JP2001043889A - 扁平形状巻回型電極体の成形方法および扁平形状巻回型電極体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 巻回型電極体を圧縮する加圧力が少なく、か
つ得られる扁平形状巻回型電極体において電極活物質の
剥離、滑落、割れに起因する内部短絡あるいは電極間の
密接度の不均一性から生じる電池性能劣化等が防止され
た扁平形状巻回型電極体の成形方法および扁平形状巻回
型電極体を提供すること。 【解決手段】 本発明の扁平形状巻回型電極体の成形方
法は、シート状の正極板、負極板およびセパレータの積
層体を巻回させた巻回体を、その内周面側から径方向外
方に向かって押圧するとともに、この押圧方向と垂直に
圧縮することを特徴とする。本発明の成形方法は、電極
板の巻回体の内周面側から径方向外方に押圧するため、
巻回体を圧縮する加圧力を低減させることができるとと
もに、巻回体の内周側の電極板を緊密に密着させること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は角形形状の電池等に
用いられる扁平形状巻回型電極体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話や携帯ビデオカメラ等の
電気機器の電源として、リチウムイオン二次電池の搭載
が主流となりつつある。さらに、このリチウムイオン二
次電池は、自動車用バッテリとしても注目を集めてい
る。すなわち、リチウムイオン二次電池は、ニッケル水
素電池以上に高い重量エネルギー密度を持つことから、
自動車用バッテリーに最適と考えられているためであ
る。

【０００３】自動車用バッテリーにおいては、常に高性
能化、高級化が求められている。たとえば、自動車用バ
ッテリーの搭載スペースの縮小による、自動車用バッテ
リーの小型化および軽量化といった、スペース的な効率
の向上をあげることができる。このような要求を満たす
自動車用バッテリーとして、実装効率がよい角型形状の
電池が注目されている。角型形状の電池としては、電極
体を数層に積層させた構造の積層型電極体を有する電池
が広く普及している。

【０００４】また、自動車用バッテリーにおいては、大
電流を発生できることが重要である。高出力化や重負荷
特性の向上を考慮すると、電極体を薄型化、高密度化
し、これを渦巻状に巻回して扁平形状の断面を有する巻
回型電極体を自動車用バッテリーに利用することが検討
されている。また、この巻回型電極体は、その生産性に
おいても有用であることが知られている。

【０００５】巻回型電極体は、シート状の正極板、負極
板およびセパレータより構成され、セパレータを介して
正極板と負極板とを積層させ、この積層体を巻回させた
ものである。この巻回型電極体は、通常は、その断面形
状が真円もしくはそれに近い円状に形成される。

【０００６】巻回型電極体を角型形状の電池に用いるた
めには、巻回型電極体が扁平化していることが求められ
る。すなわち、角型形状の電池容器に真円もしくはそれ
に近い円状の巻回型電極体をそのままの状態で収めるこ
とは、それぞれの電極板の密着度の低下や、電池容器内
部でのスペースのロスが生じるためである。

【０００７】このような扁平形状巻回型電極体を有する
電池としては、たとえば、特開昭５８−２１８７６８号
公報に楕円形状の巻芯に電極板を巻回させた扁平形状巻
回型電極体を有する電池が、特開昭６０−２５１６４号
公報に真円状の巻回型電極体の中央透孔部に芯体を配置
した状態で所定の方向に押圧して形成する方法により扁
平化された巻回型電極体の製造方法が、特開平６−２０
３８７０号公報に中空金属パイプを巻芯として電極板を
巻回させた状態で圧縮成形した扁平形状巻回型電極体を
有する電池が、開示されている。

【０００８】さらに、真円状に形成された巻回型電極体
を径方向に圧縮させることで扁平形状とした扁平形状巻
回型電極体がある。この扁平形状巻回型電極体は、電極
板の巻回により形成された渦巻型電極体の中央透孔部が
いびつな変形を示すという問題を有していた。すなわ
ち、渦巻型電極体の中央透孔部がいびつに変形すると、
電極体の内周面近傍において、電極板の密接度および電
極板間距離に不均一性が生じ、電極体の性能が低下する
ためである。また、この扁平形状巻回型電極体において
は、巻回電極最内周近傍の電極板が最小のＲ（曲率半
径）で折れ曲がり、この部分で電極活物質の剥離、滑落
が生じるという問題もあった。すなわち、電極活物質の
剥離、滑落が生じると、電極活物質がセパレータを破壊
して内部短絡の原因となるためである。

【０００９】この結果、このような径方向に圧縮して成
形された扁平形状巻回型電極体を用いた電池の放電性能
やサイクル特性に大きな問題を有していた。

【００１０】また、特開昭５８−２１８７６８号公報に
記載の扁平形状巻回型電極体は、その製造時に楕円形状
の巻芯にシート状の電極体を巻回させるため、巻回時
に、シート状の電極体にバタツキが発生するという問題
を有していた。

【００１１】また、特開昭６０−２５１６４号公報に記
載の扁平形状巻回型電極体の製造方法は、スポット孔を
確保するための製造方法であり、巻回型電極体を扁平化
させた後に、外装缶に挿入し、芯体を除去しなければな
らなかった。このため、結果的に巻回型電極体の緊迫度
が確保されないという問題を有していた。

【００１２】さらに、特開平６−２０３８７０号公報に
記載の製造方法は、電極体の中央透孔部に中空金属パイ
プを有するため、扁平化のために所定の方向に押圧する
押圧力が大きくなっていた。加える荷重が大きくなる
と、電極板の電極活物質に割れ、クラック等が発生しや
すくなる。さらに、押圧力が大きくかかることから、電
極体の内部短絡が促進されるおそれもあった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実状に鑑
みてなされたものであり、巻回型電極体を圧縮する加圧
力が少なく、かつ得られる扁平形状巻回型電極体におい
て電極活物質の剥離、滑落、割れに起因する内部短絡あ
るいは電極間の密接度の不均一性から生じる電池性能劣
化等が防止された扁平形状巻回型電極体の成形方法およ
び扁平形状巻回型電極体を提供することを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】（扁平形状巻回型電極体
の成形方法）上記課題を解決するため、本発明者等は以
下の成形方法を発明した。

【００１５】本発明の扁平形状巻回型電極体の成形方法
は、シート状の正極板、負極板およびセパレータを有
し、正極板と負極板とをセパレータを介して積層巻回さ
せて巻回体とした後に、巻回体を圧縮して扁平状に成形
した扁平形状巻回型電極体の成形方法であって、巻回体
を、巻回体の内周面の相背向する一対の軸方向部分をそ
の径方向外方に押圧しながら、径方向と垂直方向に巻回
体を圧縮成形することで、巻回体を扁平状に成形するこ
とを特徴とする。ここで、一対の軸方向部分とは、巻回
体の内周面において、巻回体の中心軸と対称な位置にあ
り、かつ互いに中心軸と平行な部分を示す。また、圧縮
成形の施される径方向と垂直方向とは、一対の軸方向部
分により形成される平面に対して垂直な方向を示す。

【００１６】すなわち、本発明の成形方法は、シート状
の電極板の積層体を巻回させた巻回体を、その内周面側
から径方向外方に向かって押圧しながら、この押圧方向
と垂直な方向に圧縮することで巻回体を扁平化させる成
形方法である。

【００１７】本発明の成形方法は、電極板の巻回体を圧
縮して扁平化させるときに、圧縮時にかけられる圧力と
直角な方向に巻回体を押圧することで、巻回体を扁平化
させるときの圧力を低減することができる。

【００１８】本発明の成形方法に用いられる巻回体は、
シート状の正極板とシート状の負極板とをシート状のセ
パレータを介して積層させ、この積層体を巻回させるこ
とにより製造される。ここで、シート状の正極板、負極
板およびセパレータは、従来の巻回型電極体に用いられ
ていたシート状部材を用いることができる。

【００１９】このシート状の電極板およびセパレータ
は、略帯状に形成されていることが好ましい。また、こ
れらの積層体を巻回する巻回方法も、従来の巻回型電極
体の製造方法により製造することができる。なお、電極
板を巻回させるときに巻芯を用いて巻回させた場合に
は、この巻芯を取り除いておく。

【００２０】巻回体の内周面側に一対の押圧部材を配
し、この押圧部材により巻回体の内周面を押圧すること
が好ましい。ここで、巻回体の内周面側とは、電極板の
積層体の最内周面により区画される巻回体の軸部分を示
すものである。すなわち、巻回体の内周面側に一対の押
圧部材を配し、この押圧部材を互いに対向する方向に移
動させることで、巻回体の内周面を径方向外方に押圧す
る。この押圧部材により巻回体の内周面を押圧すること
で、巻回体を扁平化させるときの圧力を低減することが
できる。

【００２１】一対の押圧部材は、巻回体が圧縮される時
に、巻回体の内周面側の電極板が所定以上に折れ曲がら
なくなり、電極活物質の割れや剥離等の不具合が生じな
い程度の厚さを有することが好ましい。

【００２２】圧縮成形後に一対の押圧部材が取り除かれ
た状態で、巻回体を圧縮成形において圧縮された方向に
さらに圧縮成形を施す第二圧縮成形工程を有することが
好ましい。一対の押圧部材を取り除いた状態で、巻回体
をさらに圧縮成形することで、巻回体の残留応力による
形状の変化を抑えることができる。すなわち、押圧部材
で押圧しながら巻回体を圧縮しても、巻回体に逆方向の
応力が残留しているため、巻回体が径方向外方に変形し
ていた。このため、押圧部材を取り除いた後に、さらに
圧縮成形を加えることで、残留応力を取り除き、扁平形
状巻回体の変形の発生を抑えることができる。

【００２３】第二圧縮成形工程で圧縮される前の巻回体
の内周面の電極板間の距離は、４ｍｍ以下であることが
好ましい。ここで、圧縮成形が施される前の巻回体の内
周面の電極板間の距離は、押圧部材により加圧される方
向と垂直な方向での相対向する内周面の距離の最も広い
部分を示し、この距離は押圧部材の厚さとすることがで
きる。

【００２４】電極板間の距離を４ｍｍ以下とすること
で、巻回体を形成する電極板の破損が抑えられる。すな
わち、電極板間の距離が４ｍｍを超えると、第二圧縮成
形前の巻回体において、巻回体を形成する電極板のうち
巻回体の内周面での湾曲部近傍の部分において、隣接す
る電極板間の密着力が低下する。電極板の密着力が低下
すると、電極板が巻回体の径方向の内方側にたわむよう
になる。電極板にたわみが発生した部分は、圧縮成形時
に電極板が最小曲率で曲げられられることとなり、活物
質層の割れや剥離等が生じるようになるためである。

【００２５】押圧部材は、軸方向部分との当接部が略Ｕ
字状の外周形状を有することが好ましい。すなわち、押
圧部材の軸方向部分との当接部が略Ｕ字状に形成される
ことで、軸方向部分を押圧するときに電極板への押圧力
の集中がなくなるとともに、軸方向部分での電極板の変
形量を規制することとなり、電極板に破損が生じること
を抑えることができる。この結果、電極活物質の剥離等
の不具合が生じにくくなる。

【００２６】（扁平形状巻回型電極体）本発明の扁平形
状巻回型電極体は、正極板と負極板とをセパレータを介
して積層させたシート状電極体が巻回された巻回体が扁
平状に成形された扁平形状巻回型電極体において、扁平
形状巻回型電極体の内周面の折れ曲がった湾曲部を互い
に対向する方向に押圧するとともに湾曲部の湾曲形状を
保持する保持部材を有することを特徴とする。

【００２７】すなわち、扁平化された扁平形状巻回型電
極体を内周面から径方向外方に扁平形状にそって押圧す
ることで、電極板に加圧力を付与でき、径方向における
それぞれの電極板同士の距離を密にすることができる。
また、実際に電池として用いたときに、充放電を行う
と、その電極反応により電極板の距離にばらつきが生じ
るが、電極板に加圧力を付与することで、このばらつき
の発生を抑えることができる。

【００２８】本発明の扁平形状巻回型電極体は、高密度
化されていることが好ましい。扁平形状巻回型電極体を
高密度化することで、この扁平形状巻回型電極体のエネ
ルギー密度が向上する。ここで、高密度化された扁平形
状巻回型電極体とは、電極体を構成する正極板および負
極板がプレスされることで高密度化され、この高密度化
された電極板を巻回、扁平化した電極体を示す。

【００２９】保持部材は、一対のくさび状部材よりな
り、このくさび状部材が互いの斜辺同士で接触し、この
接触面に沿って移動できることが好ましい。すなわち、
扁平形状巻回型電極体の内周面に配置された一対のくさ
び状部材を、扁平形状巻回型電極体の軸方向に押圧する
ことで、斜辺同士の作用により、くさび状部材における
扁平形状巻回型電極体の湾曲部との当接部の距離を調節
することができる。この背向面間の距離を調整すること
により、扁平形状巻回型電極体の内周面を押圧する。

【００３０】ここで、保持部材のくさび状とは、一方の
斜辺が上底および下底と直角をなすようにもうけられた
台形形状であることが好ましい。このような台形形状を
有するくさび状部材は、一方の斜辺が背向し他方の傾斜
した斜辺同士が接触し、かつ一対の上底および下底が同
一端面側になるように扁平形状巻回型電極体の内周面側
に配置される。

【００３１】なお、本発明においては、くさび状の保持
部材として、台形形状が好ましいが、扁平形状巻回型電
極体の湾曲部を押圧する部分と、互いに対向する傾斜し
た斜辺とを有するその他の形状を排除するものではな
い。

【００３２】保持部材は、巻回体の圧縮された方向に厚
さを有することが好ましい。すなわち、保持部材が厚さ
を有することで、扁平形状巻回型電極体を構成する電極
板が、所定以上に折れ曲がらなくなり、電極活物質の割
れや剥離等の不具合が生じることを防止できる。

【００３３】また、保持部材は、軸方向部分との当接部
が略Ｕ字状の外周形状を有することが好ましい。押圧部
材の軸方向部分との当接部が略Ｕ字状に形成されること
で、軸方向部分を押圧するときに電極板への押圧力の集
中が生じなくなるとともに、軸方向部分での電極板の変
形量を規制することとなり、電極板に破損が生じること
を抑えることができる。この結果、電極活物質の剥離等
の不具合が生じにくくなる。

【００３４】

【発明の実施の形態】本発明の扁平形状巻回型電極体の
成形方法の実施の形態においては、当業者に実施可能な
理解が得られるよう、以下の実施例で明確かつ十分に説
明する。

【００３５】（実施例１）本発明の扁平形状巻回型電極
体の成形方法の実施例として、リチウム二次電池に用い
られる扁平形状巻回型電極体を作製した。この扁平形状
巻回型電極体の作製を図１〜３に示した。

【００３６】本実施例は、まず、断面が略真円形状の巻
回型電極体１を製造し、この巻回型電極体１の巻回体の
内周面に一対のガイド３を配置し、このガイド３により
径方向外方に押圧しながら電極体１を所定の厚さまで圧
縮し、その後ガイド３を取り外した状態で扁平化させ
た。

【００３７】まず、巻回型電極体１を作製した。この巻
回型電極体は、略帯状に形成された正極板、負極板およ
び２枚のセパレータより構成され、正極板、セパレー
タ、負極板、セパレータの順に積層された後に、この積
層体を巻回させることで形成されている。

【００３８】ここで、この巻回型電極体１は、通常の巻
回型電極体の巻回方法を用いて巻回された。具体的に
は、まず、円筒もしくはオーバル形状の巻芯を用い、こ
の巻芯の外周面側に正極板、負極板およびセパレータを
巻回する。その後、巻芯を取り外すことで、電極体が製
造される。巻回型電極体１は、外径が６３ｍｍ、軸方向
の長さが１２４ｍｍ、内径が５８ｍｍのパイプ状に形成
されている。

【００３９】なお、正極板は、アルミ箔で形成された集
電体と、この集電体の両面に形成されたリチウムマンガ
ン酸化物等よりなる正極活物質層と、からなる。この正
極板は、厚さ１５μｍのアルミ箔の両面に、リチウムマ
ンガン酸化物を有するペーストを塗布、乾燥させた後
に、ロールプレス機を用いて線圧１９．６ｋＮ／ｃｍの
加圧力により圧縮させて製造された。

【００４０】負極板は、銅箔で形成された集電体と、こ
の集電体の両面に形成されたカーボン等よりなる負極活
物質層と、からなる。この負極板は、厚さ１０μｍの銅
箔の両面にカーボンを有するペーストを塗布、乾燥させ
た後に、ロールプレス機を用いて線圧２９．４ｋＮ／ｃ
ｍの加圧力で圧縮させて製造された。

【００４１】また、セパレータは、ポリエチレンあるい
はポリプロピレンで形成されたシートよりなる。詳しく
は、厚さが２５μｍの微多孔質ポリエチレンフィルムら
れた。

【００４２】つづいて、このパイプ状の巻回型電極体１
の中心軸部である内周面側に、一対のガイド３を配置す
る。このガイド３は、お互いに相背向する面が巻回型電
極体１の中心軸と平行になるように形成された棒状部材
であり、巻回型電極体１の圧縮される方向の厚さが３ｍ
ｍ、背向する面の断面が曲率半径が１．５ｍｍの略Ｕ字
状の外周形状に形成されている。また、この一対のガイ
ド３は、剛性を有する金属あるいは樹脂により形成され
ている。さらに、このガイド３の軸方向の長さは、巻回
型電極体１の軸方向の長さより長く形成されている。

【００４３】その後、巻回型電極体１を、一対のガイド
３の略Ｕ字状に形成された方向である互いに背向する方
向に押圧するとともに、一対のガイド３により巻回型電
極体１を押圧する方向と垂直な方向に圧縮した。

【００４４】なお、この一対のガイド３を、一対のガイ
ド３が抜き取れるまでの限界、すなわち、巻回型電極体
１の内周面の空洞部の厚さがガイド３の厚さの３ｍｍと
なるまで行った後に、ガイド３を巻回型電極体１から抜
き取った。その後、ガイド３が抜き取られた状態で、さ
らに、巻回型電極体１の内周面の空洞部が０．５ｍｍと
なるまで圧縮を行い、扁平化を行った。得られた扁平形
状巻回型電極体を、図３に示した。

【００４５】この扁平形状巻回型電極体４は、扁平形状
巻回型電極体４を形成する電極板が、径方向に緊密に密
着している。また、最内周面側の電極板は、径方向に密
着している。

【００４６】本実施例により作製された扁平形状巻回型
電極体４は、パイプ状に形成された巻回型電極体１を圧
縮するときに、この巻回型電極体１が扁平化してのびる
方向に内周面から径方向外方に押圧するため、巻回型電
極体１を形成する電極板に異常なストレスがかからなく
なっており、緊密に電極板が密着した扁平形状巻回型電
極体４が得られた。さらに、従来の圧縮による扁平形状
巻回型電極体の製造時にかかっていた加圧力を低減する
ことができた。

【００４７】（実施例２）本実施例は、図４に示される
保持部材を有する扁平形状巻回型電極体である。

【００４８】本実施例の扁平形状巻回型電極体は、正極
板１２、負極板１１および２枚のセパレータ１３を、セ
パレータ１３、負極板１１、セパレータ１３、正極板１
２の順に積層させた後に、この積層体を巻回、扁平化さ
せ、この内周面側に一対の台形形状のスペーサ２が配置
されている。

【００４９】正極板１２、負極板１１および２枚のセパ
レータ１３は、実施例１に用いられたものと同様の材質
および大きさのものが用いられた。

【００５０】なお、正極板１２は、アルミ箔で形成され
た集電体１２１と、この集電体１２１の両面に形成され
たリチウムマンガン酸化物等よりなる正極活物質層１２
２と、からなる。負極板１１は、銅箔で形成された集電
体１１１と、この集電体１１１の両面に形成されたカー
ボン等よりなる負極活物質層１１２と、からなる。ま
た、セパレータ１３は、ポリエチレンあるいはポリプロ
ピレンで形成されたシートよりなる。

【００５１】一対の台形形状のスペーサ２は、上底２１
が２２．９ｍｍ、下底２２が３６．８ｍｍ、一方の斜辺
２３が上底２１および下底２２と垂直に形成された台形
形状を有する厚さ３ｍｍの板状部材よりなる。さらに、
スペーサ２は、一方の斜辺２３の断面形状が、１．５ｍ
ｍの曲率半径を有するように丸められている。このスペ
ーサ２を図５に示した。

【００５２】本実施例の扁平形状巻回型電極体は、巻回
型電極体１を内周面側からスペーサ２により、扁平した
方向に押圧することで、巻回型電極体１の電極板を緊密
に保っている。

【００５３】（扁平形状巻回型電極体の作製）本実施例
の扁平形状巻回型電極体は、以下の手法により作製され
た。

【００５４】まず、パイプ状の巻回型電極体１を製造
し、この巻回型電極体１の内周面に一対のガイドを配置
し、このガイドにより径方向外方に押圧しながら電極体
を圧縮して扁平化させた。

【００５５】パイプ状の巻回型電極体１は、実施例１と
同様の材料および巻回方法を用いて作製された。

【００５６】つづいて、このパイプ状の巻回型電極体１
の内周面側に、一対のガイドを配置する。このガイド
は、お互いに相背向する面が巻回型電極体の中心軸と平
行になるように形成された棒状部材であり、巻回型電極
体１の圧縮される方向の厚さが３ｍｍ、背向する面の断
面が曲率半径が１．５ｍｍの略Ｕ字状の外周面を有する
形状に形成されている。また、この一対のガイドは、剛
性を有する金属あるいは樹脂により形成されている。さ
らに、このガイドの軸方向の長さは、巻回型電極体の軸
方向の長さより長く形成されている。

【００５７】その後、巻回型電極体１を、その外周面を
一対のガイドにより巻回型電極体１を押圧する方向と垂
直に圧縮するとともに、一対のガイドを略Ｕ字状に形成
された互いに背向する方向に移動させた。なお、この一
対のガイドの移動は、一対のガイドが抜き取れるまでの
限界、すなわち、巻回体の内周面の空洞部がガイドの厚
さと一致するまで行われた。

【００５８】得られた扁平形状電極板巻回体１は、扁平
化されたパイプ状であり、内周面側にガイドの厚さを有
する扁平した空間が形成されている。この扁平形状電極
板巻回体１は、軸方向の長さが１２４ｍｍ、厚さが１
３．９ｍｍに扁平化され、内周面側の空間が長手方向に
５９ｍｍ、厚さ方向に３ｍｍに形成された。

【００５９】つづいて、一対の台形形状のスペーサ２
を、この内周面側の空間に挿入した。このときの様子を
図６に示した。

【００６０】この一対のスペーサ２の一方の斜辺２３
が、扁平形状電極板巻回体１の内周面のＲ形状を有する
湾曲部側に沿って、上底２１側が先端方向になるように
挿入された。さらに、このスペーサ２の挿入は、扁平形
状電極板巻回体１の軸方向の両端面側からなされた。

【００６１】内周面側の空間に挿入された一対のスペー
サ２は、内周面側の空間内でお互いの傾斜してもうけら
れた斜辺２４が当接する。この状態で一対のスペーサ２
を挿入された方向に押圧すると、お互いの斜辺２４の作
用により、このスペーサ２の一方の斜辺２３が扁平形状
巻回型電極体１の内周面を押圧し、扁平形状巻回型電極
体を形成する電極板の密着が保持される。

【００６２】なお、扁平形状巻回型電極体の内周面を押
圧するスペーサの端部は、その断面形状が十分な曲率半
径を有するように丸められているため、扁平形状巻回型
電極体の最内周面側の電極板がこの断面に沿うように保
持されるため、この近傍における電極活物質の割れや剥
離が抑えられている。

【００６３】本実施例の扁平形状巻回型電極体は、高密
度化された電極体において、内周面側に扁平形状を保持
するためのスペーサを配置することで、電極体の内周面
側から径方向の外周方向に加圧力を付与でき、扁平形状
巻回型電極体を密着させることができる。さらに、この
スペーサの扁平形状巻回型電極体との当接部が曲率半径
を有するため、この当接部に押圧される電極板も折り曲
げられることにより生じていた活物質の剥離や割れが抑
えられる。

【００６４】（実施例３）実施例３は、実施例１の扁平
形状巻回型電極体の成形方法において、ガイドの厚さを
変化させて形成された扁平形状巻回型電極体である。詳
しくは、実施例３は、厚さを１．０、２．０、３．０、
４．０、５．０ｍｍと変化させることでガイドの押圧部
分の曲率半径を変化させたガイドを用いて製造された扁
平形状巻回型電極体である。

【００６５】具体的には、表１に示される厚みおよび断
面曲率半径に形成されたガイドを、それぞれ二つずつ作
製し、一対のガイドとした。この一対のガイドを用い
て、実施例１と全く同様の方法で扁平化を行って、実施
例３の扁平形状巻回型電極体が作製された。なお、各扁
平形状巻回型電極体は、ガイドを抜き取った後に、さら
に電極体の最内周面の電極板間の距離が扁平形状巻回型
電極体の厚み方向において最大で０．５ｍｍとなるまで
圧縮成形され、扁平化されている。なお、このガイドが
抜き取られた状態での圧縮成形の前後における、電極体
の最内周面の電極板間の距離の比を圧縮比として、表１
にあわせて示した。

【００６６】

【表１】

【００６７】つぎに、得られた扁平形状巻回型電極体の
巻回軸長方向の中央部の位置で巻回軸方向に交差する断
面が現れるまで削り落とし、扁平形状巻回型電極体の内
周面側の電極板の状態を観察した。この観察結果を表１
に示した。ここで、観察結果における○は、活物質層に
割れが見られなかったことを示し、×は内周面近傍の湾
曲部で活物質層に割れが見られたことを示す。

【００６８】表１より、圧縮成形の前後における電極板
の最内周面の距離が４ｍｍ以下の範囲においては、電極
板の湾曲部近傍において活物質層の割れは見られなかっ
た。しかし、電極板の最内周面の距離が５ｍｍの場合に
おいては、最内周近傍の電極板に電極活物質層の割れが
観察された。また、このとき、最内周近傍の電極板の湾
曲部において隣接する電極板間に空隙が見られ、電極板
の密着度が低下している状態が観察された。

【００６９】このことから、第二圧縮行程前の電極体の
電極板の最内周面の電極板間の距離が大きくなりすぎる
と、最内周面での隣接する電極板間の距離が大きくなり
すぎると最内周面の湾曲部での隣接する電極板間の密着
力が低下し、最内周面の電極板に過剰に応力がかかるよ
うになり、電極板の破損を招くことがわかる。

【００７０】

【発明の効果】本発明の扁平形状巻回型電極体の成形方
法は、電極板の巻回体を圧縮して扁平化させるときに、
圧縮時にかけられる圧力と直角な方向に巻回体を押圧す
ることで、巻回体を扁平化させるときの圧力を低減する
ことができる効果を示す。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１において、巻回型電極体の内周面側
に一対のガイドを配置したときの図である。

【図２】 実施例１において、一対のガイドを用いて巻
回型電極体を扁平化させるときの図である。

【図３】 実施例１において作製された扁平形状巻回型
電極体の図である。

【図４】 実施例２のスペーサを有する扁平形状巻回型
電極体の図である。

【図５】 実施例２のスペーサを示した図である。

【図６】 実施例２において、扁平形状電極板巻回体に
挿入されるときの一対のスペーサを示す図である。

【符号の説明】

１…巻回型電極体 １１…負極板 １１１
…集電体 １１２…負極活物質 １２…正極板 １
２１…集電体 １２２…正極活物質 １３…セパレータ ２…セパレータ ２１…上底 ２２
…下底 ２３…一方の斜辺 ２４…傾斜した斜辺 ３…ガイド ４…扁平形状巻回型電極体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本松 伸也 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 竹内 友康 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 山田 学 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シート状の正極板、負極板およびセパレ
   ータを有し、該正極板と該負極板とを該セパレータを介
   して積層巻回させて巻回体とした後に、該巻回体を圧縮
   して扁平状に成形した扁平形状巻回型電極体の成形方法
   であって、 該巻回体を、該巻回体の内周面の相背向する一対の軸方
   向部分をその径方向外方に押圧しながら、該径方向と垂
   直方向に該巻回体を圧縮成形することで、該巻回体を扁
   平状に成形することを特徴とする扁平形状巻回型電極体
   の成形方法。
2. 【請求項２】 前記巻回体の内周面側に、一対の押圧部
   材を配置し、一対の前記軸方向部分を押圧する請求項１
   記載の扁平形状巻回型電極体の成形方法。
3. 【請求項３】 前記圧縮成形後に一対の前記押圧部材が
   取り除かれた状態で、前記巻回体を前記圧縮成形におい
   て圧縮された方向にさらに圧縮成形を施す第二圧縮成形
   工程を有する請求項２記載の扁平形状巻回型電極体の成
   形方法。
4. 【請求項４】 前記第二圧縮成形工程で圧縮される前の
   前記巻回体の内周面の電極板間の距離は、４ｍｍ以下で
   ある請求項３記載の扁平形状巻回型電極体の成形方法。
5. 【請求項５】 前記押圧部材は、前記軸方向部分との当
   接部が略Ｕ字状の外周形状を有する請求項２記載の扁平
   形状巻回型電極体の成形方法。
6. 【請求項６】 正極板と負極板とをセパレータを介して
   積層させたシート状電極体が巻回された巻回体が扁平状
   に成形された扁平形状巻回型電極体において、 該扁平形状巻回型電極体の内周面の折れ曲がった湾曲部
   を互いに対向する方向に押圧するとともに該湾曲部の湾
   曲形状を保持する保持部材を有することを特徴とする扁
   平形状巻回型電極体。
7. 【請求項７】 前記扁平形状巻回型電極体が高密度化さ
   れている請求項６記載の扁平形状巻回型電極体。
8. 【請求項８】 前記保持部材は、前記湾曲部との当接部
   が前記扁平形状巻回型電極体の軸方向に平行、かつ斜辺
   同士が接触した状態で配置された一対のくさび状部材よ
   りなり、該一対のくさび状部材が接触面に沿って移動で
   きる請求項６記載の扁平形状巻回型電極体。