JP2013149390A - 蓄電装置、蓄電装置が搭載された車両及び蓄電装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造に係る時間の短縮を図ることができるとともに、正極部及び負極部の位置ずれに起因するエネルギ密度の低下を抑制することができる蓄電装置を提供すること、及び、その蓄電装置が搭載された車両、上記蓄電装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】二次電池は、帯状に形成された帯体２０と、複数の正極シート２１とによって構成された電極体１４を備えている。帯体２０は、渦巻状に形成された第１渦電極部３１と、第１渦電極部３１と連続するとともに渦巻状に形成された第２渦電極部３２とからなる二重渦巻き形状に構成されている。夫々の正極シート２１は、各渦電極部３１，３２の間に挟まれた状態で積層されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、蓄電装置、蓄電装置が搭載された車両及び蓄電装置の製造方法に関する。

蓄電装置としての二次電池は、セパレータを介して積層される正極部と負極部とを備えている。この積層態様として、例えば特許文献１には、正極部及び負極部を帯状に形成するとともにセパレータを帯状に形成し、これらを折り畳む態様が記載されている。

特開平５−１０１８３０号公報

ここで、複数の正極部、複数の負極部及び複数のセパレータを交互に枚葉積層する構成では、積層に係る時間が長くなり易い。また、上記のように折り畳んで形成する構成では、発熱等によって膨張しようとすると、積層方向に引張力が働き、対向する電極部間にて位置ずれが発生する場合がある。すると、充放電に寄与しない領域が形成され、二次電池のエネルギ密度の低下が懸念される。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、製造に係る時間の短縮を図ることができるとともに、正極部及び負極部の位置ずれに起因するエネルギ密度の低下を抑制することができる蓄電装置を提供することを目的とする。また、本発明は、その蓄電装置が搭載された車両、上記蓄電装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の蓄電装置は、活物質層が形成された正極部及び負極部を備えた蓄電装置において、前記正極部及び前記負極部のうち一方の電極部は帯状に形成されており、前記帯状の電極部は、渦巻状に形成された第１渦電極部と、前記第１渦電極部と連続するとともに渦巻状に形成された第２渦電極部とからなる二重渦巻き形状に構成されており、前記正極部及び前記負極部のうち他方の電極部は複数のシート状電極からなり、夫々の前記シート状電極は、前記第１渦電極部と前記第２渦電極部との間に挟まれた状態で積層されていることを特徴とする。

これによれば、一方の電極部は、連続する第１渦電極部及び第２渦電極部からなる二重渦巻き形状に構成されている。これにより、帯状の電極部を捲回することにより各渦電極部を構成することを通じて、一方の電極部を複数のシート状電極で構成し、これらを交互に積層する構成と比較して、製造に係る時間の短縮を図ることができる。

また、夫々のシート状電極は各渦電極部の間に挟まれた状態で積層されている。この場合、各シート状電極は各渦電極部によって包まれているため、シート状電極の積層方向に引張力が付与された場合、その引張力は各渦電極部によって吸収される。よって、上記引張力に起因して各渦電極部とシート状電極との間隔が広がり、各渦電極部によるシート状電極を挟む力が緩むことを抑制することができる。よって、当該挟む力が緩むことに起因する帯状の電極部とシート状電極との位置ずれを抑制することができる。

請求項２に記載の蓄電装置は、前記第１渦電極部及び前記第２渦電極部によって、前記シート状電極の積層方向と直交する平面に沿って延びるとともに前記積層方向に対向配置された複数の対向部と、前記複数の対向部の両端に設けられ、前記各対向部を繋ぐ湾曲部と、が形成されており、夫々の前記シート状電極は、前記各対向部の間に挟まれていることを特徴とする。これによれば、充放電に寄与する各対向部及び各シート状電極は湾曲していない。これにより、これら各対向部及び各シート状電極に対して湾曲に係る力が付与されていない。よって、上記湾曲に係る力による悪影響、例えば活物質層のひび割れ等を抑制することができる。

また、湾曲に起因して、帯状の電極部とシート状電極との距離が部位に応じて変動する事態が回避されている。これにより、電気伝導に係るイオンの局所的な偏りが発生しにくい。よって、析出物が発生することを抑制することができる。

請求項３に記載の蓄電装置は、前記帯状の電極部は、表面に前記活物質層が形成された電極帯と、当該電極帯を挟む帯状のセパレータとの集合体であることを特徴とする。これによれば、夫々のシート状電極が挟まれた状態で積層されるように各渦電極部を形成することにより、自ずと各渦電極部と各シート状電極とが短絡しないようになっている。これにより、例えばセパレータを設置する等といった短絡を抑制するための工程を別途行う必要がない。よって、各渦電極部と各シート状電極との短絡を抑制しつつ、容易に蓄電装置を製造することができる。

請求項４に記載の蓄電装置は、前記帯状の電極部は、表面に負極活物質層が形成された負極帯を備え、前記シート状電極は、表面に正極活物質層が形成された正極シートであることを特徴とする。これによれば、夫々の正極シートが負極帯によって包まれていることとなる。これにより、正極シートにおいて負極帯と対向しない領域が形成されにくい。よって、負極帯にて電気伝導に係るイオンが過剰となることに起因して析出物が発生することを回避することができる。

請求項５に記載の蓄電装置は、前記帯状の電極部は、表面に正極活物質層が形成された正極帯と、当該正極帯を挟む帯状のセパレータとの集合体であり、前記正極帯における前記湾曲部を構成する部位には、前記正極活物質層が除去された未塗工部が形成されていることを特徴とする。これによれば、正極帯における湾曲部を構成する部位には未塗工部が形成されている。当該湾曲部を構成する部位は、正極帯における負極部と対向しない部位である。これにより、正極帯において負極部と対向しない部位には正極活物質層が形成されていない。よって、負極部において電気伝導に係るイオンが過剰となる事態を回避することができる。

請求項６に記載の車両は、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の蓄電装置が搭載されていることを特徴とする。
請求項７に記載の蓄電装置の製造方法は、活物質層が形成された正極部及び負極部を備えた蓄電装置の製造方法において、前記正極部及び前記負極部のうち一方の電極部は帯状に形成され、他方の電極部は複数のシート状電極で形成されており、一対の前記シート状電極を用いて前記帯状の電極部の途中位置を両側から挟む工程と、前記帯状の電極部を一方向に回転させることにより、前記シート状電極を前記帯状の電極部にて挟む工程と、を備えていることを特徴とする。

これによれば、帯状の電極部の途中位置を一対のシート状電極で挟む工程と、帯状の電極部を一方向に回転させる工程とを行うことを通じて、第１渦電極部及び第２渦電極部が形成されるとともに、その各渦電極部にてシート状電極が挟まれる。これにより、複数のシート状電極を積層する構成と比較して、蓄電装置の製造にかかる時間を短縮することができるとともに、各渦電極部とシート状電極との位置ずれを抑制することができる。

特に、帯状の電極部の途中位置を一対のシート状電極で挟むことにより、２つの渦電極部が形成される。これにより、シート状電極を挟むのに要する帯状の電極部の回転量が半回転で済む。よって、回転に係る工程の時間の短縮を図ることができる。

さらに、一対のシート状電極で挟む構成を採用したことにより、例えば帯状のセパレータを帯状の電極部とシート状電極とで挟む構成と比較して、所望の積層段数までに要する各工程の繰り返し回数が半減する。これにより、蓄電装置の製造に係る時間の短縮を図ることができる。

この発明によれば、製造に係る時間の短縮を図ることができるとともに、正極部及び負極部の位置ずれに起因するエネルギ密度の低下を抑制することができる。

本発明に係る蓄電装置としての二次電池の概略を示す斜視図。 図１のＡ−Ａ線断面図及びその一部拡大図。 （ａ）〜（ｃ）は電極体の製造方法を説明するための断面図。 （ａ）は電極体の別例を示す断面図であり、（ｂ）は本別例の電極体の製造方法を説明するための断面図。 電極体の別例を示す部分断面図。 電極体の別例を示す部分断面図。

以下、本発明に係る蓄電装置としての二次電池について図面を用いて説明する。なお、本二次電池はリチウムイオン二次電池である。また、本二次電池は乗用車又は産業車両等に搭載され、走行モータを駆動するために用いられる。

図１に示すように、二次電池１０は、その外形を構成する電池ケース１１を備えている。電池ケース１１は、上方に開口した容器１２と、容器１２の開口を塞ぐ蓋１３とから構成されている。電池ケース１１には、充放電要素としての電極体１４と、電解質としての電解液（図示略）とが収容されている。電極体１４は、扁平形状、詳細にはトラック形状に形成されており、直線部１４ａとその直線部１４ａにおける扁平の長手方向の両側に設けられた一対の曲がり部１４ｂとから構成されている。

図２に示すように、電極体１４は、一方の電極部（帯状の電極部）及び集合体として、帯状に形成された帯体２０と、他方の電極部（シート状電極）及び正極部として、矩形状に形成された複数の正極シート２１（正極板）とから構成されている。図２の一部拡大図に示すように、帯体２０は複数の帯からなり、具体的には電極帯としての負極帯２２と、負極帯２２を挟む一対のセパレータ２３とから構成されている。また、正極シート２１の表面には正極活物質層２１ａが全面に亘って形成されており、負極帯２２の表面には負極活物質層２２ａが全面に亘って形成されている。なお、正極シート２１の表面とは、正極シート２１におけるシート面の両側を指し、負極帯２２の表面とは帯面の両側を指す。

図２に示すように、帯体２０は、その途中位置を捲回中心として一方向に幾重にも捲回されて構成されている。帯体２０は、渦巻状に形成された第１渦電極部３１と、第１渦電極部３１と連続しつつ渦巻状に形成された第２渦電極部３２とで二重渦巻き形状を構成している。具体的には、第１渦電極部３１は、電極体１４の外側にある帯体２０の長手方向の一端部２０ａから電極体１４の中央部１４ｃに向けて反時計回りに渦巻状に形成されており、第２渦電極部３２は、中央部１４ｃから電極体１４の外側にある長手方向の他端部２０ｂに向けて時計回りに渦巻状に形成されている。つまり、第１渦電極部３１と第２渦電極部３２とは、渦巻きの方向が反対巻きとなっている。帯体２０の長手方向の両端部２０ａ，２０ｂは、電極体１４の外側に導出されている。換言すれば、帯体２０は、その長手方向の両端部２０ａ，２０ｂが外側に導出されるように渦巻状に形成されているとも言える。また、各渦電極部３１，３２における渦巻の向きが中央部１４ｃにて切り換わっていることに着目すれば、中央部１４ｃ（上記途中位置）は渦巻の方向が切り換わる切換部であるとも言える。

なお、見方を変えれば、第２渦電極部３２は、電極体１４の外側にある他端部２０ｂから、電極体１４の内側にある中央部１４ｃに向けて（反時計回りに）渦巻状に形成されているとも言える。また、第１渦電極部３１は、第２渦電極部３２と連続するとともに、電極体１４の内側にある中央部１４ｃから、電極体１４の外側にある一端部２０ａに向けて（時計回りに）渦巻状に形成されているとも言える。つまり、各渦電極部３１，３２のうち一方の渦電極部が「第１渦電極部」に対応し、他方の渦電極部が「第２渦電極部」に対応する。

各渦電極部３１，３２は、電極体１４における扁平の長手方向に延びるとともに、隣接するもの同士が扁平の短手方向に正極シート２１の厚さ分だけ間隔を隔てて対向配置された複数の対向部４１と、その各対向部４１の両端（最外の対向部４１にあっては片側）に設けられ、各対向部４１を繋ぐ湾曲部４２とを形成している。各対向部４１は、第１渦電極部３１を構成する第１対向部４１ａと第２渦電極部３２を構成する第２対向部４１ｂとが交互に配置されて構成されている。そして、正極シート２１は夫々、各対向部４１ａ，４１ｂの間に挟まれている。つまり、正極シート２１は夫々、第１渦電極部３１及び第２渦電極部３２の間に挟まれている。そして、図２の一部拡大図に示すように、各正極シート２１と負極帯２２とはセパレータ２３を介して対向している。当該対向している領域が充放電に寄与する領域である。すなわち、図２に示すように、各正極シート２１が存在する直線部１４ａが充放電に寄与する領域となっており、各正極シート２１が存在しない曲がり部１４ｂは充放電に寄与しない領域となっている。

なお、複数の対向部４１のうち中央部１４ｃを含むものは、第１渦電極部３１及び第２渦電極部３２によって形成されたものである。換言すれば、複数の対向部４１のうち中央部１４ｃを含むものは、第１渦電極部３１によって形成された第１対向部４１ａであるとも言えるし、第２渦電極部３２によって形成された第２対向部４１ｂであるとも言える。

図２に示すように、湾曲部４２は複数形成されており、電極体１４の一対の曲がり部１４ｂを構成している。この場合、複数の湾曲部４２は、中央部１４ｃに対して点対称に構成されている。

曲がり部１４ｂは、第１渦電極部３１を構成する第１湾曲部４２ａと、第２渦電極部３２を構成する第２湾曲部４２ｂとが交互に配置されて構成されている。複数の湾曲部４２は、各対向部４１のうち内側同士から順に外側同士を繋いでおり、複数層に重なって形成されている。

図１に示すように、上記のように構成された電極体１４は、蓋１３に設けられた正極端子５１及び負極端子５２と電気的に接続されている。具体的には、電極体１４における蓋１３側の部位、詳細には電極体１４の上部には、正極集電タブ６１と負極集電タブ６２とが設けられている。各集電タブ６１，６２は、電極体１４に対して蓋１３側（上方）に突出しているとともに、電極体１４の扁平の長手方向に離間して配置されている。各集電タブ６１，６２と各端子５１，５２との同一極性同士は対向配置されている。

各集電タブ６１，６２の構成についてより詳細に説明すると、正極集電タブ６１は、正極シート２１の長手方向の端縁のうち一方側に設けられている。負極集電タブ６２は、帯体２０の負極帯２２における長手方向の端縁のうち正極集電タブ６１が形成されている側とは反対側の曲がり部１４ｂを構成する部位及びそれに隣接する部位に設けられている。

各集電タブ６１，６２と各端子５１，５２とは、正極接続部７１及び負極接続部７２によって接続されている。正極接続部７１は正極端子５１と一体形成されており、複数の正極集電タブ６１と溶接によって接合されている。同様に、負極接続部７２は負極端子５２と一体形成されており、複数の負極集電タブ６２と溶接によって接合されている。これにより、電極体１４にて発生した電力を、各端子５１，５２から取り出すことが可能になっているとともに、外部から電極体１４に対して電力供給を行うことが可能となっている。

本実施形態の二次電池１０の作用について以下に説明する。
図２に示すように、帯体２０は、第１渦電極部３１及び第２渦電極部３２からなる二重渦巻き形状に構成されており、これら各渦電極部３１，３２の間に正極シート２１が夫々挟まれている。具体的には、各渦電極部３１，３２によって、複数の対向部４１と複数の湾曲部４２とが形成されており、各対向部４１の間に正極シート２１が夫々挟まれている。この場合、各正極シート２１は、各渦電極部３１，３２によって包まれているため、電極体１４に対して積層方向に引張力が付与された場合には、その引張力は各渦電極部３１，３２、詳細には複数の湾曲部４２によって吸収され、電極体１４が膨張して各対向部４１間の間隔が広がらないようになっている。このため、各対向部４１による各正極シート２１を挟む力が緩みにくく、各対向部４１及び各正極シート２１の位置ずれが発生しにくい。つまり、各渦電極部３１，３２は、電極体１４に対して積層方向に引張力が付与された場合における各正極シート２１及び各対向部４１（負極帯２２）の位置ずれを規制するものとして機能する。

また、図２の一部拡大図に示すように、負極帯２２全体が一対のセパレータ２３にて覆われているため、各正極シート２１と負極帯２２とが短絡しにくい。さらに、帯体２０には負極帯２２が含まれており、その帯体２０の各渦電極部３１，３２によって各正極シート２１が包まれている。このため、各正極シート２１において負極帯２２と対向しない領域が形成されない。よって、負極帯２２においてリチウムイオンが過剰となってリチウムが析出する事態が回避されている。

次に、二次電池１０の製造方法の一部である電極体１４の製造方法について図３を用いて説明する。
先ず、図３（ａ）に示すように、帯状に形成された負極帯２２と、帯状に形成された一対のセパレータ２３とを、負極帯２２が一対のセパレータ２３によって挟まれるように重ねて配置することにより、帯体２０を形成する。そして、その帯体２０を両側から挟むように一対の正極シート２１を設置し、その状態で所定の方向（反時計回り）に１８０度回転させる。これにより、図３（ｂ）に示すように、帯体２０が捲回されて３つの対向部４１が形成される。そして、その各対向部４１の間に両正極シート２１が挟まれて配置される。また、各対向部４１の両側に一対の湾曲部４２（第１湾曲部４２ａ及び第２湾曲部４２ｂ）が形成される。

ちなみに、一対の正極シート２１は、帯体２０の長手方向における途中位置を挟んでいるため、帯体２０が半回転した場合に２つの渦電極部３１，３２が形成される。そして、第１渦電極部３１にて一方の正極シート２１が挟まれ、第２渦電極部３２にて他方の正極シート２１が挟まれることとなる。

なお、上記途中位置は、当該途中位置から帯体２０の長手方向の両端までの長さがそれぞれ、電極体１４を形成するのに要する帯体２０の全長の半分の長さよりも長くなる位置に設定されている。

さらに、一対の正極シート２１を電極体１４の積層方向の両側から挟むように設置し、その状態で上記所定の方向に半回転させる。これにより、図３（ｃ）に示すように、２つの対向部４１が更に形成されるとともに、その各対向部４１の間に正極シート２１が配置される。そして、複数の湾曲部４２が重ねて形成される。

以上の通り、積層方向の両側から挟むように一対の正極シート２１を設置する工程と、同一方向に一回転させる工程とを繰り返し実行する。そして、必要な回数だけ上記工程が行われた後は、帯体２０の両側を切断することにより、電極体１４が形成される。

なお、図示は省略するが、実際には、帯体２０の長手方向の両端を把持する第１把持装置が設けられている。第１把持装置は、負極帯２２及び一対のセパレータ２３を、その相対位置が変更されないように把持している。そして、帯体２０が第１把持装置に把持された状態で、帯体２０を挟むように一対の正極シート２１を配置する。

また、帯体２０の短手方向の両端を把持する第２把持装置が別途設けられており、回転させる場合には、第１把持装置による把持を解除し、第２把持装置によって帯体２０の短手方向の両端を一対の正極シート２１ごと把持した状態で回転させる。

上記電極体１４の製造方法の作用について以下に説明する。
帯体２０の途中位置を一対の正極シート２１にて挟んだ状態で半回転することにより、負極帯２２が捲回される。このように捲回することにより電極体１４を製造する構成は、所定の大きさに形成された複数枚の負極シートを順次積層する構成と比較して、製造に係る時間が短くて済む。これにより、電極体１４の製造に係る時間が短縮されている。

特に、帯体２０は負極帯２２及び負極帯２２を挟む一対のセパレータ２３で構成されているため、帯体２０を捲回することにより、自ずとセパレータ２３が正極シート２１と負極帯２２との間に配置されることとなる。これにより、負極帯２２及びセパレータ２３を別々に捲回又は積層する構成と比較して、製造に係る時間が短くなっている。

また、帯体２０の途中位置が一対の正極シート２１にて挟まれた状態で回転されているため、半回転した場合に、２つの渦電極部３１，３２が形成され、これら各渦電極部３１，３２によって両正極シート２１が挟まれる。このため、帯体２０が両正極シート２１を挟むのに要する回転量は１８０度で済む。

さらに、帯体２０を一対の正極シート２１にて挟んだ状態で半回転させることにより、帯体２０は、正極シート２１の端縁を基点として湾曲することとなる。この場合、帯体２０における正極シート２１によって挟まれた部位、すなわち対向部４１は真っ直ぐとなる。つまり、正極シート２１が、真っ直ぐ延びた対向部４１を形成するための規定部として機能するとともに、湾曲部４２の規定部として機能する。よって、各対向部４１が対向する（平行となる）とともに、各湾曲部４２に緩みが生じないようになっている。

なお、負極帯２２及び各セパレータ２３は、第１把持装置にてその相対位置が変更されないように把持されているため、これらを接合させる必要がない。このため、溶着等の接合に係る作業を行うことなく、電極体１４を形成することができる。

以上詳述した本実施形態によれば以下の優れた効果を奏する。
（１）帯体２０を、渦巻状をなした第１渦電極部３１と、第１渦電極部３１と連続するとともに渦巻状をなした第２渦電極部３２とからなる二重渦巻き形状に形成した。そして、各渦電極部３１，３２の間に挟まれた状態で夫々の正極シート２１が積層されている構成とした。これにより、各正極シート２１が各渦電極部３１，３２によって包まれているため、電極体１４に対して積層方向に引張力が付与された場合であっても、電極体１４を構成する帯体２０と各正極シート２１との位置ずれが発生しないようになっている。

すなわち、充放電を繰り返し行うことに伴い電極体１４に対して、膨張に係る力、具体的には積層方向への引張力が付与される場合がある。この場合、その引張力は各渦電極部３１，３２、詳細には各渦電極部３１，３２によって形成される湾曲部４２によって吸収される。これにより、電極体１４が膨張して各対向部４１間の間隔が広がり、各対向部４１による各正極シート２１を挟む力が緩むことを抑制することができる。よって、当該挟む力が緩むことに起因して、各対向部４１及び各正極シート２１の位置ずれが発生する事態を回避することができる。

また、連続する１の帯体２０を用いて各渦電極部３１，３２を形成する構成としたことにより、シートを順次積層させる構成と比較して、電極体１４の製造に係る時間の短縮を図ることができ、その結果二次電池１０の製造に係る時間の短縮を図ることができる。

（２）帯体２０の途中位置を一対の正極シート２１で挟む工程と、帯体２０を半回転させる工程とを実行することにより、電極体１４を製造した。これにより、各渦電極部３１，３２が形成されるとともに、その各渦電極部３１，３２の間に各正極シート２１が挟まれる。よって、上述したとおりの効果を奏することができる。

特に、帯体２０の途中位置を一対の正極シート２１で挟み、半回転させる構成としたことにより、２つの渦電極部３１，３２が形成される。これにより、帯体２０の両側に配置されている両正極シート２１を挟むのに要する帯体２０の回転量が１８０度で済む。これにより、回転に係る工程の時間の短縮を図ることができる。

（３）第１渦電極部３１及び第２渦電極部３２によって、正極シート２１の積層方向と直交する平面、詳細には電極体１４の扁平の長径方向に延び、正極シート２１の積層方向に並んだ複数の対向部４１を形成した。そして、その各対向部４１の間に挟まれるように各正極シート２１を積層した。これにより、各正極シート２１と帯体２０の負極帯２２とがセパレータ２３を介して対向する。よって、充放電を好適に行うことができる。

特に、電極体１４の直線部１４ａにおいては、各正極シート２１及び帯体２０（負極帯２２）双方が湾曲していない。このため、各正極シート２１及び負極帯２２に対して湾曲に係る力（圧縮力や引張力）が付与されていないため、上記湾曲に係る力の悪影響、例えば各活物質層２１ａ，２２ａのひび割れ等を抑制することができる。また、湾曲に起因して、負極帯２２と正極シート２１との距離が部位に応じて変動する事態が回避されている。これにより、負極帯２２においてリチウムイオンの偏りが発生しにくい。よって、負極帯２２におけるリチウムの析出を抑制することができる。

（４）負極帯２２と、負極帯２２を挟むセパレータ２３とによって帯体２０を構成した。これにより、各正極シート２１が挟まれた状態で積層されるように各渦電極部３１，３２を形成することにより、自ずと負極帯２２と各正極シート２１との間にセパレータ２３が配置され、負極帯２２と各正極シート２１とが短絡しないようになっている。よって、セパレータ２３を別途積層する等といった作業を行う必要がない。したがって、負極帯２２と各正極シート２１との短絡を抑制しつつ、容易に電極体１４を製造することができ、二次電池１０の製造の容易化を図ることができる。

特に、帯体２０が負極帯２２及びセパレータ２３で構成されているため、製造段階において帯体２０を一対の正極シート２１で挟むことができる。これにより、電極体１４の製造に係る時間を短縮することができる。すなわち、仮に帯体２０がセパレータ２３のみで構成されている場合には、セパレータ２３を正極シート２１と負極シートとで挟む必要がある。これに対して、本実施形態によれば、一対の正極シート２１で挟むことができるため、所望の積層段数までに要する工程数、具体的には正極シート２１を設置する工程及び半回転させる工程の繰り返し回数を半減させることができる。

（５）帯体２０を構成するものとして負極帯２２を採用した。既に説明したとおり、帯体２０は、各正極シート２１を包むように形成されている。このため、正極シート２１において負極帯２２と対向しない領域が形成されにくい。よって、負極帯２２においてリチウムイオンが過剰となり、リチウムイオンが析出する事態を回避することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態では、負極帯２２及び一対のセパレータ２３によって帯体２０を形成し、その帯体２０にて各正極シート２１を挟む構成としたが、これに限れない。例えば、図４（ａ）に示す電極体１００は、負極帯２２を用いて形成された第１渦電極部１０１及び第２渦電極部１０２と、その各渦電極部１０１，１０２の間に挟まれた集合シート１０３とから構成されている。図４（ｂ）に示すように、集合シート１０３は、正極シート２１及びその正極シート２１を挟む一対のセパレータシート１０４で構成されており、これらは溶着等によって接合されている。上記電極体１００は、集合シート１０３を用いて負極帯２２を両側から挟む工程と、その状態で一方向に回転させる工程とを繰り返し実行することによって形成される。この場合であっても、各正極シート２１及び負極帯２２の位置ずれの抑制と、電極体１００の製造に係る時間の短縮とを図ることができる。なお、上記構成においては、例えば集合シート１０３の側面に絶縁膜を別途形成することにより、各正極シート２１と負極帯２２とが短絡しないようにするとよい。

○ 実施形態では、帯体２０に負極帯２２が含まれており、その帯体２０の各対向部４１の間に正極シート２１が挟まれている構成であったが、これに限られない。例えば、図５に示す電極体１１０は、帯状をなすとともに表面に正極活物質層２１ａが形成された正極帯１１１及びそれを挟む一対のセパレータ２３によって形成された帯体１１２と、矩形状をなすとともに表面に負極活物質層２２ａが形成された複数の負極シート１１３（負極板）とによって構成されている。各負極シート１１３は、帯体１１２の間に挟まれている。この場合、正極帯１１１における湾曲部４２を構成する部位の表面には、正極活物質層２１ａが除去された未塗工部１１４が形成されている。これにより、正極帯１１１において負極シート１１３と対向していない領域が形成されないようになっている。よって、各負極シート１１３においてリチウムイオンが過剰となることを抑制することができ、リチウムの析出を抑制することができる。

ちなみに、未塗工部１１４は、正極帯１１１において各対向部４１の扁平の長手方向の長さの分だけ離間させて複数形成されている。このため、正極活物質層２１ａは非連続となっている。なお、各未塗工部１１４の長さは、各湾曲部４２の長さに対応させて設定されており、具体的には各湾曲部４２の長さが内側から外側に向けて徐々に長くなることに対応させて、徐々に長くなるように設定されている。

○ また、負極シート１１３を積層する構成において、正極帯１１１に代えて、正極シート２１を用いてもよい。この場合、対向部４１を構成する部位のみに正極シート２１が配置され、湾曲部４２には正極シート２１が配置されないように、複数の正極シート２１を、湾曲部４２に係る長さの分だけ離間させてセパレータ２３に溶着（接合）させる。これにより、図６に示すように、複数の正極シート２１及び２つの帯状のセパレータ２３で構成される帯体１２１で形成される対向部４１においては、正極シート２１及び負極シート１１３が対向する一方、湾曲部４２においては、正極シート２１が存在せずセパレータ２３のみが存在する電極体１２０が形成される。これにより、各正極シート２１において負極シート１１３と対向しない領域が形成されないようになっている。なお、上記構成の場合、離間して配置された各正極シート２１と、その正極シート２１が溶着されたセパレータ２３との集合体である帯体１２１が帯状の電極部に対応する。

○ さらに、負極シート１１３を積層する構成にあっては、正極帯１１１又は正極シート２１を省略する構成としてもよい。この場合、対向部４１を構成する部位におけるセパレータ２３の表面にのみ正極活物質層２１ａを形成する。つまり、セパレータ２３において、湾曲部４２の長さの分だけ離間させて非連続に正極活物質層２１ａを形成する。なお、当該構成においては、セパレータ２３が帯状の電極部に対応する。

つまり、帯状の電極部（一方の電極部）とは、活物質層が形成されているとともに全体として帯状に形成されているものであればよく、１部材（負極帯２２、セパレータ２３）によって形成されているもの、複数部材（負極帯２２、正極帯１１１又は複数の正極シート２１のいずれかと、セパレータ２３）で形成されているもの双方を含むものである。そして、負極シート１１３を積層する構成においては、正極活物質層２１ａが対向部４１に対応する部位にのみ形成され、湾曲部４２に対応する部位には形成されないように、正極活物質層２１ａを非連続に形成すればよい。

○ 実施形態では、各集電タブ６１，６２は電極体１４の上部に形成されていたが、これに限られず、例えば電極体１４の側部に形成されている構成としてもよい。また、正極集電タブ６１と負極集電タブ６２とが電極体１４の異なる面に形成されている構成であってもよい。両者が異なる面に形成されている構成にあっては、各集電タブ６１，６２の干渉を考慮する必要がないため、負極集電タブ６２は、負極帯２２の長手方向の端縁全体に亘って形成されていてもよい。

但し、電極体１４の１の面に各集電タブ６１，６２が形成されている構成の方が、各集電タブ６１，６２を配置するのに要するスペースを小さくすることができるため、その分だけ電極体１４を大きく形成することができる。この点に着目すれば、各集電タブ６１，６２双方が電極体１４の１の面に形成されている方がよい。

○ 電解質としては電解液に限られず、例えばゲル状のものを用いてもよいし、固体電解質を用いてもよい。この場合、固体電解質を、各正極シート２１及び負極帯２２の短絡を抑制しつつリチウムイオンを通過させるものを採用し、各正極シート２１と負極帯２２との間に配置するものとしてもよい。この場合、固体電解質がセパレータ２３として機能する。これにより、セパレータ２３を省略することが可能となる。

○ 実施形態では、帯体２０を正極シート２１で挟んだ後に、帯体２０を半回転させる構成としたが、これに限られず、帯体２０を半回転させながら正極シート２１を挟み込むようにしてもよい。但し、位置合わせが困難であること等に鑑みれば、帯体２０を正極シート２１で挟んだ後に帯体２０を半回転させる方がよい。

○ 実施形態では、帯体２０を構成する負極帯２２及びセパレータ２３は、溶着されることなく一体化されていたが、これに限られず、これらを溶着等により接合してもよい。この場合、これらの位置ずれをより好適に抑制することができる。但し、工程の簡素化に着目すれば、溶着することなく相対関係を維持した状態で把持する構成の方が好ましい。

○ 実施形態では、電極体１４は扁平形状に形成されていたが、これに限られず、その具体的な形状は任意である。
○ 実施形態では、正極シート２１は矩形状に形成されていたが、これに限られず、正方形状であってもよい。負極シート１１３についても同様である。

○ 実施形態では、二次電池１０はリチウムイオン二次電池であったが、これに限られず、他の二次電池であってもよい。要は、セパレータ２３及び電解質を介して正極活物質層２１ａと負極活物質層２２ａとの間をイオンが移動するとともに電荷の授受を行うものであればよい。

○ 実施形態では、二次電池１０は車両に搭載されていたが、これに限られず、他の機器に搭載されている構成であってもよい。
○ 本発明を、電気二重層コンデンサ等の他の蓄電装置に適用してもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術思想について以下に記載する。
（イ）前記帯状の電極部は、帯状に形成されたセパレータと、表面に正極活物質層が形成された複数の正極電極と、を備え、前記各正極電極は、前記複数の対向部を構成する部位に配置されるように互いに離間して前記セパレータに対して接合されていることを特徴とする請求項２に記載の蓄電装置。

（ロ）前記第１渦電極部及び前記第２渦電極部は、前記帯状の電極部が前記シート状電極によって外側から挟まれた状態で一方向に捲回されることによって形成されることを特徴とする請求項１〜５及び技術思想（イ）のうちいずれか一項に記載の蓄電装置。

（ハ）活物質層が形成された正極部及び負極部を備えた蓄電装置において、前記正極部及び前記負極部のうち一方の電極部は帯状に形成されており、前記帯状の電極部は、外側にある一端部から内側にある切換部に向けて、時計回り又は反時計回りのうち一方の向きに渦巻状に形成された第１渦電極部と、前記切換部にて前記第１電極部と連続するとともに、前記切換部から外側にある他端部に向けて、時計回り又は反時計回りのうち他方の向きに渦巻状に形成された第２渦電極部と、から構成された二重渦巻き形状をなしており、前記正極部及び前記負極部のうち他方の電極部は複数のシート状電極からなり、夫々の前記シート状電極は、前記第１渦電極部と前記第２渦電極部との間に挟まれた状態で積層されていることを特徴とする蓄電装置。

（ニ）活物質層が形成された正極部及び負極部を備えた蓄電装置において、前記正極部及び前記負極部のうち一方の電極部は帯状に形成されており、前記帯状の電極部は、当該帯状の電極部の両端部が外側に導出されるように捲回されて構成されており、前記正極部及び前記負極部のうち他方の電極部は複数のシート状電極からなり、夫々の前記シート状電極は、前記帯状の電極部によって挟まれた状態で積層されていることを特徴とする蓄電装置。

１０…蓄電装置としての二次電池、１４…電極体、２０…帯体、２１…正極シート、２２…負極帯、２３…セパレータ、３１…第１渦電極部、３２…第２渦電極部、４１…対向部、４２…湾曲部、１００，１１０，１２０…別例における電極体。

Claims (7)

1. 活物質層が形成された正極部及び負極部を備えた蓄電装置において、
   前記正極部及び前記負極部のうち一方の電極部は帯状に形成されており、
   前記帯状の電極部は、渦巻状に形成された第１渦電極部と、前記第１渦電極部と連続するとともに渦巻状に形成された第２渦電極部とからなる二重渦巻き形状に構成されており、
   前記正極部及び前記負極部のうち他方の電極部は複数のシート状電極からなり、
   夫々の前記シート状電極は、
   前記第１渦電極部と前記第２渦電極部との間に挟まれた状態で積層されていることを特徴とする蓄電装置。
2. 前記第１渦電極部及び前記第２渦電極部によって、前記シート状電極の積層方向と直交する平面に沿って延びるとともに前記積層方向に対向配置された複数の対向部と、前記複数の対向部の両端に設けられ、前記各対向部を繋ぐ湾曲部と、が形成されており、
   夫々の前記シート状電極は、前記各対向部の間に挟まれていることを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記帯状の電極部は、表面に前記活物質層が形成された電極帯と、当該電極帯を挟む帯状のセパレータとの集合体であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の蓄電装置。
4. 前記帯状の電極部は、表面に負極活物質層が形成された負極帯を備え、
   前記シート状電極は、表面に正極活物質層が形成された正極シートであることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の蓄電装置。
5. 前記帯状の電極部は、表面に正極活物質層が形成された正極帯と、当該正極帯を挟む帯状のセパレータとの集合体であり、
   前記正極帯における前記湾曲部を構成する部位には、前記正極活物質層が除去された未塗工部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の蓄電装置。
6. 請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の蓄電装置が搭載されたことを特徴とする車両。
7. 活物質層が形成された正極部及び負極部を備えた蓄電装置の製造方法において、
   前記正極部及び前記負極部のうち一方の電極部は帯状に形成され、他方の電極部は複数のシート状電極で形成されており、
   一対の前記シート状電極を用いて前記帯状の電極部の途中位置を両側から挟む工程と、
   前記帯状の電極部を一方向に回転させることにより、前記シート状電極を前記帯状の電極部にて挟む工程と、
   を備えていることを特徴とする蓄電装置の製造方法。