JP2000164241A - 二次電池の電極体及びその製造方法 - Google Patents
二次電池の電極体及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 積層電極を短時間で捲回し得るとともに電極
相互に位置ずれなく形成することができる二次電池の電
極体及びその製造方法を実現する。 【構成】 薄板状の正極２と負極３、そして正極と負極
を絶縁するセパレータ４，５を積層した積層電極６を二
つ割状の捲回軸８のスリットに通すとともに、捲回軸８
は積層電極６の長さ方向における中央部分を挟持して一
方向に捲回することで、二重の多重巻構造の電極体を形
成する。
相互に位置ずれなく形成することができる二次電池の電
極体及びその製造方法を実現する。 【構成】 薄板状の正極２と負極３、そして正極と負極
を絶縁するセパレータ４，５を積層した積層電極６を二
つ割状の捲回軸８のスリットに通すとともに、捲回軸８
は積層電極６の長さ方向における中央部分を挟持して一
方向に捲回することで、二重の多重巻構造の電極体を形
成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リチウムイオン二次電
池などに用いられ薄いシートや箔からなる正極と負極を
セパレータを介して対向させこれを螺旋状に捲回して積
層した二次電池の電極体及びその製造方法に係り、特に
電極体の捲回作業が正確かつ容易に行えるとともに作業
工数を低減することのできる二次電池の電極体及びその
製造方法に関する。
池などに用いられ薄いシートや箔からなる正極と負極を
セパレータを介して対向させこれを螺旋状に捲回して積
層した二次電池の電極体及びその製造方法に係り、特に
電極体の捲回作業が正確かつ容易に行えるとともに作業
工数を低減することのできる二次電池の電極体及びその
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯用移動端末等の小型な電子機
器の需要の高まりから、高エネルギー密度の電池が求め
られており、特にリチウムイオン二次電池などの非水系
の電解液を用いる電池は、水溶液系電池と比較して高電
圧、高エネルギー密度が得られ、自己放電が少ないなど
の優れた特性を有することから、需要の拡大が進んでい
る。
器の需要の高まりから、高エネルギー密度の電池が求め
られており、特にリチウムイオン二次電池などの非水系
の電解液を用いる電池は、水溶液系電池と比較して高電
圧、高エネルギー密度が得られ、自己放電が少ないなど
の優れた特性を有することから、需要の拡大が進んでい
る。
【０００３】一般に電解液の電導度が低い非水系の電解
液を用いる電池にあっては、大電流を取り出すためには
正極と負極とが対向する面積を広くする必要がある。そ
こで円柱形状の電池缶の場合には、薄く形成した正極と
負極をセパレータを介して対向させた積層電極の端部
を、二つ割状の捲回軸のスリットに挟むとともに、この
捲回軸を回転させて緻密に渦巻状に捲回して形成するこ
とが主に行われている。
液を用いる電池にあっては、大電流を取り出すためには
正極と負極とが対向する面積を広くする必要がある。そ
こで円柱形状の電池缶の場合には、薄く形成した正極と
負極をセパレータを介して対向させた積層電極の端部
を、二つ割状の捲回軸のスリットに挟むとともに、この
捲回軸を回転させて緻密に渦巻状に捲回して形成するこ
とが主に行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、薄い正
極と負極とセパレータを積層し端から渦巻状に捲回する
ことは、作業上の困難さを余儀なくされていた。すなわ
ち、積層電極の全長は例えば約６００ミリメートルと長
尺で、この薄い積層電極を端から細い捲回軸に一定のテ
ンションをかけながら捲回していくのであるが、テンシ
ョンの不均等さや積層されていく積層電極の厚さムラな
どにより、幅方向の相互の位置ずれが生じるおそれがあ
った。例え捲回軸の１回転では僅かな位置ずれでも、積
層電極が長尺であることから僅かな位置ずれが累積して
大きな位置ずれとなるおそれがあるとともに、位置ずれ
しないように調整しつつ正確に捲回するために慎重な作
業が要求され、このため多大な作業時間を余儀なくされ
ていた。この捲回作業をもしも短時間で行うと、薄い正
極や負極が損傷したり、正極、負極、セパレータの幅方
向の相互の位置ずれが多大となって、不良品となるおそ
れがあった。
極と負極とセパレータを積層し端から渦巻状に捲回する
ことは、作業上の困難さを余儀なくされていた。すなわ
ち、積層電極の全長は例えば約６００ミリメートルと長
尺で、この薄い積層電極を端から細い捲回軸に一定のテ
ンションをかけながら捲回していくのであるが、テンシ
ョンの不均等さや積層されていく積層電極の厚さムラな
どにより、幅方向の相互の位置ずれが生じるおそれがあ
った。例え捲回軸の１回転では僅かな位置ずれでも、積
層電極が長尺であることから僅かな位置ずれが累積して
大きな位置ずれとなるおそれがあるとともに、位置ずれ
しないように調整しつつ正確に捲回するために慎重な作
業が要求され、このため多大な作業時間を余儀なくされ
ていた。この捲回作業をもしも短時間で行うと、薄い正
極や負極が損傷したり、正極、負極、セパレータの幅方
向の相互の位置ずれが多大となって、不良品となるおそ
れがあった。
【０００５】そこで、本発明にあっては、積層電極を捲
回する作業を短時間でかつ位置ずれなく行うことのでき
る二次電池の電極体及びその製造方法を実現することを
目的とする。
回する作業を短時間でかつ位置ずれなく行うことのでき
る二次電池の電極体及びその製造方法を実現することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成すべ
く、本発明の二次電池の電極体は、薄板状の正極と負極
そして前記正極と負極を絶縁するセパレータを積層した
積層電極は、その長さ方向の中央部分を捲回中心軸とし
た二重の多重巻構造としたことを特徴とするものであ
る。
く、本発明の二次電池の電極体は、薄板状の正極と負極
そして前記正極と負極を絶縁するセパレータを積層した
積層電極は、その長さ方向の中央部分を捲回中心軸とし
た二重の多重巻構造としたことを特徴とするものであ
る。
【０００７】また、本発明の二次電池の製造方法は、薄
板状の正極と負極そして前記正極と負極を絶縁するセパ
レータを積層した積層電極の長さ方向の中央部分を、捲
回軸に固定して一方向に捲回することにより二重の多重
巻構造とすることを特徴とするものである。
板状の正極と負極そして前記正極と負極を絶縁するセパ
レータを積層した積層電極の長さ方向の中央部分を、捲
回軸に固定して一方向に捲回することにより二重の多重
巻構造とすることを特徴とするものである。
【０００８】また、正極と負極そして前記正極と負極を
絶縁するセパレータを何れかの組み合わせで２分してそ
れぞれ捲回軸の左右から持ち来し積層して積層電極とす
るとともに、１の動力源により作動する１対の押圧手段
を捲回軸の左右に配設し前記押圧手段が捲回軸の両側の
前記積層電極に均等な張力を印加することを特徴とする
ものである。
絶縁するセパレータを何れかの組み合わせで２分してそ
れぞれ捲回軸の左右から持ち来し積層して積層電極とす
るとともに、１の動力源により作動する１対の押圧手段
を捲回軸の左右に配設し前記押圧手段が捲回軸の両側の
前記積層電極に均等な張力を印加することを特徴とする
ものである。
【０００９】
【実施例】図１は、本発明の二次電池の電極体の製造方
法を示す説明図であり、本実施例にあってはリチウムイ
オン二次電池を例にとり説明する。図中１は電極体捲回
装置であり、２はアルミニウム箔にリチウム複合酸化物
からなる正極活物質を塗工した正極、３は銅箔に炭素質
材料からなる負極活物質を塗工した負極、４と５はポリ
エチレン微多孔膜等からなるセパレータ、６は正極２と
セパレータ４と負極３とセパレータ５を積層した積層電
極、７は積層電極６が水平方向に滑走する電極体捲回装
置１の２つの基台、８は２つの基台７の中央に位置し、
積層電極６を通すスリット８ａを備えた細い捲回軸であ
る。９は、捲回軸８の左右の前記２つの基台７上に位置
し、積層電極６に張力、すなわちテンションを付与する
１対のテンションローラ、１０はテンションローラ９を
下方の基台７に押圧付勢する１対のエアーシリンダ、１
１は２つのエアーシリンダ１０を均等に駆動する１の動
力源であるエアーコンプレッサである。勿論、油圧等の
他の動力源を用いてもよいものである。
法を示す説明図であり、本実施例にあってはリチウムイ
オン二次電池を例にとり説明する。図中１は電極体捲回
装置であり、２はアルミニウム箔にリチウム複合酸化物
からなる正極活物質を塗工した正極、３は銅箔に炭素質
材料からなる負極活物質を塗工した負極、４と５はポリ
エチレン微多孔膜等からなるセパレータ、６は正極２と
セパレータ４と負極３とセパレータ５を積層した積層電
極、７は積層電極６が水平方向に滑走する電極体捲回装
置１の２つの基台、８は２つの基台７の中央に位置し、
積層電極６を通すスリット８ａを備えた細い捲回軸であ
る。９は、捲回軸８の左右の前記２つの基台７上に位置
し、積層電極６に張力、すなわちテンションを付与する
１対のテンションローラ、１０はテンションローラ９を
下方の基台７に押圧付勢する１対のエアーシリンダ、１
１は２つのエアーシリンダ１０を均等に駆動する１の動
力源であるエアーコンプレッサである。勿論、油圧等の
他の動力源を用いてもよいものである。
【００１０】１２は、捲回軸８の上下に位置し、捲回軸
８が巻き込んでいく積層電極６を緻密に捲回すべく、捲
回軸８表面の積層電極６の上から押圧付勢する１対の押
圧手段であり、この１対の押圧手段１２も前述したテン
ションローラ９と同様に１の動力源であるエアーコンプ
レッサ１３により均等に駆動される。
８が巻き込んでいく積層電極６を緻密に捲回すべく、捲
回軸８表面の積層電極６の上から押圧付勢する１対の押
圧手段であり、この１対の押圧手段１２も前述したテン
ションローラ９と同様に１の動力源であるエアーコンプ
レッサ１３により均等に駆動される。
【００１１】積層電極６を構成する正極２の厚さは例え
ば約１００μｍ、負極３の厚さは例えば約１４０μｍ、
セパレータ４，５の厚さは例えば約３５μｍで、積層電
極６としては厚さ約２８０μｍという薄いものである。
尚、正極と負極のいずれを内側若しくは外側に配置する
かについては、正極及び負極の活物質の構成、電池外装
容器の構造等を考慮の上決定されるものであり、本実施
例の構成に限定されるものではない。また、捲回軸の左
右から持ち来す正極、負極、セパレータの組み合わせに
ついても、上述した実施例の形態に限定はされることは
なく、さらに絶縁に工夫を凝らすことで、セパレータを
１枚としてもよいものである。
ば約１００μｍ、負極３の厚さは例えば約１４０μｍ、
セパレータ４，５の厚さは例えば約３５μｍで、積層電
極６としては厚さ約２８０μｍという薄いものである。
尚、正極と負極のいずれを内側若しくは外側に配置する
かについては、正極及び負極の活物質の構成、電池外装
容器の構造等を考慮の上決定されるものであり、本実施
例の構成に限定されるものではない。また、捲回軸の左
右から持ち来す正極、負極、セパレータの組み合わせに
ついても、上述した実施例の形態に限定はされることは
なく、さらに絶縁に工夫を凝らすことで、セパレータを
１枚としてもよいものである。
【００１２】図２は、本発明の二次電池の電極体の製造
法における積層電極６の捲回方法を時間順を追って示し
たもので、図２（ａ）は捲回軸８のスリット８ａに対し
左方向から正極２とセパレータ４を通すとともに、右方
向から負極３とセパレータ５を通している。そして、正
極２とセパレータ４及び負極３とセパレータ５を積層電
極６の全長、例えば約６００ミリメートル重ねるととも
に、その中央部分が捲回軸８に来るように位置させる。
そしてこの状態から捲回軸８が反時計周り方向（若しく
は時計周り方向でも可）に回転し、積層電極６は図２
（ｂ）→図２（ｃ）→図２（ｄ）に示すごとく捲回軸８
の表面に捲回されていく。またこの捲回時にあっては、
図１に示す１対の押圧手段１２が、捲回軸８表面の積層
電極６を上下から押圧して緻密に捲回積層させるととも
に、積層電極６に対し１対のテンションローラ９が捲回
軸８の前後で適切で均等なテンションを付加して幅方向
の位置ずれ等を防止するものである。
法における積層電極６の捲回方法を時間順を追って示し
たもので、図２（ａ）は捲回軸８のスリット８ａに対し
左方向から正極２とセパレータ４を通すとともに、右方
向から負極３とセパレータ５を通している。そして、正
極２とセパレータ４及び負極３とセパレータ５を積層電
極６の全長、例えば約６００ミリメートル重ねるととも
に、その中央部分が捲回軸８に来るように位置させる。
そしてこの状態から捲回軸８が反時計周り方向（若しく
は時計周り方向でも可）に回転し、積層電極６は図２
（ｂ）→図２（ｃ）→図２（ｄ）に示すごとく捲回軸８
の表面に捲回されていく。またこの捲回時にあっては、
図１に示す１対の押圧手段１２が、捲回軸８表面の積層
電極６を上下から押圧して緻密に捲回積層させるととも
に、積層電極６に対し１対のテンションローラ９が捲回
軸８の前後で適切で均等なテンションを付加して幅方向
の位置ずれ等を防止するものである。
【００１３】図３は、このようにして所定長さの積層電
極６が捲回された後、捲回軸８を抜き去った状態の電極
体１４を示している。この電極体１４が、従来技術で述
べた積層電極を端部から捲回した渦巻状の電極体と相違
するのは、２重の多重巻構造となっている点である。す
なわち、積層電極６を長さ方向の端部からではなくその
中心部分を捲回中心軸として捲回していくことで、積層
電極６を巻き上げるのに要する捲回軸８の回転数が従来
の半分で済み、捲回に要する作業工数が半分になるもの
である。さらに、捲回軸８から積層電極６の端部（両
端）までの長さが半分となるので、捲回作業における正
極、負極、セパレータの幅方向の相互の位置ずれが累積
して大きな位置ずれとなるおそれがなくなるものであ
る。
極６が捲回された後、捲回軸８を抜き去った状態の電極
体１４を示している。この電極体１４が、従来技術で述
べた積層電極を端部から捲回した渦巻状の電極体と相違
するのは、２重の多重巻構造となっている点である。す
なわち、積層電極６を長さ方向の端部からではなくその
中心部分を捲回中心軸として捲回していくことで、積層
電極６を巻き上げるのに要する捲回軸８の回転数が従来
の半分で済み、捲回に要する作業工数が半分になるもの
である。さらに、捲回軸８から積層電極６の端部（両
端）までの長さが半分となるので、捲回作業における正
極、負極、セパレータの幅方向の相互の位置ずれが累積
して大きな位置ずれとなるおそれがなくなるものであ
る。
【００１４】尚、上述した実施例にあっては、正極とセ
パレータ及び負極とセパレータをそれぞれ捲回軸の左右
から持ち来して積層しそして捲回する場合について説明
したが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。
すなわち、正極と負極とこの正極と負極を絶縁するセパ
レータを一方向から捲回軸に案内して捲回したり、正極
と負極とこの正極と負極を絶縁するセパレータを積層し
た積層電極を、その長さ方向の中央部分で二つ折りに
し、この中央部分を中心として捲回する構成としてもよ
い。
パレータ及び負極とセパレータをそれぞれ捲回軸の左右
から持ち来して積層しそして捲回する場合について説明
したが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。
すなわち、正極と負極とこの正極と負極を絶縁するセパ
レータを一方向から捲回軸に案内して捲回したり、正極
と負極とこの正極と負極を絶縁するセパレータを積層し
た積層電極を、その長さ方向の中央部分で二つ折りに
し、この中央部分を中心として捲回する構成としてもよ
い。
【００１５】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明の二次電池の
電極体によれば、薄板状の正極と負極そして前記正極と
負極を絶縁するセパレータを積層した積層電極は、その
長さ方向の中央部分を捲回中心軸とした二重の多重巻構
造としたことで、電極体を形成すべく積層電極を捲回す
るのに要する捲回軸の回転数が従来の半分で済むことに
より、捲回に要する作業工数が半分になり、さらに捲回
作業における正極、負極、セパレータの幅方向の相互の
位置ずれが累積して大きな位置ずれとなるおそれがなく
なるものである。
電極体によれば、薄板状の正極と負極そして前記正極と
負極を絶縁するセパレータを積層した積層電極は、その
長さ方向の中央部分を捲回中心軸とした二重の多重巻構
造としたことで、電極体を形成すべく積層電極を捲回す
るのに要する捲回軸の回転数が従来の半分で済むことに
より、捲回に要する作業工数が半分になり、さらに捲回
作業における正極、負極、セパレータの幅方向の相互の
位置ずれが累積して大きな位置ずれとなるおそれがなく
なるものである。
【００１６】また、薄板状の正極と負極そして前記正極
と負極を絶縁するセパレータを積層した積層電極の長さ
方向の中央部分を、捲回軸に固定して一方向に捲回する
ことにより二重の多重構造とすることにより、電極体を
形成すべく捲回軸に積層電極を捲回させる回数が従来の
半分で済み、捲回作業を速く行うことができる。また、
正極、負極、セパレータの幅方向の相互の位置ずれを累
積させることなく正確に積層電極を捲回することができ
るものである。
と負極を絶縁するセパレータを積層した積層電極の長さ
方向の中央部分を、捲回軸に固定して一方向に捲回する
ことにより二重の多重構造とすることにより、電極体を
形成すべく捲回軸に積層電極を捲回させる回数が従来の
半分で済み、捲回作業を速く行うことができる。また、
正極、負極、セパレータの幅方向の相互の位置ずれを累
積させることなく正確に積層電極を捲回することができ
るものである。
【００１７】また、正極と負極そして前記正極と負極を
絶縁するセパレータを何れかの組み合わせで２分してそ
れぞれ捲回軸の左右から持ち来し積層して積層電極とす
るとともに、１の動力源により作動する１対の押圧手段
を捲回軸の左右に配設し前記押圧手段が捲回軸の両側の
前記積層電極に均等な張力を印加することで、捲回軸の
両側の積層電極は均等な張力により幅方向の位置ずれが
防止され、緻密かつ正確に積層される。
絶縁するセパレータを何れかの組み合わせで２分してそ
れぞれ捲回軸の左右から持ち来し積層して積層電極とす
るとともに、１の動力源により作動する１対の押圧手段
を捲回軸の左右に配設し前記押圧手段が捲回軸の両側の
前記積層電極に均等な張力を印加することで、捲回軸の
両側の積層電極は均等な張力により幅方向の位置ずれが
防止され、緻密かつ正確に積層される。
【図１】本発明の二次電池の電極体の製造方法を示す説
明図である。
明図である。
【図２】本発明の二次電池の電極体の捲回方法を順に示
す説明図である。
す説明図である。
【図３】本発明の二次電池の電極体の説明図である。
１ 電極体捲回装置 ２ 正極 ３ 負極 ４，５ セパレータ ６ 積層電極 ７ 基台 ８ 捲回軸 ８ａ スリット ９ テンションローラ １０ エアーシリンダ １１ エアーコンプレッサ １４ 電極体
Claims (3)
- 【請求項１】 薄板状の正極と負極そして前記正極と負
極を絶縁するセパレータを積層した積層電極は、その長
さ方向の中央部分を捲回中心軸とした二重の多重巻構造
としたことを特徴とする二次電池の電極体。 - 【請求項２】 薄板状の正極と負極そして前記正極と負
極を絶縁するセパレータを積層した積層電極の長さ方向
の中央部分を、捲回軸に固定して一方向に捲回すること
により二重の多重巻構造とすることを特徴とする二次電
池の電極体の製造方法。 - 【請求項３】 正極と負極そして前記正極と負極を絶縁
するセパレータを何れかの組み合わせで２分してそれぞ
れ捲回軸の左右から持ち来し積層して積層電極とすると
ともに、１の動力源により作動する１対の押圧手段を捲
回軸の両側に配設し前記押圧手段が捲回軸の両側の前記
積層電極に均等な張力を印加することを特徴とする請求
項２記載の二次電池の電極体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10332561A JP2000164241A (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 二次電池の電極体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10332561A JP2000164241A (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 二次電池の電極体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000164241A true JP2000164241A (ja) | 2000-06-16 |
Family
ID=18256306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10332561A Pending JP2000164241A (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 二次電池の電極体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000164241A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008041515A (ja) * | 2006-08-09 | 2008-02-21 | Sony Corp | 電池用電極の製造方法及び電池用電極の製造装置 |
| JP2015153620A (ja) * | 2014-02-14 | 2015-08-24 | 株式会社東芝 | 電極群、二次電池、及び電極群の製造方法 |
| KR101609420B1 (ko) * | 2013-08-29 | 2016-04-05 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지용 전극시트 이송 장치 |
| CN109314266A (zh) * | 2016-06-20 | 2019-02-05 | 株式会社丰田自动织机 | 电极层叠装置 |
| CN112615089A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-06 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂电池卷芯、锂电池及制作方法 |
-
1998
- 1998-11-24 JP JP10332561A patent/JP2000164241A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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