特開 2024-160753 蓄電デバイスおよび該蓄電デバイスの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024160753

(43)【公開日】2024-11-15

(54)【発明の名称】蓄電デバイスおよび該蓄電デバイスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/04 20060101AFI20241108BHJP

   H01M 10/0587 20100101ALI20241108BHJP

   H01M 50/417 20210101ALI20241108BHJP

   H01M 50/491 20210101ALI20241108BHJP

   H01G 11/52 20130101ALI20241108BHJP

   H01G 4/32 20060101ALI20241108BHJP

   H01G 9/02 20060101ALI20241108BHJP

   H01G 13/02 20060101ALI20241108BHJP

   H01G 9/00 20060101ALI20241108BHJP

   H01G 11/84 20130101ALI20241108BHJP

【ＦＩ】

H01M10/04 W

H01M10/0587

H01M50/417

H01M50/491

H01G11/52

H01G4/32 311Z

H01G9/02

H01G13/02 301B

H01G9/00 290C

H01G11/84

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023076056

(22)【出願日】2023-05-02

(71)【出願人】

【識別番号】520184767

【氏名又は名称】プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100117606

【弁理士】

【氏名又は名称】安部 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100121186

【弁理士】

【氏名又は名称】山根 広昭

(74)【代理人】

【識別番号】100130605

【弁理士】

【氏名又は名称】天野 浩治

(72)【発明者】

【氏名】奥谷 功一

【テーマコード（参考）】

5E078

5E082

5H021

5H028

5H029

【Ｆターム（参考）】

5E078BA05

5E078BB23

5E078CA12

5E078LA08

5E082EE03

5E082FF03

5E082FF05

5H021CC02

5H021CC05

5H021EE04

5H021HH02

5H021HH10

5H028AA05

5H028BB04

5H028BB05

5H028BB07

5H028CC08

5H028CC12

5H029AJ14

5H029AK01

5H029AK03

5H029AL06

5H029AL07

5H029AM03

5H029AM05

5H029AM07

5H029BJ14

5H029CJ02

5H029CJ03

5H029CJ07

5H029DJ04

5H029DJ12

5H029EJ12

5H029HJ09

5H029HJ12

(57)【要約】

【課題】スプリングバックが好適に抑制された巻回電極体を備える蓄電デバイスを得ることができる技術を提供すること。
【解決手段】ここで開示される巻回電極体の製造方法の好適な一態様では、正極シート、負極シート、およびセパレータシートを用意する、用意工程（Ｓ１）；上記正極シートと上記負極シートとを、上記セパレータシートを介して巻回し、巻取体を作製する、巻回工程（Ｓ２）；および、上記巻取体の巻き終わり領域に存在するセパレータシートを熱処理し、該巻取体に巻きつける、巻き付け工程（Ｓ３）；を包含する。また、ここでは、上記巻き付け工程後に、上記巻取体をプレスして扁平状に成形するプレス工程（Ｓ４）をさらに含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

正極シートおよび負極シートが、セパレータシートを介して積層され、巻回された巻回電極体を備える蓄電デバイスの製造方法であって、以下の工程：
前記正極シート、前記負極シート、および前記セパレータシートを用意する、用意工程；
前記正極シートと前記負極シートとを、前記セパレータシートを介して巻回し、巻取体を作製する、巻回工程；および
前記巻取体の巻き終わり領域に存在するセパレータシートを熱処理し、該巻取体に巻きつける、巻き付け工程；
を包含する、蓄電デバイスの製造方法。

【請求項2】

前記用意工程において、前記セパレータシートとして、ポリオレフィン系樹脂から構成されるセパレータシートを用意する、請求項１に記載の蓄電デバイスの製造方法。

【請求項3】

前記巻き付け工程後に、前記巻取体をプレスして扁平状に成形するプレス工程をさらに含む、請求項１または２に記載の蓄電デバイスの製造方法。

【請求項4】

正極シートおよび負極シートが、セパレータシートを介して積層され、巻回された巻回電極体を備える蓄電デバイスであって、
前記セパレータシートのうち、前記巻回電極体の巻き終わり領域に存在するセパレータシートの気孔率をＰ、前記巻回電極体の巻き終わり領域以外に存在するセパレータシートの気孔率をＱとしたとき、前記Ｑに対する前記Ｐの比（Ｐ／Ｑ）は１よりも小さい、蓄電デバイス。

【請求項5】

前記セパレータシートとして、ポリオレフィン系樹脂から構成されるセパレータシートを含む、請求項４に記載の蓄電デバイス。

【請求項6】

前記比（Ｐ／Ｑ）は、０．１以下である、請求項４または５に記載の蓄電デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、蓄電デバイスおよび該蓄電デバイスの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、下記特許文献１には、巻回電極体を備えた二次電池の製造方法であって、耐熱層が形成されたセパレータシートを正負の電極シートの間に配置して巻回することにより巻回電極体を作製する工程を包含する二次電池の製造方法が開示されている。かかる二次電池の製造方法によって、巻回電極体の巻き緩み（以下、「スプリングバック」ともいう）を抑制することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－１３７９８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、本発明者の検討によると、上述したような二次電池の製造方法は、巻回電極体のスプリングバックを抑制するという観点から、まだまだ改善の余地があることがわかった。また、上述したようなスプリングバックが生じた巻回電極体によると、電池ケースに挿入する際に、該巻回電極体と封口板との接合部（例えば、巻回電極体と封口板との間に存在する電極集電端子）に負荷がかかり易いことがわかった。即ち、スプリングバックが好適に抑制された巻回電極体を備える蓄電デバイスを得ることができる技術のさらなる開発が要求されている。

【0005】

本開示は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、スプリングバックが好適に抑制された巻回電極体を備える蓄電デバイスを得ることができる技術を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

かかる目的を実現すべく、本開示は、正極シートおよび負極シートが、セパレータシートを介して積層され、巻回された蓄電デバイスの製造方法を提供する。また、かかる蓄電デバイスの製造方法は、好ましくは、上記正極シート、上記負極シート、および上記セパレータシートを用意する、用意工程；を包含する。かかる蓄電デバイスの製造方法は、好ましくは、上記正極シートと上記負極シートとを、上記セパレータシートを介して巻回し、巻取体を作製する、巻回工程；を包含する。かかる蓄電デバイスの製造方法は、好ましくは、上記巻取体の巻き終わり領域に存在するセパレータシートを熱処理し、該巻取体に巻きつける、巻き付け工程；を包含する。詳細については後述するが、かかる構成の蓄電デバイスの製造方法によると、スプリングバックが好適に抑制された巻回電極体を備える蓄電デバイスを得ることができる。

【0007】

また、他の側面から、本開示は、ここで開示されるいずれかの蓄電デバイスの製造方法によって得られる蓄電デバイスを提供する。かかる蓄電デバイスは、正極シートおよび負極シートが、セパレータシートを介して積層され、巻回された巻回電極体を備える蓄電デバイスであって、上記セパレータシートのうち、上記巻回電極体の巻き終わり領域に存在するセパレータシートの気孔率をＰ、上記巻回電極体の巻き終わり領域以外に存在するセパレータシートの気孔率をＱとしたとき、上記Ｑに対する上記Ｐの比（Ｐ／Ｑ）は１よりも小さい、蓄電デバイスである。かかる蓄電デバイスは、ここで開示されるいずれかの蓄電デバイスの製造方法によって得られた蓄電デバイスであるため、スプリングバックが好適に抑制された巻回電極体を備える蓄電デバイスということができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施形態に係る電池の製造方法の各工程を示すフローチャートである。

【図2】一実施形態に係る巻回電極体製造装置の構成を示す模式図である。

【図3】一実施形態に係る巻取体の作製について説明するための模式図である。

【図4】一実施形態に係るセパレータシートの位置の調整について説明するための模式図である。

【図5】一実施形態に係るセパレータシートの位置の調整について説明するための模式図である。

【図6】一実施形態に係るセパレータシートの切断について説明するための模式図である。

【図7】一実施形態に係る巻取体の巻き終わり領域に存在するセパレータシートの熱処理について説明するための模式図である。

【図8】一実施形態に係る巻取体に対するテープの付与について説明するための模式図である。

【図9】一実施形態に係る巻取体の構成を示す模式図である。

【図10】一実施形態に係るプレス前の巻取体の態様を示す模式図である。

【図11】一実施形態に係るプレス後の巻取体の態様を示す模式図である。

【図12】一実施形態に係る電池の内部構造を模式的に示す正面図である。

【図13】一実施形態に係る巻回電極体を模式的に示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、ここで開示される技術のいくつかの実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、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。なお、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、ここで開示される技術の実施に必要な事柄（例えば、本開示を特徴付けない蓄電デバイスの一般的な構成および製造プロセス）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。ここで開示される技術は、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。また、以下の説明は、本開示を以下の形態に限定することを意図したものではない。なお、ここで開示される電池の製造方法は、任意の段階でさらに他の工程を含んでもよいし、その工程が必須なものとして説明されていなければ適宜削除することも可能である。また、ここで開示される技術の効果が発揮される限りにおいて、工程の順序を入れ替えることもできる。

【0010】

本明細書において範囲を示す「Ａ～Ｂ」の表記は、「Ａ以上Ｂ以下」を意味する。また、「Ａを超える」および「Ｂ未満」の意を包含するものとする。また、本明細書において「蓄電デバイス」とは、充電と放電とを行うことができるデバイスをいう。蓄電デバイスには、一次電池、二次電池（例えば、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池、ニッケル水素電池）等の電池と、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ（物理電池）とが包含される。また、電解質は、液状電解質（電解液）、ゲル状電解質、固体電解質のいずれであってもよい。以下、ここで開示される蓄電デバイスの一実施形態であるリチウムイオン二次電池（以下、単に「電池１００」ともいう）を例に挙げて説明する。

【0011】

＜電池の製造方法＞
先ず、本実施形態に係る電池の製造方法について、巻回電極体製造装置２００を交えて説明する。本実施形態に係る電池の製造方法について説明する前に、巻回電極体製造装置２００について説明する。ここで、図１は、一実施形態に係る電池の製造方法の各工程を示すフローチャートである。図２は、一実施形態に係る巻回電極体製造装置の構成を示す模式図である。図３は、一実施形態に係る巻取体の作製について説明するための模式図である。図４および図５は、一実施形態に係るセパレータシートの位置の調整について説明するための模式図である。図６は、一実施形態に係るセパレータシートの切断について説明するための模式図である。図７は、一実施形態に係る巻取体の巻き終わり領域に存在するセパレータシートの熱処理について説明するための模式図である。図８は、一実施形態に係る巻取体に対するテープの付与について説明するための模式図である。図９は、一実施形態に係る巻取体の構成を示す模式図である。なお、図７および図８では、説明し易くするために、第１巻き芯２０４のみを記載している。以下、本実施形態に係る巻回電極体製造装置２００における各構成要素について説明する。

【0012】

図２に示す第１巻き芯２０４は、正極シート５０と負極シート６０とを、セパレータシート７０を介して巻き取る部材である。第１巻き芯２０４は、側周面に巻き付けられる各々のシートを保持する機能を有する。また、図２に示すように、本実施形態では、第１巻き芯２０４以外に、第２巻き芯２０６と第３巻き芯２０８とを備えている。ここで、第３巻き芯２０８は、後述のセパレータシート７０の位置を調整する際に稼働する部材である。第１巻き芯２０４，第２巻き芯２０６，および第３巻き芯２０８は、インデックス２０２内に存在する。なお、第１巻き芯２０４，第２巻き芯２０６，および第３巻き芯２０８は、ここでは２つの半円状の部材であり、かつ、２分割された構造としているが、これらの巻き芯の形状は円筒状であってもよいし、扁平な形状に巻回する場合には、扁平な巻き芯が用いられてもよい。

【0013】

図５に示す調整ローラ２１０は、後述のセパレータシート７０の切断時にセパレータシート７０の位置を適切な位置に調整するローラである。また、図６に示すカッター２１２は、セパレータシート７０を所望の長さに切断するカッターである。図６に示すチャック２１４は、セパレータシート７０を保持するための部材である。チャック２１４は、例えば静電チャックである。

【0014】

図７に示す熱付与器２１６は、巻取体２０Ａの巻き終わり領域に存在するセパレータシート７０Ａの表面を熱処理するための部材である。熱付与器２１６の一例としては、ドライヤー、赤外線ヒーター（ＩＲヒーター）、電磁誘導加熱ヒーター（ＩＨヒーター）等が挙げられる。これらとしては、市販品のものを特に制限なく用いることができる。

【0015】

図８に示すテープ貼り付け部材２１８は、巻取体２０Ａのセパレータシート７０の巻き終わり端部に巻き止めテープを貼りつける部材である。かかるテープとしては、この種の巻取体に用いられる巻き止めテープを特に制限なく用いることができる。

【0016】

巻回電極体製造装置２００の各構成要素は、それぞれ所要のアクチュエータを適宜に有していることが好ましい。制御装置は、予め設定されたプログラムに沿って所定のタイミングで所要の動作が実行されるように、巻回電極体製造装置２００の各構成要素を制御するように構成されている。制御装置は、例えば、マイクロコントローラのようなコンピュータによって具現化され得る。

【0017】

続いて、本実施形態に係る電池の製造方法について、巻回電極体製造装置２００を交えて説明する。図１に示すように、先ず、本実施形態に係る電池の製造方法は、正極シート５０および負極シート６０が、セパレータシート７０を介して積層され、巻回された巻回電極体２０を備える電池１００の製造方法である。かかる電池の製造方法は、正極シート５０、負極シート６０、およびセパレータシート７０を用意する、用意工程（ステップＳ１）；を包含する。かかる電池の製造方法は、正極シート５０と負極シート６０とを、セパレータシート７０を介して巻回し、巻取体２０Ａを作製する、巻回工程（ステップＳ２）；を包含する。かかる電池の製造方法は、巻取体２０Ａの巻き終わり領域に存在するセパレータシート７０を熱処理し、巻取体２０Ａに巻きつける、巻き付け工程（ステップＳ３）；を包含する。また、本実施形態では、上記巻き付け工程後に、巻取体２０Ａをプレスして扁平状に成形するプレス工程（ステップＳ４）をさらに含む。

【0018】

上述したように、上記巻回電極体の製造方法では、巻き付け工程（ステップＳ３）において、巻取体２０Ａの巻き終わり領域に存在するセパレータシート７０Ａを熱処理し、巻取体２０Ａに巻きつける。かかる熱処理によって、巻取体２０Ａの巻き終わり領域に存在するセパレータシート７０Ａを熱変性させ、硬化させることができる。かかる硬化後のセパレータシート７０Ａを巻取体２０Ａに巻き付けることによって、巻取体２０Ａを固縛することができる。そして、かかる固縛によって、巻取体２０Ａ（巻回電極体２０）に荷重をかけ続けることができるため、巻回電極体２０のスプリングバックを好適に抑制することができる。以下、各工程について説明する。

【0019】

なお、「巻き終わり領域」とは、巻取体を構成するシートのターン（周）のうち、例えば最外周（図９では、Ｐ１～Ｐ２の領域に対応）から該最外周よりも内周５周以内の領域、４周以内の領域、３周以内の領域、２周以内の領域、１周以内の領域であってもよい。あるいは、「巻き終わり領域」とは、巻取体を構成するシートのターン（周）のうち、最外周のみであってもよいし、最外周における１／２周以内の領域であってもよい。例えば、本実施形態では、かかる巻き終わり領域を最外周のみ（即ち、図９中のＰ１～Ｐ２の領域）とし、後述する巻き付け工程において該最外周のみに存在するセパレータシート７０を引き延ばしている。また、後述の巻き付け工程における熱処理をより行い易くするという観点から、本実施形態のように、巻取体２０Ａの巻き終わり領域は、正極シート５０および負極シート６０を含まず、２枚のセパレータシート７０のみから構成されていることが好ましい。ただし、ここで開示される技術は、上記記載に限定されるものではない。また、後述する巻回電極体における「巻き終わり領域」についても、同様に定義することができる。即ち、上記説明における「巻取体」を「巻回電極体」に読み替えて定義することができる。

【0020】

（用意工程：ステップＳ１）
本工程では、正極シート５０、負極シート６０、およびセパレータシート７０を用意する。本実施形態では、セパレータシート７０を２枚用意する。以下、各部材について説明する。

【0021】

正極シート５０を構成する正極集電箔５２としては、リチウムイオン二次電池に用いられる公知の正極集電箔を用いてよく、その例としては、アルミニウム箔やアルミニウム合金箔等が挙げられる。正極集電箔５２の厚みは、特に限定されず、例えば３μｍ～３５μｍであり、好ましくは５μｍ～２０μｍである。

【0022】

正極活物質層５４は、正極活物質を含有する。正極活物質としては、リチウムイオン二次電池に用いられる公知の正極活物質を用いてよい。具体的に例えば、正極活物質として、リチウム複合酸化物、リチウム遷移金属リン酸化合物等を用いることができる。正極活物質の結晶構造は、特に限定されず、層状構造、スピネル構造、オリビン構造等であってよい。リチウム複合酸化物の例としては、リチウムニッケル系複合酸化物、リチウムコバルト系複合酸化物、リチウムマンガン系複合酸化物、リチウムニッケルマンガン系複合酸化物、リチウムニッケルコバルトマンガン系複合酸化物、リチウムニッケルコバルトアルミニウム系複合酸化物、リチウム鉄ニッケルマンガン系複合酸化物等が挙げられる。これらの正極活物質は、１種単独で用いてよく、または２種以上を組み合わせて用いてもよい。正極活物質として好ましくは、リチウムニッケルコバルトマンガン系複合酸化物である。

【0023】

正極活物質の平均粒子径（メジアン径：Ｄ５０）は、特に限定されないが、例えば、０．０５μｍ～２５μｍであり、好ましくは１μｍ～２０μｍであり、より好ましくは３μｍ～１５μｍである。なお、正極活物質の平均粒子径（Ｄ５０）は、例えば、レーザ回折散乱法により求めることができる。

【0024】

正極活物質層５４中の正極活物質の含有量（すなわち、正極活物質層５４の全質量に対する正極活物質の含有量）は、特に限定されないが、例えば８０質量％以上であり、好ましくは８５質量％以上であり、より好ましくは９０質量％以上である。

【0025】

正極活物質層５４は、正極活物質以外の成分（すなわち、任意成分）を含有していてもよい。当該任意成分の例としては、導電材、バインダ等が挙げられる。導電材としては、例えば、カーボンブラック（例、アセチレンブラック）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、グラファイト等の炭素材料を好適に使用し得る。バインダとしては、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等を使用し得る。導電材としてＣＮＴを用いる場合、正極活物質層５４は、ＣＮＴの分散剤をさらに含有していてもよい。

【0026】

正極活物質層５４中の導電材の含有量は、特に制限はないが、０．１質量％～１５質量％が好ましく、０．５質量％～１３質量％がより好ましい。正極活物質層５４中のバインダの含有量は、特に制限はないが、１質量％～１５質量％が好ましく、１．５質量％～１０質量％がより好ましい。また、正極活物質層５４の厚みは、特に限定されないが、例えば、１０μｍ～３００μｍであり、好ましくは２０μｍ～２００μｍである。そして、正極シート５０は、正極活物質層非形成部分５２ａと正極活物質層５４との境界部に絶縁層（図示せず）を含有していてもよい。当該絶縁層は、例えば、セラミック粒子等を含有する。

【0027】

負極シート６０を構成する負極集電箔６２としては、リチウムイオン二次電池に用いられる公知の負極集電箔を用いてよく、その例としては、銅箔が挙げられる。負極集電箔６２の厚みは、特に限定されず、例えば３μｍ～３５μｍであり、好ましくは５μｍ～２０μｍである。

【0028】

負極活物質層６４は負極活物質を含有する。当該負極活物質としては、例えば黒鉛、ハードカーボン、ソフトカーボン等の炭素材料を使用し得る。黒鉛は、天然黒鉛であっても人造黒鉛であってもよく、黒鉛が非晶質な炭素材料で被覆された形態の非晶質炭素被覆黒鉛であってもよい。

【0029】

負極活物質の平均粒子径（メジアン径：Ｄ５０）は、特に限定されないが、例えば、０．１μｍ～５０μｍであり、好ましくは１μｍ～２５μｍであり、より好ましくは５μｍ～２０μｍである。なお、負極活物質の平均粒子径（Ｄ５０）は、例えば、レーザ回折散乱法により求めることができる。

【0030】

負極活物質層６４は、活物質以外の成分、例えばバインダや増粘剤等を含み得る。バインダとしては、例えばスチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等を使用し得る。増粘剤としては、例えばカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等を使用し得る。また、負極活物質層６４中の負極活物質の含有量は、９０質量％以上が好ましく、９５質量％～９９質量％がより好ましい。負極活物質層６４中のバインダの含有量は、０．１質量％～８質量％が好ましく、０．５質量％～３質量％がより好ましい。負極活物質層６４中の増粘剤の含有量は、０．３質量％～３質量％が好ましく、０．５質量％～２質量％がより好ましい。そして、負極活物質層６４の厚みは、特に限定されないが、例えば、１０μｍ～３００μｍであり、好ましくは２０μｍ～２００μｍである。

【0031】

セパレータシート７０としては、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル、セルロース、ポリアミド等の樹脂から構成される多孔性シート（フィルム）が挙げられる。このなかでも、上述したような熱処理（例えば、熱変性や硬化）を好適に実施するという観点から、ＰＥやＰＰ等のポリオレフィン系樹脂から構成されるセパレータシートを好適に用いることができる。また、かかる多孔性シートは、単層構造であってもよく、二層以上の積層構造（例えば、ＰＥ層の両面にＰＰ層が積層された三層構造）であってもよい。セパレータシート７０の表面には、耐熱層（ＨＲＬ）が設けられていてもよい。

【0032】

セパレータシート７０の厚みは特に限定されないが、例えば５μｍ～５０μｍであり、好ましくは１０μｍ～３０μｍである。本実施形態では、巻回電極体２０はセパレータシート７０を２枚含む。また、セパレータシート７０の気孔率は、概ね２０～６０％であり、例えば３０～５０％であってもよい。ここで、「気孔率」としては、例えば水銀圧入法を用いて測定される細孔量から算出される値を採用することができる（後述の気孔率Ａ，Ｂ，Ｐ，Ｑについても同様にして測定された気孔率を採用することができる）。また、かかる気孔率の測定は、例えば市販の水銀圧入式ポロシメーターを用いて測定することができる。そして、かかる気孔率の測定は、カタログに記載の方法に準じて実施することができる。セパレータシート７０の透気度は、例えば３０ｓｅｃ／１００ｃｃ～５００ｓｅｃ／１００ｃｃであり、３０ｓｅｃ／１００ｃｃ～３００ｓｅｃ／１００ｃｃや５０ｓｅｃ／１００ｃｃ～２００ｓｅｃ／１００ｃｃであってもよい。なお、本実施形態では、２枚のセパレータを同じ構成としているが、他の実施形態では、異なる構成としてもよい。なお、他の実施形態では、セパレータシート７０は１枚であってもよい。また、本実施形態のように、セパレータシート７０としては、巻取体２０Ａの巻き終わり領域にセパレータシート７０が存在するように、正極シート５０および負極シート６０よりも長尺なものを準備することが好ましい。

【0033】

（巻回工程：ステップＳ２）
本工程では、正極シート５０と負極シート６０とを、セパレータシート７０を介して巻回し、巻取体２０Ａを作製する。また、本実施形態では、図９に示すように、巻き終わり領域にセパレータシート７０のみが存在するように、巻取体２０Ａを作製する。具体的には、先ず、図３に示すように、正極シート５０，負極シート６０，およびセパレータシート７０を、第１巻き芯２０４に巻き取る。このとき、セパレータシート７０の位置調整の妨げとならないように、第３巻き芯は奥に移動している。次に、図３および図４に示すように、インデックス２０２を矢印Ｓ方向に１２０°回転させる。続いて、図５に示すように、第３巻き芯２０８を、セパレータシート７０を挟み込めるような角度だけ回転させる。また、調整ローラ２１０によって、第３巻き芯２０８がセパレータシート７０を挟み込めるように、セパレータシート７０の位置を調整する。そして、第３巻き芯２０８をインデックス２０２の表面に前進させる。次に、図６に示すように、カッター２１２によってセパレータシート７０を所望の長さに切断する。このとき、カッター２１２の両側に存在するセパレータシート７０は、チャック２１４によって押さえておくことが好ましい。

【0034】

ここで、巻取体２０Ａ（あるいは、後述する巻回電極体２０）の巻回数（ターン数）は、特に限定されないが、例えば１０以上であり、２０以上、３０以上、４０以上であってもよい。また、かかる巻回数の上限は、例えば６０以下であり、５０以下であってもよい。

【0035】

（巻き付け工程：ステップＳ３）
本工程では、巻取体２０Ａの巻き終わり領域（即ち、図９中のＰ１～Ｐ２の領域）に存在するセパレータシート７０Ａを熱処理した状態で、巻取体２０Ａに巻きつける。具体的には、先ず、図７に示すように、巻取体２０Ａの巻き終わり領域に存在するセパレータシート７０の表面を、熱付与器２１６によって熱処理（加熱）する。かかる熱処理の温度は、セパレータシート７０を構成する樹脂の種類によって適宜変更されることが好ましいが、概ね５０℃～１５０℃（例えば６０℃～１３０℃）とすることができる。また、かかる熱処理の時間は、セパレータシート７０を構成する樹脂の種類によって適宜変更されることが好ましいが、概ね０．３秒～１時間（例えば０．５秒～３０分）とすることができる。そして、かかる熱処理後に、セパレータシート７０を室温（例えば２０℃±５℃）まで冷却してもよい。特に限定されるものではないが、かかる熱処理は、熱処理前の巻取体２０Ａの巻き終わり領域に存在するセパレータシート７０Ａの表面の気孔率をＡとしたとき、該熱処理後の巻取体２０Ａの巻き終わり領域に存在するセパレータシート７０Ａの表面の気孔率ＢがＡより小さくまでに実施されることが好ましい。また、上述したようなスプリングバック抑制の効果をより効果的に得るという観点から、上記気孔率Ｂは、０．８Ａ以下になるまで実施されることが好ましく、０．５Ａ以下になるまで実施されることがより好ましく、０．２Ａ以下や０．１Ａ以下（例えば、０であってもよい）となるまで実施されることがさらに好ましい。上記Ｂは、例えば０～０．１Ａの範囲内とすることができる。

【0036】

また、本実施形態では、セパレータシート７０Ａの片面のみを熱処理しているが、他の実施形態では、セパレータシート７０Ａの両面を熱処理してもよい。そして、本実施形態では、２枚のセパレータシート７０のうち２枚ともの表面を熱処理しているが、他の実施形態では、１枚のセパレータシート７０の表面のみを熱処理してもよい。かかる熱処理によって、巻取体２０Ａの巻き終わり領域に存在するセパレータシート７０Ａを熱変性させ、硬化させることができる。そして、かかる熱処理後の硬化したセパレータシート７０Ａを巻取体２０Ａに巻き付け、巻取体２０Ａを固縛することによって、巻取体２０Ａ（巻回電極体２０）に荷重をかけ続けることができるため、巻回電極体２０のスプリングバックを好適に抑制することができる。

【0037】

次に、図８に示すように、上記のとおり作製した巻取体２０Ａの巻き取り端部に対して、テープ貼り付け部材によって巻き取りテープを付与する。

【0038】

（プレス工程：ステップＳ４）
また、本実施形態では、上記巻き付け工程後に、巻取体２０Ａをプレスして扁平状に成形するプレス工程をさらに含む。ここで、図１０は、一実施形態に係る巻取体のプレス前の態様を示す模式図である。また、図１１は、一実施形態に係る巻取体のプレス後の態様を示す模式図である。かかるプレス工程は、上記のとおり作製した巻取体２０Ａをプレス機３００によって白抜き矢印方向にプレスすることで、実施することができる。特に限定されるものではないが、かかるプレス圧は、例えば２０Ｎ～２００ｋＮ（好ましくは、５０Ｎ～１２０ｋＮ）とすることができる。また、かかるプレスは、加熱プレスであってもよいし、加熱なしのプレスであってもよい。かかるプレス工程を行うことによって、作製した巻回電極体２０のスプリングバックをより好適に抑制することができる。以上のようにして、巻回電極体２０を作製することができる。

【0039】

巻回電極体２０は、図１３に示すように、長尺状の正極シート５０と、長尺状の負極シート６０とが、２枚の長尺状のセパレータシート７０を介して積層された積層体が、長手方向に巻回された形態を有する。正極シート５０は、長尺状の正極集電箔５２の片面または両面（ここでは両面）に長手方向に沿って正極活物質層５４が形成された構成を有する。負極シート６０は、長尺状の負極集電箔６２の片面または両面（ここでは両面）に長手方向に沿って負極活物質層６４が形成されている構成を有する。正極活物質層非形成部分５２ａ（すなわち、正極活物質層５４が形成されずに正極集電箔５２が露出した部分）および負極活物質層非形成部分６２ａ（すなわち、負極活物質層６４が形成されずに負極集電箔６２が露出した部分）は、巻回電極体２０の巻回軸方向（すなわち、上記長手方向に直交する幅方向）の両端から外方にはみ出すように形成されている。また、巻回軸方向における中央部には、正極活物質層５４および負極活物質層６４が対向するコア部２０ａが存在している。なお、図１３中のＷＬは巻回軸を示している。

【0040】

続いて、上記のとおり作製した巻回電極体２０における正極集電箔積層部５２Ａおよび負極集電箔積層部６２Ａに対して、抵抗溶接、超音波溶接等によって正極集電端子４２ａおよび負極集電端子４４ａをそれぞれ取り付ける。なお、ここでは、電池ケース３０の蓋体３４に、正極端子４２、負極端子４４、正極集電端子４２ａ、および負極集電端子４４ａが取り付けられているものとする。これによって、電極体２０が電池ケース３０の蓋体３４に接続される。そして、電極体２０を、ケース本体３２の開口部から、ケース本体３２の内部に挿入する。その後、ケース本体３２と蓋体３４をレーザ溶接等によって封止する。

【0041】

ここで、電池ケース３０は、例えば金属製（例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルめっき鋼等）である。良好な導電性、熱伝導性、および強度を有し、かつ軽量であることから、電池ケース３０は、好ましくはアルミニウム製である。ケース本体３２は、扁平直方体形状を有し、その面の一つ（図において上面）は、開口部となっている。蓋体３４は、当該開口部の形状に適合する略長方形状を有している。蓋体３４には、外部接続用の正極端子４２および負極端子４４と、電池ケース３０の内圧が所定レベル以上に上昇した場合に該内圧を開放するように設定された薄肉の安全弁３６とが設けられている。また、蓋体には、非水電解質８０を注入するための注液孔（図示せず）が設けられている。正極端子４２は、正極集電端子４２ａと電気的に接続されている。負極端子４４は、負極集電端子４４ａと電気的に接続されている。正極端子４２や正極集電端子４２ａは、例えばアルミニウムやアルミニウム合金等から構成されている。負極端子４４や負極集電端子４４ａは、例えば銅や銅合金等から構成されている。

【0042】

次に、公知方法に従い、非水電解質８０を用意する。非水電解質８０は、典型的には、非水溶媒と支持塩（電解質塩）とを含有する。非水溶媒としては、一般的なリチウムイオン二次電池の電解液に用いられる各種のカーボネート類、エーテル類、エステル類、ニトリル類、スルホン類、ラクトン類等の有機溶媒を、特に限定なく用いることができる。なかでも、カーボネート類とエステル類とが好ましく、その具体例としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、酢酸メチル、プロピオン酸メチル等が例示される。このような非水溶媒は、１種を単独で、あるいは２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。

【0043】

支持塩としては、例えば、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（ＬｉＦＳＩ）等のリチウム塩（好ましくはＬｉＰＦ_６）を好適に用いることができる。支持塩の濃度は、０．７ｍｏｌ／Ｌ～１．３ｍｏｌ／Ｌが好ましい。

【0044】

なお、非水電解質８０は、本開示の効果を著しく損なわない限りにおいて、上述した成分以外の成分、例えば、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、オキサラト錯体等の被膜形成剤；ビフェニル（ＢＰ）、シクロヘキシルベンゼン（ＣＨＢ）等のガス発生剤；増粘剤；等の各種添加剤を含んでいてもよい。

【0045】

そして、電池ケース３０の蓋体３４の注液孔から、非水電解質８０を電池ケース３０の内部に注液し、注液孔を封止する。このようにして、電池１００を得ることができる。

【0046】

次に、上述したような電池の製造方法によって得られる電池１００について説明する。ここで、図１２は、一実施形態に係る電池の内部構造を模式的に示す正面図である。図１３は、一実施形態に係る巻回電極体を模式的に示す斜視図である。図１３の巻回電極体２０の巻き終わり領域に存在するセパレータシート７０Ａに記載されている斜線部分は、熱処理によって熱変性し、硬化した状態であることを示している。先ず、本実施形態に係る電池１００は、正極シート５０および負極シート６０が、セパレータシート７０を介して積層され、巻回された巻回電極体２０を備える電池である。また、セパレータシート７０のうち、巻回電極体２０の巻き終わり領域に存在するセパレータシート７０Ａの気孔率をＰ、巻回電極体２０の巻き終わり領域以外に存在するセパレータシート７０（換言すると、巻回電極体２０に存在するセパレータシート７０におけるセパレータシート７０Ａ以外の領域）の気孔率をＱとしたとき、前記Ｑに対する前記Ｐの比（Ｐ／Ｑ）は１よりも小さいことを特徴とする。即ち、上述したような巻き付け工程（ステップＳ４）によって熱処理されたセパレータシート７０Ａの気孔率は、かかる熱処理がなされていないセパレータシート７０の気孔率よりも小さくなる。かかる電池１００は、ここで開示されるいずれかの電池の製造方法によって得られた電池であるため、スプリングバックが好適に抑制された巻回電極体を備える電池ということができる。

【0047】

上記比（Ｐ／Ｑ）は、巻回電極体２０のスプリングバックが好適に抑制されるという観点から、好ましくは０．８以下であり、より好ましくは０．５以下であり、さらに好ましくは０．２以下や０．１以下である（例えば、０であってもよい。この場合、Ｐは０である）。上記比（Ｐ／Ｑ）は、例えば０～０．１の範囲内とすることができる。

【0048】

また、巻回電極体２０は、セパレータシート７０として、ポリオレフィン系樹脂から構成されるセパレータシートを含むことが好ましい。

【0049】

電池１００は、各種用途に利用可能である。具体的な用途としては、パソコン、携帯電子機器、携帯端末等のポータブル電源；電気自動車（ＢＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）等の車両駆動用電源；小型電力貯蔵装置の蓄電池などが挙げられ、なかでも、車両駆動用電源が好ましい。電池１００は、典型的には複数個を直列および／または並列に接続してなる組電池の形態でも使用され得る。

【0050】

以上、本開示の一実施形態について説明したが、上記実施形態は一例に過ぎない。本開示は、他にも種々の形態にて実施することができる。本開示は、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。請求の範囲に記載の技術には、上記に例示した実施形態を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、上記した実施形態の一部を他の変形態様に置き換えることも可能であり、上記した実施形態に他の変形態様を追加することも可能である。また、その技術的特徴が必須なものとして説明されていなければ、適宜削除することも可能である。

【0051】

例えば、上記実施形態では、巻回電極体２０の形状を扁平状としているが、これに限定されない。他の実施形態では、巻回電極体の形状は円筒状等であってもよい。

【0052】

例えば、上記実施形態では、巻回電極体の製造方法は、プレス工程（ステップＳ４）を包含しているが、これに限定されない。例えば、巻回電極体が円筒状の場合等は、かかるプレス工程を除くことができる。

【0053】

以上、本開示の実施形態について説明したが、上記実施形態は一例に過ぎない。本開示は、他にも種々の形態にて実施することができる。本開示は、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。請求の範囲に記載の技術には、上記に例示した実施形態を様々に変形、変更したものが含まれる。

【符号の説明】

【0054】

２０ 巻回電極体
３０ 電池ケース
３２ ケース本体
３４ 蓋体
３６ 安全弁
４２ 正極端子
４２ａ 正極集電端子
４４ 負極端子
４４ａ 負極集電端子
５０ 正極シート（正極）
５２ 正極集電箔
５２ａ 正極活物質層非形成部分
５２Ａ 正極集電箔積層部
５４ 正極活物質層
６０ 負極シート（正極）
６２ 負極集電箔
６２ａ 負極活物質層非形成部分
６２Ａ 負極集電箔積層部
６４ 負極活物質層
７０ セパレータシート（セパレータ）
８０ 非水電解質
１００ 電池
２００ 巻回電極体製造装置
２０２ インデックス
２０４ 第１巻き芯
２０６ 第２巻き芯
２０８ 第３巻き芯
２１０ 調整ローラ
２１２ カッター
２１４ チャック
２１６ 熱付与器
２１８ テープ貼り付け部材
３００ プレス機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】