(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極捲回体の端部に端子を取り付けて捲回電池を製造する捲回電極電池の製造方法において，
電極捲回体として，その両端部に負極板のみが捲回された負極板部と正極板のみが捲回された正極板部とが形成されるように扁平形状に捲回されたものを対象とし，
電極捲回体の両端間の中心を基準の位置とし，
その基準の位置と，端子の外端位置との間隔が，予め定められた距離となるように，電極捲回体の両端の負極板部および正極板部にそれぞれ端子を取り付けることを特徴とする捲回電極電池の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の捲回電極電池の製造方法において，
電極捲回体の両端間の中心と，保持治具の中心とが一致するように，電極捲回体を保持治具にセットし，
保持治具の中心と端子の外端位置との間隔が，予め定められた距離となるように，電極捲回体の両端に端子を取り付けることを特徴とする捲回電極電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，リチウム電池等の捲回電極電池の製造方法に関する。さらに詳細には，正極板と負極板とをセパレータシートを挟んで捲回した電極捲回体を有する電池の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より，正極板と負極板とをセパレータシートを挟んで捲回した電極捲回体を有する二次電池が使用されている。このような捲回電極電池の正負の電極端子は，一般に，内部に封入された電極捲回体の正極板と負極板とにそれぞれ接続されて，電池外部へ突出するように固定される。この捲回電極電池の電極端子の接続位置を位置決めする方法としては，例えば，特許文献１に記載されているように，載置台に電池を載置して移動させつつ調整する方法がある。
【０００３】
このような捲回電極電池として，扁平形状に捲回した電極捲回体をラミネートフィルムに内装し，電解液の注入後にその周囲を溶着して封入したラミネート型電池がある。このラミネート型の捲回電極電池では，電池内部で電極捲回体の両側方へ正極板と負極板とがそれぞれ一部露出され，その露出部分に端子が接続される。そして，その両端子の先端部が，電極捲回体の両側方にそれぞれ突出されているものがある。
【０００４】
両側方に端子が接続された一般的な捲回電極電池では，図７に示すように，電極捲回体の幅方向（図中左右方向）長さＷ１に対して左右に，左端子長さＷＬおよび右端子長さＷＲが加わり，全体としての電池の幅はＷ２となっている。この図では，ラミネートフィルムに内装される以前の状態を示している。ここで，電極捲回体と両端子との重なり幅ＳＬ，ＳＲは，端子の接続時に決定されるものであり，一般に以下の２種類の方法から選択されている。
【０００５】
第１の方法は，電極捲回体の幅方法の一端を基準として端子の接続位置を決定するものである。例えば，左端を基準とした場合，図７に示すように，左端子は左端からＬ１の位置に，右端子は左端からＲ１の位置にそれぞれ配置される。第２の方法は，両端子ごとにそれぞれ取付側の一端を基準として端子の接続位置を決定するものである。例えば，図７に示すように，左端子は左端からＬ２の位置に，右端子は右端からＲ２の位置にそれぞれ配置される。
【特許文献１】特開２０００−９０９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら，前記した従来の捲回電極電池の製造方法では，電極捲回体の捲回幅のバラツキがそのまま電極端子位置のバラツキに反映されてしまうという問題点があった。両極板の捲回工程までには，両極材料のシートへの塗工時のズレ，シート切断時のズレ，捲回機による巻きズレ等を原因として，電極捲回体の巻き幅に多少バラツキが発生するのは不可避である。例えば，標準の捲回幅に対して±１％程度のズレが生じる場合がある。そのため，上記の第１の方法によって，その一端を基準として接続された場合，電極端子の位置には，多少のズレが生じるおそれがあった。図７の例では，Ｗ１にバラツキが生じ，Ｒ１が固定されているため，ＳＲおよびＷＲにバラツキが生じる。そのため，ＷＬとＷＲとが異なる長さとなり，両端子の外端間の中心が電極捲回体の中心位置からずれたものとなるおそれがあるという問題点があった。
【０００７】
さらに，このような捲回電極電池では，この後の工程で電池の両側へ突出した電極端子位置を位置決め基準とする場合が多い。そのため，上記のように両側の電極端子の中心位置がずれた場合には，次のような各種の問題点が発生するおそれがあった。
（１）衝撃試験等によって衝撃を受けたときに，片側に荷重が集中する。
（２）電解液の注液工程において，浸透性および気泡抜けに左右差が発生する。
（３）充放電時の電流経路に左右差ができる。
（４）モジュールへの組付けのために複数の電池を重ねて拘束する際に，拘束荷重のかかり方にバラツキが発生する。
（５）他部品への干渉等によって組付け性を悪化させる。
【０００８】
また，上記の第２の方法では，Ｌ２とＲ２が固定されているので，ＷＬとＷＲとは等しい長さとなる。従って，中心が正しく，左右のバランスはよいものとなる。しかし，接続のための設定手順が増えて工程が煩雑となるうえ，Ｗ１のバラツキがそのままＷ２のバラツキに反映されてしまう。従って，端子間ピッチがばらつくとともに，電池の出来上がり外形寸法にバラツキが発生するおそれがあるという問題点があった。
【０００９】
本発明は，前記した従来の捲回電極電池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，製造された各捲回電極電池の左右バランスがよく，複数の捲回電極電池間の外形寸法が揃えられたものとすることができる捲回電極電池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】
【００１０】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の捲回電極電池の製造方法では，電極捲回体として，その両端部に負極板のみが捲回された負極板部と正極板のみが捲回された正極板部とが形成されるように扁平形状に捲回されたものを対象とし，電極捲回体の両端間の中心を基準の位置とし，その基準の位置と，端子の外端位置との間隔が，予め定められた距離となるように，電極捲回体の両端の負極板部および正極板部にそれぞれ端子を取り付ける。
【００１１】
本発明の捲回電極電池の製造方法によれば，電極捲回体の両端間の中心が基準の位置とされ，端子が，外端位置をその基準の位置から予め定められた距離となるように取り付けられる。すなわち，両端子をそれぞれ電極捲回体の捲回幅の中心位置からそれぞれ等距離の位置に接続することができる。従って，電極捲回体の捲回幅のバラツキは左右に等分されるので，製造された各捲回電極電池の左右バランスがよいものとなる。さらに，電極捲回体の両端間の中心と端子の外端位置との距離が予め定められているので，複数の捲回電極電池間の外形寸法が揃えられたものとすることができる。
【００１２】
ここで，端子の外端位置とは，両端子の外端側の基準位置であり，必ずしも端子自体の端部でなくてもよい。外端位置のさらに外側に，他装置との接続のための延設部等が設けられていてもかまわない。
【００１３】
さらに本発明では，電極捲回体の両端間の中心と，保持治具の中心とが一致するように，電極捲回体を保持治具にセットし，保持治具の中心と端子の外端位置との間隔が，予め定められた距離となるように，電極捲回体の両端に端子を取り付けることが望ましい。
このようにすれば，保持治具の位置を基準として端子の取付位置を決定することができる。従って，端子の取付が容易である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の捲回電極電池の製造方法によれば，製造された各捲回電極電池の左右バランスがよく，複数の捲回電極電池間の外形寸法が揃えられたものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，ラミネート型の捲回電極電池を製造するための製造方法である。
【００１６】
本形態の製造方法によって製造される捲回電極電池１は，図１に示すように，一般的なラミネート型リチウムイオン電池である。すなわち，略長方形の電極捲回体１１と，その両側に負極端子１２および正極端子１３を有し，ラミネートフィルム１４で覆われて電解液が含浸されたものである。
【００１７】
電極捲回体１１は，正極板と負極板との間にセパレータシートを挟んで捲回され，扁平状に形成されたものである。正極板と負極板とは，セパレータシートに比較してやや幅広に形成され，それらが互いに逆向きに少しずつずらされて重ね合わされ，捲回されている。これにより，図１に示すように，電極捲回体１１の両側部に負極板のみが捲回された負極板部１５と正極板のみが捲回された正極板部１６とが形成される。この負極板部１５に負極端子１２が，正極板部１６に正極端子１３が，それぞれ溶接部１７，１８において溶接されている。また，両端子１２，１３とラミネートフィルム１４との間には，それぞれ絶縁のためのフィルム１９が挟み込まれている。
【００１８】
この捲回電極電池１の製造方法では，図２に示すような各工程を順に実行する。まず，工程１において，両極の電極板を製造し，両極板にセパレートシートを挟んで捲回することによって扁平型の電極捲回体１１を製造する。電極捲回体１１の製造工程は，一般的なものであるので，ここでは説明を省略する。課題においても記載したように，図１に示す電極捲回体１１の捲回幅（捲回方向に垂直な方向の幅）に多少のバラツキが生じることは避けられない。
【００１９】
次に，図２に示す工程２において，中心出し治具２０によって電極捲回体１１の中心を出して，溶接機にセットされる溶接治具３０に固定する（図３参照）。次に，工程３において，工程２で電極捲回体１１を固定した溶接治具３０と，負極端子１２あるいは正極端子１３とを溶接機にセットする。次に，工程４において，電極捲回体１１に両極端子１２，１３をそれぞれ溶接する。これらの工程２〜４については，後で詳しく説明する。
【００２０】
さらに，工程５において，この電極捲回体１１に両極端子１２，１３が溶接されたものを，ラミネートフィルム１４で包んで，周囲を溶着する。これでドライセルの完成である。さらに，ラミネートフィルム１４の内部に電解液を注入して密封すれば，ラミネート型の捲回電極電池１が完成する。
【００２１】
次に，工程２〜４で使用する中心出し治具２０と溶接治具３０について，図３と図４を参照して説明する。中心出し治具２０は，電極捲回体１１の捲回幅の中心を，溶接治具３０の幅中心と合致させるためのものである。中心出し治具２０は，図３に示すように，溶接治具３０を載せる載置台２１と，両側方から電極捲回体１１を挟む挟み板２２，２２とを有している。載置台２１は，両側方に凸部が設けられて，それらの間にちょうど溶接治具３０がはまるようにされている。すなわち，載置台２１にはめ込むことにより，載置台２１と溶接治具３０とはその左右方向の中心が揃えられる。
【００２２】
また，各挟み板２２にはそれぞれラック２３が取り付けられ，図４に示すように，載置台２１の裏面に設けられた歯車２４にかみ合わされている。図４は，図３の下方から見た図である。この中心出し治具２０は，図４に示すように，両側の挟み板２２が左右対称に動く。すなわち，図４の（ａ）状態から（ｂ）状態へと動かした場合でも，逆に（ｂ）状態から（ａ）状態へと動かした場合でも，載置台２１は両側の挟み板２２の中心に位置している。つまり，載置台２１の中心から挟み板２２までの距離は，左右で常に等しい。
【００２３】
溶接治具３０は，図３に示すように，上下に分かれた２つの箱体３１，３２を有し，それらの外面に取り付けられた留め金３３によって互いに固定される。留め金３３は，図中奥側の面にも設けられている。これらの箱体３１，３２の幅は電極捲回体１１よりやや小さく，図中奥行き方向には電極捲回体１１がちょうどはめ込まれる大きさに形成されている。また箱体３１，３２の底面間の距離は自然な状態での電極捲回体１１の厚さよりやや小さくされている。このため，この箱体３１，３２の間に電極捲回体１１を挟んで留め金３３を留めることにより，電極捲回体１１は，溶接治具３０の両側方に両端部が突出した状態で固定される。
【００２４】
これらの中心出し治具２０と溶接治具３０とによって，図２の工程２では，次のような手順を行う。まず，挟み板２２を十分に離した状態で，中心出し治具２０の載置台２１に溶接治具３０の下側の箱体３２をはめ込み，その上に電極捲回体１１を載せる。このとき，図３に示すように，電極捲回体１１の両側方に挟み板２２が配置され，電極捲回体１１は溶接治具３０の上で左右方向には自由に移動できる。
【００２５】
そして，挟み板２２の間隔を縮めて，電極捲回体１１の両側面に当接するまで，両側の挟み板２２を電極捲回体１１に近づける。この結果，電極捲回体１１の左右方向の中心が載置台２１の左右の中心に合わせられる。さらにこのとき，図３に示すように，載置台２１には溶接治具３０がその中心を合わせて固定されているので，溶接治具３０の幅中心に電極捲回体１１の捲回幅の中心が合わせられることになる。そこで，そのまま上側の箱体３１をかぶせて，留め金３３を固定する。これにより，電極捲回体１１は，溶接治具３０にその幅方向の中心同士を合わせて固定される。
【００２６】
さらに，図３に示すように，溶接治具３０の箱体３１，３２の側面には，互いに向き合う位置に凸部３４が設けられている。この凸部３４によって電極捲回体１１の両側の負極板部１５または正極板部１６（図１参照）が挟まれてそれぞれ集められる。この結果，両極の溶接部１７，１８が形成される。また，電極捲回体１１は柔らかい素材であり反りや歪みが発生しやすいため，溶接治具３０への固定によって変形も防止されている。これで，工程２が終了する。
【００２７】
次に，図２の工程３では，次のような手順を行う。溶接機での溶接時には一般に，所定の位置に溶接ヘッドが固定され，その溶接ヘッド位置に溶接箇所がくるように溶接対象をセットする。ここでは，溶接対象となるのは図１に示すように，両極端子１２，１３と電極捲回体１１の負極板部１５および正極板部１６との間であり，電極捲回体１１の溶接箇所は溶接部１７，１８である。そこで，溶接機の載置台には，図５に示すように，溶接治具３０を固定するための位置決め枠４１，４１と，両極端子１２，１３をセットするための位置決め枠４２とが設けられている。また，斜線で示した溶接ヘッド位置４３は，溶接時の溶接ヘッドに対応する位置である。
【００２８】
そこで，図２の工程３では，まず，図５に示すように，位置決め枠４２に端子（ここでは負極端子１２）をセットする。このとき，負極端子１２には適切な位置に絶縁用のフィルム１９を巻き付けておく。溶接ヘッド位置４３が，負極端子１２のフィルム１９より基端側に位置するように，負極端子１２の大きさやフィルム１９の張り付け位置が適切に選択されている。また，位置決め枠４１，４１は，図６に示すように，その間に溶接治具３０がちょうど収まるように配置されている。従って，この図のように電極捲回体１１を固定した溶接治具３０を位置決め枠４１，４１にはめこめば，負極板部１５の溶接部１７と負極端子１２とが溶接ヘッド位置４３において重ねられる。これで，工程３が終了する。
【００２９】
次に，図２の工程４で，負極端子１２の溶接を行う。これにより，電極捲回体１１の中心位置と負極端子１２の外端位置との距離が予め定められた距離となるように，負極端子１２が溶接される。また，正極端子１３についても同様に位置決めして溶接することができる。これにより，電極捲回体１１の捲回幅の中心からの距離が予め定められた距離となるように両極端子１２，１３が固定される。従って，両極端子間の中心と電極捲回体１１の中心とが揃えられるとともに，両極端子間の距離はその予め定められた距離の２倍となる。
【００３０】
以上詳細に説明したように本形態の捲回電極電池１の製造方法によれば，中心出し治具２０によって，電極捲回体１１と溶接治具３０との幅方向の中心が合わせられる。この状態で電極捲回体１１が溶接治具３０に固定される。さらに，溶接機にはこの溶接治具３０がはめ込まれる位置決め枠４１，４１と，負極端子１２または正極端子１３が固定される位置決め枠４２とが設けられて，溶接治具３０と各端子１２，１３との間隔が所定の距離となるように設定される。従って，両極の電極端子１２，１３が電極捲回体１１の捲回幅の中心位置からそれぞれ所定の等距離の位置に接続される。これにより，製造された各捲回電極電池１の左右バランスがよく，複数の捲回電極電池１間の外形寸法が揃えられたものとすることができる。
【００３１】
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。
例えば，上記の形態で示した中心出し治具２０や溶接治具３０は一つの例であり，電極捲回体１１の幅方向中心位置を合わせて溶接機にセットできるものであれば，どのようなものでもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本形態のラミネート型電池を示す概略構成図である。
【図２】本形態のラミネート型電池の製造方法を示す工程図である。
【図３】溶接治具と中心出し治具とによるセットの方法を示す説明図である。
【図４】中心出し治具の動作を示す説明図である。
【図５】溶接機に電極端子をセットした様子を示す説明図である。
【図６】溶接機に溶接治具をセットした様子を示す説明図である。
【図７】一般的な捲回電極電池を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  捲回電極電池
１１  電極捲回体
１２  負極端子（端子）
１３  正極端子（端子）
２０  中心出し治具
３０  溶接治具（保持治具）
【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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