JP2021012892A - 積層型電池 - Google Patents

Abstract

【課題】つづら折り形状の絶縁シートを有する積層型電池において、充電及び放電の効率を向上させる。【解決手段】積層型電池１は、積層方向ｄＬに積層された複数の電極板１０，２０と、絶縁シート３０と、を備える。絶縁シート３０は、積層方向ｄＬに非平行な幅方向ｄ１に交互に折り返され、積層方向ｄＬに隣り合う２つの電極板１０，２０の間に配置される。絶縁シート３０の折り返し部３３，３４と当該折り返し部に幅方向ｄ１において対面する電極板１０，２０の端部１０ａ，２０ｂとの間には、隙間４０が設けられている。幅方向にｄ１沿った折り返し部３３，３４と当該折り返し部３３，３４に対面する電極板１０，２０の端部１０ａ，２０ｂとの間の長さは、当該電極板１０，２０の厚さの５倍以上である。【選択図】図６

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を例示することができる。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。

積層型電池では、例えば電解液を介してイオンが正極板と負極板との間を移動することで、充電及び放電が行われる。例えばリチウムイオン二次電池の場合、電解液中のリチウムイオンが正極から負極へ移動することで充電が行われ、負極から正極へ移動することで放電が行われる。電解液は、正極板と負極板の間に設けられた絶縁シート（セパレータ）に保持されている。

特許文献１に示されている積層型電池では、各正極板と負極板の間につづら折り形状の絶縁シートが設けられている。すなわち、絶縁シートの折り面の間に正極板及び負極板が配置されている。このような絶縁シートは、正極板と負極板の間に１枚ずつ絶縁シートを配置するより、容易に製造することができる。特許文献１の積層型電池では、その単位体積あたりの電池容量（エネルギー密度）を大きくするため、すなわちその体積を小さくするため、絶縁シートが正極板及び負極板に対して隙間を作らないように折り返されている。

特開２０１４−１６５０５５号公報

ところで、絶縁シートに電解液が保持されていない部分があると、その部分に対面している正極板及び負極板が充電及び放電に寄与しないため、充電及び放電を行う際に非効率である。とりわけ、特許文献１にように、絶縁シートがつづら折りにされていると、その折り返し部の付近においては電解液を保持しにくくなってしまう。したがって、絶縁シートの折り返し部に対面する正極板及び負極板の端部付近には、電解液が十分に供給されず、充電及び放電に寄与しにくくなる。このため、積層型電池の充電及び放電の容量が低下する。

なお、積層型電池は、通常、数十枚の正極板及び数十枚の負極板を含むことになる。各正極板及び負極板の端部付近が充電及び放電に寄与しないと、積層型電池全体での充電及び放電の効率は、著しく悪化し得る。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、つづら折り形状の絶縁シートを有する積層型電池において、充電及び放電の効率を向上させることを目的とする。

本発明の積層型電池は、
積層方向に積層された複数の電極板と、
前記積層方向に非平行な幅方向に交互に折り返され、前記積層方向に隣り合う２つの前記電極板の間に配置された絶縁シートと、を備え、
前記絶縁シートの折り返し部と当該折り返し部に前記幅方向において対面する前記電極板の端部との間には、隙間が設けられている。

本発明の積層型電池において、前記折り返し部に凹凸が形成されていてもよい。

本発明の積層型電池において、前記幅方向に沿った前記折り返し部と当該折り返し部に対面する前記電極板の端部との間の長さは、当該電極板の厚さの５倍以上であってもよい。

本発明の積層型電池において、前記幅方向に沿った前記折り返し部と当該折り返し部に対面する前記電極板の端部との間の長さは、当該電極板の厚さの１０倍以上であってもよい。

本発明の積層型電池において、前記絶縁シートは、多孔質体で形成された基材層を有してもよい。

本発明の積層型電池において、前記絶縁シートは、無機材料を含む機能層を有してもよい。

本発明の積層型電池において、
前記複数の電極板は、前記積層方向に交互に積層された第１電極板及び前記幅方向に沿った長さが前記第１電極板よりも長い第２電極板を含み、
前記折り返し部は、前記幅方向における一側で前記絶縁シートを折り返す第１折り返し部と、前記幅方向における他側で前記絶縁シートを折り返す第２折り返し部と、を含み、 前記第１折り返し部は、当該第１折り返し部に対面する第１電極板に隣り合う第２電極板の前記幅方向における一側の端部よりも、前記幅方向における一側に位置してもよい。

本発明の積層型電池において、
前記複数の電極板は、前記積層方向に交互に積層された第１電極板及び前記幅方向に沿った長さが前記第１電極板よりも長い第２電極板を含み、
前記折り返し部は、前記幅方向における一側で前記絶縁シートを折り返す第１折り返し部と、前記幅方向における他側で前記絶縁シートを折り返す第２折り返し部と、を含み、 前記第１折り返し部と当該第１折り返し部に対面する第１電極板に隣り合う第２電極板の前記幅方向における一側の端部との間の前記幅方向における長さは、前記第２折り返し部と当該第２折り返し部に対面する第２電極板の前記幅方向における他側の端部との間の前記幅方向における長さよりも短くてもよい。

本発明の積層型電池において、
前記複数の電極板は、前記積層方向に交互に積層された第１電極板及び前記幅方向に沿った長さが前記第１電極板よりも長い第２電極板を含み、
前記絶縁シートは、基材層と、前記基材層に積層され前記基材層よりも空孔率の高い機能層と、を有し、
前記絶縁シートの前記基材層が設けられた側が前記第１電極板に対面しており、前記機能層が設けられた側が前記第２電極板に対面していてもよい。

本発明の積層型電池において、
前記複数の電極板は、前記積層方向に交互に積層された第１電極板及び前記幅方向に沿った長さが前記第１電極板よりも長い第２電極板を含み、
前記絶縁シートは、基材層と、前記基材層に積層され前記基材層よりも耐熱性を有した機能層と、を有し、
前記絶縁シートの前記基材層が設けられた側が前記第２電極板に対面しており、前記機能層が設けられた側が前記第１電極板に対面していてもよい。

本発明の積層型電池において、前記第１電極板は正極板であり、前記第２電極板は負極板であってもよい。

本発明の積層型電池は、
前記電極板及び前記絶縁シートを収容する外装体をさらに備え、
前記折り返し部が前記外装体に接触していてもよい。

本発明の積層型電池は、前記電極板を、合計で、２０以上含んでもよい。

本発明によれば、つづら折り形状の絶縁シートを有する積層型電池において、充電及び放電の容量が低減することを抑制することができる。

図１は、本発明の積層型電池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の積層型電池の内部を外装体や絶縁シート等を除去して示す斜視図である。 図３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４は、図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面を示す図である。 図５は、図１のＶ−Ｖ線に沿った断面の一部を示す図である。 図６は、図５に示した積層型電池の電極板及び絶縁シートの幅方向における一側を拡大して示す図である。 図７は、図５に示した積層型電池の電極板及び絶縁シートの幅方向における他側を拡大して示す図である。 図８は、図３のＶＩＩＩ枠内を拡大して示す図である。

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極の一実施の形態を説明するための図である。図１は、積層型電池の一具体例を示す斜視図である。図１に示すように、積層型電池１は、外装体３と、外装体３内に収容された膜電極接合体５と、膜電極接合体５に接続されて外装体３の内部から外部へと延び出したタブ４と、を有している。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。図１に示された例において、積層型電池１は、全体的に偏平形状を有し、短手方向となる第１方向ｄ１と長手方向となる第２方向ｄ２に広がっている。

以下において、積層型電池１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積層型電池１に広く適用され得る。

外装体３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３は、膜電極接合体５を収容するための収容空間を形成している。外装体３は、膜電極接合体５及び電解液をその内部に密閉する。外装体３は、一例として、２つの基材と、２つの基材の間に配置された接着層と、を有する。基材は、高ガスバリア性と成形加工性を有することが好ましい。このような基材として、アルミニウム箔やステンレス箔を用いることができる。一方、接着層は、２つの基材を接合するためのシール層として機能する。接着層は、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。このような接着層として、例えば、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・酢酸ビニル等を用いることができる。外装体３の厚さは、例えば１００μｍ以上３００μｍ以下である。

タブ４は、積層型電池１における端子として機能する。図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面が、図４に示されている。図２及び図４に示すように、膜電極接合体５の正極板１０Ｘ（第１電極板１０）に一方（第２方向ｄ２の一側）のタブ４が電気的に接続している。同様に、膜電極接合体５の負極板２０Ｙ（第２電極板２０）に他方（第２方向ｄ２の他側）のタブ４が電気的に接続している。タブ４は、アルミニウム、ニッケル、ニッケルメッキ銅等を用いて形成され得る。図１に示すように、一対のタブは、外装体３の内部から、外装体３の外部へと延び出している。なお、図４に示すように、外装体３とタブ４との間は、タブ４が延び出す領域において、封止されている。

次に、膜電極接合体５について説明する。図３乃至図５に示すように、膜電極接合体５は、正極板１０Ｘ（第１電極板１０）と、負極板２０Ｙ（第２電極板２０）と、絶縁シート３０と、を有している。図４に示すように、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙは、積層方向ｄＬ（図４の上下方向）に沿って交互に積層されている。膜電極接合体５は、例えば正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙを合計で２０枚以上含んでいる。膜電極接合体５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に非平行な方向に広がっている。図３に示された例では、膜電極接合体５は、積層方向ｄＬに直交する第１方向ｄ１及び第２方向ｄ２に広がっている。膜電極接合体５の厚さ、すなわち積層方向ｄＬの長さは、例えば４ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。

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板状の電極である。積層方向ｄＬに非平行な第１方向ｄ１が、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの短手方向（幅方向）であり、積層方向ｄＬ及び第１方向ｄ１の両方に非平行な第２方向ｄ２が、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの長手方向である。図示された例において、積層方向ｄＬ、第１方向ｄ１及び第２方向ｄ２は、互いに直交している。図２乃至図４に示されているように、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙは、第２方向ｄ２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２方向ｄ２における一側に寄って配置され、複数の負極板２０Ｙは、第２方向ｄ２における他側に寄って配置されている。正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙは、第２方向ｄ２における中央において、積層方向ｄＬに重なり合っている。図５は、図１のＶ−Ｖ線に沿った積層型電池１の断面の一部が示されている。図５に示されているように、負極板２０Ｙ（第２電極板２０）の第１方向ｄ１（幅方向）に沿った長さは、正極板１０Ｘ（第１電極板１０）の第１方向ｄ１に沿った長さよりも長くなっている。図示された例では、負極板２０Ｙは、正極板１０Ｘより、第１方向ｄ１の一側及び他側に延び出ている。正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの厚さ、すなわち積層方向ｄＬの長さは、例えば４ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、短手方向、すなわち第１方向ｄ１に沿った長さ（幅）は、例えば８０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下であり、長手方向、すなわち第２方向ｄ２に沿った長さは、例えば２５０ｍｍ以上５００ｍｍ以下である。

図４に示されているように、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。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。

図３及び図４に示すように、正極集電体１１Ｘは、互いに対向する第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の両側の面上に形成されている。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を有し、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、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３に示すように、正極集電体１１Ｘ（第１電極集電体１１）は、第１端部領域ａ１及び第１電極領域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電極領域ｂ１のみに配置されている。第１端部領域ａ１及び第１電極領域ｂ１は、第２方向ｄ２に配列されている。第１端部領域ａ１は、第１電極領域ｂ１よりも第２方向ｄ２における外側（図３における左側）に位置している。複数の正極集電体１１Ｘは、図４に示すように、第１端部領域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。図示された例では、一つのタブ４が、第１端部領域ａ１において正極集電体１１Ｘに電気的に接続している。タブ４は、膜電極接合体５から第２方向ｄ２に延び出している。一方、図３に示すように、第１電極領域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。そして、図５に示すように、第１方向ｄ１に沿った正極板１０Ｘの幅は、第１方向ｄ１に沿った負極板２０Ｙの幅よりも狭くなっている。このような第１電極領域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（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。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、互いに対向する第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の両側の面上に形成されている。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の両側に設けられた一対の負極活物質層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。

既に説明したように、正極板１０Ｘの第１電極領域ｂ１は、負極板２０Ｙの第２電極領域ｂ２に対面する領域の内側に位置している（図３参照）。すなわち、第２電極領域ｂ２は、正極板１０Ｘの正極活物質層１２Ｘに対面する領域を内包する領域に広がっている。図５に示すように、第１方向ｄ１に沿った負極板２０Ｙの幅は、第１方向ｄ１に沿った正極板１０Ｘの幅よりも広くなっている。とりわけ、負極板２０Ｙの第１方向ｄ１における一側端部２０ａは、正極板１０Ｘの第１方向ｄ１における一側端部１０ａよりも、第１方向ｄ１における一側に位置し、且つ、負極板２０Ｙの第１方向ｄ１における他側端部２０ｂは、正極板１０Ｘの第１方向ｄ１における他側端部１０ｂよりも、第１方向ｄ１における他側に位置している。

次に、絶縁シート３０について説明する。図４乃至図７に示されているように、絶縁シート３０は、積層方向ｄＬに隣り合う２つの正極板１０Ｘ（第１電極板１０）及び負極板２０Ｙ（第２電極板２０）の間に配置されている。絶縁シート３０は、隣り合う２つの正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙを絶縁するとともに、外装体３内に膜電極接合体５とともに封止される電解液を保持して正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙに電解液を供給する。図４に示されているように、絶縁シート３０は、積層方向ｄＬに非平行な第１方向ｄ１（幅方向）に交互に逆向きに折り返されている。すなわち、絶縁シート３０は、つづら折り形状となっている。絶縁シート３０の互いに対向する一対の主面のうちの一方の面が、正極板１０Ｘに対面するようになり、一対の主面のうちの他方の面が、負極板２０Ｙに対面するようになる。

図示された例では、１枚の絶縁シート３０がつづら折り形状となって正極板１０Ｘと負極板２０Ｙとの間に配置されている。ただし、この例に限らず、積層型電池１は、つづら折り形状となっている複数枚の絶縁シート３０を有していてもよい。絶縁シート３０の厚さは、例えば８μｍ以上３０μｍ以下である。

図５に示された例では、絶縁シート３０は、絶縁部３１と、延出部３２と、折り返し部３３，３４と、を含んでいる。折り返し部３３，３４は、第１方向ｄ１における一側で絶縁シート３０を折り返す第１折り返し部３３と、第１方向ｄ１における他側で絶縁シート３０を折り返す第２折り返し部３４と、を含んでいる。

絶縁部３１は、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの間に配置される絶縁シート３０の一部分であり、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの短絡を防止する。すなわち、積層方向ｄＬにおいて、絶縁部３１は、各正極板１０Ｘと負極板２０Ｙとの間に配置されている。言い換えると、積層方向ｄＬにおいて、正極板１０Ｘ、絶縁部３１、負極板２０Ｙ、絶縁部３１、正極板１０Ｘ・・・の順に積層されている。絶縁部３１は、積層方向ｄＬにおいて正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙと対面する部分の全域に亘って設けられている。

延出部３２は、第１方向ｄ１において正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの端部のあたる位置において絶縁部３１から延び出している絶縁シート３０の一部分である。より詳しくは、図５に示した膜電極接合体５の第１方向ｄ１の一側及び他側の一部を拡大して示す図６及び図７に示されているように、延出部３２は、絶縁シート３０の、第１方向ｄ１の一側における正極板１０Ｘの端部である一側端部１０ａ及び負極板２０Ｙの端部である一側端部２０ａより第１方向ｄ１の一側に位置している部分、及び、第１方向ｄ１の他側における正極板１０Ｘの端部である他側端部１０ｂ及び負極板２０Ｙの端部である他側端部２０ｂより第１方向ｄ１の他側に位置している部分である。各延出部３２の第１方向ｄ１における長さは、例えば０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。

第１折り返し部３３及び第２折り返し部３４は、絶縁シート３０をつづら折り形状に折り返すための絶縁シート３０の一部分である。図６によく示されているように、第１折り返し部３３は、正極板１０Ｘの一側端部１０ａから第１方向ｄ１における一側にずれて位置している。第１折り返し部３３は、正極板１０Ｘの一側端部１０ａに対して、第１方向ｄ１に対面している。同様に、図７によく示されているように、第２折り返し部３４は、負極板２０Ｙの他側端部２０ｂから第１方向ｄ１の他側にずれて位置している。第２折り返し部３４は、負極板２０Ｙの他側端部２０ｂに対して、第１方向ｄ１に対面している。また、図５乃至図７に示されているように、第１折り返し部３３及び第２折り返し部３４は、外装体３と接触していてもよい。

図６及び図７に示されている例では、絶縁シート３０が延出部３２を含むことによって、第１折り返し部３３と第１方向ｄ１において当該第１折り返し部３３に対面する正極板１０Ｘの一側端部１０ａとの間には、隙間４０が設けられている。同様に絶縁シート３０が延出部３２を含むことによって、第２折り返し部３４と第１方向ｄ１において当該第２折り返し部３４に対面する負極板２０Ｙの他側端部２０ｂとの間には、隙間４０が設けられている。この隙間４０の大きさに第１折り返し部３３での絶縁シートの厚みを加えた長さに相当する第１折り返し部３３の正極板１０Ｘの一側端部１０ａからの突出長さ、すなわち図６に示す第１折り返し部３３と正極板１０Ｘの一側端部１０ａとの間の長さＳ１は、隙間４０が設けられている当該正極板１０Ｘの厚さＴ１の５倍以上であることが好ましく、１０倍以上であることがより好ましい。同様に、隙間４０の大きさに第２折り返し部３４での絶縁シートの厚みを加えた長さに相当する第２折り返し部３４の負極板２０Ｙの他側端部２０ｂからの突出長さ、すなわち図７に示す第２折り返し部３４と負極板２０Ｙの他側端部２０ｂとの間の長さＳ２は、隙間４０が設けられている当該負極板２０Ｙの厚さＴ２の５倍以上であることが好ましく、１０倍以上であることがより好ましい。

図８は、図３に示すＶＩＩＩ枠内を拡大して示す図である。図８には、絶縁シート３０の端部の一部が拡大して示されている。図８に示された例では、絶縁シート３０の延出部３２、第２折り返し部３４に、不規則な凹凸が形成されている。なお、図示は省略するが、第１折り返し部３３にも、同様に不規則な凹凸が形成されている。

凹凸は、絶縁シート３０に生じた皺状部によって形成されている。したがって、凹凸は、絶縁シート３０の一方の面上に凸部３７として表れ且つ他方の面上に凹部３８として表れる部分と、絶縁シート３０の一方の面上に凹部３８として表れ且つ他方の面上に凸部３７として表れる部分と、を含むようになる。そして、第１折り返し部３３及び第１折り返し部３３に接続する延出部３２には、正極板１０Ｘの側を向く面上に凸部３７及び凹部３８が形成される。そして、凸部３７は、正極板１０Ｘに向けて突出するようになり、絶縁シート３０が保持した電解液をこの凸部３７から正極板１０Ｘに安定して供給することが可能となる。同様に、第２折り返し部３４及び第２折り返し部３４に接続する延出部３２には、負極板２０Ｙの側を向く面上に凸部３７及び凹部３８が形成される。そして、凸部３７は、負極板２０Ｙに向けて突出するようになり、絶縁シート３０が保持した電解液をこの凸部３７から負極板２０Ｙに安定して供給することが可能となる。

凸部３７及び凹部３８は、例えば線状に形成され、絶縁シート３０のシート面に沿って延びる。図８に示された例において、凸部及び凹部は、第２方向ｄ２に配列されている。この例において、凸部３７及び凹部３８は、第２方向ｄ２と非平行な方向、例えば第１方向ｄ１に延びている。

図６に示されている例では、第１折り返し部３３は、当該第１折り返し部３３に対面する正極板１０Ｘと積層方向ｄＬに隣り合う負極板２０Ｙの一側端部２０ａよりも、第１方向ｄ１の一側に位置している。すなわち、絶縁シート３０の延出部３２は、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙより第１方向ｄ１において一側に延び出ている。なお、上述したように、第１方向ｄ１の両側において、負極板２０Ｙは、正極板１０Ｘより延びているため、図７に示されているように、第２折り返し部３４は、当該第２折り返し部３４に対面する負極板２０Ｙと積層方向ｄＬに隣り合う正極板１０Ｘの他側端部１０ｂよりも、第１方向ｄ１の他側に位置している。

図６及び図７に示す例では、延出部３２の第１方向ｄ１の一側における長さ及び他側における長さは、等しくなっている。すなわち、第１折り返し部３３と当該第１折り返し部３３に対面する正極板１０Ｘの一側端部１０ａとの間の第１方向ｄ１における長さＳ１と、第２折り返し部３４と当該第２折り返し部３４に対面する負極板２０Ｙの他側端部２０ｂとの間の第１方向ｄ１における長さＳ２とは、等しくなっている。このような構成によれば、第１折り返し部３３によって第１方向から覆われる正極板１０Ｘの一側端部１０ａ近傍の領域と、第２折り返し部３４によって第１方向から覆われる負極板２０Ｙの他側端部２０ｂ近傍の領域との両方に、絶縁シート３０が吸収保持した十分な量の電解液を効率的に供給することが可能となる。

また、上述したように、第１方向ｄ１の両側において、負極板２０Ｙは、正極板１０Ｘより延びている。すなわち、第１折り返し部３３と当該第１折り返し部３３に対面する正極板１０Ｘの一側端部１０ａとの間の第１方向ｄ１における長さＳ１は、第１折り返し部３３と当該第１折り返し部に対面する正極板１０Ｘと積層方向ｄＬに隣り合う負極板２０Ｙの一側端部２０ａとの間の第１方向ｄ１における長さＳ３より、長くなっている。したがって、第１折り返し部３３と当該第１折り返し部に対面する正極板１０Ｘと積層方向ｄＬに隣り合う負極板２０Ｙの一側端部２０ａとの間の第１方向ｄ１における長さＳ３は、第２折り返し部３４と当該第２折り返し部３４に対面する負極板２０Ｙの他側端部２０ｂとの間の第１方向ｄ１における長さＳ２よりも、短くなっている。

また、図４、図６及び図７に示すように、絶縁シート３０は、基材層３５と、基材層３５に積層された機能層３６と、を有している。図示された例では、絶縁シート３０の基材層３５が設けられた側が正極板１０Ｘに対面し、機能層３６が設けられた側が負極板２０Ｙに対面している。しかしながら、図示された例に限らず、基材層３５が設けられた側が負極板２０Ｙに対面し、機能層３６が設けられた側が正極板１０Ｘに対面していてもよい。

基材層３５は、例えば多孔質体で形成されている。このような多孔質体としては、ポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂製の多孔フィルムを例示することができる。基材層３５の厚さは、例えば５μｍ以上３０μｍ以下である。

機能層３６は、例えば無機材料を含む。このような機能層３６は、例えばアルミナ粒子を含有する層である。機能層３６が無機材料を含むことで、機能層３６の耐熱性を高くすることができる。アルミナ粒子などの無機材料を含有する層は、基材層３５を形成する樹脂等の有機材料と比べて、加熱した際に熱収縮する度合いが小さい。すなわち、絶縁シート３０が機能層３６を備えることによって、絶縁シート３０が熱収縮する度合いが小さくなる。これにより、例えば電池が高温環境下に置かれた状況であっても、絶縁シート３０が収縮することで正負極が接触し、短絡が生じる恐れを低減することができる。機能層３６の厚さは、例えば２μｍ以上１５μｍ以下である。

ところで、積層型電池において、外装体の内部、より詳しくは正極板及び負極板の間には、絶縁シートに保持された電解液が存在する。積層型電池の放電及び充電は、正極板及び負極板が電解液を介してイオンを放出、吸収することで行われる。言い換えると、絶縁シートの電解液が保持された部分に対面する正極板及び負極板が、絶縁シートから電解液を供給されることで、電池として機能する。逆に言えば、絶縁シートの電解液が保持されていない部分に対面する正極板及び負極板は、電解液を供給されないためイオンを放出、吸収することができず、電池としての機能を発揮することができない。したがって、絶縁シートは、正極板及び負極板に対面する部分の全体において電解液を保持することが望まれている。

しかしながら、特許文献１に示すような従来の積層型電池では、絶縁シートがつづら折りになっている。本件発明者が確認したところ、折り返されたことによって、絶縁シートの折り返し部の付近においては、空孔率が低くなり、電解液を保持しにくくなっている。したがって、絶縁シートの折り返し部に対面する正極板及び負極板の端部付近は、電解液が供給されにくく、充電及び放電に寄与しにくくなっている。このため、つづら折り形状の絶縁シートを有する従来の積層型電池では、充電及び放電の効率が悪化することがあった。

一方、本発明の積層型電池によれば、絶縁シートがつづら折りにされていても、正極板及び負極板の端部付近に対面する部分おいて絶縁シートに電解液を十分に保持させることが可能となっている。したがって、絶縁シートの折り返し部に対面する正極板及び負極板の端部付近に対しても、電解液を十分に供給することができ、積層型電池の充電及び放電の効率の悪化を抑制することができる。言い換えると、積層型電池の充電及び放電の効率を向上させることができる。以下、本実施の形態の積層型電池１において、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの端部付近に対面する部分での絶縁シート３０の電解液保持を可能にした工夫について説明する。

本実施の形態の積層型電池１では、絶縁シート３０の第１折り返し部３３と当該第１折り返し部３３に第１方向ｄ１において対面する正極板１０Ｘの一側端部１０ａとの間に、には、隙間４０が設けられている。同様に、第２折り返し部３４と当該第２折り返し部３４に第１方向ｄ１において対面する負極板２０Ｙの他側端部２０ｂとの間に、隙間４０が設けられている。隙間４０が設けられるように、絶縁シート３０は、正極板１０Ｘの一側端部１０ａより第１方向ｄ１の一側に延び出している部分である延出部３２を有している。また、絶縁シート３０は、隙間４０が設けられるように、負極板２０Ｙの他側端部２０ｂより第１方向ｄ１の他側に延び出している部分である延出部３２を有している。絶縁シート３０の延出部３２は、電解液を保持することができる。正極板１０Ｘの一側端部１０ａの付近及び負極板２０Ｙの他側端部２０ｂの付近に対面する部分である延出部３２に電解液を保持させることができるため、正極板１０Ｘの一側端部１０ａの付近及び負極板２０Ｙの他側端部２０ｂの付近に電解液を供給することができる。したがって、正極板１０Ｘの一側端部１０ａの付近及び負極板２０Ｙの他側端部２０ｂの付近を充電及び放電に寄与させることができ、積層型電池の充電及び放電の効率を向上させることができる。

好ましくは、第１方向ｄ１における隙間４０の大きさ、すなわち、第１折り返し部３３と正極板１０Ｘの一側端部１０ａとの間の長さＳ１は、隙間４０が設けられている当該正極板１０Ｘの厚さＴ１の５倍以上、あるいは１０倍以上である。第２折り返し部３４と負極板２０Ｙの他側端部２０ｂとの間の長さＳ２は、隙間４０が設けられている当該負極板２０Ｙの厚さＴ２の５倍以上、あるいは１０倍以上である。これらの場合、延出部３２を十分な大きさとすることができるため、延出部３２が十分な量の電解液を保持することができる。すなわち、絶縁シート３０の正極板１０Ｘの一側端部１０ａの付近及び負極板２０Ｙの他側端部２０ｂの付近に対面する部分が十分に電解液を保持することができ、正極板１０Ｘの一側端部１０ａの付近及び負極板２０Ｙの他側端部２０ｂの付近に十分に電解液を供給することができる。したがって、正極板１０Ｘの一側端部１０ａの付近及び負極板２０Ｙの他側端部２０ｂの付近を十分に充電及び放電に寄与させることができ、積層型電池の充電及び放電の効率をより向上させることができる。

また、積層型電池１は、数十枚の正極板１０Ｘ及び数十枚の負極板２０Ｙを含んでいる。各正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの端部付近が充電及び放電に寄与しないと、積層型電池１全体での充電及び放電の効率は、著しく悪化し得る。このため、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの枚数が多くなるほど、隙間４０が設けられていることによる充電及び放電の効率を向上させる効果が、顕著に奏されることになる。具体的には、積層型電池１が、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙを、合計で、２０以上含むと、充電及び放電の効率を向上させる効果が、顕著に奏される。

さらに、第１折り返し部３３は、当該第１折り返し部３３に対面する正極板１０Ｘと積層方向ｄＬに隣り合う負極板２０Ｙの第１方向ｄ１における一側端部２０ａよりも、第１方向ｄ１における一側に位置している。すなわち、延出部３２は、負極板２０Ｙより第１方向ｄ１の一側に延びだしている。負極板２０Ｙの一側端部２０ａの付近に対面する延出部３２が電解液を保持するため、負極板２０Ｙの一側端部２０ａの付近に電解液を供給することができる。したがって、負極板２０Ｙの一側端部２０ａの付近を充電及び放電に寄与させることができ、積層型電池の充電及び放電の効率をさらに向上させることができる。

同様に、第２折り返し部３４は、当該第２折り返し部３４に対面する負極板２０Ｙに隣り合う正極板１０Ｘの他側端部１０ｂよりも、第１方向ｄ１の他側に位置している。すなわち、延出部３２は、正極板１０Ｘより第１方向ｄ１の他側に延び出している。正極板１０Ｘの他側端部１０ｂの付近に対面するする延出部３２が電解液を保持するため、正極板１０Ｘの他側端部１０ｂの付近に電解液を供給することができる。したがって、正極板１０Ｘの他側端部１０ｂの付近を充電及び放電に寄与させることができ、積層型電池の充電及び放電の効率をさらに向上させることができる。

絶縁シート３０の両端部、すなわち延出部３２、第１折り返し部３３及び第２折り返し部３４に、不規則な凹凸が形成されている。言い換えると、絶縁シート３０は、第１方向ｄ１の両側の端部に皺が形成されている。不規則な凹凸（皺）によって、延出部３２、第１折り返し部３３及び第２折り返し部３４において絶縁シート３０は、表面積を増大させている。絶縁シート３０の延出部３２、第１折り返し部３３及び第２折り返し部３４が、外装体３が形成する収容空間内に密閉された電解液と接触する面積が増大する。絶縁シート３０に供給される電解液の量は、電解液と接触する面積が増大するほど多くなる。したがって、絶縁シート３０の延出部３２、第１折り返し部３３及び第２折り返し部３４において、電解液を保持しやすくなる。正極板１０Ｘの一側端部１０ａの付近及び負極板２０Ｙの他側端部２０ｂの付近に対面する部分に電解液を保持させることができるため、正極板１０Ｘの一側端部１０ａの付近及び負極板２０Ｙの他側端部２０ｂの付近に電解液を供給することができる。したがって、正極板１０Ｘの一側端部１０ａの付近及び負極板２０Ｙの他側端部２０ｂの付近を充電及び放電に寄与させることができ、積層型電池の充電及び放電の効率を向上させることができる。

絶縁シート３０の延出部３２、第１折り返し部３３及び第２折り返し部３４における不規則な凹凸（皺）は、絶縁シート３０を構成する基材層３５が多孔質体で形成されていると、形成されやすい。とりわけ、絶縁シート３０として樹脂製多孔フィルム（ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン系ポリマーの多孔質体）を用いた場合には、上述の効果を奏しやすい凹凸（皺）が形成されやすくなる。

また、絶縁シート３０は、無機材料を含む機能層３６を有していることが好ましい。無機材料を含む機能層３６は、空孔率が高いため、より多量の電解液を保持することができる。このため、絶縁シート３０が電解液を十分に保持することができ、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙを効率よく充電及び放電に寄与させることができる。すなわち、積層型電池の充電及び放電の効率を向上させることができる。

第１方向ｄ１において負極板２０Ｙが正極板１０Ｘより長いため、負極板２０Ｙは、電解液が保持された部分と対面しにくい。この点において、絶縁シート３０の機能層３６が設けられた側が負極板２０Ｙに対面するよう、絶縁シート３０が配置されていることが好ましい。電解液が十分に保持された側を負極板２０Ｙに対面させることで、負極板２０Ｙに電解液を十分に供給することができる。したがって、負極板２０Ｙを効率よく充電及び放電に寄与させることができ、積層型電池の充電及び放電の効率を向上させることができる。

また、正極板１０Ｘの側は負極板２０Ｙの側より高温になりやすい。正極板１０Ｘの側に例えばポリエチレンを含む基材層３５が対面していると、ポリエチレンが高温に晒されてポリエン化してしまう可能性がある。ポリエチレンがポリエン化すると、基材層３５の絶縁性が失われてしまう。この点において、絶縁シート３０の正極板１０Ｘの側に対面する層は、耐熱性を有していることが好ましい。この点、無機材料を含む機能層３６は、耐熱性に優れている。すなわち、機能層３６は、高温に晒されても、変質しにくい。このため、絶縁シート３０の機能層３６が設けられた側が高温になりやすい正極板１０Ｘの側に対面するよう、絶縁シート３０が配置されている場合、正極板１０Ｘが高温になっても、絶縁シート３０の絶縁性を維持することができる。

また、第１折り返し部３３と当該第１折り返し部３３に対面する正極板１０Ｘと積層方向ｄＬに隣り合う負極板２０Ｙの一側端部２０ａとの間の第１方向ｄ１における長さＳ３は、第２折り返し部３４と当該第２折り返し部３４に対面する負極板２０Ｙの他側端部２０ｂとの間の第１方向ｄ１における長さＳ２よりも、短くなっている。第１方向ｄ１の一側において、延出部３２は、正極板１０Ｘに電解液を供給して正極板１０Ｘを効率よく充電及び放電に寄与させるために必要十分な程度の長さであり、不必要に長くなっていない。すなわち、積層型電池１の全体の大きさをコンパクトにできる。正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙを効率よく充電及び放電に寄与させながら、積層型電池１の体積を小さくできるため、単位体積あたりの電池容量（エネルギー密度）を大きくすることができる。

さらに、外装体３に膜電極接合体５が収容された状態で、第１折り返し部３３及び第２折り返し部３４は、外装体３に接触している。言い換えると、第１方向ｄ１における外装体３の画定する収容部の長さが膜電極接合体５の長さと一致するよう、外装体３の寸法が設計されている。この場合、外装体３の寸法は不必要に長くなっていない。すなわち、積層型電池１の全体の大きさをコンパクトにできる。したがって、積層型電池１の単位体積あたりの電池容量（エネルギー密度）を大きくすることができる。

次に、リチウムイオン二次電池として構成された本実施の形態に係る積層型電池１の製造方法について説明する。以下に説明する積層型電池１の製造方法は、正極板１０Ｘ（第１電極板１０）、負極板２０Ｙ（第２電極板２０）及び絶縁シート３０をそれぞれ作製する工程と、絶縁シート３０をつづら折り形状に折り返しながら正極板１０Ｘ（第１電極板１０）及び負極板２０Ｙ（第２電極板２０）を介して交互に積層する工程と、を含んでいる。

まず、正極板１０Ｘ（第１電極板１０）、負極板２０Ｙ（第２電極板２０）及び絶縁シート３０をそれぞれ作製する工程について説明する。正極板１０Ｘ、負極板２０Ｙ及び絶縁シート３０は、別々の工程により別々のタイミングで作製されてもよい。また、正極板１０Ｘ、負極板２０Ｙ及び絶縁シート３０は、並行して同時に作製され、作製された正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙが、順次、つづら折りに絶縁シート３０を折り返しながら正極板１０Ｘ（第１電極板１０）及び負極板２０Ｙ（第２電極板２０）を介して交互に積層する工程に供給されるようにしてもよい。

正極板１０Ｘは、例えば、正極集電体１１Ｘを構成するようになる長尺のアルミニウム箔上に、正極活物質層１２Ｘを構成するようになる組成物（スラリー）を塗工して固化し、次に、所望の大きさに断裁していくことで作製され得る。同様に、負極板２０Ｙは、例えば、負極集電体２１Ｙを構成するようになる長尺の銅箔上に、負極活物質層２２Ｙを構成するようになる組成物（スラリー）を塗工して固化し、次に、所望の大きさに断裁していくことで作製され得る。絶縁シート３０は、例えば、多孔質体で形成された基材層３５上に無機材料を含む機能層３６をコーティングにより形成し、所望の大きさに断裁していくことで作製され得る。

次に、つづら折りに絶縁シート３０を折り返しながら正極板１０Ｘ（第１電極板１０）及び負極板２０Ｙ（第２電極板２０）を介して交互に積層する工程について説明する。この工程は、例えば特許文献１（特開２０１４−１６５０５５号公報）に記載されたような装置を用いて行うことができる。すなわち、絶縁シート３０を交互に折り返し、絶縁シート３０が折り返されるたびに、折り返された絶縁シート３０上に正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙを交互に供給する。ただし、特許文献１に記載された工程とは異なり、絶縁シート３０の第１折り返し部３３と当該第１折り返し部３３に第１方向ｄ１において対面する正極板１０Ｘの一側端部１０ａとの間、及び第２折り返し部３４と当該第２折り返し部３４に第１方向ｄ１において対面する負極板２０Ｙの他側端部２０ｂとの間に、隙間４０が設けられるように、絶縁シート３０は折り返される。言い換えると、絶縁シート３０は、正極板１０Ｘの一側端部１０ａより一側において第１折り返し部３３を形成するように折り返され、負極板２０Ｙの他側端部２０ｂより他側において第２折り返し部３４を形成するように折り返される。すなわち、絶縁シート３０は延出部３２を形成するように折り返される。

また、この工程では、正極板１０Ｘの正極活物質層１２Ｘと負極板２０Ｙの負極活物質層２２Ｙとが正対するようにして、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙを積層していく。正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの間で正極活物質層１２Ｘ及び負極活物質層２２Ｙが正対していない場合、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの有効面積が低下して予定した容量を得ることができず、また正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙが短絡してスパークを生じさせる可能性すらある。さらに、リチウムイオン二次電池として構成された積層型電池１では、正極板１０Ｘが負極板２０Ｙに正対しないことにより、リチウム析出物が生成され、膜電極接合体５や外装体３の損傷を引き起こすこともある。

以上のようにして、つづら折りに絶縁シート３０を折り返しながら正極板１０Ｘ（第１電極板１０）及び負極板２０Ｙ（第２電極板２０）を介して交互に積層した後、複数の正極板１０Ｘが、第２方向ｄ２の一側の端部において互いに接合され且つ導通するようになる。そして、第２方向ｄ２の一側の端部にタブ４が電気的に接続される。同様に、複数の負極板２０Ｙが、第２方向ｄ２の他側の端部において互いに接合され且つ導通するようになる。そして、第２方向ｄ２の他側の端部にタブ４が電気的に接続される。

その後、各タブ４が外装体３から延び出るようにして、膜電極接合体５が電解液とともに外装体３内に密封されることで、積層型電池１が得られる。膜電極接合体５は、絶縁シート３０の第１折り返し部３３及び第２折り返し部３４が外装体３に接触するよう、外装体３に収容される。

なお、絶縁シート３０の材質、外装体３内への電解液の封入量、外装体３の内部圧力等を、従来の積層型電池で選択されてきた範囲内で適宜調整および組み合わせることで、図８に示された凹凸を絶縁シート３０の延出部３２、折り返し部３３，３４に形成することができる。絶縁シート３０は、基材層３５として、柔軟性を有した多孔質体、例えばポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン系ポリマーを用いた樹脂製多孔フィルムを選択することで、凹凸を形成し易くすることができる。また、電解液の封入量は、絶縁シート３０の程度に影響を与える。外装体３の内部圧力を負圧にして、絶縁シート３０の絶縁部３１をいくらか圧縮することで、延出部３２、折り返し部３３，３４が絶縁部３１よりも電解液を吸収し易くなる。これにより延出部３２、折り返し部３３，３４が、絶縁部３１よりも膨潤しやすくなり、このとき、延出部３２、折り返し部３３，３４への局所的な凹凸の発生を促進することができる。

以上のように、本実施の形態の積層型電池１は、積層方向ｄＬに積層された複数の電極板１０，２０と、積層方向ｄＬに非平行な幅方向（第１方向ｄ１）に交互に折り返され、積層方向ｄＬに隣り合う２つの電極板１０，２０の間に配置された絶縁シート３０と、を備え、絶縁シート３０の折り返し部３３，３４と当該折り返し部３３，３４に幅方向において対面する電極板１０，２０の端部１０ａ，２０ｂとの間には、隙間４０が設けられている。このような積層型電池１によれば、電極板１０，２０の端部１０ａ，２０ｂの付近に対面する部分に電解液を保持させることができるため、電極板１０，２０の端部１０ａ，２０ｂの付近に電解液を供給して、充電及び放電に寄与させることができる。したがって、つづら折り形状の絶縁シート３０を有する積層型電池１において、充電及び放電の効率を向上させることができる。

本実施の形態の積層型電池１において、幅方向に沿った折り返し部３３，３４と当該折り返し部３３，３４に対面する電極板１０，２０の端部１０ａ，２０ｂとの間の長さＳ１，Ｓ２は、当該電極板１０，２０の厚さＴ１，Ｔ２の５倍以上、あるいは１０倍以上である。このような積層型電池１によれば、の正極板１０Ｘの端部１０ａの付近及び負極板２０Ｙの端部２０ｂの付近に対面する部分が十分に電解液を保持することができる。したがって、正極板１０Ｘの端部１０ａの付近及び負極板２０Ｙの端部２０ｂの付近に電解液を十分に供給して、十分に充電及び放電に寄与させることができる。すなわち、積層型電池の充電及び放電の効率をより向上させることができる。

また、本実施の形態の積層型電池１において、折り返し部３３，３４に凹凸が形成されている。このような積層型電池１によれば、折り返し部３３，３４において、絶縁シート３０は、表面積を増大させ、電解液と接触する面積を増大させる。このため、絶縁シート３０の折り返し部３３，３４の付近において、電解液を保持しやすくなる。したがって、正極板１０Ｘの端部１０ａの付近及び負極板２０Ｙの端部２０ｂの付近に対面する部分に電解液を保持させることができるため、正極板１０Ｘの端部１０ａの付近及び負極板２０Ｙの端部２０ｂの付近に電解液を供給して、充電及び放電に寄与させることができる。すなわち、積層型電池の充電及び放電の効率を向上させることができる。

さらに、本実施の形態の積層型電池１において、絶縁シート３０は、多孔質体で形成された基材層３５を有する。多孔質体は柔軟性を有するため、このような積層型電池１によれば、絶縁シート３０の折り返し部３３，３４において、凹凸が形成されやすくなる。したがって、上述した積層型電池の充電及び放電の効率を向上させる効果を、奏しやすくなる。

また、本実施の形態の積層型電池１において、絶縁シート３０は、無機材料を含む機能層３６を有する。このような積層型電池１によれば、絶縁シート３０が電解液を保持しやすいため、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙを効率よく充電及び放電に寄与させることができる。したがって、積層型電池の充電及び放電の効率を向上させることができる。

さらに、本実施の形態の積層型電池１において、複数の電極板１０，２０は、積層方向ｄＬに交互に積層された第１電極板１０及び幅方向に沿った長さが第１電極板１０よりも長い第２電極板２０を含み、折り返し部３３，３４は、幅方向における一側で絶縁シート３０を折り返す第１折り返し部３３と、幅方向における他側で絶縁シート３０を折り返す第２折り返し部３４と、を含み、第１折り返し部３３は、当該第１折り返し部３３に対面する第１電極板１０に隣り合う第２電極板２０の幅方向における一側の端部２０ａよりも、幅方向における一側に位置する。このような積層型電池１によれば、絶縁シート３０の負極板２０Ｙの一側における端部２０ａの付近に対面する部分が電解液を保持するため、負極板２０Ｙの一側端部２０ａの付近に電解液を供給して、充電及び放電に寄与させることができ、積層型電池の充電及び放電の効率をさらに向上させることができる。

また、本実施の形態の積層型電池１において、複数の電極板１０，２０は、積層方向ｄＬに交互に積層された第１電極板１０及び幅方向に沿った長さが第１電極板１０よりも長い第２電極板２０を含み、折り返し部３３，３４は、幅方向における一側で絶縁シート３０を折り返す第１折り返し部３３と、幅方向における他側で絶縁シート３０を折り返す第２折り返し部３４と、を含み、第１折り返し部３３と当該第１折り返し部３３に対面する第１電極板１０に隣り合う第２電極板２０の幅方向における一側の端部２０ａとの間の幅方向における長さＳ３は、第２折り返し部３４と当該第２折り返し部３４に対面する第２電極板２０の幅方向における他側の端部２０ｂとの間の幅方向における長さよりも短い。このような積層型電池１によれば、積層型電池１の全体の大きさをコンパクトにできるため、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙを効率よく充電及び放電に寄与させながら、積層型電池１の体積を小さくできるため、単位体積あたりの電池容量（エネルギー密度）を大きくすることができる。

さらに、本実施の形態の積層型電池１において、複数の電極板１０，２０は、積層方向ｄＬに交互に積層された第１電極板１０及び幅方向に沿った長さが第１電極板１０よりも長い第２電極板２０を含み、絶縁シート３０は、基材層３５と、基材層３５に積層され基材層３５よりも空孔率の高い機能層３６と、を有し、絶縁シート３０の基材層３５が設けられた側が第１電極板１０に対面しており、機能層３６が設けられた側が第２電極板２０に対面している。このような積層型電池１によれば、絶縁シート３０の電解液がより多く保持されている側を幅広の負極板２０Ｙに対面させることになるため、負極板２０Ｙに十分に電解液を供給して効率よく充電及び放電に寄与させることができる。

また、本実施の形態の積層型電池１において、複数の電極板１０，２０は、積層方向ｄＬに交互に積層された第１電極板１０及び幅方向に沿った長さが第１電極板１０よりも長い第２電極板２０を含み、絶縁シート３０は、基材層３５と、基材層３５に積層され基材層３５よりも耐熱性を有した機能層３６と、を有し、絶縁シート３０の基材層３５が設けられた側が第２電極板２０に対面しており、機能層３６が設けられた側が第１電極板１０に対面している。このような積層型電池１によれば、絶縁シート３０の機能層３６が設けられた側が高温になりやすい正極板１０Ｘの側に対面するよう、絶縁シート３０が配置されていることになり、正極板１０Ｘが高温になっても、機能層３６が変質せず、絶縁シート３０の絶縁性を維持することができる。

さらに、本実施の形態の積層型電池１は、電極板１０，２０及び絶縁シート３０を収容する外装体３をさらに備え、折り返し部３３，３４が外装体３に接触している。このような積層型電池１によれば、積層型電池１の全体の大きさをコンパクトにでき、積層型電池１の単位体積あたりの電池容量（エネルギー密度）を大きくすることができる。

また、本実施の形態の積層型電池１は、電極板１０，２０を、合計で、２０以上含む。このような積層型電池１によれば、隙間４０が設けられていることによる充電及び放電の効率を向上させる効果を、顕著に奏することができる。

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。

例えば、上述した実施の形態では、絶縁シート３０は、基材層３５と、機能層３６と、有している。しかしながら、絶縁シート３０は、機能層３６を有さないようにしてもよい。このような絶縁シート３０は、機能層３６を有する絶縁シートに比べて、柔軟であるため、変形しやすい。したがって、絶縁シート３０の両端部、すなわち延出部３２、第１折り返し部３３及び第２折り返し部３４に不規則な凹凸（皺）を形成しやすくなる。上述したように、不規則な凹凸（皺）によって、延出部３２、第１折り返し部３３及び第２折り返し部３４において絶縁シート３０は、表面積を増大させている。絶縁シート３０の延出部３２、第１折り返し部３３及び第２折り返し部３４が、外装体３が形成する収容空間内に密閉された電解液と接触する面積が増大する。絶縁シート３０に供給される電解液の量は、電解液と接触する面積が増大するほど多くなる。このため、正極板１０Ｘの端部１０ａの付近及び負極板２０Ｙの端部２０ｂの付近に対面する部分に電解液を保持しやすくなる。したがって、正極板１０Ｘの一側端部１０ａの付近及び負極板２０Ｙの他側端部２０ｂの付近に電解液を供給することができる。正極板１０Ｘの端部１０ａの付近及び負極板２０Ｙの端部２０ｂの付近を充電及び放電により寄与させることができ、積層型電池の充電及び放電の効率をより向上させることができる。

１ 積層型電池
３ 外装体
４ タブ
５ 膜電極接合体
１０ 第１電極板
１０Ｘ 正極板
１０ａ 一側端部
１０ｂ 他側端部
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
２０ 第２電極板
２０Ｙ 負極板
２０ａ 一側端部
２０ｂ 他側端部
２１ 第２電極集電体
２１Ｙ 負極集電体
２２ 第２電極活物質層
２２Ｙ 負極活物質層
３０ 絶縁シート
３１ 絶縁部
３２ 延出部
３３ 第１折り返し部
３４ 第２折り返し部
３５ 基材層
３６ 機能層
４０ 隙間

Claims (11)

1. 積層方向に積層された複数の電極板と、
   前記積層方向に非平行な幅方向に交互に折り返され、前記積層方向に隣り合う２つの前記電極板の間に配置された絶縁シートと、を備え、
   前記絶縁シートの折り返し部と当該折り返し部に前記幅方向において対面する前記電極板の端部との間には、隙間が設けられており、
   前記幅方向に沿った前記折り返し部と当該折り返し部に対面する前記電極板の端部との間の長さは、当該電極板の厚さの５倍以上である、積層型電池。
2. 前記折り返し部に凹凸が形成されている、請求項１に記載の積層型電池。
3. 前記幅方向に沿った前記折り返し部と当該折り返し部に対面する前記電極板の端部との間の長さは、当該電極板の厚さの１０倍以上である、請求項１または２に記載の積層型電池。
4. 前記絶縁シートは、多孔質体で形成された基材層を有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の積層型電池。
5. 前記絶縁シートは、無機材料を含む機能層を有する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の積層型電池。
6. 前記複数の電極板は、前記積層方向に交互に積層された第１電極板及び前記幅方向に沿った長さが前記第１電極板よりも長い第２電極板を含み、
   前記折り返し部は、前記幅方向における一側で前記絶縁シートを折り返す第１折り返し部と、前記幅方向における他側で前記絶縁シートを折り返す第２折り返し部と、を含み、
   前記第１折り返し部と当該第１折り返し部に対面する第１電極板に隣り合う第２電極板の前記幅方向における一側の端部との間の前記幅方向における長さは、前記第２折り返し部と当該第２折り返し部に対面する第２電極板の前記幅方向における他側の端部との間の前記幅方向における長さよりも短い、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の積層型電池。
7. 前記複数の電極板は、前記積層方向に交互に積層された第１電極板及び前記幅方向に沿った長さが前記第１電極板よりも長い第２電極板を含み、
   前記絶縁シートは、基材層と、前記基材層に積層され前記基材層よりも空孔率の高い機能層と、を有し、
   前記絶縁シートの前記基材層が設けられた側が前記第１電極板に対面しており、前記機能層が設けられた側が前記第２電極板に対面している、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の積層型電池。
8. 前記複数の電極板は、前記積層方向に交互に積層された第１電極板及び前記幅方向に沿った長さが前記第１電極板よりも長い第２電極板を含み、
   前記絶縁シートは、基材層と、前記基材層に積層され前記基材層よりも耐熱性を有した機能層と、を有し、
   前記絶縁シートの前記基材層が設けられた側が前記第２電極板に対面しており、前記機能層が設けられた側が前記第１電極板に対面している、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の積層型電池。
9. 前記第１電極板は正極板であり、前記第２電極板は負極板である、請求項６乃至８のいずれか一項に記載の積層型電池。
10. 前記電極板及び前記絶縁シートを収容する外装体をさらに備え、
    前記折り返し部が前記外装体に接触している、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の積層型電池。
11. 前記電極板を、合計で、２０以上含む、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の積層型電池。