(57)【要約】【課題】捲回された電極体と集電体との溶着部における溶接面積を均一化する。【解決手段】帯状の正極板１１と帯状の負極板１２とこれらの間に挟まれるセパレータ１３とが積層された積層体１４が捲回軸を中心に捲回されてなる電極体と、電極体の捲回軸に沿う幅方向の両端部がそれぞれ押し潰されて溶接により接合される正極集電体及び負極集電体と、を備える二次電池の電極構造である。正極板１１は、幅方向の一端側の長手方向に沿って積層体１４の重なり部１４ｃから露出して設けられ、正極集電体と接合される正極露出部１１Ｂを有する。負極板１２は、幅方向の他端側の長手方向に沿って重なり部１４ｃから露出して設けられ、負極集電体と接合される負極露出部１２Ｂを有する。電極体は、捲回の中心側になる方が外周側になる方に比べて幅方向の長さが短く形成される。【選択図】図３
2014060045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の正極板と帯状の負極板と前記正極板及び前記負極板の間に挟まれるセパレータとが積層された積層体が捲回軸を中心に捲回されてなる電極体と、該電極体の前記捲回軸に沿う幅方向の両端部がそれぞれ押し潰されて溶接により接合される正極集電体及び負極集電体と、を備える二次電池の電極構造であって、
前記正極板は、前記幅方向の一端側の長手方向に沿って前記積層体の重なり部から露出して設けられ、前記正極集電体と接合される正極露出部を有し、
前記負極板は、前記幅方向の他端側の長手方向に沿って前記重なり部から露出して設けられ、前記負極集電体と接合される負極露出部を有し、
前記電極体は、捲回の中心側になる方が外周側になる方に比べて前記幅方向の長さが短く形成される
ことを特徴とする、二次電池の電極構造。
【請求項２】
前記電極体は、捲回の中心側に行くほど前記幅方向の長さが連続的に短くなるように切断して形成される
ことを特徴とする、請求項１記載の二次電池の電極構造。
【請求項３】
前記電極体は、捲回の外周側になる方から中心側になる方に向かって斜めに直線状に切断される
ことを特徴とする、請求項２記載の二次電池の電極構造。
【請求項４】
前記電極体は、捲回の外周側になる方から中心側になる方に向かって曲線状に切断される
ことを特徴とする、請求項２記載の二次電池の電極構造。
【請求項５】
前記正極露出部及び前記負極露出部は、前記正極集電体及び前記負極集電体とのそれぞれの溶着部に応じた部分に前記幅方向の外側に向かって突出して形成された複数の突起部を有し、
前記複数の突起部は、前記電極体の捲回の中心側になる方が外周側になる方に比べて突出量が小さく形成される
ことを特徴とする、請求項１記載の二次電池の電極構造。
【請求項６】
前記複数の突起部は、前記正極露出部及び前記負極露出部の長手方向に沿う端部を切り欠いて形成される
ことを特徴とする、請求項５記載の二次電池の電極構造。
【請求項７】
前記複数の突起部は、前記電極体の捲回数に応じて設けられるとともに、同じ突出量の突起部が二つずつ並んで設けられる
ことを特徴とする、請求項５又は６記載の二次電池の電極構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の正極板及び負極板の電極構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、携帯電話や電気自動車の電力源として利用される二次電池は、活物質が塗布された正極板及び負極板と、正極板及び負極板を絶縁するセパレータと、電解液とから構成される。二次電池は、正極板及び負極板がセパレータを介して積層されて電極体を構成し、この電極体を電解液が充填された電池ケース内に収容されて構成される。このような二次電池の中には、例えば特許文献１のように、正極板と負極板とセパレータとの積層体を捲回して電極体を構成したものがある。
【０００３】
捲回型の電極体は、帯状の正極板及び帯状の負極板がセパレータを介して積層される際に、正極板と負極板とが幅方向にややずらされて積層される。この状態で積層体が長手方向にぐるぐると捲回され、両電極板の重なり部分からはみ出した正極板，負極板にそれぞれ集電体が溶接される。電極体と集電体との溶接方法としては、例えば超音波溶接や抵抗溶接、電気溶接があり、電極体に溶接された集電体の一部は、電池ケースの外部へ露出して設けられ、二次電池の外部において他部材と接続される。
【０００４】
このような捲回型の電極体は、電極体に集電体を溶接する際に、電極板の一部が剥離して異物となって飛散し、電極体の隙間や両電極板の重なり部分に入り込むことがある。異物が入り込んでしまった電極体をそのまま電池ケース内に収容すると、短絡等の不具合を生じてしまう場合がある。そのため、特許文献１に記載の電池の製造方法では、両電極板の重なり部分に圧縮力を加え、溶接時に発生する金属粉のような異物が重なり部分に入り込むことがないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−５３００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の特許文献１の製造方法では、両電極板の重なり部分への異物の進入は阻止できたとしても、両電極板の重なり部分からはみ出した集電端子接続部に入り込んだ異物を含んだまま電解液とともに電池ケースに収容されてしまうおそれがある。つまり、この製造方法では、異物の発生自体を抑制することはできない。
【０００７】
ところで、捲回型の電極体と集電体とを溶接する際に電極板の一部が異物となってしまう大きな要因として、電極体と集電体との溶接箇所における電極体の先端部の長さのバラツキがある。捲回型の電極体は、捲回軸に沿う幅方向の一端側には正極板のみが露出し、他端側には負極板のみが露出した状態とされる。そして、これら露出した部分に正極集電体，負極集電体がそれぞれ溶接される。このとき、捲回された電極体の両端部は押し潰された状態で各集電体と溶接される。そのため、電極体の両先端部は、電極体の中心側（捲回軸に近い側）の方が電極体の外周側（捲回軸から遠い側）よりも外方へ突出し、電極体の外周側の先端部の方が中心側に比べて短くなる。
【０００８】
このように、電極体の先端部の長さにバラツキがある状態で、例えば超音波溶接を行った場合、一定の周波数で振動を付与しているにもかかわらず、電極体の溶接部面積に対する溶接エネルギにバラツキが生じる。そして、過剰にエネルギが付加された部分の電極板は剥離しやすくなり、金属片等の異物となるおそれがある。また、例えば電気溶接を行った場合でも、同様に溶接エネルギのバラツキが生じてしまうため、過剰にエネルギが付加された部分の電極板はスパッタ等の異物を発生させるおそれがある。
【０００９】
また、異物が発生しないように溶接を行った場合は、出力（振動の強さや電気出力）を弱めることになるため溶接が不十分になるおそれがある。なお、電極体の先端部の長さのバラツキを解消するために、捲回された電極体の両端部を押し潰した後、先端部を切断して溶接面積を均一化するという方法も考えられるが、溶接前の工数が増加してしまい、コスト増となるおそれがある。
【００１０】
本件はこのような課題に鑑み案出されたもので、捲回された電極体と集電体とを溶接して溶着させる部分における溶接面積を均一化することができるようにした、二次電池の電極構造を提供することを目的とする。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）ここで開示する二次電池の電極構造は、帯状の正極板と帯状の負極板と前記正極板及び前記負極板の間に挟まれるセパレータとが積層された積層体が捲回軸を中心に捲回されてなる電極体と、該電極体の前記捲回軸に沿う幅方向の両端部がそれぞれ押し潰されて溶接により接合される正極集電体及び負極集電体と、を備える二次電池の電極構造である。前記正極板は、前記幅方向の一端側の長手方向に沿って前記積層体の重なり部から露出して設けられ、前記正極集電体と接合される正極露出部を有し、前記負極板は、前記幅方向の他端側の長手方向に沿って前記重なり部から露出して設けられ、前記負極集電体と接合される負極露出部を有する。前記電極体は、捲回の中心側になる方が外周側になる方に比べて前記幅方向の長さが短く形成されることを特徴としている。
【００１２】
（２）前記電極体は、捲回の中心側に行くほど前記幅方向の長さが連続的に短くなるように切断して形成されることが好ましい。
（３）このとき、前記電極体は、捲回の外周側になる方から中心側になる方に向かって斜めに直線状に切断されることが好ましい。
（４）あるいは、前記電極体は、捲回の外周側になる方から中心側になる方に向かって曲線状に切断されることが好ましい。
【００１３】
（５）また、前記正極露出部及び前記負極露出部は、前記正極集電体及び前記負極集電体とのそれぞれの溶着部に応じた部分に前記幅方向の外側に向かって突出して形成された複数の突起部を有し、前記複数の突起部は、前記電極体の捲回の中心側になる方が外周側になる方に比べて突出量が小さく形成されることが好ましい。なお、ここでいう「溶着部」とは、各露出部と各集電体とを溶接により溶着させる部分を意味する。
【００１４】
（６）このとき、前記複数の突起部は、前記正極露出部及び前記負極露出部の長手方向に沿う端部を切り欠いて形成されることが好ましい。
（７）また、前記複数の突起部は、前記電極体の捲回数に応じて設けられるとともに、同じ突出量の突起部が二つずつ並んで設けられることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
開示の二次電池の電極構造によれば、電極体は、捲回の中心側になる方が外周側になる方に比べて幅方向の長さが小さく形成されているため、捲回後押し潰されたときの先端部の長さのバラツキを解消することができる。これにより、溶接面積を均一化させることができ、正極集電体及び負極集電体を溶接により接合する際の異物の発生を抑制することができる。
【００１６】
つまり、本電極構造によれば、正極露出部及び負極露出部の先端部が、捲回された後で押し潰される際に長さが不均一になるという性質を逆算して、捲回する前の状態で正極板及び負極板の端部の突出量を調整することで、溶接面積を均一化することができる。さらに、捲回される前の状態の電極体（すなわち、積層体）の幅方向の長さを小さく形成するだけなので、加工も容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】二次電池の全体構成を示す正面図である。
【図２】図１に示す二次電池の電極体の一端部周辺を示す斜視図である。
【図３】第一実施形態に係る二次電池の電極構造を説明するための図であり、捲回される前の積層体の構造を示す平面図である。
【図４】模式的な図２のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図５】従来の構造を説明するための模式図であり、図４に対応する図である。
【図６】第二実施形態に係る二次電池の電極構造を説明するための図であり、捲回される前の積層体の構造を示す模式的な平面図である。
【図７】変形例に係る二次電池の電極構造を説明するための図であり、捲回される前の積層体の構造を示す模式的な平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面により実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。
【００１９】
［１．第一実施形態］
［１−１．全体構成］
図１〜図４を用いて、本実施形態にかかる二次電池の電極構造を説明する。まず、本電極構造が適用される二次電池１の全体構造を説明する。本実施形態では、二次電池１としてリチウムイオン二次電池を例示する。
【００２０】
図１は、電池ケース２のみを縦方向に切断して示した二次電池１の正面図であり、図２は、電極体１０の一端部周辺を示す斜視図である。図３は捲回される前の状態の電極体１０（すなわち、積層体１４）を長手方向中間部を省略して示した平面図であり、図４は図２のＡ−Ａ矢視断面図である。なお、以下の説明では、他部材と接続するための接続端子２１Ｔ，２２Ｔが突出した電池ケース２の面を上面２ａとし、上面２ａに対向する面を下面２ｂとして上下方向を定める。
【００２１】
図１に示すように、二次電池１は、密閉された箱型の電池ケース２内に電解液３が充填され、さらに電極体１０と正極集電体２１及び負極集電体２２とが内蔵されて構成される。電解液３は、リチウムイオンを運ぶ（電流を流す）という役割を有し、例えば無水有機溶媒に電解質としてリチウム塩を溶かした有機溶媒が用いられる。
【００２２】
電極体１０は、図２及び図３に示すように、何れも帯状の正極板１１，負極板１２及びセパレータ１３，１５が積層された積層体１４を捲回された扁平状の捲回型の電極体である。正極板１１は、例えばアルミニウム箔からなる基板の両面にコバルト酸リチウム等の正極活物質が塗布された正極活物質層部１１Ａを有する。この正極活物質層部１１Ａは、正極板１１の長手方向に直交する方向（以下、幅方向という）の片方の端部を除いて設けられる。言い換えると、正極板１１の幅方向の片方の端側（電極体１０の一端側）の長手方向に沿う部分には、正極活物質層部１１Ａは設けられない。以下、この電極体１０の一端側の長手方向に沿う部分は正極として露出するので正極露出部１１Ｂと呼ぶ。
【００２３】
負極板１２は、例えば銅箔からなる基板の両面に黒鉛等の負極活物質を塗布した負極活物質層部１２Ａを有する。この負極活物質層部１２Ａは、負極板１２の長手方向に直交する方向（以下、幅方向という）の片方の端部を除いて設けられる。言い換えると、負極板１２の幅方向の片方の端側（電極体１０の他端側）の長手方向に沿う部分には、負極活物質層部１２Ａは設けられない。以下、この電極体１０の他端側の長手方向に沿う部分は負極として露出するので負極露出部１２Ｂと呼ぶ。
【００２４】
セパレータ１３，１５は、正極板１１と負極板１２とを電気的に絶縁する役割と、電解液３を保持する役割と、イオンを通過させる役割と、両電極板１１，１２を所定の間隔で保持する役割とを有するものであり、正極板１１の正極活物質層部１１Ａと負極板１２の負極活物質層部１２Ａとの間に介装される。セパレータ１３，１５としては、例えばポリエチレンやポリプロピレン製のフィルムに微小な孔が多数形成されたものが用いられる。なお、セパレータ１３とセパレータ１５とは同一のものが用いられる。
【００２５】
積層体１４は、このように構成された正極板１１と負極板１２とがセパレータ１３，１５を介して、図３に示すように幅方向にずれた状態で重ねられたものである。言い換えると、積層体１４は、正極板１１，セパレータ１３，負極板１２及びセパレータ１５がこの順に重ねられた部分（以下、重なり部１４ｃと呼ぶ）と、重なり部１４ｃから積層体１４の幅方向両側にはみ出て設けられたはみ出し部１４ａ，１４ｂとを有する。
【００２６】
積層体１４の幅方向の一端側のはみ出し部１４ａは正極板１１の正極露出部１１Ｂであり、他端側のはみ出し部１４ｂは負極板１２の負極露出部１２Ｂである。つまり、正極板１１及び負極板１２は、正極露出部１１Ｂと負極露出部１２Ｂとが積層体１４の幅方向の一端側と他端側とに位置するように積層され、正極露出部１１Ｂ及び負極露出部１２Ｂが積層体１４の重なり部１４ｃからそれぞれ露出して設けられる。
【００２７】
なお、図３では正極板１１と負極板１２と二枚のセパレータ１３，１５とが重なっている状態がわかるように、長手方向（図中上下方向）にもずらして表現しているが、これら正極板１１，負極板１２及びセパレータ１３，１５の長手方向長さは同一である。なお、積層体１４は後述するように捲回されるため、捲回されることによる長手方向のずれを考慮して、長手方向長さを異なるものとしてもよい。
【００２８】
このように構成された積層体１４は、図１及び図２に示すように幅方向に沿う軸Ｃ（以下、この軸を捲回軸Ｃと呼ぶ）を中心に、長手方向に沿って扁平状に捲回されることで、電極体１０を構成する。つまり、電極体１０の捲回軸Ｃに沿う幅方向の一端側は正極露出部１１Ｂのみが捲回された状態となり、他端側は負極露出部１２Ｂのみが捲回された状態となる。捲回された正極露出部１１Ｂ及び負極露出部１２Ｂは、図示しない治具により厚み方向を押圧された状態で後述の正極集電体２１及び負極集電体２２に溶接される。なお、ここでいう厚み方向とは、図２に示すように扁平状の電極体１０を捲回軸Ｃに沿う方向から見たときの短手方向を意味する。
【００２９】
正極集電体２１は、電極体１０の一端側の正極露出部１１Ｂと溶接される正極溶接部２１Ｗと、電池ケース２の外部において他部材と接続される正極端子部２１Ｔとを有する。正極集電体２１は正極板１１と同様の材質（ここではアルミニウム）の板状部材がクランク状に屈曲形成されたものである。
【００３０】
具体的には、正極溶接部２１Ｗは、側面視で逆Ｕ字状に形成されており、正極露出部１１Ｂの外周面に接する対向する二面の間隔が、治具で押圧されたときの正極露出部１２Ｂの厚み方向の長さと同等に形成される。つまり、正極溶接部２１Ｗは、正極露出部１１Ｂの外周面に圧接しながら挟み込める形状に形成されている。正極端子部２１Ｔは、正極溶接部２１Ｗの上端部から幅方向内側へ延設された延設部２１Ｌから上方に向かって突設されている。なお、正極端子部２１Ｔは絶縁部材４，４を介して電池ケース２に固定される。
【００３１】
同様に、負極集電体２２は、電極体１０の他端側の負極露出部１２Ｂと溶接される負極溶接部２２Ｗと、電池ケース２の外部において他部材と接続される負極端子部２２Ｔとを有する。負極集電体２２は負極板１２と同様の材質（ここでは銅）の板状部材がクランク状に屈曲形成されたものであり、具体的な構造は上記した正極集電体２１と同様であるため省略する。
【００３２】
［１−２．電極構造］
ここで、本実施形態にかかる電極構造について詳述する。図３に示すように帯状の積層体１４は、長手方向の一端側から他端側に向かって捲回されて電極体１０を構成するため、長手方向の一端側が電極体１０の捲回の中心側に位置し、他端側が電極体１０の捲回の外周側に位置する。言い換えると、積層体１４の一端側から他端側に行くに従って、捲回された状態では電極体１０の捲回の中心側から遠くなり外周側に位置する。
【００３３】
本実施形態の正極露出部１１Ｂ及び負極露出部１２Ｂは、正極集電体２１及び負極集電体２２とのそれぞれの溶着部ＲWEにおいて、電極体１０の捲回の中心側になる方（すなわち、長手方向の一端側）が、電極体１０の捲回の外周側になる方（すなわち、長手方向の他端側）に比べて幅方向の長さが短く形成されている。ここでいう溶着部ＲWEとは、正極露出部１１Ｂ及び負極露出部１２Ｂと正極集電体２１及び負極集電体２２とを溶接により溶着させる部分を意味する。
【００３４】
特に本実施形態では、正極露出部１１Ｂ及び負極露出部１２Ｂが、電極体１０の捲回の中心側に行くほど幅方向の長さが連続的に短くなるように、電極体１０の捲回の外周側になる方から中心側になる方に向かって斜めに直線状に切断して形成されている。なお、図３中の網掛け部分は正極露出部１１Ｂ及び負極露出部１２Ｂから切り取られる部分である。
【００３５】
このように構成された正極板１１及び負極板１２は、図３に示すようにセパレータ１３，１５を介して積層体１４を構成し、長手方向の一端側から他端側に向かって捲回される。これにより、重なり部１４ｃは正極板１１と負極板１２とセパレータ１３，１５とが重ねられたまま捲回され、はみ出し部１４ａ，１４ｂである正極露出部１１Ｂ及び負極露出部１２Ｂは、これら単体で捲回される。
【００３６】
図２に示すように、捲回された正極露出部１１Ｂは、治具により押し潰されて逆Ｕ字状の正極溶接部２１Ｗの内側に配置される。そして、正極露出部１１Ｂと正極溶接部２１Ｗとが接する二面にそれぞれ溶接入力部ＷＥが設けられる。言い換えると、捲回されて押し潰された正極露出部１１Ｂを挟み込む正極溶接部２１Ｗをさらに外側から二箇所で挟み込む。この挟み込む部分が溶接入力部ＷＥであり、二つの溶接入力部ＷＥにおいて圧力を加えながら振動を与えることで原子拡散を誘起させて原子結合により溶着させる。なお、図２中に二点鎖線で示す符号ＲWEは、二つの溶接入力部ＷＥを含んだ溶着部（接合部分）である。
【００３７】
また、捲回された負極露出部１２Ｂ及び負極集電体２２は、上記した正極露出部１１Ｂ及び正極集電体２１と同様に溶着されるため、その説明は省略する。なお、正極露出部１１Ｂ及び負極露出部１２Ｂと正極集電体２１及び負極集電体２２との溶接手法は、上記した超音波溶接に限られず、抵抗溶接や電気溶接等、種々の手法を採用可能である。
【００３８】
［１−３．作用・効果］
正極露出部１１Ｂと正極集電体２１との溶着部ＲWEとなる部分を通り捲回軸Ｃと平行な面で切断した断面図（すなわち、図１のＡ−Ａ矢視断面図）を図４に示す。また、図５に比較例として、従来の電極構造で構成された電極体５０の図４と同様の断面図を示す。なお、ここでいう従来の電極構造とは、図３に示すように正極露出部１１Ｂ及び負極露出部１２Ｂが斜めに切断されていないもの（すなわち、単なる帯状の正極板１１及び負極板１２）を指す。
【００３９】
図５に示すように、従来の電極構造で構成された電極体５０は、幅方向一端側に露出された正極板５１の正極露出部５１Ｂが捲回された状態で押し潰されると、先端部の長さが異なる。具体的には、電極体５０の中心側に位置する正極露出部５１Ｂの先端部は外方へ大きく突出するのに対し、電極体５０の外周側に位置する正極露出部５１Ｂ先端部は中心側に位置するものに比べて外方への突出量が小さくなる。これにより、正極露出部５１Ｂは、電極体５０の中心側になる方が外周側になる方に比べて先端部の長さが長くなり、先端部の長さにバラツキが生じる。
【００４０】
このように正極露出部５１Ｂの先端部の長さにバラツキがある状態で、例えば超音波溶接を行うと、一定の周波数で正極露出部５１Ｂに振動を付与しているにもかかわらず、電極体５０の溶接部面積に対する溶接エネルギにバラツキが生じる。つまり、電極体５０の中心側（すなわち外方に突出している部分）には過剰にエネルギが付加されてしまい、電極体５０の中心側になる方の電極板（図５では正極板５１）は剥離しやすくなる。溶接時に剥離した電極板は、瞬時に冷えて固まり金属片等の異物となって電池内部に混入してしまうおそれがある。一方、電極体５０の中心側になる方の電極板が剥離しないように溶接を行うと、出力（振動の強さ）を弱めることになるため溶接が不完全になるおそれがある。
【００４１】
これに対して、本電極構造は、正極露出部１１Ｂ及び負極露出部１２Ｂが捲回された状態で押し潰されると、図５に示すように先端部の長さが不均一になるという性質を逆算して、捲回型の電極体１０を構成する前に（すなわち、捲回される前の状態で）、予め正極板１１及び負極板１２の端部の突出量が調整される。つまり、正極露出部１１Ｂ及び負極露出部１２Ｂが、正極集電体２１及び負極集電体２２とのそれぞれの溶着部ＲWEにおいて、捲回されたときに中心側になる方が外周側になる方に比べて小さくなるように形成される。そのため、捲回された状態で押し潰されても、図４に示すように先端部の長さのバラツキが解消され、先端部の長さが略等しくなる。
【００４２】
したがって、本電極構造によれば、正極露出部１１Ｂ及び負極露出部１２Ｂが、正極集電体２１及び負極集電体２２とのそれぞれの溶着部ＲWEにおいて、電極体１０の捲回の中心側になる方が外周側になる方に比べて幅方向の長さが小さく形成されるという簡素な構成で、捲回後押し潰されたときの先端部の長さのバラツキが解消される。そのため、先端部の長さを略等しい状態にすることができ、溶接面積を均一化することができる。これにより、電極板１１，１２に対する溶接の出力を均等にすることができ（電極体１０に対する出力のバラツキを解消でき）、正極集電体２１及び負極集電体２２を接合する際の異物の発生を抑制することができる。また、溶接が不完全になるようなこともない。
【００４３】
また、正極露出部１１Ｂ及び負極露出部１２Ｂは、電極体１０の捲回の中心側に行くほど幅方向の長さが連続的に短くなるように切断して形成されるため、例えば捲回された電極体１０の両端部を押し潰した後、先端部を切断して溶接面積を均一にするというような手法に比べて、容易に加工することができ、コストを抑制することができる。
【００４４】
さらにここでは、正極露出部１１Ｂ及び負極露出部１２Ｂは、電極体１０の捲回の外周側になる方から中心側になる方に向かって斜めに直線状に切断されるため、加工が容易であるとともに、溶着部ＲWEの位相ずれや多少の誤差を吸収することができる。つまり、溶着部ＲWEでのみ正極板１１及び負極板１２の端部の突出量が調整されるのではなく、長さ方向全体で幅方向長さが直線状に斜めに切断されるので、溶着部ＲWE以外の部分でも端部長さが揃えられ、当然溶着部ＲWEでも端部長さが均一化される。
【００４５】
［１−４．変形例］
上記した第一実施形態では、正極露出部１１Ｂ及び負極露出部１２Ｂが、電極体１０の捲回の中心側に行くほど幅方向の長さが連続的に短くなるように、電極体１０の捲回の外周側になる方から中心側になる方に向かって斜めに直線状に切断して形成されているが、直線状ではなく曲線状に切断されていてもよい。これは、捲回された正極露出部１１Ｂ及び負極露出部１２Ｂが押し潰されると、図５のように中心側から外周側に向かって直線状に端部の長さが短くなるとは限らないからである。つまり、捲回状態で押し潰したときの端部長さのバラツキの仕方（直線状なのか、あるいは曲線状なのか）に応じて、正極露出部１１Ｂ及び負極露出部１２Ｂの端部を捲回する前に加工しておくことで、より厳密に端部長さを揃えることができ、溶接面積を均一化することができる。
【００４６】
［２．第二実施形態］
［２−１．構造］
次に、第二実施形態に係る電極構造について、図６を用いて説明する。図６は本実施形態に係る正極板１１′及び負極板１２′がセパレータ１３を介して積層された積層体１４′を示すものである。本電極構造は、正極露出部１１Ｂ及び負極露出部１２Ｂの先端部の形状が異なる点を除いて、第一実施形態の構造と同様である。以下、第一実施形態と同様の部品や構造については、第一実施形態と同様の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４７】
図６に示すように、本電極構造は、正極露出部１１Ｂ′及び負極露出部１２Ｂ′が、正極集電体２１及び負極集電体２２との溶着部ＲWEに応じた部分に、幅方向の外側に向かって突出するように形成された複数の突起部１１ｐ，１２ｐを有する。つまり、これら複数の突起部１１ｐ，１２ｐは、溶接をするためのスペースとして機能する。なお、図６中の網掛け部は正極板１１′及び負極板１２′から切り取られる部分である。
【００４８】
複数の突起部１１ｐ，１２ｐは、正極露出部１１Ｂ′及び負極露出部１２Ｂ′の長手方向に沿う端部をそれぞれ切り欠いて形成され、ここでは電極体１０の捲回数に応じて設けられる。例えば電極体１０が図４，図５のように四回捲回されて構成されていれば、突起部１１ｐ，１２ｐはそれぞれ八個ずつ、溶着部ＲWEに応じた部分に設けられる。また、ここでは複数の突起部１１ｐ，１２ｐは電極体１０の捲回の中心側になる方が外周側になる方に比べて突出量が小さく形成されるとともに、同じ突出量の突起部１１ｐ，１２ｐがそれぞれ二つずつ並んで設けられる。
【００４９】
これは、正極露出部１１Ｂ及び負極露出部１２Ｂは、捲回された状態で押し潰されたときに、図４，図５に示す断面図で捲回軸Ｃを中心とした線対称の形状になるからである。つまり、捲回されたときに最も中心側になる部分の二つの先端部が最も外方へ突出し、外周側へ向かうに従って突出量が小さいなり、最も外周側になる部分の二つの先端部が最も短くなるからである。
【００５０】
例えば、捲回数が四回の場合、正極露出部１１Ｂ′に設けられる突起部１１ｐの符号を、捲回されたとき電極体１０の捲回の中心周側になる方から順に１１ｐ1，１１ｐ2，・・・，１１ｐ7，１１ｐ8とすると、突起部１１ｐ1及び１１ｐ2，突起部１１ｐ3及び１１ｐ4，突起部１１ｐ5及び１１ｐ6，突起部１１ｐ7及び１１ｐ8の突出量がそれぞれ同じ大きさに形成される。
【００５１】
これら突起部１１ｐ1〜１１ｐ8は、図５に矢印Ｘで示すように先端部の長さを増やして溶接面積を均一化させるためのものである。さらにここでは、二つの突起部１１ｐ1，１１ｐ2の突出量が最も大きく形成され、捲回されたときに中心側になる方ほど突出量が小さくされる。つまり、最も内側に位置する二つの突起部１１ｐn-1，１１ｐnの突出量が最も小さく形成される。なお、最も中心側になる部分の端部長さに他の端部長さを合わせるように突起部１１ｐを設ければ、最も中心側になる突起部１１ｐ7及び１１ｐ8は形成されていなくてもよい。
【００５２】
［２−２．作用・効果］
このように構成された正極板１１′及び負極板１２′は、セパレータ１３，１５を介して積層体１４′を構成し、捲回されて押し潰されると、溶着部ＲWEでは上記した実施形態と同様、図４に示すように先端部の長さのバラツキが解消され、先端部の長さが略等しくなる。つまり、本実施形態に係る電極構造では、図５に示すように先端部の長さが不均一になるという性質を逆算し、且つ、図５中矢印Ｘで示すように先端部の長さを均等にしたい部分にのみ外方へ突出した突起部１１ｐ，１２ｐを設ける。
【００５３】
さらにこれら複数の突起部１１ｐ，１２ｐは、電極体１０の捲回の中心側になる方が外周側になる方に比べて突出量が小さく形成されている。これにより、溶着部ＲWEにおいて溶接面積を均一化させることができ、電極板１１′，１２′に対する溶接の出力を均等にすることができ（電極体１０に対する出力のバラツキを解消でき）、正極集電体２１及び負極集電体２２を接合する際の異物の発生を抑制することができる。
【００５４】
また、複数の突起部１１ｐ，１２ｐは、図６中に網掛け部分で示すように、正極露出部１１Ｂ′及び負極露出部１２Ｂ′の長手方向に沿う端部をそれぞれ切り欠くことで形成されるため、容易に加工することができる。
さらに、本実施形態では、複数の突起部１１ｐ，１２ｐが電極体１０の捲回数に応じて設けられるとともに、同じ突出量の突起部１１ｐ，１２ｐが二つずつ並んで設けられるため、溶着部ＲWEにおける溶接面積をより均一化させることができ、正極集電体２１及び負極集電体２２を溶接により接合する際の異物の発生をさらに抑制することができる。
【００５５】
［３．その他］
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
上記第二実施形態では、正極露出部１１Ｂ′及び負極露出部１２Ｂ′が、正極集電体２１及び負極集電体２２との溶着部ＲWEに応じた部分に複数の突起部１１ｐ，１２ｐを有し、図５中の矢印Ｘのように電極体１０の端部長さを増やして溶接面積を均一化する構成を説明した。これに対して、図５中に矢印Ｙで示すように、電極体１０の端部長さを最も短い部分（すなわち、電極体１０の捲回の外周側の端部）に合わせてもよい。
つまり、図７に示すように、正極露出部１１Ｂ″及び負極露出部１２Ｂ″には、正極集電体２１及び負極集電体２２との溶着部ＲWEに応じた部分に複数のくぼみ１１ｄ，１２ｄが形成される。なお、図７中の網掛け部は正極板１１″及び負極板１２″から切り取られる部分である。
【００５６】
複数のくぼみ部１１ｄ，１２ｄは、正極露出部１１Ｂ″及び負極露出部１２Ｂ″の長手方向に沿う端部をそれぞれ切り欠いて形成される。また、これら複数のくぼみ部１１ｄ，１２ｄは電極体１０の捲回の中心側になる方が外周側になる方に比べてくぼみの大きさ（切り欠かれる量）が大きく形成されるとともに、同じくぼみの大きさのくぼみ部１１ｄ，１２ｄがそれぞれ二つずつ並んで設けられる。
【００５７】
例えば、捲回数が四回の場合、正極露出部１１Ｂ″に設けられるくぼみ部１１ｄの符号を、捲回されたとき電極体１０の捲回の中心周側になる方から順に１１ｄ1，１１ｄ2，・・・，１１ｄ5，１１ｄ6とすると、くぼみ部１１ｐ1及び１１ｐ2，くぼみ部１１ｐ3及び１１ｐ4，くぼみ部１１ｐ5及び１１ｐ6がそれぞれ同じ大きさに形成される。なお、ここでは電極体１０の端部長さを最も短い部分に合わせているため、電極体１０の最も外周側になる部分にはくぼみ部は形成されていないが、捲回数に応じてくぼみ部が形成されていてもよい。
【００５８】
このような構成であっても、溶着部ＲWEにおいて溶接面積を均一化させることができ、電極板１１″，１２″に対する溶接の出力を均等にすることができ（電極体１０に対する出力のバラツキを解消でき）、正極集電体２１及び負極集電体２２を接合する際の異物の発生を抑制することができる。また、複数のくぼみ部１１ｄ，１２ｄは、図７中に網掛け部分で示すように、正極露出部１１Ｂ″及び負極露出部１２Ｂ″の長手方向に沿う端部をそれぞれ切り欠くことで形成されるため、容易に加工することができる。さらに、溶着部ＲWEに応じた部分のみを切り欠いてくぼみ部を形成すればよいため、切り欠く量が少なくて済む。
【００５９】
なお、上記各実施形態や変形例では、正極露出部１１Ｂ及び負極露出部１２Ｂの溶着部ＲWEにおける幅方向の長さが、捲回の中心側と外周側とで異なる電極体１０について説明したが、正極露出部１１Ｂ及び負極露出部１２Ｂの幅方向長さがそれぞれ一定で、電極体１０自体の幅方向長さが捲回の中心側と外周側とで異なるものであってもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では正極露出部１１Ｂ及び負極露出部１２Ｂが治具により厚み方向を押圧される場合を説明したが、押圧手段は治具に限られず、治具を用いずに押し潰してもよい。また、正極溶接部２１Ｗに溶接される正極集電体２１によって押し潰す構成としてもよい。
また、正極露出部１１Ｂ，１１Ｂ′，１１″及び負極露出部１２Ｂ，１２Ｂ′，１２Ｂ″と正極集電体２１及び負極集電体２２との溶接入力部ＷＥは二つに限らず、一つであってもよく、三つ以上であってもよい。
【００６１】
また、正極板１１及び正極集電体２１，負極板１２及び負極集電体２２,正極活物質，負極活物質及びセパレータの上記した材質は一例に過ぎず、上記したものに限定されるものではない。また、正極集電体２１及び負極集電体２２の形状は上記したものに限られず、電極体１０と溶接される部分と電池ケース２の外部で他部材と接続される部分とを有するものであればよい。
【符号の説明】
【００６２】
１  二次電池
１０  電極体
１１，１１′，１１″  正極板（電極板）
１１Ｂ，１１Ｂ′，１１Ｂ″  正極露出部
１１ｐ  突起部
１１ｄ  くぼみ部
１２，１２′，１２″  負極板（電極板）
１２Ｂ，１２Ｂ′，１２Ｂ″  負極露出部
１４，１４′，１４″  積層体
２１  正極集電体
２２  負極集電体
Ｃ  捲回軸
ＷＥ  溶接入力部
ＲWE  溶着部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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