JP5884622B2

JP5884622B2 - 蓄電装置

Info

Publication number: JP5884622B2
Application number: JP2012100090A
Authority: JP
Inventors: 厚志南形
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2012-04-25
Filing date: 2012-04-25
Publication date: 2016-03-15
Anticipated expiration: 2032-04-25
Also published as: JP2013229173A

Description

本発明は、蓄電装置に関する。

ＥＶ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）やＰＨＶ（ＰｌｕｇｉｎＨｙｂｒｉｄＶｅｈｉｃｌｅ）などの車両には、走行用モータへの供給電力を蓄える蓄電装置としての二次電池が搭載されている。二次電池は、例えば両面に活物質層が形成された正極シート及び負極シートを有し、これらがセパレータを間に挟んだ状態で積層された電極組立体を備えている。この電極組立体の積層態様として、例えば特許文献１には、端部が熱溶着されることによって全体として袋状をなした第１セパレータ部及び第２セパレータ部に収容された第１電極シート（正極シート）と、第２電極シート（負極シート）とを交互に積層する態様について記載されている。

特開２００９−２１８１０５号公報

しかしながら、上記のように第１電極シートが溶着箇所によって囲まれている態様では、第１電極シートと各セパレータ部との位置ずれを抑制することができる一方、例えば各セパレータ部内への電解質の侵入が溶着箇所によって阻害され、各セパレータ部内への電解質の含浸に要する時間が長くなり易いといった不都合が生じ得る。このため、第１電極シート及び各セパレータ部の位置ずれ抑制に係る構成については未だ改善の余地がある。

本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、第１電極シートと各セパレータ部との位置ずれを好適に抑制することができる蓄電装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、少なくとも一方の面に活物質が塗布されることによって形成された活物質層を有する第１電極シートと、前記第１電極シートの一方の面を覆う第１セパレータ部と、前記第１電極シートの他方の面を覆う第２セパレータ部と、前記第１電極シートとは異なる極性の第２電極シートと、が積層されてなる電極組立体と、前記電極組立体との間で電力を授受する端子と、を備えた蓄電装置において、前記第１電極シートは、前記両セパレータ部によって覆われた第１端部と、前記第１端部とは反対側の第２端部と、前記第１端部から突出した形状であって、前記端子に接続された集電タブと、前記第１端部に沿うとともに前記第１端部と直交する方向に幅を有するものであって、前記活物質が塗布されていない未塗工部と、を有し、前記集電タブの一部は、前記両セパレータ部における前記第１端部側の端部からはみ出しており、前記集電タブではなく前記第１端部には、前記第１端部から前記第２端部側に凹んだ凹部が形成され、当該凹部は、少なくとも一部が前記未塗工部に形成されており、前記第１セパレータ部と前記第２セパレータ部とが溶着された第１溶着部と、前記第１セパレータ部と前記第２セパレータ部とが接続された第２接続部と、を備え、前記第１溶着部の少なくとも一部は前記凹部内に形成され、前記第２接続部は前記第２端部側に形成されており、前記第２接続部は、前記第１セパレータ部と前記第２セパレータ部とが溶着された溶着部、前記第１セパレータ部と前記第２セパレータ部とが接着された接着部、前記第１セパレータ部と前記第２セパレータ部とが係止された係止部、前記第１セパレータ部と前記第２セパレータ部とが縫合された縫合部、又は、前記第１セパレータ部及び前記第２セパレータ部を構成している１枚のセパレータの折り返し部であることを特徴とする。

かかる発明によれば、第１溶着部及び第２接続部と第１電極シートとの当接によって、各セパレータ部に対する第１電極シートの、第１溶着部及び第２接続部（各端部）の対向方向への移動が規制されている。さらに、第１溶着部と凹部の側面との当接によって、各セパレータ部に対する第１電極シートの上記対向方向と直交する方向への移動が規制されている。これにより、各セパレータ部における上記対向方向と直交する方向の部位に接続部を設けることなく、各セパレータ部に対する第１電極シートの位置ずれを抑制することができる。
また、充放電に寄与しない未塗工部を利用して凹部が形成されているため、凹部を形成することによって生じる充放電に寄与しない領域の拡大を抑制することができる。これにより、位置ずれの抑制と、当該位置ずれの抑制のための構成に起因する充放電に寄与しない領域の拡大の抑制との両立を図ることができる。
さらに、各セパレータ部を接続する態様として溶着を採用することにより、比較的容易に各セパレータ部の接続を実現することができる。この場合、溶着箇所によって電解質の含浸が阻害される場合がある。また、溶着する際に熱が付与されると、各セパレータ部が収縮してシワが形成される場合がある。この点、本発明によれば、凹部内に第１溶着部を設けることを通じて、溶着箇所を少なくすることができるため、上記不都合を回避することができる。

請求項２に係る発明は、前記両セパレータ部は、前記第１端部側の端部である第１セパレータ端部と、前記第１セパレータ端部とは反対側に配置されたものであって、前記第２端部側の端部である第２セパレータ端部と、を有し、前記第１端部と直交する方向における前記第１端部と前記第１セパレータ端部との間隔は、前記第１端部と直交する方向における前記第２端部と前記第２セパレータ端部との間隔よりも狭いことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、前記第１電極シートは正極シートであり、前記第２電極シートは負極シートであることを特徴とする。一般的に、電気伝導に係るイオンの析出物を抑制するべく、正極シートは負極シートよりも小さく形成される。また、各セパレータ部は、各電極シートの接触（短絡）を抑制するべく、覆う対象の第１電極シートよりも大きく形成される。この点、本発明によれば、第１電極シートとして比較的小さく形成され易い正極シートを採用することにより、各セパレータ部の大きさを小さくすることができる。これにより、電極組立体の小型化を図ることができる。

請求項４に係る発明は、前記蓄電装置は二次電池であることを特徴とする。

この発明によれば、第１電極シートと各セパレータ部との位置ずれを好適に抑制することができる。

二次電池の斜視図。電極組立体の分解斜視図。（ａ）は第１溶着部周辺の拡大図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図。シート集合体の製造方法を説明するための正面図。（ａ）〜（ｃ）は凹部の変形例を示す部分拡大図。（ａ）はシート集合体の変形例を示す分解斜視図であり、（ｂ−１），（ｂ−２）は変形例のシート集合体の製造方法を説明するための説明図。

以下、本発明に係る蓄電装置について図１〜図３を用いて説明する。本蓄電装置は、車両（自動車及び産業用車両）に複数搭載されており、車両に搭載された走行用モータ（電動機）を駆動するのに用いられる。なお、図３（ｂ）については、セパレータ２３を破断していない状態での図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図を示す。

蓄電装置としての二次電池１０はリチウムイオン二次電池であり、図１に示すように、その外郭を構成する金属製のケース１１を備えている。ケース１１は、四角箱状の容器１２と、容器１２の開口部分を塞ぐ矩形平板状の蓋１３とからなる。このため、二次電池１０は、その外郭が角型をなしている。

ケース１１には、電極組立体１４及び電解質としての電解液（図示略）が収容されている。電極組立体１４は、図２に示すように、複数のシートが位置ずれしないように構成された複数のシート集合体２０と複数の負極シート２２とが交互に積層されてなる。シート集合体２０は、第１電極シートとしての正極シート２１と、電気伝導に係るイオン（リチウムイオン）が通過可能に形成され、当該正極シート２１の両面を覆った状態で正極シート２１を挟む一対のセパレータ２３，２４とから構成されている。

各電極シート２１，２２及び一対のセパレータ２３，２４はそれぞれ、矩形状（詳細には長方形状）に形成されている。正極シート２１は負極シート２２よりも一回り小さく形成されており、具体的には正極シート２１の各方向の長さはそれぞれ、負極シート２２の各方向の長さよりも短く設定されている。一対のセパレータ２３，２４はそれぞれ、負極シート２２よりも一回り大きく形成されており、具体的にはセパレータ２３，２４の各方向の長さはそれぞれ、負極シート２２の各方向の長さよりも長く設定されている。

正極シート２１は、正極金属箔（例えばアルミニウム箔）２１ａと、当該正極金属箔２１ａの両面に正極活物質が塗布されることによって形成された正極活物質層２１ｂとから構成されている。第２電極シートとしての負極シート２２は、負極金属箔（例えば銅箔）２２ａと、当該負極金属箔２２ａの両面に負極活物質が塗布されることによって形成された負極活物質層２２ｂとから構成されている。シート集合体２０と負極シート２２とが積層されることにより、正極活物質層２１ｂと負極活物質層２２ｂとは、一対のセパレータ２３，２４を間に挟んだ状態で対向している。この各活物質層２１ｂ，２２ｂが対向している領域が充放電に寄与する領域である。

なお、電極組立体１４の積層方向の両端にあるシート集合体２０の正極シート２１には、片面（内側の面）のみに正極活物質層２１ｂが形成されている。このため、正極活物質層２１ｂにおいて負極活物質層２２ｂと対向しない領域が形成されることが回避されている。なお、これに限られず、例えば電極組立体１４の両端に負極シート２２を設ける構成としてもよい。この場合、上記両端に設けられた負極シート２２と容器１２との短絡を抑制するために負極シート２２の表面又は容器１２の内面に絶縁コーティングを施したり、負極シート２２と容器１２との間にセパレータを挿入したりするとよい。

図２に示すように、正極シート２１には、正極シート２１の第１端部２１ｃ（一辺方向（長手方向））に沿って、正極活物質が塗布されていない正極側未塗工部２１ｄが形成されている。正極側未塗工部２１ｄは、正極シート２１の他辺方向（短手方向）に幅を有して形成されている。そして、正極シート２１の第１端部２１ｃの一方側には、正極金属箔２１ａを延出させて形成された正極集電タブ３１が設けられている。本実施形態では、一対のセパレータ２３，２４は、正極集電タブ３１の部分を除いて、正極シート２１の端部よりも正極シート２１の面に沿った方向の外側にはみ出している。したがって、一対のセパレータ２３，２４は、正極シート２１の大部分を覆っている。

また、負極シート２２には、正極シート２１と同様に、負極シート２２の端部２２ｃに沿って、負極活物質が塗布されていない負極側未塗工部２２ｄが形成されている。負極側未塗工部２２ｄは、負極シート２２の短手方向に幅を有して形成されている。負極側未塗工部２２ｄの幅は正極側未塗工部２１ｄの幅よりも短く設定されている。そして、負極シート２２の端部２２ｃにおいて正極集電タブ３１とは反対側の部位には、負極金属箔２２ａを延出させて形成された負極集電タブ３２が設けられている。複数のシート集合体２０と複数の負極シート２２とが積層されることにより、各集電タブ３１，３２はそれぞれ集合している。

図１に示すように、ケース１１の蓋１３には正極端子４１及び負極端子４２が設けられているとともに、当該各端子４１，４２と各集電タブ３１，３２との同一極性同士を接続する正極電極５１及び負極電極５２とが設けられている。これにより、電極組立体１４の電力をケース１１外に取り出すことができるとともに、電極組立体１４に対して電力を供給することにより、電極組立体１４を充電することが可能となっている。

次に、シート集合体２０における正極シート２１及び一対のセパレータ２３，２４の位置ずれを抑制するための構成について説明する。
図２に示すように、シート集合体２０は、正極シート２１が一対のセパレータ２３，２４によって挟まれた状態で、当該一対のセパレータ２３，２４が接続されていることによって一体化されている。具体的には、シート集合体２０には、一対のセパレータ２３，２４を接続するものとして、一対のセパレータ２３，２４（シート集合体２０）の対向する２つの端部に形成された第１溶着部６１（第１接続部）及び第２溶着部６２（第２接続部）が設けられている。換言すれば、一方のセパレータ２３は、他方のセパレータ２４と接続された第１溶着部６１及び第２溶着部６２を有していると言え、他方のセパレータ２４は、一方のセパレータ２３と接続された第１溶着部６１及び第２溶着部６２を有していると言える。

第１溶着部６１は、一対のセパレータ２３，２４の短手方向の端部のうち正極シート２１の第１端部２１ｃ側である各端部２３ａ，２４ａ側に設けられている。第２溶着部６２は、第１溶着部６１が設けられている各端部２３ａ，２４ａ側とは反対側の各端部２３ｂ，２４ｂ側に設けられている。なお、以降の説明において、一対のセパレータ２３，２４において第１溶着部６１が設けられている側の各端部２３ａ，２４ａを総称して第１セパレータ端部７１といい、第２溶着部６２が設けられている側の各端部２３ｂ，２４ｂを総称して第２セパレータ端部７２という。

先ず、第１溶着部６１について詳細に説明すると、図２及び図３（ａ）に示すように、正極シート２１において正極側未塗工部２１ｄが形成されている側の第１端部２１ｃには、第１端部２１ｃから第２端部２１ｅに向かって凹んだ凹部７３が形成されている。また、凹部７３は、正極シート２１の第１端部２１ｃの中央付近に形成されている。凹部７３は、傾斜した２辺が１点で交差する形状をなしており、具体的には正面から見てＶ字状をなしている。換言すれば、凹部７３は、正極シート２１の第１端部２１ｃに向けて開口しているものであるとも言えるし、正極シート２１の第１端部２１ｃから、正極シート２１の面に沿う方向（電極組立体１４の積層方向に直交する方向）の内側（当該第１端部２１ｃと直交する方向）に向けて凹んだものであるとも言える。凹部７３は、その一部が正極活物質層２１ｂに入り込んでいる。つまり、凹部７３は、正極側未塗工部２１ｄ及び正極活物質層２１ｂに跨って形成されている。凹部７３は、正極シート２１をプレスによって打ち抜く時に一体形成してもよいし、別途切り欠いて形成してもよい。

第１溶着部６１は少なくとも一部が凹部７３内に形成されている。本実施形態では、第１溶着部６１は、その大部分が凹部７３が形成されている領域内に介在する。そして、第１溶着部６１の一部が凹部７３からはみ出している。図３（ｂ）に示すように、第１溶着部６１は、一対のセパレータ２３，２４が熱溶着している部分である。図３（ａ）に示すように、第１溶着部６１は凹部７３を形成している各側面７３ａ，７３ｂと当接している。つまり、第１溶着部６１は、各側面７３ａ，７３ｂによって、各溶着部６１，６２の対向方向と直交する方向（詳細には正極シート２１の長手方向）から挟まれている。

ここで、既に説明した通り、正極シート２１の短手方向の長さは、一対のセパレータ２３，２４の短手方向の長さよりも短くなっている。このため、図２に示すように、凹部７３内に第１溶着部６１が入り込むように正極シート２１が配置されている状況においては、一対のセパレータ２３，２４において第１溶着部６１が形成されている第１セパレータ端部７１とは反対側の第２セパレータ端部７２は正極シート２１の第２端部２１ｅよりもはみ出している。そして、そのはみ出した領域に一対のセパレータ２３，２４が熱溶着された第２溶着部６２が形成されている。第２溶着部６２は、一対のセパレータ２３，２４の長手方向に、所定の間隔を隔てて複数形成されている。

次に、本発明に係る二次電池１０の作用について説明する。
図２に示すように、第１溶着部６１及び第２溶着部６２が対向して設けられており、これら各溶着部６１，６２によって正極シート２１が挟まれている。これにより、正極シート２１が一対のセパレータ２３，２４に対して各溶着部６１，６２の対向方向、詳細には正極シート２１の各端部２１ｃ，２１ｅの対向方向（正極シート２１の短手方向）に位置ずれしないようになっている。なお、正極シート２１の短手方向の第１端部２１ｃに正極集電タブ３１が形成されていることに着目すれば、上記対向方向は正極集電タブ３１の引き出し方向であるとも言える。

さらに、第１溶着部６１は、凹部７３の各側面７３ａ，７３ｂによって、正極シート２１の長手方向から挟まれている（図３（ａ）参照）。これにより、正極シート２１が一対のセパレータ２３，２４に対して長手方向（正極集電タブ３１の引き出し方向と直交する方向）に位置ずれしないようになっている。これにより、一対のセパレータ２３，２４における長手方向の両端部に、各セパレータ２３，２４を接続するとともに正極シート２１の位置ずれを規制する溶着部を設ける必要がない。

以上のことから、一対のセパレータ２３，２４に対して正極シート２１が位置ずれしないようになっている。
なお、図２に示すように、負極側未塗工部２２ｄの短手方向に沿う幅は、正極側未塗工部２１ｄの短手方向に沿う幅よりも短く設定されている。このため、各電極シート２１，２２を、各未塗工部２１ｄ，２２ｄが形成されている各端部２１ｃ，２２ｃを揃えて積層した場合に、正極活物質層２１ｂにおいて負極活物質層２２ｂと対向しない領域が発生しないようになっている。

次に、本発明に係る二次電池１０の製造方法について説明する。先ず、電極組立体１４の製造方法に含まれるシート集合体２０の製造方法ついて図４を用いて説明した後、二次電池１０の製造方法について説明する。

先ず、図４に示すように、一対のセパレータ２３，２４の材料となる帯状のセパレータベースＳ１，Ｓ２を２つ用意する。各セパレータベースＳ１，Ｓ２の幅（短手方向の長さ）は、正極シート２１の短手方向の長さよりも長く設定されている。そして、正極シート２１を挟みつつ、セパレータベースＳ１，Ｓ２を重ねて配置する。その後、図４の一点鎖線で示すように、各セパレータ２３，２４の長手方向の長さに合わせてセパレータベースＳ１，Ｓ２を切断する。この際、一対のセパレータベースＳ１，Ｓ２において正極シート２１の凹部７３と重なっている第１溶着領域８１及び当該第１溶着領域８１とは反対側であって正極シート２１が重なっていない複数の第２溶着領域８２に対して熱処理を施す。これにより、各溶着部６１，６２が形成され、正極シート２１が一対のセパレータ２３，２４に対して位置ずれしないようになる。

なお、各溶着領域８１，８２に熱処理が施されることにより、当該各溶着領域８１，８２はリチウムイオンの通過ができない領域（シャットダウン領域）となる。つまり、各溶着部６１，６２はリチウムイオンの通過が困難となっている。

また、切断及び熱処理は、同時に行う構成としてもよいし、別々に行う構成としてもよい。この場合、切断を行なってから熱処理を行なってもよく、その逆でもよい。
シート集合体２０を形成した後は、当該シート集合体２０と負極シート２２とを交互に積層する。これにより、図１に示すように、電極組立体１４が形成される。そして、その電極組立体１４をケース１１に収容し、ケース１１の蓋１３に形成された注入口８３から電解液を注入する。そして、注入口８３を封止部８４によって封止する。その後、電解液がシート集合体２０内、具体的には正極シート２１及び一対のセパレータ２３，２４間に十分に含浸するまで待つ（含浸工程）。その後、コンディショニング等の各種処理を行うことで、二次電池１０が製造される。

本発明に係る二次電池１０の製造方法の作用について説明する。
予め正極シート２１及び一対のセパレータ２３，２４から構成されるシート集合体２０を作成しておき、当該シート集合体２０と負極シート２２とを積層する構成としたことにより、一対のセパレータ２３，２４を積層する必要がない。

また、シート集合体２０における各側部のうち、各溶着部６１，６２が設けられている箇所以外は、電解液が侵入可能となっている。このため、電解液がシート集合体２０内に侵入し易くなっている。

なお、正極シート２１は、正極金属帯を正極シート２１の外形を構成する金型で打ち抜くことによって形成される。この場合、上記金型は、打ち抜いた場合に凹部７３が形成されるように予め成形されている。これにより、凹部７３を形成するための特別な処理を行う必要がない。

以上詳述した本実施形態によれば以下の優れた効果を奏する。
（１）正極シート２１、及び当該正極シート２１の両面を覆う一対のセパレータ２３，２４で構成されたシート集合体２０を形成し、当該シート集合体２０と負極シート２２とを積層する構成とした。これにより、シート集合体２０を積層することにより、自ずと正極シート２１及び一対のセパレータ２３，２４が積層されることとなる。これにより、正極シート２１及び一対のセパレータ２３，２４を別々に積層する構成と比較して、積層時間を短縮することができる。

かかる構成において、正極シート２１の第１端部２１ｃに当該第１端部２１ｃから第２端部２１ｅ側に凹んだ凹部７３を形成し、当該凹部７３内に、正極シート２１を挟む一対のセパレータ２３，２４を接続する第１溶着部６１を形成した。そして、一対のセパレータ２３，２４における第１溶着部６１とは反対側（正極シート２１の第２端部２１ｅ側）に第２溶着部６２を形成し、正極シート２１を各溶着部６１，６２によって挟む構成とした。これにより、各溶着部６１，６２によって、正極シート２１が、一対のセパレータ２３，２４に対して各溶着部６１，６２の対向方向（短手方向）に位置ずれすることが規制されている。そして、第１溶着部６１と凹部７３の各側面７３ａ，７３ｂとの当接によって、一対のセパレータ２３，２４に対する上記対向方向と直交する方向（長手方向）への正極シート２１の位置ずれが規制されている。これにより、一対のセパレータ２３，２４における長手方向の端部に正極シート２１の位置ずれを規制するための溶着箇所を形成することなく、一対のセパレータ２３，２４に対する正極シート２１の各方向への位置ずれを抑制することができる。よって、充放電に寄与しない溶着箇所を削減することができ、それを通じてエネルギ密度の低下を抑制することができる。また、シート集合体２０の各側部のうち各溶着部６１，６２の形成箇所以外は、電解液が侵入可能となっている。これにより、シート集合体２０内に電解液が含浸し易くなっている。よって、含浸工程に要する時間の短縮化を図ることができる。

（２）一対のセパレータ２３，２４を接続する態様として、比較的容易な溶着を採用したことにより、両者の接続を容易に行うことができる。特に、熱溶着は、比較的容易な接続方法であるとともにその強度も高い反面、その溶着箇所は電解液の通過が困難となる。このため、含浸工程の時間が長くなり易い。また、溶着箇所を確保するためには正極シート２１を小さく形成する必要が生じ得る。さらに、溶着のために熱を付与すると、一対のセパレータ２３，２４が収縮し、シワが発生する。

これに対して、本実施形態によれば、正極シート２１の位置ずれを規制するための溶着箇所を少なくすることができるため、上記不都合を回避することができる。
（３）正極シート２１に、正極活物質が塗布されていない正極側未塗工部２１ｄを形成した。そして、凹部７３はその一部が正極側未塗工部２１ｄに形成されている構成とした。これにより、充放電に寄与しない領域である正極側未塗工部２１ｄを利用して凹部７３が形成されているため、位置ずれを抑制するための構成を設けることによって生じ得る充放電に寄与しない領域の拡大を抑制することができる。

（４）シート集合体２０を構成する電極シートとして正極シート２１を採用した。ここで、正極シート２１は、正極活物質層２１ｂにおいて負極活物質層２２ｂと対向しない領域が形成されないよう、負極シート２２よりも小さく形成される。また、一対のセパレータ２３，２４は、溶着のためのスペース確保のために、覆う対象シートよりも大きく形成される必要がある。

この点、本実施形態によれば、相対的に小さい正極シート２１を対象シートとすることにより、負極シート２２を対象シートとする構成と比較して、一対のセパレータ２３，２４を小さくすることができる。よって、シート集合体２０の小型化を図ることができる。

（５）第２接続部として、第２セパレータ端部７２に沿って所定の間隔を隔てて形成された複数の第２溶着部６２を採用した。これにより、正極シート２１の位置ずれを、より好適に抑制することができる。また、第２溶着部６２間の隙間から電解液が侵入可能となっているため、含浸工程の時間が長くなることを抑制することができる。

特に、第１接続部として凹部７３内に形成された第１溶着部６１を採用した場合、熱処理態様等によっては、第１溶着部６１と凹部７３との間に隙間が形成され得る。この場合、長手方向への又は回転方向への正極シート２１の位置ずれが発生し得る。これに対して、本実施形態によれば、複数の第２溶着部６２を形成することにより、上記隙間が発生した場合であっても、上記各方向の正極シート２１の位置ずれを抑制することができる。

（６）負極側未塗工部２２ｄの幅を正極側未塗工部２１ｄの幅よりも短く設定した。これにより、各電極シート２１，２２を、各集電タブ３１，３２が形成されている各端部２１ｃ，２２ｃを揃えて積層した場合に、正極活物質層２１ｂにおいて負極活物質層２２ｂと対向しない領域が発生しないようにすることができる。

なお、正極シート２１は、第２溶着部６２のスペースを確保するべく、一対のセパレータ２３，２４に対してその短手方向にずれて（詳細には第１セパレータ端部７１寄りに）配置されている。この場合、正面から見て、第１セパレータ端部７１と正極シート２１の第１端部２１ｃとの間隔は、第２セパレータ端部７２と正極シート２１の第２端部２１ｅとの間隔よりも狭い（図４参照）。このため、リチウムの析出を抑制するべく、負極シート２２を正極シート２１よりも第１セパレータ端部７１寄りに配置しようとすると、負極シート２２が各セパレータ２３，２４を越えて正極シート２１と接触するおそれがある。

これに対して、本実施形態によれば、負極側未塗工部２２ｄの幅を正極側未塗工部２１ｄの幅よりも短く設定したことにより、負極シート２２を正極シート２１よりも第１セパレータ端部７１寄りに配置する必要がない。これにより、上記接触を回避することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態では、凹部７３はＶ字状に形成されていたが、これに限られず、正極シート２１を、各溶着部６１，６２の対向方向（正極シート２１の短手方向）と直交（交差）する方向（長手方向）への正極シート２１の位置ずれを規制するように形成されていれば、その具体的な構成は任意である。例えば、図５（ａ）に示すように、幅が内側に向けて徐々に短くなった台形状をなした凹部９１であってもよく、図５（ｂ）に示すように、正方形状をなした凹部９２であってもよい。また、図５（ｃ）に示すように、湾曲した凹部９３であってもよい。

○ さらに、実施形態では、凹部７３は正極側未塗工部２１ｄと正極活物質層２１ｂとに跨って形成されていたが、これに限られない。例えば図５（ｃ）に示す凹部９３は、正極側未塗工部２１ｄのみに形成されており、正極活物質層２１ｂには形成されていない。これにより、凹部９３によって充放電に寄与する領域が縮小されることがない。

○ 実施形態では、第２接続部として複数の第２溶着部６２を採用したが、これに限られず、その具体的な溶着態様は任意である。例えば、一対のセパレータ２３，２４の各端部２３ｂ，２４ｂ全体に亘って熱溶着する構成でもよく、正極シート２１の第２端部２１ｅに別途凹部を形成し、その凹部内に溶着部を設ける構成としてもよい。

○ 実施形態では、第１溶着部６１は、凹部７３の各側面７３ａ，７３ｂと当接するように構成されていたが、これに限られず、正極シート２１が一対のセパレータ２３，２４からはみ出さない範囲内で、第１溶着部６１と凹部７３の各側面７３ａ，７３ｂとの間に隙間が形成されていてもよい。

○ 実施形態では、一対のセパレータ２３，２４によって正極シート２１を覆う構成としたが、これに限られない。例えば、図６（ａ）に示す電極組立体１００におけるシート集合体１０１は、一体のセパレータ１０２を折り返し、そのセパレータ１０２で正極シート１１１を挟むことによって形成されている。この場合、セパレータ１０２を折り返すことによって形成された折り返し部１０２ａが第２溶着部６２として機能する。詳細には、第１溶着部６１と折り返し部１０２ａとによって、正極シート１１１の短手方向（第１溶着部６１と折り返し部１０２ａとの対向方向）の移動が規制されている。

すなわち、シート集合体を構成するセパレータとしては、正極シートの両面を覆っていれば、実施形態のように一対のセパレータ２３，２４であってもよいし、上記のように一体のセパレータ１０２であってもよい。換言すれば、正極シートの一方の面を覆う第１セパレータ部と他方の面を覆う第２セパレータ部とは、別体であってもよいし、１の部材であってもよい。

ここで、折り返し部１０２ａは、第２溶着部６２と比較して、その幅が短い。このため、充放電に寄与する領域を拡大することができる。具体的には、図６（ａ）に示すように、上記セパレータ１０２に挟まれる正極シート１１１の短手方向の長さは、実施形態の正極シート２１（図２参照）よりも長くなっている。詳細には、正極金属箔１１１ａ及び正極活物質層１１１ｂの短手方向の長さが実施形態のそれらよりも長く設定されている。これにより、充放電に寄与する領域が拡大している。

なお、上記シート集合体１０１の製造方法について説明すると、先ず図６（ｂ−１）に示すように、一体のセパレータベースＳ３を折り返した状態で、正極シート１１１を順次挿入する。そして、図６（ｂ−２）に示すように、セパレータベースＳ３において正極シート１１１の両側を切断し、第１溶着領域８１に対して熱処理を施す。これにより、シート集合体１０１が形成される。

○ 実施形態では、各セパレータ２３，２４の接続態様として溶着を採用したが、これに限られず、接続することが可能であれば、その具体的な態様は任意である。例えば、接着剤又は接着テープを用いて接着させる構成としてもよいし、各セパレータ２３，２４に係止部を設け、係止によって接続する構成としてもよいし、各セパレータ２３，２４を縫合によって接続する構成としてもよい。

○ 実施形態では、正極シート２１の各端部のうち正極側未塗工部２１ｄが形成されている側の第１端部２１ｃに凹部７３を形成したが、これに限られず、第２端部２１ｅ等、別の端部に形成してもよい。

○ 実施形態では、各溶着部６１，６２を一対のセパレータ２３，２４の短手方向に対向させて形成したが、これに限られず、長手方向に対向させて形成してもよい。
○ 実施形態では、シート集合体２０を構成するものとして正極シート２１を採用したが、これに限られず、負極シート２２を採用してもよい。この場合、負極シート２２の負極側未塗工部２２ｄが形成されている側の端部２２ｃに凹部７３を形成するとよい。

○ 実施形態では、凹部７３は、正極シート２１の第１端部２１ｃの中央に形成されていたが、これに限られず、形成されている位置は任意である。
○ また、凹部７３は、１つに限られず、複数形成されていてもよい。

○ また、第１溶着部６１は、凹部７３内に大部分が介在するようにしたが、第１溶着部６１の全部が凹部７３内に介在してもよい。また、第１溶着部６１における凹部７３からはみ出る部分が大部分であってもよい。要は、第１溶着部６１の少なくとも一部が凹部７３内に収容されている構成であればよい。

○ 実施形態では、負極側未塗工部２２ｄの幅は正極側未塗工部２１ｄの幅よりも短く設定されていたが、これに限られず、両者を同一に設定してもよい。また、負極側未塗工部２２ｄを省略してもよい。

○ 実施形態では、負極シート２２は各セパレータ２３，２４よりも小さく形成されていたが、これに限られず、各セパレータ２３，２４と同一又はそれよりも大きく形成してもよい。また、正極シート２１と負極シート２２とを同一の大きさにしてもよい。

○ 正極活物質層２１ｂを、正極金属箔２１ａの一方の面のみに形成する構成としてもよい。
○ 実施形態では、二次電池１０はリチウムイオン二次電池であったが、これに限られず、ニッケル水素等の他の二次電池であってもよい。要は、正極活物質層と負極活物質層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であればよい。

○ 実施形態では、二次電池１０は車両に搭載されている構成としたが、これに限られず、他の装置に搭載される構成としてもよい。
○ 本発明を、電気二重層コンデンサ等の他の蓄電装置に適用してもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術思想について以下に記載する。
（イ）前記各セパレータ部における前記第１溶着部及び前記第２接続部の対向方向と直交する方向の端部には、電解質が侵入可能な隙間が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の蓄電装置。

１０…蓄電装置としての二次電池、１４…電極組立体、２０…シート集合体、２１…正極シート、２１ｃ…第１端部、２１ｅ…第２端部、２１ｄ…正極側未塗工部、２２…負極シート、２２ｄ…負極側未塗工部、２３，２４…セパレータ、６１，６２…溶着部、７１…第１セパレータ端部、７２…第２セパレータ端部、７３…凹部、１０１…別例のシート集合体、１０２…別例のセパレータ、１０２ａ…折り返し部。

Claims

少なくとも一方の面に活物質が塗布されることによって形成された活物質層を有する第１電極シートと、
前記第１電極シートの一方の面を覆う第１セパレータ部と、
前記第１電極シートの他方の面を覆う第２セパレータ部と、
前記第１電極シートとは異なる極性の第２電極シートと、
が積層されてなる電極組立体と、
前記電極組立体との間で電力を授受する端子と、
を備えた蓄電装置において、
前記第１電極シートは、
前記両セパレータ部によって覆われた第１端部と、
前記第１端部とは反対側の第２端部と、
前記第１端部から突出した形状であって、前記端子に接続された集電タブと、
前記第１端部に沿うとともに前記第１端部と直交する方向に幅を有するものであって、前記活物質が塗布されていない未塗工部と、
を有し、
前記集電タブの一部は、前記両セパレータ部における前記第１端部側の端部からはみ出しており、
前記集電タブではなく前記第１端部には、前記第１端部から前記第２端部側に凹んだ凹部が形成され、当該凹部は、少なくとも一部が前記未塗工部に形成されており、
前記第１セパレータ部と前記第２セパレータ部とが溶着された第１溶着部と、
前記第１セパレータ部と前記第２セパレータ部とが接続された第２接続部と、
を備え、
前記第１溶着部の少なくとも一部は前記凹部内に形成され、
前記第２接続部は前記第２端部側に形成されており、
前記第２接続部は、
前記第１セパレータ部と前記第２セパレータ部とが溶着された溶着部、
前記第１セパレータ部と前記第２セパレータ部とが接着された接着部、
前記第１セパレータ部と前記第２セパレータ部とが係止された係止部、
前記第１セパレータ部と前記第２セパレータ部とが縫合された縫合部、
又は、前記第１セパレータ部及び前記第２セパレータ部を構成している１枚のセパレータの折り返し部であることを特徴とする蓄電装置。
前記両セパレータ部は、
前記第１端部側の端部である第１セパレータ端部と、
前記第１セパレータ端部とは反対側に配置されたものであって、前記第２端部側の端部である第２セパレータ端部と、
を有し、
前記第１端部と直交する方向における前記第１端部と前記第１セパレータ端部との間隔は、前記第１端部と直交する方向における前記第２端部と前記第２セパレータ端部との間隔よりも狭いことを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
前記第１電極シートは正極シートであり、前記第２電極シートは負極シートであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の蓄電装置。
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１〜３のうちいずれか一項に記載の蓄電装置。