(57)【要約】【課題】極板における巻芯側端およびタブのバリに起因する正負極間の短絡の発生を抑制しながら、生産コストの削減を図ることができる構成の電池およびその製造方法を提供する。【解決手段】電池は、電極体３０が外装体に収納され、外装体開口が封口体で封口された構成を有する。電極体３０は、正極板３１、負極板３２、セパレータ３３１，３３２を有する。正負極板３１，３２は、それぞれの端辺が巻回中心領域に存在する。正極板３１の端辺３１ｅと、Ｘ軸方向上側に近接の負極板３２の主面との間には、外側セパレータ３３１が折返し領域３３１ｃで折り返えされて２層、内側セパレータ３３２が１層の、合計３層のセパレータ３３１，３３２が介挿されている。正極板３１は、その端辺３１ｅにおけるバリ３１ａが３層のセパレータ３３１，３３２の方を向くように規制されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が帯状をした正極板と負極板とがセパレータを介して対向配置され、当該状態で巻回されてなる電極体を備える電池であって、
前記電極体の巻回中心側において、前記正極板および前記負極板のうちの一方の極板である第１極板は、その端辺が、他方の極板である第２極板の端辺に対して極板長手方向にズレており、
前記巻回中心側での前記セパレータは、前記第１および第２の両極板間から前記第１極板の前記端辺位置を通過して延設され、当該延出端が折り返されて、前記第１極板の前記端辺位置を通過して前記両極板間に介挿される領域まで延設されることにより、当該領域で２層が重ねられた構成となっており、
前記第１極板は、前記端辺における極板厚み方向のバリが、前記セパレータにおける前記２層が重ねられた構成部分の方に向くよう配されている
ことを特徴とする電池。
【請求項２】
前記第１極板における前記端辺側の端部領域には、矩形状の横断面形状を有するタブが接合されており、
前記タブは、前記セパレータにおける前記２層が重ねられた構成側に向くよう配されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記電極体は、前記セパレータとは非連続の第２セパレータを有し、
前記巻回中心側での前記セパレータにおいて、前記第１および第２の両極板間から前記第１極板の前記端辺位置を通過して延設された領域を第１添装領域、前記折り返された領域から前記第１極板の前記端辺位置を通過して前記両極板間に介挿される領域まで延設された領域を第２添装領域とするとき、
前記巻回中心側での前記第２セパレータは、前記セパレータにおける前記折り返された領域の外周を覆うとともに、前記第１極板の前記端辺を通過して、前記第２添装領域と前記第１極板との間に介挿されるまで延設されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池。
【請求項４】
前記電極体では、前記巻回中心軸に交差する方向の横断面において、前記第２極板における前記端辺が、前記セパレータにおける前記折り返された領域よりも極板長手方向における前記第１極板の前記端辺側となるように配置されており、
前記第２のセパレータは、前記第２極板の前記端辺を包むように折り返されている
ことを特徴とする請求項３に記載の電池。
【請求項５】
前記巻回中心側での前記セパレータにおいて、前記第１および第２の両極板間から前記第１極板の前記端辺位置を通過して延設された領域を第１添装領域、前記折り返された領域から前記第１極板の前記端辺位置を通過して前記両極板間に介挿される領域まで延設された領域を第２添装領域とするとき、
前記第１の添装領域における他方の延設端が折り返されて、前記第２極板の前記端辺位置を通過して前記セパレータの前記第１添装領域と前記第２極板との間に介挿されるよう延設されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池。
【請求項６】
前記セパレータにおいて、前記第１添装領域と前記第２添装領域との間で折り返された領域を第１折返し領域、前記第１添装領域における他方の延設端が折り返された領域を第２折返し領域、前記第２折返し領域から前記第１添装領域と前記第２極板との間に介挿されるまで延設された領域を第３添装領域とするとき、
前記電極体では、前記巻回中心軸に交差する方向の横断面において、前記第２極板における前記端辺が、前記第２折返し領域よりも極板長手方向における前記第１極板の前記端辺側となるように配置されており、
前記巻回中心側での前記セパレータは、前記第３添装領域における前記第２折返し領域とは反対側の延設端が、前記第２極板の前記端辺を包むように折り返されている
ことを特徴とする請求項５に記載の電池。
【請求項７】
各々が帯状をした正極板および負極板と、セパレータとを準備する工程と、
前記正極板と前記負極板とが前記セパレータを介して対向配置され、当該状態で巻回された電極体を形成する工程とを備える電池の製造方法であって、
前記電極体を形成する工程では、
前記電極体の巻回中心側において、前記正極板および前記負極板のうちの一方の極板である第１極板の端辺が、他方の極板である第２極板の端辺に対して極板長手方向にズレを有するように、前記正極板および前記負極板を配し、
前記巻回中心側での前記セパレータにおいて、前記第１および第２の両極板間から前記第１極板の前記端辺位置を通過して延設され、当該延出端が折り返されて、前記第１極板の前記端辺位置を通過して前記両極板間に介挿される領域まで延設されることにより、当該領域で２層が重ねられた構成とし、
前記第１極板について、前記端辺における極板厚み方向のバリが、前記セパレータにおける前記２層が重ねられた構成部分の方に向くよう配する
ことを特徴とする電池の製造方法。
【請求項８】
前記準備する工程では、前記セパレータと非連続の第２のセパレータも準備し、
前記電極体を形成する工程では、
径方向に挿通するスリットが設けられた巻芯を用い、
前記巻芯における前記スリットに対して、前記第２極板と、当該第２極板を厚み方向に挟むように前記セパレータおよび前記第２のセパレータとを添装し、前記第２極板の前記端辺が前記スリット内に収まる状態であって、前記セパレータおよび前記第２のセパレータの両端が前記スリットから外に延出するように差し込み、
前記巻芯を少なくとも２７０°回転させた後に、当該巻芯の外周における前記第２のセパレータ間に挟み込むように前記第１極板を差し込み、
さらに巻芯を回転させる
ことを特徴とする請求項７に記載の電池の製造方法。
【請求項９】
前記電極体を形成する工程では、
径方向に挿通するスリットが設けられた巻芯を用い、
前記巻芯における前記スリットに対して、両端が外に延出するように前記セパレータを差し込み、
前記巻芯を少なくとも２７０°回転させた後、前記巻芯の外周における一方の側から前記セパレータ間に挟み込むように前記第１極板を差し込み、前記巻芯の外周における前記一方の側と当該巻芯の径方向反対側の他方の側から前記セパレータ間に挟み込むように前記第２極板を差し込み、
さらに巻芯を回転させる
ことを特徴とする請求項７に記載の電池の製造方法。
【請求項１０】
前記電極体を形成する工程では、
前記巻芯の回転の後に、前記正極板および前記負極板および前記セパレータから構成された巻回体に対し、その外周から、前記第１極板における前記端辺と、前記第２極板の前記主面との間における前記セパレータの介挿方向に向けて圧力を掛けて断面形状の扁平化を実行する
ことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池に関し、特に渦巻き状に巻回された電極体における正負極板とセパレータとの配置構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器のポータブル化・コードレス化が進んでいる。これらの電子機器の電源として、小型・軽量で、エネルギ密度の高い電池、特に充電により繰り返し使用ができる二次電池が求められている。
また、二次電池は、小型民生用途のみならず、電力の貯蔵や電気自動車およびハイブリッド電気自動車といった電源としても多く用いられるようになってきている。これらの用途に用いられる大型の二次電池の場合には、長期に亘る耐久性および安全性が特に求められる。
【０００３】
電池は、例えば、有底筒状の外装体に電極体および電解液が収納され、外装体の開口が封口体で封口された構成を以って形成されている。このうち、従来技術に係る電極体９０の構成について、図１２を用い説明する。図１２は、電極体９０について、その一部を断面方向に見た図である。
図１２に示すように、電極体９０は、断面方向において、巻回軸Ａｘ90を中心に渦巻き状に巻回された形状を有し、正極板９１と負極板９２とがセパレータ９３１，９３２を間に挟んで対向配置され配置されている。なお、一例として示す従来技術に係る電極体９０では、２枚のセパレータ９３１，９３２を用いる形態を示しているが、一枚のセパレータを有し構成された電極体もある。
【０００４】
正極板９１および負極板９２においては、それぞれにおける中心側端部領域９１ｆ，９２ｆに露出する集電芯体部に正極タブ９４および負極タブ９５が接合されている。また、セパレータ９３１，９３２については、負極板９２の中心側端のＸ軸方向下方で折り返され、巻き始め部分９３１ｂ，９３２ｂがその近傍に配されている。セパレータ９３１においては、正極板９１の中心側端部領域９１ｆと負極板９２の中心側端部領域９２ｆとの間に挟まれた領域を有する（添装領域９３１ｄ）。
【０００５】
ここで、正負極板９１，９２においては、その中心側端辺にバリが生じる場合がある。また、タブ９４，９５についても、その端部にバリを生じる場合がある。特に巻回中心Ａｘ90に向けて巻回に係る圧縮を受ける正極板９１および正極タブ９４においては、セパレータ９３１における添装領域９３１ｄを突き破った時に負極板９２と短絡する危険がある（矢印Ｊ，Ｋ）。このような危険を回避するために、従来技術に係る電極体９０においては、負極板９２における正極板９１の中心側端および正極タブ９４に対向する側の面に絶縁性の保護テープ９６が貼着された構成が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１９０２００号公報
【特許文献２】特開平６−２０７０７号公報
【特許文献３】特開２００６−２７８２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図１２に示すような従来技術に係る電極体９０では、負極板９２における所定の箇所に保護テープ９６を貼着しなければならず、部品コストの上昇を招くとともに、負極板９２への保護テープ９６の貼着という煩雑な作業を実施する必要があった。このため、更なるコストの削減を図ろうとするとき、保護テープ９６が一つの障害となる。
本発明は、上記のような問題の解決を図ろうとなされたものであって、極板における巻芯側端およびタブのバリに起因する正負極間の短絡の発生を抑制しながら、生産コストの削減を図ることができる構成の電池およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明に係る電池は、次のような構成を採用することとした。
本発明に係る電池は、各々が帯状をした正極板と負極板とがセパレータを介して対向配置され、当該状態で巻回されてなる電極体を備える。そして、電極体の巻回中心側において、正極板および負極板のうちの一方の極板である第１極板は、その端辺が、他方の極板である第２極板の端辺に対して極板長手方向にズレを有するよう配されている。巻回中心側でのセパレータは、第１および第２の両極板間から第１極板の端辺位置を通過して延設され（以下、「第１添装領域」とする。）、当該延出端が折り返されて（以下、「第１折返し領域」とする。）、第１極板の端辺位置を通過して両極板間に介挿される領域まで延設されることにより（以下、「第２添装領域」とする。）、当該領域で２層が重ねられた構成となっている。
【０００９】
また、本発明に係る電池では、第１極板について、端辺における極板厚み方向のバリが、セパレータにおける上記２層が重ねられた構成部分の方に向くよう配されている。
また、本発明に係る電池の製造方法では、次のような方法を採用することとした。
本発明に係る電池の製造方法は、次の工程を備える。
（準備工程）  各々が帯状をした正極板および負極板と、セパレータとを準備する。
【００１０】
（電極体形成工程）  正極板と負極板とがセパレータを介して対向配置され、当該状態で巻回された電極体を形成する。
そして、本発明に係る電池の製造方法では、電極体形成工程を次のように実行する。
本発明に係る電池の製造法における電極体形成工程では、電極体の巻回中心側において、正極板および負極板のうちの一方の極板である第１極板の端辺が、他方の極板である第２極板の端辺に対して極板長手方向にズレを有するように、正極板および負極板を配する。また、巻回中心側でのセパレータにおいて、第１および第２の両極板間から第１極板の端辺位置を通過して延設され（第１添装領域）、当該延出端が折り返されて（第１折返し領域）、第１極板の端辺位置を通過して両極板間に介挿される領域まで延設されることにより（第２添装領域）、当該領域で２層が重ねられた構成とする。
【００１１】
さらに、第１極板について、端辺における極板厚み方向のバリが、セパレータにおける上記２層が重ねられた構成部分の方に向くよう配する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る電池では、電極体の巻回中心側において、セパレータが、第１添装領域、第１折返し領域、および第２転送領域が連続してなる領域を有する。そして、当該領域においては、第１添装領域と第２添装領域が、第１極板における端辺と、第２極板との間に介挿されることになる。よって、図１２に示す従来技術に比べて、介挿されるセパレータの層数を倍増することができ、第１極板の端辺にバリが存在していても、第２極板との間の短絡を生じ難い。
【００１３】
また、本発明に係る電池では、第１極板は、端辺における極板厚み方向のバリが、上記２層が重ねられた構成部分の方に向くよう配されていることとしている。このような極板の向き規制と上記セパレータの構成により、保護テープを貼付しなくても、第１極板における端辺のバリに起因する第１極板と第２極板との間の短絡を抑制することができる。
従って、本発明に係る電池では、極板における巻芯側端およびタブのバリに起因する正負極間の短絡の発生を抑制しながら、生産コストの削減を図ることができる。
【００１４】
本発明に係る電池では、例えば、次のようなバリエーション構成を採用することができる。
本発明に係る電池では、第１極板における端辺側の端部領域に、矩形状の横断面形状を有するタブが接合されており、タブは、セパレータにおける上記２層が重ねられた構成側に向くよう配されているという構成を採用することができる。このような構成を採用すれば、タブの角部にバリが存在していても、２層のセパレータの介在により、第２極板との短絡発生を抑制することができる。
【００１５】
本発明に係る電池では、電極体は、前記セパレータとは非連続の第２セパレータを有する。そして、巻回中心側での第２セパレータは、当該セパレータにおける上記第１折返し領域の外周を覆うとともに、第１極板の端辺を通過して、第２添装領域と第１極板との間に介挿されるまで延設されているという構成を採用することができる。このように電極体に２枚のセパレータを備える場合において、第２のセパレータについても、第１極板における上記第１端辺と第２極板の上記第２主面との間に介挿される構成とすれば、３層のセパレータの介在により、さらに短絡の発生を確実に抑制することができる。
【００１６】
本発明に係る電池では、電極体について、巻回中心軸に交差する方向の横断面において、第２極板における端辺が、セパレータにおける上記第１折返し領域よりも極板長手方向における第１極板の端辺側となるように配置されている。そして、第２のセパレータは、第２極板の端辺を包むように折り返されているという構成を採用することができる。このような構成を採用する場合には、第２極板における端辺にバリが存在していた場合にあっても、第２のセパレータにより当該端辺が包まれているので、第１極板との短絡の発生を抑制することができる。
【００１７】
本発明に係る電池では、上記第１添装領域における他方の延設端が折り返されて（以下、「第２折返し領域」とする。）、第２極板の端辺位置を通過してセパレータの上記第１添装領域と第２極板との間に介挿されるよう延設されている（以下、「第３添装領域」とする。）という構成を採用することができる。このような構成を採用する場合には、上記に加えて、第３添装領域も第１極板の端辺と第２極板の主面との間に介挿された構成となる。よって、３層のセパレータを介することになり、第１極板と第２極板との間での短絡を抑制する上で望ましい。
【００１８】
本発明に係る電池では、電極体について、巻回中心軸に交差する方向の横断面において、第２極板における端辺が、上記第２折返し領域よりも極板長手方向における第１極板の端辺側となるように配置されている。そして、巻回中心側でのセパレータは、上記第３添装領域における上記第２折返し領域とは反対側の延設端が、第２極板の端辺を包むように折り返されているという構成を採用することができる。これにより、第２極板の端辺がセパレータで包まれ、当該端辺のバリに起因する短絡の発生を抑制することができる。
【００１９】
本発明に係る電池の製造方法では、電極体形成工程を経て形成される電極体が、上記本発明に係る電池の電極体と同構成を備えることになるので、上記効果と同様の効果を有する電池をコストの削減を図りながら製造することができる。
本発明に係る電池の製造方法では、次のようなバリエーション方法を採用することができる。
【００２０】
本発明に係る電池の製造方法では、上記準備する工程において、セパレータと非連続の第２のセパレータも準備し、上記電極体を形成する工程において、径方向に挿通するスリットが設けられた巻芯を用い、巻芯におけるスリットに対して、第２極板と、当該第２極板を厚み方向に挟むようにセパレータおよび第２のセパレータとを添装し、第２極板の端辺がスリット内に収まる状態であって、セパレータおよび第２のセパレータの両端がスリットから外に延出するように差し込み、巻芯を少なくとも２７０°回転させた後に、当該巻芯の外周における第２のセパレータ間に挟み込むように第１極板を差し込み、さらに巻芯を回転させるという方法を採用することができる。これにより、２枚のセパレータを用いて、第１極板の端辺と第２極板との間に３層のセパレータを介挿させることができる。よって、第1極板と第２極板との間での短絡の発生をさらに確実に抑制することができる。
【００２１】
本発明に係る電池の製造方法では、上記電極体を形成する工程において、径方向に挿通するスリットが設けられた巻芯を用い、巻芯におけるスリットに対して、両端が外に延出するようにセパレータを差し込み、巻芯を少なくとも２７０°回転させた後、巻芯の外周における一方の側からセパレータ間に挟み込むように第１極板を差し込み、巻芯の外周における巻芯の径方向反対側の他方の側からセパレータ間に挟み込むように第２極板を差し込み、さらに巻芯を回転させるという方法を採用することができる。これにより、１枚のセパレータを以って、第1極板の端辺と第２極板との間に、少なくとも２層のセパレータを介挿させることができる。よって、上記のように、第１極板の端辺のバリに起因する、第１極板と第２極板との間での短絡の発生を抑制することができる。
【００２２】
本発明に係る電池の製造方法では、上記電極体を形成する工程において、上記のように、さらに巻芯を回転させた後に、正極板および負極板およびセパレータから構成された巻回体に対し、その外周から、第１極板における端辺と、第２極板との間におけるセパレータの介挿方向に向けて圧力を掛けて断面形状の扁平化を実行するという方法を採用することができる。これにより、第１極板の端辺のバリに起因する第１極板と第２極板との間での短絡の発生も抑制することができるとともに、電池の扁平化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態1に係る電池１の外観構成を示す模式斜視図である。
【図２】電池１における電極体３０および絶縁スペーサ４０を示す模式展開斜視図である。
【図３】（ａ）は、電池１における正極タブ３４の配設形態を示す模式断面図であり、（ｂ）は、負極タブ３５の配設形態を示す模式断面図である。
【図４】電池１における電極体３０での、正極板３１、負極板３２、およびセパレータ３３の配設形態を示す模式横断面図である。
【図５】（ａ）は、正極板３１の構成を示す模式平面図であり、（ｂ）は、負極板３２の構成を示す模式平面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、電極体３０の形成過程を工程順に示す模式断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、電極体３０の形成過程を工程順に示す模式断面図である。
【図８】比較例２に係る電極体８０での、正極板８１、負極板８２、およびセパレータ８３１，８３２の配設形態を示す模式横断面図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る電池における電極体６０での、正極板６１、負極板６２、およびセパレータ６３の配設形態を示す模式横断面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、電極体６０の形成過程を工程順に示す模式断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、電極体６０の形成過程を工程順に示す模式断面図である。
【図１２】従来技術に係る電池における電極体９０の構成を示す模式横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下では、本発明を実施するための形態について、図面を用い説明する。なお、以下に示す具体例は、本発明の構成およびその構成から奏される作用・効果を分かりやすく説明するために用いる一例であって、本発明は、発明の本質とする構成部分以外について、以下の具体例に何ら限定を受けるものではない。
［実施の形態１］
１．電池の外観構成
図１に示すように、本実施の形態に係る電池１は、有底角筒状の外装体１０と、そのＺ軸方向上部の開口を封口する封口体２０とで外装が構成されている。外装体１０および封口体２０は、例えば、Ａｌ（アルミニウム）合金などの金属材料から構成されており、外装体１０の開口縁における部分において、封口体２０の外周に対してレーザ溶接により接合されている。
【００２５】
封口体２０のＺ軸方向上側の主面からは、負極端子２１が突設されている。負極端子２１は、ガスケット２２の介挿により、封口体２０に対して電気的な絶縁が図られている。また、封口体２０の主面には、負極端子２１が突設された箇所からＹ軸方向左側の部分に、電解液を注液するための注液口が設けられおり（図示を省略。）、当該注液口が封止栓２３により封止されている。
【００２６】
２．電極体および絶縁スペーサ
外装体１０（図１を参照。）の内方には、図２に示す電極体３０および絶縁スペーサ４０、さらには電解液が収納されている。
図２に示すように、電極体３０は、Ｚ軸方向に沿った軸周りに渦巻き状に巻回され、Ｘ軸方向に扁平化された形状を有している。電極体３０は、各々が帯状をした正極板３１と負極板３２と、その間に介挿されたセパレータ３３を有する。電極体３０においては、セパレータ３３は、外側セパレータ３３１および内側セパレータ３３２の２枚のセパレータをもって構成されている。なお、図示を省略しているが、巻回した電極体３０の外周面には、絶縁性のテープを巻き止め用に貼着している。
【００２７】
また、電極体３０の正極板３１には、その巻回中心領域で正極タブ３４が接合され、負極板３２には、同じく巻回中心領域で負極タブ３５が接合されている。正極タブ３４および負極タブ３５は、Ｚ軸方向上向きに延出されている。
絶縁スペーサ４０は、平板状をしており、電極体３０の上端部分の形状に相当する平面形状を有する。絶縁スペーサ４０においては、正極タブ３４の通過を許すコの字状の切り欠き部４０ｂと、負極タブ３４の挿通を許すスリット４０ａとが設けられている。負極タブ３５は、絶縁スペーサ４０のスリット４０ａを挿通して導出され、正極タブ３４は、切り欠き部４０ｂを通過してＺ軸方向上部へと導出されている。
【００２８】
３．正極タブ３４および負極タブ３５の配設形態
正極タブ３４および負極タブ３５の配設形態について、図３（ａ）、（ｂ）を用い説明する。図３（ａ）は、図１のＡ断面を示す模式断面図であり、図３（ｂ）は、図１のＢ断面を示す模式断面図である。
図３（ａ）に示すように、正極タブ３４は、上述のように、絶縁スペーサ４０に設けられた切り欠き部４０ｂを通過して絶縁スペーサ４０の上方の間隙１０ａへと導出されている。そして、正極タブ３４は、間隙１０ａにおいて、クランク状に曲折され、封口体２０の外側と外装体１０の側壁内面との間に挟まれている。正極タブ３４は、外装体１０の開口縁部分において、レーザ溶接により外装体１０および封口体２０に対して電気的に接合されている。
【００２９】
図３（ｂ）に示すように、負極タブ３５は、絶縁スペーサ４０に開設されたスリット４０ａを挿通して絶縁スペーサ４０の上方の間隙１０ａへと導出されている。そして、負極タブ３５は、間隙１０ａにおいて、コーナー部分が曲率をもった状態で蛇行するように曲折され、先端部分３５ｂが封口体２０における内部端子２５に接合されている。封口体２０における内部端子２５は、Ｚ軸方向下側において、封口体２０の板本体に対して絶縁板２４を挟んで設けられており、負極端子２１に対して電気的に接続されている（図示を省略）。
【００３０】
４．電極体３０の構成
図４に示すように、電極体３０では、正極板３１と負極板３２とが、対向した状態で渦巻き状に巻回されている。正極板３１の一方の端辺３１ｅおよび負極板３２の一方の端辺は、ともに巻回中心領域に存在する。
正極板３１の中心側端部領域３１ｆ、および負極板３２の中心側端部領域３２ｆには、それぞれ正極タブ３４および負極タブ３５が接合されている。正極タブ３４および負極タブ３５は、それぞれの極板３１，３２に対してＸ軸方向上側の主面に接合されている。
【００３１】
なお、電極体３０は、巻回加工の後でＸ軸方向に扁平化されているが、巻回中心Ａｘ30が、負極板３２の中心側端部領域３２ｆあるいはその近傍に存在する。このため、正極板３１の端辺３１ｅに対して、負極板３２における中心側端部領域３２ｆのＸ軸方向下側主面は、巻回中心Ａｘ30側に近接していることになる。
外側セパレータ３３１は、正極板３１における端辺３１ｅよりもＹ軸方向右側の部分に巻き始め端３３１ａが位置し、同様に、内側セパレータ３３２も、外側セパレータ３３１における巻き始め端３３１ａと同じ箇所に巻き始め端３３２ａが位置する。
【００３２】
外側セパレータ３３１は、巻き始め端３３１ａからＹ軸方向左向きに延設されてなる添装領域３３１ｂ、添装領域３３１ｂに連続し、Ｙ軸方向左端部分で１８０°折り返されてなる折返し領域３３１ｃ、折返し領域３３１ｃに連続し、負極板３２の中心側端部領域に沿ってＹ軸方向右向きに延設されてなる添装領域３３１ｄを有する。これらの領域を纏めて、外側セパレータ３３１における「端部介挿領域」ということもある。
【００３３】
一方、内側セパレータ３３２は、巻き始め端３３２ａから外側セパレータ３３１の添装領域３３１ｂに沿って延設されてなる添装領域３３２ｂ、添装領域３３２ｂに連続し、負極板３２における端辺（中心側端部領域３２ｆのＹ軸方向左端の辺）を包むように１８０°折り返されてなる折返し領域３３２ｃ、折返し領域３３２ｃに連続し、負極板３２における中心側端部領域３２ｆのＸ軸方向上側の主面に沿って延設されてなる添装領域３３２ｄを有する。
【００３４】
以上のように、電極体３０においては、正極板３１における端辺３１ｅと、そのＸ軸方向上側に近接する負極板３２における中心側端部領域３２ｆのＸ軸方向下側主面との間に、２層の外側セパレータ３３１と１層の内側セパレータ３３２とが介挿された状態となっている。
図４の二点鎖線で囲んだ部分に示すように、電極体３０では、正極板３１について、端辺３１ｅのバリ３１ａがＸ軸方向上向きとなるように、正極板３１の配設方向が規制されている。
【００３５】
以上のような構成を採用する電極体３０では、仮に正極板３１の端辺３１ｅにバリ３１ａが存在する場合、および正極タブ３４の端辺３４ｅにバリ３４ａが存在するような場合にあっても、３層のセパレータ３３により、負極板３２との短絡発生が抑制される。よって、従来技術に係る電池のように、負極板９２に保護テープ９６を貼着しなくても内部短絡の発生を抑制することができ、高い品質を維持しながら、生産コストの削減を図ることができる。
【００３６】
なお、図４では、電極体３０の横断面における構成の内、巻回中心領域の一部だけを模式的に図示している。よって、電極体３０の構成は、図４に示す形態と実際には異なる。
５．電池１の製造方法
５−１．電極体３０の形成
《正極板３１の作製》
先ず、１００重量部の正極活物質（コバルト酸リチウム）に対し、導電剤として４重量部のアセチレンブラックと、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）の溶剤に、結着剤として５重量部のポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を溶解した溶液を混合する。これにより、正極合剤を含むペーストを作製する。
【００３７】
次に、上記のように作製されたペーストを、正極集電芯体となるアルミニウム箔（厚さ１５μｍ）の両面に塗布し、乾燥・圧延を行い、所定寸法に裁断して、図５（ａ）に示す正極板３１を作製する。
なお、図５（ａ）に示すように、正極板３１の長手方向両端部分には、正極集電芯体が露出した芯体露出領域３１ｂ，３１ｄが存在し、長手方向中央部分に、正極合剤が塗布されてなる正極合剤塗布領域３１ｃが存在する。正極タブ３４については、図５（ａ）における左端部分の芯体露出領域３１ｂに接合される。
【００３８】
《負極板３２の作製》
先ず、人造黒鉛粉末７５重量部に対し、導電剤として２０重量部のアセチレンブラックと、結着剤として５重量部のポリフッ化ビ二リデン樹脂とを混合する。その後、これらを脱水Ｎ−メチル−２−ピロリドンに分散させてスラリー状の負極合剤を調製する。
次に、負極合剤を、負極集電芯体となる銅箔の両面に塗布し、乾燥・圧延を行い、所定寸法に裁断して、図５（ｂ）に示す負極板３２を作製する。
【００３９】
なお、図５（ｂ）に示すように、負極板３２の長手方向両端部分にも、負極集電芯体が露出した芯体露出領域３２ｂが存在し、長手方向中央部分に、負極合剤が塗布されてなる負極合剤塗布領域３２ｃが存在する。負極タブ３５については、図５（ｂ）における左端部分の芯体露出領域３２ｂに接合される。
《セパレータ３３１，３３２の作製》
セパレータ３３１，３３２については、ポリオレフィン系の微多孔膜を用い作製する。
【００４０】
［巻回加工］
（１）  図６（ａ）に示すように、円形断面を有する柱状の巻芯５００を準備する。巻芯５００には、回転駆動力が加えられる構成となっている。図６（ａ）に示すように、巻芯５００には、その断面中心を通り、径方向に挿通するスリット５００ａが設けられている。
【００４１】
巻芯５００のスリット５００ａに対して、負極板３２と、その上下を挟み込む外側セパレータ３３１および内側セパレータ３３２を挿通させる。なお、外側セパレータ３３１および内側セパレータ３３２については、その巻き始め端３３１ａ，３３２ａがスリット５００ａの開口よりも図面向かって左側に延出した状態とされ、負極板３２については、その端辺３２ｅがスリット５００ａ内で留まり、負極タブ３５についても、スリット５００ａ内となるように配する。
【００４２】
（２）  図６（ａ）の状態から、負極板３２および外側セパレータ３３１および内側セパレータ３３２がズレないようにして、右回りに９０°回転させる（矢印ｒｏｔ）。このとき、二点鎖線で囲む部分に示すように、スリット５００ａの下部の開口縁までは芯体露出領域３２ｂが配され、これに続いて負極合剤塗布領域３２ｃが配されるようになる。
（３）  図６（ｂ）の状態から、負極板３２および外側セパレータ３３１および内側セパレータ３３２がズレないようにして、さらに右回りに９０°回転させる（矢印ｒｏｔ）。これにより、外側セパレータ３３１と内側セパレータ３３２とが重ねあわされた部分が巻芯５００の外周５００ｃに沿って行くとともに、外側セパレータ３３１、負極板３２、内側セパレータ３３２の順で重ねあわされた部分が外周５００ｂに沿って巻回されて行く。
【００４３】
（４）  図６（ｃ）の状態から、負極板３２および外側セパレータ３３１および内側セパレータ３３２がズレないようにして、さらに右回りに９０°回転させる（矢印ｒｏｔ）。これにより、外側セパレータ３３１および内側セパレータ３３２の各巻き始め端３３１ａ，３３２ａが巻芯５００の外周５００ｃに沿い、外側セパレータ３３１、負極板３２、内側セパレータ３３２の重ねあわされた部分が巻芯５００の外周５００ｂ，５００ｃに巻重ねられて行く。
【００４４】
（５）  図７（ａ）の状態から、負極板３２および外側セパレータ３３１および内側セパレータ３３２がズレないようにして、さらに右回りに９０°回転させる（矢印ｒｏｔ）。図７（ｂ）に示すように、この状態で、外側セパレータ３３１および内側セパレータ３３２の各巻き始め端３３１ａ，３３２ａよりも巻回中心側に正極板３１を挿入して行く（矢印Ｃ）。正極板３１は、正極タブ３４が接合された側から挿入するようにする。これより、正極板３１は、巻芯５００の外周５００ｃとの間に２層のセパレータ３３１，３３２が挟まれた状態となる。
【００４５】
（６）  図７（ｃ）に示すように、図７（ｂ）の状態から、巻芯５００をさらに９０°回転させ（矢印ｒｏｔ）、当該時点から正極板３１における正極合剤塗布領域３１ｃが巻き込まれて行くことになる。なお、二点鎖線で囲む部分に示すように、スリット５００ａの下部の開口縁までは芯体露出領域３１ｂが配される。
図示を省略するが、巻芯５００をさらに回転させることで電極体３０の巻回工程が完了する。
【００４６】
５−２．外装体１０への電極体３０の収納および封口
外装体１０の内部空間に完成した電極体３０を絶縁スペーサ４０とともに収納し、負極タブ３５を図２（ｂ）に示すように封口体２０の内部端子に５に接合し、封口体２０で外装体１０の開口を封口する。この封口に際して、図３（ａ）に示すように、外装体１０の開口縁で正極タブ３４を接合する。そして、注液口から電解液を注液した後、注液口を封止栓２３で封止することで、電池１が完成する。
【００４７】
なお、電解液については、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとを、体積比１：３で混合し、これにより得られた混合溶媒に対し、１ｗｔ％のビニレンカーボネートを添加し、１．０ｍｏｌ／Ｌの濃度でＬｉＰＦ6を溶解させ作製する。
６．確認試験
本実施の形態に係る電池１が奏する効果を確認するために、試験を実施した。
【００４８】
《実施例》
実施例としては、上記実施の形態１に係る電池１と同様の構成を採用した。なお、正極板３１における端辺３１ｅに１００〜１５０μｍのバリ３１ａを形成した。この構成のサンプルを５０個準備した。
《比較例１》
比較例１としては、図１２に示す電極体９０を備える電池を採用した。なお、セパレータ９３１，９３２の配置構成および保護テープ９６の貼付を除き、上記実施の形態１に係る電池１と同一の構成とした。正極板９１における端辺のバリ形成についても同様である。この構成のサンプルについても５０個準備した。
【００４９】
ここで、保護テープ９６については、ポリプロピレンからなる、厚さが３０μｍのものを用いた。
《比較例２》
比較例２に係る電池が備える電極体８０の構成について、図８を用い説明する。
図８に示すように、比較例２に係る電池の電極体８０は、正極板８１および負極板８２と、外側セパレータ８３１および内側セパレータ８３２とから構成され、保護テープが貼付されていない点を除き、比較例１の電極体９０と基本的に同様の構成を有している。具体的には、正極板８１および負極板８２では、それぞれにおける中心側端部領域８１ｆ，８２ｆに露出する集電芯体部に正極タブ８４および負極タブ８５が接合されており、セパレータ８３１，８３２については、負極板８２の中心側端のＸ軸方向下方で折り返され、巻き始め端８３１ａ，８３２ａがその近傍に配されている。セパレータ８３１，８３２は、巻き始め部分８３１ｂ、８３２ｂがＹ軸方向左側へと延設された後、１８０°折り返されて（折返し領域８３１ｃ，８３２ｃ）Ｙ軸方向右向きに延設されている。内側セパレータ８３２は、折返し領域８３２ｃが負極板８２の端辺８２ｅを包み込み、外側セパレータ８３１は、折り返された後、負極板８２に沿ってＹ軸方向右向きに延設されている（添装領域８３１ｄ）。
【００５０】
なお、正極板８１の端辺８１ｅにおけるバリについては、実施例および比較例１と同様とした。
このような構成のサンプルについても５０個準備した。
《評価方法》
上記のような構成の電池について、８０℃の環境下で４８時間放置した。そして、放置の前後で電圧が０．５Ｖ以上変動した場合を、内部短絡に対する不良とみなし、その不良率を調べた。結果を（表１）に示す。
【００５１】
【表１】
2014170664.tif 000003
表１に示すように、実施例および比較例１では、不良が発生しなかった。これに対して、比較例２では、１１個の不良が発生した。これより、実施例に係る電極体３０では、保護テープを貼付していないにもかかわらず、保護テープ９６を貼付した比較例１と同様の効果が認められた。
【００５２】
以上の結果より、実施例では、保護テープを省略することで、比較例１よりも生産コストの削減を図りながら、同様の品質を確保することができることが分かる。
［実施の形態２］
実施の形態２に係る電池の構成について、図９を用い説明する。なお、本実施の形態では、電極体６０の構成を除き、上記実施の形態１と同様の構成を採用するので、以下では、電極体６０の構成のみを説明する。
【００５３】
１．電極体６０の構成
図９に示すように、電極体６０についても、正極板６１と負極板６２とが、対向した状態で渦巻き状に巻回されている。正極板６１の一方の端辺６１ｅおよび負極板６２の一方の端辺６２ｅは、ともに巻回中心領域に存在し、巻回中心Ａｘ60を挟んで略点対称の関係で配されている。
【００５４】
本実施の形態に係る電極体６０においても、正極板６１の中心側端部領域６１ｆ、および負極板６２の中心側端部領域６２ｆには、それぞれ正極タブ６４および負極タブ６５が接合されている。正極タブ６４は、正極板６１のＸ軸方向上側の主面に接合されており、負極タブ６５は、負極板６２のＸ軸方向下側の主面に接合されている。
電極体６０についても、巻回加工の後でＸ軸方向に扁平化されている。このため、正極板６１の端辺６１ｅに対して、負極板６２における中心側端部領域６２ｆのＸ軸方向下側主面は、巻回中心Ａｘ60を挟んで配され、負極板６２の端辺６２ｅに対して、正極板６１における中心側端部領域６１ｆのＸ軸方向上側主面は、巻回中心Ａｘ60を挟んで配されていることになる。
【００５５】
本実施の形態に係る電極体６０では、一枚のセパレータ６３を有しており、その長手方向の両端は、巻回外周に位置している（図示を省略）。
電極体６０の巻回中心Ａｘ60の周囲の領域では、セパレータ６３は、正極板６１における中心側端部領域６１ｆに沿ってＹ軸方向に延設されてなる添装領域６３ａ、添装領域６３ａに連続し、Ｙ軸方向左端部分で１８０°折り返されてなる折返し領域６３ｂ、折返し領域６３ｂに連続し、添装領域６３ａに対してそのＸ軸方向上側でＹ軸方向に延設されてなる添装領域６３ｃ、添装領域６３ｃに連続し、Ｙ軸方向右端部分で１８０°折り返されてなる折返し領域６３ｄ、折返し領域６３ｄに連続し、添装領域６３ｃと負極板６２の中心側端部領域６２ｆとの間に挟まれた状態でＹ軸方向に延設されてなる添装領域６３ｅを有する。本実施の形態では、これらの領域を纏めて、セパレータ６３における「端部介挿領域」ということができる。
【００５６】
以上のように、電極体６０においては、正極板６１における端辺６１ｅと、そのＸ軸方向上側に近接する負極板６２における中心側端部領域６２ｆのＸ軸方向下側主面との間に、３層のセパレータ６３が介挿された状態となっている。同様に、負極板６２における端辺６２ｅと、そのＸ軸方向下側に近接する正極板６１における中心側端部領域６１ｆのＸ軸方向上側主面との間に、３層のセパレータ６３が介挿された状態となっている。
【００５７】
本実施の形態においても、正極板６１および負極板６２における各端辺６１ｅ，６２ｅのバリが（矢印Ｄ，Ｆ）、３層のセパレータ６３（添装領域６３ａ，６３ｃ，６３ｅ）が介挿された側を向くように規制されている。また、正極タブ６４および負極タブ６５についても、同様に端辺６４ｅ，６５ｅのバリの向きが規制されている（矢印Ｅ，Ｇ）。
以上のような構成を採用する電極体６０においても、仮に正極板６１および負極板６２の端辺６１ｅ，６２ｅにバリが存在する場合、および正極タブ６４および負極タブ６５の端辺６４ｅ，６５ｅにバリが存在するような場合であっても、３層のセパレータ６３（添装領域６３ａ，６３ｃ，６３ｅ）の介挿により、正極板６１と負極板６２との短絡発生が抑制される。よって、本実施の形態においても、従来技術に係る電池のように、負極板９２に保護テープ９６を貼着しなくても内部短絡の発生を抑制することができ、高い品質を維持しながら、生産コストの削減を図ることができる。
【００５８】
２．電極体６０の作製
（１）  図１０（ａ）に示すように、巻芯５００のスリット５００ａに対して、セパレータ６３を挿通させる。セパレータ６３におけるスリット５００ａ内に位置する領域は、電極体６０における添装領域６３ｃとなる部分である。
（２）  図１０（ａ）の状態から、セパレータ６３が長手方向にズレないようにして、右回りに１８０°回転させる（矢印ｒｏｔ）。これにより、セパレータ６３における添装領域６３ａとなる部分が巻芯５００の外周５００ｃに沿い、添装領域６３ｅとなる部分が外周５００ｂに沿う。
【００５９】
（３）  図１０（ｂ）の状態から、セパレータ６３が長手方向にズレないようにして、さらに右回りに９０°回転させる（矢印ｒｏｔ）。図１０（ｃ）に示すように、スリット５００ａの一方の開口縁に対して正極板６１を挟み込んで行き（矢印Ｈ）、もう一方の開口縁に対して負極板６２を挟み込んで行く（矢印Ｉ）。このとき、正極板６１については、中心側端部領域６１ｆにおける正極タブ６４が接合された側の面が巻回中心側の添装領域６３ａに当接するようにする。
【００６０】
同様に、負極板６２については、中心側端部領域６２ｆにおける負極タブ６５が接合された側の面が巻回中心側の添装領域６３ｅに当接するようにする。
（４）  図１０（ｃ）の状態から、正極板６１、負極板６２およびセパレータ６３の長手方向における相対的な位置がズレないようにして、図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に順に示すように、巻芯５００をさらに回転させる（矢印ｒｏｔ）。
【００６１】
以上のようにして、一枚のセパレータ６３と正極板６１および負極板６２から構成される電極体６０が形成できる。
［その他の事項］
上記実施の形態１では、２枚のセパレータ３３１，３３２を含む電極体３０を備える電池を一例とし、上記実施の形態２では、１枚のセパレータ６３を含む電極体６０を備える電池を一例としたが、本発明は、これに限定されるものではない。セパレータ枚数は、３枚以上であってもよい。本発明の本質的な構成上の特徴は、各々が帯状をした正極板と負極板とがセパレータを介して対向配置され、当該状態で巻回されてなる電極体を備える電池において、電極体の巻回中心側におけるセパレータが、第１および第２の両極板間から第１極板の端辺位置を通過して延設され（第１添装領域）、当該延出端が折り返されて（第１折返し領域）、第１極板の端辺位置を通過して両極板間に介挿される領域まで延設されることにより（第２添装領域）、当該領域で２層が重ねられた構成を備えていればよい。
【００６２】
上記では、角形密閉型の電池１を一例に説明したが、本発明は、電池の外形を角形に限定するものではない。例えば、円筒形の外形を有する密閉型電池においても、上記同様の構成で、正極板３１，６１、および負極板３２，６２、およびセパレータ３３，６３を配して電極体３０，６０を形成することにより、上記同様の効果を得ることができる。
また、上記実施の形態１では、巻回中心領域において、３層のセパレータ３３（添装領域３３１ｂ、３３１ｄと添装領域３３２ｂ）が正極板３１の端辺３１ｅと近接する負極板３２の主面との間に介挿される構成としたが、少なくとも２層のセパレータの介挿により、図１２に示す従来技術に係る電池と同様の品質を確保することが可能である。
【００６３】
また、上記確認試験で用いた正極板および負極板およびセパレータの材質や寸法などについては、一例であって、本発明は、非水電解質二次電池の構成として用いられる種々の構成を適宜適用することができる。
また、上記では、非水電解質（電解液）が外装体１０内に注入された、非水電解質二次電池を一例としたが、本発明は、これに限らず、アルカリ電解液を含む密閉型電池に対して採用することもできる。
【００６４】
また、上記実施の形態１，２では、電極体３０，６０における巻回中心領域に正極タブ３４，６４および負極タブ３５，６５が接合された構成を採用したが、本発明は、これに限らず、巻回外周に一方のタブあるいは正負両方のタブが接合された構成を採用することもできる。この場合には、上記電極体３０，６０におけるセパレータ３３，６３の形態を採用したうえで、正極板３１，６１および負極板３２，６２の各端辺のバリの向きを規制すればよい。
【００６５】
さらに、本発明では、上記実施の形態１に係る電極体３０、あるいは、上記実施の形態２に係る電極体に対して、正極板３１，６１と負極板３２，６２の配置関係を入れ替えてもよい。この場合においても、上記同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、モバイル電子機器や車両および蓄電用設備での電源などとして、高い品質信頼性を備える電池を実現するのに有用である。
【符号の説明】
【００６７】
１．電池
１０．外装体
２０．封口体
２１．負極端子
２２．ガスケット
２３．封止栓
２４．絶縁板
２５．内部端子
３０，６０．電極体
３１，６１．正極板
３１ａ．バリ
３１ｃ．正極合剤塗布領域
３１ｆ，３２ｆ，６１ｆ，６２ｆ．中心側端部領域
３２，６２．負極板
３２ｃ．負極合剤塗布領域
３３，６３．セパレータ
３４．正極タブ
３４ａ．バリ
３５．負極タブ
４０．絶縁スペーサ
６３ａ，６３ｃ，６３ｅ，３３１ｂ，３３１ｄ，３３２ｂ．添装領域
６３ｂ，６３ｄ，３３１ｃ，３３２ｃ．折返し領域
３１１．正極集電芯体
３１２．正極合剤
３２１．負極集電芯体
３２２．負極合剤
３３１．外側セパレータ
３３２．内側セパレータ
５００．巻芯
【図１】
2014170664.tif 000004
【図２】
2014170664.tif 000005
【図３】
2014170664.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2014170664.tif 000011
【図９】
2014170664.tif 000012
【図１０】
2014170664.tif 000013
【図１１】
2014170664.tif 000014
【図１２】
2014170664.tif 000015