WO2019073916A1 - 二次電池および二次電池の製造方法 - Google Patents

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英高 柴田
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株式会社村田製作所
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    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a secondary battery and a method of manufacturing a secondary battery.
  • secondary batteries capable of repeating charge and discharge have been used for various applications.
  • secondary batteries are used as power sources of electronic devices such as smartphones and notebook computers.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose a single separator-attached electrode in which one electrode and a separator form an integral structure, and at least two other electrodes having different polarities from the one electrode.
  • the secondary battery which combined the is shown.
  • the separator-attached electrode has a generally continuous meandering structure (that is, a zigzag structure) (see Patent Document 1).
  • the separator-attached electrode has a continuous winding structure with respect to at least two other electrodes as a whole (see Patent Document 2).
  • the separator electrode has a generally continuous serpentine structure (i.e., a zigzag structure) and / or has a continuous wound structure with respect to at least two other electrodes as a whole. It has been found that the following problems can occur (see FIG. 8).
  • the separator-equipped electrode 100 ′ has a continuous meandering structure as a whole is taken as an example.
  • the separatored electrode 100 ' due to the separatored electrode 100 'having a serpentine structure, the separatored electrode 100' can locally have a curved portion 101 '. Since the curved portion 101 ′ is in a curved form, due to it, the separator 50 ′ and the electrode (eg, the negative electrode 10B ′), which are components of the separator-equipped electrode 100 ′ located in the curved portion 101 ′, are in a curved form Will have.
  • the layer 12B ') will have a curved form.
  • the electrode material layer for example, the negative electrode material layer 12B '
  • the electrode material layer located in the curved portion 101' has a curved form
  • tensile stress can be generated in the electrode material layer located in the curved part 101 'due to the form.
  • the occurrence of such stress may lead to the occurrence of cracks in the electrode material layer starting from the point of occurrence and / or the local peeling of the electrode material layer. Therefore, there is a possibility that a short circuit may occur at the time of voltage application starting from the cracked portion ⁇ ′ of the electrode material layer and / or the peeled portion of the electrode material layer. Therefore, the electrode provided with the electrode material layer having the cracked portion ⁇ ′ and / or the peeling portion may not function properly as a component of the secondary battery. As a result, there is a possibility that the secondary battery containing the electrode as a whole can not exhibit desired battery characteristics suitably.
  • the main object of the present invention is to provide a secondary battery capable of preferably suppressing local cracking and / or peeling of an electrode material layer in a separator-attached electrode having a curved portion, and a method of manufacturing the same. .
  • a secondary battery comprising: a single separator-provided electrode in which one electrode and a separator form an integral structure; and at least two other electrodes different in polarity from the one electrode.
  • the electrode with a separator alternately has a non-curved portion and a curved portion continuous to the non-curved portion, the non-curved portion and the other electrode are alternately arranged along the stacking direction, and A secondary battery is provided, wherein the curved portion comprises only the curved separator.
  • a method of manufacturing a secondary battery comprising: a single separator-provided electrode in which one electrode and a separator form an integral structure; and at least two other electrodes different in polarity from the one electrode, Locally bending the elongated electrode with separator extending in one direction; A manufacturing method is provided in which only the separator is positioned at a portion where the elongated electrode with a separator is locally bent.
  • FIG. 1 is a schematic view of an electrode assembly provided with a separator-equipped electrode having a curved portion.
  • FIG. 2A is a schematic view of an electrode assembly provided with a separator-equipped electrode in a serpentine form.
  • FIG. 2B is a schematic view of an electrode assembly provided with a separator-equipped electrode consisting of a combination of a configuration wound in one direction and a serpentine configuration.
  • FIG. 3 is a schematic view of an aspect in which the elongated separator-attached electrode is locally bent.
  • FIG. 4A is a schematic view of an aspect of forming a long separator-attached electrode.
  • FIG. 4B is a schematic view of another embodiment for forming an elongated separator-attached electrode.
  • FIG. 4C is a schematic view of still another embodiment of forming a long separator-attached electrode.
  • FIG. 5 is a schematic view of an aspect at the start of formation of an electrode assembly provided with a separator-equipped electrode in a serpentine form.
  • FIG. 6 is a schematic view of an aspect during formation of an electrode assembly provided with a separator-equipped electrode in a serpentine form.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a basic configuration of the electrode configuration layer.
  • FIG. 8 is a schematic view showing a technical problem found by the inventor of the present invention.
  • a planar view said in this specification is a state when an object is seen from an upper side or lower side along the thickness direction based on the lamination direction of the electrode material which comprises a secondary battery.
  • the “cross-sectional view” as referred to in the present specification is a state when viewed from a direction substantially perpendicular to the thickness direction based on the stacking direction of the electrode materials constituting the secondary battery.
  • the vertical direction and the “horizontal direction” used directly or indirectly in the present specification correspond to the vertical direction and the horizontal direction in the drawings, respectively. Unless otherwise stated, the same reference signs or symbols indicate the same components or parts or the same content.
  • the downward direction in the vertical direction i.e., the direction in which gravity acts
  • the opposite direction corresponds to the "up direction”.
  • the present invention provides a secondary battery.
  • the term "secondary battery” as used herein refers to a battery that can be repeatedly charged and discharged. Therefore, the secondary battery of the present invention is not excessively limited by the name, and for example, "power storage device” and the like may be included in the subject matter of the present invention.
  • the secondary battery has a structure in which an electrode assembly and an electrolyte are housed and sealed inside an outer package.
  • the electrode assembly may have a structure provided with an electrode configuration layer including a positive electrode, a negative electrode and a separator.
  • the outer package may take the form of a conductive hard case or a flexible case (such as a pouch).
  • the positive electrode is connected to the positive electrode external terminal through the positive electrode current collection lead.
  • the positive electrode external terminal is fixed to the exterior body by the seal portion, and the seal portion prevents the electrolyte from leaking.
  • the negative electrode is connected to the negative electrode external terminal through the negative electrode current collection lead.
  • the negative electrode external terminal is fixed to the outer package by the seal portion, and the seal portion prevents the electrolyte from leaking.
  • the present invention is not limited to this, and the positive electrode current collector lead connected to the positive electrode may have the function of the positive electrode external terminal, and the negative electrode current collector lead connected to the negative electrode is the function of the negative electrode external terminal May be provided.
  • the positive electrode is connected to the positive electrode external terminal through the positive electrode current collection lead.
  • the positive electrode external terminal is fixed to the exterior body by the seal portion, and the seal portion prevents the electrolyte from leaking.
  • the positive electrode 10A includes at least a positive electrode current collector 11A and a positive electrode material layer 12A (see FIG. 7), and the positive electrode material layer 12A is provided on at least one surface of the positive electrode current collector 11A.
  • the positive electrode side extraction tab is positioned at a portion where the positive electrode material layer 12A is not provided in the positive electrode current collector 11A, that is, an end portion of the positive electrode current collector 11A.
  • the positive electrode material layer 12A contains a positive electrode active material as an electrode active material.
  • the negative electrode 10B is composed of at least a negative electrode current collector 11B and a negative electrode material layer 12B (see FIG. 7), and the negative electrode material layer 12B is provided on at least one surface of the negative electrode current collector 11B.
  • the negative electrode side extraction tab is positioned at a portion where the negative electrode material layer 12B is not provided in the negative electrode current collector 11B, that is, an end portion of the negative electrode current collector 11B.
  • the negative electrode material layer 12B contains a negative electrode active material as an electrode active material.
  • the positive electrode active material contained in the positive electrode material layer 12A and the negative electrode active material contained in the negative electrode material layer 12B are substances directly involved in the delivery of electrons in the secondary battery, and are mainly responsible for charge and discharge, that is, the battery reaction. It is a substance. More specifically, ions are provided to the electrolyte due to "the positive electrode active material contained in the positive electrode material layer 12A" and the "negative electrode active material contained in the negative electrode material layer 12B", and such ions are the positive electrode 10A and the negative electrode It moves between 10B and transfers electrons to charge and discharge.
  • the positive electrode material layer 12A and the negative electrode material layer 12B are particularly preferably layers capable of inserting and extracting lithium ions.
  • a secondary battery is preferable in which lithium ions move between the positive electrode 10A and the negative electrode 10B through the electrolyte to perform charge and discharge of the battery.
  • the secondary battery corresponds to a so-called “lithium ion battery”.
  • the positive electrode active material of the positive electrode material layer 12A is made of, for example, a granular material
  • a binder be contained in the positive electrode material layer 12A for more sufficient contact between particles and shape retention.
  • a conductive support agent may be included in the positive electrode material layer 12A in order to facilitate the transfer of electrons for promoting the cell reaction.
  • the negative electrode active material of the negative electrode material layer 12B is made of, for example, a granular material, it is preferable that a binder be included for more sufficient contact between particles and shape retention, and electron transfer promoting battery reaction is smoothed.
  • a conductive support agent may be contained in the negative electrode material layer 12B to make the As described above, since the plurality of components are contained, the positive electrode material layer 12A and the negative electrode material layer 12B can also be referred to as a "positive electrode mixture layer” and a “negative electrode mixture layer”, respectively.
  • the positive electrode active material is preferably a material that contributes to the storage and release of lithium ions.
  • the positive electrode active material is preferably, for example, a lithium-containing composite oxide.
  • the positive electrode active material is preferably a lithium transition metal complex oxide containing lithium and at least one transition metal selected from the group consisting of cobalt, nickel, manganese and iron. That is, in the positive electrode material layer 12A of the secondary battery, such a lithium transition metal composite oxide is preferably contained as a positive electrode active material.
  • the positive electrode active material may be lithium cobaltate, lithium nickelate, lithium manganate, lithium iron phosphate, or some of their transition metals replaced with another metal.
  • Such a positive electrode active material may be contained as a single species but may be contained in combination of two or more.
  • the positive electrode active material contained in the positive electrode material layer 12A is lithium cobaltate.
  • the binder to be included in the positive electrode layer 12A is not particularly limited, but polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluorotyrene copolymer, and polytetrafluoroethylene may be used. At least one member selected from the group consisting of styrene and the like can be mentioned.
  • the conductive aid which may be contained in the positive electrode layer 12A is not particularly limited, but may be thermal black, furnace black, channel black, carbon black such as ketjen black and acetylene black, graphite, carbon nanotubes and gas phase At least one selected from carbon fibers such as grown carbon fibers, metal powders such as copper, nickel, aluminum and silver, and polyphenylene derivatives can be mentioned.
  • the binder of the positive electrode material layer 12A is polyvinylidene fluoride
  • the conductive aid of the positive electrode material layer 12A is carbon black.
  • the binder and the conductive aid of the positive electrode material layer 12A are a combination of polyvinylidene fluoride and carbon black.
  • the negative electrode active material is preferably a material that contributes to the storage and release of lithium ions.
  • the negative electrode active material is preferably, for example, various carbon materials, oxides, lithium alloys, or the like.
  • Examples of various carbon materials of the negative electrode active material include graphite (natural graphite, artificial graphite), soft carbon, hard carbon, diamond-like carbon and the like.
  • graphite is preferable in that it has high electron conductivity and excellent adhesion to the negative electrode current collector 11B.
  • Examples of the oxide of the negative electrode active material include at least one selected from the group consisting of silicon oxide, tin oxide, indium oxide, zinc oxide, lithium oxide and the like.
  • the lithium alloy of the negative electrode active material may be any metal that can be alloyed with lithium, for example, Al, Si, Pb, Sn, In, Bi, Ag, Ba, Ca, Hg, Pd, Pt, Te, Zn, It may be a binary, ternary or higher alloy of a metal such as La and lithium.
  • Such an oxide is preferably amorphous as its structural form. This is because deterioration due to nonuniformity such as grain boundaries or defects is less likely to occur.
  • the negative electrode active material of the negative electrode material layer 12B is artificial graphite.
  • the binder which may be contained in the negative electrode material layer 12B is not particularly limited, but at least one selected from the group consisting of styrene butadiene rubber, polyacrylic acid, polyvinylidene fluoride, polyimide resin and polyamideimide resin. I can mention the species.
  • the binder contained in the negative electrode material layer 12B is a styrene butadiene rubber.
  • the conductive aid to be contained in the negative electrode layer 12B is not particularly limited, but may be thermal black, furnace black, channel black, carbon black such as ketjen black and acetylene black, graphite, carbon nanotubes and gas phase At least one selected from carbon fibers such as grown carbon fibers, metal powders such as copper, nickel, aluminum and silver, and polyphenylene derivatives can be mentioned.
  • the component resulting from the thickener component for example, carboxymethylcellulose used at the time of battery manufacture may be contained in the negative electrode material layer 12B.
  • the negative electrode active material and the binder in the negative electrode material layer 12B are a combination of artificial graphite and styrene butadiene rubber.
  • the positive electrode current collector 11A and the negative electrode current collector 11B used for the positive electrode 10A and the negative electrode 10B are members that contribute to collecting or supplying electrons generated in the active material due to the battery reaction.
  • a current collector may be a sheet-like metal member, and may have a porous or perforated form.
  • the current collector may be metal foil, punching metal, netting, expanded metal or the like.
  • the positive electrode current collector 11A used for the positive electrode 10A is preferably made of a metal foil containing at least one selected from the group consisting of aluminum, stainless steel, nickel and the like, and may be, for example, an aluminum foil.
  • the negative electrode current collector 11B used for the negative electrode 10B is preferably made of a metal foil containing at least one selected from the group consisting of copper, stainless steel, nickel and the like, and may be, for example, copper foil.
  • the separator 50 is a member provided from the viewpoint of short circuit prevention due to contact of positive and negative electrodes and electrolyte retention.
  • the separator 50 is a member that allows ions to pass while preventing the electronic contact between the positive electrode 10A and the negative electrode 10B.
  • the separator 50 is a porous or microporous insulating member and has a membrane form due to its small thickness.
  • a microporous polyolefin membrane may be used as a separator.
  • the microporous film used as the separator 50 may include, for example, only polyethylene (PE) or only polypropylene (PP) as the polyolefin.
  • the separator 50 may be a laminate composed of “PE microporous membrane” and “PP microporous membrane”.
  • the surface of the separator may be covered with an inorganic particle coat layer and / or an adhesive layer or the like.
  • the surface of the separator may have adhesiveness.
  • the separator 50 and the electrode (positive electrode 10A / negative electrode 10B) be adhered.
  • the adhesion between the separator 50 and the electrode can be achieved by using an adhesive separator as the separator 50, applying and / or thermocompression bonding an adhesive binder on the electrode material layer (positive electrode material layer 12A / negative electrode material layer 12B), etc. It can be done.
  • the adhesive that provides adhesiveness to the separator 50 or the electrode material layer include polyvinylidene fluoride, an acrylic adhesive, and the like.
  • the electrolyte assists in the movement of metal ions released from the electrodes (positive electrode 10A and negative electrode 10B).
  • the electrolyte may be an electrolyte comprising a "non-aqueous" solvent, such as an organic electrolyte and an organic solvent, and a solute, or an "aqueous" electrolyte comprising water.
  • the secondary battery is preferably a non-aqueous electrolyte secondary battery in which a "non-aqueous" electrolyte is used as the electrolyte.
  • the electrolyte may have a form such as liquid or gel (note that, in the present specification, "liquid” non-aqueous electrolyte is also referred to as "non-aqueous electrolyte").
  • a carbonate As a specific non-aqueous electrolyte solvent, one comprising at least a carbonate is preferable.
  • Such carbonates may be cyclic carbonates and / or linear carbonates.
  • cyclic carbonates include at least one selected from the group consisting of propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), butylene carbonate (BC) and vinylene carbonate (VC). be able to.
  • linear carbonates at least one selected from the group consisting of dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC) and dipropyl carbonate (DPC) can be mentioned.
  • DMC dimethyl carbonate
  • DEC diethyl carbonate
  • EMC ethyl methyl carbonate
  • DPC dipropyl carbonate
  • a combination of cyclic carbonates and linear carbonates is used as the non-aqueous electrolyte, for example, a mixture of ethylene carbonate and diethyl carbonate is used.
  • a specific non-aqueous electrolyte solute preferably, for example, a Li salt such as LiPF 6 or LiBF 4 is used.
  • a specific non-aqueous electrolyte solute preferably, for example, a Li salt such as LiPF 6 or LiBF 4 is used.
  • any current collector lead used in the field of secondary batteries can be used.
  • Such current collection lead may be made of a material that can achieve the movement of electrons, for example, a conductive material such as aluminum, nickel, iron, copper, stainless steel and the like.
  • the positive electrode current collector lead is preferably made of aluminum, and the negative electrode current collector lead is preferably made of nickel.
  • the form of the positive electrode current collection lead and the negative electrode current collection lead is not particularly limited, and may be, for example, a wire or a plate.
  • any external terminal used in the field of secondary batteries can be used.
  • Such an external terminal may be made of a material that can achieve electron transfer, and is usually made of a conductive material such as aluminum, nickel, iron, copper, stainless steel and the like.
  • the external terminals 5 may be electrically and directly connected to the substrate, or may be electrically and indirectly connected to the substrate through other devices.
  • the current collection lead for positive electrodes connected with each of a plurality of positive electrodes may be provided with the function of the external terminal for positive electrodes, and the current collection for negative electrodes connected with each of a plurality of negative electrodes The lead may have the function of the negative electrode external terminal.
  • the outer package may have the form of a conductive hard case or a flexible case (such as a pouch) as described above.
  • the conductive hard case is composed of a main body and a lid.
  • the main body portion is composed of a bottom portion and a side portion constituting the bottom surface of the outer package.
  • the main body portion and the lid portion are sealed after housing the electrode assembly, the electrolyte, the current collection lead and the external terminal. It does not specifically limit as a sealing method, For example, a laser irradiation method etc. are mentioned.
  • a material which comprises a main-body part and a lid part all materials which can comprise a hard case type
  • Such material may be any material as long as electron transfer can be achieved, and examples thereof include conductive materials such as aluminum, nickel, iron, copper, stainless steel and the like.
  • the dimensions of the main body portion and the lid portion are mainly determined in accordance with the dimensions of the electrode assembly. For example, when the electrode assembly is accommodated, the dimension to such an extent that movement (displacement) of the electrode assembly in the exterior body is prevented It is preferable to have. Preventing the movement of the electrode assembly prevents the breakage of the electrode assembly and improves the safety of the secondary battery.
  • the flexible case is composed of a soft sheet.
  • the soft sheet has only to be soft enough to achieve bending of the seal portion, and is preferably a plastic sheet.
  • the plastic sheet is a sheet having a characteristic that deformation by external force is maintained when it is removed after applying external force, and a so-called laminate film can be used, for example.
  • the flexible pouch made of a laminate film can be produced, for example, by laminating two sheets of laminate film and heat-sealing the peripheral portion.
  • the laminate film a film obtained by laminating a metal foil and a polymer film is generally used, and specifically, one having a three-layer structure consisting of an outer layer polymer film / metal foil / inner layer polymer film is exemplified.
  • the outer layer polymer film is for preventing permeation of moisture and the like and damage to the metal foil due to contact and the like, and polymers such as polyamide and polyester can be suitably used.
  • the metal foil is for preventing permeation of moisture and gas, and foils of copper, aluminum, stainless steel, etc. can be suitably used.
  • the inner layer polymer film is intended to protect the metal foil from the electrolyte contained inside and to melt and seal it at the time of heat sealing, and polyolefin or acid-modified polyolefin can be suitably used.
  • the inventors of the present application have keenly studied measures to preferably suppress local cracking and / or peeling of the electrode material layer in a separator-attached electrode having a curved portion. As a result, it came to devise the secondary battery of the present invention.
  • the “separator-attached electrode” in the present specification refers to one in which the separator is adhered to the main surface of the electrode and the electrode and the separator are integrated.
  • the “separator-equipped electrode having alternating non-curved portions and curved portions” as used herein refers to a separator-equipped electrode having curved portions formed at predetermined intervals, which is a complete product of the electrode assembly. It refers to something that becomes an element.
  • the term "long separator-attached electrode extending in one direction” refers to a separator-attached electrode used in the process of manufacturing the electrode assembly, and extends in one direction along the longitudinal axis. It refers to one with a relatively large linear dimension.
  • non-curved portion of the electrode with separator refers to a component of the electrode with separator and is not curved, and for example, a portion linearly extending in one direction.
  • non-curved portion of the separator-attached electrode referred to in the present specification is configured to be located between one curved portion and the other curved portion of the separator-attached electrode and to be continuous with the end of each curved portion. It refers to what is being done.
  • the "curved portion of the separator-attached electrode” as used herein refers to a component of the separator-attached electrode and forms a curved form, for example, a portion forming a semicircular or semi-elliptical form in a sectional view Point to.
  • the term "one electrode” as used herein refers to an electrode that is a component of a separator-equipped electrode.
  • the “other electrode” as used herein refers to an electrode which is different in polarity from the electrode included in the electrode with a separator, and which is relatively short and extends in only one direction as compared to the electrode with a separator.
  • the “side portion of the other electrode” referred to in the present specification means the exposure of the electrode in the case where the main surface of the positive electrode and the main surface of the negative electrode face each other across the separator along the stacking direction. Point to the end face.
  • non-formed portion of the electrode material layer / non-formed portion of the current collector refers to a portion where the electrode material layer is not formed / a portion where the current collector is not formed.
  • separator has a serpentine form means that the separator has a serpentine form such as serpentine form, zigzag form, or serpentine form in cross section or plan view.
  • bending locally an elongated separator-equipped electrode extending in one direction means adding a elongated separator extending in one direction during the production of the electrode assembly. It refers to selectively or partially curving a limited portion of the entire electrode.
  • the “non-formed portion of the electrode material layer and the current collector” means, in a long separator-attached electrode extending in one direction before locally bending, between the separators facing each other. It refers to the portion where the electrode material layer and the current collector are not formed or the portion where it does not exist.
  • the phrase "only the separator is continuous as a whole” as used herein means that one end of the separator is continuously connected without interruption when the electrode with the separator including the curved portion is viewed as a whole.
  • the inventor of the present invention has proposed to provide only the separator in the curved portion of the electrode with a separator as the above countermeasure.
  • the present invention has devised to remove the electrode material layer and the current collector that may cause local cracking and / or peeling from the curved portion of the separator-attached electrode. That is, the present invention has a technical idea that the electrode material layer and the current collector are absent in the curved portion of the separator-attached electrode.
  • the electrode material layer is not present in the curved portion of the separator-attached electrode, it is preferable to cause local cracking and / or peeling of the electrode material layer in the curved portion. It becomes possible to suppress.
  • the details including the other technical effects are described below.
  • FIG. 1 is a schematic view of an electrode assembly 200 provided with a separator-equipped electrode 100 having a curved portion 101.
  • a secondary battery according to an embodiment of the present invention comprises an electrode assembly 200 in an outer package.
  • the electrode assembly 200 includes a single separator-equipped electrode 100 in which a plurality of one electrodes (for example, the negative electrode 10B) and the separator 50 form an integral structure, and at least two other electrodes (for example, one) having different polarities (for example, And a positive electrode 10A).
  • the separator-equipped electrode 100 includes one of the electrodes (for example, the negative electrode 10B) and two opposing separators 50 disposed so as to sandwich the electrode.
  • the other electrode includes the current collector (for example, positive electrode current collector 11A) and the electrode material layer (for example, positive electrode material layer 12A) formed on both sides of the current collector except the outermost layer region of the electrode assembly 200. .
  • the other electrode has a current collector (for example, the positive electrode current collector 11A) and an electrode material layer (for example, the positive electrode material layer 12A) formed on one side of the current collector in the outermost layer region of the electrode assembly 200. Have.
  • the electrode with separator 100 is configured to have a non-curved portion 102 and a curved portion 101 continuous to the non-curved portion 102 alternately.
  • the said non-curved part 102 becomes an electrode material layer formation part of one electrode (for example, negative electrode 10B).
  • the non-curved portion 102 includes a current collector of one electrode (for example, the negative electrode current collector 11B) and an electrode material layer (for example, the negative electrode material layer 12B) formed on both sides of the current collector.
  • the curved portion 101 of the separator-equipped electrode 100 may be in a curved form but may not be in direct contact with the other opposing electrode (e.g., the positive electrode 10A).
  • the non-curved portions 102 of the separator-equipped electrode 100 and the other electrode are alternately disposed along the stacking direction. Specifically, the non-curved portions 102 and the other electrode are alternately arranged along the stacking direction so that the main surface region of the non-curved portion 102 and the main surface region of the other electrode are in contact with each other. It is done.
  • the curved portion 101 of the separator-equipped electrode 100 has a structure having only a curved separator.
  • the structure is a feature of the present invention.
  • This is a structure in which the curved portion 101 is the "electrode material layer non-formed portion" and the "current collector non-formed portion” where the electrode material layer (for example, the negative electrode material layer 12B) of one electrode is not formed. It means to take. That is, this means that in the curved portion 101, there is no other component of the electrode with separator between the two separators 50 which are components of the electrode with separator.
  • the curved portion 101, and the side portion 10A 1 and the curved portion 101 of the other electrode positioned in a portion opposed to each other.
  • the separator-equipped electrode 100 when the separator-equipped electrode 100 is viewed as a whole, only the separator 50 included in the separator-equipped electrode 100 has a continuous form as a whole.
  • the electrode material layer for example, the negative electrode material layer 12B
  • the current collector for example, the negative electrode collector 11B
  • the curved portion 101 is a portion where tensile stress may occur due to its form
  • the electrode material layer is not formed on the curved portion 101, tensile stress occurs in the electrode material layer. It is possible to suppress that. Therefore, by suppressing the generation of tensile stress on the electrode material layer, it is possible to preferably suppress the generation of local cracking and / or peeling of the electrode material layer in the curved portion 101. Therefore, it becomes possible to preferably suppress the occurrence of a short circuit when a voltage is applied starting from the cracked portion of the electrode material layer and / or the peeled portion of the electrode material layer.
  • the electrode (for example, the negative electrode 10B) included in the separator-equipped electrode 100 can preferably function as a component of the secondary battery as a whole.
  • the secondary battery of the present invention can preferably exhibit desired battery characteristics.
  • the non-curved portions 102 of the separator-equipped electrode 100 and the other electrode are alternately arranged along the stacking direction.
  • the non-curved portion 102 has a structure including one electrode (for example, the negative electrode 10B) and the separators 50 positioned on both main surfaces of the electrode.
  • one electrode for example, the negative electrode 10B
  • one electrode includes a current collector (for example, the negative electrode current collector 11B) and an electrode material layer (for example, a negative electrode) formed on both sides of the current collector.
  • the structure has a material layer 12B).
  • the positive electrode 10A and the negative electrode 10B are configured to face each other via the separator 50. Therefore, it is possible for lithium ions to move between the positive electrode 10A and the negative electrode 10B through the electrolytic solution to preferably carry out the delivery of electrons. That is, in order to transfer electrons preferably, it is sufficient that the positive electrode 10A and the negative electrode 10B face each other through the separator 50.
  • electrons can be suitably delivered even without the electrode material layer (for example, the negative electrode material layer) in the curved portion 101 of the separator-attached electrode 100. That is, even if the curved portion 101 of the separator-attached electrode 100 does not have an electrode material layer (for example, a negative electrode material layer), it is possible to provide a predetermined battery capacity.
  • the volume of the electrode, specifically the electrode material layer is also provided to the curved portion 101 as a whole. It is reduced compared to the case. From another point of view, although not shown in detail in the drawing, since the separator 50 can be said to be a non-rigid material due to its material characteristics, the thickness of the curved portion 101 is not sufficient because the electrode material layer does not exist. Can be relatively reduced.
  • the electrode material layer for example, the negative electrode material layer
  • the curved portion 101 does not have an electrode material layer (for example, a negative electrode material layer), it is possible to provide a predetermined battery capacity, while the volume or thickness of the separator-equipped electrode 100 as a whole is obtained. It is possible to reduce. This means that the battery capacity per unit volume is increased. Thereby, it is possible to further improve the energy density of the battery due to the increase of the battery capacity per unit volume. Further, since it is possible to reduce the thickness of the curved portion 101, it is also possible to reduce the size of the electrode assembly 200 and hence the size of the outer package, ie, the secondary battery.
  • an electrode material layer for example, a negative electrode material layer
  • the curved portion 101 of the separator-equipped electrode 100 has a structure having only a curved separator. That is, in the curved portion 101, there is no other component of the electrode with separator between the two separators 50 which are components of the electrode with separator 100.
  • the electrolytic solution sealed in the outer battery of the secondary battery is attributed to the fact that the separator 50 is a porous or microporous insulating member.
  • the holes or the fine holes of the separator 50 located in the curved portion 101 can be suitably passed. This makes it possible to further improve the impregnation of the electrolytic solution into the separator 50 due to the more preferable passage of the electrolytic solution.
  • lithium ions moving through the electrolytic solution can be more suitably passed from one side to the other side of the separator 50. That is, it is possible to more preferably move lithium ions between the positive electrode 10A and the negative electrode 10B. Thereby, it is possible to more preferably deliver electrons between the positive electrode 10A and the negative electrode 10B. As a result, charge and discharge of the secondary battery can be more suitably performed.
  • the continuous separator 50 of the separator-equipped electrode 100 may have the following form.
  • the curved portion 101 of the separator-equipped electrode 100 has a structure having only a curved separator. If it becomes such a structure, the form of the continuous separator 50 of the electrode with separator 100 is not particularly limited. As an example, only the separator 50 may form a serpentine form as a whole (see FIG. 2A). That is, only the separator 50 can adopt a zigzag structure as a whole. More specifically, “the above-mentioned separator-equipped electrode 100 has a structure in which curved portions 101 and non-curved portions 102 are continuously and alternately formed” and “components of the separator-equipped electrode 100”.
  • separator 50 has a meandering form as a whole while alternately forming the curved portion and the non-curved portion alternately. This means that the separator 50 does not have a meandering shape as a whole while alternately forming only curved portions alternately.
  • the continuous separator 50 preferably takes the following form (see FIG. 2B).
  • the separator 50 which is a component of the separator-equipped electrode 100 has a portion X wound in one direction, and a portion Y formed in a meandering shape continuous to the portion X And the portion X is located in the outermost region of the electrode assembly.
  • the other electrode e.g., the positive electrode 10A
  • the separator-equipped electrode 100 is not positioned in the outermost region of the electrode assembly.
  • the non-curved portion 102 ⁇ located on the most terminal side of the separator-equipped electrode 100 is positioned so as to be sandwiched between the other electrodes (for example, the positive electrode 10A).
  • the non-curved portion 102 ⁇ includes the current collector 11B and the electrode material layer 12B formed on both main surfaces of the current collector 11B. That is, a double-sided electrode structure is adopted in the non-curved portion 102 ⁇ located on the most end side of the separator-equipped electrode 100.
  • the non-curved portion 102 ⁇ at least one before the non-curved portion 102 ⁇ located on the most end side of the separator-equipped electrode 100 is positioned in the outermost region of the electrode assembly 200.
  • the non-curved portion 102 ⁇ includes the current collector 11B and the electrode material layer 12B formed only on one main surface of the current collector 11B. That is, in the non-curved portion 102 ⁇ of the separator-equipped electrode 100, the “single-sided electrode structure” is adopted.
  • the electrode in the outermost layer region of the electrode assembly 200 has a single-sided electrode structure extending in one direction (a current collector and a structure including an electrode material layer formed only on one main surface of the current collector) It is generally common to take However, such a structure may cause the following problems.
  • the electrode located in the outermost layer region of the electrode assembly has a desired density after applying and drying the electrode material layer only on one main surface of the current collector extending in one direction.
  • the current collector is mainly composed of a metal foil, ie, a metal member, while the electrode material layer mainly contains an active material and a binder (for example, a polymer compound). That is, the types of constituent materials of the current collector and the electrode material layer are different from each other.
  • the difference in the type of material between the current collector and the electrode material layer is the difference in the degree of elongation between the current collector and the electrode material layer when subjected to pressure treatment for obtaining the outermost layer electrode having a desired density. It can be connected.
  • the electrode material expands relatively larger than the current collector at the time of pressure treatment for obtaining the electrode positioned on the outermost layer (corresponding to the single-sided electrode), and as a result Warpage stress is likely to occur in the electrode positioned in the outer layer.
  • the occurrence of such warpage stress can lead to the warpage of the electrode positioned in the outermost layer.
  • the warping of the electrode positioned in the outermost layer may result in that the electrode positioned in the outermost layer can not be suitably bonded as a whole to the separator positioned between the electrodes in the inner region (corresponding to double-sided electrodes) when configuring the electrode assembly 200 . Therefore, the electrode of the outermost layer may not function properly as a component of the electrode assembly 200. As a result, there is a possibility that the secondary battery including the electrode assembly 200 as a whole can not preferably exhibit desired battery characteristics.
  • the other electrode (for example, the positive electrode 10A) of the single-sided electrode structure extending only in one direction is not positioned as (1) the outermost layer electrode. This means that the above-mentioned warped electrode is not present in the outermost layer area of the electrode assembly 200.
  • the double-sided electrode structure is adopted in the portion to be the non-curved portion 102 ⁇ (the portion located on the most end side of the electrode with separator 100).
  • the “one-sided electrode structure” is adopted in the non-curved portion 102 ⁇ positioned in the region (the portion at least one before the non-curved portion 102 ⁇ located on the most end side of the separator-equipped electrode 100). That is, a single separator-equipped electrode 100 has a plurality of electrodes disposed apart from each other as its constituent elements, and of the plurality of electrodes, a double-sided electrode is disposed at the most terminal part of the separator-equipped electrode 100 On the other hand, the single-sided electrode is disposed in the portion closest to the most end of the separator-equipped electrode 100.
  • the single-sided electrode which is a component of the single separator-equipped electrode 100 is positioned between one double-sided electrode and the other double-sided electrode. Therefore, at the time of the heat treatment at the time of manufacturing of the single electrode with separator 100, the double-sided electrode which is less likely to generate a warpage stress is positioned at least on both sides of the portion to be the single-sided electrode. It is possible to suppress warpage stress that may occur in the electrode. Therefore, even when the portion to be the single-sided electrode of the elongated separator-equipped electrode 100 is positioned in the outermost region of the electrode assembly 200, the portion between the double-sided electrode in the inner region of the electrode assembly 200 is not
  • the single-sided electrode can be suitably bonded as a whole. Therefore, the single-sided electrode as the outermost layer electrode can suitably function as a component of the electrode assembly 200. As a result, the secondary battery including the electrode assembly 200 as a whole can preferably exhibit desired battery characteristics.
  • this aspect is more preferable in the following points. Specifically, in the case where the separator-equipped electrode 100 as a whole has a meandering shape, it is possible to form a single-sided electrode in the non-curved portion of the outermost region of the separator-equipped electrode 100. In this case, it is effective in that the other short electrode extending in one direction, which causes the warpage stress to occur directly, can not be positioned.
  • the single-sided electrode is positioned at the non-curved portion on the most terminal side of the separator-equipped electrode 100, the portion to be the single-sided electrode in the heat treatment at the time of manufacturing the single separator-equipped electrode 100 In both sides of this, the double-sided electrode which is hard to produce a warp stress is not necessarily located.
  • the single-sided electrode is positioned between the one and the other double-sided electrodes of the end of the elongated separator-equipped electrode 100, the single-sided electrode is It is possible to effectively suppress the warpage stress which is likely to occur at the both sides of the single-sided electrode which is difficult to cause the warpage stress.
  • this aspect is advantageous in that the warpage stress which may occur in the single-sided electrode can be more suitably suppressed.
  • the electrode with separator 100 when the single-sided electrode is positioned between the double-sided electrode at one end of the long end of the electrode with separator 100 and the other double-sided electrode of “plural”, warpage stress hardly occurs
  • the warpage stress that may occur in the single-sided electrode can be further preferably suppressed due to the presence of the other double-sided electrode.
  • the “plurality” of the other double-sided electrode is particularly advantageous because the warpage stress that may occur in the single-sided electrode can be further suppressed.
  • the manufacturing method of the present invention includes locally curving the elongated separator-equipped electrode 100 extending in one direction.
  • the manufacturing method of the present invention is characterized in that only the separator 50 is positioned in the portion 101 where the elongated separator-equipped electrode 100 is locally curved (see FIG. 3).
  • the electrode material layer for example, the negative electrode material layer 12B
  • the current collector for example, the negative electrode current collector 11B
  • the electrode with separator 100 is viewed as a whole, only the separator 50 included in the electrode with separator 100 will form a continuous form as a whole.
  • the electrode material layer (for example, the negative electrode material layer 12B) is not present in the curved portion 101 of the separator-attached electrode 100, local cracking of the electrode material layer in the curved portion 101 is caused due to this. It is possible to preferably suppress the occurrence of peeling and / or peeling. The details including the other technical effects are described below.
  • the electrode with separator 100 alternately has the non-curved portion 102 and the curved portion 101 continuous to the non-curved portion 102, and (ii) the non-curved portion
  • the elongated separator-equipped electrode 100 is locally curved (see FIG. 3) so that the electrode 102 and the other electrode (for example, the positive electrode 10A) are alternately disposed along the stacking direction. Also, and a portion 101 to the side 10A 1 and the curvature of the other electrode (e.g., cathode 10A) so as to face each other, to locally curved elongated separator with the electrode 100 (see FIG. 3).
  • the non-curved portion 102 formed by such local bending becomes the electrode material layer-formed portion of one electrode (for example, the negative electrode 10B), and is formed on both sides of the current collector of one electrode and the current collector. It will contain the electrode material layer.
  • an electrode material layer for example, the negative electrode material layer 12B
  • a current collector for example, the negative electrode current collector 11B
  • the elongated separator-equipped electrode 100 can be formed through the following steps (see FIGS. 4A (a) to 4B (a) and 4A (b) to 4B (b)).
  • the elongated separator-equipped electrode 100 can be formed.
  • a portion for example, an electrode tab
  • Each metal foil may be cut to form a plurality of one electrodes (without separators) (see FIG. 4A).
  • the electrode tabs 20B 1 is a moiety capable of connecting the leads are placed in the following locations.
  • the serpentine-shaped separator-attached electrode 100 is formed by locally bending it is taken as an example. Parts In this case, as a plurality of each electrode tab 20B 1 is and each electrode tab 20B 1 positioned in non-curved portions of the zigzag separator with the electrode 100 overlap with each other, comprising a plurality of one electrode before bending the electrode tabs 20B 1 is positioned in each of the.
  • the places where the electrode tabs are provided are not limited to the embodiment shown in FIG. 4A.
  • the aspect shown in FIG. 4B can be adopted.
  • substantially continuous, and subjected tabs 20B 2 such as to be positioned outside the side portion of the separator 50 in plan view on all sides of the current collector 11B May be done. That is, in the embodiment shown in FIG. 4B, a plurality of metal foils coated with the raw material of the electrode material layer 12B on a plurality of metal foils in the step (i) without cutting each metal foil is used. It may be one of the electrodes (without the separator). It should be noted that in this case, it is necessary to use a plurality of metal foils each having a width dimension larger than the width dimension of the separator 50.
  • the tab of the electrode with separator for example, in a serpentine shape after bending and the tab of the other short electrode, which extends in one direction, are used to prevent short circuit.
  • the tab of the electrode with separator are used to prevent short circuit.
  • the curved portion 101 is a portion where tensile stress may occur due to the curved form
  • the electrode material layer is not formed on the curved portion 101 in the manufacturing method of the present invention. Therefore, it is possible to suppress that a tensile stress is generated in the electrode material layer at the curved portion 101.
  • By suppressing the generation of the tensile stress to the electrode material layer it is possible to preferably suppress the generation of local cracking and / or peeling of the electrode material layer at the curved portion 101. Thereby, it becomes possible to suppress generation
  • the volume of the electrode is the electrode material layer and the current collector as a whole. Are reduced as compared to the case where the curved portion 101 is also provided. From another point of view, it can be said that the separator 50 is a non-rigid material due to its material characteristics, so the thickness of the curved portion 101 is relatively reduced by the absence of the electrode material layer and the current collector. Is possible.
  • the present invention it is possible to provide a predetermined battery capacity even without the electrode material layer (for example, the negative electrode material layer) in the curved portion 101 . Therefore, if it is possible to reduce the volume or thickness of the separator-equipped electrode 100 as a whole, it is possible to increase the battery capacity per unit volume due to this. That is, it is possible to further improve the energy density of the battery due to the increase of the battery capacity per unit volume.
  • the electrode material layer for example, the negative electrode material layer
  • the separator 50 is positioned in the portion 101 where the elongated separator-equipped electrode 100 is locally curved.
  • the electrolyte sealed in the outer battery of the secondary battery is curved due to the separator 50 being a porous or microporous insulating member.
  • the holes or pores of the separator 50 located in the portion 101 make it possible to pass suitably. This makes it possible to further improve the impregnation of the electrolytic solution into the separator 50 due to the more preferable passage of the electrolytic solution.
  • the production method of the present invention may adopt the following embodiments.
  • the manufacturing method of the present invention is characterized in that only the separator 50 is positioned in the portion 101 where the elongated separator-equipped electrode 100 is locally curved (see FIG. 3). Based on this feature, for example, the embodiments shown in FIGS. 5 and 6 may be adopted.
  • FIG. 5 and FIG. 6 show the non-curved portion 102 in a simplified manner, in detail, the non-curved portion 102 is a separator positioned on one of the electrodes (eg, the negative electrode 10B) and both major surfaces of the electrode It has a structure of 50.
  • the one electrode (for example, the negative electrode 10B) includes a current collector (for example, a negative electrode current collector) and an electrode material layer (for example, a negative electrode material layer) formed on at least one principal surface of the current collector.
  • a current collector for example, a negative electrode current collector
  • an electrode material layer for example, a negative electrode material layer
  • the non-curved portions 102 of the separator-equipped electrode 100 and the other electrode (for example, the positive electrode 10A) can be alternately arranged along the stacking direction.
  • the electrode assembly in which a plurality of electrode configuration layers including the positive electrode 10A, the negative electrode 10B, and the separator 50 between the positive electrode 10A and the negative electrode 10B are stacked.
  • the separator 50 is a porous member. Therefore, the position of the negative electrode material layer located below the separator 50 can be determined through the hole of the separator 50 which is a component of the non-curved portion 102 of the electrode that can be formed after meandering the elongated separator-equipped electrode 100. It is possible to confirm suitably. Further, in the present invention, only the separator 50 is present in the curved portion 101 located between the one non-curved portion 102 and the other non-curved portion 102 which are close to each other, and the current collector and the electrode material layer are present. do not do. Therefore, it is possible to clearly find the boundary region between the electrode material layer in the non-curved portion 102 and the separator 50 of the curved portion 101.
  • the other electrode for example, the positive electrode 10A
  • the other electrode can be suitably positioned in a region approximately immediately above the negative electrode layer of the non-curved portion 102. It is. That is, it is possible to preferably suppress the positional deviation of the other electrode.
  • the production method of the present invention preferably adopts the following aspect.
  • an electrode assembly 200 having the following features (see FIG. 2B). -As the outermost layer electrode which is a component of the obtained electrode assembly 200, the other electrode 10A of the single-sided electrode structure extending only in one direction is not positioned. -On the other hand, as the outermost layer electrode which is a component of the obtained electrode assembly 200, the electrode 10B of the single-sided electrode structure which is a component of the separator-equipped electrode 100 is positioned. Specifically, a portion to be the non-curved portion 102 ⁇ of the separator-equipped electrode 100 (a portion located on the most terminal side of the separator-equipped electrode 100) obtained through the following steps (1) and (2) Do.
  • the raw material of the electrode material layer is coated on both main surfaces of a plurality of metal foils which are current collectors separated from each other to form a plurality of one electrodes of a double-sided electrode structure, and The raw material of the electrode material layer is locally coated only on one main surface of the metal foil to form one electrode of a single-sided electrode structure (see FIG. 4C).
  • one electrode of the single-sided electrode structure is formed adjacent to a portion where one electrode of the double-sided electrode structure to be formed in the end region in the obtained separator-equipped electrode 100 is formed.
  • a long (or sheet) separator-attached electrode 100 is obtained.
  • “to form one electrode of the single-sided electrode structure adjacent to the portion where one electrode of the double-sided electrode structure is formed” is a component of the obtained elongated separator-equipped electrode 100.
  • it means forming an electrode 10B of a single-sided electrode structure that is disposed in the closest proximity to the electrode 10B of the double-sided electrode structure located on the most end side of the elongated separator-equipped electrode 100.
  • each electrode tab 20B 1 is positioned in and so that each electrode tab 20B 1 overlap each other, may the electrode tabs 20B 1 is positioned in each portion comprising a plurality of one electrode before bending.
  • the elongated separator-attached electrode 100 is wound in one direction, and then the separator-attached electrode 100 wound in one direction is serpentine (see FIG. 2B).
  • one elongated separator-equipped electrode 100 is arranged such that one electrode of the single-sided electrode structure is positioned in the outermost region of the electrode assembly 200 configured of the separator-equipped electrode 100 and the other electrode. Wind in the direction. Subsequently, the winding / meandering of the elongated separator-equipped electrode 100 and the placement of the other electrode on the non-curved portion 102 of the separator-equipped electrode 100 formed at the time of winding / meandering are alternately repeated. Thereby, the non-curved portion 102 of the separator-equipped electrode 100 and the other electrode can form an electrode assembly 200 alternately arranged along the stacking direction.
  • a single separator-equipped electrode 100 has a plurality of electrodes disposed apart from each other as its component, and of the plurality of electrodes, a double-sided electrode is provided at the most terminal part of the separator-equipped electrode 100. Are disposed, while the single-sided electrode is spaced apart at a portion closest to the most end portion of the separator-equipped electrode 100. More specifically, the single-sided electrode which is a component of the single separator-equipped electrode 100 is positioned between at least one double-sided electrode and the other double-sided electrode. Therefore, at the time of the heat treatment at the time of manufacture of the single electrode with separator 100, at least the double-sided electrode which is hard to generate the warp stress is located on both sides of the part to be the single-sided electrode.
  • the portion to be the single-sided electrode in the elongated separator-attached electrode 100 is positioned in the outermost region of the electrode assembly 200, the portion between the double-sided electrode in the inner region of the electrode assembly 200 is not
  • the single-sided electrode can be suitably bonded as a whole. Therefore, the single-sided electrode as the outermost layer electrode can preferably function as a component of the electrode assembly 200.
  • the “other” in the separator-equipped electrode 100 obtained in the process of the above (1) It is preferable to form one electrode of a single-sided electrode structure adjacent to a position where one electrode of the double-sided electrode structure formed in the end region is to be formed.
  • the secondary battery according to an embodiment of the present invention can be used in various fields where power storage is assumed.
  • the secondary battery according to one embodiment of the present invention, in particular, the non-aqueous electrolyte secondary battery is, by way of example only, in the field of electricity, information and communication in which mobile devices and the like are used (for example, mobile phones, smartphones, notebooks) Mobile devices such as personal computers, digital cameras, activity meters, arm computers, and electronic papers), home and small industrial applications (for example, electric tools, golf carts, fields of home / care and industrial robots), large Industrial applications (eg, fork lifts, elevators, harbor cranes), transportation systems (eg, hybrid vehicles, electric cars, buses, trains, electrically assisted bicycles, electric motorcycles, etc.) Fields such as power generation, road conditioners, smart grids, and general household installed storage systems , Medical applications (medical devices such as earphone hearing aids), medical applications (fields such as dose management system), IoT fields, and space / deep sea applications (for example, fields such as space
  • electrode assembly 100 100 'electrode with separator 101, 101' curved portion 102, 102 ⁇ , 102 ⁇ of electrode with separator non-curved portion 50 of electrode with separator 50, 50 'separator 10A, 10A' positive electrode (other electrode) 10A 1 side of positive electrode (side of other electrode) 10B, 10B 'negative electrode (one electrode) 11A, 11A 'Positive electrode current collector 11B, 11B' Negative electrode current collector 12A, 12A 'Positive electrode material layer 12B, 12B' Negative electrode material layer 20B 1 Electrode tab ⁇ 'Cracked portion of electrode material layer in curved portion of electrode with separator X Winding area Y meandering area

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Abstract

湾曲部分を有するセパレータ付電極にて、局所的な電極材層の割れおよび／または剥離を好適に抑制可能な二次電池が提供される。本発明に係る二次電池では、一方の電極およびセパレータが一体構造を成す単一のセパレータ付電極と、一方の電極とは極性の異なる少なくとも２つの他方の電極と、を備える二次電池であって、セパレータ付電極が非湾曲部分および非湾曲部分に連続する湾曲部分を交互に有し、非湾曲部分と他方の電極とが積層方向に沿って交互に配置され、および湾曲部分が、湾曲したセパレータのみを有する。

Description

二次電池および二次電池の製造方法
　本発明は、二次電池および二次電池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、薄型化および／または小型化であって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および特許文献２には、一方の電極およびセパレータが一体構造を成す単一のセパレータ付電極と、当該一方の電極とは極性の異なる少なくとも２つの他方の電極とを組み合わせた二次電池が示されている。一態様では、当該セパレータ付電極は、全体として連続した蛇行構造（すなわち、つづら折り構造）を有する（特許文献１参照）。又、別態様では、当該セパレータ付電極は、全体として少なくとも２つの他方の電極に対して連続した巻付け構造を有する（特許文献２参照）。
特開２０１４－１０３０８２号公報 特開２０１３－５２４４３１号公報
　本願発明者らは、セパレータ付電極が、全体として連続した蛇行構造（すなわち、つづら折り構造）を有する場合、および/または全体として少なくとも２つの他方の電極に対して連続した巻付け構造を有する場合に以下の問題が生じ得ることを見出した（図８参照）。
　以下、セパレータ付電極１００’が全体として連続した蛇行構造を有する場合を例に採る。この場合、セパレータ付電極１００’が蛇行構造を有することに起因して、セパレータ付電極１００’は局所的に湾曲部分１０１’を有し得る。当該湾曲部分１０１’は湾曲形態をなしているため、それに起因して、湾曲部分１０１’に位置するセパレータ付電極１００’の構成要素であるセパレータ５０’および電極（例えば負極１０Ｂ’）が湾曲形態を有することとなる。より具体的には、湾曲部分１０１’に位置するセパレータ５０’、並びに電極（例えば負極１０Ｂ’）の構成要素である集電体（例えば負極集電体１１Ｂ’）および電極材層（例えば負極材層１２Ｂ’）が湾曲形態を有することとなる。
　湾曲部分１０１’に位置する電極材層（例えば負極材層１２Ｂ’）が湾曲形態を有すると、当該形態に起因して湾曲部分１０１’に位置する電極材層に引張応力が生じ得る。かかる応力の発生は、発生箇所を起点として電極材層に割れが生じたり、および/または電極材層の局所的な剥離が生じたりすることにつながり得る。そのため、電極材層の割れ部分α’および/または電極材層の剥離部分を起点として、電圧印加時に短絡が生じる虞がある。そのため、割れ部分α’および/または剥離部分を有する電極材層を備えた電極は、二次電池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為されたものである。即ち、本発明の主たる目的は、湾曲部分を有するセパレータ付電極にて、局所的な電極材層の割れおよび／または剥離を好適に抑制可能な二次電池およびその製造方法を提供することである。
　上記目的を達成するために、本発明の一実施形態では、
一方の電極およびセパレータが一体構造を成す単一のセパレータ付電極と、該一方の電極とは極性の異なる少なくとも２つの他方の電極と、を備える二次電池であって、
　前記セパレータ付電極が非湾曲部分および該非湾曲部分に連続する湾曲部分を交互に有し、該非湾曲部分と前記他方の電極とが積層方向に沿って交互に配置され、および　　
前記湾曲部分が、湾曲した前記セパレータのみを有する、二次電池が提供される。
　又、上記目的を達成するために、本発明の一実施形態では、
　一方の電極およびセパレータが一体構造を成す単一のセパレータ付電極と、該一方の電極とは極性の異なる少なくとも２つの他方の電極と、を備える二次電池の製造方法であって、
　一方向に延在する長尺状の前記セパレータ付電極を局所的に湾曲させること
を含み、
　前記長尺状の前記セパレータ付電極を局所的に湾曲させる部分に、前記セパレータのみを位置付ける、製造方法が提供される。
　本発明の一実施形態によれば、湾曲部分を有するセパレータ付電極にて、局所的な電極材層の割れおよび／または剥離を好適に抑制可能である。
図１は、湾曲部分を有するセパレータ付電極を備えた電極組立体の模式図である。 図２Ａは、蛇行形態をなすセパレータ付電極を備えた電極組立体の模式図である。 図２Ｂは、一方向に巻回された形態および蛇行形態の組み合わせから成るセパレータ付電極を備えた電極組立体の模式図である。 図３は、長尺状のセパレータ付電極を局所的に湾曲させる態様の模式図である。 図４Ａは、長尺状のセパレータ付電極を形成する一態様の模式図である。 図４Ｂは、長尺状のセパレータ付電極を形成する別態様の模式図である。 図４Ｃは、長尺状のセパレータ付電極を形成する更に別態様の模式図である。 図５は、蛇行形態をなすセパレータ付電極を備えた電極組立体の形成開始時の態様の模式図である。 図６は、蛇行形態をなすセパレータ付電極を備えた電極組立体の形成途中の態様の模式図である。 図７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８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「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を備えた構造であり得る。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、正極は、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、負極は、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、正極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、負極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、正極は、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７参照）、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７参照）、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、ポリフッ化ビニリデン、ビニリデンフルオライド－ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビニリデンフルオライド－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。より好適な態様では正極材層１２Ａのバインダーはポリフッ化ビニリデンであり、また、別のより好適な態様では正極材層１２Ａの導電助剤はカーボンブラックである。さらに好適な態様では、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る。
　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。より好適な態様では負極材層１２Ｂの負極活物質が人造黒鉛となっている。
　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。より好適な実施態様では負極材層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る。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。
　さらに好適な態様では、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る。
　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、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剤としては、ポリフッ化ビニリデン、アクリル系接着剤等が挙げられる。
　電解質は電極（正極１０Ａ・負極１０Ｂ）から放出された金属イオンの移動を助力する。電解質は有機電解質および有機溶媒などの“非水系”の溶媒と、溶質とを含む電解質であっても、または水を含む“水系”の電解質であってもよい。二次電池は、電解質として“非水系”の電解質が用いられた非水電解質二次電池が好ましい。電解質は液体状またはゲル状などの形態を有し得る（なお、本明細書において“液体状”の非水電解質は「非水電解質液」とも称される）。
　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。好適な態様では、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ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４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ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４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］
　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について説明する。
　本願発明者は、湾曲部分を有するセパレータ付電極にて、局所的な電極材層の割れおよび／または剥離を好適に抑制するための対応策について鋭意検討した。その結果、本発明の二次電池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「セパレータ付電極」とは、電極の主面にセパレータが接着されて、電極とセパレータとが一体構造となっているものを指す。本明細書でいう「非湾曲部分および湾曲部分を交互に有するセパレータ付電極」とは、所定間隔を置いて湾曲部分が形成されたセパレータ付電極であって、完成物である電極組立体の構成要素となるものを指す。本明細書でいう「一方向に延在する長尺状のセパレータ付電極」とは、電極組立体の製造途中で用いられるセパレータ付電極であって、長手軸に沿って一方向に延在する相対的に長さ寸法の大きいものを指す。
　本明細書でいう「セパレータ付電極の非湾曲部分」とは、セパレータ付電極の構成要素であって湾曲していない部分を指し、例えば一方向に直線状に延在する部分を指す。又、本明細書でいう「セパレータ付電極の非湾曲部分」とは、セパレータ付電極の一方の湾曲部分と他方の湾曲部分との間に位置し、各湾曲部分の端部と連続するよう構成されているものを指す。本明細書でいう「セパレータ付電極の湾曲部分」とは、セパレータ付電極の構成要素であって湾曲形態を成す部分を指し、例えば断面視で半円状、半楕円状の形態を成す部分を指す。本明細書でいう「一方の電極」とは、セパレータ付電極の構成要素である電極を指す。本明細書でいう「他方の電極」とは、セパレータ付電極に含まれる電極とは極性が異なり、かつセパレータ付電極と比べて相対的に短尺で一方向にのみ延在する電極を指す。本明細書でいう「他方の電極の側部」とは、積層方向に沿って正極の主面および負極の主面がセパレータを挟んで相互に対向するよう積層されている場合における、電極の露出端面を指す。
　本明細書でいう「電極材層の非形成部分／集電体の非形成部分」とは、電極材層が形成されていない部分／集電体が形成されていない部分を指す。本明細書でいう「セパレータが蛇行形態をなす」とは、断面視又は平面視でセパレータが蛇のように左に右に曲がりくねっている形態、ジグザグ形態、又はつづら折りの形態をなすことを意味する。本明細書でいう「一方向に延在する長尺状のセパレータ付電極を局所的に湾曲させること」とは、電極組立体の製造途中で、一方向に延在する長尺状のセパレータ付電極全体の中のある限られた部分を選択的に又は部分的に湾曲させることを指す。本明細書でいう「電極材層および集電体の非形成部分」とは、局所的に屈曲させる前の一方向に延在する長尺状のセパレータ付電極において、相互に対向するセパレータ間に電極材層および集電体が形成されていない部分又は存在しない部分を指す。本明細書でいう「セパレータのみが全体として連続する」とは、湾曲部分を含むセパレータ付電極を全体視した際において、セパレータの一端から他端までが途切れなくつながっていることを指す。
（本発明の基本的な技術的思想）
　本願発明者は、上記の対応策として、当該セパレータ付電極の湾曲部分にセパレータのみを供することを案出した。換言すれば、本発明は、当該セパレータ付電極の湾曲部分から、局所的な割れおよび／または剥離が生じ得る電極材層および集電体を除くことを案出した。つまり、本発明は、当該セパレータ付電極の湾曲部分に電極材層および集電体を非存在状態にするという技術的思想を有する。かかる技術的思想によれば、電極材層がセパレータ付電極の湾曲部分に存在しないため、これに起因して当該湾曲部分にて電極材層の局所的な割れおよび／または剥離の発生を好適に抑制することが可能となる。その他の技術的効果を含めた詳細な事項については下述する。
　以下、図面を用いて本発明について具体的に説明する。
　図１は、湾曲部分１０１を有するセパレータ付電極１００を備えた電極組立体２００の模式図である。本発明の一実施形態に係る二次電池は、外装体内に電極組立体２００を有して成る。当該電極組立体２００は、複数の一方の電極（例えば負極１０Ｂ）およびセパレータ５０が一体構造を成す単一のセパレータ付電極１００と、一方の電極とは極性の異なる少なくとも２つの他方の電極（例えば正極１０Ａ）と、を備える。セパレータ付電極１００は、一方の電極（例えば負極１０Ｂ）と、当該電極を挟み込むように配置された相互に対向する２つのセパレータ５０とを備えている。他方の電極は、電極組立体２００の最外層領域を除き、集電体（例えば正極集電体１１Ａ）および当該集電体の両側に形成された電極材層（例えば正極材層１２Ａ）を含む。他方の電極は、電極組立体２００の最外層領域では、集電体（例えば正極集電体１１Ａ）および当該集電体の一方の側に形成された電極材層（例えば正極材層１２Ａ）を有する。
　セパレータ付電極１００は、非湾曲部分１０２および非湾曲部分１０２に連続する湾曲部分１０１を交互に有する構成となっている。当該非湾曲部分１０２は、一方の電極（例えば負極１０Ｂ）の電極材層形成部分となっている。具体的には、非湾曲部分１０２は、一方の電極の集電体（例えば負極集電体１１Ｂ）および当該集電体の両側に形成された電極材層（例えば負極材層１２Ｂ）を含む。一方、セパレータ付電極１００の湾曲部分１０１は、湾曲形態を成す一方、対向する他方の電極（例えば正極１０Ａ）には直接的に接しないように成っていてよい。
　電極組立体２００では、図１に示すように、セパレータ付電極１００の非湾曲部分１０２と他方の電極（例えば正極１０Ａ）とが積層方向に沿って交互に配置されている。具体的には、当該非湾曲部分１０２の主面領域と他方の電極の主面領域とが相互に対向接触するように、非湾曲部分１０２と他方の電極とが積層方向に沿って交互に配置されている。
本発明の二次電池の特徴部分
　本発明では、従来の態様と異なり、セパレータ付電極１００の湾曲部分１０１が、湾曲したセパレータのみを有する構造を採っている。当該構造が本発明の特徴部分である。この事は、当該湾曲部分１０１が、一方の電極の電極材層（例えば負極材層１２Ｂ）が形成されていない“電極材層非形成部分”および“集電体非形成部分”となる構造を採ることを意味する。つまり、この事は、湾曲部分１０１では、セパレータ付電極の構成要素である２つのセパレータ５０間に、セパレータ付電極の他の構成要素が存在しないことを意味する。又、当該湾曲部分１０１は、他方の電極（例えば正極１０Ａ）の側部１０Ａ１と当該湾曲部分１０１とが相互に対向する部分に位置付けられる。
　かかる点を踏まえてセパレータ付電極１００を全体的に見た場合、セパレータ付電極１００に含まれるセパレータ５０のみが全体として連続した形態をなすこととなる。一方、セパレータ付電極１００を全体的に見た場合、電極材層（例えば負極材層１２Ｂ）および集電体（例えば負極集電体１１Ｂ）は、セパレータ付電極１００内の交互に形成される非湾曲部分１０２に位置付けられているため、全体として断続した形態をなすこととなる。
　当該湾曲部分１０１はその形態に起因して引張応力が生じ得る部分であると言えるところ、本発明では、当該湾曲部分１０１に電極材層が形成されていないため、電極材層に引張応力が生じることを抑制することが可能である。そのため、電極材層に対する引張応力の発生抑制により、当該湾曲部分１０１にて電極材層の局所的な割れおよび／または剥離の発生を好適に抑制することが可能となる。そのため、電極材層の割れ部分および/または電極材層の剥離部分を起点とした電圧印加時に短絡の発生を好適に抑制することが可能となる。かかる短絡発生の抑制に起因して、セパレータ付電極１００に含まれる電極（例えば負極１０Ｂ）は全体として二次電池の構成要素として好適に機能し得る。その結果、本発明の二次電池は、所望の電池特性を好適に発揮することが可能となる。
　上述のように、電極組立体２００において、セパレータ付電極１００の非湾曲部分１０２と他方の電極（例えば正極１０Ａ）とは積層方向に沿って交互に配置されている。非湾曲部分１０２は、一方の電極（例えば負極１０Ｂ）および当該電極の両主面に位置付けられたセパレータ５０を備える構造となっている。セパレータ付電極１００の非湾曲部分１０２においては、一方の電極（例えば負極１０Ｂ）は、集電体（例えば負極集電体１１Ｂ）および当該集電体の両側に形成された電極材層（例えば負極材層１２Ｂ）を備える構造となっている。以上の事からも、セパレータ５０を介して正極１０Ａと負極１０Ｂとが相互に対向する構成となっている。そのため、電解液を通じ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子の受け渡しを好適に行うことが可能である。つまり、電子の受け渡しを好適に行うためには、セパレータ５０を介して正極１０Ａと負極１０Ｂとが相互に対向する構成で足りる。この事は、セパレータ付電極１００の湾曲部分１０１に電極材層（例えば負極材層）がなくとも電子の受け渡しを好適に行うことができることを意味する。つまり、セパレータ付電極１００の湾曲部分１０１に電極材層（例えば負極材層）がなくとも、所定の電池容量を供することが可能である。
　セパレータ付電極１００の湾曲部分１０１に電極材層（例えば負極材層）がないと、電極、具体的には電極材層の容積は、全体として、電極材層が湾曲部分１０１にも供される場合と比べて減じられる。別の観点から言えば、図面上は詳細に示していないが、セパレータ５０はその材料特性に起因して非剛性材であると言えるため、電極材層が存在しない分、当該湾曲部分１０１の厚みを相対的に減じることが可能である。
　以上の事から、本発明では、湾曲部分１０１に電極材層（例えば負極材層）がなくとも、所定の電池容量を供することが可能である一方、全体としてセパレータ付電極１００の容積または厚みを減じることが可能である。この事は、単位容積当たりの電池容量が増大することを意味する。これにより、かかる単位容積当たりの電池容量増大に起因して、電池のエネルギー密度をより向上させることが可能である。又、湾曲部分１０１の厚みを減じることが可能であるため、電極組立体２００の寸法低減、ひいては外装体つまり二次電池の寸法低減も可能である。
　上述のように、本発明では、セパレータ付電極１００の湾曲部分１０１が、湾曲したセパレータのみを有する構造を採っている。つまり、湾曲部分１０１では、セパレータ付電極１００の構成要素である２つのセパレータ５０間に、セパレータ付電極の他の構成要素が存在しない。湾曲部分１０１に湾曲したセパレータ５０のみが供されていると、セパレータ５０が多孔性又は微多孔性の絶縁性部材であることに起因して、二次電池の外装体内に封入される電解液を、湾曲部分１０１に位置するセパレータ５０の孔又は微孔により好適に通過させることが可能となる。これにより、電解液のより好適な通過に起因して、セパレータ５０に対する電解液の含浸性をより向上させることが可能となる。その結果、電解液を通じて移動するリチウムイオンを、当該セパレータ５０を挟んで一方の側から他方の側へとより好適に通過させることが可能となる。つまり、正極１０Ａと負極１０Ｂとの間でリチウムイオンをより好適に移動させることが可能となる。これにより、正極１０Ａと負極１０Ｂとの間で電子の受け渡しをより好適に行うことができる。その結果、二次電池の充放電をより好適に行うことができる。
　本発明の一態様では、セパレータ付電極１００の連続するセパレータ５０は以下の形態をなしてよい。
　上述のように、本発明では、セパレータ付電極１００の湾曲部分１０１が、湾曲したセパレータのみを有する構造を採っている。かかる構造となるのであれば、セパレータ付電極１００の連続するセパレータ５０の形態は、特に限定されない。一例を挙げると、セパレータ５０のみが全体として蛇行形態をなしてよい（図２Ａ参照）。つまり、セパレータ５０のみが全体としてつづら折り構造を採り得る。より具体的には、「上述のセパレータ付電極１００は湾曲部分１０１と非湾曲部分１０２とが連続して交互に形成される構造を採っている」点と、「セパレータ付電極１００の構成要素であるセパレータ５０のみが全体として蛇行形態をなしている」点とを総合考慮すると、以下の形態を採ることとなる。すなわち、セパレータ５０のみが、湾曲部分と非湾曲部分とを交互に連続して形成しながら全体として蛇行形態をなしている。この事は、セパレータ５０が、湾曲部分のみを交互に連続して形成しながら全体として蛇行形態をなしているわけではないことを意味する。
　本発明の一態様では、連続するセパレータ５０は、以下の形態を採ることが好ましい（図２Ｂ参照）。
　具体的には、第１に、セパレータ付電極１００の構成要素であるセパレータ５０のみが、一方向に巻回された形態をなす部分Ｘと、当該部分Ｘに連続する蛇行形態をなす部分Ｙとを有して成り、かつ当該部分Ｘが、電極組立体の最外側領域に位置付けられる。この事は、電極組立体の最外側領域には、セパレータ付電極１００と比べて相対的に短尺で一方向にのみ延在する他方の電極（例えば正極１０Ａ）が位置付けられていない事を意味する。
　第２に、当該部分Ｘを全体視した場合に、セパレータ付電極１００の最末端側に位置する非湾曲部分１０２αが他方の電極（例えば正極１０Ａ）同士間に挟まれて位置付けられている。本態様では、当該非湾曲部分１０２αは、集電体１１Ｂと当該集電体１１Ｂの両側主面に形成された電極材層１２Ｂを備えている。すなわち、セパレータ付電極１００の最末端側に位置する非湾曲部分１０２αでは、両面電極構造が採られている。その一方で、セパレータ付電極１００の最末端側に位置する非湾曲部分１０２αの少なくとも１つ手前の非湾曲部分１０２βが、電極組立体２００の最外側領域に位置付けられている。本態様では、当該非湾曲部分１０２βは、集電体１１Ｂと当該集電体１１Ｂの片側主面にのみ形成された電極材層１２Ｂを備えている。すなわち、セパレータ付電極１００の非湾曲部分１０２βでは、“片面電極構造”が採られている。
　ここで、電極組立体２００の最外層領域における電極は、一方向に延在する片面電極構造（集電体および当該集電体の一方の主面にのみ形成された電極材層を備える構造）を採ることが一般的に多い。しかしながら、かかる構造では、以下の問題が生じ得る。
　具体的には、電極組立体の最外層領域に位置する電極は、一方向に延在する集電体の一方の主面にのみ電極材層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。集電体は主として金属箔、すなわち金属部材から構成される一方、電極材層は、主として活物質およびバインダー（例えば高分子系化合物）を含む。つまり、集電体と電極材層とでは、その構成材料の種類が相互に異なる。かかる集電体と電極材層との材料の種類の違いは、所望の密度を有する最外層電極を得るための加圧処理を施す際において、集電体と電極材層の伸張度の違いにつながり得る。そのため、その伸張度の違いに起因して、最外層に位置付ける電極（片面電極に相当）を得るための加圧処理時に電極材は集電体よりも相対的に大きく伸張し、その結果として最外層に位置付ける電極には反り応力が生じ易くなる。かかる反り応力の発生は、最外層に位置付ける電極の反りにつながり得る。最外層に位置付ける電極の反りは、電極組立体２００の構成時に、内側領域の電極（両面電極に相当）との間に位置付けるセパレータに最外層に位置付ける電極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、最外層の電極が電極組立体２００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２００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。
　この点につき、上述のように、本態様では、（１）最外層電極として、一方向にのみ延在する片面電極構造の他方の電極（例えば正極１０Ａ）が位置付けられていない。この事は、上記の反りが生じ易い電極が電極組立体２００の最外層領域に存在していないことを意味する。
　又、本態様では、（２）非湾曲部分１０２αとなる部分（セパレータ付電極１００の最末端側に位置する部分）では、両面電極構造が採られている一方で、電極組立体２００の最外側領域に位置付けられる非湾曲部分１０２β（セパレータ付電極１００の最末端側に位置する非湾曲部分１０２αの少なくとも１つ手前の部分）では“片面電極構造”が採られている。すなわち、単一のセパレータ付電極１００が、その構成要素として相互に離隔して配置された電極を複数有し、当該複数の電極のうち、セパレータ付電極１００の最末端部分には両面電極が配置される一方、セパレータ付電極１００の最末端部分に最近接する部分には片面電極が配置される。より具体的には、単一のセパレータ付電極１００の構成要素である片面電極は、一方の両面電極と他方の両面電極との間に位置付けられる。そのため、単一のセパレータ付電極１００の製造時の加熱処理の際に、片面電極となる部分の両側に、反り応力が生じにくい両面電極が少なくとも位置しているため、両面電極間に位置する片面電極に生じ得る反り応力を抑制することが可能となる。そのため、長尺状のセパレータ付電極１００のうち片面電極となる部分が、電極組立体２００の最外側領域に位置付ける場合においても、電極組立体２００の内側領域の両面電極との間のセパレータに当該片面電極を全体として好適に接着可能となる。そのため、最外層電極としての片面電極が電極組立体２００の構成要素として好適に機能し得る。その結果、全体として当該電極組立体２００を含む二次電池は、所望の電池特性を好適に発揮可能となる。
　なお、本態様は以下の点でより好ましい。具体的には、既述のセパレータ付電極１００が全体として蛇行形態をなす場合において、セパレータ付電極１００の最外側領域の非湾曲部分に片面電極を形成することが可能である。この場合、反り応力発生の直接の発生原因となる一方向に延在する短尺の他方の電極が位置付けられない点では効果的である。しかしながら、この場合、セパレータ付電極１００の最末端側の非湾曲部分に片面電極が位置付けられることとなるため、単一のセパレータ付電極１００の製造時の加熱処理の際に、片面電極となる部分の両側に、反り応力が生じにくい両面電極が位置するわけではない。これに対して、本態様では、上述のように、片面電極が、長尺状のセパレータ付電極１００の最末端の一方の両面電極と他方の両面電極との間に位置付けられるため、当該片面電極にて生じ易い反り応力を、当該片面電極の両側に位置する反り応力が生じにくい両面電極によって効果的に抑えることが可能となる。以上の事から、本態様は、片面電極に生じ得る反り応力をより好適に抑制し得る点で有利である。なお、セパレータ付電極１００において、片面電極が、長尺状のセパレータ付電極１００の最末端の一方の両面電極と“複数”の他方の両面電極との間に位置付けられる場合、反り応力が生じにくい他方の両面電極が“複数”存在することに起因して、片面電極に生じ得る反り応力を更により好適に抑制し得る。この点において、他方の両面電極が“複数”存在することは、片面電極に生じ得る反り応力を更に抑止し得るため特に有利である。
［本発明の二次電池の製造方法］
　以下、本発明の二次電池の製造方法について説明する。具体的には、上記の特徴を有する単一のセパレータ付電極（一方の電極およびセパレータが一体構造を成すもの）と、少なくとも２つの他方の電極と、を備える二次電池の製造方法について説明する。
　下記で詳述するが、本発明の製造方法は、一方向に延在する長尺状のセパレータ付電極１００を局所的に湾曲させることを含む。特に、本発明の製造方法は、長尺状のセパレータ付電極１００を局所的に湾曲させる部分１０１にセパレータ５０のみを位置付けることを特徴とする（図３参照）。換言すれば、長尺状のセパレータ付電極１００を局所的に湾曲させる部分１０１には、電極材層（例えば負極材層１２Ｂ）および集電体（例えば負極集電体１１Ｂ）が存在しないこととなる。セパレータ付電極１００を全体的に見た場合、セパレータ付電極１００に含まれるセパレータ５０のみが全体として連続形態を成すこととなる。
　本発明の製造方法では、電極材層（例えば負極材層１２Ｂ）がセパレータ付電極１００の湾曲部分１０１に存在しないため、これに起因して当該湾曲部分１０１にて電極材層の局所的な割れおよび／または剥離の発生を好適に抑制することが可能となる。その他の技術的効果を含めた詳細な事項については下述する。
　より具体的には、本発明の製造方法では、「（ｉ）セパレータ付電極１００が非湾曲部分１０２および非湾曲部分１０２に連続する湾曲部分１０１を交互に有し、かつ（ｉｉ）非湾曲部分１０２と他方の電極（例えば正極１０Ａ）とが積層方向に沿って交互に配置されるように」長尺状のセパレータ付電極１００を局所的に湾曲させる（図３参照）。又、他方の電極（例えば正極１０Ａ）の側部１０Ａ１と当該湾曲させる部分１０１とが相互に対向するように、長尺状のセパレータ付電極１００を局所的に湾曲させる（図３参照）。つまり、かかる局所的な湾曲により形成される非湾曲部分１０２は、一方の電極（例えば負極１０Ｂ）の電極材層形成部分となり、一方の電極の集電体および集電体の両側に形成された電極材層を含むこととなる。一方、長尺状のセパレータ付電極１００を局所的に湾曲させる部分１０１（湾曲部分に相当）には、電極材層（例えば負極材層１２Ｂ）および集電体（例えば負極集電体１１Ｂ）が存在しないこととなる。
　なお、上記の長尺状のセパレータ付電極１００は、以下工程を経て形成することができる（図４Ａ（ａ）～図４Ｂ（ａ）および図４Ａ（ｂ）～図４Ｂ（ｂ）参照）。
　具体的には、長尺状のセパレータ付電極１００を局所的に湾曲させることに先立ち、（ｉ）相互に離隔した複数の集電体１１Ｂとなる金属箔の少なくとも一方の主面に電極材層１２Ｂの原料を各々塗工すること、および（ｉｉ）電極材層１２Ｂを挟み込むようにセパレータ５０を熱圧着することを経る。以上により、長尺状のセパレータ付電極１００を形成することができる。なお、上記（ｉ）の工程では、より具体的には、電極材層１２Ｂの原料を複数の金属箔に各々塗工した後、集電体１１Ｂおよびリードと接続し得る部分（例えば電極タブ）を各々形成するように各金属箔を切断して、複数の一方の電極（セパレータ無し）を形成してよい（図４Ａ参照）。
　図４Ａに示す態様では、リードと接続し得る部分である電極タブ２０Ｂ１は、以下の箇所に設置される。長尺状のセパレータ付電極１００を形成した後、局所的に湾曲させてつづら折り状のセパレータ付電極１００を形成する場合を例に採る。この場合、つづら折り状のセパレータ付電極１００の複数の非湾曲部分の各々に電極タブ２０Ｂ１が位置付けられかつ各電極タブ２０Ｂ１が相互に重なり合うように、湾曲前の複数の一方の電極となる部分の各々に当該電極タブ２０Ｂ１が位置付けられる。
　電極タブが設置される箇所は、図４Ａに示す態様に限定されない。例えば、図４Ｂに示す態様を採り得る。具体的には、図４Ｂに示すように、集電体１１Ｂの側部の全てに実質的に連続し、かつ平面視でセパレータ５０の側部よりも外側に位置するようなタブ２０Ｂ２が供されてよい。つまり、図４Ｂに示す態様では、上記（ｉ）の工程にて、各金属箔の切断処理を行うことなく、電極材層１２Ｂの原料を複数の金属箔に各々塗工したものを、複数の一方の電極（セパレータ無し）としてよい。この場合、セパレータ５０の幅寸法よりも大きい幅寸法を有する複数の金属箔を各々用いる必要があることに留意する。
　なお、図４Ａおよび図４Ｂのいずれの態様においても、湾曲後の例えばつづら折り状のセパレータ付電極のタブと、一方向にのみ延在する短尺状の他方の電極のタブとは、短絡防止の観点から相互に重なり合わないように位置付けられることが好ましい。
　当該湾曲させる部分１０１はその湾曲形態に起因して引張応力が生じ得る部分であると言えるところ、本発明の製造方法では、当該湾曲させる部分１０１に電極材層を形成しない。そのため、当該湾曲させる部分１０１にて、電極材層に引張応力が生じることを抑制することが可能である。かかる電極材層に対する引張応力の発生抑制により、湾曲させる部分１０１にて電極材層の局所的な割れおよび／または剥離の発生を好適に抑制することが可能となる。これにより、電極材層の割れ部分および/または電極材層の剥離部分を起点として、電圧印加時に短絡の発生を好適に抑制することが可能となる。
　セパレータ付電極１００の湾曲させる部分１０１に電極材層（例えば負極材層１２Ｂ）および集電体（例えば負極集電体１１Ｂ）がないと、電極の容積は、全体として電極材層および集電体が湾曲部分１０１にも供される場合と比べて減じられる。別の観点から言えば、セパレータ５０はその材料特性に起因して非剛性材であると言えるため、電極材層および集電体が存在しない分当該湾曲させる部分１０１の厚みを相対的に減じることが可能である。本発明の二次電池の特徴部分の欄にて既に述べたように、本発明では湾曲部分１０１に電極材層（例えば負極材層）がなくとも、所定の電池容量を供することが可能である。そのため、全体としてセパレータ付電極１００の容積または厚みを減じることが可能であると、これに起因して単位容積当たりの電池容量を増大させることが可能である。つまり、かかる単位容積当たりの電池容量増大に起因して、電池のエネルギー密度をより向上させることが可能である。
　又、本発明の製造方法は、長尺状のセパレータ付電極１００を局所的に湾曲させる部分１０１にセパレータ５０のみを位置付ける。当該湾曲させる部分１０１にセパレータ５０のみを供する場合、セパレータ５０が多孔性又は微多孔性の絶縁性部材であることに起因して、二次電池の外装体内に封入される電解液を、湾曲させる部分１０１に位置するセパレータ５０の孔又は微孔により好適に通過させることが可能となる。これにより、電解液のより好適な通過に起因して、セパレータ５０に対する電解液の含浸性をより向上させることが可能となる。
　本発明の製造方法は、下記態様を採ってよい。
　本発明の製造方法は、長尺状のセパレータ付電極１００を局所的に湾曲させる部分１０１にセパレータ５０のみを位置付けることを特徴とする（図３参照）。かかる特徴を前提として、例えば図５および図６に示す態様が採られてよい。
　具体的には、長尺状のセパレータ付電極１００を蛇行させること、およびセパレータ付電極１００の非湾曲部分１０２に他方の電極（例えば正極１０Ａ）を配置することを交互に繰り返す（図５および図６参照）。図５および図６では、非湾曲部分１０２を簡略化して示しているが、詳細には、非湾曲部分１０２は、一方の電極（例えば負極１０Ｂ）および当該電極の両主面に位置付けられたセパレータ５０を備える構造となっている。当該一方の電極（例えば負極１０Ｂ）は、集電体（例えば負極集電体）および集電体の少なくとも一方の主面に形成された電極材層（例えば負極材層）を備える。かかる点を考慮すれば、より具体的には、長尺状のセパレータ付電極１００を蛇行させた後、蛇行により形成され得る当該電極の非湾曲部分１０２の構成要素である負極材層の略直上領域に他方の電極を配置する。
　上記工程の繰り返しにより、セパレータ付電極１００の非湾曲部分１０２および他方の電極（例えば正極１０Ａ）を積層方向に沿って交互に配置することができる。これにより、最終的に、正極１０Ａ、負極１０Ｂ、正極１０Ａと負極１０Ｂとの間のセパレータ５０を備えた電極構成層が複数積層された電極組立体を得ることが可能である。当該電極組立体を電解液と共に外装体内に封入すれば、最終的に本発明の二次電池を得ることができる。
　上述のように、セパレータ５０は多孔性部材である。そのため、長尺状のセパレータ付電極１００を蛇行させた後に形成され得る当該電極の非湾曲部分１０２の構成要素であるセパレータ５０の孔を通じて、当該セパレータ５０の下方に位置する負極材層の位置を好適に確認することが可能である。又、本発明では、相互に近接する一方の非湾曲部分１０２と他方の非湾曲部分１０２との間に位置する湾曲部分１０１にはセパレータ５０のみが存在し、集電体および電極材層は存在しない。そのため、非湾曲部分１０２内の電極材層と湾曲部分１０１のセパレータ５０との境界領域を明確に発見することが可能である。
　以上の事からも、当該非湾曲部分１０２に他方の電極（例えば正極１０Ａ）を配置する際に、非湾曲部分１０２の負極材層の略直上領域に当該他方の電極を好適に位置付けることが可能である。つまり、当該他方の電極の位置ずれを好適に抑制することが可能である。
　本発明の製造方法は、下記態様を採ることが好ましい。
　具体的には、本態様では、以下特徴を有する電極組立体２００を形成することが好ましい（図２Ｂ参照）。
・得られる電極組立体２００の構成要素である最外層電極として、一方向にのみ延在する片面電極構造の他方の電極１０Ａを位置付けない。
・その一方で、得られる電極組立体２００の構成要素である最外層電極として、セパレータ付電極１００の構成要素である片面電極構造の電極１０Ｂを位置付ける。具体的には、下記（１）および（２）の工程を経て得られるセパレータ付電極１００の非湾曲部分１０２αとなる部分（セパレータ付電極１００の最末端側に位置する部分）を両面電極構造とする。その一方で、電極組立体２００の最外側領域に位置付けるセパレータ付電極１００の非湾曲部分１０２β（セパレータ付電極１００の最末端側に位置する非湾曲部分１０２αの少なくとも１つ手前の部分）を“片面電極構造”とする。
　上記特徴を有する電極組立体を形成するために、以下工程を経ることが好ましい。
（１）相互に離隔した集電体となる複数の金属箔の両主面に電極材層の原料を塗工して両面電極構造の一方の電極を複数形成するのみならず、集電体となる金属箔の一方の主面にのみ電極材層の原料を局所的に塗工して片面電極構造の一方の電極を形成する（図４Ｃ参照）。特に、本態様では、得られるセパレータ付電極１００内の端部領域に形成する両面電極構造の一方の電極を形成する箇所に隣接して、片面電極構造の一方の電極の形成を行う。以上により、長尺状（又はシート状）のセパレータ付電極１００が得られる。なお、ここでいう「両面電極構造の一方の電極を形成する箇所に隣接して片面電極構造の一方の電極の形成を行う」とは、得られる長尺状のセパレータ付電極１００の構成要素である複数の電極のうち、当該長尺状のセパレータ付電極１００の最末端側に位置する両面電極構造の電極１０Ｂに最近接して離隔配置される片面電極構造の電極１０Ｂを形成することを意味する。
　特に限定されるものではないが、図４Ｃに示す態様では、例えば図４Ａに示す態様と同じように、下記（２）の工程を経て得られる湾曲後のセパレータ付電極１００の複数の非湾曲部分の各々に電極タブ２０Ｂ１が位置付けられかつ各電極タブ２０Ｂ１が相互に重なり合うように、湾曲前の複数の一方の電極となる部分の各々に当該電極タブ２０Ｂ１が位置付けられてよい。
（２）（１）の工程実施後、長尺状のセパレータ付電極１００を一方向に巻回させ、次いで、一方向に巻回させたセパレータ付電極１００を蛇行させる（図２Ｂ参照）。特に、本態様では、セパレータ付電極１００および他方の電極から構成される電極組立体２００の最外側領域に片面電極構造の一方の電極が位置付けられるように、長尺状のセパレータ付電極１００を一方向に巻回する。次いで、長尺状セパレータ付電極１００の巻回／蛇行することと、巻回／蛇行時に形成されるセパレータ付電極１００の非湾曲部分１０２に他方の電極を配置することとを交互に繰り返す。これにより、セパレータ付電極１００の非湾曲部分１０２および他方の電極が積層方向に沿って交互に配置された電極組立体２００を形成し得る。
　本態様では、単一のセパレータ付電極１００が、その構成要素として相互に離隔して配置される電極を複数有し、当該複数の電極のうち、セパレータ付電極１００の最末端部分には両面電極が配置される一方、セパレータ付電極１００の最末端部分に最近接する部分には片面電極が離隔配置される。より具体的には、単一のセパレータ付電極１００の構成要素である片面電極は、少なくとも一方の両面電極と他方の両面電極との間に位置付けられる。そのため、単一のセパレータ付電極１００の製造時の加熱処理の際に、片面電極となる部分の両側に、反り応力が生じにくい両面電極が少なくとも位置するため、両面電極間に位置する片面電極に生じ得る反り応力を抑制することが可能となる。よって、長尺状のセパレータ付電極１００のうち片面電極となる部分が、電極組立体２００の最外側領域に位置付ける場合においても、電極組立体２００の内側領域の両面電極との間のセパレータに当該片面電極を全体として好適に接着可能となる。それゆえ、最外層電極としての片面電極が電極組立体２００の構成要素として好適に機能し得る。
　一方の最外層電極のみならず他方の最外層電極も電極組立体２００の構成要素として好適に機能させる観点から、上記（１）の工程にて、得られるセパレータ付電極１００内の“他方”の端部領域に形成する両面電極構造の一方の電極を形成する箇所に隣接して、片面電極構造の一方の電極を形成することが好ましい。
　以上、本発明の一実施形態について説明してきたが、本発明の適用範囲のうちの典型例を例示したに過ぎない。従って、本発明はこれに限定されず、種々の改変がなされ得ることを当業者は容易に理解されよう。
　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、デジタルカメラ、活動量計、アームコンピューター、および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）、医療用途（イヤホン補聴器などの医療用機器分野）、医薬用途（服用管理システムなどの分野）、ＩｏＴ分野、ならびに、宇宙・深海用途（例えば、宇宙探査機、潜水調査船などの分野）に利用することができる。
２００　電極組立体
１００、１００’　セパレータ付電極
１０１、１０１’　セパレータ付電極の湾曲部分
１０２、１０２α、１０２β　セパレータ付電極の非湾曲部分
５０、５０’　　セパレータ
１０Ａ、１０Ａ’　正極（他方の電極）
１０Ａ１　正極の側部（他方の電極の側部）
１０Ｂ、１０Ｂ’　負極（一方の電極）
１１Ａ、１１Ａ’　正極集電体
１１Ｂ、１１Ｂ’　負極集電体
１２Ａ、１２Ａ’　正極材層
１２Ｂ、１２Ｂ’　負極材層
２０Ｂ１　電極タブ
α’　セパレータ付電極の湾曲部分における電極材層の割れ部分
Ｘ　巻回領域
Ｙ　蛇行領域

Claims (18)

  1. 　一方の電極およびセパレータが一体構造を成す単一のセパレータ付電極と、該一方の電極とは極性の異なる少なくとも２つの他方の電極と、を備える二次電池であって、
    　前記セパレータ付電極が非湾曲部分および該非湾曲部分に連続する湾曲部分を交互に有し、該非湾曲部分と前記他方の電極とが積層方向に沿って交互に配置され、および
    　前記湾曲部分が、湾曲した前記セパレータのみを有する、二次電池。
  2. 　前記セパレータ付電極に含まれる前記セパレータのみが全体として連続している、請求項１に記載の二次電池。
  3. 　前記セパレータ付電極の前記湾曲部分が、前記一方の電極の電極材層および集電体の非形成部分となっている、請求項１又は２に記載の二次電池。
  4. 　前記セパレータのみが全体として蛇行形態をなす、請求項１～３のいずれかに記載の二次電池。
  5. 　前記セパレータ付電極は、該セパレータ付電極の前記湾曲部分と前記非湾曲部分とにより、一方向に巻回された形態をなす巻回領域と該巻回領域に連続する蛇行形態をなす蛇行領域とを構成し、
    　前記巻回領域が、前記セパレータ付電極と前記他方の電極とから構成される電極組立体の最外側領域に位置付けられており、
    　片面電極構造を有する最外層電極が、前記セパレータ付電極の前記巻回領域の前記非湾曲部分に位置付けられる、請求項１～３のいずれかに記載の二次電池。
  6. 　前記他方の前記電極の少なくとも一方の側部と、前記セパレータ付電極の前記湾曲部分とが、相互に対向している、請求項１～５のいずれかに記載の二次電池。
  7. 　前記セパレータ付電極が相互に対向する２つの前記セパレータを有して成る、請求項１～６のいずれかに記載の二次電池。
  8. 　前記セパレータ付電極の前記非湾曲部分が、前記一方の電極の電極材層形成部分となっており、該一方の電極の前記集電体および該集電体の少なくとも一方の側に形成された電極材層を含む、請求項１～７のいずれかに記載の二次電池。
  9. 　前記一方の電極および前記他方の電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１～８のいずれかに記載の二次電池。
  10. 　一方の電極およびセパレータが一体構造を成す単一のセパレータ付電極と、該一方の電極とは極性の異なる少なくとも２つの他方の電極と、を備える二次電池の製造方法であって、
    　一方向に延在する長尺状の前記セパレータ付電極を局所的に湾曲させること
    を含み、
    　前記長尺状の前記セパレータ付電極を局所的に湾曲させる部分に、前記セパレータのみを位置付ける、製造方法。
  11. 　前記セパレータ付電極に含まれる前記セパレータのみが全体として連続する、請求項１０に記載の製造方法。
  12. 　前記セパレータ付電極が非湾曲部分および該非湾曲部分に連続する湾曲部分を交互に有し、かつ該非湾曲部分と前記他方の電極とが積層方向に沿って交互に配置されるように、前記長尺状の前記セパレータ付電極を局所的に湾曲させる、請求項１０又は１１に記載の製造方法。
  13. 　前記長尺状の前記セパレータ付電極を局所的に湾曲させることに先立ち、
    　相互に離隔した複数の集電体となる金属箔の少なくとも一方の主面に電極材層の原料を各々塗工すること、および
    　前記電極材層を挟み込むように前記セパレータを熱圧着して、前記長尺状のセパレータ付電極を形成すること
    を含む、請求項１０～１２のいずれかに記載の製造方法。
  14. 　前記長尺状の前記セパレータ付電極を局所的に湾曲させる部分が、前記電極材層および前記集電体の非形成部分である、請求項１３に記載の製造方法。
  15. 　前記セパレータ付電極の前記非湾曲部分が、前記一方の電極の電極材層形成部分であり、該一方の電極の前記集電体および該集電体の両側に形成された電極材層を含む、請求項１２に記載の製造方法。
  16. 　前記長尺状の前記セパレータ付電極を蛇行させること、および該セパレータ付電極の前記非湾曲部分に前記他方の電極を配置することを交互に繰り返して、該セパレータ付電極の該非湾曲部分および該他方の電極を積層方向に沿って交互に配置する、請求項１０～１５のいずれかに記載の製造方法。
  17. 　前記長尺状の前記セパレータ付電極を一方向に巻回させ、次いで該セパレータ付電極を蛇行させること、および前記巻回および前記蛇行時に形成される前記セパレータ付電極の前記非湾曲部分に前記他方の電極を配置することを交互に繰り返すことにより、該セパレータ付電極の該非湾曲部分および該他方の電極を積層方向に沿って交互に配置することを含み、
    　前記セパレータ付電極および前記他方の電極から構成される電極組立体の最外側領域に片面電極構造の前記一方の電極が位置付けられるように、前記長尺状の前記セパレータ付電極を一方向に巻回する、請求項１０～１５のいずれかに記載の製造方法。
  18. 　前記長尺状の前記セパレータ付電極の形成に際して、得られる該長尺状のセパレータ付電極の端部領域に形成する両面電極構造の一方の電極を形成する箇所に隣接して、片面電極構造の一方の電極の形成を行う、請求項１７に記載の製造方法。
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