JP5856571B2 - 二次電池、および、電極シートの切断装置 - Google Patents

Description

本発明は二次電池および電極シートの切断装置に関する。

ここで、本明細書において「二次電池」とは、繰り返し充電可能な蓄電デバイス一般をいい、リチウムイオン二次電池(lithium-ion secondary battery)、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池などのいわゆる蓄電池ならびに電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を包含する用語である。

また、本明細書において「リチウムイオン二次電池」とは、電解質イオンとしてリチウムイオンを利用し、正負極間におけるリチウムイオンに伴う電荷の移動により充放電が実現される二次電池をいう。一般に「リチウム二次電池」と称される電池は、本明細書におけるリチウムイオン二次電池に包含される。

かかる二次電池について、例えば、特許文献１には、正極および負極よりなる群から選ばれる少なくとも１つの電極の表面に接着された多孔質電子絶縁層を具備する二次電池が開示されている。ここで、多孔質電子絶縁層は、微粒子フィラーと樹脂結着剤を含み、微粒子フィラーは、複数個の一次粒子が連結固着した不定形粒子を含む粒子である。ここで、微粒子フィラーには、酸化チタン（チタニア）、酸化アルミニウム（アルミナ）、酸化ジルコニウム（ジルコニア）、酸化タングステンが挙げられている。

また、特許文献２には、正極および／または負極の表面に、正極と負極とを隔離するための多孔性の隔離材を有する非水電解質二次電池が開示されている。ここで、隔離材は、架橋樹脂を含有しており、十分な強度と非水電解液に対する耐性とを有している。架橋樹脂としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、共重合ポリオレフィン、ポリオレフィン誘導体（塩素化ポリエチレンなど）、スチレンブタジエン共重合体、アクリル樹脂［ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレートなどのポリアルキル（メタ）アクリレートおよびその誘導体］、ポリアルキレンオキシド［ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）など］、フッ素樹脂［ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）など］、およびこれらの誘導体からなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミドイミド、ポリイミドなどの架橋体が挙げられている。

また、特許文献２には、隔離材は、その強度を高めるために、各種無機微粒子を含有させてもよいことが記載されている。無機微粒子としては、電気化学的に安定で電気絶縁性のものであれば特に制限はないが、酸化鉄、ＳｉＯ_２（シリカ）、Ａｌ_２Ｏ_３（アルミナ）、ＴｉＯ_２、ＢａＴｉＯ_３などの酸化物粉末；窒素化アルミニウム、窒素化ケイ素などの窒素化物粉末；シリコン、ダイヤモンドなどの共有結合性結晶粉末；硫酸バリウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウムなどの難溶性イオン結晶粉末；モンモリロナイト；などが挙げられている。

また、特許文献２には、電池にシャットダウン特性を持たせるために、ポリオレフィン微粒子などの、８０〜１５０℃で溶融する微粒子を隔離材に含有させることが開示されている。また、このような微粒子を構成する樹脂としては、例えば、ＰＥ、共重合ポリオレフィン、ポリオレフィン誘導体（塩素化ポリエチレンなど）、ポリオレフィンワックス、石油ワックス、カルナウバワックスなどの微粒子が挙げられている。また、共重合ポリオレフィンとしては、エチレン−ビニルモノマー共重合体、より具体的には、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸共重合体（エチレン−メチルアクリレート共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体など）などが例示されている。

また、特許文献３には、電極活物質をバインダと混合して電極形成用塗布液を調製し、この塗布液を集電体に塗布した後、塗布液を乾燥させて、集電体に活物質含有層を形成したシート状の電極を形成することが開示されている。また、シート状電極は、その後、圧延され、所定の寸法に切断されることが開示されている。特許文献３には、シート状電極の切断時に、集電体の切断屑が上刃側面に融着することを十分に抑制し、且つ、集電体の切断面にバリが発生することを十分に抑制することが可能なスリッター装置が提案されている。

国際公開第０５／０７８８２８号 日本国特許出願公開２０１０−１７０７７０号公報 日本国特許出願公開２００６−７４０４号公報

ところで、本発明者は、絶縁層として、例えば、ポリエチレンのような絶縁性を有する樹脂粒子を、正極や負極の活物質層に積層することを考えている。そして、かかる活物質層と絶縁層が形成された集電箔を所定の寸法に切断して、活物質層に絶縁層を積層した電極を得ることを考えている。かかる絶縁層は、例えば、樹脂粒子同士をバインダによって接合することを考えている。

さらに、製造工程においては、幅の広い集電体のマザーシートを用意し、活物質層、絶縁層を順に形成して、その後、所定寸法に切断することを考えている。この際、かかる絶縁層は、そのままでは切断されると、樹脂粒子同士の接合が取れ、部分的に剥がれる場合が起こり得ると考えられる。

また、製造段階だけでなく、電極シートの縁に、樹脂粒子を積層させた絶縁層の縁が露出していると、当該絶縁層の縁から絶縁層が剥がれ易く、二次電池内で異物を発生させる要因になり得る。

本発明の一形態に係る二次電池は、正極集電体と、正極集電体に保持され、少なくとも正極活物質が含まれた正極活物質層と、正極集電体に対向するように配置された負極集電体と、負極集電体に保持され、少なくとも負極活物質が含まれた負極活物質層とを備えている。この二次電池は、さらに正極活物質層または負極活物質層の少なくとも一方を覆うように、絶縁性を有する樹脂粒子を積層した多孔質の絶縁層を備えている。そして、当該絶縁層の縁には、樹脂粒子が溶融した溶融部が形成されている。

かかる二次電池によれば、絶縁層の縁に樹脂粒子が溶融した溶融部が形成されているので、絶縁層の縁が強固である。このため、樹脂粒子の脱落が少なく抑えられ、当該絶縁層が剥がれ難い。絶縁層の縁は切断痕を有していてもよい。また、絶縁層は、負極活物質層に積層されていてもよい。絶縁層が正極活物質層を覆っていると、正極活物質層から電池の反応に関わる電解質が放出されるのを阻害し得る。このため、絶縁層は、負極活物質層に積層されているとよい。

例えば、絶縁層は、絶縁性を有する無機フィラーやゴムの粒子が含まれていてもよい。また、例えば、負極活物質層は、正極活物質層よりも幅が広く、かつ、正極活物質層に対向させて配置されており、絶縁層が正極活物質層に対向する側において、負極活物質層に積層されていてもよい。この場合、負極活物質層は、正極活物質層よりも幅が広いので、負極活物質層に積層された絶縁層の縁を溶融させても、正極活物質層に対して負極活物質層が対向し得るので、正極活物質層の機能が阻害されない。

また、本発明に係る二次電池の製造方法には、電極シートを用意する工程と、絶縁層を溶融させる溶融工程と、電極シートを切断する切断工程とが含まれている。詳しくは、電極シートを用意する工程では、集電体と、当該集電体の表面に形成され、電極活物質が含まれた活物質層と、当該活物質層を覆うように、絶縁性を有する樹脂粒子を積層した多孔質の絶縁層とを備えた電極シートが用意される。次に、溶融工程では、予め定められたラインに沿って絶縁層が溶融される。そして、切断工程では、溶融工程によって絶縁層を溶融させたラインに沿って、電極シートが切断される。かかる二次電池の製造方法によれば、電極シートを切断する前に、切断される部分において絶縁層が溶融している。このため、切断工程において、絶縁層が部分的に剥がれ難い。

かかる二次電池の製造方法では、例えば、溶融工程では、絶縁層にレーザを照射することによって絶縁層を溶融させるとよい。絶縁層が溶融した部分は、例えば、電解液が通過し得る空隙が少ない。このため当該部分は、電池の反応に実質的に寄与するべき活物質層の作用を阻害し得ると考えられる。これに対して、溶融工程において、レーザを照射して絶縁層を溶融させることによって、絶縁層を溶融させる幅をより適切に細く制御できる。このため、活物質層の作用が阻害される程度を小さくできる。また、レーザとして好ましい一形態は、例えば、ＣＯ_２レーザである。ＣＯ_２レーザは、樹脂（例えば、ポリエチレン）がエネルギーを吸収しやすい波長（凡そ１０．６μｍ）を持っている。このため、ＣＯ_２レーザは、樹脂粒子を溶融させるのに適しており、樹脂粒子を効率よく溶融させることができる。また、溶融工程と、切断工程との間に、電極シートを冷却する冷却工程を備えていてもよい。これにより、溶融工程で溶融した樹脂を切断工程の前に、より確実に固化させることができる。これにより、溶融工程と切断工程との間のタクトタイムを短くできる。

また、電極シートの切断装置は、予め定められたラインに沿って電極シートを加熱するように配置されたヒーターと、ヒーターによって加熱された電極シートがラインに沿って切断されるように配置されたカッターとを備えている。この場合、例えば、集電体に活物質層が形成されており、当該活物質層に、樹脂粒子を積層した絶縁層が形成された電極シートを切断する場合において、絶縁層を溶融してから切断することができる。

また、この場合、ヒーターは、例えば、電極シートに対してレーザを照射するレーザ装置であるとよい。さらに、レーザは、例えば、ＣＯ_２レーザであるとよい。また、電極シートの切断装置は、電極シートを予め定められた搬送経路に沿って搬送する搬送装置を備えていてもよい。この場合、ヒーターとカッターとが搬送経路に沿って固定的に配置されている場合には、ヒーターとカッターに対して、電極シートの位置を調整する位置調整機構を備えているとよい。

また、電極シートは帯状のシートであり、搬送装置は、当該電極シートを搬送経路に沿って連続的に搬送する装置であってもよい。この場合、搬送装置は、電極シートを支持しつつ搬送するガイドロールを複数備えているとよい。そして、当該ガイドロールによって電極シートが支持された部位から搬送方向下流側にずれた位置において、電極シートが加熱されるようにヒーターが配置されているとよい。これにより、ガイドロールへの溶融樹脂の付着を防止できる。この場合、ヒーターは、ガイドロールによって電極シートが支持された部位から搬送方向下流側に１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲でずれているとよい。

また、ヒーターによって加熱された後、カッターによって切断される前に、前記電極シートを冷却する冷却装置を備えていてもよい。これによりタクトタイムを短縮できる。この場合、冷却装置は、電極シートに空気を吹き付ける送風機であってもよい。また、冷却装置は、電極シートに押し当てられる金属ロールと、当該金属ロールを冷やす冷却部とを備えていてもよい。

図１は、リチウムイオン二次電池の構造の一例を示す図である。 図２は、リチウムイオン二次電池の捲回電極体を示す図である。 図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す断面図である。 図４は、リチウムイオン二次電池の充電時の状態を模式的に示す図である。 図５は、リチウムイオン二次電池の放電時の状態を模式的に示す図である。 図６は、本発明の一実施形態に係る二次電池において、集電体に活物質層と絶縁層を形成した状態を示す平面図である。 図７は、本発明の一実施形態に係る二次電池において、負極シートの断面図である。 図８は、本発明の一実施形態に係る二次電池の製造方法において、溶融工程と切断工程を示す平面図である。 図９は、本発明の一実施形態に係る電極シートの切断装置の構成例を示す側面図である。 図１０は、本発明の他の実施形態に係る電極シートの切断装置の構成例を示す側面図である。 図１１は、本発明の他の実施形態に係る電極シートの切断装置の構成例を示す側面図である。 図１２は、本発明の他の実施形態に係る電極シートの切断装置の構成例を示す側面図である。 図１３は、本発明の一実施形態に係る電極シートの断面を示す模式図である。 図１４は、本発明の一実施形態に係る電極シートの断面を示す模式図である。 図１５は、本発明の一実施形態に係る電極シートの平面図である。 図１６は、図１５のＡ−Ａ断面示す断面図である。 図１７は、本発明の他の実施形態に係る電極シートの平面図である。 図１８は、図１７のＡ−Ａ断面を示す断面図である。 図１９は、図１７に示す電極シートが切り出されるマザーシートを示す図である。 図２０は、本発明の一実施形態に係る電極シートの切断装置の構成例を示す側面図である。 図２１は、本発明の他の実施形態に係る二次電池の製造方法において、冷却工程を示す平面図である。 図２２は、本発明の他の実施形態に係る二次電池の製造方法において、冷却工程を示す平面図である。 図２３は、リチウムイオン二次電池を搭載した車両を示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係る二次電池および二次電池の製造方法を図面に基づいて説明する。なお、同じ作用を奏する部材、部位には適宜に同じ符号を付している。また、各図面は、模式的に描いており、必ずしも実物を反映しない。

≪リチウムイオン二次電池１００の構造≫
図１は、本発明の一実施形態に係る二次電池としてのリチウムイオン二次電池１００を示している。リチウムイオン二次電池１００は、図１に示すように、捲回電極体２００と電池ケース３００と電解液（図示省略）とを備えている。また、図２は、捲回電極体２００を示す図である。図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示している。この実施形態では、捲回電極体２００は、図２に示すように、帯状の正極シート２２０と帯状の負極シート２４０とが重ねられ、かつ、捲回されている。

≪正極シート２２０≫
正極シート２２０は、正極集電体２２１と、正極活物質層２２３とを備えている。正極集電体２２１には、正極に適する金属箔が好適に使用され得る。この実施形態では、正極集電体２２１には、所定の幅を有し、厚さが凡そ１０μｍの帯状のアルミニウム箔が用いられている。正極活物質層２２３は、正極集電体２２１に保持され、少なくとも正極活物質が含まれている。この実施形態では、正極活物質層２２３は、正極活物質を含む正極合剤が正極集電体２２１に塗工された層である。この実施形態では、正極集電体２２１の幅方向片側の縁部に沿って未塗工部２２２が設定されている。正極活物質層２２３は、正極集電体２２１に設定された未塗工部２２２を除いて、正極集電体２２１の両面に形成されている。

≪正極活物質≫
正極活物質層２２３に含まれる正極活物質には、リチウムイオン二次電池の正極活物質として用いられる物質を使用することができる。正極活物質の例を挙げると、ＬｉＮｉＣｏＭｎＯ_２（リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物）、ＬｉＮｉＯ_２(ニッケル酸リチウム)、ＬｉＣｏＯ_２(コバルト酸リチウム)、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４(マンガン酸リチウム)、ＬｉＦｅＰＯ_４(リン酸鉄リチウム)などのリチウム遷移金属酸化物が挙げられる。ここで、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４は、例えば、スピネル構造を有している。また、ＬｉＮｉＯ_２やＬｉＣｏＯ_２は層状の岩塩構造を有している。また、ＬｉＦｅＰＯ_４は、例えば、オリビン構造を有している。オリビン構造のＬｉＦｅＰＯ_４には、例えば、ナノメートルオーダーの粒子がある。また、オリビン構造のＬｉＦｅＰＯ_４は、さらにカーボン膜で被覆することができる。

≪導電材≫
正極活物質層２２３には、正極活物質の他に、導電材、バインダ（結着剤）などの任意成分を必要に応じて含有し得る。導電材としては、例えば、カーボン粉末やカーボンファイバーなどのカーボン材料が例示される。このような導電材から選択される一種を単独で用いてもよく二種以上を併用してもよい。カーボン粉末としては、種々のカーボンブラック（例えば、アセチレンブラック、オイルファーネスブラック、黒鉛化カーボンブラック、カーボンブラック、黒鉛、ケッチェンブラック）、グラファイト粉末などのカーボン粉末を用いることができる。

≪バインダ、増粘剤、溶媒≫
また、バインダとしては、使用する溶媒に溶解または分散可能なポリマーを用いることができる。例えば、水性溶媒を用いた正極合剤においては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）などのセルロース系ポリマー（例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）やポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）など）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）などのフッ素系樹脂（例えば、酢酸ビニル共重合体やスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）など）、アクリル酸変性ＳＢＲ樹脂（ＳＢＲ系ラテックス）などのゴム類；などの水溶性または水分散性ポリマーを好ましく採用することができる。また、非水溶媒を用いた正極合剤においては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）などのポリマーを好ましく採用することができる。なお、上記で例示したポリマー材料は、バインダとしての機能の他に、上記組成物の増粘剤その他の添加剤としての機能を発揮する目的で使用されることもあり得る。溶媒としては、水性溶媒および非水溶媒の何れも使用可能である。非水溶媒の好適例として、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）が挙げられる。

≪正極活物質層２２３の厚さ≫
この実施形態では、正極活物質層２２３の平均の厚さｔ１は、片面当り２７μｍ程度である。かかる正極活物質層２２３の厚さｔ１は、例えば、正極シート２２０の未塗工部２２２を基準にして測定するとよい。

≪負極シート２４０≫
負極シート２４０は、負極集電体２４１と、負極活物質層２４３と、絶縁層２４５とを備えている。負極集電体２４１には、正極に適する金属箔が好適に使用され得る。この実施形態では、この負極集電体２４１には、所定の幅を有し、厚さが凡そ１０μｍの帯状の銅箔が用いられている。負極活物質層２４３は、負極集電体２４１に保持され、少なくとも負極活物質が含まれている。この実施形態では、負極活物質層２４３は、負極活物質を含む負極合剤が負極集電体２４１に塗工された層である。負極集電体２４１の幅方向片側には、縁部に沿って未塗工部２４２が設定されている。負極活物質層２４３は、負極集電体２４１に設定された未塗工部２４２を除いて、負極集電体２４１の両面に形成されている。

≪負極活物質≫
負極活物質層２４３に含まれる負極活物質には、従来からリチウムイオン二次電池に用いられる材料の一種または二種以上を特に限定なく使用することができる。例えば、少なくとも一部にグラファイト構造（層状構造）を含む粒子状の炭素材料（カーボン粒子）が挙げられる。より具体的には、いわゆる黒鉛質（グラファイト）、難黒鉛化炭素質（ハードカーボン）、易黒鉛化炭素質（ソフトカーボン）、これらを組み合わせた炭素材料を用いることができる。例えば、天然黒鉛のような黒鉛粒子を使用することができる。また、負極合剤には、負極活物質の分散を維持するべく、負極合剤には適量の増粘剤が混ぜられている。負極合剤には、正極合剤に使われるのと同様の増粘剤やバインダや導電材を使用することができる。

≪負極活物質層２４３の厚さ≫
この実施形態では、負極活物質層２４３の平均の厚さｔ２は、片面当り３５μｍ程度である。かかる負極活物質層２４３の厚さｔ２は、例えば、負極活物質層２４３が形成された後において、負極シート２４０の未塗工部２４２を基準にして測定するとよい。

≪絶縁層２４５≫
絶縁層２４５は、この実施形態では、負極活物質層を覆うように、絶縁性を有する樹脂粒子を積層した多孔質の層である。絶縁層２４５に用いられる樹脂粒子は、好適には、熱可塑性樹脂の粒子であり、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン由来の構造単位が８５ｍｏｌ％以上の共重合ポリオレフィンまたはポリオレフィン球動体などを用いることができる。また、樹脂粒子は、複数の異なる熱可塑性樹脂の粒子を適当な割合で混合してもよい。また、樹脂粒子は、無機フィラーやゴムなどで絶縁性を有する材料が適当な割合で添加されていてもよい。この実施形態では、樹脂粒子には、ポリエチレンが用いられている。樹脂粒子は、例えば、バインダで接着するとよい。かかるバインダには、例えば、正極活物質層または負極活物質層に用いられるバインダと同様のバインダを用いることができる。

樹脂粒子の粒径は、電解液の流通が十分に可能な程度の多孔質の層が形成されるように、積層させた際に粒子間に適当な隙間が形成されるとよい。このため、樹脂粒子の粒径は、例えば、約１μｍ〜１０μｍ程度である。より好ましくは約１μｍ〜３μｍである。なお、ここで、粒径には、光散乱法に基づく粒度分布測定器によって測定される粒度分布から求められるメジアン径（ｄ５０）が採用されている。

≪絶縁層２４５の厚さ≫
この実施形態では、絶縁層２４５の平均の厚さｔ３は、片面当り２５μｍ程度である。かかる絶縁層２４５の厚さｔ３は、例えば、絶縁層２４５が形成された後において、負極シート２４０の未塗工部２４２を基準に、負極活物質層２４３と絶縁層２４５と合わせた厚さｔ４を測定し、上述した負極活物質層２４３の厚さｔ２との差分（ｔ３＝ｔ４−ｔ２）により算出するとよい。

かかる絶縁層２４５は、上述したように樹脂粒子が積層されている。電池内部の温度が異常に高くなった際に、所定の温度で樹脂粒子が溶融し、負極活物質層２４３の表面に、電解液の流通を遮断する膜を形成する。これにより、電池内で反応を低下させることができる（このような機能を、適宜に「シャットダウン」という。）。

≪溶融部２４６≫
また、この実施形態では、絶縁層２４５の縁には溶融部２４６が形成されている。溶融部２４６は、絶縁層２４５を形成する樹脂粒子が溶融した部分である。かかるリチウムイオン二次電池１００によれば、絶縁層２４５の縁に、樹脂粒子が溶融した溶融部２４６が形成されているので、絶縁層２４５の縁が強固に固まっており、当該縁から絶縁層２４５が剥がれ難い。図２および図３に示す例では、負極活物質層２４３の幅ｂ１（溶融部２４６を含まず）は、正極活物質層２２３の幅ａ１よりも少し広い。

≪捲回電極体２００≫
この例では、正極シート２２０と負極シート２４０は、図２に示すように、長さ方向を揃えて重ねられている。この際、正極活物質層２２３と負極活物質層２４３が重ねられる。また、正極シート２２０と負極シート２４０の幅方向において、正極シート２２０の未塗工部２２２と負極シート２４０の未塗工部２４２とが互いに反対側にはみ出るように重ねられている。また、負極活物質層２４３の幅ｂ１は正極活物質層２２３の幅ａ１よりも少し広く、負極活物質層２４３は正極活物質層２２３を覆うように重ねられている。重ねられたシート材（例えば、正極シート２２０）は、当該シート材の幅方向に設定された捲回軸周りに捲回されており、捲回後も負極活物質層２４３が正極活物質層２２３を覆う状態が維持されている。なお、図２は、正極シート２２０と負極シート２４０を捲回し、扁平に変形した捲回電極体２００の一部展開した状態を示している。

この捲回電極体２００では、図１から図３に示すように、負極活物質層２４３を覆う絶縁層２４５によって、正極活物質層２２３と負極活物質層２４３とが物理的に隔てられており、かつ、正極活物質層２２３と負極活物質層２４３との間の電気的な絶縁が保たれている。換言すると、かかる絶縁層２４５は、正極活物質層２２３と負極活物質層２４３とを物理的かつ電気的に隔てつつ、電解質の行き来を許容するセパレータとして機能し得る。このため、この実施形態では、正極シート２２０と負極シート２４０との間にセパレータは別途配置されていない。

≪電池ケース３００≫
また、この例では、電池ケース３００は、図１に示すように、いわゆる角型の電池ケースであり、容器本体３２０と、蓋体３４０とを備えている。容器本体３２０は、有底四角筒状を有しており、一側面（上面）が開口した扁平な箱型の容器である。蓋体３４０は、当該容器本体３２０の開口（上面の開口）に取り付けられて当該開口を塞ぐ部材である。

車載用の二次電池では、車両の燃費を向上させるため、重量エネルギー効率（単位重量当りの電池の容量）を向上させることが望まれる。このため、この実施形態では、電池ケース３００を構成する容器本体３２０と蓋体３４０は、アルミニウムやアルミニウム合金などの軽量金属が採用されている。これにより重量エネルギー効率を向上させることができる。

この電池ケース３００は、捲回電極体２００を収容する空間として、扁平な矩形の内部空間を有している。また、図１に示すように、当該電池ケース３００の扁平な内部空間は、捲回電極体２００よりも横幅が少し広い。この実施形態では、電池ケース３００の内部空間には、捲回電極体２００が収容されている。捲回電極体２００は、図１に示すように、捲回軸に直交する一の方向において扁平に変形した状態で電池ケース３００に収容されている。

この実施形態では、電池ケース３００は、有底四角筒状の容器本体３２０と、容器本体３２０の開口を塞ぐ蓋体３４０とを備えている。また、電池ケース３００の蓋体３４０には、電極端子４２０、４４０が取り付けられている。電極端子４２０、４４０は、電池ケース３００（蓋体３４０）を貫通して電池ケース３００の外部に出ている。また、蓋体３４０には安全弁３６０が設けられている。

この例では、電池ケース３００（この例では、蓋体３４０）に電極端子４２０、４４０が取り付けられている。捲回電極体２００は、かかる電極端子４２０、４４０に取り付けられている。捲回電極体２００は、捲回軸に直交する一の方向において扁平に押し曲げられた状態で電池ケース３００に収納されている。また、捲回電極体２００の捲回軸方向の両側には、正極シート２２０の未塗工部２２２と負極シート２４０の未塗工部２４２とが互いに反対側にはみ出ている。このうち、一方の電極端子４２０は、正極集電体２２１の未塗工部２２２に固定されており、他方の電極端子４４０は、負極集電体２４１の未塗工部２４２に固定（例えば、溶接）されている。

また、この捲回電極体２００は、扁平に押し曲げられた状態で、蓋体３４０に固定された電極端子４２０、４４０に取り付けられる。かかる捲回電極体２００は、容器本体３２０の扁平な内部空間に収容される。容器本体３２０は、捲回電極体２００が収容された後、蓋体３４０によって塞がれる。蓋体３４０と容器本体３２０の合わせ目３２２（図１参照）は、例えば、レーザ溶接によって溶接されて封止されている。このように、この例では、捲回電極体２００は、蓋体３４０（電池ケース３００）に固定された電極端子４２０、４４０によって、電池ケース３００内に位置決めされている。

≪電解液≫
その後、蓋体３４０に設けられた注液孔から電池ケース３００内に電解液が注入される。電解液は、水を溶媒としていない、いわゆる非水電解液が用いられている。この例では、電解液は、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合溶媒（例えば、体積比１：１程度の混合溶媒）にＬｉＰＦ_６を約１ｍｏｌ／リットルの濃度で含有させた電解液が用いられている。その後、注液孔に金属製の封止キャップを取り付けて（例えば溶接して）電池ケース３００を封止する。なお、電解液としては、かかる実施例に限定されず、従来からリチウムイオン二次電池に用いられる非水電解液を使用することができる。

≪空孔≫
ここで、正極活物質層２２３は、例えば、正極活物質と導電材の粒子間などに、空洞とも称すべき微小な隙間を有している。かかる正極活物質層２２３の微小な隙間には電解液（図示省略）が浸み込み得る。また、負極活物質層２４３は、例えば、負極活物質の粒子間などに、空洞とも称すべき微小な隙間を有している。また、負極活物質層２４３を覆うように形成された絶縁層２４５は、樹脂粒子が積層されており、電解液がしみこみうる空洞とも称すべき微小な隙間を有している。ここでは、かかる隙間（空洞）を適宜に「空孔」と称する。このように、リチウムイオン二次電池１００の内部では正極活物質層２２３と負極活物質層２４３には、電解液が染み渡っている。

≪ガス抜け経路≫
また、この例では、当該電池ケース３００の扁平な内部空間は、扁平に変形した捲回電極体２００よりも少し広い。捲回電極体２００の両側には、捲回電極体２００と電池ケース３００との間に隙間３１０、３１２が設けられている。当該隙間３１０、３１２は、ガス抜け経路になる。

かかる構成のリチウムイオン二次電池１００は、過充電が生じた場合に温度が高くなる。リチウムイオン二次電池１００の温度が高くなると、電解液が分解されてガスが発生する。発生したガスは、捲回電極体２００の両側における捲回電極体２００と電池ケース３００との隙間３１０、３１２、および、安全弁３６０を通して、スムーズに外部に排気される。かかるリチウムイオン二次電池１００では、正極集電体２２１と負極集電体２４１は、電池ケース３００を貫通した電極端子４２０、４４０を通じて外部の装置に電気的に接続される。以下、充電時と放電時のリチウムイオン二次電池１００の動作を説明する。

≪充電時の動作≫
図４は、かかるリチウムイオン二次電池１００の充電時の状態を模式的に示している。充電時においては、図４に示すように、リチウムイオン二次電池１００の電極端子４２０、４４０（図１参照）は、充電器２９０に接続される。充電器２９０の作用によって、充電時には、正極活物質層２２３中の正極活物質からリチウムイオン（Ｌｉ）が電解液２８０に放出される。また、正極活物質層２２３からは電荷が放出される。放出された電荷は、図４に示すように、導電材（図示省略）を通じて正極集電体２２１に送られ、さらに、充電器２９０を通じて負極２４０へ送られる。また、負極２４０では電荷が蓄えられるとともに、電解液２８０中のリチウムイオン（Ｌｉ）が、負極活物質層２４３中の負極活物質に吸収され、かつ、貯蔵される。

≪放電時の動作≫
図５は、かかるリチウムイオン二次電池１００の放電時の状態を模式的に示している。放電時には、図５に示すように、負極２４０から正極２２０に電荷が送られるとともに、負極活物質層２４３に貯蔵されたリチウムイオン（Ｌｉイオン）が、電解液２８０に放出される。また、正極では、正極活物質層２２３中の正極活物質に電解液２８０中のリチウムイオン（Ｌｉ）が取り込まれる。

このように、リチウムイオン二次電池１００の充放電において、電解液２８０を介して、正極活物質層２２３と負極活物質層２４３との間でリチウムイオン（Ｌｉ）が行き来する。また、充電時においては、正極活物質から導電材を通じて正極集電体２２１に電荷が送られる。これに対して、放電時においては、正極集電体２２１から導電材を通じて正極活物質に電荷が戻される。

≪リチウムイオン二次電池１００≫
上述したように、このリチウムイオン二次電池１００は、図１および図２に示すように、正極集電体２２１と、正極集電体２２１に塗工され、少なくとも正極活物質が含まれた正極活物質層２２３とを備えている。さらに、リチウムイオン二次電池１００は、正極集電体２２１に対向するように配置された負極集電体２４１と、負極集電体２４１に塗工され、少なくとも負極活物質が含まれた負極活物質層２４３とを備えている。また、リチウムイオン二次電池１００は、図３に示すように、正極活物質層２２３または負極活物質層２４３の少なくとも一方（図３に示す例では、負極活物質層２４３）を覆うように、絶縁性を有する樹脂粒子を積層した多孔質の絶縁層２４５が形成されている。さらに、このリチウムイオン二次電池１００は、かかる絶縁層２４５の縁に、樹脂粒子が溶融した溶融部２４６を備えている。

かかるリチウムイオン二次電池１００では、負極活物質層２４３を覆う絶縁層２４５によって、正極活物質層２２３と負極活物質層２４３とが物理的に隔てられている。また、かかる絶縁層２４５によって、正極活物質層２２３と負極活物質層２４３との、電気的な絶縁が保たれている。また、絶縁層２４５は、正極活物質層２２３と負極活物質層２４３との間で電解液２８０が流通することを許容する。また、絶縁層２４５は、電池内部の温度が異常に高くなった際に、所定の温度で樹脂粒子が溶融することによって膜を形成する。かかる膜は電解液の流通を遮断されるので、電池の反応が抑えられる。このように、絶縁層２４５は、電池内部の温度が異常に高くなった際に電池の反応を抑える、いわゆるシャットダウン機能を有している。

特に、この実施形態では、正極シート２２０と負極シート２４０との間に別途セパレータが配置されていない。このため、絶縁層２４５の一部が剥がれることによって、正極活物質層２２３と負極活物質層２４３との電気的な絶縁が保たれず、リチウムイオン二次電池１００が電池として機能しなくなる可能性がある。

これに対して、このリチウムイオン二次電池１００では、絶縁層２４５の縁に樹脂粒子が溶融した溶融部２４６が形成されている。当該溶融部２４６では、溶融した樹脂粒子の一部が負極活物質層２４３や周囲の樹脂粒子と結合している。このため、溶融部２４６は、負極活物質層２４３や溶融部２４６を除く絶縁層２４５との接合力が強い。また、絶縁層２４５の縁が強固であるため、当該絶縁層２４５の縁において絶縁層２４５が剥がれ難い。また、絶縁層２４５の縁から樹脂粒子が脱落し難いので、絶縁層２４５の縁から樹脂粒子が脱落して、リチウムイオン二次電池１００内の異物が発生するのを抑制できる。

なお、この実施形態では、負極シート２４０の未塗工部２４２が設けられた側では、絶縁層２４５の縁は溶融していないが、それ以外の部分において絶縁層２４５の縁は溶融している。かかる溶融部２４６が形成された部位は、後述するが負極シート２４０が製造される過程において、負極シート２４０が切断される部位であり得る。絶縁層２４５を形成する場合には、負極活物質層２４３を覆うように、絶縁性を有する樹脂粒子を積層することによって多孔質の絶縁層２４５が形成される。しかし、このような多孔質の絶縁層２４５を単純に形成したのみでは、負極シート２４０を切断する際に、当該切断部位において樹脂粒子が脱落したり、当該切断部位から絶縁層２４５が剥がれたりする場合がある。そこで、かかる絶縁層２４５が形成された負極シート２４０を切断する場合には、負極シート２４０が切断される前に、当該切断部位において絶縁層２４５の樹脂粒子を溶融させておくとよい。以下に、本発明の一実施形態に係る二次電池の製造方法を説明する。

≪二次電池の製造方法≫
以下、本発明の一実施形態に係る二次電池の製造方法および電極シートの切断装置を説明する。この実施形態では、二次電池の製造方法は、電極シートを用意する工程と、溶融工程と、切断工程とを含んでいる。かかる二次電池の製造方法は、例えば、上述したリチウムイオン二次電池１００（図１参照）のうち負極シート２４０を製造する工程に適用することができる。以下、上述したリチウムイオン二次電池１００の負極シート２４０を例に挙げて、本発明の一実施形態に係る二次電池の製造方法および電極シートの切断装置を説明する。図６は、電極シートを用意する工程で用意される段階での電極シート（負極シート２４０）の平面図である。

≪電極シートを用意する工程≫
電極シートを用意する工程で用意される電極シート１０Ａは、図６に示すように、集電体１０（負極集電体２４１のマザー集電体）と、活物質層（負極活物質層２４３）と、絶縁層（絶縁層２４５）とを備えている。ここでは、電極シート１０Ａは、複数の負極シート２４０が切り出されるマザーシートを意味している。また、集電体１０は、複数の負極シート２４０の負極集電体２４１が切り出され得る集電体を意味している。

この実施形態では、集電体１０は銅箔であり、負極活物質層２４３は、当該負極集電体２４１の表面に形成されている。絶縁層２４５は、当該負極活物質層２４３（活物質層）を覆い、絶縁性を有する樹脂粒子が積層されている。ここで、本発明者は、図６に示すように、集電体１０（マザーシート）から複数の負極シート２４０を得ることを考えている。

図６に示す形態では、幅が広い帯状の集電体１０（マザーシート）に対して、幅方向に所定の間隔をあけて複数列（図６に示す例では３列）の活物質層２４３（ａ）〜（ｃ）が塗工されている。また、図６に示す形態では、集電体１０（マザーシート）の幅方向の両側、および、活物質層２４３（ａ）〜（ｃ）の間に、未塗工部２４２（ａ）〜（ｄ）が設けられている。活物質層２４３（ａ）〜（ｃ）は、集電体１０（マザーシート）の長さ方向に沿って塗工されている。さらに、この実施形態では、図６に示すように、活物質層２４３（ａ）〜（ｃ）には、それぞれ絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）が形成されている。絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ活物質層２４３（ａ）〜（ｃ）を覆っている。なお、本明細書において、符号に付したカッコ内のアルファベットは、当該符号で示される複数の部材や部位を区別するために付している。

活物質層２４３（ａ）〜（ｃ）は、例えば、上述した電極活物質（正極活物質、負極活物質）や導電材やバインダや増粘剤などを溶媒中で混ぜ合わせた電極合材を用意する（合材用意工程）。次に、かかる合材用意工程で用意された電極合剤を集電体１０に塗布する（塗布工程）。かかる塗布工程には、従来公知の適当な塗布装置、例えば、スリットコーター、ダイコーター、コンマコーター、グラビアコーターなどを用いることができる。この実施形態では、図６に示すように、長尺帯状の集電体１０（マザーシート）が用いられている。このため、集電体１０を搬送しつつ、搬送される集電体１０の所定位置に電極合剤を連続して塗布するとよい。

次に、かかる塗布工程で集電体１０に塗布された電極合材を乾燥させる（乾燥工程）。かかる乾燥工程では、所定の乾燥条件に設定された乾燥炉に集電体１０を搬送するとよい。この際、電極合材中でマイグレーションが生じるのを防止するべく、適当な乾燥条件を設定するとよい。次に、かかる乾燥工程で乾燥した正極活物質層２２３や負極活物質層２４３を、厚み方向にプレスする（圧延工程）。かかる圧延工程では、従来公知のロールプレス法、平板プレス法などを適宜に採用することができる。このように集電体１０に所定の活物質層２４３（ａ）〜（ｃ）を形成することができる。

絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）は、活物質層２４３（ａ）〜（ｃ）を覆うように形成されている。絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）は、樹脂粒子を積層した多孔質の層である。絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）の製造方法は、例えば、樹脂粒子を溶媒に分散させたスラリーを用意し、かかるスラリーを活物質層２４３（ａ）〜（ｃ）の上に所定の厚さで塗布し、その後に乾燥させるとよい。この際、かかるスラリーを活物質層２４３（ａ）〜（ｃ）の上に所定の厚さで塗布する工程では、スラリーをグラビア印刷技術によって塗布するとよい。また、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）は、所定の厚さになるように圧延してもよい。図７は、電極シート１０Ａに活物質層２４３（ａ）〜（ｃ）と絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）が塗工された部位の断面を示している。この電極シート１０Ａは、図７に示すように、集電体１０の両面に、活物質層２４３（ａ）〜（ｃ）と、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）が塗工されている。

この場合、活物質層２４３（ａ）〜（ｃ）の幅方向の中間と、活物質層２４３（ａ）〜（ｃ）の間の未塗工部の中間に切断ラインｚ１〜ｚ５が設けられている。かかる切断ラインｚ１〜ｚ５に沿って、集電体１０（マザーシート）を切断することによって、幅方向の片側に未塗工部を有する電極シート（ここでは、負極シート２４０（ａ）〜（ｆ））を、幅方向に複数本（図６に示す例では６本）切り出すことができる。このうち、活物質層２４３（ａ）〜（ｃ）の間の未塗工部の中間に設定された切断ラインｚ２、ｚ４は、集電体１０が露出しているので、単純にカッター（スリッターとも称され得る）によって切断するとよい。

これに対して、活物質層２４３（ａ）〜（ｃ）には、樹脂粒子が積層した絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）が、活物質層２４３（ａ）〜（ｃ）を覆うように形成されている。このため、活物質層２４３（ａ）〜（ｃ）の幅方向の中間に設定された切断ラインｚ１、ｚ３、ｚ５を切断する際に、単純にカッターによって切断すると、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を形成する樹脂粒子の一部が脱落する。また、場合によっては、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）の一部が剥がれることもある。溶融工程は、かかる絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）が形成された活物質層２４３（ａ）〜（ｃ）の幅方向の中間の切断ラインｚ１、ｚ３、ｚ５を切断する工程において必要になる。

図８は、電極シートの絶縁層を溶融する工程と、切断する工程と示す平面図である。この実施形態では、図示は省略するが、活物質層２４３（ａ）〜（ｃ）の間の未塗工部の中間に設定された切断ラインｚ２、ｚ４に沿って、電極シート１０Ａを切断する。その後、図８に示すように、切断された電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）が溶融工程（Ｓ１）、切断工程（Ｓ２）に供給される。

この実施形態では、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）は、搬送装置４０（図９参照）によって、予め定められた搬送経路に沿って搬送される。ヒーター２０とカッター３０とは、かかる搬送経路に固定的に配置されている。この実施形態では、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）は帯状のシートであり、搬送装置４０は、当該電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）を搬送経路に沿って連続的に搬送する装置である。この実施形態では、搬送装置４０は、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）を支持しつつ搬送するガイドロール４１、４２（図９参照）を複数備えている。

≪溶融工程（Ｓｍ）≫
溶融工程は、電極シートを用意する工程で用意された電極シート１０Ａ（ａ）、１０Ａ（ｂ）、１０Ａ（ｃ）の絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を、予め定められたラインｚ１、ｚ３、ｚ５に沿って溶融させる工程である。

かかる溶融工程では、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を切断工程でカッター３０（ａ）〜（ｃ）が切断する幅に応じて、例えば、０．１ｍｍ〜５．０ｍｍ程度の幅（例えば、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度の幅）で、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を溶融するとよい。このため、この実施形態では、溶融工程は、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）にレーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）を照射することによって、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を溶融させている。レーザは指向性が高い。また、レーザによれば、例えば、レーザの焦点距離やレーザの出力（強さ）を調整することによって、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）が溶融する幅を調整することができる。例えば、０．１ｍｍ〜５．０ｍｍ程度の幅で、絶縁層１１６を溶融させることが可能である。また、レーザによれば、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）に非接触で、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を溶融させることができる。このため、活物質層２４３（ａ）〜（ｃ）がほとんど影響を受けない。

この場合、レーザは、好ましくはＣＯ_２レーザを採用することができる。この実施形態では、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）にポリエチレンの樹脂粒子が用いられており、かかる樹脂粒子を溶融させるのに好適なように、例えば、ＣＯ_２レーザの波長を凡そ１０．６μｍ、出力を５Ｗ〜２５Ｗにしている。ＣＯ_２レーザは、樹脂（例えば、ポリエチレン）がエネルギーを吸収しやすい１０．６μｍの波長を持っている。このため、ＣＯ_２レーザは、樹脂粒子を溶融させるのに適しており、樹脂粒子を効率よく溶融させることができる。かかるＣＯ_２レーザによれば、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を構成する樹脂粒子に効率よく熱を与えることができる。

この実施形態では、上述したように電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）の両面に絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）が形成されている。このため、図９に示すように、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）の両面にレーザを照射して、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）の両面で絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を溶融させている。絶縁層２４５は、多孔質であり、樹脂粒子間に多くの空孔を有している。かかる絶縁層２４５が溶融すると膜状になり、空孔がほとんどなくなる。このため、溶融部２４６では、絶縁層２４５の体積が減り、絶縁層２４５が薄くなる。

≪レーザ装置の配置≫
図９に示す例では、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）をバックロール４１（ガイドロール）に支持させた状態で、バックロール４１とは反対側の面に形成された絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）にレーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）を照射している。そして、当該レーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）が照射された面に形成された絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）（図８参照）を溶融させる。次に、当該絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を溶融させた面をバックロール４２に支持させる。そして、当該バックロール４２に支持させた状態で、バックロール４２とは反対側の面に形成された絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）にレーザ２０Ｂ（ａ）〜（ｃ）を照射している。ここでは、符号２０Ａ（ａ）〜（ｃ）および２０Ｂ（ａ）〜（ｃ）は、直接的には電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）に照射されるレーザを示している。なお、当該レーザを照射するレーザ装置は、図示の便宜上、省略されている。図示されるレーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）およびレーザ２０Ｂ（ａ）〜（ｃ）は、当該レーザを照射するレーザ装置およびレーザ装置を制御する装置の存在を間接的に示している。

このように、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）の両面に絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）が形成されている場合には、当該両面の絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を溶融させるとよい。図９に示す例では、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）の両面に順にレーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）、レーザ２０Ｂ（ａ）〜（ｃ）を当てて、両面の絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を溶融させている。また、図９に示す例では、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）がバックロール４１（ガイドロール）に支持された部位においてレーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）を照射している。バックロール４１（ガイドロール）に支持された部位では、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）のバタつきがなく、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）に対してより適切な位置にレーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）を照射することができる。

なお、図９に示す例では、バックロール４１、４２によって電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）が支持されている部位において、バックロール４１、４２とは反対側の面に形成された絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）にレーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）、レーザ２０Ｂ（ａ）〜（ｃ）を照射している。この場合、レーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）、レーザ２０Ｂ（ａ）〜（ｃ）の出力を高くし過ぎると、バックロール４１、４２に支持された側の面の絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）も溶融し得る。バックロール４１、４２に支持された側の面の絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）が溶融すると、バックロール４１、４２に溶融した樹脂が付着し、不具合を生じさせる要因になり得る。

このため、図９に示すように、バックロール４１、４２によって電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）が支持されている部位において、レーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）、レーザ２０Ｂ（ａ）〜（ｃ）を照射する場合には、レーザ２０Ｂ（ａ）〜（ｃ）の出力を調整することが必要である。この場合、レーザ２０Ｂ（ａ）〜（ｃ）が直接照射された面の絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を溶融させるけれども、バックロール４１、４２に溶融した樹脂が付着しない程度に、レーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）、レーザ２０Ｂ（ａ）〜（ｃ）の出力を調整するとよい。

また、図１０に示すように、バックロール４１によって電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）が支持された部位からずれた位置において、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）にレーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）が照射されるようにレーザ装置（図示省略）を配置してもよい。また、バックロール４２によって電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）が支持された部位からずれた位置において、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）に対してレーザ２０Ｂ（ａ）〜（ｃ）が照射されるようにレーザ装置（図示省略）を配置してもよい。この場合、レーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）、レーザ２０Ｂ（ａ）〜（ｃ）の出力を高くしても、バックロール４１、４２に絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）の溶融した樹脂が付着しない。この場合、レーザを照射する位置がバックロール４１、４２に近すぎると、溶融した樹脂がバックロール４１、４２に付着する可能性が高くなる。また、バックロール４１、４２から離れた位置では、搬送される電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）がバタつく場合がある。レーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）やレーザ２０Ｂ（ａ）〜（ｃ）を照射する位置で搬送される電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）がバタつくと、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）にレーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）やレーザ２０Ｂ（ａ）〜（ｃ）が照射される位置が安定しない可能性がある。このため、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）に対してレーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）やレーザ２０Ｂ（ａ）〜（ｃ）を照射する位置は、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）がバックロール４１、４２に支持された部位から離れすぎない方がよい。レーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）やレーザ２０Ｂ（ａ）〜（ｃ）を照射する位置は、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）がバックロール４１、４２に支持された部位から、例えば、１ｍｍ〜１０ｍｍ程度、より好ましくは、１．５ｍｍ〜８ｍｍ程度ずれているとよい。

バックロール４１、４２に支持された部位からずれた位置にレーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）やレーザ２０Ｂ（ａ）〜（ｃ）を照射する場合には、図１０に示すように、バックロール４１、４２の下流側（電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）の搬送方向下流側）にレーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）やレーザ２０Ｂ（ａ）〜（ｃ）を照射する位置をずらすとよい。バックロール４１、４２の下流側にレーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）やレーザ２０Ｂ（ａ）〜（ｃ）を照射する位置をずらすことによって、バックロール４１、４２に溶融した樹脂が付着するのを、より確実に防止できる。

なお、図９および図１０に示す形態では、それぞれ電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）の両面にそれぞれレーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）、レーザ２０Ｂ（ａ）〜（ｃ）を照射する。この場合、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）の幅方向において、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）に対してレーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）とレーザ２０Ｂ（ａ）〜（ｃ）が照射される位置を合わせる必要がある。このため、かかる位置合わせは、ＥＰＣ装置（edge position control device）やＣＰＣ装置（center position control device）などの位置調整機構６２（図８参照）によって行なうとよい。この実施形態では、かかる位置調整機構６２によって、ラインｚ１、ｚ３、ｚ５に沿って絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）が溶融するように、レーザが照射される位置に供給される電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）の幅方向の位置が調整される。図９および図１０に示す形態では、位置調整機構６２はバックロール４１、４２の前に配置するとよい。

また、バックロール４１に支持された部位からずれた位置にレーザを照射する場合には、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）の両面の絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を同時に溶融させてもよい。例えば、図１１に示すように、バックロール４１に支持された部位からずれた位置において、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）の片面にレーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）が照射されるように、レーザ装置（図示省略）を配置するとよい。そして、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）の両面の絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）が溶融し得るように、レーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）の出力を調整するとよい。これにより、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）の両面で絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）が溶融した位置がずれ難い。

また、例えば、図１２に示すように、バックロール４１に支持された部位からずれた位置において、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）の両面にそれぞれレーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）、レーザ２０Ｂ（ａ）〜（ｃ）が照射されるように、レーザ装置（図示省略）を配置してもよい。この場合、レーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）、レーザ２０Ｂ（ａ）〜（ｃ）は、搬送される電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）に対して、同じ位置で焦点を調整するとよいので、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）の両面においてレーザが照射される位置がずれ難い。また、この場合、レーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）、レーザ２０Ｂ（ａ）〜（ｃ）の出力を調整することによって、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）の両面において絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を同程度に溶融させることができる。

溶融工程では、予め定められたラインｚ１、ｚ３、ｚ５に沿って絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を溶融させるとよい。ここで、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を溶融させる幅は、後の切断工程（Ｓｃ）において、カッター３０（ａ）〜（ｃ）が切断する幅に応じて調整されることが望ましい。すなわち、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を溶融させると、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）の空孔が消失するので、当該部分では、電解液が流通しない。このため、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を溶融させる幅は、カッター３０（ａ）〜（ｃ）が切断する幅に応じて、また、樹脂粒子の脱落を少なく抑える効果や絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）が剥がれ難くなる効果が認められる程度にできる限り細い方がよい。レーザを照射する方法は、例えば、レーザの焦点距離や、出力を調整することによって、例えば、０．１ｍｍ〜５．０ｍｍ程度の幅で調整できることが可能である。このように、レーザを照射する方法は、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を溶融させる位置や幅を容易に調整できる。

なお、かかる溶融工程において、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）を加熱するヒーターとしてレーザ装置を例示した。かかるヒーターはレーザ装置に限定されない。

他の形態として、例えば、ヒーターは、図示は省略するが、電極シートに対して熱風を当てる熱風送風器で構成してもよい。この場合、熱風の温度を３００℃程度、風速を３０ｍ／ｓ、熱風を集中的に当てる幅を２ｍｍ程度にすることが可能である。しかし、熱風を当てる場合には、熱が空気中に広がるため、狭い範囲に集束しない。このため、電極シートの狭い範囲だけを熱することが難しい。また、この場合、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）が溶融する幅は変動し易い。このため、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）の両面で溶融する部分がずれ易い。このため、溶融させる幅を広くする必要がある。

また、他の形態として、ヒーターは、図示は省略するが、電極シートに押し当てられる金属ロールと、当該金属ロールを加熱する熱源とを備えた構成でもよい。この場合、金属ロールの幅を、例えば、２ｍｍ程度、ロールの表面温度を３００℃程度にすることが可能である。この場合、熱した金属ロールを電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）に直接押し当てるので、金属ロールに溶融物が付着して不具合を生じさせる場合がある。また、この場合、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）が溶融する幅は変動し易い。このため、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）の両面で溶融する部分がずれ易い。このため、溶融させる幅を広くする必要がある。

これに対して、上述したようにレーザを照射する方法や装置では、例えば、レーザの焦点距離や、出力を調整することによって、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を溶融させる位置や幅をより細かく調整できる。また、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）に対して非接触で絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を加熱でき、活物質層２４３（ａ）〜（ｃ）への影響は小さい。このため、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）を加熱するヒーターとしては、レーザを電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）に照射するレーザ装置が好適である。かかる溶融工程で、予め設定されたラインｚ１、ｚ３、ｚ５に沿って絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を溶融させた電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）は、切断工程に供給される。また、レーザを照射する装置は、比較的、省スペースに設置でき、また、設備コストも安価に済む。また、レーザ装置は、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）の位置を検出して、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を溶融させるべき部分に、レーザを追従させる制御機構（図示省略）を付加してもよい。これにより、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を溶融させるべき部分に対してレーザを適切に追従させることができる。電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）のバタつきや移動に対して、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を溶融させる位置や幅をより細かく調整できる。

≪模式図≫
図１３は、レーザが照射される前の活物質層２４３（ａ）〜（ｃ）と絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）の状態を示す模式図である。また、図１４は、レーザが照射された後の活物質層２４３（ａ）〜（ｃ）と絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）の状態を示す模式図である。

レーザが照射される前の絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）は、図１３に示すように、樹脂粒子２５０が活物質層２４３（ａ）〜（ｃ）の上に概ね積層された状態である。これに対して、レーザが照射された後では、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）は、図１４に示すように、レーザが照射された部位（２４６）の中心に、樹脂粒子２５０が溶融した部分２５０ａが形成される当該部分では溶融した樹脂の一部が、活物質層２４３（ａ）〜（ｃ）の空孔に入り込み、その後固化する。このため、負極活物質層２４３と強固に結合する。さらにその周囲で一部が溶融した樹脂２５０ｂは、周囲の樹脂粒子２５０と結合している。

このようにレーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）（図８参照）を照射して溶融させた場合、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）の樹脂粒子が溶融する。溶融した樹脂の一部は、負極活物質層２４３や周囲の樹脂粒子と結合している。このため、溶融部２４６は、負極活物質層２４３や溶融部２４６を除く絶縁層２４５との接合力が強い。また、溶融部２４６は、後の切断工程（Ｓｃ）において、カッター３０（ａ）〜（ｃ）で切断される。この際、切断された絶縁層２４５の縁が強固であるため、当該絶縁層２４５の縁において絶縁層２４５が剥がれ難い。また、絶縁層２４５の縁から樹脂粒子が脱落し難いので、絶縁層２４５の縁から樹脂粒子が脱落することによってリチウムイオン二次電池１００内で異物が発生するのを抑制できる。

≪切断工程（Ｓｃ）≫
次に切断工程を説明する。

切断工程は、溶融工程によって絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を溶融させたラインｚ１、ｚ３、ｚ５に沿って、電極シート１０Ａを切断する工程である。この実施形態では、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）は、カッター３０（ａ）〜（ｃ）によって切断される。当該カッター３０（ａ）〜（ｃ）には、種々のカッター（スリッターとも称される）から、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）を適切に切断できるものを採用するとよい。

この実施形態では、図８に示すように、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）は帯状のシートである。搬送装置４０は、当該電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）を予め定められた搬送経路に沿って連続的に搬送する。カッター３０（ａ）〜（ｃ）は、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）の搬送経路に対して固定的に配置されている。

切断工程では、溶融工程で絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を溶融させたラインｚ１、ｚ３、ｚ５に沿って電極シート１０Ａが切断されるように、固定されたカッター３０（ａ）〜（ｃ）に対して、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）の位置を調整するとよい。このため、カッター３０（ａ）〜（ｃ）の前にＥＰＣ装置（edge position control device）やＣＰＣ装置（center position control device）などの位置調整機構６４が配置されている。位置調整機構６４によって、ラインｚ１、ｚ３、ｚ５に沿って電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）が切断されるように、カッター３０（ａ）〜（ｃ）に供給される電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）の幅方向の位置が調整される。

このようなカッター３０（ａ）〜（ｃ）によって切断された電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）の縁に樹脂粒子が溶融した溶融部２４６（ａ）〜（ｆ）が形成されている。また、かかる絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）の縁は、カッター３０（ａ）〜（ｃ）によって切断されるので切断痕（図示省略）がある。

このように切断工程で切断されるラインｚ１、ｚ３、ｚ５では、前工程の溶融工程において、両面に形成された絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）において樹脂粒子が溶融している。このため、当該ラインｚ１、ｚ３、ｚ５に沿って切断した場合でも、樹脂粒子の粒子は実質的に脱落しない。また、当該ラインｚ１、ｚ３、ｚ５では、活物質層２４３（ａ）〜（ｃ）に溶融した樹脂が強固に付着している。このため、切断工程において、当該ラインｚ１、ｚ３、ｚ５に沿って切断された場合でも、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）は実質的に剥がれない。

この実施形態では、カッター３０（ａ）〜（ｃ）によって切断された電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）は、例えば、図９〜図１２に示すように、それぞれ異なる巻取り軸８２（ａ）〜（ｃ），８４（ａ）〜（ｃ）に巻き取られるとよい。

このように、この二次電池の製造方法によれば、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）を切断する前に、切断される部分において絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）が溶融している。このため、切断工程において、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）から樹脂粒子が脱落し難く、また絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）が部分的に剥がれ難い。

この場合、溶融工程では、図８に示すように、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）にレーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）を照射することによって、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を溶融させるとよい。レーザを照射する方法や装置では、例えば、レーザの焦点距離や、出力を調整することによって、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を溶融させる位置や幅をより細かく調整できる。このため、カッター３０（ａ）〜（ｃ）で切断される幅に応じて、溶融させる幅を適切に狭くできる。

また、かかる電極シートの切断装置は、ヒーター（上述した実施形態では、レーザ装置）と、カッター３０（ａ）〜（ｃ）とを備えているとよい。ここで、ヒーターは、予め定められたラインｚ１、ｚ３、ｚ５に沿って電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）を加熱するように配置されているとよい。また、カッター３０（ａ）〜（ｃ）は、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）が溶融したラインｚ１、ｚ３、ｚ５に沿って、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）を切断しうるように配置されている。かかる電極シートの切断装置によれば、樹脂粒子が積層された絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を有する電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）を切断する工程において、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を溶融させてから切断することができる。

この場合、図８および図９に示すように、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）を予め定められた搬送経路に沿って搬送する搬送装置４０を備えていてもよい。この場合、ヒーター（レーザ装置）とカッター３０（ａ）〜（ｃ）とを搬送経路に沿って固定してもよい。そして、ヒーター（レーザ装置）とカッター３０（ａ）〜（ｃ）に対して、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）の位置を調整する位置調整機構６２、６４を備えていてもよい。この場合、位置調整機構６２、６４によって、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）が適切に搬送される。このため、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）を適切な位置で溶融し、かつ、切断できる。

また、上述した実施形態のように、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）が帯状のシートである場合には、搬送装置４０は、当該電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）を搬送経路に沿って連続的に搬送する装置であるとよい。これにより、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）をラインｚ１、ｚ３、ｚ５に沿って、連続的に溶融し、かつ、切断できる。これにより、効率よく電極シートを得ることができる。

また、搬送装置４０は、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）を支持しつつ搬送するガイドロール４１、４２を複数備えていてもよい。この場合、かかるガイドロール４１、４２によって、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）が支持された部位から搬送方向下流側にずれた位置において、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）が加熱されるようにヒーター（レーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）を照射するレーザ装置）が配置するとよい。これにより、ガイドロール４１、４２に溶融した樹脂が付着し難い。また、この場合、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）の両面の絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を同時に溶融させることができる。このため、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）の両面で絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）が溶融した位置がずれ難い。

上述した例では、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）が帯状のシートであり、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）を搬送しつつ、長さ方向に切断する場合について説明した。この場合において、図１５に示すように、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）は、さらに所定の長さで切断される。この場合、長さ方向の端部を切断する際にも、切断される部分において、絶縁層２４５の樹脂粒子を溶融させてから切断するとよい。これにより、樹脂粒子が脱落し難く、かつ、絶縁層２４５の縁から絶縁層２４５の一部が剥がれ難い。図１６は、図１５のＡ−Ａ断面図である。

また、上述した実施形態では、電極シートが帯状のシートであり、幅方向片側の縁部に沿って未塗工部２４２が設定された形態を例示したが、電極シートの構造は、二次電池の構造によって異なる。例えば、電極シートの他の形態として、図１７に示す電極シート１１０Ａは、帯状の集電体１１０の長さ方向の中間部に未塗工部１１２が形成されており、その両側に活物質層１１４（ａ）、（ｂ）が形成されている。かかる形態は、集電体１１０の長さ方向の中間部に形成された未塗工部１１２に、タブ１２０（電気の取り出し口となる箔）が取り付けられる。いわゆるセンタータブとも呼ばれる。かかる形態においては、未塗工部１１２の両側に形成された活物質層１１４（ａ）、（ｂ）を覆うように、さらに絶縁層１１６（ａ）、（ｂ）が形成されている。ここで、図１８は、図１７中のＡ−Ａ断面を示す断面図である。

かかる形態では、図１９に示すように、幅が広い帯状の集電体１１０（マザー集電体）を用意し、これに間欠的に活物質層１１４を形成し、かかる活物質層１１４を覆うように、絶縁層１１６を形成する。そして、図１９に破線で示すように、未塗工部１１２と未塗工部１１２の間の中間に切断ラインｚ２１、ｚ２２を設定する。さらに、集電体１１０の幅方向に間隔をあけて、集電体１１０の長さ方向に沿って切断ラインｚ２３、ｚ２４を設定する。電極シート１１０Ａは、かかる切断ラインｚ２１〜ｚ２４に沿って切断される。この際、切断ラインｚ２１〜ｚ２４を切断する際には、切断する前に、当該切断ラインｚ２１〜ｚ２４に沿って、絶縁層１１６を溶融するとよい。これにより、図１７に示すように、電極シート１１０Ａの幅方向両側の縁１１０ａ、１１０ｂ、および、長さ方向の両側の縁１１０ｃ、１１０ｄに溶融部１１８が形成された電極シート１１０Ａが切り出される。

また、電極シート１１０Ａの長さ方向の両側の端部１１０ｃ、１１０ｄを切断する場合には、例えば、図２０に示すように、捲回電極体２００を製造する捲回装置４００の巻取軸４１０の近傍に位置に、絶縁層１１６を溶融させるレーザ４１２と、溶融した部位を切断するカッター４１４とを設けるとよい。

このように、電極シート１１０Ａは、上述した実施形態に限定されず、種々の形態を採り得る。電極シート１１０Ａは、その形態に関わらず、例えば、図１８に示すように、活物質層１１４を覆うように、樹脂粒子を積層した絶縁層１１６が形成される場合において、当該絶縁層１１６が形成された部位を切断する場合には、絶縁層１１６を溶融させてから切断するとよい。これにより、絶縁層１１６から樹脂粒子が脱落し難く、絶縁層１１６の縁から絶縁層１１６の一部が剥がれ難い。なお、上述したように、この際、絶縁層１１６を溶融させる手段として、絶縁層１１６にレーザを照射するとよい。また、この際、好適にはＣＯ_２レーザを用いると良い。

以下、二次電池の製造方法及び電極シートの切断装置の変形例を説明する。
上述した実施形態では、ヒーター（レーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）やレーザ２０Ｂ（ａ）〜（ｃ）を照射するレーザ装置）によって、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を溶融させる部位と、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）を切断する部位との間は少し距離がある。このため、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）が当該距離を進む間に温度が下がり、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）が切断される前に溶融工程で溶融した樹脂が十分に固化し得る。この場合、絶縁層２４５（ａ）〜（ｃ）を溶融させる部位と、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）を切断する部位との間は、常温（約２５度）において、少なくとも０．５秒以上、より好ましくは、０．８秒以上掛けて搬送するとよい。

≪冷却工程≫
溶融工程で溶融した樹脂が十分に固化する前に、切断工程に供給されると、カッター３０（ａ）〜（ｃ）に樹脂が付着するなど不具合を生じさせうる。また、溶融工程と切断工程との間で十分な間隔をあけるには、タクトタイムが長くなる。このため、二次電池の製造方法は、例えば、図２１に示すように、溶融工程（Ｓｍ）と、切断工程（Ｓｃ）との間に、電極シートを冷却する冷却工程（Ｓｒ）を備えていてもよい。溶融工程（Ｓｍ）と、切断工程（Ｓｃ）との間に、電極シートを冷却する冷却工程（Ｓｒ）を設けることによって、溶融工程で溶融した樹脂を切断工程の前に、より確実に固化させることができる。これにより、溶融工程と切断工程との間のタクトタイムを短くできる。

≪冷却装置≫
例えば、図２１に示す形態では、ヒーター（レーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）やレーザ２０Ｂ（ａ）〜（ｃ）を照射するレーザ装置）によって加熱された後、カッター３０（ａ）〜（ｃ）によって切断される前に、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）を冷却する冷却装置３６を備えている。この実施形態では、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）は帯状のシートであり、搬送装置４０は、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）を搬送経路に沿って連続的に搬送する装置である。冷却装置３６は、搬送経路に沿って、ヒーター（レーザ２０Ａ（ａ）〜（ｃ）やレーザ２０Ｂ（ａ）〜（ｃ）を照射するレーザ装置）と、カッター３０（ａ）〜（ｃ）との間に設けられている。冷却装置３６は、例えば、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）に空気を吹き付ける送風機で構成することができる。この場合、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）は非接触で冷却される。

≪冷却装置の他の形態≫
また、冷却装置３６は、図２２に示すように、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）に押し当てられる金属ロール３７と、金属ロール３７を冷やす冷却部３８とを備えているとよい。当該冷却部３８は、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）に押し付けられていない部分において、金属ロール３７を冷却するとよい。冷却部３８の構成としては、金属ロール３７から吸熱する構造であれば良い。冷却部３８は、例えば、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）に押し付けられていない部分において、金属ロール３７に冷気を当てる構造でもよい。また、冷却部３８は、金属ロール３７を中空構造とし、金属ロール３７内に冷媒を循環させる構造でもよい。この場合、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）を早急に冷却することができる。これにより、タクトタイムが短くなる。

また、上述した実施形態では、例えば、図１〜図３に示すように、このリチウムイオン二次電池１００は、正極活物質層２２３よりも負極活物質層２４３の幅が広い。さらに、負極活物質層２４３は、正極活物質層２２３に対向させて配置されている。絶縁層２４５は、負極シート２４０の負極活物質層２４３を覆っている。これにより、正極活物質層２２３から放出されるリチウムイオン（Ｌｉ）が負極活物質層２４３に吸収されやすく、正極活物質層２２３と負極活物質層２４３との間でリチウムイオン（Ｌｉ）がより安定して行き来する。なお、これに限らず、絶縁層２４５は、正極活物質層２２３を覆うように形成してもよいし、正極活物質層２２３と負極活物質層２４３の両方にそれぞれ形成してもよい。このように、絶縁層２４５は、正極活物質層２２３と負極活物質層２４３の何れに形成してもよい。

また、二次電池の構造は、図１〜図３に示す構造に限定されない。例えば、上述した実施形態では、絶縁層２４５がセパレータとして機能し、セパレータが別途設けられていない。二次電池の構造は、かかる形態に限定されず、正極活物質層２２３と負極活物質層２４３の少なくとも何れか一方に絶縁層２４５を設けることに加えて、正極シート２２０と負極シート２４０との間に、別途セパレータを設けてもよい。上述したように、本発明の一実施形態に係る二次電池では、絶縁層２４５の縁に樹脂粒子が溶融した溶融部２４６が形成されている。かかる二次電池は、上述したように、絶縁層２４５の縁に樹脂粒子が溶融した溶融部２４６が形成されているので、絶縁層２４５の縁から絶縁層２４５が剥がれ難く、安全性が高い。これに加えて、正極シート２２０と負極シート２４０との間に、別途セパレータを設けることによって、さらに安全性を向上させることができる。

≪絶縁層の他の形態≫
また、絶縁層２４５は、例えば、上述したように、樹脂粒子が積層されており、電池内部の温度が異常に高くなった際に、所定の温度で樹脂粒子が溶融し、負極活物質層２４３の表面に、電解液の流通を遮断する膜を形成する。これにより、電池内で反応を停止させることができる。絶縁層２４５は、負極シート２４０の両面にそれぞれ所定の厚さ（例えば、２０μｍ〜４０μｍ程度の厚さ）で形成するとよい。

このため、この実施形態では、絶縁層２４５は絶縁性を有する樹脂粒子を積層した多孔質の層である。かかる絶縁層２４５には、樹脂粒子以外にも、絶縁性を有する粒子が、絶縁層２４５のシャットダウン機能を妨げない程度に適当な量（例えば、５０ｗｔ％以下、より適当には４０ｗｔ％以下）が混ざっていてもよい。かかる絶縁層２４５に混ぜられる粒子としては、例えば、絶縁性を有する無機フィラーや、ゴムの粒子が挙げられる。

ここで、無機フィラーは、リチウムイオン二次電池の異常発熱に対して耐熱性があり、かつ電池の使用範囲内で電気化学的に安定していることが好ましい。かかる無機フィラーには、金属酸化物の粒子やその他の金属化合物の粒子が含まれる。かかる無機フィラーとしては、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、アルミナ水和物（例えばベーマイト（Ａｌ_２Ｏ_３・Ｈ_２Ｏ））、ジルコニア（ＺｒＯ_２）、マグネシア（ＭｇＯ）、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）_３）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）_２）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ_３）、等の金属化合物が例示される。絶縁層２４５に含まれる無機フィラーには、このような無機フィラーを一種または二種以上添加してもよい。また、絶縁層２４５にゴムの粒子を添加する場合には、一種または二種以上のゴムの粒子を添加してもよい。

このうち、絶縁層２４５に絶縁性を有する無機フィラーが混ぜられている場合には、絶縁層２４５の耐熱性が向上する。この場合、無機フィラーの粒径は、例えば、約０．１μｍ〜６μｍ程度、より好ましくは約０．５μｍ〜４μｍ程度でもよい。このように絶縁性を有する無機フィラーが混ざっていることによって、電池内部の温度が異常に高くなって樹脂粒子が溶融した際でも、絶縁層２４５に含まれる無機フィラーが解けずに残留する。かかる無機フィラーによって、正極活物質層２２３と負極活物質層２４３とが直接接触するのを防止できる。絶縁層２４５の耐熱性を向上させることができる。かかる機能を奏するべく、絶縁性を有する無機フィラーは、例えば、５ｗｔ％以上、好ましくは１０ｗｔ％以上、より好ましくは１５ｗｔ％以上、絶縁層２４５に含まれているとよい。絶縁層２４５には無機フィラーのみを添加してもよいし、ゴムの粒子のみを添加してもよい。また、絶縁層２４５には無機フィラーとゴムの粒子とを両方添加してもよい。

また、図６に示す例では活物質層２４３（ａ）〜（ｃ）は３列であり、負極シート２４０が幅方向に６本切り出すことができるが、図６に示す例は、一例でありこれには何ら限定されない。より単純には、図８に示すように、電極シート、２本分の幅を有する集電体１０の幅方向の中央部に活物質層２４３を形成し、かかる活物質層２４３を覆うように、絶縁層２４５を形成してもよい。単純な形態として、例えば、得ようとする電極シート（負極シート２４０）、２本分の幅を有する集電体１０の幅方向の中央部に活物質層２４３を形成し、かかる活物質層２４３を覆うように、絶縁層２４５を形成した形態でもよい。

≪他の電池形態≫
なお、上記はリチウムイオン二次電池の一例を示すものである。リチウムイオン二次電池は上記形態に限定されない。また、同様に金属箔に電極合剤が塗工された電極シートは、他にも種々の電池形態に用いられる。例えば、他の電池形態として、円筒型電池やラミネート型電池などが知られている。円筒型電池は、円筒型の電池ケースに捲回電極体を収容した電池である。また、ラミネート型電池は、正極シートと負極シートとをセパレータを介在させて積層した電池である。

また、上述した二次電池の製造方法および電極シートの切断装置は、上述したように、電極シートの活物質層を覆うように、樹脂粒子を積層した絶縁層を形成する場合に、かかる電極シートを切断する工程に広く適用できる。上述した実施形態では、電極シート１０Ａ（ａ）〜（ｃ）は帯状のシートであるが、電極シートは帯状のシートでなくてもよい。例えば、ラミネート型の二次電池では、所定の形状の電極シートを複数枚用意する。この場合、電極シートのマザーシートは、必ずしも帯状でなくてもよい。

以上、本発明の一実施形態に係る二次電池、二次電池の製造方法、および、電極シートの切断装置を説明した。なお、本発明は、特に言及がない限りにおいて上述した何れの実施形態にも限定されない。

また、上述したように、二次電池の製造方法および電極シートの切断装置は、活物質層を覆うように、樹脂粒子を積層した絶縁層が形成されている場合に、かかる電極シートを切断する工程に広く適用できる。かかる二次電池の製造方法および電極シートの切断装置では、樹脂粒子の脱落によって異物が発生し難く、かつ、絶縁層が剥がれ難い。このため、活物質層を覆うように、樹脂粒子を積層した絶縁層が形成されている場合において、二次電池の信頼性向上に寄与する。このため、高出力と安定した性能が求められる、ハイブリッド車や電気自動車などの車両用の二次電池にも、特に好適に適用され得る。すなわち、本発明の一実施形態に係る二次電池は、例えば、図２３に示すように、自動車などの車両１のモータ（電動機）を駆動させる電池１０００（車両駆動用電池）として好適に利用され得る。車両駆動用電池１０００は、複数の二次電池を組み合わせた組電池としてもよい。

１０ 集電体
１０Ａ 電極シート
２０ ヒーター
２０Ａ レーザ
２０Ｂ レーザ
３０ カッター
３６ 冷却装置
３７ 金属ロール
３８ 冷却部
４０ 搬送装置
４１、４２ ガイドロール（バックロール）
６２、６４ 位置調整機構
８２、８４ 巻取り軸
１００ リチウムイオン二次電池（二次電池）
１１０ 集電体
１１０Ａ 電極シート
１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ 電極シートの縁
１１２ 未塗工部
１１４ 活物質層
１１６ 絶縁層
１１８ 溶融部
１２０ タブ
２００ 捲回電極体
２２０ 正極シート
２２１ 正極集電体
２２２ 未塗工部
２２３ 正極活物質層
２４０ 負極シート
２４１ 負極集電体
２４２ 未塗工部
２４３ 活物質層
２４３ 負極活物質層
２４５ 絶縁層
２４６ 溶融部
２５０ 樹脂粒子
２５０ａ 樹脂粒子２５０が溶融した部分
２５０ｂ 一部が溶融した樹脂
２８０ 電解液
２９０ 充電器
３００ 電池ケース
３１０ 隙間
３２０ 容器本体
３２２ 蓋体３４０と容器本体３２０の合わせ目
３４０ 蓋体
３６０ 安全弁
４００ 捲回装置
４１０ 巻取軸
４１２ レーザ
４１４ カッター
４２０ 電極端子
４４０ 電極端子
１０００ 車両駆動用電池（二次電池）
ｚ１-ｚ５ ライン（切断ライン）
ｚ２１-ｚ２４ ライン（切断ライン）
Ｓｍ 溶融工程
Ｓｃ 切断工程
Ｓｆ 冷却工程

Claims (14)

1. 集電体、前記集電体の表面に形成され、電極活物質が含まれた活物質層、および、絶縁性を有する樹脂粒子とバインダとを含み、前記樹脂粒子が空孔を伴って前記バインダで接着されるとともに、前記活物質層の表面を覆うように結合して積層されてなる多孔質の絶縁層を備えた電極シートを用意する工程；
   前記電極シートを用意する工程で用意された前記電極シートの絶縁層に、予め定められたラインに沿ってＣＯ_２レーザを照射することにより、前記樹脂粒子を溶融させる溶融工程；および、
   前記溶融工程によって溶融された前記樹脂粒子が前記空孔を消失した状態で固化した後、前記絶縁層を溶融させた前記ラインに沿って、前記電極シートを切断する切断工程；を含む二次電池の製造方法。
2. 前記ＣＯ_２レーザは、前記活物質層に影響を与えることなく、前記樹脂粒子を溶融するよう波長および出力が調整されている、請求項１に記載された二次電池の製造方法。
3. 前記溶融工程と、前記切断工程との間に、前記電極シートを冷却する冷却工程を備えた、請求項１または２に記載された二次電池の製造方法。
4. 前記電極シートを用意する工程において用意される電極シートは、前記絶縁層に絶縁性を有する無機フィラーが含まれている、請求項１から３までの何れか一項に記載された二次電池の製造方法。
5. 前記電極シートを用意する工程において用意される電極シートは、前記絶縁層に絶縁性を有するゴムの粒子が含まれている、請求項１から４までの何れか一項に記載された二次電池の製造方法。
6. 搬送経路に沿って搬送されている電極シートを切断する装置であって、
   前記電極シートは、集電体、前記集電体の表面に形成され、電極活物質が含まれた活物質層、および、絶縁性を有する樹脂粒子とバインダとを含み、前記樹脂粒子が空孔を伴って前記バインダで接着されるとともに、前記活物質層の表面を覆うように結合して積層した多孔質の絶縁層を備えており、
   前記切断装置は、
   予め定められたラインに沿って前記電極シートを加熱するように配置され、前記絶縁層の樹脂粒子を溶融して溶融部を形成するヒーターと、
   前記ヒーターの搬送方向下流側であって、前記溶融された樹脂粒子が固化した後に前記電極シートを前記ラインに沿って切断するように配置されたカッターと、
   を備え、
   前記ヒーターが、前記絶縁層に対してＣＯ_２レーザを照射するレーザ装置である、電極シートの切断装置。
7. 前記レーザ装置は、
   前記集電体の両面に前記活物質層および前記絶縁層が形成された電極シートを切断するとき、
   （１）レーザが照射された面の前記絶縁層を溶融するが、反対側の面に形成された前記絶縁層は溶融しない、および、
   （２）両面の前記絶縁層を溶融する、
   ように前記ＣＯ_２レーザの出力を調整可能に構成されている、請求項６に記載された電極シートの切断装置。
8. 前記電極シートを予め定められた搬送経路に沿って搬送する搬送装置を備えており、
   前記ヒーターとカッターとが前記搬送経路に沿って固定的に配置されており、前記ヒーターとカッターに対して、電極シートの位置を調整する位置調整機構を備えた、請求項６または７に記載された電極シートの切断装置。
9. 前記電極シートは帯状のシートであり、前記搬送装置は、当該電極シートを搬送経路に沿って連続的に搬送する装置である、請求項８に記載された電極シートの切断装置。
10. 前記搬送装置は、前記電極シートを支持しつつ搬送するガイドロールを複数備えており、
    前記ガイドロールによって前記電極シートが支持された部位から搬送方向下流側にずれた位置において、前記電極シートが加熱されるように前記ヒーターが配置されている、請求項９に記載された電極シートの切断装置。
11. 前記ヒーターは、前記ガイドロールによって前記電極シートが支持された部位から搬送方向下流側に１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲でずれている、請求項１０に記載された電極シートの切断装置。
12. 前記ヒーターによって加熱された後、前記カッターによって切断される前に、前記電極シートを冷却する冷却装置を備えた、請求項６から１１までの何れか一項に記載された電極シートの切断装置。
13. 前記冷却装置は、電極シートに空気を吹き付ける送風機である、請求項１２に記載された電極シートの切断装置。
14. 前記冷却装置は、前記電極シートに押し当てられる金属ロールと、当該金属ロールを冷やす冷却部とを備えた、請求項１２に記載された電極シートの切断装置。

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