JP2022066723A - 蓄電セル - Google Patents

Abstract

【課題】電解液の注液に要する時間を短縮できる蓄電セルを提供する。【解決手段】蓄電セル２では、当該蓄電セル２の外部と収容空間Ｓとを連通する電解液の注液口Ｐを備え、正極活物質層２２は、凹部６３によって形成されると共に注液口Ｐの延長線Ｌ方向に延びる空隙部分Ｇを有し、セパレータ１３は、空隙部分Ｇ内で延長線Ｌ方向に延在する溝部６４を有し、注液口Ｐは、集電体２１の面内方向から見た場合に、凹部６３内において溝部６４の内面６４ｂと負極活物質層２３との間に位置している。【選択図】図２

Description

本開示は、蓄電セルに関する。

従来の蓄電セルとして、例えば特許文献１に記載の薄型電池に用いられるセルがある。この従来の薄型電池のセルは、シール部により形成された内部空間に、正極及び負極がセパレータを含む電解質層を介して積層された発電要素と、正極及び負極のそれぞれに接続された集電体とを備えている。また、この従来の薄型電池のセルは、シール部を貫通するチューブを備えている。チューブの一端は、シール部により形成された内部空間を臨んでおり、チューブの他端は、シール部の外部空間を臨んでいる。

特開２０１０－２８７４５１号公報

蓄電セルの製造工程には、注液口を介して電極間に形成された内部空間に電解液を注液する注液工程が含まれる。例えば上述した特許文献１の薄型電池では、シール部を貫通するチューブを用いてセルの内部空間に電解液の注液を実施する。しかしながら、この従来の薄型電池では、チューブの一端がシール部の奥に僅かに入り込んでいるに過ぎないため、正極及び負極の活物質層全体の電解液の含浸に時間を要するという課題があった。特に、複数の蓄電セルを積層して構成される蓄電装置の高出力化及び低背化の両立を目的として蓄電セルを大面積化した場合には、上記の課題が顕著になり易い。そのため、活物質層において注液口から遠い部分に電解液が行き渡りにくく、活物質層全体の電解液の含浸に要する時間が増大化するという問題があった。

本開示は、上記課題の解決のためになされたものであり、活物質層全体の電解液の含浸に要する時間を短縮できる蓄電セルを提供することを目的とする。

本開示の一側面に係る蓄電セルは、集電体の一方面に矩形状の活物質層を有し、積層方向に活物質層同士が互いに対向するように配置された一対の電極と、一対の電極間に配置され、活物質層間に介在するセパレータと、一対の電極間に配置されると共に、積層方向から見て活物質層を囲むように配置されたスペーサと、を備える蓄電セルであって、一対の電極と、一対の電極に接合されたスペーサとによって電解液の収容空間が形成され、蓄電セルの外部と収容空間とを連通する電解液の注液口を備え、一対の電極の一方における活物質層は、凹部によって形成されると共に注液口の延長線方向に延びる空隙部分を有し、セパレータは、空隙部分内で延長線方向に延在する溝部を有し、注液口は、集電体の面内方向から見た場合に、凹部内において溝部の内面と一対の電極の他方における活物質層との間に位置している。

この蓄電セルでは、一対の電極の一方における活物質層が、凹部によって形成されると共に注液口の延長線方向に延びる空隙部分を有している。また、セパレータが空隙部分内で延長線方向に延在する溝部を有している。そして、注液口は、集電体の面内方向から見た場合に、凹部内において溝部の内面と一対の電極の他方における活物質層との間に位置している。この蓄電セルでは、注液口から蓄電セル内の収容空間に注液された電解液は、セパレータの溝部によって収容空間内で注液口の延長線方向にガイドされる。したがって、活物質層において注液口から遠い部分にも電解液を速やかに行き渡らせることが可能となり、活物質層全体の電解液の含浸に要する時間を短縮できる。

セパレータの縁部は、スペーサによって保持されており、溝部は、セパレータが空隙部分に沿って凹むことによって形成されていてもよい。この場合、セパレータの縁部がスペーサで保持されることで、セパレータの位置ずれを防止できる。また、セパレータの溝部が空隙部分に沿ったセパレータの凹みによって形成されることで、上述した電解液のガイド機能を奏することに加え、スペーサの膨張収縮や集電体及び活物質層の膨張に起因するセパレータの破損を防止できる。

セパレータは、溝部の内面にセラミック層を有していてもよい。この場合、セラミック層により溝部の内面の空隙率が低くなり、溝部における電解液のガイド機能を向上できる。したがって、活物質層において注液口から遠い部分に電解液を一層速やかに行き渡らせることが可能となり、活物質層全体の電解液の含浸に要する時間を更に短縮できる。

一対の電極の一方における活物質層は、集電体側の第１層と、第１層上の第２層とを有し、空隙部分を形成する凹部は、第２層が面内方向に分割されていることによって形成されていてもよい。活物質層を２層構成とすることにより、蓄電セルを大面積化した場合であっても、活物質層の割れや集電体からの剥離を抑制できる。また、第１層上の第２層を面内方向に分割することで、空隙部分を形成する凹部を好適に形成できる。

本開示によれば、活物質層全体の電解液の含浸に要する時間を短縮できる。

本開示の一側面に係る蓄電セルを用いて構成した蓄電装置の構成を示す概略的な断面図である。 図１に示した蓄電装置を構成する単セルを示す概略的な断面図である。 正極活物質層の第１層及び第２層の形成領域を示す平面図である。 別の変形例に係る蓄電セルの構成を示す概略的な断面図である。

以下、図面を参照しながら、本開示の一側面に係る蓄電セルの好適な実施形態について詳細に説明する。

図１は、本開示の一側面に係る蓄電セルを用いて構成した蓄電装置の構成を示す概略的な断面図である。図１に示す蓄電装置１は、例えば、フォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリに用いられる装置である。蓄電装置１は、例えばニッケル水素二次電池又はリチウムイオン二次電池等の二次電池である。本実施形態では、蓄電装置１がリチウムイオン二次電池である場合を例示する。

蓄電装置１は、複数の蓄電セル２が積層方向に積層されてなるセルスタック５を含んで構成されている。蓄電装置１は、車両の床下などへの配置を考慮し、全体として扁平な直方体形状をなしている。蓄電装置１は、高容量化及び低背化の両立のため、積層方向から見た場合に、蓄電セル２の一辺の長さが１ｍを超えるような大面積の装置となっている。

各蓄電セル２は、正極１１と、負極１２と、セパレータ１３と、スペーサ１４とを備えている。正極１１は、集電体２１と、集電体２１の一方面２１ａに設けられた正極活物質層２２とを有している。負極１２は、集電体２１と、集電体２１の一方面２１ａに設けられた負極活物質層２３とを有している。正極１１及び負極１２を構成する集電体２１は、いずれも蓄電セル２の積層方向から見て矩形状をなしている。

同一の蓄電セル２では、正極１１及び負極１２は、正極活物質層２２と負極活物質層２３とが互いに対向するように配置されている。本実施形態では、正極活物質層２２及び負極活物質層２３は、いずれも矩形状に形成されている。負極活物質層２３は、積層方向から見て正極活物質層２２よりも一回り大きく形成されている。積層方向から見た場合に、正極活物質層２２の形成領域の全体は、負極活物質層２３の形成領域内に位置している。

集電体２１は、一方面２１ａとは反対側の他方面２１ｂを有している。正極１１及び負極１２のいずれにおいても、集電体２１の他方面２１ｂは、活物質層が形成されない面となっている。セルスタック５では、一の蓄電セル２の正極１１における集電体２１の他方面２１ｂと、一の蓄電セル２と積層方向に隣り合う蓄電セル２の負極１２における集電体２１の他方面２１ｂとが互いに接するように蓄電セル２が積層されている。これにより、複数の蓄電セル２が電気的に直列に接続されている。セルスタック５では、積層方向に隣り合う蓄電セル２，２により、互いに接する正極１１の集電体２１及び負極１２の集電体２１を一つの電極体とする疑似的なバイポーラ電極１０が形成されている。

バイポーラ電極１０は、互いに隣接する２つの集電体２１，２１、正極活物質層２２、及び負極活物質層２３を含んで構成されている。セルスタック５において、積層方向の一端には、終端電極としての正極１１の集電体２１が配置されている。積層方向の他端には、終端電極としての負極１２の集電体２１が配置されている。

集電体２１は、蓄電装置１の放電又は充電の間、正極活物質層２２及び負極活物質層２３に電流を供給するための化学的に不活性な電気伝導体である。集電体２１を構成する材料としては、例えば金属材料、導電性樹脂材料、導電性無機材料等が挙げられる。導電性樹脂材料としては、例えば導電性高分子材料、或いは非導電性高分子材料に必要に応じて導電性フィラーが添加された樹脂等が挙げられる。

集電体２１は、前述した金属材料又は導電性樹脂材料を含む１以上の層を含む複数層を備えていてもよい。集電体２１の表面には、メッキ処理又はスプレーコート等の公知の方法により被覆層が形成されていてもよい。集電体２１は、例えば板状、箔状、シート状、フィルム状、メッシュ状等の形態であってもよい。集電体２１を金属箔とする場合、例えばアルミニウム箔、銅箔、ニッケル箔、チタン箔、ステンレス鋼箔等を用いることができる。

集電体２１として、銅箔、アルミ箔、ステンレス鋼箔（例えばＪＩＳ Ｇ ４３０５：２０１５にて規定されるＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０４等）を用いた場合、集電体２１の機械的強度を容易に確保できる。集電体２１は、上記金属の合金箔又はクラッド箔であってもよい。本実施形態では、正極１１の集電体２１は、アルミニウム箔であり、負極１２の集電体２１は、銅箔である。箔状の集電体２１を用いる場合、集電体２１の厚みは、例えば１μｍ～１００μｍとすることができる。

正極活物質層２２は、電荷担体を吸蔵及び放出可能である正極活物質を含んで構成されている。正極活物質としては、例えば層状岩塩構造を有するリチウム複合金属酸化物、スピネル構造の金属酸化物、ポリアニオン系化合物などが挙げられる。２種以上の正極活物質を併用してもよい。本実施形態では、正極活物質層２２は、複合酸化物としてのオリビン型リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ_４）を含んで構成されている。

負極活物質層２３は、電荷担体を吸蔵及び放出可能である負極活物質を含んで構成されている。負極活物質は、単体、合金、化合物のいずれであってもよい。負極活物質としては、例えば炭素、金属化合物、リチウムと合金化可能な元素、若しくはその化合物などが挙げられる。炭素としては、天然黒鉛、人造黒鉛が挙げられる。人造黒鉛としては、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ等が挙げられる。リチウムと合金化可能な元素の例としては、シリコン（ケイ素）及びスズが挙げられる。本実施形態では、負極活物質層２３は、炭素系材料としての黒鉛を含んで構成されている。

正極活物質層２２及び負極活物質層２３のそれぞれには、必要に応じて電気伝導性を高めるための導電助剤、結着剤、電解質（ポリマーマトリクス、イオン伝導性ポリマー、電解液等）、イオン伝導性を高めるための電解質支持塩（リチウム塩）等が含まれていてもよい。活物質層に含まれる成分、当該成分の配合比、及び活物質層の厚さに特に限定はなく、リチウムイオン二次電池についての従来公知の知見が適宜参照され得る。

正極活物質層２２及び負極活物質層２３の厚さは、例えば２μｍ～１５０μｍである。集電体２１の表面に活物質層を形成させるには、ロールコート法等の従来から公知の方法を用いることができる。正極１１又は負極１２の熱安定性を向上させるために、集電体２１の片面又は両面、或いは活物質層の表面に耐熱層を設けてもよい。耐熱層は、例えば無機粒子と結着剤とを含んで構成され、その他に増粘剤等の添加剤を含んでいてもよい。

導電助剤は、正極１１又は負極１２の導電性を高めるために添加され得る。導電助剤は、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト等である。結着剤としては、例えばポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等のイミド系樹脂、アルコキシシリル基含有樹脂、ポリ（メタ）アクリル酸等のアクリル系樹脂、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸アンモニウム等のアルギン酸塩、水溶性セルロースエステル架橋体、デンプン－アクリル酸グラフト重合体などが挙げられる。これらの結着剤は、単独で又は複数で用いられ得る。溶媒には、例えば、水、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）等が用いられる。

セパレータ１３は、正極１１と負極１２とを隔離することで、両極の接触による短絡を防止しつつ、リチウムイオン等の電荷担体を通過させる部材である。セパレータ１３は、正極１１の正極活物質層２２と負極１２の負極活物質層２３との間に配置されている。これにより、セパレータ１３は、蓄電セル２をスタックした際に隣り合うバイポーラ電極１０，１０間の短絡を防止する。

セパレータ１３の基材層は、例えば電解質を吸収保持するポリマーを含む多孔性シート又は不織布によって構成されている。基材層を構成する材料としては、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ポリオレフィン、ポリエステルなどが挙げられる。基材層は、単層構造或いは多層構造のいずれであってもよい。基材層が多層構造をなす場合、例えば接着層、耐熱層としてのセラミック層等を有してもよい。本実施形態では、このセパレータ１３の基材層に電解質が含浸されている。

電解質としては、例えば非水溶媒と非水溶媒に溶解した電解質塩とを含む液体電解質（電解液）などが挙げられる。電解塩としては、例えばＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＮ（ＦＳＯ_２）_２、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２等の公知のリチウム塩を使用できる。また、非水溶媒として、環状カーボネート類、環状エステル類、鎖状カーボネート類、鎖状エステル類、エーテル類等の公知の溶媒を使用できる。なお、これら公知の溶媒材料を二種以上組み合わせて用いてもよい。

スペーサ１４は、正極１１の集電体２１と負極１２の集電体２１との間に配置され、正極１１の集電体２１及び負極１２の集電体２１に接合されている。スペーサ１４は、絶縁材料を含み、正極１１の集電体２１と負極１２の集電体２１との間を絶縁することによって、集電体２１間の短絡を防止する。スペーサ１４を構成する材料としては、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、変性ポリプロピレン（変性ＰＰ）、アクリロニトリルスチレン（ＡＳ）樹脂といった種々の樹脂材料が挙げられる。

本実施形態において、スペーサ１４は、平面視で矩形の枠状に形成され、平面視で矩形状に形成された正極活物質層２２又は負極活物質層２３の周囲を取り囲むように集電体２１の周縁部２１ｅに沿って延在している。上述したセパレータ１３の縁部１３ａは、スペーサ１４の内壁部分に埋設されている。これにより、セパレータ１３は、スペーサ１４によって保持された状態となっている。

本実施形態では、各蓄電セル２に配置されるスペーサ１４は、一対の集電体２１間に位置する部分と、積層方向から見て集電体２１の周縁部２１ｅよりも外側に位置する部分とを有している。セルスタック５の積層方向に隣り合うスペーサ１４，１４において、積層方向から見て集電体２１の周縁部２１ｅよりも外側に位置する部分同士は、互いに接合されて一体化している。これにより、複数のスペーサ１４が一体化されて封止体Ｂが形成されている。封止体Ｂは、セルスタック５の積層方向の一端に配置された集電体２１から積層方向の他端に配置された集電体２１まで積層方向に延在する筒状部分を構成している。隣り合うスペーサ１４，１４同士を接合する方法としては、例えば、熱溶着、超音波溶着又は赤外線溶着など、公知の溶着方法が用いられる。

スペーサ１４は、当該スペーサ１４、正極１１の集電体２１、及び負極１２の集電体２１によって囲まれた収容空間Ｓを形成する。この収容空間Ｓには、セパレータ１３、正極活物質層２２、及び負極活物質層２３が、電解液に含浸された状態で収容されている。また、収容空間Ｓには、後述する注液口Ｐ（図２及び図３参照）が配置されている。収容空間Ｓへの電解液の注液は、注液口Ｐを用いて行われる。本実施形態において、スペーサ１４は、収容空間Ｓを封止する封止部としても機能し、収容空間Ｓに収容された電解液が外部に漏出することを防止する。スペーサ１４は、蓄電装置１の外部から収容空間Ｓ内への水分の侵入を防止し得る。また、スペーサ１４は、例えば充放電反応等によって正極１１又は負極１２から発生したガスが蓄電装置１の外部に漏出することを防止する。電解液の注液後、注液口Ｐは閉鎖され、蓄電セル２が封止される。

蓄電装置１は、蓄電セル２の積層方向においてセルスタック５を挟むように配置された一対の通電体（正極通電板４０及び負極通電板５０）を備えている。正極通電板４０及び負極通電板５０は、良導電性材料によって構成されている。正極通電板４０及び負極通電板５０の構成材料としては、例えば集電体２１の構成材料と同じ材料が用いられる。正極通電板４０及び負極通電板５０の厚さは、セルスタック５に用いられた集電体２１の厚さより大きくてもよい。正極通電板４０は、積層方向の一端において最も外側に配置された正極１１の集電体２１に電気的に接続されている。負極通電板５０は、積層方向の他端において最も外側に配置された負極１２の集電体２１に電気的に接続されている。正極通電板４０及び負極通電板５０のそれぞれに設けられた端子を通じて蓄電装置１の充放電が行われる。

セルスタック５の積層方向において最も外側に配置された集電体２１と正極通電板４０又は負極通電板５０との間には、両部材間の導電接触を良好にする目的で、導電層３０が更に配置されていてもよい。この場合、導電層３０は、集電体２１の他方面２１ｂに密着していてもよい。導電層３０は、例えば集電体２１の硬度よりも低い硬度を有している。導電層３０は、アセチレンブラック又はグラファイト等のカーボンを含む層であってもよく、Ａｕを含むメッキ層であってもよい。

続いて、上述した蓄電セル２の構成について更に詳細に説明する。

図２は、図１に示した蓄電装置を構成する単セルを示す概略的な断面図である。図２に示すように、蓄電セル２においては、より詳細には、正極１１における正極活物質層２２が第１層２２Ａ及び第２層２２Ｂの２層構成となっている。第１層２２Ａは、集電体２１側の層であり、第２層２２Ｂは、第１層２２Ａ上の層である。第２層２２Ｂにおける正極活物質の密度は、第１層２２Ａにおける正極活物質の密度よりも大きくなっていてもよい。また、第２層２２Ｂの厚さは、第１層２２Ａの厚さよりも大きくなっていてもよい。

図３に示すように、第１層２２Ａの形成領域６１Ａは、集電体２１よりも一回り小さい矩形状となっており、第２層２２Ｂの形成領域６１Ｂは、第１層２２Ａ上において集電体２１の面内方向に２分割されている。第２層２２Ｂの形成領域６１Ｂは、互いに等しい形状の矩形状となっており、いずれの角部６２も集電体２１の平面視において丸みを帯びている。

このように、第１層２２Ａ上の第２層２２Ｂが集電体２１の面内方向に２分割されていることにより、図２に示すように、正極活物質層２２には、第１層２２Ａの表面２２ａと、２分割された第２層２２Ｂにおいて互いに対向する側面２２ｂとによる凹部６３が形成されている。この凹部６３は、正極活物質層２２と負極活物質層２３とがセパレータ１３を介して対向配置されることにより、空隙部分Ｇを形成している。本実施形態では、図３に示すように、注液口Ｐは、スペーサ１４の一方の短辺側の中央部分に設けられている。注液口Ｐは、スペーサ１４の長辺に沿う方向にスペーサ１４を貫通するように設けられている。空隙部分Ｇは、第２層２２Ｂの厚さと、第２層２２Ｂの分割間隔とによって定まる断面矩形をなしている。空隙部分Ｇは、２分割された第２層２２Ｂ，２２Ｂ間で注液口Ｐの延長線Ｌ方向（すなわち、スペーサ１４の長辺に沿う方向）に延びており、注液口Ｐ側及び注液口Ｐの反対側で収容空間Ｓと繋がっている。したがって、空隙部分Ｇは、収容空間Ｓの一部を構成している。

正極活物質層２２と負極活物質層２３との間に配置されるセパレータ１３の縁部１３ａは、上述したように、スペーサ１４の内壁部分に埋設されている。これにより、セパレータ１３は、スペーサ１４によって保持された状態となっている。このセパレータ１３の中央部分は、空隙部分Ｇに沿って正極活物質層２２側に緩やかに凹んでいる。この凹みにより、積層方向から見て、セパレータ１３の中央部分には、空隙部分Ｇと重なり、かつ延長線Ｌ方向に延在する溝部６４が形成されている。

本実施形態では、延長線Ｌ方向に延在する溝部６４の長さは、注液口Ｐの延長線Ｌ方向に延びる空隙部分Ｇの長さと等しくなっている。延長線Ｌ方向に延在する溝部６４の長さは、注液口Ｐの延長線Ｌ方向に延びる空隙部分Ｇの長さより短くなっていてもよい。溝部６４の外面６４ａは、正極活物質層２２の第１層２２Ａの表面２２ａに接していてもよく、離間していてもよい。また、セパレータ１３は、溝部６４の内面６４ｂとなる面にセラミック層６５を有している。セラミック層６５は、セパレータ１３の基材層の表面に例えばアルミナ等のセラミック材料をコーティングすることによって形成されている。本実施形態では、セパレータ１３は、正極活物質層２２側に弛んでおり、セラミック層６５は、セパレータ１３において負極活物質層２３と対向する面に設けられている。セラミック層６５は、セパレータ１３の両面に設けられていてもよい。

注液口Ｐは、集電体２１の面内方向から見た場合に、凹部６３内において溝部６４の内面６４ｂと負極活物質層２３との間に位置している。本実施形態では、注液口Ｐは、集電体２１の面内方向から見た場合に、負極活物質層２３の表面２３ａと、セパレータ１３の溝部６４の内面６４ｂとによって囲まれた領域内において、負極活物質層２３及びセパレータ１３とは重ならないように位置している。

以上説明したように、蓄電セル２では、正極活物質層２２が、凹部６３によって形成されると共に注液口Ｐの延長線Ｌ方向に延びる空隙部分Ｇを有している。また、セパレータ１３が空隙部分Ｇ内で当該延長線Ｌ方向に延在する溝部６４を有している。そして、注液口Ｐは、集電体２１の面内方向から見た場合に、凹部６３内において溝部６４の内面６４ｂと負極活物質層２３との間に位置している。この蓄電セル２では、注液口Ｐから蓄電セル２内の収容空間Ｓに注液された電解液は、セパレータ１３の溝部６４によって収容空間Ｓ内で注液口Ｐの延長線Ｌ方向にガイドされる。したがって、正極活物質層２２及び負極活物質層２３において注液口Ｐから遠い部分にも電解液を速やかに行き渡らせることが可能となり、正極活物質層２２及び負極活物質層２３全体の電解液の含浸に要する時間を短縮できる。

また、蓄電セル２では、セパレータ１３の縁部１３ａは、スペーサ１４によって保持されており、溝部６４は、セパレータ１３が空隙部分Ｇに沿って凹むことによって形成されている。このように、セパレータ１３の縁部１３ａがスペーサ１４で保持されることで、セパレータ１３の位置ずれを防止できる。また、セパレータ１３の溝部６４が空隙部分Ｇに沿ったセパレータ１３の凹みによって形成されることで、上述した電解液のガイド機能を奏することに加え、スペーサ１４の膨張収縮や集電体２１及び活物質層（正極活物質層２２及び負極活物質層２３）の膨張に起因するセパレータ１３の破損を防止できる。

また、蓄電セル２では、セパレータ１３において、溝部６４の内面６４ｂにセラミック層６５が設けられている。このセラミック層６５により、溝部６４の内面６４ｂの空隙率が低くなり、溝部６４における電解液のガイド機能を向上できる。したがって、正極活物質層２２及び負極活物質層２３において注液口Ｐから遠い部分に電解液を一層速やかに行き渡らせることが可能となり、正極活物質層２２及び負極活物質層２３全体の電解液の含浸に要する時間を更に短縮できる。

また、蓄電セル２では、正極活物質層２２が集電体２１側の第１層２２Ａと、第１層２２Ａ上の第２層２２Ｂとを有し、第２層２２Ｂが集電体２１の面内方向に分割されていることによって空隙部分Ｇを形成する凹部６３が設けられている。このように、正極活物質層２２を２層構成とすることで、本実施形態のように一辺の長さが１ｍを超えるような大面積の蓄電セル２において、高容量化のために正極活物質層２２の目付量を増加させる場合でも、正極１１の製造の際の正極活物質層２２の割れや集電体２１からの剥離を好適に抑制できる。また、第１層２２Ａ上の第２層２２Ｂを面内方向に分割することで、空隙部分Ｇを形成する凹部６３を好適に形成できる。

本開示は、上記実施形態に限られるものではない。例えば上記実施形態では、正極活物質層２２を第１層２２Ａ及び第２層２２Ｂによる２層構成としているが、図４に示すように、正極活物質層２２を１層構成としてもよい。この場合、１層構成の正極活物質層２２を集電体２１の面内方向に２分割することで、２分割された正極活物質層２２と正極１１の集電体２１とによって、空隙部分Ｇを形成する凹部６３を形成できる。

また、上記実施形態では、正極活物質層２２側に凹部６３を設けているが、負極活物質層２３側に凹部６３を設けてもよく、正極活物質層２２側及び負極活物質層２３側の双方にそれぞれ凹部６３を設けてもよい。負極活物質層２３側に凹部６３を設ける場合、負極活物質層２３を２層構成として第１層上の第２層を集電体２１の面内方向に２分割してもよく、１層構成の負極活物質層２３を集電体２１の面内方向に２分割してもよい。

また、セパレータ１３は、片面又は両面に接着層を有する接着セパレータであってもよい。この場合、セパレータ１３の位置ずれをより確実に防止することができる。接着層は、熱硬化性接着剤又は熱可塑性接着剤によって構成されていてもよく、電解液の溶媒等と反応して固化する接着剤によって構成されていてもよい。熱硬化性接着剤は、例えばエポキシ樹脂やフェノール樹脂等を含むものであってもよい。熱可塑性接着剤は、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）やポリビニールアルコール等の結着剤を含むものであってもよい。

２…蓄電セル、１３…セパレータ、１３ａ…縁部、１４…スペーサ、２１…集電体、２１ａ…一方面、２２…正極活物質層（活物質層）、２２Ａ…第１層、２２Ｂ…第２層、２３…負極活物質層（活物質層）、６３…凹部、６４…溝部、６４ｂ…内面、６５…セラミック層、Ｇ…空隙部分、Ｌ…延長線、Ｐ…注液口、Ｓ…収容空間。

Claims (4)

1. 集電体の一方面に矩形状の活物質層を有し、積層方向に活物質層同士が互いに対向するように配置された一対の電極と、
   前記一対の電極間に配置され、前記活物質層間に介在するセパレータと、
   前記一対の電極間に配置されると共に、前記積層方向から見て前記活物質層を囲むように配置されたスペーサと、を備える蓄電セルであって、
   前記一対の電極と、前記一対の電極に接合された前記スペーサとによって電解液の収容空間が形成され、
   前記蓄電セルの外部と前記収容空間とを連通する前記電解液の注液口を備え、
   前記一対の電極の一方における前記活物質層は、凹部によって形成されると共に前記注液口の延長線方向に延びる空隙部分を有し、
   前記セパレータは、前記空隙部分内で前記延長線方向に延在する溝部を有し、
   前記注液口は、前記集電体の面内方向から見た場合に、前記凹部内において前記溝部の内面と前記一対の電極の他方における前記活物質層との間に位置している蓄電セル。
2. 前記セパレータの縁部は、前記スペーサによって保持されており、
   前記溝部は、前記セパレータが前記空隙部分に沿って凹むことによって形成されている請求項１記載の蓄電セル。
3. 前記セパレータは、前記溝部の内面にセラミック層を有している請求項１又は２記載の蓄電セル。
4. 前記一対の電極の一方における活物質層は、集電体側の第１層と、前記第１層上の第２層とを有し、
   前記空隙部分を形成する前記凹部は、前記第２層が前記面内方向に分割されていることによって形成されている請求項１～３のいずれか一項記載の蓄電セル。

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