(57)【要約】本発明の二次電池の製造方法は、負極板３０を基準にして、上下部に２枚のセパレータ１０を配置し、上側セパレータ１０の上や下側セパレータ１０の下には正極板４０を配置して、これらを、一端を基準にして同じ移送ラインに沿って長くマンドレル２０側に供給する過程と、連続して供給される前記負極板３０及び正極板４０の移送方向と交差する縦方向の一側端及び／または他側端をパンチングして、複数個の負極タブ３２を前記負極板３０に一定間隔ｇで形成し、複数個の正極タブ４２を前記正極板４０に一定間隔ｇで形成する過程と、前記マンドレル２０によって、前記セパレータ／負極板／セパレータ／正極板の積層体Ｓをともにワインディングして、一側に複数個の負極タブ３２及び正極タブ４２が積層具備された電極組立体５０を作る過程と、前記マンドレル２０を前記電極組立体５０から分離し、ホールディングユニットによって前記電極組立体５０を移送させる過程と、前記電極組立体５０につながるセパレータ／負極板／セパレータ／正極板をカッティングユニットを用いてカッティングする過程と、を含み、前記正極タブ４２及び負極タブ３２の移送速度を調節することにより、前記積層体をワインディング作業して前記電極組立体５０を成形するとき、複数層の個別の正極タブ４２及び負極タブ３２が電極の厚さ分だけ横にずれながら積層される現象を防止できることを特徴とする。【選択図】図１
2012513076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負極板３０を基準にして、上下部にセパレータ１０を配置し、上側セパレータ１０の上や下側セパレータ１０の下には正極板４０を配置して、前記セパレータ／負極板／セパレータ／正極板を、一端を基準にして移送ラインに沿ってマンドレル２０側に連続して供給する過程と、
前記負極板３０及び正極板４０の移送方向と交差する縦方向の一側端及び／または他側端をパンチングして、複数個の負極タブ３２を前記負極板３０に一定間隔ｇで形成し、複数個の正極タブ４２を前記正極板４０に一定間隔ｇで形成する過程と、
前記マンドレル２０によって、前記セパレータ／負極板／セパレータ／正極板の積層体Ｓをともにワインディングして、一側に複数個の負極タブ３２及び正極タブ４２が積層具備された電極組立体５０を作る過程と、
前記マンドレル２０を前記電極組立体５０から分離し、ホールディングユニットによって前記電極組立体５０を移送させる過程と、
前記電極組立体５０につながるセパレータ／負極板／セパレータ／正極板をカッティングユニットを用いてカッティングする過程と、を含むことを特徴とする、二次電池の製造方法。
【請求項２】
前記負極板３０の前記負極タブ３２及び前記正極板４０の前記正極タブ４２は、移送方向と直交する縦方向を基準にして、互いにずれた位置に配列されることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池の製造方法。
【請求項３】
前記負極板３０の前記負極タブ３２及び前記正極板４０の前記正極タブ４２は、移送方向を基準にして、互いに反対側の端部側にそれぞれ配列されることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池の製造方法。
【請求項４】
前記電極組立体５０の前記正極タブ４２及び負極タブ３２を溶接／トリミングする過程と、
前記正極タブ４２及び前記負極タブ３２に、それぞれ正極リード端子４４及び負極リード端子３４を融着接合させる過程をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の二次電池の製造方法。
【請求項５】
前記負極板３０及び前記正極板４０に形成するパンチング溝の間隔ｇを、移送方向に向かうほどだんだん広げて、前記負極タブ３２及び前記正極タブ４２の距離がだんだん長くなるように形成し、前記セパレータ／負極板／セパレータ／正極板の積層体Ｓをワインディングして、一側部及び／または他側部に複数個の負極タブ３２及び正極タブ４２が積層具備された前記電極組立体５０を形成することを特徴とする、請求項１に記載の二次電池の製造方法。
【請求項６】
前記正極タブ４２及び前記負極タブ３２にぞれそれ接合される前記正極リード端子４４及び負極リード端子３４に、タブテープ７０を付着する過程と、
前記正極タブ４２及び負極タブ３２に前記正極リード端子４４及び負極リード端子３４が接合された状態の電極組立体５０を、パウチ９０で密封する過程をさらに含み、
前記正極リード端子４４及び前記負極リード端子３４と前記パウチ９０との間は、前記タブテープ７０を媒介として密封されるように互いに融着接合させることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の二次電池の製造方法。
【請求項７】
前記正極タブ４２と正極リード端子４４の接合部分、及び前記負極タブ３２と前記負極リード端子３４の接合部分をカバーするように保護テープ８０をさらに付着した後、前記電極組立体５０を密封するように前記パウチ９０を融着接合させる過程を行うことを特徴とする、請求項６に記載の二次電池の製造方法。
【請求項８】
負極板３０を基準にして、上下部に２枚のセパレータ１０を配置し、上側セパレータ１０の上や下側セパレータ１０の下には正極板４０を配置して、前記セパレータ／負極板／セパレータ／正極板を、一端を基準にして移送ラインに沿ってマンドレル２０側に連続して供給する過程と、
前記マンドレル２０によって、前記セパレータ／負極板／セパレータ／正極板の積層体Ｓをともにワインディングして、前記積層体Ｓの移送方向と直交する縦方向の他側端に、それぞれ複数個の負極タブ３２及び正極タブ４２が積層具備された構造の電極組立体５０を作る過程と、
前記マンドレル２０を前記電極組立体５０から分離し、ホールディングユニットによって前記電極組立体５０を移送させる過程と、
前記電極組立体５０につながるセパレータ／負極板／セパレータ／正極板をカッティングユニットを用いてカッティングする過程と、を含むことを特徴とする、二次電池の製造方法。
【請求項９】
前記電極組立体５０の前記負極タブ３２及び前記正極タブ４２の横方向の両端のエッジ部分をカッティングすることによって、前記負極タブ３２及び前記正極タブ４２にそれぞれエッジカッティング部５７を形成する過程をさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載の二次電池の製造方法。
【請求項１０】
前記正極タブ４２及び前記負極タブ３２にぞれそれ接合される前記正極リード端子４４及び負極リード端子３４に、タブテープ７０を付着する過程と、
前記正極タブ４２及び負極タブ３２に前記正極リード端子４４及び負極リード端子３４が接合された状態の電極組立体５０を、パウチ９０で密封する過程をさらに含み、
前記正極リード端子４４及び前記負極リード端子３４と前記パウチ９０との間は、前記タブテープ７０を媒介として密封されるように互いに融着接合させることを特徴とする、請求項８に記載の二次電池の製造方法。
【請求項１１】
前記正極タブ４２と正極リード端子４４の接合部分、及び前記負極タブ３２と前記負極リード端子３４の接合部分をカバーするように保護テープ８０をさらに付着した後、前記電極組立体５０を密封するように前記パウチ９０を融着接合させる過程を行うことを特徴とする、請求項１０に記載の二次電池の製造方法。
【請求項１２】
セパレータ／負極板／セパレータ／正極板を、一端を基準にして同じ移送ラインに沿ってマンドレル２０側に連続して供給しながら、ワインディング作業を通じて巻き取った形状で構成された電極組立体５０と、
前記負極板３０及び前記正極板４０の縦方向の一側端及び／または他側端に具備されて、正極リード端子４４及び負極リード端子３４がそれぞれ接合される負極タブ３２及び正極タブ４２を含んで構成され、
前記負極板３０及び前記正極板４０は、移送方向と直交する縦方向の一側端及び／または他側端にそれぞれ一定間隔ｇで負極タブ３２及び正極タブ４２が具備されて、前記積層体Ｓをワインディング作業して前記電極組立体５０を形成するとき、前記負極タブ３２及び正極タブ４２が、前記電極組立体５０の縦方向一側端及び／または他側端に相互積層された構造で形成されることを特徴とする、二次電池。
【請求項１３】
セパレータ／負極板／セパレータ／正極板が順次に配置された積層体Ｓを、横方向に連続して供給しながらワインディングして、電池のボディーをなすように形成された電極組立体５０と、
前記積層体Ｓをワインディング作業して、前記電極組立体５０を形成するとき、前記電極組立体５０の縦方向の一側端及び他側端にそれぞれ具備された負極タブ３２及び正極タブ４２を含んで構成されることを特徴とする、二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の製造方法及び二次電池に係り、より詳しくは、製造工程を簡素化させることによって高速大量生産に有利であり、電池の安全性及び性能の改善などの効率を期待することができ、特に、各極板のマルチタブの部分を用いて高率充放電が可能な、二次電池の製造方法及び二次電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力を保存し、供給するための装置が長い間使われてきた。電池とは、少なくとも一組の端子の間で電位を供給する電気化学的電池（ｅｌｅｃｔｒｏ-ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｃｅｌｌ）及び電池の集合を含む装置のことを意味する。電池の各端子は、電気的、例えば直流（ＤＣ）負荷に接続されて、その負荷にエネルギー、即ち、電圧を提供することができる。電池は、乾電池、湿電池（例えば、鉛-酸（ｌｅａｄ-ａｃｉｄ）電池)、及び一般に、化学的に利用可能な起電力を電流に変換するその他の装置を含む。
【０００３】
このような電池のうち、二次電池は、正極板／セパレータ／負極板の３段構造、または、正極板／セパレータ／負極板／セパレータ／正極板の５段以上の多層構造からなる電極組立体を利用して製作されるもので、このような二次電池は、使用後に“再充電”が可能であり、その容量は無制限ではないものの、ある程度まで放電処理を逆に行なうことにより、同じ電池を繰り返し使用することが可能である。
【０００４】
ところで、従来、二次電池の設計には、一方からセパレータを供給し、他方からは単位セル（正極タブを持つ正極板と、負極タブを持つ陰極板とが具備されたセル）を周期的に供給して二次電池を製造する方式があるが、このような二次電池の製造方式は、工程数が多いので、生産性が相対的に低く、大量生産には不適という短所と、電極側面の切断時に発生する異物（パーティクルなど）により、電池の安全性に悪影響を及ぼし、高い歩留まりを達成することができないという短所を有している。
【０００５】
また、従来の二次電池の設計において発生する他の問題点は、極板、すなわち、正極板と負極板との間の積層溶接方式などを採用することによって、正極と負極との間の段差（ずれ現象など）を正確に調節することができないという短所があり、これは、電池の信頼性及び安全性などの面において好ましくないということを意味する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前述のような問題点を解決するためのものであって、その目的は、製造工程が簡素化されて、高速大量生産に有利であり、製造安全性の改善及び電池の性能改善などの効率を期待することができる、新しい二次電池の製造方法及び二次電池を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、正極及び負極間の公差（例えば、正極及び負極が定位置からずれる現象など）を防止することができ、電極切断時の異物（パーティクル）及びバリ（ｂｕｒｒ）による致命的な電池の安全性の欠陥を防止することができて、電池の信頼性を向上させることのできる、二次電池の製造方法及び二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記のような目的を具現するための本発明によれば、負極板３０を基準にして、上下部に２枚のセパレータ１０を配置し、上側セパレータ１０の上や下側セパレータ１０の下には正極板４０を配置して、前記セパレータ／負極板／セパレータ／正極板を、一端を基準にして同じ移送ラインに沿って長くマンドレル２０側に供給する過程と、連続して供給される前記負極板３０及び正極板４０の移送方向と交差する縦方向の一側端及び／または他側端をパンチングして、複数個の負極タブ３２を前記負極板３０に一定間隔ｇで形成し、複数個の正極タブ４２を前記正極板４０に一定間隔ｇで形成する過程と、前記マンドレル２０によって、前記セパレータ／負極板／セパレータ／正極板の積層体Ｓをともにワインディングして、一側に複数個の負極タブ３２及び正極タブ４２が積層具備された電極組立体５０を作る過程と、前記マンドレル２０を前記電極組立体５０から分離し、ホールディングユニットによって前記電極組立体５０を移送させる過程と、前記電極組立体５０につながるセパレータ／負極板／セパレータ／正極板をカッティングユニットを用いてカッティングする過程と、を含むことを特徴とする、二次電池の製造方法が提供される。
【０００９】
前記負極板３０及び正極板４０の縦方向の一側端を間欠的にパンチングして、複数個の負極タブ３２を前記負極板３０に一定間隔ｇで形成し、複数個の正極タブ４２を前記正極板４０に一定間隔ｇで形成して、前記正極タブ４２及び前記負極タブ３２が、前記電極組立体５０の縦方向の一側端にともに具備されるようにすることを特徴とする。
【００１０】
前記負極板３０の縦方向の一側端を間欠的にパンチングして、複数個の負極タブ３２を前記負極板３０の一側端に一定間隔ｇで形成し、前記正極板４０の縦方向の両側端のうち、前記負極板３０の前記負極タブ３２と反対側である他側端に位置されるように、複数個の正極タブ４２を前記正極板４０の他側端に一定間隔ｇで形成して、前記電極組立体５０の縦方向の両側端に、前記正極タブ４２及び前記負極タブ３２が、それぞれ具備されるようにすることを特徴とする。
【００１１】
本発明の他の実施例によれば、負極板３０を基準にして、上下部に２枚のセパレータ１０を配置し、上側セパレータ１０の上や下側セパレータ１０の下には正極板４０を配置して、前記セパレータ／負極板／セパレータ／正極板を、一端を基準にして移送ラインに沿ってマンドレル２０側に供給する過程と、連続して供給される前記セパレータ／負極板／セパレータ／正極板の積層体Ｓを、前記マンドレル２０によってともにワインディングして、縦方向の両側端に複数個の負極タブ３２及び正極タブ４２が積層具備された電極組立体５０を作る過程と、前記マンドレル２０を前記電極組立体５０から分離し、ホールディングユニットによって前記電極組立体５０を移送させる過程と、前記電極組立体５０につながるセパレータ／負極板／セパレータ／正極板をカッティングユニットを用いてカッティングする過程と、を含むことを特徴とする、二次電池の製造方法が提供される。
【００１２】
前記電極組立体５０の前記負極タブ３２及び前記正極タブ４２の横方向の両端のエッジ部分を切断して、前記負極タブ３２及び前記正極タブ４２のそれぞれにエッジカッティング部５７を形成する過程と、前記負極タブ３２及び前記正極タブ４２に、それぞれ正極リード端子４４及び負極リード端子３４を接合する過程をさらに含むことを特徴とする。
【００１３】
前記正極タブ４２及び前記負極タブ３２にぞれそれ接合される前記正極リード端子４４及び負極リード端子３４に、別途のタブテープ７０を付着する過程と、前記正極タブ４２及び負極タブ３２に前記正極リード端子４４及び負極リード端子３４が接合された状態の電極組立体５０を、パウチ９０で密封する過程をさらに含み、前記正極リード端子４４及び前記負極リード端子３４と前記パウチ９０との間は、前記タブテープ７０を媒介として密封されるように互いに融着接合させることを特徴とする。
【００１４】
前記正極タブ４２と正極リード端子４４の接合部分、及び前記負極タブ３２と前記負極リード端子３４の接合部分をカバーするように別途の保護テープ８０をさらに付着した後、前記電極組立体５０を密封するように前記パウチ９０を融着接合させる過程を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、セパレータ／負極板／セパレータ／正極板を移送ラインに沿って供給しながら、正極板及び負極板に、パンチング加工によって複数個の正極タブ及び負極タブを形成し、続いて、マンドレルを用いて、セパレータ／負極板／セパレータ／正極板からなる積層体をワインディングして、電極組立体を形成するものであって、連続した工程によって多量の電極組立体を迅速に形成することができて、既存の積層タイプの製造工程に比べて、製造工程が簡素化される効果があり、高速大量生産に非常に有利で、製造安全性の改善などの効果を得ることができる。
【００１６】
また、ワインディング（巻き取り）タイプの形状で電極間の界面抵抗を低減することができるので電池特性の散布を安定化させることができ、電極の切断による異物（パーティクル）及びバリ（ｂｕｒｒ）の発生を除去することができるので電池の安全性及び組立歩留まりの向上に大きく寄与するという効果がある。
【００１７】
また、正極タブ及び負極タブの部分がマルチタブで構成されて、電気移動性を向上させることによって、高率電池としての性能改善の効果を得ることができ、正極タブまたは負極タブの部分の位置ずれ現象に大きく影響を受けないという長所がある。
【００１８】
本発明の実施例には、セパレータ／負極板／セパレータ／正極板を移送ラインに沿って供給しながらパンチング加工を行わずに、セパレータ／負極板／セパレータ／正極板の積層体をワインディングして電極組立体を形成するとき、このような電極組立体の縦方向（即ち、セパレータ／負極板／セパレータ／正極板の積層体が連続して供給されてワインディングされる方向と直交する方向）の両端部側にそれぞれ正極タブ及び負極タブを具備する実施例があり、このような、電池の縦方向の両端部にそれぞれ正極タブ及び負極タブが具備された実施例も、上記と同一または類似の効果がある。
【００１９】
一方、電池の縦方向の両端部側にそれぞれ負極タブ及び正極タブを具備した実施例の場合、負極リード端子及び正極リード端子に付着されるタブテープは、負極及び正極リード端子よりも大きくなければならないので、結果的に、完成した電池は、積層体よりもはるかに大きくなる結果をもたらし、単位面積当たりのエネルギー効率を低下させることになる。したがって、リード端子を付着した積層体が、負極及び正極の極板のセルサイズ内に収まるように合わせて、不要な空間を減らすために、電極組立体の負極タブ及び正極タブの横方向の両端のエッジ部分をカッティング加工して、エッジカッティング部を具備するようにし、このようなエッジカッティング部を具備することによって、結果的に、完成した電池の単位面積当たりのエネルギー効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による二次電池の製造方法を概略的に示す側面図である。
【図２】図１に示された負極板に負極タブを形成する過程、及び正極板に正極タブを形成する過程を示す平面図である。
【図３】本発明に使用されるマンドレルの使用状態を示す正面図である。
【図４】図３に示されたマンドレルの平面図である。
【図５】本発明によって製造された二次電池の平面図である。
【図６】図５の断面図である。
【図７】図５に示された電極組立体の正極タブ及び負極タブに、正極リード端子及び負極リード端子をウェルディングする過程を示す図面である。
【図８】本発明の他の実施例において負極板に負極タブを形成する過程、及び正極板に正極タブを形成する過程を示す平面図である。
【図９】本発明の他の実施例によって製造された二次電池の正極タブ及び負極タブが、ワインディング時に電極の厚さによるずれ現象なしに、正極リード及び負極リードと溶接される過程を示す図である。
【図１０】本発明による二次電池の第１の実施例によって製造された二次電池を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第２の実施例において電極組立体を形成するために供給されるセパレータと、負極板及び正極板を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施例において電極組立体を形成するために供給されるセパレータと、負極板及び正極板を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施例においてワインディング方式で製造された電極組立体を示す平面図である。
【図１４】図１３の電極組立体の正極タブ及び負極タブに、正極リード端子及び負極リード端子を接合した状態を示す平面図である。
【図１５】本発明の第３の実施例において電極組立体を形成するために供給されるセパレータと、負極板及び正極板を示す図である。
【図１６】本発明の第３の実施例において電極組立体を形成するために供給されるセパレータと、負極板及び正極板を示す図である。
【図１７】本発明の第３の実施例においてワインディング方式で製造された電極組立体を示す平面図である。
【図１８】図１７に示された電極組立体の正極タブ及び負極タブに、エッジカッティング部を形成した状態を示す平面図である。
【図１９】図１８に示された電極組立体の正極タブ及び負極タブに、それぞれ正極リード端子及び負極リード端子を接合した状態を示す平面図である。
【図２０】図１７に示された電極組立体の正極タブ及び負極タブに、他の形のエッジカッティング部を形成した状態を示す平面図である。
【図２１】図２０に示された電極組立体の正極タブ及び負極タブに、それぞれ正極リード端子及び負極リード端子を接合した状態を示す平面図である。
【図２２】本発明の実施例において電極組立体の正極タブ及び負極タブに、正極リード端子及び負極リード端子を接合した状態を概念的に示す平面図である。
【図２３】図２２に示された電極組立体の正極タブ及び負極タブの部分に、保護テープを貼り付けた状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は、負極板３０を基準にして、上下部に２枚のセパレータ１０を配置し、上側セパレータ１０の上や下側セパレータ１０の下には正極板４０を配置して、前記セパレータ／負極板／セパレータ／正極板を、一端を基準にして同じ移送ラインに沿って長くマンドレル２０側に供給する過程と、連続して供給される前記負極板３０及び正極板４０の移送方向と交差する縦方向の一側端及び／または他側端をパンチングして、複数個の負極タブ３２を前記負極板３０に一定間隔ｇで形成し、複数個の正極タブ４２を前記正極板４０に一定間隔ｇで形成する過程と、前記マンドレル２０によって、前記セパレータ／負極板／セパレータ／正極板の積層体Ｓをともにワインディングして、一側に複数個の負極タブ３２及び正極タブ４２が積層具備された電極組立体５０を作る過程と、前記マンドレル２０を前記電極組立体５０から分離し、ホールディングユニットによって前記電極組立体５０を移送させる過程と、前記電極組立体５０につながるセパレータ／負極板／セパレータ／正極板をカッティングユニットを用いてカッティングする過程と、を含むことを特徴とする。
【００２２】
以下、本発明の好適な実施例を、添付の図面に基づいて説明すると、次の通りである。
【００２３】
図１は、本発明による二次電池の製造方法を概略的に示す側面図、図２は、図１に示された負極板に負極タブを形成する過程、及び正極板に正極タブを形成する過程を示す平面図、図３は、本発明に使用されるマンドレルの使用状態を示す正面図、図４は、図３に示されたマンドレルの平面図、図５は、本発明によって製造された二次電池の平面図、図６は、図５の断面図、図７は、図５に示された電極組立体の正極タブ及び負極タブに、正極リード端子及び負極リード端子をウェルディングする過程を示す図、図８は、本発明の他の実施例において負極板に負極タブを形成する過程、及び正極板に正極タブを形成する過程を示す平面図、図９は、本発明の他の実施例によって製造された二次電池の電極組立体の正極タブ及び負極タブに、正極リード端子及び負極リード端子をウェルディングする過程を示す図であって、正極タブ及び負極タブが、電極組立体のワインディング作業時に電極の厚さによるずれ現象なしに、正極リード及び負極リードと溶接される過程を示す図、図１０は、本発明による二次電池の第１の実施例によって製造された二次電池を示す斜視図である。
【００２４】
これを参照すると、本発明は、上側から順次に配置された供給ロールから、最上側の正極板４０、セパレータ１０、該セパレータ１０下側の負極板３０、該負極板３０下側のセパレータ１０を、同じ移送ライン上でマンドレル２０側に連続して供給する。このとき、各セパレータ１０と負極板３０及び正極板４０は、別途のガイドロールのような供給ガイダーによって、移送ラインに沿って連続して供給されることができる。一方、負極板３０は、電解質物質（活物質）がコーティング処理されているコーティング面３１と、縦方向（ここで、縦方向とは、負極板３０の移送方向と直交する方向のことを意味する）の一側端の位置の表面に具備された非コーティング面３３（即ち、電解質物質（活物質）がコーティング処理されていない面）とに区画された構造で、正極板４０も、コーティング面４１と非コーティング面４３とに区画された構造であり、各セパレータ１０の縦方向の幅（即ち、移送方向と直交する方向の幅）は、正極板４０のコーティング面４１及び負極板３０のコーティング面３１よりも、一定の長さ（通常、セパレータ１０が負極板３０に比べて０．５ｍｍ〜４．０ｍｍ程度サイズが大きい）以上大きく構成されている。
【００２５】
上記のように、連続して供給される負極板３０の縦方向（即ち、負極板３０が長く移送される横方向と直交する方向）の一側端の非コーティング面３３を、パンチングユニットによってそれぞれパンチングして、複数個の負極タブ３２を、負極板３０の縦方向の一側端の位置に一定間隔ｇで形成して、連続して供給される正極板４０の縦方向（即ち、正極板４０が長く移送される横方向と直交する方向）の一側端の非コーティング面４３も、パンチングユニットによってそれぞれパンチングして、複数個の正極タブ４２を、正極板４０の縦方向の一側端の位置に一定間隔ｇで形成する。このとき、図２に示されたように、負極板３０の負極タブ３２及び正極板４０の正極タブ４２は、横移送方向と交差する縦方向を基準にして、互いにずれた位置に配列されるように、それぞれのパンチングユニットによって負極板３０の一側及び正極板４０の一側をパンチング加工する。そうしないと、後述する電極組立体５０を形成するとき、負極タブ３２及び正極タブ４２が重なることなく並んで形成されることができない。図２に示されたフォールディングラインｆ１は、後述する積層体Ｓを巻き取る過程（ワインディング過程）を通じて電極組立体５０を形成する際に折り曲げられる線のことを意味する。
【００２６】
次に、マンドレル２０によってセパレータ／負極板／セパレータ／正極板の積層体Ｓをワインディングして、一側に正極タブ４２及び負極タブ３２が積層具備された電極組立体５０を作る。すなわち、複数層のセパレータ１０の間に複数層の正極板４０及び負極板３０が積層され、一側には正極タブ４２及び負極タブ３２がともに具備された構造の電極組立体５０を形成することができるようになる。
【００２７】
このような電極組立体５０からマンドレル２０を分離して移送方向の外側に引き出し、ホールディングユニットによって電極組立体５０を移送ラインに沿って移送し続ける。もちろん、セパレータ／負極板／セパレータ／正極板の積層体Ｓは電極組立体５０につながっている。
【００２８】
次に、マンドレル２０を、上記のように形成された電極組立体５０につながる部分に進入させて、セパレータ／負極板／セパレータ／正極板をグリッピングし、マンドレル２０の次の段に配置されたカッターなどのカッティングユニットによって、電極組立体５０につながっている積層体Ｓのセパレータ／負極板／セパレータ／正極板をカッティングして、個別の電極組立体５０を製作する。
【００２９】
そして、上記のような過程を繰り返して行うことにより、複数層のセパレータ１０の間に複数層の正極板４０及び負極板３０が積層され、一側には正極タブ４２及び負極タブ３２が具備された構造の電極組立体５０を、大量に製作することができるようになる。
【００３０】
一方、本発明で採用されるマンドレルは、一対の前後動可能なマンドレル部材と、マンドレル部材の対向する面に突出して形成されたホールディング部材とを含んで構成されるものであって、図３に示されたように、一対のマンドレル部材がまず後退した後、積層体Ｓを一対のマンドレル部材が前進して、それぞれのホールディング部材によってグリッピングした状態で、マンドレル自体がともに回転して、積層体Ｓをワインディングすることによって、前記電極組立体５０を形成することになる。
【００３１】
このような電極組立体５０を、ワインディング方式で巻き取ることによって作った後、電極組立体５０の正極タブ４２及び負極タブ３２をそれぞれ溶接することによって、それぞれのタブ３２、４２同士を接合させた後、タブ３２、４２の端部をトリミング（ｔｒｉｍｍｉｎｇ）して、各タブ３２、４２の端部の長さを同一に合わせる。
【００３２】
電極組立体５０の正極タブ４２及び負極タブ３２をそれぞれ溶接した後には、正極タブ４２及び負極タブ３２に、それぞれ正極リード端子４４及び負極リード端子３４を溶接して接合させる。このときには、超音波融着機のような通常の装置を利用することができる。
【００３３】
そして、正極タブ４２及び負極タブ３２に正極リード端子４４及び負極リード端子３４が融着された電極組立体５０を、パウチ９０によって密封処理する。このとき、正極リード端子４４及び負極リード端子３４にあらかじめ融着用タブテープ７０を貼り付けた後、パウチ９０によって電極組立体５０を密封処理する。
【００３４】
すなわち、パウチ９０が電極組立体５０の両面をカバーするように、パウチ９０の内部に電極組立体５０を入れて、パウチ９０の上下左右の四つの縁部のうち、上下側縁部と左側または右側縁部を、まず熱間シーリング方式で融着接合する。
【００３５】
それによって、パウチ９０の左側または右側縁部が密封される一方、パウチ９０の上側縁部において正極リード端子４４及び負極リード端子３４と対向する部分は、あらかじめ付着されていたタブテープ７０によって、一体に正極リード端子４４及び負極リード端子３４と融着される方式で密封接合することができるようになる。すなわち、タブテープ７０を媒介として正極リード端子４４及び負極リード端子３４に、パウチ９０をより堅固に融着接合することができるので、正極リード端子４４及び負極リード端子３４とパウチ９０との間の密封性をさらに高めることができる。
【００３６】
一方、本発明の二次電池を構成する部分であるパウチ９０の全縁部のうち一方の縁部は、シーリング処理をせずに、開放部を形成した状態で電解液を注入し、二次電池に充放電を完了したあと、電池内部のガスを除去する。その後、余分なパウチ９０を切り取ったあと、パウチ９０の残り部分をシーリング処理する。二次電池における充放電の作業時にガスなどが発生してパウチ９０の内部に満ちると、これによりパウチ９０が膨張し、パウチ９０内部の余裕空間にガスが集まると、以後に、ガス除去（ｄｅｇａｓｓｉｎｇ）作業を通じて内部のガスを取り出し、余分なパウチ９０を切り取ったあと、パウチ９０の残りの開放部を熱間シーリングなどの方式で密封処理を行う。
【００３７】
この時、図２３に示されたように、パウチ９０を融着接合する以前に、正極タブ４２と正極リード端子４４との接合部分、及び負極タブ３２と負極リード端子３４との接合部分をカバーするように、別途の保護テープ８０をさらに付着したあと、電極組立体５０を密封するようにパウチ９０を融着接合させる過程を行う。
【００３８】
各極板３０、４０の非コーティング面３３、４３を、図１８または図２０のように、エッジカッティングを行うとき、エッジカッティング部５７にバリ（ｂｕｒｒ）が発生することがある。また、非コーティング面３３、４３とタブ３２、４２及びリード端子３４、４４の溶接などで溶接部Ｗ（図２２に示される）にもバリが発生する。このようなバリ等は、パウチ９０内のアルミニウム層との相互作用によるショートまたは腐食の発生をもたらし、このようなショートや腐食の発生などは保護テープ８０により防止することができるようになる。
【００３９】
パウチ９０のアルミニウム層との腐食の発生は、負極電位のタブと同じ電位に置かれている時に発生することになる。ところで、本発明では、上記のような保護テープ８０をさらに付着することによって、ショートまたは腐食の発生を防止することができ、これによって、電池の信頼性を向上させるなどの効果を得ることができる。
【００４０】
一方、上記の実施例では、負極板３０の一側及び正極板４０の一側をパンチングして形成されるそれぞれのパンチング溝は、四角溝状で構成されて、負極板３０の負極タブ３２及び正極板４０の正極タブ４２が、四角端子状で構成されたものを示しているが、負極タブ３２及び正極タブ４２を菱形で形成することもできる。この他にも、負極タブ３２及び正極タブ４２は、諸条件により様々な形状で形成され得るということは明らかである。
【００４１】
図８及び図９は、本発明の他の実施例を示す図であって、図８及び図９による本発明は、負極板３０の一側及び正極板４０の一側に形成するパンチング溝の間隔ｇを、移送方向に沿ってだんだん広げて、負極タブ３２及び正極タブ４２の距離がだんだん長くなるように形成したあと、セパレータ／負極板／セパレータ／正極板の積層体Ｓをワインディングして、一側部に、複数個の負極タブ３２及び正極タブ４２が積層具備された電極組立体５０を形成する。
【００４２】
この時、パンチング装置に供給される正極板４０及び負極板３０の移送速度をだんだん高めることによって、負極板３０の一側及び正極板４０の一側に形成するパンチング溝の間隔ｇを、移送方向に向かうほどだんだん広げて、これによって、負極タブ３２及び正極タブ４２の距離がだんだん長くなるように形成することができるようになる。したがって、移送速度の調節により、ワインディングの際に負／正極の電極及びセパレータの厚さ分だけ、タブ３２、４２の位置がずれることを補償することができるようになる。
【００４３】
すなわち、積層体Ｓをワインディング（巻き取り）して電極組立体５０を作ると、電極組立体５０の厚さがだんだん厚くなり、電極組立体５０の厚さが厚くなるにつれ、個別の正極タブ４２及び負極タブ３２が横に少しずつずれた状態で積層され、このようなワインディング作業により電極組立体５０を作る以前に、正極板４０の個別の正極タブ４２、及び負極板３０の個別の負極タブ３２の間の間隔ｇが、だんだん広がるように予め合せることによって、電極の厚さ分だけ個別の正極タブ４２及び個別の負極タブ３２が、互いに横に少しずつずれた状態で積層される現象を防止することができるようになる。すなわち、正極タブ４２及び負極タブ３２が、横にずれることなく正しく整列した状態で積層されることができる。
【００４４】
図８は、積層体Ｓのワインディング作業の以前に、電極組立体５０の厚さを考慮して、正極板４０及び負極板３０のそれぞれの正極タブ４２及び負極タブ３２の間の間隔ｇが、だんだん広がるように形成した状態を示す図であり、図９は、積層体Ｓのワインディング作業によって電極組立体５０を形成したとき、各正極タブ４２及び負極タブ３２が横にずれることなく一列に整列された状態で積層されたことを示す図である。
【００４５】
図８及び図９に示された実施例の場合、それぞれの正極タブ４２及び負極タブ３２が、ワインディング作業によって少しずつ位置がずれる現象なしに、定位置に積層されるので、正極タブ４２及び負極タブ３２の部分の溶接安全性がより確実に確保されて、電気移動性をより向上させることができる。
【００４６】
上記のような本発明の二次電池の製造方法によって、図１０に示された二次電池を作り得るようになる。本発明による縦方向の一側端の位置に複数個の負極タブ３２が具備された負極板３０と、縦方向の一側端の位置に複数個の正極タブ４２が具備された正極板４０との間に、セパレータ１０を介在させ、これらをワインディング作業を通じて巻き取った形状で構成した電極組立体５０と、このような電極組立体５０の縦方向の一側端に具備されて、正極リード端子４４及び負極リード端子３４がそれぞれ接合される負極タブ３２及び正極タブ４２を含んで構成されて、このような電極組立体５０を、パウチ９０によって密封処理して構成することができる。
【００４７】
前記正極リード端子４４及び負極リード端子３４には、タブテープ７０を媒介として、パウチ９０が堅固に融着結合され、図２３に示されたように、パウチ９０を融着接合する以前に、正極タブ４２と正極リード端子４４の接合部分、及び負極タブ３２と負極リード端子３４の接合部分をカバーするように、保護テープ８０をさらに付着した構造を有することによって、ショートや腐食の発生をより確実に防止することができるというのは、前述した通りである。
【００４８】
図１１乃至図１４は、本発明の他の実施例を示す。図１１乃至１４に示された本発明は、正極板４０の非コーティング面４３及び負極板３０の非コーティング面３３の位置を、縦方向を基準にして互いに反対方向に配置されるようにした状態で、パンチングユニットなどを用いて、正極板４０の非コーティング面４３及び負極板３０の非コーティング面３３をパンチング加工して、複数個の正極タブ４２及び負極タブ３２を作り、正極板／セパレータ／負極板／セパレータ１０の積層体Ｓをマンドレル２０側に供給してワインディングすることによって、縦方向の両側端に、正極タブ４２及び負極タブ３２がそれぞれ具備された二次電池を作ることができる。残りの工程は、上記の実施例と同一なので、これに対する重複説明は省略する。
【００４９】
また、図１５乃至図１９は、本発明のまた他の実施例を示す。図１５乃至図１９に示された本発明によれば、パンチング加工の作業を行わずに、正極板／セパレータ／負極板／セパレータ１０の積層体Ｓをマンドレル２０側に供給してワインディングすることによって、縦方向の両側端に、正極タブ４２及び負極タブ３２がそれぞれ具備された二次電池を作ることができる。すなわち、セパレータ１０の縦方向の幅を、正極板４０及び負極板３０の電解質物質のコーティング面３１の縦方向の幅よりも、一定の大きさ分だけ大きくした状態で、積層体Ｓをワインディング（巻き取り）することにより、縦方向の両側端の位置に、正極タブ４２及び負極タブ３２がそれぞれ具備された二次電池を製造することができる。
【００５０】
この時、図１８に示されたように、電極組立体５０の負極タブ３２及び正極タブ４２の横方向の両端のエッジ部分をカッティングすることによって、負極タブ３２及び正極タブ４２の左右端のエッジ部分にエッジカッティング部５７を形成する。
【００５１】
一方、エッジカッティング部５７は、図１８に示されたように、四角溝状で構成されても良く、図２０に示されたように、傾斜した形態で構成されても良い。勿論、その他の様々な形態で構成されても良い。
【００５２】
また、上記の全ての実施例は、基本的に、ワインディング方式により二次電池の主要ボディー部である電極組立体５０を形成し、このような電極組立体５０に正極タブ４２及び負極タブ３２を具備し、正極タブ４２及び負極タブ３２には正極リード端子４４及び負極リード端子３４を接合し、パウチ９０で密封する構造の二次電池を製造することになり、上記のタブテープ７０と保護テープ８０の構成を有するように構成することができるということは明らかである。
【００５３】
以上で説明した本発明は、前述した実施例及び添付の図面によって限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形及び変更が可能であるということが、この分野における通常の知識を有する者にとっては明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、二次電池の製造方法及び二次電池を提供することを主要目的とするもので、製造工程を簡素化させることによって高速大量生産に有利であり、電池の安全性及び性能の改善などの効率を期待することができ、特に、各極板のマルチタブの部分を用いて高率充放電が可能な、二次電池の製造方法及び二次電池に関するものであって、当該技術の分野において有用な技術として活用することができる。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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