JPWO2018186205A1 - 二次電池およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明の一実施形態では、電極１０Ａ、１０Ｂ間にセパレータ５０が配置された電極構成層が複数積層された平面積層構造の電極組立体１００を備えた二次電池であって、電極組立体１００は、電極組立体１００の内側領域に集電体１１の両主面に電極材層１２が設けられた両面電極を有して成り、かつ電極組立体１００の一部を成す部分電極組立体９０を備え、電極組立体１００の最外層領域に位置する最外層電極１０は、集電体１１の一方の主面に電極材層１２が設けられた片面電極を含み、および断面視にて部分電極組立体９０の少なくとも一部の輪郭に沿って部分電極組立体９０を取り囲んでいる、二次電池が提供される。

Description

本発明は、二次電池およびその製造方法に関する。

従前より充放電が繰り返し可能な二次電池が様々な用途に用いられている。例えば、二次電池は、スマートフォン、ノートパソコン等の電子機器の電源として用いられている。

近年、当該電子機器の薄型化および小型化の要求が一層高まっていることに伴い、薄型化・小型化かつ高容量の二次電池が要求されている。かかる要求に応えるため、特許文献１には、二次電池の構成要素である電極組立体が、断面視にて正極、負極およびセパレータを含む電極構成層が複数積層された平面積層構造を有する旨が開示されている。当該電極組立体の正極および負極、すなわち電極組立体の電極は、断面視にて集電体および集電体の主面に活物質が塗工された電極材層を備えている。特許文献１には、積層方向に沿って設けられた複数の電極のうちの最外層の電極では、電極材層が断面視にて集電体の一方の主面にのみ供されている旨が開示されている。

特開２０１４−１２０４５６号公報

ここで、本願発明者は、最外層の電極において、電極材層が断面視にて集電体の一方の主面にのみ供されている場合、以下の問題が生じ得ることを見出した。

図１２に示すように、平面積層構造の電極組立体１００’（平面視で矩形形状の電極組立体１００Ｘ’および非矩形形状の電極組立体１００Ｙ’等）は、積層方向に沿ってセパレータ５０’を挟んで正極１０Ａ’と負極１０Ｂ’とを交互に配置した後、層間相互の接続を行うために熱加圧（ホットプレスともいう）を行うことによって得られる。積層方向に沿って設けられる複数の電極１０’の各々は、集電体１１’の少なくとも一方の主面に電極材層１２’を塗布および乾燥後、所望の密度を得るための加圧処理を行うことで得られる。具体的には、電極組立体１００’の内側領域に位置する電極１０’は、集電体１１’の両主面に電極材層１２’を塗布および乾燥した後、所望の密度を得るための加圧処理を行うことで得られる。一方、電極組立体１００’の最外層領域に位置する電極１０’は、集電体１１’の一方の主面にのみ電極材層１２’を塗布および乾燥した後、所望の密度を得るための加圧処理を行うことで得られる。また、集電体１１’は主として金属箔、すなわち金属部材から構成される一方、電極材層１２’は、主として活物質およびバインダー（高分子系化合物）を含む。つまり、集電体１１’と電極材層１２’とでは、その構成材料の種類が相互に異なっている。

かかる集電体１１’と電極材層１２’との材料の種類の違いは、所望の密度を有する各電極１０’を得るための加圧処理を施す際において、集電体１１’と電極材層１２’の伸張度の違いにつながり得る。具体的には、その伸張度の違いに起因して、最外層に位置付ける電極１０’（片面電極に相当）を得るための加圧処理時に電極材１２’は集電体１１’よりも相対的に大きく伸張する傾向にある。特に、最外層に位置付ける電極１０’（片面電極に相当）では電極材層１２’が集電体１１’の主面の一方の側にのみ設けられるため、当該伸張度の違いに起因して、最外層に位置付ける電極１０’（片面電極に相当）には反り応力が生じ易い。かかる反り応力の発生は、最外層に位置付ける電極１０’（片面電極に相当）の反りにつながり得る（図１２の左下部参照）。

最外層に位置付ける電極１０’（片面電極に相当）の反りは、電極組立体１００’の構成時に、内側領域の電極１０’（両面電極に相当）との間に位置付けるセパレータ５０’に最外層に位置付ける電極１０’を全体として好適に接着できないことになり得る。そのため、最外層の電極１０’が電極組立体１００’の構成要素として好適に機能しない虞がある。その結果、全体として当該電極組立体１００’を含む二次電池は、所望の電池特性を好適に発揮できない虞がある。

本発明は、かかる事情に鑑みて案出されたものである。具体的には、本発明は、電極材層が断面視にて集電体の一方の主面に供されている最外層電極の反り応力の発生を好適に抑制可能な電極組立体を備えた二次電池およびその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一実施形態では、
電極間にセパレータが配置された電極構成層が複数積層された平面積層構造の電極組立体を備えた二次電池であって、
電極組立体は、電極組立体の内側領域に集電体の両主面に電極材層が設けられた両面電極を有して成り、かつ電極組立体の一部を成す部分電極組立体を備え、
電極組立体の最外層領域に位置する最外層電極は、集電体の一方の主面に電極材層が設けられた片面電極を含み、および断面視にて部分電極組立体の少なくとも一部の輪郭に沿って部分電極組立体を取り囲んでいる、二次電池が提供される。

上記目的を達成するために、本発明の一実施形態では、
電極間にセパレータが配置された電極構成層が複数積層された平面積層構造の電極組立体を備えた二次電池の製造方法であって、
断面視にて、集電体の両主面に電極材層を設けて得られる両面電極を有して成る電極組立体の一部を成す部分電極組立体を形成することを含み、
集電体の一方の主面に電極材層を設けて得られる片面電極を含む電極組立体の最外層電極を用いて、断面視にて部分電極組立体の少なくとも一部の輪郭に沿って部分電極組立体を取り囲むことを更に含む、二次電池の製造方法が提供される。

本発明の一実施形態によれば、電極材層が断面視にて集電体の一方の主面に供されている最外層電極の反り応力の発生を抑制可能である。

図１は、本発明の一実施形態に係る二次電池の電極組立体の模式図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る二次電池の電極組立体の詳細断面図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る二次電池の電極組立体の製造フローの模式図である。 図４は、本発明の別の実施形態に係る二次電池の電極組立体の模式図である。 図５は、本発明の更に別の実施形態に係る二次電池の電極組立体の模式図である。 図６は、本発明の更に別の実施形態に係る二次電池の電極組立体の模式図である。 図７は、本発明の更に別の実施形態に係る二次電池の電極組立体の模式図である。 図８は、本発明の更に別の実施形態に係る二次電池の電極組立体の模式図である。 図９は、本発明の更に別の実施形態に係る二次電池の電極組立体の模式図である。 図１０は、本発明の更に別の実施形態に係る二次電池の電極組立体の模式図である。 図１１は、電極構成層の基本的構成を模式的に示した断面図である。 図１２は、本願発明者が見出した技術的課題を示す模式図である。

本発明の一実施形態に係る二次電池の製造方法について説明する前に、二次電池の基本的構成について説明しておく。なお、本明細書でいう「二次電池」という用語は充電・放電の繰り返しが可能な電池のことを指す。「二次電池」は、その名称に過度に拘泥されるものではなく、例えば、「蓄電デバイス」なども包含し得る。本明細書でいう「平面視」とは、二次電池を構成する電極材の積層方向に基づく厚み方向に沿って対象物を上側または下側からみたときの状態のことである。又、本明細書でいう「断面視」とは、二次電池を構成する電極材の積層方向に基づく厚み方向に対して略垂直な方向からみたときの状態のことである。本明細書で直接的または間接的に用いる“上下方向”および“左右方向”は、それぞれ図中における上下方向および左右方向に相当する。特記しない限り、同じ符号または記号は、同じ部材・部位または同じ意味内容を示すものとする。ある好適な態様では、鉛直方向下向き（すなわち、重力が働く方向）が「下方向」に相当し、その逆向きが「上方向」に相当すると捉えることができる。

［二次電池の基本的構成］
本発明では二次電池が提供される。本明細書でいう「二次電池」とは、充電・放電の繰り返しが可能な電池のことを指している。従って、本発明の二次電池は、その名称に過度に拘泥されるものでなく、例えば“蓄電デバイス”なども本発明の対象に含まれ得る。二次電池は、外装体の内部に電極組立体と電解質とが収容および封入された構造を有して成る。本発明では、電極組立体は、正極、負極およびセパレータを含む電極構成層が複数積層された平面積層構造を有することを前提とする。また、外装体は、導電性ハードケース又はフレキシブルケース（パウチ等）の形態を採ってよい。外装体の形態がフレキシブルケース（パウチ等）である場合、複数の正極の各々は、正極用集電リードを介して、正極用外部端子に連結されている。正極用外部端子はシール部により外装体に固定され、当該シール部は電解質の液漏れを防止する。同様に、複数の負極の各々は、負極用集電リードを介して負極用外部端子に連結されている。負極用外部端子はシール部により外装体に固定され、シール部が電解質の液漏れを防止する。なお、これに限定されず、複数の正極の各々と接続される正極用集電リードは正極用外部端子の機能を備えていてよく、また、複数の負極の各々と接続される負極用集電リードは負極用外部端子の機能を備えていてよい。外装体の形態が導電性ハードケースの場合、複数の正極の各々は、正極用集電リードを介して、正極用外部端子に連結されている。正極用外部端子はシール部により外装体に固定され、当該シール部は電解質の液漏れを防止する。

正極１０Ａは、少なくとも正極集電体１１Ａおよび正極材層１２Ａから構成されており（図１１参照）、正極集電体１１Ａの少なくとも片面に正極材層１２Ａが設けられている。当該正極集電体１１Ａのうち正極材層１２Ａが設けられていない箇所、すなわち正極集電体１１Ａの端部には正極側引出しタブが位置付けられている。正極材層１２Ａには電極活物質として正極活物質が含まれている。負極１０Ｂは少なくとも負極集電体１１Ｂおよび負極材層１２Ｂから構成されており（図１１参照）、負極集電体１１Ｂの少なくとも片面に負極材層１２Ｂが設けられている。当該負極集電体１１Ｂのうち負極材層１２Ｂが設けられていない箇所、すなわち負極集電体１１Ｂの端部には負極側引出しタブが位置付けられている。負極材層１２Ｂには電極活物質として負極活物質が含まれている。

正極材層１２Ａに含まれる正極活物質および負極材層１２Ｂに含まれる負極活物質は、二次電池において電子の受け渡しに直接関与する物質であり、充放電、すなわち電池反応を担う正負極の主物質である。より具体的には、「正極材層１２Ａに含まれる正極活物質」および「負極材層１２Ｂに含まれる負極活物質」に起因して電解質にイオンがもたらされ、かかるイオンが正極１０Ａと負極１０Ｂとの間で移動して電子の受け渡しが行われて充放電がなされる。正極材層１２Ａおよび負極材層１２Ｂは特にリチウムイオンを吸蔵放出可能な層であることが好ましい。つまり、電解質を介してリチウムイオンが正極１０Ａと負極１０Ｂとの間で移動して電池の充放電が行われる二次電池が好ましい。充放電にリチウムイオンが関与する場合、二次電池は、いわゆる“リチウムイオン電池”に相当する。

正極材層１２Ａの正極活物質は例えば粒状体から成るところ、粒子同士のより十分な接触と形状保持のためにバインダーが正極材層１２Ａに含まれていることが好ましい。更には、電池反応を推進する電子の伝達を円滑にするために導電助剤が正極材層１２Ａに含まれていてよい。同様に、負極材層１２Ｂの負極活物質は例えば粒状体から成るところ、粒子同士のより十分な接触と形状保持のためにバインダーが含まれることが好ましく、電池反応を推進する電子の伝達を円滑にするために導電助剤が負極材層１２Ｂに含まれていてよい。このように、複数の成分が含有されて成る形態ゆえ、正極材層１２Ａおよび負極材層１２Ｂはそれぞれ“正極合材層”および“負極合材層”などと称すこともできる。

正極活物質は、リチウムイオンの吸蔵放出に資する物質であることが好ましい。かかる観点でいえば、正極活物質は例えばリチウム含有複合酸化物であることが好ましい。より具体的には、正極活物質は、リチウムと、コバルト、ニッケル、マンガンおよび鉄から成る群から選択される少なくとも１種の遷移金属とを含むリチウム遷移金属複合酸化物であることが好ましい。つまり、二次電池の正極材層１２Ａにおいては、そのようなリチウム遷移金属複合酸化物が正極活物質として好ましくは含まれている。例えば、正極活物質はコバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、リン酸鉄リチウム、または、それらの遷移金属の一部を別の金属で置き換えたものであってよい。このような正極活物質は、単独種として含まれてよいものの、二種以上が組み合わされて含まれていてもよい。より好適な態様では正極材層１２Ａに含まれる正極活物質がコバルト酸リチウムとなっている。

正極材層１２Ａに含まれる得るバインダーとしては、特に制限されるわけではないが、ポリフッ化ビリニデン、ビリニデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビリニデンフルオライド−テトラフルオロチレン共重合体およびポリテトラフルオロチレンなどから成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。正極材層１２Ａに含まれ得る導電助剤としては、特に制限されるわけではないが、サーマルブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラックおよびアセチレンブラック等のカーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブおよび気相成長炭素繊維等の炭素繊維、銅、ニッケル、アルミニウムおよび銀等の金属粉末、ならびに、ポリフェニレン誘導体などから選択される少なくとも１種を挙げることができる。例えば、正極材層１２Ａのバインダーはポリフッ化ビニリデンであってよい。あくまでも例示にすぎないが、正極材層１２Ａの導電助剤はカーボンブラックである。さらに、正極材層１２Ａのバインダーおよび導電助剤が、ポリフッ化ビニリデンとカーボンブラックとの組合せとなっていてよい。

負極活物質は、リチウムイオンの吸蔵放出に資する物質であることが好ましい。かかる観点でいえば、負極活物質は例えば各種の炭素材料、酸化物、または、リチウム合金などであることが好ましい。

負極活物質の各種の炭素材料としては、黒鉛（天然黒鉛、人造黒鉛）、ソフトカーボン、ハードカーボン、ダイヤモンド状炭素などを挙げることができる。特に、黒鉛は電子伝導性が高く、負極集電体１１Ｂとの接着性が優れる点などで好ましい。負極活物質の酸化物としては、酸化シリコン、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛および酸化リチウムなどから成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。負極活物質のリチウム合金は、リチウムと合金形成され得る金属であればよく、例えば、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｂａ、Ｃａ、Ｈｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｌａなどの金属とリチウムとの２元、３元またはそれ以上の合金であってよい。このような酸化物は、その構造形態としてアモルファスとなっていることが好ましい。結晶粒界または欠陥といった不均一性に起因する劣化が引き起こされにくくなるからである。あくまでも例示にすぎないが、負極材層１２Ｂの負極活物質が人造黒鉛となっていてよい。

負極材層１２Ｂに含まれ得るバインダーとしては、特に制限されるわけではないが、スチレンブタジエンゴム、ポリアクリル酸、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド系樹脂およびポリアミドイミド系樹脂から成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。例えば負極材層１２Ｂに含まれるバインダーはスチレンブタジエンゴムとなっていてよい。負極材層１２Ｂに含まれる得る導電助剤としては、特に制限されるわけではないが、サーマルブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラックおよびアセチレンブラック等のカーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブおよび気相成長炭素繊維等の炭素繊維、銅、ニッケル、アルミニウムおよび銀等の金属粉末、ならびに、ポリフェニレン誘導体などから選択される少なくとも１種を挙げることができる。なお、負極材層１２Ｂには、電池製造時に使用された増粘剤成分（例えばカルボキシルメチルセルロース）に起因する成分が含まれていてもよい。

あくまでも例示にすぎないが、負極材層１２Ｂにおける負極活物質およびバインダーが人造黒鉛とスチレンブタジエンゴムとの組合せとなっていてよい。

正極１０Ａおよび負極１０Ｂに用いられる正極集電体１１Ａおよび負極集電体１１Ｂは電池反応に起因して活物質で発生した電子を集めたり供給したりするのに資する部材である。このような集電体は、シート状の金属部材であってよく、多孔または穿孔の形態を有していてよい。例えば、集電体は金属箔、パンチングメタル、網またはエキスパンドメタル等であってよい。正極１０Ａに用いられる正極集電体１１Ａは、アルミニウム、ステンレスおよびニッケル等から成る群から選択される少なくとも１種を含んだ金属箔から成るものが好ましく、例えばアルミニウム箔であってよい。一方、負極１０Ｂに用いられる負極集電体１１Ｂは、銅、ステンレスおよびニッケル等から成る群から選択される少なくとも１種を含んだ金属箔から成るものが好ましく、例えば銅箔であってよい。

セパレータ５０は、正負極の接触による短絡防止および電解質保持などの観点から設けられる部材である。換言すれば、セパレータ５０は、正極１０Ａと負極１０Ｂとの間の電子的接触を防止しつつイオンを通過させる部材であるといえる。好ましくは、セパレータ５０は多孔性または微多孔性の絶縁性部材であり、その小さい厚みに起因して膜形態を有している。あくまでも例示にすぎないが、ポリオレフィン製の微多孔膜がセパレータとして用いられてよい。この点、セパレータ５０として用いられる微多孔膜は、例えば、ポリオレフィンとしてポリエチレン（ＰＥ）のみ又はポリプロピレン（ＰＰ）のみを含んだものであってよい。更にいえば、セパレータ５０は、“ＰＥ製の微多孔膜”と“ＰＰ製の微多孔膜”とから構成される積層体であってもよい。セパレータ５０の表面は無機粒子コート層および／または接着層等により覆われていてもよい。セパレータの表面は接着性を有していてもよい。

なお、セパレータ５０は、その名称によって特に拘泥されるべきでなく、同様の機能を有する固体電解質、ゲル状電解質、絶縁性の無機粒子などであってもよい。なお、電極の取扱いの更なる向上の観点から、セパレータ５０と電極（正極１０Ａ／負極１０Ｂ）は接着されていることが好ましい。セパレータ５０と電極との接着は、セパレータ５０として接着性セパレータを用いること、電極材層（正極材層１２Ａ／負極材層１２Ｂ）の上に接着性バインダーを塗布および／または熱圧着すること等によって為され得る。セパレータ５０または電極材層に接着性を供する接着性バインダーの材料としては、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン重合体、アクリル系樹脂等が挙げられる。接着性バインダー塗布等による接着層の厚みは０．５μｍ以上５μｍ以下であってよい。

正極１０Ａおよび負極１０Ｂがリチウムイオンを吸蔵放出可能な層を有する場合、電解質は有機電解質および／または有機溶媒などの“非水系”の電解質であることが好ましい（すなわち、電解質が非水電解質となっていることが好ましい）。電解質では電極（正極１０Ａ・負極１０Ｂ）から放出された金属イオンが存在することになり、それゆえ、電解質は電池反応における金属イオンの移動を助力することになる。

非水電解質は、溶媒と溶質とを含む電解質である。具体的な非水電解質の溶媒としては、少なくともカーボネートを含んで成るものが好ましい。かかるカーボネートは、環状カーボネート類および／または鎖状カーボネート類であってもよい。特に制限されるわけではないが、環状カーボネート類としては、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）およびビニレンカーボネート（ＶＣ）から成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。鎖状カーボネート類としては、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）およびジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）から成る群から選択される少なくも１種を挙げることができる。あくまでも例示にすぎないが、非水電解質として環状カーボネート類と鎖状カーボネート類との組合せが用いられ、例えばエチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合物が用いられてよい。また、具体的な非水電解質の溶質としては、好ましくは例えばＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４等のＬｉ塩が用いられる。また、具体的な非水電解質の溶質としては、好ましくは例えばＬｉＰＦ_６および／またはＬｉＢＦ_４等のＬｉ塩が用いられる。

正極用集電リードおよび負極用集電リードとしては、二次電池の分野で使用されているあらゆる集電リードが使用可能である。そのような集電リードは、電子の移動が達成され得る材料から構成されればよく、例えばアルミニウム、ニッケル、鉄、銅、ステンレスなどの導電性材料から構成される。正極用集電リードはアルミニウムから構成されることが好ましく、負極用集電リードはニッケルから構成されることが好ましい。正極用集電リードおよび負極用集電リードの形態は特に限定されず、例えば、線又はプレート状であってよい。

外部端子としては、二次電池の分野で使用されているあらゆる外部端子が使用可能である。そのような外部端子は、電子の移動が達成され得る材料から構成されればよく、通常はアルミニウム、ニッケル、鉄、銅、ステンレスなどの導電性材料から構成される。外部端子５は、基板と電気的かつ直接的に接続されてもよいし、または他のデバイスを介して基板と電気的かつ間接的に接続されてもよい。なお、これに限定されず、複数の正極の各々と接続される正極用集電リードが正極用外部端子の機能を備えていてよく、また、複数の負極の各々と接続される負極用集電リードは負極用外部端子の機能を備えていてよい。

外装体は、上述のように導電性ハードケース又はフレキシブルケース（パウチ等）の形態を有していてよい。

導電性ハードケースは、本体部および蓋部からなっている。本体部は当該外装体の底面を構成する底部および側面部から成る。本体部と蓋部とは、電極組立体、電解質、集電リードおよび外部端子の収容後に密封される。密封方法としては、特に限定されるものではなく、例えばレーザー照射法等が挙げられる。本体部および蓋部を構成する材料としては、二次電池の分野でハードケース型外装体を構成し得るあらゆる材料が使用可能である。そのような材料は電子の移動が達成され得る材料であればよく、例えばアルミニウム、ニッケル、鉄、銅、ステンレスなどの導電性材料が挙げられる。本体部および蓋部の寸法は、主として電極組立体の寸法に応じて決定され、例えば電極組立体を収容したとき、外装体内での電極組立体の移動（ズレ）が防止される程度の寸法を有することが好ましい。電極組立体の移動を防止することにより、電極組立体の破壊が防止され、二次電池の安全性が向上する。

フレキシブルケースは、軟質シートから構成される。軟質シートは、シール部の折り曲げを達成できる程度の軟質性を有していればよく、好ましくは可塑性シートである。可塑性シートは、外力を付与した後、除去したとき、外力による変形が維持される特性を有するシートのことであり、例えば、いわゆるラミネートフィルムが使用できる。ラミネートフィルムからなるフレキシブルパウチは例えば、２枚のラミネートフィルムを重ね合わせ、その周縁部をヒートシールすることにより製造できる。ラミネートフィルムとしては、金属箔とポリマーフィルムを積層したフィルムが一般的であり、具体的には、外層ポリマーフィルム／金属箔／内層ポリマーフィルムから成る３層構成のものが例示される。外層ポリマーフィルムは水分等の透過および接触等による金属箔の損傷を防止するためのものであり、ポリアミドおよびポリエステル等のポリマーが好適に使用できる。金属箔は水分およびガスの透過を防止するためのものであり、銅、アルミニウム、ステンレス等の箔が好適に使用できる。内層ポリマーフィルムは、内部に収納する電解質から金属箔を保護するとともに、ヒートシール時に溶融封口させるためのものであり、ポリオレフィンまたは酸変性ポリオレフィンが好適に使用できる。

［本発明の二次電池］
本発明の一実施形態に係る二次電池の基本的構成を考慮した上で、以下、本発明の一実施形態に係る二次電池の特徴部分について説明する。

本願発明者は、電極材層が断面視にて集電体の一方の主面に供されている最外層の電極の反り応力を抑制するための対応策について鋭意検討した。その結果、本発明を案出するに至った。

以下、本発明の特徴部分を説明するに先立って、本明細書で用いる用語の定義付けを行う。本明細書でいう「部分電極組立体」とは、最外層電極を設けて最終的に電極組立体（完成物）を得る前段階のものであって、電極組立体の前駆体に相当するものを指す。本明細書でいう「最外層電極の重複領域」とは、最外層電極が部分電極組立体に１周を超えて巻回されることによって、２層構造が形成されている最外層電極の所定箇所を指す。本明細書でいう「最外層電極の重複領域の外側部分」とは、断面視で２層構造を成す最外層電極の所定箇所のうち外側に位置する部分であって、電極組立体の主面に露出している部分を指す。本明細書でいう「最外層電極の重複領域の内側部分」とは、断面視で２層構造を成す最外層電極の所定箇所のうち内側に位置する部分であって、電極組立体の主面に露出していない部分を指す。本明細書でいう「延在部分を有するセパレータ」とは、最外層電極の電極材層の主面に供されるセパレータよりも長尺状のセパレータであって、最外層電極の端部から延在するように構成されたセパレータを指す。本明細書でいう「両面電極」とは、電極組立体の内側領域に位置付けられる、集電体の両方の主面に電極材層が設けられたものを指す。又、本明細書でいう「片面電極」とは、電極組立体の最外層領域に位置付けられる、集電体の一方の主面に（のみ）電極材層が設けられたものを指す。

本発明は、これまでの電極間にセパレータが配置された電極構成層が複数積層された平面積層構造の電極組立体とは異なる視点から案出されている。具体的には、本発明は、最外層電極１０（片面電極）を部分電極組立体９０に巻き付けるという技術的思想に基づき案出されている。かかる技術的思想を実現するために、本発明は、集電体１１の一方の主面に（のみ）電極材層１２が設けられた最外層電極１０が、断面視で最終的に得られる電極組立体１００の構成要素としての部分電極組立体９０の少なくとも一部の輪郭に沿って部分電極組立体９０を取り囲むことを特徴とする（図１参照）。かかる特徴は、これまでの平面積層構造型の電極組立体１００にて平面状の最外層電極１０を積層するという当業者の技術的常識の延長線上にはない点で有利である。

本発明では、最外層電極１０が断面視で部分電極組立体９０の少なくとも一部の輪郭に沿って当該部分電極組立体９０を取り囲む。部分電極組立体９０は断面視で略矩形状を成しているため、断面視で略矩形状の部分電極組立体９０が最外層電極によって「取り囲まれた」状態となるためには、最外層電極１０が部分電極組立体９０の少なくとも２つの屈曲部分を跨がるように位置する必要がある。最外層電極１０が部分電極組立体９０の少なくとも２つの屈曲部分を跨がっていると、その形状に起因して最外層電極１０に引張応力が供され易くなる。つまり、最外層電極１０に所定の張力を供することが可能となる。上述の最外層に位置付ける電極１０’を得るための加圧処理時に生じ得る反り応力は、具体的には電極材層１２’が集電体１１’よりも相対的に大きく伸張することに起因して電極材層１２’の主面が外側湾曲面となりかつ集電体１１’の主面が内側湾曲面となり得る応力である（図１２の左下部参照）。これにつき、本発明の一実施形態では、最外層電極１０に所定の張力を供することが可能であるため、当該張力により最外層電極１０の所定形態（形状）が保持され得る。これにより、最外層電極１０にて電極材層１２の主面が外側湾曲面となり集電体１１の主面が内側湾曲面となり得る反り応力が生ずることを好適に抑制することが可能となる。つまり、本発明の一実施形態では、かかる反り応力に起因して最外層の電極１０に反りが生じることを好適に抑制することが可能となる。この事は、最外層の電極１０が断面視で部分電極組立体９０から部分的に離隔しようとすることを抑制可能であることを意味する。これにより、最外層電極１０を電極組立体１００の構成要素として好適に機能させることができる。その結果、全体として当該電極組立体１００を含む二次電池は、所望の電池特性を好適に発揮することが可能である。

又、上記により最外層電極１０に生じ得る反り応力を抑制可能であるため、これまで当業者の技術常識となっている下記の反り応力の抑制措置を施す必要がない。具体的には、当該反り応力は最外層電極の形成時における所望の密度を得るための加圧処理により生じ得るため、これまでの当業者の技術常識に従えば反り応力を抑制するために、電極組立体の内側領域に供される両面電極（集電体の両主面に電極材層が設けられたもの）の集電体の厚みと比べて、最外層電極の集電体の厚みを相対的に大きくする必要があり得る。そのため、最外層電極の集電体の厚み増大に起因して電池のエネルギー密度が低下し得る。これにつき、本発明の一実施形態では、本発明の一実施形態では上述のように別の手段にて最外層電極１０に生じ得る反り応力を抑制可能であるため、電極組立体の内側領域に供される両面電極と比べて、最外層電極１０の集電体１１の厚みを相対的に大きくすることを要しない。そのため、最外層電極１０の集電体１１の厚みを他の両面電極の集電体の厚みとの違いを小さくする、つまり実質的に同一にすることができる。又、これまでの当業者の技術常識に従えば反り応力を抑制するために、最外層電極に対して加圧する力（加圧力）を相対的に小さくする必要がある。そのため、最外層電極に対する加圧力が相対的に小さいことに起因して電池のエネルギー密度が低下し得る。これにつき、本発明の一実施形態では上述のように別の手段にて最外層電極１０に生じ得る反り応力を抑制可能であるため、電極組立体の内側領域に供される両面電極の形成時における加圧力と比べて、最外層電極（片面電極）の形成時における加圧力を相対的に小さくする必要がない。つまり、電極組立体の内側領域に供される両面電極の形成時における加圧力と、最外層電極１０（片面電極）の形成時における加圧力との違いを小さくすることが可能である。従って、加圧処理により得られる電極組立体の内側領域に供される両面電極の密度と、電極組立体の最外層領域に供される最外層電極１０の密度との違いを小さくする、つまり実質的に同一にすることが可能である。以上の事から、本発明の一実施形態は、最外層電極１０の集電体１１の厚みの増大および/または最外層電極１０に対する加圧力の低減を要しないため、これに起因して電池のエネルギー密度の低下を抑制することが可能である点でも有利である。

本発明の一実施形態に係る二次電池は、下記態様を採ることが好ましい。

一態様では、断面視にて最外層電極１０と部分電極組立体９０との間に、最外層電極１０と部分電極組立体９０とに接する接着剤層付きのセパレータ５０が位置付けられていることが好ましい（図１の下部参照）。

上記では、部分電極組立体９０に対する最外層電極１０の取囲み（巻付け）により奏される技術的効果について説明したが、詳細には図１の下部に示すように、正負極の接触による短絡防止の観点から最外層電極１０と部分電極組立体９０との間に断面視でセパレータ５０が位置付けられている。当該セパレータ５０は最外層電極１０と部分電極組立体９０の両方に接するように供され、当該セパレータ５０には、その両主面に接着機能を有する接着剤層が供されている（図示せず）。つまり、当該セパレータ５０は「接着剤層付きセパレータ５０」となっている。具体的には、セパレータ５０の一方の主面に供される接着材層は最外層電極１０の電極材層１２に接着している。一方、セパレータ５０の他方の主面に供される接着材層は部分電極組立体９０に接着している。以上により、「接着剤層付きセパレータ５０」を介して最外層電極１０と部分電極組立体９０とを好適に一体化させることが可能となる。

一態様では、最外層電極１０が、断面視にて部分電極組立体９０の両主面９０αと当該該両主面９０αに連続する部分電極組立体９０の少なくとも一方の側面９０βの輪郭に沿って部分電極組立体９０を取り囲んでいることが好ましい（図１および図２参照）。

上述のように最外層電極１０に張力が供されるためには、最外層電極１０が部分電極組立体９０の少なくとも２つの屈曲部分に跨がっている必要がある。当該跨がりは、最外層電極１０が断面視にて少なくとも部分電極組立体９０の両主面９０αと当該両主面９０αに連続する部分電極組立体９０の少なくとも一方の側面９０βの輪郭に沿って部分電極組立体９０を取り囲んでいる場合に実現され得る。以上により、最外層電極１０を好適に“引っ張る”ことができ、それによって、最外層電極１０に張力を供することができる。当該張力により最外層電極１０の所定形態（形状）が保持され得るため、それに起因して最外層電極１０に生じ得る反り応力の発生を抑制することが可能となる。

なお、図１および図２では、最外層電極１０が、断面視にて部分電極組立体９０の両主面９０αと当該主面９０αに連続する部分電極組立体９０の両側面９０βからなる輪郭全体に沿って部分電極組立体９０を取り囲む態様が示されている。すなわち、図１および図２では、最外層電極１０が断面視で部分電極組立体９０の全ての屈曲部分に跨がるように部分電極組立体９０を取り囲む態様が示されるが、最外層電極１０が部分電極組立体９０の少なくとも２つの屈曲部分に跨がるならば、当該態様に限定されることはない。例えば、最外層電極１０が、断面視にて部分電極組立体９０の両主面９０αと当該両主面９０αに連続する部分電極組立体９０の一方の側面９０βのみとの輪郭に沿って部分電極組立体９０を取り囲んでいてよい（図４参照）。

一態様では、最外層電極１０が、断面視にて相互に重なるように供された重複領域１０Ｘを有して成り、最外層電極１０の重複領域１０Ｘの外側部分１０Ｘ_１に、断面視にて集電体１１のみが供されていることが好ましい（図５参照）。

本態様では、最外層電極１０の重複領域１０Ｘでは、断面視で最外層電極１０の外側部分１０Ｘ_１と内側部分１０Ｘ_２とが積層状態にある。かかる積層状態において、最外層電極１０の重複領域１０Ｘの外側部分１０Ｘ_１に断面視にて集電体１１のみを供すると、最外層電極１０の重複領域１０Ｘの外側部分１０Ｘ_１に電極材層１２が存在しないことに起因して、電池内に導電性の異物が混入して内部短絡が発生しても、わずかな発熱を生じるのみで短絡状態を終了させることができる。つまり、短絡電流が電極組立体１００の内部領域にまで流れることを好適に抑制することができる。その結果、電池の安全性を維持向上させることができる。

一態様では、セパレータ５０が最外層電極１０よりも長尺状であって、かつ最外層電極１０の一端部１０ａから延在する延在部分５０Ｘを有しており、セパレータ５０の延在部分５０Ｘが、断面視でセパレータ５０よりも内側に位置する最外層電極１０に固定されていることが好ましい（図６参照）。

本態様は、セパレータ５０が最外層電極１０よりも長尺状であって、かつ最外層電極１０の一端部１０ａから延在する延在部分５０Ｘを有していることを前提とする。セパレータ５０は正負極の接触による短絡防止の観点から通常供されるところ、本態様では、最外層電極１０が断面視にて相互に重なる重複領域を有して成る場合（図１参照）と比べて、最外層電極１０の重複領域の外側部分に対応する箇所に、集電体１１と電極材層１２を設けずにセパレータ５０のみが設けられている。これにより、セパレータ５０を介して最外層電極１０の重複領域の外側部分にも集電体１１と電極材層１２が供される場合と比べて、集電体１１と電極材層１２の非存在に起因して、最外層電極１０の重複領域における集電体１１および電極材層１２の厚みを相対的に減じることができる。その結果、かかる集電体１１および電極材層１２の厚み低減に起因して電池のエネルギー密度の低下を抑制することができる。

一態様では、部分電極組立体９０の側面９０βに対向する部分の最外層電極１０は断面視にて片面電極の構造を有し、当該最外層電極１０が負極であることが好ましい（図１参照）。

本態様では、部分電極組立体９０の側面９０βに対向する部分の最外層電極１０が断面視にて片面電極の構造を有するため、部分電極組立体９０の側面９０βに対向する部分にも電極材層１１が位置付けられることとなる。最外層電極１０として負極が用いられる場合、具体的には電極材層１１として負極材層が用いられる場合、当該負極材層がリチウムイオンを受容可能な層として機能し得るため、部分電極組立体９０の側面領域にて移動し得るリチウムイオンを好適に受容することができる。従って、リチウムイオン移動に起因した部分電極組立体９０の負極端部へのリチウムの析出を好適に抑制することができる。従って、かかるリチウム析出抑制の結果、電池の安全性を向上させることができる。

なお、これに限定されることなく、一態様では、部分電極組立体９０の側面９０βに対向する部分の最外層電極１０は、断面視にて集電体１１のみを有していてよい（図７参照）。

この場合、部分電極組立体９０の側面９０βに対向する部分の最外層電極１０には、電極材層１２が存在しない。そのため、最外層電極１０が電極材層１２を有して成る場合と比べて、かかる電極材層１２の非存在に起因して最終的に得られる電極組立体１００の幅寸法を相対的に減じることができる。それ故、電極組立体１００を有して成る二次電池の寸法を相対的に減じることができる。

なお、最外層電極１０が正極として用いる場合、正極材層はリチウムイオンを受容可能な層として実質的に機能しないため、部分電極組立体９０の側面領域にて移動し得るリチウムイオンに起因して部分電極組立体９０の負極端部へのリチウムの析出を抑制しにくい。そのため、最外層電極１０が正極として用いる場合、部分電極組立体９０の側面９０βに対向する部分の最外層電極１０は、断面視にて集電体１１のみを有することが好ましい。

一態様では、最外層電極１０の集電体１１が、平面視にて部分電極組立体９０の両面電極に供されたタブ２０（正極タブ２０Ａ、負極タブ２０Ｂ）の端部よりも内側に位置付けられていることが好ましい（図８参照）。

本態様では、最外層電極１０の集電体１１が平面視にて部分電極組立体９０に供されたタブ２０の端部２０αよりも内側に位置付けられている。ここでいう「引出しタブ２０の端部２０α」とは、平面視で引出しタブ２０の最も外側に位置する突出端部を指す。かかる最外層電極１０の集電体１１の内側配置により、これに起因して当該集電体１１の端部が平面視にて部分電極組立体９０に供された引出しタブ２０の端部２０αと略同一面上にある場合と比べて、部分電極組立体９０に供された引出しタブ２０をより露出し易くすることができる。そのため、当該引出しタブ２０に最外層電極１０の端部に露出した集電体１１の一部を好適に溶着し易くすることができる。かかる好適な溶着は、最終的にリードを介した引出し部（溶着部）と外部端子との好適な電気的接続に貢献し得る。なお、最外層電極１０として負極を用いる場合を例にとると、平面視で負極集電体の一部と正極タブとが対向することに起因する短絡防止の観点から部分電極組立体９０の正極タブ２０Ａをテープで保護することが好ましい。

一態様では、最外層電極１０がタブを有して成り、最外層電極１０のタブのみが平面視にて部分電極組立体９０のタブと局所的に重なるように位置付けられていることが好ましい（図９参照）。

上記では、セパレータ５０を介して部分電極組立体９０に巻回される最外層電極１０の形状は、巻回前において略矩形状であるものを前提としている。この場合、最外層電極として負極を用いる場合を例にとると、部分電極組立体９０への最外層電極１０の巻回状態において、平面視で部分電極組立体９０の正極タブ２０Ａと負極側集電体の一部とが相互に対向することに起因して短絡が生じ得る。そこで、本態様では、最外層電極として負極を用いる場合を例にとると、当該短絡防止の観点から、最外層電極１０に負極タブ２０Ｂ_１を設け、当該負極タブ２０Ｂ_１のみが平面視にて部分電極組立体９０の負極タブ２０Ｂ_２と局所的に重なるように位置付けられることが好ましい。これにより、巻回後において、平面視で部分電極組立体９０の正極タブ２０Ａと負極側集電体の一部とが相互に対向することを回避することができる。かかる相互対向の回避により、平面視で部分電極組立体９０の正極タブ２０Ａと負極側集電体の一部とが相互に対向することに起因する短絡発生を回避することができる。従って、かかる短絡発生の回避の結果、電池の安全性を向上させることができる。

一態様では、セパレータ５０が最外層電極１０よりも長尺状であって、かつ最外層電極１０の両端部１０ａから延在する延在部分５０Ｘを有しており、セパレータ５０の延在部分５０Ｘ同士が接続されていることが好ましい（図１０参照）。

本態様は、セパレータ５０が最外層電極１０よりも長尺状であって、かつ最外層電極１０の両端部１０ａから延在する延在部分５０Ｘを有していることを前提とする。本態様では、断面視で部分電極組立体９０の一部が最外層電極１０により取り囲まれ、かつ部分電極組立体９０の残りの部分がセパレータ５０の延在部分５０Ｘのみによって取り囲まれている。つまり、本態様は、部分電極組立体９０の輪郭の所定箇所にセパレータ５０のみが位置付けられていることを特徴とする。この事は、部分電極組立体９０の輪郭の所定箇所に集電体１１と電極材層１２が存在しないことを意味する。

以上の事から、本態様では、部分電極組立体９０の輪郭全体に沿って集電体１１と電極材層１２から成る最外層電極１０が供されている場合と比べて、集電体１１と電極材層１２が存在しないセパレータ５０のみが供されている箇所において、集電体１１および電極材層１２の厚みを相対的に減じることができる。その結果、かかる集電体１１および電極材層１２の厚み低減に起因して電池のエネルギー密度を向上させることができる。

一態様では、最外層電極１０の集電体１１の一部が露出しており、露出した集電体１１の一部は平面視でセパレータ５０および電極材層１２よりも外側に位置付けられていることが好ましい（図１の最上部等参照）。

本発明は最外層電極１０が断面視で部分電極組立体９０を取り囲むことを特徴とするが、当該最外層電極１０および当該部分電極組立体９０のいずれも電極組立体１００の構成要素である。そのため、電極組立体１００を全体として好適に機能させるためには、部分電極組立体９０内の両面電極のタブ２０と、最外層電極１０の集電体１１の一部とを電気的に接続可能な状態にする必要がある。つまり、部分電極組立体９０内の両面電極のタブ２０と最外層電極１０の集電体１１の一部とを、平面視で相互に対向する配置にする必要がある。そのため、最外層電極１０の集電体１１の一部を平面視で露出させる必要がある。この点を鑑み、本態様では、露出した集電体１１の一部は平面視でセパレータ５０および電極材層１２よりも外側に位置付けられることが好ましい。これにより、平面視で集電体１１の一部を、部分電極組立体９０内の両面電極のタブ２０と好適に相互に対向させることが可能となる。従って、部分電極組立体９０内の両面電極のタブ２０と、最外層電極１０の露出した集電体１１の一部とを電気的に好適に接続可能となり、その結果として電極組立体１００を全体として好適に機能させることが可能となる。

［本発明の二次電池の製造方法］
以下、本発明の一実施形態に係る二次電池の製造方法について説明する。

本発明の製造方法は、電極間にセパレータを配置して得られる電極構成層を複数積層することによって平面積層構造の電極組立体を形成するという従来の方法とは異なる視点から案出されている。具体的には、本発明は、集電体１１の一方の主面に（のみ）電極材層１２を供して得られる最外層電極１０を、断面視で部分電極組立体９０の少なくとも一部の輪郭に沿って部分電極組立体９０に巻き付けるという技術的思想を有している。つまり、かかる技術的思想は、最外層電極を含む各電極を積層して電極組立体を得るというこれまでの当業者の技術的常識の延長線上にはない点で有利である。

上述のように、本発明の技術的思想は、最外層電極１０を用いて断面視で部分電極組立体９０の少なくとも一部の輪郭に沿って当該部分電極組立体９０を取り囲むということである。すなわち、本発明の技術的思想は、最外層電極１０を部分電極組立体９０に巻き付けるということである（図３（ｉｉ）および（ｉｉｉ）参照）。部分電極組立体９０は断面視で略矩形状を成しているため、断面視で略矩形状の部分電極組立体９０が最外層電極によって「取り囲まれた」状態となるためには、最外層電極１０が部分電極組立体９０の少なくとも２つの屈曲部分を跨がるように位置する必要がある。最外層電極１０が部分電極組立体９０の少なくとも２つの屈曲部分を跨がっていると、その形状に起因して最外層電極１０に引張応力が供され易くなる。従って、最外層電極１０に所定の張力を供することが可能となる。上述のように最外層に位置付ける電極１０’を得るための加圧処理時に生じ得る反り応力は、具体的には電極材層１２’が集電体１１’よりも相対的に大きく伸張することに起因して電極材層１２’の主面が外側湾曲面となりかつ集電体１１’の主面が内側湾曲面となり得る応力である（図１２の左下部参照）。これにつき、本発明の一実施形態に係る製造方法では、最外層電極１０に所定の張力を供することが可能であるため、当該張力により最外層電極１０の所定形態（形状）を保持し得る。これにより、最外層電極１０にて電極材層１２の主面が外側湾曲面となり集電体１１の主面が内側湾曲面となり得る反り応力が生ずることを好適に抑制することが可能となる。つまり、かかる反り応力に起因して最外層の電極１０に反りが生じることを好適に抑制することが可能となる。この事は、最外層の電極１０が断面視で部分電極組立体９０から部分的に離隔しようとすることを抑制可能であることを意味する。

なお、具体的には、電極組立体１００は主として下記工程を経て得ることができる。

まず、長尺状の最外層電極１０（集電体１１の一方の主面に電極材層１２を設けたもの）の電極材層１２の主面にセパレータ５０を設ける（図３（ｉ））。詳細には、当該セパレータ５０としては、その両主面に接着剤層を有して成るセパレータを用いることが好ましい。当該接着剤層の存在により、長尺状の最外層電極１０とセパレータ５０とを接着して長尺状のセパレータ５０付き最外層電極１０を得ることが可能となる。次いで、断面視で部分電極組立体９０の少なくとも一部の輪郭に沿ってセパレータ５０付き最外層電極１０を用いて部分電極組立体９０を取り囲む（図３（ｉｉ）、図３（ｉｉｉ））。すなわち、断面視で部分電極組立体９０の少なくとも一部の輪郭に沿ってセパレータ５０付き最外層電極１０を部分電極組立体９０に巻き付ける。限定されるものではないが、一例として、長尺状のセパレータ５０付き最外層電極１０のセパレータ５０の中央領域上に部分電極組立体９０を設ける。次いで、断面視で部分電極組立体９０の一方の側面と当該一方の側面に連続する上面とに長尺状のセパレータ５０付き最外層電極１０を巻き付け接着させる（図３（ｉｉ））。詳細には、上述のようにセパレータ５０としてその両主面に接着剤層を有して成るセパレータを用いるため、最外層電極１０の巻付け時に当該接着剤層の存在によりセパレータ５０付き最外層電極１０を部分電極組立体９０に接着することが可能となる。次いで、断面視で部分電極組立体９０の他方の側面および図３（ｉｉ）における部分電極組立体９０の上面に接着されたセパレータ５０付き最外層電極１０上に残りの長尺状のセパレータ５０付き最外層電極１０を巻き付け接着させる（図３（ｉｉｉ））。これにより、最外層電極１０と部分電極組立体９０とを備えた電極組立体１００の前駆体１０１が得られる。次いで、当該電極組立体１００の前駆体１０１に熱加圧処理を施す（図３（ｉｖ））。以上により、最終的に所望の電極組立体１００が得られる。

本発明の一実施形態の製造方法は、下記態様を採ることが好ましい。

一態様では、最外層電極１０によって、最外層電極１０が断面視にて部分電極組立体９０の両主面と両主面に連続する部分電極組立体９０の少なくとも一方の側面が成す輪郭に沿って部分電極組立体９０を取り囲むことが好ましい（図３（ｉｉ）および（ｉｉｉ）参照）。

上述のように最外層電極１０に張力が供されるためには、最外層電極１０が部分電極組立体９０の少なくとも２つの屈曲部分に跨がっている必要がある。当該跨がりは、最外層電極１０が断面視にて少なくとも部分電極組立体９０の両主面と当該両主面に連続する部分電極組立体９０の少なくとも一方の側面９０βの輪郭に沿って部分電極組立体９０を取り囲んでいる場合に実現され得る。以上により、最外層電極１０を好適に“引っ張る”ことができる。つまり、最外層電極１０に張力を好適に供することが可能である。

一態様では、接着剤層付きのセパレータ５０を用いて、最外層電極１０と部分電極組立体９０とを一体化させて電極組立体１００の前駆体１０１を形成し、電極組立体１００の前駆体１０１に熱加圧を施すことが好ましい（図３（ｉｖ）参照）。

上述のように、本発明では、セパレータ５０としてその両主面に接着剤層を有して成るセパレータを用いることが好ましい。接着剤層付きセパレータ５０を用いると、当該接着剤層付きセパレータ５０が最外層電極１０と部分電極組立体９０との間に位置することに起因して、最外層電極１０と部分電極組立体９０とを好適に一体化させることが可能である。特に、一体化して得られる電極組立体１００の前駆体１０１に熱加圧を施すと層間相互の接続性（密着性）を向上し得るため、当該熱加圧により最外層電極１０と部分電極組立体９０とのより好適な一体化を行うことが可能と成る。これにより、最外層電極１０に供される所定の張力による最外層電極１０の所定形態（形状）の保持を「継続」又は「連続」させることが可能となる。かかる「継続」した又は「連続」した最外層電極１０の形態保持により、最外層電極１０にて電極材層１２の主面が外側湾曲面となり集電体１１の主面が内側湾曲面となり得る反り応力が生ずることをより好適に抑制することが可能となる。

一態様では、最外層電極１０として、断面視にて相互に重なる重複領域を有して成る最外層電極を形成することを含み、最外層電極１０の重複領域１０Ｘの外側部分に断面視にて集電体１１のみを設けることが好ましい（図５参照）。

本態様では、最外層電極１０の重複領域１０Ｘの外側部分１０Ｘ_１に断面視にて集電体１１のみを供する。この場合、最外層電極１０の重複領域１０Ｘの外側部分１０Ｘ_１に電極材層１２が存在しないことに起因して、短絡電流が電極組立体１００の内部領域にまで流れることを好適に抑制することができる。その結果、電池の安全性を維持向上させることができる。

一態様では、最外層電極１０よりも長尺状であって、かつ最外層電極１０の一端部から延在する延在部分５０Xを有するセパレータ５０を供することを含み、セパレータ５０の延在部分５０Xを、断面視でセパレータ５０よりも内側に位置する最外層電極１０に固定することが好ましい（図６参照）。

本態様では、最外層電極１０の重複領域の外側部分に対応する箇所に、集電体１１と電極材層１２を設けずにセパレータ５０のみを設ける。これにより、セパレータ５０を介して最外層電極１０の重複領域の外側部分にも集電体１１と電極材層１２が供される場合と比べて、集電体１１と電極材層１２が存在しないことに起因して、最外層電極１０の重複領域における集電体１１および電極材層１２の厚みを相対的に減じることができる。それ故、かかる集電体１１および電極材層１２の厚み低減に起因して電池のエネルギー密度の低下を抑制することができる。

一態様では、部分電極組立体９０の側面９０βに対向する部分の最外層電極１０を、断面視にて片面電極の構造とし、最外層電極１０を負極として用いることが好ましい（図１参照）。

本態様では、部分電極組立体９０の側面９０βに対向する部分の最外層電極１０を断面視にて片面電極の構造とするため、部分電極組立体９０の側面９０βに対向する部分にも電極材層１１を位置付けることとなる。最外層電極１０として負極材層を備えた負極を用いる場合、当該負極材層がリチウムイオンを受容可能な層として機能し得るため、部分電極組立体９０の側面領域にて移動し得るリチウムイオンを好適に受容することができる。従って、リチウムイオン移動に起因した部分電極組立体９０の負極端部へのリチウムの析出を好適に抑制することができ、それによって、電池の安全性を向上させることができる。

なお、部分電極組立体９０の側面９０βに対向する部分の最外層電極１０を、断面視にて集電体１１のみを有する構造としてよい（図７参照）。かかる構造によれば、部分電極組立体９０の側面９０βに対向する部分の最外層電極１０には、電極材層１２が存在しないため、最外層電極１０が電極材層１２を有して成る場合と比べて最終的に得られる電極組立体１００の幅寸法を相対的に減じることができる。

一態様では、最外層電極１０の集電体１１を、平面視にて部分電極組立体９０の両面電極に供するタブ端部よりも内側に位置付けることが好ましい（図８参照）。

本態様では、最外層電極１０の集電体１１を平面視にて部分電極組立体９０に供するタブ２０の端部２０α（平面視で最も外側に位置するタブ２０の突出端部）よりも内側に位置付ける。当該最外層電極１０の集電体１１の内側配置により、これに起因して当該集電体１１の端部が平面視にて部分電極組立体９０に供される引出しタブ２０の端部２０αと略同一面上にある場合と比べて、部分電極組立体９０に供される引出しタブ２０をより露出し易くすることができる。そのため、当該引出しタブ２０に最外層電極１０の端部に露出する集電体１１の一部を溶着し易くすることができる。

一態様では、最外層電極１０に供するタブのみを平面視にて部分電極組立体９０のタブと局所的に重ねることが好ましい（図９参照）。

本態様では、最外層電極として負極を用いる場合を例に挙げれば、当該短絡防止の観点から、最外層電極１０に負極タブを設け、当該負極タブのみを平面視にて部分電極組立体９０の負極タブと局所的に重ねることが好ましい。これにより、巻回後において、平面視で部分電極組立体９０の正極タブと負極側集電体の一部とが相互に対向することを回避することができる。以上の事からも、かかる相互対向の回避により、平面視で部分電極組立体９０の正極タブと負極側集電体の一部とが相互に対向することに起因する短絡発生を回避することができる。従って、電池の安全性を向上させることができる。

一態様では、最外層電極１０よりも長尺状であって、かつ最外層電極１０の両端部から延在する延在部分５０Xを有するセパレータ５０を供することを含み、セパレータ５０の延在部分５０X同士を接続することが好ましい（図１０参照）。

本態様では、断面視で部分電極組立体９０の一部を最外層電極１０で取り囲み、かつ部分電極組立体９０の残りの部分をセパレータ５０の延在部分５０Ｘのみで取り囲む。つまり、本態様では、部分電極組立体９０の輪郭の所定箇所にセパレータ５０のみを位置付ける。つまり、本態様では、部分電極組立体９０の輪郭の所定箇所に集電体１１と電極材層１２が存在しない。従って、本態様では、部分電極組立体９０の輪郭全体に沿って集電体１１と電極材層１２から成る最外層電極１０を供する場合と比べて、セパレータ５０のみを供する箇所において、集電体１１および電極材層１２の厚みを相対的に減じることができる。その結果、電池のエネルギー密度を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る二次電池は、蓄電が想定される様々な分野に利用することができる。あくまでも例示にすぎないが、本発明の一実施形態に係る二次電池、特に非水電解質二次電池は、モバイル機器などが使用される電気・情報・通信分野（例えば、携帯電話、スマートフォン、ノートパソコンおよびデジタルカメラ、活動量計、アームコンピューター、電子ペーパーなどのモバイル機器分野）、家庭・小型産業用途（例えば、電動工具、ゴルフカート、家庭用・介護用・産業用ロボットの分野）、大型産業用途（例えば、フォークリフト、エレベーター、湾港クレーンの分野）、交通システム分野（例えば、ハイブリッド車、電気自動車、バス、電車、電動アシスト自転車、電動二輪車などの分野）、電力系統用途（例えば、各種発電、ロードコンディショナー、スマートグリッド、一般家庭設置型蓄電システムなどの分野）、ならびに、ＩｏＴ分野、宇宙・深海用途（例えば、宇宙探査機、潜水調査船などの分野）などに利用することができる。

１０、１０’ 最外層の電極
１０Ａ、１０Ａ’ 正極
１０Ｂ、１０Ｂ’ 負極
１０Ｘ 最外層電極の重複領域
１０Ｘ_１ 最外層電極の重複領域の外側部分
１０Ｘ_２ 最外層電極の重複領域の内側部分
１０ａ 最外層電極の端部
１１、１１’ 集電体
１１α 集電体の端部
１２、１２’ 電極材層
２０ タブ
２０Ａ 正極タブ
２０Ｂ 負極タブ
２０α タブの端部
２０Ｂ_１ 最外層負極の負極タブ
２０Ｂ_２ 部分電極組立体の負極タブ
５０、５０’ セパレータ
５０Ｘ セパレータの延在部分
９０ 部分電極組立体
９０α 部分電極組立体の主面
９０β 部分電極組立体の側面
１００、１００’ 電極組立体

Claims (22)

1. 電極間にセパレータが配置された電極構成層が複数積層された平面積層構造の電極組立体を備えた二次電池であって、
   前記電極組立体は、該電極組立体の内側領域に集電体の両主面に電極材層が設けられた両面電極を有して成り、かつ該電極組立体の一部を成す部分電極組立体を備え、
   前記電極組立体の最外層領域に位置する最外層電極は、前記集電体の一方の主面に前記電極材層が設けられた片面電極を含み、および断面視にて前記部分電極組立体の少なくとも一部の輪郭に沿って該部分電極組立体を取り囲んでいる、二次電池。
2. 前記最外層電極が、断面視にて前記部分電極組立体の両主面と該両主面に連続する前記部分電極組立体の少なくとも一方の側面の輪郭に沿って該部分電極組立体を取り囲んでいる、請求項１に記載の二次電池。
3. 断面視にて前記最外層電極と前記部分電極組立体との間に、該最外層電極と該部分電極組立体とに接する接着剤層付きの前記セパレータが位置付けられている、請求項１又は２に記載の二次電池。
4. 前記最外層電極が、断面視にて相互に重なるように供された重複領域を有して成り、
   前記最外層電極の前記重複領域の外側部分に、断面視にて前記集電体のみが供されている、請求項１〜３のいずれかに記載の二次電池。
5. 前記セパレータが前記最外層電極よりも長尺状であって、かつ該最外層電極の一端部から延在する延在部分を有しており、該セパレータの該延在部分が、断面視で該セパレータよりも内側に位置する該最外層電極に固定されている、請求項１〜３のいずれかに記載の二次電池。
6. 前記部分電極組立体の前記側面に対向する部分の前記最外層電極は、断面視にて前記片面電極の構造を有し、該最外層電極が負極である、請求項１〜５のいずれかに記載の二次電池。
7. 前記部分電極組立体の前記側面に対向する部分の前記最外層電極は、断面視にて前記集電体のみを有する、請求項１〜５のいずれかに記載の二次電池。
8. 前記最外層電極の前記集電体が、平面視にて前記部分電極組立体の前記両面電極に供されたタブ端部よりも内側に位置付けられている、請求項１〜７のいずれかに記載の二次電池。
9. 前記最外層電極がタブを有して成り、該最外層電極の該タブのみが平面視にて前記部分電極組立体の前記タブと局所的に重なるように位置付けられている、請求項１〜７のいずれかに記載の二次電池。
10. 前記セパレータが前記最外層電極よりも長尺状であって、かつ該最外層電極の両端部から延在する延在部分を有しており、該セパレータの該延在部分同士が接続されている、請求項１〜３のいずれかに記載の二次電池。
11. 前記最外層電極の前記集電体の一部が露出しており、該露出した該集電体の該一部は平面視で前記セパレータおよび前記電極材層よりも外側に位置付けられている、請求項１〜１０のいずれかに記載の二次電池。
12. 電極間にセパレータが配置された電極構成層が複数積層された平面積層構造の電極組立体を備えた二次電池の製造方法であって、
    断面視にて、集電体の両主面に電極材層を設けて得られる両面電極を有して成る前記電極組立体の一部を成す部分電極組立体を形成することを含み、
    前記集電体の一方の主面に前記電極材層を設けて得られる片面電極を含む前記電極組立体の最外層電極を用いて、断面視にて前記部分電極組立体の少なくとも一部の輪郭に沿って該部分電極組立体を取り囲むことを更に含む、二次電池の製造方法。
13. 前記最外層電極によって、該最外層電極が断面視にて前記部分電極組立体の両主面と該両主面に連続する前記部分電極組立体の少なくとも一方の側面が成す輪郭に沿って該部分電極組立体を取り囲む、請求項１２に記載の製造方法。
14. 接着剤層付きの前記セパレータを用いて、前記最外層電極と前記部分電極組立体とを一体化させて前記電極組立体の前駆体を形成し、該電極組立体の該前駆体に熱加圧を施す、請求項１２又は１３に記載の製造方法。
15. 前記最外層電極として、断面視にて相互に重なる重複領域を有して成る前記最外層電極を形成することを含み、
    前記最外層電極の前記重複領域の外側部分に断面視にて前記集電体のみを設ける、請求項１２〜１４のいずれかに記載の製造方法。
16. 前記最外層電極よりも長尺状であって、かつ該最外層電極の一端部から延在する延在部分を有する前記セパレータを供することを含み、該セパレータの該延在部分を、断面視で該セパレータよりも内側に位置する該最外層電極に固定する、請求項１２〜１４のいずれかに記載の製造方法。
17. 前記部分電極組立体の前記側面に対向する部分の前記最外層電極を、断面視にて前記片面電極の構造とし、該最外層電極を負極として用いる、請求項１２〜１６のいずれかに記載の製造方法。
18. 前記部分電極組立体の前記側面に対向する部分の前記最外層電極を、断面視にて前記集電体のみを有する構造とする、請求項１２〜１６のいずれかに記載の製造方法。
19. 前記最外層電極の前記集電体を、平面視にて前記部分電極組立体の前記両面電極に供するタブ端部よりも内側に位置付ける、請求項１２〜１８のいずれかに記載の製造方法。
20. 前記最外層電極がタブを有して成り、該最外層電極の該タブのみを、平面視にて前記部分電極組立体の前記タブと局所的に重ねる、請求項１２〜１８のいずれかに記載の製造方法。
21. 前記最外層電極よりも長尺状であって、かつ該最外層電極の両端部から延在する延在部分を有する前記セパレータを供することを含み、該セパレータの該延在部分同士を接続する、請求項１２〜１４のいずれかに記載の製造方法。
22. 前記正極および前記負極がリチウムイオンを吸蔵放出可能な層を有する、請求項１〜１１のいずれかに記載の二次電池。

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