JP6044083B2 - 積層型電池およびその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、積層型電池およびその製造方法に関する。
積層型電池は、正極、セパレータ、負極およびセパレータが順次積層されてなる積層体を有しており、積層時の位置ズレは、電池容量の低下（有効発電面積の減少）や短絡等を引き起こす虞がある。そのため、袋状セパレータに正極を配置することで、積層時の位置ズレを抑制している（例えば、特許文献１参照。）。
特開平７−３０２６１６号公報
しかし、袋状セパレータの内部における正極の位置決めのため、正極の４端面に対応する４箇所を熱融着しており、作業工数が多いため、生産性の向上が困難である問題を有する。また、熱融着は、厚みを薄くしかつ穴などの欠陥を生じる虞があるため、正極の外周部位と熱融着部位との間に一定の隙間を確保する必要があり、袋状セパレータのサイズを削減することによる電池の小型化が困難である問題を有する。
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、良好な生産性を有しかつ小型化が容易である積層型電池およびその製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明の一様相は、第１セパレータと正極あるいは負極の一方の電極とを有する第１サブアセンブリと、第２セパレータと前記正極あるいは前記負極の他方の電極とを有する第２サブアセンブリと、が順次積層されてなる積層体を有する積層型電池である。前記正極および前記負極は、略矩形であり、発電した電気を外部に取り出すための集電部を有しており、前記集電部は、前記正極および前記負極の辺部から突出しており、前記正極の前記集電部と前記負極の前記集電部とは、積層方向においてオーバーラップしないように設定されている。前記第１サブアセンブリの前記一方の電極における積層方向に位置する一方の面は、前記一方の電極において少なくとも前記集電部に配置されている絶縁性の樹脂部材を介して、前記第１セパレータにおける前記一方の面に面する側と接合されることで、前記一方の電極と前記第１セパレータとが一体化されており、前記第２サブアセンブリの前記他方の電極における積層方向に位置する一方の面は、前記他方の電極において少なくとも前記集電部に配置されている絶縁性の樹脂部材を介して、前記第２セパレータにおける前記一方の面に面する側と接合されることで、前記他方の電極と前記第２セパレータとが一体化されている。
上記目的を達成するための本発明の別の一様相は、第１セパレータ、第２セパレータ、および、前記第１セパレータと前記第２セパレータとの間に配置される正極あるいは負極の一方を有するサブアセンブリと、前記正極あるいは前記負極の他方と、が順次積層されてなる積層体を有する積層型電池である。そして、前記サブアセンブリにおいて、前記正極あるいは前記負極の一方における積層方向に位置する一方の面および他方の面は、樹脂部材が接合された部位を有し、前記第１セパレータは、前記一方の面に面する側に、前記樹脂部材に接合された部位を有し、前記第２セパレータは、前記他方の面に面する側に、前記樹脂部材に接合された部位を有することで、前記第１セパレータと前記正極あるいは前記負極の一方と前記第２セパレータとが一体化されており、前記正極および前記負極は、発電した電気を外部に取り出すための集電部を有しており、前記樹脂部材は、絶縁性を有しており、少なくとも前記集電部に配置されている。
上記目的を達成するための本発明の別の一様相は、負極、セパレータ、正極、セパレータが順次積層されてなる積層体を有する積層型電池である。前記正極および前記負極は、略矩形であり、発電した電気を外部に取り出すための集電部を有しており、前記集電部は、前記正極および前記負極の辺部から突出しており、前記正極の前記集電部と前記負極の前記集電部とは、積層方向においてオーバーラップしないように設定されている。そして、前記正極あるいは前記負極における積層方向に位置する少なくとも一方の面は、前記正極あるいは前記負極において少なくとも前記集電部に配置されている絶縁性の樹脂部材を介して、前記セパレータにおける前記少なくとも一方の面に面する側と接合されており、前記樹脂部材は、絶縁性を有する基材と、当該基材における積層方向に位置する両面に配置される粘着剤と、を有する。
上記目的を達成するための本発明の別の一様相は、負極、セパレータ、正極、セパレータが順次積層されてなる積層体を有する積層型電池の製造方法であり、前記正極および前記負極は、略矩形であり、発電した電気を外部に取り出すための集電部を有しており、前記集電部は、前記正極および前記負極の辺部から突出しており、前記正極の前記集電部と前記負極の前記集電部とは、積層方向においてオーバーラップしないように設定されている。当該製造方法においては、前記正極あるいは前記負極における積層方向の少なくとも一方の面を、前記正極あるいは前記負極において少なくとも前記集電部に配置されている絶縁性の樹脂部材を介して、前記セパレータにおける前記少なくとも一方の面に面する側と接合する。
本発明によれば、正極あるいは負極の少なくとも一方とセパレータとは一体化されているため、積層作業時における位置ズレの抑制（位置決め）が容易であり、良好な生産性（作業性）を有する。また、一体化は、正極あるいは負極の少なくとも一方の面に位置する部位と、セパレータにおける前記少なくとも一方の面に面する側に位置する部位とを、樹脂部材を介して接合することによって実行されており、正極、負極、セパレータのサイズに対する影響は少ないため、小型化が容易である。さらに、樹脂部材は、絶縁性を有しており、少なくとも集電部に配置されているため、集電部の短絡が抑制される。つまり、良好な生産性を有しかつ小型化が容易である積層型電池およびその製造方法を提供することが可能である。
実施の形態１に係る積層型電池を説明するための分解斜視図である。 図１に示されるサブアセンブリを説明するための分解斜視図である。 図１に示されるサブアセンブリの前方部を説明するための断面図である。 図１に示されるサブアセンブリの後方部を説明するための断面図である。 実施の形態１に係る変形例１を説明するための分解斜視図である。 実施の形態１に係る変形例１の集電部を説明するための断面図である。 実施の形態１に係る変形例１の集電部から離間した位置における前方辺部を説明するための断面図である。 実施の形態１に係る変形例２を説明するための断面図である。 実施の形態１に係る変形例３を説明するための分解斜視図である。 実施の形態１に係る変形例４を説明するための分解斜視図である。 実施の形態１に係る変形例５を説明するための分解斜視図である。 実施の形態１に係る変形例６を説明するための分解斜視図である。 実施の形態２に係る積層型電池を説明するための分解斜視図である。 図１３に示されるサブアセンブリを説明するための分解斜視図である。 実施の形態２に係る変形例１を説明するための分解斜視図である。 実施の形態２に係る変形例２を説明するための分解斜視図である。 実施の形態２に係る変形例３を説明するための分解斜視図である。 実施の形態２に係る変形例４を説明するための分解斜視図である。 実施の形態３に係る積層型電池を説明するための分解斜視図である。 図１９に示される第１サブアセンブリを説明するための分解斜視図である。 図２０に示される第１サブアセンブリの前方部を説明するための断面図である。 図１９に示される第２サブアセンブリを説明するための分解斜視図である。 図２２に示される第２サブアセンブリの前方部を説明するための断面図である。 実施の形態４に係る積層型電池を説明するための分解斜視図である。 図２４に示される第１サブアセンブリを説明するための分解斜視図である。 図２４に示される第２サブアセンブリを説明するための分解斜視図である。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
図１は、実施の形態１に係る積層型電池を説明するための分解斜視図、図２は、図１に示されるサブアセンブリを説明するための分解斜視図、図３および図４は、図１に示されるサブアセンブリの前方部および後方部を説明するための断面図である。
実施の形態１に係る積層型電池１００は、例えば、略矩形のリチウムイオン二次電池からなり、外装材１１０と、電池本体を構成する積層体１２０を有する。
外装材１１０は、上部１１２および下部１１４からなり、外部からの衝撃や環境劣化を防止するために使用されており、上部１１２および下部１１４を構成するシート材の外周部の一部または全部を、熱融着により接合することで形成される。シート材は、軽量化および熱伝導性の観点から、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、銅などの金属（合金を含む）をポリプロピレンフィルム等の絶縁体で被覆した高分子−金属複合ラミネートフィルムから構成されることが好ましい。なお、符号１１４Ａおよび１１４Ｂは、外装材１１０の前方辺部および後方辺部を示している。
積層体１２０は、負極１３０とサブアセンブリ１２２とを順に積層することにより、構成される。サブアセンブリ１２２は、正極１５０およびセパレータ１７０，１８０を有する。セパレータ１７０，１８０は、正極１５０の積層方向Ｓの両側に配置される。負極１３０およびサブアセンブリ１２２の積層数は、必要な容量などを考慮し、適宜設定される。
負極１３０は、略矩形であり、負極集電体１４０および活物質層１４５を有する。負極集電体１４０は、高導電性部材からなり、発電した電気を外部に取り出すための負極集電部１３２を有する。活物質層１４５は、リチウムを挿入および脱離可能な負極活物質が配置されている領域（含有している領域）であり、負極集電部１３２を除いた負極集電体１４０の両面に配置され、負極集電体１４０に電気的に接触している。負極１３０の外周部位は、負極集電部１３２が配置された前方辺部１３４Ａと、前方辺部と相対する後方辺部１３４Ｂと、前方辺部１３４Ａと後方辺部１３４Ｂとを連結しかつ相対する側方辺部１３４Ｃ，１３４Ｄとから構成される。なお、符号１５９は、外装材１１０の前方辺部１１４Ａに対する正極集電部１５２の接合領域を示している。
正極１５０は、略矩形であり、正極集電体１６０および活物質層１６５を有する。正極集電体１６０は、高導電性部材からなり、発電した電気を外部に取り出すための正極集電部１５２を有する。活物質層１６５は、リチウムを挿入および脱離可能な正極活物質が配置されている領域（含有している領域）であり、正極集電部１５２を除いた正極集電体１６０の両面に配置され、正極集電体１６０に電気的に接触している。正極１５０の外周部位は、正極集電部１５２が配置された前方辺部１５４Ａと、前方辺部と相対する後方辺部１５４Ｂと、前方辺部１５４Ａと後方辺部１５４Ｂとを連結しかつ相対する側方辺部１５４Ｃ，１５４Ｄとから構成される。
本実施の形態においては、負極１３０のサイズは、正極１５０のサイズより大きく形成されている。負極集電部１３２および正極集電部１５２は、外装材１１０の上部１１２と下部１１４との間から外部に延長しており、外装材１１０の密閉性を確保するため、外装材１１０との接触部位は、接合されている。負極集電部１３２および正極集電部１５２は、オーバーラップしないよう、その位置および形状が設定されている。
セパレータ１７０，１８０は、略矩形であり、電解液を含有する微多孔性シート（膜）からなる電解質層を構成し、負極１３０と正極１５０との間に配置される。セパレータ１７０，１８０のサイズは、活物質層１４５，１６５が配置されている領域のサイズより大きく形成されている。セパレータ１７０，１８０の外周部位は、正極集電部１５２および負極集電部１３２に相対する前方辺部１７４Ａ，１８４Ａと、前方辺部１７４Ａ，１８４Ａと相対する後方辺部１７４Ｂ，１８４Ｂと、前方辺部１７４Ａ，１８４Ａと後方辺部１７４Ｂ，１８４Ｂとを連結しかつ相対する側方辺部１７４Ｃ，１８４Ｄとから構成される。
サブアセンブリ１２２は、正極１５０における積層方向Ｓに位置する両面の外面部位に接合されたフィルム状の樹脂部材１９０に、セパレータ１７０，１８０の前方辺部（内面部位）１７４Ａ，１８４Ａを、それぞれ接合することによって形成されている。
つまり、正極１５０における積層方向Ｓに位置する両面は、樹脂部材１９０が接合された前方辺部１５４Ａを有し、セパレータ１７０，１８０は、樹脂部材１９０に接合された前方辺部１７４Ａ，１８４Ａを有しており、正極１５０とセパレータ１７０，１８０とは一体化されているため、積層作業時における位置ズレの抑制（位置決め）が容易であり、良好な生産性（作業性）を有する。また、一体化は、正極１５０の両面に位置する外周部位１５４Ａ（接合領域１５６）と、セパレータ１７０，１８０における前記両面に面する側の外周部位１７４Ａ，１８４Ａ（接合領域１７６，１８６）を接合することによって実行されており、負極１３０、正極１５０、セパレータ１７０，１８０のサイズに対する影響は少ないため、積層型電池１００の小型化が容易である。したがって、良好な生産性を有しかつ小型化が容易である積層型電池およびその製造方法を提供することが可能である。
樹脂部材１９０は、絶縁性を有しており、本実施の形態においては、正極集電部１５２に配置されている。したがって、正極集電部１５２の短絡を抑制することも可能である。なお、符号１９２は、正極１５０に対する樹脂部材１９０の接合領域を示している。
正極１５０に対する樹脂部材１９０の接合方法および樹脂部材１９０に対するセパレータ１７０，１８０の接合方法は、特に限定されず、熱溶着、超音波溶着、レーザ溶着、誘導加熱溶着、接着材等を適宜利用することが可能である。接合領域は、単一の閉じた領域からなる形態に限定されず、複数の閉じた領域（例えば、離間して並置された点状領域の集合）によって構成することも可能である。
樹脂部材１９０は、例えば、絶縁性を有する基材と、当該基材における積層方向Ｓに位置する両面に配置される粘着剤とを有する両面粘着テープによって構成される場合、セパレータ１７０，１８０の接合に際し、例えば、接着材を配置したり、熱融着装置を使用することが不要であるため、作業工数を削減し、生産性を向上させることが可能である。
基材は、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド系合成繊維からなる群から選択された樹脂である。粘着剤は、例えば、合成ゴム、ブチルゴム、合成樹脂、アクリルからなる群から選択された耐溶剤性を有する材料である。
なお、負極１３０の活物質層１４５に係る負極活物質としては、容量および出力特性の観点から、炭素材料および合金系負極材料を適用することが好ましい。炭素材料は、例えば、グラファイト、カーボンブラック、活性炭、カーボンファイバ、コークス、ソフトカーボン、ハードカーボンである。正極１５０の活物質層１６５に係る正極活物質としては、容量および出力特性の観点から、リチウム−遷移金属複合酸化物を適用することが好ましい。リチウム−遷移金属複合酸化物は、例えば、ＬｉＣｏＯ２などのＬｉ・Ｃｏ系複合酸化物、ＬｉＮｉＯ２などのＬｉ・Ｎｉ系複合酸化物、スピネルＬｉＭｎ２Ｏ４などのＬｉ・Ｍｎ系複合酸化物、ＬｉＦｅＯ２である。合金系負極材料は、例えば、ケイ素、酸化ケイ素、二酸化錫、炭化ケイ素、錫であり、リチウムと合金化し得る元素を含むことが好ましい。
活物質層１４５，１６５は、バインダや導電助剤等の添加剤をさらに含有する。
バインダは、例えば、ポリアミック酸、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、またはこれらの混合物である。
導電助剤は、活物質層１４５，１６５の導電性を向上させるために配合される添加物であり、例えば。アセチレンブラック等のカーボンブラック、グラファイト、気相成長炭素繊維などの炭素材料である。
負極集電体１４０および正極集電体１６０の素材は、例えば、鉄、ステンレス鋼、クロム、ニッケル、マンガン、チタン、モリブデン、バナジウム、ニオブ、アルミニウム、銅、銀、金、白金およびカーボンである。電子伝導性、電池作動電位という観点からは、アルミニウムや銅が好ましい。
セパレータ１７０，１８０は、多孔性（ポーラス）のＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）などのポリオレフィンから形成され、通気性を有する。また、セパレータ１７０，１８０の素材として、ＰＰ／ＰＥ／ＰＰの３層構造をした積層体、耐熱層／ポリオレフィンの２層構造をした積層体、耐熱層／ポリオレフィン／耐熱層の３層構造をした積層体、ポリオレフィン／耐熱層／ポリオレフィンの３層構造をした積層体、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、不織布を、利用することも可能である。耐熱層の素材は、酸化アルミニウムなどのセラミック材料を利用することが可能であるが、特に限定されない。不織布は、例えば、綿、レーヨン、アセテート、ナイロン、ポリエステルである。
セパレータ１７０，１８０は、電解質が浸透することによって、イオンの透過性および電気伝導性を呈することとなる。セパレータ１７０，１８０が含有する電解液は、例えば、液体電解質、ポリマー電解質である。
液体電解質は、可塑剤である有機溶媒に支持塩であるリチウム塩が溶解した形態を有する。可塑剤として適用される有機溶媒は、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ビニレンカーボネートなどの環状カーボネート類や、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）などの鎖状カーボネート類である。支持塩は、例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＴａＦ６、ＬｉＡｌＣｌ４、Ｌｉ２Ｂ１０Ｃｌ１０等の無機酸陰イオン塩や、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ、Ｌｉ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２Ｎ等の有機酸陰イオン塩である。
ポリマー電解質は、電解液を含むゲル電解質と電解液を含まない真性ポリマー電解質に分類される。ゲル電解質は、イオン伝導性ポリマーからなるマトリックスポリマーに、液体電解質が注入されてなる構成を有する。イオン伝導性ポリマーは、例えば、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）、およびこれらの共重合体である。真性ポリマー電解質は、上記のマトリックスポリマーに支持塩（リチウム塩）が溶解してなる構成を有し、可塑剤である有機溶媒を含まない。
次に、実施の形態１に係る変形例１〜６を順次説明する。
図５は、実施の形態１に係る変形例１を説明するための分解斜視図、図６は、実施の形態１に係る変形例１の集電部を説明するための断面図。図７は、実施の形態１に係る変形例１の集電部から離間した位置における前方辺部を説明するための断面図、図８は、実施の形態１に係る変形例２を説明するための断面図である。
変形例１においては、樹脂部材１９０は、正極集電部１５２および活物質層１６５の両方に配置されており、セパレータ１７０，１８０と正極１５０とは、２箇所で接合されている。具体的には、正極１５０は、正極集電部１５２に位置する接合領域１５６と、前方辺部１５４Ａに沿って延長している接合領域１５６Ａと、を有し、セパレータ１７０，１８０は、正極１５０の接合領域１５６，１５６Ａに相対して位置合わされた接合領域１７６，１７６Ａ，１８６，１８６Ｂを有する。この場合、接合強度を向上させることが可能である。
なお、正極集電部１５２に位置する樹脂部材１９０と、セパレータ１７０，１８０との接合（接合領域１５６，１７６，１８６）は、図８の変形例２に示されるように、必要に応じ、省略することも可能である。
図９〜１２は、実施の形態１に係る変形例３〜６を説明するための分解斜視図である。
樹脂部材１９０は、正極１５０の活物質層１６５に配置することも可能であり、この場合、樹脂部材１９０の配置位置（セパレータ１７０，１８０の接合位置）に関する自由度が良好である。
例えば、図９に示されるように、樹脂部材１９０を、正極１５０の後方辺部１５４Ｂに配置し、後方辺部１５４Ｂ（およびセパレータ１７０，１８０の後方辺部１７４Ｂ，１８４Ｂ）に沿って延長している接合領域１５６Ｂ，１７６Ｂ，１８６Ｂを形成することも可能である（変形例３）。
また、図１０に示されるように、樹脂部材１９０を、正極１５０の側方辺部１５４Ｃに配置し、側方辺部１５４Ｃ（およびセパレータ１７０，１８０の側方辺部１７４Ｃ，１８４Ｃ）に沿って延長している接合領域１５６Ｃ，１７６Ｃ，１８６Ｃを形成したり（変形例４）、図１１に示されるように、側方辺部１５４Ｄに配置し、側方辺部１５４Ｄ（およびセパレータ１７０，１８０の側方辺部１７４Ｄ，１８４Ｄ）に沿って延長している接合領域１５６Ｄ，１７６Ｄ，１８６Ｄを形成したり（変形例５）、することも可能である。さらに、図１２に示されるように、樹脂部材１９０を、正極１５０の側方辺部１５４Ｃ，１５４Ｄの両方に配置し、接合領域１５６Ｃ，１５６Ｄ，１７６Ｃ，１７６Ｄ，１８６Ｃ，１８６Ｄを形成することも可能である（変形例６）。
以上のように、実施の形態１においては、正極とセパレータとは一体化されているため、積層作業時における位置ズレの抑制（位置決め）が容易であり、良好な生産性（作業性）を有する。また、一体化は、正極の両面に位置する部位と、セパレータにおける前記両面に面する側に位置する部位とを、樹脂部材を介して接合することによって実行されており、負極、正極、セパレータのサイズに対する影響は少ないため、積層型電池の小型化が容易である。したがって、良好な生産性を有しかつ小型化が容易である積層型電池およびその製造方法を提供することが可能である。
また、樹脂部材が、絶縁性を有しており、正極集電部に配置される場合、正極集電部の短絡を抑制することも可能である。
樹脂部材を、正極の活物質層に配置する場合、樹脂部材の配置位置（セパレータの接合位置）に関する自由度が良好である。
樹脂部材を、例えば、絶縁性を有する基材と、当該基材における積層方向に位置する両面に配置される粘着剤とを有する両面粘着テープによって構成される場合、セパレータの接合に際し、例えば、接着材を配置したり、熱融着装置を使用することが不要であるため、作業工数を削減し、生産性を向上させることが可能である。
次に、実施の形態２に係る積層型電池を説明する。
図１３は、実施の形態２に係る積層型電池を説明するための分解斜視図、図１４は、図１３に示されるサブアセンブリを説明するための分解斜視図である。なお、以下において、実施形態１と同様の機能を有する部材については類似する符号を使用し、重複を避けるため、その説明を省略する。
実施の形態２は、負極および正極の集電部構成に関し、実施の形態１と概して異なる。
詳述すると、実施の形態２に係る積層型電池２００は、上部２１２および下部２１４からなる外装材２１０と、電池本体を構成する積層体２２０を有する。なお、符号２１４Ａおよび２１４Ｂは、外装材２１０の前方辺部および後方辺部を示している。
積層体２２０は、負極２３０とサブアセンブリ２２２とを順に積層することにより、構成される。サブアセンブリ２２２は、正極２５０およびセパレータ２７０，２８０を有する。セパレータ２７０，２８０は、正極２５０の積層方向Ｓの両側に配置される。
負極２３０の負極集電部２３２は、後方辺部２３４Ｂの略中央に配置される。正極２５０の正極集電部２５２は、前方辺部２５４Ａの略中央に配置される。後方辺部２３４Ｂと前方辺部２５４Ａとは、相対かつ離間しているため、正極集電部２５２および負極集電部２３２は、オーバーラップしない。なお、符号２３４Ａは、前方辺部を示し、符号２３４Ｃ，２３４Ｄは、側方辺部を示している。
サブアセンブリ２２２は、正極２５０における積層方向Ｓに位置する両面の外面部位に接合されたフィルム状の樹脂部材（図３の符号１９０参照）に、セパレータ２７０，２８０の前方辺部（内面部位）２７４Ａ，２８４Ａを、それぞれ接合することによって形成されている。
つまり、正極２５０における積層方向Ｓに位置する両面は、樹脂部材が接合された前方辺部２５４Ａを有し、セパレータ２７０，２８０は、樹脂部材に接合された前方辺部２７４Ａ，２８４Ａを有しており、正極２５０とセパレータ２７０，２８０とは一体化されているため、積層作業時における位置ズレの抑制（位置決め）が容易であり、良好な生産性（作業性）を有する。また、一体化は、樹脂部材を介して外周部位２５４Ａ，２７４Ａ，２８４Ａ（接合領域２５６，２７６，２８６）を接合することによって実行されており、負極２３０、正極２５０、セパレータ２７０，２８０のサイズに対する影響は少ないため、積層型電池２００の小型化が容易である。したがって、良好な生産性を有しかつ小型化が容易である積層型電池およびその製造方法を提供することが可能である。なお、符号２５９は、外装材２１０の前方辺部２１４Ａに対する正極集電部２５２の接合領域を示している。
次に、実施の形態２に係る変形例１〜４を順次説明する。
図１５は、実施の形態２に係る変形例１を説明するための分解斜視図である。
実施の形態１の変形例１（図５参照）と同様に、樹脂部材を、正極集電部２５２および活物質層の両方に配置し、セパレータ２７０，２８０と正極２５０とを、２箇所で接合することも可能である。具体的には、正極２５０に、正極集電部２５２に位置する接合領域２５６と、前方辺部２５４Ａに沿って延長している接合領域２５６Ａと、を配置し、セパレータ２７０，２８０に、正極２５０の接合領域２５６，２５６Ａに相対して位置合わされた接合領域２７６，２７６Ａ，２８６，２８６Ｂを配置することにより、接合強度を向上させることが可能である。
図１６〜１８は、実施の形態２に係る変形例２〜４を説明するための分解斜視図である。
樹脂部材２９０の配置位置（セパレータ２７０，２８０の接合位置）に関する自由度を良好とするため、樹脂部材を、正極２５０の活物質層に配置することも可能である。
例えば、図１６に示されるよう、実施の形態１の変形例３（図９参照）と同様に、樹脂部材を、正極２５０の後方辺部２５４Ｂに配置する場合、後方辺部２５４Ｂ（およびセパレータ２７０，２８０の後方辺部２７４Ｂ，２８４Ｂ）に沿って延長している接合領域２５６Ｂ，２７６Ｂ，２８６Ｂを形成することが可能である。
また、図１７に示されるよう、実施の形態１の変形例４（図１０参照）と同様に、樹脂部材を、正極２５０の側方辺部２５４Ｃに配置する場合、側方辺部２５４Ｃ（およびセパレータ２７０，２８０の側方辺部２７４Ｃ，２８４Ｃ）に沿って延長している接合領域２５６Ｃ，２７６Ｃ，２８６Ｃを形成することが可能である。なお、実施の形態１の変形例５（図１１参照）と同様に、樹脂部材を、側方辺部２５４Ｄに配置することも可能である。
また、図１８に示されるよう、実施の形態１の変形例６（図１２参照）と同様に、樹脂部材を、正極２５０の側方辺部２５４Ｃ，２５４Ｄの両方に配置する場合、接合領域２５６Ｃ，２５６Ｄ，２７６Ｃ，２７６Ｄ，２８６Ｃ，２８６Ｄを形成することが可能である。
以上のように、実施の形態２においては、負極集電部および正極集電部が相対かつ離間して配置される構成を有する場合において、良好な生産性を有しかつ小型化が容易である積層型電池およびその製造方法を提供することが可能である。
次に、実施の形態３に係る積層型電池を説明する。
図１９は、実施の形態３に係る積層型電池を説明するための分解斜視図、図２０は、図１９に示される第１サブアセンブリを説明するための分解斜視図、図２１は、図２０に示される第１サブアセンブリの前方部を説明するための断面図、図２２は、図１９に示される第２サブアセンブリを説明するための分解斜視図、図２３は、図２２に示される第２サブアセンブリの前方部を説明するための断面図である。
実施の形態３は、サブアセンブリの構成に関し、実施の形態１と概して異なる。
詳述すると、実施の形態３に係る積層型電池３００は、上部３１２および下部３１４からなる外装材３１０と、電池本体を構成する積層体３２０を有する。なお、符号３１４Ａおよび３１４Ｂは、外装材１１０の前方辺部および後方辺部を示している。
積層体３２０は、図１９に示されるように、負極３３０の下方に、第１サブアセンブリ３２２Ａと第２サブアセンブリ３２２Ｂとを順に積層することにより、構成される。第１サブアセンブリ３２２Ａは、図２０に示されるように、正極３５０およびセパレータ３７０を有する。第２サブアセンブリ３２２Ｂは、図２２に示されるように、負極３３０およびセパレータ３８０を有する。セパレータ３７０およびセパレータ３８０は、正極３５０および負極３３０の積層方向Ｓの一方の両側に配置される。
負極３３０は、負極集電体３４０、活物質層３４５および負極集電部３３２を有し、その外周部位は、負極集電部３３２が配置された前方辺部３３４Ａと、前方辺部３３４Ａと相対する後方辺部３３４Ｂと、前方辺部３３４Ａと後方辺部３３４Ｂとを連結しかつ相対する側方辺部３３４Ｃ，３３４Ｄとから構成される。正極３５０は、正極集電体３６０、活物質層３６５および正極集電部３５２を有し、その外周部位は、正極集電部３５２が配置された前方辺部３５４Ａと、前方辺部と相対する後方辺部３５４Ｂと、前方辺部３５４Ａと後方辺部３５４Ｂとを連結しかつ相対する側方辺部３５４Ｃ，３５４Ｄとから構成される。
セパレータ３７０，３８０の外周部位は、正極集電部３５２および負極集電部３３２に相対する前方辺部３７４Ａ，３８４Ａと、前方辺部３７４Ａ，３８４Ａと相対する後方辺部３７４Ｂ，３８４Ｂと、前方辺部３７４Ａ，３８４Ａと後方辺部３７４Ｂ，３８４Ｂとを連結しかつ相対する側方辺部３７４Ｃ，３８４Ｄとから構成される。
第１サブアセンブリ３２２Ａは、図２１に示されるように、正極３５０における積層方向Ｓに位置する一方の面の外面部位に接合された樹脂部材３９０に、セパレータ３７０の前方辺部（内面部位）３７４Ａを接合することによって形成されている。
つまり、正極３５０における積層方向Ｓに位置する一方の面は、樹脂部材３９０が接合された前方辺部３５４Ａを有し、セパレータ３７０は、樹脂部材３９０に接合された前方辺部３７４Ａを有し、正極３５０とセパレータ３７０とは一体化されているため、積層作業時における位置ズレの抑制（位置決め）が容易である。また、一体化は、正極３５０の一方の面に位置する外周部位３５４Ａ（接合領域３５６）と、セパレータ３７０における前記一方の面に面する側の外周部位３７４Ａ（接合領域３７６）を接合することによって実行されており、正極３５０およびセパレータ３７０のサイズに対する影響は少ない。
第２サブアセンブリ３２２Ｂは、図２３に示されるように、負極３３０における積層方向Ｓに位置する一方の面の外面部位に接合された樹脂部材３９０に、セパレータ３８０の前方辺部（内面部位）３８４Ａを接合することによって形成されている。
つまり、負極３３０における積層方向Ｓに位置する一方の面は、樹脂部材３９０が接合された前方辺部３３４Ａを有し、セパレータ３８０は、樹脂部材３９０に接合された前方辺部３８４Ａを有し、負極３３０とセパレータ３８０とは一体化されているため、積層作業時における位置ズレの抑制（位置決め）が容易である。また、一体化は、負極３３０の一方の面に位置する外周部位３３４Ａ（接合領域３３６）と、セパレータ３８０における前記一方の面に面する側の外周部位３８４Ａ（接合領域３８６）を接合することによって実行されており、負極３３０およびセパレータ３８０のサイズに対する影響は少ない。
なお、符号３３９は、外装材３１０の前方辺部３１４Ａに対する負極集電部３３２の接合領域を示し、符号３５９は、外装材３１０の前方辺部３１４Ａに対する正極集電部３５２の接合領域を示している。
以上のように、実施の形態３においては、正極とセパレータおよび負極とセパレータが、それぞれ一体化されているため、積層作業時における位置ズレの抑制（位置決め）が容易であり、良好な生産性（作業性）を有する。また、一体化は、正極および負極の一方の面に位置する部位と、セパレータにおける前記一方の面に面する側に位置する部位とを、樹脂部材を介して接合することによって実行されており、負極、正極、セパレータのサイズに対する影響は少ないため、積層型電池の小型化が容易である。したがって、正極および負極における積層方向に位置する一方の面にのみ樹脂部材(セパレータ）が接合される場合において、良好な生産性を有しかつ小型化が容易である積層型電池およびその製造方法を提供することが可能である。
次に、実施の形態４に係る積層型電池を説明する。
図２４は、実施の形態４に係る積層型電池を説明するための分解斜視図、図２５は、図２４に示される第１サブアセンブリを説明するための分解斜視図、図２６は、図２４に示される第２サブアセンブリを説明するための分解斜視図である。
実施の形態４は、負極および正極の集電部構成に関し、実施の形態３と概して異なる。
詳述すると、実施の形態４に係る積層型電池４００は、図２４に示されるように、上部４１２および下部４１４からなる外装材４１０と、電池本体を構成する積層体４２０を有する。なお、符号４１４Ａおよび４１４Ｂは、外装材４１０の前方辺部および後方辺部を示している。
積層体４２０は、負極４３０の下方に、第１サブアセンブリ４２２Ａと第２サブアセンブリ４２２Ｂとを順に積層することにより、構成される。第１サブアセンブリ４２２Ａは、図２５に示されるように、正極４５０およびセパレータ４７０を有する。第２サブアセンブリ４２２Ｂは、図２６に示されるように、負極４３０およびセパレータ４８０を有する。セパレータ４７０およびセパレータ４８０は、正極４５０および負極４３０の積層方向Ｓの一方の側に配置される。
負極４３０の負極集電部４３２は、後方辺部４３４Ｂの略中央に配置される。正極４５０の正極集電部４５２は、前方辺部４５４Ａの略中央に配置される。後方辺部４３４Ｂと前方辺部４５４Ａとは、相対かつ離間しているため、正極集電部４５２および負極集電部４３２は、オーバーラップしない。なお、符号４３４Ａおよび符号４３４Ｃ，４３４Ｄは、負極４３０の前方辺部および側方辺部を示し、符号４５４Ｂおよび符号４５４Ｃ，４５４Ｄは、正極４５０の後方辺部および側方辺部を示している。
第１サブアセンブリ４２２Ａは、正極４５０における積層方向Ｓに位置する一方の面の外面部位に接合された樹脂部材（図２１の符号３９０参照）に、セパレータ４７０の前方辺部（内面部位）４７４Ａを接合することによって形成されている。
つまり、正極４５０における積層方向Ｓに位置する一方の面は、樹脂部材が接合された前方辺部４５４Ａを有し、セパレータ４７０は、樹脂部材に接合された前方辺部４７４Ａを有し、正極４５０とセパレータ４７０とは一体化されているため、積層作業時における位置ズレの抑制（位置決め）が容易である。また、一体化は、正極４５０の一方の面に位置する外周部位４５４Ａ（接合領域４５６）と、セパレータ４７０における前記一方の面に面する側の外周部位４７４Ａ（接合領域４７６）を接合することによって実行されており、正極４５０およびセパレータ４７０のサイズに対する影響は少ない。
第２サブアセンブリ４２２Ｂは、負極４３０における積層方向Ｓに位置する一方の面の外面部位に接合された樹脂部材（図２３の符号３９０参照）に、セパレータ４８０の前方辺部（内面部位）４８４Ａを接合することによって形成されている。
つまり、負極４３０における積層方向Ｓに位置する一方の面は、樹脂部材４９０が接合された前方辺部４３４Ａを有し、セパレータ４８０は、樹脂部材に接合された前方辺部４８４Ａを有し、負極４３０とセパレータ４８０とは一体化されているため、積層作業時における位置ズレの抑制（位置決め）が容易である。また、一体化は、負極４３０の一方の面に位置する外周部位４３４Ａ（接合領域４３６）と、セパレータ４８０における前記一方の面に面する側の外周部位４８４Ａ（接合領域４８６）を接合することによって実行されており、負極４３０およびセパレータ４８０のサイズに対する影響は少ない。
なお、符号４３９は、外装材４１０の前方辺部４１４Ａに対する負極集電部４３２の接合領域を示し、符号４５９は、外装材４１０の前方辺部４１４Ａに対する正極集電部４５２の接合領域を示している。
以上のように、実施の形態４においては、正極および負極における積層方向に位置する一方の面にのみ樹脂部材(セパレータ）が接合されており、かつ、負極集電部および正極集電部が相対かつ離間して配置される構成を有する場合において、良好な生産性を有しかつ小型化が容易である積層型電池およびその製造方法を提供することが可能である。
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲で種々改変することができる。例えば、サブアセンブリを、負極とセパレータによって構成し、サブアセンブリと正極とを順に積層して積層体を形成することも可能である。
また、双極型二次電池に適用することも可能である。さらに、実施の形態１に係る変形例１〜６および実施の形態２に係る変形例１〜４を、実施の形態３および実施の形態４に、それぞれ適宜適用することも可能である。
１００，３００ 積層型電池、
１１０，３１０ 外装材、
１１２，３１２ 上部、
１１４，３１４ 下部、
１１４Ａ，３１４Ａ 前方辺部、
１１４Ｂ，３１４Ｂ 後方辺部、
１２０，３２０ 積層体、
１２２，３２２Ａ，３２２Ｂ サブアセンブリ、
１３０，３３０ 負極、
１３２，３３２ 負極集電部、
１３４Ａ，３３４Ａ 前方辺部、
１３４Ｂ，３３４Ｂ 後方辺部、
１３４Ｃ，１３４Ｄ，３３４Ｃ，３３４Ｄ 側方辺部、
１４０，３４０ 負極集電体、
１４５，３４５ 活物質層、
１５０，３５０ 正極、
１５２，３５２ 正極集電部、
１５４Ａ，３５４Ａ 前方辺部、
１５４Ｂ，３５４Ｂ 後方辺部、
１５４Ｃ，１５４Ｄ，３５４Ｃ，３５４Ｄ 側方辺部、
１５６，１５６Ａ〜１５６Ｄ，１５９，３５６，３５９ 接合領域、
１６０，３６０ 正極集電体、
１６５，３６５ 活物質層、
１７０，１８０，３７０，３８０ セパレータ、
１７４Ａ，１８４Ａ，３７４Ａ，３８４Ａ 前方辺部、
１７４Ｂ，１８４Ｂ，３７４Ｂ，３８４Ｂ 後方辺部、
１７４Ｃ，１７４Ｄ，１８４Ｃ，１８４Ｄ，３７４Ｃ，３７４Ｄ，３８４Ｃ，３８４Ｄ 側方辺部、
１７６，１７６Ａ〜１７６Ｄ，１８６，１８６Ａ〜１８６Ｄ，３７６，３８６ 接合領域、
１９０，３９０ 樹脂部材、
１９２，３９２ 接合領域、
２００，４００ 積層型電池、
２１０，４１０ 外装材、
２１２，４１２ 上部、
２１４，４１４ 下部、
２１４Ａ，４１４Ａ 前方辺部、
２１４Ｂ，４１４Ｂ 後方辺部、
２２０，４２０ 積層体、
２２２，４２２Ａ，４２２Ｂ サブアセンブリ、
２３０，４３０ 負極、
２３２，４３２ 負極集電部、
２３４Ａ，４３４Ａ 前方辺部、
２３４Ｂ，４３４Ｂ 後方辺部、
２３４Ｃ，２３４Ｄ，４３４Ｃ，４３４Ｄ 側方辺部、
２５０，４５０ 正極、
２５２，４５２ 正極集電部、
２５４Ａ，４５４Ａ 前方辺部、
２５４Ｂ，４５４Ｂ 後方辺部、
２５４Ｃ，２５４Ｄ，４５４Ｃ，４５４Ｄ 側方辺部、
２５６，２５６Ａ〜２５６Ｄ，２５９，４５６，４５９ 接合領域、
２７０，２８０，４７０，４８０ セパレータ、
２７４Ａ，２８４Ａ，４７４Ａ，４８４Ａ 前方辺部、
２７４Ｂ，２８４Ｂ，４７４Ｂ，４８４Ｂ 後方辺部、
２７４Ｃ，２７４Ｄ，２８４Ｃ，２８４Ｄ，４７４Ｃ，４７４Ｄ，４８４Ｃ，４８４Ｄ 側方辺部、
２７６，２７６Ａ〜２７６Ｄ，２８６，２８６Ａ〜２８６Ｄ，４７６，４８６ 接合領域、
３３６，３３９ 接合領域、
４３６，４３９ 接合領域、
Ｓ 積層方向。

Claims (10)

  1. 第１セパレータと正極あるいは負極の一方の電極とを有する第１サブアセンブリと、第２セパレータと前記正極あるいは前記負極の他方の電極とを有する第２サブアセンブリと、が順次積層されてなる積層体を有する積層型電池であって、
    前記正極および前記負極は、略矩形であり、発電した電気を外部に取り出すための集電部を有しており、
    前記集電部は、前記正極および前記負極の辺部から突出しており、
    前記正極の前記集電部と前記負極の前記集電部とは、積層方向においてオーバーラップしないように設定されており、
    前記第１サブアセンブリの前記一方の電極における積層方向に位置する一方の面は、前記一方の電極において少なくとも前記集電部に配置されている絶縁性の樹脂部材を介して、前記第１セパレータにおける前記一方の面に面する側と接合されることで、前記一方の電極と前記第１セパレータとが一体化されており、
    前記第２サブアセンブリの前記他方の電極における積層方向に位置する一方の面は、前記他方の電極において少なくとも前記集電部に配置されている絶縁性の樹脂部材を介して、前記第２セパレータにおける前記一方の面に面する側と接合されることで、前記他方の電極と前記第２セパレータとが一体化されていることを特徴とする積層型電池。
  2. 第１セパレータ、第２セパレータ、および、前記第１セパレータと前記第２セパレータとの間に配置される正極あるいは負極の一方を有するサブアセンブリと、前記正極あるいは前記負極の他方と、が順次積層されてなる積層体を有する積層型電池であって、
    前記サブアセンブリにおいて、
    前記正極あるいは前記負極の一方における積層方向に位置する一方の面および他方の面は、樹脂部材が接合された部位を有し、前記第１セパレータは、前記一方の面に面する側に、前記樹脂部材に接合された部位を有し、前記第２セパレータは、前記他方の面に面する側に、前記樹脂部材に接合された部位を有することで、前記第１セパレータと前記正極あるいは前記負極の一方と前記第２セパレータとが一体化されており、
    前記正極および前記負極は、発電した電気を外部に取り出すための集電部を有しており、前記樹脂部材は、絶縁性を有しており、少なくとも前記集電部に配置されている
    ことを特徴とする積層型電池。
  3. 前記樹脂部材は、絶縁性を有する基材と、当該基材における積層方向に位置する両面に配置される粘着剤と、を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の積層型電池。
  4. 負極、セパレータ、正極、セパレータが順次積層されてなる積層体を有する積層型電池であって、
    前記正極および前記負極は、略矩形であり、発電した電気を外部に取り出すための集電部を有しており、
    前記集電部は、前記正極および前記負極の辺部から突出しており、
    前記正極の前記集電部と前記負極の前記集電部とは、積層方向においてオーバーラップしないように設定されており、
    前記正極あるいは前記負極における積層方向に位置する少なくとも一方の面は、前記正極あるいは前記負極において少なくとも前記集電部に配置されている絶縁性の樹脂部材を介して、前記セパレータにおける前記少なくとも一方の面に面する側と接合されており、
    前記樹脂部材は、絶縁性を有する基材と、当該基材における積層方向に位置する両面に配置される粘着剤と、を有することを特徴とする積層型電池。
  5. 前記正極あるいは前記負極における前記積層方向に位置する両面は、前記正極あるいは前記負極において少なくとも前記集電部に配置されている絶縁性の樹脂部材を介して、前記セパレータにおける前記両面に面する側と接合されていることを特徴とする請求項４に記載の積層型電池。
  6. 前記樹脂部材は、活物質が配置されている領域にさらに配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の積層型電池。
  7. 負極、セパレータ、正極、セパレータが順次積層されてなる積層体を有する積層型電池の製造方法であって、
    前記正極および前記負極は、略矩形であり、発電した電気を外部に取り出すための集電部を有しており、
    前記集電部は、前記正極および前記負極の辺部から突出しており、
    前記正極の前記集電部と前記負極の前記集電部とは、積層方向においてオーバーラップしないように設定されており、
    前記正極あるいは前記負極における積層方向の少なくとも一方の面を、前記正極あるいは前記負極において少なくとも前記集電部に配置されている絶縁性の樹脂部材を介して、前記セパレータにおける前記少なくとも一方の面に面する側と接合する
    ことを特徴とする積層型電池の製造方法。
  8. 前記正極あるいは前記負極における前記積層方向の両面を、前記正極あるいは前記負極において少なくとも前記集電部に配置されている絶縁性の樹脂部材を介して、前記セパレータにおける前記両面に面する側と接合することを特徴とする請求項７に記載の積層型電池の製造方法。
  9. 前記樹脂部材を、活物質が配置されている領域にさらに配置することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の積層型電池の製造方法。
  10. 前記樹脂部材は、絶縁性を有する基材と、当該基材における積層方向に位置する両面に配置される粘着剤と、を有することを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の積層型電池の製造方法。
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