JP2018018712A - 二次電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電解液の注液性に優れた二次電池の製造方法を提供する。【解決手段】二次電池の製造方法は、第１電極板と、第２電極板とを、セパレータを介して交互に積層して電極体を形成する積層工程を有し、積層工程は、長尺のセパレータを用いて行われ、少なくとも、（Ａ）セパレータ１２の上に、第１電極板１０ａを載置する工程と、（Ｂ）第１電極板の一方の端部側で、セパレータ１２を、第１電極板を覆うように折り返す工程と、（Ｃ）セパレータ１２の上に、セパレータ１２を介して第１電極板と対向するように、第２電極板１１ａを載置する工程と、（Ｄ）工程（Ｂ）において、第１電極板の一方の端部側に形成されたセパレータ１２の折り返し部１３近傍で、セパレータ１２を切断する工程とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の第１電極板と、複数の第２電極板と、セパレータとを有する電極体を備えた二次電池の製造方法に関する。

積層型の電極体は、正極板と負極板とを、セパレータを介して交互に積層することによって製造される。

しかしながら、二次電池の高エネルギー密度化に伴い、セパレータも薄膜化されるため、セパレータを積層する工程において、セパレータの取り扱いが難しくなる。また、正極板、負極板、及びセパレータの互いの位置が、積層方向に直交する面内において位置ズレが生じやすい。このため、二次電池の高エネルギー密度化に伴い、正極板と負極板との端部におけるギャップが小さくなると、正極板と負極板との短絡が生じやすくなる。

積層型の電極体を製造する方法として、長尺のセパレータを交互に折り返してつづら折り構造にして、正極板及び負極板を、セパレータのつづら折り構造に交互に挟み込んで製造する方法がある（例えば、特許文献１）。この方法を用いれば、薄膜化したセパレータを長尺のままで使用できるため、セパレータの取り扱いが容易になる。

特開２０１６−１０３４２５号公報

つづら折り構造のセパレータを用いて製造した積層型の電極体では、正極板及び負極板の一方の端部が、セパレータの折り返し部で塞がれている。そのため、正極板と負極板とを、それぞれ分離されたセパレータを介して積層して製造した積層型の電極体に比べて、電解液の注液性が低下するという問題がある。

また、二次電池の高エネルギー密度化に伴い、正極板と負極板との端部におけるギャップが小さくなると、正極板及び負極板の互いの位置が、積層方向に直交する面内において位置ズレが生じた場合、正極板と負極板との間で短絡が生じるおそれがある。そのため、電極体の製造管理において、製造後の電極体に対して、正極板と負極板との端部におけるギャップを測定する必要がある。正極板と負極板との端部におけるギャップの測定には、検査時間の短縮を図るために、レーザ変位計が用いられる。

しかしながら、つづら折り構造のセパレータを用いて製造した積層型の電極体では、正極板及び負極板の一方の端部が、セパレータの折り返し部で塞がれている。そのため、レーザ光がセパレータで遮断されるため、正極板及び負極板の端部の位置を測定することができないという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、その主な目的は、長尺のセパレータを用いて積層型の電極体を形成する積層工程を有する二次電池の製造方法において、電解液の注液性に優れた二次電池の製造方法を提供することにある。

また、本発明は、製造後の電極体に対して、正極板と負極板との端部におけるギャップを測定することが可能な二次電池の製造方法を提供することにある。

本発明に係る二次電池の製造方法は、複数の第１電極板と、複数の第２電極板と、セパレータとを有する電極体を備えた二次電池の製造方法であって、第１電極板と、第２電極板とを、セパレータを介して交互に積層して電極体を形成する積層工程を有し、積層工程は、長尺のセパレータを用いて行われ、少なくとも以下の工程を有する。
（Ａ）セパレータの上に、第１電極板を載置する工程
（Ｂ）第１電極板の一方の端部側で、セパレータを、第１電極板を覆うように折り返す工程
（Ｃ）セパレータの上に、セパレータを介して第１電極板と対向するように、第２電極板を載置する工程
（Ｄ）工程（Ｂ）において、第１電極板の一方の端部側に形成されたセパレータの第１折り返し部近傍で、セパレータを切断する工程。

本発明に係る他の二次電池の製造方法は、複数の第１電極板と、複数の第２電極体と、セパレータとを有する電極体を備えた二次電池の製造方法であって、第１電極板と、第２電極板とを、セパレータを介して交互に積層して電極体を形成する積層工程を有し、積層工程は、長尺のセパレータを用いて行われ、少なくとも以下の工程を有する。
（Ａ）セパレータの上に、第１電極板を載置する工程
（Ｂ）第１電極板の一方の端部側で、セパレータを、第１電極板を覆うように折り返す工程
（Ｃ）セパレータの上に、セパレータを介して第１電極板と対向するように、第２電極板を載置する工程
（Ｄ）第１電極板の他方の端部側に突出するセパレータの部位を切断する工程

本発明によれば、長尺のセパレータを用いて積層型の電極体を形成する積層工程を有する二次電池の製造方法において、電解液の注液性に優れた二次電池の製造方法を提供することができる。

（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施形態における二次電池の製造方法を模式的に示した断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態における二次電池の製造方法を模式的に示した断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態における二次電池の製造方法を模式的に示した断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態の変形例における二次電池の製造方法を模式的に示した断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態の変形例における二次電池の製造方法を模式的に示した断面図である。 他の変形例における二次電池の製造方法を模式的に示した断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、第２の実施形態における二次電池の製造方法を模式的に示した断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、第２の実施形態における二次電池の製造方法を模式的に示した断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、第２の実施形態における二次電池の製造方法を模式的に示した断面図である。 セパレータの折り返し部近傍を切断する方法の一例を示した断面図である。 電極体を備えた二次電池の構成を模式的に示した断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。また、本発明の効果を奏する範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態における二次電池の製造方法は、第１電極板と第２電極板とを、セパレータを介して交互に積層する積層工程を有し、この積層工程は、長尺のセパレータを用いて行われる。

図１〜図３は、本実施形態における二次電池の製造方法を模式的に示した断面図である。なお、ここでは、第１電極板を負極板、第２電極板を正極板として説明するが、勿論、これに限定されず、第１電極板が正極板、第２電極板が負極板であってもよい。

まず、図１（ａ）に示すように、テーブル２０の上にセパレータ１２を配置した後、セパレータ１２の上に、負極板１０ａを載置する。ここで、セパレータ１２は、長尺のセパレータからなり、セパレータ供給部（不図示）から供給される。セパレータ供給部から供給されたセパレータ１２は、一対のガイドロール２１間を通して、テーブル２０上に導かれる。また、負極板１０ａの上面の一方の端部に、クランプ２２を設置する。なお、クランプ２２の端部が、負極板１０ａの端部よりも外方に飛び出る位置に配置されることが好ましい。

次に、図１（ｂ）に示すように、一対のガイドロール２１を、負極板１０ａの他方の端部側（図中の右側）に水平移動させる。これにより、クランプ２２が設置された負極板１０ａの一方の端部側で、セパレータ１２が負極板１０ａを覆うように折り返えされる。これにより、負極板１０ａの一方の端部側に、セパレータ１２の第１の折り返し部１３が形成される。なお、テーブル２０の上に配置されたセパレータ１２は、セパレータ１２を折り返す工程の間、負極板１０ａによって保持されている。また、クランプ２２は、セパレータ１２の第１の折り返し部１３を確保するために使用される。また、ローラ２３は、負極板１０ａの他方の端部側において、セパレータ１２を水平に維持するために使用される。

次に、図１（ｃ）に示すように、セパレータ１２の上に、セパレータ１２を介して負極板１０ａと対向するように、正極板１１ａを載置する。なお、本実施形態の場合、正極板１１ａの水平方向の長さは、負極板１０ａの水平方向の長さよりも小さくしているが、これに限定されない。また、正極板１１ａを押さえるために、正極板１１ａの上面の一方の端部に、クランプ２５を設置することが好ましい。

次に、図１（ｄ）に示すように、負極板１０ａの一方の端部側に形成されたセパレータ１２の第１の折り返し部１３近傍で、セパレータ１２を切断する。ここで、セパレータ１２の切断は、正極板１１ａで負極板１０ａ上のセパレータ１２を保持しながら行われる。そのため、セパレータ１２の第１の折り返し部１３近傍で、セパレータ１２を切断した後も、長尺のセパレータ１２の端部は、負極板１０ａと正極板１１ａとの間で挟まれた状態で保持される。なお、セパレータ１２の第１の折り返し部１３での切断は、切断後に、負極板１０ａの端部が、セパレータ１２の切断端部よりも外方に飛び出ない位置で行うのが好ましい。

次に、図２（ａ）に示すように、正極板１１ａの上面の一方の端部に、クランプ２５を設置した状態で、一対のガイドロール２１を、正極板１１ａの他方の端部側（図中の左側）に水平移動させる。これにより、クランプ２５が設置された正極板１１ａの一方の端部側で、セパレータ１２が正極板１１ａを覆うように折り返えされる。これにより、正極板１１ａの一方の端部側に、セパレータ１２の第２の折り返し部１４が形成される。なお、負極板１０ａの上に配置されたセパレータ１２は、セパレータ１２を折り返す工程の間、正極板１１ａによって保持されている。また、クランプ２５は、セパレータ１２の第２の折り返し部１４を確保するために使用される。また、ローラ２４は、正極板１１ａの他方の端部側において、セパレータ１２を水平に維持するために使用される。なお、クランプ２５の端部が、正極板１１ａの端部よりも外方に飛び出る位置に配置されることが好ましい。

次に、図２（ｂ）に示すように、セパレータ１２の上に、セパレータ１２を介して正極板１１ａと対向するように、負極板１０ｂを載置する。なお、このとき、負極板１０ｂを押さえるために、負極板１０ｂの上面の一方の端部に、クランプ２２を設置することが好ましい。

次に、図２（ｃ）に示すように、正極板１１ａの一方の端部側に形成されたセパレータ１２の第２の折り返し部１４近傍で、セパレータ１２を切断する。ここで、セパレータ１２の切断は、負極板１０ｂで正極板１１ａ上のセパレータ１２を保持しながら行われる。そのため、セパレータ１２の第２の折り返し部１４近傍で、セパレータ１２を切断した後も、長尺のセパレータ１２の端部は、負極板１０ｂと正極板１１ａとの間で挟まれた状態で保持される。なお、セパレータ１２の第２の折り返し部１４での切断は、切断後に、正極板１１ａの端部が、セパレータ１２の切断端部よりも外方に飛び出ない位置で行うのが好ましい。

図２（ａ）〜（ｃ）に示した積層工程は、基本的には、図１（ｂ）〜（ｄ）に示した積層工程と同じある。すなわち、図１（ｂ）〜（ｄ）に示した積層工程は、負極板１０ａの一方の端部側に形成されたセパレータ１２の第１の折り返し部１３近傍で、セパレータ１２を切断する工程を示したものであるのに対し、図２（ａ）〜（ｃ）に示した積層工程は、正極板１１ａの一方の端部側に形成されたセパレータ１２の第２の折り返し部１４近傍で、セパレータ１２を切断する工程を示したものである。

従って、図１（ｂ）〜図２（ｃ）に示した積層工程を繰り返し行うことによって、負極板及び正極板の一方の端部側に形成されたセパレータの第１及び第２の折り返し部近傍でセパレータが切断された状態で、負極板及び正極板がそれぞれ分離されたセパレータを介して交互に積層された電極体を形成することができる。

図３（ａ）〜（ｃ）は、図２（ｃ）に示した工程の後、図１（ｂ）〜（ｄ）に示した工程を繰り返し行う工程を示したものである。

図３（ａ）に示すように、負極板１０ｂの上面の一方の端部に、クランプ２２を設置した状態で、一対のガイドロール２１を、負極板１０ｂの他方の端部側（図中の右側）に水平移動させる。これにより、クランプ２２が設置された負極板１０ｂの一方の端部側で、セパレータ１２が負極板１０ｂを覆うように折り返えされる。これにより、負極板１０ｂの一方の端部側に、セパレータ１２の折り返し部（第１の折り返し部）１５が形成される。なお、正極板１１ａの上に配置されたセパレータ１２は、セパレータ１２を折り返す工程の間、負極板１０ｂによって保持されている。

次に、図３（ｂ）に示すように、セパレータ１２の上に、セパレータ１２を介して負極板１０ｂと対向するように、正極板１１ｂを載置する。このとき、正極板１１ｂを押さえるために、正極板１１ｂの上面の一方の端部に、クランプ２５を設置することが好ましい。

次に、図３（ｃ）に示すように、負極板１０ｂの一方の端部側に形成されたセパレータ１２の折り返し部１５近傍で、セパレータ１２を切断する。ここで、セパレータ１２の切断は、正極板１１ｂで負極板１０ｂ上のセパレータ１２を保持しながら行われる。そのため、セパレータ１２の折り返し部１５近傍で、セパレータ１２を切断した後も、長尺のセパレータ１２の端部は、負極板１０ｂと正極板１１ｂとの間で挟まれた状態で保持される。

図３（ｃ）に示した工程に引き続き、さらに、図２（ａ）〜（ｃ）に示した工程を繰り返し行うことによって、負極板及び正極板の一方の端部側に形成されたセパレータの第１及び第２の折り返し部近傍でセパレータが切断された状態で、負極板及び正極板が、それぞれ分離されたセパレータを介して交互に積層された電極体が形成される。

以上、説明したように、本実施形態において、図１（ｂ）〜図２（ｃ）に示した積層工程を繰り返し行うことによって、負極板と正極板とが、セパレータを介して交互に積層された電極体が形成される。このとき、負極板及び正極板の一方の端部側（互いに反対方向）に形成されたセパレータの第１及び第２の折り返し部近傍で、それぞれセパレータが切断される。一方、負極板及び正極板の他方の端部側には、セパレータの折り返し部は形成されない。従って、負極板及び正極板の両端部は、それぞれセパレータの折り返し部で塞がれていない。すなわち、負極板及び正極板の両端部は、開放状態になっている。これにより、本実施形態により製造された電極体は、つづら折り構造のセパレータを用いて製造した電極体に比べて、電解液の注液性を大幅に向上させることができる。

また、負極板及び正極板の両端部が、開放された状態になっているため、レーザ変位計を用いて、正極板と負極板との端部におけるギャップを容易に測定することができる。これにより、正極板及び負極板の位置ズレ検査を、短時間で行うことができる。その結果、正極板及び負極板の位置ズレに起因する極板間の短絡の発生を低減することができる。

さらに、本実施形態において、セパレータの折り返し部近傍での切断は、対向する一方の極板で、他方の極板上のセパレータを保持しながら行われる。そのため、セパレータの折り返し部近傍で、セパレータを切断した後も、長尺のセパレータ１２の端部は、対向する極板間で挟まれた状態で保持される。その結果、本実施形態における積層工程において、薄膜化されたセパレータ１２を長尺のまま使用できるため、セパレータ１２の取り扱いが容易となる。

（第１の実施形態の変形例）
第１の実施形態では、負極板及び正極板の一方の端部側（互いに反対方向）に形成されたセパレータの第１及び第２の折り返し部近傍で、それぞれセパレータを切断するようにした。しかしながら、必ずしも、負極板及び正極板の両方において、セパレータの折り返し部近傍で、セパレータを切断しなくてもよい。すなわち、負極板及び正極板のいずれか一方の極板の端部側に形成された折り返し部近傍でのみ、セパレータを切断してもよい。

図４〜図５は、本変形例における二次電池の製造方法を模式的に示した断面図である。なお、本変形例においても、第１電極板を負極板、第２電極板を正極板として説明するが、勿論、これに限定されず、第１電極板が正極板、第２電極板が負極板であってもよい。

図４（ａ）は、第１の実施形態で説明した積層工程において、図１（ａ）〜図２（ａ）までの工程を終えた状態を示した図である。すなわち、図４（ａ）は、負極板１０ａの一方の端部側に形成されたセパレータ１２の折り返し部（第１の折り返し部）１３近傍で、セパレータ１２が切断されている。一方、正極板１１ａの一方の端部側では、セパレータ１２が正極板１１ａを覆うように折り返えされて、セパレータ１２の第２の折り返し部１４が形成されている。

次に、図４（ｂ）に示すように、セパレータ１２の上に、セパレータ１２を介して正極板１１ａと対向するように、負極板１０ｂを載置する。このとき、負極板１０ｂを押さえるために、負極板１０ｂの上面の一方の端部に、クランプ２２を設置することが好ましい。

次に、図４（ｃ）に示すように、負極板１０ｂの上面の一方の端部に、クランプ２２を設置した状態で、一対のガイドロール２１を、負極板１０ｂの他方の端部側（図中の右側）に水平移動させる。これにより、クランプ２２が設置された負極板１０ｂの一方の端部側で、セパレータ１２が負極板１０ｂを覆うように折り返えされる。これにより、負極板１０ｂの一方の端部側に、セパレータ１２の折り返し部（第１の折り返し部）１５が形成される。

次に、図５（ａ）に示すように、セパレータ１２の上に、セパレータ１２を介して負極板１０ｂと対向するように、正極板１１ｂを載置する。このとき、正極板１１ｂを押さえるために、正極板１１ｂの上面の一方の端部に、クランプ２５を設置することが好ましい。

次に、図５（ｂ）に示すように、負極板１０ｂの一方の端部側に形成されたセパレータ１２の折り返し部１５近傍で、セパレータ１２を切断する。ここで、セパレータ１２の切断は、正極板１１ｂで負極板１０ｂ上のセパレータ１２を保持しながら行われる。そのため、セパレータ１２の折り返し部１５近傍で、セパレータ１２を切断した後も、長尺のセパレータ１２の端部は、負極板１０ｂと正極板１１ｂとの間で挟まれた状態で保持される。

次に、図５（ｃ）に示すように、正極板１１ｂの上面の一方の端部に、クランプ２５を設置した状態で、一対のガイドロール２１を、正極板１１ｂの他方の端部側（図中の左側）に水平移動させる。これにより、クランプ２５が設置された正極板１１ｂの一方の端部側で、セパレータ１２が正極板１１ｂを覆うように折り返えされる。これにより、正極板１１ｂの一方の端部側に、セパレータ１２の第２の折り返し部１６が形成される。

以上、説明したように、本変形例において、負極板１０ａ、１０ｂの一方の端部側（図面の左側）に形成されたセパレータ１２の第１の折り返し部１３、１５近傍でのみ、セパレータ１２が切断されている。これにより、負極板１０ａ、１０ｂの両端部は、開放された状態になっている。一方、正極板１１ａ、１１ｂの他方の端部側には、セパレータ１２の折り返し部が形成されていないため、開放状態になっている。従って、本変形例により製造された電極体は、つづら折り構造のセパレータを用いて製造した電極体に比べて、電解液の注液性を大幅に向上させることができる。

また、本変形例においても、セパレータの折り返し部近傍での切断は、対向する一方の極板で、他方の極板上のセパレータを保持しながら行われる。そのため、セパレータの折り返し部近傍で、セパレータを切断した後も、長尺のセパレータの端部は、極板間で挟まれた状態で保持される。その結果、薄膜化されたセパレータ１２を長尺のまま使用できるため、セパレータの取り扱いが容易になる。

本変形例では、負極板１０ａ、１０ｂの一方の端部側に形成されたセパレータ１２の第１の折り返し部１３、１５近傍でのみ、セパレータ１２を切断したが、図６に示すように、正極板１１ａ、１１ｂの一方の端部側に形成されたセパレータ１２の第２の折り返し部１４、１６近傍でのみ、セパレータ１２を切断してもよい。

通常、二次電池は、負極板の水平方向の長さが、正極板の水平方向の長さよりも長く設計されている。従って、電極体を電池ケースに収納したとき、負極板の端部の方が、電池ケースの内壁に接近している。そのため、負極板と電池ケースとの短絡をより確実に防止するためには、負極板の端部は、セパレータの折り返し部で覆われている方が好ましい。また、リチウムイオン二次電池では、充放電に伴う負極活物質の膨張・収縮が大きい。そのため、充放電中に負極活物質の脱落が生じやすい。そのため、負極板を保護するために、負極板の端部は、セパレータの折り返し部で覆われている方が好ましい。このような理由を考慮すれば、正極板の一方の端部側に形成されたセパレータの第２の折り返し部近傍でのみ、セパレータを切断することが好ましい。

（第２の実施形態）
図７〜図９は、本発明の第２の実施形態における二次電池の製造方法を模式的に示した断面図である。本実施形態における二次電池の製造方法は、第１電極板と第２電極板とを、セパレータを介して交互に積層する積層工程を有し、この積層工程は、長尺のセパレータを用いて行われる。なお、ここでは、第１電極板を負極板、第２電極板を正極板として説明するが、勿論、これに限定されず、第１電極板が正極板、第２電極板が負極板であってもよい。

まず、図７（ａ）に示すように、テーブル２０の上にセパレータ１２を配置した後、セパレータ１２の上に、負極板１０ａを載置する。ここで、セパレータ１２は、長尺のセパレータからなり、セパレータ供給部（不図示）から供給される。セパレータ供給部から供給されたセパレータ１２は、一対のガイドロール２１間を通して、テーブル２０上に導かれる。また、負極板１０ａの上面の一方の端部に、クランプ２２を設置する。

次に、図７（ｂ）に示すように、一対のガイドロール２１を、負極板１０ａの他方の端部側（図中の右側）に水平移動させる。これにより、クランプ２２が設置された負極板１０ａの一方の端部側で、セパレータ１２が負極板１０ａを覆うように折り返えされる。これにより、負極板１０ａの一方の端部側に、セパレータ１２の折り返し部１３が形成される。なお、テーブル２０の上に配置されたセパレータ１２は、セパレータ１２を折り返す工程の間、負極板１０ａによって保持されている。また、クランプ２２は、セパレータ１２の折り返し部１３を確保するために使用される。また、ローラ２３は、負極板１０ａの他方の端部側において、セパレータ１２を水平に維持するために使用される。

次に、図７（ｃ）に示すように、セパレータ１２の上に、セパレータ１２を介して負極板１０ａと対向するように、正極板１１ａを載置する。なお、本実施形態の場合、正極板１１ａの水平方向の長さは、負極板１０ａの水平方向の長さよりも小さくしているが、これに限定されない。また、正極板１１ａを押さえるために、正極板１１ａの上面の一方の端部に、クランプ２５を設置することが好ましい。

次に、図７（ｄ）に示すように、負極板１０ａの他の端部側（図面の右側）に突出するセパレータ１２の部位を、破線Ａで示す位置で切断する。ここで、セパレータ１２を切断する際、負極板１０ａの他方の端部近傍において、長尺のセパレータ１２を保持部３０で保持しながら、セパレータ１２が切断される。そのため、図７（ｅ）に示すように、セパレータ１２を切断した後も、長尺のセパレータ１２の端部は、保持部３０によって保持されている。

次に、図８（ａ）に示すように、切断された長尺のセパレータ１２の端部を保持部３０で保持した状態のまま、一対のガイドロール２１を、正極板１１ａの他方の端部側（図中の左側）に水平移動させる。これにより、セパレータ１２が正極板１１ａの上に載置される。このとき、正極板１１ａの一方の端部側には、セパレータ１２の折り返し部は形成されずに、開放部１４になっている。

次に、図８（ｂ）に示すように、セパレータ１２の上に、セパレータ１２を介して正極板１１ａと対向するように、負極板１０ｂを載置する。セパレータ１２の上に、負極板１０ｂを載置した後は、セパレータ１２を保持していた保持部３０は、セパレータ１２から外される。このとき、負極板１０ｂを押さえるために、負極板１０ｂの上面の一方の端部に、クランプ２２を設置することが好ましい。

次に、図８（ｃ）に示すように、負極板１０ｂの上面の一方の端部に、クランプ２２を設置した状態で、一対のガイドロール２１を、負極板１０ｂの他方の端部側（図中の右側）に水平移動させる。これにより、クランプ２２が設置された負極板１０ｂの一方の端部側で、セパレータ１２が負極板１０ｂを覆うように折り返えされる。これにより、負極板１０ｂの一方の端部側に、セパレータ１２の折り返し部１５が形成される。なお、正極板１１ａの上に配置されたセパレータ１２は、セパレータ１２を折り返す工程の間、負極板１０ｂによって保持されている。

次に、図８（ｄ）に示すように、セパレータ１２の上に、セパレータ１２を介して負極板１０ｂと対向するように、正極板１１ｂを載置する。このとき、正極板１１ｂを押さえるために、正極板１１ｂの上面の一方の端部に、クランプ２５を設置することが好ましい。

次に、図９（ａ）に示すように、負極板１０ｂの他の端部側（図面の右側）に突出するセパレータ１２の部位を、破線Ａで示した位置で切断する。ここで、セパレータ１２を切断する際、負極板１０ｂの他方の端部近傍において、長尺のセパレータ１２を保持部３０で保持しながら、セパレータ１２が切断される。そのため、セパレータ１２を切断した後も、長尺のセパレータ１２の端部は、保持部３０によって保持されている。

次に、図９（ｂ）に示すように、切断された長尺のセパレータ１２の端部を保持部３０で保持した状態のまま、一対のガイドロール２１を、正極板１１ａの他方の端部側（図中の左側）に水平移動させる。これにより、セパレータ１２が正極板１１ｂの上に載置される。このとき、正極板１１ｂの一方の端部側には、セパレータ１２の折り返し部は形成されず、開放部１６になっている。

次に、図９（ｃ）に示すように、セパレータ１２の上に、セパレータ１２を介して正極板１１ｂと対向するように、負極板１０ｃを載置する。セパレータ１２の上に、負極板１１ｃを載置した後は、セパレータ１２を保持していた保持部３０は、セパレータ１２から外される。なお、このとき、負極板１０ｃを押さえるために、負極板１０ｃの上面の一方の端部に、クランプ２２を設置することが好ましい。

このように、図８（ａ）〜図９（ａ）に示した積層工程を繰り返し行うことによって、正極板の一方の端部側は、セパレータの折り返し部が形成されずに、開放状態になったまま、負極板及び正極板がセパレータを介して交互に積層された電極体が形成される。

以上、説明したように、本実施形態の積層工程において、負極板の他方の端部側に突出するセパレータの部位が切断される。これにより、正極板の一方の端部側は、開放状態になっている。一方、負極板の一方の端部側は、セパレータの折り返し部が形成されているが、他方の端部側は、開放状態になっている。従って、本実施形態により製造された電極体は、つづら折り構造のセパレータを用いて製造した電極体に比べて、電解液の注液性を大幅に向上させることができる。

また、本実施形態においても、負極板の他方の端部側に突出するセパレータの部位の切断は、長尺のセパレータを保持部で保持しながら行われる。そのため、突出するセパレータの部位を切断した後も、長尺のセパレータの端部は、保持部で保持される。その結果、その後の積層工程においても、薄膜化されたセパレータ１２を長尺のまま使用できるため、セパレータ１２の取り扱いが容易になる。

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、もちろん、種々の改変が可能である。

例えば、上記第１の実施形態（及びその変形例）では、第１の折り返し部、及び／又は第２の折り返し部近傍の全てにおいて、セパレータを切断したが、一部の折り返し部近傍においてのみ、セパレータを切断しても、本発明の効果を得ることができる。

また、セパレータの切断手段は、特に限定されず、例えば、カッターやレーザ光等を用いて行うことができる。なお、折り返し部近傍でセパレータを切断する際、セパレータを確保するために使用されるクランプを利用してもよい。

図１０は、クランプを利用してセパレータの折り返し部近傍を切断する方法の一例を示した断面図である。図１０に示すように、負極板１０又は正極板１１の上面の端部に設置されたクランプ２２の先端部に、溝部２２ａが形成されている。そして、カッター４０の先端を、この溝部２２ａに押し込むことによって、セパレータ１２の折り返し部の先端部分を切断することができる。これにより、セパレータ１２の切断箇所を、クランプ２２の先端部で規制することができるため、セパレータ１２の切断を安定して行うことができる。

また、第２の実施形態において、負極板又は正極板の端部側に突出するセパレータの部位を切断する際に、長尺のセパレータを保持する保持部３０の構成は、特に限定されないが、例えば、セパレータの両面を挟む一対の留め部を備えたクリップ等を用いることができる。また、保持部３０がセパレータを吸引・吸着することによりセパレータを保持する構成とすることもできる。

また、本実際形態の積層工程により製造された電極体は、二次電池の電極体として使用されるが、二次電池の種類は特に限定されない。例えば、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池等の電極体に使用することができる。

図１１は、本実施形態における積層工程により形成された電極体を備えた二次電池１００の構成を模式的に示した断面図である。

図１１に示すように、正極板と負極板とがセパレータを介して交互に積層された電極体５０が、電解液（不図示）とともに、電池ケース６０内に収容されている。電池ケース６０の開口部は、封口体６１によって封止されており、正極端子６２及び負極端子６３が、それぞれ、絶縁部材６７、６４を介して、封口体６１に固定されている。正極板及び負極板は、それぞれ、正極タブ５１及び負極タブ５２を介して、正極導電部材６８及び負極導電部材６９に接続されている。正極導電部材６８及び負極導電部材６９は、それぞれ、正極端子６２及び負極端子６３に接続されているため、これにより、正極板及び負極板は、それぞれ、正極端子６２及び負極端子６３に接続されている。封口体６１には、電解液を注液する注液孔が設けられ、この注液孔は、電解液を注液した後、封止部材６６で封止される。また、封口体６１には、電池ケース６０の内部圧力が上昇したときに、圧力を開放するガス排出弁６５が設けられている。

また、本発明における二次電池１００は、本実施形態における積層工程により形成された電極体５０を、電解液とともに、電池ケース６０内に収容することによって、製造することができる。

なお、図１〜図９において、正極板の正極タブ及び負極板の負極タブが、それぞれ図中手前側又は図中奥側に突出するようにすることが好ましい。あるいは、図１〜図９において、正極板の正極タブが図中手前側及び図中奥側の一方に突出するようにし、負極板の負極タブが図中手前側及び図中奥側の他方に突出するようにすることが好ましい。

積層工程の後、電極体の外周を、図１１に示したよう、セパレータや他の絶縁シート７０等で覆うことが好ましい。
表面に接着層を有するセパレータを用い、セパレータと正極板、ないしセパレータと負極板を、接着することができる。例えば、積層工程の途中に、セパレータと正極板、ないしセパレータと負極板を接着しながら積層することもできる。また、積層工程の後、積層されたセパレータと正極板、積層されたセパレータと負極板を纏めて接着することもできる。セパレータと正極板、セパレータと負極板の接着は加熱プレスにより行うことが好ましい。

１０、１０ａ、１０ｂ 負極板
１１、１１ａ、１１ｂ 正極板
１２ セパレータ
１３、１５ （第１の）折り返し部
１４、１６ （第２の）折り返し部、開放部
２０ テーブル
２１ ガイドロール
２２、２５ クランプ
２２ａ 溝部
２３、２４ ローラ
３０ 保持部
４０ カッター
５０ 電極体
５１ 正極タブ
５２ 負極タブ
６０ 電池ケース
６１ 封口体
６２ 正極端子
６３ 負極端子
６５ ガス排出弁
６６ 封止部材
６７、６４ 絶縁部材
６８ 正極導電部材
６９ 負極導電部材
７０ 絶縁シート
１００ 二次電池

Claims (11)

1. 複数の第１電極板と、複数の第２電極板と、セパレータとを有する電極体を備えた二次電池の製造方法であって、
   前記第１電極板と、前記第２電極板とを、前記セパレータを介して交互に積層して前記電極体を形成する積層工程を有し、
   前記積層工程は、長尺のセパレータを用いて行われ、
   前記積層工程は、少なくとも
   （Ａ）前記セパレータの上に、前記第１電極板を載置する工程と、
   （Ｂ）前記第１電極板の一方の端部側で、前記セパレータを、前記第１電極板を覆うように折り返す工程と、
   （Ｃ）前記セパレータの上に、前記セパレータを介して前記第１電極板と対向するように、前記第２電極板を載置する工程と、
   （Ｄ）前記工程（Ｂ）において、前記第１電極板の一方の端部側に形成された前記セパレータの第１折り返し部近傍で、前記セパレータを切断する工程と
   を有する、二次電池の製造方法。
2. 前記工程（Ｄ）は、前記第２電極板で前記セパレータを保持しながら、前記第１折り返し部近傍で、前記セパレータが切断される、請求項１に記載の二次電池の製造方法。
3. 前記工程（Ｄ）の後に、
   （Ｅ）前記第２電極板の一方の端部側で、前記セパレータを、前記第２電極板を覆うように折り返す工程と、
   （Ｆ）前記セパレータの上に、前記セパレータを介して前記第２電極板と対向するように、前記第１電極板を載置する工程と、
   （Ｇ）前記工程（Ｅ）において、前記第２電極板の一方の端部側に形成された前記セパレータの第２折り返し部近傍で、前記セパレータを切断する工程と
   をさらに有する、請求項１または２に記載の二次電池の製造方法。
4. 前記工程（Ｇ）は、前記第１電極板で、前記セパレータを保持しながら、前記第２折り返し部近傍で、前記セパレータが切断される、請求項３に記載の二次電池の製造方法。
5. 前記工程（Ｂ）〜前記工程（Ｇ）を繰り返し行う、請求項３または４に記載の二次電池の製造方法。
6. 前記工程（Ｄ）の後に、
   （Ｅ）前記第２電極板の端部側で、前記セパレータを、前記第２電極板を覆うように折り返す工程と、
   （Ｆ）前記セパレータの上に、前記セパレータを介して前記第２電極板と対向するように、前記第１電極板を載置する工程と、
   （Ｇ）前記第１電極板の一方の端部側で、前記セパレータを、前記第１電極板を覆うように折り返す工程と、
   （Ｈ）前記セパレータの上に、前記セパレータを介して前記第１電極板と対向するように、前記第２電極板を載置する工程、
   （Ｉ）前記工程（Ｈ）において、前記第１電極板の一方の端部側に形成された前記セパレータの第３折り返し部近傍で、前記セパレータを切断する工程と、
   （Ｊ）前記第２電極板の端部側で、前記セパレータを、前記第２電極板を覆うように折り返す工程と
   をさらに有する、請求項１に記載の二次電池の製造方法。
7. 前記工程（Ｂ）〜前記工程（Ｊ）を繰り返し行う、請求項６に記載の二次電池の製造方法。
8. 複数の第１電極板と、複数の第２電極板と、セパレータとを有する電極体を備えた二次電池の製造方法であって、
   前記第１電極板と、前記第２電極板とを、前記セパレータを介して交互に積層して前記電極体を形成する積層工程を有し、
   前記積層工程は、長尺のセパレータを用いて行われ、
   前記積層工程は、少なくとも
   （Ａ）前記セパレータの上に、前記第１電極板を載置する工程と、
   （Ｂ）前記第１電極板の一方の端部側で、前記セパレータを、前記第１電極板を覆うように折り返す工程と、
   （Ｃ）前記セパレータの上に、前記セパレータを介して前記第１電極板と対向するように、前記第２電極板を載置する工程と、
   （Ｄ）前記第１電極板の他方の端部側に突出する前記セパレータの部位を切断する工程と
   を有する、二次電池の製造方法。
9. 前記工程（Ｄ）は、前記第１電極板の他方の端部近傍において、前記長尺のセパレータを保持部で保持しながら、前記セパレータの部位が切断される、請求項８に記載の二次電池の製造方法。
10. 前記工程（Ｄ）の後、
    （Ｅ）切断された前記長尺のセパレータの端部を前記保持部で保持した状態で、前記セパレータを前記第２電極板の上に載置する工程と、
    （Ｆ）前記セパレータの上に、前記セパレータを介して前記第２電極板と対向するように、前記第１電極板を載置する工程と、
    （Ｇ）前記第１電極板の一方の端部側で、前記セパレータを、前記第１電極板を覆うように折り返す工程と、
    （Ｈ）前記セパレータの上に、前記セパレータを介して前記第１電極板と対向するように、前記第２電極板を載置する工程と、
    （Ｉ）前記第１電極板の他方の端部側に突出する前記セパレータの部位を切断する工程と
    をさらに有する、請求項９に記載の二次電池の製造方法。
11. 前記工程（Ｅ）〜前記工程（Ｉ）を繰り返し行う、請求項１０に記載の二次電池の製造方法。

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