JP2015159015A - 二次電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】巻取時において検知した欠陥の発現箇所をシート巻回時において特定する際の信頼性の向上を図る。【解決手段】二次電池１０の電池要素たる巻回電極体１００は、正極シート１０１と負極シート１０２の電極シートを、その間にセパレーター１０３，１０４を介在させて巻き芯１００ｃに積層巻回して備える。この巻回電極体１００を作製するに当たり、正極シート１０１と負極シート１０２とをそれぞれの巻取軸２３０Ｓ，２３０Ｎに巻き取りつつ、欠陥を検知する。この欠陥検知の際、欠陥検知時の巻取軸２３０Ｓ，２３０Ｎの軸回転積算数を計数し、その軸回転積算数を欠陥発現箇所に対応付けて記憶する。正負の電極シートの積層巻回の際には、積層巻回のために送り出される電極シートの欠陥発現箇所を記憶済み軸回転積算数に基づいて特定し、その特定した欠陥発現箇所を含んで電極シートを切断する。【選択図】図３

Description

本発明は、二次電池の製造方法に関する。

二次電池は、電極対向の高効率化や、充放電特性の安定化等の観点から、シート状のセパレーターを介在させて正極シートと負極シートとを巻回したタイプのものが用いられている。こうした二次電池を得るに当たり、正極シートと負極シートの電極シートについては、電極としての欠陥を検知する手法が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１２−１５１０６４号公報

正極シートと負極シートの電極シートやシート状のセパレーターは、これらが積層した積層巻回に先立ち、それぞれが、一旦、巻取軸に巻き取られ、その後に、巻回軸に送り出されて積層巻回される。巻回軸へのシートの送り出しの過程で欠陥検知を行うと欠陥検知スペースを必要とし、省スペース化や装置の小型化が進まない。その改善策として、上記の特許文献は、巻回軸による積層巻回より前の工程において、欠陥の発現箇所の位置や範囲をデーター化することを提案しているものの、以下に説明するような改良が要請されるに到った。

長尺状のシートの特異な箇所、例えば正極シートや負極シートといった電極シートにおける欠陥発現箇所の位置や範囲のデーター化には、ローラー式或いはプーリー式の測長機器を用いることが、コスト上有益であり、簡便である。こうした測長機器は、搬送されつつある電極シートに従動回転ローラーやプーリーを押し当て、そのローラーやプーリーが従動回転した回転数を距離や長さに換算する。しかしながら、計測対象の電極シートは、表面性状が均一とは限らないので、ローラーやプーリーの滑りを来し、測定精度の信頼性に欠けることが危惧される。なお、測定精度の高いレーザー式の測長機器も提案されているが、電極シートはその計測の際に巻き取られつつあることから、レーザー式の測長機器をそのまま適用できないのが実情であり、低コスト化の観点からも現実的とは言えない。こうしたことから、電極シートにおける欠陥の発現箇所の高精度なデーター化と低コスト化とを達成できる新たな欠陥検知手法が要請されるに到った。この他、シート状のセパレーターを介在させて正極シートと負極シートとを巻回した二次電池の製造工程の簡略化や低コスト化、延いては製造装置の省スペース化や小型化を可能とすることも要請されている。

上記した課題の少なくとも一部を達成するために、本発明は、以下の形態として実施することができる。

（１）本発明の一形態によれば、二次電池の製造方法が提供される。この二次電池の製造方法は、シート状のセパレーターを介在させて正極シートと負極シートとを巻回した二次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、前記セパレーターとを、それぞれの巻取軸に巻き取りつつ、前記正極シートと前記負極シートの電極シートについて、欠陥を検知する巻取検知工程と、それぞれの前記巻取軸に巻き取り済みの前記正極シートと前記負極シートと前記セパレーターとを、前記正極シートと前記負極シートとの間に前記セパレーターが介在するように巻回軸に送り出して該巻回軸にて積層巻回すると共に、前記巻取検知工程にて前記欠陥を検知した時は、前記欠陥が発現した欠陥発現箇所を含んで前記電極シートを切断して除去するシート除去を、前記巻回軸による積層巻回を中断して実行する欠陥除去巻回工程とを備える。そして、前記巻取検知工程では、前記電極シートについて、前記巻取軸への巻き取りを開始した巻取開始タイミングを含む所定のタイミングから前記巻取軸が何回転しかたを示す軸回転積算数を計数し、前記欠陥を検知した際の前記軸回転積算数を前記欠陥発現箇所に対応付けて記憶し、前記欠陥除去巻回工程では、前記巻回軸に送り出される前記電極シートの前記欠陥発現箇所を前記軸回転積算数に基づいて特定し、該特定した前記欠陥発現箇所を含んで前記電極シートを除去する。

この形態の二次電池の製造方法では、電極シートを巻取軸に巻き採る際の巻取開始タイミングを含む所定のタイミングからの巻取軸の軸回転積算数を計数する。この軸回転積算数の計数には、何らかの測長機器を電極シートに押し当てる必要がないので、電極シートの表面性状の影響を受けない。しかも、軸回転積算数は、巻取軸回転軸や駆動源の回転軸の回転計測にて正確に計数できる。よって、この形態の二次電池の製造方法によれば、欠陥発現箇所を軸回転積算数という高精度のデーターにデーター化できる。また、この形態の二次電池の製造方法では、ローラー式等の測長機器が巻取軸による巻き取りの際にも巻回軸による積層巻回の際にも不要となるので、低コスト化や省スペース化、装置の小型化を図ることができる。この他、この形態の二次電池の製造方法では、軸回転積算数に基づいて欠陥発現箇所を正確に特定できることから、欠陥発現箇所を含んだシート切断の際に、欠陥発現箇所前後の電極シートを不用意に広く含んで切断しないようにできるので、歩留まりが向上する。

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、二次電池の製造装置や、その製造装置の制御方法等の形態で実現することができる。

本発明の一実施形態としての製造方法で得られる二次電池１０の概略外観とその内部構造を概略断面視して示す説明図である。 二次電池１０の製造手順を示すフローチャートである。 正極および負極の電極シートの巻取の様子を各種の軸構成および機器ブロック構成と共に示す説明図である。 正極シート１０１や負極シート１０２の巻取の間になされる欠陥発現箇所のデーター化の概要を示す説明図である。 セパレーター１０３，１０４の巻取の様子を各種の軸構成および機器ブロック構成と共に示す説明図である。 正負の電極シートとセパレーター１０３，１０４の積層巻回の様子を各種の軸構成および機器ブロック構成と共に示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。図１は本発明の一実施形態としての製造方法で得られる二次電池１０の概略外観とその内部構造を概略断面視して示す説明図である。

本実施形態の二次電池１０は、円筒型のリチウムイオン二次電池であり、電池容器本体１１に蓋１２を密閉した電池容器に、巻回電極体１００と、正極集電板（図示略）と、負極集電板（図示略）とを内蔵する。なお、電池容器本体内部には電解液が注入されている。

巻回電極体１００は、電解液中で充放電を繰り返し、発電に直接寄与する発電要素であり、図１におけるセンターラインＣ付近の概略断面に示すように、正極シート１０１と負極シート１０２とシート状のセパレーター１０３，１０４とを備える。セパレーター１０３，１０４は、ポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂製の多孔性シートである。正極シート１０１は、巻き芯１００ｃの外表から当該芯材に巻回され正極集電板に接続された正極集電体であり、その材質は、アルミニウムである。巻き芯１００ｃは、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の樹脂製円筒体である。負極シート１０２は、セパレーター１０３，１０４を介在させて正極シート１０１と共に巻き芯１００ｃの周りに巻回されて、負極集電板に接続される負極集電体であり、その材質は、銅である。セパレーター１０３，１０４を介在させた正極シート１０１と負極シート１０２の巻回は、電池容器本体１１に収まる外径となるまで所定の巻回回数に亘って繰り返される。よって、正極シート１０１と負極シート１０２とは、セパレーター１０３，１０４が介在するよう、巻き芯１００ｃの周りに積層巻回されることになる。

次に、上記した二次電池１０の製造手順について説明する。図２は二次電池１０の製造手順を示すフローチャート、図３は正極および負極の電極シートの巻取の様子を各種の軸構成および機器ブロック構成と共に示す説明図である。

図２に示すように、二次電池１０を得るに当たっては、まず、正極シート１０１と負極シート１０２とを、後述の積層巻回に備え、巻取ローラー体としつつ、その間に、両シートの欠陥検知を実行する（ステップＳ１００）。以下、正極シート１０１のローラー化について説明する。図３に示すように、正極シート巻取装置は、正極シート材供給ローラー２００Ｓと、搬送ローラー対２１０Ｓと、テンションローラー２２０Ｓと、巻取軸２３０Ｓと、欠陥検知デバイス２４０Ｓと、軸回転検知デバイス２５０Ｓとを備える。正極シート材供給ローラー２００Ｓは、図示しない正極シート製造セクションから搬送され、正極シート１０１を送り出す。搬送ローラー対２１０Ｓは、駆動ローラーと従動ローラーを対にして構成され、正極シート材供給ローラー２００Ｓから巻取軸２３０Ｓまでの正極シート１０１の送り出し搬送に関与する。テンションローラー２２０Ｓは、巻取軸２３０Ｓに正極シート１０１を巻き取る際のテンションを調整する。

欠陥検知デバイス２４０Ｓは、巻取軸２３０Ｓに巻き取られつつある正極シート１０１の欠陥の有無を検知し、シート欠陥を検知すると、その検知信号（欠陥先端検知信号、欠陥終端検知信号）を後述の欠陥データー化サーバー３００に送信する。欠陥検知デバイス２４０Ｓは、種々の構成を取り得、例えば撮像カメラを内蔵し、その撮像画像を、正極シート１０１の表面性状が正常な規定画像と対比し、その対比結果に基づいて、欠陥有無を検知する。この他、レーザーや超音波を送信してその反射状況から欠陥有無を検知するようにしてもよい。なお、欠陥検知デバイス２４０Ｓは、撮像画像や反射状況等を欠陥データー化サーバー３００に継続送信するようにして、その送信を受けた欠陥データー化サーバー３００にて、欠陥有無の検知判定を行うようにしてもよい。また、検知対象の欠陥には、シート表面性状の欠陥、例えば異物付着や損傷の他、製品公差を逸脱したシート厚み欠陥等も含まれ、各種欠陥の検知に適した構成の欠陥検知デバイス２４０Ｓを採用すればよい。

軸回転検知デバイス２５０Ｓは、巻取軸２３０Ｓへの正極シート１０１の巻き取りを開始してから巻取軸２３０Ｓが何回転しかたを示す軸回転積算数を計数する。具体的には、正極シート１０１の巻取開始端Ｓｓｐが巻取軸２３０Ｓの表面に仮止めされた状態を、軸回転積算数ゼロとし、巻取開始端Ｓｓｐの仮止め以降に、巻取軸２３０Ｓが何回転しかたを計数し、その計数値を軸回転積算数とする。この軸回転積算数は、巻取軸２３０Ｓの実際の回転状況から計数できるほか、巻取軸２３０Ｓの図示しない駆動モーターの回転状況、当該モーターがパルスモーターであればその出力パルス数等から計数できる。そして、軸回転検知デバイス２５０Ｓは、計数した軸回転積算数を欠陥データー化サーバー３００に継続送信する。なお、欠陥検知デバイス２４０Ｓが欠陥先端検知信号と欠陥終端検知信号とを欠陥データー化サーバー３００に送信した時点で、軸回転検知デバイス２５０Ｓから軸回転積算数を送信するようにしてもよい。上記した巻取軸２３０Ｓの軸回転積算数は、巻取軸２３０Ｓ或いはその駆動モーターの積算の回転角度と等価であるので、積算回転角度を計数してもよい。

上記構成の正極シート巻取装置は、例えば既述した巻回電極体１００が規定個数得られるに足りる長さで正極シート１０１が巻取軸２３０Ｓに巻回されるまで、巻回を継続する。巻取が完了すると、正極シート１０１は、巻取終端Ｓｅｐにて切断され、正極シートローラー１０１Ｒが得られる。軸回転検知デバイス２５０Ｓは、正極シート１０１が巻取終端Ｓｅｐにて切断されるまで、軸回転積算数を欠陥データー化サーバー３００に継続送信する。よって、最終送信された軸回転積算数と正極シート１０１のシート厚、巻取軸２３０Ｓの直径等を考慮することで、巻取軸２３０Ｓに実際に巻き取られている正極シート１０１のシート長、即ち巻取開始端Ｓｓｐから巻取終端Ｓｅｐまでのシート長が判明する。

負極シート１０２を巻取軸２３０Ｎに巻き取る負極シート巻取装置にあっても、既述した正極シート巻取装置と同一の構成を備える。よって、負極シート１０２についても、巻取軸２３０Ｎに巻き取られながら、欠陥検知デバイス２４０Ｎにて欠陥検知がなされ、軸回転検知デバイス２５０Ｎにて軸回転積算数の計数がなされる。

欠陥データー化サーバー３００は、論理演算を実行するＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたいわゆるコンピューターとして構成され、欠陥検知デバイス２４０Ｓ，２４０Ｎの検知した欠陥発現箇所のデーター化を行う。図４は正極シート１０１や負極シート１０２の巻取の間になされる欠陥発現箇所のデーター化の概要を示す説明図である。

欠陥データー化サーバー３００は、データー構築部３０２と、送受信部３０４と、データー記憶部３１０とを備える。送受信部３０４は、欠陥検知デバイス２４０Ｓ，２４０Ｎから送信される欠陥発現箇所についての検知信号（欠陥先端検知信号、欠陥終端検知信号）の受信や、軸回転検知デバイス２５０Ｓ，２５０Ｎから送信される軸回転積算数の受信の他、後述の巻回制御部４００への欠陥発現箇所データーの送信に関与する。データー構築部３０２は、図４に示す欠陥発現箇所データーを以下に説明するように構築し、データー記憶部３１０は、その結果を記憶する。

正極シート１０１或いは負極シート１０２の欠陥は、点状の欠陥の他、巻取軸２３０Ｓ，２０３Ｎに向けて送り出されつつあるシートの長手方向に亘って所定の幅を持って表れることもある。点状の欠陥であれば、その欠陥は、欠陥検知デバイス２４０Ｓ，２４０Ｎの検出ポイントを直ぐに通過し、幅のある欠陥は、シート送り出し速度と欠陥幅に応じた時間を掛けて、検出ポイントを通過する。このいずれの場合にあっても、欠陥検知デバイス２４０Ｓ，２４０Ｎは、その欠陥が検出ポイントに到達した時点で欠陥先端検知信号ｋｓを送信し、欠陥が検出ポイントを通過した時点で欠陥終端検知信号ｋｅを送信する。そして、欠陥先端検知信号ｋｓの送信タイミングから欠陥終端検知信号ｋｅの送信タイミングまでの時間がシート送り方向に沿った欠陥幅に対応する。

データー構築部３０２は、欠陥検知デバイス２４０Ｓ，２４０Ｎからある欠陥についての欠陥先端検知信号ｋｓの送信を受けた時点で軸回転検知デバイス２５０Ｓ，２５０Ｎの発した軸回転積算数をデーター記憶部３１０に書き込む。また、データー構築部３０２は、同じ欠陥についての欠陥終端検知信号ｋｅの送信を欠陥検知デバイス２４０Ｓ，２４０Ｎから受けた時点でも、軸回転検知デバイス２５０Ｓ，２５０Ｎの発した軸回転積算数をデーター記憶部３１０に書き込む。図４はこうした軸回転積算数の書き込み結果を示しており、００１〜（ｎ＋１）までの欠陥ナンバーの欠陥発現箇所のそれぞれについて、欠陥先端検知信号ｋｓの送信を受けた時点での軸回転積算数と、欠陥終端検知信号ｋｅの送信を受けた時点での軸回転積算数とがデーター化されて記憶される。そして、欠陥先端検知信号ｋｓの送信タイミングでの軸回転積算数と欠陥終端検知信号ｋｅの送信タイミングでの軸回転積算数との差がシート送り方向に沿った欠陥幅に対応する。つまり、欠陥ナンバー００１〜００２の欠陥は、軸回転積算数の差が小さいことから、点状もしくは幅が狭小の欠陥であり、欠陥ナンバーｎの欠陥は、軸回転積算数の差が比較的大きいことから、この差に応じた幅の欠陥であることが判る。

また、データー構築部３０２は、正極シート１０１や負極シート１０２の巻取が完了して正極シートローラー１０１Ｒや負極シートローラー１０２Ｒが得られた時点、即ち既述したように巻取終端Ｓｅｐでシート切断がなされた時点での軸回転積算数についても、これをデーター記憶部３１０に書き込む。巻取終端Ｓｅｐは、後述のシート積層巻回の際の巻回開始点となり、積層巻回の際には、シート巻取とは逆の順に欠陥が巻回箇所に送り出される。よって、巻取終端Ｓｅｐでの軸回転積算数を起点とし、シート巻取とは逆の順で送り出されるそれぞれの欠陥についての軸回転積算数データーとにより、巻回箇所に送り出される順の個々の欠陥の欠陥発現箇所を把握できる。

上記したステップＳ１００での電極シートの巻取に続く図２のステップＳ１１０では、後述の積層巻回に備えたセパレーター１０３，１０４の巻取を行う。図５はセパレーター１０３，１０４の巻取の様子を各種の軸構成および機器ブロック構成と共に示す説明図である。図示するように、セパレーターシート巻取装置は、セパレーターシート材供給ローラー２００Ｐと、搬送ローラー対２１０Ｐと、テンションローラー２２０Ｐと、巻取軸２３０Ｐとを備える。上記の各ローラー構成とその機能は、既述した正極シート巻取装置と同様である。セパレーター１０３，１０４は、正負の電極シートと相違し、表面性状の欠陥の有無を問わない。よって、ステップＳ１１０では、欠陥検知や軸回転積算数の計数を行うことなく、既述した巻回電極体１００が規定個数得られるに足りる長さとなるまで、セパレーター１０３，１０４を巻取軸２３０Ｐに継続して巻回する。巻取が完了すると、セパレーター１０３，１０４は、切断され、セパレーターローラー１０３Ｒ，１０４Ｒが得られる。なお、セパレーターローラー１０３Ｒ，１０４Ｒを得るステップＳ１１０は、正負の電極ローラーを得るステップＳ１００と同時並行的に、或いはステップＳ１００に先行して実施可能である。

上記したステップＳ１１０でのセパレーターの巻取に続く図２のステップＳ１２０では、正負の電極シートとセパレーター１０３，１０４の積層巻回を行う。図６は正負の電極シートとセパレーター１０３，１０４の積層巻回の様子を各種の軸構成および機器ブロック構成と共に示す説明図である。図示するように、シート積層巻回装置は、図１に示す巻回電極体１００を構成する巻き芯１００ｃを、正極シート１０１と負極シート１０２とセパレーター１０３とセパレーター１０４の積層巻回軸とする。そして、シート積層巻回装置は、上記したステップＳ１００〜Ｓ１１０で得られた正極シートローラー１０１Ｒと、負極シートローラー１０２Ｒと、セパレーターローラー１０３Ｒと、セパレーターローラー１０４Ｒとを、巻き芯１００ｃに対してシート送り出し可能に備える。

この他、シート積層巻回装置は、巻き芯１００ｃに対向した押圧ローラー４１０と、電極シート除去部４２０Ｓ，４２０Ｐと、制御装置４３０とを備える。押圧ローラー４１０は、上記の各ローラーから送り出されたシートを、巻き芯１００ｃの側から、正極シート１０１、セパレーター１０３、負極シート１０２、セパレーター１０４の順に重なるようにして、各シートを巻き芯１００ｃの側に向けて押圧する。こうして押圧された状態で、巻き芯１００ｃは、制御装置４３０の制御下で、回転する。これにより、シート積層巻回装置は、それぞれの上記各ローラーに巻き取り済みの正極シート１０１とセパレーター１０３と負極シート１０２とセパレーター１０４とを、正極シート１０１と負極シート１０２との間にセパレーター１０３が介在し（図１参照）、この負極シート１０２と当該負極シートに重なる正極シート１０１との間にセパレーター１０４が介在するようにして、巻回軸たる巻き芯１００ｃに送り出し、この巻き芯１００ｃにて積層巻回する。この巻き芯１００ｃへの巻回により巻回電極体１００が形成され、巻き芯１００ｃへの巻回は、得られた巻回電極体１００が電池容器本体１１に収まる外径となるまで所定の巻回回数に亘って繰り返される。シートの巻回の繰り返しにより、得られる巻回電極体１００の外径は徐々に大きくなる。

上記のように巻き芯１００ｃに送り出される正極シート１０１と負極シート１０２およびセパレーター１０３，１０４の先端は、正極シートローラー１０１Ｒ等の各ローラーにおける巻取終端Ｓｅｐである。よって、巻き芯１００ｃへのシートの積層巻回の開始時においては、図６に示すように上記各シートは、巻取終端Ｓｅｐにおいて巻き芯１００ｃと押圧ローラー４１０に挟まれて押圧され、その後、巻き芯１００ｃの回転を経て、積層巻回される。

電極シート除去部４２０Ｓは、正極シート１０１の送り出し経路に配設され、電極シート除去部４２０Ｎは、負極シート１０２の送り出し経路に配設される。そして、この両シート除去部は、巻取の際に正極シート１０１或いは負極シート１０２に検知された欠陥の発現箇所がシート除去部に到達すると、その欠陥発現箇所を含んで正極シート１０１或いは負極シート１０２を搬送方向後端側で切断し、除去する。こうした構成は、既述した従来技術と同じである。制御装置４３０は、電極シート除去部４２０Ｓ，４２０Ｎによるシート除去を行う際、一時的に巻き芯１００ｃの回転を中断制御した上で、次のようにして電極シート除去部４２０Ｓ，４２０Ｎを駆動制御する。

制御装置４３０は、巻き芯１００ｃの回転制御に先立ち、欠陥データー化サーバー３００から図４の欠陥発現箇所データーを受信する。この欠陥発現箇所データーは、正極シート１０１或いは負極シート１０２が巻取終端Ｓｅｐの側から巻き芯１００ｃに送り出される際の欠陥発現箇所をそれぞれの欠陥の巻取開始端Ｓｓｐと巻取終端Ｓｅｐに対応する軸回転積算数にて特定するものである。例えば、図４に示す欠陥ナンバーｎの欠陥であれば、欠陥終端検知信号ｋｅ（ｎｋｅ）に対応する軸回転積算数の欠陥末端が電極シート除去部４２０Ｓに先に到達する。よって、制御装置４３０は、巻取終端Ｓｅｐに対応した軸回転積算数を起点に、欠陥終端検知信号ｋｅ（ｎｋｅ）での軸回転積算数と欠陥先端検知信号ｋｓ（ｎｋｓ）での軸回転積算数とに基づいて、欠陥ナンバーｎの欠陥の発現箇所をシート送り出し方向に亘って特定する。そして、制御装置４３０は、欠陥ナンバーｎの欠陥について特定した欠陥発現箇所を含んで正極シート１０１を除去するよう、電極シート除去部４２０Ｓを駆動制御する。負極シート１０２に関しての電極シート除去部４２０Ｎについても同様である。

上記したように軸回転積算数を考慮して欠陥の発現箇所を特定するに当たり、図３に示した巻取軸２３０Ｓと欠陥検知デバイス２４０Ｓとの間のシート搬送距離を考慮することが好ましい。つまり、図３に示した巻取軸２３０Ｓと欠陥検知デバイス２４０Ｓとの間のシート搬送距離をＬ１とした場合、図６における正極シートローラー１０１Ｒからの巻出し時における欠陥ナンバーｎの欠陥の発現箇所は、欠陥末端検知信号ｋｅ（ｎｋｅ）に対応する巻取軸の回転積算数において正極シートローラー１０１Ｒよりも上記のシート搬送距離Ｌ１だけ巻き出された位置に存在する。よって、図３に示した巻取軸２３０Ｓと欠陥検知デバイス２４０Ｓとの間のシート搬送距離を、図６に示す電極シート除去部４２０Ｓと正極シートローラー１０１Ｒとの間のシート搬送距離と同じとすれば、欠陥特定精度の向上と電極シート除去部４２０Ｓによる切断範囲の特定精度が高まる。なお、電極シート除去部４２０Ｓによるシート除去は、欠陥が発現した範囲における搬送方向後方側で行うことが望ましい。そして、こうする場合には、図６に示す電極シート除去部４２０Ｓと正極シートローラー１０１Ｒとの間のシート搬送距離を上記のシート搬送距離Ｌ１より短くしてもよい。負極シートローラー１０２Ｒについても同様である。

図６に示す本実施形態のシート積層巻回装置は、図２のステップＳ１２０にて、電極シート除去部４２０Ｓ，４２０Ｎによる上記の欠陥発現箇所のシート除去を行いつつ、正極シート１０１等を既述したように積層して巻き芯１００ｃに所定回数、積層巻回して、巻回電極体１００を作製する。このステップＳ１２０に続くステップＳ１３０では、得られた巻回電極体１００を電解質液と共に電池容器本体１１に封止して蓋１２等を装着し、図１に示す二次電池１０を組み付ける。

以上説明した構成を備える本実施形態の二次電池１０の製造方法では、正極シート１０１と負極シート１０２をそれぞれの巻取軸２３０Ｓ，２３０Ｎに巻き取り始めた巻取開始タイミングからの各巻取軸の軸回転積算数を計数する（ステップＳ１００：図３）。この軸回転積算数の計数には、何らかの測長機器を正極シート１０１や負極シート１０２の電極シートに押し当てる必要がないので、電極シートの表面性状の影響を受けない。しかも、軸回転積算数は、巻取軸２３０Ｓ，２３０Ｎの巻取回転軸や駆動モーターの回転軸の回転計測、パルス数カウントにて正確に計数できる。よって、本実施形態の二次電池１０の製造方法によれば、欠陥発現箇所を軸回転積算数という高精度のデーターにデーター化できる（図４）。また、本実施形態の二次電池１０の製造方法では、ローラー式等の測長機器が巻取軸２３０Ｓ，２３０Ｎによる巻き取りの際にも巻き芯１００ｃによる積層巻回の際にも不要となるので、低コスト化や省スペース化、装置の小型化を図ることができる。この他、巻取軸２３０Ｓ，２３０Ｎでは、巻取終端Ｓｅｐに対応した軸回転積算数を起点に換算した各欠陥についての軸回転積算数に基づいて欠陥発現箇所をシート送り方向に亘って正確に特定できる。よって、本実施形態の二次電池１０の製造方法によれば、欠陥発現箇所を含んだ正極シート１０１や負極シート１０２のシート除去の際に、欠陥発現箇所前後の正極シート１０１や負極シート１０２を不用意に広く含んで除去しないようにできるので、歩留まりが向上する。

本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、或いは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

上記した実施形態では、軸回転積算数の計数に当たり、正極シート１０１の巻取開始端Ｓｓｐが巻取軸２３０Ｓの表面に仮止めされた状態、即ち巻取軸２３０Ｓへの正極シート１０１の巻取開始タイミングで、軸回転積算数ゼロとし、この巻取開始タイミング以降の軸回転積算数を計数したが、これに限らない。例えば、欠陥検知デバイス２４０Ｓ，２４０Ｎにて最初に欠陥を検知した検知タイミングで、軸回転積算数ゼロとし、この検知タイミング以降の軸回転積算数を計数してもよく、軸回転積算数の計数開始のタイミングは、巻取開始時から最初の欠陥検知時までの任意のタイミングとできる。

上記した実施形態では、電極シート除去部４２０Ｓ，４２０Ｎにて正負の電極シートの欠陥発現箇所を搬送方向後端側で切断してシート除去を行ったが、この両シート除去部にて欠陥発現箇所を搬送方向前端から後端に掛けて切断し、搬送方向前端の電極シートと搬送方向後端側の電極シートを繋ぐようにしてもよい。こうすれば、既に巻き芯１００ｃに積層巻回済みのシートを有効利用できる。

１０…二次電池
１００…巻回電極体
１００ｃ…巻き芯
１０１…正極シート
１０１Ｒ…正極シートローラー
１０２…負極シート
１０２Ｒ…負極シートローラー
１０３…セパレーター
１０３Ｒ…セパレーターローラー
１０４…セパレーター
１０４Ｒ…セパレーターローラー
１１…電池容器本体
１２…蓋
２００Ｐ…セパレーターシート材供給ローラー
２００Ｓ…正極シート材供給ローラー
２００Ｎ…負極シート材供給ローラー
２１０Ｐ、２１０Ｓ、２１０Ｎ…搬送ローラー対
２２０Ｐ、２２０Ｓ、２１０Ｎ…テンションローラー
２３０Ｐ、２３０Ｓ、２３０Ｎ…巻取軸
２４０Ｎ…欠陥検知デバイス
２４０Ｓ…欠陥検知デバイス
２５０Ｎ…軸回転検知デバイス
２５０Ｓ…軸回転検知デバイス
３００…欠陥データー化サーバー
３０２…データー構築部
３０４…送受信部
３１０…データー記憶部
４００…巻回制御部
４１０…押圧ローラー
４２０Ｎ…電極シート除去部
４２０Ｓ…電極シート除去部
４３０…制御装置
Ｃ…センターライン
Ｓｅｐ…巻取終端
Ｓｓｐ…巻取開始端
ｋｅ…欠陥終端検知信号
ｋｓ…欠陥先端検知信号

Claims (1)

1. シート状のセパレーターを介在させて正極シートと負極シートとを巻回した二次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、前記セパレーターとを、それぞれの巻取軸に巻き取りつつ、前記正極シートと前記負極シートの電極シートについて、欠陥を検知する巻取検知工程と、
   それぞれの前記巻取軸に巻き取り済みの前記正極シートと前記負極シートと前記セパレーターとを、前記正極シートと前記負極シートとの間に前記セパレーターが介在するように巻回軸に送り出して該巻回軸にて積層巻回すると共に、前記巻取検知工程にて前記欠陥を検知した時は、前記欠陥が発現した欠陥発現箇所を含んで前記電極シートを切断して除去するシート除去を、前記巻回軸による積層巻回を中断して実行する欠陥除去巻回工程とを備え、
   前記巻取検知工程では、
   前記電極シートについて、前記巻取軸への巻き取りを開始した巻取開始タイミングを含む所定のタイミングから前記巻取軸が何回転しかたを示す軸回転積算数を計数し、前記欠陥を検知した際の前記軸回転積算数を前記欠陥発現箇所に対応付けて記憶し、
   前記欠陥除去巻回工程では、
   前記巻回軸に送り出される前記電極シートの前記欠陥発現箇所を前記軸回転積算数に基づいて特定し、該特定した前記欠陥発現箇所を含んで前記電極シートを除去する、二次電池の製造方法。

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