(57)【要約】【課題】極板群の最内周部は曲率も高く、正極板の正極活物質合剤層の未成形部分の切断バリや正極活物質合剤層の成形部分の端部の段差などがあり、薄い厚みのセパレータ１枚だけでは十分な絶縁性が保たれない。セパレータの厚みを厚くする方法では、二次電池の容量の損失が大きい。【解決手段】渦巻状に巻回した極板群４の最内周部で、セパレータ９，１０の先端部分１８が帯状の負極板７の内周側に配置し、帯状の正極板５の正極活物質合剤層の未成形部分１９の間の絶縁テープ２５で保護されていない部分の外周側にセパレータ９，１０の先端部分１８を折り返して存在するように配置する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電体上に正極活物質合剤層の成形部分と未成形部分を有した正極板と、集電体上に負極活物質合剤層の成形部分と未成形部分を有した負極板をこれらの間にセパレータを介在した渦巻状に巻回してなる極板群を電池ケース内に非水電解液と共に収納して、封口体で前記電池ケースの開口部を密閉した非水系二次電池において、前記極板群の最内周部で折り返した前記セパレータの先端部分が前記負極板および正極板の活物質合剤層の未成形部分との間に位置していることを特徴とする非水系二次電池。
【請求項２】
渦巻状に巻回した前記極板群の最内周部の前記セパレータの先端部分が、前記負極板の負極活物質合剤層の未成形部分の内側の位置に配置したことを特徴とする請求項１に記載の非水系二次電池。
【請求項３】
渦巻状に巻回した前記極板群の最内周部の前記セパレータの先端部分の巻回方向が、前記正極板および負極板の巻回方向と逆方向に巻回をしたことを特徴とする請求項１に記載の非水系二次電池。
【請求項４】
集電体上に正極活物質合剤を塗工した正極活物質合剤層の成形部分と塗工を行っていない未塗工部分を成形した帯状の正極板と、集電体上に負極活物質合剤を塗工した負極活物質合剤層の成形部分と塗工を行っていない未塗工部分を成形した帯状の負極板との間にセパレータを介させ、渦巻状に巻回して成形した極板群を電池ケース内に収納後、非水電解液を注液し封口体を前記電池ケースの開口部に載置し、前記電池ケースの開口部をかしめ封口する非水系二次電池の製造方法において、前記極板群を巻回する際に前記セパレータの先端部分を折り返し、且つセパレータの先端部分を所定の長さに保持しながら、前記負極板の先端部分を折り返した前記セパレータの外周側へ配置して巻回することを特徴とする非水系二次電池の製造方法。
【請求項５】
集電体上に正極活物質合剤層の成形部分と未成形部分を有した帯状の正極板と、集電体上に負極活物質合剤層の成形部分と未成形部分を有した帯状の負極板をセパレータを介して渦巻状に巻回した極板群を電池ケース内に非水電解液と共に収納し、封口体で前記電池ケースの開口部を密閉する非水系二次電池の製造装置において、前記正極板を供給する正極の巻出部と前記負極板を供給する負極板の巻出部と前記セパレータを供給するセパレータの巻出部を備え、前記正極板と負極板およびセパレータを同時に挟み込む狭持部と、前記極板群を巻回時に前記セパレータの先端部分を所定の長さに保つ保持部と、前記セパレータの先端部分を折り返したのちに渦巻状に巻回する巻回部と、前記負極板の先端部分を折り返した前記セパレータの外周側へ配置するための負極板を補助する突入ガイド部から構成したことを特徴とする非水系二次電池の製造装置。
【請求項６】
前記保持部として、前記セパレータの送り量を制御して前記セパレータの先端部分の所定の長さを測長する測長部と、前記セパレータの先端部分を所定の長さに切断する切断部と、前記セパレータの先端部分の保持を補助するセパレータ押え部から構成したことを特徴とする請求項５に記載の非水系二次電池の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非水系二次電池に代表されるリチウムイオン二次電池に関し、内部短絡の発生を抑制した安全性の高い渦巻状に巻回してなる極板群を収納した非水系二次電池とその製造方法およびその製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、二次電池の分野ではニッケルカドミウム蓄電池やニッケル水素蓄電池に比べ軽量で高容量な非水系二次電池に代表されるリチウムイオン二次電池が注目され、携帯用電子機器の電源として二次電池の市場で大きな伸びを示している。また、電子機器および通信機器の多様化に伴って更なる高容量化望まれ、高容量化が進む一方で安全対策も重視すべき項目として、特にリチウムイオン二次電池の発電要素となる正極板と負極板とが内部短絡することにより、急激な温度上昇となる発熱が発生すことを抑制することは極めて重要である。このリチウムイオン二次電池は、正極板と負極板との間にセパレータを介在して渦巻状に巻回した極板群を電池ケースに収納した後、非水電解液を注入しその後封口体で電池ケースの開口部を密閉することによって製造される。
【０００３】
図５に示すように極板群の巻回始め時の構成では、巻芯３０１が、重ね合わせた帯状の２枚のセパレータ３０２，３０３の端部を折り返すように挟む。正極活物質合剤層の成形部と未成形部の境界に絶縁テープ３０６を貼り付けた帯状の正極板３０４はセパレータ３０２，３０３の間で巻回され、帯状の負極板３０５は、セパレータ３０２の内周側に配置され巻回される。このとき、負極板３０５の外周側と正極板３０４の内周側の絶縁はセパレータ３０２によってなされ、負極板３０５の内周側と正極板３０４の外周側の絶縁はセパレータ３０３によってなされ、折り返されたセパレータ３０７は内周の無駄な部分とされ、限られた空間を有効利用するという観点から、折り返し長さＰはより短く巻回する方がよく、セパレータ厚みは薄いほうがより好ましいとする方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、図６に示すように負極板４０５の先端部４０２からセパレータ４０１の先端部４０８までの間では、負極板４０５の内周側と正極板４０７の正極活物質合剤層の未成形部分４１０の外周側との間は３枚のセパレータ４０１によって絶縁され、負極板４０５の外周側と正極板４０７の正極活物質合剤層の未成形部分４１０の内周側との間は１枚のセパレータ４０１と正極板４０７上の正極活物質合剤層の未成形部分４１０に貼られた絶縁テープ４０４によって絶縁される。さらに、セパレータ４０１の先端部４０８から正極板４０７上の正極活物質合剤層の未成形部分４１０に貼られた絶縁テープ４０４の先端部４０３までの間Ａでは、負極板４０５の内周側と正極板４０７の正極活物質合剤層の未成形部分４１０の外周側との間はセパレータ４０１が１枚のみで絶縁され、正極板４０７の正極活物質合剤層の未成形部分４１０の内周部に存在する正極リード４１１はバリ等によりセパレータ４０１の破損の要因となるが、正極板４０７の内周部の正極リード４１１にテープを貼り付けるなどの絶縁を施して内部短絡を防止した極板群４１５が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平０７−３２０７７０号公報
【特許文献２】特開平１０−２４１７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術である特許文献１においては、折り返されたセパレータ３０７は内周の無駄な部分とされ、限られた空間を有効利用するという観点から、折り
返し長さＰはより短く巻回する方がよく、セパレータ３０２，３０３の厚みは薄いほうがより好ましいが、巻回した極板群の最内周部は曲率が大きくストレスを受けやすいので、１枚のみのセパレータ３０３で十分な絶縁性を保つためには厚さが必要であり、極板群内のセパレータ３０３の破損等で正極板３０４と負極板３０５が接触して内部短絡を起こしやすい課題が生じる。
【０００６】
また、従来技術である特許文献２においては、正極リード４１１の切断によるバリ等がセパレータ４０１の破損を引き起こさないように正極リード４１１を絶縁テープにて保護しているが、間Ａにおいては正極板４０７の正極活物質合剤層の未成形部４１０の極板群４１５の長手方向の端部に発生するバリにより、この部分のセパレータ４０１が１枚のみの絶縁ではセパレータ４０１の破損で正極板４０７の正極活物質合剤層の未成形部４１０と負極板４０５が接触して内部短絡を起こしてしまう課題が生じる。さらに、正極板４０７の正極活物質合剤層の成形部分４０６の端部４０９での盛り上がりの高さもしくは活物質合剤層の段差や正極板４０７を作製する際に発生する切断バリなどから負極板４０５との接続を回避する必要があるため、セパレータ４０１の厚さが必要となり、絶縁性を高めるためセパレータ４０１の厚みを厚くすると極板群４１５内のセパレータ４０１の占める割合が増大し、発電容量が減少する傾向になる。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題を鑑みてなされたもので、極板群の内周部の正極板の正極活物質合剤層の未成形部分と負極板との間にセパレータの先端部分を折り返し、薄い厚みのセパレータにもかかわらず、内部短絡の危険部分へ複数枚での配置を行うことで、極板群の内周部の絶縁性を保ち、内部短絡の発生を抑制した極板群を収納している電池性能の安定ある非水系二次電池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】
上記のような目的を達成するために、集電体上に正極活物質合剤層の成形部分と未成形部分を有した正極板と、集電体上に負極活物質合剤層の成形部分と未成形部分を有した負極板をこれらの間にセパレータを介在した渦巻状に巻回してなる極板群を電池ケース内に非水電解液と共に収納して、封口体で電池ケースの開口部を密閉した非水系二次電池において、極板群の最内周部で折り返したセパレータの先端部分が負極板および正極板の活物質合剤層の未成形部分との間に位置していることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、極板群の最内周部で折り返したセパレータの先端部分を負極板と正極板の正極活物質合剤層の未成形部分との間に位置したことにより、負極板と正極板とが複数枚のセパレータで絶縁され、薄いセパレータであっても正極板の正極活物質合剤層の成形部分の端部での盛り上がりの高さもしくは段差や正極板を作製する際に発生する切断バリ等を起因とするセパレータ破損を抑制し、正極板と負極板との短絡を防止することができことで、内部短絡による発熱などに至ることのない信頼性、安全性の高い非水系二次電池となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の第１の発明において、集電体上に正極活物質合剤層の成形部分と未成形部分を有した正極板と、集電体上に負極活物質合剤層の成形部分と未成形部分を有した負極板をこれらの間にセパレータを介在した渦巻状に巻回してなる極板群を電池ケース内に非水電解液と共に収納して、封口体で電池ケースの開口部を密閉した非水系二次電池において、極板群の最内周部で折り返したセパレータの先端部分が負極板および正極板の活物質合剤層の未成形部分との間に位置していることにより、セパレータを複数枚介在することが可能で、薄い厚みのセパレータを使用しても極板群の内周部の絶縁性を保ち、内部短絡の発生を抑制した電池性能の安定ある非水系二次電池となる。
【００１１】
本発明の第２の発明において、渦巻状に巻回した極板群の最内周部のセパレータの先端部分が、負極板の負極活物質合剤層の未成形部分の内側の位置に配置したことにより、負極板と正極板とが複数枚のセパレータで絶縁され極板群の内周部の絶縁性を保つことが可能となる。
【００１２】
本発明の第３の発明において、渦巻状に巻回した極板群の最内周部のセパレータの先端部分の巻回方向が、正極板および負極板の巻回方向と逆方向に巻回をしたことにより、極板群の最内周部で折り返したセパレータの先端部分を負極板と正極板の正極活物質合剤層の未成形部分との間に位置することができ、内部短絡による発熱などに至ることのない信頼性、安全性の高い非水系二次電池となる。
【００１３】
本発明の第４の発明において、集電体上に正極活物質合剤を塗工した正極活物質合剤層の成形部分と塗工を行っていない未塗工部分を成形した帯状の正極板と、集電体上に負極活物質合剤を塗工した負極活物質合剤層の成形部分と塗工を行っていない未塗工部分を成形した帯状の負極板との間にセパレータを介させ、渦巻状に巻回して成形した極板群を電池ケース内に収納後、非水電解液を注液し封口体を電池ケースの開口部に載置し、電池ケースの開口部をかしめ封口する非水系二次電池の製造方法において、極板群を巻回する際にセパレータの先端部分を折り返し、且つセパレータの先端部分を所定の長さに保持しながら、負極板の先端部分を折り返したセパレータの外周側へ配置して巻回することにより、負極板と正極板の正極活物質合剤層の未成形部分との間にセパレータの先端部分を配置でき、折り返したセパレータの先端部分を無駄なく有効活用できる。
【００１４】
本発明の第５の発明において、集電体上に正極活物質合剤層の成形部分と未成形部分を有した帯状の正極板と、集電体上に負極活物質合剤層の成形部分と未成形部分を有した帯状の負極板をセパレータを介して渦巻状に巻回した極板群を電池ケース内に非水電解液と共に収納し、封口体で電池ケースの開口部を密閉する非水系二次電池の製造装置において、正極板を供給する正極巻出部と負極板を供給する負極板巻出部とセパレータを供給するセパレータ巻出部を備え、正極板と負極板およびセパレータを同時に挟み込む狭持部と、極板群を巻回時にセパレータの先端部分を所定の長さに保つ保持部と、セパレータの先端部分を折り返したのちに渦巻状に巻回する巻回部と、負極板の先端部分を折り返したセパレータの外周側へ配置するための負極板を補助する突入ガイド部から構成したことにより、負極板と正極板の正極活物質合剤層の未成形部分との間にセパレータの先端部分を確実に配置させることが可能となり、負極板の先端部分が折り返されたセパレータの先端部分に巻き込まれることを防ぐことが可能となる。
【００１５】
本発明の第６の発明において、保持部として、セパレータの送り量を制御してセパレータの先端部分の所定の長さを測長する測長部と、セパレータの先端部分を所定の長さに切断する切断部と、セパレータの先端部分の保持を補助するセパレータ押え部から構成したことにより、セパレータの先端部分の最小限必要な所定の長さを効率よく抑制でき、生産性の向上が可能となる。
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。図１に本発明の一実施の形態におけるリチウムイオン二次電池の断面切欠斜視図を示し、複合リチウム酸化物を活物質とする正極板５とリチウムを保持しうる材料を活物質とする負極板７とをセパレータ９，１０を介して渦巻状に巻回した極板群４を構成し、この極板群４を有底円筒形の電池ケース１の内部に絶縁板１５と共に収納されている。また、極板群４の上部より導出した正極リード６が封口板２に接続され、電池ケース１に所定量の非水溶媒からなる非水電解液（図示せず）が収納され、電池ケース１の開口部に封口ガスケット３を周縁に取り付けた封口板２が載置され、電池ケース１の開口部を内方向に折り曲げて
かしめ封口して構成する。
【００１７】
次に図２は本発明の一実施の形態における極板群４の最内周部を示す拡大断面図である。図２に示すように正極板５の内周側と外周側には正極板５の正極活物質合剤層の成形部分２４の先端部分３０を覆うように正極板５の正極活物質合剤層の未成形部分１９の一部と共に絶縁テープ２５を貼り、負極板７の負極活物質合剤層の未成形部２０の先端部分２２から負極板７の負極活物質合剤層の成形部分２６の外周側に正極板５に貼られた絶縁テープ２５の終端部２８が存在する位置までの間では、セパレータ１０を１枚介在する他に絶縁テープ２５が存在する。また、正極板５の正極活物質合剤層の成形部分２４と未成形部１９の一部に貼られた絶縁テープ２５の始端部２９から終端部２８までの間で、正極板５の外周側と負極板７の内周側の間では、セパレータ９が１枚を介在する他に絶縁テープ２５が存在する。
【００１８】
さらに、絶縁テープ２５の始端部２９から正極リード６を接続した正極板５の正極活物質合剤層の未成形部１９の先端部分２３までの間の正極板５の外周側と負極板７との間には、正極板５および負極板７の巻回方向と逆方向にセパレータ９，１０の先端部分１８を折り返したセパレータ９，１０を含め計３枚のセパレータが存在する。このことにより折り返したセパレータ９，１０の先端部分１８を負極板７の負極活物質合剤層の未成形部分２０の内側に配置させて、巻回した極板群４の最内周部の曲率により発生したストレスを受けても十分な絶縁性を保つことの可能なセパレータの総厚みが得られ、正極板５の正極活物質合剤層の未成形部分１９の先端部分２３と負極板７の負極活物質合剤層の未成形部分２０の先端部分２２とが接触して内部短絡を起こす抑制することが可能である。
【００１９】
このように、本発明の一実施の形態における極板群においては正極板の正極活物質活物質合剤層の未成形部分と負極板の間の絶縁はセパレータが３枚もしくはセパレータが１枚と絶縁テープ１枚の状態となり、従来技術の極板群に存在するセパレータが１枚のみによって絶縁された部分がなくなり、従来技術より薄いセパレータであっても絶縁性を保つことができる。セパレータの厚みは、正極板を帯状に切断する時に発生する切断バリや、正極板の合剤成形部分の先端部の段差などがあるため、従来の１枚のみのセパレータでは厚さの厚いセパレータが必要であるが、本発明の一実施の形態における極板群においてはセパレータが３枚であるからセパレータの厚みの薄いセパレータを使用することができ、非水系二次電池の電池ケース内の限られた空間をより有効に利用できる。
【実施例１】
【００２０】
以下、本発明の実施例１について詳細に説明するが、本発明は以下のものに何ら限定されるものではない。まず、図１に示す正極板５については特に限定されないが、アルミニウムやアルミニウム合金製の箔や不織布等を用いることができ、アルミニウム合金製の箔を用い、箔の厚みが５μｍ〜３０μｍを有する正極集電体の両面に、正極活物質、導電材、結着剤とを分散媒中にプラネタリーミキサ等の分散機により混合分散させた正極合剤塗料を塗布、乾燥、圧延して正極活物質活物質合剤層を形成して正極板５を作製した。
【００２１】
正極活物質としては、コバルト酸リチウムおよびその変性体（コバルト酸リチウムにアルミニウムやマグネシウムを固溶させたものなど）を用い、例えばニッケル酸リチウムおよびその変性体（一部ニッケルをコバルト置換させたものなど）、マンガン酸リチウムおよびその変性体などの複合酸化物を挙げる。このときの導電材としてはアセチレンブラックを用い、例えばケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック、各種グラファイトを単独あるいは組み合わせて用いてもよく、さらにこのときの正極用結着剤としてはポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を用い、例えばポリフッ化ビニリデンの変性体、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、アクリレート単位を有するゴム粒子結着剤等を用いることができ、こ
の際に反応性官能基を導入したアクリレートモノマー、またはアクリレートオリゴマーを結着剤中に混入させることも可能である。
【００２２】
一方、負極板７についても特に限定されないが、圧延銅箔、電解銅箔、銅繊維の不織布等を用いることができ、本発明の実施例１では圧延銅箔を用い、箔の厚みが５μｍ〜２５μｍを有する負極集電体の両面に、負極活物質、結着剤、必要に応じて導電材、増粘剤とを分散媒中にプラネタリーミキサ等の分散機により混合分散させた負極の合剤塗料を塗布、乾燥、圧延して負極活物質活物質合剤層を形成して負極板７を作製した。
【００２３】
負極用活物質としては天然黒鉛および人造黒鉛を用い、またシリサイドなどのシリコン系複合材料および各種合金組成材料を用いることもできる。このときの負極用結着剤としてはＰＶｄＦのバインダを用い、またＰＶｄＦおよびその変性体をはじめ各種バインダを用いることができるが、リチウムイオン受入れ性向上の観点から、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子（ＳＢＲ）およびその変性体等を用いることもできる。増粘剤としてはポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）を用い、さらにポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などの水溶液として粘性を有する材料であれば特に限定されないが、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）をはじめとするセルロース系樹脂およびその変性体が、合剤塗料の分散性，増粘性の観点から好ましい。
【００２４】
また、電解液については、電解質塩としてＬｉＰＦ６を用い、例えばＬｉＢＦ４などの各種リチウム化合物を用いることができる。また溶媒としてエチレンカーボネート（ＥＣ）を用いたが、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）を単独および組み合わせて用いることができる。さらに正負極板上に良好な皮膜を形成させる、あるいは過充電時の安定性を保証するために、ビニレンカーボネート（ＶＣ）やシクロヘキシルベンゼン（ＣＨＢ）およびその変性体を用いることも好ましい。
【００２５】
セパレータとしてはポリエチレンを用い、例えばポリプロピレン、ＰＶｄＦ、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ＰＴＦＥ、ポリサルホン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテル（ＰＥＯやポリプロピレンオキシド）、セルロース（カルボキシメチルセルロースやヒドロキシプロピルセルロース）、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリ（メタ）アクリル酸エステル等の高分子からなる微多孔フィルムを用いても好ましい。また、これらの微多孔フィルムを重ね合わせた多層フィルムも可能で、なかでもポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＶｄＦ等からなる微多孔フィルムが好適であり、厚みは１０μｍ〜２５μｍが好ましく、本実施例１では２０μｍの厚みのセパレータを使用した。
【００２６】
電池ケース１としては、上部が開口している有底円筒形や角形の電池ケースを用いることができるが、本発明では有底円筒形を用い、その材質としては鋼板にニッケルメッキを施したものを用いた。その他の材質としてアルミニウム合金からなるものを挙げることができる。
【００２７】
次に、本発明の実施例１にかかる非水系二次電池の製造方法と製造装置を図を用いて説明する。図３は本発明の実施例１による二次電池の製造装置の模式図を示す。なお、以下本発明の実施例１は本発明を限定されるものではない。
【００２８】
まず、正極の集電体に少なくとも正極活物質を含む正極活物質合剤を塗布した帯状の正極板５と負極の集電体にリチウムを保持しうる活物質を含む負極活物質合剤を塗布した帯状の負極板７と帯状のセパレータ９、セパレータ１０が、それぞれフープ状態で正極板５の巻出部４４、負極板７の巻出部４２、セパレータ９の巻出部４３、セパレータ１０の巻
出部４５を配置する。巻出部４４から引出された帯状の正極板５と、巻出部４２から引出された帯状の負極板７と、巻出部４３あるいは巻出部４４から引出された帯状のセパレータ９、セパレータ１０は巻回部４６で渦巻状に巻回し、図１で示した極板群４を作製する。
【００２９】
また、巻回部４６には２分割された中央部分にセパレータ９，１０を通す巻芯３２と、負極板７を巻芯３２へ巻き込むのを補助する突入ガイド部３１が設けられている。さらに巻回部４６の上方には、狭持部であるニップローラ３５がセパレータ９，１０および正極板５と負極板７を挟むように配置され、巻回部４６の下方にはセパレータ９，１０の先端部分１８を所定の長さで切断する切断部であるセパレータカッタ３３と、セパレータ９，１０の先端部分１８を所定の長さで保つ保持部であるセパレータ押え部３４と押えブロック４１を備え、さらにニップローラ３５とセパレータ９の巻出部４３の間にセパレータ９の送り量を測長する測長部であるセパレータ測長用エンコーダ４０を配置している。
【００３０】
さらに、巻回部４６についてさらに詳細に図面を用いて説明する。図４に示すように巻芯３２は２分割構造になっており、２分割された巻芯３２の中央部にセパレータ９，１０の先端部分１８が挟み込まれ、セパレータ９，１０の間に挟まれるように正極板５を配置し、正極板５は正極活物質合剤層を塗工した成形部分２４と正極活物質合剤層を塗工を行っていない未成形部分１９とからなり、成形部分２４と未成形部分１９の境界には絶縁テープ２５が貼り付けてある。さらに正極板５の正極活物質合剤層の未成形部分１９には正極リードが溶着されている。また、正極板５とセパレータ１０を介在して負極板７を配置しており、負極板７は負極活物質合剤層の塗布した成形部分２６と塗布を行っていない未成形部分２０から構成する。
【００３１】
次に、本発明の実施例１においての動作内容を図３および図４を用いて説明する。図３に示すように巻出部４４から引出された帯状の正極板５と巻出部４２から引出された帯状の負極板７と巻出部４３、巻出部４４から引出された帯状のセパレータ９、セパレータ１０をニップローラ３５で挟み込み、セパレータ９，１０の先端部分１８を巻芯３２の２分割にされた部分で挟み込む。その際、セパレータ９，１０の先端部分１８を折り返すための所定の長さをセパレータ９，１０の先端部分１８の切断する位置、すなわち巻芯３２からセパレータカッタ３３の位置で決定する。なお、セパレータカッタ３３の位置は可動式となっており、調整可能である。また、セパレータ９，１０の先端部分１８の長さをセパレータ測長用エンコーダ４０で送り量を測長し、決定することも可能である。
【００３２】
次にセパレータ９，１０が巻芯３２に挟まれた状態で、セパレータ９，１０の先端部分１８をセパレータ押え部３４と押えブロック４１で挟み込んだ後にセパレータカッタ３３で切断する。この後、図４に示すように巻芯３２を矢印方向に半回転させ、セパレータ９，１０の先端部分１８を折り返す。この際、セパレータ押え３４が押さえたままにすることで折り返す側のセパレータ９，１０の先端部分１８は巻芯３２に巻き取られず、正極板５と負極板７とともに巻回される側のセパレータ９，１０のみ巻回されて行く。巻芯３２が半周回転した時点で、折り返す側のセパレータ９，１０の先端部分１８の外周側から正極板５や負極板７と共に巻回される側のセパレータ９，１０に押さえられ、セパレータ９，１０の先端部分１８も巻回し始める。
【００３３】
この時、セパレータ９，１０の先端部分１８をセパレータ押え３４で押さえつけたままであると巻芯３２を引っ張りたわみを生じさせ、巻きずれなどを起こすのを抑制するためセパレータ押え３４を巻芯３２が半周回転以上回転した時点で開放する。このセパレータ押え３４を開放するタイミングをニップローラ３５とセパレータ９の巻出部４３の間に設けたセパレータ測長用エンコーダ４０で送り量を測定し、セパレータ９，１０の先端部分１８が折り返された時点でセパレータ押え３４を開放する。
【００３４】
すなわち、本発明では巻芯３２が半周回転以上回転するまではセパレータ９，１０の先端部分１８の押さえを保持し、巻芯３２が半周回転後に開放し、折り返すセパレータ９，１０の先端部分１８の長さＬを所定の長さに保つことができる。さらに、巻芯３２が半周回転するまでの間で、セパレータ９，１０の送り量を確実に測長し、セパレータ９，１０の先端部分１８の保持を十分保ち、折り返すセパレータ９，１０の先端部分１８の長さＬを所定の長さより短くならないように抑制している。
【００３５】
次に巻芯３２を図４に示す矢印方向に回転させ、セパレータ９，１０を巻回し、さらにセパレータ９，１０の間に配置した正極板５の正極活物質合剤層の未成形部分１９の先端部分２３を巻回し始める。負極板７を巻回する際に、負極板７の負極活物質合剤層の未成形部分２０の先端部分２２を突入ガイド部３１でセパレータ１０に接近するように押え、補助を行う。また、正極板５の先端部分２３および負極板７の先端部分２２を巻回し始めるまで、正極板５と負極板７およびセパレータ９，１０をニップローラ３５で同時に挟みこんだまま巻回する。さらに巻芯３２を回転させ、図２に示すような極板群４を作製し、図１に示す電池ケース１に収納し非水系二次電池を作製した。
【００３６】
本発明である極板群の最内周部で折り返したセパレータの先端部分を負極板と正極板の正極活物質合剤層の未成形部分との間に位置して、負極板と正極板とを複数枚のセパレータで絶縁し、正極板と負極板との短絡を防止することができることで、内部短絡による発熱などに至ることのない信頼性、安全性の高い非水系二次電池となった。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明にかかる非水系二次電池は、極板群の最内周部で折り返されたセパレータの先端部分が負極板および正極板の活物質活物質合剤層の未成形部分との間に位置させることにより、厚みの薄いセパレータを使用した場合でも、曲率の高い内周部における絶縁性が高く内部短絡を起こしにくい点で信頼性と安全性が高いため、電子機器および通信機器の多様化に伴って更なる高容量化望まれ、高容量化が進む一方で安全対策も重視した非水系二次電池として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態における非水系二次電池の断面切欠斜視図
【図２】本発明の実施の形態における極板群の内周部の拡大横断面摸式図
【図３】本発明の実施の形態における非水系二次電池の製造装置の模式図
【図４】本発明の実施の形態における巻回部の模式図
【図５】従来技術における巻回部の模式図
【図６】従来技術の極板群の内周部の拡大横断面摸式図
【符号の説明】
【００３９】
１  電池ケース
２  封口板
３  封口ガスケット
４  極板群
５  正極板
６  正極リード
７  負極板
８  負極リード
９  セパレータ
１０  セパレータ
１５  絶縁板
１８  先端部分
１９  未成形部分
２０  未成形部分
２２  先端部分
２３  先端部分
２４  成形部分
２５  絶縁テープ
２６  成形部分
２８  終端部
２９  始端部
３０  先端部分
３１  突入ガイド部
３２  巻芯
３３  セパレータカッタ
３４  セパレータ押え部
３５  ニップローラ
４０  セパレータ測長用エンコーダ
４１  押えブロック
４２  巻出部
４３  巻出部
４４  巻出部
４５  巻出部
４６  巻回部
Ｌ  先端部分の長さ
【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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