JP2021034274A - 電極組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】第１塗工積層部の部分的な潰れを抑制できる電極組立体を提供する。
【解決手段】電極組立体１２は、長尺シート状の金属箔２１の長手方向において、金属箔２１の両面に第１活物質層２２が存在する複数の第１塗工部２４と、金属箔２１の両面に第２活物質層２３が存在する複数の第２塗工部２５とを交互に有する電極２０が捲回された組立体本体１２０を備える。金属箔２１の長手方向において、第２塗工部２５の寸法は第１塗工部２４の寸法よりも短い。組立体本体１２０は、第１塗工部２４が積層された中央積層部１２１と、中央積層部１２１の両側において、第１塗工部２４の積層方向と直交する方向に第２塗工部２５が積層された第１端側積層部１２２及び第２端側積層部１２３とを有する。電極組立体１２は、第１端側積層部１２２及び第２端側積層部１２３の最内周に、中央積層部１２１を挟むように配置された第１芯材１５ａ及び第２芯材１５ｂを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、長尺シート状の電極が捲回された組立体本体を有する蓄電装置に用いられる電極組立体に関する。

特許文献１の第２実施形態には、長尺シート状の電極が捲回された電極組立体が開示されている。電極は、長尺シート状の集電体の長手方向において、集電体の少なくとも片面に第１活物質層が存在する複数の第１塗工部と、集電体の少なくとも片面に第２活物質層が存在する第２塗工部とを交互に有する。集電体の長手方向における第２塗工部の寸法は、集電体の長手方向における第１塗工部の寸法よりも短い。電極組立体は、第１塗工部が積層された第１塗工積層部と、第１塗工積層部の両側において、第２塗工部が第１塗工部の積層方向と直交する方向に積層された一対の第２塗工積層部とを有する。これにより、充放電反応のむらの抑制と、エネルギー密度の向上の両立を図っている。

特開２０１１−０１４２３８号公報

蓄電装置に用いられる電極組立体では、蓄電装置の充放電に伴い、その活物質層（塗工部）が膨張することが知られている。特許文献に記載された電極組立体では、第２活物質層が第２塗工部の積層方向に膨張することにより、第２塗工積層部が第１塗工積層部の中心を押圧する。このため、第１塗工積層部では、押圧された中心付近の第１塗工部の両端が潰されてしまう虞がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、一部の第１塗工部の損傷、すなわち第１塗工積層部の部分的な潰れを抑制できる電極組立体を提供することにある。

上記問題点を解決するための電極組立体は、長尺シート状の集電体の長手方向において、前記集電体の少なくとも片面に第１活物質層が存在する複数の第１塗工部と、前記集電体の少なくとも片面に第２活物質層が存在する第２塗工部とを交互に有する電極が捲回された組立体本体を備え、前記集電体の長手方向における前記第２塗工部の寸法は、前記集電体の長手方向における前記第１塗工部の寸法よりも短く、前記組立体本体は、前記第１塗工部が積層された第１塗工積層部と、前記第１塗工積層部の両側において、前記第１塗工部の積層方向と直交する方向に前記第２塗工部が積層された一対の第２塗工積層部とを有する電極組立体であって、前記一対の第２塗工積層部の最内周に、前記第１塗工積層部を挟むように配置された一対の芯材を備えることを要旨とする。

これによれば、各芯材は、第２活物質層が第２塗工部の積層方向に膨張した際に内向きの押圧力を受ける。そして、各芯材は、前述の押圧力を、第１塗工積層部に伝えるにあたり、力を分散させる。よって、一部の第１塗工部の損傷、すなわち第１塗工積層部の部分的な潰れを抑制できる。

また、上記電極組立体について、前記第１塗工部の積層方向における前記芯材の寸法は、前記集電体の長手方向における前記第２塗工部の寸法以上であるのが好ましい。
これによれば、各芯材は、第１塗工部の積層方向において、第２塗工積層部が第１塗工積層部に加える押圧力全体を受けることができる。よって、第１塗工積層部の潰れをより抑制できる。

また、上記電極組立体について、前記組立体本体は、前記第１活物質層及び前記第２活物質層が存在せず、前記集電体が露出した未塗工部が前記第２塗工部の積層方向において積層された未塗工積層部を有し、前記未塗工積層部は、前記第２塗工積層部と前記芯材との間に位置するのが好ましい。

集電体の長手方向に隣り合う第１塗工部同士の間隔は内周側ほど短くなる。このため、電極における内周側に位置する部分にも第１塗工部の間に第２塗工部を形成しようとすると、第２活物質層を高い位置精度で形成する必要があり、電極の生産性が低下する虞がある。これに対し、電極における内周側に位置する部分には第１塗工部の間に第２塗工部を形成しないことで、電極の生産性が低下することを抑制できる。

本発明によれば、一部の第１塗工部の損傷、すなわち第１塗工積層部の部分的な潰れを抑制できる。

二次電池の分解斜視図。 電極組立体の平面図。 （ａ）は電極の平面図、（ｂ）は電極の断面図。 電極組立体の製造方法を模式的に示す平面図。

以下、電極組立体を具体化した一実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。
図１に示すように、蓄電装置としての二次電池１０は、直方体状のケース１１と、ケース１１に収容された電極組立体１２と、ケース１１に収容された図示しない電解液とを備える。ケース１１は、有底筒状のケース本体１３と、ケース本体１３の開口部１３ａを閉塞する板状の蓋１４とを有する。ケース本体１３及び蓋１４は、例えば、アルミニウムなどの金属製である。ケース本体１３は、長方形状の底壁１３ｂと、底壁１３ｂの一対の長側縁部から立設された一対の長側壁１３ｃと、底壁１３ｂの一対の短側縁部から立設された一対の短側壁１３ｄとを有する。蓋１４は、長方形状である。よって、本実施形態の二次電池１０は、その外観が角型をなす角型電池である。また、本実施形態の二次電池１０は、リチウムイオン二次電池である。

図２に示すように、電極組立体１２は、組立体本体１２０と、一対の芯材としての第１芯材１５ａ及び第２芯材１５ｂとを備える。組立体本体１２０は、長尺シート状の正極の電極２０と、長尺シート状の負極の電極２０と、２枚の長尺シート状のセパレータ２９とを有する。

図３（ａ）に示すように、電極２０は、集電体としての金属箔２１を有する。本実施形態では、正極の電極２０の金属箔２１は、アルミニウム箔であり、負極の電極２０の金属箔２１は、銅箔である。金属箔２１は、長尺シート状の本体部２１ａと、本体部２１ａの長手方向に沿う一縁部２１１から突出する複数のタブ２１ｂとを有する。本実施形態では、負極の電極２０の本体部２１ａの長手方向の寸法は、正極の電極２０の本体部２１ａの長手方向の寸法よりも長い。本体部２１ａの長手方向は、電極２０の長手方向に対応し、本体部２１ａの短手方向は、電極２０の短手方向に対応する。

図３（ｂ）に示すように、電極２０は、本体部２１ａの両面に存在する複数の第１活物質層２２と、本体部２１ａの両面に存在するとともに、第１活物質層２２よりも本体部２１ａの長手方向における寸法が小さい複数の第２活物質層２３とを有する。複数の第１活物質層２２は、本体部２１ａの長手方向において間隔空けて配置されている。各第２活物質層２３は、本体部２１ａの長手方向において第１活物質層２２の間に、第１活物質層２２と間隔を空けて配置されている。

図３（ａ）に示すように、第１活物質層２２の形状は、全ての第１活物質層２２で同じであり、本実施形態では長方形状である。各第１活物質層２２の長手方向は、本体部２１ａの長手方向と一致し、各第１活物質層２２の短手方向は、本体部２１ａの短手方向と一致している。正極の電極２０における第１活物質層２２の長手方向の寸法Ｗ２２は、全ての第１活物質層２２で同じであり、負極の電極２０における第１活物質層２２の長手方向の寸法Ｗ２２は、全ての負極の第１活物質層２２で同じである。また、本実施形態では、負極の電極２０における第１活物質層２２の長手方向の寸法Ｗ２２は、正極の電極２０における第１活物質層２２の長手方向の寸法Ｗ２２よりも長い。正極及び負極の電極２０における第１活物質層２２の短手方向の寸法は、全ての第１活物質層２２で同じである。本体部２１ａの厚み方向から電極２０を見たとき、本体部２１ａの一方の面に存在する第１活物質層２２の各縁部は、本体部２１ａの他方の面に存在する第１活物質層２２の各縁部と一致している。

第２活物質層２３の形状は、全ての第２活物質層２３で同じであり、本実施形態では長方形状である。各第２活物質層２３の長手方向は、本体部２１ａの短手方向と一致し、各第２活物質層２３の短手方向は、本体部２１ａの長手方向と一致している。正極及び負極の電極２０における第２活物質層２３の短手方向の寸法Ｗ２３は、全ての第２活物質層２３で同じである。正極及び負極の電極２０における第２活物質層２３の短手方向の寸法Ｗ２３は、第１活物質層２２の長手方向の寸法Ｗ２２よりも短い。第２活物質層２３の長手方向の寸法は、全ての第２活物質層２３で同じである。本体部２１ａの厚み方向から電極２０を見たとき、本体部２１ａの一方の面に存在する第２活物質層２３の各縁部は、本体部２１ａの他方の面に存在する第２活物質層２３の各縁部と一致している。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、第１活物質層２２は、本体部２１ａの長手方向全体に亘って間隔を空けて配置されているのに対し、第２活物質層２３は、本体部２１ａの長手方向全体には配置されていない。詳しくは、第２活物質層２３は、電極２０における第１端２０ａに近い部分では第１活物質層２２の間に配置されず、電極２０の第２端２０ｂに近い部分では第１活物質層２２の間に配置される。よって、電極２０において第１端２０ａに近い部分では、第１活物質層２２のみが本体部２１ａの長手方向において間隔を空けて並び、第２端２０ｂに近い部分では、第１活物質層２２と第２活物質層２３とが本体部２１ａの長手方向において交互に存在する。

電極２０は、第１活物質層２２が存在する部分に第１塗工部２４を有し、第２活物質層２３が存在する部分に第２塗工部２５を有する。第１塗工部２４は、本体部２１ａと、本体部２１ａの両面に存在する第１活物質層２２とからなる。複数の第１塗工部２４は、電極２０の長手方向全体において間隔を空けて存在する。第１活物質層２２の長手方向の寸法Ｗ２２は、本体部２１ａの長手方向における第１塗工部２４の寸法と一致する。第２塗工部２５は、本体部２１ａと、本体部２１ａの両面に存在する第２活物質層２３とからなる。第２活物質層２３の短手方向の寸法Ｗ２３は、本体部２１ａの長手方向における第２塗工部２５の寸法と一致する。また、電極２０は、第１活物質層２２及び第２活物質層２３が存在せず、本体部２１ａが露出した未塗工部２６を有する。

電極２０は、電極２０の長手方向において第１塗工部２４の間に位置する複数の間隙部２７を有する。間隙部２７は、電極２０の長手方向において第１塗工部２４と交互に存在する。間隙部２７は、未塗工部２６のみからなる第１間隙部２７ａ、又は第２塗工部２５及び未塗工部２６からなる第２間隙部２７ｂである。複数の間隙部２７のうち、第１間隙部２７ａは、電極２０の第１端２０ａ側に位置し、第２間隙部２７ｂは、電極２０の第２端２０ｂ側に位置する。第２間隙部２７ｂにおいて、未塗工部２６は、本体部２１ａの長手方向で第２塗工部２５の両側に存在する。

本体部２１ａの長手方向における第２間隙部２７ｂの寸法Ｗ２７は、第１端２０ａに近い第２間隙部２７ｂほど小さく、第２端２０ｂに近い第２間隙部２７ｂほど大きくなっている。つまり、第２間隙部２７ｂの寸法Ｗ２７は、電極２０の第１端２０ａから第２端２０ｂに向かうにつれて徐々に大きくなっている。

さらに、電極２０は、第１端２０ａ及び第２端２０ｂにも未塗工部２６を有する。
各タブ２１ｂは、第１活物質層２２及び第２活物質層２３が存在せず、金属箔２１が露出した部分である。タブ２１ｂの形状は、全てのタブ２１ｂで同じであり、本実施形態では矩形状である。各タブ２１ｂは、本体部２１ａにおける各第１塗工部２４を構成する部分の一縁部２１１から突出している。つまり、各タブ２１ｂは、電極２０の長手方向において各第１塗工部２４に対応する位置に配置されている。さらに、各タブ２１ｂは、第１活物質層２２の長手方向の一端寄りに位置するタブ２１ｂと、第１活物質層２２の長手方向の他端寄りに位置するタブ２１ｂとが本体部２１ａの長手方向において交互に存在するように配置されている。

図２に示すように、各セパレータ２９は、正極の電極２０と負極の電極２０との間に介在する。各セパレータ２９は、リチウムイオンが通過可能な多孔質膜である。各セパレータ２９の長手方向の寸法は、負極の電極２０の本体部２１ａの長手方向の寸法よりも長く、各セパレータ２９の短手方向の寸法は、正極又は負極の電極２０の本体部２１ａの短手方向の寸法とほぼ同じである。

組立体本体１２０は、正極の電極２０、２枚のセパレータ２９のうちの一方、負極の電極２０、及び２枚のセパレータ２９のうちの他方がこの順に積層されたものが渦巻状に捲回されることで形成される。各電極２０及び各セパレータ２９の捲回方向は、各電極２０及び各セパレータ２９の長手方向と一致している。組立体本体１２０は、正極の電極２０と負極の電極２０とがセパレータ２９を介して積層された層状構造を有する。

各電極２０及び各セパレータ２９は、柱状の第１芯材１５ａ及び第２芯材１５ｂに捲き付けられる。第１芯材１５ａ及び第２芯材１５ｂの軸方向は、各電極２０及び各セパレータ２９の短手方向と一致している。第１芯材１５ａと第２芯材１５ｂとの中点は、組立体本体１２０の捲回軸Ｌとなる。

本実施形態の第１芯材１５ａ及び第２芯材１５ｂを軸方向から見たとき、第１芯材１５ａ及び第２芯材１５ｂの外周面は台形状である。第１芯材１５ａ及び第２芯材１５ｂの外周面は、上底面１５１と、上底面１５１と平行な下底面１５２とを有する。また、第１芯材１５ａ及び第２芯材１５ｂの外周面は、軸方向に延びる上底面１５１の一縁部と軸方向に延びる下底面１５２の一縁部とを接続する第１接続面１５３と、軸方向に延びる上底面１５１の他縁部と軸方向に延びる下底面１５２の他縁部とを接続する第２接続面１５４とを有する。第１芯材１５ａと第２芯材１５ｂとは、上底面１５１が向かい合うように配置されている。本実施形態では、第１芯材１５ａの軸方向と直交する方向における第１芯材１５ａの下底面１５２の寸法Ｗ１５ａは、第２活物質層２３の短手方向の寸法Ｗ２３と同じである。第２芯材１５ｂの軸方向と直交する方向における第２芯材１５ｂの下底面１５２の寸法Ｗ１５ｂは、第２活物質層２３の短手方向の寸法Ｗ２３よりも長い。

なお、図２では、説明の都合上、第１活物質層２２及び第２活物質層２３の厚みを誇張して記載し、一方で、電極２０の捲き数を減らした概略図として図示している。実際の第１芯材１５ａの下底面１５２の寸法Ｗ１５ａ、及び第２芯材１５ｂの下底面１５２の寸法Ｗ１５ｂはそれぞれ、例えば、電極２０の厚みの１０枚分以上に設定される。また、実際の第１芯材１５ａの軸方向と直交する方向における第１芯材１５ａの上底面１５１の寸法、及び第２芯材１５ｂの軸方向と直交する方向における第２芯材１５ｂの上底面１５１の寸法はそれぞれ、例えば、電極２０の厚みの１０枚分以上に設定される。さらに、実際の第２活物質層２３の短手方向の寸法Ｗ２３は、例えば、電極２０の厚みの１０枚分以上に設定される。

第１芯材１５ａの上底面１５１には、正極の電極２０の第１端２０ａに位置する未塗工部２６が固定されている。第２芯材１５ｂの上底面１５１には、負極の電極２０の第１端２０ａに位置する未塗工部２６と、２枚のセパレータ２９の第１端部２９ａとが固定されている。

組立体本体１２０において、正極及び負極の電極２０の第１端２０ａは、捲き始め側に位置し、正極及び負極の電極２０の第２端２０ｂは、捲き終わり側に位置する。言い換えると、正極及び負極の電極２０の第１端２０ａは、組立体本体１２０において内周側に位置し、正極及び負極の電極２０の第２端２０ｂは、組立体本体１２０において外周側に位置する。なお、電極２０及びセパレータ２９が捲回された状態からばらけないように、正極及び負極の電極２０の第２端２０ｂ、及び２枚のセパレータ２９の第２端部２９ｂは、図示しないテープによって組立体本体１２０に固定されている。

組立体本体１２０は、正極の第１塗工部２４と負極の第１塗工部２４とがセパレータ２９を介して交互に積層された第１塗工積層部としての中央積層部１２１を有する。第１塗工部２４は、第１芯材１５ａと第２芯材１５ｂとの間で平坦状に積層される。このため、第１芯材１５ａと第２芯材１５ｂは、中央積層部１２１を挟むように位置する。以下、第１塗工部２４が積層される方向を第１積層方向とする。第１積層方向は、第１活物質層２２の長手方向及び短手方向の両方と直交する方向である。また、第１芯材１５ａ及び第２芯材１５ｂの上底面１５１及び下底面１５２は、第１積層方向に沿うように配置されている。

中央積層部１２１では、第１積層方向に隣り合う正極の第１塗工部２４及び負極の第１塗工部２４において、正極の本体部２１ａの両面に存在する第１活物質層２２のうち、内周側に位置する第１活物質層２２は、負極の本体部２１ａの両面に存在する第１活物質層２２のうち、外周側に位置する第１活物質層２２とセパレータ２９を介して向かい合う。また、第１積層方向に隣り合う正極の第１塗工部２４及び負極の第１塗工部２４において、正極の本体部２１ａの両面に存在する第１活物質層２２のうち、外周側に位置する第１活物質層２２は、負極の本体部２１ａの両面に存在する第１活物質層２２のうち、内周側に位置する第１活物質層２２とセパレータ２９を介して向かい合う。本実施形態では、負極の第１活物質層２２の長手方向の両端は、正極の第１活物質層２２の長手方向の両端よりも外側に位置している。

本実施形態では、第１積層方向の両端には、負極の第１塗工部２４が存在する。このため、第１積層方向における組立体本体１２０の第１積層端面１２ａは、積層方向の一端に位置する負極の第１塗工部２４によって構成され、第１積層方向における組立体本体１２０の第２積層端面１２ｂは、積層方向の他端に位置する負極の第１塗工部２４によって構成されている。第１積層端面１２ａ及び第２積層端面１２ｂは、ケース本体１３の長側壁１３ｃと向かい合う面である。

各電極２０において、捲回軸Ｌよりも第１積層方向の一端側に位置する第１塗工部２４と、捲回軸Ｌよりも第１積層方向の他端側に位置する第１塗工部２４とは、電極２０の長手方向において交互に存在する。言い換えると、電極２０の長手方向において間隙部２７を介して隣り合う２つの第１塗工部２４のうち、一方の第１塗工部２４が捲回軸Ｌよりも第１積層方向の一端側に位置する場合、他方の第１塗工部２４は捲回軸Ｌよりも第２積層方向の他端側に位置する。

組立体本体１２０において、正極のタブ２１ｂは第１積層方向に一列に並び、負極のタブ２１ｂは、正極のタブ２１ｂが一列に並ぶ位置とは異なる位置で第１積層方向に一列に並ぶ。本実施形態では、正極のタブ２１ｂは、第１活物質層２２の長手方向の一端側で第１積層方向へ一列に並び、負極のタブ２１ｂは、第１活物質層２２の長手方向の他端側で第１積層方向へ一列に並ぶ。図１に示すように、電極組立体１２は、一列に並ぶ複数の正極のタブ２１ｂが積層された正極のタブ群１６と、正極のタブ２１ｂとは異なる位置で一列に並ぶ複数の負極のタブ２１ｂが積層された負極のタブ群１６とを有する。

図２に示すように、組立体本体１２０は、第１活物質層２２の長手方向において中央積層部１２１よりも一端側に位置する第１端側積層部１２２と、第１活物質層２２の長手方向において中央積層部１２１よりも他端側に位置する第２端側積層部１２３とを有する。第１端側積層部１２２及び第２端側積層部１２３は、正極の間隙部２７と負極の間隙部２７とがセパレータ２９を介して交互に積層された部分である。第１端側積層部１２２及び第２端側積層部１２３はそれぞれ、ケース本体１３の長側壁１３ｃ及び短側壁１３ｄと向かい合う。

第１端側積層部１２２を構成する間隙部２７と、第２端側積層部１２３を構成する間隙部２７とは、電極２０の長手方向において交互に存在する。言い換えると、電極２０の長手方向において第１塗工部２４を介して隣り合う間隙部２７のうち、一方の間隙部２７が第１端側積層部１２２を構成する場合、他方の間隙部２７は第２端側積層部１２３を構成する。

第１芯材１５ａは、第１端側積層部１２２の最内周に位置し、第２芯材１５ｂは、第２端側積層部１２３の最内周に位置する。第１端側積層部１２２を構成する複数の間隙部２７は、第１芯材１５ａの下底面１５２、第１接続面１５３、及び第２接続面１５４の外周側で層状に積層される。第２端側積層部１２３を構成する複数の間隙部２７は、第２芯材１５ｂの下底面１５２、第１接続面１５３、及び第２接続面１５４の外周側で層状に積層される。

上述したように、電極２０は、第１端２０ａが捲き始め側となり、第２端２０ｂが捲き終わり側となるように捲回されている。このため、第１間隙部２７ａは、第１端側積層部１２２又は第２端側積層部１２３において内周側に位置し、第２間隙部２７ｂは、第１端側積層部１２２又は第２端側積層部１２３において第１間隙部２７ａよりも外周側に位置する。また、第２間隙部２７ｂの寸法Ｗ２７は、第１端側積層部１２２の外周側に位置する第２間隙部２７ｂほど長くなっている。また、第２間隙部２７ｂの寸法Ｗ２７は、第２端側積層部１２３の外周側に位置する第２間隙部２７ｂほど長くなっている。

第１端側積層部１２２は、第１間隙部２７ａが積層された未塗工積層部としての第１積層部位１２２ａと、第２間隙部２７ｂの第２塗工部２５が積層された第２塗工積層部としての第２積層部位１２２ｂとを有する。第１積層部位１２２ａの一部は、第１芯材１５ａの下底面１５２と第２積層部位１２２ｂとの間に位置する。第２積層部位１２２ｂは、ケース本体１３の短側壁１３ｄと向かい合う。第２端側積層部１２３は、第１間隙部２７ａが積層された未塗工積層部としての第１積層部位１２３ａと、第２間隙部２７ｂの第２塗工部２５が積層された第２塗工積層部としての第２積層部位１２３ｂとを有する。第１積層部位１２３ａの一部は、第２芯材１５ｂの下底面１５２と第２積層部位１２３ｂとの間に位置する。第２積層部位１２３ｂは、ケース本体１３の短側壁１３ｄと向かい合う。第２積層部位１２２ｂ，１２３ｂにおいて第２塗工部２５は平坦状に積層される。第２塗工部２５は、第１積層方向及び電極２０の短手方向の両方と直交する方向である第２積層方向に積層される。

図１に示すように、二次電池１０は、組立体本体１２０から電気を取り出すための正極及び負極の端子構造１７を備える。端子構造１７は、同じ極のタブ群１６と接合された板状の導電部材１７ａと、導電部材１７ａから突出する棒状の電極端子１７ｂとを有する。電極端子１７ｂは、蓋１４を貫通してケース１１の外部に突出し、ケース１１の内外を繋ぐ。電極端子１７ｂには、二次電池１０同士を電気的に接続する図示しないバスバーが固定可能である。二次電池１０は、蓋１４と電極端子１７ｂとを絶縁するための絶縁リング１８を備える。

ここで、電極組立体１２の製造方法のうち、電極２０及びセパレータ２９の捲回方法について、図４を用いて説明する。
図４に示すように、組立体本体１２０として捲回される前の正極の電極２０及び負極の電極２０は、第１供給ロール４１にそれぞれ捲回されている。また、組立体本体１２０として捲回される前の２枚のセパレータ２９は、第２供給ロール４２に１枚ずつ捲回されている。なお、電極２０が第１供給ロール４１に捲回された状態では、電極２０の第１端２０ａは、第１供給ロール４１の外周側に位置し、電極２０の第２端２０ｂは、第１供給ロール４１の内周側に位置している。

第１芯材１５ａ及び第２芯材１５ｂは、回転テーブル４３に取り付けられている。第１芯材１５ａ及び第２芯材１５ｂは、第１芯材１５ａと第２芯材１５ｂとの中点が回転テーブル４３の回転軸Ｏと一致するように配置されている。また、第１芯材１５ａと第２芯材１５ｂとは、上底面１５１同士が対向するように配置されている。第１芯材１５ａの上底面１５１と第２芯材１５ｂの上底面１５１との距離は、負極の第１活物質層２２の長手方向の寸法Ｗ２２よりも長い。

第１芯材１５ａには、第１供給ロール４１から繰り出された正極の電極２０の第１端２０ａが固定されている。第２芯材１５ｂには、第１供給ロール４１から繰り出された負極の電極２０の第１端２０ａと、各第２供給ロール４２から繰り出された各セパレータ２９の第１端部２９ａとが固定されている。

この状態で、回転テーブル４３を回転させると、正極及び負極の電極２０は、第１供給ロール４１から繰り出されながら第１芯材１５ａ及び第２芯材１５ｂに捲回され、セパレータ２９も、第２供給ロール４２から繰り出されながら第１芯材１５ａ及び第２芯材１５ｂに捲回される。これにより、各電極２０及び各セパレータ２９は、正極の電極２０と負極の電極２０とがセパレータ２９を介して層状構造をなすように捲回される。また、各電極２０及び各セパレータ２９は、第１塗工部２４が第１芯材１５ａと第２芯材１５ｂとの間で層状構造をなし、間隙部２７が第１芯材１５ａ又は第２芯材１５ｂの外周で層状構造をなすように捲回される。

そして、第１供給ロール４１に捲回されていた分の電極２０、及び第２供給ロール４２に捲回されていた分のセパレータ２９が全て第１芯材１５ａ及び第２芯材１５ｂに対して捲き付けられると、各電極２０の第２端２０ｂ及びセパレータ２９の第２端部２９ｂは、捲回済みの組立体本体１２０に対して図示しないテープによって固定される。その後、回転テーブル４３から第１芯材１５ａ及び第２芯材１５ｂを取り外す。これにより、電極組立体１２が完成する。

本実施形態の作用について説明する。
二次電池１０の使用時において、第１活物質層２２及び第２活物質層２３は膨張する。第２活物質層２３が第２積層方向に膨張すると、第１端側積層部１２２の第２積層部位１２２ｂの第２積層方向への寸法が大きくなることで、第２積層部位１２２ｂは、中央積層部１２１を押圧する。同様に、第２活物質層２３が第２積層方向に膨張すると、第２端側積層部１２３の第２積層部位１２３ｂの第２積層方向への寸法が大きくなることで、第２積層部位１２３ｂは、中央積層部１２１を押圧する。つまり、中央積層部１２１には、各第２積層部位１２２ｂからの押圧力が作用する。

本実施形態の電極組立体１２は、第１端側積層部１２２及び第２端側積層部１２３の最内周に、中央積層部１２１を挟むように配置された第１芯材１５ａ及び第２芯材１５ｂを有する。このため、第１芯材１５ａは、第１端側積層部１２２の第２積層部位１２２ｂが中央積層部１２１に加える押圧力を受ける。第２芯材１５ｂは、第２端側積層部１２３の第２積層部位１２３ｂが中央積層部１２１に加える押圧力を受ける。そして、第１芯材１５ａ及び第２芯材１５ｂは、前述の押圧力を、中央積層部１２１の第１塗工部２４に対し、分散して伝える。よって、各第２積層部位１２３ｂから中央積層部１２１に加えられる押圧力が、部分的に集中することが抑制される。

本実施形態の効果について説明する。
（１）第１芯材１５ａ及び第２芯材１５ｂは、第２活物質層２３が第２積層方向に膨張した際に内向きの押圧力を受ける。そして、第１芯材１５ａ及び第２芯材１５ｂは、前述の押圧力を、中央積層部１２１に伝えるにあたり、力を分散させる。よって、一部の第１塗工部２４の損傷、すなわち中央積層部１２１の部分的な潰れを抑制できる。

（２）第１積層方向における第１芯材１５ａの寸法Ｗ１５ａは、第２活物質層２３の短手方向の寸法Ｗ２３と同じである。このため、第１芯材１５ａは、第１積層方向において、第２積層部位１２２ｂが中央積層部１２１に加える押圧力全体を受けることができる。また、第１積層方向における第２芯材１５ｂの寸法Ｗ１５ｂは、第２活物質層２３の短手方向の寸法Ｗ２３よりも長い。このため、第２芯材１５ｂは、第１積層方向において、第２積層部位１２３ｂが中央積層部１２１に加える押圧力全体を受けることができる。よって、中央積層部１２１の潰れをより抑制できる。

（３）間隙部２７の寸法Ｗ２７は、内周側に位置する間隙部２７ほど短くなる。このため、内周側に位置する間隙部２７にも第２塗工部２５を形成しようとすると、第２活物質層２３を高い位置精度で形成する必要があり、電極２０の生産性が低下する虞がある。これに対し、本実施形態では、内周側に位置する間隙部２７には第２塗工部２５を形成しないことで、電極２０の生産性が低下することを回避できる。

（４）第１端側積層部１２２の一部がケース本体１３の短側壁１３ｄと第１芯材１５ａとによって第２積層方向に挟まれることにより、第２積層部位１２２ｂにおける電極２０とセパレータ２９との密着性が向上する。また、第２端側積層部１２３の一部がケース本体１３の短側壁１３ｄと第２芯材１５ｂとによって第２積層方向に挟まれることにより、第２積層部位１２３ｂにおける電極２０とセパレータ２９との密着性が向上する。よって、第２活物質層２３の有効利用率が向上する。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○ 負極の電極２０の長手方向の寸法は、正極の電極２０の長手方向の寸法と同じでもよいし、正極の電極２０の長手方向の寸法よりも短くてもよい。

○ 正極の電極２０における第１活物質層２２の長手方向の寸法Ｗ２２は、全ての第１活物質層２２で同じでなくてもよい。同様に、負極の電極２０における第１活物質層２２の長手方向の寸法Ｗ２２は、全ての第１活物質層２２で同じでなくてもよい。

○ 負極の電極２０における第１活物質層２２の長手方向の寸法Ｗ２２は、正極の電極２０における第１活物質層２２の長手方向の寸法Ｗ２２と同じでもよいし、正極の電極２０における第１活物質層２２の長手方向の寸法Ｗ２２よりも短くてもよい。

○ 正極及び負極の電極２０における第２活物質層２３の短手方向の寸法Ｗ２３は、全ての第２活物質層２３で同じでなくてもよい。例えば、第２活物質層２３の短手方向の寸法Ｗ２３は、外周側に位置する第２活物質層２３ほど長く、内周側に位置する第２活物質層２３ほど短くなっていてもよい。また、例えば、正極の電極２０における第２活物質層２３の短手方向の寸法Ｗ２３と、負極の電極２０における第２活物質層２３の短手方向の寸法Ｗ２３とは、異なっていてもよい。

○ 上記実施形態では、組立体本体１２０を簡略化して図示したため、電極２０の長手方向の寸法を実際の電極２０よりも短く図示したが、電極２０の長手方向の寸法は適宜変更してよい。

○ 上記実施形態では、組立体本体１２０を簡略化して図示したため、第１塗工部２４の数を、実際の電極２０が有する第１塗工部２４の数よりも減らして図示したが、第１塗工部２４の数は適宜変更してよい。

○ 上記実施形態では、組立体本体１２０を簡略化して図示したため、第２塗工部２５の数を、実際の電極２０が有する第２塗工部２５の数よりも減らして図示したが、第２塗工部２５の数は適宜変更してよい。

○ 全ての間隙部２７が第２間隙部２７ｂであってもよい。この場合、組立体本体１２０は、第１端側積層部１２２及び第２端側積層部１２３に第１積層部位１２２ａ，１２３ａを有さない構成となる。

○ 集電体は、金属箔２１に限定されず、例えば、織物状や網状のシートであってもよい。
○ 電極２０において、第１活物質層２２は金属箔２１の片面に存在してもよい。ただし、正極の第１活物質層２２と負極の第１活物質層２２とは、セパレータ２９を介して互いに対向するものとする。

○ 電極２０において、第２活物質層２３は金属箔２１の片面に存在してもよい。ただし、正極の第２活物質層２３と負極の第２活物質層２３とは、セパレータ２９を介して互いに対向するものとする。

○ 第１芯材１５ａの断面形状は台形に限定されない。第１芯材１５ａの断面形状は、例えば、円形状であってもよい。同様に、第２芯材１５ｂの断面形状は台形に限定されない。第２芯材１５ｂの断面形状は、例えば、円形状であってもよい。ただし、第１積層方向における芯材１５ａ，１５ｂの寸法は、電極２０及びセパレータ２９の複数枚分の厚みよりも長いものとする。

○ 第１積層方向における第１芯材１５ａの寸法Ｗ１５ａは、第２活物質層２３の短手方向の寸法Ｗ２３より長くてもよいし、第２活物質層２３の短手方向の寸法Ｗ２３より短くてもよい。第１積層方向における第１芯材１５ａの寸法Ｗ１５ａが、第２活物質層２３の短手方向の寸法Ｗ２３よりも長い場合、上記実施形態の効果（２）が得られる。

同様に、第１積層方向における第１芯材１５ａの寸法Ｗ１５ｂは、第２活物質層２３の短手方向の寸法Ｗ２３と同じでもよいし、第２活物質層２３の短手方向の寸法Ｗ２３より短くてもよい。第１積層方向における第２芯材１５ｂの寸法Ｗ１５ｂが、第２活物質層２３の短手方向の寸法Ｗ２３と同じである場合、上記実施形態の効果（２）が得られる。

○ 上記実施形態の芯材１５ａ，１５ｂと、回転テーブル４３に固定された固定芯とによって構成された捲回軸部材に対して、電極２０及びセパレータ２９を捲回することで組立体本体１２０を形成してもよい。この場合、電極２０及びセパレータ２９が捲回軸部材に対して捲き付けられた後、芯材１５ａ，芯材１５ｂを回転テーブル４３から取り外すことによって、電極組立体１２が形成される。

○ 上記実施形態の端子構造１７は一例である。端子構造１７の具体的な構造は、組立体本体１２０と電気を授受できるのであれば適宜変更してよい。
○ 電極組立体１２は、リチウムイオン二次電池以外の他の二次電池に用いられてもよい。他の二次電池とは、正極用の活物質と負極用の活物質との間をイオンが移動するとともに電荷の授受を行うものを指す。

○ 電極組立体１２は、例えばキャパシタなど、二次電池以外の蓄電装置に用いられてもよい。

１２…電極組立体、１５ａ…芯材としての第１芯材、１５ｂ…芯材としての第２芯材、２０…電極、２１…集電体としての金属箔、２２…第１活物質層、２３…第２活物質層、２４…第１塗工部、２５…第２塗工部、２６…未塗工部、１２０…組立体本体、１２１…第１塗工積層部としての中央積層部、１２２ａ…未塗工積層部としての第１積層部位、１２２ｂ…第２塗工積層部としての第２積層部位、１２３ａ…未塗工積層部としての第１積層部位、１２３ｂ…第２塗工積層部としての第２積層部位。

Claims (3)

1. 長尺シート状の集電体の長手方向において、前記集電体の少なくとも片面に第１活物質層が存在する複数の第１塗工部と、前記集電体の少なくとも片面に第２活物質層が存在する第２塗工部とを交互に有する電極が捲回された組立体本体を備え、
   前記集電体の長手方向における前記第２塗工部の寸法は、前記集電体の長手方向における前記第１塗工部の寸法よりも短く、
   前記組立体本体は、前記第１塗工部が積層された第１塗工積層部と、前記第１塗工積層部の両側において、前記第１塗工部の積層方向と直交する方向に前記第２塗工部が積層された一対の第２塗工積層部とを有する電極組立体であって、
   前記一対の第２塗工積層部の最内周に、前記第１塗工積層部を挟むように配置された一対の芯材を備えることを特徴とする電極組立体。
2. 前記第１塗工部の積層方向における前記芯材の寸法は、前記集電体の長手方向における前記第２塗工部の寸法以上である請求項１に記載の電極組立体。
3. 前記組立体本体は、前記第１活物質層及び前記第２活物質層が存在せず、前記集電体が露出した未塗工部が前記第２塗工部の積層方向において積層された未塗工積層部を有し、
   前記未塗工積層部は、前記第２塗工積層部と前記芯材との間に位置する請求項１又は請求項２に記載の電極組立体。