JP2000012390A

JP2000012390A - 電気化学素子及びその製造方法と製造装置

Info

Publication number: JP2000012390A
Application number: JP10191070A
Authority: JP
Inventors: Katsuharu Ikeda; 克治池田; Yoshihiro Hozumi; 由浩穂積; Kazuya Hiratsuka; 和也平塚
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1998-06-22
Filing date: 1998-06-22
Publication date: 2000-01-14

Abstract

(57)【要約】【課題】単位体積あたりの容量が大きい円筒型の電気
化学素子を提供すること、及びそのような電気化学素子
を生産効率良く製造する方法を提供する。【解決手段】円筒形に卷回された、集電体３１ａと該
集電体の表面に形成された電極層３１ｂを含んで構成さ
れた第１の電極体３１と、円筒形に卷回された、集電体
３２ａと該集電体の表面に形成された電極層３２ｂを含
んで構成された第２の電極体３２と、第１と第２の電極
体３１、３２を電気的に分離するセパレータ３３、３４
とを備え、第１と第２の電極体３１、３２は、それぞ
れ、集電体の一部から形成されたリード部３１ｃ、３２
ｃを有する円筒型電気化学素子。第１と第２の電極体
は、それぞれ、集電体の一部から形成されたリード部を
有するので、リード部を別体で用意したリードを溶接や
パンチングで取り付ける必要がなく、リードを取り付け
るために集電体に余分な幅を設ける必要がない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気化学素子及び
その製造方法に関し、特に円筒型の電気化学素子及びそ
の製造方法と製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３、図４に示すように、大容量、高出
力の電源用円筒型の電池やコンデンサ等のセルとして、
金属集電体１３１ａ、１３２ａの片面に電極層１３１
ｂ、１３２ｂを形成してなる一対の電極体１３１、１３
２を、セパレータ１３３、１３４を介して巻回し、有底
円筒型の容器１４２に収容し、負極端子１３９と正極端
子１４０とを有する蓋体１４１により密閉してなる円筒
型の構造が知られている。

【０００３】前記セルを大電流放電を必要とする用途に
使用する場合、通常、電極体１３１、１３２の抵抗を小
さくするために電極体１３１、１３２からは複数のリー
ド１３１ｃ、１３２ｃが取り出され、端子１３９、１４
０に取り付けられている。

【０００４】従来、電極体１３１、１３２に上記複数の
リード１３１ｃ、１３２ｃを取り付ける方法としては、
図３（ｂ）に示すように、帯状の集電体１３１ａ、１３
２ａの長手方向の一辺に沿った幅Ｗ１の帯状部を残して
電極層１３１ｂ、１３２ｂを形成し、一対の電極体１３
１、１３２をセパレータ１３３、１３４を介して巻回す
るときに、前記帯状部の所定の位置にリード１３１ｃ、
１３２ｃを溶接やパンチング１３１ｄ等により取り付け
ながら巻回する。なお、図３（ｂ）では電極体１３２は
図示を省略してある。リード１３１ｃ、１３２ｃの取り
付けには図３（ａ）に示すリード接合部１０１、１０２
が用いられる。

【０００５】あらかじめ集電体１３１ａ、１３２ａにリ
ード１３１ｃ、１３２ｃを取り付けておくと、巻回した
ときにリード部の位置が予定位置とずれて、負極端子１
３９と正極端子１４０とを同じ底面にとりつけるときは
正極リードと負極リードとが重なる可能性があるため、
上記のように取り付けながら卷回する方法が採用されて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の方
法では、リードを取り付けるために電極層の形成されな
い帯状部が必要とされているが、その帯状部は電気化学
素子の反応等には関与しない。しかも、その帯状部はリ
ードが強固に取り付けられるためにある程度の幅Ｗ１を
必要とする。したがって、そのような帯状部の存在によ
り電気化学素子の単位体積あたりの容量が損なわれると
いう問題があった。

【０００７】また、自動巻き取り機により電極体を巻回
して上記円筒型の電気化学素子を量産する場合、溶接や
パンチング等によりリード１３１ｃを取り付ける際に自
動巻き取り機を停止して行う必要があるため、生産効率
が悪いという間題があった。

【０００８】そこで本発明は、単位体積あたりの容量が
大きい円筒型の電気二重層キャパシタ等の電気化学素子
を提供すること、及びそのような電気化学素子を生産効
率良く製造する方法とそのような製造装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明による円筒型電気化学素子は、
図２に示すように、円筒形に卷回された、集電体３１ａ
と該集電体の表面に形成された電極層３１ｂを含んで構
成された第１の電極体３１と；円筒形に卷回された、集
電体３２ａと該集電体の表面に形成された電極層３２ｂ
を含んで構成された第２の電極体３２と；第１と第２の
電極体３１、３２を電気的に分離するセパレータ３３、
３４とを備え；第１と第２の電極体３１、３２は、それ
ぞれ、集電体の一部から形成されたリード部３１ｃ、３
２ｃを有する。

【００１０】このように構成すると、第１と第２の電極
体は、それぞれ、集電体の一部から形成されたリード部
を有するので、別体で用意したリードを溶接やパンチン
グで取り付けてリード部を作る必要がなく、リードを取
り付けるために集電体に余分な幅を設ける必要がない。
また、集電体とリード部が一体的に加工されるので、製
造効率が高い。

【００１１】上記目的を達成するために、請求項２に係
る発明による円筒型電気化学素子１１の製造方法は、帯
状の集電体３１ａの少なくとも片面に該帯状の長手方向
の一辺に沿った帯状部Ｗ２を残して電極層３１ｂが形成
された帯状の第１の集電体３１ａを卷回する工程と；第
１の集電体３１ａを卷回する際に、帯状の集電体３２ａ
の少なくとも片面に該帯状の長手方向の一辺に沿った帯
状部Ｗ２を残して電極層３２ｂが形成された帯状の第２
の集電体３２ａを、前記第１の集電体３１ａに重ねて、
卷回する工程と；第１と第２の集電体３１ａ、３２ａを
電気的に分離するセパレータ３３、３４を、前記第１と
第２の集電体に重ねて、卷回する工程と；第１と第２の
集電体３１ａ、３２ａの前記残された帯状部を、それぞ
れ、複数のリード部３１ｃ、３２ｃを所定の間隔Ｌ１で
残して切断する工程とを備える。

【００１２】このように構成すると、第１と第２の集電
体の前記残された帯状部を、それぞれ、複数のリード部
を所定の間隔Ｌ１で残して切断するので、別体で用意し
たリードを溶接やパンチングで取り付けてリード部を作
る必要がなく、リードを取り付けるために集電体に余分
な幅を設ける必要がない。

【００１３】さらに、請求項３に記載のように、請求項
２に記載の円筒型電気化学素子の製造方法では、所定の
間隔Ｌ１は、第１と第２の集電体３１、３２のそれぞれ
において、卷回後にそれぞれの複数のリード部３１ｃ、
３２ｃの集合体３５、３６が所定の巻き位相内に納まる
ように定められ、かつ第１と第２の複数のリード部の集
合体３５、３６は、互いに重ならないように前記切断を
する位置が定められる。

【００１４】また、請求項４に記載のように、請求項２
または請求項３に記載の円筒型電気化学素子の製造方法
においては、所定の間隔Ｌ１は、集電体３１ａ、３２ａ
と電極層３１ｂ、３２ｂとを含んで構成された電極体３
１、３２の卷回された卷回素子１１の径を検出し、演算
して定められるようにしてもよい。

【００１５】この方法では、所定の間隔Ｌ１を卷回素子
１１の径を検出し、演算して定めるので、集合体３５、
３６を納める所定の巻き位相を非常に狭くすることが可
能である。

【００１６】上記目的を達成するために、請求項５に係
る発明による円筒型電気化学素子製造装置２０は、帯状
の電極体３１（３２）を繰り出す電極体繰出部１２ａ
（１３ａ）と；電極体３１（３２）を電気的に分離する
帯状のセパレータ３３（３４）を繰り出すセパレータ繰
出部１４ａ（１５ａ）と；繰り出された電極体３１（３
２）と繰り出されたセパレータ３３（３４）を重ねて卷
回する卷回素子回転部１１ａと；電極体繰出部１２ａ
（１３ａ）と卷回素子回転部１１ａとの間に配列され、
電極体３１（３２）にリード部３１ｃ（３２ｃ）を切断
形成するリード形成部２１（２２）とを備える。

【００１７】このように構成すると、電極体にリード部
を切断形成するリード形成部を備えるので、別体のリー
ドを溶接やパンチングで取り付ける必要がなく、生産効
率が高くなる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。なお、各図において互い
に同一あるいは相当する部材には同一符号あるいは類似
符号を付し、重複した説明は省略する。以下の実施の形
態では、主として電気化学素子のなかでも電気二重層キ
ヤパシタの場合を例にとって説明する。

【００１９】図１（ａ）は、本発明による実施の形態で
ある円筒型電気化学素子としての電気二重層キャパシタ
の製造方法を実施するための製造装置の模式図であり、
卷回素子１１の中心軸線の方向から見た概略側面図であ
る。図中、組立中の卷回素子１１は、第１の電極体コイ
ル１２から繰り出される第１の電極体３１と、第２の電
極体コイル１３から繰り出される第２の電極体３２と、
第１のセパレータコイル１４から繰り出されるセパレー
タ３３と、第２のセパレータコイル１５から繰り出され
るセパレータ３４とを重ねて卷回され形成される。

【００２０】電極体３１は、図１（ｂ）に示すように、
帯状の金属集電体３１ａと、金属集電体３１ａの両面に
形成された電極層３１ｂとを含んで構成されている。電
極層３１ｂは、幅Ｗ２の帯状部を残して金属集電体３１
ａの面に形成されている。金属集電体３１ａと両面に形
成された電極層３１ｂとを合わせた、電極体の厚さをｔ
とする。

【００２１】第１の電極体としての電極体３１と第２の
電極体としての電極体３２とは、それぞれ第１の電極層
としての電極層３１ｂと第２の電極層としての電極層３
２ｂがセパレータ３３を介して、即ちセパレータ３３を
間に挟んでほぼ完全に重なるように卷回される。またセ
パレータ３４は、卷回されようとしている電極体３２
と、既に卷回されて形成された卷回素子１１の外面に露
出した電極体３１との間に挟まれて、両電極体を電気的
に分離している。

【００２２】図１（ａ）に示す実施の形態では、電極体
３１を巻いた電極体コイル１２を保持し電極体３１を繰
り出す電極体繰出部１２ａと電極体３１を卷回して卷回
素子１１とする卷回素子回転部１１ａとの間にはプーリ
ー１６が、電極体３２を巻いた電極体コイル１３を保持
し電極体３２を繰り出す電極体繰出部１３ａと電極体３
１と共に電極体３２を卷回する卷回素子回転部１１ａと
の間にはプーリー１７が、セパレータ３４を巻いたセパ
レータコイル１５を保持してセパレータ３４を繰り出す
セパレータ繰出部１５ａと電極体３１、３２と共にセパ
レータ３４を卷回する卷回素子回転部１１ａとの間には
プーリー１８が配置され、卷回素子１１への電極体３
１、３２とセパレータ３３、３４の供給がスムーズに行
われるように、また後述のリード形成部の設置スペース
を与えるように構成されている。

【００２３】この実施の形態では、セパレータ３３を巻
いたセパレータコイル１４を保持してセパレータ３３を
繰り出すセパレータ繰出部１４ａと電極体３１、３２、
セパレータ３４と共にセパレータ３３を卷回する卷回素
子回転部１１ａとの間にはプーリーは配置されていない
が、必要に応じて配置してもよい。

【００２４】次に、図１（ｂ）を参照して、リード部３
１ｃの形成方法を説明する。本図では、電極体３２及び
セパレータ３３、３４は図示が省略されている。

【００２５】図中、リード形成部２１は鋭い刃物を含ん
で構成されており、その刃物で薄い金属箔で形成された
集電体３１ａを切断する。その刃物は、刃物に機械的に
接続されたカッタ駆動装置３８によって、リード部３１
ｃが所定の形状で所定の位置に形成されるように駆動さ
れる。カッタ駆動装置３８は、刃物を駆動する機構の他
に、リード部３１ｃの所定の形状、位置を定める制御装
置を含んで構成されている。

【００２６】一方、卷回素子１１の径（直径あるいは半
径ｒ）を検出する卷回素子径測定器３７が、卷回素子回
転部としての卷回素子回転駆動装置（回転中心軸ＡＸの
み図示）の近傍に設置されている。卷回素子径測定器３
７は、検出した径の情報を含んだ信号をカッタ駆動装置
３８に向けて発信する。カッタ駆動装置３８内の制御装
置は、その信号を受信して、制御装置中の演算部で切断
位置を演算し、その演算結果に従って刃物の駆動位置を
制御する。

【００２７】リード形成部２１の刃物は、卷回素子中心
軸線でもある卷回素子回転駆動装置１１ａの回転中心軸
ＡＸからＬ２の距離をもって位置決めされている。ま
た、リード部３１ｃ同士の間隔をＬ１とする。距離Ｌ２
は、通常は不変であるが、間隔Ｌ１は、可変である。ま
た、リード部３１ｃの長手方向に沿った幅をＬ３とす
る。このようなリード部３１ｃは、電極体３１が卷回さ
れるにつれて、卷回素子１１において、所定のリード巻
き幅（卷回素子のある径ｒにおいて幅Ｌ４とする）内
に、リード部集合体３５を形成する。

【００２８】リード部集合体３５が、卷回素子１１にお
いて所定のリード巻き幅Ｌ４内に納まるようにするため
には、例えば次のようにする。

【００２９】まず、リード形成部２１の刃物の、卷回素
子中心軸線ＡＸからの距離Ｌ２は構造が許容する限り小
さくするのが好ましく、そのような一定値に設定する。

【００３０】次に第ｍ番目のリード部３１ｃと第ｍ＋１
番目のリード部３１ｃとの距離Ｌ１をＬ_mとする（ｍは
正の整数）。ここで、１つのリード部３１ｃがカバーで
きる集電体３１ａの長さの上限をＬ０とすれば、Ｌ_m≦
Ｌ０とすべきである。

【００３１】ここで、隣り合うリード部間の距離は長い
ほど卷回素子の抵抗が大きくなり、電気二重層キャパシ
タの抵抗が大きくなるので、用途によるキャパシタの抵
抗の許容範囲によりＬ０の値は決定される。

【００３２】一方、第ｍ番目のリード部３１ｃが卷回素
子径測定器３７の測定点、図１（ｂ）では電極体３１が
卷回素子１１に巻き込まれようとする点を測定点とし
て、その点における卷回素子の半径をｒ_m、同じく第ｍ
＋１番目のリード部３１ｃがその測定点に到ったときに
卷回素子の半径がｒ_m+1になるとすれば、その間の平均
半径Ｒ_mは、Ｒ_m＝（ｒ_m＋ｒ_m+1）／２となる。

【００３３】また、第ｍ番目のリード部３１ｃと第ｍ＋
１番目のリード部３１ｃとが重なるまでに卷回素子回転
部１１ａが回転すべき回転回数をｎ回転とすれば、Ｌ_m
＝２πＲ_mｎとなり、両者が重なるのであるからｎは整
数でなければならない。したがってｎは、２πＲ_mｎ≦
Ｌ０を充足する範囲の整数として定めればよい。一般に
は、この範囲でできるだけ大きな値となるようにする。
実際には、ｒ_m+1はＬ_m＝Ｌ０として仮に定め、前述の
ようにして定めた整数ｎに対する半径ｒ_m+1で再計算
し、ｎを補正すればさらに正確にリード部集合体３５を
所定のリード巻き幅Ｌ４内に納まるようにできる。

【００３４】以下、実例で説明する。Ｌ０＝２００ｍ
ｍ、Ｒ_m＝５ｍｍとすれば、Ｌ０／（２πＲ_m）＝６．
４となる。したがって、ｎ＝６と定めればよい。このと
きＬ_m＝１８８≦Ｌ０＝２００である。さらに卷回が進
み、Ｒ_m＝８ｍｍになったとすれば、同様な計算からｎ
＝３となり、このときＬ_m＝１５１≦Ｌ０＝２００であ
る。典型的には集電体３１ａの厚さは４０〜５０μｍの
アルミニウム等の箔であり、電極層３１ｂの厚さを含め
た電極体３１の厚さｔは数百μｍとかなり薄い。したが
って、一般には上記のようにＬ０を用いて計算したｎを
補正して再計算する必要はない。

【００３５】以上のような計算方法を採用すれば、リー
ド形成部２１を使用せずに、予め電極体３１にリード部
３１ｃを形成して電極体コイルを作成することもでき
る。この場合、製造装置は簡易となる。しかし、電極層
の厚さがばらつくことがあるので、リード巻き幅Ｌ４を
できるだけ狭くするには、リード形成部を有する装置を
使用することが好ましい。

【００３６】別の実施の形態では、Ｌ_mを求めるのにＲ
_mを用いた計算をせずに、卷回素子の半径ｒを測定器３
７によりリアルタイムに測定し、その測定値を用いて演
算し、ｎが整数になるようにＬ_mを定めてもよい。

【００３７】さらにこのようにして定めたｎ回転に近く
なったところ、例えば第ｍ番目のリード部３１ｃを切り
出したところから（ｎ−０．５）回転で、その時点での
卷回素子１１上のリード部集合体３５の位置を不図示の
検出器で検出して、次のリード部３１ｃがそこに一致す
るように、そのときの卷回素子の半径ｒと距離Ｌ２とに
基づき残りの回転数（あるいは回転角度）を定めればさ
らに正確にリード部３１ｃをリード部集合体３５に一致
させることができる。

【００３８】即ち、第１のリード部３１ｃを切り出した
電極体３１上の位置から、１つのリード部３１ｃがカバ
ーできる集電体３１ａの長さの上限Ｌ０より短い所定の
距離だけ進んだ位置で、すでに卷回素子１１に巻き込ま
れた、第１のリード部３１ｃの位置、あるいは第１のリ
ード部３１ｃを含むリード部集合体３５の位置を検出
し、それにほぼ一致するように第２のリード部３１ｃを
切り出す位置を定め、リード形成部２１の刃物を操作し
て第２のリード部３１ｃを切り出せばよい。

【００３９】回転回数ｎを定めるにあたっては、卷回素
子径測定器３７で検出された卷回素子の半径ｒと、電極
体３１の厚さｔとからカッタ駆動装置３８内の制御装置
内の演算器により演算してもよい。厚さｔが一様であれ
ば、リード部３１ｃが卷回素子１１上で、非常に正確に
一致する（狭いリード巻き位相内に納まる）ようにＬ１
を定めることができる。

【００４０】不図示ではあるが、厚さｔを測定する厚さ
測定器を備えて、その測定信号をカッタ駆動装置内の制
御装置に入力し、距離Ｌ１の演算に利用するように構成
してもよい。

【００４１】また厚さｔの一様性が高ければ、あらかじ
め卷回素子駆動部１１ａの回転回数（卷回素子１１の巻
き始めからの回転回数）に対応させて間隔Ｌ１を各リー
ド部３１ｃ毎に定めておき、そのスケジュールに従って
リード部３１ｃを切断形成していってもよい。

【００４２】図１（ｂ）には不図示の電極体３２につい
ても全く同様である。リード部３２ｃは電極体３２に形
成される。そしてリード部３２ｃは、卷回素子１１にお
いて、リード部集合体３６を形成する。リード部集合体
３５とリード部集合体３６とは、軸線ＡＸを挟んで互い
に反対側にあるように位置決めするのが好ましい。これ
は、集電体３１ａ、３２ａに切断して作られるリード部
３１ｃの形成位置を、１８０度だけずらすことによって
達成できる。またこれらを例えば９０度だけずらすよう
にすれば、リード部集合体３５とリード部集合体３６と
を、軸線ＡＸに関して９０度だけ離して設けることがで
きる。

【００４３】以上において、リード形成部２１、２２
を、卷回素子回転軸線ＡＸにできるだけ近い位置に設け
ることにより、リード部集合体３５とリード部集合体３
６の相対的位置を正確に決めることができる。

【００４４】ここで、電極層３１ｂは金属集電体３１ａ
の長手方向に沿った端部から幅Ｗ２を残して金属集電体
３１ａの両面に形成されており、リード形成部２１の刃
物と電極層３１ｂの端部との距離、即ち電極層３１ｂの
端部と出来上がり金属集電体３１ａの端部との間隔はＷ
３に設定されている。

【００４５】この実施の形態では、リード部３１ｃは金
属集電体３１ａから切り出されて、金属集電体３１ａの
一部として形成されているので、幅Ｗ３は非常に小さい
値にすることができる。例えばゼロにしてもよい。した
がって、卷回素子１１の出来上がり寸法が決められてい
るときに、電極層３１ｂの幅を最大限に大きくとること
ができるので、容量の大きい電気二重層キャパシタを構
成することが可能となる。

【００４６】また、リード部３１ｃと金属集電体３１ａ
とが一体で形成されているので、溶接やパンチングによ
る取り付けと違って、応力腐食や隙間腐食の虞が少な
い。

【００４７】以上の実施の形態では、リード形成部２１
は刃物を備え、これにより切断して形成するものとした
が、刃物の代わりにレーザービームを用いて切断しても
よい。また、電極層３１ｂは金属集電体３１ａの両面に
形成されるものとしたが、片面だけに形成されていても
よい。

【００４８】また、本発明の実施の形態である円筒型電
気化学素子製造装置２０は、以上説明したような、電極
体繰出部１２ａ、１３ａと、卷回素子回転部１１ａと、
リード形成部２１、２２とを含んで構成されている。リ
ード部２１、２２において、電極体３１、３２を切断し
てリード部を形成する。したがって、別体のリードを溶
接やパンチングで取り付ける必要がなく、生産効率が高
くなる。

【００４９】以上説明したような、帯状の金属集電体３
１ａ、３２ａの長手方向の一辺に沿った幅Ｗ２の帯状部
を残して形成される電極層３１ｂ、３２ｂの形成方法と
しては、例えば、活性炭等の高比表面積の炭素材料をポ
リテトラフルオロエチレン等のバインダと混合し、加工
助剤として有機溶媒を加え混練した後、圧延してシート
状に成形して電極シートを作製し、接着剤を介して集電
体３１ａ、３２ａに接合する。また、ポリフッ化ビニリ
デン等のパインダを溶媒に溶解した溶液に分散させたス
ラリーを金属集電体３１ａ、３２ａに塗工し、乾燥して
溶媒を蒸発させて電極層３１ｂ、３２ｂを形成してもよ
い。

【００５０】さらに巻回素子の形成にあたっては、２枚
の電極体３１（負極体）、３２（正極体）と２枚のセパ
レータ３３、３４を交互に重ね、自動巻き取り機（回転
軸線ＡＸを図示）により巻回する。幅Ｗ３がほぼゼロの
ときには、セバレータ３３、３４の幅は、電極層３１
ｂ、３２ｂの幅よりわずかに広くすればよく、このよう
にすると相対する電極層を確実に絶縁でき、かつ無駄な
スペースを占有しないので好ましい。幅Ｗ３がゼロでは
ないときは、セパレータ３３、３４の幅は、電極層３１
ｂ、３２ｂの幅にＷ３を加えたものより僅かに広くすれ
ばよい。

【００５１】本発明による電気二重層キャパシタの製造
方法では、電極体３１、３２が卷回状態に入る前に前記
電極層３１ｂ、３２ｂの形成されていない帯状部（幅Ｗ
２の部分）を所定の長手方向位置にリード部３１ｃ、３
２ｃを残しながら切断する。

【００５２】電極体３１、３２とセパレータ３３、３４
はシート状に形成されており、それら各シートを適切な
張力をもって張った後に重ねて巻回するので、例えば張
った状態の電極体に刃をあて、巻回すると同時にその卷
回運動を利用して前記帯状部を切断すればよい。

【００５３】リード部３１ｃ、３２ｃを形成する所定位
置に到ったところで、電極体３１、３２を巻き取る方向
と垂直の方向の電極層３１ｂ、３２ｂの形成されていな
い方向に刃を滑らせて往復させれば、４角形のリード部
３１ｃ、３２ｃを形成できる。

【００５４】また、前記所定位置では長手方向加工用の
刃を上方又は下方（電極体の表面から離す方向）に滑ら
せて電極体３１、３２から離し、同時に電極体３１、３
２を巻き取る方向と垂直の方向に前記帯状部とほぼ同じ
幅を有する２本のリード部加工用の刃が電極体に対して
上方よりおろされてリード部３１ｃ，３２ｃを切断した
後、再び前記長手方向加工用の刃により前記帯状部を切
断することを繰り返してもよい。

【００５５】これらの方法では、リード部３１ｃ、３２
ｃを形成するために巻き取り機を停止する必要がない。
したがって、短時間で電極体３１、３２の巻回を行うこ
とができ、生産効率が高い。

【００５６】電極体３１、３２においてリード部３１
ｃ、３２ｃを形成する位置は、巻回された素子１１にお
いて複数の負極のリード３１ｃと複数の正極のリード３
２ｃとは、それぞれ巻き位相はできるだけ狭いことが好
ましい。ここで巻き位相とは、図１（ｂ）でいえば、リ
ード部集合体３５の幅Ｌ４からリード部の幅Ｌ３を減じ
た値を半径ｒで除した角度（この場合の単位はラジア
ン）をいう。特に正極端子と負極端子を円筒型容器の同
じ底面に取り付ける場合は、それぞれをまとめたとき
に、互いに全く重ならないようにする。したがって、こ
の場合複数の正極のリードの巻き位相、及び複数の負極
のリードの巻き位相はそれぞれ広くても６０度以下にす
るのが好ましい。

【００５７】図２を参照して、以上のようにして卷回さ
れた卷回素子１１を用いたセルの作製方法を説明する。
巻回された素子１１は、有底円筒型の容器４２に収容
し、複数の負極リード３１ｃと複数の正極リード３２ｃ
はそれぞれまとめて蓋体４１に取り付けられた負極端子
３９及び正極端子４０にそれぞれ取り付ける。ここで、
負極リード３１ｃと正極リード３２ｃとをそれぞれまと
めて取り付ける負極端子３９と正極端子４０とは、蓋体
４１ではなく容器４２の底面に取り付けられていてもよ
い。いずれにしても正極と負極のリード部３１ｃ、３２
ｃは、電極層３１ｂ、３２ｂとから見て同じ側に引き出
すのが好ましい。

【００５８】但し、負極端子３９と正極端子４０の一方
が蓋体４１に、他方が底面に取り付けられていてもよ
い。このときは、リード部集合体３５とリード部集合体
３６の干渉が生じる可能性がないので、巻き位相幅を比
較的広くとることができる。

【００５９】リード３１ｃ、３２ｃの端子３９、４０へ
の接続方法はレーザー溶接、超音波溶接、かしめ等の方
法が使用できる。次いで電解液を素子に含浸させ、蓋体
４１を容器に合わせて例えばかしめにより封口する。こ
のような構造では、電極層３１ｂの幅が金属集電体３１
ａの実体的幅とほぼ同一に大きくなるので、電気二重層
キャパシタの単位体積当たりの容量が大きくとれる。

【００６０】以上の説明では、電気二重層キャパシタを
例にとって説明したが、本発明はその他の電気化学素
子、例えば電池にも応用することができる。

【００６１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、第１と第
２の電極体は、それぞれ、集電体の一部から形成された
リード部を有するので、別体で用意したリードを溶接や
パンチングで取り付けてリード部とする必要がなく、リ
ードを取り付けるために集電体に余分な幅を設ける必要
がない。そのため、単位体積あたりの容量が大きい円筒
型の電気二重層キャパシタ等の電気化学素子を提供する
ことが可能となる。

【００６２】また、第１と第２の集電体の電極層が形成
されることなく残された帯状部を、それぞれ、複数のリ
ード部を所定の間隔で残して切断するので、リード部と
して別体で用意したリードを溶接やパンチングで取り付
けて作る必要がなく、電気化学素子を生産効率良く製造
することが可能となる。

【００６３】また、本発明の電気化学素子製造装置で
は、集電体の一部からリードを形成するリード形成部を
備えるので、高い生産効率を達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態である電気化学素子の製造
方法に適した製造装置を示す模式図である。

【図２】本発明の実施の形態である電気化学素子の構造
を示す破断斜視図である。

【図３】従来の電気化学素子の製造方法を説明する模式
図である。

【図４】従来の電気化学素子の構造を示す破断斜視図で
ある。

【符号の説明】

１１卷回素子１２、１３電極体コイル１４、１５セパレータ１６、１７、１８プーリー２０電気化学素子製造装置２１、２２リード形成部３１第１の電極体３１ａ集電体３１ｂ電極層３１ｃリード部３２第２の電極体３２ａ集電体３２ｂ電極層３２ｃリード部３３、３４セパレータ３５、３６リード部集合体３７卷回素子径測定器３８カッタ駆動装置３９負極端子４０正極端子４１蓋体４２容器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平塚和也神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地旭硝子株式会社内Ｆターム(参考） 5E082 AB04 AB09 BC40 EE03 EE11 EE18 EE23 EE24 EE28 EE41 EE42 GG01 HH03 HH08 HH14 JJ07 JJ25 KK04 LL05 LL21 LL35 5H017 BB14 BB15 CC01 5H022 AA09 BB02 BB25 BB28 CC12 CC19 5H028 AA05 BB01 BB07 BB17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒形に卷回された、第１の集電体と該
第１の集電体の表面に形成された第１の電極層を含んで
構成された第１の電極体と；円筒形に卷回された、第２
の集電体と第２の集電体の表面に形成された第２の電極
層を含んで構成された第２の電極体と；前記第１と第２
の電極体を電気的に分離するセパレータとを備え；前記
第１と第２の電極体は、それぞれ、前記集電体の一部か
ら形成されたリード部を有する；円筒型電気化学素子。
【請求項２】帯状の集電体の少なくとも片面に、前記
帯状の長手方向の一辺に沿った帯状部を残して電極層が
形成された帯状の第１の集電体を卷回する工程と；前記
第１の集電体を卷回する際に、帯状の集電体の少なくと
も片面に、前記帯状の長手方向の一辺に沿った帯状部を
残して電極層が形成された帯状の第２の集電体を、前記
第１の集電体に重ねて、卷回する工程と；前記第１と第
２の集電体を電気的に分離するセパレータを、前記第１
と第２の集電体に重ねて、卷回する工程と；前記第１と
第２の集電体の前記残された帯状部を、それぞれ、複数
のリード部を所定の間隔で残して切断する工程とを備え
る；円筒型電気化学素子の製造方法。
【請求項３】前記所定の間隔は、前記第１と第２の集
電体のそれぞれにおいて、卷回後にそれぞれの複数のリ
ード部の集合体が所定の巻き位相内に納まるように定め
られ、かつ前記第１と第２の複数のリード部の集合体
は、互いに重ならないようにそれぞれ前記切断をする位
置が定められる、請求項２に記載の円筒型電気化学素子
の製造方法。
【請求項４】前記所定の間隔は、前記集電体と電極層
とを含んで構成された電極体の卷回された卷回素子の径
を検出し、演算して定められる、請求項２または請求項
３に記載の円筒型電気化学素子の製造方法。
【請求項５】帯状の電極体を繰り出す電極体繰出部
と；前記電極体を電気的に分離する帯状のセパレータを
繰り出すセパレータ繰出部と；前記繰り出された電極体
と前記繰り出されたセパレータとを重ねて卷回する卷回
素子回転部と；前記電極体繰出部と前記卷回素子回転部
との間に配列され、前記電極体にリード部を切断形成す
るリード形成部とを備える；円筒型電気化学素子製造装
置。