WO2022101974A1 - 電池用電極群、蓄電池、組電池、電動車及び電池用電極群の製造方法 - Google Patents

電池用電極群、蓄電池、組電池、電動車及び電池用電極群の製造方法 Download PDF

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WO2022101974A1
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WO
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separator
positive electrode
battery
negative electrode
electrode group
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PCT/JP2020/041908
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智紀 武部
将典 村松
Original Assignee
昭和電工マテリアルズ株式会社
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    • H01M10/06—Lead-acid accumulators
    • H01M10/12—Construction or manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • 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 disclosure relates to a method for manufacturing a battery electrode group, a storage battery, an assembled battery, an electric vehicle, and a battery electrode group.
  • Patent Document 1 discloses a method for manufacturing an electrode plate containing a bag separator for a lead storage battery.
  • the negative electrode plate is sandwiched by bending the separator.
  • a bag-shaped separator for accommodating the negative electrode plate is provided by forming the welded portions at a plurality of locations on the separator.
  • a storage battery is formed by laminating a bag-shaped separator accommodating a negative electrode plate and a positive electrode plate.
  • the separator deteriorates over time due to the execution of charging and discharging.
  • a specific part of the separator may deteriorate and be damaged.
  • a short circuit between the positive electrode and the negative electrode may occur via the specific location.
  • An object of one aspect of the present disclosure is to provide a battery electrode group, a storage battery, an assembled battery, an electric vehicle, and a battery electrode group manufacturing method capable of suppressing the occurrence of a short circuit between a positive electrode and a negative electrode through a specific portion of a separator. be.
  • the battery electrode group according to one aspect of the present disclosure made based on this finding includes a positive electrode, a separator and a negative electrode which are sequentially overlapped in the first direction, and the positive electrode extends in the second direction orthogonal to the first direction.
  • the separator has a first base portion including a front surface facing the positive electrode in the first direction and a back surface facing the negative electrode in the first direction.
  • the first base portion is provided with a first protruding portion that protrudes from the back surface in the thickness direction of the separator, and the front surface has a contact portion that contacts the tube.
  • the positive electrode has a tube in which a current collector and a positive electrode active material are housed.
  • the positive electrode active material is less likely to come into direct contact with the separator as compared with the embodiment in which the paste containing the positive electrode active material is simply arranged on the current collector (paste type positive electrode).
  • the present inventors have found that even if a positive electrode having the above tube is used, when the separator has a contact portion in contact with the tube, the contact portion and its vicinity are likely to deteriorate over time. I found it.
  • the first base portion of the separator in the battery electrode group is provided with a first protruding portion that protrudes from the back surface in the thickness direction of the separator.
  • a first protruding portion By providing such a first protruding portion, the thickness of a part of the first base portion can be increased. Therefore, the contact portion in contact with the tube on the surface of the separator and its vicinity may be less likely to be damaged due to the presence of the first protrusion. Therefore, in the above aspect, it is possible to suppress the occurrence of a short circuit between the positive electrode and the negative electrode via the specific portion of the separator.
  • the first protrusion may overlap the portion of the tube closest to the first base in the first direction.
  • the contact portion and its vicinity are preferably less likely to be damaged due to the presence of the first protruding portion.
  • the first protruding portion may overlap the contact portion in the thickness direction.
  • the thickness of the separator overlapping the contact portion in the thickness direction can be surely increased, the contact portion and its vicinity are more preferably less likely to be damaged due to the presence of the first protruding portion.
  • the tube may have a tubular main body portion and a thick portion thicker than the tubular main body portion. In this case, since the cylindrical main body portion is less likely to come into contact with the surface of the first base portion, the proportion of the contact portion in the first base portion can be reduced.
  • the thick portion may overlap the contact portion in the thickness direction. In this case, it becomes difficult for the cylindrical main body portion to come into contact with the surface of the first base portion.
  • the thick portion may overlap the first protruding portion in the thickness direction. In this case, when the contact portion of the separator comes into contact with the thick portion, the contact portion and its vicinity are less likely to be damaged due to the presence of the first protruding portion.
  • the tube is a wound product of a strip-shaped base material
  • the thick portion may be a portion where a part of the strip-shaped base material and another part overlap.
  • the proportion of the thick portion in the tube can be reduced, the proportion of the contact portion in the first base portion can be further reduced.
  • the surface area of the thick part may be less than 50% of the surface area of the outer peripheral surface of the tube. In this case, the ratio of the tube and the separator in contact with each other can be reduced while ensuring the ionic conductivity in the tube.
  • the first base portion may be provided with a second protruding portion that protrudes from the surface in the thickness direction.
  • the region in contact with the tube in the first base portion can be reduced as compared with the case where the second protrusion is not provided on the surface.
  • the second protrusion includes a plurality of ribs that are periodically arranged in the second direction, and the plurality of ribs may be separated from each other. In this case, the region in contact with the tube in the first base portion can be further reduced.
  • the first base portion is provided with a plurality of first protrusions
  • the positive electrode has a plurality of tubes
  • the plurality of tubes are arranged in a third direction orthogonal to the first direction and the second direction
  • the surface thereof is: It has a plurality of contact portions, each of the plurality of contact portions may be in contact with at least one of the plurality of tubes and may overlap with at least one of the plurality of protrusions in the thickness direction.
  • each contact portion and its vicinity are preferably less likely to be damaged by any of the plurality of protrusions.
  • the battery electrode group further includes a positive electrode, a separator, and another negative electrode and another separator that overlap the negative electrode in the first direction, and the other separator has another surface facing the positive electrode in the first direction and a first. It has a second base portion including another back surface facing another negative electrode in the direction, and the second base portion is provided with a third protruding portion protruding from another back surface in the thickness direction of another separator. And another surface may have another contact with the tube. In this case, of the other surface of the second base portion, the other contact portion in contact with the tube and its vicinity may be less likely to be damaged due to the presence of the third protrusion. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a short circuit between the positive electrode and another negative electrode via a specific portion of another separator.
  • the above storage battery may be a lead storage battery.
  • the assembled battery according to one aspect of the present disclosure includes the above-mentioned storage battery.
  • This assembled battery includes a storage battery including a group of battery electrodes capable of suppressing the occurrence of a short circuit between the positive electrode and the negative electrode via a specific portion of the separator. Therefore, in the storage battery, it is possible to satisfactorily suppress a short circuit between the positive electrode and the negative electrode stacked on each other via the separator.
  • the electric vehicle according to one aspect of the present disclosure is equipped with the above-mentioned assembled battery.
  • This electric vehicle includes a storage battery including a group of battery electrodes capable of suppressing the occurrence of a short circuit between the positive electrode and the negative electrode via a specific portion of the separator. Therefore, in the storage battery, it is possible to satisfactorily suppress a short circuit between the positive electrode and the negative electrode stacked on each other via the separator.
  • the method for manufacturing the battery electrode group according to one aspect of the present disclosure includes a step of stacking a positive electrode, a separator, and a negative electrode along the first direction so that the first protrusion and the tube overlap in the thickness direction.
  • a battery electrode group a storage battery, an assembled battery, an electric vehicle, and a battery electrode group manufacturing method capable of suppressing the occurrence of a short circuit between a positive electrode and a negative electrode via a specific portion of a separator. ..
  • FIG. 1 is a perspective view showing a part of the storage battery according to the embodiment broken.
  • 2 (a) is a view showing a positive electrode seen from the first direction
  • FIG. 2 (b) is an enlarged cross-sectional view taken along line IIb-IIb of FIG. 2 (a).
  • FIG. 3 is a diagram showing a part of the positive electrode seen from the first direction.
  • FIG. 4 is a plan view showing the negative electrode according to the embodiment.
  • 5 (a) is a plan view showing a separator sheet
  • FIG. 5 (b) is a schematic cross-sectional view taken along the line Vb-Vb of FIG. 5 (a).
  • FIG. 6 is a plan view showing a negative electrode wrapped in a separator.
  • FIG. 7 is an enlarged schematic cross-sectional view of a part of the electrode group.
  • FIG. 8 is a schematic view showing a tubular body according to the first modification.
  • FIG. 9 is an enlarged schematic cross-sectional view of a part of the electrode group according to the first modification.
  • FIG. 10 is an enlarged schematic cross-sectional view of a part of the electrode group according to the second modification.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a part of the storage battery according to the present embodiment broken.
  • the storage battery 1 is, for example, a lead storage battery.
  • the storage battery 1 is used, for example, as a battery of an automobile, a backup power source used in the event of a power failure, and a main power source of an electric vehicle (or an electric vehicle) such as an electric forklift.
  • an assembled battery composed of a plurality of storage batteries 1 may be used.
  • the electric vehicle may have an assembled battery including a plurality of storage batteries 1.
  • the storage battery 1 is, for example, a clad-type lead-acid battery provided with a clad-type electrode.
  • the storage battery 1 includes an electrode group 3, a positive electrode terminal 5A, a negative electrode terminal 5B, a water tap 6, and a case 7.
  • the case 7 has a main body 8 and a lid 9.
  • the main body 8 is a box-shaped electric tank.
  • the main body 8 is made of a material such as polypropylene.
  • the main body 8 houses the electrode group 3 and the electrolytic solution.
  • the main body 8 is composed of four side surface portions and a bottom portion (details will be described later).
  • the lid 9 covers the opening of the main body 8.
  • the lid 9 is provided with a positive electrode terminal 5A, a negative electrode terminal 5B, and a water tap 6.
  • a refilling tap 6 is provided between the positive electrode terminal 5A and the negative electrode terminal 5B.
  • the electrode group 3 has a plurality of positive electrodes 10, a plurality of negative electrodes 12, and a plurality of separators 13.
  • the positive electrode 10 and the negative electrode 12 are arranged alternately.
  • a separator 13 is located between the adjacent positive electrode 10 and the negative electrode 12. Therefore, the positive electrode 10, the separator 13, and the negative electrode 12 are sequentially overlapped in a predetermined direction.
  • the negative electrode 12 is arranged at the end of the positive electrode 10, the negative electrode 12, and the separator 13 in the arrangement direction (hereinafter, may be simply referred to as “arrangement direction” or “stacking direction”). Has been done.
  • the aggregate of the positive electrode 10, the negative electrode 12, and the separator 13 is also referred to as a battery electrode group (plate group).
  • the electrode group 3 and the electrolytic solution are housed in the main body 8, the electrolytic solution exists in the gap between the positive electrode 10 and the separator 13, the inside of the separator 13, and the like.
  • the direction (stacking direction) in which the plurality of positive electrodes 10, the plurality of negative electrodes 12, and the plurality of separators 13 overlap each other is referred to as the first direction X.
  • the direction orthogonal to the first direction X is referred to as the second direction Y
  • the direction orthogonal to the first direction X and the second direction Y is referred to as the third direction Z.
  • the second direction Y corresponds to the direction in which the electrode group 3 is housed in the case 7.
  • the second direction Y and the third direction Z are orthogonal to each other, but the present invention is not limited to this.
  • the second direction Y and the third direction Z may intersect with each other.
  • FIG. 2A is a diagram showing a positive electrode viewed from the first direction
  • FIG. 2B is an enlarged cross-sectional view taken along line IIb-IIb of FIG. 2A
  • FIG. 3 is a diagram showing a part of the positive electrode seen from the first direction.
  • the positive electrode 10 is, for example, a clad type positive electrode plate.
  • each positive electrode 10 is electrically connected to the positive electrode terminal 5A.
  • Each positive electrode 10 and the positive electrode terminal 5A are electrically connected by a positive electrode strap 17.
  • the positive electrode 10 is attached to the current collector 14, a plurality of tubular bodies 15 (tubes) accommodating a part of the current collector 14, the positive electrode material 16 accommodated in the tubular body 15, and the current collector 14. It has an upper punishment 21 and a lower punishment 22 to be formed.
  • the current collector 14 has a plurality of core metal 14a, a connecting portion 14b for connecting the plurality of core metal 14a, and an ear portion 14c protruding from the connecting portion 14b.
  • the current collector 14 is formed, for example, by casting.
  • the constituent material of the current collector 14 may be any conductive material, and examples thereof include lead alloys such as lead-calcium-tin alloys and lead-antimony-arsenic alloys.
  • the lead alloy may contain selenium, silver, bismuth and the like.
  • the plurality of cores 14a are rod-shaped portions extending along the second direction Y, and are arranged in a row along the third direction Z.
  • One end of each core metal 14a in the second direction Y is connected to the connecting portion 14b.
  • the other end of each core metal 14a in the second direction Y is fixed to the lower joint 22.
  • the length of each core metal 14a is, for example, 170 to 650 mm.
  • the length of each core metal 14a may be 600 mm or less, or 450 mm or less.
  • the connecting portion 14b is a portion that supports the core metal 14a and the selvage portion 14c, and extends along the third direction Z.
  • the connecting portion 14b is arranged on the positive electrode terminal 5A side in the second direction Y.
  • the selvage portion 14c is a terminal portion projecting from the connecting portion 14b in the second direction Y, and is connected to the positive electrode strap 17.
  • the protruding direction of the selvage portion 14c is the opposite side of the protruding direction of the core metal 14a.
  • the plurality of tubular bodies 15 are insulating members constituting a group of active material holding tubes (clad tubes).
  • the active material holding tube group is a collection of tubular porous tubes, also called so-called "gauntlets”. Therefore, each tubular body 15 is provided with a plurality of holes.
  • the thickness of the tubular body 15 is uniform, but the thickness is not limited to this.
  • Each tubular body 15 extends along the second direction Y and accommodates the corresponding core metal 14a.
  • Each tubular body 15 is, for example, a resin molded product.
  • the positive electrode material 16 is filled inside the tubular body 15 together with the core metal 14a. Therefore, the core metal 14a and the positive electrode material 16 are housed in the tubular body 15. As shown in FIG. 2B, the positive electrode material 16 surrounds the core metal 14a inside the tubular body 15.
  • the positive electrode material 16 contains an active material.
  • the active material includes both the post-chemical active material and the raw material of the pre-chemical active material.
  • the positive electrode material 16 contains a post-chemical active material.
  • the positive electrode material 16 after chemical conversion contains, for example, a raw material for the positive electrode active material.
  • the positive electrode material 16 may include a positive electrode active material and an additive.
  • the positive electrode active material is, for example, lead powder, lead tan, or the like. Examples of the additive include carbon materials, reinforcing short fibers and the like.
  • the positive electrode active material after chemical conversion is, for example, lead dioxide or the like.
  • the upper joint 21 is an insulating structure attached to the connecting portion 14b of the current collector 14, and covers the connecting portion 14b when viewed from the second direction Y.
  • the upper joint 21 seals one end of each tubular body 15 in the second direction Y.
  • the upper collective punishment 21 is welded to each tubular body 15, but the present invention is not limited to this.
  • the upper collective punishment 21 and each tubular body 15 may be fixed to each other via, for example, an adhesive or the like.
  • the upper collective punishment 21 is provided, for example, by welding an insulating resin member to the current collector 14.
  • the lower joint 22 is an insulating structure mounted on a plurality of cores 14a of the current collector 14.
  • the lower collective punishment 22 is provided, for example, by welding a resin member having an insulating property to the current collector 14, similarly to the upper collective punishment 21.
  • the lower joint 22 seals the other end of each tubular body 15 in the second direction Y.
  • the position of each cylindrical body 15 on the positive electrode 10 is fixed by the upper punishment 21 and the lower punishment 22.
  • the lower collective punishment 22 is welded to each tubular body 15, but the present invention is not limited to this.
  • the lower collective punishment 22 and each tubular body 15 may be fixed to each other by, for example, an adhesive or the like.
  • FIG. 4 is a plan view showing the negative electrode according to the embodiment.
  • the negative electrode 12 is a negative electrode plate in the storage battery 1 and is electrically connected to the negative electrode terminal 5B.
  • Each negative electrode 12 and the negative electrode terminal 5B are electrically connected by a negative electrode strap 18.
  • the negative electrode 12 has a current collector 12a and a negative electrode material 12b.
  • the current collector 12a is formed by, for example, casting (pressure casting method), and has a negative electrode lattice body 12c and an ear portion 12d.
  • the negative electrode grid body 12c is the main body portion of the negative electrode 12, and holds the negative electrode material 12b.
  • the thickness of the portion of the negative electrode 12 where the negative electrode material 12b is held is larger than the thickness of the negative electrode grid 12c, but is not limited to this.
  • the negative electrode material 12b may contain a negative electrode active material and an additive.
  • the negative electrode active material is, for example, spongy lead or the like.
  • Examples of the additive include barium sulfate, a carbon material, and reinforcing short fibers.
  • the selvage portion 12d is a terminal portion protruding from the negative electrode lattice body 12c along the second direction Y, and is connected to the negative electrode strap 18.
  • the selvage portion 12d and the negative electrode grid body 12c do not overlap each other in the first direction X.
  • the negative electrode grid body 12c is covered with the separator 13.
  • the negative electrode lattice body 12c is provided with convex portions 12e and 12f.
  • the convex portions 12e and 12f are arranged at predetermined intervals, and are foot portions protruding outward from the negative electrode lattice body 12c.
  • the convex portions 12e and 12f project along the direction opposite to the projecting direction of the selvage portion 12d.
  • the protruding direction of the selvage portion 12d and the protruding direction of the convex portions 12e and 12f are orthogonal to the arrangement direction, respectively. Further, the selvage portion 12d and the negative electrode lattice body 12c do not overlap each other in the arrangement direction.
  • the separator 13 is a battery member (battery separator) for preventing a short circuit between the positive electrode 10 and the negative electrode 12.
  • the separator 13 is provided as long as it electronically insulates between the positive electrode 10 and the negative electrode 12 while allowing ions to permeate, and has resistance to oxidizing property on the positive electrode 10 side and reducing property on the negative electrode 12 side.
  • the material (material) of such a separator 13 include glass fiber, resin, and an inorganic substance.
  • the separator 13 covers the negative electrode lattice body 12c and the convex portions 12e and 12f of the negative electrode 12, and the selvage portion 12d of the negative electrode 12 is exposed from the separator 13.
  • FIGS. 5 (a) and 5 (b) are plan views showing a separator sheet
  • FIG. 5 (b) is a schematic cross-sectional view taken along the line Vb-Vb of FIG. 5 (a).
  • the separator sheet 30 has a base portion 31.
  • the base portion 31 is a sheet-like portion that is the main portion of the separator sheet 30 and exhibits flexibility.
  • the base portion 31 has a first main surface 31a and a second main surface 31b located on the opposite side of the first main surface 31a in the first direction X.
  • the first main surface 31a and the second main surface 31b have a rectangular shape when viewed from the first direction X, but the present invention is not limited to this.
  • the base portion 31 is provided with a plurality of protruding portions 32 (first protruding portion, third protruding portion).
  • the plurality of protrusions 32 are provided, for example, to improve the durability of the separator sheet 30, improve the fluidity of the electrolytic solution in the case 7, and the like.
  • the plurality of projecting portions 32 are arranged on the base portion 31 along the third direction Z, and project from the second main surface 31b along the thickness direction of the separator sheet 30.
  • Each of the plurality of protrusions 32 is provided from one end to the other end of the separator sheet 30 in the second direction Y.
  • each of the plurality of protrusions 32 is composed of a group of a plurality of ribs 33 that are separated from each other. Therefore, each protruding portion 32 has a portion protruding from the second main surface 31b (that is, the rib 33) and a portion not protruding from the second main surface 31b (that is, a gap where the ribs 33 are separated from each other).
  • the ratio of the plurality of ribs 33 in the protrusion 32 in the plan view is, for example, 5% or more and 50% or less. The ratio may be 10% or more, 15% or more, 45% or less, or 40% or less.
  • the plurality of ribs 33 are protrusions protruding from the second main surface 31b along the first direction X, and are provided in a staggered manner on the second main surface 31b when viewed from the first direction X.
  • the ratio of the plurality of ribs 33 on the second main surface 31b is, for example, 10% or more and 50% or less. The ratio may be 15% or more, 20% or more, 45% or less, or 40% or less.
  • the rib 33 included in one protrusion 32 and the rib 33 included in the other protrusion 32 overlap each other along the third direction Z. It doesn't become.
  • each protrusion 32 the plurality of ribs 33 are periodically arranged along the second direction Y and are separated from each other. Seen from the first direction X, each rib 33 has a substantially rectangular shape, but is not limited to this. When viewed from the first direction X, each rib 33 may have a point shape (dot shape), a circular shape, an elliptical shape, or a polygonal shape. Further, the cross section of the rib 33 orthogonal to the second direction Y has a rectangular shape, but is not limited to this. The cross section may be, for example, trapezoidal or inverted trapezoidal.
  • the dimension (width) of the rib 33 along the third direction Z is, for example, 0.30% or more and 2.5% or less of the dimension of the separator sheet 30 along the third direction Z.
  • the dimension (height) of the rib 33 along the first direction X is, for example, greater than 100% of the dimension (thickness) of the base portion 31 along the first direction X and 1000% or less.
  • FIG. 6 is a plan view showing a negative electrode wrapped in a separator.
  • the separator 13 corresponds to a bag-shaped work piece of a separator sheet and encloses the negative electrode 12.
  • the selvage portion 12d of the negative electrode 12 is exposed from the separator 13, and the convex portions 12e and 12f of the negative electrode 12 are covered with the separator 13.
  • the separator 13 is formed, for example, by folding one separator sheet 30 in half along the second direction Y and then sealing a desired portion.
  • the separator sheet 30 is folded back on the convex portions 12e and 12f sides of the negative electrode 12 in the second direction Y so that the negative electrode 12 is sandwiched between the separator sheets 30. Both ends of the base portion 31 in the third direction Z are located outside the negative electrode 12. From the viewpoint of improving workability, the separator sheet 30 may be folded in half as the negative electrode 12 moves.
  • the separator 13 has a main portion 41, a pair of sealing portions 42, 43, a bent portion 44, and a joint portion 45.
  • the main portion 41 is a portion that accommodates the negative electrode lattice body 12c of the negative electrode 12.
  • the main portion 41 is composed of a base portion 31 of the separator sheet 30 (see FIG. 5A). Therefore, in the present specification, the main portion 41 can be paraphrased as a base portion 31, and has a first main surface 31a and a second main surface 31b provided with a plurality of protruding portions 32.
  • the main portion 41 is formed by folding the separator sheet 30 in half so that the second main surface 31b is the inner surface.
  • the pair of sealing portions 42, 43 is a portion for maintaining a state in which the separator sheet 30 is folded in half.
  • a seal portion 42 is provided at one end of the main portion 41 in the third direction Z
  • a seal portion 43 is provided at the other end of the main portion 41 in the third direction Z.
  • Each of the sealing portions 42 and 43 is located outside the negative electrode 12 in the third direction Z.
  • Each of the seal portions 42 and 43 extends in the second direction Y. As a result, the movement of the negative electrode 12 along the third direction Z can be suppressed by the sealing portions 42 and 43.
  • the sealing portions 42 and 43 do not have to be completely sealed.
  • a region through which the electrolytic solution can pass may be provided on at least one of the sealing portions 42 and 43.
  • the seal portions 42 and 43 are, for example, an ultrasonic welding portion, a heat seal portion, a cold seal portion, a gear seal portion, and the like.
  • the gear seal portion is a portion that is mechanically bonded by pressurization using a gear.
  • each of the seal portions 42 and 43 is a gear seal portion extending from one end to the other end of the separator 13 in the second direction Y.
  • the bent portion 44 is a portion to be folded back in the separator sheet 30. At least a part of the bent portion 44 may come into contact with the negative electrode lattice body 12c.
  • An opening 44a is provided in a part of the bent portion 44.
  • the opening 44a is, for example, a portion provided to improve the fluidity of the electrolytic solution in the separator 13.
  • the opening 44a is provided at a position that does not overlap with any of the convex portions 12e and 12f in the second direction Y.
  • the opening 44a is provided, for example, in the central portion of the separator 13 in the third direction Z, but is not limited thereto.
  • the opening 44a is formed by cutting a part of the bent portion 44.
  • the joint portion 45 is a portion for maintaining the state of the separator sheet 30 folded in half, like the seal portions 42 and 43.
  • the joint portion 45 is a portion for joining a part of the second main surface 31b of the separator sheet 30 and another part.
  • the part and the other part are portions that do not overlap the negative electrode 12 in the first direction X, and are located on the opposite side of the bent portion 44 in the second direction Y. Therefore, the joint portion 45 is located on one end side of the separator 13 in the second direction Y and outside the negative electrode 12 when viewed from the first direction X.
  • the joint portion 45 faces the negative electrode lattice body 12c of the negative electrode 12 in the second direction Y and faces the selvage portion 12d in the third direction Z.
  • the joint portion 45 is located on the lid 9 side of the negative electrode 12 in the second direction Y. Further, the joint portion 45 extends along the third direction Z. Specifically, the joint portion 45 extends from one end to the other end of the separator 13 in the third direction Z, and is provided on the main portion 41 and the seal portion 42. That is, a part of the joint portion 45 overlaps the seal portion 42.
  • FIG. 7 is an enlarged schematic cross-sectional view of a part of the electrode group.
  • FIG. 7 shows a cross section orthogonal to the second direction Y.
  • the negative electrode 12 is wrapped by the separator 13. Therefore, as shown in FIG. 7, in the electrode group 3, the positive electrode 10, a part 13a of the separator 13, the negative electrode 12, and the other portion 13b of the separator 13 are laminated in this order along the first direction X. Will be done.
  • each positive electrode 10 is sandwiched between two separators 13 that are different from each other in the first direction X. Therefore, each positive electrode 10 is sandwiched between one negative electrode 12 wrapped by one separator 13 and another negative electrode 12 wrapped by another separator 13 in the first direction X.
  • One negative electrode 12 and another negative electrode 12 have the same configuration with each other, and one separator 13 and another separator 13 have the same configuration with each other. Therefore, for example, the base portion 31 (first base portion) included in one separator 13 and the base portion 31 (second base portion) included in another separator 13 have the same shape.
  • each first main surface 31a of each separator 13 faces the positive electrode 10, and the second main surface 31b of each separator 13 faces the negative electrode 12. Therefore, in the electrode group 3, each first main surface 31a is used as a surface facing the positive electrode 10 in the first direction X, and each second main surface 31b is used as a back surface facing the negative electrode 12 in the first direction X. Used.
  • the first main surface 31a of each separator 13 has a contact portion CP that contacts the tubular body 15 of the positive electrode 10.
  • Each first main surface 31a includes a plurality of contact portions CP. In the present embodiment, each contact portion CP is in contact with one of the plurality of tubular bodies 15.
  • each of the plurality of projecting portions 32 provided on the second main surface 31b overlaps the contact portion CP in the thickness direction of the separator 13. Further, each contact portion CP overlaps with at least one of the plurality of protrusions 32 in the thickness direction. Therefore, at least a part of the plurality of contact portions CP overlaps the plurality of ribs 33 in the thickness direction.
  • each protruding portion 32 overlaps the portion of the tubular body 15 closest to the base portion 31 in the first direction X. The thickness of the separator 13 along the first direction X in at least a part of the plurality of contact portions CP corresponds to the total value of the thickness of the base portion 31 itself and the height of the rib 33.
  • Each protrusion 32 includes a plurality of ribs 33 that are separated from each other as described above, and is in contact with the negative electrode 12. Therefore, a space is provided between the negative electrode 12 and the base portion 31 of the separator 13. As a result, when the electrode group 3 is housed in the case 7 together with the electrolytic solution, the electrolytic solution stays in the electrode group 3 (particularly between the negative electrode 12 and the base portion 31) in the second direction Y and the third direction Z. It becomes easy to spread.
  • the separator sheet 30 and the negative electrode 12 are prepared.
  • the second main surface 31b of the separator sheet 30 and the negative electrode 12 are opposed to each other.
  • the separator sheet 30 is folded in half to form the bent portion 44, and the negative electrode 12 is sandwiched by the separator sheet 30.
  • the negative electrode lattice body 12c of the negative electrode 12 is completely covered with the second main surface 31b of the separator sheet 30, and a part of the selvage portion 12d of the negative electrode 12 is exposed from the separator sheet 30.
  • the seal portions 42, 43 and the joint portion 45 are formed on the separator sheet 30.
  • the seal portions 42 and 43 are formed by, for example, a gear seal or the like.
  • the joint portion 45 is formed by, for example, ultrasonic welding using an ultrasonic welding device including a horn. Subsequently, by forming the opening 44a in the bent portion 44, the separator 13 that encloses the negative electrode 12 is formed.
  • the positive electrode 10 and the negative electrode 12 wrapped in the separator 13 are alternately laminated.
  • the positive electrode 10, the separator 13, and the negative electrode 12 are overlapped in the first direction X so that the protruding portion 32 and the tubular body 15 overlap each other in the thickness direction of the separator 13.
  • the positive electrode strap 17 is electrically connected to the selvage 10a of the positive electrode 10
  • the negative electrode strap 18 is electrically connected to the selvage 12d of the negative electrode 12.
  • the electrode group 3 including the plurality of positive electrodes 10, the plurality of negative electrodes 12, and the plurality of separators 13 is formed.
  • each positive electrode 10 is electrically connected to the positive electrode terminal 5A
  • each negative electrode 12 is electrically connected to the negative electrode terminal 5B.
  • the electrolytic solution is supplied into the case 7 via the refill plug 6. As a result, the storage battery 1 is manufactured.
  • the separator of a lead storage battery has a problem that it tends to be easily damaged at a specific place. This problem is less likely to occur when a clad type positive electrode plate is used than when a paste type positive electrode plate is used. However, even when a clad type positive electrode plate is used, the above problem may occur. As a result of diligent studies on such problems, it was found that it was caused by a side reaction during charging of the lead-acid battery. Specifically, when the lead storage battery is fully charged, as a side reaction, in addition to the chemical reaction in which lead sulfate (PbSO 4 ) and water change to lead dioxide (PbO 2 ), lead and sulfuric acid at the end of charging. An electrolysis reaction (gassing) of water occurs.
  • PbSO 4 lead sulfate
  • PbO 2 lead dioxide
  • the positive electrode 10 has a tubular body 15 in which the core metal 14a of the current collector 14 and the positive electrode material 16 are housed.
  • the positive electrode active material contained in the positive electrode material 16 is less likely to come into direct contact with the separator 13 as compared with the paste type positive electrode plate in which the paste containing the positive electrode active material is simply arranged on the current collector.
  • the base portion 31 of the separator 13 in the electrode group 3 is provided with a protruding portion 32 protruding from the second main surface 31b in the thickness direction of the separator 13. By providing such a protruding portion 32, the thickness of a part of the base portion 31 can be increased.
  • the contact portion CP in contact with the tubular body 15 and its vicinity may be less likely to be damaged due to the presence of the protruding portion 32.
  • the portion corresponding to the total value of the thickness of the base portion 31 and the height of the protruding portion 32 as the thickness of the separator 13 overlaps the contact portion CP and its vicinity, whereby the contact portion CP in the separator 13 is concerned. And its vicinity are less likely to be damaged.
  • the protruding portion 32 overlaps the portion of the tubular body 15 closest to the base portion 31 in the first direction X.
  • the protruding portion 32 overlaps the contact portion CP in the thickness direction of the separator 13. Therefore, the thickness of the separator 13 that overlaps a part of the contact portion CP in the thickness direction can be surely increased. Therefore, a part of the contact portion CP and its vicinity thereof are more preferably less likely to be damaged due to the presence of the protruding portion 32.
  • the base portion 31 is provided with a plurality of projecting portions 32
  • the positive electrode 10 has a plurality of tubular bodies 15, and the plurality of tubular bodies 15 are arranged in the third direction Z
  • the first main body is arranged.
  • the surface 31a has a plurality of contact portions CP, each of the plurality of contact portion CPs is in contact with at least one of the plurality of tubular bodies 15, and the surface 31a has a plurality of protrusions 32 in the thickness direction of the separator 13. Overlap at least one. Therefore, each contact portion CP and its vicinity are preferably less likely to be damaged by any of the plurality of protruding portions 32.
  • the storage battery 1 including the electrode group 3 is a lead storage battery, and it is preferable that the storage battery 1 is mounted on an electric vehicle such as a forklift rather than an automobile (ISS vehicle) equipped with an idling stop system.
  • the lead-acid battery mounted on the ISS vehicle is usually used in a partially charged state (PSOC), so that it is difficult to fully charge the lead-acid battery. Therefore, the lead-acid battery used in the ISS vehicle is less likely to cause gassing. That is, the lead-acid battery used in the ISS vehicle is unlikely to generate oxygen gas. Therefore, in the lead storage battery used in the ISS vehicle, deterioration of the separator due to oxygen is unlikely to occur.
  • PSOC partially charged state
  • the lead-acid battery used in an electric vehicle is usually charged so as to be fully charged. Therefore, as compared with the ISS vehicle, deterioration of the separator due to oxygen is likely to occur. Therefore, as described above, it is preferable that the storage battery 1 including the electrode group 3 according to the present embodiment is mounted on an electric vehicle rather than an ISS vehicle.
  • FIG. 8 is a schematic view showing a tubular body according to the first modification.
  • the tubular body 15A is a wound object (spiral tube) of the strip-shaped base material 50, and has, for example, a cylindrical shape.
  • the tubular body 15A may have an elliptical tubular shape or a polygonal tubular shape.
  • the axial direction of the tubular body 15A corresponds to the second direction Y
  • the radial direction of the tubular body 15A corresponds to the first direction X and the third direction Z.
  • the tubular body 15A has a tubular main body portion 51 composed of a strip-shaped base material 50 and a thick portion 52 thicker than the tubular main body portion 51.
  • the tubular main body 51 is a tubular portion extending along the second direction Y.
  • the thick portion 52 corresponds to a portion where a part of the strip-shaped base material 50 and another part overlap, and extends in a spiral shape, for example, along the second direction Y.
  • the thick portion 52 projects outward from the strip-shaped base material 50.
  • the thick portion 52 projects radially outward from the tubular main body portion 51.
  • the surface area of the thick portion 52 may be less than 50%, 40% or less, or 30% or less of the surface area of the outer peripheral surface of the tubular body 15A. It may be 20% or less.
  • the surface area of the thick portion 52 may be 3% or more, 5% or more, or 10% or more of the surface area of the outer peripheral surface of the tubular body 15A.
  • the outer peripheral surface of the tubular body 15A does not include each end surface of the tubular body 15A in the second direction Y.
  • FIG. 9 is an enlarged schematic cross-sectional view of a part of the electrode group according to the first modification.
  • FIG. 9 shows a cross section of a group of electrodes orthogonal to the third direction Z.
  • the tubular body 15A included in the positive electrode 10A of the electrode group 3A is sandwiched by two separators 13 different from each other in the first direction X, as in the above embodiment.
  • the cylindrical body 15A comes into contact with the above two separators 13.
  • the thick portion 52 of the tubular body 15A protrudes radially outward from the tubular main body portion 51.
  • a part of the thick portion 52 sandwiched between the two separators 13 is closest to one separator 13, and another part of the thick portion 52 is attached to the other separator 13. the nearest. Therefore, the whole or almost the whole of the tubular main body 51 of the tubular body 15A is separated from the separator 13.
  • a part of the thick portion 52 of the tubular body 15A comes into contact with the separator 13.
  • a contact portion CP is formed on each separator 13. Therefore, a part of the thick portion 52 of the tubular body 15A overlaps the contact portion CP of each separator 13 in the thickness direction of the separator 13.
  • one end of the first direction X in the thick portion 52 sandwiched between the two separators 13 overlaps the protruding portion 32 included in the one separator 13 in the first direction X.
  • the other end of the first direction X in the thick portion 52 overlaps the protruding portion 32 included in the other separator 13 in the first direction X. Therefore, even in the first modification, the thickness of the separator 13 along the first direction X in at least a part of the plurality of contact portions CP corresponds to the total value of the thickness of the base portion 31 itself and the height of the rib 33. do.
  • the cylindrical body 15A has a cylindrical main body portion 51 and a thick portion 52 thicker than the tubular main body portion 51. Therefore, since the cylindrical main body 51 is less likely to come into contact with the first main surface 31a of the base 31, the proportion of the contact CP in the base 31 can be reduced. Therefore, the portion of the separator 13 that tends to deteriorate can be satisfactorily reduced.
  • the wall thickness portion 52 overlaps the contact portion CP of the separator 13 in the thickness direction of the separator 13. For this reason, the cylindrical main body 51 is less likely to come into contact with the first main surface 31a of the base portion 31, so that a gap is likely to be formed between the tubular main body 51 and the first main surface 31a.
  • the electrolytic solution is likely to diffuse in the electrode group 3A in the second direction Y and the third direction Z.
  • the thick portion 52 overlaps the protruding portion 32 in the thickness direction of the separator 13. Therefore, when the contact portion CP of the first main surface 31a comes into contact with the thick portion 52, the contact portion CP and its vicinity are less likely to be damaged due to the presence of the protruding portion 32.
  • the tubular body 15A is a wound product of the strip-shaped base material 50, and the thick portion 52 is a portion where a part of the strip-shaped base material 50 and another part overlap.
  • the proportion of the thick portion 52 in the tubular body 15A can be reduced, the proportion of the contact portion CP in the first main surface 31a of the base portion 31 can be further reduced.
  • the surface area of the thick portion 52 is less than 50% of the surface area of the outer peripheral surface of the tubular body 15A. Therefore, the ratio of the tubular body 15A and the separator 13 in contact with each other can be reduced while ensuring the ionic conductivity of the tubular body 15A.
  • FIG. 10 is an enlarged schematic cross-sectional view of a part of the electrode group according to the second modification.
  • FIG. 10 shows a cross section orthogonal to the second direction Y.
  • the base portion 31A of the separator 13A included in the electrode group 3B has a plurality of protruding portions 34 (third) protruding from the first main surface 31a toward the positive electrode 10 in the thickness direction of the separator 13A. 2 protrusions) are provided.
  • each protrusion 34 projects along the first direction X. At least a part of the protrusion 34 corresponds to the part closest to the tubular body 15 in the first direction X.
  • the plurality of protrusions 34 are arranged on the base portion 31A along the third direction Z, similarly to the protrusions 32.
  • Each of the plurality of protrusions 34 is composed of a group of a plurality of ribs 35 which are separated from each other. Therefore, each protruding portion 34 has a portion protruding from the first main surface 31a (that is, the rib 35) and a portion not protruding from the first main surface 31a (that is, a gap where the ribs 35 are separated from each other).
  • the plurality of ribs 35 are protrusions protruding from the first main surface 31a, and are provided in a staggered manner on the first main surface 31a when viewed from a direction orthogonal to the first main surface 31a. Therefore, similarly to the rib 33, in the two adjacent protrusions 34 in the third direction Z, the rib 35 included in one protrusion 34 and the rib 35 included in the other protrusion 34 are the third. They do not overlap each other in direction Z. In each protrusion 34, the plurality of ribs 35 are periodically arranged along the second direction Y and are separated from each other. Each rib 35 has a substantially rectangular shape when viewed from the first direction X, but is not limited to this.
  • the cross section of the rib 35 orthogonal to the second direction Y has a rectangular shape, but is not limited to this.
  • the cross section may be, for example, trapezoidal or inverted trapezoidal.
  • the size range of the rib 35 is the same as the size range of the rib 33, for example.
  • the protrusions 32 and 34 overlap each other in the thickness direction of the separator 13A.
  • each rib 33 included in the protrusion 32 overlaps each rib 35 included in the protrusion 34 in the thickness direction. Therefore, the thickness of the separator 13A at the place where the rib 33 is provided corresponds to the total of the height of the rib 33, the thickness of the base portion 31A, and the height of the rib 35.
  • the thickness of the separator 13A at the place where the rib 33 is not provided corresponds to the thickness of the base portion 31A or the sum of the thickness of the base portion 31A and the height of the rib 35.
  • the thickness of the base portion 31A is not particularly limited, but may be, for example, 5% or more and 50% or less thinner than that of the above embodiment.
  • the electrode group 3B at least a part of the plurality of protrusions 34 included in each separator 13A comes into contact with the positive electrode 10. More specifically, at least a part of the rib 35 comes into contact with the positive electrode 10. Therefore, a contact portion CP is formed on at least a part of the rib 35 included in the separator 13A. On the other hand, the whole or almost the whole of the base portion 31A of the separator 13A is separated from the positive electrode 10. Therefore, a space is provided between the base portion 31A and the positive electrode 10.
  • the electrolytic solution is added to the inside of the electrode group 3 (between the negative electrode 12 and the base portion 31A) in the second direction Y and the third direction Z. It becomes easy to diffuse (between the positive electrode 10 and the base portion 31A).
  • the protruding portions 34 that come into contact with the positive electrode 10 and the protruding portions 34 that do not come into contact with the positive electrode 10 are alternately arranged along the third direction Z.
  • the protruding portions 34 that come into contact with the tubular body 15 and the protruding portions 34 that do not come into contact with the tubular body 15 are alternately arranged along the third direction Z.
  • the separator 13A is bent or the like, the protruding portion 34 which does not normally come into contact with the tubular body 15 may come into contact with the tubular body 15.
  • protruding portion 34 By providing such a protruding portion 34, contact between the base portion 31A and the positive electrode 10 (that is, the tubular body 15) is satisfactorily suppressed.
  • a plurality of protrusions 34 are arranged between the protrusion 34 that contacts the predetermined tubular body 15 and the protrusion 34 that contacts the tubular body 15 located next to the tubular body 15.
  • the protrusion 34 may not be arranged. In the former case, the contact between the base portion 31A and the positive electrode 10 (that is, the tubular body 15) is better suppressed.
  • the base portion 31A is provided with a protruding portion 34 protruding from the first main surface 31a in the thickness direction of the separator 13A. Therefore, the region of contact with the tubular body 15 on the first main surface 31a of the base portion 31A can be reduced as compared with the case where the protruding portion 34 is not provided on the first main surface 31a.
  • the positive electrode 10 may come into contact with only the protruding portion 34 of the separator 13A.
  • the base portion 31A can be made thinner as compared with the above embodiment. This makes it possible to improve the ionic conductivity of the separator 13A while maintaining the durability of the separator 13A due to the presence of the protrusions 32 and 34.
  • the protrusions 32 and 34 overlap each other in the thickness direction of the separator 13A, but the present invention is not limited to this.
  • the protrusions 32 and 34 do not have to overlap each other in the thickness direction.
  • the protrusion 34 is not arranged between the protrusion 34 that contacts the predetermined tubular body 15 and the protrusion 34 that contacts the tubular body 15 located next to the tubular body 15.
  • the protruding portion 32 may be provided. As a result, the portion where the tubular body 15 and the base portion 31A come into contact with each other and the vicinity thereof may be less likely to be damaged due to the presence of the protruding portion 32.
  • the battery electrode group according to one aspect of the present disclosure is not limited to the above-described embodiment and the above-mentioned modification.
  • the above-described embodiment and the above-mentioned modification may be combined as appropriate.
  • the above embodiment and the first modification may be combined.
  • the clad tube may be provided with a thick portion.
  • the first modification and the second modification may be combined.
  • the thick portion of the tubular body included in each positive electrode and the protruding portion of each separator may come into contact with each other. This makes it possible to satisfactorily reduce the proportion of the contact portion with respect to the tubular body in the separator.
  • the protruding portion has a plurality of ribs, but the present invention is not limited to this.
  • the protrusion may be composed of one rib.
  • the ribs viewed from the first direction may extend linearly, wavy, or zigzag. Further, the ribs may extend along the second direction or may extend along the third direction.
  • the protrusion may correspond to a fishbone structure with a plurality of ribs when viewed from the first direction.
  • the separator sheet is folded in half along the second direction, but the present invention is not limited to this.
  • the separator sheet may be folded in half along the first direction.
  • the bent portion of the separator may not be provided with an opening.
  • the separator is a bag-shaped processed product, but the separator is not limited to this.
  • the separator may be a cylindrical work piece.
  • seal portions may be provided on both sides in the second direction, or seal portions may be provided on only one side in the second direction.
  • the separator is formed from one separator sheet, but the separator is not limited to this.
  • the separator may be formed from a plurality of separator sheets.
  • seal portions may be formed on both ends of the separator in the first direction, or seal portions may be formed on only one side in the first direction.
  • joints may be formed on both sides of the separator in the second direction, or joints may be formed on only one side in the second direction. Therefore, when the separator is formed from a plurality of separator sheets, the separator may be a bag-shaped processed product, a tubular processed product, or a processed product different from the bag-shaped processed product and the tubular processed product. good.
  • a plurality of separators are included in the case, but the case is not limited to this.
  • the plurality of positive electrodes and the plurality of negative electrodes included in the electrode group may be separated by one separator sheet.
  • the separator sheet is folded in a bellows shape in the arrangement direction.
  • the positive electrode is arranged so as to be sandwiched between the first main surface of the bellows-shaped separator sheet, and the negative electrode is arranged so as to be sandwiched between the second main surface of the separator sheet.

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Abstract

電池用電極群は、第１方向に順に重なる正極、セパレータ及び負極を備える。正極は、第１方向に直交する第２方向に延在し、集電体及び正極活物質が収容されるチューブを有し、セパレータは、第１方向にて正極に対向する表面と、第１方向にて負極に対向する裏面とを含む第１ベース部を有し、第１ベース部には、セパレータの厚さ方向において裏面から突出する第１突出部が設けられ、表面は、チューブに接触する接触部を有する。

Description

電池用電極群、蓄電池、組電池、電動車及び電池用電極群の製造方法
　本開示は、電池用電極群、蓄電池、組電池、電動車及び電池用電極群の製造方法に関する。
　電池には、正極と負極との短絡を防止するためのセパレータが用いられる。例えば、下記特許文献１には、鉛蓄電池用の袋セパレータ入り電極板の製造方法が開示される。下記特許文献１においては、セパレータを折り曲げることによって、負極板が挟み込まれる。加えて、複数箇所の溶着部分がセパレータに形成されることによって、負極板を収容する袋状のセパレータが設けられる。負極板を収容する袋状のセパレータと正極板とが積層されることによって、蓄電池が形成される。
特許第４６６１４２３号公報
　ところで蓄電池の内部では、充放電の実施に起因してセパレータが経時的に劣化する。場合によっては、セパレータの特定箇所が劣化して破損することがある。この場合、上記特定箇所を介した正極と負極との短絡が発生してしまうことがある。
　本開示の一側面の目的は、セパレータの特定箇所を介した正極と負極との短絡発生を抑制可能な電池用電極群、蓄電池、組電池、電動車及び電池用電極群の製造方法の提供である。
　本発明者らは、鋭意検討の結果、セパレータにおいて正極活物質に接触する部分及びその近傍が経時劣化しやすいことを見出した。この知見に基づいてなされた本開示の一側面に係る電池用電極群は、第１方向に順に重なる正極、セパレータ及び負極を備え、正極は、第１方向に直交する第２方向に延在し、集電体及び正極活物質が収容されるチューブを有し、セパレータは、第１方向にて正極に対向する表面と、第１方向にて負極に対向する裏面とを含む第１ベース部を有し、第１ベース部には、セパレータの厚さ方向において裏面から突出する第１突出部が設けられ、表面は、チューブに接触する接触部を有する。
　この電池用電極群では、正極は、集電体及び正極活物質が収容されるチューブを有する。これにより、単に集電体上に正極活物質を含むペーストが配置される態様（ペースト式正極）と比較して、正極活物質がセパレータに直接接触しにくくなる。ここで本発明者らは、更なる検討の結果、上記チューブを有する正極を利用したとしても、セパレータがチューブに接触する接触部を有する場合、当該接触部及びその近傍が経時劣化しやすいことを見出した。この知見に基づき、上記電池用電極群におけるセパレータの第１ベース部には、セパレータの厚さ方向において裏面から突出する第１突出部が設けられる。このような第１突出部が設けられることによって、第１ベース部の一部における厚さを大きくできる。このため、セパレータの表面においてチューブに接触する接触部及びその近傍が、第１突出部の存在によって破損しにくくなることがある。したがって上記一側面では、セパレータの特定箇所を介した正極と負極との短絡発生を抑制可能である。
　第１突出部は、第１方向において、チューブのうち第１ベース部に最も近い部分に重なってもよい。この場合、接触部及びその近傍が、第１突出部の存在によって好適に破損しにくくなる。
　第１突出部は、厚さ方向において接触部に重なってもよい。この場合、当該厚さ方向において接触部に重なるセパレータの厚さを確実に大きくできるので、接触部及びその近傍は、第１突出部の存在によって、より好適に破損しにくくなる。
　チューブは、筒状本体部と、筒状本体部よりも厚い肉厚部とを有してもよい。この場合、筒状本体部が第１ベース部の表面に接触しにくくなるので、第１ベース部において接触部が占める割合を低減できる。
　肉厚部は、厚さ方向において接触部に重なってもよい。この場合、筒状本体部が第１ベース部の表面に接触しにくくなる。
　肉厚部は、厚さ方向において第１突出部に重なってもよい。この場合、セパレータの接触部が肉厚部に接触した際、当該接触部及びその近傍は、第１突出部の存在によって、より破損しにくくなる。
　チューブは、帯状基材の巻回物であり、肉厚部は、帯状基材の一部と別の一部とが重なる部分でもよい。この場合、チューブにおいて肉厚部が占める割合を小さくできるので、第１ベース部において接触部が占める割合をより低減できる。
　肉厚部の表面積は、チューブの外周面の表面積のうち５０％未満でもよい。この場合、チューブ内のイオン伝導性を確保しつつ、チューブとセパレータとが互いに接触する割合を低減できる。
　第１ベース部には、厚さ方向において表面から突出する第２突出部が設けられてもよい。この場合、表面に第２突出部が設けられないときと比較して、第１ベース部においてチューブに接触する領域を低減できる。
　第２突出部は、第２方向において周期的に配列される複数のリブを含み、複数のリブは、互いに離間してもよい。この場合、第１ベース部においてチューブに接触する領域をより低減できる。
　第１ベース部には、第１突出部が複数設けられ、正極は、チューブを複数有し、複数のチューブは、第１方向及び第２方向に直交する第３方向において配列され、表面は、接触部を複数有し、複数の接触部のそれぞれは、複数のチューブの少なくとも一つに接触し、且つ、厚さ方向において複数の突出部の少なくとも１つに重なってもよい。この場合、各接触部及びその近傍は、複数の突出部のいずれかによって好適に破損しにくくなる。
　上記電池用電極群は、第１方向において正極、セパレータ及び負極に重なる別の負極及び別のセパレータをさらに備え、別のセパレータは、第１方向にて正極に対向する別の表面と、第１方向にて別の負極に対向する別の裏面とを含む第２ベース部を有し、第２ベース部には、別のセパレータの厚さ方向において別の裏面から突出する第３突出部が設けられ、別の表面は、チューブに接触する別の接触部を有してもよい。この場合、第２ベース部における別の表面のうちチューブに接触する別の接触部及びその近傍は、第３突出部の存在によって破損しにくくなることがある。したがって、別のセパレータの特定箇所を介した正極と別の負極との短絡発生も抑制可能である。
　上記蓄電池は、鉛蓄電池でもよい。
　本開示の一側面に係る組電池は、上記蓄電池を備える。この組電池は、セパレータの特定箇所を介した正極と負極との短絡発生を抑制可能な電池用電極群を含む蓄電池を備える。このため、当該蓄電池において、セパレータを介して互いに積層される正極と負極との短絡を良好に抑制可能である。
　本開示の一側面に係る電動車は、上記組電池を備える。この電動車は、セパレータの特定箇所を介した正極と負極との短絡発生を抑制可能な電池用電極群を含む蓄電池を備える。このため、当該蓄電池において、セパレータを介して互いに積層される正極と負極との短絡を良好に抑制可能である。
　本開示の一側面に係る上記電池用電極群の製造方法は、厚さ方向において第１突出部とチューブとが重なるように、正極、セパレータ及び負極を第１方向に沿って重ねる工程を備える。
　本開示の一側面によれば、セパレータの特定箇所を介した正極と負極との短絡発生を抑制可能な電池用電極群、蓄電池、組電池、電動車及び電池用電極群の製造方法を提供できる。
図１は、実施形態に係る蓄電池の一部を破断して示す斜視図である。 図２（ａ）は、第１方向から見た正極を示す図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のIIb-IIb線に沿った拡大断面図である。 図３は、第１方向から見た正極の一部を示す図である。 図４は、実施形態に係る負極を示す平面図である。 図５（ａ）は、セパレータシートを示す平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のVb-Vb線に沿った概略断面図である。 図６は、セパレータに包まれる負極を示す平面図である。 図７は、電極群の一部の拡大概略断面図である。 図８は、第１変形例に係る筒状体を示す概略図である。 図９は、第１変形例に係る電極群の一部の拡大概略断面図である。 図１０は、第２変形例に係る電極群の一部の拡大概略断面図である。
　以下、添付図面を参照して、本開示の一側面の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
　図１は、本実施形態に係る蓄電池の一部を破断して示す斜視図である。図１に示されるように、蓄電池１は、例えば、鉛蓄電池である。蓄電池１は、例えば自動車のバッテリー、停電時等に利用されるバックアップ用電源、及び、電動フォークリフト等の電動車（もしくは電気車）の主電源に用いられる。これらの場合、複数の蓄電池１によって構成される組電池が用いられることがある。例えば、上記電動車は、複数の蓄電池１を含む組電池を有することがある。本実施形態では、蓄電池１は、例えば、クラッド式電極を備えるクラッド式鉛蓄電池である。蓄電池１は、電極群３と、正極端子５Ａと、負極端子５Ｂと、補水栓６と、ケース７とを備える。ケース７は、本体８と、蓋９とを有する。本体８は、箱状を呈している電槽である。本体８は、例えばポリプロピレン等の材料で形成されている。本体８は、電極群３及び電解液を収容する。本体８は、４つの側面部と、底部（詳細は後述）とにより構成されている。蓋９は、本体８の開口部を覆う。蓋９には、正極端子５Ａと、負極端子５Ｂと、補水栓６とが設けられる。正極端子５Ａと負極端子５Ｂとの間には、補水栓６が設けられる。
　電極群３は、複数の正極１０と、複数の負極１２と、複数のセパレータ１３とを有する。電極群３では、正極１０と負極１２とが交互に配置されている。隣り合う正極１０と負極１２との間には、セパレータ１３が位置する。このため、正極１０、セパレータ１３及び負極１２は、所定方向において順に重なる。本実施形態では、電極群３において、正極１０、負極１２及びセパレータ１３の配列方向（以下、単に「配列方向」もしくは「積層方向」と称することもある）の端部には、負極１２が配置されている。加えて、正極１０と、負極１２と、セパレータ１３との集合体は、電池用電極群（極板群）とも呼称される。電極群３及び電解液が本体８に収容されるとき、電解液は、正極１０とセパレータ１３との隙間、セパレータ１３内等に存在する。
　以下では、複数の正極１０と、複数の負極１２と、複数のセパレータ１３とが互いに重なる方向（積層方向）を第１方向Ｘとする。また、第１方向Ｘに直交する方向を第２方向Ｙとし、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに直交する方向を第３方向Ｚとする。本実施形態では、第２方向Ｙは電極群３がケース７に収容される方向に相当する。第２方向Ｙと第３方向Ｚとは互いに直交しているが、これに限られない。第２方向Ｙと第３方向Ｚとは、互いに交差していればよい。
　図２（ａ）は、第１方向から見た正極を示す図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のIIb-IIb線に沿った拡大断面図である。図３は、第１方向から見た正極の一部を示す図である。図１、図２（ａ），（ｂ）及び図３に示されるように、正極１０は、例えば、クラッド式正極板である。蓄電池１においては、各正極１０は、正極端子５Ａと電気的に接続されている。各正極１０と正極端子５Ａとは、正極ストラップ１７によって電気的に接続されている。正極１０は、集電体１４と、集電体１４の一部を収容する複数の筒状体１５（チューブ）と、筒状体１５に収容される正極材１６と、集電体１４に装着される上部連座２１及び下部連座２２と、を有する。
　集電体１４は、複数の芯金１４ａと、複数の芯金１４ａを連結する連結部１４ｂと、連結部１４ｂから突出する耳部１４ｃとを有する。集電体１４は、例えば鋳造によって形成される。集電体１４の構成材料は、導電性材料であればよく、例えば、鉛－カルシウム－錫系合金、鉛－アンチモン－ヒ素系合金等の鉛合金が挙げられる。鉛合金は、セレン、銀、ビスマス等を含んでもよい。
　複数の芯金１４ａは、第２方向Ｙに沿って延在する棒状部分であって、第３方向Ｚに沿って一列に配列されている。第２方向Ｙにおける各芯金１４ａの一端は、連結部１４ｂに接続される。第２方向Ｙにおける各芯金１４ａの他端は、下部連座２２に固定される。各芯金１４ａの長さは、例えば１７０～６５０ｍｍである。各芯金１４ａの長さは、６００ｍｍ以下でもよいし、４５０ｍｍ以下でもよい。連結部１４ｂは、芯金１４ａ及び耳部１４ｃを支持する部分であり、第３方向Ｚに沿って延在する。正極１０がケース７に収容されるとき、連結部１４ｂは、第２方向Ｙにおける正極端子５Ａ側に配置される。耳部１４ｃは、連結部１４ｂから第２方向Ｙに突出する端子部であり、正極ストラップ１７に接続されている。第２方向Ｙにおいて、耳部１４ｃの突出方向は、芯金１４ａの突出方向の反対側である。なお、正極１０がケース７に収容されるとき、耳部１４ｃは、第２方向Ｙにおける蓋９側に位置する。
　複数の筒状体１５は、活物質保持用チューブ（クラッドチューブ）群を構成する絶縁部材である。活物質保持用チューブ群は、いわゆる「ガントレット」とも称される筒状の多孔体チューブの集合体である。このため、各筒状体１５には、複数の孔が設けられる。本実施形態では、筒状体１５の厚さは均一であるが、これに限られない。各筒状体１５は、第２方向Ｙに沿って延在しており、対応する芯金１４ａを収容する。各筒状体１５は、例えば樹脂成形物である。
　正極材１６は、芯金１４ａと共に、筒状体１５の内部に充填されている。このため、芯金１４ａ及び正極材１６は、筒状体１５に収容される。図２（ｂ）に示されるように、正極材１６は、筒状体１５の内部にて芯金１４ａを囲っている。正極材１６は、活物質を含む。活物質には、化成後の活物質及び化成前の活物質の原料の双方が包含される。正極材１６は、化成後の活物質を含有している。化成後の正極材１６は、例えば、正極活物質の原料を含む。本実施形態では、正極材１６は、正極活物質と、添加剤とを含み得る。正極活物質は、例えば、鉛粉、鉛丹等である。添加剤としては、炭素材料、又は、補強用短繊維等が挙げられる。化成後の正極活物質は、例えば二酸化鉛等である。
　上部連座２１は、集電体１４の連結部１４ｂに装着される絶縁構造体であり、第２方向Ｙから見て連結部１４ｂを覆う。上部連座２１は、第２方向Ｙにおける各筒状体１５の一端を封止する。例えば、上部連座２１は各筒状体１５に溶着しているが、これに限られない。上部連座２１と各筒状体１５とは、例えば、接着剤等を介して互いに固定されてもよい。上部連座２１は、例えば絶縁性を有する樹脂部材を集電体１４に溶着することによって設けられる。下部連座２２は、集電体１４の複数の芯金１４ａに装着される絶縁構造体である。下部連座２２は、上部連座２１と同様に、例えば絶縁性を有する樹脂部材を集電体１４に溶着することによって設けられる。下部連座２２は、第２方向Ｙにおける各筒状体１５の他端を封止する。これにより、正極１０における各筒状体１５の位置が、上部連座２１及び下部連座２２によって固定される。例えば、下部連座２２は各筒状体１５に溶着しているが、これに限られない。下部連座２２と各筒状体１５とは、例えば、接着剤等によって互いに固定されてもよい。
　図４は、実施形態に係る負極を示す平面図である。図４に示されるように、負極１２は、蓄電池１における負極板であり、負極端子５Ｂと電気的に接続されている。各負極１２と負極端子５Ｂとは、負極ストラップ１８によって電気的に接続されている。負極１２は、集電体１２ａと、負極材１２ｂとを有する。集電体１２ａは、例えば鋳造（加圧鋳造法）によって形成され、負極格子体１２ｃと、耳部１２ｄとを有する。負極格子体１２ｃは、負極１２における本体部であり、負極材１２ｂを保持する。本実施形態では、負極１２において負極材１２ｂが保持される部分の厚さは、負極格子体１２ｃの厚さよりも大きいが、これに限られない。負極材１２ｂは、負極活物質と、添加剤とを含み得る。負極活物質は、例えば、海綿状鉛等である。添加剤としては、硫酸バリウム、炭素材料、又は、補強用短繊維等が挙げられる。耳部１２ｄは、第２方向Ｙに沿って負極格子体１２ｃから突出する端子部であり、負極ストラップ１８に接続されている。耳部１２ｄと負極格子体１２ｃとは、第１方向Ｘにおいて互いに重なっていない。本実施形態では、負極格子体１２ｃは、セパレータ１３によって覆われている。負極格子体１２ｃには、凸部１２ｅ，１２ｆが設けられている。凸部１２ｅ，１２ｆは、所定の間隔をあけて配置されており、負極格子体１２ｃから外側に向かって突出している足部である。凸部１２ｅ，１２ｆは、耳部１２ｄの突出方向と反対側の方向に沿って突出している。本実施形態では、耳部１２ｄの突出方向と、凸部１２ｅ，１２ｆの突出方向とのそれぞれは、配列方向に対して直交している。また、耳部１２ｄと負極格子体１２ｃとは、配列方向において互いに重なっていない。
　図１に戻って、セパレータ１３は、正極１０と負極１２との短絡を防止するための電池用部材（電池用セパレータ）である。セパレータ１３は、正極１０と負極１２との間を電子的には絶縁する一方でイオンを透過させ、且つ、正極１０側における酸化性及び負極１２側における還元性に対する耐性を備えるものであれば、特に制限されない。このようなセパレータ１３の材料（材質）としては、ガラス繊維、樹脂、無機物等が挙げられる。本実施形態では、セパレータ１３は負極１２の負極格子体１２ｃ及び凸部１２ｅ，１２ｆを覆っており、且つ、負極１２の耳部１２ｄはセパレータ１３から露出している。
　ここで図５（ａ），（ｂ）を参照しながら、セパレータ１３の加工前製品であるセパレータシートの構造について説明する。図５（ａ）は、セパレータシートを示す平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のVb-Vb線に沿った概略断面図である。図５（ａ），（ｂ）に示されるように、セパレータシート３０は、ベース部３１を有する。
　ベース部３１は、セパレータシート３０の主要部となるシート状部分であり、可撓性を示す。ベース部３１は、第１主面３１ａと、第１方向Ｘにおいて第１主面３１ａの反対側に位置する第２主面３１ｂとを有する。本実施形態では、第１主面３１ａ及び第２主面３１ｂは、第１方向Ｘから見て矩形状を呈するが、これに限られない。ベース部３１には、複数の突出部３２（第１突出部、第３突出部）が設けられる。
　複数の突出部３２は、例えば、セパレータシート３０の耐久性向上、ケース７内における電解液の流動性向上等を図るために設けられる。複数の突出部３２は、第３方向Ｚに沿ってベース部３１上に配列されており、且つ、セパレータシート３０の厚さ方向に沿って第２主面３１ｂから突出している。複数の突出部３２のそれぞれは、第２方向Ｙにおけるセパレータシート３０の一端から他端まで設けられる。
　本実施形態では、複数の突出部３２のそれぞれは、互いに離間する複数のリブ３３の群から構成される。このため、各突出部３２は、第２主面３１ｂから突出している部分（すなわち、リブ３３）と、第２主面３１ｂから突出していない部分（すなわち、リブ３３同士が離間する隙間）とを含む。セパレータ１３のイオン伝導性と、セパレータ１３の耐久性との両立の観点から、平面視にて、突出部３２において複数のリブ３３が占める割合は、例えば５％以上５０％以下である。当該割合は、１０％以上でもよいし、１５％以上でもよいし、４５％以下でもよいし、４０％以下でもよい。
　複数のリブ３３は、第２主面３１ｂから第１方向Ｘに沿って突出する突起であり、第１方向Ｘから見て第２主面３１ｂ上に千鳥状に設けられる。第２方向Ｙから見て、第２主面３１ｂ上において複数のリブ３３が占める割合は、例えば１０％以上５０％以下である。当該割合は、１５％以上でもよいし、２０％以上でもよいし、４５％以下でもよいし、４０％以下でもよい。第３方向Ｚに沿って隣り合う２つの突出部３２において、一方の突出部３２に含まれるリブ３３と、他方の突出部３２に含まれるリブ３３とは、第３方向Ｚに沿って互いに重ならない。各突出部３２において、複数のリブ３３は、第２方向Ｙに沿って周期的に配列されており、互いに離間している。第１方向Ｘから見て、各リブ３３は、略矩形状を有するが、これに限られない。第１方向Ｘから見て、各リブ３３は、点形状（ドット形状）でもよいし、円形状でもよいし、楕円形状でもよいし、多角形状でもよい。また、第２方向Ｙに対して直交するリブ３３の断面は、矩形状を呈するが、これに限られない。当該断面は、例えば、台形状でもよいし、逆台形状でもよい。第３方向Ｚに沿ったリブ３３の寸法（幅）は、例えば、第３方向Ｚに沿ったセパレータシート３０の寸法の０．３０％以上２．５％以下である。第１方向Ｘに沿ったリブ３３の寸法（高さ）は、例えば、第１方向Ｘに沿ったベース部３１の寸法（厚さ）の１００％より大きく１０００％以下である。
　次に、図６を参照しながら、電極群３に含まれる、負極１２とセパレータ１３とを組み合わせた構造について詳細に説明する。図６は、セパレータに包まれる負極を示す平面図である。図６に示されるように、セパレータ１３は、セパレータシートの袋状加工物に相当し、負極１２を包んでいる。上述したように、負極１２の耳部１２ｄは、セパレータ１３から露出しており、負極１２の凸部１２ｅ，１２ｆは、セパレータ１３に覆われる。セパレータ１３は、例えば、１枚のセパレータシート３０を第２方向Ｙに沿って二つ折りした後、所望の箇所が封止されることによって形成される。このとき、負極１２がセパレータシート３０にて挟まれるように、第２方向Ｙにおける負極１２の凸部１２ｅ，１２ｆ側にてセパレータシート３０が折り返される。第３方向Ｚにおけるベース部３１の両端部は、負極１２の外側に位置する。作業性向上の観点から、負極１２の移動に伴ってセパレータシート３０が二つ折りされてもよい。セパレータ１３は、主部４１と、一対のシール部４２，４３と、屈曲部４４と、接合部４５とを有する。
　主部４１は、負極１２の負極格子体１２ｃを収容する部分である。主部４１は、セパレータシート３０のベース部３１（図５（ａ）を参照）から構成される。このため本明細書では、主部４１は、ベース部３１と言い換えることが可能であり、第１主面３１ａと、複数の突出部３２が設けられる第２主面３１ｂとを有する。第２主面３１ｂが内面になるようにセパレータシート３０を二つ折りすることによって、主部４１が形成される。
　一対のシール部４２，４３は、セパレータシート３０が二つ折りされる状態を維持するための部分である。第３方向Ｚにおける主部４１の一端にシール部４２が設けられ、第３方向Ｚにおける主部４１の他端にシール部４３が設けられる。シール部４２，４３のそれぞれは、第３方向Ｚにおいて負極１２の外側に位置する。シール部４２，４３のそれぞれは、第２方向Ｙに延在している。これにより、第３方向Ｚに沿った負極１２の移動が、シール部４２，４３によって抑制できる。シール部４２，４３では、完全に密封されなくてもよい。セパレータ１３内における電解液の流動性の観点から、シール部４２，４３の少なくとも一方では、電解液が通過可能な領域が設けられてもよい。シール部４２，４３は、例えば、超音波溶着部、ヒートシール部、コールドシール部、ギアシール部等である。ギアシール部は、ギアを用いた加圧によって機械的に貼り合わされる部分である。本実施形態では、シール部４２，４３のそれぞれは、第２方向Ｙにおけるセパレータ１３の一端から他端まで延在するギアシール部である。
　屈曲部４４は、セパレータシート３０において折り返される部分である。屈曲部４４の少なくとも一部は、負極格子体１２ｃに当接し得る。屈曲部４４の一部には、開口部４４ａが設けられる。開口部４４ａは、例えば、セパレータ１３内における電解液の流動性を向上するために設けられる部分である。開口部４４ａは、第２方向Ｙにおいて凸部１２ｅ，１２ｆのいずれにも重ならない位置に設けられる。開口部４４ａは、例えば第３方向Ｚにおけるセパレータ１３の中央部に設けられるが、これに限られない。例えば、屈曲部４４の一部が切断されることによって、開口部４４ａが形成される。
　接合部４５は、シール部４２，４３と同様に、二つ折りされたセパレータシート３０の状態を維持するための部分である。接合部４５は、セパレータシート３０の第２主面３１ｂの一部と別の一部とを接合する部分である。当該一部と当該別の一部とは、第１方向Ｘにおいて負極１２に重ならない部分であり、第２方向Ｙにおいて屈曲部４４の反対側に位置する。このため、接合部４５は、第２方向Ｙにおけるセパレータ１３の一端側であって、第１方向Ｘから見て負極１２の外側に位置する。接合部４５は、第２方向Ｙにて負極１２の負極格子体１２ｃに対向し、且つ、第３方向Ｚにおいて耳部１２ｄに対向する。蓄電池１においては、少なくとも接合部４５は、第２方向Ｙにおいて負極１２よりも蓋９側に位置する。また、接合部４５は、第３方向Ｚに沿って延在している。具体的には、接合部４５は、第３方向Ｚにおけるセパレータ１３の一端から他端に向かって延在しており、主部４１及びシール部４２に設けられる。すなわち、接合部４５の一部は、シール部４２に重なる。
　以下では、図７を参照しながら、電極群３に含まれる正極１０、負極１２及びセパレータ１３の積層状態の詳細について説明する。図７は、電極群の一部の拡大概略断面図である。図７では、第２方向Ｙに対して直交する断面が示される。
　上述した図６に示されるように、負極１２はセパレータ１３によって包まれている。このため図７に示されるように、電極群３においては、第１方向Ｘに沿って、正極１０と、セパレータ１３の一部１３ａと、負極１２と、セパレータ１３の他部１３ｂとが順に積層される。加えて、各正極１０は、第１方向Ｘにおいて互いに異なる２つのセパレータ１３に挟まれる。このため各正極１０は、第１方向Ｘにおいて、一のセパレータ１３によって包まれる一の負極１２と、別のセパレータ１３によって包まれる別の負極１２とに挟まれる。一の負極１２と別の負極１２とは互いに同一構成を有し、一のセパレータ１３と別のセパレータ１３とは互いに同一構成を有する。このため、例えば一のセパレータ１３に含まれるベース部３１（第１ベース部）と、別のセパレータ１３に含まれるベース部３１（第２ベース部）とは、互いに同一形状を有する。
　第１方向Ｘにおいて、各セパレータ１３の第１主面３１ａが正極１０に対向し、各セパレータ１３の第２主面３１ｂが負極１２に対向する。このため、電極群３においては、各第１主面３１ａが第１方向Ｘにおいて正極１０に対向する表面として用いられ、各第２主面３１ｂが第１方向Ｘにおいて負極１２に対向する裏面として用いられる。各セパレータ１３における第１主面３１ａは、正極１０の筒状体１５に接触する接触部ＣＰを有する。各第１主面３１ａには、複数の接触部ＣＰが含まれる。本実施形態では、各接触部ＣＰは、複数の筒状体１５のうち１の筒状体１５に接している。
　本実施形態では、第２主面３１ｂに設けられる複数の突出部３２のそれぞれは、セパレータ１３の厚さ方向において接触部ＣＰに重なる。また、各接触部ＣＰは、当該厚さ方向において複数の突出部３２の少なくとも１つに重なる。このため、複数の接触部ＣＰのうち少なくとも一部は、当該厚さ方向において複数のリブ３３に重なる。加えて本実施形態では、各突出部３２は、第１方向Ｘにおいて、筒状体１５のうちベース部３１に最も近い部分に重なる。複数の接触部ＣＰのうち少なくとも一部におけるセパレータ１３の第１方向Ｘに沿った厚さは、ベース部３１自体の厚さとリブ３３の高さとの合計値に相当する。
　各突出部３２は、上述したように互いに離間する複数のリブ３３を含み、且つ、負極１２に接触する。このため、負極１２とセパレータ１３のベース部３１との間には、空間が設けられる。これにより、電極群３が電解液と共にケース７に収容されたとき、当該電解液が第２方向Ｙ及び第３方向Ｚにおいて電極群３内（特に、負極１２とベース部３１との間）を拡散しやすくなる。
　続いて、本実施形態における蓄電池１の製造方法の一例を簡潔に説明する。まず、セパレータシート３０及び負極１２を準備する。このとき、セパレータシート３０の第２主面３１ｂと負極１２とを対向させる。続いて、セパレータシート３０を二つ折りすることによって、屈曲部４４を形成すると共にセパレータシート３０によって負極１２を挟み込む。このとき、負極１２の負極格子体１２ｃがセパレータシート３０の第２主面３１ｂにて完全に覆われると共に、負極１２の耳部１２ｄの一部がセパレータシート３０から露出する。続いて、セパレータシート３０にシール部４２，４３及び接合部４５を形成する。シール部４２，４３は、例えば、ギアシール等によって形成される。接合部４５は、例えば、ホーンを含む超音波溶着装置を用いた超音波溶着等によって形成される。続いて、屈曲部４４に開口部４４ａを形成することによって、負極１２を包むセパレータ１３が形成される。
　次に、正極１０と、セパレータ１３に包まれる負極１２とのそれぞれを複数準備する。続いて、正極１０と、セパレータ１３に包まれる負極１２とを交互に積層する。このとき、セパレータ１３の厚さ方向において突出部３２と筒状体１５とが重なるように、正極１０、セパレータ１３及び負極１２を第１方向Ｘに重ねる。続いて、正極１０の耳部１０ａに正極ストラップ１７を電気的に接続させると共に、負極１２の耳部１２ｄに負極ストラップ１８を電気的に接続させる。これにより、複数の正極１０と、複数の負極１２と、複数のセパレータ１３が含まれる電極群３を形成する。続いて、電極群３を本体８に収容する。続いて、本体８を蓋９によって封止する。このとき、各正極１０を正極端子５Ａと電気的に接続させると共に、各負極１２を負極端子５Ｂと電気的に接続させる。続いて、補水栓６を経由して電解液をケース７内に供給する。これにより、蓄電池１が製造される。
　以下では、本実施形態に係る製造方法にて製造される蓄電池１に含まれる電極群３によって奏される作用効果について、従来からの問題点を挙げつつ説明する。
　従来から、鉛蓄電池のセパレータにおいては、特定箇所にて破損しやすい傾向にある問題がある。この問題は、ペースト式正極板を用いた場合よりもクラッド式正極板を用いた場合の方が比較的発生しにくい。しかしながら、クラッド式正極板を用いた場合であっても、上記問題が発生し得る。このような問題に対する鋭意検討の結果、鉛蓄電池の充電時における副反応に起因することが見出された。具体的には、鉛蓄電池を満充電するとき、充電終期には、硫酸鉛（ＰｂＳＯ４）と水とが二酸化鉛（ＰｂＯ２）と鉛と硫酸に変化する化学反応に加えて、副反応として水の電気分解反応（ガッシング）が発生する。このガッシングが発生するとき、正極から酸素ガスが発生すると共に負極から水素ガスが発生する。セパレータにおける正極（クラッドチューブ）との接触部は、セパレータの他の部分よりも酸素ガスに晒されやすい。上記鋭意検討の結果、セパレータの上記接触部は、上記他の部分よりも経時劣化しやすいことが判明した。そして上記接触部及びその近傍からセパレータが破損し、当該破損箇所を介した正極と負極との短絡が発生する傾向にあることも判明した。
　上記知見に基づいてなされた本実施形態に係る電極群３では、正極１０は、集電体１４の芯金１４ａ及び正極材１６が収容される筒状体１５を有する。これにより、単に集電体上に正極活物質を含むペーストが配置されるペースト式正極板と比較して、正極材１６に含まれる正極活物質がセパレータ１３に直接接触しにくくなる。加えて、電極群３におけるセパレータ１３のベース部３１には、セパレータ１３の厚さ方向において第２主面３１ｂから突出する突出部３２が設けられる。このような突出部３２が設けられることによって、ベース部３１の一部における厚さを大きくできる。このため、第１主面３１ａのうち筒状体１５に接触する接触部ＣＰ及びその近傍が、突出部３２の存在によって破損しにくくなることがある。具体的には、セパレータ１３の厚さとしてベース部３１の厚さと突出部３２の高さとの合計値に相当する箇所が、接触部ＣＰ及びその近傍に重なることによって、セパレータ１３における当該接触部ＣＰ及びその近傍が破損しにくくなる。このような電極群３が用いられることによって、セパレータ１３の特定箇所を介した正極１０と負極１２との短絡発生を抑制可能である。
　本実施形態では、突出部３２は、第１方向Ｘにおいて、筒状体１５のうちベース部３１に最も近い部分に重なる。加えて、突出部３２は、セパレータ１３の厚さ方向において接触部ＣＰに重なる。このため、厚さ方向において接触部ＣＰの一部に重なるセパレータ１３の厚さを確実に大きくできる。したがって、接触部ＣＰの一部及びその近傍は、突出部３２の存在によって、より好適に破損しにくくなる。
　本実施形態では、ベース部３１には突出部３２が複数設けられ、正極１０は、筒状体１５を複数有し、複数の筒状体１５は、第３方向Ｚにおいて配列され、第１主面３１ａは、接触部ＣＰを複数有し、複数の接触部ＣＰのそれぞれは、複数の筒状体１５の少なくとも一つに接触し、且つ、セパレータ１３の厚さ方向において複数の突出部３２の少なくとも１つに重なる。このため、各接触部ＣＰ及びその近傍は、複数の突出部３２のいずれかによって好適に破損しにくくなる。
　本実施形態では、電極群３を含む蓄電池１は鉛蓄電池であり、アイドリングストップシステムを搭載する自動車（ＩＳＳ車）よりも、フォークリフト等の電動車に搭載されることが好適である。ＩＳＳ車に搭載される鉛蓄電池は、通常、部分充電状態（ＰＳＯＣ）にて用いられるので、満充電されにくい。このため、ＩＳＳ車に用いられる鉛蓄電池ではガッシングが発生しにくい。すなわち、ＩＳＳ車に用いられる鉛蓄電池では酸素ガスが発生しにくい。よって、ＩＳＳ車に用いられる鉛蓄電池では、酸素に起因するセパレータの劣化が発生しにくい。これに対して、電動車に用いられる鉛蓄電池は、通常、満充電になるように充電される。このため、ＩＳＳ車と比較して、酸素に起因するセパレータの劣化が発生しやすい。したがって上述したように、本実施形態に係る電極群３を含む蓄電池１は、ＩＳＳ車よりも電動車に搭載されることが好適である。
　以下では、図８～図１０を参照しながら、上記実施形態の変形例について説明する。以下の変形例において、上記実施形態と重複する箇所の説明は省略する。したがって以下では、上記実施形態と異なる箇所を主に説明する。
　図８は、第１変形例に係る筒状体を示す概略図である。図８に示されるように、筒状体１５Ａは、帯状基材５０の巻回物（スパイラルチューブ）であり、例えば円筒形状を有する。筒状体１５Ａは、楕円筒形状を有してもよいし、多角形筒形状を有してもよい。図８においては、筒状体１５Ａの軸方向が第２方向Ｙに相当し、筒状体１５Ａの径方向が第１方向Ｘ及び第３方向Ｚに相当する。筒状体１５Ａは、帯状基材５０によって構成される筒状本体部５１と、筒状本体部５１よりも厚い肉厚部５２とを有する。筒状本体部５１は、第２方向Ｙに沿って延在する筒状部分である。肉厚部５２は、帯状基材５０の一部と別の一部とが重なる部分に相当し、例えば第２方向Ｙに沿ってらせん状に延在する。第２方向Ｙから見て、肉厚部５２は、帯状基材５０よりも外部に向かって突出する。換言すると、第２方向Ｙから見て、肉厚部５２は、筒状本体部５１よりも径方向外側に向かって突出する。筒状体１５Ａのイオン伝導性等の観点から、肉厚部５２の表面積は、筒状体１５Ａの外周面の表面積のうち５０％未満でもよいし、４０％以下でもよいし、３０％以下でもよいし、２０％以下でもよい。活物質の露出を防止する観点から、肉厚部５２の表面積は、筒状体１５Ａの外周面の表面積のうち３％以上でもよいし、５％以上でもよいし、１０％以上でもよい。なお、筒状体１５Ａの外周面は、第２方向Ｙにおける筒状体１５Ａの各端面を含まない。
　図９は、第１変形例に係る電極群の一部の拡大概略断面図である。図９では、第３方向Ｚに対して直交する電極群の断面が示される。図９に示されるように、電極群３Ａの正極１０Ａに含まれる筒状体１５Ａは、上記実施形態と同様に、第１方向Ｘにおいて互いに異なる２つのセパレータ１３によって挟まれる。電極群３Ａでは、筒状体１５Ａは、上記２つのセパレータ１３に接触する。上述したように、筒状体１５Ａの肉厚部５２は、筒状本体部５１よりも径方向外側に向かって突出する。このため第１方向Ｘにおいて、２つのセパレータ１３に挟まれる肉厚部５２の一部は、片方のセパレータ１３に最も近く、当該肉厚部５２の別の一部は、もう一方のセパレータ１３に最も近い。よって、筒状体１５Ａの筒状本体部５１の全体もしくはほぼ全体は、セパレータ１３に対して離間している。一方、筒状体１５Ａの肉厚部５２の一部が、セパレータ１３に接触する。各セパレータ１３の第１主面３１ａが少なくとも肉厚部５２に接触することによって、各セパレータ１３には接触部ＣＰが形成される。よって、筒状体１５Ａの肉厚部５２の一部は、セパレータ１３の厚さ方向において、各セパレータ１３の接触部ＣＰに重なる。第１変形例では、２つのセパレータ１３に挟まれる肉厚部５２における第１方向Ｘの一方端は、第１方向Ｘにおいて、片方のセパレータ１３に含まれる突出部３２に重なる。加えて、当該肉厚部５２における第１方向Ｘの他方端は、第１方向Ｘにおいて、もう一方のセパレータ１３に含まれる突出部３２に重なる。したがって第１変形例においても、複数の接触部ＣＰのうち少なくとも一部におけるセパレータ１３の第１方向Ｘに沿った厚さは、ベース部３１自体の厚さとリブ３３の高さとの合計値に相当する。
　以上に説明した第１変形例においても、上記実施形態と同様の作用効果が奏される。加えて第１変形例では、筒状体１５Ａは、筒状本体部５１と、筒状本体部５１よりも厚い肉厚部５２とを有する。このため、筒状本体部５１がベース部３１の第１主面３１ａに接触しにくくなるので、ベース部３１において接触部ＣＰが占める割合を低減できる。よって、セパレータ１３において劣化しやすい箇所を良好に低減できる。
　第１変形例では、肉厚部５２は、セパレータ１３の厚さ方向においてセパレータ１３の接触部ＣＰに重なる。このため、筒状本体部５１がベース部３１の第１主面３１ａに接触しにくくなるので、筒状本体部５１と第１主面３１ａとの間には隙間が形成されやすくなる。これにより、電極群３Ａが電解液と共にケース７に収容されたとき、当該電解液が第２方向Ｙ及び第３方向Ｚにおいて電極群３Ａ内を拡散しやすくなる。
　第１変形例では、肉厚部５２は、セパレータ１３の厚さ方向において突出部３２に重なる。このため、第１主面３１ａの接触部ＣＰが肉厚部５２に接触した際、当該接触部ＣＰ及びその近傍は、突出部３２の存在によって、より破損しにくくなる。
　第１変形例では、筒状体１５Ａは、帯状基材５０の巻回物であり、肉厚部５２は、帯状基材５０の一部と別の一部とが重なる部分である。この場合、筒状体１５Ａにおいて肉厚部５２が占める割合を小さくできるので、ベース部３１の第１主面３１ａにおいて接触部ＣＰが占める割合をより低減できる。
　第１変形例では、肉厚部５２の表面積は、筒状体１５Ａの外周面の表面積のうち５０％未満である。このため、筒状体１５Ａのイオン伝導性を確保しつつ、筒状体１５Ａとセパレータ１３とが互いに接触する割合を低減できる。
　図１０は、第２変形例に係る電極群の一部の拡大概略断面図である。図１０では、第２方向Ｙに対して直交する断面が示される。図１０に示されるように、電極群３Ｂに含まれるセパレータ１３Ａのベース部３１Ａには、セパレータ１３Ａの厚さ方向において第１主面３１ａから正極１０に向かって突出する複数の突出部３４（第２突出部）が設けられる。第２変形例では、各突出部３４は、第１方向Ｘに沿って突出する。突出部３４の少なくとも一部は、第１方向Ｘにおいて、筒状体１５に最も近い部分に相当する。
　複数の突出部３４は、突出部３２と同様に、第３方向Ｚに沿ってベース部３１Ａ上に配列されている。複数の突出部３４のそれぞれは、互いに離間する複数のリブ３５の群から構成される。このため、各突出部３４は、第１主面３１ａから突出している部分（すなわち、リブ３５）と、第１主面３１ａから突出していない部分（すなわち、リブ３５同士が離間する隙間）とを含む。
　複数のリブ３５は、第１主面３１ａから突出する突起であり、第１主面３１ａに直交する方向から見て第１主面３１ａ上に千鳥状に設けられる。このため、リブ３３と同様に、第３方向Ｚにおいて隣り合う２つの突出部３４において、一方の突出部３４に含まれるリブ３５と、他方の突出部３４に含まれるリブ３５とは、第３方向Ｚにおいて互いに重ならない。各突出部３４において、複数のリブ３５は、第２方向Ｙに沿って周期的に配列されており、互いに離間している。第１方向Ｘから見て、各リブ３５は略矩形状を有するが、これに限られない。また、第２方向Ｙに対して直交するリブ３５の断面は、矩形状を呈するが、これに限られない。当該断面は、例えば、台形状でもよいし、逆台形状でもよい。リブ３５の大きさの範囲は、例えばリブ３３の大きさの範囲と同一である。
　突出部３２，３４は、セパレータ１３Ａの厚さ方向において互いに重なる。加えて、突出部３２に含まれる各リブ３３は、当該厚さ方向において突出部３４に含まれる各リブ３５に重なる。このため、リブ３３が設けられる箇所におけるセパレータ１３Ａの厚さは、リブ３３の高さと、ベース部３１Ａの厚さと、リブ３５の高さとの合計に相当する。一方、リブ３３が設けられない箇所におけるセパレータ１３Ａの厚さは、ベース部３１Ａの厚さ、もしくは、ベース部３１Ａの厚さとリブ３５の高さとの合計に相当する。なお、ベース部３１Ａの厚さは、特に限定されないが、例えば上記実施形態よりも５％以上５０％以下程度薄くてもよい。
　電極群３Ｂにおいて、各セパレータ１３Ａに含まれる複数の突出部３４の少なくとも一部は、正極１０に接触する。より具体的には、リブ３５の少なくとも一部は、正極１０に接触する。よって、セパレータ１３Ａに含まれるリブ３５の少なくとも一部には、接触部ＣＰが形成される。一方、セパレータ１３Ａのベース部３１Ａの全体もしくはほぼ全体は、正極１０に対して離間している。このため、ベース部３１Ａと正極１０との間には、空間が設けられる。これにより、電極群３Ｂが電解液と共にケース７に収容されたとき、当該電解液が第２方向Ｙ及び第３方向Ｚにおいて電極群３内（負極１２とベース部３１Ａとの間に加えて、正極１０とベース部３１Ａとの間）を拡散しやすくなる。
　第２変形例では通常時において、正極１０に接触する突出部３４と、正極１０に接触しない突出部３４とが、第３方向Ｚに沿って交互に配列される。換言すると、通常時において、筒状体１５に接触する突出部３４と、筒状体１５に接触しない突出部３４とが、第３方向Ｚに沿って交互に配列される。セパレータ１３Ａが撓んだとき等において、通常時に筒状体１５に接触しない突出部３４は、筒状体１５に接触してもよい。このような突出部３４が設けられることによって、ベース部３１Ａと正極１０（すなわち、筒状体１５）との接触が良好に抑制される。なお、所定の筒状体１５に接触する突出部３４と、当該筒状体１５の隣に位置する筒状体１５に接触する突出部３４との間には、複数の突出部３４が配置されてもよいし、突出部３４が配置されなくてもよい。前者の場合、ベース部３１Ａと正極１０（すなわち、筒状体１５）との接触がより良好に抑制される。
　以上に説明した第２変形例においても、上記実施形態と同様の作用効果が奏される。加えて第２変形例では、ベース部３１Ａには、セパレータ１３Ａの厚さ方向において第１主面３１ａから突出する突出部３４が設けられる。このため、第１主面３１ａに突出部３４が設けられないときと比較して、ベース部３１Ａの第１主面３１ａにおいて筒状体１５に接触する領域を低減できる。
　第２変形例においては、正極１０は、セパレータ１３Ａの突出部３４のみに接触してもよい。この場合、上記実施形態と比較して、ベース部３１Ａを薄化できる。これにより、突出部３２，３４の存在によってセパレータ１３Ａの耐久性を維持しつつ、セパレータ１３Ａのイオン伝導性を向上できる。
　第２変形例では、突出部３２，３４は、セパレータ１３Ａの厚さ方向において互いに重なるが、これに限られない。突出部３２，３４は、当該厚さ方向において互いに重ならなくてもよい。この場合、所定の筒状体１５に接触する突出部３４と、当該筒状体１５の隣に位置する筒状体１５に接触する突出部３４との間には、突出部３４が配置されず、且つ、突出部３２が設けられてもよい。これにより、筒状体１５とベース部３１Ａとが接触する部分及びその近傍が、突出部３２の存在によって破損しにくくなることがある。
　本開示の一側面に係る電池用電極群は、上記実施形態及び上記変形例に限られない。上記実施形態及び上記変形例は、適宜組み合わされてもよい。例えば、上実施形態と第１変形例とが組み合わされてもよい。この場合、クラッドチューブに肉厚部が設けられてもよい。第１変形例と第２変形例とが組み合わされてもよい。この場合、各正極に含まれる筒状体の肉厚部と各セパレータの突出部とが互いに接触してもよい。これにより、セパレータにおいて筒状体に対する接触部が占める割合を良好に低減できる。
　上記実施形態及び上記変形例では、突出部は複数のリブを有しているが、これに限られない。突出部は、１つのリブから構成されてもよい。この場合、第１方向から見たリブは、直線状に延在してもよいし、波線状に延在してもよいし、ジグザグ状に延在してもよい。また、リブは、第２方向に沿って延在してもよいし、第３方向に沿って延在してもよい。突出部は、第１方向から見て、複数のリブによるフィッシュボーン構造に相当してもよい。
　上記実施形態及び上記変形例では、第２方向に沿ってセパレータシートが二つ折りされているが、これに限られない。例えば、電極群の寸法等によっては、第１方向に沿ってセパレータシートが二つ折りされてもよい。この場合、セパレータの屈曲部に開口部が設けられなくてもよい。
　上記実施形態及び上記変形例では、セパレータは袋状加工物であるが、これに限られない。例えば、セパレータは筒状加工物でもよい。この場合、第２方向における両側にシール部が設けられてもよいし、第２方向における一方側のみにシール部が設けられてもよい。
　上記実施形態及び上記変形例では、セパレータは１枚のセパレータシートから形成されるが、これに限られない。例えば、セパレータは、複数枚のセパレータシートから形成されてもよい。この場合、第１方向におけるセパレータの両端側にシール部が形成されてもよいし、第１方向における一方側のみにシール部が形成されてもよい。また、第２方向におけるセパレータの両側に接合部が形成されてもよいし、第２方向における一方側のみに接合部が形成されてもよい。よって、セパレータが複数枚のセパレータシートから形成される場合、当該セパレータは、袋状加工物でもよいし、筒状加工物でもよいし、袋状加工物及び筒状加工物とは異なる加工物でもよい。
　上記実施形態及び上記変形例では、ケース内には複数のセパレータが含まれるが、これに限られない。例えば、電極群に含まれる複数の正極と複数の負極とは、１枚のセパレータシートによって隔てられてもよい。この場合、例えば、セパレータシートは、配列方向において蛇腹状に折りたたまれる。電極群においては、正極は、蛇腹状のセパレータシートの第１主面にて挟まれるように配置され、負極は、当該セパレータシートの第２主面にて挟まれるように配置される。
　１…蓄電池、３，３Ａ，３Ｂ…電極群、５Ａ…正極端子、５Ｂ…負極端子、７…ケース、８…本体、９…蓋、１０…正極、１２…負極、１２ａ…集電体、１２ｂ…負極材、１２ｃ…負極格子体、１２ｄ…耳部、１２ｅ，１２ｆ…凸部、１３，１３Ａ…セパレータ、１４…集電体、１４ａ…芯金、１４ｂ…連結部、１４ｃ…耳部、１５，１５Ａ…筒状体、１６…正極材、２１…上部連座、２２…下部連座、３０…セパレータシート、３１，３１Ａ…ベース部、３１ａ…第１主面（表面）、３１ｂ…第２主面（裏面）、３２…突出部（第１突出部）、３３，３５…リブ、３４…突出部（第２突出部）、４１…主部、４２，４３…シール部、４４…屈曲部、４４ａ…開口部、４５…接合部、５１…筒状本体部、５２…肉厚部。

Claims (16)

  1. 　第１方向に順に重なる正極、セパレータ及び負極を備え、
    　前記正極は、前記第１方向に直交する第２方向に延在し、集電体及び正極活物質が収容されるチューブを有し、
    　前記セパレータは、前記第１方向にて前記正極に対向する表面と、前記第１方向にて前記負極に対向する裏面とを含む第１ベース部を有し、
    　前記第１ベース部には、前記セパレータの厚さ方向において前記裏面から突出する第１突出部が設けられ、
    　前記表面は、前記チューブに接触する接触部を有する、
    電池用電極群。
  2. 　前記第１突出部は、前記第１方向において、前記チューブのうち前記第１ベース部に最も近い部分に重なる、請求項１に記載の電池用電極群。
  3. 　前記第１突出部は、前記厚さ方向において前記接触部に重なる、請求項２に記載の電池用電極群。
  4. 　前記チューブは、筒状本体部と、前記筒状本体部よりも厚い肉厚部とを有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の電池用電極群。
  5. 　前記肉厚部は、前記厚さ方向において前記接触部に重なる、請求項４に記載の電池用電極群。
  6. 　前記肉厚部は、前記厚さ方向において前記第１突出部に重なる、請求項４または５に記載の電池用電極群。
  7. 　前記チューブは、帯状基材の巻回物であり、
    　前記肉厚部は、前記帯状基材の一部と別の一部とが重なる部分である、請求項４～６のいずれか一項に記載の電池用電極群。
  8. 　前記肉厚部の表面積は、前記チューブの外周面の表面積のうち５０％未満である、請求項４～７のいずれか一項に記載の電池用電極群。
  9. 　前記第１ベース部には、前記厚さ方向において前記表面から突出する第２突出部が設けられる、請求項１～８のいずれか一項に記載の電池用電極群。
  10. 　前記第２突出部は、前記第２方向において周期的に配列される複数のリブを含み、
    　前記複数のリブは、互いに離間している、請求項９に記載の電池用電極群。
  11. 　前記第１ベース部には、前記第１突出部が複数設けられ、
    　前記正極は、前記チューブを複数有し、
    　複数の前記チューブは、前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向において配列され、
    　前記表面は、前記接触部を複数有し、
    　複数の前記接触部のそれぞれは、複数の前記チューブの少なくとも一つに接触し、且つ、前記厚さ方向において複数の前記第１突出部の少なくとも１つに重なる、請求項１～１０のいずれか一項に記載の電池用電極群。
  12. 　前記第１方向において前記正極、前記セパレータ及び前記負極に重なる別の負極及び別のセパレータをさらに備え、
    　前記別のセパレータは、前記第１方向にて前記正極に対向する別の表面と、前記第１方向にて前記別の負極に対向する別の裏面とを含む第２ベース部を有し、
    　前記第２ベース部には、前記別のセパレータの厚さ方向において前記別の裏面から突出する第３突出部が設けられ、
    　前記別の表面は、前記チューブに接触する別の接触部を有する、請求項１～１１のいずれか一項に記載の電池用電極群。
  13. 　請求項１～１２のいずれか一項に記載の電池用電極群を備える蓄電池。
  14. 　請求項１３に記載の蓄電池を備える組電池。
  15. 　請求項１４に記載の組電池を備える電動車。
  16. 　請求項１～１２のいずれか一項に記載の電池用電極群の製造方法であって、
    　前記厚さ方向において前記第１突出部と前記チューブとが重なるように、前記正極、前記セパレータ及び前記負極を前記第１方向に沿って重ねる工程を備える、
    製造方法。
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