WO2011148866A1

WO2011148866A1 - 電池

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Publication number: WO2011148866A1
Application number: PCT/JP2011/061614
Authority: WO
Inventors: 佐々木　丈
Original assignee: 株式会社Ｇｓユアサ
Priority date: 2010-05-26
Filing date: 2011-05-20
Publication date: 2011-12-01
Also published as: US20130071712A1; US8956748B2; CN102893439A; JP5737289B2; JPWO2011148866A1; CN102893439B

Abstract

　電池の発電要素の正極板及び負極板を可及的に有効に機能させる。　夫々に活物質層が形成された箔状正極板２３ａ及び箔状負極板２３ｂが、それらの間にセパレータ２４ａ，２４ｂを挟んだ状態で巻芯２１に捲回されると共に、扁平形状に形成された発電要素を有する電池において、前記巻芯２１が多孔性の部材にて構成され、前記捲回の最内周において、前記箔状正極板２３ａと前記箔状負極板２３ｂとが、夫々における活物質層を形成した面が前記巻芯２１を挟んで対向する状態で配置されている。

Description

電池

　本発明は、夫々に活物質層が形成された箔状正極板及び箔状負極板が、それらの間にセパレータを挟んだ状態で巻芯に捲回されると共に、扁平形状に形成された発電要素を有する電池に関する。

　かかる電池を構成する発電要素は、いわゆる捲回型の電池要素と称される形式の発電要素であり、その中でも特に薄型化の要請等から扁平形状に形成されたものである。

　このような発電要素の基本構成は、夫々に活物質層が形成された箔状正極板及び箔状負極板を、それらの間にセパレータを挟んだ状態で巻芯の周りに捲回して構成されるものであり、扁平形状に形成するための方法として、例えば下記特許文献１には、巻芯自体を扁平形状に形成する方法が開示されている。さらには、断面が略真円の円筒形状の巻芯に箔状正極板等を捲回した後に、それを側面から押圧して押しつぶす等の形成手法もある。

　上記のように発電要素を扁平形状として薄型化することで、放熱性が良好となるばかりでなく、直方体形状の電池筐体を用いる場合には、発電要素と筐体内面との間のデッドスペースが小さくなり、筐体内の容積を有効利用して発電要素を配置できる等の利点がある。

特開平１１－３３９８３９号公報

　しかしながら、上記従来構成では、通常、発電要素における負極板あるいは正極板の捲き始め位置では、一方の極板（通常は、負極板）が巻芯の周りをぐるりと１周する捲回形態としているため、捲回の最内周では、負極板同士（あるいは正極板同士）が向き合う配置となり、電池として機能しない極板部分が存在することになる。

　前記捲回の最内周で負極板同士が対向する場合では、最内周の負極板が無駄にイオン（リチウムイオン電池であればリチウムイオン）を消費して電池の容量保持率を低下させてしまう。又、最内周が正極板である場合でも、正極板の活物質が有効に機能しなくなる。

　本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、発電要素の正極板及び負極板を可及的に有効に機能させる点にある。

　この目的を達成するため、本発明による電池の第一の特徴構成は、夫々に活物質層が形成された箔状正極板及び箔状負極板が、それらの間にセパレータを挟んだ状態で巻芯に捲回されると共に、扁平形状に形成された発電要素を有する電池であって、前記巻芯が多孔性の部材にて構成され、それぞれに活物質層が形成された前記箔状正極板と前記箔状負極板とが、前記捲回の最内周で前記巻芯を挟んで対向するように配置されている点にある。

　このように、捲回型の発電要素における捲回用の芯材である巻芯へ箔状正極板あるいは箔状負極板を捲き始める最内周において、箔状正極板と箔状負極板とが対向すると共に、その両者の間に位置する巻芯は多孔性の部材にて構成されているので、両者の間でイオン等の電池の反応過程を構成する物質が移動して的確に放電反応あるいは充放電反応が進行する。
　すなわち、発電要素の最内周でも箔状正極板及び箔状負極板が電池として機能するようになる。

　尚、ここで多孔性の部材とは、対向する箔状正極板と箔状負極板との間でイオン等の反応過程を構成する物質が移動し得る多数の細かな貫通移動経路を有する部材を言い、発泡技術により形成されたものや、融着不織布により形成されたもの等を含む。

　又、前記箔状正極板と前記箔状負極板の夫々に形成された活物質層の面を、前記捲回の最内周で前記巻芯を挟んで対向するように配置するために、箔状正極板と箔状負極板の巻芯への捲き始め位置を半周分だけ位置ずれさせる構成を採用することができる。さらに、箔状正極板又は箔状負極板の一方の先端側に、巻芯半周分の長さの多孔性シート部材をリードとして取り付け、両者を同じ位置から捲き出すようにする等、種々の態様で実現できる。

　同第二の特徴構成は、上記第一の特徴構成に加えて、前記発電要素は、可撓性を有するシート状部材が円筒形状に形成されて構成された前記巻芯に、前記箔状正極板及び前記箔状負極板を、それらの間に前記セパレータを挟んだ状態で捲回した後に、外周面の法線方向で押圧することによって扁平形状に形成されている点にある。

　すなわち、箔状正極板等を捲回する際の巻芯がシート状部材にて形成されているため、巻芯を容易に多孔性部材として構成することができる。

　同第三の特徴構成は、上記第一又は第二の特徴構成に加えて、前記発電要素は、前記巻芯における前記箔状正極板，前記箔状負極板又は前記セパレータの捲回面に、前記箔状正極板又は前記箔状負極板の先端部と接当して、前記箔状正極板又は前記箔状負極板を位置決めする位置決め部材が取り付けられて構成されている点にある。

　すなわち、前記箔状正極板と前記箔状負極板の夫々に形成された活物質層の面が、前記捲回の最内周で前記巻芯を挟んで対向するように配置する場合には、正極側と負極側とができるだけ大面積で適正に対向することが望まれる。そのため、上記位置決め部材を備えることによって、捲き始め位置が正確に設定されるようになる。

　同第四の特徴構成は、上記第三の特徴構成に加えて、前記位置決め部材は、一端が前記巻芯における前記捲回面に固定されている状態で、前記箔状正極板，前記箔状負極板又は前記セパレータの捲回方向に沿って延出するシート状部材にて構成されている点にある。

　上記構成によれば、巻芯の捲回面に固定されたシート状の位置決め部材の基端位置に、箔状正極板又は箔状負極板の先端を当て付けることによって、捲き始め位置が正確に設定でき、その状態で箔状正極板又は箔状負極板とシート状の位置決め部材とを一緒に捲き込めば、容易く捲回することができる。

　同第五の特徴構成は、上記第四の特徴構成に加えて、前記位置決め部材は、前記セパレータにおける捲き始め側の先端部を前記巻芯に固定することにより構成されている点にある。

　すなわち、例えば融着等によって、セパレータの先端を巻芯に固定することで、セパレータを上記位置決め部材として兼用するのである。

　同第六の特徴構成は、上記第三から第五のいずれかの特徴構成に加えて、前記位置決め部材は、前記箔状正極板を位置決めするためのものと前記箔状負極板を位置決めするためのものとが、捲回軸芯方向視で前記巻芯における長手方向両端部に振り分ける状態で一対に備えられている点にある。

　すなわち、箔状正極板と箔状負極板の巻芯に対する捲き始め位置を位置ずれさせることによって、箔状正極板と箔状負極板の夫々の活物質を形成した面が巻芯を挟んで対向する状態となる。この際に、発電要素の最内周において、箔状正極板と箔状負極板とを適正に対向させることができる。

　同第七の特徴構成は、上記第一から第六のいずれかの特徴構成に加えて、前記巻芯と前記セパレータが別部材で構成されている点にある。

　巻芯とセパレータがそれぞれ別部材で構成されているため、巻芯として要求される各電極片等に対する支持特性や保形性等の特性、セパレータとして要求される絶縁性や柔軟性等の特性を、それぞれに適した個別の材料を用いて適切に確保することができ、発電要素として所期の性能を十分に発揮させることができるようになる。

　同第八の特徴構成は、上記第七の特徴構成に加えて、前記発電要素に組み込まれた前記巻芯は、扁平型の円筒形である点にある。

　同第九の特徴構成は、上記第八の特徴構成に加えて、前記箔状正極板及び前記箔状負極板の捲回軸芯方向視での前記巻芯の短幅側の幅は、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である点にある。

　同第十の特徴構成は、上記第七の特徴構成に加えて、前記巻芯は、前記セパレータよりも剛性が高く設定されている点にある。

　上記特徴構成によれば、両電極片とセパレータが捲回され、扁平形状に形成された状態で、両電極片やセパレータに対する十分な支持特性、及び保形性を確保することができるようになる。

　同第十一の特徴構成は、上記第一から第九のいずれかの特徴構成に加えて、前記多孔性巻芯の孔の大きさは１μｍ以上１０００μｍ以下である点にある。

　上記第一の特徴構成によれば、発電要素の最内周でも箔状正極板及び箔状負極板が電池として機能するので、発電要素の正極板及び負極板を可及的に有効に機能させ得るものとなった。

　又、上記第二の特徴構成によれば、箔状正極板等を捲回する際の巻芯がシート状部材にて形成されているため、巻芯を容易に多孔性部材として構成することができ、電池の製造コストの低減に寄与できる。

　又、上記第三の特徴構成によれば、上記位置決め部材を備えて、捲き始め位置を正確に設定することで、最内周において箔状正極板と箔状負極板とを効率よく電池として機能させることができる。

　又、上記第四の特徴構成によれば、箔状正極板又は箔状負極板の先端をシート状の位置決め部材の基端位置に当て付けた状態で、箔状正極板又は箔状負極板とシート状の位置決め部材とを一緒に捲き込むようにして捲回するだけで箔状正極板又は箔状負極板の位置決めを行えるので、箔状正極板又は箔状負極板の位置決め作業を簡単に行うことができる。

　又、上記第五の特徴構成によれば、セパレータを上記位置決め部材として兼用できるので、電池の製造コストの低減に寄与できる。

　又、上記第六の特徴構成によれば、発電要素の最内周において、箔状正極板と箔状負極板とを適正に対向させることができるので、箔状正極板と箔状負極板とを有効に電池として機能させることができる。

図１は、本発明の実施の形態にかかる電池の外観斜視図である。図２は、本発明の実施の形態にかかる電池の内部構造を示す斜視図である。図３は、本発明の実施の形態にかかる電池の内部構造を示す正面図である。図４は、本発明の実施の形態にかかる発電要素の構成を示す模式図である。図５は、本発明の実施の形態にかかる巻芯の斜視図である。図６は、本発明の実施の形態にかかる発電要素の製造工程の説明図である。図７は、本発明の別実施形態にかかる発電要素の構成を示す模式図である。図８は、本発明の別実施形態にかかる発電要素の製造工程の説明図である。

　以下、本発明の電池の実施の形態を図面に基づいて説明する。
　本実施の形態では、電池として二次電池の１例である非水電解液二次電池（より具体的にはリチウムイオン電池）を例示して説明する。

〔非水電解液二次電池ＲＢの構成〕
　図１及び図２には、本実施の形態の非水電解液二次電池ＲＢの斜視図が示され、図３には、その正面図が示されている。非水電解液二次電池ＲＢは、有底筒状（より具体的には有底矩形筒状）の缶体１の開放面に略平板状の蓋部２を被せて溶接して構成した筐体ＢＣを有している。

　蓋部２は短冊状の長方形に形成されており、筐体ＢＣは全体として扁平な直方体形状を有している。尚、図２は、図１に示す完成品である二次電池ＲＢから缶体１が除かれた斜視図であり、筐体ＢＣ内部の構成が示されている。又、図３は、缶体１を２点鎖線で示して、筐体ＢＣの内部を透視した形態で示している。

　筐体ＢＣの内部には、図２及び図３において２点鎖線で示す発電要素３と集電体４，６が、電解液に浸される状態で収納配置されている。詳しくは後述するが、発電要素３は、箔状正極板と箔状負極板とからなる一対の電極板の夫々に活物質が塗布され、それらの間にセパレータを挟んだ状態で巻芯に捲回されている。

　発電要素３は、箔状正極板の活物質未塗工部分が側方に延出して集電体４に溶接され、箔状負極板の活物質未塗工部分がそれと反対側の側方に延出して集電体６に溶接されている。

　金属製（具体的には、アルミニウム製）の蓋部２には、正極側の集電体４及びその集電体４に接続されている正極の電極端子である端子ボルト５と、負極側の集電体６及びその集電体６に接続されている負極の端子ボルト７とが取り付けられている。

　端子ボルト５の蓋部２への取付固定は、蓋部２を挟む状態で配置される一対のパッキン９，１０を端子ボルト５の頭部と集電体４とで挟んで、端子ボルト５の頭部に形成されているリベット５ａをかしめることで行う。

　負極側についても同様の構造であり、蓋部２を挟む状態で配置される一対のパッキン１１，１２を端子ボルト７の頭部と集電体６とで挟んで、端子ボルト７の頭部に形成されているリベット７ａをかしめることで、端子ボルト７を蓋部に固定する（図３参照）。

　端子ボルト５，７や集電体４，６を含む負極側の電極構造と正極側の電極構造とは同一構造のものが対称に配置されている関係にあり、金属部材の材料のみが異なる。正極側の金属部材はアルミニウムにて構成され、負極側の金属部材は銅にて構成されている。

〔二次電池ＲＢの製造工程〕
　次に、二次電池ＲＢの製造工程について概略的に説明する。
　先ず、発電要素３の組み立てについて説明する。
　発電要素３は、長尺帯状のアルミ箔及び銅箔の表裏両面に正極活物質及び負極活物質を夫々塗布して活物質層を形成した箔状正極板及び箔状負極板を、それらの間にセパレータを挟んで、図５に示す巻芯２１に捲回することによって製作する。

　巻芯２１は、電気的な絶縁材料であり且つ電解液に耐えられる材料にて構成されている。具体的にはＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド），ＰＰ（ポリプロピレン），ＰＥ（ポリエチレン）及びＰＶＤＦ（ポリフッ化ビリニデン）等の樹脂を用いれば良いが、耐熱性の観点からはＰＰＳが好適である。

　巻芯２１の形状は、可撓性を有する長方形の多孔性のシート状部材を捲いて円筒形状に形成したものであり、巻芯２１には、電解液や、充放電反応過程を構成するリチウムイオン等の物質を透過させる微細な貫通経路が形成されている。

　この貫通経路（貫通孔）の実効的な径は、箔状正極板や箔状負極板の活物質の粒径の大きさ（平均で１０μｍ程度）と同程度の径であり、１μｍ～１０００μｍの範囲であることが好ましく、１μｍ～１００μｍの範囲であることが特に好ましい。巻芯２１には、このような微細な孔が無数に存在するように形成され、活物質が貫通経路を介して極力電解液にさらされるようにしている。

　又、詳しくは後述するが、発電要素の製造過程で箔状正極板と箔状負極板とがこの巻芯２１を挟んで対向する配置となるので、仮に箔状正極板と箔状負極板とが巻芯２１を挟んで密着した場合でも両者の電気的な絶縁が保持されるようにシート状の巻芯２１の厚さが設定されている。

　図５に示すように、円筒形状の巻芯２１の外周面（箔状正極板２３ａ等の捲回面）には、短冊形状の位置決め部材２２ａ，２２ｂが、長辺側の一端が巻芯２１の外周面に固定保持される状態で巻芯２１の中心軸に対して対称姿勢で配置されている。

　従って、位置決め部材２２ａ，２２ｂは、巻芯２１の外周面に固定されている一端側から箔状正極板２３ａ等の捲回方向に沿って延出する配置形状となっている。

　一対の位置決め部材２２ａ，２２ｂのうち、一方の位置決め部材２２ａは、シート状部材を捲いて円筒形状の巻芯２１を形成する際に、先端を若干量はみ出させた状態で貼り合わせて融着固定することで形成する。

　他方の位置決め部材２２ｂは、巻芯２１と同材料のシート状部材を短冊形状に切断形成して、それの長辺側の一端を巻芯２１の外周面に融着固定して形成する。

　図６には、上記形状の巻芯２１への箔状正極板２３ａ，箔状負極板２３ｂ及びセパレータ２４ａ，２４ｂの概略的な巻き付け工程が示されている。

　セパレータ２４ａ，２４ｂは、例えば、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリアクリロニトリル系、ポリフェニレンサルファイド系、ポリイミド系、フッ素樹脂系の微孔膜や不織布を用いて構成することができる。

　同図では、巻芯２１の中空部に捲回用ローラ２５を通すと共に、捲回用ローラ２５と、その捲回用ローラ２５の外周面に圧着される圧着ローラ２６との間に、箔状負極板２３ｂ及びセパレータ２４ｂを送り込んで捲回して行く様子を概略的に示している。

　本実施の形態では、箔状正極板２３ａと箔状負極板２３ｂとの捲き始め位置を巻芯２１の周方向に沿って位置ずれさせており、夫々の捲き始め位置を位置決め部材２２ａ，２２ｂにて規定している。すなわち、本実施の形態では、箔状正極板２３ａと箔状負極板２３ｂとの捲き始め位置は、巻芯２１の半周分だけ位置ずれしている。

　先行して捲き始めるのは箔状正極板２３ａでも良いし、箔状負極板２３ｂでも良いが、本実施の形態では箔状負極板２３ｂから捲き始める場合を例示して概略的に説明する。

　巻芯２１を捲回用ローラ２５にセットした状態で、位置決め部材２２ｂの位置が圧着ローラ２６による圧着位置の手前に位置するように巻芯２１の回転位置を設定する（図６に示す状態）。

　この状態から、位置決め部材２２ｂと巻芯２１の外周面との間に、箔状負極板２３ｂとセパレータ２４ｂとを両者の先端を揃えた状態でしっかりと差し込んで、位置決めする。この際、セパレータ２４ｂが箔状負極板２３ｂよりも外周側に位置するように両者を重ねている。

　図６において概略的に示しているが、セパレータ２４ｂの幅は巻芯２１の高さに略一致する幅としているのに対して、箔状負極板２３ｂの幅は巻芯２１の高さよりも広く、図６おける手前側へ巻芯２１の存在範囲からはみ出している。このはみ出し部分は、活物質を塗布していない未塗工部３ａであり、この未塗工部３ａが後の工程で集電体６に接続される。

　箔状負極板２３ｂ等を位置決め部材２２ｂの位置に差し込んだ後、捲回用ローラ２５を図６において矢印で示す向きに回転駆動し、反対側の位置決め部材２２ａが図６における位置決め部材２２ｂの位置まで移動してきたときに、位置決め部材２２ａと巻芯２１の外周面との間に、箔状正極板２３ａとセパレータ２４ａとを両者の先端を揃えた状態でしっかりと差し込んで、位置決めする。ここでも、セパレータ２４ａが箔状正極板２３ａよりも外周側に位置するように両者を重ねている。

　図示を省略するが、箔状正極板２３ａも巻芯２１の高さよりも幅広であり、箔状正極板２３ａについては、箔状負極板２３ｂとは反対側（図６における奥側）で未塗工部３ａがはみ出しており、そのはみ出し部分が後の工程で集電体４に接続される。

　尚、位置決め部材２２ｂと巻芯２１の外周面との間に差し込まれた箔状負極板２３ｂとセパレータ２４ｂとは、圧着ローラ２６の圧着位置を通過した後、捲回用ローラ２５の回転軸芯周りで１周するまでは、それらの先端側が、位置決め部材２２ｂと巻芯２１の外周面とに挟持される保持力のみによって巻芯２１の外周面に沿う姿勢を維持することになる。この場合、位置決め部材２２ａ，２２ｂを構成するシート状部材は比較的腰の強いシートに形成しているため、箔状負極板２３ｂ及びセパレータ２４ｂの先端を確実に保持できる。

　位置決め部材２２ｂと巻芯２１の外周面との間で箔状負極板２３ｂ及びセパレータ２４ｂの先端を確実に保持できない場合は、先行して捲き始める側の位置決め部材２２ｂの長さ（巻芯２１の周方向での長さ）を巻芯２１の外周１周分よりも若干長い長さに形成して、箔状負極板２３ｂ及びセパレータ２４ｂの先端側が巻芯２１の外周面に沿う姿勢を維持するようにすれば良い。

　この後、内周側から箔状正極板２３ａ，セパレータ２４ａ，箔状負極板２３ｂ及びセパレータ２４ｂを順に重ねた状態で、巻芯２１に捲き重ねて行く。

　所定の長さの箔状正極板２３ａ等を捲回した後に、捲回用ローラ２５から取り外し、外周面の法線方向で押圧して扁平形状に成形して、扁平形状の発電要素３とする。つまり、巻芯２１とは、捲回中心に配置され、発電要素３の形状を保持するための発電要素３を構成する機能部品であって、電池作製後も電池内に配置されている部材である。

　図４には、発電要素３を扁平形状とした状態で、巻芯２１に箔状正極板２３ａ等を捲回した様子が、巻芯２１の捲回軸芯方向視で模式的に示されている。この状態で、発電要素３に組み込まれた巻芯２１は、扁平型の円筒形状を呈している。

　図４に示すように、箔状正極板２３ａ等の捲回軸芯方向視で、一対の位置決め部材２２ａ，２２ｂの取り付け基端位置が、扁平形状の長手方向両端部に振り分ける状態で位置するように、発電要素３が押しつぶされている。

　そのため、捲回の最内周において、箔状正極板２３ａと箔状負極板２３ｂとが、夫々における活物質層を形成した面が巻芯２１を挟んで対向しており、それらの対向面に形成されている活物質層が有効に電池として機能する。

　図４において符号Ａで示す、捲回軸芯方向視で、扁平形状の巻芯２１の幅（短幅側の幅）は、少なくとも長手方向端部において１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の幅となるように、巻芯２１の材質や厚さ、更には、箔状正極板２３ａ等を巻芯２１に捲回したものを押しつぶす際の加圧の条件等を設定している。

　これは、上記幅Ａがあまりに幅狭となると、その幅狭部分の外周面に沿って存在する箔状負極板２３ｂ等が、湾曲形状ではなく鋭い角度で折れ曲がってしまい、極板内での電気伝導性が悪化してしまう他、隣接するセパレータ２４ａ，２４ｂを損傷してしまう可能性があるためであり、そのような事態を回避するために、幅Ａの大きさを上記のように設定している。

　つまり、捲回軸芯方向視で、巻芯２１の短幅側の幅を１ｍｍ以上とすることにより、最内周の極板が折れ曲がって破損する虞が低下する。また、短幅側の幅を１０ｍｍ以下とすることにより、電池としての体積効率の低下を抑制することができる。

　さらに、巻芯２１は、セパレータ２４ａ，２４ｂよりも剛性が高くなるように、材質や厚さが設定されているので、巻芯２１として要求される各箔状極板２３ａ，２３ｂ等に対する支持特性や保形性等の特性、セパレータとして要求される絶縁性や柔軟性等の特性を、それぞれに適した個別の材料を用いて適切に確保することができる。

　これによって、箔状負極板２３ｂ等が鋭い角度で折れ曲がるような不都合な事態が発生することなく、発電要素３として所期の性能を十分に発揮させることができるようになる。また、巻芯２１はセパレータ２４ａ，２４ｂに比べて曲げ弾性率が大きく、曲げ強さが強い、あるいは腰が強いことが好ましい。

　次に、蓋部２の組み立てについて説明する。
　蓋部２は、端子ボルト５，７を取り付ける電極取付孔等を形成したアルミニウム製の板材に、集電体４，６と端子ボルト５，７とを、パッキン９，１０，１１，１２を挟んだ状態でリベット５ａ，７ａをかしめて固定する。

　次に、上記のように蓋部２に固定された集電体４，６に発電要素３の上記未塗工部３ａを溶接して接続することで、蓋部２と発電要素３とを一体化する。

　更に、発電要素３を缶体１に収納して、蓋部２と缶体１とを溶接することで、二次電池ＲＢの筐体ＢＣの組み立てが完了する。

　筐体ＢＣの組み立てが完了すると、次に、図示を省略する注液口から電解液を筐体ＢＣ内に注入し、電解液の注入が完了すると所定の充電条件で二次電池ＲＢの初期充電（予備充電）を行い、更にエージング等を行うことで二次電池ＲＢとして完成する。

〔別実施形態〕
　以下、本発明の別実施形態を列記する。

（１）上記実施の形態では、位置決め部材２２ａ，２２ｂを、シート状部材にて構成される巻芯２１と同一の材料で形成する場合を例示しているが、巻芯２１とは異種の材料にて構成することもできる。
　例えば、セパレータ２４ａ，２４ｂ自体を位置決め部材として兼用する構成としても良い。

　具体的には、図６と対応する図８に示すように、上記実施の形態における巻芯２１の外周面における位置決め部材２２ａ，２２ｂの取り付け位置に、位置決め部材２２ａ，２２ｂの代わりにセパレータ２４ａ，２４ｂの先端を融着等によって固定する。

　そして、図８に示すように、箔状負極板２３ｂを、セパレータ２４ｂの取り付け基端位置に当て付けるようにしてセパレータ２４ｂと巻芯２１の外周面との間に差し込み、捲回用ローラ２５を図８中において矢印で示す方向に回転駆動して、箔状負極板２３ｂをセパレータ２４ｂと共に巻き込んで行く。

　その後、セパレータ２４ａの取り付け基端位置が、図８のセパレータ２４ｂの位置まで移動してくると、セパレータ２４ａの取り付け基端位置に当て付けるようにしてセパレータ２４ａと巻芯２１の外周面との間に差し込み、内周側から順に箔状正極板２３ａ，セパレータ２４ａ，箔状負極板２３ｂ及びセパレータ２４ｂを重ね合わせた状態で、捲回用ローラ２５の回転駆動によって巻芯２１に捲回していく。

　箔状正極板２３ａ及び箔状負極板２３ｂの未塗工部３ａの位置等は、上記実施の形態と同様である。
　その後の処理も上記実施の形態と同様であり、巻芯２１への箔状正極板２３ａ等の捲回後に、捲回用ローラ２５から取り外して、外周面の法線方向で押圧して押しつぶし、扁平形状の発電要素３とする。

　図７は、扁平形状とした状態で、巻芯２１に箔状正極板２３ａ等を捲回した様子を、巻芯２１の中心軸方向視で模式的に示している。
　図７に示すように、一対の位置決め部材として機能するセパレータ２４ａ，２４ｂの取り付け基端位置が、箔状正極板２３ａ等の捲回軸芯方向視で、扁平形状の長手方向両端部に振り分けて位置するように押しつぶしているので、捲回の最内周において、箔状正極板２３ａと箔状負極板２３ｂとが、巻芯２１を挟んで対向しており、それらの対向面に形成されている活物質層が、有効に電池として機能する。

　更に、図７において符号Ａで示す、捲回軸芯方向視での扁平形状の巻芯２１の幅（短幅側の幅）を、少なくとも長手方向端部において１ｍｍ以上の幅となるように、巻芯２１の材質や厚さ、更には、箔状正極板２３ａ等を巻芯２１に捲回したものを押しつぶす際の加圧の条件等を設定している点についても上記実施の形態と同様である。

（２）上記実施の形態では、シート状部材を円筒形状に捲いて巻芯２１を構成して、巻芯２１を中空形状としているが、例えば、箔状負極板２３ｂ等と接する角部に丸みを持たせた扁平な中実の直方体形状に形成しても良い。

　このように形成する場合でも、上記実施の形態と同様に巻芯を電気的絶縁材料で且つ多孔性として、電解液等の透過を許容するように構成すると共に、捲回軸芯方向視で、巻芯の長手方向端部の一方から箔状負極板２３ｂを捲き始め、他方から箔状負極板２３ｂを捲き始めるように構成すれば良い。

（３）上記実施の形態では、箔状正極板のうち、箔状負極板の捲き始めの端部（先端ともいう）のおもて面とうら面とに対向する領域には正極活物質層が存在するようにしたが、当該領域については正極活物質層が存在しない構成としても良い。この構成を採用することによって、箔状負極板の先端にリチウム金属のデンドライトが生成することを防ぐことができる。

　この効果は、当該領域の正極活物質層が充放電反応に寄与しない状態であれば発揮されるので、正極活物質層が存在しない状態とする代わりに正極活物質層の表面をリチウムイオン等の物質の透過性の小さいまたはゼロの材質からなる層で覆う構成としてもよい。

　正極活物質層が存在しない状態は、正極活物質層を剥離させることによっても達成することができるし、予め該当部分に活物質を塗布しない方法いわゆる間欠塗工法を用いて活物質を塗布することによっても達成することができる。後者の方法は、剥離する工程を省略できる点で前者のものと比べて好ましい。

　箔状正極板のうち箔状負極板の先端のおもて面とうら面とに対向する領域に活物質の存在しない構成を採用する場合、当該負極の捲き始め端部の位置は、捲回軸芯方向視で扁平形状の長手方向両端部の一方であることが好ましい。なぜなら、箔状正極板において、箔状負極板の先端のおもて面に対向する領域（領域Ａ）と、うら面に対向する領域（領域Ｂ）とを連続させられるからであり、その結果、箔状正極板に活物質の存在しない領域を設けるための加工が容易だからである。

　図４のように負極の捲き始め端部の位置が捲回軸芯方向視で扁平形状の長手方向両端部の一方にある場合、領域Ａと領域Ｂとは連続することとなる。他方、負極の捲き始め端部の位置がほかの部分に有る場合は、領域Ａと領域Ｂとは、互いに離れて配置されることとなる。このように、互いに離れた領域の活物質を剥離したり未塗布部を設けたりすることは高い位置精度が要求されることから通常困難である。

　３　　　　　　　発電要素
　２１　　　　　　巻芯
　２２ａ，２２ｂ　位置決め部材
　２３ａ　　　　　箔状正極板
　２３ｂ　　　　　箔状負極板
　２４ａ，２４ｂ　セパレータ

Claims

　夫々に活物質層が形成された箔状正極板及び箔状負極板が、それらの間にセパレータを挟んだ状態で巻芯に捲回されると共に、扁平形状に形成された発電要素を有する電池であって、
　前記巻芯が多孔性の部材にて構成され、
　それぞれに活物質層が形成された前記箔状正極板と前記箔状負極板とが、前記捲回の最内周で前記巻芯を挟んで対向するように配置されている電池。
　前記発電要素は、可撓性を有するシート状部材が円筒形状に形成されて構成された前記巻芯に、前記箔状正極板及び前記箔状負極板を、それらの間に前記セパレータを挟んだ状態で捲回した後に、外周面の法線方向で押圧することによって扁平形状に形成されている請求項１記載の電
池。
　前記発電要素は、前記巻芯における前記箔状正極板，前記箔状負極板又は前記セパレータの捲回面に、前記箔状正極板又は前記箔状負極板の先端部と接当して、前記箔状正極板又は前記箔状負極板を位置決めする位置決め部材が取り付けられて構成されている請求項１又は２記載の電池。
　前記位置決め部材は、一端が前記巻芯における前記捲回面に固定されている状態で、前記箔状正極板，前記箔状負極板又は前記セパレータの捲回方向に沿って延出するシート状部材にて構成されている請求項３記載の電池
　前記位置決め部材は、前記セパレータにおける捲き始め側の先端部を前記巻芯に固定することにより構成されている請求項４記載の電池。
　前記位置決め部材は、前記箔状正極板を位置決めするためのものと前記箔状負極板を位置決めするためのものとが、捲回軸芯方向視で前記巻芯における長手方向両端部に振り分ける状態で一対に備えられている請求項３～５のいずれか１項に記載の電池。
　前記巻芯と前記セパレータが別部材で構成されている請求項１から６のいずれか１項に記載の電池。
　前記発電要素に組み込まれた前記巻芯は、扁平型の円筒形である請求項７記載の電池。
　前記箔状正極板及び前記箔状負極板の捲回軸芯方向視での前記巻芯の短幅側の幅は、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である請求項８記載の電池。
　前記巻芯は、前記セパレータよりも剛性が高く設定されている請求項７記載の電池。
　前記巻芯の孔の大きさは１μｍ以上１０００μｍ以下である請求項１から９のいずれか１項に記載の電池。