JP2023025920A - 電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】巻回電極体の生産性を向上させた電池の製造方法を提供する。【解決手段】巻回電極体を備えた電池の製造方法であって、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２を重ねた状態で巻芯１４０に吸着させる工程Ａと、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２を巻芯１４０に巻き取る工程Ｂとを有し、ここで、第１セパレータ３１および第２セパレータ３２は、それぞれ、樹脂製の多孔質の基材層３３と、基材層の少なくとも一方の面に形成された表面層とを有する。【選択図】図６

Description

本発明は、電池の製造方法に関する。

特開２００９－１９３７５０号公報には、帯状の正極板および負極板を、２枚のセパレータを交互に重ねつつ渦巻状に巻回する非水系二次電池用極板群の製造方法が開示されている。同公報で開示される製造方法では、セパレータの先端部分が巻芯に押し付けられながら吸着し、正極板と負極板が挟み込まれて渦巻状に巻回されている。

特開２００９－１９３７５０号公報

ところで、このような製造方法において、巻回電極体に使用するセパレータとして、基材層と表面層とを有するセパレータを用いることがある。かかる基材層と表面層とを有するセパレータは高価であるため、巻きずれ等によって処分されてしまうセパレータを減らすことが生産性の向上に貢献し得る。そこで、本発明者は、より簡単な方法で巻きずれ等の不具合を解消し生産性を向上させたいと考えている。

ここで開示される電池の製造方法は、巻回電極体を備えた電池の製造方法であって、以下の工程を有する。
工程Ａ：第１セパレータと第２セパレータを重ねた状態で巻芯に吸着させる工程
工程Ｂ：第１セパレータと第２セパレータを前記巻芯に巻き取る工程
ここで、第１セパレータおよび第２セパレータは、それぞれ、樹脂製の多孔質の基材層層と、基材層の少なくとも一方の面に形成された表面層とを有する。

かかる製造方法によれば、巻回電極体の生産性を向上させることができる。

第１セパレータおよび第２セパレータのそれぞれにおいて、表面層が基材層の両方の面に形成されているときには、表面層は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を含む３次元網目状構造であるとよい。また、表面層中のＰＶｄＦの質量割合は１０質量％以上であるとよく、さらに、ＰＶｄＦに加えて無機粒子を含んでいるとよい。

第１セパレータおよび第２セパレータのそれぞれにおいて、表面層が基材層の一方の面のみに形成されているときには、表面層は、無機粒子およびバインダを含むとよい。表面層中の前記無機粒子の質量割合は９０質量％以上であるとよい。また、工程Ｂにおいて、第１セパレータの基材層と第２セパレータの基材層とが対向する向きで第１セパレータおよび第２セパレータが巻芯に巻き取られるとよい。

工程Ｂでは、第１セパレータおよび第２セパレータが、表面に複数の突起が形成された治具で押圧されてもよい。

図１は、電池２の縦断平面図である。 図２は、巻回電極体２０の模式図である。 図３は、巻回機１００の模式図である。 図４は、巻回機１００の模式図である。 図５は、巻回機１００の模式図である。 図６は、巻回機１００の模式図である。 図７は、第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０を模式的に示す断面図である。 図８は、巻芯１４０とセパレータ３１、３２の模式図である。 図９は、巻芯１４０とセパレータ３１、３２の模式図である。

以下、ここで開示される発明の実施の形態を説明する。ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。本発明は、特に言及されない限りにおいて、ここで説明される実施形態に限定されない。各図面は模式的に描かれており、必ずしも実物を反映していない。また、同一の作用を奏する部材・部位には、適宜に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、電池２の縦断平面図である。図１では、電池ケース１０の正面側の幅広面が仮想的に取り除かれ、電池ケース１０の内部が見えるように電池２が模式的に図示されている。電池２は、ここで開示される製造方法によって製造される電池の一形態であり、電池ケース１０の内部に巻回電極体２０が収容されている。ここで開示される製造方法によって製造される電池は、図１に示された形態に限定されない。

《電池２》
図１に示された電池２は、横長の角形電池である。電池２は、図１に示されているように、電池ケース１０と、巻回電極体２０と、正極端子５０と、負極端子６０とを有している。電池ケース１０は、外装体１１と、封口板１２とを有している。

〈外装体１１〉
外装体１１は、有底の角形ケースであり、横長の矩形の収容空間を有している。外装体１１は、巻回電極体２０を主として収容している。外装体１１は、略長方形の底面１１ｅと、底面１１ｅの長辺に沿った対向する一対の幅広面１１ａ，１１ｂ（図示省略）と、底面１１ｅの短辺に沿った対向する一対の幅狭面１１ｃ，１１ｄとを有している。底面１１ｅに対向する面には、巻回電極体２０を収容するための開口１１ｆが形成されている。開口１１ｆには、封口板１２が取り付けられている。

〈封口板１２〉
封口板１２は、電池ケース１０の開口１１ｆに装着されている。封口板１２は、外装体１１の開口１１ｆに装着されうる略長方形の板材で構成されている。封口板１２は、略長方形の板材であり、長手方向の片側に正極端子５０を取り付けるための取付孔が形成されており、反対側に負極端子６０を取り付けるための取付孔１２ａ，１２ｂが形成されている。

封口板１２の中央部には、注液孔１２ｃと、ガス排出弁１２ｄとが設けられている。注液孔１２ｃは、密閉後の電池ケース１０の内部に非水電解液を注液するために設けられた貫通孔である。注液孔１２ｃは、非水電解液の注液後に封止部材１２ｅが装着されることによって封止されている。また、ガス排出弁１２ｄは、電池ケース１０内で大量のガスが発生した際に破断（開口）し、当該ガスを排出するように設計された薄肉部である。

非水電解液には、従来公知の二次電池において使用されているものを特に制限なく使用できる。例えば、非水電解液は、非水系溶媒に支持塩を溶解させることによって調製される。非水系溶媒の一例として、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等のカーボネート系溶媒が挙げられる。支持塩の一例として、ＬｉＰＦ_６等のフッ素含有リチウム塩が挙げられる。

〈正極端子５０，負極端子６０〉
正極端子５０と、負極端子６０とは、封口板１２に取り付けられている。巻回電極体２０は、正極端子５０と、負極端子６０とに取り付けられた状態で、外装体１１に収容されている。正極端子５０は、外部端子５１と、軸部材５２と、内部端子５３と、集電部材５４と、第１インシュレータ７１と、第２インシュレータ７２と、ガスケット７３とを備えている。負極端子６０は、外部端子６１と、軸部材６２と、内部端子６３と、集電部材６４と、第１インシュレータ８１と、第２インシュレータ８２と、ガスケット８３とを備えている。第１インシュレータ７１，８１と、第２インシュレータ７２，８２と、ガスケット７３，８３とは、それぞれ絶縁材である。第１インシュレータ７１，８１と第２インシュレータ７２，８２は、それぞれ所要の剛性を有する樹脂である。ガスケット７３，８３は、封口板１２の取付孔１２ａ，１２ｂに装着される部材であり、所要の可撓性を有している。

正極端子５０と負極端子６０の軸部材５２，６２は、ガスケット７３，８３を介在させて封口板１２の取付孔１２ａ，１２ｂに装着されている。封口板１２の外側には、第１インシュレータ７１，８１を介在させて外部端子５１，６１が取り付けられている。外部端子５１，６１は、取付孔を有し、軸部材５２，６２の外側の軸端に装着されている。封口板１２の内側には、第２インシュレータ７２，８２を介在させて内部端子５３，６３が取り付けられている。内部端子５３，６３は、取付孔を有し、軸部材５２，６２の内側の軸端に装着されている。軸部材５２，６２の内側の軸端は、内部端子５３，６３の取付孔の周りにかしめられている。集電部材５４，６４は、内部端子５３，６３の一端に取り付けられている。

このように、正極端子５０と負極端子６０は、第１インシュレータ７１，８１と、第２インシュレータ７２，８２と、ガスケット７３，８３とを介して電気的に絶縁された状態で、かつ、気密性が確保された状態で、封口板１２に取り付けられている。また、外部端子５１，６１と、軸部材５２，６２と、内部端子５３，６３と、集電部材５４，６４とによって、電気的な導通経路が形成されている。そして、集電部材５４，６４に巻回電極体２０が取り付けられている。巻回電極体２０は、このように封口板１２に取り付けられた状態で、外装体１１に収容される。１つの封口板１２に、複数の巻回電極体２０が取り付けられてもよく、１つの電池ケース１０に、複数の巻回電極体２０が収容されてもよい。

〈巻回電極体２０〉
図２は、巻回電極体２０の模式図である。図２では、巻回電極体２０は、一端が展開された状態で図示されている。巻回電極体２０は、例えば、図２に示されているように、それぞれ長尺の帯状の正極板２１と、第１セパレータ３１と、負極板２２と、第２セパレータ３２とが、長手方向を揃えて順に重ねられつつ、幅方向に設定された巻回軸ＷＬ回りに巻回されている。

正極板２１は、正極芯体２１ａと、正極活物質層２１ｂと、保護層２１ｃと、タブ２１ｄとを備えている。正極芯体２１ａは、正極板２１の基材である。正極芯体２１ａは、所定の金属箔（例えば、アルミニウム箔）で形成されている。正極活物質層２１ｂは、正極芯体２１ａに、幅方向の片側の端部に一定の幅で形成されている。正極芯体２１ａのうち正極活物質層２１ｂが形成された部分を除く部分には、保護層２１ｃが正極板２１の両面に形成されている。さらに、正極芯体２１ａには、保護層２１ｃが形成された側において、幅方向に突出したタブ２１ｄが形成されている。タブ２１ｄは、保護層２１ｃが形成された側において部分的に所定の幅で突出しており、正極芯体２１ａが露出している。

正極活物質層２１ｂは、正極活物質を含む層である。正極活物質は、例えば、リチウムイオン二次電池では、リチウム遷移金属複合材料のように、充電時にリチウムイオンを放出し、放電時にリチウムイオンを吸収しうる材料である。正極活物質は、一般的にリチウム遷移金属複合材料以外にも種々提案されており、特に限定されない。正極活物質は、例えば、リチウム遷移金属複合酸化物が好適である。上記リチウム遷移金属複合酸化物の中でも、遷移金属として、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）およびマンガン（Ｍｎ）からなる群の少なくとも一種を含むリチウム遷移金属複合酸化物は特に好適である。具体例としては、リチウムニッケルコバルトマンガン系複合酸化物（ＮＣＭ）、リチウムニッケル系複合酸化物、リチウムコバルト系複合酸化物、リチウムマンガン系複合酸化物、リチウムニッケルマンガン系複合酸化物、リチウムニッケルコバルトアルミニウム系複合酸化物（ＮＣＡ）、リチウム鉄ニッケルマンガン系複合酸化物等が挙げられる。また、Ｎｉ、ＣｏおよびＭｎを含まないリチウム遷移金属複合酸化物の好適例として、リチウムリン酸鉄系複合酸化物（ＬＦＰ）等が挙げられる。

なお、本明細書における「リチウムニッケルコバルトマンガン系複合酸化物」とは、主要構成元素（Ｌｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｏ）の他に、添加的な元素を含む酸化物を包含する用語である。かかる添加的な元素の例としては、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｎａ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎ等の遷移金属元素や典型金属元素等が挙げられる。また、添加的な元素は、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｐ等の半金属元素や、Ｓ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ等の非金属元素であってもよい。正極活物質層２１ｂは、正極活物質以外の添加剤を含んでいてもよい。かかる添加剤の一例として、導電材、バインダ等が挙げられる。導電材の具体例としては、アセチレンブラック（ＡＢ）等の炭素材料が挙げられる。バインダの具体例としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等の樹脂バインダが挙げられる。なお、正極活物質層２１ｂの固形分全体を１００質量％としたときの正極活物質の含有量は、概ね８０質量％以上であり、典型的には９０質量％以上でありうる。

保護層２１ｃは、電気伝導性が低くなるように構成された層である。かかる保護層２２ｃを正極活物質層２１ｂの縁部に隣接した領域に設けられている。セパレータ３１，３２の何れかが破損した際に、正極芯体２１ａと負極活物質層２２ｂとが直接接触し、内部短絡することが防止されうる。保護層２２ｃには、例えば、絶縁性のセラミック粒子を含む層が形成されていることが好ましい。かかるセラミック粒子としては、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、マグネシア（ＭｇＯ）、シリカ（ＳｉＯ_２）、チタニア（ＴｉＯ_２）等の無機酸化物や、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の窒化物、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の金属水酸化物や、マイカ、タルク、ベーマイト、ゼオライト、アパタイト、カオリン等の粘土鉱物や、ガラス繊維などが挙げられる。絶縁性や耐熱性を考慮すると、上述の中でも、アルミナ、ベーマイト、水酸化アルミニウム、シリカおよびチタニアが好適である。また、保護層２２ｃは、上記セラミック粒子を正極芯体２１ａの表面に定着させるためのバインダを含有していてもよい。かかるバインダとしては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等の樹脂バインダが挙げられる。保護層２２ｃには、導電材（例えば、カーボンブラック等の炭素材料）が僅かに添加されてもよい。導電材が添加されることによって、僅かな導電性を持たせてもよい。導電材の添加量は、所要の導電性が発現する量に調整されるとよい。なお、保護層は、正極板の必須の構成要素ではない。すなわち、ここに開示される二次電池では、保護層が形成されていない正極板を使用することもできる。

負極板２２は、負極芯体２２ａと、負極活物質層２２ｂと、タブ２２ｄとを備えている。負極芯体２２ａは、負極板２２の基材である。負極芯体２２ａは、所定の金属箔（例えば、銅箔箔）で形成されている。負極活物質層２２ｂは、負極芯体２２ａに大凡全幅に亘って両面に形成されている。負極芯体２２ａには、幅方向の片側に突出したタブ２２ｄが形成されている。タブ２２ｄは、負極芯体２２ａの幅方向の片側において部分的に所定の幅で突出している。

負極活物質層２２ｂは、負極活物質を含む層である。負極活物質には、上述した正極活物質との関係において電荷担体を可逆的に吸蔵・放出できれば特に限定されない。かかる負極活物質としては、炭素材料、シリコン系材料などが挙げられる。炭素材料としては、例えば、黒鉛、ハードカーボン、ソフトカーボン、非晶質炭素等が使用されうる。また、黒鉛の表面が非晶質炭素で被覆された非晶質炭素被覆黒鉛なども使用されうる。シリコン系材料には、シリコン、シリコン酸化物（シリカ）などが挙げられる。また、シリコン系材料は、他の金属元素（例えばアルカリ土類金属）や、その酸化物を含有していてもよい。また、負極活物質層２２ｂは、負極活物質以外の添加剤を含んでいてもよい。かかる添加剤の一例として、バインダ、増粘剤等が挙げられる。バインダの具体例として、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等のゴム系のバインダが挙げられる。また、増粘剤の具体例としては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等が挙げられる。なお、負極活物質層２２ｂの固形分全体を１００質量％としたときの負極活物質の含有量は、概ね３０質量％以上であり、典型的には５０質量％以上である。負極活物質は、負極活物質層２２ｂの８０質量％以上を占めていてもよいし、９０質量％以上を占めていてもよい。

セパレータ３１，３２には、例えば、所要の耐熱性を有する電解質が通過しうる多孔質の樹脂シートが用いられる。セパレータ３１，３２についても種々提案されており、特に限定されない。セパレータ３１，３２の好適例として、ポリオレフィン樹脂（例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ））等からなる樹脂製の多孔質基材層を含むセパレータが挙げられる。また、この多孔質基材層の片面または両面には、適宜にコート層が形成されていてもよい。コート層には、絶縁性の無機材料を含む多孔質表面層や接着層などが含まれうる。この多孔質表面層は、耐熱性に優れているため、温度上昇によるセパレータ３１，３２の収縮や破損を抑制できる。かかる多孔質表面層の無機材料としては、アルミナ、ベーマイト、水酸化アルミニウム、チタニア等のセラミック粒子が挙げられる。また、多孔質表面層には、セラミック粒子を結着させるバインダが含まれている。バインダには、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、アクリル系樹脂等の樹脂バインダを使用できる。なお、本実施形態において使用される２枚のセパレータ３１，３２は、同じ材料で構成されていてもよいし、異なる材料で構成されていてもよい。

図２に示されているように、負極板２２の負極活物質層２２ｂは、セパレータ３１，３２を介在させた状態で正極板２１の正極活物質層２１ｂを覆っているとよい。セパレータ３１，３２は、さらに正極板２１の正極活物質層２１ｂおよび負極板２２の負極活物質層２２ｂを覆っているとよい。また、図示は省略するが、正極板２１と、負極板２２と、セパレータ３１，３２の長さは、セパレータ３１，３２＞負極板２２＞正極板２１であるとよい。正極活物質層２１ｂの幅Ｌａと、負極活物質層２２ｂの幅Ｌｎと、セパレータ３１，３２の幅Ｌｓとは、Ｌｓ＞Ｌｎ＞Ｌａであるとよい。正極板２１と負極板２２とが重なる部位で、正極活物質層２１ｂが形成された部位は、負極活物質層２２ｂで覆われている。また、正極板２１に負極活物質層２２ｂが重なる部位で、正極活物質層２１ｂが対向しない部分には保護層２２ｃが形成されている。

図２に示されているように、正極板２１のタブ２１ｄは、セパレータ３１，３２の幅方向の片側にはみ出ている。正極板２１には、長手方向に所定のピッチで複数のタブ２１ｄが設けられている。負極板２２のタブ２２ｄは、幅方向の反対側においてセパレータ３１，３２からはみ出ている。負極板２２には、長手方向に所定のピッチで複数のタブ２２ｄが設けられている。正極板２１の複数のタブ２１ｄと、負極板２２の複数のタブ２２ｄは、巻回電極体２０に巻回された後で、概ね同じ位置になるように予め定められたピッチで設けられている。なお、正極板２１のタブ２１ｄと、負極板２２のタブ２２ｄとは、それぞれ正極板２１と負極板２２が用意される段階で形成されていてもよい。正極板２１のタブ２１ｄと、負極板２２のタブ２２ｄとは、巻回電極体２０が巻回された後で、切り出されてもよい。

巻回電極体２０は、図１および図２に示されているように、封口板１２が装着される開口１１ｆから外装体１１に収容される。このため、開口１１ｆの形状に合わせて扁平な形状である。巻回電極体２０を作製するときは、かかる巻回される時に扁平な形状の軸に巻回されてもよい。また、巻回電極体２０を作製するときは、円筒形状の軸に巻回された後で、扁平にプレス成形してもよい。巻回電極体２０と外装体１１とは、巻回電極体２０と外装体１１との間に配置された樹脂製の絶縁シート９０によって、電気的に絶縁されている。絶縁シート９０は、樹脂性のシートであり、巻回電極体２０を包むように箱状に折曲げられている。なお、図１では、絶縁シート９０のうち正面側の幅広面も取り除かれた状態で図示されている。

《巻回機１００》
次に、巻回機１００を説明する。図３から図６は、巻回機１００の模式図である。巻回機１００は、ここで開示される電池の製造方法を具現化する巻回機の一例である。図３から図６には、巻回機１００のうちターレット１２０の部分をターレット１２０の回転軸Ｃ１の遠方から見た図がそれぞれ示されている。

図３では、巻回機１００に新しく正極板２１と負極板２２が巻き始められる際の待機状態が示されている。図４では、巻回機１００に新しく正極板２１と負極板２２が巻かれている状態が示されている。図５では、正極板２１と負極板２２が巻かれた巻芯１４０が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動する状態が示されている。図６では、正極板２１と負極板２２が巻かれた巻芯１４０が第２位置Ｐ２に移動し、新たな巻芯が第１位置Ｐ１に移動し、セパレータ３１，３２が切断される状態が示されている。

巻回機１００は、図３に示されているように、正極板２１と負極板２２とセパレータ３１，３２を巻回するための装置である。ターレット１２０には、正極板２１と負極板２２とセパレータ３１，３２が巻回される複数の巻芯１４０（１）～（３）が設けられている。

巻回機１００は、図３に示されているように、移動経路ｋ１～ｋ４と、ターレット１２０と、複数の巻芯１４０（１）～（３）と、カッター１５１と、押えローラ１５２と、複数の固定ローラ１６１～１６３と、複数の可動ローラ１７１～１７４と、第１チャック１８１と、第２チャック１８２と、ターレット１２０に設けられたインデックスユニット１８５と、インデックスユニット１８５に設けられたインデックスローラ１８６～１８８と、巻止装置１９０と、制御装置２００とを備えている。正極板２１と負極板２２とセパレータ３１，３２とは、それぞれリール（図示省略）などに巻かれた状態で用意されている。巻回機１００の各構成要素は、それぞれ所要のアクチュエータを適宜に有している。制御装置２００は、予め設定されたプログラムに沿って所定のタイミングで所要の動作が実行されるように、巻回機１００の各構成要素を制御するように構成されている。制御装置２００は、例えば、マイクロコントローラのようなコンピュータによって具現化されうる。

〈移動経路ｋ１～ｋ４〉
移動経路ｋ１は、リールからターレット１２０に向けて正極板２１が送り出される経路である。移動経路ｋ２は、リールからターレット１２０に向けて負極板２２が送り出される経路である。移動経路ｋ３は、リールからターレット１２０に向けて第１セパレータ３１が送り出される経路である。移動経路ｋ４は、リールからターレット１２０に向けて第２セパレータ３２が送り出される経路である。正極板２１，負極板２２，第１セパレータ３１および第２セパレータ３２は、それぞれ帯状であり、所定の移動経路ｋ１～ｋ４に沿って送り出される。正極板２１の移動経路ｋ１は、第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に至る手前で、第１セパレータ３１の移動経路ｋ３に合流している。負極板２２の移動経路ｋ１は、第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に至る手前で、第２セパレータ３２の移動経路ｋ４に合流している。移動経路ｋ１～ｋ４には、送り出される正極板２１，負極板２２，第１セパレータ３１および第２セパレータ３２の緩みを取り除くためのダンサロール機構や、テンションを調整するためのテンションナーなどがそれぞれ適宜に配置される。

〈ターレット１２０〉
ターレット１２０は、中心Ｃ１に回転軸が設定された回転盤である。複数（この実施形態では、３つ）の巻芯１４０は、ターレット１２０に配置されている。複数の巻芯１４０は、それぞれ独立して回転可能な略円筒状の軸である。この実施形態では、複数の巻芯１４０の軸は、ターレット１２０の中心軸と平行になるように設けられている。ターレット１２０には、第１巻芯１４０（１）と、第２巻芯１４０（２）と、第３巻芯１４０（３）の３つの巻芯１４０が設けられている。第１巻芯１４０（１）と、第２巻芯１４０（２）と、第３巻芯１４０（３）とは、ターレット１２０の中心軸回りに、周方向に等間隔で配置されている。第１巻芯～第３巻芯１４０（１）～（３）は、それぞれ同じ構成を有する巻芯である。図示は省略するが、ターレット１２０は、所要のアクチュエータ（例えば、サーボモータ）を備えており、適当なタイミングで適当な角度回転する。

ターレット１２０の中心Ｃ１の軸回りに、第１位置Ｐ１、第２位置Ｐ２、第３位置Ｐ３が予め設定されている。図３では、第１位置Ｐ１に第１巻芯１４０（１）が配置されており、第２位置Ｐ２に第３巻芯１４０（３）が配置されており、第３位置Ｐ３に第２巻芯１４０（２）が配置されている。第１巻芯～第３巻芯１４０（１）～（３）の位置は、図３に示された位置に固定されない。この実施形態では、ターレット１２０は、反時計回りに回転する。第１巻芯～第３巻芯１４０（１）～（３）もそれぞれ半時計回りに回転する。第１巻芯～第３巻芯１４０（１）～（３）は、ターレット１２０の回転によって第１位置Ｐ１、第２位置Ｐ２、第３位置Ｐ３を順に移動していく。図示は省略するが、第１巻芯～第３巻芯１４０（１）～（３）は、所要のアクチュエータ（例えば、サーボモータ）を備えており、適当なタイミングで、適当な速度で回転する。ここでは、第１巻芯～第３巻芯１４０（１）～（３）は、特に区別しないときには巻芯１４０と称される。また、第１巻芯～第３巻芯１４０（１）～（３）が区別される場合、巻芯１４０（１），巻芯１４０（２），巻芯１４０（３）として適宜に区別される。

〈巻芯１４０〉
図７は、第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０を模式的に示す断面図である。巻芯１４０は、略円筒状の部材である。図７では、巻芯１４０の軸方向から見た図が示されており、図３に示されているように、第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に第１セパレータ３１と第２セパレータ３２が巻き付けられる際の状態が示されている。巻芯１４０は、図４に示されているように、側周面に巻き付けられるセパレータ３１，３２を保持する機能を有する。この実施形態では、巻芯１４０は、吸引孔１４１と、吸引経路１４２と、溝１４３とを有する。吸引孔１４１は、側周面に巻き付けられるセパレータ３１，３２を吸着させるための孔である。吸引経路１４２は、巻芯１４０の内部に形成され、吸引孔１４１に通じた流路である。吸引経路１４２は、吸引孔１４１に負圧を形成するための流路である。吸引経路１４２は、例えば、外部に設置される真空ライン（図示省略）に適宜に接続されて負圧が形成されるように構成されているとよい。溝１４３は、セパレータ３１，３２が切断される際に、カッター１５１の刃が降ろされる受け部として形成されている。この実施形態では、溝１４３は、巻芯１４０の外周面に巻芯１４０の軸方向に沿って形成されている。なお、この実施形態では、巻芯１４０は、略円筒形状であるが、扁平な形状に巻回する場合には、扁平な巻芯が用いられてもよい。また、巻芯は、径方向に沿って分割された巻芯であってもよく、巻芯の径が可変であってもよい。

〈カッター１５１〉
カッター１５１は、セパレータ３１，３２を切断するカッターである。第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に保持されたセパレータ３１，３２に刃１５１ａが押し当てられるように構成されている。この実施形態では、カッター１５１は、巻芯１４０に保持されたセパレータ３１，３２に刃が押し当てられるように定められた位置にガイドに沿って押し出されたり、当該位置から後退したりする。カッター１５１は、図示は省略するが、アクチュエータ（例えば、シリンダ機構）によって適当なタイミングで動作するように操作される。刃１５１ａは、例えば、波刃（のこぎり状の刃）であってもよい。

〈押えローラ１５２〉
押えローラ１５２は、セパレータ３１，３２を第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に押し付けるローラである。かかる押えローラ１５２によって、セパレータ３１，３２は、第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に押し当てられつつ、巻取られる。押えローラ１５２は、セパレータ３１，３２を第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に押さえ付ける押え治具として機能する。この実施形態では、図７に示されているように、押えローラ１５２は、複数の突起１５２ａが外周面に形成されている。このように突起１５２ａのあるローラ１５２によって、２枚のセパレータ３１，３２が巻芯１４０に押し付けられることによって、突起１５２ａによって力が局所的に集中してセパレータ３１，３２が強く押し付けられる。このため、セパレータ３１，３２同士がより好適に圧着される。押えローラ１５２は、例えば、略円筒形状であり、周側面にローレット加工が施されているとよい。押えローラ１５２は、例えば、バネなどが内装された機構によって、第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０にセパレータ３１，３２を適当な圧力で押し当てるように構成されているとよい。また、押えローラ１５２は、図示は省略するが、ガイドおよびアクチュエータによって、第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に巻き付けられたセパレータ３１，３２に押し当てられる位置（図３参照）と、巻芯１４０から離れる位置（図５参照）とに移動する。押えローラ１５２は、巻芯１４０の幅方向に１つの円筒状のローラで設けられていてもよいし、巻芯１４０の幅方向に間欠的に複数配置された複数のローラで構成されていてもよい。

〈固定ローラ１６１，可動ローラ１７１〉
固定ローラ１６１は、第１セパレータ３１の移動経路ｋ３と正極板２１の移動経路ｋ１とが合流する位置に設けられている。可動ローラ１７１は、固定ローラ１６１に対して第１セパレータ３１を押し付けて、第１セパレータ３１を挟むローラである。可動ローラ１７１は、ガイドおよびアクチュエータによって所定の方向に移動する。可動ローラ１７１の動きは、制御装置２００によって制御される。可動ローラ１７１は、固定ローラ１６１に対して第１セパレータ３１を押し付ける位置と、固定ローラ１６１から離れる位置とに動くように構成されている。可動ローラ１７１は、第１セパレータ３１を挟む時には、バネなどの作用によって所定の力で第１セパレータ３１を挟むように構成されているとよい。第１セパレータ３１は、固定ローラ１６１と可動ローラ１７１とで適当な力で挟まれることによって、緩みなく第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に向けて送り出される。

〈固定ローラ１６２，可動ローラ１７２〉
固定ローラ１６２は、第２セパレータ３２の移動経路ｋ４と負極板２２の移動経路ｋ２とが合流する位置に設けられている。可動ローラ１７２は、固定ローラ１６２に対して第２セパレータ３２を押し付けて、第２セパレータ３２を挟むローラである。可動ローラ１７２は、ガイドおよびアクチュエータによって所定の方向に移動する。可動ローラ１７２の動きは、制御装置２００によって制御される。可動ローラ１７２は、固定ローラ１６２に対して第２セパレータ３２を押し付ける位置と、固定ローラ１６２から離れる位置とに動くように構成されている。可動ローラ１７２は、第２セパレータ３２を挟む時には、バネなどの作用によって所定の力で第２セパレータ３２を挟むように構成されているとよい。第２セパレータ３２は、固定ローラ１６２と可動ローラ１７２とで適当な力で挟まれることによって、緩みなく第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に向けて送り出される。

〈固定ローラ１６３〉
固定ローラ１６３は、第１セパレータ３１の移動経路ｋ３の所定位置に配置され、第１セパレータ３１の移動経路ｋ３の移動経路を定めるためのローラである。

〈第１チャック１８１〉
第１チャック１８１は、図３に示されているように、正極板２１が送り出される移動経路ｋ１のうち第１セパレータ３１を挟む一対のローラ１６１，１７１の手前に配置されている。第１チャック１８１は、正極板２１を掴む部材である。この実施形態では、第１チャック１８１は、一対の把持部材を備えている。図示は省略するが、第１チャック１８１は、正極板２１を切断するためのカッターを備えている。第１チャック１８１は、図示は省略するが、ガイドおよびアクチュエータ（例えば、シリンダ機構）によって適当なタイミングで動作する。第１チャック１８１の動作は、制御装置２００によって制御されるように構成されている。

図３に示された状態では、第１セパレータ３１は、第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に保持され、かつ、一対のローラ１６１，１７１に挟まれた状態で、移動経路ｋ３に沿って延びている。第１チャック１８１は、一対のローラ１６１，１７１の手前で正極板２１を掴んでいる。第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に正極板２１が巻き取られる際には、図４に示されているように、第１チャック１８１は保持した正極板２１を一対のローラ１６１，１７１の間に挿し込むとともに、正極板２１を解放する。これにより、正極板２１は、第１セパレータ３１と一緒に一対のローラ１６１，１７１に引き込まれて第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に巻き取られる。正極板２１が所定の長さ送り出されると、巻芯１４０の巻き取りが停止する。正極板２１は、第１チャック１８１によって掴まれ、第１チャック１８１と、一対のローラ１６１，１７１との間で切断される。第１チャック１８１は、正極板２１を掴む所定位置と、正極板２１を一対のローラ１６１，１７１の間に挿し込む所定位置との間で適宜に動くように構成されている。

〈第２チャック１８２〉
第２チャック１８２は、図３に示されているように、負極板２２が送り出される移動経路ｋ２のうち第２セパレータ３２を挟む一対のローラ１６２，１７２の手前に配置されている。第２チャック１８２は、負極板２２を掴む部材である。この実施形態では、第２チャック１８２は、一対の把持部材を備えている。図示は省略するが、第２チャック１８２は、負極板２２を切断するためのカッターを備えている。第２チャック１８２は、図示は省略するが、ガイドおよびアクチュエータ（例えば、シリンダ機構）によって適当なタイミングで動作する。第２チャック１８２の動作は、制御装置２００によって制御されるように構成されている。

図３に示された状態では、第２セパレータ３２は、第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に保持され、かつ、一対のローラ１６２，１７２に挟まれた状態で、移動経路ｋ４に沿って延びている。第２チャック１８２は、一対のローラ１６２，１７２の手前で負極板２２を掴んでいる。第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に負極板２２が巻き取られる際には、図４に示されているように、第２チャック１８２は保持した負極板２２を一対のローラ１６２，１７２の間に挿し込むとともに、負極板２２を解放する。これにより、負極板２２は、第２セパレータ３２と一緒に一対のローラ１６２，１７２に引き込まれて第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に巻き取られる。上述のように、正極板２１が所定の長さ送り出されると、巻芯１４０の巻き取りが停止する。換言すると、負極板２２が所定の長さ送り出されたときに、巻芯１４０の巻き取りが停止する。負極板２２は、第２チャック１８２によって掴まれ、第２チャック１８２と、一対のローラ１６２，１７２との間で切断される。第２チャック１８２は、負極板２２を掴む所定位置と、負極板２２を一対のローラ１６２，１７２の間に挿し込む所定位置との間で適宜に動くように構成されている。

正極板２１と負極板２２は、例えば、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２が巻芯１４０の外周面に一周程度巻き付けられた後で、一対のローラ１６１，１７１の間、および、一対のローラ１６２，１７２の間にそれぞれ挿入されるとよい。

〈可動ローラ１７３〉
可動ローラ１７３は、図６に示されているように、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２とが切断される際に、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２とを第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に押し付けるためのローラである。可動ローラ１７３は、ガイドおよびアクチュエータによって所定の方向に移動する。可動ローラ１７３の動きは、制御装置２００によって制御される。可動ローラ１７３は、図６に示されているように、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２とが切断される際に、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２を第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に押し付ける位置に配置される。それ以外のタイミングでは、可動ローラ１７３は、図３に示されているように、第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０から離れた位置に動く。可動ローラ１７３は、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２を巻芯１４０に押し付ける時には、バネなどの作用によって所定の力で第１セパレータ３１を挟むように構成されているとよい。

図６に示されているように、第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０にカッター１５１が押し付けられることによって、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２とが切断される。この実施形態では、図７に示されているように、巻芯１４０の外周面に溝１４３が設けられている。巻芯１４０にカッター１５１が押し付けられる際には、カッター１５１が押し付けられる位置に巻芯１４０の外周面に設けられた溝１４３が向けられる。溝１４３がカッター１５１に向けられた状態で、可動ローラ１７３によって第１セパレータ３１と第２セパレータ３２が巻芯１４０に押し付けられる。これによって、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２が巻芯１４０に吸着される。さらにこの状態で、カッター１５１が巻芯１４０に保持された第１セパレータ３１と第２セパレータ３２に押し当てられる。これにより、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２とが切断される。また、カッター１５１の刃は、巻芯１４０の溝１４３に入り込むので、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２とがより確実に綺麗に切断されるとともに、巻芯１４０に傷が付きにくく、異物が発生しにくい。

〈可動ローラ１７４〉
可動ローラ１７４は、図６に示されているように、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２とが切断される際に、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２とにテンションを付与するためのローラである。可動ローラ１７４は、ガイドおよびアクチュエータによって所定の方向に移動する。可動ローラ１７４の動きは、制御装置２００によって制御される。

例えば、図４に示されているように、第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０（１）によって、正極板２１と、第１セパレータ３１と、負極板２２と、第２セパレータ３２とが順に重ねられつつ巻き取られる。正極板２１と第１セパレータ３１と負極板２２と第２セパレータ３２とを巻き取った巻芯１４０（１）は、図５に示されているように、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動する。その際、第１位置Ｐ１には別の巻芯１４０（２）が移動していく。そして、図６に示されているように、第１位置Ｐ１に新たに配置された巻芯１４０（２）に、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２が吸着されて、巻芯１４０（２）の外周面に第１セパレータ３１と第２セパレータ３２が保持される。このとき、第２位置Ｐ２に配置された巻芯１４０（１）に巻き取られた第１セパレータ３１と第２セパレータ３２は、繋がった状態で第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０（２）の外周面に保持される。

可動ローラ１７４は、巻芯１４０（１）が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動する際に、適当なタイミングで第１セパレータ３１と第２セパレータ３２に向けて押し出されて、図６に示されているように、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２とに押し当てられる。可動ローラ１７４によって、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２とは、巻芯１４０（１）が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動する際に緩みなく送り出される。可動ローラ１７４は、図３から図５に示されているように、このタイミングを除いて、ターレット１２０から離れた位置に退避している。

〈インデックスユニット１８５〉
インデックスユニット１８５は、ターレット１２０の中心部に設けられている。ターレット１２０には、上述のように、３つの巻芯１４０（１）～（３）が周方向に均等配置されている。インデックスユニット１８５は、ターレット１２０と一緒に廻る略正三角形のベースを備えている。ベースの頂点には、それぞれインデックスローラ１８６～１８８が配置されており、インデックスローラ１８６～１８８は、３つの巻芯１４０（１）～（３）のそれぞれの間にそれぞれ配置されている。

インデックスユニット１８５は、正極板２１と第１セパレータ３１と負極板２２と第２セパレータ３２とを巻き取った巻芯１４０（１）が、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動する際に、図６に示されているように、インデックスローラ１８６～１８８のうち第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に配置されるインデックスローラ１８６が第１セパレータ３１と第２セパレータ３２に対して内径側から押し当たる。かかるインデックスローラ１８６と可動ローラ１７４とによって、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間で第１セパレータ３１と第２セパレータ３２が緩みなく送り出される。図６に示されたタイミングでは、インデックスローラ１８６が、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２に対して内径側から押し当たっているが、インデックスユニット１８５は、ターレット１２０の回転とともに回転する。このため、インデックスユニット１８５のインデックスローラ１８６～１８８は、正極板２１と第１セパレータ３１と負極板２２と第２セパレータ３２とを巻き取った巻芯１４０が、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動する際に、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２に対して内径側から押し当たるローラとして順に機能する。

〈巻止装置１９０〉
例えば、図６に示されているように、正極板２１と第１セパレータ３１と負極板２２と第２セパレータ３２とを巻き取った巻芯１４０（１）は、第１位置Ｐ１から離れた第２位置Ｐ２に移動する。そして、セパレータ３１，３２が切断された後で、切断されたセパレータ３１，３２は、切断された端部まで巻き取られる。巻止装置１９０は、当該第２位置Ｐ２に配置されている。巻止装置１９０は、押えローラ１９１と、テープ貼付装置１９２とを備えている。押えローラ１９１は、第２位置Ｐ２に移動した巻芯１４０が、切断された正極板２１と第１セパレータ３１と負極板２２と第２セパレータ３２とを切断された端部まで巻き取られる際に、巻芯１４０（１）に巻き付けられた最外周の第２セパレータ３２に押し当てられる。これにより、切断された正極板２１と第１セパレータ３１と負極板２２と第２セパレータ３２とは、それぞれ緩まずに巻き取られる。テープ貼付装置１９２は、最外周の第２セパレータ３２または第１セパレータ３１の切断された端部を止めるためのテープを貼る装置である。かかる巻止処理は、例えば、第１位置Ｐ１に新たに配置された巻芯１４０（２）に第１セパレータ３１と、正極板２１と、第２セパレータ３２と、負極板２２とが巻回される処理と並行して実施されてもよい。

さらに、この実施形態では、例えば、図６に示されているように、巻回機１００は、巻止処理が実施され、かつ、第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０（２）に新たに正極板２１と第１セパレータ３１と負極板２２と第２セパレータ３２とを巻き取られた後、ターレット１２０が回転する。巻止処理が実施された巻芯１４０（１）は第３位置Ｐ３に移動し、巻芯１４０（２）は第２位置Ｐ２に移動し、第１位置Ｐ１にはさらに別の巻芯１４０（３）が配置される。このとき、第２位置Ｐ２に配置された巻芯１４０（２）に巻き取られた第１セパレータ３１と第２セパレータ３２は、繋がった状態で第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０（３）の外周面に保持される。そして、セパレータ３１，３２が切断された後、第２位置Ｐ２では、巻芯１４０（２）の巻止処理が実施される。第１位置Ｐ１では、巻芯１４０（３）に新たに正極板２１と第１セパレータ３１と負極板２２と第２セパレータ３２とを巻き取られる。第３位置Ｐ３では、巻芯１４０（１）から巻回体２０ａが取り出される（図３参照）。巻回体２０ａは、取り出された後、扁平にプレスされ、巻回電極体２０として扱われうる。このように、ターレット１２０に備えられた巻芯１４０（１）～（３）は、第１位置Ｐ１～第３位置Ｐ３を順次移動する。そして、正極板２１と第１セパレータ３１と負極板２２と第２セパレータ３２とは、巻芯１４０（１）～（３）に順に連続して巻き取られる。

ここで巻回機１００は、巻回電極体２０を備えた電池２の製造方法に関し、以下の工程ＡおよびＢを具現化する。
工程Ａ：工程Ａでは、それぞれ予め定められた移動経路ｋ１～ｋ４に沿って送り出された第１セパレータ３１および第２セパレータ３２が、第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０（１）に重ねた状態で吸着される（図３参照）。
工程Ｂ：工程Ｂでは、工程Ａにおいて重ねて吸着された第１セパレータ３１および第２セパレータ３２が、巻芯１４０（１）に巻き取られる（図３参照）。
ここで、第１セパレータ３１および第２セパレータ３２は、それぞれ、基材層３３と、該基材層３３の少なくとも一方の面に形成された表面層３４とを有している。ここに開示される製造方法によれば、第１セパレータ３１および第２セパレータ３２のそれぞれにおいて、基材層３３と表面層３４とを備えている場合にも、簡便な方法によって巻芯１４０に対する各セパレータの巻きずれを効果的に抑制することができ、連続した巻回電極体２０の生産が可能となる。これにより、生産性が向上する。
なお、表面層３４は、基材層３３の一方の面のみに設けられていてもよいし、両方の面に設けられていてもよい。以下、基材層３３の両方の面に表面層３４が形成される場合と、基材層３３の一方の面のみに表面層３４が形成される場合について説明する。

まず、基材層３３の両方の面に表面層３４が形成される場合について説明する。
図８は、巻回機１００（より詳細には巻芯１４０）とセパレータ３１、３２の模式図である。図８に示されているように、セパレータ３１、３２は、それぞれ、基材層３３の両方の面に表面層３４ａが形成されている。基材層３３は、典型的には樹脂製の多孔質シート（フィルム）から構成されている。例えば、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、セルロース類等の樹脂からなる多孔質シート（フィルム）が挙げられる。なかでも、ポリエチレン（ＰＥ）からなる多孔質シートは、シャットダウン温度が電池の耐熱温度よりも十分に低く、適切なシャットダウン機能を有しているため好ましい。基材層３３は、単一の材料から構成される単層構造であってもよく、材質や性状（例えば、平均厚みや空孔率等）の異なる２種以上の樹脂製の多孔質シートが複数積層された積層構造（例えば、ＰＥの両面にＰＰが積層された構造）であってもよい。

基材層３３の平均厚みは、特に限定されないが、通常５μｍ以上であり、典型的には８μｍ以上、例えば１０μｍ以上とすることができる。一方で、基材層３３の厚みは、通常４０μｍ以下、例えば３０μｍ以下、例えば２５μｍ以下とすることができる。特に限定するものではないが、基材層３３の空孔率は、３０～６０％程度である。

基材層３３の両方の面に表面層３４が形成される場合には、表面層３４ａは、ＰＶｄＦを含む３次元網目状構造の層である。表面層３４ａは、典型的には、繊維状のＰＶｄＦが複数集合して、多数の細孔（空孔）を有するようにランダムに積層して形成される構造（３次元網目状構造）を有する。このような３次元網目状構造を有する表面層３４同士が接触することにより、好適に静電気が発生してセパレータ３１、３２がずれることを抑制できる。また、かかる静電気によって巻芯１４０に対しても各セパレータがずれることを抑制できる。これにより、セパレータの巻き始めにおいて不具合が発生することが抑制され、連続して巻回電極体２０を製造することができる。すなわち、上記構成によれば、セパレータが基材層３３と、該基材層３３の両方の面に表面層３４とを有する場合であっても、簡便な方法によって、巻芯１４０に対するセパレータ３１、３２の巻きずれを効果的に抑制し、生産性を向上させることができる。

表面層３４ａには、該表面層３４ａを構成するＰＶｄＦによって形成された空孔が多く存在する。表面層３４ａの空孔率は、基材層３３よりも高いことが好ましく、典型的には４０％以上、例えば５０～７０％程度であるとよい。また、表面層３４ａの平均厚みは、特に限定されないが、表面層３４ａの平均厚みは、例えば０．１μｍ以上５μｍ以下であってよく、０．５μｍ以上３μｍ以下であってよい。かかる平均厚みと空孔率を有する表面層３４ａであれば、吸引孔１４１に吸引されやすく、巻芯１４０がセパレータ３１、３２を好適に吸着させることができる。

表面層３４ａは、３次元網目状構造を構成する樹脂成分として、少なくともＰＶｄＦを含む。より好ましくは、表面層３４ａを１００質量％としたときにＰＶｄＦを１０質量％以上含む。本発明者の知見によれば、表面層３４ａはＰＶｄＦを１０質量％以上含むことによって、適度な接着性を有する接着層として機能し得る。これにより、セパレータ３１、３２の巻芯１４０に対する巻きずれがより好適に抑制される。かかる観点から、表面層３４ａに含まれるＰＶｄＦの質量割合は、表面層３４ａを１００質量％としたときに、１０質量％以上であることが好ましく、１５質量％以上であることがより好ましく、２０質量％以上であることがさらに好ましい。表面層３４ａに含まれるＰＶｄＦの質量割合の上限は、特に限定するものではないが、例えば５０質量％以下であってよく、４５質量％以下であってよく、４０質量％以下であってよい。表面層３４ａに含まれるＰＶｄＦが、上記範囲内であることにより、均質な性状（例えば細孔分布や平均厚み）の３次元網目状構造を構成することができる。これにより、セパレータ３１、３２において静電気がより好適に発生しやすい状態となり、巻芯１４０に対する巻きずれが抑制される。

表面層３４ａは、本発明の効果を著しく損なわない限りにおいて、上記ＰＶｄＦに加えて１種または２種以上の他の樹脂成分を含んでいてもよい。かかる他の樹脂成分としては、特に限定されないが、非水電解液に溶解せず、電荷担体（例えばリチウムイオン）の脱挿入を阻害しない樹脂であることが好ましい。表面層３４ａに含まれる他の樹脂成分としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂；ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等のアクリル系樹脂；ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂；ポリアミド系樹脂；ポリイミド系樹脂；等が挙げられる。表面層３４ａが、ＰＶｄＦ以外の他の樹脂成分を含む場合における他の樹脂成分の割合は、例えば、表面層３４ａに含まれる樹脂成分全体の４５質量％以下であることが好ましく、３０質量％以下であることがより好ましい。

表面層３４ａは、表面層３４ａの強度を向上させる等を目的として、上記ＰＶｄＦに加えて、１種または２種以上の無機粒子を含むことが好ましい。無機粒子の材質としては、セパレータ３１、３２に含み得るとして例示した無機材料であってよい。なかでも、品質が安定し安価で入手が容易なアルミナ、ベーマイト、シリカおよびチタニアが好ましく用いられる。無機粒子は、上述したＰＶｄＦ等の樹脂によって構成される３次元網目状構造において、概ね均一に配置（すなわち分散）されているとよい。これにより、セパレータ３１、３２においてより好適な静電気が発生しやすくなり、巻芯１４０に対する巻きずれが解消されて、巻芯１４０がセパレータ３１、３２を吸着させやすくなる。

無機粒子の性状は、特に限定されない。例えば、アスペクト比が１以上であって５以下（典型的には２以下、好ましくは１．５以下）であってよい。なお、ここでアスペクト比とは、無機粒子の最も長い辺の長さと最も短い辺の長さの比のことをいう。
また、無機粒子の平均粒径は、特に限定されないが、分散性等を考慮して０．０１μｍ以上（例えば０．０５μｍ以上、典型的には０．１μｍ以上）であって、１０μｍ以下（例えば５μｍ以下、典型的には３μｍ以下）であってよい。なお、本明細書において「平均粒径」とは、一般的なレーザ回折・光散乱法に基づく体積基準の粒度分布において、粒径が小さい微粒子側からの累積頻度５０体積％に相当する粒径（Ｄ５０、メジアン径ともいう。）をいう。

表面層３４ａに含まれる無機粒子の質量割合は、表面層３４ａを１００質量％としたときに、５０質量％以上であることが好ましく、６０質量％以上であることがより好ましく、７０質量％以上であることがさらに好ましい。表面層３４ａに含まれる無機粒子の質量割合の上限は、特に限定するものではないが、例えば９０質量％以下であってよく、８５質量％以下であってよく、８０質量％以下であってよい。

表面層３４ａは、本発明の効果を著しく損なわない限りにおいて、上記樹脂成分および無機粒子以外の材料を含有していてもよい。そのような材料の例としては、酸化安定剤等の各種添加剤が挙げられる。好適な一態様では、表面層３４ａを１００質量％としたときに、表面層３４ａに含まれる樹脂成分（ＰＶｄＦおよび他の樹脂成分）と無機粒子との合計質量割合は、概ね９０質量％（例えば９５質量％以上）である。表面層３４ａは、実質的に樹脂成分および無機粒子のみから構成されていてもよい。

次いで、基材層３３の一方の面のみに表面層３４が形成される場合について説明する。
図９は、巻回機１００（より詳細には巻芯１４０）とセパレータ３１、３２の模式図である。図９に示されているように、第１セパレータ３１および第２セパレータ３２には、基材層３３の一方の面のみに表面層３４ｂが形成される。このとき、第１セパレータ３１の基材層３３と第２セパレータ３２の基材層３３とが対向する向きで配置されていてもよい。本発明者らの知見によれば、表面層３４ｂ同士を対向させるよりも基材層３３同士を対向させたほうが、セパレータ同士が圧着されやすいため、ずれが生じ難く、巻芯１４０が第１セパレータ３１および第２セパレータ３２を好適に巻き取ることができる。上記の構成によれば、セパレータが基材層３３と、該基材層３３の一方の面のみに表面層３４とを有する場合であっても、簡便な方法によって巻芯１４０に対するセパレータ３１、３２の巻ずれが抑制され、形状の安定した巻回電極体２０を作製することができる。これにより、生産性を向上させることができる。

基材層３３の一方の面のみに表面層３４が形成される場合には、表面層３４ｂは無機粒子およびバインダを含む。無機粒子は、表面層３４ａに含み得るとして例示したものと同じであってよい。なお、基材層３３の一方の面に表面層３４が形成されるときには、表面層３４ｂは、耐熱性を有する多孔質の絶縁層であることが好ましい。例えば、表面層３４ｂは、電荷担体を透過させ得る多孔質構造を備え、シャットダウン温度（典型的には８０～１４０℃）に対する耐熱性を有するとよい。したがって、無機粒子としては、かかる耐熱性および絶縁性を備えるものが特に好ましい。具体的には、アルミナ、ベーマイトおよびマグネシアが好ましく用いられる。これらは、融点が高いため優れた耐熱性を発揮し得る。表面層３４ｂに含まれる無機粒子の質量割合は、表面層３４ｂを１００質量％としたときに、９０質量％以上であることが好ましく、９５質量％以上であることがより好ましい。表面層３４ｂに含まれる無機粒子の質量割合の上限は、特に限定するものではないが、例えば９９質量％以下であってよく、９８質量％以下であってよい。

表面層３４ｂに含まれるバインダとしては、表面層３４ａに含まれ得るとして例示した樹脂成分のうち、１種を単独で、または２種以上を適当な割合で混合して使用することができる。なかでも、アクリル系樹脂は、好適な接着性を有するとともに電気化学的にも安定しているため、高い形状保持性を発揮することができるため好ましい。

基材層３３の一方の面のみに表面層３４が形成される場合には、表面層３４ｂにおいて上述したような３次元網目状構造は形成されていなくてよい。すなわち、バインダは、無機粒子を結着させ得る程度含まれていればよい。かかる観点から、表面層３４ｂに含まれる無機粒子の質量割合は、例えば１質量％以上１０質量％以下であってよく、２質量％以上８質量％以下であってよい。

表面層３４ｂの平均厚みは、特に限定されないが、例えば０．１μｍ以上５μｍ以下であってよく、０．５μｍ以上３μｍ以下であってよい。かかる平均厚みを有する表面層３４ｂであれば、吸引孔１４１に吸引されやすく、巻芯１４０がセパレータ３１、３２を好適に吸着させることができる。

表面層３４ｂは、本発明の効果を著しく損なわない限りにおいて、上記無機粒子およびバインダ以外の材料を含有していてもよい。そのような材料の例としては、酸化安定剤等の各種添加剤が挙げられる。好適な一態様では、表面層３４ｂを１００質量％としたときに、表面層３４ｂに含まれる無機粒子とバインダとの合計質量割合は、概ね９０質量％（例えば９５質量％以上）である。表面層３４ｂは、実質的に無機粒子およびバインダのみから構成されていてもよい。

以下、第１セパレータ３１および第２セパレータ３２において、表面層３４が基材層３３の両方の面に形成されている場合と、一方の面のみに形成されている場合と共通する事項について説明する。

セパレータ３１、３２は、巻芯１４０に巻き付けられる際に押えローラ１５２によって、押さえつけられるように構成されているとよい（図７参照）。特には、押えローラ１５２に複数の突起１５２ａが外周面に形成されているものであるとよい。表面層３４は、押えローラ１５２によって押さえ付けられることによって接着性を発現し得る。これにより、さらに巻芯１４０に対するセパレータ３１、３２の巻ずれが抑制される。

第１セパレータ３１および第２セパレータ３２の幅Ｌｓ（図２参照）は、好ましくは２５ｃｍ以上であり、また、より好ましくは３０ｃｍ以上である。第１セパレータ３１および第２セパレータ３２の幅Ｌｓを比較的大きくすることにより、巻芯１４０との接着面積が増大し、吸引孔１４１が吸着できる面積も増大する。これにより、セパレータ３１、３２が巻芯１４０からずれることを抑制し、より形状の安定した巻回電極体２０を作製することができる。

上述した構成によれば、第１セパレータ３１および第２セパレータ３２のそれぞれが、基材層３３と、該基材層３３の少なくとも一方の面に形成された表面層とを有する場合であっても、巻芯１４０に対する各セパレータの巻ずれが効果的に抑制された状態で工程ＡおよびＢが実施される。すなわち、簡便な方法によってより形状の安定した（高品質な）巻回電極体２０の製造を連続的に実施でき、生産性の向上が実現される。

なお、工程Ｂにおいて第１セパレータ３１と第２セパレータ３２が巻芯１４０の外周面に一周程度巻き付けられた後で、正極板２１と負極板２２が一対のローラ１６１，１７１の間、および、一対のローラ１６２，１７２の間にそれぞれ挿入され、巻回されるように構成されているとよい（図６参照）。

以上、ここで開示される電池の製造方法および当該電池の製造方法を具現化する巻回機１００を説明した。巻回機１００は、電池の製造方法を具現化する巻回機の一形態に過ぎず、特に言及されない限りにおいて、電池の製造方法を具現化する巻回機は上述した形態に限定されない。例えば、上述した実施形態では、３つの巻芯１４０がターレット１２０に設けられ、ターレット１２０の回転によって同時に移動するように構成されている。ターレット１２０には、さらに複数の巻芯が設けられ、複数の位置で複数の処理が並行して行なわれるように構成されていてもよい。また、特に言及されない限りにおいて、複数の巻芯は、ターレットに設けられておらず、それぞれ独立して動くように構成されていてよい。また、上述した電池の製造方法の各工程は、並行して行なわれる場合でも、開始されるタイミングは同時であってもよく、適宜にずれていてもよい。

また、押え治具として、円筒状の押えローラ１５２を例示したが、押え治具は、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２を第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に押し付ける部材であるとよく、必ずしもローラの形態に限定されない。

以上、ここで開示される発明について、種々説明した。特に言及されない限りにおいて、ここで挙げられた実施形態などは本発明を限定しない。また、ここで開示される発明の実施形態は、種々変更でき、特段の問題が生じない限りにおいて、各構成要素やここで言及された各処理は適宜に省略され、または、適宜に組み合わされうる。

１０ 電池ケース
１１ 外装体
１２ 封口板
２０ 巻回電極体
２０ａ 巻回体
２１ 正極板
２２ 負極板
３１ セパレータ（第１セパレータ）
３２ セパレータ（第２セパレータ）
３３ 基材層
３４ 表面層
３４ａ 表面層
３４ｂ 表面層
５０ 正極端子
６０ 負極端子
１００ 巻回機
１２０ ターレット
１４０ 巻芯
１４１ 吸引孔
１４２ 吸引経路
１４３ 溝
１５１ カッター
１５１ａ 刃
１５２ ローラ
１５２ａ 突起
１６１～１６３ 固定ローラ
１７１～１７４ 可動ローラ
１８１ 第１チャック
１８２ 第２チャック
１８５ インデックスユニット
１８６～１８８ インデックスローラ
１９０ 巻止装置
１９１ ローラ
１９２ テープ貼付装置
２００ 制御装置
ｋ１～ｋ４ 移動経路
Ｐ１ 第１位置
Ｐ２ 第２位置
Ｐ３ 第３位置
ＷＬ 巻回軸

Claims (8)

1. 第１セパレータ、負極板、第２セパレータ、および正極板が巻回された巻回電極体を備えた電池の製造方法であって、
   前記第１セパレータと前記第２セパレータを重ねた状態で巻芯に吸着させる工程Ａと、
   前記第１セパレータと前記第２セパレータを前記巻芯に巻き取る工程Ｂと、
   を有し、
   前記第１セパレータおよび前記第２セパレータは、それぞれ、樹脂製の多孔質の基材層と、前記基材層の少なくとも一方の面に形成された表面層とを有する、電池の製造方法。
2. 前記第１セパレータおよび前記第２セパレータは、それぞれ、前記表面層が前記基材層の両方の面に形成されており、
   前記表面層はポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を含む３次元網目状構造である、請求項１に記載の電池の製造方法。
3. 前記第１セパレータおよび前記第２セパレータのそれぞれにおいて、前記表面層中のＰＶｄＦの質量割合は１０質量％以上である、請求項２に記載の電池の製造方法。
4. 前記第１セパレータおよび前記第２セパレータのそれぞれにおいて、前記表面層は無機粒子を含む、請求項２または３に記載の電池の製造方法。
5. 前記第１セパレータおよび前記第２セパレータは、それぞれ、前記表面層が前記基材層の一方の面のみに形成されており、
   前記表面層は、無機粒子およびバインダを含み、
   前記表面層中の前記無機粒子の質量割合は９０質量％以上であり、
   前記工程Ｂにおいて、前記第１セパレータの基材層と、前記第２セパレータの基材層とが対向する向きで前記第１セパレータおよび前記第２セパレータを前記巻芯に巻き取る、請求項１に記載の電池の製造方法。
6. 前記工程Ｂにおいて、前記第１セパレータおよび前記第２セパレータが、表面に複数の突起が形成された治具で押圧される、請求項１から５までの何れか一項に記載された電池の製造方法。
7. 前記第１セパレータの表面層および前記第２セパレータの表面層は、それぞれ、接着層であり、
   前記工程Ｂにおいて、前記第１セパレータおよび前記第２セパレータが、表面に複数の突起が形成された治具で押圧される、請求項１から６までの何れか一項に記載の電池の製造方法。
8. 前記第１セパレータおよび前記第２セパレータの幅がそれぞれ２５ｃｍ以上である、請求項１から７までの何れか一項に記載された電池の製造方法。
   
   
   

Images