(57)【要約】      （修正有）【課題】粘着テープを多層巻きして巻取電極群を支持しても活物質のハガレや脱落を抑制できる巻取電極群を備えた電池を提供する。【解決手段】セパレータを挟んで正電極と負電極１２とを巻回して形成した巻取電極群１６を粘着テープ１７を周回してテープ止めするする際に、記粘着テープ１７を多層巻し、かつ、その際に上層に位置する前記粘着テープ１７がこれより下層に位置する前記粘着テープ１７の端部を覆うように巻付ることで、粘着テープの端部で活物質のハガレや生じようとしても、それより上層の粘着テープが下層の粘着テープの端部を覆いハガレを抑制して脱落を防止するようにする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セパレータを挟んで正電極と負電極とを巻回して形成した巻取電極群を粘着テープで巻付けられており、前記粘着テープは、前記巻取電極群の中心軸に対して斜めの成分をもつように巻付けられていることを特徴とする電池。
【請求項２】
前記粘着テープは、前記巻取電極群に1周以上巻付けられており、２周目以降は１周目からずれ成分を持つように巻き付けられていることを特徴とする請求項１記載の電池。
【請求項３】
前記粘着テープは、端部で前記巻取電極群の中心軸に対して斜めに巻付けられていることを特徴とする請求項２に記載の電池。
【請求項４】
前記粘着テープは、上層に位置する前記粘着テープが、これより下層に位置する前記粘着テープの端部を覆うように巻付けられていることを特徴とする請求項２または３に記載の電池。
【請求項５】
前記粘着テープは、テープ止め位置において、前記巻取電極群の中央位置に向かって斜めに巻付けられていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の電池。
【請求項６】
前記粘着テープは、前記巻取電極群のまわりを周回しない長さで巻付けられていることを特徴とする請求項１記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池に係り,特に正電極、セパレータ及び負電極を巻回して形成された巻取電極群をテープ止めする際に、粘着テープを多層巻きしても活物質がハガレたり脱落したりするのを抑制するための構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
円筒型電池は、正電極と負電極とがセパレータを挟んだ構成となっており、例えばニッケル−水素蓄電池では、極板芯体に水酸化ニッケルの活物質を塗布して正電極を形成し、また極板芯体に水素吸蔵合金の活物質を塗布して負電極を形成している。
【０００３】
そして、正電極、セパレータ及び負電極を渦巻状に巻回して巻取電極群を形成する。この巻取電極群としては、大別して最外周がセパレータで覆われた最外周セパレータ構造と、最外周が負電極でむき出し状態の最外周負電極構造とに大別でき、最外周負電極構造の場合、巻取電極群は最外周に粘着テープを周回して巻取電極群がほどけるのを防止している。このような巻取電極群は、外装缶に挿入され電解液を注入して、外装缶の開口部を封口体で封止することにより作製される（例えば特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開昭６０−１７０１７１号公報
【特許文献２】特開平１０−２５５８１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の巻取電極群に粘着テープを周回して巻取電極群がほどけるのを防止した電池では、粘着テープを周回した際に活物質のハガレが生じ、脱落してしまう場合があり、歩留まりの低下等の要因となる問題があった。
【０００５】
このようなハガレは以下のようにして発生する。即ち、粘着テープを周回する際には、加圧ローラで粘着テープを巻取電極群側に押しつけ、この状態で巻取電極群を回転させることにより貼付けるが、このとき粘着テープの厚みにより加圧ローラは粘着テープとのみ当接するようになり、このときの力で粘着テープに接する負電極が窪むことになりこれに起因して、粘着テープの端部側の活物質が浮上がりハガレを起こしてしまう。
【０００６】
特に、粘着テープを１回巻きしただけでは、十分に巻取電極群の支持ができないため、粘着テープを２回巻きする等の方法で確実に支持しようとすると、その分粘着テープの厚みも厚くなるので、負電極が加圧ローラから受ける力もこの厚みに応じて大きくなり、活物質のハガレが起きやすくなってしまう。
【０００７】
本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであって、巻取電極群を備えた電池において、活物質のハガレや脱落を抑制できる粘着テープ構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の巻取電極群を備えた電池は、セパレータを挟んで正電極と負電極とを巻回して形成した巻取電極群を粘着テープで巻付けられており、前記粘着テープは、前記巻取電極群の中心軸に対して斜めの成分をもつように巻付けられている。前記粘着テープは、最端部で前記巻取電極群の中心軸に対して斜めに巻付けられていることを特徴とする。
この構成により、粘着テープの端部で活物質のハガレや生じようとしても、斜めに巻付けられた粘着テープによって、より大面積領域を押さえることができ、ハガレを抑制するので脱落を防止できることができる。
【０００９】
また本発明の電池は、前記粘着テープが、前記巻取電極群に1周以上巻付けられており、２周目以降は１周目からずれ成分を持つように巻き付けられているものを含む。
この構成により、巻取電極群の端部をより強固に支持することができ、重なり部分を増大することなく止めることができる。
【００１０】
また本発明の電池は、前記粘着テープは、端部で前記巻取電極群の中心軸に対して斜めに巻付けられていることを特徴とする。
この構成により、粘着テープの端部で活物質のハガレや生じようとしても、斜めに巻付けられた粘着テープによって、より大面積領域を押さえることができる上、重なったとしても、大面積領域で重なっているため局所的な重なりを低減することができる。
【００１１】
また本発明の電池は、上層に位置する前記粘着テープが、これより下層に位置する前記粘着テープの端部を覆うように巻付けられているものを含む。
この構成により、上層の粘着テープが下層の粘着テープの端部を覆うようになるので、粘着テープの端部で活物質のハガレが生じようとしても、上層の粘着テープがこれを抑制するので脱落を防止できることとなる。
【００１２】
また本発明の電池は、前記粘着テープが、テープ止め位置において、前記巻取電極群の中央位置に向かって斜めに巻付けられているものを含む。
この構成により、テープ止め位置において、前記巻取電極群の中央位置に向かって斜めに巻付けられているため、より強固に巻取構造を維持することができる。また、多層巻の場合には、上層の粘着テープが下層の粘着テープの端部をより大面積にわたって覆うようになるので、粘着テープの端部で活物質のハガレが生じようとしても、上層の粘着テープがこれを抑制するので脱落を防止できることとなる。
【００１３】
特に、前記巻取電極群をテープ止めする際に、テープ止めする位置が前記巻取電極群の中央位置からずれている場合には、中央位置に向かって斜めに巻付けた構成とするのが望ましい。
【００１４】
この構成により、テープ止めした際に発生する応力は、中央側の粘着テープの端部の方が逃げにくいので、この端部を上層の粘着テープで覆うことにより、効果的に活物質のハガレが抑制できるようになり脱落を防止できることとなる。
【００１５】
また、本発明の電池では、前記粘着テープが、前記巻取電極群のまわりを周回しない長さで巻付けられているものを含む。
この構成によれば、斜め成分をもつように貼着されているため、より強固に支持することができることになり、また重なり領域も持たないため、負電極に局所的な窪みを生じることも少ない。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の電池では、粘着テープの端部で活物質のハガレや生じようとしても、斜めに巻付けられた粘着テープによって、より大面積領域を押さえることができ、ハガレを抑制するので脱落を防止できることができる。
また、粘着テープが1周以上巻付けられた構造では、上層に位置する粘着テープがこれより下層に位置する粘着テープの端部を覆うように巻付けるので、粘着テープを多層巻きしても活物質のハガレや脱落が抑制できるという効果を有する巻取電極群を備えた電池を提供することができるものである。
また、粘着テープが周回しない程度の長さで斜め成分をもつように巻付けられた構造では、重なり領域をもたなくても強固に固定することができる上、粘着テープの存在に起因する高さの高い領域が分散されることになり、最外周の活物質と外装缶との接触性も良好となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例を円筒型ニッケル水素電池を例に説明するが、本発明はニッケルカドミウム電池、リチウムイオン電池等の巻回して巻取電極群を形成し、これを粘着テープでテープ止めする構成に適用できる。また円筒系だけでなく、例えばリチウムイオン電池などの巻取った後に押潰したような形状の巻取電極群を使用した角形電池、短冊状の極板を束ねた角形電池など、電極が露出した状態の電極群を粘着テープにてばらけないように束ねて止める必要のある構成に適用可能である。
【００１８】
（第1の実施の形態）
円筒型ニッケル水素電池は、正電極１１と負電極１２とがセパレータ１３を挟んだ構成となっており、これを図１に示す手順で巻回して巻取電極群を形成しており、この巻取電極群１６の中心軸に直行する垂線に対して角度αだけ傾いて粘着テープ１７が貼り付けられてする（図２（ａ）、（ｂ））。
【００１９】
正電極１１は、パンチング鋼板にＮｉ焼結体を焼成した基板に、水酸化ニッケル（ＮｉＯ２）の活物質を含浸し保持させたいわゆる焼結式Ｎｉ正電極板で、その寸法は例えば５００ｍｍ×４８ｍｍ，厚み０．６ｍｍである。負電極１２は、パンチング鋼板に、水素吸蔵合金を糊料と共にペースト状にしたものを塗布し、乾燥して得られた水素吸蔵合金負電極板で、その寸法は例えば５５０ｍｍ×４８ｍｍ，厚み０．４ｍｍである。
【００２０】
そして、セパレータ１３としては、親水性を付与したポリプロピレン製不織布が用いられ、その寸法は例えば幅５０ｍｍ，目付８０ｇ／ｍ２である。
【００２１】
このような正電極１１、負電極１２を間にセパレータ１３を挟んで巻回する。そのとき、加圧ローラ１５ａは正電極１１に、加圧ローラ１５ｂは負電極１２に当接している（図１（ａ），図１（ｂ））。
【００２２】
巻取が完了して巻取電極群１６が形成されると、その上から幅５ｍｍ、厚み４０μｍのポリプロピレン製の粘着テープ１７を、両端から１０ｍｍの位置に２本に貼付ける（図１（ｃ），図１（ｄ））。
【００２３】
このとき、粘着テープ１７は、図２（ｂ）に示すように巻取電極群１６の中心軸に直行する垂線に対して角度αだけ傾いて貼り付けている。この角度αとしてα＝１°に設定した。テープ止めが終わった時点で、上下の粘着テープ１７は最大約３ｍｍずれた状態となっている。
【００２４】
なお図２（ａ）は、このようにしてテープ止めされた巻取電極群１６をもつ電池の一部破断斜視図、図２（ｂ）は、巻取電極群１６の上視図であり、図３は図２（ｂ）におけるＡＡ断面図である。但し、図３において巻取電極群１６は最外層の負電極１２のみ示している。
【００２５】
比較例として同様の方法で、上記角度αをα＝０°にした試料を作成した。図４は、このようにして形成された巻取電極群２０の上視図であり、図５は図４におけるＢＢ断面図である。巻取電極群２０は最外層の負電極１２のみ示している。
【００２６】
本願発明に係る巻取電極群１６と比較例の巻取電極群２０とを比較すると、比較例の巻取電極群２０は、粘着テープ１７の端部で活物質１２がパンチング鋼板１８から盛り上がり、またハガレを生じていることがわかる。
【００２７】
一方、本発明にかかる巻取電極群１６は、１周目の粘着テープ１７の端部の活物質１２にひび割れが発生しているものの、その上の２周目の粘着テープ１７が、この活物質１２を覆っているので、ハガレまで成長していない。従って、比較例の巻取電極群２０は活物質の脱落が起きるが、本発明の巻取電極群１６にはそのような恐れがない。
【００２８】
ところで、本発明においては、巻取電極群１６に巻かれた左右の２本の粘着テープ１７は、巻取電極群１６の中央側に傾いて巻取られている。これは粘着テープ１７を貼付けたときの応力は、巻取電極群１６の端部側では端部を介して逃げるのに対し、中央側はこのような逃げ場が無いため、粘着テープ１７の中央側端部で活物質のハガレが生じや易くなり、これを防止するためである。
【００２９】
従って、上記説明においては、巻取電極群１６の中心軸に直行する垂線に対して傾けた角度αをα＝１°になるようにしたが、この角度αは２周目の粘着テープ１７が１周目の粘着テープ１７の中央側端部を覆うようにするための条件であり、製造する巻取電極群１６の外周距離や巻取周回数によって適宜設定される設定値である。
【００３０】
この角度αを大きくしすぎて、２周目の粘着テープ１７が１周目の粘着テープ１７に重ならない状態になると、本発明の効果を得ることができず、また負電極１２にだけ粘着テープ１７が貼られている状態となるので巻止力が弱くなって、巻取電極群１６がばらけてしまう恐れがあることは上記説明から明らかである。
【００３１】
以上説明したように、巻取電極群１６を粘着テープ１７でテープ止めする際には、上層の粘着テープ１７が下層の粘着テープ１７の中央側端部を覆うようにすることで、活物質のハガレや滑落を抑制し、又防止することが可能になり、歩留まりが向上する。
【００３２】
（第２の実施の形態）
前記第1の実施の形態では、巻き始めは中心軸に対して垂直に形成し巻き止りのみで斜めに形成したが、変形例として、図６（ａ）に示すように中心軸に対して斜めになるように半周程度粘着テープ１７を巻取電極群１６に貼り付けておくようにしてもよい。
この構成によっても、強固に支持することができる。また、粘着テープが周回しない程度の長さで斜め成分をもつように巻付けられているため、重なり領域をもたなくても強固に固定することができる上、粘着テープの存在に起因する高さの高い領域が分散されることになり、最外周の活物質と外装缶との接触性も良好となる。
また、中心軸に対して斜めになるように２〜３周程度粘着テープ１７を巻取電極群１６に貼り付けておくようにしてもよい。この場合は重なり領域をもたない上、大面積領域で固定することができる、粘着テープの存在に起因する高さの高い領域が分散されることになり、最外周の活物質と外装缶との接触性の低下も大きな問題とならない。
更にまた図６（ｂ）に示すように、巻取電極群１６に対して斜めに粘着テープ１６を貼り付け形成し、巻きとまり１７Ｅが中心軸に垂直方向となるように形成しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の巻取電極群を備えた電池は、活物質のハガレや滑落を抑制し、また防止する効果を有し、巻取電極群を粘着テープで支持した電池に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第1の実施の形態の巻取電極群の製造工程を示す図である。
【図２】粘着テープを周回した巻取電極群をもつ電池および同巻取電極群の上視図である。
【図３】図２（ｂ）におけるＡＡ断面図である。
【図４】比較例における粘着テープを周回した後の巻取電極群の上視図である。
【図５】図４におけるＢＢ断面図である。
【図６】本発明の第2の実施の形態の電池で用いられる巻取電極群の粘着テープ貼着構造を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１１  正電極
１２  活物質
１２  負電極
１３  セパレータ
１５ａ，１５ｂ  加圧ローラ
１６  巻取電極群
１７  粘着テープ
１７Ｅ  粘着テープの巻きとまり
【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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