JP5864620B2 - 二次電池の製造方法 - Google Patents
二次電池の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5864620B2 JP5864620B2 JP2013554142A JP2013554142A JP5864620B2 JP 5864620 B2 JP5864620 B2 JP 5864620B2 JP 2013554142 A JP2013554142 A JP 2013554142A JP 2013554142 A JP2013554142 A JP 2013554142A JP 5864620 B2 JP5864620 B2 JP 5864620B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separator
- end portion
- heat
- resin
- resistant layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 27
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 216
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 216
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 44
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 4
- OWNRRUFOJXFKCU-UHFFFAOYSA-N Bromadiolone Chemical compound C=1C=C(C=2C=CC(Br)=CC=2)C=CC=1C(O)CC(C=1C(OC2=CC=CC=C2C=1O)=O)C1=CC=CC=C1 OWNRRUFOJXFKCU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 8
- 241000238413 Octopus Species 0.000 claims 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 49
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 13
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- -1 lithium hexafluorophosphate Chemical compound 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 2
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910015643 LiMn 2 O 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N dilithium;dioxido(dioxo)manganese Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Mn]([O-])(=O)=O QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/411—Organic material
- H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
- H01M50/417—Polyolefins
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
- H01M50/457—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Description
本発明は、軸芯に電極を捲回する電極群を有する二次電池に関する。
近年、電気自動車等の動力源として、エネルギー密度の高い二次電池の開発が進められており、その一つとして、正極電極と負極電極を間にセパレータを介在させて捲回した電極群を有するものがある。このようなエネルギー密度の高い二次電池では、大電流を流すため、電極群の正極電極が発熱することがあり、これに対して、セパレータの表面に耐熱層を設ける技術が考案されている。表面に耐熱層を有するセパレータを適用する場合、セパレータを溶着させる製造においては課題が生じる。このうち、外周側のセパレータを溶着する際に、テープによる固定をしない技術が開示されている(特許文献１)。特許文献１では、セパレータの捲き終わり端部を内向きに折り返してセパレータの１周前の部分の外面に重ね合わせて樹脂層同士を対向させ、溶着させている。
捲回式の電極群には、軸芯にセパレータの捲き始め端部を溶着して、セパレータに電極を重ね合わせて捲回した構造を有するものがある。具体的には、軸芯に２枚のセパレータの捲き始め端部を重ね合わせて溶着し、正極電極と負極電極の間に各セパレータが介在されるように捲回することで構成される。特許文献１では、軸芯とセパレータとの溶着に関しては考慮されていない。
軸芯に２枚のセパレータを溶着する際に、特に各セパレータの耐熱層が互いに対向して配置されていると、溶着温度を高くしなければならないなどの問題点がある。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐熱層が対向する２枚のセパレータが軸芯に十分な溶着強度で溶着された電極群を有する二次電池を提供することである。
上記課題を解決するために、本発明の二次電池は、樹脂層の少なくとも一方の面に耐熱層が形成された第１セパレータおよび第２セパレータと、前記第１セパレータの耐熱層と前記第２セパレータの耐熱層とを対向させて捲回する軸芯と、を有し、軸芯側に配置された前記第１セパレータの捲き始め端部と、該第１セパレータの捲き始め端部の外側に重ねて配置された前記第２セパレータの捲き始め端部とが前記軸芯に一体に溶着された電極群を有する二次電池であって、前記第１セパレータの捲き始め端部の外側に配置されて前記第１セパレータの捲き始め端部と一体に軸芯に溶着される樹脂層の合計厚さが、第２セパレータの捲き始め端部の樹脂層よりも厚い構造を有することを特徴としている。
本発明によれば、耐熱層が対向する２枚のセパレータを容易かつ十分な溶着強度で軸芯に溶着することができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
以下、本実施の形態について図面を用いて説明する。
まず、二次電池の全体構成について説明し、次いで、各実施例の特徴構成について説明する。なお、以下の実施の形態では、板状の軸芯に電極を捲回した扁平状の電極群を有する角形二次電池の場合を例に説明するが、二次電池の形状は角形に限定されるものではなく、例えば丸棒状の軸芯に電極を捲回した円筒状の電極群を有する円筒形二次電池に適用することもできる。
図１は、本実施形態における二次電池の外観斜視図、図２は、図１に示された二次電池の分解斜視図である。
二次電池１は、薄型のほぼ直方体形状の電池容器２内に、電極群４０が収容され、図示はしないが非水電解液が注入されて構成されている。電池容器２は、図１に示すように、電池蓋３と電池缶４を有している。電池蓋３および電池缶４は、例えば、アルミニウムあるいはアルミニウム合金などの金属製材料により構成されている。
電池蓋３には、図２に示すように、正極集電板２１、負極集電板３１等が一体的に組みつけられており、電池蓋ユニット１０として構成されている。電池蓋ユニット１０の正極集電板２１および負極集電板３１は、それぞれ、電極群４０の正極電極箔４１aまたは負極電極箔４２aに、例えば、超音波溶接により接合されることにより、電池蓋・発電ユニット５０とされ、電池缶４の上端部の開口部から収容される。
なお、図２においては、電池蓋・発電ユニット５０は、直接電池缶４内に収容される図となっているが、電池缶・発電ユニット５０を、一旦、電気的に絶縁性を有するシート等で包んでから収容する構造であってもよい。
電池蓋３には、非水電解液を注入するための注液口（図示せず）が設けられており、注液栓１１で密閉される。また、電池蓋３には過充電等でリチウムイオン二次電池１の内部圧力が予め設定された上限値を超えて上昇した際に、電池容器２を解放して圧力を抜くためのガス排出弁１２が設けられている。ガス排出弁１２には開裂用の破断溝１２aが形成されている。
非水電解液には、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとを体積比で１：２の割合で混合した混合液中に六フッ化リン酸リチウム（LiPF６）を１モル/リットルの濃度で溶解したものを用いることができる。
電池蓋３は、レーザー溶接によって電池缶４に接合されて、電池缶４の上端開口を閉塞する。そして、注液口（図示せず）から電解液を注入した後に、注液栓１１で注液口を塞ぎ、注液栓１１を電池蓋３にレーザー溶接して、外部から封口される。
電池蓋ユニット１０は、電池蓋３と正極側端子構成部２０と、負極側端子構成部３０を備える。正極側端子構成部２０は、外部正極端子２４、正極接続端子２５、正極端子板２６、絶縁板２７、ガスケット（図示せず）および正極集電板２１から構成される。外部正極端子２４、正極端子板２６、正極接続端子２５および正極集電板２１は、一体的に固定され、電池蓋３に取り付けられている。
正極側端子構成部２０を作成するには次のようにする。予め、正極集電板２１を正極接続端子２５にかしめて固定しておく。そして、電池蓋３の貫通孔にガスケットを嵌入しておく。そして電池蓋３上に絶縁板２７を、電池蓋３の貫通孔と絶縁板２７の貫通孔とを位置合わせして配置する。
次に、外部正極端子２４を正極端子板２６に設けられた貫通孔に嵌入し、絶縁板２７上で正極端子板２６に固定する。外部正極端子２４と正極端子板２６にかしめてもよい。また、正極集電板２１がかしめられた正極接続端子２５を電池蓋３の裏側からガスケットの貫通孔に挿入し、正極接続端子２５の先端部側を絶縁板２７および正極端子板２６の貫通孔に挿通する。正極接続端子２５の先端側は、正極端子板２６の貫通孔よりも僅かに小さい円筒形状を有しており、この正極接続端子２５の先端部分をかしめることにより、正極側端子構成部２０が電池蓋３に一体的に組み付けられる。
この状態において、正極集電板２１、正極接続端子２５、正極端子板２６および外部正極端子２４は、電気的に接続されている。また、正極集電板２１、正極接続端子２５、正極端子板２６および外部正極端子２４は、絶縁板２７およびガスケット（図示せず）によって電池蓋３と絶縁されている。
負極側端子構成部３０は、外部負極端子３４、負極接続端子３５、負極端子板３６、絶縁板３７、ガスケット（図示せず）および負極集電板３１から構成される。外部負極端子３４、負極端子板３６、負極接続端子３５および負極集電板３１は、電池蓋３に一体的に組み付けられている。
負極側端子構成部３０を作成するには次のようにする。予め、負極集電板３１を負極接続端子３５にかしめて固定しておく。そして、電池蓋３の貫通孔にガスケットを嵌入しておく。そして、電池蓋３上に絶縁板３７を、電池蓋３の貫通孔と絶縁板３７の貫通孔とを位置合わせして配置する。
次に、外部負極端子３４を負極端子板３６に設けられた貫通孔に嵌入し、絶縁板３７上で負極端子板３６に固定する。また、負極集電板３１がかしめられた負極接続端子３５を電池蓋３の裏側からガスケットの貫通孔に挿入し、負極接続端子３５の先端部側を絶縁板３７および負極端子板３６の貫通孔に挿通する。
負極接続端子３５の先端側は、負極端子板３６の貫通孔よりも僅かに小さい円筒形状を有しており、この負極接続端子３５の先端部分をかしめることにより、負極側端子構成部３０が電池蓋３に一体的に組み付けられている。
この状態において、負極集電板３１、負極接続端子３５、負極端子板３６および外部負極端子３４は、電気的に接続されている。また、負極集電板３１、負極接続端子３５、負極端子板３６および外部負極端子３４は、絶縁板３７およびガスケット（図示せず）により電池蓋３と絶縁されている。
電池蓋ユニット１０の正極集電板２１および負極集電板３１は、それぞれ、電極群４０の正極金属箔４１ａまたは負極電極箔４２ａに、超音波溶接により接合されて電気的に接続され、電池蓋・発電ユニット５０となる。
以上により、二次電池１は、外部正極端子２４および外部負極端子３４に接続された外部電子機器に対して、充放電が可能な構造となる。
図３は、図２に示された電極群の詳細を示し、一部を展開した状態の外観斜視図である。
電極群４０は、正極電極４１と、負極電極４２と、第１セパレータ４３と、第２セパレータ４４を重ね合わせた状態で、軸芯４０ａの周りに扁平状に捲回して形成されたものである。
軸芯４０ａは、加熱されたヒータブロック７０によって第１セパレータ４３と第２セパレータ４４を熱溶着可能な合成樹脂材料からなり、一対の扁平面を有する矩形の平板部材によって構成されている。軸芯４０ａには、第１セパレータ４３の捲き始め端部および第２セパレータ４４の捲き始め端部が互いに重ね合わされた状態で熱溶着されている。
正極電極４１は、例えば、アルミニウム箔等からなる正極金属箔４１aの表裏両面に正極合剤層４１ｂが塗布されたものである。正極合剤層４１ｂは、一側縁に、正極金属箔４１aが露出された正極合剤未処理部４１ｃが形成されるように正極金属箔４１ａに正極合剤が塗布されて形成される。
負極電極４２は、例えば、銅箔等からなる負極金属箔４２ａの表裏両面に負極合剤層４２ｂが塗布されたものである。負極合剤層４２ｂは、正極合剤未処理部４１ｃが配置された側縁と対向する側縁である他側縁に、負極金属箔４２ａが露出された負極合剤未処理部４２ｃが形成されるように負極金属箔４２ａに負極合剤が塗布されて形成される。
正極合剤層４１ｂは、正極活物質としてマンガン酸リチウム（化学式LiMn２O4）に対し、導電材として鱗片状黒鉛と結着材としてポリフッ化ビニリデン（以下、PVDFという）とを添加し、これに分散溶媒としてN-メチルピロリドン（以下、NMPという）を添加、混練して作成する。この正極合剤を厚さ20μｍのアルミニウム箔の両面に正極合剤未処理部４１ｃを残して塗布する。その後、乾燥、プレス、裁断してアルミニウム箔を含まない正極活物質塗布部の厚さ（表裏両面の合計）90μｍの正極電極４１を得る。
負極合剤層４２ｂは、負極活物質として非晶質炭素粉末に対して、結着材としてPVDFを添加し、これに分散溶媒としてNMPを添加、混練して作成する。この負極合剤を厚さ10μｍの銅箔の両面に負極合剤未処理部４２ｃを残して塗布する。その後、乾燥、プレス、裁断して銅箔を含まない負極活物質塗布部の厚さ（表裏両面の合計）70μｍの負極電極４２を得る。
第１セパレータ４３は、樹脂層４３ａと耐熱層４３ｂを有し、第２セパレータ４４は、樹脂層４４ａと耐熱層４４ｂを有する（例えば図５を参照）。耐熱層４３ｂ、４４ｂは、それぞれ樹脂層４３ａ、４４ａの少なくとも一方の面（片面）に形成されている。樹脂層４３ａ、４４ａは、例えばポリプロピレンの多孔質膜から形成されており、耐熱層４３ｂ、４４ｂは例えばセラミックフィラーを主成分としており、厚さ方向に連通する空孔を有している。樹脂層４３ａ、４４ａの厚みは、例えば２０μｍであり、耐熱層４３ｂ、４４ｂの厚みは、例えば５μmである（樹脂層：耐熱層＝４：１）。
電極群４０を形成するには、軸芯４０ａに各捲き始め端部が溶着された第１、第２セパレータ４３、４４の間に、それぞれ、負極電極４２の捲き始め端部と、正極電極４１の捲き始め端部を、負極電極４２が正極電極４１よりも内側に位置するように配置して捲回する。
この場合、負極合剤層４２ｂの幅、換言すれば、捲回軸方向の長さは、正極合剤層４１ｂの幅よりも広く形成されている。また、第１セパレータ４３の幅は、正極電極４１の正極合剤未処理部４１ｃを、一側縁において外部に露出させる寸法とされている。同様に、第２セパレータ４４の幅は、負極電極４２の負極合剤未処理部４２ｃを他側縁において外部に露出させる寸法とされている。
図４は、電極群製造装置の構成を説明する図である。電極群製造装置７３は、正極電極４１と、負極電極４２と、第１セパレータ４３と、第２セパレータ４４を重ね合わせた状態で扁平状の軸芯４０ａに捲回して角型二次電池１の電極群４０を製造する構成を有する。
電極群製造装置７３は、第１セパレータ４３および第２セパレータ４４を互いに重ね合わせた状態で軸芯４０ａに押圧して熱溶着するヒータブロック７０と、軸芯４０ａを捲回軸回りに回転可能に保持する保持手段と、保持手段に保持された軸芯４０ａの扁平面に対して直交する方向にヒータブロック７０を押圧する押圧手段を有している。
保持手段は、図４に示すように、装置中央に扁平な軸芯４０ａを捲回軸方向両側から位置決め把持し、回転させる把持回転機構６６を備える。本実施形態では、把持回転機構６６は、水平方向に沿って軸芯４０ａの回転軸が配置されるように把持する。
押圧手段は、ヒータブロック７０を所定位置まで上昇させ、軸芯４０ａに押圧するヒータ昇降機構７１と、その押圧により軸芯４０ａが負けて曲がらないように軸芯４０ａを裏側から押さえる裏押さえ機構７２とを備える。
そして、把持回転機構６６の側方には、上方から下方に向かって順番に正極電極４１、第１セパレータ４３、負極電極４２、第２セパレータ４４が、それぞれロール状態で配置されており、これらを把持回転機構６６に供給できるようになっている。また、各々の電極やセパレータを所定の長さだけ供給する送りローラ６０ａ〜６０ｄと所定長さで切断するカッタ６１ａ〜６１ｄを備える。第１セパレータ４３と、第２セパレータ４４は、軸芯４０ａに捲回された際に、耐熱層４３ｂ、４４ｂが互いに対向して間に正極電極４１を挟み込むように把持回転機構６６に供給される。
第１セパレータ４３、第２セパレータ４４を、送り出し機構６０ａ、６０ｃで軸芯４０ａとヒータブロック７０の間に送り込んだ後、軸芯４０ａに第１セパレータ４３、第２セパレータ４４を押し付け仮位置決めするセパレータ仮押さえ６８を備える。
捲回は、まず、第１セパレータ４３と第２セパレータ４４を重ねて軸芯４０ａにヒータブロック７０で溶着する。次に、第１セパレータ４３と第２セパレータ４４との間に負極電極４２を挿入して１回転捲回する。その後、正極電極４１を挿入することで最内周の正極電極４１の内側に負極電極４２を配置できる。
電極群４０を捲回した後、解けないようにテープ６３を貼り付ける貼り付け手段６７を備える。テープ６３は送り出し機構６４を介し、カッタ６５で所定長さにカットされる。前述した送り機構６０ａ〜６０ｄは、捲回中に正極電極４１、第１セパレータ４３、負極電極４２、第２セパレータ４４に対し、バックテンションをかける役割も合わせ持つ。
（実施例１）
図５は、実施例１の構成を説明する分解斜視図、図６は、実施例１の構成を説明する模式図である。
図５は、実施例１の構成を説明する分解斜視図、図６は、実施例１の構成を説明する模式図である。
第１セパレータ４３および第２セパレータ４４は、樹脂層４３ａ，４４ａの片面にそれぞれ耐熱層４３ｂ、４４ｂを有する２層構造になっている。そして、互いの耐熱層４３ｂ、４４ｂが対向して軸芯４０ａに捲回される。第１セパレータ４３および第２セパレータ４４は、第１セパレータ４３の捲き始め端部が軸芯４０ａ側（以下、内側という）に配置され、第２セパレータ４４の捲き始め端部が軸芯４０ａから離反する側（以下、外側という）に配置された状態で互いに重ね合わされて軸芯４０ａに溶着される。
第１セパレータ４３および第２セパレータ４４の軸芯４０ａへの溶着は、加熱されたヒータブロック７０の押圧によって、第１セパレータ４３および第２セパレータ４４の樹脂層４３ａ、４４ａが熱せられて、溶融した樹脂が軸芯４０ａに溶け込むことによって行われ、捲回中のバックテンションによって剥がれない程度の所望の溶着強度とされる。
第１セパレータ４３及び第２セパレータ４４を捲回中のバックテンションに対しても剥がれることなく所望の溶着強度で軸芯４０ａに溶着させるためには、ヒータブロック７０の熱を第２セパレータ４４から第１セパレータ４３を介して軸芯４０ａまで十分に伝達させる必要がある。
本実施例では、第１セパレータ４３および第２セパレータ４４の各捲き始め端部が軸芯４０ａに溶着される溶着領域において、第１セパレータ４３と第２セパレータ４４の間、すなわち、互いに対向する耐熱層４３ｂと４４ｂとの間に樹脂シート４５を介在させている。
したがって、加熱されたヒータブロック７０の押圧により、第２セパレータ４４の樹脂層４４ａを部分的に溶融させて、その樹脂層４４の溶融樹脂を耐熱層４４ｂの空孔に溶け込ませて樹脂シート４５まで到達させ、樹脂層４４の溶融樹脂の熱を樹脂シート４５に伝達することができる。
そして、樹脂層４４の溶融樹脂の熱により、樹脂シート４５を溶融させて、樹脂シート４５の溶融樹脂を第１セパレータ４３の耐熱層４３ｂの空孔に溶け込ませて樹脂層４３ａまで到達させ、樹脂シート４５の溶融樹脂の熱を樹脂層４３ａに伝達することができる。
そして、樹脂シート４５の溶融樹脂の熱により樹脂層４３ａを部分的に溶融させて、樹脂層４３ａの溶融樹脂の熱を軸芯４０ａに伝達し、その樹脂層４３ａの溶融樹脂の熱により軸芯４０ａを部分的に溶融させて、樹脂層４３ａの溶融樹脂を軸芯４０ａに溶け込ませて樹脂層４３ａを軸芯４０ａに溶着することができる。
樹脂シート４５は、第１セパレータ４３の耐熱層４３ｂよりも外側に配置されている。したがって、第１セパレータ４３の耐熱層４３ｂの外側に配置されて第１セパレータ４３の捲き始め端部と一体に軸芯４０ａに溶着される樹脂層の総厚（合計厚さ）は、樹脂シート４５の厚さと第２セパレータ４４の樹脂層４４ａの厚さを加えた厚さとなり、第２セパレータ４４の１枚分の樹脂層４４ａよりも厚くなり、結果として、第２セパレータ４４の１枚分の樹脂層４４ａよりも多い量の樹脂が配置されることとなる。
したがって、加熱されたヒータブロック７０を第２セパレータ４４の外側から軸芯４０ａに向かって押し付けることによって、耐熱層４３ｂ、４４ｂの空孔に、樹脂を溶着に十分な量だけ溶け込ませることができ、第２セパレータ４４と第１セパレータ４３を所望の溶着強度で軸芯４０ａに溶着させることができる。
このとき、第１セパレータ４３の樹脂層４３ａと第２セパレータ４４の樹脂層４４ａの厚みは、一定であり、変化させる必要がないので、二次電池１の内部抵抗が上昇する懸念はない。
第２セパレータ４４の耐熱層４４ｂを第１セパレータ４３の耐熱層４３ｂに対向させて互いに重ねても、耐熱層４４ｂと耐熱層４３ｂの各空孔は必ずしも重ならないが、本実施例では、耐熱層４３ｂと４４ｂの間に樹脂シート４５を介在させているため、溶融樹脂が耐熱層４３ｂに溶け込む経路を十分に確保できる。したがって、樹脂シート４５の厚みは、樹脂層４３ａ、４４ａよりも薄くすることができ、低コスト化を図ることができる。
また、樹脂シート４５は、セパレータ４３、４４の樹脂層４３ａ，４４ａの厚さ２０μｍに対して、セパレータのように空孔を設ける必要が無い分だけ、その厚さを薄くすることができ、例えば10〜15μｍとすることができる。樹脂シート４５の材質は、例えばセパレータ４３、４４の樹脂層４３ａ，４４ａと同じポリプロピレンである。
電極群４０の製作過程において、セパレータの先捲きの後に、９０〜１００μmの厚みを有する負極電極４２、正極電極４１が挿入される。樹脂シート４５の厚みは、正極電極４１、負極電極４２の厚みに対し、十分に小さいため、電極群４０の形状及び性能への影響はない。したがって、溶着部分の厚みは電極の厚みより小さければ良い。そして、本実施例では、樹脂シート４５の厚みは、第２セパレータ４４の耐熱層の厚さ以上の厚さに設定されている。
（実施例２）
図７は、実施例２の構成を説明する分解斜視図、図８は、実施例２の構成を説明する模式図である。
図７は、実施例２の構成を説明する分解斜視図、図８は、実施例２の構成を説明する模式図である。
本実施例において特徴的なことは、樹脂シート４５を、第２セパレータ４４の外側に配置したことである。実施例１と同様に、第１セパレータ４３および第２セパレータ４４は、それぞれ樹脂層４３ａ，４４ａと耐熱層４３ｂ、４４ｂの２層構造を有している。そして、それぞれの耐熱層４３ｂ、４４ｂを対向させて、軸芯４０ａに捲回し、各捲き始め端部を軸芯４０ａに溶着させている。この溶着領域において、樹脂シート４５は、第２セパレータ４４の外側に配置されている。
したがって、第１セパレータ４３の耐熱層４３ｂの外側に配置される樹脂層の総厚は、第２セパレータ４４の樹脂層４４ａの厚さと樹脂シート４５の厚さを加えた厚さとなり、第２セパレータ４４の１枚分の樹脂層４４ａよりも厚くなり、結果として、第２セパレータ４４の１枚分の樹脂層４４ａよりも多い量の樹脂が配置されることとなる。
したがって、加熱されたヒータブロック７０を所定の押圧力で押し付けることによって、耐熱層４４ｂ、４３ｂの空孔に、樹脂を溶着に十分な量だけ溶け込ませることができ、第２セパレータ４４と第１セパレータ４３を所望の溶着強度で軸芯４０ａに溶着させることができる。
本実施例では、第２セパレータ４４の外側に樹脂シート４５を配置しているので、樹脂シート４５と第２セパレータ４４の樹脂層４４ａが溶融して、第２セパレータ４４の耐熱層４４ｂと第１セパレータ４３の耐熱層４３ｂの空孔を通って、第１セパレータ４３の樹脂層４３ａに到達し、熱を伝える。
第２セパレータ４４の耐熱層４４ｂを第１セパレータ４３の耐熱層４３ｂに対向させて互いに重ねても、耐熱層４４ｂと耐熱層４３ｂの各空孔は必ずしも重ならないが、本実施例では、樹脂シート４５および第２セパレータ４４の樹脂層４４ａの溶融樹脂が、第２セパレータ４４の耐熱層４４ｂの空孔を通って、耐熱層４４ｂと耐熱層４３ｂとの境界面に流れ込み、境界面に沿って拡がることで、溶融樹脂が第１セパレータ４３の耐熱層４３ｂの空孔に溶け込む経路を十分に確保できる。
したがって、樹脂シート４５は、実施例１のものよりも厚くなるが、セパレータのように空孔を設ける必要がないので、樹脂層４３ａ、４４ａよりも薄くすることができ、低コスト化を図ることができる。
本実施例では、樹脂シート４５の厚みは、セパレータ４３、４４の樹脂層４３ａ，４４ａの厚さ２０μｍに対して、空孔を設ける必要が無い分だけ薄くすることができ、例えば１０〜１５μｍとすることができる。樹脂シート４５の材質は、例えばセパレータ４３、４４の樹脂層４３ａ，４４ａと同じポリプロピレンである。
本実施例によれば、樹脂シート４５を第２セパレータ４４の外側に配置しているので、電極群製造装置７３を用いて製造する際に、樹脂シート４５のハンドリングが容易になる。したがって、電極群製造装置７３に簡単な構造のハンドリング装置を付加するだけで実現することができ、設備費やメンテナンス費等のコストを低く抑えることができる。
（実施例３）
図９は、実施例３の構成を説明する分解斜視図、図１０は、実施例３の構成を説明する模式図である。
図９は、実施例３の構成を説明する分解斜視図、図１０は、実施例３の構成を説明する模式図である。
本実施例において特徴的なことは、実施例１、２の樹脂シート４５を不要とし、第１セパレータ４３と第２セパレータ４４のみを用いて所望の溶着強度を有する溶着を実現可能としたことである。
上記した実施例１、２と同様に、第１セパレータ４３および第２セパレータ４４は、それぞれ樹脂層４３ａ，４４ａと耐熱層４３ｂ、４４ｂの２層構造を有している。そして、それぞれの耐熱層４３ｂ、４４ｂを対向させて、軸芯４０ａに捲回し、各捲き始め端部を軸芯４０ａに溶着させている。
第２セパレータ４４は、捲き始め端部で外側に折り返した折り返し端部４４’を有している。折り返し端部４４’は、樹脂層４４ａの外面に樹脂層４４ａ’が対向して配置され、その樹脂層４４ａ’の外側に耐熱層４４ｂ’が配置されている。
したがって、溶着領域には、第１セパレータ４３の捲き始め端部、第２セパレータ４４の捲き始め端部、第２セパレータ４４の折り返し端部が軸芯４０ａに順番に重ねられている。
そして、各樹脂層と各耐熱層は、外側から内側に向かって（図中下側から上側に向かって）順番に、第２セパレータ４４の折り返し端部４４’の耐熱層４４ｂ’、樹脂層４４ａ’、第２セパレータ４４の捲き始め端部の樹脂層４４ａ、耐熱層４４ｂ、そして、第１セパレータ４３の捲き始め端部の耐熱層４３ｂ、樹脂層４３ａが重なった状態とされる。
したがって、第１セパレータ４３の耐熱層４３ｂの外側に配置される樹脂層の総厚は、第２セパレータ４４の樹脂層４４ａの２倍となり、結果として、第２セパレータ４４の１枚分の樹脂層４４ａよりも多い量の樹脂が配置されることとなる。
したがって、加熱されたヒータブロック７０を所定の押圧力で押し付けることによって、耐熱層４４ｂ、４３ｂの空孔に、樹脂を溶着に十分な量だけ溶け込ませることができ、第２セパレータ４４と第１セパレータ４３を所望の溶着強度で軸芯４０ａに溶着させることができる。
本実施例では、第２セパレータ４４の捲き始め端部で外側に折り返した折り返し端部４４’を有しているので、第２セパレータ４４の樹脂層４４ａと樹脂層４４ａ’を溶融して、第２セパレータ４４の耐熱層４４ｂと第１セパレータ４３の耐熱層４３ｂの空孔を通って、第１セパレータ４３の樹脂層４３ａに到達し、熱を伝えることができる。
第２セパレータ４４の耐熱層４４ｂを第１セパレータ４３の耐熱層４３ｂに対向させて互いに重ねても、耐熱層４４ｂと耐熱層４３ｂの各空孔は必ずしも重ならないが、本実施例では、第２セパレータ４４の樹脂層４４ａと樹脂層４４ａ’の溶融樹脂は、第２セパレータ４４の耐熱層４４ｂの空孔を通って、耐熱層４４ｂと耐熱層４３ｂとの境界面に流れ込み、境界面に沿って拡がることで、溶融樹脂が第１セパレータ４３の耐熱層４３ｂの空孔に溶け込む経路を十分に確保できる。したがって、樹脂を溶着に十分な量だけ溶け込ませることができ、第２セパレータ４４と第１セパレータ４３を所望の溶着強度で軸芯４０ａに溶着させることができる。
本実施例は、第１セパレータ４３と第２セパレータ４４のみを用いるものであり、実施例１、２のように樹脂シート４５を別個に用意する必要がないので、製造が容易である。また、第２セパレータ４４の捲き始め端部を外側に折り曲げる形態を採用しているので、折り曲げ作業が容易であり、電極群製造装置７３に簡単な折り曲げ機構の構造を付加するだけで実現することができ、設備費やメンテナンス費等のコストを低く抑えることができる。
（実施例４）
図１１は、実施例４の構成を説明する分解斜視図、図１２は、実施例４の構成を説明する模式図である。
図１１は、実施例４の構成を説明する分解斜視図、図１２は、実施例４の構成を説明する模式図である。
本実施例において特徴的なことは、第１セパレータ４３の捲き始め端部を外側に折り返して重ね合わせて、第２セパレータ４４との間に挟み込んだ構成としたことである。これにより、実施例１、２の樹脂シート４５を不要とし、第１セパレータ４３と第２セパレータ４４のみを用いて所望の溶着強度を有する溶着を実現可能とした。
上記した実施例１〜３と同様に、第１セパレータ４３および第２セパレータ４４は、それぞれ樹脂層４３ａ，４４ａと耐熱層４３ｂ、４４ｂの２層構造を有している。そして、それぞれの耐熱層４３ｂ、４４ｂを対向させて、軸芯４０ａに捲回し、各捲き始め端部を軸芯４０ａに溶着させている。
第１セパレータ４３は、この溶着領域において、捲き始め端部で折り返した折り返し端部４３’を有している。折り返し端部４３’は、耐熱層４３ｂの外側に耐熱層４３ｂ’が対向して配置され、その耐熱層４３ｂ’の外側に樹脂層４３ａ’が配置されている。そして、折り返し端部４３’は、第１セパレータ４３の捲き始め端部と第２セパレータ４４の捲き始め端部との間に挟まれている。
したがって、溶着領域には、第１セパレータ４３の捲き始め端部、第１セパレータ４３の折り返し端部４３’、第２セパレータ４４の捲き始め端部が軸芯４０ａに順番に重ねられている。
そして、各樹脂層と各耐熱層は、外側から内側に向かって（図中下側から上側に向かって）順番に、第２セパレータ４４の捲き始め端部の樹脂層４４ａ、耐熱層４４ｂ、第１セパレータ４３の折り返し端部４３’の樹脂層４３ａ’、耐熱層４３ｂ’、そして、第１セパレータ４４の捲き始め端部の耐熱層４３ｂ、樹脂層４３ａが重なった状態で配置される。
したがって、第１セパレータ４３の耐熱層４３ｂの外側に配置される樹脂層の総厚は、第１セパレータ４３の折り返し端部４３’の樹脂層４３ａ’の厚さと、第２セパレータ４４の樹脂層４４ａの厚さを加えた厚さとなり、第２セパレータ４４の１枚分の樹脂層４４よりも厚くなり、第２セパレータ４４の１枚分の樹脂層４４ａよりも多い量の樹脂が配置されることとなる。
したがって、加熱されたヒータブロック７０を所定の押圧力で押し付けることによって、耐熱層４４ｂ、４３ｂ’、４３ｂの空孔に、樹脂を溶着に十分な量だけ溶け込ませることができ、第２セパレータ４４と第１セパレータ４３を所望の溶着強度で軸芯４０ａに溶着させることができる。
本実施例では、第１セパレータ４３の捲き始め端部で外側に折り返した折り返し端部４３’を設けて、第１セパレータ４３の捲き始め端部と第２セパレータ４４の捲き始め端部との間に挟み込んで介在させているので、第２セパレータ４４の樹脂層４４ａと第１セパレータ４３の折り返し端部４３’の樹脂層４３ａ’を溶融して、第２セパレータ４４の耐熱層４４ｂと第１セパレータ４３の折り返し端部４３’の耐熱層４３ｂ’と第１セパレータ４３の耐熱層４３ｂの各空孔を通って、第１セパレータ４３の樹脂層４３ａに到達し、熱を伝えることができる。
第１セパレータ４３の捲き始め端部で折り曲げて折り返し端部４３’の耐熱層４３ｂ’を第１セパレータ４３の耐熱層４３ｂに対向させて互いに重ねても、耐熱層４３ｂ’と耐熱層４３ｂとの各空孔は必ずしも重ならないが、本実施例では、第２セパレータ４４の樹脂層４４ａと第１セパレータ４３の折り返し端部４３’の樹脂層４３ａ’の溶融樹脂は、第１セパレータ４３の折り返し端部４３’の耐熱層４３ｂ’の空孔を通って、耐熱層４３ｂ’と耐熱層４３ｂとの境界面に流れ込み、境界面に沿って拡がることで、溶融樹脂が第１セパレータ４３の耐熱層４３ｂの空孔に溶け込む経路を十分に確保できる。したがって、樹脂を溶着に十分な量だけ溶け込ませることができ、第２セパレータ４４と第１セパレータ４３を所望の溶着強度で軸芯４０ａに溶着させることができる。
本実施例は、第１セパレータ４３と第２セパレータ４４のみを用いるものであり、実施例１、２のように樹脂シート４５を別個に用意する必要がないので、製造が容易である。また、第１セパレータ４３の捲き始め端部を外側に折り曲げて第２セパレータ４４との間に挟み込む形態を採用しているので、第１セパレータ４３の折り返し端部４３’を外側の第２セパレータ４４で押さえることができ、確実な溶着が可能となり、また、溶着位置におけるセパレータのずれも緩和できる。
（実施例５）
図１３は、実施例５の構成を説明する分解斜視図、図１４は、実施例５の構成を説明する模式図である。
図１３は、実施例５の構成を説明する分解斜視図、図１４は、実施例５の構成を説明する模式図である。
本実施例において特徴的なことは、第１セパレータ４３の捲き始め端部で外側に折り返した折り返し端部４３’を有しており、第１セパレータ４３の捲き始め端部と第１セパレータ４３の折り返し端部４３’との間に、第２セパレータ４４の捲き始め端部を挟み込んで介在させた構成としたことである。これにより、実施例１、２の樹脂シート４５を不要とし、第１セパレータ４３と第２セパレータ４４のみを用いて所望の溶着強度を有する溶着を実現可能とした。
上記した実施例１〜４と同様に、第１セパレータ４３および第２セパレータ４４は、それぞれ樹脂層４３ａ，４４ａと耐熱層４３ｂ、４４ｂの２層構造を有している。そして、それぞれの耐熱層４３ｂ、４４ｂを対向させて、軸芯４０ａに捲回し、各捲き始め端部を軸芯４０ａに溶着させている。
第１セパレータ４３は、この溶着領域において、捲き始め端部で折り返した折り返し端部４３’を有している。折り返し端部４３’は、耐熱層４３ｂの外側に耐熱層４３ｂ’が対向して配置され、その耐熱層４３ｂ’の外側に樹脂層４３ａ’が配置されている。そして、第１セパレータ４３の捲き始め端部と第１セパレータ４３の折り返し端部４３’との間には、第２セパレータ４４の捲き始め端部が挟まれている。
したがって、溶着領域には、第１セパレータ４３の捲き始め端部、第２セパレータ４４の捲き始め端部、第１セパレータ４３の折り返し端部４３’が軸芯４０ａに順番に重ねられている。
そして、各樹脂層と各耐熱層は、外側から内側に向かって（図中下側から上側に向かって）順番に、第１セパレータ４３の折り返し端部４３’の樹脂層４３ａ’、耐熱層４３ｂ’、第２セパレータ４４の樹脂層４４ａ、耐熱層４４ｂ、そして、第１セパレータ４４の耐熱層４３ｂ、樹脂層４３ａが重なった状態で配置される。
したがって、第１セパレータ４３の耐熱層４３ｂの外側に配置される樹脂層の総厚は、第２セパレータ４４の樹脂層４４ａの厚さと、第１セパレータ４３の折り返し端部４３’の樹脂層４３ａ’の厚さを加えた厚さとなり、第２セパレータ４４の１枚分の樹脂層４４よりも厚くなり、第２セパレータ４４の１枚分の樹脂層４４ａよりも多い量の樹脂が配置されることとなる。
したがって、加熱されたヒータブロック７０を所定の押圧力で押し付けることによって、耐熱層４４ｂ、４３ｂの空孔に、樹脂を溶着に十分な量だけ溶け込ませることができ、第２セパレータ４４と第１セパレータ４３を所望の溶着強度で軸芯４０ａに溶着させることができる。
本実施例では、第１セパレータ４３の捲き始め端部を外側に折り返して重ねた折り返し端部４３’を設けて、第２セパレータ４４の捲き始め端部を間に挟み込んでいるので、第１セパレータ４３の折り返し端部４３’の樹脂層４３ａ’と第２セパレータ４４の樹脂層４４ａを溶融して、第２セパレータ４４の耐熱層４４ｂと第１セパレータ４３の耐熱層４３ｂの各空孔を通って、第１セパレータ４３の樹脂層４３ａに到達し、熱を伝える。
第１セパレータ４３の耐熱層４３ｂに第２セパレータ４４の耐熱層４４ｂを対向させて互いに重ねても、耐熱層４３ｂと耐熱層４４ｂとの各空孔は必ずしも重ならないが、本実施例では、第１セパレータ４３の折り返し端部４３’の樹脂層４３ａ’の溶融樹脂は、第１セパレータ４３の折り返し端部４３’の耐熱層４３ｂ’の空孔を通って、第２セパレータ４４の樹脂層４４ａに到達し、熱を伝える。これにより、第２セパレータ４４の樹脂層４４ａが溶融し、第２セパレータ４４の耐熱層４４ｂの空孔を通って第２セパレータ４４の耐熱層４４ｂと第１セパレータ４３の耐熱層４３ｂとの境界面に流れ込み、境界面に沿って拡がる。したがって、樹脂層４３ａ’および樹脂層４４ａの溶融樹脂が第１セパレータ４３の耐熱層４３ｂの空孔に溶け込む経路を十分に確保できる。したがって、樹脂を溶着に十分な量だけ溶け込ませることができ、第２セパレータ４４と第１セパレータ４３を所望の溶着強度で軸芯４０ａに溶着させることができる。
本実施例は、第１セパレータ４３と第２セパレータ４４のみを用いるものであり、実施例１、２のように樹脂シート４５を別個に用意する必要がないので、製造が容易である。また、第１セパレータ４３の捲き始め端部を外側に折り曲げて、間に第２セパレータ４４の捲き始め端部を挟み込む形態を採用しているので、第２セパレータ４４の捲き始め端部を、外側の第１セパレータ４３の折り返し端部４３’で押さえることができる。したがって、電極群製造装置７３において、予め第１セパレータ４３の折り返し端部４３’で第２セパレータ４４の捲き始め端部を挟み込んだものを、軸芯４０ａの付近に供給することができ、電極群製造７３の構造の簡素化が可能となる。また、溶着位置における第１セパレータ４３と第２セパレータ４４とのずれも緩和できる。
（実施例６）
図１５は、実施例６の構成を説明する分解斜視図、図１６は、実施例６の構成を説明する模式図である。
図１５は、実施例６の構成を説明する分解斜視図、図１６は、実施例６の構成を説明する模式図である。
本実施例において特徴的なことは、両面に耐熱層を有する２枚のセパレータの間に樹脂シート４５を介在させて軸芯４０ａに溶着する構成としたことである。
第１セパレータ４３と第２セパレータ４４は、樹脂層４３ａ、４４ａの両面にそれぞれ耐熱層４３ｂ１、４３ｂ２、４４ｂ１、４４ｂ２が設けられた３層構造を有している。上記構成を有する第１セパレータ４３と第２セパレータ４４を重ねて軸芯４０ａに溶着する場合、必ず、互いの耐熱層同士が対向する。この溶着領域において、対向する耐熱層４３ｂ２、４４ｂ１の間に、樹脂シート４５を介在させている。
第１セパレータ４３の外側の耐熱層４３ｂ２の外側には、第２セパレータ４４の樹脂層４４ａと樹脂シート４５が配置され、第２セパレータ４４の１枚分の樹脂層４４ａよりも多い樹脂層が形成される。すなわち、第１セパレータ４３の耐熱層４３ｂ２の外側に配置される樹脂層の総厚は、樹脂シート４５の厚さと第２セパレータ４４の樹脂層４４ａの厚さを加えた厚さとなり、第２セパレータ４４の１枚分の樹脂層４４ａよりも厚くなり、結果として、第２セパレータ４４の１枚分の樹脂層４４ａよりも多い量の樹脂が配置されることとなる。
したがって、加熱されたヒータブロック７０を第２セパレータ４４の外側から軸芯４０ａに向かって押し付けることによって、第２セパレータ４４の耐熱層４４ｂ１の空孔と、第１セパレータ４３の耐熱層４３ｂ２の空孔に、樹脂を溶着に十分な量だけ溶け込ませることができ、第２セパレータ４４と第１セパレータ４３を所望の溶着強度で軸芯４０ａに溶着させることができる。
第１セパレータ４３と第２セパレータ４４を互いに重ねても、耐熱層４３ｂ２と耐熱層４４ｂ１の各空孔は必ずしも重ならないが、本実施例では、耐熱層４３ｂ２と４４ｂ１の間に樹脂シート４５が介在するため、溶融した樹脂が溶け込む経路を十分に確保できる。したがって、樹脂シート４５の厚みは、樹脂層４３ａ、４４ａよりも薄くすることができ、低コスト化を図ることができる。
（実施例７）
図１７は、実施例７の構成を説明する分解斜視図、図１８は、実施例７の構成を説明する模式図である。
図１７は、実施例７の構成を説明する分解斜視図、図１８は、実施例７の構成を説明する模式図である。
本実施例において特徴的なことは、両面に耐熱層を有する２枚のセパレータを重ねて、その外側に樹脂シートを配置して軸芯４０ａに溶着する構成としたことである。
第１セパレータ４３と第２セパレータ４４は、樹脂層４３ａ、４４ａの両面にそれぞれ耐熱層４３ｂ１、４３ｂ２、４４ｂ１、４４ｂ２が設けられた３層構造を有している。上記構成を有する第１セパレータ４３と第２セパレータ４４を重ねて軸芯４０ａに溶着する場合、必ず、互いの耐熱層同士が対向する。この溶着領域において、第１セパレータ４３の捲き始め端部と第２セパレータ４４の捲き始め端部とを重ねたその外側に樹脂シート４５を配置している。
第１セパレータ４３の外側の耐熱層４３ｂ２の外側には、第２セパレータ４４の樹脂層４４ａと樹脂シート４５が配置され、第２セパレータ４４の１枚分の樹脂層４４ａよりも多い樹脂層が形成される。すなわち、第１セパレータ４３の耐熱層４３ｂ２の外側に配置される樹脂層の総厚は、第２セパレータ４４の樹脂層４４ａの厚さと樹脂シート４５の厚さを加えた厚さとなり、第２セパレータ４４の１枚分の樹脂層４４ａよりも厚くなり、結果として、第２セパレータ４４の１枚分の樹脂層４４ａよりも多い量の樹脂が配置されることとなる。
したがって、加熱されたヒータブロック７０を第２セパレータ４４の外側から軸芯４０ａに向かって押し付けることによって、第２セパレータ４４の耐熱層４４ｂ１の空孔と、第１セパレータ４３の耐熱層４３ｂ２の空孔に、溶融樹脂を溶着に十分な量だけ溶け込ませることができ、第２セパレータ４４と第１セパレータ４３を所望の溶着強度で軸芯４０ａに溶着させることができる。
第１セパレータ４３と第２セパレータ４４を互いに重ねても、耐熱層４３ｂ２と耐熱層４４ｂ１の各空孔は必ずしも重ならないが、本実施例では、樹脂シート４５の溶融樹脂が第２セパレータ４４の耐熱層４４ｂ２の空孔を通って樹脂層４４ａに到達し、熱を伝える。したがって、その熱によって樹脂層４４ａを溶融させることができ、その溶融樹脂が第２セパレータ４４の耐熱層４４ｂ１の空孔を通って、耐熱層４４ｂ１と耐熱層４３ｂ２との境界面に流れ込み、境界面に沿って拡がることで、溶融樹脂が第１セパレータ４３の耐熱層４３ｂ１の空孔に溶け込む経路を十分に確保できる。
したがって、樹脂シート４５は、実施例６のものよりも厚くなるが、セパレータのように空孔を設ける必要がないので、樹脂層４３ａ、４４ａよりも薄くすることができ、低コスト化を図ることができる。
本実施例によれば、樹脂シート４５を第２セパレータ４４の外側に配置しているので、電極群製造装置７３を用いて製造する際に、樹脂シート４５のハンドリングが容易になる。したがって、電極群製造装置７３に簡単な構造のハンドリング装置を付加するだけで実現することができ、設備費やメンテナンス費等のコストを低く抑えることができる。
前述の実施形態は、角形二次電池の構造を前提に説明したが、耐熱層を有するセパレータが軸芯に溶着される構造であれば角形に拘る必要は無く、円筒形二次電池においても適用可能である。
また、上述の各実施例では、樹脂層４３ａと４４ａとの厚さが同じであり、また、耐熱層４３ｂと４４ｂとの厚さが同じである場合を例に説明したが、これらの厚さは同一に限定されるものではなく、相違していてもよい。
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
１ 二次電池
４０ 電極群
４０ａ 軸芯
４３ 第１セパレータ
４３’ 折り返し端部
４３ａ、４３ａ’ 第１セパレータの樹脂層
４３ｂ、４３ｂ’、４３ｂ１、４３ｂ２ 第１セパレータの耐熱層
４４ 第２セパレータ
４４’ 折り返し端部
４４ａ、４４ａ’ 第２セパレータの樹脂層
４４ｂ、４４ｂ’、４４ｂ１、４３ｂ２ 第２セパレータの耐熱層
４５ 樹脂シート
４０ 電極群
４０ａ 軸芯
４３ 第１セパレータ
４３’ 折り返し端部
４３ａ、４３ａ’ 第１セパレータの樹脂層
４３ｂ、４３ｂ’、４３ｂ１、４３ｂ２ 第１セパレータの耐熱層
４４ 第２セパレータ
４４’ 折り返し端部
４４ａ、４４ａ’ 第２セパレータの樹脂層
４４ｂ、４４ｂ’、４４ｂ１、４３ｂ２ 第２セパレータの耐熱層
４５ 樹脂シート
Claims (10)
- 樹脂層の少なくとも一方の面に耐熱層が形成され該耐熱層が厚さ方向に連通する空孔を有する第１セパレータおよび第２セパレータと、前記第１セパレータの耐熱層と前記第２セパレータの耐熱層とを対向させて捲回する軸芯と、を有し、軸芯側に配置された前記第１セパレータの捲き始め端部と、該第１セパレータの捲き始め端部の外側に重ねて配置された前記第２セパレータの捲き始め端部とが前記軸芯に一体に溶着された電極群を有する二次電池の製造方法であって、
前記第１セパレータの捲き始め端部の外側に配置されて前記第１セパレータの捲き始め端部と一体に軸芯に溶着される樹脂層の軸芯に溶着される前の合計厚さが、第２セパレータの捲き始め端部の樹脂層よりも厚いことを特徴とする二次電池の製造方法。 - 第１セパレータの捲き始め端部と第２セパレータの捲き始め端部との間に樹脂シートを介在させて、第１セパレータの捲き始め端部と第２セパレータの捲き始め端部と樹脂シートを重ねて軸芯に一体に溶着したことを特徴とする請求項１に記載の二次電池の製造方法。
- 第２セパレータの捲き始め端部の外側に樹脂シートを配置して、第１セパレータの捲き始め端部と第２セパレータの捲き始め端部と樹脂シートを重ねて軸芯に一体に溶着したことを特徴とする請求項１に記載の二次電池の製造方法。
- 第２セパレータの捲き始め端部で外側に折り返した折り返し端部を設けて、第１セパレータの捲き始め端部と第２セパレータの捲き始め端部と第２セパレータの折り返し端部を重ねて軸芯に一体に溶着したことを特徴とする請求項１に記載の二次電池の製造方法。
- 第１セパレータの捲き始め端部で外側に折り返した折り返し端部を設けて、該第１セパレータの折り返し端部を前記第１セパレータの捲き始め端部と第２セパレータの捲き始め端部との間に介在させて、第１セパレータの捲き始め端部と第１セパレータの折り返し端部と第２セパレータの捲き始め端部を重ねて軸芯に一体に溶着したことを特徴とする請求項１に記載の二次電池の製造方法。
- 第１セパレータの捲き始め端部で外側に折り返した折り返し端部を設けて、該第１セパレータの折り返し端部と第１セパレータの捲き始め端部との間に第２セパレータの捲き始め端部を介在させて、第１セパレータの捲き始め端部と第２セパレータの捲き始め端部と第１セパレータの折り返し端部を重ねて軸芯に一体に溶着したことを特徴とする請求項１に記載の二次電池の製造方法。
- 前記第１セパレータと前記第２セパレータは、前記樹脂層の両面に前記耐熱層が形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の二次電池の製造方法。
- 前記樹脂シートは、前記第２セパレータの樹脂層よりも厚さが薄いことを特徴とする請求項２、３、７のいずれか一項に記載の二次電池の製造方法。
- 前記樹脂シートは、前記第２セパレータの耐熱層の厚さ以上の厚さを有していることを特徴とする請求項２、３、７のいずれか一項に記載の二次電池の製造方法。
- 前記第２セパレータの樹脂層と耐熱層との厚さの比が４：１であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の二次電池の製造方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2012/050887 WO2013108372A1 (ja) | 2012-01-18 | 2012-01-18 | 二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2013108372A1 JPWO2013108372A1 (ja) | 2015-05-11 |
| JP5864620B2 true JP5864620B2 (ja) | 2016-02-17 |
Family
ID=48798822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013554142A Expired - Fee Related JP5864620B2 (ja) | 2012-01-18 | 2012-01-18 | 二次電池の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5864620B2 (ja) |
| WO (1) | WO2013108372A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6019638B2 (ja) * | 2012-03-14 | 2016-11-02 | 株式会社Ｇｓユアサ | 蓄電素子 |
| JP5797610B2 (ja) * | 2012-07-25 | 2015-10-21 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 二次電池 |
| JP6364854B2 (ja) * | 2014-03-24 | 2018-08-01 | 日産自動車株式会社 | 電気デバイスのセパレータ接合装置 |
| JP6672607B2 (ja) * | 2015-04-02 | 2020-03-25 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置 |
| JP6474329B2 (ja) * | 2015-07-16 | 2019-02-27 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 二次電池 |
| JP6709531B2 (ja) * | 2016-01-18 | 2020-06-17 | 株式会社Ｇｓユアサ | 蓄電素子 |
| JP6183526B2 (ja) * | 2016-09-23 | 2017-08-23 | 株式会社Ｇｓユアサ | 蓄電素子 |
| JP7232711B2 (ja) * | 2019-05-30 | 2023-03-03 | セイコーインスツル株式会社 | 電気化学セルおよび電気化学セルの製造方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56160776A (en) * | 1980-05-14 | 1981-12-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacture of spiral electrode group |
| JP2001202985A (ja) * | 2000-01-21 | 2001-07-27 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 円筒形リチウムイオン電池 |
| JP2001229970A (ja) * | 2000-02-16 | 2001-08-24 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 円筒形リチウムイオン電池 |
| JP5274059B2 (ja) * | 2008-03-13 | 2013-08-28 | 日立ビークルエナジー株式会社 | 捲回式電池の製造方法 |
| JP4954129B2 (ja) * | 2008-03-18 | 2012-06-13 | シーケーディ株式会社 | 巻回素子の製造方法 |
| JP2010009839A (ja) * | 2008-06-25 | 2010-01-14 | Panasonic Corp | 円筒形電池およびその製造方法 |
| JP5622071B2 (ja) * | 2009-09-30 | 2014-11-12 | 株式会社Ｇｓユアサ | 巻回型電池、及び巻回型電池用発電体の製造方法 |
| JP2011175749A (ja) * | 2010-02-23 | 2011-09-08 | Toyota Motor Corp | 電池，およびその電池を使用した車両，電池搭載機器 |
| JP2012022813A (ja) * | 2010-07-12 | 2012-02-02 | Toyota Motor Corp | 電極捲回装置および捲回電極体電池の製造方法 |
-
2012
- 2012-01-18 JP JP2013554142A patent/JP5864620B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2012-01-18 WO PCT/JP2012/050887 patent/WO2013108372A1/ja active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2013108372A1 (ja) | 2013-07-25 |
| JPWO2013108372A1 (ja) | 2015-05-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5864620B2 (ja) | 二次電池の製造方法 | |
| JP4378657B2 (ja) | 電池および電源装置 | |
| JP5336024B1 (ja) | 二次電池 | |
| JP5841571B2 (ja) | 二次電池 | |
| JP5550923B2 (ja) | 角形二次電池の製造方法 | |
| JP5735096B2 (ja) | 非水二次電池用電極の製造方法、および非水二次電池の製造方法 | |
| US9362588B2 (en) | Lithium-ion secondary battery and manufacturing method for same | |
| JP2007095465A (ja) | 封口電池及びその製造方法 | |
| JP6261441B2 (ja) | 二次電池 | |
| JP6423250B2 (ja) | 二次電池 | |
| JP6270613B2 (ja) | 角形二次電池 | |
| WO2013164916A1 (ja) | 扁平捲回形二次電池およびその製造方法 | |
| JP6104383B2 (ja) | 扁平捲回形二次電池 | |
| JP2014216252A (ja) | 角形二次電池 | |
| JP5797610B2 (ja) | 二次電池 | |
| JP6781074B2 (ja) | 二次電池 | |
| JP2011216209A (ja) | ラミネート形電池およびその製造方法 | |
| JP5589190B2 (ja) | 二次電池および電極群製造装置 | |
| JP2016103446A (ja) | リチウム二次電池 | |
| JP6331097B2 (ja) | 二次電池の製造方法 | |
| JP2013232439A (ja) | 扁平捲回形二次電池およびその製造方法 | |
| JP2005158303A (ja) | 電池および組電池 | |
| JP6358060B2 (ja) | 電極体 | |
| JP5954339B2 (ja) | 角形二次電池及びその製造方法 | |
| CN114204095A (zh) | 二次电池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150901 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151102 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151124 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151224 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5864620 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |