JP6665246B2 - 二次電池用電極アセンブリおよび二次電池用電極アセンブリの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は二次電池用電極アセンブリおよび二次電池用電極アセンブリの製造方法に関する。

二次電池用電極の製造工程において、電極シートとセパレータとが捲回された捲回体の巻き終わり箇所は、例えば接着テープによって固定される。特許文献１には、捲回体の巻き終わり箇所に接着テープを貼り付けた構成が開示されている。

特開2015-210980号公報

しかしながら、特許文献１に記載の捲回体では、セパレータの終端部分においてセパレータと接着テープとの間に空隙が存在する。接着テープによってセパレータの機能層が引っ張られ、機能層が破損する可能性がある。また、捲回体の最外層が電極シートである場合、同様の理由により電極シートの活物質層が破損する可能性がある。

本発明の一態様は、セパレータの機能層または電極シートの活物質層の破損を抑制する二次電池用電極アセンブリおよび二次電池用電極アセンブリの製造方法を実現することを目的とする。

本発明の一態様に係る二次電池用電極アセンブリは、活物質層および集電体を有する電極シートと、機能層およびフィルム基材を有するセパレータとが重ねられ、前記電極シートまたは前記セパレータが捲回された捲回体と、前記捲回体の外側の終端部分を留める接着テープとを備え、前記接着テープは、前記活物質層の外側面または前記機能層の外側面に接着し、かつ、前記終端部分の端面に接着している。

上記の構成によれば、接着テープが捲回体の終端部分の端面に接着しているため、活物質層または機能層が接着テープに引っ張られて破損することを抑制することができる。

また、前記接着テープは、前記終端部分の前記端面において、前記活物質層の端面および前記集電体の端面に接着している、または、前記機能層の端面および前記フィルム基材の端面に接着していてもよい。

また、前記終端部分の前記端面は、前記終端部分の外側面に対して傾斜していてもよい。

また、前記捲回体の最外層は、前記セパレータであってもよい。

また、前記セパレータは第１セパレータであり、二次電池用電極アセンブリは、機能層およびフィルム基材を有する第２セパレータをさらに備え、前記接着テープは、前記第１セパレータまたは前記第２セパレータの前記機能層の外側面に接着し、かつ、前記第１セパレータの前記終端部分の端面および前記第２セパレータの終端部分の端面に接着していてもよい。

本発明の一態様に係る二次電池用電極アセンブリの製造方法は、活物質層および集電体を有する電極シートと、機能層およびフィルム基材を有するセパレータとが重ねられ、前記電極シートまたは前記セパレータが捲回された捲回体を備える二次電池用電極アセンブリの製造方法であって、前記電極シートと前記セパレータとを重ね合わせて捲回する捲回工程と、接着テープが、前記活物質層の外側面または前記機能層の外側面に接着し、かつ、前記捲回体の外側の終端部分の端面に接着するように、前記接着テープによって前記終端部分を留める貼付工程とを含む。

また、前記貼付工程では、前記接着テープを、前記終端部分の前記端面において、前記活物質層の端面および前記集電体の端面に接着させる、または、前記機能層の端面および前記フィルム基材の端面に接着させてもよい。

また、前記終端部分の前記端面は、前記終端部分の外側面に対して傾斜していてもよい。

また、前記捲回体の最外層は、前記セパレータであってもよい。

また、前記セパレータは第１セパレータであり、前記捲回工程では、前記電極シートと、前記第１セパレータと、機能層およびフィルム基材を有する第２セパレータとを重ね合わせて捲回し、前記貼付工程では、前記接着テープを、前記第１セパレータまたは前記第２セパレータの前記機能層の外側面に接着させ、かつ、前記第１セパレータの前記終端部分の端面および前記第２セパレータの終端部分の端面に接着させてもよい。

本発明の一態様によれば、セパレータの機能層または電極シートの活物質層の破損を抑制することができる。

（ａ）は、一実施形態の二次電池用の電極アセンブリの一部を展開した斜視図であり、（ｂ）（ｃ）は、二次電池用の電極アセンブリの斜視図である。 参考例の電極アセンブリの、捲回体の軸に垂直な断面における最外層の終端部分を拡大して示す断面図である。 参考例の電極アセンブリの、捲回体の軸に垂直な断面における最外層の終端部分を拡大して示す断面図である。 一実施形態の電極アセンブリの、捲回体の軸に垂直な断面における最外層の終端部分を拡大して示す断面図である。 電極アセンブリの変形例の、捲回体の軸に垂直な断面における最外層の終端部分を拡大して示す断面図である。 電極アセンブリの変形例の、捲回体の軸に垂直な断面における最外層の終端部分を拡大して示す断面図である。 セパレータの切断方法を示す模式的な断面図である。 接着テープを捲回体に貼り付ける方法の一例を示す模式的な斜視図である。 接着テープが貼り付けられる工程を段階的に示す断面図である。 電極アセンブリの変形例の、捲回体の軸に垂直な断面における最外層の終端部分を拡大して示す断面図である。 電極アセンブリの変形例の、捲回体の軸に垂直な断面における最外層の終端部分を拡大して示す断面図である。 電極アセンブリの変形例の、捲回体の軸に垂直な断面における最外層の終端部分を拡大して示す断面図である。 電極アセンブリの変形例の、捲回体の軸に垂直な断面における最外層の終端部分を拡大して示す断面図である。 図５に示す構成に対応する電極アセンブリのサンプルの断面を撮影した画像である。 図６に示す構成に対応する電極アセンブリのサンプルの断面を撮影した画像である。 図１６は、一実施形態の電極アセンブリの、捲回体の軸に垂直な断面における最外層の終端部分を拡大して示す断面図である。 一実施形態の電極アセンブリの構成を模式的に示す断面図である。

本発明の一態様において、活物質層および集電体を有する電極シートと機能層およびフィルム基材を有するセパレータとを備える捲回体とは、少なくとも、前記電極シートと前記セパレータとが重なり合った部分と、前記電極シートまたは前記セパレータが捲回された部分とを備えるものである。すなわち、前記捲回体は、前記電極シートと前記セパレータとが積層された状態で共に捲回されたものでもよいし、あるいは、前記電極シートと前記セパレータとが積層された積層体の最外周を、前記電極シートまたは前記セパレータの少なくとも１つで１周以上捲回したものでもよい。

〔実施形態１〕
図１の（ａ）は、一実施形態の二次電池用の電極アセンブリの一部を展開した斜視図である。図１の（ｂ）は、二次電池用の電極アセンブリの斜視図である。二次電池用の電極アセンブリ１は、捲回体２と、捲回体２の最外層の終端部分を留める接着テープ３とを備える。捲回体２は、負極シート４、正極シート５、および２つのセパレータ（第１セパレータ６、第２セパレータ７）を含む。２つの電極シート（負極シート４、正極シート５）と２つのセパレータ（第１セパレータ６、第２セパレータ７）とは交互に重ねられ、捲回されている。負極シート４には負極リード４ａが接続されている。正極シート５には正極リード５ａが接続されている。負極リード４ａおよび正極リード５ａは、二次電池の負極および正極にそれぞれ接続されるものである。接着テープ３は、捲回体２の外周面に貼り付けられるテープであり、捲回された捲回体２の最外層の終端部分を留めて固定するものである。接着テープ３は、捲回体２の周りを一周してもよいし、一周せずに捲回体２の外周の一部に貼られていてもよい。また、接着テープ３は、捲回体２の軸方向の中央部分に貼られていても良いし、中央以外に貼られていてもよい。また、接着テープ３は、１本であってもよいし、複数本であってもよい。また、接着テープ３の幅（捲回体２の軸方向の長さ）も任意であり、捲回体２の軸方向の幅のほとんど全てを覆う長さであってもよいし、捲回体２の軸方向の幅の一部を覆う長さであってもよい。電極アセンブリ１は、二次電池を構成するために、電池缶に収容される。なお、図１の（ａ）に示す負極シート４、正極シート５、第１セパレータ６、および第２セパレータ７の長さおよび幅は、模式的に示したものであり、正確なものではない。図１に示す捲回体２は、円筒状の電池缶に収容されるために円柱状であってもよいし、直方体状または袋状の電池容器に収容されるために図１の（ｃ）に示すように扁平な円柱状であってもよい。捲回体２が収容される容器は、金属製の缶に限られず、樹脂と金属箔とが積層されたフィルムを袋状または箱状に成型したものでもよい。

図２は、参考例の電極アセンブリの、捲回体の軸に垂直な断面における最外層の終端部分を拡大して示す断面図である。捲回体の最外層には、第１セパレータ６が位置する。第１セパレータ６は、多孔質のフィルム基材１１と、機能層１２とを備える。ここでは機能層１２は、多孔質のフィルム基材１１の片側の面に形成されているが、例えば両側の面に形成されていてもよい。機能層１２は、柔軟な多孔質のフィルム基材１１よりも脆い材質である。

第１セパレータ６は、機能層１２として、例えば耐熱層を備える。第１セパレータ６における多孔質のフィルム基材１１は、第１セパレータ６が高温になった時融解することで、多孔質のフィルム基材１１自身に形成されていた孔を閉塞する。これにより、フィルム基材１１は、リチウムイオンの移動を停止させ、二次電池の過放電または過充電を防止する。一方、耐熱層は、第１セパレータ６が高温になった時にも形状を変化させない。つまり、耐熱層は、多孔質のフィルム基材１１が融解したときにも形状が変化することなく、第１セパレータ６の膜形状を維持することで、リチウムイオンの移動をより確実に停止させることができる。

接着テープ３は、例えばプラスティックフィルムであるテープ基材１３と、接着のための粘着層１４とを備える。粘着層１４は、主として粘着剤（または接着剤）を含み、テープ基材１３の内側面に形成されている。第１セパレータ６は、接着テープ３より（特にテープ基材より）、薄くかつ柔軟である。また、粘着層１４はテープ基材１３より柔軟である。それゆえ、第１セパレータ６の終端部分の段の周辺において、粘着層１４が大きく変形し、粘着層１４は、第１セパレータ６の外側面に接着している。

接着テープ３の貼付工程において、捲回体の巻きが緩まないように、接着テープ３は、最外層の第１セパレータ６（図２において上側）に貼り付けられた後、周方向（矢印Ｉの方向）に引っ張られながら、内側の第１セパレータ６（図２において下側）に貼り付けられる。なお、ここでは、第１セパレータ６の終端部分の段より高い側の第１セパレータ６と低い側の第１セパレータ６とを区別するため、セパレータの段より高い側を最外層の第１セパレータ６と呼び、セパレータの段より低い側を内側の第１セパレータ６と呼ぶ。接着テープ３は、第１セパレータ６の終端部分において、機能層１２の外側面に接着している。接着テープ３が貼り付けられた後、第１セパレータ６の終端部分の端面の隣には、ボイド１５（空隙）が形成されている。接着テープ３は、最外層の第１セパレータ６の機能層１２を周方向（矢印Ｉの方向）に引っ張る。それゆえ、終端部分において、最外層の機能層１２がフィルム基材１１から剥離したり、破損したりして、機能層１２の欠片が第１セパレータ６の端面から脱落し得る。

図３の（ａ）（ｂ）は、参考例の電極アセンブリの、捲回体の軸に垂直な断面における最外層の終端部分を拡大して示す断面図である。元々、変形した（伸張した）粘着層１４には、収縮する応力が生じている。それゆえ、変形した粘着層１４は内側の第１セパレータ６の機能層１２をテープ基材１３側に引っ張っている。二次電池の充電を行うと、捲回体を含む電極アセンブリは外側に向かって膨張する。部分的に見ると、電極アセンブリの膨張により、最外層の第１セパレータ６は矢印Ｋの方向に変位しようとし、内側の第１セパレータ６は逆方向である矢印Ｋ’の方向に変位しようとする（図３の（ａ））。この応力による第１セパレータ６の変形量と接着テープ３の変形量が異なると、接着テープ３が内側の第１セパレータ６の機能層１２を矢印Ｋの方向に引っ張る。それゆえ、変形した粘着層１４が内側の第１セパレータ６の機能層１２をテープ基材１３側に引っ張る力が増加する。これにより、内側の第１セパレータ６の機能層１２がフィルム基材１１から剥がれ得る（図３の（ｂ））。

図４は、一実施形態の電極アセンブリ１の、捲回体２の軸に垂直な断面における最外層の終端部分を拡大して示す断面図である。電極アセンブリ１は、接着テープ３の粘着層１４が最外層の第１セパレータ６の終端部分の端面１６に接着していることを除き、参考例の電極アセンブリと同じである。捲回体２の最外層には、第１セパレータ６が位置する。第１セパレータ６において、フィルム基材１１の外側面に機能層１２が形成されている。接着テープ３の粘着層１４は、機能層１２の外側面に接着している。そして、接着テープ３の粘着層１４は、最外層の第１セパレータ６の終端部分の端面１６にも接着している。ここでは、接着テープ３の粘着層１４は、最外層の第１セパレータ６の機能層１２の端面およびフィルム基材１１の一部の端面に接着している。なお、接着テープ３は、最外層の第１セパレータ６の端面１６の少なくとも一部に接着していればよい。

捲回体２が巻かれる方向（矢印Ｉの方向）に引っ張られながら貼られた接着テープ３は、最外層のフィルム基材１１の一部の端面にも接着しているので、機能層１２だけでなくフィルム基材１１を矢印Ｉの方向に引っ張る。それゆえ、最外層の機能層１２がフィルム基材１１から剥離することを抑制し、機能層１２が破損することを防ぐことができる。また、この構成により、端面１６から機能層１２の欠片が脱落することを防ぐことができる。

なお、接着テープ３が、最外層の第１セパレータ６の終端部分において少なくとも機能層１２の端面に接着していることにより、端面１６から機能層１２の欠片が脱落することを防ぎ、機能層１２とフィルム基材１１との間の界面剥離が進展するのを防ぐことができる。

また、接着テープ３が、最外層の第１セパレータ６の端面１６に接着しているため、充電による電極アセンブリ１の膨張が生じても、粘着層１４が内側の第１セパレータ６の機能層１２をテープ基材１３側に引っ張る力を緩和することができる。これにより、内側の第１セパレータ６の機能層１２がフィルム基材１１から剥離することを抑制することができる。

なお、ここではフィルム基材１１の片面に機能層１２が形成されている構成について説明したが、フィルム基材１１の両面に機能層１２が形成されていてもよい。

一実施形態の電極アセンブリ１は、以下のようにして製造することができる。捲回工程では、２つの電極シート（負極シート４、正極シート５）と２つのセパレータ（第１セパレータ６、第２セパレータ７）とを交互に重ね合わせて捲回することで、捲回体２を得る。貼付工程では、接着テープ３を、最外層の第１セパレータ６（図４において上側）に貼り付けた後、接着テープ３を、捲回体２が巻かれる方向（矢印Ｉの方向）に引っ張りながら、１つ内側の第１セパレータ６（図４において下側）に貼り付ける。接着テープ３は、第１セパレータ６の終端部分において、機能層１２の外側面に接着している。その後、接着テープ３の上から、最外層の第１セパレータ６の終端部分による段より低い側（図４において端面１６より右側）を押圧部材で押さえる。押圧部材が最外層の第１セパレータ６の終端部分の端面１６に沿うように、接着テープ３を押圧部材で押さえながら、押圧部材を端面１６の隣まで寄せる。このとき、押圧部材は、最外層の第１セパレータ６の終端部分による段より高い側（図４において端面１６より左側）を押さえなくてもよい。これにより、端面１６の横に形成されたボイドを潰し、柔軟な粘着層１４を端面１６に接着させることができる。

（変形例１）
図５は、電極アセンブリの変形例１の、捲回体２の軸に垂直な断面における最外層の終端部分を拡大して示す断面図である。変形例１の電極アセンブリの構成は、最外層の第１セパレータ６の終端部分の端面１６が斜面になっていることを除き、上述した図４に示す電極アセンブリと同じである。第１セパレータ６の終端部分の端面１６は、第１セパレータ６の終端部分の外側面に対して傾斜している。具体的には、第１セパレータ６の終端部分は、捲回体２の軸に垂直な断面において、接着テープ３側（外側）の角の内角Ｐが鈍角になっている。これにより、粘着層１４を傾斜した斜面に沿うように貼り付けることが出来るため、粘着層１４を端面１６に接着させやすくなる。また、端面１６の面積が図４に示す構成と比べてより大きくなるため、粘着層１４と端面１６との接着面積もより大きくなる。それゆえ、機能層１２の破損および剥離を抑制することができる。

（変形例２）
図６は、電極アセンブリの変形例２の、捲回体２の軸に垂直な断面における最外層の終端部分を拡大して示す断面図である。変形例２の電極アセンブリの構成は、最外層の第１セパレータ６の終端部分の端面１６が斜面になっていることを除き、上述した図４に示す電極アセンブリと同じである。変形例２の電極アセンブリでは、端面１６の傾きが変形例１とは逆になっている。第１セパレータ６の終端部分の端面１６は、第１セパレータ６の終端部分の外側面に対して傾斜している。具体的には、第１セパレータ６の終端部分は、捲回体２の軸に垂直な断面において、接着テープ３側（外側）の角の内角Ｐが鋭角になっている。粘着層１４は、端面１６の下側に潜り込んでいる。端面１６の面積が図４に示す構成と比べてより大きくなるため、粘着層１４と端面１６との接着面積もより大きくなる。それゆえ、内側の第１セパレータ６の機能層１２がフィルム基材１１から剥離することを抑制することができる。

図７は、セパレータの切断方法を示す模式的な断面図である。製造された長尺のセパレータ８を、電極アセンブリ１に使用される所定の長さにカットすることで、第１セパレータ、または第２セパレータが得られる。図７において、切断刃２１は、セパレータ８の表面に対して斜めに挿入される。その結果、カットされたセパレータ８の端面は、斜面になる。なお、フィルム基材１１側から切断刃２１を入れれば、カットされたセパレータ８の端面は、逆向きの斜面になる。カットされた後のセパレータ８の端面の角度Ｑは、７５°以下であることが好ましく、７０°以下であることがより好ましい。ここで角度Ｑは、カットされた後のセパレータ８の終端部分の２つの角のうち、鋭角である方の角の角度である。鋭角である角は、図５または図６に示すように、フィルム基材１１側であっても、機能層１２側であってもよい。また、切断刃２１の刃先の角度は、図７のように両刃である場合、約３０°であることが好ましく、片刃である場合、約１５°〜２５°であることが好ましい。

図８は、図６に示すように接着テープ３を捲回体に貼り付ける方法の一例を示す模式的な斜視図である。ここでは、ローラー２２を用いて接着テープ３を捲回体に貼り付ける。ここでは、ローラー２２は、その表面に周方向に対して傾いた複数の溝を有する皺取りローラーである。複数の溝は、ローラー２２の軸方向における一方側と他方側とで傾きが逆になっている。なお、ローラー２２は、溝を有しなくてもよい。ローラー２２は、回転することで接着テープ３の表面に対して摺動しながら、接着テープ３を押さえることで、接着テープ３を貼り付ける。ローラー２２の表面速度は、接着テープ３が貼られる速度より速い。

図９は、接着テープ３が貼り付けられる工程を段階的に示す断面図である。まず、接着テープ３を、最外層の第１セパレータ６に貼り付ける（図９の（ａ））。ローラー２２が、最外層の第１セパレータ６の終端部分の段を越えるときに、終端部分の先端が少し潰れる（図９の（ｂ））。ローラー２２が段を越えた後、接着テープ３の表面を摺動するローラー２２が第１セパレータ６の終端部分を蹴り上げることにより、終端部分の端面１６が起こされ、かつ、粘着層１４が端面１６の下側に潜り込み、粘着層１４が端面１６に接着する（図９の（ｃ））。接着テープ３が貼り付けられた後では、接着テープ３のテープ基材１３は、第１セパレータ６による段差に追従せず、粘着層１４のみが第１セパレータ６による段差に沿って変形する（図９の（ｄ））。このように、下向き（内側向き）の端面１６にも粘着層１４を接着することができる。

（変形例３）
図１０〜図１３は、機能層１２について向きが異なる電極アセンブリの変形例の、捲回体の軸に垂直な断面における最外層の終端部分を拡大して示す断面図である。図１０〜図１３において、点線の枠で囲った箇所は、本発明の一態様による効果により、機能層１２の破損が防止される箇所である。図１０〜図１３に示す構成のそれぞれは、上述した図５、図６に示す端面が斜面である構成にも適用可能である。

図１０の（ａ）に示す電極アセンブリでは、最外層の第１セパレータ６の機能層１２と、１つ内側の第１セパレータ６の機能層１２とは、共に外側（接着テープ３側）を向いている。粘着層１４は、両方の機能層１２に接着している。この構成では、端面１６に粘着層１４が接着することで、最外層の第１セパレータ６の機能層１２の破損と、１つ内側の第１セパレータ６の機能層１２の破損とを防止することができる。

図１０の（ｂ）に示す電極アセンブリでは、最外層の第１セパレータ６の機能層１２は内側（捲回体の軸側）を向き、１つ内側の第２セパレータ７の機能層１２は外側（接着テープ３側）を向いている。粘着層１４は、１つ内側の第２セパレータ７の機能層１２に接着している。この構成では、端面１６に粘着層１４が接着することで、１つ内側の第２セパレータ７の機能層１２の破損を防止することができる。なお、１つ内側の第２セパレータ７の終端部分は、別の箇所で接着テープ３によって留められている。

図１０の（ｃ）に示す電極アセンブリでは、最外層の第１セパレータ６の機能層１２は外側（接着テープ３側）を向き、１つ内側の第２セパレータ７の機能層１２は内側（捲回体の軸側）を向いている。粘着層１４は、最外層の第１セパレータ６の機能層１２に接着している。この構成では、端面１６に粘着層１４が接着することで、最外層の第１セパレータ６の機能層１２の破損を防止することができる。なお、１つ内側の第２セパレータ７の終端部分は、別の箇所で接着テープ３によって留められている。

図１１の（ａ）（ｂ）に示す電極アセンブリでは、最外層の第１セパレータ６の終端部分の端面１６、および第２セパレータ７の終端部分の端面１７が同じ位置に揃っている。

図１１の（ａ）に示す電極アセンブリでは、最外層の第１セパレータ６の機能層１２は外側（接着テープ３側）を向き、内側の第２セパレータ７の機能層１２は内側（捲回体の軸側）を向いている。粘着層１４は、第１セパレータ６の終端部分による段より高い側と低い側との両方で、第１セパレータ６の機能層１２に接着している。粘着層１４は、少なくとも最外層の第１セパレータ６の端面１６に接着している。粘着層１４は、内側の第２セパレータ７の端面１７に接着していてもよい。この構成では、端面１６に粘着層１４が接着することで、終端部分による段より高い側の第１セパレータ６の機能層１２の破損と、終端部分による段より低い側の第１セパレータ６の機能層１２の破損とを防止することができる。

図１１の（ｂ）に示す電極アセンブリでは、最外層の第１セパレータ６の機能層１２と内側の第２セパレータ７の機能層１２とは、共に外側（接着テープ３側）を向いている。粘着層１４は、第１セパレータ６の終端部分による段より高い側と低い側との両方で、第１セパレータ６の機能層１２に接着している。粘着層１４は、少なくとも最外層の第１セパレータ６の端面１６に接着している。粘着層１４は、内側の第２セパレータ７の端面１７に接着していてもよい。この構成では、端面１６に粘着層１４が接着することで、終端部分による段より高い側の第１セパレータ６の機能層１２の破損と、終端部分による段より低い側の第１セパレータ６の機能層１２の破損とを防止することができる。

図１２の（ａ）〜（ｃ）に示す電極アセンブリでは、最外層の第１セパレータ６の終端部分の端面１６より、第２セパレータ７の終端部分の端面１７が少し先に位置している。そのため、接着テープ３を貼る前の捲回体においては第２セパレータ７の外側面の一部が露出している。

図１２の（ａ）に示す電極アセンブリでは、最外層の第１セパレータ６の機能層１２は外側（接着テープ３側）を向き、内側の第２セパレータ７の機能層１２は内側（捲回体の軸側）を向いている。粘着層１４は、第１セパレータ６の終端部分による段より高い側で、第１セパレータ６の機能層１２に接着している。粘着層１４は、第１セパレータ６の終端部分による段より低い側かつ第２セパレータ７の終端部分による段より高い側で、第２セパレータ７のフィルム基材１１に接着している。粘着層１４は、第２セパレータ７の終端部分による段より低い側で、第１セパレータ６の機能層１２に接着している。粘着層１４は、最外層の第１セパレータ６の端面１６に接着している。この構成では、端面１６に粘着層１４が接着することで、第１セパレータ６の終端部分による段より高い側の第１セパレータ６の機能層１２の破損を防止することができる。また、粘着層１４は、第２セパレータ７の端面１７に接着している。この構成では、端面１７に粘着層１４が接着することで、第２セパレータ７の終端部分による段より低い側の第１セパレータ６の機能層１２の破損を防止することができる。

図１２の（ｂ）に示す電極アセンブリでは、最外層の第１セパレータ６の機能層１２と内側の第２セパレータ７の機能層１２とは、共に外側（接着テープ３側）を向いている。粘着層１４は、第１セパレータ６の終端部分による段より高い側で、第１セパレータ６の機能層１２に接着している。粘着層１４は、第１セパレータ６の終端部分による段より低い側かつ第２セパレータ７の終端部分による段より高い側で、第２セパレータ７の機能層１２に接着している。粘着層１４は、第２セパレータ７の終端部分による段より低い側で、第１セパレータ６の機能層１２に接着している。粘着層１４は、最外層の第１セパレータ６の端面１６に接着している。この構成では、端面１６に粘着層１４が接着することで、第１セパレータ６の終端部分による段より高い側の第１セパレータ６の機能層１２の破損と、第２セパレータ７の機能層１２の破損とを防止することができる。また、粘着層１４は、第２セパレータ７の端面１７に接着している。この構成では、端面１７に粘着層１４が接着することで、第２セパレータ７の機能層１２の破損と、第２セパレータ７の終端部分による段より低い側の第１セパレータ６の機能層１２の破損を防止することができる。

図１２の（ｃ）に示す電極アセンブリでは、最外層の第１セパレータ６の機能層１２は内側（捲回体の軸側）を向き、内側の第２セパレータ７の機能層１２は外側（接着テープ３側）を向いている。粘着層１４は、第１セパレータ６の終端部分による段より高い側で、第１セパレータ６のフィルム基材１１に接着している。粘着層１４は、第１セパレータ６の終端部分による段より低い側かつ第２セパレータ７の終端部分による段より高い側で、第２セパレータ７の機能層１２に接着している。粘着層１４は、第２セパレータ７の終端部分による段より低い側で、第１セパレータ６のフィルム基材１１に接着している。粘着層１４は、最外層の第１セパレータ６の端面１６に接着している。この構成では、端面１６に粘着層１４が接着することで、第２セパレータ７の機能層１２の破損を防止することができる。また、粘着層１４は、第２セパレータ７の端面１７に接着している。この構成では、端面１７に粘着層１４が接着することで、第２セパレータ７の機能層１２の破損を防止することができる。

図１３の（ａ）（ｂ）に示す電極アセンブリでは、最外層の第１セパレータ６の終端部分の端面１６より、第２セパレータ７の終端部分の端面１７が少し奥に位置している。そのため、接着テープ３を貼る前の捲回体においては、第２セパレータ７の外側面は露出していないが、第２セパレータ７の端面１７は露出している。

図１３の（ａ）に示す電極アセンブリでは、最外層の第１セパレータ６の機能層１２は外側（接着テープ３側）を向き、内側の第２セパレータ７の機能層１２は内側（捲回体の軸側）を向いている。粘着層１４は、第１セパレータ６の終端部分による段より高い側で、第１セパレータ６の機能層１２に接着している。粘着層１４は、第１セパレータ６の終端部分による段より低い側で、第１セパレータ６の機能層１２に接着している。粘着層１４は、最外層の第１セパレータ６の端面１６に接着している。この構成では、端面１６に粘着層１４が接着することで、第１セパレータ６の終端部分による段より高い側の第１セパレータ６の機能層１２の破損と、第１セパレータ６の終端部分による段より低い側の第１セパレータ６の機能層１２の破損を防止することができる。

図１３の（ｂ）に示す電極アセンブリでは、最外層の第１セパレータ６の機能層１２と内側の第２セパレータ７の機能層１２とは、共に外側（接着テープ３側）を向いている。粘着層１４が接着している箇所は、図１３の（ａ）に示す構成と同じである。この構成では、図１３の（ａ）に示す構成と同様に、端面１６に粘着層１４が接着することで、第１セパレータ６の終端部分による段より高い側の第１セパレータ６の機能層１２の破損と、第１セパレータ６の終端部分による段より低い側の第１セパレータ６の機能層１２の破損を防止することができる。

なお、図１０の（ｂ）または図１２の（ｃ）に示すように、最外層の第１セパレータ６のフィルム基材１１が外側（接着テープ３側）を向いている場合、接着テープ３は、第１セパレータ６のフィルム基材１１に接着する。そのため、接着テープ３によって第１セパレータ６の機能層１２が破損することを心配する必要はない。しかしながら、第１セパレータ６の機能層１２の向きと第２セパレータ７の機能層１２の向きとが逆になる。そのため、電極アセンブリの製造工程において、作業員が、材料であるセパレータ捲回体を軸にセットする方向を間違いやすくなる。

一方、図１０の（ａ）または図１２の（ｂ）等では、第１セパレータ６の機能層１２と第２セパレータ７の機能層１２とが共に外側（接着テープ３側）を向いている。この場合、電極アセンブリの製造工程において、材料であるセパレータ捲回体を軸にセットする方向は共通であるので、作業員が間違いにくくなる。そして、上述の例では、接着テープ３を、第１セパレータ６の端面１６または第２セパレータ７の端面１７に接着させることで、外側を向いた機能層１２の破損を抑制している。

図１４は、図５に示す構成に対応する電極アセンブリのサンプルの断面を撮影した画像である。見やすさのため、粘着層１４とテープ基材１３との界面、および粘着層１４とセパレータとの界面に、線を引いている。ここでは、接着テープ３を貼り付けた終端部分だけを取り出して、レーザー顕微鏡で終端部分の撮影を行った。そのため、端面１６から離れた箇所では、第１セパレータ６と第２セパレータ７との間に空間が生じている。なお、第１セパレータ６の機能層と第２セパレータ７の機能層とは、接着テープ３側を向いている。図１４から分かるように、粘着層１４は第１セパレータ６の端面１６に接着しており、端面１６付近にはボイドはほとんど見られない。

図１５は、図６に示す構成に対応する電極アセンブリのサンプルの断面を撮影した画像である。見やすさのため、粘着層１４とテープ基材１３との界面、および粘着層１４とセパレータとの界面に、線を引いている。ここでは、接着テープ３を貼り付けた終端部分だけを取り出して、レーザー顕微鏡で終端部分の撮影を行った。なお、第１セパレータ６の機能層と第２セパレータ７の機能層とは、接着テープ３側を向いている。図１５から分かるように、第１セパレータ６の先端は少し持ち上げられ、端面１６と第２セパレータ７との間に、変形した粘着層１４が潜り込んでいる。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。上述の実施形態では、捲回体の最外層がセパレータである例について説明したが、本実施形態では、捲回体の最外層が電極シートである例について説明する。

図１６は、本実施形態の電極アセンブリの、捲回体の軸に垂直な断面における最外層の終端部分を拡大して示す断面図である。本実施形態の電極アセンブリでは、内側から順に、第２セパレータ、正極シート、第１セパレータ６、および負極シート４が重ねられ、捲回されている。それゆえ、捲回体の最外層には負極シート４が位置する。負極シート４は、金属導体箔である負極集電体２３と、負極集電体２３上に形成された負極活物質層２４とを備える。ここでは、負極活物質層２４は、負極集電体２３上に塗布して形成されたものであり、負極集電体２３より脆い材質である。同様に、図示されていないが、正極シートは、金属導体箔である正極集電体と、正極集電体上に形成された正極活物質層とを備える。

図１６に示す電極アセンブリでは、最外層の負極シート４の終端部分の端面１８より、第１セパレータ６の終端部分の端面１６が少し先に位置している。そのため、接着テープ３を貼る前の捲回体においては第１セパレータ６の外側面の一部が露出している。最外層の負極シート４の負極活物質層２４は外側（接着テープ３側）を向き、内側の第１セパレータ６の機能層１２は内側（捲回体の軸側）を向いている。接着テープ３の粘着層１４は、負極シート４の終端部分による段より高い側で、負極シート４の負極活物質層２４の外側面に接着している。粘着層１４は、負極シート４の終端部分による段より低い側かつ第１セパレータ６の終端部分による段より高い側で、第１セパレータ６のフィルム基材１１の外側面に接着している。粘着層１４は、第１セパレータ６の終端部分による段より低い側で、負極シート４の負極活物質層２４の外側面に接着している。ここでは、接着テープ３の粘着層１４は、最外層の負極シート４の負極活物質層２４の端面および負極集電体２３の一部の端面に接着している。なお、接着テープ３は、最外層の負極シート４の端面１８の少なくとも一部に接着していればよい。この構成では、負極シート４の端面１８に粘着層１４が接着することで、負極シート４の終端部分による段より高い側の負極シート４の負極活物質層２４の破損を防止することができる。また、接着テープ３の粘着層１４は、第１セパレータ６の端面１６に接着している。この構成では、第１セパレータ６の端面１６に粘着層１４が接着することで、第１セパレータ６の終端部分による段より低い側の負極シート４の負極活物質層２４の破損を防止することができる。

このように、負極シート４または正極シート５が捲回体の外側に露出する構成でも、接着テープ３がそれらの端面に接着する構成とすることができる。上述した実施形態１の各構成において、第１セパレータ６または第２セパレータ７と、負極シート４または正極シート５とを置き換えた構成にすることができる。ただし、負極シート４と正極シート５との間には、第１セパレータ６または第２セパレータ７が挟まれているように、電極シートおよびセパレータを配置する必要がある。

なお、ここでは正極および負極の電極シートにおいて金属導体箔の片面に活物質層が形成されている構成について説明したが、金属導体箔の両面に活物質層が形成されていてもよい。

〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

図１７は、本実施形態の電極アセンブリの構成を模式的に示す断面図である。本実施形態の捲回体３１は、第１セパレータ６、複数の負極シート４、および、複数の正極シート５を備える。複数の負極シート４と複数の正極シート５とが互いに交互に重ねられ、各電極シートの間を第１セパレータ６が通されている。第１セパレータ６は、第１セパレータ６、複数の負極シート４、および、複数の正極シート５が重ねられた積層体の最外周に捲回されている。接着テープ（図示なし）は、捲回体３１の最外層の終端部分３３を留めるため、捲回体３１の外周面に貼り付けられる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 電極アセンブリ
２、３１ 捲回体
３ 接着テープ
４ 負極シート（電極シート）
５ 正極シート（電極シート）
６ 第１セパレータ
７ 第２セパレータ
８ セパレータ
１１ フィルム基材
１２ 機能層
１３ テープ基材
１４ 粘着層
１５ ボイド
１６、１７、１８ 端面
２１ 切断刃
２３ 負極集電体（集電体）
２４ 負極活物質層（活物質層）

Claims (6)

1. 活物質層および集電体を有する電極シートと、機能層およびフィルム基材を有するセパレータとが重ねられ、前記電極シートまたは前記セパレータが捲回され、最外層が前記セパレータである捲回体と、
   前記捲回体の外側の終端部分を留める接着テープとを備え、
   前記接着テープは、前記終端部分による段より高い側で前記機能層の外側面に接着し、かつ、前記終端部分の端面に接着しており、
   前記接着テープは、前記終端部分の前記端面において、前記機能層の端面および前記フィルム基材の端面に接着している、二次電池用電極アセンブリ。
2. 前記終端部分の前記端面は、前記終端部分の外側面に対して傾斜している、請求項１に記載の二次電池用電極アセンブリ。
3. 前記セパレータは第１セパレータであり、
   機能層およびフィルム基材を有する第２セパレータをさらに備え、
   前記接着テープは、前記第１セパレータまたは前記第２セパレータの前記機能層の外側面に接着し、かつ、前記第１セパレータの前記終端部分の端面および前記第２セパレータの終端部分の端面に接着している、請求項１または２に記載の二次電池用電極アセンブリ。
4. 活物質層および集電体を有する電極シートと、機能層およびフィルム基材を有するセパレータとが重ねられ、前記電極シートまたは前記セパレータが捲回され、最外層が前記セパレータである捲回体を備える二次電池用電極アセンブリの製造方法であって、
   前記電極シートと前記セパレータとを重ね合わせて捲回する捲回工程と、
   接着テープが、前記捲回体の外側の終端部分による段より高い側で前記機能層の外側面に接着し、かつ、前記終端部分の端面に接着するように、前記接着テープによって前記終端部分を留める貼付工程とを含み、
   前記貼付工程では、前記接着テープを、前記終端部分の前記端面において、前記機能層の端面および前記フィルム基材の端面に接着させる、二次電池用電極アセンブリの製造方法。
5. 前記終端部分の前記端面は、前記終端部分の外側面に対して傾斜している、請求項４に記載の二次電池用電極アセンブリの製造方法。
6. 前記セパレータは第１セパレータであり、
   前記捲回工程では、前記電極シートと、前記第１セパレータと、機能層およびフィルム基材を有する第２セパレータとを重ね合わせて捲回し、
   前記貼付工程では、前記接着テープを、前記第１セパレータまたは前記第２セパレータの前記機能層の外側面に接着させ、かつ、前記第１セパレータの前記終端部分の端面および前記第２セパレータの終端部分の端面に接着させる、請求項４または５に記載の二次電池用電極アセンブリの製造方法。