JP2003017111A - 二次電池および二次電池製造方法ならびに二次電池製造装置 - Google Patents

二次電池および二次電池製造方法ならびに二次電池製造装置

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electrolysis
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泰男 栗本
Ryoichi Furuichi
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 不良品の発生防止、生産効率の向上、製造コ
ストおよび装置コストならびに二次電池容積の減少が可
能な二次電池および二次電池製造方法ならびに二次電池
製造装置を提供することである。 【解決手段】 正極電極シート状物１０１、負極電極シ
ート状物１１１の送出機構１，４と、電解、絶縁物質含
有溶液を正極電極シート状物と負極電極シート状物との
両面にそれぞれ連続的に塗布する第１塗工機構２、第２
塗工機構５と、正極電極シート状物、負極電極シート状
物に塗布された電解、絶縁物質含有溶液を加熱して電
解、絶縁物質を固着させる第１加熱機構３と第２加熱機
構６と、電解、絶縁物質が固化された正極電極シート状
物１０２と負極電極シート状物１１２とを積層した状態
で所定の形状に巻回する巻回機構９とを備えた構成にし
てある。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は正極電極シート状物
と負極電極シート状物に対し所定の電解物質と絶縁物質
とを含有する溶液を連続的に塗布して加熱固着した後、
該シート状物を積層した状態で巻回して所定形状に形成
された二次電池および該電池を形成する二次電池製造方
法ならびに二次電池製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯型電話、テレビカメラ、ノー
ト型パソコン等の電源は小型軽量化、大容量、大電圧が
求められており、例えば、リチウムイオンポリマー電
池、リチウム電池等の二次電池が使用されている。
【０００３】該二次電池の内リチウムイオンポリマー電
池の電極は特開平１１−３３９７８５号公報に記載され
ているような工程によって先ずポリマー電池用の正極電
極と負極電極を製作し、次いで、該正極電極と負極電極
を複数枚積層した状態で集電体に溶液状の電解物質を注
入した後乾燥炉によって加熱処理して電解物質を硬化さ
せることによって製造されている。
【０００４】上述の電極はキャリア材に正極材、負極材
およびセパレータをそれぞれ塗工して巻き取りロール状
の正極材フイルム、負極材フイルムおよびセパレータフ
イルムを個別に形成する製膜工程と、正極材フイルム、
負極材フイルムおよびセパレータフイルムをそれぞれ所
定の幅に切断してロール状の正極材フイルム、負極材フ
イルムおよびセパレータフイルムを個別に形成する工程
と、集電体を挟んで所定の幅に切断されたロール状の正
極材フイルムおよび負極材フイルムを該集電体それぞれ
の両面に貼り合わせラミネートして正極電極フイルムお
よび負極電極フイルムを個別に形成する正極および負極
の集電体ラミネーション工程と、ラミネートされた負極
電極フイルムの両面にセパレーターフイルムを貼り合わ
せるセパレーター付負極電極フイルム形成工程と、正極
電極フイルムおよびセパレーター付負極電極フイルムそ
れぞれの両側縁辺の集電部分を金型で所定の形状に打ち
抜く打ち抜き工程と、キャリア材上の正極電極フイルム
のみを金型でハーフカットする正極電極フイルムハーフ
カット工程と、セパレーター付負極電極フイルムの両面
にハーフカットされた正極電極フイルムを所定の位置に
一定間隔で転写する転写工程と、転写された正極電極フ
イルムとセパレーター付負極電極フイルムをラミネート
するラミネーション工程と、転写された正極電極フイル
ムとセパレーター付負極電極フイルムをラミネートした
組立体を金型で個々の電極に打ち抜く工程とによって製
作されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述の様な電極製造方
法では９工程によって電極が製作され、次いで、該電極
を複数枚積層した状態で集電体に溶液状の電解物質を注
入した後乾燥炉によって加熱処理して電解物質を硬化さ
せることによって所定のリチウムイオンポリマー電池を
製造するようになっているため、製造工程が多くしかも
各工程に対応する装置を設置しなければならず、製造装
置全体が大きくかつ各装置制御が複雑であると共に工程
が多く生産効率が悪いという問題がある。
【０００６】また、溶液状の電解物質を積層された集電
体内に均一に注入することは非常に困難であり、電解物
質の注入斑を発生すると共に該電解物質を硬化させる時
に発生するガスが残留して気泡を生じ不良品となるとい
う問題がある。
【０００７】さらに、絶縁用セパレーターフィルムを使
用するため絶縁用セパレーターフィルム供給機構が必要
であると共に駆動制御装置が複雑になり、かつコスト的
にも高価になり、二次電池自体の容積も大きくなるとい
う問題がある。
【０００８】本発明は不良品の発生防止、生産効率の向
上、製造コストおよび装置コストのならびに二次電池容
積の減少が可能な二次電池および二次電池製造方法なら
びに二次電池製造装置を提供することを目的とするもの
である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述の課題を達成するた
めに本発明の二次電池は請求項１に記載されているよう
に電解、絶縁物質含有溶液を正極電極シート状物および
負極電極シート状物の両面にそれぞれ連続的に塗布し、
正極電極シート状物および負極電極シート状物に塗布さ
れた電解、絶縁物質含有溶液を加熱して電解、絶縁物質
を固着させた後、前記電解、絶縁物質が固着された正極
電極シート状物と電解、絶縁物質が固着された負極電極
シート状物とを積層して所定の形状に巻回せしめてあ
る。
【００１０】また、本発明の二次電池は請求項２に記載
されているように正極電極シート状物および負極電極シ
ート状物の所定位置にそれぞれ集電用タブが装着してあ
る。
【００１１】本発明の二次電池製造方法は請求項３に記
載されているように正極電極シート状物を送出する工程
と、電解、絶縁物質含有溶液を正極電極シート状物の両
面に連続的に塗布する第１塗工工程と、正極電極シート
状物の両面に塗布された電解、絶縁物質含有溶液を加熱
して電解、絶縁物質を固着させる第１加熱工程と、負極
電極シート状物を送出する工程と、電解、絶縁物質含有
溶液を負極電極シート状物の両面に連続的に塗布する第
２塗工工程と、負極電極シート状物の両面に塗布された
電解、絶縁物質を含有する溶液を加熱して電解、絶縁物
質を固着させる第２加熱工程と、電解、絶縁物質が固着
された正極電極シート状物と電解、絶縁物質が固着され
た負極電極シート状物とを積層して所定の形状に巻回す
る巻回工程とにより製造するようにしてある。
【００１２】また、本発明の二次電池製造方法は請求項
４に記載されているように正極電極シート状物を送出す
る工程と第１塗工工程との間に集電用タブを正極電極シ
ート状物に装着する工程が、負極電極シート状物を送出
する工程と第２塗工工程との間に集電用タブを負極電極
シート状物に装着する工程が設けられている。
【００１３】本発明の二次電池製造装置は請求項５に記
載されているように正極電極シート状物送出機構と、電
解、絶縁物質含有溶液を正極電極シート状物の両面に連
続的に塗布する第１塗工機構と、正極電極シート状物の
両面に塗布された電解、絶縁物質含有溶液を加熱して電
解、絶縁物質を固着させる第１加熱機構と、負極電極シ
ート状物送出機構と、電解、絶縁物質含有溶液を負極電
極シート状物の両面に連続的に塗布する第２塗工機構
と、負極電極シート状物の両面に塗布された電解、絶縁
物質含有溶液を加熱して電解、絶縁物質を固着させる第
２加熱機構と、電解、絶縁物質が固着された正極電極シ
ート状物と電解、絶縁物質が固着された負極電極シート
状物とを積層して所定の形状に巻回する巻回機構とを備
えた構成にしてある。
【００１４】また、本発明の二次電池製造方法は請求項
６に記載されているように正極電極シート状物送出機構
と第１塗工機構との間および負極電極シート状物送出機
構と第２塗工機構との間に集電用タブ装着機構が設置さ
れた構成にしてある。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は本発明の二次電池製造装置
の一つであるリチウムイオンポリマー電池製造装置の構
成の１実施形態を示す概略図であって、リチウムイオン
ポリマー電池製造装置は正極電極シート状物送出機構１
と、電解、絶縁物質含有溶液１５０を正極電極シート状
物１０１の両面に連続的に塗布する第１塗工機構２と、
塗布された電解、絶縁物質含有溶液１５０を熱風によっ
て加熱して溶媒を蒸発させて電解、絶縁物質を正極電極
シート状物１０１に固着させる第１加熱機構３と、負極
電極シート状物送出機構４と、電解、絶縁物質含有溶液
１５０と同一成分の電解、絶縁物質含有溶液１６０を負
極電極シート状物１１１の両面に連続的に塗布する第２
塗工機構５と、第１加熱機構３と同様に塗布された電
解、絶縁物質含有溶液１６０を熱風によって加熱して溶
媒を蒸発させて電解、絶縁物質を負極電極シート状物１
１１に固着させる第２加熱機構６と、電解、絶縁物質１
５１が固着された正極電極シート状物１０２と電解、絶
縁物質１６１が固着された負極電極シート状物１１２と
を積層した状態で所定の形状（断面形状が矩形状、円形
状等）に巻回する巻回機構９とを備えた構成になってい
る。上述の電解、絶縁物質含有溶液１５０、１６０は電
解物質と絶縁物質が溶媒等に含有された溶液であり、電
解、絶縁物質１５１、１６１は電解物質と絶縁物質であ
る。
【００１６】上述の正極電極シート状物送出機構１には
第１タブ装着機構１０が設置され、負極電極シート状物
送出機構４には第２タブ装着機構１１が設置されてい
る。
【００１７】上述の正極電極シート状物送出機構１は正
極電極が両面の同一位置又は所定長さオフセットされた
位置関係に所定の間隔をもって間欠的に形成されている
シート状物である正極電極シート状物の供給手段１５
と、原反ロール１００から引き出された正極電極シート
状物１０１を案内する第１ガイドローラ１６、第２ガイ
ドローラ１７と、該正極電極シート状物１０１を所定量
貯留する第１アキュームローラ１８と、駆動用ローラ２
０とニップローラ２１とを備え、正極電極シート状物１
０１を所定の速度で第１塗工機構２に向けて送る第１送
り手段１９と、正極電極シート状物１０１を第１塗工機
構２における塗工位置を走行させる位置決め用ローラ２
２とにより構成されている。
【００１８】正極電極シート状物１０１の供給手段１５
は１本のチャック軸２３（例えば、圧空の供給によりコ
アの内周面に爪等の可動部材を押圧させて該コアを支持
するエアーチャック機構）が軸受によって機枠１２に設
置されているフレームに回転自在に取り付けられてお
り、正極電極シート状物１０１の巻き取りロール１００
を該チャック軸２３が貫通した状態で水平に支持するよ
うになっている。該チャック軸２３はモータによって回
転され所定の速度で正極電極シート状物１０１が送り出
されるようになっている。
【００１９】該供給手段１５はコアチャックの少なくと
も一方のコアチャックが軸心長手方向に移動すると共に
該コアチャックがフレームに回転自在に取り付けられ、
正極電極シート状物の巻き取りロール１００を該コアチ
ャックによって両側から水平な状態で支持するようにな
っているものを使用することができる。第１アキューム
ローラ１８はローラが軸受によって機枠１２に回動自在
に設置された回動アームまたは機枠に設けられたガイド
に沿って略垂直方向に移動可能なスライダーに取り付け
られ、第１タブ装着機構１０が作動する際、供給手段１
５からの正極電極シート状物１０１の送り出しが停止さ
れた時に、該第１タブ装着機構１０より川下側に位置す
る正極電極シート状物１０１が連続して搬送できるよう
にするために充分な量の正極電極シート状物１０１を貯
留するようになっている。
【００２０】第１送り手段１９は駆動手段であるモータ
によって回転され、軸受によって共通の機枠１２または
単独のフレームに取り付けられた駆動用ローラ２０と、
機枠１２または単独のフレームに形成されたガイドに沿
って移動するように取り付けられた支持体（図示せず）
と、支持体に回転自在に取り付けられ、シリンダー、ス
プリング、ねじ軸等の押圧手段によって駆動用ローラ２
０に対して所定の力で押圧されるニップローラ２１との
より構成されている。
【００２１】第１塗工機構２は垂直方向に搬送される正
極電極シート状物１０１を挟んで吐出口２４ａ、２５ａ
が対向するようにスリットダイコータ２４、２５が設置
され、それぞれ電解、絶縁物質含有溶液１５０を貯留す
るタンク、送液用のポンプ、不純物を除去するフイル
タ、管路を切り替えるための電磁弁、循環用の管、送液
用の管等を備えた塗工液供給手段２６、２７が連結され
ている。
【００２２】第１加熱機構３は正極電極シート状物１０
１が垂直方向に下方から上方に向かって走行する間に塗
布された電解、絶縁物質含有溶液１５０を熱風によって
加熱して正極電極シート状物１０１の両面に固着させる
加熱室３１と仕切板２９、３０によって該加熱室３１と
分離されて熱風が正極電極シート状物１０１の入口３８
ａおよび出口２８ｂから流出するのを防止するシール室
３２、３３とが形成された加熱箱本体２８と、送風用の
フアンと加熱用空気、ガス等の気体を所定の温度にする
加熱器と加熱された気体を加熱室３１内に供給するダク
トとからなる熱風供給手段３４と、排気用のフアン（図
示せず）とシール室３２、３３を連結するダクトとから
なる排気手段３５、３６とを備えた構成になっている。
【００２３】該加熱室３１には熱風を正極電極シート状
物１０１の両面に向けて吹き出すためのノズルを適宜設
置することができる。
【００２４】上述の排気手段３５が作動すると入口２８
ａから外気が吸い込まれると共に仕切板２９の開口部２
９ａから加熱室３１内の熱風が吸い込まれて排出され、
排気手段３６が作動すると出口２８ｂから外気が吸い込
まれると共に仕切板３０の開口部３０ａから加熱室３１
内の熱風が吸い込まれて排出される。そのため、加熱室
３１内の熱風が加熱箱体２８の入口２８ａおよび出口２
８ｂから流出するのを防止することができる。
【００２５】負極電極シート状物送出機構４は、上述の
正極電極シート状物送出機構１と同様に負極電極が両面
の同一位置に所定の間隔をもって間欠的に形成されてい
る負極電極シート状物１１１の供給手段３７と、原反ロ
ール１１０から引き出された負極電極シート状物１１１
を案内する第８ガイドローラ３８、第９ガイドローラ３
９と、該負極電極シート状物１１１を所定量貯留する第
３アキュームローラ４０と、負極電極シート状物１１１
を所定の速度で第２塗工機構５に向けて送る第２送り手
段４１と、負極電極シート状物１１１を第２塗工機構５
における塗工位置を走行させる位置決め用ローラ４２と
により構成されている。
【００２６】負極電極シート状物１１１の供給手段３７
は供給手段１５と同様に、チャック軸４３が軸受によっ
てフレームに回転自在に取り付けられ、水平な状態で支
持されたロール１１０を回転させて負極電極シート状物
１１１を所定の速度で送り出すようになっている。
【００２７】上述の正極電極シート状物送出機構１の供
給手段１５と負極電極シート状物送出機構４の供給手段
３７とを多軸切り替え型とすると共に自動スプライス機
構を設置して正極電極シート状物１０１と負極電極シー
ト状物１１１をそれぞれ順次接続して送出する構成にす
ることができる。
【００２８】上述の第１ガイドローラ１６、第２ガイド
ローラ１７、位置決め用ローラ２２は軸受（図示せず）
によって共通の機枠１２または単独のフレームに回転自
在に取り付けられている。
【００２９】第３アキュームローラ４０は第１アキュー
ムローラ１８と同様に第２タブ装着１２が作動する際、
供給手段３７からの負極電極シート状物１１１の送り出
しが停止された時に、該第２タブ装着１２から川下側に
位置する負極電極シート状物１１１が連続して搬送でき
るようにするために充分な量の負極電極シート状物１１
１を貯留するようになっている。
【００３０】第２送り手段４１は第１送り手段１９と同
様の構成になっており、第２塗工機構５に向かって負極
電極シート状物１１１を送り出すようになっている。
【００３１】第２塗工機構５は第１塗工機構２と同様
に、一対のスリットダイコータ４４、４５と、各スリッ
トダイコータ４４、４５に連結され、電解、絶縁物質含
有溶液１６０を該各スリットダイコータ４４、４５に間
欠的に供給する塗工液供給手段４６、４７とにより構成
されている。
【００３２】第２加熱機構６は第１加熱機構３と同様に
塗布液負極電極シート状物１１１が垂直方向に下方から
上方に向かって走行する間に塗布された電解、絶縁物質
含有溶液１６０を熱風によって加熱して溶媒を蒸発させ
て電解、絶縁物質１６１を負極電極シート状物１１１の
両面に固着させる加熱室５１と仕切板４９、５０によっ
て該加熱室５１と分離され、熱風が入口４８ａ、出口４
８ｂから流出するのを防止するシール室５２、５３とが
形成された加熱箱本体４８と、送風用のフアンと加熱用
空気、ガス等の気体を所定の温度にする加熱器と加熱さ
れた気体を加熱室内に供給するダクトとからなる熱風供
給手段５４と、排気用のフアン（図示せず）とシール室
５２、５３を連結するダクトとからなる排気手段５５、
５６とを備えた構成になっている。
【００３３】上述の第１加熱機構３と第２加熱機構６の
加熱室３１、５１内に遠赤外線ヒータを設置すると、塗
布された電解、絶縁物質含有溶液１５０、１６０を短時
間にかつ均一に加熱することができる。巻回機構９は電
解、絶縁物質１５１が固着された正極電極シート状物１
０２と電解、絶縁物質１６１が固着された負極電極シー
ト状物１１２を正極電極部と負極電極部の位置が一致し
た一体物状に積層するためのニップ手段６３と、積層さ
れた正極電極シート状物１０２および負正極電極シート
状物１１２を所定の形状に巻回するための巻回手段６４
とにより構成されている。
【００３４】該ニップ手段６３は軸受（図示せず）によ
って機枠１２に回転自在に支持され駆動手段であるモー
タ（図示せず）によって所定の速度で回転される駆動用
ローラ６５と、機枠１２に形成されたガイドまたは機枠
１２に装着されたブラケットに形成されたガイドに沿っ
て移動する可動部材に回転自在に取り付けられたニップ
用ローラ６６と、ニップ用ローラ６６を駆動用ローラ６
５に所定の力で押圧されるように該可動部材を移動させ
る流体シリンダー、スプリング、ねじ軸等の押圧手段
（図示せず）とにより構成されている。
【００３５】巻回手段６４は機枠に回転自在に支持さ
れ、モータによって回動されるターレット部材６７と、
該ターレット部材６７に回転自在に取り付けられた巻心
軸６８（６８-1、６８-2）と、該巻心軸６８を所定の速
度で所定回数回転させるモータ（図示せず）とを備えた
構成になっている。
【００３６】該巻心軸６８（６８-1、６８-2）は連続的
に搬送される正極電極シート状物１０２と負極電極シー
ト状物１１２の積層物を順次所定の形状（断面形状が長
方形、正方形、円形等）に巻回する位置と、巻回された
製品（電池）を取り出す位置の少なくとも二箇所に設置
するのが好ましいが、生産量が少ない場合は巻心軸６８
を一個所にすることができる。
【００３７】また、巻回手段６４における巻回位置の近
傍には正極電極シート状物１０２と負極電極シート状物
１１２を巻回に必要とする所定の長にそれぞれ切断する
切断手段（図示せず）が設置されていると共に、製品の
取り出し位置の近傍には巻回された積層物の端部を巻回
物の外周面に固定するための固定用粘着テープ１９０を
貼着するための固定用粘着テープ貼着手段（図示せず）
が設置されている。
【００３８】上述の第１加熱機構３と巻回機構９の間に
は第１加熱機構３から送出された正極電極シート状物１
０２を水平方向に走行させるための第３ガイドローラ６
９と、該正極電極シート状物１０２を垂直方向の下方に
向かって走行させるための第４ガイドローラ７０と、垂
直方向の上方に向かって走行してきた正極電極シート状
物１０２を水平方向に走行させるための第５ガイドロー
ラ７１と、該正極電極シート状物１０２を垂直方向の下
方に向かって走行させるための第６ガイドローラ７２
と、正極電極シート状物１０２を巻回機構９のニップ手
段６３に向かって走行させるための第７ガイドローラ７
３とが設置されていると共に第４ガイドローラ７０と第
５ガイドローラ７１との間には第２アキュームローラ７
４が設置されている。
【００３９】該第２アキュームローラ７４は第１アキュ
ームローラ１８と同様の構成であり、ローラが略垂直方
向に移動して巻回機構９における巻回手段６４のターレ
ット部材６７が回動して巻心軸６８-1が巻回位置から取
り出し位置に、巻心軸６８-2が取り出し位置から巻回位
置に移動されて該巻心軸６８-2による巻回が開始される
までの間第１加熱機構３から送出されてくる正極電極シ
ート状物１０２を貯留するようになっている。
【００４０】上述の第２加熱機構６と巻回機構９の間に
は第２加熱機構６から送出された負極電極シート状物１
１２を水平方向に走行させるための第１０ガイドローラ
７５と、該負極電極シート状物１１２を垂直方向の下方
に向かって走行させるための第１１ガイドローラ７６
と、垂直方向の上方に向かって走行してきた負極電極シ
ート状物１１２を水平方向に走行させるための第１２ガ
イドローラ７７と、該負極電極シート状物１１２を垂直
方向の下方に向かって走行させるための第１３ガイドロ
ーラ７８と、負極電極シート状物１１２を巻回機構９の
ニップ手段６３に向かって走行させるための第１４ガイ
ドローラ７９とが設置されていると共に第１１ガイドロ
ーラ７６と第１２ガイドローラ７７との間には第４アキ
ュームローラ８０が設置されている。
【００４１】該第４アキュームローラ８０は第２アキュ
ームローラ７４と同様の構成であり、ローラが略垂直方
向に移動して巻回機構９における巻回手段６４のターレ
ット部材６７が回動して巻心軸６８が巻回位置から取り
出し位置に、巻心軸６８が取り出し位置から巻回位置に
移動されて該巻心軸による巻回が開始されるまでの間第
２加熱機構６から送出されてくる負極電極シート状物１
１２を貯留するようになっている。
【００４２】上述の第１アキュームローラ１８、第２ア
キュームローラ７４、第３アキュームローラ４０、第４
アキュームローラ８０はローラが水平方向に移動する構
成にすることができる。
【００４３】上述の第１タブ装着機構１０は集電用の正
極タブ１７０のシート状物が巻き取られたリールを回転
自在に支持するタブ供給用リール支持手段と、正極タブ
１７０に保護粘着テープを貼着あるいは巻き付ける手段
と、正極タブ１７０を所定長さに切断する手段と、正極
タブ１７０を正極電極シート状物１０１の正極電極が形
成されていない所定位置に融着させる超音波融着手段と
により構成されており、第１ガイドローラ１６と第２ガ
イドローラ１７との間に設置されている。
【００４４】第２タブ装着機構１１は第１タブ装着機構
１０と同様の構成であり、集電用の負極タブ１８０のシ
ート状物が巻き取られたリールを回転自在に支持するタ
ブ供給用リール支持手段と、負極タブ１８０に保護粘着
テープを貼着あるいは巻き付ける手段と、負極タブ１８
０を所定長さに切断する手段と、負極タブ１８０を負極
電極シート状物１１１の負極電極が形成されていない所
定位置に融着させる超音波融着手段とにより構成されて
おり、第１ガイドローラ１６と第２ガイドローラ１７と
の間に設置されている。
【００４５】正極電極が連続して形成されている正極電
極シート状物１０１を使用する場合は正極タブ１７０を
装着する箇所の正極電極を剥離した後に該正極タブ１７
０をシート状物に融着し、負極電極が連続して形成され
ている負極電極シート状物１１１を使用する場合は負極
タブ１８０を装着する箇所の負極電極を剥離した後に該
負極タブ１８０をシート状物に融着する。
【００４６】上述の各ガイドローラおよびアキュームロ
ーラ等のローラ類はローラが軸受によって片持ちの状態
で機枠１２に回転自在に取り付けられ、各シート状物の
移動によって回転される構成になっている。
【００４７】また、第１ガイドローラ１６、第８ガイド
ローラ３８、ガイドローラ５８、６１、第６ガイドロー
ラ７２、第１３ガイドローラ７８部には張力検出手段、
蛇行量検出手段、電解、絶縁物質の塗布位置検出手段の
内の少なくとも一つの手段が設置されている。該ガイド
ローラ５８、６１、第６ガイドローラ７２、第１３ガイ
ドローラ７８に設置された張力検出手段、蛇行量検出手
段、電解、絶縁物質塗布位置検出手段によって正極電極
シート状物１０２における電解、絶縁物質１５１と負極
電極シート状物１１２における電解、絶縁物質１６１と
の位置が一致するように第１送り手段１９による正極電
極シート状物１０１の搬送速度、第１塗工機構２による
塗布間隔および第２送り手段４１による負極電極シート
状物１１１の搬送速度、第２塗工機構５による塗布間隔
ならびに蛇行修正等の制御が行われるようになってい
る。
【００４８】上述の正極電極シート状物送出機構１と負
極電極シート状物送出機構４の送出速度制御、送出と停
止の切り替えタイミング制御、巻回機構９におけるニッ
プ手段６３と巻回手段６４の回転速度制御および巻回手
段６４の切り替えタイミング制御、第１塗工機構２、第
２塗布機構６の塗布量制御等は設定値入力機能、記憶機
能、比較演算機能、動作指令出力機能等を備えた制御装
置（図示せず）により行うようになっている。
【００４９】上述の電池製造装置は巻回機構９を挟んで
一方に正極電極シート状物送出機構１と第１塗工機構２
と第１加熱機構３と第１タブ装着機構１０が配設され、
他方に負極電極シート状物送出機構４と第２塗工機構５
と第２加熱機構６と第２タブ装着機構１１が配設されて
いるが各機構の設置位置が限定されないことは言うまで
もない。
【００５０】上述のリチウムイオンポリマー電池製造装
置によってリチウムイオンポリマー電池を製造する場合
は予め正極電極シート状物１０１が巻き取られたロール
１００および負極電極シート状物１１１が巻き取られた
ロール１１０を準備する。また、第１塗工機構２の塗布
液供給手段２６、２７に電解、絶縁物質含有溶液１５０
を貯留すると共に第２塗工機構５の塗布液供給手段４
６、４７に電解、絶縁物質含有溶液１６０を貯留する。
該電解、絶縁物質含有溶液１５０、１６０は電解物質と
絶縁物質とが溶媒等に含有されておれば良く、電解物質
および絶縁物質の種類、含有量、溶液の種類等について
限定されないことは言うまでもない。
【００５１】また、該電解、絶縁物質含有溶液１５０、
１６０に代えて電解物質と絶縁物質とのゲル状物を使用
することができ、加熱により液体状にして塗布してもよ
い。
【００５２】該原反ロール１００および原反ロール１１
０は集電材の両面同一位置または所定長さオフセットさ
れた位置関係に正極および負極の活物質、導電材、結着
材、分散材等のスラリーをスリットダイコータによって
間欠的に塗布し、次いで、加熱機構内を通過させること
によって該スラリーを乾燥させて集電材に固着させて正
極電極シート状物１０１および負極電極シート状物１１
１を形成し、スリッターにより所定の幅に切断してロー
ル状に巻き取ることによって得ることができる。
【００５３】上述の正極電極シート状物を形成する集電
材はステンレス鋼、ニッケル、銅等のパンチングメタ
ル、エキスパンドメタルが好ましく、表面処理を施した
材料を使用することができる。
【００５４】正極活物質としては遷移金属のリチウム酸
化物であるマンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、コ
バルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、ニッケル酸リチウ
ム（ＬｉＮｉＯ２）等が好ましい。また、負極電極シー
ト状物を形成する負極活物質としてはリチウムイオン吸
蔵能を示す炭素材料が好ましく、コークス系炭素、黒鉛
系炭素がより好ましい。
【００５５】導電材としては電子伝導性の公知の物質で
あり、天然黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラッ
ク等が好ましい。
【００５６】結着材としてはポリテトラフルオリレン
（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ヘ
キサフロロプロピレン（ＨＦＰ）等の溶液あるいはこれ
等の共重合体溶液が好ましい。
【００５７】分散材としては結着材が溶解可能な有機溶
媒が適切であり、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥ
Ｋ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジメチルホルム
アミド、ジメチルアセタアミド、テトラメチル尿素、リ
ン酸トリメチル、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）等が
好ましい。
【００５８】電解、絶縁物質含有溶液１５０、１６０を
形成する電解物質は過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌ
Ｏ３）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、ホウ
四フッ化リチウム（ＬｉＢＦ４）、六フッ化ヒ素リチウ
ム（ＬｉＡｓＦ６）、トリフルオロメタンスルホン酸リ
チウム（ＬｉＣＦ３ＳＯ３）等を使用し、溶媒（有機溶
媒）に溶解させる。
【００５９】溶媒としてはポリエチレンカーボネート、
エチレンカーボネート、シメチルスルホキシド、ブチル
クラトン、スルホン１、２シメトキエタン、テトロヒド
ロフラン、ジエチルカーボネート、メチルカーボネー
ト、ジメチルカーボネート等が好ましく、これ等の一種
または二種以上を混合して使用する。上述の結着材のポ
リフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）は絶縁特性を有してい
るため、絶縁物質として使用し、この場合、分散材とし
てＮ―メチルピロリドンを使用する。該絶縁物質、分散
材を上述の電解物質と共に溶媒に溶解させる。
【００６０】上述の正極電極シート状物１０１を巻き取
ったロール１００および負極電極シート状物１１１を巻
き取ったロール１１０が準備できると、ロール１００を
正極電極シート状物送出機構１の供給手段１５のチャッ
ク軸２３に支持せしめると共にロール１１０を負極電極
シート状物送出機構４の供給手段３７のチャック軸４３
に支持せしめる。
【００６１】また、第１タブ装着機構１０に正極タブ１
７０のリールを支持せしめると共に第２タブ装着機構１
１に負極タブ１８０のリールを支持せしめ、正極タブ１
７０と負極タブ１８０を正極電極シート状物１０１、負
極電極シート状物１１１に融着できる状態にする。
【００６２】原反ロール１００における正極電極シート
状物１０１の先端部（引き出し側）および原反ロール１
１０における負極電極シート状物１１１の先端部（引き
出し側）に通し作業用の未処理シート部がそれぞれ設け
られている場合は該原反ロール１００から未処理シート
部を引き出し、未処理シート部が形成されていない場合
は各シート状物の先端部にリードフイルムを張り付けて
第１ガイドローラ１６、第１ガイドローラ１７、第１ア
キュームローラ１８、第１送り出し手段１９、位置決め
用ローラ２２に掛け渡し、次いで、第１塗工機構２のス
リットダイ２６、２７間および第１加熱機構３の加熱箱
本体２８内を通して第３ガイドローラ６９、第４ガイド
ローラ７０、第２アキュームローラ７４、第５ガイドロ
ーラ７１、第６ガイドローラ７２、第７ガイドローラ７
３に掛け渡して巻回機構９のニップ手段６３に挟持させ
る。
【００６３】該操作が済むと、原反ロール１１０から未
処理シート部を引き出して第８ガイドローラ３８、第９
ガイドローラ３９、第３アキュームローラ４０、第２送
り出し手段４１、位置決め用ローラ４２に掛け渡し、次
いで、第２塗工機構５のスリットダイ４４、４５間およ
び第２加熱機構６の加熱箱本体４８内を通して第１０ガ
イドローラ７５、第１１ガイドローラ７６、第４アキュ
ームローラ８０、第１２ガイドローラ７７、第１３ガイ
ドローラ７８、第１４ガイドローラ７９に掛け渡して巻
回機構９のニップ手段６３に挟持させる。
【００６４】上述の操作において第１アキュームローラ
１８、第２アキュームローラ７４、第３アキュームロー
ラ４０、第４アキュームローラ８０にはそれぞれリウム
イオンポリマー電池の形成操作時に必要とする量のシー
ト状物を貯留せしめる。
【００６５】上述の操作によって正極電極シート状物１
０１の未処理シート部と負極電極シート状物１１１の未
処理シート部の掛け渡しが済むと、巻回機構９における
巻回手段６４の巻取位置にある巻心軸６８に巻き付け、
正極電極シート状物送出機構１の供給部１５、負極電極
シート状物送出機構４の供給部３７および巻回機構９の
ニップ手段６３と巻回手段６４を作動させて巻き取る。
【００６６】そして、正極電極シート状物１０１が第１
タブ装着機構１０に搬送され予め設定された正極タブ取
り付け位置に来ると供給手段１５が作動して正極電極シ
ート状物１０１の送出が停止するとほぼ同時に第１タブ
装着機構１０が作動して正極タブ１７０が正極電極シー
ト状物１０１の所定位置に融着される。
【００６７】該操作と同時に負極電極シート状物１１１
が第２タブ装着機構１１に搬送され予め設定された負極
タブ取り付け位置に来ると供給手段３７が作動して負極
電極シート状物１１１の送出が停止するとほぼ同時に第
２タブ装着機構１１が作動して負極タブ１８０が負極電
極シート状物１１１の所定位置に融着される。
【００６８】次いで、正極電極シート状物１０１が第１
塗工機構２の塗工位置に、負極電極シート状物１１１が
第２塗工機構５の塗工位置に来ると、該第１塗工機構２
の塗工液供給手段２６、２７が作動して管路が切り替え
られてスリットダイ２６、２７から電解、絶縁物質含有
溶液１５０が吐出されて正極電極シート状物１０１の両
面に形成されている正極電極部と正極電極が形成されて
いない集電材部に連続的に塗布されると共に第２塗工機
構５の塗布液供給手段４６、４７が作動して管路が切り
替えられてスリットダイ４４、４５から電解、絶縁物質
含有溶液１６０が吐出されて負極電極シート状物１１１
の両面に形成されている負極電極部と負極電極が形成さ
れていない集電材部に連続的に塗布される。
【００６９】上述の電解、絶縁物質含有溶液１５０が塗
布された正極電極シート状物１０１が第１加熱機構３に
搬送されると、電解、絶縁物質含有溶液１５０が所定の
温度に昇温された熱風によって加熱され、溶媒が蒸発し
て電解、絶縁物質１５１が正極電極シート状物１０１の
両面に固着される。
【００７０】該操作と同時に電解、絶縁物質含有溶液１
６０が塗布された負極電極シート状物１１１が第２加熱
機構６に搬送されると、電解、絶縁物質含有溶液１６０
が所定の温度に昇温された熱風によって加熱され、溶媒
が蒸発して電解、絶縁物質１６１が負極電極シート状物
１１１の両面に固着される。
【００７１】そして、電解、絶縁物質１５１、１６１の
固着操作の済んだ正極電極シート状物１０２と負極電極
シート状物１１２が巻回に必要な長さになるよう切断手
段（図示せず）によってそれぞれ切断された状態で巻回
機構９におけるニップ手段６３部に搬送される。
【００７２】すると、正極電極シート状物１０２と負極
電極シート状物１１２がニップ手段６３において正極電
極部と負極電極部が一致するように積層挟持された状態
で巻回手段６４の巻心軸６８-1に送られて該巻心軸６８
-1に巻回（把持）される。
【００７３】そして、巻心軸６８-1が予め設定された回
数回転されて所定の形状（断面が長方形等）になると、
ターレット部材６７が回動して巻心軸６８-1が取り出し
位置に移動すると共に巻心軸６８-2が巻回位置に移動
し、巻心軸６８-2に正極電極シート状物１０２、負極電
極シート状物１１２の積層物が巻回される。
【００７４】上述の切り替え操作により巻心軸６８-1が
取り出し位置に移動すると切断手段（図示せず）が作動
して正極シート状物１０２、負極シート１１２を切断す
ると同時に固定用粘着テープ貼着手段（図示せず）が作
動して巻心軸６８-1に巻回された積層物の外周面と切断
端部３００ａとに固定用粘着テープ１９０が貼着される
と、巻心軸６８-1から図２、図３に示されるような形状
のリチウムイオンポリマー電池３００を作業者あるいは
ドッフア機構等により取り出す。
【００７５】該リチウムイオンポリマー電池３００にお
ける正極タブ１７０、負極タブ１８０に対する保護用粘
着テープ２００、２１０の貼着あるいは巻き付けは第１
タブ装着機構、第２タブ装着機構の部分において正極タ
ブ、負極タブの融着の前または後に行う。
【００７６】上述の操作によって正極シート状物１０
２、負極シート１１２が切断され、先端部が６８-2に巻
回されて巻心軸６８-1の場合と同様操作によりリチウム
イオンポリマー電池３００が形成される。
【００７７】上述の正極電極シート状物１０１の両面に
対する電解絶縁物質含有溶液１５０の連続塗布操作、加
熱による電解、絶縁物質１５１の固着操作および負極電
極シート状物１１１の両面に対する電解、絶縁物質含有
溶液１６０の連続塗布操作、加熱による電解、絶縁物質
１６１の固着操作、正極電極シート状物１０２、負極電
極シート状物１１２をニップ手段６３において積層挟持
された状態で巻回手段６４の巻心軸６８-1に巻回せしめ
所定の形状に形成し、巻心軸６８-1、６８-2の切り替え
を行う切り替え操作および巻回操作を連続して行うこと
により大幅に加工工程省略することができ、集電用タブ
が破損せずしかも電解物質の注入斑、気泡等がほとんど
発生しないリチウムイオンポリマー電池を効率良く製造
することができる。また、電解物質が絶縁材としての機
能を有するのでセパレーターを省略することができ、低
コスト、高能率で製造することが可能である。
【００７８】本発明の二次電池の構成、二次電池製造装
置の構成は図１〜図３に示される構成等に限定されない
ことは言うまでもない。
【００７９】
【発明の効果】本発明の二次電池は請求項１に記載され
ているように電解、絶縁物質含有溶液を正極電極シート
状物および負極電極シート状物の両面にそれぞれ連続的
に塗布し、正極電極シート状物および負極電極シート状
物に塗布された電解、絶縁物質含有溶液を加熱して電
解、絶縁物質を固着させた後、前記電解、絶縁物質が固
着された正極電極シート状物と電解、絶縁物質が固着さ
れた負極電極シート状物とを積層して所定の形状に巻回
せしめているため、効率良くしかも電解物質の注入斑、
気泡等がほとんど発生しない製品を提供することができ
ると共にセパレータを介在させていないため、巻密度を
高めることができると共に二次電池自体をコンパクトに
することができる。
【００８０】また、本発明の二次電池は請求項２に記載
されているように正極電極シート状物および負極電極シ
ート状物の所定位置にそれぞれ集電用タブが装着されて
いるため、効率良く集電用タブが破損せずしかも電解物
質の注入斑、気泡等がほとんど発生しない製品を提供す
ることができる。
【００８１】本発明の二次電池製造方法は請求項３に記
載されているように正極電極シート状物を送出する工程
と、電解、絶縁物質含有溶液を正極電極シート状物の両
面に連続的に塗布する第１塗工工程と、正極電極シート
状物の両面に塗布された電解、絶縁物質含有溶液を加熱
して電解、絶縁物質を固着させる第１加熱工程と、負極
電極シート状物を送出する工程と、電解、絶縁物質含有
溶液を負極電極シート状物の両面に連続的に塗布する第
２塗工工程と、負極電極シート状物の両面に塗布された
電解、絶縁物質含有溶液を加熱して電解、絶縁物質を固
着させる第２加熱工程と、電解、絶縁物質が固着された
正極電極シート状物と電解、絶縁物質が固着された負極
電極シート状物とを積層して所定の形状に巻回する巻回
工程とにより製造するようにしているため、電解物質の
注入斑、気泡等が発生せず不良品の発生を防止すること
ができる。また、加工工程を大幅に減少させることがで
き生産効率を大幅に向上させることができると共に製造
コストを低減さえることができる。
【００８２】また、本発明の二次電池製造方法は請求項
４に記載されているように正極電極シート状物を送出す
る工程と第１塗工工程との間に集電用タブを正極電極シ
ート状物に装着する工程が、負極電極シート状物を送出
する工程と第２塗工工程との間に集電用タブを負極電極
シート状物に装着する工程が設けられていると、正極電
極シート状物および負極電極シート状物の取り扱い時に
各タブが破損するのを防止することができる。また、請
求項３の場合と同様に電解物質の注入斑、気泡等が発生
せず不良品の発生を防止することができると共に加工工
程を大幅に減少させることができ生産効率を大幅に向上
させることができる。本発明の二次電池製造装置は請求
項５に記載されているように正極電極シート状物送出機
構と、電解、絶縁物質含有溶液を正極電極シート状物の
両面に連続的に塗布する第１塗工機構と、正極電極シー
ト状物の両面に塗布された電解、絶縁物質含有溶液を加
熱して電解、絶縁物質を固着させる第１加熱機構と、負
極電極シート状物送出機構と、電解、絶縁物質含有溶液
を負極電極シート状物の両面に連続的に塗布する第２塗
工機構と、負極電極シート状物の両面に塗布された電
解、絶縁物質含有溶液を加熱して電解、絶縁物質を固着
させる第２加熱機構と、電解、絶縁物質が固着された正
極電極シート状物と電解、絶縁物とが固着された負極電
極シート状物とを積層して所定の形状に巻回する巻回機
構とを備えた構成にしているため、電解物質の注入斑、
気泡等が発生しない製品を効率よく確実に製造すること
ができ、さらに加工工程の減少によって製造装置全体を
コンパクトにすることができると共に装置コストを低減
させることができる。
【００８３】また、本発明の二次電池製造装置は請求項
６に記載されているように正極電極シート状物送出機構
と第１塗工機構との間および負極電極シート状物送出機
構と第２塗工機構との間に集電用タブ装着機構が設置さ
れた構成にすると、正極電極シート状物および負極電極
シート状物の所定位置に集電用タブを形成することがで
きる。また、請求項３の場合と同様に電解物質の注入
斑、気泡等の発生がない製品を効率よく確実に製造する
ことができると共に加工工程の減少によって製造装置全
体をコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の二次電池装置の一つであるリチウムイ
オンポリマー電池製造装置の構成の１実施形態を示す概
略図である。
【図２】本発明のリチウムイオンポリマー電池の構成を
示す概略正面図である。
【図３】図２の概略側面図である。
【符号の説明】
１ 正極電極シート状物送出機構 ２ 第１塗工機構 ３ 第１加熱機構 ４ 負極電極シート状物送出機構 ５ 第２塗工機構 ６ 第２加熱機構 ９ 巻回機構 １０ 第１ダブ装着機構 １１ 第２ダブ装着機構 １２ 機枠 １５、３７ 供給手段 １６ 第１ガイドローラ １７ 第２ガイドローラ １８ 第１アキュームローラ １９ 第１送り手段 ２０、６５ 駆動用ローラ ２１、６６ ニップローラ ２２、４２ 位置決め用ローラ ２３、４３ チャック軸 ２４、２５、４４、４５ スリットダイ ２６、２７、４６、４７ 塗工液供給手段 ２８、４８ 加熱箱本体 ２９、３０、４９、５０ 仕切板 ３１、５１ 加熱室 ３２、３３、５２、５３ シール室 ３４、５４ 熱風供給手段 ３５、３６、５５、５６ 排気手段 ３８ 第８ガイドローラ ３９ 第９ガイドローラ ４０ 第２アキュームローラ ４１ 第２送り手段 ５７、６０ リール支持手段 ５８、５９、６１、６２ ガイドローラ ６３ ニップ手段 ６４ 巻回手段 ６７ ターレット部材 ６８、６８-1、６８-2 巻心軸 ６９ 第３ガイドローラ ７０ 第４ガイドローラ ７１ 第５ガイドローラ ７２ 第６ガイドローラ ７３ 第７ガイドローラ ７４ 第２アキュームローラ ７５ 第１０ガイドローラ ７６ 第１１ガイドローラ ７７ 第１２ガイドローラ ７８ 第１３ガイドローラ ７９ 第１４ガイドローラ ８０ 第４アキュームローラ
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H028 AA06 BB03 BB05 BB07 BB17 CC05 CC08 CC12 5H029 AJ14 AK03 AL06 AM03 AM04 AM05 AM07 AM16 BJ02 BJ14 CJ02 CJ07 CJ13 CJ22 CJ23 CJ30 DJ07 DJ09 5H050 AA19 BA11 BA17 CA07 CB07 FA05 GA02 GA07 GA09 GA10 GA13 GA22 GA27 GA29

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電解、絶縁物質含有溶液を正極電極シー
    ト状物および負極電極シート状物の両面にそれぞれ連続
    的に塗布し、正極電極シート状物および負極電極シート
    状物に塗布された電解、絶縁物質含有溶液を加熱して電
    解、絶縁物質を固着させた後、前記電解、絶縁物質が固
    着された正極電極シート状物と電解、絶縁物質が固着さ
    れた負極電極シート状物とを積層して所定の形状に巻回
    せしめてあることを特徴とする二次電池。
  2. 【請求項２】 正極電極シート状物および負極電極シー
    ト状物の所定位置にそれぞれ集電用タブが装着されてい
    ることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
  3. 【請求項３】 正極電極シート状物を送出する工程と、
    電解、絶縁物質含有溶液を正極電極シート状物の両面に
    連続的に塗布する第１塗工工程と、正極電極シート状物
    の両面に塗布された電解、絶縁物質含有溶液を加熱して
    電解、絶縁物質を固着させる第１加熱工程と、負極電極
    シート状物を送出する工程と、電解、絶縁物質含有溶液
    を負極電極シート状物の両面に連続的に塗布する第２塗
    工工程と、負極電極シート状物の両面に塗布された電
    解、絶縁物質含有溶液を加熱して電解、絶縁物質を固着
    させる第２加熱工程と、電解、絶縁物質が固着された正
    極電極シート状物と電解、絶縁物質が固着された負極電
    極シート状物とを積層して所定の形状に巻回する巻回工
    程とを包含していることを特徴とする二次電池製造方
    法。
  4. 【請求項４】 正極電極シート状物を送出する工程と第
    １塗工工程との間に集電用タブを正極電極シート状物に
    装着する工程が、負極電極シート状物を送出する工程と
    第２塗工工程との間に集電用タブを負極電極シート状物
    に装着する工程が設けられていることを特徴とする請求
    項３に記載の二次電池製造方法。
  5. 【請求項５】 正極電極シート状物送出機構と、電解、
    絶縁物質含有溶液を正極電極シート状物の両面に連続的
    に塗布する第１塗工機構と、正極電極シート状物の両面
    に塗布された電解、絶縁物質含有溶液を加熱して電解、
    絶縁物質を固着させる第１加熱機構と、負極電極シート
    状物送出機構と、電解、絶縁物質、含有溶液を負極電極
    シート状物の両面に連続的に塗布する第２塗工機構と、
    負極電極シート状物の両面に塗布された電解、絶縁物質
    含有溶液を加熱して電解、絶縁物質を固着させる第２加
    熱機構と、電解、絶縁物質が固着された正極電極シート
    状物と電解、絶縁物質が固着された負極電極シート状物
    とを積層して所定の形状に巻回する巻回機構とを備えて
    いることを特徴とする二次電池製造装置。
  6. 【請求項６】 正極電極シート状物送出機構と第１塗工
    機構との間および負極電極シート状物送出機構と第２塗
    工機構との間に集電用タブ装着機構が設置されているこ
    とを特徴とする請求項５に記載の二次電池製造装置。
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