(57)【要約】  本発明は、電極組立体に備えられたセパレータを電極板より多少余裕をおいて切断する工程を含む電極組立体の製造方法に関するものであって、本発明に係る電極組立体の製造方法は：互いに同一の個数の電極材とセパレータ材が交互に積層された構造を有する１種の基本単位シート、または互いに同一の個数の電極材とセパレータ材が交互に積層された構造を有する２種以上の基本単位シートを製造する第１工程；及び基本単位シートのセパレータ材が電極材の縁部から特定間隔Ｄだけ突出され得るように、電極材により覆われていないセパレータ材の領域であるマージン領域（ｍａｒｇｉｎ  ａｒｅａ）の一部を切断する第２−Ａ工程；を含み、１種の基本単位シートは、第１電極材、第１セパレータ材、第２電極材及び第２セパレータ材が順次積層された４層構造や、４層構造が繰り返して積層された構造を有し、２種以上の基本単位シートをそれぞれ一つずつ定められた順序に従い積層すれば、４層構造や４層構造が繰り返して積層された構造が形成される。
2015528629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに同一の個数の電極材とセパレータ材が交互に積層された構造を有する１種の基本単位シート、または互いに同一の個数の電極材とセパレータ材が交互に積層された構造を有する２種以上の基本単位シートを製造する第１工程と、
前記基本単位シートのセパレータ材が前記電極材の縁部から特定間隔Ｄだけ突出され得るように、前記電極材により覆われていないセパレータ材の領域であるマージン領域（ｍａｒｇｉｎ  ａｒｅａ）の一部を切断する第２−Ａ工程と
を含み、
前記１種の基本単位シートは、第１電極材、第１セパレータ材、第２電極材及び第２セパレータ材が順次積層された４層構造や前記４層構造が繰り返して積層された構造を有し、
前記２種以上の基本単位シートをそれぞれ一つずつ定められた順序に従い積層すれば、前記４層構造や前記４層構造が繰り返して積層された構造が形成される電極組立体の製造方法。
【請求項２】
前記電極材は、内部に貫通部が形成され、
前記第２−Ａ工程は、前記貫通部によって露出したマージン領域中に、前記貫通部の内側縁部から内側に特定間隔Ｄだけ突出されたマージン領域を除いたマージン領域を、金型カッターを用いて切断する請求項１に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項３】
前記電極材は、直線形態の縁部から一直線上に延長されない不規則な縁部を含み、
前記第２−Ａ工程は、前記不規則な縁部の外側に位置したマージン領域中に前記不規則な縁部から外側に特定間隔Ｄだけ突出されたマージン領域を除いたマージン領域を、前記不規則な縁部に対応されるように金型カッターを用いて切断する請求項１に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項４】
前記第２−Ａ工程は、金型カッターを用いて前記マージン領域の一部を切断する請求項１に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項５】
前記第１工程と前記第２−Ａ工程以後に、前記基本単位シートを一定間隔にカッティングして単位構造体を形成する工程をさらに含む請求項４に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項６】
前記第２−Ａ工程で前記金型カッターは、前記マージン領域の切断と共に前記基本単位シートを一定間隔にカッティングして単位構造体を形成する請求項４に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項７】
前記１種の基本単位シートを一定間隔にカッティングして形成された前記単位構造体を繰り返して積層するか、または前記２種以上の基本単位シートをそれぞれ一定間隔にカッティングして形成された２種以上の単位構造体を定められた順序に従い積層して電極組立体を形成する工程をさらに含む請求項５または請求項６に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項８】
前記単位構造体を形成する工程は、前記第２−Ａ工程を行う金型カッターの出力端側に位置したカッターによって行われる請求項５に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項９】
互いに同一の個数の電極材とセパレータ材が交互に積層された構造を有する１種の基本単位シート、または互いに同一の個数の電極材とセパレータ材が交互に積層された構造を有する２種以上の基本単位シートを製造する第１工程と、
前記１種の基本単位シートを一定間隔にカッティングして形成された単位構造体を繰り返して積層するか、または前記２種以上の基本単位シートをそれぞれ一定間隔にカッティングして形成された２種以上の単位構造体を定められた順序に従い積層して電極組立体を形成する第２−Ｂ工程と、
前記電極組立体に備えられたセパレータ材が前記電極材の縁部から特定間隔Ｄだけ突出され得るように、前記電極材により覆われていないセパレータ材の領域であるマージン領域の一部を切断する第３工程と
を含み、
前記１種の基本単位シートは、第１電極材、第１セパレータ材、第２電極材及び第２セパレータ材が順次積層された４層構造や、前記４層構造が繰り返して積層された構造を有し、
前記２種以上の基本単位シートをそれぞれ一つずつ定められた順序に従い積層すると、前記４層構造や前記４層構造が繰り返して積層された構造が形成される電極組立体の製造方法。
【請求項１０】
前記第３工程は、金型カッターを用いて前記マージン領域の一部を切断する請求項９に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項１１】
前記基本単位シートを一定間隔にカッティングすることは、前記第１工程を行うラミネータの出力端側に位置したカッターによって行われる請求項９に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項１２】
前記第２−Ｂ工程で前記電極組立体は、１０以下の単位構造体を備えた請求項９に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項１３】
前記間隔Ｄは、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍである請求項１に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項１４】
前記間隔Ｄは、１．０ｍｍ〜２．０ｍｍである請求項９に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項１５】
前記間隔Ｄは、前記セパレータ材の厚さの１８倍〜３８倍である請求項１に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項１６】
前記間隔Ｄは、前記セパレータ材の厚さの３８倍〜７５倍である請求項９に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項１７】
前記セパレータ材の厚さは、前記電極材の厚さの２０％〜３０％サイズである請求項１または請求項９に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項１８】
前記基本単位シートに備えられたセパレータ材のうち、二つの前記電極材の間に介在されるセパレータ材は、両面に接着力を有するコーティング物質がコーティングされ、それ以外のセパレータ材は前記電極材と接触する面にのみ接着力を有するコーティング物質がコーティングされた請求項１または請求項９に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項１９】
前記単位構造体で、電極は、隣接したセパレータに接着される請求項５または請求項９に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項２０】
前記電極は、前記隣接したセパレータに対向する面で、全体的に前記隣接したセパレータに接着される請求項１９に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項２１】
前記電極は、ラミネーティングによって前記隣接したセパレータに対向する面で、全体的に前記隣接したセパレータに接着される請求項１９に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項２２】
前記単位構造体内で電極と隣接したセパレータとの間の接着力は、前記電極組立体内で前記単位構造体の相互間の接着力よりも大きい請求項７に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項２３】
前記単位構造体内で電極と隣接したセパレータとの間の接着力は、前記電極組立体内で前記単位構造体の相互間の接着力よりも大きい請求項９に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項２４】
前記セパレータは、多孔性のセパレータ基材、及び前記セパレータ基材の一面または両面に全体的にコーティングされる多孔性のコーティング層を含み、
前記コーティング層は、無機物粒子等と前記無機物粒子等を互いに連結及び固定するバインダー高分子の混合物で形成され、
前記電極は、前記コーティング層によって前記隣接したセパレータに接着される請求項１９に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項２５】
前記無機物粒子等は、充填構造（ｄｅｎｓｅｌｙ  ｐａｃｋｅｄ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）をなして前記コーティング層で全体的に無機物粒子等間のインタースティシャルボリューム（ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ  ｖｏｌｕｍｅｓ）を形成し、前記無機物粒子等が限定するインタースティシャルボリュームによって前記コーティング層に気孔構造が形成される請求項２４に記載の電極組立体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セパレータ切断工程を含む電極組立体の製造方法に関し、さらに詳しくは電極組立体に備えられたセパレータを電極板より多少余裕をおいて切断する工程を含む電極組立体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、モバイル機器に対する技術開発と需要の増加により二次電池の需要もまた急激に増加しており、その中でもエネルギー密度と作動電圧が高く、且つ保存と寿命特性に優れるリチウム（イオン／ポリマー）二次電池は、各種モバイル機器はもちろん多様な電子製品のエネルギー源として広く用いられている。
【０００３】
韓国公開特許  第２００８−００５２８６９号を参照すると、一般的な二次電池の構造が開示されており、さらに詳しくは左右対称であり、略矩形状であるパウチ型二次電池の構造が開示されている。
【０００４】
通常は、二次電池が設けられる機器の空間活用の側面において、このような矩形状の二次電池が有利である。しかし、矩形状の二次電池がむしろ機器の空間活用を制約する場合があるので、機器による最適形状の二次電池を具現するため、二次電池に備えられる矩形状の電極組立体の角部分を切り取ったり、中央部分に貫通部を形成したり、頂点部分をラウンドまたは斜線に面取り（ｃｈａｍｆｅｒｉｎｇ）して、二次電池が機器に設けられるに適合した形状を有するように電極組立体を加工することもある。
【０００５】
一方、電極組立体は、その製造方式に従いゼリーロール型、スタック／フォールディング型、及びスタック型に大きく分けることができるが、ゼリーロール型電極組立体は前述した貫通部の形成及び面取り自体が不可である。
【０００６】
また、本出願人の韓国特許出願公開  第２００１−００８２０５９号及び第２００１−００８２０６０号に開示されているスタック／フォールディング型電極組立体の場合、正極／セパレータ／負極構造のフルセル（ｆｕｌｌ  ｃｅｌｌ）をセパレータシート上に位置させ、これをフォールディングして形成される構造なので、フルセルの縁部位に位置したセパレータシートは非常に厚くて、これを一度に切ることが非常に難しい。
【０００７】
最後に、スタック型電極組立体は、正極、セパレータ、負極、セパレータをこの順に連続して積層する構造を有するが、各層を正確に整列し難く、電極とセパレータがまともに整列されていない状態で、セパレータを切り取る過程中に電極が損傷される場合が多い。仮に、このような問題を防止するため、セパレータのみを別途設け、その角、頂点を切断するか、中央部に貫通部を形成することはできるが、切断加工が完了したセパレータを電極といちいち交互に積層する作業が非常に煩わしいので、生産性が急激に下落することとなる。また、セパレータは軟質で、熱により変形されやすいため、切断加工が完了したセパレータを電極に積層する段階で、セパレータが所望のサイズよりも大きいか、小さい場合が多いので、正確に所望の規格を有する電極組立体を製造し難く、正常の電極組立体の収率が非常に劣ってしまうとの問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前述したような従来の問題点を解決するために案出されたものであって、通常の矩形状とは異なる形状の電極組立体を製造するために、セパレータを最も効率的に切断し得る工程を含む電極組立体の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明の他の目的は、セパレータを切断する工程中にセパレータが破損されることを防止することができる電極組立体の製造方法を提供することにある。
【００１０】
本発明のまた他の目的は、通常の矩形状とは異なる形状の電極組立体を製造するにあたって生産性と収率を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記のような目的を達成するため、本発明の好ましい実施例に係る電極組立体の製造方法は：互いに同一の個数の電極材とセパレータ材が交互に積層された構造を有する１種の基本単位シート、または互いに同一の個数の電極材とセパレータ材が交互に積層された構造を有する２種以上の基本単位シートを製造する第１工程；及び基本単位シートのセパレータ材が電極材の縁部から特定間隔Ｄだけ突出され得るように、電極材により覆われていないセパレータ材の領域であるマージン領域（ｍａｒｇｉｎ  ａｒｅａ）の一部を切断する第２−Ａ工程；を含み、１種の基本単位シートは第１電極材、第１セパレータ材、第２電極材及び第２セパレータ材が順次積層された４層構造や４層構造が繰り返して積層された構造を有し、２種以上の基本単位シートをそれぞれ一つずつ定められた順序に従い積層すると、４層構造や４層構造が繰り返して積層された構造が形成される。
【００１２】
前記のような目的を達成するため、本発明の他の好ましい実施例に係る電極組立体の製造方法は：互いに同一の個数の電極材とセパレータ材が交互に積層された構造を有する１種の基本単位シートや、または互いに同一の個数の電極材とセパレータ材が交互に積層された構造を有する２種以上の基本単位シートを製造する第１工程；１種の基本単位シートを一定間隔にカッティングして形成された単位構造体を繰り返して積層するか、または２種以上の基本単位シートをそれぞれ一定間隔にカッティングして形成された２種以上の単位構造体を、定められた順序に従い積層して電極組立体を形成する第２−Ｂ工程；及び電極組立体に備えられたセパレータ材が電極材の縁部から特定間隔Ｄだけ突出され得るように、電極材により覆われていないセパレータ材の領域であるマージン領域の一部を切断する第３工程；を含み、１種の基本単位シートは第１電極材、第１セパレータ材、第２電極材及び第２セパレータ材が順次積層された４層構造や４層構造が繰り返して積層された構造を有し、２種以上の基本単位シートをそれぞれ一つずつ定められた順序に従い積層すると、４層構造や４層構造が繰り返して積層された構造が形成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、通常の矩形状とは異なる形状の電極組立体を製造するため、セパレータを最も効率的に切断し得る工程を含む電極組立体の製造方法を提供することができる。
【００１４】
また、セパレータを切断する工程中にセパレータが破損されることを防止することができる。
【００１５】
また、通常の矩形状とは異なる形状の電極組立体を製造するにあたって、生産性と収率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施例に係る電極組立体の製造方法を具現することができる設備の模式図である。
【図２】図１に示された４層シートの平面図である。
【図３】第１実施例に係る電極組立体の製造方法の第２−Ａ工程を順次示した模式図である。
【図４】第１実施例に係る電極組立体の製造方法の第２−Ａ工程を順次示した模式図である。
【図５】第１実施例に係る電極組立体の製造方法の第２−Ａ工程を順次示した模式図である。
【図６】第１実施例に係る電極組立体の製造方法の第２−Ａ工程を順次示した模式図である。
【図７】本発明に係る単位構造体の平面図である。
【図８】金型カッターで単位構造体の中央部の縁部に位置したマージン領域を切断した状態を示した平面図である。
【図９】多様な形状のバッテリーセルの平面図である。
【図１０】多様な形状のバッテリーセルの平面図である。
【図１１】多様な形状のバッテリーセルの平面図である。
【図１２】本発明の第２実施例に係る電極組立体の製造方法を具現することができる設備の模式図である。
【図１３】第２実施例に係る電極組立体の製造方法の第３工程を示した模式図である。
【図１４】単位構造体の第１構造を示している側面図である。
【図１５】単位構造体の第２構造を示している側面図である。
【図１６】図１４の単位構造体の積層により形成される電極組立体を示している側面図である。
【図１７】単位構造体の第３構造を示している側面図である。
【図１８】単位構造体の第４構造を示している側面図である。
【図１９】図１７の単位構造体と図１８の単位構造体の積層により形成される電極組立体を示している側面図である。
【図２０】異なる大きさを有する単位構造体が積層されて形成される電極組立体を示している斜視図である。
【図２１】図２０の電極組立体を示している側面図である。
【図２２】異なる幾何学的な形状を有する単位構造体が積層されて形成される電極組立体を示している斜視図である。
【図２３】単位構造体と第１補助単位体を含む電極組立体の第１構造を示している側面図である。
【図２４】単位構造体と第１補助単位体を含む電極組立体の第２構造を示している側面図である。
【図２５】単位構造体と第２補助単位体を含む電極組立体の第３構造を示している側面図である。
【図２６】単位構造体と第２補助単位体を含む電極組立体の第４構造を示している側面図である。
【図２７】単位構造体と第１補助単位体を含む電極組立体の第５構造を示している側面図である。
【図２８】単位構造体と第１補助単位体を含む電極組立体の第６構造を示している側面図である。
【図２９】単位構造体と第２補助単位体を含む電極組立体の第７構造を示している側面図である。
【図３０】単位構造体と第２補助単位体を含む電極組立体の第８構造を示している側面図である。
【図３１】単位構造体と第１補助単位体を含む電極組立体の第９構造を示している側面図である。
【図３２】単位構造体、第１補助単位体及び第２補助単位体を含む電極組立体の第１０構造を示している側面図である。
【図３３】単位構造体と第２補助単位体を含む電極組立体の第１１構造を示している側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下では、図を参照して本発明に係る構成及び作用を具体的に説明する。図を参照して説明するにおいて、図面符号に係りなく同一の構成要素は同一の参照付与を付与し、これに対する重複説明は省略する。第１、第２等の用語は、多様な構成要素等の説明に用いられ得るが、前記構成要素等は前記用語等によって限定されてはならない。前記用語等は、一つの構成要素等を他の構成要素から区別する目的だけに用いられる。
【実施例１】
【００１８】
本発明の第１実施例に係る電極組立体の製造方法は、第１電極材１０と、第２電極材３０と、セパレータ材２０、４０を、第１電極材１０／セパレータ材２０／第２電極材３０／セパレータ材４０の順にラミネーティングして４層シートを形成する第１工程と、この第１工程によって形成された４層シートのセパレータ材２０、４０が第１電極材と第２電極材の縁部１２、３２から特定間隔Ｄだけ突出され得るように、第１電極材１０と第２電極材３０により覆われていないセパレータ材２０、４０の領域であるマージン領域Ｍ（ｍａｒｇｉｎ  ａｒｅａ）の一部を、金型カッター６０を用いて切断する第２−Ａ工程を含む。
【００１９】
［第１工程］
図１を参照して第１工程に対して説明する。
【００２０】
先ず、第１電極材１０、セパレータ材２０、第２電極材３０、セパレータ材４０を準備する。ここで、セパレータ材２０、４０は、第１電極材１０と第２電極材３０より横方向と縦方向ともさらに大きなサイズを有する（図２参照）。工程の自動化のために第１電極材１０、セパレータ材２０、第２電極材３０、セパレータ材４０はロールに巻かれた状態で巻き取られ、ラミネータＬ１、Ｌ２に供給され得る。また、第１電極材１０はカッターＣ１を用いて、第２電極材３０はカッターＣ２を用いて所定のサイズに切断する。
【００２１】
より詳しく説明すると、セパレータ材２０、４０はロールで巻き取られる状態のままでラミネータＬ１、Ｌ２に供給され、第１電極材１０はセパレータ材２０の上部に供給され、第２電極材３０はセパレータ材４０の上部に供給される。但し、セパレータ材２０、４０が必ずロールで巻き取られる状態のままでラミネータＬ１、Ｌ２に供給されなければならないものではなく、第１電極材１０や第２電極材３０と同様に別途のカッターによってカッティングされ、ラミネータＬ１、Ｌ２に供給される場合を想定することもできる。
【００２２】
第１電極材１０／セパレータ材２０／第２電極材３０／セパレータ材３０は、ラミネータＬ１、Ｌ２によってラミネーティングされて４層シートとなるが、具体的に、ラミネータＬ１、Ｌ２は第１電極材１０／セパレータ材２０／第２電極材３０／セパレータ材４０に圧力を加えるか、熱と圧力を加えて４層シートを製造する。
【００２３】
ここで、セパレータ材２０、４０は、接着力を有するコーティング物質で表面がコーティングされ得る。
【００２４】
このとき、４層シートに備えられた二つのセパレータ材２０、４０中のうち第１電極材１０と第２電極材３０との間に介在されるセパレータ材２０は、両面にコーティング物質がコーティングされ、他の一つのセパレータ材４０は第２電極材３０と接触する面にのみコーティング物質がコーティングされ得る。
【００２５】
＜４層シートの概念を基本単位シートの概念へ拡張＞
前記で説明した４層シートは、基本単位シートの概念に拡張され得る。すなわち、第１電極材１０／セパレータ材２０／第２電極材３０／セパレータ材３０からなる４層シートの概念は、同一の個数の電極材とセパレータ材が交互に積層されて形成される基本単位シートの概念によって代替され得る。具体的に、４層シートはただ４層の場合のみを意味するが、基本単位シートは４層であるシートの場合だけでなく、多層シートに適用され得る概念のものである。
【００２６】
ところが、４層シートや基本単位シートは、全てこれを一定間隔に切って形成される単位構造体を作るために製造されるものである。前記基本単位シートを介して後述する第１単位構造体や、第２及び第３単位構造体が製造され得る。よって、単位構造体に対して先に説明する。
【００２７】
＜単位構造体の構造＞
単位構造体は、電極とセパレータが交互に積層されて形成される。このとき、電極とセパレータは同一数だけ積層される。図１４で示されるように、単位構造体１１０ａは２つの電極１１１、１１３と２つのセパレータ１１２、１１４が積層されて形成され得る。このとき、正極と負極は当然セパレータを介して互いに対向することができる。単位構造体がこのように形成されると、単位構造体の一側末端に電極（図１４と１５で図面符号１１１の電極参照）が位置するようになり、単位構造体の他側末端にセパレータ（図１４と１５で図面符号１１４のセパレータ参照）が位置するようになる。
【００２８】
単位構造体は、単位構造体の積層だけで電極組立体を形成することができるとの点に基本的な特徴がある。この場合、１種の単位構造体を繰り返して積層して、または２種以上の単位構造体を定められた順序に従い積層して電極組立体を形成することができるとの点に基本的な特徴がある。このような特徴を具現するために単位構造体は以下のような構造を有し得る。
【００２９】
第一に、単位構造体は、第１電極、第１セパレータ、第２電極及び第２セパレータが順次積層されて形成され得る。より具体的に単位構造体１１０ａ、１１０ｂは、図１４で示しているように第１電極１１１、第１セパレータ１１２、第２電極１１３及び第２セパレータ１１４が上側から下側に順次積層されて形成されるか、または図１５で示しているように第１電極１１１、第１セパレータ１１２、第２電極１１３及び第２セパレータ１１４が下側から上側に順次積層されて形成され得る。このような構造を有する単位構造体を以下で第１単位構造体という。このとき、第１電極１１１と第２電極１１３は互いに逆の電極である。例えば、第１電極１１１が正極であれば第２電極１１３は負極である。
【００３０】
このように第１電極、第１セパレータ、第２電極及び第２セパレータが順次積層されて単位構造体が形成されると、電極組立体の製造段階を介して図１６で示しているように、１種の単位構造体１１０ａを繰り返して積層することだけでも電極組立体１００ａを形成することができる。ここで、単位構造体は、このような４層構造の他にも８層構造や１２層構造を有し得る。すなわち、単位構造体は、４層構造が繰り返して積層された構造を有し得る。例えば、単位構造体は、第１電極、第１セパレータ、第２電極、第２セパレータ、第１電極、第１セパレータ、第２電極及び第２セパレータが順次積層されて形成されることもある。
【００３１】
第二に、単位構造体は、第１電極、第１セパレータ、第２電極、第２セパレータ、第１電極及び第１セパレータが順次積層されて形成されるか、第２電極、第２セパレータ、第１電極、第１セパレータ、第２電極及び第２セパレータが順次積層されて形成され得る。前者の構造を有する単位構造体を以下で第２単位構造体といい、後者の構造を有する単位構造体を以下で第３単位構造体という。
【００３２】
より具体的に第２単位構造体１１０ｃは、図１７で示しているように第１電極１１１、第１セパレータ１１２、第２電極１１３、第２セパレータ１１４、第１電極１１１及び第１セパレータ１１２が上側から下側に順次積層されて形成され得る。また、第３単位構造体１１０ｄは、図１８で示しているように第２電極１１３、第２セパレータ１１４、第１電極１１１、第１セパレータ１１２、第２電極１１３及び第２セパレータ１１４が上側から下側に順次積層されて形成され得る。これとは逆に、下側から上側に順次積層されて形成されることもある。
【００３３】
第２単位構造体１１０ｃと第３単位構造体１１０ｄを一つずつ積層すると、４層構造が繰り返して積層された構造が形成される。したがって、第２単位構造体１１０ｃと第３単位構造体１１０ｄを一つずつ交互に引き続いて積層すると、図１９で示しているように第２及び第３単位構造体の積層だけでも電極組立体１００ｂを形成することができる。
【００３４】
このように１種の単位構造体は、第１電極、第１セパレータ、第２電極及び第２セパレータが順次配置された４層構造や、４層構造が繰り返して配置された構造を有する。また、２種以上の単位構造体をそれぞれ一つずつ定められた順序に従い配置すると、４層構造や４層構造が繰り返して配置された構造が形成される。例えば、前述した第１単位構造体は４層構造を有し、前述した第２単位構造体と第３単位構造体をそれぞれ一つずつ総２つ積層すると、４層構造が繰り返して積層された１２層構造が形成される。
【００３５】
したがって、１種の単位構造体を繰り返して積層するか、または２種以上の単位構造体を定められた順序に従い積層すると、単に積層だけでも電極組立体を形成することができる。
【００３６】
＜単位構造体の製造＞
単位構造体を製造する工程に対して検討してみる。前記で説明したように単位構造体は、基本単位シートを一定間隔に切って製造することができる。
【００３７】
ところが、基本単位シートは前記で説明したように、積層された電極材とセパレータ材をラミネータで互いに接着させるのが好ましい。このような接着方式で接着された基本単位シートを切ったとき、電極とセパレータが一体に結合された単位構造体が製造され得るためである。
【００３８】
ラミネータは、接着のために材料に圧力を加えるか、圧力と熱を加える。このような接着を介して製造された基本単位シートから得た一体に結合された単位構造体の場合であれば、電極組立体を製造する際に、単位構造体の積層がより容易になされ得る。また、このような接着がなされた場合、単位構造体の整列もまたさらに有利になされ得る。
【００３９】
一方、前記で説明した単位構造体の製造方法で分かるように、単位構造体で電極は隣接したセパレータに接着され得る。またはセパレータが電極に接着されるとみることもできる。このとき、電極はセパレータに対向する面で全体的にセパレータに接着されるのが好ましい。これと同一であれば、電極が安定的にセパレータに固定され得るためである。通常、電極はセパレータよりも小さい。
【００４０】
このため、接着剤をセパレータに塗布することができる。しかし、このように接着剤を用いるためには、接着剤を接着面に亘ってメッシュ（ｍｅｓｈ）形態やドット（ｄｏｔ）形態に塗布する必要がある。接着剤を接着面の全体に隙間なく塗布すると、リチウムイオンのような反応イオンがセパレータを通過することができないためである。したがって、接着剤を用いれば、電極を全体的に（すなわち、接着面の全体に亘って）セパレータに接着させ得るとはしても、全体的に隙間なく接着させることは困難である。
【００４１】
または、接着力を有するコーティング層を備えるセパレータを介して全体的に電極をセパレータに接着させ得る。さらに詳述する。セパレータは、ポリオレフィン系列のセパレータ基材のような多孔性のセパレータ基材、及びセパレータ基材の一面または両面に全体的にコーティングされる多孔性のコーティング層を含むことができる。このとき、コーティング層は無機物粒子等と無機物粒子等を互いに連結及び固定するバインダー高分子の混合物で形成され得る。
【００４２】
ここで、無機物粒子は、セパレータの熱的安全性を向上させることができる。すなわち、無機物粒子は、高温でセパレータが収縮されることを防止し得る。なお、バインダー高分子は、無機物粒子を固定させてセパレータの機械的安全性も向上させることができる。また、バインダー高分子は、電極をセパレータに接着させ得る。バインダー高分子は、コーティング層に全体的に分布するので、前述した接着剤とは異なり、接着面の全体で隙間なく接着が起こり得る。したがって、このようなセパレータを用いれば、電極をより安定的にセパレータに固定させ得る。このような接着を強化するために前述したラミネータを用いることができる。
【００４３】
ところが、無機物粒子等は、充填構造（ｄｅｎｓｅｌｙ  ｐａｃｋｅｄ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を成してコーティング層で全体的に無機物粒子等間のインタースティシャルボリューム（ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ  ｖｏｌｕｍｅｓ）を形成することができる。このとき、無機物粒子等が限定するインタースティシャルボリュームによって、コーティング層には気孔構造が形成され得る。このような気孔構造によってセパレータにコーティング層が形成されていても、リチウムイオンがセパレータを良好に通過することができる。参考までに、無機物粒子等が限定するインタースティシャルボリュームは位置によってバインダー高分子により塞がっていることもある。
【００４４】
ここで、充填構造は、ガラス瓶に砂利が盛られているような構造で説明され得る。したがって、無機物粒子等が充填構造を成すと、コーティング層で局部的に無機物粒子等間のインタースティシャルボリュームが形成されるものではなく、コーティング層で全体的に無機物粒子等間のインタースティシャルボリュームが形成される。これによって、無機物粒子の大きさが増加すると、インタースティシャルボリュームによる気孔の大きさも共に増加する。このような充填構造によってセパレータの全体面において、リチウムイオンが円滑にセパレータを通過し得る。
【００４５】
一方、電極組立体で単位構造体も単位構造体同士に互いに接着され得る。例えば、図１４で第２セパレータ１１４の下面に接着剤が塗布されたり、前述したコーティング層がコーティングされると、第２セパレータ１１４の下面に他の単位構造体が接着され得る。
【００４６】
このとき、単位構造体で電極とセパレータとの間の接着力は、電極組立体で単位構造体間の接着力よりも大きくなり得る。もちろん、単位構造体間の接着力はないこともある。この場合、電極組立体を分離する際に、接着力の差によって単位構造体単位で分離される可能性が高い。参考までに、接着力は剥離力で表現することもできる。例えば、電極とセパレータとの間の接着力は、電極とセパレータを互いに取り外すとき必要な力として表現することもできる。このように電極組立体内での単位構造体は、隣接した単位構造体と結合されないか、または単位構造体内で電極とセパレータが互いに結合された結合力とは異なる結合力で隣接した単位構造体と結合され得る。
【００４７】
参考までに、セパレータが前述したコーティング層を含む場合、セパレータに対する超音波融着は好ましくない。セパレータは、通常、電極よりも大きい。これによって、第１セパレータ１１２の末端と第２セパレータ１１４の末端を超音波融着で互いに結合させようとする試みがあり得る。ところが、超音波融着はホーンで対象を直接加圧する必要がある。しかし、ホーンでセパレータの末端を直接加圧すると、接着力を有するコーティング層によってセパレータにホーンがくっ付き得る。これにより装置の故障を招かれ得る。
【００４８】
＜基本単位シート＞
基本単位シートを一定間隔に切ったとき、以上のような単位構造体が形成されるようにするため、基本単位シートは単位構造体と同一の積層形態を有し得る。すなわち、基本単位シートは長いシートの形態ではあるが、電極材とセパレータ材の積層形態は、単位構造体と同一の形態を有し得るものである。
【００４９】
この場合、基本単位シートは互いに同一の個数の電極材とセパレータ材が交互に積層された構造を有する１種の基本単位シートや、または互いに同一の個数の電極材とセパレータ材が交互に積層された構造を有する２種以上の基本単位シートの形態であり得る。
【００５０】
このとき、前記１種の基本単位シートは、第１電極材、第１セパレータ材、第２電極材及び第２セパレータ材が順次積層された４層構造であるか、前記４層構造が繰り返して積層された構造を有し、前記２種以上の基本単位シートはそれぞれ一つずつ定められた順序に従い積層されると、前記４層構造や前記４層構造が繰り返して積層された構造を有するようになる。
【００５１】
一方、第１工程は、このような基本単位シートを製造する工程であるとみることができる。
【００５２】
［第２−Ａ工程及び電極組立体の製造工程］
図１から図６を参照して第２−Ａ工程に対して説明する。
【００５３】
先ず、第２−Ａ工程で用いられる用語を定義する。マージン領域Ｍとは、セパレータ材２０、４０の全体領域のうち第１電極材１０と第２電極材３０によって覆われていない領域をいい、図２において陰影で示された領域を称する。また、第１電極材１０と第２電極材３０の縁部とは、外角角１２を称することはもちろん、図２に示された第１電極材１０の中央部に形成された貫通部の角１２も含む意味として用いられる。また、このような用語の定義は、以後、第２実施例を説明する際にも同一に適用されるとのことを予め明らかにしておく。
【００５４】
このような用語の定義を前提としたとき、第２−Ａ工程は、第１電極材１０と第２電極材３０の縁部１２から特定間隔Ｄだけ残して、セパレータ材２０、４０のマージン領域Ｍの一部を金型カッター６０に切断する工程であると簡潔に説明することができる。
【００５５】
第２−Ａ工程において、金型カッター６０がマージン領域Ｍを切断する工程の原理は次の通りである。
【００５６】
先ず、図３のように金型カッター６０の互いに離隔された上部金型６２と下部金型６４との間に４層シートのセパレータ材２０、４０を位置させる。以後、上部金型６２と下部金型６４のうち少なくともいずれか一つを移動させ、セパレータ材２０、４０のみを上部金型６２と下部金型６４との間に把持されるようにし、例えば、図４に示されているように、上部金型６２を移動させてセパレータ材２０、４０を把持することができる。
【００５７】
次に、図５のように上部金型６２と下部金型６４によって動かないように把持されたセパレータ材２０、４０のマージン領域Ｍの一部を、カッティングブロック６６を用いて切断し、その結果、図６のように、第１電極材１０と第２電極材３０の縁部１２、３２からセパレータ材２０、４０が特定間隔Ｄだけ突出された状態の単位構造体を作ることができる。
【００５８】
図７は、図３から図６に示された金型カッター６０のカッティング方式に従って製造された単位構造体１００を示しているが、金型カッター６０は図７に示された単位構造体１００の中央部に形成された貫通部の縁部１２、及び単位構造体１００の外角縁部１２を全てカッティングする構造で形成され得、この場合、金型カッター６０によってマージン領域Ｍの切断だけでなく、４層シートを一定間隔にカッティングして単位構造体１００を形成する工程までも共に行われ得る。図１は、このような金型カッター６０を有する設備を一つの例示として示したものである。
【００５９】
もちろん、金型カッター６０が必ず「マージン領域Ｍの切断作業」と「４層シートを一定間隔にカッティングする作業」を共に行なわなければならないものではない。マージン領域Ｍの一部を金型カッターによって切断する作業と４層シートを一定間隔にカッティングする作業を順次進めることができる。
【００６０】
金型カッター６０は、マージン領域Ｍの一部を切断する作業のみを行い、別途のカッターが４層シートを一定間隔にカッティングできるように設備を構成することも可能である。
【００６１】
この場合、図２及び図８を参照すれば、電極材は内部に貫通部が形成されるが、金型カッターを用いて切断されるマージン領域の一部とは、貫通部によって露出するセパレータ材２０の部分で貫通部の内側角から特定間隔Ｄだけ離隔される部分を除いたセパレータ材部分であり得る。
【００６２】
それによって、第２−Ａ工程は、貫通部によって露出したマージン領域Ｍの中で、貫通部の内側縁部１２から内側に、特定間隔Ｄだけ突出されたマージン領域Ｍを除いた貫通部内部のマージン領域Ｍを金型カッターを用いて切断するものであり得る。
【００６３】
このような概念は、電極材の内部に貫通部が形成された場合以外にも電極材が丸い形態の角を有するなど、特別な形態を有する場合においても適用され得る。電極材が特別な形態を有する例示は、図９から図１１で示されている。
【００６４】
例えば、電極材が角部分で直線形態の縁部から一直線上に延長されない不規則な縁部を含む場合、第２−Ａ工程は不規則な縁部の外側に位置したマージン領域中に不規則な縁部から外側に特定間隔Ｄだけ突出されたマージン領域を除いたマージン領域を、不規則な縁部に対応されるように金型カッターを用いて切断することを意味することができる。
【００６５】
不規則な縁部とはテーパされた形状の縁部であり得、丸い形状の角であり得る。また、不規則な縁部に対応されるように金型カッターを用いて切断するとのことは、その不規則な縁部が形成された部分で不要なセパレータ材をカッティングするとのことを意味するものであり、電極材の周縁全部に沿って行きながら、必要ない部分のセパレータ材をカッティングすることを意味するものではない。
【００６６】
以上で説明したマージン領域Ｍの一部を、先ず金型カッター６０を用いて切断する作業を行い、それ以後に別途の工程にて４層シートを一定間隔にカッティングして単位構造体１００を形成する工程を行うことができる。
【００６７】
この場合、４層シートを一定間隔にカッティングするカッターは、２−Ａ工程で用いられる金型カッター６０の出力端側に位置し、ここで出力端側とは図１を基準に金型カッター６０の右側に該当することができる。
【００６８】
単位構造体１００とは、第１電極／セパレータ／第２電極／セパレータの順序に積層されている電極組立体をなす最も基礎となる単位であって、特に、この基礎単位がカッターまたは金型カッター６０によって４層シートから分離された状態を意味する。
【００６９】
４層シートを前記で説明した基本単位シートの概念に代替して考えると、単位構造体とは電極材とセパレータ材が積層されて電極組立体をなす最も基礎となる単位であって、特にこの基礎単位がカッターまたは金型カッター６０によって基本単位シートから分離された状態を意味する。
【００７０】
前記で説明したように、金型カッター６０がマージン領域Ｍの一部を切断することによって単位構造体１００が形成されるか、別途のカッターによって単位構造体１００が形成された以後には、この単位構造体１００を複数個積層して電極組立体を製造することができる。また、一つの単位構造体１００だけで電極組立体を製造することもできる。
【００７１】
一方、通常のモバイル機器を始めとした電子機器等に取り付けられるバッテリーセルを例として挙げたとき、セパレータ材２０、４０が第１電極材と第２電極材の縁部１２、３２から突出された間隔Ｄは０．５ｍｍ〜１．０ｍｍであるのが好ましく、セパレータ材２０、４０の厚さを基準とすると、前記間隔Ｄはセパレータ材２０、４０の１８倍〜３８倍であるのが好ましい。また、前記間隔Ｄはセパレータ材２０、４０の厚さが第１電極材１０と第２電極材３０の厚さの２０％〜３０％サイズの場合を想定して実験した結果に該当する。
【００７２】
この数値は、４層シートに備えられた二つのセパレータ材２０、４０を切断する場合を想定したものであって、間隔Ｄが前記数値よりも大きいと、バッテリーセルの電気容量に比べてバッテリーセルの大きさが大きくなる短所があり、前記数値よりも小さいと、セパレータを挟んだまま互いに対向する正極と負極が互いに短絡され得る危険がある。したがって、前記数値範囲が間隔Ｄの最適な範囲である。
【００７３】
今までは、中央に貫通部が形成されている単位構造体１００及び電極組立体を例えて第１実施例に係る電極組立体の製造方法を説明したが、図９から図１１に示されているように、矩形の角部分が切られた形状を有するバッテリーセル、矩形の頂点部分がラウンドまたは斜線で切られた形状を有するバッテリーセルに備えられる単位構造体及び電極組立体の製造にも、当然第１実施例に係る電極組立体の製造方法が用いられ得る。
【実施例２】
【００７４】
以下では、本発明の第２実施例に係る電極組立体の製造方法に対して説明する。第２実施例に対する説明において、第１実施例と重複される部分に対してはできるだけ省略し、相違点がある部分に対して重点的に説明する。
【００７５】
図１２を参照すれば、第２実施例に係る電極組立体の製造方法は、第１電極材１０と、第２電極材３０と、セパレータ材２０、４０を、第１電極材１０／セパレータ材２０／第２電極材３０／セパレータ材４０の順にラミネーティングして４層シートを形成する第１工程と、この１工程によって形成された４層シートを一定間隔にカッティングして形成した単位構造体１００を複数個積層して電極組立体を形成する第２−Ｂ工程と、この２−Ｂ工程によって形成された電極組立体に備えられたセパレータ材２０、４０が第１電極材と第２電極材の縁部１２、３２から特定間隔Ｄだけ突出され得るように、マージン領域Ｍの一部を金型カッター６０を用いて切断する第３工程を含む。
【００７６】
［第１工程］
第２実施例の第１工程は、既に説明した第１実施例の第１工程と同一なので、これに対する詳しい説明は略する。
【００７７】
実施例２においても、実施例１でのように４層シートの概念は基本単位シートの概念に拡張され得る。
【００７８】
［第２−Ｂ工程］
第２実施例は、第１工程以後に４層シートまたは基本単位シートを一定間隔にカッティングして形成した単位構造体１００を、複数個積層して電極組立体を形成した以後に、金型カッター６０でマージン領域Ｍの切断作業を行うとの点において第１実施例と差がある。言い換えれば、第１実施例は、単位構造体１００の積層によって電極組立体を製造する以前段階でマージン領域Ｍの一部を切断し、これを積層して電極組立体を製造する方法であるのに比べ、第２実施例は単位構造体１００を積層して電極組立体を製造した後、マージン領域Ｍの一部を切断する方法である。
【００７９】
第２実施例の場合、第１工程によって４層シートまたは基本単位シートが形成された以後には単位構造体１００を形成し、これを積層して電極組立体を形成しなければならないため、ラミネータの出力端側にカッターＣ３が配置され、このカッターＣ３が４層シートまたは基本単位シートをカッティングする。
【００８０】
一方、４層シートの拡張概念である基本単位シートをカッティングして電極組立体を形成する場合、第２−Ｂ工程は１種の基本単位シートを一定間隔にカッティングして形成された単位構造体を繰り返して積層するか、２種以上の基本単位シートをそれぞれ一定間隔にカッティングして形成された２種以上の単位構造体を定められた順序に従い、例えば交互的に積層して電極組立体を製造する工程になり得る。
【００８１】
［第３工程］
第２−Ｂ工程によって電極組立体が形成された以後には第３工程が行われるが、これに対しては図１３を参照して説明する。
【００８２】
金型カッター６０の上部金型６２と下部金型６４との間に電極組立体のセパレータを位置させ、上部金型６２または下部金型６４を移動させてセパレータのみを上部金型６２と下部金型６４との間に把持されるようにすると、図１３のような状態となる。次に、上部金型６２と下部金型６４によって動かないように把持されたセパレータで、マージン領域Ｍの一部をカッティングブロック６６を用いて切断すると、第１電極と第２電極の縁部１２からセパレータが特定間隔Ｄだけ突出された状態の電極組立体を作ることができる。
【００８３】
一方、第２実施例の場合、上部金型６２と下部金型６４によって把持されたセパレータのうち、電極組立体の上段と下段に位置したセパレータは、電極組立体の中心部位に位置したセパレータに比べてより多く延伸されている状態であることを図１３を介して確認することができる。したがって、第１電極と第２電極の縁部１２、３２からセパレータが突出された間隔Ｄを第１実施例と同一にすれば、電極組立体の上段と下段に位置したセパレータは過度に延伸されて破損され得る。
【００８４】
このように、マージン領域Ｍの一部を金型カッター６０を用いて切断する過程中に発生し得るセパレータの破損を防止するため、第２実施例では第１実施例より前記間隔Ｄのサイズがさらに大きいのが好ましい。
【００８５】
具体的には、通常のモバイル機器を始めとした電子機器等に取り付けられるバッテリーセルに用いられる電極組立体を例えたとき、前記間隔Ｄは１．０ｍｍ〜２．０ｍｍであるのが好ましく、セパレータ材２０、４０の厚さに基準とすると、前記間隔Ｄはセパレータ材２０、４０の３８倍〜７５倍であるのが好ましい。但し、電極組立体に多すぎる個数の単位構造体１００が積層される場合には、前記間隔Ｄの数値の臨界的意味が劣ってしまうことがあるので、第２−Ｂ工程で電極組立体は１０以下の単位構造体１００が積層されるものと限定する。
【００８６】
［金型カッティングの効果］
前述した実施例等で特にセパレータ材２０、４０を第１電極材１０と第２電極材３０の縁部１２から特定間隔Ｄだけ残したまま切断するため、レーザカッティング、超音波カッティング、通常のカッターを用いたカッティングの適切性に対する実験が行われた。
【００８７】
実験の結果、レーザカッティングは、セパレータ材２０、４０に熱変形、バリ（Ｂｕｒｒ）、及び粉塵などが多量発生するため問題があるものと判明した。超音波カッティングは、レーザカッティングでの前述した問題点だけでなく、多様な形状の電極組立体に適用するための汎用性が大きく劣るとの追加的な問題まで発生した。また、通常のカッターを用いたカッティングの場合、熱変形、バリ、粉塵の発生からは自由であるが、多様な形状の電極組立体に適用するための汎用性の側面では最も劣等なものと判明した。
【００８８】
結局、金型カッター６０を用いる場合、熱変形、バリ、粉塵の発生から自由であり、多様な形状の電極組立体に適用し得る汎用性まで確保することができることを確認し、生産性の側面でもカッターを用いたカッティングと大きな差がないものと判明した。また、上部金型６２と下部金型６４でセパレータ材２０、４０を把持するとき、適切な圧力を加えることによって、それぞれ異なる層に配置されているセパレータ材２０、４０の縁部１２を付着することが可能であり、正極と負極が互いに短絡される可能性を著しく低めることができる効果があることを確認した。このような点で、金型カッターによるカッティングがレーザカッティング、超音波カッティング、通常のカッターを用いたカッティングよりさらに好ましい方式のカッティングであるとみることができる。
【００８９】
また、前述した実施例を介して検討してみた本発明に係る電極組立体の製造方法によれば、電極組立体の状態または単位構造体１００の状態でマージン領域Ｍの一部を切断するため、セパレータが所望のサイズよりも大きいか、小さく切断する場合が発生せず、正確に所望の規格を有する電極組立体を製造することができるので、正常の電極組立体の収率を大きく高めることができる効果がある。
【００９０】
［単位構造体の変形］
今まで互いに同一の大きさを有する単位構造体のみを説明した。しかし、単位構造体は互いに異なる大きさを有することもある。互いに異なる大きさを有する単位構造体を積層すると、電極組立体を多様な形状に製造することができる。ここで、単位構造体の大きさは、セパレータの大きさに基づいて説明する。通常、セパレータが電極より大きいためである。
【００９１】
図２０と図２１を参照してより詳述すれば、単位構造体は複数個のサブ単位体１１０１ａ、１１０２ａ、１１０３ａを含むことができる。このようなサブ単位体の積層により電極組立体１００ｃが形成され得る。このとき、サブ単位体等は互いに異なる大きさの少なくとも２つのグループに分けられ得る。また、サブ単位体は互いに同一の大きさのサブ単位体同士に積層されて複数段を形成することができる。図２０と図２１は３つのグループに分けられるサブ単位体１１０１ａ、１１０２ａ、１１０３ａが互いに同一の大きさのサブ単位体同士に積層されて３つの段を形成した例を示している。参考までに、一つのグループに属するサブ単位体が２つ以上の段を形成しても構わない。
【００９２】
ところが、このように複数段を形成する場合、単位構造体（サブ単位体）は、前述した４層構造や４層構造が繰り返して積層された構造を、すなわち、前述した第１単位構造体の構造を有するのが最も好ましい。（本明細書でサブ単位体が互いに積層構造が同一であれば、互いに大きさが異なっても１種の単位構造体に属するものとみる。）
【００９３】
これに対して詳述すると、１つの段で正極と負極は互いに同一の数だけ積層されるのが好ましい。また、段と段との間で互いに逆の電極がセパレータを介して互いに対向するのが好ましい。ところが、例えば前述した第２及び第３単位構造体の場合、前記のように１つの段を形成するため、２種の単位構造体が必要となる。
【００９４】
しかし、図２１に示されているように第１単位構造体の場合、前記のように１つの段を形成するために１種の単位構造体（サブ単位体）のみ必要となる。したがって、単位構造体（サブ単位体）が前述した４層構造や４層構造が繰り返して積層された構造を有すると、複数段を形成しても単位構造体（サブ単位体）の種類の数を減らすことができる。
【００９５】
また、例えば第２及び第３単位構造体の場合、前記のように１つの段を形成するために２種の単位構造体を少なくとも一つずつ積層する必要があるので、１つの段は最小１２層の構造を有するようになる。しかし、第１単位構造体の場合、前記のように１つの段を形成するために１種の単位構造体（サブ単位体）のみ積層すればよいので、１つの段は最小４層の構造を有するようになる。したがって、単位構造体（サブ単位体）が前述した４層構造や４層構造が繰り返して積層された構造を有すると、複数段を形成する際に各段の厚さを非常に容易に調節することができる。
【００９６】
一方、単位構造体（サブ単位体）は互いに異なる大きさを有することもできるだけでなく、互いに異なる幾何学的な形状を有することもできる。例えば、図２２で示しているように、サブ単位体等は大きさだけでなく、角形状において差があり得、穿孔の有無において差があり得る。より具体的に図２２で示しているように、３つのグループに分けられるサブ単位体等が互いに同一の幾何学的な形状のサブ単位体同士に積層されて３つの段を形成することもできる。このため、単位構造体は少なくとも２つのグループ（各グループは互いに異なる幾何学的な形状を有する）に分けられるサブ単位体を含むことができる。このときも、同一に単位構造体（サブ単位体）は、前述した４層構造や４層構造が繰り返して積層された構造、すなわち第１単位構造体の構造を有するのが最も好ましい。（本明細書でサブ単位体等が互いに積層構造が同一であれば、互いに幾何学的な形状が異なっていても１種の単位構造体に属するものとみる。）
【００９７】
［補助単位体の積層］
電極組立体は、第１補助単位体と第２補助単位体のうち少なくともいずれか一つをさらに含むことができる。
【００９８】
先ず、第１補助単位体に対して検討してみる。単位構造体は一側末端に電極が位置し、他側末端にセパレータが位置する。したがって、単位構造体を順次積層すれば、電極組立体の最上側や最下側に電極（図２３で図面符号１１６の電極参照、以下「末端電極」という）が位置するようになる。第１補助単位体は、このような末端電極にさらに積層される。（参考までに、電極組立体は、補助単位体まで全て含んで構成されるものとみることもできる。）
【００９９】
より具体的に末端電極１１６が正極であれば、第１補助単位体１３０ａは、図２３で示しているように、末端電極１１６から順次、すなわち末端電極１１６から外側にセパレータ１１４、負極１１３、セパレータ１１２及び正極１１１が順次積層されて形成され得る。また、末端電極１１６が負極であれば、第１補助単位体１３０ｂは、図２４で示しているように、末端電極１１６から順次、すなわち末端電極１１６から外側にセパレータ１１４及び正極１１３が順次積層されて形成され得る。
【０１００】
電極組立体１００ｄ、１００ｅは、図２３と図２４に示しているように、第１補助単位体１３０ａ、１３０ｂを介して末端電極側の最外側に正極を位置させることができる。このとき、最外側に位置する正極、すなわち第１補助単位体の正極は、集電体の両面中に単位構造体に対向する一面（図２３を基準に下側に対向する一面）にのみ活物質層がコーティングされるのが好ましい。このように活物質層がコーティングされると、末端電極側の最外側に活物質層が位置しなくなるので、活物質層が浪費されることを防止し得る。参考までに、正極は（例えば）リチウムイオンを放出する構成なので、最外側に正極を位置させると電池容量において有利である。
【０１０１】
次に、第２補助単位体に対して検討してみる。第２補助単位体は、基本的に第１補助単位体と同一の役割を行う。さらに詳述する。単位構造体は、一側末端に電極が位置して他側末端にセパレータが位置する。したがって、単位構造体を順次積層すると、電極組立体の最上側や最下側にセパレータ（図２５で図面符号１１７のセパレータ参照、以下「末端セパレータ」という）が位置するようになる。第２補助単位体は、このような末端セパレータにさらに積層される。
【０１０２】
より具体的に、単位構造体で末端セパレータ１１７に接した電極１１３が正極であれば、第２補助単位体１４０ａは、図２５で示しているように、末端セパレータ１１７から順次負極１１１、セパレータ１１２及び正極１１３が積層されて形成され得る。また、単位構造体で末端セパレータ１１７に接した電極１１３が負極であれば、第２補助単位体１４０ｂは図２６で示しているように正極１１１に形成され得る。
【０１０３】
電極組立体１００ｆ、１００ｇは、図２５と図２６に示されているように、第２補助単位体１４０ａ、１４０ｂを介して末端セパレータ側の最外側に正極を位置させることができる。このとき、最外側に位置する正極、すなわち第２補助単位体の正極もまた第１補助単位体の正極と同一に、集電体の両面中に単位構造体に対向する一面（図２５を基準に上側に対向する一面）にのみ活物質層がコーティングされるのが好ましい。
【０１０４】
ところが、第１補助単位体と第２補助単位体は、前述した構造と異なる構造を有することもできる。先ず、第１補助単位体に対して検討してみる。図２７で示されているように末端電極１１６が正極であれば、第１補助単位体１３０ｃはセパレータ１１４及び負極１１３が末端電極１１６から順次積層されて形成され得る。また、図２８に示しているように末端電極１１６が負極であれば、第１補助単位体１３０ｄはセパレータ１１４、正極１１３、セパレータ１１２及び負極１１１が末端電極１１６から順次積層されて形成され得る。
【０１０５】
電極組立体１００ｈ、１００ｉは、図２７と図２８に示されているように、第１補助単位体１３０ｃ、１３０ｄを介して末端電極側の最外側に負極を位置させることができる。
【０１０６】
次に、第２補助単位体に対して検討してみる。図２９で示しているように、単位構造体で末端セパレータ１１７に隣接した電極１１３が正極であれば、第２補助単位体１４０ｃは負極１１１に形成され得る。また、図３０で示しているように、単位構造体で末端セパレータ１１７に接した電極１１３が負極であれば、第２補助単位体１４０ｄは正極１１１、セパレータ１１２及び負極１１３が末端セパレータ１１７から順次積層されて形成され得る。電極組立体１００ｊ、１００ｋは図２９と図３０に示されているように、第２補助単位体１４０ｃ、１４０ｄを介して末端セパレータ側の最外側に負極を位置させることができる。
【０１０７】
参考までに、負極は電位差によって電池ケース（例えば、パウチ型ケース）のアルミニウム層と反応を起こすことができる。したがって、負極は、セパレータを介して電池ケースから絶縁されるのが好ましい。このため、図２７から図３０で第１及び第２補助単位体は、負極の外側にセパレータをさらに含むこともできる。例えば、図２７の第１補助単位体１３０ｃと対比して図３１の第１補助単位体１３０ｅは、最外側にセパレータ１１２をさらに含むこともできる。参考までに、補助単位体がセパレータを含めば、補助単位体を単位構造体に整列する際により容易である。
【０１０８】
一方、図３２で示しているように、電極組立体１００ｍを形成することもできる。単位構造体１１０ｂは、下側から上側に第１電極１１１、第１セパレータ１１２、第２電極１１３及び第２セパレータ１１４が順次積層されて形成され得る。このとき、第１電極１１１は正極であり得、第２電極１１３は負極であり得る。
【０１０９】
また、第１補助単位体１３０ｆは、セパレータ１１４、負極１１３、セパレータ１１２及び正極１１１が末端電極１１６から順次積層されて形成され得る。このとき、第１補助単位体１３０ｆの正極１１１は、集電体の両面中に単位構造体１１０ｂに対向する一面にのみ活物質層が形成され得る。
【０１１０】
また、第２補助単位体１４０ｅは、末端セパレータ１１７から順次正極１１１（第１正極）、セパレータ１１２、負極１１３、セパレータ１１４及び正極１１８（第２正極）が積層されて形成され得る。このとき、第２補助単位体１４０ｅの正極のうち最外側に位置した正極１１８（第２正極）は、集電体の両面中に単位構造体１１０ｂに対向する一面にのみ活物質層が形成され得る。
【０１１１】
最後に、図３３で示しているように、電極組立体１００ｎを形成することもできる。単位構造体１１０ｅは、上側から下側に第１電極１１１、第１セパレータ１１２、第２電極１１３及び第２セパレータ１１４が積層されて形成され得る。このとき、第１電極１１１は負極であり得、第２電極１１３は正極であり得る。また、第２補助単位体１４０ｆは、負極１１１、セパレータ１１２、正極１１３、セパレータ１１４及び負極１１９が末端セパレータ１１７から順次積層されて形成され得る。
【０１１２】
本発明は、前述した特定の好ましい実施例に限定されず、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を外れることなく、当該発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば誰でも多様な変形実施が可能であることはもちろんであり、そのような変形実施は本発明の特許請求の範囲の記載範囲内にあるようになる。
【符号の説明】
【０１１３】
１０：第１電極材
２０、４０：セパレータ材
３０：第２電極材
６０：金型カッター
１００：単位構造体
１００ａ〜１００ｎ：電極組立体
１１０ａ〜１１０ｅ：単位構造体
１１１：第１電極
１１２：第１セパレータ
１１３：第２電極
１１４：第２セパレータ
１１６：末端電極
１１７：末端セパレータ
１３０ａ〜１３０ｆ：第１補助単位体
１４０ａ〜１４０ｆ：第２補助単位体
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３：カッター
Ｍ：マージン領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【国際調査報告】
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