JP2016189323A

JP2016189323A - 蓄電素子

Info

Publication number: JP2016189323A
Application number: JP2016020707A
Authority: JP
Inventors: 佐々木　丈; Jo Sasaki; 丈佐々木; 広和上林; Hirokazu Kamibayashi; 憲利前田; Noritoshi Maeda
Original assignee: GS Yuasa Corp
Current assignee: GS Yuasa Corp
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2016-02-05
Publication date: 2016-11-04

Abstract

【課題】蓄電素子は、集電体と接続される電極体の酸化を抑制し、集電体と電極体との電気的な接続を良好な状態で維持させる。【解決手段】蓄電素子は、金属箔を有する非被覆領域をそれぞれ有する正極及び負極を含む電極体と、非被覆領域に重ね合わされる片部３５を有する集電体と、非被覆領域を片部３５とともに挟み込む対向片４１と、を備え、非被覆領域、片部３５、及び対向片４１の少なくとも一つは、非酸化性又は難酸化性を有する導電層であって、非被覆領域における片部３５を向いた面、非被覆領域における対向片４１を向いた面、片部３５における非被覆領域を向いた面、及び対向片４１における非被覆領域を向いた面のうちの少なくとも一つの面、を覆う導電層を有する。【選択図】図１４

Description

本発明は、正極と負極とが積層された電極体と、電極体に接続された集電体とを備える蓄電素子に関する。

従来から、積層電極と端子とをクリンチ接合によって接合した蓄電装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。

この蓄電装置は、図２０に示すように、絶縁シート６００と正極シート６０１と絶縁シート６００と負極シート６０２の組が積層され、且つ絶縁シート６００の辺から突出する電極箔の積層６０４を有する積層電極６０３と、電極箔の積層６０４に接合される端子６０５とを備えている。

端子６０５は、２層の板部６０６、６０７を有し、電極箔の積層６０４は、端子６０５の２層の板部６０６，６０７に挟み込まれる。そして、２層の板部６０６，６０７を塑性変形させることで、一方の板部６０６と電極箔の積層６０４は、他方の板部６０７に没入される。こうすることで、電極箔の積層６０４は、端子６０５に接合される。

上記の蓄電装置では、電極箔の積層６０４と端子６０５との接合部分は、クリンチングによる接触接合となるため、時間の経過に伴って電極箔の表面(導電性を有する部分)が酸化し、これにより、電極箔の積層６０４と端子６０５との接合部分の抵抗が上昇する。その結果、積層電極６０３と端子６０５との接合部分における電気的な接続を良好な状態に維持するのが困難となる。

特許第４３７４８７０号公報

そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、電極体と集電体との接合部分の酸化を抑制し、該接合部分における電気的な接続を良好な状態で維持させることができる蓄電素子を提供することを課題とする。

本発明に係る蓄電素子は、
積層された正極及び負極であって、金属箔を有する非被覆領域をそれぞれ有する正極及び負極を含む電極体と、
前記非被覆領域に重ね合わされる片部を有する集電体と、
前記非被覆領域を前記片部とともに挟み込む対向片と、を備え、
前記非被覆領域、前記片部、及び前記対向片の少なくとも一つは、非酸化性又は難酸化性を有する導電層であって、前記非被覆領域における前記片部を向いた面、前記非被覆領域における前記対向片を向いた面、前記片部における前記非被覆領域を向いた面、及び前記対向片における前記非被覆領域を向いた面のうちの少なくとも一つの面、を覆う導電層を有する。

かかる構成によれば、片部と対向片とによって非被覆領域が挟み込まれることによって接触接合された正極又は負極と集電体とにおいて、非被覆領域における片部を向いた面、非被覆領域における対向片を向いた面、片部における非被覆領域を向いた面、及び対向片における非被覆領域を向いた面のうちの少なくとも一つの面を導電層が覆うため、該導電層が設けられた部位における酸化が抑えられ、これにより、該部位において酸化に起因する部材間の抵抗の上昇を抑制することができる。その結果、電極体と集電体との接合部分における電気的な接続を良好な状態で維持させることができる。

前記蓄電素子において、
前記片部は、凸部又は凹部の何れか一方で構成された第一嵌合部を有し、
前記対向片は、前記凸部又は前記凹部の何れか他方で構成されると共に、前記非被覆領域を挟んだ状態で前記第一嵌合部と凹凸嵌合する第二嵌合部を有し、
前記導電層は、少なくとも前記第一嵌合部及び前記第二嵌合部と対応する位置に設けられることが好ましい。

かかる構成によれば、第一嵌合部と第二嵌合部とが凹凸嵌合する部位（即ち、凹凸嵌合によって、重なる部材同士が密に接する部位）において導電層が設けられることによって、該導電層と接する面の酸化が防がれ、これにより、該部位（前記凹凸嵌合する部位）において電気的な接続が良好な状態で維持される。

前記蓄電素子において、
前記第一嵌合部及び前記第二嵌合部を構成する前記凸部及び前記凹部は、雄金型と雌金型とによって金型成形された部位であり、
前記凸部は、前記片部及び前記対向片のうちの厚さ寸法の大きい方に設けられ、
前記凹部は、前記片部及び前記対向片のうちの厚さ寸法の小さい方に設けられることが好ましい。

かかる構成によれば、凸部の形成される部位の方が凹部の形成される部位よりも厚さ寸法が大きいため、凸部が金型成形される際に該部位の厚みが減少して強度が低下しても、所定の強度を確保することができる。

前記蓄電素子において、
前記正極又は前記負極の何れか一方の前記非被覆領域は、積層され、
前記導電層は、前記積層された状態の非被覆領域において、前記非被覆領域同士が対向する面のそれぞれに設けられることが好ましい。

かかる構成によれば、積層された状態の非被覆領域における各非被覆領域間の酸化に起因する抵抗の上昇が抑えられ、これにより、電極体における全ての非被覆領域間の電気的な接続が良好な状態で維持される。

前記蓄電素子では、
前記導電層は、炭素質材料を含有していてもよい。

このように、導電層が炭素質材料を含有することで、電極体と集電体との間の良好な導電性を確保できる。

前記蓄電素子において、
前記正極及び前記負極のうちの少なくとも一方は、前記非被覆領域と、前記非被覆領域に連なる被覆領域とを有し、
前記非被覆領域は、前記導電層である第一の導電層を有し、
前記被覆領域は、前記非被覆領域の金属箔である第一の金属箔と連なる第二の金属箔と、前記第二の金属箔に密着した状態で積層され且つ非酸化性又は難酸化性を有する第二の導電層と、前記第二の金属箔との間に前記第二の導電層を挟み込むように該第二の導電層に積層される活物質層とを有し、
前記第一の導電層と前記第二の導電層とは、連なってもよい。

このように、被覆領域（詳しくは、第二の金属箔と活物質層との間）にある導電層が非被覆領域まで連続して（一体に）形成されることで、活物質層から金属箔を通って集電体へ向かう電子の流れに加え、活物質層から導電層を通って直接集電体へ向かう電子の流れも作ることができ、これにより、電極体と集電体との間の導電性をより向上させることができる。

前記蓄電素子において、
前記導電層は、前記非被覆領域における前記片部を向いた面、及び前記非被覆領域における前記対向片を向いた面の少なくとも一方の面の全体を覆ってもよい。

かかる構成によれば、非被覆領域（金属箔）の少なくとも一方の面の全体が導電層に覆われているため、前記面の全体において酸化が防がれ、これにより、電極体と集電体との間の導電性をより向上させることができる。

前記蓄電素子において、
前記正極及び前記負極のそれぞれは、前記金属箔と、前記金属箔の前記非被覆領域を除いた領域において該金属箔に積層される活物質層と、を有し、
前記導電層は、前記金属箔と前記活物質層との間において、前記金属箔の前記活物質層を向いた面の全体を覆ってもよい。

かかる構成によれば、金属箔の活物質層を向いた面の全体の酸化を防ぐことができる。
また、活物質層から金属箔を通って集電体へ向かう電子の流れに加え、活物質層から導電層を通って直接集電体へ向かう電子のより大きな流れも作ることができ、これにより、電極体と集電体との間の導電性をより向上させることができる。

また、
前記電極体では、前記正極と前記負極とが積層された状態で巻回され、
前記非被覆領域は、前記電極体の巻回中心軸方向の端部に配置されていてもよい。

このような正極と負極とが積層された状態で巻回されている、いわゆる巻回型の電極体であっても、巻回中心軸方向の端部において、酸化に起因する部材間の抵抗の上昇を抑制することができ、これにより、電極体と集電体との接合部分における電気的な接続を良好な状態で維持させることができる。

以上のように、本発明の蓄電素子によれば、集電体と接続される電極体の酸化を抑制し、集電体と電極体との電気的な接続を良好な状態で維持させることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る蓄電素子の斜視図である。図２は、図１のＩＩ―ＩＩ線位置の断面図である。図３は、前記蓄電素子の分解斜視図である。図４は、前記蓄電素子の一部を組み立てた状態の斜視図であって、電極体、集電体、及び外部端子を蓋板に組み付けた状態の斜視図である。図５は、前記蓄電素子の電極体の構成を説明するための図である。図６は、前記電極体を構成する正極の拡大断面図である。図７は、前記正極を説明するための分解図である。図８は、前記電極体を構成する負極の拡大断面図である。図９は、前記負極を説明するための分解図である。図１０は、前記蓄電素子における集電体の側面図である。図１１は、前記集電体の斜視図である。図１２は、前記蓄電素子におけるクリップ部材の斜視図である。図１３は、前記クリップ部材の斜視図である。図１４は、前記蓄電素子の電極体と集電体との接合部分の拡大断面図である。図１５は、前記蓄電素子の電極体と集電体とを接合する方法を説明するための図であって、片部と突出部と対向片とを並べた状態の図である。図１６は、前記蓄電素子の電極体と集電体とを接合する方法を説明するための図であって、第一〜第三嵌合部が形成された状態の図である。図１７は、他実施形態に係る蓄電素子の電極体と集電体との接合部を模式的に表す拡大断面図である。図１８は、他実施形態に係る蓄電素子の電極体と集電体との接合部を模式的に表す拡大断面図である。図１９は、前記一実施形態に係る蓄電素子を含む蓄電装置の斜視図である。図２０は、従来の蓄電素子の電極体と集電体との接合部分の断面図である。

以下、本発明に係る蓄電素子の一実施形態について、図１〜図１６を参照しつつ説明する。蓄電素子には、一次電池、二次電池、キャパシタ等がある。本実施形態では、蓄電素子の一例として、充放電可能な二次電池について説明する。尚、本実施形態の各構成部材（各構成要素）の名称は、本実施形態におけるものであり、背景技術における各構成部材（各構成要素）の名称と異なる場合がある。

本実施形態の蓄電素子は、非水電解質二次電池である。より詳しくは、蓄電素子は、リチウムイオンの移動に伴って生じる電子移動を利用したリチウムイオン二次電池である。この種の蓄電素子は、電気エネルギーを供給する。蓄電素子は、単一又は複数で使用される。具体的に、蓄電素子は、要求される出力及び要求される電圧が小さいときには、単一で使用される。一方、蓄電素子は、要求される出力及び要求される電圧の少なくとも一方が大きいときには、他の蓄電素子と組み合わされて蓄電装置に用いられる。前記蓄電装置では、該蓄電装置に用いられる蓄電素子が電気エネルギーを供給する。

蓄電素子は、図１〜図９及び図１４に示すように、積層された正極２３及び負極２４であって、金属箔２３１Ａ、２４１Ａによって構成される非被覆領域２３Ａ、２４Ａをそれぞれ有する正極２３又は負極２４を含み、且つ正極２３又は負極２４の何れか一方の非被覆領域２３Ａ、２４Ａが正極２３又は負極２４の何れか他方の端縁から突出する電極体２と、非被覆領域２３Ａ、２４Ａに重ね合わされる片部３５を有する集電体３と、非被覆領域２３Ａ、２４Ａを片部３５とともに挟み込む対向片４１と、を備える。これら非被覆領域２３Ａ、２４Ａ、片部３５、及び対向片４１の少なくとも一つは、非酸化性又は難酸化性を有する第一の導電層２３２Ａ、２４２Ａであって、非被覆領域２３Ａ、２４Ａにおける片部３５を向いた面及び対向片４２を向いた面の少なくとも一方の面、片部３５における非被覆領域２３Ａ、２４Ａを向いた面、対向片４２における非被覆領域２３Ａ、２４Ａを向いた面、を覆う（好ましくは、密着した状態で覆う）第一の導電層２３２Ａ、２４２Ａを有する。

また、蓄電素子１は、図１〜図４に示すように、電極体２を収容するケース６と、ケース６の外側に配置される外部端子７と、電極体２と外部端子７とを導通させる集電体３と、を備える。即ち、本実施形態の蓄電素子１は、ケース６と、ケース６に収容される電極体２と、ケース６の外側に配置される外部端子７と、電極体２と外部端子７とを導通可能に接続する集電体３と、を備える。

ケース６は、開口を有するケース本体６１と、ケース本体６１の開口を塞ぐ（閉じる）蓋板６２と、を有する。ケース６は、電極体２及び集電体３等と共に、電解液を内部空間６３に収容する。ケース６は、電解液に耐性を有する金属によって形成される。本実施形態のケース６は、例えば、アルミニウム、又は、アルミニウム合金等のアルミニウム系金属材料によって形成される。ケース６は、ステンレス鋼及びニッケル等の金属材料、又は、アルミニウムにナイロン等の樹脂を接着した複合材料等によって形成されてもよい。

ケース本体６１は、板状の閉塞部６１１と、閉塞部６１１の周縁に接続される筒状の胴部６１２とを備える。

閉塞部６１１は、開口が上を向くようにケース本体６１が配置されたときに、ケース本体６１の下端に位置する（即ち、前記開口が上を向いたときのケース本体６１の底壁となる）。閉塞部６１１は、該閉塞部６１１の法線方向視において、矩形状である。また、胴部６１２は、角筒形状を有する。本実施形態の胴部６１２は、偏平な角筒形状を有する。以上のように、ケース本体６１は、開口方向における一方の端部が塞がれた角筒形状（即ち、有底角筒形状）を有する。

以下では、図３に示すように、閉塞部６１１の長辺方向を直交座標軸のＸ軸方向とし、閉塞部６１１の短辺方向を前記直交座標軸のＹ軸方向とし、閉塞部６１１の法線方向を前記直交座標軸のＺ軸方向とする。

電極体２は、図５に示すように、正極２３と負極２４とが互いに絶縁された状態で積層された積層体が巻回されることによって形成される。即ち、本実施形態の電極体２は、いわゆる巻回型である。本実施形態の電極体２は、扁平な筒状である。

正極２３は、金属箔２３１と、金属箔２３１に積層される導電層２３２と、導電層２３２に積層される正極活物質層２３３と、を有する。このように、正極２３は、金属箔２３１、導電層２３２及び正極活物質層２３３の三層構成である。

正極２３は、図６及び図７に示すように、非被覆領域２３Ａと、非被覆領域２３Ａに連なる被覆領域２３Ｂと、を有する。非被覆領域２３Ａとは、正極２３のうち活物質層２３３が金属箔２３１上に積層されていない領域を意味する。また、被覆領域２３Ｂとは、正極２３のうち活物質層２３３が金属箔２３１上に積層されている領域を意味する。非被覆領域２３Ａは、第一の金属箔２３１Ａと、第一の金属箔２３１Ａに積層される第一の導電層２３２Ａと、を有する。また、被覆領域２３Ｂは、第一の金属箔２３１Ａと連なる（連接する）第二の金属箔２３１Ｂと、第二の金属箔２３１Ｂに密着した状態で積層され且つ非酸化性又は難酸化性を有する第二の導電層２３２Ｂと、第二の金属箔２３１Ｂとの間に第二の導電層２３２Ｂを挟み込むように該第二の導電層２３２Ｂに積層される正極活物質層（活物質層）２３３とを有する。本実施形態の正極２３では、第一の金属箔２３１Ａと第二の金属箔２３１Ｂとは、一体であり（連続しており）、金属箔２３１を構成する。また、第一の導電層２３２Ａと第二の導電層２３２Ｂとは、一体であり（連続しており）、導電層２３２を構成する。

尚、本実施形態の正極２３では、短手方向において、正極活物質層２３３が積層された部位が上述の被覆領域２３Ｂであり、正極活物質層２３３が積層されていない部位が上述の非被覆領域２３Ａである。そして、金属箔２３１における非被覆領域２３Ａに含まれる部位が上述の第一の金属箔２３１Ａであり、被覆領域２３Ｂに含まれる部位が上述の第二の金属箔２３１Ｂである。また、導電層２３２における非被覆領域２３Ａに含まれる部位が上述の第一の導電層２３２Ａであり、被覆領域２３Ｂに含まれる部位が上述の第二の導電層２３２Ｂである。

金属箔２３１は、帯状である。この金属箔２３１では、長手方向の各位置における短手方向（長手方向と直交する方向）の幅が一定若しくは略一定である。本実施形態の金属箔２３１は、例えば、アルミニウムによって構成される。

導電層２３２は、非酸化性又は難酸化性を有する導電性物質の層であり、金属箔２３１の片面（図６及び図７における上面）の全域（全体）に形成（積層）される。この導電層２３２は、少なくとも、非酸化性又は難酸化性を有する導電性物質を含む。非酸化性を有する物質とは、空気雰囲気下又は電解液雰囲気下で、酸化反応を生じないものを意味する。難酸化性を有する物質とは、空気雰囲気下又は電解液雰囲気下で、非被覆領域２３Ａにおける金属箔２３１、後述する片部３５、及び後述する対向片４１よりも酸化反応が生じ難いものを意味する。難酸化性を有する物質では、空気雰囲気下又は電解液雰囲気下において、非被覆領域２３Ａにおける金属箔２３１、後述する片部３５、及び後述する対向片４１よりも酸化物の標準生成エンタルピーが小さいことが好ましい。非酸化性又は難酸化性を有する導電性の物質は、例えば、炭素質材料、導電性樹脂、イオン化傾向の低い金属である。炭素質材料は、例えば、カーボンブラック、グラファイトである。導電性樹脂は、例えば、エポキシ系樹脂又はポリオレフィン系樹脂に、カーボンブラック等を混合したものである。イオン化傾向の低い金属は、例えば、貴金属である。本実施形態の導電層２３２は、導電性物質としてカーボンブラックを含む（含有する）。本実施形態の導電層２３２は、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン及びカーボンブラックを溶媒に分散させたものを金属箔２３１に塗布した後、乾燥させることによって形成される。

正極活物質層２３３は、帯状の金属箔２３１の短手方向における一方（図６及び図７における右方）の端部を残した状態で、金属箔２３１（詳しくは、導電層２３２）上に形成（積層）される。

正極活物質層２３３は、少なくとも、正極活物質と、バインダーと、を有する。

前記正極活物質は、例えば、リチウム金属酸化物である。具体的に、正極活物質は、例えば、ＬｉａＭｅｂＯｃ（Ｍｅは、１又は２以上の遷移金属を表す）によって表される複合酸化物（ＬｉａＣｏｙＯ_２、ＬｉａＮｉｘＯ_２、ＬｉａＭｎｚＯ_４、ＬｉａＮｉｘＣｏｙＭｎｚＯ_２等）、ＬｉａＭｅｂ（ＸＯｃ）ｄ（Ｍｅは、１又は２以上の遷移金属を表し、Ｘは例えばＰ、Ｓｉ、Ｂ、Ｖを表す）によって表されるポリアニオン化合物（ＬｉａＦｅｂＰＯ_４、ＬｉａＭｎｂＰＯ_４、ＬｉａＭｎｂＳｉＯ_４、ＬｉａＣｏｂＰＯ_４Ｆ等）である。本実施形態の正極活物質は、ＬｉＮｉ_１／３Ｃｏ_１／３Ｍｎ_１／３Ｏ_２である。

正極活物質層２３３に用いられるバインダーは、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、エチレンとビニルアルコールとの共重合体、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）である。本実施形態のバインダーは、ポリフッ化ビニリデンである。

正極活物質層２３３は、ケッチェンブラック（登録商標）、アセチレンブラック、黒鉛等の導電助剤をさらに有してもよい。本実施形態の正極活物質層２３３は、導電助剤としてアセチレンブラックを有する。

負極２４は、金属箔２４１と、金属箔２４１の上に形成される導電層２４２と、導電層２４２の上に形成される負極活物質層２４３と、を有する。このように、負極２４も、正極２３と同様に、三層構造である。

負極２４は、図８及び図９に示すように、非被覆領域２４Ａと、非被覆領域２４Ａに連なる被覆領域２４Ｂと、を有する。非被覆領域２４Ａは、第一の金属箔２４１Ａと、第一の金属箔２４１Ａに積層される第一の導電層２４２Ａと、を有する。また、被覆領域２４Ｂは、第一の金属箔２４１Ａと連なる（連接する）第二の金属箔２４１Ｂと、第二の金属箔２４１Ｂに密着した状態で積層され且つ非酸化性又は難酸化性を有する第二の導電層２４２Ｂと、第二の金属箔２４１Ｂとの間に第二の導電層２４２Ｂを挟み込むように該第二の導電層２４２Ｂに積層される負極活物質層（活物質層）２４３とを有する。本実施形態の第一の金属箔２４１Ａと、第二の金属箔２４１Ｂとは、一体であり（連続しており）、金属箔２４１を構成する。また、第一の導電層２４２Ａと、第二の導電層２４２Ｂとは、一体であり（連続しており）、導電層２４２を構成する。

尚、本実施形態の負極２４では、短手方向において、負極活物質層２４３が積層された部位が上述の被覆領域２４Ｂであり、負極活物質層２４３が積層されていない部位が上述の非被覆領域２４Ａである。そして、金属箔２４１における非被覆領域２４Ａに含まれる部位が上述の第一の金属箔２４１Ａであり、被覆領域２４Ｂに含まれる部位が上述の第二の金属箔２４１Ｂである。また、導電層２４２における非被覆領域２４Ａに含まれる部位が上述の第一の導電層２４２Ａであり、被覆領域２４Ｂに含まれる部位が上述の第二の導電層２４２Ｂである。尚、負極２４の被覆領域２４Ｂの幅（短手方向の寸法）は、正極２３の被覆領域２３Ｂの幅よりも大きい。

金属箔２４１は、帯状である。この金属箔２４１では、長手方向の各位置における短手方向（長手方向と直交する方向）の幅が一定若しくは略一定である。本実施形態の金属箔２４１は、例えば、銅によって構成される。

導電層２４２は、非酸化性又は難酸化性を有する導電性物質の層であり、金属箔２４１の片面（図８及び図９における上面）の全域（全体）に形成（積層）される。この導電層２４２は、少なくとも、非酸化性又は難酸化性を有する導電性物質を含む。非酸化性を有する物質とは、空気雰囲気下又は電解液雰囲気下で、酸化反応を生じないものを意味する。難酸化性を有する物質とは、空気雰囲気下又は電解液雰囲気下で、非被覆領域２４Ａにおける金属箔２４１、後述する片部３５、及び後述する対向片４１よりも酸化反応が生じにくいものを意味する。難酸化性を有する物質では、空気雰囲気下又は電解液雰囲気下において、非被覆領域２４Ａにおける金属箔２４１、後述する片部３５、及び後述する対向片４１よりも酸化物の標準生成エンタルピーが小さいことが好ましい。非酸化性又は難酸化性を有する導電性の物質は、例えば、炭素質材料、導電性樹脂、イオン化傾向の低い金属である。炭素質材料は、例えば、カーボンブラック、グラファイトである。導電性樹脂は、例えば、エポキシ系樹脂又はポリオレフィン系樹脂に、カーボンブラック等を混合したものである。本実施形態の導電層２４２は、正極２３の導電層２３２と同様に、導電性物質としてカーボンブラックを含む（含有する）。本実施形態の導電層２４２は、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン及びカーボンブラックを溶媒に分散させたものを金属箔２４１に塗布した後、乾燥させることによって形成される。

負極活物質層２４３は、帯状の金属箔２４１の短手方向における他方（図８及び図９における左方）の端部を残した状態で、金属箔２４１（詳しくは、導電層２４２）上に形成（積層）される。

負極活物質層２４３は、少なくとも、負極活物質と、バインダーと、を有する。

前記負極活物質は、例えば、グラファイト、難黒鉛化炭素、及び易黒鉛化炭素などの炭素材料、又は、ケイ素（Ｓｉ）及び錫（Ｓｎ）などのリチウムイオンと合金化反応を生じる材料である。本実施形態の負極活物質は、グラファイトである。

負極活物質層２４３に用いられるバインダーは、正極活物質層２３３に用いられたバインダーと同様のものである。本実施形態のバインダーは、ポリフッ化ビニリデンである。

負極活物質層２４３は、ケッチェンブラック（登録商標）、アセチレンブラック、黒鉛等の導電助剤をさらに有してもよい。本実施形態の負極活物質層２４３は、導電助剤を有していない。

以上のように構成される正極２３と負極２４とにおいて、非被覆領域２３Ａ、２４Ａにおける金属箔２３１、２４１の引っ張り伸び率が被覆領域２３Ｂ、２４Ｂにおける金属箔２３１、２４１の引っ張り伸び率と比較して大きいことが、好ましい。かかる構成によれば、例えば、非被覆領域２３Ａ、２４Ａの金属箔２３１、２４１をクリンチ接合（クリンチング）する際、引っ張り伸び率が大きいため、金属箔２３１、２４１の伸びが不十分であることによる該金属箔２３１、２４１の破れが抑制される。

また、正極２３と負極２４とにおいて、非被覆領域２３Ａ、２４Ａにおける金属箔２３１、２４１が焼鈍しされていることが、好ましい。かかる構成によれば、非被覆領域２３Ａ、２４Ａの金属箔２３１、２４１をクリンチ接合する際、焼き鈍しされているため、金属箔２３１、２４１の伸びが不十分であることによる該金属箔２３１、２４１の破れが抑制される。このとき、被覆領域２３Ｂ、２４Ｂにおける金属箔２３１、２４１が焼き鈍しされていても構わない。

図５に示されるように、本実施形態の電極体２では、以上のように構成される正極２３と負極２４とがセパレータ２５によって絶縁された状態で巻回される。セパレータ２５は、絶縁性を有する部材である。セパレータ２５は、正極２３と負極２４との間に配置される。これにより、電極体２において、正極２３と負極２４とが互いに絶縁される。また、セパレータ２５は、ケース６内において、電解液を保持する。これにより、蓄電素子１の充放電時において、リチウムイオンが、セパレータ２５を挟んで交互に積層される正極２３と負極２４との間を移動可能となる。

セパレータ２５は、帯状である。セパレータ２５は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロース、ポリアミドなどの多孔質膜によって構成される。セパレータ２５は、ＳｉＯ_２粒子、Ａｌ_２Ｏ_３粒子、ベーマイト（アルミナ水和物）等の無機粒子を含んだ無機層を、多孔質膜によって形成された基材の上に設けることで形成されてもよい。本実施形態のセパレータ２５は、例えば、ポリエチレンによって形成される。

セパレータの幅（帯形状の短手方向の寸法）は、負極２４の被覆領域２４Ｂの幅より僅かに大きい。セパレータ２５は、被覆領域２３Ｂ、２４Ｂ同士が重なるように幅方向に位置ずれした状態で重ね合わされた正極２３と負極２４との間に配置される。このとき、正極２３の非被覆領域２３Ａと負極２４の非被覆領域２４Ａとは重なっていない。即ち、正極２３の非被覆領域２３Ａが、正極２３と負極２４との重なる領域（負極２４の端縁）から幅方向に突出し、且つ、負極２４の非被覆領域２４Ａが、正極２３と負極２４との重なる領域（正極２３の端縁）から幅方向（正極２３の非被覆領域２３Ａの突出方向と反対の方向）に突出する。このように積層された状態の正極２３、負極２４、及びセパレータ２５が扁平筒状に巻回されることによって、電極体２が形成される。これにより、正極２３の非被覆領域２３Ａは、負極２４の端縁（詳しくは、被覆領域２４Ｂの端縁）から積層された状態でＸ軸方向に突出する。また、負極２４の非被覆領域２４Ａは、正極２３の端縁（詳しくは、被覆領域２３Ｂの端縁）から積層された状態でＸ軸方向（正極２３の非被覆領域２３Ａの突出方向とは反対方向）に突出する。以下では、被覆領域２３Ｂ、２４ＢがＹ軸方向に積層されている部位からＸ軸方向に突出し且つ非被覆領域２３Ａ、２４Ａが積層された部位を突出部２６と称する。より詳しく、正極２３の非被覆領域２３Ａが積層された部位を正極突出部２６１と称し、負極２４の非被覆領域２４Ａが積層された部位を負極突出部２６２と称することもある。

突出部２６は、電極体２における集電体３と導通される部位である。本実施形態の突出部２６は、巻回された正極２３、負極２４、及びセパレータ２５の巻回中心方向視（Ｘ軸方向視）において、中空部２７（図３参照）を挟んで二つの部位（二分された突出部）２６０に区分けされる。突出部２６（詳しくは、各二分された突出部２６０）の中空部２７と対向する側の表面には、上記した導電層２３２、２４２（詳しくは、第一の導電層２３２Ａ、２４２Ａ）が形成されている。

以上のように構成される突出部２６は、電極体２の各極に設けられる。即ち、正極２３の非被覆領域２３Ａのみが積層された突出部２６は、電極体２における正極突出部２６１を構成し、負極２４の非被覆領域２４Ａのみが積層された突出部２６は、電極体２における負極突出部２６２を構成する。

集電体３は、図２〜図４に示されるように、ケース６内に配置され、電極体２と通電可能に直接又は間接に接続される。本実施形態の集電体３は、クリップ部材４を介して電極体２と通電可能に接続される。即ち、蓄電素子１は、電極体２と集電体３とを通電可能に接続するクリップ部材４を備える。

集電体３は、導電性を有する部材によって形成される。この集電体３は、ケース６の内面に沿って配置される（図２参照）。本実施形態の集電体３は、外部端子７とクリップ部材４とを通電可能に接続する。具体的に、集電体３は、図２〜図４、図１０及び図１１に示すように、外部端子７と通電可能に接続される第一接続部３１と、電極体２と通電可能に接続される第二接続部３２と、第一接続部３１と第二接続部３２とを接続する屈曲部３３と、を有する。集電体３では、屈曲部３３がケース６内の蓋板６２とケース本体６１との境界近傍に配置され、第一接続部３１が屈曲部３３から蓋板６２に沿って延びると共に、第二接続部３２が屈曲部３３からケース本体６１に沿って延びる。

第一接続部３１は、外部端子７に通電可能に接続される部位である。具体的に、第一接続部３１は、ケース６（詳しくは蓋板６２）と絶縁された状態でケース６（蓋板６２）の内面に沿って屈曲部３３から延びる。第一接続部３１は、板状の部位である。第一接続部３１の先端部に、外部端子７が接続される。

第二接続部３２は、電極体２（本実施形態では、クリップ部材４を介して電極体２の突出部２６）に導通可能に接続される。具体的に、第二接続部３２は、ケース６（詳しくはケース本体６１）と絶縁された状態でケース６の内面に沿って屈曲部３３から延びる。第二接続部３２は、ケース６（ケース本体６１）の内面近傍から突出部２６に向けて延びると共に第二接続部３２と同方向に延びる少なくとも一つの片部３５を有する。片部３５は、クリップ部材４と接合（本実施形態の例では、クリンチ接合）される。

本実施形態の第二接続部３２は、二つの片部３５を有する。具体的に、第二接続部３２は、Ｙ軸方向の中央に設けられた開口３６を画定するように該開口３６の両側においてＺ軸方向に延びる二つの片部３５を有する。即ち、第二接続部３２は、各突出部２６における二分された突出部２６０のうちの一方を挟み込んだクリップ部材４に接合される片部３５と、前記二分された突出部２６０のうちの他方を挟み込んだクリップ部材４に接合される片部３５と、を有する。開口３６及び二つの片部３５は、例えば、第二接続部３２を形成する前の帯板に、Ｚ軸方向（長手方向）の切れ込みを入れ、前記切れ込みの両側を捻ることによって形成される。

片部３５は、凸部又は凹部の何れか一方で構成された第一嵌合部４４を有する（図２及び図１４参照）。この片部３５は、電極体２の突出部（非被覆領域２３Ａ、２４Ａが積層された部位）２６に重ね合わされるように配置される。本実施形態の片部３５は、凸部によって構成された第一嵌合部４４を含み、クリップ部材４を介して突出部２６に重ね合わされるように配置される。尚、第一嵌合部４４は、片部３５と突出部２６とを接合するときに形成されるものである。このため、図３、図１０及び図１１に示す突出部２６との接合前の片部３５には、第一嵌合部４４は形成されていない。

以上のように構成される集電体３は、蓄電素子１の正極側と負極側とにそれぞれ配置される。具体的に、集電体３は、ケース６内において、電極体２の正極突出部２６１と隣接する位置、及び負極突出部２６２と隣接する位置にそれぞれ配置される。

正極２３の集電体３と負極２４の集電体３とは、異なる材料によって形成される。具体的に、正極２３の集電体３は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金によって形成され、負極２４の集電体３は、例えば、銅又は銅合金によって形成される。つまり、正極２３の片部３５も、アルミニウム又はアルミニウム合金によって形成され、負極２４の片部３５も、銅又は銅合金によって形成される。

クリップ部材４は、電極体２の突出部２６（詳しくは、二分された突出部２６０）において積層された正極２３又は負極２４（詳しくは、積層された非被覆領域２３Ａ、２４Ａ）を束ねるように挟む。これにより、クリップ部材４は、突出部２６において積層される正極２３（詳しくは、積層された非被覆領域２３Ａ）同士、又は負極２４（詳しくは、積層された非被覆領域２４Ａ）同士を導通させる。具体的に、クリップ部材４は、図２〜図４、図１２〜図１４にも示すように、突出部２６の二分された突出部２６０（積層された正極２３の非被覆領域２３Ａ又は負極２４の非被覆領域２４Ａ）を挟んで対向する一対の対向片４１、４２と、対向片４１、４２の対応する一方の端部同士を連結する連結部４３と、を有する。クリップ部材４は、導電性を有する部材によって形成される。本実施形態のクリップ部材４は、板状の金属材料を断面がＵ字状となるように曲げ加工することによって形成される。本実施形態では、電極体２の正極突出部２６１に二つのクリップ部材４が配置されると共に、負極突出部２６２に二つのクリップ部材４が配置される。

クリップ部材４の一方の対向片４１は、凸部又は凹部で構成された第二嵌合部４５であって、突出部２６を挟んだ状態で第一嵌合部４４と凹凸嵌合する第二嵌合部４５を有する（図４及び図１４参照）。本実施形態の対向片４１は、凹部によって構成された第二嵌合部４５であって、突出部２６を挟み且つ凸部によって構成された第一嵌合部４４と嵌合する第二嵌合部４５を有する。即ち、対向片４１は、第二嵌合部４５において突出部２６を片部３５と共に挟み込む。

クリップ部材４の他方の対向片４２は、凸部又は凹部で構成された第三嵌合部４６を有する。本実施形態の対向片４２は、第一嵌合部４４の突出方向と同じ方向に突出する凸部によって構成される第三嵌合部４６を有する。この第三嵌合部４６は、突出部２６と共に、第一嵌合部４４と第二嵌合部４５との間に位置する（図１４参照）。

片部３５の第一嵌合部４４と、対向片４１の第二嵌合部４５と、対向片４２の第三嵌合部４６とは、それぞれＹ軸方向に並び、互いに嵌合している。即ち、第一嵌合部４４が第三嵌合部４６に嵌合すると共に、第一嵌合部４４と第三嵌合部４６が第二嵌合部４５に嵌合する。第二嵌合部４５に第一嵌合部４４と第三嵌合部４６が嵌合することで、突出部２６は、第二嵌合部４５と第三嵌合部４６の間に挟まれて保持される。このように、蓄電素子１では、電極体２の突出部２６、集電体３の片部３５及びクリップ部材４の対向片４１，４２の３つの部材がそれぞれ嵌合し合うことで、電極体２と集電体３とが接合される。本実施形態の蓄電素子１では、電極体２の突出部２６、集電体３の片部３５、及びクリップ部材４の対向片４１、４２がクリンチ接合されている。尚、第二嵌合部４５と第三嵌合部４６は、片部３５と突出部２６とを接合するときに形成されるものである。このため、図３、図１２及び図１３に示す接合前のクリップ部材４（対向片４１，４２）には、第二嵌合部４５と第三嵌合部４６は形成されていない。

正極２３のクリップ部材４と負極２４のクリップ部材４とは、異なる材料によって形成される。具体的に、正極２３のクリップ部材４は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金によって形成され、負極２４のクリップ部材４は、例えば、銅又は銅合金によって形成される。つまり、正極２３の対向片４１、４２も、アルミニウム又はアルミニウム合金によって形成され、負極２４の対向片４１、４２も、銅又は銅合金によって形成される。

正極２３において、導電層２３２（第一の導電層２３２Ａ）は、少なくとも第一嵌合部４４及び第二嵌合部４５と対応する位置、即ち、少なくともＹ軸方向において第一嵌合部４４及び第二嵌合部４５と重なる位置（領域）に設けられる。本実施形態の導電層２３２は、上述のように正極２３を構成する金属箔２３１の一方の面の全域（全体）に設けられている。そして、導電層２３２（詳しくは、第一の導電層２３２Ａ）によって被覆された非被覆領域２３Ａの一方の面は、空気に触れ難くなるため、酸化し難くなる。

同様に、負極２４において、導電層２４２（第一の導電層２４２Ａ）は、少なくとも第一嵌合部４４及び第二嵌合部４５と対応する位置、即ち、少なくともＹ軸方向において第一嵌合部４４及び第二嵌合部４５と重なる位置（領域）に設けられる。本実施形態の導電層２４２は、上述のように、負極２４を構成する金属箔２４１の一方の面の全域（全体）に設けられている。そして、導電層２４２（詳しくは、第一の導電層２４２Ａ）によって被覆された非被覆領域２４Ａの一方の面は、空気に触れ難くなるため、酸化し難くなる。

外部端子７は、他の蓄電素子の外部端子又は外部機器等と電気的に接続される部位である。外部端子７は、導電性を有する部材によって形成される。例えば、外部端子７は、アルミニウム又はアルミニウム合金等のアルミニウム系金属材料、銅又は銅合金等の銅系金属材料等の溶接性の高い金属材料によって形成される。外部端子７は、バスバ等が溶接可能な面７１を有する。

蓄電素子１は、電極体２とケース６とを絶縁する絶縁部材９等を備える。本実施形態の絶縁部材９は、例えば、絶縁カバーである。図２及び図３に示すように、絶縁カバー９は、ケース６（詳しくはケース本体６１）と電極体２との間に配置される。絶縁カバー９は、絶縁性を有する部材によって形成される。本実施形態の絶縁カバー９は、例えば、ポリプロピレン、ポリフェニレンスルフィド等の樹脂によって形成される。本実施形態の蓄電素子１では、袋状の絶縁カバー９に収容された状態の電極体２（詳しくは、電極体２及び集電体３）がケース６内に収容される。

本実施形態の蓄電素子１は、以上の通りである。次に、突出部２６（正極突出部２６１及び負極突出部２６２）に、片部３５と対向片４１を接合する方法（クリンチ接合）について、図１４〜図１６を参照しつつ説明する。尚、図１４〜図１６は、接合方法を説明するための模式的な図であり、実際には、突出部２６内に、積層された多数の非被覆領域２３Ａ、２４Ａ（第一の金属箔２３１Ａ、２４１Ａ、第一の導電層２３２Ａ、２４２Ａ等）が配置されている。

先ず、二分された突出部２６０の一方をクリップ部材４の一対の対向片４１，４２によって挟んだ後、集電体３の片部３５を対向片４２に重ね合わせる。次に、図１５に示すように、雄金型（パンチ）８０と雌金型（ダイ）８１との間に、重ね合わされた状態の片部３５と、二分された突出部２６０を挟んだ状態のクリップ部材４と、を配置する。このとき、厚さ寸法の大きな部材が雄金型８０側に位置するように、重ね合わされた状態の片部３５及びクリップ部材４とが、雄金型８０及び雌金型８１との間に配置される。本実施形態の蓄電素子１では、片部３５の厚さ寸法が、対向片４１、４２の各厚さ寸法より大きいため、片部３５が雄金型８０と対向するように配置され、且つクリップ部材４（詳しくは、対向片４１）が雌金型８１と対向するように配置される。

続いて、図１６に示すように、重ね合わされた片部３５、対向片４２、突出部２６及び対向片４１の一部を雄金型（パンチ）８０によって雌金型（ダイ）８１内に押し込み、これにより、各部材３５、４２、２６、４１を局所的に折り曲げ、押し込まれた側の部材３５、４２、２６にインターロック部（拡径された部位）を形成することによって接合する（凹凸嵌合させる）。本実施形態では、クリンチ接合の一種であるＴＯＸ（登録商標）接合されている。

このとき、片部３５に形成された第一嵌合部（先端が拡径する凸部）４４と対向片４２に形成された第三嵌合部（先端が拡径する凸部）４６とは、対向片４１に形成された第二嵌合部（底部が拡径する凹部）４５に、突出部２６を挟んで嵌り込んだ状態となっている。尚、本実施形態では、一つの片部３５及び各対向片４１，４２において第一〜第三嵌合部４４、４５、４６等が２箇所形成される（図４参照）。しかし、電極体２（突出部２６）を集電体３（片部３５）に確実に接合できるのであれば、一つの片部３５及び各対向片４１，４２に形成される第一嵌合部４４等の数は限定されない。

以上の蓄電素子１によれば、片部３５と対向片４１とによって非被覆領域２３Ａ、２４Ａが挟み込まれることによって接触接合された正極２３又は負極２４と集電体３とにおいて、非被覆領域２３Ａ、２４Ａにおける片部３５を向いた面及び対向片４１を向いた面の少なくとも一方の面において第一の導電層２３２Ａ、２４２Ａが該面を覆うため、該第一の導電層２３２Ａ、２４２Ａが設けられた部位における酸化が抑えられる。これにより、該部位において酸化に起因する部材間の抵抗の上昇を抑制することができる。その結果、電極体２と集電体３との接合部分における電気的な接続を良好な状態で維持させることができる。

本実施形態の蓄電素子１では、第一の導電層２３２Ａ、２４２Ａは、少なくとも第一嵌合部４４及び第二嵌合部４５と対応する位置（本実施形態の例ではＹ軸方向に重なる位置）に設けられている。このため、第一嵌合部４４と第二嵌合部４５とが凹凸嵌合する部位（即ち、凹凸嵌合によって、重なる部材同士が密に接する部位）において第一の導電層２３２Ａ、２４２Ａが設けられることによって、該第一の導電層２３２Ａ、２４２Ａに覆われる（と接する）面の酸化が防がれる。その結果、該部位（前記凹凸嵌合する部位）において電気的な接続が良好な状態で維持される。

本実施形態の蓄電素子１では、第一嵌合部（凸部）４４が、対向片４１よりも厚さ寸法の大きな片部３５に設けられ、第二嵌合部（凹部）４５が、片部３５より厚さ寸法の小さな対向片４１に設けられている。このため、第一嵌合部（凸部）４４がクリンチ接合の際（金型成形される際）に該部位の厚みが減少して強度が低下していても、第一嵌合部（凸部）４４において所定の強度が確保される。

本実施形態の電極体２において、第一の導電層２３２Ａ、２４２Ａは、炭素質材料（本実施形態の例ではカーボンブラック）を含有していている。このため、電極体２と集電体３との間の良好な導電性が確保される。また、炭素質材料を含有する第一の導電層２３２Ａ、２４２Ａを設けることで、第一の金属箔２３１Ａ、２４１Ａの摩擦が小さくなる。このため、蓄電素子１が振動等することによって第一の金属箔２３１Ａ、２４１Ａ同士がこすれた場合でも、金属粉の発生を抑制することができる。さらに、片部３５と対向片４１とをクリンチ接合する際、第一の金属箔２３１Ａ、２４１Ａの摩擦が小さくなっているため、第一の金属箔２３１Ａ、２４１Ａ同士の滑りが良くなり、金属粉の発生を抑制することができる。

本実施形態の蓄電素子１では、非被覆領域２３Ａ、２４Ａの第一の金属箔２３１Ａ、２４１Ａと、被覆領域２３Ｂ、２４Ｂの第二の金属箔２３１Ｂ、２４１Ｂとが連なり（一体であり）、且つ、第一の金属箔２３１Ａ、２４１Ａ上に設けられた第一の導電層２３２Ａ、２４２Ａと、第二の金属箔２３１Ｂ、２４１Ｂ上に設けられた第二の導電層２３２Ｂ、２４２Ｂとが連なる（一体である）。このように、被覆領域２３Ｂ、２４Ｂ（詳しくは、第二の金属箔２３１Ｂ、２４１Ｂと活物質層２３３、２４３との間）にある導電層２３２、２４２（第一の導電層２３２Ａ、２４２Ａ及び第二の導電層２３２Ｂ、２４２Ｂ）が非被覆領域２３Ａ、２４Ａまで連続して（一体に）形成されることで、活物質層２３３、２３４から金属箔２３１、２３２を通って集電体３へ向かう電子の流れに加え、活物質層２３３、２４３から導電層２３２、２４２を通って直接集電体３へ向かう電子の流れも作ることができる。その結果、電極体２と集電体３との間の導電性がより向上する。

本実施形態の蓄電素子１では、導電層２３２，２４２は、非被覆領域２３Ａ，２４Ａにおける片部３５を向いた面、及び非被覆領域２３Ａ，２４Ａにおける対向片４１，４２を向いた面の少なくとも一方の面の全体を覆っている。このように、非被覆領域２３Ａ，２４Ａ（第一の金属箔２３１Ａ，２４１Ａ）の少なくとも一方の面の全体が第一の導電層２３２Ａ，２４２Ａに覆われることで、前記面の全体において酸化が防がれる。即ち、第一の導電層２３２Ａ，２４２Ａが、第一嵌合部４４及び第二嵌合部４５と対応する位置にのみ設けられる場合に比べ、非被覆領域２３Ａ，２４Ａにおいて酸化し難い領域が増大する。これにより、電極体２と集電体３との間の導電性がより向上する。

尚、本実施形態において、非被覆領域２３Ａ，２４Ａにおける片部３５を向いた面や、非被覆領域２３Ａ，２４Ａにおける対向片４１，４２を向いた面、金属箔２３１，２４１の表面等の「導電層が面の全体を覆っている」とは、所定の部材の面に導電層２３２，２４２を形成する工程（例えば、導電層２３２，２４２の金属箔２３１，２４１への塗工工程）において、前記面の端縁の僅かな部分（例えば、端縁から１〜２ｍｍ程度の範囲）を残して導電層２３２，２４２が塗工（形成）されたものも含む。また、前記塗工工程において、固まる前の導電層２３２，２４２がたれ落ちる等によって前記面の端縁の前記僅かな部分に未塗工部分（導電層２３２，２４２のない部分）が生じている状態のものも含まれる。また、導電層２３２，２４２が形成されている金属箔２３１，２４１を、所定の形状（例えば、帯状）に裁断（スリット）したときに、前記面の端縁の前記僅かな部分において導電層２３２，２４２が欠けたり剥離したりしたものも含まれる。

本実施形態の蓄電素子１では、導電層２３２，２４２は、金属箔２３１，２４１と活物質層２３３，２４３との間において、金属箔２３１，２４１の活物質層２３３，２４３を向いた面の全体を覆っている。このため、金属箔２３１，２４１の活物質層２３３，２４３を向いた面の全体の酸化を防ぐことができる。また、活物質層２３３，２４３から金属箔２３１，２４１を通って集電体３へ向かう電子の流れに加え、活物質層２３３，２４３から導電層２３２，２４２を通って直接集電体３へ向かう電子のより大きな流れも作ることができる。これにより、電極体２と集電体３との間の導電性がより向上する。

また、本実施形態の電極体２では、非被覆領域２３Ａ，２４Ａは、電極体２の巻回中心軸方向（Ｘ軸方向）の端部に配置されている。このような正極２３と負極２４とが積層された状態で巻回されている、いわゆる巻回型の電極体２であっても、第一の導電層２３２Ａ、２４２Ａを設けることによって、巻回中心軸方向の端部において酸化に起因する部材間の抵抗の上昇を抑制することができる。これにより、電極体２と集電体３との接合部分における電気的な接続を良好な状態で維持させることができる。

尚、本発明の蓄電素子は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することができ、また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることができる。さらに、ある実施形態の構成の一部を削除することができる。

上記実施形態の蓄電素子１では、帯状の正極２３と帯状の負極２４とが巻回された、いわゆる巻回型の電極体２が用いられているが、この構成に限定されない。電極体２は、枚葉状の正極２３、負極２４、及びセパレータ２５をＹ軸方向に積層した、いわゆる積層型であってもよい。

上記実施形態の蓄電素子１では、非酸化性又は難酸化性を有する導電層（第一の導電層２３２Ａ、２４２Ａ）は、正極２３及び負極２４の非被覆領域２３Ａ、２４Ａにおける第一の金属箔２３１Ａ、２４１Ａの一方の面に設けられているが、この構成に限定されない。例えば、非酸化性又は難酸化性を有する導電層は、対向片４１、４２の非被覆領域２３Ａ、２４Ａを向いた面、対向片４２の片部３５を向いた面、片部３５の非被覆領域２３Ａ、２４Ａ（対向片４２）を向いた面、及び非被覆領域２３Ａ、２４Ａにおける第一の金属箔２３１Ａ、２４１Ａの一面又は両面の、少なくとも一つに設けられていればよい。

例えば、図１７に示すように、突出部２６において積層される複数の非被覆領域２３Ａ、２４Ａの全ての面に非酸化性又は難酸化性を有する導電層５０が設けられ（好ましくは、密着するように設けられ）てもよい。かかる構成によれば、各電極（正極２３又は負極２４）に生じる電流に偏り（詳しくは、第一の金属箔２３１Ａ、２４１Ａ表面の酸化（酸化被膜の形成）に起因する偏り）が生じ難くなる。これにより、蓄電素子１の出力の低下を抑制することができる。尚、図１７では、説明の便宜上、突出部２６において正極２３が６層となるように表されているが、実際には、多数の正極２３が積層されている。

また、対向片４１、４２の非被覆領域２３Ａ、２４Ａと対向する面、及び対向片４１、４２と隣り合う非被覆領域２３Ａ、２４Ａにおける該対向片４１、４２と対向する面のそれぞれに、導電層５０が設けられ（好ましくは、密着するように設けられ）てもよい。かかる構成によれば、非被覆領域２３Ａ、２４Ａと対向片４１、４２との間において、酸化（酸化被膜の形成）に起因する抵抗の上昇が抑えられ、電極体２とクリップ部材４（対向片４１、４２）との間の良好な導通状態が維持される。

また、片部３５と対向片４２との対向面のそれぞれに、導電層５０が設けられ（好ましくは、密着するように設けられ）てもよい。かかる構成によれば、片部３５と対向片４２との間において、酸化（酸化被膜の形成）に起因する抵抗の上昇が抑えられ、集電体３とクリップ部材４との間の良好な導通状態が維持される。

蓄電素子１において、非酸化性又は難酸化性を有する導電層５０は、上述のように、少なくとも第一嵌合部４４及び第二嵌合部４５と対応する位置（上記実施形態の例ではＹ軸方向に重なる領域）に設けられていればよい。しかし、金属面の酸化（酸化被膜の形成）を防いで前記金属面を介した部材間の抵抗の上昇（前記酸化に起因する抵抗の上昇）を抑える観点からは、正極２３の金属面、負極２４の金属面、片部３５の非被覆領域２３Ａ、２４Ａ又は対向片４２と対向する金属面、及び、対向片４１、４２の非被覆領域２３Ａ、２４Ａと対向する金属面において、導電層５０が形成されていなければ空気と接触する領域全体に、該導電層５０が設けられることが好ましい。

導電層２３２、２４２は、金属箔２３１、２４１の片面のみに形成されても、両面に形成されてもよい。導電層２３２、２４２は、金属箔２３１、２４１の両面に形成されることが好ましい。かかる構成によれば、金属箔２３１、２４１の両面において酸化が防がれるため、突出部２６においてＹ軸方向に隣接する非被覆領域２３Ａ、２４Ａ同士の導通状態が良好な状態に、より確実に維持できる。

上記実施形態の蓄電素子１では、金属箔２３１、２４１と活物質層２３３、２４３との間にある導電層２３２、２４２が突出部２６まで連続して形成されている、即ち、第一の導電層２３２Ａ、２４２Ａと第二の導電層２３２Ｂ、２４２Ｂとが連なっている（一体である）が、この構成に限定されない。第一の導電層２３２Ａ、２４２Ａと第二の導電層２３２Ｂ、２４２Ｂとが別体、即ち、第一の導電層２３２Ａ、２４２Ａと第二の導電層２３２Ｂ、２４２Ｂとの間に間隔が設けられ、若しくは他の部材が配置されていてもよい。

上記実施形態の蓄電素子１では、対向片４１は、クリップ部材４の一部として構成される（対向片４１は、連結部４３を介して対向片４２と連結されている）が、この構成に限定されない。例えば、対向片４１は、図１８に示すように、単独の部材であってよい。この場合、本実施形態の対向片４２に相当するような片を介することなく、対向片４１と集電体３の片部３５とが突出部２６を直接挟み込む。また、対向片４１を、クリップ部材４や単独の対向片としてではなく、集電体３（片部３５）と一体形成してもよい。尚、図１８では、説明の便宜上、正極２３が６層となるように表されているが、実際には、多数の正極２３が積層されている。

上記実施形態の蓄電素子１では、正極２３及び負極２４の両方において、第一の導電層２３２Ａ、２４２Ａが金属箔２３１、２４１上に設けられているが、この構成に限定されない。正極２３及び負極２４の一方において、第一の導電層２３２Ａ、２４２Ａが金属箔２３１、２４１上に設けられる構成であってもよい。ここで、アルミニウムは酸化し易い。このため、正極２３及び負極２４のうち少なくとも正極２３において、第一の導電層２３２Ａが金属箔（アルミ箔）２３１上に設けられることが好ましい。

上記実施形態の蓄電素子１では、非酸化性又は難酸化性を有する導電層（第一の導電層２３２Ａ、２４２Ａ）は、正極２３及び負極２４に設けられているが、この構成に限定されない。例えば、前記導電層は、集電体３の片部３５のみに設けられてもよく、クリップ部材４の対向片４１又は４２のみに設けられてもよい。即ち、非被覆領域２３Ａ、２４Ａ、片部３５、及び対向片４１の少なくとも一つが、非酸化性又は難酸化性を有する導電層であって、非被覆領域２３Ａ、２４Ａにおける片部３５を向いた面及び対向片４１を向いた面の少なくとも一方の面、片部３５における非被覆領域２３Ａ、２４Ａを向いた面、又は対向片４１、４２における非被覆領域２３Ａ、２４Ａを向いた面、を覆う導電層を有し
ていればよい。

上記実施形態の蓄電素子１では、導電層２３２、２４２は、ポリフッ化ビニリデン及びカーボンブラックを溶媒に分散させたものを金属箔２３１、２４１に塗布した後、乾燥させることによって形成されたが、この構成に限定されない。導電層２３２、２４２は、シート状に形成された導電性物質の片面の一部に接着層を設けたものを、金属箔２３１、２４１に貼りつけることによって形成されてもよい。また、導電層２３２、２４２は、導電性物質を対向する金属箔２３１、２４１の間に挟み込むことによって形成されてもよい。さらに、導電層２３２、２４２に含まれる導電性物質は、粒子状であることが好ましい。導電性物質が粒子状である場合、金属箔２３１、２４１の間に挟み込むことによって導電性物質が移動し、金属箔２３１、２４１の間に形成される隙間を埋めることができるため、導電層が設けられる部位の酸化を抑制することができる。

上記実施形態の蓄電素子１において、片部３５に形成される第一嵌合部４４は、凸部であり、対向片４１に形成される第二嵌合部４５は、第一嵌合部４４が嵌り込む凹部であるが、この構成に限定されない。第二嵌合部４５は、凸部であり、第一嵌合部４４は、第二嵌合部４５が嵌り込む凹部であってもよい。

上記実施形態の第一嵌合部４４及び第二嵌合部４５は、クリンチ接合によって（雄金型８０と雌金型８１とによって挟み込まれることで）同時に形成されるが、この構成に限定されない。第一嵌合部４４と第二嵌合部４５とが別々に形成された後、第一嵌合部４４と第二嵌合部４５とが嵌合されてもよい。

上記実施形態の蓄電素子１では、第一嵌合部４４及び第二嵌合部４５が形成されたが、この構成に限定されない。片部３５及び対向片４１が金属箔２３１、２４１を挟み込んだ状態で機械的に圧接されることで、片部３５又は対向片４１と、金属箔２３１、２４１とが電気的に接続されてもよい。この場合においても、導電層が設けられる部位の酸化を抑制することができる。機械的に圧接する方法として、例えば、弾性を有するクリップ部材で金属箔２３１、２４１を挟み込む方法、ケース６と電極体２との間の隙間を埋めるスペーサを配置することによって、スペーサを介してケース６が間接的に金属箔２３１、２４１を圧接する方法、が挙げられる。

上記実施形態においては、蓄電素子が充放電可能な非水電解質二次電池（例えばリチウムイオン二次電池）として用いられる場合について説明したが、蓄電素子の種類や大きさ（容量）は任意である。また、上記実施形態において、蓄電素子の一例として、リチウムイオン二次電池について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、本発明は、種々の二次電池、その他、一次電池や、電気二重層キャパシタ等のキャパシタの蓄電素子にも適用可能である。

蓄電素子（例えば電池）は、図１９に示すような蓄電装置（蓄電素子が電池の場合は電池モジュール）１１に用いられてもよい。蓄電装置１１は、少なくとも二つの蓄電素子１と、二つの（異なる）蓄電素子１同士を電気的に接続するバスバ部材１２と、を有する。この場合、本発明の技術が少なくとも一つの蓄電素子１に適用されていればよい。

ここで、本発明に係る蓄電素子の効果を確認するために、導電層を有する第１の蓄電素子と、導電層を有さない第２の蓄電素子とを用い、直流抵抗の変化を調べた。

第１の蓄電素子（具体的には、リチウムイオン二次電池）では、正極突出部２６１において積層される複数の非被覆領域２３Ａの全ての面に導電層５０が設けられ、且つ、負極突出部２６２において積層される複数の非被覆領域２４Ａの全ての面に導電層５０が設けられている。導電層５０は、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン及びカーボンブラックを溶媒に分散させたものを金属箔２３１、２４１に塗布した後、乾燥させることによって形成される。正極突出部２６１と集電体３、及び負極突出部２６２と集電体３は、それぞれ、クリンチ接合の一種であるＴＯＸ（登録商標）接合される。

第１の蓄電素子について、正極の外部端子７と正極の最外周に位置する非被覆領域２３Ａとの間の直流抵抗Ｒｐ及び負極の外部端子７と負極の最外周に位置する非被覆領域２４Ａとの間の直流抵抗Ｒｎを測定した。そして、測定されたＲｐとＲｎとの和から、第１の電池の初期の直流抵抗Ａを算出した。

ついで、第１の蓄電素子を４５℃で１ヶ月間、保管した後、当該第１の蓄電素子の直流抵抗Ｒｐ及び直流抵抗Ｒｎを測定し、ＲｐとＲｎとの和から、第１の蓄電素子の保管後の直流抵抗Ａ’を算出した。

第２の蓄電素子は、導電層５０を有さない以外、第１の蓄電素子と同様である。この第２の蓄電素子についても第１の蓄電素子と同様に直流抵抗Ｒｐ及びＲｎを測定し、これらＲｐとＲｎとの和から、初期の直流抵抗Ｂ及び保管後の直流抵抗Ｂ’をそれぞれ算出した。

以上のように算出された直流抵抗の結果を表１に示す。表１において、各直流抵抗の値は、第１の電池の初期の直流抵抗Ａを１００としたときの相対値である。

表１の結果から、導電層を有する第１の蓄電素子は、導電層を有さない第２の蓄電素子と比較して、保管後の直流抵抗の増加が抑制されていることが理解できる。これは、導電層を有することにより、電極体と集電体との接合部分における電気的な接続が良好な状態となったためと推測される。

１…蓄電素子、２…電極体、２３…正極、２４…負極、２３Ａ、２４Ａ…非被覆領域、２３Ｂ、２４Ｂ…被覆領域、２３１、２４１…金属箔、２３１Ａ、２４１Ａ…第一の金属箔、２３１Ｂ、２４１Ｂ…第二の金属箔、５０、２３２、２４２…導電層、２３２Ａ、２４２Ａ…第一の導電層、２３２Ｂ、２４２Ｂ…第二の導電層、２３３…正極活物質層（活物質層）、２４３…負極活物質層（活物質層）、２５…セパレータ、２６…突出部、２６０…二分された突出部、２６１…正極突出部、２６２…負極突出部、２７…中空部、３…集電体、３１…第一接続部、３２…第二接続部、３３…屈曲部、３５…片部、３６…開口、４…クリップ部材、４１、４２…対向片、４３…連結部、４４…第一嵌合部、４５…第二嵌合部、４６…第三嵌合部、６…ケース、６１…ケース本体、６１１…閉塞部、６１２…胴部、６２…蓋板、６３…内部空間、７…外部端子、７１…面、９…絶縁部材（絶縁カバー）、１１…蓄電装置、１２…バスバ部材、８０…雄金型、８１…雌金型、６００…絶縁シート、６０１…正極シート、６０２…負極シート、６０３…積層電極、６０４…電極箔の積層、６０５…端子、６０６…板部、６０６、６０７…板部

Claims

積層された正極及び負極であって、金属箔を有する非被覆領域をそれぞれ有する正極及び負極を含む電極体と、
前記非被覆領域に重ね合わされる片部を有する集電体と、
前記非被覆領域を前記片部とともに挟み込む対向片と、を備え、
前記非被覆領域、前記片部、及び前記対向片の少なくとも一つは、非酸化性又は難酸化性を有する導電層であって、前記非被覆領域における前記片部を向いた面、前記非被覆領域における前記対向片を向いた面、前記片部における前記非被覆領域を向いた面、及び前記対向片における前記非被覆領域を向いた面のうちの少なくとも一つの面、を覆う導電層を有する、蓄電素子。
前記片部は、凸部又は凹部の何れか一方で構成された第一嵌合部を有し、
前記対向片は、前記凸部又は前記凹部の何れか他方で構成されると共に、前記非被覆領域を挟んだ状態で前記第一嵌合部と凹凸嵌合する第二嵌合部を有し、
前記導電層は、少なくとも前記第一嵌合部及び前記第二嵌合部と対応する位置に設けられる、請求項１に記載の蓄電素子。
前記第一嵌合部及び前記第二嵌合部を構成する前記凸部及び前記凹部は、雄金型と雌金型とによって金型成形された部位であり、
前記凸部は、前記片部及び前記対向片のうちの厚さ寸法の大きい方に設けられ、
前記凹部は、前記片部及び前記対向片のうちの厚さ寸法の小さい方に設けられる、請求項２に記載の蓄電素子。
前記正極又は前記負極の何れか一方の前記非被覆領域は、積層され、
前記導電層は、前記積層された状態の非被覆領域において、前記非被覆領域同士が対向する面のそれぞれに設けられる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電素子。
前記導電層は、炭素質材料を含有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電素子。
前記正極及び前記負極のうちの少なくとも一方は、前記非被覆領域と、前記非被覆領域に連なる被覆領域とを有し、
前記非被覆領域は、前記導電層である第一の導電層を有し、
前記被覆領域は、前記非被覆領域の金属箔である第一の金属箔と連接する第二の金属箔と、前記第二の金属箔に密着した状態で積層され且つ非酸化性又は難酸化性を有する第二の導電層と、前記第二の金属箔との間に前記第二の導電層を挟み込むように該第二の導電層に積層される活物質層とを有し、
前記第一の導電層と前記第二の導電層とは、連なる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の蓄電素子。
前記導電層は、前記非被覆領域における前記片部を向いた面、及び前記非被覆領域における前記対向片を向いた面の少なくとも一方の面の全体を覆う、請求項１〜６のいずれか１項に記載の蓄電素子。
前記正極及び前記負極のそれぞれは、前記金属箔と、前記金属箔の前記非被覆領域を除いた領域において該金属箔に積層される活物質層と、を有し、
前記導電層は、前記金属箔と前記活物質層との間において、前記金属箔の前記活物質層を向いた面の全体を覆う、請求項１〜５、７のいずれか１項に記載の蓄電素子。
前記電極体では、前記正極と前記負極とが積層された状態で巻回され、
前記非被覆領域は、前記電極体の巻回中心軸方向の端部に配置されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の蓄電素子。