(57)【要約】【課題】巻芯を容易に抜くことのできる巻回型の電気化学デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】巻芯１０に対して、セパレータ８を板１２のみの周りに引っ掛けかつ、電極４を、セパレータ８の間に、電極４の端部４ｄが板１２とセパレータ８との間に位置するように配置した状態とする第一工程と、巻芯１０を回転させることにより、電極４及び電極４を両側から挟むセパレータ８を板１４に引っ掛ける第二工程と、セパレータ８における板１４に近い側であってかつ巻芯１０から離れる方向に伸びる部分８Ｐａに沿って電極６を配置すると共に電極６の端部６ｄを板１４とセパレータ８との間に配置する第三工程と、巻芯１０をさらに回転させて巻回体１００を得る第四工程と、巻回体１００から板１２，１４を抜き取る抜取工程と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向し回転軸方向に延びる一対の板を有する巻芯に対して、セパレータを一方の前記板のみの周りに引っ掛け、かつ、一方の電極を、前記引っ掛けられたセパレータの間に、前記一方の電極の端部が前記一方の板と前記セパレータとの間に位置するように配置した状態とする第一工程と、
前記第一工程の後に前記巻芯を前記回転軸の周りに回転させることにより、前記一方の電極及び前記一方の電極を両側から挟む前記セパレータを他方の前記板に引っ掛ける第二工程と、
前記第二工程の後に、前記セパレータにおける前記他方の板に近い側であってかつ前記巻芯から離れる方向に伸びる部分に沿って他方の前記電極を配置すると共に前記他方の電極の端部を前記他方の板と前記セパレータとの間に配置する第三工程と、
前記第三工程の後の巻芯を前記回転軸の周りにさらに回転させて前記セパレータ、前記一方の電極、及び、前記他方の電極による巻回体を得る第四工程と、
前記巻回体から前記一対の板を抜き取る抜取工程と、
を備える電気化学デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記第一工程において、
前記セパレータを、前記巻芯の一方の板のみの周りに引っ掛けた状態とした後に、
前記一方の電極を、前記引っ掛けられたセパレータの間に、前記一方の電極の端部が前記一方の板と前記セパレータとの間に位置するように配置する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第一工程において、前記一方の電極の端部を、前記一方の板と前記セパレータとの間の内、前記他方の板とは遠い側の部分に配置する請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記第三工程において、前記他方の電極の端部を、前記他方の板と前記セパレータとの間の内、前記一方の板とは遠い側の部分に配置する請求項１〜３のいずれか記載の方法。
【請求項５】
前記セパレータは、樹脂多孔膜である請求項１〜４の何れか記載の方法。
【請求項６】
前記セパレータの樹脂は、ポリアクリロニトリルである請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気化学デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、互いに対向し回転軸方向に延びる巻芯の周りに電極やセパレータを巻回させる巻回型の電気化学デバイスの製造方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−６４５７７号公報
【特許文献２】特開平１１−８６８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、薄型の巻回型電気化学デバイスを作成する場合には、巻芯の厚みを薄くしておく必要があり、通常、一対の対向する板を有する巻芯を用いる場合が多い。そして、本発明者等は、一対の対向する板を有する巻芯に対して電極及びセパレータを巻回したのちに、巻回体から巻芯を抜き出す場合に、巻芯が巻回体に引っかかって不良品を発生させる場合が多いことを見出した。
【０００５】
さらに本発明者等が検討したところ、巻回体において、巻芯の板の両面がセパレータに挟まれていると、巻芯が巻回体中のセパレータに引っかかって特に不良品が発生しやすいことを見出した。
【０００６】
例えば、図４の（ａ）に示すように、巻芯１０の一方の板１２のみに対してセパレータ８を引っ掛け、図４の（ｂ）に示すように巻芯１０を回転軸ａ周りに半回転し、図４の（ｃ）に示すように他方の板１４とセパレータ８との間に一方の電極４を挿入すると共に、セパレータ８間に他方の電極６を挿入し、図４の（ｄ）に示すように巻芯１０を巻回した場合、一方の板１２がセパレータ８のみに取り囲まれるため、この部分で板１２がセパレータ８に引っかかりやすいことが判明した。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、巻芯を容易に抜くことのできる巻回型の電気化学デバイス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】
本発明に係る電気化学デバイスの製造方法は、互いに対向し回転軸方向に延びる一対の板を有する巻芯に対して、セパレータを一方の上記板のみの周りに引っ掛け、かつ、一方の電極を、上記引っ掛けられたセパレータの間に、上記一方の電極の端部が上記一方の板と上記セパレータとの間に位置するように配置した状態とする第一工程と、
上記第一工程後に上記巻芯を上記回転軸周りに回転させることにより、上記一方の電極及び上記一方の電極を両側から挟む上記セパレータを上記他方の板に引っ掛ける第二工程と、
上記第二工程後に、上記セパレータにおける上記他方の板に近い側であってかつ上記巻芯から離れる方向に伸びる部分に沿って他方の電極を配置すると共に上記他方の電極の端部を上記他方の板と上記セパレータとの間に配置する第三工程と、
上記第三工程後の巻芯を上記回転軸周りにさらに回転させて上記セパレータ、上記一方の電極、及び、上記他方の電極による巻回体を得る第四工程と、
上記巻回体から上記一対の板を抜き取る抜取工程と、を備える。
【０００９】
本発明によれば、第四工程後の巻回体において、巻芯のいずれの板も片面が電極と対向し、いずれの板も両面がセパレータに挟まれることがない。これにより、抜取工程において、一対の板をそれぞれ巻回体から容易に抜き出すことができ、生産性が上がる。
【００１０】
ここで、第一工程において、セパレータを、巻芯の一方の板のみの周りに引っ掛けた状態とした後に、一方の電極を、引っ掛けられたセパレータの間に、一方の電極の端部が一方の板とセパレータとの間に位置するように配置することが好ましい。
【００１１】
これによれば、一方の電極の配置が容易となる。
【００１２】
また、第一工程において、一方の電極の端部を、一方の板とセパレータとの間の内、他方の板とは遠い側の部分に配置することが好ましい。
【００１３】
これによれば、一方の電極の配置が容易となる。
【００１４】
また、第三工程において、他方の電極の端部を、他方の板とセパレータとの間の内、一方の板とは遠い側の部分に配置することが好ましい。
【００１５】
これによれば、他方の電極の配置が容易となる。
【００１６】
また、セパレータは、樹脂多孔膜であると好ましい。樹脂多孔膜は特に巻回体から抜く際に板に、引っかかりやすいので効果的である。
【００１７】
また、セパレータの樹脂は、ポリアクリロニトリルであることが好ましい。ポリアクリロニトリルは、特にすべりが悪く引っかかりやすいので効果的である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、巻芯を容易に抜くことのできる巻回型の電気化学デバイスの製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本実施形態で製造される電気化学デバイスの一例であるリチウムイオン二次電池の断面図である。
【図２】図２の（ａ）は本実施形態で使用する電極巻回装置５０の概略斜視図、図２の（ｂ）、（ｃ）は、図２の電極巻回装置５０の板１２，１４をＹ方向から見たときの種々の態様である。
【図３】図３の（ａ）〜(ｅ）は、本実施形態に係る電気化学デバイスの製造方法を順に説明する概略断面図である。
【図４】図４の（ａ）〜(ｄ）は、電気化学デバイスの製造方法の参考例を順に説明する概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００２１】
（巻回型リチウムイオン二次電池）
まず、本実施形態で作成する巻回型電気化学デバイスの一例としての巻回型リチウムイオン二次電池について図１を参照して説明する。巻回型リチウムイオン二次電池１１０は、図１に示すように、帯状の正極４と、帯状の負極６とが、帯状のセパレータ８を挟むようにして巻かれた略楕円型の巻回体１００と、この巻回体１００を収容する容器１０５と、を備える。巻回体１００の正極４及び負極６にはそれぞれリード２２が接続され、図示は省略するが容器１０５の外に突出している。
【００２２】
正極４は、帯状の正極用集電体４ａと、正極用集電体４ａの両面を覆う正極用活物質層４ｂとを有する。負極６は、帯状の負極用集電体６ａと、負極用集電体６ａの両面を覆う負極用活物質層６ｂと、を有する。
【００２３】
正極用集電体４ａの両面における正極用活物質層４ｂの被覆率、及び負極用集電体６ａの両面における負極用活物質層６ｂの被覆率は、それぞれ高いほど好ましい。各被覆率が高いほど、リチウムイオン二次電池１１０の容量が大きくなる。本実施形態では、正極４及び負極６とそれぞれ接続されるリード２２が設置される部分を除き、正極用集電体４ａの両面全体を正極用活物質層４ｂが覆っており、負極用集電体６ａの両面全体を負極用活物質層６ｂが覆っている。
【００２４】
巻回体１００では、一層の正極４の両面がセパレータ８を介してそれぞれ負極６と隣り合い、最外周部を除き、一層の負極６の両面がセパレータを介してそれぞれ正極４と隣り合っている。特に、負極６の中心側端部６ｄは、巻回体１００の中心側に位置する正極４が形成するＵ字型部４ｕに挟まれ、正極４の中心側端部４ｄは巻回体１００の中心側に位置する負極６が形成するＵ字型部６ｕに挟まれており、中心側において正極４と負極６とが対称的な位置に配置されている。すなわち、一層の正極４の中心側端部４ｄの両面がそれぞれセパレータ８を介して負極６と隣り合い、一層の負極６の中心側端部６ｄの両面がそれぞれセパレータを介して正極４と隣り合っている。
【００２５】
本実施形態では、巻回体１００の中心側において、正極４の両面がそれぞれ負極６と対向すると共に、負極６の両面がそれぞれ正極４と対向しており、正極４と負極６とが対向しない部分が巻回体１００の中心側に形成されていない。また、リードの接続位置を除いて、対向する正極及び負極のいずれかが活物質を欠く部分が形成されていない。そのため、本実施形態では、従来の電池に比べてリチウムイオン二次電池１１０の容量を向上させることができる。
【００２６】
巻回体１００の外周側に配置された正極４の外側端部４ｃ及び負極６の外側端部６ｃのうち、最外周側に配置された負極６の外側端部６ｃは、内周側に配置された正極４の外側端部４ｃより、巻回体１００の巻き方向（負極６の長手方向）へ延びている。そのため、巻回体１００の巻き方向へ延びている負極６の外側端部６ｃと巻回体１００の外周との間に隙間３４が生じている。そして、巻回体１００の巻き方向へ延びている負極６の外側端部６ｃが、巻回体１００の内周側へ押されるようにして巻回体１００の外周面に粘着テープ３３で固定されている。
【００２７】
巻回体１００の巻き方向へ延びている負極６の外側端部６ｃを、巻回体１００の内周側に押すようにして巻回体１００の外周面に粘着テープ３３で固定することによって、負極６の外側端部６ｃ及び粘着テープ３３が隙間３４へ一部押し込まれる。そのため、正極４及び負極６の各外側端部４ｃ、６ｃにおける巻回体１００の外周面の段差が軽減され、巻回体１００の外周が略平坦となり、巻回体１００を容器１０５に収容し易くなる。
【００２８】
正極用集電体４ａ及び負極用集電体６ａとしては、公知の電気化学デバイスに用いられている集電体を用いることができ、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル等を帯状に成形したものを用いることができる。
【００２９】
正極用活物質層４ｂは、正極活物質（カソード活物質）、導電助剤、結着剤等を含む層である。カソード活物質は、リチウムイオンの吸蔵及び放出、リチウムイオンの脱離及び挿入（インターカレーション）、又は、リチウムイオンと該リチウムイオンのカウンターアニオン（例えば、ＰＦ６−）とのドープ及び脱ドープを可逆的に進行させることが可能であれば特に限定されず、公知の電極活物質を使用できる。例えば、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）、リチウムマンガンスピネル（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、及び、一般式：ＬｉＮｉｘＣｏｙＭｎｚＭａＯ２（ｘ＋ｙ＋ｚ＋ａ＝１、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、０≦ａ≦１、ＭはＡｌ、Ｍｇ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｒより選ばれる1種類以上の元素）で表される複合金属酸化物、リチウムバナジウム化合物（ＬｉＶ２Ｏ５）、オリビン型ＬｉＭＰＯ４（ただし、Ｍは、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ又はＦｅ、Ｍｇ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒより選ばれる1種類以上の元素またはＶＯを示す）、チタン酸リチウム（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）等の複合金属酸化物が挙げられる。
【００３０】
結着剤の材質としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）等のフッ素樹脂が挙げられる。
【００３１】
また、上記の他に、結着剤として、例えば、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン系フッ素ゴム（ＶＤＦ−ＨＦＰ系フッ素ゴム）、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム（ＶＤＦ−ＨＦＰ−ＴＦＥ系フッ素ゴム）、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロピレン系フッ素ゴム（ＶＤＦ−ＰＦＰ系フッ素ゴム）、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム（ＶＤＦ−ＰＦＰ−ＴＦＥ系フッ素ゴム）、ビニリデンフルオライド−パーフルオロメチルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム（ＶＤＦ−ＰＦＭＶＥ−ＴＦＥ系フッ素ゴム）、ビニリデンフルオライド−クロロトリフルオロエチレン系フッ素ゴム（ＶＤＦ−ＣＴＦＥ系フッ素ゴム）等のビニリデンフルオライド系フッ素ゴムを用いてもよい。
【００３２】
更に、上記の他に、結着剤として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、芳香族ポリアミド、セルロース、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン・プロピレンゴム等を用いてもよい。また、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体、その水素添加物、スチレン・エチレン・ブタジエン・スチレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体、その水素添加物等の熱可塑性エラストマー状高分子を用いてもよい。更に、シンジオタクチック１、２−ポリブタジエン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、プロピレン・α−オレフィン（炭素数２〜１２）共重合体等を用いてもよい。
【００３３】
また、結着剤として電子伝導性の導電性高分子やイオン伝導性の導電性高分子を用いてもよい。電子伝導性の導電性高分子としては、例えば、ポリアセチレン等が上げられる。この場合は、結着剤が導電助剤粒子の機能も発揮するので導電助剤を添加しなくてもよい。
【００３４】
イオン伝導性の導電性高分子としては、例えば、リチウムイオン等のイオンの伝導性を有するものを使用することができ、例えば、高分子化合物（ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド等のポリエーテル系高分子化合物、ポリエーテル化合物の架橋体高分子、ポリエピクロルヒドリン、ポリフォスファゼン、ポリシロキサン、ポリビニルピロリドン、ポリビニリデンカーボネート、ポリアクリロニトリル等）のモノマーと、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＰＦ6、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、Ｌｉ（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ、ＬｉＮ(Ｃ2Ｆ5ＳＯ2)2リチウム塩又はリチウムを主体とするアルカリ金属塩と、を複合化させたもの等が挙げられる。複合化に使用する重合開始剤としては、例えば、上記のモノマーに適合する光重合開始剤または熱重合開始剤が挙げられる。
【００３５】
結着剤の含有率は、活物質層の質量を基準として０．５〜６質量％であることが好ましい。結着剤の含有率が０．５質量％未満となると、結着剤の量が少なすぎて強固な活物質層を形成できなくなる傾向が大きくなる。また、結着剤の含有率が６質量％を超えると、電気容量に寄与しない結着剤の量が多くなり、十分な体積エネルギー密度を得ることが困難となる傾向が大きくなる。また、この場合、特に結着剤の電子伝導性が低いと活物質層の電気抵抗が上昇し、十分な電気容量が得られなくなる傾向が大きくなる。
【００３６】
導電助剤としては、例えば、カーボンブラック類、炭素材料、銅、ニッケル、ステンレス、鉄等の金属微粉、炭素材料及び金属微粉の混合物、ITO等の導電性酸化物が挙げられる。導電助剤の含有率は、活物質層の質量を基準として０．５〜６質量％であることが好ましい。
【００３７】
負極用活物質層６ｂは、負極活物質（アノード活物質）、導電助剤、結着剤等を含む層である。アノード活物質は、リチウムイオンの吸蔵及び放出、リチウムイオンの脱離及び挿入（インターカレーション）、又は、リチウムイオンと該リチウムイオンのカウンターアニオン（例えば、ＰＦ６−）とのドープ及び脱ドープを可逆的に進行させることが可能であれば特に限定されず、公知のアノード活物質を使用できる。このような活物質としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、低温度焼成炭素等の炭素材料、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｓｉ等のリチウムと化合することのできる金属、ＳｉＯ、ＳｉＯｘ、ＳｉＯ２、ＳｎＯ２等の酸化物を主体とする非晶質の化合物、チタン酸リチウム（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）、ＴｉＯ２が挙げられる。中でも、炭素材料が好ましく、層間距離ｄ００２が０．３３５〜０．３３８ｎｍであり、且つ、結晶子の大きさＬｃ００２が３０〜１２０ｎｍである炭素材料がより好ましい。このような条件を満たす炭素材料としては、人造黒鉛、ＭＣＦ（メソカーボンファイバ）、ＭＣＭＢ（メソカーボンマイクロビーズ）等が挙げられる。なお、上記層間距離ｄ００２及び結晶子の大きさＬｃ００２は、Ｘ線回折法により求めることができる。
結着剤や導電助剤は正極と同様である。
【００３８】
セパレータ８としては、例えば、電気絶縁性の多孔材料から形成されたものを用いることができる。電気絶縁性の材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエステル、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）等の耐熱性樹脂等の樹脂材料が挙げられる。これらは単層体であっても良く、種々の樹脂の積層体であってもよい。樹脂による多孔膜の製法も特に限定されず、延伸法、相転換法等が挙げられる。また、多孔膜でなく、これらの樹脂製繊維の織布や不織布等でもよい。また、セルロース等の繊維材料を用いてもよい。
【００３９】
正極用集電体４ａ又は負極用集電体６ａの厚さは、６〜２５μｍ程度である。正極用活物質層４ｂ又は負極用活物質層６ｂの厚さは、２０〜２００μｍ程度である。セパレータ８の厚さは、１０〜１００μｍ程度である。粘着テープ３３の厚さは例えば３０μｍ程度である。
【００４０】
巻回体１００の長手方向（図１の左右方向）の長さは特に限定されず巻回数や容量に応じて設定でき、例えば、１０〜１５ｍｍ程度とすることができる。巻回体１００の幅方向の長さ（図１の奥行き方向）も特に限定されないが、例えば、１１〜１７ｍｍ程度とすることができる。
【００４１】
このような巻回体１００は、公知の種々の電解液を含有している。
【００４２】
（巻回型電気化学デバイスの製造法）
つづいて、図２の（ａ）〜（ｃ）及び図３の（ａ）〜（ｃ）を用いて、上述のリチウムイオン二次電池１１０の製造方法について説明する。本実施形態では、図２の（ａ）に示す、巻芯１０を有する電極巻回装置５０を用いる。電極巻回装置５０は、主として、架台４１、支持板４２、回転軸４３、板固定部４０、板１２、１４を主として備える。
【００４３】
架台４１は略水平（図２の（ａ）のＸＹ方向）に配置され、支持板４２は架台４１の表面に架台４１に対して略垂直に固定されている。支持板４２には、回転軸４３が貫通配置されており、回転軸４３は、支持板４２の両側に配置された軸受け４４ａ、４４ｂにより、Ｙ方向に沿う軸線ａ周りを回転可能に支持板４２に支持されている。
【００４４】
回転軸４３の一端側（図２の（ａ）の右側）には、回転軸４３と直交するように腕木４５ａの一端部が固定されており、腕木４５ａの他端部にはハンドル４５ｂが固定されている。
【００４５】
回転軸４３の他端側（図２の（ａ）の左側）には、台座４６が固定されている。具体的には、台座４６は、回転軸４３の他端部を受け入れる孔４６ａを有している。回転軸４３の他端側の端部には、平面部を形成する切欠４３ａが設けられており、台座４６にねじ込まれたボルト４４の先端が回転軸の切欠４３ａと当接することにより、台座４６が回転軸４３に対して固定され、ハンドル４５ｂの回転によって、台座４６も回転軸４３の軸線ａ周りに回転されることとなる。
【００４６】
台座４６は、回転軸４３の軸線ａと平行な面４６ｂを有する。台座４６の面４６ｂ上には、一対の板１２、１４が互いに対向するように重ねられて配置されている。板１２及び板１４は、いずれも、軸線ａ方向を長手方向とする略矩形状である。板１２及び板１４のそれぞれの長手方向の一端部が台座４６の面４６ｂ上に配置されている。板１２、１４の厚みは特に限定されないが、例えば、０．１〜１ｍｍとすることができる。また、板１２、１４のＹ軸方向の長さは、例えば、３０〜１００ｍｍ程度、Ｘ軸方向の幅は、例えば、５〜３０ｍｍ程度とすることができる。特に、一対の板１２、１４の内の一方の板のＹ方向の長さと、他方の板のＹ方向の長さとを互いに異ならせること等により、板１２及び板１４の台座４６とは反対側（−Ｙ側）の端部において、板１２と板１４のいずれかが他方に比べて軸線ａ方向に突出していることが好ましい。なお、図２の（ａ）においては、板１２の端部が突出している。
【００４７】
板１２、１４は、板１２、１４間に、回転軸４３の軸線ａが配置されるように板固定部４０により挟持され、回転軸４３の軸ａ方向に延びている。ここで、板１２、１４間とは、板１２、１４それぞれの厚みを含む領域のことである。板１２、及び、板１４が巻芯１０を構成する。
【００４８】
板１２及び板１４は、図２の（ｂ）に示すように、Ｙ方向から見て、板１２，１４が互いにＸ方向に互いにずれて配置されていてもよいが、図２の（ｃ）に示すように板１２，１４が完全に重なるように配置されてもよい。Ｘ方向の幅Ｘ２５が巻芯１０の幅を決定する。本実施形態では、以下、図２の（ｃ）の状態について説明する。
【００４９】
板１２及び板１４の上には、台座４６の面４６ｂと対向配置された押さえ部材４７が配置されている。押さえ部材４７は、板１２及び板１４の端部を覆うように配置されており、Ｘ方向に離間するボルト２、２によって、台座４６に対して固定されている。
【００５０】
続いて、このような電極巻回装置５０を用いた、電気化学デバイスの製造方法について、説明する。まず、図２の（ａ）及び図３の（ａ）に示すように、帯状のセパレータ８を用意し、続いて、例えば、他方に比べて突出している板１２の端部を指等で押して、板１２と板１４との間に隙間を形成し、セパレータ８の例えば中間部を板１２と板１４との間に挿入し、板１２と板１４との間に挟んで固定し、その後、図３の（ａ）に示すように、板（一方の板）１２の側面１２ｓがセパレータを引っ掛けた状態とする。ここで、セパレータ８は、板１２の側面１２ｓと対向する。ここでは、セパレータ８の両端部は、一方の板１２の側面１２ｓとは反対側（＋Ｘ側）に伸ばしておくことが好ましい。
【００５１】
続いて、図３の（ｂ）に示すように、一方の板１２の周りに引っ掛けられたセパレータ８の間に、正極４を配置しかつ正極４の中心側端部４ｄを一方の板１２とセパレータ８との間に配置した状態にする（第一工程完了）。
【００５２】
ここで、図３の（ｂ）に示すように、正極４の中心側端部４ｄを、一方の板１２とセパレータ８との間の内、他方の板１４とは遠い側の部分ｐ１に配置することが好ましいが、他方の板１４と近い側の部分ｐ２に配置しても実施は可能である。部分ｐ１側ではセパレータ８と板１２の間の空間を容易に広げられるため、部分ｐ１側に正極４を配置しやすいと言う効果が得られる。
【００５３】
また、セパレータ８を板１２に引っ掛けた後に、正極４を配置することが操作性の観点から好ましいが、正極４を板１２の上又は下に配置してから、セパレータ８を板１２の周りに引っ掛けても実施は可能であり、これらを同時に行なってもよい。
【００５４】
その後、図２の（ａ）のハンドル４５ｂを図２のＡ方向に廻して、図３の（ｃ）に示すように、回転軸３を軸線ａ周りに概ね半回転させることにより、他方の板１４の周りに、正極４、及び、この正極４を両側から挟むセパレータ８を引っ掛ける。これにより、他方の板１４の側面１４ｓがセパレータ８／正極４／セパレータ８の積層体と対向することとなる（第二工程完了）。回転角度は特に限定されず、正極４及び正極４を両側から挟むセパレータ８が他方の板に引っかかればよい。
【００５５】
その後、図３の（ｄ）に示すように、セパレータ８における他方の板１４に近い部分８ｐであってかつ巻芯１０から離れる方向に伸びるに部分８ｐａに沿って負極６を配置すると共に負極６の中心側端部６ｄを他方の板１４とセパレータ８との間に配置する（第三工程完了）。
【００５６】
ここで、負極６の中心側端部６ｄを、他方の板１４とセパレータ８との間の内、一方の板１２とは遠い側の部分ｐ３に配置することが好ましいが、一方の板１２に近い側の部分ｐ４に配置しても実施は可能である。部分ｐ３側ではセパレータ８と板１２の間の空間を容易に広げられるため、部分ｐ３側に負極６を配置しやすいと言う効果が得られる。
【００５７】
続いて、図３の（ｅ）に示すように、さらに、巻芯１０を巻回することにより、板１２及び板１４により形成された巻芯１０の周りに正極４、負極６、及び、セパレータ８が巻回された扁平型の巻回体１００が完成する（第四工程完了）。巻数は任意である。その後、巻回体１００から、巻芯１０を構成する板１２，１４を引き抜き、電解液に浸漬し、容器に封入する等の公知の方法により電気化学デバイスが得られる。
【００５８】
本実施形態によれば、上述の構成の電気化学デバイスを好適に製造できる。特に、図３の（ｅ）により得られる巻回体１００において、巻芯１０の一対の板１２，１４は、いずれも片面が正極４又は負極６と対向し、板１２，１４の両面がセパレータ８に挟まれることがない。これにより、巻回体１００から巻芯１０を抜取る工程において、板１２，１４が巻回体１００の特にセパレータ８とひっかかりにくくなり、操作性が良くなると共に、生産性が上がる。
この理由としては以下のことが考えられる。セパレータ表面は滑り性が悪く、巻芯の両面にセパレータが接していると巻芯にひっかかってしまう。しかし、電極表面は滑り性が良く、巻芯と接していても、巻芯に引っかかりにくい。したがって、巻芯の片面がセパレータに接していても、巻芯のもう一方の面が電極と接していれば、この面が滑って、セパレータが巻芯に引っかかる力が弱められると考えられる。
【００５９】
このようにして製造される巻回型電気化学デバイスは、自走式のマイクロマシン、ＩＣカードなどの電源や、プリント基板上又はプリント基板内に配置される分散電源の用途にも使用することが可能である。
【００６０】
以上、本発明の好適な一実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００６１】
例えば、上記実施形態の説明においては、巻回型電気化学デバイスがリチウムイオン二次電池の場合について説明したが、本発明の巻回型電気化学デバイスはリチウムイオン二次電池に限定されるものではなく、金属リチウム二次電池等のリチウムイオン二次電池以外の二次電池、リチウムキャパシタ、または電気二重層キャパシタ(Electric  Double  Layer  Capacitor)等であってもよい。なお、リチウムイオン二次電池以外の電気化学デバイスの場合、電極活物質としては、それぞれの電気化学デバイスに適したものを用いればよい。また、電気二重層キャパシタの場合には、カソード活物質含有層及びアノード活物質含有層中に含まれる活物質として、例えば、アセチレンブラック、グラファイト、黒鉛、活性炭などが用いられる。また、電解質溶液としては、例えば、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレイトのような４級アンモニウム塩を、プロピレンカーボネート、ジエチレンカーボネイト、アセトニトリル等の有機溶媒に溶解したものが使用される。
【００６２】
また、上述の電気化学デバイスの製造方法において、正極４と負極６とを入れ替えた場合であっても、本発明の効果を奏することができる。
【００６３】
また、電極巻回装置５０の回転軸４３は手動式でなくてもモータ等の動力で回転するものでもよい。
【００６４】
また、電極巻回装置５０は、板１２，１４の合計領域内に回転軸ａが存在するが、この合計領域外に回転軸ａが存在する、すなわち、偏心していても実施は可能である。
【００６５】
板１２，１４のＸＺ面の断面形状も特に矩形に限定されず、半楕円形状のように丸みを持っていてもよい。
【００６６】
さらに、巻芯１０は、板１２と板１４との間に隙間があってもよい。
【実施例】
【００６７】
（実施例１）
図３の（ａ）〜（ｅ）のようにしてリチウムイオン二次電池の巻回を１００回行なった。正極集電体はアルミ箔、負極集電体は銅箔、正極活物質はマンガン酸リチウム、負極活物質はグラファイトとした。巻芯の板の厚みは０．５ｍｍ、大きさは１４ｍｍ×６０ｍｍとした。セパレータは、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）製の多孔膜とした。
【００６８】
（実施例２）
セパレータを、セルロース製の不織布とした以外は、実施例１と同様にした。
【００６９】
（比較例）
図４の（ａ）〜（ｄ）のようにして巻回を行なう以外は、実施例と同様にした。
【００７０】
巻回体から巻芯１０を引き抜く際に巻芯１０がセパレータ８に引っかかったものは、実施例１では１００個中０個、実施例２では１００個中５個、比較例では１００個中９８個であった。
【符号の説明】
【００７１】
ａ…回転軸、４…正極、６…負極、８…セパレータ、１０…巻芯、１２…一方の板、１４…他方の板、１００…巻回体、１００…巻回体、１１０…リチウムイオン二次電池（電気化学デバイス）。
【図１】
2011175762.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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