(57)【要約】【課題】接着層によって電極間距離が不均一になることを抑制し、もって性能低下・サイクル寿命低下を防止することが可能な二次電池を提供する。【解決手段】二次電池１００は、正極活物質層１２と負極活物質層２２とをセパレータ３０を挟んで対向させてなる単電池層５０を積層してなる発電要素１１０と、正極活物質層とセパレータとの間に粗密状態に配列され正極活物質層とセパレータとを接着する第１接着層４１と、負極活物質層とセパレータとの間に粗密状態に配列され負極活物質層とセパレータとを接着する第２接着層４２と、を有する。単電池層を積層する方向５１から発電要素を平面視して、正極活物質層、セパレータおよび負極活物質層が重なり合う領域１１０Ａを投影した場合に、投影することによって重畳された第１接着層および第２接着層が投影面の全面を覆い、かつ、投影面の全面にわたって均等に存在するように、第１と第２の接着層が配列されている。【選択図】図５Ａ
2018055951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極集電体の少なくとも一方の面上に正極活物質層を配置してなる正極板と、負極集電体の少なくとも一方の面上に負極活物質層を配置してなる負極板と、電解質を保持するセパレータとを有する発電要素であって、前記正極活物質層と前記負極活物質層とを前記セパレータを挟んで対向させてなる単電池層を積層してなる発電要素と、
前記正極活物質層と前記セパレータとの間に粗密状態に配列され、前記正極活物質層と前記セパレータとを接着する第１接着層と、
前記負極活物質層と前記セパレータとの間に粗密状態に配列され、前記負極活物質層と前記セパレータとを接着する第２接着層と、を有し、
前記単電池層を積層する方向から前記発電要素を平面視して、前記正極活物質層、前記セパレータおよび前記負極活物質層が重なり合う領域を投影した場合に、投影することによって重畳された前記第１接着層および前記第２接着層が投影面の全面を覆い、かつ、前記投影面の全面にわたって均等に存在するように、前記第１接着層および前記第２接着層が配列されている、二次電池。
【請求項２】
前記単電池層の厚み方向の断面において、一つの前記セパレータの両面のうち一の面の側の前記第１接着層における「密」の領域と、他の面の側の前記第２接着層における「密」の領域とが、前記セパレータの面方向にずれて配列されている、請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記単電池層の厚み方向の断面において、一つの前記セパレータの両面のうち一の面の側の前記第１接着層における「密」の領域と、他の面の側の前記第２接着層における「密」の領域とが、前記セパレータを挟んで対称位置に配列されている、請求項１に記載の二次電池。
【請求項４】
前記単電池層の厚み方向の断面において、前記第１接着層における「密」の領域の断面形状、および前記第２接着層における「密」の領域の断面形状が、矩形形状、円弧面を備える形状、または三角形状である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項５】
前記単電池層を積層する方向から平面視して、前記第１接着層および前記第２接着層は、平行な線形状をなすように配列されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項６】
前記単電池層を積層する方向から平面視して、前記第１接着層および前記第２接着層は、格子形状をなすように配列されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項７】
前記単電池層を積層する方向から平面視して、前記第１接着層および前記第２接着層は、同心円形状をなすように配列されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項８】
前記単電池層の厚み方向の断面において、前記第１接着層および前記第２接着層は、連続した三角形状を有し、谷の底部が「粗」となり山の頂部が「密」となることによって粗密状態に配列され、
前記第１接着層における「密」の領域と前記第２接着層における「粗」の領域とが、前記セパレータを挟んで対称位置に配列され、
前記第１接着層における「粗」の領域と前記第２接着層における「密」の領域とが、前記セパレータを挟んで対称位置に配列されている、請求項１に記載の二次電池。
【請求項９】
前記負極活物質層に含まれる負極活物質の少なくとも１種は、シリコン、シリコン合金およびシリコン酸化物からなる群から選択される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、活物質層とセパレータとが接着層によって接着された二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は、正極集電体上に正極活物質層を配置してなる正極板と、負極集電体上に負極活物質層を配置してなる負極板と、電解質を保持するセパレータとを有する発電要素を外装体内部に収納している。発電要素は、正極活物質層と負極活物質層とをセパレータを挟んで対向させてなる単電池層を複数積層して構成されている。正極集電体に接続された正極タブ、および負極集電体に接続された負極タブは、外装体外部に導出されている。正極活物質層とセパレータとは接着層によって接着され、負極活物質層とセパレータとは接着層によって接着されている。接着層は、セパレータまたは活物質層の面上に、全面にわたって、あるいは部分的に設けられている（特許文献１を参照。）。
【０００３】
二次電池は、その内部が真空状態にあるため、外装体の厚み方向（単電池層を積層する方向）に大気圧によって加圧されながら使用される。あるいは、二次電池は、大気圧に加えて、外装体の厚み方向に加圧力がさらに加えられながら使用される。このように、発電要素には積層方向の外側から加圧力が付与されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−０１５７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
接着層をセパレータまたは活物質層の面上に全面にわたって設けた場合には、セパレータを介して隣り合う正極板と負極板との間のイオンの拡散抵抗が増大し、二次電池の出力低下を招く虞がある。
【０００６】
これに対して、接着層をセパレータまたは活物質層の面上に部分的に設けた場合には、全面に設けた場合に比較して、イオンの拡散抵抗の増大を抑制することができる。
【０００７】
その一方、発電要素には積層方向の外側から加圧力が付与されているため、接着層が存在する部位と、接着層が存在しない部位とを比較すると、接着層が存在する部位では局所的に厚みが増加する。セパレータを介して隣り合う正極板と負極板との間の電極間距離が不均一になる結果、反応の局在化を招き、電池の性能低下およびサイクル寿命低下が生じるという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、接着層によって電極間距離が不均一になることを抑制し、もって性能低下・サイクル寿命低下を防止することが可能な二次電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の二次電池は、正極活物質層と負極活物質層とをセパレータを挟んで対向させてなる単電池層を積層してなる発電要素と、前記正極活物質層と前記セパレータとを接着する第１接着層と、前記負極活物質層と前記セパレータとを接着する第２接着層と、を有する。前記第１接着層は、前記負極活物質層と前記セパレータとの間に粗密状態に配列され、前記第２接着層は、前記負極活物質層と前記セパレータとの間に粗密状態に配列されている。そして、前記単電池層を積層する方向から前記発電要素を平面視して、前記正極活物質層、前記セパレータおよび前記負極活物質層が重なり合う領域を投影した場合に、投影することによって重畳された前記第１接着層および前記第２接着層が投影面の全面を覆い、かつ、前記投影面の全面にわたって均等に存在するように、前記第１接着層および前記第２接着層が配列されている。
【発明の効果】
【００１０】
接着層によって電極間距離が不均一になることを抑制でき、もって性能低下・サイクル寿命低下を防止することが可能な二次電池を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る二次電池の斜視図である。
【図２】図１の２−２線に沿う断面図である。
【図３】図２の要部を拡大して示す断面図である。
【図４Ａ】単電池層の厚み方向の断面において、第１と第２の接着層における「密」の領域の形状（矩形形状）を示す断面図である。
【図４Ｂ】単電池層の厚み方向の断面において、第１と第２の接着層における「密」の領域の形状（円弧面を備える形状）を示す断面図である。
【図４Ｃ】単電池層の厚み方向の断面において、第１と第２の接着層における「密」の領域の形状（三角形状）を示す断面図である。
【図５Ａ】実施形態における、第１接着層および第２接着層の配列状態（１）を説明するための模式図である。
【図５Ｂ】図５Ａの配列状態（１）において使用されるセパレータであって、第１接着層および第２接着層が設けられたセパレータを示す模式図である。
【図５Ｃ】図５Ｂに示されるセパレータを示す斜視図である。
【図５Ｄ】図５Ａの配列状態（１）において、発電要素を平面視して、発電領域（正極活物質層、セパレータおよび負極活物質層が重なり合う領域）を投影した状態を模式的に示す平面図である。
【図６Ａ】改変例１における、第１接着層および第２接着層の配列状態（２）を説明するための模式図である。
【図６Ｂ】図６Ａの配列状態（２）において使用されるセパレータであって、第１接着層および第２接着層が設けられたセパレータを示す模式図である。
【図６Ｃ】図６Ｂに示されるセパレータを示す斜視図である。
【図６Ｄ】図６Ａの配列状態（２）において、発電要素を平面視して、発電領域（正極活物質層、セパレータおよび負極活物質層が重なり合う領域）を投影した状態を模式的に示す平面図である。
【図７Ａ】改変例２におけるセパレータを示す斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ａの７Ｂ−７Ｂ線に沿う断面図である。
【図８Ａ】改変例３におけるセパレータを示す斜視図である。
【図８Ｂ】図８Ａの８Ｂ−８Ｂ線に沿う断面図である。
【図９Ａ】改変例４における、第１接着層および第２接着層の配列状態（３）を説明するための模式図である。
【図９Ｂ】図９Ａの配列状態（３）において使用されるセパレータであって、第１接着層および第２接着層が設けられたセパレータを示す模式図である。
【図１０】対比例の二次電池を示す図５Ａに相当する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付した図面を参照しながら、実施形態とその改変例について説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面における各部材の大きさや比率は、説明の都合上誇張され実際の大きさや比率とは異なる場合がある。なお、図中において、Ｘは、二次電池１００の短手方向を示し、Ｙは、二次電池１００の長手方向を示し、Ｚは、発電要素１１０における単電池層５０を積層する方向を示している。
【００１３】
実施形態に係る二次電池を図１〜図５Ｄを参照しつつ説明する。
【００１４】
図１は、実施形態に係る二次電池１００の斜視図である。図２は、図１の２−２線に沿う断面図である。図３は、図２の要部を拡大して示す断面図である。図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃは、単電池層５０の厚み方向の断面において、第１と第２の接着層４１、４２における「密」の領域４５の形状（矩形形状、円弧面を備える形状、または三角形状）を示す断面図である。図５Ａは、実施形態における、第１接着層４１および第２接着層４２の配列状態（１）を説明するための模式図である。図５Ｂは、図５Ａの配列状態（１）において使用されるセパレータ３０であって、第１接着層４１および第２接着層４２が設けられたセパレータ３０を示す模式図である。図５Ｃは、図５Ｂに示されるセパレータ３０を示す斜視図である。図５Ｄは、図５Ａの配列状態（１）において、発電要素１１０を平面視して、発電領域１１０Ａ（正極活物質層１２、セパレータ３０および負極活物質層２２が重なり合う領域）を投影した状態を模式的に示す平面図である。なお、図５Ａにおいては、理解の容易化および簡略化のために、正極板１０を正極活物質層１２のみよって表し、負極板２０を負極活物質層２２のみよって表してある。
【００１５】
図１〜図３を参照して、実施形態に係る二次電池１００は、概説すれば、正極集電体１１の両面１１ａ、１１ｂ上に正極活物質層１２を配置してなる正極板１０と、負極集電体２１の両面２１ａ、２１ｂ上に負極活物質層２２を配置してなる負極板２０と、電解質を保持するセパレータ３０とを有する発電要素１１０を有する。発電要素１１０は、正極活物質層１２と負極活物質層２２とをセパレータ３０を挟んで対向させてなる単電池層５０を複数積層して構成されている。二次電池１００はさらに、正極活物質層１２とセパレータ３０との間に粗密状態に配列される第１接着層４１と、負極活物質層２２とセパレータ３０との間に粗密状態に配列される第２接着層４２と、を有する。第１接着層４１によって、正極活物質層１２とセパレータ３０とを接着し、第２接着層４２によって、負極活物質層２２とセパレータ３０とを接着する。そして、第１接着層４１および第２接着層４２は、次のような条件の下に配列されている。すなわち、図５Ａ〜図５Ｄをも参照して、単電池層５０を積層する方向（図５Ａの矢印５１）から発電要素１１０を平面視して、正極活物質層１２、セパレータ３０および負極活物質層２２が重なり合う領域を投影した場合に、投影することによって重畳された第１接着層４１および第２接着層４２が投影面６０の全面を覆い、かつ、投影面６０の全面にわたって均等に存在するように、第１接着層４１および第２接着層４２が配列されている。なお、以下の説明においては、単電池層５０を積層する方向を、単に「積層方向５１」という。また、正極活物質層１２、セパレータ３０および負極活物質層２２が重なり合う領域を、発電に寄与する領域であることから、単に、「発電領域１１０Ａ」という。以下、詳述する。
【００１６】
＜発電要素１１０＞
図２および図３を参照して、発電要素１１０は、セパレータ３０を挟んで正極活物質層１２と負極活物質層２２とが対向した状態で、正極板１０と負極板２０とを積層してなる。正極活物質層１２と負極活物質層２２とをセパレータ３０を挟んで対向させることによって、単電池層５０が形成される。発電要素１１０は、単電池層５０が複数積層された状態において外装部材１２０に収容されている。
【００１７】
＜電解液＞
電解液の種類は特に限定されず、従来公知のものを適宜利用することができる。本実施形態では、電解液として、液体電解質を用いたものを使用するが、ゲル電解質を用いた電解液を使用してもよい。液体電解質は、溶媒に支持塩であるリチウム塩が溶解したものである。溶媒の種類は特に限定されず、例えば、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）などの従来公知のものを適宜使用できる。
【００１８】
＜外装部材１２０＞
外装部材１２０は、発電要素１１０を電解液とともに収容する。外装部材１２０は、３層構造のラミネートシートから構成される。１層目は、熱融着性樹脂に相当し、例えばポリエチレン（ＰＥ）、アイオノマー、またはエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）を用いて形成している。１層目の材料は、負極板２０に隣接させている。２層目は、金属を箔状に形成したものに相当し、例えばＡｌ箔またはＮｉ箔を用いて形成している。３層目は、樹脂性のフィルムに相当し、例えば剛性を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはナイロンを用いて形成している。３層目の材料は、正極板１０に隣接させている。
【００１９】
＜正極＞
正極板１０は、正極集電体１１の両面１１ａ、１１ｂ上に正極活物質層１２を配置してなる。
【００２０】
正極集電体１１は、薄膜状の形状を備える。正極集電体１１を構成する材料は特に限定されず、例えば、アルミニウムとすることができる。正極集電体１１には、充放電用の正極タブ１３が接続されている。
【００２１】
正極活物質層１２は、正極活物質を含む。正極活物質の種類は特に限定されず、例えば、ＬｉＮｉＣｏＡｌＯ２とすることができる。
【００２２】
本実施形態において、正極活物質層１２は、正極集電体１１の両面１１ａ、１１ｂの全面にわたって配置されている。しかしながら、正極活物質層１２の配置の形態は、正極板１０と負極板２０とがセパレータ３０を介して積層された状態において、セパレータ３０を挟んで正極活物質層１２と負極活物質層２２とが対向し得る限りにおいて特に限定されない。
【００２３】
正極板１０の製造方法は特に限定されないが、本実施形態では、正極集電体１１の両面１１ａ、１１ｂ上に正極スラリーを塗工してから乾燥させることによって正極活物質層１２を正極集電体１１の両面１１ａ、１１ｂ上に形成する。乾燥した正極活物質層１２は、正極集電体１１の両面１１ａ、１１ｂに結着させている状態で、正極集電体１１の両側からプレス加工している。
【００２４】
正極スラリーは、正極活物質、導電助剤、バインダー、および粘度調整溶媒を含む。正極活物質として、ＬｉＮｉＣｏＡｌＯ２を９０ｗｔ％の比率で用いる。導電助剤として、アセチレンブラックを、５ｗｔ％の比率で用いる。バインダーとして、ＰＶＤＦを、５ｗｔ％の比率で用いる。
【００２５】
＜負極＞
負極板２０は、負極集電体２１の両面２１ａ、２１ｂ上に負極活物質層２２を配置してなる。
【００２６】
負極集電体２１は、薄膜状の形状を備える。負極集電体２１を構成する材料は特に限定されず、例えば、銅とすることができる。負極集電体２１には、充放電用の負極タブ２３が接続されている。
【００２７】
負極活物質層２２の面積は、正極活物質層１２の面積よりも大きい。これにより、正極活物質層１２および負極活物質層２２の位置が相対的にずれた場合であっても正極活物質層１２と負極活物質層２２との対向面積を一定に維持できる。そのため、正極活物質層１２と負極活物質層２２との対向面積が変化することに起因して発電容量が変動することを抑制できる。
【００２８】
負極活物質層２２は、負極活物質を含む。負極活物質の少なくとも１種は、シリコン単体（Ｓｉ）、シリコン合金、シリコン酸化物からなる群から選択される。
【００２９】
シリコンは、単位体積当たりのリチウムイオンの吸蔵能力が黒鉛等と比較して高い。そのため、上述した材料を負極活物質に使用することによって負極活物質層２２を薄くすることができる。その結果、負極板２０を小型化・高容量化でき、ひいては二次電池１００を小型化・高容量化できる。
【００３０】
負極板２０の製造方法は特に限定されないが、本実施形態では、負極集電体２１の両面２１ａ、２１ｂに負極スラリーを塗工してから乾燥させることによって、負極集電体２１の両面２１ａ、２１ｂ上に負極活物質層２２を形成する。乾燥した負極活物質層２２は、負極集電体２１の両面２１ａ、２１ｂに結着させている状態で、負極集電体２１の両側からプレス加工している。
【００３１】
負極スラリーは、負極活物質、導電助剤、バインダー、および粘度調整溶媒を含んでいる。負極活物質として、被覆天然黒鉛を、９４ｗｔ％の比率で用いている。導電助剤として、アセチレンブラックを、１ｗｔ％の比率で用いている。バインダーとして、ＰＶＤＦを、５ｗｔ％の比率で用いている。スラリーの粘度を調整する溶媒として、ＮＭＰを用いている。
【００３２】
＜セパレータ３０＞
セパレータ３０は、電解液に含まれる電解質を保持する。
【００３３】
セパレータ３０の種類は、電解液に含まれる電解質を保持し得る限りにおいて特に限定されず、従来公知のものを適宜利用できる。セパレータ３０として、例えば、電解液に含まれる電解質を吸収保持するポリマーや繊維からなる多孔性シートのセパレータ３０や不織布セパレータ３０等を用いることができる。
【００３４】
＜接着層４０（第１接着層４１、第２接着層４２の総称）＞
正極板１０とセパレータ３０とは、第１接着層４１を介して接着されており、負極板２０とセパレータ３０とは、第２接着層４２を介して接着されている。
【００３５】
第１接着層４１は、正極活物質層１２とセパレータ３０との間に配置され、正極活物質層１２とセパレータ３０とを接着することによって正極板１０とセパレータ３０とを接着する。第２接着層４２は、負極活物質層２２とセパレータ３０との間に配置され、負極活物質層２２とセパレータ３０とを接着することによって負極板２０とセパレータ３０とを接着する。
【００３６】
第１接着層４１を構成する材料は、正極活物質層１２とセパレータ３０とを接着し得る限りにおいて限定されない。第２接着層４２を構成する材料は、負極活物質層２２とセパレータ３０とを接着し得る限りにおいて限定されない。
【００３７】
接着層４０（第１接着層４１、第２接着層４２の総称）を構成する材料として、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のオレフィン系樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、セルロース、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体およびその水素添加物、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体およびその水素添加物等の熱可塑性高分子、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリフッ化ビニリデン（カルボキシル基を一部側鎖に持つもの）、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン（ＰＶｄＦ−ＨＦＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）等のフッ素樹脂、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン系フッ素ゴム（ＶＤＦ−ＨＦＰ系フッ素ゴム）、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム（ＶＤＦ−ＨＦＰ−ＴＦＥ系フッ素ゴム）、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロピレン系フッ素ゴム（ＶＤＦ−ＰＦＰ系フッ素ゴム）、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム（ＶＤＦ−ＰＦＰ−ＴＦＥ系フッ素ゴム）、ビニリデンフルオライド−パーフルオロメチルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム（ＶＤＦ−ＰＦＭＶＥ−ＴＦＥ系フッ素ゴム）、ビニリデンフルオライド−クロロトリフルオロエチレン系フッ素ゴム（ＶＤＦ−ＣＴＦＥ系フッ素ゴム）等のビニリデンフルオライド系フッ素ゴム、エポキシ樹脂、ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等の（メタ）アクリル系樹脂、アラミド、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）等を用いることができる。
【００３８】
接着層４０を構成する材料として、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、スチレン・ブタジエンゴム、カルボキシメチルセルロース、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアミドを用いるのがより好ましい。
【００３９】
接着層４０を構成する材料として上述した材料は、耐熱性に優れ、さらに酸化電位、還元電位双方に安定である。
【００４０】
接着層４０を構成する材料として上述した材料のうち、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、（メタ）アクリル系樹脂、オレフィン系樹脂等は、酸化側、還元側のいずれの電位にも強いから、第１接着層４１および第２接着層４２のいずれに対しても好適に使用可能である。
【００４１】
接着層４０を構成する材料として上述した材料のうち、ＰＴＦＥ等は、酸化電位に強いから、正極活物質層１２とセパレータ３０とを接着する第１接着層４１を構成する材料として用いるのが好ましい。
【００４２】
一方、接着層４０を構成する材料として上述した材料のうち、ＳＢＲ等は、還元電位に強いことから負極活物質層２２とセパレータ３０とを接着する第２接着層４２を構成する材料として用いるのが好ましい。
【００４３】
接着層４０を構成する材料として上述した材料は、単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４４】
第１接着層４１は、セパレータ３０において正極活物質層１２に臨む面３０ａのうち、正極活物質層１２に対向する部位に配置されている。しかしながら、第１接着層４１の配置の形態は、正極活物質層１２とセパレータ３０とを接着し得る限りにおいて特に限定されない。例えば、第１接着層４１は、セパレータ３０において正極活物質層１２に臨む面３０ａの全面にわたって配置されていてもよい。
【００４５】
第２接着層４２も同様に、セパレータ３０において負極活物質層２２に臨む面３０ｂのうち負極活物質層２２に対向する部位に配置されている。しかしながら、第２接着層４２の配置の形態は、負極活物質層２２とセパレータ３０とを接着し得る限りにおいて特に限定されない。例えば、第２接着層４２は、セパレータ３０において負極活物質層２２に臨む面３０ｂの全面にわたって配置されていてもよい。
【００４６】
＜第１接着層４１および第２接着層４２の配列＞
第１接着層４１は、正極活物質層１２とセパレータ３０との間に粗密状態に配列されている。第２接着層４２は、負極活物質層２２とセパレータ３０との間に粗密状態に配列されている。ここに、「粗密状態」とは、構成材料がセパレータ３０または活物質層１２、２２の面上に全面にわたって均一な厚さに設けられておらず、構成材料の量が規則的に増減するように、あるいは構成材料の高さが規則的に増減するように設けられている状態、と定義される。第１と第２の接着層４１、４２における「粗」の領域４６において、構成材料の量がゼロである必要はない。「粗」の領域４６における構成材料の量が「密」の領域４５に対して少ない、あるいは、「粗」の領域４６における構成材料の高さが「密」の領域４５に対して低ければよい。構成材料を均一な厚さに設けないことから、セパレータ３０を介して隣り合う正極板１０と負極板２０との間のイオンの拡散抵抗の増大を抑えることができる。さらに、「粗」の領域４６によって電解液を初期充填するときの注液通路が構成されることになり、その結果、注液速度を速くすることができる。
【００４７】
図４Ａを参照して、単電池層５０の厚み方向の断面において、第１接着層４１における「密」の領域４５の断面形状、および第２接着層４２における「密」の領域４５の断面形状は、矩形形状とすることができる。矩形形状に限られるものではなく、円弧面を備える形状（図４Ｂを参照）、または三角形状（図４Ｃを参照）とすることができる。
【００４８】
第１接着層４１における「密」の領域４５の断面形状と、第２接着層４２における「密」の領域４５の断面形状とを変えることもできる。例えば、第１接着層４１を矩形形状とし、第２接着層４２を円弧面を備える形状としてもよい。ただし、接着層４０によって電極間距離が不均一になることを抑制する観点から、第１接着層４１における「密」の領域４５の構成材料の量と、第２接着層４２における「密」の領域４５の構成材料の量とは、同じにすることが好ましい。
【００４９】
第１接着層４１および第２接着層４２を配列する方法は特に限定されない。例えば、接着層４０のパターンに応じた通孔が形成されたスクリーンを用い、構成材料のスラリーをスクリーン印刷することによって、所望のパターンに第１接着層４１および第２接着層４２を配列することができる。あるいは、接着層４０のパターンに応じた通孔が形成されたマスキング材を用い、構成材料のスラリーをスプレーから噴霧塗布することによって、所望のパターンに第１接着層４１および第２接着層４２を配列することができる。
【００５０】
第１接着層４１は、正極活物質層１２の側に設けてもよいし、セパレータ３０の側に設けてもよく、限定されない。第２接着層４２は、負極活物質層２２の側に設けてもよいし、セパレータ３０の側に設けてもよく、限定されない。ただし、活物質層１２、２２の表面は、セパレータ３０の表面に比べると比較的大きな孔が開いている。第１と第２の接着層４１、４２の形状あるいは量を維持する観点からすると、第１と第２の接着層４１、４２はセパレータ３０の側に設けることが好ましい。以下の説明においては、第１と第２の接着層４１、４２をセパレータ３０の側に設けた場合を例に挙げて説明する。
【００５１】
図５Ａおよび図５Ｄを参照して、第１接着層４１および第２接着層４２は、積層方向５１から発電要素１１０を平面視して発電領域１１０Ａを投影した場合に、投影することによって重畳された第１接着層４１および第２接着層４２が投影面６０の全面を覆い、かつ、投影面６０の全面にわたって均等に存在するように、配列されている。
【００５２】
なおここで、図５Ａの断面図中においては説明簡略化のため、正極集電体１１および負極集電体２１は省略している。また、本図中においては第１接着層４１および第２接着層４２は活物質層１２、２２中に浸透しているが、実際には第１接着層４１および第２接着層４２は一部が活物質層１２、２２中に浸透し、その他はセパレータ３０と活物質層１２、２２との間に残留する。本図５Ａ以降の断面図においても同様に説明を簡略化するために、正極集電体１１および負極集電体２１は省略するとともに、第１接着層４１および第２接着層４２は全て活物質層１２、２２中に浸透した模式図として記載する。
【００５３】
図５Ｂを参照して、実施形態にあっては、単電池層５０の厚み方向の断面において、一つのセパレータ３０の両面のうち一の面の側の第１接着層４１における「密」の領域４５と、他の面の側の第２接着層４２における「密」の領域４５とが、セパレータ３０の面方向（図中左右方向）にずれて配列されている。
【００５４】
単電池層５０を積層して発電要素１１０を形成するときには、セパレータ３０は、上述した配列状態（１）となるように、面方向に位置が調整されて積層される。
【００５５】
セパレータ３０の面方向に沿う長さを「幅」という。第１接着層４１における「密」の領域４５の幅寸法は、第２接着層４２における「粗」の領域４６の幅寸法と同じである。第２接着層４２における「密」の領域４５の幅寸法は、第１接着層４１における「粗」の領域４６の幅寸法と同じである。この寸法条件では、積層方向５１からこのセパレータ３０を平面視した場合、第１接着層４１における「密」の領域４５と、第２接着層４２における「密」の領域４５とはオーバーラップしない。
【００５６】
接着層４０によって電極間距離が不均一になることを抑制できる機能を低下させない限りにおいて、積層方向５１からセパレータ３０を平面視した場合に、第１接着層４１における「密」の領域４５と、第２接着層４２における「密」の領域４５とをオーバーラップさせてもよい。この場合には、第１接着層４１における「密」の領域４５の幅寸法を、第２接着層４２における「粗」の領域４６の幅寸法よりも大きくし、第２接着層４２における「密」の領域４５の幅寸法を、第１接着層４１における「粗」の領域４６の幅寸法よりも大きくすればよい。
【００５７】
同様に、接着層４０によって電極間距離が不均一になることを抑制できる機能を低下させない限りにおいて、積層方向５１からセパレータ３０を平面視した場合に、第１接着層４１における「密」の領域４５の幅寸法よりも、第２接着層４２における「粗」の領域４６の幅寸法を大きくしても良い。同様に、第１接着層４１における「粗」の領域４６の幅寸法を、第２接着層４２における「密」の領域４５の幅寸法よりも大きくしてもよい。
【００５８】
すなわち、上述した「第１接着層４１および第２接着層４２は、積層方向５１から発電要素１１０を平面視して発電領域１１０Ａを投影した場合に、投影することによって重畳された第１接着層４１および第２接着層４２が投影面６０の全面を覆う」とは、投影することによって重畳された第１接着層４１および第２接着層４２が、全く隙間なく投影面６０の全面を覆うことを意味するものではなく、接着層４０によって電極間距離が不均一になることを抑制できる機能を低下させない限りにおいては、投影することによって重畳された第１接着層４１と第２接着層４２との間に微小な隙間が生じることは許容される。
【００５９】
図５Ｃを参照して、実施形態にあっては、積層方向５１から平面視して、第１接着層４１および第２接着層４２は、平行な線形状をなすように配列されている。
【００６０】
＜作用＞
次に、実施形態の作用を説明する。
【００６１】
図１０は、対比例の二次電池２００を示す図５Ａに相当する模式図である。
【００６２】
対比例の二次電池２００にあっては、第１接着層２４１および第２接着層２４２は、積層方向２５１から発電要素を平面視して発電領域２１０Ａを投影した場合に、投影することによって重畳された第１接着層２４１および第２接着層２４２が投影面を部分的に覆うように配列されている。
【００６３】
このような対比例の二次電池２００にあっては、第１と第２の接着層２４１、２４２が存在する部位と、第１と第２の接着層２４１、２４２が存在しない部位とに分かれ、第１と第２の接着層２４１、２４２が存在する部位では局所的に厚みが増加する。すなわち、図１０中における第１と第２の接着層２４１、２４２の一部はセパレータ２３０と正極板２１０と負極板２２０との間に残留するため、第１と第２の接着層２４１、２４２が存在する部位では他の部位に比して厚みが増加する。これによりセパレータ２３０を介して隣り合う正極板２１０と負極板２２０との間の電極間距離が不均一になり、正極板２１０と負極板２２０との間の抵抗が場所によって不均一になる。その結果、反応の局在化（電流密度の不均一化など）を招き、電池の性能低下およびサイクル寿命低下が生じてしまう。
【００６４】
一方、実施形態にあっては、第１接着層４１および第２接着層４２は、積層方向５１から発電要素１１０を平面視して発電領域１１０Ａを投影した場合に、投影することによって重畳された第１接着層４１および第２接着層４２が投影面６０の全面を覆い、かつ、投影面６０の全面にわたって均等に存在するように、配列されている。
【００６５】
このように、第１と第２の接着層４１、４２の配列パターンを最適化したことによって、局所的に厚みが増加することを抑えることができる。正極板１０と負極板２０との間の電極間距離が不均一になることを抑制し、正極板１０と負極板２０との間の抵抗が位置によらずに均一なものとなる。その結果、反応の局在化を抑制し、電池の性能低下およびサイクル寿命低下を防止できる。
【００６６】
単電池層５０の厚み方向の断面において、一つのセパレータ３０の両面のうち一の面の側の第１接着層４１における「密」の領域４５と、他の面の側の第２接着層４２における「密」の領域４５とが、セパレータ３０の面方向にずれて配列されている。
【００６７】
単電池層５０の厚み方向の断面において、第１接着層４１における「密」の領域４５の断面形状、および第２接着層４２における「密」の領域４５の断面形状が、矩形形状、円弧面を備える形状、または三角形状である。
【００６８】
積層方向５１から平面視して、第１接着層４１および第２接着層４２は、平行な線形状をなすように配列されている。
【００６９】
このような形態によって、第１と第２の接着層４１、４２の配列パターンを最適化し、上述したように、局所的に厚みが増加することを抑えて、電池の性能低下およびサイクル寿命低下を防止できる。
【００７０】
負極活物質層２２に含まれる負極活物質の少なくとも１種は、シリコン単体（Ｓｉ）、シリコン合金、シリコン酸化物からなる群から選択される。
【００７１】
シリコンの体積はリチウムイオンの挿入離脱に伴って変化するため、負極活物質層２２は、二次電池１００の使用に伴って膨張収縮する。第１と第２の接着層４１、４２の配列パターンを最適化してあるので、負極活物質層２２が膨張収縮しても、正極板１０と負極板２０との間の電極間距離が不均一にならず、反応の局在化を抑制して、電池の性能低下およびサイクル寿命低下を防止できる。本実施形態の二次電池１００によれば、負極活物質層２２を薄くすることができるから、負極板２０を小型化・高容量化できる。そのため、二次電池１００の小型化・高容量化を実現できる。
【００７２】
（改変例１）
図６Ａは、改変例１における、第１接着層４１および第２接着層４２の配列状態（２）を説明するための模式図である。図６Ｂは、図６Ａの配列状態（２）において使用されるセパレータ３０であって、第１接着層４１および第２接着層４２が設けられたセパレータ３０を示す模式図である。図６Ｃは、図６Ｂに示されるセパレータ３０を示す斜視図である。図６Ｄは、図６Ａの配列状態（２）において、発電要素１１０を平面視して、発電領域１１０Ａ（正極活物質層１２、セパレータ３０および負極活物質層２２が重なり合う領域）を投影した状態を模式的に示す平面図である。なお、図６Ａにおいては、理解の容易化および簡略化のために、正極板１０を正極活物質層１２のみよって表し、負極板２０を負極活物質層２２のみよって表してある。
【００７３】
図６Ａおよび図６Ｄを参照して、改変例１においても、実施形態と同様に、第１接着層４１および第２接着層４２は、積層方向５１から発電要素１１０を平面視して発電領域１１０Ａを投影した場合に、投影することによって重畳された第１接着層４１および第２接着層４２が投影面６０の全面を覆い、かつ、投影面６０の全面にわたって均等に存在するように、配列されている。
【００７４】
ただし、セパレータ３０に対する第１接着層４１および第２接着層４２の配列が、実施形態と相違する。改変例１においては、図６Ｂを参照して、単電池層５０の厚み方向の断面において、一つのセパレータ３０の両面のうち一の面の側の第１接着層４１における「密」の領域４５と、他の面の側の第２接着層４２における「密」の領域４５とが、セパレータ３０を挟んで対称位置に配列されている。
【００７５】
単電池層５０を積層して発電要素１１０を形成するときには、セパレータ３０は、上述した配列状態（２）となるように、面方向に位置が調整されて積層される。
【００７６】
第１接着層４１における「密」の領域４５の幅寸法は、第２接着層４２における「密」の領域４５の幅寸法と同じである。また、「密」の領域４５の幅寸法は、「粗」の領域４６の幅寸法と同じである。
【００７７】
改変例１においても、第１と第２の接着層４１、４２の配列パターンを最適化したことによって、局所的に厚みが増加することを抑えることができる。正極板１０と負極板２０との間の電極間距離が不均一になることを抑制し、正極板１０と負極板２０との間の抵抗が位置によらずに均一なものとなる。その結果、反応の局在化を抑制し、電池の性能低下およびサイクル寿命低下を防止できる。
【００７８】
改変例１のようなセパレータ３０の形態によっても、第１と第２の接着層４１、４２の配列パターンを最適化し、上述したように、局所的に厚みが増加することを抑えて、電池の性能低下およびサイクル寿命低下を防止できる。
【００７９】
（改変例２）
図７Ａは、改変例２におけるセパレータ３０を示す斜視図である。図７Ｂは、図７Ａの７Ｂ−７Ｂ線に沿う断面図である。
【００８０】
改変例２は、積層方向５１から平面視した第１接着層４１および第２接着層４２の形状が、実施形態と相違する。改変例２においては、図７Ａを参照して、積層方向５１から平面視して、第１接着層４１および第２接着層４２は、格子形状をなすように配列されている。
【００８１】
図７Ｂを参照して、改変例２は、実施形態と同様に、単電池層５０の厚み方向の断面において、一つのセパレータ３０の両面のうち一の面の側の第１接着層４１における「密」の領域４５と、他の面の側の第２接着層４２における「密」の領域４５とが、セパレータ３０の面方向（図中左右方向）にずれて配列されている。
【００８２】
改変例２の形態によっても、第１と第２の接着層４１、４２の配列パターンを最適化し、局所的に厚みが増加することを抑えて、電池の性能低下およびサイクル寿命低下を防止できる。
【００８３】
（改変例３）
図８Ａは、改変例３におけるセパレータ３０を示す斜視図である。図８Ｂは、図８Ａの８Ｂ−８Ｂ線に沿う断面図である。
【００８４】
改変例３は、積層方向５１から平面視した第１接着層４１お６よび第２接着層４２の形状が、実施形態および改変例２と相違する。改変例３においては、図８Ａを参照して、積層方向５１から平面視して、第１接着層４１および第２接着層４２は、同心円形状をなすように配列されている。
【００８５】
図８Ｂを参照して、改変例３は、実施形態および改変例２と同様に、単電池層５０の厚み方向の断面において、一つのセパレータ３０の両面のうち一の面の側の第１接着層４１における「密」の領域４５と、他の面の側の第２接着層４２における「密」の領域４５とが、セパレータ３０の面方向（図中左右方向）にずれて配列されている。
【００８６】
改変例３の形態によっても、第１と第２の接着層４１、４２の配列パターンを最適化し、局所的に厚みが増加することを抑えて、電池の性能低下およびサイクル寿命低下を防止できる。
【００８７】
（改変例４）
図９Ａは、改変例４における、第１接着層４１および第２接着層４２の配列状態（３）を説明するための模式図である。図９Ｂは、図９Ａの配列状態（３）において使用されるセパレータ３０であって、第１接着層４１および第２接着層４２が設けられたセパレータ３０を示す模式図である。なお、図９Ａにおいては、理解の容易化および簡略化のために、正極板１０を正極活物質層１２のみよって表し、負極板２０を負極活物質層２２のみよって表してある。
【００８８】
図９Ａを参照して、改変例４においても、実施形態と同様に、第１接着層４１および第２接着層４２は、積層方向５１から発電要素１１０を平面視して発電領域１１０Ａを投影した場合に、投影することによって重畳された第１接着層４１および第２接着層４２が投影面６０の全面を覆い、かつ、投影面６０の全面にわたって均等に存在するように、配列されている。
【００８９】
ただし、セパレータ３０に対する第１接着層４１および第２接着層４２の配列が、実施形態と相違する。改変例４においては、図９Ａおよび図９Ｂを参照して、単電池層５０の厚み方向の断面において、第１接着層４１および第２接着層４２は、連続した三角形状を有し、谷の底部４７が「粗」となり山の頂部４８が「密」となることによって粗密状態に配列されている。第１接着層４１における「密」の領域４５と第２接着層４２における「粗」の領域４６とが、セパレータ３０を挟んで対称位置に配列されている。第１接着層４１における「粗」の領域４６と第２接着層４２における「密」の領域４５とが、セパレータ３０を挟んで対称位置に配列されている。
【００９０】
単電池層５０を積層して発電要素１１０を形成するときには、セパレータ３０は、上述した配列状態（３）となるように、面方向に位置が調整されて積層される。
【００９１】
改変例４の形態によっても、第１と第２の接着層４１、４２の配列パターンを最適化し、局所的に厚みが増加することを抑えて、電池の性能低下およびサイクル寿命低下を防止できる。
【００９２】
（その他の改変例）
上述した実施形態および改変例では、正極集電体１１の両面１１ａ、１１ｂに正極活物質層１２が配置されるとともに、負極集電体２１の両面２１ａ、２１ｂに負極活物質層２２が配置された、いわゆる非双極型の二次電池１００を例に説明した。
【００９３】
しかしながら、集電体の一方の面上に正極活物質層が配置され、他方の面上に負極活物質層が配置された、いわゆる双極型の二次電池に本発明を適用することも可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１０    正極板、
１１    正極集電体、
１２    正極活物質層、
２０    負極板、
２１    負極集電体、
２２    負極活物質層、
３０    セパレータ、
４０    接着層、
４１    第１接着層、
４２    第２接着層、
４５  「密」の領域、
４６  「粗」の領域、
４７  谷の底部、
４８  山の頂部、
５０  単電池層、
５１  積層方向（単電池層を積層する方向）、
６０  投影面、
１００  二次電池、
１１０  発電要素、
１１０Ａ  発電領域（正極活物質層、セパレータおよび負極活物質層が重なり合う領域）、
１２０  外装部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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