(57)【要約】【課題】積層型電池の性能および信頼性を向上させる。【解決手段】積層型電池１は、交互に積層された第１電極板１０及び第２電極板２０を有する。第１電極板は、第１電極集電体１１と、第１電極集電体１１上に部分的に設けられた第１電極活物質層１２と、を有する。第１電極集電体のうちの第１電極活物質層が設けられていない領域ａ１に、一方の側に凸部１６を形成し他方の側に凹部１７を形成する第１係合部１５が設けられている。一つの第１電極板の第１係合部の凸部は、積層方向ｄＬに隣り合う他の第１電極板の第１係合部の凹部に部分的に挿入されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交互に積層された第１電極板及び第２電極板を備え、
前記第１電極板は、第１面および前記第１面の反対側に位置する第２面を有する第１電極集電体と、前記第１電極集電体の前記第１面および前記第２面の少なくとも一方の面上に部分的に設けられた第１電極活物質層と、を有し、
前記第１電極集電体のうちの前記第１電極活物質層が設けられていない第１端部領域に、前記第１面及び前記第２面の一方の側に凸部を形成し且つ前記第１面及び前記第２面の他方の側に凹部を形成する第１係合部が設けられ、
一つの第１電極板の前記第１係合部の前記凸部は、当該一つの第１電極板に積層方向において隣り合う他の第１電極板の前記第１係合部の前記凹部に少なくとも部分的に挿入されている、積層型電池。
【請求項２】
前記第１端部領域に、少なくとも二つの第１係合部が設けられている、請求項１に記載の積層型電池。
【請求項３】
前記第１端部領域は、前記第１電極活物質層に隣接する隣接縁を含み、
二つの第１係合部の配置間隔は、前記隣接縁の長さの半分よりも長い、請求項２に記載の積層型電池。
【請求項４】
前記積層方向からの観察において、前記第１係合部の輪郭が角部を有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の積層型電池。
【請求項５】
前記積層方向からの観察において、前記第１係合部が長手方向を有する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の積層型電池。
【請求項６】
前記凸部の寸法は、先端部において基端部よりも小さい、請求項１乃至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電極板は、第１面および前記第１面の反対側に位置する第２面を有する第２電極集電体と、前記第２電極集電体の前記第１面および前記第２面の少なくとも一方の面上に部分的に設けられた第２電極活物質層と、を有し、
前記第２電極集電体のうちの前記第２電極活物質層が設けられていない第２端部領域に、前記第１面及び前記第２面の一方の側に凸部を形成し且つ前記第１面及び前記第２面の他方の側に凹部を形成する第２係合部が設けられ、
一つの第２電極板の前記第２係合部の前記凸部は、当該一つの第２電極板に積層方向において隣り合う他の第２電極板の前記第２係合部の前記凹部に少なくとも部分的に挿入されている、請求項１乃至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電極板と前記第２電極板との間に配置された絶縁体を更に備え、
前記絶縁体のうちの前記第１電極板および前記第２電極板の両方と重ならない領域に、前記絶縁体の第１面及び第２面の一方の側に凸部を形成し且つ前記絶縁体の前記第１面及び前記第２面の他方の側に凹部を形成する第３係合部が設けられ、
一つの絶縁体の前記第３係合部の前記凸部は、当該一つの絶縁体に積層方向において隣り合う他の絶縁体の前記第３係合部の前記凹部に少なくとも部分的に挿入されている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の積層型電池。
【請求項９】
第１電極板と第２電極板とを交互に積層する工程を備え、
前記第１電極板は、第１面および前記第１面の反対側に位置する第２面を有する第１電極集電体と、前記第１電極集電体の前記第１面および前記第２面の少なくとも一方の面上に部分的に設けられた第１電極活物質層と、を有し、
前記第１電極集電体のうちの前記第１電極活物質層が設けられていない第１端部領域に、前記第１面及び前記第２面の一方の側に凸部を形成し且つ前記第１面及び前記第２面の他方の側に凹部を形成する第１係合部が設けられ、
一つの第１電極板の前記第１係合部の前記凸部が、当該一つの第１電極板に積層方向において隣り合う他の第１電極板の前記第１係合部の前記凹部に少なくとも部分的に挿入されるようにして、前記第１電極板を積層する、積層型電池の製造方法。
【請求項１０】
前記第２電極板は、第１面および前記第１面の反対側に位置する第２面を有する第２電極集電体と、前記第２電極集電体の前記第１面および前記第２面の少なくとも一方の面上に部分的に設けられた第２電極活物質層と、を有し、
前記第２電極集電体のうちの前記第２電極活物質層が設けられていない第２端部領域に、前記第１面及び前記第２面の一方の側に凸部を形成し且つ前記第１面及び前記第２面の他方の側に凹部を形成する第２係合部が設けられ、
一つの第２電極板の前記第２係合部の前記凸部が、当該一つの第２電極板に積層方向において隣り合う他の第２電極板の前記第２係合部の前記凹部に少なくとも部分的に挿入されるようにして、前記第２電極板を積層する、請求項９に記載の積層型電池の製造方法。
【請求項１１】
前記第１電極板および前記第２電極板は、積層補助具上で積層され、
前記積層補助具上に最初に配置される第１電極板の前記凹部に、前記積層補助具上に設けられた第１係合部が挿入されるようにして、或いは、前記最初に配置される第１電極板の前記凸部が、前記積層補助具上に設けられた第１係合部に挿入されるようにして、前記最初に配置される第１電極板が前記積層補助具上に配置され、
前記積層補助具上に最初に配置される第２電極板の前記凹部に、前記積層補助具上に設けられた第２係合部が挿入されるようにして、或いは、前記最初に配置される第２電極板の前記凸部が、前記積層補助具上に設けられた第２係合部に挿入されるようにして、前記最初に配置される第２電極板が前記積層補助具上に配置される、請求項１０に記載された積層型電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層型電池及び積層型電池の製造方法に関する。
【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】
リチウムイオン二次電池に代表される積層型電池の容量は、正極板及び負極板が適切な相対位置からずれることで低下してしまう。この不具合に対処することを目的として、特許文献１は、係止構造を用いて二つの電極板を適切な相対位置に物理的に固定することを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１４２１５３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、特許文献１で提案された複数の係止構造は、すべて、電極板の電極活物質層上に設けられている。この係止構造は、電極活物質層の有効面積を低減し、積層型電池の容量を低下させる。また、この係止構造を設置することで、電極板間の間隔が大きくなり、この点からも、積層型電池の容量低下が予想される。さらに、係止構造の設置や利用に起因して、電極活物質を損傷してしまう可能性もある。電極活物質が損傷すると、積層型電池は、予定された性能を発揮することができなくなり、性能だけでなく信頼性においても欠ける。
【０００６】
加えて、特許文献１で提案された係止構造を設けた場合、電極板の積層が著しく煩雑となり、歩留まり及び製造時間の両面において生産性を悪化させることになる。
【０００７】
なお、積層型電池は、通常、数枚から数十枚の正極板および数枚から数十枚の負極板を含むことになるが、電極板の枚数が多い大容量型の積層型電池において、これらの不具合はより顕著となる。
【０００８】
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、性能および信頼性に優れた積層型電池の提供を目的とする。また、本発明は、性能および信頼性に優れた積層型電池を高い生産性で製造することができる製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による積層型電池は、
交互に積層された第１電極板及び第２電極板を備え、
前記第１電極板は、第１面および前記第１面の反対側に位置する第２面を有する第１電極集電体と、前記第１電極集電体の前記第１面および前記第２面の少なくとも一方の面上に部分的に設けられた第１電極活物質層と、を有し、
前記第１電極集電体のうちの前記第１電極活物質層が設けられていない第１端部領域に、前記第１面及び前記第２面の一方の側に凸部を形成し且つ前記第１面及び前記第２面の他方の側に凹部を形成する第１係合部が設けられ、
一つの第１電極板の前記第１係合部の前記凸部は、当該一つの第１電極板に積層方向において隣り合う他の第１電極板の前記第１係合部の前記凹部に少なくとも部分的に挿入されている。
【００１０】
本発明による積層型電池において、前記第１端部領域に、少なくとも二つの第１係合部が設けられていてもよい。
【００１１】
本発明による積層型電池において、前記第１端部領域は、前記第１電極活物質層に隣接する隣接縁を含み、二つの第１係合部の配置間隔は、前記隣接縁の長さの半分よりも長くなっていてもよい。
【００１２】
本発明による積層型電池において、前記積層方向からの観察において、前記第１係合部の輪郭が角部を有するようにしてもよい。
【００１３】
本発明による積層型電池において、前記積層方向からの観察において、前記第１係合部が長手方向を有するようにしてもよい。
【００１４】
本発明による積層型電池において、前記凸部の寸法は、先端部において基端部よりも小さくなっていてもよい。
【００１５】
本発明による積層型電池において、
前記第２電極板は、第１面および前記第１面の反対側に位置する第２面を有する第２電極集電体と、前記第２電極集電体の前記第１面および前記第２面の少なくとも一方の面上に部分的に設けられた第２電極活物質層と、を有し、
前記第２電極集電体のうちの前記第２電極活物質層が設けられていない第２端部領域に、前記第１面及び前記第２面の一方の側に凸部を形成し且つ前記第１面及び前記第２面の他方の側に凹部を形成する第２係合部が設けられ、
一つの第２電極板の前記第２係合部の前記凸部は、当該一つの第２電極板に積層方向において隣り合う他の第２電極板の前記第２係合部の前記凹部に少なくとも部分的に挿入されていてもよい。
【００１６】
本発明による積層型電池が、
前記第１電極板と前記第２電極板との間に配置された絶縁体を更に備え、
前記絶縁体のうちの前記第１電極板および前記第２電極板の両方と重ならない領域に、前記絶縁体の第１面及び第２面の一方の側に凸部を形成し且つ前記絶縁体の前記第１面及び前記第２面の他方の側に凹部を形成する第３係合部が設けられ、
一つの絶縁体の前記第３係合部の前記凸部は、当該一つの絶縁体に積層方向において隣り合う他の絶縁体の前記第３係合部の前記凹部に少なくとも部分的に挿入されていてもよい。
【００１７】
本発明による積層型電池の製造方法は、
第１電極板と第２電極板とを交互に積層する工程を備え、
前記第１電極板は、第１面および前記第１面の反対側に位置する第２面を有する第１電極集電体と、前記第１電極集電体の前記第１面および前記第２面の少なくとも一方の面上に部分的に設けられた第１電極活物質層と、を有し、
前記第１電極集電体のうちの前記第１電極活物質層が設けられていない第１端部領域に、前記第１面及び前記第２面の一方の側に凸部を形成し且つ前記第１面及び前記第２面の他方の側に凹部を形成する第１係合部が設けられ、
一つの第１電極板の前記第１係合部の前記凸部が、当該一つの第１電極板に積層方向において隣り合う他の第１電極板の前記第１係合部の前記凹部に少なくとも部分的に挿入されるようにして、前記第１電極板を積層する。
【００１８】
本発明による積層型電池の製造方法において、
前記第２電極板は、第１面および前記第１面の反対側に位置する第２面を有する第２電極集電体と、前記第２電極集電体の前記第１面および前記第２面の少なくとも一方の面上に部分的に設けられた第２電極活物質層と、を有し、
前記第２電極集電体のうちの前記第２電極活物質層が設けられていない第２端部領域に、前記第１面及び前記第２面の一方の側に凸部を形成し且つ前記第１面及び前記第２面の他方の側に凹部を形成する第２係合部が設けられ、
一つの第２電極板の前記第２係合部の前記凸部が、当該一つの第２電極板に積層方向において隣り合う他の第２電極板の前記第２係合部の前記凹部に少なくとも部分的に挿入されるようにして、前記第２電極板を積層してもよい。
【００１９】
本発明による積層型電池の製造方法において、
前記第１電極板および前記第２電極板は、積層補助具上で積層され、
前記積層補助具上に最初に配置される第１電極板の前記凹部に、前記積層補助具上に設けられた第１係合部が挿入されるようにして、或いは、前記最初に配置される第１電極板の前記凸部が、前記積層補助具上に設けられた第１係合部に挿入されるようにして、前記最初に配置される第１電極板が前記積層補助具上に配置され、
前記積層補助具上に最初に配置される第２電極板の前記凹部に、前記積層補助具上に設けられた第２係合部が挿入されるようにして、或いは、前記最初に配置される第２電極板の前記凸部が、前記積層補助具上に設けられた第２係合部に挿入されるようにして、前記最初に配置される第２電極板が前記積層補助具上に配置されてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、積層型電池の性能および信頼性を向上させることができる。また、本発明によれば、性能および信頼性に優れた積層型電池の生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【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の積層型電池に含まれる膜電極接合体を示す平面図である。
【図３】図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面を示す断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、積層型電池の製造方法の一具体例を説明するための図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、積層型電池の製造方法の一具体例を説明するための図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、積層型電池の製造方法の一具体例を説明するための図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、積層型電池の製造方法の一具体例を説明するための図である。
【図５Ａ】図５Ａは、端部領域において電極板を示す平面図であって、係合部の平面形状の一変形例を説明するための図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、端部領域において電極板を示す平面図であって、係合部の平面形状の他の変形例を説明するための図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、端部領域において電極板を示す平面図であって、係合部の平面形状の更に他の変形例を説明するための図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、端部領域において電極板を示す平面図であって、係合部の平面形状の更に他の変形例を説明するための図である。
【図６Ａ】図６Ａは、図２のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面において、係合部の立体形状の一変形例を説明するための図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図２のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面において、係合部の立体形状の他の変形例を説明するための図である。
【図７】図７は、図４Ｄに対応する図であって、係合部の立体形状の更に他の変形例を説明するための図である。
【図８】図８は、図３に対応する図であって、絶縁体の一変形例を説明するための図である。図８は、図９のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面を示している。
【図９】図９は、図２に対応する図であって、絶縁体の一変形例を説明するための図である。
【図１０】図１０は、図９の積層型電池の製造方法の一例を説明するための図であって、図９のＸ−Ｘ線に沿った断面を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
図１〜図１０は、本発明による積層型電極およびその製造方法の一実施の形態を説明するための図である。このうち図１〜図３は、それぞれ、積層型電池の一具体例を示す斜視図、平面図または断面図である。図４Ａ〜図４Ｄは、図１〜図３に示された積層型電池の製造方法の一具体例を説明するための図であって、図３に示された断面と同一の断面を示している。
【００２４】
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３と、外装体３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３の内部から外部へと延び出したタブ４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を位置決め精度が悪化すると、性能が低下してしまう。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、積層型電池１に含まれる複数の電極板１０，２０の位置決め精度を安定して向上させるための工夫がなされており、性能および信頼性の両面において優れている。また、本実施の形態に係る積層型電池の製造方法は、以下に説明するように、性能および信頼性に優れた積層型電池を高い歩留まりを維持しながら短時間で製造するための工夫がなされており、これにより、積層型電池１の生産性を向上させることができる。
【００２５】
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。
【００２６】
まず、積層型電池１の構成について説明し、次に、積層型電池の製造方法について説明する。
【００２７】
外装体３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３は、一例として、支持基材と、この支持基材に積層された接着層と、を有する。支持基材は、高ガスバリア性と成形加工性を有することが好ましい。このような支持基材として、アルミニウム箔やステンレス箔を用いることができる。一方、接着層は、支持基材を接合するためのシール層として機能する。接着層は、接着性に加え、絶縁性、耐薬品性、熱可塑性等を有していることが好ましい。このような接着層として、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】
タブ４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）に第１のタブ４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）に他方の第２のタブ４が電気的に接続している。タブ４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３の内部から、外装体３の外部へと延び出している。なお、外装体３とタブ４との間は、タブ４が延び出す領域において、封止されている。
【００２９】
次に、膜電極接合体５について、図１〜図３に示された具体例を主として参照しながら、説明する。図１〜図３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及び負極板２０Ｙは、積層方向ｄＬ（図３参照）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ｄＬへの厚さが薄く、積層方向ｄＬに直交する方向ｄ１，ｄ２に広がっている。
【００３０】
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ｄＬに直交する第１方向ｄ１に長手方向を有し、積層方向ｄＬ及び第１方向ｄ１の両方に直交する第２方向ｄ２に短手方向を有する。正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙは、第１方向ｄ１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、第１方向ｄ１における一側（図２の右側）に寄って配置され、複数の負極板２０Ｙは、第１方向ｄ１における他側（図２の左側）に寄って配置されている。正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙは、第１方向ｄ１における中央において、積層方向ｄＬに重なり合っている。
【００３１】
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。
【００３２】
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のうちの積層方向ｄＬにおける最外面を形成する場合、正極集電体１１Ｘの当該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の配置に関連した構成を除き、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。
【００３３】
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。
【００３４】
図２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、第１方向ｄ１に配列されている。第１端部領域ａ１は、第１電極領域ｂ１よりも第１方向ｄ１における外側（図２における右側）に位置している。複数の正極集電体１１Ｘは、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４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。一方、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。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。
【００３５】
ところで、図１〜図３に示すように、正極板１０Ｘ（第１電極板１０）の第１端部領域ａ１には、第１係合部１５が設けられている。この第１係合部１５は、正極集電体１１Ｘの第１面１１ａ及び第２面１１ｂの一方の側に凸部１６を形成し、正極集電体１１Ｘの第１面１１ａ及び第２面１１ｂの他方の側に凹部１７を形成している。凸部１６は、積層方向ｄＬに突出し、凹部１７は、積層方向ｄＬに凹んでいる。そして、図３に示すように、一つの正極板１０Ｘの第１係合部１５の凸部１６は、当該一つの正極板１０Ｘに積層方向ｄＬにおいて隣り合う他の正極板１０Ｘの第１係合部１５の凹部１７に少なくとも部分的に挿入されている。したがって、図３に示すように、第１係合部１５の積層方向ｄＬへの突出高さＨ１は、二つの正極板１０Ｘの間に位置する負極板２０Ｙ（第２電極板２０）の厚さＴ２よりも大きくなっている。また、好ましくは、正極板１０Ｘ（第１電極板１０）および負極板２０Ｙ（第２電極板２０）が積層方向ｄＬに隙間なく積層された状態で、一つの正極板１０Ｘの凸部１６は、他の正極板１０Ｘの凹部１７内壁との間に隙間をあけるようにして当該凹部１７内に挿入される。このような例によれば、隣り合う正極板１０Ｘ（第１電極板１０）および負極板２０Ｙ（第２電極板２０）の積層方向ｄＬへの間隔を安定して短くすることができ、これにより積層型電池１に優れた性能を付与することができる。
【００３６】
各正極板１０Ｘを構成する正極集電体１１Ｘの第１端部領域ａ１に、少なくとも二つの第１係合部１５が設けられるようにしてもよい。図示された例において、各正極集電体１１Ｘの第１端部領域ａ１に、二つの第１係合部１５設けられている。
【００３７】
第１係合部１５が後述する位置決め効果を奏する上で、二つの第１係合部１５は、互いから離間していることが好ましい。図示された例において、第１端部領域ａ１は、正極活物質層１２Ｘに隣接する隣接縁ａｅ１を含んでいる。隣接縁ａｅ１は、第２方向ｄ２に沿って直線状に延びている。そして、二つの第１係合部１５の離間間隔Ｄ１、言い換えるとは二つの第１係合部１５の配列ピッチの長さＤ１は、第１電極領域ｂ１の隣接縁ａｅ１の長さＬａｅ１の半分よりも長くなっている。
【００３８】
図示された具体例において、二つの第１係合部１５は、第１面１１ａの側に凸部１６を形成し、第２面１１ｂの側に凹部１７を形成している。凸部１６の寸法は、先端部１６ａにおいて基端部１６ｂよりも小さくなっている。つまり、積層方向ｄＬにおける先端部１６ａにおける凸部１６の外輪郭は、積層方向ｄＬにおける基端部１６ｂにおける凸部１６の外輪郭よりも小さくなっている。また、凸部１６の幅は、先端部１６ａにおいて基端部１６ｂよりも小さくなっている。とりわけ図示された例において、凸部１６の寸法（外輪郭）は、積層方向ｄＬに沿って基端部１６ｂの側から先端部１６ａの側へ向けてしだいに小さくなっている。
【００３９】
とりわけ図示された例において、各第１係合部１５は、錐台形状、とりわけ正四角錐台形状に形成されている。したがって、第１係合部１５は、積層方向ｄＬからの観察において、言い換えると積層方向ｄＬへの投影において、四つの角部１５ａを有している。
【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。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の両側に設けられた一対の負極活物質層２２Ｙを有するものとして、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２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、第１方向ｄ１に配列されている。第２端部領域ａ２は、第２電極領域ｂ２よりも第１方向ｄ１における外側（図２における左側）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。図示された例では、一つのタブ４が、第２端部領域ａ２において負極集電体２１Ｙに電気的に接続している。一方、第２電極領域ｂ２は、正極板１０Ｘの正極活物質層１２Ｘに対面する領域に広がっている。
【００４４】
また、図１〜図３に示すように、負極板２０Ｙ（第２電極板２０）の第２端部領域ａ２には、第２係合部２５が設けられている。第２係合部２５は、負極集電体２１Ｙの第１面２１ａ及び第２面２１ｂの一方の側に凸部２６を形成し、負極集電体２１Ｙの第１面２１ａ及び第２面２１ｂの他方の側に凹部２７を形成している。凸部２６は、積層方向ｄＬに突出し、凹部２７は、積層方向ｄＬに凹んでいる。そして、図３に示すように、一つの負極板２０Ｙの第２係合部２５の凸部２６は、当該一つの負極板２０Ｙに積層方向において隣り合う他の負極板２０Ｙの第２係合部２５の凹部２７に少なくとも部分的に挿入されている。したがって、図３に示すように、第２係合部２５の積層方向ｄＬへの突出高さＨ２は、二つの負極板２０Ｙ間に位置する正極板１０Ｘ（第１電極板１０）の厚さＴ１よりも大きくなっている。また、好ましくは、正極板１０Ｘ（第１電極板１０）および負極板２０Ｙ（第２電極板２０）が積層方向ｄＬに隙間なく積層された状態で、一つの負極板２０Ｙの凸部２６は、他の負極板２０Ｙの凹部２７内壁との間に隙間をあけるようにして当該凹部２７内に挿入される。このような例によれば、隣り合う正極板１０Ｘ（第１電極板１０）および負極板２０Ｙ（第２電極板２０）の積層方向ｄＬへの間隔を安定して短くすることができ、これにより積層型電池１に優れた性能を付与することができる。
【００４５】
第２係合部２５は、詳しくは後述するように、正極板１０Ｘ（第１電極板１０）における第１係合部１５と同様に、負極板２０Ｙ（第２電極板２０）において位置決め機能を発揮する。負極板２０Ｙ（第２電極板２０）における第２係合部２５は、正極板１０Ｘ（第１電極板１０）における第１係合部１５と同様に構成され得る。図示された例において、第２係合部２５は、第１係合部１５と同一構成を有している。したがって、上述した第１係合部１５に関する説明は、第２係合部２５にも当てはまる。例えば、各負極板２０Ｙを構成する負極集電体２１Ｙの第２端部領域ａ２に、少なくとも二つの第２係合部２５が設けられるようにしてもよい。第２端部領域ａ２が負極活物質層２２Ｙに隣接する隣接縁ａｅ２を含み、二つの第２係合部２５の離間間隔Ｄ２は、第２電極領域ｂ２の隣接縁ａｅ２の長さＬａｅ２の半分よりも長くなっていてもよい。第２係合部２５は、積層方向ｄＬからの観察において、言い換えると積層方向ｄＬへの投影において、角部１５ａを有するようにしてもよい。凸部２６の寸法は、先端部２６ａにおいて基端部２６ｂよりも小さくなっていてもよい。
【００４６】
ところで、図３に示すように、正極板１０Ｘ（第１電極板１０）及び負極板２０Ｙ（第２電極板２０）の少なくとも一方が、絶縁体（絶縁層）３０を有するようにしてもよい。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）の短絡を防止する。図示された例において、負極板２０Ｙが絶縁体３０を有している。絶縁体３０は、各負極板２０Ｙに含まれる一対の負極活物質層２２Ｙを覆うようにして、設けられている。そして、負極板２０Ｙは、正極板１０Ｘの正極活物質層１２Ｘと積層方向ｄＬに対面する面を、絶縁体３０によって形成されている。ただし、図示された絶縁体３０に代えて或いは図示された絶縁体３０に加えて、各正極板１０Ｘに含まれる一対の正極活物質層１２Ｘを覆う絶縁体３０を設置することも可能である。
【００４７】
図示された例において、絶縁体３０は、電解質層３０Ａとしても機能する。電解質層３０Ａは、活物質層２２Ｙ，１２Ｘ上に塗工した電解液を活物質層２２Ｙ，１２Ｘ上で固化又はゲル化させてなる層である。電解液として、例えば、高分子マトリックス及び非水電解質液（すなわち、非水溶媒及び電解質塩）からなり、ゲル化されて表面に粘着性を生じるもの、或いは、高分子マトリックス及び非水溶媒からなり、固体電解質となるものを用いることができる。絶縁体３０及び電解質層３０Ａを作製するための具体的な材料は、特に制限はなく、これらを構成するために用いられている種々の材料（例えば、特開２０１２−１９０５６７号公報に開示された材料）を用いることができる。
【００４８】
次に、リチウムイオン二次電池として構成された本実施の形態に係る積層型電池１の製造方法について説明する。以下に説明する積層型電池の製造方法は、正極板１０Ｘ（第１電極板１０）および負極板２０Ｙ（第２電極板２０）をそれぞれ作製する工程と、正極板１０Ｘ（第１電極板１０）および負極板２０Ｙ（第２電極板２０）を交互に積層する工程と、を含んでいる。
【００４９】
まず、正極板１０Ｘ（第１電極板１０）および負極板２０Ｙ（第２電極板２０）をそれぞれ作製する工程について説明する。正極板１０Ｘおよび負極板２０Ｙは、別々の工程により別々のタイミングで作製されてもよい。また、正極板１０Ｘおよび負極板２０Ｙは、並行して同時に作製され、作製された正極板１０Ｘおよび負極板２０Ｙが、順次、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙを交互に積層する工程に供給されるようにしてもよい。
【００５０】
正極板１０Ｘは、例えば、正極集電体１１Ｘを構成するようになる長尺のアルミニウム箔上に、正極活物質層１２Ｘを構成するようになる組成物（スラリー）を塗工して固化し、次に、所望の大きさに断裁していくことで作製され得る。同様に、負極板２０Ｙは、例えば、負極集電体２１Ｙを構成するようになる長尺の銅箔上に、負極活物質層２２Ｙを構成するようになる組成物（スラリー）を塗工して固化し、次に、所望の大きさに断裁していくことで作製され得る。なお、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの少なくとも一方に電解質層３０Ａとして機能する絶縁体３０を付与する場合には、電極板１０Ｘ，２０Ｙをなすようになる断裁前の長尺材上又は断裁後の枚葉材上に電解液を塗布して固化又はゲル化させることで絶縁体３０を作製することができる。
【００５１】
ところで、本実施の形態において、正極板１０Ｘに含まれる正極集電体１１Ｘの第１端部領域ａ１には、第１係合部１５が形成されている。負極板２０Ｙに含まれる負極集電体２１Ｙの第２端部領域ａ２には、第２係合部２５が形成されている。第１係合部１５及び第２係合部２５は、集電体１１Ｘ，１２Ｙに対して機械加工、とりわけプレス加工を施すことによって、容易に形成され得る。典型的には、エンボス加工によって、第１係合部１５及び第２係合部２５を形成することができる。
【００５２】
後述するように、第１係合部１５及び第２係合部２５は、それぞれ、正極板１０Ｘの位置決め又は負極板２０Ｙの位置決めに利用される。したがって、第１係合部１５及び第２係合部２５は、電極板１０Ｘ，２０Ｙ内における所定の位置に形成される。例えば、第１係合部１５及び第２係合部２５は、プレス加工や切断等によって長尺材から枚葉状の電極板１０Ｘ，２０Ｙを取り出す際に、作製される。この場合、電極板１０Ｘ，２０Ｙの外輪郭に対して所定の位置関係を有するように第１係合部１５及び第２係合部２５を形成することができる。或いは、枚葉状に断裁した後の電極板１０Ｘ，２０Ｙに対して、当該電極板１０Ｘ，２０Ｙの外輪郭を基準とした所定の位置に、第１係合部１５及び第２係合部２５を形成するようにしてもよい。
【００５３】
次に、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙを交互に積層する工程について説明する。この工程では、正極板１０Ｘの正極活物質層１２Ｘと負極板２０Ｙの負極活物質層２２Ｙとが正対するようにして、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙを積層していく。二つの電極板１０Ｘ，２０Ｙの間で正極活物質層１２Ｘ及び負極活物質層２２Ｙが正対していない場合、電極板の有効面積が低下して予定した容量を得ることができず、また正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙが短絡してスパークを生じさせる可能性すらある。さらに、リチウムイオン二次電池として構成された積層型電池１では、正極板１０Ｘが負極板２０Ｙに正対しないことにより、リチウム析出物が生成され、膜電極接合体５や外装体３の損傷を引き起こすこともある。
【００５４】
一方、本実施の形態では、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙを精度良く位置決めするための手段として、第１係合部１５が設けられている。そして、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙを交互に積層していく工程において、一つの正極板１０Ｘの第１係合部１５の凸部１６が、当該一つの正極板１０Ｘに積層方向ｄＬにおいて隣り合う他の正極板１０Ｘの第１係合部１５の凹部１７に少なくとも部分的に挿入されるようにして、正極板１０Ｘを積層していく。すなわち、各正極板１０Ｘを、当該正極板１０Ｘの前に配置された他の正極板１０Ｘに対して、第１係合部１５の凸部１６と凹部１７との係合を利用して精度良く位置決めしながら、正極板１０Ｘを積層していくことができる。このような第１係合部１５の凸部１６および凹部１７を利用した位置決めは、目視で容易に確認可能であることに加え、正極板１０Ｘを取り扱う作業者の感触を介して直感的に確認することができる。さらには、隣り合う二つの正極板１０Ｘに設けられた第１係合部１５の凸部１６及び凹部１７の係合によって、積層対象となっている正極板１０Ｘが自動的に適切な位置に誘導される。したがって、正極板１０Ｘを精度良く位置決めしながら容易に正極板１０Ｘを積層していくことができ、積層型電池１の製造時間を短縮することも可能となる。
【００５５】
なお、隣り合う二つの正極板１０Ｘの間には、負極板２０Ｙが配置される。隣り合う二つの正極板１０Ｘが適切な相対位置からずれて配置されていると、これらの間に配置される負極板２０Ｙは、一方の正極板１０Ｘと精度良く位置決めされていたとしても、他方の正極板１０Ｘとの相対位置が不適切となることもある。本実施の形態によれば、複数の正極板１０Ｘの相対位置が適切に保たれるので、負極板２０Ｙを直前に積層された正極板１０Ｘに対して位置決めするだけで、当該負極板２０Ｙとその後に積層される正極板１０Ｘとの適切な相対位置関係が確保されるようになる。すなわち、負極板２０Ｙを直前に積層された正極板１０Ｘとの相対位置を調整していくだけで、積層型電池１に含まれる任意の隣り合う二つの正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの適切な位置関係が確保され得る。したがって、製造される積層型電池１は、期待された電池性能を安定して発現することができる。
【００５６】
加えて、積層型電池１に含まれる複数の正極板１０Ｘの相対位置が適切に維持されるので、膜電極接合体５全体として積層方向ｄＬが、電極板１０Ｘ，２０Ｙの板面への法線方向から大きく傾斜することを防止することができる。したがって、膜電極接合体５を小型化することができ、また、膜電極接合体５の寸法に対して外装体３の大きさを必要以上に大きくする必要もない。結果として、積層型電池１の小型化を実現することもできる。
【００５７】
また、図示された例では、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙを精度良く位置決めするための手段として、第２係合部２５が更に設けられている。そして、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙを交互に積層していく工程において、一つの負極板２０Ｙの第２係合部２５の凸部２６が、当該一つの負極板２０Ｙに積層方向ｄＬにおいて隣り合う他の負極板２０Ｙの第２係合部２５の凹部２７に少なくとも部分的に挿入されるようにして、負極板２０Ｙを積層していく。したがって、負極板２０Ｙを精度良く位置決めしながら容易に負極板２０Ｙを積層していくことができ、積層型電池１の製造時間をさらに短縮することが可能となる。また、積層型電池１に含まれる複数の負極板２０Ｙの相対位置が適切に維持され、膜電極接合体５全体としての積層方向ｄＬが、電極板１０Ｘ，２０Ｙの板面への法線方向から大きく傾斜することを防止することができる。この結果、積層型電池１の小型化を実現することができる。
【００５８】
とりわけ、正極板１０Ｘに第１係合部１５が設けられ且つ負極板２０Ｙに第２係合部２５が設けられている例においては、積層型電池１に含まれる複数の正極板１０Ｘが互いに高精度に位置決めされ、且つ、積層型電池１に含まれる複数の負極板２０Ｙが互いに高精度に位置決めされ得る。したがって、いずれか一組の正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙを位置決めしておくことで、積層型電池１に含まれる任意の隣り合う二つの正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの適切な位置関係が確保され得る。図４Ａ〜図４Ｄには、このような製造方法の一例が開示されている。図４Ａ〜図４Ｄに開示された製造方法において、正極板１０Ｘ（第１電極板１０）及び負極板２０Ｙ（第２電極板２０）は、積層補助具４０上に積層されていく。
【００５９】
この製造方法では、まず図４Ａに示すように、積層補助具４０が用意される。積層補助具４０には、第１係合部４１及び第２係合部４２が設けられている。第１係合部４１及び第２係合部４２は、凹部または凸部として構成される。積層補助具４０の第１係合部４１は、正極板１０Ｘの第１係合部１５と係合可能となっており、積層補助具４０の第２係合部４２は、負極板２０Ｙの第２係合部２５と係合可能となっている。
【００６０】
次に、図４Ｂに示すように、最初の電極板が積層補助具４０上に配置される。図示された例では、負極板２０Ｙが、まず積層補助具４０上に載置されている。このとき、積層補助具４０上に最初に配置される負極板２０Ｙの第２係合部２５の凹部２７に、凸部として形成された積層補助具４０の第２係合部４２が挿入されるようにして、或いは、最初に配置される負極板２０Ｙの第２係合部２５の凸部２６が、凹部として形成された積層補助具４０の第２係合部４２に挿入される。図示された例において、第２係合部４２は、凸部として形成され、最初に載置される負極板２０Ｙの第２係合部２５がなす凹部２７内に挿入されている。積層補助具４０の第２係合部４２と負極板２０Ｙの第２係合部２５との係合により、積層補助具４０上において負極板２０Ｙが所定の位置に位置決めされる。
【００６１】
その後、図４Ｃに示すように、正極板１０Ｘが積層補助具４０上に配置される。このとき、積層補助具４０上に最初に配置される正極板１０Ｘの第１係合部１５の凹部１７に、凸部として形成された積層補助具４０の第１係合部４１が挿入されるようにして、或いは、最初に配置される正極板１０Ｘの第１係合部１５の凸部１６が、凹部として形成された積層補助具４０の第１係合部４１に挿入される。図示された例において、第１係合部４１は、凸部として形成され、最初に載置される正極板１０Ｘの第１係合部１５がなす凹部１７内に挿入されている。積層補助具４０の第１係合部４１と正極板１０Ｘの第１係合部１５との係合により、積層補助具４０上において正極板１０Ｘが所定の位置に位置決めされる。
【００６２】
以上のように、積層補助具４０の第１係合部４１及び第２係合部４２は、最初に載置される正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの積層補助具４０上での位置決めに用いられる。したがって、積層補助具４０上における第１係合部４１及び第２係合部４２を予め適切な相対位置で配置しておくことにより、最初に載置される正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの相対位置を精度良く位置決めすることができる。
【００６３】
次に、図４Ｄに示すように、負極板２０Ｙ及び正極板１０Ｘを交互に積層していく。このとき、上述したように、一つの負極板２０Ｙの第２係合部２５の凸部２６が、当該一つの負極板２０Ｙに積層方向ｄＬにおいて隣り合う他の負極板２０Ｙの第２係合部２５の凹部２７に少なくとも部分的に挿入されるようにして、負極板２０Ｙが積層されていく。また、一つの正極板１０Ｘの第１係合部１５の凸部１６が、当該一つの正極板１０Ｘに積層方向ｄＬにおいて隣り合う他の正極板１０Ｘの第１係合部１５の凹部１７に少なくとも部分的に挿入されるようにして、正極板１０Ｘが積層されていく。すなわち、正極板１０Ｘに対して位置決めされた積層補助具４０上の負極板２０Ｙを基準として、その後に積層される負極板２０Ｙが位置決めされていき、また、負極板２０Ｙに対して位置決めされた積層補助具４０上の正極板１０Ｘを基準として、その後に積層される正極板１０Ｘが位置決めされていく。このような製造方法によれば、積層型電池１に含まれる任意の隣り合う二つの正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの適切な位置関係が確保され得る。
【００６４】
以上のようにして、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙが交互に積層された後、複数の正極板１０Ｘが、正極集電体１１Ｘの第１端部領域ａ１において互いに接合され且つ導通するようになる。そして、正極集電体１１Ｘの第１端部領域ａ１にタブ４が電気的に接続される。同様に、複数の負極板２０Ｙが、負極集電体２１Ｙの第２端部領域ａ２において互いに接合され且つ導通するようになる。そして、負極集電体２１Ｙの第２端部領域ａ２にタブ４が電気的に接続される。その後、各タブ４が外装体３から延び出るようにして、膜電極接合体５が外装体３内に密封されることで、積層型電池１が得られる。
【００６５】
以上に説明してきた一実施の形態に係る積層型電池１において、第１電極集電体１１（正極集電体１１Ｘ）の第１端部領域ａ１に、第１係合部１５が設けられている。そして、一つの第１電極板１０（正極板１０Ｘ）の第１係合部１５の凸部１６は、当該一つの第１電極板１０に積層方向ｄＬにおいて隣り合う他の第１電極板１０（正極板１０Ｘ）の第１係合部１５の凹部１７に少なくとも部分的に挿入されている。
【００６６】
このような積層型電池１では、第１係合部１５の凹部１７と凸部１６との係合により、積層される複数の第１電極板１０の相対位置を高精度に位置合わせすることができる。これにともない、積層型電池１を形成する複数の電極板１０，２０に含まれる任意の隣り合う第１電極板１０（上述した一具体例では、正極板１０Ｘ）及び第２電極板２０（上述した一具体例では、負極板２０Ｙ）の相対位置のずれを効果的に抑制することができる。したがって、この積層型電池１によれば、位置ずれに起因した性能低下を回避して、積層型電池１に優れた性能を安定して付与することができる。また、リチウムイオン二次電池からなる積層型電池１では、正極活物質層１２Ｘに対面する位置に負極活物質層２２Ｙが配置されていない場合、リチウムの析出物が生成される。上述した一実施の形態によれば、第１電極板１０及び第２電極板２０の位置決め精度を向上させることができるので、リチウム析出物の生成を効果的に防止することも可能となる。以上のことから、上述した一実施の形態によれば、積層型電池１の性能および信頼性を効果的に向上させることができる。なお、第１係合部１５は第１電極集電体１１のうちの第１電極活物質層１２が設けられていない第１端部領域ａ１に設けられている。したがって、第１係合部１５の設置は、積層型電池１の性能低下を引き起こすことなく、第１電極活物質層１２の損傷の原因にもならない。
【００６７】
また、このような積層型電池１の製造において、複数の第１電極板１０の積層を容易かつ迅速に行うことができる。したがって、歩留まりを改善し且つ製造時間を短縮することで、積層型電池１の生産性を向上させることもできる。
【００６８】
なお、順に積層されていく第１電極板１０が精度良く位置決めされていると、第１電極板１０上に配置される各第２電極板２０の位置決めも容易且つ短時間で高精度に実施することが可能となる。したがって、第１電極板１０のみに係合部１５が形成されている場合にも、言い換えると、上述した一実施の形態において、第２係合部２５が設けられていない場合にも、例えば正極板１０Ｘのみに係合部が設けられている場合や負極板２０Ｙのみに係合部が設けられている場合にも、性能向上、信頼性向上、及び、生産性向上の利点を享受することができる。
【００６９】
また、上述した一具体例において、第２電極集電体２１の第２端部領域ａ２に第２係合部２５が設けられている。一つの第２電極板２０の第２係合部２５の凸部２６は、当該一つの第２電極板２０に積層方向ｄＬにおいて隣り合う他の第２電極板２０の第２係合部２５の凹部２７に少なくとも部分的に挿入されている。このような例によれば、第２係合部２５の凹部２７と凸部２６との係合により、積層される複数の第２電極板２０の相対位置を高精度に位置合わせすることができる。これにともない、積層型電池１を形成する複数の電極板１０，２０に含まれる任意の隣り合う第１電極板１０（正極板１０Ｘ）及び第２電極板２０（負極板２０Ｙ）の相対位置のずれを効果的に抑制することができる。したがって、積層型電池１の性能および信頼性をより効果的に向上させることができる。なお、第２係合部２５は、第２端部領域ａ２に設けられているので、積層型電池１の効率低下や第２電極活物質層２２の損傷等の原因とはならない。また、複数の第２電極板２０の積層を容易かつ迅速に行うことができるので、積層型電池１の生産性をより効果的に向上させることもできる。さらに、積層補助具４０等を用いることで、いずれかの第１電極板１０といずれかの第２電極板２０との相対位置を位置決めすることができれば、積層型電池１の性能、信頼性、及び、生産性を飛躍的に向上させることができる。
【００７０】
さらに、上述した一具体例において、一つの電極集電体１１，２１の端部領域ａ１，ａ２に、少なくとも二つの係合部１５，２５が設けられている。この例によれば、隣り合う二つの第１電極板１０が第１係合部１５により二箇所で係合することができる。また、隣り合う二つの第２電極板２０が第２係合部２５により二箇所で係合することができる。これにより、積層される複数の第１電極板１０の位置および向きを高精度に揃えることができ、積層される複数の第２電極板２０の位置および向きを高精度に揃えることができる。すなわち、複数の第１電極板１０の間で、又は、複数の第２電極板２０の間で、位置ずれ及び回転ずれを効果的に防止することができる。
【００７１】
さらに、上述した一具体例において、電極集電体１１，２１の端部領域ａ1,ａ２は、電極活物質層１２，２２に隣接する隣接縁ａｅ１，ａｅ２を含んでいる。二つの第１係合部１５の配置間隔Ｄ１は、隣接縁ａｅ１の長さＬａｅ１の半分よりも長い。また、二つの第２係合部２５の配置間隔Ｄ２は、隣接縁ａｅ２の長さＬａｅ２の半分よりも長い。この例によれば、一つの端部領域ａ１，ａ２内において、二つの係合部１５，２５が離間して配置される。したがって、複数の第１電極板１０の間で、又は、複数の第２電極板２０の間で、位置ずれ及び回転ずれをより効果的に防止することができる。
【００７２】
さらに、上述した一具体例において、積層方向ｄＬからの観察において、係合部１５，２５の輪郭が角部１５ａ，２５ａを含んでいる。この例によれば、複数の第１電極板１０の間での回転ずれ、又は、複数の第２電極板２０の間での回転ずれを、より効果的に防止することができる。
【００７３】
さらに、上述した一具体例において、第１係合部１５の凸部１６の寸法は、先端部１６ａにおいて基端部１６ｂよりも小さくなっている。したがって、複数の第１電極板１０の間で第１係合部１５の形状を同一としながら、積層方向ｄＬに隣り合う二つの第１電極板１０の間で、一方の第１係合部１５の凸部１６を他方の第１係合部１５の凹部１７に挿入することができる。すなわち、第１電極板１０の構成を単純化しながら、上述した利点を享受することができる。また、第２電極板２０についても同様であり、第２係合部２５の凸部２６の寸法を先端部２６ａにおいて基端部２６ｂよりも小さくすることで、第２電極板２０の構成を単純化しながら、上述した利点を享受することができる。
【００７４】
以上において、具体例を参照しながら一実施の形態を説明してきたが、上述した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。
【００７５】
以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した具体例と同様に構成され得る部分について、上述の具体例における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いるとともに、重複する説明を省略する。
【００７６】
上述した説明において、第１係合部１５及び第２係合部２５を図示された一具体例に基づいて説明したが、第１係合部１５及び第２係合部２５は、図１〜４に示された具体例に限られない。例えば、係合部１５，２５は、積層方向ｄＬからの観察において、種々の形状を有することができる。図５Ａに示された例において、電極集電体１１，２１は、その端部領域ａ１，ａ２に、積層方向ｄＬからの観察において円形状となる係合部１５，２５を有している。また、一つの電極集電体１１，２１に設けられた複数の係合部１５，２５が異なる構成を有するようにしてもよい。図５Ｂに示された例において、電極集電体１１，２１は、その端部領域ａ１，ａ２に、積層方向ｄＬからの観察において円形状となる係合部１５，２５と、積層方向ｄＬからの観察において長方形形状となる係合部１５，２５と、を有している。さらに、第１電極集電体１１に設けられる第１係合部１５と、第２電極集電体２１に設けられる第２係合部２５が、異なる構成を有するようにしてもよい。この例によれば、第１電極板１０と第２電極板２０の識別が容易となる。さらに、電極集電体１１，２１に設けられる係合部１５，２５の数は、特に限定されず、三以上であってもよいし、図５Ｃ及び図５Ｄに示された例のように一つであってもよい。図５Ｃに示された例において、電極集電体１１，２１は、その端部領域ａ１，ａ２に、積層方向ｄＬからの観察において長方形形状となる係合部１５，２５を有している。図５Ｄに示された例において、電極集電体１１，２１は、その端部領域ａ１，ａ２に、積層方向ｄＬからの観察においてＬ字形状となる係合部１５，２５を有している。図５Ｃ及び図５Ｄに示された例においても、電極板１０，２０の位置ずれ及び回転ずれを効果的防止することができる。
【００７７】
また、上述の説明で参照した図３は、積層方向ｄＬに沿った断面において、第１係合部１５及び第２係合部２５の断面形状を示している。ただし、図３に示された係合部１５，２５の断面形状は例示に過ぎず、係合部１５，２５の断面形状について種々の変更が可能である。例えば、図６Ａに示すように、係合部１５，２５が、錐体形状、具体的には、円錐形状、三角錐や四角錐等の角錐形状の外輪郭を有するようにしてもよい。また、係合部１５，２５が、半円状や半楕円状の外輪郭を有するようにしてもよい。さらに、係合部１５，２５の寸法が、積層方向ｄＬにおける基端部１６ｂ，２６ｂの側から先端部１６ａ，２６ａの側へ向けて、段階的に小さくなる（例えば二段階で小さくなる）ようにしてもよい。
【００７８】
さらに、上述した説明では、電極集電体１１，２１に設けられた係合部１５，２５が、第１面１１ａ，２１ａの側で凸部１６，２６を形成し、第２面１１ｂ，２１ｂの側で凹部１７，２７を形成する例を示したが、この例に限られない。例えば、図６Ｂに示すように、一つの電極集電体１１，２１に設けられた係合部１５，２５の突出する向きが異なっていてもよい。さらに、図７に示すように、第１電極集電体１１に設けられた第１係合部１５が突出する向きと、第２電極集電体２１に設けられた第２係合部２５が突出する向きが、異なるようにしてもよい。なお、図７に示された例において、第１電極板１０は、第１係合部１５が下方に突出するようにして、積層されている。この例において、積層補助具４０に設けられた第１係合部４１は、第１係合部１５を受ける凹部として形成される。
【００７９】
さらに、上述した説明において、第１電極板１０及び第２電極板２０の少なくとも一方が、絶縁体３０を含む例を示したが、この例に限られない。第１電極板１０及び第２電極板２０の少なくとも一方が絶縁体３０を含むことに代えて又は第１電極板１０及び第２電極板２０の少なくとも一方が絶縁体３０を含むことに加えて、図８に示すように、第１電極板１０及び第２電極板２０の間に、第１電極板１０及び第２電極板２０とは別部材として構成された絶縁体（絶縁層）３０が配置されるようにしてもよい。
【００８０】
図８に示された例において、絶縁体３０はセパレータ３０Ｂとして機能する。このような絶縁体３０は、例えば、不織布や多孔質材から形成され得る。この例において、外装体３内に収容された電解液又はゲル状電解液が、絶縁体３０に含浸して保持される。この例に用いられる絶縁体３０や電解液は、特に限定されることなく、積層型電池１、とりわけリチウムイオン二次電池に適用され得る種々の絶縁体や電解液を用いることができる。
【００８１】
ところで、第１電極板１０及び第２電極板２０とは別途の部材として絶縁体３０を設ける場合、第１電極板１０及び第２電極板２０を積層する工程において、図８に示すように、第１電極板１０及び第２電極板２０の間に、都度、絶縁体３０を設ける必要がある。そして、第１電極板１０及び第２電極板２０に対して絶縁体３０が適切な位置からずれてしまうと、第１電極板１０及び第２電極板２０が絶縁体３０を介すことなく正対し、第１電極板１０及び第２電極板２０が短絡してしまう可能性もある。このような不具合に対処するための、図９及び図１０に示された例では、絶縁体３０は、第３係合部３５を有している。なお、図８は、図９におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面を示しており、図１０は、図９におけるＸ−Ｘ線に沿った断面を示している。
【００８２】
図９及び図１０に示すように、絶縁体３０は、互いに対向する第１面３０ａ及び第２面３０ｂを含み、シート状の外形状を有している。図９に示すように、絶縁体３０は、第３端部領域ａ３及び第３電極領域ｂ３を有している。第３電極領域ｂ３は、積層方向ｄＬにおいて第１電極板１０及び第２電極板２０の少なくとも一方と正対する領域である。第３端部領域ａ３は、絶縁体３０のうちの第１電極板１０及び第２電極板２０の両方と重ならない領域である。図示された例において、絶縁体３０は、第２方向ｄ２に第１電極板１０及び第２電極板２０を横断して延びている。すなわち、第３端部領域ａ３は、第２方向ｄ２における電極板１０，２０の両側にそれぞれ位置している。
【００８３】
そして、第３端部領域ａ３には、第３係合部３５が設けられている。図９に示された例において、第３端部領域ａ３のうちの電極板１０，２０に対して第２方向ｄ２における一側（図９の上側）となる領域に、一つの第３係合部３５が設けられ、第３端部領域ａ３のうちの電極板１０，２０に対して第２方向ｄ２における他側（図９の下側）となる領域に、他の一つの第３係合部３５が設けられている。また、二つの第３係合部３５は、第１方向ｄ１にも離間して配置されている。第３係合部３５は、絶縁体３０の第１面３０ａ及び第２面３０ｂの一方の側に凸部３６を形成し且つ絶縁体３０の第１面３０ａ及び第２面３０ｂの他方の側に凹部３７を形成している。図１０に示すように、凸部３６は、積層方向ｄＬに突出し、凹部３７は、積層方向ｄＬに凹んでいる。そして、図１０に示すように、一つの絶縁体３０の第３係合部３５の凸部３６は、当該一つの絶縁体３０に積層方向ｄＬにおいて隣り合う他の絶縁体３０の第３係合部３５の凹部３７に少なくとも部分的に挿入されている。
【００８４】
図９及び図１０に示された例によれば、第３係合部３５の凸部３６及び凹部３７との係合により、積層される複数の絶縁体３０の相対位置を高精度に位置合わせすることができる。これにともない、積層型電池１を形成する複数の電極板１０，２０に含まれる任意の隣り合う第１電極板１０（正極板１０Ｘ）及び第２電極板２０（負極板２０Ｙ）の間における絶縁体３０の位置ずれを効果的に抑制することができる。したがって、この積層型電池１によれば、絶縁体３０の位置がずれることに起因した第１電極板１０及び第２電極板２０の短絡を効果的に防止することができ、積層型電池１の性能および信頼性を向上させることができる。なお、第３係合部３５は、絶縁体３０のうちの第１電極板１０及び第２電極板２０と重ならない第３端部領域ａ３に設けられているので、第１電極板１０及び第２電極板２０の活物質層１２，２２の損傷の原因となることもない。また、複数の絶縁体３０の積層を容易かつ迅速に行うことができるので、積層型電池１の生産性をより効果的に向上させることもできる。
【００８５】
さらに、絶縁体３０への第３係合部３５の設置に加えて、いずれかの第１電極板１０といずれかの絶縁体３０との相対位置を位置決めすることができれば、積層型電池１の信頼性、及び、生産性を飛躍的に向上させることができる。一例として、図１０に示す例においては、積層補助具４０に、凹部または凸部として構成される第３係合部４３が、設けられている。積層補助具４０の第３係合部４３は、絶縁体３０の第３係合部３５と係合可能となっている。そして、積層補助具４０上に最初に配置される絶縁体３０の第３係合部３５の凹部３７に、積層補助具４０上に設けられた第１係合部４１が挿入されるようにして、或いは、最初に配置される絶縁体３０の第３係合部３５の凸部３６が、積層補助具４０上に設けられた第３係合部４３に挿入されるようにして、最初に配置される絶縁体３０が積層補助具４０上に配置される。図１０に示された例において、第３係合部４３は、凸部として形成され、最初に載置される絶縁体３０の第３係合部３５がなす凹部３７内に挿入されている。これにより、積層補助具４０の第３係合部４３と絶縁体３０の第３係合部３５との係合により、積層補助具４０上において絶縁体３０が所定の位置に位置決めされる。そして、積層補助具４０上における第１係合部４１、第２係合部４２及び第３係合部４３を予め適切な相対位置で配置しておくことにより、最初に載置される正極板１０Ｘ、負極板２０Ｙ及び絶縁体３０の相対位置を精度良く位置決めすることができる。このような例によれば、積層型電池１に含まれる任意の隣り合う絶縁体３０及び電極板１０，２０の適切な位置関係が確保され得る。
【００８６】
なお、図９に示された例において、二つの第３係合部３５が、第１方向ｄ１に沿って離間し且つ及び第２方向ｄ２に沿っても離間した位置に配置されている。このような配置によれば、絶縁体３０の位置ずれ及び回転ずれをより効果的に防止することができる。ただし、第３係合部３５の配置、形状、数量は、特に限定されることなく、例えば上述した第１係合部１５や第２係合部２５と同様の変更が可能である。
【００８７】
なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１      積層型電池
１０    第１電極板
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
１２    第１電極活物質層
１２Ｘ  正極活物質層
１５    第１係合部
１５ａ  角部
１６    凸部
１６ａ  先端部
１６ｂ  基端部
１７    凹部
２０    第２電極板
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
２２    第２電極活物質層
２２Ｙ  負極活物質層
２５    第２係合部
２５ａ  角部
２６    凸部
２６ａ  先端部
２６ｂ  基端部
２７    凹部
３０    絶縁体
３０ａ  第１面
３０ｂ  第２面
３５    第３係合部
３６    凸部
３７    凹部
４０    積層補助具
４１    第１係合部
４２    第２係合部
４３    第３係合部
ａ１    第１端部領域
ａ２    第２端部領域
ａ３    第３端部領域
ａｅ１  隣接縁
ａｅ２  隣接縁
【図１】
2019067607.tif 000003
【図２】
2019067607.tif 000004
【図３】
2019067607.tif 000005
【図４Ａ】
2019067607.tif 000006
【図４Ｂ】
2019067607.tif 000007
【図４Ｃ】
2019067607.tif 000008
【図４Ｄ】
2019067607.tif 000009
【図５Ａ】
2019067607.tif 000010
【図５Ｂ】
2019067607.tif 000011
【図５Ｃ】
2019067607.tif 000012
【図５Ｄ】
2019067607.tif 000013
【図６Ａ】
2019067607.tif 000014
【図６Ｂ】
2019067607.tif 000015
【図７】
2019067607.tif 000016
【図８】
2019067607.tif 000017
【図９】
2019067607.tif 000018
【図１０】
2019067607.tif 000019