(57)【要約】【課題】電極材層が断面視にて集電体の一方の主面に供される最外層電極の反り応力の発生を好適に抑制可能な電極組立体を備えた二次電池を提供すること。【解決手段】本発明の一実施形態では、平面積層構造の電極組立体および電極組立体を収納する外装体を有して成る二次電池であって、電極組立体は、部分電極組立体と、部分電極組立体の断面輪郭に沿って部分電極組立体を取り囲む屈曲形態の長尺電極とを有して成り、長尺電極が、集電体と、集電体の一方の主面に全面的に設けられた電極材層と、集電体の他方の主面の両端領域に局所的に設けられた電極材部とを備えている、二次電池が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面積層構造の電極組立体および該電極組立体を収納する外装体を有して成る二次電池であって、
前記電極組立体は、部分電極組立体と、該部分電極組立体の断面輪郭に沿って該部分電極組立体を取り囲む屈曲形態の長尺電極とを有して成り、
前記長尺電極が、集電体と、該集電体の一方の主面に全面的に設けられた電極材層と、該集電体の他方の主面の両端領域に局所的に設けられた電極材部とを備えている、二次電池。
【請求項２】
前記電極組立体が、積層方向に沿って相互に離隔した２つの前記部分電極組立体を有して成り、
連続する単一の前記長尺電極が、前記電極組立体の外周面に前記電極材部が非存在となるように前記２つの前記部分電極組立体のそれぞれを取り囲む、請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記長尺電極の一方の前記電極材部と他方の前記電極材部とが、積層方向に沿って相互に対向している、請求項２に記載の二次電池。
【請求項４】
前記一方の前記電極材部と前記他方の前記電極材部との間に、極性の異なる反対電極が設けられている、請求項２又は３に記載の二次電池。
【請求項５】
前記一方の前記電極材部と前記他方の前記電極材部との間に、少なくとも１つの前記部分電極組立体が更に設けられている、請求項２〜４のいずれかに記載の二次電池。
【請求項６】
断面視にて前記長尺電極と前記部分電極組立体との間に、該最外層電極と該部分電極組立体とに接する接着剤層付きのセパレータが位置付けられている、請求項１〜５のいずれかに記載の二次電池。
【請求項７】
前記長尺電極が、前記集電体の前記他方の主面の前記両端領域の間に局所的に設けられた前記電極材部を更に有して成る、請求項１〜６のいずれかに記載の二次電池。
【請求項８】
前記部分電極組立体は、断面視にて、集電体の両主面に電極材層が全面的に設けられた電極を有して成り、かつ前記長尺電極以外の部分を成す、請求項１〜７のいずれかに記載の二次電池。
【請求項９】
前記長尺電極の前記集電体が、平面視にて前記部分電極組立体の前記電極に供されたタブよりも内側に位置付けられている、請求項１〜８のいずれかに記載の二次電池。
【請求項１０】
前記長尺電極がタブを有して成り、該長尺電極の該タブのみが平面視にて前記部分電極組立体の前記タブと局所的に重なるように位置付けられている、請求項１〜８のいずれかに記載の二次電池。
【請求項１１】
前記長尺電極および前記部分電極組立体の前記電極がリチウムイオンを吸蔵放出可能な層を有する、請求項１〜１０のいずれかに記載の二次電池。
【請求項１２】
平面積層構造の電極組立体および該電極組立体を収納する外装体を有して成る二次電池の製造方法であって、
部分電極組立体を形成する工程と、
前記部分電極組立体の断面輪郭に沿って長尺電極によって該部分電極組立体を取り囲む工程と
を含み、
前記長尺電極を、集電体の一方の主面に電極材層を全面的に設け、該集電体の他方の主面の両端領域に電極材部を局所的に設けることで形成する、製造方法。
【請求項１３】
前記長尺電極の前記集電体の前記一方の前記主面に接着剤層付きのセパレータを設け、
前記部分電極組立体を取り囲む前に、前記接着剤層付きの前記セパレータを介して、前記長尺電極の一方の端部領域に前記部分電極組立体を固定する、請求項１２に記載の製造方法。
【請求項１４】
２つの前記部分電極組立体を用い、
前記電極材部が外周面に非存在となり、かつ一方の前記部分電極組立体と他方の前記部分電極組立体とが積層方向に沿って相互に離隔するように、連続する単一の前記長尺電極を屈曲させて、該長尺電極によって該部分電極組立体を取り囲む、請求項１２又は１３に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記長尺電極の一方の前記電極材部と他方の前記電極材部とを、積層方向に沿って相互に対向させる、請求項１４に記載の製造方法。
【請求項１６】
前記一方の前記電極材部と前記他方の前記電極材部との間に、極性の異なる反対電極を設ける、請求項１４又は１５に記載の製造方法。
【請求項１７】
前記一方の前記電極材部と前記他方の前記電極材部との間に、少なくとも１つの前記部分電極組立体を更に設ける、請求項１４又は１５に記載の製造方法。
【請求項１８】
前記長尺電極として、前記集電体の前記他方の主面の前記両端領域の間に前記電極材部が局所的に更に設けられたものを用いる、請求項１２〜１７のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１９】
前記長尺電極の前記集電体を、平面視にて前記部分電極組立体の電極に供されたタブよりも内側に位置付ける、請求項１２〜１８のいずれかに記載の製造方法。
【請求項２０】
前記長尺電極がタブを有して成り、該長尺電極の該タブのみを平面視にて前記部分電極組立体の前記タブと局所的に重なるように位置付ける、請求項１２〜１８のいずれかに記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従前より充放電が繰り返し可能な二次電池が様々な用途に用いられている。例えば、二次電池は、スマートフォン、ノートパソコン等の電子機器の電源として用いられている。
【０００３】
近年、当該電子機器の薄型化および小型化の要求が一層高まっていることに伴い、薄型化・小型化かつ高容量の二次電池が要求されている。かかる要求に応えるため、特許文献１には、二次電池の構成要素である電極組立体が、断面視にて正極、負極およびセパレータを含む電極構成層が複数積層された平面積層構造を有する旨が開示されている。当該電極組立体の正極および負極、すなわち電極組立体の電極は、断面視にて集電体および集電体の主面に活物質が塗工された電極材層を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１２０４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、積層方向に沿って設けられた複数の電極のうちの最外層電極は、集電体の一方の主面にのみ電極材層が供される場合がある。具体的には、最外層電極の電極材層は、最外層電極の集電体の一方の主面とセパレータとの間にのみ供され得る。換言すれば、最外層電極の電極材層は、最外層電極の集電体の他方の主面には供されない。この事は、集電体の他方の主面に電極材層が供される場合、リチウムイオンが反対電極の電極材層へと移動しにくいため、当該集電体の他方の主面に供される電極材層が二次電池の構成要素として好適に機能しにくいことに起因する。
【０００６】
本願発明者は、最外層電極において、電極材層が断面視にて集電体の一方の主面にのみ供される場合、以下の問題が生じ得ることを見出した。
【０００７】
図１０に示すように、平面積層構造の電極組立体１００’（例えば、平面視で矩形形状の電極組立体１００Ｘ’等）は、積層方向に沿ってセパレータ５０’を挟んで正極１０Ａ’と負極１０Ｂ’とを交互に配置した後、層間相互の接続を行うために熱加圧（ホットプレスともいう）を行うことによって得られる。積層方向に沿って設けられる複数の電極１０’の各々は、集電体１１’の少なくとも一方の主面に電極材層１２’を塗布および乾燥後、所望の密度を得るための加圧処理を行うことで得られる。具体的には、電極組立体１００’の内側領域に位置する電極１０’は、集電体１１’の両主面に電極材層１２’を塗布および乾燥した後、所望の密度を得るための加圧処理を行うことで得られる。一方、電極組立体１００’の最外層領域に位置する電極１０’は、集電体１１’の一方の主面にのみ電極材層１２’を塗布および乾燥した後、所望の密度を得るための加圧処理を行うことで得られる。また、集電体１１’は主として金属箔、すなわち金属部材から構成される一方、電極材層１２’は、主として活物質およびバインダー（高分子系化合物）を含む。つまり、集電体１１’と電極材層１２’とでは、その構成材料の種類が相互に異なっている。
【０００８】
かかる集電体１１’と電極材層１２’との材料の種類の違いは、所望の密度を有する各電極１０’を得るための加圧処理を施す際において、集電体１１’と電極材層１２’の伸張度の違いにつながり得る。具体的には、その伸張度の違いに起因して、最外層に位置付ける電極１０’（片面電極に相当）を得るための加圧処理時に電極材層１２’は集電体１１’よりも相対的に大きく伸張する傾向にある。特に、最外層に位置付ける電極１０’（片面電極に相当）では電極材層１２’が集電体１１’の主面の一方の側にのみ設けられるため、当該伸張度の違いに起因して、最外層に位置付ける電極１０’（片面電極に相当）には反り応力が生じ易い。かかる反り応力の発生は、最外層に位置付ける電極１０’（片面電極に相当）の反りにつながり得る（図１０の左下部参照）。
【０００９】
最外層に位置付ける電極１０’（片面電極に相当）の反りは、電極組立体１００’の構成時に、内側領域の電極１０’（両面電極に相当）との間に位置付けるセパレータ５０’に最外層に位置付ける電極１０’を全体として好適に接着できないことになり得る。そのため、最外層の電極１０’が電極組立体１００’の構成要素として好適に機能しない虞がある。その結果、全体として当該電極組立体１００’を含む二次電池は、所望の電池特性を好適に発揮できない虞がある。
【００１０】
本発明は、かかる事情に鑑みて案出されたものである。具体的には、本発明は、電極材層が断面視にて集電体の一方の主面に供される最外層電極の反り応力の発生を好適に抑制可能な電極組立体を備えた二次電池およびその製造方法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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の一実施形態では、
平面積層構造の電極組立体および電極組立体を収納する外装体を有して成る二次電池であって、
電極組立体は、部分電極組立体と、部分電極組立体の断面輪郭に沿って部分電極組立体を取り囲む屈曲形態の長尺電極とを有して成り、
長尺電極が、集電体と、集電体の一方の主面に全面的に設けられた電極材層と、該集電体の他方の主面の両端領域に局所的に設けられた電極材部とを備えている、二次電池が提供される。
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の一実施形態では、
平面積層構造の電極組立体および電極組立体を収納する外装体を有して成る二次電池の製造方法であって、
部分電極組立体を形成する工程と、
部分電極組立体の断面輪郭に沿って長尺電極によって部分電極組立体を取り囲む工程と
を含み、
長尺電極を、集電体の一方の主面に電極材層を全面的に設け、集電体の他方の主面の両端領域に電極材部を局所的に設けることで形成する、二次電池の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一実施形態によれば、電極材層が断面視にて集電体の一方の主面に供される最外層電極の反り応力の発生を抑制可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る二次電池の電極組立体の模式断面図である。
【図２】図２は、本発明の別の実施形態に係る二次電池の電極組立体の模式断面図である。
【図３】図３は、本発明の更に別の実施形態に係る二次電池の電極組立体の模式断面図である。
【図４】図４は、本発明の更に別の実施形態に係る二次電池の電極組立体の模式図である。
【図５】図５は、本発明の更に別の実施形態に係る二次電池の電極組立体の模式図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態に係る二次電池の電極組立体の製造方法の模式断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の一実施形態に係る二次電池の電極組立体の製造方法の工程の模式断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の一実施形態に係る二次電池の電極組立体の製造方法の工程の模式断面図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、本発明の一実施形態に係る二次電池の電極組立体の製造方法の工程の模式断面図である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、本発明の一実施形態に係る二次電池の電極組立体の製造方法の工程の模式断面図である。
【図７Ｅ】図７Ｅは、本発明の一実施形態に係る二次電池の電極組立体の製造方法の工程の模式断面図である。
【図７Ｆ】図７Ｆは、本発明の一実施形態に係る二次電池の電極組立体の製造方法の工程の模式断面図である。
【図８】図８は、本発明の別の実施形態に係る二次電池の電極組立体の製造方法の工程の模式断面図である。
【図９】図９は、電極構成層の基本的構成を模式的に示した断面図である。
【図１０】図１０は、本願発明者が見出した技術的課題を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態に係る二次電池の製造方法について説明する前に、二次電池の基本的構成について説明しておく。なお、本明細書でいう「二次電池」という用語は充電・放電の繰り返しが可能な電池のことを指す。「二次電池」は、その名称に過度に拘泥されるものではなく、例えば、「蓄電デバイス」なども包含し得る。本明細書でいう「平面視」とは、二次電池を構成する電極材の積層方向に基づく厚み方向に沿って対象物を上側または下側からみたときの状態のことである。又、本明細書でいう「断面視」とは、二次電池を構成する電極材の積層方向に基づく厚み方向に対して略垂直な方向からみたときの状態のことである。
【００１６】
［二次電池の基本的構成］
本発明では二次電池が提供される。本明細書でいう「二次電池」とは、充電・放電の繰り返しが可能な電池のことを指している。従って、本発明の二次電池は、その名称に過度
に拘泥されるものでなく、例えば“蓄電デバイス”なども本発明の対象に含まれ得る。二次電池は、外装体の内部に電極組立体と電解質とが収容および封入された構造を有して成る。本発明では、電極組立体は、正極、負極およびセパレータを含む電極構成層が複数積層された平面積層構造を有することを前提とする。また、外装体は、導電性ハードケース又はフレキシブルケース（パウチ等）の形態を採ってよい。外装体の形態がフレキシブルケース（パウチ等）である場合、複数の正極の各々は、正極用集電リードを介して、正極用外部端子に連結されている。正極用外部端子はシール部により外装体に固定され、当該シール部は電解質の液漏れを防止する。同様に、複数の負極の各々は、負極用集電リードを介して負極用外部端子に連結されている。負極用外部端子はシール部により外装体に固定され、シール部が電解質の液漏れを防止する。なお、これに限定されず、複数の正極の各々と接続される正極用集電リードは正極用外部端子の機能を備えていてよく、また、複数の負極の各々と接続される負極用集電リードは負極用外部端子の機能を備えていてよい。外装体の形態が導電性ハードケースの場合、複数の正極の各々は、正極用集電リードを介して、正極用外部端子に連結されている。正極用外部端子はシール部により外装体に固定され、当該シール部は電解質の液漏れを防止する。
【００１７】
正極１０Ａは、少なくとも正極集電体１１Ａおよび正極材層１２Ａから構成されており（図９参照）、正極集電体１１Ａの少なくとも片面に正極材層１２Ａが設けられている。当該正極集電体１１Ａのうち正極材層１２Ａが設けられていない箇所、すなわち正極集電体１１Ａの端部には正極側引出しタブが位置付けられている。正極材層１２Ａには電極活物質として正極活物質が含まれている。負極１０Ｂは少なくとも負極集電体１１Ｂおよび負極材層１２Ｂから構成されており（図９参照）、負極集電体１１Ｂの少なくとも片面に負極材層１２Ｂが設けられている。当該負極集電体１１Ｂのうち負極材層１２Ｂが設けられていない箇所、すなわち負極集電体１１Ｂの端部には負極側引出しタブが位置付けられている。負極材層１２Ｂには電極活物質として負極活物質が含まれている。
【００１８】
正極材層１２Ａに含まれる正極活物質および負極材層１２Ｂに含まれる負極活物質は、二次電池において電子の受け渡しに直接関与する物質であり、充放電、すなわち電池反応を担う正負極の主物質である。より具体的には、「正極材層１２Ａに含まれる正極活物質」および「負極材層１２Ｂに含まれる負極活物質」に起因して電解質にイオンがもたらされ、かかるイオンが正極１０Ａと負極１０Ｂとの間で移動して電子の受け渡しが行われて充放電がなされる。正極材層１２Ａおよび負極材層１２Ｂは特にリチウムイオンを吸蔵放出可能な層であることが好ましい。つまり、電解質を介してリチウムイオンが正極１０Ａと負極１０Ｂとの間で移動して電池の充放電が行われる二次電池が好ましい。充放電にリチウムイオンが関与する場合、二次電池は、いわゆる“リチウムイオン電池”に相当する。
【００１９】
正極材層１２Ａの正極活物質は例えば粒状体から成るところ、粒子同士の十分な接触と形状保持のためにバインダー（“結着材”とも称される）が正極材層１２Ａに含まれていることが好ましい。更には、電池反応を推進する電子の伝達を円滑にするために導電助剤が正極材層１２Ａに含まれていてよい。同様に、負極材層１２Ｂの負極活物質は例えば粒状体から成るところ、粒子同士の十分な接触と形状保持のためにバインダーが含まれることが好ましく、電池反応を推進する電子の伝達を円滑にするために導電助剤が負極材層１２Ｂに含まれていてよい。このように、複数の成分が含有されて成る形態ゆえ、正極材層１２Ａおよび負極材層１２Ｂはそれぞれ“正極合材層”および“負極合材層”などと称すこともできる。
【００２０】
正極活物質は、リチウムイオンの吸蔵放出に資する物質であることが好ましい。かかる観点でいえば、正極活物質は例えばリチウム含有複合酸化物であることが好ましい。より具体的には、正極活物質は、リチウムと、コバルト、ニッケル、マンガンおよび鉄から成る群から選択される少なくとも１種の遷移金属とを含むリチウム遷移金属複合酸化物であることが好ましい。つまり、二次電池の正極材層１２Ａにおいては、そのようなリチウム遷移金属複合酸化物が正極活物質として好ましくは含まれている。例えば、正極活物質はコバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、リン酸鉄リチウム、または、それらの遷移金属の一部を別の金属で置き換えたものであってよい。このような正極活物質は、単独種として含まれてよいものの、二種以上が組み合わされて含まれていてもよい。より好適な態様では正極材層１２Ａに含まれる正極活物質がコバルト酸リチウムとなっている。
【００２１】
正極材層１２Ａに含まれる得るバインダーとしては、特に制限されるわけではないが、ポリフッ化ビリニデン、ビリニデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビリニデンフルオライド−テトラフルオロチレン共重合体およびポリテトラフルオロチレンなどから成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。正極材層１２Ａに含まれ得る導電助剤としては、特に制限されるわけではないが、サーマルブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラックおよびアセチレンブラック等のカーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブおよび気相成長炭素繊維等の炭素繊維、銅、ニッケル、アルミニウムおよび銀等の金属粉末、ならびに、ポリフェニレン誘導体などから選択される少なくとも１種を挙げることができる。より好適な態様では正極材層１２Ａのバインダーはポリフッ化ビニリデンであり、また、別のより好適な態様では正極材層１２Ａの導電助剤はカーボンブラックである。さらに好適な態様では、正極材層１２Ａのバインダーおよび導電助剤が、ポリフッ化ビニリデンとカーボンブラックとの組合せとなっている。
【００２２】
負極活物質は、リチウムイオンの吸蔵放出に資する物質であることが好ましい。かかる観点でいえば、負極活物質は例えば各種の炭素材料、酸化物、または、リチウム合金などであることが好ましい。
【００２３】
負極活物質の各種の炭素材料としては、黒鉛（天然黒鉛、人造黒鉛）、ソフトカーボン、ハードカーボン、ダイヤモンド状炭素などを挙げることができる。特に、黒鉛は電子伝導性が高く、負極集電体１１Ｂとの接着性が優れる点などで好ましい。負極活物質の酸化物としては、酸化シリコン、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛および酸化リチウムなどから成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。負極活物質のリチウム合金は、リチウムと合金形成され得る金属であればよく、例えば、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｂａ、Ｃａ、Ｈｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｌａなどの金属とリチウムとの２元、３元またはそれ以上の合金であってよい。このような酸化物は、その構造形態としてアモルファスとなっていることが好ましい。結晶粒界または欠陥といった不均一性に起因する劣化が引き起こされにくくなるからである。より好適な態様では負極材層１２Ｂの負極活物質が人造黒鉛となっている。
【００２４】
負極材層１２Ｂに含まれ得るバインダーとしては、特に制限されるわけではないが、スチレンブタジエンゴム、ポリアクリル酸、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド系樹脂およびポリアミドイミド系樹脂から成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。より好適な実施態様では負極材層１２Ｂに含まれるバインダーはスチレンブタジエンゴムとなっている。負極材層１２Ｂに含まれる得る導電助剤としては、特に制限されるわけではないが、サーマルブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラックおよびアセチレンブラック等のカーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブおよび気相成長炭素繊維等の炭素繊維、銅、ニッケル、アルミニウムおよび銀等の金属粉末、ならびに、ポリフェニレン誘導体などから選択される少なくとも１種を挙げることができる。なお、負極材層１２Ｂには、電池製造時に使用された増粘剤成分（例えばカルボキシルメチルセルロース）に起因する成分が含まれていてもよい。
【００２５】
さらに好適な態様では、負極材層１２Ｂにおける負極活物質およびバインダーが人造黒鉛とスチレンブタジエンゴムとの組合せとなっている。
【００２６】
正極１０Ａおよび負極１０Ｂに用いられる正極集電体１１Ａおよび負極集電体１１Ｂは電池反応に起因して活物質で発生した電子を集めたり供給したりするのに資する部材である。このような集電体は、シート状の金属部材であってよく、多孔または穿孔の形態を有していてよい。例えば、集電体は金属箔、パンチングメタル、網またはエキスパンドメタル等であってよい。正極１０Ａに用いられる正極集電体１１Ａは、アルミニウム、ステンレスおよびニッケル等から成る群から選択される少なくとも１種を含んだ金属箔から成るものが好ましく、例えばアルミニウム箔であってよい。一方、負極１０Ｂに用いられる負極集電体１１Ｂは、銅、ステンレスおよびニッケル等から成る群から選択される少なくとも１種を含んだ金属箔から成るものが好ましく、例えば銅箔であってよい。
【００２７】
セパレータ５０は、正負極の接触による短絡防止および電解質保持などの観点から設けられる部材である。換言すれば、セパレータ５０は、正極１０Ａと負極１０Ｂとの間の電子的接触を防止しつつイオンを通過させる部材であるといえる。好ましくは、セパレータ５０は多孔性または微多孔性の絶縁性部材であり、その小さい厚みに起因して膜形態を有している。あくまでも例示にすぎないが、ポリオレフィン製の微多孔膜がセパレータとして用いられてよい。この点、セパレータ５０として用いられる微多孔膜は、例えば、ポリオレフィンとしてポリエチレン（ＰＥ）のみ又はポリプロピレン（ＰＰ）のみを含んだものであってよい。更にいえば、セパレータ５０は、“ＰＥ製の微多孔膜”と“ＰＰ製の微多孔膜”とから構成される積層体であってもよい。セパレータの表面は無機粒子コート層および／または接着層等により覆われていてもよい。セパレータの表面は接着性を有していてもよい。
【００２８】
なお、電極の取扱いの更なる向上の観点から、セパレータ５０と電極（正極１０Ａ／負極１０Ｂ）は接着されていることが好ましい。セパレータ５０と電極との接着は、セパレータ５０として接着性セパレータを用いること、電極材層（正極材層１２Ａ／負極材層１２Ｂ）の上に接着性バインダーを塗布および／または熱圧着すること等によって為され得る。セパレータ５０または電極材層に接着性を供する接着剤としては、ポリフッ化ビニリデン、アクリル系接着剤等が挙げられる。
【００２９】
電解質は電極（正極１０Ａ・負極１０Ｂ）から放出された金属イオンの移動を助力する。電解質は有機電解質および有機溶媒などの“非水系”の溶媒と、溶質とを含む電解質であっても、または水を含む“水系”の電解質であってもよい。二次電池は、電解質として“非水系”の電解質が用いられた非水電解質二次電池が好ましい。電解質は液体状またはゲル状などの形態を有し得る（なお、本明細書において“液体状”の非水電解質は「非水電解質液」とも称される）。
【００３０】
具体的な非水電解質の溶媒としては、少なくともカーボネートを含んで成るものが好ましい。かかるカーボネートは、環状カーボネート類および／または鎖状カーボネート類であってもよい。特に制限されるわけではないが、環状カーボネート類としては、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）およびビニレンカーボネート（ＶＣ）から成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。鎖状カーボネート類としては、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）およびジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）から成る群から選択される少なくも１種を挙げることができる。好適な態様では、非水電解質として環状カーボネート類と鎖状カーボネート類との組合せが用いられ、例えばエチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合物が用いられる。また、具体的な非水電解質の溶質としては、好ましくは例えばＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４等のＬｉ塩が用いられる。また、具体的な非水電解質の溶質としては、好ましくは例えばＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４等のＬｉ塩が用いられる。
【００３１】
正極用集電リードおよび負極用集電リードとしては、二次電池の分野で使用されているあらゆる集電リードが使用可能である。そのような集電リードは、電子の移動が達成され得る材料から構成されればよく、例えばアルミニウム、ニッケル、鉄、銅、ステンレスなどの導電性材料から構成される。正極用集電リードはアルミニウムから構成されることが好ましく、負極用集電リードはニッケルから構成されることが好ましい。正極用集電リードおよび負極用集電リードの形態は特に限定されず、例えば、線又はプレート状であってよい。
【００３２】
外部端子としては、二次電池の分野で使用されているあらゆる外部端子が使用可能である。そのような外部端子は、電子の移動が達成され得る材料から構成されればよく、通常はアルミニウム、ニッケル、鉄、銅、ステンレスなどの導電性材料から構成される。外部端子５は、基板と電気的かつ直接的に接続されてもよいし、または他のデバイスを介して基板と電気的かつ間接的に接続されてもよい。なお、これに限定されず、複数の正極の各々と接続される正極用集電リードが正極用外部端子の機能を備えていてよく、また、複数の負極の各々と接続される負極用集電リードは負極用外部端子の機能を備えていてよい。
【００３３】
外装体は、上述のように導電性ハードケース又はフレキシブルケース（パウチ等）の形態を有していてよい。
【００３４】
導電性ハードケースは、本体部および蓋部からなっている。本体部は当該外装体の底面を構成する底部および側面部から成る。本体部と蓋部とは、電極組立体、電解質、集電リードおよび外部端子の収容後に密封される。密封方法としては、特に限定されるものではなく、例えばレーザー照射法等が挙げられる。本体部および蓋部を構成する材料としては、二次電池の分野でハードケース型外装体を構成し得るあらゆる材料が使用可能である。そのような材料は電子の移動が達成され得る材料であればよく、例えばアルミニウム、ニッケル、鉄、銅、ステンレスなどの導電性材料が挙げられる。本体部および蓋部の寸法は、主として電極組立体の寸法に応じて決定され、例えば電極組立体を収容したとき、外装体内での電極組立体の移動（ズレ）が防止される程度の寸法を有することが好ましい。電極組立体の移動を防止することにより、電極組立体の破壊が防止され、二次電池の安全性が向上する。
【００３５】
フレキシブルケースは、軟質シートから構成される。軟質シートは、シール部の折り曲げを達成できる程度の軟質性を有していればよく、好ましくは可塑性シートである。可塑性シートは、外力を付与した後、除去したとき、外力による変形が維持される特性を有するシートのことであり、例えば、いわゆるラミネートフィルムが使用できる。ラミネートフィルムからなるフレキシブルパウチは例えば、２枚のラミネートフィルムを重ね合わせ、その周縁部をヒートシールすることにより製造できる。ラミネートフィルムとしては、金属箔とポリマーフィルムを積層したフィルムが一般的であり、具体的には、外層ポリマーフィルム／金属箔／内層ポリマーフィルムから成る３層構成のものが例示される。外層ポリマーフィルムは水分等の透過および接触等による金属箔の損傷を防止するためのものであり、ポリアミドおよびポリエステル等のポリマーが好適に使用できる。金属箔は水分およびガスの透過を防止するためのものであり、銅、アルミニウム、ステンレス等の箔が好適に使用できる。内層ポリマーフィルムは、内部に収納する電解質から金属箔を保護するとともに、ヒートシール時に溶融封口させるためのものであり、ポリオレフィンまたは酸変性ポリオレフィンが好適に使用できる。
【００３６】
［本発明の二次電池］
本発明の一実施形態に係る二次電池の基本的構成を考慮した上で、以下、本発明の一実施形態に係る二次電池の特徴部分について説明する。
【００３７】
本願発明者は、電極材層が断面視にて集電体の一方の主面に供されている最外層の電極の反り応力を抑制するための対応策について鋭意検討した。その結果、本発明を案出するに至った。
【００３８】
以下、本発明の特徴部分を説明するに先立って、本明細書で用いる用語の定義付けを行う。本明細書でいう「部分電極組立体」とは、広義には、最外層電極を設けて最終的に電極組立体（完成物）を得る前段階のものであって電極組立体の前駆体に相当するものを指す。本明細書でいう「部分電極組立体」とは、狭義には、断面視にて、集電体の両主面に電極材層が全面的に設けられた電極を有して成り、かつ長尺電極以外の部分を成す。本明細書でいう「部分電極組立体の断面輪郭」とは、断面視における部分電極組立体の輪郭形状を指す。本明細書でいう「電極材部」とは、電極材を含む部材が集電体の主面に局所的に（又は限定的に又は部分的）設けられたものを指す。本明細書でいう「電極材層」とは、電極材を含む部材が集電体の主面に層状に設けられたものを指す。
【００３９】
本発明は、これまでの電極間にセパレータが配置された電極構成層が複数積層された平面積層構造の電極組立体とは異なる視点から案出されている。具体的には、本発明は、長尺電極１０（片面電極）を部分電極組立体９０に巻き付けるという技術的思想に基づき案出されている。かかる技術的思想を実現するために、本発明は、下記の第１の特徴と第２の特徴の両方を兼ね備えている。具体的には、本発明は、第１に、電極組立体１００が、部分電極組立体９０と、部分電極組立体９０の断面輪郭に沿って部分電極組立体９０を取り囲む屈曲形態の長尺電極１０とを有して成ることを特徴とする（図１参照）。これに加え、本発明は、第２に、長尺電極１０が、集電体１１と、集電体１１の一方の主面１１Ｘに全面的に設けられた電極材層１１Ｘと、集電体１１の他方の主面１１Ｙの両端領域１１Ｙ１，１１Ｙ２に局所的に設けられた電極材部１３とを備えていることを特徴とする（図１参照）。当該電極材部１３の材料組成は、集電体１１の一方の主面１１Ｘに供される電極材層１２の材料組成と実質的に同一である。本発明のかかる特徴は、平面積層構造型の電極組立体１００にて平面状の最外層電極を積層するというこれまでの当業者の技術的常識の延長線上にはない点で構造的に顕著な差異を有する。
【００４０】
上述の本発明の第１の特徴によれば、屈曲形態の長尺電極１０が、部分電極組立体９０の断面輪郭に沿って部分電極組立体９０を取り囲むこととなる。すなわち、屈曲形態の長尺電極１０は、部分電極組立体９０の断面輪郭に沿って部分電極組立体９０に巻き付かれた状態となる。この状態では、部分電極組立体９０の断面輪郭に沿った長尺電極１０の巻き付けに起因して、当該長尺電極１０に引張応力が供され易くなる。つまり、当該長尺電極１０に所定の張力を供することが可能となる。かかる張力により、長尺電極１０に生じ得る反り応力を抑制することが可能である。つまり、かかる張力は、長尺電極１０の屈曲形態の保持につながり得る。特に、長尺電極１０に生じ得る反り応力よりも相対的に大きい張力が長尺電極１０に供されると、長尺電極１０に生じ得る反り応力をより好適に抑制することが可能である。
【００４１】
上述の本発明の第２の特徴によれば、電極材層１１Ｘが設けられる集電体１１の一方の主面１１Ｘとは反対側の他方の主面１１Ｙの両端領域１１Ｙ１，１１Ｙ２に、電極材部１３が局所的に設けられている。つまり、断面視にて集電体１１を挟んで一方の主面１１Ｘに供された電極材層１２と他方の主面１１Ｙに供された電極材部１３とが相互に対向することとなる。かかる相互に対向する部分では、長尺電極１０の製造時（具体的には加圧処理時）に、電極材部１３の材料組成が集電体１１の一方の主面１１Ｘに供される電極材層１２の材料組成と実質的に同一であることに起因して、電極材層１２と電極材部１３とは略同一の伸張度を有し得る。そのため、かかる相互に対向する部分では、長尺電極１０の加圧処理時にて、集電体１１の一方の主面１１Ｘに供される電極材層１２と、集電体の他方の主面１１Ｙに供される電極材部１３とは同じ程度で伸張し得る。
【００４２】
詳細には、加圧処理時における電極材層１２の伸張度は加圧処理時における集電体１１の伸張度よりも相対的に大きいことに起因して、電極材層１２および集電体１１の積層体が、電極材層１２が外側湾曲面となりかつ集電体１１が内側湾曲面となるような反り応力が生じ得る。一方、当該加圧処理時における電極材部１３の伸張度は当該加圧処理時における集電体１１の伸張度よりも相対的に大きいことに起因して、電極材部１３および集電体１１の積層体が、電極材部１３が外側湾曲面となりかつ集電体１１が内側湾曲面となるような反り応力が生じ得る。つまり、本発明の一実施形態では、電極材層１２と電極材部１３とが対向する部分にて、「集電体１１の一方の主面１１Ｘに供される電極材層１２および集電体１１の積層体の反り応力が生じ得る向き」と「集電体１１の他方の主面１１Ｙに供される電極材部１３および集電体１１の積層体の反り応力が生じ得る向き」とを相互に反対の関係にし得る。
【００４３】
これにつき、図１０に示すように、従来の最外層電極１０’（片面電極）では、加圧処理時における集電体１１’と電極材層１２’の伸張度の違いに起因して、最外層電極１０’の両端領域が中央領域よりも反りの程度が大きくなる傾向にあり得る。かかる傾向も考慮し、本発明では、電極材部１３が集電体の他方の主面１１Ｙの両端領域１１Ｙ１，１１Ｙ２に局所的に設けられている。つまり、電極材層１２と電極材部１３とが相互に対向する部分が長尺電極１０の両端領域に形成されている。これにより、長尺電極１０の両端領域にて、上述の「電極材層１２および集電体１１の積層体の反り応力が生じ得る向き」と「電極材部１３および集電体１１の積層体の反り応力が生じ得る向き」とを反対の関係にすることが可能となる。
【００４４】
そのため、電極材層１２と電極材部１３とが相互に対向する部分では、反り応力の向きが相互に反対であることに起因して「電極材層１２および集電体１１の積層体の反り応力」が「電極材部１３および集電体１１の積層体の反り応力」によって実質的に相殺され得る。かかる相殺により、加圧処理時に長尺電極１０に生じ得る反り応力、特に長尺電極１０の両端領域に生じ得る反り応力を抑制することができる。
【００４５】
特に、本発明は、上述のように上記第１の特徴と第２の特徴の両方を兼ね備えており、かつ本発明の第１の特徴および第２の特徴のいずれもが長尺電極１０の反り応力の抑制という技術的効果を奏し得る。以上の事から、本発明の一実施形態では、上記第１の特徴と第２の特徴の両方を兼ね備えていることに起因して、長尺電極１０の反り応力を好適に抑制することが可能である。つまり、電極材層１２が集電体１１の一方の主面のみに設けられる場合と比べて、長尺電極１０の反りを全体として好適に抑制可能となる。
【００４６】
かかる反りの抑制は、それに起因して図１に示すように電極組立体１００の構成時に部分電極組立体９０との間に位置付けるセパレータ５０に屈曲形態を成す長尺電極１０を好適に接着可能となることにつながる。そのため、屈曲形態を成す長尺電極１０を電極組立体１００の構成要素として好適に機能させることができる。その結果、全体として当該電極組立体１００を含む二次電池は、所望の電池特性を好適に発揮することが可能である。
【００４７】
又、上記により長尺電極１０に生じ得る反り応力を抑制可能であるため、これまで当業者の技術常識となっている下記の反り応力の抑制措置を施す必要がない。
【００４８】
具体的には、反り応力は最外層電極１０’の形成時における所望の密度を得るための加圧処理により生じ得るため、これまでの当業者の技術常識に従えば反り応力を抑制するために、電極組立体１００’の内側領域（部分電極組立体に相当）に供される両面電極の集電体１１’の厚みと比べて、最外層電極１０’の集電体１１’の厚みを相対的に大きくする必要があり得る（図１０参照）。そのため、最外層電極１０’の集電体１１’の厚み増大に起因して電池のエネルギー密度が低下し得る。
【００４９】
これにつき、本発明の一実施形態では、上述のように別の手段にて長尺電極１０に生じ得る反り応力を抑制可能であるため、部分電極組立体９０に供され得る両面電極と比べて、長尺電極１０の集電体１１の厚みを相対的に大きくすることを要しない。そのため、長尺電極１０の集電体１１の厚みを他の両面電極の集電体の厚みとの違いを小さくする、つまり実質的に同一にすることができる。
【００５０】
又、これまでの当業者の技術常識に従えば反り応力を抑制するために、最外層電極１０’に対して加圧する力（加圧力）を相対的に小さくする必要がある。そのため、最外層電極１０’に対する加圧力が相対的に小さいことに起因して電池のエネルギー密度が低下し得る（図１０参照）。
【００５１】
これにつき、本発明の一実施形態では上述のように別の手段にて長尺電極１０に生じ得る反り応力を抑制可能であるため、部分電極組立体９０に供される両面電極の形成時における加圧力と比べて、長尺電極１０（片面電極）の形成時における加圧力を相対的に小さくする必要がない。つまり、部分電極組立体９０に供される両面電極の形成時における加圧力と、長尺電極１０（片面電極）の形成時における加圧力との違いを小さくすることが可能である。従って、加圧処理により得られる部分電極組立体９０に供される両面電極の密度と、長尺電極１０の密度との違いを小さくする、つまり実質的に同一にすることが可能である。以上の事から、本発明の一実施形態は、長尺電極１０の集電体１１の厚みの増大および/または長尺電極１０に対する加圧力の低減を要しないため、これに起因して電池のエネルギー密度の低下を抑制することが可能である点でも有利である。
【００５２】
本発明の一実施形態に係る二次電池は、下記態様を採ることが好ましい。
【００５３】
一態様では、電極組立体１００αが、積層方向に沿って相互に離隔した２つの部分電極組立体９０を有して成り、連続する単一の長尺電極１０が、電極組立体１００の外周面１００Ｐに電極材部１３が非存在となるように２つの部分電極組立体９０のそれぞれを取り囲むことが好ましい（図２参照）。
【００５４】
図２に示す態様は、図１と比べて以下の特徴を有する。第１に、図２に示す態様は、図１と比べて積層方向に沿って相互に離隔した２つの部分電極組立体９０が用いられ、屈曲形態の長尺電極１０が当該２つの部分電極組立体９０を各部分電極組立体９０の断面輪郭に沿ってそれぞれ取り囲むという特徴を有する。第２に、図２に示す態様は、図１と比べて屈曲形態を成す長尺電極１０の電極材部１３が電極組立体１００の外周面１００Ｐにて存在しないという特徴を有する。
【００５５】
第１の特徴によれば、屈曲形態の長尺電極１０が２つの部分電極組立体９０を各部分電極組立体９０の断面輪郭に沿ってそれぞれ取り囲む。そのため、長尺電極１０が、図１に示す態様と比べて、断面視で各断面輪郭に沿って２つの部分電極組立体９０に巻き付かれた状態となる。そのため、２つの部分電極組立体９０への巻き付けに起因して形成される長尺電極１０の屈曲部の数が、断面視で図１に示す態様と比べて増大する。具体的には、図１に示す態様では、断面視で長尺電極１０の屈曲部の数が３つであったのに対し、図２に示す態様では、断面視で長尺電極１０の屈曲部の数が６つとなる。かかる屈曲部の数の増大により、長尺電極１０に引張応力がより供され易くなる。つまり、図１に示す態様と比べて、当該長尺電極１０に相対的に大きな張力を供することが可能となる。かかる相対的に大きな張力により、長尺電極１０に生じ得る反り応力をより好適に抑制することが可能である。
【００５６】
第２の特徴によれば、屈曲形態を成す長尺電極１０の電極材部１３が電極組立体１００の外周面１００Ｐにて存在しない。これにつき、当該電極材部１３が電極組立体１００の外周面１００Ｐに存在し得る場合、リチウムイオンが電解液を介して反対電極の電極材層へと移動しにくく、それにより外周面１００Ｐに存在し得る電極材部１３が電極組立体１００、すなわち二次電池の構成要素として好適に機能しにくいといった問題が生じ得る。しかしながら、本態様の第２の特徴によれば、電極材部１３が電極組立体１００の外周面１００Ｐに存在しないため、かかる問題の発生を好適に回避することが可能である。従って、かかる問題の発生の回避に起因して、二次電池のエネルギー密度の低下を回避することができる。
【００５７】
一態様では、長尺電極１０の一方の電極材部１３ａと他方の電極材部１３ｂとが、積層方向に沿って相互に対向していることが好ましい（図２参照）。
【００５８】
図２に示す態様は、上記態様に加え長尺電極１０の一方の電極材部１３ａと他方の電極材部１３ｂとが、積層方向に沿って相互に対向していることを特徴とする。屈曲形態を成す長尺電極１０の電極材部１３が電極組立体１００の外周面１００Ｐに存在しない場合、当該電極材部１３は電極組立体１００の内側領域に存在することとなり得る。特に長尺電極１０の一方の電極材部１３ａと他方の電極材部１３ｂとが、積層方向に沿って相互に対向するように電極組立体１００の内側領域に存在すると、以下の効果が奏され得る。具体的には、両方の電極材部１３ａ、１３ｂとの間にこれら電極材部とは極性が異なる電極材層を備えた反対電極１０αが存在すると、これら電極材部からリチウムイオンを反対電極の電極材層へと好適に移動させることが可能となる。そのため、これら電極材部１３を電極組立体１００、すなわち二次電池の構成要素として好適に機能させることが可能となる。その結果、かかる電極材部１３の好適な機能により、二次電池のエネルギー密度の低下を好適に回避することができる。
【００５９】
なお、これに限定されることなく、両方の電極材部１３ａ、１３ｂとの間に、少なくとも１つの部分電極組立体９０が更に設けられてもよい（図３参照）。この場合、セパレータを介して両方の電極材部１３ａ、１３ｂの各々と隣り合う電極材層（更なる部分電極組立体９０の構成要素）は、これら電極材部１３ａ、１３ｂとは極性の異なる反対電極の構成要素であることを要することに留意する。
【００６０】
一態様では、断面視にて長尺電極１０と部分電極組立体９０との間に、長尺電極１０と部分電極組立体９０とに接する接着剤層付きのセパレータ５０が位置付けられていることが好ましい（図１および図２参照）。
【００６１】
本態様は、断面視にて長尺電極１０と部分電極組立体９０との間に接着剤層付きのセパレータ５０が位置付けられていることを特徴とする。当該セパレータ５０は、正負極の接触による短絡防止の観点から電極１０と部分電極組立体９０との間に位置付けられている。詳細には、当該セパレータ５０は最外層電極１０と部分電極組立体９０の両方に接するように供され、当該セパレータ５０には、その両主面に接着機能を有する接着剤層が供されている（図示せず）。つまり、当該セパレータ５０は「接着剤層付きセパレータ５０」となっている。具体的には、セパレータ５０の一方の主面に供される接着材層は長尺電極１０の電極材層１２に接着している。一方、セパレータ５０の他方の主面に供される接着材層は部分電極組立体９０に接着している。以上により、「接着剤層付きセパレータ５０」を介して長尺電極１０と部分電極組立体９０とを好適に一体化させることが可能となる。
【００６２】
一態様では、長尺電極が、集電体の他方の主面の両端領域の間に局所的に設けられた電極材部を更に有して成っていることが好ましい（図示せず）。
【００６３】
上述のように、従来の最外層電極（片面電極）では、その両端領域が中央領域よりも反りの程度が大きくなる傾向にあり得る。かかる傾向も考慮し、電極材部１３が集電体の他方の主面１１Ｙの両端領域１１Ｙ１，１１Ｙ２に局所的に設けられている（図１参照）。つまり、電極材層１２と電極材部１３とが相互に対向する部分が長尺電極１０の両端領域に形成されている。これにより、長尺電極１０の両端領域にて、「電極材層１２および集電体１１の積層体の反り応力が生じ得る向き」と「電極材部１３および集電体１１の積層体の反り応力が生じ得る向き」とを反対の関係にすることが可能となる。これにより、上述のように、特に長尺電極の両端領域に生じ得る反り応力を抑制することができる。本態様では、これに加え、集電体の他方の主面の両端領域のみならず、当該両端領域間に電極材部が更に局所的に供される。電極材部は長尺電極に生じ得る反り応力を抑制する機能を有しているため、当該電極材部の数を増加させることで、それに伴い長尺電極に生じ得る反り応力をより好適に抑制することが可能となり得る。
【００６４】
一態様では、長尺電極１０の集電体１１が、平面視にて部分電極組立体９０の両面電極に供されたタブ２０（正極タブ２０Ａ、負極タブ２０Ｂ）よりも内側に位置付けられていることが好ましい（図４参照）。
【００６５】
本態様では、長尺電極１０の集電体１１が平面視にて部分電極組立体９０に供されたタブ２０よりも内側に位置付けられている。具体的には、長尺電極１０の集電体１１の端部１１αが平面視にて部分電極組立体９０に供された引出しタブ２０の端部２０αよりも内側に位置付けられている。かかる長尺電極１０の集電体１１の内側配置により、これに起因して当該集電体１１の端部が平面視にて部分電極組立体９０に供された引出しタブ２０の端部と略同一面上にある場合と比べて、部分電極組立体９０に供された引出しタブ２０をより露出し易くすることができる。そのため、当該引出しタブ２０に長尺電極１０の端部に露出した集電体１１の一部を好適に溶着することができる。具体的には、当該引出しタブ２０に長尺電極１０の端部に露出した集電体１１の一部を溶着し易くすることができる。かかる好適な溶着は、最終的にリードを介した引出し部（溶着部）と外部端子との好適な電気的接続に貢献し得る。なお、長尺電極１０として負極を用いる場合を例にとると、平面視で負極集電体の一部と正極タブとが対向することに起因する短絡防止の観点から部分電極組立体９０の正極タブ２０Ａをテープで保護することが好ましい。
【００６６】
一態様では、長尺電極１０がタブを有して成り、長尺電極１０のタブのみが平面視にて部分電極組立体９０のタブと局所的に重なるように位置付けられていることが好ましい（図５参照）。
【００６７】
長尺電極として負極を用いる場合を例にとると、部分電極組立体９０への長尺電極１０の巻回状態において、平面視で部分電極組立体９０の正極タブ２０Ａと負極側集電体の一部とが相互に対向することに起因して短絡が生じ得る。そこで、本態様では、長尺電極として負極を用いる場合を例にとると、当該短絡防止の観点から、長尺電極１０に負極タブ２０Ｂ１を設け、当該負極タブ２０Ｂ１のみが平面視にて部分電極組立体９０の負極タブ２０Ｂ２と局所的に重なるように位置付けられることが好ましい。これにより、巻回後において、平面視で部分電極組立体９０の正極タブ２０Ａと負極側集電体の一部とが相互に対向することを回避することができる。かかる相互対向の回避により、平面視で部分電極組立体９０の正極タブ２０Ａと負極側集電体の一部とが相互に対向することに起因する短絡発生を回避することができる。従って、かかる短絡発生の回避の結果、電池の安全性を向上させることができる。
【００６８】
一態様では、部分電極組立体９０の側面９０βに対向する部分の長尺電極１０は断面視にて片面電極の構造を有し、当該長尺電極１０が負極であることが好ましい（図１参照）。
【００６９】
本態様では、部分電極組立体９０の側面９０βに対向する部分の長尺電極１０が断面視にて片面電極の構造を有するため、部分電極組立体９０の側面９０βに対向する部分にも電極材層１１が位置付けられることとなる。長尺電極１０として負極が用いられる場合、具体的には電極材層１１として負極材層が用いられる場合、当該負極材層がリチウムイオンを受容可能な層として機能し得るため、部分電極組立体９０の側面領域にて移動し得るリチウムイオンを好適に受容することができる。従って、リチウムイオン移動に起因した部分電極組立体９０の負極端部へのリチウムの析出を好適に抑制することができる。従って、かかるリチウム析出抑制の結果、電池の安全性を向上させることができる。
【００７０】
なお、これに限定されることなく、一態様では、部分電極組立体の側面に対向する部分の長尺電極は、断面視にて集電体のみを有していてよい（図示せず）。
【００７１】
この場合、部分電極組立体の側面に対向する部分の長尺電極には、電極材層が存在しない。そのため、長尺電極が電極材層を有して成る場合と比べて、かかる電極材層の非存在に起因して最終的に得られる電極組立体の幅寸法を相対的に減じることができる。それ故、電極組立体を有して成る二次電池の寸法を相対的に減じることができる。
【００７２】
なお、長尺電極が正極として用いる場合、正極材層はリチウムイオンを受容可能な層として実質的に機能しないため、部分電極組立体の側面領域にて移動し得るリチウムイオンに起因して部分電極組立体の負極端部へのリチウムの析出を抑制しにくい。そのため、長尺電極が正極として用いる場合、部分電極組立体の側面に対向する部分の長尺電極は、断面視にて集電体のみを有することが好ましい。
【００７３】
一態様では、長尺電極１０の集電体１１の一部が露出しており、露出した集電体１１の一部は平面視でセパレータ５０および電極材層１２よりも外側に位置付けられていることが好ましい（図１参照）。
【００７４】
本発明は長尺電極１０が断面視で部分電極組立体９０を取り囲むことを特徴とする（図１参照）が、当該長尺電極１０および当該部分電極組立体９０のいずれも電極組立体１００の構成要素である。そのため、電極組立体１００を全体として好適に機能させるためには、部分電極組立体９０内の両面電極のタブと、長尺電極１０の集電体１１の一部とを電気的に接続可能な状態にする必要がある。つまり、部分電極組立体９０内の両面電極のタブと長尺電極１０の集電体１１の一部とを、平面視で相互に対向する配置にする必要がある。そのため、長尺電極１０の集電体１１の一部を平面視で露出させる必要がある。この点を鑑み、本態様では、露出した集電体１１の一部は平面視でセパレータ５０および電極材層１２よりも外側に位置付けられることが好ましい。これにより、平面視で集電体１１の一部を、部分電極組立体９０内の両面電極のタブと好適に相互に対向させることが可能となる。従って、部分電極組立体９０内の両面電極のタブと、長尺電極１０の露出した集電体１１の一部とを電気的に好適に接続可能となり、その結果として電極組立体１００を全体として好適に機能させることが可能となる。
【００７５】
［本発明の二次電池の製造方法］
以下、本発明の一実施形態に係る二次電池の製造方法について説明する。
【００７６】
本発明の製造方法は、電極間にセパレータを配置して得られる電極構成層を複数積層することによって平面積層構造の電極組立体を形成するという従来の方法とは異なる視点から案出されている。具体的には、本発明は、部分電極組立体を形成する工程と、部分電極組立体の断面輪郭に沿って長尺電極によって部分電極組立体を取り囲む工程とを含み、長尺電極を、集電体の一方の主面に電極材層を全面的に設け、集電体の他方の主面の両端領域に電極材部を局所的に設けることで形成することを特徴とする。つまり、本発明の製造方法の特徴は、最外層電極を含む各電極を積層して電極組立体を得るというこれまでの当業者の技術的常識の延長線上にはない点で異なる。
【００７７】
本発明の製造方法では、上述のように長尺電極１０を、集電体１１の一方の主面１１Ｘに電極材層１２を全面的に設け、集電体１１の他方の主面１１Ｙの両端領域１１Ｙ１，１１Ｙ２に電極材部１３を局所的に設けることで形成する。つまり、電極材層１２と電極材部１３とが相互に対向する部分を長尺電極１０の両端領域に形成している。これにより、長尺電極１０の両端領域にて、「電極材層１２および集電体１１の積層体の反り応力が生じ得る向き」と「電極材部１３および集電体１１の積層体の反り応力が生じ得る向き」とを反対の関係にすることが可能となる。
【００７８】
そのため、電極材層１２と電極材部１３とが相互に対向する部分では、反り応力の向きが相互に反対であることに起因して「電極材層１２および集電体１１の積層体の反り応力」が「電極材部１３および集電体１１の積層体の反り応力」によって実質的に相殺され得る。かかる相殺により、加圧処理時に長尺電極１０に生じ得る反り応力、特に長尺電極１０の両端領域に生じ得る反り応力を抑制することができる。
【００７９】
又、本発明の製造方法では、かかる長尺電極１０を用いて、部分電極組立体９０の断面輪郭に沿って部分電極組立体９０を取り囲む。すなわち、部分電極組立体９０の断面輪郭に沿って部分電極組立体９０に長尺電極１０を巻き付ける。かかる巻き付けにより、長尺電極１０が断面視で屈曲形態を成すため、それにより当該長尺電極１０に引張応力が供され易くなる。つまり、当該長尺電極１０に所定の張力を供することが可能となる。かかる張力により、長尺電極１０に生じ得る反り応力を抑制することが可能である。
【００８０】
本発明の製造方法では、上述のように長尺電極１０の形成時および当該長尺電極１０の部分電極組立体９０への巻き付け時の両方にて長尺電極１０に生じ得る反り応力を抑制することが可能である。そのため、本発明の一実施形態では、電極材層１２が集電体１１の一方の主面のみに設けられる従前の態様と比べて、長尺電極１０の反りを全体として好適に抑制可能となる。かかる反りの抑制は、それに起因して図６に示すように電極組立体１００の構成時に部分電極組立体９０との間に位置付けるセパレータ５０に屈曲形態を成す長尺電極１０を好適に接着可能となることにつながる。そのため、屈曲形態を成す長尺電極１０を電極組立体１００の構成要素として好適に機能させることができる。その結果、全体として当該電極組立体１００を含む二次電池は、所望の電池特性を好適に発揮することが可能である。
【００８１】
なお、本発明の製造方法は以下態様を採ることが好ましい。
【００８２】
一態様では、長尺電極１０の集電体１１の一方の主面１１Ｘに接着剤層付きのセパレータ５０を設け、部分電極組立体９０を取り囲む前に、接着剤層付きのセパレータ５０を介して、長尺電極１０の一方の端部領域に部分電極組立体９０を固定することが好ましい（図６参照）。
【００８３】
本態様は、上記の長尺電極１０を形成し、当該長尺電極１０を部分電極組立体９０に巻き付ける前の態様に特徴を有する。具体的には、セパレータ５０に供された接着剤層の接着性に起因して当該セパレータ５０を介して長尺電極１０に部分電極組立体９０を固定することが可能と成る。特に、部分電極組立体９０の長尺電極１０の一方の端部領域への固定は、固定された部分以外の長尺電極１０を有効活用できる点、および長尺電極１０の部分電極組立体９０への巻き付けを確実に行うことができる点で有益である。又、かかるセパレータ５０に供された接着剤層の接着性に起因して、当該セパレータ５０を介して長尺電極１０の部分電極組立体９０への巻き付け後に、セパレータ５０の一方の側に供される接着材層が長尺電極１０の電極材層１２に接着する。一方、セパレータ５０の他方の側に供される接着材層は部分電極組立体９０に接着する。以上により、「接着剤層付きセパレータ５０」を介して長尺電極１０と部分電極組立体９０とを好適に一体化させることが可能となる。
【００８４】
一態様では、２つの部分電極組立体９０を用い、電極材部１３が外周面に非存在となり、かつ一方の部分電極組立体９０と他方の部分電極組立体９０とが積層方向に沿って相互に離隔するように、連続する単一の長尺電極１３を屈曲させて、長尺電極１３によって部分電極組立体を取り囲むことが好ましい（図７Ａ〜図７Ｆ参照）。
【００８５】
図７Ａ〜図７Ｆを用いて具体的に説明する。
【００８６】
まず、図７Ａに示すように、長尺電極１０を、集電体１１の一方の主面１１Ｘに電極材層１２を全面的に設け、集電体１１の他方の主面１１Ｙの両端領域１１Ｙ１，１１Ｙ２に電極材部１３を局所的に設け、次いで加圧処理を施すことで形成する。次いで、電極材層１２の主面の全体にわたって接着剤層付きセパレータ５０を供する。詳細には、当該接着剤層についてはセパレータ５０の両主面に供する。
【００８７】
次いで、図７Ｂに示すように、断面視で電極材部１３と略同一の幅寸法を有する部分電極組立体９０を、一方の電極材部１３と他方の電極材部１３にそれぞれ対向するように接着剤層付セパレータ５０上に位置付ける。
【００８８】
次いで、図７Ｃおよび図７Ｄに示すように、断面視で両方の電極材部１３が上方向に向くように、図７Ｂに示す態様の積層体を内側へと屈曲させる。
【００８９】
次いで、図７Ｅおよび図７Ｆに示すように、断面視で両方の電極材部１３が相互に対向し、かつ２つの部分電極組立体９０が積層方向に沿って相互に離隔配置となるように図７Ｄに示す態様の積層体を更に内側へと屈曲させる。
【００９０】
次いで、図７Ｆに示すに示すように、一方の電極材部１３と他方の電極材部１３との間に形成された空間領域に極性の異なる反対電極を設けて、長尺電極１０と部分電極組立体９０とを一体化させた電極組立体の前駆体を形成する。
【００９１】
次いで、当該電極組立体の前駆体に熱加圧を施す。一体化して得られる電極組立体の前駆体に熱加圧を施すと層間相互の接続性（密着性）を向上し得るため、当該熱加圧により長尺電極１０と部分電極組立体９０とのより好適な一体化を行うことが可能と成る。
【００９２】
以上により、所望の電極組立体（１００）を得ることができる。
【００９３】
以上の事からも、本態様では、屈曲形態の長尺電極１０によって、２つの部分電極組立体９０を各部分電極組立体９０の断面輪郭に沿ってそれぞれ取り囲む。そのため、長尺電極１０が断面視で各断面輪郭に沿って２つの部分電極組立体９０に巻き付かれた状態となる。そのため、２つの部分電極組立体９０への巻き付けに起因して形成される長尺電極１０の屈曲部の数が、断面視で図６に示す態様と比べて増大する。具体的には、図６に示す態様では、断面視で長尺電極１０の屈曲部の数が３つであったのに対し、図７Ｆに示す態様では、断面視で長尺電極１０の屈曲部の数が６つとなる。かかる屈曲部の数の増大により、長尺電極１０に引張応力がより供され易くなる。つまり、図６に示す態様と比べて、当該長尺電極１０に相対的に大きな張力を供することが可能となる。かかる相対的に大きな張力により、長尺電極１０に生じ得る反り応力をより好適に抑制することが可能である。
【００９４】
本態様では、屈曲形態を成す長尺電極１０の電極材部１３を電極組立体１００の外周面１００Ｐにて位置付けない。電極材部１３が電極組立体１００の外周面１００Ｐに位置付ける場合、リチウムイオンが電解液を介して反対電極の電極材層へと移動しにくく、それにより外周面１００Ｐに位置付ける電極材部１３が電極組立体１００として好適に機能しにくいといった問題の発生を好適に回避することが可能である。従って、かかる問題の発生の回避に起因して、二次電池のエネルギー密度の低下を回避することができる。
【００９５】
長尺電極１０の一方の電極材部１３ａと他方の電極材部１３ｂとを積層方向に沿って相互に対向させるため、図７Ｆに示すように両方の電極材部１３ａ、１３ｂとの間にこれら電極材部とは極性が異なる電極材層を備えた反対電極１０αを設けると、これら電極材部からリチウムイオンを反対電極の電極材層へと好適に移動させることが可能となる。そのため、これら電極材部１３を電極組立体１００として好適に機能させることが可能となる。その結果、かかる電極材部１３の好適な機能により、二次電池のエネルギー密度の低下を好適に回避することができる。
【００９６】
又、上述のように、当該電極組立体の前駆体に熱加圧を施すと、それに起因して電極１０に供される所定の張力による長尺電極１０の所定形態（形状）の保持を「継続」又は「連続」させることが可能となる。かかる「継続」した又は「連続」した長尺電極１０の形態保持により、長尺電極１０にて電極材層１２の主面が外側湾曲面となり集電体１１の主面が内側湾曲面となり得る反り応力が生ずることをより好適に抑制することが可能となる。
【００９７】
なお、一態様では、両方の電極材部１３ａ、１３ｂとの間に、少なくとも１つの部分電極組立体９０を更に設けてもよい（図８参照）。
【００９８】
この場合、上述と同様に、まず、長尺電極１０を、集電体１１の一方の主面１１Ｘに電極材層１２を全面的に設け、集電体１１の他方の主面１１Ｙの両端領域１１Ｙ１，１１Ｙ２に電極材部１３を局所的に設けることで形成する。次いで、電極材層１２の主面の全体にわたって接着剤層付きセパレータ５０を供する。次いで、断面視で電極材部１３と略同一の幅寸法を有する部分電極組立体９０を、一方の電極材部１３と他方の電極材部１３にそれぞれ対向するように接着剤層付セパレータ５０上に位置付ける。
【００９９】
ここで、特に限定されるものではないが、本態様では、一方の電極材部１３上に、両主面に接着剤層付きセパレータ５０が供された部分電極組立体９０を設ける。  
【０１００】
次いで、最終的に、断面視で両方の電極材部１３が相互に対向し、かつ３つの部分電極組立体９０が積層方向に沿って相互に配置されるように図８の上部に示す積層体を所定回数内側へと屈曲させる。なお、これに限定されず、一方の電極材部１３と他方の電極材部１３との間に空間領域が形成されるように積層体を屈曲させた後に、両主面に接着剤層付きセパレータ５０が供された少なくとも１つの部分電極組立体９０を設けてもよい。この場合、図８の上部に示す態様と比べて、一方の電極材部１３上に、両主面に接着剤層付きセパレータ５０が供された部分電極組立体９０を設ける工程は除かれることに留意する。
【０１０１】
以上により、所望の電極組立体１００を得ることができる。
【０１０２】
両主面に接着剤層付きセパレータ５０が供された少なくとも１つの部分電極組立体９０を更に設ける場合、当該更なる部分電極組立体９０が、両方の電極材部１３ａ、１３ｂに隣接して対向する箇所にこれら電極材部とは極性が異なる電極材層を備えた反対電極が存在すると、これら電極材部からリチウムイオンを反対電極の電極材層へと好適に移動させることが可能となる。そのため、これら電極材部１３を電極組立体１００の構成要素として好適に機能させることが可能となる。その結果、かかる電極材部１３の好適な機能により、二次電池のエネルギー密度の低下を好適に回避することができる。
【０１０３】
一態様では、長尺電極として、集電体の他方の主面の両端領域の間に局所的に設けられた電極材部を更に有して成るものを用いることが好ましい（図示せず）。
【０１０４】
上述のように、従来の最外層電極（片面電極）では、その両端領域が中央領域よりも反りの程度が大きくなる傾向にあり得るため、集電体の他方の主面１１Ｙの両端領域１１Ｙ１，１１Ｙ２に電極材部１３を局所的に設ける（図６参照）。これにより、長尺電極１０の両端領域にて、「電極材層１２および集電体１１の積層体の反り応力が生じ得る向き」と「電極材部１３および集電体１１の積層体の反り応力が生じ得る向き」とを反対の関係にすることが可能となる。これにより、上述のように、特に長尺電極の両端領域に生じ得る反り応力を抑制することができる。本態様では、これに加え、集電体の他方の主面の両端領域のみならず、当該両端領域間に電極材部を更に局所的に供する。電極材部は長尺電極に生じ得る反り応力を抑制する機能を有するため、当該電極材部の数を増加させることで、それに伴い長尺電極に生じ得る反り応力をより好適に抑制することが可能となり得る。
【０１０５】
一態様では、長尺電極１０の集電体１１を、平面視にて部分電極組立体９０の両面電極に供するタブよりも内側に位置付けることが好ましい（図４参照）。
【０１０６】
本態様では、長尺電極１０の集電体１１を平面視にて部分電極組立体９０に供するタブ２０よりも内側に位置付ける。当該長尺電極１０の集電体１１の内側配置により、これに起因して当該集電体１１の端部が平面視にて部分電極組立体９０に供される引出しタブ２０の端部と略同一面上にある場合と比べて、長尺電極組立体９０に供される引出しタブ２０をより露出し易くすることができる。そのため、当該引出しタブ２０に長尺電極１０の端部に露出する集電体１１の一部を溶着し易くすることができる。
【０１０７】
一態様では、長尺電極１０に供するタブのみを平面視にて部分電極組立体９０のタブと局所的に重ねることが好ましい（図５参照）。
【０１０８】
本態様では、長尺電極として負極を用いる場合を例に挙げれば、当該短絡防止の観点から、長尺電極１０に負極タブを設け、当該負極タブのみを平面視にて部分電極組立体９０の負極タブと局所的に重ねることが好ましい。これにより、巻回後において、平面視で部分電極組立体９０の正極タブと負極側集電体の一部とが相互に対向することを回避することができる。以上の事からも、かかる相互対向の回避により、平面視で部分電極組立体９０の正極タブと負極側集電体の一部とが相互に対向することに起因する短絡発生を回避することができる。従って、電池の安全性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明の一実施形態に係る二次電池は、蓄電が想定される様々な分野に利用することができる。あくまでも例示にすぎないが、本発明の一実施形態に係る二次電池、特に非水電解質二次電池は、モバイル機器などが使用される電気・情報・通信分野（例えば、携帯電話、スマートフォン、ノートパソコンおよびデジタルカメラなどのモバイル機器分野）、家庭・小型産業用途（例えば、電動工具、ゴルフカート、家庭用・介護用・産業用ロボットの分野）、大型産業用途（例えば、フォークリフト、エレベーター、湾港クレーンの分野）、交通システム分野（例えば、ハイブリッド車、電気自動車、バス、電車、電動アシスト自転車、電動二輪車などの分野）、電力系統用途（例えば、各種発電、ロードコンディショナー、スマートグリッド、一般家庭設置型蓄電システムなどの分野）、ならびに、宇宙・深海用途（例えば、宇宙探査機、潜水調査船などの分野）に利用することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１０      長尺電極
１１      集電体
１１Ｘ    集電体の一方の主面
１１Ｙ    集電体の他方の主面
１１Ｙ１，１１Ｙ２  集電体の他方の主面の両端領域
１２      電極材層
１３      電極材部
２０      タブ
２０Ａ    正極タブ      
２０Ｂ    負極タブ
５０      セパレータ
９０      部分電極組立体
９０β    部分電極組立体の側面
１００    電極組立体
【図１】
2018206490.tif 000003
【図２】
2018206490.tif 000004
【図３】
2018206490.tif 000005
【図４】
2018206490.tif 000006
【図５】
2018206490.tif 000007
【図６】
2018206490.tif 000008
【図７Ａ】
2018206490.tif 000009
【図７Ｂ】
2018206490.tif 000010
【図７Ｃ】
2018206490.tif 000011
【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2018206490.tif 000017