JP2019197677A - 積層型電池 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、第１電極板と第２電極板との短絡を防止して信頼性を向上させることができる積層型電池を提供する。【解決手段】積層型電池１は、接続領域ａ１及び有効領域ｂ１を含む第１電極集電体１１と、有効領域ｂ１に設けられた第１電極活物質層１２と、を有する複数の第１電極板１０と、第１電極板１０と積層方向ｄＬに交互に積層された複数の第２電極板２０と、第１電極板１０に接合された絶縁テープ４０と、を備えている。第１電極板１０は、第１電極活物質層１２の第２電極板２０の側の面に設けられた第１絶縁体３０を有している。第１電極活物質層１２は、接続領域ａ１の側に設けられた、第１絶縁体３０から露出する接続領域側端縁１３を含んでいる。絶縁テープ４０は、第１電極活物質層１２の接続領域側端縁１３を覆っている。【選択図】図４

Description

本発明は、積層型電池に関する。

例えば特許文献１で提案されているように、正極板と負極板とを交互に積層してなる積層型電池が広く普及している。積層型電池の一例として、リチウムイオン二次電池が例示され得る。リチウムイオン二次電池は、他の形式の積層型電池と比較して大容量であることを特徴の一つとしている。このような特徴を有するリチウムイオン二次電池は、今般、車載用途や定置住宅用途等の種々の用途での更なる普及を期待されている。

積層型電池は、通常、交互に積層される正極板（第１電極板）及び負極板（第２電極板）を含む積層体を備えている。このうち正極板は、正極集電体と、正極集電体上に設けられた正極活物質層と、を有している。正極集電体は、正極活物質層が設けられる有効領域と、正極活物質層が設けられない接続領域と、を含んでいる。接続領域は、正極板同士を接合したり、積層型電池の電気的な接続をするためのタブを接合したりするための領域になっている。

特開２０１７−４１３４６号公報

しかしながら、積層型電池内へ異物が混入したり、積層型電池に衝撃が付加されたりすると、正極活物質層の接続領域の側の端縁が負極板に接触して、正極板と負極板が短絡する可能性が考えられる。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、第１電極板と第２電極板との短絡を防止して信頼性を向上させることができる積層型電池を提供することを目的とする。

本発明は、第１の解決手段として、
接続領域及び前記接続領域に隣接する有効領域を含む第１電極集電体と、前記有効領域に設けられた第１電極活物質層と、を有する複数の第１電極板と、
前記第１電極集電体の前記有効領域に重なるよう前記第１電極板と積層方向に交互に積層された複数の第２電極板と、
前記第１電極板の前記第２電極板の側に設けられ、前記第１電極板に接合された絶縁テープと、を備え、
前記第１電極板は、前記第１電極活物質層の前記第２電極板の側の面に設けられた第１絶縁体を有し、
前記第１電極活物質層は、前記接続領域の側に設けられた、前記第１絶縁体から露出する接続領域側端縁を含み、
前記絶縁テープは、前記第１電極活物質層の前記接続領域側端縁を覆っている、積層型電池、
を提供する。

本発明の第１の解決手段による積層型電池において、
前記絶縁テープは、前記第１絶縁体から前記第１電極集電体の前記接続領域にわたって前記第１電極板に接合されている、
ようにしてもよい。

本発明の第１の解決手段による積層型電池において、
前記絶縁テープは、前記接続領域側端縁が延びる方向において、前記第１電極板よりも外側に突出する突出部を有している、
ようにしてもよい。

本発明の第１の解決手段による積層型電池において、
前記第１電極板の両側に設けられた一対の前記絶縁テープを備え、
前記第１電極集電体の両側に前記第１電極活物質層が設けられ、
各々の前記第１電極活物質層の対面する前記第２電極板の側の面に前記第１絶縁体が設けられ、
一方の前記第１電極活物質層の前記接続領域側端縁が一方の前記絶縁テープで覆われ、他方の前記第１電極活物質層の前記接続領域側端縁が他方の前記絶縁テープで覆われている、
ようにしてもよい。

本発明の第１の解決手段による積層型電池において、
前記絶縁テープは、前記接続領域側端縁が延びる方向において、対応する前記第１電極板よりも外側に突出する突出部を有している、
ようにしてもよい。

本発明の第１の解決手段による積層型電池において、
一方の前記絶縁テープの前記突出部と、他方の前記絶縁テープの前記突出部とが、互いに接合されている、
ようにしてもよい。

本発明の第１の解決手段による積層型電池において、
前記第１電極板と前記第２電極板との間に介在された第２絶縁体を更に備える、
ようにしてもよい。

本発明の第１の解決手段による積層型電池において、
前記第１絶縁体は、アルミナを含む、
ようにしてもよい。

本発明の第１の解決手段による積層型電池において、
前記第１電極活物質層は、黒鉛又はアセチレンブラックを含む、
ようにしてもよい。

本発明の第１の解決手段による積層型電池において、
前記絶縁テープが、前記第１絶縁体の色とは異なる色を有している、
ようにしてもよい。

また、本発明は、第２の解決手段として、
接続領域及び前記接続領域に隣接する有効領域を含む第１電極集電体と、前記第１電極集電体の両側であって前記有効領域に設けられた第１電極活物質層と、を有する複数の第１電極板と、
前記第１電極集電体の前記有効領域に重なるよう前記第１電極板と積層方向に交互に積層された複数の第２電極板と、
前記第１電極板の両側に設けられ、前記第１電極板に接合された一対の絶縁テープと、を備え、
前記第１電極活物質層は、前記接続領域の側に設けられた接続領域側端縁を含み、
一方の前記第１電極活物質層の前記接続領域側端縁が一方の前記絶縁テープで覆われ、他方の前記第１電極活物質層の前記接続領域側端縁が他方の前記絶縁テープで覆われ、
前記絶縁テープは、前記接続領域側端縁が延びる方向において、対応する前記第１電極板よりも外側に突出する突出部を有し、
一方の前記絶縁テープの前記突出部と、他方の前記絶縁テープの前記突出部とが、互いに接合されている、積層型電池
を提供する。

本発明の第１の解決手段または第２の解決手段による積層型電池において、
前記接続領域側端縁が延びる方向における前記絶縁テープの前記突出部の寸法は、１ｍｍ以上である、
ようにしてもよい。

本発明の第１の解決手段または第２の解決手段による積層型電池において、
前記絶縁テープの厚さは、２０μｍ以下である、
ようにしてもよい。

本発明の第１の解決手段または第２の解決手段による積層型電池において、
前記第１電極板及び前記第２電極板を収容する外装体を更に備え、
前記外装体は、支持基材と、前記支持基材に積層された接着層と、を有している、
ようにしてもよい。

本発明の第２の解決手段による積層型電池において、
前記絶縁テープが、前記第１電極活物質層の色とは異なる色を有している、
ようにしてもよい。

本発明の積層型電池によれば、第１電極板と第２電極板との短絡を防止して信頼性を向上させることができる。

図１は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、積層型電池を示す斜視図である。 図２は、図１の積層型電池に含まれる膜電極接合体を示す平面図である。 図３は、図１の積層型電池を示す断面図である。 図４は、図２のＡ−Ａ線断面図である。絶縁テープ 図５は、図２の膜電極接合体の一部の分解斜視図である。 図６は、図４の絶縁テープを示す拡大断面図である。 図７は、図５のＢ−Ｂ線断面図である。 図８は、図２のＡ−Ａ線断面の変形例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺及び縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

図１〜図８は、本発明による積層型電池を説明するための図である。このうち図１及び図２は、それぞれ、積層型電池の一具体例を示す斜視図及び平面図である。

図１及び図２に示すように、本実施の形態による積層型電池１は、外装体２と、外装体２内に収容された膜電極接合体５と、膜電極接合体５に接続された一対のタブ３と、を備えている。外装体２は、その内部に膜電極接合体５を収容している。タブ３は、外装体２の内部から外部へと延び出している。電気自動車などの自動車の分野においては、複数の積層型電池１を組み合わせることにより構成されるモジュールが自動車に搭載される。複数の積層型電池１の間の電気的な接続は、タブ３を介して実現される。

以下、積層型電池１の各構成要素について説明する。

（外装体）
外装体２は、膜電極接合体５を封止するための包装材である。外装体２は、フレキシブル性を有していてもよい。外装体２は、一例として、図３に示すように、支持基材２ａと、この支持基材２ａに積層された接着層２ｂと、を有する。図３は、積層型電池１の幅方向（後述する第２方向ｄ２）の断面図である。支持基材２ａは、高ガスバリア性と成形加工性を有することが好ましい。このような支持基材２ａとして、アルミニウム箔やステンレス箔を用いることができる。接着層２ｂは、支持基材２ａの内面に位置し、支持基材２ａを接合するためのシール層として機能する。接着層２ｂは、接着性に加え、絶縁性、耐薬品性、熱可塑性等を有していることが好ましい。このような接着層２ｂとして、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、低密度ポリプロピレン、アイオノマー、エチレン・酢酸ビニルを用いることができる。本実施の形態では、一対の支持基材２ａの間に膜電極接合体５が配置され、ラミネート加工される。すなわち、膜電極接合体５の周囲に、各々の内面に形成された接着層２ｂが熱溶着することでシール部が形成されている。このようにして、支持基材２ａ同士が接合されて、外装体２の内部を封止している。

（膜電極接合体）
図１及び図２に示すように、膜電極接合体５は、交互に積層された第１電極板１０及び第２電極板２０を有している。本実施の形態においては、膜電極接合体５がリチウムイオン二次電池を構成する例について説明する。この例において、第１電極板１０は正極板１０Ｘを構成し、第２電極板２０は負極板２０Ｙを構成するものとする。ただし、以下に説明する作用効果の記載からも理解され得るように、ここで説明する一実施の形態は、リチウムイオン二次電池に限定されることなく、第１電極板１０及び第２電極板２０を交互に積層してなる膜電極接合体５に広く適用され得る。

図４は、後述する第１方向ｄ１に沿う膜電極接合体５の断面図である。図１〜図４に示すように、膜電極接合体５は、複数の正極板１０Ｘ（第１電極板１０）及び複数の負極板２０Ｙ（第２電極板２０）を有している。正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙは、積層方向ｄＬ（図４参照）に沿って交互に配列されて積層されている。膜電極接合体５及び積層型電池１は、全体的に偏平形状を有し、積層方向ｄＬへの厚さが薄く、積層方向ｄＬに直交する方向ｄ１，ｄ２に広がっている。

図示された非限定的な例において、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙは、長方形形状の外輪郭を有している。正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙは、積層方向ｄＬに直交するとともにタブ３が延びる（あるいは一対のタブ３が配列される）方向である第１方向ｄ１に長手方向を有し、積層方向ｄＬ及び第１方向ｄ１の両方に直交する第２方向ｄ２に短手方向（幅方向）を有している。正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙは、第１方向ｄ１にずらして配置されている。より具体的には、複数の正極板１０Ｘは、第１方向ｄ１における一側（図２の右側）に寄って配置され、複数の負極板２０Ｙは、第１方向ｄ１における他側（図２の左側）に寄って配置されている。正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙは、第１方向ｄ１における中央（後述する第１有効領域ｂ１及び第２有効領域ｂ２）において、積層方向ｄＬに重なり合っている。

正極板１０Ｘ（第１電極板１０）は、図示するように、シート状の外形状を有している。正極板１０Ｘ（第１電極板１０）は、正極集電体１１Ｘ（第１電極集電体１１）と、正極集電体１１Ｘ上に設けられた正極活物質層１２Ｘ（第１電極活物質層１２）と、を有している。正極活物質層１２Ｘは、長方形形状の外輪郭を有している。リチウムイオン二次電池において、正極板１０Ｘは、放電時にリチウムイオンを放出し、充電時にリチウムイオンを吸蔵する。

正極集電体１１Ｘは、互い反対側に位置する第１面１１ａ及び第２面１１ｂを主面として有している。正極活物質層１２Ｘは、正極集電体１１Ｘの第１面１１ａ及び第２面１１ｂの少なくとも一方の面上に形成される。後述する負極集電体２１Ｙの第１面２１ａ又は第２面２１ｂが、膜電極接合体５のうちの積層方向ｄＬにおける最外面を形成する場合、積層型電池１に含まれる複数の正極板１０Ｘは、正極集電体１１Ｘの両側に設けられた一対の正極活物質層１２Ｘを有するものとして、互いに同一に構成され得る。

正極集電体１１Ｘ及び正極活物質層１２Ｘは、積層型電池１（リチウムイオン二次電池）に適用され得る種々の材料を用いて種々の製法により、作製され得る。一例として、正極集電体１１Ｘは、アルミニウム箔によって形成され得る。正極活物質層１２Ｘは、例えば、正極活物質、導電助剤、バインダーとなる結着剤を含んでいる。正極活物質層１２Ｘは、正極活物質、導電助剤及び結着剤を溶媒に分散させてなる正極用スラリーを、正極集電体１１Ｘをなす材料上に塗工して固化させることで、作製され得る。正極活物質として、例えば、一般式ＬｉＭ_ｘＯ_ｙ（ただし、Ｍは金属であり、ｘ及びｙは金属Ｍと酸素Ｏの組成比である）で表される金属酸リチウム化合物が用いられる。金属酸リチウム化合物の具体例として、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム等が例示され得る。導電助剤としては、黒鉛粉末やアセチレンブラック等が用いられ得る。結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン等が用いられ得る。

図２に示すように、正極集電体１１Ｘ（第１電極集電体１１）は、第１接続領域ａ１及び第１接続領域ａ１に隣接する第１有効領域ｂ１を有している。正極活物質層１２Ｘ（第１電極活物質層１２）は、正極集電体１１Ｘの第１有効領域ｂ１のみに配置されている。第１有効領域ｂ１は、長方形形状の外輪郭を有しており、全体的に正極活物質層１２Ｘが設けられた領域になっている。第１接続領域ａ１及び第１有効領域ｂ１は、正極板１０Ｘの第１方向ｄ１に配列されている。第１接続領域ａ１は、第１有効領域ｂ１よりも正極板１０Ｘの第１方向ｄ１における外側（図２における右側）に位置している。

正極活物質層１２Ｘは、第１接続領域ａ１の側に設けられた接続領域側端縁１３を含んでいる。この接続領域側端縁１３は、積層方向ｄＬで見たときに第１接続領域ａ１と第１有効領域ｂ１との境界に位置している。すなわち、接続領域側端縁１３は、第２方向ｄ２に直線状に延び、正極集電体１１Ｘの幅方向全体にわたって形成されている。また、接続領域側端縁１３は、後述する機能層３０Ａから露出している。

複数の正極集電体１１Ｘは、第１接続領域ａ１において、抵抗溶接や超音波溶接、テープによる貼着、融着等によって接合され、電気的に接続している。一方、第１有効領域ｂ１は、負極板２０Ｙの後述する負極活物質層２２Ｙに対面する領域内に位置している。このような第１有効領域ｂ１の配置により、正極活物質層１２Ｘからのリチウムの析出を防止することができる。

次に、負極板２０Ｙ（第２電極板２０）について説明する。負極板２０Ｙも、正極板１０Ｘと同様に、シート状の外形状を有している。負極板２０Ｙ（第２電極板２０）は、負極集電体２１Ｙ（第２電極集電体２１）と、負極集電体２１Ｙ上に設けられた負極活物質層２２Ｙ（第２電極活物質層２２）と、を有している。負極活物質層２２Ｙは、長方形形状の外輪郭を有している。リチウムイオン二次電池において、負極板２０Ｙは、放電時にリチウムイオンを吸蔵し、充電時にリチウムイオンを放出する。

負極集電体２１Ｙは、互い反対側に位置する第１面２１ａ及び第２面２１ｂを主面として有している。負極活物質層２２Ｙは、負極集電体２１Ｙの第１面２１ａ及び第２面２１ｂの少なくとも一方の面上に形成される。具体的には、負極集電体２１Ｙの第１面２１ａ又は第２面２１ｂが、膜電極接合体５のうちの積層方向ｄＬにおける最外面を形成する場合、負極集電体２１Ｙの当該面には負極活物質層２２Ｙが設けられない。この最外面を構成する負極集電体２１Ｙを除き、積層型電池１に含まれる複数の負極板２０Ｙは、負極集電体２１Ｙの両側に負極活物質層２２Ｙを有し、互いに同一に構成され得る。

負極集電体２１Ｙ及び負極活物質層２２Ｙは、積層型電池１（リチウムイオン二次電池）に適用され得る種々の材料を用いて種々の製法により、作製され得る。一例として、負極集電体２１Ｙは、例えば銅箔によって形成される。負極活物質層２２Ｙは、例えば、炭素材料からなる負極活物質、及び、バインダーとして機能する結着剤を含んでいる。負極活物質層２２Ｙは、例えば、炭素粉末や黒鉛粉末等からなる負極活物質とポリフッ化ビニリデンのような結着剤とを溶媒に分散させてなる負極用スラリーを、負極集電体２１Ｙをなす材料上に塗工して固化することで、作製され得る。

図２に示すように、負極集電体２１Ｙ（第２電極集電体２１）は、第２接続領域ａ２及び第２接続領域ａ２に隣接する第２有効領域ｂ２を有している。負極活物質層２２Ｙ（第２電極活物質層２２）は、負極集電体２１Ｙの第２有効領域ｂ２のみに配置されている。第２有効領域ｂ２は、長方形形状の外輪郭を有しており、全体的に負極活物質層２２Ｙが設けられた領域になっている。第２接続領域ａ２及び第２有効領域ｂ２は、負極板２０Ｙの第１方向ｄ１に配列されている。第２接続領域ａ２は、第２有効領域ｂ２よりも負極板２０Ｙの第１方向ｄ１における外側（図２における左側）に位置している。複数の負極集電体２１Ｙは、第２接続領域ａ２において、抵抗溶接や超音波溶接、テープによる貼着、融着等によって接合され、電気的に接続している。一方、第２有効領域ｂ２は、正極板１０Ｘの正極活物質層１２Ｘに対面する領域に広がっている。

図４及び図５に示すように、正極板１０Ｘ（第１電極板１０）及び負極板２０Ｙ（第２電極板２０）の少なくとも一方が、機能層３０Ａ（第１絶縁体３０）を有していてもよい。ここで、図５は、膜電極接合体５の分解斜視図である。図５においては、図面を明瞭にするために絶縁テープ４０の後述する突出部４３は省略している。機能層３０Ａは、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの短絡を防止する。図示された例においては、正極板１０Ｘが機能層３０Ａを有している。機能層３０Ａは、正極活物質層１２Ｘの負極板２０Ｙの側の面（負極板２０Ｙに対面する面）に設けられている。すなわち、各正極活物質層１２Ｘの対面する負極板２０Ｙの側の面に機能層３０Ａが設けられている。各正極活物質層１２Ｘの当該面は、機能層３０Ａにより覆われている。そして、正極板１０Ｘは、負極板２０Ｙの負極活物質層２２Ｙと積層方向ｄＬに対面する面を、機能層３０Ａによって形成されている。ただし、図示された機能層３０Ａに加えて、各負極板２０Ｙに含まれる一対の負極活物質層２２Ｙを覆う第１絶縁体３０を設置することも可能である。

機能層３０Ａは、正極活物質層１２Ｘよりも高い空孔率を有していてもよい。また、機能層３０Ａは、優れた耐熱性を有していることが好ましい。このような機能層３０Ａの材料には、例えば、無機材料を用いてもよい。無機材料は、高い空孔率とともに優れた耐熱性、例えば１５０℃以上の耐熱性を機能層３０Ａに付与することができる。このような無機材料としては、アルミナ、セルロース及びその変成体、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、アラミド、ポリアミドイミド、ポリイミド等の繊維状物や粒子状物が挙げられる。機能層３０Ａは、アルミナで形成する場合には、正極活物質層１２Ｘ上に塗工して固化させることで、作製され得る。このような機能層３０Ａは、ＦＬＳ（Functional Layer for Safety）層と呼ばれることもある。

図４〜図６に示すように、正極板１０Ｘ（第１電極板１０）の負極板２０Ｙ（第２電極板２０）の側に絶縁テープ４０が設けられている。ここで図６は、絶縁テープ４０の拡大断面図である。絶縁テープ４０は、正極活物質層１２Ｘの接続領域側端縁１３を覆い、正極板１０Ｘに接合されている。絶縁テープ４０は、機能層３０Ａから正極集電体１１Ｘの第１接続領域ａ１にわたって接合されている。より具体的には、絶縁テープ４０は、機能層３０Ａの負極板２０Ｙの側の面３０Ａａ、３０Ａｂに接合されているとともに、第１接続領域ａ１の負極板２０Ｙの側の面（第１面１１ａ、第２面１１ｂ）に接合されている。絶縁テープ４０は、接続領域側端縁１３が延びる方向（第２方向ｄ２）に、接続領域側端縁１３に沿って延びており、接続領域側端縁１３の全体を覆っている。

図６に示すように、絶縁テープ４０は、テープ基材層４１と、テープ基材層４１に積層され、機能層３０Ａ及び第１接続領域ａ１に粘着（接合）した粘着層４２と、を含んでいる。テープ基材層４１を構成する材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンなどを用いることができる。粘着層４２を構成する材料としては、例えば、アクリル樹脂を用いることができる。

絶縁テープ４０は、任意の色とすることができるが、所望の色に着色されていてもよい。このことにより、検査時に絶縁テープ４０の貼り付けの有無を容易に確認することが可能になる。このため、絶縁テープ４０は、機能層３０Ａの色とは異なる色を有し、絶縁テープ４０を機能層３０Ａから容易に識別することが可能であることが好ましい。例えば、機能層３０Ａがアルミナで形成され、正極活物質層１２Ｘが黒鉛またはアセチレンブラックを含む場合、機能層３０Ａが灰色に見える場合がある。この場合、絶縁テープ４０を灰色とは異なる不透明の色に着色することで、絶縁テープ４０の視認性を向上させることができる。例えば、入手性の良好な顔料を用いて、絶縁テープ４０を緑、青、赤又は黄に着色してもよい。このような顔料は、テープ基材層４１に含ませてもよい。あるいはテープ基材層４１を透明にする場合には、粘着層４２に含ませてもよい。

絶縁テープ４０の厚さは、４０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下、より好ましくは、９μｍ以下である。このことにより、膜電極接合体５の厚さ、すなわち積層型電池１の厚さの増大を抑制できる。また、絶縁テープ４０の厚さは、絶縁性を確保するとともに貼付け作業時に破断することを防止可能な強度を持たせるために、５μｍ以上であってもよい。このような厚さの絶縁テープ４０を構成するためには、テープ基材層４１の厚さは、例えば、２μｍ〜１４μｍである。粘着層４２の厚さは、例えば、３μｍ〜２０μｍである。

本実施の形態では、図４及び図５に示すように、正極板１０Ｘの両側に絶縁テープ４０がそれぞれ設けられている。すなわち、正極集電体１１Ｘの両側（第１面１１ａの側及び第２面１１ｂの側）に、一対の絶縁テープ４０が設けられている。第１面１１ａの側に設けられた絶縁テープ４０は、第１面１１ａの側の第１絶縁体３０及び正極集電体１１Ｘの第１接続領域ａ１に貼り付けられ、第１面１１ａの側の正極活物質層１２Ｘの接続領域側端縁１３を覆っている。第２面１１ｂの側に設けられた絶縁テープ４０は、第２面１１ｂの側の第１絶縁体３０及び正極集電体１１Ｘの第１接続領域ａ１に貼り付けられ、第２面１１ｂの側の正極活物質層１２Ｘの接続領域側端縁１３を覆っている。

図７に示すように、各絶縁テープ４０は、正極活物質層１２Ｘの接続領域側端縁１３が延びる方向（第２方向ｄ２）において、正極板１０Ｘよりも外側に突出する一対の突出部４３を有している。ここで、図６は、図５のＢ−Ｂ線断面図である。正極板１０Ｘは、第２方向ｄ２における外縁を画定する一対の幅方向端縁１４を含んでいる。一方（例えば図７における左側）の幅方向端縁１４から外側（図７における左側）に一方の突出部４３が突出し、他方（例えば図７における右側）の幅方向端縁１４から外側（図７における右側）に他方の突出部４３が突出している。正極板１０Ｘの一側（第１面１１ａの側、図７における上側）に設けられた絶縁テープ４０の突出部４３と、他側（第２面１１ｂの側、図７における下側）に設けられた絶縁テープ４０の突出部４３とが、互いに貼り付けられている。

正極活物質層１２Ｘの接続領域側端縁１３が延びる方向における突出部４３の寸法ｄ（第２方向ｄ２における寸法）は、０ｍｍよりも大きくかつ２ｍｍ以下の範囲内（０ｍｍ＜ｄ≦２ｍｍ）にしてもよい。このことにより、正極板１０Ｘの両側の絶縁テープ４０同士を良好に貼り付けることができるとともに、積層型電池１の体積が大きくなることを抑制できる。寸法ｄの最大値は、積層型電池１の外装体２の幅寸法が過大にならない程度であることが好ましく、例えば、２ｍｍである。

このように本実施の形態によれば、正極活物質層１２Ｘの第１接続領域ａ１の側に設けられて機能層３０Ａから露出する接続領域側端縁１３が、絶縁テープ４０で覆われている。このことにより、正極活物質層１２Ｘの接続領域側端縁１３が、対応する負極板２０Ｙの負極集電体２１Ｙに接触することを防止できる。このため、正極板１０Ｘと負極板２０Ｙとが短絡することを防止でき、積層型電池１の信頼性を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、正極板１０Ｘの正極活物質層１２Ｘにおける負極板２０Ｙの側の面に設けられた機能層３０Ａから、正極集電体１１Ｘの第１接続領域ａ１にわたって絶縁テープ４０が貼り付けられている。このことにより、正極活物質層１２Ｘの第１接続領域ａ１の側に設けられて機能層３０Ａから露出する接続領域側端縁１３を、絶縁テープ４０で覆うことができる。このため、正極活物質層１２Ｘの接続領域側端縁１３が、対応する負極板２０Ｙの負極集電体２１Ｙに接触することを防止できる。

また、本実施の形態によれば、絶縁テープ４０は、接続領域側端縁１３が延びる方向において、正極板１０Ｘよりも外側に突出する突出部４３を有している。このことにより、絶縁テープ４０を貼り付ける際に、第２方向ｄ２にある程度の位置ずれが生じた場合であっても、接続領域側端縁１３の全体を覆うことができる。このため、第２方向ｄ２における位置ずれを許容することができる。このため、正極活物質層１２Ｘの接続領域側端縁１３を容易に覆うことができ、正極板１０Ｘと負極板２０Ｙとの接触を効果的に防止することができる。また、絶縁テープ４０の貼り付け時の位置ずれを許容することができ、作業性を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、正極板１０Ｘの両側に、上述した絶縁テープ４０が貼り付けられている。このことにより、当該正極板１０Ｘが、積層方向ｄＬにおける一側に位置する負極板２０Ｙに短絡することを防止できるとともに、他側に位置する負極板２０Ｙに短絡することを防止できる。このため、積層型電池１の信頼性をより一層向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、正極板１０Ｘの一側に設けられた絶縁テープ４０の突出部４３と、他側に設けられた絶縁テープ４０の突出部４３とが、互いに貼り付けられている。このことにより、正極板１０Ｘの両側の絶縁テープ４０同士を貼り付けることができ、絶縁テープ４０が正極板１０Ｘから剥がれることを効果的に防止できる。このため、絶縁テープ４０の厚さ（とりわけ粘着層４２の厚さ）が薄い場合であっても、絶縁テープ４０が正極板１０Ｘから剥がれることを効果的に防止することができる。すなわち、絶縁テープ４０が正極板１０Ｘから剥がれることを防止しながら、絶縁テープ４０の厚さ（とりわけ粘着層４２の厚さ）を薄くすることができる。このため、積層型電池１の積層方向ｄＬにおける厚さを薄くすることができる。この場合、積層型電池１の体積に対する積層型電池１の電池容量の比の値で決まるエネルギー効率を高めることができる。

また、本実施の形態によれば、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙを収容する外装体２が、支持基材２ａと、支持基材２ａに積層された接着層２ｂと、を有している。このことにより、外装体２をラミネート加工によって形成することができる。このような外装体２は、絶縁テープ４０を設けることによる厚さの影響を受けやすく、積層型電池１の体積が大きくなりやすい。しかしながら、上述したように絶縁テープ４０の厚さを２０μｍ以下にして薄くすることにより、ラミネート加工によって形成された外装体２であっても、積層型電池１の体積が大きくなることを抑制できる。

以上において、具体例を参照しながら一実施の形態を説明してきたが、上述した具体例が一実施の形態を限定することを意図していない。上述した一実施の形態は、その他の様々な具体例で実施されることが可能であり、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明及び以下の説明で用いる図面では、上述した具体例と同様に構成され得る部分について、上述の具体例における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いるとともに、重複する説明を省略する。

（第１の変形例）
上述した説明において、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの少なくとも一方が、第１絶縁体３０を有する例を示した。しかしながら、図８に示すように、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの少なくとも一方が第１絶縁体３０を含むことに加えて、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの間に、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙとは別部材として構成された第２絶縁体５０（絶縁層）が配置されるようにしてもよい。ここで、図８は、図４の変形例を示す断面図である。この場合、第２絶縁体５０は、正極板１０Ｘと負極板２０Ｙとの間に介在されて、セパレータとして機能する。図８に示す例では、第２絶縁体５０は、正極板１０Ｘの機能層３０Ａと負極板２０Ｙの負極活物質層２２Ｙとの間に配置される。このような第２絶縁体５０は、例えば、不織布や多孔質材から形成され得る。この例において、外装体２内に収容された電解液又はゲル状電解液が、第２絶縁体５０に含浸して保持される。この例に用いられる第２絶縁体５０や電解液は、特に限定されることなく、積層型電池１、とりわけリチウムイオン二次電池に適用され得る種々の絶縁体や電解液を用いることができる。

図８に示す変形例によれば、正極板１０Ｘと負極板２０Ｙとの間に第２絶縁体５０を介在させることにより、正極板１０Ｘと負極板２０Ｙとが短絡することをより一層防止することができる。例えば、第１絶縁体３０および第２絶縁体５０のうちの一方が、位置ずれなどをした場合であっても、正極板１０Ｘと負極板Ｙとの間の絶縁性を確保することができる。

（第２の変形例）
上述した説明において、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの少なくとも一方が、第１絶縁体３０を有する例を示した。しかしながら、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙのいずれもが、第１絶縁体３０を有さずに、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの間に、図８に示す第２絶縁体５０（絶縁層）が配置されるようにしてもよい。この場合においても、正極活物質層１２Ｘの第１接続領域ａ１の側に設けられた接続領域側端縁１３（及び接続領域側端縁１３の近傍の部分）が、絶縁テープ４０で覆われて、対応する負極板２０Ｙの負極集電体２１Ｙに接触することを防止できる。このため、正極板１０Ｘと負極板２０Ｙとが短絡することを防止でき、積層型電池１の信頼性を向上させることができる。なお、第２の変形例においては、絶縁テープ４０は、識別性を考慮して、正極活物質層１２Ｘの色とは異なる色を有していることが好ましい。

（第３の変形例）
また、上述した説明において、第１電極板１０が正極板１０Ｘを構成し、第２電極板２０が負極板２０Ｙを構成する例を示した。しかしながら、第１電極板１０が負極板２０Ｙを構成し、第２電極板２０が正極板１０Ｘを構成してもよい。この場合、負極板２０Ｙが機能層３０Ａ（第１絶縁体３０）を有するようになり、絶縁テープ４０は、負極板２０Ｙに接合されて、負極板２０Ｙの機能層３０Ａから露出する負極活物質層２２Ｙの端縁を覆うようになる。この場合においても、正極板１０Ｘと負極板２０Ｙとの短絡を防止することができ、積層型電池１の信頼性を向上させることができる。

なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。

１ 積層型電池
２ 外装体
３ タブ
５ 膜電極接合体
１０ 第１電極板
１０Ｘ 正極板
１１ 第１電極集電体
１１Ｘ 正極集電体
１１ａ 第１面
１１ｂ 第２面
１２ 第１電極活物質層
１２Ｘ 正極活物質層
１３ 接続領域側端縁
１４ 幅方向端縁
２０ 第２電極板
２０Ｙ 負極板
２１ 第２電極集電体
２１Ｙ 負極集電体
２１ａ 第１面
２１ｂ 第２面
２２ 第２電極活物質層
２２Ｙ 負極活物質層
３０ 第１絶縁体
３０Ａ 機能層
４０ 絶縁テープ
４１ テープ基材層
４２ 粘着層
４３ 突出部
５０ 第２絶縁体
ａ１ 第１接続領域
ａ２ 第２接続領域
ｂ１ 第１有効領域
ｂ２ 第２有効領域

Claims (15)

1. 接続領域及び前記接続領域に隣接する有効領域を含む第１電極集電体と、前記有効領域に設けられた第１電極活物質層と、を有する複数の第１電極板と、
   前記第１電極集電体の前記有効領域に重なるよう前記第１電極板と積層方向に交互に積層された複数の第２電極板と、
   前記第１電極板の前記第２電極板の側に設けられ、前記第１電極板に接合された絶縁テープと、を備え、
   前記第１電極板は、前記第１電極活物質層の前記第２電極板の側の面に設けられた第１絶縁体を有し、
   前記第１電極活物質層は、前記接続領域の側に設けられた、前記第１絶縁体から露出する接続領域側端縁を含み、
   前記絶縁テープは、前記第１電極活物質層の前記接続領域側端縁を覆っている、積層型電池。
2. 前記絶縁テープは、前記第１絶縁体から前記第１電極集電体の前記接続領域にわたって前記第１電極板に接合されている、請求項１に記載の積層型電池。
3. 前記絶縁テープは、前記接続領域側端縁が延びる方向において、前記第１電極板よりも外側に突出する突出部を有している、請求項１または２に記載の積層型電池。
4. 前記第１電極板の両側に設けられた一対の前記絶縁テープを備え、
   前記第１電極集電体の両側に前記第１電極活物質層が設けられ、
   各々の前記第１電極活物質層の対面する前記第２電極板の側の面に前記第１絶縁体が設けられ、
   一方の前記第１電極活物質層の前記接続領域側端縁が一方の前記絶縁テープで覆われ、他方の前記第１電極活物質層の前記接続領域側端縁が他方の前記絶縁テープで覆われている、請求項１に記載の積層型電池。
5. 前記絶縁テープは、前記接続領域側端縁が延びる方向において、対応する前記第１電極板よりも外側に突出する突出部を有している、請求項４に記載の積層型電池。
6. 一方の前記絶縁テープの前記突出部と、他方の前記絶縁テープの前記突出部とが、互いに接合されている、請求項５に記載の積層型電池。
7. 前記第１電極板と前記第２電極板との間に介在された第２絶縁体を更に備えた、請求項１〜６いずれか一項に記載の積層型電池。
8. 前記第１絶縁体は、アルミナを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の積層型電池。
9. 前記第１電極活物質層は、黒鉛又はアセチレンブラックを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の積層型電池。
10. 前記絶縁テープが、前記第１絶縁体の色とは異なる色を有している、請求項１〜９のいずれか一項に記載の積層型電池。
11. 接続領域及び前記接続領域に隣接する有効領域を含む第１電極集電体と、前記第１電極集電体の両側であって前記有効領域に設けられた第１電極活物質層と、を有する複数の第１電極板と、
    前記第１電極集電体の前記有効領域に重なるよう前記第１電極板と積層方向に交互に積層された複数の第２電極板と、
    前記第１電極板の両側に設けられ、前記第１電極板に接合された一対の絶縁テープと、を備え、
    前記第１電極活物質層は、前記接続領域の側に設けられた接続領域側端縁を含み、
    一方の前記第１電極活物質層の前記接続領域側端縁が一方の前記絶縁テープで覆われ、他方の前記第１電極活物質層の前記接続領域側端縁が他方の前記絶縁テープで覆われ、
    前記絶縁テープは、前記接続領域側端縁が延びる方向において、対応する前記第１電極板よりも外側に突出する突出部を有し、
    一方の前記絶縁テープの前記突出部と、他方の前記絶縁テープの前記突出部とが、互いに接合されている、積層型電池。
12. 前記接続領域側端縁が延びる方向における前記絶縁テープの前記突出部の寸法は、１ｍｍ以上である、請求項３、５、６及び１１のうちのいずれか一項に記載の積層型電池。
13. 前記絶縁テープの厚さは、２０μｍ以下である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の積層型電池。
14. 前記第１電極板及び前記第２電極板を収容する外装体を更に備え、
    前記外装体は、支持基材と、前記支持基材に積層された接着層と、を有している、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の積層型電池。
15. 前記絶縁テープが、前記第１電極活物質層の色とは異なる色を有している、請求項１１に記載の積層型電池。

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