JP2016039041A - 蓄電素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い量産効率を維持しつつ電極体と集電体との接合不良が抑制された蓄電素子及びその製造方法の提供。
【解決手段】電極とセパレータとが積層されて形成される電極体１４０を備えた蓄電素子であって、電極は、活物質層が形成された形成部１４１Ａ，１４２Ａと、形成部に隣接し活物質層が形成されていない非形成部１４１Ｂ，１４２Ｂとを有し、電極体は、複数の形成部とセパレータとが積層された電極本体部Ｓ１と、電極体の両端に配置され、複数の非形成部が積層された正極積層部Ｐ１及び負極積層部Ｎ１とで構成され、正極積層部Ｐ１及び負極積層部Ｎ１は、それぞれ、隣り合う非形成部の端部が重ねられて集束された集束部Ｑ１及びＲ１を１以上有し、複数の非形成部の幅は一定であり、形成部と形成部に隣接する非形成部との境界の並び方向は、電極及びセパレータの積層方向から傾斜している。
【選択図】図３

Description

本発明は、電極体と、電極端子と、電極体および電極端子に接続された集電体とを備える蓄電素子に関する。

世界的な環境問題への取り組みとして、ガソリン自動車から電気自動車への転換が重要になってきている。このため、非水電解質二次電池などの蓄電素子を電気自動車の電源として使用することが検討されている。

このような蓄電素子は、例えば、正極及び負極と、正極と負極との間に配置されたセパレータとが積層された電極体を有する。電極体の正極及び負極のそれぞれの端部には、活物質が塗布されていない金属箔部分が積層された電極積層部が形成され、当該電極積層部には、集電体と呼ばれる金属製の部材が接続される。また、集電体には、正極端子または負極端子である電極端子が接続され、当該電極端子を介して、モータ等の負荷に電極体からの電力が供給される。

高出力が要求される上記構造の蓄電素子において、電極積層部と集電体とを接合する手法として、低抵抗化を実現し易く経時変化が生じ難いという特徴のある溶接が用いられる場合がある。上記溶接の具体例として、例えば、電極積層部と集電体とを重ねて加圧した状態で超音波による振動を与えて電極積層部と集電体とを接合する超音波溶接が挙げられる。また、電極積層部と集電体との接触部に電流を流して溶融させる抵抗溶接などが挙げられる。

特許文献１には、電極積層部である複数の集電タブを挟持板で挟み込み、挟み込まれた複数の集電タブと挟持板と集電体とが超音波により接合された電池の構造について開示されている。

特開２０１１−４９０６５号公報

しかしながら、特許文献１に開示された電池構造では、活物質が塗布されていない集電タブと、活物質が塗布された電極本体とでは厚さが異なる。さらには、電極本体の間にはセパレータが介在するので、複数の電極が積層された状態では、集電タブ同士の間には隙間が発生する。よって、接合時に複数の集電タブが挟持板内に寄せ集められると、当該複数の集電タブの先端が揃わない。複数の集電タブの先端が揃っていない状態で挟持板と集電体とを溶接電極で挟み込んで溶接した場合、溶接電極間に挟まれた集電タブの積層状態が不安定となり接合不良を発生してしまう。また、上記接合不良を抑制すべく、電極体を構成する電極シートの形状を、電極シートごとに最適化すると量産効率が低下してしまう。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、高い量産効率を維持しつつ電極体と集電体との接合不良が抑制された蓄電素子及びそ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、本発明の一態様に係る蓄電素子は、電極とセパレータとが積層されて形成される電極体を備えた蓄電素子であって、前記電極は、活物質層が形成された形成部と、前記形成部に隣接し前記活物質層が形成されていない非形成部とを有し、前記電極体は、複数の前記形成部と前記セパレータとが積層された電極本体部と、前記電極体の一端に配置され、複数の前記非形成部が積層された積層部とで構成され、前記積層部は、隣り合う前記非形成部の端部が重ねられて集束された集束部を１以上有し、前記複数の非形成部の幅は一定であり、前記形成部と当該形成部に隣接する前記非形成部との境界の並び方向は、前記電極及び前記セパレータの積層方向から傾斜している。

上記構成によれば、非形成部の形状を複雑化せず非形成部の幅が一定の状態で、集束部において非形成部の先端を揃えることができる。よって、高い量産効率を維持しつつ集束部と集電体との接合不良を防止できる。

また、前記集束部に前記端部が含まれる複数の前記非形成部のそれぞれの先端は、前記端部の積層方向に並んでいることにしてもよい。

これによれば、集束部において端部の積層方向にわたり均一な溶接がなされるので、集束部と集電体との接合不良を防止できる。

また、前記形成部と当該形成部に隣接する前記非形成部とのなす角度が小さいほど前記形成部が前記一端の方向へ突出配置されていることにしてもよい。

これによれば、積層部において形成部と非形成部とのなす角度が最大の電極を基準として非形成部の端部を揃えて集束させることが可能となる。

また、前記電極及び前記セパレータの積層方向における前記電極体の中心部から外周部へ近づくほど、前記形成部が前記一端の方向へ突出配置されていることにしてもよい。

これによれば、積層方向における電極体中心部にある電極を基準として非形成部を集束することにより、非形成部の端部を揃えることが可能となる。

また、前記電極及び前記セパレータの積層方向における前記電極体の外周部から中心部へ近づくほど、前記形成部が前記一端の方向へ突出配置されていることにしてもよい。

これによれば、積層方向における電極体外周部にある電極を基準として非形成部を集束することにより、非形成部の端部を揃えることが可能となる。

また、前記電極及び前記セパレータの積層方向における前記電極体の中心部と外周部との間に配置された所定の前記形成部から、前記積層方向へ遠ざかるほど、前記形成部が前記一端の方向へ突出配置されていることにしてもよい。

これによれば、積層方向における電極体中心部と外周部との間の中間部に配置された電極を基準として非形成部を集束することにより、非形成部の端部を揃えることが可能となる。

また、さらに、電極端子と、前記電極端子及び前記電極体を電気的に接続する集電体とを備え、前記集電体は、前記集束部と接合された接合部を備えることにしてもよい。

これによれば、高い量産効率を維持しつつ集束部と集電体との接合不良を防止できる。

また、前記電極は、正極と負極とで構成され、前記正極は、正極活物質層が形成された正極形成部と、前記正極形成部に隣接し前記正極活物質層が形成されていない正極非形成部とを有し、前記負極は、負極活物質層が形成された負極形成部と、前記負極形成部に隣接し前記負極が形成されていない負極非形成部とを有し、前記正極形成部は、両端部が前記負極形成部の両端部よりも内側に配置されるように形成されることにしてもよい。

これによれば、例えば、正極と負極との間でのリチウムイオンの伝導が効率よく行われる。よって、充放電効率が向上する。

また、上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電素子の製造方法は、正極活物質層が形成された正極形成部及び当該正極形成部に隣接し前記正極活物質層が形成されていない正極非形成部を含む正極シートと、負極活物質層が形成された負極形成部及び当該負極形成部に隣接し前記負極活物質層が形成されていない負極非形成部を含む負極シートとを有する電極体を備えた蓄電素子の製造方法であって、前記正極非形成部と前記負極非形成部とが両側に配置され、かつ、前記正極シート及び前記負極シートの長手方向が交差するように重ねて配置する工程と、前記正極シート及び前記負極シートを前記長手方向に巻回する工程とを含む。

また、本発明の一態様に係る蓄電素子の製造方法は、正極活物質層が形成された正極形成部及び当該正極形成部に隣接し前記正極活物質層が形成されていない正極非形成部を含む正極シートと、負極活物質層が形成された負極形成部及び当該負極形成部に隣接し前記負極活物質層が形成されていない負極非形成部を含む負極シートとを有する電極体を備えた蓄電素子の製造方法であって、前記正極非形成部と前記負極非形成部とが両側に配置されるように、前記正極シートと前記負極シートとを重ねて配置する工程と、前記正極形成部及び前記正極非形成部の巻回方向の張力を異ならせながら、かつ、前記負極形成部及び前記負極非形成部の巻回方向の張力を異ならせながら、前記正極シート及び前記負極シートを巻回する工程とを含む。

これらの製造方法によれば、電極体の巻回軸方向の端部における非形成部の端部の並び方向は傾斜する。これにより、非形成部の端部を集電体と接合する次工程において、非形成部が巻回軸方向に突出していない電極を基準として非形成部の端部を集束させることにより、集束された非形成部の端部を揃えることが可能となる。よって、高い量産効率を維持しつつ電極体と集電体との接合不良を防止できる。

本発明に係る蓄電素子によれば、非形成部の形状を複雑化せず、集束部において非形成部の先端を揃えることができる。よって、高い量産効率を維持しつつ集束部と集電体との接合不良を防止できる。

本発明の実施の形態１に係る蓄電素子の外観及び内部構造の概要を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る蓄電素子の容器の本体を分離して蓄電素子が備える各構成要素を示す斜視図である。 実施の形態１に係る電極体のＵ−Ｕ’断面図である。 本発明の実施の形態１に係る電極積層部と集電体との接合前後における電極体のＵ−Ｕ’一部断面図である。 本発明の実施の形態１に係る蓄電素子の製造方法を説明する図である。 本発明の実施の形態１に係る蓄電素子の製造方法を説明する図である。 本発明の実施の形態１の変形例に係る蓄電素子の製造方法を説明する図である。 実施の形態２に係る電極体のＵ−Ｕ’断面図である。 本発明の実施の形態２に係る電極積層部と集電体との接合前後における電極体のＵ−Ｕ’一部断面図である。 本発明の実施の形態２に係る蓄電素子の製造方法を説明する図である。 本発明の実施の形態２に係る蓄電素子の製造方法を説明する図である。 実施の形態３に係る電極体のＵ−Ｕ’断面図である。 本発明の実施の形態３に係る電極積層部と集電体との接合前後における電極体のＵ−Ｕ’一部断面図である。 本発明の実施の形態３に係る蓄電素子の製造方法を説明する図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態における蓄電素子について説明する。なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。

また、以下で説明する実施の形態は、本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、生産工程の順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

（実施の形態１）
［蓄電素子の基本構成］
まず、蓄電素子として電池を例に挙げ、図１〜図３を用いて、実施の形態１に係る蓄電素子１０の全般的な説明を行う。

図１は、本発明の実施の形態１に係る蓄電素子の外観及び内部構造の概要を示す斜視図である。なお、同図は、容器内部を透視した図となっている。また、図２は、実施の形態１に係る蓄電素子の容器の本体を分離して蓄電素子が備える各構成要素を示す斜視図である。また、図３は、実施の形態１に係る電極体のＵ−Ｕ’断面図である。

蓄電素子１０は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池である。非水電解質二次電池としては、例えば、正極活物質がコバルト酸リチウムなどのリチウム遷移金属酸化物であり、負極活物質が炭素材料であるリチウムイオン二次電池を挙げることができる。蓄電素子１０は、例えば、高レートサイクルの充放電を行うハイブリッド電気自動車（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ、ＨＥＶ）に使用される二次電池である。なお、蓄電素子１０は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。

図１に示すように、蓄電素子１０は、電池容器と、正極端子３００と、負極端子２００とを備える。電池容器は、金属からなる矩形筒状で底を備える筐体本体１１１と、筐体本体１１１の開口を閉塞する金属製の蓋体１１０とで構成されている。また、電池容器は、電極体１４０等を内部に収容後、蓋体１１０と筐体本体１１１とが溶接等されることにより、内部を密封する構造を有する。

正極端子３００は、電極体１４０の正極に電気的に接続された電極端子であり、負極端子２００は、電極体１４０の負極に電気的に接続された電極端子である。つまり、正極端子３００及び負極端子２００は、電極体１４０に蓄えられている電気を蓄電素子１０の外部空間に導出するための金属製の電極端子である。また、電極体１４０に電気を蓄えるために蓄電素子１０の内部空間に電気を導入するための金属製の電極端子である。

また、正極端子３００及び負極端子２００は、電極体１４０の上方に配置された蓋体１１０に取り付けられている。具体的には、図２に示すように、正極端子３００は、突出部３１０が蓋体１１０の貫通孔１１０ｂと正極集電体１３０の貫通孔１３１ａとに挿入されて、かしめられることにより、正極集電体１３０とともに蓋体１１０に固定される。また同様に、負極端子２００は、突出部２１０が蓋体１１０の貫通孔１１０ａと負極集電体１２０の貫通孔１２１ａとに挿入されて、かしめられることにより、負極集電体１２０とともに蓋体１１０に固定される。なお、パッキン等も配置されているが、同図では省略して図示している。

電池容器の内方には、電極体１４０が収容されており、さらに、正極集電体１３０と、負極集電体１２０とが配置されている。なお、電池容器の内部には電解液などの液体が封入される場合があるが、当該液体の図示は省略する。

電極体１４０は、正極と負極とセパレータとを備え、電気を蓄えることができる部材である。具体的には、電極体１４０は、図２及び図３に示すように、負極１４２と正極１４１との間にセパレータが挟み込まれるように層状に配置されたものを全体が長円形状となるように巻回されて形成されている。なお、図２では、電極体１４０の形状としては長円形状を示したが、円形状または楕円形状でもよい。電極体１４０の詳細な積層構造について図３を用いて説明する。図３は、図１に示した電極体１４０のＵ−Ｕ’断面をＺ軸（マイナス）方向からみた図である。

図３に示すように、電極体１４０は、中心部から外周部に向かってセパレータ１４３、正極１４１、セパレータ１４３、及び負極１４２が、この順で繰り返し積層されて形成されている。

正極１４１は、アルミニウム箔やアルミニウム合金箔などの金属箔からなる長尺帯状の正極基材層上に正極活物質層が形成された正極形成部１４１Ａと、正極形成部１４１Ａに隣接し正極基材層上に正極活物質層が形成されていない正極非形成部１４１Ｂとを有する長尺のシート状の電極部材である。

負極１４２は、銅箔や銅合金箔などの金属箔からなる長尺帯状の負極基材層上に負極活物質層が形成された負極形成部１４２Ａと、負極形成部１４２Ａに隣接し負極基材層上に負極活物質層が形成されていない層である負極非形成部１４２Ｂとを有する長尺のシート状の電極部材である。

セパレータ１４３は、正極１４１と負極１４２との間に配置される長尺のシート状の絶縁部材であり、正極１４１及び負極１４２とともに長尺方向（Ｙ軸方向）に巻回され複数層積層されることで、電極体１４０が形成される。

電極体１４０は、図２、図３に示すように、電極本体部Ｓ１と、正極積層部Ｐ１と、負極積層部Ｎ１とで構成されている。電極本体部Ｓ１は、複数の正極形成部１４１Ａと複数の負極形成部１４２Ａと複数のセパレータ１４３とが積層された領域である。正極積層部Ｐ１は、電極体１４０の一端に配置され複数の正極非形成部１４１Ｂが積層された領域である。負極積層部Ｎ１は、電極体１４０の他端に配置され複数の負極非形成部１４２Ｂが積層された領域である。

上記構成を有する電極体１４０を、図２を用いて説明すると、正極１４１と負極１４２とは、セパレータ１４３を介して、巻回軸（本実施の形態ではＸ軸方向に平行な仮想軸）の方向に互いにずらして巻回されている。言い換えれば、正極１４１及び負極１４２は、それぞれがずらされた方向の端縁部に、活物質層が形成されていない部分である正極積層部Ｐ１及び負極積層部Ｎ１を有している。つまり、正極１４１の露出した金属箔の層である正極非形成部１４１Ｂによって正極積層部Ｐ１が形成され、負極１４２の露出した金属箔の層である負極非形成部１４２Ｂによって負極積層部Ｎ１が形成されている。

正極積層部Ｐ１は、図３に示すように、積層方向で隣り合う正極非形成部１４１Ｂの端部が重ねられて集束された正極集束部Ｑ１を１以上有する。また、負極積層部Ｎ１は、図３に示すように、積層方向で隣り合う負極非形成部１４２Ｂの端部が重ねられて集束された負極集束部Ｒ１を１以上有する。正極集束部Ｑ１は正極集電体１３０と接続され、負極集束部Ｒ１は負極集電体１２０と接続される。

なお、正極非形成部１４１Ｂ及び負極非形成部１４２Ｂを構成する金属箔（正極基材層、負極基材層）の厚みは、それぞれ、例えば５μｍ〜２０μｍのうちのいずれかの値である。また、これら金属箔は、正極１４１、負極１４２が巻回されることにより、例えば３０枚など４０枚以下の枚数が重ねられることで、正極積層部Ｐ１及び負極積層部Ｎ１を形成している。

正極集電体１３０は、電極体１４０と電池容器の内壁との間に配置され、正極端子３００と電極体１４０の正極積層部Ｐ１とを電気的に接続する導電性と剛性とを備えた部材である。具体的には、正極集電体１３０は、正極積層部Ｐ１における正極集束部Ｑ１と接合部１７０（図１に図示）で接合されている。なお、正極集電体１３０は、例えば、電極体１４０の正極基材層と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成されている。本実施の形態では、正極集電体１３０と正極積層部Ｐ１とは、抵抗溶接により接合されている。

負極集電体１２０は、電極体１４０と電池容器の内壁との間に配置され、負極端子２００と電極体１４０の負極積層部Ｎ１とを電気的に接続する導電性と剛性とを備えた部材である。具体的には、負極集電体１２０は、負極積層部Ｎ１における負極集束部Ｒ１と接合部１６０（図１に図示）で接合されている。なお、負極集電体１２０は、例えば、電極体１４０の負極基材層と同様、銅または銅合金で形成されている。本実施の形態では、負極集電体１２０と負極積層部Ｎ１とは、抵抗溶接により接合されている。

電極体１４０は、正極集束部Ｑ１の裏面に接合された、正極集束部Ｑ１を保護する金属板状のカバー１３５を有している。また、同様に電極体１４０は、負極集束部Ｒ１の裏面に接合された、負極積層部Ｒ１を保護する金属板状のカバー１２５を有している。

なお、図３〜図８の電極体の断面構造を表す図では、電極体の積層構造を容易に理解するため、正極、負極及びセパレータの各シートがそれぞれ離間されて描かれているが、実際には各シートの間には電解液が充填されており、隣接するシート同士は接触している。

また、正極１４１が有する活物質層に含まれる正極活物質としては、例えば、ＬｉＭＰＯ_４、ＬｉＭＳｉＯ_４、ＬｉＭＢＯ_３（ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等から選択される１種または２種以上の遷移金属元素）等のポリアニオン化合物、チタン酸リチウム、マンガン酸リチウム等のスピネル化合物、ＬｉＭＯ_２（ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等から選択される１種または２種以上の遷移金属元素）等のリチウム遷移金属酸化物等を用いることができる。

また、負極１４２が有する活物質層に含まれる負極活物質としては、例えば、リチウム金属、リチウム合金（リチウム−アルミニウム、リチウム−シリコン、リチウム−鉛、リチウム−錫、リチウム−アルミニウム−錫、リチウム−ガリウム、およびウッド合金等のリチウム金属含有合金）の他、リチウムを吸蔵・放出可能な合金、炭素材料（例えば黒鉛、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、低温焼成炭素、非晶質カーボン等）、金属酸化物、リチウム金属酸化物（Ｌｉ_４Ｔｉ_６Ｏ_１２等）、ポリリン酸化合物などが挙げられる。

セパレータ１４３は、樹脂多孔膜全般が使用できる。セパレータ１４３としては、ポリオレフィン微多孔膜、不織布、紙等であってもよく、好ましくはポリオレフィン微多孔膜であり、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）またはポリエチレン（ＰＥ）である。

［電極体の積層態様］
図４は、本発明の実施の形態１に係る電極積層部と集電体との接合前後における電極体のＵ−Ｕ’一部断面図である。なお、図４では、Ｙ方向における電極体１４０の半分の断面図を表している。また、図４の上段には、電極積層部と集電体との接合前における電極体１４０の断面図が示され、図４の下段には、電極積層部と集電体との接合後における電極体１４０の断面図が示されている。

図４の上段に示すように、本実施の形態では、正極１４１を構成する正極非形成部１４１Ｂの幅（Ｘ軸方向の長さ）は一定である。また、負極１４２を構成する負極非形成部１４２Ｂの幅（Ｘ軸方向の長さ）も一定である。ここで、正極形成部１４１Ａと、当該正極形成部１４１Ａと隣接する正極非形成部１４１Ｂとの境界の並び方向ｄ１は、正極１４１、負極１４２及びセパレータ１４３の積層方向（図４のＹ軸方向）から傾斜している。また、負極形成部１４２Ａと、当該負極形成部１４２Ａと隣接する負極非形成部１４２Ｂとの境界の並び方向ｄ２は、上記積層方向（図４のＹ軸方向）から傾斜している。

具体的には、上記積層方向における電極体１４０の外周部から中心部へ近づくほど、正極形成部１４１Ａが端部方向（Ｘ軸マイナス方向）へ突出配置されている。また、外周部から中心部へ近づくほど、負極形成部１４２Ａが端部方向（Ｘ軸プラス方向）へ突出配置されている。

電極体１４０の上記積層態様によれば、電極体１４０の外周部に配置された正極非形成部１４１Ｂを基準として各正極非形成部１４１Ｂを正極集束部Ｑ１で集束することにより、図４の下段に示すように、正極非形成部１４１Ｂの先端を揃えることが可能となる。つまり、正極非形成部１４１Ｂのそれぞれの先端の並び方向は、積層方向（図４のＹ軸方向）となる。また、電極体１４０の外周部に配置された負極非形成部１４２Ｂを基準として各負極非形成部１４２Ｂを負極集束部Ｒ１で集束することにより、図４の下段に示すように、負極非形成部１４２Ｂの先端を揃えることが可能となる。つまり、負極非形成部１４２Ｂのそれぞれの先端の並び方向は、積層方向（図４のＹ軸方向）となる。

複数の正極非形成部１４１Ｂの先端が揃った正極集束部Ｑ１を正極集電体１３０及びカバー１３５で挟み込み、さらにこれらを溶接電極で挟んで溶接することにより、電極体１４０と正極集電体１３０との接合不良を抑制することが可能となる。また、複数の負極非形成部１４２Ｂの先端が揃った負極集束部Ｒ１を負極集電体１２０及びカバー１２５で挟み込み、さらにこれらを溶接電極で挟んで溶接することにより、電極体１４０と負極集電体１２０との接合不良を抑制することが可能となる。

電極体１４０と正極集電体１３０及び負極集電体１２０とを接合する方法としては、抵抗溶接が採用されている。具体的には、集束部と集電体とカバーとが積層されている方向に電流を供給することにより、集束部と集電体とカバーとが接合される。これにより、正極１４１と正極集電体１３０とが機械的かつ電気的に接続された状態となり、負極１４２と負極集電体１２０とが機械的かつ電気的に接続された状態となる。ここで、集束部を構成する非形成部の先端が揃っていることにより、溶接電極間において集束部と集電体とが安定的に密着した状態で抵抗溶接できる。よって、抵抗溶接に伴い発生するスパッタ飛びを劇的に抑制することが可能となる。スパッタ飛びは、電極体１４０の内部短絡不良につながるため、極限まで抑制されることが望ましい。

また、電極体１４０と正極集電体１３０及び負極集電体１２０とを接合する方法として、例えば、超音波溶接などの抵抗溶接以外での溶接、または機械的かしめなどの機械的な接合を採用してもよい。なお、超音波溶接による接合においては、具体的には、集束部と集電体とカバーとが積層されている方向に超音波を供給することにより、集束部と集電体とカバーとが接合される。これにより、正極１４１と正極集電体１３０とが機械的かつ電気的に接続された状態となり、負極１４２と負極集電体１２０とが機械的かつ電気的に接続された状態となる。ここで、集束部を構成する非形成部の先端が揃っていることにより、溶接治具間において集束部と集電体とが安定的に密着した状態で超音波溶接できる。よって、超音波溶接の接合条件を緩和できる（加圧及び振幅を低減できる）ので、粉塵（コンタミ）が発生する量を低減できる。

さらに、本実施の形態では、非形成部の先端を揃えるために電極シートの形状をシートごとに変えず、電極シートを構成する非形成部の幅を一定としている。よって、電極シートの高い量産効率を確保でき、蓄電素子１０の量産性を向上させることが可能となる。

また、正極形成部１４１Ａの両端部は、上記積層方向において、負極形成部１４２Ａの両端部よりも内側に配置されるように形成されている。言い換えると、正極形成部１４１Ａは、上記積層方向において、常に負極形成部１４２Ａと重なっている。これにより、例えば、正極１４１と負極１４２との間でのリチウムイオンの伝導が効率よく行われる。よって、充放電効率が向上する。

なお、本実施の形態において、正極形成部１４１Ａと、当該正極形成部１４１Ａ及び正極集束部Ｑ１を接続する正極非形成部１４１Ｂとのなす角度が小さいほど、正極形成部１４１Ａが端部方向（Ｘ軸マイナス方向）へ突出配置されていてもよい。また、負極形成部１４２Ａと、当該負極形成部１４２Ａ及び負極集束部Ｒ１を接続する負極非形成部１４２Ｂとのなす角度が小さいほど、負極形成部１４２Ａが端部方向（Ｘ軸プラス方向）へ突出配置されていてもよい。この構成によれば、形成部と非形成部とのなす角度が最大となる最外周の電極を基準として非形成部の端部を揃えて集束させることが可能となる。

［製造方法］
次に、本実施の形態に係る蓄電素子１０の製造方法について説明する。

図５及び図６は、本発明の実施の形態１に係る蓄電素子の製造方法を説明する図である。図６は、電極体１４０を展開した図であり、図５には、本実施の形態に係る蓄電素子１０の製造工程のうち、電極体１４０を製造する工程が示されている。なお、理解を容易にするために図５及び図６ではセパレータの図示は省略している。

まず、図５に示すように、正極１４１、負極１４２、及びセパレータ１４３の各部材の供給部材である、正極シート１４１Ｓ、負極シート１４２Ｓ、及びセパレータシートを準備する。各部材はそれぞれ、正極１４１、負極１４２、及びセパレータ１４３を含む長尺の部材であり、巻き取られてロール状の形態となっている。これらを所定の長さに切断することによって、正極１４１、負極１４２、及びセパレータ１４３となる。

次に、各ロールから部材を送り出し、図６の上段に示すように、正極非形成部１４１Ｂが左側端部に配置され、負極非形成部１４２Ｂが右側端部に配置され、かつ、正極シート及び負極シートの長手方向が交差するように、巻き芯４０１の周りに巻回していく。より具体的には、正極シート１４１Ｓの長手方向は、巻回方向に対して所定の傾きになるように傾斜角をもたせて巻回する。また、負極シート１４２Ｓの長手方向は、巻回方向に対して、傾き量は正極シートの傾きと同じだが傾斜の向きが反対になるように傾斜角をもたせて巻回する。言い換えると、正極シート１４１Ｓの長手方向と負極シート１４２Ｓの長手方向を交差させ、これらの２つの長手方向がなす角を２分する方向が巻回方向となるように巻回する。傾斜角を持たせる具体的な方法を図５に示す。正極ロール及び負極ロールの設置位置を、巻回方向（Ｙ１方向）に直交する方向（Ｘ１方向）において、巻き芯４０１のＸ方向の位置に対して、それぞれ、Ｘ１の正方向にｘ１、及びＸ１の負方向にｘ２だけシフトさせて設置する。なお、ｘ１＝ｘ２である。巻き芯４０１に対して、このように正極ロール及び負極ロールを配置して巻回することにより傾斜角を持たせることができる。このとき、正極形成部１４１Ａを、負極形成部１４２Ａの内側となるよう配置する。言い換えると、正極形成部１４１Ａが常に負極形成部１４２Ａと重なるよう配置する。

なお、図６には図示していないが、負極シートの下側、及び、正極シートと負極シートとの間には、正極１４１と負極１４２とが接触しないよう、セパレータが配置されて巻回されている。

上記製造方法により、図４に示す電極体１４０の断面視において、電極体１４０の巻回軸方向（Ｘ方向）の端部における正極非形成部１４１Ｂ及び負極非形成部１４２Ｂの端部の並び方向は、正極１４１、負極１４２及びセパレータ１４３の積層方向に対して傾斜する。具体的には非形成部の端部は、巻回の中心部にいくほど巻回軸方向に突出する。これにより、非形成部の先端が巻回軸方向に突出していない最外周部の電極に対して非形成部の端部を集束させることにより、集束された非形成部の端部を揃えることが可能となる。よって、非形成部の端部を集電体と接合する次工程において集束部と集電体との接合不良を防止でき、高い量産効率を確保することが可能となる。

［変形例に係る製造方法］
次に、本実施の形態の変形例に係る蓄電素子１０の製造方法について説明する。

図７は、本発明の実施の形態１の変形例に係る蓄電素子の製造方法を説明する図である。図７には、本実施の形態に係る蓄電素子１０の製造工程のうち、電極体１４０を製造する工程が示されている。

まず、図７に示すように、正極１４１、負極１４２、及びセパレータ１４３の各部材の供給部材である、正極シート１４１Ｓ、負極シート１４２Ｓ、及びセパレータシートを準備する。各部材はそれぞれ、正極１４１、負極１４２、及びセパレータ１４３を含む長尺の部材であり、巻き取られてロール状の形態となっている。これらを所定の長さに切断することによって、正極１４１、負極１４２、及びセパレータ１４３となる。

本変形例では、正極ロール及び負極ロールの設置位置を、巻回方向（Ｙ１方向）に直交する方向（Ｘ１方向）において、巻き芯４０１のＸ方向の位置に対してシフトさせる必要がない。

なお、図７には図示していないが、負極シートの下側、及び、正極シートと負極シートとの間には、正極形成部１４１Ａと負極形成部１４２Ａとが接触しないよう、セパレータが配置されている。

この状態で、正極シート１４１Ｓ、負極シート１４２Ｓ及びセパレータを、正極形成部１４１Ａ及び正極非形成部１４１Ｂの巻回方向の張力を異ならせながら、かつ、負極形成部１４２Ａ及び負極非形成部１４２Ｂの巻回方向の張力を異ならせながら、長手方向に巻回する。より具体的には、例えば、巻回期間において、正極形成部１４１Ａ側の巻回方向張力を正極非形成部１４１Ｂ側の巻回方向張力よりも大きくし、負極非形成部１４２Ｂ側の巻回方向張力を負極形成部１４２Ａ側の巻回方向張力よりも小さくする。

上記製造方法により、電極体１４０の巻回軸方向の端部における正極非形成部１４１Ｂ及び負極非形成部１４２Ｂの端部の並び方向は、正極１４１、負極１４２及びセパレータ１４３の積層方向に対して傾斜する。これにより、非形成部の先端が巻回軸方向に突出していない電極を基準として非形成部の端部を集束させることにより、集束された非形成部の端部を揃えることが可能となる。よって、非形成部の端部を集電体と接合する次工程において集束部と集電体との接合不良を防止でき、高い量産効率を確保することが可能となる。

（実施の形態２）
本実施の形態に係る蓄電素子は、集電体と接合される集束部を、電極体の中心部を基準にして配置する構成となっている。以下、実施の形態１に係る蓄電素子１０と同じ基本構成は説明を省略し、電極体の積層態様として異なる部分を中心に説明をする。

［蓄電素子の基本構成］
図８は、実施の形態２に係る電極体のＵ−Ｕ’断面図である。同図に示すように、電極体２４０は、セパレータ２４３、正極２４１、セパレータ２４３、及び負極２４２が、この順で積層されて形成されている。

正極２４１は、アルミニウム箔やアルミニウム合金箔などの金属箔からなる長尺帯状の正極基材層上に正極活物質層が形成された正極形成部２４１Ａと、正極形成部２４１Ａに隣接し正極活物質層が形成されていない正極非形成部２４１Ｂとを有する長尺のシート状の電極部材である。

負極２４２は、銅箔や銅合金箔などの金属箔からなる長尺帯状の負極基材層上に負極活物質層が形成された負極形成部２４２Ａと、負極形成部２４２Ａに隣接し負極活物質層が形成されていない負極非形成部２４２Ｂとを有する長尺のシート状の電極部材である。

セパレータ２４３は、正極２４１と負極２４２との間に配置される長尺のシート状の絶縁部材であり、正極２４１及び負極２４２とともに長尺方向（Ｙ軸方向）に巻回され複数層積層されることで、電極体２４０が形成される。

電極体２４０は、図８に示すように、電極本体部Ｓ２と、正極積層部Ｐ２と、負極積層部Ｎ２とで構成されている。電極本体部Ｓ２は、複数の正極形成部２４１Ａと複数の負極形成部２４２Ａと複数のセパレータ２４３とが積層された領域である。正極積層部Ｐ２は、電極体２４０の一端に配置され複数の正極非形成部２４１Ｂが積層された領域である。負極積層部Ｎ２は、電極体２４０の他端に配置され複数の負極非形成部２４２Ｂが積層された領域である。

正極積層部Ｐ２は、図８に示すように、積層方向で隣り合う正極非形成部２４１Ｂの端部が重ねられて集束された正極集束部Ｑ２を１以上有する。また、負極積層部Ｎ２は、図８に示すように、積層方向で隣り合う負極非形成部２４２Ｂの端部が重ねられて集束された負極集束部Ｒ２を１以上有する。正極集束部Ｑ２は正極集電体２３０と接続され、負極集束部Ｒ２は負極集電体２２０と接続される。

電極体２４０は、正極集束部Ｑ２の裏面に接合された、正極集束部Ｑ２を保護する金属板状のカバー２３５を有している。また、同様に電極体２４０は、負極集束部Ｒ２の裏面に接合された、負極積層部Ｒ２を保護する金属板状のカバー２２５を有している。

［電極体の積層態様］
図９は、本発明の実施の形態２に係る電極積層部と集電体との接合前後における電極体のＵ−Ｕ’ 一部断面図である。なお、図９では、Ｙ方向における電極体の半分の断面図を表している。また、図９の上段には、電極積層部と集電体との接合前における電極体２４０の断面図が示され、図９の下段には、電極積層部と集電体との接合後における電極体２４０の断面図が示されている。

図９の上段に示すように、本実施の形態では、正極２４１を構成する正極非形成部２４１Ｂの幅（Ｘ軸方向の長さ）は一定である。また、負極２４２を構成する負極非形成部２４２Ｂの幅（Ｘ軸方向の長さ）も一定である。ここで、正極形成部２４１Ａと、当該正極形成部２４１Ａと隣接する正極非形成部２４１Ｂとの境界の並び方向ｄ２は、正極２４１、負極２４２及びセパレータ２４３の積層方向（図９のＹ軸方向）から傾斜している。また、負極形成部２４２Ａと、当該負極形成部２４２Ａと隣接する負極非形成部２４２Ｂとの境界の並び方向ｄ１は、上記積層方向（図９のＹ軸方向）から傾斜している。

具体的には、上記積層方向における電極体２４０の中心部から外周部へ近づくほど、正極形成部２４１Ａが端部方向（Ｘ軸マイナス方向）へ突出配置されている。また、上記積層方向における電極体２４０の中心部から外周部へ近づくほど、負極形成部２４２Ａが端部方向（Ｘ軸プラス方向）へ突出配置されている。

電極体２４０の上記積層態様によれば、電極体２４０の中心部に配置された正極非形成部２４１Ｂを基準として各正極非形成部２４１Ｂを正極集束部Ｑ２で集束することにより、図９の下段に示すように、正極非形成部２４１Ｂの先端を揃えることが可能となる。つまり、正極非形成部２４１Ｂの先端の並び方向は、積層方向（図９のＹ軸方向）となる。また、電極体２４０の中心部に配置された負極非形成部２４２Ｂを基準として各負極非形成部２４２Ｂを負極集束部Ｒ２で集束することにより、図９の下段に示すように、負極非形成部２４２Ｂの先端を揃えることが可能となる。つまり、負極非形成部２４２Ｂの先端の並び方向は、積層方向（図９のＹ軸方向）となる。

複数の正極非形成部２４１Ｂの先端が揃った正極集束部Ｑ２を正極集電体２３０及びカバー２３５で挟み込み、さらにこれらを溶接電極で挟んで溶接することにより、電極体２４０と正極集電体２３０との接合不良を抑制することが可能となる。また、複数の負極非形成部２４２Ｂの先端が揃った負極集束部Ｒ２を負極集電体２２０及びカバー２２５で挟み込み、さらにこれらを溶接電極で挟んで溶接することにより、電極体２４０と負極集電体２２０との接合不良を抑制することが可能となる。

さらに、本実施の形態では、非形成部の先端を揃えるために電極シートの形状をシートごとに変えず、電極シートを構成する非形成部の幅を一定としている。よって、電極シートの高い量産効率を確保でき、蓄電素子の量産性を向上させることが可能となる。

また、正極形成部２４１Ａの両端部は、上記積層方向において、負極形成部２４２Ａの両端部よりも内側に配置されるように形成されている。言い換えると、正極形成部２４１Ａは、上記積層方向において、常に負極形成部２４２Ａと重なっている。これにより、例えば、正極２４１と負極２４２との間でのリチウムイオンの伝導が効率よく行われる。よって、充放電効率が向上する。

なお、本実施の形態において、正極形成部２４１Ａと、当該正極形成部２４１Ａ及び正極集束部Ｑ２を接続する正極非形成部２４１Ｂとのなす角度が小さいほど、正極形成部２４１Ａが端部方向（Ｘ軸マイナス方向）へ突出配置されていてもよい。また、負極形成部２４２Ａと、当該負極形成部２４２Ａ及び負極集束部Ｒ２を接続する負極非形成部２４２Ｂとのなす角度が小さいほど、負極形成部２４２Ａが端部方向（Ｘ軸プラス方向）へ突出配置されていてもよい。この構成によれば、形成部と非形成部とのなす角度が最大となる中心部の電極を基準として非形成部の端部を揃えて集束させることが可能となる。

［製造方法］
本実施の形態に係る蓄電素子の製造方法について、実施の形態１に係る蓄電素子の製造方法と異なる点を中心に説明する。

図１０及び図１１は、本発明の実施の形態２に係る蓄電素子の製造方法を説明する図である。図１１は、電極体２４０を展開した図であり、図１０には、本実施の形態に係る蓄電素子の製造工程のうち、電極体２４０を製造する工程が示されている。なお、理解を容易にするために図１０及び図１１ではセパレータの図示は省略している。

図１１の上段に示すように、正極非形成部２４１Ｂが左側端部に配置され、負極非形成部２４２Ｂが右側端部に配置され、かつ、正極シート及び負極シートの長手方向が交差するように、巻き芯４０１の周りに巻回していく。より具体的には、正極シート２４１Ｓの長手方向は、巻回方向に対して所定の傾きになるように傾斜角をもたせて巻回する。また、負極シート２４２Ｓの長手方向は、巻回方向に対して、傾き量は正極シートの傾きと同じだが傾斜の向きが反対になるように傾斜角をもたせて巻回する。言い換えると、正極シート２４１Ｓの長手方向と負極シート２４２Ｓの長手方向を交差させ、これらの２つの長手方向がなす角を２分する方向が巻回方向となるように巻回する。傾斜角を持たせる具体的な方法を図１０に示す。正極ロール及び負極ロールの設置位置を、巻回方向（Ｙ１方向）に直交する方向（Ｘ１方向）において、巻き芯４０１のＸ方向の位置に対して、それぞれ、Ｘ１の負方向にｘ１、及びＸ１の正方向にｘ２だけシフトさせて設置する。なお、ｘ１＝ｘ２である。巻き芯４０１に対して、このように正極ロール及び負極ロールを配置して巻回することにより傾斜角を持たせることができる。このとき、正極形成部２４１Ａを、負極形成部２４２Ａの内側となるよう配置する。言い換えると、正極形成部２４１Ａが常に負極形成部２４２Ａと重なるよう配置する。

なお、図１１には図示していないが、負極シートの下側、及び、正極シートと負極シートとの間には、正極２４１と負極２４２とが接触しないよう、セパレータが配置されて巻回されている。

上記製造方法により、図９に示す電極体２４０の断面視において、電極体２４０の巻回軸方向（Ｘ方向）の端部における正極非形成部２４１Ｂ及び負極非形成部２４２Ｂの端部の並び方向は、正極２４１、負極２４２及びセパレータ２４３の積層方向に対して傾斜する。具体的には非形成部の端部は、巻回の外周部にいくほど巻回軸方向に突出する。これにより、非形成部の先端が巻回軸方向に突出していない中心部の電極に対して非形成部の端部を集束させることにより、集束された非形成部の端部を揃えることが可能となる。よって、非形成部の端部を集電体と接合する次工程において集束部と集電体との接合不良を防止でき、高い量産効率を確保することが可能となる。

［変形例に係る製造方法］
次に、本実施の形態の変形例に係る蓄電素子の製造方法について説明する。

実施の形態１の変形例に係る製造方法と同様に、本変形例においても、図７に示すように、正極ロール及び負極ロールの設置位置を、巻回方向（Ｙ１方向）に直交する方向（Ｘ１方向）において、巻き芯４０１のＸ方向の位置に対してシフトさせる必要がない。

この状態で、正極シート２４１Ｓ、負極シート２４２Ｓ及びセパレータを、正極形成部２４１Ａ及び正極非形成部２４１Ｂの巻回方向の張力を異ならせながら、かつ、負極形成部２４２Ａ及び負極非形成部２４２Ｂの巻回方向の張力を異ならせながら、長手方向に巻回する。より具体的には、例えば、巻回期間において、正極形成部２４１Ａ側の巻回方向張力を正極非形成部１４１Ｂ側の巻回方向張力よりも小さくし、負極非形成部２４２Ｂ側の巻回方向張力を負極形成部２４２Ａ側の巻回方向張力よりも大きくする。

上記製造方法により、電極体２４０の巻回軸方向の端部における正極非形成部２４１Ｂ及び負極非形成部２４２Ｂの端部の並び方向は、正極２４１、負極２４２及びセパレータ２４３の積層方向に対して傾斜する。これにより、非形成部の先端が巻回軸方向に突出していない電極を基準として非形成部の端部を集束させることにより、集束された非形成部の端部を揃えることが可能となる。よって、非形成部の端部を集電体と接合する次工程において集束部と集電体との接合不良を防止でき、高い量産効率を確保することが可能となる。

（実施の形態３）
本実施の形態に係る蓄電素子は、集電体と接合される集束部を、電極体の中心部と外周部との間の中間部を基準にして配置する構成となっている。以下、実施の形態１に係る蓄電素子１０と同じ基本構成は説明を省略し、電極体の積層態様として異なる部分を中心に説明をする。

［蓄電素子の基本構成］
図１２は、実施の形態３に係る電極体のＵ−Ｕ’断面図である。同図に示すように、電極体３４０は、シート状のセパレータ３４３、正極３４１、セパレータ３４３、及び負極３４２が、この順で積層されて形成されている。

正極３４１は、アルミニウム箔やアルミニウム合金箔などの金属箔からなる長尺帯状の正極基材層上に正極活物質層が形成された正極形成部３４１Ａと、正極形成部３４１Ａに隣接し正極活物質層が形成されていない正極非形成部３４１Ｂとを有する長尺のシート状の電極部材である。

負極３４２は、銅箔や銅合金箔などの金属箔からなる長尺帯状の負極基材層上に負極活物質層が形成された負極形成部３４２Ａと、負極形成部３４２Ａに隣接し負極活物質層が形成されていない負極非形成部３４２Ｂとを有する長尺のシート状の電極部材である。

セパレータ３４３は、正極３４１と負極３４２との間に配置される長尺のシート状の絶縁部材であり、正極３４１及び負極３４２とともに長尺方向（Ｙ軸方向）に巻回され複数層積層されることで、電極体３４０が形成される。

電極体３４０は、図１２に示すように、電極本体部Ｓ３と、正極積層部Ｐ３と、負極積層部Ｎ３とで構成されている。電極本体部Ｓ３は、複数の正極形成部３４１Ａと複数の負極形成部３４２Ａと複数のセパレータ３４３とが積層された領域である。正極積層部Ｐ３は、電極体３４０の一端に配置され複数の正極非形成部３４１Ｂが積層された領域である。負極積層部Ｎ３は、電極体３４０の他端に配置され複数の負極非形成部３４２Ｂが積層された領域である。

正極積層部Ｐ３は、図１２に示すように、積層方向で隣り合う正極非形成部３４１Ｂの端部が重ねられて集束された正極集束部Ｑ３を１以上有する。また、負極積層部Ｎ３は、図１２に示すように、積層方向で隣り合う負極非形成部３４２Ｂの端部が重ねられて集束された負極集束部Ｒ３を１以上有する。正極集束部Ｑ３は正極集電体３３０と接続され、負極集束部Ｒ３は負極集電体３２０と接続される。

電極体３４０は、正極集束部Ｑ３の裏面に接合された、正極集束部Ｑ３を保護する金属板状のカバー３３５を有している。また、同様に電極体３４０は、負極集束部Ｒ３の裏面に接合された、負極積層部Ｒ３を保護する金属板状のカバー３２５を有している。

［電極体の積層態様］
図１３は、本発明の実施の形態３に係る電極積層部と集電体との接合前後における電極体のＵ−Ｕ’一部断面図である。なお、図１３では、Ｙ方向における電極体の半分の断面図を表している。また、図１３の上段には、電極積層部と集電体との接合前における電極体３４０の断面図が示され、図１３の下段には、電極積層部と集電体との接合後における電極体３４０の断面図が示されている。

図１３の上段に示すように、本実施の形態では、正極３４１を構成する正極非形成部３４１Ｂの幅（Ｘ軸方向の長さ）は一定である。また、負極３４２を構成する負極非形成部３４２Ｂの幅（Ｘ軸方向の長さ）も一定である。ここで、正極形成部３４１Ａと、当該正極形成部３４１Ａと隣接する正極非形成部３４１Ｂとの境界の並び方向ｄ２及びｄ４は、正極３４１、負極３４２及びセパレータ３４３の積層方向（図１３のＹ軸方向）から傾斜している。また、負極形成部３４２Ａと、当該負極形成部３４２Ａと隣接する負極非形成部３４２Ｂとの境界の並び方向ｄ１及びｄ３は、上記積層方向から傾斜している。

具体的には、上記積層方向における電極体３４０の中心部と外周部との間の中間部に配置された所定の正極形成部３４１Ａから、上記積層方向へ遠ざかるほど、正極形成部３４１Ａが端部方向（Ｘ軸マイナス方向）へ突出配置されている。また、上記積層方向における電極体３４０の中間部に配置された所定の負極形成部３４２Ａから、上記積層方向へ遠ざかるほど、負極形成部３４２Ａが端部方向（Ｘ軸プラス方向）へ突出配置されている。

電極体３４０の上記積層態様によれば、電極体３４０の中間部に配置された正極非形成部３４１Ｂを基準として各正極非形成部３４１Ｂを正極集束部Ｑ３で集束することにより、図１３の下段に示すように、正極非形成部３４１Ｂの先端を揃えることが可能となる。つまり、正極非形成部３４１Ｂの先端の並び方向は、積層方向（図１３のＹ軸方向）となる。また、電極体３４０の中間部に配置された負極非形成部３４２Ｂを基準として各負極非形成部３４２Ｂを負極集束部Ｒ３で集束することにより、図１３の下段に示すように、負極非形成部３４２Ｂの先端を揃えることが可能となる。つまり、負極非形成部３４２Ｂの先端の並び方向は、積層方向（図１３のＹ軸方向）となる。

複数の正極非形成部３４１Ｂの先端が揃った正極集束部Ｑ３を正極集電体３３０及びカバー３３５で挟み込み、さらにこれらを溶接電極で挟んで溶接することにより、電極体３４０と正極集電体３３０との接合不良を抑制することが可能となる。また、複数の負極非形成部３４２Ｂの先端が揃った負極集束部Ｒ３を負極集電体３２０及びカバー３２５で挟み込み、さらにこれらを溶接電極で挟んで溶接することにより、電極体３４０と負極集電体３２０との接合不良を抑制することが可能となる。

さらに、本実施の形態では、非形成部の先端を揃えるために電極シートの形状をシートごとに変えず、電極シートを構成する非形成部の幅を一定としている。よって、電極シートの高い量産効率を確保でき、蓄電素子の量産性を向上させることが可能となる。

また、正極形成部３４１Ａの両端部は、上記積層方向において、負極形成部３４２Ａの両端部よりも内側に配置されるように形成されている。言い換えると、正極形成部３４１Ａは、上記積層方向において、常に負極形成部３４２Ａと重なっている。これにより、例えば、正極３４１と負極３４２との間でのリチウムイオンの伝導が効率よく行われる。よって、充放電効率が向上する。

なお、本実施の形態において、正極形成部３４１Ａと、当該正極形成部３４１Ａ及び正極集束部Ｑ３を接続する正極非形成部３４１Ｂとのなす角度が小さいほど、正極形成部３４１Ａが端部方向（Ｘ軸マイナス方向）へ突出配置されていてもよい。また、負極形成部３４２Ａと、当該負極形成部３４２Ａ及び負極集束部Ｒ３を接続する負極非形成部３４２Ｂとのなす角度が小さいほど、負極形成部３４２Ａが端部方向（Ｘ軸プラス方向）へ突出配置されていてもよい。この構成によれば、形成部と非形成部とのなす角度が最大となる中間部の電極を基準として非形成部の端部を揃えて集束させることが可能となる。

［製造方法］
本実施の形態に係る蓄電素子の製造方法について、実施の形態１に係る蓄電素子の製造方法と異なる点を中心に説明する。

図１４は、本発明の実施の形態３に係る蓄電素子の製造方法を説明する図である。なお、理解を容易にするために図１４ではセパレータの図示は省略している。

図１４の上段に示すように、正極非形成部３４１ＢがＸ１軸の負方向側端部に配置され、負極非形成部３４２ＢがＸ１軸の正方向側端部に配置され、かつ、正極シート３４１Ｓ及び負極シート３４２Ｓの長手方向が交差するように、巻き芯４０１の周りに巻回していく。より具体的には、正極シート３４１Ｓの長手方向は、巻回方向に対して所定の傾きになるように傾斜角をもたせて巻回する。また、負極シート３４２Ｓの長手方向は、巻回方向に対して、傾き量は正極シートの傾きと同じだが傾斜の向きが反対になるように傾斜角をもたせて巻回する。言い換えると、正極シート３４１Ｓの長手方向と負極シート３４２Ｓの長手方向を交差させ、これらの２つの長手方向がなす角を２分する方向が巻回方向となるように巻回する。ここで、正極ロール及び負極ロールの設置位置を、巻回初期では、巻回方向（Ｙ１方向）に直交する方向（Ｘ１方向）において、巻き芯４０１のＸ方向の位置に対して、それぞれ、Ｘ１の正方向にｘ１、及びＸ１の負方向にｘ２だけシフトさせて設置する。また、正極ロール及び負極ロールの設置位置を、巻回途中で、巻回方向（Ｙ１方向）に直交する方向（Ｘ１方向）において、巻き芯４０１のＸ方向の位置に対して、それぞれ、Ｘ１の負方向にｘ１、及びＸ１の正方向にｘ２だけシフトさせた位置へと移動させる。なお、ｘ１＝ｘ２である。巻き芯４０１に対して、このように正極ロール及び負極ロールを配置して巻回することにより傾斜角を持たせ、かつ、巻回途中で当該傾斜角を変更することができる。このとき、正極形成部３４１Ａを、負極形成部３４２Ａの内側となるよう配置する。言い換えると、正極形成部３４１Ａが常に負極形成部３４２Ａと重なるよう配置する。

なお、図１４には図示していないが、負極シートの下側、及び、正極シートと負極シートとの間には、正極３４１と負極３４２とが接触しないよう、セパレータが配置されて巻回されている。

上記製造方法により、図１３に示す電極体３４０の断面視において、電極体３４０の巻回軸方向（Ｘ方向）の端部における正極非形成部３４１Ｂ及び負極非形成部３４２Ｂの端部の並び方向は、正極３４１、負極３４２及びセパレータ３４３の積層方向に対して傾斜する。これにより、非形成部の先端が巻回軸方向に突出していない中間部の電極を基準として非形成部の端部を集束させることにより、集束された非形成部の端部を揃えることが可能となる。よって、非形成部の端部を集電体と接合する次工程において集束部と集電体との接合不良を防止でき、高い量産効率を確保することが可能となる。

［変形例に係る製造方法］
次に、本実施の形態の変形例に係る蓄電素子の製造方法について説明する。

実施の形態１の変形例に係る製造方法と同様に、本変形例においても、図７に示すように、正極ロール及び負極ロールの設置位置を、巻回方向（Ｙ１方向）に直交する方向（Ｘ１方向）において、巻き芯４０１のＸ方向の位置に対してシフトさせる必要がない。

この状態で、正極シート３４１Ｓ、負極シート３４２Ｓ及びセパレータを、正極形成部３４１Ａ及び正極非形成部３４１Ｂの巻回方向の張力を異ならせながら、かつ、負極形成部３４２Ａ及び負極非形成部３４２Ｂの巻回方向の張力を異ならせながら、長手方向に巻回する。より具体的には、例えば、巻回初期において、正極形成部３４１Ａ側の巻回方向張力を正極非形成部３４１Ｂ側の巻回方向張力よりも大きく、負極非形成部３４２Ｂ側の巻回方向張力を負極形成部３４２Ａ側の巻回方向張力よりも小さくする。また、巻回途中で、正極形成部３４１Ａ側の巻回方向張力を正極非形成部３４１Ｂ側の巻回方向張力よりも小さく、負極非形成部３４２Ｂ側の巻回方向張力を負極形成部３４２Ａ側の巻回方向張力よりも大きくする。

上記製造方法により、電極体３４０の巻回軸方向の端部における正極非形成部３４１Ｂ及び負極非形成部３４２Ｂの端部の並び方向は、正極３４１、負極３４２及びセパレータ３４３の積層方向に対して傾斜する。これにより、非形成部の先端が巻回軸方向に突出していない電極を基準として非形成部の端部を集束させることにより、集束された非形成部の端部を揃えることが可能となる。よって、非形成部の端部を集電体と接合する次工程において集束部と集電体との接合不良を防止でき、高い量産効率を確保することが可能となる。

（その他）
以上、本発明に係る蓄電素子について、実施の形態に基づいて説明した。しかしながら、本発明は、実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を実施の形態に施したものも、あるいは、上記説明された複数の構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

例えば、実施の形態１〜３において、電極体の集束部が集電体とカバーとで挟まれる構造を開示したが、カバーは必須の構成要素ではなく、カバーがない構成であってもよい。

また、図３、図８及び図１２の断面視では、正極形成部、負極形成部、正極非形成部、及び負極非形成部は、それぞれ複数示されている。しかし、図２に示すように電極体１４０が巻回型である場合、正極形成部、負極形成部、正極非形成部、及び負極非形成部は、上記断面視ではそれぞれ複数であっても、実際にはそれぞれ１つである。よって、複数の正極形成部、複数の負極形成部、複数の正極非形成部、複数の負極非形成部、複数の形成部、及び複数の非形成部という表現は、見かけ上複数であっても実際には各１つである構成を含む。

また、実施の形態１、２及び３では、正極ロール及び負極ロールの設置位置について、ｘ１＝ｘ２としたが、本発明を実施するのに支障のない範囲でｘ１とｘ２とを異ならせてもよい。

また、電極体１４０、２４０及び３４０の形状は巻回型に限らず、平板状極板を積層した形状であってもよい。

また、集電体と電極体の集束部とが接合される接合数は、各集束部につき１点であることに限られない。集電体の長手方向に沿って多点接合の形態をとってもよいし、集電体の短手方向に沿って多点接合の形態をとってもよい。

また、電極体の構造は巻回型ではなくてもよく、平板状の正極と負極とがセパレータを挟んで交互に積層された構造であってもよい。また、電極体は、長尺帯状の正極と負極とがセパレータを挟んで蛇腹状に折り畳まれた構造であってもよい。つまり、電極体の構造として、集電体と接合可能な部分を有する構造であれば、どのような構造が採用されてもよい。

また、実施の形態１〜３に係る蓄電素子は、正極側及び負極側の双方に非形成部の先端が揃った集束部を有している構成としたが、正極側及び負極側のいずれか一方にのみ非形成部の先端が揃った集束部が形成されていてもよい。

本発明は、高い量産効率を維持しつつ集束部と集電体との接合不良が防止された蓄電素子であって、高品質の蓄電素子を提供することができる。従って、本発明に係る蓄電素子は、大電流を長時間必要とする自動車等に搭載される電池として有用である。

１０ 蓄電素子
１１０ 蓋体
１１０ａ、１１０ｂ、１２１ａ、１３１ａ 貫通孔
１１１ 筐体本体
１２０、２２０、３２０ 負極集電体
１２５、１３５、２２５、２３５、３２５、３３５ カバー
１３０、２３０、３３０ 正極集電体
１４０、２４０、３４０ 電極体
１４１、２４１、３４１ 正極
１４１Ａ、２４１Ａ、３４１Ａ 正極形成部
１４１Ｂ、２４１Ｂ、３４１Ｂ 正極非形成部
１４１Ｓ、２４１Ｓ、３４１Ｓ 正極シート
１４２、２４２、３４２ 負極
１４２Ａ、２４２Ａ、３４２Ａ 負極形成部
１４２Ｂ、２４２Ｂ、３４２Ｂ 負極非形成部
１４２Ｓ、２４２Ｓ、３４２Ｓ 負極シート
１４３、２４３、３４３ セパレータ
１６０、１７０ 接合部
４０１ 巻き芯

Claims (10)

1. 電極とセパレータとが積層されて形成される電極体を備えた蓄電素子であって、
   前記電極は、
   活物質層が形成された形成部と、
   前記形成部に隣接し前記活物質層が形成されていない非形成部とを有し、
   前記電極体は、
   複数の前記形成部と前記セパレータとが積層された電極本体部と、
   前記電極体の一端に配置され、複数の前記非形成部が積層された積層部とで構成され、
   前記積層部は、隣り合う前記非形成部の端部が重ねられて集束された集束部を１以上有し、
   前記複数の非形成部の幅は一定であり、
   前記形成部と当該形成部に隣接する前記非形成部との境界の並び方向は、前記電極及び前記セパレータの積層方向から傾斜している
   蓄電素子。
2. 前記集束部に前記端部が含まれる複数の前記非形成部のそれぞれの先端は、前記端部の積層方向に並んでいる
   請求項１に記載の蓄電素子。
3. 前記形成部と当該形成部に隣接する前記非形成部とのなす角度が小さいほど前記形成部が前記一端の方向へ突出配置されている
   請求項１または２に記載の蓄電素子。
4. 前記電極及び前記セパレータの積層方向における前記電極体の中心部から外周部へ近づくほど、前記形成部が前記一端の方向へ突出配置されている
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電素子。
5. 前記電極及び前記セパレータの積層方向における前記電極体の外周部から中心部へ近づくほど、前記形成部が前記一端の方向へ突出配置されている
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電素子。
6. 前記電極及び前記セパレータの積層方向における前記電極体の中心部と外周部との間に配置された所定の前記形成部から、前記積層方向へ遠ざかるほど、前記形成部が前記一端の方向へ突出配置されている
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電素子。
7. さらに、
   電極端子と、
   前記電極端子及び前記電極体を電気的に接続する集電体とを備え、
   前記集電体は、
   前記集束部と接合された接合部を備える
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の蓄電素子。
8. 前記電極は、
   正極と負極とで構成され、
   前記正極は、
   正極活物質層が形成された正極形成部と、
   前記正極形成部に隣接し前記正極活物質層が形成されていない正極非形成部とを有し、
   前記負極は、
   負極活物質層が形成された負極形成部と、
   前記負極形成部に隣接し前記負極が形成されていない負極非形成部とを有し、
   前記正極形成部は、両端部が前記負極形成部の両端部よりも内側に配置されるように形成される
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の蓄電素子。
9. 正極活物質層が形成された正極形成部及び当該正極形成部に隣接し前記正極活物質層が形成されていない正極非形成部を含む正極シートと、負極活物質層が形成された負極形成部及び当該負極形成部に隣接し前記負極活物質層が形成されていない負極非形成部を含む負極シートとを有する電極体を備えた蓄電素子の製造方法であって、
   前記正極非形成部と前記負極非形成部とが両側に配置され、かつ、前記正極シート及び前記負極シートの長手方向が交差するように重ねて配置する工程と、
   前記正極シート及び前記負極シートを前記長手方向に巻回する工程とを含む
   蓄電素子の製造方法。
10. 正極活物質層が形成された正極形成部及び当該正極形成部に隣接し前記正極活物質層が形成されていない正極非形成部を含む正極シートと、負極活物質層が形成された負極形成部及び当該負極形成部に隣接し前記負極活物質層が形成されていない負極非形成部を含む負極シートとを有する電極体を備えた蓄電素子の製造方法であって、
    前記正極非形成部と前記負極非形成部とが両側に配置されるように、前記正極シートと前記負極シートとを重ねて配置する工程と、
    前記正極形成部及び前記正極非形成部の巻回方向の張力を異ならせながら、かつ、前記負極形成部及び前記負極非形成部の巻回方向の張力を異ならせながら、前記正極シート及び前記負極シートを巻回する工程とを含む
    蓄電素子の製造方法。

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