JP2019102167A - 電気化学デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】電極積層体の積層状態を維持しつつ厚さの増大を抑えて、電気化学デバイスとしての性能を維持する。【解決手段】２種類の電極１，２がセパレータ３を介して交互に重なり合う電極積層体４と、電極積層体４の積層状態を維持するために電極積層体４に貼り付けられる貼り付け部材９と、を含み、電極１，２はそれぞれ、集電体１ａ，２ａと集電体１ａ，２ａの両面に形成された活物質層１ｂ，２ｂとを含み、第１の電極１の活物質層１ｂの平面形状は、第２の電極２の活物質層２ｂの平面形状よりも小さく、電極積層体４の外周部分には、第１の電極１の活物質層１ｂを介在させることなく第２の電極２の活物質層２ｂ同士が対向する部分４ａが存在する。貼り付け部材９は、第１の電極１の活物質層１ｂを介在させることなく第２の電極２の活物質層２ｂ同士が対向する部分４ａに重なるように貼り付けられている。【選択図】図１

Description

本発明は電気化学デバイスに関する。

携帯電話、デジタルカメラ、ラップトップコンピュータなどの携帯型電子機器の電源や車両用電源や家庭用電源として広く普及している二次電池のような電気化学デバイスの１種として、積層型の電気化学デバイスがある。積層型の電気化学デバイスは、複数対の電極シート、すなわち複数の正極シートと複数の負極シートとがセパレータを介して交互に繰り返し積層された電極積層体を有している。電極積層体は、電解液とともに外装容器内に収容されている。電極積層体を構成する複数の電極とセパレータは、積層状態を維持するために粘着テープで固定されている。一般的には、特許文献１に開示されているように、平面形状が長方形である電極積層体の４辺のそれぞれの中心付近に、最上層から最下層にかけて粘着テープが貼り付けられている。また、特許文献２には、電極を構成する集電体の、活物質層が形成されておらず電極積層体の外側に向かって延びている部分（タブ部）にテープを貼り付けて電気的短絡を防止する構成が開示されている。特許文献３には、複数の電極のタブ部と、セパレータのタブ部（延出部分）と、リード（端子）のタブ部とにわたってシートを貼り付けて、それらを互いに固定している構成が開示されている。特許文献４には、正極と負極の電気的短絡を防ぐために正極の活物質の塗布部と未塗布部との境界部分を覆うように絶縁部材が設けられた構成が開示されている。活物質は厚さが減少する傾斜部を有しており、絶縁部材の一方の端部は傾斜部上に位置し、他方の端部は未塗布部上に位置している。

特開２０１０−０９７８９１号公報 特開２００６−２７８８９７号公報 特開２０００−１８８１１５号公報 国際公開２０１５／０１５６６３号公報

特許文献１に記載されている構成では、テープを用いて電極積層体の積層状態が維持されている。しかし、電極積層体を構成する全ての電極および全てのセパレータの厚さにテープの厚さが加わるため厚さが増大する。その結果、電気化学デバイスの体積あたりのエネルギー密度が低下する。また、電極積層体にテープが貼り付けられた部分のみが局所的に厚くなると、電極積層体を均等に押さえて保持することができず、電気特性のばらつきやサイクル特性の低下を引き起こす。このように、電極積層体の積層状態を維持するためのテープに起因して、電気化学デバイスの性能の低下が生じる場合がある。

特許文献２，３に記載されている構成では、電極のタブ部にテープやシートが貼り付けられているが、電極の活物質層に重なる位置にはテープやシートが貼り付けられていない。電極積層体の厚さの大部分を占めるのは電極の活物質層の厚さであり、電極積層体の積層状態を規定するのは主に活物質層である。集電体の、活物質層が形成されておらず電極積層体の外側に向かって延びているタブ部は、電極積層体の積層状態にはほとんど関与しない。従って、特許文献２，３に記載されている構成のように、タブ部の位置にテープやシートを貼り付けても、電極積層体の積層状態の維持にはほとんど寄与しない。特許文献４では、正極の活物質の塗布部と未塗布部の境界部分に設けられる絶縁部材に起因する局所的な厚さの増大を防いでいるが、多数の正極と負極とセパレータとが積層された電極積層体の積層状態を維持することについては考慮されていない。

そこで、本発明の目的は、電極積層体の積層状態を維持しつつ厚さの増大を抑えて、電気化学デバイスとしての性能を維持することができる電気化学デバイスを提供することにある。

本発明の電気化学デバイスは、２種類の電極がセパレータを介して交互に重なり合う電極積層体と、電極積層体の積層状態を維持するために電極積層体に貼り付けられる貼り付け部材と、を含む。電極はそれぞれ、集電体と集電体の両面に形成された活物質層とを含む。第１の電極の活物質層の平面形状は、第２の電極の活物質層の平面形状よりも小さい。電極積層体の外周部分には、第１の電極の活物質層を介在させることなく第２の電極の活物質層同士が対向する部分が存在する。貼り付け部材は、第１の電極の活物質層を介在させることなく第２の電極の活物質層同士が対向する部分に重なるように貼り付けられている。

本発明の電気化学デバイスによると、電極積層体の積層状態を保ちつつ厚さの増大を抑えて、電気化学デバイスとしての性能を維持することができる。

本発明の第１の実施形態の電気化学デバイスを模式的に示す断面図である。 本発明の第２の実施形態の電気化学デバイスである二次電池の平面図である。 図２Ａに示す二次電池のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の第２の実施形態の二次電池の要部を模式的に示す断面図である。 本発明の第２の実施形態の二次電池の具体例を示す平面図である。 図４に示す二次電池の変形例を示す平面図である。 図４に示す二次電池の他の変形例を示す平面図である。 図４に示す二次電池の他の変形例を示す平面図である。 図４に示す二次電池の他の変形例を示す平面図である。 図４に示す二次電池の他の変形例を示す平面図である。 図９に示す二次電池の要部の斜視図である。 図４に示す二次電池の他の変形例を示す平面図である。 本発明の第３の実施形態の二次電池の要部を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
本発明の電気化学デバイスの基本構成を備えた第１の実施形態について、図１を参照して説明する。本実施形態の電気化学デバイスは、２種類の電極（第１の電極１と第２の電極２）がセパレータ３を介して交互に重なり合う電極積層体４と、電極積層体４の積層状態を維持するために電極積層体４に貼り付けられる貼り付け部材９と、を含んでいる。電極１，２はそれぞれ、集電体１ａ，２ａと、集電体１ａ，２ａの両面に形成された活物質層１ｂ，２ｂと、を含んでいる。第１の電極１の活物質層１ｂの平面形状は、第２の電極２の活物質層２ｂの平面形状よりも小さい。電極積層体４の外周部分には、第１の電極１の活物質層１ｂを介在させることなく第２の電極２の活物質層２ｂ同士が対向する部分が存在する。貼り付け部材９は、第１の電極１の活物質層１ｂを介在させることなく第２の電極２の活物質層２ｂ同士が対向する部分４ａに重なるように貼り付けられている。この部分４ａには第１の電極１の活物質層１ｂが介在していないため、図１の矢印で示すように貼り付け部材９が加圧することで、この部分４ａは、図示されている状態よりも厚さ方向（積層方向）に縮小し、厚さが小さく抑えられる。

図２Ａ〜３には本発明に係る電気化学デバイスの一例である二次電池を示している。図２Ａは、二次電池１００の主面（平坦な面）に対して垂直上方から見た模式的な平面図である。図２Ｂは図２ＡのＡ−Ａ線断面図である。図３は二次電池１００の要部の拡大断面図である。この二次電池１００は、図１に示す第１の実施形態の電気化学デバイスよりもさらに具体的かつ詳細な実施形態（第２の実施形態）である。二次電池１００は、２種類の電極、すなわち正極（第１の電極、正極シート）１と負極（第２の電極、負極シート）２とがセパレータ３を介して交互に重なり合う電極積層体（蓄電要素）４を備えている。この電極積層体４は電解液５とともに、可撓性フィルム（ラミネートフィルム）からなる外装容器６内に収納されている。電極積層体４の正極１には正極端子７の一端部が、負極２には負極端子８の一端部がそれぞれ接続されている。正極端子７の他端部および負極端子８の他端部は、それぞれ可撓性フィルムからなる外装容器６から外部に延びている。図２Ｂでは、電極積層体４を構成する各層の一部（厚さ方向の中間部に位置する層）を図示省略して、電解液５を示している。図２Ｂでは、見やすくするために、正極１と負極２とセパレータ３と可撓性フィルムがそれぞれ互いに接触していないように図示しているが、実際にはこれらは密着して積層されている。図２Ａ，２Ｂでは省略しているが、正極１、負極２、およびセパレータ３の積層体に貼り付け部材（例えば粘着テープ９）が貼り付けられている。貼り付け部材については後述する。

正極１は、正極用の集電体（正極集電体）１ａと、正極集電体１ａの両面に塗布された正極用の活物質層（正極活物質層）１ｂを含む。正極集電体１ａの表面と裏面には、正極活物質層１ｂが形成された塗布部と正極活物質層１ｂが形成されていない未塗布部を有する。同様に、負極２は、負極用の集電体（負極集電体）２ａと、負極集電体２ａに塗布された負極用の活物質層（負極活物質層）２ｂを含む。負極集電体２ａの表面と裏面には塗布部と未塗布部を有する。正極１と負極２のそれぞれの未塗布部（集電体１ａ，２ａ）は、電極端子（正極端子７、負極端子８）と接続するための電極タブ（正極タブ、負極タブ）として用いられる。正極１の正極タブ（未塗布部の正極集電体１ａ）同士は正極端子７の一端部の上に重ね合わせられて、超音波溶接等で互いに接続されている。同様に、負極２の負極タブ（未塗布部の負極集電体２ａ）同士は負極端子８の一端部の上に重ね合わせられて、超音波溶接等で互いに接続されている。正極端子７の他端部および負極端子８の他端部は、可撓性フィルムからなる外装容器６の外部にそれぞれ延びている。負極２の塗布部（負極活物質層２ａ）の外形寸法は、正極１の塗布部（正極活物質層１ａ）の外形寸法よりも大きく、セパレータ３の外形寸法よりも小さいか等しいことが好ましい。正極タブ１ａおよび負極タブ２ａは、正極端子７および負極端子８と補助材１０（図３参照）とに挟まれた状態で固定されてもよい。

図３に示すように、複数の正極１と負極２とがセパレータ３を介して交互に積層されて構成された電極積層体４に貼り付け部材である粘着テープ９が貼り付けられて、積層状態が維持されている。この粘着テープ９の貼り付け位置について以下に説明する。
本実施形態では、正極１の塗布部（正極活物質層１ａ）の外形寸法（平面形状）が負極２の塗布部（負極活物質層２ａ）の外形寸法（平面形状）よりも小さい。従って、図２Ｂ〜３に示すように、負極活物質層２ａの端部の一部は、正極活物質層１ａの端部の外側に延出している。その結果、複数の負極活物質層２ａが重なり合っているが正極活物質層１ａは重なり合っていない部分、すなわち、互いに対向する負極活物質層２ａ同士の間に正極活物質層１ａが介在していない部分が生じる。便宜上、この部分を「負極活物質層対向部分４ａ」と称する。本実施形態では、この負極活物質層対向部分４ａに粘着テープ９を貼り付けている。具体的には、電極積層体４内の最上層のセパレータ３の負極活物質層対向部分４ａに重なる位置に粘着テープ９の一方の端部が貼り付けられている。一方、電極積層体４内の最下層のセパレータ３の負極活物質層対向部分４ａに重なる位置に粘着テープ９の他方の端部が貼り付けられている。そして、粘着テープ９の両端部の間の中間部分は、積層された複数の負極活物質層２ａの端面およびセパレータ３の端面に接する位置を通っている。なお、電極積層体４内の最上層および最下層にセパレータ３が設けられていない場合には、電極積層体４内の最上層の負極活物質層２ｂの負極活物質層対向部分４ａに粘着テープ９の一方の端部が貼り付けられ、電極積層体４内の最下層の負極活物質層２ｂの負極活物質層対向部分４ａに粘着テープ９の他方の端部が貼り付けられる。

特許文献１に記載された構成では、複数の正極活物質層および正極集電体と、複数の負極活物質層および負極集電体と、複数のセパレータとが、全て重なり合った位置の上下に粘着テープが貼り付けられている。従って、これらの厚さを全て合計した値が、粘着テープが貼り付けられた電極積層体の最大厚さである。そして、この最大厚さの部分に比べて、粘着テープが貼られていない部分は厚さが小さい。すなわち、この電極積層体では、粘着テープが貼られている位置において局所的に厚さが増大している。このことが、体積効率の低下と体積あたりのエネルギー密度の低下を招く。

これに対し、本実施形態では、複数の負極活物質層２ａおよび負極集電体２ｂと複数のセパレータ３とが重なり合った位置の上下に粘着テープ９が貼り付けられている。しかし、粘着テープ９が貼り付けられている位置には、少なくとも正極活物質層１ａは存在していない。従って、特許文献１のような構成に比べて、粘着テープ９が貼られている位置の電極積層体４の厚さが、少なくとも正極活物質層１ａの厚さの分だけ薄くなっている。このことは、本実施形態の粘着テープが貼り付けられた電極積層体４には局所的に厚さが増大している部分が存在しないことを意味する。むしろ、本実施形態の粘着テープが貼り付けられた電極積層体４では、粘着テープ９が貼り付けられている位置において、他の部分に比べて厚さが薄くなっていることがある。本実施形態の粘着テープ９が貼り付けられた電極積層体４の最大厚さは、複数の負極活物質層２ａおよび負極集電体２ｂと、複数の正極活物質層１ａおよび正極集電体１ｂと、複数のセパレータ３との厚さの合計である。すなわち、本実施形態の粘着テープ９が貼り付けられた電極積層体４の最大厚さは、実際に電気化学デバイスとして機能する部分の厚さである。電気化学デバイス本来の機能には直接関係しない部材（粘着テープ９）のために最大厚さが増大している構成ではないため、厚さあたりのエネルギー密度、ひいては体積辺りのエネルギー密度や、体積効率を低下させることはない。

また、粘着テープ９が貼り付けられた部分は電極積層体４のうちのごく一部分であり、その部分が電極積層体４全体のうちで占める割合は小さい。特許文献１に記載された構成では、電極積層体４全体において小さな割合を占めるだけである粘着テープ９が貼り付けられた部分が最大厚さの部分であって、電極積層体４に積層方向の上下から圧力を加えて電極積層体４を保持する際の基準になる。その場合、電極積層体４の大部分（粘着テープ９が貼り付けられていない部分）には適切な圧力が加えられない可能性がある。これに対し、本実施形態では、電極積層体４の大部分（粘着テープ９が貼り付けられていない部分）が最大厚さの部分であって、電極積層体４に積層方向の上下から圧力を加えて電極積層体４を保持する際の基準になる。従って、電極積層体４の大部分（粘着テープ９が貼り付けられていない部分）に適切な圧力が加えられて電極積層体４が保持される。粘着テープ９が貼り付けられた部分は、電極積層体４の最大厚さの部分よりも厚さが薄く適切な圧力が加えられない可能性がある。しかし、その部分は電極積層体４全体において小さな割合を占めるのみであるので、電極積層体４全体の保持を不安定にするおそれは小さい。

電極積層体の積層状態の維持に関し、特許文献２，３に記載された構成では、集電体の活物質層が形成されていない部分であるタブが重なり合っている位置にテープやシートが貼り付けられている。すなわち、電極積層体の主要部分（複数の負極活物質および負極集電体と、複数の正極活物質および正極集電体と、複数のセパレータとが、全て重なり合った部分）の厚さに比べて、テープやシートを用いて固定される部分の厚さは非常に小さい。また、テープやシートを用いて固定される部分は電極積層体の主要部分から遠く離れた位置にある。従って、このテープやシートでは電極積層体の主要部分の積層状態を十分に維持することはできない。特許文献２，３は電極積層体の積層状態の維持については全く考慮していない。これに対し、本実施形態では、複数の負極活物質層２ａおよび負極集電体２ｂが重なり合っている部分に粘着テープ９が貼り付けられているため、電極積層体４の主要部分の厚さに比べてそれほど厚さが小さくない部分（例えば主要部分の半分程度以上の厚さを有する部分）が粘着テープ９を用いて固定される。また、電極の活物質層が存在する部分は、電極積層体４の主要部分に近接した部分であるため、この部分に粘着テープ９を貼り付けることで電極積層体４の主要部分の積層状態を維持する信頼性は高い。

以上説明したように、本実施形態では、負極活物質層対向部分４ａに、電極積層体４の積層状態を維持するための粘着テープ９が貼り付けられている。この負極活物質層対向部分４ａは、電極積層体４を構成する電極のうち活物質層の外形寸法（平面形状）が大きい電極の活物質層同士が重なっているが、活物質層の外形寸法（平面形状）がより小さい電極の活物質層は介在していない部分である。この構成によると、電極積層体４の厚さを必要以上に厚くすることはなく、エネルギー密度や体積効率の低下を抑制しつつ、電極積層体４の大部分に適切な圧力を加えて電極積層体４の積層状態を維持するこができる。

図４〜１１には、本実施形態における粘着テープ９の貼り付け位置の様々な例を示している。図４〜１１では、見やすくするために外装容器６およびセパレータ３を省略している。図４〜８に示すそれぞれの構成では、正極端子７と負極端子８が、平面形状が長方形の電極積層体４の同一の辺から電極積層体４の外部に向かって同一方向に延びている。そして、図４に示す例では、この正極端子７と負極端子８が通過する辺を全長にわたって覆うように粘着テープ９が貼り付けられている。また、正極端子７と負極端子８が通過する辺と反対側の辺においても、この辺を全長にわたって覆うように粘着テープ９が貼り付けられている。言い換えると、電極積層体４の、図４の上端の辺と下端の辺とに、それぞれの端部を覆うように粘着テープ９がそれぞれ貼り付けられている。前述したように、これらの粘着テープ９は、外形寸法（平面形状）が大きい電極活物質（本例では負極活物質２ａ）に平面的に重なるが、外形寸法（平面形状）が小さい電極活物質（本例では正極活物質２ａ）には平面的に重ならない負極活物質層対向部分４ａに貼り付けられている。

図５に示す変形例では、電極積層体４の正極端子７と負極端子８が通過する辺の中央部と両端部にそれぞれ粘着テープ９が貼り付けられている。また、図４に示す例と同様に、正極端子７と負極端子８が通過する辺と反対側の辺を全長にわたって覆うように粘着テープ９が貼り付けられている。本変形例でも、粘着テープ９は負極活物質層対向部分４ａに貼り付けられている。

図６に示す変形例では、電極積層体４の正極端子７と負極端子８が通過する辺の両端部に、その辺に平行に延びるようにそれぞれ粘着テープ９が貼り付けられている。正極端子７と負極端子８が通過する辺と反対側の辺においても同様に、両端部に、その辺に平行に延びるようにそれぞれ粘着テープ９が貼り付けられている。本変形例でも、粘着テープ９は負極活物質層対向部分４ａに貼り付けられている。

図７に示す変形例では、電極積層体４の正極端子７と負極端子８が通過する辺の中央部に粘着テープ９が貼り付けられている。正極端子７と負極端子８が通過する辺と反対側の辺では、図６に示す例と同様に、両端部に、その辺に平行に延びるようにそれぞれ粘着テープ９が貼り付けられている。本変形例でも、粘着テープ９は負極活物質層対向部分４ａに貼り付けられている。

図８に示す変形例では、正極端子７と負極端子８が通過する辺に沿って延びる粘着テープ９は存在しない。正極端子７と負極端子８が通過する辺と反対側の辺では、図４，５に示す例と同様に、正極端子７と負極端子８が通過する辺と反対側の辺を全長にわたって覆うように粘着テープ９が貼り付けられている。また、正極端子７と負極端子８が通過する辺と直交する２つの辺においても、それらの辺を全長にわたって覆うように粘着テープ９がそれぞれ貼り付けられている。本変形例でも、粘着テープ９は負極活物質層対向部分４ａに貼り付けられている。

図９〜１０に示す構成および図１１に示す構成では、正極端子７と負極端子８が、平面形状が長方形の電極積層体４の互いに対向する辺から、互いに反対向きに、電極積層体４の外部に向かってそれぞれ延びている。図９〜１０に示す例では、図８に示す例と同様に、正極端子７が通過する辺および負極端子８が通過する辺と直交する２つの辺において、それらの辺を全長にわたって覆うように粘着テープ９がそれぞれ貼り付けられている。ただし、正極端子７が通過する辺および負極端子８が通過する辺において、それらの辺に平行に延びる粘着テープ９は存在しない。本変形例でも、粘着テープ９は負極活物質層対向部分４ａに貼り付けられている。

図１１に示す変形例では、正極端子７が通過する辺および負極端子８が通過する辺と直交する２つの辺のそれぞれの両端部に、それらの辺に沿って延びる粘着テープ９がそれぞれ貼り付けられている。言い換えると、正極端子７が通過する辺および負極端子８が通過する辺のそれぞれの両端部に、それらの辺に直交して延びる粘着テープ９がそれぞれ貼り付けられている。本変形例でも、粘着テープ９は負極活物質層対向部分４ａに貼り付けられている。

本発明の粘着テープ９の貼り付け位置は、図４〜１１に示すように様々な変更が可能であるが、いずれの場合においても粘着テープ９は負極活物質層対向部分４ａに貼り付けられる。それによって、前述したように、電極積層体４の積層状態を信頼性高く維持しつつ厚さの増大を抑えることができる。電極積層体４に粘着テープ９が貼り付けられた部分のみが厚くなることがなく、電極積層体４を均等に押さえて保持することができるため、電気化学デバイスの性能の低下、例えば電気特性のばらつきやサイクル特性の低下を抑制できる。しかも、電気化学デバイスの構成が簡単で製造が容易である。

前述したように電極積層体４において局所的な厚さの増大を防ぐという観点では、特許文献４と同様に絶縁部材についても考慮することが望ましい。すなわち、電気短絡の防止のために、少なくとも一方の電極（例えば正極１）において活物質層の塗布部と未塗布部の境界部分を覆うように絶縁部材が設けられる場合がある。そのような場合には、前述したように粘着テープ９の貼り付け位置を負極活物質層対向部分４ａにすることに加えて、図１２に示す第３の実施形態のように、絶縁部材１１を取り付ける電極の活物質層（例えば正極活物質層１ｂ）の境界部分側の端部に、厚さが薄い薄肉部や徐々に厚さが薄くなる傾斜部または段部を形成することが好ましい。図１２では一例として傾斜部１ｃを形成した構成を示している。そして、絶縁部材１１が正極活物質層の最も厚い部分（厚肉部）の上には位置せず、厚さの薄い傾斜部１ｃ（または薄肉部や段部）の上に位置するように配置する。それにより、絶縁部材１１の厚さが傾斜部１ｃ（または薄肉部や段部）の厚さの低減に相殺（吸収）されて、電極積層体４全体の厚さに対して影響を及ぼさない。本実施形態では、このように絶縁部材１１を厚さの薄い傾斜部１ｃ（または薄肉部や段部）に配置することと、前述したように粘着テープ９を負極活物質層対向部分４ａに配置することで、電気的短絡を防止し、電極積層体４の積層状態を維持しつつ局所的に厚い部分を生じさせないという効果を得ることができる。

ただし、電極の活物質層の塗布部と未塗布部の境界部分を覆う絶縁部材が設けられない場合や、絶縁部材の厚さが極めて薄く無視できるような場合には、必ずしも本実施形態を採用する必要は無い。

本発明の貼り付け部材の一例である粘着テープ９の材料としては、ポリプロピレンやポリエチレンテレフタレート等の樹脂が挙げられる。ただし、貼り付け部材は粘着テープ９に限定されない。また、絶縁部材１１も粘着テープ９と同様な材料から形成することができる。

本発明の二次電池１００において、正極活物質層１ｂを構成する活物質としては、例えばＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＭｎ_２Ｏ_２、Ｌｉ_２ＭＯ_３−ＬｉＭＯ_２、ＬｉＮｉ_1/3Ｃｏ_1/3Ｍｎ_1/3Ｏ_２などの層状酸化物系材料や、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４などのスピネル系材料、ＬｉＭＰＯ_４などのオリビン系材料、Ｌｉ_２ＭＰＯ_４Ｆ、Ｌｉ_２ＭＳｉＯ_４Ｆなどのフッ化オリビン系材料、Ｖ_２Ｏ_５などの酸化バナジウム系材料などが挙げられる（Ｍは遷移金属である）。各正極活物質において、これらの活物質を構成する元素の一部が他の元素で置換されていてもよく、また、Ｌｉが過剰組成となっていてもよい。そして、これらの活物質のうちの１種、または２種以上の混合物を使用することができる。

負極活物質層２ｂを構成する活物質としては、黒鉛、非晶質炭素、ダイヤモンド状炭素、フラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーンなどの炭素材料や、リチウム金属材料、シリコンやスズなどの合金系材料、Ｎｂ_２Ｏ_５やＴｉＯ_２などの酸化物系材料、あるいはこれらの複合物を用いることができる。

正極活物質層１ｂおよび負極活物質層２ｂを構成する活物質合剤は、前述したそれぞれの活物質に、結着剤や導電助剤等が適宜加えられたものである。導電助剤としては、カーボンブラック、炭素繊維、または黒鉛などのうちの１種、または２種以上の組み合せを用いることができる。また、結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、カルボキシメチルセルロース、スチレンブタジエンゴム、変性アクリロニトリルゴム粒子などを用いることができる。

正極活物質層１ｂと負極活物質層２ｂのいずれにおいても、例えば製造上のばらつきや層形成能力に起因する不可避な各層の傾斜や凹凸や丸み等が生じていても構わない。
正極集電体１ａとしては、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル、チタン、またはこれらの合金等を用いることができ、特にアルミニウムが好ましい。負極集電体２ａとしては、銅、ステンレス鋼、ニッケル、チタン、またはこれらの合金を用いることができる。

電解液５としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ブチレンカーボネート等の環状カーボネート類や、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）等の鎖状カーボネート類や、脂肪族カルボン酸エステル類や、γ−ブチロラクトン等のγ−ラクトン類や、鎖状エーテル類、環状エーテル類、などの有機溶媒のうちの１種、または２種以上の混合物を使用することができる。さらに、これらの有機溶媒にリチウム塩を溶解させることができる。

セパレータ３は主に樹脂製の多孔膜、織布、不織布等からなり、その樹脂成分として、例えばポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ナイロン樹脂、アラミド樹脂（芳香族ポリアミド樹脂）、またはポリイミド樹脂等を用いることができる。特にポリオレフィン系の微多孔膜は、イオン透過性と、正極と負極とを物理的に隔離する性能に優れているため好ましい。また、必要に応じて、セパレータ３には無機物粒子を含む層を形成してもよい。無機物粒子としては、絶縁性の酸化物、窒化物、硫化物、炭化物などを挙げることができ、なかでもＴｉＯ_２やＡｌ_２Ｏ_３を含むことが好ましい。

外装容器６は、可撓性フィルムからなる軽量の外装ケースであり、可撓性フィルムは、基材となる金属箔の両面にそれぞれ樹脂層が設けられたラミネートフィルムである。金属箔には、電解液５の漏出や外部からの水分の浸入を防止するためのバリア性を有するものを選択することができ、アルミニウムやステンレス鋼などを用いることができる。金属箔の少なくとも一方の面には、変性ポリオレフィンなどの熱融着性樹脂層が設けられる。可撓性フィルムの熱融着性樹脂層同士を対向させ、電極積層体４を収納する部分の周囲を熱融着することで外装容器６が形成される。金属箔の、熱融着性樹脂層が形成された面と反対側の面には、外装容器６の表面として、ナイロンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエステルフィルムなどの樹脂層を設けることができる。

正極端子７としては、アルミニウムやアルミニウム合金で構成されたものを用いることができる。負極端子８としては、銅や銅合金、あるいはそれらにニッケルメッキを施したものや、ニッケルなどを用いることができる。それぞれの端子７，８の他端部側は外装容器６の外部に引き出される。それぞれの端子７，８の、外装容器６の外周部分の熱溶着される部分に対応する箇所には、熱融着性の樹脂（封止材）を予め設けておくことができる。

本発明はリチウムイオン二次電池に特に有用であるが、リチウムイオン電池以外の二次電池や、キャパシタ（コンデンサ）等の電池以外の電気化学デバイスに適用しても有効である。

以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記した実施形態の構成に限られるものではなく、本発明の構成や細部に、本発明の技術的思想の範囲内で、当業者が理解し得る様々な変更を施すことができる。

１ 正極（第１の電極）
１ａ 正極用の集電体（正極集電体）
１ｂ 正極用の活物質層（正極活物質層）
２ 負極（第２の電極）
２ａ 負極用の集電体（負極集電体）
２ｂ 負極用の活物質層（負極活物質層）
３ セパレータ
４ 電極積層体
４ａ 負極活物質層対向部分
５ 電解液
６ 外装容器
７ 正極端子
８ 負極端子
９ 粘着テープ（貼り付け部材）
１０ 補助材
１１ 絶縁部材
１００ 二次電池（電気化学デバイス）

Claims (8)

1. ２種類の電極がセパレータを介して交互に重なり合う電極積層体と、前記電極積層体の積層状態を維持するために前記電極積層体に貼り付けられる貼り付け部材と、を含み、
   前記電極はそれぞれ、集電体と前記集電体の両面に形成された活物質層とを含み、
   第１の電極の前記活物質層の平面形状は、第２の電極の前記活物質層の平面形状よりも小さく、
   前記電極積層体の外周部分には、前記第１の電極の前記活物質層を介在させることなく前記第２の電極の前記活物質層同士が対向する部分が存在し、
   前記貼り付け部材は、前記第１の電極の前記活物質層を介在させることなく前記第２の電極の前記活物質層同士が対向する部分に重なるように貼り付けられている、電気化学デバイス。
2. 前記貼り付け部材は、前記第１の電極の前記活物質層と平面的に見て重なる位置を避けて配置されている、請求項１に記載の電気化学デバイス。
3. 前記貼り付け部材の一端部は前記電極積層体の積層方向の最上層に貼り付けられ、前記貼り付け部材の他端部は前記電極積層体の積層方向の最下層に貼り付けられ、前記貼り付け部材の前記一端部と前記他端部の間の中間部分は、前記積層方向に沿って前記第２の電極の端縁に接する位置を通って延びている、請求項１または２に記載の電気化学デバイス。
4. 前記貼り付け部材は粘着テープである、請求項１から３のいずれか１項に記載の電気化学デバイス。
5. 前記第１の電極の前記活物質層を介在させることなく前記第２の電極の前記活物質層同士が対向する部分に重なる位置において、前記第２の電極の前記活物質層同士の間に前記セパレータが介在している、請求項１から４のいずれか１項に記載の電気化学デバイス。
6. 前記電極には、前記集電体の表面上に前記活物質層が形成されている塗布部と前記活物質層が形成されていない未塗布部とが並んで設けられており、
   前記第１の電極と前記第２の電極のいずれか一方または両方には、前記塗布部と前記未塗布部の境界部分を覆うように絶縁部材が配置されており、前記活物質層の前記未塗布部側の端部には厚さが薄い部分が形成されており、前記絶縁部材の一端部は前記活物質層の前記厚さが薄い部分に配置され、他端部は前記未塗布部に配置されており、前記絶縁部材は前記活物質層の厚さが最も厚い部分に重なる位置を避けて配置されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の電気化学デバイス。
7. 前記第１の電極は正極であり、前記第２の電極は負極である、請求項１から６のいずれか１項に記載の電気化学デバイス。
8. 前記貼り付け部材を含む前記電極積層体を収容する外装容器をさらに含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の電気化学デバイス。

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