JP2010267469A - 電池及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】捲回電極体の内部短絡が抑制された電池、及び、捲回電極体の内部短絡を抑制することができる電池の製造方法を提供する。
【解決手段】電池１は、正極板１０の正極活物質未塗工部１３が捲回電極体４０の径方向に間隙Ｓ１をあけて捲回されてなる正極捲回部４４、正極捲回部４４の間隙Ｓ１に配置された正極スペーサ１６、負極板２０の負極活物質未塗工部２３が捲回電極体４０の径方向に間隙Ｓ２をあけて捲回されてなる負極捲回部４６、負極捲回部４６の間隙Ｓ２に配置された負極スペーサ（第１負極スペーサ２６と第２負極スペーサ２７）、及び、正極捲回部４４と負極捲回部４６との間に位置し正極板１０と負極板２０とセパレータ３０とが捲回されてなる発電部４２、を有する捲回電極体４０と、正極捲回部４４に溶接された正極集電部材７１と、負極捲回部４６に溶接された負極集電部材７２とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、捲回電極体を有する電池及びその製造方法に関する。

近年、エネルギー密度の高い電池として、捲回電極体を有する電池が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−３２９３９８号公報

捲回電極体を有する電池は、例えば、次のようにして製造する。まず、帯状の正極集電箔の表面に正極活物質を含む正極合材層を塗工した正極板を用意する。この正極板は、正極集電箔が延びる長手方向の一方辺に沿って延び、正極集電箔及び正極合材層を有する正極活物質塗工部と、この正極活物質塗工部と隣り合って長手方向の一方辺に沿って延び、正極合材層を有することなく正極集電箔のみからなる正極活物質未塗工部とを有する。

さらに、帯状の負極集電箔の表面に負極活物質を含む負極合材層を塗工した負極板を用意する。この負極板は、負極集電箔が延びる長手方向の一方辺に沿って延び、負極集電箔及び負極合材層を有する負極活物質塗工部と、この負極活物質塗工部と隣り合って長手方向の一方辺に沿って延び、負極合材層を有することなく負極集電箔のみからなる負極活物質未塗工部２３とを有する。

次に、正極板と負極板とセパレータとを積層して積層体を形成する。例えば、正極板、セパレータ、負極板、及びセパレータを、この順に積層する。詳細には、正極板の正極活物質未塗工部と負極板の負極活物質未塗工部が、幅方向（長手方向に直交する方向）で互いに背向する向きで、正極活物質未塗工部がセパレータ及び負極板と重なり合わないように、且つ、負極活物質未塗工部がセパレータ及び正極板と重なり合わないように積層する。

その後、上述のようにして形成した積層体を、捲回軸の周りに円筒状に捲回することで、正極板、負極板、及びセパレータが捲回された捲回電極体を形成する。この捲回電極体は、捲回電極体の軸線方向（捲回軸が延びる方向）について捲回電極体の一端部をなし、正極板の正極活物質未塗工部が捲回電極体の径方向に間隙をあけて捲回されてなる正極捲回部と、上記軸線方向について正極捲回部の他端部をなし、負極板の負極活物質未塗工部が捲回電極体の径方向に間隙をあけて捲回されてなる負極捲回部と、正極捲回部と負極捲回部との間に位置し、正極板（正極活物質塗工部）と負極板（負極活物質塗工部）とセパレータとが捲回されてなる発電部とを有する捲回電極体となる。

次に、正極集電部材を、捲回電極体の正極捲回部に溶接する。例えば、正極捲回部の端面（捲回電極体の軸線方向について捲回電極体の一端をなす面）と溶接する。また、負極集電部材を、捲回電極体の負極捲回部に溶接する。例えば、負極捲回部の端面（捲回電極体の軸線方向について捲回電極体の他端をなす面）と溶接する。その後、これらを電池ケースの筒内に収容し、正極集電部材を正極端子（例えば電池ケースの蓋）と溶接し、負極集電部材を負極端子（例えば電池ケースの筒底部）と溶接する。次いで、電池ケース内に電解液を注入した後、電池ケースの蓋で筒を封止する。これにより、捲回電極体を有する電池が完成する。

ところで、上述のように、正極集電部材を捲回電極体の正極捲回部に溶接するとき、スパッタが発生することがある。このスパッタが、正極捲回部の間隙を通じて捲回電極体の内部に進入し、捲回電極体の内部短絡（例えば、スパッタを通じて正極板と負極板とが電気的に接続する）が生じることがあった。また、負極集電部材を捲回電極体の負極捲回部に溶接するときも、スパッタが発生することがある。このスパッタが、負極捲回部の間隙を通じて捲回電極体の内部に進入し、捲回電極体の内部短絡が生じることがあった。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、捲回電極体の内部短絡が抑制された電池、及び、捲回電極体の内部短絡を抑制することができる電池の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、正極板、負極板、及びセパレータを捲回してなる捲回電極体であって、上記捲回電極体の軸線方向について上記捲回電極体の一端部をなし、上記正極板の正極活物質未塗工部が上記捲回電極体の径方向に間隙をあけて捲回されてなる正極捲回部、上記正極捲回部の上記間隙に配置された正極スペーサ、上記軸線方向について上記正極捲回部の他端部をなし、上記負極板の負極活物質未塗工部が上記捲回電極体の径方向に間隙をあけて捲回されてなる負極捲回部、上記負極捲回部の上記間隙に配置された負極スペーサ、及び上記正極捲回部と上記負極捲回部との間に位置し、上記正極板と上記負極板と上記セパレータとが捲回されてなる発電部、を有する捲回電極体と、上記正極捲回部に溶接された正極集電部材と、上記負極捲回部に溶接された負極集電部材と、を備える電池である。

上述の電池では、捲回電極体が、正極捲回部の間隙に配置された正極スペーサを有している。このため、当該電池の製造時において、捲回電極体の正極捲回部に正極集電部材を溶接したときにスパッタが発生した場合、正極スペーサによって、スパッタが、正極捲回部の間隙を通じて捲回電極体の内部に進入するのを抑制することができる。これにより、スパッタによる捲回電極体の内部短絡を抑制することができる。

さらに、上述の電池では、捲回電極体が、負極捲回部の間隙に配置された負極スペーサを有している。このため、当該電池の製造時において、捲回電極体の負極捲回部に負極集電部材を溶接したときにスパッタが発生した場合、負極スペーサによって、スパッタが、負極捲回部の間隙を通じて捲回電極体の内部に進入するのを抑制することができる。これにより、スパッタによる捲回電極体の内部短絡を抑制することができる。
以上より、上述の電池は、捲回電極体の内部短絡が抑制された電池となる。

なお、正極スペーサ及び負極スペーサは、樹脂、ゴム、金属など、いずれの材料を用いて形成しても良い。
また、正極板の正極活物質未塗工部とは、正極活物質を含む正極合材層を有することなく、正極板を構成する正極集電箔（例えば、アルミニウム箔）のみからなる部位をいう。また、負極板の負極活物質未塗工部とは、負極活物質を含む負極合材層を有することなく、負極板を構成する負極集電箔（例えば、銅箔）のみからなる部位をいう。

さらに、上記の電池であって、前記正極捲回部の前記間隙は、前記正極スペーサにより密閉されてなり、前記負極捲回部の前記間隙は、前記負極スペーサにより密閉されてなる電池とすると良い。

上述の電池では、正極捲回部の間隙が、正極スペーサにより密閉されている。このため、当該電池の製造時において、捲回電極体の正極捲回部に正極集電部材を溶接したときにスパッタが発生した場合、スパッタが、正極捲回部の間隙を通じて捲回電極体の内部に進入するのを防止することができる。これにより、スパッタによる捲回電極体の内部短絡を防止することができる。

さらに、上述の電池では、負極捲回部の間隙が、負極スペーサにより密閉されている。このため、当該電池の製造時において、捲回電極体の負極捲回部に負極集電部材を溶接したときにスパッタが発生した場合、スパッタが、負極捲回部の間隙を通じて捲回電極体の内部に進入するのを防止することができる。これにより、スパッタによる捲回電極体の内部短絡を防止することができる。
以上より、上述の電池は、捲回電極体の内部短絡が抑制された電池となる。

さらに、上記いずれかの電池であって、前記正極集電部材は、前記軸線方向について前記捲回電極体の一端をなす前記正極捲回部の端面と溶接されてなり、前記負極集電部材は、上記軸線方向について上記捲回電極体の他端をなす前記負極捲回部の端面と溶接されてなる電池とすると良い。

正極集電部材を正極捲回部の端面（捲回電極体の軸線方向について捲回電極体の一端をなす面、以下同じ）と溶接（例えば、レーザ溶接）する手法は、容易且つ適切に、正極集電部材と正極捲回部とを溶接できる。同様に、負極集電部材を負極捲回部の端面（捲回電極体の軸線方向について捲回電極体の他端をなす面、以下同じ）と溶接（例えば、レーザ溶接）する手法は、容易且つ適切に、負極集電部材と負極捲回部とを溶接できる。従って、上述の電池は、低コストで且つ溶接信頼性の高い電池となる。

ところが、正極集電部材を正極捲回部の端面と溶接する場合、当該溶接時に発生したスパッタが、正極捲回部の間隙を通じて捲回電極体の内部に進入し易くなる。これと同様に、負極集電部材を負極捲回部の端面と溶接する場合も、当該溶接時に発生したスパッタが、負極捲回部の間隙を通じて捲回電極体の内部に進入し易くなる。従って、従来、正極集電部材が正極捲回部の端面と溶接され、負極集電部材が負極捲回部の端面と溶接された電池では、スパッタによる捲回電極体の内部短絡が生じている可能性が高かった。

本願の上述の電池は、正極集電部材が正極捲回部の端面と溶接され、負極集電部材が負極捲回部の端面と溶接された電池である。しかしながら、前述のように、捲回電極体が、正極捲回部の間隙に配置された正極スペーサと負極捲回部の間隙に配置された負極スペーサとを有しているため、スパッタによる捲回電極体の内部短絡が抑制された電池となる。

さらに、上記の電池であって、前記軸線方向について、前記正極捲回部の前記端面の位置と前記正極スペーサの一端の位置とが一致し、上記軸線方向について、前記負極捲回部の前記端面の位置と前記負極スペーサの一端の位置とが一致してなる電池とすると良い。

正極集電部材を正極捲回部の端面と溶接する場合、例えば、正極集電部材を正極捲回部の端面に突き当てて溶接する。このため、従来、正極集電部材を正極捲回部の端面に突き当てたとき、正極捲回部が座屈してしまうことがあった。これにより、正極集電部材を正極捲回部の端面に、適切に溶接できないことがあった。同様に、負極集電部材を負極捲回部の端面と溶接する場合も、負極集電部材を負極捲回部の端面に突き当てたとき、負極捲回部が座屈してしまうことがあった。これにより、負極集電部材を負極捲回部の端面に、適切に溶接できないことがあった。

これに対し、上述の電池では、捲回電極体の軸線方向について、正極捲回部の端面の位置と正極スペーサの一端（捲回電極体の軸線方向にかかる一端）の位置とが一致している。このため、正極集電部材を正極捲回部の端面と溶接する場合に、正極集電部材を正極捲回部の端面に突き当てたとき、正極集電部材は正極スペーサの一端にも当接する。これにより、正極集電部材を突き当てたときの力を、正極捲回部と正極スペーサとによって受け止めることができるので、正極捲回部が座屈するのを防止できる。これにより、正極集電部材を正極捲回部の端面に、適切に溶接することができる。

さらに、上述の電池では、捲回電極体の軸線方向について、負極捲回部の端面の位置と負極スペーサの一端（捲回電極体の軸線方向にかかる一端）の位置とが一致している。このため、負極集電部材を負極捲回部の端面と溶接する場合に、負極集電部材を負極捲回部の端面に突き当てたとき、負極集電部材は負極スペーサの一端にも当接する。これにより、負極集電部材を突き当てたときの力を、負極捲回部と負極スペーサとによって受け止めることができるので、負極捲回部が座屈するのを防止できる。これにより、負極集電部材を負極捲回部の端面に、適切に溶接することができる。
以上より、上述の電池は、正極集電部材と正極捲回部の端面、及び、負極集電部材と負極捲回部の端面が、適切に溶接された電池となる。

本発明の他の態様は、前記いずれかの電池を製造する方法であって、前記正極板と前記負極板と前記セパレータとが積層された積層体であって、上記正極板の前記正極活物質未塗工部の表面に前記正極スペーサが積層され、且つ、上記負極板の前記負極活物質未塗工部の表面に前記負極スペーサが積層された積層体を形成する積層工程と、上記積層体を捲回軸周りに捲回して、前記捲回電極体を形成する捲回工程と、前記正極集電部材を、上記捲回電極体の上記正極活物質未塗工部が捲回されてなる前記正極捲回部に溶接する工程と、前記負極集電部材を、上記捲回電極体の上記負極活物質未塗工部が捲回されてなる前記負極捲回部に溶接する工程と、を備える電池の製造方法である。

上述の電池の製造方法では、積層工程において、正極板の正極活物質未塗工部の表面に前記正極スペーサが積層され、且つ、負極板の負極活物質未塗工部の表面に前記負極スペーサが積層された積層体を形成する。ここで、前記正極スペーサは、前述のように、正極捲回部の間隙に配置される部材である。すなわち、前記正極スペーサは、捲回電極体を形成したときに正極捲回部の間隙（捲回電極体の径方向に隣り合う正極活物質未塗工部の隙間）に配置されることが可能な厚み（捲回電極体の径方向に隣り合う正極活物質未塗工部の隙間と等しい厚み、またはそれ以下の厚み）を有する部材である。また、前記負極スペーサは、前述のように、負極捲回部の間隙に配置される部材である。すなわち、前記負極スペーサは、捲回電極体を形成したときに負極捲回部の間隙（捲回電極体の径方向に隣り合う負極活物質未塗工部の隙間）に配置されることが可能な厚み（捲回電極体の径方向に隣り合う負極活物質未塗工部の隙間に等しい厚み、またはそれ以下の厚み）を有する部材である。

これにより、捲回工程において、積層工程で形成した積層体を捲回軸周りに捲回することで、前記捲回電極体を形成することができる。すなわち、正極捲回部の間隙に配置された正極スペーサと負極捲回部の間隙に配置された負極スペーサとを有する捲回電極体を形成することができる。

従って、その後、捲回電極体の正極捲回部に正極集電部材を溶接する工程において、スパッタが発生したとしても、正極スペーサによって、スパッタが、正極捲回部の間隙を通じて捲回電極体の内部に進入するのを抑制することができる。同様に、捲回電極体の負極捲回部に負極集電部材を溶接する工程において、スパッタが発生したとしても、負極スペーサによって、スパッタが、負極捲回部の間隙を通じて捲回電極体の内部に進入するのを抑制することができる。これにより、スパッタによる捲回電極体の内部短絡を抑制することができる。

実施例にかかる電池の側面図である。 実施例にかかる電池の上面図である。 実施例にかかる電池の断面図であり、図２のＢ−Ｂ矢視断面図に相当する。 実施例にかかる電池の断面図であり、図１のＣ−Ｃ矢視断面図に相当する。 実施例にかかる電池の断面図であり、図１のＤ−Ｄ矢視断面図に相当する。 実施例にかかる正極板を示す図である。 実施例にかかる負極板を示す図である。 実施例にかかる積層工程を説明する図である。 実施例にかかる捲回工程を説明する図である。 実施例にかかる捲回電極体の側面図である。 実施例にかかる捲回電極体の上面図である。 実施例にかかる捲回電極体の底面図である。 実施例にかかる捲回電極体の断面図であり、図１１のＥ−Ｅ矢視断面図に相当する。 実施例にかかる集電部材溶接工程を説明する図である。

（実施例）
本実施例の電池１は、図１及び図２に示すように、略円筒形状の電池である。この電池１は、図３に示すように、捲回電極体４０と、この捲回電極体４０を収容する電池ケース６０とを有する。このうち、捲回電極体４０は、正極板１０と負極板２０とセパレータ３０とが、捲回軸４５の周りに捲回された略円筒形状の捲回電極体である。

正極板１０は、図６に示すように、正極集電箔１１が延びる長手方向（図６において左右方向）の一方辺１０ｂに沿って延び、正極集電箔１１及び正極合材層１２を有する正極活物質塗工部１４と、この正極活物質塗工部１４と隣り合って長手方向の一方辺１０ｂに沿って延び、正極合材層１２を有することなく、正極集電箔１１のみからなる正極活物質未塗工部１３とを有している。

なお、正極集電箔１１としては、例えば、アルミニウム箔を用いることができる。また、正極合材層１２は、正極活物質やバインダなどにより構成されている。正極活物質としては、例えば、ニッケル酸リチウムを用いることができる。

負極板２０は、図７に示すように、負極集電箔２１が延びる長手方向（図７において左右方向）の一方辺２０ｂに沿って延び、負極集電箔２１及び負極合材層２２を有する負極活物質塗工部２４と、この負極活物質塗工部２４と隣り合って長手方向の一方辺２０ｂに沿って延び、負極合材層２２を有することなく、負極集電箔２１のみからなる負極活物質未塗工部２３とを有している。

なお、負極集電箔２１としては、例えば、銅箔を用いることができる。また、負極合材層２２は、負極活物質やバインダなどにより構成されている。負極活物質としては、例えば、天然黒鉛を用いることができる。

電池ケース６０は、略円筒型の電池ケースであり、有底円筒状をなす金属製の電池ケース本体６１と、円板状をなす金属製の封口蓋６２とを有する（図１〜図３参照）。封口蓋６２は、図３に示すように、電気絶縁性樹脂からなる円環状のガスケット６９を電池ケース本体６１との間に介在させて、電池ケース本体６１の開口部６１Ｈでかしめられている。これにより、電池ケース本体６１と封口蓋６２との間を電気的に絶縁しつつ、捲回電極体４０を収容した電池ケース本体６１と封口蓋６２とが一体とされて、電池ケース６０をなしている。

ここで、本実施例の捲回電極体４０について、詳細に説明する。捲回電極体４０は、図３に示すように、軸線方向Ｘ（捲回軸４５が延びる方向、図３において上下方向）について捲回電極体４０の一端部（図３において上端部）をなす正極捲回部４４と、軸線方向Ｘについて捲回電極体４０の他端部（図３において下端部）をなす負極捲回部４６と、正極捲回部４４と負極捲回部４６との間に位置する発電部４２とを有する。

正極捲回部４４は、正極板１０の正極活物質未塗工部１３が、捲回電極体４０の径方向（図３において左右方向）に間隙Ｓ１をあけて捲回されている部位である。負極捲回部４６は、負極板２０の負極活物質未塗工部２３が、捲回電極体４０の径方向に間隙Ｓ２をあけて捲回されている部位である。発電部４２は、正極板１０（正極活物質塗工部１４）と負極板２０（負極活物質塗工部２４）とセパレータ３０とが捲回されてなる部位である。

さらに、本実施例の捲回電極体４０は、正極捲回部４４の間隙Ｓ１に配置された正極スペーサ１６を有している（図３及び図４参照）。詳細には、正極スペーサ１６は、正極捲回部４４の間隙Ｓ１を密閉するように配置されている。これにより、正極捲回部４４の間隙Ｓ１は、正極スペーサ１６により密閉されている。しかも、軸線方向Ｘ（図３において上下方向）について、正極捲回部４４の端面４４ｂの位置と正極スペーサ１６の一端１６ｂ（端面）の位置とが一致している（図３参照）。換言すれば、正極捲回部４４の端面４４ｂと正極スペーサ１６の一端１６ｂ（端面）とが面一になっている。なお、本実施例では、正極スペーサ１６として、ポリプロピレンシートを用いている。

さらに、捲回電極体４０は、負極捲回部４６の間隙Ｓ２に配置された第１負極スペーサ２６及び第２負極スペーサ２７を有している（図３及び図５参照）。詳細には、第１負極スペーサ２６及び第２負極スペーサ２７は、負極捲回部４６の間隙Ｓ２を密閉するように配置されている。これにより、負極捲回部４６の間隙Ｓ２は、第１負極スペーサ２６及び第２負極スペーサ２７により密閉されている。しかも、軸線方向Ｘ（図３において上下方向）について、負極捲回部４６の端面４６ｂの位置と第１負極スペーサ２６及び第２負極スペーサ２７の一端２６ｂ，２７ｂ（端面）の位置とが一致している（図３参照）。換言すれば、負極捲回部４６の端面４６ｂと第１負極スペーサ２６及び第２負極スペーサ２７の一端２６ｂ，２７ｂ（端面）とが面一になっている。なお、本実施例では、第１負極スペーサ２６及び第２負極スペーサ２７として、ポリプロピレンシートを用いている。

また、正極捲回部４４は、その端面４４ｂにおいて、略十字形状の金属板からなる正極集電部材７１に溶接されている。さらに、正極集電部材７１は、帯状の金属薄板からなる接続部材５３を通じて、封口蓋６２の天井部６２ｂに電気的に接続されている。これにより、本実施例の電池１では、封口蓋６２の天井部６２ｂが正極外部端子となる。

また、負極捲回部４６は、その端面４６ｂにおいて、円板状の金属板からなる負極集電部材７２に溶接されている。さらに、負極集電部材７２は、電池ケース本体６１の底部６１ｂに溶接されている。これにより、本実施例の電池１では、電池ケース本体６１の底部６１ｂが負極外部端子となる。

なお、捲回電極体４０は、捲回数５０の捲回電極体（後述する積層体４０Ｂを、捲回軸４５の周りに５０回巻いた捲回電極体）であるが、図３〜図５及び図１１〜図１４では、捲回電極体４０の図示を簡略化（５回巻に簡略化）している。

次に、実施例にかかる電池１の製造方法について、以下に説明する。
まず、図６に示すように、帯状の正極集電箔１１の表面に正極合材層１２を形成した正極板１０を用意する。この正極板１０は、正極集電箔１１が延びる長手方向（図６において左右方向）の一方辺１０ｂに沿って延び、正極集電箔１１及び正極合材層１２を有する正極活物質塗工部１４と、この正極活物質塗工部１４と隣り合って長手方向の一方辺１０ｂに沿って延び、正極合材層１２を有することなく、正極集電箔１１のみからなる正極活物質未塗工部１３とを有している。

さらに、図７に示すように、帯状の負極集電箔２１の表面に負極合材層２２を形成した負極板２０を用意する。この負極板２０は、負極集電箔２１が延びる長手方向（図７において左右方向）の一方辺２０ｂに沿って延び、負極集電箔２１及び負極合材層２２を有する負極活物質塗工部２４と、この負極活物質塗工部２４と隣り合って長手方向の一方辺２０ｂに沿って延び、負極合材層２２を有することなく、負極集電箔２１のみからなる負極活物質未塗工部２３とを有している。

次に、積層工程において、図８に示すように、正極板１０、セパレータ３０、負極板２０、及びセパレータ３０を、この順に積層する。具体的には、正極板１０の正極活物質未塗工部１３と負極板２０の負極活物質未塗工部２３が、幅方向（図８において左右方向）で互いに背向する向きで、正極活物質未塗工部１３がセパレータ３０及び負極板２０と重なり合わないように、且つ、負極活物質未塗工部２３がセパレータ３０及び正極板１０と重なり合わないように積層する。

さらに、正極板１０の正極活物質未塗工部１３の表面に、正極スペーサ１６を積層する。さらに、負極板２０の負極活物質未塗工部２３の表面（両面）に、第１負極スペーサ２６と第２負極スペーサ２７を積層する。

なお、本実施例では、正極スペーサ１６の厚みＴ１を、正極合材層１２とセパレータ３０と負極板２０とセパレータ３０とを合わせた厚みと等しくしている。また、第１負極スペーサ２６の厚みＴ２を、セパレータ３０と正極板１０とを合わせた厚みと等しくしている。さらに、第２負極スペーサ２７の厚みＴ２を、負極合材層２２とセパレータ３０とを合わせた厚みと等しくしている。これにより、厚みが均一な矩形薄板状の積層体４０Ｂが形成される。

しかも、本実施例では、正極板１０の幅方向（図８において左右方向）について、正極活物質未塗工部１３の端面１３ｂの位置と正極スペーサ１６の一端１６ｂ（端面）の位置とを一致させている。換言すれば、正極活物質未塗工部１３の端面１３ｂと正極スペーサ１６の一端１６ｂ（端面）とを面一にしている。さらに、負極板２０の幅方向（図８において左右方向）について、負極活物質未塗工部２３の端面２３ｂの位置と第１負極スペーサ２６及び第２負極スペーサ２７の一端２６ｂ，２７ｂ（端面）の位置とを一致させている。換言すれば、負極活物質未塗工部２３の端面２３ｂと第１負極スペーサ２６及び第２負極スペーサ２７の一端２６ｂ，２７ｂ（端面）とを面一にしている。

次いで、捲回工程に進み、図９に示すように、円筒状の捲回軸４５の周りに、積層体４０Ｂを円筒状に捲回する。これにより、略円筒形状の捲回電極体４０（図１０〜図１２参照）を形成することができる。なお、本実施例では、積層体４０Ｂを、捲回軸４５の周りに５０回捲回した。その後、捲回電極体４０の外周を、電気絶縁性の樹脂フィルム６８で被覆した。

この捲回電極体４０では、正極捲回部４４の間隙Ｓ１に、正極スペーサ１６が配置される（図１１、図１３参照）。詳細には、正極捲回部４４の間隙Ｓ１が、正極スペーサ１６によって密閉される（図１１、図１３参照）。さらに、正極捲回部４４の最内周をなす正極活物質未塗工部１３の内周面（正極活物質未塗工部１３と捲回軸４５との間）にも、正極スペーサ１６が配置される。また、負極捲回部４６の間隙Ｓ２に、第１負極スペーサ２６及び第２負極スペーサ２７が配置される（図１２、図１３参照）。詳細には、負極捲回部４６の間隙Ｓ２が、第１負極スペーサ２６及び第２負極スペーサ２７によって密閉される（図１２、図１３参照）。さらに、負極捲回部４６の最外周をなす負極活物質未塗工部２３の外周面にも、第２負極スペーサ２７が配置される。

しかも、軸線方向Ｘ（図１３において上下方向）について、正極捲回部４４の端面４４ｂの位置と正極スペーサ１６の一端１６ｂ（端面）の位置とが一致する（図１３参照）。換言すれば、正極捲回部４４の端面４４ｂと正極スペーサ１６の一端１６ｂ（端面）とが面一になる。さらに、軸線方向Ｘについて、負極捲回部４６の端面４６ｂの位置と第１負極スペーサ２６及び第２負極スペーサ２７の一端２６ｂ，２７ｂ（端面）の位置とが一致する（図１３参照）。換言すれば、負極捲回部４６の端面４６ｂと第１負極スペーサ２６及び第２負極スペーサ２７の一端２６ｂ，２７ｂ（端面）とが面一になる。

その後、集電部材溶接工程に進み、正極捲回部４４に正極集電部材７１を溶接した。具体的には、図１４に示すように、正極集電部材７１を、正極捲回部４４の端面４４ｂ（軸線方向Ｘについて捲回電極体４０の一端（図１４において上端）をなす面）に突き当てた状態で、正極集電部材７１の表面にレーザービームＬＢを照射して、正極捲回部４４と正極集電部材７１とをレーザ溶接した。さらに、負極捲回部４６に負極集電部材７２を溶接した。具体的には、図１４に示すように、負極集電部材７２を、負極捲回部４６の端面４６ｂ（軸線方向Ｘについて捲回電極体４０の他端（図１４において下端）をなす面）に突き当てた状態で、負極集電部材７２の表面にレーザービームＬＢを照射して、負極捲回部４６と負極集電部材７２とをレーザ溶接した。

ところで、従来の製造方法では、正極集電部材を正極捲回部（特に、正極捲回部の端面）と溶接する場合、当該溶接時に発生したスパッタが、正極捲回部の間隙Ｓ１を通じて捲回電極体の内部に進入することがあった。同様に、負極集電部材を負極捲回部（特に、負極捲回部の端面）と溶接する場合も、当該溶接時に発生したスパッタが、負極捲回部の間隙Ｓ２を通じて捲回電極体の内部に進入することがあった。従って、従来の製造方法では、スパッタによって捲回電極体の内部短絡（スパッタを通じた正極板と負極板との電気的接続など）が生じることがあった。

これに対し、本実施例の製造方法では、上述のように、正極捲回部４４の間隙Ｓ１に正極スペーサ１６が配置された捲回電極体４０（図１１、図１３参照）を製造している。詳細には、正極捲回部４４の間隙Ｓ１を、正極スペーサ１６によって密閉している。さらに、正極捲回部４４の最内周をなす正極活物質未塗工部１３の内周面（正極活物質未塗工部１３と捲回軸４５との間）にも、正極スペーサ１６を配置している。このため、正極捲回部４４に正極集電部材７１を溶接したときにスパッタが発生したとしても、スパッタが捲回電極体４０の内部に進入するのを抑制することができる。

さらに、本実施例で製造した捲回電極体４０では、負極捲回部４６の間隙Ｓ２に、第１負極スペーサ２６及び第２負極スペーサ２７が配置されている（図１２、図１３参照）。詳細には、負極捲回部４６の間隙Ｓ２が、第１負極スペーサ２６及び第２負極スペーサ２７によって密閉されている。さらに、負極捲回部４６の最外周をなす負極活物質未塗工部２３の外周面にも、第２負極スペーサ２７が配置されている。このため、負極捲回部４６に負極集電部材７２を溶接したときにスパッタが発生したとしても、スパッタが捲回電極体４０の内部に進入するのを抑制することができる。
従って、本実施例の製造方法によれば、スパッタによる捲回電極体４０の内部短絡を抑制することができる。

しかも、本実施例で製造した捲回電極体４０では、軸線方向Ｘ（図１３において上下方向）について、正極捲回部４４の端面４４ｂの位置と正極スペーサ１６の一端１６ｂ（端面）の位置とを一致させている（図１３参照）。換言すれば、正極捲回部４４の端面４４ｂと正極スペーサ１６の一端１６ｂ（端面）とを面一にしている。このため、集電部材溶接工程において、正極集電部材７１を正極捲回部４４の端面４４ｂに突き当てたとき、正極集電部材７１は正極スペーサ１６の一端１６ｂにも当接する（図１４参照）。これにより、正極集電部材７１を突き当てたときの力を、正極捲回部４４と正極スペーサ１６とによって受け止めることができるので、正極捲回部４４（正極活物質未塗工部１３をなす正極集電箔１１）が座屈するのを防止できる。これにより、正極集電部材７１を正極捲回部４４の端面４４ｂに、適切に溶接することができる。

さらに、本実施例で製造した捲回電極体４０では、軸線方向Ｘについて、負極捲回部４６の端面４６ｂの位置と第１負極スペーサ２６及び第２負極スペーサ２７の一端２６ｂ，２７ｂ（端面）の位置とを一致させている（図１３参照）。換言すれば、負極捲回部４６の端面４６ｂと第１負極スペーサ２６及び第２負極スペーサ２７の一端２６ｂ，２７ｂ（端面）とを面一にしている。このため、集電部材溶接工程において、負極集電部材７２を負極捲回部４６の端面４６ｂに突き当てたとき、負極集電部材７２は、第１負極スペーサ２６及び第２負極スペーサ２７の一端２６ｂ，２７ｂ（端面）にも当接する（図１４参照）。これにより、負極集電部材７２を突き当てたときの力を、負極捲回部４６と第１負極スペーサ２６と第２負極スペーサ２７とによって受け止めることができるので、負極捲回部４６（負極活物質未塗工部２３をなす負極集電箔２１）が座屈するのを防止できる。これにより、負極集電部材７２を負極捲回部４６の端面４６ｂに、適切に溶接することができる。

その後、正極集電部材７１及び負極集電部材７２を溶接した捲回電極体４０を、電池ケース本体６１の内部に収容する（図３参照）。次いで、負極集電部材７２を電池ケース本体６１の底部６１ｂに溶接する。これにより、電池ケース本体６１の底部６１ｂが負極外部端子となる。さらに、接続部材５３の一端部を正極集電部材７１に溶接し、接続部材５３の他端部を封口蓋６２の天井部６２ｂに溶接する。これにより、正極集電部材７１と封口蓋６２の天井部６２ｂとが接続部材５３を通じて電気的に接続されるので、封口蓋６２の天井部６２ｂが正極外部端子となる。

次いで、電池ケース本体６１の内部に電解液を注入した後、ガスケット６９を外周端部６２ｃに配置した封口蓋６２を、電池ケース本体６１の開口部６１Ｈの内側に配置した状態で、電池ケース本体６１の開口部６１Ｈを加締める。このようにして、電池ケース本体６１と封口蓋６２との間を電気的に絶縁しつつ、電池ケース本体６１と封口蓋６２とを一体とした電池ケース６０を形成する。これにより、本実施例の電池１が完成する。
以上より、本実施例の電池１は、捲回電極体４０の内部短絡（詳細には、集電部材溶接工程において発生したスパッタによる捲回電極体４０の内部短絡）が抑制された電池となる。

以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。

例えば、実施例の製造方法では、積層工程において、帯状の正極スペーサ１６を正極活物質未塗工部１３の表面に積層し、帯状の第１負極スペーサ２６及び第２負極スペーサ２７を負極活物質未塗工部２３の表面に積層した積層体４０Ｂを形成した後、捲回工程において、この積層体４０Ｂを捲回した。これにより、正極捲回部４４の間隙Ｓ１が正極スペーサ１６によって密閉され、且つ、負極捲回部４６の間隙Ｓ２が第１負極スペーサ２６及び第２負極スペーサ２７によって密閉された捲回電極体４０を製造した。

しかしながら、正極スペーサ１６、第１負極スペーサ２６、及び第２負極スペーサ２７を積層することなく、正極板１０、セパレータ３０、負極板２０、及びセパレータ３０のみを積層して積層体を形成し、この積層体を捲回するようにしても良い。その後、この捲回体の正極捲回部の間隙Ｓ１内に液状の樹脂を充填して、硬化させて、正極捲回部の間隙Ｓ１を密閉するようにしても良い（この場合、硬化した充填樹脂が正極スペーサとなる）。同様に、捲回体の負極捲回部の間隙Ｓ２内に液状の樹脂を充填して、硬化させて、負極捲回部の間隙Ｓ２を密閉するようにしても良い（この場合、硬化した充填樹脂が負極スペーサとなる）。

１ 電池
１０ 正極板
１３ 正極活物質未塗工部
１６ 正極スペーサ
２０ 負極板
２３ 負極活物質未塗工部
２６ 第１負極スペーサ
２７ 第２負極スペーサ
３０ セパレータ
４０ 捲回電極体
４０Ｂ 積層体
４２ 発電部
４４ 正極捲回部
４４ｂ 正極捲回部の端面
４５ 捲回軸
４６ 負極捲回部
４６ｂ 負極捲回部の端面
７１ 正極集電部材
７２ 負極集電部材
Ｓ１ 正極捲回部の間隙
Ｓ２ 負極捲回部の間隙
Ｘ 捲回電極体の軸線方向

Claims (5)

1. 正極板、負極板、及びセパレータを捲回してなる捲回電極体であって、
   上記捲回電極体の軸線方向について上記捲回電極体の一端部をなし、上記正極板の正極活物質未塗工部が上記捲回電極体の径方向に間隙をあけて捲回されてなる正極捲回部、
   上記正極捲回部の上記間隙に配置された正極スペーサ、
   上記軸線方向について上記正極捲回部の他端部をなし、上記負極板の負極活物質未塗工部が上記捲回電極体の径方向に間隙をあけて捲回されてなる負極捲回部、
   上記負極捲回部の上記間隙に配置された負極スペーサ、及び
   上記正極捲回部と上記負極捲回部との間に位置し、上記正極板と上記負極板と上記セパレータとが捲回されてなる発電部、を有する
   捲回電極体と、
   上記正極捲回部に溶接された正極集電部材と、
   上記負極捲回部に溶接された負極集電部材と、を備える
   電池。
2. 請求項１に記載の電池であって、
   前記正極捲回部の前記間隙は、前記正極スペーサにより密閉されてなり、
   前記負極捲回部の前記間隙は、前記負極スペーサにより密閉されてなる
   電池。
3. 請求項１または請求項２に記載の電池であって、
   前記正極集電部材は、前記軸線方向について前記捲回電極体の一端をなす前記正極捲回部の端面と溶接されてなり、
   前記負極集電部材は、上記軸線方向について上記捲回電極体の他端をなす前記負極捲回部の端面と溶接されてなる
   電池。
4. 請求項３に記載の電池であって、
   前記軸線方向について、前記正極捲回部の前記端面の位置と前記正極スペーサの一端の位置とが一致し、
   上記軸線方向について、前記負極捲回部の前記端面の位置と前記負極スペーサの一端の位置とが一致してなる
   電池。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の電池を製造する方法であって、
   前記正極板と前記負極板と前記セパレータとが積層された積層体であって、上記正極板の前記正極活物質未塗工部の表面に前記正極スペーサが積層され、且つ、上記負極板の前記負極活物質未塗工部の表面に前記負極スペーサが積層された積層体を形成する積層工程と、
   上記積層体を捲回軸周りに捲回して、前記捲回電極体を形成する捲回工程と、
   前記正極集電部材を、上記捲回電極体の上記正極活物質未塗工部が捲回されてなる前記正極捲回部に溶接する工程と、
   前記負極集電部材を、上記捲回電極体の上記負極活物質未塗工部が捲回されてなる前記負極捲回部に溶接する工程と、を備える
   電池の製造方法。

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