(57)【要約】【課題】捲回型電極体の良好な生産性を実現し得る、電極体の一部に集電タブを形成する方法を提供する。【解決手段】電極体２０を捲回する捲回ステップと、電極体と集電タブ形成用材料５２とを固定する固定部材６０を電極体と集電タブ形成用材料の少なくとも一方に貫通させて該電極体に該集電タブ形成用部材を固定するタブ固定ステップとを含み、上記捲回に伴うシート状電極体の移動に拘わらず該電極体の第１の固定位置において固定部材による上記集電タブ形成用部材の固定が実現され、第１の固定位置は上記捲回によって移動され、この移動に対応して第１の固定位置とは異なる上記電極体の第２の固定位置において上記タブ固定ステップが繰り返され、該第２の固定位置においても固定部材による集電タブ形成用部材の固定が実現される。【選択図】図２
2008204756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
捲回可能な形状の電極体を捲回する捲回ステップと、
前記電極体に集電タブ形成用部材を固定する固定部材を、前記電極体と前記集電タブ形成用部材の少なくとも一方に貫通させて該電極体に該集電タブ形成用部材を固定するタブ固定ステップとを含み、
前記捲回に伴う前記電極体の移動に拘わらず該電極体の第１の固定位置において前記固定部材による前記集電タブ形成用部材の固定が実現され、
前記第１の固定位置は前記捲回によって移動され、この移動に対応して該第１の固定位置とは異なる前記電極体の第２の固定位置において前記タブ固定ステップが繰り返され、該第２の固定位置においても前記固定部材による前記集電タブ形成用部材の固定が実現されることを特徴とする、前記電極体に一又は複数の集電タブを形成する方法。
【請求項２】
前記固定位置における前記電極体と前記集電タブ形成用部材との固定は、前記固定部材を前記電極体と前記集電タブ形成用部材の少なくとも一方に貫通させる処理の完了に要する時間内に完了することを特徴とする、請求項１に記載の集電タブ形成方法。
【請求項３】
前記固定部材は線状の固定部材であり、
前記固定ステップには、
前記線状固定部材を針に形成された穴に通すステップと、
前記電極体と前記集電タブ形成用部材の両方を貫通するように前記針を動かして前記線状固定部材により該電極体に集電タブ形成用部材を固定するステップとが含まれることを特徴とする、請求項１又は２に記載の集電タブ形成方法。
【請求項４】
前記線状固定部材は、導体ワイヤまたは合成樹脂から成ることを特徴とする、請求項３に記載の集電タブ形成方法。
【請求項５】
集電タブを有する捲回電極体を備える電池であって、
前記電極体に前記集電タブが線状の固定部材により縫い付けられていることを特徴とする、電池。
【請求項６】
前記集電タブは、導体ワイヤまたは合成樹脂から成る線状部材によって前記電極体に縫い付けら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】
リチウム二次電池として構築されている、請求項５又は６に記載の電池。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか一項に記載の電池を備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池を構成する電極体に集電タブを形成する方法に関する。詳しくは、捲回された構造の電極体に集電タブを形成する方法、ならびにそのような方法で集電タブが形成された電池とその利用に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池構造の一形態として、捲回型電極（構造上、渦巻き型電極ともいう。）を備えた電池がある。かかる捲回型電極では、正極及び負極を構成する長尺なシート状電極体を捲回することにより正負極の反応面積を大きくすることができる。これによってエネルギー密度を増大して高出力が可能となる。かかる捲回型電極を備えた電池、特にリチウム二次電池（典型的にはリチウムイオン電池）は高出力が得られる電源として車両搭載用電源、或いはパソコンや携帯電話の電源として重要性が高まっている。
【０００３】
この種の捲回型電極を備えた電池の集電方法の一つとしてタブ式集電がある。タブ式集電では、典型的には長尺状のシート状電極体の側縁を活物質を付着させず露出させ、この露出部分に複数の集電タブを形成し、該集電タブと電池本体の集電端子とを接合する。かかる構成では、複数の集電タブを介して電流を取り出すことができるので、集電抵抗を低下し得、集電部における発熱を抑制する効果が得られる。このような集電タブを形成する方法として、例えば特許文献１には、シート状電極体と集電タブ形成用の櫛形部材とをシーム溶接により連続的に溶接する方法が記載されている。その他、電池の集電構造に関する先行技術としては例えば以下の特許文献２〜４が挙げられる。
【特許文献１】特開平１０−１８９０２６号公報
【特許文献２】特開２００２−２５１９８９号公報
【特許文献３】特開平１０−３０２７５３号公報
【特許文献４】特開２００３−３１１６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の技術では、シーム溶接によりシート状電極体と櫛型集電タブ形成用部材とを溶着した後、当該櫛型集電タブ付きシート状電極体（正極電極体及び負極電極体）をセパレータとともに捲回して電池を構築する。シーム溶接は金属を溶かして接合する（つまり融解・凝固の相転移を伴う）固定方法であり、シーム溶接処理によって溶融した金属が冷却・固化された時点ではじめて固定が完了する。従って、かかる溶融金属部分が十分冷却されないうちに（即ち固定が完了する前に）電極体を捲回すると、電極体と集電タブ形成用部材とが強固に接合されない虞（例えば捲回中に集電タブ形成用部材が脱落する虞等）がある。電極体と集電タブ形成用部材とが正しく接合されないと、電気的接続が十分に確保できず集電抵抗が増大し、更には接続不良が発生すれ虞があり好ましくない。
【０００５】
かかる問題を解決するには、溶接で溶融した金属部分の冷却時間を十分確保した後に電極体の捲回操作を行えばよいのであるが、十分な冷却時間を確保するには電極体の捲回動作を一旦停止（或いは捲回速度を著しく低下）させる必要があり、これは生産効率の観点から望ましくない。或いは集電タブの形成ステップを電極体の捲回工程に組み込むのではなく、その他の工程ライン（例えば活物質付着工程ライン等）で実施することも可能であるが、突き出た集電タブ（集電タブ形成用部材）がライン移動中に脱落する等の虞があり好ましくない。
【０００６】
これらの理由から、電極体の捲回工程（ステップ）に影響を与えることなく、捲回可能な電極体の捲回とともに当該電極体に複数の集電タブをスムーズに形成し得る方法、さらには電極体に集電タブ形成用部材を瞬時に確実に固定し得る集電タブ形成方法が求められている。
【０００７】
本発明は、捲回型電極を構成する電極体に複数の集電タブを形成する場合における上記従来の問題点に鑑みて創出されたものであり、その目的の一つは電極体に集電タブ形成用部材（固定されて集電タブを構成する材料をいう。以下同じ。）を確実に固定（接合）しつつ、電池電極（捲回型電極）の良好な生産性を実現し得る、集電タブ形成方法を提供することである。また、他の目的は、そのような形成方法によって集電タブの形成された電極体を備える捲回型電池（例えばリチウム二次電池）を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によって提供される集電タブの形成方法は、電池に用いられる電極体（典型的にはシート状電極体）に一又は複数の集電タブを形成する方法である。詳しくは、捲回タイプの電極体（以下「捲回電極体」ともいう。）に集電タブを形成する方法である。
【０００９】
即ち、本発明によって提供される集電タブ形成方法は、
捲回可能な形状の電極体（即ち捲回される前の典型的にはシート状の電極体）を捲回する捲回ステップと、上記電極体に集電タブ形成用部材を固定する固定部材を、上記電極体と上記集電タブ形成用部材の少なくとも一方に貫通させて該電極体に該集電タブ形成用部材を固定するタブ固定ステップとを含む。
【００１０】
そして、上記捲回に伴う上記電極体の移動に拘わらず該電極体の第１の固定位置において上記固定部材による上記集電タブ形成用部材の固定が実現され、上記第１の固定位置は上記捲回によって移動され、この移動に対応して該第１の固定位置とは異なる上記電極体の第２の固定位置において上記タブ固定ステップが繰り返され、該第２の固定位置においても上記固定部材による上記集電タブ形成用部材の固定が実現されることを特徴とする。
【００１１】
上記構成の集電タブ形成方法では、捲回可能な形状の電極体の捲回操作によって集電タブ形成用部材の固定位置が決定され得るとともに当該電極体の捲回操作（上記捲回ステップ）と集電タブ形成用部材の固定操作（上記タブ固定ステップ）とを連動（同期）させることができる。典型的には、複数の集電タブ形成用部材を捲回中の電極体に連続的に固定しつつ捲回電極体を構築することができる。従って、本発明の集電タブ形成方法によると、高い生産性と低コストにて捲回タイプの電極体を製造することができる。
【００１２】
また、本構成の方法によると、電極体と集電タブ形成用部材とがそれらの少なくとも一方に上記固定部材を貫通させることにより機械的に固定される。即ち、極めて短時間に（典型的には固定部材が貫通した瞬間に）、上記固定を完了することができる。これにより、上記捲回ステップにおける電極体の捲回を上記タブ固定ステップの実行に拘わらず実質的に継続して実行させておくことができる。加えて、電極体と集電タブ形成用部材との固定が完了する前に電極体が捲回される事態を回避し得、電極体と集電タブ形成用部材とを確実に接合し得る。その結果、電池電極体の生産効率がさらに向上する。
【００１３】
上記構成では、捲回前の電極体の捲回ステップにタブ固定ステップを組み込むことができ、それゆえ効果的に集電タブを形成し得る。例えば、集電タブ形成用部材の固定をシート状電極体の巻き取り直前に行うことが可能であり、シート状電極体から外方に突き出た集電タブが捲回電極体形成ライン移動中に脱落するような事態を回避し得る。
【００１４】
ここで開示される集電タブ形成方法の好ましい一態様では、上記固定位置（第１及び第２の固定位置を含む）における上記捲回可能な電極体と上記集電タブ形成用部材との固定は、上記固定部材を上記電極体と上記集電タブ形成用部材の少なくとも一方に貫通させる処理の完了に要する時間内に完了することを特徴とする。
【００１５】
ここでいう電極体と集電タブ形成用部材との「固定」とは、典型的には、最終的な電池製品としての品質を保障し得る程度にシート状電極体と集電タブ形成用部材とが接合されている状態をいう。
【００１６】
また、ここで「固定部材をシート状電極体と集電タブ形成用部材の少なくとも一方に貫通させる処理の完了に要する時間（以下「固定処理継続時間」ともいう。）」とは、上記固定を行うために固定部材をシート状電極体と集電タブ形成用部材に供給する何らかの固定部材供給手段を１サイクル作動させる時間をいう。典型的には、固定部材供給手段が所定の作動開始位置から作動し始めた時点（作動開始時点）から、固定部材を貫通させて当該供給手段が元の所定位置（典型的には作動開始位置）に戻る時点（作動終了時点）までの時間が、ここでいう「固定処理継続時間」に相当する。
【００１７】
捲回可能な形状の電極体（典型的にはシート状電極体）と集電タブ形成用部材との固定を固定処理継続時間内に完了させることにより、本構成の方法では、集電タブの固定動作が電極体の捲回動作に影響することを回避し得、電極体を実質的に連続して効率よく捲回することができる。
【００１８】
ここで開示される集電タブ形成方法の好ましい他の一態様では、上記固定部材は線状の固定部材であり、上記タブ固定ステップには、上記線状固定部材を針（上記固定部材供給手段に相当する。）に形成された穴に通すステップと、上記シート状電極体と上記集電タブ形成用部材の両方を貫通するように上記針を動かして上記線状固定部材により該電極体に集電タブ形成用部材を固定するステップとが含まれることを特徴とする。
【００１９】
かかる構成の集電タブ形成方法によれば、例えば従来のミシン技術を応用して電極体に集電タブ形成用部材を縫い付けることができ、固定部材（線状固定部材、例えば糸）の供給速度の向上を図ることができる。
【００２０】
上記線状固定部材は、導体ワイヤまたは合成樹脂、特に耐酸性のある合成樹脂から成ることが特に好ましい。このような構成の線状固定部材は、耐電解液性に優れ、電極体と集電タブとの接合部における耐久性が向上する。
【００２１】
また、本発明は、ここで開示される集電タブ形成方法によって集電タブが形成された電極体（好ましくは正負極両方の電極体）を備えるリチウム二次電池その他の電池を提供する。
【００２２】
本発明によって提供される電池の好適な一態様は、集電タブを有する捲回電極体を備える電池であって、上記電極体に上記集電タブが線状の固定部材により縫い付けられていることを特徴とする。
【００２３】
本構成の電池（例えばリチウムイオン電池等のリチウム二次電池）では電極体に集電タブが縫い付けられて固定（接合）されているため、高接合強度が得られ、高い信頼性を実現することができる。従って、本発明は他の側面として、そのような構成の電池（例えばリチウム二次電池）を備える物品、例えば車両（自動車等）を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明するが、本発明の範囲を以下に説明する実施形態に限定することを意図したものではない。本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
【００２５】
なお、図面において同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。また、各図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は実際の寸法関係を反映するものではない。
【００２６】
先ず、図１を参照しながら本実施形態に係る捲回可能な形状であるシート状の電極体２０の構成について説明する。図１は本実施形態のシート状電極体２０の構成を模式的に示す一部破断の斜視図である。
【００２７】
シート状電極体２０は、捲回電極体に構築される前段階の長尺状（帯状）シート構造を有している。本実施形態に係るシート状電極体２０は、典型的な電池の捲回電極体と同様、シート状正極３０（以下「正極シート３０」という。）とシート状負極４０（以下「負極シート４０」という。）を計２枚のシート状セパレータ２２（以下「セパレータシート２２」という。）と共に積層して形成される。
【００２８】
正極シート３０は長尺状の正極集電体３４の両面に電池用正極活物質層３２が付着されて形成される。ただし、正極活物質層３２はシート状電極体２０の捲回方向９２（即ち正極シート３０の長手方向）に沿った一方の側縁（図では右側の側縁）には付与しない。これにより、正極集電体３４を一定の幅にて露出させた正極活物質層非形成部分３６が形成される。
【００２９】
負極シート４０も正極シート３０と同様の構成を有し、長尺状の負極集電体４４の両面に負極活物質層４２が付着されて形成される。そして、正極側と同様、負極シート４０の一方の側縁（図では左側の側縁）には、負極集電体４４が露出した負極活物質層非形成部分４６が形成される。
【００３０】
かかる正極活物質層非形成部分（即ち正極集電体３４が露出した部分）３６および負極活物質層非形成部分（即ち負極集電体４４が露出した部分）４６に、複数の集電タブ５０（正極用集電タブ形成用部材５２及び負極用集電タブ形成用部材５４）がそれぞれ付設される。複数の集電タブ５０は、それぞれシート状電極体２０の捲回方向９２に沿って任意の間隔で形成されると共に活物質層非形成部分３６，４６から外方にはみ出る（突出する）ように付設される。集電タブ５０の形状は、活物質層非形成部分３６，４６よりも外方に突出し得る形状であればよく、その形状に特に制限はない。典型例としては図示した正極用集電タブ形成用部材５２のように長辺と短辺の長さの比率（長辺：短辺）が１：１〜１０：１程度の矩形状タブ形成用部材が使用される。
【００３１】
電池のサイズによっても変動するため特に限定するものではないが、例えば活物質層非形成部分３６よりも５〜５０ｍｍほど外方にはみ出るように集電タブ５０を形成することができる。なお、複数の集電タブ５０を形成する代替として櫛型集電タブ（即ちシート状電極体の長手方向に沿って連続した帯部と該帯部から外方に向けて突出した凸部とからなる櫛型集電タブ）を形成してもよい。集電タブ５０（即ち集電タブ形成用部材５２，５４）の材質は、導電部材として機能し得る材料で構成されていればよく、例えば薄い金属箔（例えば正極側でアルミニウム箔、負極側で銅箔）を好適に使用し得る。
【００３２】
ここで開示される集電タブ形成方法では、所定の固定部材６０を用いてシート状電極体２０上に集電タブ形成用部材５２，５４を機械的に固定（接合）する。即ち、正極シート３０の正極活物質層非形成部分３６に正極用集電タブ形成用部材５２を付与し、固定部材６０を正極シート３０と正極用集電タブ形成用部材５２の少なくとも一方（図では正極シート３０と正極用集電タブ形成用部材５２の両方）に貫通させることによって、両者を機械的に接合することができる（上記タブ固定ステップ）。同様に、負極シート４０の負極活物質層非形成部分４６に負極用集電タブ形成用部材５４を付与し、固定部材６０を負極シート４０と負極用集電タブ形成用部材５４の少なくとも一方（図では負極シート４０と負極用集電タブ形成用部材５４の両方）に貫通させることによって、両者を機械的に接合することができる（上記タブ固定ステップ）。
【００３３】
かかる目的に使用する固定部材６０は、正極シート３０又は負極シート４０と、正極用集電タブ形成用部材５２又は負極用集電タブ形成用部材５４とを貫通し得る機能を有していればよく、このような固定部材６０として、例えば図示するような線状の固定部材６０（典型的には糸状固定部材）が挙げられる。線状固定部材６０（糸６０）を用いることにより、図示されるように、正極シート３０と正極用集電タブ５２、ならびに負極シート４０と負極用集電タブ５４をそれぞれ縫い付けるようにして接合することができる。
【００３４】
このように線状の固定部材６０を用いることにより、正極シート３０と正極用集電タブ５２との高い接合強度ならびに負極シート４０と負極用集電タブ５４との高い接合強度を確保し得る。なお、糸状固定部材６０で縫い付ける際の各結び目間の距離は、糸状固定部材の直径、電池形状、集電タブ形成用材料の形状・材質等に応じて適宜異なり得るが、典型的には、凡そ０．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲であればよく、好適には１ｍｍ〜３ｍｍの範囲に設定し得る。結び目間の距離は集電タブの形成条件（例えば集電タブと電極体との接合強度等）に応じて適宜調整し得る。
【００３５】
固定部材６０の材質に特に制限はないが、電極体と集電タブ形成用部材との接合部分における耐久性を向上させる観点から、合成樹脂製、例えば耐電解液性（典型的には耐酸性）を有する合成樹脂（例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフロロアルコキシアルカン（ＰＦＡ））製の固定部材を好適に使用し得る。上記耐電解液性を有する合成樹脂に導電性フィラ（例えば銀粉等）を混入したものを使用してもよい。これにより集電抵抗を低下し得る。或いは、導体ワイヤ（例えば正極側ではアルミニウム製のワイヤ、負極側では銅製のワイヤ）を用いて電極体に集電タブ形成用部材を縫い付けることも可能である。
【００３６】
次に、図２も加えて、固定部材６０を貫通させてシート状電極体２０上に集電タブ５０を固定するステップ（工程）について説明する。図２は、本実施形態に係る正極用集電タブ５２の形成工程（即ち集電タブ形成用部材５２を固定するステップ）を模式的に示しているが、負極側も同様である。
【００３７】
このタブ固定ステップにおいて、正極シート３０と負極シート４０とをセパレータシート２２を介して積層したシート状電極体２０を用意する。このとき、セパレータシート２２は正極シート３０の正極活物質層非形成部分３６が外方にはみ出るように（即ち正極シート３０の正極活物質層形成部分とセパレータシート２２とが対向するように）、且つ、負極シート４０の負極活物質層非形成部分４６が外方にはみ出るように（即ち負極シート４０の負極活物質層形成部分とセパレータシート２２とが対向するように）重ね合せられる。
【００３８】
そして、かかる正極活物質層非形成部分３６上に正極用集電タブ形成用部材５２を付与しつつシート状電極体２０の捲回が継続される（捲回ステップ）。図示しないが、同様に、負極活物質層非形成部分４６上に負極用集電タブ形成用部材５４を付与しつつシート状電極体２０の捲回が継続される（捲回ステップ）。
【００３９】
図２（ａ）は、シート状電極体２０の捲回（矢印「９２」）によって、正極活物質層非形成部分３６上に載置された正極用集電タブ形成用部材５２が矢印「９４」の方向へ移動する状態を示している。この矢印「９４」方向への移動により、正極用集電タブ形成用部材５２の最初の固定位置Ａ（第１の固定位置）が所定の捲回速度で固定部材供給地点（Ｉ）まで移動する。この固定部材供給地点（Ｉ）では、固定部材供給手段６２（ここでは針６２）を用いて、固定部材６０（ここでは合成樹脂製の糸６０）が正極シート３０に所定のタイミング（例えば一定のテンポ）で供給されるように設定され得る。而して最初の固定位置Ａにて固定部材６０（糸６０）を貫通させ、正極用集電タブ形成用部材５２と正極シート３０とを機械的に（ここでは縫い付けて）固定する（図２（ｂ）参照）。
【００４０】
その後、シート状電極体２０の捲回９２を継続することにより、正極用集電タブ形成用部材５２が矢印「９４」方向へと更に移動する。これに伴い固定位置Ａとは異なる固定位置Ｂ（第２の固定位置）が固定部材供給地点（Ｉ）まで移動する。而して固定位置Ｂにて固定部材６０（糸６０）を貫通させ、正極用集電タブ形成用部材５２と正極シート３０とを更に固定し得る（図２（ｃ）参照）。
【００４１】
このように、本実施形態では、捲回操作（捲回ステップ）に伴うシート状電極体２０の移動に拘わらず所定の固定位置Ａ（第１の固定位置）で正極用集電タブ形成用部材５２が線状（糸状）固定部材６０によって物理的に固定され、さらにシート状電極体２０が捲回されて移動することにより、この移動に対応して決定される他の固定位置Ｂ（第２の固定位置）において線状（糸状）固定部材６０による物理的固定が繰り返される。かかる固定操作（タブ固定ステップ）を電極体の捲回操作（捲回ステップ）に拘わらず順次行うことにより、捲回電極体２４が構築される。なお、負極用集電タブを負極シート４０上に固定する工程（タブ固定ステップ）も上述の正極用集電タブ固定ステップと同様である。
【００４２】
上記集電タブ５０の形成方法によれば、シート状電極体２０の捲回によって集電タブ５０の固定位置は決まるので、シート状電極体２０の捲回動作と集電タブ５０の固定動作とが連動（同期）する。つまり、複数の集電タブ５０をシート状電極体２０（正極シート３０及び負極シート４０）に連続的に形成しつつそのまま捲回操作も継続して捲回電極体２４を効率よく構築することができる。従って、高い生産性と低コストにて捲回電極体２４、延いては該電極体２４を捲回型電極として備える電池（例えば車載用リチウム二次電池）を製造することができる。
【００４３】
また、上記構成では、シート状電極体２０の捲回ステップに集電タブ５０形成ステップを組み込む（同時進行させる）ことができるため、効果的に集電タブ５０を形成し得る。例えば、集電タブの形成はシート状電極体の巻き取り直前に行うことが可能であり、突き出た集電タブがライン移動中に脱落するような事態を回避し得る。
【００４４】
なお、図２では、正極シート３０と負極シート４０とセパレータシート２２とを積層した後に集電タブ５０を形成する形態を示しているが、集電タブ５０の形成順はこれに限らない。例えば、図３に示すように、まず正極シート３０に正極用集電タブ形成用部材５２を固定して正極用集電タブ５０を予め形成しておき、同様に、負極シート４０に負極用集電タブ形成用部材５４を固定して負極用集電タブ５０を予め形成しておき、その後に当該正極用集電タブ付き正極シート３０と、負極用集電タブ付き負極シート４０と、２つのセパレータシート２２とを積層して捲回するように構成してもよい。図３の構成であっても正極用集電タブ５０の形成と電極体２４の捲回動作９２とが連動（同期）し得る。
【００４５】
続いて、図４を参照しながら電極体と集電タブ形成用部材とが固定部材（ここでは糸）の貫通により機械的に固定される点についてより詳細に説明する。なお、説明を簡潔にするため正極シート３０側のみ図示しているが、負極シート４０側も同様である。
【００４６】
即ち、本実施形態では、シート状電極体３０と集電タブ形成用部材５２を貫通し得る固定部材は線状固定部材６０（即ち上糸６０ａ及び下糸６０ｂ）である。而して、固定部材供給地点（Ｉ）では、所謂ミシンを用いた縫製技術の採用により、線状固定部材６０（上糸６０ａ及び下糸６０ｂ）が一定のテンポで供給され得る。
【００４７】
具体的には、まず、図４（ａ）に示すように、固定部材供給地点（Ｉ）の所定位置において、本実施形態に係る固定部材供給手段である先端に穴（糸通し穴）６４が形成されたミシン針６２であって図示しないミシン装置に装備されたミシン針６２が用意され、予めこの穴６４には上糸６０ａを通しておく。本実施形態では図４（ａ）に示す位置が上述した固定部材供給手段の作動開始位置に相当し、作動開始時点を示す。
【００４８】
次いで、図示しないミシン装置を作動させ、図４（ｂ）に示すように、この針６２を正極シート３０と正極用集電タブ形成用部材５２とを貫通させるように下方向に移動（摺動）させて固定処理が行われる。貫通後、針を反転上昇させることに伴って上糸６０ａに弛みが発生し輪６６（ループ）が生じ得る。この輪６６に、図示しないミシン装置に設けられたボビン（図示省略）を用いて下糸６０ｂを挿入し、上糸６０ａと下糸６０ｂとを交差させる。続いて、図４（ｃ）に示すように、針６２を正極シート３０及び正極用集電タブ形成用部材５２から抜き、上糸６０ａが引き上げられることにより上糸６０ａと下糸６０ｂが交絡して結び目６８が形成される。この結び目６８により正極シート３０に正極用集電タブ５２が縫い付けられる。そして上記操作を、電極体の捲回（移動）９２に対応させつつ繰り返すことにより、ミシン技術（ミシン装置）を用いた縫い付けが実現する。
【００４９】
このように一般的な従来のミシン技術（装置）を採用してシート状電極体２０（正極シート３０、負極シート４０）に集電タブ形成用部材５２，５４を縫い付ける操作を繰り返すことにより、集電タブに求められる電気的性能を保障し得る高信頼性の集電タブを捲回操作と同時に効率よくシート状電極体に形成することができる。
【００５０】
また、ミシン技術を採用した縫い付けにより電極体と集電タブ形成用部材とが機械的に固定されるので、シート状電極体２０に集電タブ５０を形成（固定）するのに要する時間を短縮し得る。
【００５１】
具体的には、本実施形態では、ミシン装置に設けられた固定部材供給手段である針６２が図４（ａ）に示す作動開始時点（作動開始位置）から図４（ｂ）に示す固定処理状態を経て図４（ｃ）に示す位置（即ち図４（ａ）に示す作動開始位置）に戻る時点（作動終了時点）までの１サイクルの固定処理継続時間内に、既に上記縫い付け（固定）を完了させることができる。これにより、集電タブ５０の固定操作が電極体２０の捲回操作に影響すること（例えば固定操作を行うことによる捲回操作の遅延）を回避し得、電極体２０を実質的に連続して効率よく捲回することができる。
【００５２】
例えば特許文献１に示すようなシーム溶接あるいはスポット溶接によって集電タブ形成用部材を電極体に固定する場合には、固定部材（典型的には融解した金属）が冷却された時点ではじめて固定が完了するため、溶接用電極が被溶接材に接触する時点（作業開始時点）から溶接処理後に溶接用電極が被溶接材から離れる時点（作業終了時点）までを固定処理継続時間とすれば当該固定処理継続時間内には固定は完了せず、それゆえ集電タブの接合信頼性を図る観点から融解した金属が十分冷却されるまで電極体の捲回を一旦停止（或いは捲回速度を低下）させる必要があった。
【００５３】
これに対し本実施形態の方法では、固定部材を貫通させるのとほぼ同時に固定が完了するので、捲回電極体を連続的に（すなわち電極体の捲回を実質的に停止させたり捲回速度を過度に低下させることなく）構築し得る。従って良好な生産性と低コストで捲回電極体を製造することができる。
【００５４】
加えて、集電タブの固定が未完了なまま電極体の捲回を終えるという不具合を回避し、電極体と集電タブとを確実に接合することができる。これによって生産効率をさらに向上させることができる。
【００５５】
また、本実施形態では、所謂ミシン技術を応用することにより糸６０を所定のタイミングで連続的に供給することができ、固定部材の供給速度の向上を図ることができる。なお、図４では上糸６０ａと下糸６０ｂとを交差させる構造を持つ所謂「本縫い」のミシン技術を採用した例を示したが、これに限らず、種々のミシン技術を応用し得る。例えば、編物のように糸をループで繋ぐ所謂「環縫い」により電極体と集電タブとを縫い付けてもよい。「本縫い」では、上糸６０ａと下糸６０ｂとの交絡により糸締りがよく、電極体と集電タブとを強固に接合し得る。一方、「環縫い」によると１本の糸を用いて電極体と集電タブ形成用部材を縫い付けることができる。
【００５６】
また、図示するようにここでは縫目の数は１つであるが、複数の糸を用いて電極体と集電タブとを縫い合わせてもよい。例えば所謂「平行縫い」を採用することができる。縫目の数が多くなるほど電極体と集電タブとの接合強度が一層強固になり得る。さらに、縫目の形状も直線形状（所謂「直線縫い」）だけに限らず、その他の形状（例えば「ジグザグ縫い」や「多重（二重）縫い」等）であってもよい。これによっても電極体と集電タブとの接合強度を向上させ得る。
【００５７】
ここまで述べてきた実施形態では、固定部材が糸６０（すなわち線状の固定部材）であったが、固定部材６０が貫通により（機械的に）固定し得る機能を有するものであれば電極体と集電タブとを短時間（好ましくは固定処理継続時間内）で固定し得、それゆえ電極体を連続的に捲回することができる。従って、固定部材６０は線状の固定部材に限られない。
【００５８】
例えば、図５（ａ）に示すように、固定部材としてステープル８０を採用し、固定部材供給手段であるステープラー（図示せず）を用いて所謂ホチキス止めによって電極体２０と集電タブ形成用部材５２とを固定してもよい。この場合も、ステープラーを作動させてステープラーの一部が被固定処理材に接触した時点（作業開始時点）からホチキス止め後にステープラーが被固定処理材から離れる時点（作業終了時点）までの固定処理継続時間内に固定（ホチキス止め）を完了させることができる。
【００５９】
或いは、集電タブ形成用部材と固定部材とが一体に形成されたものも使用することができる。例えば、図５（ｂ）に示すように、集電タブ形成用部材５２の一部を折曲げて固定部材として機能する係合部８５を形成し、該係合部８５を電極体２０に予め設けておいた開口孔２５に挿入（貫通）させてもよい。
【００６０】
これらの何れの固定部材であってもシート状電極体２０の移動（捲回）に拘わらず当該電極体２０と集電タブ形成用部材５２とを機械的に固定し得、それゆえ短時間（固定処理継続時間内）に固定を完了することができる。その結果、電極体２０を連続的に捲回しつつ集電タブ５０の形成が可能となる。
【００６１】
このようにして製造された捲回電極体２４を用いた電池１０の構造の一例を図６に示す。本実施形態に係る電池１０は、上述した方法により製造された捲回電極体２４と、該捲回電極体２４に接合された集電タブ５０（正極用集電タブ形成用部材５２及び負極用集電タブ形成用部材５４）と、該捲回電極体２４および集電タブ５０を収容する円筒型容器７４とを備える。
【００６２】
なお、本発明によって提供される電池１０は、集電タブ５０が形成された捲回電極体２４を備えた電池であればよく、電池の構成は特に制限されない。リチウム二次電池、ニッケル水素電池等の二次電池や電気二重層キャパシタ（即ちイオン移動による物理電池）等が本発明の実施に好適な電池の構成として挙げられる。
【００６３】
特に本発明の実施に好適な電池の構成はリチウム二次電池、特にリチウムイオン電池である。リチウムイオン電池は高エネルギー密度で高出力を実現できる電池であるため、高性能な電源、特に車両搭載用電源を構築することができる。
【００６４】
以下、好適な実施形態として本発明の集電タブ形成方法により形成された正負極集電タブを備えるリチウムイオン電池について説明する。
【００６５】
本実施形態に係る捲回電極体２４は、電解液を共に容器７４内に収容されている。捲回電極体２４は、通常のリチウムイオン電池の捲回電極体と同様、正極シート３０と負極シート４０と２つのセパレータシート２２とから構成される。正極シート３０の正極活物質層非形成部分３６（即ち正極集電体３４が露出した部分）には正極用集電タブ形成用部材５２が線状固定部材により縫い付けられて固定されており、該正極用集電タブを介して正極シート３０は正極端子７０と電気的に接続される。負極シート４０も正極シート３０と同様に、負極活物質層非形成部分４６（即ち負極集電体４４が露出した部分）には負極用集電タブ５４が線状固定部材により縫い付けられて固定されており、該負極用集電タブを介して負極シート４０は負極端子７２と電気的に接続される。
【００６６】
なお、かかる捲回電極体２４を構成する材料および部材自体は、従来のリチウムイオン電池の電極体と同様でよく、特に制限はない。例えば、正極シート３０は長尺状の正極集電体３４の上にリチウムイオン電池用正極活物質層３２が付与されて形成され得る。正極集電体及び集電タブにはアルミニウム箔（本実施形態）その他の正極に適する金属箔が好適に使用される。正極活物質は従来からリチウムイオン電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定することなく使用することができる。好適例として、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２等が挙げられる。例えば、長さ２〜４ｍ（例えば２．７ｍ）、幅８〜１２ｃｍ（例えば１０ｃｍ）、厚さ５〜２０μｍ（例えば１５μｍ）程度のアルミニウム箔を集電体として使用し、その表面の所定領域に常法によってニッケル酸リチウムを主体とするリチウムイオン電池用正極活物質層（例えばニッケル酸リチウム８８質量％、アセチレンブラック１０質量％、ポリテトラフルオロエチレン１質量％、カルボキシメチルセルロース１質量％）を形成することによって好適な正極シート３０が得られる。
【００６７】
一方、負極シート４０は長尺状の負極集電体４４の上にリチウムイオン電池用負極活物質層４２が付与されて形成され得る。負極集電体及び集電タブには銅箔（本実施形態）その他の負極に適する金属箔が好適に使用される。負極活物質４２は従来からリチウムイオン電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定することなく使用することができる。好適例として、グラファイトカーボン、アモルファスカーボン等の炭素系材料、リチウム含有遷移金属酸化物や遷移金属窒化物等が挙げられる。例えば、長さ２〜４ｍ（例えば２．９ｍ）、幅８〜１２ｃｍ（例えば１０ｃｍ）、厚さ５〜２０μｍ（例えば１０μｍ）程度の銅箔を使用し、その表面の所定領域に常法によって黒鉛を主体とするリチウムイオン電池用負極活物質層（例えば黒鉛９８質量％、スチレンブタジエンラバー１質量％、カルボキシメチルセルロース１質量％）を形成することによって好適な負極シート４０が得られる。
【００６８】
また、正負極シート３０，４０間に使用される好適なセパレータシート２２としては多孔質ポリオレフィン系樹脂で構成されたものが挙げられる。例えば、長さ２〜４ｍ（例えば３．１ｍ）、幅８〜１２ｃｍ（例えば１１ｃｍ）、厚さ５〜３０μｍ（例えば２５μｍ）程度の合成樹脂製（例えばポリエチレン等のポリオレフィン製）多孔質セパレータシートが好適に使用し得る。なお、電解質として固体電解質若しくはゲル状電解質を使用する場合には、セパレータが不要な場合（即ちこの場合には電解質自体がセパレータとして機能し得る。）があり得る。
【００６９】
続いて、容器７４内に上記捲回電極体２４と共に収容される電解質の構成について説明する。本実施形態の電解質は例えばＬｉＰＦ６等のリチウム塩である。例えば、適当量（例えば濃度１Ｍ）のＬｉＰＦ６等のリチウム塩をジエチルカーボネートとエチレンカーボネートとの混合溶媒（例えば質量比１：１）のような非水電解液に溶解した電解液を好適に使用し得る。
【００７０】
次に、容器７４の構成について説明する。本実施形態の容器７４は捲回電極体２４を収容し得る形状（図示した例では円筒型）を有する。また、容器７４の材質は、典型的な電池で使用されるものと同じであればよく特に制限はないが、比較的軽量な材質が挙げられる。例えば、好ましくは表面に絶縁用樹脂コーティングが施されているような金属製容器、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂その他の合成樹脂製容器が好適である。或いは、電池の外装体として従来使用されている樹脂フィルム製容器、例えば高融点樹脂（例えばポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド系樹脂）から構成された外面（保護）層と、金属箔（例えばアルミニウム、スチール）から構成されたバリア層（即ちガスや水分を遮断し得る層）と、熱融着性樹脂（比較的低融点である樹脂、例えばエチレンビニルアセテート、或いはポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂）から構成された接着層との三層構造から成るラミネートフィルム製の容器であってもよい。
【００７１】
容器７４の形状は円筒型に限らず、例えば箱型（典型的には直方体形状）とすることもできる。箱型の容器７４を用いる場合には、捲回体を側面方向から押しつぶして拉げさせることによって作製される扁平形状の捲回電極体２４を好適に使用し得る。
【００７２】
而して容器７４に捲回電極体２４及び集電タブ５０（５２，５４）を収容するとともに、溶接等によって各集電タブ５０（５２，５４）を電極端子（７０、７２）と接合し、電解液を注入して封止することによって本実施形態のリチウムイオン電池１０が構築される。
【００７３】
そしてまた、本発明によると、図７に模式的に示すように、かかるリチウムイオン電池１０（典型的には当該電池１０を複数個直列に接続して形成された組電池の形態であり得る。）を電源として備える車両（典型的には自動車、特にハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車のような動力発生装置として電動機を備える自動車）１を提供することができる。
【００７４】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、電池の種類は上述したリチウムイオン電池に限られず、電極体構成材料や電解質が異なる種々の内容の電池、例えばリチウム金属やリチウム合金を負極とすることを特徴とするリチウム二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、或いは電気二重層キャパシタであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】一実施形態に係るシート状電極体の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】一実施形態に係る集電タブの形成（固定）工程を模式的に示す工程図であり、（ａ）は、固定処理開始前の状態を示し、（ｂ）は第１の固定位置における固定完了後の状態を示し，（ｃ）は第２の固定位置における固定完了後の状態を示す。
【図３】一実施形態に係る捲回電極体の捲回工程（製造工程）を模式的に示す説明図である。
【図４】一実施形態に係る集電タブの形成（固定）工程を模式的に示す工程図であり、（ａ）は固定部材供給地点（Ｉ）における１サイクルの固定処理継続時間に関する固定部材供給手段（針）の作動開始時点を示し、（ｂ）は１サイクルの固定処理継続時間内に固定が完了した状態を示し、（ｃ）は１サイクルの固定処理継続時間に関する固定部材供給手段（針）の作動終了時点を示す。
【図５】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ固定部材を例示する説明図であって（ａ）は固定部材がステープルである場合の一例を示す断面図であり、（ｂ）は固定部材が集電タブと一体に形成された係合部である場合の一例を示す断面図である。
【図６】一実施形態に係る捲回電極体を用いて形成された電池の構造の一例を模式的に示す断面図である。
【図７】一実施形態に係る捲回電極体を用いて形成された電池（リチウム二次電池）を備えた車両（自動車）を模式的に示す側面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１  車両（自動車）
１０  電池（リチウム二次電池）
２０  シート状電極体
２２  セパレータシート
２４  捲回電極体
３０  正極シート
３２  正極活物質層
３４  正極集電体
３６  正極活物質層非形成部分
４０  負極シート
４２  負極活物質層
４４  負極集電体
４６  負極活物質層非形成部分
５０  集電タブ
５２  正極用集電タブ形成用部材
５４  負極用集電タブ形成用部材
６０  線状固定部材（糸）
６０ａ  上糸
６０ｂ  下糸
６２  固定部材供給手段（針）
６４  穴
６６  輪
６８  結び目
７０  正極端子
７２  負極端子
７４  容器
８０  ステープル
８５  係合部
９２  捲回方向
【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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