二次電池製造方法
【課題】セパレータのカールを抑制する二次電池製造方法の提供。
【解決手段】巻回可能に支持された巻芯２２０でセパレータ１１３を挟んで固定し、巻芯２２０を回転させながらセパレータ１１３の間に正極板１１１と負極板１１２を挟んで巻回して巻回電極体１１０を形成し、巻回電極体１１０から巻芯２２０を取り除いて、巻回電極体１１０を角型の電池ケース１８０に挿入することで角型の二次電池１００を形成する二次電池製造方法において、セパレータ１１３は表面に多孔質層１１３Ｂを有し、巻芯２２０でセパレータ１１３の端部を挟み、端部を巻回前に加熱する加熱工程と、巻芯２２０を回転させて正極板１１１と負極板１１２を挟み、巻回電極体１１０を形成する巻回工程と、巻回された巻回電極体１１０を扁平に潰す扁平化工程と、を有する。
【解決手段】巻回可能に支持された巻芯２２０でセパレータ１１３を挟んで固定し、巻芯２２０を回転させながらセパレータ１１３の間に正極板１１１と負極板１１２を挟んで巻回して巻回電極体１１０を形成し、巻回電極体１１０から巻芯２２０を取り除いて、巻回電極体１１０を角型の電池ケース１８０に挿入することで角型の二次電池１００を形成する二次電池製造方法において、セパレータ１１３は表面に多孔質層１１３Ｂを有し、巻芯２２０でセパレータ１１３の端部を挟み、端部を巻回前に加熱する加熱工程と、巻芯２２０を回転させて正極板１１１と負極板１１２を挟み、巻回電極体１１０を形成する巻回工程と、巻回された巻回電極体１１０を扁平に潰す扁平化工程と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池に用いる正極及び負極をセパレータに挟んで巻回する技術に関し、詳しくは軸芯を用いてセパレータ、正極、及び負極を巻回した際に軸芯部に固定したセパレータがカールするのを防ぐ技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の駆動力としてモータを用いるケースが増えてきている。これに伴い、車載用の電池もニッケル水素二次電池よりもエネルギー密度の高いリチウムイオン二次電池に代表される非水系二次電池を用いることが検討されている。そしてリチウムイオン二次電池も、高入出力化や大容量化の要求から様々な検討がなされている。
【０００３】
特許文献１には、巻回型電極の製造装置に関する技術が開示されている。これは、回転可能に軸支された巻芯と、巻芯を回転させる回転駆動機構と巻芯の回転で積層、捲装されるセパレートシート及び正極シート及び負極シートをそれぞれガイド走向させるガイドブロックと、巻芯へガイド供給するシートに張力を与える加圧ローラと、巻芯への積層、捲装によって形成された巻回体外周を圧着的に保持する保持ブロックとを有する巻回型電極の製造装置であって、ガイドブロックの少なくとも電極シートが走向摺動する面には、供給側が直線的平坦とし、巻回体に近接する領域を曲面とし、それぞれ形成している。これによって、積層を高緊縛とし高品質とできる巻回型電極を歩留まり良く製造できる製造装置が実現できる。
【０００４】
特許文献２には、電池の製造方法に関する技術が開示されている。これは、帯状の正極板と負極板とをセパレータを介して巻芯を用いて渦巻き状に巻回してなる極板群と電解液を有底ケースに収納し、この有底ケースの開口部を封口板により密閉する電池の製造方法であって、巻芯及び巻芯により挟持される極板群の巻き始めのセパレータ部分を少なくとも極板群を巻芯から抜き取る時に６０℃以上、セパレータの融点以下の温度で加熱するものである。これによって、極板群の巻芯部に備えられるセパレータの形状を保持することができるので、巻芯を抜いた後の工程で、電極棒の挿入や金属製の中芯の挿入の際に発生するセパレータのズレや損傷を防ぐことができる。これにより正・負極板間が短絡することを抑制出来る効果が得られる。
【０００５】
特許文献３には、巻回状電極体を備えた電池の製造方法に関する技術が開示されている。これは、巻回電極体の巻芯跡空間に残存するセパレータを整形棒によって巻芯跡の内周壁に変位させる整形工程において、予め画像認識工程において、巻芯跡空間に残存するセパレータの位置及び膨らみに先端位置を認識するとともに、巻芯跡空間の最大径部に対応する外接円と、外接円と巻芯跡空間に残存するセパレータの間に形成される最大径の内接円を求めておき、整形棒を内接円の中心に挿入した後に外接円の中心に向けて移動させ、次いで、巻芯跡空間に残存するセパレータの膨らみの先端位置に向かって直接的または曲線的に移動させるものである。こうすることで、整形棒を挿入する際にセパレータを潰すことを防ぐことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１―３３２２８９号公報
【特許文献２】特開２００９―１９３８４１号公報
【特許文献３】特開２０１０―５５７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１乃至特許文献３に開示される技術で角型の二次電池を製造する場合には、以下に説明する課題があると考えられる。
【０００８】
車両に搭載するにあたって、特許文献２及び特許文献３に記載されるような円筒型の二次電池だけではなく、角形の二次電池も用いられる。角型の二次電池は、円筒型とは異なり、直方体の有底ケースに扁平に巻回された巻回電極体を挿入されてなる。しかし、角形の二次電池を製造する場合であっても、製造のし易さから円筒状の巻回電極体を製造した後に、巻回電極体を扁平に潰し、扁平な巻回電極体を角型のケースに挿入するという工程を経て製造される。
【０００９】
ところで、非水系二次電池の製造において、高入出力化や大容量化の要求は高く、セパレータの薄膜化、高多孔化されることが望ましい。この方策の１つとしてセパレータにセラミックスを塗布する方法が提案されている。しかしながら、セラミックス等の材料をポリオレフィン等からなるセパレータに塗布すると、熱膨張係数の違いから製造工程においてカールしてしまう問題がある。しかし、特許文献１に記載の技術ではこのような課題については記載がない。また、特許文献２及び特許文献３に記載の技術では、セラミックス層に関する記載はなく、巻回電極体を扁平に潰すことを前提にしていない。
【００１０】
よって、特許文献２の技術では、巻芯の端部を加熱することで巻回電極体の巻緩みを防いだり端部がタケノコ状に型崩れしたりすることを防止することが可能であると思われるが、課題が異なるため、セパレータにセラミックス層を設けた場合にもセパレータのカールの抑制に効果があるかどうかは不明である。また、特許文献３に記載の画像認識技術を用いながら、加熱した整形棒を用いてセパレータを変形させているが、カールの解消は困難であると考えられ、巻回電極体の最内周にあるセパレータがカールしたまま巻回電極体を扁平に潰す虞がある。その結果、扁平に潰した巻回電極体には厚みに不均衡な部分が発生し、巻回電極体内の面圧が不均一になったことに起因する電池性能の低下に繋がる虞がある。このため、特許文献１乃至特許文献３の技術を用いても、巻回電極体内の面圧が不均一になることを解消することは困難であると考えられる。
【００１１】
そこで、本発明はこのような課題を解決するために、セパレータのカールを抑制することが可能な角型の二次電池製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために、本発明の一態様による二次電池製造方法は以下のような特徴を有する。
【００１３】
（１）巻回可能に支持された巻芯でセパレータを挟んで固定し、前記巻芯を回転させながら前記セパレータの間に正極体と負極体を挟んで巻回して巻回電極体を形成し、前記巻回電極体から前記巻芯を取り除いて、前記巻回電極体を角型の缶体に挿入することで角型の二次電池を形成する二次電池製造方法において、前記セパレータは表面に耐熱層を有し、前記巻芯で前記セパレータの端部を挟み、前記端部を巻回前に加熱する加熱工程と、前記巻芯を回転させて正極体と負極体を挟み、前記巻回電極体を形成する巻回工程と、巻回された前記巻回電極体を扁平に潰す扁平化工程と、を有することを特徴とする。
【００１４】
（２）（１）に記載される二次電池製造方法において、前記巻芯に加熱機構が備えられ、前記加熱工程で、前記加熱機構によって前記巻芯を加熱することで前記セパレータに対して６０度以上、前記セパレータの融点以下の温度で熱が加えられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
このような特徴を有する本発明の一態様による二次電池製造方法により、以下のような作用、効果が得られる。
【００１６】
上記（１）に記載される発明の態様は、巻回可能に支持された巻芯でセパレータを挟んで固定し、巻芯を回転させながらセパレータの間に正極体と負極体を挟んで巻回して巻回電極体を形成し、巻回電極体から巻芯を取り除いて、巻回電極体を角型の缶体に挿入することで角型の二次電池を形成する二次電池製造方法において、セパレータは表面に耐熱層を有し、巻芯でセパレータの端部を挟み、端部を巻回前に加熱する加熱工程と、巻芯を回転させて正極体と負極体を挟み、巻回電極体を形成する巻回工程と、巻回された巻回電極体を扁平に潰す扁平化工程と、を有するものである。
【００１７】
二次電池の巻回電極体を製造するにあたり、巻芯でセパレータを挟んで加熱することで、セパレータのカールを防ぐことができる。これは課題に示したように、セパレータはセラミックス粉末などを塗布して多孔体層を形成することで耐熱層を有している。セパレータは樹脂材料であるので、多孔体層を形成するセラミックスと、熱膨張係数が異なり、この熱膨張係数の異なる２つの層があることで、巻回電極体を製造している最中に熱膨張係数の小さい側にカールしてしまうという問題が発生する。
【００１８】
しかし、巻芯でセパレータを端部から巻き始める前に、巻芯でセパレータを挟んだ状態でセパレータを加熱することでセパレータの内部応力が解放されてカールを防止できる効果を得ることができる。このため、扁平化工程において円筒状に巻回された巻回電極体を扁平形状に潰した時に、厚みに不均衡な部分が生じることを抑制することができ、結果的に角型の二次電池の性能劣化を防ぐことが可能となる。
【００１９】
また、上記（２）に記載される発明の態様は、（１）に記載される二次電池製造方法において、巻芯に加熱機構が備えられ、加熱工程で、加熱機構によって巻芯を加熱することでセパレータに対して６０度以上、セパレータの融点以下の温度で熱が加えられるものである。出願人の実験によって、セパレータを６０度で１０秒程度加熱することで、耐熱層を設けた場合でもセパレータのカールが抑えられることがわかった。６０度以上でセパレータの融点以下の温度で一定時間加熱すれば、セパレータのカールが抑えられることが確認され、この結果、セパレータが溶融しない温度での加熱によってセパレータのカールが抑えられ、二次電池の性能劣化を防ぐことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態の、二次電池の正面図である。
【図２】本実施形態の、二次電池の断面図である。
【図３】本実施形態の、巻回電極体の部分断面図である。
【図４】本実施形態の、巻回装置の模式図である。
【図５】本実施形態の、巻芯でセパレータを挟む際の模式斜視図である。
【図６】比較のために用意した、巻回電極体の斜視図である。
【図７】本実施形態の、巻回電極体の斜視図である。
【図８】本実施形態の、巻芯の温度と加熱時間の関係を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
まず、本発明の実施形態について説明する。
【００２２】
図１に、本実施形態の二次電池１００の正面図を示す。図２に、二次電池１００の断面図を示す。なお、巻回電極体１１０は模式的に示してあり内周側を省略している。図３に、巻回電極体１１０の部分断面図を示す。二次電池１００は、非水電解質系のリチウムイオン二次電池であり、帯状の正極板１１１及び負極板１１２がセパレータ１１３に挟まれて巻回された巻回電極体１１０を有し、電池ケース１８０に納められてなる。
【００２３】
正極板１１１は集電箔１１１Ａとして１５μｍ程度の厚みのアルミニウム箔を用いており、その集電箔１１１Ａの表面に正極活物質１１１Ｂが塗布されている。正極活物質１１１Ｂはニッケル、コバルト、マンガンを主成分としたものが用いられる。負極板１１２は集電箔１１２Ａとして１０μｍ程度の厚みの銅箔を用いており、集電箔１１２Ａの表面に負極活物質１１２Ｂが塗布されている。負極活物質１１２Ｂはグラファイトを主成分としたものが用いられる。
【００２４】
セパレータ１１３は第１セパレータ１１３ａと第２セパレータ１１３ｂの２枚が用いられる。セパレータ１１３はポリオレフィン系の単層セパレータ１１３Ａが用いられ厚みは２０μｍ程度である。セパレータ１１３の表面の一方にはアルミナ等の耐熱性に優れたセラミックス粉末を用いた無機フィラーであり、多孔質層１１３Ｂを形成している。したがって、セパレータ１１３は単層の単層セパレータ１１３Ａと多孔質層１１３Ｂとの２層構造となっている。なお、第１セパレータ１１３ａと第２セパレータ１１３ｂは便宜上呼び分けるが同じものである。
【００２５】
これら、正極板１１１、負極板１１２、セパレータ１１３が巻回されたものが、巻回電極体１１０であり、巻回電極体１１０は電池ケース１８０に納められている。
【００２６】
電池ケース１８０は、共にアルミニウム製の電池ケース本体１８１及び封口蓋１８２を有している。このうち電池ケース本体１８１は有底矩形箱形のいわゆる角型のケースであり、この角型の電池ケース１８０と巻回電極体１１０との間には、図示しない箱状に折り曲げた樹脂製の絶縁フィルムが介在させてある。また、封口蓋１８２は矩形板状であり、巻回電極体１１０を挿入した電池ケース本体１８１の開口を閉塞して、この電池ケース本体１８１に溶接される。この封口蓋１８２には、巻回電極体１１０と接続する正極集電部材１９１及び負極集電部材１９２が備えられる。
【００２７】
正極集電部材１９１の先端に位置する正極端子部１９１Ａ及び負極集電部材１９２の先端に位置する負極端子部１９２Ａは、封口蓋１８２を貫通し、蓋表面１８２ａから突出して保持される。正極端子部１９１Ａ及び負極端子部１９２Ａと封口蓋１８２との間には、それぞれ絶縁性の樹脂からなる絶縁部材１９５が介在し、互いを絶縁している。さらに、この封口蓋１８２には矩形板状の安全弁１９７も封着されている。
【００２８】
巻回電極体１１０は電池ケース本体１８１に納められる際に、図２に示すように扁平に潰されて納められる。巻回電極体１１０の正極板１１１は正極集電部材１９１の一端に接続され、負極板１１２は負極集電部材１９２の一端に接続される。
【００２９】
巻回電極体１１０は、図３に示すように外周側から第１セパレータ１１３ａ、負極板１１２、第２セパレータ１１３ｂ、正極板１１１と順番に配置されるように複数周巻回されている。正極板１１１及び負極板１１２の短手方向には未塗工部が設けられており、未塗工部側が正極集電部材１９１及び負極集電部材１９２側に配置されるように巻回されている。そして、セパレータ１１３は正極板１１１及び負極板１１２を切り分けるように配置された上で、巻回電極体１１０の最外周にセパレータ１１３が複数周巻回されて形成されている。
【００３０】
次に、巻回電極体１１０を製造する巻回装置２００の説明を行う。図４に、巻回装置２００の模式図を示す。巻回装置２００は、正極供給リール２４１、負極供給リール２４３、第１セパレータ供給リール２４２、第２セパレータ供給リール２４４を備え、巻芯２２０が回転することで巻回電極体１１０を形成する装置である。正極供給リール２４１には帯状正極２１１が、正極活物質１１１Ｂが塗工された状態で巻かれている。負極供給リール２４３には帯状負極２１３が、負極活物質１１２Ｂが塗工された状態で巻かれている。なお帯状正極２１１と正極板１１１、帯状負極２１３と負極板１１２はそれぞれ同一のものであるが、帯状正極２１１及び帯状負極２１３は、正極板１１１及び負極板１１２の長さよりも長いので、便宜上呼び分けることとしている。
【００３１】
また、第１セパレータ供給リール２４２及び第２セパレータ供給リール２４４には第１帯状セパレータ２１２及び第２帯状セパレータ２１４が、それぞれ多孔質層１１３Ｂが塗工された状態で巻かれている。そして、第１帯状セパレータ２１２は、第１セパレータ１１３ａに、第２帯状セパレータ２１４は第２セパレータ１１３ｂに対応する。第１帯状セパレータ２１２及び第２帯状セパレータ２１４も、帯状正極２１１及び帯状負極２１３と同様に、巻かれる長さが違っているので便宜的に呼び分けている。
【００３２】
巻回装置２００には、張力調整機構２５０、エッジ検出部２５２、補正機構２５４、押付部材２３０が、制御部２６０と電気的に接続されて備えられている。張力調整機構２５０はテンションローラ２４７と、ダンサーローラ２４８が備えられ、制御部２６０に接続される揺動検出部２６４と付勢手段２４８ｂによって、揺動軸２４８ａ、揺動支持点２４８ｃ、第１ローラ２４８ｄ、第２ローラ２４８ｅ及びテンションローラ２４７を連携させて、帯状正極２１１の張力を調整している。また、この張力調整機構２５０によって帯状正極２１１の張力をコントロールすることで、第１帯状セパレータ２１２、帯状負極２１３及び第２帯状セパレータ２１４の張力も間接的にコントロールすることが可能となる。
【００３３】
エッジ検出部２５２は巻芯２２０に巻き取られる帯状正極２１１の縁部の位置を検出する装置である。補正機構２５４は巻芯２２０に巻き取られる帯状正極２１１の幅方向の位置を補正する機構である。帯状正極２１１の位置を制御することで、第１帯状セパレータ２１２、帯状負極２１３、第２帯状セパレータ２１４の位置も制御することが可能である。この他に、制御部２６０に接続される外径検出部２６２、張力検出部２６６、設定部２８１、２８２、２８３等や、押付部材２３０に備えられたローラ２３２やアクチュエータ２３４によって、巻回電極体１１０の巻回が制御される。詳しくは特開２０１０−５５９６２号公報などを参照されたい。
【００３４】
図５に、巻芯２２０でセパレータ１１３を挟む際の模式斜視図を示す。巻芯２２０は接続されるアクチュエータ２２２によって回転されるが、この巻芯２２０は、図５に示すように中央で２分割出来る機構となっており、この隙間Ｓに第１帯状セパレータ２１２と第２帯状セパレータ２１４とを挟んで固定する。この後、巻芯２２０に内蔵されるヒータ２２１によって第１帯状セパレータ２１２及び第２帯状セパレータ２１４を所定時間加熱する。加熱温度は第１帯状セパレータ２１２及び第２帯状セパレータ２１４の隙間Ｓで挟まれた部分の温度が６０度で１０秒間保持されるように設定される。温度の管理は巻芯２２０の内部に用意される温度計２２３を用いフィードバック制御をして一定に保つように制御される。
【００３５】
加熱後、巻芯２２０をアクチュエータ２２２によって回転させながら帯状正極２１１及び帯状負極２１３を挟んで、巻回電極体１１０を巻回する。最終的には帯状正極２１１及び帯状負極２１３を所定の位置で切断し、第１帯状セパレータ２１２及び第２帯状セパレータ２１４を更に数周巻いて切断し、テープなどを用いて第１帯状セパレータ２１２又は第２帯状セパレータ２１４を固定することで、巻回電極体１１０を形成する。この巻回電極体１１０を扁平に潰して角型の電池ケース１８０に封入することで、二次電池１００が形成される。
【００３６】
本実施形態の二次電池１００の製造方法は上記構成であるので、以下に説明するような作用及び効果を奏する。
【００３７】
本実施形態の二次電池１００の製造方法の態様は、巻回可能に支持された巻芯２２０でセパレータ１１３を挟んで固定し、巻芯２２０を回転させながらセパレータ１１３の間に正極板１１１と負極板１１２を挟んで巻回して巻回電極体１１０を形成し、巻回電極体１１０から巻芯２２０を取り除いて、巻回電極体１１０を角型の電池ケース１８０に挿入することで角型の二次電池１００を形成する二次電池製造方法において、セパレータ１１３は表面に多孔質層１１３Ｂを有し、巻芯２２０でセパレータ１１３の端部を挟み、端部を巻回前に加熱する加熱工程と、巻芯２２０を回転させて正極板１１１と負極板１１２を挟み、巻回電極体１１０を形成する巻回工程と、巻回された巻回電極体１１０を扁平に潰す扁平化工程と、を有するものである。
【００３８】
その効果としては、まず、セパレータ１１３のカールを抑えることが可能である点が挙げられる。図６に、比較のために用意した巻回電極体１１０の斜視図を示す。図７に、本実施形態の巻回電極体１１０の斜視図を示す。巻回電極体１１０の内側にはセパレータ１１３の巻き始めにあたる端部があり、図６にはカール部１２０が、図７には中心部１２１が配置されている。なお、図６及び図７において、セパレータ１１３が外周側に巻回され正極板１１１の端部がセパレータ１１３よりはみ出して巻回されている様子が示されているが、これは正極板１１１の集電部分となる未塗工部である。負極板１１２も同様に未塗工部が形成されこれは正極板１１１とは反対側に突出するように配置されている。
【００３９】
巻芯２２０を２つ割構造として、セパレータ１１３の端部を挟み込んだ上でヒータ２２１により加熱することで、図７に示すような中心部１２１を形成することができ、図６に示したようなカール部１２０を生じることを防ぐことが出来る。これは、ヒータ２２１より発する熱によってセパレータ１１３の内部応力が開放され、かつこの際にセパレータ１１３が巻芯２２０に矯正されているので、加熱後も図７のような状態を保つことが可能となる。そして、巻回電極体１１０を潰す工程では、図７の中心部１２１を中心に挟む様にして潰すことが望ましい。すなわち、扁平化工程で図７において左右から巻回電極体１１０を扁平に潰し、上下に長くなるような状態とする。これにより後述する電池ケース１８０に扁平化した巻回電極体１１０を挿入した場合において、面圧の不均衡が生じるのを抑制することが可能となる。
【００４０】
図８に、巻芯の温度と加熱時間の関係を表した図を示す。巻芯２２０によるセパレータ１１３の端部の加熱は、６０度で１０秒程度と上述しているが、実際には図８に示すように他の条件でもカール部１２０の発生を抑制できることが確認できている。巻芯２２０の設定温度を上げれば加熱時間も短時間で済む傾向にあり、セパレータ１１３に与える熱量に比例していると考えられる。ただし、あまり巻芯２２０の温度を上げすぎるとセパレータ１１３が溶融したり、正極板１１１及び負極板１１２の品質に影響したりする虞があるため、出来るだけ加熱温度は低温に設定し、加熱時間は短時間になるようにバランスを考えて設定することが望ましい。
【００４１】
これは課題に示したようにセパレータ１１３にセラミックス粉末などを塗布して多孔質層１１３Ｂを形成することでセパレータ１１３の表面に耐熱層を有しているため、セパレータ１１３とセラミックスという熱膨張係数の違う二つの層ができあがる。このことで、巻回電極体１１０を製造している最中に熱膨張係数の小さい側にカールしてしまうという問題が生じる虞がある。しかし、巻き始める前にセパレータ１１３を加熱してやることで内部応力が解放されてカールを防止できる効果を得ることができる。この結果、二次電池１００の性能劣化を防ぐことが可能となる。
【００４２】
巻回電極体１１０は、電池ケース１８０に収められる際に扁平に潰して収める必要があるため、カール部１２０が発生すると巻回電極体１１０を扁平に潰しきれずに、電池ケース１８０の開口部から巻回電極体１１０が挿入できないというような事態が起きてしまう。あるいは、巻回電極体１１０を電池ケース１８０に挿入できた場合であっても、電池ケース１８０内では巻回電極体１１０のカール部１２０を押し潰している部分とそうでない部分で巻回電極体１１０にかかる面圧に差が出来てしまう。
【００４３】
カールを押し潰している部分では設計より厚くなるため電池ケース１８０との間に強い力がかかり、圧し潰していない部分では設計通りかそれより薄いために力がかからない。このような差がでると、巻回電極体１１０に添加されている電解液に偏りが生じてしまい、内部でリチウムが析出してしまう虞がある。また、圧力が高いと正極板１１１と負極板１１２との距離を適切に保てなくなる虞もある。その結果、圧力がかかっている部分から巻回電極体１１０の劣化が生じたり、二次電池１００の性能を十分に発揮できない状態となったりする。このように、二次電池１００の性能や寿命に大きく影響するため、カール部１２０の発生を抑えることは重要である。
【００４４】
以上、本実施形態に則して発明を説明したが、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更することにより実施することもできる。
【００４５】
例えば、二次電池１００の形状に関して電池ケース１８０の構成や材質等を例示したが、これに限定される必要は無い。また、巻回装置２００の構成についても例示しているが、他のシステムを用いて巻回電極体１１０を形成することを妨げない。更に、正極板１１１、負極板１１２、及びセパレータ１１３の材質等を示しているが、これも限定されるものではない。例えば、正極活物質１１１Ｂや負極活物質１１２Ｂを変更することを妨げないし、セパレータ１１３の材質や単層セパレータを複層のセパレータにすることを妨げない。
【符号の説明】
【００４６】
１００ 二次電池
１１０ 巻回電極体
１１１ 正極板
１１２ 負極板
１１３ セパレータ
１１３Ａ 単層セパレータ
１１３Ｂ 多孔質層
１８０ 電池ケース
２００ 巻回装置
２１１ 帯状正極
２１２ 第１帯状セパレータ
２１３ 帯状負極
２１４ 第２帯状セパレータ
２２０ 巻芯
２２１ ヒータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池に用いる正極及び負極をセパレータに挟んで巻回する技術に関し、詳しくは軸芯を用いてセパレータ、正極、及び負極を巻回した際に軸芯部に固定したセパレータがカールするのを防ぐ技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の駆動力としてモータを用いるケースが増えてきている。これに伴い、車載用の電池もニッケル水素二次電池よりもエネルギー密度の高いリチウムイオン二次電池に代表される非水系二次電池を用いることが検討されている。そしてリチウムイオン二次電池も、高入出力化や大容量化の要求から様々な検討がなされている。
【０００３】
特許文献１には、巻回型電極の製造装置に関する技術が開示されている。これは、回転可能に軸支された巻芯と、巻芯を回転させる回転駆動機構と巻芯の回転で積層、捲装されるセパレートシート及び正極シート及び負極シートをそれぞれガイド走向させるガイドブロックと、巻芯へガイド供給するシートに張力を与える加圧ローラと、巻芯への積層、捲装によって形成された巻回体外周を圧着的に保持する保持ブロックとを有する巻回型電極の製造装置であって、ガイドブロックの少なくとも電極シートが走向摺動する面には、供給側が直線的平坦とし、巻回体に近接する領域を曲面とし、それぞれ形成している。これによって、積層を高緊縛とし高品質とできる巻回型電極を歩留まり良く製造できる製造装置が実現できる。
【０００４】
特許文献２には、電池の製造方法に関する技術が開示されている。これは、帯状の正極板と負極板とをセパレータを介して巻芯を用いて渦巻き状に巻回してなる極板群と電解液を有底ケースに収納し、この有底ケースの開口部を封口板により密閉する電池の製造方法であって、巻芯及び巻芯により挟持される極板群の巻き始めのセパレータ部分を少なくとも極板群を巻芯から抜き取る時に６０℃以上、セパレータの融点以下の温度で加熱するものである。これによって、極板群の巻芯部に備えられるセパレータの形状を保持することができるので、巻芯を抜いた後の工程で、電極棒の挿入や金属製の中芯の挿入の際に発生するセパレータのズレや損傷を防ぐことができる。これにより正・負極板間が短絡することを抑制出来る効果が得られる。
【０００５】
特許文献３には、巻回状電極体を備えた電池の製造方法に関する技術が開示されている。これは、巻回電極体の巻芯跡空間に残存するセパレータを整形棒によって巻芯跡の内周壁に変位させる整形工程において、予め画像認識工程において、巻芯跡空間に残存するセパレータの位置及び膨らみに先端位置を認識するとともに、巻芯跡空間の最大径部に対応する外接円と、外接円と巻芯跡空間に残存するセパレータの間に形成される最大径の内接円を求めておき、整形棒を内接円の中心に挿入した後に外接円の中心に向けて移動させ、次いで、巻芯跡空間に残存するセパレータの膨らみの先端位置に向かって直接的または曲線的に移動させるものである。こうすることで、整形棒を挿入する際にセパレータを潰すことを防ぐことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１―３３２２８９号公報
【特許文献２】特開２００９―１９３８４１号公報
【特許文献３】特開２０１０―５５７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１乃至特許文献３に開示される技術で角型の二次電池を製造する場合には、以下に説明する課題があると考えられる。
【０００８】
車両に搭載するにあたって、特許文献２及び特許文献３に記載されるような円筒型の二次電池だけではなく、角形の二次電池も用いられる。角型の二次電池は、円筒型とは異なり、直方体の有底ケースに扁平に巻回された巻回電極体を挿入されてなる。しかし、角形の二次電池を製造する場合であっても、製造のし易さから円筒状の巻回電極体を製造した後に、巻回電極体を扁平に潰し、扁平な巻回電極体を角型のケースに挿入するという工程を経て製造される。
【０００９】
ところで、非水系二次電池の製造において、高入出力化や大容量化の要求は高く、セパレータの薄膜化、高多孔化されることが望ましい。この方策の１つとしてセパレータにセラミックスを塗布する方法が提案されている。しかしながら、セラミックス等の材料をポリオレフィン等からなるセパレータに塗布すると、熱膨張係数の違いから製造工程においてカールしてしまう問題がある。しかし、特許文献１に記載の技術ではこのような課題については記載がない。また、特許文献２及び特許文献３に記載の技術では、セラミックス層に関する記載はなく、巻回電極体を扁平に潰すことを前提にしていない。
【００１０】
よって、特許文献２の技術では、巻芯の端部を加熱することで巻回電極体の巻緩みを防いだり端部がタケノコ状に型崩れしたりすることを防止することが可能であると思われるが、課題が異なるため、セパレータにセラミックス層を設けた場合にもセパレータのカールの抑制に効果があるかどうかは不明である。また、特許文献３に記載の画像認識技術を用いながら、加熱した整形棒を用いてセパレータを変形させているが、カールの解消は困難であると考えられ、巻回電極体の最内周にあるセパレータがカールしたまま巻回電極体を扁平に潰す虞がある。その結果、扁平に潰した巻回電極体には厚みに不均衡な部分が発生し、巻回電極体内の面圧が不均一になったことに起因する電池性能の低下に繋がる虞がある。このため、特許文献１乃至特許文献３の技術を用いても、巻回電極体内の面圧が不均一になることを解消することは困難であると考えられる。
【００１１】
そこで、本発明はこのような課題を解決するために、セパレータのカールを抑制することが可能な角型の二次電池製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために、本発明の一態様による二次電池製造方法は以下のような特徴を有する。
【００１３】
（１）巻回可能に支持された巻芯でセパレータを挟んで固定し、前記巻芯を回転させながら前記セパレータの間に正極体と負極体を挟んで巻回して巻回電極体を形成し、前記巻回電極体から前記巻芯を取り除いて、前記巻回電極体を角型の缶体に挿入することで角型の二次電池を形成する二次電池製造方法において、前記セパレータは表面に耐熱層を有し、前記巻芯で前記セパレータの端部を挟み、前記端部を巻回前に加熱する加熱工程と、前記巻芯を回転させて正極体と負極体を挟み、前記巻回電極体を形成する巻回工程と、巻回された前記巻回電極体を扁平に潰す扁平化工程と、を有することを特徴とする。
【００１４】
（２）（１）に記載される二次電池製造方法において、前記巻芯に加熱機構が備えられ、前記加熱工程で、前記加熱機構によって前記巻芯を加熱することで前記セパレータに対して６０度以上、前記セパレータの融点以下の温度で熱が加えられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
このような特徴を有する本発明の一態様による二次電池製造方法により、以下のような作用、効果が得られる。
【００１６】
上記（１）に記載される発明の態様は、巻回可能に支持された巻芯でセパレータを挟んで固定し、巻芯を回転させながらセパレータの間に正極体と負極体を挟んで巻回して巻回電極体を形成し、巻回電極体から巻芯を取り除いて、巻回電極体を角型の缶体に挿入することで角型の二次電池を形成する二次電池製造方法において、セパレータは表面に耐熱層を有し、巻芯でセパレータの端部を挟み、端部を巻回前に加熱する加熱工程と、巻芯を回転させて正極体と負極体を挟み、巻回電極体を形成する巻回工程と、巻回された巻回電極体を扁平に潰す扁平化工程と、を有するものである。
【００１７】
二次電池の巻回電極体を製造するにあたり、巻芯でセパレータを挟んで加熱することで、セパレータのカールを防ぐことができる。これは課題に示したように、セパレータはセラミックス粉末などを塗布して多孔体層を形成することで耐熱層を有している。セパレータは樹脂材料であるので、多孔体層を形成するセラミックスと、熱膨張係数が異なり、この熱膨張係数の異なる２つの層があることで、巻回電極体を製造している最中に熱膨張係数の小さい側にカールしてしまうという問題が発生する。
【００１８】
しかし、巻芯でセパレータを端部から巻き始める前に、巻芯でセパレータを挟んだ状態でセパレータを加熱することでセパレータの内部応力が解放されてカールを防止できる効果を得ることができる。このため、扁平化工程において円筒状に巻回された巻回電極体を扁平形状に潰した時に、厚みに不均衡な部分が生じることを抑制することができ、結果的に角型の二次電池の性能劣化を防ぐことが可能となる。
【００１９】
また、上記（２）に記載される発明の態様は、（１）に記載される二次電池製造方法において、巻芯に加熱機構が備えられ、加熱工程で、加熱機構によって巻芯を加熱することでセパレータに対して６０度以上、セパレータの融点以下の温度で熱が加えられるものである。出願人の実験によって、セパレータを６０度で１０秒程度加熱することで、耐熱層を設けた場合でもセパレータのカールが抑えられることがわかった。６０度以上でセパレータの融点以下の温度で一定時間加熱すれば、セパレータのカールが抑えられることが確認され、この結果、セパレータが溶融しない温度での加熱によってセパレータのカールが抑えられ、二次電池の性能劣化を防ぐことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態の、二次電池の正面図である。
【図２】本実施形態の、二次電池の断面図である。
【図３】本実施形態の、巻回電極体の部分断面図である。
【図４】本実施形態の、巻回装置の模式図である。
【図５】本実施形態の、巻芯でセパレータを挟む際の模式斜視図である。
【図６】比較のために用意した、巻回電極体の斜視図である。
【図７】本実施形態の、巻回電極体の斜視図である。
【図８】本実施形態の、巻芯の温度と加熱時間の関係を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
まず、本発明の実施形態について説明する。
【００２２】
図１に、本実施形態の二次電池１００の正面図を示す。図２に、二次電池１００の断面図を示す。なお、巻回電極体１１０は模式的に示してあり内周側を省略している。図３に、巻回電極体１１０の部分断面図を示す。二次電池１００は、非水電解質系のリチウムイオン二次電池であり、帯状の正極板１１１及び負極板１１２がセパレータ１１３に挟まれて巻回された巻回電極体１１０を有し、電池ケース１８０に納められてなる。
【００２３】
正極板１１１は集電箔１１１Ａとして１５μｍ程度の厚みのアルミニウム箔を用いており、その集電箔１１１Ａの表面に正極活物質１１１Ｂが塗布されている。正極活物質１１１Ｂはニッケル、コバルト、マンガンを主成分としたものが用いられる。負極板１１２は集電箔１１２Ａとして１０μｍ程度の厚みの銅箔を用いており、集電箔１１２Ａの表面に負極活物質１１２Ｂが塗布されている。負極活物質１１２Ｂはグラファイトを主成分としたものが用いられる。
【００２４】
セパレータ１１３は第１セパレータ１１３ａと第２セパレータ１１３ｂの２枚が用いられる。セパレータ１１３はポリオレフィン系の単層セパレータ１１３Ａが用いられ厚みは２０μｍ程度である。セパレータ１１３の表面の一方にはアルミナ等の耐熱性に優れたセラミックス粉末を用いた無機フィラーであり、多孔質層１１３Ｂを形成している。したがって、セパレータ１１３は単層の単層セパレータ１１３Ａと多孔質層１１３Ｂとの２層構造となっている。なお、第１セパレータ１１３ａと第２セパレータ１１３ｂは便宜上呼び分けるが同じものである。
【００２５】
これら、正極板１１１、負極板１１２、セパレータ１１３が巻回されたものが、巻回電極体１１０であり、巻回電極体１１０は電池ケース１８０に納められている。
【００２６】
電池ケース１８０は、共にアルミニウム製の電池ケース本体１８１及び封口蓋１８２を有している。このうち電池ケース本体１８１は有底矩形箱形のいわゆる角型のケースであり、この角型の電池ケース１８０と巻回電極体１１０との間には、図示しない箱状に折り曲げた樹脂製の絶縁フィルムが介在させてある。また、封口蓋１８２は矩形板状であり、巻回電極体１１０を挿入した電池ケース本体１８１の開口を閉塞して、この電池ケース本体１８１に溶接される。この封口蓋１８２には、巻回電極体１１０と接続する正極集電部材１９１及び負極集電部材１９２が備えられる。
【００２７】
正極集電部材１９１の先端に位置する正極端子部１９１Ａ及び負極集電部材１９２の先端に位置する負極端子部１９２Ａは、封口蓋１８２を貫通し、蓋表面１８２ａから突出して保持される。正極端子部１９１Ａ及び負極端子部１９２Ａと封口蓋１８２との間には、それぞれ絶縁性の樹脂からなる絶縁部材１９５が介在し、互いを絶縁している。さらに、この封口蓋１８２には矩形板状の安全弁１９７も封着されている。
【００２８】
巻回電極体１１０は電池ケース本体１８１に納められる際に、図２に示すように扁平に潰されて納められる。巻回電極体１１０の正極板１１１は正極集電部材１９１の一端に接続され、負極板１１２は負極集電部材１９２の一端に接続される。
【００２９】
巻回電極体１１０は、図３に示すように外周側から第１セパレータ１１３ａ、負極板１１２、第２セパレータ１１３ｂ、正極板１１１と順番に配置されるように複数周巻回されている。正極板１１１及び負極板１１２の短手方向には未塗工部が設けられており、未塗工部側が正極集電部材１９１及び負極集電部材１９２側に配置されるように巻回されている。そして、セパレータ１１３は正極板１１１及び負極板１１２を切り分けるように配置された上で、巻回電極体１１０の最外周にセパレータ１１３が複数周巻回されて形成されている。
【００３０】
次に、巻回電極体１１０を製造する巻回装置２００の説明を行う。図４に、巻回装置２００の模式図を示す。巻回装置２００は、正極供給リール２４１、負極供給リール２４３、第１セパレータ供給リール２４２、第２セパレータ供給リール２４４を備え、巻芯２２０が回転することで巻回電極体１１０を形成する装置である。正極供給リール２４１には帯状正極２１１が、正極活物質１１１Ｂが塗工された状態で巻かれている。負極供給リール２４３には帯状負極２１３が、負極活物質１１２Ｂが塗工された状態で巻かれている。なお帯状正極２１１と正極板１１１、帯状負極２１３と負極板１１２はそれぞれ同一のものであるが、帯状正極２１１及び帯状負極２１３は、正極板１１１及び負極板１１２の長さよりも長いので、便宜上呼び分けることとしている。
【００３１】
また、第１セパレータ供給リール２４２及び第２セパレータ供給リール２４４には第１帯状セパレータ２１２及び第２帯状セパレータ２１４が、それぞれ多孔質層１１３Ｂが塗工された状態で巻かれている。そして、第１帯状セパレータ２１２は、第１セパレータ１１３ａに、第２帯状セパレータ２１４は第２セパレータ１１３ｂに対応する。第１帯状セパレータ２１２及び第２帯状セパレータ２１４も、帯状正極２１１及び帯状負極２１３と同様に、巻かれる長さが違っているので便宜的に呼び分けている。
【００３２】
巻回装置２００には、張力調整機構２５０、エッジ検出部２５２、補正機構２５４、押付部材２３０が、制御部２６０と電気的に接続されて備えられている。張力調整機構２５０はテンションローラ２４７と、ダンサーローラ２４８が備えられ、制御部２６０に接続される揺動検出部２６４と付勢手段２４８ｂによって、揺動軸２４８ａ、揺動支持点２４８ｃ、第１ローラ２４８ｄ、第２ローラ２４８ｅ及びテンションローラ２４７を連携させて、帯状正極２１１の張力を調整している。また、この張力調整機構２５０によって帯状正極２１１の張力をコントロールすることで、第１帯状セパレータ２１２、帯状負極２１３及び第２帯状セパレータ２１４の張力も間接的にコントロールすることが可能となる。
【００３３】
エッジ検出部２５２は巻芯２２０に巻き取られる帯状正極２１１の縁部の位置を検出する装置である。補正機構２５４は巻芯２２０に巻き取られる帯状正極２１１の幅方向の位置を補正する機構である。帯状正極２１１の位置を制御することで、第１帯状セパレータ２１２、帯状負極２１３、第２帯状セパレータ２１４の位置も制御することが可能である。この他に、制御部２６０に接続される外径検出部２６２、張力検出部２６６、設定部２８１、２８２、２８３等や、押付部材２３０に備えられたローラ２３２やアクチュエータ２３４によって、巻回電極体１１０の巻回が制御される。詳しくは特開２０１０−５５９６２号公報などを参照されたい。
【００３４】
図５に、巻芯２２０でセパレータ１１３を挟む際の模式斜視図を示す。巻芯２２０は接続されるアクチュエータ２２２によって回転されるが、この巻芯２２０は、図５に示すように中央で２分割出来る機構となっており、この隙間Ｓに第１帯状セパレータ２１２と第２帯状セパレータ２１４とを挟んで固定する。この後、巻芯２２０に内蔵されるヒータ２２１によって第１帯状セパレータ２１２及び第２帯状セパレータ２１４を所定時間加熱する。加熱温度は第１帯状セパレータ２１２及び第２帯状セパレータ２１４の隙間Ｓで挟まれた部分の温度が６０度で１０秒間保持されるように設定される。温度の管理は巻芯２２０の内部に用意される温度計２２３を用いフィードバック制御をして一定に保つように制御される。
【００３５】
加熱後、巻芯２２０をアクチュエータ２２２によって回転させながら帯状正極２１１及び帯状負極２１３を挟んで、巻回電極体１１０を巻回する。最終的には帯状正極２１１及び帯状負極２１３を所定の位置で切断し、第１帯状セパレータ２１２及び第２帯状セパレータ２１４を更に数周巻いて切断し、テープなどを用いて第１帯状セパレータ２１２又は第２帯状セパレータ２１４を固定することで、巻回電極体１１０を形成する。この巻回電極体１１０を扁平に潰して角型の電池ケース１８０に封入することで、二次電池１００が形成される。
【００３６】
本実施形態の二次電池１００の製造方法は上記構成であるので、以下に説明するような作用及び効果を奏する。
【００３７】
本実施形態の二次電池１００の製造方法の態様は、巻回可能に支持された巻芯２２０でセパレータ１１３を挟んで固定し、巻芯２２０を回転させながらセパレータ１１３の間に正極板１１１と負極板１１２を挟んで巻回して巻回電極体１１０を形成し、巻回電極体１１０から巻芯２２０を取り除いて、巻回電極体１１０を角型の電池ケース１８０に挿入することで角型の二次電池１００を形成する二次電池製造方法において、セパレータ１１３は表面に多孔質層１１３Ｂを有し、巻芯２２０でセパレータ１１３の端部を挟み、端部を巻回前に加熱する加熱工程と、巻芯２２０を回転させて正極板１１１と負極板１１２を挟み、巻回電極体１１０を形成する巻回工程と、巻回された巻回電極体１１０を扁平に潰す扁平化工程と、を有するものである。
【００３８】
その効果としては、まず、セパレータ１１３のカールを抑えることが可能である点が挙げられる。図６に、比較のために用意した巻回電極体１１０の斜視図を示す。図７に、本実施形態の巻回電極体１１０の斜視図を示す。巻回電極体１１０の内側にはセパレータ１１３の巻き始めにあたる端部があり、図６にはカール部１２０が、図７には中心部１２１が配置されている。なお、図６及び図７において、セパレータ１１３が外周側に巻回され正極板１１１の端部がセパレータ１１３よりはみ出して巻回されている様子が示されているが、これは正極板１１１の集電部分となる未塗工部である。負極板１１２も同様に未塗工部が形成されこれは正極板１１１とは反対側に突出するように配置されている。
【００３９】
巻芯２２０を２つ割構造として、セパレータ１１３の端部を挟み込んだ上でヒータ２２１により加熱することで、図７に示すような中心部１２１を形成することができ、図６に示したようなカール部１２０を生じることを防ぐことが出来る。これは、ヒータ２２１より発する熱によってセパレータ１１３の内部応力が開放され、かつこの際にセパレータ１１３が巻芯２２０に矯正されているので、加熱後も図７のような状態を保つことが可能となる。そして、巻回電極体１１０を潰す工程では、図７の中心部１２１を中心に挟む様にして潰すことが望ましい。すなわち、扁平化工程で図７において左右から巻回電極体１１０を扁平に潰し、上下に長くなるような状態とする。これにより後述する電池ケース１８０に扁平化した巻回電極体１１０を挿入した場合において、面圧の不均衡が生じるのを抑制することが可能となる。
【００４０】
図８に、巻芯の温度と加熱時間の関係を表した図を示す。巻芯２２０によるセパレータ１１３の端部の加熱は、６０度で１０秒程度と上述しているが、実際には図８に示すように他の条件でもカール部１２０の発生を抑制できることが確認できている。巻芯２２０の設定温度を上げれば加熱時間も短時間で済む傾向にあり、セパレータ１１３に与える熱量に比例していると考えられる。ただし、あまり巻芯２２０の温度を上げすぎるとセパレータ１１３が溶融したり、正極板１１１及び負極板１１２の品質に影響したりする虞があるため、出来るだけ加熱温度は低温に設定し、加熱時間は短時間になるようにバランスを考えて設定することが望ましい。
【００４１】
これは課題に示したようにセパレータ１１３にセラミックス粉末などを塗布して多孔質層１１３Ｂを形成することでセパレータ１１３の表面に耐熱層を有しているため、セパレータ１１３とセラミックスという熱膨張係数の違う二つの層ができあがる。このことで、巻回電極体１１０を製造している最中に熱膨張係数の小さい側にカールしてしまうという問題が生じる虞がある。しかし、巻き始める前にセパレータ１１３を加熱してやることで内部応力が解放されてカールを防止できる効果を得ることができる。この結果、二次電池１００の性能劣化を防ぐことが可能となる。
【００４２】
巻回電極体１１０は、電池ケース１８０に収められる際に扁平に潰して収める必要があるため、カール部１２０が発生すると巻回電極体１１０を扁平に潰しきれずに、電池ケース１８０の開口部から巻回電極体１１０が挿入できないというような事態が起きてしまう。あるいは、巻回電極体１１０を電池ケース１８０に挿入できた場合であっても、電池ケース１８０内では巻回電極体１１０のカール部１２０を押し潰している部分とそうでない部分で巻回電極体１１０にかかる面圧に差が出来てしまう。
【００４３】
カールを押し潰している部分では設計より厚くなるため電池ケース１８０との間に強い力がかかり、圧し潰していない部分では設計通りかそれより薄いために力がかからない。このような差がでると、巻回電極体１１０に添加されている電解液に偏りが生じてしまい、内部でリチウムが析出してしまう虞がある。また、圧力が高いと正極板１１１と負極板１１２との距離を適切に保てなくなる虞もある。その結果、圧力がかかっている部分から巻回電極体１１０の劣化が生じたり、二次電池１００の性能を十分に発揮できない状態となったりする。このように、二次電池１００の性能や寿命に大きく影響するため、カール部１２０の発生を抑えることは重要である。
【００４４】
以上、本実施形態に則して発明を説明したが、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更することにより実施することもできる。
【００４５】
例えば、二次電池１００の形状に関して電池ケース１８０の構成や材質等を例示したが、これに限定される必要は無い。また、巻回装置２００の構成についても例示しているが、他のシステムを用いて巻回電極体１１０を形成することを妨げない。更に、正極板１１１、負極板１１２、及びセパレータ１１３の材質等を示しているが、これも限定されるものではない。例えば、正極活物質１１１Ｂや負極活物質１１２Ｂを変更することを妨げないし、セパレータ１１３の材質や単層セパレータを複層のセパレータにすることを妨げない。
【符号の説明】
【００４６】
１００ 二次電池
１１０ 巻回電極体
１１１ 正極板
１１２ 負極板
１１３ セパレータ
１１３Ａ 単層セパレータ
１１３Ｂ 多孔質層
１８０ 電池ケース
２００ 巻回装置
２１１ 帯状正極
２１２ 第１帯状セパレータ
２１３ 帯状負極
２１４ 第２帯状セパレータ
２２０ 巻芯
２２１ ヒータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻回可能に支持された巻芯でセパレータを挟んで固定し、前記巻芯を回転させながら前記セパレータの間に正極体と負極体を挟んで巻回して巻回電極体を形成し、前記巻回電極体から前記巻芯を取り除いて、前記巻回電極体を角型の缶体に挿入することで角型の二次電池を形成する二次電池製造方法において、
前記セパレータは表面に耐熱層を有し、
前記巻芯で前記セパレータの端部を挟み、前記端部を巻回前に加熱する加熱工程と、
前記巻芯を回転させて正極体と負極体を挟み、前記巻回電極体を形成する巻回工程と、
巻回された前記巻回電極体を扁平に潰す扁平化工程と、を有することを特徴とする二次電池製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載される二次電池製造方法において、
前記巻芯に加熱機構が備えられ、前記加熱工程で、前記加熱機構によって前記巻芯を加熱することで前記セパレータに対して６０度以上、前記セパレータの融点以下の温度で熱が加えられることを特徴とする二次電池製造方法。
【請求項１】
巻回可能に支持された巻芯でセパレータを挟んで固定し、前記巻芯を回転させながら前記セパレータの間に正極体と負極体を挟んで巻回して巻回電極体を形成し、前記巻回電極体から前記巻芯を取り除いて、前記巻回電極体を角型の缶体に挿入することで角型の二次電池を形成する二次電池製造方法において、
前記セパレータは表面に耐熱層を有し、
前記巻芯で前記セパレータの端部を挟み、前記端部を巻回前に加熱する加熱工程と、
前記巻芯を回転させて正極体と負極体を挟み、前記巻回電極体を形成する巻回工程と、
巻回された前記巻回電極体を扁平に潰す扁平化工程と、を有することを特徴とする二次電池製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載される二次電池製造方法において、
前記巻芯に加熱機構が備えられ、前記加熱工程で、前記加熱機構によって前記巻芯を加熱することで前記セパレータに対して６０度以上、前記セパレータの融点以下の温度で熱が加えられることを特徴とする二次電池製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２３０８７０（Ｐ２０１２−２３０８７０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０００２６（Ｐ２０１１−１０００２６）
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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