JP3614807B2 - 巻回素子の巻取装置及び製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二次電池等に内蔵される巻回素子を得るための巻取装置及び製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、図６（ａ）に示すように、リチウムイオン電池等の二次電池の電池素子３１は、プラス電極箔３２及びマイナス電極箔３３と、２枚のセパレータ３４，３５とからなる帯状体３６が、断面扁平形状に巻回されることで構成されている。
【０００３】
従来、かかる帯状体３６を巻き取るための巻取装置は、図６（ｂ）に示すような断面非円形状（例えば、略菱形状）の巻芯３９を備えている。該巻芯３９には、前記菱形の一対の向かい合う頂点（図の上下の頂点）を結ぶ線上にスリット４０が形成されている。
【０００４】
かかる巻取装置によって、帯状体３６を巻き取る際には、まず、スリット４０に帯状体３６の先端を所定の順序で通し、巻芯３９を所定回数回転させることによって、図６（ｃ）に示すように、巻芯３９の外周に略断面菱形状に帯状体３６が巻き付けられる。次に、帯状体３６を巻芯３９から抜き去り、それを押し潰すことによって、前記電池素子３１が得られる。尚、前記押し潰しにより断面扁平形状とするのは、全体としての薄肉化を図ることで、体積効率の向上を図るためである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のようにして得られた電池素子３１の巻き中心部には、図６（ａ）に示すように帯状体３６によるＺ形状の折り目が形成されてしまう。より詳しくは、帯状体３６のスリット４０内に配置された部分が、押し潰される際に、巻き中心部で折れ曲がってしまう。このため、巻き中心部の折り目分だけ電池素子３１の厚みが増加してしまい、厚みが不均一になるという不具合を生じるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、巻回素子を得るに際し、厚肉化を抑制することができ、肉厚の均一化を図ることのできる巻取装置及びその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記の目的を達成するために有効な手段を以下に示す。尚、必要に応じてその作用効果等についても説明する。
【０００８】
手段１．回転可能な巻芯を備え、該巻芯の回転によって帯状体が巻き取られるよう構成された巻取装置であって、前記巻芯は、スリットと、巻き取られた前記帯状体を扁平形状に押し潰す際に折れ曲がりの基点となる部分に対応する一対の契機部とを備え、前記巻芯に沿って前記一方の契機部から前記他方の契機部に至るまでの長さと、前記巻芯に沿って前記一方の契機部から前記スリットを通って前記他方の契機部に至るまでの最短長さとがほぼ同等であることを特徴とする巻取装置。
【０００９】
上記手段１によれば、帯状体を巻芯のスリットに通してから、巻芯を回転させることで、帯状体が巻芯に巻き取られる。このとき、巻芯に沿って一方の契機部から他方の契機部に至るまでの長さと、巻芯に沿って一方の契機部からスリットを通って他方の契機部に至るまでの最短長さとがほぼ同等であるため、巻き中心部の帯状体は、スリットを通らずに一方の契機部から他方の契機部に至るまでの長さと、一方の契機部からスリットを通って他方の契機部に至るまでの長さとがほぼ同等となる。その後、巻き取られた帯状体から巻芯が抜き去られ、帯状体が押し潰されて扁平形状の巻回素子が製造される。この押し潰しの際に、帯状体の前記スリットを通らない部分の長さと前記スリットを通る部分の長さとがほぼ同等であるため、スリットを通る部分が巻中心部に従来のようなＺ形状の折り目が形成されることなく、ほぼ平らに延びる。従って、巻き中心部分に折れ目が形成されることにより、厚みが増してしまったり、厚みが不均一になったりするといった不具合を抑制することができる。また、帯状体の一対の契機部に対応する部分が基点になり、巻回素子の両端になるように潰されるため、安定して決まった方向に潰されることとなる。
【００１０】
手段２．回転可能な巻芯を備え、該巻芯の回転によって帯状体が巻き取られるよう構成された巻取装置であって、前記巻芯は、スリットと、巻き取られた前記帯状体を扁平形状に押し潰す際に折れ曲がりの基点となる部分に対応する一対の契機部とを備え、前記巻芯に沿って前記一方の契機部から前記他方の契機部に至るまでの長さよりも、前記巻芯に沿って前記一方の契機部から前記スリットを通って前記他方の契機部に至るまでの最短長さが短いことを特徴とする巻取装置。
【００１１】
上記手段２によれば、帯状体を巻芯のスリットに通してから、巻芯を回転させることで、帯状体が巻芯に巻き取られる。このとき、巻芯に沿って一方の契機部から他方の契機部に至るまでの長さよりも、巻芯に沿って一方の契機部からスリットを通って他方の契機部に至るまでの最短長さが短いため、巻き中心部の帯状体は、スリットを通らずに一方の契機部から他方の契機部に至るまでの長さよりも、一方の契機部からスリットを通って他方の契機部に至るまでの長さが短くなる。その後、巻き取られた帯状体から巻芯が抜き去られ、帯状体が押し潰されて扁平形状の巻回素子が製造される。この押し潰しの際に、帯状体の前記スリットを通らない部分の長さよりも前記スリットを通る部分の長さが短いため、スリットを通る部分が巻中心部に従来のようなＺ形状の折り目が形成されることなく、確実に平らに延びる。従って、巻き中心部分に折れ目が形成されることにより、厚みが増してしまったり、厚みが不均一になったりするといった不具合を一層確実に抑制することができる。また、帯状体の一対の契機部に対応する部分が、基点となり、巻回素子の両端になるように潰されるため、安定して決まった方向に潰されることとなる。
【００１２】
手段３．前記一対の契機部は、コーナー部であることを特徴とする手段１又は２に記載の巻取装置。
【００１３】
上記手段３によれば、一対の契機部がコーナー部であるため、巻き取られた帯状体のコーナー部に対応する部分には折れ曲がり部が形成される。その結果、帯状体が押し潰される際には、折れ曲がり部が確実に基点となり、巻回素子の両端になるように潰されるため、安定して決まった方向に確実に潰されることとなる。
【００１４】
手段４．前記コーナー部は、断面鋭角状又は断面略鋭角状となっていることを特徴とする手段３に記載の巻取装置。
【００１５】
上記手段４によれば、コーナー部が断面鋭角状又は断面略鋭角状となっているため、巻き取られた帯状体のコーナー部に対応する部分には鋭角又は略鋭角の折れ曲がり部が形成される。その結果、帯状体が押し潰される際には、折れ曲がり部が一層確実に基点となり、巻回素子の両端になるように潰されるため、安定して決まった方向に一層確実に潰されることとなる。
【００１６】
手段５．スリットを有するとともに回転可能に支持された巻芯を備え、該巻芯の回転によって帯状体が巻き取られるよう構成された巻取装置であって、前記巻芯の断面は、短辺と長辺とを備えるとともに、互いに対向する一対の鋭角のコーナー部を備えた略平行四辺形状をなし、前記巻芯に沿って前記一方のコーナー部から前記他方のコーナー部に至るまでの長さと、前記巻芯に沿って前記一方のコーナー部から前記スリットを通って前記他方のコーナー部に至るまでの最短長さとがほぼ同等であることを特徴とする巻取装置。
【００１７】
上記手段５によれば、帯状体を巻芯のスリットに通してから、巻芯を回転させることで、帯状体が巻芯に巻き取られる。このとき、巻芯に沿って一方のコーナー部から他方のコーナー部に至るまでの長さと、巻芯に沿って一方のコーナー部からスリットを通って他方のコーナー部に至るまでの最短長さとがほぼ同等であるため、巻き中心部の帯状体は、スリットを通らずに一方のコーナー部から他方のコーナー部に至るまでの長さと、一方のコーナー部からスリットを通って他方のコーナー部に至るまでの長さとがほぼ同等となる。その後、巻き取られた帯状体から巻芯が抜き去られ、帯状体が押し潰されて扁平形状の巻回素子が製造される。この押し潰しの際に、帯状体の前記スリットを通らない部分の長さと前記スリットを通る部分の長さとがほぼ同等であるため、スリットを通る部分が巻中心部に従来のようなＺ形状の折り目が形成されることなく、ほぼ平らに延びる。従って、巻き中心部分に折れ目が形成されることにより、厚みが増してしまったり、厚みが不均一になったりするといった不具合を抑制することができる。また、帯状体の一対の鋭角のコーナー部に対応する部分には折れ曲がり部が形成され、この折れ曲がり部が確実に基点になり、巻回素子の両端になるように潰されるため、安定して決まった方向に確実に潰されることとなる。しかも、巻芯の断面が短辺と長辺とを備えているため、押し潰しの際の変形による帯状体同士のズレ応力が、短辺とその近傍に対応する部分にのみ生じやすく、残る長辺の大部分にはズレ応力がかかりにくい。そのため、押し潰しの際のズレを極力防止することができる。加えて、巻き取られた帯状体の形状が略平行四辺形の比較的扁平形状となるため、押し潰し量が比較的小さくて済む。このため、全体の変形量も小さくなることから、一層ズレが生じにくい。従って、帯状体のズレによる不具合の発生を抑制することができる。
【００１８】
手段６．スリットを有するとともに回転可能に支持された巻芯を備え、該巻芯の回転によって帯状体が巻き取られるよう構成された巻取装置であって、前記巻芯の断面は、短辺と長辺とを備えるとともに、互いに対向する一対の鋭角のコーナー部を備えた略平行四辺形状をなし、前記巻芯に沿って前記一方のコーナー部から前記他方のコーナー部に至るまでの長さよりも、前記巻芯に沿って前記一方のコーナー部から前記スリットを通って前記他方のコーナー部に至るまでの最短長さが短いことを特徴とする巻取装置。
【００１９】
上記手段６によれば、帯状体を巻芯のスリットに通してから、巻芯を回転させることで、帯状体が巻芯に巻き取られる。このとき、巻芯に沿って一方のコーナー部から他方のコーナー部に至るまでの長さよりも、巻芯に沿って一方のコーナー部からスリットを通って他方のコーナー部に至るまでの最短長さが短いため、巻き中心部の帯状体は、スリットを通らずに一方のコーナー部から他方のコーナー部に至るまでの長さよりも、一方のコーナー部からスリットを通って他方のコーナー部に至るまでの長さが短くなる。その後、巻き取られた帯状体から巻芯が抜き去られ、帯状体が押し潰されて扁平形状の巻回素子が製造される。この押し潰しの際に、帯状体の前記スリットを通らない部分の長さよりも前記スリットを通る部分の長さが短いため、スリットを通る部分が巻中心部に従来のようなＺ形状の折り目が形成されることなく、確実に平らに延びる。従って、巻き中心部分に折れ目が形成されることにより、厚みが増してしまったり、厚みが不均一になったりするといった不具合を一層確実に抑制することができる。また、帯状体の一対の鋭角のコーナー部に対応する部分には折れ曲がり部が形成され、この折れ曲がり部が確実に基点になり、巻回素子の両端になるように潰されるため、安定して決まった方向に確実に潰されることとなる。しかも、巻芯の断面が短辺と長辺とを備えているため、押し潰しの際の変形による帯状体同士のズレ応力が、短辺とその近傍に対応する部分にのみ生じやすく、残る長辺の大部分にはズレ応力がかかりにくい。そのため、押し潰しの際のズレを極力防止することができる。加えて、巻き取られた帯状体の形状が略平行四辺形の扁平形状となるため、押し潰し量が比較的小さくて済む。このため、全体の変形量も小さくなることから、一層ズレが生じにくい。従って、帯状体のズレによる不具合の発生を抑制することができる。
【００２０】
手段７．前記短辺の長さに対する長辺の長さは、２倍以上２０倍以下であることを特徴とする手段５又は６に記載の巻取装置。
【００２１】
上記手段７によれば、巻芯の断面が短辺に対し充分に長い長辺を備えているため、押し潰しの際の変形による帯状体同士のズレ応力が、短辺とその近傍に対応する部分にのみ生じやすく、残る長辺の大部分にはズレ応力が一層かかりにくくなる。そのため、押し潰しの際のズレを極力防止することができる。加えて、巻き取られた帯状体の形状が略平行四辺形の非常に扁平形状となるため、押し潰し量が小さくて済む。このため、全体の変形量も小さくなることから、一層ズレが生じにくい。従って、帯状体のズレによる不具合の発生を一層抑制することができる。尚、「前記短辺の長さに対する長辺の長さは、２倍以上２０倍以下であること」に代えて、「前記短辺の長さに対する長辺の長さは、３倍以上１５倍以下であること」あるいは、「前記短辺の長さに対する長辺の長さは、４倍以上１０倍以下であること」としてもよい。
【００２２】
手段８．前記帯状体は、プラス及びマイナス電極箔と、該両電極箔を互いに絶縁状態に維持するためのセパレータとからなることを特徴とする手段１乃至７のいずれかに記載の巻取装置。
【００２３】
上記手段８のように、帯状体が、プラス及びマイナス電極箔と、該両電極箔を互いに絶縁状態に維持するためのセパレータとからなることにより、リチウムイオン電池素子等の二次電池の素子を巻き取りに際し、上記各作用効果が奏される。
【００２４】
手段９．スリットと、互いに対向する１対のコーナー部とを備えた巻芯の回転に基づいて帯状のプラス及びマイナス電極箔を、セパレータを介して互いに絶縁状態で巻き取ることにより、巻回素子を製造するための方法であって、前記セパレータを前記スリットから所定長だけはみ出すように案内する工程と、前記巻芯に沿って前記一方のコーナー部から前記スリットを通過して前記他方のコーナー部に至るまでの前記セパレータの長さが、次いで、前記巻芯に沿って巻き取られる前記一方のコーナー部から前記他方のコーナー部までの前記セパレータの長さと同等に、ほぼ同等に又は短くなるように、前記セパレータを巻き取る工程と、前記一方の電極箔を、前記セパレータで挟まれるように前記巻芯へと案内し、前記他方の電極箔を、前記セパレータで挟まれるように前記巻芯へと案内する工程と、前記巻芯を所定数回転させることで、前記セパレータ、及び前記両電極箔を巻き取り、巻回体とする工程と、前記巻回体を前記巻芯から抜き去る工程と、前記巻回体のうち前記各コーナー部に対応する部分を折れ曲がりの基点にして扁平形状に押し潰す工程とを備えたことを特徴とする巻回素子の製造方法。
【００２５】
上記手段９によれば、まず、セパレータが巻芯のスリットから所定長はみ出すように案内される。次に、巻芯が回転させられ、巻芯に沿って一方のコーナー部からスリットを通過して他方のコーナー部に至るまでのセパレータの長さが、巻芯に沿って巻き取られる一方のコーナー部から他方のコーナー部までのセパレータの長さと同等に、ほぼ同等に又は短くなるように、セパレータが巻き取られる。さらに、両電極箔がそれぞれセパレータに挟まれるように案内され、巻芯が回転されてセパレータ及び両電極箔が巻き取られる。巻き取られた巻回体が巻芯から抜き去られ、巻回体のうち各コーナー部に対応する部分が折れ曲がりの基点とされて扁平形状に押し潰される。この押し潰しの際に、帯状体の前記スリットを通らない部分の長さよりも前記スリットを通る部分の長さが同等、ほぼ同等又は短いため、スリットを通る部分が巻中心部に従来のようなＺ形状の折り目が形成されることなく、平らに延びる。従って、巻き中心部分に折れ目が形成されることにより、厚みが増してしまったり、厚みが不均一になったりするといった不具合を抑制することができる。また、巻回体の一対のコーナー部に対応する部分が、基点となり、巻回素子の両端になるように潰されるため、安定して決まった方向に潰されることとなる。
【００２６】
手段１０．前記コーナー部は、断面鋭角状又は断面略鋭角状となっていることを特徴とする手段９に記載の巻回素子の製造方法。
【００２７】
上記手段１０によれば、コーナー部が断面鋭角状又は断面略鋭角状となっているため、巻き取られた帯状体のコーナー部に対応する部分には鋭角の折れ曲がり部が形成される。その結果、帯状体が押し潰される際には、折れ曲がり部が一層確実に基点となり、巻回素子の両端になるように潰されるため、安定して決まった方向に一層確実に潰されることとなる。
【００２８】
手段１１．前記巻芯の断面は、短辺と長辺とを備えた略平行四辺形状をなし、前記コーナー部は、前記略平行四辺形の一対の対角に相当することを特徴とする手段１０に記載の巻回素子の製造方法。
【００２９】
上記手段１１によれば、巻芯の断面が短辺と長辺とを備えているため、押し潰しの際の変形によるセパレータ及び両電極箔のズレ応力が、短辺とその近傍に対応する部分にのみ生じやすく、残る長辺の大部分にはズレ応力がかかりにくい。そのため、押し潰しの際のズレを極力防止することができる。加えて、巻き取られた巻回体の形状が略平行四辺形の比較的扁平形状となるため、押し潰し量が比較的小さくて済む。このため、全体の変形量も小さくなることから、一層ズレが生じにくい。従って、セパレータ及び両電極箔のズレによる不具合の発生を抑制することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に、一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００３１】
まず、本実施の形態の巻取装置によって得られるリチウムイオン電池素子の構成について説明する。図２に示すように、巻回素子としての電池素子１は、複数の帯状体２が扁平形状に巻回された巻回体を主として備えている。帯状体２は、２枚のセパレータ３，４と、プラス電極箔５及びマイナス電極箔６とによって構成されている。セパレータ３，４は、異種の電極箔５，６が互いに接触して短絡を起こしてしまうのを防止するべく絶縁体よりなる。プラス電極箔５及びマイナス電極箔６には、活物質が塗布されており、電極箔５，６の巻き中心部分には、長板状のリード７，８が取り付けられている。
【００３２】
次に、図３（ａ）に従って上記電池素子１を製造するための巻取装置１１について説明する。前記巻取装置１１は、サーボモータ１２の回転に基づいて回転可能に軸支された巻芯１３を備えている。サーボモータ１２の回転軸１４及び巻芯１３には、タイミングベルト１５が掛けられており、これにより、サーボモータ１２の回転軸１４の回転駆動力が巻芯１３に伝達されるようになっている。巻芯１３は、タイミングベルト１５が掛けられている軸部１６と、軸部１６の先端に設けられた本体部１７とを備えている。巻芯１３は、その軸線方向に出没可能となっており、非巻取時には、没入状態、巻取時には突出状態をとるようになっている。また、巻芯１３には、例えば、図の左右方向から各帯状体２が供給されるようになっている。
【００３３】
さて、図３（ｂ）に示すように、本実施の形態における本体部１７は、板厚約３ｍｍの板状体によって構成されている。本体部１７の断面は、短辺と長辺とを備え、かつ、鋭角（例えば、５０度）のコーナー部１８，１９を有する平行四辺形をなしている。前記短辺と長辺との長さの比は、短辺に対し長辺が２〜２０倍となっているのが好ましく、短辺に対し長辺が３〜１５倍となっているのがより好ましく、短辺に対し長辺が４〜１０倍となっているのがさらに好ましい。
【００３４】
また、本体部１７の中央には、スリット２０が形成されており、該スリット２０の形成により、前記平行四辺形の短辺とほぼ平行に延びる２つの側壁２１，２２が形成されている。本体部１７について、さらに詳しく説明するために、図の左下のコーナー部１８の頂点を点Ａ、図の左上の鈍角のコーナー部の頂点を点Ｂ、図の右上のコーナー部１９の頂点を点Ｃ、スリット２０によって形成された図の中央左下の角を点Ｄ、及び、図の中央右上の角を点Ｅとする。本実施の形態では、点Ａ，Ｂを結ぶ直線距離ＡＢと点Ｂ、Ｃを結ぶ直線距離ＢＣとを加えた距離ＡＢＣが、点Ａ，Ｄを結ぶ直線距離ＡＤと、点Ｄ、Ｅを結ぶ直線距離ＤＥと、点Ｅ，Ｃを結ぶ直線距離ＥＣとを加えた距離ＡＤＥＣとほぼ同等となっている。
【００３５】
次に、上記のように構成されてなる巻取装置１１を用いた巻取方法について説明する。
【００３６】
まず、図４（ａ）に示すように、前記セパレータ３，４の先端部分を、図の左方向へと引っ張り込む。次に、それまで没入状態にあった巻芯１３を突入させる。すると、この時点において、本体部１７のスリット２０内にセパレータ３，４が入り込む格好となる。続いて、図４（ｂ）に示すように、巻芯１３を９０度回転させる。このとき、一方のセパレータ４が図の左方向から巻芯１３へと案内されるように、セパレータ４の案内方向を変更させる。さらに、図４（ｃ）に示すように、巻芯１３を１８０度回転させた時点で、プラス電極箔５を、巻取途中のセパレータ３，４で挟まれるように図の右方向から案内する。さらにまた、図４（ｄ）に示すように、巻芯１３を１８０度回転させた時点で、マイナス電極箔６を巻取途中のセパレータ３，４で挟まれるように図の左方向から案内する。その後、巻芯１３を高速で回転させることで、セパレータ３，４及び電極箔５，６を巻き付けていく。そして、巻芯１３が所定回転数だけ回転させられることによって、図１（ａ）に示すように、ほぼ平行四辺形状に帯状体２が巻き取られる。
【００３７】
次に、巻芯１３が没入状態とさせられることで、図５（ａ）に示すような巻回体が本体部１７から取り外される。そして、該巻回体を図の上下方向から押し潰す。すると、前記コーナー部１８，１９に対応する部分を基点に、その内角が小さくなり潰れる。このとき、前記セパレータ３，４のスリット２０を通過する部分Ｌａは、ほぼ平らに延ばされる。これにより、図５（ｂ）に示すような肉薄の電池素子１が得られることになる。
【００３８】
さて、本実施の形態によれば、図１（ｂ）に示すように、巻き取られた帯状体２のうち、巻き中心部分のセパレータ３，４において、一方のコーナー部１８からスリット２０を通過し他方のコーナー部１９に至るまでの部分Ｌａの長さと、巻芯１３の外周に沿って前記一方のコーナー部１８から前記他方のコーナー部１９に至るまでの部分Ｌｂの長さとがほぼ同等となる。このため、巻回体を潰す際に、セパレータ３，４のうちスリット２０を通過する部分Ｌａにおいて、Ｚ形状の折り目が形成されることなく、ほぼ平らに延びる。従って、巻き中心部分に折れ目が形成されることにより、厚みが増してしまったり、厚みが不均一になったりするといった不具合を抑制することができる。
【００３９】
また、巻回体のコーナー部１８，１９に対応する部分が基点になり、電池素子１の両端になるように潰れるため、安定して決まった方向に潰れることとなる。その結果、得られる電池素子１の形状安定性を保持することができるとともに、潰した後のリード７，８の位置を安定させることができる。
【００４０】
しかも、本体部１７が、短辺に対して充分に長い長辺を備えているため、押し潰しの際の変形による帯状体２同士のズレ応力が、短辺とその近傍に対応する部分にのみ生じやすく、残る長辺の大部分にはズレ応力がかかりにくい。そのため、押し潰しの際のズレを極力防止することができる。加えて、巻回体の形状が当初より比較的扁平形状となるため、押し潰し量が比較的小さくて済む。このため、全体の変形量も小さくなることから、一層ズレが生じにくい。従って、帯状体２のズレによる不具合の発生を抑制することができる。
【００４１】
尚、上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。
【００４２】
（ａ）本体部１７のコーナー部１８，１９を含む角部分については、適宜面取りをしてもよい。これにより、帯状体２に傷がつくといった不具合を抑制できる。
【００４３】
（ｂ）上記実施の形態では、本体部１７の距離ＡＢＣが距離ＡＤＥＣとほぼ同等となっているが、距離ＡＤＥＣが距離ＡＢＣより短くてもよい。すなわち、スリット２０を通過する部分Ｌａの長さが、巻芯１３の外周に沿う部分Ｌｂの長さとほぼ同等となっているが、部分Ｌａの長さが部分Ｌｂの長さより短くてもよい。かかる構成としても、Ｚ形状の折り目は形成されない。
【００４４】
（ｃ）スリット２０を構成する側壁２１，２２は、本体部１７の断面の平行四辺形の短辺とほぼ平行な断面を備えるものに限定されるわけではない。例えば、平行四辺形の長辺に垂直な断面を備える側壁でも、前記（ｂ）に記載の距離ＡＢＣ，ＡＤＥＣの関係を有することができればよい。
【００４５】
（ｄ）上記実施の形態では、リチウムイオン電池を製造する場合に具体化しているが、他の非水電解質二次電池等を製造する際に用いられる巻取装置に具現化することも可能である。
【００４６】
（ｅ）セパレータ３，４や電極箔５，６を巻芯１３へと案内するタイミングは、上記実施の形態に限定されるわけではなく、製品の仕様に合わせ適宜変更してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は巻芯に巻き取られた帯状体を示す断面図であり、（ｂ）は巻中心の帯状体の長さを説明するための模式図である。
【図２】電池素子の斜視図である。
【図３】（ａ）は巻取装置の主要部分を示す部分斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す本体部のα部の拡大断面図である。
【図４】帯状体の巻芯への巻取工程を説明するための模式図である。
【図５】（ａ）は巻芯を抜き去った後の巻回体を示すの断面図であり、（ｂ）は押し潰された巻回体を示す断面図である。
【図６】（ａ）は従来の電池素子を示す断面図であり、（ｂ）は従来の巻芯を示す断面図であり、（ｃ）は従来の巻芯に巻き取られた帯状体を示す断面図である。
【符号の説明】
１…巻回素子としての電池素子、２…帯状体、３，４…セパレータ、５…プラス電極箔、６…マイナス電極箔、１１…巻取装置、１３…巻芯、１８、１９…コーナー部、２０…スリット。
【発明の属する技術分野】
本発明は、二次電池等に内蔵される巻回素子を得るための巻取装置及び製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、図６（ａ）に示すように、リチウムイオン電池等の二次電池の電池素子３１は、プラス電極箔３２及びマイナス電極箔３３と、２枚のセパレータ３４，３５とからなる帯状体３６が、断面扁平形状に巻回されることで構成されている。
【０００３】
従来、かかる帯状体３６を巻き取るための巻取装置は、図６（ｂ）に示すような断面非円形状（例えば、略菱形状）の巻芯３９を備えている。該巻芯３９には、前記菱形の一対の向かい合う頂点（図の上下の頂点）を結ぶ線上にスリット４０が形成されている。
【０００４】
かかる巻取装置によって、帯状体３６を巻き取る際には、まず、スリット４０に帯状体３６の先端を所定の順序で通し、巻芯３９を所定回数回転させることによって、図６（ｃ）に示すように、巻芯３９の外周に略断面菱形状に帯状体３６が巻き付けられる。次に、帯状体３６を巻芯３９から抜き去り、それを押し潰すことによって、前記電池素子３１が得られる。尚、前記押し潰しにより断面扁平形状とするのは、全体としての薄肉化を図ることで、体積効率の向上を図るためである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のようにして得られた電池素子３１の巻き中心部には、図６（ａ）に示すように帯状体３６によるＺ形状の折り目が形成されてしまう。より詳しくは、帯状体３６のスリット４０内に配置された部分が、押し潰される際に、巻き中心部で折れ曲がってしまう。このため、巻き中心部の折り目分だけ電池素子３１の厚みが増加してしまい、厚みが不均一になるという不具合を生じるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、巻回素子を得るに際し、厚肉化を抑制することができ、肉厚の均一化を図ることのできる巻取装置及びその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記の目的を達成するために有効な手段を以下に示す。尚、必要に応じてその作用効果等についても説明する。
【０００８】
手段１．回転可能な巻芯を備え、該巻芯の回転によって帯状体が巻き取られるよう構成された巻取装置であって、前記巻芯は、スリットと、巻き取られた前記帯状体を扁平形状に押し潰す際に折れ曲がりの基点となる部分に対応する一対の契機部とを備え、前記巻芯に沿って前記一方の契機部から前記他方の契機部に至るまでの長さと、前記巻芯に沿って前記一方の契機部から前記スリットを通って前記他方の契機部に至るまでの最短長さとがほぼ同等であることを特徴とする巻取装置。
【０００９】
上記手段１によれば、帯状体を巻芯のスリットに通してから、巻芯を回転させることで、帯状体が巻芯に巻き取られる。このとき、巻芯に沿って一方の契機部から他方の契機部に至るまでの長さと、巻芯に沿って一方の契機部からスリットを通って他方の契機部に至るまでの最短長さとがほぼ同等であるため、巻き中心部の帯状体は、スリットを通らずに一方の契機部から他方の契機部に至るまでの長さと、一方の契機部からスリットを通って他方の契機部に至るまでの長さとがほぼ同等となる。その後、巻き取られた帯状体から巻芯が抜き去られ、帯状体が押し潰されて扁平形状の巻回素子が製造される。この押し潰しの際に、帯状体の前記スリットを通らない部分の長さと前記スリットを通る部分の長さとがほぼ同等であるため、スリットを通る部分が巻中心部に従来のようなＺ形状の折り目が形成されることなく、ほぼ平らに延びる。従って、巻き中心部分に折れ目が形成されることにより、厚みが増してしまったり、厚みが不均一になったりするといった不具合を抑制することができる。また、帯状体の一対の契機部に対応する部分が基点になり、巻回素子の両端になるように潰されるため、安定して決まった方向に潰されることとなる。
【００１０】
手段２．回転可能な巻芯を備え、該巻芯の回転によって帯状体が巻き取られるよう構成された巻取装置であって、前記巻芯は、スリットと、巻き取られた前記帯状体を扁平形状に押し潰す際に折れ曲がりの基点となる部分に対応する一対の契機部とを備え、前記巻芯に沿って前記一方の契機部から前記他方の契機部に至るまでの長さよりも、前記巻芯に沿って前記一方の契機部から前記スリットを通って前記他方の契機部に至るまでの最短長さが短いことを特徴とする巻取装置。
【００１１】
上記手段２によれば、帯状体を巻芯のスリットに通してから、巻芯を回転させることで、帯状体が巻芯に巻き取られる。このとき、巻芯に沿って一方の契機部から他方の契機部に至るまでの長さよりも、巻芯に沿って一方の契機部からスリットを通って他方の契機部に至るまでの最短長さが短いため、巻き中心部の帯状体は、スリットを通らずに一方の契機部から他方の契機部に至るまでの長さよりも、一方の契機部からスリットを通って他方の契機部に至るまでの長さが短くなる。その後、巻き取られた帯状体から巻芯が抜き去られ、帯状体が押し潰されて扁平形状の巻回素子が製造される。この押し潰しの際に、帯状体の前記スリットを通らない部分の長さよりも前記スリットを通る部分の長さが短いため、スリットを通る部分が巻中心部に従来のようなＺ形状の折り目が形成されることなく、確実に平らに延びる。従って、巻き中心部分に折れ目が形成されることにより、厚みが増してしまったり、厚みが不均一になったりするといった不具合を一層確実に抑制することができる。また、帯状体の一対の契機部に対応する部分が、基点となり、巻回素子の両端になるように潰されるため、安定して決まった方向に潰されることとなる。
【００１２】
手段３．前記一対の契機部は、コーナー部であることを特徴とする手段１又は２に記載の巻取装置。
【００１３】
上記手段３によれば、一対の契機部がコーナー部であるため、巻き取られた帯状体のコーナー部に対応する部分には折れ曲がり部が形成される。その結果、帯状体が押し潰される際には、折れ曲がり部が確実に基点となり、巻回素子の両端になるように潰されるため、安定して決まった方向に確実に潰されることとなる。
【００１４】
手段４．前記コーナー部は、断面鋭角状又は断面略鋭角状となっていることを特徴とする手段３に記載の巻取装置。
【００１５】
上記手段４によれば、コーナー部が断面鋭角状又は断面略鋭角状となっているため、巻き取られた帯状体のコーナー部に対応する部分には鋭角又は略鋭角の折れ曲がり部が形成される。その結果、帯状体が押し潰される際には、折れ曲がり部が一層確実に基点となり、巻回素子の両端になるように潰されるため、安定して決まった方向に一層確実に潰されることとなる。
【００１６】
手段５．スリットを有するとともに回転可能に支持された巻芯を備え、該巻芯の回転によって帯状体が巻き取られるよう構成された巻取装置であって、前記巻芯の断面は、短辺と長辺とを備えるとともに、互いに対向する一対の鋭角のコーナー部を備えた略平行四辺形状をなし、前記巻芯に沿って前記一方のコーナー部から前記他方のコーナー部に至るまでの長さと、前記巻芯に沿って前記一方のコーナー部から前記スリットを通って前記他方のコーナー部に至るまでの最短長さとがほぼ同等であることを特徴とする巻取装置。
【００１７】
上記手段５によれば、帯状体を巻芯のスリットに通してから、巻芯を回転させることで、帯状体が巻芯に巻き取られる。このとき、巻芯に沿って一方のコーナー部から他方のコーナー部に至るまでの長さと、巻芯に沿って一方のコーナー部からスリットを通って他方のコーナー部に至るまでの最短長さとがほぼ同等であるため、巻き中心部の帯状体は、スリットを通らずに一方のコーナー部から他方のコーナー部に至るまでの長さと、一方のコーナー部からスリットを通って他方のコーナー部に至るまでの長さとがほぼ同等となる。その後、巻き取られた帯状体から巻芯が抜き去られ、帯状体が押し潰されて扁平形状の巻回素子が製造される。この押し潰しの際に、帯状体の前記スリットを通らない部分の長さと前記スリットを通る部分の長さとがほぼ同等であるため、スリットを通る部分が巻中心部に従来のようなＺ形状の折り目が形成されることなく、ほぼ平らに延びる。従って、巻き中心部分に折れ目が形成されることにより、厚みが増してしまったり、厚みが不均一になったりするといった不具合を抑制することができる。また、帯状体の一対の鋭角のコーナー部に対応する部分には折れ曲がり部が形成され、この折れ曲がり部が確実に基点になり、巻回素子の両端になるように潰されるため、安定して決まった方向に確実に潰されることとなる。しかも、巻芯の断面が短辺と長辺とを備えているため、押し潰しの際の変形による帯状体同士のズレ応力が、短辺とその近傍に対応する部分にのみ生じやすく、残る長辺の大部分にはズレ応力がかかりにくい。そのため、押し潰しの際のズレを極力防止することができる。加えて、巻き取られた帯状体の形状が略平行四辺形の比較的扁平形状となるため、押し潰し量が比較的小さくて済む。このため、全体の変形量も小さくなることから、一層ズレが生じにくい。従って、帯状体のズレによる不具合の発生を抑制することができる。
【００１８】
手段６．スリットを有するとともに回転可能に支持された巻芯を備え、該巻芯の回転によって帯状体が巻き取られるよう構成された巻取装置であって、前記巻芯の断面は、短辺と長辺とを備えるとともに、互いに対向する一対の鋭角のコーナー部を備えた略平行四辺形状をなし、前記巻芯に沿って前記一方のコーナー部から前記他方のコーナー部に至るまでの長さよりも、前記巻芯に沿って前記一方のコーナー部から前記スリットを通って前記他方のコーナー部に至るまでの最短長さが短いことを特徴とする巻取装置。
【００１９】
上記手段６によれば、帯状体を巻芯のスリットに通してから、巻芯を回転させることで、帯状体が巻芯に巻き取られる。このとき、巻芯に沿って一方のコーナー部から他方のコーナー部に至るまでの長さよりも、巻芯に沿って一方のコーナー部からスリットを通って他方のコーナー部に至るまでの最短長さが短いため、巻き中心部の帯状体は、スリットを通らずに一方のコーナー部から他方のコーナー部に至るまでの長さよりも、一方のコーナー部からスリットを通って他方のコーナー部に至るまでの長さが短くなる。その後、巻き取られた帯状体から巻芯が抜き去られ、帯状体が押し潰されて扁平形状の巻回素子が製造される。この押し潰しの際に、帯状体の前記スリットを通らない部分の長さよりも前記スリットを通る部分の長さが短いため、スリットを通る部分が巻中心部に従来のようなＺ形状の折り目が形成されることなく、確実に平らに延びる。従って、巻き中心部分に折れ目が形成されることにより、厚みが増してしまったり、厚みが不均一になったりするといった不具合を一層確実に抑制することができる。また、帯状体の一対の鋭角のコーナー部に対応する部分には折れ曲がり部が形成され、この折れ曲がり部が確実に基点になり、巻回素子の両端になるように潰されるため、安定して決まった方向に確実に潰されることとなる。しかも、巻芯の断面が短辺と長辺とを備えているため、押し潰しの際の変形による帯状体同士のズレ応力が、短辺とその近傍に対応する部分にのみ生じやすく、残る長辺の大部分にはズレ応力がかかりにくい。そのため、押し潰しの際のズレを極力防止することができる。加えて、巻き取られた帯状体の形状が略平行四辺形の扁平形状となるため、押し潰し量が比較的小さくて済む。このため、全体の変形量も小さくなることから、一層ズレが生じにくい。従って、帯状体のズレによる不具合の発生を抑制することができる。
【００２０】
手段７．前記短辺の長さに対する長辺の長さは、２倍以上２０倍以下であることを特徴とする手段５又は６に記載の巻取装置。
【００２１】
上記手段７によれば、巻芯の断面が短辺に対し充分に長い長辺を備えているため、押し潰しの際の変形による帯状体同士のズレ応力が、短辺とその近傍に対応する部分にのみ生じやすく、残る長辺の大部分にはズレ応力が一層かかりにくくなる。そのため、押し潰しの際のズレを極力防止することができる。加えて、巻き取られた帯状体の形状が略平行四辺形の非常に扁平形状となるため、押し潰し量が小さくて済む。このため、全体の変形量も小さくなることから、一層ズレが生じにくい。従って、帯状体のズレによる不具合の発生を一層抑制することができる。尚、「前記短辺の長さに対する長辺の長さは、２倍以上２０倍以下であること」に代えて、「前記短辺の長さに対する長辺の長さは、３倍以上１５倍以下であること」あるいは、「前記短辺の長さに対する長辺の長さは、４倍以上１０倍以下であること」としてもよい。
【００２２】
手段８．前記帯状体は、プラス及びマイナス電極箔と、該両電極箔を互いに絶縁状態に維持するためのセパレータとからなることを特徴とする手段１乃至７のいずれかに記載の巻取装置。
【００２３】
上記手段８のように、帯状体が、プラス及びマイナス電極箔と、該両電極箔を互いに絶縁状態に維持するためのセパレータとからなることにより、リチウムイオン電池素子等の二次電池の素子を巻き取りに際し、上記各作用効果が奏される。
【００２４】
手段９．スリットと、互いに対向する１対のコーナー部とを備えた巻芯の回転に基づいて帯状のプラス及びマイナス電極箔を、セパレータを介して互いに絶縁状態で巻き取ることにより、巻回素子を製造するための方法であって、前記セパレータを前記スリットから所定長だけはみ出すように案内する工程と、前記巻芯に沿って前記一方のコーナー部から前記スリットを通過して前記他方のコーナー部に至るまでの前記セパレータの長さが、次いで、前記巻芯に沿って巻き取られる前記一方のコーナー部から前記他方のコーナー部までの前記セパレータの長さと同等に、ほぼ同等に又は短くなるように、前記セパレータを巻き取る工程と、前記一方の電極箔を、前記セパレータで挟まれるように前記巻芯へと案内し、前記他方の電極箔を、前記セパレータで挟まれるように前記巻芯へと案内する工程と、前記巻芯を所定数回転させることで、前記セパレータ、及び前記両電極箔を巻き取り、巻回体とする工程と、前記巻回体を前記巻芯から抜き去る工程と、前記巻回体のうち前記各コーナー部に対応する部分を折れ曲がりの基点にして扁平形状に押し潰す工程とを備えたことを特徴とする巻回素子の製造方法。
【００２５】
上記手段９によれば、まず、セパレータが巻芯のスリットから所定長はみ出すように案内される。次に、巻芯が回転させられ、巻芯に沿って一方のコーナー部からスリットを通過して他方のコーナー部に至るまでのセパレータの長さが、巻芯に沿って巻き取られる一方のコーナー部から他方のコーナー部までのセパレータの長さと同等に、ほぼ同等に又は短くなるように、セパレータが巻き取られる。さらに、両電極箔がそれぞれセパレータに挟まれるように案内され、巻芯が回転されてセパレータ及び両電極箔が巻き取られる。巻き取られた巻回体が巻芯から抜き去られ、巻回体のうち各コーナー部に対応する部分が折れ曲がりの基点とされて扁平形状に押し潰される。この押し潰しの際に、帯状体の前記スリットを通らない部分の長さよりも前記スリットを通る部分の長さが同等、ほぼ同等又は短いため、スリットを通る部分が巻中心部に従来のようなＺ形状の折り目が形成されることなく、平らに延びる。従って、巻き中心部分に折れ目が形成されることにより、厚みが増してしまったり、厚みが不均一になったりするといった不具合を抑制することができる。また、巻回体の一対のコーナー部に対応する部分が、基点となり、巻回素子の両端になるように潰されるため、安定して決まった方向に潰されることとなる。
【００２６】
手段１０．前記コーナー部は、断面鋭角状又は断面略鋭角状となっていることを特徴とする手段９に記載の巻回素子の製造方法。
【００２７】
上記手段１０によれば、コーナー部が断面鋭角状又は断面略鋭角状となっているため、巻き取られた帯状体のコーナー部に対応する部分には鋭角の折れ曲がり部が形成される。その結果、帯状体が押し潰される際には、折れ曲がり部が一層確実に基点となり、巻回素子の両端になるように潰されるため、安定して決まった方向に一層確実に潰されることとなる。
【００２８】
手段１１．前記巻芯の断面は、短辺と長辺とを備えた略平行四辺形状をなし、前記コーナー部は、前記略平行四辺形の一対の対角に相当することを特徴とする手段１０に記載の巻回素子の製造方法。
【００２９】
上記手段１１によれば、巻芯の断面が短辺と長辺とを備えているため、押し潰しの際の変形によるセパレータ及び両電極箔のズレ応力が、短辺とその近傍に対応する部分にのみ生じやすく、残る長辺の大部分にはズレ応力がかかりにくい。そのため、押し潰しの際のズレを極力防止することができる。加えて、巻き取られた巻回体の形状が略平行四辺形の比較的扁平形状となるため、押し潰し量が比較的小さくて済む。このため、全体の変形量も小さくなることから、一層ズレが生じにくい。従って、セパレータ及び両電極箔のズレによる不具合の発生を抑制することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に、一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００３１】
まず、本実施の形態の巻取装置によって得られるリチウムイオン電池素子の構成について説明する。図２に示すように、巻回素子としての電池素子１は、複数の帯状体２が扁平形状に巻回された巻回体を主として備えている。帯状体２は、２枚のセパレータ３，４と、プラス電極箔５及びマイナス電極箔６とによって構成されている。セパレータ３，４は、異種の電極箔５，６が互いに接触して短絡を起こしてしまうのを防止するべく絶縁体よりなる。プラス電極箔５及びマイナス電極箔６には、活物質が塗布されており、電極箔５，６の巻き中心部分には、長板状のリード７，８が取り付けられている。
【００３２】
次に、図３（ａ）に従って上記電池素子１を製造するための巻取装置１１について説明する。前記巻取装置１１は、サーボモータ１２の回転に基づいて回転可能に軸支された巻芯１３を備えている。サーボモータ１２の回転軸１４及び巻芯１３には、タイミングベルト１５が掛けられており、これにより、サーボモータ１２の回転軸１４の回転駆動力が巻芯１３に伝達されるようになっている。巻芯１３は、タイミングベルト１５が掛けられている軸部１６と、軸部１６の先端に設けられた本体部１７とを備えている。巻芯１３は、その軸線方向に出没可能となっており、非巻取時には、没入状態、巻取時には突出状態をとるようになっている。また、巻芯１３には、例えば、図の左右方向から各帯状体２が供給されるようになっている。
【００３３】
さて、図３（ｂ）に示すように、本実施の形態における本体部１７は、板厚約３ｍｍの板状体によって構成されている。本体部１７の断面は、短辺と長辺とを備え、かつ、鋭角（例えば、５０度）のコーナー部１８，１９を有する平行四辺形をなしている。前記短辺と長辺との長さの比は、短辺に対し長辺が２〜２０倍となっているのが好ましく、短辺に対し長辺が３〜１５倍となっているのがより好ましく、短辺に対し長辺が４〜１０倍となっているのがさらに好ましい。
【００３４】
また、本体部１７の中央には、スリット２０が形成されており、該スリット２０の形成により、前記平行四辺形の短辺とほぼ平行に延びる２つの側壁２１，２２が形成されている。本体部１７について、さらに詳しく説明するために、図の左下のコーナー部１８の頂点を点Ａ、図の左上の鈍角のコーナー部の頂点を点Ｂ、図の右上のコーナー部１９の頂点を点Ｃ、スリット２０によって形成された図の中央左下の角を点Ｄ、及び、図の中央右上の角を点Ｅとする。本実施の形態では、点Ａ，Ｂを結ぶ直線距離ＡＢと点Ｂ、Ｃを結ぶ直線距離ＢＣとを加えた距離ＡＢＣが、点Ａ，Ｄを結ぶ直線距離ＡＤと、点Ｄ、Ｅを結ぶ直線距離ＤＥと、点Ｅ，Ｃを結ぶ直線距離ＥＣとを加えた距離ＡＤＥＣとほぼ同等となっている。
【００３５】
次に、上記のように構成されてなる巻取装置１１を用いた巻取方法について説明する。
【００３６】
まず、図４（ａ）に示すように、前記セパレータ３，４の先端部分を、図の左方向へと引っ張り込む。次に、それまで没入状態にあった巻芯１３を突入させる。すると、この時点において、本体部１７のスリット２０内にセパレータ３，４が入り込む格好となる。続いて、図４（ｂ）に示すように、巻芯１３を９０度回転させる。このとき、一方のセパレータ４が図の左方向から巻芯１３へと案内されるように、セパレータ４の案内方向を変更させる。さらに、図４（ｃ）に示すように、巻芯１３を１８０度回転させた時点で、プラス電極箔５を、巻取途中のセパレータ３，４で挟まれるように図の右方向から案内する。さらにまた、図４（ｄ）に示すように、巻芯１３を１８０度回転させた時点で、マイナス電極箔６を巻取途中のセパレータ３，４で挟まれるように図の左方向から案内する。その後、巻芯１３を高速で回転させることで、セパレータ３，４及び電極箔５，６を巻き付けていく。そして、巻芯１３が所定回転数だけ回転させられることによって、図１（ａ）に示すように、ほぼ平行四辺形状に帯状体２が巻き取られる。
【００３７】
次に、巻芯１３が没入状態とさせられることで、図５（ａ）に示すような巻回体が本体部１７から取り外される。そして、該巻回体を図の上下方向から押し潰す。すると、前記コーナー部１８，１９に対応する部分を基点に、その内角が小さくなり潰れる。このとき、前記セパレータ３，４のスリット２０を通過する部分Ｌａは、ほぼ平らに延ばされる。これにより、図５（ｂ）に示すような肉薄の電池素子１が得られることになる。
【００３８】
さて、本実施の形態によれば、図１（ｂ）に示すように、巻き取られた帯状体２のうち、巻き中心部分のセパレータ３，４において、一方のコーナー部１８からスリット２０を通過し他方のコーナー部１９に至るまでの部分Ｌａの長さと、巻芯１３の外周に沿って前記一方のコーナー部１８から前記他方のコーナー部１９に至るまでの部分Ｌｂの長さとがほぼ同等となる。このため、巻回体を潰す際に、セパレータ３，４のうちスリット２０を通過する部分Ｌａにおいて、Ｚ形状の折り目が形成されることなく、ほぼ平らに延びる。従って、巻き中心部分に折れ目が形成されることにより、厚みが増してしまったり、厚みが不均一になったりするといった不具合を抑制することができる。
【００３９】
また、巻回体のコーナー部１８，１９に対応する部分が基点になり、電池素子１の両端になるように潰れるため、安定して決まった方向に潰れることとなる。その結果、得られる電池素子１の形状安定性を保持することができるとともに、潰した後のリード７，８の位置を安定させることができる。
【００４０】
しかも、本体部１７が、短辺に対して充分に長い長辺を備えているため、押し潰しの際の変形による帯状体２同士のズレ応力が、短辺とその近傍に対応する部分にのみ生じやすく、残る長辺の大部分にはズレ応力がかかりにくい。そのため、押し潰しの際のズレを極力防止することができる。加えて、巻回体の形状が当初より比較的扁平形状となるため、押し潰し量が比較的小さくて済む。このため、全体の変形量も小さくなることから、一層ズレが生じにくい。従って、帯状体２のズレによる不具合の発生を抑制することができる。
【００４１】
尚、上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。
【００４２】
（ａ）本体部１７のコーナー部１８，１９を含む角部分については、適宜面取りをしてもよい。これにより、帯状体２に傷がつくといった不具合を抑制できる。
【００４３】
（ｂ）上記実施の形態では、本体部１７の距離ＡＢＣが距離ＡＤＥＣとほぼ同等となっているが、距離ＡＤＥＣが距離ＡＢＣより短くてもよい。すなわち、スリット２０を通過する部分Ｌａの長さが、巻芯１３の外周に沿う部分Ｌｂの長さとほぼ同等となっているが、部分Ｌａの長さが部分Ｌｂの長さより短くてもよい。かかる構成としても、Ｚ形状の折り目は形成されない。
【００４４】
（ｃ）スリット２０を構成する側壁２１，２２は、本体部１７の断面の平行四辺形の短辺とほぼ平行な断面を備えるものに限定されるわけではない。例えば、平行四辺形の長辺に垂直な断面を備える側壁でも、前記（ｂ）に記載の距離ＡＢＣ，ＡＤＥＣの関係を有することができればよい。
【００４５】
（ｄ）上記実施の形態では、リチウムイオン電池を製造する場合に具体化しているが、他の非水電解質二次電池等を製造する際に用いられる巻取装置に具現化することも可能である。
【００４６】
（ｅ）セパレータ３，４や電極箔５，６を巻芯１３へと案内するタイミングは、上記実施の形態に限定されるわけではなく、製品の仕様に合わせ適宜変更してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は巻芯に巻き取られた帯状体を示す断面図であり、（ｂ）は巻中心の帯状体の長さを説明するための模式図である。
【図２】電池素子の斜視図である。
【図３】（ａ）は巻取装置の主要部分を示す部分斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す本体部のα部の拡大断面図である。
【図４】帯状体の巻芯への巻取工程を説明するための模式図である。
【図５】（ａ）は巻芯を抜き去った後の巻回体を示すの断面図であり、（ｂ）は押し潰された巻回体を示す断面図である。
【図６】（ａ）は従来の電池素子を示す断面図であり、（ｂ）は従来の巻芯を示す断面図であり、（ｃ）は従来の巻芯に巻き取られた帯状体を示す断面図である。
【符号の説明】
１…巻回素子としての電池素子、２…帯状体、３，４…セパレータ、５…プラス電極箔、６…マイナス電極箔、１１…巻取装置、１３…巻芯、１８、１９…コーナー部、２０…スリット。
Claims (10)
- 回転可能な巻芯を備え、該巻芯の回転によって帯状体が巻き取られるよう構成された巻取装置であって、
前記巻芯は、スリットと、
巻き取られた前記帯状体を扁平形状に押し潰す際に折れ曲がりの基点となる部分に対応する一対の断面鋭角状又は断面略鋭角状のコーナー部とを備え、
前記巻芯に沿って前記一方のコーナー部から前記他方のコーナー部に至るまでの長さと、
前記巻芯に沿って前記一方のコーナー部から前記スリットを通って前記他方のコーナー部に至るまでの最短長さとがほぼ同等であることを特徴とする巻取装置。 - 回転可能な巻芯を備え、該巻芯の回転によって帯状体が巻き取られるよう構成された巻取装置であって、
前記巻芯は、スリットと、
巻き取られた前記帯状体を扁平形状に押し潰す際に折れ曲がりの基点となる部分に対応する一対の契機部とを備え、
前記巻芯に沿って前記一方の契機部から前記他方の契機部に至るまでの長さよりも、
前記巻芯に沿って前記一方の契機部から前記スリットを通って前記他方の契機部に至るまでの最短長さが短いことを特徴とする巻取装置。 - 前記一対の契機部は、コーナー部であることを特徴とする請求項２に記載の巻取装置。
- 前記コーナー部は、断面鋭角状又は断面略鋭角状となっていることを特徴とする請求項３に記載の巻取装置。
- スリットを有するとともに回転可能に支持された巻芯を備え、該巻芯の回転によって帯状体が巻き取られるよう構成された巻取装置であって、
前記巻芯の断面は、短辺と長辺とを備えるとともに、互いに対向する一対の鋭角のコーナー部を備えた略平行四辺形状をなし、
前記巻芯に沿って前記一方のコーナー部から前記他方のコーナー部に至るまでの長さと、
前記巻芯に沿って前記一方のコーナー部から前記スリットを通って前記他方のコーナー部に至るまでの最短長さとがほぼ同等であることを特徴とする巻取装置。 - スリットを有するとともに回転可能に支持された巻芯を備え、該巻芯の回転によって帯状体が巻き取られるよう構成された巻取装置であって、
前記巻芯の断面は、短辺と長辺とを備えるとともに、互いに対向する一対の鋭角のコーナー部を備えた略平行四辺形状をなし、
前記巻芯に沿って前記一方のコーナー部から前記他方のコーナー部に至るまでの長さよりも、
前記巻芯に沿って前記一方のコーナー部から前記スリットを通って前記他方のコーナー部に至るまでの最短長さが短いことを特徴とする巻取装置。 - 前記短辺の長さに対する長辺の長さは、２倍以上２０倍以下であることを特徴とする請求項５又は６に記載の巻取装置。
- 前記帯状体は、プラス及びマイナス電極箔と、該両電極箔を互いに絶縁状態に維持するためのセパレータとからなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の巻取装置。
- スリットと、互いに対向する１対の断面鋭角状又は断面略鋭角状のコーナー部とを備えた巻芯の回転に基づいて帯状のプラス及びマイナス電極箔を、セパレータを介して互いに絶縁状態で巻き取ることにより、巻回素子を製造するための方法であって、
前記セパレータを前記スリットから所定長だけはみ出すように案内する工程と、
前記巻芯に沿って前記一方のコーナー部から前記スリットを通過して前記他方のコーナー部に至るまでの前記セパレータの長さが、次いで、前記巻芯に沿って巻き取られる前記一方のコーナー部から前記他方のコーナー部までの前記セパレータの長さと同等に、ほぼ同等に又は短くなるように、前記セパレータを巻き取る工程と、
前記一方の電極箔を、前記セパレータで挟まれるように前記巻芯へと案内し、前記他方の電極箔を、前記セパレータで挟まれるように前記巻芯へと案内する工程と、
前記巻芯を所定数回転させることで、前記セパレータ、及び前記両電極箔を巻き取り、巻回体とする工程と、
前記巻回体を前記巻芯から抜き去る工程と、
前記巻回体のうち前記各コーナー部に対応する部分を折れ曲がりの基点にして扁平形状に押し潰す工程とを備えたことを特徴とする巻回素子の製造方法。 - 前記巻芯の断面は、短辺と長辺とを備えた略平行四辺形状をなし、前記コーナー部は、前記略平行四辺形の一対の対角に相当することを特徴とする請求項９に記載の巻回素子の製造方法。
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