JP4803201B2 - 捲回型電池および捲回型電池の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、センターピンを有する捲回型電池、及びこの捲回型電池の製造方法に関する。
近年、携帯電話、ノート型パソコン、ビデオカムコーダなどのポータブル電子機器やハイブリッド電気自動車等の車両の普及により、これらの駆動用電源に用いられる電池の需要は増大している。
このような電池の中には、正電極板及び負電極板をセパレータを介して捲回してなる捲回型電池がある。例えば、特許文献１には、セパレータの一端を支持した割りピンを内側に挿入したセンターピンを有し、このセンターピンの有するスリットからセパレータを延出させ、このセパレータを介して帯状の正極（正電極板）及び負極（負電極板）をセンターピンの周りに捲回してなる渦巻型電極体（捲回発電要素）を備える電池（捲回型電池）が記載されている。
この特許文献１に記載の捲回型電池では、センターピンのスリットから径方向外側に向けて延出したセパレータを、センターピンの側面に沿うようにほぼ直角に屈曲させた後、センターピンの周りに捲回している。
特開平７−３３５２４９号公報
しかしながら、電池は、その充放電に伴う捲回発電要素の体積の膨張・収縮により、セパレータの位置がわずかに変動することがある。この変動が繰り返されると、特許文献１に記載の捲回型電池では、セパレータのうち屈曲している部位に疲労破壊が起きて、そこからセパレータの破断が生じてしまう虞がある。
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであって、屈曲によるセパレータの破断を防止した捲回型電池、このような捲回型電池の製造方法を提供することを目的とする。
そして、その解決手段は、軸線に沿う方向に延びる形態を有するセンターピンと、帯状の正電極板と帯状の負電極板とを重ねて捲回してなり、これらの間のうち一方には、これらより長い帯状の第１セパレータを、他方には、これらより長い帯状の第２セパレータをそれぞれ介在させてなる捲回発電要素であって、上記第１セパレータ及び第２セパレータの少なくともいずれかを上記センターピンに固定して、これらの先端側から上記センターピンの周囲に一方向に捲回してなる捲回発電要素と、を備える捲回型電池であって、上記軸線の周方向のうち、上記捲回発電要素の捲回が進行する方向を捲回順方向としたとき、上記第１セパレータ及び第２セパレータの少なくともいずれかは、上記センターピンに挟持された被挟持部を有し、上記センターピンは、内側挟持部、及び、上記内側挟持部よりも上記軸線の径方向外側に位置する板状の外側挟持部、を有し、上記被挟持部を、上記捲回順方向に延ばした状態で、上記外側挟持部の内周面に沿わせて、上記内側挟持部の外周面と上記外側挟持部の内周面との間に挟持してなり、上記第１セパレータ及び第２セパレータのいずれかが、上記外側挟持部の外周面に沿って接してなる捲回型電池である。
本発明の捲回型電池では、第１セパレータ及び第２セパレータの少なくともいずれかについての被挟持部が、センターピンのうち、内側挟持部の外周面と外側挟持部の内周面との間に、外側挟持部の内周面に沿わせて挟持されている。しかも、被挟持部は、捲回発電要素の捲回が進行する捲回順方向に延びている。その上、第１セパレータ、第２セパレータ、正電極板及び負電極板は、センターピンの周囲に一方向（捲回順方向）に捲回されている。
従って、第１セパレータ及び第２セパレータのうち、被挟持部を含むセパレータは、被挟持部においても捲回順方向に延び、センターピンの内側挟持部と外側挟持部との間から延出して、そのまま捲回順方向に捲回されている。つまり、セパレータは、被挟持部やこの被挟持部の付近で屈曲されないで、センターピンに捲回されている。従って、被挟持部やその付近で、屈曲によるセパレータの破断を防止した捲回型電池とすることができる。
しかも、被挟持部がセンターピンに挟持されるので、この被挟持部の属するセパレータを、例えば、接着剤や接着用テープ等を用いずに、センターピンに固定できる。
また、例えば、接着剤や接着用テープの厚みによる段差が生じないので、このような段差によってセパレータ等にシワが発生することもない。
さらに、本発明の捲回型電池では、センターピンの外側挟持部の外周面に、捲回順方向に捲回した第１セパレータ及び第２セパレータのいずれかが、外側挟持部の外周面に沿って接している。
これにより、センターピンのうち、外側挟持部の内周面及び外周面には、セパレータの後端に向かう方向が同じとなったセパレータが接していることになり、この外側挟持部の捲回順方向の終端では、外側挟持部の終端での板厚の分だけ、軸線の径方向に間隔を空けて、セパレータが重ねられていることになる。このため、この部分に大きな段差を形成することなく、２つのセパレータ、正電極板及び負電極板をセンターピンの周りに捲回した捲回型電池を形成することができる。
このように、ほぼセンターピンの外周形状に沿ってセパレータ、正電極板及び負電極板を捲回できるので、この捲回型電池について充放電を繰り返すことで、正電極板及び負電極板の体積が繰り返し変動しても、セパレータ等に段差に起因するたわみが発生するのを抑制することができる。
なお、外側挟持部は、捲回順方向に見て、板厚が同じ形態のものでも良いが、捲回順方向に進むにしたがって板厚が徐々に薄くなるテーパ形状とするのが好ましい。
また、第１セパレータ及び第２セパレータは、そのうちの少なくともいずれかが挟持されていれば、即ち、被挟持部を有していれば、センターピンに先端側を固定して捲回を始められる。従って、例えば、第１セパレータを内側として捲回した場合において、第１セパレータのみを挟持した場合（第１セパレータのみに被挟持部を設けた場合）、第２セパレータのみを挟持した場合（第２セパレータのみに被挟持部を設けた場合）、及び、第１，第２セパレータを挟持した場合（第１セパレータ及び第２セパレータに被挟持部を設けた場合）が考えられる。
これらのうち、第１セパレータ及び第２セパレータの両者を挟持する場合がより好ましい。それは、２つのセパレータの被挟持部をそれぞれ挟持できるので、この２枚のセパレータ、正電極板及び負電極板を確実に捲回した捲回型電池とすることができるためである。
また、第１セパレータと第２セパレータとを、別部材として構成することもできるが、１枚の帯状セパレータを、長手方向に２つ折りとして、折り目を境として、一方側を第１セパレータとし、他方側を第２セパレータとすることもできる。なお、この場合には、折り目側を先端側とする配置が好ましい。
また、センターピンの外周面の形状としては、例えば、円筒形状、四角筒形や六角筒形等の多角筒形状などが挙げられる。このとき、捲回発電要素は、これに倣って、例えば、円筒状や、四角筒形や六角筒形等の多角筒形状に捲回される。
さらに、上述の捲回型電池であって、前記センターピンの前記外側挟持部は、少なくとも前記捲回順方向側の端部が、この捲回順方向に進むにしたがって板厚が徐々に薄くなるテーパ形状とされてなる捲回型電池とすると良い。
本発明の捲回型電池では、外側挟持部は、少なくともその捲回順方向の端部が、先細のテーパ形状となっている。従って、この外側挟持部の捲回順方向の終端では、板厚が薄くなっている。前述したように、この外側挟持部の内周面と外周面には、セパレータが接しており、この外側挟持部の終端では、この終端での板厚の分だけ空隙をあけて、セパレータが重ねられている。従って本発明のようにすることで、この部分でセパレータ間に生じる段差をさらに小さく、あるいは実質的に段差を解消できる。かくして、セパレータ等がこの空隙の存在によってたわむのを抑制した捲回型電池とすることができる。
さらに、上述の捲回型電池であって、前記センターピンは、前記軸線の直交方向に弾性変形可能とされてなる捲回型電池とすると良い。
本発明の捲回型電池では、センターピンが軸線の直交方向に弾性変形可能であるので、充放電の際に捲回発電要素の体積が膨張・収縮しても、センターピンはそれと接するセパレータに倣って弾性変形することができる。具体的には、充電などによって捲回発電要素の体積が膨張した場合、センターピンは縮径するように弾性変形をすることができる。逆に、捲回発電要素の体積が収縮した場合には、センターピンは、拡径するように弾性変形をすることができる。かくして、捲回発電要素の膨張・収縮に応じて、センターピンも縮径・拡径できるため、捲回発電要素等の膨張に伴って、セパレータや正電極板、負電極板にかかる応力を緩和できる。
さらに、上述の捲回型電池であって、前記センターピンは、板材を前記軸線の周りに一周を超えて巻いた渦巻形状を有してなる捲回型電池とすると良い。
本発明では、のセンターピンが上述の渦巻形状を有しているので、これと接するセパレータに倣って軸線に直交する方向に弾性変形することができる。即ち、捲回発電要素の膨張・収縮に応じて、センターピンも縮径・拡径できるため、捲回発電要素等の膨張に伴って、セパレータや正電極板、負電極板にかかる応力を緩和できる。
さらに、他の解決手段は、軸線に沿う方向に延びる形態を有するセンターピンと、帯状の正電極板と帯状の負電極板とを重ねて捲回してなり、これらの間のうち一方には、これらより長い帯状の第１セパレータを、他方には、これらより長い帯状の第２セパレータをそれぞれ介在させてなる捲回発電要素であって、上記第１セパレータ及び第２セパレータの少なくともいずれかを上記センターピンに固定して、これらの先端側から順に上記センターピンの周囲に一方向に捲回してなる捲回発電要素と、を備える捲回型電池の製造方法であって、上記軸線の周方向のうち、上記捲回発電要素の捲回が進行する方向を捲回順方向としたとき、上記センターピンは、内側挟持部、及び、上記内側挟持部よりも上記軸線の径方向外側に位置する板状の外側挟持部を有してなり、上記第１セパレータ及び第２セパレータの少なくともいずれかにおける被挟持部を、上記捲回順方向に延ばした姿勢に保ちつつ、上記センターピンの上記内側挟持部の外周面と上記外側挟持部の内周面との間に、上記外側挟持部の上記内周面に沿わせて挟持させる挟持工程と、上記捲回順方向に捲回された上記第１セパレータ及び上記第２セパレータのいずれかが、上記センターピンの上記外側挟持部の外周面に沿って接する形態で、上記第１セパレータ、上記第２セパレータ、上記正電極板、及び、上記負電極板を、上記センターピンの周囲に捲回する捲回工程と、を備える捲回型電池の製造方法である。
本発明の捲回型電池の製造方法では、挟持工程で、被挟持部を、軸線の周方向のうち、捲回発電要素の捲回が進行する捲回順方向に延ばした姿勢にする。これと共に、第１セパレータ及び第２セパレータの少なくともいずれかにおける被挟持部を、センターピンの内側挟持部の外周面と外側挟持部の内周面との間に挟持させる。そして、その後、捲回工程で、捲回順方向に捲回された第１セパレータ及び第２セパレータのいずれかが、外側挟持部の外周面に沿って接する形態に、２つのセパレータ、正電極板及び負電極板をセンターピンの周囲に捲回する。
従って、セパレータを被挟持部やこの被挟持部の付近で屈曲させずに、センターピンにセパレータを挟持させて固定しつつ、第１セパレータ及び第２セパレータ等を、センターピンの周囲に捲回することができる。従って、被挟持部やその付近で、セパレータに破断が生じるのを防止した捲回型電池を製造することができる。
さらに、上述の捲回型電池の製造方法であって、前記センターピンの前記外側挟持部は、少なくとも前記捲回順方向側の端部が、この捲回順方向に進むにしたがって板厚が徐々に薄くなるテーパ形状とされてなる捲回型電池の製造方法とすると良い。
本発明の捲回型電池の製造方法では、外側挟持部は、少なくともその捲回順方向の端部が、先細のテーパ形状となっている。従って、この外側挟持部の捲回順方向の終端では、板厚が薄くなっている。前述したように、この外側挟持部の内周面と外周面には、セパレータが接しており、この外側挟持部の終端では、この終端での板厚の分だけ空隙をあけて、セパレータが重ねられている。従って本発明のようにすることで、この部分でセパレータ間に生じる段差をさらに小さく、あるいは実質的に段差を解消できる。かくして、セパレータ等がこの空隙の存在によってたわむのを抑制した捲回型電池を製造できる。
（実施形態１）
まず、本発明の実施形態１について、図面を参照しつつ説明する。
本実施形態１にかかる電池１は、センターピン２０、発電要素３０、および電池ケース１０を備え、軸線ＡＸを有する円筒形リチウムイオン二次電池である（図１，２参照）。
このうち、電池ケース１０は、図１，２に示すように、金属からなる有底円筒形状の電池ケース本体１１及び円板形状の封口蓋１２を有する。このうち、電池ケース本体１１の内部には、帯状の正電極板３８と負電極板３９とが第１セパレータ３１及び第２セパレータ３５を介して捲回された発電要素３０を含んでいる（図２，３参照）。
また金属からなる封口蓋１２は、その内側に設けられた安全弁機構１３と共に、絶縁性樹脂からなるガスケット１９を介して、電池ケース本体１１の開口部１１Ｈにかしめられている（図２参照）。これにより、電池ケース本体１１が密閉されている。なお、安全弁機構１３は、電池の１の内部短絡あるいは外部からの加熱などにより電池１の内圧が一定以上となった場合に、安全弁機構１３のうちのディスク板１３Ｄが反転して封口蓋１２と発電要素３０との電気的接続を切断するようになっている。
次いで、発電要素３０について説明する。この発電要素３０は、軸線ＡＸに沿う方向に延びるセンターピン２０を中心にして捲回されている（図２，３，４参照）。具体的には、帯状の正電極板３８と帯状の負電極板３９とを重ねて捲回し、これらの間のうち一方には、これらより長い帯状の第１セパレータ３１を介在させ、他方には、これらより長い第２セパレータ３５を介在させている。つまり、センターピン２０に近い方から、第１セパレータ３１、正電極板３８、第２セパレータ３５及び負電極板３９の順で積層されており、これを複数重ねるように捲回されている。正電極板３８、負電極板３９、第１セパレータ３１及び第２セパレータ３５が、センターピン２０の周りを、図４中においては、時計回りに一方向に捲回されている。この発電要素３０の捲回が進行する方向（時計回り）を捲回順方向ＦＷとする。
この発電要素３０の正電極板３８には、正極リード部材７１が接続されている（図２参照）。この正極リード部材７１は、安全弁機構１３に溶接されているので、正電極板３８と封口蓋１２とは導通している。一方、負電極板３９には、負極リード部材７２が接続されている。この負極リード部材７２は、電池ケース本体１１に溶接されているので、負電極板３９と電池ケース本体１１とは導通している。
正電極板３８は、長尺帯状の金属箔からなる正極金属箔（図示しない）と、この正極金属箔の両面に担持された正極活物質層（図示しない）とからなる。このうち、正極活物質層は、ＬｉＣｏＯ2からなる正極活物質、結着材及び導電材を含む。
また、負電極板３９は、長尺帯状の金属箔からなる負極金属箔（図示しない）と、この負極金属箔の両面に担持された負極活物質層（図示しない）とからなる。このうち、負極活物質層は、黒鉛からなる負極活物質と結着材とを含む。
また、ポリエチレンからなる第１セパレータ３１及び第２セパレータ３５は、上述の正電極板３８や負電極板３９よりも長尺帯状の１枚のセパレータを、長手方向に２つ折りにしてなる。即ち、２つ折りにした折り目ＢＰを境として、軸線ＡＸに近い内側を第１セパレータ３１とし、他方を第２セパレータ３５としている（図３，４参照）。
次いで、上述の第１セパレータ３１及び第２セパレータ３５を挟持しているセンターピン２０について説明する。絶縁性樹脂からなるセンターピン２０は、軸線ＡＸに沿う方向に延び、板材の一部が他部に重なるように、即ち、軸線ＡＸの周りに一周を超えて巻いてあり、軸線ＡＸに直交する方向の断面が渦巻形状をなす中空の渦巻円筒形状を有する（図４，５参照）。
そして、このセンターピン２０は、相対的に内側に位置する弧状の内側挟持部２１と、この内側挟持部２１よりも軸線ＡＸの径方向外側に位置する弧状の外側挟持部２５とを有している（図４，５参照）。
なお、センターピン２０は、内側挟持部２１と外側挟持部２５との間で、第１セパレータ３１及び第２セパレータ３５を弾性的に挟持している。具体的には、内側挟持部２１のうち、軸線ＡＸの径方向外側を向く外周面２３と、外側挟持部２５のうち、軸線ＡＸの径方向内側を向く内周面２６との間で、折り目ＢＰに近く、第１セパレータ３１の先端側に位置する第１被挟持部３２と、第２セパレータ３５の先端側に位置する第２被挟持部３６とを挟持している。このため、これら第１セパレータ３１及び第２セパレータ３５をセンターピン２０に固定して捲回を行うことができ、これらの他、正電極板３８及び負電極板３９を確実に捲回した電池１とすることができる。
また、センターピン２０の内側には、第１セパレータ３１及び第２セパレータ３５の先端にあたる折り目ＢＰが配置されている（図３，４参照）。また、第１セパレータ３１の第１被挟持部３２は、捲回順方向ＦＷに延びている（図３参照）。さらに、第２セパレータ３５の第２被挟持部３６も、捲回順方向ＦＷに延びている。
従って、第１セパレータ３１及び第２セパレータ３５は、第１被挟持部３２及び第２被挟持部３６においても捲回順方向ＦＷに延び、センターピン２０の内側挟持部２１と外側挟持部２５との間から延出して、そのまま捲回順方向ＦＷに内側挟持部２１の外周面２３に接しながら捲回されている。つまり、第１セパレータ３１及び第２セパレータ３５は、第１被挟持部３２及び第２挟持部３６やこれら被挟持部３２，３６の付近で屈曲されないで、センターピン２０に捲回されている。従って、被挟持部３２，３６やその付近で、屈曲による第１セパレータ３１及び第２セパレータ３５の破断を防止した電池１とすることができる。
しかも、第１被挟持部３２及び第２被挟持部３６が、いずれもセンターピン２０に挟持されるので、これら第１被挟持部３２及び第２被挟持部３６の属するセパレータ３１，３５を、例えば、接着剤や接着用テープ等を用いずに、センターピン２０に固定できる。
また、例えば、接着剤や接着用テープの厚みによる段差が生じないので、このような段差によってセパレータ３１，３５等にシワが発生することもない。
さらに、本実施形態１の電池１では、センターピン２０の外側挟持部２５の外周面２７に、捲回順方向ＦＷに捲回した第１セパレータ３１が、外側挟持部２５の外周面２７に沿って接している。
つまり、センターピン２０のうち、外側挟持部２５の内周面２６及び外周面２７には、第１セパレータ３１及び第２セパレータ３５が接している。また、これら第１セパレータ３１及び第２セパレータ３５は、それぞれ第１後端３１Ｅ及び第２後端３５Ｅに向かっており、図３に示すように、いずれも向かう方向が同じである。これにより、この外側挟持部２５の捲回順方向ＦＷの終端２５Ｅでは、外側挟持部２５の終端２５Ｅでの板厚の分だけ、軸線ＡＸの径方向に間隔を空けて、第２セパレータ３５が第１セパレータ３１に重ねられていることになる。従って、この部分に大きな段差を形成することなく、２つのセパレータ（第１セパレータ３１，第２セパレータ３５）、正電極板３８及び負電極板３９をセンターピン２０の周りに捲回した電池１を形成することができる。
このように、ほぼセンターピン２０の外周形状に沿ってセパレータ３１，３５、正電極板３８及び負電極板３９を捲回できるので、この電池１について充放電を繰り返すことで、正電極板３８及び負電極板３９の体積が繰り返し変動しても、セパレータ３１，３５等に段差に起因するたわみが発生するのを抑制することができる。
また、外側挟持部２５は、捲回順方向ＦＷに進むにしたがってその板厚が徐々に薄くなるテーパ形状を有する。具体的には、図４に示すように、外側挟持部２５は、その捲回順方向ＦＷの端部２５Ｐを含む全体が、終端２５Ｅに向けて徐々に先細になっている（図４参照）。
従って、この外側挟持部２５の捲回順方向ＦＷの終端２５Ｅでは、板厚が薄くなっている。前述したように、この外側挟持部２５の内周面２６には第２セパレータ３５が、外周面２７には第１セパレータ３１がそれぞれ接しており、この外側挟持部２５の終端２５Ｅでは、この終端２５Ｅでの板厚の分だけ空隙をあけて、セパレータ３１，３５が重ねられている。従って本実施形態１のようにすることで、この部分でセパレータ３１，３５間に生じる段差をさらに小さく、あるいは実質的に段差を解消できる。かくして、セパレータ３１，３５等がこの空隙の存在によってたわむのを抑制した電池１とすることができる。
さらに、センターピン２０は、上述の通り、軸線ＡＸを囲む中空の渦巻円筒形状を有するため（図４参照）、このセンターピン２０は、発電要素３０の体積が膨張・収縮してもそれに倣って弾性変形することができる。
例えば、その発電要素３０の体積が膨張すると、センターピン２０はこれに対応して全体的に縮径しようとする。逆に、例えば、その発電要素３０の体積が収縮すると、センターピン２０はこれに対応して全体的に拡径しようとする。
かくして、本実施形態１の電池１では、センターピン２０が軸線ＡＸの直交方向に弾性変形可能であるので、充放電の際に発電要素３０の体積が膨張・収縮しても、センターピン２０はそれと接する第１セパレータ３１等に倣って弾性変形することができる。
このように、発電要素３０の膨張・収縮に応じて、センターピン２０も縮径・拡径できるため、発電要素３０等の膨張、収縮に伴って、第１セパレータ３１、第２セパレータ３５や正電極板３８及び負電極板３９にかかる応力を緩和できる。
次いで、本実施形態１にかかる電池１の製造方法について、図５〜８を参照しつつ説明する。
図５に、セパレータ３１，３５を挟持させる前の未挟持センターピン２０Ｅを示す。絶縁性樹脂からなるこの未挟持センターピン２０Ｅは、軸線ＡＸに沿う方向に延び、この軸線ＡＸの周りに一周を超えて捲回順方向ＦＷに渦巻く渦巻円筒形状を有する。また、この未挟持センターピン２０Ｅでは、内側挟持部２１の外周面２３と外側挟持部２５の内周面２６とが、互いに弾性的に圧接している。このため、未挟持センターピン２０Ｅは、内側挟持部２１と外側挟持部２５との間にセパレータ３１，３５を、弾性的に挟持できる構造となっている。
また、未挟持センターピン２０Ｅの外側挟持部２５は、捲回順方向ＦＷに進むにしたがってその板厚が徐々に薄くなるテーパ形状を有する。即ち、外側挟持部２５は終端２５Ｅも含め、捲回順方向ＦＷに向かって徐々に先細になっている。
まず挟持工程について、図６を参照しつつ説明する。ポリエチレンからなる長尺帯状のセパレータＳＰを、軸線ＡＸに沿う折り目ＢＰにおいて２つ折りにして、第１セパレータ３１と第２セパレータ３５とにする。そして、これら第１セパレータ３１の第１被挟持部、及び、第２セパレータ３５の第２被挟持部３６を、予め離間させておいた、未挟持センターピン２０Ｅの内側挟持部２１と外側挟持部２５との間に配置する。そして、内側挟持部２１と外側挟持部２５との間に、第１セパレータ３１の第１被挟持部３２及び第２セパレータ３５の第２被挟持部３６を弾性的に挟持させる（図７参照）。
なお、上述の挟持工程で、第１セパレータ３１の第１被狭持部３２を、捲回順方向ＦＷに延ばす、つまり、軸線ＡＸの周方向のうち、この第１被狭持部３２において第１セパレータ３１の第１後端３１Ｅに向かう方向を、発電要素３０の捲回が進行する捲回順方向ＦＷと同方向になる姿勢にする。これと共に、第２セパレータ３５の第２被狭持部３６を捲回順方向ＦＷに延ばす、つまり、軸線ＡＸの周方向のうち、この第２被狭持部３６において第２セパレータ３５の第２後端３５Ｅに向かう方向を、発電要素３０の捲回が進行する捲回順方向ＦＷと同方向になる姿勢にする。
これと共に、第１セパレータ３１における第１被挟持部３２、及び、第２セパレータ３５における第２被狭持部３６を、センターピン２０の内側挟持部２１の外周面２３と外側挟持部２５の内周面２６との間に挟持させる。
次いで、捲回工程について、図７，８を参照しつつ説明する。上述の第１セパレータ３１及び第２セパレータ３５を挟持したセンターピン２０に対し、これら第１セパレータ３１，第２セパレータ３５と共に、正電極板３８及び負電極板３９を捲回順方向ＦＷに捲回する。具体的には、第１セパレータ３１の径方向外側に接するように、この第１セパレータ３１と第２セパレータ３５との間に正電極板３８を配置する。また、第２セパレータ３５の径方向外側に接するように第２セパレータ３５と第１セパレータ３１との間に負電極板３９を配置する（図８参照）。
まず、第１セパレータ３１を、内側挟持部２１の外周面２３から外側挟持部２５の外周面２７にわたって約一周直接捲回する（図８（ａ）参照）。その後、第１セパレータ３１と第２セパレータ３５との間に配置した正電極板３８を第１セパレータ３１に沿って約３／４周捲回する。
その後、第２セパレータ３５を正電極板３８に沿って捲回する。さらに、負電極板３９を、上述の正電極板３８と共に第２セパレータ３５を挟む位置になるように、第２セパレータ３５に沿って捲回する。
その後も、第１セパレータ３１、正電極板３８、第２セパレータ３５及び負電極板３９をさらに捲回していく（図８（ｂ）参照）。
かくして、正電極板３８と負電極板３９とが重ねられ、これらの間のうち一方に第１セパレータ３１、他方に第２セパレータ３５が介在し、センターピン２０の周りに捲回された発電要素３０ができあがる。
上述の捲回工程の後、発電要素３０の正電極板３８に正極リード部材７１を、負電極板３９に負極リード部材７２を、それぞれ溶接する。さらに、正極リード部材７１を安全弁機構１３のディスク板１３Ｄに、負極リード部材７２を電池ケース本体１１の底部にそれぞれ溶接して、発電要素３０を電池ケース本体１１に収容する。図示しない電解液を注入した後、電池ケース本体１１の開口部１１Ｈに、ガスケット１９を介在させて、封口蓋１２及び安全弁機構１３を配置して、この開口部１１Ｈをかしめる。
かくして、電池１が完成する（図１，２，３参照）。
以上より、本実施形態１の電池１の製造方法では、第１セパレータ３１の第１被挟持部３２、及び、第２セパレータ３５の第２被挟持部３６やこれらの付近を屈曲させずに、センターピン２０に第１セパレータ３１及び第２セパレータ３５を挟持して、固定することができる。そしてさらに、第１セパレータ３１及び第２セパレータ３５等を、センターピン２０の周囲に捲回することができる。従って、第１被挟持部３２及び第２被挟持部３６やその付近で、第１セパレータ３１及び第２セパレータ３５に破断が生じるのを防止した電池１を製造することができる。
また、本実施形態１の電池１の製造方法では、外側挟持部２５は、少なくともその捲回順方向ＦＷの終端２５Ｅが、先細のテーパ形状となっている。従って、この外側挟持部２５の捲回順方向ＦＷの終端２５Ｅでは、板厚が薄くなっている。
前述したように、この外側挟持部２５の内周面２６と外周面２７には、第２セパレータ３５と第１セパレータ３１がそれぞれ接しており、この外側挟持部２５の終端２５Ｅでは、この終端２５Ｅでの板厚の分だけ空隙をあけて、第１セパレータ３１と第２セパレータ３５とが重ねられている。従って本実施形態１のようにすることで、この部分で第１セパレータ３１と第２セパレータ３５との間に生じる段差をさらに小さく、あるいは実質的に段差を解消できる。かくして、第１セパレータ３１等がこの空隙の存在によってたわむのを抑制した電池１を製造できる。
（変形形態１）
次に、本発明の変形形態１にかかる電池１０１について、図１及び図９を参照しつつ説明する。
本変形形態１の電池１０１では、センターピンの内側挟持部が、センターピンの内側で連なっている点が前述の実施形態１と異なり、それ以外は同様である。
そこで、実施形態１と異なる点を中心に説明し、同様の部分の説明は省略または簡略化する。なお、同様の部分については同様の作用効果を生じる。また、同内容のものには同番号を付して説明する。
本変形形態１にかかる電池１０１では、絶縁性樹脂からなるセンターピン１２０は、軸線ＡＸに沿う方向に延び、中空の円筒形状の本体部１２８と、この本体部１２８から径方向外側に分岐して、この本体部１２８に沿うように延出している板状の延出部１２５とからなる（図９参照）。このセンターピン１２０は、本体部１２８に含まれる本体側挟持部１２１を有しており、この本体側挟持部１２１と延出部１２５との間に、第１セパレータ３１及び第２セパレータ３５を弾性的に挟持して固定している。なお、延出部１２５は、本体側挟持部１２１よりも軸線ＡＸの径方向外側に位置する。
具体的には、本体側挟持部１２１のうち、軸線ＡＸの径方向外側を向く外周面１２３と、延出部１２５のうち、軸線ＡＸの径方向内側を向く内周面１２６との間に、折り目ＢＰを含む、第１セパレータ３１の先端側に位置する第１被挟持部１３２と、第２セパレータ３５の先端側に位置する第２被挟持部１３６とを挟持している。このため、これら第１セパレータ３１及び第２セパレータ３５をセンターピン１２０に固定して捲回を行うことができ、これらの他、正電極板３８及び負電極板３９を捲回した電池１０１とすることができる。
また、本体側挟持部１２１は、実施形態１の内側挟持部２１に比して、径方向内側に移動し難い。つまり、この本体挟持部１２１は、これと共に第１，第２セパレータ３１，３５を弾性的に挟持する延出部１２５によって、径方向内側に移動し難い。従って、本変形形態１のセンターピン１２０は、セパレータ３１，３５を挟持しても、本体部１２８の円筒形状を維持することができる。
以上において、本発明を実施形態１及び変形形態１に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、実施形態１及び変形形態１では、電池をリチウムイオン二次電池としたが、本発明を例えば、ニッケル水素二次電池等の二次電池や、アルカリ乾電池、マンガン乾電池等の一次電池に適用しても良い。
また、１枚の帯状のセパレータＳＰを２つ折りにして、折り目ＢＰを境にして、一方側を第１セパレータとし、他方側を第２セパレータとした。しかし、第１セパレータ及び第２セパレータを、それぞれ別部材としても良い。
また、実施形態１及び変形形態１では、第１セパレータ及び第２セパレータの両方を、センターピンに挟持させて固定した。しかし、第１セパレータ及び第２セパレータのうちの少なくともいずれかをセンターピンに挟持させて固定していれば良く、例えば、第１セパレータを内側（センターピンに近い側）として捲回した場合において、第１セパレータのみをセンターピンに挟持させて固定しても良い（図１０参照）。また、第２セパレータのみを挟持させて固定しても良い（図１１参照）。
さらに、センターピンの外周面の形状を円筒面としたが、例えば、四角筒形（図１２参照）、六角筒形等の多角筒形状としても良い。このとき、捲回発電要素は、これに倣って、例えば、四角筒形（図１２参照）、六角筒形等の多角筒形状に捲回される。
実施形態１、変形形態１にかかる電池の斜視図である。 実施形態１にかかる電池の断面図（図１の軸線ＡＸ）である。 実施形態１にかかる電池の断面図（図１のＡ−Ａ部）である。 実施形態１にかかる電池の拡大断面図（図３のＢ部）である。 実施形態１の挟持工程の説明図である。 実施形態１の挟持工程の説明図である。 実施形態１の捲回工程の説明図である。 実施形態１の捲回工程の説明図である。 変形形態１にかかる電池の拡大断面図（図１のＡ−Ａ部）である。 変形形態にかかる電池の説明図である。 変形形態にかかる電池の説明図である。 変形形態にかかる電池の説明図である。
１，１０１，２０１，３０１，４０１ 電池（捲回型電池）
２０，４２０ センターピン
２１，４２１ 内側挟持部
２３，１２３，４２３ 外周面（内側挟持部の外周面）
２５，１２５，４２５ 外側挟持部
２５Ｐ，１２５Ｐ 端部
２６，１２６，４２６ 内周面（外側挟持部の内周面）
２７，１２７，４２７ 外周面（外側挟持部の外周面）
３０，４３０ 発電要素（捲回発電要素）
３１，２３１，３３１ 第１セパレータ
３１Ｅ （第１セパレータの）後端
３２，１３２，２３２ 第１被挟持部（被挟持部）
３５，２３５，３３５ 第２セパレータ
３５Ｅ （第２セパレータの）後端
３６，１３６，３３６ 第２被挟持部（被挟持部）
３８ 正電極板
３９ 負電極板
１２１ 本体側挟持部（内側挟持部）
１２５ 延出部（外側挟持部）
ＡＸ，ＢＸ 軸線
ＦＷ 捲回順方向

Claims (6)

  1. 軸線に沿う方向に延びる形態を有するセンターピンと、
    帯状の正電極板と帯状の負電極板とを重ねて捲回してなり、これらの間のうち一方には、これらより長い帯状の第１セパレータを、他方には、これらより長い帯状の第２セパレータをそれぞれ介在させてなる捲回発電要素であって、
    上記第１セパレータ及び第２セパレータの少なくともいずれかを上記センターピンに固定して、これらの先端側から上記センターピンの周囲に一方向に捲回してなる捲回発電要素と、を備える
    捲回型電池であって、
    上記軸線の周方向のうち、上記捲回発電要素の捲回が進行する方向を捲回順方向としたとき、
    上記第１セパレータ及び第２セパレータの少なくともいずれかは、上記センターピンに挟持された被挟持部を有し、
    上記センターピンは、
    内側挟持部、及び、
    上記内側挟持部よりも上記軸線の径方向外側に位置する板状の外側挟持部、を有し、
    上記被挟持部を、上記捲回順方向に延ばした状態で、上記外側挟持部の内周面に沿わせて、上記内側挟持部の外周面と上記外側挟持部の内周面との間に挟持してなり、
    上記第１セパレータ及び第２セパレータのいずれかが、上記外側挟持部の外周面に沿って接してなる
    捲回型電池。
  2. 請求項１に記載の捲回型電池であって、
    前記センターピンの前記外側挟持部は、
    少なくとも前記捲回順方向側の端部が、この捲回順方向に進むにしたがって板厚が徐々に薄くなるテーパ形状とされてなる
    捲回型電池。
  3. 請求項１又は請求項２に記載の捲回型電池であって、
    前記センターピンは、前記軸線の直交方向に弾性変形可能とされてなる
    捲回型電池。
  4. 請求項３に記載の捲回型電池であって、
    前記センターピンは、板材を前記軸線の周りに一周を超えて巻いた渦巻形状を有してなる
    捲回型電池。
  5. 軸線に沿う方向に延びる形態を有するセンターピンと、
    帯状の正電極板と帯状の負電極板とを重ねて捲回してなり、これらの間のうち一方には、これらより長い帯状の第１セパレータを、他方には、これらより長い帯状の第２セパレータをそれぞれ介在させてなる捲回発電要素であって、
    上記第１セパレータ及び第２セパレータの少なくともいずれかを上記センターピンに固定して、これらの先端側から順に上記センターピンの周囲に一方向に捲回してなる捲回発電要素と、を備える
    捲回型電池の製造方法であって、
    上記軸線の周方向のうち、上記捲回発電要素の捲回が進行する方向を捲回順方向としたとき、
    上記センターピンは、
    内側挟持部、及び、
    上記内側挟持部よりも上記軸線の径方向外側に位置する板状の外側挟持部を有してなり、
    上記第１セパレータ及び第２セパレータの少なくともいずれかにおける被挟持部を、
    上記捲回順方向に延ばした姿勢に保ちつつ、
    上記センターピンの上記内側挟持部の外周面と上記外側挟持部の内周面との間に、上記外側挟持部の上記内周面に沿わせて挟持させる
    挟持工程と、
    上記捲回順方向に捲回された上記第１セパレータ及び上記第２セパレータのいずれかが、上記センターピンの上記外側挟持部の外周面に沿って接する形態で、上記第１セパレータ、上記第２セパレータ、上記正電極板、及び、上記負電極板を、上記センターピンの周囲に捲回する
    捲回工程と、を備える
    捲回型電池の製造方法。
  6. 請求項５に記載の捲回型電池の製造方法であって、
    前記センターピンの前記外側挟持部は、
    少なくとも前記捲回順方向側の端部が、この捲回順方向に進むにしたがって板厚が徐々に薄くなるテーパ形状とされてなる
    捲回型電池の製造方法。
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