(57)【要約】【課題】正極集電部材を有する正極電極板と負極集電部材を有する負極電極板とが渦巻状に巻回された電気二重層において、磁界の強さを低減させる技術を提供する。【解決手段】電気二重層１０は、正極集電タブ３が接続された正極電極板と、負極集電タブ４が接続された負極電極板とを備え、これらの電極板が中間部材を挟んで渦巻状に巻回された構造を有する。正極集電タブ３および負極集電タブ４は、各電極板における集電タブの接続領域同士が重なる方向から見て、隙間Ｐｃ１，Ｐｃ２が形成されるように隣接して延在するとともに互いに交わる交差部Ｐｂを有する。交差部Ｐｂを挟んで隣り合う第１集電タブ対Ｐａ１と第２集電タブ対Ｐａ２とは、各集電タブ対における、隙間Ｐｃ１，Ｐｃ２に対して同じ側に延在する集電タブにおいて、電流の流れる方向が互いに逆方向である。【選択図】図４
2012216329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極集電部材が接続された正極電極板と、負極集電部材が接続された負極電極板とを備え、これらの電極板が中間部材を挟んで渦巻状に巻回された電気二重層であって、
前記正極集電部材および前記負極集電部材は、前記各電極板における集電部材の接続領域同士が重なる方向から見て、隙間が形成されるように隣接して延在するとともに互いに交わる交差部を少なくとも１つ有し、
前記交差部を挟んで隣り合う第１集電部材対と第２集電部材対とは、前記各集電部材対における、前記隙間に対して同じ側に延在する集電部材において、電流の流れる方向が互いに逆方向であることを特徴とする電気二重層。
【請求項２】
前記交差部は、前記各電極板における集電部材の接続領域同士が重なる方向から見て、前記正極電極板または前記負極電極板と重なる位置にある請求項１に記載の電気二重層。
【請求項３】
前記正極集電部材および前記負極集電部材は、前記各電極板における集電部材の接続領域同士が重なる方向から見て、一端が電極板から突出し、他端の近傍が電極板に固定されている請求項１または２に記載の電気二重層。
【請求項４】
前記正極集電部材および前記負極集電部材の少なくとも一方は、電極板の短手方向に略平行に延びるとともに互いに電極板の長手方向にずれた複数の平行部と、隣り合う平行部の一方の端部と他方の端部とを接続するとともに他方の集電部材と重なって前記交差部を形成する連結部とを有する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電気二重層。
【請求項５】
前記正極集電部材および前記負極集電部材は、扁平材料が打ち抜かれてなる請求項４に記載の電気二重層。
【請求項６】
前記正極集電部材および前記負極集電部材は、第１平行部と前記連結部の一端とが第１折り曲げ部で接続され、第２平行部と前記連結部の他端とが第２折り曲げ部で接続された形状を有し、展開されたときに短冊形状である請求項４に記載の電気二重層。
【請求項７】
前記正極集電部材および前記負極集電部材は、一方が電極板の渦巻きの中心側に配置され、他方が電極板の渦巻きの外側に配置されている請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電気二重層。
【請求項８】
前記正極集電部材および前記負極集電部材は、ともに電極板の渦巻きの中心側または外側に配置されている請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電気二重層。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電気二重層を備えたことを特徴とする非水電解質二次電池。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電気二重層を備えたことを特徴とするコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気二重層と、この電気二重層を備えた非水電解質二次電池およびコンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、正極集電タブ（正極集電部材）を有する正極電極板と負極集電タブ（負極集電部材）を有する負極電極板とがセパレータなどの中間部材を挟んで積層され、この積層体が渦巻き状に巻回された電気二重層が知られている。例えば特許文献１には、このような構造を有する電気二重層を搭載した非水電解質二次電池が開示されている。
【０００３】
非水電解質二次電池は、携帯電話やノート型パソコンなどの携帯機器の電源として実用化され、広く普及している。近年、これらの携帯機器のさらなる小型化、高機能化にともなって非水電解質二次電池への負荷が大きくなっており、非水電解質二次電池の高エネルギー密度化への要求は高まっている。電池の高エネルギー密度化を達成する１つの方法としては、決められた大きさの電池容器内で、できる限り多くの正極活物質および負極活物質を詰め込むことが挙げられる。具体的には、上述のように正極電極板と負極電極板とを渦巻き状に巻回して扁平型や円筒型に成形した電気二重層を、角型や円筒型の容器内に収納することにより、高エネルギー密度化を達成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−９３１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に上述の構造を有する電気二重層では、電極板が巻回された状態で、正極集電タブと負極集電タブとが互いに隣接して平行に延在している。正極集電タブと負極集電タブのそれぞれにおける電流の流れは、互いに逆方向である。そのため、各集電タブの電流の周りに磁界が発生したときに、正極集電タブと負極集電タブとで挟まれた領域では各集電タブの磁界同士が互いに強め合うように作用する。
【０００６】
ところで、周期的な負荷変動に応じて各集電タブにおける電流量が変化すると、磁界は周期的に変化する。上述のように互いに強め合った磁界が周期的に変化すると、この磁界の周期的変化によってノイズが発生するおそれがあった。
【０００７】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、正極集電部材を有する正極電極板と負極集電部材を有する負極電極板とが渦巻状に巻回された電気二重層において、磁界の強さを低減させる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様は、電気二重層である。当該電気二重層は、正極集電部材が接続された正極電極板と、負極集電部材が接続された負極電極板とを備え、これらの電極板が中間部材を挟んで渦巻状に巻回された電気二重層であって、正極集電部材および負極集電部材は、各電極板における集電部材の接続領域同士が重なる方向から見て、隙間が形成されるように隣接して延在するとともに互いに交わる交差部を少なくとも１つ有し、交差部を挟んで隣り合う第１集電部材対と第２集電部材対とは、各集電部材対における、隙間に対して同じ側に延在する集電部材において、電流の流れる方向が互いに逆方向であることを特徴とする。
【０００９】
この態様によれば、正極集電部材を有する正極電極板と負極集電部材を有する負極電極板とが渦巻状に巻回された電気二重層において、磁界の強さを低減させることができる。
【００１０】
上記態様において、交差部は、各電極板における集電部材の接続領域同士が重なる方向から見て、正極電極板または負極電極板と重なる位置にあってもよい。
【００１１】
上記いずれかの態様において、正極集電部材および負極集電部材は、各電極板における集電部材の接続領域同士が重なる方向から見て、一端が電極板から突出し、他端の近傍が電極板に固定されてもよい。
【００１２】
上記いずれかの態様において、正極集電部材および負極集電部材の少なくとも一方は、電極板の短手方向に略平行に延びるとともに互いに電極板の長手方向にずれた複数の平行部と、隣り合う平行部の一方の端部と他方の端部とを接続するとともに他方の集電部材と重なって交差部を形成する連結部とを有してもよい。
【００１３】
上記態様において、正極集電部材および前記負極集電部材は、扁平材料が打ち抜かれてなってもよい。また、正極集電部材および負極集電部材は、第１平行部と連結部の一端とが第１折り曲げ部で接続され、第２平行部と連結部の他端とが第２折り曲げ部で接続された形状を有し、展開されたときに短冊形状であってもよい。
【００１４】
上記いずれかの態様において、正極集電部材および負極集電部材は、一方が電極板の渦巻きの中心側に配置され、他方が電極板の渦巻きの外側に配置されてもよい。また、正極集電部材および負極集電部材は、ともに電極板の渦巻きの中心側または外側に配置されてもよい。
【００１５】
本発明の他の態様は、非水電解質二次電池である。当該非水電解質二次電池は、上記いずれかの態様の電気二重層を備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明のさらに他の態様は、コンデンサである。当該コンデンサは、上記いずれかの態様の電気二重層を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、正極集電部材を有する正極電極板と負極集電部材を有する負極電極板とが渦巻状に巻回された電気二重層において、磁界の強さを低減させる技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１（Ａ）は、実施形態１に係る電気二重層を備えた非水電解質二次電池の概略構造を示す正面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図２】図２（Ａ）は、実施形態１に係る電気二重層の概略構造を示す斜視図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）における領域Ｂの拡大断面図である。
【図３】図３（Ａ）は、展開された状態の正極電極板の平面模式図である。図３（Ｂ）は、展開された状態の負極電極板の平面模式図である。
【図４】各電極板における集電タブの接続領域同士が重なる方向から見たときの正極集電タブと負極集電タブの位置関係を説明するための模式図である。
【図５】図５（Ａ）は、従来の電気二重層において発生する磁界の分布をシミュレーションにより算出した結果を示す模式図である。図５（Ｂ）は、実施形態１に係る電気二重層において発生する磁界の分布をシミュレーションにより算出した結果を示す模式図である。
【図６】変形例１に係る電気二重層における集電タブの概略構造を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００２０】
（実施形態１）
図１（Ａ）は、実施形態１に係る電気二重層を備えた非水電解質二次電池の概略構造を示す正面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図２（Ａ）は、実施形態１に係る電気二重層の概略構造を示す斜視図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）における領域Ｂの拡大断面図である。図１（Ａ）では、集電タブと外部端子との接続をわかりやすくするため電池外装体２の一部を切り欠いてある。
【００２１】
本実施形態に係る非水電解質二次電池１は、主な構成として電池外装体２と、正極集電タブ３（正極集電部材）と、負極集電タブ４（負極集電部材）と、電気二重層１０とを備える。非水電解質二次電池１は、例えばリチウムイオン二次電池である。
【００２２】
電池外装体２は、例えば厚さが約４．５ｍｍ、幅が３５ｍｍ、高さが約４９ｍｍであるアルミニウム製の角形電池缶である。電池外装体２の内部には、電気二重層１０が収容され、非水電解質が含浸されている。負極集電タブ４は、一端が電気二重層１０に接続され、他端が電池外装体２の蓋部２ａに接続されている。したがって、蓋部２ａを含む電池外装体２は負極外部端子を兼ねている。負極集電タブ４は、先端部が折り返されて、蓋部２ａの表面に面接触している。
【００２３】
蓋部２ａには開口部２ｂが形成されており、開口部２ｂには絶縁ガスケット５を介して正極外部端子６が挿通されている。正極集電タブ３は、一端が電気二重層１０に接続され、他端が接続電極７を介して正極外部端子６に接続されている。正極集電タブ３は、先端部が折り返されて、接続電極７と面接触している。正極集電タブ３は、例えばアルミニウム製であり、負極集電タブ４は、例えばニッケル製である。蓋部２ａと電気二重層１０との間には、両者間のショートを防ぐために、絶縁スペーサ８が設けられている。
【００２４】
電気二重層１０は、正極電極板１２と、負極電極板１４とがセパレータ１６（中間部材）を挟んで渦巻状に巻回された形状を有する。正極電極板１２、負極電極板１４、およびセパレータ１６で構成される積層体の一方の主表面、ここでは負極電極板１４と反対側の正極電極板１２の主表面には、さらにセパレータ１６が積層されている。これにより、積層体が渦巻き状に巻回されたときに、内側に位置する積層体の一方の電極板と外側に位置する積層体の他方の電極板との接触を防ぐことができる。
【００２５】
電気二重層１０の２つの端部のうち、電極板の渦巻きの外側の端部では、正極電極板１２のみが延在しており、この正極電極板１２の延在部が正極集電タブ３の接続領域を形成している。また、電極板の渦巻きの中心側の端部では、負極電極板１４のみが延在しており、この負極電極板１４の延在部が負極集電タブ４の接続領域を形成している。
【００２６】
正極集電タブ３は、正極電極板１２の短手方向に延在しており、各電極板における集電部材の接続領域同士が重なる方向（図１（Ｂ）の矢印Ｘ１方向）から見て、一端が正極電極板１２から突出している。正極電極板１２から突出した正極集電タブ３の先端部は、接続電極７に接続されている。また、正極集電タブ３の他端の近傍は、スポット溶接、リベット等により正極電極板１２に固定されている。
【００２７】
負極集電タブ４は、負極電極板１４の短手方向に延在しており、各電極板における集電タブの接続領域同士が重なる方向（図１（Ｂ）の矢印Ｘ１方向）から見て、一端が負極電極板１４から突出している。負極電極板１４から突出した負極集電タブ４の先端部は、蓋部２ａに接続されている。また、負極集電タブ４の他端の近傍は、スポット溶接、リベット等により負極電極板１４に固定されている。
【００２８】
正極電極板１２は、正極芯体１２ａと、正極芯体１２ａの両側の主表面に設けられた正極活物質層１２ｂとを有する。また、正極電極板１２は、正極芯体１２ａの主表面に正極活物質層１２ｂが設けられていない芯体露出領域１２ａ１を有する。この芯体露出領域１２ａ１において、正極集電タブ３が正極芯体１２ａに接続されている（図３（Ａ）参照）。したがって、芯体露出領域１２ａ１が正極集電タブ３の接続領域を形成している。正極芯体１２ａは、例えば導電性金属箔で構成された帯状の部材である。この導電性金属箔としては、充放電時に正極電極板１２に加わる電位において、非水電解質に溶解せず安定に存在するものであれば制限なく用いることができ、例えばアルミニウム箔を用いることができる。
【００２９】
正極活物質層１２ｂは、正極活物質粒子と正極バインダーとを含む。正極活物質粒子としては、例えばＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＣｏ０．５Ｎｉ０．５Ｏ２、ＬｉＮｉ０．７Ｃｏ０．２Ｍｎ０．１Ｏ２などのリチウム含有遷移金属酸化物を用いることができる。また、この他にも、リチウムを電気化学的に挿入脱離する物質であれば制限なく用いることができる。正極バインダーとしては、公知の様々なバインダーにおいて非水電解質の溶媒に溶解しないものであれば制限なく用いることができ、例えば、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアクリロニトリルなどを用いることができる。
【００３０】
正極活物質層１２ｂは、正極導電剤を含んでいてもよい。正極導電剤としては、公知の様々な導電剤を用いることができ、例えば、導電性の炭素材料、特にはアセチレンブラックやケッチェンブラックを用いることができる。
【００３１】
正極電極板１２の長手方向長さ、短手方向長さ、および厚さは、それぞれ例えば約７００ｍｍ、約４３．５ｍｍ、約１００μｍである。正極芯体１２ａおよび正極活物質層１２ｂの厚さは、それぞれ例えば約１０μｍ〜約２０μｍ、約４０μｍである。正極電極板１２の短手方向は、正極電極板１２の巻回し方向に対して垂直な方向である。
【００３２】
負極電極板１４は、負極芯体１４ａと、負極芯体１４ａの両側の主表面に設けられた負極活物質層１４ｂとを有する。また、負極電極板１４は、負極芯体１４ａの主表面に負極活物質層１４ｂが設けられていない芯体露出領域１４ａ１を有する。この芯体露出領域１４ａ１において、負極集電タブ４が負極芯体１４ａに接続されている（図３（Ｂ）参照）。したがって、芯体露出領域１４ａ１が負極集電タブ４の接続領域を形成している。負極芯体１４ａは、例えば導電性金属箔で構成された帯状の部材である。この導電性金属箔としては、例えば銅、ニッケル、鉄、チタン、コバルト、マグネシウム、亜鉛、アルミニウム、ゲルマニウム、インジウム等の金属、およびこれらの組み合わせからなる合金の箔を用いることができる。
【００３３】
負極活物質層１４ｂは、負極活物質粒子と負極バインダーとを含む。負極活物質粒子は、リチウムを吸蔵、放出することができる粒子であり、例えば黒鉛を用いることができる。また、リチウムと合金化する材料であってもよい。リチウムと合金化する材料としては、シリコン（ケイ素）、ゲルマニウム、スズ、鉛、亜鉛、マグネシウム、ナトリウム、アルミニウム、ガリウム、インジウムおよびこれらの合金などが挙げられる。充放電容量が大きいという観点からは、シリコン粒子が特に好ましい。ここで、シリコン粒子はシリコンを主成分として含む粒子であり、このような粒子としては、シリコン単体粒子、シリコン合金粒子、シリコン酸化物粒子などが挙げられる。シリコン合金粒子としては、シリコンを５０原子％以上含む合金粒子などが好ましく用いられる。シリコン合金としては、Ｓｉ−Ｃｏ合金、Ｓｉ−Ｆｅ合金、Ｓｉ−Ｚｎ合金、Ｓｉ−Ｚｒ合金、Ｓｉ−Ｔｉ合金、Ｓｉ−Ｎｉ合金、Ｓｉ−Ｗ合金、Ｓｉ−Ｃｒ合金などが挙げられる。また、負極活物質層１４ｂの材料としては、グラファイトも適用可能である。負極活物質粒子は、その表面が金属等で被覆されていてもよい。被覆方法としては、無電解めっき法、電解めっき法、化学還元法、蒸着法、スパッタリング法、化学気相成長法などが挙げられる。
【００３４】
負極バインダーとしては、公知の様々なバインダーにおいて非水電解質の溶媒に溶解しないものであれば制限なく用いることができるが、優れた機械的強度と弾性を有するバインダーを好ましく用いることができる。負極バインダーが優れた機械的強度と弾性を有することで、リチウムの吸蔵、放出時における負極活物質粒子の体積変化によって負極バインダーが破損することを回避でき、負極活物質粒子の体積変化に追随した負極活物質層１４ｂの変形が可能となる。これにより、非水電解質二次電池１の優れた充放電サイクル特性を得ることができる。高い機械的強度を有するバインダーとしては、例えばポリイミド樹脂を挙げることができる。
【００３５】
負極電極板１４の長手方向長さ、短手方向長さ、および厚さは、それぞれ例えば約７５０ｍｍ、約４４．５ｍｍ、約７５μｍである。負極芯体１４ａおよび負極活物質層１４ｂの厚さは、それぞれ例えば約１０μｍ〜約２０μｍ、約３０μｍである。
【００３６】
セパレータ１６は、例えばポリエチレン微多孔膜である。セパレータ１６の厚さは、例えば約２０μｍである。
【００３７】
電池外装体２の内部に含浸される非水電解質の溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネートなどの環状カーボネートや、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネートなどの鎖状カーボネート、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、γ−ブチロラクトンなどのエステル類、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、１，２−ジオキサン、２−メチルテトラヒドロフランなどのエーテル類、アセトニトリル等のニトリル類、ジメチルホルムアミド等のアミド類などを、単独でまたは複数組み合わせて使用することができる。
【００３８】
非水電解質の溶質としては、例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）（Ｃ４Ｆ９ＳＯ２）、ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３、ＬｉＣ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）３、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＣｌＯ４、Ｌｉ２Ｂ１０Ｃｌ１０、Ｌｉ２Ｂ１２Ｃｌ１２など、およびそれらの混合物を用いることができる。特に、ＬｉＸＦｙ（式中、ＸはＰ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂ、Ｂｉ、Ａｌ、Ｇａ、またはＩｎであり、ＸがＰ、ＡｓまたはＳｂのときｙは６であり、ＸがＢ、Ｂｉ、Ａｌ、Ｇａ、またはＩｎのときｙは４である）で表されるものや、リチウムペルフルオロアルキルスルホン酸イミドＬｉＮ（ＣｍＦ２ｍ＋１ＳＯ２）（ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２）（式中、ｍ及びｎはそれぞれ独立して１〜４の整数である）、リチウムペルフルオロアルキルスルホン酸メチドＬｉＣ（ＣｐＦ２ｐ＋１ＳＯ２）（ＣｑＦ２ｑ＋１ＳＯ２）（ＣｒＦ２ｒ＋１ＳＯ２）（式中、ｐ、ｑ及びｒはそれぞれ独立して１〜４の整数である）などの溶質が好ましく用いられる。これらの中でも、ＬｉＰＦ６が特に好ましく用いられる。
【００３９】
さらに非水電解質としては、ポリエチレンオキシド、ポリアクリロニトリルなどのポリマー電解質に電解液を含浸したゲル状ポリマー電解質や、ＬｉＩ、Ｌｉ３Ｎなどの無機固体電解質を用いることができる。
【００４０】
非水電解質二次電池１は、例えば次のようにして作製される。まず、正極活物質粒子、正極バインダー、および正極導電剤が所定の質量比で溶媒に投入、混練されて正極活物質スラリーが調製される。この正極活物質スラリーが正極芯体１２ａの両面に塗布された後、乾燥されて、正極芯体１２ａの両面に正極活物質層１２ｂが形成される。その後、得られた正極芯体１２ａと正極活物質層１２ｂの積層体が圧縮ローラで圧縮されて正極電極板１２が作製される。
【００４１】
また、負極活物質粒子および負極バインダーが溶媒に分散され、さらに必要に応じて増粘剤が添加されて負極活物質スラリーが調製される。この負極活物質スラリーが負極芯体１４ａの両面に塗布された後、乾燥されて、負極芯体１４ａの両面に負極活物質層１４ｂが形成される。その後、得られた負極芯体１４ａと負極活物質層１４ｂの積層体が圧縮ローラで圧縮されて負極電極板１４が作製される。
【００４２】
正極電極板１２には、正極集電タブ３の端部の近傍がスポット溶接（図示せず）により接続される。また、負極電極板１４には、負極集電タブ４の端部の近傍がスポット溶接（図示せず）により接続される。そして、正極電極板１２と負極電極板１４とが、セパレータ１６を挟んで互いに絶縁した状態で重ね合わせられ、正極電極板１２、負極電極板１４、およびセパレータ１６の積層体が形成される。このとき、正極集電タブ３および負極集電タブ４は、電極板の短手方向において同じ側に突出し、電極板の長手方向において互いに反対側に配置される（図３（Ａ）および図３（Ｂ）参照）。また、積層体の一方の主表面にセパレータ１６が積層される。
【００４３】
この積層体が所定の折り曲げ位置で折り曲げられて渦巻き状に巻回される。積層体は、例えば正極集電タブ３が積層体の巻き終わり側に位置し、負極集電タブ４が積層体の巻き始め側に位置するようにして巻回される。積層体が渦巻状に巻回された後、巻回された状態が維持されるように積層体の最外周部が絶縁テープ（図示せず）によって止められる。このようにして、渦巻状に巻回された扁平状の電気二重層１０が作製される。
【００４４】
その後、巻回された電気二重層１０と非水電解質が電池外装体２へ挿入され、負極集電タブ４が蓋部２ａに接続され、正極集電タブ３が接続電極７を介して正極外部端子６に接続されて、非水電解質二次電池１が作製される。
【００４５】
続いて、正極集電タブ３および負極集電タブ４の構造について詳細に説明する。図３（Ａ）は、展開された状態の正極電極板の平面模式図である。図３（Ｂ）は、展開された状態の負極電極板の平面模式図である。図４は、各電極板における集電タブの接続領域同士が重なる方向から見たときの正極集電タブと負極集電タブの位置関係を説明するための模式図である。
【００４６】
なお、図３（Ａ）、図３（Ｂ）および図４は模式図であり、電極板および集電タブの縮尺は実際のものと必ずしも一致していない。図３（Ａ）に示された正極電極板１２と図３（Ｂ）に示された負極電極板１４の上下左右方向は、積層体となった状態でのそれぞれの上下左右方向と一致している。すなわち、正極電極板１２および負極電極板１４は、それぞれの上下左右方向が各図に示された状態のままで重ね合わされて互いに対向する。図４では、正極集電タブ３および負極集電タブ４を覆う積層体を透視した状態を示している。
【００４７】
正極集電タブ３と負極集電タブ４とは、電極板の長手方向（図３（Ａ）および図３（Ｂ）の矢印Ｘ２方向）にずれて配置される。また、正極集電タブ３は、正極電極板１２および負極電極板１４が巻回された際に、渦巻きの外側に配置されるように設けられている。負極集電タブ４は、正極電極板１２および負極電極板１４が巻回された際に、渦巻きの中心側に配置されるように設けられている。なお、正極集電タブ３および負極集電タブ４は、正極集電タブ３が渦巻きの中心側に配置され、負極集電タブ４が渦巻きの外側に配置されるように設けられてもよい。さらに、正極集電タブ３および負極集電タブ４は、ともに渦巻きの中心側または外側に配置されるように設けられてもよい。
【００４８】
正極集電タブ３は、第１平行部３ａ１および第２平行部３ａ２と、連結部３ｂとを有する。第１平行部３ａ１および第２平行部３ａ２は、正極電極板１２の短手方向（図３（Ａ）の矢印Ｘ２に垂直な方向）に略平行に延びるとともに互いに正極電極板１２の長手方向にずれている。連結部３ｂは、隣り合う第１平行部３ａ１の端部と第２平行部３ａ２の端部とを接続するとともに負極集電タブ４と重なって後述する交差部を形成する。正極集電タブ３は、第２平行部３ａ２が正極電極板１２の芯体露出領域１２ａ１に接続されている。
【００４９】
負極集電タブ４も同様に、第１平行部４ａ１および第２平行部と、連結部４ｂとを有する。第１平行部４ａ１および第２平行部４ａ２は、負極電極板１４の短手方向に略平行に延びるとともに互いに負極電極板１４の長手方向にずれている。連結部４ｂは、隣り合う第１平行部４ａ１の端部と第２平行部４ａ２の端部とを接続するとともに正極集電タブ３と重なって後述する交差部を形成する。負極集電タブ４は、第２平行部４ａ２が負極電極板１４の芯体露出領域１４ａ１に接続されている。
【００５０】
なお、正極集電タブ３は、第２平行部３ａ２において芯体露出領域１２ａ１に電気的に接続されていればよく、第１平行部３ａ１および連結部３ｂにおいては芯体露出領域１２ａ１に電気的に接続されていなくてもよい。また、負極集電タブ４についても同様に、第２平行部４ａ２において芯体露出領域１４ａ１に電気的に接続されていればよく、第１平行部４ａ１および連結部４ｂにおいては芯体露出領域１４ａ１に電気的に接続されていなくてもよい。
【００５１】
本実施形態では、正極集電タブ３および負極集電タブ４は、電極板の短手方向に延在する対称線に対して互いに線対称となるように、正極電極板１２および負極電極板１４に接続されている。なお、正極集電タブ３および負極集電タブ４は、積層体が巻回された状態で電極板の短手方向に対して互いに線対称となっていればよく（図４参照）、その限りにおいて正極電極板１２および負極電極板１４が展開された状態での正極集電タブ３および負極集電タブ４の位置関係は限定されない。
【００５２】
正極集電タブ３は、アルミニウム板あるいはアルミニウム箔などの扁平材料が打ち抜かれて形成される。また、負極集電タブ４は、ニッケル板あるいはニッケル箔などの扁平材料が打ち抜かれて形成される。扁平材料の打ち抜き加工によって正極集電タブ３および負極集電タブ４を形成することで、正極集電タブ３および負極集電タブ４を簡単に製作することができる。なお、正極集電タブ３および負極集電タブ４は、扁平材料の切削によって形成されてもよい。
【００５３】
正極電極板１２では、正極集電タブ３が電流の流れの終点となる。したがって、電流は、正極電極板１２の芯体露出領域１２ａ１とは反対側の端部から芯体露出領域１２ａ１に向けて流れる。そして、正極集電タブ３に到達した電流は、第２平行部３ａ２、連結部３ｂ、第１平行部３ａ１の順に通過して第１平行部３ａ１から接続電極７（図１参照）に流れる。正極集電タブ３は、第２平行部３ａ２が正極電極板１２に接続されているため、正極電極板１２を流れる電流の大部分が第２平行部３ａ２から正極集電タブ３内に進入する。
【００５４】
負極電極板１４では、負極集電タブ４が電流の流れの始点となる。したがって、電流は、第１平行部４ａ１、連結部４ｂ、第２平行部４ａ２の順に通過して第２平行部４ａ２から負極電極板１４に流れる。そして、負極電極板１４に到達した電流は、芯体露出領域１４ａ１から負極電極板１４の芯体露出領域１４ａ１とは反対側の端部に向けて流れる。負極集電タブ４は、第２平行部４ａ２が負極電極板１４に接続されているため、負極集電タブ４を流れる電流の大部分が第２平行部４ａ２から負極電極板１４内に進入する。
【００５５】
図４に示すように、積層体が巻回された状態において、正極集電タブ３および負極集電タブ４は、各電極板における集電タブの接続領域同士が重なる方向から見て、隙間が形成されるように離間しかつ隣接して延在する。この状態で、正極集電タブ３の第１平行部３ａ１と負極集電タブ４の第１平行部４ａ１とが隙間Ｐｃ１を挟んで互いに平行に延在して、第１集電タブ対Ｐａ１（第１集電部材対）を形成している。また、正極集電タブ３の第２平行部３ａ２と負極集電タブ４の第２平行部４ａ２とが隙間Ｐｃ２を挟んで互いに平行に延在して、第２集電タブ対Ｐａ２（第２集電部材対）を形成している。
【００５６】
正極集電タブ３の連結部３ｂと負極集電タブ４の連結部４ｂとは、互いに交わって交差部Ｐｂを形成している。第１集電タブ対Ｐａ１と第２集電タブ対Ｐａ２とは、交差部Ｐｂを挟んで隣り合っている。交差部Ｐｂは、各電極板における集電タブの接続領域同士が重なる方向から見て、正極電極板１２および負極電極板１４と重なる位置に設けられている。これにより、交差部Ｐｂが両電極板の延在領域から外れる位置に設けられた場合に起こり得る、交差部Ｐｂでの電極間のショートを防ぐことができる。なお、交差部Ｐｂは、正極電極板１２または負極電極板１４と重なる位置に設けられていればよい。
【００５７】
正極集電タブ３および負極集電タブ４が上述のように配置されることで、各集電タブ対における、隙間Ｐｃ１，Ｐｃ２に対して同じ側に延在する集電タブにおいて、電流の流れる方向が互いに逆方向となる。すなわち、第１集電タブ対Ｐａ１および第２集電タブ対Ｐａ２において、それぞれの隙間Ｐｃ１，Ｐｃ２に対して同じ側にある第１平行部４ａ１および第２平行部３ａ２での電流の流れる方向が互いに逆方向となっている。同様に、隙間Ｐｃ１，Ｐｃ２に対して同じ側にある第１平行部３ａ１および第２平行部４ａ２での電流の流れる方向が互いに逆方向となっている。
【００５８】
言い換えれば、各集電タブ対における、集電タブの延在方向と交わる方向で同じ側に延在する集電タブにおいて、電流の流れる方向が互いに逆方向となる。すなわち、集電タブの延在方向（すなわち電極板の短手方向）と交わる方向（すなわち電極板の長手方向）で同じ側に延在する第１集電タブ対Ｐａ１の第１平行部４ａ１と第２集電タブ対Ｐａ２の第２平行部３ａ２において、電流の流れる方向が互いに逆方向となっている。同様に、当該方向で同じ側に延在する第１集電タブ対Ｐａ１の第１平行部３ａ１と第２集電タブ対Ｐａ２の第２平行部４ａ２において、電流の流れる方向が互いに逆方向となっている。
【００５９】
非水電解質二次電池１の正極外部端子６を上に向けた姿勢で、第１集電タブ対Ｐａ１では、正極集電タブ３の第１平行部３ａ１内を電流が上方向に流れる。そのため、第１平行部３ａ１の周りに発生する磁界は、第１平行部３ａ１と第１平行部４ａ１に挟まれた領域では紙面奥側から手前側を向く。また、負極集電タブ４の第１平行部４ａ１内を電流が下方向に流れる。そのため、第１平行部４ａ１の周りに発生する磁界は、第１平行部３ａ１と第１平行部４ａ１に挟まれた領域では紙面奥側から手前側を向く。したがって、この領域において、第１平行部３ａ１の周りに発生する磁界と第１平行部４ａ１の周りに発生する磁界とは互いに強め合う。その結果、第１平行部３ａ１と第１平行部４ａ１に挟まれた領域には、紙面奥側から手前側を向く磁界Ｍ１が発生する。
【００６０】
一方、第２集電タブ対Ｐａ２では、正極集電タブ３の第２平行部３ａ２内を電流が上方向に流れる。そのため、第２平行部３ａ２の周りに発生する磁界は、第２平行部３ａ２と第２平行部４ａ２に挟まれた領域では紙面手前側から奥側を向く。また、負極集電タブ４の第２平行部４ａ２内を電流が下方向に流れる。そのため、第２平行部４ａ２の周りに発生する磁界は、第２平行部３ａ２と第２平行部４ａ２に挟まれた領域では紙面手前側から奥側を向く。したがって、この領域において、第２平行部３ａ２の周りに発生する磁界と第２平行部４ａ２の周りに発生する磁界とは互いに強め合う。その結果、第２平行部３ａ２と第２平行部４ａ２に挟まれた領域には、紙面手前側から奥側を向く磁界Ｍ２が発生する。
【００６１】
このように、連結部３ｂを挟んで隣り合う第１集電タブ対Ｐａ１および第２集電タブ対Ｐａ２において、第１集電タブ対Ｐａ１では紙面奥側から手前側を向く磁界Ｍ１が発生し、第２集電タブ対Ｐａ２では磁界Ｍ１と逆方向を向く磁界Ｍ２が発生する。そのため、第１集電タブ対Ｐａ１に発生する磁界Ｍ１と第２集電タブ対Ｐａ２に発生する磁界Ｍ２とが互いに打ち消し合う。その結果、巻回された状態の電気二重層１０において発生する磁界の強さが低減される。
【００６２】
なお、本実施形態では、各集電タブが２つの平行部と１つの連結部とを有するが、各集電タブが有する平行部および連結部の数は限定されない。すなわち、正極集電タブ３および負極集電タブ４は、２以上の交差部Ｐｂを有していてもよい。
【００６３】
図５（Ａ）は、従来の電気二重層において発生する磁界の分布をシミュレーションにより算出した結果を示す模式図である。図５（Ｂ）は、実施形態１に係る電気二重層において発生する磁界の分布をシミュレーションにより算出した結果を示す模式図である。図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、電池上方１０ｍｍの位置における磁界の分布を示している。
【００６４】
図５（Ａ）と図５（Ｂ）との比較から分かるように、本実施形態に係る電気二重層１０では、従来の電気二重層に比べて発生する磁界を弱めることができる。従来の電気二重層は、図５（Ａ）に示すように、各集電タブがそれぞれ短冊形状の金属箔からなり、互いに平行に配列されている。正極集電タブ３および負極集電タブ４には互いに逆方向に電流が流れるため、正極集電タブ３の周りに発生した磁界と負極集電タブ４の周りに発生した磁界とは、正極集電タブ３と負極集電タブ４に挟まれた領域において互いに強め合う。そのため、従来の電気二重層では、本実施形態に係る電気二重層１０に比べて強い磁界が発生する。
【００６５】
一方、本実施形態に係る電気二重層１０では、上述のように第１集電タブ対Ｐａ１に発生する磁界Ｍ１と第２集電タブ対Ｐａ２に発生する磁界Ｍ２とが互いに打ち消し合うため、発生する磁界の強さを従来の電気二重層に比べて小さくすることができる。
【００６６】
以上説明したように、本実施形態に係る電気二重層１０では、正極集電タブ３および負極集電タブ４は、各電極板における集電タブの接続領域同士が重なる方向から見て、隣接して延在するとともに互いに交わる交差部Ｐｂを有する。そのため、交差部Ｐｂを挟んで隣り合う第１集電タブ対Ｐａ１と第２集電タブ対Ｐａ２では、各集電タブ対における集電タブの延在方向と交わる方向で同じ側に延在する集電タブにおいて、電流の流れる方向が互いに逆方向となる。これにより、第１集電タブ対Ｐａ１と第２集電タブ対Ｐａ２とで逆方向の磁界を発生させて、これらの磁界を互いに打ち消し合わせることができる。その結果、周期的な負荷変動があった場合でも、低周波の磁界に起因したノイズの発生を抑えることができる。
【００６７】
また、このように磁界の強さが低減され、それによりノイズの発生が抑えられた電気二重層１０が非水電解質二次電池１に用いられることで、非水電解質二次電池１が搭載される携帯機器の動作信頼性を向上させることができる。
【００６８】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうるものである。
【００６９】
（変形例１）
上述した実施形態１に係る電気二重層１０では、扁平材料の打ち抜きによって集電タブが形成されているが、集電タブは次のように形成されてもよい。図６は、変形例１に係る電気二重層における集電タブの概略構造を示す平面図である。なお、図６では、集電タブの例として正極集電タブ３を示している。負極集電タブ４は、正極集電タブ３と同様の構造を有する。
【００７０】
図６に示すように、本変形例に係る電気二重層１０では、正極集電タブ３は、第１平行部３ａ１と連結部３ｂの一端とが第１折り曲げ部３ｃ１で接続され、第２平行部３ａ２と連結部３ｂの他端とが第２折り曲げ部３ｃ２で接続された形状を有する。また、正極集電タブ３は、展開されたときに短冊形状である。すなわち、正極集電タブ３は、短冊形状の集電タブ材が２箇所で折り曲げられて形成される。
【００７１】
このように、短冊形状の集電タブ材を折り曲げて集電タブを形成する場合には、扁平材料を打ち抜き加工する場合に比べて材料の無駄を減らすことができる。
【００７２】
（変形例２）
上述した実施形態１では、正極集電タブ３および負極集電タブ４がそれぞれ連結部３ｂ，４ｂを有しているが、正極電極板１２および負極電極板１４の少なくとも一方が平行部および連結部を有し、他方が直線状（短冊形状）であってもよい。
【００７３】
（変形例３）
上述した実施形態１において、電気二重層１０は非水電解質二次電池１に用いられているが、特にこれに限定されず、電気二重層１０はコンデンサに用いられてもよい。コンデンサは従来公知の一般的な構造を有する。また、電気二重層１０は、正極集電タブ３が接続された正極電極板１２と負極集電タブ４が接続された負極電極板１４とが誘電体層（中間部材）を挟んで対向する構造を有する。
【００７４】
実施形態１に係る電気二重層１０をコンデンサに用いた場合には、電気二重層１０に発生する磁界の強さを低減させることができるため、コンデンサ内部のインダクタ成分を低減することができる。
【００７５】
なお、上述の実施形態１および変形例１〜３は、相互に組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００７６】
１  非水電解質二次電池、  ３  正極集電タブ、  ３ａ１  第１平行部、  ３ａ２  第２平行部、  ３ｂ  連結部、  ４  負極集電タブ、  ４ａ１  第１平行部、  ４ａ２  第２平行部、  ４ｂ  連結部、  １０  電気二重層、  １２  正極電極板、  １４  負極電極板、  Ｐａ１  第１集電タブ対、  Ｐａ２  第２集電タブ対、  Ｐｂ  交差部。
【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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