JP2013134894A - 電極、蓄電装置、車両、及び電極の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】活物質層へ電解質を容易に含侵させることができる電極、二次電池、車両、及び電極の製造方法を提供すること。
【解決手段】金属箔２４ａに活物質が塗布された正電極シート２４であって、活物質により形成される活物質層２６の表面２６ａには、格子状に各溝３０ａ，３０ｂを配置した格子溝部３０が形成されており、各溝３０ａ，３０ｂ同士が交差する交差部３０ｃにおける４つの角部Ｋ１〜Ｋ４のうち対向する２つの角部Ｋ１，Ｋ２にはアール面３０ｅが形成され、他の対向する２つの角部Ｋ３，Ｋ４は先端が尖った形状をしている
【選択図】図２

Description

本発明は、金属シートに活物質が塗布された電極、電極を備えた蓄電装置、蓄電装置を搭載した車両、及び電極の製造方法に関する。

従来から、蓄電装置としては、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池などが知られている。例えば、リチウムイオン二次電池は、金属シート（アルミニウム箔や銅箔）に活物質層を形成した複数の電極シートを積層、又は捲回することで前記電極シートが層状をなす電極体を形成し、この電極体をケースに収納した構成とされている。

そして、従来の蓄電装置の中には、活物質層の表面に溝部を設けることにより、活物質層に電解質を含浸させ易くしたものが提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１では、一次電池の例ではあるものの、活物質層の表面に複数の溝を格子状に形成することにより、例えば電解質の充填時などにおける活物質層への電解質の含侵を容易にしている。

特開２００８−１９２３８３号公報

しかしながら、特許文献１の電池では、溝部をなす溝の幅が一定に保たれていることから、溝同士が交差する交差部に対して、複数の溝から電解質が流入した場合、この交差部が電解質で飽和し、電解質の含侵が律速される可能性がある。このような場合には、電解質の充填に要する時間が長くなったり、電解質の充填不足が生じたりする虞がある。

この発明は、上記従来技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、活物質層へ電解質を容易に含侵させることができる電極、蓄電装置、車両、及び電極の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、金属シートに活物質が塗布された電極であって、前記活物質により形成される活物質層の表面には、格子状に溝を配置した溝部が形成されており、前記溝同士が交差する交差部における４つの角部のうち対向するいずれか２つの角部には角アールが形成され、他の対向する２つの角部は先端が尖った形状をしていることを要旨とする。

これによれば、格子状に溝を配置した溝部において、溝同士が交差する交差部における４つの角部のうち対向するいずれか２つの角部には角アールが形成され、他の対向する２つの角部は先端が尖った形状をしている。このため、角部に角アールを形成していない構成と比較して、交差部の容積を大きくすることができる。したがって、複数の溝から交差部に電解質が流入する場合であっても、交差部が電解質で飽和することを抑制できるとともに、電解質の含侵が律速されることを抑制できる。したがって、活物質層へ電解質を容易に含侵させることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電極において、前記交差部における前記溝の深さは、直線部における前記溝の深さよりも深いことを要旨とする。これによれば、交差部の深さを直線部よりも深くすることで交差部の容積をさらに大きくできる。そして、電解質を活物質層の深部まで含侵させ易くすることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の電極において、前記溝部の底部は、前記金属シートに対して傾斜していることを要旨とする。これによれば、底部において金属箔との離間距離を異ならせることで、電解質を均等に含侵させることができる。

請求項４に記載の発明は、蓄電装置において、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電極を備えたことを要旨とする。これによれば、活物質層へ電解質を容易に含侵させ、例えば電解質の充填不足によって蓄電装置の性能が低下することを好適に抑制できる。

請求項５に記載の発明は、車両において、請求項４に記載の蓄電装置を搭載したことを要旨とする。これによれば、活物質層へ電解質を容易に含侵させて、例えば電解質の充填不足によって蓄電装置の性能が低下することを抑制し、蓄電装置の交換サイクルが短くなることを好適に抑制できる。

請求項６に記載の発明は、電極の製造方法において、金属シートに活物質を塗布して活物質層を形成する工程と、エキスパンドメタルを前記活物質層の表面に配置した状態でプレス加工し、前記活物質層の表面に、格子状に溝を配置した溝部を形成する工程と、前記エキスパンドメタルを除去する工程と、を含むことを要旨とする。

これによれば、エキスパンドメタルを活物質層の表面に配置した状態でプレス加工することにより、活物質層の表面に、格子状に溝が配置されるように溝部を簡便に形成できる。そして、これにより形成される溝部において、溝同士が交差する交差部における４つの角部のうち対向する２つの角部には角アールが形成され、他の対向する２つの角部は先端が尖った形状となる。このため、角部に角アールを形成しない構成と比較して、交差部の容積を大きくできる。したがって、活物質層へ電解質を容易に含侵させることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項８に記載の電極の製造方法において、予めプレス加工されていないエキスパンドメタルを用いて前記溝部を形成することを要旨とする。これによれば、交差部の深さが直線部よりも深い溝部を簡便に形成することができる。

請求項８に記載の発明は、請求項８に記載の電極の製造方法において、予めプレス加工したエキスパンドメタルを用いて前記溝部を形成することを要旨とする。これによれば、交差部における所定方向の幅が直線部における所定方向の幅よりも広い溝部を簡便に形成することができる。

本発明によれば、活物質層へ電解質を容易に含侵させることができる。

リチウムイオン二次電池を模式的に示す斜視図。 電極体を模式的に示す分解斜視図。 （ａ）は、図２に示すＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は、図２に示すＢ−Ｂ線断面図。 電極シートの製造方法を示すフローチャート。 エキスパンドメタルを模式的に示す斜視図。 （ａ）〜（ｆ）は、電極シートの製造方法を示す模式断面図。 （ａ）、及び（ｂ）は、第２の実施形態における電極シートの模式断面図。 第２の実施形態におけるエキスパンドメタルを模式的に示す斜視図。

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図６にしたがって説明する。
図１に示すように、車両（例えば産業車両や乗用車両）に搭載される蓄電装置（二次電池）としてのリチウムイオン二次電池（以下、単に「二次電池」と示す）１０は、全体として扁平な略立方体状をなすケース１１を備えている。ケース１１は、有底筒状（本実施形態では四角筒状）に形成された本体部材１２、及び本体部材１２の開口部１２ａを覆う（密閉する）ように、本体部材１２に組み付けられる平板状（本実施形態では矩形平板状）をなす蓋部材１３から形成されている。本体部材１２、及び蓋部材１３は、何れも金属（例えばステンレスやアルミニウムなど）から形成されている。以下、説明の便宜のため、図１で矢印Ｙ１に示すケース１１の長手方向を左右方向と示し、矢印Ｙ２で示すケース１１の短手方向（厚さ方向）を前後方向と示し、矢印Ｙ３に示すケース１１の高さ方向を上下方向と示す。

蓋部材１３には、蓋部材１３の上面から円柱状（略円柱状）をなす正極端子１５及び負極端子１６が上方に向かって突出するように設けられている。また、蓋部材１３の下面（内面）には、金属（例えばアルミニウム）からなり、正極端子１５と電気的に接続された集電端子１７の基端（一端）が固定されている。また、蓋部材１３の下面（内面）には、金属（例えば銅）からなり、負極端子１６と電気的に接続された集電端子１８の基端（一端）が固定されている。

また、ケース１１には、導電性を有するシート状の基材に活物質を塗布してなる電極としての正電極シート２４及び負電極シート２５が層状をなす電極体２１が収納されている。図２に示すように、電極体２１は、間にセパレータ（隔膜）２３を挟んだ状態（介在させた状態）で、矩形のシート状をなす複数の正電極シート２４、及び同じく矩形のシート状をなす複数の負電極シート２５を前後方向（厚さ方向）に積層して形成されている。正電極シート２４及び負電極シート２５は、…→正電極シート２４→負電極シート２５→正電極シート２４…のように、交互に配置されている。本実施形態では、矢印Ｙ２に示す前後方向が正電極シート２４、及び負電極シート２５の積層方向となる。また、セパレータ２３は、絶縁性を有する樹脂材料（例えばポリエチレンなど）からなる矩形の多孔性シートとされている。なお、本実施形態では、電極体２１の前面及び後面にもセパレータ２３が配置されている。

ここで、正電極シート２４、及び負電極シート２５について詳しく説明する。正電極シート２４は、矩形のシート状をなす基材（金属シート）としての金属箔２４ａ（例えばアルミニウム箔）を備えている一方で、負電極シート２５は、矩形のシート状をなす基材（金属シート）としての金属箔２５ａ（例えば銅箔）を備えている。各金属箔２４ａ，２５ａの両面（前面及び後面）には、左右方向の全幅にわたって上端部（辺）Ｅから所定幅で設定された非塗布領域２７を除き、その全面に活物質が塗布され、活物質層２６が形成されている。このため、非塗布領域２７は、正電極シート２４、及び負電極シート２５において、左右方向に沿って延びるようにそれぞれ設けられている。

金属箔２４ａには正極用の活物質が塗布されている一方で、金属箔２５ａには、負極用の活物質が塗布されている。また、活物質層２６の厚さは、好ましくは２０μｍ〜９０μｍであり、より好ましくは２０μｍ〜４０μｍである。以下の説明では、各金属箔２４ａ，２５ａの前面に形成された活物質層２６の前面、及び各金属箔２４ａ，２５ａの後面に形成された活物質層２６の後面を、特に活物質層２６の表面２６ａと示す。各活物質層２６の表面２６ａは、正電極シート２４及び負電極シート２５の間に配置されるセパレータ２３に接する面となる。

また、正電極シート２４において金属箔２４ａ（非塗布領域２７）の左上端部には、略矩形をなす正電極タブ２４ｂが上方に向かって延出するように形成されている。同様に、負電極シート２５において金属箔２５ａ（非塗布領域２７）の右上端部には、略矩形をなす負電極タブ２５ｂが上方に向かって延出するように形成されている。本実施形態では、矢印Ｙ３に示す上下方向が正電極タブ２４ｂ及び負電極タブ２５ｂの延出方向となる。なお本実施形態において、正電極タブ２４ｂは正電極シート２４の非塗布領域２７を、負電極タブ２５ｂは負電極シート２５の非塗布領域２７を打ち抜き加工して形成されている。

そして、本実施形態の正電極シート２４、及び負電極シート２５に設けられた活物質層２６の表面２６ａには、複数の溝３０ａ及び溝３０ｂが格子状に配置（形成）された溝部としての格子溝部３０が形成されている。各溝３０ａは、各活物質層２６の表面２６ａにおいて、非塗布領域２７の延びる方向、及び各電極タブ２４ｂ，２５ｂの延出方向に対して傾斜（交差）する方向（本実施形態では左上から右下へ傾斜する方向）に延びる直線状に形成されている。各溝３０ａは、活物質層２６の表面２６ａにおいて、上下方向に等間隔に、且つ相互に平行に配置されている。

また、各溝３０ｂは、各活物質層２６の表面２６ａにおいて、非塗布領域２７の延びる方向、及び各電極タブ２４ｂ，２５ｂの延出方向に対して傾斜（交差）する方向（本実施形態では右上から左下へ傾斜する方向）に延びる直線状に形成されている。各溝３０ｂは、活物質層２６の表面２６ａにおいて、上下方向に等間隔に、且つ相互に平行に配置されている。各溝３０ａ，３０ｂにおける上下方向の断面形状は、略矩形をなしている。

そして、溝３０ａ及び溝３０ｂは、交差角度θが鈍角をなすように交差しているとともに、各溝３０ａ，３０ｂに囲まれた領域は、左右方向に扁平な平行四辺形（菱形）をなしている。このため、本実施形態の格子溝部３０は、各溝３０ａ，３０ｂに囲まれた領域の長手方向（長目方向）が非塗布領域２７の延びる方向に沿うように形成されている。また、各溝３０ａ，３０ｂは、何れもその両端が活物質層２６の表面２６ａの周囲に形成される端面に開口するように形成されている。以下の説明では、各溝３０ａ，３０ｂ同士が交差する部分を特に交差部３０ｃと示し、各溝３０ａ，３０ｂのうち、交差部３０ｃを除く部分を直線部３０ｄと示す。

また、各溝３０ａ，３０ｂが交差する交差部３０ｃにおける４つの角部Ｋ１〜Ｋ４のうち、対向する２つの角部Ｋ１，Ｋ２には角アール（角アール）としてのアール面（Ｒ面）３０ｅが形成されており、他の対向する２つの角部Ｋ３，Ｋ４は先端が尖った形状をしている。本実施形態において、上下方向に対向する角部Ｋ１，Ｋ２において、当該各角部Ｋ１，Ｋ２をなす各溝３０ａ，３０ｂの壁面は、鈍角をなすように交わっている。一方、左右方向に対向する角部Ｋ３，Ｋ４において、当該各角部Ｋ３，Ｋ４をなす各溝３０ａ，３０ｂの壁面は、鋭角をなすように交わっている。

また、図３に示すように、格子溝部３０のうち直線部３０ｄの底部Ｓは、金属箔２４ａ（前面及び後面）に対して傾斜している面をなすとともに、直線部３０ｄの底部Ｓは、金属箔２５ａ（前面及び後面）に対して傾斜している面をなしている。同様に、各交差部３０ｃの底部Ｓは、金属箔２４ａ（前面及び後面）や、金属箔２５ａ（前面及び後面）に対して傾斜した面をなしている。また、交差部３０ｃ及び直線部３０ｄ（溝３０ａ，３０ｂ）は、底部Ｓが各金属箔２４ａ，２５ａに接しておらず、交差部３０ｃ及び直線部３０ｄから各金属箔２４ａ，２５ａが露出しないようになっている。

また、交差部３０ｃにおいて、活物質層２６の表面２６ａから底部Ｓまでの離間距離（以下、単に「深さＬ１」と示す）は、直線部３０ｄ（各溝３０ａ，３０ｂ）の深さＬ１よりも深い。また、本実施形態の交差部３０ｃでは、上下方向に対向する２つの角部Ｋ１，Ｋ２の先端にアール面３０ｅが形成されている。このため、交差部３０ｃにおける上下方向の溝幅Ｌ２は、直線部３０ｄにおける上下方向の溝幅Ｌ２よりも大きい。したがって、交差部３０ｃにおける上下方向の断面積は、直線部３０ｄにおける上下方向の断面積よりも大きくなっている。

また、図１に示すように、各正電極タブ２４ｂは、正電極タブ２４ｂの間に上方から挿入するように配置された集電端子１７の先端（他端）に対して、前後方向から寄り合わされた（寄せ集められた）状態で、例えば超音波接合やスポット接合（比抵抗溶接）などによって接合され、電気的に接続されている。同様に、負電極タブ２５ｂは、負電極タブ２５ｂの間に上方から挿入するように配置された集電端子１８の先端（他端）に対して、前後方向から寄り合わされた（寄せ集められた）状態で、例えば超音波接合やスポット接合（比抵抗溶接）などによって接合され、電気的に接続されている。そして、ケース１１内には、電解質として、例えばエチレンカーボネートなどの有機溶媒にリチウム塩を溶解させた有機電解質（非水溶液系電解質）が充填されている。

次に、本実施形態の二次電池１０（正電極シート２４、及び負電極シート２５）の製造方法について、その作用を併せて説明する。
最初に、正電極シート２４及び負電極シート２５の製造方法について詳しく説明する。なお、ここでは正電極シート２４の製造方法についてのみ詳しく説明し、正電極シート２４の製造方法と同様である負電極シート２５の製造方法については、その説明を簡略化する。

図４に示すように、最初に金属箔２４ａの前面及び後面に対して厚みが例えば２０μｍ〜４０μｍとなるように活物質を含む溶液を塗布し、活物質層２６を形成する塗布工程を行う（ステップＳ１）。このとき、金属箔２４ａにおける左右方向の全幅にわたって、金属箔２４ａの上端部Ｅから所定幅で活物質を塗布しないようにすることで、非塗布領域２７を設ける。次に、活物質層２６が形成された金属箔２４ａを乾燥する乾燥工程を行う（ステップＳ２）。次に、金属箔２４ａの両面に形成された活物質層２６の表面２６ａに対して、それぞれエキスパンドメタル３２を積層（配置）する積層工程（配置工程）を行う（ステップＳ３）。

ここで、正電極シート２４及び負電極シート２５の製造に用いられるエキスパンドメタル（グレーチングメタル）３２について詳しく説明する。図５に示すように、エキスパンドメタル３２は、平板状をなす金属板（例えばアルミニウム板）に対して、この金属板の板厚方向に貫通するスリットを所定間隔で形成しつつ、スリットの形成方向（金属板の板厚方向）へ押し広げることを所定幅（所定間隔）で繰り返すことにより形成される。即ち、エキスパンドメタル３２は、正面視でジグザグに形成された線状体としての四角棒状部３２ｂの頂点のうち上方へ突出する頂点と、別の四角棒状部３２ｂの頂点のうち下方へ突出する頂点とが接続部としてのボンド部３２ａにおいて前後方向に接続された金網（金属メッシュ）状をなしている。

このため、エキスパンドメタル３２では、ボンド部３２ａにおける上下方向の断面積がボンド部３２ａとは異なる部分（各四角棒状部３２ｂ）における上下方向の断面積よりも大きくなる。また、エキスパンドメタル３２において、ボンド部３２ａを上下方向から挟むように形成される角部Ｋ５，Ｋ６には、アール面（Ｒ面）３２ｃが形成される一方で、ボンド部３２ａを左右方向から挟むように形成される角部Ｋ７，Ｋ８は鋭角をなしている。本実施形態のエキスパンドメタル３２は、四角棒状部３２ｂが格子状をなすように接続された溝形成部材、換言すれば、格子状に複数の開孔部を設けた溝形成部材となる。

本実施形態のエキスパンドメタル３２は、線幅Ｌ３及び厚さＬ４が好ましくは５μｍ〜４５μｍに形成され、さらに好ましくは５μｍ〜１０μｍに形成されている。また、エキスパンドメタル３２は、開孔部の形状が左右方向に扁平な平行四辺形（菱形）をなしているとともに、開孔率が例えば８０〜９５％となるように形成されている。エキスパンドメタル３２は、開孔部が延びる方向（矢印Ｙ１に示す左右方向）が長目方向となる。また、本実施形態では、金属箔２４ａに形成された活物質層２６よりも正面視で大きいエキスパンドメタル３２が用いられる。

そして、積層工程では、図６（ａ），（ｂ）に示すように、正面視で活物質層２６の全体がエキスパンドメタル３２に含まれ、且つ長目方向が非塗布領域２７の延びる方向に沿うようにエキスパンドメタル３２を積層する。なお、本実施形態では、予めプレス加工されていないエキスパンドメタル３２が用いられる。

続けて、図４に示すように、例えば３００℃に加熱しながらプレス（プレス加工）して活物質層２６の表面２６ａに積層されたエキスパンドメタル３２を活物質層２６に埋設（埋没）させる加圧工程を行う（ステップＳ４）。具体的に説明すると、図６（ｃ），（ｄ）に示すように、加圧工程では、活物質層２６の表面２６ａに積層されたエキスパンドメタル３２の高さ（全厚）の２分の１以上を活物質層２６に埋設させる。このとき、エキスパンドメタル３２は、活物質層２６側に配置される面が活物質層２６の表面２６ａに対して傾斜することから、主にボンド部３２ａの角部を先頭にして活物質層２６に埋設される。したがって、エキスパンドメタル３２を活物質層２６に埋設する際に要するプレスの圧力が増大することを抑制できる。なお、加圧工程では、エキスパンドメタル３２のボンド部３２ａが金属箔２４ａに接しないように、プレスの圧力などを設定して行う。

次に、図４に示すように、各活物質層２６からエキスパンドメタル３２を除去する除去工程を行う（ステップＳ５）。これにより、図６（ｅ），（ｆ）に示すように、活物質層２６の表面２６ａには、溝３０ａ，３０ｂを格子状に配置した格子溝部３０が形成される。このとき、エキスパンドメタル３２のボンド部３２ａに対応して形成される交差部３０ｃは、その上下方向の断面積が、ボンド部３２ａ以外の部位に対応して形成される直線部３０ｄにおける上下方向の断面積よりも大きくなる。特に、本実施形態のエキスパンドメタル３２では、各ボンド部３２ａの角部Ｋ５，Ｋ６にアール面３２ｃが形成されていることから、各交差部３０ｃにおける角部Ｋ１，Ｋ２にアール面３０ｅを容易に形成することができる。そして、本実施形態では、交差部３０ｃの角部Ｋ１，Ｋ２にアール面３０ｅを設けない場合と比較して、交差部３０ｃにおける上下方向の断面積を好適に大きくすることができる。なお、エキスパンドメタル３２の各ボンド部３２ａにおいて、角部Ｋ７，Ｋ８の先端は、鋭角に形成されていることから、交差部３０ｃにおける角部Ｋ３，Ｋ４の先端がそれぞれ尖った形状となる。

また、エキスパンドメタル３２において金属箔２４ａ側に配置される面が金属箔２４ａに対して傾斜していることから、各溝３０ａ，３０ｂは、底部Ｓを金属箔２４ａに対して傾斜させた状態で形成される。そして、本実施形態では、形成した各溝３０ａ，３０ｂの形状を崩すことなく、容易にエキスパンドメタル３２を活物質層２６から除去することができる。その後、非塗布領域２７を打ち抜き加工することにより、左上端部に正電極タブ２４ｂを形成し、正電極シート２４が完成される。

一方、負電極シート２５については、負極用の活物質を用いて活物質層２６を形成する点、及び負電極タブ２５ｂを右上端部に形成する点でのみ、正電極シート２４の製造方法と相違しており、その他の点は同様である。以上のような構成によれば、正電極シート２４、及び負電極シート２５の活物質層２６の表面２６ａには、各溝３０ａ，３０ｂが活物質層２６の上下左右方向の端面に開口した状態となるように形成される。

次に、セパレータ２３を介在させて、正電極シート２４及び負電極シート２５を交互に積層することにより、電極体２１を形成する。電極体２１の正電極タブ２４ｂには、集電端子１７が接合されて電気的に接続されるとともに、この集電端子１７には、正極端子１５が電気的に接続される。また、電極体２１の負電極タブ２５ｂには、集電端子１８が電気的に接続されるとともに、この集電端子１８には、負極端子１６が電気的に接続される。続けて、電極体２１を本体部材１２に収納するとともに、この本体部材１２には、正極端子１５及び負極端子１６を上面から突出させつつ蓋部材１３が組み付けられる。

次に、ケース１１には、電解質（電解液）が充填される。このとき、ケース１１に充填された電解質は、電極体２１を構成する正電極シート２４、及び負電極シート２５の活物質層２６において、上下左右方向の端面に開口する開口部から各溝３０ａ，３０ｂ（直線部３０ｄ）に流入する。そして、各溝３０ａ，３０ｂ（直線部３０ｄ）に流入した電解質は、各溝３０ａ，３０ｂを通過しつつ交差部３０ｃで合流するとともに、さらにこの交差部３０ｃから各溝３０ａ，３０ｂ（直線部３０ｄ）へ流出する。

前述のように、交差部３０ｃにおける角部Ｋ１〜Ｋ４のうち、対向する２つの角部Ｋ１，Ｋ２には、アール面３０ｅが形成されている。このため、本実施形態では、角部Ｋ１〜Ｋ４にアール面３０ｅを設けない構成と比較して、交差部３０ｃの容積を大きくすることができる。したがって、本実施形態では、流入した電解質によって交差部３０ｃが飽和してしまい、交差部３０ｃで電解質の含侵が律速されることを抑制できる。また、本実施形態では、電解質の充填に要する時間を短縮し、二次電池１０の製造時間を短縮することができるだけでなく、電解質の充填不足によって二次電池１０の性能が低下することを好適に抑制できる。そして、ケース１１に電解質が充填されると、二次電池１０が完成される。

したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）格子状に各溝３０ａ，３０ｂを配置した格子溝部３０において、交差部３０ｃにおける角部Ｋ１〜Ｋ４のうち対向する２つの角部Ｋ１，Ｋ２にはアール面３０ｅが形成され、他の対向する２つの角部Ｋ３，Ｋ４は先端が尖った形状をしている。このため、角部Ｋ１〜Ｋ４にアール面３０ｅを設けない構成と比較して、交差部３０ｃの容積を大きくすることができる。したがって、各溝３０ａ，３０ｂから交差部３０ｃに電解質が流入する場合であっても、交差部３０ｃが電解質で飽和することを抑制できるとともに、電解質の含侵が律速されることを抑制できる。したがって、活物質層へ電解質を容易に含侵させることができる。

（２）交差部３０ｃの深さＬ１は、直線部３０ｄにおける深さＬ１よりも深い。したがって、交差部３０ｃの深さＬ１を深くすることで交差部３０ｃの容積をさらに大きくできる。そして、電解質を活物質層２６の深部まで素早く含侵させ易くすることができる。

（３）各溝３０ａ，３０ｂの底部Ｓは、各金属箔２４ａ，２５ａに対して傾斜している。したがって、底部Ｓにおいて各金属箔２４ａ，２５ａとの離間距離を異ならせることで、電解質をさらに均等に含侵させることができる。

（４）エキスパンドメタル３２を活物質層２６の表面２６ａに配置した状態でプレス加工することにより、活物質層２６の表面２６ａに、格子状に各溝３０ａ，３０ｂが配置されるように格子溝部３０を簡便に形成できる。そして、これにより形成される格子溝部３０において、角部Ｋ１〜Ｋ４のうち対向する２つの角部Ｋ１，Ｋ２にはアール面３０ｅが形成され、他の対向する２つの角部Ｋ３，Ｋ４は先端が尖った形状をしている。このため、角部Ｋ１，Ｋ２にアール面３０ｅを設けない構成と比較して、交差部３０ｃの容積を大きくできる。したがって、活物質層２６へ電解質を容易に含侵させることができる。

（５）予めプレス加工されていないエキスパンドメタル３２を用いて各溝３０ａ，３０ｂを形成する。したがって、交差部３０ｃの深さＬ１が直線部３０ｄにおける深さＬ１よりも深い各溝３０ａ，３０ｂを簡便に形成することができる。

（６）また、活物質層２６へ電解質を容易に含侵させることにより、二次電池１０の製造に要する時間を短縮することができるだけでなく、電解質の充填不足によって二次電池１０の性能が低下することを好適に抑制できる。

（７）エキスパンドメタル３２を用いて活物質層２６に各溝３０ａ，３０ｂを形成する。したがって、格子溝部３０に対応する凸条を表面に形成したローラを用いて活物質層２６に格子溝部３０を形成する構成と比較して、ローラの磨耗などによって各溝３０ａ，３０ｂの深さＬ１が徐々に浅くなってしまうことを抑制できる。

（８）加圧工程において、エキスパンドメタル３２は、ボンド部３２ａの角部を先頭にして活物質層２６に埋設される。したがって、エキスパンドメタル３２を活物質層２６に埋設（埋没）させる場合の圧力を低減することができる。

（９）格子溝部３０は、各溝３０ａ，３０ｂが活物質層２６の上下左右方向の端面に開口した状態となるように形成される。したがって、ケース１１内に充填された電解質が、開口部から各溝３０ａ，３０ｂに流入することで、活物質層２６に電解質を素早く含侵させることができる。
（第２の実施形態）
次に、本発明を具体化した第２の実施形態を図７及び図８にしたがって説明する。以下の説明では、既に説明した実施形態と同一構成について同一符号を付すなどし、その説明を簡略又は省略する。なお、図７（ａ）は、正電極シート２４及び負電極シート２５を交差部３０ｃにおいて上下方向に切断した断面図を示し、図７（ｂ）は、正電極シート２４及び負電極シート２５を交差部３０ｃとは異なる部分において上下方向に切断した断面図を示す。

図７に示すように、本実施形態の各溝３０ａ，３０ｂは、底部Ｓが金属箔２４ａ，２５ａ（前面及び後面）に対して平行をなしている点で、第１の実施形態と相違している。また、格子溝部３０のうち交差部３０ｃの深さＬ１は、直線部３０ｄの深さＬ１と同一である。また、本実施形態の交差部３０ｃでは、第１の実施形態と同様に、上下方向に対向する２つの角部Ｋ１，Ｋ２の先端にアール面３０ｅが形成されている。そして、交差部３０ｃにおける上下方向の溝幅Ｌ２は、直線部３０ｄにおける上下方向の溝幅Ｌ２よりも大きい。したがって、交差部３０ｃにおける上下方向の断面積は、直線部３０ｄにおける上下方向の断面積よりも大きい。

次に、本実施形態の二次電池１０（正電極シート２４、及び負電極シート２５）の製造方法について、その作用を併せて説明する。
第２の実施形態では、予めプレス加工したエキスパンドメタル３２を用いて各溝３０ａ，３０ｂを形成する点で第１の実施形態と相違している。

ここで、本実施形態において、正電極シート２４及び負電極シート２５の製造に用いられるエキスパンドメタル（グレーチングメタル）３３について詳しく説明する。図８に示すように、エキスパンドメタル３３は、第１の実施形態におけるエキスパンドメタル３２と同一構成のエキスパンドメタルを予めプレス加工することにより得られる。エキスパンドメタル３３は、正面視でジグザグに形成された線状体としての四角棒状部３３ｂの頂点のうち上方へ突出する頂点と、別の四角棒状部３３ｂの頂点のうち下方へ突出する頂点とが接続部としてのボンド部３３ａにおいて上下方向に接続された金網（金属メッシュ）状をなしている。また、エキスパンドメタル３３において、ボンド部３３ａを上下方向から挟むように形成される角部Ｋ５，Ｋ６には、アール面（Ｒ面）３３ｃが形成される一方で、ボンド部３３ａを左右方向から挟むように形成される角部Ｋ７，Ｋ８は、鋭角をなしている。

また、ボンド部３３ａにおいて上下方向の線幅Ｌ５は、四角棒状部３３ｂにおける上下方向の断面の線幅Ｌ３及び厚さＬ４よりも大きい。このため、エキスパンドメタル３３では、ボンド部３３ａにおける上下方向の断面積がボンド部３３ａとは異なる部分（各四角棒状部３３ｂ）における上下方向の断面積よりも大きくなる。本実施形態では、エキスパンドメタル３３が溝形成部材となる。

そして、図４に示す積層工程（ステップＳ３）において、エキスパンドメタル３３を活物質層２６の表面２６ａに積層（配置）する。このとき、エキスパンドメタル３３の両面（表面２６ａ側に接する面及びその反対面）は活物質層２６の表面２６ａに対して平行となる。そして、加圧工程（ステップＳ４）において、活物質層２６の表面２６ａに積層されたエキスパンドメタル３３をプレス（プレス加工）し、全体を活物質層２６に埋設させる。そして、除去工程（ステップＳ５）において、エキスパンドメタル３３を活物質層２６から除去する。これにより、活物質層２６の表面２６ａには、複数の各溝３０ａ，３０ｂを格子状に配置した格子溝部３０が形成される。

したがって、本実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１），（４），（６），（７），（９）に加えて、さらに以下のような効果を得ることができる。
（１０）交差部３０ｃにおける上下方向の溝幅Ｌ２は、直線部３０ｄにおける上下方向の溝幅Ｌ２よりも広い。したがって、交差部３０ｃの溝幅Ｌ２を広くすることで上下方向の断面積を大きくできる。そして、電解質を広い範囲から速やかに素早く活物質層２６に含侵させることができる。

（１１）予めプレス加工したエキスパンドメタル３３を用いて各溝３０ａ，３０ｂを形成する。したがって、交差部３０ｃにおける前後方向の溝幅Ｌ２が、直線部３０ｄにおける前後方向の溝幅Ｌ２よりも広い格子溝部３０を簡便に形成することができる。

実施形態は上記のように限定されるものではなく、例えば以下のように具体化してもよい。
○ 加圧工程（ステップＳ４）において、加熱することなくプレス加工してもよい。

○ 活物質層２６の表面２６ａに対して、片面毎に格子溝部３０を形成してもよい。この場合、ステップＳ３〜Ｓ５の工程を各金属箔２４ａ，２５ａの片面毎に行えばよい。
○ 活物質層２６及び格子溝部３０を片面毎に形成してもよい。この場合には、ステップＳ１〜Ｓ５の工程を各金属箔２４ａ，２５ａの片面毎に行えばよい。

○ 開孔部が正面視で正方形や長方形をなすエキスパンドメタル３２，３３を用いて格子溝部３０を形成してもよい。
○ 格子溝部３０は、長目方向が正電極タブ２４ｂ及び負電極タブ２５ｂの延出方向に沿うように形成してもよい。この場合、積層工程（ステップＳ３）において、エキスパンドメタル３２，３３を長目方向が正電極タブ２４ｂ及び負電極タブ２５ｂの延出方向に沿うように活物質層２６に積層すればよい。この場合、交差部３０ｃにおける４つの角部Ｋ１〜Ｋ４のうち、左右方向に対向する２つの角部Ｋ３，Ｋ４にはアール面３０ｅが形成され、他の対向する２つの角部Ｋ１，Ｋ２は先端が尖った形状となる。

○ 格子溝部３０は、正電極シート２４及び負電極シート２５において、両面に形成された活物質層２６のうち何れかの表面２６ａにのみ形成してもよい。
○ 格子溝部３０は、活物質層２６において表面２６ａの一部にのみ形成されていてもよい。

○ 各溝３０ａ，３０ｂが活物質層２６の上下左右方向の端面に開口していなくてもよい。但し、より電解質を活物質層２６に含侵させる観点からは、上記実施形態のように形成することが好ましい。

○ 正電極タブ２４ｂ及び負電極タブ２５ｂの形状は適宜変更してもよい。例えば、正電極タブ２４ｂを電極体２１の上端（一端）側に、負電極タブ２５ｂを電極体２１の下端（他端）側に延出するように設けるのであれば、電極体２１の左右方向における全幅にわたって設けてもよい。

○ 電極体２１を構成する正電極シート２４、及び負電極シート２５の数は適宜変更してもよい。例えば、正電極シート２４、及び負電極シート２５をそれぞれ１つ備えた電極体２１としてもよい。

○ 正電極シート２４及び負電極シート２５の片面にのみ活物質を塗布し、活物質層２６を形成した構成としてもよい。
○ 電極体２１は、セパレータ２３を介在させて、正電極シート２４及び負電極シート２５を蛇腹状に折り曲げて積層してもよい。また、電極体２１は、セパレータ２３を介在させて、長尺の矩形シート状をなす正電極シート２４、及び長尺の矩形シート状をなす負電極シート２５を渦まき状に捲回することにより形成してもよい。

○ 電極体２１は、正電極タブ２４ｂ及び負電極タブ２５ｂが左右方向の外側に向かって延出されるようにケース１１に収納されていてもよい。
○ ケース１１の形状は、円柱状や、左右方向に扁平な楕円柱状に形成してもよい。

○ 二次電池１０（電極体２１）は、蓄電装置としてのニッケル水素二次電池として具体化してもよい。また電解質は、水溶液系電解質としてもよい。
○ 上記実施形態の二次電池１０を車両（例えば産業車両や乗用車両など）に搭載し、車両に装備された発電機により充電する一方で、二次電池１０から供給する電力によりエアコン用のコンプレッサや、車輪を駆動するための電動モータ、或いはカーナビゲーションシステムなどの電装品を駆動してもよい。これによれば、活物質層２６へ電解質を容易に含侵させて、例えば電解質の充填不足によって二次電池１０の性能が低下することを抑制し、二次電池１０の交換サイクルが短くなることを好適に抑制できる。特に、二次電池１０から供給する電力により上記電動モータを駆動する場合、１の二次電池で走行可能な総走行距離が短くなってしまうことを好適に抑制できる。

Ｋ１〜Ｋ４…角部、Ｌ１…深さ、Ｌ２…溝幅（幅）、Ｓ…底部、Ｓ１〜Ｓ４…ステップ（工程）、１０…リチウムイオン二次電池（蓄電装置）、２４…正電極シート（電極）、２４ａ…金属箔（金属シート）、２５…負電極シート（電極）、２５ａ…金属箔（金属シート）、２６…活物質層、２６ａ…表面、３０…格子溝部（溝部）、３０ａ，３０ｂ…溝、３０ｃ…交差部、３０ｄ…直線部、３０ｅ…アール面（角アール）、３２，３３…エキスパンドメタル。

Claims (8)

1. 金属シートに活物質が塗布された電極であって、
   前記活物質により形成される活物質層の表面には、格子状に溝を配置した溝部が形成されており、
   前記溝同士が交差する交差部における４つの角部のうち対向するいずれか２つの角部には角アールが形成され、他の対向する２つの角部は先端が尖った形状をしていることを特徴とする電極。
2. 前記交差部における前記溝の深さは、直線部における前記溝の深さよりも深いことを特徴とする請求項１に記載の電極。
3. 前記溝部の底部は、前記金属シートに対して傾斜していることを特徴とする請求項１または２に記載の電極。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の電極を備えたことを特徴とする蓄電装置。
5. 請求項４に記載の蓄電装置を搭載したことを特徴とする車両。
6. 金属シートに活物質を塗布して活物質層を形成する工程と、
   エキスパンドメタルを前記活物質層の表面に配置した状態でプレス加工し、前記活物質層の表面に、格子状に溝を配置した溝部を形成する工程と、
   前記エキスパンドメタルを除去する工程と、を含むことを特徴とする電極の製造方法。
7. 予めプレス加工されていないエキスパンドメタルを用いて前記溝部を形成することを特徴とする請求項６に記載の電極の製造方法。
8. 予めプレス加工したエキスパンドメタルを用いて前記溝部を形成することを特徴とする請求項６に記載の電極の製造方法。