開発段階におけるコインセルの組み立てなど、研究室での少量サンプル調製に適しています。
半自動エッジプレス機：電動または空圧駆動システムを搭載し、デジタルパネルで±0.1kNの精度で圧力を設定できます。シングルステーション連続運転に対応し、エッジプレス効率は10～30個/時で、パイロットラインや小規模生産に適しています。
全自動圧着機：供給、位置決め、圧着、検査の全工程を完全自動化システムに統合し、視覚的な位置決めシステムを搭載することで、±0.01mmの精度を実現します。圧力閉ループ制御機能を備え、1時間あたり100～500個のセルを生産できます。民生用電子機器や医療機器向けボタンセルの大量生産に広く使用されています。
II. コインセル圧着機のコア機能
ボタン電池の独特な構造（小型で高い密閉性が求められる）は、圧着機の役割を決定づけます。圧着機は、電池の安全性、性能、寿命サイクル全体にわたって重要な役割を果たします。具体的には、以下の3つの主要な要素に分けられます。
1. シールの安全性を確保し、電解液漏れのリスクを排除
電解液の漏れはボタン電池の故障の主な原因です。圧着機は、圧力、圧着深さ、圧着速度という3つのパラメータを正確に制御することで、信頼性の高いシールバリアを確保します。
物理的なシーリング：圧着ダイは外殻の端を内側に曲げ、正極シェルと負極カバーの間のシーリングガスケット（通常はPP、体育、またはフッ素ゴム製）をしっかりと圧縮し、金属-ゴム-金属の三重シーリング構造を形成し、漏れ率は0.1％未満に制御されます。
化学保護：一部の高級圧着機には、圧力フィードバック調整機能が搭載されています。シールガスケットに軽微な欠陥がある場合、機器が自動的に圧力を調整して補正することで、局所的な圧力不足による電解液の空気接触を防ぎ、バッテリーの自己放電を低減します。これにより、月間2%未満にまで低減できます。
2. 電極構造を安定化し、電池の電気化学性能を向上させる
ボタン電池の電極（正極、負極、セパレーター）は層状に積み重ねられており、エッジプレス工程における圧力の均一性は、電極の接触抵抗とイオン伝導効率に直接影響します。
接触抵抗の制御：高品質のエッジプレス機を使用し、圧力均一性が5%未満であることから、電極と集電体が確実に密着し、局所的な隙間による接触抵抗の増加を回避できます。通常、接触抵抗は50mΩ以下に安定し、充放電時の分極を低減し、バッテリーのレート性能を向上させます。例えば、1C放電容量維持率は85%から95%に向上します。
セパレータの完全性を保護: エッジプレス機の "ソフト スタートーーーー 機能により、過度の瞬間圧力によるセパレータの破裂 (セパレータの厚さは通常 10 ～ 20 μm のみ) を防ぎ、正極と負極の直接接触による短絡を防ぎ、バッテリーのサイクル寿命を向上させます。
3. 複数の仕様に適応し、多様なアプリケーションシナリオに対応
様々な分野のボタン電池（例えば、3Vマンガンリチウム電池CR2032、医療用ヨウ化リチウム電池など）は、サイズが大きく異なります（直径：6～20mm、厚さ：1～5mm）。そのため、圧着機には柔軟な適応性が求められます。
金型の互換性：金型交換は5分以内と迅速で、様々な直径や厚さのボタン電池シェルに対応可能です。また、一部のデバイスでは、異形ボタン電池用の特殊金型など、カスタマイズされた金型にも対応可能です。
パラメータ調整機能: デジタル制御システムにより、圧着圧力 (0 ～ 20kN)、圧着深さ (0 ～ 2mm)、圧着速度 (5 ～ 50mm/分) を調整し、さまざまな材質のシェル (アルミニウム シェル、ステンレス シェルなど) の圧着要件を満たし、シェルの変形を回避します。変形は 0.05mm 以内に制御されます。
3. コインセルクリンパの選択方法
コインセルクリンパを選択する際には、アプリケーションシナリオ（実験室／パイロット生産／量産）、バッテリーの仕様、性能要件などに基づいて総合的に判断する必要があります。以下では、5つの主要な要素から選定基準を示し、様々なシナリオに応じた具体的な提案を示します。
1. コアとなる選定基準：性能からコストまで総合的に評価
圧力制御精度において重要な指標となるのは、圧力範囲、不均一性、再現性です。高品質な装置は通常、圧力範囲が0～20kN、不均一性は5%未満、再現性は±1%に達します。実験室環境では高精度（±0.1kN）の装置を優先すべきですが、量産環境では精度と効率のバランスを取ることが重要です。
金型システムにおいては、金型材質と交換の容易さが重要な指標となります。高品質な金型は硬質合金で作られることが多く、耐摩耗性は1セットあたり5,000回以上、交換時間は5分以内です。購入時には、金型が対象バッテリーの仕様に適合していることを確認してください。
2. シーン別の選択推奨：リソースの無駄を避けるためのニーズの正確なマッチング
研究室R&Dシナリオ（月間生産量<1000個）:
中核となる要件は、小ロット生産、多品種対応、高精度圧着です。機器の圧力精度（±0.1kN）と金型との適合性を重視し、手動または半自動の圧着機を選択することをお勧めします。
パイロットラインシナリオ（月産10,000～100,000個）:
生産効率と設備の柔軟性のバランスをとることが、最も重要な要件です。電動駆動システム（1時間あたり20～30個）と圧力フィードバック調整機能を備えた半自動圧着機を選択することをお勧めします。
大規模生産シナリオ（月産10万個程度）
主な要件は、高容量、高安定性、そして完全自動化です。視覚的な位置決めシステム（精度±0.01mm）、オンラインリーク検出機能（検出効率100%）、MESシステム統合機能を備えた全自動圧着機を選択することをお勧めします。
まとめると、コインセルクリンパーの選定は、「需要重視、性能第一、コスト適正」という原則に従うべきです。実験室での研究開発でも大規模生産でも、機器の性能を実際のニーズに正確に適合させることによってのみ、ボタン電池の品質を保証し、効率とコストの最適なバランスを実現することができます。
