JP6365885B2 - 二次電池の製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、二次電池の製造装置に関する。詳しくは、電極シートを捲回してなる捲回電極体を備えた二次電池を製造する製造装置に関する。

リチウムイオン二次電池等の二次電池は、既存の電池に比べて軽量でありかつエネルギー密度が高いことから、車両搭載用の高出力電源、携帯電話やノート型パソコン等のポータブル電源等として好ましく利用されている。一般に、この種の電池は、正極シートと負極シートとを絶縁性のセパレータシートを介して捲回して成る捲回電極体を、電解液と共に電池ケース内に収容して構成されている。このような二次電池の製造装置には、上記捲回電極体を得るために、正極シート、負極シートおよびセパレータシートのそれぞれを巻き取り位置に送り出し、巻取ローラによって巻き取る手段が含まれる。

上記巻き取りの際に、正極シート、負極シートおよびセパレータシートが本来あるべき位置からずれたまま捲回が進行すると、得られた二次電池において正負極の電極シート間の短絡等の不具合が生じる虞がある。そこで、このような正負極の電極シート等の位置ずれを検出するために、該電極シートのエッジ等の位置を光学検出器によって検出する技術が開発されている。この種の技術に関する先行文献として特許文献１〜４が挙げられる。

特開２００３−４５４１７号公報 特開平５−２５６７９３号公報 特開２０００−１８２６５８号公報 国際公開第２０１１／１２３４８５号

しかしながら、従来の位置ずれ検出方法によると、検出対象点の読み取りが充分に正確でない場合があった。特に、電極シートの表面の一部に光沢がある場合は、該電極シート自体のうねりによって該電極シートの表面で光が乱反射することにより、光学検出器による検出対象点の検出（認識）精度が損なわれがちであった。本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電極シートの捲回時における位置ずれを精度よく検出し得る二次電池の製造装置を提供することである。

本発明により提供される二次電池の製造装置は、正極シート、負極シートおよびセパレータシートをそれぞれの搬送経路に沿って共通の巻取軸まで搬送して該巻取軸の周囲に捲回する手段を備える。また、上記製造装置は、各上記搬送経路における上記巻取軸に最も近い副軸と上記巻取軸との間において上記正極シートおよび上記負極シートの位置ずれを測定する位置ずれ検出手段を備える。上記位置ずれ検出手段は、上記正極シートおよび上記負極シートにおける検出対象点の位置をそれぞれ検出する正極検出手段および負極検出手段と、検出された上記検出対象点の位置の目標位置からの変位を計測する変位計測手段とを含む。上記正極検出手段および上記負極検出手段の少なくとも一方は、検出対象である上記正極シートまたは上記負極シート（以下「対象電極シート」ともいう。）の面上に設定された上記検出対象点の位置をそれぞれ光学的に検出するように構成された面上対象点検出手段である。上記面上対象点検出手段は、光軸変更機能を備える光学検出器と、所定の発光範囲を有する照明とを含む。ここで、上記対象電極シートにおいて上記搬送経路に沿う方向および上記搬送経路に沿う方向に直交する方向におけるうねり角度をそれぞれθ_ＭＤ、θ_ＴＤとする。このとき、上記製造装置は、上記搬送経路に沿う方向から視て、上記発光範囲の一端および他端と上記検出対象点とをそれぞれ結ぶ線と、上記検出対象点に向かう上記光軸の方向である検査方向Ｗと、がそれぞれ成す角度α_１およびα_２が、α_１≧２θ_ＴＤかつα_２≧２θ_ＴＤを満たし、且つ、上記搬送経路に沿う方向に直交する方向から視て、上記発光範囲の一端および他端と上記検出対象点とをそれぞれ結ぶ線と、上記対象電極シートのシート面と成す角度が上記検査方向Ｗと等しい方向である方向Ｗ’と、がそれぞれ成す角度β_１およびβ_２が、β_１≧２θ_ＭＤかつβ_２≧２θ_ＭＤを満たすように構成されている。

上記製造装置では、乱反射の影響を受けやすい面上対象点検出手段を適用する対象電極シートに対し、該対象電極シートのうねりを考慮して照明を設置している。このことによって上記乱反射が検出精度に及ぼす影響を低減し、正負極いずれの電極シートについても精度よく位置ずれを検出することができる。また、ここに開示される製造装置は、光軸変更機能を有する光学検出器を備えるため、電極シートの位置ずれを測定する位置の制約が少ない。このことも電極シートの位置ずれの検出精度を向上するうえで有利である。位置ずれの検出精度が向上すれば、その検出結果に基づいて位置ずれを的確に補正する制御が可能となることから、巻きずれが抑制された捲回電極体を歩留りよく製造することができる。その結果、上記捲回電極体を備えた二次電池を効率よく製造することができる。ここに開示される製造装置は、捲回電極体の製造装置としても把握され得る。したがって、本発明の他の側面として捲回電極体の製造装置が提供される。

一実施形態に係る製造装置を示す模式図である。 一実施形態に係る捲回電極体の構成を模式的に示す説明図である。 搬送経路に沿う断面における電極シートの表面形状を模式的に示す説明図である。 図１のIV−IV線断面において、一実施形態に係る光学検出器の構成を模式的に示す説明図である。 位置ずれの検出対象点を搬送方向から視た図である。 位置ずれの検出対象点を搬送方向と直交する方向から視た図である。 一般的な二次電池の外形を模式的に示す斜視図である。 図７のVIII−VIII線における断面図である。

以下、本発明の好適な実施形態を、図面を用いて説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。また、ここに開示される二次電池の製造装置の好適な適用例として、リチウムイオン二次電池の製造装置を挙げて説明するが、本発明の範囲を限定する意図ではない。

図１に示すように、本実施形態に係る二次電池の製造装置１００には、長尺状の正極シート１２を送り出す供給軸１２２と、長尺状の負極シート１４を送り出す供給軸１２４と、長尺状の第１セパレータシート１６を送り出す供給軸１２６と、長尺状の第２セパレータシート１８を送り出す供給軸１２８とが、回転可能に設置されている。製造装置１００の巻取り位置には、回転可能な巻取軸１３０が設置されている。各供給軸１２２、１２４、１２６、１２８からそれぞれ巻き出された正極シート１２、負極シート１４、第１セパレータシート１６および第２セパレータシート１８は、それぞれの搬送経路に沿って上記巻取り位置に向けて搬送され、巻取軸１３０の周囲に捲回される。

正極シート１２の搬送経路において、供給軸１２２と巻取軸１３０との間には、一または二以上の副軸（ガイド軸）１３２Ａ、１３２Ｂが設置されている。また、負極シート１４の搬送経路において、供給軸１２４と巻取軸１３０との間には、一または二以上の副軸１３４Ａ、１３４Ｂが設置されている。ここで、図１では正極シート１２および負極シート１４の各搬送経路につき２つの副軸を示しているが、副軸の数はこれに限定されない。また、図１には示していないが、第１セパレータシート１６および第２セパレータシート１８の各搬送経路にも、それぞれの供給軸１２６、１２８と巻取軸１３０との間に、必要に応じて一または二以上の副軸が設置されていてもよい。

各搬送経路に沿って巻取り位置まで搬送された正極シート１２、第１セパレータシート１６、負極シート１４および第２セパレータシート１８は、この順に重なった状態で共通の巻取軸１３０に巻き取られる。したがって、製造装置１００を用いて得られる捲回電極体１０は、正極シート１２と負極シート１４との間に第１セパレータシート１６または第２セパレータシート１８が介在する構成をもつ。

図２を用いて、このような捲回電極体１０の一態様に係る構成を説明する。第１セパレータシート１６および第２セパレータシート１８は、正極シート１２と負極シート１４との間に介在されて、両電極シートの直接接触による短絡を防止しつつ電荷担体を通過させる役割を果たすものである。第１セパレータシート１６と第２セパレータシート１８の材料は特に限定されないが、典型的にはポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン等の絶縁材料で構成された多孔質シートが好ましく使用される。

正極シート１２は、長尺状の正極集電体４４と、その両面に形成された正極活物質層５２とを備える。負極シート１４は、長尺状の負極集電体４６と、その両面に形成された負極活物質層５４とを備える。捲回電極体１０の幅方向（捲回方向に直交する方向）の中央部には、正極活物質層５２と負極活物質層５４とが重なり合って密に積層された部分が形成されている。また、正極シート１２の幅方向の一方の端部には、正極活物質層５２が形成されずに正極集電体４４が露出した部分（正極活物質層非形成部４５）が設けられている。この正極活物質層非形成部４５は、第１セパレータシート１６、第２セパレータシート１８および負極シート１４からはみ出している。即ち、捲回電極体１０の幅方向の一端において正極活物質非形成部４５が重なり合った部分が形成されている。また、捲回電極体１０の幅方向の他端には、上記正極シートの幅方向の一方の端部と同様に、負極活物質層５４が形成されずに負極集電体４６が露出した部分（負極活物質層非形成部４７）が重なり合った部分が形成され、捲回電極体１０の幅方向の他端において負極活物質非形成部４７が重なり合った部分が形成されている。

正極集電体４４および負極集電体４６としては、導電性のよい金属箔が好適に用いられる。このような金属箔はうねりによる乱反射を生じやすいため、かかる金属箔を集電体に用いた捲回電極体の製造においては本発明に係る製造装置１００を用いて位置ずれ検出精度を改善することが特に有意義である。例えば、正極集電体４４としては、厚みが５μｍ〜２０μｍ程度のアルミニウム箔等の金属箔が好適に用いられ得る。また、負極集電体４６としては、厚みが１０μｍ〜３０μｍ程度の銅箔等の金属箔が好適に用いられ得る。

正極シート１２の搬送経路には、巻取軸１３０と該巻取軸に最も近い副軸１３２Ａとの間において正極シート１２における検出対象点の位置を検出する正極検出手段１０２としての光学検出器１４０が設置されている。負極シート１４の搬送経路には、巻取軸１３０と該巻取軸に最も近い副軸１３４Ａとの間において負極シート１４における検出対象点の位置を検出する負極検出手段１０４としての光学検出器１６０が設置されている。このように、巻取軸１３０に最も近い副軸１３２Ａ、１３４Ａと該巻取軸１３０との間において位置ずれを検出することにより、検出後の電極シートが他の副軸を経由することによる位置ずれの程度の変動が防止され、位置ずれの検出結果と得られる捲回電極体における実際の位置ずれとの相関が高くなる傾向にある。

正極シート１２または負極シート１４の位置ずれの測定は、例えば以下のようにして行うことができる。まず、巻取軸１３０に直交する面である基準面を設定する。そして、検出対象の電極シートについて位置ずれの検出対象点の位置を検出し、当該検出対象点から上記基準面までの距離Ｂを測定する。そして、あらかじめ設定された目標位置から上記基準面までの距離Ａと上記距離Ｂとを変位計測手段により対比して、距離Ｂの距離Ａからの変位を計測する。この変位が大きいほど、電極シートの位置が目標位置から大きくずれている（即ち、位置ずれが大きい）ことを示す。

正極シート１２において光学検出器１４０により検出される検出対象点と巻取軸１３０との距離Ｆや、負極シート１４において光学検出器１６０により検出される検出対象点と巻取軸１３０との距離Ｇは、特に限定されず、検出対象である正極シート１２または負極シート１４の性状、サイズ等に応じて独立して設定することができる。距離Ｆおよび距離Ｇを短くすることにより、位置ずれの検出結果と得られる捲回電極体における実際の位置ずれとの相関が高くなる傾向にある。かかる観点から、通常は、距離Ｆおよび距離Ｇをいずれも５ｍ以下（好ましくは５０ｃｍ以下）程度とすることが適当である。ここに開示される製造装置には、上述のように電極シートの位置ずれを測定する位置の制約が少ないため、距離Ｆおよび距離Ｇを短くしやすいという利点がある。

好ましい一態様において、距離Ｆと距離Ｇとが等しくなるように検出対象点を設定することができる。本態様によると、正極シート１２において位置ずれが測定された箇所と負極シート１４において位置ずれが測定された箇所が、巻取軸１３０上においてほぼ同じ位置で重ね合わさる。かかる態様の製造装置によると、得られた位置ずれの情報に基づいて捲回電極体１０の巻きずれがより効果的に抑制され得る。ここに開示される製造装置には、上述のように電極シートの位置ずれを測定する位置の制約が少ないため、距離Ｆおよび距離Ｇを等しくしやすいという利点がある。

搬送方向に直交する断面における正負極の電極シート１２、１４の検出対象点（即ち、位置ずれの検出に利用する観測対象点）は特に限定されず、少なくとも一方の電極シートの検出対象点が該電極シートの面上に設定されていればよい。面上の検出対象点としては、検出容易性の観点から、電極活物質層と電極活物質層非形成部との境界を好適に採用することができる。集電体の両側に電極活物質層を有する電極シートの位置ずれを面上の検出対象点により検出する場合は、該電極シートの両面において、該両面の面上にそれぞれ設定された検出対象点を検出することが好ましい。ここに開示される製造装置は、正負極いずれの電極シートについても面上の検出対象点を検出するように構成された態様とすることができる。また、いずれか一方の電極シートは面上の検出対象点を検出し、他方の電極シートは面上以外の検出対象点を検出するように構成された態様としてもよい。この態様は製造装置の簡略化の観点から有利である。面上以外の検出対象点としては、電極シートの幅方向の端（エッジ）を好適に採用することができる。

好ましい一実施形態における検出対象点について説明する。図４は、正極シート１２、負極シート１４、第１セパレータシート１６および第２セパレータシート１８の搬送方向に直交する方向（即ち、幅方向）における断面を示す模式図である。負極シート１４における検出対象点（負極検出対象点）は、負極シート１４の幅方向であって負極活物質層非形成部４７とは反対側の端、即ち負極シート１４における負極活物質層形成側のエッジ１４Ａに設定されている。一方、正極シート１２における検出対象点（正極検出対象点）は、正極シート１２の幅方向であって正極活物質層５２と正極活物質層非形成部４５（正極活物質層５２が形成されずに正極集電体４４が露出した部分）との境界、即ち正極活物質層５４における正極活物質層非形成部４５側の端（以下「塗工端」ともいう。）５２Ａに設定されている。したがって、本実施態様では、上記正極検出対象点は正極シートの面上に設定されており、正極検出手段１０２としての光学検出器１４０が面上対象点検出手段に該当する。正極検出対象点および負極検出対象点をこのように設定することにより、高い位置ずれ検出精度と製造効率とを両立して達成することができる。

以下、正極検出手段（面上対象点検出手段）１０２の一構成例を具体的に説明する。
本実施態様の製造装置１００は、正負極の電極シート１２、１４のうち位置ずれの検出対象点が該電極シートの面上に設定されている電極シート（ここでは正極シート１２）のうねりの大きさに応じて、該うねりに起因する乱反射の影響を抑えて位置ずれの検出精度を高め、本発明の課題を解決するように構成されている。したがって、製造に使用する電極シート１２、１４のうねりの大きさは特に制限されない。

ここで、電極シートのうねりとは、電極シート表面の凹凸であって、該電極シートの表面粗さよりも長波長であるものを指す。電極シートのうねりの大きさは、所定の方向に沿って測定されるうねり角度によって把握され得る。図３に、電極シート１３の搬送方向に沿う断面の模式図を示す。図３に示すように、電極シート１３の搬送方向（即ち、電極シート１３の長手方向）に沿って測定されるうねり角度をθ_ＭＤとする。同様に、図示はしないが、電極シート１３の搬送方向に直交する方向（即ち、電極シート１３の幅方向）に沿って測定されるうねり角度をθ_ＴＤとする。ここに開示される技術では、電極シート１３のうねりの大きさをうねり角度θ_ＭＤ、θ_ＴＤにより把握し、これらうねり角度θ_ＭＤ、θ_ＴＤに基づいて製造装置の構成を設定することにより、面上対象点検出手段における位置ずれの検出精度を向上させる。電極シート１３のうねり角度θ_ＭＤ、θ_ＴＤは、公知の適切なうねり測定手段を用いて測定することができ、例えば、うねり測定器としてのレーザ変位計を含む構成のものを好ましく採用し得る。レーザ変位計によるうねり角度θ_ＭＤ、θ_ＴＤの測定は、非接触で行うことができるため好ましい。なお、ここに開示される製造装置は、上記うねり測定手段を含む構成としてもよく、含まない構成としてもよい。上記製造装置が上記うねり測定手段を含む場合、該手段を設置する位置は特に限定されない。例えば、後述する面上対象点検出手段が適用される検出対象点の近傍に、上記うねり測定手段を設置することができる。かかる製造装置において、電極シートのうねりの測定は、当該電極シートを巻取り位置に搬送しながら、連続的にまたは間欠的に行うことができる。あるいは、事前に電極シートのうねり角度θ_ＭＤ、θ_ＴＤを測定しておき、その測定結果に応じて製造装置の構成を調整してもよい。

本実施形態における面上対象点検出手段１０２は、光軸変更機能を備える光学検出器１４０と、所定の発光範囲を有する照明１５０とを含む。ここで光軸変更機能とは、検出対象点での反射光が光学検出器における受光手段（受光器）に至る経路において該反射光の進行方向（光軸）を変更する機能のことをいう。光軸を変更するために用いられる部材としては、特に限定されず、例えば光学用ミラーやプリズム等、従来この種の技術で用いられる部材を適宜選択し、必要に応じて組み合わせて用いることができる。

図４に、一実施形態に係る光学検出器１４０の構成を示す。光学検出器１４０は、検出対象点からの光線を受光する受光器１４３、１４４と、光軸変更機能を担うプリズム１４１、１４２とを含む。プリズム１４１、１４２は、図示するように、正極シート１２の一面側および他面側における検出対象点（この例では、正極シート１２の一面および他面に設けられた正極活物質層５２の塗工端）５２Ａから正極シート１２の外方にそれぞれ適切な隔たりをもって設置される。正極シート１２の両面上の検出対象点から進行する光線は、プリズム１４１、１４２によって進行方向が曲げられ、その先に設置された受光器１４３、１４４に到達する。かかる構成の光学検出器１４０によると、プリズム１４１、１４２の光軸変更機能を利用することで受光器１４３、１４４の配置位置の制約を緩和することができるため、より巻取軸１３０に近い位置に検出対象点を配置することができる。このことによって捲回電極体１０の巻きずれがより効果的に抑制され得る。なお、光学検出器１４０に含まれるプリズム１４１、１４２の数は特に限定されず、正極シート１２の各面につき一または二以上とすることができる。

図４に示す例のように、正極シート１２の一面側および他面側にそれぞれプリズム１４１、１４２が設置される構成の光学検出器１４０によると、正極シート１２の一面および他面の面上において、巻取軸１３０からの距離がほぼ同じ位置に検出対象点を設定することができる。このことによって、位置ずれの検出およびその検出結果に基づく正極シート１２の位置の制御（補正）をより的確に行うことができる。また、上記構成によると、正極シート１２の一面および他面における面上からの光線（光学情報）を、図４に示すように、ほぼ同じ位置に設置した受光器１４３、１４４で検出することができる。このことは、受光器１４３、１４４の配置容易性および光学検出器１４０の構成の簡素化の観点から有利である。光学検出器１４０の種類は、正極シート１２の面上から得られる光学情報に基づいて検出対象点の位置を特定できるものであればよく、特に限定されない。例えば、光学検出器１４０として公知の画像検査装置を好ましく用いることができる。

正極検出手段（面上対象点検出手段）１０２は、上述した光学検出器１４０の他に、照明１５０を含む。ここでいう照明１５０は、光源としての機能を果たすものであって、所定の発光範囲を有するものである。換言すれば、照明１５０は、一点から光が発散する点照明ではなく、所定の発光範囲を有する面照明である。面上対象点検出手段１０２を構成する照明１５０の配置について、図５、図６を用いて説明する。

図５は、検出対象点である正極活物質層の塗工端５２Ａを、正極シート１２の搬送方向から視た図である。図５において、照明１５０は、正極シート１２の外方（図５における上方）に適切な隔たりをもって設置される。検査方向Ｗは、検出対象点に向かう光軸の方向であって、図５においては、上方から正極活物質層の塗工端５２Ａに向かう方向である。このとき、正極シート１２における位置ずれの検出対象点（即ち、正極活物質層の塗工端）５２Ａと照明１５０の発光範囲の一端１５０Ａとを結ぶ線と、検査方向Ｗとが成す角度をα_１とする。また、上記検出対象点５２Ａと照明１５０の発光範囲の他端１５０Ｂとを結ぶ線と、検査方向Ｗとが成す角度をα_２とする。ここに開示される製造装置１００は、上記α_１およびα_２と正極シート１２の搬送方向に直交する方向（即ち正極シート１２の幅方向）に沿ったうねり角度θ_ＴＤとの関係が以下の一般式（１）および（２）を満たすように構成されている。
α_１≧２θ_ＴＤ （１）
α_２≧２θ_ＴＤ （２）

図６は、検出対象点である正極活物質層の塗工端５２Ａを、正極シート１２の搬送方向と直交する方向から視た図である。図６において、照明１５０は正極シート１２の図面上の上方右側（搬送方向上流側）に設置される。図６において、検査方向Ｗは、正極シート１２の上方から検査対象点（即ち、正極活物質層の塗工端）５２Ａに向かい且つ正極シート１２のシート面とγの角度を成す方向である。また、図６に示す方向Ｗ’は、正極シート１２のシート面とγの角度を成すものであって検査方向Ｗとは異なるものを指す。このとき、正極シート１２における位置ずれの検出対象点５２Ａと照明１５０の発光範囲の一端１５０Ｃを結ぶ線と方向Ｗ’とが成す角度をβ_１とする。また、上記検出対象点５２Ａと照明１５０の発光範囲の他端１５０Ｄと結ぶ線と方向Ｗ’とが成す角度をβ_２とする。ここに開示される製造装置１００は、上記β_１およびβ_２と正極シート１２の搬送方向（即ち正極シート１２の長手方向）に沿ったうねり角度θ_ＭＤとの関係が以下の一般式（３）および（４）を満たすように構成されている。
β_１≧２θ_ＭＤ （３）
β_２≧２θ_ＭＤ （４）

かかる条件を満たすような発光範囲を有する照明１５０を用いると、検出対象である正極シート１２または負極シート１４のうねりが位置ずれの検出精度に与える影響を効果的に抑制することができる。これは、上記条件を満たすような発光範囲を有する照明１５０によると、光学検出器の視野範囲に検出の妨げとなり得る影が発生しにくくなるためである。例えば、検出対象である正極シート１２または負極シート１４の表面の一部に光沢がある場合であっても、正極シート１２または負極シート１４のうねりによる光の乱反射の影響を抑えて、検出対象点の検出（例えば、画像検査装置による検出対象点の特定）を精度よく行うことができる。このため、かかる構成の検出手段によると、位置ずれの検出精度が向上する傾向がある。

上記一般式（１）、（２）、（３）および（４）の条件を満たすために取り得る手段は特に限定されず、例えば、当業者に公知の各種手段のなかから１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて採用することができる。採用し得る手段の具体例としては、照明１５０のサイズ（典型的には発光範囲の寸法）を適宜変更する、検出対象点と照明１５０との距離や照明１５０の姿勢を調整する（例えば、近づけたり遠ざけたりする、傾ける、回転させる等）、照明１５０に覆いや反射板を取り付けて照明１５０の発光範囲を調節する、等が挙げられる。製造装置１００が正極シート１２のうねりの大きさを測定する手段（典型的にはレーザ変位計）を含む場合、測定されたうねりの大きさに応じて照明１５０の発光範囲の制御を適時行うことにより、位置ずれの検出精度がより向上し得る。

なお、上記α_１およびα_２の値は、上記うねり角度θ_ＴＤとの間の関係で上記一般式（１）および（２）を満たせばよく、特に限定されない。通常、α_１およびα_２は、それぞれ独立に、５°以上であることが好ましく、より好ましくは１０°以上、さらに好ましくは２０°以上である。α_１およびα_２の上限値は特に限定されないが、コスト低減の観点から、通常は、それぞれ独立に、４５°以下であることが適切であり、好ましくは３０°以下である。上記α_１とα_２の大きさは同じでも異なってもよい。検出精度向上の観点からは、α_１とα_２の差が２０°以下であることが好ましく、より好ましくは５°以下である。検出精度をより向上させる観点からは、α_１とα_２が等しいことが好ましい。

同様に、上記β_１およびβ_２の値は、上記うねり角度θ_ＭＤとの間の関係で上記一般式（３）および（４）を満たせばよく、特に限定されない。通常、β_１およびβ_２は、それぞれ独立に、５°以上であることが好ましく、より好ましくは１０°以上、さらに好ましくは２０°以上である。β_１およびβ_２の上限値は特に限定されないが、コスト低減の観点から、通常は、それぞれ独立に、４５°以下であることが適切であり、好ましくは３０°以下である。上記β_１とβ_２の大きさは同じでも異なってもよい。検出精度向上の観点からは、β_１とβ_２の差が２０°以下であることが好ましく、より好ましくは５°以下である。検出精度をより向上させる観点からは、β_１とβ_２が等しいことが好ましい。

負極検出対象点（即ち、負極シート１４における負極活物質層非形成部４７とは反対側のエッジ）１４Ａを検出する負極検出手段１０４としての光学検出器１６０は、正極検出手段１０２としての光学検出器１４０と同様に構成することができる。例えば、正極検出手段１０２および負極検出手段１０４のいずれにも画像検査装置を用いることができる。あるいは、負極検出手段１０４として、正極検出手段１０２とは異なる構成のものを用いてもよい。例えば、負極シート１４のエッジ１４Ａを検出する光学検出器１６０として、一般的な投光受光タイプのエッジセンサを好ましく用いることができる。

ここに開示される二次電池の製造装置１００は、正極シート１２および負極シート１４の位置ずれの検出結果に基づいて、正極シート１２または負極シート１４の位置を目標位置に近づけるように（即ち、位置ずれを収束させるように）調整する位置ずれ補正手段を含み得る。かかる位置ずれ補正手段を含む製造装置によると、正極シート１２および負極シート１４の位置ずれを適切に補正しながら捲回電極体１０を製造することができるので、捲回電極体１０の巻きずれが高度に抑制された二次電池が効率よく製造され得る。

ここに開示される製造装置により製造された捲回電極体１０は、該電極体を構成部品として含む種々の二次電池（例えばリチウムイオン二次電池）の製造に利用され得る。捲回電極体１０を用いて好適に製造され得る二次電池１の一実施形態に係る構成を図７、図８に示す。この二次電池１は、角型箱状の電池ケース８０と、電池ケース８０内に収容される捲回電極体１０とを備える。電池ケース８０は上面に開口部８２を有しており、捲回電極体１０を開口部８２から電池ケース８０内に収容した後、開口部８２を蓋体８４によって封止することができる。電池ケース８０内には、さらに、図示しない電解液が収容される。捲回電極体１０の正極活物質層非形成部４５および負極活物質層非形成部４７には、それぞれ、内部正極端子８７および内部負極端子８９が接続される。また、蓋体８４には、外部接続用の外部正極端子８６と外部負極端子８８とが、それぞれの一端が蓋体８４の表面側に突出するように設けられる。そして、外部正極端子８６の他端は電池ケース８０の内部で内部正極端子８７と接続され、外部負極端子８８の他端は電池ケース８０の内部で内部負極端子８９と接続される。このようにして二次電池１が製造される。

以上、本発明を詳細に説明したが、上記実施形態は例示にすぎず、ここで開示される発明には上述の具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

１ 二次電池
１０ 捲回電極体
１２ 正極シート
１４ 負極シート
１４Ａ 負極シートのエッジ
１６ 第１セパレータシート
１８ 第２セパレータシート
４４ 正極集電体
４６ 負極集電体
５２ 正極活物質層
５２Ａ 正極活物質層の塗工端
５４ 負極活物質層
１００ 製造装置
１０２ 正極検出手段（面上対象点検出手段）
１０４ 負極検出手段
１２２、１２４、１２６、１２８ 供給軸
１３０ 巻取軸
１３２Ａ、１３２Ｂ、１３４Ａ、１３４Ｂ 副軸
１４０ 光学検出器（正極検出手段）
１４１、１４２ プリズム
１４３、１４４ 受光器
１５０ 照明（正極検出手段）
１６０ 光学検出器（負極検出手段）

Claims (1)

1. 正極シート、負極シートおよびセパレータシートをそれぞれの搬送経路に沿って共通の巻取軸まで搬送して該巻取軸の周囲に捲回する手段と、
   各前記搬送経路における前記巻取軸に最も近い副軸と前記巻取軸との間において前記正極シートおよび前記負極シートの位置ずれを測定する位置ずれ検出手段と、
   を備える二次電池の製造装置であって、
   前記位置ずれ検出手段は、前記正極シートおよび前記負極シートにおける検出対象点の位置をそれぞれ検出する正極検出手段および負極検出手段と、検出された前記検出対象点の位置の目標位置からの変位を計測する変位計測手段とを含み、
   前記正極検出手段および前記負極検出手段の少なくとも一方は、検出対象である前記正極シートまたは前記負極シートの面上に設定された前記検出対象点の位置をそれぞれ光学的に検出するように構成された面上対象点検出手段であり、
   前記面上対象点検出手段は、光軸変更機能を備える光学検出器と、所定の発光範囲を有する照明とを含み、
   ここで、検出対象である前記正極シートまたは前記負極シートにおいて前記搬送経路に沿う方向および前記搬送経路に沿う方向に直交する方向におけるうねり角度をそれぞれθ_ＭＤ、θ_ＴＤとしたとき、
   前記搬送経路に沿う方向から視て、前記発光範囲の一端および他端と前記検出対象点とをそれぞれ結ぶ線と、前記検出対象点に向かう前記光軸の方向である検査方向Ｗと、がそれぞれ成す角度α_１およびα_２が、α_１≧２θ_ＴＤかつα_２≧２θ_ＴＤを満たし、且つ、
   前記搬送経路に沿う方向に直交する方向から視て、
   前記発光範囲の一端および他端と前記検出対象点とをそれぞれ結ぶ線と、
   検出対象である前記正極シートまたは前記負極シートのシート面と成す角度が前記検査方向Ｗと等しく、且つ、該検査方向Ｗとは異なる方向である方向Ｗ’と、がそれぞれ成す角度β_１およびβ_２が、β_１≧２θ_ＭＤかつβ_２≧２θ_ＭＤを満たす
   ように構成されていることを特徴とする、二次電池の製造装置。

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