WO2018159625A1 - 蓄電装置 - Google Patents

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WO2018159625A1
WO2018159625A1 PCT/JP2018/007304 JP2018007304W WO2018159625A1 WO 2018159625 A1 WO2018159625 A1 WO 2018159625A1 JP 2018007304 W JP2018007304 W JP 2018007304W WO 2018159625 A1 WO2018159625 A1 WO 2018159625A1
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separator
edge
bag
electrode
power storage
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厚志 南形
雅人 小笠原
智明 立花
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株式会社 豊田自動織機
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Definitions

  • the present invention relates to a power storage device including an electrode assembly having a stacked structure in which first electrodes and second electrodes housed in a bag-like separator are alternately stacked.
  • a secondary battery As a type of secondary battery, for example, a secondary battery having a laminated structure in which a positive electrode, a negative electrode, and a separator that insulates them are alternately stacked to form an electrode assembly is well known.
  • the laminated structure undergoes a manufacturing process in which the positive electrode, the negative electrode, and the separator are sequentially stacked, the number of stacking processes increases. Therefore, there are problems that the tact time of production is long and the productivity is not good.
  • a technique has been devised in which the positive electrode is stored in the bag-shaped separator in advance, thereby reducing the number of the above-described stacking steps and improving the productivity of the secondary battery (see Patent Document 1, etc.). ).
  • a bag-like separator is formed by welding protruding portions of a sheet-like first separator (separator member) and a sheet-like second separator (separator member) that face each other. Further, the tab of the positive electrode protrudes from the bag-shaped separator.
  • the stacking step of the bag-shaped separator containing the positive electrode and the negative electrode is performed by bringing the edge of the bag-shaped separator and the edge of the negative electrode, which are positioned at the bottom of the electrode assembly, into contact with the positioning member. It is done while aligning.
  • the stacking process of the bag-shaped separator and the negative electrode also includes a process of transporting the bag-shaped separator to a position where the stacking process with the negative electrode is performed. The bag-shaped separator contacts the positioning member with the edge of the bag-shaped separator. After being placed in contact with a predetermined position, it is transported.
  • An object of the present invention is to provide a power storage device that can accurately perform alignment at the time of stacking while reducing energy required for forming a welded portion.
  • a power storage device for solving the above problems includes a first electrode including a tab protruding from one edge, and a tab housed in a bag-shaped separator and protruding from one edge.
  • a power storage device including an electrode assembly having a laminated structure in which second electrodes are alternately stacked, wherein the bag-like separator sandwiches the second electrode and faces each other. 2 separator members, a surplus portion present in a portion surrounding the second electrode in both separator members, and a first edge that is an edge protruding from the tab in the bag-like separator.
  • the first welded portion where the surplus portions of both separator members are welded to each other, and the first welded portion located closer to the first edge than the first welded portion, and the two separator members are not welded.
  • the welded portion where the surplus portions of the separator member are welded has higher rigidity than the single separator member. From the formula of the width of the first unwelded portion> the width of the second unwelded portion, with respect to the welded portion, the area of the second welded portion is larger than the area of the first welded portion, The rigidity becomes higher than the rigidity of the first welded portion. Therefore, when the bag-shaped separator is transported or in the process of stacking the first electrode and the second electrode accommodated in the bag-shaped separator, the bag-shaped separator is placed on the positioning member in order to align the second edge.
  • the second welded portion When the second end edge is brought into contact, the second welded portion can prevent the vicinity of the second end edge from being deformed, and the conveyance of the bag-shaped separator performed after the alignment or the first electrode And positioning with the bag-shaped separator can be performed with high accuracy. Therefore, not only the positioning of the first electrode and the second edge of the bag-shaped separator simultaneously with the positioning member, but also the positioning of the second edge of the electrode storage separator with the positioning member. The same effect can be obtained when positioning. And while making the area of the 2nd welding part larger than the area of the 1st welding part, the area of the 1st unwelded part is the 2nd unwelded part in the 1st edge side which does not participate in alignment. Thus, the energy required for manufacturing the bag-like separator can be reduced.
  • the second electrode is preferably a positive electrode.
  • the positive electrode is smaller than the negative electrode when viewed in the stacking direction of the negative electrode and the bag separator. Therefore, compared with the case where a negative electrode is accommodated in a bag-shaped separator, the area of a welding part reduces and the energy required when manufacturing a bag-shaped separator can be reduced.
  • the first welded portion is present on the entire first edge along the extending direction of the first edge, and the second welded portion is the second edge. It exists in the whole of the second edge along the extending direction of.
  • a power storage device for solving the above problems includes a power storage device having an electrode assembly having a laminated structure in which first electrodes and second electrodes housed in a bag-like separator are alternately stacked in a case.
  • the bag-like separator is present in a portion surrounding the second electrode in both separator members, and the first separator member and the second separator member that sandwich the second electrode and face each other.
  • the welding part which exists in the whole said edge along the direction where the edge of the said bag-shaped separator extends, and welded the said surplus parts of both separator members, and the said welding part in the said surplus part And an unwelded portion located near the edge and not welded to both separator members.
  • the welded portion where the surplus portions of the separator member are welded has higher rigidity than the single separator member. Therefore, in the process of stacking the first electrode and the second electrode accommodated in the bag-shaped separator during the conveyance of the bag-shaped separator, the alignment between the edges of the first electrode and the second electrode is performed. For this reason, when the edge of the bag-like separator is brought into contact with the positioning member, the vicinity of the edge brought into contact with the positioning member can be prevented from being deformed by the welded portion. As a result, it is possible to carry out the conveyance of the bag-shaped separator after the alignment and the alignment between the first electrode and the bag-shaped separator with high accuracy.
  • the welded area is reduced by the amount having the unwelded portion, and the bag-shaped separator is produced. Energy required for welding can be reduced.
  • the said unwelded part may exist in the whole said edge along the direction where the said edge extends. According to this, everything except the place where the welded portion is provided in the surplus portion becomes an unwelded portion, and for example, energy required for welding can be reduced as compared with the case where another welded portion is provided in a portion other than the welded portion. .
  • the case includes a case main body that houses the electrode assembly, and a lid that closes an opening of the case main body, and the first electrode and the second electrode are at one end.
  • a tab projecting from an edge; a conductive member and an electrode terminal are connected to the tab; the electrode terminal is fixed to the lid; and the tab of the second electrode is the bag-shaped separator.
  • the unwelded portion may be present at the protruding edge of the tab in the bag-like separator.
  • the electrode terminal is connected to each of the tabs of the first electrode and the second electrode via the conductive member, the electrode terminal is fixed to the lid, and the lid terminal set
  • the lid terminal assembly and the electrode assembly are in an integrated state via a tab.
  • the lid terminal assembly comes into contact with the unwelded portion of the bag-like separator, and the unwelded portion bends. This bending absorbs the force that pushes the electrode assembly into the case body. Then, the electrode assembly is prevented from being strongly pushed into the case main body, and the electrode assembly is restricted from colliding with the inner bottom surface of the case main body.
  • the dimension of the welded portion in the direction perpendicular to the edge of the bag-shaped separator along the surface direction of the bag-shaped separator is a welding width
  • the protruding end of the tab in the bag-shaped separator is defined as the first welded portion
  • the welded portion present at the second edge that is the opposite side of the first edge is defined as the second welded portion.
  • the rigidity of the 2nd welding part of a bag-like separator can be raised rather than the 1st welding part, and when the electrode assembly is stored in a case body, the 2nd edge is the case body. Even if it contacts the inner bottom surface, the second welded portion can be prevented from being deformed. Further, before the electrode storage separator is transported or when the first electrode and the second electrode stored in the bag-shaped separator are stacked, the positioning is performed by bringing the second edge into contact with the positioning member. At the time of this alignment, the second welded portion can prevent the vicinity of the second edge from being deformed, and the conveyance of the electrode storage separator and the alignment between the first electrode and the bag-shaped separator are performed with high accuracy. It is possible.
  • the said unwelded part exists in all the edges of the said bag-shaped separator. According to this, energy required for welding can be reduced.
  • the power storage device is a secondary battery.
  • alignment at the time of stacking can be performed with high accuracy while reducing the energy required for forming the welded portion.
  • Sectional drawing which shows the secondary battery of embodiment.
  • the disassembled perspective view which shows the component of an electrode assembly.
  • the top view which shows a bag-shaped separator.
  • Sectional drawing which shows the inside of a secondary battery.
  • the top view which shows the electrode storage separator of another example.
  • a secondary battery 10 as a power storage device includes a rectangular parallelepiped case 11, and an electrode assembly 12 is accommodated in the case 11.
  • the case 11 includes a case main body 11a made of metal having a bottomed rectangular tube shape (for example, made of aluminum or aluminum alloy), and a lid 11b that closes an opening of the case main body 11a.
  • An electrolyte (electrolytic solution) (not shown) is accommodated in the case 11.
  • the secondary battery 10 of this embodiment is a lithium ion secondary battery.
  • the electrode assembly 12 includes an electrode storage separator 20 that stores a negative electrode 24 as a first electrode and a positive electrode 14 as a second electrode having a polarity different from that of the negative electrode 24;
  • the electrode assembly 12 has a laminated structure in which a plurality of electrode storage separators 20 and a plurality of negative electrodes 24 are alternately stacked.
  • a direction in which the electrode storage separator 20 and the negative electrode 24 are stacked is defined as a stacking direction.
  • the plurality of positive electrodes 14 and the plurality of negative electrodes 24 are alternately stacked with the bag-shaped separator 21 of the electrode storage separator 20 interposed therebetween.
  • the positive electrode 14, the bag-shaped separator 21, and the negative electrode 24 are rectangular when viewed from the stacking direction.
  • the positive electrode 14 has a rectangular sheet-like positive electrode metal foil (for example, aluminum foil) 15 and a positive electrode active material layer 16 containing a positive electrode active material on both surfaces of the positive electrode metal foil 15.
  • the positive electrode 14 has a first end edge 14a on one end edge of the end edges along the pair of long sides.
  • the positive electrode 14 has a positive electrode tab 17 having a shape protruding from the first edge 14a as one edge.
  • the positive electrode tab 17 is a portion made of the positive electrode metal foil 15 itself without being coated with the positive electrode active material layer 16.
  • the positive electrode 14 has a second end edge 14b at an end edge opposite to the first end edge 14a, and is along a pair of short sides that connect the first end edge 14a and the second end edge 14b.
  • Each of the end edges has a third end edge 14c.
  • the negative electrode 24 has a rectangular sheet-like negative electrode metal foil (for example, copper foil) 25 and a negative electrode active material layer 26 including negative electrode active materials on both sides of the negative electrode metal foil 25.
  • the negative electrode 24 has a first end edge 24a on one end edge of the end edges along the pair of long sides.
  • the negative electrode 24 has a negative electrode tab 27 having a shape protruding from the first edge 24a as one edge.
  • the negative electrode tab 27 is a portion constituted by the negative electrode metal foil 25 itself without being coated with the negative electrode active material layer 26.
  • the negative electrode 24 has a second edge 24b at the edge opposite to the first edge 24a, and is along a pair of short sides that connect the first edge 24a and the second edge 24b. Each end edge has a third end edge 24c.
  • the length of the first edge 24 a of the negative electrode 24 is longer than the length of the first edge 14 a of the positive electrode 14, and the second edge of the negative electrode 24 is the second.
  • the length of the end edge 24b of the positive electrode 14 is longer than the length of the second end edge 14b of the positive electrode 14.
  • the length of the third edge 24 c of the negative electrode 24 is longer than the length of the third edge 14 c of the positive electrode 14. Therefore, the negative electrode 24 is slightly larger than the positive electrode 14 when viewed from the stacking direction.
  • the bag-shaped separator 21 is formed by welding a rectangular sheet-shaped first separator member and a second separator member that face each other with the positive electrode 14 interposed therebetween.
  • the separator member 22 is made of an insulating resin (for example, polyethylene).
  • the bag-shaped separator 21 has a first edge 21 a parallel to the first edge 14 a of the positive electrode 14.
  • the bag-shaped separator 21 has a second end edge 21 b parallel to the second end edge 14 b of the positive electrode 14 on the end edge that is the opposite side of the first end edge 21 a.
  • the bag-shaped separator 21 has the 3rd edge 21c in a pair of edge which connects the 1st edge 21a and the 2nd edge 21b, respectively, and each 3rd edge 21c is positive electrode It is parallel to the third edge 14 c of the electrode 14.
  • Each separator member 22 of the bag-shaped separator 21 has a surplus portion 22a at a portion protruding from the first end edge 14a, the second end edge 14b, and the pair of third end edges 14c of the positive electrode 14.
  • the surplus portion 22 a of each separator member 22 is a square ring surrounding the positive electrode 14.
  • the width in the surplus portion 22a is a dimension along the surface direction of the bag-like separator 21 and perpendicular to each of the edges 21a to 21c (hereinafter referred to as the perpendicular direction of the bag-like separator 21).
  • the width of the surplus portion 22a is the same between the portion along the first end edge 21a and the portion along the second end edge 21b.
  • the bag-shaped separator 21 includes a welded portion in which the surplus portions 22a of both separator members 22 are welded together.
  • the bag-shaped separator 21 includes a first welded portion 23a at a portion along the first end edge 21a in the surplus portion 22a, and a second welded portion 23b at a portion along the second end edge 21b.
  • the bag-like separator 21 includes a third welded portion 23c in the surplus portion 22a along each third edge 21c in the surplus portion 22a.
  • the first welded portion 23a exists from one end in the extending direction of the first end edge 21a to the positive electrode tab 17 and from the positive electrode tab 17 to the other end.
  • the first welded portion 23 a exists on the entire first end edge 21 a along the extending direction of the first end edge 21 a except for the positive electrode tab 17.
  • the second welded portion 23b exists on the entire second end edge 21b along the direction in which the second end edge 21b extends. Furthermore, the 3rd welding part 23c exists in the state which connects the edge parts of the 1st welding part 23a and the 2nd welding part 23b. Therefore, the first to third welded portions 23 a to 23 c exist over the entire circumference of the bag-like separator 21 as viewed from the stacking direction.
  • the first welded portion 23 a in the direction perpendicular to the bag-shaped separator 21 is between the first edge 14 a of the positive electrode 14 and the first edge 21 a of the bag-shaped separator 21.
  • the second welded portion 23 b exists between the second end edge 14 b of the positive electrode 14 and the second end edge 21 b of the bag-like separator 21.
  • the second welded portion 23 b is a portion from a portion spaced from the second end edge 14 b of the positive electrode 14 to the second end edge 21 b of the bag-like separator 21.
  • the second welded portion 23 b is also present on the second end edge 21 b of the bag-like separator 21.
  • the third welded portion 23 c in the orthogonal direction of the bag-shaped separator 21 includes each third edge 14 c of the positive electrode 14, each third edge 21 c of the bag-shaped separator 21, and Exists between.
  • Each third welded portion 23 c is a portion from a portion spaced from the third end edge 14 c of the positive electrode 14 to the third end edge 21 c of the bag-like separator 21.
  • Each third welded portion 23 c is also present on the third end edge 21 c of the bag-like separator 21.
  • the width of the first to third welded portions 23a to 23c in the orthogonal direction of the bag-like separator 21 is defined as a weld width.
  • the welding width W1 of the first welding part 23a is equal to or smaller than the welding width W2 of the second welding part 23b. Therefore, the following formula: The welding width W1 of the first welding part 23a ⁇ the welding width W2 of the second welding part 23b Is established. In the present embodiment, the welding width W1 of the first welding part 23a is narrower than the welding width W2 of the second welding part 23b.
  • the welding width W2 of the second welding part 23b is the same as the welding width W3 of the third welding part 23c, and the following formula:
  • the welding width W2 of the second welding part 23b the welding width W3 of the third welding part 23c. Is established. Therefore, the welding width W1 of the first welding part 23a is narrower than the welding width W2 of the second welding part 23b and the welding width W3 of the third welding part 23c.
  • the bag-like separator 21 includes a first unwelded portion 23d at a portion along the first edge 21a in the surplus portion 22a.
  • the first unwelded portion 23 d is a portion closer to the first end edge 21 a than the first welded portion 23 a in the orthogonal direction of the bag-like separator 21.
  • the first unwelded portion 23d is present on the entire first end edge 21a along the direction in which the first end edge 21a extends.
  • the first unwelded portion 23d is a portion where the surplus portions 22a of both separator members 22 are not welded.
  • the dimension of the first unwelded portion 23d in the orthogonal direction of the bag-like separator 21 is defined as a width W4.
  • the width W4 of the first unwelded portion 23d is wider than the weld width W1 of the first welded portion 23a.
  • Most of the surplus portion 22a is occupied by the first unwelded portion 23d, and the area of the first welded portion 23a is smaller than that of the first unwelded portion 23d.
  • the width W5 of the second unwelded portion is zero. Accordingly, the width W4 of the first unwelded portion 23d is wider than the width W5 of the second unwelded portion, and the following expression is established.
  • the electrode assembly 12 includes a tab side end surface 12a on the end surface facing the lid 11b, and includes a positive electrode tab group 17a and a negative electrode tab group 27a on the tab side end surface 12a.
  • the tab side end surface 12a is configured by laminating the edge of the first edge 21a of the bag-like separator 21.
  • the positive electrode tab group 17a is configured by stacking the positive electrode tabs 17, and the negative electrode tab group 27a is configured by stacking the negative electrode tabs 27.
  • the positive electrode tab group 17a and the negative electrode tab group 27a are formed by collecting the positive electrode tab 17 and the negative electrode tab 27 at one end in the stacking direction of the electrode assembly 12 and then folding them back toward the other end in the stacking direction.
  • the secondary battery 10 includes a positive terminal 30 fixed to the lid 11 b so as to protrude outside the case 11 and a negative terminal fixed to the lid 11 b so as to protrude outside the case 11.
  • the negative electrode terminal 40 is a negative electrode tab group of the electrode assembly 12 via a metal (for example, copper) and rectangular plate-shaped negative electrode conductive member 42 bonded to an end of the negative electrode terminal 40 protruding inside the case 11. 27a is electrically connected.
  • the positive electrode terminal 30 is connected to the electrode assembly 12 via a positive electrode conductive member 32 made of metal (for example, aluminum) and a rectangular plate that is electrically connected to an end of the positive electrode terminal 30 that protrudes to the inside of the case 11.
  • the positive electrode tab group 17a is electrically connected.
  • the secondary battery 10 includes an inverted U-shaped insulating member 50 in the case 11 that insulates the negative electrode conductive member 42 and the positive electrode conductive member 32 from the lid 11 b. Next, the manufacturing method and operation of the secondary battery 10 will be described.
  • the electrode assembly 12 is manufactured. As shown in FIG. 5, when manufacturing the electrode assembly 12 by stacking the electrode storage separator 20 in which the positive electrode 14 is stored in the bag-shaped separator 21 and the negative electrode 24, the electrode storage separator 20 and the negative electrode 24 are The second end edges 21b and 24b are brought into contact with the positioning member 60 to be aligned.
  • the positioning member 60 includes a base 61 having a rectangular shape in plan view.
  • the positioning member 60 includes a first guide 62 that is L-shaped in a plan view and is erected from the upper surface 61 a of the base 61.
  • the pair of first guides 62 are disposed at positions facing the longitudinal direction of the base 61.
  • Each first guide 62 includes a first guide surface 62a along each third end edge 21c of the bag-like separator 21 and each third end edge 24c of the negative electrode 24 during alignment, and a pair of first guides 62
  • the surface 62 a faces the longitudinal direction of the base 61.
  • the pair of first guides 62 includes a second guide surface 62b along the second end edge 21b of the bag-like separator 21 and the second end edge 24b of the negative electrode 24 at the time of alignment.
  • the guide surface 62b is located on the same plane.
  • the positioning member 60 includes a second guide 63 on the base 61 along the third end edge 21c of the bag-like separator 21 and the third end edge 24c of the negative electrode 24 at the time of alignment.
  • Each second guide 63 is arranged alongside each first guide surface 62 a in the short direction of the base 61.
  • the third edge 21c of the bag-shaped separator 21 and the third edge 24c of the negative electrode 24 are The guide 63 and the first guide surface 62a are slidably brought into contact with the second guide surface 62b.
  • the second end edge 21b of the bag-shaped separator 21 and the second end edge 24b of the negative electrode 24 come into contact with the second guide surface 62b, the movement of the electrode storage separator 20 and the negative electrode 24 is restricted, and the electrode The second end edge 21b of the storage separator 20 and the second end edge 24b of the negative electrode 24 are aligned so as to be flush with each other.
  • the electrode assembly 12 is manufactured.
  • the positive electrode tab group 17 a and the negative electrode tab group 27 a are manufactured on the electrode assembly 12, the positive electrode conductive member 32 is welded to the positive electrode tab group 17 a, and the positive electrode terminal 30 is welded to the positive electrode conductive member 32. Further, after the negative electrode conductive member 42 is welded to the negative electrode tab group 27 a, the negative electrode terminal 40 is welded to the negative electrode conductive member 42.
  • the male screw of the positive electrode terminal 30 and the male screw of the negative electrode terminal 40 are passed through the lid 11b, and the nut 31 is screwed into the male screw of the positive electrode. The nut 41 is screwed into the negative male screw. Then, the positive terminal 30 and the negative terminal 40 are fastened to the lid 11b.
  • the lid 11b, the positive electrode conductive member 32, the negative electrode conductive member 42, the positive electrode terminal 30, the negative electrode terminal 40, and the insulating member 50 are integrated to form a lid terminal assembly 53.
  • the lid terminal assembly 53 the lid 11 b and the conductive members 32 and 42 are insulated by the insulating member 50.
  • the lid terminal assembly 53 and the electrode assembly 12 are connected by a positive electrode tab group 17a and a negative electrode tab group 27a.
  • the first end edge 21 a of the bag-like separator 21 in the electrode storage separator 20 is closer to the lid 11 b than the first end edge 24 a of the negative electrode 24. Therefore, the first unwelded portion 23d is located closer to the lid 11b than the first welded portion 23a.
  • the electrode assembly 12 is inserted into the case body 11a from the opening of the case body 11a.
  • the lid 11b is pushed toward the electrode assembly 12, and the electrode assembly 12 is directed into the case main body 11a via the first unwelded portion 23d present at the first edge 21a of the bag-like separator 21.
  • Push in. The force pushing the lid terminal assembly 53 is transmitted to the electrode assembly 12 through the positive electrode tab group 17a and the negative electrode tab group 27a, and the second edge 21b of the electrode storage separator 20 located on the bottom side of the electrode assembly 12. And the 2nd edge 24b of the negative electrode 24 contact
  • the width W4 of the first unwelded portion 23d> the width W5 of the second unwelded portion was established. For this reason, at the time of alignment, on the second end edge 21b side of the bag-like separator 21 in contact with the positioning member 60, the unwelded portion is reduced while the area of the second welded portion 23b is secured widely. Stiffness can be increased. For this reason, even if the 2nd edge 21b contact
  • the electrode storage separator 20 stores the positive electrode 14 in the bag-shaped separator 21.
  • the positive electrode 14 is smaller than the negative electrode 24 when viewed from the stacking direction. For this reason, compared with the case where the negative electrode 24 is accommodated in the bag-shaped separator 21, the area of the welding part can be reduced, and the energy required for welding can be reduced.
  • the first to third welded portions 23 a to 23 c are provided in a square ring shape so as to surround the positive electrode 14. Therefore, entry of foreign matter into the bag-like separator 21 can be suppressed.
  • the first unwelded portion 23 d of the bag-shaped separator 21 exists on the first edge 21 a from which the positive electrode tab 17 protrudes in the bag-shaped separator 21.
  • the first edge 21 a is an edge that does not come into contact with the positioning member 60 during alignment at the time of stacking, and stress due to contact with the positioning member 60 is unlikely to occur. Therefore, even if the area of the first unwelded portion 23d is increased and the area of the first welded portion 23a is narrower than the area of the second welded portion 23b, the first welded portion 23a is unlikely to peel off. .
  • the first unwelded portion 23d was provided on the entire first end edge 21a along the extending direction of the first end edge 21a. For this reason, for example, compared with the case where another welding part is further provided locally in the 1st unwelded part 23d, a welding area can be reduced and the energy required in the case of welding can be reduced.
  • the bag-like separator 21 of the electrode storage separator 20 includes a first welded portion 23a and a first unwelded portion 23d along the first edge 21a, and a weld width W1 of the first welded portion 23a. Is shorter than the welding widths W2 and W3 of the other welded portions 23b and 23c. Therefore, for example, compared with the case where the first to third welding widths W1 to W3 are all the same, it is possible to reduce the energy required for welding the separator members 22 to the extent that the welding width W1 is narrow.
  • the first to third welded portions 23 a to 23 c extend from the first to third end edges 21 a to 21 c in order to prevent foreign matter from entering the bag-shaped separator 21. It was provided at each edge along the direction.
  • the weld width W1 of the first weld 23a is shorter than the other welds.
  • the bag-like separator 21 of the electrode storage separator 20 includes a first unwelded portion 23d on the entire first end edge 21a along the extending direction of the first end edge 21a.
  • the cushion property of the tab side end surface 12a can be enhanced by the first unwelded portion 23d. Therefore, when the secondary battery 10 is assembled, the force pushing the lid terminal assembly 53 is absorbed by the bending of the first unwelded portion 23d, and the electrode assembly 12 may collide with the inner bottom surface of the case body 11a. Be regulated. As a result, when the electrode assembly 12 is accommodated in the case main body 11a, the bottom side of the electrode assembly 12 is suppressed from being damaged.
  • the width W4 of the first unwelded portion 23d along the first end edge 21a is wider than the width W5 of the unwelded portion along the second end edge 21b.
  • an unwelded portion is not formed along the second end edge 21b.
  • the rigidity of the 2nd welded part 23b can be improved, and the bottom of the electrode assembly 12 is the case main body 11a.
  • the second welded portion 23b is not easily deformed when it comes into contact with the inner bottom surface, so that the state where the positive electrode active material layer 16 and the negative electrode active material layer 26 face each other via the bag-like separator 21 can be maintained.
  • the second welded portion 23b is also present on the second edge 21b of the bag-like separator 21. For this reason, even if the 2nd edge 21b contact
  • the stacking process of the electrode storage separator 20 and the negative electrode 24 includes a process of transporting the manufactured electrode storage separator 20 to the storage rack and a process of transporting the electrode storage separator 20 to a place where the process of stacking the electrode storage separator 20 with the negative electrode 24 is performed. Including.
  • the electrode storage separator 20 is stored in a transfer rack before the manufactured electrode storage separator 20 is transferred, and then the electrode storage separator 20 is transferred. Further, when the electrode storage separator 20 is transported to a place where the process of stacking with the negative electrode 24 is performed, the electrode storage separator 20 is sucked and transported by the suction transport device.
  • the second edge 21b of the electrode storage separator 20 abuts the storage rack, and the electrode storage separator 20 is positioned before the electrode storage separator 20 is sucked by the suction conveyance device. Therefore, the second edge 21b of the electrode storage separator 20 abuts on the positioning member. Even if the second end edge 21b comes into contact with the storage rack or the positioning member, the second welded portion 23b can prevent the vicinity of the second end edge 21b from being deformed.
  • a second unwelded portion may exist on the second end edge 21b side than the second welded portion 23b.
  • the width W5 of the second unwelded portion is preferably smaller than the width W4 of the first unwelded portion 23d existing at the first edge 21a.
  • an unwelded portion 23f may be provided in a portion along the first to third end edges 21a to 21c of the surplus portion 22a.
  • the width W5 of the second unwelded portion 23f along the second end edge 21b is preferably narrower than the width W4 of the first unwelded portion 23d existing on the first end edge 21a.
  • the non-welded portion may not be provided in the portion along the first end edge 21a and the third end edge 21c of the surplus portion 22a, and the unwelded portion may not be provided in the portion along the second end edge 21b.
  • the welding width W1 of the first welding part 23a and the welding width W2 of the second welding part 23b may be the same, or the welding width W2 may be larger than the welding width W1.
  • the welding width W1 of the first welded portion 23a May be changed as appropriate.
  • the separator member 22 and the positive electrode tab 17 may be welded in the part in which the positive electrode tab 17 exists.
  • the electrode storage separator 20 may be a bag-shaped separator 21 in which the negative electrode 24 is stored. In this case, the positive electrode 14 becomes the first electrode, and the negative electrode 24 becomes the second electrode.
  • the bag-like separator 21 is good also as a structure provided with only the 1st welding part 23a and the 2nd welding part 23b, without providing the 3rd welding part 23c.
  • the negative electrode 24 has the negative electrode active material layer 26 on both sides of the negative electrode metal foil 25, but may have the negative electrode active material layer 26 only on one side of the negative electrode metal foil 25.
  • the positive electrode 14 has the positive electrode active material layer 16 on both sides of the positive electrode metal foil 15, but may have the positive electrode active material layer 16 only on one side of the positive electrode metal foil 15.
  • the power storage device may be applied not to the secondary battery 10 but to another power storage device such as an electric double layer capacitor.
  • the secondary battery 10 is a lithium ion secondary battery, but is not limited thereto, and may be another secondary battery. In short, any material may be used as long as ions move between the positive electrode active material and the negative electrode active material and transfer charge.
  • the power storage device wherein the first unwelded portion is present on the entire first end edge along a direction in which the first end edge extends.

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Abstract

蓄電装置において、袋状セパレータは、袋状セパレータの第１の端縁に沿って存在し、両方のセパレータ部材の余剰部同士を溶着した第１の溶着部と、第１の溶着部よりも第１の端縁寄りに位置し、両方のセパレータ部材を溶着していない第１の未溶着部と、を備える。袋状セパレータは、第２の端縁に沿って存在し、両方のセパレータ部材の余剰部同士を溶着した第２の溶着部と、第２の溶着部よりも第２の端縁寄りに位置し、両方のセパレータ部材を溶着していない第２の未溶着部と、を備える。蓄電装置において、第１の未溶着部の幅＞第２の未溶着部の幅が成立する。

Description

蓄電装置
　本発明は、第１の電極と、袋状セパレータに収納された第２の電極とが交互に積み重ねられた積層構造を有する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、走行用モータへの供給電力を蓄える蓄電装置としての二次電池が搭載されている。この種の二次電池としては、例えば正極電極と、負極電極と、これらを絶縁するセパレータとを、交互に積み重ねて電極組立体を形成する積層構造の二次電池が周知である。しかし、積層構造は、正極電極、負極電極、セパレータを、順に積み重ねていく製造工程を経るので、積み重ね工程の数が多くなる。よって、生産のタクトタイムが長く、生産性がよくないという課題があった。そこで、例えば正極電極を袋状セパレータの内部に予め収納しておくことにより、前述の積み重ね工程数を減らして、二次電池の生産性をよくする技術が考案されている（特許文献１等参照）。
　特許文献１において、袋状セパレータは、互いに対峙するシート状の第１セパレータ（セパレータ部材）とシート状の第２セパレータ（セパレータ部材）のはみ出し部を溶着して構成されている。また、袋状セパレータからは正極電極のタブが突出した状態にある。そして、正極電極を収納した袋状セパレータと負極電極の積み重ね工程は、電極組立体の底に位置することとなる袋状セパレータの端縁と負極電極の端縁とを、位置決め部材に当接させて位置合わせしながら行われる。また、袋状セパレータと負極電極の積み重ね工程は、袋状セパレータを、負極電極との積み重ね工程を行う位置まで搬送する工程も含み、袋状セパレータは、袋状セパレータの端縁を位置決め部材に当接させて、所定の位置に配置された後、搬送される。
特開２０１６－５１５３３号公報
　ところが、袋状セパレータを搬送する前の位置決め時や、負極電極及び袋状セパレータを積み重ねる際の位置決め時、袋状セパレータの端縁を位置決め部材に当接させたときに袋状セパレータの端縁が変形すると、袋状セパレータの搬送や、負極電極との位置合わせに支障を来す虞がある。このため、袋状セパレータにおいて、位置決め部材に当接される端縁に沿う溶着部の面積を大きくして、位置決め部材に当接する部分の剛性を高めることが考えられるが、溶着部の面積増加は溶着に要するエネルギ増大を招く。
　本発明の目的は、溶着部を形成するために要するエネルギを低減しつつ、積層時の位置合わせを精度良く行う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、一つの端縁から突出した形状のタブを備える第１の電極と、袋状セパレータに収納され、かつ一つの端縁から突出した形状のタブを備える第２の電極とが交互に積み重ねられた積層構造を有する電極組立体を備える蓄電装置であって、前記袋状セパレータは、前記第２の電極を挟み込んで互いに対峙する第１のセパレータ部材及び第２のセパレータ部材と、両方のセパレータ部材における前記第２の電極を取り囲む部分に存在する余剰部と、前記袋状セパレータにおける前記タブの突出した端縁である第１の端縁に沿って存在し、両方のセパレータ部材の前記余剰部同士を溶着した第１の溶着部と、前記第１の溶着部よりも前記第１の端縁寄りに位置し、両方のセパレータ部材を溶着していない第１の未溶着部と、前記袋状セパレータにおける前記第１の端縁の対辺となる第２の端縁に沿って存在し、両方のセパレータ部材の前記余剰部同士を溶着した第２の溶着部と、前記第２の溶着部よりも前記第２の端縁寄りに位置し、両方のセパレータ部材を溶着していない第２の未溶着部と、を備え、前記袋状セパレータの面方向に沿い、かつ前記端縁に直交する方向への前記第１の未溶着部及び前記第２の未溶着部の寸法を幅とすると、以下の式、第１の未溶着部の幅＞第２の未溶着部の幅が成立することを要旨とする。
　これによれば、セパレータ部材の余剰部同士を溶着した溶着部は、１枚のセパレータ部材に比べると剛性が高くなる。第１の未溶着部の幅＞第２の未溶着部の幅の式から、溶着部に関し、第２の溶着部の面積が第１の溶着部の面積より大きくなり、第２の溶着部の剛性が第１の溶着部の剛性より高くなる。よって、袋状セパレータの搬送時や、第１の電極と、袋状セパレータに収納された第２の電極とを積み重ねる工程で第２の端縁の位置合わせのために、位置決め部材に袋状セパレータの第２の端縁を当接させた際、第２の溶着部により、第２の端縁付近が変形することを抑制でき、位置合わせ後に行われる袋状セパレータの搬送や、第１の電極と、袋状セパレータとの位置合わせを精度良く行うことが可能である。したがって、第１の電極と袋状セパレータの第２の端縁を同時に位置決め部材に当接させて位置決めする場合のみならず、電極収納セパレータの第２の端縁のみを位置決め部材に当接させて位置決めする場合にも同様の効果を得ることができる。そして、第２の溶着部の面積を第１の溶着部の面積より大きくする一方で、位置合わせに関与しない第１の端縁側では、第１の未溶着部の面積が第２の未溶着部の面積より大きくなり、袋状セパレータを製造する際に要するエネルギを低減できる。
　また、蓄電装置について、前記第２の電極は正極電極であるのが好ましい。
　これによれば、負極電極と袋状セパレータの積層方向に見て、正極電極は、負極電極より小さい。よって、袋状セパレータに負極電極を収納する場合と比べると、溶着部の面積が減り、袋状セパレータを製造する際に要するエネルギを低減できる。
　また、蓄電装置について、前記第１の溶着部は前記第１の端縁の延びる方向に沿って該第１の端縁の全体に存在し、前記第２の溶着部は前記第２の端縁の延びる方向に沿って該第２の端縁の全体に存在する。
　これによれば、第１の端縁及び第２の端縁から袋状セパレータ内への異物の侵入を抑止できる。
　上記問題点を解決するための蓄電装置は、第１の電極と、袋状セパレータに収納された第２の電極とが交互に積み重ねられた積層構造を有する電極組立体をケース内に備える蓄電装置であって、前記袋状セパレータは、前記第２の電極を挟み込んで互いに対峙する第１のセパレータ部材及び第２のセパレータ部材と、両方のセパレータ部材における前記第２の電極を取り囲む部分に存在する余剰部と、前記袋状セパレータの端縁の延びる方向に沿った前記端縁の全体に存在し、両方のセパレータ部材の前記余剰部同士を溶着した溶着部と、前記余剰部における前記溶着部よりも前記端縁寄りに位置し、両方のセパレータ部材を溶着していない未溶着部と、を有することを要旨とする。
　これによれば、セパレータ部材の余剰部同士を溶着した溶着部は、１枚のセパレータ部材に比べると剛性が高くなる。よって、袋状セパレータの搬送時や、第１の電極と、袋状セパレータに収納された第２の電極とを積み重ねる工程で、第１の電極と第２の電極の端縁同士の位置合わせのために、位置決め部材に袋状セパレータの端縁を当接させた際、溶着部により、位置決め部材に当接させた端縁付近が変形することを抑制できる。その結果、位置合わせ後に行われる袋状セパレータの搬送や、第１の電極と、袋状セパレータとの位置合わせを精度良く行うことが可能である。そして、例えば、両方のセパレータ部材の余剰部に未溶着部を設けず、全てを溶着部とする場合と比べると、未溶着部を有する分、溶着面積が減り、袋状セパレータを製造する際に溶着に要するエネルギを低減できる。
　また、蓄電装置について、前記未溶着部は、前記端縁の延びる方向に沿った前記端縁の全体に存在していてもよい。
　これによれば、余剰部において溶着部を設けた場所以外の全てが未溶着部となり、例えば、溶着部以外の部分に、さらに別の溶着部を設ける場合と比べると溶着に要するエネルギを低減できる。
　また、蓄電装置について、前記ケースは前記電極組立体を収容したケース本体と、該ケース本体の開口部を閉塞した蓋とを有し、前記第１の電極及び前記第２の電極は一つの端縁から突出した形状のタブを備え、前記タブには導電部材及び電極端子が接続されるとともに、前記電極端子は前記蓋に固定されており、前記第２の電極の前記タブは前記袋状セパレータの一つの端縁から突出した形状であり、前記未溶着部は、前記袋状セパレータにおける前記タブの突出した端縁に存在していてもよい。
　これによれば、蓄電装置の組立工程の一つに、第１の電極及び第２の電極のタブそれぞれに導電部材を介して電極端子を接続し、電極端子を蓋に固定して蓋端子組立体を製造した後、電極組立体をケース本体内に収容し、蓋をケース本体に接合する方法がある。この方法では、蓋端子組立体と電極組立体とは、タブを介して一体化された状態である。そして、蓋端子組立体と一体化された電極組立体をケース本体内に収容する場合、電極組立体の底側が、ケース本体の内底面付近に位置するまで蓋端子組立体によって電極組立体がケース本体内に押し込まれる。このとき、袋状セパレータの未溶着部に蓋端子組立体が当接し、未溶着部が撓む。この撓みによって、電極組立体をケース本体に押し込む力が吸収される。すると、電極組立体がケース本体に強く押し込まれることが抑制され、電極組立体がケース本体の内底面に衝突することが規制される。
　また、蓄電装置について、前記袋状セパレータの面方向に沿って該袋状セパレータの端縁に直交する方向への前記溶着部の寸法を溶着幅とし、前記袋状セパレータにおいて前記タブの突出した端縁としての第１の端縁に存在する溶着部を第１の溶着部とするとともに、前記第１の端縁の対辺となる第２の端縁に存在する溶着部を第２の溶着部とすると、以下の式、第１の溶着部の溶着幅≦第２の溶着部の溶着幅が成立する。
　これによれば、袋状セパレータの第２の溶着部の剛性を第１の溶着部よりも高めることができ、電極組立体をケース本体内に収容するとき、第２の端縁がケース本体の内底面に当接しても第２の溶着部が変形することを抑制できる。また、電極収納セパレータの搬送前や、第１の電極と、袋状セパレータに収納された第２の電極とを積み重ねる際、位置決め部材に第２の端縁を当接させて位置合わせする。この位置合わせ時、第２の溶着部により、第２の端縁付近が変形することを抑制でき、電極収納セパレータの搬送や、第１の電極と、袋状セパレータとの位置合わせを精度良く行うことが可能である。
　また、蓄電装置について、前記未溶着部は、前記袋状セパレータの全ての端縁に存在する。
　これによれば、溶着に要するエネルギを低減できる。
　前記蓄電装置は二次電池である。
　本発明によれば、溶着部を形成するために要するエネルギを低減しつつ、積層時の位置合わせを精度良く行うことができる。
実施形態の二次電池を示す断面図。 電極組立体の構成要素を示す分解斜視図。 袋状セパレータを示す平面図。 二次電池内を示す断面図。 位置決め部材によって位置合わせをする状態を示す図。 蓋端子組立体を介して電極組立体をケース本体内に押し込む状態を示す図。 別例の電極収納セパレータを示す平面図。
　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、蓄電装置としての二次電池１０は、直方体状のケース１１を備え、このケース１１内には電極組立体１２が収容されている。ケース１１は、有底四角筒状の金属製（例えば、アルミニウム製又はアルミニウム合金製）のケース本体１１ａと、ケース本体１１ａの開口部を塞ぐ蓋１１ｂとを有する。ケース１１内には図示しない電解質（電解液）が収容されている。本実施形態の二次電池１０は、リチウムイオン二次電池である。
　図２に示すように、電極組立体１２は、第１の電極としての負極電極２４と、負極電極２４とは極性の異なる第２の電極としての正極電極１４を収納した電極収納セパレータ２０と、を有する。電極組立体１２は、複数の電極収納セパレータ２０と複数の負極電極２４とを交互に積み重ねた積層構造を有する。電極収納セパレータ２０と負極電極２４を積み重ねた方向を積層方向とする。複数の正極電極１４と複数の負極電極２４とは、電極収納セパレータ２０の袋状セパレータ２１を間に挟んだ状態で交互に積層されている。本実施形態では、正極電極１４、袋状セパレータ２１、及び負極電極２４は、積層方向から見て矩形状である。
　正極電極１４は、矩形シート状の正極金属箔（例えばアルミニウム箔）１５と、正極金属箔１５の両面の正極活物質を含む正極活物質層１６と、を有する。正極電極１４は、一対の長辺に沿う端縁のうちの一方の端縁に第１の端縁１４ａを有する。正極電極１４は、一つの端縁としての第１の端縁１４ａから突出した形状の正極タブ１７を有する。正極タブ１７は、正極金属箔１５において正極活物質層１６が塗工されず、正極金属箔１５そのもので構成された部分である。正極電極１４は、第１の端縁１４ａの対辺となる端縁に第２の端縁１４ｂを有し、第１の端縁１４ａと第２の端縁１４ｂ同士を繋ぐ一対の短辺に沿う端縁にそれぞれ第３の端縁１４ｃを有する。
　負極電極２４は、矩形シート状の負極金属箔（例えば銅箔）２５と、負極金属箔２５の両面の負極活物質を含む負極活物質層２６と、を有する。負極電極２４は、一対の長辺に沿う端縁のうちの一方の端縁に第１の端縁２４ａを有する。負極電極２４は、一つの端縁としての第１の端縁２４ａから突出した形状の負極タブ２７を有する。負極タブ２７は、負極金属箔２５において負極活物質層２６が塗工されず、負極金属箔２５そのもので構成された部分である。負極電極２４は、第１の端縁２４ａの対辺となる端縁に第２の端縁２４ｂを有し、第１の端縁２４ａと第２の端縁２４ｂ同士を繋ぐ一対の短辺に沿う端縁にそれぞれ第３の端縁２４ｃを有する。
　負極電極２４及び正極電極１４を積層方向から見て、負極電極２４の第１の端縁２４ａの長さは、正極電極１４の第１の端縁１４ａの長さより長く、負極電極２４の第２の端縁２４ｂの長さは、正極電極１４の第２の端縁１４ｂの長さより長い。さらに、負極電極２４の第３の端縁２４ｃの長さは、正極電極１４の第３の端縁１４ｃの長さより長い。よって、積層方向から見て負極電極２４は、正極電極１４より一回り大きい。
　袋状セパレータ２１は、正極電極１４を間に挟んで互いに対峙する矩形シート状の第１のセパレータ部材と第２のセパレータ部材を溶着して形成されている。なお、第１のセパレータ部材と第２のセパレータ部材は同じ形状であるため、それぞれセパレータ部材２２として説明する。各セパレータ部材２２、何れも絶縁性を有する樹脂製（例えばポリエチレン製）である。
　図３に示すように、袋状セパレータ２１は、正極電極１４の第１の端縁１４ａに平行な第１の端縁２１ａを有する。袋状セパレータ２１は、第１の端縁２１ａの対辺となる端縁に、正極電極１４の第２の端縁１４ｂに平行な第２の端縁２１ｂを有する。また、袋状セパレータ２１は、第１の端縁２１ａと第２の端縁２１ｂ同士を繋ぐ一対の端縁にそれぞれ第３の端縁２１ｃを有し、各第３の端縁２１ｃは、正極電極１４の第３の端縁１４ｃに平行である。
　袋状セパレータ２１の各セパレータ部材２２は、正極電極１４の第１の端縁１４ａ、第２の端縁１４ｂ及び一対の第３の端縁１４ｃからはみ出した部分に余剰部２２ａを有する。各セパレータ部材２２の余剰部２２ａは正極電極１４を取り囲む四角環状である。余剰部２２ａにおいて、袋状セパレータ２１の面方向に沿い、かつ各端縁２１ａ～２１ｃに直交する方向（以下、袋状セパレータ２１の直交方向とする）への寸法を余剰部２２ａの幅とすると、余剰部２２ａの幅は、第１の端縁２１ａに沿う部分と第２の端縁２１ｂに沿う部分とで同じである。
　袋状セパレータ２１は、両方のセパレータ部材２２の余剰部２２ａ同士を溶着した溶着部を備える。袋状セパレータ２１は、余剰部２２ａにおける第１の端縁２１ａに沿う部分に第１の溶着部２３ａを備え、第２の端縁２１ｂに沿う部分に第２の溶着部２３ｂを備える。袋状セパレータ２１は、余剰部２２ａにおける各第３の端縁２１ｃに沿う余剰部２２ａに第３の溶着部２３ｃを備える。
　第１の溶着部２３ａは、第１の端縁２１ａの延びる方向の一端から正極タブ１７に至るまでと、正極タブ１７から他端に至るまでとに存在している。第１の溶着部２３ａは、正極タブ１７を除いて第１の端縁２１ａの延びる方向に沿った第１の端縁２１ａの全体に存在する。
　第２の溶着部２３ｂは、第２の端縁２１ｂの延びる方向に沿った第２の端縁２１ｂの全体に存在する。さらに、第３の溶着部２３ｃは、第１の溶着部２３ａと第２の溶着部２３ｂの端部同士を繋ぐ状態に存在する。よって、積層方向から見て、第１～第３の溶着部２３ａ～２３ｃは、袋状セパレータ２１の全周に亘って存在する。
　そして、積層方向から見て、袋状セパレータ２１の直交方向において第１の溶着部２３ａは、正極電極１４の第１の端縁１４ａと、袋状セパレータ２１の第１の端縁２１ａとの間に存在する。第２の溶着部２３ｂは、正極電極１４の第２の端縁１４ｂと、袋状セパレータ２１の第２の端縁２１ｂとの間に存在する。第２の溶着部２３ｂは、正極電極１４の第２の端縁１４ｂから距離をおいた部分から、袋状セパレータ２１の第２の端縁２１ｂまでの部分である。第２の溶着部２３ｂは、袋状セパレータ２１の第２の端縁２１ｂ上にも存在している。さらに、積層方向から見て、袋状セパレータ２１の直交方向において第３の溶着部２３ｃは、正極電極１４の各第３の端縁１４ｃと、袋状セパレータ２１の各第３の端縁２１ｃとの間に存在する。各第３の溶着部２３ｃは、正極電極１４の第３の端縁１４ｃから距離をおいた部分から、袋状セパレータ２１の第３の端縁２１ｃまでの部分である。各第３の溶着部２３ｃは、袋状セパレータ２１の第３の端縁２１ｃ上にも存在している。
　袋状セパレータ２１の直交方向への第１～第３の溶着部２３ａ～２３ｃの幅を溶着幅とする。第１の溶着部２３ａの溶着幅Ｗ１は、第２の溶着部２３ｂの溶着幅Ｗ２以下である。したがって、以下の式、
　第１の溶着部２３ａの溶着幅Ｗ１≦第２の溶着部２３ｂの溶着幅Ｗ２
　が成立する。本実施形態では、第１の溶着部２３ａの溶着幅Ｗ１は、第２の溶着部２３ｂの溶着幅Ｗ２より狭い。
　また、第２の溶着部２３ｂの溶着幅Ｗ２は、第３の溶着部２３ｃの溶着幅Ｗ３と同じであり、以下の式、
　第２の溶着部２３ｂの溶着幅Ｗ２＝第３の溶着部２３ｃの溶着幅Ｗ３
　が成立する。よって、第１の溶着部２３ａの溶着幅Ｗ１は、第２の溶着部２３ｂの溶着幅Ｗ２及び第３の溶着部２３ｃの溶着幅Ｗ３より狭い。
　袋状セパレータ２１は、余剰部２２ａにおける第１の端縁２１ａに沿う部分に第１の未溶着部２３ｄを備える。第１の未溶着部２３ｄは、袋状セパレータ２１の直交方向において、第１の溶着部２３ａよりも第１の端縁２１ａ寄りの部分である。第１の未溶着部２３ｄは、第１の端縁２１ａの延びる方向に沿って第１の端縁２１ａの全体に存在する。第１の未溶着部２３ｄは両方のセパレータ部材２２の余剰部２２ａ同士が溶着されていない部分のことである。
　袋状セパレータ２１の直交方向への第１の未溶着部２３ｄの寸法を幅Ｗ４とする。この第１の未溶着部２３ｄの幅Ｗ４は、第１の溶着部２３ａの溶着幅Ｗ１より広い。余剰部２２ａのうちの多くを第１の未溶着部２３ｄが占めており、第１の溶着部２３ａの面積は第１の未溶着部２３ｄより小さい。一方、余剰部２２ａにおいて、袋状セパレータ２１の第２の端縁２１ｂに沿う部分には、第２の溶着部２３ｂしか存在せず、第２の未溶着部は存在しない。このため、本実施形態において、第２の未溶着部の幅Ｗ５はゼロである。したがって、第１の未溶着部２３ｄの幅Ｗ４は、第２の未溶着部の幅Ｗ５より広く、以下の式が成立する。
　第１の未溶着部２３ｄの幅Ｗ４＞第２の未溶着部の幅Ｗ５
　図１又は図４に示すように、電極組立体１２は、蓋１１ｂに対向した端面にタブ側端面１２ａを備えるとともに、タブ側端面１２ａに、正極タブ群１７ａ及び負極タブ群２７ａを備える。タブ側端面１２ａは、袋状セパレータ２１の第１の端縁２１ａの端縁が積層されて構成されている。正極タブ群１７ａは、正極タブ１７が積層されることによって構成され、負極タブ群２７ａは負極タブ２７が積層されることによって構成されている。正極タブ群１７ａ及び負極タブ群２７ａは、正極タブ１７及び負極タブ２７を電極組立体１２の積層方向の一端に寄せ集めた後、積層方向の他端に向けて折り返して形成されている。
　図１に示すように、二次電池１０は、ケース１１の外側に突出するように蓋１１ｂに固定された正極端子３０と、ケース１１の外側に突出するように蓋１１ｂに固定された負極端子４０とを有する。負極端子４０は、負極端子４０のうちケース１１の内側に突出する端部に接合された金属製（例えば銅製）及び矩形板状の負極導電部材４２を介して、電極組立体１２の負極タブ群２７ａと電気的に接続されている。正極端子３０は、正極端子３０のうちケース１１の内側に突出する端部と電気的に接続された金属製（例えばアルミニウム製）及び矩形板状の正極導電部材３２を介して、電極組立体１２の正極タブ群１７ａに電気的に接続されている。
　図１及び図３に示すように、二次電池１０は、負極導電部材４２及び正極導電部材３２と、蓋１１ｂとを絶縁する逆Ｕ字状の絶縁部材５０をケース１１内に備えている。
　次に、二次電池１０の製造方法及び作用について説明する。
　まず、電極組立体１２を製造する。
　図５に示すように、袋状セパレータ２１に正極電極１４が収納された電極収納セパレータ２０と、負極電極２４とを積み重ねて電極組立体１２を製造する際、電極収納セパレータ２０及び負極電極２４は、各第２の端縁２１ｂ，２４ｂを位置決め部材６０に当接させ、位置合わせされる。
　なお、位置決め部材６０は平面視矩形状の基台６１を備える。位置決め部材６０は基台６１の上面６１ａから立設された平面視Ｌ字状の第１ガイド６２を備える。一対の第１ガイド６２は、基台６１の長手方向に対向する位置に配設されている。各第１ガイド６２は、位置合わせ時、袋状セパレータ２１の各第３の端縁２１ｃ及び負極電極２４の各第３の端縁２４ｃに沿う第１ガイド面６２ａを備え、一対の第１ガイド面６２ａが、基台６１の長手方向に対向している。
　また、一対の第１ガイド６２は、位置合わせ時、袋状セパレータ２１の第２の端縁２１ｂ及び負極電極２４の第２の端縁２４ｂに沿う第２ガイド面６２ｂを備え、一対の第２ガイド面６２ｂは、同一平面上に位置している。
　また、位置決め部材６０は、位置合わせ時、袋状セパレータ２１の第３の端縁２１ｃ及び負極電極２４の第３の端縁２４ｃに沿う第２ガイド６３を基台６１に備える。各第２ガイド６３は、基台６１の短手方向において、各第１ガイド面６２ａと並んで配置されている。
　そして、位置決め部材６０を用いて電極収納セパレータ２０及び負極電極２４を位置合わせしながら積み重ねる際、袋状セパレータ２１の第３の端縁２１ｃ及び負極電極２４の第３の端縁２４ｃを、第２ガイド６３及び第１ガイド面６２ａに摺接させて第２ガイド面６２ｂに向かうようにガイドする。そして、袋状セパレータ２１の第２の端縁２１ｂ及び負極電極２４の第２の端縁２４ｂが第２ガイド面６２ｂに当接すると、電極収納セパレータ２０及び負極電極２４の移動が規制され、電極収納セパレータ２０の第２の端縁２１ｂと、負極電極２４の第２の端縁２４ｂが面一となるように位置合わせされる。そして、所定枚数の電極収納セパレータ２０と負極電極２４が積み重ねられると電極組立体１２が製造される。
　次に、電極組立体１２に正極タブ群１７ａ及び負極タブ群２７ａを製造し、正極タブ群１７ａに正極導電部材３２を溶接し、その正極導電部材３２に正極端子３０を溶接する。また、負極タブ群２７ａに負極導電部材４２を溶接した後、負極導電部材４２に負極端子４０を溶接する。次に、負極導電部材４２と正極導電部材３２に絶縁部材５０を被せた状態で、正極端子３０の雄ねじと負極端子４０の雄ねじを蓋１１ｂを貫通させ、正極の雄ねじにナット３１を螺合し、負極の雄ねじにナット４１を螺合する。すると、蓋１１ｂに正極端子３０及び負極端子４０が締結される。
　その結果、図６に示すように、蓋１１ｂと、正極導電部材３２と、負極導電部材４２と、正極端子３０と、負極端子４０と、絶縁部材５０とが一体化されて蓋端子組立体５３が構成される。蓋端子組立体５３では、蓋１１ｂと各導電部材３２，４２とが絶縁部材５０によって絶縁されている。この蓋端子組立体５３と電極組立体１２とは、正極タブ群１７ａ及び負極タブ群２７ａによって繋がっている。
　また、電極組立体１２においては、電極収納セパレータ２０における袋状セパレータ２１の第１の端縁２１ａは、負極電極２４の第１の端縁２４ａよりも蓋１１ｂに近い位置にある。よって、第１の未溶着部２３ｄは、第１の溶着部２３ａよりも蓋１１ｂに近い位置にある。
　次に、電極組立体１２をケース本体１１ａの開口部からケース本体１１ａ内に挿入する。このとき、蓋１１ｂを電極組立体１２に向けて押し込み、袋状セパレータ２１の第１の端縁２１ａに存在する第１の未溶着部２３ｄを介して電極組立体１２をケース本体１１ａ内に向けて押し込む。蓋端子組立体５３を押す力は、正極タブ群１７ａ及び負極タブ群２７ａを介して電極組立体１２に伝わり、電極組立体１２の底側に位置した電極収納セパレータ２０の第２の端縁２１ｂ及び負極電極２４の第２の端縁２４ｂが、ケース本体１１ａの内底面に当接し、ケース本体１１ａ内への電極組立体１２の収容が完了する。その後、蓋１１ｂとケース本体１１ａとを接合してケース本体１１ａの開口部を閉塞すると、二次電池１０の組立が完了する。
　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）電極収納セパレータ２０の袋状セパレータ２１について、第１の未溶着部２３ｄの幅Ｗ４＞第２の未溶着部の幅Ｗ５が成立するようにした。このため、位置合わせの際、位置決め部材６０に当接する袋状セパレータ２１の第２の端縁２１ｂ側において、未溶着部を少なくする一方で、第２の溶着部２３ｂの面積を広く確保して剛性を高めることができる。このため、第１ガイド６２に第２の端縁２１ｂが当接しても、第２の溶着部２３ｂにより、第２の端縁２１ｂ付近が変形することを抑制できる。よって、負極電極２４と電極収納セパレータ２０との位置合わせを精度良く行うことが可能である。その一方で、位置合わせに関与しない第１の端縁２１ａ側では、第１の未溶着部２３ｄの面積が第２の未溶着部の面積より大きくなり、袋状セパレータ２１を製造する際に要するエネルギを低減できる。
　（２）電極収納セパレータ２０は、正極電極１４を袋状セパレータ２１に収納している。積層方向から見て正極電極１４は負極電極２４より小さい。このため、負極電極２４を袋状セパレータ２１に収納した場合と比べると、溶着部の面積を小さくでき、溶着に要するエネルギを低減できる。
　（３）第１～第３の溶着部２３ａ～２３ｃを、正極電極１４を取り囲むように四角環状に設けた。よって、袋状セパレータ２１内への異物の侵入を抑止できる。
　（４）袋状セパレータ２１の第１の未溶着部２３ｄは、袋状セパレータ２１において正極タブ１７が突出する第１の端縁２１ａに存在する。この第１の端縁２１ａは、積層時の位置合わせの際、位置決め部材６０に当接することがない端縁であり、位置決め部材６０との当接に伴う応力が発生しにくい。したがって、第１の未溶着部２３ｄの面積を広くし、第１の溶着部２３ａの面積を第２の溶着部２３ｂの面積より狭くしても、第１の溶着部２３ａの剥がれが発生しにくい。
　（５）第１の未溶着部２３ｄを第１の端縁２１ａの延びる方向に沿って第１の端縁２１ａの全体に設けた。このため、例えば、第１の未溶着部２３ｄに別の溶着部をさらに局所的に設ける場合と比べると、溶着面積を減らし、溶着の際に要するエネルギを低減できる。
　（６）電極収納セパレータ２０の袋状セパレータ２１は、第１の端縁２１ａに沿って第１の溶着部２３ａ及び第１の未溶着部２３ｄを備え、第１の溶着部２３ａの溶着幅Ｗ１は、その他の溶着部２３ｂ，２３ｃの溶着幅Ｗ２，Ｗ３より短い。よって、例えば、第１～第３溶着幅Ｗ１～Ｗ３を全て同じにする場合と比べると、溶着幅Ｗ１が狭い分だけセパレータ部材２２同士を溶着する際に要するエネルギを低減できる。
　（７）電極収納セパレータ２０においては、袋状セパレータ２１内への異物の侵入を抑止するため、第１～第３の溶着部２３ａ～２３ｃを第１～第３の端縁２１ａ～２１ｃの延びる方向に沿って各端縁に設けた。このように第１～第３の端縁２１ａ～２１ｃに沿って第１～第３の溶着部２３ａ～２３ｃを設ける構成において、第１の溶着部２３ａの溶着幅Ｗ１を他の溶着部より短くする構成は、溶着に要するエネルギを低減するのに効果的である。
　（８）電極収納セパレータ２０の袋状セパレータ２１は、第１の端縁２１ａの延びる方向に沿う第１の端縁２１ａの全体に第１の未溶着部２３ｄを備える。この第１の未溶着部２３ｄにより、タブ側端面１２ａのクッション性を高めることができる。よって、二次電池１０の組立時、蓋端子組立体５３を押す力が第１の未溶着部２３ｄが撓むことで吸収され、電極組立体１２がケース本体１１ａの内底面に衝突することが規制される。その結果、電極組立体１２をケース本体１１ａ内に収容する際に、電極組立体１２の底側が損傷を受けることが抑制される。
　（９）電極収納セパレータ２０において、第１の端縁２１ａに沿う第１の未溶着部２３ｄの幅Ｗ４は、第２の端縁２１ｂに沿う未溶着部の幅Ｗ５より広い。本実施形態では、第２の端縁２１ｂに沿って未溶着部を形成しない構成とした。このため、袋状セパレータ２１の第２の端縁２１ｂに未溶着部を設けた場合と比べると、第２の溶着部２３ｂの剛性を高めることができ、電極組立体１２の底がケース本体１１ａの内底面に当接したときに第２の溶着部２３ｂが変形しにくく、正極活物質層１６と負極活物質層２６とが袋状セパレータ２１を介して対向した状態を維持できる。
　（１０）第２の溶着部２３ｂは、袋状セパレータ２１の第２の端縁２１ｂ上にも存在している。このため、袋状セパレータ２１の下端の剛性を高め、第１ガイド６２に第２の端縁２１ｂが当接しても、第２の溶着部２３ｂにより、第２の端縁２１ｂ付近が変形することを抑制できる。
　なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
　○　実施形態では、電極収納セパレータ２０と、負極電極２４とを積み重ねて電極組立体１２を製造する際、電極収納セパレータ２０及び負極電極２４の各第２の端縁２１ｂ，２４ｂを位置決め部材６０に当接させた。しかし、電極収納セパレータ２０と負極電極２４の積層工程は、製造された電極収納セパレータ２０を収納ラックに搬送する工程や、電極収納セパレータ２０を、負極電極２４と積み重ねる工程を行う場所に搬送する工程も含む。
　そして、製造された電極収納セパレータ２０を搬送する前、電極収納セパレータ２０は、搬送ラックに収納され、その後、電極収納セパレータ２０は搬送される。また、電極収納セパレータ２０を、負極電極２４と積み重ねる工程を行う場所に搬送する際に、電極収納セパレータ２０は吸着搬送装置に吸着されて搬送される。
　電極収納セパレータ２０が収納ラックに収納された際、電極収納セパレータ２０の第２の端縁２１ｂが収納ラックに当接し、電極収納セパレータ２０を吸着搬送装置で吸着する前、電極収納セパレータ２０の位置決めのために、電極収納セパレータ２０の第２の端縁２１ｂは位置決め部材に当接する。収納ラックや位置決め部材に第２の端縁２１ｂが当接しても、第２の溶着部２３ｂにより、第２の端縁２１ｂ付近が変形することを抑制できる。
　○　余剰部２２ａの第２の端縁２１ｂに沿う部分において、第２の溶着部２３ｂよりも第２の端縁２１ｂ側に第２の未溶着部が存在していてもよい。この場合、第２の未溶着部の幅Ｗ５は、第１の端縁２１ａに存在する第１の未溶着部２３ｄの幅Ｗ４より小さくするのが好ましい。
　○　図７に示すように、余剰部２２ａの第１～第３の端縁２１ａ～２１ｃに沿う部分に未溶着部２３ｆを設けてもよい。この場合、第２の端縁２１ｂに沿う第２の未溶着部２３ｆの幅Ｗ５は、第１の端縁２１ａに存在する第１の未溶着部２３ｄの幅Ｗ４より狭くするのが好ましい。又は、余剰部２２ａの第１の端縁２１ａ及び第３の端縁２１ｃに沿う部分に未溶着部を設け、第２の端縁２１ｂに沿う部分には未溶着部を設けなくてもよい。このように構成した場合、余剰部２２ａにおいて、全てを溶着部とし、未溶着部を設けない場合と比べると、溶着に要するエネルギを低減できる。
　○　第１の溶着部２３ａの溶着幅Ｗ１と、第２の溶着部２３ｂの溶着幅Ｗ２とは同じであってもよいし、溶着幅Ｗ１より溶着幅Ｗ２が大きくてもよい。要は、袋状セパレータ２１の第１の端縁２１ａに沿う余剰部２２ａに、第１の溶着部２３ａと第１の未溶着部２３ｄが存在すれば、第１の溶着部２３ａの溶着幅Ｗ１は適宜変更してもよい。
　○　余剰部２２ａの第１の端縁２１ａに沿う部分において、正極タブ１７が存在する部分においてセパレータ部材２２と正極タブ１７とが溶着されていてもよい。
　○　電極収納セパレータ２０は、袋状セパレータ２１に負極電極２４を収納したものであってもよい。この場合、正極電極１４が第１の電極となり、負極電極２４が第２の電極となる。
　○　袋状セパレータ２１は、第３の溶着部２３ｃを備えず、第１の溶着部２３ａと第２の溶着部２３ｂのみを備える構成としてもよい。
　○　負極電極２４は、負極金属箔２５の両面に負極活物質層２６を有するとしたが、負極金属箔２５の片面のみに負極活物質層２６を有していてもよい。同様に、正極電極１４は、正極金属箔１５の両面に正極活物質層１６を有するとしたが、正極金属箔１５の片面のみに正極活物質層１６を有していてもよい。
　○　蓄電装置は、二次電池１０でなく、電気二重層キャパシタ等の他の蓄電装置に適用してもよい。
　○　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。
　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）前記第１の未溶着部は、前記第１の端縁の延びる方向に沿った前記第１の端縁の全体に存在する蓄電装置。
　（２）前記溶着部は、前記袋状セパレータの端縁上にも存在する蓄電装置。
　Ｓ…収納部、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３…溶着幅、Ｗ４，Ｗ５…幅、１０…蓄電装置としての二次電池、１１…ケース、１１ａ…ケース本体、１１ｂ…蓋、１２…電極組立体、１４…第２の電極としての正極電極、１４ａ…第１の端縁、１７…正極タブ、２１…袋状セパレータ、２１ａ～２１ｃ…第１～第３の端縁、２２…セパレータ部材、２２ａ…余剰部、２３ａ…第１の溶着部、２３ｂ…第２の溶着部、第３の溶着部２３ｃ、２３ｄ…第１の未溶着部、２４…第１の電極としての負極電極、２７…負極タブ、２４ａ…第１の端縁、３０…電極端子としての正極端子、３２…正極導電部材、４０…電極端子としての負極端子、４２…負極導電部材。

Claims (9)

  1. 　一つの端縁から突出した形状のタブを備える第１の電極と、袋状セパレータに収納され、かつ一つの端縁から突出した形状のタブを備える第２の電極とが交互に積み重ねられた積層構造を有する電極組立体を備える蓄電装置であって、
    　前記袋状セパレータは、前記第２の電極を挟み込んで互いに対峙する第１のセパレータ部材及び第２のセパレータ部材と、
    　両方のセパレータ部材における前記第２の電極を取り囲む部分に存在する余剰部と、
    　前記袋状セパレータにおける前記タブの突出した端縁である第１の端縁に沿って存在し、両方のセパレータ部材の前記余剰部同士を溶着した第１の溶着部と、
    　前記第１の溶着部よりも前記第１の端縁寄りに位置し、両方のセパレータ部材を溶着していない第１の未溶着部と、
    　前記袋状セパレータにおける前記第１の端縁の対辺となる第２の端縁に沿って存在し、両方のセパレータ部材の前記余剰部同士を溶着した第２の溶着部と、
    　前記第２の溶着部よりも前記第２の端縁寄りに位置し、両方のセパレータ部材を溶着していない第２の未溶着部と、を備え、
    　前記袋状セパレータの面方向に沿い、かつ前記端縁に直交する方向への前記第１の未溶着部及び前記第２の未溶着部の寸法を幅とすると、以下の式、
    　第１の未溶着部の幅＞第２の未溶着部の幅
    が成立することを特徴とする蓄電装置。
  2. 　前記第２の電極は正極電極である請求項１に記載の蓄電装置。
  3. 　前記第１の溶着部は前記第１の端縁の延びる方向に沿って該第１の端縁の全体に存在し、前記第２の溶着部は前記第２の端縁の延びる方向に沿って該第２の端縁の全体に存在する請求項１又は請求項２に記載の蓄電装置。
  4. 　第１の電極と、
    　袋状セパレータに収納された第２の電極とが交互に積み重ねられた積層構造を有する電極組立体をケース内に備える蓄電装置であって、
    　前記袋状セパレータは、前記第２の電極を挟み込んで互いに対峙する第１のセパレータ部材及び第２のセパレータ部材と、
    　両方のセパレータ部材における前記第２の電極を取り囲む部分に存在する余剰部と、
    　前記袋状セパレータの端縁の延びる方向に沿った前記端縁の全体に存在し、両方のセパレータ部材の前記余剰部同士を溶着した溶着部と、
    　前記余剰部における前記溶着部よりも前記端縁寄りに位置し、両方のセパレータ部材を溶着していない未溶着部と、を有することを特徴とする蓄電装置。
  5. 　前記未溶着部は、前記端縁の延びる方向に沿った前記端縁の全体に存在する請求項４に記載の蓄電装置。
  6. 　前記ケースは前記電極組立体を収容したケース本体と、該ケース本体の開口部を閉塞した蓋とを有し、前記第１の電極及び前記第２の電極は一つの端縁から突出した形状のタブを備え、前記タブには導電部材及び電極端子が接続されるとともに、前記電極端子は前記蓋に固定されており、前記第２の電極の前記タブは前記袋状セパレータの一つの端縁から突出した形状であり、前記未溶着部は、前記袋状セパレータにおける前記タブの突出した端縁に存在する請求項４又は請求項５に記載の蓄電装置。
  7. 　前記袋状セパレータの面方向に沿って該袋状セパレータの端縁に直交する方向への前記溶着部の寸法を溶着幅とし、前記袋状セパレータにおいて前記タブの突出した端縁としての第１の端縁に存在する溶着部を第１の溶着部とするとともに、前記第１の端縁の対辺となる第２の端縁に存在する溶着部を第２の溶着部とすると、以下の式、
    　第１の溶着部の溶着幅≦第２の溶着部の溶着幅
    が成立する請求項６に記載の蓄電装置。
  8. 　前記未溶着部は、前記袋状セパレータの全ての端縁に存在する請求項４に記載の蓄電装置。
  9. 　前記蓄電装置は二次電池である請求項１～請求項８のうちいずれか一項に記載の蓄電装置。
     
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