特開 2024-87132 捲回電極体の製造方法及び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】P2024087132

(43)【公開日】2024-07-01

(54)【発明の名称】捲回電極体の製造方法及び蓄電デバイスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/04 20060101AFI20240624BHJP

   H01G 11/86 20130101ALI20240624BHJP

   H01G 4/32 20060101ALI20240624BHJP

   H01M 10/0587 20100101ALN20240624BHJP

   H01M 10/052 20100101ALN20240624BHJP

   H01G 13/02 20060101ALN20240624BHJP

【ＦＩ】

H01M10/04 W

H01G11/86

H01G4/32 311A

H01M10/0587

H01M10/052

H01G13/02

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022201751

(22)【出願日】2022-12-19

(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】110000291

【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】前田 篤志

【テーマコード（参考）】

5E078

5E082

5H028

5H029

【Ｆターム（参考）】

5E078AB06

5E078AB13

5E078BB30

5E082AB04

5E082AB05

5E082LL05

5H028AA05

5H028BB08

5H028BB15

5H028CC13

5H029AJ14

5H029BJ02

5H029BJ14

5H029CJ07

5H029CJ28

5H029HJ12

(57)【要約】

【課題】捲回工程のうち残巻き工程で生じ得る電極板の巻きズレを適切に抑制できる捲回電極体の製造方法等を提供する。
【解決手段】捲回電極体２０の製造方法は、捲回工程Ｓ１１を備える。この捲回工程Ｓ１１は、長尺電極板２１Ｚの幅方向位置Ｐｘを制御しつつ捲回する本巻き工程Ｓ１１１と、長尺電極板２１Ｚを切断する切断工程Ｓ１１５と、電極板２１の未捲回部分２１ｆを巻き取る残巻き工程Ｓ１１６と、本巻き工程Ｓ１１１後、切断工程Ｓ１１５前に、当該電極板２１の湾曲量Ｗに基づいて、残巻き工程Ｓ１１６において未捲回部分２１ｆの幅方向位置Ｐｘが基準幅方向位置Ｐｓとなるように長尺電極板２１Ｚの幅方向位置Ｐｘを調整する位置調整工程Ｓ１１４とを有する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

各々帯状をなす第１セパレータ、負極板、第２セパレータ及び正極板を重ねて捲回してなる捲回電極体の製造方法であって、
巻き芯の周りに、上記第１セパレータ、上記負極板、上記第２セパレータ及び上記正極板を重ねて捲回する捲回工程を備え、
上記捲回工程は、
切断により上記正極板及び上記負極板のいずれか一方の複数の電極板となる切断前の長尺の長尺電極板について、搬送中の上記長尺電極板の幅方向位置が基準幅方向位置となるように、上記長尺電極板の上記幅方向位置を制御しつつ捲回する本巻き工程と、
上記長尺電極板を上記電極板の巻き終わり端で幅方向に切断し上記電極板を切り出す切断工程と、
切断された上記電極板の未捲回部分を巻き取る残巻き工程と、を有し、
上記本巻き工程後、上記切断工程前に、上記本巻き工程における上記幅方向位置の制御に代えて、当該電極板の湾曲量に基づいて、上記残巻き工程において上記未捲回部分の上記幅方向位置が上記基準幅方向位置となるように、上記長尺電極板の上記幅方向位置を調整する位置調整工程を更に有する
捲回電極体の製造方法。

【請求項2】

請求項１に記載の捲回電極体の製造方法であって、
前記本巻き工程は、
前記長尺電極板の前記幅方向位置を調整する位置調整機構を用いて行い、
前記位置調整工程は、
上記位置調整機構を用いて行う
捲回電極体の製造方法。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の捲回電極体の製造方法であって、
前記位置調整工程は、
前記電極板の前記湾曲量として、上記電極板の推定された推定湾曲量を用いて、前記長尺電極板の前記幅方向位置を調整する
捲回電極体の製造方法。

【請求項4】

請求項３に記載の捲回電極体の製造方法であって、
前記長尺電極板は、
上記長尺電極板を予めロール状に巻き取った電極ロールから巻き出し、
前記捲回工程は、
上記電極ロールの巻き出し当初から、当該捲回工程で用いる部分まで巻き出した、上記長尺電極板の巻き出し長さを検知する巻出長検知工程と、
検知した上記巻き出し長さと、
上記長尺電極板のうち、上記電極ロールの最内周に位置する最内周部における湾曲量である最内周湾曲量と、
上記長尺電極板のうち、上記電極ロールの当初の最外周に位置する最外周部における湾曲量である最外周湾曲量とに基づいて、
当該捲回工程で用いる上記電極板の湾曲量を推定して前記推定湾曲量を得る
湾曲量推定工程と、を有する
捲回電極体の製造方法。

【請求項5】

各々帯状をなす第１セパレータ、負極板、第２セパレータ及び正極板を重ねて捲回してなる捲回電極体を備える蓄電デバイスの製造方法であって、
請求項１または請求項２に記載の捲回電極体の製造方法により、上記捲回電極体を製造する電極体製造工程と、
上記捲回電極体を用いて、上記蓄電デバイスを組み立てるデバイス組立工程と、を備える
蓄電デバイスの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、各々帯状をなす第１セパレータ、負極板、第２セパレータ及び正極板を重ねて捲回してなる捲回電極体の製造方法、及び、上記捲回電極体を備える蓄電デバイスの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電池やキャパシタなどの蓄電デバイス内に収容される電極体として、各々帯状をなす第１セパレータ、負極板、第２セパレータ及び正極板を重ねて捲回した、円筒状や扁平状の捲回電極体が知られている。この捲回電極体の製造において、巻き芯の周りに、第１セパレータ、負極板、第２セパレータ及び正極板を重ねて捲回する際、正極板及び負極板のうち、一方の電極板または両方の電極板に巻きズレが生じ得る。

【0003】

この問題に対して従来は、エッジセンサにより、搬送中の電極板の幅方向の一端縁（エッジ）の幅方向位置を検知し、この検知した幅方向位置に基づいて、幅方向位置が予め定めた基準幅方向位置となるように当該電極板の幅方向位置をエッジポジションコントロール（ＥＰＣ）により調整しつつ、電極板等の捲回を行っていた。これにより、電極板の巻きズレを抑制していた。関連する従来技術として、例えば特許文献１が挙げられる（特許文献１の図１等を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３－２９７４１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上述の捲回工程に用いる帯状の電極板は、その幅方向に湾曲している場合がある。電極板が湾曲していると、この湾曲によっても電極板の巻きズレが生じる。特に、長尺電極板を切断した後の、電極板の未捲回部分を巻き取る残巻き工程では、既に長尺電極板を切断してしまっているので、搬送中の電極板の未捲回部分に張力が掛からず、この未捲回部分（完成された捲回電極体の外周近傍に配置される部分）で巻きズレが大きく生じる。この巻きズレの大きさは、電極板の湾曲量の大きさに関連していること（具体的には、電極板の湾曲量が大きいほど、未捲回部分の巻きズレが大きくなる）ことが判ってきた。

【0006】

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、捲回工程のうち残巻き工程で生じ得る電極板の巻きズレを適切に抑制できる捲回電極体の製造方法、及び、捲回電極体を備える蓄電デバイスの製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

（１）上記課題を解決するための本発明の一態様は、各々帯状をなす第１セパレータ、負極板、第２セパレータ及び正極板を重ねて捲回してなる捲回電極体の製造方法であって、巻き芯の周りに、上記第１セパレータ、上記負極板、上記第２セパレータ及び上記正極板を重ねて捲回する捲回工程を備え、上記捲回工程は、切断により上記正極板及び上記負極板のいずれか一方の複数の電極板となる切断前の長尺の長尺電極板について、搬送中の上記長尺電極板の幅方向位置が基準幅方向位置となるように、上記長尺電極板の上記幅方向位置を制御しつつ捲回する本巻き工程と、上記長尺電極板を上記電極板の巻き終わり端で幅方向に切断し上記電極板を切り出す切断工程と、切断された上記電極板の未捲回部分を巻き取る残巻き工程と、を有し、上記本巻き工程後、上記切断工程前に、上記本巻き工程における上記幅方向位置の制御に代えて、当該電極板の湾曲量に基づいて、上記残巻き工程において上記未捲回部分の上記幅方向位置が上記基準幅方向位置となるように、上記長尺電極板の前記幅方向位置を調整する位置調整工程を更に有する捲回電極体の製造方法である。

【0008】

上述の捲回電極体の製造方法では、本巻き工程後、切断工程前の位置調整工程において、当該電極板の湾曲量に基づいて、残巻き工程で電極板の未捲回部分の幅方向位置が基準幅方向位置となるように、長尺電極板の幅方向位置を予め調整しておく。これにより、残巻き工程では、電極板の未捲回部分の幅方向位置を基準幅方向位置としつつ、未捲回部分を巻き取ることができるので、未捲回部分における電極板の巻きズレを適切に抑制できる。

【0009】

なお、長尺電極板や電極板の「幅方向位置」とは、長尺電極板等のうち、幅方向の一端縁、幅方向の中央など、幅方向の特定位置をいう。また長尺電極板等の幅方向位置を検知する手法としては、例えば、レーザを利用して幅方向位置を検知する手法や、カメラを利用して幅方向位置を検知する手法などが挙げられる。
本巻き工程において、長尺電極板の幅方向位置が基準幅方向位置となるように長尺電極板の幅方向位置を制御する手法としては、例えば、長尺電極板を搬送する位置調整ロールを、そのロール軸線方向に移動（スライド）させたり、位置調整ロールの傾きを変えることにより、長尺電極板の幅方向位置を移動させて、幅方向位置を基準幅方向位置とする手法が挙げられる。
捲回工程で用いる電極板の「湾曲量」は、実際に測定された実測湾曲量でもよいし、推定された推定湾曲量でもよい。

【0010】

（２）更に（１）に記載の捲回電極体の製造方法であって、前記本巻き工程は、前記長尺電極板の幅方向位置を調整する位置調整機構を用いて行い、前記位置調整工程は、上記位置調整機構を用いて行う捲回電極体の製造方法とすると良い。

【0011】

上述の捲回電極体の製造方法では、本巻き工程を位置調整機構を用いて行うと共に、位置調整工程も、本巻き工程で利用する位置調整機構を用いて行うので、位置調整工程を行うための装置等を別途必要としない。

【0012】

（３）更に（１）または（２）に記載の捲回電極体の製造方法であって、前記位置調整工程は、前記電極板の前記湾曲量として、上記電極板の推定された推定湾曲量を用いて、前記長尺電極板の幅方向位置を調整する捲回電極体の製造方法とすると良い。

【0013】

捲回工程で用いる個々の電極板の湾曲量を実際に測定するのは、測定精度や生産コストの観点から難しい場合がある。これに対し、上述の製造方法では、当該電極体について実際に測定された実測湾曲量ではなく、推定された推定湾曲量を用いるので、当該電極体の実測湾曲量を得る必要がない。

【0014】

（４）更に（３）に記載の捲回電極体の製造方法であって、前記長尺電極板は、上記長尺電極板を予めロール状に巻き取った電極ロールから巻き出し、前記捲回工程は、上記電極ロールの巻き出し当初から、当該捲回工程で用いる部分まで巻き出した、上記長尺電極板の巻き出し長さを検知する巻出長検知工程と、検知した上記巻き出し長さと、上記長尺電極板のうち、上記電極ロールの最内周に位置する最内周部における湾曲量である最内周湾曲量と、上記長尺電極板のうち、上記電極ロールの当初の最外周に位置する最外周部における湾曲量である最外周湾曲量とに基づいて、当該捲回工程で用いる上記電極板の湾曲量を推定して前記推定湾曲量を得る湾曲量推定工程と、を有する捲回電極体の製造方法とすると良い。

【0015】

長尺電極板をロール状に巻き取った電極ロールでは、内周側と外周側とで長尺電極板の湾曲量が異なる。具体的には、長尺電極板の湾曲量は、最内周で最も小さく、外周ほど大きく、最外周で最も大きいことが判ってきた。長尺電極板をロール状に巻き取る際や、電極ロールの保存期間中における経時的な変化により、電極ロールの外周ほど長尺電極板の湾曲量が大きくなると考えられる。従って、同じ電極ロールから長尺電極板を巻き出して切断した電極板同士でも、電極板毎に湾曲量が異なる。

【0016】

これに対し、上述の捲回電極体の製造方法では、長尺電極板の電極ロールからの巻き出し長さを検知して、この巻き出し長さと、長尺電極板の最内周部の最内周湾曲量と、長尺電極板の最外周部の最外周湾曲量とに基づいて、当該捲回工程で用いる電極板の湾曲量を推定する。これにより、個々の電極板の湾曲量を適切に推定できるので、この推定湾曲量を用いて位置調整工程を行うことで、残巻き工程で生じ得る電極板の巻きズレを、より適切に抑制できる。

【0017】

なお、「巻き出し長さ」は、例えば、電極ロールから長尺電極板を巻き出し始めた時点からの電極ロールの回転角度に基づいて算出できる。また巻き出し長さは、長尺電極板の搬送速度と、電極ロールから長尺電極板を巻き出し始めた時点からの長尺電極板の搬送時間とに基づいて算出することもできる。
「最内周湾曲量」には、長尺電極板を電極ロールとして巻き取り始める前に予め測定した、長尺電極板の巻き取り始め部における湾曲量を用いるのが好ましい。
また「最外周湾曲量」には、捲回工程を行うのに先立って測定した、電極ロールから最初に巻き出した長尺電極板の巻き出し始め部における湾曲量を用いるのが好ましい。

【0018】

（５）また他の態様は、各々帯状をなす第１セパレータ、負極板、第２セパレータ及び正極板を重ねて捲回してなる捲回電極体を備える蓄電デバイスの製造方法であって、（１）～（４）のいずれかに記載の捲回電極体の製造方法により、上記捲回電極体を製造する電極体製造工程と、上記捲回電極体を用いて、上記蓄電デバイスを組み立てるデバイス組立工程と、を備える蓄電デバイスの製造方法とすると良い。

【0019】

上述の蓄電デバイスの製造方法では、電極体製造工程で未捲回部分における電極板の巻きズレが抑制された捲回電極体を形成できるので、未捲回部分における電極板の巻きズレが抑制された捲回電極体を備えた蓄電デバイスを製造できる。

【0020】

なお、「蓄電デバイス」としては、例えば、リチウムイオン二次電池等の二次電池や、リチウムイオンキャパシタ等のキャパシタ、全固体電池などが挙げられる。また蓄電デバイスは、捲回電極体を単数備えていても複数備えていてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】実施形態に係る電池の斜視図である。

【図2】実施形態に係る捲回電極体の斜視図である。

【図3】実施形態に係る捲回電極体の展開図である。

【図4】実施形態に係り、捲回電極体の製造方法を含む電池の製造方法のフローチャートである。

【図5】実施形態に係り、捲回工程を行う捲回装置の説明図である。

【図6】実施形態に係り、（ａ）は本巻き工程において長尺正極板を捲回する様子を示す説明図であり、（ｂ）は残巻き工程において切断済みの正極板の未捲回部分を巻き取る様子を示す説明図である。

【図7】実施形態に係り、長尺正極板の幅方向位置の調整を示す説明図である。

【図8】実施形態に係り、正極ロールの説明図である。

【図9】電極板の湾曲量Ｗを示す説明図である。

【図10】正極ロールをなす長尺正極板の巻き出し長さＬと湾曲量Ｗとの関係を示すグラフである。

【図11】変形形態に係り、長尺正極板の幅方向位置の調整を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

（実施形態）
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に本実施形態に係る電池（蓄電デバイス）１の斜視図を、図２に電池１が備える捲回電極体２０の斜視図を、図３に捲回電極体２０の展開図を示す。なお、以下では、電池１の電池高さ方向ＡＨ、電池幅方向ＢＨ及び電池厚み方向ＣＨを、図１に示す方向と定めて説明する。この電池１は、ハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー、電気自動車等の車両などに搭載される角型（直方体状）で密閉型のリチウムイオン二次電池である。

【0023】

電池１は、ケース１０と、ケース１０内に収容された扁平状の捲回電極体２０と、ケース１０のケース上部１１にそれぞれ支持された正極端子４０及び負極端子５０等から構成されている。捲回電極体２０は、ケース１０内で、絶縁フィルムからなる袋状の図示しない絶縁ホルダに覆われている。またケース１０内には、電解液３が収容されており、その一部は捲回電極体２０内に含浸され、残りはケース１０のケース底部１２上に溜まっている。

【0024】

このうちケース１０は、金属（本実施形態ではアルミニウム）からなる直方体箱状であり、電池高さ方向ＡＨの上側ＡＨ１に矩形環状の開口部１５ｃを有する有底角筒状の本体部材１５と、開口部１５ｃを閉塞する形態で本体部材１５に全周にわたりレーザ溶接された矩形板状の蓋部材１６とから構成されている。
ケース上部１１をなす蓋部材１６には、ケース１０の内圧が開弁圧を超えたときに破断して開弁する安全弁１７が設けられている。またケース上部１１には、ケース１０の内外を連通する注液孔１６ｋが設けられており、アルミニウムからなる円板状の封止部材１８で気密に封止されている。

【0025】

更にケース上部１１のうち、電池幅方向ＢＨの一方側ＢＨ１の端部近傍には、アルミニウムからなる正極端子４０が、樹脂部材４５を介してケース上部１１と絶縁された状態で固設されている。この正極端子４０は、ケース１０内で、捲回電極体２０のうち正極板２１の集電部２１ｄに接続し導通する一方、ケース上部１１を貫通して電池外部まで延びている。
またケース上部１１のうち、電池幅方向ＢＨの他方側ＢＨ２の端部近傍には、銅からなる負極端子５０が、樹脂部材５５を介してケース上部１１と絶縁された状態で固設されている。この負極端子５０は、ケース１０内で、捲回電極体２０のうち負極板２５の集電部２５ｄに接続し導通する一方、ケース上部１１を貫通して電池外部まで延びている。

【0026】

次に捲回電極体２０について説明する。この捲回電極体２０は、帯状の第１セパレータ３１と、帯状の負極板（電極板）２５と、帯状の第２セパレータ３５と、帯状の正極板（電極板）２１とを重ねて円筒状に捲回した後に、扁平状にプレスしたものである。捲回電極体２０は、横倒しの状態でケース１０内に収容されている。
第１セパレータ３１及び第２セパレータ３５は、それぞれ樹脂製の多孔質膜からなる。

【0027】

正極板２１は、帯状のアルミニウム箔からなる集電箔２２を有する。この集電箔２２の両主面上には、それぞれリチウムイオンを吸蔵及び放出可能な正極活物質粒子を含む活物質層２３が帯状に形成されている。正極板２１のうち、集電箔２２上に活物質層２３が形成された部位が、活物質部２１ｃである。一方、正極板２１のうち、幅方向ＥＨの片方の端部は、集電箔２２上に活物質層２３が存在せず、集電箔２２が露出した集電部２１ｄとなっている。この集電部２１ｄは、捲回電極体２０の電池幅方向ＢＨの一方側ＢＨ１に渦巻き状をなして突出しており、前述のように正極端子４０と接続している。

【0028】

負極板２５は、帯状の銅箔からなる集電箔２６を有する。この集電箔２６の両主面上には、それぞれリチウムイオンを吸蔵及び放出可能な負極活物質粒子を含む活物質層２７が帯状に形成されている。負極板２５のうち、集電箔２６上に活物質層２７が形成された部位が、活物質部２５ｃである。一方、負極板２５のうち幅方向ＥＨの片方の端部は、集電箔２６上に活物質層２７が存在せず、集電箔２６が露出した集電部２５ｄとなっている。この集電部２５ｄには、捲回電極体２０の電池幅方向ＢＨの他方側ＢＨ２に渦巻き状をなして突出しており、前述のように負極端子５０と接続している。

【0029】

次いで捲回電極体２０の製造方法、この捲回電極体２０を用いた電池１の製造方法について説明する（図４～図１０参照）。
まず「電極体製造工程Ｓ１」（図４参照）において、捲回電極体２０（図２参照）を製造する。具体的には、まず、正極ロール（電極ロール）２１Ｒ（図８及び図５参照）と、負極ロール（電極ロール）２５Ｒと、第１セパレータロール３１Ｒと、第２セパレータロール３５Ｒとをそれぞれ用意する。

【0030】

正極ロール２１Ｒは、切断により複数の正極板２１（長さ約４ｍ）となる長尺の長尺正極板（長尺電極板）２１Ｚ（長さ約４０００ｍ）を予めロール状に巻き取ったものである。また負極ロール２５Ｒ（長さ約４ｍ）は、切断により複数の負極板２５となる長尺の長尺負極板（長尺電極板）２５Ｚ（長さ約４０００ｍ）を予めロール状に巻き取ったものである。また第１セパレータロール３１Ｒは、切断により複数の第１セパレータ３１（長さ約４ｍ）となる長尺の長尺第１セパレータ３１Ｚ（長さ約４０００ｍ）を予めロール状に巻き取ったものである。また第２セパレータロール３５Ｒは、切断により複数の第２セパレータ３５（長さ約４ｍ）となる長尺の長尺第２セパレータ３５Ｚ（長さ約４０００ｍ）を予めロール状に巻き取ったものである。なお、以下では、「長尺正極板２１Ｚ」を「長尺電極板２１Ｚ」、「長尺負極板２５Ｚ」を「長尺電極板２５Ｚ」、「正極板２１」を「電極板２１」、「負極板２５」を「電極板２５」と言うことがある。

【0031】

ここで、電極板２１，２５（長尺電極板２１Ｚ，２５Ｚ）の湾曲について説明する（図９参照）。電極板２１，２５は、前述のように、集電箔２２，２６の両主面上に活物質層２３，２７が形成された活物質部２１ｃ，２５ｃと、集電箔２２，２６のみからなる集電部２１ｄ，２５ｄとを有する。電極板２１，２５は、活物質層２３，２７の密度を高めるためにロールプレスされている。このロールプレスの際、集電箔２２，２６のうち、活物質部２１ｃ，２５ｃをなす部位は、ロールプレスにより圧延されて長手方向ＤＨに延びるが、集電部２１ｄ，２５ｄをなす部位は、活物質層２３，２７が存在せず、プレス圧が殆ど掛からないため、殆ど延びない。このため、ロールプレスされた電極板２１，２５は、幅方向ＥＨに湾曲している。更に長尺電極板２１Ｚ，２５Ｚをロール状に巻き取って電極ロール２１Ｒ，２５Ｒを形成する際に掛かる張力や、巻取り状態の電極ロール２１Ｒ，２５Ｒの保存期間中に掛かる張力による経時的な変化により、電極ロール２１Ｒ，２５Ｒの外周ほど、長尺電極板２１Ｚ，２５Ｚの湾曲量Ｗが大きくなることが判ってきた。

【0032】

本実施形態では、電極板２１，２５（長尺電極板２１Ｚ，２５Ｚ）の湾曲量Ｗを、以下のように規定する。即ち、電極板２１，２５の長手方向ＤＨに所定の間隔で並んだ３つのエッジ位置（エッジ位置Ａ、エッジ位置Ｃ、エッジ位置Ｂ）について、エッジ位置Ａからエッジ位置Ｂまでの長手方向ＤＨの長さを長手方向長さａ、エッジ位置Ａとエッジ位置Ｂとを結ぶ仮想直線Ｄ（図９中に破線で示す）から、エッジ位置Ｃまでの幅方向ＥＨの距離を幅方向ズレ量ｂとし、長手方向長さａに対する幅方向ズレ量ｂを、湾曲量Ｗ（＝ｂ／ａ）とする。例えば、長手方向長さａ＝２０００ｍｍ、幅方向ズレ量ｂ＝２．０ｍｍの場合、湾曲量Ｗ＝２．０／２０００＝０．００１０となる。

【0033】

電極体製造工程Ｓ１では、まず「捲回工程Ｓ１１」（図４参照）において、円筒状の巻き芯１１１の周りに、第１セパレータ３１、負極板２５、第２セパレータ３５及び正極板２１を、この順に重ねて円筒状に捲回して、円筒捲回電極体２０Ｙを形成する。この捲回工程Ｓ１１は、捲回装置１００（図５～図７参照）を用いて行う。捲回装置１００は、第１セパレータ供給部１０１と、負極板供給部１０２と、第２セパレータ供給部１０３と、正極板供給部１０４と、巻取部１１０とを備える。

【0034】

このうち各供給部（第１セパレータ供給部１０１、負極板供給部１０２、第２セパレータ供給部１０３及び正極板供給部１０４）には、前述の各ロール（第１セパレータロール３１Ｒ、負極ロール２５Ｒ、第２セパレータロール３５Ｒ及び正極ロール２１Ｒ）が取り付けられる。各供給部は、各ロールから、各長尺部材（長尺第１セパレータ３１Ｚ、長尺負極板２５Ｚ、長尺第２セパレータ３５Ｚ及び長尺正極板２１Ｚ）を、それぞれ巻取部１１０に向けて送り出すように構成されている。また各供給部から巻取部１１０に至る各長尺部材の搬送経路には、それぞれ各長尺部材を搬送する複数の搬送ローラ（不図示）が設けられている。
一方、巻取部１１０には、巻き芯１１１が取り付けられる。巻取部１１０は、この巻き芯１１１の周りに、第１セパレータ３１（長尺第１セパレータ３１Ｚ）、負極板２５（長尺負極板２５Ｚ）、第２セパレータ３５（長尺第２セパレータ３５Ｚ）及び正極板２１（長尺正極板２１Ｚ）を重ねて巻き取るように構成されている。

【0035】

また捲回装置１００は、各供給部（第１セパレータ供給部１０１、負極板供給部１０２、第２セパレータ供給部１０３及び正極板供給部１０４）と巻取部１１０との間に、それぞれ切断部（第１セパレータ切断部１２１、負極板切断部１２２、第２セパレータ切断部１２３及び正極板切断部１２４）を備える。これらの切断部は、それぞれ各長尺部材（長尺第１セパレータ３１Ｚ、長尺負極板２５Ｚ、長尺第２セパレータ３５Ｚ及び長尺正極板２１Ｚ）をそれらの幅方向に切断して、各部材（第１セパレータ３１、負極板２５、第２セパレータ３５及び正極板２１）を切り出すように構成されている。

【0036】

更に捲回装置１００は、長尺正極板２１Ｚ（正極板２１）の搬送経路に、エッジセンサ１３０と、位置調整機構１４０と、巻出長検知部１５０とを備える。また捲回装置１００は、制御部１６０を備える。
このうちエッジセンサ１３０は、位置調整機構１４０よりも下流側で、正極板切断部１２４と巻取部１１０との間に設けられており、搬送中の長尺正極板２１Ｚの幅方向ＥＨの一端縁（エッジ）の幅方向位置Ｐｘ（図７参照）を検知する。本実施形態では、エッジセンサ１３０として、レーザを利用して幅方向位置Ｐｘを検知するエッジセンサを用いている。なお、エッジセンサ１３０の設置位置は、上記に限定されず、例えば、エッジセンサ１３０を、位置調整機構１４０と正極板切断部１２４との間や、位置調整機構１４０よりも上流側（位置調整機構１４０と正極板供給部１０４との間）に設けることもできる。またエッジセンサ１３０として、カメラを利用して幅方向位置Ｐｘを検知するエッジセンサを用いてもよい。

【0037】

位置調整機構１４０は、正極板供給部１０４と正極板切断部１２４との間に設けられている（図５参照）。位置調整機構１４０は、長尺正極板２１Ｚを搬送しつつ、長尺正極板２１Ｚの幅方向位置Ｐｘを調整する（図７参照）。本実施形態の位置調整機構１４０は、ロール軸線ＲＸの傾きを変更可能に構成された位置調整ロール１４１を有している。そして、この位置調整ロール１４１の傾きを変更することにより、長尺正極板２１Ｚの幅方向位置Ｐｘを調整できる。

【0038】

巻出長検知部１５０は、正極板供給部１０４の近傍に設けられている（図５参照）。この巻出長検知部１５０は、正極ロール２１Ｒの巻き出し当初から、当該捲回工程Ｓ１１で用いる部分まで巻き出した、長尺正極板２１Ｚの巻き出し長さＬを検知するように構成されている。本実施形態では、正極ロール２１Ｒから長尺正極板２１Ｚの巻き出しを始めた時点からの正極ロール２１Ｒの回転角度θに基づいて、巻き出し長さＬを算出する。なお、長尺正極板２１Ｚの搬送速度と、正極ロール２１Ｒから長尺正極板２１Ｚの巻き出しを始めた時点からの搬送時間とに基づいて、巻き出し長さＬを算出する構成を採用してもよい。

【0039】

制御部１６０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを含み、ＲＯＭ等に記憶された所定の制御プログラムによって作動するマイクロコンピュータを有する。制御部１６０には、エッジセンサ１３０、位置調整機構１４０、巻出長検知部１５０などが接続されており、エッジセンサ１３０及び巻出長検知部１５０からそれぞれ入力された検出信号に基づいて、位置調整機構１４０における位置調整ロール１４１の傾きを制御する。具体的な制御方法については後述する。

【0040】

次に上述の捲回装置１００を用いた捲回工程Ｓ１１について説明する。捲回工程Ｓ１１のうち「本巻き工程Ｓ１１１」（図４参照）では、搬送中の長尺正極板２１Ｚの幅方向位置Ｐｘが基準幅方向位置Ｐｓとなるように、長尺正極板２１Ｚの幅方向位置Ｐｘを制御しつつ、長尺正極板２１Ｚ等を捲回する（図５、図６（ａ）及び図７参照）。

【0041】

具体的には、搬送中の長尺正極板２１Ｚの幅方向位置Ｐｘを検知し、この検知した幅方向位置Ｐｘに基づいて、幅方向位置Ｐｘが予め定めた基準幅方向位置Ｐｓとなるように、長尺正極板２１Ｚの幅方向位置Ｐｘを制御しつつ捲回する。詳細には、制御部１６０には、基準幅方向位置Ｐｓが記憶されているので、エッジセンサ１３０により検知された長尺正極板２１Ｚの幅方向位置Ｐｘと基準幅方向位置Ｐｓとの差分（Ｐｘ－Ｐｓ）を求める。そして、この差分（Ｐｘ－Ｐｓ）の大きさに基づいて、幅方向位置Ｐｘが基準幅方向位置Ｐｓとなるように、位置調整機構１４０において位置調整ロール１４１の傾きを変化させて（図７参照）、長尺正極板２１Ｚの幅方向位置Ｐｘを制御（ＰＩＤ制御）する。
このようにして本巻き工程Ｓ１１１を行うことで、長尺正極板２１Ｚの幅方向位置Ｐｘを基準幅方向位置Ｐｓとしながら、長尺正極板２１Ｚを長尺負極板２５Ｚ等と共に巻き芯１１１に捲回できるので、本巻き工程Ｓ１１１における長尺正極板２１Ｚの巻きズレを適切に抑制できる。

【0042】

続いて、「切断工程Ｓ１１５」（図４参照）を行う直前に「位置調整工程Ｓ１１４」を行う。この位置調整工程Ｓ１１４では、上述の本巻き工程Ｓ１１１における長尺正極板２１Ｚの幅方向位置Ｐｘの制御に代えて、後述する残巻き工程Ｓ１１６に備えて長尺正極板２１Ｚの幅方向位置Ｐｘを調整する（図５及び図７参照）。即ち、当該捲回工程Ｓ１１で用いる正極板２１の湾曲量Ｗに基づいて、残巻き工程Ｓ１１６で、切断された正極板２１の未捲回部分２１ｆの幅方向位置Ｐｘが基準幅方向位置Ｐｓとなるように、長尺正極板２１Ｚの幅方向位置Ｐｘを調整する。

【0043】

この位置調整工程Ｓ１１４に先立ち、「巻出長検知工程Ｓ１１２」（図４参照）では、巻出長検知部１５０により（図５参照）、正極ロール２１Ｒの巻き出し当初から、当該捲回工程Ｓ１１で用いる部分まで巻き出した、長尺正極板２１Ｚの巻き出し長さＬを検知する。例えば、長さ約４０００ｍの長尺正極板２１Ｚを巻き取った正極ロール２１Ｒから、４分の１の長尺正極板２１Ｚが巻き出された状態では、巻き出し長さＬ＝１０００ｍと検知される。

【0044】

続いて「湾曲量推定工程Ｓ１１３」（図４参照）では、制御部１６０において（図５参照）、当該捲回工程Ｓ１１で用いる正極板２１の湾曲量Ｗを推定して推定湾曲量Ｗｎを得る。具体的には、正極ロール２１Ｒを捲回装置１００に取り付けるのに先立ち、長尺正極板２１Ｚのうち、正極ロール２１Ｒの最内周に位置する最内周部２１Ｚａ（図８参照）における湾曲量Ｗである最内周湾曲量Ｗａと、長尺正極板２１Ｚのうち、正極ロール２１Ｒの当初の最外周に位置する最外周部２１Ｚｂにおける湾曲量Ｗである最外周湾曲量Ｗｂとをそれぞれ測定しておく。

【0045】

本実施形態では、最内周湾曲量Ｗａは、ロールプレス後の長尺正極板２１Ｚを正極ロール２１Ｒとして巻き取り始める前に、長尺正極板２１Ｚの巻き取り始め部における湾曲量Ｗを実際に測定し、この湾曲量Ｗを最内周部２１Ｚａの最内周湾曲量Ｗａとしている。具体的には、長尺正極板２１Ｚの巻き取り始め部について、長手方向長さａ＝２０００ｍｍにおける幅方向ズレ量ｂを測定し（図９参照）、最内周湾曲量ＷａをＷａ＝ｂ／ａにより求める。例えば、幅方向ズレ量ｂ＝０．５ｍｍの場合、最内周湾曲量Ｗａ＝０．５／２０００＝０．０００２５となる。

【0046】

また最外周湾曲量Ｗｂは、捲回装置１００に正極ロール２１Ｒを取り付ける直前に、正極ロール２１Ｒから最初に巻き出した長尺正極板２１Ｚの巻き出し始め部における湾曲量Ｗを実際に測定し、この湾曲量Ｗを最外周部２１Ｚｂの最外周湾曲量Ｗｂとしている。具体的には、長尺正極板２１Ｚの巻き出し始め部について、長手方向長さａ＝２０００ｍｍにおける幅方向ズレ量ｂを測定し（図９参照）、最外周湾曲量ＷｂをＷｂ＝ｂ／ａにより求める。例えば、幅方向ズレ量ｂ＝３．０ｍｍの場合、最内周湾曲量Ｗａ＝３．０／２０００＝０．００１５となる。
そして、捲回装置１００を用いて捲回工程Ｓ１１を行うのに先立ち、上述の最内周湾曲量Ｗａ及び最外周湾曲量Ｗｂの各値（上の例では、Ｗａ＝０．０００２５、Ｗｂ＝０．００１５）を捲回装置１００に入力し、これらの値を制御部１６０に記憶させておく。

【0047】

湾曲量推定工程Ｓ１１３では、制御部１６０において、巻出長検知部１５０で検知された長尺正極板２１Ｚの巻き出し長さＬと、予め制御部１６０に記憶させておいた最内周湾曲量Ｗａ及び最外周湾曲量Ｗｂとに基づいて、当該捲回工程Ｓ１１で用いる正極板２１の湾曲量Ｗを推定し、推定湾曲量Ｗｎを得る。
具体的には、本実施形態では、最内周湾曲量Ｗａ及び最外周湾曲量Ｗｂの各値が異なる複数の正極ロール２１Ｒを用いて、予め予備実験を行うことにより、長尺正極板２１Ｚの巻き出し長さＬと湾曲量Ｗとの関係式（近似曲線）ＲＥを得ておく（図１０参照）。そして、この関係式ＲＥに、巻き出し長さＬ、最内周湾曲量Ｗａ及び最外周湾曲量Ｗｂをそれぞれ代入することで、当該正極板２１の推定湾曲量Ｗｎを算出する。例えば、巻き出し長さＬ＝１０００ｍにおいて、推定湾曲量Ｗｎ＝０．０００７５と求まる。

【0048】

位置調整工程Ｓ１１４では、この推定湾曲量Ｗｎに基づいて、後述する残巻き工程Ｓ１１６における正極板２１の未捲回部分２１ｆの巻きズレを抑制するべく、長尺正極板２１Ｚの幅方向位置Ｐｘを調整する。具体的には、推定湾曲量Ｗｎの大きさに基づいて、位置調整機構１４０において位置調整ロール１４１の傾きを変化させて（図７参照）、長尺正極板２１Ｚの幅方向位置Ｐｘを調整する。なお、推定湾曲量Ｗｎの大きさに対して、位置調整ロール１４１の傾きをどの程度変化させるかは、予め予備実験を行って適切な値を得ておく。

【0049】

続いて「切断工程Ｓ１１５」（図４参照）において、長尺正極板２１Ｚを正極板２１の巻き終わり端２１ｅで幅方向ＥＨに切断し正極板２１を切り出す（図６（ｂ）及び図５参照）。また正極板２１の巻き終わり端２１ｅよりも負極板２５の巻き終わり端が長くなるように、負極板切断部１２２により長尺負極板２５Ｚを切断し負極板２５を切り出す。更に負極板２５の巻き終わり端よりも第１セパレータ３１及び第２セパレータ３５の巻き終わり端がそれぞれ長くなるように、第１セパレータ切断部１２１により長尺第１セパレータ３１Ｚを切断し第１セパレータ３１を切り出すと共に、第２セパレータ切断部１２３により長尺第２セパレータ３５Ｚを切断し第２セパレータ３５を切り出す。

【0050】

続いて「残巻き工程Ｓ１１６」（図４参照）において、切断された正極板２１の未捲回部分２１ｆを、第１セパレータ３１の未捲回部分３１ｆ、負極板２５の未捲回部分２５ｆ、第２セパレータ３５の未捲回部分３５ｆと共に巻き取る（図６（ｂ）及び図５参照）。その際、前述の位置調整工程Ｓ１１４において、この残巻き工程Ｓ１１６に備えて長尺正極板２１Ｚの幅方向位置Ｐｘが予め調整されているため、残巻き工程Ｓ１１６で正極板２１の未捲回部分２１ｆで巻きズレが生じるのを抑制できる。
なお、円筒捲回電極体２０Ｙの巻き終わった後には、図示しない粘着テープにより、円筒捲回電極体２０Ｙの最外周に位置する第１セパレータ３１の巻き終わり端を、円筒捲回電極体２０Ｙに固定する。

【0051】

次に電極体製造工程Ｓ１０の「プレス工程Ｓ１２」（図４参照）において、捲回装置１００から取り出した円筒捲回電極体２０Ｙを、図示しないプレス装置を用いて、プレスし潰して、扁平状の捲回電極体２０（図２参照）を形成する。

【0052】

次に「デバイス組立工程Ｓ２」（図４参照）において、上述の捲回電極体２０を用いて、電池１を組み立てる。まず蓋部材１６、正極端子４０及び負極端子５０を用いたインサート成形により、樹脂部材４５，５５を成形して、蓋部材１６に樹脂部材４５，５５を介して正極端子４０及び負極端子５０を固設する（図１参照）。次にこの正極端子４０及び負極端子５０を、捲回電極体２０の正負の集電部２１ｄ，２５ｄにそれぞれ超音波溶接する。

【0053】

次にこの捲回電極体２０を袋状の図示しない絶縁ホルダで包んで、これらを本体部材１５内に挿入し、蓋部材１６で本体部材１５の開口部１５ｃを塞ぐ。そして、本体部材１５の開口部１５ｃと蓋部材１６とを全周にわたりレーザ溶接して、ケース１０を形成する。
次に電解液３を注液孔１６ｋを通じてケース１０内に注液し、電解液３を捲回電極体２０内に含浸させる。その後、注液孔１６ｋを外部から封止部材１８で覆い、封止部材１８をケース１０にレーザ溶接する。その後は、この電池１について、初充電やエージング、各種検査等を行う。かくして、電池１が完成する。

【0054】

以上で説明したように、捲回電極体２０の製造方法では、本巻き工程Ｓ１１１の後、切断工程Ｓ１１５の前の位置調整工程Ｓ１１４において、捲回工程Ｓ１１で用いる正極板２１の湾曲量Ｗに基づいて、残巻き工程Ｓ１１６で正極板２１の未捲回部分２１ｆの幅方向位置Ｐｘが基準幅方向位置Ｐｓとなるように、長尺正極板２１Ｚの幅方向位置Ｐｘを予め調整している。これにより、残巻き工程Ｓ１１６では、正極板２１の未捲回部分２１ｆの幅方向位置Ｐｘを基準幅方向位置Ｐｓとしつつ、未捲回部分２１ｆを巻き取ることができるので、未捲回部分２１ｆにおける正極板２１の巻きズレを適切に抑制できる。

【0055】

更に本実施形態では、本巻き工程Ｓ１１１を位置調整機構１４０を用いて行うと共に、位置調整工程Ｓ１１４も、本巻き工程Ｓ１１１で利用する位置調整機構１４０を用いて行うので、位置調整工程Ｓ１１４を行うための装置等を別途必要としない。
また本実施形態では、当該捲回工程Ｓ１１で用いる個々の正極板２１について、実際に測定された実測湾曲量Ｗｒではなく、推定された推定湾曲量Ｗｎを用いているので、当該正極板２１の実測湾曲量Ｗｒを得る必要がない。

【0056】

また本実施形態では、長尺正極板２１Ｚの正極ロール２１Ｒからの巻き出し長さＬを検知して、この巻き出し長さＬと、長尺正極板２１Ｚの最内周部２１Ｚａの最内周湾曲量Ｗａと、長尺正極板２１Ｚの最外周部２１Ｚｂの最外周湾曲量Ｗｂとに基づいて、当該捲回工程Ｓ１１で用いる正極板２１の湾曲量Ｗを推定している。これにより、個々の正極板２１の湾曲量Ｗを適切に推定できるので、この推定湾曲量Ｗｎを用いて位置調整工程Ｓ１１４を行うことで、残巻き工程Ｓ１１６で生じ得る正極板２１の巻きズレを、より適切に抑制できる。

【0057】

また電池１の製造方法では、電極体製造工程Ｓ１で未捲回部分２１ｆにおける正極板２１の巻きズレが抑制された捲回電極体２０を形成できるので、未捲回部分２１ｆにおける正極板２１の巻きズレが抑制された捲回電極体２０を備えた電池１を製造できる。

【0058】

（変形形態）
次いで、上記実施形態の変形形態について説明する（図１１参照）。なお、実施形態と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。
実施形態に係る捲回装置１００の位置調整機構１４０では、傾きを変更可能な位置調整ロール１４１により、長尺正極板２１Ｚの幅方向位置Ｐｘを調整していた。これに対し、本変形形態に係る捲回装置２００の位置調整機構２４０では、ロール軸線ＲＸに沿って移動（スライド）可能な位置調整ロール２４１により、長尺正極板２１Ｚの幅方向位置Ｐｘを調整する点が異なる。

【0059】

具体的には、図１１に示すように、本変形形態の位置調整機構２４０は、ロール軸線ＲＸに沿って移動可能に構成された位置調整ロール２４１を有している。そして、この位置調整ロール２４１をロール軸線ＲＸに沿って移動させることにより、長尺正極板２１Ｚの幅方向位置Ｐｘを調整する。この位置調整機構２４０を用いて位置調整工程Ｓ１１４を行うことで、本変形形態でも、残巻き工程Ｓ１１６では、正極板２１の未捲回部分２１ｆの幅方向位置Ｐｘを基準幅方向位置Ｐｓとしつつ、未捲回部分２１ｆを巻き取ることができる。このため、未捲回部分２１ｆにおける正極板２１の巻きズレを適切に抑制できる。その他、実施形態と同様な部分は、実施形態と同様な作用効果を奏する。

【0060】

以上において、本発明を実施形態及び変形形態に即して説明したが、本発明は実施形態及び変形形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば実施形態では、残巻き工程Ｓ１１６における正極板２１の未捲回部分２１ｆの巻きズレを抑制するべく、長尺正極板２１Ｚについて位置調整工程Ｓ１１４を行った。負極板２５の集電箔２６（銅箔）は、正極板２１の集電箔２２（アルミニウム箔）に比して、硬く変形し難いため、負極板２５は、湾曲量Ｗが小さく、残巻き工程Ｓ１１６での巻きズレも小さいからである。但し、残巻き工程Ｓ１１６における負極板２５の未捲回部分２５ｆの巻きズレをより適切に抑制するべく、長尺負極板２５Ｚについて位置調整工程Ｓ１１４を行ってもよい。

【0061】

また実施形態では、位置調整工程Ｓ１１４で利用する正極板２１の湾曲量Ｗとして、正極板２１の推定された推定湾曲量Ｗｎを用いているが、正極板２１の実測された実測湾曲量Ｗｒを用いることもできる。具体的には、捲回装置１００（図５参照）の正極板供給部１０４と位置調整機構１４０との間に、複数のエッジセンサを設ける。そして、正極板供給部１０４の正極ロール２１Ｒから巻き出され、位置調整機構１４０に向けて搬送される長尺正極板２１Ｚのエッジ位置を検知することにより、実測湾曲量Ｗｒを得ることができる。

【符号の説明】

【0062】

１ 電池（蓄電デバイス）
２０ 捲回電極体
２０Ｙ 円筒捲回電極体
２１ 正極板（電極板）
２１Ｚ 長尺正極板（長尺電極板）
２１Ｚａ （長尺正極板の）最内周部
２１Ｚｂ （長尺正極板の）最外周部
２１Ｒ 正極ロール（電極ロール）
２１ｅ 巻き終わり端
２１ｆ 未捲回部分
２５ 負極板（電極板）
２５Ｚ 長尺負極板（長尺電極板）
２５Ｒ 負極ロール（電極ロール）
３１ 第１セパレータ
３５ 第２セパレータ
１００，２００ 捲回装置
Ｓ１ 電極板製造工程
Ｓ１１ 捲回工程
Ｓ１１１ 本巻き工程
Ｓ１１２ 巻出長検知工程
Ｓ１１３ 湾曲量推定工程
Ｓ１１４ 位置調整工程
Ｓ１１５ 切断工程
Ｓ１１６ 残巻き工程
Ｓ２ デバイス組立工程
Ｌ 巻き出し長さ
Ｗ 湾曲量
Ｗａ 最内周湾曲量
Ｗｂ 最外周湾曲量
Ｗｎ 推定湾曲量
Ｗｒ 実測湾曲量
Ｐｘ 幅方向位置
Ｐｓ 基準幅方向位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】