JP6268576B2 - 蓄電素子及び蓄電素子の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、セパレータを挟んで重ね合わされた正極及び負極が巻回された電極体を備えた蓄電素子及び蓄電素子の製造方法に関する。

蓄電素子の一つとして、セパレータを挟んで重ね合わされた正極及び負極が巻回された電極体を備えたものがある。この種の蓄電素子において、電極体は、例えば、セパレータを挟んで重ね合わされた正極及び負極を巻軸に巻き付けて形成される。

セパレータ、正極又は負極のうちの何れか一つが電極体の最外周側に位置し、該最外周側に位置するセパレータ、正極又は負極は、その内側に積層されているセパレータ、正極又は負極に留められる。

セパレータ、正極又は負極のうちの何れか一つが電極体の最内周側に位置し、正極及び負極が巻軸に巻き付けられているときは、該最内周側に位置するセパレータ、正極又は負極は、その外側に積層されているセパレータ、正極又は負極と巻軸との間に挟まれて固定される（特許文献１参照）。

しかし、巻軸が電極体から引き抜かれると、最内周側のセパレータ、正極又は負極は、巻軸による支えを失う。そのため、最内周側のセパレータ、正極又は負極は、周方向に位置ずれしやすくなり、よって、電極体が巻き緩むことがある。また、蓄電素子の充放電に伴う電極体の膨張又は収縮によって、又は、蓄電素子に加わった振動によって、電極体が巻き緩むことがある。

特開２０１２−０６９２９０号公報

そこで、本発明は、かかる事情に鑑み、電極体の巻き緩みを抑制できる蓄電素子及び蓄電素子の製造方法を提供することを課題とする。

本発明に係る蓄電素子は、セパレータを挟んで重ね合わされた正極及び負極が巻回された電極体であって、正極又は負極の何れか一方の極のみが連続して少なくとも二以上積層された同極積層部を有する電極体を備え、同極積層部は、第一の折れ曲り部と、該第一の折れ曲り部に係合する第二の折れ曲り部とを有する。

かかる構成によれば、正極又は負極の何れか一方の極が巻回方向（周方向）にずれようとしても、第一の折れ曲がり部が第二の折れ曲がり部に係合しており、極の巻回方向への移動が規制される。このため、電極体の巻き緩みが抑制される。

ここで、本発明に係る蓄電素子の一態様として、第一の折れ曲がり部は、極の巻回方向の端部であって、極の内周側の端部に設けられるようにしてもよい。

このようにすれば、正極又は負極の何れか一方の極の内周側の端部は、該極の巻き始め位置に相当し、第一の折れ曲がり部と第二の折れ曲がり部とがこの極の巻き始め位置で係合するため、極の巻き始め位置から巻回方向全周における巻き緩みが抑制される。

本発明に係る蓄電素子の他態様として、電極体は、一端及び他端をそれぞれに有する一対の湾曲部であって、内周面同士を対峙させた状態で配置された一対の湾曲部と、該一対の湾曲部の互いに対向する一端同士及び他端同士を接続して互いに対向させた一対の対向部とを有し、第一の折れ曲がり部及び第二の折れ曲がり部は、一対の湾曲部の少なくとも何れか一方の湾曲部に位置されるようにしてもよい。

このようにすれば、一対の湾曲部における極間距離は、一対の対向部における極間距離よりも狭く、一対の湾曲部では、極同士が密に積層されているため、第一の折れ曲がり部と第二の折れ曲がり部とを密接させることができる。そのため、第一の折れ曲がり部と第二の折れ曲がり部とがより強く係合し、巻き緩みにくい電極体となる。

本発明に係る蓄電素子の別の態様として、電極体は、正極又は負極の何れか一方の極が重ねられたリード部であって、巻回中心方向の両端部のうちの少なくとも何れか一方の端部に設けられたリード部を有し、同極積層部は、リード部に位置されるようにしてもよい。

このようにすれば、第一の折れ曲がり部及び第二の折れ曲がり部が巻回中心方向の両端部のうちの少なくとも何れか一方の端部に設けられることになり、容易に第一の折れ曲がり部及び第二の折れ曲がり部を形成することができる。

本発明に係る蓄電素子の別の態様として、正極及び負極は、それぞれ、集電基材と、該集電基材に形成される活物質層とを有し、集電基材が露出した活物質層非形成部を形成し、第一の折れ曲がり部及び第二の折れ曲がり部は、一対の湾曲部の少なくとも何れか一方の湾曲部における活物質層非成形部に位置されるようにしてもよい。

このようにすれば、活物質層が折り曲げられて、亀裂が活物質層に生じることなく、第一の折れ曲がり部及び第二の折れ曲がり部を正極及び負極に設けることができる。

また、本発明に係る蓄電素子の製造方法は、セパレータを挟んで重ね合わされた正極及び負極を巻回することによって、正極又は負極の何れか一方の極のみが連続して少なくとも二以上積層された同極積層部を有する電極体を形成する巻回工程と、同極積層部に、第一の折れ曲り部と、該第一の折れ曲り部に係合する第二の折れ曲り部を形成する折れ曲がり部形成工程とを備える。

かかる構成によれば、正極又は負極の何れか一方の極が巻回方向（周方向）にずれようとしても、第一の折れ曲がり部が第二の折れ曲がり部に係合しており、極の巻回方向への移動が規制される蓄電素子が製造できる。この製造方法で製造された蓄電素子は、電極体の巻き緩みが抑制される。

ここで、本発明に係る蓄電素子の製造方法の一態様として、折れ曲がり部形成工程の後に、さらに電極体と該電極体と電気的に接続される集電体とを接合する接合工程を備えるようにしてもよい。

このようにすれば、集電体が電極体に接合されるときには、第一の折れ曲がり部が第二の折れ曲がり部に係合しているため、極の巻回方向への移動が規制されて、巻き緩みが抑制された状態の電極体に集電体が接合されることになる。そのため、電極体と集電体との接合には、不良が生じにくい。

本発明に係る蓄電素子の他態様として、巻回工程は、巻軸に対してセパレータを挟んで重ね合わされた正極及び負極を巻き付けることによって電極体を形成し、折れ曲がり部形成工程の後に、さらに巻軸から電極体を引き抜く巻軸引抜工程を備えるようにしてもよい。

このようにすれば、巻軸から該巻軸に巻き付けられた正極及び負極を引き抜く前に、第一の折れ曲がり部及び第二の折れ曲がり部が形成されるため、巻軸から正極及び負極を引き抜く前から、第一の折れ曲がり部が第二の折れ曲がり部に係合している。そのため、極の巻回方向への移動が規制されるため、電極体は、巻き緩みが抑制された状態にある。よって、電極体は、巻軸から正極及び負極を引き抜く際や引き抜いた後においても、巻き緩みにくくなっている。

以上の如く、本発明に係る蓄電素子及び蓄電素子の製造方法によれば、電極体の巻き緩みを抑制できるという優れた効果を奏し得る。

図１は、本発明の一実施形態に係る電池セルの全体斜視図である。 図２は、同電池セルの部分分解斜視図である。 図３（ａ）は、同電池セルの電極体における正極の各要素を説明するための説明図である。図３（ｂ）は、同電極体における負極の各要素を説明するための説明図である。図３（ｃ）は、同電極体における正極、負極及びセパレータの幅方向（巻回中心方向）の配置関係を説明するための説明図である。 図４は、同電極体の巻回状態を示す概念図であって、電極体における巻回中心方向の中途部の概念図である。 図５は、同電極体の巻回状態を示す概念図であって、電極体における巻回中心方向の両端部（リード部）の概念図である。 図６は、本発明の他の実施形態に係る電池セルの電極体の巻回状態を示す概念図である。

以下、本発明に係る蓄電素子の一実施形態である電池セルについて、添付図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係る電池セル１は、図１に示すように、電極体２と、該電極体２を収容するケース３と、該ケース３の外部に配置された外部端子４と、電極体２と外部端子４とを電気的に接続する集電体５とを備える。

電極体２は、図２に示すように、正極２１と、負極２２と、セパレータ２３とを備える。電極体２は、セパレータ２３を挟んで重ね合わされた正極２１及び負極２２が巻回されたものである。具体的には、電極体２は、セパレータ２３を挟んで重ね合わされた正極２１及び負極２２を、巻芯（図示せず）の回りに巻き付けて形成される。巻芯は、中空状の筒形状のものや、中実状の板状のものが用いられる。

より詳しく説明する。正極２１及び負極２２は、図３（ｃ）に示すように、幅方向に位置ずれした状態で重ね合わされている。これにより、図２に示すように、電極体２には、巻回中心方向（Ｙ方向）の一端部に正極２１のみが積層した正極リード部Ｌａが形成される。また、電極体２には、巻回中心方向の他端部に負極２２のみが積層した負極リード部Ｌｂが形成される。

正極リード部Ｌａ及び負極リード部Ｌｂは、図４に示す電極体２における巻き始め位置２ａから巻き終わり位置２ｂまでの正極２１及び負極２２を巻回中心方向（Ｙ方向）に突出させて形成されている。言い換えると、正極リード部Ｌａ及び負極リード部Ｌｂは、電極体２における最内周側から最外周側までの正極２１及び負極２２を巻回中心方向（Ｙ方向）に突出させて形成されている。正極２１と負極２２とは、互いに反対の方向に突出する。

電極体２は、図３（ｃ）に示すように、正極２１、負極２２及びセパレータ２３が、セパレータ２３、負極２２、セパレータ２３、正極２１の順に積層されたものである。電極体２は、偏平状に形成される。本実施形態に係る電池セル１は、巻回型の電池セルである。正極２１及び負極２２は、それぞれ、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、集電基材２１ａ，２２ａと、該集電基材２１ａ，２２ａに形成される活物質層２１ｂ，２２ｂとを有し、集電基材２１ａ，２２ａが露出した活物質層非形成部２１ｃ，２２ｃを形成する。

より具体的には、正極２１は、図３（ａ）に示すように、正極集電基材２１ａと、該正極集電基材２１ａの幅方向における一端部２１ｃを除いた表裏両面に形成された正極活物質層２１ｂとを備える。正極集電基材２１ａは、例えば、長尺な帯状の形状のアルミニウム箔から形成される。正極活物質層２１ｂは、正極集電基材２１ａの一端部２１ｃを除く表裏両面に正極活物質塗料を塗工して形成される。正極集電基材２１ａが露出したままの一端部２１ｃは、正極活物質層非形成部２１ｃとなる。なお、ここでいう幅方向は、正極２１，負極２２及びセパレータ２３が巻回されたときの巻回中心方向（Ｙ方向）と一致する。

負極２２は、図３（ｂ）に示すように、負極集電基材２２ａと、該負極集電基材２２ａの幅方向における一端部２２ｃを除いた表裏両面に形成された負極活物質層２２ｂとを備える。負極集電基材２２ａは、例えば、長尺な帯状の形状の銅箔から形成される。負極活物質層２２ｂは、負極集電基材２２ａの一端部２２ｃを除いた表裏両面に負極活物質塗料を塗工して形成される。負極集電基材２２ａが露出したままの一端部２２ｃは、負極活物質層非形成部２２ｃとなる。

セパレータ２３は、図３（ｃ）に示すように、正極２１と負極２２とを物理的に隔離するとともに、電解液を保持する。なお、セパレータ２３は、正極２１と負極２２とを絶縁するために、正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂよりも幅広である。但し、セパレータ２３は、幅方向に突出した正極活物質層非形成部２１ｃ及び負極活物質層非形成部２２ｃを覆わないような幅とされている。

電極体２は、図４に示すように、一端及び他端をそれぞれに有する一対の湾曲部２４ａ，２４ｂであって、内周面同士を対峙させた状態で配置された一対の湾曲部２４ａ，２４ｂと、該一対の湾曲部２４ａ，２４ｂの互いに対向する一端同士及び他端同士を接続して互いに対向する一対の対向部２５ａ，２５ｂとを有する。

一対の湾曲部２４ａ，２４ｂは、偏平状の電極体２における長手方向（Ｚ方向）の両側に配置されている。本実施形態における一対の湾曲部２４ａ，２４ｂのうちの一方の湾曲部（第一の湾曲部）２４ａは、ケース３の蓋板３１（図１及び図２参照）側に配置されている。一対の湾曲部２４ａ，２４ｂのうちの他方の湾曲部（第二の湾曲部）２４ｂは、ケース３の底部３２（図１及び図２参照）側に配置されている。一対の対向部２５ａ，２５ｂは、偏平状の電極体２における短手方向（Ｘ方向）の両側に配置されている。

一対の湾曲部２４ａ，２４ｂは、円弧状に形成されている。具体的には、一対の湾曲部２４ａ，２４ｂでは、電極体２のセパレータ２３を挟んで正極２１及び負極２２が交互に積層されている。そして、電極体２の最内周側に位置するセパレータ２３から最外周側に位置するセパレータ２３まで、断面形状が円弧状の正極２１，負極２２及びセパレータ２３が積層されている。

一対の湾曲部２４ａ，２４ｂでは、正極２１，負極２２及びセパレータ２３とが密に積層されている。一方、一対の対向部２５ａ，２５ｂでは、正極２１，負極２２及びセパレータ２３とが最内周部側にややたわむため、一対の湾曲部２４ａ，２４ｂと比較して疎に積層されている。なお、図４及び図５では、正極２１，負極２２及びセパレータ２３の疎密状態を示していない。

電極体２は、図５に示すように、正極２１又は負極２２の何れか一方の極のみが連続して少なくとも二以上積層された同極積層部２６を有する。同極積層部２６は、正極２１又は負極２２のうちの少なくとも電極体２の最内周側に配置される極に位置していることが好ましい。本実施形態に係る同極積層部２６は、扁平状の電極体２における巻回中心方向（Ｙ方向）の両端に形成される正極リード部Ｌａ及び負極リード部Ｌｂの両方に位置する。

具体的には、同極積層部２６は、電極体２における巻き始め位置２ａ（図４参照）から巻き終わり位置２ｂ（図４参照）までの正極２１を巻回中心方向（Ｙ方向）に突出させた正極リード部Ｌａと、電極体２における巻き始め位置２ａから巻き終わり位置２ｂまでの負極２２を巻回中心方向（Ｙ方向）に突出させた負極リード部Ｌｂに設けられている。

正極リード部Ｌａに設けられた同極積層部２６は、正極活物質層非形成部２１ｃが積層された部分に位置する。正極リード部Ｌａにおける極間は、負極２２及びセパレータ２３が積層されていないため、離間している。また、負極リード部Ｌｂに設けられた同極積層部２６は、負極活物質層非形成部２２ｃが積層された部分に位置する。負極リード部Ｌｂにおける極間は、正極２１及びセパレータ２３が積層されていないため、離間している。図２に示すように、リード部Ｌａ，Ｌｂにおける一対の対向部２５ａ，２５ｂのそれぞれは、束ねられて、集電体５に接続される。

なお、正極リード部Ｌａに設けられる同極積層部２６と、負極リード部Ｌｂに設けられる同極積層部２６とは、寸法がやや異なるものの、略同一の形状及び略同一の構造を有する。これに伴い、以下、負極リード部Ｌｂに設けられる同極積層部２６について説明し、正極リード部Ｌａに設けられる同極積層部２６についての説明は、行わない。

同極積層部２６は、図５に示すように、第一の折れ曲り部２６ｂと、該第一の折れ曲り部２６ｂに係合する第二の折れ曲り部２６ｄとを有する。第一の折れ曲がり部２６ｂ及び第二の折れ曲がり部２６ｄは、一対の湾曲部２４ａ，２４ｂの少なくとも何れか一方の湾曲部２４ａにおける活物質層非成形部２１ｃに位置される。

第一の折れ曲がり部２６ｂは、同極積層部２６における最内周部２６ａに形成されている。第一の折れ曲がり部２６ｂは、負極２２の巻回方向（周方向）の端部であって、負極２２の内周側の端部に設けられる。巻回方向の内周側の端部とは、負極２２の巻き始め位置２ａに相当する。第一の折れ曲がり部２６ｂは、一対の湾曲部２４ａ，２４ｂのうちの少なくとも何れか一方の湾曲部２４ａ（２４ｂ）に位置される。本実施形態に係る第一の折れ曲がり部２６ｂは、第一の湾曲部２４ａに位置される。また、第一の折れ曲がり部２６ｂは、巻回中心方向と直交する径方向外側に山折りされたものである。

第二の折れ曲がり部２６ｄは、同極積層部２６における負極２２の最内周部２６ａの外側に重ね合わされる。第二の折れ曲がり部２６ｄは、最内周部２６ａの外側に重ね合わされる負極２２の第二層２６ｃに設けられる。なお、最内周部２６ａは、負極２２の第一層である。第二の折れ曲がり部２６ｄは、一対の湾曲部２４ａ，２４ｂのうちの少なくとも何れか一方の湾曲部２４ａ（２４ｂ）に位置される。本実施形態に係る第二の折れ曲がり部２６ｄは、第一の湾曲部２４ａに位置される。つまり、第二の折れ曲がり部２６ｄは、第一の折れ曲がり部２６ｂが位置する湾曲部と同じ第一の湾曲部２４ａに位置される。また、第二の折れ曲がり部２６ｄは、第一の折れ曲がり部２６ｂと同じ形状に折り曲げられる。つまり、第二の折れ曲がり部２６ｄも巻回中心方向と直交する径方向外側に山折りされたものである。

第一の折れ曲がり部２６ｂ及び第二の折れ曲がり部２６ｄは、第一の湾曲部２４ａ及び第二の湾曲部２４ｂの曲がりよりも急な曲がりを有する。より具体的には、図５に示す第一の折れ曲がり部２６ｂ及び第二の折れ曲がり部２６ｄは、図４に示す負極活物質層２２ｂのある負極集電基材２２ａが積層された第一の湾曲部２４ａ及び第二の湾曲部２４ｂの曲がり具合よりも急な曲がりを有する。本実施形態に係る第一の折れ曲がり部２６ｂ及び第二の折れ曲がり部２６ｄは、鋭角に折れ曲げられている。

一対の集電体５，５のそれぞれは、図２に示すように、電極体２の一方向（Ｚ方向）に延びる端縁に沿って配置される電極体添設部５０，５０と、該電極体添設部５０，５０と直角又は略直角をなすように該電極体添設部５０，５０の一端に延設された固定用片部５１，５１とを備えている。一対の集電体５，５のそれぞれは、電極体２のリード部Ｌａ，Ｌｂに機械的且つ電気的に接続されている。

ケース３は、一面に開口部を形成した箱状のケース本体３０と、該ケース本体３０の開口部を閉塞する蓋板３１とを備える。本実施形態に係るケース本体３０及び蓋板３１の何れも金属製である。ケース３は、ケース本体３０に対して蓋板３１を溶接することで内部空間が気密に形成されている。

ケース本体３０は、扁平な箱形に形成され、扁平状の電極体２を収容可能に形成されている。すなわち、本実施形態に係るケース本体３０は、平面視長方形状の底部３２と、該底部３２の長手方向の両端から起立した一対の第一の壁部３３，３３と、底部３２の長手方向と直交する両端から起立した一対の第二の壁部３４，３４とを備える。蓋板３１は、ケース本体３０の開口部に即して長方形状に形成されている。

一対の外部端子４，４のそれぞれは、電極体２と電気的に接続されている。そのため、本実施形態に係る電池セル１は、蓋板３１の貫通孔に挿通した締結部材６，６によって、集電体５，５がケース３内に固定されるとともに内外にある電極体２と外部端子４，４とが電気的に接続されている。

次に、本実施形態に係る電池セル１の製造方法について、説明する。電池セル１の製造方法は、セパレータ２３を挟んで重ね合わされた正極２１及び負極２２を巻回することによって、正極２１又は負極２２の何れか一方の極のみが連続して少なくとも二以上積層された同極積層部２６を有する電極体２を形成する巻回工程と、同極積層部２６に、第一の折れ曲り部２６ｂと、該第一の折れ曲り部２６ｂに係合する第二の折れ曲り部２６ｄを形成する折れ曲がり部形成工程とを備える。さらに、電池セル１の製造方法は、折れ曲がり部形成工程の後に、さらに電極体２と該電極体２と電気的に接続される集電体５とを接合する接合工程を備えることが好ましい。また、電池セル１の製造方法は、折れ曲がり部形成工程の後に、さらに巻軸から電極体２を引き抜く巻軸引抜工程を備えることが好ましい。また、電池セル１の製造方法は、さらに、電極体２をケース３に収容する電極体収容工程を備えている。

巻回工程は、巻回装置に備えられた巻軸に対して巻芯を取り付けた後、巻芯に対してセパレータ２３を挟んで重ね合わされた正極２１及び負極２２を巻き付けることによって電極体２を形成する。巻回工程では、セパレータ２３を挟んで重ね合わされた正極２１及び負極２２を扁平状に巻いて電極体２を製造する。そして、正極２１及び負極２２は、図２及び図３（ｃ）に示すように、巻回中心方向に位置ずれした状態で積層される。

セパレータ２３は、図４に示すように、電極体２の最外周側に位置し、該最外周側に位置するセパレータ２３は、その内側に積層されているセパレータ２３に留められる。

折れ曲がり部形成工程は、巻回工程の後に行われ、第一の折れ曲り部２６ｂ及び第二の折れ曲り部２６ｄが第一の湾曲部２４ａ及び第二の湾曲部２４ｂの曲がりよりも急な曲がりに曲げられる。より具体的には、第一の折れ曲がり部２６ｂ及び第二の折れ曲がり部２６ｄは、鋭角に折り曲げられる。

巻軸引抜工程は、折れ曲がり部形成工程の後に行われる。巻軸引抜工程では、巻軸から電極体２を該電極体２の巻回中心方向に引き抜かれることにより、電極体２は、巻回装置から取り外された状態となる。

接合工程は、巻軸引抜工程の後に行われる。接合工程では、図２に示すように、リード部Ｌａ，Ｌｂにおける一対の対向部２５ａ，２５ｂのそれぞれが束ねられて、抵抗溶接や超音波溶接などで接合される。そして、一対の集電体５，５のそれぞれは、電極体２のリード部Ｌａ，Ｌｂの一対の対向部２５ａ，２５ｂに接続される。なお、電極体２のリード部Ｌａ，Ｌｂの一対の湾曲部２４ａ，２４ｂに接続されていない。より具体的には、一対の集電体５，５のそれぞれは、図１及び図２に示すように、一対の対向部２５ａ，２５ｂのそれぞれを電極体添設部５０で挟んで電極体２のリード部Ｌａ，Ｌｂに接続される。集電体５の電極体添設部５０と一対の対向部２５ａ，２５ｂのそれぞれとは、抵抗溶接や超音波溶接などで接合されている。

電極体収容工程は、接合工程の後に行われる。電極体収容工程では、電極体２がケース本体３０に収容され、該電極体２が収容されたケース本体３０に蓋板３１が溶接されて、ケース本体３０の開口部を塞ぐ。

以上より、本実施形態に係る電池セル１によれば、正極２１又は負極２２の何れか一方の極が巻回方向（周方向）にずれようとしても、第一の折れ曲がり部２６ｂが第二の折れ曲がり部２６ｄに係合しており、極の巻回方向への移動が規制される。このため、電極体２の巻き緩みが抑制される。この効果は、正極２１，負極２２及びセパレータ２３が巻き付けられた巻軸から引き抜かれたときに限定されず、巻軸から引き抜かれた後においても継続して発揮される。

また、正極２１又は負極２２の何れか一方の極の内周側の端部は、該極の巻き始め位置２ａに相当し、第一の折れ曲がり部２６ｂと第二の折れ曲がり部２６ｄとがこの極の巻き始め位置２ａで係合するため、極の巻き始め位置から巻回方向全周における巻き緩みが抑制される。なお、極の内周側の端部近傍では、隣り合った極やセパレータによって押さえられる力が弱い又は無いため、巻き緩みの起点となりやすい。このため、極の内周側の端部に第一の折れ曲がり部２６ｂを設けることが効果的である。

また、一対の湾曲部２４ａ，２４ｂにおける極間距離は、一対の対向部２５ａ，２５ｂにおける極間距離よりも狭く、一対の湾曲部２４ａ，２４ｂでは、極同士が密に積層されているため、第一の折れ曲がり部２６ｂと第二の折れ曲がり部２６ｄとを密接させることができる。そのため、第一の折れ曲がり部２６ｂと第二の折れ曲がり部２６ｄとがより強く係合し、巻き緩みにくい電極体２となる。

また、第一の折れ曲がり部２６ｂ及び第二の折れ曲がり部２６ｄが巻回中心方向の両端部のうちの少なくとも何れか一方の端部に設けられることになり、容易に第一の折れ曲がり部２６ｂ及び第二の折れ曲がり部２６ｄを形成することができる。

特に、活物質層２１ｂ，２２ｂが折り曲げられて、亀裂が活物質層２１ｂ，２２ｂに生じることなく、第一の折れ曲がり部２６ｂ及び第二の折れ曲がり部２６ｄを正極２１及び負極２２に設けることができる。具体的には、第一の折れ曲がり部２６ｂ及び第二の折れ曲がり部２６ｄが活物質層２１ｂ，２２ｂが形成されていないリード部Ｌａ，Ｌｂに位置するため、極２１，２２を折り曲げても、活物質層２１ｂ，２２ｂを損傷させない。

また、金属からなる集電基材２１ａ，２２ａが露出した活物質層非形成部２１ｃ，２２ｃに第一の折れ曲がり部２６ｂを設ける構成により、金属の塑性変形を利用して第一の折れ曲がり部２６ｂ及び第二の折れ曲がり部２６ｄを形成することができる。このため、第一の折れ曲がり部２６ｂ及び第二の折れ曲がり部２６ｄの形状を容易に維持でき、巻き緩みの効果を継続させることが容易になる。

また、本実施形態に係る電池セル１の製造方法によれば、正極２１又は負極２２の何れか一方の極が巻回方向（周方向）にずれようとしても、第一の折れ曲がり部２６ｂが第二の折れ曲がり部２６ｄに係合しており、極の巻回方向への移動が規制される電池セル１が製造できる。この製造方法で製造された電池セル１は、電極体２の巻き緩みが抑制される。

また、集電体５が電極体２に接合されるときには、第一の折れ曲がり部２６ｂが第二の折れ曲がり部２６ｄに係合しているため、極の巻回方向への移動が規制されて、巻き緩みが抑制された状態の電極体２に集電体５が接合されることになる。そのため、電極体２と集電体５との接合には、不良が生じにくい。

また、巻軸から該巻軸に巻き付けられた正極２１及び負極２２を引き抜く前に、第一の折れ曲がり部２６ｂ及び第二の折れ曲がり部２６ｄが形成されるため、巻軸から正極２１及び負極２２を引き抜く前から、第一の折れ曲がり部２６ｂが第二の折れ曲がり部２６ｄに係合している。そのため、極の巻回方向への移動が規制されるため、電極体２は、巻き緩みが抑制された状態にある。よって、電極体２は、巻軸から正極２１及び負極２２を引き抜く際や引き抜いた後においても、巻き緩みにくくなっている。

このように、本実施形態に係る電池セル１及び電池セル１の製造方法によれば、電極体２の巻き緩みを抑制できるという優れた効果を奏し得る。

なお、本発明に係る蓄電素子及び蓄電素子の製造方法は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々な変更を加え得ることは勿論である。また、下記した変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。

上記実施形態における電池セル１の同極積層部２６は、電極体２における巻き始め位置２ａから巻き終わり位置２ｂまで正極２１及び負極２２を巻回中心方向（Ｙ方向）に突出させたリード部（正極リード部Ｌａ及び負極リード部Ｌｂ）に設けられていた。つまり、同極積層部２６は、最内周側から最外周側までの正極２１又は負極２２を巻回中心方向（Ｙ方向）に突出させたリード部に設けられていた。しかし、これに限定されるものではない。例えば、同極積層部は、正極２１又は負極２２の何れか一方の極のみが連続して少なくとも二以上積層されたものであればよく、最内周側から最外周側までに積層された正極２１又は負極２２のうちの中間層を巻回中心方向（Ｙ方向）に突出させたリード部に設けられていてもよい。

上記実施形態における電池セル１の第一の折れ曲がり部２６ｂ及び第二の折れ曲がり部２６ｄは、電極体２の正極リード部Ｌａと負極リード部Ｌｂとに設けられていた。しかし、これに限定されるものではない。例えば、第一の折れ曲がり部２６ｂ及び第二の折れ曲がり部２６ｄは、電極体２の正極リード部Ｌａ及び負極リード部Ｌｂのうちの少なくとも何れか一方のリード部Ｌａ（Ｌｂ）に設けられていてもよい。

なお、第一の折れ曲がり部２６ｂ及び第二の折れ曲がり部２６ｄは、正極２１又は負極２２のうちの電極体２の最内周側に配置される一方の極（本実施形態では、負極２２）のリード部（本実施形態では、負極リード部Ｌｂ）に少なくとも設けられることが好ましい。このようにすれば、一方の極の巻き緩みだけでなく、この一方の極よりも外側に配置される他方の極（本実施形態では、正極２１）も、その電極体２の位置が規制されて、他方の極の巻き緩みも抑制することができる。

また、第一の折れ曲がり部２６ｂ及び第二の折れ曲がり部２６ｄは、電極体２のリード部Ｌａ，Ｌｂの第一の湾曲部２４ａに設けられていた。しかし、これに限定されるものではない。例えば、第一の折れ曲がり部２６ｂ及び第二の折れ曲がり部２６ｄは、電極体２のリード部Ｌａ，Ｌｂの第二の湾曲部２４ｂに設けられていてもよいし、第一の対向部２５ａ又は第二の対向部２５ｂに設けられていてもよい。また、第一の折れ曲がり部２６ｂ及び第二の折れ曲がり部２６ｄは、一箇所ずつ設けられていた。しかし、これに限定されるものではない。例えば、第一の折れ曲がり部２６ｂ及び第二の折れ曲がり部２６ｄのそれぞれは、電極体２のリード部Ｌａ，Ｌｂの第一の湾曲部２４ａ及び第二の湾曲部２４ｂ、第一の対向部２５ａ及び第二の対向部２５ｂに複数設けられていてもよい。

また、図６に示すように、電極体２がその内周側における正極２１又は負極２２のうちの何れか一方の極２１を二層以上積層させて形成されたものであれば、第一の折れ曲がり部２６ｂ及び第二の折れ曲がり部２６ｄを設ける位置は、電極体２のリード部Ｌａ，Ｌｂに限定されない。つまり、第一の折れ曲がり部２６ｂ及び第二の折れ曲がり部２６ｄは、巻回中心方向（Ｙ方向）のどの位置に設けられてもよい。

上記実施形態における電池セル１の電極体２における正極２１の第二層２６ｃが第一層（最内周部）２６ａの周方向全周に及んでいた。しかし、これに限定されるものではない。例えば、第二層は、第一層（最内周部）の周方向全周に及んでおらず、その一部に外側から重ね合わされた部分であってもよい。

上記実施形態における電池セル１の第二の折れ曲がり部２６ｄは、電極体２の内周側から二層目の一層にのみ設けられていた。しかし、これに限定されるものではない。例えば、第二の折れ曲がり部２６ｄは、最内周部２６ａの外側に重ね合わされる二以上の層に設けられていてもよい。

上記実施形態における電池セル１の製造方法は、折れ曲がり部形成工程の後に接合工程を備えていた。しかし、これに限定されるものではない。つまり、接合工程は、折れ曲がり部形成工程の前に行われてもよい。このような場合であっても、電極体２は、電極体２の膨張又は収縮によって、又は、電極体２に加わった振動によって、巻き緩みが生じるのを抑制される。

上記実施形態における電池セル１の製造方法は、折れ曲がり部形成工程の後に巻軸引抜工程を備えていた。しかし、これに限定されるものではない。例えば、巻軸引抜工程は、折れ曲がり部形成工程の前に行われるようにしてもよい。このような場合であっても、電極体２は、電極体２の膨張又は収縮によって、又は、電極体２に加わった振動によって、巻き緩みが生じるのを抑制される。

上記実施形態における蓄電素子は、電池セル１であった。しかし、これに限定されるものではない。例えば、蓄電素子は、キャパシタであってもよい。

１…電池セル（蓄電素子）、２…電極体、２ａ…巻き始め位置、２ｂ…巻き終わり位置、３…ケース、４…外部端子、５…集電体、６…締結部材、２１…正極、２１ａ…正極集電基材、２１ｂ…正極活物質層（正極活物質塗工部）、２１ｃ…正極活物質層非形成部、２２…負極、２２ａ…負極集電基材、２２ｂ…負極活物質層（負極活物質塗工部）、２２ｃ…負極活物質層非形成部、２３…セパレータ、２４ａ…第一の湾曲部、２４ｂ…第二の湾曲部、２５ａ…第一の対向部、２５ｂ…第二の対向部、２６…同極積層部、２６ａ…最内周部、２６ｂ…第一の折れ曲がり部、２６ｃ…第二層、２６ｄ…第二の折れ曲がり部、３０…ケース本体、３１…蓋板、３２…底部、３３…第一の壁部、３４…第二の壁部、５０…電極体添設部、５１…固定用片部、Ｌａ…正極リード部（リード部）、Ｌｂ…負極リード部（リード部）

Claims (8)

1. セパレータを挟んで重ね合わされた正極及び負極が巻回された電極体であって、前記正極又は前記負極の何れか一方の極のみが連続して少なくとも二以上積層された同極積層部を有する電極体を備え、
   前記同極積層部は、第一の折れ曲り部と、該第一の折れ曲り部に係合する第二の折れ曲り部とを有する
   蓄電素子。
2. 前記第一の折れ曲がり部は、前記極の巻回方向の端部であって、前記極の内周側の端部に設けられる
   請求項１に記載の蓄電素子。
3. 前記電極体は、
   一端及び他端をそれぞれに有する一対の湾曲部であって、内周面同士を対峙させた状態で配置された一対の湾曲部と、
   該一対の湾曲部の互いに対向する前記一端同士及び前記他端同士を接続して互いに対向させた一対の対向部と
   を有し、
   前記第一の折れ曲がり部及び前記第二の折れ曲がり部は、前記一対の湾曲部の少なくとも何れか一方の湾曲部に位置される
   請求項１又は請求項２に記載の蓄電素子。
4. 前記電極体は、前記正極又は前記負極の何れか一方の極が重ねられたリード部であって、巻回中心方向の両端部のうちの少なくとも何れか一方の端部に設けられたリード部を有し、
   前記同極積層部は、前記リード部に位置される
   請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の蓄電素子。
5. 前記正極及び前記負極は、それぞれ、集電基材と、該集電基材に形成される活物質層とを有し、前記集電基材が露出した活物質層非形成部を形成し、
   前記第一の折れ曲がり部及び前記第二の折れ曲がり部は、前記一対の湾曲部の少なくとも何れか一方の湾曲部における前記活物質層非成形部に位置される
   請求項３に記載の蓄電素子。
6. セパレータを挟んで重ね合わされた正極及び負極を巻回することによって、前記正極又は前記負極の何れか一方の極のみが連続して少なくとも二以上積層された同極積層部を有する電極体を形成する巻回工程と、
   前記同極積層部に、第一の折れ曲り部と、該第一の折れ曲り部に係合する第二の折れ曲り部を形成する折れ曲がり部形成工程と
   を備える蓄電素子の製造方法。
7. 前記折れ曲がり部形成工程の後に、さらに前記電極体と該電極体と電気的に接続される集電体とを接合する接合工程を備える請求項６に記載の蓄電素子の製造方法。
8. 前記巻回工程は、巻軸に対して前記セパレータを挟んで重ね合わされた前記正極及び前記負極を巻き付けることによって前記電極体を形成し、
   前記折れ曲がり部形成工程の後に、さらに前記巻軸から前記電極体を引き抜く巻軸引抜工程を備える請求項６又は請求項７に記載の蓄電素子の製造方法。

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