JP6672607B2 - 蓄電装置 - Google Patents

Description

本発明は、捲回型の電極組立体を備える蓄電装置に関する。

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。二次電池は、例えば両面に活物質層を有する帯状の正極電極と負極電極とが、セパレータを間に挟んだ状態で捲回された電極組立体をケース内に備える。

二次電池のうち、例えば、角型の二次電池の製造時には、負極電極、セパレータ、及び正極電極を捲回して扁平状の電極捲回体を形成した後、電極捲回体の捲回軸線が延びる方向から見た短手方向に沿って、電極捲回体に荷重を加えて電極組立体とし、その電極組立体をケース内に収容して二次電池が製造される。このような捲回型の電極組立体の製造方法として、特許文献１に開示の方法がある。

図７に示すように、特許文献１では、巻軸体８１に対して負極電極、セパレータ、及び正極電極を巻き付けて電極捲回体８２が製造される。巻軸体８１は、２本の空隙形成部８３を備える巻軸８４と、その巻軸８４の空隙形成部８３の間に配置される巻芯８５とを含み、全体として扁平状である。そして、特許文献１では、電極捲回体８２を製造した後、巻軸体８１のうちの巻軸８４を電極捲回体８２から引き抜き、巻芯８５のみを電極組立体内に残した状態とする。

特開２０１３−２３５７０５号公報

ところが、特許文献１においては、巻軸８４を電極捲回体８２から引き抜く際、負極電極、セパレータ、及び正極電極が、巻軸８４の引き抜きに追従してしまい、得られる電極組立体が捲回軸線方向に沿って位置ずれした形状になる虞がある。また、電極組立体においては、残った巻芯８５における長手方向の両端部と、電極捲回体８２の曲げ部との間に空隙が存在する。このため、電極捲回体８２に対し、短手方向に沿って荷重が加わった場合、電極捲回体８２の曲げ部が空隙の内側に逃げるように変形し、負極電極や正極電極における曲げ部となる部分が二つ折り状態に屈曲してしまう虞がある。

本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、捲回軸線方向に沿う電極組立体の位置ずれを抑制し、かつ曲げ部の屈曲を抑制することができる蓄電装置を提供することにある。

上記問題点を解決するための蓄電装置は、帯状の第１電極と帯状の第２電極とをセパレータで絶縁した状態で、絶縁性を有する芯材に捲き付けて形成された捲回型の電極組立体と、前記電極組立体を収容したケースと、を備える蓄電装置であって、前記電極組立体は、捲回軸線が延びる方向から見て扁平な形状であり、かつ前記捲回軸線が延びる方向から見た長手方向の両端に曲げ部を備え、前記第１電極、前記第２電極及び前記セパレータの積層された方向を積層方向とすると、前記積層方向において、前記第１電極は前記芯材寄りの内周面が第１のセパレータで絶縁され、前記第２電極は前記芯材寄りの内周面が第２のセパレータで絶縁されており、前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータは、前記芯材への捲き始め側に位置する始端部が前記芯材に固定されていることを要旨とする。なお、捲回型の電極組立体における積層方向とは、捲回軸線が延びる方向から見た長手方向、及び該長手方向に直交した短手方向それぞれにおいて、帯状の第１電極、第２電極及びセパレータの捲回によって、該第１電極、第２電極及びセパレータが積み重なった方向のことである。よって、捲回型の電極組立体における積層方向とは、矩形シート状の電極及びセパレータを積層した積層型の電極組立体における積層方向を示すものではない。

これによれば、第１のセパレータ、第１電極、第２のセパレータ、及び第２電極が、芯材に巻き付けられる際、各セパレータの始端部が芯材に固定されているため、第１のセパレータ、第１電極、第２のセパレータ、及び第２電極にテンションを加えながら巻き付けることができる。そして、芯材は電極組立体の中に存在し、電極組立体から抜き取られない。このため、芯材の抜き取りに伴う第１のセパレータ、第１電極、第２のセパレータ、及び第２電極の、捲回軸線方向への移動がなく、電極組立体の捲回軸線方向への位置ずれが抑制される。

また、第１のセパレータ、第１電極、第２のセパレータ、及び第２電極を芯材に巻き付けて電極捲回体とした後、その電極捲回体に対し、捲回軸線が延びる方向から見た短手方向に荷重が加えられて、電極組立体が形成される。このとき、電極組立体の曲げ部となる部分に荷重が加わっても、荷重を芯材で受け止めることができ、曲げ部がそれ以上曲げられることが抑制され、曲げ部が屈曲することを抑制できる。

また、蓄電装置について、前記芯材は、前記第１のセパレータの前記始端部、及び前記第２のセパレータの前記始端部を挟持している。
これによれば、芯材に対する始端部の固定を容易に行うことができる。

また、蓄電装置について、前記芯材は、前記電極組立体の前記曲げ部に沿う湾曲部を備え、前記電極組立体の前記曲げ部の内面は前記湾曲部に接触している。
これによれば、芯材の湾曲部と、電極組立体の曲げ部の内面との間に隙間が生じにくい。このため、第１のセパレータ、第１電極、第２のセパレータ、及び第２電極を捲回した電極捲回体に対し、捲回軸線が延びる方向から見た短手方向に荷重が加えられても、電極組立体の曲げ部となる部分が逃げ込む場所（隙間）が無く、それ以上曲げられて屈曲することが抑制される。

また、蓄電装置について、前記芯材は、前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータより低融点であってもよい。
これによれば、例えば、電極組立体の内部短絡時に、第１のセパレータ及び第２のセパレータに先立って、芯材が溶解する。すると、捲回軸線が延びる方向から見た電極組立体の短手方向に沿って芯材の寸法が減少し、電極組立体の短手方向に沿った拘束が緩和される。その結果、短手方向に隣り合う第１電極と第２電極との間での導通が回避されやすくなる。

また、前記蓄電装置は二次電池である。

本発明によれば、捲回軸線方向に沿う電極組立体の位置ずれを抑制し、かつ曲げ部の屈曲を抑制することができる。

実施形態の二次電池を示す断面図。 実施形態の電極捲回体を示す斜視図。 （ａ）は二次電池を示す図１の３−３線断面図、（ｂ）は始端部周辺を示す拡大断面図、（ｃ）は芯材と電極組立体を示す拡大断面図。 芯材構成体と、セパレータを示す分解斜視図。 芯材の別例を示す斜視図。 芯材に対する始端部の固定方法の別例を示す斜視図。 背景技術を示す図。

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４にしたがって説明する。
図１又は図３（ａ）に示すように、蓄電装置としての二次電池１０は、ケース１１に電極組立体１２及び電解液（図示せず）が収容されている。ケース１１は、有底四角筒状のケース本体１３と、ケース本体１３に電極組立体１２を挿入するための開口部１３ａを塞ぐ矩形平板状の蓋体１４とからなる。ケース本体１３と蓋体１４は、いずれも金属製（例えばステンレス製やアルミニウム製）である。二次電池１０は角型電池であり、リチウムイオン電池である。ケース本体１３は、長方形状の底板１３ｂと、底板１３ｂの対向する一対の短側縁から立設された短側壁１３ｃと、底板１３ｂの対向する一対の長側縁から立設された長側壁１３ｄとを有する。電極組立体１２は、ケース本体１３の内部空間が直方体形状であることに対応させて、全体として直方体形状である。

図２及び図３（ｂ）に示すように、電極組立体１２は、長尺帯状の第１電極としての負極電極２４と、長尺帯状の第１のセパレータ２３と、長尺帯状の第２電極としての正極電極２５と、長尺帯状の第２のセパレータ２６と、を備える。本実施形態では、第１のセパレータ２３及び第２のセパレータ２６の長手方向に沿う寸法は、負極電極２４及び正極電極２５の長手方向に沿う寸法より長い。そして、第１のセパレータ２３及び第２のセパレータ２６において、負極電極２４及び正極電極２５より長い部分が、後述の芯材３０への巻き始めの部分となる。

電極組立体１２は、第１のセパレータ２３と、負極電極２４と、第２のセパレータ２６と、正極電極２５とを、捲回軸線Ｌを中心に渦巻き状に捲回した捲回型の構成である。第１のセパレータ２３及び第２のセパレータ２６は、絶縁性を有する樹脂製（例えばポリエチレンなど）である。また、電極組立体１２は、負極電極２４が正極電極２５の内層となる状態で捲回されている。電極組立体１２において、第１のセパレータ２３、負極電極２４、第２のセパレータ２６、及び正極電極２５が積層された方向を積層方向とする。電極組立体１２では、その積層方向の内側から外側に向かって第１のセパレータ２３、負極電極２４、第２のセパレータ２６、及び正極電極２５の順番で積層されている。

正極電極２５は、集電体としての長尺の矩形シート状の正極用金属箔２５ａと、その正極用金属箔２５ａの両面に帯状に設けられた正極活物質層２５ｂと、を有する。正極電極２５は、長手方向に延びる第１の辺２５ｃに沿って正極活物質層２５ｂの設けられていない正極未塗工部２５ｄを一定幅で有する。

負極電極２４は、集電体としての長尺の矩形シート状の負極用金属箔２４ａと、その負極用金属箔２４ａの両面に帯状に設けられた負極活物質層２４ｂと、を有する。負極電極２４は、長手方向に延びる第１の辺２４ｃに沿って負極活物質層２４ｂの設けられていない負極未塗工部２４ｄを一定幅で有する。

図１に示すように、電極組立体１２では、負極未塗工部２４ｄが捲回軸線Ｌの延びる方向の第１端部１２ａに位置している。そして、電極組立体１２は、第１端部１２ａに負極未塗工部２４ｄを集めた負極接続部２８を備え、負極接続部２８は、負極未塗工部２４ｄが、間に第１のセパレータ２３及び第２のセパレータ２６を挟まない状態で層状となっている。

また、電極組立体１２では、正極未塗工部２５ｄが捲回軸線Ｌの延びる方向の第２端部１２ｂ位置している。そして、電極組立体１２は、第２端部１２ｂに正極未塗工部２５ｄを集めた正極接続部２９を備え、正極接続部２９は、正極未塗工部２５ｄが、間に第１のセパレータ２３及び第２のセパレータ２６を挟まない状態で層状となっている。

電極組立体１２の負極接続部２８には、負極導電部材１７の先端部が電気的に接続されている。負極導電部材１７は、金属（本実施形態ではアルミニウム）からなる略矩形平板を例えばプレス加工などにより折り曲げて形成されている。負極導電部材１７は、負極接続部２８と電気的に接続される矩形平板状の接続部１７ａを備える。また、負極導電部材１７は、接続部１７ａに連設され、電極組立体１２の第１端部１２ａの面に沿って延びる導電部１７ｂを備える。さらに、負極導電部材１７は、導電部１７ｂに連設され、電極組立体１２の捲回軸線Ｌの延びる方向に沿って延び、かつ電極組立体１２の周面と対向配置される端子接続部１７ｃを備える。端子接続部１７ｃには負極端子１５が接続されている。

電極組立体１２の正極接続部２９には、正極導電部材１８の先端部が電気的に接続されている。正極導電部材１８は、金属（本実施形態では銅）からなる略矩形平板を例えばプレス加工などにより折り曲げて形成されている。正極導電部材１８は、正極接続部２９と電気的に接続される矩形平板状の接続部１８ａを備える。また、正極導電部材１８は、接続部１８ａに連設され、電極組立体１２の第２端部１２ｂの面に沿って延びる導電部１８ｂを備える。さらに、正極導電部材１８は、導電部１８ｂに連設され、電極組立体１２の捲回軸線Ｌの延びる方向に沿って延び、かつ電極組立体１２の周面と対向配置される端子接続部１８ｃを備える。端子接続部１８ｃには正極端子１６が接続されている。

図３（ａ）に示すように、電極組立体１２は、捲回軸線Ｌが延びる方向から見て扁平な形状である。電極組立体１２は、捲回軸線Ｌが延びる方向から見た電極組立体１２の長手方向の両端に曲げ部１２ｃを備える。各曲げ部１２ｃは、第１のセパレータ２３、負極電極２４、第２のセパレータ２６、及び正極電極２５の曲げ領域が層状に重なる部分である。すなわち、電極組立体１２において、捲回軸線Ｌが延びる方向から見た電極組立体１２の長手方向の両端では、該長手方向に沿って第１のセパレータ２３、負極電極２４、第２のセパレータ２６及び正極電極２５が積み重なっている。よって、捲回軸線Ｌが延びる方向から見た電極組立体１２の長手方向の両端では、電極組立体１２の積層方向に沿って第１のセパレータ２３、負極電極２４、第２のセパレータ２６及び正極電極２５が積み重なっている。

また、電極組立体１２は、両方の曲げ部１２ｃの間に平坦部１２ｄを備える。平坦部１２ｄは、第１のセパレータ２３、負極電極２４、第２のセパレータ２６、及び正極電極２５が曲げられることなく平面状に積層された部位である。また、電極組立体１２において、捲回軸線Ｌが延びる方向から見た短手方向（長手方向に直交する方向）の両端面、すなわち、平坦部１２ｄにおける積層方向の外側の両端面は平面状であり、電極組立体１２はその平面状の部分に平坦面１２ｆを有する。電極組立体１２において、ケース１１内では平坦部１２ｄは、長側壁１３ｄに対向している。

すなわち、電極組立体１２において、捲回軸線Ｌが延びる方向から見た電極組立体１２の短手方向では、該短手方向に沿って第１のセパレータ２３、負極電極２４、第２のセパレータ２６及び正極電極２５が積み重なっている。よって、捲回軸線Ｌが延びる方向から見た電極組立体１２の短手方向では、電極組立体１２の積層方向に沿って第１のセパレータ２３、負極電極２４、第２のセパレータ２６及び正極電極２５が積み重なっている。

二次電池１０は、芯材３０を備え、この芯材３０に電極組立体１２が巻き付けられている。芯材３０は、電気的絶縁性を有する樹脂製であり、芯材３０の融点は、第１のセパレータ２３及び第２のセパレータ２６の融点よりも低い。芯材３０は、一対の芯材構成体３１を組み合わせて構成され、芯材３０には、第１のセパレータ２３及び第２のセパレータ２６の始端部２３ａ，２６ａが固定されている。なお、第１のセパレータ２３及び第２のセパレータ２６の始端部２３ａ，２６ａは、各セパレータ２３，２６の長手方向の一端部のことであり、芯材３０に対して両セパレータ２３，２６の巻き付けを開始する部分のことである。本実施形態では、始端部２３ａ，２６ａは、芯材３０に挟持された部分のことである。

図４に示すように、芯材構成体３１は、平面視矩形平板状である。芯材構成体３１の長辺は、電極組立体１２の長手方向に沿い、芯材構成体３１の短辺は、電極組立体１２において捲回軸線Ｌの延びる方向に沿う。芯材構成体３１は一面に挟持面３１ａを備え、挟持面３１ａは平面視矩形状で、かつ平坦面状である。挟持面３１ａは、相手の芯材構成体３１の挟持面３１ａに対峙している。芯材３０は、対峙した挟持面３１ａの間に第１のセパレータ２３及び第２のセパレータ２６の始端部２３ａ，２６ａを挟持し、この挟持により挟持面３１ａ間からの始端部２３ａ，２６ａの抜け出しが規制されている。

また、芯材構成体３１は、挟持面３１ａと平行な他面に巻付け面３１ｂを備え、巻付け面３１ｂは平面視矩形状で、かつ平坦面状である。巻付け面３１ｂは、挟持面３１ａよりも長辺に沿う長さが短いが、短辺に沿う長さは同じである。芯材３０の両方の巻付け面３１ｂに電極組立体１２が巻き付けられ、各巻付け面３１ｂの外側に平坦部１２ｄが積層されている。

図３（ｂ）に示すように、芯材構成体３１は、長辺の延びる方向での両端部の短辺上に湾曲面３１ｃを備え、湾曲面３１ｃは、挟持面３１ａと巻付け面３１ｂとを繋ぐ面である。湾曲面３１ｃは、捲回軸線Ｌが延びる方向から見て挟持面３１ａから巻付け面３１ｂに向けて円弧状に湾曲している。湾曲面３１ｃは、挟持面３１ａ又は巻付け面３１ｂとの境界部から湾曲している。芯材３０は、一対の湾曲面３１ｃによって構成された円弧状の湾曲部Ｃを備え、その湾曲部Ｃの外側に、電極組立体１２の曲げ部１２ｃが積層されている。

捲回軸線Ｌの延びる方向から芯材３０を見た場合、始端部２３ａ，２６ａは、芯材３０の厚み方向において湾曲部Ｃと重なる位置に配置され、巻付け面３１ｂとは重なっていない。よって、始端部２３ａ，２６ａは、挟持面３１ａのうち、芯材構成体３１の厚み方向において湾曲面３１ｃ（湾曲部Ｃ）と重なる部分に挟持されている。

図３（ｃ）に示すように、芯材３０を、捲回軸線Ｌの延びる方向から見た場合、２つの湾曲面３１ｃの外面同士を繋ぐ湾曲部Ｃの曲率は、電極組立体１２における曲げ部１２ｃの曲率と同じである。

電極組立体１２において、芯材３０には、始端部２３ａ，２６ａが固定されている。電極組立体１２は、芯材３０への巻き始めとなる部分では、第１のセパレータ２３及び第２のセパレータ２６のみが巻き付けられている。２枚のセパレータ２３，２６の一周に亘る巻き付けにより、一対の芯材構成体３１が２枚のセパレータ２３，２６に包み込まれ、一対の芯材構成体３１同士が離れることが抑制されるとともに、芯材３０が構成されている。なお、図３（ａ）〜図３（ｃ）では、説明の便宜上、挟持面３１ａ同士を離間させた状態で図示しているが、実際は、第１のセパレータ２３及び第２のセパレータ２６の巻き付けによって挟持面３１ａ同士が互いに近付いている。

芯材３０に対し、第１のセパレータ２３及び第２のセパレータ２６を一周巻き付けた後、負極電極２４が第１のセパレータ２３の外周側に巻き付けられている。芯材３０に対し、第１のセパレータ２３及び第２のセパレータ２６を一周巻き付けた後、正極電極２５が第２のセパレータ２６の外周側に巻き付けられている。

芯材３０に対し、電極組立体１２の最内層の第１のセパレータ２３は隙間無く巻き付けられ（面接触し）、その第１のセパレータ２３に対して、第２のセパレータ２６は隙間無く巻き付けられている（面接触している）。さらに、負極電極２４は、第１のセパレータ２３に対して面接触した状態に巻き付けられ、正極電極２５は、第２のセパレータ２６に対して面接触した状態に巻き付けられている。よって、電極組立体１２の曲げ部１２ｃの内面は、湾曲部Ｃに対し面接触している。また、電極組立体１２の積層方向において、負極電極２４は、芯材３０寄りの内周面が第１のセパレータ２３で絶縁され、正極電極２５は、芯材３０寄りの内周面が第２のセパレータ２６で絶縁されている。

次に、電極組立体１２の製造方法を二次電池１０の作用として記載する。
まず、第１のセパレータ２３、負極電極２４、第２のセパレータ２６、及び正極電極２５を準備し、第１のセパレータ２３及び第２のセパレータ２６の始端部２３ａ，２６ａ側に、それら始端部２３ａ，２６ａだけを芯材３０に巻き取らせる部分を確保しておく。一対の芯材構成体３１の挟持面３１ａの間に、第１のセパレータ２３の始端部２３ａ及び第２のセパレータ２６の始端部２６ａを配置する。そして、一対の芯材構成体３１で始端部２３ａ，２６ａを挟持した状態で、芯材３０を回転させ、第１のセパレータ２３及び第２のセパレータ２６の２枚を、一方の湾曲面３１ｃに沿って折り返した後、芯材３０に対し巻き付けていき、第１のセパレータ２３及び第２のセパレータ２６の２枚を、芯材３０に対し一周巻き付ける。すると、第１のセパレータ２３と第２のセパレータ２６の２枚の内側に、一対の芯材構成体３１が包み込まれ、始端部２３ａ，２６ａが一対の芯材構成体３１の間に挟持（固定）される。

その後、第１のセパレータ２３、負極電極２４、第２のセパレータ２６及び正極電極２５の４枚による積層体２７が芯材３０に巻き付けられていく。このとき、第１のセパレータ２３、負極電極２４、第２のセパレータ２６及び正極電極２５は、芯材３０に引っ張られてテンションが加えられて巻かれていく。そして、積層体２７の芯材３０への巻き付けが終了すると、図２に示すように、電極捲回体３２が完成する。その後、電極捲回体３２に対し、捲回軸線Ｌの延びる方向から見た短手方向に荷重を加えて電極組立体１２とし、その電極組立体１２をケース１１に収容して二次電池１０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）電極組立体１２において、第１のセパレータ２３及び第２のセパレータ２６の始端部２３ａ，２６ａは芯材３０に固定されている。このため、芯材３０に対する積層体２７の巻き付けの際、各層にテンションを加えながら巻き付けることができる。そして、芯材３０は、電極組立体１２から抜き取られず、電極組立体１２内に残るため、芯材３０の抜き取りに伴う第１のセパレータ２３、負極電極２４、第２のセパレータ２６及び正極電極２５の捲回軸線Ｌに沿う方向への移動がなく、得られる電極組立体１２において捲回軸線方向への位置ずれが抑制される。

また、電極組立体１２の曲げ部１２ｃとなる部分の内面を、芯材３０の湾曲部Ｃに面接触させて巻き付けることができ、その巻き付け時に、曲げ部１２ｃが二つ折りのように屈曲することを抑制することができる。

（２）積層体２７を芯材３０に巻き付けて電極捲回体３２とした後、その電極捲回体３２に対し、荷重が加えられて電極組立体１２が形成される。このとき、電極捲回体３２において、湾曲部Ｃによって、電極組立体１２の曲げ部１２ｃとなる部分がそれ以上曲げられて屈曲することが抑制される。このため、屈曲によって負極活物質層２４ｂや正極活物質層２５ｂに割れ等が生じることを抑制することができる。

（３）始端部２３ａ，２６ａは、芯材構成体３１の厚み方向において湾曲面３１ｃと重なる部分に挟持されており、電極組立体１２の平坦部１２ｄに対して始端部２３ａ，２６ａは重なっていない。このため、捲回軸線Ｌが延びる方向から見た電極組立体１２の短手方向に沿って、電極捲回体３２に荷重が加えられたとき、始端部２３ａ，２６ａによって平坦部１２ｄの面に沿う位置で加わる荷重の大きさが異なることが抑制される。その結果として、平坦部１２ｄの面に沿う位置で、電極間距離がばらつくことが抑制できる。

（４）芯材３０は、一対の芯材構成体３１を備え、始端部２３ａ，２６ａは一対の芯材構成体３１によって挟持されることで芯材３０に固定されている。よって、芯材３０を一対の芯材構成体３１とすることで、始端部２３ａ，２６ａを芯材３０に容易に固定できる。

（５）湾曲部Ｃに対し、電極組立体１２の曲げ部１２ｃの内面が接触し、芯材３０の外面と電極組立体１２の内面との間に隙間が生じにくい。このため、電極組立体１２の製造のために、電極捲回体３２に対し荷重が加わっていても、電極組立体１２の曲げ部１２ｃとなる部分がそれ以上曲げられて屈曲することが抑制される。

（６）芯材３０は、第１のセパレータ２３及び第２のセパレータ２６より低融点である。このため、例えば、電極組立体１２の内部短絡時に、第１のセパレータ２３及び第２のセパレータ２６に先立って、芯材３０が溶解する。すると、電極組立体１２の短手方向に沿った芯材３０の寸法が減少し、電極組立体１２の短手方向に沿った拘束が緩和される。その結果、短手方向に隣り合う負極電極２４と正極電極２５との間での導通が回避されやすくなる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 芯材は、一対の芯材構成体３１で構成されなくてもよい。例えば、図５に示すように、芯材４０は、長手方向の両端のうち、一端から他端付近までに、挟持部としてのスリット４０ａを備え、このスリット４０ａによって、始端部２３ａ，２６ａを挟持（固定）可能としてもよい。なお、芯材４０は、スリット４０ａ内で対向する面に挟持面４０ｂを備え、スリット４０ａを挟む外面に巻付け面４０ｃを備える。さらに、芯材４０は、長手方向の両端に湾曲部４０ｄを備える。

また、図６に示すように、芯材５０は、挟持によって始端部２３ａ，２６ａを固定するものでなくてもよく、芯材５０において、長手方向の一端部に始端部２３ａ，２６ａを溶着によって固定するものでもよい。この場合、芯材５０は、始端部２３ａ，２６ａを挟持するためのスリットは備えない。そして、芯材５０は、厚み方向の両端面に矩形状の巻付け面５０ａを備え、長手方向の両端に湾曲部５０ｂを備える。始端部２３ａ，２６ａは、芯材５０の湾曲部５０ｂに溶着されてもよいし、始端部２３ａ，２６ａを含む部分が、巻付け面５０ａ全体に亘って溶着されてもよい。

○ ２枚の始端部２３ａ，２６ａは、実施形態のように一箇所で同時に固定されなくてもよい。例えば、一方の始端部２３ａは、芯材の長手方向の一端部に固定され、他方の始端部２６ａは、芯材の長手方向の他端部に固定されてもよい。

○ 実施形態において、一対の芯材構成体３１は積層体２７の巻き付けによって分離が防止されたが、始端部２３ａ，２６ａを一対の芯材構成体３１で挟持した状態で、芯材構成体３１同士を接着、溶着等して一体化してもよい。

○ 芯材３０は、第１のセパレータ２３及び第２のセパレータ２６と同じ又は高融点の材料で形成されていてもよい。
○ 実施形態では、第１のセパレータ２３及び第２のセパレータ２６を芯材３０に対して一周巻き付けた後に、負極電極２４及び正極電極２５を巻き付けるようにしたが、これに限らない。負極電極２４及び正極電極２５が、芯材構成体３１の間に挟まれなければ、負極電極２４及び正極電極２５の巻き付けを始端部２３ａ，２６ａ付近から開始してもよい。

○ 実施形態では、芯材３０の厚み方向において、湾曲部Ｃだけに始端部２３ａ，２６ａが重なる状態で、始端部２３ａ，２６ａを挟持したが、これに限らない。挟持面３１ａの全面で、第１のセパレータ２３及び第２のセパレータ２６の巻き始め側を挟持してもよい。この場合、第１のセパレータ２３及び第２のセパレータ２６において、挟持面３１ａの全面で挟持された部分が始端部となる。

このように構成した場合、始端部は、芯材構成体３１の厚み方向において挟持面３１ａの全面に挟持されており、電極組立体１２の平坦部１２ｄに対して第１のセパレータ２３及び第２のセパレータ２６が重なっている。このため、捲回軸線Ｌが延びる方向から見た電極組立体１２の短手方向に沿って、電極捲回体３２に荷重が加えられたとき、第１のセパレータ２３及び第２のセパレータ２６によって平坦部１２ｄの面に沿う位置で加わる荷重の大きさが異なることが抑制される。その結果として、平坦部１２ｄの面に沿う位置で、電極間距離がばらつくことが抑制できる。

○ 始端部２３ａ，２６ａを、芯材構成体３１の一方の湾曲面３１ｃに重なる位置で挟持しつつ、芯材構成体３１の他方の湾曲面３１ｃに重なる位置にスペーサを介在させて、挟持面３１ａ同士の間隔を一定に維持してもよい。

○ 第１電極を正極電極２５とし、第２電極を負極電極２４としてもよい。
○ 実施形態では、負極電極２４は、負極用金属箔２４ａの両面に負極活物質層２４ｂを有するとしたが、負極用金属箔２４ａの片面のみに負極活物質層２４ｂを有していてもよい。同様に、正極電極２５は、正極用金属箔２５ａの両面に正極活物質層２５ｂを有するとしたが、正極用金属箔２５ａの片面のみに正極活物質層２５ｂを有していてもよい。

○ 実施形態では、二次電池１０はリチウムイオン二次電池であったが、これに限られず、他の二次電池であってもよい。要は、第１のセパレータ２３、第２のセパレータ２６及び電解液を介して負極活物質層２４ｂと正極活物質層２５ｂ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。

○ 蓄電装置は電気二重層コンデンサ等の他の蓄電装置に適用してもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）前記芯材は、一対の芯材構成体を組み合わせて構成され、各芯材構成体は前記始端部を挟持する挟持面を備えるとともに、前記電極組立体の曲げ部を形成する湾曲面を備え、前記始端部は、前記芯材構成体の厚み方向に沿って前記曲げ部と重なる状態で前記挟持面の一部に挟持される、又は前記挟持面の全面に挟持される蓄電装置。

Ｌ…捲回軸線、１０…蓄電装置としての二次電池、１１…ケース、１２…電極組立体、１２ｃ…曲げ部、２３，２６…セパレータ、２３…第１のセパレータ、２３ａ，２６ａ…始端部、２４…第１電極としての負極電極、２５…第２電極としての正極電極、２６…第２のセパレータ、３０，４０，５０…芯材、Ｃ，４０ｄ，５０ｄ…湾曲部。

Claims (5)

1. 帯状の第１電極と帯状の第２電極とをセパレータで絶縁した状態で、絶縁性を有する芯材に捲き付けて形成された捲回型の電極組立体と、
   前記電極組立体を収容したケースと、を備える蓄電装置であって、
   前記電極組立体は、捲回軸線が延びる方向から見て扁平な形状であり、かつ前記捲回軸線が延びる方向から見た長手方向の両端に曲げ部と前記曲げ部の間に平坦部とを備え、
   前記第１電極、前記第２電極及び前記セパレータの積層された方向を積層方向とすると、前記積層方向において、前記第１電極は前記芯材寄りの内周面が第１のセパレータで絶縁され、前記第２電極は前記芯材寄りの内周面が第２のセパレータで絶縁されており、
   前記芯材は、前記電極組立体の前記曲げ部に沿う湾曲部を備え、
   前記捲回軸線が延びる方向から見た前記芯材の厚み方向において前記湾曲部と重なる部分には、前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータの前記芯材への捲き始め側に位置する始端部のみが固定されており、
   前記電極組立体の前記芯材への捲き始めとなる部分は、前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータのみが捲き付けられており、前記第１のセパレータの前記始端部、及び前記第２のセパレータの前記始端部は、前記電極組立体の前記平坦部に重なっていないことを特徴とする蓄電装置。
   
2. 前記芯材は、前記第１のセパレータの前記始端部、及び前記第２のセパレータの前記始端部を挟持している請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記電極組立体の前記曲げ部の内面は前記湾曲部に接触している請求項１又は請求項２に記載の蓄電装置。
4. 前記芯材は、前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータより低融点である請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の蓄電装置。
5. 前記蓄電装置は二次電池である請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の蓄電装置。