JP7426359B2 - 電池の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電池の製造方法に関する。

特開２００９－１９３７５０号公報には、正極板と負極板とセパレータとを渦巻き状に巻回した極板群を含む非水系二次電池の製造方法が開示されている。極板群は、真空吸着およびドライエア放出する複数の孔を有するメイン巻芯と、補助巻芯とにより構成される巻芯に巻き付けられる。補助巻芯は、可動構造となっている。巻回完了した極板群から巻芯を抜く際には、巻芯の外形寸法が極板群の中空部の径よりも小さい径になる方向に補助巻芯を移動する。特開２００９－１９３７５０号公報によれば、これにより、極板群からの巻芯の抜き取り動作が容易となる、とされている。

特開２００９－１９３７５０号公報

ところで、本発明者は、巻回電極体を製造する生産効率を向上させたいと考えている。本発明者の知見では、巻回電極体を巻芯から抜く方法には改善の余地があった。

ここで開示される巻回電極体を備えた電池の製造方法は、第１セパレータ、負極板、第２セパレータ、および正極板が巻回された巻回電極体を備えた電池の製造方法であって、第１セパレータ、負極板、第２セパレータ、および正極板を巻芯に巻回し、巻回電極体を作製する工程と、巻芯から巻回電極体を抜き取る工程と、を有する。巻芯から巻回電極体を抜き取る工程においては、巻芯の径が小さくなるように、巻芯を構成する第１構成部と第２構成部とのうちの少なくとも一方が、第１構成部と第２構成部との距離が小さくなる方向に動く。その後、巻芯から巻回電極体が抜き取られる。かかる方法によれば、巻回電極体を製造する生産効率を向上させることができる。

第１セパレータおよび第２セパレータの幅は、２０ｃｍ以上であってもよい。
巻芯から巻回電極体を抜き取る工程においては、巻回電極体の巻回軸が延びる方向の互いに離間した複数箇所で巻回電極体が挟持され、巻芯から抜き取られてもよい。
巻芯が延びる方向を第１方向とし、巻芯の径が小さくなる方向を第２方向とし、巻芯から巻回電極体を抜き取る工程において巻回電極体が両側から挟持される方向を第３方向とすると、第３方向は、第１方向に対して垂直であり、かつ、第２方向に対して９０度±３０度の範囲の角度をなしていてもよい。
また、巻芯から巻回電極体を抜き取る工程においては、第１構成部と第２構成部との境界近傍において巻回電極体が挟持されてもよい。
巻回電極体を挟持する治具は、少なくとも一対の腕部を有していてもよく、各腕部の巻回電極体側の面には、巻回電極体が接触する凸部が設けられていてもよい。
巻芯から巻回電極体を抜き取った後、腕部の巻回電極体側の面と凸部とは、それぞれ巻回電極体に接してもよい。
巻芯には、吸引孔またはガス放出孔が形成されていてもよい。
第１構成部には、吸引孔またはガス放出孔が形成されていてもよい。第２構成部には、吸引孔およびガス放出孔が形成されていなくてもよい。

図１は、電池２の縦断平面図である。 図２は、巻回電極体２０の模式図である。 図３は、巻回機１００の模式図である。 図４は、巻回機１００の模式図である。 図５は、巻回機１００の模式図である。 図６は、巻回機１００の模式図である。 図７は、第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０を模式的に示す断面図である。 図８は、巻芯１４０の断面図である。 図９は、巻芯１４０の外周面の構成を示す模式図である。 図１０は、治具２１０の模式的な斜視図である。 図１１は、縮径した状態の巻芯１４０の模式図である。 図１２は、扁平化された巻回電極体２０の模式図である。 図１３は、吸引孔群１４１ａとガス放出孔群１４１ｂとが別々に設けられた巻芯１４０を周方向に沿って仮想的に展開した図である。

以下、ここで開示される発明の実施の形態を説明する。ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。本発明は、特に言及されない限りにおいて、ここで説明される実施形態に限定されない。各図面は模式的に描かれており、必ずしも実物を反映していない。また、同一の作用を奏する部材・部位には、適宜に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、電池２の縦断平面図である。図１では、電池ケース１０の正面側の幅広面が仮想的に取り除かれ、電池ケース１０の内部が見えるように電池２が模式的に図示されている。電池２は、ここで開示される製造方法によって製造される電池の一形態であり、電池ケース１０の内部に巻回電極体２０が収容されている。ここで開示される製造方法によって製造される電池は、図１に示された形態に限定されない。

《電池２》
図１に示された電池２は、横長の角形電池である。電池２は、図１に示されているように、電池ケース１０と、巻回電極体２０と、正極端子５０と、負極端子６０とを有している。電池ケース１０は、外装体１１と、封口板１２とを有している。

〈外装体１１〉
外装体１１は、有底の角形ケースであり、横長の矩形の収容空間を有している。外装体１１は、巻回電極体２０を主として収容している。外装体１１は、略長方形の底面１１ｅと、底面１１ｅの長辺に沿った対向する一対の幅広面１１ａ，１１ｂ（図示省略）と、底面１１ｅの短辺に沿った対向する一対の幅狭面１１ｃ，１１ｄとを有している。底面１１ｅに対向する面には、巻回電極体２０を収容するための開口１１ｆが形成されている。開口１１ｆには、封口板１２が取り付けられている。

〈封口板１２〉
封口板１２は、電池ケース１０の開口１１ｆに装着されている。封口板１２は、外装体１１の開口１１ｆに装着されうる略長方形の板材で構成されている。封口板１２は、略長方形の板材であり、長手方向の片側に正極端子５０を取り付けるための取付孔が形成されており、反対側に負極端子６０を取り付けるための取付孔１２ａ，１２ｂが形成されている。

封口板１２の中央部には、注液孔１２ｃと、ガス排出弁１２ｄとが設けられている。注液孔１２ｃは、密閉後の電池ケース１０の内部に非水電解液を注液するために設けられた貫通孔である。注液孔１２ｃは、非水電解液の注液後に封止部材１２ｅが装着されることによって封止されている。また、ガス排出弁１２ｄは、電池ケース１０内で大量のガスが発生した際に破断（開口）し、当該ガスを排出するように設計された薄肉部である。

非水電解液には、従来公知の二次電池において使用されているものを特に制限なく使用できる。例えば、非水電解液は、非水系溶媒に支持塩を溶解させることによって調製される。非水系溶媒の一例として、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等のカーボネート系溶媒が挙げられる。支持塩の一例として、ＬｉＰＦ６等のフッ素含有リチウム塩が挙げられる。

〈正極端子５０，負極端子６０〉
正極端子５０と、負極端子６０とは、封口板１２に取り付けられている。巻回電極体２０は、正極端子５０と、負極端子６０とに取り付けられた状態で、外装体１１に収容されている。正極端子５０は、外部端子５１と、軸部材５２と、内部端子５３と、集電部材５４と、第１インシュレータ７１と、第２インシュレータ７２と、ガスケット７３とを備えている。負極端子６０は、外部端子６１と、軸部材６２と、内部端子６３と、集電部材６４と、第１インシュレータ８１と、第２インシュレータ８２と、ガスケット８３とを備えている。第１インシュレータ７１，８１と、第２インシュレータ７２，８２と、ガスケット７３，８３とは、それぞれ絶縁材である。第１インシュレータ７１，８１と第２インシュレータ７２，８２は、それぞれ所要の剛性を有する樹脂である。ガスケット７３，８３は、封口板１２の取付孔１２ａ，１２ｂに装着される部材であり、所要の可撓性を有している。

正極端子５０と負極端子６０の軸部材５２，６２は、ガスケット７３，８３を介在させて封口板１２の取付孔１２ａ，１２ｂに装着されている。封口板１２の外側には、第１インシュレータ７１，８１を介在させて外部端子５１，６１が取り付けられている。外部端子５１，６１は、取付孔を有し、軸部材５２，６２の外側の軸端に装着されている。封口板１２の内側には、第２インシュレータ７２，８２を介在させて内部端子５３，６３が取り付けられている。内部端子５３，６３は、取付孔を有し、軸部材５２，６２の内側の軸端に装着されている。軸部材５２，６２の内側の軸端は、内部端子５３，６３の取付孔の周りにかしめられている。集電部材５４，６４は、内部端子５３，６３の一端に取り付けられている。

このように、正極端子５０と負極端子６０は、第１インシュレータ７１，８１と、第２インシュレータ７２，８２と、ガスケット７３，８３とを介して電気的に絶縁された状態で、かつ、気密性が確保された状態で、封口板１２に取り付けられている。また、外部端子５１，６１と、軸部材５２，６２と、内部端子５３，６３と、集電部材５４，６４とによって、電気的な導通経路が形成されている。そして、集電部材５４，６４に巻回電極体２０が取り付けられている。巻回電極体２０は、このように封口板１２に取り付けられた状態で、外装体１１に収容される。１つの封口板１２に、複数の巻回電極体２０が取り付けられてもよく、１つの電池ケース１０に、複数の巻回電極体２０が収容されてもよい。

〈巻回電極体２０〉
図２は、巻回電極体２０の模式図である。図２では、巻回電極体２０は、一端が展開された状態で図示されている。巻回電極体２０は、例えば、図２に示されているように、それぞれ長尺の帯状の正極板２１と、第１のセパレータ３１と、負極板２２と、第２のセパレータ３２とが、長手方向を揃えて順に重ねられつつ、幅方向に設定された巻回軸ＷＬ回りに巻回されている。

正極板２１は、正極芯体２１ａと、正極活物質層２１ｂと、保護層２１ｃと、タブ２１ｄとを備えている。正極芯体２１ａは、正極板２１の基材である。正極芯体２１ａは、所定の金属箔（例えば、アルミニウム箔）で形成されている。正極活物質層２１ｂは、正極芯体２１ａに、幅方向の片側の端部に一定の幅で形成されている。正極芯体２１ａのうち正極活物質層２１ｂが形成された部分を除く部分には、保護層２１ｃが正極板２１の両面に形成されている。さらに、正極芯体２１ａには、保護層２１ｃが形成された側において、幅方向に突出したタブ２１ｄが形成されている。タブ２１ｄは、保護層２１ｃが形成された側において部分的に所定の幅で突出しており、正極芯体２１ａが露出している。

正極活物質層２１ｂは、正極活物質を含む層である。正極活物質は、例えば、リチウムイオン二次電池では、リチウム遷移金属複合材料のように、充電時にリチウムイオンを放出し、放電時にリチウムイオンを吸収しうる材料である。正極活物質は、一般的にリチウム遷移金属複合材料以外にも種々提案されており、特に限定されない。正極活物質は、例えば、リチウム遷移金属複合酸化物が好適である。上記リチウム遷移金属複合酸化物の中でも、遷移金属として、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）およびマンガン（Ｍｎ）からなる群の少なくとも一種を含むリチウム遷移金属複合酸化物は特に好適である。具体例としては、リチウムニッケルコバルトマンガン系複合酸化物（ＮＣＭ）、リチウムニッケル系複合酸化物、リチウムコバルト系複合酸化物、リチウムマンガン系複合酸化物、リチウムニッケルマンガン系複合酸化物、リチウムニッケルコバルトアルミニウム系複合酸化物（ＮＣＡ）、リチウム鉄ニッケルマンガン系複合酸化物等が挙げられる。また、Ｎｉ、ＣｏおよびＭｎを含まないリチウム遷移金属複合酸化物の好適例として、リチウムリン酸鉄系複合酸化物（ＬＦＰ）等が挙げられる。

なお、本明細書における「リチウムニッケルコバルトマンガン系複合酸化物」とは、主要構成元素（Ｌｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｏ）の他に、添加的な元素を含む酸化物を包含する用語である。かかる添加的な元素の例としては、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｎａ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎ等の遷移金属元素や典型金属元素等が挙げられる。また、添加的な元素は、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｐ等の半金属元素や、Ｓ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ等の非金属元素であってもよい。正極活物質層２１ｂは、正極活物質以外の添加剤を含んでいてもよい。かかる添加剤の一例として、導電材、バインダ等が挙げられる。導電材の具体例としては、アセチレンブラック（ＡＢ）等の炭素材料が挙げられる。バインダの具体例としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等の樹脂バインダが挙げられる。なお、正極活物質層２１ｂの固形分全体を１００質量％としたときの正極活物質の含有量は、概ね８０質量％以上であり、典型的には９０質量％以上でありうる。

保護層２１ｃは、電気伝導性が低くなるように構成された層である。かかる保護層２２ｃを正極活物質層２１ｂの縁部に隣接した領域に設けられている。セパレータ３１，３２の何れかが破損した際に、正極芯体２１ａと負極活物質層２２ｂとが直接接触し、内部短絡することが防止されうる。保護層２２ｃには、例えば、絶縁性のセラミック粒子を含む層が形成されていることが好ましい。かかるセラミック粒子としては、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、マグネシア（ＭｇＯ）、シリカ（ＳｉＯ_２）、チタニア（ＴｉＯ_２）等の無機酸化物や、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の窒化物、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の金属水酸化物や、マイカ、タルク、ベーマイト、ゼオライト、アパタイト、カオリン等の粘土鉱物や、ガラス繊維などが挙げられる。絶縁性や耐熱性を考慮すると、上述の中でも、アルミナ、ベーマイト、水酸化アルミニウム、シリカおよびチタニアが好適である。また、保護層２２ｃは、上記セラミック粒子を正極芯体２１ａの表面に定着させるためのバインダを含有していてもよい。かかるバインダとしては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等の樹脂バインダが挙げられる。保護層２２ｃには、導電材（例えば、カーボンブラック等の炭素材料）が僅かに添加されてもよい。導電材が添加されることによって、僅かな導電性を持たせてもよい。導電材の添加量は、所要の導電性が発現する量に調整されるとよい。なお、保護層は、正極板の必須の構成要素ではない。すなわち、ここに開示される二次電池では、保護層が形成されていない正極板を使用することもできる。

負極板２２は、負極芯体２２ａと、負極活物質層２２ｂと、タブ２２ｄとを備えている。負極芯体２２ａは、負極板２２の基材である。負極芯体２２ａは、所定の金属箔（例えば、銅箔箔）で形成されている。負極活物質層２２ｂは、負極芯体２２ａに大凡全幅に亘って両面に形成されている。負極芯体２２ａには、幅方向の片側に突出したタブ２２ｄが形成されている。タブ２２ｄは、負極芯体２２ａの幅方向の片側において部分的に所定の幅で突出している。

負極活物質層２２ｂは、負極活物質を含む層である。負極活物質には、上述した正極活物質との関係において電荷担体を可逆的に吸蔵・放出できれば特に限定されない。かかる負極活物質としては、炭素材料、シリコン系材料などが挙げられる。炭素材料としては、例えば、黒鉛、ハードカーボン、ソフトカーボン、非晶質炭素等が使用されうる。また、黒鉛の表面が非晶質炭素で被覆された非晶質炭素被覆黒鉛なども使用されうる。シリコン系材料には、シリコン、シリコン酸化物（シリカ）などが挙げられる。また、シリコン系材料は、他の金属元素（例えばアルカリ土類金属）や、その酸化物を含有していてもよい。また、負極活物質層２２ｂは、負極活物質以外の添加剤を含んでいてもよい。かかる添加剤の一例として、バインダ、増粘剤等が挙げられる。バインダの具体例として、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等のゴム系のバインダが挙げられる。また、増粘剤の具体例としては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等が挙げられる。なお、負極活物質層２２ｂの固形分全体を１００質量％としたときの負極活物質の含有量は、概ね３０質量％以上であり、典型的には５０質量％以上である。負極活物質は、負極活物質層２２ｂの８０質量％以上を占めていてもよいし、９０質量％以上を占めていてもよい。

セパレータ３１，３２には、例えば、所要の耐熱性を有する電解質が通過しうる多孔質の樹脂シートが用いられる。セパレータ３１，３２についても種々提案されており、特に限定されない。セパレータ３１，３２の好適例として、ポリオレフィン樹脂（例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ））等からなる樹脂製の多孔質基材層を含むセパレータが挙げられる。また、この多孔質基材層の片面または両面には、適宜にコート層が形成されていてもよい。コート層には、絶縁性の無機材料を含む多孔質表面層や接着層などが含まれうる。この多孔質表面層は、耐熱性に優れているため、温度上昇によるセパレータ３１，３２の収縮や破損を抑制できる。かかる多孔質表面層の無機材料としては、アルミナ、ベーマイト、水酸化アルミニウム、チタニア等のセラミック粒子が挙げられる。また、多孔質表面層には、セラミック粒子を結着させるバインダが含まれている。バインダには、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、アクリル系樹脂等の樹脂バインダを使用できる。なお、本実施形態において使用される２枚のセパレータ３１，３２は、同じ材料で構成されていてもよいし、異なる材料で構成されていてもよい。

図２に示されているように、負極板２２の負極活物質層２２ｂは、セパレータ３１，３２を介在させた状態で正極板２１の正極活物質層２１ｂを覆っているとよい。セパレータ３１，３２は、さらに正極板２１の正極活物質層２１ｂおよび負極板２２の負極活物質層２２ｂを覆っているとよい。また、図示は省略するが、正極板２１と、負極板２２と、セパレータ３１，３２の長さは、セパレータ３１，３２＞負極板２２＞正極板２１であるとよい。正極活物質層２１ｂの幅Ｌａと、負極活物質層２２ｂの幅Ｌｎと、セパレータ３１，３２の幅Ｌｓとは、Ｌｓ＞Ｌｎ＞Ｌａであるとよい。正極板２１と負極板２２とが重なる部位で、正極活物質層２１ｂが形成された部位は、負極活物質層２２ｂで覆われている。また、正極板２１に負極活物質層２２ｂが重なる部位で、正極活物質層２１ｂが対向しない部分には保護層２２ｃが形成されている。

図２に示されているように、正極板２１のタブ２１ｄは、セパレータ３１，３２の幅方向の片側にはみ出ている。正極板２１には、長手方向に所定のピッチで複数のタブ２１ｄが設けられている。負極板２２のタブ２２ｄは、幅方向の反対側においてセパレータ３１，３２からはみ出ている。負極板２２には、長手方向に所定のピッチで複数のタブ２２ｄが設けられている。正極板２１の複数のタブ２１ｄと、負極板２２の複数のタブ２２ｄは、巻回電極体２０に巻回された後で、概ね同じ位置になるように予め定められたピッチで設けられている。なお、正極板２１のタブ２１ｄと、負極板２２のタブ２２ｄとは、それぞれ正極板２１と負極板２２が用意される段階で形成されていてもよい。正極板２１のタブ２１ｄと、負極板２２のタブ２２ｄとは、巻回電極体２０が巻回された後で、切り出されてもよい。

巻回電極体２０は、図１および図２に示されているように、封口板１２が装着される開口１１ｆから外装体１１に収容される。このため、開口１１ｆの形状に合わせて扁平な形状である。巻回電極体２０を作製するときは、かかる巻回される時に扁平な形状の軸に巻回されてもよい。また、巻回電極体２０を作製するときは、円筒形状の軸に巻回された後で、扁平にプレス成形してもよい。巻回電極体２０と外装体１１とは、巻回電極体２０と外装体１１との間に配置された樹脂製の絶縁シート９０によって、電気的に絶縁されている。絶縁シート９０は、樹脂性のシートであり、巻回電極体２０を包むように箱状に折曲げられている。なお、図１では、絶縁シート９０のうち正面側の幅広面も取り除かれた状態で図示されている。

《巻回機１００》
次に、巻回機１００を説明する。図３から図６は、巻回機１００の模式図である。巻回機１００は、ここで開示される電池の製造方法を具現化する巻回機の一例である。図３から図６には、巻回機１００のうちターレット１２０の部分をターレット１２０の回転軸Ｃ１の遠方から見た図がそれぞれ示されている。

図３では、巻回機１００に新しく正極板２１と負極板２２が巻き始められる際の待機状態が示されている。図４では、巻回機１００に新しく正極板２１と負極板２２が巻かれている状態が示されている。図５では、正極板２１と負極板２２が巻かれた巻芯１４０が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動する状態が示されている。図６では、正極板２１と負極板２２が巻かれた巻芯１４０が第２位置Ｐ２に移動し、新たな巻芯が第１位置Ｐ１に移動し、セパレータ３１，３２が切断される状態が示されている。

巻回機１００は、図３に示されているように、正極板２１と負極板２２とセパレータ３１，３２を巻回するための装置である。ターレット１２０には、正極板２１と負極板２２とセパレータ３１，３２が巻回される複数の巻芯１４０（１）～（３）が設けられている。

巻回機１００は、図３に示されているように、移動経路ｋ１～ｋ４と、ターレット１２０と、複数の巻芯１４０（１）～（３）と、カッター１５１と、押えローラ１５２と、複数の固定ローラ１６１～１６３と、複数の可動ローラ１７１～１７４と、第１チャック１８１と、第２チャック１８２と、ターレット１２０に設けられたインデックスユニット１８５と、インデックスユニット１８５に設けられたインデックスローラ１８６～１８８と、巻止装置１９０と、制御装置２００とを備えている。正極板２１と負極板２２とセパレータ３１，３２とは、それぞれリール（図示省略）などに巻かれた状態で用意されている。巻回機１００の各構成要素は、それぞれ所要のアクチュエータを適宜に有している。制御装置２００は、予め設定されたプログラムに沿って所定のタイミングで所要の動作が実行されるように、巻回機１００の各構成要素を制御するように構成されている。制御装置２００は、例えば、マイクロコントローラのようなコンピュータによって具現化されうる。

〈移動経路ｋ１～ｋ４〉
移動経路ｋ１は、リールからターレット１２０に向けて正極板２１が送り出される経路である。移動経路ｋ２は、リールからターレット１２０に向けて負極板２２が送り出される経路である。移動経路ｋ３は、リールからターレット１２０に向けて第１セパレータ３１が送り出される経路である。移動経路ｋ４は、リールからターレット１２０に向けて第２セパレータ３２が送り出される経路である。正極板２１，負極板２２，第１セパレータ３１および第２セパレータ３２は、それぞれ帯状であり、所定の移動経路ｋ１～ｋ４に沿って送り出される。正極板２１の移動経路ｋ１は、第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に至る手前で、第１セパレータ３１の移動経路ｋ３に合流している。負極板２２の移動経路ｋ１は、第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に至る手前で、第２セパレータ３２の移動経路ｋ４に合流している。移動経路ｋ１～ｋ４には、送り出される正極板２１，負極板２２，第１セパレータ３１および第２セパレータ３２の緩みを取り除くためのダンサロール機構や、テンションを調整するためのテンションナーなどがそれぞれ適宜に配置される。

〈ターレット１２０〉
ターレット１２０は、中心Ｃ１に回転軸が設定された回転盤である。複数（この実施形態では、３つ）の巻芯１４０は、ターレット１２０に配置されている。複数の巻芯１４０は、それぞれ独立して回転可能な略円筒状の軸である。この実施形態では、複数の巻芯１４０の軸は、ターレット１２０の中心軸と平行になるように設けられている。ターレット１２０には、第１巻芯１４０（１）と、第２巻芯１４０（２）と、第３巻芯１４０（３）の３つの巻芯１４０が設けられている。第１巻芯１４０（１）と、第２巻芯１４０（２）と、第３巻芯１４０（３）とは、ターレット１２０の中心軸回りに、周方向に等間隔で配置されている。第１巻芯～第３巻芯１４０（１）～（３）は、それぞれ同じ構成を有する巻芯である。図示は省略するが、ターレット１２０は、所要のアクチュエータ（例えば、サーボモータ）を備えており、適当なタイミングで適当な角度回転する。

ターレット１２０の中心Ｃ１の軸回りに、第１位置Ｐ１、第２位置Ｐ２、第３位置Ｐ３が予め設定されている。図３では、第１位置Ｐ１に第１巻芯１４０（１）が配置されており、第２位置Ｐ２に第３巻芯１４０（３）が配置されており、第３位置Ｐ３に第２巻芯１４０（２）が配置されている。第１巻芯～第３巻芯１４０（１）～（３）の位置は、図３に示された位置に固定されない。この実施形態では、ターレット１２０は、反時計回りに回転する。第１巻芯～第３巻芯１４０（１）～（３）もそれぞれ半時計回りに回転する。第１巻芯～第３巻芯１４０（１）～（３）は、ターレット１２０の回転によって第１位置Ｐ１、第２位置Ｐ２、第３位置Ｐ３を順に移動していく。図示は省略するが、第１巻芯～第３巻芯１４０（１）～（３）は、所要のアクチュエータ（例えば、サーボモータ）を備えており、適当なタイミングで、適当な速度で回転する。ここでは、第１巻芯～第３巻芯１４０（１）～（３）は、特に区別しないときには巻芯１４０と称される。また、第１巻芯～第３巻芯１４０（１）～（３）が区別される場合、巻芯１４０（１），巻芯１４０（２），巻芯１４０（３）として適宜に区別される。

〈巻芯１４０〉
図７は、第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０を模式的に示す断面図である。巻芯１４０は、略円筒状の部材である。図７では、巻芯１４０の軸方向から見た図が示されており、図３に示されているように、第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に第１セパレータ３１と第２セパレータ３２が巻き付けられる際の状態が示されている。巻芯１４０は、図４に示されているように、側周面に巻き付けられるセパレータ３１，３２を保持する機能を有する。この実施形態では、巻芯１４０は、吸引孔１４１と、吸引経路１４２と、溝１４３とを有する。吸引孔１４１は、側周面に巻き付けられるセパレータ３１，３２を吸着させるための孔である。吸引経路１４２は、巻芯１４０の内部に形成され、吸引孔１４１に通じた流路である。吸引経路１４２は、吸引孔１４１に負圧を形成するための流路である。吸引経路１４２は、例えば、外部に設置される真空ライン（図示省略）に適宜に接続されて負圧が形成されるように構成されているとよい。溝１４３は、セパレータ３１，３２が切断される際に、カッター１５１の刃が降ろされる受け部として形成されている。この実施形態では、溝１４３は、巻芯１４０の外周面に巻芯１４０の軸方向に沿って形成されている。なお、この実施形態では、巻芯１４０は、略円筒形状であるが、扁平な形状に巻回する場合には、扁平な巻芯が用いられてもよい。また、巻芯は、径方向に沿って分割された巻芯であってもよく、巻芯の径が可変であってもよい。

〈カッター１５１〉
カッター１５１は、セパレータ３１，３２を切断するカッターである。第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に保持されたセパレータ３１，３２に刃１５１ａが押し当てられるように構成されている。この実施形態では、カッター１５１は、巻芯１４０に保持されたセパレータ３１，３２に刃が押し当てられるように定められた位置にガイドに沿って押し出されたり、当該位置から後退したりする。カッター１５１は、図示は省略するが、アクチュエータ（例えば、シリンダ機構）によって適当なタイミングで動作するように操作される。刃１５１ａは、例えば、波刃（のこぎり状の刃）であってもよい。

〈押えローラ１５２〉
押えローラ１５２は、セパレータ３１，３２を第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に押し付けるローラである。かかる押えローラ１５２によって、セパレータ３１，３２は、第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に押し当てられつつ、巻取られる。押えローラ１５２は、セパレータ３１，３２を第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に押さえ付ける押え治具として機能する。この実施形態では、図７に示されているように、押えローラ１５２は、複数の突起１５２ａが外周面に形成されている。このように突起１５２ａのあるローラ１５２によって、２枚のセパレータ３１，３２が巻芯１４０に押し付けられることによって、突起１５２ａによって力が局所的に集中してセパレータ３１，３２が強く押し付けられる。このため、セパレータ３１，３２同士がより好適に圧着される。押えローラ１５２は、例えば、略円筒形状であり、周側面にローレット加工が施されているとよい。押えローラ１５２は、例えば、バネなどが内装された機構によって、第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０にセパレータ３１，３２を適当な圧力で押し当てるように構成されているとよい。また、押えローラ１５２は、図示は省略するが、ガイドおよびアクチュエータによって、第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に巻き付けられたセパレータ３１，３２に押し当てられる位置（図３参照）と、巻芯１４０から離れる位置（図５参照）とに移動する。押えローラ１５２は、巻芯１４０の幅方向に１つの円筒状のローラで設けられていてもよいし、巻芯１４０の幅方向に間欠的に複数配置された複数のローラで構成されていてもよい。

〈固定ローラ１６１，可動ローラ１７１〉
固定ローラ１６１は、第１セパレータ３１の移動経路ｋ３と正極板２１の移動経路ｋ１とが合流する位置に設けられている。可動ローラ１７１は、固定ローラ１６１に対して第１セパレータ３１を押し付けて、第１セパレータ３１を挟むローラである。可動ローラ１７１は、ガイドおよびアクチュエータによって所定の方向に移動する。可動ローラ１７１の動きは、制御装置２００によって制御される。可動ローラ１７１は、固定ローラ１６１に対して第１セパレータ３１を押し付ける位置と、固定ローラ１６１から離れる位置とに動くように構成されている。可動ローラ１７１は、第１セパレータ３１を挟む時には、バネなどの作用によって所定の力で第１セパレータ３１を挟むように構成されているとよい。第１セパレータ３１は、固定ローラ１６１と可動ローラ１７１とで適当な力で挟まれることによって、緩みなく第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に向けて送り出される。

〈固定ローラ１６２，可動ローラ１７２〉
固定ローラ１６２は、第２セパレータ３２の移動経路ｋ４と負極板２２の移動経路ｋ２とが合流する位置に設けられている。可動ローラ１７２は、固定ローラ１６２に対して第２セパレータ３２を押し付けて、第２セパレータ３２を挟むローラである。可動ローラ１７２は、ガイドおよびアクチュエータによって所定の方向に移動する。可動ローラ１７２の動きは、制御装置２００によって制御される。可動ローラ１７２は、固定ローラ１６２に対して第２セパレータ３２を押し付ける位置と、固定ローラ１６２から離れる位置とに動くように構成されている。可動ローラ１７２は、第２セパレータ３２を挟む時には、バネなどの作用によって所定の力で第２セパレータ３２を挟むように構成されているとよい。第２セパレータ３２は、固定ローラ１６２と可動ローラ１７２とで適当な力で挟まれることによって、緩みなく第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に向けて送り出される。

〈固定ローラ１６３〉
固定ローラ１６３は、第１セパレータ３１の移動経路ｋ３の所定位置に配置され、第１セパレータ３１の移動経路ｋ３の移動経路を定めるためのローラである。

〈第１チャック１８１〉
第１チャック１８１は、図３に示されているように、正極板２１が送り出される移動経路ｋ１のうち第１セパレータ３１を挟む一対のローラ１６１，１７１の手前に配置されている。第１チャック１８１は、正極板２１を掴む部材である。この実施形態では、第１チャック１８１は、一対の把持部材を備えている。図示は省略するが、第１チャック１８１は、正極板２１を切断するためのカッターを備えている。第１チャック１８１は、図示は省略するが、ガイドおよびアクチュエータ（例えば、シリンダ機構）によって適当なタイミングで動作する。第１チャック１８１の動作は、制御装置２００によって制御されるように構成されている。

図３に示された状態では、第１セパレータ３１は、第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に保持され、かつ、一対のローラ１６１，１７１に挟まれた状態で、移動経路ｋ３に沿って延びている。第１チャック１８１は、一対のローラ１６１，１７１の手前で正極板２１を掴んでいる。第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に正極板２１が巻き取られる際には、図４に示されているように、第１チャック１８１は保持した正極板２１を一対のローラ１６１，１７１の間に挿し込むとともに、正極板２１を解放する。これにより、正極板２１は、第１セパレータ３１と一緒に一対のローラ１６１，１７１に引き込まれて第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に巻き取られる。正極板２１が所定の長さ送り出されると、巻芯１４０の巻き取りが停止する。正極板２１は、第１チャック１８１によって掴まれ、第１チャック１８１と、一対のローラ１６１，１７１との間で切断される。第１チャック１８１は、正極板２１を掴む所定位置と、正極板２１を一対のローラ１６１，１７１の間に挿し込む所定位置との間で適宜に動くように構成されている。

〈第２チャック１８２〉
第２チャック１８２は、図３に示されているように、負極板２２が送り出される移動経路ｋ２のうち第２セパレータ３２を挟む一対のローラ１６２，１７２の手前に配置されている。第２チャック１８２は、負極板２２を掴む部材である。この実施形態では、第２チャック１８２は、一対の把持部材を備えている。図示は省略するが、第２チャック１８２は、負極板２２を切断するためのカッターを備えている。第２チャック１８２は、図示は省略するが、ガイドおよびアクチュエータ（例えば、シリンダ機構）によって適当なタイミングで動作する。第２チャック１８２の動作は、制御装置２００によって制御されるように構成されている。

図３に示された状態では、第２セパレータ３２は、第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に保持され、かつ、一対のローラ１６２，１７２に挟まれた状態で、移動経路ｋ４に沿って延びている。第２チャック１８２は、一対のローラ１６２，１７２の手前で負極板２２を掴んでいる。第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に負極板２２が巻き取られる際には、図４に示されているように、第２チャック１８２は保持した負極板２２を一対のローラ１６２，１７２の間に挿し込むとともに、負極板２２を解放する。これにより、負極板２２は、第２セパレータ３２と一緒に一対のローラ１６２，１７２に引き込まれて第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に巻き取られる。上述のように、正極板２１が所定の長さ送り出されると、巻芯１４０の巻き取りが停止する。換言すると、負極板２２が所定の長さ送り出されたときに、巻芯１４０の巻き取りが停止する。負極板２２は、第２チャック１８２によって掴まれ、第２チャック１８２と、一対のローラ１６２，１７２との間で切断される。第２チャック１８２は、負極板２２を掴む所定位置と、負極板２２を一対のローラ１６２，１７２の間に挿し込む所定位置との間で適宜に動くように構成されている。

正極板２１と負極板２２は、例えば、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２が巻芯１４０の外周面に一周程度巻き付けられた後で、一対のローラ１６１，１７１の間、および、一対のローラ１６２，１７２の間にそれぞれ挿入されるとよい。

〈可動ローラ１７３〉
可動ローラ１７３は、図６に示されているように、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２とが切断される際に、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２とを第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に押し付けるためのローラである。可動ローラ１７３は、ガイドおよびアクチュエータによって所定の方向に移動する。可動ローラ１７３の動きは、制御装置２００によって制御される。可動ローラ１７３は、図６に示されているように、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２とが切断される際に、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２を第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０に押し付ける位置に配置される。それ以外のタイミングでは、可動ローラ１７３は、図３に示されているように、第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０から離れた位置に動く。可動ローラ１７３は、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２を巻芯１４０に押し付ける時には、バネなどの作用によって所定の力で第１セパレータ３１を挟むように構成されているとよい。

図６に示されているように、第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０にカッター１５１が押し付けられることによって、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２とが切断される。この実施形態では、図７に示されているように、巻芯１４０の外周面に溝１４３が設けられている。巻芯１４０にカッター１５１が押し付けられる際には、カッター１５１が押し付けられる位置に巻芯１４０の外周面に設けられた溝１４３が向けられる。溝１４３がカッター１５１に向けられた状態で、可動ローラ１７３によって第１セパレータ３１と第２セパレータ３２が巻芯１４０に押し付けられる。これによって、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２が巻芯１４０に吸着される。さらにこの状態で、カッター１５１が巻芯１４０に保持された第１セパレータ３１と第２セパレータ３２に押し当てられる。これにより、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２とが切断される。また、カッター１５１の刃は、巻芯１４０の溝１４３に入り込むので、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２とがより確実に綺麗に切断されるとともに、巻芯１４０に傷が付きにくく、異物が発生しにくい。

〈可動ローラ１７４〉
可動ローラ１７４は、図６に示されているように、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２とが切断される際に、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２とにテンションを付与するためのローラである。可動ローラ１７４は、ガイドおよびアクチュエータによって所定の方向に移動する。可動ローラ１７４の動きは、制御装置２００によって制御される。

例えば、図４に示されているように、第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０（１）によって、正極板２１と、第１セパレータ３１と、負極板２２と、第２セパレータ３２とが順に重ねられつつ巻き取られる。正極板２１と第１セパレータ３１と負極板２２と第２セパレータ３２とを巻き取った巻芯１４０（１）は、図５に示されているように、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動する。その際、第１位置Ｐ１には別の巻芯１４０（２）が移動していく。そして、図６に示されているように、第１位置Ｐ１に新たに配置された巻芯１４０（２）に、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２が吸着されて、巻芯１４０（２）の外周面に第１セパレータ３１と第２セパレータ３２が保持される。このとき、第２位置Ｐ２に配置された巻芯１４０（１）に巻き取られた第１セパレータ３１と第２セパレータ３２は、繋がった状態で第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０（２）の外周面に保持される。

可動ローラ１７４は、巻芯１４０（１）が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動する際に、適当なタイミングで第１セパレータ３１と第２セパレータ３２に向けて押し出されて、図６に示されているように、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２とに押し当てられる。可動ローラ１７４によって、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２とは、巻芯１４０（１）が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動する際に緩みなく送り出される。可動ローラ１７４は、図３から図５に示されているように、このタイミングを除いて、ターレット１２０から離れた位置に退避している。

〈インデックスユニット１８５〉
インデックスユニット１８５は、ターレット１２０の中心部に設けられている。ターレット１２０には、上述のように、３つの巻芯１４０（１）～（３）が周方向に均等配置されている。インデックスユニット１８５は、ターレット１２０と一緒に廻る略正三角形のベースを備えている。ベースの頂点には、それぞれインデックスローラ１８６～１８８が配置されており、インデックスローラ１８６～１８８は、３つの巻芯１４０（１）～（３）のそれぞれの間にそれぞれ配置されている。

インデックスユニット１８５は、正極板２１と第１セパレータ３１と負極板２２と第２セパレータ３２とを巻き取った巻芯１４０（１）が、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動する際に、図６に示されているように、インデックスローラ１８６～１８８のうち第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に配置されるインデックスローラ１８６が第１セパレータ３１と第２セパレータ３２に対して内径側から押し当たる。かかるインデックスローラ１８６と可動ローラ１７４とによって、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間で第１セパレータ３１と第２セパレータ３２が緩みなく送り出される。図６に示されたタイミングでは、インデックスローラ１８６が、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２に対して内径側から押し当たっているが、インデックスユニット１８５は、ターレット１２０の回転とともに回転する。このため、インデックスユニット１８５のインデックスローラ１８６～１８８は、正極板２１と第１セパレータ３１と負極板２２と第２セパレータ３２とを巻き取った巻芯１４０が、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動する際に、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２に対して内径側から押し当たるローラとして順に機能する。

〈巻止装置１９０〉
例えば、図６に示されているように、正極板２１と第１セパレータ３１と負極板２２と第２セパレータ３２とを巻き取った巻芯１４０（１）は、第１位置Ｐ１から離れた第２位置Ｐ２に移動する。そして、セパレータ３１，３２が切断された後で、切断されたセパレータ３１，３２は、切断された端部まで巻き取られる。巻止装置１９０は、当該第２位置Ｐ２に配置されている。巻止装置１９０は、押えローラ１９１と、テープ貼付装置１９２とを備えている。押えローラ１９１は、第２位置Ｐ２に移動した巻芯１４０が、切断された正極板２１と第１セパレータ３１と負極板２２と第２セパレータ３２とを切断された端部まで巻き取られる際に、巻芯１４０（１）に巻き付けられた最外周の第２セパレータ３２に押し当てられる。これにより、切断された正極板２１と第１セパレータ３１と負極板２２と第２セパレータ３２とは、それぞれ緩まずに巻き取られる。テープ貼付装置１９２は、最外周の第２セパレータ３２または第１セパレータ３１の切断された端部を止めるためのテープを貼る装置である。かかる巻止処理は、例えば、第１位置Ｐ１に新たに配置された巻芯１４０（２）に第１セパレータ３１と、正極板２１と、第２セパレータ３２と、負極板２２とが巻回される処理と並行して実施されてもよい。

さらに、この実施形態では、例えば、図６に示されているように、巻回機１００は、巻止処理が実施され、かつ、第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０（２）に新たに正極板２１と第１セパレータ３１と負極板２２と第２セパレータ３２とを巻き取られた後、ターレット１２０が回転する。巻止処理が実施された巻芯１４０（１）は第３位置Ｐ３に移動し、巻芯１４０（２）は第２位置Ｐ２に移動し、第１位置Ｐ１にはさらに別の巻芯１４０（３）が配置される。このとき、第２位置Ｐ２に配置された巻芯１４０（２）に巻き取られた第１セパレータ３１と第２セパレータ３２は、繋がった状態で第１位置Ｐ１に配置された巻芯１４０（３）の外周面に保持される。そして、セパレータ３１，３２が切断された後、第２位置Ｐ２では、巻芯１４０（２）の巻止処理が実施される。第１位置Ｐ１では、巻芯１４０（３）に新たに正極板２１と第１セパレータ３１と負極板２２と第２セパレータ３２とを巻き取られる。第３位置Ｐ３では、巻芯１４０（１）から巻回体２０ａが取り出される（図３参照）。巻回体２０ａは、取り出された後、扁平にプレスされ、巻回電極体２０として扱われうる。このように、ターレット１２０に備えられた巻芯１４０（１）～（３）は、第１位置Ｐ１～第３位置Ｐ３を順次移動する。そして、正極板２１と第１セパレータ３１と負極板２２と第２セパレータ３２とは、巻芯１４０（１）～（３）に順に連続して巻き取られる。

ところで、かかる巻回機１００を用いて電池２を製造するにあたって、本発明者が検討したところ、巻芯１４０に対するセパレータ３１，３２の吸着や、巻回体２０ａからの巻芯１４０の抜き取り等について、依然改善の余地があった。本発明者は、以下に説明する巻芯１４０を用いることによって、生産効率を向上させたいと考えている。

図８は、巻芯１４０の断面図である。図９は、巻芯１４０の外周面を示す模式図である。図９では、巻芯１４０の外周面全体が平面に示されるよう、巻芯１４０を周方向に沿って仮想的に展開した図が示されている。この実施形態では、図８に示されているように、巻芯１４０は、第１構成部１４０ａおよび第２構成部１４０ｂを含んでいる。第１構成部１４０ａおよび第２構成部１４０ｂはそれぞれ、セパレータ３１，３２（図７参照）が巻きつけられる外周面１４０ａ１，１４０ｂ１を有している。第１構成部１４０ａは、径の異なる２つの略半円筒形状の部材が、内周面を対向させて接続されたような形状である。第２構成部１４０ｂは、略半円筒形状である。

第１構成部１４０ａは、第２構成部１４０ｂと対向する面に、平坦面１４０ａ２と、凸面１４０ａ３を有している。平坦面１４０ａ２は、第２構成部１４０ｂと対向する面において、幅方向の両側に形成されている。凸面１４０ａ３は、平坦面１４０ａ２から第２構成部１４０ｂに向かって突出している。凸面１４０ａ３は、巻芯１４０の軸方向に沿って形成されており、略半円筒状である。

第２構成部１４０ｂは、第１構成部１４０ａと対向する面に、平坦面１４０ｂ２と、内周面１４０ｂ３を有している。平坦面１４０ｂ２は、第１構成部１４０ａの平坦面１４０ａ２と対向している。平坦面１４０ａ２，１４０ｂ２は、互いに平行である。内周面１４０ｂ３の径は、第１構成部１４０ａの凸面１４０ａ３が収められるよう、凸面１４０ａ３の外径よりも大きくなっている。

第１構成部１４０ａおよび第２構成部１４０ｂの間には、隙間１４０ｃが設けられている。すなわち、隙間１４０ｃは、平坦面１４０ａ２，１４０ｂ２の間、および、凸面１４０ａ３と内周面１４０ｂ３の間に設けられている。巻芯１４０を構成する第１構成部１４０ａおよび第２構成部１４０ｂは、開閉可能に構成されている。図８では、開状態の巻芯１４０が示されており、この状態でセパレータ３１，３２（図７参照）が外周面１４０ａ１，１４０ｂ１に巻きつけられる。閉状態では、平坦面１４０ａ２，１４０ｂ２の間隔が狭くなる。この実施形態では、巻芯１４０が閉状態のときは、平坦面１４０ａ２，１４０ｂ２が互いに当接するように構成されている。

第１構成部１４０ａおよび第２構成部１４０ｂは、図示しないテーパ状の受具が挿入されることにより開き、受具から離脱することにより閉まる。巻芯１４０は、巻芯１４０が延びる方向（巻芯１４０の軸方向であり、巻回体２０ａの巻回軸方向でもある、以下では適宜、第１方向Ｘとも呼ぶ）に移動するように構成されている。巻芯１４０が第１方向Ｘのうちの１方向（例えば、図８の紙面手前方向）に移動され、巻回機１００に装着される際、第１構成部１４０ａおよび第２構成部１４０ｂには、受具のテーパ部分が挿入される。これにより、第１構成部１４０ａおよび第２構成部１４０ｂが開く。巻芯１４０を巻回体２０ａから抜くときには、巻芯１４０は、第１方向Ｘのうち巻回機１００への装着時とは逆方向（例えば、図８の紙面奥方向）に移動される。これにより、第１構成部１４０ａおよび第２構成部１４０ｂは、受具から離脱する。その結果、第１構成部１４０ａおよび第２構成部１４０ｂが閉まるとともに、巻芯１４０が巻回体２０ａから抜ける。

第１構成部１４０ａおよび第２構成部１４０ｂが閉まるときに巻芯１４０の径が小さくなる方向を第２方向Ｙとすると、第２方向Ｙは、第１方向Ｘに直交している。第２方向Ｙは、例えば、図８の紙面上下方向である。ただし、第２方向Ｙは、第１方向Ｘと直交する他の方向、例えば、図８の紙面左右方向等であってもよい。

図８に示すように、巻芯１４０には第１セパレータ３１を吸着するための吸引孔１４１が複数形成されている。吸引孔１４１は、外周面に巻き付けられるセパレータ３１，３２を吸着させるための孔である。図９に示されているように、吸引孔１４１は、巻芯１４０の軸方向に沿って所定のピッチで設けられている。また、吸引孔１４１は、セパレータ３１，３２を確実に吸着させる観点から、巻芯１４０の軸方向に沿って複数列設けられていることが好ましい。吸引孔１４１の形状は特に限定されず、例えば、円形や多角形等でありうる。吸引孔１４１の形状は、加工の容易さの観点から、円形であることが好ましい。セパレータ３１は、第１構成部１４０ａおよび第２構成部１４０ｂによって巻芯１４０の径方向内方側から挟持されていていない状態でも、吸着によって巻芯１４０に保持されることが好ましい。

図８に示されているように、巻芯１４０は、吸引孔１４１と通じる吸引経路１４２を有する。吸引経路１４２は、巻芯１４０の内部に形成されている。吸引経路１４２内が負圧になると、吸引孔１４１によってセパレータ３１，３２を巻芯１４０に吸着することができる。吸引経路１４２は、例えば、外部に設置される真空ライン（図示省略）に適宜に接続されて負圧が形成されるように構成されているとよい。この実施形態では、吸引孔１４１および吸引経路１４２は、第１構成部１４０ａに設けられている。吸引経路１４２は、内径の異なる略半円筒状の第１構成部１４０ａと凸面の内側に形成されている。

この実施形態では、吸引孔１４１は、第１構成部１４０ａに形成され、第２構成部１４０ｂには形成されていない。吸引経路１４２および溝１４３も、第１構成部１４０ａに設けられている。セパレータ３１，３２は、第１構成部１４０ａにのみ吸着されるように構成されている。

巻芯１４０は、溝１４３を有する。溝１４３は、セパレータ３１，３２が切断される際に、カッター１５１の刃が降ろされる受け部として形成されている。溝１４３は、巻芯１４０の外周面に巻芯１４０の軸方向に沿って形成されている。

図９に示されているように、巻芯１４０の、切断された後の第１セパレータ３１の巻き始め端部と対向する位置（すなわち、溝１４３）を起点として、巻芯１４０の外周を４等分し、それぞれ第１～第４領域（Ｒ１～Ｒ４）としたとき、吸引孔１４１は、その開口面積比で８０％が第１領域Ｒ１に形成されている。なお、本明細書では、巻芯１４０の外周において、溝１４３を起点とし、セパレータ３１，３２が巻回される方向（巻回方向とも称する）に向かって９０度までの領域を第１領域Ｒ１と称する。また、第１領域Ｒ１の終端から巻回方向に９０度までの領域を第２領域Ｒ２、第２領域Ｒ２の終端から巻回方向に９０度までの領域を第３領域Ｒ３、第３領域Ｒ３の終端から巻回方向に９０度までの領域を第４領域Ｒ４と称する。第１領域Ｒ１は、切断されたセパレータ３１，３２が巻き始められる領域である。

第３位置Ｐ３には、巻芯１４０から巻回体２０ａを抜き取り、その後に巻回体２０ａを扁平にプレスするための治具２１０が設けられている。図１０は、治具２１０の模式的な斜視図である。図１０に示すように、巻回体２０ａを挟持する治具２１０は、対になった腕部２１１を複数有している。ただし、治具２１０は、少なくとも一対の腕部２１１を有していればよい。対になった腕部２１１は、ここでは、巻芯１４０を挟んで、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙに直交する第３方向Ｚに向かい合っている。第３方向Ｚは、巻芯１４０から巻回体２０ａを抜き取る工程において、巻回体２０ａが両側から挟持される方向である。ただし、第３方向Ｚは、第１方向Ｘに対して垂直であり、かつ、第２方向Ｙに対して９０度±３０度の範囲の角度をなしていてもよい。第３方向Ｚと第２方向Ｙとの間の角度は、好ましくは、９０度±１５度の範囲内であり、さらに好ましくは、９０度±１０度の範囲内である。

複数の対をなす腕部２１１は、第１方向Ｘに並んで設けられている。複数の対をなす腕部２１１は、巻芯１４０から巻回体２０ａを抜き取る工程において、第１方向Ｘ（巻回体２０ａの巻回軸が延びる方向）の互いに離間した複数箇所で巻回体２０ａを挟持する。巻回体２０ａが腕部２１１に挟持された状態で、巻芯１４０が第１方向Ｘに移動されると、巻芯１４０から巻回体２０ａが抜ける。巻芯１４０から巻回体２０ａを抜き取る工程において、巻回体２０ａは、第１方向Ｘの互いに離間した複数箇所で挟持され、巻芯１４０から抜き取られる。

巻芯１４０に対して第３方向Ｚの一方側に並ぶ複数の腕部２１１は、第１方向Ｘに延びる接続部２１２によって接続されている。巻芯１４０に対して第３方向Ｚの一方側に並ぶ複数の腕部２１１は、これにより同期して第３方向Ｚに移動する。巻芯１４０に対して第３方向Ｚの他方側に並ぶ複数の腕部２１１も同様に、第１方向Ｘに延びる接続部２１２によって接続され、同期して第３方向Ｚに移動する。以下、第３方向Ｚの一方側の腕部２１１と他方側の腕部２１１とが接近することを腕部２１１が閉まると呼び、離れることを腕部２１１が開くと呼ぶ。接続部２１２および複数の腕部２１１は、例えば、アルミニウム合金によって形成されている。

各腕部２１１の巻回体２０ａ側の面には、巻回体２０ａが接触する凸部２１３がそれぞれ設けられている。凸部２１３は、巻回体２０ａの第２方向Ｙの中央部に接するように設けられている。巻芯１４０の第２方向Ｙの中央部は、第１構成部１４０ａと第２構成部１４０ｂとの境界近傍である。巻芯１４０から巻回体２０ａを抜き取る工程においては、巻回体２０ａは、第１構成部１４０ａと第２構成部１４０ｂとの境界近傍において挟持される。凸部２１３は、腕部２１１とは異なる材料で形成されていることが好ましい。凸部２１３は、例えば、低弾性ゴムによって形成されている。

巻回体２０ａから巻芯１４０を抜き取る工程においては、巻芯１４０の径が小さくなるように、巻芯１４０を構成する第１構成部１４０ａと第２構成部１４０ｂとのうちの少なくとも一方が、第１構成部１４０ａと第２構成部１４０ｂとの距離が小さくなる方向に動く。その後、巻芯１４０から巻回体２０ａが抜き取られる。図１１は、縮径した状態の巻芯１４０の模式図である。この実施形態では、治具２１０の腕部２１１が閉まり、腕部２１１の挟持によって巻回体２０ａが保持される。この状態で、巻芯１４０が受具（図示せず）から抜けるように移動を開始する。巻芯１４０が受具のテーパ部分から抜けると、図１１に示すように、第１構成部１４０ａの平坦面１４０ａ２と第２構成部１４０ｂの平坦面１４０ｂ２とが当接する。これにより、巻芯１４０が縮径する。このとき、吸引孔１４１からの空気の吸引も停止する。縮径されるとともに吸着が停止されたことにより抜きやすくなった巻芯１４０が、この後、巻回体２０ａから抜き取られる。

巻芯１４０が巻回体２０ａから抜き取られた後には、腕部２１１がさらに閉まる。図１２は、扁平化された巻回電極体２０の模式図である。治具２１０は、腕部２１１を閉めることにより、巻回体２０ａを扁平にプレスする。図１２に示すように、巻芯１４０（図１１参照）から巻回体２０ａを抜き取った後、腕部２１１の巻回体２０ａ側の面と凸部２１３とは、それぞれ巻回体２０ａに接し、それぞれ巻回体２０ａをプレスする。これにより、扁平な巻回電極体２０が形成される。

このように、この実施形態に係る電池２の製造方法のうち、巻芯１４０から巻回電極体２０（以下では適宜に、扁平にプレスされる前の巻回体２０ａ、または、扁平にプレスされた後の巻回電極体２０のことを意味する）を抜き取る工程では、巻芯１４０の径が小さくなるように、巻芯１４０を構成する第１構成部１４０ａと第２構成部１４０ｂとのうちの少なくとも一方が、第１構成部１４０ａと第２構成部１４０ｂとの距離が小さくなる方向に動く。その後、巻芯１４０から巻回電極体２０が抜き取られる。かかる方法によれば、第１構成部１４０ａおよび第２構成部１４０ｂのうちの少なくとも一方が動いて、巻芯１４０の径が小さくなる。そのため、巻芯１４０を巻回電極体２０から抜き取る際の巻回電極体２０の巻きズレ（第１方向Ｘについてのシート間の位置ズレのことを言う）を抑制できる。

セパレータ３１およびセパレータ３２の幅は、それぞれ、２０ｃｍ以上であってもよい。セパレータ３１およびセパレータ３２の幅が２０ｃｍ以上ある大型の電池２では、巻回電極体２０を巻芯１４０から抜き取りくいため、上記した方法は特に効果を発揮する。

この実施形態では、巻芯１４０から巻回電極体２０を抜き取る工程において、巻回電極体２０の巻回軸が延びる方向（第１方向Ｘ）の互いに離間した複数箇所で巻回電極体２０が挟持され、巻芯１４０から抜き取られる。かかる方法によれば、巻回電極体２０を第１方向Ｘの複数箇所で安定的に挟持できる。そのため、巻芯１４０から抜くときの巻回電極体２０の巻きズレをより抑制できる。

巻回電極体２０が両側から挟持される方向である第３方向Ｚは、好ましくは、巻芯１４０が延びる方向である第１方向Ｘに対して垂直であり、かつ、巻芯１４０の径が小さくなる方向である第２方向Ｙに対して９０度±３０度の範囲の角度をなしていてもよい。巻回電極体２０が挟持される方向である第３方向Ｚが、巻芯１４０の縮径方向である第２方向Ｙと直交しているか、または、直交に近い角度（９０度±３０度の範囲内）で交差することにより、巻回電極体２０が挟持されている状態において巻芯１４０の径を小さくすることが容易にできる。

この実施形態では、巻芯１４０から巻回電極体２０を抜き取る工程において、巻回電極体２０は、第１構成部１４０ａと第２構成部１４０ｂとの境界近傍において挟持される。これによっても、巻回電極体２０が挟持された状態で巻芯１４０の径を小さくすることが容易にできる。

巻回電極体２０を挟持する治具２１０は、少なくとも一対の腕部２１１を有しており、各腕部２１１の巻回電極体２０側の面には、巻回電極体２０が接触する凸部２１３が設けられている。かかる構成によれば、治具２１０によって巻回電極体２０を扁平にプレスする際、凸部２１３に接する巻回電極体２０の径方向の頂点部が他の箇所よりもプレス方向により変形される。そのため、巻回電極体２０の径方向の頂点部がスプリングバックによって他の箇所よりも太くなることが抑制される（図１２参照）。その結果、より直方体に近い巻回電極体２０を製作することができる。

この実施形態では、巻芯１４０から巻回電極体２０を抜き取った後、腕部２１１の巻回電極体２０側の面と凸部２１３とは、それぞれ巻回電極体２０に接する。これにより、腕部２１１の巻回電極体２０側の面と凸部２１３とは、巻回電極体２０を扁平にプレスする。

巻芯１４０には吸引孔１４１が形成されており、吸引孔１４１からの空気の吸引により巻回電極体２０が保持される。巻芯１４０は、巻回電極体２０の径方向内方から外方に向かって巻回電極体２０を押すことにより巻回電極体２０を保持してもよいが、それでは巻回電極体２０の巻き始めにおいて保持力が発生しない。そのため、巻芯１４０は吸引孔１４１の吸着力によって巻回電極体２０を保持することが好ましい。

この実施形態では、第１構成部１４０ａには吸引孔１４１が形成されており、第２構成部１４０ｂには吸引孔１４１が形成されていない。巻回電極体２０の巻き始め位置を第１構成部１４０ａ上とすることにより、巻回電極体２０の巻き始めにおいて、セパレータ３１によって塞がれることなく露出する吸引孔１４１を少なくすることができる。そのため、巻回電極体２０の巻き始めにおける吸引孔１４１の吸着力の低下を抑制することができる。

吸引経路１４２は、吸引経路１４２内の圧力を正圧にできるように構成されていてもよい。例えば、吸引経路１４２の外部に、真空ラインと切り替え可能な給気ライン（図示省略）が接続されてもよい。すなわち、吸引孔１４１は、空気を吸引する孔であるとともに、巻芯１４０から巻回体２０ａを抜き取るときに空気その他のガス（例えば、窒素ガス）を放出するガス放出孔であってもよい。吸引経路１４２内を正圧にすることによって、セパレータ３１，３２を巻芯１４０の外周面から脱離させることができる。吸引経路１４２内の圧力を負圧にしたり正圧にしたり切り替えることによって、巻芯１４０の外周面に対するセパレータ３１，３２の吸着および脱離をさせやすくなる。このように、各孔が吸引孔とガス放出孔とを兼ねることによって、巻芯１４０に吸引孔およびガス放出孔が形成されていてもよい。吸引孔またはガス放出孔は第１構成部１４０ａにだけ形成されていてもよく、第２構成部１４０ｂには吸引孔およびガス放出孔が形成されていなくてもよい。

この実施形態では、吸引経路１４２は１つであるが、これに限られず、巻芯１４０内には、内部に複数の流路が形成されていてもよい。複数の流路は、それぞれ別の真空ラインと接続され、異なる複数の吸引孔（吸引孔群）に通じていてもよい。それによって、吸引孔群ごとに吸着のタイミングを制御することができる。この構成によって、セパレータ３１，３２が吸着されていない吸引孔群があった場合でも、セパレータ３１，３２を吸着している吸引孔群の吸着力の低下を抑えることができる。例えば、図９に示す複数の吸引孔１４１とは独立に吸引のタイミングを制御可能な他の吸引孔群が、吸引孔１４１よりも巻回体２０ａの巻き方向下流側に設けられていてもよい。

複数の流路は、セパレータ３１，３２を吸着させるための真空ラインに接続された流路と、セパレータ３１，３２を脱離させるための給気ラインに接続された流路とに分けられていてもよい。また、吸引経路１４２を大気圧に開放できるように、吸引経路１４２の外部には、大気開放弁（図示省略）が設けられていてもよい。

吸引孔群とガス放出孔群とは別々に設けられ、吸引またはガス放出を独立に制御されてもよい。図１３は、吸引孔群１４１ａとガス放出孔群１４１ｂとが別々に設けられた巻芯１４０を周方向に沿って仮想的に展開した図である。図１３に示すように、巻芯１４０には、溝１４３よりもセパレータ３１、３２の巻き方向下流側（図１３では、紙面右方）のうち溝１４３の付近（例えば、第１領域Ｒ１）に吸引孔群１４１ａが形成され、それよりも巻き方向下流側（例えば、第２領域Ｒ２および第３領域Ｒ３）にガス放出孔群１４１ｂが形成されていてもよい。吸引孔群１４１ａは、第１構成部１４０ａに形成された真空ラインに接続されていてもよい。吸引孔群１４１ａは、一様な密度で配置されていなくてもよく、例えば、図１３に示すように、溝１４３に近い領域で高密度に配置されていてもよい。第１構成部１４０ａに形成されたガス放出孔群１４１ｂは、第１構成部１４０ａに形成された給気ラインに接続されていてもよい。第２構成部１４０ｂに形成されたガス放出孔群１４１ｂは、第２構成部１４０ｂに形成された給気ラインに接続されていてもよい。吸引孔群１４１ａに接続された真空ラインは、給気ラインに切り替え可能であってもよい。ガス放出孔群１４１ｂに接続された２つの給気ラインは、それぞれ、真空ラインに切り替え可能であってもよい。

かかる巻芯１４０では、セパレータ３１、３２の巻き始めにおいて吸引孔群１４１ａから空気が吸引されてもよい。セパレータ３１、３２の巻きの途中からは、ガス放出孔群１４１ｂからも空気が吸引されてもよい。これにより、セパレータ３１、３２をより強く吸着することができる。

巻芯１４０から巻回体２０ａを抜き取る工程では、ガス放出孔群１４１ｂからガスが放出されてもよい。これにより、巻回体２０ａを巻芯１４０から抜き取りやすくなる。より好ましくは、巻芯１４０から巻回体２０ａを抜き取る工程では、ガス放出孔群１４１ｂおよび吸引孔群１４１ａの両方からガスが放出されてもよい。これにより、巻芯１４０から巻回体２０ａをさらに抜き取りやすくなる。

ただし、吸引孔群１４１ａに接続された真空ラインは給気ラインに切り替えられず、ガス放出孔群１４１ｂに接続された２つの給気ラインはそれぞれ、真空ラインに切り替えられなくてもよい。その場合、巻回体２０ａの巻回中には吸引孔群１４１ａから空気が吸引され、巻回体２０ａを巻芯１４０から抜き取るときには、ガス放出孔群１４１ｂからガスが放出されてもよい。または、吸引孔群１４１ａに接続された真空ラインは給気ラインに切り替えられ、ガス放出孔群１４１ｂに接続された２つの給気ラインはそれぞれ、真空ラインに切り替えられなくてもよい。その場合、巻回体２０ａの巻回中には吸引孔群１４１ａから空気が吸引され、巻芯１４０から巻回体２０ａを抜き取るときには、ガス放出孔群１４１ｂおよび吸引孔群１４１ａからガスが放出されてもよい。

吸引孔群１４１ａおよびガス放出孔群１４１ｂの配置は特に限定されない。吸引孔群１４１ａとガス放出孔群１４１ｂとは、例えば、巻芯１４０の周方向に交互に配置されていてもよい。交互に配置された吸引孔群１４１ａおよびガス放出孔群１４１ｂは、それぞれ別の真空ラインまたは給気ラインに接続され、独立に制御されてもよい。かかる構成によれば、巻回体２０ａの周方向全体を満遍なく吸着することによって巻きズレをより確実に抑制できるとともに、巻回体２０ａの周方向全体に満遍なくガスを放出することによって巻回体２０ａからの巻芯１４０の抜き取りをより容易なものにできる。

巻芯１４０から巻回体２０ａを抜き取る際に、巻芯１４０の静電気によって巻きズレが発生することを抑えるため、例えば、イオナイザによって電離した空気を巻芯１４０に吹き付け、巻芯１４０を除電してもよい。

以上、ここで開示される発明について、種々説明した。特に言及されない限りにおいて、ここで挙げられた実施形態などは本発明を限定しない。また、ここで開示される発明の実施形態は、種々変更でき、特段の問題が生じない限りにおいて、各構成要素やここで言及された各処理は適宜に省略され、または、適宜に組み合わされうる。

１０ 電池ケース
１１ 外装体
１２ 封口板
２０ 巻回電極体
２０ａ 巻回体
２１ 正極板
２２ 負極板
３１，３２ セパレータ
５０ 正極端子
６０ 負極端子
１００ 巻回機
１２０ ターレット
１４０ 巻芯
１４０ａ 第１構成部
１４０ａ１ 外周面
１４０ａ２ 平坦面
１４０ａ３ 凸面
１４０ｂ 第２構成部
１４０ｂ１ 外周面
１４０ｂ２ 平坦面
１４０ｂ３ 内周面
１４０ｃ 隙間
１４１ 吸引孔
１４１ａ 吸引孔群
１４１ｂ ガス放出孔群
１４２ 吸引経路
１４３ 溝
１５１ カッター
１５１ａ 刃
１５２ ローラ
１５２ａ 突起
１６１～１６３ 固定ローラ
１７１～１７４ 可動ローラ
１８１ 第１チャック
１８２ 第２チャック
１８５ インデックスユニット
１８６～１８８ インデックスローラ
１９０ 巻止装置
１９１ ローラ
１９２ テープ貼付装置
２００ 制御装置
２１０ 治具
２１１ 腕部
２１２ 接続部
２１３ 凸部
ｋ１～ｋ４ 移動経路
Ｐ１ 第１位置
Ｐ２ 第２位置
Ｐ３ 第３位置
Ｒ１ 第１領域
Ｒ２ 第２領域
Ｒ３ 第３領域
Ｒ４ 第４領域
ＷＬ 巻回軸
Ｘ 第１方向
Ｙ 第２方向
Ｚ 第３方向

Claims (8)

1. 第１セパレータ、負極板、第２セパレータ、および正極板が巻回された巻回電極体を備えた電池の製造方法であって、
   前記第１セパレータ、前記負極板、前記第２セパレータ、および前記正極板を巻芯に巻回し、巻回電極体を作製する工程と、
   前記巻芯から前記巻回電極体を抜き取る工程と、を有し、
   前記巻芯から前記巻回電極体を抜き取る工程において、
   前記巻芯の径が小さくなるように、前記巻芯を構成する第１構成部と第２構成部とのうちの少なくとも一方が、前記第１構成部と前記第２構成部との距離が小さくなる方向に動いた後、
   前記巻回電極体を治具で挟持した状態で、前記巻芯から前記巻回電極体が抜き取られ、その後、
   抜き取られた前記巻回電極体を前記治具によって扁平に変形させる、
   巻回電極体を備えた電池の製造方法。
2. 第１セパレータ、負極板、第２セパレータ、および正極板が巻回された巻回電極体を備えた電池の製造方法であって、
   前記第１セパレータおよび前記第２セパレータの幅は、２０ｃｍ以上であり、
   前記第１セパレータ、前記負極板、前記第２セパレータ、および前記正極板を巻芯に巻回し、巻回電極体を作製する工程と、
   前記巻芯から前記巻回電極体を抜き取る工程と、を有し、
   前記巻芯から前記巻回電極体を抜き取る工程において、
   前記巻芯の径が小さくなるように、前記巻芯を構成する第１構成部と第２構成部とのうちの少なくとも一方が、前記第１構成部と前記第２構成部との距離が小さくなる方向に動いた後、
   前記巻回電極体を治具で挟持した状態で、前記巻芯から前記巻回電極体が抜き取られ、
   前記治具は、前記巻回電極体の巻回軸が延びる方向の互いに離間した複数箇所で前記巻回電極体を挟持する、
   巻回電極体を備えた電池の製造方法。
3. 前記治具は、少なくとも一対の腕部を有し、
   前記各腕部の前記巻回電極体側の面には、前記巻回電極体が接触する凸部が設けられている、
   請求項２に記載の電池の製造方法。
4. 第１セパレータ、負極板、第２セパレータ、および正極板が巻回された巻回電極体を備えた電池の製造方法であって、
   前記第１セパレータ、前記負極板、前記第２セパレータ、および前記正極板を巻芯に巻回し、巻回電極体を作製する工程と、
   前記巻芯から前記巻回電極体を抜き取る工程と、を有し、
   前記巻芯から前記巻回電極体を抜き取る工程において、
   前記巻芯の径が小さくなるように、前記巻芯を構成する第１構成部と第２構成部とのうちの少なくとも一方が、前記第１構成部と前記第２構成部との距離が小さくなる方向に動いた後、
   前記巻回電極体を治具で挟持した状態で、前記巻芯から前記巻回電極体が抜き取られ、
   前記巻芯が延びる方向を第１方向とし、
   前記巻芯の径が小さくなる方向を第２方向とし、
   前記巻芯から前記巻回電極体を抜き取る工程において前記巻回電極体が両側から挟持される方向を第３方向とすると、
   前記第３方向は、前記第１方向に対して垂直であり、かつ、前記第２方向に対して９０度±３０度の範囲の角度をなしており、
   前記治具は、少なくとも一対の腕部を有し、
   前記各腕部の前記巻回電極体側の面には、前記巻回電極体が接触する凸部が設けられている、
   巻回電極体を備えた電池の製造方法。
5. 前記第１セパレータおよび前記第２セパレータの幅は、２０ｃｍ以上である、
   請求項４に記載の電池の製造方法。
6. 前記巻芯から前記巻回電極体を抜き取った後、前記腕部の前記巻回電極体側の面と前記凸部とは、それぞれ前記巻回電極体に接する、
   請求項４または５に記載の電池の製造方法。
7. 前記巻芯には、吸引孔またはガス放出孔が形成されている、
   請求項１～６のいずれか一つに記載の電池の製造方法。
8. 前記第１構成部には、前記吸引孔または前記ガス放出孔が形成されており、
   前記第２構成部には、前記吸引孔および前記ガス放出孔が形成されていない、
   請求項７に記載の電池の製造方法。

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