JP2017157471A - 電極、及び電極の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】正極と負極との微小短絡が抑制されると共に、蓄電要素の製造不良が抑制された電極に係る技術を提供する。【解決手段】正極集電箔３０と、絶縁材を含む絶縁層３４と、正極活物質を含む正極合剤層３１と、を備える正極１８であって、正極集電箔３０の少なくとも一方の面において、正極合剤層３１および絶縁層３４が形成され、正極合剤層３１は、絶縁層３４の一部を覆う重なり部３６を有し、絶縁層３４は、絶縁層３４の一部が合剤層に覆われる被重なり部３７を有し、重なり部３６の厚さ寸法Ｙと被重なり部３７の厚さ寸法Ｘの和は、正極合剤層３１の厚さ寸法Ｚ以下である。【選択図】図４

Description

本明細書に記載された技術は、電極、及び電極の製造方法に関する。

従来、非水電解質二次電池として特許文献１（特開平１１−１６２４４４号公報）に記載のものが知られている。非水電解質二次電池においては、正極と負極とが、セパレータを介して積層されている。

正極、及び負極は、帯状の集電体の表面に活物質を含む合剤層が形成されてなる。集電体は、幅方向の端部に、合剤層が形成されていない無地部を有する。無地部には、集電タブが接続されている。

特開平１１−１６２４４４号公報

しかしながら、上記の構成によると、無地部において、正極と負極とが微小短絡して、電圧の低下が生じることが懸念される。そこで、集電体に形成された合剤層の端部に、絶縁性の物質を塗布することにより、正極と負極との微小短絡を抑制することが考えられる。

しかしながら、無地部と合剤層とに跨って絶縁性の物質を塗布すると、合剤層に重なる部分の厚み寸法が局部的に厚くなるため、正極及び負極を一様に巻き取ることが困難になるという問題があった。

本明細書に記載された技術は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、正極と負極との微小短絡が抑制されると共に、蓄電要素の製造不良が抑制された電極に係る技術を提供することを目的とする。

本明細書に記載された技術の一例は、集電箔と、絶縁材を含む絶縁層と、活物質を含む合剤層と、を備える電極であって、前記集電箔の少なくとも一方の面において、前記合剤層および前記絶縁層が形成され、前記合剤層は、前記絶縁層の一部を覆う重なり部を有し、前記絶縁層は、前記絶縁層の一部が前記合剤層に覆われる被重なり部を有し、前記重なり部の厚さ寸法と前記被重なり部の厚さ寸法の和は、前記合剤層の厚さ寸法以下である。

本明細書に記載された技術によれば、電極同士の微小短絡が抑制されると共に、蓄電要素の製造不良を抑制することができる。

実施形態１に係る蓄電素子を示す斜視図 実施形態１に係る蓄電素子を示す断面図 蓄電要素を示す分解斜視図 絶縁層を示す一部拡大断面図 絶縁層を示す一部拡大模式図

（実施形態の概要）
本明細書に記載された技術に係る一実施形態は、集電箔と、絶縁材を含む絶縁層と、活物質を含む合剤層と、を備える電極であって、前記集電箔の少なくとも一方の面において、前記合剤層および前記絶縁層が形成され、前記合剤層は、前記絶縁層の一部を覆う重なり部を有し、前記絶縁層は、前記絶縁層の一部が前記合剤層に覆われる被重なり部を有し、前記重なり部の厚さ寸法と前記被重なり部の厚さ寸法の和は、前記合剤層の厚さ寸法以下である。

また、本明細書に記載された技術の一実施形態は、集電箔の少なくとも一方の面において、活物質を含む合剤層および絶縁材を含む絶縁層が形成される電極の製造方法であって、前記合剤層には、前記絶縁層の一部を覆う重なり部が形成されると共に、前記絶縁層には、前記絶縁層の一部が前記合剤層に覆われる被重なり部が形成される工程を含む。

本構成によれば、集電箔に絶縁層が形成されているので、電極同士が微小短絡することが抑制される。

また、本構成によれば、絶縁層の被重なり部は合剤層の重なり部によって覆われているので、絶縁層が集電箔から剥離することが抑制される。

また、本構成によれば、被重なり部の厚さ寸法と重なり部の厚さ寸法の和が、合剤層の厚さ寸法以下である。これにより、巻回型蓄電要素を製造する場合であれば、電極を巻き取る工程において電極が局部的に厚くなることが抑制され、積層型蓄電要素を製造する場合であれば、電極を積層する工程において電極が局部的に厚くなることが抑制される。すなわち、蓄電要素の製造不良が抑制される。

また、本明細書に記載された技術の一実施形態として、上記の電極であって、前記活物質は、正極活物質であるものとすることができる。

上記の構成によれば、正極集電箔が露出した部分のうち、セパレータを介して負極と重なる部分には絶縁層が形成されているので、正極と負極とが短絡することが抑制されるようになっている。

また、本明細書に記載された技術の一実施形態として、上記した電極であって、前記集電箔の幅方向における前記絶縁層の幅寸法Ａと、前記幅方向における前記重なり部の幅寸法Ｂとの商Ｂ／Ａは、０．００１ ≦ Ｂ／Ａ ≦ ０．５であるものとすることができる。

上記の構成によれば、Ｂ／Ａが０．００１以上であることにより、被重なり部に対して確実に重なり部が重なるようになっている。これにより、絶縁層の被重なり部が集電箔から剥離することをより確実に抑制することができる。

さらに上記の構成によれば、Ｂ／Ａが０．５以下であることにより、絶縁層の被重なり部の厚さと、合剤層の重なり部の厚さ寸法の和を、合剤層の厚さ寸法以下に容易に設定することができる。絶縁層形成用合剤を塗工して絶縁層を形成する場合、絶縁層は、幅方向（図４でいうところの幅方向（Ｗ方向））の中央にて絶縁層の厚さ寸法が最大になり得る。絶縁層の幅方向（Ｗ方向）の中央における厚さ寸法は、換言すると、Ｂ／Ａが０．５である部分の絶縁層の厚さ寸法を示す。すなわち、Ｂ／Ａを０．５以下に設定することにより、合剤層の重なり部は、絶縁層の厚さ寸法が最大となる部分に跨いで形成されることはないため、被重なり部の厚さ寸法と重なり部の厚さ寸法の和を、合剤層の厚さ寸法以下に容易に設定することができる。

＜実施形態１＞
本明細書に記載された技術の実施形態１を、図１から図５を参照しつつ説明する。実施形態１に係る蓄電素子１０は、例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車等の車両（図示せず）に搭載されて、動力源として使用される。実施形態１に係る蓄電素子１０は、非水電解質二次電池であるリチウムイオン電池であって、ケース１１内に、正極１８と、負極１９と、セパレータ２１と、電解質(図示せず)と、を収容してなる。なお、蓄電素子１０としてはリチウムイオン電池に限られず、必要に応じて任意の蓄電池を選択することができる。

（ケース１１）
図１に示すように、ケース１１は、ケース本体１２と、蓋１３と、を有する。ケース１１は、金属製であって、扁平な直方体形状をなしている。ケース１１を構成する金属としては、鉄、鉄合金、アルミニウム、アルミニウム合金等、必要に応じて任意の金属を選択しうる。

蓋１３は全体として略長方形状をなし、蓋１３の外面（上面）には正極端子１６と負極端子１７とが配置されている。正極端子１６は、ケース１１内において公知の手法により正極１８と電気的に接続されている。また、負極端子１７は、ケース１１内において公知の手法により負極１９と電気的に接続されている。

正極端子１６は、蓋１３の長手方向（矢線Ｗで示す方向）における一端側（Ｗ１側）に配置され、負極端子１７は、蓋１３の長手方向（矢線Ｗで示す方向）における他端側（Ｗ２側）に配置されている。

蓋１３には、蓋１３の長手方向における一端側（Ｗ１側）に、蓋１３の下面から下方（矢線Ｕ２で示す方向）に延びる正極集電体（図示せず）が配設され、正極集電体と正極端子１６とは電気的に接続されている。蓋１３には、蓋１３の長手方向における他端側（Ｗ２側）に、蓋１３の下面から下方（矢線Ｕ２で示す方向）に延びる負極集電体（図示せず）が配設され、負極集電体と負極端子１７とは電気的に接続されている。

（蓄電要素２０）
図２に示すように、ケース１１内には、蓄電要素２０が収容されている。なお、図２は、実施形態１に係る蓄電素子１０のＵ−Ｖ平面における断面図を示す。

図３に示すように、蓄電要素２０は、正極１８と負極１９とがセパレータ２１を介して巻回軸Ａ回りに巻回されることで製造される。正極１８においては、正極集電箔３０が、セパレータ２１のＷ１方向側の端部よりもＷ１方向側に突出している。負極１９においては、負極集電箔３２が、セパレータ２１のＷ２方向側の端部よりもＷ２方向側に突出している。

正極１８（正極集電箔３０）は、正極集電体を介して正極端子１６と電気的に接続され、負極１９（負極集電箔３２）は、負極集電体を介して負極端子１７と電気的に接続されている。

（正極１８）
正極集電箔３０（集電箔の一例）は金属製の箔状をなしている。本実施形態に係る正極集電箔３０は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる。正極集電箔３０の厚さは５μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。

正極集電箔３０の片面又は両面には、正極活物質（活物質の一例）を含む正極合剤層３１（合剤層の一例）が形成されている。本実施形態においては、正極集電箔３０の両面に正極合剤層３１が形成されている。正極合剤は、正極活物質以外に、導電助剤と、バインダと、を含んでいてもよい。

正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。例えば、正極活物質として、ＬｉＭＰＯ_４、ＬｉＭＳｉＯ_４、ＬｉＭＢＯ_３（ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等から選択される１種又は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種又は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。

導電助剤の種類は特に制限されず、適宜公知のものを使用できる。例えば、導電助剤として、グラファイト、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等の炭素材料を用いることができる。

バインダは、電極製造時に使用する溶媒や電解質に対して安定であれば特にその種類は制限されない。例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂；エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）、スルホン化ＥＰＤＭ、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、フッ素ゴム等のゴム弾性を有するポリマー等を１種または２種以上の混合物として用いることができる。

また、必要に応じて、正極合剤に粘度調整剤などを含有させてもよい。粘度調整剤としては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）等、必要に応じて任意の化合物を適宜に選択することができる。

（負極１９）
負極集電箔３２は金属製の箔状をなしている。本実施形態に係る負極集電箔３２は、銅又は銅合金からなる。負極集電箔３２の厚さは５μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。

負極集電箔３２の片面又は両面には、負極活物質を含む負極合剤層３３が形成されている。本実施形態においては、負極集電箔３２の両面に負極合剤層３３が形成されている。負極合剤は、負極活物質以外に、導電助剤と、バインダと、を含んでいてもよい。

負極１９に用いることができるバインダや粘度調整剤等は、正極１８に用いることができるものと同様のものを適宜に選択して使用することができるので、説明を省略する。

負極活物質としては、炭素材料、リチウムと合金化可能な元素、合金、金属酸化物、金属硫化物、及び金属窒化物等が挙げられる。炭素材料の例としては、ハードカーボン、ソフトカーボン、及びグラファイト等が挙げられる。リチウムと合金可能な元素の例としては、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｃｄ、Ｓｎ、及びＰｂ等を挙げることができる。これらは単独で含まれていてもよく、２種以上が含まれていてもよい。また、合金の例としては、Ｎｉ−Ｓｉ合金、及びＴｉ−Ｓｉ合金等の遷移金属元素を含む合金等が挙げられる。金属酸化物の例としては、ＳｎＢ_０．４Ｐ_０．６Ｏ_３．１等のアモルファススズ酸化物、ＳｎＳｉＯ_３等のスズ珪素酸化物、ＳｉＯ等の酸化珪素、及びＬｉ_４+ｘＴｉ_５Ｏ_１２等のスピネル構造のチタン酸リチウム等が挙げられる。金属硫化物の例としては、ＴｉＳ_２等の硫化リチウム、ＭｏＳ_２等の硫化モリブデン、及びＦｅＳ、ＦｅＳ_２、Ｌｉ_ｘＦｅＳ_２等の硫化鉄が挙げられる。これらの中でも特にグラファイトやハードカーボンが好ましい。

（セパレータ２１）
セパレータ２１としては、適宜公知のものを使用でき、例えば、基材層のみからなるセパレータや、基材層の一方の面又は双方の面に、耐熱粒子とバインダとを含む無機層が形成されたセパレータを使用することができる。セパレータ２１の基材層としては、ポリオレフィン微多孔膜、合成樹脂製の織物又は不織布等を用いることができる。ポリオレフィン微多孔膜としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、又はこれらの複合膜を利用することができる。合成樹脂繊維としては、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）又はポリエチレン（ＰＥ）等のポリオレフィン、又はこれらの混合物から選択することができる。

セパレータ２１の基材層の一方の面又は双方の面には、耐熱粒子とバインダとを含む無機層が形成されていてもよい。耐熱粒子は大気下で５００℃にて重量減少が５％以下であるものが望ましい。中でも８００℃にて重量減少が５％以下であるものが望ましい。そのような材料として無機化合物が挙げられる。無機化合物は下記のうちの一つ以上の無機物の単独もしくは混合体もしくは複合化合物からなる。酸化鉄、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＢａＴｉＯ_２、ＺｒＯ、アルミナ−シリカ複合酸化物等の酸化物粒子；窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の窒化物粒子；フッ化カルシウム、フッ化バリウム、硫酸バリウム等の難溶性のイオン結晶粒子；シリコン、ダイヤモンド等の共有結合性結晶粒子；タルク、モンモリロナイト等の粘土粒子；ベーマイト、ゼオライト、アパタイト、カオリン、ムライト、スピネル、オリビン、セリサイト、ベントナイト、マイカ等の鉱物資源由来物質あるいはそれらの人造物等が挙げられる。また、金属粒子；ＳｎＯ_２、スズ−インジウム酸化物（ＩＴＯ）等の酸化物粒子；カーボンブラック、グラファイト等の炭素質粒子等の導電性粒子の表面を、電気絶縁性を有する材料（例えば、上記の電気絶縁性の無機粒子を構成する材料）で表面処理することで、電気絶縁性を持たせた粒子等であってもよい。これらの無機化合物の中でも、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、あるいはアルミナ−シリカ複合酸化物が好ましい。

バインダは、電解質に対して安定な材料であれば、特にその種類は制限されない。バインダとしては、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリフォスファゼン、ポリシロキサン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル、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、ニトリル−ブタジエンゴム、ポリスチレンあるいはポリカーボネートを挙げることができる。電気化学的な安定性の点からは、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、スチレン−ブタジエンゴム、ポリヘキサフルオロプロピレン、あるいはポリエチレンオキサイドが、好ましい。特に、ポリフッ化ビニリデン、あるいはスチレン−ブタジエンゴムがより好ましい。

（電解質）
電解質としては、非水溶媒に電解質塩を溶解させた非水電解質を用いることができる。非水電解質は、液体状である非水電解液であってもよい。電解質は、ケース１１内において、正極合剤層３１、負極合剤層３３、及びセパレータ２１に含浸されている。電解質は限定されるものではなく、一般にリチウムイオン電池等への使用が提案されているものが使用可能である。非水溶媒としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、クロロエチレンカーボネート、ビニレンカーボネート等の環状炭酸エステル類；γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等の環状エステル類；ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネート類；ギ酸メチル、酢酸メチル、酪酸メチル等の鎖状エステル類；テトラヒドロフランまたはその誘導体；１，３−ジオキサン、１，４−ジオキサン、１，２−ジメトキシエタン、１，４−ジブトキシエタン、メチルジグライム等のエーテル類；アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類；ジオキソランまたはその誘導体；エチレンスルフィド、スルホラン、スルトンまたはその誘導体等の単独またはそれら２種以上の混合物等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。なお、電解質には公知の添加剤を加えてもよい。

電解質塩としては、例えば、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、Ｌｉ_２ＳＯ_４、Ｌｉ_２Ｂ_１０Ｃｌ_１０、ＮａＣｌＯ_４、ＮａＩ、ＮａＳＣＮ、ＮａＢｒ、ＫＣｌＯ_４、ＫＳＣＮ等のリチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）又はカリウム（Ｋ）の１種を含む無機イオン塩；ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２、ＬｉＮ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_２、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）（Ｃ_４Ｆ_９ＳＯ_２）、ＬｉＣ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_３、ＬｉＣ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_３、（ＣＨ_３）_４ＮＢＦ_４、（ＣＨ_３）_４ＮＢｒ、（Ｃ_２Ｈ_５）_４ＮＣｌＯ_４、（Ｃ_２Ｈ_５）_４ＮＩ、（Ｃ_３Ｈ_７）_４ＮＢｒ、（ｎ−Ｃ_４Ｈ_９）_４ＮＣｌＯ_４、（ｎ−Ｃ_４Ｈ_９）_４ＮＩ、（Ｃ_２Ｈ_５）_４Ｎ−ｍａｌｅａｔｅ、（Ｃ_２Ｈ_５）_４Ｎ−ｂｅｎｚｏａｔｅ、（Ｃ_２Ｈ_５）_４Ｎ−ｐｈｔａｌａｔｅ、ステアリルスルホン酸リチウム、オクチルスルホン酸リチウム、ドデシルベンゼンスルホン酸リチウム等の有機イオン塩等が挙げられ、これらのイオン性化合物を単独、あるいは２種類以上混合して用いることが可能である。

さらに、ＬｉＢＦ_４とＬｉＮ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_２のようなパーフルオロアルキル基を有するリチウム塩とを混合して用いることにより、さらに電解質の粘度を下げることができるので、低温特性をさらに高めることができ、また、自己放電を抑制することができ、より望ましい。

また、電解質として常温溶融塩やイオン液体を用いてもよい。

（正極１８の絶縁層３４）
さて、図３、図４および図５に示すように、正極１８は、絶縁層３４を有する。正極集電箔３０において、巻回軸Ａと平行な幅方向Ｗの端部寄りの位置には、正極集電箔３０が露出した未塗工部３５が形成されている。換言すると、未塗工部３５は、正極集電箔３０のうち、正極合剤層３１が塗工されていない部分をいう。詳細には図示しないが、本実施形態に係る絶縁層３４は、幅方向Ｗについて、正極集電箔３０の一端部に形成される構成としてもよく、正極集電箔３０の両端部に形成される構成としてもよい。

なお、図４および図５においては、説明の便宜上、正極集電箔３０の片面に形成された正極合剤層３１と、負極集電箔３２の片面に形成された負極合剤層３３については、省略して示した。詳細には、正極１８については、正極集電箔３０におけるＶ２方向側の面にも、絶縁層３４及び正極合剤層３１が形成されている。また、負極１９については、負極集電箔３２におけるＶ１方向側の面にも、負極合剤層３３が形成されている。

正極１８は、幅方向Ｗについて、負極１９よりもＷ１方向に延出されている。セパレータ２１端部は、幅方向Ｗについて、負極１９の端部と、正極１８の端部との間に位置するように設定されている。

正極１８に形成された未塗工部３５は、正極集電箔３０のうち、幅方向Ｗにおける負極合剤層３３の端部に対応する位置よりも、幅方向ＷについてＷ１方向に突出して形成されている。

幅方向Ｗにおける正極合剤層３１の端部は、負極合剤層３３の端部よりも、幅方向ＷについてＷ２側に形成されている。正極１８には、幅方向Ｗについて、未塗工部３５と、正極合剤層３１との間の領域に、絶縁層３４が形成されている。

絶縁層３４は、絶縁材を含む絶縁層形成用合剤を正極集電箔３０に塗工することで形成することができる。絶縁層形成用合剤は、合成樹脂を含んでいてもよく、合成樹脂としては、ポリイミド、ポリエステル、ポリフッ化ビニリデン、ポリアミド等、必要に応じて任意の合成樹脂を使用することができる。

絶縁層３４に含まれる絶縁材には、絶縁性の無機材料を採用することができる。絶縁性の無機材料としては、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、アルミナ−シリカ複合酸化物等の酸化物粒子；タルク、モンモリロナイト等の粘土粒子；ベーマイト、ゼオライト、アパタイト、カオリン、ムライト、スピネル、オリビン、セリサイト、ベントナイト、マイカ等の鉱物資源由来物質あるいはそれらの人造物等が挙げられる。

幅方向Ｗについて絶縁層３４の両端部は、正極集電箔３０の表面からの絶縁層３４の厚さ寸法が減少するように形成されている。

図４に示すように、正極合剤層３１は、絶縁層３４の一部（幅方向ＷについてＷ２側の一部）を覆う重なり部３６を有する。一方、絶縁層３４は、絶縁層３４の一部が正極合剤層３１によって覆われた被重なり部３７を有する。

本実施形態においては、絶縁層３４の被重なり部３７は、幅方向ＷについてＷ２側の端部であって、正極集電箔３０の表面からの厚さ寸法（矢線Ｖで示す方向の厚さ寸法）が減少する部分に形成されている。

図５には、絶縁層３４と、正極合剤層３１との厚さ寸法を説明するための、模式的な図を示した。なお、図５においては、寸法を示す補助線を明示するために、ハッチングを省略してある。

図５に示すように、幅方向Ｗについて直交すると共に重なり部３６及び被重なり部３７と交差する仮想的な平面Ｐにおける、重なり部３６についての厚さ寸法Ｙと、被重なり部３７についての厚さ寸法Ｘと、について以下に説明する。

図５中、Ｖ方向についての、重なり部３６の厚さ寸法Ｙと、被重なり部３７の厚さ寸法Ｘとの和は、平面Ｐと異なる位置における正極活物質層の厚さ寸法Ｚ以下に設定されている。すなわち、重なり部３６の厚さ寸法Ｙと被重なり部３７の厚さ寸法Ｘとの和は、正極活物質層の厚さ寸法Ｚと同じか、又は小さく設定されている。なお、正極活物質層の厚さ寸法Ｚは、正極合剤層３１の表面のうち、正極集電箔３０に接している表面から、その反対側の表面までの距離を示す。

なお、図５に示すように、仮想的な平面Ｐと異なる位置における、Ｖ方向についての重なり部３６の厚さ寸法Ｍと、被重なり部３７の厚さ寸法Ｌとについては、本明細書に記載された技術に含まれない。

図４に示すように、幅方向Ｗにおける絶縁層３４の幅寸法Ａと、幅方向Ｗにおける重なり部３６の幅寸法Ｂとの商Ｂ／Ａは、
０．００１ ≦ Ｂ／Ａ ≦ ０．５
とされている。

（蓄電要素２０の製造工程）
続いて、蓄電要素の製造工程の一例について説明する。なお、蓄電要素２０の製造工程は以下の記載に限定されない。

金属箔を所定の幅寸法に加工して、正極集電箔３０を製造する。正極集電箔３０を一方又は双方の面に、正極集電箔３０の幅方向Ｗについて所定の位置に、絶縁層３４を塗工する。

絶縁層３４は、ブレード、ナイフ、ダイノズル等、公知の手法により塗工することができる。塗工された絶縁層３４は、プレス機、又はローラーによってプレスすることにより、所定の厚さ寸法に形成してもよい。なお、塗工時に絶縁層３４の厚さ寸法を十分に設定可能な場合には、プレス工程は省略してもよい。

続いて、正極集電箔３０の一方又は双方の面に、正極集電箔３０の幅方向Ｗについて所定の位置に、正極合剤層３１を塗工する。

正極合剤層３１は、ブレード、ナイフ、ダイノズル等、公知の手法により塗工することができる。塗工された正極合剤層３１は、プレス機、又はローラーによってプレスすることにより、所定の厚さ寸法に形成してもよい。なお、塗工時に正極合剤層３１の厚さ寸法を十分に設定可能な場合には、プレス工程は省略してもよい。

なお、正極合剤層３１を塗工する工程において、幅方向Ｗについて絶縁層３４の内側の部分を覆うように、正極合剤を塗工する。これにより、絶縁層３４には被重なり部３７を形成し、正極合剤層３１には重なり部３６を形成する。

一方、金属箔を所定の幅寸法に加工して、負極集電箔３２を製造する。負極集電箔３２を一方又は双方の面に、負極合剤層３３を塗工する。負極合剤層３３は、ブレード、ナイフ、ダイノズル等、公知の手法により塗工することができる。塗工された負極合剤層３３は、プレス機、又はローラーによってプレスすることにより、所定の厚さ寸法に形成してもよい。なお、塗工時に負極合剤層３３の厚さ寸法を十分に設定可能な場合には、プレス工程は省略してもよい。

上記のように製造した正極１８と、セパレータ２１と、負極１９と、をセパレータ２１を介して巻回することにより、蓄電要素２０を製造する。

（実施形態の作用、効果）
続いて、本実施形態の作用、効果について説明する。本実施形態は、正極集電箔３０と、絶縁材を含む絶縁層３４と、正極活物質を含む正極合剤層３１と、を備える蓄電素子１０であって、正極集電箔３０の一方の面において、正極合剤層３１および絶縁層３４が形成され、正極合剤層３１は、絶縁層３４の一部を覆う重なり部３６を有し、絶縁層３４は、絶縁層３４の一部が正極合剤層３１に覆われる被重なり部３７を有し、重なり部３６の厚さ寸法Ｙと被重なり部３７の厚さ寸法Ｘの和は、正極合剤層３１の厚さ寸法Ｚ以下である。

また、本実施形態は、正極集電箔３０の少なくとも一方の面において、正極活物質を含む正極合剤層３１および絶縁材を含む絶縁層３４が形成される電極の製造方法であって、正極合剤層３１には、絶縁層３４の一部を覆う重なり部３６が形成されると共に、絶縁層３４には、絶縁層３４の一部が正極合剤層３１に覆われる被重なり部３７が形成される工程を含む。

本構成によれば、正極集電箔３０に絶縁層３４が形成されているので、電極同士が微小短絡することが抑制される。

また、本構成によれば、絶縁層３４の被重なり部３７は正極合剤層３１の重なり部３６によって覆われているので、絶縁層３４が正極集電箔３０から剥離することが抑制される。

また、本構成によれば、重なり部３６の厚さ寸法Ｙと被重なり部３７の厚さ寸法Ｘ寸法の和が、正極合剤層３１の厚さ寸法Ｚ以下である。これにより、巻回型蓄電要素を製造する場合であれば、正極１８を巻き取る工程において正極１８が局部的に厚くなることが抑制され、積層型蓄電要素を製造する場合であれば、正極１８と負極１９とを積層する工程において蓄電要素２０が局部的に厚くなることが抑制される。すなわち、蓄電要素２０の製造不良が抑制される。

また、本実施形態によれば、正極集電箔３０の幅方向Ｗにおける絶縁層３４の幅寸法Ａと、幅方向Ｗにおける重なり部３６の幅寸法Ｂとの商Ｂ／Ａは、
０．００１ ≦ Ｂ／Ａ ≦ ０．５
とされている。

上記の構成によれば、Ｂ／Ａが０．００１以上であることにより、被重なり部３７に対して確実に重なり部３６が重なるようになっている。これにより、絶縁層３４の被重なり部３７が正極集電箔３０から剥離することをより確実に抑制することができる。被重なり部３７が正極集電箔３０から剥離することをより一層確実に抑制する観点からは、Ｂ／Ａは、０．０１以上であることがより好ましく、０．１以上であることがより一層好ましい。

また、上記の構成によれば、Ｂ／Ａが０．５以下であることにより、絶縁層の被重なり部の厚さと、合剤層の重なり部の厚さ寸法の和を、合剤層の厚さ寸法以下に容易に設定できるようになっている。絶縁層形成用合剤を塗工して絶縁層を形成する場合、絶縁層は、幅方向（図４でいうところの幅方向（Ｗ方向））の中央にて絶縁層の厚さ寸法が最大になり得る。絶縁層の幅方向（Ｗ方向）の中央における厚さ寸法は、換言すると、Ｂ／Ａが０．５である部分の絶縁層の厚さ寸法を示す。すなわち、Ｂ／Ａを０．５以下に設定することにより、合剤層の重なり部は、絶縁層の厚さ寸法が最大となる部分に跨いで形成されることはないため、被重なり部の厚さ寸法と重なり部の厚さ寸法の和を、合剤層の厚さ寸法以下に容易に設定することができる。絶縁層の被重なり部の厚さと、合剤層の重なり部の厚さ寸法の和を、合剤層の厚さ寸法以下により容易に設定できる観点からは、Ｂ／Ａは、０．４以下であることがより好ましく、０．３以下であることがより一層好ましい。

＜他の実施形態＞
本明細書に記載された技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本明細書に記載された技術の範囲に含まれる。

（１）本実施形態においては、蓄電要素２０は巻回型としたが、積層型としてもよい。

（２）本実施形態においては、正極集電箔３０の両面に正極合剤層３１及び絶縁層３４を形成する構成としたが、これに限られず、正極集電箔３０の一方の面に正極合剤層３１及び絶縁層３４を形成する構成としてもよい。

（３）本実施形態においては、本明細書に記載された技術を正極１８に適用したが、これに限られず、本明細書に記載された技術を負極１９に適用してもよい。

（４）本実施形態においては、正極集電箔３０の幅方向Ｗにおける絶縁層３４の幅寸法Ａと、幅方向Ｗにおける重なり部３６の幅寸法Ｂとの商Ｂ／Ａは、０．００１ ≦ Ｂ／Ａ ≦ ０．５である構成としたが、これに限られず、Ｂ／Ａが０．００１より小さくてもよく、また、Ｂ／Ａが０．５より大きくてもよい。

（５）本実施形態においては、蓄電素子１０は角筒状としたが、これに限られず、円筒形状、袋状としてもよい。

本発明は、蓄電素子の電極同士の微小短絡が抑制されると共に、蓄電要素の製造不良を抑制することができるため、自動車用電源、電子機器用電源、電力貯蔵用電源等に有効に利用できる。

１８：正極
３０：正極集電箔
３１：正極合剤層
３４：絶縁層
３６：重なり部
３７：被重なり部
Ｗ：幅方向

Claims (4)

1. 集電箔と、絶縁材を含む絶縁層と、活物質を含む合剤層と、を備える電極であって、
   前記集電箔の少なくとも一方の面において、前記合剤層および前記絶縁層が形成され、
   前記合剤層は、前記絶縁層の一部を覆う重なり部を有し、
   前記絶縁層は、前記絶縁層の一部が前記合剤層に覆われる被重なり部を有し、
   前記重なり部の厚さ寸法と前記被重なり部の厚さ寸法の和は、前記合剤層の厚さ寸法以下である、電極。
2. 請求項１に記載の電極であって、
   前記活物質は、正極活物質である電極。
3. 請求項１または請求項２に記載の電極であって、
   前記集電箔の幅方向における前記絶縁層の幅寸法Ａと、前記幅方向における前記重なり部の幅寸法Ｂとの商Ｂ／Ａは、
   ０．００１ ≦ Ｂ／Ａ ≦ ０．５
   である電極。
4. 集電箔の少なくとも一方の面において、活物質を含む合剤層および絶縁材を含む絶縁層が形成される電極の製造方法であって、
   前記合剤層には、前記絶縁層の一部を覆う重なり部が形成されると共に、前記絶縁層には、前記絶縁層の一部が前記合剤層に覆われる被重なり部が形成される工程を含む、電極の製造方法。

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