JP2014022102A - 蓄電装置及び二次電池並びに電極の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電極組立体の電極の製造工程における活物質層塗布工程や活物質塗布後のロールプレス工程において長尺の金属箔を支障なく巻き取ることができる蓄電装置を提供する。
【解決手段】蓄電装置は金属箔の両面に活物質層を有する正極２４及び負極２５が両者の間にセパレータが介在する状態で積層された電極組立体１２を備える。正極２４及び負極２５には、金属箔の活物質が塗布された面において、金属箔の一辺に沿って幅を有する活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂが形成されている。活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂには前記一辺と交差する方向に延びるスリット２７が複数形成され、かつスリット２７の活物質層２４ａ，２５ａ側の端部には孔２８が形成されている。スリット２７は前記一辺に対して３０〜８０度の角度で傾斜している。
【選択図】図１

Description

本発明は、蓄電装置及び二次電池並びに電極の製造方法に関する。

二次電池やキャパシタのような蓄電装置は再充電が可能であり、繰り返し使用することができるため電源として広く利用されている。二次電池では、活物質が塗布されたシート状の正極及び負極が間にセパレータが介在する状態で層をなすように積層あるいは巻回された電極組立体がケースに収容されている。シート状の正極及び負極は、金属箔の表面に、一部が活物質非塗布部となるように活物質層が形成された構造になっている。そして、電極組立体からの電力の取り出しは、活物質非塗布部に接続された導電部材を介して行われる。

シート状の正極及びシート状の負極、即ちシート状の電極の製造工程では、活物質を、帯状の金属箔の幅方向の片側を除いてほぼ全体に塗布した後、活物質層の密度を高めるためにロールプレスを行う。ところが、長尺のシート状の電極をプレスすると、長尺のシート状の電極は活物質非塗布部側に凸となるように全体が湾曲した状態になる。このように全体が湾曲した状態になった長尺の電極を所定長さに切断して、積層型の電極組立体を構成する電極を形成すると、電極組立体の端面が平面状に揃わなくなる。また、長尺の電極を巻回して巻回型の電極組立体を形成した場合に、電極組立体の端面が平面状に揃わず、巻回軸方向にずれが生じる。ずれが生じると、活物質非塗布部と導電部材との溶接がうまく行かない等の問題が起こる。

この問題を解消するため、長尺状の集電体（金属箔）上に、帯状の活物質非塗布部を少なくとも一側縁に備えた中間製品を準備し、該中間製品の活物質非塗布部に長手方向と交差しかつ相互に横並びする複数の切れ目を入れ、その後、該中間製品をプレス加工する電極板の製造方法が提案されている（特許文献１）。

また、巻回型の電極組立体を構成するシート状の電極の活物質非塗布部を電極の巻回方向に沿って延びる縁部に形成し、その縁部に複数個のスリットを、電極の長手方向と直交する方向に延びるように形成したり、スリットの切り込み終点に空孔を形成したりすることが提案されている（特許文献２参照）。

特許第３９９００３３号公報 特開平１１−１７６４４７号公報

特許文献１及び特許文献２では、活物質層を形成してから複数のスリットを入れるため、切れ目を入れる際の精度が必要になり工程が煩雑になる。また、スリットは電極の長手方向と直交する方向に延びるように形成されているため、テンションロールで巻き取る際や、ロールプレス時に金属箔の長尺方向、即ち切れ目の延びる方向と垂直方向に力がかかり、切れ目の先端から亀裂が入って破断し易く（千切れ易く）なる。特許文献２のように、スリットの切り込み終点に空孔を形成した場合は、スリットの切り込み終点から亀裂が入ることが防止される。

しかし、スリットが電極の長手方向と直交する方向に延びるように形成されている場合、長尺の金属箔に活物質を塗布する際に、スリットの部分で金属箔がめくれ易くなる。また、活物質層が形成された長尺の電極をロールプレスする際も、スリットの部分で金属箔がめくれ易くなる。そして、めくれた部分がささくれのようになり、巻き取り不良となる場合がある。

本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、電極組立体の電極の製造工程における活物質層塗布工程や活物質塗布後のロールプレス工程において長尺の金属箔を支障なく巻き取ることができる蓄電装置及び二次電池並びに電極の製造方法を提供することにある。

前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、金属箔の少なくとも一方の面に活物質が塗布された活物質層を有する正極及び負極が両者の間にセパレータが介在する状態で層状に構成された電極組立体を備える蓄電装置である。そして、前記金属箔の前記活物質が塗布された面において、前記金属箔の一辺に沿って幅を有する活物質非塗布部が形成されている。前記正極及び前記負極の少なくとも一方は、前記活物質非塗布部に前記一辺と交差する方向に延びるスリットが複数形成され、かつ前記スリットの前記活物質層側の端部の外形は前記活物質層側に凸の曲線で形成され、前記スリットは前記一辺に対して３０〜８０度の角度で傾斜している。ここで、「正極及び負極が両者の間にセパレータが介在する状態で層状に構成された電極組立体」とは、例えば、略矩形状に形成された正極及び負極がセパレータを介して交互に積層された所謂積層型の電極組立体に限らず、帯状に形成された正極、セパレータ及び負極が、例えば、長円柱状や円柱状に巻回された巻回型の電極組立体をも含む。また、「スリット」とは、切り込みや切れ目のように、刃物を一方向に移動させて形成された隙間に限らず、型で打ち抜いたり、刃物を往復移動させたりして形成された幅の広い隙間も意味する。

この発明では、正極及び負極の少なくとも一方は、活物質非塗布部に金属箔の一辺に対して３０〜８０度の角度で交差する方向に延びるスリットが複数形成され、かつスリットの活物質層側の端部の外形は活物質層側に凸の曲線で形成されている。そのため、電極の製造工程における活物質層塗布工程や活物質塗布後のロールプレス工程において長尺の金属箔を支障なく巻き取ることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記正極及び前記負極は、前記活物質非塗布部側の辺からタブが前記スリットの傾斜と同じ側に傾斜して突出形成されている。電極がタブにおいて導電部材を介して蓄電装置の端子に接続される場合、活物質非塗布部側の辺からタブが垂直に突出形成される構成では、斜めに形成されたスリットがタブの形成に支障を来さないようにする必要がある。しかし、タブがスリットの傾斜と同じ側に傾斜して突出形成された構成では、スリットの傾きや間隔の自由度が、タブが垂直に突出形成される構成に比べて大きくなる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記スリットの前記角度は４５〜８０度である。この発明では、スリットの傾斜角度が４５度未満の場合に比べて、巻き取り不良の発生する確率が低くなる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記曲線の曲率半径は０．２５ｍｍ〜スリットとスリットの間隔幅の１０％以下である。曲率半径が０．２５ｍｍ未満ではスリットの加工が難しくなり、スリットとスリットの間隔幅の１０％より大きくなると、スリットをタブ形成に利用した場合、タブ基端の電流の流れる面積が小さくなる。そのため、曲線の曲率半径は０．２５ｍｍ〜スリットとスリットの間隔幅の１０％以下が好ましい。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の蓄電装置の構成を備えた二次電池である。したがって、この発明の二次電池は請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の蓄電装置が有する効果と同様の効果を有する。

請求項６に記載の発明は、金属箔の少なくとも一方の面に活物質が塗布された活物質層を有する正極及び負極が両者の間にセパレータが介在する状態で層状に構成された電極組立体を備える蓄電装置の前記正極又は前記負極に使用される電極の製造方法である。そして、帯状の金属箔の一辺に沿って形成される活物質非塗布部となる領域に、前記金属箔の一辺と交差する方向に延びるとともに、前記一辺に対して３０〜８０度の角度で傾斜したスリットを形成するスリット形成工程と、前記スリットが形成された後の前記金属箔の少なくとも一方の面に、前記活物質非塗布部が幅を有して形成されるように前記活物質非塗布部を除く部分に活物質を塗布する際、及び活物質が塗布された後の前記金属箔をロール状に巻き取る際の前記金属箔の移動方向を前記スリットの基端側が前記スリットの先端側よりも前側となるように設定された活物質塗布工程と、前記活物質塗布工程で前記金属箔に塗布された活物質層をロール加圧する際の前記金属箔の移動方向を前記スリットの基端側が前記スリットの先端側よりも前側となるように設定されたプレス工程とを備える。

この発明では、帯状の金属箔の一辺に沿って形成される活物質非塗布部となる領域に金属箔の一辺と交差する方向に延びるとともに、前記一辺に対して３０〜８０度の角度で傾斜したスリットが形成された後に、金属箔に対する活物質の塗布、及び活物質層のロール加圧（ロールプレス）が行われる。活物質塗布工程では、活物質が塗布された後の金属箔をロール状に巻き取る際の金属箔の移動方向をスリットの基端側がスリットの先端側よりも前側となるように設定されているため、金属箔がスリットの部分でめくれたりささくれたりした状態で巻き取られることが抑制、防止される。プレス工程では、活物質非塗布部にスリットが形成されているため、活物質層がロールプレスを受けても活物質非塗布部側に凸となるように電極全体が湾曲することが防止される。また、活物質層をロールプレスする際の金属箔の移動方向をスリットの基端側がスリットの先端側よりも前側となるように設定されているため、金属箔がスリットの部分でめくれたりささくれたりした状態で巻き取られることが抑制、防止される。

請求項１〜請求項６に記載の発明によれば、電極組立体の電極の製造工程における活物質層塗布工程や活物質塗布後のロールプレス工程において長尺の金属箔を支障なく巻き取ることができる。

（ａ）は第１の実施形態の二次電池の断面図、（ｂ），（ｃ）は電極のタブ付近の部分模式図。 正極、負極及びセパレータの関係を示す概略斜視図。 （ａ）は電極の一部展開概略斜視図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図。 活物質の塗布状態を示す模式図。 塗布工程における金属箔の移動方向とスリットの傾斜方向を示す模式図。 第２の実施形態の二次電池の電極組立体の概略斜視図。 二次電池の断面図。 別の実施形態の電極のタブ付近の模式図。 別の実施形態の電極のタブ付近の模式図。 別の実施形態の電極のタブ付近の模式図。 別の実施形態のスリットを示す模式図。 別の実施形態の電極組立体の概略斜視図。

（第１の実施形態）
以下、本発明を積層型の電極組立体を備えた二次電池に具体化した第１の実施形態を図１〜図５にしたがって説明する。

図１（ａ）に示すように、蓄電装置としての二次電池１０は、ケース本体１１ａ及びその開口部を覆う蓋体１１ｂで構成された四角箱状のケース１１内に、積層型の電極組立体１２及び電解液（図示せず）が収容されている。蓋体１１ｂには正極端子１３及び負極端子１４が絶縁リング１５を介して固定されている。電極組立体１２は、正極用のタブ１６の積層体１６ｐが正極用の導電部材１７を介して正極端子１３に電気的に接続されており、負極用のタブ１８の積層体１８ｎが負極用の導電部材１９を介して負極端子１４に電気的に接続されている。積層体１６ｐは導電部材１７に溶接され、積層体１８ｎは導電部材１９に溶接されている。この実施形態では、導電部材１７は電流遮断装置２０を介して正極端子１３に、導電部材１９は電流遮断装置２０を介して負極端子１４にそれぞれ電気的に接続されている。なお、ケース本体１１ａの内面及び蓋体１１ｂの内面には、電極組立体１２とケース本体１１ａ及び蓋体１１ｂとを電気的に絶縁するための絶縁シート２１が取着されている。

図２に示すように、電極組立体１２は、金属箔２３の両面に活物質が塗布された活物質層２４ａを有するシート状の正極２４、及び金属箔２３の両面に活物質が塗布された活物質層２５ａを有するシート状の負極２５が両者の間にシート状のセパレータ２６が介在する状態で積層されている。即ち、電極組立体１２は、正極２４及び負極２５が両者の間にセパレータ２６が介在する状態で層状に構成されている。

正極２４は活物質層２４ａが形成された部分が矩形状に形成され、活物質が塗布されていない活物質非塗布部２４ｂは、正極２４の矩形状に形成された部分の一辺に沿って幅を有するように形成されている。負極２５も同様に活物質層２５ａが形成された部分が矩形状に形成され、活物質が塗布されていない活物質非塗布部２５ｂは、負極２５の矩形状に形成された部分の一辺に沿って幅を有するように形成されている。即ち、活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂは、金属箔２３の活物質が塗布された面において、金属箔２３の一辺に沿って幅を有するように形成されている。

正極２４は、活物質非塗布部２４ｂが形成された側の一辺の中央から片側半分（図２では左側半分）のかつ中央寄りに、タブ１６が形成されている。負極２５は、活物質非塗布部２５ｂが形成された側の一辺の中央から片側半分（図２では右側半分）のかつ中央寄りに、タブ１８が形成されている。タブ１６，１８は、それぞれ活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂ側の辺から、後記するスリット２７の傾斜と同じ側に傾斜して突出形成されている。正極２４のタブ１６と、負極２５のタブ１８とは逆方向に、かつ電極組立体１２を構成した状態でその先端側の間隔が広がる方向に傾斜するように形成されている。

図１（ｂ），（ｃ）及び図２に示すように、正極２４及び負極２５の活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂには、金属箔２３の一辺、即ち活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂの延びる方向と交差する方向に延びるスリット２７が複数形成されている。この実施形態では、金属箔２３の一辺は、正極２４あるいは負極２５の矩形状の部分の一辺となる。正極２４あるいは負極２５の各スリット２７の基端、即ち活物質層２４ａ，２５ａ側の端部には孔２８が形成されている。孔２８は円形に形成されている。即ち、スリット２７の活物質層２４ａ，２５ａ側の端部の外形は活物質層２４ａ，２５ａ側に凸の曲線で形成されている。

スリット２７は、金属箔２３の一辺に対して３０〜８０度の角度で、好ましくは４５〜８０度の角度で傾斜している。孔２８は、曲率半径が０．２５ｍｍ〜スリットとスリットの間隔幅の１０％以下、好ましくは０．５〜１．２５ｍｍに形成されている。

隣り合うスリット２７の間隔は特に制限はないが、この実施形態ではタブ１６，１８の幅と同じに形成されている。
次に、電極組立体１２を構成する電極、即ち正極２４及び負極２５の製造方法について説明する。電極の製造方法は、帯状の金属箔２３にスリットを形成するスリット形成工程と、活物質塗布工程と、活物質塗布工程で金属箔２３に塗布された活物質層２４ａ，２５ａをロール加圧するプレス工程と、プレス工程で形成された帯状の電極から、積層型の電極組立体１２用の電極を形成する電極加工工程とを備える。

スリット形成工程では、帯状の金属箔２３の活物質非塗布部となる領域において、活物質が塗布される領域との境界付近に孔２８を形成した後、スリット２７を形成する。孔２８の形成及びスリット２７の形成は公知の装置で行われる。スリット２７を帯状の金属箔２３の一辺に対して斜めに交差する方向に延びるとともに、前記一辺に対して所定の角度（例えば、３０〜８０度の角度）で傾斜したように形成する場合、金属箔２３はスリット２７を形成すべき箇所がカッターの刃と対応する位置に配置されるように間欠的に移動され、金属箔２３が停止した状態でカッターの刃が金属箔２３に対して斜めに移動することにより形成される。この時カッターの刃は、先端が孔２８内に位置する状態から斜め方向への移動を開始する。スリット２７及び孔２８の形成が、金属箔２３に対する活物質の塗布前に行われ、かつスリット２７は孔２８を形成した後に形成されるため、スリット２７及び孔２８を活物質の塗布後に形成する場合に比べて、スリット２７及び孔２８の形成が容易になる。

活物質塗布工程では、図４に示すように、コーティングロール（転写ロール）５０を用いて活物質の塗布を行う。詳述すると、活物質を含むスラリーを供給するスラリー供給部５１及びコンマロール５２がコーティングロール５０の上側に配設されており、コーティングロール５０の側方近傍にはバックロール５３が配設されている。コーティングロール５０及びバックロール５３は同方向（図４の時計方向）へ回転されるようになっている。バックロール５３は表面がラバーで被覆されている。そして、コーティングロール５０の回転によりスラリーが所定の厚さでコーティングロール５０の表面に付着されて、バックロール５３と対向する位置へ移送される。また、バックロール５３の回転により、金属箔２３がコーティングロール５０側へ押圧された状態でバックロール５３との対向位置を下側から上側へ通過した後、移動方向を変更して図示しないガイドローラに案内されて図示しない巻き取りロールに巻き取られるようになっている。金属箔２３がコーティングロール５０とバックロール５３との対向位置を通過する間に、活物質を含むスラリーが金属箔２３に、活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂの幅を残した状態で塗布される。

金属箔２３は、活物質が塗布される際、及び活物質が塗布された後、巻き取りロールに巻き取られる際の移動方向が、図５に示すように、スリット２７の基端側が前側となるように移動される。即ち、活物質塗布工程は、金属箔２３の少なくとも一方の面に、活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂが幅を有して形成されるように、活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂを除く部分に活物質を塗布する際、及び活物質が塗布された後の金属箔２３をロール状に巻き取る際の金属箔２３の移動方向をスリット２７の基端側がスリット２７の先端側よりも前側となるように設定されている。したがって、金属箔２３がスリット２７の部分でめくれたりささくれたりした状態で巻き取られることが抑制、防止される。

プレス工程では、金属箔２３に塗布された活物質層２４ａ，２５ａをロール加圧（ロールプレス）するが、その際の金属箔２３の移動方向をスリット２７の基端側がスリット２７の先端側よりも前側となるように設定されている。そして、図３（ａ），（ｂ）に示すように、活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂに、活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂの延びる方向と交差する方向に延びるスリット２７が複数形成され、かつスリット２７の活物質層２４ａ，２５ａ側の端部に孔２８が形成された帯状の電極（正極２４あるいは負極２５）がロール状に巻かれた状態で得られる。

従来のように金属箔２３の一辺（長手方向）と直交する方向に延びるようにスリット２７を形成した場合は、活物質層２４ａ，２５ａをロールプレスする際に金属箔２３がスリット２７の部分でめくれたりささくれたりした状態で巻き取られる場合がある。しかし、金属箔２３の一辺と交差する方向に延びるスリット２７を形成し、活物質層２４ａ，２５ａのロールプレスの際における金属箔２３の移動方向をスリット２７の基端側がスリット２７の先端側よりも前側となるように設定した場合は、金属箔２３がスリット２７の部分でめくれたりささくれたりした状態で巻き取られることが抑制、防止される。

活物質層２４ａ，２５ａのロールプレスの際、活物質層２４ａ，２５ａと活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂとに対するプレスロールによる加圧力が異なる。しかし、活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂにスリット２７が形成されているため、活物質層２４ａ，２５ａがロールプレスを受けても活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂ側に凸となるように電極全体が湾曲することが防止される。

電極加工工程では、プレス工程で形成された帯状の電極を所定長さの矩形状に切断し、タブ１６，１８を残して活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂの大部分を切断除去することにより、積層型の電極組立体１２用の電極を構成するための正極２４あるいは負極２５が形成される。

スリット２７の傾斜角度及び孔２８の曲率半径が異なる試料を作製し、試料を６００ｍプレスして、活物質層２４ａ，２５ａのロールプレス時における不良品の発生状態を調べた。結果を表１に示す。なお、表１においてθは、スリット２７の延びる方向が活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂの延びる方向、即ち金属箔２３の一辺と成す角度である。また、孔径はスリット２７の基端に形成された孔２８の直径、即ち曲率半径の２倍の値である。

表１から次ことが確認される。角度θが１０度の場合は、孔径が１ｍｍの場合に破断又は巻取不良が１４％発生した。角度θが２０度の場合は、孔径が１ｍｍの場合に破断又は巻取不良が７％発生し、孔径が２．５ｍｍの場合に破断又は巻取不良が５％発生し、孔径が５ｍｍの場合に破断又は巻取不良が２％発生し、孔径が１０ｍｍの場合に破断又は巻取不良が１％発生した。角度θが３０度の場合は、孔径が１ｍｍの場合に破断又は巻取不良が４％発生し、孔径が２．５ｍｍの場合に破断又は巻取不良が３％発生し、孔径が５ｍｍ及び１０ｍｍの場合は破断又は巻取不良が発生しなかった。角度θが４０度の場合は、孔径が１ｍｍの場合に破断又は巻取不良が２％発生し、孔径が２．５ｍｍ、５ｍｍ及び１０ｍｍの場合は破断又は巻取不良が発生しなかった。角度θが４５度の場合は、孔径が１ｍｍ、２．５ｍｍ、５ｍｍ及び１０ｍｍのいずれの場合も破断又は巻取不良が発生しなかった。角度θが５０度の場合は、孔径が１ｍｍの場合しか試験を行わなかったが、破断又は巻取不良が発生しなかった。角度θが６０度の場合は、孔径が１ｍｍ、２．５ｍｍの場合に試験を行い、いずれの場合も破断又は巻取不良が発生しなかった。角度θが７０度の場合は、孔径が１ｍｍ、２．５ｍｍ、５ｍｍ及び１０ｍｍいずれの場合も破断又は巻取不良が発生しなかった。角度θが８０度の場合は、孔径が１ｍｍ、２．５ｍｍ及び５ｍｍの場合に試験を行い、いずれの場合も破断又は巻取不良が発生しなかった。角度θが９０度の場合は、孔径が１ｍｍ、２．５ｍｍ、５ｍｍ及び１０ｍｍいずれの場合も破断又は巻取不良が発生しなかった。但し、角度θが９０度の場合は、活物質の塗工時に破断した。

以上のことから、ロール状に巻かれた電極を、不良率５％未満で得るためには、孔２８の大きさを直径１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲で自由に設定した場合、スリット２７は帯状の金属箔２３の一辺に対して３０〜８０度の角度で傾斜していることが必要になる。また、孔径を２．５ｍｍ以上とした場合は、スリット２７の角度の範囲は２０〜８０度に拡がる。また、スリット２７の角度を４５〜８０度にした場合は、不良品の発生を回避することが可能になる。

次に前記のように構成された二次電池１０の作用を説明する。
二次電池１０は、単体でも使用されるが、一般には複数の二次電池１０が直列あるいは並列に接続されて構成された組電池として使用される。そして、二次電池１０は種々の用途に使用されるが、例えば、車両に搭載されて走行用モータの電源や他の電気機器の電源としても使用される。

この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）二次電池１０（蓄電装置）は、金属箔２３の少なくとも一方の面に活物質が塗布された活物質層２４ａ，２５ａを有する正極２４及び負極２５が両者の間にセパレータ２６が介在する状態で層状に構成された電極組立体１２を備える。そして、金属箔２３の活物質が塗布された面において、金属箔２３の一辺に沿って幅を有する活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂが形成されている。正極２４及び負極２５は、活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂに金属箔２３の一辺と交差する方向に延びるスリット２７が複数形成され、かつスリット２７の活物質層２４ａ，２５ａ側の端部の外形は活物質層２４ａ，２５ａ側に凸の曲線で形成され、スリット２７は前記一辺に対して３０〜８０度の角度で傾斜している。そのため、電極の製造工程における活物質層塗布工程や活物質塗布後のロールプレス工程において長尺の金属箔２３を支障なく巻き取ることができる。

（２）正極２４及び負極２５は、活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂ側の辺からタブ１６，１８がスリット２７の傾斜と同じ側に傾斜して突出形成されている。電極がタブ１６，１８において導電部材１７，１９を介して二次電池１０の端子に接続される場合、活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂ側の辺からタブ１６，１８が垂直に突出形成される構成では、斜めに形成されたスリット２７がタブ１６，１８の形成に支障を来さないようにする必要がある。しかし、タブ１６，１８がスリット２７の傾斜と同じ側に傾斜して突出形成された構成では、スリット２７の傾きや間隔の自由度が、タブ１６，１８が垂直に突出形成される構成に比べて大きくなる。また、この実施形態では、導電部材１７，１９が電流遮断装置２０を介して正極端子１３あるいは負極端子１４に接続されているため、タブ１６，１８の突出位置を正極端子１３あるいは負極端子１４の端部と対向する位置から正極２４あるいは負極２５の中央側へずれた位置にする必要がある。タブ１６，１８が斜めに突出された構成では、タブ１６，１８が垂直に突出された構成に比べてずれ量を少なくすることができる。

（３）スリット２７の金属箔２３の一辺に対する角度は４５〜８０度である。この場合、スリット２７の傾斜角度が４５度未満の場合に比べて、巻き取り不良の発生する確率が低くなる。

（４）スリット２７の活物質層２４ａ，２５ａ側の端部の外形は活物質層２４ａ，２５ａ側に凸の曲線で形成され、曲線の曲率半径は０．２５ｍｍ〜スリットとスリットの間隔幅の１０％以下である。曲率半径が０．２５ｍｍ未満ではスリット２７の加工が難しくなり、スリットとスリットの間隔幅の１０％より大きくなると、スリット２７をタブ１６，１８の形成に利用した場合、タブ１６，１８の基端の電流の流れる面積が小さくなる。そのため、曲線の曲率半径は０．２５ｍｍ〜スリットとスリットの間隔幅の１０％以下が好ましい。

（５）電極の製造方法は、帯状の金属箔２３の一辺に沿って形成される活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂとなる領域に、金属箔２３の一辺と交差する方向に延びるとともに、前記一辺に対して３０〜８０度の角度で傾斜したスリット２７を形成するスリット形成工程と、活物質塗布工程と、プレス工程とを備える。活物質塗布工程は、スリット２７が形成された後の金属箔２３の少なくとも一方の面に、活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂが幅を有して形成されるように活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂを除く部分に活物質を塗布する際、及び活物質が塗布された後の金属箔２３をロール状に巻き取る際の金属箔２３の移動方向をスリット２７の基端側がスリット２７の先端側よりも前側となるように設定されている。プレス工程は、活物質塗布工程で金属箔２３に塗布された活物質層２４ａ，２５ａをロール加圧する際の金属箔２３の移動方向をスリット２７の基端側がスリット２７の先端側よりも前側となるように設定されている。したがって、活物質塗布工程やプレス工程において、帯状の金属箔２３がスリット２７の部分でめくれたりささくれたりした状態で巻き取られることが抑制、防止される。

（第２の実施形態）
次に本発明を巻回型の電極組立体を備えた蓄電装置としての二次電池に具体化した第２の実施形態を図６及び図７にしたがって説明する。

この実施形態の二次電池３０は、電極組立体３２が巻回型である点と、活物質非塗布部４４ｂ，４５ｂが電極組立体３２の同じ側の端面から突出せずに、巻回軸方向において互いに異なる端面側に位置するように形成されている点とが第１の実施形態と大きく異なっている。第１の実施形態と同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。

図６に示すように、電極組立体３２は、帯状の金属箔２３に活物質層４４ａが形成された正極４４と、帯状の金属箔２３に活物質層４５ａが形成された負極４５とが帯状のセパレータ４６が間に介在する状態で巻回された構成である。この実施形態では、セパレータ４６が２枚使用され、電極組立体３２の最外周にセパレータ４６が存在し、外周側から、セパレータ４６、正極４４、セパレータ４６、負極４５の順に層をなすように巻回されている。

正極４４及び負極４５は、幅方向の片側に一定幅の活物質非塗布部４４ｂ，４５ｂが存在するように活物質層４４ａ，４５ａがそれぞれ形成されており、両活物質非塗布部４４ｂ，４５ｂが電極組立体３２の巻回軸方向の反対側端部にそれぞれ配置される状態で巻回されている。正極４４及び負極４５は、同じ幅に形成されるとともに、正極用の活物質層４４ａ及び負極用の活物質層４５ａがセパレータ４６を挟んで対向する状態に配置されている。セパレータ４６は、各活物質層４４ａ，４５ａの幅より若干幅広に形成されており、電極組立体３２の巻回軸方向の一方の端部には正極４４の活物質非塗布部４４ｂが位置し、他方の端部には負極４５の活物質非塗布部４５ｂが位置するように正極４４、セパレータ４６及び負極４５が配置された状態で巻回されている。

活物質非塗布部４４ｂ，４５ｂには、帯状の金属箔２３の長手方向に延びる一辺と交差する方向に延びるスリット２７が所定間隔で複数形成され、活物質非塗布部４４ｂ，４５ｂは複数に分割されている。スリット２７の基端、即ち活物質層４４ａ，４５ａと活物質非塗布部４４ｂ，４５ｂとの境界側にスリット２７が連通する孔２８が形成されている。

図７に示すように、巻回型の電極組立体３２は、巻回軸方向が正極端子３３及び負極端子３４のケース１１からの突出方向と直交する方向に延びる状態で、即ち図７では左右方向に延びる状態で、ケース１１内に収容されている。それに対応して、正極用の導電部材３７は平板ではなく、活物質非塗布部４４ｂが接合される板状の接合部３７ａと、二次電池３０の正極端子３３に接続固定される図示しない固定部とを備えている。導電部材３７は、接合部３７ａが電極組立体３２の巻回中心部に挿入された状態で、活物質非塗布部４４ｂに溶接されている。負極用の導電部材３９も正極用の導電部材３７と同様に構成された活物質非塗布部４５ｂが接合される板状の接合部３９ａと、二次電池３０の負極端子３４に接続固定される図示しない固定部とを備え、接合部３９ａが電極組立体３２の巻回中心部に挿入された状態で、活物質非塗布部４５ｂに溶接されている。

したがって、この実施形態の二次電池３０においても、第１の実施形態の（１），（３），（５）と基本的に同様の効果を得ることができる他に次の効果を得ることができる。但し、二次電池１０を二次電池３０、電極組立体１２を電極組立体３２、正極２４を正極４４、負極２５を負極４５、セパレータ２６をセパレータ４６、活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂを活物質非塗布部４４ｂ，４５ｂにそれぞれ読み替える。

（６）巻回型の電極組立体３２を構成する正極４４及び負極４５は、活物質非塗布部４４ｂ，４５ｂに所定間隔でスリット２７が形成されている。したがって、巻回時に正極４４及び負極４５が電極組立体３２の巻回軸方向にずれることが抑制されるため、スリット２７が存在しない場合に比べて、４４ｂ，４５ｂと導電部材３７，３９との溶接時に、溶接すべき活物質非塗布部４４ｂ，４５ｂの重なり位置を確保し易い。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 第１の実施形態において、ロール状の電極を所定長さに切断し、かつ活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂの一部を除去して、タブ１６，１８を有する正極２４及び負極２５を形成する際、活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂを図８に示すように、タブ１６，１８以外の部分を孔２８と接触する直線において切断除去して正極２４及び負極２５形成してもよい。また、孔２８を一部を残した状態あるいは孔２８を全く残さない状態になるように活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂを除去してもよい。

○ 正極２４及び負極２５は、活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂ側の辺からタブ１６，１８が斜めではなく、活物質層２４ａ，２５ａの一辺に対して垂直に突出形成されていてもよい。その場合、図９に示すように、孔２８の間隔はタブ１６，１８の幅と同じで、タブ１６，１８を形成するスリット２７のみ垂直に延びるように形成し、その他のスリット２７を斜めに形成してもよい。

○ タブ１６，１８が活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂ側の辺から活物質層２４ａ，２５ａの一辺に対して垂直に突出形成される場合、図１０に二点鎖線で示すように、スリット２７の間隔を、タブ１６，１８をスリット２７間に形成するのに支障のない間隔に設定する。そして、実線で示すように、スリット２７がタブ１６，１８の一部を構成しないように活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂを除去することにより、タブ１６，１８を形成してもよい。

○ タブ１６，１８が斜めに突出する構成において、タブ１６，１８の幅と、隣り合うスリット２７の間隔は異なっていてもよい。例えば、隣り合うスリット２７の間隔がタブ１６，１８の幅より広くても、狭くてもよい。また、隣り合うスリットの間隔は、必ずしも同じである必要はなく、異なっていてもよいが、同じである方が製作が容易になる。

○ 斜めに突出する構成のタブ１６，１８の傾きと、スリット２７の傾きは異なっていてもよい。
○ 活物質非塗布部２４ｂ，２５ｂ，４４ｂ，４５ｂに形成された複数のスリット２７は単なる切り込み、即ち幅の狭いスリットに限らず、例えば、図１１に示すように、Ｕ字状の幅の広いスリット２７としてもよい。この場合、スリット２７は切り込みではなく、カッターを移動させて切断するか、型で打ち抜いて形成される。スリット２７は、活物質層２４ａ，２５ａ側の端部の形状が略半円状に形成されている。即ちスリット２７は、活物質層２４ａ，２５ａ側の端部の外形が、活物質層２４ａ，２５ａ側に凸の曲線で形成されている。曲線の曲率半径は０．２５ｍｍ〜スリットとスリットの間隔幅の１０％以下が好ましい。このスリット２７の場合は基端に孔２８を形成する必要はない。

○ 巻回型の電極組立体３２の場合、活物質非塗布部４４ｂ，４５ｂを巻回軸方向の同じ側に突出するようにしてもよい。しかし、その場合は第２の実施形態の場合と異なり、活物質非塗布部４４ｂと活物質非塗布部４５ｂとが接触して短絡するのを回避するため、例えば、図１２に示すように、活物質非塗布部４４ｂ及び活物質非塗布部４５ｂは互いに重ならない位置で突出するように形成される。この場合、セパレータ４６は、活物質非塗布部４４ｂ，４５ｂに形成されている孔２８の部分を覆う大きさに形成されている。図１２において、電極組立体３２のコーナー部を除いた箇所のみに活物質非塗布部４４ｂ，４５ｂが突出するように形成しても、主にコーナー部において活物質非塗布部４４ｂ，４５ｂが突出するように形成してもよい。

○ 正極２４，４４及び負極２５，４５の少なくとも一方が、複数のスリット２７が形成された構成としてもよい。
○ 正極端子１３と導電部材１７あるいは正極端子３３と導電部材３７とが一体に形成されていてもよい。また、負極端子１４と導電部材１９あるいは負極端子３４と導電部材３９とが一体に形成されていてもよい。

○ 巻回型の電極組立体３２は長円柱状に限らず、例えば、円柱状や楕円柱状に形成してもよい。
○ 正極２４，４４及び負極２５，４５は、金属箔２３の片面に活物質が塗布されて形成された活物質層２４ａ，４４ａあるいは活物質層２５ａ，４５ａが存在する構造でもよい。即ち、正極２４，４４及び負極２５，４５は、金属箔２３の少なくとも一方の面に活物質が塗布されて形成された活物質層が存在すればよい。

○ 積層型の電極組立体１２を構成するセパレータ２６は袋状に形成され、正極２４及び負極２５を袋状のセパレータ２６に別々に収容し、正極２４が収容されたセパレータ２６と、負極２５が収容されたセパレータ２６とが交互に積層された構成としてもよい。また、正極２４が収容されたセパレータ２６と、セパレータ２６に収容されていない負極２５とが交互に積層された構成あるいは負極２５が収容されたセパレータ２６と、セパレータ２６に収容されていない正極２４とが交互に積層された構成としてもよい。

○ 二次電池１０，３０は電解液が必須ではなく、例えば、セパレータ２６，４６が高分子電解質で形成されていてもよい。
○ 車両は走行用モータを備えた一般の車両やフォークリフトに限らず、例えば、ショベルローダーやトーイングトラクター等の他の産業車両であってもよい。また、運転者を必要とする車両に限らず無人搬送車であってもよい。

○ 蓄電装置は、二次電池１０，３０に限らず、例えば、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタ等のようなキャパシタであってもよい。
以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。

（１）金属箔の少なくとも片面に活物質が塗布された活物質層を有する電極であって、
前記金属箔の前記活物質が塗布された面において、前記金属箔の一辺に沿って幅を有する活物質非塗布部が形成され、前記活物質非塗布部には前記一辺と交差する方向に延びる複数のスリットが形成され、前記スリットは、前記一辺に対して３０度以上８０度以下の角度で傾斜し、かつ前記スリットの前記活物質層側の端部の外形は前記活物質層側に凸の曲線で形成されている。

θ…角度、１０，３０…蓄電装置としての二次電池、１２，３２…電極組立体、１６，１８…タブ、２３…金属箔、２４，４４…正極、２４ａ，２５ａ，４４ａ，４５ａ…活物質層、２４ｂ，２５ｂ，４４ｂ，４５ｂ…活物質非塗布部、２５，４５…負極、２６，４６…セパレータ、２７…スリット。

Claims (6)

1. 金属箔の少なくとも一方の面に活物質が塗布された活物質層を有する正極及び負極が両者の間にセパレータが介在する状態で層状に構成された電極組立体を備える蓄電装置であって、
   前記金属箔の前記活物質が塗布された面において、前記金属箔の一辺に沿って幅を有する活物質非塗布部が形成され、
   前記正極及び前記負極の少なくとも一方は、前記活物質非塗布部に前記一辺と交差する方向に延びるスリットが複数形成され、かつ前記スリットの前記活物質層側の端部の外形は前記活物質層側に凸の曲線で形成され、
   前記スリットは前記一辺に対して３０〜８０度の角度で傾斜していることを特徴とする蓄電装置。
2. 前記正極及び前記負極は、前記活物質非塗布部側の辺からタブが前記スリットの傾斜と同じ側に傾斜して突出形成されている請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記スリットの前記角度は４５〜８０度である請求項１又は請求項２に記載の蓄電装置。
4. 前記曲線の曲率半径は０．２５ｍｍ〜スリットとスリットの間隔幅の１０％以下である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の蓄電装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の蓄電装置の構成を備えた二次電池。
6. 金属箔の少なくとも一方の面に活物質が塗布された活物質層を有する正極及び負極が両者の間にセパレータが介在する状態で層状に構成された電極組立体を備える蓄電装置の前記正極又は前記負極に使用される電極の製造方法であって、
   帯状の金属箔の一辺に沿って形成される活物質非塗布部となる領域に、前記金属箔の一辺と交差する方向に延びるとともに、前記一辺に対して３０〜８０度の角度で傾斜したスリットを形成するスリット形成工程と、
   前記スリットが形成された後の前記金属箔の少なくとも一方の面に、前記活物質非塗布部が幅を有して形成されるように前記活物質非塗布部を除く部分に活物質を塗布する際、及び活物質が塗布された後の前記金属箔をロール状に巻き取る際の前記金属箔の移動方向を前記スリットの基端側が前記スリットの先端側よりも前側となるように設定された活物質塗布工程と、
   前記活物質塗布工程で前記金属箔に塗布された活物質層をロール加圧する際の前記金属箔の移動方向を前記スリットの基端側が前記スリットの先端側よりも前側となるように設定されたプレス工程と
   を備えることを特徴とする電極の製造方法。