JP6870591B2 - 捲回電極体の製造方法 - Google Patents
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Description
捲回電極体の製造においては、性能向上のため、電極シートにおける集電箔の薄膜化が図られている。また、生産性向上のため、電極シートの搬送速度の高速化が図られている。このような電極シートの薄膜化や搬送速度の高速化に伴って、電極シートを巻芯に捲回し始める際に、電極シートの先端部が搬送方向と反対側にめくれ、折り重なって捲回される場合があった。電極シートの先端部が折り重なって捲回されると、製造される捲回電極体の性能に悪影響を及ぼす虞があるため、検査において不良と判定される。
負極シートと正極シートとからなる一対の電極シートの間に第1のセパレータシートを挟むと共に、前記一対の電極シートの外側に第2のセパレータシートを重ねつつ、巻芯の外周面に捲回することによって、捲回電極体を製造する捲回電極体の製造方法であって、
前記一対の電極シートの少なくとも一方の電極シートを前記巻芯に取り付ける前に、当該一方の電極シートの先端部に、当該一方の電極シートの長手方向に延びた第1の折り目を形成するものである。
負極シートと正極シートとからなる一対の電極シートの間に第1のセパレータシートを挟むと共に、前記一対の電極シートの外側に第2のセパレータシートを重ねつつ、巻芯の外周面に捲回することによって、捲回電極体を製造する捲回電極体の製造方法であって、
前記一対の電極シートの少なくとも一方の電極シートを前記巻芯に取り付ける前に、当該一方の電極シートの先端部に、当該先端部の少なくとも一方の角部から前記一方の電極シートの中心線に向かって斜めに延びた折り目を形成するものである。
<捲回電極体の構成>
まず、図1、図2を参照して、第1の実施形態に係る捲回電極体の製造方法によって製造される捲回電極体の構成について説明する。図1は、捲回電極体100の模式的斜視図である。図2は、図1のII−II断面図である。
捲回電極体100は、例えばリチウムイオン二次電池等に使用される捲回電極体である。捲回電極体100は、負極シート40、内側セパレータシート(第1のセパレータシート)61、正極シート50、外側セパレータシート(第2のセパレータシート)62の4枚がこの順に積層され、負極シート40を内側にして捲回された構造を有している。
なお、捲回電極体100において、負極集電箔41が露出した非形成部41bには負極端子(不図示)が、正極集電箔51が露出した非形成部51bには正極端子(不図示)が、それぞれ接合される。
次に、図3を参照して、第1の実施形態に係る捲回電極体の製造方法に用いる製造装置の全体構成について説明する。図3は、第1の実施形態に係る捲回電極体の製造方法に用いる製造装置の模式的側面図である。図3に示すように、本実施形態に係る捲回電極体の製造方法に用いる製造装置は、巻芯10、切断機20、搬送チャック30を備えている。
巻芯10は、y軸方向に平行な軸を有する円柱もしくは円筒状の部材である。巻芯10は、例えばモータなどの駆動源(不図示)によって回転駆動される。
次に、図5、図6を参照して、負極シート40の先端部43の詳細について説明する。図5は、負極シート40の先端部43の斜視図である。図6は、負極シート40の先端部43の平面図である。図5、図6に示すように、第1の実施形態に係る捲回電極体の製造方法では、負極シート40の先端部43に折り目F1〜F3を形成する。
なお、図5、図6の例では、折り目F1を2本形成しているが、少なくとも1本形成すればよい。
図5、図6の例では、折り目F2の後端(x軸正方向側の端)は、折り目F1の後端(x軸正方向側の端)と接続されている。
なお、負極シート40について説明したが、正極シート50についても、同様に先端部に折り目を形成することによって、同様の効果を得ることができる。
次に、図7、図8を参照して、第1の実施形態に係る捲回電極体の製造方法に用いるクランプ部22の詳細構成について説明する。図7は、第1の実施形態に係る捲回電極体の製造方法に用いるクランプ部22の平面図である。図8は、図7のA−A断面図、B−B断面図、及びC−C断面図である。
図7は、クランプ部22によって挟んだ負極シート40を切断刃21によって切断した様子を模式的に示している。なお、図7では、搬送チャック30は省略されている。
以下に、図7、図8に示したクランプ部22を用いて負極シート40の先端部43に折り目F1〜F3を形成した実施例について説明する。具体的には、先端部43に折り目を形成しない比較例と高低差の異なる折り目F1〜F3を形成した実施例1〜4とを用いて、折り目高低差による不良率の変化を調査した。
実施例1、2については、最大高さが5mmの凸部221が形成されたブロック22aと、最大深さが5mmの凹部222が形成されたブロック22bとを用いた。
実施例2については、凸部221の最大高さ(凹部222の最大深さ)に対応した折り目高低差が5mmの折り目F1〜F3を形成した。
実施例3については、弱い押し圧とすることによって、折り目高低差が10mmの折り目F1〜F3を形成した。
実施例4については、凸部221の最大高さ(凹部222の最大深さ)に対応した折り目高低差が15mmの折り目F1〜F3を形成した。
なお、負極シート40の先端部43に折り目を形成しない比較例については、合わせ面が平坦な一対の四角柱状ブロックからなるモノマーキャストナイロン製のクランプ部を使用した。
20 切断機
21 切断刃
22 クランプ部
22a、22b ブロック
30 搬送チャック
40 負極シート
41 負極集電箔
41a 形成部
41b 非形成部
42 負極合材層
43 先端部
50 正極シート
51 正極集電箔
51a 形成部
51b 非形成部
52 正極合材層
61 内側セパレータシート
62 外側セパレータシート
100 捲回電極体
221 凸部
222 凹部
F1〜F3 折り目
Claims (6)
- 負極シートと正極シートとからなる一対の電極シートの間に第1のセパレータシートを挟むと共に、前記一対の電極シートの外側に第2のセパレータシートを重ねつつ、巻芯の外周面に捲回することによって、捲回電極体を製造する捲回電極体の製造方法であって、
前記一対の電極シートの少なくとも一方の電極シートを前記巻芯に取り付ける前に、当該一方の電極シートの先端部に、当該一方の電極シートの長手方向に延びた第1の折り目を形成する、
捲回電極体の製造方法。 - 前記先端部の少なくとも一方の角部から前記一方の電極シートの中心線に向かって斜めに延びた第2の折り目をさらに形成する、
請求項1に記載の捲回電極体の製造方法。 - 前記先端部の両方の角部から前記一方の電極シートの中心線に向かって斜めに延びた一対の第2の折り目をさらに形成する、
請求項1に記載の捲回電極体の製造方法。 - 前記第1及び第2の折り目の高低差が、0.5〜10mmである、
請求項2又は3に記載の捲回電極体の製造方法。 - 前記一方の電極シートを切断する際に当該一方の電極シートを挟んで固定するクランプ部を用いて、前記第1及び第2の折り目を形成する、
請求項2〜4のいずれか一項に記載の捲回電極体の製造方法。 - 負極シートと正極シートとからなる一対の電極シートの間に第1のセパレータシートを挟むと共に、前記一対の電極シートの外側に第2のセパレータシートを重ねつつ、巻芯の外周面に捲回することによって、捲回電極体を製造する捲回電極体の製造方法であって、
前記一対の電極シートの少なくとも一方の電極シートを前記巻芯に取り付ける前に、当該一方の電極シートの先端部に、当該先端部の少なくとも一方の角部から前記一方の電極シートの中心線に向かって斜めに延びた折り目を形成する、
捲回電極体の製造方法。
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