JP5971095B2 - 蓄電素子およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、一次電池および二次電池ならびに各種キャパシタなどを含む蓄電素子およびその製造方法に関する。

特許文献１には、多数の短冊状正極と二枚の長尺セパレータとの一体物を有し、この一体物が短冊状正極の間の部分で交互に折られ、その間に多数の短冊状負極が挟持されて、両セパレータが葛折り状になった積層型二次電池が開示されている。この一体物は、二枚の長尺セパレータの間に多数の短冊状正極が挟まれ、各正極のうち両セパレータから一方に突出した正極端子部を除く三辺で、両セパレータが互いに溶着されて形成されている。これらの短冊状負極は、それぞれ正極端子部とは背向する方向に前記一体物から突出した負極端子部をもつ。

特許文献２には、一枚の帯状をした正負一方の長尺電極板と、この長尺電極板をその両面から挟み込む二枚の長尺セパレータと、両長尺セパレータをさらにその外側の両側から挟み込む二枚の正負他方の櫛形電極板とをもつ電池の積層体（積層型電池）が開示されている。二枚の櫛形電極板は比較的複雑な櫛形形状をしており、一枚の長尺電極板と二枚のセパレータおよび櫛形電極板とが互いに適正な位置に重ねられ長尺の積層一体部材とされた後、この一体物が葛折りにされて電池の積層体が構成される。

特開２００９−１１７２９１号公報 特開２０１１−２５８４３４号公報

しかしながら、前述の背景技術のうち特許文献１の電池では、電池電極のうち正負両極ともに多数の短冊状電極であり、その基材となる導電板（アルミニウムや銅の金属箔）とその両面に形成された正負の電極活物質層が切断される個所が相当に多い。

それゆえ、電池一個に含まれる正負の短冊状電極板を切り出した切り口の数が多いだけではなく、切り口の総延長も相当に長いものとなり、両電極を切り出す切断工程に伴って生じる金属箔や活物質層の切り屑も多数が発生しやすくなる。このような電極の切り屑が電池に混入すると、局部的な短絡による発熱や電池性能の低下を招きかねないうえ、自己放電が大きくなり電池の不良率が増大するので、不都合である。

特許文献２の電池においては、正負一方（実施例では負極）の長尺電極板と二枚の長尺セパレータについては切断部がごく限定されており、こちらについては切り屑の発生がほとんどないとして差し支えない。それゆえ特許文献２の構成では、前述の特許文献１の構成と比べ、切り屑の発生はおおむね半減するという効果が見込める。

そこで本発明は、簡素な構成で電極の切り屑が混入しにくい蓄電素子およびその製造方法を提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決するための本願発明の構成とその構成がもたらす作用効果とについて、本項では簡潔に説明する。

［物の発明］
本発明の蓄電素子（１００，２００）は、一次電池または二次電池である電池（１００）とキャパシタ（１００，２００）とのいずれかである。大きく分けて二種のキャパシタ（１００，２００）のうち一方（１００）には、電解コンデンサが該当する。蓄電素子（１００，２００）は、一方の電極板（１，１Ａ，２０１）と、他方の電極板（２，２０２）と、これらの両電極板の間に挿置されたセパレータ（３：３０〜３６，２０３）とが交互に積層された積層体である。

前記一方の電極板（１，１Ａ，２０１）は、両面で前記セパレータ（３，２０３）と密着しており、長手方向に所定間隔で交互に折り畳まれて葛折り状に積層された長尺の可撓性材料からなる電極板（長尺電極板と呼ぶ）（１，１Ａ，２０１）である。前記他方の電極板（２，２０２）は、両面で前記セパレータ（３，２０３）に密着しており、複数の互いに独立した短冊形状の電極板（短冊状電極板と呼ぶ）（２，２０２）である。ここで、前記長尺電極板（１，１Ａ，２０１）は、前記葛折りの折り目方向に沿った両方向のうち一方へ突出した端子部（一方端子部と呼ぶ）（１１）をもつ。一方、各前記短冊状電極板（２，２０２）は、上記両方向のうち他方へ突出した端子部（他方端子部と呼ぶ）（２１）をもつ。

本発明の蓄電素子（１００，２００）では、特許文献２に開示された発明とは別の解決手段でありながら、特許文献１の電池に比べて電極の切り屑が混入しにくいという効果がある。なぜならば、一方の電極板（１，１Ａ，２０１）は、長手方向に所定間隔で交互に折り畳まれて葛折り状に積層された長尺の可撓性材料からなる電極板（１，１Ａ，２０１）であるから、切断加工が少なく切り屑の発生がほぼ半減しているからである。また、特許文献２の電池積層体に比べても、他方の電極板を複雑な形状に切断する必要がないので、他方の電極板を作る加工が容易であり加工設備も単純で済むという効果が見込める。

なお、前記セパレータ（３，２０３）は、絶縁膜からなり、前記長尺電極板（１，１Ａ，２０１）の両面に接して折り畳まれた長尺のセパレータ（長尺セパレータと呼ぶ）（３０〜３２，２０３）としてもよい。ここで、前記セパレータ（３，２０３）は、前記一方端子部（１１）の突出方向と背向する前記他方で折り返されて前記長尺電極板（１，１Ａ，２０１）の一部を両面から包み込んでいる一枚の前記長尺セパレータ（二つ折り型セパレータと呼ぶ）（３０，２０３）としてもよい。あるいは、前記一方端子部（１１）を残して前記長尺電極板（１，１Ａ，２０１）のこれら両面を挟んでいる二枚の前記長尺セパレータ（サンドイッチ型セパレータと呼ぶ）（３１，３２）としてもよい。

いずれであっても、長尺セパレータ（３０〜３２，２０３）であれば、セパレータ自体の切断加工も少なくて済むから、加工が容易であるうえにセパレータの切り屑も発生しにくくて好都合である。

なお、セパレータ（３，２０３）を構成する絶縁膜は、一種または複数種のセラミック粒子が内部に含まれたものや表面に塗られたものであってもよい。

［その製造方法の発明］
本発明の蓄電素子（１００，２００）の製造方法は、準備工程（Ｐ１１）と一体化工程（Ｐ２１，Ｐ２２）と積層工程（Ｐ３１）とを有する。

準備工程（Ｐ１１）は、一枚の長尺電極板（１，１Ａ，２０１）と複数の短冊状電極板（２，２０２）と所定数の長尺セパレータ（３０〜３２，２０３）とを用意する工程である。ここで、長尺電極板（１，１Ａ，２０１）は、一方向に所定の幅を持ちこの幅の方向（幅方向と呼ぶ）に対して直交する長手方向に長尺で可撓性材料からなる一方の電極板である。一方、短冊状電極板（２，２０２）は、互いに独立した複数の短冊状の電極板からなる他方の電極板である。また、長尺セパレータ（３０〜３２，２０３）は、前記一方向に所定の幅を持ちこの幅に対して長手方向に長尺で絶縁膜からなる所定の寸法形状に整えられた長尺のセパレータである。

一体化工程（Ｐ２１，Ｐ２２）は、前記長尺電極板（１，１Ａ，２０１）の前記両面を覆う前記長尺セパレータ（３０〜３２，２０３）と前記長尺電極板（１，１Ａ，２０１）とが一体化された一体長尺物（４１〜４３，２０４）を作製する工程である。この際、前記長尺電極板（１，１Ａ，２０１）のうち前記幅方向の一方に突出する一方端子部（１１）を残して、前記長尺セパレータ（３０〜３２，２０３）が前記長尺電極板（１，１Ａ，２０１）の両面に密着させられる。

積層工程（Ｐ３１）は、前記一体長尺物（４１〜４３，２０４）を前記長手方向に所定幅で交互に折り重ねて葛折り状の電極積層体である蓄電素子（１００，２００）を形成する工程である。この際、各前記短冊状電極板（２，２０２）のうち前記幅方向の他方に突出する他方端子部（２１）を残して、各前記短冊状電極板（２，２０２）が前記一体長尺物（４１〜４３，２０４）の両面に対し交互に一枚ずつ折り込まれていく。

このような蓄電素子（１００，２００）の製造方法によれば、長尺電極板（１，１Ａ，２０１）の製造過程で切断加工が少ないので、特許文献１の電池を製造する方法に比べて電極板の切り屑の発生はおおむね半減するものと考えられる。その結果、特許文献２の電池積層体を製造する方法とは異なる製造方法でありながら、本製造方法によれば、電池を含む蓄電素子（１００，２００）の製造にあたり、より不具合の少ない製品を製造することができるようになるという効果がある。また、特許文献２の電池積層体を製造する方法と比べると、他方の電極板（２，２Ａ，２０２）を複雑な形状に切断する必要がないので、他方の電極板（２，２Ａ，２０２）を作る加工が容易であり加工設備も単純で済むという効果が見込める。

なお、前記一体化工程（Ｐ２１，Ｐ２２）は、二つ折り一体化工程（Ｐ２１）とサンドイッチ一体化工程（Ｐ２２）とのうちいずれであっても良い。ここで、二つ折り一体化工程（Ｐ２１）は、前記セパレータ（３０）が一枚であって、このセパレータ（３０）を前記長手方向に沿って前記幅の中央線に沿って二つ折りとし、前記長尺電極板（１，１Ａ，２０１）のうち一方端子部（１１）を残して前記長尺電極板（１）の両面を包み込んで覆う工程である。一方、サンドイッチ一体化工程（Ｐ２２）は、前記セパレータ（３１，３２）が二枚であって、前記長尺電極板（１，１Ａ，２０１）のうち前記一方端子部（１１）を残してこれらのセパレータ（３１，３２）で前記長尺電極板（１，１Ａ，２０１）を両面から挟み込んで覆う工程である。

いずれであっても、長尺セパレータ（３０〜３２）であれば、セパレータ自体の切断加工も少なくて済むから、加工が容易であるうえにセパレータの切り屑も発生しにくくて好都合である。

実施例１の蓄電素子としての電池の積層構成を模式的に示す断面図 実施例１としての電池製造方法うち二つ折り一体化工程を示す組図 （ａ）長尺電極板の構成を示す斜視図 （ｂ）長尺セパレータを二つ折りにして長尺電極板を挟む過程の斜視図 （ｃ）長尺電極板が長尺セパレータに挟まれた一体長尺物の斜視図 実施例１の電池製造方法のうち積層工程を概念的に示す斜視図 実施例１の電池製造方法の全工程を概略で示す工程流れ図 実施例２の電池製造方法のうちサンドイッチ一体化工程を示す組図 （ａ）長尺電極板の構成を示す斜視図 （ｂ）長尺セパレータを二つ折りにして長尺電極板を挟む過程の斜視図 （ｃ）長尺電極板が長尺セパレータに挟まれた一体長尺物の斜視図 実施例３の電池製造方法のうち長尺電極板折り工程を示す組図 （ａ）二つ折り構造の長尺電極板の初期構成を示す斜視図 （ｂ）初期構成から長尺電極板を二つ折りにする過程の斜視図 （ｃ）二つ折り構造の長尺電極板の構成を示す斜視図 （ｄ）長尺セパレータを二つ折りにして長尺電極板を挟む過程の斜視図 （ｅ）長尺電極板と長尺セパレータとが二つ折りの一体長尺物の斜視図 実施例３の電池製造方法のうち短冊状電極板折り工程を示す組図 （ａ）二つ折り構造の各短冊状電極板の初期構成を示す斜視図 （ｂ）初期構成から各短冊状電極板を二つ折りにする過程の斜視図 （ｃ）二つ折り構造の各短冊状電極板の構成を示す斜視図 実施例４の電池製造方法のうち主に短冊一体化工程を示す組図 （ａ）準備工程で用意された長尺電極板の構成を示す斜視図 （ｂ）短冊一体化工程で各部材を貼り合わせる過程を示す斜視図 （ｃ）短冊一体化工程で製作された短冊状一体物の構成を示す斜視図 実施例４の電池製造方法のうち積層工程を概念的に示す斜視図 実施例４の変形態様１での短冊一体化工程を示す斜視図 実施例４の変形態様２での短冊一体化工程を示す斜視図 実施例５としてのキャパシタの構成を概念的に示す断面図

本発明の「蓄電素子およびその製造方法」がもつ実施形態については、当業者に本発明を実施できるだけの理解が得られるよう以下の記載で明確かつ十分に説明する。なお、本発明の出願時点では、以下の実施例ないしその変形態様のうちいずれかに最良の実施形態が開示されているものと、発明者は考えている。

（蓄電素子としての電池の構成）
本発明の実施例１としての蓄電素子は、図１に断面で示すような積層構造を持ったリチウムイオン二次電池（ＬＩＢ，以下単に「電池」と略す）１００である。電池１００は、一方の電極板たる負極電極板１と、他方の電極板たる正極電極板２と、両電極板１，２の間に挿置されたセパレータ３０とが、交互に積層されて構成された電極積層体である。

負極電極板１は、両面でセパレータ３と密着しており、長手方向に所定間隔で交互に折り畳まれて葛折り状に積層された長尺の可撓性材料からなる電極板（長尺電極板１と呼ぶ）である。負極の長尺電極板１は、銅箔１０の両面に形成された負極活物質層１２をもち、葛折りの折り目（図１中のＦ部分）の延伸方向に沿った両方向のうち一方へ突出した一方端子部たる負極端子部１１をもつ。すなわち負極端子部１１は、図１の紙面に対して鉛直方向のうち一方へ突出している。

なお、図２（ａ）に示すように、負極端子部１１は銅箔１０だけであり、そのいずれの面にも負極活物質層１２は形成されていない。

セパレータ３０は、長尺の絶縁膜からなり、その厚さ方向に電荷の移動が可能な電池用セパレータである。この絶縁膜には、一種または複数種のセラミック粒子を内部に含むものを本実施例では採用している。その他の実施形態として、一種または複数種のセラミック粒子が表面に塗られた絶縁膜を採用したり、セラミック粒子と有機成分で構成された絶縁層を絶縁膜として採用したりしても良い。再び図１に示すように、セパレータ３０は、負極の長尺電極板１の両面に接して折り畳まれている。

図２（ｂ）〜（ｃ）に示すように、セパレータ３０は、負極端子部１１の突出方向と背向する他方側の縁で折り返されている一枚の二つ折り型セパレータである。そして、セパレータ３０は、負極の長尺電極板１の銅箔１０のうち、負極活物質層１２の形成されている部分を両面から包み込んでいる。すなわち、図２（ｃ）に示すように、負極の長尺電極板１とその両面を包む二つ折り型セパレータ３０とは一体化して一体長尺物４１を形成している。

正極電極板２は、再び図１に示すように、両面でセパレータ３に密着しており、多数の互いに独立した短冊形状の電極板（短冊状電極板２と呼ぶ）である。正極の各短冊状電極板２は、図３に示すように、アルミニウム箔２０の両面に形成された正極活物質層２２をもち、上記両方向のうち他方（図１の紙面に対し鉛直方向の他方）へ突出した他方端子部たる正極端子部２１をもつ。正極端子部２１はアルミニウム箔２０からなり、そのいずれの面にも正極活物質層２２は形成されていない。

そして、図３に示すように、正極たる長尺電極板１と二つ折り型セパレータ３０とからなる一体長尺物４１に対し、その両面から多数の負極たる短冊状電極板２が交互に積層されて、再び図１に示す構成の電極積層体たる電池１００が構成されている。一枚の一体長尺物４１と多数の短冊状電極板２との積層に際し、一体長尺物４１は葛折りに折り畳まれ、その間に短冊状電極板２が両側から挿置されて一体長尺物４１に挟持された構造を電池１００はもっている。

図１の下部左方に示すように、一体長尺物４１の長手方向の端面４０では、長尺電極板１の端部よりも二つ折り型セパレータ３０の端部が突出しており、負極たる長尺電極板１と正極たる短冊状電極板２との接触を防いでいる。一体長尺物４１の長手方向の端面（図略）でも同様である。なお、突出した二つ折り型セパレータ３０の端部同士を接合して正極１と負極２との接触防止をより完全にしても良い。

以上の構成を持つ電池１００は、以下のような蓄電素子の製造方法によって製造することができる。

（その製造方法）
本発明の蓄電素子の製造方法は、電池１００を製造する方法であって、図４に示すように、準備工程Ｐ１１と一体化工程Ｐ２１と積層工程Ｐ３１とを有する。

先ず、準備工程Ｐ１１は、一枚の負極たる長尺電極板１と、所定枚数の正極たる短冊状電極板２と、一枚の二つ折り型の長尺セパレータ３０とを、それぞれ用意する工程である。図４の上半部には、長尺電極板１と各短冊状電極板２とをそれぞれ用意する二系統の工程が画かれており、セパレータ３０を用意する工程の作図は略されている。

長尺電極板１は、再び図２（ａ）に示すように、一方向に所定の幅を持ちこの幅の方向（幅方向と呼ぶ）に対して直交する長手方向に長尺で可撓性材料からなる負極電極板であり、その構成は前項で説明した通りである。短冊状電極板２は、再び図３に示すように、互いに独立した所定枚数の短冊状の電極板からなる正極電極板であり、その構成は前項で説明した通りである。長尺セパレータ３０は、前記一方向に所定の幅を持ち、この幅に対して長手方向に長尺で可撓性材料からなる所定の寸法形状に整えられた絶縁膜または１種または複数種のセラミック粒子を含むまたは塗工された絶縁膜の電池用セパレータである。

長尺電極板１、各短冊状電極板２および長尺セパレータ３０の寸法は、図１、図２（ａ）〜（ｃ）および図３に示すとおり、長尺電極板１の負極活物質層１２と各短冊状電極板２の正極活物質層２２とは、長尺セパレータ３０を介してのみ対向する。そして、長尺電極板１と各短冊状電極板２とは、互いに直接は接触しないようになっている。

次に、一体化工程Ｐ２１は、図２（ｂ）〜（ｃ）に示すように、長尺電極板１のうち負極端子部１１を残して長尺セパレータ３０を長尺電極板１の両面に密着させ、長尺電極板１の両面を覆う長尺セパレータ３０と長尺電極板１とが一体化された一体長尺物４１を作製する工程である。本工程では、長尺セパレータ３０を前記長手方向に沿って前記幅の中央線に沿って二つ折りとし、長尺電極板１のうち負極端子部１１を残して長尺電極板１の両面を包み込んで覆う。それゆえ、本実施例の製造方法のうち一体化工程Ｐ２１をもって二つ折り一体化工程Ｐ２１と呼ぶことにする。

最後に、積層工程Ｐ３１は、各短冊状電極板２のうち前記幅方向の他方に突出する正極端子部２１を残して各短冊状電極板２を一体長尺物４１の両面に一枚ずつ交互に折り込みながら、一体長尺物４１を長手方向に所定幅で交互に折り重ねる工程である。積層工程Ｐ３１が完了すると、前項で説明したように、図１に示す断面を持つ葛折り状の電極積層体である電池１００を形成される。

（作用効果）
本実施例の電池１００およびその製造方法は、以上のように構成されているので、特許文献２に開示された発明とは別の解決手段でありながら、特許文献１の電池に比べて電極の切り屑が混入しにくいという効果がある。なぜならば、負極たる長尺電極板１は、長手方向に所定間隔で交互に折り畳まれて葛折り状に積層された長尺の可撓性材料からなる一枚部材であるから、特許文献１の電池に比べて製造過程で特に切断加工が少なく、切り屑の発生がほぼ半減しているからである。

また、特許文献２の電池積層体に比べても、櫛形という複雑な形状に電極板を切断する必要がない分だけ電極板を作る加工が容易であるから、加工設備も単純で済むという効果が見込める。

さらに、二つ折り式の長尺セパレータ３０であれば、セパレータ自体の切断加工も少なくて済むから、加工が容易であるうえにセパレータ加工時の切り屑も発生しにくい。そのうえ、長尺電極板１と長尺セパレータ３０とで一体長尺物４１を構成してから葛折りに短冊状電極板２を折り込む積層工程Ｐ３１を行うから、積層工程Ｐ３１での工数が少なくて済み、好都合である。

（変形態様１）
本実施例の変形態様１として、長尺電極板１と各短冊状電極板２との正極負極を逆転させた実施形態も実施可能である。

現況の技術では、リチウムイオン二次電池では実施例１のような正極負極の方が合理的であるが、将来的には両電極板１，２やセパレータ３０を構成する材料が進歩し、その物理特性なども変わっていくことであろう。そのような場合には、本変形態様のように正極負極を実施例１とは逆転させた構成の方が合理的になる可能性もある。

なお、本変形態様のように正極負極を逆転させた実施形態は、以下の各実施例としての電池とその変形態様とについても同様に成り立つ。

（変形態様２）
本実施例の変形態様２として、上記実施例１と図面上の表記（図１参照）はほぼ同様となる構成を持ったキャパシタ、例えばＬＩＣ（リチウムイオン・キャパシタ）の実施が可能である。ＬＩＣでは、正極がアルミニウム箔２０の両側の表面に活性炭層２２をもつ多数の短冊状電極板２であり、負極は銅箔１０の両側の表面に活性炭層１２をもつ長尺電極板１である。本構成のキャパシタでも、実施例１と同様の作用効果が得られ、切り屑の混入による不良率の増大などの不都合が低減される。

なお、以下の実施例２〜実施例４とそれらの各種変形態様でも、本変形態様とほぼ同様に変更を施してＬＩＣなどのキャパシタとする変形態様の実施が可能である。

（電池の構成）
本発明の蓄電素子の実施例２として電池（全体図はない）は、実施例１とはセパレータの構成が異なり、図５（ｂ）に示すように、長尺で二枚のセパレータ３１，３２を用いている。すなわち図５（ｃ）に示すように、セパレータ３１，３２は、負極端子部１１を残して長尺電極板１を両面からサンドイッチ状に挟んでいる二枚のフィルム状セパレータであり、長尺電極板１とセパレータ３１，３２とで一体長尺物４２を構成する。

本実施例の電池の構成は、以上の点で実施例１と異なっているだけで、断面図は実施例１の図１と同様となる。それゆえ、その構造だけではなく、外観や性能も実施例１の電池１００とおおむね同様である。

（その製造方法）
本実施例の電池の製造方法は、準備工程と一体化工程とが実施例１と若干異なっているだけであり、その加工工程の全体図は前述の図４をもって兼用させることができる。

先ず、準備工程Ｐ１１では、図５（ｂ）に示すように、二枚に別れたセパレータ３１，３２を用意する点だけが実施例１と異なっている。

次に、一体化工程では、実施例１での二つ折り一体化工程Ｐ２１とは異なる工程を採用している。すなわち本実施例では、図５（ｂ）〜（ｃ）に示すように、長尺電極板１のうち負極端子部１１を残して二枚の長尺セパレータ３１，３２で長尺電極板１が両面から挟み込まれて覆われるサンドイッチ一体化工程Ｐ２２を採用している。その結果、再び図５（ｃ）に示すように、長尺電極板１とセパレータ３１，３２とからなる一体長尺物４２が形成される。

最後の積層工程は、実施例１の二つ折り型セパレータ３０をもつ一体長尺物４１に代えてサンドイッチ型の長尺セパレータ３１，３２をもつ一体長尺物４２を折り畳むという点以外は、実施例１の積層工程Ｐ３１と同様である。

（作用効果）
本実施例の電池およびその製造方法では、前述のようにサンドイッチ型の長尺セパレータ３１，３２をもつ一体長尺物４２を構成要素とし、それに伴い二つ折り一体化工程Ｐ２１に代えてサンドイッチ一体化工程Ｐ２２が製造過程で採用されている。この点以外は、前述のように実施例１とほとんど変わりがないので、本実施例でも実施例１とほぼ同様の作用効果が得られる。

（変形態様１）
実施例１の変形態様１と同様に、本実施例にも正極負極を逆転させた変形態様の実施が可能であり、その将来的な可能性も実施例１の変形態様１と同様である。

（電池の構成）
本実施例の電池（全体図は省略）では、負極の長尺電極板１Ａと正極の各短冊状電極板２Ａとの構成とが、実施例１と異なっている。

すなわち図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、長尺電極板１Ａの導電性箔状材料として、実施例１の銅箔１０に比べ幅が約二倍で厚さが約半分の銅箔１０Ａを用いる。そして、銅箔１０Ａの片面のうち幅の中央部分を含む所定部分に前記活物質層１２が形成されており、幅の中央にあたる中心線で銅箔１０Ａが二つ折りにされて、両面に前記活物質層１２をもつ二つ折り構造の長尺電極板１Ａが採用されている。

そして図６（ｄ）〜（ｅ）に示すように、二つ折りした長尺電極板１Ａの負極活物質層１２を覆い尽くすよう実施例１と同様に二つ折りのセパレータ３０が被されて、一体長尺物４３が形成される。

一方、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、各短冊状電極板２Ａの導電性箔状材料２３Ａとしては、実施例１のアルミニウム箔２０に比べ約二倍で厚さが約半分のアルミニウム箔２０Ａを用いる。そして、アルミニウム箔２０Ａの片面のうち所定部分に正極活物質層２２が形成された後、アルミニウム箔２０は正極活物質層２２ごと二つ折りにされて、両面に正極活物質層２２をもつ二つ折り構造の電極板２Ａが形成される。

それゆえ、本実施例の電池の断面を示すならば、実施例１の断面構成を示す図１に少しの改訂を加えるだけで良い。すなわち、負極の長尺電極板１と正極の各短冊状電極板２とに代えて、それらの厚さの中間部に二つ折りで接合されたことを示す外形線が入った負極の長尺電極板１Ａと正極の各短冊状電極板２Ａとが図１に描き込まれていればよい。そうすれば、本実施例の電池構成の要部を概念的に示す断面図となる。

（その製造方法）
本実施例の電池製造方法は、前述の電池構成から分かるように、準備工程Ｐ１１の一部が実施例１とは異なっている。

すなわち、準備工程Ｐ１１は、再び図４に括弧付きの符号Ｐ１１１，Ｐ１１２で示すように、長尺電極板折り工程Ｐ１１１と短冊状電極板折り工程Ｐ１１２とを含む。

長尺電極板折り工程Ｐ１１１では、長尺電極板１Ａの銅箔１０Ａの片面のうち幅方向の中央部を含む一部に、負極活物質層１２が所定幅で形成される。そして、負極活物質層１２が形成された片面が外側になるよう銅箔１０Ａが二つ折りにされ、両面に負極活物質層１２をもつ長尺電極板１Ａが形成される。

一方、短冊状電極板折り工程Ｐ１１２では、各短冊状電極板２Ａのアルミニウム箔２０Ａの片面のうち中央部を含む片面に正極活物質層２２が所定幅で形成される。そして、正極活物質層２２が形成された片面が外側になるようにアルミニウム箔２０Ａが二つ折りにされ、両面に正極活物質層２２をもつ各短冊状電極板２Ａが形成される。

その他の工程については、実施例１と同様である。

（作用効果）
本実施例では、二つ折り以前の状態で負極の長尺電極板１Ａと正極の各短冊状電極板２Ａとの片面にだけ、それぞれの活物質１２，２２が形成されるので、活物質の形成が容易である。また、長尺電極板１Ａの銅箔１０Ａの厚さが実施例１に比べて半減しているので、長尺電極板１と長尺セパレータ３０とからなる一体長尺物４３を葛折り状に折り畳む際により容易になる可能性がある。この傾向は、銅箔１０Ａの厚さが大きな電池を製造する場合に利点となり得る。

その他の点については、準備工程Ｐ１１に長尺電極板折り工程Ｐ１１１と短冊状電極板折り工程Ｐ１１２とが含まれること以外は実施例１と同様であり、作用効果においても実施例１とほぼ同様の作用効果が得られる。

（変形態様１）
本実施例において、長尺電極板１Ａおよび各短冊状電極板２Ａのうち一方だけが採用されており、他方には実施例１と同様の長尺電極板１および各短冊状電極板２が採用された変形態様も実施可能である。本変形態様においても、本実施例とほぼ同様に実施例１に準ずる作用効果が得られる。

（変形態様２）
本実施例の変形態様２として、実施例２と同様に、セパレータ３は二枚の長尺セパレータ３１，３２であって、前述のように二つ折りで形成された長尺電極板１Ａをサンドイッチ状に挟み込む構成の電池を実施することも可能である。本変形態様においても、本実施例とほぼ同様に実施例１に準ずる作用効果が得られる。

（電池の構成）
本実施例の電池が持つ構成上の特徴は、以上の各実施例とは異なってセパレータ３に長尺セパレータ３０を使わず、各短冊状電極板２の両面を短冊状のセパレータで包むことである。なお、長尺電極板１は、図８（ａ）に示すように実施例１と同じものである。

すなわち図８（ｂ）〜（ｃ）に示すように、セパレータ３は、短冊状電極板２のそれぞれのうち長尺電極板１と重なる部分を両面から挟持する二枚の短冊状フィルムからなる短冊状セパレータ３３，３４である。短冊状セパレータ３３，３４は、各短冊状電極板２のうち正極活物質層２２が形成されている部分をすっかり覆って三辺で熱溶着される。短冊状セパレータ３３，３４の四辺のうち残りの一辺からは、正極端子部２１が突出している。

（その製造方法）
本実施例の電池製造方法は、いずれも実施例１とは異なる準備工程Ｐ１３と短冊一体化工程Ｐ２３と積層工程Ｐ３３とを有する。

先ず準備工程Ｐ１３は、図８（ａ）〜（ｂ）に示すように実施例１と同様の長尺電極板１および所定枚数の短冊状電極板２と、図８（ｂ）に示すように実施例１とは異なる複数の短冊状セパレータ３３，３４とを用意する工程である。

次に短冊一体化工程Ｐ２３では、図８（ｂ）〜（ｃ）に示すように、各短冊状電極板２のうち正極端子部２１を残して二枚の短冊状セパレータ３３，３４が各短冊状電極板２の両面に密着させされて三辺が溶着させられる。その結果、図８（ｃ）に示すように、各短冊状電極板２の両面を覆うそれぞれの短冊状セパレータ３３，３４と短冊状電極板２とが一体化された短冊状一体物５１が作製される。

最後に積層工程Ｐ３３では、図９に示すように、正極端子部２１を残して各短冊状一体物５１が長尺電極板１の両面に対して交互に一枚ずつ折り込まれる。すなわち、長尺電極板１のうち各短冊状電極板２に重ならない負極端子部１１を残しながら、長尺電極板１が長手方向に所定幅で交互に折り重ねられ、各短冊状一体物５１を折り込みながら葛折り状に折り畳まれる。その結果、負極端子部１１と各正極端子部２１とが前記幅方向に沿って互いに背向して突出した略直方体のブロック状電極積層体が形成され、本実施例の電池となる。

（作用効果）
本実施例でも負極として一枚の長尺電極板１が採用されており、負極の切断加工が最小限に抑制されているので、実施例１などと同様に切り屑の発生がほぼ半減し、切り屑の混入による不具合の発生確率は低減されるという効果がある。

本実施例は、セパレータ３３，３４が多数あるので工数が実施例１などよりも増すが、何らかの理由で長尺電極板１の両面にセパレータ３を付けた一体長尺物を形成しづらい場合に有効であろう。

（変形態様１）
図１０に示すように、各短冊状電極板２のうち正極端子部２１と背向する辺縁に沿って折り返す二つ折り状のフィルム状セパレータ３５を採用した電池の変形態様が実施可能である。この変形態様の製造方法では、セパレータ３の部品点数が上記実施例に比べ半減するうえ、短冊一体化工程Ｐ２４で二つ折りセパレータ３５のうち対向する両辺だけを溶着すれば良いので、短冊一体化工程Ｐ２４での工数が減るという利点もある。

（変形態様２）
図１１に示すように、各短冊状電極板２のうち正極端子部２１と直交する辺縁に沿って折り返す二つ折り状のフィルム状セパレータ３６を採用した電池の変形態様が実施可能である。そして、図９とほぼ同様の積層工程において、セパレータ３６の折り目を長尺電極板１に当接させて折り込むようにすれば、仮に溶着が不完全な部分があっても長尺電極板１と各短冊状電極板２との接触は避けられるのでより信頼性が高くなる。また、この変形態様の製造方法では、セパレータ３の部品点数が上記実施例に比べ半減するうえ、短冊一体化工程Ｐ２５で二つ折りセパレータ３６のうち対向する両辺だけを溶着すれば良いので、短冊一体化工程Ｐ２５での工数が減るという利点もある。

（変形態様３）
本実施例とその上記変形態様において、長尺電極板１および各短冊状電極板２のうち少なくとも一方を、実施例３およびその変形態様１と同様に二つ折り構造を持つもの１Ａ、２Ａとしてもよい。その場合には、本実施例の作用効果に加えて、実施例３およびその変形態様１に相当する作用効果が得られる。

（蓄電素子としてのキャパシタの構成およびその製造方法）
本実施例の蓄電素子は、以上の各実施例とその変形態様とは異なり、キャパシタ２００である。

本実施例のキャパシタ２００では、その断面構成を図１２に示すように、長尺電極板２０１および各短冊状電極板２０２はそれぞれ導電性の電極板であり、セパレータ２０３は絶縁性フィルムである。そして、準備工程で長尺電極板２０１および各短冊状電極板２０２に電極活物質を付けない他は、実施例１の電池とほぼ同様の製造方法を採る。すなわち、次の一体化工程で長尺電極板２０１とセパレータ２０３とを合わせて一体長尺物２０４を形成し、最後の積層工程で一体長尺物２０４の両面に各短冊状電極板２０２を折り込みつつ、一体長尺物２０４を葛折りにしていく。その結果、電極積層体たる略直方体ブロック状のキャパシタ２００が製造される。

本実施例では、やはり長尺電極板２０１を採用しており、切断個所が少ないので切り屑による不具合の発生が抑制されるという効果がある。

（変形態様１）
前述の実施例１の変形態様２と重複するが、本実施例のキャパシタの変形態様１として、図１に示す断面で構成された構造を持った電解コンデンサ１００の実施が可能である。

本変形態様では、極性のない通常のコンデンサに比べ電解コンデンサ特有の長所が発揮されるうえに、上記の本実施例と同様に一方の電極板が長尺であって切断個所が少ないから、電極板の切り屑による不具合の発生が抑制されるという効果がある。また、長尺電極板および長尺セパレータを採用しているので、電極板だけではなくセパレータについても切断工数が節減されているという効果もある。

（各種変形態様）
本実施例のキャパシタ２００については、電池とその製造方法である実施例１に対する実施例２および実施例４とそれらの各変形態様と同様の各種変形態様とを実施することが可能であり、それぞれに相応の作用効果が得られる。

１００：蓄電素子たるリチウムイオン二次電池（単に電池と呼ぶ）
または電解コンデンサ（ＬＩＣ：リチウムイオン・キャパシタ）
１，１Ａ：長尺電極板（図示の実施例では負極） １０，１０Ａ：銅箔
１１：負極端子部（一方端子部として） １２：負極活物質層／活性炭層
２，２Ａ：短冊状電極板（図示の実施例では正極） ２０，２０Ａ：アルミニウム箔
２１：正極端子部（他方端子部として） ２２：正極活物質層／活性炭層
３：セパレータ（絶縁膜：内部や表面にセラミック粒子を含むこともある）
３０〜３２：長尺セパレータ ３３〜３６：短冊状セパレータ
４１，４２，４３：一体長尺物 ５１，５２，５３：短冊状一体物
２００：蓄電素子としてのキャパシタ ２０１：長尺電極板
２０２：短冊状電極板 ２０３：長尺セパレータ ２０４：一体長尺物
Ｐ１１，Ｐ１１Ａ：準備工程 Ｐ２１〜Ｐ２５：一体化工程 Ｐ３１，Ｐ３３：積層工程

Claims (6)

1. 一方の電極板（１，１Ａ）と、他方の電極板（２，２Ａ）と、これらの両電極板の間に挿置されたセパレータ（３：３０〜３６）とが交互に積層された蓄電素子（１００）において、
   前記一方の電極板（１，１Ａ）は、両面で前記セパレータ（３）と密着しており、長手方向に所定間隔で交互に折り畳まれて葛折り状に積層された長尺の可撓性材料からなる電極板（長尺電極板と呼ぶ）（１，１Ａ）であり、
   前記他方の電極板（２，２Ａ）は、両面で前記セパレータ（３）に密着しており、複数の互いに独立した短冊形状の電極板（短冊状電極板と呼ぶ）（２，２Ａ）であり、
   前記長尺電極板（１，１Ａ）は、前記葛折りの折り目方向に沿った両方向のうち一方へ突出した端子部（一方端子部と呼ぶ）（１１）をもち、この長尺電極板の両面に形成された活物質層（１２）をもつ正負のうち一方の電極板であり、
   各前記短冊状電極板（２，２Ａ）は、上記両方向のうち他方へ突出した端子部（他方端子部と呼ぶ）（２１）をもち、この短冊状電極板（２，２Ａ）の両面に形成された活物質層（２２）をもつ正負のうち他方の電極板であり、
   前記セパレータ（３）は、厚さ方向に電荷の移動が可能な電池用セパレータ（３０〜３６）であり、
   前記長尺電極板（１Ａ）および各前記短冊状電極板（２Ａ）のうち少なくとも一方は、導電性箔状材料（１０Ａ，２０Ａ）の片面のうち所定部分に前記活物質層（１２，２２）が形成された可撓性材料が二つ折りにされて、両面に前記活物質層（１２，２２）をもつ二つ折り構造の電極板（１Ａ，２Ａ）であることを特徴とする、
   蓄電素子（１００）。
2. 前記セパレータ（３）は、
   絶縁膜からなり、前記長尺電極板（１，１Ａ）の両面に接して折り畳まれた長尺のセパレータ（長尺セパレータと呼ぶ）（３０〜３２）であって、
   前記一方端子部（１１）の突出方向と背向する前記他方で折り返されて前記長尺電極板（１，１Ａ）の一部を両面から包み込んでいる一枚の前記長尺セパレータ（二つ折り型セパレータと呼ぶ）（３０）と、前記一方端子部（１１）を残して前記長尺電極板（１，１Ａ）のこれら両面を挟んでいる二枚の前記長尺セパレータ（サンドイッチ型セパレータと呼ぶ）（３１，３２）とのうちいずれかである、
   請求項１記載の蓄電素子（１００）。
3. 前記セパレータ（３）は、
   前記各短冊状電極板（２，２Ａ）のうち前記長尺電極板（１，１Ａ）と重なる部分を両面から包む短冊状フィルムからなる短冊状セパレータ（３３〜３６）であって、
   各前記短冊状電極板（２，２Ａ）を両面から挟持する二枚一組のセパレータ（３３，３４）と、各前記短冊状電極板（２，２Ａ）の辺縁に沿って折り返す二つ折り状のセパレータ（３５，３６）とのうちいずれかである、
   請求項１記載の蓄電素子（１００）。
4. 一方向に所定の幅を持ちこの幅の方向（幅方向と呼ぶ）に対して直交する長手方向に長尺で可撓性材料からなる一方の電極板である長尺電極板（１，１Ａ）と、互いに独立した複数の短冊状の電極板からなる他方の電極板である短冊状電極板（２，２Ａ）と、前記一方向に所定の幅を持ちこの幅に対して長手方向に長尺で可撓性材料からなる所定の寸法形状に整えられた長尺セパレータ（３０〜３２）とを用意する準備工程（Ｐ１１）と、
   前記長尺電極板（１，１Ａ）のうち前記幅方向の一方に突出する一方端子部（１１）を残して前記長尺セパレータ（３０〜３２）を前記長尺電極板（１，１Ａ）の両面に密着させ、前記長尺電極板（１，１Ａ）の前記両面を覆う前記長尺セパレータ（３０〜３２）と前記長尺電極板（１，１Ａ）とが一体化された一体長尺物（４１〜４３）を作製する一体化工程（Ｐ２１，Ｐ２２）と、
   各前記短冊状電極板（２，２Ａ）のうち前記幅方向の他方に突出する他方端子部（２１）を残して各前記短冊状電極板（２，２Ａ）を前記一体長尺物（４１〜４３）の両面に一枚ずつ折り込みながら、前記一体長尺物（４１〜４３）を前記長手方向に所定幅で交互に折り重ねて葛折り状の電極積層体である蓄電素子（１００）を形成する積層工程（Ｐ３１）とを有し、
   前記準備工程（Ｐ１１）は、
   前記長尺電極板（１Ａ）の可撓性導電材料（１０Ａ）の片面のうち幅方向の中央部を含む一部に活物質層（１２）を所定幅で形成し、この片面が外側になるようこの導電材料（１０Ａ）を二つ折りにして、両面に前記活物質層（１２）をもつ前記長尺電極板（１Ａ）を形成する長尺電極板折り工程（Ｐ１１１）と、
   前記各短冊状電極板（２Ａ）の可撓性導電材料（２０Ａ）の片面のうち中央部を含む片面に活物質層（２２）を所定幅で形成し、この片面が外側になるようにこの導電性材料（２０Ａ）を二つ折りにして、両面に前記活物質層（２２）をもつ前記短冊状電極板（２Ａ）を形成する短冊状電極板折り工程（Ｐ１１２）とのうち、
   少なくとも一方を含むことを特徴とする、
   蓄電素子（１００）の製造方法。
5. 前記一体化工程（Ｐ２１，Ｐ２２）は、
   前記セパレータ（３０）が一枚であって、このセパレータ（３０）を前記長手方向に沿って前記幅の中央線に沿って二つ折りとし、前記長尺電極板（１，１Ａ）のうち一方端子部（１１）を残して前記長尺電極板（１）の両面を包み込んで覆う二つ折り一体化工程（Ｐ２１）と、
   前記セパレータ（３１，３２）が二枚であって、前記長尺電極板（１，１Ａ）のうち前記一方端子部（１１）を残してこれらのセパレータ（３１，３２）で前記長尺電極板（１，１Ａ）を両面から挟み込んで覆うサンドイッチ一体化工程（Ｐ２２）と、
   のうちいずれかである、
   請求項４に記載された蓄電素子（１００）の製造方法。
6. 一方向に所定の幅を持ちこの幅の方向（幅方向と呼ぶ）に対して直交する長手方向に長尺で可撓性材料からなる一方の電極板である長尺電極板（１，１Ａ）と、互いに独立した複数の短冊状の電極板からなる他方の電極板である短冊状電極板（２，２Ａ）と、これらの短冊状電極板（２，２Ａ）のそれぞれの両面を覆うことができるように所定の寸法形状をもつ複数の短冊状セパレータ（３３〜３６）とを用意する準備工程（Ｐ１１２）と、
   各前記短冊状電極板（２，２Ａ）のうち端子部（他方端子部と呼ぶ）（２１）を残して前記短冊状セパレータ（３３〜３６）を前記短冊状電極板（２，２Ａ）の両面に密着させ、前記短冊状電極板（２，２Ａ）の前記両面を覆うそれぞれの前記短冊状セパレータ（３３〜３６）と前記短冊状電極板（２，２Ａ）とが一体化された短冊状一体物（５１〜５３）を作製する短冊一体化工程（Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５）と、
   前記他方端子部（２１）を残して各前記短冊状一体物（５１〜５３）を前記長尺電極板（１，１Ａ）の両面に対して交互に一枚ずつ折り込み、前記長尺電極板（１，１Ａ）のうち各前記短冊状電極板（２，２Ａ）に重ならない端子部（一方端子部と呼ぶ）（１１）を残しながら、前記長尺電極板（１，１Ａ）を前記長手方向に所定幅で交互に折り重ね、前記一方端子部（１１）と各前記他方端子部（２１）とが前記幅方向に沿って互いに背向して突出した葛折り状の電極積層体である蓄電素子（１００）を形成する積層工程（Ｐ３３）と、
   を有することを特徴とする、
   蓄電素子（１００）の製造方法。

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