JP2013161684A - 蓄電装置、車両及び電極体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エネルギ密度の向上を図ることができる蓄電装置、その蓄電装置が搭載された車両及び電極体の製造方法を提供すること。
【解決手段】電極体１４は、矩形状に形成された正極シート２１及び負極シート２２と、同じく矩形状に形成され、各電極シート２１，２２よりも大きく形成されたセパレータ２３とから構成されている。ここで、セパレータ２３にはリチウムイオンが通過可能な開孔部が存在しない非開孔領域７０が形成されており、各電極シート２１，２２の各非基準端部である端部２１ｃ，２２ｃ，２１ｄ，２２ｄは、非開孔領域７０内に位置している。
【選択図】図２

Description

本発明は、蓄電装置、その蓄電装置が搭載された車両及び電極体の製造方法に関する。

蓄電装置で用いられる電極体は、例えば正極シート及び負極シートがセパレータに挟まれた状態で積層されて構成されている。また、例えば特許文献１には、負極シートは正極シートよりも大きく、具体的には負極シートの各端部の長さが正極シートの各端部の長さよりも長く形成されていることが記載されている。そして、セパレータは負極シートよりも大きく、具体的にはセパレータの各端部の長さが負極シートの各端部の長さよりも長く形成されていることが記載されている。この場合、各電極シートとセパレータとの間で位置ずれが発生した場合であっても、各電極シートが短絡することが抑制されている。また、正極シート及び負極シート間での位置ずれに起因して、正極シートにおいて負極シートと対向しない部位が形成され、負極シートの端部において電気伝導に係るイオンの析出物が発生することが抑制されている。

特開２０１０−４０４６６号公報

ここで、上記のように負極シートを正極シートよりも大きく形成する構成では、負極シートにおいて正極シートと対向しない部位が形成される。当該部位は充放電に寄与しない部位である。このため、エネルギ密度の低下が懸念される。かといって、正極シートを大きく形成すると、正極シートにおいて負極シートと対向しない部位が形成されないように各電極シートの位置合わせを行うことが煩雑となり易い。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、エネルギ密度の向上を図ることができるとともに、容易に製造することができる蓄電装置及びその蓄電装置が搭載された車両を提供することを目的とする。また、本発明は、電極体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に記載の発明は、矩形状又は正方形状に形成されるとともに少なくとも一方の面に活物質層が形成された正極シート及び負極シートと、矩形状又は正方形状に形成されるとともに複数の開孔部が形成されたシート状のセパレータとを有し、前記正極シート及び前記負極シートが前記セパレータを間に挟んだ状態で積層される電極体を備える蓄電装置であって、前記セパレータは、各端部の長さが前記正極シート及び前記負極シートの各端部の長さよりも長く形成されており、前記正極シート、前記負極シート及び前記セパレータはそれぞれ、直交するいずれか一対の２辺から構成される基準端部及び前記基準端部以外の非基準端部を有し、前記各基準端部が積層方向に揃う状態で積層されており、前記セパレータの各端部のうち少なくとも前記非基準端部には、前記開孔部が存在しない非開孔領域が前記非基準端部に沿うとともに前記非基準端部に直交する方向に幅を有して形成されており、前記正極シートの前記非基準端部は前記積層方向から見て前記非開孔領域内に位置することを特徴とする。

これによれば、正極シートの非基準端部が電気伝導に係るイオンが通過しにくい非開孔領域に位置するため、充放電を行う場合に、正極シートの非基準端部が負極シートの非基準端部よりもはみ出していたとしても、負極シートにおいて電気伝導に係るイオンの析出物が発生しない。よって、各電極シートの位置ずれ等を考慮して、正極シートの非基準端部が負極シートの非基準端部よりもはみ出さないように、予め正極シートの各端部の長さを短く形成する必要がない。したがって、正極シートの各端部の長さを比較的長く形成することができ、それを通じて充放電に寄与する領域の拡大を図ることができる。よって、エネルギ密度の向上を図ることができる。また、上記のようなはみ出しが生じないように正極シートと負極シートとの位置合わせを高精度に行う必要がない分、正極シートと負極シートとの積層を容易に行うことができる。よって、電極体を容易に製造することができることを通じて、蓄電装置を容易に製造することができる。

請求項２に記載の発明は、前記正極シート及び前記負極シートは直交する２辺のそれぞれの長さが同じ長さに形成されていることを特徴とする。これによれば、正極シートと負極シートとで対向しない領域が形成されにくいため、エネルギ密度の向上を図ることができる。また、正極シートと負極シートとの大きさを考慮して位置合わせを行う必要がない分、正極シートと負極シートとの積層を容易に行うことができる。

ここで、各電極シートを上記のよう形成した場合であっても、各電極シートにおいて若干の大きさのばらつきが発生する場合がある。また、各電極シートの各基準端部を揃えて積層しようとしても、位置ずれが発生する場合がある。この場合、正極シートの非基準端部が負極シートの非基準端部よりもはみ出す場合がある。

これに対して、本発明によれば、非開孔領域が形成されていることにより、これらの大きさのばらつきや位置ずれに起因して上記のようなはみ出しが発生したとしても、析出物が発生することを抑制することができる。これにより、析出物の発生を抑制しつつ、エネルギ密度の向上と積層の容易化を図ることができる。

請求項３に記載の発明は、前記非開孔領域は、前記セパレータの全周に亘って形成されていることを特徴とする。これによれば、非開孔領域がセパレータの全周に亘って形成されているため、各電極シート及びセパレータを積層する場合に、非開孔領域内に各電極シートの各非基準端部が位置するようにセパレータの向きを考慮する必要がない。これにより、蓄電装置を容易に製造することができる。

請求項４に記載の発明は、蓄電装置が搭載された車両において、前記蓄電装置として請求項１〜３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。これによれば、例えば蓄電装置の電力を用いて駆動する走行用モータを車両に搭載する場合、蓄電装置のエネルギ密度の向上を通じて、走行距離の延長を図ることができる。また、蓄電装置の製造の容易化により蓄電装置のコスト削減を図り、それを通じて車両のコスト削減を図ることができる。

請求項５に記載の発明は、矩形状又は正方形状に形成されるとともに少なくとも一方の面に活物質層が形成された正極シート及び負極シートと、矩形状又は正方形状に形成されるとともに複数の開孔部が形成されたシート状のセパレータと、を備え、前記正極シート及び前記負極シートが前記セパレータを間に挟んだ状態で積層される電極体の製造方法において、前記正極シート、前記負極シート及び前記セパレータを、前記正極シート、前記負極シート及び前記セパレータにおけるいずれか一対の直交する２辺から構成される各基準端部が積層方向に揃った状態で積層する積層工程と、前記セパレータの各端部のうち少なくとも非基準端部に、前記開孔部が存在しない非開孔領域を前記非基準端部に沿うとともに前記非基準端部に直交する方向に幅を有した形状に形成する非開孔領域形成工程と、を備え、前記積層工程では、前記正極シートの各端部のうち前記基準端部以外の非基準端部が積層方向から見て前記非開孔領域内に位置した状態で、前記正極シート、前記負極シート及び前記セパレータを積層することを特徴とする。

これによれば、各電極シート及びセパレータの各基準端部が揃うとともに、正極シートの非基準端部が非開孔領域内に位置した状態で、各電極シート及びセパレータが積層される。非開孔領域においては電気伝導に係るイオンが通過しにくくなっている。これにより、充放電を行う場合に、正極シートの非基準端部が負極シートの非基準端部よりもはみ出していたとしても、負極シートにおいて上記イオンに係る析出物が発生しない。よって、各電極シートの位置ずれ等を考慮して、正極シートの非基準端部が負極シートの非基準端部よりもはみ出さないように、予め正極シートの各端部の長さを短く形成する必要がない。したがって、正極シートの各端部の長さを比較的長く形成することができ、それを通じて充放電に寄与する領域の拡大を図ることができる。よって、エネルギ密度の向上を図ることができる。また、上記のようなはみ出しが生じないように正極シートと負極シートとの位置合わせを高精度に行う必要がない分、正極シートと負極シートとの積層を容易に行うことができる。よって、電極体を容易に製造することができる。

この発明によれば、エネルギ密度の向上を図ることができるとともに、容易に製造することができる。

本発明に係る蓄電装置の概略を示す斜視図。 電極体の一部分解斜視図。 （ａ）は電極体の一部を示すものであって、下から順に負極シート、セパレータ、正極シートを積層した場合の正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。 （ａ）はセパレータの製造工程を示す断面図であり、（ｂ−１）〜（ｂ−３）は積層工程を説明するための断面図。 電極体の別例を示す正面図。

以下、本発明に係る蓄電装置について図１〜図３を用いて説明する。なお、本蓄電装置は車両（乗用車及び産業車両等）に搭載され、車両に設けられた走行用モータを駆動するのに用いられる。また、図面の都合上、図１〜図３において各電極シート２１，２２及びセパレータ２３を、実際よりも厚くして示す。

図１に示すように、蓄電装置としての二次電池１０はリチウムイオン二次電池であり、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）が収容されている。

図２に示すように、電極体１４は、正極シート２１及び負極シート２２と、セパレータ２３とから構成されている。正極シート２１及び負極シート２２は矩形状に形成されており、その両面には、電気伝導に係るイオン、詳細にはリチウムイオンの出し入れが可能な活物質層が形成されている。セパレータ２３は、各電極シート２１，２２と同様に矩形状に形成されている。セパレータ２３は、リチウムイオンが通過可能な開孔部が多数形成された多孔質性のもので形成されている。電極体１４は、正極シート２１及び負極シート２２がセパレータ２３を間に挟んだ状態で積層されることにより直方体形状に形成されている。

図１に示すように、電極体１４は、蓋１３に設けられ、外部からアクセス可能な正極端子３１及び負極端子３２と電気的に接続されている。詳細には、図２に示すように、正極シート２１の長手方向の一端部（一端縁）における一方側には、接続部としての正極集電タブ４１が形成されている。そして、負極シート２２の長手方向の一端部における正極集電タブ４１とは反対側には、接続部としての負極集電タブ４２が形成されている。

図１に示すように、各集電タブ４１，４２は、正極シート２１及び負極シート２２がセパレータ２３を間に挟んだ状態で積層されてなる電極体１４において蓋１３と対向する部位、すなわち電極体１４の端部１４ｄに配置されている。具体的には電極体１４の端部１４ｄにおける一方側に複数の正極集電タブ４１が集合しているとともに、他方側に複数の負極集電タブ４２が集合している。各集電タブ４１，４２は、電極体１４の端部１４ｄから蓋１３側（上方）に突出している。

各端子３１，３２と各集電タブ４１，４２とは、同一極性同士が上下方向に対向するように配置されている。詳細には、正極集電タブ４１の上方に正極端子３１が配置され、負極集電タブ４２の上方に負極端子３２が配置されている。そして、各端子３１，３２と各集電タブ４１，４２との同一極性同士は、正極電極５１及び負極電極５２によって接続されている。

正極電極５１は、正極端子３１と一体形成されているとともに、複数の正極集電タブ４１と溶接によって接合されている。同様に、負極電極５２は、負極端子３２と一体形成されているとともに、複数の負極集電タブ４２と溶接によって接合されている。これにより、各端子３１，３２から電極体１４にて発生した電力を取り出すことができるとともに、電極体１４に電力を供給することにより充電を行うことが可能となる。

なお、図１に示すように、各端子３１，３２と蓋１３との間には、絶縁リング６１，６２が設けられている。これにより、各端子３１，３２と蓋１３とが電気的に接続されないようになっている。

次に、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３の関係について説明する。
図３（ａ）に示すように、正極シート２１及び負極シート２２は、同一の大きさとなるように形成されている。具体的には、各電極シート２１，２２の各方向の長さ寸法Ｌ３，Ｌ５は同一に設定されている。一方、セパレータ２３は、各電極シート２１，２２よりも若干大きくなるように形成されている。具体的には、セパレータ２３の長手方向の長さ寸法Ｌ２は各電極シート２１，２２の長手方向の長さ寸法Ｌ３よりも長く設定されており、短手方向の長さ寸法Ｌ４は各電極シート２１，２２の短手方向の長さ寸法Ｌ５よりも長く設定されている。

電極体１４は、その積層方向からみて直交する２辺の部位が面一となるように構成されており、詳細には、長手方向の端部１４ａ及び短手方向の端部（下部）１４ｂが面一となるように構成されている。具体的には、図３（ｂ）に示すように、電極体１４の長手方向の端部１４ａを構成する各電極シート２１，２２及びセパレータ２３の長手方向の各端部（一端縁）２１ａ〜２３ａが揃っている。また、図３（ａ）に示すように、電極体１４の短手方向の端部１４ｂを構成する各電極シート２１，２２及びセパレータ２３の短手方向の各端部２１ｂ〜２３ｂは揃っている。

以上の通り、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３は、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３における直交する２方向（長手方向及び短手方向）の各端部２１ａ〜２３ａ，２１ｂ〜２３ｂが揃った状態で積層されている。換言すれば、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３は、直交する２辺が揃う状態で積層されている。この場合、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３における各方向の端部２１ａ〜２３ａ，２１ｂ〜２３ｂは、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３の位置合わせの基準となる直交する２辺を構成する基準端部である各端部２１ａ〜２３ａ，２１ｂ〜２３ｂであると言える。そして、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３における各基準端部である各端部２１ａ〜２３ａ，２１ｂ〜２３ｂ以外の端部、具体的には各方向の各端部２１ｃ〜２３ｃ，２１ｄ〜２３ｄは非基準端部と言える。

図３（ｃ）に示すように、電極体１４の長手方向の端部１４ｃを構成し、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３の長手方向の各非基準端部である各端部２１ｃ〜２３ｃのうち、セパレータ２３の長手方向の非基準端部である端部２３ｃは、各電極シート２１，２２の長手方向の各非基準端部である各端部２１ｃ，２２ｃよりも突出している。図３（ａ）に示すように、電極体１４の短手方向の端部１４ｄを構成し、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３の短手方向の各非基準端部である各端部２１ｄ〜２３ｄのうち、セパレータ２３の短手方向の非基準端部である端部２３ｄは、各電極シート２１，２２の短手方向の各非基準端部である各端部２１ｄ，２２ｄよりも突出している。

また、図２に示すように、セパレータ２３には、リチウムイオンが通過できない非開孔領域７０が形成されている。非開孔領域７０は、セパレータ２３に形成された開孔部が塞がれて構成されている。換言すれば、非開孔領域７０は、セパレータ２３の開孔部が塞がれた閉孔領域であるとも言える。非開孔領域７０は、セパレータ２３の全周に亘って、具体的には各端部２３ａ〜２３ｄに沿って且つ各端部２３ａ〜２３ｄにおいてそれぞれ直交する方向に所定の幅を有して形成されている。

ここで、図３（ａ）に示すように、非開孔領域７０は、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３の各基準端部である各端部２１ａ〜２３ａ，２１ｂ〜２３ｂが揃った状態において、各電極シート２１，２２の各方向の非基準端部である各端部２１ｃ，２２ｃ，２１ｄ，２２ｄが、その領域内に配置されるように形成されている。具体的には、非開孔領域７０の幅寸法Ｌ１は、セパレータ２３の長手方向の長さ寸法Ｌ２から各電極シート２１，２２の長手方向の長さ寸法Ｌ３を差し引いた第１差分寸法Ｌａよりも長く設定されている。さらに、上記幅寸法Ｌ１は、セパレータ２３の短手方向の長さ寸法Ｌ４から各電極シート２１，２２の短手方向の長さ寸法Ｌ５を差し引いた第２差分寸法Ｌｂよりも長く設定されている。

次に、電極体１４の作用について以下に説明する。
各電極シート２１，２２の各方向の長さが同じであるため、各電極シート２１，２２において対向していない領域が発生しにくい。このため、電極体１４において各電極シート２１，２２が対向する領域、すなわち充放電に寄与する領域が大きく形成されることとなる。

また、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３の各基準端部である各端部２１ａ〜２３ａ，２１ｂ〜２３ｂが揃った状態において各電極シート２１，２２の各非基準端部である各端部２１ｃ，２２ｃ，２１ｄ，２２ｄが非開孔領域７０内に位置している。非開孔領域７０は、既に説明したとおり、リチウムイオンが通過することができない領域である。このため、仮に図３（ｃ）の２点鎖線に示すように、正極シート２１の長手方向の非基準端部である端部２１ｃが負極シート２２の長手方向の非基準端部である端部２２ｃに対してはみ出す（突出）ように両者が配置されている場合であっても、負極シート２２においてリチウムが析出しないようになっている。

すなわち、仮に正極シート２１の長手方向の非基準端部である端部２１ｃが負極シート２２の長手方向の非基準端部である端部２２ｃに対してはみ出している場合、正極シート２１において負極シート２２と対向していない領域が生じる。当該領域から発生するリチウムイオンには、受け手である負極シート２２が存在しない。このため、正極シート２１から負極シート２２にリチウムイオンが移動すると、負極シート２２側にてリチウムイオンが過剰になり、負極シート２２においてリチウムが析出する。

これに対して、上記はみ出している領域（負極シート２２と対向していない領域）と非開孔領域７０とが重なっている場合、当該領域から発生するリチウムイオンは負極シート２２に移動しない。つまり、非開孔領域７０によって、正極シート２１において負極シート２２と対向していない領域にて発生するリチウムイオンの移動が規制されている。これにより、負極シート２２においてリチウムが析出しないようになっている。

次に、電極体１４の製造方法について図４を用いて説明する。
電極体１４の製造方法には、セパレータ２３の形成工程と、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３の積層工程とが含まれている。これらの工程について詳細に説明する。

先ず、セパレータ２３の形成工程について説明すると、図４（ａ）に示すように、セパレータ２３を構成する材質であって帯状に形成されたセパレータベースＳを準備する。そして、セパレータベースＳを、セパレータ２３の大きさに形成され、且つ先端部が加熱処理された金型Ｘを用いて打ち抜く。これにより、セパレータ２３が形成される。

次に、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３の積層工程について説明すると、図４（ｂ−１）に示すように、Ｌ字状に形成された治具Ｙに対して、負極シート２２を設置する。詳細には、負極シート２２の各基準端部である各端部２２ａ，２２ｂが治具Ｙの内面と当接するように、負極シート２２を設置する。

その後、図４（ｂ−２）に示すように、負極シート２２に重ねてセパレータ２３を設置する。詳細には、セパレータ２３の各基準端部である各端部２３ａ，２３ｂが治具Ｙの内面と当接するようにセパレータ２３を設置する。この場合、セパレータ２３の各非基準端部である各端部２３ｃ，２３ｄは負極シート２２の各非基準端部である各端部２２ｃ，２２ｄよりも外側にはみ出している。そして、負極シート２２の各非基準端部である各端部２２ｃ，２２ｄはセパレータ２３の非開孔領域７０内に配置される。

そして、図４（ｂ−３）に示すように、セパレータ２３に重ねて正極シート２１を設置する。詳細には、正極シート２１の各基準端部である各端部２１ａ，２１ｂが治具Ｙの内面と当接するように正極シート２１を設置する。この場合、正極シート２１の各非基準端部である各端部２１ｃ，２１ｄは、非開孔領域７０内に配置される。

以上のように、セパレータ２３を介して正極シート２１及び負極シート２２を交互に重ねる工程を繰り返し実行する。
なお、治具Ｙは、その内面が各電極シート２１，２２及びセパレータ２３の各基準端部である各端部２１ａ〜２３ａ，２１ｂ〜２３ｂの全部位と当接するように形成されている。具体的には、図４（ｂ−３）に示すように、治具Ｙの内面における長手方向の長さ寸法ＬＹ１は、セパレータ２３の長手方向の長さ寸法Ｌ２よりも長く設定されているとともに、治具Ｙの内面における短手方向の長さ寸法ＬＹ２は、セパレータ２３の短手方向の長さ寸法Ｌ４よりも長く設定されている。

また、治具Ｙの高さ寸法は、電極体１４の厚さ寸法よりも長く設定されている。これにより、積層工程の途中段階で、治具Ｙによる位置合わせが機能しない事態が回避されている。

ちなみに、図示は省略するが、各電極シート２１，２２についても、セパレータ２３と同様に、帯状のベースを準備し、各電極シート２１，２２及び各集電タブ４１，４２の大きさに合わせて枠状に形成された金型にて打ち抜く。

ここで、各電極シート２１，２２の形成においては、１の金型が用いられる。この場合、正極集電タブ４１と負極集電タブ４２との位置が左右対称となるように、正極シートを構成する帯状のベースに対して打ち抜く場合と、負極シートを構成する帯状のベースに対して打ち抜く場合とで、枠状の金型を１８０度回転させる。これにより、各電極シート２１，２２において金型の共通化が図られている。

電極体１４の製造工程に係る作用について説明する。
先端部が加熱された金型Ｘを用いてセパレータベースＳを打ち抜くことにより、セパレータ２３の全周（幅寸法Ｌ１の全周縁）に亘って熱処理が施される。これにより、セパレータ２３の全周に亘って非開孔領域７０が自ずと形成される。

また、積層工程においては、治具Ｙの内面と当接するように各電極シート２１，２２及びセパレータ２３を積層することにより、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３の各基準端部である各端部２１ａ〜２３ａ，２１ｂ〜２３ｂが揃う。この場合、各電極シート２１，２２の各非基準端部である各端部２１ｃ，２２ｃ，２１ｄ，２２ｄは、自ずと非開孔領域７０内に位置する。

特に、セパレータ２３の全周に亘って非開孔領域７０が形成されているため、セパレータ２３をどちらの向きに配置しても、各電極シート２１，２２の各非基準端部である各端部２１ｃ，２２ｃ，２１ｄ，２２ｄは非開孔領域７０内に配置される。

すなわち、仮に非開孔領域７０がＬ字状に形成されている場合には、当該非開孔領域７０内に各電極シート２１，２２の各非基準端部である各端部２１ｃ，２２ｃ，２１ｄ，２２ｄが配置されるように、非開孔領域７０の位置を考慮してセパレータ２３を配置する必要がある。これに対して、本実施形態によれば、セパレータ２３を、その長手方向及び短手方向が各電極シート２１，２２と一致するように配置することにより、自ずと非開孔領域７０内に各電極シート２１，２２における各非基準端部である各端部２１ｃ，２２ｃ，２１ｄ，２２ｄが配置される。

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）リチウムイオンが通過可能な開孔部が形成されたセパレータ２３において当該開孔部を塞いだ非開孔領域７０を形成した。そして、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３における各基準端部である各端部２１ａ〜２３ａ，２１ｂ〜２３ｂが揃う状態において、各電極シート２１，２２の各非基準端部である各端部２１ｃ，２２ｃ，２１ｄ，２２ｄが非開孔領域７０内に位置する構成とした。これにより、仮に正極シート２１の各非基準端部である各端部２１ｃ，２１ｄが負極シート２２の各非基準端部である各端部２２ｃ，２２ｄからはみ出したとしても、負極シート２２においてリチウムが析出しないようになっている。よって、上記のようなはみ出しが発生しないように、正極シート２１を負極シート２２よりも予め小さく形成しておく必要がない。したがって、正極シート２１を大きく形成することができる分、充放電に寄与する領域を大きくすることができ、二次電池１０として用いた場合のエネルギ密度の向上を図ることができる。また、上記のようなはみ出しが発生しないように各電極シート２１，２２を高精度に位置合わせする必要がないため、電極体１４を容易に製造することができる。

（２）正極シート２１及び負極シート２２が同じ大きさとなるように形成した。具体的には、各電極シート２１，２２を、枠状をなした１の金型を用いて形成した。これにより、各電極シート２１，２２において互いに対向しない領域が形成されにくい。よって、各電極シート２１，２２において充放電に寄与する領域が占める割合を大きくすることができ、エネルギ密度の向上を図ることができる。また、積層工程において、正極シート２１及び負極シート２２において、大きさの違いを考慮して位置合わせを行う必要がない分、各電極シート２１，２２の積層を容易に行うことができる。

ここで、上記のように同一の金型を用いて形成した場合であっても、打ち抜き態様や金型の変形等によって、各電極シート２１，２２において大きさのばらつきが生じ得る。このため、正極シート２１が負極シート２２よりも若干大きくなる場合が生じ得る。また、積層工程において、各電極シート２１，２２にて位置ずれが発生する場合がある。

これに対して、本実施形態によれば、非開孔領域７０を形成することにより、上記のような大きさのばらつきが生じた場合であっても、負極シートにてリチウムの析出を抑制することができる。これにより、各電極シート２１，２２を同じ大きさとなるように形成することによって生じ得る上記不都合を回避することができる。

（３）セパレータ２３を全周に亘って形成した。これにより、セパレータ２３を積層する際に、非開孔領域７０がどこに形成されているかを確認し、その非開孔領域７０内に各電極シート２１，２２の各非基準端部である各端部２１ｃ，２２ｃ，２１ｄ，２２ｄが位置するようにセパレータ２３の向きを設定するといった作業を行う必要がない。よって、セパレータ２３の積層の容易化を図ることができ、それを通じて電極体１４を容易に製造することができる。

特に、熱処理を施した金型Ｘを用いて帯状のセパレータベースＳを打ち抜くことで、セパレータ２３を形成する構成を採用したことにより、打ち抜きの際に自ずとセパレータ２３の全周に亘って非開孔領域７０が形成される。これにより、非開孔領域７０を容易に形成することができる。

（４）セパレータ２３に非開孔領域７０を形成し、積層工程において、各電極シート２１，２２の各非基準端部である各端部２１ｃ，２２ｃ，２１ｄ，２２ｄが非開孔領域７０内に位置する状態で、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３を積層する構成とした。これにより、上述したとおり、正極シート２１が負極シート２２からはみ出すことに起因するリチウムの析出を抑制することができる。よって、正極シート２１を大きく形成することができる分、充放電に寄与する領域を大きくすることができ、エネルギ密度の向上を図ることができる。また、正極シート２１が負極シート２２からはみ出さないように高精度に位置合わせを行う必要がない分だけ、積層工程の容易化を図ることができる。これにより、電極体１４を容易に製造することができる。

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、セパレータ２３の全周に亘って非開孔領域７０を形成する構成としたが、これに限られず、図５に示すように、各電極シート２１，２２の各非基準端部である各端部２１ｃ，２２ｃ，２１ｄ，２２ｄが配置される領域のみに非開孔領域８０を形成する構成としてもよい。この場合、各電極シート２１，２２の各基準端部である各端部２１ａ，２２ａ，２１ｂ，２２ｂにおいて非開孔領域８０が形成されていないため、これらの領域が充放電に寄与する領域として機能する。これにより、エネルギ密度の更なる向上を図ることができる。

但し、各電極シート２１，２２の各基準端部である各端部２１ａ，２２ａ，２１ｂ，２２ｂの位置ずれに伴うリチウムの析出を抑制可能な点、セパレータ２３の積層の際に向きを考慮する必要がない点、及び非開孔領域７０を容易に形成することができる点に着目すれば、全周に亘って非開孔領域７０を形成する方が好ましい。

なお、上記のような部分的な非開孔領域８０を形成する具体的な構成としては、例えば金型Ｘに対して部分的に熱を加える構成や、打ち抜いた後に部分的な熱処理を加える構成等が考えられる。

○ 実施形態では、二次電池１０はリチウムイオン電池であったが、これに限られない。要は、電気伝導に係るイオンが、充放電の際にセパレータ２３の開孔部を介して各電極シート２１，２２の各活物質層間を移動する二次電池であればよく、電気伝導に係るイオン、各電極シート２１，２２の活物質層等は任意である。

○ 実施形態では、各電極シート２１，２２は同じ大きさとなるように形成されていたが、これに限られず、異ならせる構成としてもよい。この場合、負極シート２２の各非基準端部である端部２２ｃ，２２ｄが非開孔領域７０外に配置されてもよい。要は、少なくとも正極シート２１の各非基準端部である各端部２１ｃ，２１ｄが非開孔領域７０内に位置するように両者の相対関係が設定されていればよい。

○ 実施形態では、非開孔領域７０の幅寸法Ｌ１は、セパレータ２３の各部位において同一に設定されていたが、これに限られず、部位に応じて異ならせる構成としてもよい。例えば、第１差分寸法Ｌａと第２差分寸法Ｌｂとが異なるように各電極シート２１，２２及びセパレータ２３を形成する。そして、その各差分寸法Ｌａ，Ｌｂに合わせて、セパレータ２３の長手方向の両端部２３ａ，２３ｃに形成されている非開孔領域７０の幅寸法（第１幅寸法という）と、セパレータ２３の短手方向の両端部２３ｂ，２３ｄに形成されている非開孔領域７０の幅寸法（第２幅寸法という）とを異ならせる。具体的には、例えば第１差分寸法Ｌａが第２差分寸法Ｌｂよりも長い場合には、第１幅寸法を第２幅寸法よりも長くする。これにより、各方向に応じて各電極シート２１，２２に対するセパレータ２３の突出寸法が異なる構成において、非開孔領域７０内に各電極シート２１，２２の各非基準端部である各端部２１ｃ，２２ｃ，２１ｄ，２２ｄを配置することができる。

また、例えば第１差分寸法Ｌａが第２差分寸法Ｌｂよりも長い場合、第１差分寸法Ｌａに合わせて第１幅寸法及び第２幅寸法を長く設定すると、第２差分寸法Ｌｂに対して第２幅寸法が必要以上に長くなる。このため、充放電に寄与する領域が小さくなる。これに対して、各差分寸法Ｌａ，Ｌｂに応じて各幅寸法を設定することにより、不必要な非開孔領域７０を削減することができ、エネルギ密度の更なる向上を図ることができる。

○ 実施形態では、各集電タブ４１，４２は、電極体１４の端部１４ｄに設けられていたが、これに限られず、他の端部１４ａ〜１４ｃのいずれかに設けられている構成であってもよい。この場合、各集電タブ４１，４２が設けられている部位と反対側の部位が面一となるように各電極シート２１，２２及びセパレータ２３を積層する構成とするとよい。つまり、各集電タブ４１，４２が設けられている部位と反対側の部位を構成する各端部を基準端部とし、各集電タブ４１，４２が設けられている部位を非基準端部とするとよい。

○ また、各集電タブ４１，４２が電極体１４の１つの端部に設けられている構成に限られず、例えば電極体１４の上下の両側に各集電タブ４１，４２を設ける構成としてもよく、電極体１４の左右の両側に各集電タブ４１，４２を設ける構成としてもよい。この場合、各集電タブ４１，４２が揃うように位置合わせを行う。

○ 実施形態では、複数の正極集電タブ４１は積層方向に所定の間隔を隔てて配置されていたが、これに限られず、これらを圧縮させて集合体を形成する構成としてもよい。
○ 実施形態では、熱処理を施すことにより非開孔領域７０を形成する構成としたが、これに限られない。要は、セパレータ２３の開孔部を塞ぐことができればよく、例えば接着剤を塗る構成や、リチウムイオンが通過できない薄膜を別途形成してもよい。また、非開孔領域７０においては、予め開孔部が形成されていないセパレータを用意する構成としてもよい。

○ 実施形態では、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３における各基準端部である各端部２１ａ〜２３ａ，２１ｂ〜２３ｂが揃って積層され、電極体１４における長手方向の端部１４ａ及び短手方向の端部１４ｂが面一となっていたが、これに限られない。非開孔領域７０内に各非基準端部である各端部２１ｃ，２２ｃ，２１ｄ，２２ｄが配置される範囲内で、各電極シート２１，２２とセパレータ２３とが積層されていればよい。換言すれば、各基準端部である各端部２１ａ〜２３ａ，２１ｂ〜２３ｂが揃う状態で積層される構成は、完全に揃うだけでなく、非開孔領域７０内に各非基準端部である各端部２１ｃ，２２ｃ，２１ｄ，２２ｄが配置される範囲内で、各電極シート２１，２２とセパレータ２３との位置ずれを許容する。

○ 実施形態では、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３は矩形状に形成されていたが、これに限られず、正方形状に形成されている構成としてもよい。要は、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３を、直交する２辺を構成する各基準端部である各端部２１ａ〜２３ａ，２１ｂ〜２３ｂが揃う状態で積層する構成において、各電極シート２１，２２の各非基準端部である各端部２１ｃ，２２ｃ，２１ｄ，２２ｄが非開孔領域７０内に配置されるように当該非開孔領域７０を形成すればよい。

○ 各電極シート２１，２２及びセパレータ２３の隅角部を面取りする構成としてもよい。要は、各電極シート２１，２２は全体として矩形状又は正方形状に形成されていればよく、一部が湾曲しているものであってもよい。

○ 実施形態では、活物質層は各電極シート２１，２２の両面に形成されていたが、これに限られず、いずれか一方に形成されている構成であってもよい。
○ 実施形態では、治具Ｙは、その内面が各電極シート２１，２２及びセパレータ２３の各基準端部である各端部２１ａ〜２３ａ，２１ｂ〜２３ｂの全部位と当接するように構成されていたが、これに限られない。要は、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３における長手方向の各基準端部である各端部２１ａ〜２３ａの全長のうち少なくとも一部と当接し、且つ短手方向の各基準端部である各端部２１ｂ〜２３ｂの全長のうち少なくとも一部と当接するように構成されていればよい。

○ 実施形態では、二次電池１０は車両に搭載されている構成としたが、これに限られず、他の機器に搭載される構成としてもよい。
○ 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）前記正極シート、前記負極シート及び前記セパレータは矩形状に形成されており、前記正極シート、前記負極シート及び前記セパレータは、前記各基準端部として長手方向の端部及び短手方向の端部が揃う状態で積層されてい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。

（ロ）前記非開孔領域形成工程は、前記セパレータを構成するものであって帯状に形成された部材を、前記セパレータの大きさに形成され且つ先端部が加熱された型で打ち抜く工程であることを特徴とする請求項５に記載の電極体の製造方法。

１０…二次電池、１４…電極体、２１…正極シート、２１ａ，２１ｂ…正極シートの基準端部としての端部、２１ｃ，２１ｄ…正極シートの非基準端部としての端部、２２…負極シート、２２ａ，２２ｂ…負極シートの基準端部としての端部、２２ｃ，２２ｄ…負極シートの非基準端部としての端部、２３…セパレータ、２３ａ，２３ｂ…セパレータの基準端部としての端部、２３ｃ，２３ｄ…セパレータの非基準端部としての端部、７０…非開孔領域。

Claims (5)

1. 矩形状又は正方形状に形成されるとともに少なくとも一方の面に活物質層が形成された正極シート及び負極シートと、矩形状又は正方形状に形成されるとともに複数の開孔部が形成されたシート状のセパレータとを有し、前記正極シート及び前記負極シートが前記セパレータを間に挟んだ状態で積層される電極体を備える蓄電装置であって、
   前記セパレータは、各端部の長さが前記正極シート及び前記負極シートの各端部の長さよりも長く形成されており、
   前記正極シート、前記負極シート及び前記セパレータはそれぞれ、直交するいずれか一対の２辺から構成される基準端部及び前記基準端部以外の非基準端部を有し、前記各基準端部が積層方向に揃う状態で積層されており、
   前記セパレータの各端部のうち少なくとも前記非基準端部には、前記開孔部が存在しない非開孔領域が前記非基準端部に沿うとともに前記非基準端部に直交する方向に幅を有して形成されており、
   前記正極シートの前記非基準端部は前記積層方向から見て前記非開孔領域内に位置することを特徴とする蓄電装置。
2. 前記正極シート及び前記負極シートは直交する２辺のそれぞれの長さが同じ長さに形成さ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. 前記非開孔領域は、前記セパレータの全周に亘って形成されてい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. 蓄電装置が搭載された車両において、
   前記蓄電装置として請求項１〜３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。
5. 矩形状又は正方形状に形成されるとともに少なくとも一方の面に活物質層が形成された正極シート及び負極シートと、
   矩形状又は正方形状に形成されるとともに複数の開孔部が形成されたシート状のセパレータと、
   を備え、前記正極シート及び前記負極シートが前記セパレータを間に挟んだ状態で積層される電極体の製造方法において、
   前記正極シート、前記負極シート及び前記セパレータを、前記正極シート、前記負極シート及び前記セパレータにおけるいずれか一対の直交する２辺から構成される各基準端部が積層方向に揃った状態で積層する積層工程と、
   前記セパレータの各端部のうち少なくとも非基準端部に、前記開孔部が存在しない非開孔領域を前記非基準端部に沿うとともに前記非基準端部に直交する方向に幅を有した形状に形成する非開孔領域形成工程と、
   を備え、
   前記積層工程では、前記正極シートの各端部のうち前記基準端部以外の非基準端部が積層方向から見て前記非開孔領域内に位置した状態で、前記正極シート、前記負極シート及び前記セパレータを積層することを特徴とする電極体の製造方法。