(57)【要約】【課題】外装体と電極板との短絡を効果的に防止して、積層型電池の信頼性を向上させることを目的とする。【解決手段】絶縁体３０は、第１電極板１０の一側端部１０ａの幅方向ｄｙにおける一側ｓ１で折り返す第１折り返し部３１と、第２電極板２０の他側端部２０ｂの他側ｓ２で折り返す第２折り返し部３２と、を含んでいる。第１電極板１０の幅は、第２電極板２０の幅よりも狭い。第１折り返し部３１の一側端部３１ａは、当該第１折り返し部３１に対応する第１電極板１０に隣り合う第２電極板２０の一側端部２０ａよりも、前記幅方向において一側に位置する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層方向に交互に積層された第１電極板および第２電極板と、
前記積層方向と直交する幅方向で交互に逆向きに折り返すことで、前記積層方向に隣り合う第１電極板および第２電極板の間を延びる絶縁体と、を備え、
前記絶縁体は、前記第１電極板の前記幅方向における一側に位置する一側端部の前記幅方向における一側で折り返す第１折り返し部と、前記第２電極板の前記幅方向における他側に位置する他側端部の前記幅方向における他側で折り返す第２折り返し部と、を含み、
前記幅方向に沿った前記第１電極板の幅は、前記幅方向に沿った前記第２電極板の幅よりも狭く、
前記第１折り返し部の前記幅方向における一側端部は、当該第１折り返し部に対応する第１電極板に隣り合う第２電極板の一側端部よりも、前記幅方向において一側に位置する、積層型電池。
【請求項２】
前記第１折り返し部の前記一側端部は、当該第１折り返し部に対応する第１電極板に隣り合う第２電極板の一側端部よりも、前記幅方向における一側に０．１ｍｍ以上ずれて位置している、請求項１に記載の積層型電池。
【請求項３】
前記第１折り返し部の前記一側端部は、当該第１折り返し部に対応する第１電極板に隣り合う第２電極板の一側端部よりも、前記幅方向における一側に０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下ずれて位置している、請求項１に記載の積層型電池。
【請求項４】
前記第２折り返し部の前記幅方向における他側端部は、当該第２折り返し部に対応する第２電極板の前記他側端部から、前記幅方向における他側に３ｍｍ以下ずれて位置している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層型電池。
【請求項５】
前記第１電極板の前記一側端部からの前記第１折り返し部の前記幅方向における一側への突出長さは、前記第２電極板の前記他側端部からの前記第２折り返し部の前記幅方向における他側への突出長さよりも長い、請求項１〜４のいずれか一項に記載の積層型電池。
【請求項６】
前記第２折り返し部の前記幅方向における他側端部は、当該第２折り返し部に対応する第２電極板に隣り合う第１電極板の前記他側端部よりも、前記幅方向において他側に位置する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の積層型電池。
【請求項７】
前記第２電極板の一側端部は、前記第１電極板の一側端部よりも、前記幅方向における一側に位置し、
前記第２電極板の他側端部は、前記第１電極板の他側端部よりも、前記幅方向における他側に位置する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の積層型電池。
【請求項８】
前記第１電極板、前記第２電極板および前記絶縁体を収容する外装体を更に備え、
前記第１折り返し部は、前記外装体に前記幅方向から接触し、
前記第２電極板の一側端部は、前記外装体から前記幅方向に離間している、請求項１〜７のいずれか一項に記載の積層型電池。
【請求項９】
前記第１電極板、前記第２電極板および前記絶縁体を収容する外装体を更に備え、
前記第２電極板の一側端部と前記外装体との前記幅方向に沿った離間間隔は、０．１ｍｍ以上である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の積層型電池。
【請求項１０】
前記第１電極板、前記第２電極板および前記絶縁体を収容する外装体を更に備え、
前記第２電極板の一側端部と前記外装体との前記幅方向に沿った離間間隔は、３ｍｍ以下である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の積層型電池。
【請求項１１】
積層方向に交互に積層された第１電極板および第２電極板と、
前記積層方向と直交する幅方向で交互に逆向きに折り返すことで、前記積層方向に隣り合う第１電極板および第２電極板の間を延びる絶縁体と、
前記第１電極板、前記第２電極板および前記絶縁体を収容する外装体と、を備え、
前記絶縁体は、前記第１電極板の前記幅方向における一側に位置する一側端部の前記幅方向における一側で折り返す第１折り返し部と、前記第２電極板の前記幅方向における他側に位置する他側端部の前記幅方向における他側で折り返す第２折り返し部と、を含み、
前記第１折り返し部及び前記第２折り返し部が前記外装体に接触することで、前記第１電極板および前記第２電極板が前記外装体に接触することを規制する、積層型電池。
【請求項１２】
前記外装体は、第１部材と、前記第１部材と接合されて前記第１部材との間に前記第１電極板、前記第２電極板および前記絶縁体の収容空間を形成する第２部材と、を有し、
前記第２部材は、前記収容空間を形成する膨出部と、前記膨出部を周状に取り囲むようにして前記膨出部に接続し且つ前記第１部材と接合される鍔部と、を有し、
前記膨出部は、前記鍔部に対して９０°より大きく１１０°以下の角度を成して前記鍔部から立ち上がる周状の側壁部と、前記側壁部に接続した天壁部と、を有する、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の積層型電池。
【請求項１３】
前記外装体の内部の圧力は、１００ｋＰａ以下となっている、請求項８〜１２のいずれか一項に記載の積層型電池。
【請求項１４】
前記第１電極板は正極板であり、前記第２電極板は負極板である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の積層型電池。
【請求項１５】
前記第１電極板及び前記第２電極板を、それぞれ、１０以上含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の積層型電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層型電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１で提案されているように、正極板と負極板とを交互に積層してなる積層型電池が広く普及している。積層型電池の一例として、リチウムイオン二次電池が例示され得る。リチウムイオン二次電池は、他の形式の積層型電池と比較して大容量であることを特徴の一つとしている。このような特徴を有するリチウムイオン二次電池は、今般、車載用途や定置住宅用途等の種々の用途での更なる普及を期待されている。
【０００３】
積層型電池は、通常、交互に積層される正極板及び負極板と、正極板及び負極板の間に設けられる絶縁体と、を含む積層体に加え、この積層体を収容する外装体と、を有している。外装体は、一般的に、バリヤー性や強度の観点から金属、例えばアルミニウム合金を用いて製造された本体部と、本体部の内面側に設けられた絶縁コーティング層と、を有している。絶縁コーティング層により、電極板と外装体の本体部との短絡が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１８２７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、絶縁コーティング層にピンホール等の欠陥が生じることもある。例えば、電極板の縁部が接触することによって、絶縁コーティング層が局所的に破損することも考えられる。そして、絶縁コーティング層に欠陥が生じた場合、電極板と外装体とが短絡すると、積層型電池が予定した機能を発揮しなくなる。本発明は、このような点を考慮してなされたものであって、外装体と電極板との短絡を効果的に防止して、積層型電池の信頼性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による第１の積層型電池は、
積層方向に交互に積層された第１電極板および第２電極板と、
前記積層方向と直交する幅方向で交互に逆向きに折り返すことで、前記積層方向に隣り合う第１電極板および第２電極板の間を延びる絶縁体と、を備え、
前記絶縁体は、前記第１電極板の前記幅方向における一側に位置する一側端部の前記幅方向における一側で折り返す第１折り返し部と、前記第２電極板の前記幅方向における他側に位置する他側端部の前記幅方向における他側で折り返す第２折り返し部と、を含み、
前記幅方向に沿った前記第１電極板の幅は、前記幅方向に沿った前記第２電極板の幅よりも狭く、
前記第１折り返し部の前記幅方向における一側端部は、当該第１折り返し部に対応する第１電極板に隣り合う第２電極板の一側端部よりも、前記幅方向において一側に位置する。
【０００７】
本発明による第２の積層型電池は、
積層方向に交互に積層された第１電極板および第２電極板と、
前記積層方向と直交する幅方向で交互に逆向きに折り返すことで、前記積層方向に隣り合う第１電極板および第２電極板の間を延びる絶縁体と、
前記第１電極板、前記第２電極板および前記絶縁体を収容する外装体と、を備え、
前記絶縁体は、前記第１電極板の前記幅方向における一側に位置する一側端部の前記幅方向における一側で折り返す第１折り返し部と、前記第２電極板の前記幅方向における他側に位置する他側端部の前記幅方向における他側で折り返す第２折り返し部と、を含み、
前記第１折り返し部及び前記第２折り返し部が前記外装体に接触することで、前記第１電極板および前記第２電極板が前記外装体に接触することを規制する。
【０００８】
本発明による第１又は第２の積層型電池において、前記第１折り返し部の前記一側端部は、当該第１折り返し部に対応する第１電極板に隣り合う第２電極板の一側端部よりも、前記幅方向における一側に０．１ｍｍ以上ずれて位置していてもよい。
【０００９】
本発明による第１又は第２の積層型電池において、前記第１折り返し部の前記一側端部は、当該第１折り返し部に対応する第１電極板に隣り合う第２電極板の一側端部よりも、前記幅方向における一側に０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下ずれて位置していてもよい。
【００１０】
本発明による第１又は第２の積層型電池において、前記第２折り返し部の前記幅方向における他側端部は、当該第２折り返し部に対応する第２電極板の前記他側端部から、前記幅方向における他側に３ｍｍ以下ずれて位置していてもよい。
【００１１】
本発明による第１又は第２の積層型電池において、前記第１電極板の前記一側端部からの前記第１折り返し部の前記幅方向における一側への突出長さは、前記第２電極板の前記他側端部からの前記第２折り返し部の前記幅方向における他側への突出長さよりも長くなっていてもよい。
【００１２】
本発明による第１又は第２の積層型電池において、前記第２折り返し部の前記幅方向における他側端部は、当該第２折り返し部に対応する第２電極板に隣り合う第１電極板の前記他側端部よりも、前記幅方向において他側に位置していてもよい。
【００１３】
本発明による第１又は第２の積層型電池において、
前記第２電極板の一側端部は、前記第１電極板の一側端部よりも、前記幅方向における一側に位置し、
前記第２電極板の他側端部は、前記第１電極板の他側端部よりも、前記幅方向における他側に位置していてもよい。
【００１４】
本発明による第１又は第２の積層型電池が、
前記第１電極板、前記第２電極板および前記絶縁体を収容する外装体を更に備え、
前記第１折り返し部は、前記外装体に前記幅方向から接触し、
前記第２電極板の一側端部は、前記外装体から前記幅方向に離間していてもよい。
【００１５】
本発明による第１又は第２の積層型電池が、
前記第１電極板、前記第２電極板および前記絶縁体を収容する外装体を更に備え、
前記第２電極板の一側端部と前記外装体との前記幅方向に沿った離間間隔は、０．１ｍｍ以上であってもよい。
【００１６】
本発明による第１又は第２の積層型電池が、
前記第１電極板、前記第２電極板および前記絶縁体を収容する外装体を更に備え、
前記第２電極板の一側端部と前記外装体との前記幅方向に沿った離間間隔は、３ｍｍ以下であってもよい。
【００１７】
本発明による第１又は第２の積層型電池において、
前記外装体は、第１部材と、前記第１部材と接合されて前記第１部材との間に前記第１電極板、前記第２電極板および前記絶縁体の収容空間を形成する第２部材と、を有し、
前記第２部材は、前記収容空間を形成する膨出部と、前記膨出部を周状に取り囲むようにして前記膨出部に接続し且つ前記第１部材と接合される鍔部と、を有し、
前記膨出部は、前記鍔部に対して９０°より大きく１１０°以下の角度を成して前記鍔部から立ち上がる周状の側壁部と、前記側壁部に接続した天壁部と、を有するようにしてもよい。
【００１８】
本発明による第１又は第２の積層型電池において、前記外装体の内部の圧力は、１００ｋＰａ以下となっていてもよい。
【００１９】
本発明による第１又は第２の積層型電池において、前記第１電極板は正極板であり、前記第２電極板は負極板であってもよい。
【００２０】
本発明による第１又は第２の積層型電池において、前記第１電極板及び前記第２電極板を、それぞれ、１０以上含むようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、外装体と電極板との短絡を効果的に防止して、積層型電池の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、積層型電池を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１の積層型電池の内部を外装体や絶縁体等を除去して示す斜視図である。
【図３】図３は、図１の積層型電池の電極板および絶縁体の積層構造を説明するための縦断面斜視図である。
【図４】図４は、図１の積層型電池の電極板および絶縁体を示す上面図である。
【図５】図５は、図１の積層型電池の幅方向に沿った断面を示す縦断面図である。
【図６】図６は、図１の積層型電池の取出方向に沿った断面を示す部分縦断面図である。
【図７】図７は、図１の積層型電池の幅方向に沿った断面を示す部分縦断面図である。
【図８】図８は、図１の積層型電池の幅方向に沿った断面を示す部分縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【００２４】
図１〜図８は、本発明による積層型電極の一実施の形態を説明するための図である。
【００２５】
以下に説明する一実施の形態において、積層型電池１は、外装体４０と、外装体４０内に収容された膜電極接合体５と、膜電極接合体５に接続されて外装体４０の内部から外部へと延び出したタブ３と、を有している。このうち膜電極接合体５は、交互に積層された第１電極板１０及び第２電極板２０と、第１電極板１０及び第２電極板２０の間に位置する絶縁体３０と、を有している。このような積層型電池１は、膜電極接合体５を構成する複数の電極板１０，２０の製造時における位置決め精度の低下や使用時における電極板１０，２０の位置ずれに起因して、電極板１０，２０と外装体４０との短絡が生じ得る。電極板１０，２０と外装体４０との短絡が生じると、積層型電池１が予定された機能を発揮することができなくなる。一方、本実施の形態に係る積層型電池１は、以下に説明するように、電極板１０，２０と外装体４０との接触を防止するための工夫がなされており、優れた信頼性を有している。
【００２６】
以下において、積層型電池１がリチウムイオン二次電池を構成する例について説明する。この例において、第１電極板１０は正極板１０Ｘを構成し、第２電極板２０は負極板２０Ｙを構成するものとする。ただし、以下に説明する作用効果の記載からも理解され得るように、ここで説明する一実施の形態は、リチウムイオン二次電池に限定されることなく、第１電極板１０及び第２電極板２０を交互に積層してなる積層型電池１に広く適用され得る。
【００２７】
まず、積層型電池１の構成について説明する。外装体４０は、膜電極接合体５を封止するための包装材である。外装体４０は、本体部４０ａと、本体部４０ａに積層されたコーティング層４０ｂと、を有している（図６〜図８参照）。本体部４０ａは、高ガスバリア性と成形加工性を有することが好ましい。本体部４０ａをなす材料として、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス等を用いることができる。コーティング層４０ｂは、絶縁性を有しており、外装体４０内に収容する電極板１０，２０と本体部４０ａとの短絡を防止する。また、コーティング層４０ｂは、絶縁性に加えて、耐薬品性、熱可塑性（接着性）等を有していることが好ましい。このようなコーティング層４０ｂとして、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、低密度ポリプロピレン、アイオノマー、エチレン・酢酸ビニルを用いることができる。
【００２８】
図１、図５及び図６に示すように、外装体４０は、第１部材４１及び第２部材４２を有している。第１部材４１及び第２部材４２の間に、膜電極接合体５の収容空間が形成されている。外装体４０は、膜電極接合体５及び電解液をその内部に密閉する。膜電極接合体５及び電解液を封入した外装体４０の内圧は、負圧、例えば１００ｋＰａ以下とすることができる。
【００２９】
図示された例において、第１部材４１は、板状の部材として形成されている。一方、第２部材４２は、カップ状に形成されている。第２部材４２は、カップ状の膨出部４３と、膨出部４３に接続した鍔部４４と、を有している。鍔部４４は、膨出部４３を周状に取り囲み、鍔部４４の周縁と接続している。鍔部４４は、第１部材４１と第２部材４２との間の収容空間を密閉するように、第１部材４１と接合している。カップ状の膨出部４３は、周状の側壁部４３ａと、側壁部４３ａに接続した天壁部４３ｂと、を有している。側壁部４３ａは、一方の開口縁において、鍔部４４と接続している。天壁部４３ｂは、側壁部４３ａの他方の開口縁に接続し、側壁部４３ａの他方の開口を塞いでいる。膨出部４３は、例えば絞り加工によって製造され、この場合、側壁部４３ａ及び他側面４４ｂは一体的に形成される。
【００３０】
なお、積層型電池１の体積に対する積層型電池１の電池容量の比の値で決まるエネルギー効率を高める観点から、側壁部４３ａは鍔部４４から切り立っていること、言い換えると９０°に近い角度で鍔部４４から立ち上がっていることが好ましい。プレスによる絞り加工を用いて第２部材４２を製造する場合、高いエネルギー効率を確保するため、側壁部４３ａの鍔部４４に対する立ち上がり角度θｘは、９０°より大きく１１０°以下であることが好ましく、１０５°以下であることがより好ましく、１００°以下であることが更に好ましい。なお、立ち上がり角度θｘとは、図５に示すように、側壁部４３ａと鍔部４４とがなす角度のうちの小さい方の角度（劣角）のことである。
【００３１】
タブ３は、積層型電池１における端子として機能する。膜電極接合体５の正極板１０Ｘ（第１電極板１０）に一方のタブ３が電気的に接続し、膜電極接合体５の負極板２０Ｙ（第２電極板２０）に他方のタブ３が電気的に接続している。タブ３は、アルミニウム、ニッケル、ニッケルメッキ銅等を用いて形成され得る。一対のタブは、外装体４０の内部から、外装体４０の外部へと延び出している。図示された例において、タブ３は、膜電極接合体５から引出方向ｄｘに沿って外装体４０外まで引き出されている。
【００３２】
なお、外装体４０とタブ３との間は、タブ３が延び出す領域において、封止されている。具体的には、図１や図６に示すように、タブ３と外装体４０との間にシーラント４が設けられている。シーラント４は、タブ３と外装体４０との間を封止して、外装体４０の収容空間を密閉する。また、シーラント４は、接着性を有しており、タブ３と外装体４０とを接合する。図６によく示されているように、電極板１０，２０の積層方向ｄｚにおけるタブ３の両側にシーラント４が、それぞれ設けられている。
【００３３】
次に、膜電極接合体５について、図示された具体例を主として参照しながら、説明する。膜電極接合体５は、正極板１０Ｘ（第１電極板１０）及び負極板２０Ｙ（第２電極板２０）と、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの間に位置する絶縁体３０と、を有している。このうち、まず、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙについて説明する。
【００３４】
図２、図３，図５及び図６に示すように、膜電極接合体５は、複数の正極板１０Ｘ（第１電極板１０）及び負極板２０Ｙ（第２電極板２０）を有している。正極板１０Ｘ（第１電極板１０）及び負極板２０Ｙ（第２電極板２０）は、一つの外装体４０内に、例えば、それぞれ１０枚以上、或いはそれぞれ１５枚以上、或いはそれぞれ２０枚以上含まれている。正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙは、積層方向ｄｚに沿って交互に配列されている。膜電極接合体５及び積層型電池１は、全体的に偏平形状を有し、積層方向ｄｚへの厚さが薄く、積層方向ｄｚに直交する引出方向ｄｘ及び幅方向ｄｙに広がっている。
【００３５】
図示された非限定的な例において、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙは、長方形形状の外輪郭を有している。正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙは、積層方向ｄｚに直交する引出方向ｄｘに長手方向を有し、積層方向ｄｚ及び引出方向ｄｘの両方に直交する幅方向ｄｙに短手方向を有する。図２及び図４に示すように、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙは、引出方向ｄｘにずらして配置されている。より具体的には、複数の正極板１０Ｘは、引出方向ｄｘにおける一側（図２の左下側及び図４の左側）に寄って配置され、複数の負極板２０Ｙは、引出方向ｄｘにおける他側（図２の右上側及び図４の右側）に寄って配置されている。正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙは、引出方向ｄｘにおける中央において、積層方向ｄｚに重なり合っている。なお、図２では、絶縁体３０の図示を省略している。
【００３６】
正極板１０Ｘ（第１電極板１０）は、図示するように、シート状の外形状を有している。正極板１０Ｘ（第１電極板１０）は、正極集電体１１Ｘ（第１電極集電体１１）と、正極集電体１１Ｘ上に設けられた正極活物質層１２Ｘ（第１電極活物質層１２）と、を有している。リチウムイオン二次電池において、正極板１０Ｘは、放電時にリチウムイオンを放出し、充電時にリチウムイオンを吸蔵する。
【００３７】
正極集電体１１Ｘは、互い対向する第１面１１ａ及び第２面１１ｂを主面として有している。正極活物質層１２Ｘは、正極集電体１１Ｘの第１面１１ａ及び第２面１１ｂの少なくとも一方の面上に形成される。具体的には、正極集電体１１Ｘの第１面１１ａ又は第２面１１ｂが、膜電極接合体５に含まれる電極板１０，２０のうちの積層方向ｄｚにおける最外方に位置する場合、正極集電体１１Ｘの最外方側となる面には正極活物質層１２Ｘが設けられない。この正極集電体１１Ｘの位置に依存した正極活物質層１２Ｘの有無を除き、積層型電池１に含まれる複数の正極板１０Ｘは、正極集電体１１Ｘの両側に正極活物質層１２Ｘを有し、互いに同一に構成され得る。
【００３８】
正極集電体１１Ｘ及び正極活物質層１２Ｘは、積層型電池１（リチウムイオン二次電池）に適用され得る種々の材料を用いて種々の製法により、作製され得る。一例として、正極集電体１１Ｘは、アルミニウム箔によって形成され得る。正極活物質層１２Ｘは、例えば、正極活物質、導電助剤、バインダーとなる結着剤を含んでいる。正極活物質層１２Ｘは、正極活物質、導電助剤及び結着剤を溶媒に分散させてなる正極用スラリーを、正極集電体１１Ｘをなす材料上に塗工して固化させることで、作製され得る。正極活物質として、例えば、一般式ＬｉＭｘＯｙ（ただし、Ｍは金属であり、ｘ及びｙは金属Ｍと酸素Ｏの組成比である）で表される金属酸リチウム化合物が用いられる。金属酸リチウム化合物の具体例として、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等が例示され得る。導電助剤としては、アセチレンブラック等が用いられ得る。結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン等が用いられ得る。
【００３９】
図４に示すように、正極集電体１１Ｘ（第１電極集電体１１）は、第１端部領域ａ１及び第１電極領域ｂ１を有している。正極活物質層１２Ｘ（第１電極活物質層１２）は、正極集電体１１Ｘの第１電極領域ｂ１のみに配置されている。第１端部領域ａ１及び第１電極領域ｂ１は、引出方向ｄｘに配列されている。第１端部領域ａ１は、第１電極領域ｂ１よりも引出方向ｄｘにおける外側（図４における左側）に位置している。複数の正極集電体１１Ｘは、図６に示すように、第１端部領域ａ１において、抵抗溶接や超音波溶接、テープによる貼着、融着等によって接合され、電気的に接続している。図示された例では、一つのタブ３が、第１端部領域ａ１において正極集電体１１Ｘに電気的に接続している。タブ３は、膜電極接合体５から引出方向ｄｘに延び出している。一方、図４に示すように、第１電極領域ｂ１は、負極板２０Ｙの後述する負極活物質層２２Ｙに対面する領域内に位置している。そして、図５に示すように、幅方向ｄｙに沿った正極板１０Ｘの幅は、幅方向ｄｙに沿った負極板２０Ｙの幅よりも狭くなっている。このような第１電極領域ｂ１の配置により、正極活物質層１２Ｘからのリチウムの析出を防止することができる。
【００４０】
次に、負極板２０Ｙ（第２電極板２０）について説明する。負極板２０Ｙも、正極板１０Ｘと同様に、シート状の外形状を有している。負極板２０Ｙ（第２電極板２０）は、負極集電体２１Ｙ（第２電極集電体２１）と、負極集電体２１Ｙ上に設けられた負極活物質層２２Ｙ（第２電極活物質層２２）と、を有している。リチウムイオン二次電池において、負極板２０Ｙは、放電時にリチウムイオンを吸蔵し、充電時にリチウムイオンを放出する。
【００４１】
負極集電体２１Ｙは、互い対向する第１面２１ａ及び第２面２１ｂを主面として有している。負極活物質層２２Ｙは、負極集電体２１Ｙの第１面２１ａ及び第２面２１ｂの少なくとも一方の面上に形成される。具体的には、負極集電体２１Ｙの第１面２１ａ又は第２面２１ｂが、膜電極接合体５に含まれる電極板１０，２０のうちの積層方向ｄｚにおける最外方に位置する場合、負極集電体２１Ｙの最外方側となる面には負極活物質層２２Ｙが設けられない。この負極集電体２１Ｙの位置に依存した負極活物質層２２Ｙの有無を除き、積層型電池１に含まれる複数の負極板２０Ｙは、負極集電体２１Ｙの両側に負極活物質層２２Ｙを有し、互いに同一に構成され得る。
【００４２】
負極集電体２１Ｙ及び負極活物質層２２Ｙは、積層型電池１（リチウムイオン二次電池）に適用され得る種々の材料を用いて種々の製法により、作製され得る。一例として、負極集電体２１Ｙは、例えば銅箔によって形成される。負極活物質層２２Ｙは、例えば、炭素材料からなる負極活物質、及び、バインダーとして機能する結着剤を含んでいる。負極活物質層２２Ｙは、例えば、炭素粉末や黒鉛粉末等からなる負極活物質とポリフッ化ビニリデンのような結着剤とを溶媒に分散させてなる負極用スラリーを、負極集電体２１Ｙをなす材料上に塗工して固化することで、作製され得る。
【００４３】
図４に示すように、負極集電体２１Ｙ（第２電極集電体２１）は、第２端部領域ａ２及び第２電極領域ｂ２を有している。負極活物質層２２Ｙ（第２電極活物質層２２）は、負極集電体２１Ｙの第２電極領域ｂ２に配置されている。第２端部領域ａ２及び第２電極領域ｂ２は、引出方向ｄｘに配列されている。第２端部領域ａ２は、第２電極領域ｂ２よりも引出方向ｄｘにおける外側（図４における右側）に位置している。複数の負極集電体２１Ｙは、第２端部領域ａ２において、抵抗溶接や超音波溶接、テープによる貼着、融着等によって接合され、電気的に接続している。一つのタブ３が、第２端部領域ａ２において負極集電体２１Ｙに電気的に接続することができる。タブ３は、膜電極接合体５から引出方向ｄｘに延び出している。
【００４４】
既に説明したように、正極板１０Ｘの第１電極領域ｂ１は、負極板２０Ｙの第２電極領域ｂ２に対面する領域の内側に位置している（図４参照）。すなわち、第２電極領域ｂ２は、正極板１０Ｘの正極活物質層１２Ｘに対面する領域を内包する領域に広がっている。図５に示すように、幅方向ｄｙに沿った負極板２０Ｙの幅は、幅方向ｄｙに沿った正極板１０Ｘの幅よりも広くなっている。とりわけ、負極板２０Ｙの幅方向ｄｙにおける一側端部２０ａは、正極板１０Ｘの幅方向ｄｙにおける一側端部１０ａよりも、幅方向ｄｙにおける一側ｓ１に位置し、且つ、負極板２０Ｙの幅方向ｄｙにおける他側端部２０ｂは、正極板１０Ｘの幅方向ｄｙにおける他側端部１０ｂよりも、幅方向ｄｙにおける他側ｓ２に位置している。
【００４５】
次に、絶縁体３０について説明する。絶縁体３０は、正極板１０Ｘ（第１電極板１０）及び負極板２０Ｙ（第２電極板２０）の間に位置する。絶縁体３０は、正極板１０Ｘ（第１電極板１０）及び負極板２０Ｙ（第２電極板２０）の接触による短絡を防止する。絶縁体３０は、大きなイオン透過度(透気度)、所定の機械的強度、および電解液、正極活物質、負極活物質等に対する耐久性を有していることが好ましい。このような絶縁体３０として、例えば、絶縁性の材料によって形成された多孔質体や不織布等を用いることができる。外装体４０内には、膜電極接合体５とともに電解液が封入される。電解液が、多孔質体や不織布からなる絶縁体３０に含浸することで、電極板１０，２０の電極活物質層１２，２２に電解液が接触した状態となる。
【００４６】
本実施の形態では、単一の絶縁体３０が、積層方向ｄｚに隣り合う任意の二つの電極板１０，２０の間に位置している。絶縁体３０は、折り曲げ可能なシート状の部材である。絶縁体３０は、互いに対向する一対の主面として、第１面３０ａ及び第２面３０ｂを有している。図３や図５に示すように、絶縁体３０は、幅方向ｄｙで交互に逆向きに折り返すことで、積層方向ｄｚに隣り合う正極板１０Ｘおよび負極板２０Ｙの間を順に延びている。絶縁体３０は、幅方向ｄｙにおける一側ｓ１で折り返す第１折り返し部３１と、幅方向ｄｙにおける一側ｓ１とは逆側となる他側ｓ２で折り返す第２折り返し部３２と、を有している。すなわち、絶縁体３０は、つづら折り形状となっている。
【００４７】
第１折り返し部３１は、正極板１０Ｘの幅方向ｄｙにおける一側端部１０ａの、幅方向ｄｙにおける一側ｓ１に位置している。図示された例において、第１折り返し部３１は、正極板１０Ｘの幅方向ｄｙにおける一側端部１０ａから幅方向ｄｙに離間した位置にて折り返している。すなわち、正極板１０Ｘの一側端部１０ａと第１折り返し部３１との間に隙間が形成されている。正極板１０Ｘは、一側端部１０ａの側から絶縁体３０によって覆われている。各正極板１０Ｘは、一つの第１折り返し部３１の両側に位置する絶縁体３０の一対の部分の間に位置している。そして、各正極板１０Ｘは、絶縁体３０の第１面３０ａに対面している。一方、正極板１０Ｘの幅方向ｄｙにおける他側端部１０ｂは、幅方向ｄｙの他側から絶縁体３０によって覆われていない。図５に示すように、正極板１０Ｘの他側端部１０ｂは、幅方向ｄｙに外装体４０と対面としている。
【００４８】
第２折り返し部３２は、負極板２０Ｙの幅方向ｄｙにおける他側端部２０ｂの、幅方向ｄｙにおける他側ｓ２に位置している。図示された例において、第２折り返し部３２は、負極板２０Ｙの幅方向ｄｙにおける他側端部２０ｂから幅方向ｄｙに離間した位置にて折り返している。すなわち、負極板２０Ｙの他側端部２０ｂと第２折り返し部３２との間に隙間が形成されている。負極板２０Ｙは、他側端部２０ｂの側から絶縁体３０によって覆われている。各負極板２０Ｙは、一つの第２折り返し部３２の両側に位置する絶縁体３０の一対の部分の間に位置している。そして、各負極板２０Ｙは、絶縁体３０の第２面３０ｂに対面している。また、負極板２０Ｙの幅方向ｄｙにおける他側端部２０ｂは、幅方向ｄｙの他側から絶縁体３０によって覆われていない。図５に示すように、負極板２０Ｙの他側端部２０ｂは、幅方向ｄｙに外装体４０と対面としている。
【００４９】
図４に示すように、平面視において、絶縁体３０は、正極板１０Ｘの正極活物質層１２Ｘの全領域を覆うように広がっている。したがって、図５に示すように、幅方向ｄｙにおける絶縁体３０の幅は、幅方向ｄｙにおける正極板１０Ｘの幅よりも広くなっている。すなわち、絶縁体３０の幅方向ｄｙにおける一側端部３１ａと幅方向ｄｙにおける他側端部３２ｂとの間の幅方向ｄｙに沿った長さは、幅方向ｄｙにおける正極板１０Ｘの幅よりも長くなっている。また、引出方向ｄｘにおける絶縁体３０の長さは、引出方向ｄｘにおける正極活物質層１２Ｘの長さよりも長くなっている。
【００５０】
同様に、図４に示すように、平面視において、絶縁体３０は、負極板２０Ｙの負極活物質層２２Ｙの全領域を覆うように広がっている。すなわち、幅方向ｄｙにおける絶縁体３０の幅は、幅方向ｄｙにおける負極板２０Ｙの幅よりも広くなっている。すなわち、絶縁体３０の幅方向ｄｙにおける一側端部３１ａと幅方向ｄｙにおける他側端部３２ｂとの間の幅方向ｄｙに沿った長さは、幅方向ｄｙにおける負極板２０Ｙの幅よりも長くなっている。また、引出方向ｄｘにおける絶縁体３０の長さは、引出方向ｄｘにおける負極活物質層２２Ｙの長さよりも長くなっている。
【００５１】
以上のような絶縁体３０として、樹脂性多孔フィルムを用いることができる。より具体的には、絶縁体３０として、融点が８０〜１４０℃程度の熱可塑性樹脂からなる多孔フィルムを用いることができる。熱可塑性樹脂として、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン系ポリマーを採用することができる。
【００５２】
また、絶縁体３０が、基材層と、基材層に積層された機能層と、を有するようにしてもよい。このような構成によれば、正極板１０Ｘに対面する絶縁体３０の第１面３０ａと、負極板２０Ｙに対面する絶縁体３０の第２面３０ｂとが、異なる性質を有するようにすることができる。例えば、大面積で電解液の乾きが生じ易い負極板２０Ｙに、空孔率の高い機能層が板面するようにし、正極板１０Ｘに基材層が対面するようにしてもよい。また、別の例として、昇温し易い正極板１０Ｘに、耐熱性に優れた機能層が対面するようにし、負極板２０Ｙに基材層が対面するようにしてもよい。基材層として、例えば、直前に説明した樹脂製多孔フィルムを用いることができる。機能層として、例えば、無機材料を含む層を採用することができる。無機材料により、優れた耐熱性、例えば１５０°以上の耐熱性を機能層に付与することができる。このような無機材料として、セルロース及びその変成体、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、アラミド、ポリアミドイミド、ポリイミド等の繊維状物や粒子状物を例示することができ、このような無機材料を用いることによって、基材層よりも高い空孔率を機能層に付与することも可能となる。
【００５３】
ところで、従来技術の欄でも説明したように、外装体４０のコーティング層４０ｂにピンホール等の欠陥が発生することがある。また、積層型電池１の使用中における外装体４０と電極板１０，２０との接触によって、コーティング層４０ｂが局所的に破損することもある。コーティング層４０ｂに欠陥が生じ、さらに電極板１０，２０が外装体４０に接触して短絡すると、積層型電池１が有効に機能しないといった問題が生じる。
【００５４】
一方、本実施の形態において、絶縁体３０は、幅方向ｄｙで交互に逆向きに折り返すことで、積層方向ｄｚに隣り合う正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙを絶縁する。絶縁体３０は、正極板１０Ｘの一側端部１０ａの幅方向ｄｙにおける一側で折り返す第１折り返し部３１と、負極板２０Ｙの他側端部２０ｂの幅方向ｄｙにおける他側で折り返す第２折り返し部３２と、を含んでいる。そして、幅方向ｄｙに沿った正極板１０Ｘの幅は、幅方向ｄｙに沿った負極板２０Ｙの幅よりも狭くなっている。
【００５５】
ここで、図５、図７及び図８は、積層型電池１の幅方向ｄｙに沿った縦断面を示している。とりわけ図８は、幅方向ｄｙにおける他側ｓ２の領域を示している。図８に示すように、負極板２０Ｙは、その幅方向ｄｙにおける他側端部２０ｂを、絶縁体３０の第２折り返し部３２によって、幅方向ｄｙにおける他側ｓ２から覆われている。すなわち、負極板２０Ｙの他側端部２０ｂと外装体４０の内面との間に、絶縁体３０の第２折り返し部３２が設けられている。したがって、第２電極板２０の他側端部２０ｂは、絶縁体３０の第２折り返し部３２によって、外装体４０に接触して短絡することを効果的に防止される。
【００５６】
また、幅方向ｄｙにおける負極板２０Ｙの幅は、幅方向ｄｙにおける正極板１０Ｘの幅よりも広くなっている。そして、負極板２０Ｙの他側端部２０ｂは、正極板１０Ｘの他側端部１０ｂよりも、幅方向ｄｙにおける他側ｓ２に位置している。したがって、図８に示すように、第２折り返し部３２の幅方向ｄｙにおける他側端部２０ｂは、当該第２折り返し部３２に対応する負極板２０Ｙと積層方向ｄｚに隣り合う正極板１０Ｘの他側端部１０ｂよりも、幅方向ｄｙにおいて他側ｓ２に位置している。ここで、「当該第２折り返し部３２に対応する負極板２０Ｙ」とは、「当該第２折り返し部３２」が幅方向ｄｙに位置するようになる「負極板２０Ｙ」のことであり、さらに言い換えると「当該第２折り返し部３２」が幅方向ｄｙから対面する「負極板２０Ｙ」のことである。
【００５７】
このような構成から、図５及び図８に示すように、幅方向ｄｙにおける他側ｓ２において、絶縁体３０の第２折り返し部３２が、正極板１０Ｘの他側端部１０ｂや負極板２０Ｙの他側端部２０ｂよりも、外装体４０に接近している。言い換えると、絶縁体３０の第２折り返し部３２が、幅方向ｄｙにおいて、正極板１０Ｘの他側端部１０ｂと外装体４０の内面との間、および、負極板２０Ｙの他側端部２０ｂと外装体４０の内面との間に位置している。とりわけ図示された例では、第２折り返し部３２は外装体４０の内面に幅方向ｄｙから接触し、正極板１０Ｘの他側端部１０ｂ及び負極板２０Ｙの他側端部２０ｂは外装体４０から幅方向ｄｙに離間している。したがって、正極板１０Ｘの他側端部１０ｂ及び負極板２０Ｙの他側端部２０ｂが外装体４０の内面に接触して短絡することを、絶縁体３０の第２折り返し部３２によって効果的に防止することができる。
【００５８】
加えて、本実施の形態では、幅方向ｄｙにおける一側ｓ１においても、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの外装体４０への接触が規制されている。図７は、幅方向ｄｙにおける一側ｓ１の領域を示している。図７に示すように、正極板１０Ｘは、その幅方向ｄｙにおける一側端部１０ａを、絶縁体３０の第１折り返し部３１によって、幅方向ｄｙにおける一側ｓ１から覆われている。したがって、正極板１０Ｘの一側端部１０ａは、絶縁体３０の第１折り返し部３１によって、外装体４０の内面に接触して短絡することを効果的に防止される。
【００５９】
ここで、正極板１０Ｘの一側端部１０ａは、負極板２０Ｙの一側端部２０ａよりも、幅方向ｄｙにおける他側ｓ２に位置している。しかしながら、第１折り返し部３１は、正極板１０Ｘの一側端部１０ａとの間に、幅方向ｄｙに十分な隙間をあけている。そして、第１折り返し部３１の幅方向ｄｙにおける一側端部３１ａは、当該第１折り返し部３１に対応する正極板１０Ｘに隣り合う負極板２０Ｙの一側端部２０ａよりも、幅方向ｄｙにおいて一側ｓ１に位置している。ここで、「当該第１折り返し部３１に対応する正極板１０Ｘ」とは、「当該第１折り返し部３１」が幅方向ｄｙに位置するようになる「正極板１０Ｘ」のことであり、さらに言い換えると「当該第１折り返し部３１」が幅方向ｄｙから対面する「正極板１０Ｘ」のことである。
【００６０】
このような構成から、図５及び図７に示すように、幅方向ｄｙにおける一側ｓ１において、絶縁体３０の第１折り返し部３１が、正極板１０Ｘの一側端部１０ａや負極板２０Ｙの一側端部１０ａよりも、外装体４０に接近している。言い換えると、絶縁体３０の第２折り返し部３２が、幅方向ｄｙにおいて、正極板１０Ｘの他側端部１０ｂと外装体４０の内面との間、および、負極板２０Ｙの他側端部２０ｂと外装体４０の内面との間に位置している。とりわけ図示された例では、第１折り返し部３１は外装体４０に幅方向ｄｙから接触し、正極板１０Ｘの一側端部１０ａ及び負極板２０Ｙの一側端部２０ａは外装体４０から幅方向ｄｙに離間している。したがって、正極板１０Ｘの一側端部１０ａ及び負極板２０Ｙの他側端部２０ｂが外装体４０の内面に接触して短絡することを、絶縁体３０の第１折り返し部３１によって効果的に防止することができる。
【００６１】
以上のようにして、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙが幅方向ｄｙから外装体４０の内面に接触して短絡することを、絶縁体３０の第１折り返し部３１及び第２折り返し部３２によって効果的に防止することができる。
【００６２】
なお、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの外装体４０との短絡を効果的に防止する観点から、第１折り返し部３１の一側端部３１ａは、当該第１折り返し部３１に対応する正極板１０Ｘに隣り合う負極板２０Ｙの一側端部２０ａよりも、幅方向ｄｙにおける一側ｓ１に、好ましくは０．１ｍｍ以上、より好ましくは０．５ｍｍ以上、さらに好ましくは０．８ｍｍ以上ずれている。すなわち、第１折り返し部３１の一側端部３１ａの、当該第１折り返し部３１に対応する正極板１０Ｘに隣り合う負極板２０Ｙの一側端部２０ａからの、幅方向ｄｙにおける一側ｓ１への突出長さＬＹ１は、好ましくは０．１ｍｍ以上、より好ましくは０．５ｍｍ以上、さらに好ましくは０．８ｍｍ以上である。
【００６３】
また、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの外装体４０との短絡を効果的に防止する観点から、負極板２０Ｙの一側端部２０ａと外装体４０の内面との幅方向ｄｙに沿った離間間隔ＤＹ１（図７参照）は、好ましくは０．１ｍｍ以上、より好ましくは０．５ｍｍ以上、さらに好ましくは０．８ｍｍ以上である。なお、図示された例において、第１折り返し部３１の一側端部３１ａは外装体４０の内面に接触している。したがって、図７に示すように、この離間間隔ＤＹ１は、上述した突出長さＬＹ１と同一となる。
【００６４】
その一方で、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの大きさに対して、外装体４０の内部容積が大きくなると、積層型電池１のエネルギー密度が低下してしまう。この点から、上述した突出長さＬＹ１及び離間間隔ＤＹ１は、好ましくは３ｍｍ以下、より好ましくは２ｍｍ以下、さらに好ましくは１ｍｍ以下である。
【００６５】
同様に、エネルギー密度を改善する観点から、第２折り返し部３２の幅方向ｄｙにおける他側端部３２ｂは、当該第２折り返し部３２に対応する負極板２０Ｙの他側端部２０ｂから、幅方向ｄｙにおける他側ｓ２に、好ましくは３ｍｍ以下、より好ましくは２ｍｍ以下、さらに好ましくは１ｍｍ以下の長さだけずれている。すなわち、第２折り返し部３２の他側端部３２ｂの、当該第２折り返し部３２に対応する負極板２０Ｙの他側端部２０ｂからの、幅方向ｄｙにおける他側ｓ２への突出長さＬＹ２（図８参照）は、好ましくは３ｍｍ以下、より好ましくは２ｍｍ以下、さらに好ましくは１ｍｍ以下である。さらに、負極板２０Ｙの他側端部２０ｂと外装体４０の内面との幅方向ｄｙに沿った離間間隔ＤＹ２（図８参照）は、好ましくは３ｍｍ以下、より好ましくは２ｍｍ以下、さらに好ましくは１ｍｍ以下である。
【００６６】
なお、第２折り返し部３２は、正極板１０Ｘよりも幅方向ｄｙにおける他側ｓ２に突出した負極板２０Ｙの他側端部２０ｂと、外装体４０の内面との間に位置している。したがって、第２折り返し部３２が存在することによって、負極板２０Ｙの他側端部２０ｂと外装体４０との短絡が効果的に規制される。このような状況では、エネルギー効率向上の観点から、突出長さＬＹ２は小さくすることが好ましい。このため、正極板１０Ｘの一側端部１０ａからの第１折り返し部３１の幅方向ｄｙにおける一側ｓ１への突出長さＬＸ１は、負極板２０Ｙの他側端部２０ｂからの第２折り返し部３２の幅方向ｄｙにおける他側ｓ２への突出長さＬＹ２よりも大きくなっている。
【００６７】
また、外装体４０の側壁部４３ａが積層方向ｄｚに対して大きく傾斜すると、一定幅を有した正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙと側壁部４３ａとの幅方向ｄｙへの離間間隔が、積層方向ｄｚに沿って大きく変動してしまう。この場合、離間間隔が増大する箇所が生じ、積層型電池１のエネルギー効率が低下してしまう。したがって、積層型電池１のエネルギー効率を改善する観点から、膨出部４３の天壁部４３ｂの鍔部４４に対する上述の角度θｘ（図５参照）は、好ましくは１１０°以下、より好ましくは１０５°以下、さらに好ましくは１００°以下である。
【００６８】
ただし、外装体４０の第２部材４２をプレス絞り加工によって作製する場合、型抜きを考慮すると、膨出部４３の天壁部４３ｂの鍔部４４に対する角度θｘは９０°より大きくなってしまう。したがって、正極板１０Ｘの一側端部１０ａからの第１折り返し部３１の幅方向ｄｙにおける一側ｓ１への突出長さＬＸ１が、積層方向ｄｚにおいて、変動するようにしてもよい。具体的には、一の第１折り返し部３１の突出長さＬＸ１が、当該一の第１折り返し部３１よりも積層方向ｄｚにおいて鍔部４４から離間して（天壁部４３ｂに近接して）位置する他のいずれかの第１折り返し部３１の突出長さＬＸ１よりも、長くなっている。より好ましくは、任意に選択される一の第１折り返し部３１の突出長さＬＸ１が、当該一の第１折り返し部３１よりも積層方向ｄｚにおいて鍔部４４から離間して（天壁部４３ｂに近接して）位置する他の第１折り返し部３１の突出長さＬＸ１以上となっている。
【００６９】
同様に、負極板２０Ｙの他側端部２０ｂからの第２折り返し部３２の幅方向ｄｙにおける他側ｓ２への突出長さＬＹ２が、積層方向ｄｚにおいて、変動するようにしてもよい。具体的には、一の第２折り返し部３２の突出長さＬＹ２が、当該一の第２折り返し部３２よりも積層方向ｄｚにおいて鍔部４４から離間して（天壁部４３ｂに近接して）位置する他のいずれかの第２折り返し部３２の突出長さＬＹ２よりも、長くなっている。より好ましくは、任意に選択される一の第２折り返し部３２の突出長さＬＹ２が、当該一の第２折り返し部３２よりも積層方向ｄｚにおいて鍔部４４から離間して（天壁部４３ｂに近接して）位置する他の第２折り返し部３２の突出長さＬＹ２以上となっている。
【００７０】
図示された例において、正極板１０Ｘの一側端部１０ａからの第１折り返し部３１の幅方向ｄｙにおける一側ｓ１への突出長さＬＸ１は、当該第１折り返し部３１に対応する正極板１０Ｘと積層方向ｄｚに隣り合う負極板２０Ｙの一側端部２０ａと外装体４０の内面との幅方向ｄｙへの離間間隔ＤＹ１に応じて、変動している。結果として、すべての第１折り返し部３１が、外装体４０に接触し、すべての負極板２０Ｙの一側端部２０ａが外装体４０から離間して、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙと外装体４０との短絡が効果的に防止される。
【００７１】
同様に、図示された例において、負極板２０Ｙの他側端部２０ｂからの第２折り返し部３２の幅方向ｄｙにおける他側ｓ２への突出長さＬＹ２は、当該第２折り返し部３２に対応する負極板２０Ｙと外装体４０の内面との幅方向ｄｙへの離間間隔ＤＹ２に応じて、変動している。結果として、すべての第２折り返し部３２が、外装体４０に接触して、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙと外装体４０との短絡が効果的に防止される。
【００７２】
さらに、積層型電池１の使用中における、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの幅方向ｄｙへのずれを抑制する観点から、好ましくは積層方向ｄｚが水平方向と非平行となる姿勢にて、好ましくは積層方向ｄｚが水平方向に対して４５°より大きい角度をなす姿勢にて、さらに好ましくは積層方向ｄｚが水平方向に対して直交する姿勢にて、積層型電池１を配置することが好ましい。また、積層型電池１の使用中における、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの幅方向ｄｙへのずれを抑制する観点からは、外装体４０の内部圧力が負圧、例えば１００ｋＰａ以下に維持されていることが好ましい。この場合、外装体４０が絶縁体３０に接触して、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの位置ずれを効果的に抑制することができる。
【００７３】
以上に説明した一実施の形態において、積層型電池１は、積層方向ｄｚに交互に積層された第１電極板１０（正極板１０Ｘ）及び第２電極板２０（負極板２０Ｙ）と、幅方向ｄｙで交互に逆向きに折り返すことで、積層方向ｄｚに隣り合う第１電極板１０及び第２電極板２０の間を延びる絶縁体（セパレータ）３０と、を有している。絶縁体３０は、第２電極板２０の一側端部２０ａの幅方向ｄｙにおける一側ｓ１で折り返す第１折り返し部３１と、第２電極板２０の他側端部２０ｂの幅方向ｄｙにおける他側ｓ２で折り返す第２折り返し部３２と、を含んでいる。幅方向ｄｙに沿った第１電極板１０の幅は、幅方向ｄｙに沿った第２電極板２０の幅よりも狭い。第１折り返し部３１の一側端部３１ａは、当該第１折り返し部３１に対応する第１電極板１０に隣り合う第２電極板２０の他側端部２０ｂよりも、幅方向ｄｙにおいて一側ｓ１に位置している。
【００７４】
このような一実施の形態によれば、幅広の第２電極板２０（負極板２０Ｙ）よりも絶縁体３０の第１折り返し部３１が幅方向に突出することになる。したがって、第１電極板１０（正極板１０Ｘ）と外装体４０の内面との接触だけでなく、幅広の第２電極板２０と外装体４０の内面との接触も効果的に防止することができる。これにより、外装体４０のコーティング層４０ｂにピンホール等の欠陥が形成されていたとしても、外装体４０と電極板１０，２０との短絡を効果的に防止することができる。結果として、積層型電池１の信頼性を向上させることができる。
【００７５】
以上に説明した一実施の形態において、積層型電池１は、積層方向ｄｚに交互に積層された第１電極板１０（正極板１０Ｘ）及び第２電極板２０（負極板２０Ｙ）と、幅方向ｄｙで交互に逆向きに折り返すことで、積層方向ｄｚに隣り合う第１電極板１０及び第２電極板２０の間を延びる絶縁体（セパレータ）３０と、第１電極板１０、第２電極板２０及び絶縁体３０を収容する外装体４０と、を有している。絶縁体３０は、第２電極板２０の一側端部２０ａの幅方向ｄｙにおける一側ｓ１で折り返す第１折り返し部３１と、第２電極板２０の他側端部２０ｂの幅方向ｄｙにおける他側ｓ２で折り返す第２折り返し部３２と、を含んでいる。第１折り返し部３１及び第２折り返し部３２が外装体４０の内面に接触することで、第１電極板１０および第２電極板２０が外装体４０の内面に接触することを規制している。
【００７６】
このような一実施の形態によれば、電極板１０，２０よりも絶縁体３０の折り返し部３１，３２が幅方向ｄｙに突出することになる。したがって、電極板１０，２０と外装体４０の内面との接触を効果的に防止することができる。これにより、外装体４０のコーティング層４０ｂにピンホール等の欠陥が形成されていたとしても、外装体４０と電極板１０，２０との短絡を効果的に防止することができる。結果として、積層型電池１の信頼性を向上させることができる。
【００７７】
上述した一具体例において、第１折り返し部３１の一側端部３１ａは、当該第１折り返し部３１に対応する第１電極板１０に隣り合う第２電極板２０の一側端部２０ａよりも、幅方向ｄｙにおける一側ｓ１に０．１ｍｍ以上ずれて位置している。したがって、幅広の第２電極板２０と外装体４０の内面との接触を十分に安定して防止することができる。
【００７８】
上述した一具体例において、第１折り返し部３１の一側端部３１ａは、当該第１折り返し部３１に対応する第１電極板１０に隣り合う第２電極板２０の一側端部２０ａよりも、幅方向ｄｙにおける一側ｓ１に０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下ずれて位置している。したがって、幅広の第２電極板２０と外装体４０の内面との接触を十分に安定して防止することができる。また、積層型電池１の大型化を効果的に回避しながら、信頼性の高い積層型電池１のエネルギー効率を改善することができる。
【００７９】
上述した一具体例において、第２折り返し部３２の他側端部３２ｂは、当該第２折り返し部３２に対応する第２電極板２０の他側端部２０ｂから、幅方向ｄｙにおける他側ｓ２に３ｍｍ以下ずれて位置している。したがって、幅広の第２電極板２０が幅方向ｄｙの一側ｓ１及び他側ｓ２のいずれかにずれて外装体４０と接触することを効果的に回避しながら、信頼性の高い積層型電池のエネルギー効率を改善することができる。
【００８０】
上述した一具体例において、第１電極板１０の一側端部１０ａからの第１折り返し部３１の幅方向ｄｙにおける一側ｓ１への突出長さＬＸ１は、第２電極板２０の他側端部２０ｂからの第２折り返し部３２の幅方向ｄｙにおける他側ｓ２への突出長さＬＹ２よりも大きい。この構成によれば、第２折り返し部３２の幅方向ｄｙへの突出長さＬＹ２を過度とすることなく、積層型電池１の高いエネルギー効率を確保しながら、同時に、第１折り返し部３１の幅方向ｄｙへの突出長さＬＸ１を十分な長さとすることで、幅広の第２電極板２０の一側端部２０ａが外装体４０の内面に接触することを効果的に防止することができる。したがって、高いエネルギー効率と高い信頼性の両者を積層型電池１に付与することができる。
【００８１】
上述した一具体例において、第２折り返し部３２の他側端部３２ｂは、当該第２折り返し部３２に対応する第２電極板２０に隣り合う第１電極板１０の他側端部１０ｂよりも、幅方向ｄｙにおいて他側ｓ２に位置している。この構成によれば、第１電極板１０の他側端部１０ｂ及び第２電極板２０の他側端部２０ｂが外装体４０の内面に接触することを効果的に防止することができる。
【００８２】
上述した一具体例において、第２電極板２０の一側端部２０ａは、第１電極板１０の一側端部１０ａよりも、幅方向ｄｙにおける一側ｓ１に位置し、第２電極板２０の他側端部２０ｂは、第１電極板１０の他側端部１０ｂよりも、幅方向ｄｙにおける他側ｓ２に位置している。幅狭の第１電極板１０及び幅広の第２電極板２０がこのように配置されている場合、上述した第１折り返し部３１の構成により、高いエネルギー効率及び高い信頼性の両者を積層型電池に付与することができる。
【００８３】
上述した一具体例において、第１折り返し部３１は、外装体４０に幅方向ｄｙから接触し、第２電極板２０の一側端部２０ａは、外装体４０から幅方向ｄｙに離間している。第１折り返し部３１が外装体４０の内面に幅方向ｄｙから接触することで、幅広の第２電極板２０が外装体４０に接触することが規制される。これにより、第２電極板２０が外装体４０と短絡することをより効果的に防止して、積層型電池１の信頼性をより効果的に改善することができる。
【００８４】
上述した一具体例において、第２電極板２０の一側端部２０ａと外装体４０との幅方向ｄｙに沿った離間間隔ＤＹ１は、０．１ｍｍ以上である。しがって、幅広の第２電極板２０と外装体４０の内面との接触を十分に安定して防止することができる。
【００８５】
上述した一具体例において、第２電極板２０の一側端部２０ａと外装体４０との前記幅方向に沿った離間間隔ＤＹ１は、３ｍｍ以下である。このような構成によれば、積層型電池１の大型化を効果的に回避しながら、信頼性の高い積層型電池１のエネルギー効率を改善することができる。
【００８６】
上述した一具体例において、外装体４０は、第１部材４１と、第１部材４１と接合されて第１部材４１との間に第１電極板１０、第２電極板２０及び絶縁体３０の収容空間を形成する第２部材４２と、を有している。第２部材４２は、収容空間を形成する膨出部４３と、膨出部４３を周状に取り囲むようにして膨出部４３に接続し且つ第１部材４１と接合される鍔部４４と、を有している。膨出部４３は、鍔部４４に対して９０°より大きく１１０°以下の角度θｘを成して鍔部４４から立ち上がる周状の側壁部４３ａと、側壁部４３ａに接続した天壁部４３ｂと、を有している。このような構成によれば、外装体４０と電極板１０，２０との間に過度なスペースを形成することなく、電極板１０，２０と外装体４０との接触を効果的に回避することができる。したがって、高いエネルギー効率と高い信頼性の両者を積層型電池１に付与することができる。
【００８７】
上述した一具体例において、外装体４０の内部の圧力は、１００ｋＰａ以下となっている。外装体４０内が大気圧未満の圧力に維持されることで、外装体４０が、電極板１０，２０よりも幅方向ｄｙに突出した絶縁体３０に接触するよう変形した状態で、外装体４０と電極板１０，２０および絶縁体３０との相対移動が規制されるようになる。したがって、電極板１０，２０を外装体４０の内面から離間した状態に安定して維持することができ、積層型電池１の信頼性をさらに向上させることができる。
【００８８】
上述した一具体例において、第１電極板１０は負極板２０Ｙであり、第２電極板２０は負極板２０Ｙである。このような構成によれば、正極板１０Ｘの全域に対面する位置に負極板２０Ｙを配置することが可能となり、正極活物質の析出といった不具合を効果的に回避しながら、且つ、幅広の負極板２０Ｙが外装体４０の内面と接触することを効果的に回避することが可能となる。
【００８９】
上述した一具体例において、第１電極板１０及び第２電極板２０を、それぞれ、１０以上含んでいる。従来、第１電極板１０及び第２電極板２０をそれぞれ１０枚以上含む大容量型の積層型電池１では、隣り合う電極板１０，２０の位置ずれが蓄積されて、電極板１０，２０と外装体４０の内面との接触が起こりやすくなっていた。したがって、本実施の形態は、第１電極板１０及び第２電極板２０をそれぞれ１０枚以上含む大容量型の積層型電池１に対して好適である。
【００９０】
一実施の形態を複数の具体例により説明してきたが、これらの具体例が一実施の形態を限定することを意図していない。上述した一実施の形態は、その他の様々な具体例で実施されることが可能であり、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。例えば、上述した例において、第１電極板１０（正極板１０Ｘ）及び第２電極板２０（負極板２０Ｙ）の少なくとも一方が、電極活物質層１２，２２上に積層された絶縁層を、絶縁体３０とは別途に含むようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１      積層型電池
３      タブ
４      シーラント
５      膜電極接合体
１０    第１電極板
１０ａ  一側端部
１０ｂ  他側端部
１０Ｘ  正極板
１１    第１電極集電体
１１Ｘ  正極集電体
１１ａ  第１面
１１ｂ  第２面
ａ１    第１端部領域
ｂ１    第１電極領域
１２    第１電極活物質層
１２Ｘ  正極活物質層
２０    第２電極板
２０ａ  一側端部
２０ｂ  他側端部
２０Ｙ  負極板
２１    第２電極集電体
２１Ｙ  負極集電体
２１ａ  第１面
２１ｂ  第２面
ａ２    第２端部領域
ｂ２    第２電極領域
２２    第２電極活物質層
２２Ｙ  負極活物質層
３０    絶縁体
３０ａ  第１面
３０ｂ  第２面
３１    第１折り返し部
３１ａ  一側端部
３２    第２折り返し部
３２ｂ  他側端部
４０    外装体
４０ａ  本体部
４０ｂ  コーティング層
４１    第１部材
４２    第２部材
４３    膨出部
４３ａ  側壁部
４３ｂ  天壁部
４４    鍔部
ｄｘ    引出方向
ｄｙ    幅方向
ｓ１    一側
ｓ２    他側
ｄｚ    積層方向
【図１】
2020013705.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2020013705.tif 000007
【図６】
2020013705.tif 000008
【図７】
2020013705.tif 000009
【図８】
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