WO2018159078A1

WO2018159078A1 - 蓄電装置

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Publication number: WO2018159078A1
Application number: PCT/JP2017/045845
Authority: WO
Inventors: 厚志南形; 雅人小笠原; 智明立花
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2017-02-28
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2018-09-07
Anticipated expiration: 2019-08-28

Abstract

二次電池の正極未塗工部の高さにおいて、設計上、想定されるずれ量を想定ずれ量とすると、正極未塗工部の高さは、設計上設定された中央値と、想定ずれ量よりも大きく設定された値との和であり、想定ずれ量は、以下の式、０＜想定ずれ量≦３ｍｍ、が成立している。また、負極電極の第１負極塗工縁部は、設計上、第１負極縁部よりも第２負極縁部寄りにあり、かつ第１正極塗工縁部より高さ方向一端側にある。

Description

蓄電装置

　本発明は、電極組立体を備える蓄電装置に関する。

　従来から、蓄電装置の一種である二次電池としては、リチウムイオン二次電池や、ニッケル水素二次電池などが知られている。例えば、リチウムイオン二次電池では、シート状の正極電極及び負極電極を積層した電極組立体を備える（例えば、特許文献１）。

　特許文献１に開示の蓄電装置において、図７（ａ）に示すように、正極電極としての正電極シート８０は、矩形シート状の正極金属薄板８１と、正極金属薄板８１の両面に存在する正極塗工領域８２とを備える。また、正電極シート８０は、正極金属薄板８１のうち正極塗工領域８２の存在しない箇所に、正極金属薄板８１の露出した正極未塗工領域８３を備える。正極未塗工領域８３は、正電極シート８０の一端縁に沿って存在するとともに、正電極シート８０の一端縁の一部から突出した形状のタブとしての正電極タブ部８４を含む。

　また、特許文献１に開示の蓄電装置において、図７（ｂ）に示すように、負極電極としての負電極シート８５は、矩形シート状の負極金属薄板８６と、負極金属薄板８６の両面に存在する負極塗工領域８７とを備える。負電極シート８５は、一端縁の一部から突出した形状のタブとしての負電極タブ部８８を備える。なお、負電極シート８５は、負電極タブ部８８の根本まで負極塗工領域８７が存在し、正電極シート８０のように、一端縁全体に亘って負極金属薄板８６の露出した未塗工領域は存在しない。

　このような正極電極及び負極電極の製造方法の一例としては、活物質粒子、導電剤、及びバインダを混合したペースト状の活物質合剤を長尺金属箔の表面に塗布し、活物質合剤を乾燥させた後、活物質密度を高めるためにプレスし、電極材料を製造する。その後、電極材料を正極電極又は負極電極の形状に切断すると、活物質合剤の層から塗工領域が形成され、長尺金属箔からタブ部を含む未塗工領域が形成される。

特開２０１３－１７５４０７号公報

　ところで、特許文献１に開示の負電極シート８５においては、負電極タブ部８８の根本にまで負極塗工領域８７が形成されている。このため、特許文献１に開示のような負極電極を電極材料から製造する際、タブの突出した一端縁は電極材料における活物質合剤の層を切断して形成され、切断箇所から活物質が脱落する虞がある。電極組立体は、タブが突出する端縁が上部となる状態で使用される場合がほとんどである。このため、タブの突出した端縁に、切断時に脱落した活物質が付着したままであると、電極組立体において活物質が落下して電極組立体の層間に侵入し、セパレータを突き破って短絡の原因となる虞がある。なお、負極電極において、タブの突出した端縁以外の端縁に活物質が付着していても、活物質が落下したときは電極組立体の外での落下になり、電極組立体の層間から内部へ侵入しにくい。このため、負極電極の製造時に発生した活物質に起因した問題は、タブが突出する端縁に特化した問題である。

　本発明の目的は、タブの突出した端縁からの活物質の脱落を抑制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、複数の正極電極と複数の負極電極とが互いに絶縁された状態で交互に積層された電極組立体を有する蓄電装置であって、前記正極電極は、正極集電体を備えるとともに、該正極集電体は矩形状の正極本体部と、該正極本体部の第１正極縁部の一部から突出した形状の正極タブと、を備え、かつ前記正極本体部の前記第１正極縁部の対辺となる第２正極縁部を有し、前記正極本体部の表面に正極活物質合剤を塗布して形成された正極塗工部と、前記第１正極縁部に沿って正極活物質合剤が塗布されず前記正極本体部の露出した正極未塗工部とを備え、前記正極電極において、前記第１正極縁部と前記第２正極縁部とを最短距離で結ぶ直線の延びる方向を高さ方向とし、該高さ方向への前記正極未塗工部の寸法を高さとし、前記正極未塗工部の高さにおいて、設計上、想定されるずれ量を想定ずれ量とすると、前記正極未塗工部の高さは、設計上設定された中央値と、前記想定ずれ量よりも大きく設定された値との和であり、前記想定ずれ量は、以下の式、０＜想定ずれ量≦３ｍｍが成立し、前記正極塗工部の高さ方向一端に位置し、かつ前記第１正極縁部側の縁部を正極塗工縁部とし、前記負極電極は、負極集電体を備えるとともに、該負極集電体は矩形状の負極本体部と、該負極本体部の第１負極縁部の一部から突出した形状の負極タブと、を備え、かつ前記負極本体部の前記第１負極縁部の対辺となる第２負極縁部を有し、前記負極本体部の表面に負極活物質合剤を塗布して形成された負極塗工部を備え、前記負極電極は、前記第１負極縁部と前記第２負極縁部とを最短距離で結ぶ直線の延びる方向を高さ方向とし、前記負極塗工部の高さ方向一端に位置し、かつ前記第１負極縁部側の縁部を第１負極塗工縁部とした場合、前記第１負極塗工縁部は、設計上、前記第１負極縁部上、又は前記第１負極縁部よりも前記第２負極縁部寄りにあり、かつ前記正極塗工縁部より前記高さ方向一端側に位置することを要旨とする。

　これによれば、負極塗工部の高さが設計上の中央値で製造された場合、第１負極塗工縁部は第１負極縁部よりも第２負極縁部寄りにあり、負極電極の第１負極縁部に沿って負極集電体の露出した負極未塗工部が形成される。また、負極塗工部の高さが、設計上、想定される最大ずれ量だけずれた場合、第１負極塗工縁部は第１負極縁部上に位置する。このような負極電極は、長尺金属箔に負極活物質合剤を塗布した電極材料を切断して製造されるが、この切断の際、負極タブの突出した第１負極縁部の形成のために塗工部が切断されることはなく、塗工部の切断に伴う負極活物質の脱落がない。

　また、正極電極においては、正極未塗工部の高さを、設計上の中央値と、想定ずれ量より大きく設定された値の和としている。想定ずれ量だけ正極未塗工部の位置がずれたとしても、正極未塗工部は確保される。このため、正極活物質合剤の塗布にずれが生じても正極未塗工部に塗布され、正極タブに正極塗工部が形成されることを回避し、電池容量に寄与しない活物質が発生することを無くすことができる。また、想定ずれ量を３ｍｍ以下に設定することで、正極未塗工部が必要以上に大きくなることを規制できる。また、電極組立体において、第１負極塗工縁部が正極塗工縁部より高さ方向一端側に位置することにより、正極塗工部の全面を負極塗工部に対向させることができる。

　また、蓄電装置について、前記第１負極塗工縁部は、前記第１負極縁部と一致している。
　これによれば、負極塗工部が負極タブに形成されることがなく、負極タブが積層された状態で折り曲げられても、負極塗工部が負極タブの折り曲げの障害にならず、折り曲げに伴う負極活物質の脱落もない。

　また、蓄電装置について、前記正極未塗工部において、前記想定ずれ量よりも大きくする範囲は１．０ｍｍ以下である。これによれば、正極未塗工部の高さは、想定ずれ量よりも１ｍｍ以下の範囲で大きくなるように設定されるため、想定ずれ量だけずれが生じたとしても、正極未塗工部を確保できる。

　上記問題点を解決するための蓄電装置は、複数の正極電極と複数の負極電極とが互いに絶縁された状態で交互に積層された電極組立体を有する蓄電装置であって、前記正極電極は、正極集電体を備えるとともに、該正極集電体は矩形状の正極本体部と、該正極本体部の第１正極縁部の一部から突出した形状の正極タブと、を備え、かつ前記正極本体部の前記第１正極縁部の対辺となる第２正極縁部を有し、前記正極本体部の表面に正極活物質合剤を塗布して形成された正極塗工部と、前記第１正極縁部に沿って正極活物質合剤が塗布されず前記正極本体部の露出した正極未塗工部とを備え、前記正極電極において、前記第１正極縁部と前記第２正極縁部とを最短距離で結ぶ直線の延びる方向を高さ方向とし、該高さ方向への前記正極未塗工部の寸法を高さとし、前記正極未塗工部の高さは、０．５～２．０ｍｍであり、前記正極塗工部の高さ方向一端に位置し、かつ前記第１正極縁部側の縁部を正極塗工縁部とし、前記負極電極は、負極集電体を備えるとともに、該負極集電体は矩形状の負極本体部と、該負極本体部の第１負極縁部の一部から突出した形状の負極タブと、を備え、かつ前記負極本体部の前記第１負極縁部の対辺となる第２負極縁部を有し、前記負極本体部の表面に負極活物質合剤を塗布して形成された負極塗工部を備え、前記負極電極は、前記第１負極縁部と前記第２負極縁部とを最短距離で結ぶ直線の延びる方向を高さ方向とし、前記負極塗工部の高さ方向一端に位置し、かつ前記第１負極縁部側の縁部を第１負極塗工縁部とした場合、前記第１負極塗工縁部は、設計上、前記第１負極縁部上、又は前記第１負極縁部よりも前記第２負極縁部寄りにあり、かつ前記正極塗工縁部より前記高さ方向一端側に位置することを要旨とする。

　また、正極電極においては、正極未塗工部の高さを０．５～２．０ｍｍとしている。このため、正極電極の製造時、正極未塗工部の位置がずれたとしても、正極未塗工部は確保される。このため、正極活物質合剤の塗布にずれが生じても正極未塗工部に塗布され、正極タブに正極塗工部が形成されることを回避し、電池容量に寄与しない活物質が発生することを無くすことができる。また、電極組立体において、第１負極塗工縁部が正極塗工縁部より高さ方向一端側に位置することにより、正極塗工部の全面を負極塗工部に対向させることができる。

　また、蓄電装置について、前記正極未塗工部の高さは、０．８～１．２ｍｍである。これによれば、高さ方向への正極未塗工部の寸法を公差１ｍｍに近付けることになる。
　また、蓄電装置について、前記正極タブは、前記第１正極縁部寄りの基端側から折り曲げられるとともに、折り曲げ部から先端に向かう方向が前記正極電極と前記負極電極の積層方向に延びている。

　これによれば、正極電極に正極未塗工部を形成することで、正極タブに正極塗工部が形成されない。このため、正極タブに正極塗工部が形成されている場合と比べると、正極タブを折り曲げときに、折り曲げ部に発生する応力を抑え、正極タブに亀裂等が入ることを抑制しやすくなる。

　本発明によれば、タブの突出した端縁からの活物質の脱落を抑制できる。

実施形態の二次電池を示す分解斜視図。電極組立体の構成要素を示す分解斜視図。実施形態の正極電極と負極電極を示す平面図。実施形態における負極電極の製造を示す図。電極組立体を示す部分断面側面図。負極電極の製造を示す図。（ａ）は背景技術の正電極シートを示す図、（ｂ）は背景技術の負電極シートを示す図。

　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６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を備えている。ケース１１は、開口部１２ａを備える有底直方体状のケース本体１２と、開口部１２ａ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１又は図２に示すように、電極組立体１４は、複数の正極電極２１と、複数の負極電極２４とが、両者の間に樹脂製のセパレータ２７が介在する状態で交互に積み重ねられた積層構造を有する。正極電極２１、負極電極２４及びセパレータ２７が積み重なる方向を積層方向とする。正極電極２１、負極電極２４及びセパレータ２７は、積層方向から見て矩形状である。

　正極電極２１は、正極集電体としての正極金属箔（本実施形態ではアルミニウム箔）２２を備える。積層方向から見て、正極金属箔２２は矩形状の正極本体部２２ａと、正極本体部２２ａの一対の長辺に沿う端縁のうちの一方の端縁となる第１正極縁部２２ｂの一部から突出した形状の正極タブ３１と、を備える。

　正極電極２１は、正極本体部２２ａの第１正極縁部２２ｂに沿って正極未塗工部Ｍを備える。正極未塗工部Ｍは、第１正極縁部２２ｂの延びる方向に沿って一定幅を有する。正極電極２１は、正極本体部２２ａの両面に存在する正極塗工部２３を有する。正極塗工部２３は、正極活物質合剤を正極本体部２２ａに塗布して形成されている。正極未塗工部Ｍは、正極本体部２２ａにおいて、正極塗工部２３の存在しない部分に存在する。正極未塗工部Ｍは、第１正極縁部２２ｂに沿って正極活物質合剤が塗布されず正極本体部２２ａの露出した部分である。

　正極電極２１において、正極本体部２２ａは、第１正極縁部２２ｂの対辺となる他方の長辺に沿う端縁に第２正極縁部２２ｃを有し、第１正極縁部２２ｂと第２正極縁部２２ｃを繋ぐ一対の短辺に沿う端縁に第３正極縁部２２ｄを有する。

　図３に示すように、積層方向から正極電極２１を見て、正極電極２１の面方向に沿って第１正極縁部２２ｂと第２正極縁部２２ｃとを最短距離で繋ぐ直線Ｌ１の延びる方向を高さ方向とする。また、第１正極縁部２２ｂ及び第２正極縁部２２ｃの延びる方向を幅方向とする。

　正極塗工部２３は、高さ方向において最も正極未塗工部Ｍに近い縁部に第１正極塗工縁部２３ａを有する。また、正極塗工部２３は、第１正極塗工縁部２３ａの対辺に第２正極塗工縁部２３ｂを有し、第２正極塗工縁部２３ｂは、正極本体部２２ａの第２正極縁部２２ｃに沿い、第２正極塗工縁部２３ｂと第２正極縁部２２ｃは面一である。

　正極塗工部２３は、第１正極塗工縁部２３ａと第２正極塗工縁部２３ｂを繋ぐ一対の端縁に第３正極塗工縁部２３ｃを有する。各第３正極塗工縁部２３ｃは正極本体部２２ａの第３正極縁部２２ｄに沿い、第３正極塗工縁部２３ｃと第３正極縁部２２ｄは面一である。

　第１正極塗工縁部２３ａは、正極本体部２２ａの第１正極縁部２２ｂよりも第２正極縁部２２ｃ寄りに位置する。このため、正極電極２１は、第１正極縁部２２ｂに沿って正極本体部２２ａが露出した部分に正極未塗工部Ｍを備える。

　正極電極２１において、高さ方向に沿う第１正極塗工縁部２３ａから第２正極塗工縁部２３ｂまでの寸法を正極塗工部２３の高さＨ１とする。また、正極電極２１において、高さ方向に沿う第１正極塗工縁部２３ａから第１正極縁部２２ｂまでの寸法を正極未塗工部Ｍの高さＨｍとする。

　次に、負極電極２４について説明する。
　図２に示すように、負極電極２４は、負極集電体としてのシート状の負極金属箔（本実施形態では銅箔）２５を備える。積層方向から見て、負極金属箔２５は矩形状の負極本体部２５ａと、負極本体部２５ａの一対の長辺に沿う端縁のうちの一方の端縁となる第１負極縁部２５ｂの一部から突出した形状の負極タブ３２と、を備える。

　負極電極２４は、負極本体部２５ａの第１負極縁部２５ｂに沿って負極未塗工部Ｎを備える。負極未塗工部Ｎは、第１負極縁部２５ｂの延びる方向に沿って一定幅を有する。負極電極２４は、負極本体部２５ａの両面に存在する負極塗工部２６を有する。負極塗工部２６は、負極本体部２５ａに負極活物質合剤を塗布して形成されている。負極未塗工部Ｎは、負極本体部２５ａにおいて、負極塗工部２６の存在しない部分に存在する。負極未塗工部Ｎは、第１負極縁部２５ｂに沿って負極活物質合剤が塗布されず負極本体部２５ａの露出した部分である。

　負極本体部２５ａは、第１負極縁部２５ｂの対辺となる他方の長辺に沿う端縁に第２負極縁部２５ｃを有し、第１負極縁部２５ｂと第２負極縁部２５ｃを繋ぐ一対の短辺に沿う端縁に第３負極縁部２５ｄを有する。

　図３に示すように、積層方向から負極電極２４を見て、第１負極縁部２５ｂと第２負極縁部２５ｃとを最短距離で繋ぐ直線Ｌ２の延びる方向を高さ方向とする。また、第１負極縁部２５ｂ及び第２負極縁部２５ｃの延びる方向を幅方向とする。

　負極塗工部２６は、高さ方向において最も負極未塗工部Ｎに近い縁部に第１負極塗工縁部２６ａを有する。負極塗工部２６は、第１負極塗工縁部２６ａの対辺に第２負極塗工縁部２６ｂを有し、第２負極塗工縁部２６ｂは、負極本体部２５ａの第２負極縁部２５ｃに沿い、第２負極塗工縁部２６ｂと第２負極縁部２５ｃは面一である。

　負極塗工部２６は、第１負極塗工縁部２６ａと第２負極塗工縁部２６ｂを繋ぐ一対の端縁に第３負極塗工縁部２６ｃを有する。各第３負極塗工縁部２６ｃは負極本体部２５ａの第３負極縁部２５ｄに沿い、第３負極塗工縁部２６ｃと第３負極縁部２５ｄは面一である。

　第１負極塗工縁部２６ａは、負極本体部２５ａの第１負極縁部２５ｂよりも第２負極縁部２５ｃ寄りに位置する。このため、負極電極２４は、第１負極縁部２５ｂに沿って負極本体部２５ａが露出した部分に負極未塗工部Ｎを備える。

　負極電極２４において、高さ方向に沿う第１負極塗工縁部２６ａから第２負極塗工縁部２６ｂまでの寸法を負極塗工部２６の高さＨ２とする。また、負極電極２４において、高さ方向に沿う第１負極塗工縁部２６ａから第１負極縁部２５ｂまでの寸法を負極未塗工部Ｎの高さＨｎとする。

　次に、負極電極２４の製造方法について説明する。
　図４に示すように、負極電極２４は、長尺帯状の電極材料３３を図４の２点鎖線に沿ってレーザにより切断して製造される。電極材料３３は、負極電極２４の負極金属箔２５を形成する長尺金属箔３４と、長尺金属箔３４の両面に設けられ、負極塗工部２６を形成する負極活物質合剤の塗工部３５とを備える。負極活物質合剤は、負極活物質、導電剤、及びバインダを混合したペースト状である。負極活物質合剤は、長尺金属箔３４の長手方向に等間隔おきに塗布される。電極材料３３の短手方向への寸法は、第１負極縁部２５ｂ及び第２負極縁部２５ｃの寸法より長く、塗工部３５は、電極材料３３の短手方向の全体に亘って形成されている。そして、レーザ加工装置から照射されたレーザによって電極材料３３を負極電極２４の外形形状に切断する。

　なお、図示しないが、本実施形態の正極電極２１は、長尺帯状の電極材料を打ち抜き型により打ち抜いて製造される。正極電極２１の製造に用いられる正極活物質合剤は、正極活物質、導電剤、及びバインダを混合したペースト状である。

　図１又は図５に示すように、上記構成の正極電極２１及び負極電極２４は、それら正極電極２１及び負極電極２４の間にセパレータ２７を挟んだ状態で積み重ねられ、電極組立体１４を構成している。各正極電極２１は、それぞれの正極タブ３１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。積層された状態の各正極タブ３１は、第１正極縁部２２ｂ寄りの基端側から折り曲げられるとともに、折り曲げ部から先端に向かう方向が積層方向である。

　同様に、各負極電極２４は、それぞれの負極タブ３２が、正極タブ３１と重ならないように積層方向に沿って列状に配置されるように積層される。積層された状態の各負極タブ３２は、第１負極縁部２５ｂ寄りの基端側から折り曲げられるとともに、折り曲げ部から先端に向かう方向が積層方向である。正極電極２１と負極電極２４は、正極タブ３１と負極タブ３２とが電極組立体１４の同じ端面から同じ方向に突出している。そして、各正極電極２１の正極タブ３１は積層された状態で折り曲げられ、正極端子１５と電気的に接続される。また、各負極電極２４の負極タブ３２も積層された状態で折り曲げられ、負極端子１６と電気的に接続される。

　電極組立体１４は、正極塗工部２３の全面に対し、セパレータ２７を介して負極塗工部２６が対向するように積層される必要がある。このため、負極塗工部２６における高さＨ２は、正極塗工部２３の高さＨ１より長く設定されている。

　また、電極組立体１４について、正極電極２１及び負極電極２４は、第１正極塗工縁部２３ａが第１負極塗工縁部２６ａよりも高さ方向下側に位置するように積層される。すなわち、第１負極塗工縁部２６ａは、第１正極塗工縁部２３ａよりも高さ方向一端側にある。言い換えると、正極電極２１及び負極電極２４は、第１正極縁部２２ｂが第１負極縁部２５ｂの下側に位置するように積層される。電極組立体１４の底側では、正極電極２１及び負極電極２４は、第２正極塗工縁部２３ｂが第２負極塗工縁部２６ｂよりも高さ方向上側に位置するように積層される。言い換えると、正極電極２１及び負極電極２４は、第２正極縁部２２ｃが第２負極縁部２５ｃの上側に位置するように積層される。

　ところで、正極電極２１において、正極未塗工部Ｍは、高さＨｍについて設計時に設定された値（以下、中央値とする）を狙って製造される。しかし、様々な要因により、高さＨｍの実寸が中央値からずれる場合がある。要因は、正極電極２１の製造に基づくものが多く、例えば活物質合剤の塗工時のずれ、活物質合剤が長尺金属箔３４に対し片面ずつ別々に塗布されることを原因としたずれがある。上記のずれの中でも、打ち抜き場所のずれ等を原因とした打ち抜き時のずれと、活物質合剤が長尺金属箔３４に対し片面ずつ別々に塗布されることを原因としたずれの２つのずれが発生しやすく、それらのずれが生じた結果として、中央値に対し１．０ｍｍのずれが生じやすい。このため、本実施形態では、公差として最大１．０ｍｍ設定されている。

　これらのずれが生じたとしても、正極未塗工部Ｍが形成されるように、正極未塗工部Ｍの高さＨｍは、中央値に、想定されるずれ量（以下、想定ずれ量ｘと記載する）よりも大きくした値を加えて設定されている。よって、正極未塗工部Ｍの高さＨｍには、設計上のずれ量が予め想定されている。

　なお、想定ずれ量ｘには、高さＨｍの値が中央値よりも大きくなる場合と、高さＨｍの値が中央値よりも小さくなる場合とあるが、本実施形態では、想定ずれ量ｘを、高さＨｍの値が中央値よりも大きくなる場合として説明する。
設定した想定ずれ量ｘが大きいほど、第１正極縁部２２ｂと第１正極塗工縁部２３ａとが離れ、正極未塗工部Ｍの高さＨｍの値は大きくなり、正極未塗工部Ｍは高くなる。一方、設定した想定ずれ量ｘが小さいほど、第１正極縁部２２ｂと第１正極塗工縁部２３ａとが近付き、正極未塗工部Ｍの高さＨｍの値は小さくなり、正極未塗工部Ｍは低くなる。本実施形態では、想定ずれ量ｘを以下の式、
　０＜想定ずれ量ｘ≦３ｍｍ
　とした。想定ずれ量ｘがゼロより大きくなるように設定し、その想定ずれ量ｘに中央値を加味することで、ずれが生じても正極未塗工部Ｍは必ず形成されることとなる。正極未塗工部Ｍを備えた正極電極２１では、その製造時、正極活物質合剤の塗工ずれ等が発生し、正極塗工部２３の高さＨ１が中央値より大きくなっても正極活物質合剤は正極本体部２２ａに塗布され、正極塗工部２３が形成される。よって、正極電極２１の製造時、正極活物質合剤が正極タブ３１となる位置に塗布されてしまうことを回避し、電池容量に寄与しない活物質が発生することを無くしている。

　また、想定ずれ量ｘを３ｍｍ以下に設定することで、正極未塗工部Ｍが必要以上に大きくなることを規制している。また、正極未塗工部Ｍの高さＨｍは、想定ずれ量ｘよりも１ｍｍ以下の範囲で大きくなるように設定されている。このように設定される正極未塗工部Ｍの高さＨｍは、具体的には０．５～２．０ｍｍに設定されるのが好ましく、０．８～１．２ｍｍに設定されるのがより好ましい。このように構成すると正極未塗工部Ｍの高さＨｍを公差１．０ｍｍに近付けることができる。本実施形態では、正極電極２１において、正極未塗工部ＭのＨｍは、１．２ｍｍに設定されている。

　一方、負極電極２４について、負極塗工部２６は、高さＨ２について設計時に設定された値（以下、中央値とする）を狙って製造される。しかし、様々な要因により、負極塗工部２６の高さＨ２の実寸が中央値からずれる場合がある。要因は、負極電極２４の製造に基づくものが多く、例えば活物質合剤の塗工時のずれ、活物質合剤が長尺金属箔３４に対し片面ずつ別々に塗布されることを原因としたずれがある。これらのずれが生じたとしても、負極塗工部２６が負極タブ３２に形成されないように、負極塗工部２６の高さＨ２は、想定されるずれ量（以下、想定ずれ量ｙと記載する）よりも大きく設定されている。よって、負極塗工部２６の高さＨ２には、設計上のずれ量が予め想定されている。

　なお、想定ずれ量ｙには、負極塗工部２６の高さＨ２の値が中央値よりも大きくなる場合と、高さＨ２の値が中央値よりも小さくなる場合とあるが、本実施形態では、想定ずれ量ｙを、高さＨ２の値が中央値よりも大きくなる場合として説明する。

　想定ずれ量ｙが大きいほど、第１負極塗工縁部２６ａと第１負極縁部２５ｂとが近付き、負極塗工部２６の高さＨ２の値は大きくなり、負極未塗工部Ｎは低くなる。そして、想定ずれ量ｙの最大値では、第１負極塗工縁部２６ａが第１負極縁部２５ｂに一致し、負極未塗工部Ｎは形成されないが、負極タブ３２には負極塗工部２６が形成されない。一方、想定ずれ量ｙが小さいほど、第１負極塗工縁部２６ａと第１負極縁部２５ｂとが離間し、負極塗工部２６の高さＨ２の値は小さくなり、負極未塗工部Ｎは高くなる。

　また、負極電極２４の製造の際、設計上の中央値通りに負極活物質合剤が塗布され、しかも中央値通りに電極材料３３が切断されると、負極電極２４の第１負極縁部２５ｂとなる部分の切断は、図４の２点鎖線に示すように、負極塗工部２６の第１負極塗工縁部２６ａに平行な状態で長尺金属箔３４を切断して行われる。このため、製造される負極電極２４は、負極未塗工部Ｎを備えるとともに、負極未塗工部Ｎに沿う塗工部３５の端縁そのものが第１負極塗工縁部２６ａとなる。なお、負極電極２４の第２負極塗工縁部２６ｂ及び第３負極塗工縁部２６ｃはレーザによって切断して形成される。

　一方、負極電極２４の製造の際、設計上の中央値通りに負極活物質合剤が塗布される一方で、設計上の中央値からずれて切断される場合がある。想定ずれ量ｙが最大の場合、すなわち、第１負極塗工縁部２６ａが第１負極縁部２５ｂ上に位置する場合は、負極電極２４の第１負極縁部２５ｂとなる部分の切断は、図６の２点鎖線に示すように、塗工部３５に沿って長尺金属箔３４を切断して行われる。このため、製造される負極電極２４は、負極未塗工部Ｎは備えないが、塗工部３５の端縁そのものが第１負極塗工縁部２６ａとなる。

　次に、二次電池１０の作用効果を記載する。
　（１）負極電極２４について、負極塗工部２６の高さＨ２が設計上の中央値で製造された場合、第１負極塗工縁部２６ａは第１負極縁部２５ｂよりも第２負極縁部２５ｃ寄りにあり、負極未塗工部Ｎが形成される。また、想定ずれ量ｙの最大値だけずれたとしても、設計上は、第１負極塗工縁部２６ａは第１負極縁部２５ｂ上に位置する。このため、電極材料３３を切断して負極電極２４を製造する際、負極タブ３２の突出した第１負極縁部２５ｂの形成のために塗工部３５が切断されることはなく、塗工部３５の切断に伴う負極活物質の脱落がない。よって、負極電極２４が電極組立体１４に組み込まれ、負極タブ３２の突出した第１負極縁部２５ｂが電極組立体１４の上部に配置されても、第１負極縁部２５ｂからの負極活物質の脱落を抑制でき、負極活物質が電極組立体１４の層間に侵入することを回避できる。

　（２）電極材料３３において、第１負極縁部２５ｂの形成のための切断は、負極塗工部２６が中央値で製造された場合、及び最大の想定ずれ量ｙずれて製造された場合のいずれであっても長尺金属箔３４の切断である。このため、第１負極縁部２５ｂを形成するための電極材料３３の切断を塗工部３５での切断とする場合と比べると、負極電極２４の製造を容易かつ速やかに行うことができる。

　（３）負極電極２４において、想定ずれ量ｙが最大となった場合は、第１負極塗工縁部２６ａは第１負極縁部２５ｂ上にある。この場合であっても、負極塗工部２６が負極タブ３２に形成されることがなく、負極タブ３２が積層された状態で折り曲げられても、負極塗工部２６が負極タブ３２の折り曲げの障害にならず、折り曲げに伴う負極活物質の脱落もない。

　（４）想定ずれ量ｙが最大となる以外は、負極電極２４は負極未塗工部Ｎを有する。二次電池１０の組立工程において、電極組立体１４をケース本体１２内に挿入する際、電極組立体１４は蓋体１３によってケース本体１２内に向けて押圧されることがある。このとき、負極電極２４の負極未塗工部Ｎが蓋体１３によって押圧され、負極塗工部２６に蓋体１３が接触することを規制でき、負極塗工部２６からの負極活物質の脱落を抑止できる。また、負極未塗工部Ｎが撓むことで電極組立体１４の底面がケース本体１２の内底面に衝突することを抑止できる。

　（５）正極未塗工部Ｍの高さＨｍを、中央値と、想定ずれ量ｘとの和の値よりも大きくした。このため、例えば、想定ずれ量ｘだけ第１正極縁部２２ｂの位置が第２正極縁部２２ｃ側にずれたとしても、図３に示すように、第１正極縁部２２ｂは２点鎖線Ｔ１に示す場所に位置し、正極未塗工部Ｍは確保される。また、想定ずれ量ｘだけ第１正極塗工縁部２３ａの位置が第１正極縁部２２ｂ側にずれたとしても、第１正極塗工縁部２３ａは２点鎖線Ｔ２に示す場所に位置し、正極未塗工部Ｍは確保される。そして、正極電極２１において、正極未塗工部Ｍの想定ずれ量ｘを、０＜想定ずれ量ｘ≦３ｍｍ、とした。想定ずれ量ｘがゼロより大きくなるように設定することで、正極未塗工部Ｍを形成し、正極活物質合剤の塗布にずれが生じても正極未塗工部Ｍに塗工され、正極タブ３１に正極塗工部２３が形成されることを回避し、電池容量に寄与しない活物質が発生することを無くすことができる。また、想定最大ずれ量ｘを３ｍｍ以下に設定することで、正極未塗工部Ｍが必要以上に大きくなることを規制できる。

　（６）正極電極２１において、正極未塗工部Ｍの想定ずれ量ｘを、０＜想定ずれ量ｘ≦３ｍｍ、とした。想定ずれ量ｘがゼロより大きくなるように設定することで、正極未塗工部Ｍを形成できる。このため、電極材料３３を切断して正極電極２１を製造する際、正極タブ３１の突出した第１正極縁部２２ｂの形成のために塗工部３５が切断されることはなく、塗工部３５の切断に伴う正極活物質の脱落がない。よって、正極電極２１が電極組立体１４に組み込まれ、正極タブ３１の突出した第１正極縁部２２ｂが電極組立体１４の上部に配置されても、第１正極縁部２２ｂからの正極活物質の脱落を抑制でき、正極活物質が電極組立体１４の層間に侵入することを回避できる。

　（７）正極未塗工部Ｍの高さＨｍは、想定ずれ量ｘよりも１ｍｍ以下の範囲で大きくなるように設定されている。このため、想定ずれ量ｘだけずれが生じたとしても、正極未塗工部Ｍを確保できる。

　（８）正極未塗工部Ｍの高さＨｍは、０．５～２．０ｍｍに設定されるのが好ましく、０．８～１．２ｍｍに設定されるのがより好ましい。このように構成すると正極未塗工部Ｍの高さＨｍを公差１．０ｍｍに近付けることができる。

　（９）正極タブ３１は、第１正極縁部２２ｂ寄りの基端側から折り曲げられる。そして、正極電極２１に正極未塗工部Ｍを形成することで、正極タブ３１に正極塗工部２３が形成されない。このため、正極タブ３１に正極塗工部２３が形成されている場合と比べると、正極タブ３１を折り曲げときに、折り曲げ部に発生する応力を抑え、正極タブ３１に亀裂等が入ることを抑制しやすくなる。

　（１０）負極タブ３２は、第１負極縁部２５ｂ寄りの基端側から折り曲げられる。そして、負極電極２４に負極未塗工部Ｎを形成することで、負極タブ３２に負極塗工部２６が形成されない。このため、負極タブ３２に負極塗工部２６が形成されている場合と比べると、負極タブ３２を折り曲げときに、折り曲げ部に発生する応力を抑え、負極タブ３２に亀裂等が入ることを抑制しやすくなる。

　なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
　○　負極電極２４の製造のために行う電極材料３３の切断は、レーザでなく、打ち抜きでもよい。

　○　上記構成を有する正極電極２１と負極電極２４であれば、正極タブ３１の突出する向きと、負極タブ３２が突出する向きが異なるように積層されていても、実施形態と同様の作用効果を奏する。

　○　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。

　○　正極集電体として正極金属箔２２に具体化し、負極集電体として負極金属箔２５に具体化したが、塗工部を保持できれば集電体は金属箔以外のシート体であってもよい。
　○　電気二重層キャパシタ等の蓄電装置に具体化してもよい。

　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。
　（１）前記正極集電体及び前記負極集電体は金属箔である。
　（２）前記電極組立体の端面に前記正極タブ及び前記負極タブが存在する。

　Ｍ…正極未塗工部、１０…蓄電装置としての二次電池、１４…電極組立体、２１…正極電極、２２…正極集電体としての正極金属箔、２２ａ…正極本体部、２２ｂ…第１正極縁部、２２ｃ…第２正極縁部、２３…正極塗工部、２４…負極電極、２５…負極集電体としての負極金属箔、２５ａ…負極本体部、２５ｂ…第１負極縁部、２５ｃ…第２負極縁部、２６…負極塗工部、２６ａ…第１負極塗工縁部、３１…正極タブ、３２…負極タブ。

Claims

　複数の正極電極と複数の負極電極とが互いに絶縁された状態で交互に積層された電極組立体を有する蓄電装置であって、
　前記正極電極は、正極集電体を備えるとともに、該正極集電体は矩形状の正極本体部と、該正極本体部の第１正極縁部の一部から突出した形状の正極タブと、を備え、かつ前記正極本体部の前記第１正極縁部の対辺となる第２正極縁部を有し、
　前記正極本体部の表面に正極活物質合剤を塗布して形成された正極塗工部と、前記第１正極縁部に沿って正極活物質合剤が塗布されず前記正極本体部の露出した正極未塗工部とを備え、
　前記正極電極において、前記第１正極縁部と前記第２正極縁部とを最短距離で結ぶ直線の延びる方向を高さ方向とし、該高さ方向への前記正極未塗工部の寸法を高さとし、前記正極未塗工部の高さにおいて、設計上、想定されるずれ量を想定ずれ量とすると、
　前記正極未塗工部の高さは、設計上設定された中央値と、前記想定ずれ量よりも大きく設定された値との和であり、前記想定ずれ量は、以下の式、
　０＜想定ずれ量≦３ｍｍ
　が成立し、
　前記正極塗工部の高さ方向一端に位置し、かつ前記第１正極縁部側の縁部を正極塗工縁部とし、
　前記負極電極は、負極集電体を備えるとともに、該負極集電体は矩形状の負極本体部と、該負極本体部の第１負極縁部の一部から突出した形状の負極タブと、を備え、かつ前記負極本体部の前記第１負極縁部の対辺となる第２負極縁部を有し、
　前記負極本体部の表面に負極活物質合剤を塗布して形成された負極塗工部を備え、
　前記負極電極は、前記第１負極縁部と前記第２負極縁部とを最短距離で結ぶ直線の延びる方向を高さ方向とし、前記負極塗工部の高さ方向一端に位置し、かつ前記第１負極縁部側の縁部を第１負極塗工縁部とした場合、
　前記第１負極塗工縁部は、設計上、前記第１負極縁部上、又は前記第１負極縁部よりも前記第２負極縁部寄りにあり、かつ前記正極塗工縁部より前記高さ方向一端側に位置することを特徴とする蓄電装置。
　前記第１負極塗工縁部は、前記第１負極縁部と一致している請求項１に記載の蓄電装置。
　前記正極未塗工部において、前記想定ずれ量よりも大きくする範囲は１．０ｍｍ以下である請求項１又は請求項２に記載の蓄電装置。
　複数の正極電極と複数の負極電極とが互いに絶縁された状態で交互に積層された電極組立体を有する蓄電装置であって、
　前記正極電極は、正極集電体を備えるとともに、該正極集電体は矩形状の正極本体部と、該正極本体部の第１正極縁部の一部から突出した形状の正極タブと、を備え、かつ前記正極本体部の前記第１正極縁部の対辺となる第２正極縁部を有し、
　前記正極本体部の表面に正極活物質合剤を塗布して形成された正極塗工部と、前記第１正極縁部に沿って正極活物質合剤が塗布されず前記正極本体部の露出した正極未塗工部とを備え、
　前記正極電極において、前記第１正極縁部と前記第２正極縁部とを最短距離で結ぶ直線の延びる方向を高さ方向とし、該高さ方向への前記正極未塗工部の寸法を高さとし、前記正極未塗工部の高さは、０．５～２．０ｍｍであり、
　前記正極塗工部の高さ方向一端に位置し、かつ前記第１正極縁部側の縁部を正極塗工縁部とし、
　前記負極電極は、負極集電体を備えるとともに、該負極集電体は矩形状の負極本体部と、該負極本体部の第１負極縁部の一部から突出した形状の負極タブと、を備え、かつ前記負極本体部の前記第１負極縁部の対辺となる第２負極縁部を有し、
　前記負極本体部の表面に負極活物質合剤を塗布して形成された負極塗工部を備え、
　前記負極電極は、前記第１負極縁部と前記第２負極縁部とを最短距離で結ぶ直線の延びる方向を高さ方向とし、前記負極塗工部の高さ方向一端に位置し、かつ前記第１負極縁部側の縁部を第１負極塗工縁部とした場合、
　前記第１負極塗工縁部は、設計上、前記第１負極縁部上、又は前記第１負極縁部よりも前記第２負極縁部寄りにあり、かつ前記正極塗工縁部より前記高さ方向一端側に位置することを特徴とする蓄電装置。
　前記正極未塗工部の高さは、０．８～１．２ｍｍである請求項４に記載の蓄電装置。
　前記正極タブは、前記第１正極縁部寄りの基端側から折り曲げられるとともに、折り曲げ部から先端に向かう方向が前記正極電極と前記負極電極の積層方向である請求項１～請求項５のうちのいずれか一項に記載の蓄電装置。