(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セパレータと電極板とを重ねて巻芯に巻き取ることにより電極捲回体を製造する方法において，
前記巻芯として，スリットによって外周面のうちの一部を含む第１巻芯部分と外周面のうちの残部を含む第２巻芯部分とに分けられているものを使用し，
セパレータとして，樹脂製の多孔膜の一面に耐熱層を形成した耐熱セパレータであって，その長手方向の自然状態でのカールの向きが予め判定されているものを使用し，
前記第１巻芯部分の直上に巻き付けられる第１セパレータとして，前記カールの向きが前記第１巻芯部分の外周面と逆向きとなるものを選択し，前記第２巻芯部分の直上に巻き付けられる第２セパレータとして，前記カールの向きが前記第２巻芯部分の外周面と逆向きとなるものを選択し，
前記第１のセパレータの端部と前記第２のセパレータの端部とを，前記第１セパレータが前記第１巻芯部分側に配置されるように重ねて，前記スリットに挿入して前記巻芯に挟み込み，
前記巻芯を回転させて，前記第１のセパレータおよび前記第２のセパレータを前記巻芯に巻き取って捲回することを特徴とする電極捲回体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，正負の電極板とセパレータとをともに捲回した電極捲回体の製造方法に関する。さらに詳細には，まず２枚のセパレータだけを巻芯で巻き始めることによる電極捲回体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より，正負の電極板と２枚のセパレータとをともに捲回した捲回型の電極体を有する二次電池がある。この捲回型の電極体を製造する製造方法として，まず２枚のセパレータの端部を巻芯に固定して巻き始め，その後，この２枚のセパレータとともに電極板を巻芯で巻き取っていくことによる製造方法がある（例えば，特許文献１参照。）。この製造方法においては，例えば，中央にスリットが形成された巻芯が用いられる。そのスリットにセパレータの端部を挟んで，巻芯が回転することにより，セパレータが巻芯に巻き取られる。
【０００３】
また，二次電池に用いるセパレータとして，多孔質シートの少なくとも一面に耐熱層を設けた耐熱セパレータが提案されている（例えば，特許文献２参照。）。本文献では，耐熱層の材料として，例えば無機酸化物粒子等の，融点や熱分解温度が２００℃を上回る材料が例示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−６４６８７号公報
【特許文献２】特開２００７−２２０４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら，前記の特許文献２に提案されている耐熱セパレータは，耐熱層の設けられていない従来のセパレータに比較して，セパレータの長手方向にカールしやすいという問題点があった。つまり，耐熱セパレータ自体にカールが付いているため，ロールから巻き出された自由状態の耐熱セパレータであっても，その端部から勝手に巻きあがるのである。特に耐熱層が一面側のみに設けられている耐熱セパレータにおいて，このようなカールが発生しやすい。しかも，そのカールの向きやカールの程度は，必ずしも一定のものではない。また，このカールの向きは，ロールにおける巻きの向きとも必ずしも一致しない。
【０００６】
そのため，前記の特許文献１に記載されている製造方法にそのまま，この耐熱セパレータを使用すると，巻き終わった後で巻芯を引き抜くことが難しい場合があるという問題点があった。これは，最内周に巻かれたセパレータが，自身のカールによって巻芯に抱きつく状態となっていることによる。このような状態では，セパレータと巻芯とが密着し，その間の滑りに対する抵抗が大きい。そのため，電極捲回体の捲回後の巻芯の引き抜き時に，引き抜き不良が発生するという問題点があった。
【０００７】
本発明は，前記した従来の二次電池の製造方法が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，耐熱セパレータを用いても，捲回後の捲回体から巻芯を容易に抜き取ることのできる電極捲回体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の電極捲回体の製造方法は，セパレータと電極板とを重ねて巻芯に巻き取ることにより電極捲回体を製造する方法であって，巻芯として，スリットによって外周面のうちの一部を含む第１巻芯部分と外周面のうちの残部を含む第２巻芯部分とに分けられているものを使用し，セパレータとして，樹脂製の多孔膜の一面に耐熱層を形成した耐熱セパレータであって，その長手方向の自然状態でのカールの向きが予め判定されているものを使用し，第１巻芯部分の直上に巻き付けられる第１セパレータとして，カールの向きが第１巻芯部分の外周面と逆向きとなるものを選択し，第２巻芯部分の直上に巻き付けられる第２セパレータとして，カールの向きが第２巻芯部分の外周面と逆向きとなるものを選択し，第１のセパレータの端部と第２のセパレータの端部とを，第１セパレータが第１巻芯部分側に配置されるように重ねて，スリットに挿入して巻芯に挟み込み，巻芯を回転させて，第１のセパレータおよび第２のセパレータを巻芯に巻き取って捲回する方法である。
【０００９】
本発明の電極捲回体の製造方法によれば，２枚のセパレータが巻芯のスリットに挿入されて，巻芯に巻き取られる。２枚のセパレータのうち，第１巻芯部分の直上に巻き付けられ，第１巻芯部分の外周面に直接接触する第１セパレータは，その外周面とは逆向きのカールを有している。すなわち，第１セパレータは，第１巻芯部分に抱きつくように密着することはない。同様に，第２セパレータが第２巻芯部分に抱きつくように密着することもない。従って，セパレータと巻芯との間の滑りに対する抵抗はさほど大きくなく，適度に滑ることができる。従って，耐熱セパレータを用いても，捲回後の捲回体から巻芯を容易に抜き取ることのできる電極捲回体の製造方法となっている。
【００１０】
なお，本発明の電極捲回体の製造方法によって製造された電極捲回体を用いた電池も，本発明の製造方法により製造されたものに含まれる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の電極捲回体の製造方法によれば，耐熱セパレータを用いても，捲回後の捲回体から巻芯を容易に抜き取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本形態の製造方法を示す説明図である。
【図２】セパレータのカール量を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下，本発明を具体化した形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，捲回型の電極体を有する二次電池を製造する製造方法に，本発明を適用したものである。
【００１４】
本形態の製造方法によって製造される電極体は，正負の電極板と２枚のセパレータとを有する捲回型の電極体である。電極体の捲回のための装置は，従来の特許文献１に記載されているものとほぼ同様のものである。また，製造した電極体を用いて，二次電池を製造する方法は，従来と同様のものであるので，説明を省略する。本形態は，電極体の捲回方法にその特徴を有する。
【００１５】
本形態にかかる電極体の捲回方法は，図１に示すように，スリット１１が形成された巻芯１０を用いる方法である。本形態の巻芯１０は，その一端から軸方向にスリット１１が形成され，そこに巻き取る部材（本形態では，２枚のセパレータ２０）を差し込むことができるようになっている。そして，巻芯１０は，スリット１１の空間をも含めるとほぼ円柱形状であり，その外周に沿って電極体を円筒状に巻き取ることができるものである。この図１では，スリット１１を大きく開けて示しているが，実際には，スリット１１の幅は，２枚のセパレータ２０を多少の余裕を持って挟み込むことができる程度の隙間に形成されている。
【００１６】
そのために，巻芯１０は，軸方向（図１中で奥行き方向）への直線移動と中心軸の周りの回転とが可能なようになっている。そして，２枚のセパレータ２０を巻き始める際には，巻芯１０は，スリット１１の開放端を２枚のセパレータ２０の縁辺に向けて軸方向へ移動する。これにより，スリット１１に２枚のセパレータ２０が挟み込まれる。さらに，巻芯１０は，帯状部材の端部を挟み込んだ状態で，図１中で曲線の矢印で示すように，図中で反時計回りに回転することにより，帯状部材を巻き取る。
【００１７】
本形態で用いる２枚のセパレータ２０はいずれも，多孔質の樹脂膜の１面に多孔質の耐熱層が形成されたものである。すなわち，セパレータ２０の片面は樹脂層２１であり，もう片面は耐熱層２２である。図１では，樹脂層２１を実線で，耐熱層２２を破線でそれぞれ示している。２枚のセパレータ２０は，それぞれ供給用のロールに巻き取られた状態で用意される。そして，そのロールから巻きだして図中で上方からこの巻芯１０へと供給される。
【００１８】
先行技術の欄で述べたように，このような耐熱層を有するセパレータ２０は，カールがつきやすいものである。つまり，セパレータ２０は，その一部を自然状態（供給用のロールから巻き出した状態）とすると，図１中で一点鎖線で囲んで示すように，その長手方向についてカールする癖がついている。しかもそのカールの向きは，個々の製品ごとに異なり，予測はできない。また，このカールは巻き癖ではなく，ロールへの巻き方向とは関係がない。
【００１９】
そこで，本形態では，セパレータ２０の製造時に，そのカールの向きを判定しておくこととした。セパレータの製造後にカールの状態が大きく変わることはないので，予め判定しておくことにより，巻き始める前にそのカールの向きを知ることができる。あるいは，セパレータ２０の製造後に，セパレータ２０を少し巻きだして，カールの向きを判定することとしてもよい。
【００２０】
なお，多くの場合，このカールは，セパレータ２０の長手方向の全体に現れているが，本形態ではそのうち先端に近い部分（巻芯１０に１〜３周する長さの範囲）のいずれかの箇所についてのカールのみを判定すればよい。この程度の範囲内であれば，途中でカールの向きが変わっていることはない。
【００２１】
そして，本形態では，図１に示すように，２枚のセパレータ２０は，重ねてスリット１１に挟み込まれ，巻芯１０によって巻きとられる。各セパレータ２０のスリット１１に挟み込まれる箇所は，先端から巻芯１０の半周分以上は内側に入ったところである。そして，その箇所をスリット１１に挟んだまま，巻芯１０が回転するので，巻芯１０の外周面のうちスリット１１の両側の部分には，それぞれ異なるセパレータ２０（２０Ａまたは２０Ｂ）が直に接触する。
【００２２】
ここでは，図１に示すように，巻芯１０をスリット１１で便宜的に２つに分け，図中で右側の部分を巻芯部分１０Ａ，図中で左側の部分を巻芯部分１０Ｂと呼ぶ。そうすると，巻芯部分１０Ａの外周面には，スリット１１の巻芯部分１０Ａ側に挟まれたセパレータ２０Ａの片面が接触することになる。巻芯部分１０Ｂの外周面には，スリット１１の巻芯部分１０Ｂ側に挟まれたセパレータ２０Ｂの片面が接触することになる。この場合，巻芯部分１０Ａが第１巻芯部分に相当し，セパレータ２０Ａが第１セパレータに相当する。また，巻芯部分１０Ｂが第２巻芯部分に相当し，セパレータ２０Ｂが第２セパレータに相当する。
【００２３】
そこで本形態では，セパレータ２０Ａ，２０Ｂは，カールの向きが，巻芯部分１０Ａ，１０Ｂとの接触箇所において，その外周面のカーブの向きと逆になるように，巻芯１０に挟み込まれる。つまり，セパレータ２０Ａ，２０Ｂは，そのカールの向きが，直に接触する巻芯側に対して凸となる向きに配置して使用される。
【００２４】
もし，セパレータ２０のカールの向きが巻芯１０の外周面の曲面のカーブと同じであると，これらの接触箇所においてセパレータ２０が，自身のカールにより巻芯１０に抱きつく形となる。そのようになると，セパレータ２０と巻芯１０との密着力が強く，捲回後に巻芯１０の抜き取りエラーが発生するおそれがある。
【００２５】
しかし，本形態では，上記のようにセパレータ２０のカールの向きが巻芯１０の外周面と逆になるようにされている。従って，図１中に多数の矢印で示すように，各セパレータ２０はいずれも，最も内周側の位置では，自身のカールにより巻芯１０から遠ざかる向きの力を受ける。従って，セパレータ２０と巻芯１０との密着力は弱く，抜き取りエラーの発生するおそれはない。
【００２６】
例えば，この図１に示した例では，２枚のセパレータ２０Ａ，２０Ｂはいずれも，樹脂層２１が巻芯１０に接触する側となるように配置されている。これは，セパレータ２０Ａ，２０Ｂとしていずれも，樹脂層２１側が凸で耐熱層２２側が凹となるようにカールがあるものを使用した場合について示しているからである。カールの向きがこれとは逆のセパレータ２０を使用する場合には，挟み込む際の配置を逆にして巻き始めるようにすればよい。
【００２７】
さらに本形態では，図２に示すように，各セパレータ２０のカールの大きさであるカール量ｈをも予め判定しておくことが好ましい。セパレータ２０のカール量とは例えば，セパレータ２０を自然状態としたとき，セパレータ２０の単位長さ当たりの平面から離れる距離として判定される。そして，使用する２枚のセパレータ２０Ａ，２０Ｂが，そのカール量が同程度のものであればさらに好ましい。例えば，２枚のセパレータ２０Ａ，２０Ｂのうち，大きい方のカール量が小さい方のカール量の２倍以内となるように，セパレータ２０の組を選択するとよい。
【００２８】
もし，２枚のセパレータ２０Ａ，２０Ｂのカール量が違いすぎると，カール量の大きい方が，内側のカール量の小さい方のカールにかかわらずその外周から巻芯１０に抱きついてしまうおそれがある。つまり，直に接触しているセパレータ２０のカールの向きが巻芯１０の外周面とは逆向きであっても，抜き取りエラーが発生するおそれがあるからである。
【００２９】
以上詳細に説明したように本形態の製造方法によれば，セパレータ２０は，カールの向きが予め判定されており，その結果に基づいて，巻芯１０側にセパレータ２０の凸面側が配置されて巻き取られる。従って，巻芯１０の外周面に接触する箇所では，セパレータ２０は，巻芯１０の外周面とは異なる向きにカールがついている。つまり，セパレータ２０が巻芯１０に強くからみついて抜き取りエラーとなるおそれはない。これにより，耐熱セパレータを用いて電極捲回体を製造するものであって，捲回後の捲回体から巻芯を容易に抜き取ることのできる製造方法となっている。
【００３０】
なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
本形態では，巻芯として略円柱形状のものを用いているが，その外形は円柱に限らず，長円や楕円形等，どのようなものであってもよい。また，本形態では巻芯が軸方向に移動して，セパレータをスリットに挟み込むとしたが，セパレータがその幅方向に移動することによってスリットに挿入されるようにすることもできる。
【符号の説明】
【００３１】
１０  巻芯
１０Ａ，１０Ｂ  巻芯部分
１１  スリット
２０Ａ，２０Ｂ  セパレータ
ｈ  カール量
【図１】
0005626022.tif 000002
【図２】
0005626022.tif 000003