JP2014216252A - Square secondary battery - Google Patents

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直子 月森
Naoko Tsukimori
直子 月森
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a secondary battery including an electrode group in which two sheets of separators are simply wound around an axis center with a sufficient strength.SOLUTION: A square secondary battery 1 of the present invention includes an electrode group 40 in which a positive electrode 41 and a negative electrode 42 are wound around an axis center 40a with separators 43, 44 interposed therebetween. The separators 43, 44 comprise a first separator 43 and a second separator 44. In the first separator 43, a winding start end of the first separator 43 is thermally welded to the axis center 40a to be wound. In the second separator 44, a winding start end of the second separator 44 is rolled in by the first separator 43 to be wound together with the first separator 43.

Description

本発明は、軸芯に電極を捲回する電極群を有する角形二次電池に関する。   The present invention relates to a prismatic secondary battery having an electrode group that winds an electrode around an axis.

近年、電気自動車等の動力源として、エネルギー密度の高い二次電池の開発が進められており、その一つとして、角形二次電池がある。角形二次電池は、正極電極と負極電極を間にセパレータを介在させて捲回した捲回式の電極群を有する。捲回式の電極群は、軸芯にセパレータの巻き始め端部を熱溶着して、セパレータに電極を重ね合わせて捲回した構造を有する。具体的には、軸芯に2枚のセパレータの巻き始め端部を重ね合わせて熱溶着し、正極電極と負極電極の間に各セパレータが介在されるように捲回することで構成されている。   In recent years, secondary batteries with high energy density have been developed as power sources for electric vehicles and the like, and one of them is a prismatic secondary battery. A prismatic secondary battery has a wound electrode group in which a positive electrode and a negative electrode are wound with a separator interposed therebetween. The wound electrode group has a structure in which the winding start end portion of the separator is heat-welded to the shaft core, and the electrode is superimposed on the separator and wound. Specifically, the winding start ends of two separators are overlapped on the shaft core and heat-welded, and wound so that each separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode. .

特開2011−175749号公報JP 2011-175749 A

従来は、2枚のセパレータの巻き始め端部を重ね合わせて軸芯に熱溶着していたので、重ね合わせた厚さ分だけの加熱温度及び時間が必要であった。また、2枚に重ね合わされたセパレータのうち、外側のセパレータにヒータブロックを直接押し付けて溶融し、その熱により内側のセパレータを溶融して軸芯に熱溶着しているので、外側のセパレータの方が内側のセパレータよりも受ける熱量が多く、加熱温度の調整不足による外側のセパレータの溶け過ぎや、内側のセパレータの軸芯への溶着強度不足等の問題の発生を防ぐために、加熱温度の微妙な調整が必要であった。   Conventionally, since the winding start ends of the two separators were overlapped and thermally welded to the shaft core, heating temperature and time corresponding to the overlapped thicknesses were required. Of the two stacked separators, the heater block is directly pressed against the outer separator and melted, and the inner separator is melted by the heat and thermally welded to the shaft. In order to prevent problems such as excessive melting of the outer separator due to insufficient adjustment of the heating temperature and insufficient welding strength to the inner core of the inner separator due to insufficient adjustment of the heating temperature, the heating temperature is subtle. Adjustment was necessary.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、2枚のセパレータが軸芯に容易に且つ十分な強度で巻き付けられている電極群を有する角形二次電池を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a prismatic secondary battery having an electrode group in which two separators are easily wound around a shaft core with sufficient strength. It is to be.

上記課題を解決する本発明の角形二次電池は、セパレータを間に介して正極と負極が軸芯に捲回された電極群を有する角形二次電池であって、前記セパレータは、第1セパレータと第2セパレータを有しており、前記第1セパレータは、該第1セパレータの巻き始め端部が前記軸芯に熱溶着されて捲回され、前記第2セパレータは、該第2セパレータの巻き始め端部が前記第1セパレータによって巻き込まれて前記第1セパレータと共に捲回されていることを特徴としている。   The prismatic secondary battery of the present invention that solves the above problems is a prismatic secondary battery having an electrode group in which a positive electrode and a negative electrode are wound around an axis with a separator interposed therebetween, and the separator is a first separator. And a second separator, wherein the first separator is wound with the winding start end portion of the first separator being thermally welded to the shaft core, and the second separator is wound around the second separator. A starting end portion is wound around the first separator and wound together with the first separator.

本発明によれば、2枚のセパレータが軸芯に容易でかつ十分な強度で巻き付けられて、セパレータのずれのない電極群を有する二次電池を提供することができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。   According to the present invention, it is possible to provide a secondary battery having an electrode group in which two separators are easily wound around a shaft core with sufficient strength and the separator is not displaced. Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.

本形態の形態に係わる二次電池の外観斜視図。The external appearance perspective view of the secondary battery concerning the form of this form. 図1に示された二次電池の分解斜視図。FIG. 2 is an exploded perspective view of the secondary battery shown in FIG. 1. 図2に示された電極群の一部を展開した状態の外観斜視図。FIG. 3 is an external perspective view showing a state where a part of the electrode group shown in FIG. 2 is developed. 電極群製造装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of an electrode group manufacturing apparatus. 実施例1におけるセパレータの巻き始め端部の構成を模式的に示す分解図。FIG. 3 is an exploded view schematically showing a configuration of a winding start end portion of the separator in the first embodiment. 実施例1におけるセパレータの巻き始め端部の構成を模式的に示す組立図。FIG. 3 is an assembly diagram schematically illustrating a configuration of a winding start end portion of the separator according to the first embodiment. 実施例1におけるセパレータの捲回方法を説明する図。FIG. 5 is a diagram illustrating a separator winding method according to the first embodiment. 実施例2におけるセパレータの捲回方法を説明する図。FIG. 6 is a diagram for explaining a separator winding method according to the second embodiment.

本実施の形態における角形二次電池の電極群は、樹脂層の少なくとも一方の面に耐熱層が形成された第1セパレータおよび第2セパレータを用いて、第1セパレータの耐熱層と第2セパレータの耐熱層とを対向させ、第2セパレータを軸芯側に配置し、第1セパレータは第2セパレータの巻き始めの端部を覆うように外側に配置し、第1セパレータの巻き始めの端部を軸芯に溶着し、第2セパレータは軸芯と第1セパレータに挟み込まれ、接触抵抗により溶着された第1セパレータと同様に捲回された構成を有している。   The electrode group of the prismatic secondary battery in the present embodiment uses the first separator and the second separator in which the heat-resistant layer is formed on at least one surface of the resin layer, and the heat-resistant layer of the first separator and the second separator The second separator is disposed on the axial center side so as to face the heat-resistant layer, the first separator is disposed outside so as to cover the winding start end of the second separator, and the winding start end of the first separator is arranged. The second separator is welded to the shaft core, and the second separator is sandwiched between the shaft core and the first separator, and is wound like the first separator welded by contact resistance.

以下、本実施の形態について図面を用いて説明する。
まず、角形二次電池の全体構成について説明し、次いで、各実施例の特徴構成について説明する。
Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the drawings.
First, the overall configuration of the prismatic secondary battery will be described, and then the characteristic configuration of each example will be described.

図1は、本実施形態における二次電池の外観斜視図、図2は、図1に示された二次電池の分解斜視図である。
角形二次電池1は、薄型のほぼ直方体形状の電池容器2内に、電極群40が収容され、図示はしないが非水電解液が注入されて構成されている。電池容器2は、図1に示すように、電池蓋3と電池缶4を有している。電池蓋3および電池缶4は、例えば、アルミニウムあるいはアルミニウム合金などの金属製材料により構成されている。電池蓋3には、図2に示すように、正極集電板21、負極集電板31等が一体的に組みつけられており、電池蓋ユニット10として構成されている。
FIG. 1 is an external perspective view of a secondary battery according to this embodiment, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the secondary battery shown in FIG.
The prismatic secondary battery 1 is configured in such a manner that an electrode group 40 is accommodated in a thin and substantially rectangular parallelepiped battery case 2 and a non-aqueous electrolyte is injected (not shown). As shown in FIG. 1, the battery container 2 has a battery lid 3 and a battery can 4. The battery lid 3 and the battery can 4 are made of a metal material such as aluminum or an aluminum alloy, for example. As shown in FIG. 2, a positive electrode current collector plate 21, a negative electrode current collector plate 31, and the like are integrally assembled with the battery lid 3, and the battery lid unit 10 is configured.

電池蓋ユニット10の正極集電板21および負極集電板31は、それぞれ、電極群40の正極合剤未処理部41cまたは負極合剤未処理部42cに、例えば、超音波溶接により接合されることにより、電池蓋・発電ユニット50とされ、電池缶4の上端部の開口部から収容される。   The positive electrode current collector plate 21 and the negative electrode current collector plate 31 of the battery lid unit 10 are respectively joined to the positive electrode mixture untreated portion 41c or the negative electrode mixture untreated portion 42c of the electrode group 40 by, for example, ultrasonic welding. As a result, the battery lid / power generation unit 50 is formed and accommodated from the opening at the upper end of the battery can 4.

なお、図2においては、電池蓋・発電ユニット50は、直接電池缶4内に収容される図となっているが、電池蓋・発電ユニット50を、一旦、電気的に絶縁性を有するシート等で包んでから収容する構造であってもよい。   In FIG. 2, the battery lid / power generation unit 50 is directly accommodated in the battery can 4, but the battery lid / power generation unit 50 is temporarily electrically insulated from a sheet or the like. The structure may be accommodated after being wrapped in.

電池蓋3には、非水電解液を注入するための注液口(図示せず)が設けられており、注液栓11で密閉される。また、電池蓋3には過充電等でリチウムイオン二次電池1の内部圧力が予め設定された上限値を超えて上昇した際に、電池容器2を解放して圧力を抜くためのガス排出弁12が設けられている。ガス排出弁12には開裂用の破断溝12aが形成されている。   The battery lid 3 is provided with a liquid injection port (not shown) for injecting a non-aqueous electrolyte and is sealed with a liquid injection stopper 11. In addition, the battery cover 3 is a gas discharge valve for releasing the pressure by releasing the battery container 2 when the internal pressure of the lithium ion secondary battery 1 exceeds a preset upper limit value due to overcharge or the like. 12 is provided. The gas discharge valve 12 has a breaking groove 12a for cleavage.

非水電解液には、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとを体積比で1:2の割合で混合した混合液中に六フッ化リン酸リチウム(LiPF)を1モル/リットルの濃度で溶解したものを用いることができる。 The non-aqueous electrolyte is a solution in which lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is dissolved at a concentration of 1 mol / liter in a mixed solution in which ethylene carbonate and dimethyl carbonate are mixed at a volume ratio of 1: 2. Can be used.

電池蓋3は、レーザー溶接によって電池缶4に接合されて、電池缶4の上端開口を閉塞する。そして、注液口3aから電解液を注入した後に、注液栓11で注液口3aを塞ぎ、注液栓11を電池蓋3にレーザー溶接して、外部から封口される。電池蓋ユニット10は、電池蓋3と、正極側端子構成部20と、負極側端子構成部30を備える。   The battery lid 3 is joined to the battery can 4 by laser welding to close the upper end opening of the battery can 4. Then, after injecting the electrolytic solution from the liquid injection port 3a, the liquid injection port 3a is closed with the liquid injection plug 11, and the liquid injection plug 11 is laser welded to the battery lid 3 and sealed from the outside. The battery lid unit 10 includes a battery lid 3, a positive electrode side terminal component 20, and a negative electrode terminal component 30.

正極側端子構成部20は、外部正極端子24、正極接続端子25、正極端子板26、絶縁板27、ガスケット(図示せず)および正極集電板21から構成される。外部正極端子24、正極端子板26、正極接続端子25および正極集電板21は、一体的に固定され、電池蓋3に取り付けられている。   The positive electrode side terminal component 20 includes an external positive electrode terminal 24, a positive electrode connection terminal 25, a positive electrode terminal plate 26, an insulating plate 27, a gasket (not shown), and a positive electrode current collector plate 21. The external positive electrode terminal 24, the positive electrode terminal plate 26, the positive electrode connection terminal 25, and the positive electrode current collector plate 21 are integrally fixed and attached to the battery lid 3.

正極側端子構成部20を作成するには次のようにする。予め、正極集電板21を正極接続端子25にかしめて固定しておく。そして、電池蓋3の貫通孔にガスケットを嵌入しておく。そして電池蓋3上に絶縁板27を、電池蓋3の貫通孔と絶縁板27の貫通孔とを位置合わせして配置する。   The positive electrode side terminal component 20 is produced as follows. In advance, the positive electrode current collecting plate 21 is caulked and fixed to the positive electrode connection terminal 25. Then, a gasket is inserted into the through hole of the battery lid 3. Then, the insulating plate 27 is disposed on the battery lid 3 so that the through holes of the battery lid 3 and the through holes of the insulating plate 27 are aligned.

次に、外部正極端子24を正極端子板26に設けられた貫通孔に嵌入し、絶縁板27上で正極端子板26に固定する。外部正極端子24を正極端子板26にかしめてもよい。また、正極集電板21がかしめられた正極接続端子25を電池蓋3の裏側からガスケットの貫通孔に挿入し、正極接続端子25の先端部側を絶縁板27および正極端子板26の貫通孔に挿通する。正極接続端子25の先端側は、正極端子板26の貫通孔よりも僅かに小さい円筒形状を有しており、この正極接続端子25の先端部分をかしめることにより、正極接続端子25に固定され、正極側端子構成部20が電池蓋3に一体的に組み付けられる。   Next, the external positive terminal 24 is fitted into a through hole provided in the positive terminal plate 26 and fixed to the positive terminal plate 26 on the insulating plate 27. The external positive terminal 24 may be caulked to the positive terminal plate 26. Further, the positive electrode connection terminal 25 with the positive electrode current collector plate 21 crimped is inserted into the through hole of the gasket from the back side of the battery lid 3, and the tip end side of the positive electrode connection terminal 25 is the through hole of the insulating plate 27 and the positive electrode terminal plate 26. Insert through. The tip end side of the positive electrode connection terminal 25 has a cylindrical shape slightly smaller than the through hole of the positive electrode terminal plate 26, and is fixed to the positive electrode connection terminal 25 by caulking the tip portion of the positive electrode connection terminal 25. The positive electrode side terminal component 20 is integrally assembled to the battery lid 3.

この状態において、正極集電板21、正極接続端子25、正極端子板26および外部正極端子24は、電気的に接続されている。また、正極集電板21、正極接続端子25、正極端子板26および外部正極端子24は、絶縁板27およびガスケット(図示せず)によって電池蓋3と絶縁されている。   In this state, the positive electrode current collector plate 21, the positive electrode connection terminal 25, the positive electrode terminal plate 26, and the external positive electrode terminal 24 are electrically connected. Further, the positive electrode current collector plate 21, the positive electrode connection terminal 25, the positive electrode terminal plate 26 and the external positive electrode terminal 24 are insulated from the battery cover 3 by an insulating plate 27 and a gasket (not shown).

負極側端子構成部30は、外部負極端子34、負極接続端子35、負極端子板36、絶縁板37、ガスケット(図示せず)および負極集電板31から構成される。外部負極端子34、負極端子板36、負極接続端子35および負極集電板31は、電池蓋3に一体的に組み付けられている。   The negative electrode side terminal component 30 includes an external negative electrode terminal 34, a negative electrode connection terminal 35, a negative electrode terminal plate 36, an insulating plate 37, a gasket (not shown), and a negative electrode current collector plate 31. The external negative electrode terminal 34, the negative electrode terminal plate 36, the negative electrode connection terminal 35, and the negative electrode current collector plate 31 are assembled integrally with the battery lid 3.

負極側端子構成部30を作成するには次のようにする。予め、負極集電板31を負極接続端子35にかしめて固定しておく。そして、電池蓋3の貫通孔にガスケットを嵌入しておく。そして、電池蓋3上に絶縁板37を、電池蓋3の貫通孔と絶縁板37の貫通孔とを位置合わせして配置する。   The negative electrode side terminal component 30 is produced as follows. The negative electrode current collecting plate 31 is caulked and fixed to the negative electrode connection terminal 35 in advance. Then, a gasket is inserted into the through hole of the battery lid 3. Then, the insulating plate 37 is disposed on the battery lid 3 so that the through holes of the battery lid 3 and the through holes of the insulating plate 37 are aligned.

次に、外部負極端子34を負極端子板36に設けられた貫通孔に嵌入し、絶縁板37上で負極端子板36に固定する。また、負極集電板31がかしめられた負極接続端子35を電池蓋3の裏側からガスケットの貫通孔に挿入し、負極接続端子35の先端部側を絶縁板37および負極端子板36の貫通孔に挿通する。   Next, the external negative electrode terminal 34 is fitted into a through hole provided in the negative electrode terminal plate 36 and fixed to the negative electrode terminal plate 36 on the insulating plate 37. Further, the negative electrode connection terminal 35 with the negative electrode current collecting plate 31 crimped is inserted into the through hole of the gasket from the back side of the battery lid 3, and the tip end side of the negative electrode connection terminal 35 is the through hole of the insulating plate 37 and the negative electrode terminal plate 36. Insert through.

負極接続端子35の先端側は、負極端子板36の貫通孔よりも僅かに小さい円筒形状を有しており、この負極接続端子35の先端部分をかしめることにより、負極端子板36に固定され、負極側端子構成部30が電池蓋3に一体的に組み付けられている。   The tip end side of the negative electrode connection terminal 35 has a cylindrical shape slightly smaller than the through hole of the negative electrode terminal plate 36, and is fixed to the negative electrode terminal plate 36 by caulking the tip portion of the negative electrode connection terminal 35. The negative electrode side terminal component 30 is integrally assembled to the battery lid 3.

この状態において、負極集電板31、負極接続端子35、負極端子板36および外部負極端子34は、電気的に接続されている。また、負極集電板31、負極接続端子35、負極端子板36および外部負極端子34は、絶縁板37およびガスケット(図示せず)により電池蓋3と絶縁されている。   In this state, the negative electrode current collector plate 31, the negative electrode connection terminal 35, the negative electrode terminal plate 36, and the external negative electrode terminal 34 are electrically connected. In addition, the negative electrode current collector plate 31, the negative electrode connection terminal 35, the negative electrode terminal plate 36, and the external negative electrode terminal 34 are insulated from the battery lid 3 by an insulating plate 37 and a gasket (not shown).

電池蓋ユニット10の正極集電板21および負極集電板31は、それぞれ、電極群40の正極電極箔41aまたは負極電極箔42aに、超音波溶接により接合されて電気的に接続され、電池蓋・発電ユニット50となる。   The positive electrode current collector plate 21 and the negative electrode current collector plate 31 of the battery lid unit 10 are joined to and electrically connected to the positive electrode electrode foil 41a or the negative electrode electrode foil 42a of the electrode group 40 by ultrasonic welding, respectively. -It becomes the electric power generation unit 50.

以上により、角形二次電池1は、外部正極端子24および外部負極端子34に接続された外部電子機器に対して、充放電が可能な構造となる。   As described above, the prismatic secondary battery 1 has a structure capable of charging / discharging the external electronic device connected to the external positive terminal 24 and the external negative terminal 34.

図3は、図2に示された電極群の詳細を示し、一部を展開した状態の外観斜視図である。
電極群40は、正極電極41と、負極電極42と、第1セパレータ43と、第2セパレータ44を重ね合わせた状態で、軸芯40aの周りに扁平状に捲回して形成されたものである。
FIG. 3 is an external perspective view showing the details of the electrode group shown in FIG.
The electrode group 40 is formed by winding a flat shape around the shaft core 40a in a state where the positive electrode 41, the negative electrode 42, the first separator 43, and the second separator 44 are overlapped. .

軸芯40aは、第2セパレータ44を熱溶着可能な合成樹脂製の絶縁材料からなり、一対の扁平面を有する矩形の平板部材によって構成されている。軸芯40aには、第1セパレータ43の巻き始め端部が熱溶着されて第1セパレータ43が捲回されており、その軸芯40aに捲回される第1セパレータ43によって第2セパレータ44の巻き始め端部が巻き込まれて第2セパレータ44が第1セパレータ43と共に捲回されている。すなわち、第1セパレータ43は、その巻き始め端部が軸芯40aに熱溶着されて固定されており、軸芯40aの周りに捲回されている。そして、第2セパレータ44は、その巻き始め端部が、軸芯40aに捲回される第1セパレータ43に巻き込まれて挟み込まれ、摩擦によって固定されており、第1セパレータ43と共に軸芯40aの周りに捲回されている。   The shaft core 40a is made of a synthetic resin insulating material capable of heat-welding the second separator 44, and is constituted by a rectangular flat plate member having a pair of flat surfaces. The winding start end portion of the first separator 43 is thermally welded to the shaft core 40a and the first separator 43 is wound. The first separator 43 wound on the shaft core 40a causes the second separator 44 to The winding start end is wound and the second separator 44 is wound together with the first separator 43. That is, the first separator 43 has its winding start end fixed by being thermally welded to the shaft core 40a, and is wound around the shaft core 40a. The second separator 44 has a winding start end portion wound around and sandwiched by the first separator 43 wound around the shaft core 40a, and is fixed by friction. Has been wound around.

そして、第1セパレータ43と第2セパレータ44が間に介在されるように、正極電極41と負極電極42が捲回されている。   The positive electrode 41 and the negative electrode 42 are wound so that the first separator 43 and the second separator 44 are interposed therebetween.

正極電極41は、例えば、アルミニウム箔等からなる導電性の正極電極箔41aの表裏両面に正極合剤層41bが形成されたものである。正極合剤層41bは、一側縁に、正極電極箔41aが露出された正極合剤未処理部41cが形成されるように正極電極箔41aに正極合剤が塗布されて形成される。   The positive electrode 41 has a positive electrode mixture layer 41b formed on both front and back surfaces of a conductive positive electrode foil 41a made of, for example, an aluminum foil. The positive electrode mixture layer 41b is formed by applying the positive electrode mixture to the positive electrode foil 41a so that the positive electrode mixture untreated portion 41c in which the positive electrode foil 41a is exposed is formed on one side edge.

負極電極42は、例えば、銅箔等からなる導電性の負極電極箔42aの表裏両面に負極合剤層42bが形成されたものである。負極合剤層42bは、正極合剤未処理部41cが配置された側縁と対向する側縁である他側縁に、負極電極箔42aが露出された負極合剤未処理部42cが形成されるように負極電極箔42aに負極合剤が塗布されて形成される。   The negative electrode 42 is obtained by forming a negative electrode mixture layer 42b on both front and back surfaces of a conductive negative electrode foil 42a made of, for example, copper foil. In the negative electrode mixture layer 42b, a negative electrode mixture untreated portion 42c in which the negative electrode electrode foil 42a is exposed is formed on the other side edge which is a side edge opposite to the side edge where the positive electrode mixture untreated portion 41c is disposed. Thus, the negative electrode mixture 42 is formed by applying the negative electrode mixture to the negative electrode foil 42a.

正極合剤層41bは、正極活物質としてマンガン酸リチウム(化学式LiMnO4)に対し、導電材として鱗片状黒鉛と結着材としてポリフッ化ビニリデン(以下、PVDFという)とを添加し、これに分散溶媒としてN-メチルピロリドン(以下、NMPという)を添加、混練して作成する。この正極合剤を正極電極箔41aである厚さ20μmのアルミニウム箔の両面に正極合剤未処理部41cを残して塗布する。その後、乾燥、プレス、裁断してアルミニウム箔を含まない正極活物質塗布部の厚さ(表裏両面の合計)90μmの正極電極41を得る。 The positive electrode mixture layer 41b is obtained by adding scaly graphite as a conductive material and polyvinylidene fluoride (hereinafter referred to as PVDF) as a binder to lithium manganate (chemical formula LiMn 2 O 4 ) as a positive electrode active material. N-methylpyrrolidone (hereinafter referred to as NMP) as a dispersion solvent is added and kneaded. This positive electrode mixture is applied to both surfaces of a 20 μm thick aluminum foil that is the positive electrode foil 41a, leaving the positive electrode mixture untreated portions 41c. Thereafter, drying, pressing, and cutting are performed to obtain a positive electrode 41 having a thickness of 90 μm (total of both front and back surfaces) of the positive electrode active material application portion that does not include the aluminum foil.

負極合剤層42bは、負極活物質として非晶質炭素粉末に対して、結着材としてPVDFを添加し、これに分散溶媒としてNMPを添加、混練して作成する。この負極合剤を負極電極箔42aである厚さ10μmの銅箔の両面に負極合剤未処理部42cを残して塗布する。その後、乾燥、プレス、裁断して銅箔を含まない負極活物質塗布部の厚さ(表裏両面の合計)70μmの負極電極42を得る。   The negative electrode mixture layer 42b is prepared by adding PVDF as a binder to amorphous carbon powder as a negative electrode active material, and adding and kneading NMP as a dispersion solvent thereto. This negative electrode mixture is applied to both surfaces of a 10 μm thick copper foil, which is the negative electrode foil 42a, leaving the untreated portion 42c of the negative electrode mixture. Thereafter, drying, pressing, and cutting are performed to obtain a negative electrode 42 having a thickness of 70 μm (total of both front and back surfaces) of the negative electrode active material coating portion not including the copper foil.

第1セパレータ43と第2セパレータ44は、電解液を透過可能な絶縁性のシート部材からなる。第1セパレータ43は、樹脂層43aと耐熱層43bを有し、第2セパレータ44は、樹脂層44aと耐熱層44bを有する(例えば図5を参照)。耐熱層43b、44bは、それぞれ樹脂層43a、44aの少なくとも一方の面(片面)に形成されている。樹脂層43a、44aは、例えばポリプロピレンの多孔質膜から形成されており、耐熱層43b、44bは例えばセラミックフィラーを主成分としており、厚さ方向に連通する空孔を有している。樹脂層43a、44aの厚みは、例えば20μmであり、耐熱層43b、44bの厚みは、例えば5μmである(樹脂層:耐熱層=4:1)。   The 1st separator 43 and the 2nd separator 44 consist of an insulating sheet member which can permeate | transmit electrolyte solution. The first separator 43 has a resin layer 43a and a heat-resistant layer 43b, and the second separator 44 has a resin layer 44a and a heat-resistant layer 44b (see, for example, FIG. 5). The heat-resistant layers 43b and 44b are respectively formed on at least one surface (one surface) of the resin layers 43a and 44a. The resin layers 43a and 44a are formed of, for example, a polypropylene porous film, and the heat-resistant layers 43b and 44b are mainly composed of, for example, a ceramic filler and have pores communicating in the thickness direction. The resin layers 43a and 44a have a thickness of 20 μm, for example, and the heat-resistant layers 43b and 44b have a thickness of 5 μm, for example (resin layer: heat-resistant layer = 4: 1).

負極合剤層42bの幅(捲回軸方向の長さ)は、正極合剤層41bの幅よりも広く形成されている。また、第1セパレータ43の幅は、正極電極41の正極合剤未処理部41cを、一側縁において外部に露出させる寸法とされている。同様に、第2セパレータ44の幅は、負極電極42の負極合剤未処理部42cを他側縁において外部に露出させる寸法とされている。   The width of the negative electrode mixture layer 42b (the length in the winding axis direction) is formed wider than the width of the positive electrode mixture layer 41b. Moreover, the width | variety of the 1st separator 43 is set as the dimension which exposes the positive electrode mixture unprocessed part 41c of the positive electrode 41 to the exterior in one side edge. Similarly, the width of the second separator 44 is set such that the negative electrode mixture untreated portion 42c of the negative electrode 42 is exposed to the outside at the other side edge.

図4は、電極群製造装置の構成を説明する図である。電極群製造装置73は、正極電極41と、負極電極42と、第1セパレータ43と、第2セパレータ44を重ね合わせた状態で扁平状の軸芯40aに捲回して角形二次電池1の電極群40を製造する構成を有する。   FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of the electrode group manufacturing apparatus. The electrode group manufacturing apparatus 73 is wound around the flat shaft core 40a in a state where the positive electrode 41, the negative electrode 42, the first separator 43, and the second separator 44 are overlapped, and the electrode of the rectangular secondary battery 1 The group 40 is manufactured.

電極群製造装置73は、第1セパレータ43の巻き始め端部のみを軸芯40aに押圧して熱溶着するヒータブロック70と、軸芯40aを捲回軸回りに回転可能に保持する保持手段と、保持手段に保持された軸芯40aの扁平面に対して直交する方向にヒータブロック70を押圧する押圧手段を有している。   The electrode group manufacturing apparatus 73 includes a heater block 70 that presses only the winding start end portion of the first separator 43 against the shaft core 40a and thermally welds it, and a holding unit that holds the shaft core 40a so as to be rotatable around the winding axis. The pressing means presses the heater block 70 in a direction orthogonal to the flat surface of the shaft core 40a held by the holding means.

保持手段は、図4に示すように、装置中央に扁平な軸芯40aを捲回軸方向両側から位置決め把持し、回転させる把持回転機構66を備える。本実施形態では、把持回転機構66は、水平方向に沿って軸芯40aの回転中心が配置されるように軸芯40aを把持する。   As shown in FIG. 4, the holding means includes a gripping rotation mechanism 66 that positions and grips a flat shaft core 40 a at the center of the apparatus from both sides in the winding axis direction and rotates it. In the present embodiment, the gripping rotation mechanism 66 grips the shaft core 40a so that the rotation center of the shaft core 40a is arranged along the horizontal direction.

押圧手段は、ヒータブロック70を所定位置まで上昇させ、軸芯40aに押圧するヒータ昇降機構71と、その押圧により軸芯40aが負けて曲がらないように軸芯40aを裏側から押さえる裏押さえ機構72とを備える。   The pressing means raises the heater block 70 to a predetermined position and presses it against the shaft core 40a, and a back-holding mechanism 72 that presses the shaft core 40a from the back side so that the shaft core 40a is not bent and bent by the pressing. With.

そして、把持回転機構66の側方には、正極電極41、第1セパレータ43、負極電極42、第2セパレータ44が、それぞれロール状態で配置されており、これらを把持回転機構66に供給できるようになっている。また、各々の電極やセパレータを所定の長さだけ供給する送り機構(ローラ)60a〜60dと所定長さで切断するカッタ61a〜61dを備える。第1セパレータ43と、第2セパレータ44は、軸芯40aに捲回された際に、耐熱層43b、44bが互いに対向して間に正極電極41を挟み込むように把持回転機構66に供給される。   The positive electrode 41, the first separator 43, the negative electrode 42, and the second separator 44 are arranged in a roll state on the side of the grip rotation mechanism 66 so that they can be supplied to the grip rotation mechanism 66. It has become. Further, feed mechanisms (rollers) 60a to 60d for supplying each electrode and separator by a predetermined length and cutters 61a to 61d for cutting at a predetermined length are provided. The first separator 43 and the second separator 44 are supplied to the gripping rotation mechanism 66 so that the heat-resistant layers 43b and 44b face each other and sandwich the positive electrode 41 between them when wound around the shaft core 40a. .

第1セパレータ43、第2セパレータ44を、送り機構60d、60bで軸芯40aとヒータブロック70の間に送り込んだ後、軸芯40aに第1セパレータ43、第2セパレータ44を押し付け仮位置決めするセパレータ仮押さえ68を備える。そして、電極群40を捲回した後、解けないようにテープ63を貼り付ける貼り付け手段67を備える。テープ63は繰り出し機構64を介し、カッタ65で所定長さにカットされる。前述した送り機構60a〜60dは、捲回中に正極電極41、第1セパレータ43、負極電極42、第2セパレータ44に対し、バックテンションをかける役割も合わせ持つ。   A separator that temporarily positions the first separator 43 and the second separator 44 by pressing the first separator 43 and the second separator 44 against the shaft core 40a after the first separator 43 and the second separator 44 are fed between the shaft core 40a and the heater block 70 by the feeding mechanisms 60d and 60b. A temporary presser 68 is provided. Then, after winding the electrode group 40, an attaching means 67 for attaching the tape 63 is provided so as not to be unwound. The tape 63 is cut into a predetermined length by the cutter 65 via the feeding mechanism 64. The feeding mechanisms 60a to 60d described above also have a role of applying back tension to the positive electrode 41, the first separator 43, the negative electrode 42, and the second separator 44 during winding.

電極群40を形成するには、まず、軸芯40aに第1セパレータ43の巻き始め端部を熱溶着して固定し、軸芯40aを回転させて第1セパレータ43を軸芯40aに捲回し、その軸芯40aに捲回される第1セパレータ43によって第2セパレータ44の巻き始め端部を巻き込み挟み込んで固定し、第2セパレータ44を第1セパレータ43と共に捲回する。そして、負極電極42の巻き始め端部と正極電極41の巻き始め端部を、それぞれ第1セパレータ43及び第2セパレータ44と共に巻き込み、第1セパレータ43と第2セパレータ44が間に介在されるように負極電極42と正極電極41を一体に捲回することによって形成される。   In order to form the electrode group 40, first, the winding start end portion of the first separator 43 is thermally welded and fixed to the shaft core 40a, and the first separator 43 is wound around the shaft core 40a by rotating the shaft core 40a. Then, the first separator 43 wound around the shaft core 40 a winds and fixes the winding start end portion of the second separator 44, and the second separator 44 is wound together with the first separator 43. Then, the winding start end of the negative electrode 42 and the winding start end of the positive electrode 41 are wound together with the first separator 43 and the second separator 44, respectively, so that the first separator 43 and the second separator 44 are interposed therebetween. The negative electrode 42 and the positive electrode 41 are integrally wound.

電極群製造装置73では、把持回転機構66に軸芯40aが把持され、第2セパレータ44の巻き始め端部が軸芯40a側に配置され、第2セパレータ44の巻き始め端部を覆うように外側に第1セパレータ43が配置される。そして、高温に加熱されたヒータブロック70を第1セパレータ43の巻き始め端部に押し付けて、第1セパレータ43の巻き始め端部のみを軸芯40aに熱溶着する。そして、軸芯40aを回転させて、第1セパレータ43を軸芯40aに捲回し、第1セパレータ43によって第2セパレータ44の巻き始め端部を巻き込み、第2セパレータ44を第1セパレータ43と共に捲回する。   In the electrode group manufacturing apparatus 73, the shaft core 40a is gripped by the gripping rotation mechanism 66, the winding start end portion of the second separator 44 is disposed on the shaft core 40a side, and the winding start end portion of the second separator 44 is covered. A first separator 43 is disposed outside. Then, the heater block 70 heated to a high temperature is pressed against the winding start end of the first separator 43, and only the winding start end of the first separator 43 is thermally welded to the shaft core 40a. Then, the shaft core 40 a is rotated to wind the first separator 43 around the shaft core 40 a, the first separator 43 winds the winding start end of the second separator 44, and the second separator 44 together with the first separator 43 Turn.

そして、第1セパレータ43と第2セパレータ44を軸芯40aに捲回しながら、第1セパレータ43と第2セパレータ44との間に負極電極42の巻き始め端部を差し入れて負極電極42を巻き込ませ、また、第1セパレータ43と第2セパレータ44との間でかつ負極電極42が挟み込まれていない方に正極電極41の巻き始め端部を差し入れて正極電極41を巻き込ませる。負極電極42は、第1セパレータ43と第2セパレータ44の互いに対向する樹脂層43aと44aとの間に挟み込まれるように巻き込まれ、正極電極41は、第1セパレータ43と第2セパレータ44の互いに対向する耐熱層43bと44bとの間に挟み込まれるように巻き込まれる。   Then, while winding the first separator 43 and the second separator 44 around the shaft core 40 a, the winding start end portion of the negative electrode 42 is inserted between the first separator 43 and the second separator 44 and the negative electrode 42 is wound up. Further, the winding start end of the positive electrode 41 is inserted between the first separator 43 and the second separator 44 and the negative electrode 42 is not sandwiched so that the positive electrode 41 is wound. The negative electrode 42 is wound so as to be sandwiched between the resin layers 43 a and 44 a facing each other of the first separator 43 and the second separator 44, and the positive electrode 41 is connected to the first separator 43 and the second separator 44. It winds so that it may be pinched | interposed between the heat-resistant layers 43b and 44b which oppose.

そして、正極電極41及び負極電極42を予め設定された長さだけ捲回した後、カッター61a〜61dによりカットされ、負極電極42が正極電極41の外周を覆い、さらにその外周を第1セパレータ43と第2セパレータ44の少なくとも一方が覆うように捲回された状態で、セパレータの端部に貼り付け手段67によりテープ63を貼り付けて解けないようにされる。   Then, after winding the positive electrode 41 and the negative electrode 42 by a predetermined length, the positive electrode 41 and the negative electrode 42 are cut by the cutters 61 a to 61 d, the negative electrode 42 covers the outer periphery of the positive electrode 41, and the outer periphery is further covered by the first separator 43. In a state where at least one of the second separators 44 is wound, the tape 63 is attached to the end portion of the separator by the attaching means 67 so as not to be unwound.

上記した角形二次電池1によれば、第1セパレータ43は、第1セパレータ43の巻き始め端部が軸芯40aに熱溶着されて固定されてから捲回され、第2セパレータ44は、軸芯40aに捲回される第1セパレータ43に第2セパレータ44の巻き始め端部が巻き込まれて、第1セパレータ43と共に捲回されている。したがって、電極群40の組み立て製造時においては、軸芯40aに対して第1セパレータ43を1枚のみ熱溶着すればよく、従来の2枚重ねて熱溶着していた場合と比較して、ヒータブロック70の加熱温度を低くし、溶着時間を短縮することができる。したがって、従来よりも、低コストでかつタクトタイムを短くでき、熱溶着作業を容易化できる。   According to the rectangular secondary battery 1 described above, the first separator 43 is wound after the winding start end portion of the first separator 43 is thermally welded and fixed to the shaft core 40a. A winding start end portion of the second separator 44 is wound around the first separator 43 wound around the core 40 a and wound together with the first separator 43. Therefore, at the time of assembling and manufacturing the electrode group 40, only one first separator 43 needs to be thermally welded to the shaft core 40a. Compared to the case where two conventional sheets are thermally welded, the heater The heating temperature of the block 70 can be lowered and the welding time can be shortened. Therefore, the cost can be reduced and the tact time can be shortened compared to the conventional case, and the heat welding operation can be facilitated.

また、セパレータを1枚のみ熱溶着すればよいので、ヒータブロック70の加熱温度の微妙な調整を不要とし、セパレータの溶け過ぎや、軸芯40aへの溶着強度不足等の問題の発生も防ぐことができ、常に一定強度で確実に熱溶着することができる。そして、軸芯40aに捲回される第1セパレータ43によって第2セパレータ44の巻き始め端部を巻き込ませて第2セパレータ44を第1セパレータ43と共に巻回させているので、2枚のセパレータ43、44を、軸芯40aに簡単かつ十分な強度で巻き付けることができる。   In addition, since only one separator needs to be thermally welded, it is not necessary to finely adjust the heating temperature of the heater block 70, and problems such as excessive melting of the separator and insufficient welding strength to the shaft core 40a can be prevented. And can be surely welded with a constant strength. And since the winding start end part of the 2nd separator 44 is wound up by the 1st separator 43 wound by the shaft core 40a, and the 2nd separator 44 is wound with the 1st separator 43, two separators 43 44 can be easily and sufficiently wound around the shaft core 40a.

特に、電極群40の軸芯40aは矩形の平板部材によって構成されており、軸芯40aの回転に応じて、第2セパレータ44は軸芯40aの端部で折り曲げられる。したがって、軸芯40aとの間、あるいは第1セパレータ43との間の接触抵抗が増大して、いわゆるエッジが効く状態となり、第2セパレータ44の巻き始め端部を軸芯40aに確実に固定して、安定して捲回することができる。したがって、第2セパレータ44のずれを防止しつつ軸芯40aに確実に巻き付けることができる。   In particular, the shaft core 40a of the electrode group 40 is formed of a rectangular flat plate member, and the second separator 44 is bent at the end of the shaft core 40a according to the rotation of the shaft core 40a. Accordingly, the contact resistance with the shaft core 40a or with the first separator 43 is increased, so that a so-called edge is effective, and the winding start end portion of the second separator 44 is securely fixed to the shaft core 40a. And can be wound stably. Therefore, the second separator 44 can be reliably wound around the shaft core 40a while preventing the second separator 44 from being displaced.

例えば、エネルギー密度の高い二次電池では、大電流を流すため、電極群の正極電極が発熱することがあり、これに対して、セパレータの表面に耐熱層を設ける技術が考案されている。表面に耐熱層を有するセパレータを適用する場合、セパレータを溶着させる製造においては課題が生じる。このうち、外周側のセパレータを溶着する際に、テープによる固定をしない技術が開示されている(特許文献1)。特許文献1では、セパレータの巻き終わり端部を内向きに折り返してセパレータの1周前の部分の外面に重ね合わせて樹脂層同士を対向させ、溶着させている。特許文献1では、軸芯とセパレータとの溶着に関しては考慮されていない。軸芯に2枚のセパレータを溶着する際に、特に各セパレータの耐熱層が互いに対向して配置されていると、溶着温度を高くしなければならないなどの問題点がある。   For example, in a secondary battery with high energy density, since a large current flows, the positive electrode of the electrode group may generate heat. On the other hand, a technique for providing a heat-resistant layer on the surface of the separator has been devised. When applying a separator having a heat-resistant layer on the surface, problems arise in the production of welding the separator. Among these, a technique is disclosed that does not fix with a tape when welding the separator on the outer peripheral side (Patent Document 1). In Patent Document 1, a winding end end portion of a separator is folded inward and overlapped with an outer surface of a portion before one round of the separator so that resin layers are opposed to each other and welded. In Patent Document 1, no consideration is given to the welding between the shaft core and the separator. When two separators are welded to the shaft core, particularly when the heat-resistant layers of the separators are arranged to face each other, there is a problem that the welding temperature must be increased.

このような問題点に対して、本実施の形態における角形二次電池1は、樹脂層43a、44aの少なくとも一方の面に耐熱層43b、44bが形成された第1セパレータ43および第2セパレータ44と、第1セパレータ43の耐熱層43bと第2セパレータ44の耐熱層44bとを対向させて捲回する軸芯40aとを有し、軸芯40a側に配置された第2セパレータ44の巻き始め端部を覆うように、第2セパレータ44の巻き始め端部の外側に第1セパレータ43の巻き始め端部が配置され、第1セパレータ43の巻き始め端部のみが軸芯40aに溶着された電極群40を有している。第1セパレータ43の耐熱層43bは軸芯40aに対向して配置され、第2セパレータ44の耐熱層44bは第1セパレータ43の耐熱層43bに対向して配置されている。本実施の形態では、軸芯40aに1枚のセパレータ(第1セパレータ43)のみを溶着する構成を有しており、軸芯40aとの間には1つの耐熱層43bのみが配置されているだけなので、溶着温度を高くする必要がなく、簡単に溶着することができる。   With respect to such problems, the prismatic secondary battery 1 according to the present embodiment has the first separator 43 and the second separator 44 in which the heat-resistant layers 43b and 44b are formed on at least one surface of the resin layers 43a and 44a. And the start of winding of the second separator 44 disposed on the side of the shaft core 40a. The shaft core 40a is wound around the heat-resistant layer 43b of the first separator 43 and the heat-resistant layer 44b of the second separator 44 facing each other. The winding start end of the first separator 43 is disposed outside the winding start end of the second separator 44 so as to cover the end, and only the winding start end of the first separator 43 is welded to the shaft core 40a. An electrode group 40 is provided. The heat-resistant layer 43b of the first separator 43 is disposed to face the shaft core 40a, and the heat-resistant layer 44b of the second separator 44 is disposed to face the heat-resistant layer 43b of the first separator 43. In the present embodiment, only one separator (first separator 43) is welded to the shaft core 40a, and only one heat-resistant layer 43b is disposed between the shaft core 40a. Therefore, it is not necessary to increase the welding temperature, and welding can be performed easily.

(実施例1)
図5及び図6は、実施例1におけるセパレータの巻き始め端部の構成を模式的に示す分解図及び組立図であり、図7は、実施例1におけるセパレータの捲回方法を説明する図である。
Example 1
5 and 6 are an exploded view and an assembly view schematically showing the configuration of the winding start end portion of the separator in the first embodiment, and FIG. 7 is a diagram for explaining a winding method of the separator in the first embodiment. is there.

実施例1では、第1セパレータ43および第2セパレータ44は、図5に示すように、樹脂層43a、44aの片面にそれぞれ耐熱層43b、44bを有する2層構造になっている。そして、互いの耐熱層43b、44bが対向するように重ね合わされる。なお、互いの耐熱層43b、44bが離反するように重ね合わせてもよい。   In Example 1, as shown in FIG. 5, the first separator 43 and the second separator 44 have a two-layer structure having heat-resistant layers 43b and 44b on one side of the resin layers 43a and 44a, respectively. And it superimposes so that mutual heat-resistant layer 43b, 44b may oppose. Note that the heat-resistant layers 43b and 44b may be overlapped so that they are separated from each other.

第2セパレータ44は、第2セパレータ44の巻き始め端部が軸芯40a側(以下、内側という)に配置され、第1セパレータ43は軸芯40aから離反する側(以下、外側という)に配置されるが、図7(a)に示すように、第1セパレータ43の巻き始め端部は、第2セパレータ44の巻き始め端部よりも前に出されて、第1セパレータ43によって第2セパレータ44の巻き始め端部を覆い、第1セパレータ43の巻き始め端部の耐熱層43bが軸芯40aに接触できるように配置される。   In the second separator 44, the winding start end of the second separator 44 is disposed on the side of the shaft core 40a (hereinafter referred to as the inside), and the first separator 43 is disposed on the side away from the shaft core 40a (hereinafter referred to as the outside). However, as shown in FIG. 7A, the winding start end portion of the first separator 43 is put out before the winding start end portion of the second separator 44, and the first separator 43 causes the second separator The winding start end portion of 44 is covered, and the heat resistant layer 43b of the winding start end portion of the first separator 43 is disposed so as to be in contact with the shaft core 40a.

そして、図6及び図7(b)に示すように、この状態で第1セパレータ43の巻き始め端部を軸芯40aに溶着させる。図中の×印は溶着箇所を示す。第1セパレータ43の軸芯40aへの溶着は、加熱されたヒータブロック70の押圧によって、第1セパレータ43の樹脂層43aが熱せられて、溶融した樹脂が耐熱層43bの空孔を通過して軸芯40aに到達し、その溶融樹脂が軸芯40aに溶け込むことによって行われ、捲回中のバックテンションによって剥がれない程度の所望の溶着強度とされる。第2セパレータ44は、軸芯40aと第1セパレータ43との間に巻き始め端部が挟み込まれた状態とされる。   Then, as shown in FIGS. 6 and 7B, the winding start end portion of the first separator 43 is welded to the shaft core 40a in this state. The x mark in the figure indicates the weld location. In the welding of the first separator 43 to the shaft core 40a, the resin layer 43a of the first separator 43 is heated by the pressure of the heated heater block 70, and the molten resin passes through the holes of the heat-resistant layer 43b. This is achieved by reaching the shaft core 40a and melting the molten resin into the shaft core 40a, and the desired welding strength is such that it does not peel off due to the back tension during winding. The second separator 44 is in a state in which the winding start end portion is sandwiched between the shaft core 40 a and the first separator 43.

そして、図7(c)に示すように軸芯40aを回転させて、第1セパレータ43を軸芯40aに捲回し、その軸芯40aに捲回される第1セパレータ43によって第2セパレータ44の巻き始め端部を巻き込み、第2セパレータ44を第1セパレータ43と共に捲回する。   Then, as shown in FIG. 7C, the shaft core 40a is rotated to wind the first separator 43 around the shaft core 40a. The first separator 43 wound around the shaft core 40a causes the second separator 44 to rotate. The winding start end is wound, and the second separator 44 is wound together with the first separator 43.

第2セパレータ44は、第1セパレータ43と軸芯40aとの間に巻き始め端部が挟み込まれた状態で軸芯40aが半周することによって、第1セパレータ43と軸芯40aとの間に挟持される。そして、第1セパレータ43と共に軸芯40aの端部で折れ曲がり、いわゆるエッジが効いた状態となり、接触抵抗により軸芯40aに確実に固定され、軸芯40aの回転に応じて引っ張られる。したがって、第2セパレータ44は、初期の位置よりずれることが無く、第1セパレータ43と同じ捲回の駆動力が伝わり、軸芯40aに捲回される。   The second separator 44 is sandwiched between the first separator 43 and the shaft core 40a when the shaft core 40a makes a half turn with the winding start end portion sandwiched between the first separator 43 and the shaft core 40a. Is done. And it bends in the edge part of the shaft core 40a with the 1st separator 43, and it will be in the state in which what is called an edge worked, and is fixed to the shaft core 40a reliably by contact resistance, and is pulled according to rotation of the shaft core 40a. Therefore, the second separator 44 is not displaced from the initial position, and the same winding driving force as that of the first separator 43 is transmitted, and is wound around the shaft core 40a.

そして、図7(d)に示すように、第1セパレータ43が1周捲回されたところで、樹脂層43a、44aが互いに対向する面の間に負極電極42が介在され、耐熱層43b、44bが互いに対向する面の間に正極電極41が介在される。その際、負極電極42が正極電極41よりも内周側(軸芯40a側)に配置されるように、負極電極42の巻き始め端部の方が正極電極41の巻き始め端部よりも先に挟み込まれる。このように、負極電極42の巻き始め端部よりも少し遅れて正極電極41の巻き始め端部を巻き込ませることによって、最内周の正極電極41の内側に負極電極42を必ず配置できる。   As shown in FIG. 7D, when the first separator 43 is wound once, the negative electrode 42 is interposed between the surfaces where the resin layers 43a and 44a face each other, and the heat-resistant layers 43b and 44b. Are interposed between the surfaces facing each other. At that time, the winding start end of the negative electrode 42 is ahead of the winding start end of the positive electrode 41 so that the negative electrode 42 is disposed on the inner peripheral side (axial core 40a side) of the positive electrode 41. Sandwiched between. In this way, the negative electrode 42 can always be arranged inside the innermost positive electrode 41 by causing the winding start end of the positive electrode 41 to be wound slightly later than the winding start end of the negative electrode 42.

本実施例によれば、第2セパレータ44の巻き始め端部の外側を覆うように第1セパレータ43を配置し、その第1セパレータ43の巻き始め端部のみを軸芯40aに溶着するので、セパレータのハンドリングが容易になる。したがって、既存の電極群製造装置73に対して、簡単な構造のハンドリング装置を付加するだけで実現することができ、設備費やメンテナンス費等のコストを低く抑えることができる。   According to the present embodiment, the first separator 43 is disposed so as to cover the outside of the winding start end portion of the second separator 44, and only the winding start end portion of the first separator 43 is welded to the shaft core 40a. The handling of the separator becomes easy. Therefore, it can be realized simply by adding a handling device having a simple structure to the existing electrode group manufacturing apparatus 73, and costs such as equipment costs and maintenance costs can be kept low.

なお、上述の各実施例では、樹脂層43aと44aとの厚さが同じであり、また、耐熱層43bと44bとの厚さが同じである場合を例に説明したが、これらの厚さは同一に限定されるものではなく、相違していてもよい。また、耐熱層を樹脂層の両面に有してもよい。   In each of the above-described embodiments, the resin layers 43a and 44a have the same thickness, and the heat-resistant layers 43b and 44b have the same thickness. Are not limited to the same, and may be different. Moreover, you may have a heat-resistant layer on both surfaces of a resin layer.

(実施例2)
次に、実施例2について図8を用いて以下に説明する。図8は、実施例2におけるセパレータの捲回方法を説明する図である。なお、実施例1と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
(Example 2)
Next, Example 2 will be described below with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram illustrating a separator winding method according to the second embodiment. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

本実施例において特徴的なことは、第1セパレータ43のみを軸芯40aに1周以上捲回した後に、第2セパレータ44の巻き始め端部と、正極電極41及び負極電極42を合わせて巻き込む構成としたことである。   What is characteristic in the present embodiment is that only the first separator 43 is wound around the shaft core 40a for one or more turns, and then the winding start end portion of the second separator 44, the positive electrode 41, and the negative electrode 42 are wound together. It is a configuration.

まず、図8(a)に示すように、第1セパレータ43の巻き始め端部の耐熱層43bが軸芯40aに接触できるように対向配置される。そして、図8(b)に示すように、第1セパレータ43の巻き始め端部を軸芯40aに溶着させる。そして、図8(c)に示すように軸芯40aを回転させて、第1セパレータ43のみを軸芯40aに1周以上捲回し、図8(d)に示すように、その軸芯40aに捲回される第1セパレータ43によって、第2セパレータ44と、正極電極41及び負極電極42の各巻き始め端部を巻き込み、それぞれを第1セパレータ43と共に一体に捲回する。   First, as shown to Fig.8 (a), it arrange | positions so that the heat-resistant layer 43b of the winding start end part of the 1st separator 43 may contact the axial center 40a. Then, as shown in FIG. 8B, the winding start end portion of the first separator 43 is welded to the shaft core 40a. Then, the shaft core 40a is rotated as shown in FIG. 8C, and only the first separator 43 is wound around the shaft core 40a one or more times. As shown in FIG. The first separator 43 wound around the second separator 44 and the winding start end portions of the positive electrode 41 and the negative electrode 42 are wound together with the first separator 43.

第2セパレータ44は、軸芯40aの回転に応じて、第1セパレータ43の互いに対向する内面と外面との間に巻き始め端部が挟持され、第1セパレータ43と共に軸芯40aの端部で折れ曲がり、いわゆるエッジが効いた状態となり、接触抵抗により軸芯40aに確実に固定され、軸芯40aの回転に応じて引っ張られる。したがって、第2セパレータ44は、初期の位置よりずれることが無く、第1セパレータ43と同じ捲回の駆動力が伝わり、軸芯40aに捲回される。   The second separator 44 has a winding start end portion sandwiched between the inner surface and the outer surface of the first separator 43 facing each other according to the rotation of the shaft core 40a, and at the end portion of the shaft core 40a together with the first separator 43. It bends and has a so-called edge effect, is securely fixed to the shaft core 40a by contact resistance, and is pulled according to the rotation of the shaft core 40a. Therefore, the second separator 44 is not displaced from the initial position, and the same winding driving force as that of the first separator 43 is transmitted, and is wound around the shaft core 40a.

そして、樹脂層43a、44aが互いに対向する面の間に負極電極42が介在され、耐熱層43b、44bが互いに対向する面の間に正極電極41が介在される。その際、負極電極42が正極電極41よりも内周側(軸芯40a側)に配置されるように、負極電極42の巻き始め端部の方が正極電極41の巻き始め端部よりも先に挟み込まれる。このように、負極電極42の巻き始め端部よりも少し遅れて正極電極41の巻き始め端部を巻き込ませることによって、最内周の正極電極41の内側に負極電極42を必ず配置できる。   The negative electrode 42 is interposed between the surfaces of the resin layers 43a and 44a facing each other, and the positive electrode 41 is interposed between the surfaces of the heat resistant layers 43b and 44b facing each other. At that time, the winding start end of the negative electrode 42 is ahead of the winding start end of the positive electrode 41 so that the negative electrode 42 is disposed on the inner peripheral side (axial core 40a side) of the positive electrode 41. Sandwiched between. In this way, the negative electrode 42 can always be arranged inside the innermost positive electrode 41 by causing the winding start end of the positive electrode 41 to be wound slightly later than the winding start end of the negative electrode 42.

本実施例によれば、実施例1と同様に、第1セパレータ43の巻き始め端部のみを軸芯40aに溶着するので、セパレータのハンドリングが容易になり、既存の電極群製造装置73に対して、簡単な構造のハンドリング装置を付加するだけで実現することができ、設備費やメンテナンス費等のコストを低く抑えることができる。   According to the present embodiment, as in the first embodiment, only the winding start end portion of the first separator 43 is welded to the shaft core 40a, so that the handling of the separator is facilitated, and the existing electrode group manufacturing apparatus 73 can be used. Thus, it can be realized simply by adding a handling device having a simple structure, and costs such as equipment costs and maintenance costs can be kept low.

そして、実施例1と比較して、軸芯40aに捲回される第2セパレータ44の長さを1周分だけ短くすることができる。したがって、その分だけ、正極電極41及び負極電極42の捲回長さを長くすることができ、容量を増大させることができる。   And compared with Example 1, the length of the 2nd separator 44 wound by the axial center 40a can be shortened by 1 round. Therefore, the winding length of the positive electrode 41 and the negative electrode 42 can be increased by that much, and the capacity can be increased.

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various designs can be made without departing from the spirit of the present invention described in the claims. It can be changed. For example, the above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to one having all the configurations described. Further, a part of the configuration of an embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of an embodiment. Furthermore, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.

1 角形二次電池
40 電極群
40a 軸芯
43 第1セパレータ
43a 樹脂層
43b 耐熱層
44 第2セパレータ
44a 樹脂層
44b 耐熱層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Square secondary battery 40 Electrode group 40a Shaft core 43 1st separator 43a Resin layer 43b Heat-resistant layer 44 2nd separator 44a Resin layer 44b Heat-resistant layer

Claims (6)

セパレータを間に介して正極と負極が軸芯に捲回された電極群を有する角形二次電池であって、
前記セパレータは、第1セパレータと第2セパレータを有しており、
前記第1セパレータは、該第1セパレータの巻き始め端部が前記軸芯に熱溶着されて捲回され、
前記第2セパレータは、該第2セパレータの巻き始め端部が前記第1セパレータによって巻き込まれて前記第1セパレータと共に捲回されていることを特徴とする角形二次電池。
A prismatic secondary battery having an electrode group in which a positive electrode and a negative electrode are wound around an axis through a separator,
The separator has a first separator and a second separator,
The first separator is wound with the winding start end of the first separator being thermally welded to the shaft core,
The square secondary battery, wherein the second separator has a winding start end portion of the second separator wound around the first separator and wound together with the first separator.
前記第1セパレータと前記第2セパレータは、樹脂層と、該樹脂層の少なくとも一方の面に形成された耐熱層とを有し、
前記第1セパレータは、前記耐熱層が前記軸芯に対向して配置され、
前記第2セパレータは、該第2セパレータの耐熱層が前記第1セパレータの耐熱層に対向して配置されることを特徴とする請求項1に記載の角形二次電池。
The first separator and the second separator have a resin layer and a heat-resistant layer formed on at least one surface of the resin layer,
In the first separator, the heat-resistant layer is disposed to face the shaft core,
2. The prismatic secondary battery according to claim 1, wherein the second separator has a heat resistant layer of the second separator disposed opposite to the heat resistant layer of the first separator.
前記第2セパレータの巻き始め端部は、前記第1セパレータと前記軸芯との間に挟持されていることを特徴とする請求項2に記載の角形二次電池。   The prismatic secondary battery according to claim 2, wherein a winding start end portion of the second separator is sandwiched between the first separator and the shaft core. 前記第1セパレータと前記第2セパレータは、前記樹脂層の両面に前記耐熱層が形成されていることを特徴とする請求項2に記載の角形二次電池。   The prismatic secondary battery according to claim 2, wherein the first separator and the second separator have the heat-resistant layer formed on both surfaces of the resin layer. 前記第2セパレータの巻き始め端部は、前記軸芯に前記第1セパレータのみを1周以上巻き付けて前記第1セパレータの互いに対向する内面と外面との間に挟持されていることを特徴とする請求項2に記載の角形二次電池。   The winding start end portion of the second separator is sandwiched between an inner surface and an outer surface facing each other of the first separator by winding only the first separator around the shaft one or more times. The prismatic secondary battery according to claim 2. セパレータを間に介して正極と負極が軸芯に捲回された電極群を有する角形二次電池の製造方法であって、
前記軸芯に第1セパレータの巻き始め端部を熱溶着する工程と、
前記第1セパレータを前記軸芯に捲回して前記第2セパレータの巻き始め端部を巻き込み、前記第2セパレータを前記第1セパレータと共に捲回する工程と、
を含むことを特徴とする角形二次電池の製造方法。
A method for producing a prismatic secondary battery having an electrode group in which a positive electrode and a negative electrode are wound around an axis with a separator interposed therebetween,
Heat welding the winding start end of the first separator to the shaft core;
Winding the first separator around the shaft core to wind the winding start end of the second separator, and winding the second separator together with the first separator;
The manufacturing method of the square secondary battery characterized by including.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016174991A1 (en) * 2015-04-28 2016-11-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 Secondary battery
JP2017027681A (en) * 2015-07-16 2017-02-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 Secondary battery
WO2018155175A1 (en) * 2017-02-23 2018-08-30 株式会社村田製作所 Secondary battery production method
JP2022068475A (en) * 2020-10-22 2022-05-10 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 battery

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001229970A (en) * 2000-02-16 2001-08-24 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd Cylindrical lithium battery
JP2007324073A (en) * 2006-06-05 2007-12-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Lithium secondary battery, its separator and its manufacturing method
JP2012109123A (en) * 2010-11-17 2012-06-07 Sony Corp Heat-resistant microporous film and separator for batteries
JP2013191467A (en) * 2012-03-14 2013-09-26 Gs Yuasa Corp Power storage element, wound electrode body and winding device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001229970A (en) * 2000-02-16 2001-08-24 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd Cylindrical lithium battery
JP2007324073A (en) * 2006-06-05 2007-12-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Lithium secondary battery, its separator and its manufacturing method
JP2012109123A (en) * 2010-11-17 2012-06-07 Sony Corp Heat-resistant microporous film and separator for batteries
JP2013191467A (en) * 2012-03-14 2013-09-26 Gs Yuasa Corp Power storage element, wound electrode body and winding device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
設計技術シリーズ 次世代自動車用リチウムイオン電池の設計法, vol. 初版, JPN6017010824, 25 January 2013 (2013-01-25), pages 29 - 30, ISSN: 0003527027 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016174991A1 (en) * 2015-04-28 2016-11-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 Secondary battery
JPWO2016174991A1 (en) * 2015-04-28 2018-02-08 日立オートモティブシステムズ株式会社 Secondary battery
JP2017027681A (en) * 2015-07-16 2017-02-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 Secondary battery
WO2018155175A1 (en) * 2017-02-23 2018-08-30 株式会社村田製作所 Secondary battery production method
JP2022068475A (en) * 2020-10-22 2022-05-10 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 battery
JP7202338B2 (en) 2020-10-22 2023-01-11 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 battery

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