(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，その一端から軸方向に形成されたスリットによって少なくとも前記一端から一部分が２分さ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，その長手方向の湾曲によって自然状態で多孔膜側と耐熱層側とのいずれが凸面側となっているかが予め判定されているものを使用し，
２枚のセパレータを，凸面側であると判定された面同士が向き合うように組み合わせて配置するセパレータ組配置工程と，
前記セパレータ組配置工程によって配置された２枚のセパレータと前記巻芯とを相対的に移動させることにより，前記セパレータ組配置工程によって配置された２枚のセパレータを前記スリットに挿入する挿入工程とを有することを特徴とする電極捲回体の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電極捲回体の製造方法において，
前記セパレータ組配置工程の後で，前記挿入工程に先立って，２枚のセパレータの長手方向の先端部同士を仮止めする仮止め工程を行うことを特徴とする電極捲回体の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電極捲回体の製造方法において，
前記巻芯として，前記スリットによって，少なくとも前記一端から前記電極板の幅の半分以上の範囲が２分されているものを使用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，巻芯に２枚のセパレータを差し込ん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重ねて巻芯に挟み込んで固定し，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，図４に示すように，巻芯１０として，例えば２つの部材の間にスリット１１が設けられているものを用いる。そして，重ねた状態の２枚のセパレータ１０１，１０１の端部を，幅方向（図中奥行き方向）に巻芯１０のスリット１１に差し込む。それにより，スリット１１に２枚のセパレータ１０１，１０１を挟み込む。さらに，巻芯１０を回転させることにより巻き取るのである。
【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たるみができやすいという問題点があった。すなわち，ロール状に製造された耐熱セパレータ２０をロール２１から引きだすと，図５に示すように，その引き出し部分が，長手方向について湾曲するのである。つまり，耐熱セパレータ２０自体に湾曲癖が付いているのである。
【０００６】
この図５では，樹脂層２０ａを実線で，耐熱層２０ｂを破線で示し，耐熱層２０ｂの側が凹面となっている状態を示している。しかし，その湾曲の向きや湾曲の程度は，必ずしも一定のものではない。図６に示すように樹脂層２０ａの側が凹面となる場合もある。この湾曲の向きは，ロール２１における巻きの向きとも必ずしも一致しない。さらに，湾曲量ｈは様々である。
【０００７】
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２０を使用すると，巻芯１０に差し込むことが難しい場合があるという問題点があった。従来の図４の例と同じ配置に耐熱セパレータ２０のロール２１をセットしても，図７に示すように，先端部同士の間隔が広いものとなっていることがある。上記のように耐熱セパレータ２０の端部は，湾曲しているからである。このようになっていると，セパレータ２０がスリット１１の間隔内に収まらず，適切に差し込むことができなかった。
【０００８】
本発明は，前記した従来の電極捲回体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，耐熱セパレータを巻芯のスリットに適切に差し込む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】
【０００９】
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，その一端から軸方向に形成されたスリットによって少なくとも一端から一部分が２分さ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，その長手方向の湾曲によって自然状態で多孔膜側と耐熱層側とのいずれが凸面側となっているかが予め判定されているものを使用し，２枚のセパレータを，凸面側であると判定された面同士が向き合うように組み合わせて配置するセパレータ組配置工程と，セパレータ組配置工程によって配置された２枚のセパレータと巻芯とを相対的に移動させることにより，セパレータ組配置工程によって配置された２枚のセパレータをスリットに挿入する挿入工程とを有する製造方法である。
【００１０】
本形態の製造方法によれば，耐熱セパレータとして，自然状態での湾曲の向きが判定されているものを使用するので，捲回のためにセットするときには，その湾曲の向きが分かっている。そして，２枚のセパレータの凸面側同士を向き合わせて配置するので，２枚のセパレータは自然に，互いに近づく配置となる。この互いに近づいている箇所をスリットに挿入すれば，２枚のセパレータを容易にスリットに差し込むことができる。従って，耐熱セパレータを使用しても，２枚のセパレータを巻芯のスリットに適切に差し込むことができる。
【００１２】
さらに本発明では，セパレータ組配置工程の後で，挿入工程に先立って，２枚のセパレータの長手方向の先端部同士を仮止めする仮止め工程を行うことが望ましい。
このようにすれば，セパレータの湾曲量が大きく，先端部同士の離れる距離が大きいものであっても，適切に巻き始めることができる。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。
【００１３】
さらに本発明では，巻芯として，スリットによって，少なくとも一端から電極板の幅の半分以上の範囲が２分されているものを使用することが望ましい。
このようになっていれば，スリットに電極板を確実に挟み込むことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の電極捲回体の製造方法によれば，耐熱セパレータを巻芯のスリットに適切に差し込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本形態の製造方法を示す説明図である。
【図２】本形態の製造方法を示す説明図である。
【図３】本形態の製造方法を示す説明図である。
【図４】従来の製造方法を示す説明図である。
【図５】耐熱セパレータの湾曲を示す説明図である。
【図６】耐熱セパレータの湾曲を示す説明図である。
【図７】従来の製造方法において，耐熱セパレータを用いた場合の状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
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。そこで，従来と同様の構成には，先行技術の説明の欄で用いたものと同じ符号を用いて説明する。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。
【００１８】
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。スリット１１は，巻芯１０の一端から軸方向に形成されている。これにより，巻芯１０は，少なくとも一端から一部分が２分されている。巻芯１０の一端から電極体の幅の半分以上の範囲が２分されているものであればより好ましい。さらに，巻芯１０の２分されている範囲は，電極体の幅以上であればよりよい。本形態の巻芯１０は，スリット１１の空間をも含めると円柱形状であり，その外周に沿って帯状部材を円筒状に巻き取ることができる。そのために，巻芯１０は，中心軸の周りに回転駆動されるようになっている。
【００１９】
また，巻芯１０は，軸方向（図１中で奥行き方向）への直線移動も可能にされている。帯状部材を巻き始める際には，巻芯１０は，スリット１１の開放端を帯状部材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に帯状部材を挟み込んだ状態としてから，巻芯１０が回転することにより，帯状部材は巻芯１０に巻き取られる。
【００２０】
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は，その片面は樹脂層であり，もう片面は耐熱層のものである。また，巻芯１０のスリット１１の隙間の間隔は，２枚のセパレータ２０の厚さを多少の余裕を持って挟み込むことができる幅に予め決められている。
【００２１】
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，たるみが発生しやすいものである。このたるみとは，セパレータ２０が，その一部をロール２１から巻き出して自然状態とすると，その長手方向について湾曲していることをいう。しかもそのたるみの向きや大きさは，個々の製品ごとに異なり，予測はできない。また，このたるみは巻き癖ではなく，ロール２１への巻き方向とは関係がない。
【００２２】
そこで，本形態では，セパレータ２０の製造時に，そのたるみの向きと大きさを判定しておく。たるみの向きや大きさが製造後に変わることはほとんど無いので，予め判定しておくことにより，ロール２１から巻きだしてみることなくそのたるみの状態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をロール２１から少し巻きだして，たるみの向きや大きさを判定することとしてもよい。
【００２３】
いずれにしても，捲回を開始するまでに，各セパレータ２０のたるみの向きや大きさが取得できているようにする。なお，本形態では，セパレータ２０のうちの少なくとも先端に近い差し込み部分（巻芯１０のスリット１１に差し込まれる部分）のたるみの向きや大きさが判定できていれば充分である。そして，このたるみの向きや大きさに基づいて，同時に捲回する２つのセパレータ２０の組み合わせが決定される。
【００２４】
セパレータ２０のたるみの向きとしては，図５に示したように樹脂層２０ａ側が凸面で耐熱層２０ｂ側が凹面となるもの，図６に示したように樹脂層２０ａ側が凹面で耐熱層２０ｂ側が凸面となるもののほか，たるみのほとんどないものもある。たるみの大きさは，例えば図５に示したように，セパレータ２０の単位長さ当たりの湾曲量ｈとして得られる。
【００２５】
そして本形態では，図１に示すように，両側のセパレータ２０の凸面同士が向き合うように配置する。すなわち，いずれのセパレータ２０も，もう１枚のセパレータの側にその凸面の側を向けて配置する。この工程が，セパレータ組配置工程に相当する。この工程では，特に，両側のセパレータ２０のたるみの大きさが，同程度のものを選択して用いることが好ましい。例えば，２枚のセパレータ２０の内，大きい方の湾曲量ｈが小さい方の湾曲量ｈ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。
【００２６】
このように選択することにより，差し込み部分において，両側のセパレータ２０のたるみが互いに相殺される。つまり，両側のセパレータ２０のそれぞれの巻き出し箇所をごく近接させて配置することにより，差し込み部分は，巻き出し箇所の中央付近に自然に垂れ下がり互いにごく近い位置に配置される。例えば図６に示したようにロール２１から離れる向きに反っているセパレータ２０同士を，図１に示すようにロール２１の巻き出し側をごく近接させて配置すれば，２枚のセパレータ２０をその真下に配置した巻芯１０のスリット１１に挿入することは容易である。
【００２７】
このように２枚のセパレータ２０の巻き出し部分をセットしたら，巻芯１０をセパレータ２０の方へ移動させる。そうすれば，２枚のセパレータ２０の巻き出し部分は，巻芯１０のスリット１１に差し込まれる。この工程が，挿入工程に相当する。２枚のセパレータ２０の巻き出し部分が，互いに近接する位置に自然に配置されているので，巻芯１０がセパレータ２０に当たるおそれはない。
【００２８】
なお，２枚のセパレータ２０の湾曲量ｈが大きく異なると，両側のセパレータ２０のたるみが互いに相殺されることなく，差し込み部分がいずれかの側の寄ってしまう。このようになると，巻芯１０を真下に配置しても差し込み部分をそのスリット１１に挿入することができないので好ましくない。
【００２９】
また，２枚のセパレータ２０として，その湾曲量ｈがかなり大きいもの同士を組み合わせた場合には，差し込み部分は中央付近に配置されるものの，先端部同士がかなり離れてしまうことがある。このような場合には，巻きだした２枚のセパレータ２０の先端部同士を仮止め部材２３によって仮止めしておけばよい。これが，仮止め工程に相当する。このようにすることにより，より確実に挿入することができる。
【００３０】
なお，この図１ではそれぞれのセパレータ２０は，ロール２１から直接，巻芯１０へ挿入することとした。しかし，例えば図２や図３に示すように，ロール２１と巻芯１０との間に別のローラ２５を配置することもできる。このようにすれば，ローラ２１の配置やその巻き出しの向きにかかわらず，両側のセパレータ２０の凸面の側同士が向き合うように配置を選択することは容易である。
【００３１】
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，たるみの向きが予め判定されており，その結果に基づいて，凸面同士が向き合うように捲回装置にセットされる。従って，両側のセパレータ２０の先端部同士が互いに近づき合う配置となるので，巻芯１０のスリット１１に挿入することは容易である。これにより，耐熱セパレータを巻芯のスリットに適切に挟むことのできる製造方法となっている。
【００３２】
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，スリットに挟み込むタイプの巻芯であれば，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】
【００３３】
１０  巻芯
１１  スリット
２０  セパレータ
２３  仮止め部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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