JP2016162533A - 蓄電装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大きさまたは形状が異なる正極シートと負極シートを容易に位置合わせして積層する。
【解決手段】蓄電装置１０は、正極ユニット３４と負極シート３６とケース１４を有する。正極ユニット３４に半径ａの第１孔４４、負極シート３６に半径ｂの第２孔５１が形成される。ケース１４は、底面１５ａとｚ面とｘ面１５ｂを有する。正極ユニット３４がｘ面１５ｂに対向する正ｘ辺と、底面１５ａに対向する正ｙ辺を有する。負極シート３６がｘ面１５ｂに対向しかつ正ｘ辺よりもｘ面１５ｂに近い負ｘ辺と、底面１５ａに対向しかつ正ｙ辺よりも底面１５ａに近い負ｙ辺を有する。第１孔４４と第２孔５１は、式１を満たすように形成される。式１：ａ＋ｂ＞√（（ｘ１＋Ｘ）²＋（ｙ１＋Ｙ）²）。Ｘは正ｘ辺と負ｘ辺の距離、Ｙは正ｙ辺と負ｙ辺の距離。ｘ１，ｙ１は、第２孔５１の中心を基準とした第１孔４４の中心のｘｙ座標である。
【選択図】図４

Description

本発明は、蓄電装置およびその製造方法に関する。蓄電装置は、例えば交互に積層された正極シートと負極シートを備える二次電池、キャパシタ等である。

特許文献１には、蓄電装置の製造方法が開示されている。この製造方法によると、２枚の帯状セパレータの間に正極シートを逐次投入する。各正極シート周りにおいて２枚のセパレータを相互に貼って、正極シート間でセパレータを切断する。これにより１枚の正極シートとその正極シートを覆うセパレータとを有する正極ユニットが形成される。正極ユニットと負極シートを交互に掴んで所定の場所に設置し、正極ユニットと負極シートを交互に積層する。この時、正極ユニットと負極シートは、位置合わせされつつ積層される。

特開２０１２−１９９２１０号公報

正極シート（正極ユニット）と負極シートを一枚一枚位置合わせしつつ積層する工程は、時間を要する。しかも正極シートと負極シートは、大きさが異なる場合もある。そこで正極シートと負極シートの大きさまたは形状が異なる場合であっても正極シートと負極シートを容易に位置合わせして積層したいという要望がある。

本発明の１つの特徴によると蓄電装置は、第１極シートと第２極シートとケースを有する。第１極シートに半径ａの円形の第１孔が形成される。第２極シートに半径ｂの円形の第２孔が形成される。ケースは、積層された第１極シートと第２極シートを収容する。ケースは、略六面体であって、底面とｚ面とｘ面を有する。第１極シートと第２極シートの積層方向をｚ方向とし、ｚ方向に対して垂直でかつ相互に垂直な関係になる方向をｘ方向とｙ方向とする。底面は、ｙ方向に対して略垂直なｙ面であり、ｚ面は、ｚ方向に略垂直であり、ｘ面はｘ方向に略垂直である。ｘ面とｚ面の間において曲率半径Ｒｘに相当する大きさのｘｚ連結部が形成される。底面とｘ面の間において曲率半径Ｒｙに相当する大きさのｙｚ連結部が形成される。

第１極シートがｘ面に対向する第１ｘ辺と、底面に対向する第１ｙ辺を有する。第２極シートがｘ面に対向する第２ｘ辺と、底面に対向する第２ｙ辺を有する。第１孔と第２孔は、下記の式１を満たすように形成される。第１極シートと第２極シートが式２、式３を満たすように形成される。式１：ａ＋ｂ＞√（（ｘ１＋Ｘ）²＋（ｙ１＋Ｙ）²）。式２：|Ｘ|＞Ｒｘ。式３：|Ｙ|＞Ｒｙ。Ｘが、第１ｘ辺と第２ｘ辺の積層方向視における距離であり、第２ｘ辺が第１ｘ辺よりもｘ面に近い場合に正、第１ｘ辺が第２ｘ辺よりもｘ面に近い場合に負である。Ｙが、第１ｙ辺と第２ｙ辺の積層方向視における距離であり、第２ｙ辺が第１ｙ辺よりも底面に近い場合に正、第１ｙ辺が第２ｙ辺よりも底面に近い場合に負である。（ｘ１，ｙ１）は、第２孔の中心を基準とし、前記中心からｘ面への方向をプラスｘ方向、前記中心から底面への方向をプラスｙ方向とした際の第１孔の中心のｘｙ座標である。

式１を満たすため、第１極シートと第２極シートの大きさあるいは形状が異なる場合であっても下記のように第１極シートと第２極シートを容易に位置合わせできる。先ず第１ｘ辺と第２ｘ辺、第１ｙ辺と第２ｙ辺を位置合わせしつつ、第１極シートと第２極シートを重ねる。この仮整列状態において第１孔と第２孔は、保持部材を挿入できるように少なくとも１部が重なる。保持部材を第１孔と第２孔に挿入し、保持部材に対して第１極シートと第２極シートを吊り下げる。これにより第１孔の中心座標が第２孔の中心に対して（ｘ１，ｙ１）となるように第１極シートが第２極シートに対して移動する。これにより第１極シートと第２極シートを所定の相対位置となるように整合できる（正整列状態）。

上述するように仮整列状態では２辺を揃えるように第１極シートと第２極シートを積層する。そのため第１極シートと第２極シートの大きさ等が異なる場合であっても容易に仮整列状態にできる。正整列状態では第１孔と第２孔に挿入した保持部材によって第１極シートと第２極シートを吊下げて、あるいは持ち上げて所定の相対位置へ移動させ得る。これにより第１極シートと第２極シートを精度良く位置合わせできる。しかも第１極シートと第２極シートを一枚一枚重ねる場合に比べて短時間で位置合わせできる。これにより蓄電装置の生産性を向上させ得る。

第１極シートと第２極シートは、交互に重ねられる。第１極シートと第２極シートでは、積層方向に加わる圧力にむらがあるとリチウム析出あるいは劣化促進の一因になる。そのため第１極シートと第２極シートを含む電極積層体とケースとの間の隙間は、一般に小さく設定されている。特に積層方向に狭く設定されている。そのため第１極シートと第２極シートの接触圧力は、ケースの厚みに影響を受け得る。

しかしケースの厚み（積層方向の長さ）は、一定ではなくｘｚ連結部において狭くなる。これに対して第１極シートと第２極シートは、ｘｚ連結部を避けた位置において相互に重ねられる。例えば第２ｘ辺がケースのｘ面に当てられた場合でも第１ｘ辺がｘｚ連結部を避けて位置するようにＸが設定される。すなわち式２の関係を有する。ケースの厚みは、ｙｚ連結部においても狭くなる。これに対して第１極シートと第２極シートは、ｙｚ連結部を避けた位置において相互に重ねられる。例えば第２ｙ辺がケースの底面に当てられた場合でも第１ｙ辺がｙｚ連結部を避けて位置するようにＹが設定される。すなわち式３の関係を有する。これによりリチウム析出の一因が排除され得る。

本発明の他の特徴によると、蓄電装置は下記のように製造される。大きさまたは形状の異なる第１極シートと第２極シートにおいて、第１極シートの端縁と第２極シートの端縁とを揃えつつ前記第１極シートと前記第２極シートを交互に積層する。少なくとも一部が積層方向に重なる第１極シートの第１孔と第２極シートの第２孔に保持部材を挿入する。第１極シートと第２極シートを保持部材に吊下げまたは保持部材で持ち上げて第１極シートと第２極シートを所定の相対位置とする。第１極シートと第２極シートを束ねて保持部材を第１孔と第２孔から抜く。第１極シートと第２極シートをケースに収容する。

したがって仮整列状態では辺を揃えるように第１極シートと第２極シートを積層する。そのため第１極シートと第２極シートは、大きさ等が異なる場合であっても容易に仮整列状態にされ得る。仮整列状態から正整列状態にする場合は、第１孔と第２孔に挿入した保持部材に第１極シートと第２極シートを吊下げる、あるいは持ち上げる。そのため第１極シートと第２極シートを精度良く位置合わせできる。しかも第１極シートと第２極シートを一枚一枚重ねる場合に比べて短時間で位置合わせできる。これにより蓄電装置の生産性を向上させ得る。

蓄電装置の斜視図である。 図１のII−II線断面矢視図である。 図１のIII−III線断面矢視図である。 図１のIV−IV線断面矢視図である。 図４のV−V線断面矢視図である。 正極ユニットと負極シートの正面図である。 正極ユニットと負極シートをガイドによって仮整列する様子を示す正面図である。 仮整列状態における正極ユニットと負極シートの正面図である。 本整列治具の斜視図である。 正極ユニットと負極シートを保持部材で吊り下げて本整列した様子を示す斜視図である。 本整列状態の正極ユニットと負極シートの正面図である。 挟持工程を示す概略図である。 挟持部材で挟んだ電極積層体の斜視図である。 第２孔を基準とするｘｙ線図における仮整列状態と本整列状態における第１孔を示す模式図である。 蓄電装置の製造方法のフローチャートである。 他の形態における電極積層体の分解正面図である。 他の形態における電極積層体の分解正面図である。

本発明の１つの実施形態を図１〜１５にしたがって説明する。図１，４に示すように蓄電装置１０は、例えばリチウムイオン二次電池などの二次電池あるいはキャパシタである。蓄電装置１０は、電極組立体１２と略六面体のケース１４を有する。ケース１４は、上面を開口するケース本体１５と、ケース本体１５の上面を塞ぐ蓋１６を有する。ケース本体１５と蓋１６は、それぞれアルミニウム等の金属製である。

ケース本体１５は、図１〜４に示すように底面１５ａとｘ面１５ｂとｚ面１５ｃを有する。底面１５ａは、蓋１６の反対側に位置する。ｘ面１５ｂは、底面１５ａの幅方向（長手方向）の両端に位置する。ｚ面１５ｃは、底面１５ａの奥行き方向の両端に位置する。ｘ面１５ｂとｚ面１５ｃは、ｘｚ連結部１５ｄによって連結される。ｘｚ連結部１５ｄは、曲率半径Ｒｘに相当するカーブを有する。曲率半径Ｒｘは、１〜３ｍｍであって例えば２ｍｍである。底面１５ａとｚ面１５ｃは、ｙｚ連結部１５ｅによって連結される。ｙｚ連結部１５ｅは、曲率半径Ｒｙに相当するカーブを有する。曲率半径Ｒｙは、１〜３ｍｍであって例えば１．６ｍｍである。

図４に示すように電極組立体１２は、電極積層体１８と導電部材２０，２２を有する。導電部材２０の一端が電極積層体１８のタブ束１８ａに溶接され、他端が正極端子２５に接続される。導電部材２２の一端が電極積層体１８のタブ束１８ｂに溶接され、他端が負極端子３０に接続される。正極端子２５と負極端子３０は、蓋１６に取付けられる。電極積層体１８をケース本体１５に挿入して、ケース本体１５の開口部を蓋１６で塞ぐ。

電極積層体１８は、図５，６に示すように交互に積層された複数の正極ユニット３４と複数の負極シート３６を有する。正極ユニット３４は、正極シート４０と正極シート４０を覆うセパレータ３８を有する。正極シート４０は、集電体４１と正活物質層４２を有する。集電体４１は、アルミニウム等の金属箔である。集電体４１は、上端縁に上方へ突出したタブ４３を有する。正活物質層（塗工部）４２は、集電体４１の両面に設けられる。正活物質層４２は、リチウム含有金属酸化物などの正極活物質を集電体４１に塗布することで形成される。

セパレータ３８は、図６に示すように上部を開放する袋状である。セパレータ３８は、二つ折りにしたシートの両側部を接合して形成される。あるいは２枚のシートの下縁部と両側部を接合して形成される。セパレータ３８は、樹脂製の多孔質フィルム、織布又は不織布等からなる多孔質膜である。セパレータ３８に正極シート４０が挿入される。タブ４３は、セパレータ３８内からセパレータ３８の外へ延出している。

セパレータ３８には、図６に示すように複数（例えば２つ）の第１孔４４が形成される。第１孔４４は、セパレータ３８の上領域の左右部に位置する。左右の第１孔４４は、セパレータ３８の左右中心線に対して左右対称の場所に位置する。第１孔４４は、半径ａの円形である（図１４参照）。

図１１に示すようにセパレータ３８は、略四角形であって、略直線の正ｘ辺３４ａと略直線の正ｙ辺３４ｂを有する。正ｙ辺３４ｂは、タブ４３が設けられる辺と反対側に位置する。正ｘ辺３４ａは、正極ユニット３４の１側辺である。

負極シート３６は、図６に示すように集電体４６と負活物質層４７を有する。集電体４６は、銅等の金属箔である。負活物質層（塗工部）４７は、集電体４６の両面に設けられる。負活物質層４７は、炭素物質などの負極活物質を集電体４６に塗布することで形成される。集電体４６は、上端縁にタブ４８と一対の懸吊片５０を有する。

図１１に示すように負極シート３６は、略四角形であって、略直線の負ｘ辺３６ａと略直線の負ｙ辺３６ｂを有する。負ｙ辺３６ｂは、タブ４８が設けられる辺と反対側に位置する。負ｘ辺３６ａは、負極シート３６の１側辺である。負極シート３６と正極ユニット３４は、中心が対応するように整列される（正整列状態）。これにより正活物質層４２と負活物質層４７の中心が対応するように位置する。好ましくは負活物質層４７が正活物質層４２よりも大きく、負活物質層４７が正活物質層４２を覆うように位置する。

図１１に示すように負極シート３６は、正極ユニット３４よりも大きい。正整列状態において正ｘ辺３４ａは、負ｘ辺３６ａよりも負極シート３６の中心側に位置する。正ｘ辺３４ａと負ｘ辺３６ａの距離（オフセット量）は、Ｘである。正ｙ辺３４ｂは、負ｙ辺３６ｂよりも負極シート３６の中心側に位置する。正ｙ辺３４ｂと負ｙ辺３６ｂの距離（オフセット量）は、Ｙである。

懸吊片５０は、図６に示すように集電体４６の上縁左右部から延出している。懸吊片５０には、第２孔５１が形成される。左右の第２孔５１は、負極シート３６の左右中心線に対して左右対称の場所に位置する。第２孔５１は、図１４に示すように半径ｂの円形である。第２孔５１は、第１孔４４と同じ大きさでも良いし、異なる大きさでも良い。

蓄電装置１０は、図１５の工程にしたがって製造される。先ず図６の仮想線に示すように正極シート４０を作成する（ステップＳ１）。正極シート４０をセパレータ３８によって包み正極ユニット３４を作成する（ステップＳ２）。正極ユニット３４と並行して負極シート３６を作成する（ステップＳ３）。正極ユニット３４と負極シート３６を仮整列させた後に（ステップＳ４）、本整列させる（ステップＳ５）。

仮整列工程では、図７に示すようにガイド５３を利用して正極ユニット３４と負極シート３６を整列させる。ガイド５３は、ｘ面５３ａとｙ面５３ｂと溝５３ｃを有する。溝５３ｃは、Ｖ字状であって、上方から交互に落とされる正極ユニット３４と負極シート３６を受け入れる。ｘ面５３ａには正ｘ辺３４ａと負ｘ辺３６ａが当てられる。ｙ面５３ｂには正ｙ辺３４ｂと負ｙ辺３６ｂが当てられる。正極ユニット３４と負極シート３６は、交互に前後方向に重ねられ、ガイド５３によって立てられる。

図８に示す仮整列状態において正ｘ辺３４ａと負ｘ辺３６ａが正面視において重なる。正ｙ辺３４ｂと負ｙ辺３６ｂが重なる。第１孔４４と第２孔５１は、正面視（厚み方向、積層方向）において一部が重なる。第１孔４４と第２孔５１に図９に示す本整列治具５７の保持部材５８を挿入する。

本整列治具５７は、図９，１０に示すように複数（例えば２つ）の保持部材５８とベース部材５９を有する。保持部材５８は、棒であって棒本体６１と円錐部６２を有する。棒本体６１は、断面円形の丸棒である。円錐部６２は、棒本体６１から先細り状に延出する。２つの保持部材５８は、平行になるようにベース部材５９に取付けられる。ベース部材５９には振動発生装置６４が装着される。

正整列工程では、図８に示す第１孔４４と第２孔５１に保持部材５８を挿入する。本整列治具５７を移動させて、保持部材５８によって正極ユニット３４と負極シート３６を持ち上げる。正極ユニット３４と負極シート３６は、保持部材５８に吊下げられて図１０，１１に示す正整列状態（吊下げ状態）になる。図９の振動発生装置６４に電力を供給して振動発生装置６４によって保持部材５８に振動を与える。振動によって正極ユニット３４と負極シート３６は、小さい力で接するあるいは離れる。これにより正極ユニット３４と負極シート３６の間の抵抗が小さくなり、正極ユニット３４と負極シート３６が図８の仮整列状態から図１１の正整列状態に相対的に移動する。

図１２に示すように保持部材５８には、間隔調整用シート６８も吊下げられ得る。間隔調整用シート６８は、電極積層体１８とケース１４の隙間を小さくするために設けられる。間隔調整用シート６８の枚数は、正極ユニット３４と負極シート３６の厚さの寸法公差等によって決定される。間隔調整用シート６８は、例えばセパレータ３８（図３参照）と同材料等から形成される。間隔調整用シート６８の上領域の左右部に保持部材５８が挿入される孔６９が形成される。

次に、図１２，１３に示すように正極ユニット３４と負極シート３６を挟持部材６６によって挟持する（図１５のステップＳ６）。挟持部材６６は、電動アクチュエータ等によって相互に近接および離間される。挟持部材６６は、保持部材５８によって吊下げられた正極ユニット３４と負極シート３６を両側から挟む。その後、保持部材５８を第１孔４４と第２孔５１から抜く。これにより電極積層体１８が構成される。

電極積層体１８は、図５に示すように交互に積層された正極ユニット３４と負極シート３６を有する。正極シート４０と負極シート３６の間にセパレータ３８が位置する。図１５の組立工程（ステップＳ７）では、図４に示すように複数のタブ４３，４８をまとめてタブ束１８ａ，１８ｂを形成する。タブ束１８ａ，１８ｂをそれぞれ導電部材２０，２２を介して正極端子２５と負極端子３０に接続する。電極積層体１８をケース本体１５に挿入し、ケース本体１５の開口部を蓋１６で閉じる。蓋１６に形成された注液孔（図示省略）から電解液をケース１４内に注入する。これにより蓄電装置１０が製造される。

上述するように第１孔４４と第２孔５１は、図８の仮整列状態においてその一部が重なる。図１０の正整列状態において保持部材５８に吊下げられる。この関係が成立するために第１孔４４と第２孔５１は、図１４の関係および下記の式１を満たす。図１４に示すｘｙ線図の基準点は、第２孔５１の中心である。ｘのプラス方向は、第２孔５１の中心から負ｘ辺３６ａに向かう方向である。ｙのプラス方向は、第２孔５１の中心から負ｙ辺３６ｂに向かう方向である。

図１４のＡは、正整列状態における第１孔４４を示す。Ａにおいて第１孔４４の中心座標は、（ｘ１，ｙ１）である。例えば正整列状態において第１孔４４と第２孔５１は、保持部材５８から吊下げられる。これにより第１孔４４の最上点と第２孔５１の最上点が一致する。第１孔４４の半径ａと、第２孔５１の半径ｂが相違する場合は、第１孔４４の中心と第２孔５１の中心が異なる場所に位置する。例えば図１４に示すＡにおける第１孔４４の中心座標は、（０，−ｂ＋ａ）であり、ｂ＞ａの場合のｙ座標はマイナスである。

図１４のＢは、仮整列状態における第１孔４４を示す。図８，１１を参照するように整列状態から仮整列状態に移動したと仮定すると、第１孔４４は、ｘ方向にＸ、ｙ方向にＹ移動する。したがって仮整列状態における第１孔４４の中心座標は、（ｘ１＋Ｘ，ｙ１＋Ｙ）になる。仮整列状態の第１孔４４の中心と第２孔５１の中心の距離は、√（（ｘ１＋Ｘ）²＋（ｙ１＋Ｙ）²）になる。この距離が第１孔４４の半径ａと第２孔５１の半径ｂの和よりも小さければ第１孔４４と第２孔５１は、少なくとも１部において重なり得る。この関係は、下記の式１によって現され得る。

式１：ａ＋ｂ＞√（（ｘ１＋Ｘ）²＋（ｙ１＋Ｙ）²）
ａ：第１孔４４の半径
ｂ：第２孔５１の半径
（ｘ１，ｙ１）：正整列状態における第１孔５１の中心座標
Ｘ：正整列状態における正ｘ辺３４ａと負ｘ辺３６ａの積層方向視における距離
Ｙ：正整列状態における正ｙ辺３４ｂと負ｙ辺３６ｂの積層方向視における距離

図２に示すように正極ユニット３４と負極シート３６は、交互に重ねられる。正極シート４０と負極シート３６では、積層方向に加わる圧力にむらがあるとリチウム析出あるいは劣化促進の一因になる。そのため電極積層体１８とケース１４との間の隙間は、一般に小さく設定されている。特に積層方向に狭く設定されている。そのため正極シート４０と負極シート３６の接触圧力は、ケース１４の厚みに影響を受け得る。

しかしケース１４の厚み（積層方向の長さ）は、図２に示すように一定ではなくｘｚ連結部１５ｄにおいて狭くなる。これに対して正極ユニット３４と負極シート３６は、ｘｚ連結部１５ｄを避けた位置において相互に重ねられる。例えば負ｘ辺３６ａがケース１４のｘ面１５ｂに当てられた場合でも正ｘ辺３４ａがｘｚ連結部１５ｄを避けて位置するようにＸが設定される。すなわち式２の関係を有する。

式２：|Ｘ|＞Ｒｘ
|Ｘ|：Ｘの絶対値
Ｒｘ：ｘｚ連結部１５ｄの曲率半径

図３に示すようにケース１４の厚みは、ｙｚ連結部１５ｅにおいても狭くなる。これに対して正極ユニット３４と負極シート３６は、ｙｚ連結部１５ｅを避けた位置において相互に重ねられる。例えば負ｙ辺３６ｂがケース１４の底面１５ａに当てられた場合でも正ｙ辺３４ｂがｙｚ連結部１５ｅを避けて位置するようにＹが設定される。すなわち式３の関係を有する。これによりリチウム析出の一因が排除され得る。

式３：|Ｙ|＞Ｒｙ
|Ｙ|：Ｙの絶対値
Ｒｙ：ｙｚ連結部１５ｅの曲率半径

上述するように蓄電装置１０は、図１〜３，１０を参照するように正極ユニット（第１極シート）３４と負極シート（第２極シート）３６とケース１４を有する。正極ユニット３４に半径ａの円形の第１孔４４が形成される。負極シート３６に半径ｂの円形の第２孔５１が形成される。ケース１４は、積層された正極ユニット３４と負極シート３６を収容する。ケース１４は、略六面体であって、底面１５ａとｚ面１５ｃとｘ面１５ｂを有する。正極ユニット３４と負極シート３６の積層方向をｚ方向とし、ｚ方向に対して垂直でかつ相互に垂直な関係になる方向をｘ方向とｙ方向とする。底面１５ａは、ｙ方向に対して略垂直なｙ面であり、ｚ面１５ｃは、ｚ方向に略垂直であり、ｘ面１５ｂはｘ方向に略垂直である。ｘ面１５ｂとｚ面１５ｃの間において曲率半径Ｒｘに相当する大きさのｘｚ連結部１５ｄが形成される。底面１５ａとｚ面１５ｃの間において曲率半径Ｒｙに相当する大きさのｙｚ連結部が形成される。

正極ユニット３４がｘ面１５ｂに対向する正ｘ辺（第１ｘ辺）３４ａと、底面１５ａに対向する正ｙ辺（第１ｙ辺）３４ｂを有する。負極シート３６がｘ面１５ｂに対向する負ｘ辺（第２ｘ辺）３６ａと、底面１５ａに対向する負ｙ辺（第２ｙ辺）３６ｂを有する。第１孔４４と第２孔５１は、上記式１を満たすように形成される。正極ユニット３４と負極シート３６が式２、式３を満たすように形成される。

式１〜３のＸは、正ｘ辺（第１ｘ辺）３４ａと負ｘ辺（第２ｘ辺）３６ａの積層方向視における距離である。Ｘは、負ｘ辺３６ａが正ｘ辺３４ａよりもｘ面１５ｂに近い場合に正、正ｘ辺３４ａが負ｘ辺３６ａよりもｘ面１５ｂに近い場合に負である。あるいはＸは、吊下げ状態において負ｘ辺３６ａが正ｘ辺３４ａより外側に位置する場合に正、正ｘ辺３４ａが負ｘ辺３６ａより外側に位置する場合に負である。Ｙは、正ｙ辺（第１ｙ辺）３４ｂと負ｙ辺（第２ｙ辺）３６ｂの積層方向視における距離である。Ｙは、負ｙ辺３６ｂが正ｙ辺３４ｂよりも底面１５ａに近い場合に正、正ｙ辺３４ｂが負ｙ辺３６ｂよりも底面１５ａに近い場合に負である。あるいはＹは、吊下げ状態において負ｙ辺３６ｂが正ｙ辺３４ｂより外側に位置する場合に正、正ｙ辺３４ｂが負ｙ辺３６ｂより外側に位置する場合に負である。（ｘ１，ｙ１）は、第２孔５１の中心を基準とし、前記中心からｘ面１５ｂへの方向をプラスｘ方向、前記中心から底面１５ａへの方向をプラスｙ方向とした際の第１孔４４の中心のｘｙ座標である。

したがって正極ユニット３４と負極シート３６の大きさあるいは形状が異なる場合であっても下記のように正極ユニット３４と負極シート３６を容易に位置合わせできる。先ず図８に示すように正ｘ辺３４ａと負ｘ辺３６ａ、正ｙ辺３４ｂと負ｙ辺３６ｂを位置合わせしつつ、正極ユニット３４と負極シート３６を重ねる。この仮整列状態において第１孔４４と第２孔５１は、保持部材５８を挿入できるように少なくとも１部が重なる。保持部材５８を第１孔４４と第２孔５１に挿入し、保持部材５８に対して正極ユニット３４と負極シート３６を吊り下げる。これにより第１孔４４の中心座標が第２孔５１の中心に対して（ｘ１，ｙ１）となるように正極ユニット３４が負極シート３６に対して移動する。これにより正極ユニット３４と負極シート３６を所定の相対位置となるように整合できる（正整列状態）。

したがって図７に示すように仮整列状態では２辺を揃えるように正極ユニット３４と負極シート３６を積層する。そのため正極ユニット３４と負極シート３６の大きさ等が異なる場合であっても容易に仮整列状態にできる。図１０に示すように正整列状態では第１孔４４と第２孔５１に挿入した保持部材５８によって正極ユニット３４と負極シート３６を吊下げて所定の相対位置へ移動させ得る。これにより正極ユニット３４と負極シート３６を精度良く位置合わせできる。しかも正極ユニット３４と負極シート３６を一枚一枚重ねる場合に比べて短時間で位置合わせできる。これにより蓄電装置１０の生産性を向上させ得る。

負極シート３６は、図１１に示すように正極ユニット３４よりも大きい。そのため負極シート３６の負活物質層（負塗工部）４７を正極シート４０の正活物質層（正塗工部）４２よりも大きくしやすい。これにより正活物質層４２を負活物質層４７によって覆うように設定しやすい。そのため正極から放出されたリチウムイオンが負極でリチウムとして析出することを抑制し得る。

上述の蓄電装置１０の製造方法では、図７に示すように大きさまたは形状の異なる正極ユニット（第１極シート）３４と負極シート（第２極シート）３６において、正極ユニット３４の端縁と負極シート３６の端縁を揃えつつ正極ユニット３４と負極シート３６を交互に積層する。図８，１０に示すように少なくとも一部が積層方向に重なる正極ユニット３４の第１孔４４と負極シート３６の第２孔５１に保持部材５８を挿入する。正極ユニット３４と負極シート３６を保持部材５８に吊下げまたは保持部材５８で持ち上げて正極ユニット３４と負極シート３６を所定の相対位置とする。正極ユニット３４と負極シート３６を束ねて保持部材５８を第１孔４４と第２孔５１から抜く。正極ユニット３４と負極シート３６をケース１４に収容する。したがって正極ユニット３４と負極シート３６の大きさが異なる場合であっても正極ユニット３４と負極シート３６を容易に位置合わせできる。

図７に示すように正極ユニット（第１極シート）３４と負極シート（第２極シート）３６を交互に落下させ、正極ユニット３４の正ｘ辺（第１ｘ辺）３４ａと負極シート３６の負ｘ辺（第２ｘ辺）３６ａをガイド５３のガイドｘ面５３ａに当て、正極ユニット３４の正ｙ辺（第１ｙ辺）３４ｂと負極シート３６の負ｙ辺（第２ｙ辺）３６ｂをガイド５３のガイドｙ面５３ｂに当てる。したがって正極ユニット３４と負極シート３６は、大きさまたは形状が異なる場合であっても２辺において位置合わせされる。しかも重力を利用するために正極ユニット３４と負極シート３６を簡易に位置合わせできる。

本発明の形態を上記構造を参照して説明したが、本発明の目的を逸脱せずに多くの交代、改良、変更が可能であることは当業者であれば明らかである。したがって本発明の形態は、添付された請求項の精神と目的を逸脱しない全ての交代、改良、変更を含み得る。例えば本発明の形態は、前記特別な構造に限定されず、下記のように変更が可能である。

蓄電装置は、図６に示す正極ユニット３４と負極シート３６に代えて、図１６に示す正極シート（第１極シート）７０と負極シート（第２極シート）７５とセパレータ８０を有していても良い。正極シート７０は、正集電体７１と正集電体７１上に設けられた正活物質層７２を有する。正集電体７１の上縁にはタブ７４が形成される。正活物質層７２が設けられた正塗工部には、第１孔７３が形成される。負極シート７５は、負集電体７６と負集電体７６上に設けられた負活物質層７７を有する。負集電体７６の上縁にはタブ７９が形成される。負活物質層７７が設けられた負塗工部には、第２孔７８が形成される。

図１６に示すように正極シート７０と負極シート７５は、略四角形であって、負極シート７５が正極シート７０に比べて大きい。例えば負極シート７５の幅が正極シート７０の幅よりも大きい。セパレータ８０は、略四角形であって、正極シート７０と負極シート７５の間に設置されて、正極シート７０と負極シート７５を遮断する。セパレータ８０には、第３孔８１が形成される。第１孔７３と第２孔７８と第３孔８１は、それぞれ正極シート７０、負極シート７５、セパレータ８０の上領域の左右部に形成される。第１孔７３と第２孔７８と第３孔８１は、それぞれ円形である。

図１６に示す第２孔７８は、第１孔７３よりも小さい。したがって第２孔７８の周辺において負塗工部は、正塗工部よりも広い。これにより例えば正塗工部から放出されたリチウムイオンが負塗工部でリチウム析出されることが抑制され得る。第１孔７３と第２孔７８は、図１４に示す第１孔４４と第２孔５１と同様に式１の関係を満たすように半径と位置が決定される。第１孔７３と第３孔８１、および第２孔７８と第３孔８１もそれぞれ式１と同様の関係が成立するように半径と位置が決定される。

したがって正極シート７０、負極シート７５、セパレータ８０は、大きさがそれぞれ相違していても、ｘ辺とｙ辺を揃えつつ積層した仮整合状態において第１孔７３と第２孔７８と第３孔８１の一部が積層方向に重なる。したがって第１孔７３と第２孔７８と第３孔８１に図１０に示す保持部材５８を挿入し、保持部材５８によって正極シート７０、負極シート７５、セパレータ８０を吊下げることができる。これにより正極シート７０、負極シート７５、セパレータ８０を例えば各中心が対応するように正整合させることができる。

蓄電装置は、図６に示す正極ユニット３４と負極シート３６に代えて、図１７に示す正極シート（第１極シート）９０と負極シート（第２極シート）８５とセパレータ９６を有していても良い。正極シート９０は、正集電体９１と正集電体９１上に設けられた正活物質層９２を有する。正集電体９１の上縁にはタブ９３と懸吊片９４が形成される。懸吊片９４は、正集電体９１の上縁の左右部から延出する。懸吊片９４は、正活物質層９２を避けた領域であり、懸吊片９４に第１孔９５が形成される。負極シート８５は、負集電体８６と負集電体８６上に設けられた負活物質層８７を有する。負集電体８６の上縁にはタブ８８と懸吊片８３が形成される。懸吊片８３は、負集電体８６の上縁の左右部から延出する。懸吊片８３は、負活物質層８７を避けた領域であり、懸吊片８３に第２孔８４が形成される。

図１７に示すように正極シート９０と負極シート８５は、略四角形であって、負極シート８５が正極シート９０に比べて大きい。例えば負極シート８５の幅が正極シート９０の幅よりも大きい。セパレータ９６は、略四角形であって、正極シート９０と負極シート８５の間に設置されて、正極シート９０と負極シート８５を遮断する。セパレータ９６には、第３孔９７が形成される。第１孔９５と第２孔８４と第３孔９７は、それぞれ正極シート９０、負極シート８５、セパレータ９６の上領域の左右部に形成される。第１孔９５と第２孔８４と第３孔９７は、それぞれ円形である。

図１７に示す第１孔９５は、正活物質層（正塗工部）９２の外の正集電体９１に位置する。第１孔９５が第２孔８４よりも小さい。したがって正集電体９１が破損することが抑制され得る。例えば正集電体９１がアルミニウム製であり、負集電体８６が銅製である場合、正集電体９１が負集電体８６よりも破損しやすい。製造過程において第１孔９５と第２孔８４に図１０に示す保持部材５８を挿入した場合、径が小さいほど保持部材５８に接する面積が広くなり、保持部材５８から受ける圧力が小さくなる。そのため第１孔９５の周縁は、第２孔８４の周縁よりも保持部材５８から受ける圧力が小さい。かくして正集電体９１が破損することが抑制され得る。

第１孔９５と第２孔８４は、図１４に示す第１孔４４と第２孔５１と同様に式１の関係を満たすように半径と位置が決定される。第１孔９５と第３孔９７、および第２孔８４と第３孔９７もそれぞれ式１の同様の関係が成立するように半径と位置が決定される。したがって正極シート９０、負極シート８５、セパレータ９６は、大きさがそれぞれ相違していても、ｘ辺とｙ辺を揃えつつ積層した仮整合状態において第１孔９５と第２孔８４と第３孔９７の一部が積層方向に重なる。

保持部材５８は、図１０に示す棒に代えて紐を有していても良い。例えば図１０に示す第１孔４４と第２孔５１に紐を挿入し、紐にテンションを付与して紐を直線状とし、正極ユニット３４と負極シート３６を紐に吊下げても良い。

図６に示すように第１孔４４と第２孔５１は、第１極シート（正極ユニット３４）と第２極シート（負極シート３６）の上領域の左右部に形成されている。これに代えて第１孔と第２孔は、第１極シートと第２極シートの他の場所に形成されても良い。例えば第１孔が第１極シートの下領域の左右部に形成され、第２孔が第２極シートの下領域の左右部に形成されても良い。この場合、第１極シートと第２極シートが保持部材によって持ち上げられて正整合され得る。

第１極シート（正極ユニット３４）と第２極シート（負極シート３６）のそれぞれには、図６に示すように例えば２つの孔が形成されている。これに代えて第１極シートと第２極シートには、３つ以上の孔が形成され、各孔に保持部材が挿入されても良い。

図１１に示す２つの第１孔４４の間隔は、２つの第２孔５４の間隔と同じ大きさに設定されている。２つの第１孔４４は、第１極シート（正極ユニット３４）の重心を通る垂線に対して左右対称となる場所に位置する。２つの第２孔５４は、第２極シート（負極シート３６）の重心を通る垂線に対して左右対称に位置する。そのため第１孔４４と第２孔５４は、正整合状態において保持部材５８によって最上部において一致する。これに代えて第１孔と第２孔を上記と異なる位置に設けても良い。この場合、正整合状態において第１孔の中心と第２孔の中心は、図１４においてｘ方向においても位置がずれ得る。

図６に示すように正極ユニット３４は、負極シート３６よりも小さい。これに代えて正極ユニット３４は、負極シート３６よりも大きくても良い。図１６，１７に示すように正極シート７０，９０は、負極シート７５，８５よりも小さい。これに代えて正極シート７０，９０は、負極シート７５，８５よりも大きくても良い。

蓄電装置は、図６に示す正極ユニット３４と負極シート３６に代えて、正極シートと負極ユニットを有し、負極ユニットが負極シートと負極シートを覆うセパレータを有していても良い。

図１７に示す第２孔８４は、負活物質層８７を有する塗工部を避けて設けられる。これに代えて第２孔は、塗工部に設けられても良い。この場合も第１孔９５が第２孔よりも小さいことが好ましい。これにより負集電体８６よりも破れやすい正集電体９１の破損が抑制され得る。

図６に示すように第１孔４４と第２孔５１は、円形である。これに代えて第１孔と第２孔は、楕円、多角形、半円等の他の形状であっても良い。

１０ 蓄電装置
１２ 電極組立体
１４ ケース
１５ａ 底面
１５ｂ ｘ面
１５ｃ ｚ面
１５ｄ ｘｚ連結部
１５ｅ ｙｚ連結部
１５ｆ ｚ端縁
１８ 電極積層体
３４ 正極ユニット（第１極シート）
３４ａ 正ｘ辺（第１ｘ辺）
３４ｂ 正ｙ辺（第１ｙ辺）
３６，７５，８５ 負極シート（第２極シート）
３６ａ 負ｘ辺（第２ｘ辺）
３６ｂ 負ｙ辺（第２ｙ辺）
３８，８０，９６ セパレータ
４０，７０，９０ 正極シート
４４，７３，９５ 第１孔
５１，５４，７８，８４ 第２孔
５０，８３，９４ 懸吊片
５３ ガイド
５３ａ ｘ面
５３ｂ ｙ面
５７ 本整列治具
５８ 保持部材

Claims (9)

1. 蓄電装置であって、
   半径ａの円形の第１孔が形成された第１極シートと、
   半径ｂの円形の第２孔が形成される第２極シートと、
   積層された前記第１極シートと前記第２極シートを収容するケースを有し、
   前記ケースは、略六面体であって、前記第１極シートと前記第２極シートの積層方向をｚ方向とし、前記ｚ方向に対して垂直でかつ相互に垂直な関係になる方向をｘ方向とｙ方向とし、前記ｙ方向に対して略垂直なｙ面である底面と、前記ｚ方向に略垂直なｚ面と、前記ｘ方向に略垂直なｘ面と、前記ｘ面と前記ｚ面の間において曲率半径Ｒｘに相当する大きさのｘｚ連結部と、前記底面と前記ｚ面の間において曲率半径Ｒｙに相当する大きさのｙｚ連結部を有し、
   前記第１極シートが前記ｘ面に対向する第１ｘ辺と、前記底面に対向する第１ｙ辺を有し、
   前記第２極シートが前記ｘ面に対向する第２ｘ辺と、前記底面に対向する第２ｙ辺を有し、
   前記第１孔と前記第２孔は、下記の式１を満たすように形成され、
   前記第１極シートと前記第２極シートが式２、式３を満たすように形成され、
   式１：ａ＋ｂ＞√（（ｘ１＋Ｘ）²＋（ｙ１＋Ｙ）²）、
   式２：|Ｘ|＞Ｒｘ、式３：|Ｙ|＞Ｒｙ、
   Ｘは、前記第１ｘ辺と前記第２ｘ辺の前記積層方向視における距離であり、前記第２ｘ辺が前記第１ｘ辺よりも前記ｘ面に近い場合に正、前記第１ｘ辺が前記第２ｘ辺よりも前記ｘ面に近い場合に負であり、
   Ｙは、前記第１ｙ辺と前記第２ｙ辺の前記積層方向視における距離であり、前記第２ｙ辺が前記第１ｙ辺よりも前記底面に近い場合に正、前記第１ｙ辺が前記第２ｙ辺よりも前記底面に近い場合に負であり、
   （ｘ１，ｙ１）は、前記第２孔の中心を基準とし、前記中心から前記ｘ面への方向をプラスｘ方向、前記中心から前記底面への方向をプラスｙ方向とした際の前記第１孔の中心のｘｙ座標である蓄電装置。
2. 請求項１に記載の蓄電装置であって、
   前記第１極シートは、正集電体上に正活物質が塗られた正塗工部を有する正極シート、あるいは前記正極シートと前記正極シートを覆うセパレータを有する正極ユニットであり、
   前記第２極シートは、負集電体上に負活物質が塗られた負塗工部を有する負極シート、あるいは前記負極シートと前記負極シートを覆うセパレータを有する負極ユニットである蓄電装置。
3. 請求項２に記載の蓄電装置であって、
   前記第１孔が前記正塗工部に位置し、
   前記第２孔が前記負塗工部に位置し、前記第２孔が前記第１孔よりも小さい蓄電装置。
4. 請求項２に記載の蓄電装置であって、
   前記第１孔が前記正塗工部の外の前記正集電体に位置し、前記第１孔が前記第２孔よりも小さい蓄電装置。
5. 蓄電装置の製造方法であって、
   大きさまたは形状の異なる第１極シートと第２極シートにおいて、前記第１極シートの端縁と前記第２極シートの端縁とを揃えつつ前記第１極シートと前記第２極シートを交互に積層し、
   少なくとも一部が積層方向に重なる前記第１極シートの第１孔と前記第２極シートの第２孔に保持部材を挿入し、
   前記第１極シートと前記第２極シートを前記保持部材に吊下げまたは前記保持部材で持ち上げて前記第１極シートと前記第２極シートを所定の相対位置とし、
   前記第１極シートと前記第２極シートを束ねて前記保持部材を前記第１孔と前記第２孔から抜き、
   前記第１極シートと前記第２極シートをケースに収容する蓄電装置の製造方法。
6. 請求項５に記載の蓄電装置の製造方法であって、
   前記端縁を揃えつつ前記第１極シートと前記第２極シートを交互に積層する際、前記第１極シートと前記第２極シートを交互に落下させ、前記第１極シートの第１ｘ辺と前記第２極シートの第２ｘ辺をガイドのガイドｘ面に当て、前記第１極シートの第１ｙ辺と前記第２極シートの第２ｙ辺を前記ガイドのガイドｙ面に当てる蓄電装置の製造方法。
7. 請求項６に記載の蓄電装置の製造方法であって、
   前記第１孔が半径ａの円形であり、
   前記第２孔が半径ｂの円形であり、
   前記第１孔と前記第２孔が下記の式１を満たすように形成され、
   式１：ａ＋ｂ＞√（（ｘ１＋Ｘ）²＋（ｙ１＋Ｙ）²）、
   Ｘは、前記第１極シートと前記第２極シートを前記保持部材に吊り下げた吊下げ状態における前記第１ｘ辺と前記第２ｘ辺の前記積層方向視における距離であり、前記第２ｘ辺が前記第１ｘ辺より外側に位置する場合が正、前記第１ｘ辺が前記第２ｘ辺より外側に位置する場合が負であり、
   Ｙは、前記吊下げ状態における前記第１ｙ辺と前記第２ｙ辺の前記積層方向視における距離であり、前記第２ｙ辺が前記第１ｙ辺より外側に位置する場合に正、前記第１ｙ辺が前記第２ｙ辺より外側に位置する場合に負であり、
   （ｘ１，ｙ１）は、前記第２孔の中心を基準とし、前記中心から前記第２ｘ辺への方向をプラスｘ方向、前記中心から前記第２ｙ辺への方向をプラスｙ方向とした際の前記吊下げ状態における前記第１孔の中心のｘｙ座標である蓄電装置の製造方法。
8. 請求項７に記載の蓄電装置の製造方法であって、
   前記ケースは、略六面体であって、前記第１ｙ辺と前記第２ｙ辺に対向する底面と、前記第１ｘ辺と前記第２ｘ辺に対向するｘ面と、前記底面と前記ｘ面に対して略直交するｚ面と、前記ｘ面と前記ｚ面の間において曲率半径Ｒｘに相当する大きさのｘｚ連結部と、前記底面と前記ｘ面の間において曲率半径Ｒｙに相当する大きさのｙｚ連結部を有し、かつ|Ｘ|＞Ｒｘ、|Ｙ|＞Ｒｙの関係を有する蓄電装置の製造方法。
9. 請求項５〜８のいずれか１つに記載の蓄電装置の製造方法であって、
   前記第１極シートは、正集電体上に正活物質が塗られた正塗工部を有する正極シート、あるいは前記正極シートと前記正極シートを覆うセパレータを有する正極ユニットであり、
   前記第２極シートは、負集電体上に負活物質が塗られた負塗工部を有する負極シート、あるいは前記負極シートと前記負極シートを覆うセパレータを有する負極ユニットである蓄電装置の製造方法。

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