JP2016167415A - 蓄電装置及び蓄電装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造工程において積層型の電極組立体を形成する際に、電極とセパレータの位置決めを容易に行い、かつ電極の搬送も容易に行う。【解決手段】二次電池は、金属箔１６の両面に活物質層１７が形成され、正極タブ１８を有する正極１３と、金属箔１９の両面に活物質層２０が形成され、負極タブ２１を有する負極１４との間にセパレータ１５が介在する状態で積層された電極組立体１２が、ケースに収容された蓄電装置である。そして、負極１４は、負極タブ２１が突出する辺以外の３辺に沿って形成された活物質未塗工部２２に折り曲げ線２３が存在する。【選択図】図３

Description

本発明は、蓄電装置及び蓄電装置の製造方法に係り、詳しくはケース内に積層型の電極組立体を収容した蓄電装置及び蓄電装置の製造方法に関する。

ＥＶ（Electric Vehicle）やＰＨＶ（Plug in Hybrid Vehicle）などの車両には、原動機となる電動機への供給電力を蓄える蓄電装置としてリチウムイオン電池などの二次電池が搭載されている。二次電池として、金属箔に負極活物質を塗布した負極電極と金属箔に正極活物質を塗布した正極電極との間を絶縁し、これらを積層して層状とした積層型の電極組立体を有する物がある。電極組立体は、二次電池のケース内に収容される。

二次電池は、電極組立体をケース内に収容した際に、正極電極と負極電極の積層ずれが生じると、電池出力の低下に繋がる。電極の積層ずれによる電池出力の低下を抑制し得る積層型の電極組立体として、図１７（ａ）に示すように、四隅に折り曲げ線６１ｂで折り曲げられた曲げ部６１ａを設けた正極電極６１と、同様に四隅に曲げ部を設けた負極電極とをセパレータを介して積層した電極組立体が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１には、図１７（ｂ）に示すように、円弧状をなす複数の曲げ部６２ａを有する正極電極６２と、同様に円弧状をなす複数の曲げ部を設けた負極電極とをセパレータを介して積層する構成も開示されている。また、図１７（ｃ）に示すように、折り曲げ線６３ｂで折り曲げられた２個の曲げ部６３ａが正極電極６３の面上では交差せずに異なる方向に延びるように形成された構成も開示されている。

特開２０１４−７２００８号公報

特許文献１の構成では、電極（正極及び負極）を吸引ノズルでピックアップしたり、ロボットハンドで把持したりする場合の作業がし難い。また、複数の電極をベルトコンベアで順次搬送中に、電極の不良品をベルトコンベア上から排出するのが難しい。

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、製造工程において積層型の電極組立体を形成する際に、電極とセパレータの位置決めを容易に行うことができ、かつ電極の搬送も容易な蓄電装置及びその製造方法を提供することにある。

上記課題を解決する蓄電装置は、集電体の少なくとも片面に活物質層が形成され、正極タブを有する正極と、集電体の少なくとも片面に活物質層が形成され、負極タブを有する負極と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が、ケースに収容された蓄電装置である。そして、前記正極及び前記負極の少なくとも一方は、少なくとも対向する２辺に沿って活物質未塗工部が形成され、前記活物質未塗工部に折り曲げ線が存在する。

この構成の電極組立体は、電極組立体を形成する際に、折り曲げ線の部分で活物質未塗工部を折り曲げて折り曲げ片を形成した状態で、正極及び負極を間にセパレータが存在する状態で積層することにより、折り曲げ片が位置決め機能発揮し、位置ずれが抑制された状態で積層される。また、折り曲げ片が形成された状態では、当該電極は撓み難くなり、積層する際に電極を一枚ずつ保持して積層位置まで搬送する搬送方法として、活物質層部分において電極を吸引部で吸着する方法に限らず、折り曲げ片をロボットハンドで把持することもでき、搬送の自由度が高くなる。したがって、製造工程において積層型の電極組立体を形成する際に、電極とセパレータの位置決めを容易に行うことができ、かつ電極の搬送も容易に行うことができる。

前記活物質未塗工部は、前記正極タブあるいは前記負極タブが突出する辺を除いた３辺に沿って形成され、各活物質未塗工部に折り曲げ線が存在することが好ましい。この構成では、積層型の電極組立体を形成する際に、折り曲げ線で折り曲げられた折り曲げ片が３辺に存在する状態で、正極及び負極を間にセパレータが存在する状態で積層することにより、折り曲げ片が２辺に存在する場合に比べて、位置決めの精度が高くなる。

前記折り曲げ線は前記負極に形成され、前記セパレータは袋状に形成され、前記正極は袋状に形成された前記セパレータに、前記正極タブが前記セパレータから突出する状態で収容され、かつ前記正極の面積は前記負極の前記折り曲げ線より内側の面積より小さいことが好ましい。

この構成では、正極は袋状のセパレータに収容され、かつ正極の活物質層の面積は負極の折り曲げ線より内側の面積より小さいため、負極と、正極が収容された袋状のセパレータとを交互に積層することにより、正極と負極とが所定の状態に位置決めされた積層型の電極組立体を容易に形成することができる。

上記課題を解決する蓄電装置の製造方法は、集電体の少なくとも片面に活物質層が形成され、正極タブを有する正極と、集電体の少なくとも片面に活物質層が形成され、負極タブを有する負極と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が、ケースに収容された蓄電装置の製造方法である。そして、前記電極組立体の製造工程は、前記正極及び前記負極の少なくとも一方を、少なくとも対向する２辺に沿って活物質未塗工部が形成され、かつ前記活物質未塗工部に形成された折り曲げ線に沿って前記活物質未塗工部が折り曲げられた折り曲げ片を有するように形成し、前記正極と前記負極とを前記セパレータを介して積層する際に、前記正極、前記セパレータ及び前記負極が、前記折り曲げ片によって位置決めされた状態で積層する積層工程を備えている。

この構成では、積層型の電極組立体の製造工程において、正極及び負極の少なくとも一方を、少なくとも対向する２辺に沿って活物質未塗工部が形成され、かつ活物質未塗工部に形成された折り曲げ線に沿って活物質未塗工部が折り曲げられた折り曲げ片を有するように形成する。そして、正極と負極とをセパレータを介して積層する際に、正極、セパレータ及び負極が折り曲げ片によって位置決めされた状態で積層する。折り曲げ片が形成された状態では、当該電極は撓み難くなり、積層する際に電極を一枚ずつ保持して積層位置まで搬送する搬送方法として、活物質層部分において電極を吸引部で吸着する方法に限らず、折り曲げ片をロボットハンドで把持することもでき、搬送の自由度が高くなる。したがって、製造工程において積層型の電極組立体を形成する際に、電極とセパレータの位置決めを容易に行うことができ、かつ電極の搬送も容易に行うことができる。

前記電極組立体の製造工程で製造された前記電極組立体を前記ケースに収容する場合、前記正極及び前記負極の少なくとも一方に形成された前記折り曲げ片を元に戻した状態で前記ケースに収容することが好ましい。

折り曲げ片が折り曲げられた状態のままで電極組立体をケース内に収容しようとすると、折り曲げ片の先端が電極組立体の一方の面より突出する状態となるため、折り曲げられた部分の先端がケースと干渉して位置ずれしないように、ケースの厚さ方向において対向する二つの内面の間隔を広くする必要があり、ケースの厚さが厚くなる。しかし、折り曲げ片を元に戻した状態で電極組立体をケースに収容すれば、ケースの厚さを厚くする必要がない。

本発明によれば、製造工程において積層型の電極組立体を形成する際に、電極とセパレータの位置決めを容易に行うことができ、かつ電極の搬送も容易に行うことができる。

第１の実施形態の二次電池の断面図。 電極組立体の正極、負極及びセパレータの関係を示す概略斜視図。 負極の折り曲げ部が折り曲げられた状態の電極組立体の正極、負極及びセパレータの関係を示す概略斜視図。 （ａ）〜（ｄ）は負極の製造工程を示す模式図。 （ａ）は負極とセパレータと正極とが積層された状態を示す概略斜視図、（ｂ）は積層後に折り曲げ部が延ばされた状態を示す概略斜視図。 （ａ）は負極を吸引手段でピックアップする状態の模式図、（ｂ）は負極をロボットハンドで把持する状態の模式図、（ｃ）は折り曲げ片が形成されていない負極を吸引手段でピックアップする状態の模式図。 搬送される負極をベルトコンベア上から排出する状態を示す模式図。 第２の実施形態の電極組立体の正極、負極及びセパレータの関係を示す概略斜視図。 負極の折り曲げ部が折り曲げられた状態の電極組立体の正極、負極及びセパレータの関係を示す概略斜視図。 （ａ）〜（ｃ）は負極の製造工程示す部分断面図。 （ａ）は負極とセパレータと正極とが積層された状態を示す概略斜視図、（ｂ）は積層後に折り曲げ部が延ばされた状態を示す概略斜視図。 （ａ），（ｂ）は第３の実施形態の負極の製造工程を示す模式図。 電極組立体の正極、負極及びセパレータの関係を示す概略斜視図。 電極組立体をケースに収容する時の状態を示す模式図。 別の実施形態の電極組立体の図３に対応する概略斜視図。 別の実施形態の電極組立体の図３に対応する概略斜視図。 （ａ）〜（ｃ）は従来技術の電極を示す斜視図。

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図７にしたがって説明する。
図１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と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及び図示しない電解液が収容されている。ケース本体１１ａと蓋体１１ｂは、何れも金属製（例えば、ステンレス製やアルミニウム製）である。また、ケース本体１１ａの底壁から立設される各側壁の内面は平面である。また、本実施形態の二次電池１０は、リチウムイオン電池である。

図２に示すように、電極組立体１２は、シート状の正極１３と、シート状の負極１４と、正極１３と負極１４の間を絶縁するセパレータ１５とを有する。
正極１３は、集電体としての金属箔（本実施形態ではアルミニウム箔）１６の両面に活物質層１７が形成され、一端には正極タブ１８を有する。負極１４は、集電体としての金属箔（本実施形態では銅箔）１９の両面に活物質層２０が形成され、一端には負極タブ２１を有する。

負極１４は、負極タブ２１の突出側の辺を挟む対向する２辺と、負極タブ２１の突出側と反対側の辺の３辺に沿ってそれぞれ活物質未塗工部２２が形成され、かつ各活物質未塗工部２２にはそれぞれ活物質層２０の端部と平行に延びる折り曲げ線２３が存在する。

この実施形態では、セパレータ１５は、長方形のシート状をなす多孔質の樹脂フィルムを長手方向に二つ折りにするとともに、対向配置される平面同士を熱溶着により接合して袋状に形成されている。正極１３は袋状に形成されたセパレータ１５に、正極タブ１８がセパレータ１５から突出する状態で収容され、かつ正極１３の活物質層１７の面積は負極１４の折り曲げ線２３より内側の面積より小さい。そして、セパレータ１５が、負極１４に形成された３本の折り曲げ線２３の内側に位置する状態で、隣り合う負極１４に挟まれた状態において押圧された状態で電極組立体１２が構成され、ケース本体１１ａ内に収容されている。

負極１４の活物質未塗工部２２は、電極組立体１２がケース本体１１ａに収容された状態では、折り曲げ線２３の部分も折り曲げられずに平坦な状態に保持されている。しかし、正極１３が収容されたセパレータ１５と、負極１４とを交互に積層して電極組立体１２を形成する際には、図３に示すように、３つ各活物質未塗工部２２には、折り曲げ線２３の部分で折り曲げられて折り曲げ片２４が形成されている。そして、正極１３が収容されたセパレータ１５は、負極１４の３つの折り曲げ片２４に３辺が係合して位置決めされた状態で積層される。その後、電極組立体１２をケース本体１１ａに収容する前に、電極組立体１２はプレス作用を受けて折り曲げ片２４が延ばされた状態でケース本体１１ａに収容される。

図１に示すように、電極組立体１２はケース１１に収納された状態において、電極組立体１２と電気を授受する正極端子２５及び負極端子２６が蓋体１１ｂから突出する状態に形成されている。正極端子２５及び負極端子２６は、蓋体１１ｂに形成された孔１１ｃに取り付けられたリング状の絶縁部材２７を貫通する状態で設けられている。正極端子２５は正極導電部材２８を介して正極タブ１８に電気的に接続され、負極端子２６は負極導電部材２９を介して負極タブ２１に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、絶縁シート３０が取着されている。

次に前記のように構成された二次電池１０の製造方法を説明する。
二次電池１０の製造方法のうち、正極１３、セパレータ１５及び正極１３が収容されたセパレータ１５は、一般的な方法で製造されるため、負極１４の製造工程と、その負極１４と、正極１３が収容されたセパレータ１５とで電極組立体１２を製造する製造工程について説明する。

負極１４の製造は、先ず、図４（ａ）に示すように、金属箔１９の両面に活物質層２０が間欠的に形成された帯状の電極前駆体３１から負極形成材３２を打ち抜く。なお、図４（ａ）には負極形成材３２の形状を二点鎖線で図示している。図４（ｂ）に示すように、打ち抜かれた負極形成材３２は、活物質層２０の周囲に活物質未塗工部２２を有し、活物質層２０の長手方向に沿って延びる一方の活物質未塗工部２２から負極タブ２１が突出し、かつ活物質層２０の４つの角部と対向する位置に切り欠き部３３を有する。

次に、負極形成材３２の活物質未塗工部２２のうち負極タブ２１が突出していない３つの活物質未塗工部２２を、図４（ｃ）に示すように、活物質層２０の面に対して垂直より外側に向かって傾斜するように、折り曲げ線２３において折り曲げ加工して折り曲げ片２４を形成することにより負極１４が形成される。

このように形成された負極１４は、図４（ｄ）に示すように、重ねられると、負極１４の各折り曲げ片２４同士が当接する状態で位置決めされて積層された状態になる。そのため、負極形成材３２から形成された負極１４を一時的に保管する際、位置決めされて積層された状態で保管することができ、保管スペースの確保が容易になる。

前記のように形成された負極１４と、正極１３が収容されたセパレータ１５とで電極組立体１２を製造する場合は、先ず、図５（ａ）に示すように、折り曲げ片２４が上側に延びる状態で、負極１４を配置した状態から、正極１３が収容されたセパレータ１５と、負極１４とを交互に積層する。正極１３が収容されたセパレータ１５は、負極１４の上に配置される際、多少のずれがあっても、斜め上方に向かって延びる各折り曲げ片２４と係合して、位置決めされた状態で所定の位置に配置される。

そして、セパレータ１５の上に配置される負極１４は、そのセパレータ１５の下に配置された負極１４の折り曲げ片２４と係合する状態で位置決めされる。そのため、正極１３が収容されたセパレータ１５と、負極１４とを交互に所定枚数積層して形成された電極組立体１２は、各負極１４、各セパレータ１５、各正極１３が所定位置に位置決めされた状態となる。その後、電極組立体１２は、プレス装置でプレスされ、図５（ｂ）に示すように、各折り曲げ片２４が活物質層１７から真っ直ぐ延びる状態に戻され、その状態でケース本体１１ａに収容される。電極組立体１２は、図示しないテープや治具により、折り曲げ片２４を真っ直ぐ延びる状態に保持した状態でケース本体１１ａに収容される。

負極１４を１枚ずつ搬送する場合、負極１４に折り曲げ片２４が形成されていない場合は、図６（ｃ）に示すように、負極１４の１箇所を吸引部４０で吸着して搬送すると、負極１４が撓み、搬送し難いだけでなく、負極１４を所定位置に重ねて配置する際に位置ずれが発生し易い。しかし、この実施形態では、負極１４は、負極タブ２１の突出する辺以外の３つの辺に活物質層１７に隣接して活物質未塗工部２２が形成され、活物質未塗工部２２が折り曲げ線２３で折り曲げられて折り曲げ片２４が形成されている。そのため、図６（ａ）に示すように、負極１４の１箇所を吸引部４０で吸着して搬送する際に負極１４に撓みが発生せずに搬送が容易になる。また、図６（ｂ）に示すように、折り曲げ片２４をロボットハンド４１で把持して搬送しても、負極１４に撓みが発生せずに支障なく搬送することができる。即ち、搬送の自由度が高くなる。なお、折り曲げ片２４は、実際は斜め上側に向かって延びているが、便宜上、図６（ａ），（ｂ）及び図７では、垂直に延びる状態で図示している。

また、負極１４の製造工程で形成された負極１４を図７に示すように、ベルトコンベア４２を用いて、一次保管場所へ搬送する場合に、ベルトコンベア４２の側方の所定位置にシリンダ４３を配置する。そして、負極１４の搬送途中において、不良品の負極１４の折り曲げ片２４の部分を、シリンダ４３により往復移動される押出部材４４で押圧して、ベルトコンベア４２上から容易に排出することもできる。

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は、金属箔１６の両面に活物質層１７が形成され、正極タブ１８を有する正極１３と、金属箔１９の両面に活物質層２０が形成され、負極タブ２１を有する負極１４との間にセパレータ１５が介在する状態で積層された電極組立体１２が、ケース１１に収容された蓄電装置である。そして、負極１４は、負極タブ２１が突出する辺以外の３辺に沿って形成された活物質未塗工部２２に折り曲げ線２３が存在する。

電極組立体１２は、電極組立体１２を形成する際に、折り曲げ線２３の部分で活物質未塗工部２２を折り曲げて折り曲げ片２４を形成した状態で、正極１３及び負極１４を間にセパレータ１５が存在する状態で積層することにより、折り曲げ片２４が位置決め機能発揮し、位置ずれが抑制された状態で積層される。また、折り曲げ片２４が形成された状態では、負極１４は撓み難くなり、積層する際に負極１４を一枚ずつ保持して積層位置まで搬送する搬送方法として、活物質層１７の部分において負極１４を吸引部４０で吸着する方法に限らず、折り曲げ片２４をロボットハンド４１で把持することもでき、搬送の自由度が高くなる。したがって、製造工程において電極組立体１２を形成する際に、電極（正極１３及び負極１４）と、セパレータ１５の位置決めを容易に行うことができ、かつ電極（負極１４）の搬送も容易に行うことができる。また、折り曲げ片２４は、負極タブ２１が突出する辺を挟んだ対向する２辺に形成されただけでも、負極１４が撓み難く、かつ位置決めを容易に行うことができるが、この実施形態では、２辺に加えて２辺に挟まれた辺にも折り曲げ片２４が形成されているため、負極１４がより撓み難く、かつ位置決めの精度が高くなる。

（２）折り曲げ線２３は負極１４に形成され、正極１３は袋状に形成されたセパレータ１５に、正極タブ１８がセパレータ１５から突出する状態で収容され、かつ正極１３の面積は負極１４の折り曲げ線２３より内側の面積より小さい。そのため、負極１４と、正極１３が収容された袋状のセパレータ１５とを交互に積層することにより、正極１３とセパレータ１５とが独立した構成に比べて、正極１３と負極１４とが所定の状態に位置決めされた電極組立体１２を容易に形成することができる。

（３）二次電池１０の製造方法は、金属箔１６の少なくとも片面に活物質層１７が形成され、正極タブ１８を有する正極１３と、金属箔１９の少なくとも片面に活物質層２０が形成され、負極タブ２１を有する負極１４との間にセパレータ１５が介在する状態で積層された電極組立体１２が、ケース１１に収容された二次電池１０の製造方法である。そして、電極組立体１２の製造工程は、正極１３及び負極１４の少なくとも一方（この実施形態では負極１４）を、少なくとも対向する２辺に沿って活物質未塗工部２２が形成され、かつ活物質未塗工部２２に形成された折り曲げ線２３に沿って活物質未塗工部２２が折り曲げられた折り曲げ片２４を有するように形成する。そして、正極１３と負極１４とをセパレータ１５を介して積層する際に、正極１３及びセパレータ１５を折り曲げ片２４によって位置決めされた状態で積層する積層工程を備えている。折り曲げ片２４が形成された状態では、当該電極（この実施形態では負極１４）は撓み難くなり、積層する際に電極を一枚ずつ保持して積層位置まで搬送する搬送方法として、活物質層部分において電極を吸引部４０で吸着する方法に限らず、折り曲げ片２４をロボットハンド４１で把持することもでき、搬送の自由度が高くなる。また、製造工程において電極組立体１２を形成する際に、電極（正極１３及び負極１４）とセパレータ１５の位置決めを容易に行うことができる。

（４）電極組立体１２の製造工程で製造された電極組立体１２をケース１１に収容する場合、正極１３及び負極１４の少なくとも一方に形成された折り曲げ片２４を元に戻した状態でケース１１に収容する。折り曲げ片２４が折り曲げられた状態のままで電極組立体１２をケース１１内に収容しようとすると、折り曲げ片２４の先端が電極組立体１２の一方の面より突出する状態となる。そのため、折り曲げられた部分の先端がケース１１と干渉して位置ずれしないように、ケース１１の厚さ方向において対向する二つの内面の間隔を広くする必要があり、ケース１１の厚さが厚くなる。しかし、折り曲げ片２４を元に戻した状態で電極組立体１２をケース１１に収容すれば、ケース１１の厚さを厚くする必要がない。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を図８〜図１１にしたがって説明する。なお、この実施形態は、負極タブ２１の突出する辺と対向する辺には折り曲げ片が形成されていない点と、折り曲げ片の形状が異なる点とが第１の実施形態と異なる。同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。

図８に示すように、電極組立体１２を構成する負極１４は、負極タブ２１の突出する辺を挟んで対向する２辺に沿って形成された活物質未塗工部２２に、それぞれ折り曲げ線２３が存在する。第１の実施形態と異なり、各活物質未塗工部２２にはそれぞれ活物質層２０の端部と平行に延びる２本の折り曲げ線２３ａ，２３ｂが存在する。活物質層２０に近い位置に存在する折り曲げ線２３ａと、活物質層２０から遠い位置に存在する折り曲げ線２３ｂとの間隔は、折り曲げ線２３ｂと活物質未塗工部２２の先端との間隔と同じに形成されている。

負極１４の活物質未塗工部２２は、電極組立体１２がケース本体１１ａに収容された状態では、折り曲げ線２３ａ，２３ｂの部分も折り曲げられずに平坦な状態に保持されている。しかし、正極１３が収容されたセパレータ１５と、負極１４とを交互に積層して電極組立体１２を形成する際には、図９に示すように２つ各活物質未塗工部２２には、折り曲げ線２３ａ，２３ｂの部分で折り曲げられた２つの折り曲げ片２４ａ，２４ｂにより山状の折り曲げ部３４が形成される。そして、正極１３が収容されたセパレータ１５は、負極１４の２つの山状の折り曲げ部３４に２辺が係合して位置決めされた状態で積層される。その後、電極組立体１２をケース本体１１ａに収容する前に、電極組立体１２はプレス作用を受けて折り曲げ片２４が延ばされた状態でケース本体１１ａに収容される。

負極１４の製造は、金属箔１９の両面に活物質層２０が間欠的に形成された帯状の電極前駆体３１から図１０（ａ）に示すように、二点鎖線で示す折り曲げ線２３ａ，２３ｂを確保できる形状の負極形成材３２を打ち抜く。次に、負極形成材３２の２つの活物質未塗工部２２を、図１０（ｂ）に示すように、山状の折り曲げ部３４が形成されるように折り曲げ加工して折り曲げ片２４ａ，２４ｂを形成することにより負極１４が形成される。

このように形成された負極１４は、図１０（ｃ）に示すように、重ねられると、負極１４の各折り曲げ片２４ａ，２４ｂ同士が当接する状態で位置決めされて積層された状態になる。そのため、負極形成材３２から形成された負極１４を一時的に保管する際、位置決めされて積層された状態で保管することができ、保管スペースの確保が容易になる。

前記のように形成された負極１４と、正極１３が収容されたセパレータ１５とで電極組立体１２を製造する場合は、先ず、図１１（ａ）に示すように、折り曲げ部３４が活物質層２０の面に対して上向きの山状となる状態に、負極１４を配置した状態から、正極１３が収容されたセパレータ１５と、負極１４とを交互に積層する。正極１３が収容されたセパレータ１５は、負極１４の上に配置される際、多少のずれがあっても、斜め上方に向かって延びる各折り曲げ片２４ａと係合して、位置決めされた状態で所定の位置に配置される。

そして、セパレータ１５の上に配置される負極１４は、そのセパレータ１５の下に配置された負極１４の折り曲げ片２４ａ，２４ｂと係合する状態で位置決めされる。そのため、正極１３が収容されたセパレータ１５と、負極１４とを交互に所定枚数積層して形成された電極組立体１２は、各負極１４、セパレータ１５、正極１３が所定位置に位置決めされた状態となる。その後、電極組立体１２は、プレス装置でプレスされ、図１１（ｂ）に示すように、各折り曲げ片２４ａ，２４ｂが活物質層１７から真っ直ぐ延びる状態に戻され、その状態でケース本体１１ａに収容される。

したがって、この実施形態の負極１４においても、製造工程において電極組立体１２を形成する際に、電極（正極１３及び負極１４）と、セパレータ１５の位置決めを容易に行うことができる。また、撓み難さは、折り曲げ片２４が３辺に設けられた第１の実施形態の負極１４の方が優れるが、折り曲げ片２４ａ，２４ｂにより山状の折り曲げ部３４が形成されるため、搬送時の撓みが抑制され、負極１４の搬送を容易に行うことができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態を図１２〜図１４にしたがって説明する。この実施形態の負極１４は、活物質層２０の各辺に沿って延びるように形成された活物質未塗工部２２を折り曲げ加工により折り曲げて形成された折り曲げ片２４，２４ａ，２４ｂを有する構成に代えて、活物質層２０が底部を構成するトレイ状に形成されている点が、前記両実施形態と異なる。

負極１４は、図１２（ａ）に示すように、活物質層２０の周囲に活物質未塗工部２２が一定の幅で形成され、かつ一方の長辺から負極タブ２１となる部分が突出する形状の負極形成材３２から形成される。負極１４は、例えば、負極形成材３２のプレス絞り加工により形成され、図１２（ｂ）に示すように、活物質層２０を囲むように四角環状の絞り部３５が存在するように形成されている。そして、絞り部３５の負極１４の長手方向に延びる部分の先端から活物質層２０と対向する側と反対側に延びるように、負極タブ２１が絞り部３５に対して折り曲げ形成されている。

図１３に示すように、正極１３が収容された袋状のセパレータ１５は、負極１４に挟まれた状態で、かつ、絞り部３５の内面に係合して位置決めされる状態で交互に配置されて電極組立体１２が形成される。正極１３は、正極タブ１８が負極１４の絞り部３５と干渉しないように、基端側に屈曲部１８ａが形成されている。屈曲部１８ａはセパレータに覆われており、負極１４のリブ部と正極１３が接触しない形状となっている。このように、負極１４と、正極１３が収容された袋状のセパレータ１５とが交互に積層されて形成された電極組立体１２をケース本体１１ａに収容する場合は、図１４に示すように、ケース本体１１ａの内面と対向する電極組立体１２の凹部１２ａにスペーサ３６が配置された状態でケース本体１１ａに収容される。スペーサ３６は凹部１２ａの深さに対応する厚さの物を１枚設ける代わりに、複数枚で凹部１２ａの厚さに対応するようにしてもよい。

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。
○ 正極１３は、袋状の１５に収容された構成に限らない。例えば、図１５に示すように、負極１４は第１の実施形態の構成とし、シート状のセパレータ１５を正極１３と負極１４との間に配置するようにしてもよい。セパレータ１５には負極１４の折り曲げ片２４と対応する折り曲げ片１５ａが形成されている。正極１３は、セパレータ１５の折り曲げ片１５ａと係合して位置決めされる及び大きさに形成されている。そして、負極１４、セパレータ１５、正極１３、セパレータ１５、負極１４、セパレータ１５・・・の順に積層する。負極１４の上に配置されるセパレータ１５は折り曲げ片１５ａが負極１４の折り曲げ片２４と係合して位置決めされ、正極１３はセパレータ１５の折り曲げ片１５ａと係合して位置決めされる。正極１３の上に配置されるセパレータ１５は正極１３の下に配置されたセパレータ１５の折り曲げ片１５ａと係合して位置決めされる。セパレータ１５の上に配置される負極１４は、折り曲げ片２４がセパレータ１５の折り曲げ片１５ａと係合して位置決めされる。

○ シート状のセパレータ１５が、折り曲げ片２４を３辺に有する負極１４と、正極１３との間に配置される構成において、図１６に示すように、セパレータ１５として、最初は折り曲げ片１５ａが形成されておらず、負極１４及び正極１３と交互に積層される際に、折り曲げられて折り曲げ片１５ａが形成された状態で積層される構成としてもよい。その場合、図１６に示すように、セパレータ１５の角部に切り欠き部３３を設けたり、折り曲げ線３７となる部分の一部に切り込み線３８を設けたりしてもよい。切り欠き部３３や切り込み線３８を設けることにより、シート状のセパレータ１５を負極１４及び正極１３と交互に積層する際に、折り曲げ片１５ａが形成され易くなる。

○ シート状のセパレータ１５に切り欠き部３３と切り込み線３８の両者を形成する代わりに、切り欠き部３３のみあるいは切り込み線３８のみをセパレータ１５の四隅に形成してもよい。

○ ３辺に折り曲げ片２４が形成された負極１４を使用する場合に限らず、第２の実施形態の負極１４のように対向する２辺に折り曲げ片２４ａ，２４ｂが形成された負極１４を使用する場合においても、折り曲げ片１５ａを有するセパレータ１５や、切り欠き部３３あるいは切り込み線３８が形成されたシート状のセパレータ１５を使用してもよい。

○ 絞り加工によりトレイ状に形成された負極１４を使用する場合において、正極１３を袋状のセパレータ１５に収容する代わりに、シート状のセパレータ１５に絞り加工を施して、トレイ状に形成したセパレータ１５を使用して、トレイ状のセパレータ１５を負極１４と正極１３との間に配置して電極組立体１２を構成してもよい。

○ 袋状のセパレータ１５に収容されない状態の正極１３を使用する場合、正極１３にも活物質層１７の正極タブ１８が突出する辺を挟む２辺に活物質層１７の端部に沿って延びる活物質未塗工部を設けるとともに、活物質未塗工部に折り曲げ片を形成する。そして、折り曲げ片がセパレータ１５を負極１４の折り曲げ片２４，２４ａと挟んだ状態で積層して電極組立体１２を形成してもよい。

○ 電極組立体１２は、正極１３及び負極１４の少なくとも一方に折り曲げ片２４あるいは折り曲げ片２４ａ，２４ｂが形成された状態で、間にセパレータ１５が介在する状態で積層されていればよい。例えば、正極１３に折り曲げ片を形成し、負極１４には折り曲げ片を形成しない構成としたり、正極１３及び負極１４の両方に折り曲げ片を形成したりしてもよい。

○ 負極１４を袋状のセパレータ１５に収容する構成として、正極１３に折り曲げ片を形成し、正極１３とセパレータ１５とを交互に積層して電極組立体１２を形成してもよい。

○ 正極１３あるいは負極１４を袋状のセパレータ１５に収容して、セパレータ１５に収容されていない正極１３あるいは負極１４と交互に積層する場合、袋状のセパレータ１５にも折り曲げ片を設けてもよい。

○ 電極組立体１２は、正極１３及び負極１４の少なくとも一方に折り曲げ片２４あるいは折り曲げ片２４ａ，２４ｂが形成された状態で、かつ間にセパレータ１５が介在する状態で積層された後、折り曲げ片２４，２４ａ，２４ｂを元の状態に戻さずに、折り曲げ片２４，２４ａ，２４ｂが存在する状態でケース１１に収容されてもよい。この場合は、同じ容量の二次電池１０では、ケース１１の厚さは厚くなるが、ケース１１の幅を小さくすることができる。

○ 積層型の電極組立体１２を形成する際に、正極１３あるいは負極１４に形成される折り曲げ片の位置は、正極タブ１８あるいは負極タブ２１が突出する辺以外の辺に限らない。正極タブ１８あるいは負極タブ２１が突出する辺を含んで、少なくとも対向する２辺に折り曲げ片が形成された状態で、正極１３、負極１４及びセパレータ１５を積層してもよい。

○ 電極、即ち正極１３及び負極１４は、金属箔１６，１９の少なくとも片面に活物質層１７，２０を有していればよく、両面ではなく片面に活物質層１７，２０有する構成であってもよい。

○ 二次電池１０は電解液が必須ではなく、例えば、セパレータ１５が高分子電解質で形成されていてもよい。
○ 二次電池１０は、リチウムイオン二次電池に限らず、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池、マグネシウム二次電池等の他の二次電池であってもよい。

○ 蓄電装置は、二次電池１０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。

１１…ケース、１２…電極組立体、１３…正極、１４…負極、１５…セパレータ、１６…集電体としての金属箔、１７，２０…活物質層、１８…正極タブ、１９…集電体としての金属箔、２１…負極タブ、２２…活物質未塗工部、２３，２３ａ，２３ｂ…折り曲げ線、２４，２４ａ，２４ｂ…折り曲げ片。

Claims (5)

1. 集電体の少なくとも片面に活物質層が形成され、正極タブを有する正極と、集電体の少なくとも片面に活物質層が形成され、負極タブを有する負極と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が、ケースに収容された蓄電装置であって、
   前記正極及び前記負極の少なくとも一方は、少なくとも対向する２辺に沿って活物質未塗工部が形成され、前記活物質未塗工部に折り曲げ線が存在することを特徴とする蓄電装置。
2. 前記活物質未塗工部は、前記正極タブあるいは前記負極タブが突出する辺を除いた３辺に沿って形成され、各活物質未塗工部に折り曲げ線が存在する請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記折り曲げ線は前記負極に形成され、前記セパレータは袋状に形成され、前記正極は袋状に形成された前記セパレータに、前記正極タブが前記セパレータから突出する状態で収容され、かつ前記正極の活物質層の面積は前記負極の前記折り曲げ線より内側の面積より小さい請求項１又は請求項２に記載の蓄電装置。
4. 集電体の少なくとも片面に活物質層が形成され、正極タブを有する正極と、集電体の少なくとも片面に活物質層が形成され、負極タブを有する負極と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が、ケースに収容された蓄電装置の製造方法であって、
   前記電極組立体の製造工程は、前記正極及び前記負極の少なくとも一方を、少なくとも対向する２辺に沿って活物質未塗工部が形成され、かつ前記活物質未塗工部に形成された折り曲げ線に沿って前記活物質未塗工部が折り曲げられた折り曲げ片を有するように形成し、
   前記正極と前記負極とを前記セパレータを介して積層する際に、前記正極、前記セパレータ及び前記負極が、前記折り曲げ片によって位置決めされた状態で積層する積層工程を備えていることを特徴とする蓄電装置の製造方法。
5. 前記電極組立体の製造工程で製造された前記電極組立体を前記ケースに収容する場合、前記正極及び前記負極の少なくとも一方に形成された前記折り曲げ片を元に戻した状態で前記ケースに収容する請求項４に記載の蓄電装置の製造方法。