(57)【要約】【課題】セパレータに耐熱性材料を付加することなく、セパレータの熱収縮による電極間短絡を抑制できる蓄電デバイスを提供する。【解決手段】蓄電デバイス１００は、セパレータ５を介して正極１と負極３とを交互に積層した積層体６を外装部材７内に収容した蓄電デバイスであって、セパレータ５は、つづら折りした第１セパレータ２０の第１の屈曲部２１の折り目２３の方向と、つづら折りした第２セパレータ３０の第２の屈曲部３１の折り目３３の方向とが直交するように、第１セパレータ２０の第１の屈曲部２１により区分けされた７個の第１の面体２５と、第２セパレータ３０の第２の屈曲部３１により区分けされた７個の第２の面体３５のそれぞれを交互に重ね合わせることにより形成される各領域ＥＡに、正極１と負極３とが交互に積層されている。【選択図】図１
2015130246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セパレータを介して正極と負極とを交互に積層した積層体をケース内に収容した蓄電デバイスであって、
前記セパレータは、
第１の方向を折り目とするように形成された複数の第１の屈曲部によってつづら折りに形成された第１セパレータと、
前記第１の方向と直交する第２の方向を折り目とするように形成された複数の第２の屈曲部によってつづら折りに形成された第２セパレータと、を備え、
前記第１セパレータが前記複数の第１の屈曲部により区分けされて形成される複数の第１の面体と、前記第２セパレータが前記複数の第２の屈曲部により区分けされて形成される複数の第２の面体のそれぞれを交互に重ね合わせることにより形成される各領域に前記正極と前記負極とが交互に積層された、
ことを特徴とする蓄電デバイス。
【請求項２】
セパレータを介して正極と負極とを交互に積層した積層体をケース内に収容した蓄電デバイスの製造方法であって、
第１の方向を折り目とするように形成された複数の第１の屈曲部によってつづら折りの第１セパレータを形成する第１のステップと、
前記第１の方向と直交する第２の方向を折り目とするように形成された複数の第２の屈曲部によってつづら折りの第２セパレータを形成する第２のステップと、
前記第１セパレータが前記複数の第１の屈曲部により区分けされて形成される複数の第１の面体と、前記第２セパレータが前記複数の第２の屈曲部により区分けされて形成される複数の第２の面体のそれぞれを交互に重ね合わせることにより形成される各領域に前記正極と前記負極とを交互に配置してなる集合体を形成する第３のステップと、
を備えることを特徴とする、蓄電デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記第３のステップにおいて、
複数の前記正極及び前記負極は、その先端がそれぞれ、前記複数の第１の屈曲部と前記複数の前記第２の屈曲部の少なくともいずれか一方の屈曲部の内側面に接触して配置される、
ことを特徴とする請求項２に記載の蓄電デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電デバイス及び蓄電デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池などの蓄電デバイスは、携帯電話やノートパソコン、電気自動車やハイブリッド自動車などの電源として使用されている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池は、電極群と、それを収納する外装ケースと、電極群が収納された外装ケースに充填する電解液とで構成される。電極群は、交互に積層した正極及び負極と、両電極の間及びその積層方向両端に配置したセパレータとを備える。セパレータは、正極と負極とを仕切り、外装ケースとの間も仕切る。このため、両電極の絶縁性が確保されるとともに、外装ケースとの間の絶縁性も確保される。
【０００４】
セパレータとしては、シャットダウン機能を有する微多孔膜が用いられる。微多孔膜は、ポリエチレンやポリオレフィンなどの熱溶融性樹脂材料により形成された、イオンの透過が可能な複数の細孔を有する膜である。
【０００５】
シャットダウン機能とは、異常電流により電池内部が発熱して高温になった場合に、電流を遮断する機能である。微多孔膜は、高温時に微多孔膜自体が融解することで細孔が閉鎖する。細孔が閉鎖すると細孔を介してのイオンの移動が遮断され、電流が遮断される。これにより、電池の熱暴走が食い止められ、電池の安全性が向上する。
【０００６】
しかし、セパレータは、前述した融解と同時に熱収縮も起こり得る。例えば、セパレータはつづら折りで形成されることが多く、セパレータにつづら折りにより複数形成される、矩形状の電極に対向配置される面体が矩形状である場合には、熱収縮は、セパレータの各辺の中央箇所が幅方向に収縮し易い。その結果、セパレータで覆われるべき正極、負極の一部がセパレータで覆われずれに露出してしまうことがある。セパレータの熱収縮により、セパレータから正極及び負極の一部が露出した場合には、露出した部分同士の接触により正極と負極とが短絡するおそれがある。
【０００７】
そこで、熱収縮による電極間短絡を低減するために、特許文献１に開示されている蓄電デバイスは、シャットダウン機能を有する微多孔膜に耐熱性高分子をコーティング処理したセパレータを備える。また、特許文献２に開示されている蓄電デバイスは、ポリオレフィン系の熱溶融性樹脂材料からなる微多孔膜と、耐熱性繊維とを含有した不織布をセパレータとして用いている。つまり、特許文献１及び２の蓄電デバイスでは、耐熱性材料を付加したセパレータを用いることで、シャットダウン機能を維持しつつ、セパレータの熱収縮を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２３１２８１号公報
【特許文献２】特開２００４−２１４０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１及び２に開示された蓄電デバイスでは、セパレータの熱収縮による電極間短絡を抑制するために、微多孔膜に、それよりも高い溶解温度の耐熱性材料を付加したセパレータが必要である。このため、セパレータの製作工程が複雑であるという問題がある。また、セパレータに耐熱性材料が必要な分、製造コストが高くなるという問題もある。
【００１０】
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、セパレータに耐熱性材料を付加することなく、セパレータの熱収縮による電極間短絡を抑制できる蓄電デバイス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】
本発明に係る蓄電デバイスは、
セパレータを介して正極と負極とを交互に積層した積層体をケース内に収容した蓄電デバイスであって、
前記セパレータは、
第１の方向を折り目とするように形成された複数の第１の屈曲部によってつづら折りに形成された第１セパレータと、
前記第１の方向と直交する第２の方向を折り目とするように形成された複数の第２の屈曲部によってつづら折りに形成された第２セパレータと、を備え、
前記第１セパレータが前記複数の第１の屈曲部により区分けされて形成される複数の第１の面体と、前記第２セパレータが前記複数の第２の屈曲部により区分けされて形成される複数の第２の面体のそれぞれを交互に重ね合わせることにより形成される各領域に前記正極と前記負極とが交互に積層されている、ことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る蓄電デバイスの製造方法は、
セパレータを介して正極と負極とを交互に積層した積層体をケース内に収容した蓄電デバイスの製造方法であって、
第１の方向を折り目とするように形成された複数の第１の屈曲部によってつづら折りの第１セパレータを形成する第１のステップと、
前記第１の方向と直交する第２の方向を折り目とするように形成された複数の第２の屈曲部によってつづら折りの第２セパレータを形成する第２のステップと、
前記第１セパレータが前記複数の第１の屈曲部により区分けされて形成される複数の第１の面体と、前記第２セパレータが前記複数の第２の屈曲部により区分けされて形成される複数の第２の面体のそれぞれを交互に重ね合わせることにより形成される各領域に前記正極と前記負極とを交互に配置してなる集合体を形成する第３のステップと、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、セパレータに耐熱性材料を付加することなく、セパレータの熱収縮による電極間短絡を抑制できる蓄電デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る蓄電デバイスの構成を示す断面図である。
【図２】実施の形態に係る蓄電デバイスをその積層体内の最上位の正極の主面を見たときの断面図である。
【図３】実施の形態に係る第１セパレータ及び第２セパレータの斜視図である。
【図４】実施の形態に係る積層体の断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｇ）は実施の形態に係る蓄電デバイス積層体の製造方法を説明するための図である。
【図６】従来例の蓄電デバイスの構成を示す断面図である。
【図７】（ａ）は従来例に係る蓄電デバイスの第１セパレータの熱収縮を示す図、（ｂ）は従来例に係る蓄電デバイスの熱収縮後の第１セパレータから電極が露出する領域を示す図、（ｃ）は実施の形態に係る蓄電デバイスの第１セパレータの熱収縮を示す図、（ｄ）は実施の形態に係る蓄電デバイスの第２セパレータの熱収縮を示す図、（ｅ）は実施の形態に係る蓄電デバイスにおける直交して重ね合わせた第１セパレータ及び第２セパレータの熱収縮を示す図である。
【図８】従来例の蓄電デバイスの構成を示す断面図である。
【図９】（ａ）は実施の形態の変形例に係る蓄電デバイスの製造方法の第３のステップにおける蓄電デバイスの一部断面図、（ｂ）は実施の形態の変形例に係る蓄電デバイスの製造方法の第４のステップ後の蓄電デバイスの一部断面図である。
【図１０】実施の形態の第１の変形例に係る蓄電デバイスをその積層体内の最上位の正極の主面を見たときの断面図である。
【図１１】実施の形態の第２の変形例に係る蓄電デバイスの構成を示す断面図である。
【図１２】実施の形態の第３の変形例に係る第１セパレータ及び第２セパレータの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
（実施の形態）
本発明の実施の形態に係る蓄電デバイス１００は、図１に示すように、交互に積層された正極１及び負極３と、正極１と負極３との間及びその積層方向両端に配置されたセパレータ５とを有する積層体６を、ケースとしての外装部材７内に収容して構成される。
【００１７】
積層体６は、セパレータ５を介して正極１及び負極３を合わせて６層積層して構成される。正極１と負極３との間にセパレータ５が介装されていることにより、正極１と負極３とが非接触となっている。また、積層体６の両端の電極（正極１と負極３）と、外装部材７との間にセパレータ５が介装されていることにより、外装部材７と電極とが非接触となっている。
【００１８】
外装部材７は、内部に非水電解液９が充填された状態で密封されている。なお、非水電解液９は積層体６内にも充填されている。
【００１９】
図１では、理解を容易にするため、積層体６を構成する正極１、負極３及びセパレータ５を、積層方向（Ｚ方向）に間隔を空けて図示している。しかしこれらは、図４に示すように、積層状態において正極１及び負極３がセパレータ５に接触して積層方向に互いに隙間が無い又は極めて小さい状態となっている。
【００２０】
以下に、蓄電デバイス１００の構成を、図１及び図２を参照して個別に説明する。図２に示す正極１は、図１に示す積層体６内の最上位の正極１であり、図２に示す負極３は、図１に示す積層体６内の最上位の正極１の直下の負極３である。
【００２１】
＜正極１＞
正極１は、表裏面（両側の主面）を貫通する貫通孔を有する正極集電体２と、正極集電体２の表裏面上に形成される正極活物質１ａとを備える。正極集電体２の貫通孔は、アニオンやカチオンなどのイオンを通過可能にするためのものである。正極活物質１ａは、アニオンを挿入、脱離し得る炭素材料を含む。正極１の炭素材料としては、天然黒鉛、人造黒鉛、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、低温焼成炭素、活性炭が好ましい。
【００２２】
正極集電体２は、図２に示すように、表裏面が長方形状であり、その先端側に位置する矩形状（例えば縦横の長さＷ１が１０ｃｍの正方形）の主面に正極活物質１ａが形成され、正極活物質１ａが形成された先端側とは反対側に取り出し電極部１０が位置する。正極集電体２は、図１に示すように薄板形状であり、その厚みが２０μｍである。つまり、正極１は、正極集電体２の両側の主面上に、縦横の長さＷ１が１０ｃｍの正方形で且つ厚みが８０μｍの正極活物質１ａを形成することにより構成されている。図２に示すように、３つの取り出し電極部１０は、その後端を別体の接合部１８によって１つに束ねた状態で正極用外部端子１６に接続されている。
【００２３】
＜負極３＞
負極３は、表裏面（両側の主面）を貫通する貫通孔を有する負極集電体４と、負極集電体４の表裏面上に形成される負極活物質３ａとを備える。負極集電体４の貫通孔は、アニオンやカチオンなどのイオンを通過可能にするためのものである。負極活物質３ａは、カチオンとしてのリチウムイオンを挿入、脱離し得る炭素材料を含む。負極３の炭素材料としては、天然黒鉛、人造黒鉛、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、低温焼成炭素、活性炭等が好ましい。この実施の形態では、負極３は、リチウムイオンが吸蔵されたものである。
【００２４】
負極集電体４は、図２に示すように、表裏面が長方形状であり、その先端側に位置する矩形状（例えば縦横の長さＷ１が１０ｃｍの正方形）の主面に負極活物質３ａが形成され、負極活物質３ａが形成された先端側とは反対側に位置する取り出し電極部１１が位置する。負極集電体４は、図１に示すように薄板形状であり、その厚みが１５μｍである。つまり、負極３は、負極集電体４の両側の主面上に、縦横の長さＷ１が１０ｃｍの正方形で且つ厚みが９０μｍの負極活物質３ａを形成することにより構成されている。図２に示すように、３つの取り出し電極部１１は、その後端を別体の接合部１８によって１つに束ねた状態で負極用外部端子１７に接続されている。
【００２５】
＜非水電解液９＞
非水電解液９は、リチウム塩を含む電解質を有機溶媒に溶解した有機電解液である。また、リチウム塩以外に他の電解質を含んでいてもよい。
【００２６】
リチウム塩としては、ＬｉＰＦ６ 、ＬｉＢＦ４ 、ＬｉＣＩＯ４ 、ＬｉＮ（ＣＦ３ ＳＯ２ ）２ 、ＬｉＮ（ＳＯ２ Ｃ２ Ｆ５ ）２ 、ＬｉＣＦ３ ＳＯ３ 、ＬｉＣ（ＳＯ２ ＣＦ３ ）３、ＬＩＡｓＦ６ 、及びＬｉＳｂＦ６ からなる群から選ばれる一種以上の塩が好ましい。本実施の形態では、リチウム塩としてＬｉＰＦ６ を用いる。また、非水電解液９におけるリチウム塩の濃度（電解質濃度）は、０．５〜５．０ｍｏｌ／Ｌとしてもよく、１．０〜１．５ｍｏｌ／Ｌとしてもよい。
【００２７】
有機溶媒としては、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、スルホラン、ジメトキシエタン等を用いる。これら有機溶媒は、単独溶媒として用いてもよく、二種以上の混合溶媒として用いてもよい。混合溶媒としては、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとの混合溶媒としてもよく、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとを重量比１：１で混合してなる混合溶媒としてもよい。
【００２８】
＜セパレータ５＞
セパレータ５は、図３に示すように、同一方向（Ｚ方向）に複数（ここでは６個）形成されたＹ−Ｚ面の第１の屈曲部２１を介してつづら折りに形成された第１セパレータ２０と、同じくＺ方向に複数（ここでは６個）形成されたＸ−Ｚ面の第２の屈曲部３１を介してつづら折りに形成された第２セパレータ３０とを備える。セパレータ５は、図２、図４に示すように、第１セパレータ２０の第１の屈曲部２１の面と第２セパレータ３０の第２の屈曲部３１の面とが互いに直交するように第１セパレータ２０と第２セパレータ３０とを組み合わせて構成される。
【００２９】
詳しくは、セパレータ５は、図３に示すように、第１セパレータ２０が６個の第１の屈曲部２１により区分けされて形成される複数（ここでは７個）の第１の面体２５と、第２セパレータ３０が６個の第２の屈曲部３１により区分けされて形成される複数（ここでは７個）の第２の面体３５のそれぞれを交互に重ね合わせることにより形成される。図４に示すように、正極１と負極３とが、２つの第１の面体２５と第１の屈曲部２１及び２つの第２の面体３５と第２の屈曲部３１で形成される各領域ＥＡに、交互に積層される。
【００３０】
第１の屈曲部２１は、図３に示すように、第１セパレータ２０のつづら折りにより屈曲した部分のことである。つまり、第１の屈曲部２１は、Ｚ方向に隣り合う２つの折り目２３にまたがる面のことである。第２の屈曲部３１は、図３に示すように、第２セパレータ３０のつづら折りにより屈曲した部分のことである。つまり、第２の屈曲部３１は、Ｚ方向に隣り合う２つの折り目３３にまたがる面のことである。
【００３１】
なお、図３、図４に示す７つの第１の面体２５において、説明の便宜上、最下位置の第１の面体２５を１番目の第１の面体２５と呼び、最上位置の第１の面体２５を７番目の第１の面体２５と呼ぶ。第２の面体３５についても同様である。図４に示すように、第２セパレータ３０の１〜７番目の第２の面体３５上に、第１セパレータ２０の１〜７番目の第１の面体２５を順番に重ねるようにして、第１セパレータ２０と第２セパレータ３０とを折り重ねている。
【００３２】
セパレータ５の各領域ＥＡには、図４に示すように、正極１と負極３とが交互に配置されている。詳しくは、図２に示すように、正極１及び負極３の積層方向（Ｚ方向）視において、第１セパレータ２０のＸ方向両端部に交互に位置する第１の屈曲部２１のうち一方側（右側）に位置する第１の屈曲部２１に、負極３の先端３ｂが位置する。第１セパレータ２０のＸ方向両端部に交互に位置する第１の屈曲部２１のうち他方側（左側）に位置する第１の屈曲部２１に、正極１の先端１ｂが位置する。
【００３３】
このため、正極１及び負極３は、正極１及び負極３の積層方向（Ｚ方向）視において、互いの主面が第１セパレータ２０及び第２セパレータ３０を介してＺ方向に重なった状態で、Ｘ方向に直線状に配置されている。また、正極１及び負極３の先端１ｂ、３ｂは、第１の屈曲部２１の内側面２６から間隔を空けた位置にある。
【００３４】
また、第１セパレータ２０及び第２セパレータ３０は、正極１と負極３との接触を防止する微多孔膜であり、積層体６内に充填された非水電解液９が含浸されている。第１セパレータ２０及び第２セパレータ３０は、絶縁性を確保しつつ、アニオンやカチオンのイオン透過を許容する観点から、例えば厚さ５０μｍで気孔率７０％程度の膜としている。第１セパレータ２０及び第２セパレータ３０は、セルロース系の不織布である。
【００３５】
さらに、第１セパレータ２０及び第２セパレータ３０は、図１に示すように、積層体６と外装部材７との間にも位置している。これにより、積層体６と外装部材７とが離隔され、互いに接触しない。
【００３６】
＜外装部材７＞
外装部材７は、例えばアルミニウムからなるラミネートフィルムで構成される。
【００３７】
なおここで、図１に示す蓄電デバイス１００の製造方法について説明する。
【００３８】
まず、第１のステップでは、図３に示すように、同一方向（Ｚ方向）に６個形成されたＹ−Ｚ面の第１の屈曲部２１を介してつづら折りの第１セパレータ２０を形成する。
【００３９】
また、第２のステップでは、図３に示すように、同じくＺ方向に６個形成されたＸ−Ｚ面の第２の屈曲部３１を介してつづら折りの第２セパレータ３０を形成する。
【００４０】
第３のステップでは、セパレータ５の各領域ＥＡに、正極１と負極３とを交互に配置してなる集合体を形成する。各領域ＥＡは、２つの第１の面体２５と第１の屈曲部２１及び２つの第２の面体３５と第２の屈曲部３１で形成される。つまり、各領域ＥＡにおいて、第２セパレータ３０の第２の面体３５上に交互に重ね合わされる、第１セパレータ２０の第１の面体２５上に、正極１と負極３とが交互に配置される。
【００４１】
第３のステップを詳しく説明する。図５（ａ）に示すように、第２セパレータ３０の１番目の第２の面体３５上に、第１セパレータ２０の１番目の第１の面体２５を重ねる。そして、図５（ｂ）に示すように、第１セパレータ２０の１番目の第１の面体２５上に、負極３を重ねる。
【００４２】
次に、図５（ｃ）に示すように、第２セパレータ３０を１番目の第２の屈曲部３１の両方の折り目３３にて折り曲げ、１番目のＸ−Ｚ面の第２の屈曲部３１が形成される。そして、図５（ｄ）に示すように、第１セパレータ２０を１番目の第１の屈曲部２１の両方の折り目２３にて折り曲げ、１番目のＹ−Ｚ面の第１の屈曲部２１が形成される。
【００４３】
次に、図５（ｅ）に示すように、第１セパレータ２０の２番目の第１の面体２５上に、正極１を重ねる。そして、図５（ｆ）に示すように、第２セパレータ３０をその２番目の第２の屈曲部３１の両方の折り目３３にて折り曲げ、２番目のＸ−Ｚ面の第２の屈曲部３１が形成される。
【００４４】
次に、図５（ｇ）に示すように、第１セパレータ２０を２番目の第１の屈曲部２１の両方の折り目２３にて折り曲げ、２番目のＹ−Ｚ面の第１の屈曲部２１が形成される。この後は、これらを同様に繰り返すことにより、図４に示す積層体６を形成する。なおこの後に、積層体６をＺ方向に圧縮する第４のステップを行うようにしてもよい。
【００４５】
また、図１に示すように、３つの正極１の各取り出し電極部１０は、別体の接合部１８によって１つに束ねた状態で正極用外部端子１６に接続される。３つの負極３の各取り出し電極部１１は、別体の接合部１８によって１つに束ねた状態で負極用外部端子１７に接続される。
【００４６】
さらに、積層体６を外装部材７内に収容するとともに、この外装部材７内に非水電解液９を充填し、外装部材７を密閉する。
【００４７】
以上の工程により、実施例１に係る蓄電デバイス１００が作製される。
【００４８】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る蓄電デバイス１００によれば、図４に示すように、セパレータ５は、つづら折りした第１セパレータ２０のＹ−Ｚ面の第１の屈曲部２１と、つづら折りした第２セパレータ３０のＸ−Ｚ面の第２の屈曲部３１とが直交するように、第１セパレータ２０の第１の屈曲部２１により区分けされた７個の第１の面体２５と、第２セパレータ３０の第２の屈曲部３１により区分けされた７個の第２の面体３５のそれぞれを交互に重ね合わせることにより形成される各領域ＥＡに、正極１と負極３とが交互に積層されている。つまり、第１セパレータ２０と第２セパレータ３０とが積層した状態では、図２に示すように、第１セパレータ２０の第１の屈曲部２１と、第２セパレータ３０の第２の屈曲部３１に繋がる側辺３７の一方とが相対する位置にあり、第２セパレータ３０の第２の屈曲部３１と、第１セパレータ２０の第１の屈曲部２１に繋がる側辺２７の一方とが相対する位置にある。このため、第１セパレータ２０の側辺２７の中央箇所が収縮しても第２セパレータ３０の第２の屈曲部３１が電極を覆い、第２セパレータ３０の側辺３７の中央箇所が収縮しても第１セパレータ２０の第１の屈曲部２１が電極を覆う。よって、第１セパレータ２０及び第２セパレータ３０が熱収縮した場合でも、第１セパレータ２０から電極が露出する位置と、第２セパレータ３０から電極が露出する位置とを重ならないようにでき、正極１と負極３との短絡を防止できる。
【００４９】
また、図４に示すように、各電極の先端１ｂ、３ｂは、第１セパレータ２０の各第１の屈曲部２１の内側面２６から間隔を空けた位置にある。つまり、第１の屈曲部２１の内側面２６と電極の先端１ｂ、３ｂとの間に間隙がある。このため、第１セパレータ２０の熱収縮が起こっても、その程度が間隙２８以内であれば、セパレータ５の熱収縮による電極の変形を抑えることができる。
【００５０】
また、第１セパレータ２０の一方側の第１の屈曲部２１に、負極３の先端３ｂを位置させ、第１セパレータ２０の他方側の第１の屈曲部２１に、正極１の先端１ｂを位置させる。このため、正極１と負極３とをＸ方向に直線状に配置する蓄電デバイス１００においても、セパレータ５の熱収縮による正極１と負極３との短絡を防止できる。
【００５１】
ここで、図１に示す蓄電デバイス１００と、図６、図８に示す従来例の蓄電デバイス２００、３００とのセパレータ５の熱収縮による電極間短絡リスクの相違について、以下に説明する。
【００５２】
図６に示す従来例の蓄電デバイス２００は、セパレータ５を、つづら折りした第１セパレータ２０の１枚のみで構成するものであり、それ以外については実施例の蓄電デバイス１００と同様の構成である。
【００５３】
従来例の蓄電デバイス２００において、セパレータ５つまり第１セパレータ２０の熱収縮があった場合には、第１セパレータ２０については、その側辺２７の中央箇所が図７（ａ）に破線で示すように熱収縮する。このため、図７（ｂ）に示すように、第１セパレータ２０から正極１及び負極３の斜線領域が露出し、正極１と負極３とが短絡するおそれがある。
【００５４】
図８に示す他の従来例の蓄電デバイス３００は、第１セパレータ２０を２枚重ね合わせてつづら折りした構成である。つまり、２枚の第１セパレータ２０は、その第１の屈曲部２１が同一方向（Ｚ方向）に形成されている。この場合も、セパレータ５の熱収縮があった場合には、２枚の第１セパレータ２０とも、その側辺２７の中央箇所が図７（ａ）に破線で示すように熱収縮する。このため、図７（ｂ）に斜線領域で示すように、１枚目の第１セパレータ２０から電極が露出する位置と、２枚目の第１セパレータ２０から電極が露出する位置とが重なり、正極１と負極３との短絡のおそれがある。
【００５５】
これに対して、実施の形態に係る蓄電デバイス１００では、セパレータの熱収縮があった場合には、第１セパレータ２０については、その側辺２７の中央箇所が図７（ｃ）に破線で示すように熱収縮する。第２セパレータ３０については、その側辺３７の中央箇所が図７（ｄ）に二点鎖線で示すように熱収縮する。蓄電デバイス１００では、第１セパレータ２０の第１の屈曲部２１と第２セパレータ３０の第２の屈曲部３１とが直交するように第１セパレータ２０と第２セパレータ３０とを積層している。このため、図７（ｅ）に示すように、第１セパレータ２０の側辺２７の中央箇所が収縮しても第２セパレータ３０の第２の屈曲部３１が電極を覆い、第２セパレータ３０の側辺３７の中央箇所が収縮しても第１セパレータ２０の第１の屈曲部２１が電極を覆う。よって、第１セパレータ２０と第２セパレータ３０とが熱収縮した場合でも、第１セパレータ２０から電極が露出する位置と、第２セパレータ３０から電極が露出する位置とを重ならないようにでき、正極１と負極３との短絡を防止できる。
【００５６】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更は勿論可能である。
【００５７】
（第１の変形例）
第１の変形例に係る蓄電デバイス１００の製造方法について説明する。
第１の変形例に係る蓄電デバイス１００の製造方法では、前述した実施の形態の第３のステップにおいて、図９（ａ）に示すように、正極１及び負極３は、その正極１の先端１ｂ及び負極３の先端３ｂがそれぞれ、第１セパレータ２０の第１の屈曲部２１と内側面２６に接触させて配置する。つまり、各正極１及び負極３は第１の屈曲部２１の内側面２６に当たり止めして配置される。このため、各正極１及び負極３を第１の屈曲部２１の内側面２６に位置決めして配置することができる。この様に配置した後に圧縮することにより、各電極の位置ズレを抑制できる。
【００５８】
第１の変形例に係る蓄電デバイス１００の製造方法では、その後の第４のステップにおいて、図９（ａ）に示す正極１、負極３、第１セパレータ２０及び第２セパレータ３０の集合体をＺ方向に圧縮すると、図９（ｂ）に示すように、第１の屈曲部２１が、各正極１の先端１ｂ及び負極３の先端３ｂから離れる方向に撓み、第１の屈曲部２１が各正極１の先端１ｂ及び負極３の先端３ｂから間隔を空けた間隙２８とすることができる。このため、第１セパレータ２０の熱収縮が起こっても、その程度が間隙２８以内であれば、セパレータ５の熱収縮による電極の変形を抑えることができる。
【００５９】
（第２の変形例）
実施の形態に係る蓄電デバイス１００では、図２に示すように、電極の積層方向（Ｚ方向）視において、正極１と負極３とがＸ方向の互いに反対側に延伸して配置されているが、これに限定されない。例えば、第２の変形例に係る蓄電デバイス１００は、図１０に示すように、電極の積層方向（Ｚ方向）視において、正極１と負極３とが互いに直角に配置されたものとしてもよい。
【００６０】
詳しくは、第１セパレータ２０のＸ方向両端のうち一方側（図１０では右側）に位置する第１の屈曲部２１に、負極３の先端３ｂが対向して配置され、第１セパレータ２０のＸ方向両端のうち他方側（図１０では左側）に位置する第１の屈曲部２１に位置する第２セパレータ３０の第２の屈曲部３１に、正極１の先端１ｂが対向して配置される。正極１と負極３とがこの様に直角に配置された第２の変形例に係る蓄電デバイス１００においても、これまでの説明と同様にセパレータ５の熱収縮による正極１と負極３との短絡を防止できる。
【００６１】
なお、前述した実施の形態及び変形例で言う「直交」は、実質的な直交を含む。
【００６２】
前述した実施の形態では、予めつづら折りした第１セパレータ２０及び予めつづら折りした第２セパレータ３０を組み合わせているが、矩形状の第１セパレータ２０及び第２セパレータ３０を一層に対応する分をその都度折り曲げ、各電極を配置して、最終的に第１セパレータ２０及び第２セパレータ３０がつづら折りになる様にして組み合わせてもよい。
【００６３】
なお、前述した実施の形態では、第１セパレータ２０の各第１の屈曲部２１に、正極１と負極３とを交互に配置しているが、第２セパレータ３０の各第２の屈曲部３１に交互に配置してもよい。
【００６４】
前述した実施の形態では、積層体６における正極集電体２及び負極集電体４は、合わせて６層積層しているが、これに限定されない。例えば、正極集電体２及び負極集電体４は、２層以上積層されていればよい。また、３層以上の奇数層積層する場合において、積層体６の最外層を負極３とすることで、外装部材７に対して第１セパレータ２０及び第２セパレータ３０を介して負極３が位置する。すなわち、外的ストレスがかかった場合でも外装部材７に正極１が接触することを防止できる。この様な配置は、負極３を接地して使用する場合に有用となる。逆に、正極１を接地して使用する場合は正極１と負極３の配置を逆にすればよい。
【００６５】
前述した実施の形態では、第１セパレータ２０及び第２セパレータ３０を、外６つ折り（蛇腹折り５山）のつづら折りとしているが、これに限定されない。例えば、外３つ折り、蛇腹折り（外４つ折り、外５つ折りなどの外複数折り）としてもよい。
【００６６】
前述した実施の形態では、負極３の負極活物質３ａとして人造黒鉛を用いているが、これに限定されない。例えば、天然黒鉛としてもよい。
【００６７】
前述した実施の形態では、第１セパレータ２０及び第２セパレータ３０として、セルロース系の不織布としているが、これに限定されない。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリアミド、セルロース、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリメチルペンテン、ポリ乳酸などの重合体からなる微多孔膜又はこれを使用した不織布であってもよい。
【００６８】
前述した実施の形態では、第１セパレータ２０及び第２セパレータ３０の気孔率を７０％としているが、この値に限定されない。例えば、第１セパレータ２０及び第２セパレータ３０の気孔率を３０〜９０％の範囲内の値としてもよい。
【００６９】
前述した実施の形態では、図３に示すように、第１の屈曲部２１は、Ｚ方向に隣り合う２つの折り目２３にまたがる面とし、第２の屈曲部３１は、Ｚ方向に隣り合う２つの折り目３３にまたがる面としているが、これに限定されない。例えば、図１２に示すように、第１の屈曲部２１は、１つの折り目２３を屈曲辺とするものとし、第２の屈曲部３１は、１つの折り目３３を屈曲辺とするものとしてもよい。
【００７０】
前述した実施の形態では、３つの正極１の各取り出し電極部１０は、別体の接合部１８によって１つに束ねた状態で正極用外部端子１６に接続されているが、これに限定されない。例えば、正極用外部端子１６又は取り出し電極部１０の端部に一体形成された接合部１８によって、各取り出し電極部１０が１つに束ねた状態で正極用外部端子１６に接続されるようにしてもよい。また、３つの負極３の各取り出し電極部１１についても上記と同様としてもよい。つまり、負極用外部端子１７又は取り出し電極部１１の端部に一体形成された接合部１８によって、各取り出し電極部１１が１つに束ねた状態で負極用外部端子１７に接続されるようにしてもよい。
【００７１】
前述した実施の形態では、蓄電デバイス１００はデュアルカーボン電池としているが、これに限定されない。例えば、リチウムイオン電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタなどの各種の二次電池としてもよい。
【００７２】
また、蓄電デバイス１００は、図１１に示すように、外装部材７の内部に、金属リチウム１２を備えた金属箔１３（例えば銅箔）からなるリチウムイオン供給源１５を有する構成としてもよい。金属箔１３には、取り出し電極部１４が接続されている。リチウムイオン供給源１５は、負極３にリチウムイオンを吸蔵するために用いられる。
【符号の説明】
【００７３】
１  正極
１ａ  正極活物質
１ｂ  先端
２  正極集電体
３  負極
３ａ  負極活物質
３ｂ  先端
４  負極集電体
５  セパレータ
６  積層体
７  外装部材（ケース）
９  非水電解液
１０  取り出し電極部
１１  取り出し電極部
１２  金属リチウム
１３  金属箔
１４  取り出し電極部
１５  リチウムイオン供給源
１６  正極用外部端子
１７  負極用外部端子
１８  接合部
２０  第１セパレータ
２１  第１の屈曲部
２３  折り目
２５  第１の面体
２６  内側面
２７  側辺
２８  間隙
３０  第２セパレータ
３１  第２の屈曲部
３３  折り目
３５  第２の面体
３７  側辺
１００  蓄電デバイス
【図１】
2015130246.tif 000003
【図２】
2015130246.tif 000004
【図３】
2015130246.tif 000005
【図４】
2015130246.tif 000006
【図５】
2015130246.tif 000007
【図６】
2015130246.tif 000008
【図７】
2015130246.tif 000009
【図８】
2015130246.tif 000010
【図９】
2015130246.tif 000011
【図１０】
2015130246.tif 000012
【図１１】
2015130246.tif 000013
【図１２】
2015130246.tif 000014