特許 7432444 電気化学セルの製造方法および電気化学セル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-07

(45)【発行日】2024-02-16

(54)【発明の名称】電気化学セルの製造方法および電気化学セル

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/04 20060101AFI20240208BHJP

   H01M 50/403 20210101ALI20240208BHJP

   H01M 50/489 20210101ALI20240208BHJP

   H01G 11/84 20130101ALI20240208BHJP

   H01M 50/474 20210101ALI20240208BHJP

   H01M 10/0587 20100101ALN20240208BHJP

【ＦＩ】

H01M10/04 W

H01M50/403 A

H01M50/489

H01G11/84

H01M50/474

H01M10/0587

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020099921

(22)【出願日】2020-06-09

(65)【公開番号】P2021197202

(43)【公開日】2021-12-27

【審査請求日】2023-04-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000002325

【氏名又は名称】セイコーインスツル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(72)【発明者】

【氏名】木村 長幸

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 俊二

(72)【発明者】

【氏名】田中 和美

(72)【発明者】

【氏名】堰合 順弥

【審査官】前田 寛之

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－１９６２７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２８５４２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３０９３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－８６２９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ１０／００－１０／３９

Ｈ０１Ｍ５０／４０－５０／５９８

Ｈ０１Ｍ ４／００－ ４／６２

Ｈ０１Ｇ１１／００－１１／８６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

交互に積層された正極体および負極体と、
前記正極体と前記負極体との間に介在するセパレータと、
を有する電極構造体を備えた電気化学セルの製造方法であって、
前記セパレータを形成する帯状のセパレータ用シートが前記正極体および前記負極体の層間から張り出すように、前記セパレータ用シートを挟んで前記正極体および前記負極体を扁平に捲回して捲回体を形成する捲回工程と、
前記捲回体の捲回状態を維持する絶縁テープを前記捲回体に貼り付けるテープ貼付工程と、
前記捲回工程で捲回された前記セパレータ用シートが未切断状態のまま、前記捲回体のうち平面視における角部で前記セパレータ用シートを前記絶縁テープとともに加熱して、前記セパレータ用シートおよび前記絶縁テープを捲回軸方向の内側に後退させる加熱工程と、
を備えることを特徴とする電気化学セルの製造方法。

【請求項2】

前記絶縁テープは、熱収縮性を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の電気化学セルの製造方法。

【請求項3】

前記加熱工程では、前記捲回体を厚さ方向の両側から挟む挟持部材によって前記捲回体を挟んだ状態で、前記捲回体の前記角部に対して前記厚さ方向に交差する方向に加熱用治具を接触させる、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気化学セルの製造方法。

【請求項4】

交互に積層された正極体および負極体と、
前記正極体と前記負極体との間に介在するセパレータと、
を有する電極構造体を備え、
前記正極体および前記負極体は、前記セパレータを挟んで扁平に捲回され、
前記電極構造体は、前記電極構造体の最外周部に配置されて、前記正極体および前記負極体の捲回状態を維持する絶縁テープをさらに有し、
前記セパレータは、前記正極体および前記負極体の層間から捲回軸方向に張り出した複数層の張り出し部を有し、
前記電極構造体は、平面視における前記電極構造体の外形線に沿って、前記複数層の張り出し部および前記絶縁テープが熱変形した熱変形部を有し、
前記熱変形部は、前記電極構造体における前記捲回軸方向の端部に隣接し、前記端部よりも前記捲回軸方向の内側に位置する、
ことを特徴とする電気化学セル。

【請求項5】

前記絶縁テープは、熱収縮性を有する、
ことを特徴とする請求項４に記載の電気化学セル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気化学セルの製造方法および電気化学セルに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、スマートフォンやウエアラブル機器、補聴器などの小型機器の電源として、リチウムイオン二次電池や電気化学キャパシタ等の電気化学セルが広く活用されている。
このような電気化学セルにおいては、電池容量並びに充電電流および放電電流を大きくする観点から、電気化学セル内で対向している電極同士の面積を大きくすることが必要である。電気化学セルの構造としては、セパレータを介して互い違いに積層された負極電極と正極電極とを備えた電極体をケースに収め、電解液を電極体に含浸させた構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

セパレータは、対向している電極同士のショートを防止するため、電極同士の積層面全体を覆うように電極よりも大きく形成される。その一方で、電気化学セルの体積効率を確保するためには、電極からはみ出したセパレータの寸法をできる限り小さくする必要がある。例えば、電極よりも十分に大きいセパレータを電極の層間に配置した後、セパレータにおける電極からはみ出した部分を切除することで、電極からはみ出したセパレータの縮小を図る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－０８５２１４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、セパレータを電極の外縁に沿って切断すると、電極まで切断するおそれがある。電極まで切断されると、電極の端縁にセパレータが重なっていない状態となり、電気化学セルの内部ショートのリスクが上昇する。また、電極の破片が電極の層間に進入して電極間のショートのリスクが上昇する。したがって、従来技術にあっては、ショートリスクが抑制された電気化学セルを容易に製造するという点で改善の余地がある。

【0006】

そこで本発明は、ショートリスクが抑制された電気化学セルを容易に製造できる電気化学セルの製造方法、およびショートリスクが抑制された電気化学セルを提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の電気化学セルの製造方法は、交互に積層された正極体および負極体と、前記正極体と前記負極体との間に介在するセパレータと、を有する電極構造体を備えた電気化学セルの製造方法であって、前記セパレータを形成する帯状のセパレータ用シートが前記正極体および前記負極体の層間から張り出すように、前記セパレータ用シートを挟んで前記正極体および前記負極体を扁平に捲回して捲回体を形成する捲回工程と、前記捲回体の捲回状態を維持する絶縁テープを前記捲回体に貼り付けるテープ貼付工程と、前記捲回工程で捲回された前記セパレータ用シートが未切断状態のまま、前記捲回体のうち平面視における角部で前記セパレータ用シートを前記絶縁テープとともに加熱して、前記セパレータ用シートおよび前記絶縁テープを捲回軸方向の内側に後退させる加熱工程と、を備えることを特徴とする。

【0008】

本発明によれば、加熱工程において捲回体の端面を後退させて正極体および負極体の外縁に近付けることができる。これにより、正極体および負極体の平面視形状が矩形状でない場合でも、セパレータ用シートを正極体および負極体の外縁に沿って切断することなく捲回体を成形できる。しかも、加熱工程をセパレータ用シートが未切断状態のまま行うので、捲回されたセパレータ用シートを切断する工程を一切省略して、加熱工程において捲回体を成形できる。よって、正極体および負極体がセパレータ用シートとともに切断されるリスクを低減できる。したがって、ショートリスクが抑制された電気化学セルを容易に製造できる。
また、正極体および負極体が切断されるリスクを低減できるので、正極体および負極体の形状の設計自由度が増す。よって、正極体および負極体それぞれを大面積化して電気化学セルの容量増大を図ることができる。さらに、セパレータ用シートの材料費の削減、および製造工程の削減による製造コストの低減を図ることができる。
さらに、加熱工程では捲回体の捲回状態を維持する絶縁テープもセパレータ用シートとともに加熱されるので、テープ貼付工程において絶縁テープを捲回体の広範囲に貼り付けることが可能となる。仮に加熱工程で絶縁テープを加熱しない製造方法を適用すると、捲回体のうち加熱工程で加熱されない範囲のみに絶縁テープを配置する必要がある。このため、捲回体における絶縁テープを貼り付ける範囲が限定的となるので、テープ貼付工程の作業が複雑となり得る。よって、セパレータ用シートを加熱により後退させる工程を有する製造方法において、製造工程の簡略化を図ることができる。

【0009】

上記の電気化学セルの製造方法において、前記絶縁テープは、熱収縮性を有していてもよい。

【0010】

本発明によれば、加熱工程において絶縁テープを捲回軸方向に収縮させて捲回軸方向の内側に容易に後退させることができる。したがって、電極構造体を所望の形状に容易に成形できる。

【0011】

上記の電気化学セルの製造方法において、前記加熱工程では、前記捲回体を厚さ方向の両側から挟む挟持部材によって前記捲回体を挟んだ状態で、前記捲回体の前記角部に対して前記厚さ方向に交差する方向に加熱用治具を接触させてもよい。

【0012】

本発明によれば、捲回体の角部に対して捲回体の厚さ方向に交差する方向に加熱用治具を接触させた際に、捲回体がその厚さ方向から見て回転するように変位し得るところ、挟持部材によって捲回体を挟むことで捲回体の変位を抑制できる。したがって、加熱工程において捲回体の位置ずれを抑制して、捲回体を所望の形状に成形することができる。

【0013】

本発明の電気化学セルは、交互に積層された正極体および負極体と、前記正極体と前記負極体との間に介在するセパレータと、を有する電極構造体を備え、前記正極体および前記負極体は、前記セパレータを挟んで扁平に捲回され、前記電極構造体は、前記電極構造体の最外周部に配置されて、前記正極体および前記負極体の捲回状態を維持する絶縁テープをさらに有し、前記セパレータは、前記正極体および前記負極体の層間から捲回軸方向に張り出した複数層の張り出し部を有し、前記電極構造体は、平面視における前記電極構造体の外形線に沿って、前記複数層の張り出し部および前記絶縁テープが熱変形した熱変形部を有し、前記熱変形部は、前記電極構造体における前記捲回軸方向の端部に隣接し、前記端部よりも前記捲回軸方向の内側に位置する、ことを特徴とする。

【0014】

本発明によれば、電極構造体は、平面視で捲回軸方向の端部が熱変形部よりも捲回軸方向の外側に突出した形状に形成される。このような形状の電極構造体を形成する際、正極体および負極体の層間から張り出したセパレータを絶縁テープとともに加熱して捲回軸方向の内側に後退させることで熱変形部を形成できる。これにより、セパレータを正極体および負極体の外縁に沿って切断することなく張り出し部を成形できる。よって、正極体および負極体がセパレータとともに切断されるリスクを低減できる。したがって、ショートリスクが抑制された電気化学セルを提供できる。

【0015】

上記の電気化学セルにおいて、前記絶縁テープは、熱収縮性を有していてもよい。

【0016】

本発明によれば、熱変形部を形成する際に、絶縁テープを捲回軸方向に収縮させて捲回軸方向の内側に容易に後退させることができる。このため、電極構造体を所望の形状に容易に成形することできるので、製造コストを低減でき、電気化学セルを安価に提供することが可能となる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、ショートリスクが抑制された電気化学セルを容易に製造できる電気化学セルの製造方法、およびショートリスクが抑制された電気化学セルを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施形態の電池の斜視図である。

【図2】実施形態の電池の断面図である。

【図3】実施形態の電極構造体の平面図である。

【図4】図３のＩＶ－ＩＶ線における断面図である。

【図5】実施形態の正極体の捲回前における展開図である。

【図6】実施形態の負極体の捲回前における展開図である。

【図7】実施形態の電極構造体の製造方法を示すフローチャートである。

【図8】実施形態の捲回工程において捲回機を利用して捲回体を形成する場合の一例を示す図である。

【図9】実施形態のテープ貼付工程において絶縁テープが貼り付けられた捲回体を示す平面図である。

【図10】実施形態のテープ貼付工程において絶縁テープが貼り付けられた捲回体を示す平面図である。

【図11】実施形態の加熱工程で利用する成形装置の一例を示す図である。

【図12】実施形態の加熱工程において成形装置を利用して捲回体を成形する場合の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。また以下の説明では、電気化学セルとして、非水電解質二次電池の一種であるリチウムイオン二次電池（以下、単に「電池」という。）を例に挙げて説明する。

【0020】

（電池の構成）
実施形態の電池１の構成について、図１から図６を参照して説明する。
図１は、実施形態の電池の斜視図である。図２は、実施形態の電池の断面図である。
図１および図２に示すように、電池１は、平面視円形状のいわゆるボタン形の電池である。電池１は、正極活物質および負極活物質を有する発電要素の電極構造体４０と、電極構造体４０に含浸される電解液（図示せず）と、電極構造体４０が収容された外装体１０と、を備える。

【0021】

（外装体）
外装体１０は、電池１の外郭を形成している。外装体１０は、電極構造体４０が収容される収容部１１と、収容部１１の外周１１ａに沿って折り曲げられた封止部１２と、を備える。封止部１２は、例えば絞り成形によって、収容部１１の外周１１ａに沿って折り曲げられている。

【0022】

また、外装体１０は、電極構造体４０を間に挟む第１容器２０および第２容器３０を備える。第１容器２０および第２容器３０は、それぞれラミネートフィルムにより形成されている。ラミネートフィルムは、金属層（金属箔）と、重ね合わせ面（内側面）に設けられ金属箔を被覆する樹脂製の融着層と、外側面に設けられ金属箔を被覆する樹脂製の保護層と、を有する。金属層は、例えばステンレスやアルミニウム等の外気や水蒸気を遮断する金属材料を用いて形成されている。重ね合わせ面の融着層は、例えば、ポリオレフィンのポリエチレンやポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を用いて形成されている。外側面の保護層は、例えば、上述のポリオレフィンや、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロン等を用いて形成されている。

【0023】

第１容器２０は、円形状の第１底壁部２１と、第１底壁部２１の外周から筒状に延びる第１周壁部２２と、を備える。第１底壁部２１には、第１貫通孔２４が形成されている。例えば、第１貫通孔２４は、第１底壁部２１の中心に形成されている。

【0024】

第１底壁部２１の内面には、第１シーラントリング２５を介して銅プレート２６が熱融着されている。第１シーラントリング２５は、シーラントフィルムをリング状にしたものである。シーラントフィルムは、ポリオレフィンのポリエチレンやポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂を用いて形成されている。

【0025】

銅プレート２６の内面は、後述する負極リード３（図３参照）に接続されている。銅プレート２６の外面の中央には、ニッケルプレート２７が溶接されている。ニッケルプレート２７は、第１貫通孔２４を貫通して外部に露出され、電池１の負極端子として機能する。また、銅プレート２６に代えて、ニッケル製のプレート材を用いることもできる。この場合、ニッケルプレート２７を設けなくてもよい。

【0026】

第２容器３０は、円形状の第２底壁部３１と、第２底壁部３１の外周から筒状に延びる第２周壁部３２と、第２周壁部３２の開口縁から第２周壁部３２の外側に向けて折り曲げられて第２底壁部３１側に延びる折曲部３３と、を備える。

【0027】

第２底壁部３１は、電極構造体４０を挟んで第１容器２０の第１底壁部２１とは反対側に配置されている。第２底壁部３１は、第１容器２０の第１底壁部２１よりも外径が僅かに小さくなるように形成されている。第２底壁部３１には、第２貫通孔３４が形成されている。例えば、第２貫通孔３４は、第２底壁部３１の中心に形成されている。

【0028】

第２底壁部３１の内面には、第２シーラントリング３５を介してステンレスプレート３６が熱融着されている。ステンレスプレート３６は、高耐食性ステンレス鋼により形成されている。第２シーラントリング３５は、第１シーラントリング２５と同様に、熱可塑性樹脂により形成されている。

【0029】

ステンレスプレート３６の内面は、後述する正極リード２（図３参照）に接続されている。ステンレスプレート３６の外面の中央には、ニッケルプレート３７が溶接されている。ニッケルプレート３７は、第２貫通孔３４を貫通して外部に露出され、電池１の正極端子として機能する。なお、例えば、ステンレスプレート３６に代えて、アルミニウム製のプレート材を用いることもできる。また、ニッケルプレート３７の溶接に代えて、ステンレスプレート３６の外面の中央にニッケルメッキを施してもよい。

【0030】

第２周壁部３２は、第２底壁部３１の外周から第１容器２０の第１底壁部２１に向けて延びている。第２周壁部３２は、収容部１１の外周１１ａを形成する。折曲部３３は、第２周壁部３２のうち、第１底壁部２１側の端部から第２周壁部３２に沿って第２底壁部３１側へ筒状に折り曲げられている。折曲部３３は、第２周壁部３２に対して外側に間隔をおいて配置されている。

【0031】

第２周壁部３２は、第１周壁部２２の内側で、かつ、折曲部３３の内側に配置されている。また、折曲部３３は、第１周壁部２２の内側に配置されている。折曲部３３の融着層と第１周壁部２２の融着層とが熱融着されている。

【0032】

折曲部３３の融着層と第１周壁部２２の融着層とが熱融着されることにより、封止部１２が形成される。よって、収容部１１の外周が封止部１２で封止される。これにより、第１容器２０および第２容器３０が重ね合わされて外装体１０が形成される。封止部１２は、収容部１１の外側に筒状に形成され、かつ、収容部１１の外周１１ａに沿って折り曲げられている。

【0033】

収容部１１には、第１容器２０と第２容器３０とが重ね合されることにより密封空間が形成される。具体的には、収容部１１は、第１底壁部２１、第２底壁部３１、および第２周壁部３２により画成され、平面視で円形状に形成されている。

【0034】

（電極構造体）
図３は、実施形態の電極構造体の平面図である。図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線における断面図である。なお、図３では、後述する絶縁テープ８０を二点鎖線で図示している。
図３および図４に示すように、電極構造体４０は、交互に積層されたシート状の正極体５０および負極体６０と、正極体５０と負極体６０との間に介在するシート状のセパレータ７０と、を備える。正極体５０および負極体６０は、セパレータ７０を挟んで扁平に捲回されている。正極体５０および負極体６０は、所定の捲回軸線Ｏを中心として捲回されている。電極構造体４０は、収容部１１内の密封空間の形状に対応し、電極構造体４０の厚さ方向から見た平面視で外形が円形状となるように形成されている。なお、本実施形態では、正極体５０および負極体６０が交互に積層された部分を電極構造体４０と称し、正極リード２および負極リード３は電極構造体４０に含まれないものとする。また、以下の説明では、電極構造体４０の厚さ方向を単に厚さ方向といい、捲回軸線Ｏに沿う方向を軸方向といい、厚さ方向および軸方向に直交する方向を軸直方向という。

【0035】

図５は、実施形態の正極体の捲回前における展開図である。
図５に示すように、正極体５０は、捲回される前の展開状態で、全体として帯状に形成されている。正極体５０は、金属材料により形成された正極集電箔と、正極集電箔の表面に配置された正極活物質と、を備える。正極集電箔は、例えばアルミニウムやステンレス等の金属箔により形成されている。正極活物質は、例えば、コバルト酸リチウムやチタン酸リチウム、マンガン酸リチウム等のように、リチウムと遷移金属とを含む複合酸化物である。以下、展開状態における正極体５０の長手方向を正極長手方向といい、展開状態における正極体５０の短手方向を正極短手方向という。

【0036】

正極体５０は、正極長手方向に一列に並んで配置された複数の正極本体５１と、隣り合う一対の正極本体５１を接続する少なくとも１つの正極連結部５２と、を有する。複数の正極本体５１は、電極構造体４０において厚さ方向の垂直面に沿って平坦に延びる部分である。正極連結部５２は、電極構造体４０の側部において折り返される部分である。図示の例では、正極本体５１の数は７個とされ、正極連結部５２の数は６個とされている。ただし、正極本体５１および正極連結部５２の数はこれに限定されるものではなく、適宜変更して構わない。

【0037】

複数の正極本体５１は、展開状態で、正極短手方向におけるそれぞれの中心が正極長手方向に沿う同一直線上に位置するように配置されている。各正極本体５１は、所定の径の円に対し、正極長手方向における両端部を切り欠いた形状に形成されている。

【0038】

正極連結部５２は、正極短手方向で複数の正極本体５１よりも内側に位置するように形成されている。すなわち、正極連結部５２は、正極短手方向で複数の正極本体５１よりも小さく形成されている。正極連結部５２の外縁は、平面視で内側に窪む円弧状に延びている。正極連結部５２の外縁は、正極本体５１の外縁の円弧部に接続している。ただし、正極連結部５２の外縁は、必ずしも円弧状に延びていなくてもよく、例えば直線状に延びていてもよい。各正極連結部５２における正極長手方向の寸法は、捲回状態で外周側に配置される正極連結部５２ほど大きくなっている。これにより、展開状態で隣り合う一対の正極本体５１の間隔は、捲回状態で外周側ほど大きくなっている。

【0039】

正極体５０の一端部には、正極リード２が接続されている。正極リード２は、上述したステンレスプレート３６に接続される部分である。正極リード２は、最外周に配置される正極本体５１から正極長手方向に沿って延出している。正極リード２は、正極体５０の正極集電箔と同一部材により一体的に形成されている。

【0040】

図６は、実施形態の負極体の捲回前における展開図である。
図６に示すように、負極体６０は、捲回される前の展開状態で、全体として帯状に形成されている。負極体６０は、金属材料により形成された負極集電箔と、負極集電箔の表面に配置された負極活物質と、を備える。負極集電箔は、例えば銅やステンレス等の金属箔により形成されている。負極活物質は、例えば、シリコン酸化物やグラファイト、ハードカーボン、チタン酸リチウム、ＬｉＡｌ等である。以下、展開状態における負極体６０の長手方向を負極長手方向といい、展開状態における負極体６０の短手方向を負極短手方向という。

【0041】

負極体６０は、負極長手方向に一列に並んで配置された複数の負極本体６１と、隣り合う一対の負極本体６１を接続する少なくとも１つの負極連結部６２と、を有する。複数の負極本体６１は、電極構造体４０において厚さ方向の垂直面に沿って平坦に延びる部分である。負極連結部６２は、電極構造体４０の側部において折り返される部分である。図示の例では、負極本体６１の数は７個とされ、負極連結部６２の数は６個とされている。ただし、負極本体６１および負極連結部６２の数はこれに限定されるものではなく、適宜変更して構わない。

【0042】

複数の負極本体６１は、展開状態で、負極短手方向におけるそれぞれの中心が負極長手方向に沿う同一直線上に位置するように配置されている。各負極本体６１は、正極本体５１よりも大径の円に対し、負極長手方向における両端部を切り欠いた形状に形成されている。

【0043】

負極連結部６２は、負極短手方向で複数の負極本体６１よりも内側に位置するように形成されている。すなわち、負極連結部６２は、負極短手方向で複数の負極本体６１よりも小さく形成されている。負極連結部６２の外縁は、平面視で内側に窪む円弧状に延びている。負極連結部６２の外縁は、負極本体６１の外縁の円弧部に接続している。ただし、負極連結部６２の外縁は、必ずしも円弧状に延びていなくてもよく、例えば直線状に延びていてもよい。負極連結部６２における負極長手方向の寸法は、捲回状態で外周側に配置される負極連結部６２ほど大きくなっている。これにより、展開状態で隣り合う一対の負極本体６１の間隔は、捲回状態で外周側ほど大きくなっている。

【0044】

負極体６０の一端部には、負極リード３が接続されている。負極リード３は、上述した銅プレート２６に接続される部分である。負極リード３は、最外周に配置される負極本体６１から負極長手方向に沿って延出している。負極リード３は、負極体６０の負極集電箔と同一部材により一体的に形成されている。

【0045】

図３および図４に示すように、正極体５０および負極体６０は、それぞれの展開状態における短手方向の中心が互いに重なるように配置された状態で捲回されている。複数の正極本体５１および複数の負極本体６１は、厚さ方向に交互に積層されている。複数の正極本体５１および複数の負極本体６１は、平面視でそれぞれの中心点が捲回軸線Ｏ上で互いに一致するように配置されている。複数の正極連結部５２および複数の負極連結部６２のそれぞれは、電極構造体４０における軸直方向の端部に配置されている。負極体６０は、正極体５０よりも軸方向の両側に張り出すように配置されている。単一の部材と見なした正極体５０および負極体６０の全体は、正極本体５１および負極本体６１が円形状に形成されていることにより、平面視における外縁の一部が軸方向および軸直方向の双方向に交差する方向を向くように形成されている。なお、本実施形態では、負極体６０が正極体５０よりも軸方向の両側に張り出すように配置されているので、平面視において正極体５０および負極体６０の全体における外縁は、負極体６０の外縁に一致する。

【0046】

セパレータ７０は、リチウムイオンを通す特性を有する部材である。セパレータ７０は、例えば樹脂ポーラスフィルム等により形成されている。セパレータ７０を形成する樹脂材料としては、例えばポリプロピレン等のポリオレフィンを用いることができる。セパレータ７０は、正極体５０および負極体６０の層間全体に配置され、正極体５０と負極体６０とを絶縁している。セパレータ７０は、正極体５０および負極体６０それぞれの内周面全体に重なるように配置されている。また、セパレータ７０は、最外周の負極本体６１の直下層から延出して正極体５０の最外周部（図示の例では正極連結部５２および正極本体５１）を覆う第１外周部７０ａと、最外周の正極本体５１の直下層から延出して負極体６０の最外周部（図示の例では負極連結部６２および負極本体６１）を覆う第２外周部７０ｂと、を備える。第１外周部７０ａは、最外周の正極本体５１の少なくとも一部をセパレータ７０から露出させるように形成されている。第２外周部７０ｂは、最外周の負極本体６１の少なくとも一部をセパレータ７０から露出させるように形成されている。

【0047】

図３に示すように、セパレータ７０は、正極体５０および負極体６０の層間から軸方向の両側に張り出した複数層の張り出し部７１を有する。張り出し部７１は、電極構造体４０の軸直方向の一端部から他端部にわたって連続的に設けられている。張り出し部７１は、平面視で単一の部材と見なした正極体５０および負極体６０の全体における外縁のうち軸方向に交差する方向に延びる部分に沿って延びている。

【0048】

ここで、張り出し部７１の平面視形状について説明する。張り出し部７１の端縁は、軸直方向に沿って直線状に延びる直線部７１ａと、直線部７１ａよりも軸方向の内側に位置する側部７１ｂと、を備える。直線部７１ａおよび側部７１ｂは、電極構造体４０の外形線を形成している。直線部７１ａは、張り出し部７１のうち負極体６０の軸方向の端部から軸方向に張り出した部分に形成されている。本実施形態では、直線部７１ａは、捲回軸線Ｏ上に配置されている。直線部７１ａは、電極構造体４０における軸方向の端部４０ａ，４０ｂを形成している。側部７１ｂは、直線部７１ａを挟むように設けられ、直線部７１ａの両端部から、張り出し部７１における軸直方向の端部まで延びている。側部７１ｂは、負極体６０の外縁に対して軸方向に略一定の間隔をあけて円弧状に延びている。

【0049】

図３および図４に示すように、電極構造体４０は、捲回された正極体５０、負極体６０およびセパレータ７０の捲回状態を維持する絶縁テープ８０をさらに備える。絶縁テープ８０は、電極構造体４０の最外周部に配置されている。絶縁テープ８０は、熱収縮性を有する熱可塑性樹脂により形成されている。絶縁テープ８０は、例えばポリプロピレンやポリフェニレンサルファイド、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル等により形成されている。

【0050】

絶縁テープ８０は、セパレータ７０を介して正極体５０を覆うように配置された第１絶縁テープ８１と、セパレータ７０を介して負極体６０を覆うように配置された第２絶縁テープ８２と、を備える。第１絶縁テープ８１は、セパレータ７０の第１外周部７０ａの先端縁を跨ぐとともに、セパレータ７０を介して最外周の正極本体５１および正極連結部５２を覆うように、セパレータ７０の第１外周部７０ａおよび最外周の正極本体５１に貼り付けられている。さらに、第１絶縁テープ８１は、セパレータ７０のうち平面視で最外周の正極本体５１から張り出した部分に貼り付けられている。第２絶縁テープ８２は、セパレータ７０の第２外周部７０ｂの先端縁を跨ぐように、セパレータ７０の第２外周部７０ｂおよび最外周の負極本体６１に貼り付けられている。さらに、第２絶縁テープ８２は、セパレータ７０のうち平面視で最外周の負極本体６１から張り出した部分に貼り付けられている。なお、図４に示す例では、第２絶縁テープ８２は、最外周の正極本体５１の下層に入り込んでいるが、この点については特に限定されない。

【0051】

図３に示すように、電極構造体４０には、熱変形部４１および連通部４４が形成されている。熱変形部４１は、セパレータ７０および絶縁テープ８０を加熱して熱変形させることにより形成されている。熱変形部４１において、セパレータ７０の複数層の張り出し部７１は、加熱による溶融痕を有する。熱変形部４１において、セパレータ７０の複数層の張り出し部７１のうち少なくとも一部の層の張り出し部７１が互いに溶着されていてもよい。熱変形部４１において、絶縁テープ８０は、加熱による熱収縮痕を有する。例えば、熱収縮痕は、絶縁テープ８０における非加熱部よりも厚くなっている。なお図３では、絶縁テープ８０を見易くするために絶縁テープ８０をセパレータ７０よりも僅かに軸方向に大きく図示しているが、実際には熱変形部４１において絶縁テープ８０の外形線はセパレータ７０の外形線に平面視でおおよそ重なっているものとする。

【0052】

熱変形部４１は、平面視における電極構造体４０の外形線に沿って設けられている。熱変形部４１は、張り出し部７１の側部７１ｂに形成されている。したがって、熱変形部４１は、平面視で負極体６０の外縁に沿って延びている。熱変形部４１は、電極構造体４０における軸方向第１側の第１端部４０ａに隣接する一対の第１熱変形部４２と、電極構造体４０における軸方向第２側の第２端部４０ｂに隣接する一対の第２熱変形部４３と、を備える。

【0053】

一対の第１熱変形部４２は、電極構造体４０の第１端部４０ａを挟んで軸直方向の両側に設けられている。すなわち、一対の第１熱変形部４２は、張り出し部７１の直線部７１ａを避けるように設けられている。一対の第１熱変形部４２は、軸方向の第１側の張り出し部７１における側部７１ｂの全体に設けられている。したがって、一対の第１熱変形部４２は、それぞれ第１端部４０ａよりも軸方向の第２側に位置し、かつ少なくとも張り出し部７１における軸直方向の端部に設けられている。

【0054】

一対の第２熱変形部４３は、電極構造体４０の第２端部４０ｂを挟んで軸直方向の両側に設けられている。すなわち、一対の第２熱変形部４３は、張り出し部７１の直線部７１ａを避けるように設けられている。一対の第２熱変形部４３は、軸方向の第２側の張り出し部７１における側部７１ｂの全体に設けられている。したがって、一対の第２熱変形部４３は、それぞれ第２端部４０ｂよりも軸方向の第１側に位置し、かつ少なくとも張り出し部７１における軸直方向の端部に設けられている。

【0055】

連通部４４は、軸直方向で隣り合う一対の熱変形部４１の間であって、張り出し部７１の直線部７１ａに設けられている。すなわち連通部４４は、電極構造体４０における軸方向の端部４０ａ，４０ｂに設けられている。連通部４４は、複数層の張り出し部７１の全ての層が互いに溶着されておらず、電極構造体４０の内外を連通している。

【0056】

（電池の製造方法）
実施形態の電池１の製造方法について、図７から図１２を参照して説明する。
図７は、実施形態の電極構造体の製造方法を示すフローチャートである。
図７に示すように、電極構造体４０の製造方法は、捲回工程Ｓ１０と、テープ貼付工程Ｓ２０と、加熱工程Ｓ３０と、を備える。

【0057】

（捲回工程）
図８は、実施形態の捲回工程において捲回機を利用して捲回体を形成する場合の一例を示す図である。
図８に示すように、捲回工程Ｓ１０では、セパレータ用シート７９を挟んで正極体５０および負極体６０を扁平に捲回して捲回体４９を形成する。捲回工程Ｓ１０では、捲回機９０を用いて正極体５０、負極体６０およびセパレータ用シート７９を捲回し、捲回体４９を形成する。捲回機９０は、巻き芯９１と、一対のタッチロール９２と、を備える。巻き芯９１は、所定の回転軸線Ｐに沿って一定の幅で延びる平板状の部材である。巻き芯９１は、回転軸線Ｐ回りに回転可能に設けられている。巻き芯９１には、回転軸線Ｐに沿ってスリット９１ａが形成されている。スリット９１ａは、巻き芯９１の先端部で開口している。一対のタッチロール９２は、巻き芯９１を挟んで互いに反対側に配置されている。各タッチロール９２は、回転軸線Ｐに接近離間可能に形成されている。

【0058】

捲回工程Ｓ１０では、最初に巻き芯９１のスリット９１ａに帯状のセパレータ用シート７９を通した状態で巻き芯９１を半周程度回転させる。これにより、巻き芯９１におけるスリット９１ａを挟む両部にセパレータ用シート７９が巻き付けられるとともに、回転軸線Ｐに沿う方向（以下、捲回軸方向という）から見てセパレータ用シート７９がＺ状に配置される。なお、セパレータ用シート７９は、電極構造体４０のセパレータ７０を形成する帯状の部材であって、捲回軸方向に直交する方向に延びている。セパレータ用シート７９の捲回軸方向の寸法は、後に行う加熱工程Ｓ３０でセパレータ用シート７９と絶縁テープ８０とが熱変形して後退する場合に、セパレータ用シート７９同士が溶着せず連通部４４が形成される程度となるように、完成状態の電極構造体４０におけるセパレータ７０の軸方向の寸法よりも僅かに大きくなっている。例えば、図９および図１０に示すように、セパレータ用シート７９の捲回軸方向の寸法は、後述する溶融ラインＷの最大間隔と同程度とすることができる。このような寸法の一例として、セパレータ用シート７９の捲回軸方向の寸法を１２ｍｍとして、加熱工程Ｓ３０において電極構造体４０の幅が１０．６ｍｍ程度となるよう熱収縮させることができる。

【0059】

次いで、正極体５０の端部を巻き芯９１とセパレータ用シート７９との間に挿入するとともに、負極体６０の端部を正極体５０とは巻き芯９１を挟んだ反対側で巻き芯９１とセパレータ用シート７９との間に挿入する。この際、正極体５０および負極体６０それぞれの長手方向が捲回軸方向に直交するように、正極体５０および負極体６０を配置する。また、正極体５０および負極体６０がセパレータ用シート７９から捲回軸方向にはみ出さないように、正極体５０および負極体６０を配置する。この状態で巻き芯９１を回転軸線Ｐ回りに回転させることで、正極体５０、負極体６０およびセパレータ用シート７９が巻き芯９１に巻き取られ、回転軸線Ｐを中心として扁平に捲回される。これにより、正極本体５１および負極本体６１はそれぞれ巻き芯９１と平行に配置され、正極連結部５２および負極連結部６２はそれぞれ巻き芯９１の側縁に沿って折り返される。また、セパレータ用シート７９は、正極体５０および負極体６０の層間から捲回軸方向の両側に張り出す。捲回体４９における捲回軸方向の両端面は、セパレータ用シート７９のみによって形成される。捲回体４９の外形は、平面視で矩形状に形成される。なお、捲回時には一対のタッチロール９２が捲回体４９を挟むように捲回体４９の外周面に常時接触し、正極体５０、負極体６０およびセパレータ用シート７９を密に捲回している。

【0060】

次いで、セパレータ用シート７９を所定の長さで切断した後、捲回体４９から巻き芯９１を捲回軸方向に引き抜く。セパレータ用シート７９は、最外周の正極本体５１の少なくとも一部を絶縁テープ８０の貼り付け代としてセパレータ用シート７９から露出させるとともに、最外周の負極本体６１の少なくとも一部を絶縁テープ８０の貼り付け代としてセパレータ用シート７９から露出させる長さで切断される。

【0061】

（テープ貼付工程）
図９および図１０は、実施形態のテープ貼付工程において絶縁テープが貼り付けられた捲回体を示す平面図である。なお、図９および図１０では、絶縁テープ８０を二点鎖線で図示している。
図９および図１０に示すように、テープ貼付工程Ｓ２０では、捲回体４９の捲回状態を維持する一対の絶縁テープ８０を捲回体４９に貼り付ける。なお、本工程は上述した巻き芯９１を捲回体４９から引き抜く作業に先立って行ってもよい。その場合、巻き芯９１を捲回体４９から引き抜く作業は、次の加熱工程Ｓ３０の前に行うことが望ましい。テープ貼付工程Ｓ２０では、セパレータ用シート７９の各先端縁７９ａ，７９ｂを跨ぐように捲回体４９の外周面に一対の絶縁テープ８０を貼り付ける。この際、正極リード２および負極リード３を避けて捲回体４９に一対の絶縁テープ８０を貼り付ける。一対の絶縁テープ８０は、第１絶縁テープ８１および第２絶縁テープ８２を備える。

【0062】

図９に示すように、セパレータ用シート７９および正極体５０に第１絶縁テープ８１を貼り付ける。この際、正極体５０の最外周部を覆うセパレータ用シート７９の先端縁７９ａを跨ぐように、かつセパレータ用シート７９を介して正極体５０のうち最外周の正極本体５１および正極連結部５２を覆うように第１絶縁テープ８１を貼り付ける。第１絶縁テープ８１をその長手方向が捲回軸方向に沿うように配置する。第１絶縁テープ８１のうち平面視における捲回体４９に貼り付けられた状態での角部８１ｃを、平面視で正極体５０および負極体６０から捲回体４９の角部４９ｃに向けて張り出すように配置する。図示の例では、第１絶縁テープ８１のうち平面視における４つの角部８１ｃを平面視で正極体５０および負極体６０から張り出させている。本実施形態では、第１絶縁テープ８１における捲回軸方向の両端縁を、平面視でセパレータ用シート７９における捲回軸方向の端縁に重ねている。なお図９では、第１絶縁テープ８１を見易くするために第１絶縁テープ８１をセパレータ用シート７９よりも僅かに捲回軸方向に大きく図示している。図１０における第２絶縁テープ８２についても同様である。

【0063】

図１０に示すように、セパレータ用シート７９および負極体６０に第２絶縁テープ８２を貼り付ける。この際、負極体６０の最外周部を覆うセパレータ用シート７９の先端縁７９ｂを跨ぐように、かつセパレータ用シート７９を介して最外周の負極本体６１を覆うように第２絶縁テープ８２を貼り付ける。第２絶縁テープ８２をその長手方向が捲回軸方向に沿うように配置する。本実施形態では、第２絶縁テープ８２として第１絶縁テープ８１よりも幅狭のものを用いている。第２絶縁テープ８２のうち平面視における捲回体４９に貼り付けられた状態での角部８２ｃを、平面視で正極体５０および負極体６０から捲回体４９の角部４９ｃに向けて張り出すように配置する。図示の例では、第２絶縁テープ８２のうち平面視における４つの角部８２ｃを平面視で正極体５０および負極体６０から張り出させている。本実施形態では、第２絶縁テープ８２における捲回軸方向の両端縁を、平面視でセパレータ用シート７９における捲回軸方向の端縁に重ねている。

【0064】

（加熱工程）
加熱工程Ｓ３０では、捲回工程Ｓ１０で捲回されたセパレータ用シート７９が未切断状態のまま、捲回体４９のうち平面視における角部４９ｃでセパレータ用シート７９を絶縁テープ８０とともに加熱して、セパレータ用シート７９および絶縁テープ８０を捲回軸方向の内側に後退させる。具体的には、図９および図１０に示すように、捲回体４９の４つの角部４９ｃを加熱して、捲回体４９における捲回軸方向の端縁を絶縁テープ８０とともに捲回軸方向の内側に溶融ラインＷまで後退させる。例えば、捲回体４９に捲回軸方向の外側からヒータを当てて、捲回体４９における捲回軸方向の端縁を絶縁テープ８０とともに溶融ラインＷまで後退させる。ヒータの温度は、セパレータ用シート７９が融点程度の温度となるように設定される。

【0065】

溶融ラインＷの全体は、平面視で正極体５０および負極体６０よりも捲回軸方向の外側に設定されている。溶融ラインＷは、平面視での捲回体４９の各角部４９ｃに対する正極体５０および負極体６０側に設定されている。溶融ラインＷの一部は、平面視で絶縁テープ８０に交差している。これにより、加熱工程Ｓ３０では、平面視における捲回体４９の各角部４９ｃでセパレータ用シート７９が溶融されるとともに、絶縁テープ８０が熱収縮する。溶融ラインＷは、平面視で単一の部材と見なした正極体５０および負極体６０の全体における外縁に沿って延びている。溶融ラインＷは、平面視で捲回体を中心とする円弧状に延びている。溶融ラインＷは、セパレータ用シート７９のうち負極体６０の軸方向の端部から捲回軸方向に張り出した部分で分断されている。これにより、捲回体４９における捲回軸方向の端縁の一部は、セパレータ用シート７９同士が溶着していない状態となる。以上により、熱変形部４１および連通部４４を有する電極構造体４０が形成される。

【0066】

図１１は、実施形態の加熱工程で利用する成形装置の一例を示す図である。
本実施形態では、図１１に示す成形装置１００を用いて加熱工程Ｓ３０を行う。成形装置１００は、捲回体４９が載置されるステージ１０１と、ステージ１０１に載置された捲回体４９をステージ１０１側に押圧してステージ１０１とともに捲回体４９を挟む押さえ部材１０３と、捲回体４９に接触するヒータ１０８と、を備える。

【0067】

ステージ１０１には、捲回体４９をその厚さ方向の一方側から支持する平坦な支持面１０１ａと、支持面１０１ａから垂直に起立するとともに支持面１０１ａの法線方向から見て直線状に延在するガイド面１０１ｂと、が形成されている。以下、ガイド面１０１ｂの延在方向を第１方向Ｌ１と定義し、支持面１０１ａの面方向のうち第１方向Ｌ１に直交する方向を第２方向Ｌ２と定義し、第１方向Ｌ１および第２方向Ｌ２に直交する方向を第３方向Ｌ３と定義する。支持面１０１ａには、捲回体４９が捲回軸方向を第１方向Ｌ１に沿わせ、かつ捲回体４９の厚さ方向を第３方向Ｌ３に一致させた状態で配置される。ガイド面１０１ｂには、捲回体４９のうち平面視で捲回軸方向に沿って延びる一方の側縁が接触または近接している。

【0068】

押さえ部材１０３は、捲回体４９に圧接する圧接部１０４を備える。より詳細には、押さえ部材１０３は、ステージ１０１に対して固定的に配置されてステージ１０１の支持面１０１ａに対向するアーム１０５と、アーム１０５の先端に支持されて頭部が圧接部１０４とされたボルト１０６と、を備える。ボルト１０６は、第３方向Ｌ３に沿って配置され、頭部をステージ１０１の支持面１０１ａに向けた状態でアーム１０５に回転可能に螺着されている。ボルト１０６を回転させることで、頭部をステージ１０１の支持面１０１ａに接近させて、ステージ１０１上の捲回体４９をステージ１０１と頭部とによって挟む。

【0069】

ヒータ１０８は、第３方向Ｌ３において捲回体４９よりも大きいブロック状に形成されている。ヒータ１０８は、一対設けられて、それぞれ第１方向Ｌ１に変位する。一対のヒータ１０８は、ステージ１０１と押さえ部材１０３とによって挟まれた捲回体４９を中心にして、ステージ１０１の支持面１０１ａおよびガイド面１０１ｂに沿って互いに接近離間可能とされている。各ヒータ１０８は、捲回体４９に接触する接触面１０８ａを有する。接触面１０８ａは、第３方向Ｌ３から見て第２方向Ｌ２の中間部が第１方向Ｌ１に窪むように、溶融ラインＷと同等の曲率半径の円弧状に延びている。接触面１０８ａは、捲回体４９における捲回軸方向の端縁よりも第２方向Ｌ２および第３方向Ｌ３の双方向に大きく形成されている。

【0070】

図１２は、実施形態の加熱工程において成形装置を利用して捲回体を成形する場合の一例を示す図である。
図１２に示すように、捲回体４９をステージ１０１と押さえ部材１０３（いずれも図１１参照）とによって挟んだ状態で一対のヒータ１０８を互いに接近させるように移動させると、捲回体４９に対して一対のヒータ１０８の接触面１０８ａが第１方向Ｌ１に接触する。接触面１０８ａは円弧状に窪んでいるので、捲回体４９の角部４９ｃ（図９および図１０参照）がヒータ１０８の接触面１０８ａに接触して加熱される。さらにヒータ１０８の移動を継続すると、セパレータ用シート７９が溶融するとともに絶縁テープ８０が熱収縮して熱変形部４１が形成され、捲回体４９がヒータ１０８の接触面１０８ａの形状に倣った形状となる。そして、接触面１０８ａの最奥部が捲回体４９に接触する直前でヒータ１０８の移動を停止させることで、ヒータ１０８は捲回体４９における捲回軸方向の端縁の中間部に接触しない。これにより、ヒータ１０８は、捲回体４９をその捲回軸方向の端縁の一部を避けて加熱できる。捲回体４９の端縁における非加熱部は、セパレータ用シート７９同士が溶着していない連通部４４となる。ただし、捲回体４９における捲回軸方向の端縁の中間部は、ヒータ１０８からの放射熱によって熱変形し、捲回軸方向の内側に後退してもよい。
以上により電極構造体４０が形成される。

【0071】

上述した工程を経て製造された電極構造体４０を電解液とともに外装体１０に収容する。電解液は、電極構造体４０の連通部４４を通じて電極構造体４０の内部に導入される。これにより、電池１が形成される。

【0072】

以上に説明したように、本実施形態の電極構造体４０の製造方法は、捲回体４９の捲回状態を維持する絶縁テープ８０を捲回体４９に貼り付けるテープ貼付工程Ｓ２０と、捲回工程Ｓ１０で捲回されたセパレータ用シート７９が未切断状態のまま、捲回体４９のうち平面視における角部４９ｃでセパレータ用シート７９を絶縁テープ８０とともに加熱して、セパレータ用シート７９および絶縁テープ８０を捲回軸方向の内側に後退させる加熱工程Ｓ３０と、を備える。

【0073】

この製造方法によれば、加熱工程Ｓ３０において捲回体４９の端面を後退させて正極体５０および負極体６０の外縁に近付けることができる。これにより、正極体５０および負極体６０の平面視形状が矩形状でない場合でも、セパレータ用シート７９を正極体５０および負極体６０の外縁に沿って切断することなく捲回体４９を成形できる。しかも、加熱工程Ｓ３０をセパレータ用シート７９が未切断状態のまま行うので、捲回されたセパレータ用シート７９を切断する工程を一切省略して、加熱工程Ｓ３０において捲回体４９を成形できる。よって、正極体５０および負極体６０がセパレータ用シート７９とともに切断されるリスクを低減できる。したがって、ショートリスクが抑制された電池１を容易に製造できる。

【0074】

また、正極体５０および負極体６０が切断されるリスクを低減できるので、正極体５０および負極体６０の形状の設計自由度が増す。よって、正極体５０および負極体６０それぞれを大面積化して電池１の容量増大を図ることができる。さらに、セパレータ用シート７９の材料費の削減、および製造工程の削減による製造コストの低減を図ることができる。

【0075】

さらに、加熱工程Ｓ３０では捲回体４９の捲回状態を維持する絶縁テープ８０もセパレータ用シート７９とともに加熱されるので、テープ貼付工程Ｓ２０において絶縁テープ８０を捲回体４９の広範囲に貼り付けることが可能となる。仮に加熱工程で絶縁テープを加熱しない製造方法を適用すると、捲回体のうち加熱工程で加熱されない範囲のみに絶縁テープを配置する必要がある。このため、特に捲回された正極体および負極体の平面視形状が矩形状でない場合には、捲回体における絶縁テープを貼り付ける範囲が限定的となるので、テープ貼付工程の作業が複雑となり得る。よって、本実施形態のようにセパレータ用シート７９を加熱により後退させる工程を有する製造方法において、製造工程の簡略化を図ることができる。

【0076】

絶縁テープ８０は、熱収縮性を有する。このため、加熱工程Ｓ３０において絶縁テープ８０を捲回軸方向に収縮させて捲回軸方向の内側に容易に後退させることができる。したがって、電極構造体４０を所望の形状に容易に成形できる。そして、電極構造体４０の製造コストを低減でき、電池１を安価に提供することが可能となる。

【0077】

加熱工程Ｓ３０では、ステージ１０１および押さえ部材１０３によって捲回体４９を挟んだ状態で、捲回体４９の角部４９ｃに対して捲回体４９の厚さ方向に交差する方向にヒータ１０８を接触させる。この製造方法によれば、捲回体４９の角部４９ｃに対して捲回体４９の厚さ方向に交差する方向にヒータ１０８を接触させた際に、捲回体４９がその厚さ方向から見て回転するように変位し得るところ、ステージ１０１および押さえ部材１０３によって捲回体４９を挟むことで捲回体４９の変位を抑制できる。したがって、加熱工程Ｓ３０において捲回体４９の位置ずれを抑制して、捲回体４９を所望の形状に成形することができる。

【0078】

セパレータ用シート７９の捲回軸方向の寸法は、セパレータ７０の捲回軸方向の寸法よりも僅かに大きくなっている。このため、捲回後のセパレータ用シートの切断を前提として捲回軸方向においてセパレータ７０よりも大きいセパレータ用シートを用いる場合と比較して、セパレータ用シート７９の使用量の削減を図ることができる。

【0079】

本実施形態の電極構造体４０は、平面視における電極構造体４０の外形線に沿って、セパレータ７０の複数層の張り出し部７１および絶縁テープ８０が熱変形した熱変形部４１を有する。熱変形部４１は、電極構造体４０における軸方向の端部４０ａ，４０ｂに隣接し、端部４０ａ，４０ｂよりも軸方向の内側に位置する。この構成によれば、電極構造体４０は、平面視で端部４０ａ，４０ｂが熱変形部４１よりも軸方向の外側に突出した形状に形成される。このような形状の電極構造体４０を形成する際、正極体５０および負極体６０の層間から張り出したセパレータ７０を絶縁テープ８０とともに加熱して軸方向の内側に後退させることで熱変形部４１を形成できる。これにより、セパレータ７０を正極体５０および負極体６０の外縁に沿って切断することなく張り出し部７１を成形できる。よって、正極体５０および負極体６０がセパレータ７０とともに切断されるリスクを低減できる。したがって、ショートリスクが抑制された電池１を提供できる。

【0080】

なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態では、電気化学セルの一例として、二次電池を例に挙げて説明したが、これに限らず、電気二重層キャパシタおよび一次電池等に上述した構成を適用してもよい。また、電池としてリチウムイオン二次電池を例に挙げて説明したが、これに限らず、金属リチウム二次電池等のリチウムイオン二次電池以外の二次電池であってもよい。
なお、電気二重層キャパシタに上述した構成を適用する場合、電気二重層キャパシタは機能上正負の区別がない一対の電極を備えるが、一方の電極を上記負極体と同様に構成し、他方の電極を上記正極体と同様に構成すればよい。

【0081】

また、上記実施形態では、負極体６０が正極体５０よりも軸方向の両側に張り出すように、負極体６０が正極体５０よりも大きく形成されている。しかしながら、正極体および負極体の大小関係はこれに限定されず、例えば正極体および負極体が同形同大に形成されていてもよい。

【0082】

また、上記実施形態では、電極構造体４０の第１端部４０ａおよび第２端部４０ｂの両方に連通部４４が設けられているが、連通部４４は電極構造体４０の第１端部４０ａおよび第２端部４０ｂのうち少なくともいずれか一方に設けられていればよい。

【0083】

また、上記実施形態では、電極構造体４０が平面視で円形状に形成されているが、これに限定されない。本発明は、平面視で電極構造体の外形線の一部が軸方向および軸直方向の双方向に交差する方向に延びる形状を有する場合に適用できる。つまり、電極構造体は、長軸または短軸が軸方向に沿う長円形状や、対角線の１つが軸方向に沿う菱形状等に形成されていてもよい。これらの構成であっても、正極体および負極体の層間から張り出したセパレータを絶縁テープとともに溶融させて軸方向の内側に収縮させて熱変形部を形成することで、電極構造体の外形線のうち軸方向および軸直方向の双方向に交差する方向に延びる部分を形成できる。

【0084】

また、上記実施形態では、外装体１０の第１容器２０および第２容器３０の両方がラミネートフィルムにより形成されている。しかしながらこれに限定されず、第１容器および第２容器の一方が、ステンレスやアルミニウム等からなる金属缶により形成されていてもよい。

【0085】

また、電極構造体を軸方向から見た場合の絶縁テープの貼り付け範囲は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では第１絶縁テープ８１がセパレータ７０を介して最外周の正極本体５１および正極連結部５２を覆うように配置されているが、第１絶縁テープはセパレータ７０を介して最外周の正極本体５１のみを覆うように配置されていてもよい。また、上記実施形態では、図９に示すように、第１絶縁テープ８１のうち平面視における４つの角部８１ｃが平面視で正極体５０および負極体６０から張り出すように第１絶縁テープ８１を配置して、第１絶縁テープ８１における各角部８１ｃに対応する４箇所で溶融ラインＷに交差している。しかし、第１絶縁テープは、平面視における少なくとも１つの角部が平面視で正極体５０および負極体６０から張り出して溶融ラインＷに交差するように配置されていればよい。第２絶縁テープについても同様である。

【0086】

また、上記実施形態では、絶縁テープ８０を加熱工程で熱収縮させて成形しているが、絶縁テープの成形方法はこれに限定されない。絶縁テープを加熱工程で溶融させて所望の形状に成形してもよい。この場合、熱変形部４１において、絶縁テープはセパレータ７０の張り出し部７１に溶着されていてもよい。

【0087】

また、上記実施形態では、加熱工程Ｓ３０においてヒータ１０８の接触面１０８ａの最奥部が捲回体４９に接触する直前でヒータ１０８の移動を停止させることで連通部４４を形成しているが、連通部４４の形成方法がこれに限定されない。例えば、接触面１０８ａの最奥部を捲回体４９に軽く接触させてもよい。この場合であっても、捲回体４９における捲回軸方向の端縁の中間部は、ヒータ１０８によって捲回軸方向の内側に強く押圧されないので、少なくともセパレータ用シート７９の全層が互いに溶着することを抑制できる。

【0088】

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

【符号の説明】

【0089】

１…電池（電気化学セル） ４０…電極構造体 ４０ａ…端部 ４０ｂ…端部 ４１…熱変形部 ４９…捲回体 ４９ｃ…角部 ５０…正極体 ６０…負極体 ７０…セパレータ ７１…張り出し部 ７９…セパレータ用シート ８０…絶縁テープ １０１…ステージ（挟持部材） １０３…押さえ部材（挟持部材） １０８…ヒータ（加熱用治具） Ｓ１０…捲回工程 Ｓ２０…テープ貼付工程 Ｓ３０…加熱工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】