JP2015146237A - 電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な切断端面を備えるとともに絶縁性に優れた電極を形成することができる電池の製造方法の提供にある。【解決手段】金属箔２６（３６）の両面に活物質層３２（４２）をそれぞれ形成した電極板５１（６１）を、研磨剤粒子を含む高圧流体を噴射するアブレシブウォータージェット装置４５により切断し、金属箔２６（３６）および活物質層３２（４２）にそれぞれ切断端面を同時に形成する切断工程を有する電池の製造方法において、電極板５１（６１）の切断後に、絶縁性粒子を含む低圧流体の噴射により、金属箔２６（３６）および活物質層３２（４２）の切断端面にわたって絶縁性被膜３４（４４）を形成する。【選択図】 図５

Description

この発明は、電池の製造方法に関する。

電池の製造方法に関する従来技術としては、例えば、特許文献１を挙げることができる。
特許文献１には、高圧で噴射される腐食液によって大判電極板を切断するとともに、この腐食液によって金属箔の端面を腐食させる腐食切断工程を含む電池の製造方法が開示されている。
この腐食切断工程では、ウォータージェット装置のノズルから腐食液を高圧で噴射して大判電極板を切断するが、切断された金属箔にバリ等が生じたとしても、切断した端面に腐食液が付着して残る腐食液により腐食され、バリ等は除去されるか、小さくなる。

特開２００８−２１８３７８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術は、腐食液を用いたウォータージェット装置による電極板の切断であるため、電極板に残存する腐食液が活物質まで腐食させてしまうという問題がある。
このため、腐食液を用いたウォータージェット装置により電極板を切断する場合、切断後の電極板を洗浄する必要が生じる。
また、バリ等は腐食液により除去されるか、小さくなるとしても、依然としてバリ等が残存する可能性があり、バリ等が異物として残存する場合には電極板の絶縁性が損なわれるおそれがある。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、良好な切断端面を備えるとともに絶縁性に優れた電極を形成することができる電池の製造方法の提供にある。

上記の課題を解決するために、本発明は、金属箔の両面に活物質層をそれぞれ形成した電極板を、研磨剤粒子を含む高圧流体を噴射するアブレシブウォータージェット装置により切断し、前記活物質層および前記金属箔にそれぞれ切断端面を同時に形成する切断工程を有する電池の製造方法において、前記電極板の切断後に、絶縁性粒子を含む低圧流体の噴射により、前記活物質層および前記金属箔の前記切断端面にわたって絶縁性被膜を形成する。

本発明では、切断工程において電極板が研磨剤粒子を含む高圧流体の噴射により切断され、電極板の活物質層および金属箔には切断端面が同時に形成される。
電極板の切断時に活物質層よりも柔らかい金属箔の切断端面は、活物質層の切断端面と比較して僅かに深く形成される。
電極板の切断後に活物質層および金属箔の切断端面へ向けて絶縁性粒子を含む低圧流体が噴射されるため、絶縁性粒子は活物質層および金属箔の切断端面に付着・堆積し、活物質層および金属箔のそれぞれの切断端面にわたって絶縁性被膜が形成される。
本発明によれば、活物質層および金属箔にはバリ等が殆ど発生しない良好な切断端面が形成されるとともに、低圧流体に含まれる絶縁性粒子による絶縁性被膜が切断端面に形成され、電極板から得られる電極の絶縁性を向上させることができる。
また、活物質層および金属箔の切断端面にわたって形成される絶縁性被膜のうち、金属箔に対応する部位は、活物質層に対応する部位よりも厚くなり、電極体の絶縁性をより向上させることができる。

また、上記の電池の製造方法において、前記電極板の板面に対して前記高圧流体の噴射軸線を傾斜させて前記電極板を切断してもよい。
この場合、活物質層および金属箔の切断端面は、高圧流体の噴射軸線を傾斜させずに切断した場合の切断端面と比較して面積が大きくなるため、絶縁性被膜を形成し易くすることができる。
特に、活物質層および金属箔の切断端面を上向きとする状態では、上方から活物質層および金属箔の切断端面へ向けて低圧流体を噴射すると、低圧流体に含まれる絶縁性粒子が切断端面に付着し易くなり、絶縁性被膜をより確実に形成することができる。

また、上記の電池の電極体の製造方法において、前記絶縁性粒子はアルミナであってもよい。
この場合、アルミナによる絶縁性の高い絶縁性被膜を活物質層および金属箔の切断端面にわたって形成することができる。

また、上記の電池の製造方法において、前記研磨剤粒子は前記絶縁性粒子と同一材料としてもよい。
この場合、電極板の切断時に形成される切断端面に研磨剤粒子が残存するから、絶縁性粒子を絶縁性粒子と同一材料とする場合には、絶縁性粒子が残存する研磨剤粒子に付着し易い。
このため、絶縁性粒子による絶縁性被膜が活物質層および金属箔の切断端面により形成され易くなる。

また、上記の電池の製造方法において、前記高圧流体および前記低圧流体は、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）としてもよい。
この場合、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを用いているため、電極板の切断および絶縁性被膜の形成後にＮ−メチル−２−ピロリドンの飛沫が残存しても活物質層が変質することはなく、活物質層の変質による電極性能の低下を招くことはない。

本発明によれば、良好な切断端面を備えるとともに絶縁性に優れた電極を形成することができる電池の製造方法を提供することができる。

第１の実施形態に係る二次電池の構造を示す斜視図である。 二次電池が備える電極体の一部を分解して示す分解斜視図である。 二次電池が備える電極体の要部の横断面図である。 正極（負極）の製造過程を説明する説明図である。 （ａ）は電極体の正極（負極）電極板の切断を説明する説明図であり、（ｂ）は正極（負極）電極板の切断端面への絶縁性被膜の形成を説明する説明図である。 （ａ）は第２の実施形態に係る電極体の正極（負極）電極板の切断を説明する説明図であり、（ｂ）は正極（負極）電極板の切断端面への絶縁性被膜の形成を説明する説明図である。

（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る電池の製造方法について図面を参照して説明する。
まず、本発明の電池の製造方法の対象となる積層型電池について説明する。
本実施形態に係る積層型電池は、車両搭載用の二次電池であり、例えば、リチウム二次電池やニッケル水素二次電池である。

図１に示す二次電池１０は、全体として扁平な略直方体のケース１１を備えている。
図１に示すケース１１の長手方向を左右方向として示し、ケース１１の高さ方向を上下方向として示すほか、ケース１１の短手方向を前後方向として示す。
ケース１１は、箱状のケース本体１２と、ケース本体１２の開口部（図示せず）を密閉する蓋体１３を有している。

蓋体１３はケース本体１２にレーザ溶接により固定される。
ケース本体１２および蓋体１３は、何れも金属材料（例えば、アルミニウムなど）により形成されている。
蓋体１３の外面には、円柱状の正極端子１４と負極端子１５が突出して設けられている。
正極端子１４および負極端子１５はケース１１と絶縁された状態にある。
また、蓋体１３には電解液を注入するための電解液注入口１６と安全弁１７が設けられている。

図１に示すように、ケース本体１２には、扁平な略直方体の電極体２０が収容されている。
電極体２０は、図２に示すように、シート状の正極２１および負極２２と、正極２１と負極２２の間に介在されるシート状のセパレータ２３を有している。
セパレータ２３は、電解液の流通を可能とする絶縁材料により形成されている。
電極体２０では、正極２１と負極２２とはセパレータ２３を介して交互に積層されている。
なお、図２では、説明の便宜上、正極２１および負極２２を１枚、セパレータ２３を３枚のみ図示しているが、電極体２０は多数の正極２１、負極２２およびセパレータ２３を備える。

図１に示すように、電極体２０は、正極端子１４に接続される正極集電部２４と、負極端子１５に接続される負極集電部２５とを備えている。
電極体２０は、絶縁材料により形成された絶縁袋（図示せず）に覆われた状態でケース１１に収容されている。
ケース１１内には電解液が充填されているが、電解液は電極体２０をケース１１内に収容した後に電解液注入口１６を介して満たされる。
電解液は、例えば、リチウム二次電池やニッケル水素二次電池といった二次電池の種類に応じた電解液である。

次に、正極２１について説明する。
図２、図３に示すように、正極２１は、矩形のシート状である正極集電体としての正極金属箔２６を備えている。
正極金属箔２６は、例えば、リチウム二次電池やニッケル水素二次電池といった二次電池の種類に応じた金属材料により形成される。
本実施形態の正極金属箔２６はアルミニウムによりに形成されている。
図２に示すように、正極金属箔２６は、蓋体１３と対向する縁部２７と、ケース本体１２の底部と対向する縁部２８と、縁部２７、２８の右側の縁部２９と、縁部２７、２８の左側の縁部３０とを有している。
本実施形態では、二次電池１０における左右方向と正極金属箔２６の幅方向とは一致する。
図２に示すように、正極金属箔２６には、縁部２７から突出して延在する矩形の正極タブ部３１が備えられている。
正極タブ部３１は正極金属箔２６の縁部２７において左側の縁部３０寄りに形成されている。
全ての正極２１の正極タブ部３１が集約されて正極集電部２４を構成する。

正極金属箔２６の一方の表面（図２では前面）および他方の表面（図２では後面）には、正極活物質が塗工されて正極活物質層３２が形成されている。
正極活物質層３２は、正極タブ部３１を除く正極金属箔２６の領域において矩形の領域となるように形成されている。
図２に示すように、正極金属箔２６において縁部２７、２８から一定の距離を保って縁部２７、２８に沿う領域については、正極活物質が塗工されていない未塗工領域である。
従って、正極活物質層３２の上下方向の高さは、正極金属箔２６の上下方向の高さより小さく設定されている。
正極活物質層３２の幅は正極金属箔２６の幅とほぼ同じである。

図３に示すように、本実施形態では、正極２１における幅方向の左側の端部には、正極２１の厚さ方向に対して傾斜した傾斜面が形成されている。
傾斜面は、正極金属箔２６の縁部３０の面と、正極金属箔２６の両面に形成されている正極活物質層３２の縁部３３（３３Ａ、３３Ｂ）の面により形成されている。
縁部３０、縁部３３Ａ、３３Ｂは同じ傾斜角度に設定されており、縁部３３Ａ、３３Ｂは同平面であり、縁部３０は縁部３３Ａ、３３Ｂよりも僅かに内側へ深く位置する。
そして、正極金属箔２６の縁部３０および正極活物質層３２の縁部３３Ａ、３３Ｂにわたって絶縁性被膜３４が形成されている。
絶縁性被膜３４は、電極体２０における絶縁性を高めるために形成された被膜であり、絶縁性粒子としてのアルミナが堆積された被膜である。
なお、図示はしないが、正極２１における幅方向の右側の端部には、正極２１の厚さ方向に対して傾斜した傾斜面が形成されており、正極２１における左右の傾斜面は互いに平行である。

次に負極２２について説明する。
図２に示すように、負極２２は、矩形のシート状をなす負極集電体としての負極金属箔３６を備えている。
負極金属箔３６は、例えば、リチウム二次電池やニッケル水素二次電池といった二次電池の種類に応じた金属材料により形成される。
本実施形態の負極金属箔３６は銅により形成されている。
図２に示すように、負極金属箔３６は、蓋体１３と対向する縁部３７と、ケース本体１２の底部と対向する縁部３８と、縁部３７、３８の右側の縁部３９と、縁部３７、３８の左側の縁部４０とを有している。
本実施形態では、二次電池１０における左右方向と負極金属箔３６の幅方向とは一致する。
図２に示すように、負極金属箔３６には、縁部３７から突出して延在する矩形の負極タブ部４１が備えられている。
負極タブ部４１は負極金属箔３６の縁部３７において右側の縁部３９寄りに形成されている。
全ての負極２２の負極タブ部４１が集約されて負極集電部２５を構成する。

負極金属箔３６の一方の表面（図２では前面）および他方の表面（図２では後面）には、負極活物質が塗工されて負極活物質層４２が形成されている。
図２に示すように、負極金属箔３６において縁部３７、３８から一定の距離を保って縁部３７、３８に沿う領域については、正極活物質が塗工されていない未塗工領域である。
従って、負極活物質層４２の上下方向の高さは、負極金属箔３６の上下方向の高さより小さく設定されている。
負極活物質層４２の幅は負極金属箔３６の幅とほぼ同じである。

図３に示すように、本実施形態では、負極２２における幅方向の左側の端部には、負極２２の厚さ方向に対して傾斜した傾斜面が形成されている。
傾斜面は、負極金属箔３６の縁部４０の面と、負極金属箔３６の両面に形成されている負極活物質層４２の縁部４３（４３Ａ、４３Ｂ）の面により形成されている。
縁部４０、縁部４３Ａ、４３Ｂは同じ傾斜角度に設定されており、縁部４３Ａ、４３Ｂは同平面であり、縁部４０は縁部４３Ａ、４３Ｂよりも僅かに内側へ深く位置する。
そして、負極金属箔３６の縁部４０および負極活物質層４２の縁部４３Ａ、４３Ｂにわたって絶縁性被膜４４が形成されている。
絶縁性被膜４４は、電極体２０における絶縁性を高めるために形成された被膜であり、絶縁性粒子としてのアルミナが堆積された被膜である。
なお、図示はしないが、負極２２における幅方向の右側の端部には、負極２２の厚さ方向に対して傾斜した傾斜面が形成されており、負極２２における左右の傾斜面は互いに平行である。

次に、本実施形態の二次電池１０の電極体２０の正極２１および負極２２の製造について図４、図５（ａ）、図５（ｂ）を参照して説明する。
図４に示すように、正極２１の製造工程は、正極金属箔シート５０の両面に正極活物質を塗布して正極活物質層３２を形成し、電極板としての正極電極板５１を形成する塗工工程と、正極電極板５１の縁部を切断し、切断された切断端面に絶縁性被膜３４を形成する切断工程とを含む。
なお、負極２２の製造工程は、正極２１の製造の工程と同様に、負極金属箔シート６０に対する塗工工程および電極板としての負極電極板６１の切断工程を含む。
図４に示す正極金属箔シート５０（負極金属箔シート６０）の短手方向に対して直交する長手方向を幅方向としている。
また、図４では、説明の便宜上、正極活物質層３２（負極活物質層４２）の厚さを誇張して示す。

まず、塗工工程では、図４に示すように、長手方向に連続する正極金属箔シート５０の両面に、スラリーの正極活物質が塗工される。
このとき、正極活物質が正極金属箔シート５０の短手方向に対して所定の長さを以って塗工されるとともに、正極活物質は正極金属箔シート５０の幅にわたって塗工される。
正極活物質が乾燥して正極活物質層３２が形成されることにより正極電極板５１が得られ、次に、切断工程へ進む。

図４に示すように、切断工程では、正極電極板５１は切断予定線Ａ１、Ａ２に沿って切断される。
切断予定線Ａ１には正極金属箔２６および正極活物質層３２を同時に切断する箇所が含まれるが、切断予定線Ａ２では正極金属箔２６のみが切断される。
本実施形態では、正極電極板５１の切断は、研磨剤粒子を含む高圧流体（３５０ＭＰａ）を噴射するアブレシブウォータージェット装置４５を用いて行われる。
アブレシブウォータージェット装置４５は公知の装置である。
図５（ａ）に示すように、アブレシブウォータージェット装置４５には、高圧流体に含まれる研磨剤粒子を噴射するノズル４６が備えられている。
本実施形態では、高圧流体として使用する流体は、正極活物質をスラリーとするための有機溶剤であるＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を用いる。
また、高圧流体に含ませる研磨剤粒子をアルミナの微粒子としている。

本実施形態では、図４に示すように、正極電極板５１を水平にした状態（正極活物質層３２および正極金属箔２６の厚さ方向が鉛直方向と一致する状態）にて切断予定線Ａ１に沿って正極電極板５１を切断する。
図５（ａ）に示すように、鉛直方向（正極活物質層３２および正極金属箔２６の厚さ方向）に対して高圧流体の噴射軸線Ｐを傾斜させて正極電極板５１を切断するように、ノズル４６の姿勢が設定されている。
本実施形態では、正極活物質層３２および正極金属箔２６の厚さ方向に対する噴射軸線Ｐの傾斜角度θは３０度に設定されている。

アブレシブウォータージェット装置４５が正極電極板５１を切断予定線Ａ１に沿って切断するとき、正極金属箔２６および正極活物質層３２は同時に切断される。
図５（ａ）に示すように、正極金属箔２６に切断端面としての縁部３０が形成されるとともに、正極活物質層３２に切断端面としての縁部３３（３３Ａ、３３Ｂ）が形成される。
切断時において研磨剤粒子は正極金属箔２６の縁部３０および正極活物質層３２の縁部３３Ａ、３３Ｂに接触するが、正極金属箔２６は正極活物質層３２より柔らかいため、縁部３０は縁部３３Ａ、３３Ｂよりも僅かに内側へ深い位置に形成される。
なお、切断端面としての縁部３０、３３Ａ、３３Ｂにおいては、熱変性の発生や溶融ドロスがなく、良好な切断端面が形成される。

本実施形態では、正極活物質層３２および正極金属箔２６の厚さ方向に対して高圧流体の噴射軸線Ｐを傾斜させるため、高圧流体に含まれる研磨剤粒子は正極電極板５１に切断時に形成される縁部３０、３３Ａ、３３Ｂに残存され易い。
さらに、高圧流体の噴射軸線Ｐの傾斜により、切断された縁部３０、３３Ａ、３３Ｂに対する絶縁性被膜３４の形成の際に、絶縁性粒子は縁部３０、３３Ａ、３３Ｂに付着・堆積され易い。
鉛直方向に対する噴射軸線Ｐの傾斜角度θは、絶縁性被膜３４の形成し易さの面で２０〜４０度の範囲が好ましく、中でも、２５〜３５度の傾斜角度は、正極活物質層３２および正極金属箔２６界面に高圧流体に含まれる研磨剤粒子が進入し、剥離を防止する面で最適の範囲である。

次に、図５（ｂ）に示すように、絶縁性粒子を含む低圧流体（２０ＭＰａ）を噴射するアブレシブウォータージェット装置４７を用いて、縁部３０、３３Ａ、３３Ｂに絶縁性被膜３４を形成する。
アブレシブウォータージェット装置４７は公知の装置である。
図５に示すように、アブレシブウォータージェット装置４７には、絶縁性粒子を含む低圧流体を噴射するノズル４８が備えられている。
ノズル４８には、ノズル４８から流体が低圧により噴射されるようにノズル孔径Ｌが設定されている。
本実施形態では、低圧流体として使用する流体は、正極活物質をスラリーとするための有機溶剤であるＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を用いる。
また、低圧流体に含ませる絶縁性粒子を研磨剤粒子と同じアルミナの微粒子としている。

本実施形態では、図５（ｂ）に示すように、切断された正極電極板５１を水平にした状態にて、上方から絶縁性粒子を含む低圧流体を正極電極板５１の縁部３０、３３Ａ、３３Ｂに向けて噴射する。
ノズル４８の向きは、正極電極板５１の縁部３０、３３Ａ、３３Ｂに絶縁性粒子を含む低圧流体が確実に吹き付けられる向きであればよい。
正極電極板５１の縁部３０、３３Ａ、３３Ｂに絶縁性粒子を含む低圧流体が吹き付けられることにより、絶縁性粒子が縁部３０、３３Ａ、３３Ｂに付着・堆積され、縁部３０、３３Ａ、３３Ｂにわたって絶縁性被膜３４が形成される。

縁部３０は、縁部３３Ａ、３３Ｂよりも僅かに内側へ深い位置に形成されているため、絶縁性被膜３４における縁部３０に対応する部位は、縁部３３Ａ、３３Ｂに対応する部位より厚くなる。
また、本実施形態では、アルミナを研磨剤粒子として正極電極板５１を切断するため、絶縁性被膜３４の形成前の縁部３０、３３Ａ、３３Ｂにはアルミナが残存している。
このため、アルミナの絶縁性粒子を含む低圧流体が吹き付けられると、絶縁性粒子のアルミナは縁部３０、３３Ａ、３３Ｂに残存している研磨剤粒子のアルミナに付着する。
研磨剤粒子のアルミナに絶縁性粒子のアルミナが付着することにより、絶縁性粒子のアルミナが縁部３０、３３Ａ、３３Ｂに堆積し易くなる。

正極金属箔２６の縁部３０、正極活物質層３２の縁部３３Ａ、３３Ｂおよび絶縁性被膜３４を形成した後、図示はされないが、正極電極板５１の切断により切断端面としての正極金属箔２６の縁部２９および正極活物質層３２の縁部３３Ａ、３３Ｂを形成する。
次いで、縁部２９、３３Ａ、３３Ｂに絶縁性被膜３４を形成する。
絶縁性被膜３４が形成された後、正極電極板５１を切断予定線Ａ２に沿って切断する。
正極電極板５１が切断予定線Ａ２に沿って切断されると、正極タブ部３１が形成され、正極２１が得られる。

次に、本実施形態の二次電池の電極体２０の負極２２の製造について図４、図５（ａ）、図５（ｂ）を参照して説明する。
まず、塗工工程では、図４に示すように、長手方向に連続する負極金属箔シート６０の両面に、負極活物質が塗工される。
このとき、負極活物質が負極金属箔シート６０の短手方向に対して所定の長さを以って塗工されるとともに、負極活物質は負極金属箔シート６０の幅にわたって塗工される。
負極活物質が乾燥して負極活物質層４２が形成されることにより負極電極板６１が得られ、次に、切断工程へ進む。

図４に示すように、切断工程では、負極電極板６１の周囲は切断予定線Ｂ１、Ｂ２に沿って切断される。
切断予定線Ｂ１には負極金属箔３６および負極活物質層４２を同時に切断する箇所が含まれるが、切断予定線Ｂ２では負極金属箔３６のみが切断される。
本実施形態では、負極電極板６１の切断は、正極電極板５１の切断と同様に、研磨剤粒子としてのアルミナを含む高圧流体（３５０ＭＰａ）を噴射するアブレシブウォータージェット装置４５を用いて行われる。

本実施形態では、図４に示すように、負極電極板６１を水平にした状態（負極活物質層４２および負極金属箔３６の厚さ方向が鉛直方向と一致する状態）にて切断予定線Ｂ１に沿って負極電極板６１を切断する。
図５（ａ）に示すように、鉛直方向（負極活物質層４２および負極金属箔３６の厚さ方向）に対して高圧流体の噴射軸線Ｐを傾斜させて負極電極板６１を切断するように、ノズル４６の姿勢が設定されている。
本実施形態では、負極活物質層４２および負極金属箔３６の厚さ方向に対する噴射軸線Ｐの傾斜角度θは３０度に設定されている。

アブレシブウォータージェット装置４５が負極電極板６１を切断予定線Ｂ１に沿って切断するとき、負極金属箔３６および負極活物質層４２は同時に切断される。
図５（ａ）に示すように、負極金属箔３６に切断端面としての縁部３９が形成されるとともに、負極活物質層４２に切断端面としての縁部４３（４３Ａ、４３Ｂ）が形成される。
切断時において研磨剤粒子は負極金属箔３６の縁部３９および負極活物質層４２の縁部４３Ａ、４３Ｂに接触するが、負極金属箔３６は負極活物質層４２より柔らかいため、縁部３９は縁部４３Ａ、４３Ｂよりも僅かに内側へ深い位置に形成される。
なお、切断端面としての縁部３９、４３Ａ、４３Ｂにおいては、熱変性の発生や溶融ドロスがなく、良好な切断端面が形成される。

本実施形態では、負極活物質層４２および負極金属箔３６の厚さ方向に対して高圧流体の噴射軸線Ｐを傾斜させているため、高圧流体に含ませる研磨剤粒子は負極電極板６１に切断時に形成される縁部３９、４３Ａ、４３Ｂに残存され易い。
さらに、高圧流体の噴射軸線Ｐの傾斜により、切断された縁部３９、４３Ａ、４３Ｂに対する絶縁性被膜４４の形成の際に、絶縁性粒子は縁部３９、４３Ａ、４３Ｂに付着・堆積され易い。

次に、図５（ｂ）に示すように、絶縁性粒子を含む低圧流体（２０ＭＰａ）を噴射するアブレシブウォータージェット装置４７を用いて、縁部３９、４３Ａ、４３Ｂに絶縁性被膜４４を形成する。

本実施形態では、図５（ｂ）に示すように、切断された負極電極板６１を水平にした状態にて、上方から絶縁性粒子を含む低圧流体を負極電極板６１の縁部３９、４３Ａ、４３Ｂに向けて噴射する。
ノズル４８の向きは、負極電極板６１の縁部３９、４３Ａ、４３Ｂに絶縁性粒子を含む低圧流体が確実に吹き付けられる向きであればよい。
負極電極板６１の縁部３９、４３Ａ、４３Ｂに絶縁性粒子を含む低圧流体が吹き付けられることにより、絶縁性粒子が縁部３９、４３Ａ、４３Ｂに付着・堆積され、縁部３９、４３Ａ、４３Ｂにわたって絶縁性被膜４４が形成される。

縁部３９は縁部４３Ａ、４３Ｂよりも僅かに内側へ深い位置に形成されているため、絶縁性被膜４４における縁部３９に対応する部位は、縁部４３Ａ、４３Ｂに対応する部位より厚くなる。
また、本実施形態では、アルミナを研磨剤粒子として負極電極板６１を切断するため、絶縁性被膜の形成前の縁部３９、４３Ａ、４３Ｂにはアルミナが残存している。
このため、アルミナの絶縁性粒子を含む低圧流体が吹き付けられると、絶縁性粒子のアルミナは縁部３９、４３Ａ、４３Ｂに残存している研磨剤粒子のアルミナに付着する。
研磨剤粒子のアルミナに絶縁性粒子のアルミナが付着することにより、絶縁性粒子のアルミナが縁部３９、４３Ａ、４３Ｂに堆積し易くなる。

負極金属箔３６の縁部３９、負極活物質層４２の縁部４３Ａ、４３Ｂおよび絶縁性被膜４４を形成した後、図示はされないが、負極電極板６１の切断により切断端面としての負極金属箔３６の縁部４０および負極活物質層４２の縁部４３Ａ、４３Ｂを形成する。
次いで、縁部４０、４３Ａ、４３Ｂに絶縁性被膜４４を形成する。
絶縁性被膜４４が形成された後、負極電極板６１を切断予定線Ｂ２に沿って切断する。
負極電極板６１が切断予定線Ｂ２に沿って切断されると、負極タブ部４１が形成され、負極２２が得られる。

正極２１および負極２２が得られると、次に、正極２１と負極２２とをセパレータ２３を介して積層して電極体２０を形成する。
電極体２０は絶縁材料により形成された絶縁袋（図示せず）に収容される。
複数の正極タブ部３１はまとめられて正極端子１４と接続され、同様に複数の負極タブ部４１はまとめられて負極端子１５と接続される。
絶縁袋（図示せず）に収容された電極体２０はケース本体１２に収容され、電極体２０がケース本体に収容された後、蓋体１３がケース本体１２に溶接される。
その後、ケース１１に設けた電解液注入口（図示せず）から電解液がケース１１内に充填される。

本実施形態に係る電池の製造方法は以下の作用効果を奏する。
（１）正極（負極）金属箔２６（３６）および正極（負極）活物質層３２（４２）にはバリ等が殆ど発生しない良好な切断端面が形成されるとともに、低圧流体に含まれる絶縁性粒子による絶縁性被膜３４（４４）が切断端面に形成される。従って、正極（負極）電極板５１（６１）から得られる電極体２０の絶縁性を向上させることができる。また、切断端面にわたって形成される絶縁性被膜３４（４４）のうち、正極（負極）金属箔２６（３６）に対応する部位は、正極（負極）活物質層３２（４２）に対応する部位よりも厚くなり、電極体２０の絶縁性をより向上させることができる。

（２）正極（負極）電極板５１（６１）の板面に対して高圧流体の噴射軸線Ｐを傾斜させて正極（負極）電極板５１（６１）を切断する。このため、切断端面は、高圧流体の噴射軸線Ｐを傾斜させずに切断した場合の切断端面と比較して面積が大きくなり、研磨剤粒子が切断端面に残り易くなる。研磨剤粒子が切断端面に残り易くなることにより、絶縁性粒子が研磨剤粒子と付着し易くなり、絶縁性被膜を形成し易くすることができる。特に、切断端面を上向きとする状態では、上方から下方の切断端面へ向けて低圧流体を噴射すると、低圧流体に含まれる絶縁性粒子が切断端面により付着し易くなり、絶縁性被膜をより確実に形成することができる。

（３）絶縁性粒子がアルミナであるから、アルミナによる絶縁性の高い絶縁性被膜３４（４４）を切断端面にわたって形成することができる。

（４）研磨剤粒子が絶縁性粒子と同一材料であるから、切断端面に研磨剤粒子が残存する。絶縁性粒子を研磨剤粒子と同一材料とする場合には、絶縁性粒子が残存する研磨剤粒子に付着し易くなる。このため、絶縁性被膜３４（４４）が切断端面により形成され易くなる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る電池の製造方法ついて説明する。
本実施形態は、正極電極板および負極電極板の両面から切断する例である。
第１の実施形態と同じ構成については第１の実施形態の説明を援用し、符号を共通して使用する。

本実施形態では、切断工程において正極電極板５１の両側の板面から切断し、切断後に正極電極板５１の両側の板面から絶縁性被膜５４を形成する。
また、本実施形態では、第１の実施形態と同様に、切断工程では、正極電極板５１の周囲は切断予定線Ａ１、Ａ２に沿って切断される。
まず、図５（ａ）に示すように、正極電極板５１を水平にした状態にて高圧流体の噴射軸線Ｐを傾斜させて正極電極板５１を切断する。
切断後には、正極金属箔２６に切断端面が形成されるとともに、正極活物質層３２に切断端面としての縁部３３（３３Ａ、３３Ｂ）が形成される。
次に、切断された正極電極板５１の板面を上下反転させ、図６（ａ）に示すように、板面を上下反転させた状態にて、高圧流体の噴射軸線Ｐを傾斜させて正極電極板５１を切断する。
２回目の切断により、正極金属箔２６に最終的な切断端面としての縁部３０が形成されるとともに、正極活物質層３２の縁部３３Ｂ側に最終的な切断端面としての縁部３３Ｃが形成される。

本実施形態では、正極金属箔２６の縁部３０は、両側の板面からの２回の切断により、縁部３０は縁部３３Ａ、３３Ｃよりも僅かに内側へ深い位置に形成される。
縁部３０は、正極金属箔２６の厚さ方向中心が外側へ向かう断面山型状の形状を呈している。
縁部３３Ａの面と縁部３３Ｃの面は正極金属箔２６の厚さ方向の中心を基準として線対称である。

次に、図６（ｂ）に示すように、絶縁性粒子を含む低圧流体を噴射するアブレシブウォータージェット装置４７を用いて、切断された正極電極板５１の両側の板面から縁部３０、３３Ａ、３３Ｃに絶縁性被膜５４を形成する。
本実施形態では、正極電極板５１の一方の板面から絶縁性粒子を含む低圧流体を噴射し、さらに、正極電極板５１を反転させて、絶縁性粒子を含む低圧流体を噴射することにより絶縁性被膜５４を形成する。
本実施形態では、第１の実施形態と同様に、低圧流体として使用する流体は、正極活物質のスラリーを製作するための有機溶剤であるＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を用いる。
また、低圧流体に含ませる絶縁性粒子をアルミナの微粒子としている。

正極金属箔２６の縁部３０、正極活物質層３２の縁部３３Ａ、３３Ｃおよび絶縁性被膜５４を形成した後、図示されないが、正極電極板５１の切断により切断端面としての正極金属箔２６の縁部２９および正極活物質層３２の縁部３３Ａ、３３Ｃを形成する。
次いで、縁部２９、３３Ａ、３３Ｃに絶縁性被膜５４を形成する。
絶縁性被膜３４が形成された後、正極電極板５１を切断予定線Ａ２に沿って切断する。
正極電極板５１が切断予定線Ａ２に沿って切断されると、正極タブ部３１が形成され、正極２１が得られる。

本実施形態では、正極電極板５１と同様に、負極電極板６１の切断により、負極金属箔３６の縁部３９、負極活物質層４２の縁部４３Ａ、４３Ｃを形成し、次いで、縁部３９、４３Ａ、４３Ｃに絶縁性被膜６４を形成する。
負極金属箔３６の縁部３９、負極活物質層４２の縁部４３Ａ、４３Ｃおよび絶縁性被膜６４を形成した後、図示されないが、負極電極板６１の切断により切断端面としての負極金属箔３６の縁部４０および負極活物質層４２の縁部４３Ａ、４３Ｃを形成する。
次いで、縁部４０、４３に絶縁性被膜６４を形成する。
絶縁性被膜６４が形成された後、負極電極板６１を切断予定線Ｂ２に沿って切断する。
負極電極板６１が切断予定線Ｂ２に沿って切断されると、負極タブ部４１が形成され、負極２２が得られる。

本実施形態によれば、第１の実施形態の作用効果と同等の作用効果を奏する。
また、縁部３３Ａの面と縁部３３Ｃの面は正極金属箔２６の厚さ方向の中心を基準として線対称であることから、絶縁性被膜５４（６４）が第１の実施形態の絶縁性被膜３４（４４）と比較して剥がれ難い構成となる。

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。

○ 上記の実施形態では、電極板を切断する研磨剤粒子としてアルミナの微粒子を用いたが、研磨剤粒子はアルミナに限らず、ガーネットや立方晶窒化ホウ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア等のセラミック系材料の微粒子を用いてもよい。
○ 上記の実施形態では、絶縁性被膜を形成する絶縁性粒子をアルミナとしたが、これに限らない。例えば、立方晶窒化ホウ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニアを絶縁性粒子として用いてもよい。
○ 上記の実施形態では、研磨剤粒子は絶縁性粒子と同一材料としたが、この限りではなく、研磨剤粒子は絶縁性粒子と異なる材料としてもよい。例えば、研磨剤粒子をガーネットとし、絶縁性粒子をアルミナとしてもよい。
○ 上記の実施形態では、電極板の板面に対して高圧流体の噴射軸線を傾斜させて電極板を切断したが、電極板の板面に対して高圧流体の噴射軸線を傾斜させることは必須ではない。例えば、電極板の板面に対して高圧流体の噴射軸線を直角として電極板を切断してもよい。また、電極板の切断および被膜形成の際に、電極板の板面を水平にするとしたが、必ずしも電極板の板面を水平としなくてもよい。
○ 上記の実施形態では、高圧流体の圧力を３５０ＭＰａとしたがこの限りではない。例えば、高圧流体の圧力は、２００〜４００ＭＰａの範囲で設定してもよく、この圧力の範囲では、バリ等の殆どない良好な切断端面を形成することができる。
○ 上記の実施形態では、低圧流体を噴射するためのノズル孔径が設定されたが、具体的なノズル孔径は、例えば、０．１ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲で設定してもよい。このノズル孔径の範囲では絶縁性粒子を含む低圧流体の噴射により良好な絶縁性被膜を確実に形成することができる。
○ 上記の実施形態では、特に説明しなかったが電極板の両面となる活物質層の表面には、例えば、絶縁性材料であるアルミナによる保護層が形成される場合がある。保護層が形成される場合、切断端面に絶縁性被膜を形成する際に、絶縁性被膜を形成する絶縁性粒子をアルミナとすると、保護層のアルミナと絶縁性粒子のアルミナは互いに付着し易く、剥がれ難い絶縁性被膜を形成することができる。
○ 上記の実施形態では、アブレシブウォータージェット装置を用いた絶縁性粒子を含む低圧流体の噴射により活物質層および金属箔の切断端面にわたって絶縁性被膜を形成するとしたが、この限りではない。例えば、低圧流体を気体として、絶縁性粒子を低温溶射することにより活物質層および金属箔の切断端面にわたって絶縁性被膜を形成するようにしてもよい。
○ 上記の実施形態では、積層型の電極体を例示したが、電極体は、例えば、巻回型の電極体であってもよく、電極体は、少なくともアブレシブウォータージェット装置により同時に切断可能な金属箔と活物質層を備えている構造であればよい。
○ 上記の実施形態では、高圧流体および低圧流体を液体であるＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）としたが、高圧流体および低圧流体は、例えば、水を用いてよい。水を用いる場合、電極板の切断および絶縁性被膜の形成後に水分を蒸発等により除去すれば電極性能の低下を招くことはない。また、高圧流体、低圧流体のいずれか一方を水としてもよい。

１０ 二次電池
２０ 電極体
２１ 正極
２２ 負極
２３ セパレータ
２６ 正極金属箔
２９、３０ 縁部（切断端面としての）
３２ 正極活物質層
３３（３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ） 縁部（切断端面としての）
３４、４４ 絶縁性被膜
３６ 負極金属箔
３９、４０ 縁部（切断端面としての）
４２ 負極活物質層
４３（４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ） 縁部（切断端面としての）
４５、４７ アブレシブウォータージェット装置
４６、４８ ノズル
５１ 正極電極板
５４、６４ 絶縁性被膜
６１ 負極電極板
Ａ１、Ａ２ 切断予定線

Claims (5)

1. 金属箔の両面に活物質層をそれぞれ形成した電極板を、研磨剤粒子を含む高圧流体を噴射するアブレシブウォータージェット装置により切断し、
   前記活物質層および前記金属箔にそれぞれ切断端面を同時に形成する切断工程を有する電池の製造方法において、
   前記電極板の切断後に、絶縁性粒子を含む低圧流体の噴射により、前記活物質層および前記金属箔の前記切断端面にわたって絶縁性被膜を形成することを特徴とする電池の製造方法。
2. 前記電極板の板面に対して前記高圧流体の噴射軸線を傾斜させて前記電極板を切断することを特徴とする請求項１記載の電池の製造方法。
3. 前記絶縁性粒子はアルミナであることを特徴とする請求項１又は２記載の電池の製造方法。
4. 前記研磨剤粒子は前記絶縁性粒子と同一材料とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の電池の製造方法。
5. 前記高圧流体および前記低圧流体は、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の電池における電池の製造方法。

Images