JP3773391B2

JP3773391B2 - 電池の製造方法及びその電池あるいは電極体

Info

Publication number: JP3773391B2
Application number: JP2000097412A
Authority: JP
Inventors: 久塩田; 英男市村; 将光岡村; 琢也大賀; 茂相原; 雅治森安; 育弘吉田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2006-05-10
Anticipated expiration: 2020-03-31
Also published as: JP2001283896A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、活物質層に接合されたセパレ−タを有する量産性に優れた電池及びその製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話やノ−トパソコン等の携帯電子機器に対する小型・軽量化の要望が非常に高まり、携帯用電子機器に搭載される二次電池には、高電圧、高エネルギー密度、安全性、形状の任意性等の特性の一層の向上が要求されている。携帯用電子機器に使用される二次電池として、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池がある。これらの電池では、正極とセパレータ、そして、負極とからなる電池体又は電池コアエレメントが積層又は卷回されて、鉄、ステンレス鋼又はアルミニウム等の金属製の外装缶からなる電池容器に収納されている。
【０００３】
金属製の外装缶は、セパレ−タを介して正極と負極とを密着させるのに有効に作用するが、他方、金属製の外装缶は重量及び体積が大きいため、電池のエネルギ−密度を大きくするのが困難で、また、外装缶が剛直なため電池形状が限定されたり、薄型化しにくいという問題があった。
【０００４】
これに対し、本発明者らは、正極および負極とセパレータとを接着性樹脂により予め接合させることにより、外的な圧力を加えることなく正極／セパレータ／負極の間をイオンが流通し電気的な接触を保持させることが可能となることを見い出し、金属製の外装缶を必要としない電池及びその製造法を、特開平１０-１７２６０６号公報に提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
通常、電池体と外部回路を電気的に接続する集電タブと呼ばれる導電体片を正極及び負極に電気的に接続する必要がある。しかしながら、電極にセパレ−タを接合した電池体を作製する場合、集電タブを正極と負極に接合しようとすると、集電体の集電タブとの接合面にセパレ−タを貼らないように、予め切り離したセパレ−タを別々に電極に貼り付ける必要があり、作業時間が増加し、量産性に劣るという問題があった。また、高電流密度での充放電を可能とするには複数の集電タブを設ける必要があるが、その場合、量産性に劣るという問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明は、電極にセパレータを接合した電池体からなる電池において、集電タブの接合方法を改良して、量産性に優れた電池の製造方法を提供することを目的とした。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の電池の製造方法は、集電タブを備えた集電体の表面に活物質層を有する一対の電極と、セパレータとを備えた電極体を、一方の電極の前記活物質層と他方の電極の前記活物質層とを前記セパレータを挟んで接着剤で貼り合わせて一体化し、巻回又は積層して電池容器に収納する電池の製造方法において、一対の長尺の集電体の表面に、それぞれ、長手方向に所定ピッチで離間して設けた集電タブ用の接合面を除いて、活物質層を形成して、一対の電極とし、一方の電極の前記活物質層上の全面に長尺の前記セパレータを接着剤で貼り合わせ、前記一方の電極と前記セパレータとを一体化し、該一方の電極の前記接合面を検出手段により検出し、前記接合面の上の前記セパレータを切断し、切断した前記セパレータを前記接合面から引き剥がして接合面を露出させて切開面とし、この切開面に残存する前記接着剤を除去し、帯状の集電タブを切開面又はその反対面に接合してタブ付き電極ロールとし、該他方の電極には前記接合面に集電タブを接合し、該タブ付き電極ロールの前記セパレータと、該他方の電極の活物質層とを接着剤で接合して、前記一方の電極と前記他方の電極とを貼り合わせて電極体を形成することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の製造方法では、接合面の上のセパレータをレーザを照射することにより切断することができる。
【０００９】
また、本発明の製造方法では、切断したセパレータを集電体から引き剥がすに先立って、セパレータの切断部分を加熱することが好ましい。
【００１０】
また、本発明の製造方法では、超音波溶接法を用いて集電タブを切開面または前記切開面の反対面あるいは接合面に接合することができる。
【００１１】
また、本発明の電池の製造方法において、電池体の製造には、少なくとも、長尺の集電体の表面に、長手方向に所定ピッチで離間して設けられた集電タブ用の接合面を除いて形成された活物質層を有し、該活物質層上の全面に長尺のセパレータが接着剤で貼り合わされてなる電極の接合面を検出する検出部と、接合面の上のセパレ−タを切断する切断部とを有する切断装置と、切断したセパレ−タを粘着テ−プにより引き剥がして接合面を露出させて切開面とする剥離装置と、切開面に残存する接着剤を除去する除去装置と、帯状の集電タブを切開面に接合する接合装置と、集電タブの上に保護テ−プを貼り付け、タブ付き電極ロ−ルとする巻取装置とを有する電池体の製造機械を用いることができる。
【００１２】
本発明の電池は、集電タブを備えた集電体の表面に活物質層を有する一対の電極と、各活物質層に接着されたセパレータとを備えた電極体を、巻回又は積層して電池容器に収納してなる電池において、少なくとも一方の電極が、集電体の両面にセパレータが切開されて集電体の一部を露出させた切開面を有し、前記集電タブが該切開面の一方に接合されてなることを特徴とする。
【００１４】
本発明の電極体は、集電タブを備えた集電体の表面に活物質層を有する一対の電極と、各活物質層に接着されたセパレータとを備え、巻回又は積層して電池容器に収納される電極体であって、少なくとも一方の電極が、集電体の両面に前記セパレータが切開されて集電体の一部を露出させた切開面を有し、かつ、該切開面の一方に接合された前記集電タブを有することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る製造方法では、以下の手順で電池を作製する。まず、長尺の正極集電体の両面に、長手方向に所定ピッチで離間して設けた集電タブ用の接合面を除いて正極活物質層を形成して正極とする。同様に、長尺の負極集電体の両面にも、負極活物質層を形成して負極とする。次に、一方の電極とセパレータを貼り合わせる。以下、負極を例に取り説明する。
【００１６】
負極の両面の活物質層上の全面に長尺のセパレータを接着剤で貼り合わせ、電極とセパレータとを一体化して負極とセパレータとの一体物（以下、負極／セパレータ一体物と略す。）とし、所定の幅に配置された上下1対の刃物からなるスリッタにより、所定の幅に分割されて巻き取られる。
【００１７】
次に、巻き取った負極／セパレータ一体物に、電池体の製造機械を用いて図１に示す工程に従いタブ付けを行なう。ここで、電池体の製造機械は、巻き取った電極／セパレータ一体物を送り出す巻き出し装置と、電極の接合面を検出する検出部と接合面の直上のセパレ−タを切断する切断部とを有する切断装置と、切断したセパレ−タを加熱する加熱装置と、切断したセパレ−タを粘着テ−プにより引き剥がす剥離装置と、切開面に残存する接着剤を除去する除去装置と、帯状の集電タブを切開面に接合する接合装置と、集電タブとセパレータに、それぞれ、保護テ−プを貼り付ける貼付け装置と、セパレータと一体化した電極を巻き取ってタブ付き電極ロ−ルとする巻取装置とを有している。
【００１８】
巻き出し装置に装着された負極／セパレータ一体物は、所定速度で送り出されてセパレータの切断を行なう切断装置の検出部を通る。検出部は、集電体上の活物質層の有無を光学的に調べ、接合面の位置を検出する。次いで、負極／セパレータ一体物は切断部に送られ、例えば、炭酸ガスレーザー照射により、接合面の上のセパレータが焼き切られて切断される。ここで、超音波溶接で集電タブを接合するタブ付けを行う場合には、良好な溶接を行なうため、接合面の反対面のセパレータも炭酸ガスレーザー照射により切断する必要がある。
【００１９】
次に、負極／セパレータ一体物は加熱装置に送り出され、切断されたセパレータ表面に所定温度に加熱されたヒートブロックがフッ素樹脂シートを介して短時間押し付けられる。
【００２０】
加熱処理された負極／セパレータ一体物は、セパレータの切断部分を支持するロール部と粘着テープを上記切断部分押し付けて引き剥がす剥離部とからなる剥離装置へ送り出される。セパレータの切断部分はローラ部に沿ってテンションを与えられた状態で支持される。次いで、上記ローラ部と同じ曲率の凹円弧状の剥離部により、負極／セパレータ一体物の送り方向と平行に配置した粘着テープがセパレータの切断部分に押し付けられる。続いて、剥離部が上記送り方向と逆向きに移動して、粘着テープに付着したセパレータの切断部分が電極から引き剥がされる。
【００２１】
次に、負極／セパレータ一体物は、集電体の残存する接着剤を除去するための拭き取り部からなる除去装置へ送られる。拭き取り部は、セパレータの切断部分の直下の切開面にアセトンを染み込ませた不織布を押し当て、その不織布を負極／セパレータ一体物の送り方向と垂直な方向に移動させて、切開面の残存物を拭き取る。ここで、電極の切開面の拭き取りは、両面の切開面を別々に行なうのが好ましい。両面同時に行なうと、一方の面への引張り力が働き易く、負極／セパレータ一体物に皺や亀裂を与え最悪の場合切断してしまうことがあるからである。片面づつ行えば、他方の切開面をローラ等で支持することができるので、皺や亀裂の発生は抑制できる。
【００２２】
次に、負極／セパレータ一体物は、タブ付けを行なう接合装置に送られる。接合装置は、例えば、超音波溶接機からなる。ニッケルや銅あるいはニッケルめっきを施した銅の帯状片からなる集電タブが超音波溶接により、集電体の一方の切開面に接合される。十分な接合強度を得るには、集電タブを接合する切開面のみならず、その反対面のセパレータも除去して切開面を形成し、さらに、両切開面の残存する接着剤を除去する必要がある。これは、超音波溶接を用いる場合、溶接される金属（銅やニッケル）に比べ、セパレータや残存する接着剤が柔らかく、これが一種の緩衝材となって超音波溶接の振動エネルギーを逃がし、接合強度を低下させるためである。
【００２３】
タブ付けした負極／セパレータ一体物は、第１及び第２の貼付け部を貼付け装置に送られる。まず、第１貼付け部から所定量の保護テープが繰り出され、集電タブの上に保護テープが貼られる。次に、第２貼付け部から所定量の保護テープが繰り出されてセパレータの上に保護テープが貼られる。その後、負極／セパレータ一体物は、巻き取り装置によりロール状に巻き取られて複数の集電タブが接合されたタブ付き負極ロールが形成される。
【００２４】
次いで、正極の接合面に超音波溶接により集電タブを接合して、タブ付き正極を形成する。タブ付負極ロールから所望量巻き出した負極／セパレータ一体物と、接着剤を正極活物質層の表面に塗布したタブ付正極とを、活物質層同士が対向するように貼り合わせて、巻き上げることで電池体を形成する。形成された電池体を乾燥し、電解液を注入した後、電池容器に収納し、電池容器を封止することで電池が作製される。
【００２５】
図２は、形成された負極／セパレータ一体物の構造の一例を示す模式平面図であり、図２（ａ）は、その表面、図２（ｂ）はそのＩ−Ｉ′線断面図である。該一体物は、長尺の集電体１の両面に形成された活物質層２と、接着剤層３により活物質層２に接合されたセパレータ４と、集電体１に接合された集電タブ５と、集電タブ５を保護する保護テープ６とからなる。ここで、活物質層２は、接合面７を除いて集電体１表面に塗布されている。そして、集電タブ６は、セパレータ４を切開して集電体１の一部を露出させた切開面８に接合されている。切開面８の長手方向の幅は、集電タブ５の幅以上の大きさで、接合面の長手方向の幅以下であれば良い。
【００２６】
ここで、電極の接合面の位置を検出する検出部には、集電体上の活物質層がある部分と無い部分の光学的な違い、具体的には反射率の違いを検出するセンサを用いることが好ましい。
【００２７】
また、セパレータの切断部分を集電体から引き剥がすには、粘着テープを用いる以外に、鉋がけの要領で薄い刃物で集電体とセパレータを切り分ける方法や、ゴム等の摩擦の大きいものでセパレータの表面を擦ってセパレータを引っ掛ける方法や、サンドブラスタやヤスリ状のもので擦りとる方法なども用いることができるが、粘着テープを用いる方法が好ましい。
【００２８】
しかしながら、単にセパレータに粘着テープを押し当て引き離すだけでは、セパレータの種類によっては集電体表面にセパレータが残ってしまう場合がある。例えば、ポリエチレン層とポリプロピレン層からなる二層セパレータが複数積層された多層セパレータの場合、二層セパレータ同士の結着力よりもセパレータと集電体間の接合強度が大きい場合、二層セパレータ同士で剥がれが発生する場合がある。またポリエチレン単層のセパレータでも、沿層方向に剥離が生じ易い性質をもつものもある。
【００２９】
上記の場合、セパレータの切断部分を、セパレータの融点より高い温度に加熱して、セパレータの層間を熱融着させて一体化することにより、セパレータの切断部分のみを集電体から容易に引き剥がせることを、本発明者らは見出した。
【００３０】
図３は、セパレータと集電体の銅箔との間のピール強度、及びセパレータと粘着テープとの間のピール強度と温度との関係を示す実験結果である。ここで、ａは熱切断法により切断した多層セパレータの切断部分と銅箔との間のピール強度、ｂはレーザ照射法により切断した多層セパレータの切断部分と銅箔との間のピール強度、ｃは熱切断法により切断したポリプロピレン単層セパレータの切断部分と銅箔とのピール強度、ｄはレーザ照射法により切断したポリプロピレンの単層セパレータの切断部分と銅箔との間のピール強度である。そして、ｅは多層セパレータと粘着テープとの間のピール強度、ｆはポリプロピレンの単層セパレータと粘着テープとの間のピール強度である。なお、加熱は、ヒートブロックをフッ素樹脂シートを介してセパレータに押し当てて行なった。粘着テープには、ニチバン製のセロテープを用いた。
【００３１】
図３に示すように、セパレータと銅箔との間のピール強度は温度が高くなるについて低下する。一方、セパレータをその融点以上の温度に加熱してやれば、多層セパレータは融着して一体化する。したがって、セパレータをその融点以上の温度、好ましくは、１００℃〜３００℃に加熱することにより、セパレータを銅箔から剥がれ易くすることができる。この加熱処理は、単層セパレータにも有効である。但し、セパレータと粘着テープとの間のピール強度が、温度とともに低下するので、セパレータを銅箔から引き剥がすには、上記温度範囲、すなわち、加熱温度が１００℃〜３００℃であって、セパレータと粘着テープとの間のピール強度が、セパレータと銅箔との間のピール強度より、５０Ｎ／ｍ以上大きい温度範囲であることが好ましい。なお、加熱処理には、セパレータと粘着テープとのヒートブロックにセパレータを直接接触させるとヒートブロックにセパレータが貼り付いてしまうので、熱融着性の低い、ＰＴＦＥなどのフッ素樹脂シートやガラス繊維シート等を用いることが好ましい。
【００３２】
また、上記の加熱処理は、セパレータを引き剥がす時、接着剤層もセパレータと一緒に引き剥がすことができるので、集電体上に残存する接着剤（例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦと略す。）とアルミナ粉体の混合物）の量を減少させる効果も有する。
【００３３】
また、集電体の切開面に残存する接着剤を拭き取るのに、除去剤を染み込ませた不織布を用いることにより、糸屑の混入を避けることができる。除去剤は、接着剤成分であるＰＶＤＦを溶解するＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰと略す。）やジメチルホルムアミド（ＤＭＦと略す。）、ＰＶＤＦを溶解しないが接着剤層に染み込みやすいアセトンや乳酸エチル、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、プロピレンカーボネート、エタノール、メタノール、プロパノール、そして、ヘキサン等の有機溶剤や、界面活性剤の水溶液を用いることができるが、アセトンが好ましい。アセトンは、ＰＶＤＦを溶解しないが膨潤させて集電体との接着力を弱める作用を有するので、接着剤の拭き取りが容易となる。さらに、アセトンは油分を良く溶解するため、作業工程中に表面に付着した油性物質の除去も可能である。また蒸発しやすいので、拭き取り後の乾拭きが不要であり、作業時間の短縮が可能である。
【００３４】
実施の形態２．
セパレータの切断装置に加熱したコテを用いてセパレータを熱切断し、セパレータの剥離前の加熱処理を行なわない以外は、実施の形態１と同様にして電池を作製できる。本実施の形態では、実施の形態１と同様にタブ付けをより短時間で行なうことができ量産性に優れるとともに、レーザ照射による切断に比べ安価な切断装置を用いることができるので、比較的タクトタイムに余裕がある場合には、この方法を用いることにより、生産コストの低減が可能となるという効果を有する。
【００３５】
実施の形態３．
集電体の切開面に残存する接着剤を除去するのに、拭き取り装置の代りに、加熱したテコを用い切開面にポリプロピレンテープを押し当てた以外は、実施の形態２と同様の方法により電池を作製することができる。図４は、本実施の形態における接着剤の除去方法を示す模式断面図である。１は集電体の銅箔、２は接着剤層、３はセパレータ、８は切開面、１１は放熱用のヒートシンク、１２はコテ、１３はポリプロピレンテープ、そして、１４は切開面に残存する接着剤である。
【００３６】
切断部分のセパレータを引き剥がした後、ポリプロピレンテープ１３（厚さ１００μｍ）を切開面８にあてがい、加熱したコテ１２でポリプロピレンテープ１３をその軟化点（約１００℃）以上で、銅箔１と貼り付き易くなる温度（２５０〜３００℃）以下に加熱する。その後、ポリプロピレンテープ１３を切開面８から引き剥がすと、残存する接着剤１４がポリプロピレンテープ１３に転写され、銅箔１表面から除去される。コテ１２の表面は、ポリプロピレンテープ１３が貼り付かないようにガラス繊維シート若しくはテフロンシートでカバーすることが好ましい。本実施の形態は、実施の形態１と同様にタブ付けをより短時間で行なうことができ量産性に優れるとともに、切開面を加熱することにより、残存する接着剤が軟化し、集電体から剥がれ易くなり、かつ、ポリプロピレンテープに付着し易いので、実施の形態１に比べ、より短時間で残存する接着剤を除去できる。
【００３７】
実施の形態４．
本実施の形態は、実施の形態３の変形例であり、集電体の切開面に残存する接着剤を除去するのに、ポリプロピレンテープを用いず、加熱したテコを切開面に押し当てた以外は、実施の形態３と同様の方法により電池を作製することができる。切断部分のセパレータを引き剥がした後、加熱したコテを切開面にあてがい、接着剤のＰＶＤＦが熱融解を起こす温度（約１７０℃）以上で、好ましくは２００℃以上に上げた後、ブラシや不織布で乾拭きして残存した接着剤を除去する。コテの表面は、接着剤が貼り付かないようにガラス繊維シート若しくはテフロンシートでカバーしてある。本実施の形態は、実施の形態３と同様にタブ付けをより短時間で行なうことができ量産性に優れ、短時間で残存する接着剤を除去できるとともに、ポリプロピレンテープを用いないので、接着剤が付着したポリプロピレンテープを交換する必要がなく、より生産コストを低減することができる。
【００３８】
実施の形態５．
本実施の形態は、セパレータを引き剥した際のセパレータの角部分の捲れを防止するため、セパレータを切断するに際し、炭酸ガスレーザ光を走査してセパレータを所定の大きさ形状に刳り抜いて切断した以外は、実施の形態１と同様の方法により電池を作製できる。
【００３９】
図５に、本実施の形態により得られた電極／セパレータ一体物の平面図を示す。８はレーザ照射により切断され、粘着テープにより引き剥がされて形成された切開面である。切開面には、集電タブ４が超音波溶接により接合されている。
【００４０】
ここで、刳り抜く形状は、溶接装置の接触部分の形状と相似形もしくは任意の形状であって、その面積が溶接装置の接触部分の面積と同等かそれ以上の面積であれば良い。セパレータの捲れ剥がれをなくすためには、剥がすべき面積は、「溶接装置の接触部分の面積＋位置決め精度から見込まれるべき最小の余裕面積」にするのが望ましい。
【００４１】
また、接合位置は、集電体の幅方向の端部に設けるのが好ましい。形状については、円形、方形及び菱形などの単純なものであって、粘着テープで引き剥がす際、剥がしミスが発生しないように、剥離開始しやすい部位を持つものが望ましい。本実施の形態によれば、実施の形態１と同様にタブ付けをより短時間で行なうことができ量産性に優れる製造方法を提供できるとともに、剥がすべきセパレータ部分を極力少なくすることができるので、不用意なセパレータの捲れを防止でき、セパレータの捲れに伴う電池の短絡を防止することができる。
【００４２】
なお、実施の形態１から５では、集電体の両面に活物質層を形成した例についで述べたが、集電体の片面のみに活物質層を形成することも可能である。切開面を集電体の片面のみに形成し、該切開面の反対面に超音波溶接により集電タブを接合することができる。この場合、実施の形態１と同様に、タブ付けをより短時間で行なうことができ、量産性に優れるという効果を有する。
【００４３】
以下実施例により、本発明を詳細に説明する。
【実施例】
実施例１．
（負極の形成）
長尺の銅箔基材（巾３００ｍｍ、厚さ１０μｍ）の両面に、負極活物質のメソカーボンマイクロビーズ（大阪ガス製）９０重量部とバインダーのＰＶＤＦ（呉羽化学製）１０重量部とを含む塗液を塗布して負極活物質層を形成して負極とした。この際、タブ付けを行う接合面には、負極活物質層を形成しないようにした。
【００４４】
（負極／セパレータ一体物の形成）
２枚の帯状のセパレータ（ヘキストセラニーズ製＃２３００）のそれぞれ片面に、ＰＶＤＦ１０重量部をＮＭＰに溶解しアルミナ粉１０重量部を鹸濁分散させた接着剤溶液を均一に塗布した後、接着剤が乾燥する前に、上記の負極を接着剤溶液を塗布した２枚のセパレータ間に挟んで密着させて貼り合わせ、負極／セパレータ一体物とした。この時、セパレータの幅は負極よりやや小さくした。次いで、負極／セパレータ一体物を、約８０℃の温風乾燥機中に連続的に送り込んでＮＭＰを蒸発させた後、ロール状に巻き取った。ここで、ＮＭＰが抜けた跡は、接着層内の貫通孔となり、後で注入される電解液を保持してイオン導電層となる。
【００４５】
（正極の形成）
ＬｉＣｏＯ₂を８７重量部、黒鉛粉を８重量部、ＰＶＤＦ５重量部を含む塗液を長尺のアルミ箔基材（巾３００ｍｍ、厚さ１０μｍ）の両面に塗布して正極活物質層を形成して、正極とした。この際、タブ付けを行う接合面には、正極活物質層を形成しないようにした。次いで、超音波溶接により、タブを接合面に接合してタブ付き正極とした。
【００４６】
次に、巻き取ったロール状の負極／セパレータ一体物を、スリッタにより、４５ｍｍ幅に分割した後、巻き取った。
【００４７】
以下の工程は、電池体の製造機械を用いて行った。
（セパレータの切断）
送り出された負極／セパレータ一体物の接合面をセンサで検出後、波長１０．６μｍ、レーザ出力１０Ｗの炭酸ガスレーザをセパレータの切断部分に照射して、切断速度４００ｍｍ／ｓで、接合面の上のセパレータを切断した。
【００４８】
（セパレータの加熱処理）
セパレータの切断部分に温度１５０℃のヒートブロックをフッ素樹脂シートを介して０．５秒間押し当てた。
【００４９】
（セパレータ剥離）
セパレータの切断部分を、ローラ部の上に移動させて、２０Ｎ／ｍのテンションを加えた。次に、ローラ部と同じ曲率の凹円弧状の押圧部材により、負極／セパレータ一体物の送り方向と平行に配置した粘着テープをセパレータの切断部分に０．５ＭＰａの圧力で押し付けた。続いて、押圧部材を送り方向と逆向きに１００ｍｍ／ｓの速度で移動させて、粘着テープに付着したセパレータの切断部分を電極から引き剥がした。
【００５０】
（接着剤の拭き取り）
アセトンを染込ませた不織布からなる拭き取り部を、セパレータの切断部分の直下の切開面に１．５ＭＰａの圧力で押圧しながら負極／セパレータ一体物の幅方向に１００ｍｍ／ｓの速度で往復移動させた。ここで、不織布に、液溜めからアセトンを、所定時間毎に０．０３ｍｌ吐出させた。
【００５１】
（タブ付け）
出力４０ｋＨｚ／４００Ｗの超音波溶接機を用い、荷重４００Ｎで集電タブを切開面に押圧して、溶接時間０．１秒でタブ付けを行った。
【００５２】
タブ付けの終了した負極／セパレータ一体物を、巻き取り装置で巻き取って、タブ付き負極ロールとした。
【００５３】
タブ付負極ロールから繰り出した所定長さの負極／セパレータ一体物と、接着剤を表面に塗布したタブ付正極とを、正極活物質層と負極活物質層とが対向するように貼り合わせて巻き上げ、さらに、折畳んで電池体を形成した。乾燥させた電池体に電解液を注入した後、アルミラミネートフィルムでパックし、熱融着により封口して電池を作製した。
【００５４】
実施例２．
セパレータの切断に、炭酸ガスレーザーを用いる代わりに、熱コテを押し当てて熱切断する方法を用い、加熱処理を行なわなかった以外は、実施例１と同様の方法により電池を作製した。セパレータの切断部分に温度２６０℃のヒートブロックを押し当て、２０ｍｍ／ｓの速度で、負極／セパレータ一体物の幅方向に移動させることにより、切断部分を切断した。その後、剥離装置へ送り、セパレータの切断部分を引き剥がした。
【００５５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の電池の製造方法は、電極とセパレータとを接着剤で貼り合わせて一体化した後、接合面の上のセパレータを切断し、切開面に残存する接着剤を除去して集電タブを接合面に接合するようにしたので、タブと集電体との接合が確実に行われる。さらに、大電流充放電を行うための複数のタブをもつ電池の場合、連続的な電極／セパレータ一体物の形成が可能なので、生産コストの低減が可能で歩留まりの高い量産性に優れた電池の製造方法を提供できる。
【００５６】
また、本発明の製造方法は、セパレータの切断をレーザ照射により行なうようにしたので、より短時間で切断を行なうことができる。
【００５７】
また、本発明の製造方法は、切断したセパレータを集電体から引き剥がすに先立って、セパレータの切断部分を加熱するようにしたので、セパレータを短時間で剥離できる。
【００５８】
また、本発明の製造方法は、超音波溶接法を用いて集電タブを切開面に接合するようにしたので、短時間で接合することができる。
【００５９】
また、本発明の電池は、少なくとも一方の電極が、セパレータ及び活物質層が切開されて集電体の一部を露出させた切開面を有し、集電タブが切開面又は切開面の反対面に接合されるようにしたので、集電タブが確実に接合され信頼性が高く、任意形状の可能な電池を提供できる。
【００６０】
また、本発明の電池は、集電体の両面に、切開面を有するようにしたので、超音波溶接が可能でより確実に集電タブを接合できる。
【００６１】
また、本発明の電池体は、少なくとも一方の電極が、セパレータが切開されて集電体の一部を露出させた切開面を有し、かつ、切開面又は切開面の反対面に接合された集電タブを有するようにしたので、複数の集電タブが確実に接合され、高電流密度の充放電にも使用可能な電池体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る製造方法の製造工程を示す工程図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る製造方法により得られた負極／セパレータ一体物の構造を示す模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ′線断面図である。
【図３】本発明の実施の形態セパレータと集電体銅箔との間のピール強度と、セパレータと粘着テープとの間のピール強度と、加熱処理温度との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施の形態３に係る製造方法における接着剤の除去方法を示す模式断面図である。
【図５】本発明の実施の形態５に係る製造方法により得られた負極／セパレータ一体物の構造を示す模式断面図である。
【符号の説明】
１集電体、２活物質層、３接着剤層、４セパレータ、５集電タブ、６保護テープ、７接合面、８切開面、１１ヒートシンク、１２コテ、１３ポリプロピレンテープ、１４残存する接着剤、
Ａ負極／セパレータ一体物。

Claims

集電タブを備えた集電体の表面に活物質層を有する一対の電極と、セパレータとを備えた電極体を、一方の電極の前記活物質層と他方の電極の前記活物質層とを前記セパレータを挟んで接着剤で貼り合わせて一体化し、巻回又は積層して電池容器に収納する電池の製造方法において、
一対の長尺の集電体の表面に、それぞれ、長手方向に所定ピッチで離間して設けた集電タブ用の接合面を除いて、活物質層を形成して、一対の電極とし、
一方の電極の前記活物質層上の全面に長尺の前記セパレータを接着剤で貼り合わせ、前記一方の電極と前記セパレータとを一体化し、
該一方の電極の前記接合面を検出手段により検出し、前記接合面の上の前記セパレータを切断し、
切断した前記セパレータを前記接合面から引き剥がして接合面を露出させて切開面とし、この切開面に残存する前記接着剤を除去し、
帯状の集電タブを切開面又はその反対面に接合してタブ付き電極ロールとし、
該他方の電極には前記接合面に集電タブを接合し、
該タブ付き電極ロールの前記セパレータと、該他方の電極の活物質層とを接着剤で接合して、前記一方の電極と前記他方の電極とを貼り合わせて電極体を形成することを特徴とする電池の製造方法。
セパレータの切断がレーザ照射によりなされることを特徴とする請求項１記載の電池の製造方法。
切断したセパレータを集電体から引き剥がすに先立って、セパレータの切断部分を加熱することを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の電池の製造方法。
超音波溶接法を用いて集電タブを切開面または前記切開面の反対面あるいは接合面に接合することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の電池の製造方法。
集電タブを備えた集電体の表面に活物質層を有する一対の電極と、各活物質層に接着されたセパレータとを備えた電極体を、巻回又は積層して電池容器に収納してなる電池において、
少なくとも一方の電極が、集電体の両面に前記セパレータが切開されて集電体の一部を露出させた切開面を有し、前記集電タブが該切開面の一方に接合されてなることを特徴とする電池。
集電タブを備えた集電体の表面に活物質層を有する一対の電極と、各活物質層に接着されたセパレータとを備え、巻回又は積層されて電池容器に収納される電極体であって、
少なくとも一方の電極が、集電体の両面に前記セパレータが切開されて集電体の一部を露出させた切開面を有し、かつ、該切開面の一方に接合された前記集電タブを有することを特徴とする電極体。