JP5724916B2 - 蓄電装置、車両、電極体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、蓄電装置、蓄電装置を搭載した車両、及び電極体の製造方法に関する。

従来から、車両などに搭載される蓄電装置としては、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池などがよく知られている。例えば、リチウムイオン二次電池では、金属シートの表面に正極用活物質層を形成した正極シート、及び金属シートの表面に負極用活物質層を形成した負極シートが、シート状のセパレータを間に挟んだ状態で積層された電極体をケースに収容した構成とされている（例えば特許文献１）。

特許文献１では、接着材を用いて正極シートの両面にセパレータを固定するとともに、正極シートの縁部に前記接着材からなる絶縁性物質層を形成している。そして、特許文献１では、治具の基準面に絶縁性物質層の端面を接触させることで、正極シート及び負極シートを適切な位置に位置決めしつつ積層し、電極体を形成している。

特開２００６−２３６９９４号公報

ところで、上述のような二次電池では、電気容量を確保する観点から、正極シート及び負極シートの面方向への位置ずれを抑制し、正極シート及び負極シートの積層方向から見た場合において、正極シートにおける正極用活物質層の形成領域の全体が負極シートにおける負極用活物質層の形成領域に含まれた状態を確保することが好ましい。しかしながら、特許文献１では、あくまで別体に形成された正極シート及び負極シートを積層するものであり、層状構造をなす正極シート及び負極シートの面方向への位置ずれをさらに抑制することが期待されている。

この発明は、上記従来技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、正極シート及び負極シートが面方向へ位置ずれすることを抑制し、これにより電気容量が低下することを抑制できる蓄電装置、車両、及び電極体の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、金属シートの表面に正極用活物質層を形成した正極シートと金属シートの表面に負極用活物質層を形成した負極シートとが間に延伸加工により形成されたシート状のセパレータを挟んだ状態で積層され、且つ前記正極シートの前記正極用活物質層が形成されていない領域及び前記負極シートの前記負極用活物質層が形成されていない領域と、前記セパレータとが相互に熱溶着された積層部材を備え、当該積層部材では、前記正極シート及び前記負極シートの積層方向から見た場合において、前記正極シートにおける前記正極用活物質層の形成領域の全体が、前記負極シートにおける前記負極用活物質層の形成領域に含まれているとともに、前記正極シートの前記正極用活物質層が形成されていない領域及び前記負極シートの前記負極用活物質層が形成されていない領域と、前記セパレータとは、前記セパレータの延伸方向の両端部で熱溶着されていることを要旨とする。

これによれば、積層部材では、正極シート及び負極シートの積層方向から見た場合において、正極シートにおける正極用活物質層の形成領域の全体が、負極シートにおける負極用活物質層の形成領域に含まれた状態で、正極シート及び負極シートと、セパレータとが相互に固定されている。このため、少なくとも積層部材において、正極シート及び負極シートが面方向へ位置ずれすることを抑制し、これにより電気容量が低下することを抑制できる。

また、正極シート及び負極シートと、セパレータとは、当該セパレータにおける延伸方向の両端部で固定されている。ここで、延伸加工により形成されたセパレータは、当該延伸方向に収縮し易い。しかしながら、請求項２に記載の発明では、セパレータにおける延伸方向の両端部において固定することにより、セパレータが延伸方向に収縮してしまうことを好適に抑制できる。このため、セパレータの収縮率を加味して、正極シートや負極シートにおける活物質層の形成領域よりセパレータを過剰に大きく形成する必要がなく、エネルギー密度を向上させることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の蓄電装置において、複数の前記積層部材が前記セパレータを間に挟んだ状態で積層されていることを要旨とする。これによれば、積層部材を積層することで電極体を構成できることから、それぞれ別体をなす正極シート、負極シート、及びセパレータを積層する場合と比較して、容易に蓄電装置を形成することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の蓄電装置において、前記蓄電装置は二次電池であることを要旨とする。これによれば、二次電池において、正極シート及び負極シートが面方向へ位置ずれすることを抑制し、これにより電気容量が低下することを抑制できる。

請求項４に記載の発明は、車両において、請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電装置を搭載したことを要旨とする。これによれば、蓄電装置のうち少なくとも積層部材において、正極シート及び負極シートが面方向へ位置ずれすることを抑制し、これにより電気容量が低下することを抑制できる。したがって、車両において、１回の満充電で利用可能な電力量が低下することを抑制できる。

請求項５に記載の発明は、金属シートの表面に正極用活物質層を形成した正極シートと金属シートの表面に負極用活物質層を形成した負極シートとを延伸加工により形成されたシート状のセパレータを間に挟んだ状態で積層し、前記正極シートの前記正極用活物質層が形成されていない領域及び前記負極シートの前記負極用活物質層が形成されていない領域と、前記セパレータとを相互に熱溶着して積層部材を得る固定工程と、前記積層部材の間に前記セパレータを挟んだ状態で前記積層部材を積層、又は捲回して層状構造を形成する形成工程と、を含み、前記固定工程では、前記正極シート及び前記負極シートの積層方向から見た場合において、前記正極シートにおける前記正極用活物質層の形成領域の全体を、前記負極シートにおける前記負極用活物質層の形成領域に含ませるとともに、前記正極シートの前記正極用活物質層が形成されていない領域及び前記負極シートの前記負極用活物質層が形成されていない領域と、前記セパレータとを、前記セパレータの延伸方向の両端部で熱溶着することを要旨とする。

これによれば、固定工程では、正極シート及び負極シートの積層方向から見た場合において、正極シートにおける正極用活物質層の形成領域の全体を、負極シートにおける負極用活物質層の形成領域に含ませた状態で、正極シート及び負極シートと、セパレータとを相互に固定する。このため、少なくとも積層部材において、正極シート及び負極シートが面方向へ位置ずれすることを抑制し、これにより電気容量が低下することを抑制できる。

また、セパレータにおける延伸方向の両端部において固定することにより、セパレータが延伸方向に収縮してしまうことを好適に抑制できる。このため、セパレータの収縮率を加味して、正極シートや負極シートにおける活物質層の形成領域よりセパレータを過剰に大きく形成する必要がなく、エネルギー密度を向上させることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の電極体の製造方法において、前記形成工程では、複数の前記積層部材を、前記セパレータを間に挟んだ状態で積層して前記層状構造を形成することを要旨とする。

これによれば、形成工程では、積層部材を積層することで電極体を構成できることから、それぞれ別体をなす正極シート、負極シート、及びセパレータを積層する場合と比較して、容易に電極体を形成することができる。

正極シート及び負極シートが面方向へ位置ずれすることを抑制し、これにより電気容量が低下することを抑制できる。

二次電池を模式的に示す斜視図。 分解した電極体を模式的に示す斜視図。 積層部材の製造方法を示す模式図。 積層部材の製造方法を示す模式図。 図３に示すＡ−Ａ線断面図。 （ａ）は、第２の実施形態における積層部材の正面図、（ｂ）は、同じく平面図、（ｃ）は、同じく右側面図。 （ａ）は、第２の実施形態における積層部材の製造方法を示す模式図、（ｂ）は、（ａ）に示すＢ−Ｂ線断面図。 別の実施形態における積層部材の右側面図。 別の実施形態における積層部材の製造方法を示す模式図。

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図５にしたがって説明する。
図１に示すように、車両（例えば産業車両や乗用車両）に搭載される蓄電装置としての二次電池１０は、全体として扁平な略直方体状をなすケース１１を備えている。ケース１１は、有底筒状（本実施形態では四角筒状）に形成された本体部材１２、及び本体部材１２の開口部１２ａを密閉するように、本体部材１２に組み付けられる平板状（本実施形態では矩形平板状）をなす蓋部材１３から形成されている。本体部材１２、及び蓋部材１３は、何れも金属（例えばステンレスやアルミニウムなど）から形成されている。以下の説明では、矢印Ｙ１に示すケース１１の長手方向を左右方向と示し、矢印Ｙ２に示すケース１１の高さ方向を上下方向と示し、矢印Ｙ３に示すケース１１の短手方向を前後方向と示す。

蓋部材１３の外面（上面）には、円柱状（略円柱状）をなす正極端子１５、及び負極端子１６が突出形成されている。なお、正極端子１５及び負極端子１６は、ケース１１（本体部材１２及び蓋部材１３）と絶縁されている。

また、ケース１１（本体部材１２）には、正極シート２１及び負極シート２２が、間にセパレータ２３を挟んだ状態で層状構造（積層構造）をなす電極体２５が収容（収納）されている。電極体２５は、全体として左右方向に扁平な直方体状（略直方体状）をなしている。なお、電極体２５は、絶縁材料からなる図示しない絶縁袋に覆われた状態でケース１１に収容されている。また、ケース１１内には、例えばリチウムイオン二次電池や、ニッケル水素二次電池というように、二次電池１０の種類に応じた電解質（電解液）が充填されている。

図２に示すように、正極シート２１及び負極シート２２は、矩形のシート状をなす金属シート（金属薄板）としての金属箔２６を備えている。金属箔２６は、例えばリチウムイオン二次電池や、ニッケル水素二次電池というように、二次電池１０の種類に応じた金属により形成される。また、金属箔２６に用いられる金属は、正極シート２１と、負極シート２２とでも異なる。

本実施形態において、正極シート２１の金属箔２６は、例えばアルミニウムからなる一方で、負極シート２２の金属箔２６は、例えば銅からなる。また、本実施形態の正極シート２１の金属箔２６と、負極シート２２の金属箔２６とは、正面視において矩形の同一形状をなし、且つ同じ大きさ（同一面積）に形成されている。

そして、正極シート２１における金属箔２６の両表面（前面及び後面）には、金属箔２６における左右方向の両側縁部から上下方向の全体にわたってそれぞれ一定幅で形成された未塗工部としての第１非形成領域２６ａ及び第２非形成領域２６ｂを除き、その全面に正極用の活物質が塗布され、正極用活物質層２７ａが形成されている。正極シート２１において、第１非形成領域２６ａ，第２非形成領域２６ｂは、正極用活物質層２７ａが形成されていない領域となる。

同様に、負極シート２２における金属箔２６の両表面（前面及び後面）には、金属箔２６における左右方向の両側縁部から上下方向の全体にわたってそれぞれ一定幅で形成された未塗工部としての第１非形成領域２６ａ及び第２非形成領域２６ｂを除き、その全面に負極用の活物質が塗布され、負極用活物質層２７ｂが形成されている。負極シート２２において、第１非形成領域２６ａ，第２非形成領域２６ｂは、負極用活物質層２７ｂが形成されていない領域となる。各金属箔２６において、第１非形成領域２６ａにおける左右方向の幅は、第２非形成領域２６ｂにおける左右方向の幅より広く形成されている。

このように、第１非形成領域２６ａ及び第２非形成領域２６ｂは、正極シート２１及び負極シート２２における左右方向の側縁（辺）に沿ってそれぞれ延設されている。以下の説明では、正極シート２１において正極用活物質層２７ａが形成された領域、及び負極シート２２において負極用活物質層２７ｂが形成された領域を形成領域２７ｃと示す。本実施形態において、正極シート２１における形成領域２７ｃと、負極シート２２における形成領域２７ｃとは、正面視において矩形の同一形状をなし、且つ同じ大きさ（同一面積）に形成されている。

そして、正極シート２１の第１非形成領域２６ａは、正極シート２１の一側縁から延出形成された正極リード２１ａとなる一方で、負極シート２２の第１非形成領域２６ａは、負極シート２２の一側縁から延出形成された負極リード２２ａとなる。本実施形態では、矢印Ｙ１に示す左右方向が正極リード２１ａ及び負極リード２２ａの延出方向となる。

また、矩形のシート状をなすセパレータ２３は、絶縁性を有する樹脂材料（例えばポリエチレンなど）からなり、極めて微細な空孔構造をなす矩形の多孔性シートとされている。本実施形態のセパレータ２３は、樹脂材料からなるシートを延伸する延伸開口法によって前記空孔構造が形成された延伸層としての多孔質層のみからなる単層のセパレータとされている。このように、セパレータ２３は、延伸加工によって形成されていることから、温度上昇に伴って上記延伸方向に収縮する性質を有している。

そして、本実施形態において、電極体２５は、正極シート２１と負極シート２２とが間にセパレータ２３を挟んだ状態で積層され、且つ正極シート２１及び負極シート２２と、セパレータ２３とが相互に熱溶着（固定）された積層部材２８を含んで構成されている。

この積層部材２８において、正極シート２１及び負極シート２２は、同一形状で且つ同一面積に形成された各形成領域２７ｃ同士を、正極シート２１及び負極シート２２の積層方向からみて整合一致させた状態で積層されている。したがって、正極シート２１及び負極シート２２の積層方向から見た場合において、正極シート２１における正極用活物質層２７ａの形成領域２７ｃの全体は、負極シート２２における負極用活物質層２７ｂの形成領域２７ｃに含まれている（包含されている）。

また、積層部材２８において、正極シート２１は、正極リード２１ａ（第１非形成領域２６ａ）を積層部材２８における一側縁（ここでは左側縁）から延出させて積層されている一方で、負極シート２２は、負極リード２２ａ（第１非形成領域２６ａ）を積層部材２８における前記一側縁とは反対側の側縁（ここでは右側縁）から延出させて積層されている。

このため、積層部材２８の一側縁側（ここでは左側縁）では、正極リード２１ａと、負極シート２２における第２非形成領域２６ｂとがセパレータ２３を間に挟んだ状態で積層されている。同様に、積層部材２８の上記一側縁とは反対側の側縁側（ここでは右側縁）では、負極リード２２ａと、正極シート２１における第２非形成領域２６ｂとがセパレータ２３を間に挟んだ状態で積層されている。また、積層部材２８において、セパレータ２３は、当該セパレータ２３の延伸方向を正極リード２１ａ及び負極リード２２ａの延出方向（ここでは左右方向）に一致させた状態で積層されている。

そして、積層部材２８では、セパレータ２３に対して、正極リード２１ａ、及び負極シート２２における第２非形成領域２６ｂが、当該第２非形成領域２６ｂの先端部において上下方向の全体にわたり連続的に熱溶着され、固定されている。同様に、積層部材２８では、セパレータ２３に対して、負極リード２２ａ、及び正極シート２１における第２非形成領域２６ｂが、当該第２非形成領域２６ｂの先端部において上下方向の全体にわたり連続的に熱溶着され、固定されている。

なお、積層部材２８において、正極シート２１における第２非形成領域２６ｂの先端は、セパレータ２３における一側縁（本実施形態では右側縁）と面一（略面一）である一方で、負極シート２２における第２非形成領域２６ｂの先端は、セパレータ２３における前記一側縁とは反対側の側縁（本実施形態では左側縁）と面一（略面一）である。また、積層部材２８において、正極シート２１、負極シート２２、及びセパレータ２３は、上縁（上端）及び下縁（下端）がそれぞれ面一（略面一）とされている。このように、本実施形態の積層部材２８では、正極シート２１と負極シート２２とは、セパレータ２３に対して、セパレータ２３における延伸方向の両端部、換言すれば正極リード２１ａ及び負極リード２２ａの延出方向の両端部で固定されている。

そして、電極体２５は、矩形のシート状をなすセパレータ２３を間に挟んだ状態で、複数の積層部材２８が積層部材２８における正極シート２１及び負極シート２２の積層方向に積層されて形成されている。これにより、電極体２５において、正極シート２１及び負極シート２２は、…→正極シート２１→負極シート２２→正極シート２１…のように、交互に配置されている。本実施形態では、矢印Ｙ３に示す前後方向が電極体２５（正極シート２１及び負極シート２２）の積層方向となる。

そして、図１に示すように、電極体２５における一側縁（本実施形態では左側縁）には、複数の正極リード２１ａがセパレータ２３を間に挟まない状態で層状構造をなす正極集電部３０が延出形成されている。また、電極体２５における前記一側縁とは反対側の側縁（本実施形態では右側縁）には、複数の負極リード２２ａがセパレータ２３を間に挟まない状態で層状構造をなす負極集電部３１が延出形成されている。

そして、正極集電部３０（正極リード２１ａ）と前述した正極端子１５とは、正極集電端子３３によって電気的に接続されている。また、負極集電部３１（負極リード２２ａ）と負極端子１６とは、負極集電端子３４によって電気的に接続されている。

次に、二次電池１０の作用について説明する。
積層部材２８では、正極シート２１及び負極シート２２の積層方向から見た場合において、正極シート２１における形成領域２７ｃの全体が、負極シート２２における形成領域２７ｃに含まれた状態で、正極シート２１及び負極シート２２と、セパレータ２３とが相互に熱溶着（固定）されている。このため、少なくとも積層部材２８において、層状構造をなす正極シート２１及び負極シート２２が面方向（積層方向と直交する方向）へ位置ずれすることを抑制し、これにより電気容量が低下することを抑制できる。なお、面方向への位置ずれに伴って、正極シート２１及び負極シート２２の積層方向において、正極シート２１における形成領域２７ｃの一部又は全部が負極シート２２における形成領域２７ｃに含まれなくなった場合には、電気容量の低下を招く。

また、正極シート２１及び負極シート２２と、セパレータ２３とは、当該セパレータ２３における延伸方向の両端部で熱溶着（固定）されている。前述のように延伸加工されたセパレータ２３は、その延伸方向に収縮し易い。しかしながら、本実施形態の積層部材２８では、セパレータ２３における延伸方向の両端部で正極シート２１及び負極シート２２と固定されていることから、セパレータ２３が延伸方向へ収縮してしまうことを好適に抑制できる。

また、本実施形態の積層部材２８では、正極シート２１及び負極シート２２における第２非形成領域２６ｂの先端とセパレータ２３における左右方向の側縁とがそれぞれ面一（略面一）に形成されているとともに、正極シート２１、負極シート２２、及びセパレータ２３は、上縁（上端）及び下縁（下端）がそれぞれ面一（略面一）とされている。したがって、本実施形態では、セパレータ２３を極力小さく形成し、体積エネルギー密度や重量エネルギー密度を向上させることができる。

そして、本実施形態では、セパレータ２３における延伸方向の両端部で正極シート２１及び負極シート２２と固定されていることから、セパレータ２３が収縮して正極シート２１及び負極シート２２が短絡することを抑制できる。特に、本実施形態の積層部材２８では、正極シート２１及び負極シート２２とセパレータ２３とは、第２非形成領域２６ｂの先端部において上下方向の全体にわたり連続的に熱溶着され、固定されている。したがって、セパレータ２３の収縮をさらに抑制することができる。

次に、二次電池１０及び電極体２５の製造方法について、その作用とともに図３〜図５にしたがって説明する。
まず、帯状（長尺のシート状）をなす金属箔２６の両面に対して、当該金属箔２６における幅方向の一方の側縁に第１非形成領域２６ａを、他方の側縁に第２非形成領域２６ｂを設定して連続的に活物質を塗布して正極用活物質層２７ａ又は負極用活物質層２７ｂを形成し、帯状をなす正極シート２１及び負極シート２２を得る塗布工程を行う。

次に、セパレータ２３を間に挟んだ状態で正極シート２１と負極シート２２とを積層し、正極シート２１及び負極シート２２と、セパレータ２３とを相互に固定して積層部材２８を得る固定工程を行う。

図３に示すように、固定工程では、帯状をなすセパレータ２３を間に挟んだ状態で、同じく帯状をなす正極シート２１、及び負極シート２２を積層して帯状の積層体を得る。このとき、正極シート２１及び負極シート２２は、積層体における幅方向の一方の側縁から正極リード２１ａが延出され、他方の側縁から負極リード２２ａが延出された状態で積層する。また、正極シート２１及び負極シート２２は、正極シート２１及び負極シート２２の積層方向において、正極シート２１における形成領域２７ｃと負極シート２２における形成領域２７ｃとを整合一致させた状態に積層する。

また、正極シート２１及びセパレータ２３は、正極シート２１及び負極シート２２の積層方向から見た場合において、セパレータ２３における幅方向の一方の側縁と、正極シート２１における第２非形成領域２６ｂの先端とを整合一致させた状態で積層する。同様に、負極シート２２及びセパレータ２３は、正極シート２１及び負極シート２２の積層方向から見た場合において、セパレータ２３における幅方向の他方の側縁と、負極シート２２における第２非形成領域２６ｂの先端とを整合一致させた状態で積層する。なお、セパレータ２３は、当該セパレータ２３の幅方向が延伸方向とされている。

次に、図４に示すように、正極シート２１、負極シート２２及びセパレータ２３を積層した積層体の両面から熱溶着用の治具３５を押し当てて、加熱しながら加圧することにより、正極シート２１及び負極シート２２と、セパレータ２３とを熱溶着して固定する。

このとき、図３において斜線で示すように、正極リード２１ａ及び負極シート２２の第２非形成領域２６ｂが積層された領域と、負極リード２２ａ及び正極シート２１の第２非形成領域２６ｂが積層された領域とで、連続的に熱溶着する。換言すれば、セパレータ２３における幅方向、即ちセパレータ２３における延伸方向の両側縁部（両端部）において、当該両側縁に沿って連続的に固定する。これにより、図５に示すように、正極シート２１、負極シート２２、及びセパレータ２３が一体に固定される。そして、図３において点線で示すように、積層体の幅方向に沿って一定間隔で切断することによって、積層部材２８が完成される。

次に、間にセパレータ２３を挟んだ状態で積層部材２８を積層して層状構造を形成し、電極体２５を得る形成工程を行う。形成工程では、間にセパレータ２３を挟んだ状態で、隣り合う積層部材２８との間で、正極シート２１と負極シート２２とを対向させて積層する。このとき、正極リード２１ａ及び負極リード２２ａのうち、電極体２５の一側縁（本実施形態では左側縁）から正極リード２１ａのみを延出させ、正極リード２１ａを延出させる側縁とは反対側の側縁（本実施形態では右側縁）から負極リード２２ａのみを延出させて積層する。これにより、電極体２５が完成される。

このように、形成工程では、正極シート２１、負極シート２２、及びセパレータ２３を一体に固定した積層部材２８を積層して電極体２５を形成することから、少なくとも積層部材２８において、層状構造をなす正極シート２１及び負極シート２２が面方向へ位置ずれしてしまうことを抑制できる。また、形成工程では、積層部材２８を積層することで電極体２５を構成できることから、それぞれ別体をなす正極シート２１、負極シート２２、及びセパレータ２３を積層する場合と比較して、容易に電極体２５を形成できる。また、セパレータ２３における延伸方向の両側縁部（両端部）において固定することにより、セパレータ２３が延伸方向に収縮してしまうことを好適に抑制できる。

そして、電極体２５の正極集電部３０（正極リード２１ａ）に正極集電端子３３を接合するとともに、この正極集電端子３３に正極端子１５を電気的に接続する。また、電極体２５の負極集電部３１（負極リード２２ａ）に負極集電端子３４を接合するとともに、負極集電端子３４に負極端子１６を電気的に接続する。続けて、電極体２５を本体部材１２に収納するとともに、この本体部材１２には、正極端子１５及び負極端子１６を上面から突出させつつ蓋部材１３が組み付けられる。そして、ケース１１に電解質（電解液）が充填され、二次電池１０が完成される。

したがって、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）電極体２５を構成する積層部材２８では、正極シート２１及び負極シート２２の積層方向から見た場合において、正極シート２１における形成領域２７ｃの全体が、負極シート２２における形成領域２７ｃに含まれた状態で、正極シート２１及び負極シート２２と、セパレータ２３とが相互に固定されている。このため、少なくとも積層部材２８において、正極シート２１及び負極シート２２が面方向へ位置ずれすることを抑制し、これにより電気容量が低下することを抑制できる。

（２）正極シート２１及び負極シート２２と、セパレータ２３とは、当該セパレータ２３における延伸方向の両側縁部（両端部）で固定されている。このため、セパレータ２３が延伸方向に収縮してしまうことを好適に抑制できる。したがって、セパレータ２３の収縮率を加味して、正極シート２１や負極シート２２における形成領域２７ｃよりセパレータ２３を過剰に大きく形成する必要がなく、エネルギー密度を向上させることができる。

（３）電極体２５では、セパレータ２３を間に挟んだ状態で複数の積層部材２８が積層されている。このため、積層部材２８を積層することで電極体２５を構成できることから、それぞれ別体をなす正極シート２１、負極シート２２、及びセパレータ２３を積層する場合と比較して、容易に二次電池１０（電極体２５）を形成することができる。

（４）二次電池１０は、積層部材２８を積層してなる電極体２５を備えている。したがって、二次電池１０（電極体２５）のうち少なくとも積層部材２８において、層状構造をなす正極シート２１及び負極シート２２が面方向へ位置ずれすることを抑制し、これにより電気容量が低下することを抑制できる。

（５）固定工程では、正極シート２１及び負極シート２２の積層方向から見た場合において、正極シート２１における形成領域２７ｃの全体を、負極シート２２における形成領域２７ｃに含ませた状態で、正極シート２１及び負極シート２２と、セパレータ２３とを相互に固定する。このため、少なくとも積層部材２８において、正極シート２１及び負極シート２２が面方向へ位置ずれすることを抑制し、これにより電気容量が低下することを抑制できる。

（６）固定工程では、セパレータ２３における延伸方向の両側縁部（両端部）において固定することから、セパレータ２３が延伸方向に収縮してしまうことを好適に抑制できる。このため、セパレータ２３の収縮率を加味して、正極シート２１や負極シート２２における形成領域２７ｃよりセパレータ２３を過剰に大きく形成する必要がなく、エネルギー密度を向上させることができる。

（７）形成工程では、積層部材２８を積層することで電極体２５を構成できることから、それぞれ別体をなす正極シート２１、負極シート２２、及びセパレータ２３を積層する場合と比較して、容易に二次電池１０（電極体２５）を形成することができる。
（第２の実施形態）
次に、本発明を具体化した第２の実施形態を図６及び図７にしたがって説明する。以下の説明では、既に説明した実施形態と同一構成について同一符号を付すなどし、その説明を簡略又は省略する。

図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すように、本実施形態の積層部材２８では、正極シート２１及び負極シート２２と、セパレータ２３とが正極リード２１ａ及び負極リード２２ａの延出方向（左右方向）と直交する方向（上下方向）側に配置される上縁部（上端部）及び下縁部（下端部）の全体にわたって熱溶着され、固定されていている。即ち、図６（ａ）において斜線で示すように、積層部材２８では、正極シート２１及び負極シート２２と、セパレータ２３とが積層部材２８の上縁部及び下縁部に沿って熱溶着されている。

正極シート２１における金属箔２６の両表面には、第１非形成領域２６ａ及び第２非形成領域２６ｂに加えて、金属箔２６における上縁部（上端部）、及び下縁部（下端部）から左右方向の全幅にわたって一定幅で形成された第３非形成領域２６ｃを除き、その全面に正極用の活物質が塗布され、正極用活物質層２７ａが形成されている。これにより、正極シート２１では、正面視で金属箔２６の中央に矩形をなす正極用活物質層２７ａ（形成領域２７ｃ）が設けられる。

同様に、負極シート２２における金属箔２６の両表面には、第１非形成領域２６ａ及び第２非形成領域２６ｂに加えて、金属箔２６における上縁部（上端部）、及び下縁部（下端部）から左右方向の全幅にわたって一定幅で形成された第３非形成領域２６ｃを除き、その全面に負極用の活物質が塗布され、負極用活物質層２７ｂが形成されている。これにより、負極シート２２では、正面視で金属箔２６の中央に矩形をなす負極用活物質層２７ｂ（形成領域２７ｃ）が設けられる。

なお、積層部材２８においてセパレータ２３は、第１の実施形態と同様に、セパレータ２３の延伸方向と、正極リード２１ａ及び負極リード２２ａの延出方向（左右方向）とを一致させた状態で固定されている。

次に、本実施形態の二次電池１０、及び電極体２５の製造方法について、主に第１の実施形態と異なる部分を図７にしたがって説明する。
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、塗工工程では、帯状をなす金属箔２６の長さ方向において、当該金属箔２６の幅方向に延びる第３非形成領域２６ｃを間に挟んで間欠的に活物質を塗布し、矩形の形成領域２７ｃを間欠的に形成する。なお、正極シート２１における正極用活物質層２７ａ、及び負極シート２２における負極用活物質層２７ｂは、その形成領域２７ｃが金属箔２６の両表面においてそれぞれ整合一致させて形成されている。

次に、固定工程では、間に帯状のセパレータ２３を挟んだ状態で、且つ正極シート２１における形成領域２７ｃと負極シート２２における形成領域２７ｃとを、積層方向から見た場合において整合一致させた状態で積層して積層体を得る。そして、図７（ｂ）に示すように、帯状をなす積層体の両面から熱溶着用の治具３５を押し当てて、加熱しながら加圧することにより、正極シート２１及び負極シート２２と、セパレータ２３とを、積層体の幅方向に延びる第３非形成領域２６ｃにて熱溶着し、固定する。

次に、図７（ａ）において点線で示すように、第３非形成領域２６ｃにおいて熱溶着された領域（図中で斜線で示す）のうち前記積層体の長さ方向の中央において、積層体の幅方向に沿って切断することによって、積層部材２８が完成される。

したがって、本実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１），（３）〜（７）に加えて、さらに以下のような効果を得ることができる。
（８）固定工程では、第３非形成領域２６ｃにおいて熱溶着された領域のうち前記積層体の長さ方向の中央において、積層体の幅方向に切断することにより積層部材２８が形成されている。したがって、熱溶着されていない領域において正極シート２１及び負極シート２２の積層体を切断する場合と比較して、当該切断部において正極シート２１及び負極シート２２の端面にずれが生じて短絡し易くなることを抑制できる。

実施形態は上記のように限定されるものではなく、例えば以下のように具体化してもよい。
○ 第２の実施形態において、積層部材２８は、図８に示すように、当該積層部材２８の上縁部（上端部）において正極シート２１及び負極シート２２と、セパレータ２３とが接合されている一方で、積層部材２８の下縁部（下端部）において正極シート２１とセパレータ２３のみが接合されていてもよい。この場合、図９に示すように、塗工工程において負極シート２２には、帯状をなす負極シート２２（金属箔２６）の長さ方向において、正極シート２１に形成する正極用活物質層２７ａ（形成領域２７ｃ）を２つ含む大きさに負極用活物質層２７ｂ（形成領域２７ｃ）を形成する。そして、固定工程では、正極シート２１に形成した各第３非形成領域２６ｃに治具３５を押し当てて熱溶着する。また、正極シート２１の第３非形成領域２６ｃにおいて熱溶着された領域のうち前記積層体の長さ方向の中央において、積層体の幅方向に沿って切断することによって、本別例の積層部材２８を得ることができる。

○ 第２の実施形態において、積層部材２８を構成するセパレータ２３は、延伸方向を正極リード２１ａ及び負極リード２２ａの延出方向と直交する方向（上下方向）に一致させた状態で固定されていてもよい。

○ セパレータ２３は、延伸加工されたシート状の基材の両面に、延伸加工、又は延伸加工とは異なる方法により空孔構造を形成した多孔質層を積層して形成されていてもよい。

○ 形成工程では、正極シート２１及び負極シート２２と、セパレータ２３とを固定した積層体を捲回することにより、正極シート２１及び負極シート２２が層状構造をなす電極体２５を形成してもよい。

○ 正極シート２１における形成領域２７ｃは、負極シート２２における形成領域２７ｃよりも小さい面積に形成されていてもよい。即ち、正極シート２１及び負極シート２２の積層方向から見た場合において、正極シート２１における正極用活物質層２７ａの形成領域２７ｃの全体が、負極シート２２における負極用活物質層２７ｂの形成領域２７ｃに含まれておればよい。

○ 積層部材２８において、正極シート２１及び負極シート２２と、セパレータ２３とは、複数箇所にわたって断続的に熱溶着されて固定されていてもよい。
○ 正極リード２１ａは、当該正極リード２１ａが延出形成された正極シート２１の側縁（辺）の長さより小さい幅で形成されていてもよい。負極リード２２ａについても同様に変更できる。

○ 金属箔２６としたが、二次電池１０における電気容量の低下や電池作製時に影響しない程度の厚みのある薄板であってもよい。
○ 正極シート２１及び負極シート２２の形状を円形や楕円形、六角形など適宜変更してもよい。

○ ケース１１の形状は、円柱状や、左右方向に扁平な楕円柱状に形成してもよい。
○ 上記実施形態の二次電池１０を車両（例えば産業車両や乗用車両など）に搭載し、車両に装備された発電機により充電する一方で、二次電池１０から供給する電力によりエアコン用のコンプレッサや、車輪を駆動するための電動モータ、或いはカーナビゲーションシステムなどの電装品を駆動してもよい。これによれば、二次電池１０に備えられた電極体２５のうち少なくとも積層部材２８において、層状構造をなす正極シート２１及び負極シート２２が面方向へ位置ずれすることを抑制し、これにより電気容量が低下することを抑制できる。したがって、車両において、１回の満充電で利用可能な電力量が低下することを抑制できる。

○ 本発明は、蓄電装置としての電気二重層キャパシタとして具体化してもよい。

１０…二次電池（蓄電装置）、２１…正極シート、２２…負極シート、２３…セパレータ、２５…電極体、２６…金属箔（金属シート）、２６ａ…第１非形成領域、２６ｂ…第２非形成領域、２７ａ…正極用活物質層、２７ｂ…負極用活物質層、２７ｃ…形成領域、２８…積層部材。

Claims (6)

1. 金属シートの表面に正極用活物質層を形成した正極シートと金属シートの表面に負極用活物質層を形成した負極シートとが間に延伸加工により形成されたシート状のセパレータを挟んだ状態で積層され、且つ前記正極シートの前記正極用活物質層が形成されていない領域及び前記負極シートの前記負極用活物質層が形成されていない領域と、前記セパレータとが相互に熱溶着された積層部材を備え、当該積層部材では、前記正極シート及び前記負極シートの積層方向から見た場合において、前記正極シートにおける前記正極用活物質層の形成領域の全体が、前記負極シートにおける前記負極用活物質層の形成領域に含まれているとともに、前記正極シートの前記正極用活物質層が形成されていない領域及び前記負極シートの前記負極用活物質層が形成されていない領域と、前記セパレータとは、前記セパレータの延伸方向の両端部で熱溶着されていることを特徴とする蓄電装置。
2. 複数の前記積層部材が前記セパレータを間に挟んだ状態で積層されていることを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記蓄電装置は二次電池であることを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電装置を搭載したことを特徴とする車両。
5. 金属シートの表面に正極用活物質層を形成した正極シートと金属シートの表面に負極用活物質層を形成した負極シートとを延伸加工により形成されたシート状のセパレータを間に挟んだ状態で積層し、前記正極シートの前記正極用活物質層が形成されていない領域及び前記負極シートの前記負極用活物質層が形成されていない領域と、前記セパレータとを相互に熱溶着して積層部材を得る固定工程と、
   前記積層部材の間に前記セパレータを挟んだ状態で前記積層部材を積層、又は捲回して層状構造を形成する形成工程と、を含み、
   前記固定工程では、前記正極シート及び前記負極シートの積層方向から見た場合において、前記正極シートにおける前記正極用活物質層の形成領域の全体を、前記負極シートにおける前記負極用活物質層の形成領域に含ませるとともに、前記正極シートの前記正極用活物質層が形成されていない領域及び前記負極シートの前記負極用活物質層が形成されていない領域と、前記セパレータとを、前記セパレータの延伸方向の両端部で熱溶着することを特徴とする電極体の製造方法。
6. 前記形成工程では、複数の前記積層部材を、前記セパレータを間に挟んだ状態で積層して前記層状構造を形成することを特徴とする請求項５に記載の電極体の製造方法。