JP6623528B2 - リチウムイオン二次電池 - Google Patents

Description

本発明は、未塗工部を有する電極を備えたリチウムイオン二次電池に関する。

ＥＶ（Electric Vehicle）やＰＨＶ（Plug in Hybrid Vehicle）などの車両には、原動機となる電動機への供給電力を蓄える蓄電装置としてリチウムイオン電池などの二次電池が搭載されている。この種の二次電池は、正極の電極と負極の電極を備え、両電極の間をセパレータで絶縁し、積層して層状とした積層型の電極組立体を有する（例えば、特許文献１参照）。

積層型の電極組立体の製造時には、製造された各極の電極は、製造テーブルから各電極の収納部に搬送され、収納される。その後、収納部に収納された各極の電極、及びセパレータが積層テーブルで積層され、電極組立体が形成される。積層型の電極組立体は、リチウムイオンの析出を抑制するため、正極の活物質層の全面が負極の活物質層に対向していることが好ましい。このため、電極組立体の積層時には、各電極は各収納部の所定位置から積層テーブルに向けて搬送され、積層テーブルの所定位置で積層されるのが好ましい。このため、収納部や積層テーブルでは、各電極は、例えば電極の隣り合う二つの辺を位置決め部材に接触させて所定位置に位置決めされる。

特開平９−１２０８３６号公報

ところで、正極と負極の電極のうち、活物質の脱離しやすい活物質層を備えた電極においては、電極の位置決めの際に活物質層が位置決め部材に接触すると、活物質が活物質層から脱離してしまう虞がある。脱離した活物質が電極に付着したまま電極組立体が製造され、二次電池が製造されると、脱離した活物質が短絡の原因となり好ましくない。そこで、電極の辺に沿って活物質層を設けず、金属箔を露出させたままとして電極に未塗工部を設けることが考えられる。しかし、未塗工部を有する電極とすると、電極を位置決め部材に接触させたとき、未塗工部が折れ曲がる等して位置決め精度が低下してしまう。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電極の位置決めの際の活物質の脱離を抑制しつつ位置決め精度の低下も抑制することができるリチウムイオン二次電池を提供することにある。

上記問題点を解決するためのリチウムイオン二次電池は、異なる極性の電極を、両者の間をセパレータで絶縁した状態で積層して構成された電極組立体と、前記電極組立体を収容したケースと、を有し、前記電極は、シート状の金属箔と、該金属箔の表面に存在する活物質層と、前記金属箔の一辺の一部から突出した形状のタブと、を有し、異なる極性の電極のうち、前記活物質層から活物質の脱離しやすい一方の電極を第１の電極、他方の電極を第２の電極とすると、前記第１の電極は、前記タブの存在する辺以外の少なくとも一辺に沿って存在し、かつ前記活物質層が存在せずに前記金属箔の露出した未塗工部を有するとともに、前記未塗工部の表面を覆うセラミック層を備え、前記第１の電極は負極電極であり、前記第２の電極は正極電極であり、前記金属箔において、前記タブが設けられた辺とその対辺とを一対の長辺とし、前記一対の長辺を繋ぐ一対の辺を一対の短辺とすると、前記負極電極の一対の長辺は、前記正極電極の一対の長辺より長く設定され、前記負極電極の一対の短辺は、前記正極電極の一対の短辺より長く設定され、前記負極電極が有する前記活物質層は、前記正極電極が有する前記活物質層の全面を覆う大きさに設定されており、前記セラミック層は、前記負極電極が有する前記活物質層の側縁から前記未塗工部を構成する露出された前記金属箔の縁部に至るまでの前記未塗工部の表面及び前記負極電極が有する前記活物質層の表面を覆っていることを要旨とする。

これによれば、例えば、電極組立体の製造過程の中で、第１の電極及び第２の電極は、製造後に収納部に収納されたり、積層場所で積層されたりする。第１の電極を収納部に収納する際や、積層場所で積層される際、第１の電極は、タブの存在する辺以外の辺を位置決め部材に接触させて位置決めされる。

位置決め部材が接触する辺は未塗工部であり、セラミック層で覆われている。このため、活物質層に位置決め部材が接触することはなく、接触に伴って活物質層から活物質が脱離することが抑制される。また、未塗工部はセラミック層で覆われることによって補強されている。したがって、第１の電極を位置決めする際に、未塗工部が折れ曲がったりすることが抑制され、折れ曲がり等を原因とした位置ずれが抑制される結果、第１の電極の位置決め精度の低下を抑制することができる。

また、リチウムイオン二次電池について、第１の電極の金属箔が銅箔、活物質が黒鉛の場合には、活物質層から活物質が脱離しやすい。よって、第１の電極を負極とすることで、活物質層から活物質が脱離しやすい電極であっても、活物質の脱離を抑制することができる。

また、リチウムイオン二次電池について、前記セラミック層は、前記負極電極が有する前記活物質層の表面を覆っている。
これによれば、電極組立体の内部温度が上昇し、セパレータが溶融しても、セラミック層によって、異なる極性の活物質層同士を絶縁した状態を維持できる。

また、リチウムイオン二次電池について、前記未塗工部は、前記負極電極の辺のうち前記タブの存在する辺の対辺に存在するのが好ましい。
これによれば、第１の電極、セパレータ、及び第２の電極を積層して電極組立体を製造するため、それらを箱状の積層治具内に落とし込む場合、第１の電極及び第２の電極はタブの対辺側から積層治具内に落とし込まれる。このとき、第１の電極において、タブの対辺に未塗工部が存在し、その未塗工部がセラミック層によって覆われ、補強されているため、第１の電極を落とし込んだ際に未塗工部が折れ曲がることが抑制される。さらには、電極組立体としてケース内に収容されている状態において、第１の電極の自重により未塗工部が折れ曲がることが抑制され、第１の電極の活物質層と、第２の電極の活物質層とが対峙した状態を維持できる。

また、リチウムイオン二次電池について、前記未塗工部は、前記金属箔の全ての辺に存在するのが好ましい。
これによれば、第１の電極の全ての辺に未塗工部が存在することから、第１の電極の製造過程の中で活物質層は切断されていない。このため、活物質層を切断することによる活物質の脱離が発生しない。

また、リチウムイオン二次電池について、前記正極電極は、袋状の前記セパレータに収納されており、袋状の前記セパレータは、前記正極電極を挟んで対峙する一対のセパレータ部材を有し、一対のセパレータ部材同士は、前記正極電極の面に沿う方向に沿って、前記正極電極の全ての辺よりも突出したはみ出し部同士で溶着されていてもよい。

これによれば、負極の第１の電極と、正極の第２の電極とは、正極の活物質層の全面が負極の活物質層に対峙していることが好ましい。第２の電極を袋状のセパレータに収納することで、はみ出し部で囲まれた位置に第２の電極を配置し、第２の電極の活物質層を第１の電極の活物質層に対峙させることができる。

本発明によれば、電極の位置決めの際の活物質の脱離を抑制しつつ位置決め精度の低下も抑制することができる。

実施形態の蓄電装置を示す斜視図。 電極組立体の構成要素を示す分解斜視図。 （ａ）は負極電極を示す断面図、（ｂ）は袋状セパレータに収納された正極電極を示す断面図。 ケースの底側を示す部分断面図。 負極電極を位置決めした状態を示す平面図。 正極電極を位置決めした状態を示す平面図。 電極組立体の製造を示す図。 セラミック層の別例を示す部分断面図。 セラミック層の別例を示す部分断面図。 セラミック層の別例を示す平面図。 積層テーブルで電極組立体を製造した状態を示す平面図。

以下、蓄電装置を二次電池に具体化した一実施形態を図１〜図７にしたがって説明する。
図１に示すように、二次電池１０は、外郭を構成する金属製のケース１１を備える。ケース１１は、一面に開口部を備える有底直方体状のケース本体１２と、開口部を塞ぐ蓋体１３とを備えている。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。二次電池１０はリチウムイオン二次電池である。

図２に示すように、電極組立体１４は、第１の電極としての複数の負極電極２４と、袋状セパレータ２７に収納された第２の電極としての複数の正極電極２１と、が交互に積層された積層型である。正極電極２１と負極電極２４は異なる極性の電極である。正極電極２１は、矩形シート状の正極金属箔（本実施形態ではアルミニウム箔）２２と、その正極金属箔２２の両面に設けられた矩形状の正極活物質層２３と、を有する。正極金属箔２２の両面の正極活物質層２３は、同じ平面形状及び同じ厚みであり、かつ正極金属箔２２を挟んで互いに対向している。

正極活物質層２３は、正極活物質、導電助剤、バインダ、及び溶媒を含む活物質合剤から形成されている。正極活物質としては、限定されないが、リチウム含有酸化物等が好ましく用いられる。具体例としてはリチウムマンガン酸化物、リチウムニッケル酸化物、リチウムコバルト酸化物、リチウム鉄酸化物等の、リチウムイオン二次電池の正極活物質に用いられている化合物等が挙げられる。また、正極活物質として金属リチウム、硫黄などを用いることもできる。これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用して用いてもよい。

バインダとしては、限定されないが、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系ポリマー、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等のゴム、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアミドイミドシリカハイブリッド等のイミド系ポリマー、アルコキシルシリル基含有樹脂、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリイタコン酸などが挙げられる。また、バインダとしては、アクリル酸と、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸などの酸モノマーとの共重合物を用いることもできる。これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用して用いてもよい。

導電助剤は、限定されないが、例えば、カーボンナノファイバー、アセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト、ケッチェンブラック等が挙げられる。これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用して用いてもよい。

溶媒としては、二次電池の製造時に用いられる溶媒を使用でき、限定されないが、有機溶媒であるＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、メタノール、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）等を使用することができる。なお、これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用して用いてもよい。

図２及び図３（ｂ）に示すように、正極電極２１は、正極金属箔２２の第１の辺２２ａに沿って、正極活物質層２３が設けられず、正極金属箔２２が露出した正極未塗工部２２ｅを有する。そして、正極電極２１において、第１の辺２２ａの一部には、正極タブ３１が突出する状態に設けられている。なお、正極タブ３１は、第１の辺２２ａからの突出方向に沿って一定幅で延びている。正極電極２１において、正極タブ３１が設けられた第１の辺２２ａの対辺となる長辺を第２の辺２２ｂとする。また、正極電極２１において、第１の辺２２ａと第２の辺２２ｂを繋ぐ一対の辺（短辺）のうち、一方の短辺を第３の辺２２ｃとし、他方の辺を第４の辺２２ｄとする。

負極電極２４は、矩形シート状の負極金属箔（本実施形態では銅箔）２５と、その負極金属箔２５の両面に設けられた矩形状の負極活物質層２６と、負極活物質層２６の表面及び負極金属箔２５の一部を覆うセラミック層２９と、を有する。負極金属箔２５の両面の負極活物質層２６は、同じ平面形状及び同じ厚みである。

負極活物質層２６は、負極活物質、導電助剤、バインダ、及び溶媒を含む活物質合剤から形成されている。負極活物質としては、限定されないが、黒鉛等のカーボン、金属化合物、ＳｉＯｘ等の金属酸化物、ホウ素添加炭素等を挙げることができる。負極活物質としては、さらに炭素系粒子を含むことが好ましい。この炭素系粒子としては、天然黒鉛、人造黒鉛、コークス、メソフェーズ炭素、気相成長炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、ＰＡＮ系炭素繊維などが挙げられるが、緩衝性能に優れる黒鉛が好ましい。

バインダとしては、限定されないが、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系ポリマー、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等のゴム、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアミドイミドシリカハイブリッド等のイミド系ポリマー、アルコキシルシリル基含有樹脂、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリイタコン酸などが挙げられる。また、バインダとしては、アクリル酸と、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸などの酸モノマーとの共重合物を用いることもできる。これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用して用いてもよい。

導電助剤は、限定されないが、例えば、カーボンナノファイバー、アセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト、ケッチェンブラック等が挙げられる。これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用して用いてもよい。溶媒としては、二次電池の製造時に用いられる溶媒を使用でき、限定されないが、水、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、メタノール、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）等を使用することができる。なお、これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用して用いてもよい。

本実施形態では、負極活物質層２６の方が、正極活物質層２３と比べて、活物質が脱離しやすい。活物質の脱離とは、負極活物質層２６や正極活物質層２３が後述の位置決め部材に接触したときや切断されたときのように、衝撃を受けた際に各活物質層２３，２６から活物質が剥がれ落ちることである。

図５に示すように、負極電極２４において、第１の辺２５ａの一部には、負極タブ３２が突出する状態に設けられている。なお、負極タブ３２は、第１の辺２５ａからの突出方向に沿って一定幅で延びている。負極電極２４において、負極タブ３２が設けられた第１の辺２５ａの対辺となる長辺を第２の辺２５ｂとする。また、負極電極２４において、第１の辺２５ａと第２の辺２５ｂを繋ぐ一対の辺（短辺）のうち、一方の辺を第３の辺２５ｃとし、他方の辺を第４の辺２５ｄとする。負極電極２４は、第１〜第４の辺２５ａ〜２５ｄに沿って、負極活物質層２６の存在しない負極未塗工部２５ｅを有する。よって、負極未塗工部２５ｅは、負極活物質層２６を囲む四角環状である。負極未塗工部２５ｅは、第１〜第４の辺２５ａ〜２５ｄに沿って一定幅である。

図２及び図３（ａ）に示すように、セラミック層２９は、負極活物質層２６の全面、第１〜第４の辺２５ａ〜２５ｄに平行な負極活物質層２６の側縁、及び負極未塗工部２５ｅの両方の表面を覆っている。セラミック層２９は、負極活物質層２６の表面から、第１〜第４の辺２５ａ〜２５ｄに至るまで負極電極２４の全面を覆っている。

負極電極２４の厚みのうち、第１〜第４の辺２５ａ〜２５ｄに沿う縁部での厚みは、負極未塗工部２５ｅの厚みと、負極未塗工部２５ｅを両面から覆うセラミック層２９の厚みの和である。よって、負極電極２４において、第１〜第４の辺２５ａ〜２５ｄに沿う縁部が負極未塗工部２５ｅだけで構成されている場合と比べると、セラミック層２９によって厚みが増し、補強されている。

セラミック層２９は、電気的絶縁性を有するコート材としてのセラミック粒子と樹脂製のバインダで構成される。この実施形態におけるセラミック粒子はアルミナ粒子である。コート材は、アルミナ粒子の他に例えば他の金属酸化物や金属窒化物であってもよい。そして、セラミック層２９は、セラミック粒子をバインダで結着して構成されており、硬度も高いことから負極未塗工部２５ｅの強度が高められている。

図２に示すように、正極電極２１及び負極電極２４において、負極活物質層２６の隣り合う二辺の各辺の長さ（長辺に沿う長さ及び短辺に沿う長さ）は、正極活物質層２３の隣り合う二辺の各辺の長さ（長辺に沿う長さ及び短辺に沿う長さ）よりも長く設定されている。負極活物質層２６は、正極活物質層２３の全面を覆うことが可能な大きさに設定されている。また、負極電極２４の第１の辺２５ａ及び第２の辺２５ｂの長さは、正極電極２１の第１の辺２２ａと第２の辺２２ｂの長さより長く設定されている。さらに、負極電極２４の第３の辺２５ｃと第４の辺２５ｄの長さは、正極電極２１の第３の辺２２ｃと第４の辺２２ｄの長さより長く設定されている。つまり、負極電極２４の平面視でのサイズは、正極電極２１の平面視でのサイズより一回り大きい。

次に、正極電極２１を収納した袋状セパレータ２７について説明する。
袋状セパレータ２７において、正極電極２１の第１の辺２２ａに沿って延びる一辺（長辺）を第１の辺２７ａとし、第１の辺２７ａの対辺で、かつ正極電極２１の第２の辺２２ｂに沿って延びる辺（長辺）を第２の辺２７ｂとする。また、袋状セパレータ２７において、第１の辺２７ａと第２の辺２７ｂを繋ぎ、かつ正極電極２１の第３の辺２２ｃに沿って延びる辺（短辺）を第３の辺２７ｃとし、第４の辺２２ｄに沿って延びる辺（短辺）を第４の辺２７ｄとする。

袋状セパレータ２７は、一対のセパレータ部材２８を熱溶着によって接合して袋状に形成されている。一対のセパレータ部材２８は、互いに対峙している。また、一対のセパレータ部材２８は、正極電極２１の両面を覆う大きさで、かつ同一の大きさの矩形状である。袋状セパレータ２７は、一対のセパレータ部材２８で形成された収納部２８ａを有し、この収納部２８ａに正極電極２１が収納されている。一対のセパレータ部材２８は、正極電極２１の面に沿う方向に沿って、第１〜第４の辺２２ａ〜２２ｄからはみ出した、はみ出し部３０を備える。袋状セパレータ２７は、互いに対峙するはみ出し部３０同士を熱溶着して形成されている。

負極電極２４と、袋状セパレータ２７に収納された正極電極２１とは、正極タブ３１が積層方向に沿って列状に配置され、且つ正極タブ３１と重ならない位置にて負極タブ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。正極タブ３１及び負極タブ３２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ている。正極タブ３１が重なっている箇所を溶接することによって各正極タブ３１が電気的に接続されるとともに、正極タブ３１には正極端子４３（図１参照）が電気的に接続されている。同様に、各負極タブ３２が重なっている箇所を溶接することによって各負極タブ３２が電気的に接続されるとともに、負極タブ３２には負極端子４６（図１参照）が溶接されている。

図４に示すように、電極組立体１４は、負極電極２４の第２の辺２５ｂ、及び袋状セパレータ２７の第２の辺２７ｂがケース本体１２の内底面に支持される状態でケース１１内に収容されている。また、図示しないが、負極電極２４の第３の辺２５ｃと第４の辺２５ｄ、及び袋状セパレータ２７の第３の辺２７ｃと第４の辺２７ｄがケース本体１２の短側壁の内面に対峙する状態でケース１１内に収容されている。

次に、負極電極２４の製造方法について説明する。
この実施形態での負極電極２４の製造方法は、負極金属箔２５を形成し得る、帯状金属箔の両面に活物質合剤の塗布と乾燥を行い、負極活物質層２６を有する電極材料を形成する塗工工程と、電極材料の両面にセラミック層用合剤の塗布を行い、セラミック層２９を形成するセラミック層形成工程とを含む。塗工工程では、活物質合剤が帯状金属箔の長手方向に沿って間欠的に塗布される。このため、帯状金属箔の長手方向に隣り合う活物質合剤の塗工部同士の間には、帯状金属箔の一部が露出している。また、帯状金属箔の短手方向においては、活物質合剤の塗工部よりも両外側に、帯状金属箔の一部が露出している。よって、活物質合剤の塗工部は、帯状金属箔によって囲まれている。セラミック層形成工程では、セラミック層用合剤は、負極活物質層２６の全面、側縁、負極活物質層２６を取り囲む帯状金属箔の両面を覆う状態に塗布される。

負極電極２４の製造方法は、セラミック層２９が形成された電極材料を負極電極２４の形状に打ち抜く切断工程を含む。切断工程では、負極活物質層２６を取り囲む帯状金属箔の部分がセラミック層２９と共に切断され、負極活物質層２６は切断されない。

次に、袋状セパレータ２７に収納された正極電極２１と、負極電極２４とを積層して電極組立体１４を製造する方法について作用とともに説明する。
まず、図５に示すように、製造された負極電極２４は、図示しない製造テーブルから負極収納部４０に搬送され、収納される。負極収納部４０は、テーブル４１を備える。また、負極収納部４０は、テーブル４１の載置面４１ａ上に一対の位置決め部材４２を備える。位置決め部材４２は平面視Ｌ字状の板材である。一対の位置決め部材４２は、載置面４１ａ上の負極電極２４を、その負極電極２４の一つの対角線上に位置する一対の角部を外側から挟む位置に配置されている。一対の位置決め部材４２のうち、一方の位置決め部材４２は、負極電極２４の第１の辺２５ａと第３の辺２５ｃに沿って配置され、他方の位置決め部材４２は、負極電極２４の第２の辺２５ｂと第４の辺２５ｄに沿って配置される。

そして、一対の位置決め部材４２の内側に負極電極２４が収納されると、セラミック層２９で補強された負極未塗工部２５ｅに沿った第１〜第４の辺２５ａ〜２５ｄが位置決め部材４２に接触し、その接触によって負極電極２４が所定位置に位置決めされる。

また、図６に示すように、袋状セパレータ２７に収納された正極電極２１は、図示しない製造テーブルから正極収納部５０に搬送され、収納される。正極収納部５０は、テーブル５１を備える。また、正極収納部５０は、テーブル５１の載置面５１ａ上に一対の位置決め部材５２を備える。位置決め部材５２は平面視Ｌ字状の板材である。一対の位置決め部材５２は、載置面５１ａ上の袋状セパレータ２７を、その袋状セパレータ２７の一つの対角線上に位置する一対の角部を外側から挟む位置に配置されている。一対の位置決め部材５２のうち、一方の位置決め部材５２は、正極電極２１を収納した袋状セパレータ２７の第１の辺２７ａと第３の辺２７ｃに沿って配置され、他方の位置決め部材５２は、袋状セパレータ２７の第２の辺２７ｂと第４の辺２７ｄに沿って配置される。そして、一対の位置決め部材５２の内側に袋状セパレータ２７が収納されると、袋状セパレータ２７の第１〜第４の辺２７ａ〜２７ｄが位置決め部材５２に接触し、その接触によって袋状セパレータ２７が所定位置に位置決めされる。

次に、負極収納部４０に収納された負極電極２４、及び正極収納部５０に収納された正極電極２１を、積層治具を使用して積層する。
図７に示すように、積層治具５５は、上面に開口を有する四角箱状である。積層治具５５は、矩形板状の底壁５６と、底壁５６の一方の一対の側縁から立設された第１の位置決め部材５７ａと、底壁５６の他方の一対の側縁から立設された第２の位置決め部材５７ｂとを有する。一対の第１の位置決め部材５７ａの内面同士を最短距離で結ぶ直線の長さは、負極電極２４の第２の辺２５ｂ及び袋状セパレータ２７の第２の辺２７ｂの長さより僅かに長い。一対の第２の位置決め部材５７ｂの内面同士を最短距離で結ぶ直線の長さは、電極組立体１４の積層方向に沿う寸法より若干長い。

そして、積層治具５５内に負極電極２４と、正極電極２１を収納した袋状セパレータ２７を第２の辺２５ｂ，２７ｂ側から交互に落とし込んでいく。すると、負極電極２４及び袋状セパレータ２７は、一対の第１の位置決め部材５７ａによって、第２の辺２５ｂ，２７ｂに沿う方向への移動が規制されるとともに、底壁５６によって下方への移動が規制される。このとき、負極電極２４においては、セラミック層２９で補強された負極未塗工部２５ｅが底壁５６の内面、及び第１の位置決め部材５７ａの内面に接触し、その接触により負極電極２４が位置決めされる。その後、電極組立体１４を形成するのに必要な枚数の負極電極２４、及び正極電極２１の収納された袋状セパレータ２７が積層治具５５に収納されると、電極組立体１４が完成する。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）正極電極２１と負極電極２４のうち、活物質の脱離しやすい負極電極２４に関し、負極活物質層２６の周囲を取り囲む負極未塗工部２５ｅを第１〜第４の辺２５ａ〜２５ｄに沿って設け、負極未塗工部２５ｅはセラミック層２９で補強されている。このため、負極電極２４を負極収納部４０や積層治具５５で位置決めする際、負極活物質層２６に位置決め部材４２や積層治具５５が接触することはない。よって、負極電極２４の位置決めの際に負極活物質層２６から活物質が脱離することが抑制される。その結果として、電極組立体１４の製造において、脱離した活物質が電極組立体１４内に混入することを抑制でき、脱離した活物質による短絡の発生を抑制することができる。

（２）負極電極２４は、負極未塗工部２５ｅを第１〜第４の辺２５ａ〜２５ｄに備え、負極未塗工部２５ｅはセラミック層２９で補強されている。このため、負極電極２４を負極収納部４０上で位置決め部材４２によって位置決めする際や、積層治具５５内で位置決めする際、負極未塗工部２５ｅが折れ曲がる等しにくい。よって、負極収納部４０で負極電極２４を所定位置に精度良く位置決めでき、積層治具５５でも負極電極２４を所定位置に精度良く位置決めできる。

（３）負極電極２４において、負極未塗工部２５ｅの補強は、負極活物質層２６のセラミック層２９によって行われる。このため、負極活物質層２６の保護のためにセラミック層２９を設けるのに合わせて負極未塗工部２５ｅの補強も行うことができる。したがって、負極未塗工部２５ｅの補強のために、負極電極２４の保護を行わない別部材を設ける場合と比べて負極電極２４の製造が容易となり、しかも、製造コストも低減できる。

（４）負極電極２４は、負極未塗工部２５ｅを第１〜第４の辺２５ａ〜２５ｄに備える。このため、負極電極２４の製造では、負極活物質層２６を切断しておらず、負極活物質層２６の切断に伴う活物質の脱離を抑制できる。

（５）負極電極２４は、負極未塗工部２５ｅを第１〜第４の辺２５ａ〜２５ｄに備える。そして、ケース１１内では、負極電極２４の第２の辺２５ｂがケース本体１２の内底面に支持されている。このとき、第２の辺２５ｂはセラミック層２９によって補強されている。このため、第２の辺２５ｂが負極電極２４の自重によって折れ曲がることが抑制される。その結果として、負極電極２４における第２の辺２５ｂと、正極電極２１を収納した袋状セパレータ２７の第２の辺２７ｂとをケース本体１２の内底面上で一致させることができ、正極活物質層２３の全面に対し負極活物質層２６が対峙した状態を維持できる。

（６）正極電極２１は袋状セパレータ２７に収納されている。袋状セパレータ２７は、セパレータ部材２８のはみ出し部３０同士を溶着して形成されている。また、はみ出し部３０の先端によって、袋状セパレータ２７の第１〜第４の辺２７ａ〜２７ｄが形成され、ケース本体１２の内底面には、袋状セパレータ２７の第２の辺２７ｂが支持されている。このため、第２の辺２７ｂに沿うはみ出し部３０によって、正極電極２１をケース本体１２の内底面から離して配置でき、正極活物質層２３の全面を負極活物質層２６に対峙させた状態を維持できる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図８に示すように、セラミック層２９の表面が負極電極２４の全体で平坦面となるように、負極未塗工部２５ｅに存在するセラミック層２９の厚みと、負極活物質層２６に存在するセラミック層２９の厚みとを合わせてもよい。

○ 図９に示すように、ケース本体１２の内面に対向配置されていない負極電極２４において、負極未塗工部２５ｅに存在するセラミック層２９の厚みを、負極活物質層２６の側縁から第１〜第４の辺２５ａ〜２５ｄに向かうにつれて徐々に増すようにし、セラミック層２９を負極活物質層２６の表面よりも突出させた構成としてもよい。このように構成した場合、厚みの増したセラミック層２９には、袋状セパレータ２７のはみ出し部３０の溶着部が対峙するため、ケース１１内において、負極電極２４と袋状セパレータ２７との干渉が発生せず、電極組立体１４の積層方向への寸法が増加することもない。そして、このように構成すると、セラミック層２９によって負極未塗工部２５ｅをより一層、補強できる。

○ 負極未塗工部２５ｅは、第２の辺２５ｂだけに設けてもよい。この場合、負極収納部４０での負極電極２４の位置決めは、図１０に示すように、第１の辺２５ａに沿い、かつ負極タブ３２を挟む位置に配置された位置決め部材４２と、第２の辺２５ｂに沿って配置された位置決め部材４２とで行う。

○ 正極電極と負極電極において、正極活物質層の方が負極活物質層よりも活物質が脱離しやすい場合には、正極電極を第１の電極とし、負極電極を第２の電極としてもよい。
そして、正極電極において、タブの存在する辺以外の少なくとも一辺に沿って未塗工部を設け、その未塗工部を覆うセラミック層を設けてもよい。

○ セラミック層２９は、負極未塗工部２５ｅだけを覆っており、負極活物質層２６は覆っていなくてもよい。
○ セラミック層２９で覆われた負極未塗工部２５ｅは、負極タブ３２の突出した第１の辺２５ａ以外の辺のうち、位置決めのために位置決め部材４２や積層治具５５が接触する辺に合わせて設ければよい。

○ 電極組立体１４の製造は、積層治具５５内に負極電極２４、及び正極電極２１を収納した袋状セパレータ２７を落とし込んで積層する方法以外で行ってもよい。例えば、図１１に示すように、積層テーブル６０の載置面６０ａ上で負極電極２４、及び正極電極２１を収納した袋状セパレータ２７を積層してもよい。この場合、積層テーブル６０は、載置面６０ａに、位置決め部材としての位置決めピン６１を複数備える。複数の位置決めピン６１は、負極電極２４及び袋状セパレータ２７の外形線に沿って間隔を空けて配置されている。そして、積層テーブル６０の載置面６０ａ上では、複数の位置決めピン６１の内側に、袋状セパレータ２７に収納された正極電極２１と、負極電極２４とが交互に積層される。

○ 正極電極２１は袋状セパレータ２７に収納されていなくてもよい。この場合、正極電極２１と負極電極２４の間には、矩形シート状のセパレータが１枚ずつ介装される。
○ 負極電極２４は、負極金属箔２５の両面に負極活物質層２６を有するとしたが、負極金属箔２５の片面のみに負極活物質層２６を有し、その負極活物質層２６を覆うようにセラミック層２９を有していてもよい。この場合、負極未塗工部２５ｅは両面ともセラミック層２９で覆われるのが好ましいが、負極活物質層２６の存在する面のみセラミック層２９で覆われていてもよい。

○ 実施形態の負極電極２４において、負極未塗工部２５ｅは一方の表面だけセラミック層２９で覆われていてもよい。
○ 正極電極２１は、正極金属箔２２の両面に正極活物質層２３を有するとしたが、正極金属箔２２の片面のみに正極活物質層２３を有していてもよい。

○ 蓄電装置は、二次電池１０でなく、電気二重層キャパシタ等の他の蓄電装置に適用してもよい。
○ 二次電池１０は、リチウムイオン二次電池であったが、これに限らず、他の二次電池であってもよい。要するに、正極活物質と負極活物質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。

１０…蓄電装置としての二次電池、１１…ケース、１４…電極組立体、２１…第２の電極としての正極電極、２２…金属箔としての正極金属箔、２２ａ…一辺としての第１の辺、２３…活物質層としての正極活物質層、２４…第１の電極としての負極電極、２５…金属箔としての負極金属箔、２５ａ…一辺としての第１の辺、２５ｂ…対辺としての第２の辺、２５ｅ…未塗工部としての負極未塗工部、２６…活物質層としての負極活物質層、２７…袋状セパレータ、２８…セパレータ部材、２９…セラミック層、３０…はみ出し部、３１…タブとしての正極タブ、３２…タブとしての負極タブ。

Claims (5)

1. 異なる極性の電極を、両者の間をセパレータで絶縁した状態で積層して構成された電極組立体と、
   前記電極組立体を収容したケースと、を有し、
   前記電極は、シート状の金属箔と、
   該金属箔の表面に存在する活物質層と、
   前記金属箔の一辺の一部から突出した形状のタブと、を有し、
   異なる極性の電極のうち、前記活物質層から活物質の脱離しやすい一方の電極を第１の電極、他方の電極を第２の電極とすると、
   前記第１の電極は、前記タブの存在する辺以外の少なくとも一辺に沿って存在し、かつ前記活物質層が存在せずに前記金属箔の露出した未塗工部を有するとともに、
   前記未塗工部の表面を覆うセラミック層を備え、
   前記第１の電極は負極電極であり、前記第２の電極は正極電極であり、
   前記金属箔において、前記タブが設けられた辺とその対辺とを一対の長辺とし、前記一対の長辺を繋ぐ一対の辺を一対の短辺とすると、
   前記負極電極の一対の長辺は、前記正極電極の一対の長辺より長く設定され、
   前記負極電極の一対の短辺は、前記正極電極の一対の短辺より長く設定され、
   前記負極電極が有する前記活物質層は、前記正極電極が有する前記活物質層の全面を覆う大きさに設定されており、
   前記セラミック層は、前記負極電極が有する前記活物質層の側縁から前記未塗工部を構成する露出された前記金属箔の縁部に至るまでの前記未塗工部の表面及び前記負極電極が有する前記活物質層の表面を覆っていることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
2. 前記未塗工部の表面を覆う前記セラミック層の厚みは、前記活物質層の表面を覆う前記セラミック層の厚みよりも厚みが増している請求項１に記載のリチウムイオン二次電池。
3. 前記未塗工部は、前記負極電極の辺のうち前記タブの存在する辺の対辺に存在する請求項１又は請求項２に記載のリチウムイオン二次電池。
4. 前記未塗工部は、前記金属箔の全ての辺に存在する請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。
5. 前記正極電極は、袋状の前記セパレータに収納されており、袋状の前記セパレータは、前記正極電極を挟んで対峙する一対のセパレータ部材を有し、一対のセパレータ部材同士は、前記正極電極の面に沿う方向に沿って、前記正極電極の全ての辺よりも突出したはみ出し部同士で溶着されている請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。