(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
径が異なる一対の断面半円体の断面一端側を、前記一対の断面半円体の平坦面が所定の間隔をおいて対向するように揃えて形成された断面半円状巻芯体の対向面間に、層間絶縁用のテープ状絶縁シートを挿着配置する挿着配置工程と、
前記断面半円状巻芯体のうち、径の大きな前記断面半円状巻芯体の対向面を有しない非対向面に、テープ状正極シートの先端部を前記テープ状絶縁シートを介して対接させる正極シート配置工程と、
前記一対の断面半円体の断面一端側が揃えられた側で、かつ、前記テープ状正極シートが配置された側と前記テープ状絶縁シートを介して異なる側に、前記テープ状絶縁シートに沿わせ、前記断面半円状巻芯体から所定の位置ずらしてテープ状負極シートを配置する負極シート配置工程と、
前記断面半円状巻芯体を一定の方向に回転させて、前記テープ状正極シートの先端部に、前記テープ状負極シートの先端部を積層させて揃え、径が異なる一対の断面半円体の断面一端側を揃えることによって形成される断面他端側の段差を補って捲装して捲回型電極化する捲装工程と
を有することを特徴とする捲回型電極の製造方法。
【請求項２】
径が異なる一対の断面半円体の断面一端側を、前記一対の断面半円体の平坦面が所定の間隔をおいて対向するように揃えて形成された一対の断面半円状巻芯体と、
前記断面半円状巻芯体を所定方向に回転させる回転機構と
を具備し、
前記断面半円状巻芯体のうち、径の大きな前記断面半円状巻芯体の対向面を有しない非対向面に、テープ状正極シートの先端部を前記テープ状絶縁シートを介して対接させ、前記断面半円状巻芯体を一定の方向に回転させて、前記テープ状正極シートの先端部に、テープ状負極シートの先端部が積層して揃うよう該テープ状負極シートを供給し、径が異なる一対の断面半円体の断面一端側を揃えることによって形成される断面他端側の段差を補って捲装することを特徴とする捲回型電極の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒形状の捲回型電極を歩留まりよく製造できる製造方法、および円筒形状の捲回型電極を歩留まりよく製造できる製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
正極シート，絶縁シート，負極シートおよび絶縁シートの積層体を巻装して成る捲回型電極（起電部）を、円筒形の外装容器内に液密に封装した構成の二次電池などが広く実用に供されている。そして、この種の二次電池については、たとえば携帯電話機や携帯型パソコンなど、電子機器のコードレス化，高性能化，小形軽量化の要望に伴って、電源機能の向上が期待されている。
【０００３】
ところで、前記円筒形の起電部形成は、次のように行われている。すなわち、一対の対向する平坦面部を形成する断面半円状部を有する１本もしくは２本の巻芯体を用意し、前記対向する平坦面間に絶縁シート（セパレータ）を挟持させ、かつこの絶縁シートに正極シート，負極シートを所要の位置関係を持たせて配置する一方、その仮想中心軸（巻芯体と同軸）として巻芯体を回転させることによって、絶縁シートをセパレータとした形で巻き込み、捲回型電極（起電部）を製造している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の捲回型電極の製造方法の場合は、次のような不都合な問題がある。すなわち、鉛二次電池用もしくはニッケルカドミウム二次電池用の捲回型電極の場合は、特に問題なかったが、高容量化が図られるニッケル水素二次電池用の場合には、正極シートおよび負極シートの厚さが厚くなる傾向にある。ここで、正極シートおよび負極シートの厚さが厚くなることは、セパレータを介在させての捲装（捲回），捲回型電極化において，断面半円状部の外周面に沿わせた各電極シートの巻き始めの段差が、捲回型電極化後の形状に影響を及ぼし、断面楕円形状の捲回型電極と成ることがしばしば起こる。
【０００５】
また、前記電極シートの巻き始めの段差部が、捲回型電極の最大径箇所となって、円筒形の外装容器内に装着するとき、捲回型電極の外周部が損傷されたり、あるいは外装容器内への装着が極めて困難だったりする。このような、捲回型電極外周部の損傷などの問題は、製造される二次電池の性能や信頼性を損ない、あるいは製造歩留まりの低減を招来することを意味し、実用上由々しい問題を提起している。
【０００６】
本発明は上記事情に対処してなされたもので、正極シートおよび負極シートの巻き始め段差の影響を解消し、精度の良好な円筒形状の捲回型電極を歩留まりよく作成できる製造方法および製造装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、径が異なる一対の断面半円体の断面一端側を、前記一対の断面半円体の平坦面が所定の間隔をおいて対向するように揃えて形成された断面半円状巻芯体の対向面間に、層間絶縁用のテープ状絶縁シートを挿着配置する挿着配置工程と、前記断面半円状巻芯体のうち、径の大きな前記断面半円状巻芯体の対向面を有しない非対向面に、テープ状正極シートの先端部を前記テープ状絶縁シートを介して対接させる正極シート配置工程と、前記一対の断面半円体の断面一端側が揃えられた側で、かつ、前記テープ状正極シートが配置された側と前記テープ状絶縁シートを介して異なる側に、前記テープ状絶縁シートに沿わせ、前記断面半円状巻芯体から所定の位置ずらしてテープ状負極シートを配置する負極シート配置工程と、前記断面半円状巻芯体を一定の方向に回転させて、前記テープ状正極シートの先端部に、前記テープ状負極シートの先端部を積層させて揃え、径が異なる一対の断面半円体の断面一端側を揃えることによって形成される断面他端側の段差を補って捲装して捲回型電極化する捲装工程とを有することを特徴とする捲回型電極の製造方法である。
【０００８】
請求項２の発明は、径が異なる一対の断面半円体の断面一端側を、前記一対の断面半円体の平坦面が所定の間隔をおいて対向するように揃えて形成された一対の断面半円状巻芯体と、前記断面半円状巻芯体を所定方向に回転させる回転機構とを具備し、前記断面半円状巻芯体のうち、径の大きな前記断面半円状巻芯体の対向面を有しない非対向面に、テープ状正極シートの先端部を前記テープ状絶縁シートを介して対接させ、前記断面半円状巻芯体を一定の方向に回転させて、前記テープ状正極シートの先端部に、テープ状負極シートの先端部が積層して揃うよう該テープ状負極シートを供給し、径が異なる一対の断面半円体の断面一端側を揃えることによって形成される断面他端側の段差を補って捲装することを特徴とする捲回型電極の製造装置である。
【０００９】
本発明において、テープ状正極シート，テープ状負極シートおよびテープ状絶縁シートは、いわゆるテープ状だけてなく、短冊状など帯状のもを含むものとする。
【００１０】
上記請求項１の発明では、テープ状絶縁シートに沿って捲回するテープ状正極シート，テープ状負極シートの先端部が、巻芯体の対向する平坦部の非対向面に対接された形、換言すると、少なくとも一方の電極シートの巻き始め先端部の段差が解消，低減された形態で捲回されて捲回型電極化される。したがって、前記段差に起因する楕円状化など確実に、もしくは大幅に解消されて、精度の良好な円筒状形の捲回型電極を歩留まりよく得ることができ、信頼性の高い二次電池の提供に大きく寄与する。
【００１２】
さらに、請求項２の発明では、電極シートの巻き始め先端部を径（幅）の異なりに基づいて一部露出させた平坦面に対接させ、段差発生の原因が解消もしくは低減されるため、前記請求項１の作用がより容易に達成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下図１ (a)， (b)、および図２ (a)〜 (c)参照して実施例を説明する。 図１ (a)， (b)は、互いに異なる捲回型電極の製造装置の要部構成例を断面的に示したものである。すなわち、図１ (a)は断面半円状の平坦部1a，1bを離隔・対向させた一体型の巻芯体１と、前記巻芯体１を一定の方向に回転させる回転機構２と、前記巻芯体１に所要の絶縁シート3a，3bをガイド4aを介して供給する絶縁シート巻き戻しロール３，３′と、同じく巻芯体１に所要の正極シート5a，負極シート5bをガイド4b，4cを介してそれぞれ供給する電極シート巻き戻しロール５，５′とである。そして、前記巻芯体１は、断面半円状の平坦部1a，1bが絶縁シート3a（3b）を挿着もしくは挟着できる程度の長さで離隔・対向させた構成を採り、かつその対向平坦面の幅（断面半円径）1a，1bを異ならせている。
【００１４】
また、図１  （ｂ）の場合は、２個の巻芯体部材１′の断面半円状の平坦部１ａ，１ｂを離隔・対向させて一体型に固定構成した巻芯体１を用いた他は、前記図１  （ａ）に図示した構成と同様である。
【００１５】
次に、図２  （ａ）〜  （ｃ）を参照して、前記図１  （ａ）もしくは  （ｂ）に図示した構成の製造装置によるの捲回型電極の製造例について説明する。
【００１６】
先ず、図２  （ａ）に平面的に示すごとく、巻芯体１の離隔・対向平坦部１ａ，１ｂ間に、たとえば厚さ  ０．２ｍｍ，幅６０ｍｍのテープ状の絶縁シートを挿着もしくは挟着する一方、たとえば厚さ  ０．８ｍｍ，幅５７ｍｍのテープ状の正極シート５ａの先端部を、前記対向平坦部１ａの非対向面部に対接・位置合わせするとともに、たとえば厚さ  ０．５ｍｍ，幅５７ｍｍのテープ状の負極シート５ｂの先端部を巻芯体１から所定位置にズラして、それぞれ絶縁シート３ａ，３ｂに沿わせて配置する。
【００１７】
このように、テープ状の絶縁シート３ａ，３ｂ、正極シート５ａおよび負極シート５ｂを位置決め配置した後、回転機構２を駆動させ、巻芯体１を一定の方向に  １８０°回転させる。この回転によって、図２  （ｂ）に平面的に示すごとく、正極シート５ａおよび負極シート５ｂの先端部が揃った形となり、さらに、  ３６０°回転させると、図２  （ｃ）に平面的に示すように、正極シート５ａおよび負極シート５ｂは巻き始め段差を生じないで、円筒状に捲回もしくは捲装されて、良好な円筒状形の捲回型電極が形成される。なお、前記では  １８０°回転したときに、正極シート５ａおよび負極シート５ｂの先端部が揃う形としたが（図２  （ｂ））、図２  （ｄ）に平面的に示すごとく、正極シート５ａおよび負極シート５ｂの先端部が９０°程度ズレた形としても、巻き始め段差の影響がほとんどない円筒状形の捲回型電極を形成できる。
【００１９】
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものでなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形を採り得る。たとえば、絶縁シート，正極シート，負極シートの厚さや幅などは対象とする二次電池の種類，容量にと対応して適宜設定できる。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、テープ状正極シート，テープ状負極シートの巻き始め部の段差に起因する楕円状化などが解消された良好な円筒状形の捲回型電極を歩留まりよく得ることができるので、信頼性の高い二次電池の提供に大きく寄与する。
【００２１】
請求項２の発明によれば、電極シートの巻き始め先端部に起因する段差発生が解消もしくは低減されるため、良好な円筒状形の捲回型電極を歩留まりよく得ることができ、信頼性の高い二次電池の提供に大きく寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】(a)， (b)は本発明に係る捲回型電製造装置の互いに異なる構造例の要部を示す断面図。
【図２】本発明に係る捲回型電製造装置による製造実施態様例を模式的に示すもので、(a)は正極シート先端部に対して，負極シート先端部を 180°ズラして位置決めした状態を示す平面図、 (b)は巻芯体を 180°回転させたときの状態を示す平面図、 (c)は巻芯体を 360°回転させたときの状態を示す平面図、 (d)は正極シート先端部に対して，負極シート先端部を90°ズラして位置決めした状態を示す平面図。
【符号の説明】
１……巻芯体
１′……巻芯体部材
２……回転機構
３，３′……テープ状絶縁シート巻き戻しロール
3a，3b……テープ状絶縁シート
4a，4b，4c……テープ走行ガイド
５，５′……テープ状電極シート巻き戻しロール
5a……テープ状正極シート
5b……テープ状負極シート
【図１】
0003611899.tif 000002
【図２】
0003611899.tif 000003