JP5962189B2 - 蓄電装置 - Google Patents

Description

本発明は蓄電装置に関する。

ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）やＰＨＶ（Ｐｌｕｇ ｉｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）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。この各電極シート及びセパレータの積層態様として、例えば特許文献１には、一対のセパレータにより正極シート及び負極シートをそれぞれ挟むとともに、セパレータの正極シート及び負極シートの周囲を接着剤等で接着するものが記載されている。

特開２００８−１３０３６０号公報

ここで、例えば上記のように一対のセパレータを接着させる場合、その接着箇所において電極シートの厚さ分だけセパレータを曲げる必要が生じる場合がある。この場合、電極シートのエッジ部分にてセパレータが曲がってしまう。このため、セパレータの湾曲態様によっては、セパレータにおいて各活物質層と重なっている領域にシワが発生する。シワが発生すると、正極活物質層と負極活物質層の間の距離が長くなり、イオンの移動が阻害され、結果として二次電池の性能の低下等が発生し得る。

本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、セパレータの接続に伴うシワの発生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層が形成された第１電極シート、前記第１電極シートを挟む第１セパレータと第２セパレータ、及び前記第１電極シートとは異なる極性の第２電極シートが積層されてなる電極組立体を備えた蓄電装置において、前記第１セパレータは、前記第１電極シートの一方の面を覆うように大きく、かつ一部が前記第１電極シートの少なくとも一部の側面からはみ出した第１はみ出し部を有し、前記第２セパレータは、前記第１電極シートの他方の面を覆うように大きく、かつ一部が前記第１はみ出し部と同じ方向にはみ出した第２はみ出し部を有し、前記第１はみ出し部と前記第２はみ出し部との間の領域には、前記第１はみ出し部及び前記第２はみ出し部と接続され、かつ前記領域の前記第１電極シートの厚さ方向の少なくとも一部を埋める接続部材が設けられており、前記第１電極シートの厚さをＤ、前記第１電極シートの一方の面の活物質層の厚さをＴ１、前記接続部材の前記第１電極シートの厚さ方向の長さをＺとすると、Ｔ１≦Ｚ，かつＺ≦Ｄ，かつＴ１≠Ｄであり、前記第１電極シートの一端部には、当該第１電極シートの一端部から突出した形状であって前記両セパレータからはみ出した集電タブが存在し、前記第２電極シートの一端部には、当該第２電極シートの一端部から突出した形状であって前記両セパレータからはみ出した集電タブが存在し、前記第２電極シートの一端部は、前記第１電極シートの一端部側に配置されており、前記第１電極シート、前記第２電極シート、前記第１セパレータ及び前記第２セパレータはそれぞれ複数存在し、前記第１電極シートが複数存在することに対応させて、前記第１電極シートの集電タブは複数存在し、当該複数の第１電極シートの各集電タブは互いに電気的に接続されており、前記第２電極シートが複数存在することに対応させて、前記第２電極シートの集電タブは複数存在し、当該複数の第２電極シートの各集電タブは互いに電気的に接続されており、前記接続部材は、前記領域のうち前記第１電極シートの厚さ方向から見て前記第１電極シートの集電タブと重ならない位置に有り、前記接続部材における前記第１電極シート側とは反対側の側面は、前記両セパレータの側面と面一となっていることを特徴とする。

かかる発明によれば、各はみ出し部間の領域の少なくとも一部が、第１電極シートの厚さ方向の長さＺが一方の面の活物質層の厚さＴ１以上、かつ第１電極シートの厚さＤ以下である接続部材によって埋められている。

ここで、接続部材と第１電極シートとの間に段差が形成され、当該段差に起因してセパレータが第１電極シートのエッジ部分を基点として曲がる場合、その曲がり具合（曲率）は、上記段差に依存する。この点、本発明によれば、接続部材における第１電極シートの厚さ方向の長さＺが積極的に長くなっているため、上記段差が小さくなっている。これにより、上記曲がり具合を緩やかにすることができ、上記エッジ部分におけるセパレータの膨らみを抑制することができる。よって、セパレータの接続に伴うシワの発生を好適に抑制することができる。なお、「接続部材」には、各はみ出し部を接続している接続状態から、劣化等によって各はみ出し部の接続を解除した非接続状態に移行したものを含む。

請求項２に係る発明は、前記第１セパレータの厚さをＹ１、前記第２セパレータの厚さをＹ２とすると、Ｄ−（Ｙ１＋Ｙ２）≦Ｚであることを特徴とする。かかる発明によれば、接続部材によって各セパレータがその厚さＹ１，Ｙ２よりも曲がることが規制される。これにより、各セパレータの曲げに起因するシワの発生を、より好適に抑制することができる。

請求項３に係る発明は、Ｚ＝Ｄであることを特徴とする。かかる発明によれば、第１電極シートの厚さ方向において、接続部材及び第１電極シート間で段差が発生しないようになっているため、接続部材及び第１電極シート間にてセパレータが曲がらない。これにより、シワの発生を、より好適に抑制することができる。

請求項４に係る発明は、前記第１はみ出し部、及び前記第２はみ出し部は、前記第１セパレータ、及び前記第２セパレータの全周に亘っており、前記接続部材は、前記領域のうち前記第１電極シートの厚さ方向から見て前記第１電極シートの集電タブと重ならない位置において、前記第１はみ出し部、及び前記第２はみ出し部に沿って連続して設けられていることを特徴とする。かかる発明によれば、セパレータに対して積層方向と直交する方向への第１電極シートの移動が接続部材によって規制されている。これにより、セパレータに対する第１電極シートの位置ずれを抑制することができる。よって、セパレータのシワの発生を抑制しつつ、第１電極シートの位置ずれを抑制することができる。

請求項５に係る発明は、前記第１セパレータ、及び前記第２セパレータは、一体のセパレータを折り返すことによって形成されていることを特徴とする。かかる発明によれば、一体のセパレータを用いて第１電極シートを挟む各セパレータを構成することができる。この場合、折れ曲がり部分で各はみ出し部が接続されている分だけ、接続部材の一部を省略することが可能となる。よって、接続部材の削減を図ることができる。

請求項６に係る発明は、前記接続部材は、前記領域のうち、前記第１電極シートの厚さ方向から見て前記第１電極シートの集電タブと重ならない位置であって、且つ、前記一体のセパレータが折り返された箇所以外の位置に有ることを特徴とする。
請求項７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。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、それ
よりも大きく形成されるセパレータ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８に係る発明は、前記複数の第１電極シートの各集電タブ、及び、前記複数の第２電極シートの各集電タブは、前記第１電極シート及び前記第２電極シートの積層方向に折り曲げられていることを特徴とする。

請求項９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、セパレータの接続に伴うシワの発生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。 第２セパレータ、正極シート及び両面テープの配置態様を示す正面図。 （ａ），（ｂ）はシート集合体の断面構造を示す断面図。 （ａ），（ｂ）はシート集合体の製造方法を示す正面図。 両面テープの別例を示す断面図。 両面テープの別例を示す正面図。 接続部材の別例を示す断面図。

以下、本発明に係る蓄電装置について図１〜図４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、図面の都合上、両面テープ５４については、図４（ｂ）を除きドットハッチングで示すとともに、図４（ａ）を除き、ベース層５４ａ及び接着層５４ｂを区別せず１の部材として図示する。また、図面の都合上、図４等に示す各厚さＺ等を、適宜実際の寸法と異ならせて示す。

図１に示すように、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、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。図２に示すように、電極組立体１４は、複数の第１電極シートとしての正極シート２１と複数の第２電極シートとしての負極シート２２とが、電気伝導に係るイオン（リチウムイオン）が通過可能な多孔質膜で形成された各セパレータ２３，２４を介して交互に積層されて構成されている。詳細には、電極組立体１４は、正極シート２１、第１セパレータ２３、及び第２セパレータ２４からなる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構成されている。

図２に示すように、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、矩形状に形成された正極金属箔（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。負極シート２２は、矩形状に形成された負極金属箔（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。

図４（ａ）に示すように、正極活物質層２１ｂの各厚さ（膜厚）Ｔ１は、正極金属箔２１ａの厚さよりも厚く設定されている。具体的には、正極活物質層２１ｂの各厚さＴ１は０．１ｍｍに設定されており、正極金属箔２１ａの厚さは０．０１５ｍｍに設定されている。このため、正極シート２１の厚さ（膜厚）Ｄは０．２１５ｍｍ程度となっている。つまり、正極金属箔２１ａよりも正極活物質層２１ｂの方が、正極シート２１の厚さＤに占める割合が高い。負極シート２２についても同様である。また、第１セパレータ２３の厚さＹ１及び第２セパレータの厚さＹ２は同一に設定されており、例えば両者ともに０．０２ｍｍとなっている。

図２に示すように、正極シート２１には、正極シート２１の一端部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の一端部２１ｃの一部には、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。

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の一端部２２ｃ（一辺方向（長手方向））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の他辺方向（短手方向）に幅を有して形成されている。そして、負極シート２２の一端部２２ｃの一部には、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。

なお、以降の説明において、正極シート２１には、正極側未塗工部２１ｄが含まれ且つ正極集電タブ３１が除外されるものとする。負極シート２２についても同様である。
各電極シート２１，２２は、正極集電タブ３１が積層方向に沿って列状に配置され、且つ正極集電タブ３１と重ならない位置にて負極集電タブ３２が積層方向に沿って列状に配置されるように積層される。そして、図１に示すように、各正極集電タブ３１は、電極組立体１４における積層方向の一端から他端までの範囲内で集められた（束ねられた）状態で折り曲げられている。詳細には、各正極集電タブ３１は、電極組立体１４の積層方向の一端側に寄せて集められており、その集められた状態で、上記一端側とは反対側である積層方向の他端側に向けて折り返されている。そして、その各正極集電タブ３１が重なっている箇所を溶接することによって各正極集電タブ３１が電気的に接続されている。各負極集電タブ３２についても同様である。

ちなみに、図２に示すように、各集電タブ３１，３２の基端部、詳細には各集電タブ３１，３２と各電極シート２１，２２の各一端部（一側面）２１ｃ，２２ｃとの境界部分には、それぞれ湾曲部３１ａ，３２ａが形成されている。各湾曲部３１ａ，３２ａは、各集電タブ３１，３２の幅、詳細には各電極シート２１，２２の各一端部２１ｃ，２２ｃからの延出方向と直交する方向の長さが徐々に短くなるように湾曲している。

かかる構成によれば、上記のように各集電タブ３１，３２を積層方向の一端側に寄せる際に各集電タブ３１，３２が積層方向に引っ張られた場合、各集電タブ３１，３２は各湾曲部３１ａ，３２ａの箇所を基点として積層方向の一端側に曲がる。この場合、曲がりの基点である各湾曲部３１ａ，３２ａには引っ張りに係る力が分散した状態で付与される。このため、各集電タブ３１，３２の基端部が裂けにくくなっている。

図１に示すように、二次電池１０は、電極組立体１４から電力を取り出すための正極端子４１及び負極端子４２を備えている。各端子４１，４２は、ケース１１の蓋１３に形成された貫通孔を介してケース１１を貫通した状態で取り付けられており、その一部がケース１１外に露出している。正極端子４１は溶接された各正極集電タブ３１と電気的に接続されており、負極端子４２は溶接された各負極集電タブ３２と電気的に接続されている。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の詳細な構成等について、各電極シート２１，２２及び各セパレータ２３，２４の詳細な説明とともに、以下に説明する。
図２に示すように、正極シート２１（正極集電タブ３１を除いた矩形状の部分）と負極シート２２（負極集電タブ３２を除いた矩形状の部分）とは、相似形状をなしている。詳細には、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（正極金属箔２１ａ）の各方向の長さはそれぞれ、負極シート２２（負極金属箔２２ａ）の各方向の長さよりも短く設定されている。

ここで、正極活物質層２１ｂは、正極シート２１において正極側未塗工部２１ｄ以外の領域全体に形成されている。そして、負極活物質層２２ｂは、負極シート２２において負極側未塗工部２２ｄ以外の領域全体に形成されている。このため、正極シート２１が負極シート２２よりも一回り小さく形成されている関係上、正極活物質層２１ｂは負極活物質層２２ｂよりも一回り小さく形成されている。

一対のセパレータ２３，２４はそれぞれ、負極シート２２と同一形状に形成されており、具体的には一対のセパレータ２３，２４の各方向の長さはそれぞれ、負極シート２２の各方向の長さと同一に設定されている。このため、各セパレータ２３，２４は正極シート２１を覆い、かつ面積が正極シート２１よりも大きくなっている。

シート集合体２０は、正極シート２１の中心と一対のセパレータ２３，２４の中心とが一致する状態で、正極シート２１が各セパレータ２３，２４によって挟まれることによって構成されている。この場合、正極シート２１（正極活物質層２１ｂ）は、その全体が各セパレータ２３，２４によって覆われている。すなわち、第１セパレータ２３は、正極シート２１の一方のシート面を覆っており、第２セパレータ２４は、正極シート２１の他方のシート面を覆っている。なお、この状態において、正極集電タブ３１が各セパレータ２３，２４よりも突出するように、正極集電タブ３１における正極シート２１の一端部２１ｃからの延出寸法は設定されている。

図１及び図２に示すように、電極組立体１４は、シート集合体２０と負極シート２２とが、各隣り合う２辺部が重なり合う状態で積層されて構成されている。これにより、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。詳細には、負極活物質層２２ｂは、正極活物質層２１ｂの全体をオーバラップした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、図１に示すように、電極組立体１４の最外層には負極シート２２が設けられている。これにより、電極組立体１４における積層方向の両端にある正極活物質層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になっている。また、図示は省略するが、電極組立体１４（詳細には最外層の負極シート２２）と容器１２との短絡を抑制するために、電極組立体１４の積層方向の側面と容器１２の内面との間には絶縁シートが設けられている。

ここで、既に説明したとおり、正極シート２１は各セパレータ２３，２４よりも一回り小さく形成されている。このため、図２に示すように、シート集合体２０を構成している態様、詳細には正極シート２１と一対のセパレータ２３，２４とがその中心が一致する状態で積層されている態様において、各セパレータ２３，２４の一部が正極シート２１の側面２１ｅから外側（側面２１ｅと直交する方向）にはみ出している。換言すれば、各セパレータ２３，２４は、正極シート２１を間に挟んだ状態でユニット化された場合に、正極シート２１を覆うとともにその一部が正極シート２１の側面２１ｅからはみ出すように、正極シート２１よりも大きく形成されていると言える。

図２に示すように、シート集合体２０を構成している態様において正極シート２１の側面２１ｅからはみ出した各セパレータ２３，２４の一部である各はみ出し部５１，５２は、正極シート２１を囲むように各セパレータ２３，２４の全周に亘っている。また、図４（ａ）に示すように、各はみ出し部５１，５２は正極シート２１の厚さ方向に対向している。そして、各はみ出し部５１，５２と、正極シート２１の側面２１ｅとによって空間５３が形成されている。空間５３は、各はみ出し部５１，５２間に形成されたものであり、正極シート２１を囲むように形成されている。

かかる構成において、空間５３には、各セパレータ２３，２４を接続するための接続部材としての両面テープ５４が収容されている。換言すれば、空間５３は両面テープ５４を収容する収容空間（収容領域）５３であるとも言える。

図４（ａ）に示すように、両面テープ５４は、各はみ出し部５１，５２に貼り付けられており、それによって各セパレータ２３，２４が接続されている。詳細には両面テープ５４は、ベース層５４ａと、ベース層５４ａの両面に形成された接着層５４ｂとから構成されており、接着層５４ｂが各はみ出し部５１，５２に対して接着している。この場合、正極活物質層２１ｂと各セパレータ２３，２４とは接着していない。このため、各セパレータ２３，２４が正極シート２１の側面２１ｅの積層方向のエッジ部分を基点として、互いに近づく方向に過度に曲がった場合には、当該エッジ部分の各セパレータ２３，２４が膨らみ、各セパレータ２３，２４が正極活物質層２１ｂに対して離間し得る。

これに対して、両面テープ５４は、各セパレータ２３，２４が互いに近づく方向に湾曲するのを規制するべく、収容空間５３を埋めるようにして貼り付けられている。詳細には、両面テープ５４の厚さ（両面テープ５４において各はみ出し部５１，５２の対向方向（積層方向）の長さ、又は正極シート２１の厚さ方向の長さ）Ｚは正極シート２１の厚さＤに対応させて設定されている。詳細には、両面テープ５４の厚さＺは、片面の正極活物質層２１ｂの厚さＴ１よりも厚く、更に詳細には正極シート２１の厚さＤと同一に設定されている。なお、両面テープ５４の厚さＺは、両面テープ５４のベース層５４ａの厚さと接着層５４ｂの厚さとを合わせたものである。この場合、接着層５４ｂの厚さはベース層５４ａの厚さに対して十分に薄いため、両面テープ５４の厚さＺは、実質的にベース層５４ａの厚さであるとも言える。

両面テープ５４は、積層方向と直交する方向への正極シート２１の移動を規制するように貼り付けられている。具体的には、図３に示すように、両面テープ５４は、積層方向から見て正極シート２１を囲むように貼り付けられている。これにより、正極シート２１及び一対のセパレータ２３，２４は、各セパレータ２３，２４に対する正極シート２１の位置ずれが規制された状態でユニット化されている。

なお、両面テープ５４は、正極シート２１を囲むように枠状に形成されているが、これに限られず、直線状のテープを複数貼り合わせることで全体として枠状となっている構成であってもよい。

また、図４（ａ）に示すように、両面テープ５４は、一対のセパレータ２３，２４の側面から突出しないように貼り付けられている。具体的には、両面テープ５４の幅、詳細には各はみ出し部５１，５２のはみ出し（延出）方向における両面テープ５４の長さは、各はみ出し部５１，５２の延出寸法と同一に設定されている。これにより、両面テープ５４の側面と一対のセパレータ２３，２４の側面とは面一になっている。

なお、両面テープ５４の幅については、予め各はみ出し部５１，５２の延出寸法と同一に設定にしておいてもよいし、それよりも長く設定しておき、後から切断して上記寸法と同一にする構成としてもよい。

図３及び図４（ｂ）に示すように、両面テープ５４は、正極集電タブ３１を避けて貼り付けられている。具体的には、両面テープ５４は、収容空間５３において正極集電タブ３１が設けられている空間以外の空間を埋めるように貼り付けられている。この場合、図４（ｂ）に示すように、正極集電タブ３１において各はみ出し部５１，５２間にある部位は、両面テープ５４によって固定されておらず、積層方向に湾曲可能となっている。これにより、電極組立体１４において正極集電タブ３１を積層方向に湾曲させる場合に、両面テープ５４と正極集電タブ３１とが干渉しないようになっている。

ちなみに、電解液や二次電池１０の充放電に伴う発熱等によって、両面テープ５４の一部（接着層５４ｂの一部又は全部）が溶ける。この場合、両面テープ５４による接着能力は低下又は消失する場合があるが、この場合であっても、各はみ出し部５１，５２の間には両面テープ５４が介在しているため、各はみ出し部５１，５２が互いに近づく方向に湾曲することが規制されているとともに、正極シート２１の位置ずれが規制されている。つまり、両面テープ５４は、その接着（接続）機能が消失した状態においても、各セパレータ２３，２４の曲がりを規制するものとして機能する。なお、両面テープ５４によって一対のセパレータ２３，２４が接続されている状態が「接続状態」に対応し、劣化等によって接着能力が消失し、両面テープ５４による一対のセパレータ２３，２４の接続が解除された状態が「非接続状態」に対応する。

本実施形態の二次電池１０の作用について以下に説明する。
各はみ出し部５１，５２に両面テープ５４が貼り付けられており、当該両面テープ５４の厚さＺは正極シート２１の厚さＤと同一に設定されている。これにより、一対のセパレータ２３，２４は、正極シート２１の側面２１ｅにおける積層方向のエッジ部分を基点として互いに近づく方向に曲がることなく接続されている。このため、上記エッジ部分にて各セパレータ２３，２４が曲がることに起因して、各セパレータ２３，２４が正極活物質層２１ｂから離間する方向に膨らむことがない。よって、充放電に寄与する領域（各活物質層２１ｂ，２２ｂが対向する領域）に上記膨らみに起因するシワが発生しない。

また、両面テープ５４が、正極集電タブ３１の箇所を除いた各はみ出し部５１，５２の全周に亘って貼り付けられている。これにより、接着面積が広く確保されている分、接着強度が高められている。さらに、正極シート２１は両面テープ５４に囲まれているため、正極シート２１がその面方向に移動しようとしても、正極シート２１の側面２１ｅと両面テープ５４の側面とが当接し、その移動が規制される。このため、正極シート２１の位置ずれが両面テープ５４によって規制されている。

さらに、両面テープ５４は正極集電タブ３１を避けて貼り付けられているため、積層方向への正極集電タブ３１の曲がりが、両面テープ５４によって阻害されない。このため、図１に示すように、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た電極組立体１４において、各集電タブ３１，３２を積層方向の一端側に寄せるために、各集電タブ３１，３２を積層方向に曲げた場合に、両面テープ５４が邪魔になりにくい。

次に、シート集合体２０の製造方法について図５を用いて説明する。
先ず、図５（ａ）に示すように、第２セパレータ２４の材料となる帯状のセパレータベースＳ１を用意する。セパレータベースＳ１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、セパレータベースＳ１の短手方向の中心線と正極シート２１の短手方向の中心線とが一致するように正極シート２１を設置する。そして、正極集電タブ３１が形成されている箇所を避けつつ、正極シート２１の周囲を囲むように両面テープ５４を貼り付ける。

その後、図５（ｂ）に示すように、第１セパレータ２３の材料となる帯状のセパレータベースＳ２を重ねる。これにより、一対のセパレータベースＳ１，Ｓ２が接続される。そして、図５（ｂ）の一点鎖線で示すように、その接続されたものを、各セパレータ２３，２４の長手方向の長さに合わせて切断する。

かかる構成によれば、収容空間５３が両面テープ５４によって埋められているため、各セパレータベースＳ１，Ｓ２を切断する際に、各セパレータベースＳ１，Ｓ２が撓みにくい。これにより、切断の際に各セパレータベースＳ１，Ｓ２が撓んで（曲がって）シワが発生するという事態が発生しにくい。

電極組立体１４は、シート集合体２０の端部と負極シート２２の端部とが重なり合うように、シート集合体２０と負極シート２２とを積層することによって製造される（図１参照）。この場合、収容空間５３が両面テープ５４によって埋められているため、シート集合体２０の端部が曲がりにくくなっている。このため、シート集合体２０の端部を揃える作業を容易且つ精度よく行うことができるようになっている。

なお、電極組立体１４が完成した後は、電極組立体１４をケース１１に収容し（図１参照）、電解液を注入する。そして、電極組立体１４内（シート集合体２０内等）に電解液が含浸するまで待機する。その後、各種処理を行った後、二次電池１０が製造される。

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と、一部が正極シート２１の側面２１ｅからはみ出した一対のセパレータ２３，２４とからなるシート集合体２０において、正極シート２１の厚さ方向に対向する各はみ出し部５１，５２と、正極シート２１の側面２１ｅとによって形成された収容空間５３を埋めるように両面テープ５４を貼り付けた。そして、その両面テープ５４の厚さＺを、正極シート２１の厚さＤと同一に設定した。これにより、一対のセパレータ２３，２４（各はみ出し部５１，５２）が、互いに近づく方向に曲がることなく接続されている。これにより、正極シート２１の側面２１ｅの積層方向のエッジ部分にて各セパレータ２３，２４が膨らむことが回避されている。よって、一対のセパレータ２３，２４における各活物質層２１ｂ，２２ｂの対向領域に重なる部位にて、上記膨らみに起因したシワが発生しにくい。したがって、上記シワに起因する二次電池１０の性能低下を抑制することができる。

特に、各セパレータ２３，２４は正極シート２１よりも大きく形成されており、各はみ出し部５１，５２が形成されているため、各セパレータ２３，２４と正極シート２１とが同一の大きさの構成と比較して、正極シート２１と負極シート２２との短絡が発生しにくくなっている。また、収容空間５３が正極金属箔２１ａによって２つの空間に区分されていないため、１の両面テープ５４を用いて各はみ出し部５１，５２を接続することができる。よって、接着箇所としては２ヶ所で済む。したがって、接続に係る作業を容易なものとすることができる。

また、収容空間５３が両面テープ５４で埋められているため、各セパレータベースＳ１，Ｓ２を切断する際に各セパレータベースＳ１，Ｓ２が撓みにくい。これにより、切断の際に、一対のセパレータ２３，２４における充放電に寄与する領域に重なる部位にてシワが発生することを抑制することができる。つまり、収容空間５３を両面テープ５４で埋めることによりシート集合体２０の製造段階にて発生し得るシワを抑制することができる。

（２）各セパレータ２３，２４を接続するものとして接着を採用したことにより、熱溶着を行う構成と比較して、各セパレータ２３，２４の熱収縮が発生しない分だけ、シワが発生しにくい。これにより、各セパレータ２３，２４のシワの発生を、より好適に抑制することができる。

（３）両面テープ５４を、正極シート２１を囲むように形成された収容空間５３のうち正極集電タブ３１が設けられている箇所以外の全体を埋めるように貼り付けた。これにより、接着面積が広く確保されている分、接着強度の向上を図ることができる。また、積層方向と直交する方向への正極シート２１の移動が両面テープ５４によって規制されている。これにより、一対のセパレータ２３，２４に対する正極シート２１の位置ずれを抑制することができる。

（４）正極集電タブ３１を避けるように両面テープ５４を貼り付けた。これにより、正極集電タブ３１の積層方向への曲げの自由度を確保しつつ、両面テープ５４の貼り付けに係る作業の容易化を図ることができる。

詳細には、正極集電タブ３１が設けられている箇所においては、収容空間５３が正極集電タブ３１によって２つの空間に区分されている（図４（ｂ）参照）。このため、仮に正極集電タブ３１が設けられている箇所にも両面テープ５４と同一厚さの両面テープを貼り付けようとする場合、当該両面テープと正極集電タブ３１とが干渉する。これに対して、上記干渉を回避するために、それぞれの空間に両面テープを貼り付ける構成では、接着箇所が４箇所となり、接続に係る作業が煩雑なものとなり易い。また、正極集電タブ３１の基端部を積層方向の一方側に曲げた状態で、両面テープを正極集電タブ３１毎貼り付ける構成では、両面テープの貼り付けの際に正極集電タブ３１が邪魔になり易いため、同じく接続に係る作業が煩雑なものとなり易い。

また、正極集電タブ３１の積層方向の曲げ（引っ張り）に起因する正極集電タブ３１の裂けを抑制するために、正極集電タブ３１の基端部には湾曲部３１ａが形成されている。かかる構成において、仮に正極集電タブ３１を挟むように両面テープを貼り付けた場合、湾曲部３１ａではなく、両面テープによって挟まれた端部を基点として、正極集電タブ３１が曲がることとなる。このため、湾曲部３１ａによる引っ張りに係る力の分散を図ることができなくなる。

これに対して、本実施形態によれば、正極集電タブ３１を避けるように両面テープ５４を貼り付けることにより、両面テープ５４と正極集電タブ３１との干渉を考慮する必要がない。これにより、接着箇所の増加等といった上記各不都合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、両面テープ５４として、厚さＺが正極シート２１の厚さＤと同一のものを採用したが、これに限られない。例えば、図６に示すように、正極シート２１の厚さＤよりも薄い両面テープ６１を貼り付ける構成としてもよい。この場合、両面テープ６１の厚さＺを、正極シート２１の厚さＤから各セパレータ２３，２４の厚さＹ１，Ｙ２を差し引いた寸法以上に設定するとよい（Ｄ−（Ｙ１＋Ｙ２）≦Ｚ）。これにより、各セパレータ２３，２４（各はみ出し部５１，５２）が、互いに近づく方向に当該各セパレータ２３，２４の厚さＹ１，Ｙ２よりも曲がることが規制されている。なお、両面テープ６１の厚さＺが正極シート２１の厚さＤよりも小さい場合には、セパレータベースＳ２を設置した状態にて、両面テープ６１を積層方向の両側から加圧して接着させる。

○ 上記のように、両面テープの厚さＺが正極シート２１の厚さＤよりも薄い場合、正極シート２１の側面２１ｅの積層方向のエッジ部分における各セパレータ２３，２４の膨らみが過度に大きくならないように、両面テープ６１と各はみ出し部５１，５２との接着部分を構成するとよい。

すなわち、両面テープ６１の厚さＺが正極シート２１の厚さＤよりも薄い場合、それによって段差Ｈが生じ、当該段差Ｈに対応して、各セパレータ２３，２４が湾曲する。この湾曲部分の曲がり具合（膨らみ具合）は、段差Ｈと、上記接着部分の正極シート２１の側面２１ｅ側の端部Ｐ及び正極シート２１の側面２１ｅ間の距離Ｘとに依存する。詳細には、上記段差Ｈが小さく又は距離Ｘが長くなることにより、曲がり具合が緩やかになる。このため、上記のように段差Ｈが発生する場合には、当該段差Ｈに対応させて距離Ｘを設定する。詳細には、各セパレータ２３，２４の膨らみが許容可能な範囲内、例えば各セパレータ２３，２４のエッジ部分の曲率が予め定められた特定値よりも小さくなるように、上記段差Ｈに対応させて距離Ｘを設定する。これにより、段差Ｈが生じる場合であっても、各セパレータ２３，２４が過度に曲がって膨らむことを回避することができる。

ここで、距離Ｘが同一である場合、両面テープ５４の厚さＺが正極シート２１の厚さＤに近づくに従って、上記段差Ｈが小さくなる。これにより、上記曲がり具合が緩やかになり、各セパレータ２３，２４の膨らみが抑制される。また、距離Ｘが異なる場合であっても、段差Ｈが小さくなるに従って、許容可能な曲がり具合を実現するのに要する距離Ｘが短くなる。これにより、各セパレータ２３，２４の接続にかかる領域、詳細には各はみ出し部５１，５２の延出寸法を短くすることができ、各セパレータ２３，２４の小型化を図ることができる。

以上の通り、両面テープ６１の厚さＺを、積極的に正極シート２１の厚さＤに近づけることにより、曲がり具合を緩やかにしたり、距離Ｘを短くしたりすることができる。よって、両面テープ６１の厚さＺが正極シート２１の厚さＤよりも薄い構成において、各セパレータ２３，２４の膨らみに起因するシワの発生を抑制しつつ、好適に各セパレータ２３，２４を接続することができる。

○ また、両面テープの厚さＺを更に薄く、例えば片面の正極活物質層２１ｂの厚さＴ１程度にしてもよい。要は、両面テープ５４の厚さＺは、片面の正極活物質層２１ｂの厚さＴ１以上且つ正極シート２１の厚さＤ以下であればよい。なお、正極金属箔２１ａ及び他方の正極活物質層２１ｂが存在するため、片面の正極活物質層の厚さＴ１と正極シート２１の厚さＤとが一致することはない（Ｔ１≠Ｄ）。

特に、既に説明したとおり、正極活物質層２１ｂの厚さＴ１は、正極金属箔２１ａの厚さよりも十分に厚い。すなわち、正極シート２１の厚さＤは正極活物質層２１ｂの厚さＴ１に大きく依存している。この点に着目して、上記のように、両面テープ５４の厚さＺを、正極シート２１の厚さＤを決定付ける正極活物質層２１ｂの厚さＴ１に対応させて設定することにより、正極シート２１の側面２１ｅの積層方向のエッジ部分における各セパレータ２３，２４の膨らみを好適に抑制することができる。

○ また、初期状態において厚さＺが正極シート２１の厚さＤよりも厚い両面テープを用いてもよい。この場合、圧縮させることにより厚さＺがＤ以下となるようにするとよい。

○ 実施形態では、両面テープ５４は、正極集電タブ３１が形成されている領域を除いて、正極シート２１の全周を囲むように連続して設けられていたが、これに限られない。例えば、図７に示すように、両面テープ６２を離間させて複数貼り付けてもよい。これにより、シート集合体２０内に電解液が含浸しやすくなるため、電解液の含浸に係る時間を短縮することができる。要は、一対のセパレータ２３，２４の接続箇所は連続的であっても断続的であってもよい。

なお、両面テープ６２を離間させて複数貼り付ける場合には、正極シート２１の位置ずれを抑制するべく、正極シート２１を異なる２方向（例えば直交する２方向）から挟む態様で両面テープ６２を貼り付けるとよい。

○ 実施形態では、接続部材として両面テープ５４を採用したが、これに限られず、接続部材として一対のセパレータ２３，２４と溶着（溶接）可能な部材を採用し、当該部材と各はみ出し部５１，５２とを溶着する構成としてもよい。

○ 実施形態では、厚さＺが正極シート２１の厚さＤと同一の両面テープ５４を貼り付けたが、これに限られず、例えば複数の両面テープを重ね合わせることにより、厚さＺが正極シート２１の厚さＤとなるようにしてもよい。

○ また、図８に示すように、収容空間５３において正極シート２１の厚さ方向の一部を埋めるスペーサ７１を設け、当該スペーサ７１と各はみ出し部５１，５２とを両面テープ７２，７３で接続する構成としてもよい。なお、スペーサ７１は、各はみ出し部５１，５２の全周に亘っていてもよく、一部に配置されている構成としてもよい。また、スペーサ７１及び各両面テープ７２，７３の正極シート２１の厚さ方向の長さを合わせた厚さＺが正極シート２１の厚さＤと同一、又は一方の正極活物質層２１ｂの厚さＴ１以上となるようにするとよい。なお、本別例においては、スペーサ７１及び各両面テープ７２，７３をまとめたものが「接続部材」に対応する。

○ また、各はみ出し部５１，５２の間に介在する介在部材を設けてもよい。この場合、各電極シート２１，２２の密着性を高めるべく、各はみ出し部５１，５２ごと電極組立体１４に対してその積層方向から荷重が付与された場合であっても、各はみ出し部５１，５２が互いに近づく方向に過度に曲がることを規制することができる。例えば、図８に示すように、各スペーサ７１及び各両面テープ７２，７３を設ける構成にあっては、各両面テープ７２，７３を省略してもよい。この場合、スペーサ７１が介在部材として機能する。この場合、スペーサ７１の厚さ方向の長さＬを正極活物質層２１ｂの厚さＴ１以上、且つ第１電極シート２１の厚さＤ以下に設定するとよい。

○ 実施形態では、第１セパレータ２３の厚さＹ１と第２セパレータ２４の厚さＹ２とは同一であったが、これに限られず、両者が異なっていてもよい。
○ 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。つまり、一方の電極シートを、シート集合体２０を構成するものとして、他方の極性の異なる電極シートを、シート集合体２０を構成しないものとすればよい。

○ 実施形態では、正極シート２１の両面に正極活物質層２１ｂが形成されていたが、これに限られず、いずれか一方の面に正極活物質層２１ｂが形成されている構成としてもよい。

○ 実施形態では、負極シート２２と各セパレータ２３，２４とが同一形状であったが、これに限られず、例えば負極シート２２を、正極シート２１よりも大きい範囲内で各セパレータ２３，２４よりも小さく形成してもよい。

○ 実施形態では、正極シート２１を挟むものとして、別体に形成された一対のセパレータ２３，２４を採用したが、これに限られず、一体のセパレータを折り曲げ、その中に正極シート２１を収容するものを採用してもよい。この場合、折り曲げた箇所以外の箇所に接続部材としての両面テープ等を貼り付けるとよい。これにより、両面テープの貼付領域の削減を通じて、両面テープの削減を図ることができる。この場合、折り曲げに起因した膨らみ部分が正極活物質層２１ｂと重ならないように、膨らみ部分と正極活物質層２１ｂとを離間させて配置してもよいし、膨らみを抑制するべく、セパレータにおける折り曲げ箇所の厚さを他の箇所よりも薄くしてもよい。

○ 実施形態では、正極集電タブ３１を避けるように両面テープ５４が貼り付けられていたが、これに限られず、正極集電タブ３１において収容空間５３内に配置されている部位の両側に両面テープを貼り付けてもよい。

○ 実施形態では、シート集合体２０は、正極シート２１及び各セパレータ２３，２４の各中心が一致する状態で、正極シート２１が各セパレータ２３，２４によって挟まれることによって形成されていたが、これに限られない。例えば、各セパレータ２３，２４の全周に亘って正極シート２１の厚さ方向に対向する各はみ出し部５１，５２が形成される範囲内で、正極シート２１及び各セパレータ２３，２４の各中心をずらしてシート集合体を形成してもよい。要は、各セパレータ２３，２４の全周に亘って各はみ出し部５１，５２が形成されるように、正極シート２１及び各セパレータ２３，２４の相対位置が設定されていればよい。

○ また、各はみ出し部５１，５２は各セパレータ２３，２４の全周に亘っていたが、これに限られず、各セパレータ２３，２４の周縁の一部（例えば各セパレータ２３，２４のコーナ部）に形成されている構成としてもよい。この場合、各セパレータ２３，２４の周縁の一部に形成された各はみ出し部の間の領域の少なくとも一部を埋める接続部材を設けるとよい。また、例えば接続部材が正極シート２１の直交する２方向（長手方向及び短手方向）から挟む位置に配置可能となるように各はみ出し部を形成してもよく、例えば図７に示す両面テープ６２が貼り付けられている箇所以外のはみ出し部を省略してもよい。

○ 一対のセパレータ２３，２４は、各電極シート２１，２２の短絡を抑制しつつリチウムイオンの通過が可能な多孔質膜であればよく、その具体的な材料は任意である。例えば、ポリエチレン等のポリオレフィン系非多孔性高分子膜またはこれらの多重膜であってもよく、両面にセラミック物質をコーティングしたものでもよい。

○ 実施形態では、シート集合体２０及び負極シート２２は長方形状に形成されていたが、これに限られず、正方形状に形成されていてもよい。また、矩形状に限られず、例えば四角形状以外の多角形状に形成されていてもよく、楕円状に形成されていてもよい。

○ 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。

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（第１電極シート）、２１ｅ…正極シートの側面、２２…負極シート（第２電極シート）、２３…第１セパレータ、２４…第２セパレータ、３１…正極集電タブ、５１…第１はみ出し部、５２…第２はみ出し部、５３…収容空間（領域）、５４…両面テープ（接続部材）、６１，６２…別例の両面テープ、Ｄ…正極シートの厚さ、Ｚ…両面テープの厚さ、Ｔ１…片面の正極活物質層２１ｂの厚さ、Ｙ１…第１セパレータの厚さ、Ｙ２…第２セパレータの厚さ。

Claims (9)

1. 少なくとも一方の面に活物質層が形成された第１電極シート、
   前記第１電極シートを挟む第１セパレータと第２セパレータ、
   及び前記第１電極シートとは異なる極性の第２電極シートが積層されてなる電極組立体を備えた蓄電装置において、
   前記第１セパレータは、前記第１電極シートの一方の面を覆うように大きく、かつ一部が前記第１電極シートの少なくとも一部の側面からはみ出した第１はみ出し部を有し、
   前記第２セパレータは、前記第１電極シートの他方の面を覆うように大きく、かつ一部が前記第１はみ出し部と同じ方向にはみ出した第２はみ出し部を有し、
   前記第１はみ出し部と前記第２はみ出し部との間の領域には、前記第１はみ出し部及び前記第２はみ出し部と接続され、かつ前記領域の前記第１電極シートの厚さ方向の少なくとも一部を埋める接続部材が設けられており、
   前記第１電極シートの厚さをＤ、前記第１電極シートの一方の面の活物質層の厚さをＴ１、前記接続部材の前記第１電極シートの厚さ方向の長さをＺとすると、
   Ｔ１≦Ｚ，かつＺ≦Ｄ，かつＴ１≠Ｄ
   であり、
   前記第１電極シートの一端部には、当該第１電極シートの一端部から突出した形状であって前記両セパレータからはみ出した集電タブが存在し、
   前記第２電極シートの一端部には、当該第２電極シートの一端部から突出した形状であって前記両セパレータからはみ出した集電タブが存在し、
   前記第２電極シートの一端部は、前記第１電極シートの一端部側に配置されており、
   前記第１電極シート、前記第２電極シート、前記第１セパレータ及び前記第２セパレータはそれぞれ複数存在し、
   前記第１電極シートが複数存在することに対応させて、前記第１電極シートの集電タブは複数存在し、当該複数の第１電極シートの各集電タブは互いに電気的に接続されており、
   前記第２電極シートが複数存在することに対応させて、前記第２電極シートの集電タブは複数存在し、当該複数の第２電極シートの各集電タブは互いに電気的に接続されており、
   前記接続部材は、前記領域のうち前記第１電極シートの厚さ方向から見て前記第１電極シートの集電タブと重ならない位置に有り、
   前記接続部材における前記第１電極シート側とは反対側の側面は、前記両セパレータの側面と面一となっていることを特徴とする蓄電装置。
2. 前記第１セパレータの厚さをＹ１、前記第２セパレータの厚さをＹ２とすると、
   Ｄ−（Ｙ１＋Ｙ２）≦Ｚ
   であることを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
3. Ｚ＝Ｄ
   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。
4. 前記第１はみ出し部、及び前記第２はみ出し部は、前記第１セパレータ、及び前記第２セパレータの全周に亘っており、
   前記接続部材は、前記領域のうち前記第１電極シートの厚さ方向から見て前記第１電極シートの集電タブと重ならない位置において、前記第１はみ出し部、及び前記第２はみ出し部に沿って連続して設けられてい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。
5. 前記第１セパレータ、及び前記第２セパレータは、一体のセパレータを折り返すことによって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。
6. 前記接続部材は、前記領域のうち、前記第１電極シートの厚さ方向から見て前記第１電極シートの集電タブと重ならない位置であって、且つ、前記一体のセパレータが折り返された箇所以外の位置に有ることを特徴とする請求項５に記載の蓄電装置。
7. 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１〜６のうちいずれか一項に記載の蓄電装置。
8. 前記複数の第１電極シートの各集電タブ、及び、前記複数の第２電極シートの各集電タブは、前記第１電極シート及び前記第２電極シートの積層方向に折り曲げられていることを特徴とする請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の蓄電装置。
9. 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１〜８のうちいずれか一項に記載の蓄電装置。