二次電池およびその製造方法
【課題】正極電極または負極電極を切断する工程で切断された側縁に形成されるエッジによりスペーサが破損されることを防ぐ。
【解決手段】図示しない搬送装置により負極電極１２をＡ方向に搬送し、搬送量、すなわち負極電極１２の長さをタッチローラ５１で測定する。負極電極１２を所定長Ｌcだけ搬送したら、発光器５３および受光器５４により、負極リード１７の有無を検出する。そして、負極リード１７の間にカッタ５５が対応する位置で負極電極１２の搬送を停止して、負極電極１２をカッタ５５により切断する。このようにして、負極電極１２を、負極リード１７が形成された位置では切断しないようにする。
【解決手段】図示しない搬送装置により負極電極１２をＡ方向に搬送し、搬送量、すなわち負極電極１２の長さをタッチローラ５１で測定する。負極電極１２を所定長Ｌcだけ搬送したら、発光器５３および受光器５４により、負極リード１７の有無を検出する。そして、負極リード１７の間にカッタ５５が対応する位置で負極電極１２の搬送を停止して、負極電極１２をカッタ５５により切断する。このようにして、負極電極１２を、負極リード１７が形成された位置では切断しないようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、二次電池およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウム二次電池等に代表される円筒形二次電池においては、正極合剤が形成された正極電極と負極合剤が形成された負極電極とをセパレータを介して軸芯の周囲に捲回して電極群を構成する。正極合剤は正極シートの両面に形成され、正極シートの長手方向に沿う一側縁部は正極合剤が形成されない正極合剤未処理部とされる。正極合剤未処理部には、正極電極を正極集電部材に溶接するため、通常、タブと言われる複数の正極リードが、正極電極の長手方向の一側縁に沿って所定間隔で正極シートに一体に形成される。負極電極側においても同様で、負極シートの両面に、長手方向に沿う一側縁部に負極合剤が形成されない負極合剤未処理部が形成されるように負極合剤が形成され、かつ、負極集電部材に溶接される複数の負極リードが負極電極の長手方向に沿う一側縁部に所定間隔で負極シートと一体に形成される。
【０００３】
正極電極および負極電極は、それぞれ、発電量を満足する所定の長さ以上の長さを有する長尺状に形成され軸芯に捲回される。正極電極あるいは負極電極は、軸芯に捲回する前に、電極シートの両面に正極合剤または負極合剤を形成し、電極シートを搬送しながらロールカッタなどにより切断して正極リードまたは負極リードを形成しておく。そして、上記した如く、正極電極あるいは負極電極の長さを所定の長さ以上として切断する。従って、通常は切断縁と正極リードあるいは負極リードとの距離は不定である。この場合、正極電極および負極電極の切断端縁を、それぞれ、正極電極の正極リードの端縁または負極電極の端縁に一致するようにした構造も知られている（例えば、特許文献１の図４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１１８５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した如く、正極電極あるいは負極電極は所定以上の長さとなる位置でカッタ等により切断されるが、この際、切断縁を観察すると、ばりのようなエッジが立つことが確認された。このため、先行文献１の図４に図示される如く、切断位置が正極電極の正極リードの端縁または負極電極の端縁に一致するような場合には、切断縁に形成されたエッジによりセパレータが破断され、信頼性が低下する。
このことについて説明する。正極電極と負極電極の間に配置されるセパレータは、正極リードの根元側および負極リードの根元側を覆う幅を有する。しかし、正極シートおよび負極シートを切断する際に生じるエッジは、正極シートまたは負極シートにおける幅全体に生じる。
【０００６】
上述した如く、セパレータは、正極リードの根元または負極リードの根元までを覆う幅を有しており、それよりも先端側を覆うものではない。このため、正極シートおよび負極シートの切断縁に形成されたエッジは、セパレータの幅の外側にも存在することになる。このセパレータの幅の外側に位置するエッジがセパレータの側縁に食い込む。側縁に破損箇所が生じると、捲回工程等の以降の工程において、セパレータ内部に向けて破損が進行する。このようにして、セパレータに破断が引き起こされる虞がある。セパレータの破断は、電池の内部短絡等に直結し、信頼性を低下する。上述した現象は、正極リードまたは負極リードの中央部で切断した場合にも、同様に生じる。
【０００７】
なお、正極電極および負極電極の長さを所定値以上にするだけでは、正極電極および負極電極の面積のばらつきに伴って放電容量等の特性にばらつきが生じるので、例えば、車載用等のように多数の二次電池を組み合わせて１つのシステムを構成する場合等において、好ましくない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の二次電池は、長手方向おける一側縁に沿って所定間隔で複数の負極リードが形成された負極シートを有し、負極シートの両面に負極合剤が形成された負極電極および、長手方向における一側縁に対向する他側縁に沿って所定間隔で複数の正極リードが形成された正極シートを有し、正極シートの両面に正極合剤が形成された正極電極がセパレータを介して軸芯の周囲に捲回された電極群と、電極群の前記一側縁側に配置され複数の正極リードが接続された正極集電部材と、電極群の他側縁側に配置され複数の負極リードが接続された負極集電部材と、電極群、正極電極および負極電極が収容された電池容器とを備え、軸芯に捲回された負極電極における最も内周側の負極リードは、最も内周側の負極電極の軸方向に平行な先端縁から、負極電極における最も外周側の負極リードは、最も外周側の負極電極の軸方向に平行な終端縁から、それぞれ、負極リード間の所定間隔より小さい所定の距離だけ内側に位置し、軸芯に捲回された正極電極における最も内周側の正極リードは、最も内周側の正極電極の軸方向に平行な先端縁から、正極電極における最も外周側の正極リードは、最も外周側の正極電極の軸方向に平行な終端縁から、それぞれ、正極リード間の所定間隔より小さい所定の距離だけ離間して設けられていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の二次電池の製造方法は、長手方向おける一側縁に沿って所定の間隔をおいて複数の負極リードが形成された負極シートを有し、負極シートの両面に負極合剤が形成された長尺状の負極電極、および長手方向における一側縁に対向する他側縁に沿って所定の間隔をおいて複数の正極リードが形成された正極シートを有し、正極シートの両面に正極合剤が形成された長尺状の正極電極がセパレータを介して軸芯の周囲に捲回された電極群と、電極群の前記一側縁側に配置され複数の正極リードが接続された正極集電部材と、電極群の他側縁側に配置され複数の負極リードが接続された負極集電部材と、電極群、正極電極および負極電極が収容された電池容器とを備えた二次電池の製造方法において、それぞれ、軸芯に捲回される長さより長い長さを有する負極電極または正極電極を、セパレータを介して軸芯に捲回する工程と、この後、正極電極または負極電極が、それぞれ、所定の長さに達したことを検出する工程と、この後、正極電極または負極電極を、それぞれ、正極リード間または負極リード間で切断する工程と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の二次電池およびその製造方法によれば、正極電極または負極電極を、それぞれ、正極リード間または負極リード間で切断するので、切断時に形成されるエッジによりセパレータが破断することがなく、信頼性の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の二次電池の一実施形態としての円筒形二次電池の断面図。
【図２】図１に示された円筒形二次電池の分解斜視図。
【図３】図１の電極群の詳細を示すための一部を切断した状態の斜視図。
【図４】図３に図示された電極群を展開した状態の平面図。
【図５】図３に図示された電極群を作製するための最初の工程を説明するための斜視図。
【図６】図３に図示された電極群の完成状態を示す外観斜視図。
【図７】電極群の作製方法を説明するための斜視図。
【図８】図３に図示された電極群を構成する各部材の位置関係を説明するための平面図。
【図９】電極を切断する工程の処理フロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
−円筒形二次電池の構造−
以下、この発明の円筒形二次電池を、リチウムイオン円筒形二次電池を一実施形態として図面と共に説明する。
図１は、この発明の円筒形二次電池の一実施形態を示す断面図であり、図２は、図１に示された円筒形二次電池の分解斜視図である。
円筒形二次電池１は、例えば、外形４０ｍｍφ、高さ１００ｍｍの寸法を有する。
この円筒形二次電池１は、有底円筒形の電池容器２およびハット形の上蓋３の内部に、以下に説明する発電用の各構成部材を収容している。有底円筒形の電池容器２には、その開放側である上端部側に電池容器２の内側に突き出した溝２ａが形成されている。
【００１３】
１０は、電極群であり、中央部に軸芯１５を有し、軸芯１５の周囲に正極電極および負極電極が捲回されている。図３は、電極群１０の構造の詳細を示し、一部を切断した状態の斜視図である。図３に図示されるように、電極群１０は、軸芯１５の周囲に、正極電極１１、負極電極１２、および第１、第２のセパレータ１３、１４が捲回された構成を有する。
軸芯１５は、中空円筒状を有し、軸芯１５には、負極電極１２、第１のセパレータ１３、正極電極１１および第２のセパレータ１４が、この順に積層され、捲回されている。最内周の負極電極１２の内側には第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４が数周（図３では、１周）捲回されている。また、最外周は負極電極１２およびその外周に捲回された第１のセパレータ１３となっている。最外周の第１のセパレータ１３が接着テープ１９で止められる（図２参照）。
【００１４】
正極電極１１は、アルミニウム箔により形成され長尺な形状を有し、正極シート１１ａと、この正極シート１１ａの両面に正極合剤１１ｂが塗布された正極処理部を有する。正極シート１１ａの長手方向に沿う上方側の一側縁は、正極合剤１１ｂが塗布されずアルミニウム箔が表出した正極合剤未処理部１１ｃとなっている。この正極合剤未処理部１１ｃには、軸芯１５と平行に上方に突き出す多数の正極リード１６が等間隔に一体的に形成されている。
【００１５】
正極合剤１１ｂは正極活物質と、正極導電材と、正極バインダとからなる。正極活物質はリチウム酸化物が好ましい。例として、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウム、リチウム複合酸化物（コバルト、ニッケル、マンガンから選ばれる２種類以上を含むリチウム酸化物）などが挙げられる。正極導電材は、正極合剤中におけるリチウムの吸蔵放出反応で生じた電子の正極電極への伝達を補助できるものであれば制限は無い。しかし中でも上述の材料である、コバルト酸リチウムとマンガン酸リチウムとニッケル酸リチウムとからなるリチウム複合酸化物を使用することにより良好な特性がえられる
【００１６】
正極バインダは、正極活物質と正極導電材を結着させ、また正極合剤と正極集電体を結着させることが可能であり、非水電解液との接触により、大幅に劣化しなければ特に制限はない。正極バインダの例としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）やフッ素ゴムなどが挙げられる。正極合剤層の形成方法は、正極電極上に正極合剤が形成される方法であれば制限はない。正極合剤１１ｂの形成方法の例として、正極合剤１１ｂの構成物質の分散溶液を正極シート１１ａ上に塗布する方法が挙げられる。このような方法で製造することにより特性の優れた正極合剤が得られる。
【００１７】
正極合剤１１ｂを正極シート１１ａに塗布する方法の例として、ロール塗工法、スリットダイ塗工法、などが挙げられる。正極合剤１１ｂに分散溶液の溶媒例としてＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）や水等を添加し、混練したスラリを、厚さ２０μｍのアルミニウム箔の両面に均一に塗布し、乾燥させた後、裁断する。正極合剤１１ｂの塗布厚さの一例としては片側約４０μｍである。正極シート１１ａを裁断する際、正極リード１６を一体的に形成する。すべての正極リード１６の長さは、ほぼ同じである。
【００１８】
負極電極１２は、銅箔により形成され長尺な形状を有し、負極シート１２ａと、この負極シート１２ａの両面に負極合剤１２ｂが塗布された負極処理部を有する。負極シート１２ａの長手方向に沿う下方側の側縁は、負極合剤１２ｂが塗布されず銅箔が表出した負極合剤未処理部１２ｃとなっている。この負極合剤未処理部１２ｃには、正極リード１６とは反対方向に延出された、多数の負極リード１７が等間隔に一体的に形成されている。
【００１９】
負極合剤１２ｂは、負極活物質と、負極バインダと、増粘剤とからなる。負極合剤１２ｂは、アセチレンブラックなどの負極導電材を有しても良い。負極活物質としては、黒鉛炭素を用いること、特に人造黒鉛を使用することが好ましい。しかしその中でも次に記載する方法により優れた特性の負極合剤が得られる。黒鉛炭素を用いることにより、大容量が要求されるプラグインハイブリッド自動車や電気自動車向けのリチウムイオン二次電池が作製できる。負極合剤１２ｂの形成方法は、負極シート１２ａ上に負極合剤１２ｂが形成される方法であれば制限はない。負極合剤１２ｂを負極シート１２ａに塗布する方法の例として、負極合剤１２ｂの構成物質の分散溶液を負極シート１２ａ上に塗布する方法が挙げられる。塗布方法の例として、ロール塗工法、スリットダイ塗工法などが挙げられる。
【００２０】
負極合剤１２ｂを負極シート１２ａに塗布する方法の例として、負極合剤１２ｂに分散溶媒としてＮ−メチル−２−ピロリドンや水を添加し、混練したスラリを、厚さ１０μｍの圧延銅箔の両面に均一に塗布し、乾燥させた後、裁断する。負極合剤１２ｂの塗布厚さの一例としては片側約４０μｍである。負極シート１２ａを裁断する際、負極リード１７を一体的に形成する。すべての負極リード１７の長さは、ほぼ同じである。
【００２１】
第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４の幅をＷS、負極シート１２ａに形成される負極合剤１２ｂの幅をＷC、正極シート１１ａに形成される正極合剤１１ｂの幅をＷAとした場合、下記の式を満足するように形成される。
ＷS＞ＷC＞ＷA（図３参照）
すなわち、正極合剤１１ｂの幅ＷAよりも、常に、負極合剤１２ｂの幅ＷCが大きい。これは、リチウムイオン二次電池の場合、正極活物質であるリチウムがイオン化してセパレータを浸透するが、負極側に負極活物質が形成されておらず負極シート１２ａが露出していると負極シート１２ａにリチウムが析出し、内部短絡を発生する原因となるからである。
【００２２】
セパレータ１３は、例えば、厚さ４０μｍのポリエチレン製多孔膜である。
図１および図３において、中空な円筒形状の軸芯１５は軸方向（図面の上下方向）の上端部の内面に径大の溝１５ａが形成され、この溝１５ａに正極集電部材３１が圧入されている。正極集電部材３１は、例えば、アルミニウムにより形成され、円盤状の基部３１ａ、この基部３１ａの内周部において軸芯１５側に向かって突出し、軸芯１５の内面に圧入される下部筒部３１ｂ、および外周縁において上蓋３側に突き出す上部筒部３１ｃを有する。正極集電部材３１の基部３１ａには、電池内部で発生するガスを放出するための開口部３１ｄ（図２参照）が形成されている。また、正極集電部材３１には開口部３１ｅが形成されているが、開口部３１ｅの機能については後述する。
【００２３】
正極シート１１ａの正極リード１６は、すべて、正極集電部材３１の上部筒部３１ｃに溶接される。この場合、図２に図示されるように、正極リード１６は、正極集電部材３１の上部筒部３１ｃ上に重なり合って接合される。各正極リード１６は大変薄いため、１つでは大電流を取りだすことができない。このため、軸芯１５への巻き始めから巻き終わりまでの全長に亘り、多数の正極リード１６が所定間隔に形成されている。
【００２４】
正極集電部材３１は、電解液によって酸化されるので、アルミニウムで形成することにより信頼性を向上することができる。アルミニウムは、なんらかの加工により表面が表出すると、直ちに、表面に酸化アルミウム皮膜が形成され、この酸化アルミニウム皮膜により、電解液による酸化を防止することができる。
また、正極集電部材３１をアルミニウムで形成することにより、正極シート１１ａの正極リード１６を超音波溶接またはスポット溶接等により溶接することが可能となる。
【００２５】
軸芯１５の下端部の外周には、外径が径小とされた段部１５ｂが形成され、この段部１５ｂに負極集電部材２１が圧入されて固定されている。負極集電部材２１は、例えば、銅により形成され、円盤状の基部２１ａに軸芯１５の段部１５ｂに圧入される開口部２１ｂが形成され、外周縁に、電池容器２の底部側に向かって突き出す外周筒部２１ｃが形成されている。
負極シート１２ａの負極リード１７は、すべて、負極集電部材２１の外周筒部２１ｃに超音波溶接等により溶接される。各負極リード１７は大変薄いため、大電流を取りだすために、軸芯１５への巻き始めから巻き終わりまで全長にわたり、所定間隔で多数形成されている。
【００２６】
負極集電部材２１の外周筒部２１ｃの外周には、負極シート１２ａの負極リード１７およびリング状の押え部材２２が溶接されている。多数の負極リード１７は、負極集電部材２１の外周筒部２１ｃの外周に密着させておき、負極リード１７の外周に押え部材２２を巻き付けて仮固定し、この状態で溶接される。
負極集電部材２１の下面には、銅製の負極通電リード２３が溶接されている。
負極通電リード２３は、電池容器２の底部において、電池容器２に溶接されている。電池容器２は、例えば、０．５ｍｍの厚さの炭素鋼で形成され、表面にニッケルメッキが施されている。このような材料を用いることにより、負極通電リード２３は、電池容器２に抵抗溶接等により溶接することができる。
ここで、正極集電部材３１に形成された開口部３１ｅは、負極通電リード２３を電池容器２に溶接するための電極棒（図示せず）を挿通するためのものである。より詳細には、電極棒を正極集電部材３１に形成された開口部３１ｅから軸芯１５の中空部に差し込み、その先端部で負極通電リード２３を電池容器２の底部内面に押し付けて抵抗溶接を行う。
【００２７】
正極集電部材３１の上部筒部３１ｃの外周には、正極シート１１ａの正極リード１６およびリング状の押え部材３２が溶接されている。多数の正極リード１６は、正極集電部材３１の上部筒部３１ｃの外周に密着させておき、正極リード１６の外周に押え部材３２を巻き付けて仮固定し、この状態で溶接される。
多数の正極リード１６が正極集電部材３１に溶接され、多数の負極リード１７が負極集電部材２１に溶接されることにより、正極集電部材３１、負極集電部材２１および電極群１０が一体的にユニット化された発電ユニット２０が構成される（図２参照）。但し、図２においては、図示の都合上、負極集電部材２１、押え部材２２および負極通電リード２３は発電ユニット２０から分離して図示されている。
【００２８】
また、正極集電部材３１の基部３１ａの上面には、複数のアルミニウム箔が積層されて構成されたフレキシブルな接続部材３３が、その一端を溶接されて接合されている。接続部材３３は、複数枚のアルミニウム箔を積層して一体化することにより、大電流を流すことが可能とされ、且つ、フレキシブル性を付与されている。つまり、大電流を流すには接続部材の厚さを大きくする必要があるが、１枚の金属板で形成すると剛性が大きくなり、フレキシブル性が損なわれる。そこで、板厚の小さな多数のアルミニウム箔を積層してフレキシブル性を持たせている。接続部材３３の厚さは、例えば、０．５ｍｍ程度であり、厚さ０．１ｍｍのアルミニウム箔を５枚積層して形成される。
【００２９】
正極集電部材３１の上部筒部３１ｃ上には、円形の開口部４１ａを有する絶縁性樹脂材料からなるリング状の絶縁板４１が載置されている。
絶縁板４１は、開口部４１ａ（図２参照）と下方に突出す側部４１ｂを有している。絶縁材４１の開口部４１ａ内には接続板３５が嵌合されている。接続板３５の下面には、フレキシブルな接続部材３３の他端が、接続板３５に溶接されて固定されている
【００３０】
接続板３５は、アルミニウム合金で形成され、中央部を除くほぼ全体が均一でかつ、中央側が少々低い位置に撓んだ、ほぼ皿形状を有している。接続板３５の厚さは、例えば、１ｍｍ程度である。接続板３５の中心には、薄肉でドーム形状に形成された突起部３５ａが形成されており、突起部３５ａの周囲には、複数の開口部３５ｂ（図２参照））が形成されている。開口部３５ｂは、電池内部に発生するガスを放出する機能も有している。
【００３１】
接続板３５の突起部３５ａはダイアフラム３７の中央部の底面に抵抗溶接または摩擦拡散接合により接合されている。ダイアフラム３７はアルミニウム合金で形成され、ダイアフラム３７の中心部を中心とする円形の切込み３７ａを有する。切込み３７ａはプレスにより上面側をＶ字形状に押し潰して、残部を薄肉にしたものである。ダイアフラム３７は、電池の安全性確保のために設けられており、電池の内圧が上昇すると、第１段階として、上方に反り、接続板３５の突起部３５ａとの接合を剥離して接続板３５から離間し、接続板３５との導通を絶つ。第２段階として、それでも内圧が上昇する場合は切込み３７ａにおいて開裂し、内部のガスを放出する機能を有する。
【００３２】
ダイアフラム３７は周縁部において上蓋３の周縁部を固定している。ダイアフラム３７は図２に図示されるように、当初、周縁部に上蓋３側に向かって垂直に起立する側部３７ｂを有している。この側部３７ｂ内に上蓋３を収容し、かしめ加工により、側部３７ｂを上蓋３の上面側に屈曲して固定する。
上蓋３は、炭素鋼等の鉄で形成してニッケルめっきが施されており、ダイアフラム３７に接触する円盤状の周縁部３ａとこの周縁部３ａから上方に突出す有頭無底の筒部３ｂを有するハット形を有する。筒部３ｂには複数の開口部３ｃが形成されている。この開口部３ｃは、電池内部に発生するガス圧によりダイアフラム３７が開裂した際、ガスを電池外部に放出するためのものである。
なお、上蓋３が鉄で形成されている場合には、別の円筒形二次電池と直列に接合する際、鉄で形成された別の円筒形二次電池とスポット溶接により接合することが可能である。
【００３３】
ダイアフラム３７の側部３７ｂと周縁部を覆ってガスケット４３が設けられている。ガスケット４３は、当初、図２に図示されるように、リング状の基部４３ａの周側縁に、上部方向に向けてほぼ垂直に起立して形成された外周壁部４３ｂと、内周側に、基部４３ａから下方に向けてほぼ垂直に垂下して形成された筒部４３ｃとを有する形状を有している。
そして、詳細は後述するが、プレス等により、電池容器２と共にガスケット４３の外周壁部４３ｂを折曲して基部４３ａと外周壁部４３ｂにより、ダイアフラム３７と上蓋３を軸方向に圧接するようにかしめ加工される。これにより、上蓋３とダイアフラム３７とがガスケット４３を介して電池容器２に固定される。
【００３４】
電池容器２の内部には、非水電解液が所定量注入されている。非水電解液の一例としては、リチウム塩がカーボネート系溶媒に溶解した溶液を用いることが好ましい。リチウム塩の例として、フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ４）、などが挙げられる。また、カーボネート系溶媒の例として、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、或いは上記溶媒の１種類以上から選ばれる溶媒を混合したもの、が挙げられる。
【００３５】
図４は、図３に図示された電極群の終端側を展開した状態の平面図であり、図５は、図３に図示された電極群を作製するための最初の工程を説明するための斜視図であり、図６は、３に図示された電極群の完成状態を示す外観斜視図である。
図３に図示されるように電極群１０は、終端側からみて最外周に第１のセパレータ１３が捲回され、その内側に負極電極１２が捲回され、負極電極１２の内側に第２のセパレータ１４が捲回され、第２のセパレータ１４の内側に正極電極１１が捲回されている。
【００３６】
従って、図４に図示されるように、第１のセパレータ１３の長さが最も長くその終端縁１３ａが軸芯１５から最も遠くに位置する。第１のセパレータ１３の次に第２のセパレータ１４が長く、その終端縁１４ａが第１のセパレータ１３の終端縁１３ａより少し軸芯１５側に位置している。正極電極１１と負極電極１２とは、負極電極１２の方が長い。しかし、負極電極１２は、第２のセパレータ１４より短く、負極電極１２の終端縁１２ｃは、第２のセパレータ１４の終端縁１４ａより軸芯１５側に位置している。正極電極１１は、負極電極１１より短く、その終端縁１１ｃは最も軸芯１５に近い位置となっている。
【００３７】
また、第１のセパレータ１３と第２のセパレータ１４の幅は同一であり、共に、正極電極１１および負極電極１２の幅よりも大きく、正極電極１１の正極リード１６の根元および負極電極１２の負極リード１７の根元を覆っている。しかし、正極リード１６の根元より先端側の部分および負極リード１７の根元より先端側の部分は第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４の外側に延出されている。
【００３８】
正極電極１１の正極リード１６および負極電極１２の負極リード１７は所定のピッチＰで配列されている。また、正極リード１６の最も外側（外周側）の正極リード１６の中心と終端縁１１ｃの距離はＰ／２であり、負極リード１７の最も外側（外周側）の正極リード１７の中心と終端縁１２ｃの距離はＰ／２である。ここで、正極リード１６の幅、および負極リード１７の幅を、それぞれ、ｗとし、正極リード１６の間隔および負極リード１７の間隔をＳとすると、Ｓ＝（Ｐ−ｗ）となる。
【００３９】
図５は、第１のセパレータ１３、第２のセパレータ１４、負極電極１２および正極電極１１を軸芯に捲回する状態における先端側を示す斜視図である。第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４の先端縁（図示せず）を、軸芯１５に溶接し、１〜数周、軸芯１５に捲回する。この場合、第１のセパレータ１３の先端縁および第２のセパレータ１４の先端縁はその位置を揃えてもよいし、ずらしてもよい。
そして、第２のセパレータ１４と第１のセパレータ１３との間に負極電極１２を挟み込む。また、第１のセパレータ１３と第２のセパレータ１４との間に正極電極１１を挟み込む。この時、正極電極１１の先端縁１１ｄが負極電極１２の先端縁１２ｄよりも外周側に位置するようにする。
【００４０】
この後、図示はしないが、捲回装置の回転軸を軸芯１５に連結して軸芯１５を回転駆動すると、負極電極１２および正極電極１１は、第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４の間で圧接され、軸芯１５の周囲に所定の回転トルクで捲回される。そして、最外周の第１のセパレータ１３の外周を接着テープ１９で接着する。図６は、このようにして作製された電極群１０の完成状態を示す斜視図である。
【００４１】
上記において、正極電極１１および負極電極１２は、軸芯１５に捲回する前に予め所定の長さに切断しておく。この場合、正極電極１１は、正極電極１１の終端縁１１ｃおよび先端縁１１ｄが正極リード１６の中間部、特に好ましい位置としては、正極リード１６のピッチＰの中央（中心）の位置で切断される。また、負極電極１２は、負極電極１２の終端縁１２ｃおよび先端縁１２ｄが負極リード１７の中間部、特に好ましい位置としては、負極リード１７のピッチＰの中間（中心）の位置で切断される。
次に、正極電極１１および負極電極１２の切断方法を説明する。
【００４２】
図７は、負極電極１２の切断方法を説明するための斜視図であり、図９は負極電極１２の切断工程の処理フローである。正極電極１１の切断についても、負極電極１２と同様に行われるので、ここでは、負極電極１２の場合についてのみ説明する。
負極電極１２には、負極シート１２ａの両面に負極合剤１２ｂが形成された後、負極シート１２ａの長手方向に沿う一側縁側が、例えば、ロールカッタ（図示せず）等の切断装置により切断され負極リード１７が形成されている。この場合、負極リード１７は、すべて実質的に等しいピッチＰを有している。但し、負極電極１２の全体の長さＬT（図示せず）は、１つの電極群１０に必要な長さＬCよりも大きい長さを有している。
【００４３】
このような負極電極１２をタッチローラ５１の外周に巻き付け、ローラまたは適宜なハンドグリップを有する搬送装置（不図示）により負極電極１２をＡ方向に引っ張る。負極電極１２Ａの搬送に伴って、負極電極１２におけるタッチローラ５１に巻き付けられた部分がタッチローラ５１の外周の円弧形状に沿うＡ’方向に移動し、これと共にタッチローラ５１が、軸５２を中心に負極電極１２の移動量に対応する角度だけＡ’方向に回転する。タッチローラ５１にはロータリーエンコーダ（不図示）が設けられており、タッチローラ５１が回転すると、回転数に応じたパルス列信号がロータリーエンコーダから出力される。このパルス数をカウントすることにより、負極電極１２の移動量が演算され、その長さが算出される。
【００４４】
なお、タッチローラ５１は、負極電極１２の移動に伴って滑らずに軸５２を中心に回動する必要がある。そこで、負極電極１２とタッチローラ５１との摩擦力を大きくするため、負極電極１２がタッチローラ５１に接面する巻き付け角度は９０°以上であり、１８０°に近い角度となっている。
【００４５】
図７において、５３は赤外線を出射する発光器であり、５４は発光器５３から出射された赤外線を受光する受光器である。発光器５３および受光器５４は赤外線センサを構成し、発光器５３からの光の光路が負極リード１７の移動経路上に位置するように配置される。また、５５は負極電極１２を切断するカッタである。
【００４６】
以下の説明では、発光器５３からの出射光の光路が負極電極１７と交差する位置と、負極電極１７上でのカッタ５５の切断位置が一致しているものとして説明する。
以下、図９の処理フローを参照して、負極電極１２の切断方法を説明する。
【００４７】
上述したように、図示しない搬送装置により負極電極１２をＡ方向に搬送する。ステップＳ１では、上述したロータリーエンコーダからのパルス列信号に基づいて、負極電極１２の搬送量を監視し、負極電極１２の長さが、１つの電極群１０に必要とされる所定長Ｌcに達したかどうかを判断する。
【００４８】
そして、負極電極１２の長さが所定長Ｌcに達すると、ステップＳ２において、負極リード１７が発光器５３からの光を遮っているか否かを受光器５４の信号レベルで判定する。発光器５３からの光が受光器５４で受光されていれば、負極リード１７が光を遮っていないので、ステップＳ２はＮｏと判断されステップＳ３に進む。
【００４９】
ステップＳ２においてＮｏと判断された状態は、発光器５３からの光が負極リード１７間の間隔Ｓの領域を通過して受光器５４で受光されている状態である。すなわち、負極電極１２の長さが所定長さＬｃであることが計測されたとき、受光器５４が負極リード１７を検出していない。そこで、ステップＳ３では、負極電極１２の長さが必要とされる所定長Ｌcに達した後、最初の負極リード１７を検出するまでステップＳ３を繰り返し実行する。
【００５０】
ステップＳ３でＹｅｓとなると、すなわち、負極リード１７が検出されると、ステップＳ４で、負極リード１７の後縁が検出されたか否かを判定する。これは、負極リード１７がさらにＡ方向に移動して、発光器５３からの光が受光器５４で受光されたことを検出して判定することができる。なお、ステップＳ２でＹｅｓと判断された場合には、直ちに、ステップＳ４の処理が行われる。
【００５１】
ステップＳ４でＹｅｓと判断されれば、ステップＳ５で、負極電極１２をＳ／２＝（Ｐ―ｗ）／２だけ搬送する。これは、負極電極１２の負極リード１７の間隔Ｓの中央をカッタ５５の設置された位置に一致させる動作である。次に、ステップＳ６で負極電極１２の搬送を停止し、ステップＳ７でカッタ５５を作動して負極電極１２を切断して終了する。
【００５２】
このように、負極電極１２は、負極リード１７の間隔Ｓの中央（中心）で切断される。負極リード１７の間隔Ｓの位置においては、負極電極１２の軸方向の幅は、図４に図示される通り、第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４より狭く、長手方向に沿う両側縁は、第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４の幅の内側に位置する。つまり、カッタ５５による切断により切断箇所にバリのようなエッジが立ったとしても、エッジは第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４の幅の内側に位置し、その外側に形成されることはない。このため、エッジにより第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４の長手方向に沿う両側縁が破損されることはない。
【００５３】
また、上記した処理フローおいて、負極電極１２の長さをタッチローラ５１の回転に連動するロータリーエンコーダにより測定しているので、負極電極１２の長さのばらつきを大変小さくすることができる。負極電極１２の長さ、すなわち面積のばらつきは、放電容量等の特性のばらつきとなるので、できる限り小さくすることが好ましい。
【００５４】
従来では、負極リード１７および正極リード１７（以下、電極リードという）の面積を、電極群１０で発電される電力の電流を十分に流すことが可能な大きさにするようにしていた。このため、電極リードの数が所定数に達した位置で負極電極１７および正極電極１６を切断していた。この場合、電極リードを形成する方法としては、一般には、負極電極１２または正極電極１６を搬送しながらロールカッタで切断する方法が採用されている。
【００５５】
ロールカッタにより切断法では、周囲の環境条件により、搬送装置またはロールカッタの速度が２〜３％程度、低速側あるいは高速側にシフトすることがある。例えば、電極リードの間隔Ｓが２０ｍｍ、リード本数が２００本の場合、仮に１つの電極リードの間隔Ｓが０．５ｍｍ（２．５％）ずれたとすると、全長では１００ｍｍのばらつきが生じる。
【００５６】
これに対して、本発明の実施形態では、上述した通り、負極電極１２の長さをタッチローラ５１により測定するために、負極電極１２の長さのばらつきを従来に比して遥かに小さくすることができるものである。
【００５７】
図９の処理フローにおいて説明した通り、本発明の実施形態では、負極電極１２は、負極リード１７の間隔Ｓの中央で切断される。このため、次に、切断されて残った側の負極電極１２側において、先端縁１２ｄは、最も先端側の負極リード１７の中心から負極リード１７のピッチＰの１／２の位置、換言すれば、負極リード１７の間隔Ｓの中央に位置する。
【００５８】
従って、この切断された側縁を、そのまま、先端縁１２ｄとして軸芯１５に捲回し、負極電極１２の終端側において同じように切断して終端縁１２ｄを形成すれば、先端縁１２ｄおよび終端縁１２ｃを隣接の負極リード１７から同一の距離に位置付けることができる。このようにして、先端縁１２ｃおよび終端縁１２ｄが負極リード１７の間隔Ｓの中央の位置に形成された電極群１０を次々に作製することができる。
【００５９】
図８は、軸芯１５に捲回された、負極電極１２および正極電極１１の先端側および終端側を示す平面図である。
負極電極１２の先端縁１２ｄは最も先端側の負極リード１７の幅の中心から、Ｐ／２の位置にあり、終端縁１２ｃは最も終端側の負極リード１７の幅の中心からＰ／２の位置にある。また、正極電極１１の先端縁１１ｄは最も先端側の正極リード１６の幅の中心から、Ｐ／２の位置にあり、終端縁１１ｃは最も終端側の正極リード１６の幅の中心からＰ／２の位置にある。
【００６０】
次に、本発明円筒形二次電池の製造方法について説明する。
−円筒形二次電池の製造方法−
正極シート１１ａの両面に、正極合剤１１ｂおよび正極合剤未処理部１１ｃが形成され、また、多数の正極リード１６が正極シート１１ａに一体に形成された正極電極１１を作製する。また、負極シート１２ａの両面に負極合剤１２ｂおよび負極処理部１２ｃが形成され、多数の負極リード１７が負極シート１２ａに一体に形成された負極電極１２を作製する。
【００６１】
正極電極１１および負極電極１２を作製するに際しては、図７および図９に図示されるように、正極電極１１および負極電極１２の搬送量をセンサにより検出し、所定長Ｌcに達したか否かを判断する。そして、所定長Ｌcに達したならば、センサにより正極リード１６間または負極リード１７間の位置を検出し、この位置で切断する。この場合、先端縁および終端縁が、正極リード１６または負極リード１７の間隔Ｓの中央の位置となるようの切断することが望ましい。
【００６２】
そして、第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４の最も内側の側縁部を軸芯１５に溶接する。次に、第１のセパレータ１３と第２のセパレータ１４を軸芯１５に１〜数周捲回し、次に、第２のセパレータ１４と第１のセパレータ１３との間に負極電極１２を挟み込み、所定角度、軸芯１５を捲回する。次に、第１のセパレータ１３と第２のセパレータ１４との間に正極電極１１を挟み込む。そして、この状態で、所定の巻数分、捲回して電極群１０を作製する。
【００６３】
次に、電極群１０の軸芯１５の下部に負極集電部材２１を取り付ける。負極集電部材２１の取り付けは、負極集電部材２１の開口部２１ｂを軸芯１５の下端部に設けられた段部１５ｂに嵌入して行う。次に、負極集電部材２１の外周筒部２１ｃの外周の全周囲に亘り、負極リード１７をほぼ均等に配分して密着し、負極リード１７の外周に押え部材２２を巻き付ける。そして、超音波溶接等により、負極集電部材２１に負極リード１７および押え部材２２を溶接する。次に、軸芯１５の下端面と負極集電部材２１とに跨るように負極通電リード２３を負極集電部材２１に溶接する。
【００６４】
次に、正極集電部材３１の基部３１ａに接続部材３３の一端部を、例えば超音波溶接等により溶接する。次に、接続部材３３が溶接された正極集電部材３１の下部筒部３１ｂを軸芯１５の上端側に設けられた溝１５ａに嵌合する。この状態で、正極集電部材３１の上部筒部３１ｃの外周の全周囲に亘り、正極リード１６をほぼ均等に配分して密着し、正極１６の外周に押え部材３２を巻き付ける。そして、超音波溶接等により、正極集電部材３１に正極リード１６および押え部材３２を溶接する。このようにして、図２に図示される発電ユニット２０が作製される。
【００６５】
次に、発電ユニット２０を収容可能なサイズを有する金属製の有底円筒部材に、上述の工程を経て作製された発電ユニット２０を収容する。有底円筒部材は、電池容器２となるものである。以下において、説明を簡素にして明瞭にするために、この有底円筒部材を電池容器２として説明する。
電池容器２内に収納した発電ユニット２０の負極通電リード２２を、電池容器２に抵抗溶接等により溶接する。この場合、正極集電部材３１の開口部３１ｅから、図示はしないが、電極棒を差し込み、軸芯１５の中空部を挿通して、負極通電リード２３を電池容器２の底部に押し付けて溶接する。次に、電池容器２の上端部側の一部を絞り加工して内方に突出し、外面にほぼＶ字状の溝２ａを形成する。
電池容器２の溝２ａは、発電ユニット２０の上端部、換言すれば、正極集電部材３１の上端部近傍に位置するように形成する。
【００６６】
次に、発電ユニット２０が収容された電池容器２の内部に、非水電解液を所定量注入する。非水電解液を注入する際、接続部材３３は、注入の邪魔とならない位置に曲げておく。また、非水電解液の注入が終わった後は変形させて、その開放端部が接続板３５の開口部３６に対応する位置に配置する。
【００６７】
一方、ダイアフラム３７に上蓋３を固定しておく。ダイアフラム３７と上蓋３との固定は、かしめ等により行う。図２に図示された如く、当初、ダイアフラム３７の側壁３７ｂは基部３７ａに垂直に形成されているので、上蓋３の周縁部３ａをダイアフラム３７の側壁３７ｂ内に配置する。そして、ダイアフラム３７の側壁３７ｂをプレス等により変形させて、上蓋３の周縁部の上面および下面、および外周側面を覆って圧接する。
【００６８】
また、接続板３５を絶縁板４１の開口部４１ａに嵌合して取り付けておく。そして、接続板３５の突起部３５ａを、上蓋３が固定されたダイアフラム３７の底面に溶接する。この場合の溶接方法は、抵抗溶接または摩擦拡散接合を用いることができる。接続板３５とダイアフラム３７を溶接することにより、接続板３５が嵌合された絶縁板４１および接続板３５に固定された上蓋３が接続板３５およびダイアフラム３７に一体化される。
【００６９】
次に、電池容器２の溝２ａの上にガスケット４３を収容する。この状態におけるガスケット４３は、図２に図示するように、リング状の基部４３ａの上方に、基部４３ａに対して垂直な外周壁部４３ｂを有する構造となっている。この構造で、ガスケット４３は、電池容器２の溝２ａ上部の内側に留まっている。ガスケット４３は、ゴムで形成されており、限定する意図ではないが、１つの好ましい材料の例として、エチレンプロピレン共重合体（ＥＰＤＭ）をあげることができる。また、例えば、電池容器２が厚さ０．５ｍｍの炭素鋼製で、外径が４０ｍｍΦの場合、ガスケット４３の厚さは１０ｍｍ程度とされる。
【００７０】
次に、上蓋３、ダイアフラム３７および絶縁板４１が一体化された接続板３５を、電池容器２の上部に配置して接続部材の開放端部を、接続板３５の下面に超音波溶接等により溶接する。接続部材３３はアルミニウム箔等の薄い金属箔を複数枚積層して形成されているので、変形に十分な可撓性を有している。
そして、上蓋３、接続板３５、絶縁板４１に一体化されたダイアフラム３７の周縁部をガスケット４３の筒部４３ｃ上に載置する。この場合、絶縁板４１の側部４１ｂの外周に正極集電部材３１の上部筒部３１ｃが嵌合されるようにする。
【００７１】
この状態で、電池容器２の溝２ａと上端面の間の部分をプレスにより圧縮する、いわゆる、かしめ加工により、ガスケット４３と共にダイアフラム３７を電池容器２に固定する。
これにより、ダイアフラム３７、上蓋３、接続板３５および絶縁板４１がガスケット４３を介して電池容器２に固定され、また、正極集電部材３１と上蓋３が第１の接続部材３３、第２の接続部材３４、接続板３５およびダイアフラム３７を介して導電接続され、図１に図示された円筒形二次電池が作製される。
【００７２】
なお、上記実施形態においては、負極電極１２または正極電極１１の切断位置を、それぞれ、負極リード１７または正極リード１６の間隔Ｓの中央として説明した。しかし、切断位置は、上記に限るものではなく、負極リード１７または正極リード１６の間の位置であれば、換言すれば、負極リード１７または正極リード１６を切断しないようにすればよいものである。
【００７３】
また、上記各実施形態では、円筒形二次電池として、リチウム電池を例として説明したが、この発明は、リチウム電池に限られるものではなく、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池など、他の円筒形二次電池にも適用をすることができる。
【００７４】
その他、本発明の二次電池は、発明の趣旨の範囲内において、種々、変形して構成することが可能であり、要は、長手方向おける一側縁に沿って所定間隔で複数の負極リードが形成された負極シートを有し、負極シートの両面に負極合剤が形成された負極電極および、長手方向における一側縁に対向する他側縁に沿って所定間隔で複数の正極リードが形成された正極シートを有し、正極シートの両面に正極合剤が形成された正極電極がセパレータを介して軸芯の周囲に捲回された電極群と、電極群の前記一側縁側に配置され複数の正極リードが接続された正極集電部材と、電極群の他側縁側に配置され複数の負極リードが接続された負極集電部材と、電極群、正極電極および負極電極が収容された電池容器とを備え、軸芯に捲回された負極電極における最も内周側の負極リードは、最も内周側の負極電極の軸方向に平行な先端縁から、負極電極における最も外周側の負極リードは、最も外周側の負極電極の軸方向に平行な終端縁から、それぞれ、負極リード間の所定間隔より小さい所定の距離だけ内側に位置し、軸芯に捲回された正極電極における最も内周側の正極リードは、最も内周側の正極電極の軸方向に平行な先端縁から、正極電極における最も外周側の正極リードは、最も外周側の正極電極の軸方向に平行な終端縁から、それぞれ、正極リード間の所定間隔より小さい所定の距離だけ離間して設けられているものであればよい。
【００７５】
また、本発明の二次電池の製造方法は、長手方向おける一側縁に沿って所定の間隔をおいて複数の負極リードが形成された負極シートを有し、負極シートの両面に負極合剤が形成された長尺状の負極電極、および長手方向における一側縁に対向する他側縁に沿って所定の間隔をおいて複数の正極リードが形成された正極シートを有し、正極シートの両面に正極合剤が形成された長尺状の正極電極がセパレータを介して軸芯の周囲に捲回された電極群と、電極群の前記一側縁側に配置され複数の正極リードが接続された正極集電部材と、電極群の他側縁側に配置され複数の負極リードが接続された負極集電部材と、電極群、正極電極および負極電極が収容された電池容器とを備えた二次電池の製造方法において、それぞれ、軸芯に捲回される長さより長い長さを有する負極電極または正極電極を、セパレータを介して軸芯に捲回する工程と、この後、正極電極または負極電極が、それぞれ、所定の長さに達したことを検出する工程と、この後、正極電極または負極電極を、それぞれ、正極リード間または負極リード間で切断する工程と、を具備するものであればよい。
【符号の説明】
【００７６】
１ 円筒形二次電池
２ 電池容器
１０ 電極群
１１ 正極電極
１１ａ 正極シート
１１ｂ 正極合剤
１２ 負極電極
１２ａ 負極シート
１２ｂ 負極合剤
１３ 第１のセパレータ
１４ 第２のセパレータ
１５ 軸芯
１６ 正極リード
１７ 負極リード
２０ 発電ユニット
２１ 負極集電部材
３１ 正極集電部材
５１ タッチローラ
５３ 発光器
５４ 受光器
５５ カッタ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、二次電池およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウム二次電池等に代表される円筒形二次電池においては、正極合剤が形成された正極電極と負極合剤が形成された負極電極とをセパレータを介して軸芯の周囲に捲回して電極群を構成する。正極合剤は正極シートの両面に形成され、正極シートの長手方向に沿う一側縁部は正極合剤が形成されない正極合剤未処理部とされる。正極合剤未処理部には、正極電極を正極集電部材に溶接するため、通常、タブと言われる複数の正極リードが、正極電極の長手方向の一側縁に沿って所定間隔で正極シートに一体に形成される。負極電極側においても同様で、負極シートの両面に、長手方向に沿う一側縁部に負極合剤が形成されない負極合剤未処理部が形成されるように負極合剤が形成され、かつ、負極集電部材に溶接される複数の負極リードが負極電極の長手方向に沿う一側縁部に所定間隔で負極シートと一体に形成される。
【０００３】
正極電極および負極電極は、それぞれ、発電量を満足する所定の長さ以上の長さを有する長尺状に形成され軸芯に捲回される。正極電極あるいは負極電極は、軸芯に捲回する前に、電極シートの両面に正極合剤または負極合剤を形成し、電極シートを搬送しながらロールカッタなどにより切断して正極リードまたは負極リードを形成しておく。そして、上記した如く、正極電極あるいは負極電極の長さを所定の長さ以上として切断する。従って、通常は切断縁と正極リードあるいは負極リードとの距離は不定である。この場合、正極電極および負極電極の切断端縁を、それぞれ、正極電極の正極リードの端縁または負極電極の端縁に一致するようにした構造も知られている（例えば、特許文献１の図４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１１８５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した如く、正極電極あるいは負極電極は所定以上の長さとなる位置でカッタ等により切断されるが、この際、切断縁を観察すると、ばりのようなエッジが立つことが確認された。このため、先行文献１の図４に図示される如く、切断位置が正極電極の正極リードの端縁または負極電極の端縁に一致するような場合には、切断縁に形成されたエッジによりセパレータが破断され、信頼性が低下する。
このことについて説明する。正極電極と負極電極の間に配置されるセパレータは、正極リードの根元側および負極リードの根元側を覆う幅を有する。しかし、正極シートおよび負極シートを切断する際に生じるエッジは、正極シートまたは負極シートにおける幅全体に生じる。
【０００６】
上述した如く、セパレータは、正極リードの根元または負極リードの根元までを覆う幅を有しており、それよりも先端側を覆うものではない。このため、正極シートおよび負極シートの切断縁に形成されたエッジは、セパレータの幅の外側にも存在することになる。このセパレータの幅の外側に位置するエッジがセパレータの側縁に食い込む。側縁に破損箇所が生じると、捲回工程等の以降の工程において、セパレータ内部に向けて破損が進行する。このようにして、セパレータに破断が引き起こされる虞がある。セパレータの破断は、電池の内部短絡等に直結し、信頼性を低下する。上述した現象は、正極リードまたは負極リードの中央部で切断した場合にも、同様に生じる。
【０００７】
なお、正極電極および負極電極の長さを所定値以上にするだけでは、正極電極および負極電極の面積のばらつきに伴って放電容量等の特性にばらつきが生じるので、例えば、車載用等のように多数の二次電池を組み合わせて１つのシステムを構成する場合等において、好ましくない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の二次電池は、長手方向おける一側縁に沿って所定間隔で複数の負極リードが形成された負極シートを有し、負極シートの両面に負極合剤が形成された負極電極および、長手方向における一側縁に対向する他側縁に沿って所定間隔で複数の正極リードが形成された正極シートを有し、正極シートの両面に正極合剤が形成された正極電極がセパレータを介して軸芯の周囲に捲回された電極群と、電極群の前記一側縁側に配置され複数の正極リードが接続された正極集電部材と、電極群の他側縁側に配置され複数の負極リードが接続された負極集電部材と、電極群、正極電極および負極電極が収容された電池容器とを備え、軸芯に捲回された負極電極における最も内周側の負極リードは、最も内周側の負極電極の軸方向に平行な先端縁から、負極電極における最も外周側の負極リードは、最も外周側の負極電極の軸方向に平行な終端縁から、それぞれ、負極リード間の所定間隔より小さい所定の距離だけ内側に位置し、軸芯に捲回された正極電極における最も内周側の正極リードは、最も内周側の正極電極の軸方向に平行な先端縁から、正極電極における最も外周側の正極リードは、最も外周側の正極電極の軸方向に平行な終端縁から、それぞれ、正極リード間の所定間隔より小さい所定の距離だけ離間して設けられていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の二次電池の製造方法は、長手方向おける一側縁に沿って所定の間隔をおいて複数の負極リードが形成された負極シートを有し、負極シートの両面に負極合剤が形成された長尺状の負極電極、および長手方向における一側縁に対向する他側縁に沿って所定の間隔をおいて複数の正極リードが形成された正極シートを有し、正極シートの両面に正極合剤が形成された長尺状の正極電極がセパレータを介して軸芯の周囲に捲回された電極群と、電極群の前記一側縁側に配置され複数の正極リードが接続された正極集電部材と、電極群の他側縁側に配置され複数の負極リードが接続された負極集電部材と、電極群、正極電極および負極電極が収容された電池容器とを備えた二次電池の製造方法において、それぞれ、軸芯に捲回される長さより長い長さを有する負極電極または正極電極を、セパレータを介して軸芯に捲回する工程と、この後、正極電極または負極電極が、それぞれ、所定の長さに達したことを検出する工程と、この後、正極電極または負極電極を、それぞれ、正極リード間または負極リード間で切断する工程と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の二次電池およびその製造方法によれば、正極電極または負極電極を、それぞれ、正極リード間または負極リード間で切断するので、切断時に形成されるエッジによりセパレータが破断することがなく、信頼性の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の二次電池の一実施形態としての円筒形二次電池の断面図。
【図２】図１に示された円筒形二次電池の分解斜視図。
【図３】図１の電極群の詳細を示すための一部を切断した状態の斜視図。
【図４】図３に図示された電極群を展開した状態の平面図。
【図５】図３に図示された電極群を作製するための最初の工程を説明するための斜視図。
【図６】図３に図示された電極群の完成状態を示す外観斜視図。
【図７】電極群の作製方法を説明するための斜視図。
【図８】図３に図示された電極群を構成する各部材の位置関係を説明するための平面図。
【図９】電極を切断する工程の処理フロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
−円筒形二次電池の構造−
以下、この発明の円筒形二次電池を、リチウムイオン円筒形二次電池を一実施形態として図面と共に説明する。
図１は、この発明の円筒形二次電池の一実施形態を示す断面図であり、図２は、図１に示された円筒形二次電池の分解斜視図である。
円筒形二次電池１は、例えば、外形４０ｍｍφ、高さ１００ｍｍの寸法を有する。
この円筒形二次電池１は、有底円筒形の電池容器２およびハット形の上蓋３の内部に、以下に説明する発電用の各構成部材を収容している。有底円筒形の電池容器２には、その開放側である上端部側に電池容器２の内側に突き出した溝２ａが形成されている。
【００１３】
１０は、電極群であり、中央部に軸芯１５を有し、軸芯１５の周囲に正極電極および負極電極が捲回されている。図３は、電極群１０の構造の詳細を示し、一部を切断した状態の斜視図である。図３に図示されるように、電極群１０は、軸芯１５の周囲に、正極電極１１、負極電極１２、および第１、第２のセパレータ１３、１４が捲回された構成を有する。
軸芯１５は、中空円筒状を有し、軸芯１５には、負極電極１２、第１のセパレータ１３、正極電極１１および第２のセパレータ１４が、この順に積層され、捲回されている。最内周の負極電極１２の内側には第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４が数周（図３では、１周）捲回されている。また、最外周は負極電極１２およびその外周に捲回された第１のセパレータ１３となっている。最外周の第１のセパレータ１３が接着テープ１９で止められる（図２参照）。
【００１４】
正極電極１１は、アルミニウム箔により形成され長尺な形状を有し、正極シート１１ａと、この正極シート１１ａの両面に正極合剤１１ｂが塗布された正極処理部を有する。正極シート１１ａの長手方向に沿う上方側の一側縁は、正極合剤１１ｂが塗布されずアルミニウム箔が表出した正極合剤未処理部１１ｃとなっている。この正極合剤未処理部１１ｃには、軸芯１５と平行に上方に突き出す多数の正極リード１６が等間隔に一体的に形成されている。
【００１５】
正極合剤１１ｂは正極活物質と、正極導電材と、正極バインダとからなる。正極活物質はリチウム酸化物が好ましい。例として、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウム、リチウム複合酸化物（コバルト、ニッケル、マンガンから選ばれる２種類以上を含むリチウム酸化物）などが挙げられる。正極導電材は、正極合剤中におけるリチウムの吸蔵放出反応で生じた電子の正極電極への伝達を補助できるものであれば制限は無い。しかし中でも上述の材料である、コバルト酸リチウムとマンガン酸リチウムとニッケル酸リチウムとからなるリチウム複合酸化物を使用することにより良好な特性がえられる
【００１６】
正極バインダは、正極活物質と正極導電材を結着させ、また正極合剤と正極集電体を結着させることが可能であり、非水電解液との接触により、大幅に劣化しなければ特に制限はない。正極バインダの例としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）やフッ素ゴムなどが挙げられる。正極合剤層の形成方法は、正極電極上に正極合剤が形成される方法であれば制限はない。正極合剤１１ｂの形成方法の例として、正極合剤１１ｂの構成物質の分散溶液を正極シート１１ａ上に塗布する方法が挙げられる。このような方法で製造することにより特性の優れた正極合剤が得られる。
【００１７】
正極合剤１１ｂを正極シート１１ａに塗布する方法の例として、ロール塗工法、スリットダイ塗工法、などが挙げられる。正極合剤１１ｂに分散溶液の溶媒例としてＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）や水等を添加し、混練したスラリを、厚さ２０μｍのアルミニウム箔の両面に均一に塗布し、乾燥させた後、裁断する。正極合剤１１ｂの塗布厚さの一例としては片側約４０μｍである。正極シート１１ａを裁断する際、正極リード１６を一体的に形成する。すべての正極リード１６の長さは、ほぼ同じである。
【００１８】
負極電極１２は、銅箔により形成され長尺な形状を有し、負極シート１２ａと、この負極シート１２ａの両面に負極合剤１２ｂが塗布された負極処理部を有する。負極シート１２ａの長手方向に沿う下方側の側縁は、負極合剤１２ｂが塗布されず銅箔が表出した負極合剤未処理部１２ｃとなっている。この負極合剤未処理部１２ｃには、正極リード１６とは反対方向に延出された、多数の負極リード１７が等間隔に一体的に形成されている。
【００１９】
負極合剤１２ｂは、負極活物質と、負極バインダと、増粘剤とからなる。負極合剤１２ｂは、アセチレンブラックなどの負極導電材を有しても良い。負極活物質としては、黒鉛炭素を用いること、特に人造黒鉛を使用することが好ましい。しかしその中でも次に記載する方法により優れた特性の負極合剤が得られる。黒鉛炭素を用いることにより、大容量が要求されるプラグインハイブリッド自動車や電気自動車向けのリチウムイオン二次電池が作製できる。負極合剤１２ｂの形成方法は、負極シート１２ａ上に負極合剤１２ｂが形成される方法であれば制限はない。負極合剤１２ｂを負極シート１２ａに塗布する方法の例として、負極合剤１２ｂの構成物質の分散溶液を負極シート１２ａ上に塗布する方法が挙げられる。塗布方法の例として、ロール塗工法、スリットダイ塗工法などが挙げられる。
【００２０】
負極合剤１２ｂを負極シート１２ａに塗布する方法の例として、負極合剤１２ｂに分散溶媒としてＮ−メチル−２−ピロリドンや水を添加し、混練したスラリを、厚さ１０μｍの圧延銅箔の両面に均一に塗布し、乾燥させた後、裁断する。負極合剤１２ｂの塗布厚さの一例としては片側約４０μｍである。負極シート１２ａを裁断する際、負極リード１７を一体的に形成する。すべての負極リード１７の長さは、ほぼ同じである。
【００２１】
第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４の幅をＷS、負極シート１２ａに形成される負極合剤１２ｂの幅をＷC、正極シート１１ａに形成される正極合剤１１ｂの幅をＷAとした場合、下記の式を満足するように形成される。
ＷS＞ＷC＞ＷA（図３参照）
すなわち、正極合剤１１ｂの幅ＷAよりも、常に、負極合剤１２ｂの幅ＷCが大きい。これは、リチウムイオン二次電池の場合、正極活物質であるリチウムがイオン化してセパレータを浸透するが、負極側に負極活物質が形成されておらず負極シート１２ａが露出していると負極シート１２ａにリチウムが析出し、内部短絡を発生する原因となるからである。
【００２２】
セパレータ１３は、例えば、厚さ４０μｍのポリエチレン製多孔膜である。
図１および図３において、中空な円筒形状の軸芯１５は軸方向（図面の上下方向）の上端部の内面に径大の溝１５ａが形成され、この溝１５ａに正極集電部材３１が圧入されている。正極集電部材３１は、例えば、アルミニウムにより形成され、円盤状の基部３１ａ、この基部３１ａの内周部において軸芯１５側に向かって突出し、軸芯１５の内面に圧入される下部筒部３１ｂ、および外周縁において上蓋３側に突き出す上部筒部３１ｃを有する。正極集電部材３１の基部３１ａには、電池内部で発生するガスを放出するための開口部３１ｄ（図２参照）が形成されている。また、正極集電部材３１には開口部３１ｅが形成されているが、開口部３１ｅの機能については後述する。
【００２３】
正極シート１１ａの正極リード１６は、すべて、正極集電部材３１の上部筒部３１ｃに溶接される。この場合、図２に図示されるように、正極リード１６は、正極集電部材３１の上部筒部３１ｃ上に重なり合って接合される。各正極リード１６は大変薄いため、１つでは大電流を取りだすことができない。このため、軸芯１５への巻き始めから巻き終わりまでの全長に亘り、多数の正極リード１６が所定間隔に形成されている。
【００２４】
正極集電部材３１は、電解液によって酸化されるので、アルミニウムで形成することにより信頼性を向上することができる。アルミニウムは、なんらかの加工により表面が表出すると、直ちに、表面に酸化アルミウム皮膜が形成され、この酸化アルミニウム皮膜により、電解液による酸化を防止することができる。
また、正極集電部材３１をアルミニウムで形成することにより、正極シート１１ａの正極リード１６を超音波溶接またはスポット溶接等により溶接することが可能となる。
【００２５】
軸芯１５の下端部の外周には、外径が径小とされた段部１５ｂが形成され、この段部１５ｂに負極集電部材２１が圧入されて固定されている。負極集電部材２１は、例えば、銅により形成され、円盤状の基部２１ａに軸芯１５の段部１５ｂに圧入される開口部２１ｂが形成され、外周縁に、電池容器２の底部側に向かって突き出す外周筒部２１ｃが形成されている。
負極シート１２ａの負極リード１７は、すべて、負極集電部材２１の外周筒部２１ｃに超音波溶接等により溶接される。各負極リード１７は大変薄いため、大電流を取りだすために、軸芯１５への巻き始めから巻き終わりまで全長にわたり、所定間隔で多数形成されている。
【００２６】
負極集電部材２１の外周筒部２１ｃの外周には、負極シート１２ａの負極リード１７およびリング状の押え部材２２が溶接されている。多数の負極リード１７は、負極集電部材２１の外周筒部２１ｃの外周に密着させておき、負極リード１７の外周に押え部材２２を巻き付けて仮固定し、この状態で溶接される。
負極集電部材２１の下面には、銅製の負極通電リード２３が溶接されている。
負極通電リード２３は、電池容器２の底部において、電池容器２に溶接されている。電池容器２は、例えば、０．５ｍｍの厚さの炭素鋼で形成され、表面にニッケルメッキが施されている。このような材料を用いることにより、負極通電リード２３は、電池容器２に抵抗溶接等により溶接することができる。
ここで、正極集電部材３１に形成された開口部３１ｅは、負極通電リード２３を電池容器２に溶接するための電極棒（図示せず）を挿通するためのものである。より詳細には、電極棒を正極集電部材３１に形成された開口部３１ｅから軸芯１５の中空部に差し込み、その先端部で負極通電リード２３を電池容器２の底部内面に押し付けて抵抗溶接を行う。
【００２７】
正極集電部材３１の上部筒部３１ｃの外周には、正極シート１１ａの正極リード１６およびリング状の押え部材３２が溶接されている。多数の正極リード１６は、正極集電部材３１の上部筒部３１ｃの外周に密着させておき、正極リード１６の外周に押え部材３２を巻き付けて仮固定し、この状態で溶接される。
多数の正極リード１６が正極集電部材３１に溶接され、多数の負極リード１７が負極集電部材２１に溶接されることにより、正極集電部材３１、負極集電部材２１および電極群１０が一体的にユニット化された発電ユニット２０が構成される（図２参照）。但し、図２においては、図示の都合上、負極集電部材２１、押え部材２２および負極通電リード２３は発電ユニット２０から分離して図示されている。
【００２８】
また、正極集電部材３１の基部３１ａの上面には、複数のアルミニウム箔が積層されて構成されたフレキシブルな接続部材３３が、その一端を溶接されて接合されている。接続部材３３は、複数枚のアルミニウム箔を積層して一体化することにより、大電流を流すことが可能とされ、且つ、フレキシブル性を付与されている。つまり、大電流を流すには接続部材の厚さを大きくする必要があるが、１枚の金属板で形成すると剛性が大きくなり、フレキシブル性が損なわれる。そこで、板厚の小さな多数のアルミニウム箔を積層してフレキシブル性を持たせている。接続部材３３の厚さは、例えば、０．５ｍｍ程度であり、厚さ０．１ｍｍのアルミニウム箔を５枚積層して形成される。
【００２９】
正極集電部材３１の上部筒部３１ｃ上には、円形の開口部４１ａを有する絶縁性樹脂材料からなるリング状の絶縁板４１が載置されている。
絶縁板４１は、開口部４１ａ（図２参照）と下方に突出す側部４１ｂを有している。絶縁材４１の開口部４１ａ内には接続板３５が嵌合されている。接続板３５の下面には、フレキシブルな接続部材３３の他端が、接続板３５に溶接されて固定されている
【００３０】
接続板３５は、アルミニウム合金で形成され、中央部を除くほぼ全体が均一でかつ、中央側が少々低い位置に撓んだ、ほぼ皿形状を有している。接続板３５の厚さは、例えば、１ｍｍ程度である。接続板３５の中心には、薄肉でドーム形状に形成された突起部３５ａが形成されており、突起部３５ａの周囲には、複数の開口部３５ｂ（図２参照））が形成されている。開口部３５ｂは、電池内部に発生するガスを放出する機能も有している。
【００３１】
接続板３５の突起部３５ａはダイアフラム３７の中央部の底面に抵抗溶接または摩擦拡散接合により接合されている。ダイアフラム３７はアルミニウム合金で形成され、ダイアフラム３７の中心部を中心とする円形の切込み３７ａを有する。切込み３７ａはプレスにより上面側をＶ字形状に押し潰して、残部を薄肉にしたものである。ダイアフラム３７は、電池の安全性確保のために設けられており、電池の内圧が上昇すると、第１段階として、上方に反り、接続板３５の突起部３５ａとの接合を剥離して接続板３５から離間し、接続板３５との導通を絶つ。第２段階として、それでも内圧が上昇する場合は切込み３７ａにおいて開裂し、内部のガスを放出する機能を有する。
【００３２】
ダイアフラム３７は周縁部において上蓋３の周縁部を固定している。ダイアフラム３７は図２に図示されるように、当初、周縁部に上蓋３側に向かって垂直に起立する側部３７ｂを有している。この側部３７ｂ内に上蓋３を収容し、かしめ加工により、側部３７ｂを上蓋３の上面側に屈曲して固定する。
上蓋３は、炭素鋼等の鉄で形成してニッケルめっきが施されており、ダイアフラム３７に接触する円盤状の周縁部３ａとこの周縁部３ａから上方に突出す有頭無底の筒部３ｂを有するハット形を有する。筒部３ｂには複数の開口部３ｃが形成されている。この開口部３ｃは、電池内部に発生するガス圧によりダイアフラム３７が開裂した際、ガスを電池外部に放出するためのものである。
なお、上蓋３が鉄で形成されている場合には、別の円筒形二次電池と直列に接合する際、鉄で形成された別の円筒形二次電池とスポット溶接により接合することが可能である。
【００３３】
ダイアフラム３７の側部３７ｂと周縁部を覆ってガスケット４３が設けられている。ガスケット４３は、当初、図２に図示されるように、リング状の基部４３ａの周側縁に、上部方向に向けてほぼ垂直に起立して形成された外周壁部４３ｂと、内周側に、基部４３ａから下方に向けてほぼ垂直に垂下して形成された筒部４３ｃとを有する形状を有している。
そして、詳細は後述するが、プレス等により、電池容器２と共にガスケット４３の外周壁部４３ｂを折曲して基部４３ａと外周壁部４３ｂにより、ダイアフラム３７と上蓋３を軸方向に圧接するようにかしめ加工される。これにより、上蓋３とダイアフラム３７とがガスケット４３を介して電池容器２に固定される。
【００３４】
電池容器２の内部には、非水電解液が所定量注入されている。非水電解液の一例としては、リチウム塩がカーボネート系溶媒に溶解した溶液を用いることが好ましい。リチウム塩の例として、フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ４）、などが挙げられる。また、カーボネート系溶媒の例として、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、或いは上記溶媒の１種類以上から選ばれる溶媒を混合したもの、が挙げられる。
【００３５】
図４は、図３に図示された電極群の終端側を展開した状態の平面図であり、図５は、図３に図示された電極群を作製するための最初の工程を説明するための斜視図であり、図６は、３に図示された電極群の完成状態を示す外観斜視図である。
図３に図示されるように電極群１０は、終端側からみて最外周に第１のセパレータ１３が捲回され、その内側に負極電極１２が捲回され、負極電極１２の内側に第２のセパレータ１４が捲回され、第２のセパレータ１４の内側に正極電極１１が捲回されている。
【００３６】
従って、図４に図示されるように、第１のセパレータ１３の長さが最も長くその終端縁１３ａが軸芯１５から最も遠くに位置する。第１のセパレータ１３の次に第２のセパレータ１４が長く、その終端縁１４ａが第１のセパレータ１３の終端縁１３ａより少し軸芯１５側に位置している。正極電極１１と負極電極１２とは、負極電極１２の方が長い。しかし、負極電極１２は、第２のセパレータ１４より短く、負極電極１２の終端縁１２ｃは、第２のセパレータ１４の終端縁１４ａより軸芯１５側に位置している。正極電極１１は、負極電極１１より短く、その終端縁１１ｃは最も軸芯１５に近い位置となっている。
【００３７】
また、第１のセパレータ１３と第２のセパレータ１４の幅は同一であり、共に、正極電極１１および負極電極１２の幅よりも大きく、正極電極１１の正極リード１６の根元および負極電極１２の負極リード１７の根元を覆っている。しかし、正極リード１６の根元より先端側の部分および負極リード１７の根元より先端側の部分は第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４の外側に延出されている。
【００３８】
正極電極１１の正極リード１６および負極電極１２の負極リード１７は所定のピッチＰで配列されている。また、正極リード１６の最も外側（外周側）の正極リード１６の中心と終端縁１１ｃの距離はＰ／２であり、負極リード１７の最も外側（外周側）の正極リード１７の中心と終端縁１２ｃの距離はＰ／２である。ここで、正極リード１６の幅、および負極リード１７の幅を、それぞれ、ｗとし、正極リード１６の間隔および負極リード１７の間隔をＳとすると、Ｓ＝（Ｐ−ｗ）となる。
【００３９】
図５は、第１のセパレータ１３、第２のセパレータ１４、負極電極１２および正極電極１１を軸芯に捲回する状態における先端側を示す斜視図である。第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４の先端縁（図示せず）を、軸芯１５に溶接し、１〜数周、軸芯１５に捲回する。この場合、第１のセパレータ１３の先端縁および第２のセパレータ１４の先端縁はその位置を揃えてもよいし、ずらしてもよい。
そして、第２のセパレータ１４と第１のセパレータ１３との間に負極電極１２を挟み込む。また、第１のセパレータ１３と第２のセパレータ１４との間に正極電極１１を挟み込む。この時、正極電極１１の先端縁１１ｄが負極電極１２の先端縁１２ｄよりも外周側に位置するようにする。
【００４０】
この後、図示はしないが、捲回装置の回転軸を軸芯１５に連結して軸芯１５を回転駆動すると、負極電極１２および正極電極１１は、第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４の間で圧接され、軸芯１５の周囲に所定の回転トルクで捲回される。そして、最外周の第１のセパレータ１３の外周を接着テープ１９で接着する。図６は、このようにして作製された電極群１０の完成状態を示す斜視図である。
【００４１】
上記において、正極電極１１および負極電極１２は、軸芯１５に捲回する前に予め所定の長さに切断しておく。この場合、正極電極１１は、正極電極１１の終端縁１１ｃおよび先端縁１１ｄが正極リード１６の中間部、特に好ましい位置としては、正極リード１６のピッチＰの中央（中心）の位置で切断される。また、負極電極１２は、負極電極１２の終端縁１２ｃおよび先端縁１２ｄが負極リード１７の中間部、特に好ましい位置としては、負極リード１７のピッチＰの中間（中心）の位置で切断される。
次に、正極電極１１および負極電極１２の切断方法を説明する。
【００４２】
図７は、負極電極１２の切断方法を説明するための斜視図であり、図９は負極電極１２の切断工程の処理フローである。正極電極１１の切断についても、負極電極１２と同様に行われるので、ここでは、負極電極１２の場合についてのみ説明する。
負極電極１２には、負極シート１２ａの両面に負極合剤１２ｂが形成された後、負極シート１２ａの長手方向に沿う一側縁側が、例えば、ロールカッタ（図示せず）等の切断装置により切断され負極リード１７が形成されている。この場合、負極リード１７は、すべて実質的に等しいピッチＰを有している。但し、負極電極１２の全体の長さＬT（図示せず）は、１つの電極群１０に必要な長さＬCよりも大きい長さを有している。
【００４３】
このような負極電極１２をタッチローラ５１の外周に巻き付け、ローラまたは適宜なハンドグリップを有する搬送装置（不図示）により負極電極１２をＡ方向に引っ張る。負極電極１２Ａの搬送に伴って、負極電極１２におけるタッチローラ５１に巻き付けられた部分がタッチローラ５１の外周の円弧形状に沿うＡ’方向に移動し、これと共にタッチローラ５１が、軸５２を中心に負極電極１２の移動量に対応する角度だけＡ’方向に回転する。タッチローラ５１にはロータリーエンコーダ（不図示）が設けられており、タッチローラ５１が回転すると、回転数に応じたパルス列信号がロータリーエンコーダから出力される。このパルス数をカウントすることにより、負極電極１２の移動量が演算され、その長さが算出される。
【００４４】
なお、タッチローラ５１は、負極電極１２の移動に伴って滑らずに軸５２を中心に回動する必要がある。そこで、負極電極１２とタッチローラ５１との摩擦力を大きくするため、負極電極１２がタッチローラ５１に接面する巻き付け角度は９０°以上であり、１８０°に近い角度となっている。
【００４５】
図７において、５３は赤外線を出射する発光器であり、５４は発光器５３から出射された赤外線を受光する受光器である。発光器５３および受光器５４は赤外線センサを構成し、発光器５３からの光の光路が負極リード１７の移動経路上に位置するように配置される。また、５５は負極電極１２を切断するカッタである。
【００４６】
以下の説明では、発光器５３からの出射光の光路が負極電極１７と交差する位置と、負極電極１７上でのカッタ５５の切断位置が一致しているものとして説明する。
以下、図９の処理フローを参照して、負極電極１２の切断方法を説明する。
【００４７】
上述したように、図示しない搬送装置により負極電極１２をＡ方向に搬送する。ステップＳ１では、上述したロータリーエンコーダからのパルス列信号に基づいて、負極電極１２の搬送量を監視し、負極電極１２の長さが、１つの電極群１０に必要とされる所定長Ｌcに達したかどうかを判断する。
【００４８】
そして、負極電極１２の長さが所定長Ｌcに達すると、ステップＳ２において、負極リード１７が発光器５３からの光を遮っているか否かを受光器５４の信号レベルで判定する。発光器５３からの光が受光器５４で受光されていれば、負極リード１７が光を遮っていないので、ステップＳ２はＮｏと判断されステップＳ３に進む。
【００４９】
ステップＳ２においてＮｏと判断された状態は、発光器５３からの光が負極リード１７間の間隔Ｓの領域を通過して受光器５４で受光されている状態である。すなわち、負極電極１２の長さが所定長さＬｃであることが計測されたとき、受光器５４が負極リード１７を検出していない。そこで、ステップＳ３では、負極電極１２の長さが必要とされる所定長Ｌcに達した後、最初の負極リード１７を検出するまでステップＳ３を繰り返し実行する。
【００５０】
ステップＳ３でＹｅｓとなると、すなわち、負極リード１７が検出されると、ステップＳ４で、負極リード１７の後縁が検出されたか否かを判定する。これは、負極リード１７がさらにＡ方向に移動して、発光器５３からの光が受光器５４で受光されたことを検出して判定することができる。なお、ステップＳ２でＹｅｓと判断された場合には、直ちに、ステップＳ４の処理が行われる。
【００５１】
ステップＳ４でＹｅｓと判断されれば、ステップＳ５で、負極電極１２をＳ／２＝（Ｐ―ｗ）／２だけ搬送する。これは、負極電極１２の負極リード１７の間隔Ｓの中央をカッタ５５の設置された位置に一致させる動作である。次に、ステップＳ６で負極電極１２の搬送を停止し、ステップＳ７でカッタ５５を作動して負極電極１２を切断して終了する。
【００５２】
このように、負極電極１２は、負極リード１７の間隔Ｓの中央（中心）で切断される。負極リード１７の間隔Ｓの位置においては、負極電極１２の軸方向の幅は、図４に図示される通り、第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４より狭く、長手方向に沿う両側縁は、第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４の幅の内側に位置する。つまり、カッタ５５による切断により切断箇所にバリのようなエッジが立ったとしても、エッジは第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４の幅の内側に位置し、その外側に形成されることはない。このため、エッジにより第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４の長手方向に沿う両側縁が破損されることはない。
【００５３】
また、上記した処理フローおいて、負極電極１２の長さをタッチローラ５１の回転に連動するロータリーエンコーダにより測定しているので、負極電極１２の長さのばらつきを大変小さくすることができる。負極電極１２の長さ、すなわち面積のばらつきは、放電容量等の特性のばらつきとなるので、できる限り小さくすることが好ましい。
【００５４】
従来では、負極リード１７および正極リード１７（以下、電極リードという）の面積を、電極群１０で発電される電力の電流を十分に流すことが可能な大きさにするようにしていた。このため、電極リードの数が所定数に達した位置で負極電極１７および正極電極１６を切断していた。この場合、電極リードを形成する方法としては、一般には、負極電極１２または正極電極１６を搬送しながらロールカッタで切断する方法が採用されている。
【００５５】
ロールカッタにより切断法では、周囲の環境条件により、搬送装置またはロールカッタの速度が２〜３％程度、低速側あるいは高速側にシフトすることがある。例えば、電極リードの間隔Ｓが２０ｍｍ、リード本数が２００本の場合、仮に１つの電極リードの間隔Ｓが０．５ｍｍ（２．５％）ずれたとすると、全長では１００ｍｍのばらつきが生じる。
【００５６】
これに対して、本発明の実施形態では、上述した通り、負極電極１２の長さをタッチローラ５１により測定するために、負極電極１２の長さのばらつきを従来に比して遥かに小さくすることができるものである。
【００５７】
図９の処理フローにおいて説明した通り、本発明の実施形態では、負極電極１２は、負極リード１７の間隔Ｓの中央で切断される。このため、次に、切断されて残った側の負極電極１２側において、先端縁１２ｄは、最も先端側の負極リード１７の中心から負極リード１７のピッチＰの１／２の位置、換言すれば、負極リード１７の間隔Ｓの中央に位置する。
【００５８】
従って、この切断された側縁を、そのまま、先端縁１２ｄとして軸芯１５に捲回し、負極電極１２の終端側において同じように切断して終端縁１２ｄを形成すれば、先端縁１２ｄおよび終端縁１２ｃを隣接の負極リード１７から同一の距離に位置付けることができる。このようにして、先端縁１２ｃおよび終端縁１２ｄが負極リード１７の間隔Ｓの中央の位置に形成された電極群１０を次々に作製することができる。
【００５９】
図８は、軸芯１５に捲回された、負極電極１２および正極電極１１の先端側および終端側を示す平面図である。
負極電極１２の先端縁１２ｄは最も先端側の負極リード１７の幅の中心から、Ｐ／２の位置にあり、終端縁１２ｃは最も終端側の負極リード１７の幅の中心からＰ／２の位置にある。また、正極電極１１の先端縁１１ｄは最も先端側の正極リード１６の幅の中心から、Ｐ／２の位置にあり、終端縁１１ｃは最も終端側の正極リード１６の幅の中心からＰ／２の位置にある。
【００６０】
次に、本発明円筒形二次電池の製造方法について説明する。
−円筒形二次電池の製造方法−
正極シート１１ａの両面に、正極合剤１１ｂおよび正極合剤未処理部１１ｃが形成され、また、多数の正極リード１６が正極シート１１ａに一体に形成された正極電極１１を作製する。また、負極シート１２ａの両面に負極合剤１２ｂおよび負極処理部１２ｃが形成され、多数の負極リード１７が負極シート１２ａに一体に形成された負極電極１２を作製する。
【００６１】
正極電極１１および負極電極１２を作製するに際しては、図７および図９に図示されるように、正極電極１１および負極電極１２の搬送量をセンサにより検出し、所定長Ｌcに達したか否かを判断する。そして、所定長Ｌcに達したならば、センサにより正極リード１６間または負極リード１７間の位置を検出し、この位置で切断する。この場合、先端縁および終端縁が、正極リード１６または負極リード１７の間隔Ｓの中央の位置となるようの切断することが望ましい。
【００６２】
そして、第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４の最も内側の側縁部を軸芯１５に溶接する。次に、第１のセパレータ１３と第２のセパレータ１４を軸芯１５に１〜数周捲回し、次に、第２のセパレータ１４と第１のセパレータ１３との間に負極電極１２を挟み込み、所定角度、軸芯１５を捲回する。次に、第１のセパレータ１３と第２のセパレータ１４との間に正極電極１１を挟み込む。そして、この状態で、所定の巻数分、捲回して電極群１０を作製する。
【００６３】
次に、電極群１０の軸芯１５の下部に負極集電部材２１を取り付ける。負極集電部材２１の取り付けは、負極集電部材２１の開口部２１ｂを軸芯１５の下端部に設けられた段部１５ｂに嵌入して行う。次に、負極集電部材２１の外周筒部２１ｃの外周の全周囲に亘り、負極リード１７をほぼ均等に配分して密着し、負極リード１７の外周に押え部材２２を巻き付ける。そして、超音波溶接等により、負極集電部材２１に負極リード１７および押え部材２２を溶接する。次に、軸芯１５の下端面と負極集電部材２１とに跨るように負極通電リード２３を負極集電部材２１に溶接する。
【００６４】
次に、正極集電部材３１の基部３１ａに接続部材３３の一端部を、例えば超音波溶接等により溶接する。次に、接続部材３３が溶接された正極集電部材３１の下部筒部３１ｂを軸芯１５の上端側に設けられた溝１５ａに嵌合する。この状態で、正極集電部材３１の上部筒部３１ｃの外周の全周囲に亘り、正極リード１６をほぼ均等に配分して密着し、正極１６の外周に押え部材３２を巻き付ける。そして、超音波溶接等により、正極集電部材３１に正極リード１６および押え部材３２を溶接する。このようにして、図２に図示される発電ユニット２０が作製される。
【００６５】
次に、発電ユニット２０を収容可能なサイズを有する金属製の有底円筒部材に、上述の工程を経て作製された発電ユニット２０を収容する。有底円筒部材は、電池容器２となるものである。以下において、説明を簡素にして明瞭にするために、この有底円筒部材を電池容器２として説明する。
電池容器２内に収納した発電ユニット２０の負極通電リード２２を、電池容器２に抵抗溶接等により溶接する。この場合、正極集電部材３１の開口部３１ｅから、図示はしないが、電極棒を差し込み、軸芯１５の中空部を挿通して、負極通電リード２３を電池容器２の底部に押し付けて溶接する。次に、電池容器２の上端部側の一部を絞り加工して内方に突出し、外面にほぼＶ字状の溝２ａを形成する。
電池容器２の溝２ａは、発電ユニット２０の上端部、換言すれば、正極集電部材３１の上端部近傍に位置するように形成する。
【００６６】
次に、発電ユニット２０が収容された電池容器２の内部に、非水電解液を所定量注入する。非水電解液を注入する際、接続部材３３は、注入の邪魔とならない位置に曲げておく。また、非水電解液の注入が終わった後は変形させて、その開放端部が接続板３５の開口部３６に対応する位置に配置する。
【００６７】
一方、ダイアフラム３７に上蓋３を固定しておく。ダイアフラム３７と上蓋３との固定は、かしめ等により行う。図２に図示された如く、当初、ダイアフラム３７の側壁３７ｂは基部３７ａに垂直に形成されているので、上蓋３の周縁部３ａをダイアフラム３７の側壁３７ｂ内に配置する。そして、ダイアフラム３７の側壁３７ｂをプレス等により変形させて、上蓋３の周縁部の上面および下面、および外周側面を覆って圧接する。
【００６８】
また、接続板３５を絶縁板４１の開口部４１ａに嵌合して取り付けておく。そして、接続板３５の突起部３５ａを、上蓋３が固定されたダイアフラム３７の底面に溶接する。この場合の溶接方法は、抵抗溶接または摩擦拡散接合を用いることができる。接続板３５とダイアフラム３７を溶接することにより、接続板３５が嵌合された絶縁板４１および接続板３５に固定された上蓋３が接続板３５およびダイアフラム３７に一体化される。
【００６９】
次に、電池容器２の溝２ａの上にガスケット４３を収容する。この状態におけるガスケット４３は、図２に図示するように、リング状の基部４３ａの上方に、基部４３ａに対して垂直な外周壁部４３ｂを有する構造となっている。この構造で、ガスケット４３は、電池容器２の溝２ａ上部の内側に留まっている。ガスケット４３は、ゴムで形成されており、限定する意図ではないが、１つの好ましい材料の例として、エチレンプロピレン共重合体（ＥＰＤＭ）をあげることができる。また、例えば、電池容器２が厚さ０．５ｍｍの炭素鋼製で、外径が４０ｍｍΦの場合、ガスケット４３の厚さは１０ｍｍ程度とされる。
【００７０】
次に、上蓋３、ダイアフラム３７および絶縁板４１が一体化された接続板３５を、電池容器２の上部に配置して接続部材の開放端部を、接続板３５の下面に超音波溶接等により溶接する。接続部材３３はアルミニウム箔等の薄い金属箔を複数枚積層して形成されているので、変形に十分な可撓性を有している。
そして、上蓋３、接続板３５、絶縁板４１に一体化されたダイアフラム３７の周縁部をガスケット４３の筒部４３ｃ上に載置する。この場合、絶縁板４１の側部４１ｂの外周に正極集電部材３１の上部筒部３１ｃが嵌合されるようにする。
【００７１】
この状態で、電池容器２の溝２ａと上端面の間の部分をプレスにより圧縮する、いわゆる、かしめ加工により、ガスケット４３と共にダイアフラム３７を電池容器２に固定する。
これにより、ダイアフラム３７、上蓋３、接続板３５および絶縁板４１がガスケット４３を介して電池容器２に固定され、また、正極集電部材３１と上蓋３が第１の接続部材３３、第２の接続部材３４、接続板３５およびダイアフラム３７を介して導電接続され、図１に図示された円筒形二次電池が作製される。
【００７２】
なお、上記実施形態においては、負極電極１２または正極電極１１の切断位置を、それぞれ、負極リード１７または正極リード１６の間隔Ｓの中央として説明した。しかし、切断位置は、上記に限るものではなく、負極リード１７または正極リード１６の間の位置であれば、換言すれば、負極リード１７または正極リード１６を切断しないようにすればよいものである。
【００７３】
また、上記各実施形態では、円筒形二次電池として、リチウム電池を例として説明したが、この発明は、リチウム電池に限られるものではなく、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池など、他の円筒形二次電池にも適用をすることができる。
【００７４】
その他、本発明の二次電池は、発明の趣旨の範囲内において、種々、変形して構成することが可能であり、要は、長手方向おける一側縁に沿って所定間隔で複数の負極リードが形成された負極シートを有し、負極シートの両面に負極合剤が形成された負極電極および、長手方向における一側縁に対向する他側縁に沿って所定間隔で複数の正極リードが形成された正極シートを有し、正極シートの両面に正極合剤が形成された正極電極がセパレータを介して軸芯の周囲に捲回された電極群と、電極群の前記一側縁側に配置され複数の正極リードが接続された正極集電部材と、電極群の他側縁側に配置され複数の負極リードが接続された負極集電部材と、電極群、正極電極および負極電極が収容された電池容器とを備え、軸芯に捲回された負極電極における最も内周側の負極リードは、最も内周側の負極電極の軸方向に平行な先端縁から、負極電極における最も外周側の負極リードは、最も外周側の負極電極の軸方向に平行な終端縁から、それぞれ、負極リード間の所定間隔より小さい所定の距離だけ内側に位置し、軸芯に捲回された正極電極における最も内周側の正極リードは、最も内周側の正極電極の軸方向に平行な先端縁から、正極電極における最も外周側の正極リードは、最も外周側の正極電極の軸方向に平行な終端縁から、それぞれ、正極リード間の所定間隔より小さい所定の距離だけ離間して設けられているものであればよい。
【００７５】
また、本発明の二次電池の製造方法は、長手方向おける一側縁に沿って所定の間隔をおいて複数の負極リードが形成された負極シートを有し、負極シートの両面に負極合剤が形成された長尺状の負極電極、および長手方向における一側縁に対向する他側縁に沿って所定の間隔をおいて複数の正極リードが形成された正極シートを有し、正極シートの両面に正極合剤が形成された長尺状の正極電極がセパレータを介して軸芯の周囲に捲回された電極群と、電極群の前記一側縁側に配置され複数の正極リードが接続された正極集電部材と、電極群の他側縁側に配置され複数の負極リードが接続された負極集電部材と、電極群、正極電極および負極電極が収容された電池容器とを備えた二次電池の製造方法において、それぞれ、軸芯に捲回される長さより長い長さを有する負極電極または正極電極を、セパレータを介して軸芯に捲回する工程と、この後、正極電極または負極電極が、それぞれ、所定の長さに達したことを検出する工程と、この後、正極電極または負極電極を、それぞれ、正極リード間または負極リード間で切断する工程と、を具備するものであればよい。
【符号の説明】
【００７６】
１ 円筒形二次電池
２ 電池容器
１０ 電極群
１１ 正極電極
１１ａ 正極シート
１１ｂ 正極合剤
１２ 負極電極
１２ａ 負極シート
１２ｂ 負極合剤
１３ 第１のセパレータ
１４ 第２のセパレータ
１５ 軸芯
１６ 正極リード
１７ 負極リード
２０ 発電ユニット
２１ 負極集電部材
３１ 正極集電部材
５１ タッチローラ
５３ 発光器
５４ 受光器
５５ カッタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向おける一側縁に沿って所定間隔で複数の負極リードが形成された負極シートを有し、前記負極シートの両面に負極合剤が形成された負極電極および、長手方向における前記一側縁に対向する他側縁に沿って所定間隔で複数の正極リードが形成された正極シートを有し、前記正極シートの両面に正極合剤が形成された正極電極がセパレータを介して軸芯の周囲に捲回された電極群と、
前記電極群の前記一側縁側に配置され前記複数の正極リードが接続された正極集電部材と、
前記電極群の前記他側縁側に配置され前記複数の負極リードが接続された負極集電部材と、
前記電極群、前記正極電極および前記負極電極が収容された電池容器とを備え、
前記軸芯に捲回された前記負極電極における最も内周側の前記負極リードは、最も内周側の負極電極の軸方向に平行な先端縁から、前記負極電極における最も外周側の負極リードは、最も外周側の負極電極の軸方向に平行な終端縁から、それぞれ、前記負極リード間の所定間隔より小さい所定の距離だけ内側に位置し、
前記軸芯に捲回された前記正極電極における最も内周側の前記正極リードは、最も内周側の正極電極の軸方向に平行な先端縁から、前記正極電極における最も外周側の正極リードは、最も外周側の正極電極の軸方向に平行な終端縁から、それぞれ、前記正極リード間の所定間隔より小さい所定の距離だけ離間して設けられていることを特徴とする二次電池。
【請求項２】
請求項１に記載の二次電池において、前記負極電極における最も内周側の前記負極リードと、最も外周側の負極リードとが、それぞれ、最も内周側の負極電極の軸方向に平行な先端縁および最も外周側の負極電極の軸方向に平行な終端縁から離間している所定の距離は、実質的に同一であり、前記正極電極における最も内周側の前記正極リードと、最も外周側の正極リードとが、それぞれ、最も内周側の正極電極の軸方向に平行な先端縁および最も外周側の正極電極の軸方向に平行な終端縁から離間している所定の距離は、実質的に同一であることを特徴とする二次電池。
【請求項３】
請求項１または２のいずれか１項に記載の二次電池において、前記負極電極における最も内周側の前記負極リードの幅の中心と最も内周側の負極電極の軸方向に平行な先端縁との距離、および最も外周側の負極リードの幅の中心と最も外周側の負極電極の軸方向に平行な終端縁との距離は、それぞれ、前記負極リード間のピッチのほぼ半分であり、前記正極電極における最も内周側の前記正極リードの幅の中心と最も内周側の正極電極の軸方向に平行な先端縁との距離、および最も外周側の正極リードの幅の中心と最も外周側の正極電極の軸方向に平行な終端縁との距離は、それぞれ、前記正極リードピッチのほぼ半分であることを特徴とする二次電池。
【請求項４】
長手方向おける一側縁に沿って所定の間隔をおいて複数の負極リードが形成された負極シートを有し、前記負極シートの両面に負極合剤が形成された長尺状の負極電極、および長手方向における前記一側縁に対向する他側縁に沿って所定の間隔をおいて複数の正極リードが形成された正極シートを有し、前記正極シートの両面に正極合剤が形成された長尺状の正極電極がセパレータを介して軸芯の周囲に捲回された電極群と、
前記電極群の前記一側縁側に配置され前記複数の正極リードが接続された正極集電部材と、
前記電極群の前記他側縁側に配置され前記複数の負極リードが接続された負極集電部材と、
前記電極群、前記正極電極および前記負極電極が収容された電池容器とを備えた二次電池の製造方法において、
それぞれ、前記軸芯に捲回される長さより長い長さを有する負極電極または前記正極電極を、前記セパレータを介して前記軸芯に捲回する工程と、
この後、前記正極電極または前記負極電極が、それぞれ、所定の長さに達したことを検出する工程と、
この後、前記正極電極または前記負極電極を、それぞれ、正極リード間または負極リード間で切断する工程と、
を具備することを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の二次電池の製造方法において、前記正極電極および前記負極電極のそれぞれを正極リード間または負極リード間で切断する工程は、前記正極電極および前記負極電極がそれぞれ所定の長さに達したことを検出した後、最初に正極リードまたは最初の負極リードを検出する工程と、前記最初の正極リードまたは最初の負極リードを検出した後、前記正極電極または前記負極電極を所定の距離だけ搬送する工程とを含むことを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項６】
請求項４または５に記載の二次電池の製造方法において、前記正極電極および前記負極電極をそれぞれ正極リード間または負極リード間で切断する工程は、前記正極リード間の所定の間隔の中央または前記負極リード間の所定の間隔の中央で切断することを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項１】
長手方向おける一側縁に沿って所定間隔で複数の負極リードが形成された負極シートを有し、前記負極シートの両面に負極合剤が形成された負極電極および、長手方向における前記一側縁に対向する他側縁に沿って所定間隔で複数の正極リードが形成された正極シートを有し、前記正極シートの両面に正極合剤が形成された正極電極がセパレータを介して軸芯の周囲に捲回された電極群と、
前記電極群の前記一側縁側に配置され前記複数の正極リードが接続された正極集電部材と、
前記電極群の前記他側縁側に配置され前記複数の負極リードが接続された負極集電部材と、
前記電極群、前記正極電極および前記負極電極が収容された電池容器とを備え、
前記軸芯に捲回された前記負極電極における最も内周側の前記負極リードは、最も内周側の負極電極の軸方向に平行な先端縁から、前記負極電極における最も外周側の負極リードは、最も外周側の負極電極の軸方向に平行な終端縁から、それぞれ、前記負極リード間の所定間隔より小さい所定の距離だけ内側に位置し、
前記軸芯に捲回された前記正極電極における最も内周側の前記正極リードは、最も内周側の正極電極の軸方向に平行な先端縁から、前記正極電極における最も外周側の正極リードは、最も外周側の正極電極の軸方向に平行な終端縁から、それぞれ、前記正極リード間の所定間隔より小さい所定の距離だけ離間して設けられていることを特徴とする二次電池。
【請求項２】
請求項１に記載の二次電池において、前記負極電極における最も内周側の前記負極リードと、最も外周側の負極リードとが、それぞれ、最も内周側の負極電極の軸方向に平行な先端縁および最も外周側の負極電極の軸方向に平行な終端縁から離間している所定の距離は、実質的に同一であり、前記正極電極における最も内周側の前記正極リードと、最も外周側の正極リードとが、それぞれ、最も内周側の正極電極の軸方向に平行な先端縁および最も外周側の正極電極の軸方向に平行な終端縁から離間している所定の距離は、実質的に同一であることを特徴とする二次電池。
【請求項３】
請求項１または２のいずれか１項に記載の二次電池において、前記負極電極における最も内周側の前記負極リードの幅の中心と最も内周側の負極電極の軸方向に平行な先端縁との距離、および最も外周側の負極リードの幅の中心と最も外周側の負極電極の軸方向に平行な終端縁との距離は、それぞれ、前記負極リード間のピッチのほぼ半分であり、前記正極電極における最も内周側の前記正極リードの幅の中心と最も内周側の正極電極の軸方向に平行な先端縁との距離、および最も外周側の正極リードの幅の中心と最も外周側の正極電極の軸方向に平行な終端縁との距離は、それぞれ、前記正極リードピッチのほぼ半分であることを特徴とする二次電池。
【請求項４】
長手方向おける一側縁に沿って所定の間隔をおいて複数の負極リードが形成された負極シートを有し、前記負極シートの両面に負極合剤が形成された長尺状の負極電極、および長手方向における前記一側縁に対向する他側縁に沿って所定の間隔をおいて複数の正極リードが形成された正極シートを有し、前記正極シートの両面に正極合剤が形成された長尺状の正極電極がセパレータを介して軸芯の周囲に捲回された電極群と、
前記電極群の前記一側縁側に配置され前記複数の正極リードが接続された正極集電部材と、
前記電極群の前記他側縁側に配置され前記複数の負極リードが接続された負極集電部材と、
前記電極群、前記正極電極および前記負極電極が収容された電池容器とを備えた二次電池の製造方法において、
それぞれ、前記軸芯に捲回される長さより長い長さを有する負極電極または前記正極電極を、前記セパレータを介して前記軸芯に捲回する工程と、
この後、前記正極電極または前記負極電極が、それぞれ、所定の長さに達したことを検出する工程と、
この後、前記正極電極または前記負極電極を、それぞれ、正極リード間または負極リード間で切断する工程と、
を具備することを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の二次電池の製造方法において、前記正極電極および前記負極電極のそれぞれを正極リード間または負極リード間で切断する工程は、前記正極電極および前記負極電極がそれぞれ所定の長さに達したことを検出した後、最初に正極リードまたは最初の負極リードを検出する工程と、前記最初の正極リードまたは最初の負極リードを検出した後、前記正極電極または前記負極電極を所定の距離だけ搬送する工程とを含むことを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項６】
請求項４または５に記載の二次電池の製造方法において、前記正極電極および前記負極電極をそれぞれ正極リード間または負極リード間で切断する工程は、前記正極リード間の所定の間隔の中央または前記負極リード間の所定の間隔の中央で切断することを特徴とする二次電池の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２３８３７５（Ｐ２０１１−２３８３７５Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０６５３８（Ｐ２０１０−１０６５３８）
【出願日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【出願人】（５０５０８３９９９）日立ビークルエナジー株式会社 (438)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【出願人】（５０５０８３９９９）日立ビークルエナジー株式会社 (438)
【Ｆターム（参考）】
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