JP7024188B2 - 電極組立体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電極組立体、蓄電装置及び電極組立体の製造方法に関する。

蓄電装置の電極組立体には、シート状の正極及び負極を各々複数積層した積層型と、帯状の正極及び負極を捲き掛けて形成された捲回型との２つの形式が知られている。積層型の電極組立体の製造工程として、電極タブを溶接して一体化する工程（タブ溶接工程）がある。このタブ溶接工程を実施する際には、例えば特許文献１に記載されている治具が用いられる。特許得文献１に記載の治具は、平面視にて略矩形状を呈する積層体を載置するプレートと、プレート上に設けられると共に積層体を位置決めする位置決めガイドと、積層体の上面を押圧する上面押圧体とを備えている。プレート上に載置される積層体においては、タブが突出する側面以外の側面が、位置決めガイドに接触している。

特開２０００－２５１８８２号公報

上記従来技術では、積層体を位置決めガイドに直接接触させることにより、電極のタブ同士の位置ずれの抑制が図られている。しかしながら、上記治具を用いた場合には以下に記載する課題がある。上記従来技術に積層体を治具にて位置決めすることが記載されているが、積層体は、その前工程である積層工程で形成された後、搬送され、治具にて位置決めされる。積層体が位置決めガイドに接触する際の衝撃に起因して、積層体の側面を構成する電極端部、特に当該側面の縁及びその周辺（すなわち、積層体の角部）における活物質の脱落（粉落ち）が発生してしまうおそれがある。これにより、電極の品質にばらつきが発生してしまう。また、上記粉落ちは、上記タブ溶接工程だけではなく、積層体の治具上への搬送を自動化した場合等に発生しやすい。作業者の手作業と異なり、自動化された搬送速度を状況に応じて細かく制御することは極めて困難だからである。

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、電極端部の粉落ちを良好に抑制できる電極組立体、蓄電装置及び電極組立体の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る電極組立体は、複数の電極が積層方向に沿って積層された積層体と、積層体の積層方向の一方面側に積層された厚さ調整フィルムと、積層体の複数の電極の積層状態を固定する第１テープと、積層体及び厚さ調整フィルムの積層状態を固定する第２テープと、を備え、第１テープは、積層体の一方面及び他方面に張り出すように、複数の電極の積層によって形成される積層体の側面に設けられており、第２テープは、厚さ調整フィルムの積層方向の一方面及び積層体の他方面に張り出し、かつ、積層体の側面の縁を覆うように、積層体の側面と、厚さ調整フィルムの側面とに設けられている。

この電極組立体では、第１テープは、積層体の一方面及び他方面に張り出すように、複数の電極の積層によって形成される積層体の側面に設けられており、第２テープは、厚さ調整フィルムの積層方向の一方面及び積層体の他方面に張り出し、かつ、積層体の側面の縁を覆うように、積層体の側面と、厚さ調整フィルムの側面とに設けられている。このため、複数の電極の積層によって形成される積層体の側面の少なくとも一部は、第１テープ及び第２テープによって覆われて保護されている。すなわち、第１テープ及び第２テープによって、電極端部によって構成される積層体の側面の一部が覆われる。これにより、積層体において第１テープ及び第２テープに保護された部分にガイド部材等を接触させることによって、積層体の側面とガイド部材等とが直接接触することを防止できる。これにより、積層体が当該ガイド部材等に接触する際の衝撃を和らげ、積層体の各側面を構成する電極端部における粉落ちの発生を抑制できる。さらには、積層体において上記ガイド部材等に衝突しやすい積層体の側面の縁が第２テープで覆われていることにより、当該縁を構成する電極端部の上記粉落ちの発生も良好に抑制できる。したがって上記電極組立体においては、電極端部の粉落ちを良好に抑制できる。

また、第１テープと第２テープとは、互いに分離して設けられてもよい。この場合、積層体が膨張したとき、積層方向において外部から積層体へ加わる圧力が良好に分散されるので、上記膨張に起因した電極組立体の急激な劣化を抑制できる。

また、積層体の側面において、第１テープが設けられる積層体の側面と、第２テープが設けられる積層体の側面とは、互いに異なってもよい。この場合、外部から積層体へ加わる圧力が特定の側面側に集中することを防止できる。

また、積層体は、側面から突出するタブを有し、第２テープの少なくとも一部は、側面と、タブに取り付けられる集電板との間に位置してもよい。この場合、タブが変形して集電板が上記側面に向かって移動したとき、当該集電板は第２テープに接触する。これにより、集電板と積層体との接触に起因する電極端部の粉落ちの発生、及び集電板と積層体との短絡を抑制できる。

本発明の他の一側面に係る蓄電装置は、上記電極組立体と、電極組立体を収容するケースとを備えてもよい。このような蓄電装置においては、粉落ちの発生が抑制された電極組立体がケースに収容される。このため、安定した品質を備える蓄電装置を提供できる。

本発明の他の一側面に係る電極組立体の製造方法は、複数の電極を積層方向に沿って積層して積層体を形成する第１工程と、積層方向に積層体を圧縮した後、積層体の積層方向の一方面及び他方面に張り出すように、複数の電極の積層によって形成される積層体の側面に第１テープを設ける第２工程と、第１テープによって複数の電極の積層状態が固定された積層体の一方面側に厚さ調整フィルムを積層する第３工程と、厚さ調整フィルムの積層方向の一方面及び積層体の他方面に張り出し、かつ、積層体の側面の縁を覆うように、積層体の側面と、厚さ調整フィルムの側面とに第２テープを設ける第４工程と、第１テープ及び第２テープを介して積層体の側面をガイド部材によって支持する第５工程と、を備える。

この製造方法では、第２～第４工程を実施することによって、複数の電極の積層によって形成される積層体の側面の少なくとも一部は、第１テープ第２テープによって覆われて保護される。すなわち、第１テープ及び第２テープによって、電極端部によって構成される積層体の側面の一部が覆われる。これにより、第５工程において積層体の側面がガイド部材に接触する際に、第１テープ及び第２テープが積層体の側面における電極端部を保護できる。このため、積層体が当該ガイド部材等に接触する際の衝撃を和らげ、電極端部における粉落ちの発生を抑制できる。特に、第４工程にて積層体において上記ガイド部材等に衝突しやすい積層体の側面の縁が第２テープで覆われていることにより、当該縁を構成する電極端部の上記粉落ちの発生も良好に抑制できる。したがって上記電極組立体においては、電極端部の粉落ちを良好に抑制できる。

本発明によれば、電極端部の粉落ちを良好に抑制できる電極組立体、蓄電装置及び電極組立体の製造方法を提供できる。

図１は、実施形態に係る電極組立体を備える蓄電装置の略分解図である。 図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った蓄電装置の断面図である。 図３は、電気組立体の平面図である。 図４は、電気組立体の斜視図である。 図５（ａ）は正極を示す図であり、図５（ｂ）は負極を示す図である。 図６は、蓄電装置１の製造方法を説明するための工程図である。 図７は、工程Ｓ６にて電極組立体がガイド部材にて支持された状態を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の一側面に係る蓄電装置及び蓄電装置に含まれる電極組立体の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１は、実施形態に係る電極組立体を備える蓄電装置の略分解図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った蓄電装置の断面図である。図３は、電気組立体の平面図であり、図４は、電気組立体の斜視図である。図５（ａ）は正極を示す図であり、図５（ｂ）は負極を示す図である。

本実施形態において、図１及び図２に示される蓄電装置１は、リチウムイオン二次電池である。なお、蓄電装置は、その他の非水電解質二次電池または電気二重層キャパシタであってもよい。蓄電装置１は、例えば略直方体形状を呈する中空のケース２と、ケース２内に収容される電極組立体３とを備えている。ケース２は、例えばアルミニウムなどの金属又は合金によって形成されている。ケース２は、一方側において開口した本体部２ａと、本体部２ａの開口を塞ぐ蓋部２ｂとを有している。ケース２の内壁と電極組立体３との間には、絶縁フィルムＦが配置される。ケース２の内部には、例えば非水系（有機溶媒系）の電解液が注液されている。本体部２ａは、略直方体形状を呈している。蓋部２ｂは、本体部２ａの開口部分を覆うように本体部２ａに固定される。蓋部２ｂは、例えば本体部２ａに溶接されることによって、本体部２ａに固定される。ケース２の蓋部２ｂには、正極端子５と負極端子６とが互いに離間して配置されている。正極端子５は、絶縁リング７を介してケース２に固定され、負極端子６は、絶縁リング８を介してケース２に固定されている。

図１～図４に示されるように、電極組立体３は、積層体２１と、第１テープ２２と、厚さ調整フィルム２３と、第２テープ２４とを備えている。

積層体２１は、セパレータ１３を介して複数の電極を積層方向Ｄに積層してなる部材である。積層体２１は、積層方向Ｄから見て略矩形状を呈しており、積層方向Ｄの第１端面２１ａ（一方面）と、第１端面２１ａの反対側に位置する第２端面２１ｂ（他方面）と、第１端面２１ａ及び第２端面２１ｂをつなぐ側面２１ｃ～２１ｆとを有している。積層体２１には、複数の正極１１（電極）、複数の負極１２（電極）、及び正極１１と負極１２との間に配置された袋状のセパレータ１３が含まれている。このため、第１端面２１ａ及び第２端面２１ｂは、正極１１又は負極１２のいずれかの主面から形成され、側面２１ｃ～２１ｆは、正極１１、負極１２、及びセパレータ１３の積層によって形成される。なお、積層方向Ｄとは、電極の主面に対する鉛直方向に相当する。

図２に加えて図５（ａ）に示されるように、正極１１は、例えばアルミニウム箔からなる金属箔１４と、金属箔１４の両面に形成された正極活物質層１５とを有している。正極１１の金属箔１４は、矩形状の本体１４ａと、本体１４ａの一端から突出する矩形状のタブ１４ｂとを含む。

タブ１４ｂは、本体１４ａと正極端子５とをつなぐ部分である。図５においては、タブ１４ｂは、本体１４ａの上縁部から上方に延びている。図１においては、各正極１１のタブ１４ｂは、積層体２１の側面２１ｃ上にて一つに束ねられている。また、タブ１４ｂには集電板１６が取り付けられている。集電板１６は、タブ１４ｂと正極端子５との間に配置される部材である。集電板１６は、例えば、正極１１の金属箔１４と同一の材料から構成され、矩形平板形状を呈している。積層された複数のタブ１４ｂは、例えば、集電板１６と、タブ１４ｂの形状に沿った保護板（図示せず）との間に配置される。

正極活物質層１５は、正極活物質とバインダとを含む多孔質層である。このため、正極活物質層１５内の空孔に電解液が含浸する。正極活物質層１５は、本体１４ａの両面において、少なくとも本体１４ａの中央部分に正極活物質が担持されて形成されている。正極活物質としては、例えば複合酸化物、金属リチウム、及び硫黄等が挙げられる。複合酸化物の組成には、例えばマンガン、ニッケル、コバルト、及びアルミニウムの少なくとも１つと、リチウムとが含まれる。

図２に加えて図５（ｂ）に示されるように、負極１２は、例えば銅箔からなる金属箔１７と、金属箔１７の両面に形成された負極活物質層１８とを有している。負極１２の金属箔１７は、正極１１の金属箔１４と同様に、矩形状の本体１７ａと、本体１７ａの一端から突出する矩形状のタブ１７ｂとを含む。蓄電装置１におけるリチウムの析出を抑制する観点から、積層方向Ｄから見て、負極活物質層１８の全体は、正極活物質層１５を覆っている。また、前述の関係を満たし、且つ、出来るだけ容量を大きくする為に、負極活物質層１８は、金属箔１７の本体１７ａ全体を覆っている。このため、本実施形態では、積層体２１の側面２１ｃ～２１ｆには、負極１２の本体１７ａの端辺（すなわち、負極１２の端部）と共に、負極活物質層１８が露出している。

タブ１７ｂは、本体１７ａと負極端子６とをつなぐ部分である。図５においては、タブ１７ｂは、本体１７ａの上縁部から上方に延びている。図１においては、各負極１２のタブ１７ｂは、積層体２１の側面２１ｃ上にて一つに束ねられている。また、タブ１７ｂには集電板１９が取り付けられている。集電板１９は、タブ１７ｂと負極端子６との間に配置される部材である。集電板１９は、例えば、負極１２の金属箔１７と同一の材料から構成され、矩形平板形状を呈している。積層された複数のタブ１７ｂは、例えば、集電板１９と、タブ１７ｂの形状に沿った保護板（図示せず）との間に配置される。

負極活物質層１８は、負極活物質とバインダとを含む多孔質層である。このため、負極活物質層１８内の空孔に電解液が含浸する。負極活物質層１８は、本体１７ａの両面において、少なくとも本体１７ａの中央部分に負極活物質が担持されて形成されている。負極活物質としては、例えば黒鉛、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ、ハードカーボン、ソフトカーボン等のカーボン、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、金属化合物、ＳｉＯｘ（０．５≦ｘ≦１．５）等の金属酸化物、ホウ素添加炭素などが挙げられる。ここでは、一例として、タブ１７ｂには、負極活物質が担持されていない。ただし、タブ１７ｂにおける本体１７ａ側の基端部分には、活物質が担持されている場合もある。

セパレータ１３は、正極１１を収容している。このため本実施形態では、正極１１を収容したセパレータ１３と複数の負極１２とが交互に積層されることによって、積層体２１が形成される。セパレータ１３は、正極１１および負極１２の積層方向から見て、矩形状を呈している。セパレータ１３は、例えば、一対の矩形のシート状のセパレータ部材が、その三辺で互いに溶着されることによって、袋状に形成される。セパレータ１３の材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、メチルセルロースなどからなる織布または不織布などが例示される。本実施形態のセパレータ１３は多孔質フィルムであり、セパレータ１３内の空孔に電解液が含浸する。

第１テープ２２は、積層体２１内の複数の電極（正極１１及び負極１２）及びセパレータ１３の積層状態を固定する部材であり、積層体２１に一又は複数貼り付けられている。第１テープ２２は、例えば、帯状の基材層と、基材層の一面上に設けられる接着剤層とを有する。第１テープ２２は、積層体２１の第１端面２１ａ及び第２端面２１ｂに張り出すように、２１積層体の側面２１ｃ～２１ｆの少なくともいずれかに設けられている。すなわち、第１テープ２２は、第１端面２１ａと、側面２１ｃ～２１ｆの少なくともいずれかと、第２端面２１ｂとに貼り付けられている。

本実施形態では、第１テープ２２は、積層体２１に対して２つ貼り付けられている。一方の第１テープ２２は、第１端面２１ａと、側面２１ｃに接する側面２１ｄと、第２端面２１ｂとに貼り付けられている。すなわち、側面２１ｄを構成する各電極の端部の一部には、一方の第１テープ２２が貼り付けられている。他方の第１テープ２２は、第１端面２１ａと、側面２１ｃに接すると共に側面２１ｄの反対側に位置する側面２１ｅと、第２端面２１ｂとに貼り付けられている。すなわち、側面２１ｅを構成する各電極の端部の一部には、他方の第１テープ２２が貼り付けられている。一方の第１テープ２２は、側面２１ｄの中央部を覆うように貼り付けられており、他方の第１テープ２２は、側面２１ｅの中央部を覆うように貼り付けられている。

積層方向Ｄから見て、各第１テープ２２の幅は、特に限定されない。例えば、各第１テープ２２の幅は、側面２１ｄ，２１ｅの一部を露出しつつ、第１テープ２２によって積層体２１の各電極を良好に固定できる幅であればよい。第１テープ２２から露出した側面２１ｄ，２１ｅからガス抜けが良好に発生し、且つ、電極同士の位置ずれを抑制できる。加えて、第１テープ２２によって積層体２１の側面２１ｄ，２１ｅを良好に保護できると共に、第１テープ２２の使用によるコストを低減できる。なお、ガス抜けとは、正極１１と負極１２との間の化学反応によって積層体２１内で発生したガスが、積層体２１外へ排出されることである。ガス抜けの一例としては、初期充放電及びエージング工程で発生するガスの排出が相当する。初期充放電及びエージング工程は、リチウムイオン二次電池の製造工程において、周知技術である為、詳細な説明は省略する。

厚さ調整フィルム２３は、積層方向Ｄに沿った電極組立体３の厚さを調整する絶縁性フィルムであり、積層体２１の第１端面２１ａ側に積層される。厚さ調整フィルム２３によって電極組立体３の厚さが調整されることによって、電極組立体３がケース２の内面に良好に固定される。これにより、振動等に起因した電極組立体３とケース２との衝突による破損等の発生が抑制される。厚さ調整フィルム２３は、多段階に厚みの異なるフィルムを複数準備し、積層体２１の厚さに合わせ、その内の一枚のフィルムを選択して用いてもよい。もしくは、厚さ調整フィルム２３として均等の厚みのフィルムを準備し、積層体２１の厚さに合わせ、フィルムの枚数で調整してもよい。本実施形態では、後者の方式を用い、厚さ調整フィルム２３を構成するフィルムの構成材料は、例えばＰＰ（ポリプロピレン）である。

本実施形態では図２に示されるように、厚さ調整フィルム２３は、４枚のフィルム２３ａから構成されており、積層方向Ｄの第１主面２３ｂ（一方面）及び第２主面２３ｃを有する。第１主面２３ｂ及び第２主面２３ｃは、積層体２１の第１端面２１ａよりも大きいことが好ましい。この場合、積層体２１の第１端面２１ａとケース２との接触を良好に防止できる。なお、積層体２１の厚さが、電極組立体３の所望の厚さに相当する場合、厚さ調整フィルム２３は設けられなくてもよい。換言すると、厚さ調整フィルム２３は、電極組立体３に含まれなくてもよい。

第２テープ２４は、積層体２１及び厚さ調整フィルム２３の積層状態を固定する部材であり、積層体２１及び厚さ調整フィルム２３に一又は複数貼り付けられている。第２テープ２４は、第１テープ２２と同様に、例えば、帯状の基材層と、基材層の一面上に設けられる接着剤層とを有する。第２テープ２４と第１テープ２２とは、互いに分離して設けられている。すなわち、第２テープ２４と第１テープ２２とは、互いに接触せず、且つ、互いに重ならないように設けられている。これにより、電極組立体３をケース２に収容した場合、積層体２１において圧力が加えられやすい箇所を低減できる。当該箇所を低減することにより、正極１１と負極１２との化学反応が不均等になる箇所を低減できる。

第２テープ２４は、厚さ調整フィルム２３の第１主面２３ｂ及び積層体２１の第２端面２１ｂに張り出し、かつ、積層体２１の側面２１ｃ～２１ｆの縁Ｅ１～Ｅ４の少なくとも何れかを覆うように、積層体２１の側面２１ｃ～２１ｆの少なくともいずれかと、厚さ調整フィルム２３の側面とに設けられている。本実施形態では、第２テープ２４は、積層体２１に対して４つ貼り付けられており、各第２テープ２４は、積層方向Ｄから見た場合、積層体２１及び厚さ調整フィルム２３の角部Ｃ１～Ｃ４を覆うように設けられている。より具体的には、各第２テープ２４は、積層方向Ｄに延びる積層体２１の側面２１ｃ～２１ｆの縁Ｅ１～Ｅ４のいずれかを覆うように設けられている。本実施形態では、積層体２１において、第１テープ２２が設けられる側面と、第２テープ２４が設けられる側面とは、互いに異なっている（詳細は後述する）。

一つ目の第２テープ２４は、厚さ調整フィルム２３の第１主面２３ｂ及び積層体２１の第２端面２１ｂに張り出している。また、一つ目の第２テープ２４は、側面２１ｃ，２１ｄが交わる箇所に位置する角部Ｃ１に含まれる積層体２１の縁Ｅ１を覆うように、積層体２１の側面２１ｃと、厚さ調整フィルム２３において側面２１ｃに重なる側面とに貼り付けられている。すなわち、側面２１ｃを構成する各電極の端部のうちの縁Ｅ１を構成する部分には、一つ目の第２テープ２４が貼り付けられている。このとき、一つ目の第２テープ２４は、側面２１ｃと集電板１６との間に位置することが好ましい。積層方向Ｄから見て、一つ目の第２テープ２４の幅は、第１テープ２２と同様に特に限定されないが、例えば、側面２１ｃの一部を露出しつつ、積層体２１の各電極を良好に固定できる幅であればよい。加えて、一つ目の第２テープ２４の幅は、タブ１４ｂと接しないように調整される。この場合、角部Ｃ１においては、一つ目の第２テープ２４によって、積層体２１の各電極がしっかりと固定されることに加えて、積層体２１と厚さ調整フィルム２３とがしっかりと固定される。ここで、角部Ｃ１を構成する側面２１ｄには、一つ目の第２テープ２４は貼り付けられていない。このため、角部Ｃ１においては、ガス抜けが良好に発生する。したがって、角部Ｃ１に起因した各電極の位置ずれの発生、積層体２１と厚さ調整フィルム２３との位置ずれの発生、及び角部Ｃ１における過剰な膨張を抑制できる。

二つ目の第２テープ２４は、厚さ調整フィルム２３の第１主面２３ｂ及び積層体２１の第２端面２１ｂに張り出している。また、二つ目の第２テープ２４は、側面２１ｃ，２１ｅが交わる箇所に位置する角部Ｃ２に含まれる積層体２１の縁Ｅ２を覆うように、積層体２１の側面２１ｃと、厚さ調整フィルム２３において側面２１ｃに重なる側面とに貼り付けられている。すなわち、側面２１ｃを構成する各電極の端部のうちの縁Ｅ２を構成する部分には、二つ目の第２テープ２４が貼り付けられている。このとき、二つ目の第２テープ２４は、側面２１ｃと集電板１９との間に位置することが好ましい。積層方向Ｄから見た二つ目の第２テープ２４の幅は、例えば、一つ目の第２テープ２４の幅と略同一であり、且つ、タブ１７ｂと接しないように調整される。また、角部Ｃ１を構成する側面２１ｅには、二つ目の第２テープ２４は貼り付けられていない。このため、角部Ｃ２においても、角部Ｃ１と同様に、積層体２１の各電極がしっかりと固定されると共に、積層体２１と厚さ調整フィルム２３とがしっかりと固定され、ガス抜けが良好に発生する。

三つ目の第２テープ２４は、厚さ調整フィルム２３の第１主面２３ｂ及び積層体２１の第２端面２１ｂに張り出している。また、三つ目の第２テープ２４は、側面２１ｄ，２１ｆが交わる箇所に位置する角部Ｃ３に含まれる積層体２１の縁Ｅ３を覆うように、積層体２１の側面２１ｃの反対側に位置する側面２１ｆと、厚さ調整フィルム２３において側面２１ｆに重なる側面とに貼り付けられている。すなわち、側面２１ｆを構成する各電極の端部のうちの縁Ｅ３を構成する部分には、三つ目の第２テープ２４が貼り付けられている。積層方向Ｄから見て、三つ目の第２テープ２４の幅は、一つ目の第２テープ２４と同様に特に限定されないが、例えば、側面２１ｆの一部を露出しつつ、積層体２１の各電極を良好に固定できる幅であればよい。また、角部Ｃ３を構成する側面２１ｄには、三つ目の第２テープ２４は貼り付けられていない。このため、角部Ｃ３においても、角部Ｃ１，Ｃ２と同様に、積層体２１の各電極がしっかりと固定されると共に、積層体２１と厚さ調整フィルム２３とがしっかりと固定され、ガス抜けが良好に発生する。

四つ目の第２テープ２４は、厚さ調整フィルム２３の第１主面２３ｂ及び積層体２１の第２端面２１ｂに張り出している。また、四つ目の第２テープ２４は、側面２１ｅ，２１ｆが交わる箇所に位置する角部Ｃ４に含まれる積層体２１の縁Ｅ４を覆うように、積層体２１の側面２１ｆと、厚さ調整フィルム２３において側面２１ｆに重なる側面とに貼り付けられている。すなわち、側面２１ｆを構成する各電極の端部のうちの縁Ｅ４を構成する部分には、四つ目の第２テープ２４が貼り付けられている。積層方向Ｄから見た四つ目の第２テープ２４の幅は、例えば、三つ目の第２テープ２４の幅と略同一である。また、角部Ｃ４を構成する側面２１ｅには、四つ目の第２テープ２４は貼り付けられていない。このため、角部Ｃ４においても、角部Ｃ１～Ｃ３と同様に、積層体２１の各電極がしっかりと固定されると共に、積層体２１と厚さ調整フィルム２３とがしっかりと固定され、且つ、ガス抜けが良好に発生する。

上述したように積層体２１及び厚さ調整フィルム２３に第２テープ２４が貼り付けられることによって、側面２１ｄにおいて角部Ｃ１，Ｃ３を構成する部分と、側面２１ｅにおいて角部Ｃ２，Ｃ４を構成する部分とを露出しつつ、積層体２１及び厚さ調整フィルム２３を良好に固定できる。したがって、第２テープ２４から露出した側面２１ｄ，２１ｅからガス抜けが良好に発生すると共に、積層体２１と厚さ調整フィルム２３との位置ずれを良好に抑制できる。加えて、第２テープ２４によって積層体２１の縁Ｅ１～Ｅ４を良好に保護できると共に、第２テープ２４の使用によるコストを低減できる。

以下では、図６及び図７を参照しながら、上述した電極組立体３を備える蓄電装置１の製造方法の一例について説明する。図６は、蓄電装置１の製造方法を説明するための工程図である。図７は、工程Ｓ６にて電極組立体がガイド部材にて支持された状態を示す図である。

まず、複数の電極を積層方向Ｄに沿って積層して積層体２１を形成する（工程Ｓ１、第１工程）。工程Ｓ１は、いわゆる積層工程である。工程Ｓ１では、セパレータ１３に収容された正極１１と、負極１２とを交互に積層し、積層体２１を形成する。積層体は、例えば、公知のＰ＆Ｐ（ピック・アンド・プレース）方式で形成される。具体的には、正極１１と負極１２とは異なる製造ラインで製造された後、搬送機械によって積層装置に自動搬送される。積層装置に搬送された正極１１及び負極１２は、吸着パッドを備えたロボットアームにより交互に積層され、積層体２１が形成される。Ｐ＆Ｐ方式による積層は周知の為、これ以上の詳細の説明は省略する。

次に、積層体２１の厚さを調整した後、第１テープ２２を積層体２１に貼り付ける（工程Ｓ２、第２工程）。工程Ｓ１で形成された積層体２１は、工程Ｓ２を行う為の装置に搬送される。工程Ｓ２では、まず、搬送された積層体２１の位置決めがなされる。そして、押圧装置等を用いて、正極１１及び負極１２の積層方向Ｄに沿って積層体２１をプレス圧縮する。このとき、上記装置内にて、積層体２１の全体を均一に圧縮する。これにより、積層方向Ｄにおける積層体２１内の隙間を埋める。続いて、積層体２１の積層方向Ｄの第１端面２１ａ及び第２端面２１ｂに張り出すように、複数の電極（正極１１及び負極１２）の積層によって形成される積層体２１の側面２１ｄ，２１ｆに第１テープ２２を設ける。これにより、積層体２１内の正極１１及び負極１２の積層状態を固定すると共に、積層体２１が圧縮された状態を維持する。すなわち、第１テープ２２によって、圧縮された積層体２１の厚さを維持する。工程Ｓ２では、上記装置に設けられた切欠部等を介して、積層体２１に第１テープ２２を貼り付けることが好ましい。これにより、積層体２１の正極１１及び負極１２の積層状態が良好に固定するように、第１テープ２２を積層体２１に貼り付けることができる。加えて、積層体２１において上記装置から露出した部分を保護できる。

次に、積層体２１の厚さを測定する（工程Ｓ３）。工程Ｓ３では、第１テープ２２によって固定された積層体２１の厚さを測定し、厚み調整の為のフィルム２３ａの要否及び枚数を決定すると共に、フィルム２３ａにより調整可能な範囲内に収まっているかを確認する。積層体２１の厚さが調整可能な範囲内に収まっていない場合、不良品として製造ライン状より除外される（図示省略）。測定結果が、調整可能な範囲内に収まっているが、フィルム２３ａによる調整を必要とする場合（工程Ｓ３：ＹＥＳ）、第１テープ２２が貼り付けられた積層体２１の第１端面２１ａ側に厚さ調整フィルム２３を積層する（工程Ｓ４、第３工程）。工程Ｓ４では、積層体２１の厚さとケースの内寸との誤差に応じた枚数（例えば、１～６枚のいずれか）のフィルム２３ａを、積層体２１上に自動搬送する。例えば、上記誤差に応じて、１～６枚のフィルム２３ａを積層体２１上に積層する。適正値は、所定の値ではなく、所定の範囲内の値であればよい。なお、上記工程Ｓ３にて測定結果がフィルム２３ａによる調整を不要とする場合（工程Ｓ３：ＮＯ）、工程Ｓ４を省略し、後述する工程Ｓ５を行う。

次に、第２テープ２４の貼り付けを実施する（工程Ｓ５、第４工程）。工程Ｓ５では、積層体２１上に厚さ調整フィルム２３が積層される場合、第２テープ２４によって積層体２１と厚さ調整フィルム２３との積層状態を固定する。具体的には、厚さ調整フィルム２３の積層方向Ｄの第１主面２３ｂ及び積層体２１の第２端面２１ｂに張り出し、かつ、積層体２１の側面２１ｃ～２１ｆの縁Ｅ１～Ｅ４を覆うように、積層体の側面２１ｃ，２１ｆと、厚さ調整フィルム２３の対応する側面とに第２テープ２４を設ける。一方、工程Ｓ３にて積層体２１上に厚さ調整フィルム２３が積層されない場合、積層体２１の第１端面２１ａ及び第２端面２１ｂに張り出し、かつ、上記縁Ｅ１～Ｅ４を保護するように、積層体の側面２１ｃ，２１ｆに第２テープ２４を設ける。なお、工程Ｓ５では、工程Ｓ２と同様に、工程Ｓ２にて用いられる上記装置に設けられた別の切欠部等を介して、第２テープ２４が積層体２１及び厚さ調整フィルム２３に貼り付けられることが好ましい。

次に、支持装置５０によって積層体２１を支持し（第５工程）、その後、積層体２１に設けられるタブ１４ｂ，１７ｂをそれぞれ溶接する（工程Ｓ６）。工程Ｓ６では、図７に示されるように、第２テープ２４によって一体化された積層体２１及び厚さ調整フィルム２３を支持装置５０の台座５１上に載置し、支持装置５０のガイド部材５２によって一体化された積層体２１及び厚さ調整フィルム２３を支持する。このとき、ガイド部材５２は、第１テープ２２及び第２テープ２４を介して積層体２１及び厚さ調整フィルム２３を支持する。これにより、ガイド部材５２が積層体２１に直接接することを防止できる。続いて、ガイド部材５２にて一体化された積層体２１及び厚さ調整フィルム２３を支持した状態にて、タブ１４ｂ，１７ｂをそれぞれ溶接する。これにより、電極組立体３を形成する。

なお、上記工程Ｓ６を実施するため、一体化された積層体２１及び厚さ調整フィルム２３を、支持装置５０の台座５１上に移し替えるとき、一体化された積層体２１及び厚さ調整フィルム２３をロボットアーム又はコンベア等の搬送装置によって自動搬送してもよい。このとき、搬送装置のガイド部材が、第１テープ２２及び第２テープ２４を介して、一体化された積層体２１及び厚さ調整フィルム２３を支持しつつ搬送してもよい。これにより、搬送装置が積層体２１に直接接することを防止できる。すなわち、一体化された積層体２１及び厚さ調整フィルム２３を自動搬送するときに、上記搬送装置に起因した電極の粉落ちの発生を抑制できる。

次に、タブ１４ｂに正極端子５を取り付けると共に、タブ１７ｂに負極端子６を取り付ける（工程Ｓ７）。工程Ｓ７では、正極端子５が設けられる集電板１６をタブ１４ｂに取り付けると共に、負極端子６が設けられる集電板１９をタブ１７ｂに取り付ける。工程Ｓ７においても、電極組立体３は、ガイド装置によって支持されてもよい。この場合、ガイド装置は、第１テープ２２及び第２テープ２４を介して電極組立体３を支持する。

次に、電極組立体３をケース２に収容する（工程Ｓ８）。続いて、絶縁リング７を介して正極端子５を蓋部２ｂに固定すると共に、絶縁リング８を介して負極端子６を蓋部２ｂに固定した後、ケース２の開口を蓋部２ｂによって塞ぐ。また、ケース２内に電解液を注液することによって、蓄電装置１を形成する。工程Ｓ８においても、工程Ｓ６と同様に、電極組立体３を搬送装置にて自動搬送してもよい。このとき、工程Ｓ６と同様に、搬送装置のガイド部材が、第１テープ２２及び第２テープ２４を介して、電極組立体３を支持しつつ搬送することが好ましい。

以上説明した本実施形態に係る製造方法によって製造される電極組立体３によれば、第１テープ２２は、積層体２１の第１端面２１ａ及び第２端面２１ｂに張り出すように積層体２１の側面２１ｄ，２１ｅに設けられており、第２テープ２４は、厚さ調整フィルム２３の第１主面２３ｂ及び積層体２１の第２端面２１ｂに張り出し、かつ、積層体２１の側面２１ｃ～２１ｆの縁Ｅ１～Ｅ４を覆うように、積層体２１の側面２１ｃ，２１ｆと、厚さ調整フィルム２３の対応する側面とに設けられている。このため、正極１１及び負極１２の積層によって形成される積層体２１の側面２１ｃ～２１ｆの少なくとも一部は、第１テープ２２及び第２テープ２４によって覆われて保護されている。すなわち、第１テープ２２及び第２テープ２４によって、電極端部（より具体的には、負極１２の端部）によって構成される積層体２１の側面２１ｃ～２１ｆの一部が覆われる。これにより、積層体２１の側面２１ｃ～２１ｆにおいて第１テープ２２及び第２テープ２４に保護された部分にガイド部材５２等を接触させることによって、積層体２１の側面２１ｃ～２１ｆとガイド部材５２等とが直接接触することを防止できる。これにより、積層体２１がガイド部材５２等に接触する際の衝撃を和らげ、側面２１ｃ～２１ｆを構成する電極端部における粉落ちの発生を抑制できる。さらには、積層体２１においてガイド部材５２に衝突しやすい側面２１ｃ～２１ｆの縁Ｅ１～Ｅ４が第２テープ２４で覆われていることにより、縁Ｅ１～Ｅ４を構成する電極端部の上記粉落ちの発生も良好に抑制できる。したがって電極組立体３においては、電極端部の粉落ちを良好に抑制できる。

加えて、電極組立体３では、第１テープ２２によって正極１１、負極１２、及びセパレータ１３が固定された積層体２１と、厚さ調整フィルム２３との積層状態が、第２テープ２４によって固定されている。このため、複数の電極の積層状態が固定された積層体２１に対して厚さ調整フィルム２３を積層できる。すなわち、積層体２１の取り扱いを容易にした上で、積層体２１上に厚さ調整フィルム２３を積層できる。これにより、積層体２１を構成する正極１１及び負極１２の積層状態、及び積層体２１と厚さ調整フィルム２３との積層状態の両方を良好に固定でき、積層体２１と厚さ調整フィルム２３とを容易に一体化できる。

第１テープ２２と第２テープ２４とは、互いに分離して設けられている。このため、積層体２１が膨張したとき、積層方向Ｄにおいて外部から積層体２１へ加わる圧力が良好に分散される。例えば、積層体２１が膨張した蓄電装置１においては、ケース２から積層体２１へ加わる力が良好に分散される。このため、上記膨張に起因した電極組立体３の急激な劣化を抑制できる。積層体２１において、過剰な圧力が加えられた領域と当該領域以外の領域とでは、正極１１と負極１２との間の化学反応が不均等になることがある。この場合、過剰な圧力が加えられた領域に金属（例えば、リチウム）が析出しやすくなり、蓄電装置１の寿命が縮まるおそれがある。このため、第１テープ２２と第２テープ２４とを互いに重ならないように設けることにより、蓄電装置１の寿命低下を抑制できる。

上記積層体２１では、側面２１ｃ～２１ｆにおいて、第１テープ２２が設けられる積層体２１の側面２１ｄ，２１ｅと、第２テープ２４が設けられる積層体２１の側面２１ｃ，２１ｆとは、互いに異なっている。このため、外部から積層体２１へ加わる圧力が特定の側面側に集中することを防止できる。

積層体２１は、その側面２１ｃから突出するタブ１４ｂを有し、第２テープ２４の少なくとも一部は、側面２１ｃと、タブ１４ｂに取り付けられる集電板１６との間に位置している。このため、タブ１４ｂが変形して集電板１６が側面２１ｃに向かって移動したとき、集電板１６は第２テープ２４に接触する。これにより、集電板１６と積層体２１との接触に起因する電極端部の粉落ちの発生、及び集電板１６と積層体２１との短絡を抑制できる。また、積層体２１は、その側面２１ｃから突出するタブ１７ｂを有し、第２テープ２４の少なくとも一部は、側面２１ｃと、タブ１７ｂに取り付けられる集電板１９との間に位置している。これにより、集電板１９と積層体２１との接触に起因する電極端部の粉落ちの発生、及び集電板１９と積層体２１との短絡も抑制できる。

蓄電装置１は、本実施形態に係る電極組立体３と、電極組立体３を収容するケース２とを備えている。このような蓄電装置１においては、粉落ちの発生が抑制された電極組立体３がケース２に収容される。このため、良好な性能を有する蓄電装置１を提供できる。

なお、本発明に係る電極組立体及びその製造方法と、蓄電装置とは上記実施形態に限定されない。例えば、第１テープ２２の数は、上記実施形態に限られない。例えば、第１テープ２２は、４つ設けられ、積層体２１の各側面２１ｃ～２１ｆに貼り付けられてもよい。この場合、側面２１ｃ，２１ｆのそれぞれには、第１テープ２２及び第２テープ２４の両方が設けられる。また、積層体２１の一つの側面に対して複数の第１テープ２２が設けられてもよい。換言すると、各第１テープ２２が貼り付けられる側面は、上記実施形態と異なり、一つの側面のみであってもよい。

上記実施形態において、第２テープ２４の数は、上記実施形態に限られない。例えば、第２テープ２４の数は、３つ以下でもよい。積層方向Ｄから見て、第２テープ２４は、積層体２１の角部Ｃ１～Ｃ４のうち、少なくとも一つを覆えばよい。また、第２テープ２４は、角部Ｃ１と集電板１６との間、もしくは角部Ｃ２と集電板１９との間に設けられなくてもよい。また、複数の第２テープ２４は、上記実施形態と異なり、それぞれ異なる側面を介して積層体２１の第２端面２１ｂ及び厚さ調整フィルム２３の第１主面２３ｂに張り出してもよい。

上記実施形態において、第１テープ２２と第２テープ２４とは、互いに重なるように設けられてもよい。この場合、積層体２１の側面２１ｃ～２１ｆにおいて露出する領域を増加することができ、積層体２１のガス抜けが良好に発生する。

上記実施形態において、正極１１の本体１１ａと、負極１２の本体１２ａとのそれぞれは、矩形状に限られず、多角形状でもよい。すなわち、正極１１及び負極１２のそれぞれが、多角形状を呈してもよい。この場合であっても、積層体の角部を構成すると共に積層方向Ｄに沿った縁が、第２テープによって覆われることが好ましい。

上記実施形態において、セパレータ１３は、袋状に限られず、シート状であってもよい。例えば、セパレータ付き正極として、正極１１の両面にシート状のセパレータが接合され、ユニット化された正極が用いられてもよい。

上記実施形態において、上記工程Ｓ６では、必ずしもタブが溶接されなくてもよい。例えば、上記工程Ｓ６，Ｓ７が同時に実施されてもよい。この場合、まず、一体化された積層体２１及び厚さ調整フィルム２３を、搬送装置等によって支持装置５０の台座５１上に自動搬送することが実施される。

１…蓄電装置、２…ケース、３…電極組立体、５…正極端子、６…負極端子、１１…正極、１２…負極、１３…セパレータ、１４…金属箔、１４ａ…本体、１４ｂ…タブ、１６…集電板、１７…金属箔、１７ａ…本体、１７ｂ…タブ、１９…集電板、２１…積層体、２１ａ…第１端面（一方面）、２１ｂ…第２端面（他方面）、２１ｃ～２１ｆ…側面、２２…第１テープ、２３…厚さ調整フィルム、２３ａ…フィルム、２３ｂ…第１主面（一方面）、２３ｃ…第２主面、２４…第２テープ、５１…台座、５２…ガイド部材、Ｃ１～Ｃ４…角部、Ｄ…積層方向、Ｅ１～Ｅ４…縁。

Claims (2)

1. 複数の電極を積層方向に沿って積層して積層体を形成する第１工程と、
   前記積層方向に前記積層体を圧縮した後、前記積層体の前記積層方向の一方面及び他方面に張り出すように、前記複数の電極の積層によって形成される前記積層体の側面に第１テープを設ける第２工程と、
   前記第１テープによって前記複数の電極の積層状態が固定された前記積層体の前記一方面側に厚さ調整フィルムを積層する第３工程と、
   前記厚さ調整フィルムの前記積層方向の一方面及び前記積層体の前記他方面に張り出し、かつ、前記積層体の前記側面の縁を覆うように、前記積層体の前記側面と、前記厚さ調整フィルムの側面とに第２テープを設ける第４工程と、
   前記第１テープ及び前記第２テープを介して前記積層体の前記側面を、前記積層体の位置決め用のガイド部材によって支持する第５工程と、
   前記ガイド部材によって前記積層体が支持された状態にて、前記複数の電極のそれぞれに含まれるタブ同士を溶接する第６工程と、
   を備える電極組立体の製造方法。
2. 複数の電極を積層方向に沿って積層して積層体を形成する第１工程と、
   前記積層方向に前記積層体を圧縮した後、前記積層体の前記積層方向の一方面及び他方面に張り出すように、前記複数の電極の積層によって形成される前記積層体の側面に第１テープを設ける第２工程と、
   前記第１テープによって前記複数の電極の積層状態が固定された前記積層体の前記一方面側に厚さ調整フィルムを積層する第３工程と、
   前記厚さ調整フィルムの前記積層方向の一方面及び前記積層体の前記他方面に張り出し、かつ、前記積層体の前記側面の縁を覆うように、前記積層体の前記側面と、前記厚さ調整フィルムの側面とに第２テープを設ける第４工程と、
   前記第１テープ及び前記第２テープを介して前記積層体の前記側面を、前記積層体の位置決め用のガイド部材によって支持する第５工程と、
   前記ガイド部材が前記積層体を支持した状態にて、前記積層体を搬送する第６工程と、
   を備える電極組立体の製造方法。

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