JP2009170134A - 電池の製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電池が構築される前に捲回電極体の異常部位を特定可能な検査プロセスを包含する電池の製造方法、および検査プロセスを実現可能な検査手段を備えた電池の製造装置を提供する。
【解決手段】正極シート８４ａ及び負極シート８４ｂがセパレータシート８６ａ、８６ｂを介して捲回されてなる捲回電極体８０を備えた電池の製造方法であって、正極シート８４ａと負極シート８４ｂとをセパレータシート８６ａ、８６ｂを介して相互に重ね合わせることによりシート状電極積層体８２を形成する積層工程と、積層されたシート状電極積層体８２の一面および他面に測定用電極２０ａ、２０ｂを作用させて該シート状電極積層体８２の電気抵抗値を長尺方向に連続的に測定する抵抗値測定工程と、電気抵抗値を測定した後のシート状電極積層体８２を捲回することにより捲回電極体８０を形成する捲回工程とを包含する、電池の製造方法である。
【選択図】図２

Description

本発明は、電池を製造する方法および装置に関する。詳しくは、捲回電極体を備えた電池の製造方法および製造装置に関する。

近年、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池その他の二次電池は、車両搭載用電源、或いはパソコンおよび携帯端末の電源として重要性が高まっている。特に軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン電池は車両搭載用高出力電源として好ましく用いられるものとして期待されている。

この種の電池の一つとして渦巻き状構造を有する捲回電極体を備えた電池構造が知られている。電極体を渦巻き状とすることにより正負極の反応面積を大きくすることができ、これによってエネルギー密度を増大して高出力が可能となる。この種の捲回電極体は、シート状の正極、負極およびセパレータから構成され、各シートを重ねて捲回することにより製造される。そして、該捲回電極体の不良品を排除するために電池製品が完成した後に絶縁検査が実施される。すなわち、製造工程においてセパレータを挟んで正極と負極とを捲回することにより捲回電極体を構築し、該捲回電極体に電極端子を装着して電池ケースに収容した状態で絶縁検査を行っている。この種の従来技術としては、例えば特許文献１及び特許文献２が挙げられる。
特開２００５−１９２４１号公報 特開２００４−２３４８９６号公報

しかしながら、上述した従来の絶縁検査では、捲回電極体の組み立て後（典型的には該捲回電極体に電極端子を装着して電池ケースに収容した後）にしか絶縁検査が実施できず、組み立て後の個々の捲回電極体（電池）のそれぞれに対して絶縁検査を行う必要があるため、絶縁検査に長時間を要するとともに不良品排除による工程・部品の無駄も多くなりがちであった。また、従来の絶縁検査では、捲回電極体を形成した後に絶縁抵抗を測定しているので、捲回電極体の捲回前のどの部位において異常が発生したのかを具体的に特定することが困難であった。本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、電池が構築される前に捲回電極体の異常部位を特定可能な検査プロセスを包含する電池の製造方法を提供することである。また、そのような検査プロセスを実現可能な検査手段を備えた電池の製造装置の提供を他の目的とする。

本発明によって提供される電池の製造方法は、正極シート及び負極シートがセパレータシートを介して捲回されてなる捲回電極体を備えた電池の製造方法である。かかる製造方法は、上記正極シートと上記負極シートとを上記セパレータシートを介して相互に重ね合わせることによりシート状電極積層体を形成する積層工程と、上記積層されたシート状電極積層体の一面および他面に測定用電極を作用させて該シート状電極積層体の電気抵抗値を長尺方向に連続的（断続的である場合を包含する。以下同じ。）に測定する抵抗値測定工程と、上記電気抵抗値を測定した後のシート状電極積層体を捲回することにより上記捲回電極体を形成する捲回工程とを包含する。

本発明の方法によれば、電池の構築前、より具体的には捲回電極体を形成する捲回前の状態であるシート状電極積層体の段階で絶縁の良否（典型的にはスリットバリや異物混入に起因する捲回電極体異常が発生し得るか否か）を当該シート状電極積層体の長尺方向にわたって判断することができる。このため、捲回電極体異常が発生し得るシート部位を事前に排除した上で捲回電極体を形成することができる。すなわち本構成の製造方法によると、正常な捲回電極体のみを選択的に次工程（例えば電極端子接合工程や電池ケース収容工程など）に引き継ぐことができ、捲回電極体不良による工程・部品の無駄を省くことができる。また、上記方法によれば、シート状電極積層体の長尺方向に沿って電気抵抗を連続的に測定しているので、シート状電極積層体全面に亘って抵抗率分布を測定することができる。そのため、シート状電極積層体のどのシート部位において異常が発生したのかを具体的に特定することができ、異常発生の原因を探求し易くなる。

ここで開示される製造方法のある好適な一態様では、上記積層工程において、回動可能な一対のガイドロールを用いて上記正極シートおよび上記負極シートを上記セパレータシートとともに挟持する。かかる方法によれば、上記正極シートと上記負極シートとを上記セパレータシートを介して容易に重ね合わせることができ、シート状電極積層体を確実に形成することができる。加えて、一対のガイドロールを用いてシート状電極積層体を形成したうえで測定用電極を作用させることにより、測定用電極とシート状電極積層体との作用面積（典型的には接触面積）を小さくすることができる。このように測定用電極とシート状電極積層体との作用面積（典型的には接触面積）を小さくすることにより、Ｓ／Ｎ比（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）を大きくすることができ、測定精度を向上させることができる。

ここで開示される製造方法のある好適な一態様において、上記測定用電極は、回動可能な一対の電極ロールである。そして、上記測定工程は、上記電極ロールを上記シート状電極積層体の一面および他面にそれぞれ当接させて回動させつつ、該一対の電極ロール間に所定の電圧を印加することにより行われる。回動可能な電極ロールを使用することにより、シート状電極積層体表面に損傷を与えることなく該シート状電極積層体の電気抵抗値を長尺方向に連続的に測定することができる。

好ましくは、上記測定工程は、上記一対の電極ロールで上記シート状電極積層体を積層方向に押し付けながら行なわれる。このようにシート状電極積層体に一定の荷重（圧力）を加えつつ電気抵抗値を測定することにより、シート状電極積層体表面に異物やバリが付着している場合、それらを食い込ませて該シート状電極積層体全体を変形させることができる。これによりシート状電極積層体表面に付着した異物やバリの存在を抵抗値（抵抗率）異常として高精度に検出することが可能となる。シート状電極積層体表面に付着した異物やバリは、捲回時または捲回後に捲回電極体に食い込んでショート要因になり得る場合があるが、上記構成によれば、シート状電極積層体表面に付着した異物やバリを確実に検出することができる。また、このように一定の荷重（圧力）を加えつつ電気抵抗を測定することにより、シート状電極積層体と電極ロールとの接触面積を一定に保つことができるため測定精度が向上する。

なお、上記電極ロールの外周面は上記シート状電極積層体の一面および他面に線接触していることが好ましい。電極ロールとシート状電極積層体とを線接触させることにより、Ｓ／Ｎ比を大きくして測定精度をさらに向上することができる。

ここで開示される製造方法のある好適な一態様において、上記ガイドロールと上記電極ロールとは共通のロールで構成されている。かかる方法によれば、積層工程と測定工程とを共通のロールを用いて同時に行うことができ、捲回電極体を簡易に形成することができる。

また、本発明は、上記目的を達成するための他の側面として、ここで開示される電池製造方法を実施するために用いられる製造方法を提供する。即ち本発明の製造装置は、正極シート及び負極シートがセパレータシートを介して捲回されてなる捲回電極体を備えた電池の製造装置である。かかる製造装置は、上記正極シートと上記負極シートとを上記セパレータシートを介して相互に重ね合わせることによりシート状電極積層体を形成する積層手段と、上記積層されたシート状電極積層体に測定用電極を作用させて（典型的には当接させて）該シート状電極積層体の電気抵抗値を長尺方向に連続的に測定する抵抗値測定手段と、上記電気抵抗値を測定した後のシート状電極積層体を捲回することにより上記捲回電極体を形成する捲回手段とを備える。

ここで開示される製造装置のある好適な一構成において、上記積層手段は、回動可能な一対のガイドロールを備える。この場合、上記一対のガイドロールは、上記正極シートおよび上記負極シートを上記セパレータシートとともに挟持するように構成されることが特に好ましい。

また、ここで開示される製造方法のある好適な一構成において、上記測定用電極は、回動可能な一対の電極ロールである。この場合、上記電極ロールは、上記シート状電極積層体の一面および他面にそれぞれ当接しつつ回動し得るように構成されていることが特に好ましい。

また、上記一対の電極ロールは、上記シート状電極積層体を積層方向に押し付けつつ該シート状電極積層体に電圧を印加し得るように構成してもよい。さらに、上記一対の電極ロールの外周面は、上記シート状電極積層体の一面および他面に線接触するように構成してもよい。なお、上記ガイドロールと上記電極ロールとは共通のロールで構成してもよい。

以下、図面を参照しながら、本発明による実施の形態を説明する。以下の図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。また、各図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は実際の寸法関係を反映するものではない。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄（例えば、電極活物質の製造方法、電池の構築に係る一般的技術等）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。

図１を参照しながら本実施形態の捲回電極体８０を構成するシート状電極積層体８２の構成について簡単に説明する。

図１に示すように、捲回電極体８０は、シート状電極積層体８２が捲回されることにより形成される。シート状電極積層体８２は、捲回電極体８０を組み立てる前段階における長尺状（帯状）のシート構造を有する。シート状電極積層体８２は、典型的な捲回電極体と同様に、正極シート８４ａ及び負極シート８４ｂと、２枚のセパレータシート８６ａ、８６ｂとから構成されている。図示した例では、正極シート８４ａと負極シート８４ｂとの間に一方のセパレータシート８６ｂが配置され、正極シート８４ａの外側に他方のセパレータシート８６ａが配置されている。

次に、図２を加えて本実施形態に係る電池の製造方法、特に捲回電極体の形成方法について説明する。図２は本実施形態に係る電池の製造装置１００の構成を模式的に示す概略図である。

図２に示すように、製造装置１００は、正極シート８４ａ及び負極シート８４ｂがセパレータシート８６ａ、８６ｂを介して捲回されてなる捲回電極体８０を形成する装置である。この実施形態では、製造装置１００は、正極シート８４ａ及び負極シート８４ｂと２枚のセパレータシート８６ａ、８６ｂとがそれぞれロール状態（５４ａ、５４ｂ、５６ａ、５６ｂ）から引き出され、積層手段１０で積層されつつ捲回手段３０で捲回電極体８０として巻き取られるようになっている。また、積層手段１０と捲回手段３０との間には、電気抵抗値を測定する抵抗値測定手段２０が配置され、該抵抗値測定手段２０は積層されたシート状電極積層体８２の電気抵抗値を長尺方向に連続的に測定するように構成されている。なお、抵抗値測定手段２０は、電池が構築される前に捲回電極体８０の異常部位を特定可能な検査プロセスを実現可能な検査手段の意味を包含する。

具体的には、積層手段１０は、正極シート８４ａと負極シート８４ｂとをセパレータシート８６ａ、８６ｂを介して相互に重ね合わせることによりシート状電極積層体８２を形成する。この実施形態では、積層手段１０は、回動可能な一対のガイドロール１０ａ、１０ｂを備えている。図示した例では、一対のガイドロール１０ａ、１０ｂは、同一寸法を有する円筒状（または円柱状であってもよい）のロールであり、それぞれロール支持部（図示せず）に回動自在に支持されている。そして、一対のガイドロール１０ａ、１０ｂは、ロール状態（５４ａ、５４ｂ、５６ａ、５６ｂ）から引き出されてくる各シート８４ａ、８４ｂ、８６ａ、８６ｂを間に挟んで対向するように配置され、搬送されてくる正極シート８４ａおよび負極シート８４ｂをセパレータシート８６ａ、８６ｂとともに所定の圧力をもって挟持（即ち送り出し可能に両面側から挟んで保持）するように構成されている。

測定手段２０は、積層されたシート状電極積層体８２の一面および他面に測定用電極２０ａ、２０ｂを作用させて（ここでは当接させて）該シート状電極積層体８２の電気抵抗値を長尺方向（シートの進行方向）に連続的に測定する。この実施形態では、図２および図４に示すように、測定用電極２０ａ、２０ｂは、回動可能な一対の電極ロール２０ａ、２０ｂである。電極ロール２０ａ、２０ｂは、図４に示すように、シート状電極積層体８２の一方の面（一面）８５ａおよび他方の面（他面）８５ｂにそれぞれ当接しつつ回動し得るように構成されている。図示した例では、電極ロール２０ａは、円筒状の導電性材料（例えば導電性金属）から構成され、回動支持部（回転軸）２１ａに回動自在に取り付けられている。また、電極ロール２０ｂは、円筒状の導電性材料（例えば導電性金属）から構成され、回動支持部（回転軸）２１ｂに回動自在に取り付けられている。電極ロール２０ａおよび電極ロール２０ｂは、シート状電極積層体８２を挟んで互いに対向するように配置され、該シート状電極積層体８２の移動９４に伴って回動するようになっている（図４の矢印「９２」参照）。

また、この実施形態では、電極ロール２０ａ、２０ｂは、電流計２４を介して電源２２に接続されている。電源２２は、電極ロール２０ａおよび電極ロール２０ｂにそれぞれ導通し、これにより該電源２２と電極ロール２０ａと電極ロール２０ｂと電流計２４とを含む測定用回路を構成する。そして、電源２２は、測定用電極２０ａおよび測定用電極２０ｂを介してシート状電極積層体８２に所定の電圧を印加し、電流計２４は、かかる電圧印加時に測定用回路に流れる電流値を測定するようになっている。なお、電源２２が印加する電圧は、シート状電極積層体８２の電気抵抗値（抵抗率）を測定可能な電圧であればよく、例えば、直流電圧、交流電圧、パルス電圧の何れであってもよい。

捲回手段３０は、図２に示すように、上記電気抵抗値を測定した後のシート状電極積層体８２を捲回することにより捲回電極体８０を形成する。この実施形態では、捲回手段３０は、巻芯３２と、該巻芯３２を支持する巻芯支持部（図示せず）から構成されている。巻芯３２は、搬送されてくるシート状電極積層体８２を巻き取り、巻き取り終了後には捲回電極体８０から取り外されるようになっている。巻芯支持部は、図示しない駆動源（典型的にはモータ）に接続され、巻芯３２を一方向に回動自在に支持している。そして、巻芯支持部は、巻芯３２を一方向に回動させ、該巻芯３２にシート状電極積層体８２を巻き取るようになっている。なお、各シート８４ａ、８４ｂ、８６ａ、８６ｂのラインには、それぞれテンションロール７４ａ、７４ｂ、７６ａ、７６ｂが設けられ、捲回中に各シートに所定のテンション（張力）が掛かるようになっている。

続いて、図３を加えて、本実施形態に係る電池の製造工程、特に捲回電極体の形成工程について説明する。図３は、本実施形態に係る電池の製造工程を説明するフローチャートである。上記製造装置１００を用いて捲回電極体８０を形成する際には、まず、ステップＳ１０（図３）に示すように、正極シート８４ａと負極シート８４ｂとをセパレータシート８６ａ、８６ｂを介して相互に重ね合わせることによりシート状電極積層体８２を形成する（積層工程）。この積層工程において、図２に示すように、回動可能な一対のガイドロール１０ａ、１０ｂを用いて正極シート８４ａおよび負極シート８４ｂをセパレータシート８６ａ、８６ｂとともに挟持する。この際、ガイドロール１０ａ、１０ｂは、積層された各シートが互いに離間しない程度の適当な荷重を積層方向に負荷しつつ、各シートを重ね合わせることが好ましい。

次いで、ステップＳ２０（図３）に示すように、積層されたシート状電極積層体８２の一面および他面に一対の電極ロール２０ａ、２０ｂを当接し、該シート状電極積層体８２の電気抵抗を連続的に測定する（測定工程）。この測定工程は、図２に示すように、電極ロール２０ａ、２０ｂをシート状電極積層体８２の一面および他面にそれぞれ当接させて回動させつつ、該一対の電極ロール２０ａ、２０ｂ間に所定の電圧（例えば５０〜１０００Ｖ程度の直流電圧）を印加することにより行われる。そして、測定用回路に流れる電流を電流計２２によって測定し、電気抵抗値（抵抗率）へと換算する。この電気抵抗値（抵抗率）は、例えば、印加電圧値と、測定電流値と、シート状電極積層体８２の厚みと、シート状電極積層体８２と電極ロール２０ａ、２０ｂとの接触面積と、から算出することができる。そして、算出した抵抗値（抵抗率）が基準値以上（例えば２００Ω以上）の場合に良品（正常なシート部位）と判断し、算出した抵抗値（抵抗率）が基準値未満（例えば２００Ω未満）の場合に不良品（異常なシート部位）と判断する。或いは、算出した抵抗値（抵抗率）がその測定ポイント前後の抵抗値から大きく逸脱（変動）した場合に不良品（異常なシート部位）と判断してもよい。このように不良品（異常なシート部位）と判断されたシート部位は、次の捲回工程の前に除去手段（図示せず）によって予め除去 (例えば異常なシート部位を切断して排除)することができる。

次いで、ステップＳ３０（図３）に示すように、電気抵抗値を測定した後のシート状電極積層体８２を捲回することにより捲回電極体８０を形成する（捲回工程）。かかる捲回工程は、図２に示すように、巻芯支持部（図示せず）によって巻芯３２を一方向に回動させ、該巻芯３２にシート状電極積層体８２を巻き取ることにより行うことができる。そして、シート状電極積層体８２を巻き取り終了時に所定の長さとなるように終端位置で切断し、終端位置で切断された巻き終わり部分を巻き取る。このようにして正極シート８４ａ及び負極シート８４ｂがセパレータシート８６ａ、８６ｂを介して捲回されてなる捲回電極体８０の形成工程が完了する。

上記製造方法によれば、電池の構築前、より具体的には捲回電極体８０を形成する捲回前の状態であるシート状電極積層体８２の段階で絶縁の良否（典型的にはスリットバリや異物混入に起因する捲回電極体異常が発生し得るか否か）を当該シート状電極積層体の長尺方向にわたって判断することができる。このため、捲回電極体異常が発生し得るシート部位を事前に排除した上で捲回電極体８０を形成することができる。すなわち本構成の製造方法によると、正常な捲回電極体８０を選択的に次工程（例えば電極端子接合工程や電池ケース収容工程など）に引き継ぐことができ、捲回電極体不良による工程・部品の無駄を省くことができる。また、上記方法によれば、シート状電極積層体の長尺方向に沿って電気抵抗値を連続的に測定しているので、シート状電極積層体８２全面に亘って抵抗率分布を測定することができる。そのため、シート状電極積層体８２のどのシート部位において異常が発生したのかを具体的に特定することができ、異常発生の原因を探求し易くなる。なお、この実施形態では、円筒状の電極ロール２０ａ、２０ｂを使用しているため、シート状電極積層体８２表面に損傷を与えることなく該シート状電極積層体８２の電気抵抗値を連続的に測定することができる。

加えて、この実施形態では、積層工程において、回動可能な一対のガイドロール１０ａ、１０ｂを用いて正極シート８４ａおよび負極シートをセパレータシート８６ａ、８６ｂを介して容易に重ね合わせることができ、シート状電極積層体８２を確実に形成することができる。さらに、ガイドロール１０ａ、１０ｂを用いてシート状電極積層体８２を形成したうえで電極ロール２０ａ、２０ｂを作用させることにより、電極ロール２０ａ、２０ｂとシート状電極積層体８２との作用面積（典型的には接触面積）を小さくすることができる。このように電極ロール２０ａ、２０ｂとシート状電極積層体８２との作用面積（典型的には接触面積）を小さくすることにより、Ｓ／Ｎ比を大きくすることができ、測定精度を向上させることができる。なお、上記電気抵抗値の測定工程は、上記捲回工程における捲回電極体８０の捲回動作を一旦停止（または捲回速度を低下）させた上で（すなわち断続的に）行ってもよく、或いは捲回電極体８０の捲回動作と同期させつつ（すなわち連続的に）行ってもよい。捲回電極体８０の捲回動作と同期させつつ電気抵抗を連続的に測定することにより、捲回電極体８０を効率的に形成することができる。

さらに図４を参照しつつ本実施形態に係る製造装置１００の他の特徴について説明する。図４は電極ロール２０ａ、２０ｂの周辺を模式的に示す外観斜視図である。この実施形態では、電極ロール２０ａ、２０ｂは、シート状電極積層体８２を積層方向に押し付けつつ該シート状電極積層体８２に電圧を印加するように構成されている。図４に示した例では、電極ロール２０ａは、図示しない押圧機構に連結され、この押圧機構は電極ロール２０ａを下方向に押し付けてシート状電極積層体８２の一面８５ａに一定の荷重を加えるようになっている。また、電極ロール２０ｂは、図示しない押圧機構に連結され、この押圧機構は電極ロール２０ｂを上方向に押し付けてシート状電極積層体８２の他面８５ｂに一定の荷重を加えるようになっている。

このようにシート状電極積層体８２に一定の荷重（圧力）を加えつつ電気抵抗値を測定することにより、シート状電極積層体８２表面に異物９９やバリ（特に負極シート８４ｂの上面８５ａに付着した異物９９やバリ）が付着している場合、それらを食い込ませて該シート状電極積層体８２全体を変形させることができる。これによりシート状電極積層体８２表面に付着した異物やバリの存在を抵抗値（抵抗率）異常として高精度に検出することが可能となる。シート状電極積層体８２表面に付着した異物やバリは、捲回時または捲回後に捲回電極体８０に食い込んでショート要因になり得る場合があるが、上記構成によれば、シート状電極積層体８２表面に付着した異物やバリを確実に検出することができる。また、このように一定の荷重（圧力）を加えつつ電気抵抗を測定することにより、シート状電極積層体８２と電極ロール２０ａ、２０ｂとの接触面積を一定に保つことができるため測定精度が向上する。

なお、上記押圧機構は、電極ロール２０ａ、２０ｂを所定の方向に押し付けて、シート状電極積層体に一定の荷重（圧力）を加えるように構成されていればよく、押圧機構自体の構成は特に制限されない。例えばバネ機構などの公知の技術を好ましく適用し得る。また、かかる荷重（圧力）の大きさは、捲回時または捲回後の捲回電極体８０に加わる荷重よりも大きいことが好ましく、例えば０．５〜５０ＭＰａ程度にすることができるが、これは電池の使用環境などに応じて適宜変更することができる。例えば、上記捲回電極体８０を備えた電池を用いて組電池を構築する場合、一定の荷重（圧力）の大きさは、組電池を構築した際に各電池に加わる拘束荷重よりも大きくなるように設定してもよい。

また、測定精度向上の観点からは、電極ロール２０ａ、２０ｂとシート状電極積層体８２との作用面積（典型的には接触面積）は小さい方が好ましい。この実施形態では、上述したように、一対のガイドロール１０ａ、１０ｂを用いてシート状電極積層体８２を予め形成した上で電極ロール２０ａ、２０ｂを当接させることにより、電極ロール２０ａ、２０ｂの外周面とシート状電極積層体８２の表面８５ａ、８５ｂとをそれぞれ線接触させている。このように電極ロール２０ａ、２０ｂとシート状電極積層体８２とを線接触させることにより、Ｓ／Ｎ比を大きくして測定精度を大きく向上することができる。

以下、図１に戻って、捲回電極体８０を構成する材料について詳述する。本実施形態に係る捲回電極体８０は、通常のリチウムイオン電池の捲回電極体と同様、正極シート８４ａと負極シート８４ｂとをややずらしつつ捲回して作製される捲回電極体８０である。

図１に示すように、正極シート８４ａはシート状の正極集電体の両面に電池用正極活物質層８１ａが付着されて形成される。ただし、正極活物質層８１ａは正極シート８４ａの長手方向に沿った一方の側縁（図１では上側縁）には付着されず、正極集電体を一定の幅にて露出させた正極活物質層非形成部分８３ａが形成される。一方、負極シート８４ｂも正極シート８４ａと同様の構成を有し、シート状の負極集電体の両面に負極活物質層８１ｂが付着されて形成される。そして、負極シート８４ｂの一方の側縁（図では下側縁）には、負極集電体が露出した負極活物質層非形成部分８３ｂが形成される。

捲回電極体８０を構築する際には、上述したように一対のガイドロール１０ａ、１０ｂを用いて正極シート８４ａと負極シート８４ｂとをセパレータシート８６ａ、８６ｂを介して積層したシート状電極積層体８２を形成する。この実施形態では、セパレータシート８６ａは正極シート８４ａの正極活物質層非形成部（正極集電体の露出部分）８３ａが外方にはみ出るように重ね合せられる。負極シート８４ｂも同様に積層され、負極活物質層非形成部（負極集電体の露出部分）８３ｂがセパレータシート８６ｂから外方にはみ出るように重ね合せられる。その後、該シート状電極積層体８２の電気抵抗を測定手段２０で測定した後、該シート状電極積層体８２を捲回し、捲回電極体８０が得られる。

なお、かかる捲回電極体８０を構成する材料および部材自体は、従来のリチウムイオン電池の電極体と同様でよく、特に制限はない。例えば、正極集電体にはアルミニウム箔（本実施形態）その他の正極に適する金属箔が好適に使用される。正極活物質は従来からリチウムイオン電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定することなく使用することができる。好適例として、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２等が挙げられる。一方、負極集電体には銅箔（本実施形態）その他の負極に適する金属箔が好適に使用される。負極活物質は従来からリチウムイオン電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定することなく使用することができる。好適例として、グラファイトカーボン、アモルファスカーボン等の炭素系材料、リチウム含有遷移金属酸化物や遷移金属窒化物等が挙げられる。また、セパレータシート８６ａ、８６ｂとしては多孔質ポリオレフィン系樹脂で構成されたものが挙げられる。例えば、合成樹脂製（例えばポリエチレン等のポリオレフィン製）多孔質セパレータシートが好適に使用し得る。

このようにして形成された捲回電極体８０を電解質とともに容器に収容することにより、電池を製造することができる。この場合、電解質は例えばＬｉＰＦ_６等のリチウム塩である。適当量（例えば濃度１Ｍ）のＬｉＰＦ_６等のリチウム塩をジエチルカーボネートとエチレンカーボネートとの混合溶媒（例えば質量比１：１）のような非水電解液に溶解して電解液として使用することができる。また、容器の材質は、典型的な電池で使用されるものと同じであればよく特に制限はないが、比較的軽量な材質が挙げられる。例えば、好ましくは表面に絶縁用樹脂コーティングが施されているような金属製容器、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂その他の合成樹脂製容器が好適である。容器に捲回電極体８０を収容するとともに、電解液を注入して封止することによって電池は構築される。

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。

例えば、この実施形態では、図２に示したように、一対のガイドロール１０ａ、１０ｂを用いてシート状電極積層体８２を形成した上で該シート状電極積層体８２に電極ロール２０ａ、２０ｂを当接させた一例（すなわち積層工程後に測定工程を実行している一例）を示しているが、シート状電極積層体８２の形成（積層工程）とシート状電極積層体８２の抵抗測定（測定工程）とを同時に実行してもよい。この場合、ガイドロール１０ａ、１０ｂと電極ロール２０ａ、２０ｂとを共通のロールで構成してもよい。すなわち、電極ロール２０ａ、２０ｂを用いて各シートを積層してシート状電極積層体８２を形成しつつ、該シート状電極積層体８２の電気抵抗を測定してもよい。かかる構成によれば、積層工程と測定工程とを一対の電極ロール２０ａ、２０ｂのみを用いて行うことができ、製造装置１００の構成を簡易にすることができる。また、本発明の構成を適用し得る電池は上述したリチウムイオン電池に特に制限されない。リチウムイオン電池の他に、ニッケル水素電池等の二次電池、あるいは電気二重層キャパシタ（即ち物理電池）が好適な電池の構成として挙げられる。

なお、上記製造装置１００を用いて作製された捲回電極体８０を備えた電池は、特に自動車等の車両に搭載されるモーター（電動機）用電源として好適に使用し得る。即ち、図５に示すように捲回電極体８０を備えた電池を単電池として所定の方向に配列し、当該単電池をその配列方向に拘束することによって組電池２００を構築し、かかる組電池２００を電源として備える車両１（典型的には自動車、特にハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車のような電動機を備える自動車）を提供することができる。

一実施形態に係る捲回電極体を構成するシート状電極積層体の構成について説明する図である。 一実施形態に係る電池の製造装置の構成を模式的に示す概略図である。 一実施形態に係る電池の製造工程（特に捲回電極体の形成工程）を説明するフローチャートである。 一実施形態に係る電極ロールの周辺を模式的に示す外観斜視図である。 一実施形態の電池を備えた車両（自動車）を模式的に示す側面図である。

符号の説明

１ 車両
１０ 積層手段
１０ａ、１０ｂ ガイドロール
２０ 測定手段
２０ａ、２０ｂ 測定用電極（電極ロール）
２１ａ、２１ｂ 回動支持部
２２ 電源
２４ 電流計
３０ 捲回手段
３２ 巻芯
８０ 捲回電極体
８１ａ 正極活物質層
８１ｂ 負極活物質層
８２ シート状電極積層体
８３ａ 正極活物質層非形成部分
８３ｂ 負極活物質層非形成部分
８４ａ 正極シート
８４ｂ 負極シート
８６ａ 、８６ｂ セパレータシート
１００ 製造装置
２００ 組電池

Claims (12)

1. 正極シート及び負極シートがセパレータシートを介して捲回されてなる捲回電極体を備えた電池の製造方法であって、
   前記正極シートと前記負極シートとを前記セパレータシートを介して相互に重ね合わせることによりシート状電極積層体を形成する積層工程と、
   前記積層されたシート状電極積層体の一面および他面に測定用電極を作用させて該シート状電極積層体の電気抵抗値を長尺方向に連続的に測定する抵抗値測定工程と、
   前記電気抵抗値を測定した後のシート状電極積層体を捲回することにより前記捲回電極体を形成する捲回工程と
   を包含する、電池の製造方法。
2. 前記積層工程において、回動可能な一対のガイドロールを用いて前記正極シートおよび前記負極シートを前記セパレータシートとともに挟持する、請求項１に記載の製造方法。
3. 前記測定用電極は、回動可能な一対の電極ロールであり、
   前記測定工程は、前記電極ロールを前記シート状電極積層体の一面および他面にそれぞれ当接させて回動させつつ、該一対の電極ロール間に所定の電圧を印加することにより行われる、請求項１または２に記載の製造方法。
4. 前記測定工程は、前記一対の電極ロールで前記シート状電極積層体を積層方向に押し付けながら行なわれる、請求項３に記載の製造方法。
5. 前記一対の電極ロールの外周面は、前記シート状電極積層体の一面および他面に線接触している、請求項３または４に記載の製造方法。
6. 前記ガイドロールと前記電極ロールとは共通のロールで構成されている、請求項３から５の何れか一つに記載の製造方法。
7. 正極シート及び負極シートがセパレータシートを介して捲回されてなる捲回電極体を備えた電池の製造装置であって、
   前記正極シートと前記負極シートとを前記セパレータシートを介して相互に重ね合わせることによりシート状電極積層体を形成する積層手段と、
   前記積層されたシート状電極積層体に測定用電極を作用させて該シート状電極積層体の電気抵抗値を長尺方向に連続的に測定する抵抗値測定手段と、
   前記電気抵抗値を測定した後のシート状電極積層体を捲回することにより前記捲回電極体を形成する捲回手段と
   を備える、製造装置。
8. 前記積層手段は、回動可能な一対のガイドロールを備え、
   前記一対のガイドロールは、前記正極シートおよび前記負極シートを前記セパレータシートとともに挟持するように構成されている、請求項７に記載の製造装置。
9. 前記測定用電極は、回動可能な一対の電極ロールであり、
   前記電極ロールは、前記シート状電極積層体の一面および他面にそれぞれ当接しつつ回動し得るように構成されている、請求項７または８に記載の製造装置。
10. 前記一対の電極ロールは、前記シート状電極積層体を積層方向に押し付けつつ該シート状電極積層体に電圧を印加し得るように構成されている、請求項９に記載の製造装置。
11. 前記一対の電極ロールの外周面は、前記シート状電極積層体の一面および他面に線接触する、請求項９または１０に記載の製造装置。
12. 前記ガイドロールと前記電極ロールとは共通のロールで構成されている、請求項９から１１の何れか一つに記載の製造装置。

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