捲回型電池、その製造方法および製造装置
【課題】電極板を捲回した後に扁平プレスを行っても、割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止できる捲回型電池、その製造方法および製造装置を提供する。
【解決手段】捲回型電池において、正極板１０および負極板２０のうちで一方または双方の電極板は、扁平プレスによって形成される扁平体２００の屈曲部Ｂとなる部位の電極活物質層であって内周面側の短辺方向に沿って形成される溝状の溝状部１３ａと、扁平プレスによって形成される扁平体２００の屈曲部Ｂとなる部位の電極活物質層であって外周面側の短辺方向に沿って形成される切込部１１ａまたは溝状部とのうちで一方または双方を有する。この構成によれば、内周面側および外周面側のうち一方または双方に溝状部１３ａ等を形成することで、従来よりは電極板（特に電極活物質層）の割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止できる。
【解決手段】捲回型電池において、正極板１０および負極板２０のうちで一方または双方の電極板は、扁平プレスによって形成される扁平体２００の屈曲部Ｂとなる部位の電極活物質層であって内周面側の短辺方向に沿って形成される溝状の溝状部１３ａと、扁平プレスによって形成される扁平体２００の屈曲部Ｂとなる部位の電極活物質層であって外周面側の短辺方向に沿って形成される切込部１１ａまたは溝状部とのうちで一方または双方を有する。この構成によれば、内周面側および外周面側のうち一方または双方に溝状部１３ａ等を形成することで、従来よりは電極板（特に電極活物質層）の割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも正極板，負極板，セパレータを備える捲回型電池と、当該捲回型電池を製造する製造方法および捲回型電池の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来では、渦巻き状に巻回された電極は、表裏両面に縦方向に沿って、０．５〜２．０ｍｍの等間隔をおいて電極の厚みの１／１０〜１／３の深さからなる複数の筋溝を有し、電極表面側の筋溝と裏面側の筋溝とは位相を異ならせた電池用電極に関する技術の一例が開示されている（例えば特許文献１を参照）。この電池用電極は、三次元的に連続した空間を有する帯状の金属多孔体と、その空間内に充填された活物質とからなる。特許文献１の図３に示すように、電極を渦巻き状に捲回する場合には、複数の筋溝が作用して電極の割れ，ヒビ，切断等の不具合を防止できる。
【０００３】
また、正極集電体層の一面に設けられた正極活物質層が、複数の凹部により一定間隔ごとに複数の活物質層単位に分割されるように構成された正極と、当該正極を搭載した電池に関する技術の一例が開示されている（例えば特許文献２を参照）。正極集電体層のうちの凹部に対応する部分を支点とし、活物質層単位どうしが当たる程度の湾曲角度までは湾曲可能になるので、正極を搭載した電池のフレキシブル特性が向上する。
【０００４】
さらに、集電体の少なくとも一箇所以上に、正極合剤塗料または負極合剤塗料の厚みが薄くなる箇所を塗布形成する第一の工程、および正極合剤塗料または負極合剤塗料が乾燥された後、所定厚みにプレスされ、正極板または負極板の少なくとも一箇所以上に活物質密度が小さい箇所を形成する第二の工程を経て、電極板の活物質密度を電極群の内周面と外周面で部分的に小さい構成とした非水系二次電池に関する技術の一例が開示されている（例えば特許文献３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１５４５０６号公報
【特許文献２】特開２００２−３４３３４０号公報
【特許文献３】特開２００９−１８１８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の技術を適用して、電極を捲回した後にプレスして扁平状に形成する際、屈曲部では曲率半径が大きく変化するために電極の割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じる場合がある。すなわち、筋溝は電極の厚みの１／１０〜１／３ほどしかないので、屈曲部の内周面側では圧縮に伴う割れ，ヒビ，切断等が生じ、屈曲部の外周面側では伸長に伴う割れ，ヒビ，切断等が生じる。
【０００７】
また特許文献２の技術を適用しても、正極を捲回した後にプレスして扁平状に形成する際の湾曲角度は大きく、特に最内周の正極は９０度よりも遙かに大きな湾曲角度になる。このような湾曲角度となるようにプレスすると活物質層単位どうしが当たるため、正極活物質層の割れ，ヒビ，切断等が生じる。
【０００８】
さらに特許文献３の技術では、間欠塗工の制御（第一の工程）だけでなく、活物質密度の変更制御（第二の工程）もまた並行して行わなければならないので、塗工速度を向上させることが困難である。電極板を捲回してプレスすることにより扁平体とする場合には、周回数（「捲数」や「層数」等とも呼ぶ。以下同じである。）に応じて曲率半径が変化する。第二の工程では当該曲率半径に応じて活物質密度を変更する制御を行う必要があり、その後の工程では正確な間隔で電極を切断しなければならない。そのため、不良品となる確率が高くなり、歩留まりが悪化する。
【０００９】
本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、電極板を捲回した後にプレスして扁平状に形成しても、電極板の割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止できる捲回型電池、その製造方法および製造装置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】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、それぞれが帯状の集電体上に電極活物質層を形成した正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に介在させる絶縁性のセパレータとを備え、前記正極板，前記負極板および前記セパレータを積層して捲回し、当該捲回して形成される捲回体を扁平状にプレスする扁平プレスによって得られる扁平体（すなわち扁平状の電極体）を有する捲回型電池において、前記正極板および前記負極板のうちで一方または双方の電極板は、前記扁平体の屈曲部となる部位の前記電極活物質層であって内周面側の短辺方向に沿って形成される溝状の溝状部と、前記扁平体の屈曲部となる部位の前記電極活物質層であって外周面側の短辺方向に沿って形成される切込部または前記溝状部とのうちで一方または双方を有することを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、内周面側の電極活物質層には溝状部が形成され、外周面側の電極活物質層には切込部または溝状部が形成された電極板を用い、捲回と扁平プレスが行われて捲回型電池が構成される。扁平プレスを行っても、内周面側の溝状部は電極活物質層が圧縮されるのを防止し、外周面側の切込部や溝状部は電極活物質層が伸長されるのを防止する。内周面側および外周面側のうち一方または双方に形成することで、従来よりは電極板（特に電極活物質層）の割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止できる。
【００１２】
なお、「集電体」は導電性の材料（物質を含む。以下同じである。）で帯状（長尺シート状）に形成されるが、板厚は任意である。「セパレータ」は正極板と負極板とが接触するのを防止する部材であって、例えば絶縁性の板材や固体電解質などを含む。「電極活物質層」は合剤層とも呼び、正極活物質層と負極活物質層とでは材料が異なる。正極活物質層は、例えばリチウムイオンなどの軽金属イオンを吸蔵・離脱することが可能な金属硫化物、金属酸化物または高分子化合物などの材料で構成される。負極活物質層は、例えばリチウム（Ｌｉ）やナトリウム（Ｎａ）などの軽金属、これらの軽金属を含む合金または軽金属を吸蔵・離脱することが可能な材料などで構成される。「溝状部」の断面形状は任意であるが、扁平プレス工程によって扁平状に形成される点を考慮すると端面に向かって開口する形状（例えばＶ字形状，Ｕ字形状，箱形状等）が望ましい。「短辺方向」は、集電体の長辺方向と交差する幅方向であって、かつ、面に沿う方向を意味する。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記溝状部および前記切込部のうちで一方または双方は、不等間隔（「非等間隔」とも呼ぶ。以下同じである。）で形成されることを特徴とする。電極板を捲回し続けると（周回が増えると）、形成する溝状部や切込部における曲率半径も変化する。よって、溝状部や切込部の相互間に生じる引張力を一定値以下に抑えるには不等間隔で形成するのが望ましい。この構成によれば、溝状部や切込部を不等間隔で形成するので、溝状部や切込部の相互間における引張力が一定値以下に抑えられる。したがって、電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのをより確実に防止できる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、それぞれが帯状の集電体上に電極活物質層を形成した正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に介在させる絶縁性のセパレータとを備える捲回型電池を製造する捲回型電池の製造方法において、前記正極板，前記負極板および前記セパレータを積層して捲回する捲回工程と、前記捲回工程によって形成される捲回体を扁平状にプレスする扁平プレス工程と、前記捲回工程よりも前に行われ、前記正極板および前記負極板のうちで一方または双方の電極板に対し、前記扁平プレス工程によって形成される扁平体の屈曲部となる部位の前記電極活物質層であって内周面側の短辺方向に沿って溝状の溝状部を形成する内周面側加工工程と、前記扁平プレス工程によって形成される扁平体の屈曲部となる部位の前記電極活物質層であって外周面側の短辺方向に沿って切り込む切込部または前記溝状部を形成する外周面側加工工程とのうちで一方または双方の加工工程とを有することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、電極活物質層に溝状部が形成される。捲回工程で電極板を捲回し、さらに扁平プレス工程で電極板をプレスしても、電極活物質層に形成された溝状部によって電極活物質層が圧縮するのを防止する。したがって、電極板（特に内周面側の電極活物質層）の割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止できる。なお、「内周面側加工工程」および「外周面側加工工程」の双方を行う場合には、並行して行ってもよく、前後して順番に行ってもよい。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、前記加工工程を行う以後、前記溝状部または前記切込部の形成に伴って生じる加工屑を除去する加工屑除去工程を有することを特徴とする。この構成によれば、溝状部や切込部の加工中または加工後に加工屑が除去されるので、電極板の相互間に加工屑が挟まるなどで電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止できる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、前記加工工程は、それぞれ前記集電体上に前記電極活物質層を形成してからプレスする前までの期間（以下では「プレス前期間」と呼ぶ。）、当該プレス後から所定形状に切断する前までの期間（以下では「切断前期間」と呼ぶ。）、当該切断してから捲回する前までの期間（以下では「捲回前期間」と呼ぶ。）のうちで一以上の期間内に行うことを特徴とする。この構成によれば、内周面側加工工程はプレス前期間、切断前期間および捲回前期間のうちで一以上の期間内に行う。すなわち一の期間内で行ってもよく、複数（二または三）の期間内で行ってもよい。外周面側加工工程についても同様である。内周面側加工工程では溝状部を確実に形成し、外周面側加工工程では切込部または溝状部を確実に形成することができる。複数の期間内で行う場合には、同一箇所（その一部分を含む）を加工することで溝状部や切込部の形成を確実にし、異なる箇所を加工することで溝状部や切込部の形成箇所を増やすことができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、前記加工工程は、前記扁平体における所定周回までの部位に対応する前記電極板に対し、前記溝状部または前記切込部を形成することを特徴とする。所定周回（「捲数」とも呼ぶ。以下同じである。）までの部位では曲率半径が小さいため、何ら措置を施さなければ電極板（特に電極活物質層）の割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じる可能性がある。この構成によれば、所定周回までの部位に対応する電極板（具体的には電極活物質層）に対して溝状部または切込部を形成するので、電極板の割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止できる。「所定周回」は集電体および電極活物質層の各厚さによって異なるが、例えば１〜３[回]である。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、前記加工工程は、前記扁平体における所定の曲率半径以下となる部位に対応する前記電極板に対し、前記溝状部または前記切込部を形成することを特徴とする。所定の曲率半径以下となる部位では、何ら措置を施さなければ電極板（特に電極活物質層）の割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じる可能性がある。この構成によれば、所定の曲率半径以下となる部位に対応する電極板（具体的には電極活物質層）に対して溝状部または切込部を形成するので、電極板の割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止できる。「所定の曲率半径」は集電体および電極活物質層の各厚さによって異なるが、例えば０〜６００[μｍ]である。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、前記加工工程は、前記溝状部または前記切込部を不等間隔で形成することを特徴とする。電極板を捲回し続けると（周回数が増えると）、形成する溝状部や切込部における曲率半径も変化する。捲回時以降で溝状部や切込部の相互間に生じる引張力を一定値以下に抑えるには不等間隔で形成するのが望ましい。この構成によれば、内周面側加工工程では溝状部を不等間隔で形成し、外周面側加工工程では切込部または溝状部を不等間隔で形成する。そのため、溝状部や切込部の相互間における引張力が一定値以下に抑えられるので、電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのをより確実に防止できる。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、前記加工工程は、前記扁平体の屈曲部にかかる曲率半径に基づいて前記溝状部または前記切込部を形成する間隔を変化させることを特徴とする。この構成によれば、捲回時以降で溝状部や切込部の相互間における引張力が分散され一定値以下に抑えられるので、電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのをより確実に防止できる。
【００２２】
請求項１０に記載の発明は、前記加工工程は、前記扁平体の屈曲部にかかる中心点から放射状に伸ばした仮想線と前記電極板とが交差する位置の前記電極板に対し、前記溝状部または前記切込部に形成することを特徴とする。この構成によれば、曲率半径に応じた溝状部や切込部を形成するので、捲回時以降で溝状部や切込部の相互間における引張力が均一化され、電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのをより確実に防止できる。「仮想線」は任意の線分を設定でき、直線に限らず、曲線や折れ線等を含む。
【００２３】
請求項１１に記載の発明は、前記加工工程は、断面がＶ字形状の前記溝状部を形成することを特徴とする。この構成によれば、溝状部をＶ字形状に形成するので、特に内周面側では電極活物質層どうしが当たり難くなる。よって電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのをより確実に防止できる。
【００２４】
請求項１２に記載の発明は、前記加工工程は、前記Ｖ字形状をなす角度および深さのうちで一方または双方が内周側から外周側に向かって小さくなるように前記溝状部を形成することを特徴とする。内周側から外周側に向かって曲率半径が大きくなるにつれて、捲回する電極板の屈曲率が小さくなる。この構成によれば、Ｖ字形状をなす溝状部の角度が内周側から外周側に向かって小さくなるので、電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止しながらも、外周側の電極板の剛性を高めることができる。溝状部の深さ（深度）を小さくする場合も同様である。
【００２５】
請求項１３に記載の発明は、それぞれが帯状の集電体上に電極活物質層を形成した正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に介在させる絶縁性のセパレータとを備える捲回型電池を製造する捲回型電池の製造装置において、前記正極板，前記負極板および前記セパレータを積層して捲回する捲回手段と、前記捲回手段によって形成される捲回体を扁平状にプレスする扁平プレス手段と、前記捲回手段よりも前に行われ、前記正極板および前記負極板のうちで一方または双方の電極板に対し、前記扁平プレス手段によって形成される扁平体の屈曲部となる部位の前記電極活物質層であって内周面側の短辺方向に沿って溝状の溝状部を形成する内周面側加工手段と、前記扁平プレス手段によって形成される扁平体の屈曲部となる部位の前記電極活物質層であって外周面側の短辺方向に沿って切り込む切込部または前記溝状部を形成する外周面側加工手段とのうちで一方または双方の加工手段とを有することを特徴とする。この構成によれば、請求項３に記載の発明と同様に、電極板（特に電極活物質層）の割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止できる。
【００２６】
請求項１４に記載の発明は、前記溝状部または前記切込部の形成に伴って生じる加工屑を除去する加工屑除去手段を有することを特徴とする。この構成によれば、請求項４に記載の発明と同様に、加工屑が除去されるので、電極板の相互間に加工屑が挟まるなどで電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】電極板の構成例を模式的に示す側面図である。
【図２】電極板の構成例を模式的に示す平面図である。
【図３】捲回型電池の第１製造方法を示すチャート図である。
【図４】加工工程の一例を示す側面図である。
【図５】溝状部や切込部を形成する部位の一例を模式的に示す側面図である。
【図６】溝状部や切込部の間隔を設定する例を示す側面図である。
【図７】溝状部の角度や深さを変化させる例を示す側面図である。
【図８】捲回工程の一例を示す側面図である。
【図９】扁平プレス工程の一例を示す側面図である。
【図１０】扁平プレス後の扁平体を模式的に示す側面図である。
【図１１】捲回型電池の第２製造方法を示すチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、各図は本発明を説明するために必要な要素を図示し、実際の全要素を図示してはいない。上下左右等の方向を言う場合には、図面の記載を基準とする。「材料」には物質を含む。単に「電極板」と言う場合には、正極板および負極板のうちで一方または双方を意味する。
【００２９】
まず、捲回型電池の基礎となる電極板の構成例について、図１および図２を参照しながら説明する。電極板の構成例について、側面図を模式的に図１に示し、平面図を模式的に図２に示す。図１（Ａ）には捲回前の状態を示し、図１（Ｂ）には捲回後の状態を示し、図１（Ｃ）には扁平プレス後の状態を示す。図２（Ａ）には捲回後の外周面を示し、図２（Ｂ）には捲回後の内周面を示す。
【００３０】
捲回型電池の構成要素である電極体（後述する扁平体）は、帯状の電極板を捲回して渦巻き状にし、さらに扁平状にプレスすることで得られる。図１および図２は、見易くするために屈曲部を中心とする一部分を示す。本形態にかかる捲回型電池の正極板と負極板とは、正負が異なるに過ぎない。よって正極板を代表して説明し、負極板については正極板と異なる内容を説明する。
【００３１】
図１（Ａ）に示す正極板１０は、帯状をなす正極集電体１２の面上に正極活物質層１１，１３が形成される。正極集電体１２は、導電性の材料（例えば金属や導電性プラスチック等）で帯状に形成される。厚さは製造する捲回型電池の仕様（例えば蓄電容量や外形寸法等）に合わせて設定され、例えば５〜３００[μｍ]程度である。負極板については、正極板１０と同じ厚さにしてもよく、異なる厚さにしてもよい。形状についても同様であり、例えば平板状，箔状，網状などが該当する。正極活物質層１１は捲回後の外周面側に形成され、正極活物質層１３は捲回後の内周面側に形成される。
【００３２】
正極活物質層１１，１３は、例えばリチウムイオンなどの軽金属イオンを吸蔵・離脱することが可能な金属硫化物、金属酸化物または高分子化合物などの材料で構成される。なお図示しないが、負極板を構成する負極集電体の面上に形成される負極活物質層は、例えばリチウムやナトリウムなどの軽金属、これらの軽金属を含む合金または軽金属を吸蔵・離脱することが可能な材料などで構成される。
【００３３】
扁平プレス後の屈曲部Ｂに対応する部位の正極板１０には、溝状部または切込部が形成される。具体的には、正極活物質層１１に切込部１１ａ（あるいは溝状部）が形成され、正極活物質層１３に溝状部１３ａが形成される。切込部１１ａおよび溝状部１３ａは正極活物質層の範囲内で形成され、正極集電体１２には形成されない。
【００３４】
上述した切込部１１ａや溝状部１３ａがそれぞれ形成された正極板１０および負極板２０の相互間に絶縁性のセパレータ３０を介在させて捲回すると（図８を参照）、図１（Ｂ）に示す捲回体１００が形成される。ただし、図１（Ｂ）には正極板１０だけに着目した構成を示す。図１（Ａ）の構成と比べると、捲回に伴って内周面側の溝状部１３ａの隙間が小さくなり、外周面側の切込部１１ａがＶ字状に広がっている。
【００３５】
さらに上述した捲回体１００を扁平プレスすると（図９を参照）、図１（Ｃ）に示すように扁平状の電極体として扁平体２００が形成される。図１（Ｃ）は、図１（Ｂ）と同様に、正極板１０だけに着目した構成を示す。図１（Ｃ）の構成と比べると、屈曲に伴って内周面側の溝状部１３ａは隙間がほとんど無くなり、外周面側の切込部１１ａの端面側がさらに広がる。扁平プレスによる屈曲では、溝状部１３ａが圧縮を回避（または吸収）し、切込部１１ａが伸長を回避（または吸収）する。そのため、正極活物質層１１，１３には割れ，ヒビ，切断等が生じることがない。このことは、正極板１０と同様に負極板２０に切込部や溝状部を形成して、捲回および屈曲を行う場合でも同様である。
【００３６】
帯状の正極板１０を平面的に見ると、図２に示すような構造になる。図２（Ａ）と図２（Ｂ）とは、左右方向に反転させた状態である。電極板は、後述する切断工程（図３に示すステップＳ１５，Ｓ２３）によって板幅Ｗ（その他に板長，板厚等）で切断される。正極板１０は、図２（Ａ）の図面上側には正極活物質層１１が形成されない部位があり、図２（Ｂ）の図面上側には正極活物質層１３が形成されない部位がある。言い換えれば、正極集電体１２のみの部位がある。当該正極集電体１２のみの部位は、後述する扁平プレス工程（図３に示すステップＳ３２）を行った後、正極集電体１２どうしを電気的に接続して正極とするために用いる。負極板２０の負極集電体２２についても同様である。
【００３７】
次に、正極板１０，負極板２０，セパレータ３０などを積層して捲回型電池を製造する工程について、チャート図で示す図３を参照しながら説明する。図３に示す製造方法は、正極板１０を形成する第１工程と、負極板２０を形成する第２工程と、形成された正極板１０および負極板２０とともにセパレータ３０を積層して捲回および扁平プレスを行う第３工程とに大きく分けられる。以下では、第１工程から第３工程の順番に説明する。
【００３８】
（第１工程）正極板１０の形成工程
まず、正極集電体１２上に形成する正極活物質層１１，１３の混練物を作製する混練工程を行う〔ステップＳ１０〕。混練物は、バインダ１０ａ、正極活物質１０ｂ、導電材１０ｃ、溶媒１０ｄなどを混ぜ合わせて液状またはペースト状にした物である。
【００３９】
バインダ１０ａは、任意の結着剤を用いることができる。例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）や、ポリフッ化ビニリデンの変性体、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、アクリレート単位を有するゴム粒子結着剤などが該当する。なお、反応性官能基を導入したアクリレートモノマーや、アクリレートオリゴマーなどを混入してもよい。
【００４０】
正極活物質１０ｂは、例えばリチウムイオンなどの軽金属イオンを吸蔵・離脱することが可能な物質で構成される。具体的には、金属硫化物、金属酸化物または高分子化合物などが該当する。金属硫化物や金属酸化物には、例えば硫化チタン（ＴｉＳ2）、硫化モリブデン（ＭｏＳ2）、セレン化ニオブ（ＮｂＳｅ2）または酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）などのリチウムを含有しないものが挙げられる。金属酸化物には、上記したリチウムを含有しない物質のほか、ＬｉxＭＯyなどで表されるリチウム複合酸化物が挙げられる。なお、Ｍは、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、クロム（Ｃｒ）、Ａｌ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｓｉのうちで一以上の金属元素、あるいはリン（Ｐ）やホウ素（Ｂ）などの非金属元素であり、二種以上組み合わせて用いてもよい。組成式の添字について、ｘは０．０５≦ｘ≦２．０の範囲内、ｙは２≦ｙ≦４の範囲内でそれぞれ設定するのが望ましい。
【００４１】
正極活物質１０ｂは、特に高電圧・高エネルギー密度の確保およびサイクル特性を向上させるため、リチウム・コバルト複合酸化物やリチウム・ニッケル酸化物などのリチウム複合酸化物を用いるのが望ましい。上述した金属硫化物や金属酸化物などのうちで二種以上組み合わせて用いてもよい。正極活物質１０ｂに用いる材料は、電池の種類や用途等に応じて任意に選択可能である。
【００４２】
導電材１０ｃは、例えばカーボンブラックなどのような導電性の材料を用いる。カーボンブラックは、ＢＥＴ法による比表面積が３０[ｍ2／ｇ]以上の高比表面積のものを用いるのが望ましい。
【００４３】
溶媒１０ｄは、混練に適したものを用いる。例えば、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、エチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどの単独溶媒や、これらの溶媒のうちで二種以上を選択して混合させた混合溶媒などが該当する。
【００４４】
ステップＳ１０で作製した混練物を正極集電体１２上に正極活物質層１１，１３として形成する塗工・乾燥工程を行う〔ステップＳ１１〕。具体的には、混練物を正極集電体１２上に塗工した後、所定温度下で乾燥させて固形化する。塗工は、例えば塗装，塗りつけ，吹きつけ等が該当する。正極活物質層１１，１３は、乾燥後に所定厚さ（例えば１００〜３００[μｍ]）となるように塗工量を調整する。正極集電体１２の厚さは、例えば１０〜２０[μｍ]程度である。こうして帯状の正極板１０が形成される。
【００４５】
ステップＳ１１で形成された正極板１０および負極板２０のうちで一方または双方の電極板に対し、内周面側加工工程および外周面側加工工程を行う〔ステップＳ１２〕。内周面側加工工程は、後述する扁平プレス工程によって形成される扁平体２００の屈曲部Ｂとなる部位の電極活物質層であって、内周面側の短辺方向（幅方向）に沿って直線状かつ実線状に溝状部１３ａを形成する。外周面側加工工程は、上記電極活物質層であって外周面側の短辺方向（幅方向）に沿って直線状かつ実線状に切込部１１ａ（または溝状部）を形成する。
【００４６】
内周面側加工工程と外周面側加工工程とは、並行して行ってもよく、前後して順番に行ってもよい。並行して行う例を図４（Ａ）に示し、前後して順番に行う例を図４（Ｂ）〜図４（Ｄ）に示す。図４（Ａ）に示す加工例は、加工手段４０によって電極板の両面で加工を行う。すなわち内周面側加工手段４０ｂは正極活物質層１３が形成された内周面側を加工し、外周面側加工手段４０ａは正極活物質層１１が形成された外周面側を加工する。内周面側加工手段４０ｂは溝状部１３ａを加工できる任意の手段を適用でき、外周面側加工手段４０ａは切込部１１ａや溝状部（例えば図４（Ｄ）に示す溝状部１１ｃ等）を加工できる任意の手段を適用できる。溝状部１３ａ（および正極活物質層１１に形成する溝状部）の加工には溝形成手段４３を用い、切込部１１ａの加工には切込形成手段４１を用いる。溝形成手段４３は、例えば形削り盤やフライス盤などのように、溝加工が可能な工作機械を用いる。切込形成手段４１は、例えば回転運動または往復運動によって切り込み加工が可能な工作機械や、レーザー加工機、ウォータージェット加工機（ウォーターカッター）などを用いる。
【００４７】
図４（Ｂ）〜図４（Ｄ）に示す加工例は、平面台４２に固定した電極板の片面ずつ加工を行う。例えば、まず外周面側の正極活物質層１１が上面となるように正極板１０を固定してから、図４（Ｂ）に示すように切込形成手段４１で正極活物質層１１に切込部１１ｂを加工する。そして正極板１０をひっくり返して固定した後、図４（Ｃ）に示すように溝形成手段４３で正極活物質層１３に溝状部１３ａを加工する。
【００４８】
上述した手順とは逆順で加工してもよい。例えば、まず内周面側の正極活物質層１３が上面となるように正極板１０を固定してから、溝形成手段４３で溝状部１３ａを加工する。そして正極板１０をひっくり返して固定した後、図４（Ｄ）に示すように溝形成手段４３で正極活物質層１１に溝状部１１ｃを加工する。
【００４９】
また、上述した溝状部１３ａや切込部１１ａを形成する部位（位置）や形状（角度や深さ）について、図５〜図７を参照しながら説明する。図５には、溝状部や切込部を形成する部位の一例を模式的に側面図で示す。図６には、溝状部や切込部の間隔を設定する例を側面図で示す。図７には、溝状部の角度や深さを変化させる例を側面図で示す。
【００５０】
図５は、所定周回や曲率半径に基づいて、溝状部や切込部を形成する部位の一例を斜線ハッチで示す。図５（Ａ）には、扁平体２００における所定周回（例えば１〜３[回]）までであって、かつ、屈曲部Ｂに対応する電極板の部位Ａ１を示す。図５（Ｂ）には、扁平体２００における所定の曲率半径Ｒｘ（例えば０〜６００[μｍ]）以下であって、かつ、屈曲部Ｂに対応する電極板の部位Ａ２を示す。
【００５１】
図６は、扁平体２００の屈曲部Ｂに対応する電極板に形成する溝状部や切込部の間隔を示す。図６（Ａ）には、正極板１０の外周面側である正極活物質層１１に形成する切込部１１ａの間隔Ｄ１ａ，Ｄ１ｂ，Ｄ１ｃ，…を不等間隔（すなわち不均一）にし、内周面側である正極活物質層１３に形成する溝状部１３ａの間隔Ｄ２ａ，Ｄ２ｂ，Ｄ２ｃ，Ｄ２ｄ，…を不等間隔にする例を示す。なお、二点鎖線で示す切込部１１ａや溝状部１３ａは屈曲部Ｂの範囲外であるので、形成するか否かを問わない。
【００５２】
図６（Ｂ）には、上述した間隔Ｄ１ａ，Ｄ１ｂ，Ｄ１ｃ，…や間隔Ｄ２ａ，Ｄ２ｂ，Ｄ２ｃ，Ｄ２ｄ，…などの間隔を、扁平体２００の屈曲部Ｂにかかる曲率半径に基づいて変化させる例を示す。曲率と曲率半径とは逆数の関係にあるので、曲率が大きくなれば曲率半径は小さくなり、曲率が小さくなれば曲率半径は大きくなる。そのため、溝状部１３ａや切込部１１ａを形成する間隔は、切込部１１ａや溝状部１３ａを形成する位置（以下では単に「形成位置」と呼ぶ。）の曲率に基づいて、屈曲部Ｂの中心点Ｐｒから形成位置までの半径Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，…（すなわち曲率半径）を求め、さらに当該曲率半径の比率に応じて間隔を設定する。例えば図６（Ａ）に示す間隔Ｄ１ａ，Ｄ１ｂ，Ｄ１ｃを式で表すと、「Ｄ１ａ：Ｄ１ｂ：Ｄ１ｃ＝Ｒ１：Ｒ２：Ｒ３」のようになる。
【００５３】
図６（Ｃ）には、屈曲部Ｂの中心点Ｐｒから放射状に伸ばした仮想線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，…と正極板１０とが交差する位置の正極板１０に対し、溝状部１３ａや切込部１１ａを形成する例を示す。すなわち、仮想線Ｌ１と正極板１０とが交差する位置Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ１ｃ，…や、仮想線Ｌ２と正極板１０とが交差する位置Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ，Ｐ２ｃ，…、仮想線Ｌ３と正極板１０とが交差する位置Ｐ３ａ，Ｐ３ｂ，Ｐ３ｃ，…などに対応する正極板１０に形成する。正極板１０は渦巻き状に捲回されるので、間隔Ｄ１ａ，Ｄ１ｂ，Ｄ１ｃ，…や間隔Ｄ２ａ，Ｄ２ｂ，Ｄ２ｃ，Ｄ２ｄ，…などは不等間隔になる。
【００５４】
図７には、Ｖ字形状をなす溝状部１３ａについて、角度や深さを内周側から外周側に向かって変化させて形成する例を示す。図７（Ａ）には、屈曲部Ｂにかかる最内周の正極板１０に形成する溝状部１３ａを示す。この溝状部１３ａは、角度θ１と深さＤ３とで形成されている。図７（Ｂ）には、外周側に向かって角度θ２を小さく（すなわちθ２＜θ１）形成した溝状部１３ａの一例を示す。図７（Ｃ）には、外周側に向かって深さＤ４を浅く（すなわちＤ４＜Ｄ３）形成した溝状部１３ａの一例を示す。図示しないが、外周側に向かって角度θ２と深さＤ４との双方を小さくして溝状部１３ａを形成してもよい。
【００５５】
図３に戻って、内周面側加工工程および外周面側加工工程と並行して、あるいはこれらの加工工程を行った後、加工屑除去工程を行う〔ステップＳ１３〕。内周面側加工工程や外周面側加工工程では加工時に加工屑が発生するので、加工屑除去工程を行って加工屑を除去する。加工屑の除去方法は任意である。例えば、液体（水や油等）で流したり、気体（空気や窒素等）で吹き飛ばしたり、掃除部材（ブラシやモップ等）を用いて掃き出したりなどの各種方法で行えばよい。
【００５６】
その後、プレス機（例えばローラ等）によって正極板１０をプレスするプレス工程〔ステップＳ１４〕と、切断機によって正極板１０を所定形状（板長，板厚，板幅等）に切断する切断工程〔ステップＳ１５〕とを順不同で行う。こうして、溝状部１３ａや切込部１１ａを備えて捲回可能な正極板１０が形成される。
【００５７】
（第２工程）負極板２０の形成工程
負極集電体２２に形成する負極活物質層２１，２３の混練物を作製する混練工程を行う〔ステップＳ２０〕。混練物は、バインダ２０ａ、負極活物質２０ｂ、分散材２０ｃ、溶媒２０ｄなどを混練した物である。
【００５８】
バインダ２０ａは、バインダ１０ａと同様に任意の結着剤を用いることができる。例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）や、その変性体などが該当する。なお、リチウムイオン受入れ性を向上させるため、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子（ＳＢＲ）およびその変性体に対し、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）をはじめとするセルロース系樹脂等を併用したり、少量添加したりするのが望ましい。
【００５９】
負極活物質２０ｂは、軽金属、当該軽金属を含む合金、当該合金や軽金属自体を吸蔵・離脱することが可能な材料などで構成される。軽金属は、例えばリチウム（Ｌｉ）やナトリウム（Ｎａ）などが該当する。軽金属を吸蔵・離脱することが可能な材料は、例えば炭素材料、珪素（Ｓｉ）、珪素化合物、金属酸化物または高分子化合物などが該当する。炭素材料は、例えば熱分解炭素類、コークス類、黒鉛類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維または活性炭などが該当する。コークス類には、例えばピッチコークス，ニードルコークス，石油コークスなどを含む。ガラス状炭素類には、難黒鉛化炭素材料などを含む。有機高分子化合物焼成体は、不活性ガス気流中または真空中において高分子化合物（例えばフェノール樹脂やフラン樹脂など）を高温（例えば約５００℃以上）で焼成して炭素化された物質である。珪素化合物は、例えばＣａＳｉ2やＣｏＳｉ2などが該当する。金属酸化物は、例えば酸化スズ（ＳｎＯ2）などが該当する。高分子化合物は、例えばポリアセチレンやポリピロールなどが該当する。負極活物質２０ｂとして用いる材料は、電池の種類や用途等に応じて任意に選択可能である。
【００６０】
分散材２０ｃは任意であり、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）等を用いる。溶媒２０ｄは、溶媒１０ｄと同様に混練に適したものを用いる。溶媒１０ｄと同じ材料でもよく、異なる材料でもよい。
【００６１】
絶縁性のセパレータ３０は、高分子材料（特に多孔質のもの）などから形成できる。セパレータ３０の厚さは、例えば１０〜３０[μｍ]の範囲である。高分子材料は、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルペンテンなどが該当する。さらには、これらの高分子材料から形成した不織布や、延伸多孔質化したフィルムなどを用いてもよい。
【００６２】
ステップＳ１１と同様にして、ステップＳ２０で作製した混練物を負極集電体２０ｅ上に負極活物質層２１，２３として形成する塗工・乾燥工程を行う〔ステップＳ２１〕。具体的には、混練物を負極集電体２０ｅ上に塗工した後、所定温度下で乾燥させて固形化する。負極活物質層２１，２３は、乾燥後に所定厚さ（例えば１００〜２００[μｍ]）となるように塗工量を調整する。負極集電体２０ｅの厚さは、例えば１０〜２０[μｍ]程度である。こうして帯状の負極板２０が形成される。
【００６３】
ステップＳ２１で形成された負極板２０および負極板２０のうちで一方または双方の電極板に対し、必要に応じて内周面側加工工程および外周面側加工工程を行う〔ステップＳ２２〕。負極板２０の板厚が正極板１０の板厚よりも大幅に小さい場合には、当該ステップＳ２２を省略してもよい。なお、内周面側加工工程や外周面側加工工程の内容は、それぞれ上述したステップＳ１２と同様である。溝状部１３ａに相当する溝状部や、切込部１１ａに相当する切込部を形成する。内周面側加工工程および外周面側加工工程を行う場合には、ステップＳ１３と同様にして加工屑除去工程を行う〔ステップＳ２３〕。
【００６４】
その後、ステップＳ１４と同様にして負極板２０をプレスするプレス工程〔ステップＳ２４〕と、ステップＳ１５と同様にして負極板２０を所定形状（板長，板厚，板幅等）に切断する切断工程〔ステップＳ２５〕とを順不同で行う。こうして、溝状部や切込部を備えて捲回可能な負極板２０が形成される。
【００６５】
（第３工程）捲回および扁平プレス
正極板１０および負極板２０が形成された後、正極板１０，負極板２０，セパレータ３０などを積層して渦巻き状に捲回する捲回工程を行い〔ステップＳ３１〕、当該捲回工程によって形成される捲回体１００を扁平状にプレスする扁平プレス工程を行う〔ステップＳ３２〕。
【００６６】
ステップＳ３１では、図８に示すように、正極板１０，負極板２０，セパレータ３０などを積層して、捲回手段４４に捲回する。捲回手段４４は、例えば円柱状や円筒状のローラ等が該当する。捲回手段４４から捲回体１００を取り外すと、図９のようになる。
【００６７】
ステップＳ３２では、図９に示すように、平面台４２上に固定した捲回体１００に対して、扁平プレス手段４６を矢印Ｄ６方向に移動させて扁平プレスする。扁平プレス手段４６は、平面状のプレス面４６ａを有するプレス機などが該当する。扁平プレスして得られる扁平体２００を図１０に示す。図１０のＡ部は、屈曲部Ｂの拡大図である。
【００６８】
ここで、扁平プレス後における電極板の一例について簡単に説明する。内周面側の溝状部１３ａや外周面側の切込部１１ａ，１１ｂや溝状部１１ｃを形成するか否かによって、電極板（特に電極活物質層）に不具合が発生するか否かを実験した。その実験結果を下記表１に示す。実験に用いた正極板１０は、正極集電体１２として１５[μｍ]の厚さのアルミニウム箔（Ａｌ）を用い、長さを１．４[ｍ]で形成した。負極板２０は、負極集電体２２として１０[μｍ]の厚さの銅箔（Ｃｕ）を用い、長さを１．５[ｍ]で形成した。セパレータ３０は、厚さを２０[μｍ]とし、長さを１．６[ｍ]で形成した。全周回（全捲数）は６[回]である。溝状部や切込部の有無については、所定周回が０[回]すなわち全く形成しない電極板を「無し」で示し、所定周回が１[回]すなわち最内周にのみ形成した電極板を「１捲目」で示し、所定周回が２[回]すなわち１周回と２周回に形成した電極板を「１，２捲目」で示す。不具合発生の有無については、発生した電極板を「×」で示し、発生しなかった電極板を「○」で示す。
【００６９】
【表１】
【００７０】
上述した実施の形態によれば、以下に示す各効果を得ることができる。まず請求項１に対応し、捲回型電池において、正極板１０および負極板２０のうちで一方または双方の電極板は、扁平プレスによって形成される扁平体２００の屈曲部Ｂとなる部位の電極活物質層であって内周面側の短辺方向に沿って形成される溝状の溝状部１３ａと、扁平プレスによって形成される扁平体２００の屈曲部Ｂとなる部位の電極活物質層であって外周面側の短辺方向に沿って形成される切込部１１ａ，１１ｂまたは溝状部１１ｃとの双方を備える構成とした（図１（Ｃ），図４（Ｄ）を参照）。この構成によれば、扁平プレスを行っても、内周面側の溝状部１３ａは正極活物質層１３や負極活物質層２３が圧縮されるのを防止し、外周面側の切込部１１ａ，１１ｂや溝状部１１ｃは正極活物質層１１や負極活物質層２１が伸長されるのを防止する。内周面側および外周面側のうち一方または双方に形成することで、従来よりは電極板（特に電極活物質層）の割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止できる。なお、内周面側に形成する溝状部１３ａと、外周面側に形成する切込部１１ａ，１１ｂまたは溝状部１１ｃとのいずれか一方を備える構成としてもよい。この構成であっても各周面側について上記作用効果を得ることができる。
【００７１】
請求項２に対応し、正極板１０および負極板２０のうちで一方または双方の電極板について、溝状部１３ａまたは切込部１１ａを不等間隔で形成する構成とした（図１を参照）。この構成によれば、溝状部１３ａや切込部１１ａの相互間における引張力が一定値以下に抑えられるので、電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのをより確実に防止できる。
【００７２】
請求項３，１３に対応し、正極板１０，負極板２０およびセパレータ３０を積層して捲回する捲回工程（捲回手段４４）と、捲回工程によって形成される捲回体１００を扁平状にプレスする扁平プレス工程（扁平プレス手段４６）と、捲回工程よりも前に行われ、正極板１０および負極板２０のうちで一方または双方の電極板に対し、扁平プレス工程によって形成される扁平体２００の屈曲部Ｂとなる部位の電極活物質層であって内周面側の短辺方向に沿って溝状の溝状部１３ａを形成する内周面側加工工程（内周面側加工手段４０ｂ）と、扁平体２００の屈曲部Ｂとなる部位の電極活物質層であって外周面側の短辺方向に沿って切込部１１ａまたは溝状部１１ｃを形成する外周面側加工工程（外周面側加工手段４０ａ）とのうちで一方または双方の加工工程とを有する構成とした（図１〜図９を参照）。この構成によれば、内周面側の正極活物質層１３や負極活物質層２３に形成された溝状部１３ａによって電極活物質層が圧縮するのを防止する。また、外周面側の正極活物質層１１や負極活物質層２１に形成された切込部１１ａまたは溝状部１１ｃによって電極活物質層が伸長するのを防止する。内周面側および外周面側のうち一方または双方に形成することで、従来よりは電極板（特に電極活物質層）の割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止できる。
【００７３】
請求項４，１４に対応し、内周面側加工工程および外周面側加工工程のうちで一方または双方の加工工程を行う以後、溝状部１３ａまたは切込部１１ａの形成に伴って生じる加工屑を除去する加工屑除去工程（加工屑除去手段）を有する構成とした。この構成によれば、溝状部１３ａや切込部１１ａの加工中または加工後に加工屑が除去されるので、電極板の相互間に加工屑が挟まるなどで電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止できる。
【００７４】
請求項５に対応し、内周面側加工工程および外周面側加工工程は、プレス前期間内に行う構成とした（図３を参照）。この構成によれば、内周面側加工工程では溝状部１３ａを確実に形成し、外周面側加工工程では切込部１１ａまたは溝状部１１ｃを確実に形成することができる。なお図１１において、正極板１０の形成で示すように捲回前期間内に行う構成としもよく、負極板２０の形成で示すように切断前期間内に行う構成としてもよい。いずれの構成も、正極板１０および負極板２０のうち一方または双方に適用可能である。複数（二または三）の期間内で行う場合には、同一箇所（その一部分を含む）を加工することで溝状部１３ａや切込部１１ａの形成を確実にし、異なる箇所を加工することで溝状部１３ａや切込部１１ａの形成箇所を増やすことができる。
【００７５】
請求項６に対応し、内周面側加工工程および外周面側加工工程は、扁平体２００における所定周回までの部位Ａ１に対応する電極板に対し、溝状部１３ａまたは切込部１１ａを形成する構成とした（図５（Ａ）を参照）。この構成によれば、曲率半径が小さい箇所に溝状部１３ａや切込部１１ａを形成するので、電極板の割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止できる。
【００７６】
請求項７に対応し、内周面側加工工程および外周面側加工工程は、扁平体２００における所定の曲率半径Ｒｘ以下となる部位に対応する電極板に対し、溝状部１３ａまたは切込部１１ａを形成する構成とした（図５（Ｂ）を参照）。この構成によれば、所定の曲率半径Ｒｘ以下となる箇所に溝状部１３ａや切込部１１ａを形成するので、電極板の割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止できる。
【００７７】
請求項８に対応し、内周面側加工工程および外周面側加工工程は、溝状部１３ａまたは切込部１１ａを不等間隔で形成する構成とした（図６（Ａ）を参照）。この構成によれば、溝状部１３ａや切込部１１ａの相互間における引張力が一定値以下に抑えられるので、電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのをより確実に防止できる。
【００７８】
請求項９に対応し、内周面側加工工程および外周面側加工工程は、扁平体２００の屈曲部Ｂにかかる曲率半径に基づいて溝状部１３ａまたは切込部１１ａを形成する間隔を変化させる構成とした（図６（Ｂ）を参照）。この構成によれば、捲回時以降で溝状部１３ａや切込部１１ａの相互間における引張力が分散され一定値以下に抑えられるので、電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのをより確実に防止できる。
【００７９】
請求項１０に対応し、内周面側加工工程および外周面側加工工程は、扁平体２００の屈曲部Ｂにかかる中心点Ｐｒから放射状に伸ばした仮想線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，…と電極板とが交差する位置の電極板に対し、溝状部１３ａまたは切込部１１ａに形成する構成とした（図６（Ｃ）を参照）。この構成によれば、捲回時以降で溝状部１３ａや切込部１１ａの相互間における引張力が均一化され、電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのをより確実に防止できる。
【００８０】
請求項１１に対応し、内周面側加工工程および外周面側加工工程は、断面がＶ字形状の溝状部１３ａを形成する構成とした（図１，図４，図７等を参照）。この構成によれば、溝状部１３ａをＶ字形状に形成するので、特に内周面側では電極活物質層どうしが当たり難くなる。よって電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのをより確実に防止できる。
【００８１】
請求項１２に対応し、内周面側加工工程および外周面側加工工程は、Ｖ字形状をなす角度および深さのうちで一方または双方が内周側から外周側に向かって小さくなるように溝状部１３ａを形成する構成とした（図７を参照）。この構成によれば、電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止しながらも、外周側の電極板の剛性を高めることができる。
【００８２】
〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。
【００８３】
上述した実施の形態では、集電体（正極集電体１２や負極集電体２２）の両面に電極活物質層（正極活物質層１１，１３や負極活物質層２１，２３）を形成した電極板を適用した（図１等を参照）。この形態に代えて、集電体の片面にのみ電極活物質層を形成した電極板を適用することもできる。例えば正極集電体１２の片面に正極活物質層１３のみを形成した正極板１０では、内周面側加工工程（内周面側加工手段４０ｂ）によって溝状部１３ａを形成すればよく、外周面側加工工程（外周面側加工手段４０ａ）は不要となる。逆に正極集電体１２の片面に正極活物質層１１のみを形成した正極板１０では、外周面側加工工程（外周面側加工手段４０ａ）によって切込部１１ａや溝状部１１ｃを形成すればよく、内周面側加工工程（内周面側加工手段４０ｂ）は不要となる。負極集電体２２の片面にのみ電極活物質層を形成する負極板２０についても同様である。電極活物質層の形成面が相違するに過ぎないので、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００８４】
上述した実施の形態では、バインダ１０ａ，正極活物質１０ｂ，導電材１０ｃ，溶媒１０ｄを混練した混練物を正極集電体１２上に正極活物質層１１，１３として形成する構成とした（図３，図１１のステップＳ１１，Ｓ２１に示す塗工・乾燥工程を参照）。この形態に代えて、バインダ１０ａ，正極活物質１０ｂ，導電材１０ｃ，溶媒１０ｄを正極集電体１２上に並行して（あるいは前後して順番に）塗工することで、正極集電体１２上に直接的に正極活物質層１１，１３として形成する構成としてもよい。負極集電体２２上に負極活物質層２１，２３として形成する場合も同様である。この形態によれば、混練工程が不要になるので、電極板の形成に要する時間を短縮することができる。
【００８５】
上述した実施の形態では、間隔Ｄ１ａ，Ｄ１ｂ，Ｄ１ｃ，…や間隔Ｄ２ａ，Ｄ２ｂ，Ｄ２ｃ，Ｄ２ｄ，…などの間隔を、扁平体２００の屈曲部Ｂにかかる曲率半径に基づいて変化させる構成とした（図６（Ｂ）を参照）。この形態に代えて、所定範囲内の曲率半径に対して間隔を一定値に維持することで、間隔の値を階段状に変化させる構成としてもよい。例えば、曲率半径が１０[μｍ]未満のときは間隔を５０[μｍ]とし、曲率半径が１０[μｍ]以上で２０[μｍ]未満のときは間隔を７０[μｍ]とし、曲率半径が２０[μｍ]以上で５０[μｍ]未満のときは間隔を１００[μｍ]とし、曲率半径が５０[μｍ]以上で１００[μｍ]未満のときは間隔を２００[μｍ]とするなどである。この構成でも、捲回時以降で溝状部１３ａや切込部１１ａの相互間における引張力が分散され一定値以下に抑えられるので、電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのをより確実に防止できる。
【００８６】
上述した実施の形態では、溝状部１３ａを直線状のＶ字形状で形成した（図１，図４，図７，図１０等を参照）。この形態に代えて、端面に向かって開口する他の形状で形成してもよい。他の形状は、例えば非直線状（曲線状や階段状など）のＶ字形状や、Ｕ字形状、箱形状（階段状を含む）などが該当する。端面に向かって開口する形状であれば、扁平プレス工程によって捲回体１００を扁平状にプレスしても、電極活物質層どうしが当たり難くなる。よって、電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのをより確実に防止できる。
【００８７】
上述した実施の形態では、集電体の短辺方向に沿って直線状に溝状部１３ａや切込部１１ａを形成した。この形態に代えて、他の平面形状（すなわち線状の加工軌跡）で溝状部１３ａや切込部１１ａを形成してもよい。他の平面形状は、例えば曲線や折れ線等が該当する。どのような平面形状で形成しても、電極活物質層どうしが当たり難くなるので、電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのをより確実に防止できる。
【００８８】
上述した実施の形態では、集電体の短辺方向に沿って形成する溝状部１３ａや切込部１１ａの線分を実線状で構成した。この形態に代えて、他の線分で溝状部１３ａや切込部１１ａを構成してもよい。他の線分は、例えば破線，一点鎖線，二点鎖線等のように実線以外の線分が該当する。実線以外の線分で形成すると、溝状部１３ａや切込部１１ａが形成されない部位では電極活物質層に圧縮や伸長が生じるが、この圧縮や伸長を溝状部１３ａや切込部１１ａで形成される空間部に逃がすことができる。そのため、電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを従来よりも確実に防止できる。
【符号の説明】
【００８９】
１０ 正極板（電極板）
１０ａ，２０ａ バインダ（結着剤）
１０ｂ 正極活物質（電極活物質）
１０ｃ 導電材
１０ｄ，２０ｄ 溶媒
１１，１３ 正極活物質層（電極活物質層）
１１ａ，１１ｂ 切込部
１１ｃ，１３ａ 溝状部
１２ 正極集電体（集電体）
２０ 負極板（電極板）
２０ｂ 負極活物質（電極活物質）
２０ｃ 分散材
２１，２３ 負極活物質層（電極活物質層）
２２ 負極集電体（集電体）
３０ セパレータ
４０ 加工手段
４０ａ 外周面側加工手段
４０ｂ 内周面側加工手段
４１ 切込形成手段
４３ 溝形成手段
４４ 捲回手段
４６ 扁平プレス手段
１００ 捲回体
２００ 扁平体
Ｂ 屈曲部
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，… 仮想線
Ｐｒ 中心点
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも正極板，負極板，セパレータを備える捲回型電池と、当該捲回型電池を製造する製造方法および捲回型電池の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来では、渦巻き状に巻回された電極は、表裏両面に縦方向に沿って、０．５〜２．０ｍｍの等間隔をおいて電極の厚みの１／１０〜１／３の深さからなる複数の筋溝を有し、電極表面側の筋溝と裏面側の筋溝とは位相を異ならせた電池用電極に関する技術の一例が開示されている（例えば特許文献１を参照）。この電池用電極は、三次元的に連続した空間を有する帯状の金属多孔体と、その空間内に充填された活物質とからなる。特許文献１の図３に示すように、電極を渦巻き状に捲回する場合には、複数の筋溝が作用して電極の割れ，ヒビ，切断等の不具合を防止できる。
【０００３】
また、正極集電体層の一面に設けられた正極活物質層が、複数の凹部により一定間隔ごとに複数の活物質層単位に分割されるように構成された正極と、当該正極を搭載した電池に関する技術の一例が開示されている（例えば特許文献２を参照）。正極集電体層のうちの凹部に対応する部分を支点とし、活物質層単位どうしが当たる程度の湾曲角度までは湾曲可能になるので、正極を搭載した電池のフレキシブル特性が向上する。
【０００４】
さらに、集電体の少なくとも一箇所以上に、正極合剤塗料または負極合剤塗料の厚みが薄くなる箇所を塗布形成する第一の工程、および正極合剤塗料または負極合剤塗料が乾燥された後、所定厚みにプレスされ、正極板または負極板の少なくとも一箇所以上に活物質密度が小さい箇所を形成する第二の工程を経て、電極板の活物質密度を電極群の内周面と外周面で部分的に小さい構成とした非水系二次電池に関する技術の一例が開示されている（例えば特許文献３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１５４５０６号公報
【特許文献２】特開２００２−３４３３４０号公報
【特許文献３】特開２００９−１８１８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の技術を適用して、電極を捲回した後にプレスして扁平状に形成する際、屈曲部では曲率半径が大きく変化するために電極の割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じる場合がある。すなわち、筋溝は電極の厚みの１／１０〜１／３ほどしかないので、屈曲部の内周面側では圧縮に伴う割れ，ヒビ，切断等が生じ、屈曲部の外周面側では伸長に伴う割れ，ヒビ，切断等が生じる。
【０００７】
また特許文献２の技術を適用しても、正極を捲回した後にプレスして扁平状に形成する際の湾曲角度は大きく、特に最内周の正極は９０度よりも遙かに大きな湾曲角度になる。このような湾曲角度となるようにプレスすると活物質層単位どうしが当たるため、正極活物質層の割れ，ヒビ，切断等が生じる。
【０００８】
さらに特許文献３の技術では、間欠塗工の制御（第一の工程）だけでなく、活物質密度の変更制御（第二の工程）もまた並行して行わなければならないので、塗工速度を向上させることが困難である。電極板を捲回してプレスすることにより扁平体とする場合には、周回数（「捲数」や「層数」等とも呼ぶ。以下同じである。）に応じて曲率半径が変化する。第二の工程では当該曲率半径に応じて活物質密度を変更する制御を行う必要があり、その後の工程では正確な間隔で電極を切断しなければならない。そのため、不良品となる確率が高くなり、歩留まりが悪化する。
【０００９】
本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、電極板を捲回した後にプレスして扁平状に形成しても、電極板の割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止できる捲回型電池、その製造方法および製造装置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】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、それぞれが帯状の集電体上に電極活物質層を形成した正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に介在させる絶縁性のセパレータとを備え、前記正極板，前記負極板および前記セパレータを積層して捲回し、当該捲回して形成される捲回体を扁平状にプレスする扁平プレスによって得られる扁平体（すなわち扁平状の電極体）を有する捲回型電池において、前記正極板および前記負極板のうちで一方または双方の電極板は、前記扁平体の屈曲部となる部位の前記電極活物質層であって内周面側の短辺方向に沿って形成される溝状の溝状部と、前記扁平体の屈曲部となる部位の前記電極活物質層であって外周面側の短辺方向に沿って形成される切込部または前記溝状部とのうちで一方または双方を有することを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、内周面側の電極活物質層には溝状部が形成され、外周面側の電極活物質層には切込部または溝状部が形成された電極板を用い、捲回と扁平プレスが行われて捲回型電池が構成される。扁平プレスを行っても、内周面側の溝状部は電極活物質層が圧縮されるのを防止し、外周面側の切込部や溝状部は電極活物質層が伸長されるのを防止する。内周面側および外周面側のうち一方または双方に形成することで、従来よりは電極板（特に電極活物質層）の割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止できる。
【００１２】
なお、「集電体」は導電性の材料（物質を含む。以下同じである。）で帯状（長尺シート状）に形成されるが、板厚は任意である。「セパレータ」は正極板と負極板とが接触するのを防止する部材であって、例えば絶縁性の板材や固体電解質などを含む。「電極活物質層」は合剤層とも呼び、正極活物質層と負極活物質層とでは材料が異なる。正極活物質層は、例えばリチウムイオンなどの軽金属イオンを吸蔵・離脱することが可能な金属硫化物、金属酸化物または高分子化合物などの材料で構成される。負極活物質層は、例えばリチウム（Ｌｉ）やナトリウム（Ｎａ）などの軽金属、これらの軽金属を含む合金または軽金属を吸蔵・離脱することが可能な材料などで構成される。「溝状部」の断面形状は任意であるが、扁平プレス工程によって扁平状に形成される点を考慮すると端面に向かって開口する形状（例えばＶ字形状，Ｕ字形状，箱形状等）が望ましい。「短辺方向」は、集電体の長辺方向と交差する幅方向であって、かつ、面に沿う方向を意味する。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記溝状部および前記切込部のうちで一方または双方は、不等間隔（「非等間隔」とも呼ぶ。以下同じである。）で形成されることを特徴とする。電極板を捲回し続けると（周回が増えると）、形成する溝状部や切込部における曲率半径も変化する。よって、溝状部や切込部の相互間に生じる引張力を一定値以下に抑えるには不等間隔で形成するのが望ましい。この構成によれば、溝状部や切込部を不等間隔で形成するので、溝状部や切込部の相互間における引張力が一定値以下に抑えられる。したがって、電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのをより確実に防止できる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、それぞれが帯状の集電体上に電極活物質層を形成した正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に介在させる絶縁性のセパレータとを備える捲回型電池を製造する捲回型電池の製造方法において、前記正極板，前記負極板および前記セパレータを積層して捲回する捲回工程と、前記捲回工程によって形成される捲回体を扁平状にプレスする扁平プレス工程と、前記捲回工程よりも前に行われ、前記正極板および前記負極板のうちで一方または双方の電極板に対し、前記扁平プレス工程によって形成される扁平体の屈曲部となる部位の前記電極活物質層であって内周面側の短辺方向に沿って溝状の溝状部を形成する内周面側加工工程と、前記扁平プレス工程によって形成される扁平体の屈曲部となる部位の前記電極活物質層であって外周面側の短辺方向に沿って切り込む切込部または前記溝状部を形成する外周面側加工工程とのうちで一方または双方の加工工程とを有することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、電極活物質層に溝状部が形成される。捲回工程で電極板を捲回し、さらに扁平プレス工程で電極板をプレスしても、電極活物質層に形成された溝状部によって電極活物質層が圧縮するのを防止する。したがって、電極板（特に内周面側の電極活物質層）の割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止できる。なお、「内周面側加工工程」および「外周面側加工工程」の双方を行う場合には、並行して行ってもよく、前後して順番に行ってもよい。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、前記加工工程を行う以後、前記溝状部または前記切込部の形成に伴って生じる加工屑を除去する加工屑除去工程を有することを特徴とする。この構成によれば、溝状部や切込部の加工中または加工後に加工屑が除去されるので、電極板の相互間に加工屑が挟まるなどで電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止できる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、前記加工工程は、それぞれ前記集電体上に前記電極活物質層を形成してからプレスする前までの期間（以下では「プレス前期間」と呼ぶ。）、当該プレス後から所定形状に切断する前までの期間（以下では「切断前期間」と呼ぶ。）、当該切断してから捲回する前までの期間（以下では「捲回前期間」と呼ぶ。）のうちで一以上の期間内に行うことを特徴とする。この構成によれば、内周面側加工工程はプレス前期間、切断前期間および捲回前期間のうちで一以上の期間内に行う。すなわち一の期間内で行ってもよく、複数（二または三）の期間内で行ってもよい。外周面側加工工程についても同様である。内周面側加工工程では溝状部を確実に形成し、外周面側加工工程では切込部または溝状部を確実に形成することができる。複数の期間内で行う場合には、同一箇所（その一部分を含む）を加工することで溝状部や切込部の形成を確実にし、異なる箇所を加工することで溝状部や切込部の形成箇所を増やすことができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、前記加工工程は、前記扁平体における所定周回までの部位に対応する前記電極板に対し、前記溝状部または前記切込部を形成することを特徴とする。所定周回（「捲数」とも呼ぶ。以下同じである。）までの部位では曲率半径が小さいため、何ら措置を施さなければ電極板（特に電極活物質層）の割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じる可能性がある。この構成によれば、所定周回までの部位に対応する電極板（具体的には電極活物質層）に対して溝状部または切込部を形成するので、電極板の割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止できる。「所定周回」は集電体および電極活物質層の各厚さによって異なるが、例えば１〜３[回]である。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、前記加工工程は、前記扁平体における所定の曲率半径以下となる部位に対応する前記電極板に対し、前記溝状部または前記切込部を形成することを特徴とする。所定の曲率半径以下となる部位では、何ら措置を施さなければ電極板（特に電極活物質層）の割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じる可能性がある。この構成によれば、所定の曲率半径以下となる部位に対応する電極板（具体的には電極活物質層）に対して溝状部または切込部を形成するので、電極板の割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止できる。「所定の曲率半径」は集電体および電極活物質層の各厚さによって異なるが、例えば０〜６００[μｍ]である。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、前記加工工程は、前記溝状部または前記切込部を不等間隔で形成することを特徴とする。電極板を捲回し続けると（周回数が増えると）、形成する溝状部や切込部における曲率半径も変化する。捲回時以降で溝状部や切込部の相互間に生じる引張力を一定値以下に抑えるには不等間隔で形成するのが望ましい。この構成によれば、内周面側加工工程では溝状部を不等間隔で形成し、外周面側加工工程では切込部または溝状部を不等間隔で形成する。そのため、溝状部や切込部の相互間における引張力が一定値以下に抑えられるので、電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのをより確実に防止できる。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、前記加工工程は、前記扁平体の屈曲部にかかる曲率半径に基づいて前記溝状部または前記切込部を形成する間隔を変化させることを特徴とする。この構成によれば、捲回時以降で溝状部や切込部の相互間における引張力が分散され一定値以下に抑えられるので、電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのをより確実に防止できる。
【００２２】
請求項１０に記載の発明は、前記加工工程は、前記扁平体の屈曲部にかかる中心点から放射状に伸ばした仮想線と前記電極板とが交差する位置の前記電極板に対し、前記溝状部または前記切込部に形成することを特徴とする。この構成によれば、曲率半径に応じた溝状部や切込部を形成するので、捲回時以降で溝状部や切込部の相互間における引張力が均一化され、電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのをより確実に防止できる。「仮想線」は任意の線分を設定でき、直線に限らず、曲線や折れ線等を含む。
【００２３】
請求項１１に記載の発明は、前記加工工程は、断面がＶ字形状の前記溝状部を形成することを特徴とする。この構成によれば、溝状部をＶ字形状に形成するので、特に内周面側では電極活物質層どうしが当たり難くなる。よって電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのをより確実に防止できる。
【００２４】
請求項１２に記載の発明は、前記加工工程は、前記Ｖ字形状をなす角度および深さのうちで一方または双方が内周側から外周側に向かって小さくなるように前記溝状部を形成することを特徴とする。内周側から外周側に向かって曲率半径が大きくなるにつれて、捲回する電極板の屈曲率が小さくなる。この構成によれば、Ｖ字形状をなす溝状部の角度が内周側から外周側に向かって小さくなるので、電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止しながらも、外周側の電極板の剛性を高めることができる。溝状部の深さ（深度）を小さくする場合も同様である。
【００２５】
請求項１３に記載の発明は、それぞれが帯状の集電体上に電極活物質層を形成した正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に介在させる絶縁性のセパレータとを備える捲回型電池を製造する捲回型電池の製造装置において、前記正極板，前記負極板および前記セパレータを積層して捲回する捲回手段と、前記捲回手段によって形成される捲回体を扁平状にプレスする扁平プレス手段と、前記捲回手段よりも前に行われ、前記正極板および前記負極板のうちで一方または双方の電極板に対し、前記扁平プレス手段によって形成される扁平体の屈曲部となる部位の前記電極活物質層であって内周面側の短辺方向に沿って溝状の溝状部を形成する内周面側加工手段と、前記扁平プレス手段によって形成される扁平体の屈曲部となる部位の前記電極活物質層であって外周面側の短辺方向に沿って切り込む切込部または前記溝状部を形成する外周面側加工手段とのうちで一方または双方の加工手段とを有することを特徴とする。この構成によれば、請求項３に記載の発明と同様に、電極板（特に電極活物質層）の割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止できる。
【００２６】
請求項１４に記載の発明は、前記溝状部または前記切込部の形成に伴って生じる加工屑を除去する加工屑除去手段を有することを特徴とする。この構成によれば、請求項４に記載の発明と同様に、加工屑が除去されるので、電極板の相互間に加工屑が挟まるなどで電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】電極板の構成例を模式的に示す側面図である。
【図２】電極板の構成例を模式的に示す平面図である。
【図３】捲回型電池の第１製造方法を示すチャート図である。
【図４】加工工程の一例を示す側面図である。
【図５】溝状部や切込部を形成する部位の一例を模式的に示す側面図である。
【図６】溝状部や切込部の間隔を設定する例を示す側面図である。
【図７】溝状部の角度や深さを変化させる例を示す側面図である。
【図８】捲回工程の一例を示す側面図である。
【図９】扁平プレス工程の一例を示す側面図である。
【図１０】扁平プレス後の扁平体を模式的に示す側面図である。
【図１１】捲回型電池の第２製造方法を示すチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、各図は本発明を説明するために必要な要素を図示し、実際の全要素を図示してはいない。上下左右等の方向を言う場合には、図面の記載を基準とする。「材料」には物質を含む。単に「電極板」と言う場合には、正極板および負極板のうちで一方または双方を意味する。
【００２９】
まず、捲回型電池の基礎となる電極板の構成例について、図１および図２を参照しながら説明する。電極板の構成例について、側面図を模式的に図１に示し、平面図を模式的に図２に示す。図１（Ａ）には捲回前の状態を示し、図１（Ｂ）には捲回後の状態を示し、図１（Ｃ）には扁平プレス後の状態を示す。図２（Ａ）には捲回後の外周面を示し、図２（Ｂ）には捲回後の内周面を示す。
【００３０】
捲回型電池の構成要素である電極体（後述する扁平体）は、帯状の電極板を捲回して渦巻き状にし、さらに扁平状にプレスすることで得られる。図１および図２は、見易くするために屈曲部を中心とする一部分を示す。本形態にかかる捲回型電池の正極板と負極板とは、正負が異なるに過ぎない。よって正極板を代表して説明し、負極板については正極板と異なる内容を説明する。
【００３１】
図１（Ａ）に示す正極板１０は、帯状をなす正極集電体１２の面上に正極活物質層１１，１３が形成される。正極集電体１２は、導電性の材料（例えば金属や導電性プラスチック等）で帯状に形成される。厚さは製造する捲回型電池の仕様（例えば蓄電容量や外形寸法等）に合わせて設定され、例えば５〜３００[μｍ]程度である。負極板については、正極板１０と同じ厚さにしてもよく、異なる厚さにしてもよい。形状についても同様であり、例えば平板状，箔状，網状などが該当する。正極活物質層１１は捲回後の外周面側に形成され、正極活物質層１３は捲回後の内周面側に形成される。
【００３２】
正極活物質層１１，１３は、例えばリチウムイオンなどの軽金属イオンを吸蔵・離脱することが可能な金属硫化物、金属酸化物または高分子化合物などの材料で構成される。なお図示しないが、負極板を構成する負極集電体の面上に形成される負極活物質層は、例えばリチウムやナトリウムなどの軽金属、これらの軽金属を含む合金または軽金属を吸蔵・離脱することが可能な材料などで構成される。
【００３３】
扁平プレス後の屈曲部Ｂに対応する部位の正極板１０には、溝状部または切込部が形成される。具体的には、正極活物質層１１に切込部１１ａ（あるいは溝状部）が形成され、正極活物質層１３に溝状部１３ａが形成される。切込部１１ａおよび溝状部１３ａは正極活物質層の範囲内で形成され、正極集電体１２には形成されない。
【００３４】
上述した切込部１１ａや溝状部１３ａがそれぞれ形成された正極板１０および負極板２０の相互間に絶縁性のセパレータ３０を介在させて捲回すると（図８を参照）、図１（Ｂ）に示す捲回体１００が形成される。ただし、図１（Ｂ）には正極板１０だけに着目した構成を示す。図１（Ａ）の構成と比べると、捲回に伴って内周面側の溝状部１３ａの隙間が小さくなり、外周面側の切込部１１ａがＶ字状に広がっている。
【００３５】
さらに上述した捲回体１００を扁平プレスすると（図９を参照）、図１（Ｃ）に示すように扁平状の電極体として扁平体２００が形成される。図１（Ｃ）は、図１（Ｂ）と同様に、正極板１０だけに着目した構成を示す。図１（Ｃ）の構成と比べると、屈曲に伴って内周面側の溝状部１３ａは隙間がほとんど無くなり、外周面側の切込部１１ａの端面側がさらに広がる。扁平プレスによる屈曲では、溝状部１３ａが圧縮を回避（または吸収）し、切込部１１ａが伸長を回避（または吸収）する。そのため、正極活物質層１１，１３には割れ，ヒビ，切断等が生じることがない。このことは、正極板１０と同様に負極板２０に切込部や溝状部を形成して、捲回および屈曲を行う場合でも同様である。
【００３６】
帯状の正極板１０を平面的に見ると、図２に示すような構造になる。図２（Ａ）と図２（Ｂ）とは、左右方向に反転させた状態である。電極板は、後述する切断工程（図３に示すステップＳ１５，Ｓ２３）によって板幅Ｗ（その他に板長，板厚等）で切断される。正極板１０は、図２（Ａ）の図面上側には正極活物質層１１が形成されない部位があり、図２（Ｂ）の図面上側には正極活物質層１３が形成されない部位がある。言い換えれば、正極集電体１２のみの部位がある。当該正極集電体１２のみの部位は、後述する扁平プレス工程（図３に示すステップＳ３２）を行った後、正極集電体１２どうしを電気的に接続して正極とするために用いる。負極板２０の負極集電体２２についても同様である。
【００３７】
次に、正極板１０，負極板２０，セパレータ３０などを積層して捲回型電池を製造する工程について、チャート図で示す図３を参照しながら説明する。図３に示す製造方法は、正極板１０を形成する第１工程と、負極板２０を形成する第２工程と、形成された正極板１０および負極板２０とともにセパレータ３０を積層して捲回および扁平プレスを行う第３工程とに大きく分けられる。以下では、第１工程から第３工程の順番に説明する。
【００３８】
（第１工程）正極板１０の形成工程
まず、正極集電体１２上に形成する正極活物質層１１，１３の混練物を作製する混練工程を行う〔ステップＳ１０〕。混練物は、バインダ１０ａ、正極活物質１０ｂ、導電材１０ｃ、溶媒１０ｄなどを混ぜ合わせて液状またはペースト状にした物である。
【００３９】
バインダ１０ａは、任意の結着剤を用いることができる。例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）や、ポリフッ化ビニリデンの変性体、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、アクリレート単位を有するゴム粒子結着剤などが該当する。なお、反応性官能基を導入したアクリレートモノマーや、アクリレートオリゴマーなどを混入してもよい。
【００４０】
正極活物質１０ｂは、例えばリチウムイオンなどの軽金属イオンを吸蔵・離脱することが可能な物質で構成される。具体的には、金属硫化物、金属酸化物または高分子化合物などが該当する。金属硫化物や金属酸化物には、例えば硫化チタン（ＴｉＳ2）、硫化モリブデン（ＭｏＳ2）、セレン化ニオブ（ＮｂＳｅ2）または酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）などのリチウムを含有しないものが挙げられる。金属酸化物には、上記したリチウムを含有しない物質のほか、ＬｉxＭＯyなどで表されるリチウム複合酸化物が挙げられる。なお、Ｍは、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、クロム（Ｃｒ）、Ａｌ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｓｉのうちで一以上の金属元素、あるいはリン（Ｐ）やホウ素（Ｂ）などの非金属元素であり、二種以上組み合わせて用いてもよい。組成式の添字について、ｘは０．０５≦ｘ≦２．０の範囲内、ｙは２≦ｙ≦４の範囲内でそれぞれ設定するのが望ましい。
【００４１】
正極活物質１０ｂは、特に高電圧・高エネルギー密度の確保およびサイクル特性を向上させるため、リチウム・コバルト複合酸化物やリチウム・ニッケル酸化物などのリチウム複合酸化物を用いるのが望ましい。上述した金属硫化物や金属酸化物などのうちで二種以上組み合わせて用いてもよい。正極活物質１０ｂに用いる材料は、電池の種類や用途等に応じて任意に選択可能である。
【００４２】
導電材１０ｃは、例えばカーボンブラックなどのような導電性の材料を用いる。カーボンブラックは、ＢＥＴ法による比表面積が３０[ｍ2／ｇ]以上の高比表面積のものを用いるのが望ましい。
【００４３】
溶媒１０ｄは、混練に適したものを用いる。例えば、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、エチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどの単独溶媒や、これらの溶媒のうちで二種以上を選択して混合させた混合溶媒などが該当する。
【００４４】
ステップＳ１０で作製した混練物を正極集電体１２上に正極活物質層１１，１３として形成する塗工・乾燥工程を行う〔ステップＳ１１〕。具体的には、混練物を正極集電体１２上に塗工した後、所定温度下で乾燥させて固形化する。塗工は、例えば塗装，塗りつけ，吹きつけ等が該当する。正極活物質層１１，１３は、乾燥後に所定厚さ（例えば１００〜３００[μｍ]）となるように塗工量を調整する。正極集電体１２の厚さは、例えば１０〜２０[μｍ]程度である。こうして帯状の正極板１０が形成される。
【００４５】
ステップＳ１１で形成された正極板１０および負極板２０のうちで一方または双方の電極板に対し、内周面側加工工程および外周面側加工工程を行う〔ステップＳ１２〕。内周面側加工工程は、後述する扁平プレス工程によって形成される扁平体２００の屈曲部Ｂとなる部位の電極活物質層であって、内周面側の短辺方向（幅方向）に沿って直線状かつ実線状に溝状部１３ａを形成する。外周面側加工工程は、上記電極活物質層であって外周面側の短辺方向（幅方向）に沿って直線状かつ実線状に切込部１１ａ（または溝状部）を形成する。
【００４６】
内周面側加工工程と外周面側加工工程とは、並行して行ってもよく、前後して順番に行ってもよい。並行して行う例を図４（Ａ）に示し、前後して順番に行う例を図４（Ｂ）〜図４（Ｄ）に示す。図４（Ａ）に示す加工例は、加工手段４０によって電極板の両面で加工を行う。すなわち内周面側加工手段４０ｂは正極活物質層１３が形成された内周面側を加工し、外周面側加工手段４０ａは正極活物質層１１が形成された外周面側を加工する。内周面側加工手段４０ｂは溝状部１３ａを加工できる任意の手段を適用でき、外周面側加工手段４０ａは切込部１１ａや溝状部（例えば図４（Ｄ）に示す溝状部１１ｃ等）を加工できる任意の手段を適用できる。溝状部１３ａ（および正極活物質層１１に形成する溝状部）の加工には溝形成手段４３を用い、切込部１１ａの加工には切込形成手段４１を用いる。溝形成手段４３は、例えば形削り盤やフライス盤などのように、溝加工が可能な工作機械を用いる。切込形成手段４１は、例えば回転運動または往復運動によって切り込み加工が可能な工作機械や、レーザー加工機、ウォータージェット加工機（ウォーターカッター）などを用いる。
【００４７】
図４（Ｂ）〜図４（Ｄ）に示す加工例は、平面台４２に固定した電極板の片面ずつ加工を行う。例えば、まず外周面側の正極活物質層１１が上面となるように正極板１０を固定してから、図４（Ｂ）に示すように切込形成手段４１で正極活物質層１１に切込部１１ｂを加工する。そして正極板１０をひっくり返して固定した後、図４（Ｃ）に示すように溝形成手段４３で正極活物質層１３に溝状部１３ａを加工する。
【００４８】
上述した手順とは逆順で加工してもよい。例えば、まず内周面側の正極活物質層１３が上面となるように正極板１０を固定してから、溝形成手段４３で溝状部１３ａを加工する。そして正極板１０をひっくり返して固定した後、図４（Ｄ）に示すように溝形成手段４３で正極活物質層１１に溝状部１１ｃを加工する。
【００４９】
また、上述した溝状部１３ａや切込部１１ａを形成する部位（位置）や形状（角度や深さ）について、図５〜図７を参照しながら説明する。図５には、溝状部や切込部を形成する部位の一例を模式的に側面図で示す。図６には、溝状部や切込部の間隔を設定する例を側面図で示す。図７には、溝状部の角度や深さを変化させる例を側面図で示す。
【００５０】
図５は、所定周回や曲率半径に基づいて、溝状部や切込部を形成する部位の一例を斜線ハッチで示す。図５（Ａ）には、扁平体２００における所定周回（例えば１〜３[回]）までであって、かつ、屈曲部Ｂに対応する電極板の部位Ａ１を示す。図５（Ｂ）には、扁平体２００における所定の曲率半径Ｒｘ（例えば０〜６００[μｍ]）以下であって、かつ、屈曲部Ｂに対応する電極板の部位Ａ２を示す。
【００５１】
図６は、扁平体２００の屈曲部Ｂに対応する電極板に形成する溝状部や切込部の間隔を示す。図６（Ａ）には、正極板１０の外周面側である正極活物質層１１に形成する切込部１１ａの間隔Ｄ１ａ，Ｄ１ｂ，Ｄ１ｃ，…を不等間隔（すなわち不均一）にし、内周面側である正極活物質層１３に形成する溝状部１３ａの間隔Ｄ２ａ，Ｄ２ｂ，Ｄ２ｃ，Ｄ２ｄ，…を不等間隔にする例を示す。なお、二点鎖線で示す切込部１１ａや溝状部１３ａは屈曲部Ｂの範囲外であるので、形成するか否かを問わない。
【００５２】
図６（Ｂ）には、上述した間隔Ｄ１ａ，Ｄ１ｂ，Ｄ１ｃ，…や間隔Ｄ２ａ，Ｄ２ｂ，Ｄ２ｃ，Ｄ２ｄ，…などの間隔を、扁平体２００の屈曲部Ｂにかかる曲率半径に基づいて変化させる例を示す。曲率と曲率半径とは逆数の関係にあるので、曲率が大きくなれば曲率半径は小さくなり、曲率が小さくなれば曲率半径は大きくなる。そのため、溝状部１３ａや切込部１１ａを形成する間隔は、切込部１１ａや溝状部１３ａを形成する位置（以下では単に「形成位置」と呼ぶ。）の曲率に基づいて、屈曲部Ｂの中心点Ｐｒから形成位置までの半径Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，…（すなわち曲率半径）を求め、さらに当該曲率半径の比率に応じて間隔を設定する。例えば図６（Ａ）に示す間隔Ｄ１ａ，Ｄ１ｂ，Ｄ１ｃを式で表すと、「Ｄ１ａ：Ｄ１ｂ：Ｄ１ｃ＝Ｒ１：Ｒ２：Ｒ３」のようになる。
【００５３】
図６（Ｃ）には、屈曲部Ｂの中心点Ｐｒから放射状に伸ばした仮想線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，…と正極板１０とが交差する位置の正極板１０に対し、溝状部１３ａや切込部１１ａを形成する例を示す。すなわち、仮想線Ｌ１と正極板１０とが交差する位置Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ１ｃ，…や、仮想線Ｌ２と正極板１０とが交差する位置Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ，Ｐ２ｃ，…、仮想線Ｌ３と正極板１０とが交差する位置Ｐ３ａ，Ｐ３ｂ，Ｐ３ｃ，…などに対応する正極板１０に形成する。正極板１０は渦巻き状に捲回されるので、間隔Ｄ１ａ，Ｄ１ｂ，Ｄ１ｃ，…や間隔Ｄ２ａ，Ｄ２ｂ，Ｄ２ｃ，Ｄ２ｄ，…などは不等間隔になる。
【００５４】
図７には、Ｖ字形状をなす溝状部１３ａについて、角度や深さを内周側から外周側に向かって変化させて形成する例を示す。図７（Ａ）には、屈曲部Ｂにかかる最内周の正極板１０に形成する溝状部１３ａを示す。この溝状部１３ａは、角度θ１と深さＤ３とで形成されている。図７（Ｂ）には、外周側に向かって角度θ２を小さく（すなわちθ２＜θ１）形成した溝状部１３ａの一例を示す。図７（Ｃ）には、外周側に向かって深さＤ４を浅く（すなわちＤ４＜Ｄ３）形成した溝状部１３ａの一例を示す。図示しないが、外周側に向かって角度θ２と深さＤ４との双方を小さくして溝状部１３ａを形成してもよい。
【００５５】
図３に戻って、内周面側加工工程および外周面側加工工程と並行して、あるいはこれらの加工工程を行った後、加工屑除去工程を行う〔ステップＳ１３〕。内周面側加工工程や外周面側加工工程では加工時に加工屑が発生するので、加工屑除去工程を行って加工屑を除去する。加工屑の除去方法は任意である。例えば、液体（水や油等）で流したり、気体（空気や窒素等）で吹き飛ばしたり、掃除部材（ブラシやモップ等）を用いて掃き出したりなどの各種方法で行えばよい。
【００５６】
その後、プレス機（例えばローラ等）によって正極板１０をプレスするプレス工程〔ステップＳ１４〕と、切断機によって正極板１０を所定形状（板長，板厚，板幅等）に切断する切断工程〔ステップＳ１５〕とを順不同で行う。こうして、溝状部１３ａや切込部１１ａを備えて捲回可能な正極板１０が形成される。
【００５７】
（第２工程）負極板２０の形成工程
負極集電体２２に形成する負極活物質層２１，２３の混練物を作製する混練工程を行う〔ステップＳ２０〕。混練物は、バインダ２０ａ、負極活物質２０ｂ、分散材２０ｃ、溶媒２０ｄなどを混練した物である。
【００５８】
バインダ２０ａは、バインダ１０ａと同様に任意の結着剤を用いることができる。例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）や、その変性体などが該当する。なお、リチウムイオン受入れ性を向上させるため、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子（ＳＢＲ）およびその変性体に対し、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）をはじめとするセルロース系樹脂等を併用したり、少量添加したりするのが望ましい。
【００５９】
負極活物質２０ｂは、軽金属、当該軽金属を含む合金、当該合金や軽金属自体を吸蔵・離脱することが可能な材料などで構成される。軽金属は、例えばリチウム（Ｌｉ）やナトリウム（Ｎａ）などが該当する。軽金属を吸蔵・離脱することが可能な材料は、例えば炭素材料、珪素（Ｓｉ）、珪素化合物、金属酸化物または高分子化合物などが該当する。炭素材料は、例えば熱分解炭素類、コークス類、黒鉛類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維または活性炭などが該当する。コークス類には、例えばピッチコークス，ニードルコークス，石油コークスなどを含む。ガラス状炭素類には、難黒鉛化炭素材料などを含む。有機高分子化合物焼成体は、不活性ガス気流中または真空中において高分子化合物（例えばフェノール樹脂やフラン樹脂など）を高温（例えば約５００℃以上）で焼成して炭素化された物質である。珪素化合物は、例えばＣａＳｉ2やＣｏＳｉ2などが該当する。金属酸化物は、例えば酸化スズ（ＳｎＯ2）などが該当する。高分子化合物は、例えばポリアセチレンやポリピロールなどが該当する。負極活物質２０ｂとして用いる材料は、電池の種類や用途等に応じて任意に選択可能である。
【００６０】
分散材２０ｃは任意であり、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）等を用いる。溶媒２０ｄは、溶媒１０ｄと同様に混練に適したものを用いる。溶媒１０ｄと同じ材料でもよく、異なる材料でもよい。
【００６１】
絶縁性のセパレータ３０は、高分子材料（特に多孔質のもの）などから形成できる。セパレータ３０の厚さは、例えば１０〜３０[μｍ]の範囲である。高分子材料は、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルペンテンなどが該当する。さらには、これらの高分子材料から形成した不織布や、延伸多孔質化したフィルムなどを用いてもよい。
【００６２】
ステップＳ１１と同様にして、ステップＳ２０で作製した混練物を負極集電体２０ｅ上に負極活物質層２１，２３として形成する塗工・乾燥工程を行う〔ステップＳ２１〕。具体的には、混練物を負極集電体２０ｅ上に塗工した後、所定温度下で乾燥させて固形化する。負極活物質層２１，２３は、乾燥後に所定厚さ（例えば１００〜２００[μｍ]）となるように塗工量を調整する。負極集電体２０ｅの厚さは、例えば１０〜２０[μｍ]程度である。こうして帯状の負極板２０が形成される。
【００６３】
ステップＳ２１で形成された負極板２０および負極板２０のうちで一方または双方の電極板に対し、必要に応じて内周面側加工工程および外周面側加工工程を行う〔ステップＳ２２〕。負極板２０の板厚が正極板１０の板厚よりも大幅に小さい場合には、当該ステップＳ２２を省略してもよい。なお、内周面側加工工程や外周面側加工工程の内容は、それぞれ上述したステップＳ１２と同様である。溝状部１３ａに相当する溝状部や、切込部１１ａに相当する切込部を形成する。内周面側加工工程および外周面側加工工程を行う場合には、ステップＳ１３と同様にして加工屑除去工程を行う〔ステップＳ２３〕。
【００６４】
その後、ステップＳ１４と同様にして負極板２０をプレスするプレス工程〔ステップＳ２４〕と、ステップＳ１５と同様にして負極板２０を所定形状（板長，板厚，板幅等）に切断する切断工程〔ステップＳ２５〕とを順不同で行う。こうして、溝状部や切込部を備えて捲回可能な負極板２０が形成される。
【００６５】
（第３工程）捲回および扁平プレス
正極板１０および負極板２０が形成された後、正極板１０，負極板２０，セパレータ３０などを積層して渦巻き状に捲回する捲回工程を行い〔ステップＳ３１〕、当該捲回工程によって形成される捲回体１００を扁平状にプレスする扁平プレス工程を行う〔ステップＳ３２〕。
【００６６】
ステップＳ３１では、図８に示すように、正極板１０，負極板２０，セパレータ３０などを積層して、捲回手段４４に捲回する。捲回手段４４は、例えば円柱状や円筒状のローラ等が該当する。捲回手段４４から捲回体１００を取り外すと、図９のようになる。
【００６７】
ステップＳ３２では、図９に示すように、平面台４２上に固定した捲回体１００に対して、扁平プレス手段４６を矢印Ｄ６方向に移動させて扁平プレスする。扁平プレス手段４６は、平面状のプレス面４６ａを有するプレス機などが該当する。扁平プレスして得られる扁平体２００を図１０に示す。図１０のＡ部は、屈曲部Ｂの拡大図である。
【００６８】
ここで、扁平プレス後における電極板の一例について簡単に説明する。内周面側の溝状部１３ａや外周面側の切込部１１ａ，１１ｂや溝状部１１ｃを形成するか否かによって、電極板（特に電極活物質層）に不具合が発生するか否かを実験した。その実験結果を下記表１に示す。実験に用いた正極板１０は、正極集電体１２として１５[μｍ]の厚さのアルミニウム箔（Ａｌ）を用い、長さを１．４[ｍ]で形成した。負極板２０は、負極集電体２２として１０[μｍ]の厚さの銅箔（Ｃｕ）を用い、長さを１．５[ｍ]で形成した。セパレータ３０は、厚さを２０[μｍ]とし、長さを１．６[ｍ]で形成した。全周回（全捲数）は６[回]である。溝状部や切込部の有無については、所定周回が０[回]すなわち全く形成しない電極板を「無し」で示し、所定周回が１[回]すなわち最内周にのみ形成した電極板を「１捲目」で示し、所定周回が２[回]すなわち１周回と２周回に形成した電極板を「１，２捲目」で示す。不具合発生の有無については、発生した電極板を「×」で示し、発生しなかった電極板を「○」で示す。
【００６９】
【表１】
【００７０】
上述した実施の形態によれば、以下に示す各効果を得ることができる。まず請求項１に対応し、捲回型電池において、正極板１０および負極板２０のうちで一方または双方の電極板は、扁平プレスによって形成される扁平体２００の屈曲部Ｂとなる部位の電極活物質層であって内周面側の短辺方向に沿って形成される溝状の溝状部１３ａと、扁平プレスによって形成される扁平体２００の屈曲部Ｂとなる部位の電極活物質層であって外周面側の短辺方向に沿って形成される切込部１１ａ，１１ｂまたは溝状部１１ｃとの双方を備える構成とした（図１（Ｃ），図４（Ｄ）を参照）。この構成によれば、扁平プレスを行っても、内周面側の溝状部１３ａは正極活物質層１３や負極活物質層２３が圧縮されるのを防止し、外周面側の切込部１１ａ，１１ｂや溝状部１１ｃは正極活物質層１１や負極活物質層２１が伸長されるのを防止する。内周面側および外周面側のうち一方または双方に形成することで、従来よりは電極板（特に電極活物質層）の割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止できる。なお、内周面側に形成する溝状部１３ａと、外周面側に形成する切込部１１ａ，１１ｂまたは溝状部１１ｃとのいずれか一方を備える構成としてもよい。この構成であっても各周面側について上記作用効果を得ることができる。
【００７１】
請求項２に対応し、正極板１０および負極板２０のうちで一方または双方の電極板について、溝状部１３ａまたは切込部１１ａを不等間隔で形成する構成とした（図１を参照）。この構成によれば、溝状部１３ａや切込部１１ａの相互間における引張力が一定値以下に抑えられるので、電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのをより確実に防止できる。
【００７２】
請求項３，１３に対応し、正極板１０，負極板２０およびセパレータ３０を積層して捲回する捲回工程（捲回手段４４）と、捲回工程によって形成される捲回体１００を扁平状にプレスする扁平プレス工程（扁平プレス手段４６）と、捲回工程よりも前に行われ、正極板１０および負極板２０のうちで一方または双方の電極板に対し、扁平プレス工程によって形成される扁平体２００の屈曲部Ｂとなる部位の電極活物質層であって内周面側の短辺方向に沿って溝状の溝状部１３ａを形成する内周面側加工工程（内周面側加工手段４０ｂ）と、扁平体２００の屈曲部Ｂとなる部位の電極活物質層であって外周面側の短辺方向に沿って切込部１１ａまたは溝状部１１ｃを形成する外周面側加工工程（外周面側加工手段４０ａ）とのうちで一方または双方の加工工程とを有する構成とした（図１〜図９を参照）。この構成によれば、内周面側の正極活物質層１３や負極活物質層２３に形成された溝状部１３ａによって電極活物質層が圧縮するのを防止する。また、外周面側の正極活物質層１１や負極活物質層２１に形成された切込部１１ａまたは溝状部１１ｃによって電極活物質層が伸長するのを防止する。内周面側および外周面側のうち一方または双方に形成することで、従来よりは電極板（特に電極活物質層）の割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止できる。
【００７３】
請求項４，１４に対応し、内周面側加工工程および外周面側加工工程のうちで一方または双方の加工工程を行う以後、溝状部１３ａまたは切込部１１ａの形成に伴って生じる加工屑を除去する加工屑除去工程（加工屑除去手段）を有する構成とした。この構成によれば、溝状部１３ａや切込部１１ａの加工中または加工後に加工屑が除去されるので、電極板の相互間に加工屑が挟まるなどで電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止できる。
【００７４】
請求項５に対応し、内周面側加工工程および外周面側加工工程は、プレス前期間内に行う構成とした（図３を参照）。この構成によれば、内周面側加工工程では溝状部１３ａを確実に形成し、外周面側加工工程では切込部１１ａまたは溝状部１１ｃを確実に形成することができる。なお図１１において、正極板１０の形成で示すように捲回前期間内に行う構成としもよく、負極板２０の形成で示すように切断前期間内に行う構成としてもよい。いずれの構成も、正極板１０および負極板２０のうち一方または双方に適用可能である。複数（二または三）の期間内で行う場合には、同一箇所（その一部分を含む）を加工することで溝状部１３ａや切込部１１ａの形成を確実にし、異なる箇所を加工することで溝状部１３ａや切込部１１ａの形成箇所を増やすことができる。
【００７５】
請求項６に対応し、内周面側加工工程および外周面側加工工程は、扁平体２００における所定周回までの部位Ａ１に対応する電極板に対し、溝状部１３ａまたは切込部１１ａを形成する構成とした（図５（Ａ）を参照）。この構成によれば、曲率半径が小さい箇所に溝状部１３ａや切込部１１ａを形成するので、電極板の割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止できる。
【００７６】
請求項７に対応し、内周面側加工工程および外周面側加工工程は、扁平体２００における所定の曲率半径Ｒｘ以下となる部位に対応する電極板に対し、溝状部１３ａまたは切込部１１ａを形成する構成とした（図５（Ｂ）を参照）。この構成によれば、所定の曲率半径Ｒｘ以下となる箇所に溝状部１３ａや切込部１１ａを形成するので、電極板の割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止できる。
【００７７】
請求項８に対応し、内周面側加工工程および外周面側加工工程は、溝状部１３ａまたは切込部１１ａを不等間隔で形成する構成とした（図６（Ａ）を参照）。この構成によれば、溝状部１３ａや切込部１１ａの相互間における引張力が一定値以下に抑えられるので、電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのをより確実に防止できる。
【００７８】
請求項９に対応し、内周面側加工工程および外周面側加工工程は、扁平体２００の屈曲部Ｂにかかる曲率半径に基づいて溝状部１３ａまたは切込部１１ａを形成する間隔を変化させる構成とした（図６（Ｂ）を参照）。この構成によれば、捲回時以降で溝状部１３ａや切込部１１ａの相互間における引張力が分散され一定値以下に抑えられるので、電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのをより確実に防止できる。
【００７９】
請求項１０に対応し、内周面側加工工程および外周面側加工工程は、扁平体２００の屈曲部Ｂにかかる中心点Ｐｒから放射状に伸ばした仮想線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，…と電極板とが交差する位置の電極板に対し、溝状部１３ａまたは切込部１１ａに形成する構成とした（図６（Ｃ）を参照）。この構成によれば、捲回時以降で溝状部１３ａや切込部１１ａの相互間における引張力が均一化され、電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのをより確実に防止できる。
【００８０】
請求項１１に対応し、内周面側加工工程および外周面側加工工程は、断面がＶ字形状の溝状部１３ａを形成する構成とした（図１，図４，図７等を参照）。この構成によれば、溝状部１３ａをＶ字形状に形成するので、特に内周面側では電極活物質層どうしが当たり難くなる。よって電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのをより確実に防止できる。
【００８１】
請求項１２に対応し、内周面側加工工程および外周面側加工工程は、Ｖ字形状をなす角度および深さのうちで一方または双方が内周側から外周側に向かって小さくなるように溝状部１３ａを形成する構成とした（図７を参照）。この構成によれば、電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを防止しながらも、外周側の電極板の剛性を高めることができる。
【００８２】
〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。
【００８３】
上述した実施の形態では、集電体（正極集電体１２や負極集電体２２）の両面に電極活物質層（正極活物質層１１，１３や負極活物質層２１，２３）を形成した電極板を適用した（図１等を参照）。この形態に代えて、集電体の片面にのみ電極活物質層を形成した電極板を適用することもできる。例えば正極集電体１２の片面に正極活物質層１３のみを形成した正極板１０では、内周面側加工工程（内周面側加工手段４０ｂ）によって溝状部１３ａを形成すればよく、外周面側加工工程（外周面側加工手段４０ａ）は不要となる。逆に正極集電体１２の片面に正極活物質層１１のみを形成した正極板１０では、外周面側加工工程（外周面側加工手段４０ａ）によって切込部１１ａや溝状部１１ｃを形成すればよく、内周面側加工工程（内周面側加工手段４０ｂ）は不要となる。負極集電体２２の片面にのみ電極活物質層を形成する負極板２０についても同様である。電極活物質層の形成面が相違するに過ぎないので、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００８４】
上述した実施の形態では、バインダ１０ａ，正極活物質１０ｂ，導電材１０ｃ，溶媒１０ｄを混練した混練物を正極集電体１２上に正極活物質層１１，１３として形成する構成とした（図３，図１１のステップＳ１１，Ｓ２１に示す塗工・乾燥工程を参照）。この形態に代えて、バインダ１０ａ，正極活物質１０ｂ，導電材１０ｃ，溶媒１０ｄを正極集電体１２上に並行して（あるいは前後して順番に）塗工することで、正極集電体１２上に直接的に正極活物質層１１，１３として形成する構成としてもよい。負極集電体２２上に負極活物質層２１，２３として形成する場合も同様である。この形態によれば、混練工程が不要になるので、電極板の形成に要する時間を短縮することができる。
【００８５】
上述した実施の形態では、間隔Ｄ１ａ，Ｄ１ｂ，Ｄ１ｃ，…や間隔Ｄ２ａ，Ｄ２ｂ，Ｄ２ｃ，Ｄ２ｄ，…などの間隔を、扁平体２００の屈曲部Ｂにかかる曲率半径に基づいて変化させる構成とした（図６（Ｂ）を参照）。この形態に代えて、所定範囲内の曲率半径に対して間隔を一定値に維持することで、間隔の値を階段状に変化させる構成としてもよい。例えば、曲率半径が１０[μｍ]未満のときは間隔を５０[μｍ]とし、曲率半径が１０[μｍ]以上で２０[μｍ]未満のときは間隔を７０[μｍ]とし、曲率半径が２０[μｍ]以上で５０[μｍ]未満のときは間隔を１００[μｍ]とし、曲率半径が５０[μｍ]以上で１００[μｍ]未満のときは間隔を２００[μｍ]とするなどである。この構成でも、捲回時以降で溝状部１３ａや切込部１１ａの相互間における引張力が分散され一定値以下に抑えられるので、電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのをより確実に防止できる。
【００８６】
上述した実施の形態では、溝状部１３ａを直線状のＶ字形状で形成した（図１，図４，図７，図１０等を参照）。この形態に代えて、端面に向かって開口する他の形状で形成してもよい。他の形状は、例えば非直線状（曲線状や階段状など）のＶ字形状や、Ｕ字形状、箱形状（階段状を含む）などが該当する。端面に向かって開口する形状であれば、扁平プレス工程によって捲回体１００を扁平状にプレスしても、電極活物質層どうしが当たり難くなる。よって、電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのをより確実に防止できる。
【００８７】
上述した実施の形態では、集電体の短辺方向に沿って直線状に溝状部１３ａや切込部１１ａを形成した。この形態に代えて、他の平面形状（すなわち線状の加工軌跡）で溝状部１３ａや切込部１１ａを形成してもよい。他の平面形状は、例えば曲線や折れ線等が該当する。どのような平面形状で形成しても、電極活物質層どうしが当たり難くなるので、電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのをより確実に防止できる。
【００８８】
上述した実施の形態では、集電体の短辺方向に沿って形成する溝状部１３ａや切込部１１ａの線分を実線状で構成した。この形態に代えて、他の線分で溝状部１３ａや切込部１１ａを構成してもよい。他の線分は、例えば破線，一点鎖線，二点鎖線等のように実線以外の線分が該当する。実線以外の線分で形成すると、溝状部１３ａや切込部１１ａが形成されない部位では電極活物質層に圧縮や伸長が生じるが、この圧縮や伸長を溝状部１３ａや切込部１１ａで形成される空間部に逃がすことができる。そのため、電極板に凹凸や割れ，ヒビ，切断等の不具合が生じるのを従来よりも確実に防止できる。
【符号の説明】
【００８９】
１０ 正極板（電極板）
１０ａ，２０ａ バインダ（結着剤）
１０ｂ 正極活物質（電極活物質）
１０ｃ 導電材
１０ｄ，２０ｄ 溶媒
１１，１３ 正極活物質層（電極活物質層）
１１ａ，１１ｂ 切込部
１１ｃ，１３ａ 溝状部
１２ 正極集電体（集電体）
２０ 負極板（電極板）
２０ｂ 負極活物質（電極活物質）
２０ｃ 分散材
２１，２３ 負極活物質層（電極活物質層）
２２ 負極集電体（集電体）
３０ セパレータ
４０ 加工手段
４０ａ 外周面側加工手段
４０ｂ 内周面側加工手段
４１ 切込形成手段
４３ 溝形成手段
４４ 捲回手段
４６ 扁平プレス手段
１００ 捲回体
２００ 扁平体
Ｂ 屈曲部
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，… 仮想線
Ｐｒ 中心点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが帯状の集電体上に電極活物質層を形成した正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に介在させる絶縁性のセパレータとを備え、前記正極板，前記負極板および前記セパレータを積層して捲回し、当該捲回して形成される捲回体を扁平状にプレスする扁平プレスによって得られる扁平体を有する捲回型電池において、
前記正極板および前記負極板のうちで一方または双方の電極板は、前記扁平体の屈曲部となる部位の前記電極活物質層であって内周面側の短辺方向に沿って形成される溝状の溝状部と、前記扁平体の屈曲部となる部位の前記電極活物質層であって外周面側の短辺方向に沿って形成される切込部または前記溝状部とのうちで一方または双方を有することを特徴とする捲回型電池。
【請求項２】
前記溝状部および前記切込部のうちで一方または双方は、不等間隔で形成されることを特徴とする請求項１に記載の捲回型電池。
【請求項３】
それぞれが帯状の集電体上に電極活物質層を形成した正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に介在させる絶縁性のセパレータとを備える捲回型電池を製造する捲回型電池の製造方法において、
前記正極板，前記負極板および前記セパレータを積層して捲回する捲回工程と、
前記捲回工程によって形成される捲回体を扁平状にプレスする扁平プレス工程と、
前記捲回工程よりも前に行われ、前記正極板および前記負極板のうちで一方または双方の電極板に対し、前記扁平プレス工程によって形成される扁平体の屈曲部となる部位の前記電極活物質層であって内周面側の短辺方向に沿って溝状の溝状部を形成する内周面側加工工程と、前記扁平プレス工程によって形成される扁平体の屈曲部となる部位の前記電極活物質層であって外周面側の短辺方向に沿って切り込む切込部または前記溝状部を形成する外周面側加工工程とのうちで一方または双方の加工工程と、
を有することを特徴とする捲回型電池の製造方法。
【請求項４】
前記加工工程を行う以後、前記溝状部または前記切込部の形成に伴って生じる加工屑を除去する加工屑除去工程を有することを特徴とする請求項３に記載の捲回型電池の製造方法。
【請求項５】
前記加工工程は、それぞれ前記集電体上に前記電極活物質層を形成してからプレスする前までの期間、当該プレス後から所定形状に切断する前までの期間、当該切断してから捲回する前までの期間のうちで一以上の期間内に行うことを特徴とする請求項３または４に記載の捲回型電池の製造方法。
【請求項６】
前記加工工程は、前記扁平体における所定周回までの部位に対応する前記電極板に対し、前記溝状部または前記切込部を形成することを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の捲回型電池の製造方法。
【請求項７】
前記加工工程は、前記扁平体における所定の曲率半径以下となる部位に対応する前記電極板に対し、前記溝状部または前記切込部を形成することを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の捲回型電池の製造方法。
【請求項８】
前記加工工程は、前記溝状部または前記切込部を不等間隔で形成することを特徴とする請求項３から７のいずれか一項に記載の捲回型電池の製造方法。
【請求項９】
前記加工工程は、前記扁平体の屈曲部にかかる曲率半径に基づいて前記溝状部または前記切込部を形成する間隔を変化させることを特徴とする請求項８に記載の捲回型電池の製造方法。
【請求項１０】
前記加工工程は、前記扁平体の屈曲部にかかる中心点から放射状に伸ばした仮想線と前記電極板とが交差する位置の前記電極板に対し、前記溝状部または前記切込部に形成することを特徴とする請求項８または９に記載の捲回型電池の製造方法。
【請求項１１】
前記加工工程は、断面がＶ字形状の前記溝状部を形成することを特徴とする請求項３から１０のいずれか一項に記載の捲回型電池の製造方法。
【請求項１２】
前記加工工程は、前記Ｖ字形状をなす角度および深さのうちで一方または双方が内周側から外周側に向かって小さくなるように前記溝状部を形成することを特徴とする請求項１１に記載の捲回型電池の製造方法。
【請求項１３】
それぞれが帯状の集電体上に電極活物質層を形成した正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に介在させる絶縁性のセパレータとを備える捲回型電池を製造する捲回型電池の製造装置において、
前記正極板，前記負極板および前記セパレータを積層して捲回する捲回手段と、
前記捲回手段によって形成される捲回体を扁平状にプレスする扁平プレス手段と、
前記捲回手段よりも前に行われ、前記正極板および前記負極板のうちで一方または双方の電極板に対し、前記扁平プレス手段によって形成される扁平体の屈曲部となる部位の前記電極活物質層であって内周面側の短辺方向に沿って溝状の溝状部を形成する内周面側加工手段と、前記扁平プレス手段によって形成される扁平体の屈曲部となる部位の前記電極活物質層であって外周面側の短辺方向に沿って切り込む切込部または前記溝状部を形成する外周面側加工手段とのうちで一方または双方の加工手段と、
を有することを特徴とする捲回型電池の製造装置。
【請求項１４】
前記溝状部または前記切込部の形成に伴って生じる加工屑を除去する加工屑除去手段を有することを特徴とする請求項１３に記載の捲回型電池の製造装置。
【請求項１】
それぞれが帯状の集電体上に電極活物質層を形成した正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に介在させる絶縁性のセパレータとを備え、前記正極板，前記負極板および前記セパレータを積層して捲回し、当該捲回して形成される捲回体を扁平状にプレスする扁平プレスによって得られる扁平体を有する捲回型電池において、
前記正極板および前記負極板のうちで一方または双方の電極板は、前記扁平体の屈曲部となる部位の前記電極活物質層であって内周面側の短辺方向に沿って形成される溝状の溝状部と、前記扁平体の屈曲部となる部位の前記電極活物質層であって外周面側の短辺方向に沿って形成される切込部または前記溝状部とのうちで一方または双方を有することを特徴とする捲回型電池。
【請求項２】
前記溝状部および前記切込部のうちで一方または双方は、不等間隔で形成されることを特徴とする請求項１に記載の捲回型電池。
【請求項３】
それぞれが帯状の集電体上に電極活物質層を形成した正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に介在させる絶縁性のセパレータとを備える捲回型電池を製造する捲回型電池の製造方法において、
前記正極板，前記負極板および前記セパレータを積層して捲回する捲回工程と、
前記捲回工程によって形成される捲回体を扁平状にプレスする扁平プレス工程と、
前記捲回工程よりも前に行われ、前記正極板および前記負極板のうちで一方または双方の電極板に対し、前記扁平プレス工程によって形成される扁平体の屈曲部となる部位の前記電極活物質層であって内周面側の短辺方向に沿って溝状の溝状部を形成する内周面側加工工程と、前記扁平プレス工程によって形成される扁平体の屈曲部となる部位の前記電極活物質層であって外周面側の短辺方向に沿って切り込む切込部または前記溝状部を形成する外周面側加工工程とのうちで一方または双方の加工工程と、
を有することを特徴とする捲回型電池の製造方法。
【請求項４】
前記加工工程を行う以後、前記溝状部または前記切込部の形成に伴って生じる加工屑を除去する加工屑除去工程を有することを特徴とする請求項３に記載の捲回型電池の製造方法。
【請求項５】
前記加工工程は、それぞれ前記集電体上に前記電極活物質層を形成してからプレスする前までの期間、当該プレス後から所定形状に切断する前までの期間、当該切断してから捲回する前までの期間のうちで一以上の期間内に行うことを特徴とする請求項３または４に記載の捲回型電池の製造方法。
【請求項６】
前記加工工程は、前記扁平体における所定周回までの部位に対応する前記電極板に対し、前記溝状部または前記切込部を形成することを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の捲回型電池の製造方法。
【請求項７】
前記加工工程は、前記扁平体における所定の曲率半径以下となる部位に対応する前記電極板に対し、前記溝状部または前記切込部を形成することを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の捲回型電池の製造方法。
【請求項８】
前記加工工程は、前記溝状部または前記切込部を不等間隔で形成することを特徴とする請求項３から７のいずれか一項に記載の捲回型電池の製造方法。
【請求項９】
前記加工工程は、前記扁平体の屈曲部にかかる曲率半径に基づいて前記溝状部または前記切込部を形成する間隔を変化させることを特徴とする請求項８に記載の捲回型電池の製造方法。
【請求項１０】
前記加工工程は、前記扁平体の屈曲部にかかる中心点から放射状に伸ばした仮想線と前記電極板とが交差する位置の前記電極板に対し、前記溝状部または前記切込部に形成することを特徴とする請求項８または９に記載の捲回型電池の製造方法。
【請求項１１】
前記加工工程は、断面がＶ字形状の前記溝状部を形成することを特徴とする請求項３から１０のいずれか一項に記載の捲回型電池の製造方法。
【請求項１２】
前記加工工程は、前記Ｖ字形状をなす角度および深さのうちで一方または双方が内周側から外周側に向かって小さくなるように前記溝状部を形成することを特徴とする請求項１１に記載の捲回型電池の製造方法。
【請求項１３】
それぞれが帯状の集電体上に電極活物質層を形成した正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に介在させる絶縁性のセパレータとを備える捲回型電池を製造する捲回型電池の製造装置において、
前記正極板，前記負極板および前記セパレータを積層して捲回する捲回手段と、
前記捲回手段によって形成される捲回体を扁平状にプレスする扁平プレス手段と、
前記捲回手段よりも前に行われ、前記正極板および前記負極板のうちで一方または双方の電極板に対し、前記扁平プレス手段によって形成される扁平体の屈曲部となる部位の前記電極活物質層であって内周面側の短辺方向に沿って溝状の溝状部を形成する内周面側加工手段と、前記扁平プレス手段によって形成される扁平体の屈曲部となる部位の前記電極活物質層であって外周面側の短辺方向に沿って切り込む切込部または前記溝状部を形成する外周面側加工手段とのうちで一方または双方の加工手段と、
を有することを特徴とする捲回型電池の製造装置。
【請求項１４】
前記溝状部または前記切込部の形成に伴って生じる加工屑を除去する加工屑除去手段を有することを特徴とする請求項１３に記載の捲回型電池の製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１７４５７９（Ｐ２０１２−１７４５７９Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３６８９２（Ｐ２０１１−３６８９２）
【出願日】平成２３年２月２３日（２０１１．２．２３）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２３日（２０１１．２．２３）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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