(57)【要約】【課題】構成の簡素化や製造工数の削減、低コスト化を図った上で、電気的信頼性を確保できることができる電気化学セル及び電気化学セルの製造方法を提供する。【解決手段】正極２１及び負極２２がセパレータ２３を介して重ね合わされた電極群３と、正極２１のうち、負極２２との重合部分に対してはみ出す正極突出部２７が電気的に接続される正極側容器１１と、負極２２のうち、重合部分に対してはみ出す負極突出部３４が電気的に接続されるとともに、正極側容器１１とともに電極群３を収納する収納空間Ｓを画成する負極側容器１３と、を備え、正極突出部２７及び正極側容器１１の間には、炭素系材料を含む導電材３１が介在していることを特徴とする。【選択図】図１
2016100122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極及び負極がセパレータを介して重ね合わされた電極群と、
前記正極のうち、前記負極との重合部分に対してはみ出す正極突出部が電気的に接続される正極側容器と、
前記負極のうち、前記重合部分に対してはみ出す負極突出部が電気的に接続されるとともに、前記正極側容器とともに前記電極群を収納する収納空間を画成する負極側容器と、を備え、
前記正極突出部及び前記正極側容器の間には、炭素系材料を含む第１導電材が介在していることを特徴とする電気化学セル。
【請求項２】
前記第１導電材は、前記正極突出部における前記正極側容器との接触面に配設されていることを特徴とする請求項１記載の電気化学セル。
【請求項３】
前記第１導電材は、前記正極側容器のうち、前記電極群における前記正極突出部側を向く面との対向領域全域に亘って配設されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電気化学セル。
【請求項４】
前記負極突出部及び前記負極側容器の間には、炭素系材料を含む第２導電材が介在していることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の電気化学セル。
【請求項５】
前記セパレータは、
前記正極及び前記負極と重なり合うラップ部と、
前記負極のうち、前記正極突出部側に位置する端部を被覆する負極被覆部と、を有していることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の電気化学セル。
【請求項６】
前記セパレータは、前記正極のうち、前記負極突出部側の端部を被覆する正極被覆部を有していることを特徴とする請求項５記載の電気化学セル。
【請求項７】
前記負極は、
負極側集電シートと、
前記負極側集電シートの両面に塗布された一対の負極合剤層と、を備え、
前記負極のうち、前記負極側容器との接触面は、前記負極側集電シート及び前記負極合剤層とが面一に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の電気化学セル。
【請求項８】
請求項１から請求項７の何れか１項に記載の電気化学セルの製造方法であって、
前記正極側容器における前記正極突出部との接触面上に、ペースト状の前記第１導電材を塗布する塗布工程と、
前記正極突出部を前記第１導電材に接触させた状態で、前記正極側容器に前記電極群をセットするセット工程と、
前記第１導電材を硬化させる硬化工程と、を有していることを特徴とする電気化学セルの製造方法。
【請求項９】
請求項１から請求項７の何れか１項に記載の電気化学セルの製造方法であって、
前記負極側容器における前記負極突出部との接触面上に、ペースト状の第２導電材を塗布する塗布工程と、
前記負極突出部を前記第２導電材に接触させた状態で、前記負極側容器に前記電極群をセットするセット工程と、
前記第２導電材を硬化させる硬化工程と、を有していることを特徴とする電気化学セルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気化学セル及び電気化学セルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、非水電解質二次電池や、電気二重層キャパシタ等の電気化学セルとして、シート状の正極及び負極がセパレータを挟んで巻回されてなる電極群と、この電極群を収容する外装体と、を備えた構成が知られている。例えば下記特許文献１に示される電気化学セルでは、正極のうち、負極との重合部分に対して突出する正極突出部が外装体の正極側容器に接続され、負極のうち、正極との重合部分に対して突出する負極突出部が外装体の負極側容器に接続されている。
【０００３】
しかしながら、上述した特許文献１の構成にあっては、正極側容器及び負極側容器と、正極及び負極と、の電気的な接続が各突出部のみで行われているため、電気的信頼性が低いという課題がある。
【０００４】
そこで、例えば下記特許文献２では、正極及び負極に、正極及び負極から突出するタブを別体で設け、これらタブを正極側容器や負極側容器にそれぞれ溶接等により接続することで、電気的信頼性を向上させる構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３１２６６号公報
【特許文献２】特表２０１２−５１７６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献２の構成にあっては、正極及び負極に対して別体のタブをそれぞれ設ける必要があるため、構成の複雑化に繋がるという課題がある。
また、各容器とタブとの接続作業が必要になるので、製造工数の増加や、製造コストの増加に繋がるという課題もある。
【０００７】
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、構成の簡素化や製造工数の削減、低コスト化を図った上で、電気的信頼性を確保できることができる電気化学セル及び電気化学セルの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を提供する。
本発明に係る電気化学セルは、正極及び負極がセパレータを介して重ね合わされた電極群と、前記正極のうち、前記セパレータとの重合部分に対してはみ出す正極突出部が電気的に接続される正極側容器と、前記負極のうち、前記重合部分に対してはみ出す負極突出部が電気的に接続されるとともに、前記正極側容器とともに前記電極群を収納する収納空間を画成する負極側容器と、を備え、前記正極突出部及び前記正極側容器の間には、炭素系材料を含む第１導電材が介在していることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、正極突出部及び正極側容器の間に、炭素系材料を含む第１導電材が介在しているため、従来のように正極突出部及び正極側容器を直接接続する場合に比べて、電気的信頼性を確保することができ、ハイレートの充放電特性を向上させることができる。
また、正極突出部と正極側容器との間に第１導電材を介在させるだけの構成のため、例えば正極とは別体のタブを溶接等により正極側容器に接続する構成に比べて、構成の簡素化や、製造工数の削減、製造コストの削減を図った上で、電気的信頼性を確保できる。
【００１０】
また、前記第１導電材は、前記正極突出部における前記正極側容器との接触面に配設されていてもよい。
この構成によれば、例えば正極側容器における電極群との対向領域全域に導電材を形成する場合に比べて導電材料の形成面積を低減できるので、製造コストの更なる削減を図ることができる。
【００１１】
また、前記第１導電材は、前記正極側容器のうち、前記電極群における前記正極突出部側を向く面との対向領域全域に亘って配設されていてもよい。
この構成によれば、正極側容器における電極群との対向領域全域に導電材を形成することで、正極側容器に対する電極群の位置ずれを許容した上で、両者間の電気的信頼性を確保できる。
【００１２】
また、前記負極突出部及び前記負極側容器の間には、炭素系材料を含む第２導電材が介在していてもよい。
この構成によれば、負極突出部及び負極側容器間にも第２導電材を介在させることで、更なる電気的信頼性を確保できる。
【００１３】
また、前記セパレータは、前記正極及び前記負極と重なり合うラップ部と、前記負極のうち、前記正極突出部側に位置する端部を被覆する負極被覆部と、を有していてもよい。
この構成によれば、正極及び負極間の短絡を確実に抑制できる。特に、本発明の構成によれば、正極突出部と第１導電材との接続作業時等において、第１導電材を介して正極突出部及び負極間が短絡するのを抑制できる。
【００１４】
また、前記セパレータは、前記正極のうち、前記負極突出部側の端部を被覆する正極被覆部を有していてもよい。
この構成によれば、正極における負極突出部側に位置する端部を被覆する正極被覆部を有しているため、正極及び負極間の短絡を確実に抑制できる。
【００１５】
また、前記負極は、負極側集電シートと、前記負極側集電シートの両面に塗布された一対の負極合剤層と、を備え、前記負極のうち、前記負極側容器との接触面は、前記負極側集電シート及び前記負極合剤層とが面一に配置されていてもよい。
本発明の構成では、負極側集電シートにタブの接続スペースを設ける必要がないため、負極における負極側容器との接触面において、負極側集電シート及び負極合剤層を面一に配置することができる。そのため、外装体の容積を維持した上で、負極合剤層の面積を確保し、正極及び負極の重合部分の面積を確保できるので、体積効率の向上を図ることができる。また、負極合剤層中に含まれる導電助剤（例えば、グラファイト等）も導電材を介して負極側容器に接触することになるので、さらに良好な導電状態とすることができる。
【００１６】
本発明に係る電気化学セルの製造方法は、上記本発明の電気化学セルの製造方法であって、前記正極側容器における前記正極突出部との接触面上に、ペースト状の前記第１導電材を塗布する塗布工程と、前記正極突出部を前記第１導電材に接触させた状態で、前記正極側容器に前記電極群をセットするセット工程と、前記第１導電材を硬化させる硬化工程と、を有していることを特徴とする。
この構成によれば、正極側容器に対する電極群の位置決めと、正極突出部と第１導電材との接続の双方と、を一括して行うことができるので、製造工数の削減や製造コストの削減を図った上で、電気的信頼性を確保できる。
【００１７】
本発明に係る電気化学セルの製造方法は、上記本発明の電気化学セルの製造方法であって、前記負極側容器における前記負極突出部との接触面上に、ペースト状の第２導電材を塗布する塗布工程と、前記負極突出部を前記第２導電材に接触させた状態で、前記負極側容器に前記電極群をセットするセット工程と、前記第２導電材を硬化させる硬化工程と、を有していてもよい。
この構成によれば、負極側容器に対する電極群の位置決めと、負極突出部と第２導電材との接続の双方と、を一括して行うことができるので、製造工数の削減や製造コストの削減を図った上で、電気的信頼性を確保できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、構成の簡素化や製造工数の削減、低コスト化を図った上で、電気的信頼性を確保できることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態における二次電池の断面図である。
【図２】二次電池の製造方法において、電極群形成工程を説明するための工程図である。
【図３】二次電池の製造方法において、ガスケット配置工程を説明するための工程図である。
【図４】二次電池の製造方法において、塗布工程を説明するための工程図である。
【図５】二次電池の製造方法において、セット工程を説明するための工程図である。
【図６】第２実施形態における二次電池の断面図である。
【図７】電極群形成工程の説明図であって、負極及びセパレータの断面図である。
【図８】第３実施形態における二次電池の断面図である。
【図９】電極群形成工程の説明図であって、積層体（正極、負極及びセパレータ）の断面図である。
【図１０】実施形態の他の構成における二次電池の断面図である。
【図１１】実施形態の他の構成における二次電池の断面図である。
【図１２】実施形態の他の構成における二次電池の断面図である。
【図１３】実施形態の他の構成における二次電池の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、本発明の電気化学セルとして、非水電解質二次電池の一種であるリチウムイオン二次電池（以下、単に二次電池という）を例にして説明する。また、以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
（第１実施形態）
［二次電池］
図１は、第１実施形態における二次電池１の断面図である。
図１に示すように、本実施形態の二次電池１は、いわゆるボタン型の二次電池１であって、外装体２と、電解液とともに外装体２内に収納された電極群３と、を備えている。なお、電解液は、支持塩を非水溶媒に溶解させたものである。
【００２１】
外装体２は、平面視で円形状を呈している。具体的に、外装体２は、有底筒状の正極側容器１１と、ガスケット１２を介して正極側容器１１に組み付けられるとともに、正極側容器１１との間に収納空間Ｓを画成する有頂筒状の負極側容器１３と、を有している。図示の例において、正極側容器１１及び負極側容器１３は、それぞれの中心軸線が共通軸上に位置している。以下、この共通軸を軸線Ｏといい、軸線Ｏ方向に沿う負極側容器１３側を上側といい、正極側容器１１側を下側といい、軸線Ｏ方向から見た平面視で軸線Ｏに直交する方向を径方向といい、軸線Ｏ回りに周回する方向を周方向という。
【００２２】
正極側容器１１及び負極側容器１３は、例えばステンレス等の板材を絞り加工等して形成されている。図示の例において、正極側容器１１の内径は、負極側容器１３の外径よりも大きくなっている。
ガスケット１２は、軸線Ｏと同軸状に配置された環状とされ、正極側容器１１の周壁部１１ａ内に嵌合されている。ガスケット１２には、負極側容器１３の周壁部１３ａを保持する溝部１４が全周に亘って形成されている。そして、負極側容器１３は、周壁部１３ａがガスケット１２の溝部１４内に保持された状態で、正極側容器１１の周壁部１１ａを径方向の内側にカシメることで正極側容器１１に固定されている。なお、ガスケット１２は、樹脂材料（例えば、ポリプロピレン（ＰＰ））等の絶縁性を有する材料により構成されている。
【００２３】
電極群３は、外装体２の内形に合わせた円柱状を呈している。電極群３は、シート状の正極２１、負極２２、及び負極２２の両側に配設された一対のセパレータ２３の積層体が巻回されてなり、その巻回軸が軸線Ｏと同軸状に配置された状態で、上述した収納空間Ｓに収納されている。具体的に、電極群３は、正極２１及び負極２２が軸線Ｏ方向に沿って互いにずらされるとともに、それらの重合部分にセパレータ２３を介在させた状態で巻回されて構成されている。したがって、電極群３は、軸線Ｏ方向に沿う縦断面視において、負極２２、セパレータ２３、及び正極２１が径方向に交互に配列されて構成されている。なお、電極群３の外周側には、電極群３を径方向の外側から囲繞する図示しない絶縁テープが設けられている。
【００２４】
電極群３の正極２１は、正極側集電シート２５と、正極側集電シート２５の両面に塗布された一対の正極合剤層２６と、を有している。正極側集電シート２５は、正極合剤層２６に比べて軸線Ｏ方向に沿う幅が大きくなっており、重合部分に対して下方に向けてはみ出す正極突出部２７を構成している。そして、正極突出部２７の下端面（接触面）は、後述する導電材３１を介して正極側容器１１の底壁部１１ｂに当接している。
なお、正極側集電シート２５としては、例えばアルミニウム合金、若しくは純アルミからなる金属箔が好適に用いられる。また、正極合剤層２６は、例えば正極活物質や、導電助剤（例えば、グラファイト等）、バインダ（例えば、ポリフッ化ビニリデン等）、溶剤（例えば、Ｎ−メチルピロリドン等の任意の溶媒）を混合し、正極側集電シート２５に塗布・乾燥させることで形成される。
【００２５】
電極群３の負極２２は、負極側集電シート３２と、負極側集電シート３２の両面に塗布された一対の負極合剤層３３と、を有している。これら負極側集電シート３２及び負極合剤層３３は、軸線Ｏ方向に沿う幅が互いに同等になっており、軸線Ｏ方向における両端面が面一に配置されている。また、負極２２は、セパレータ２３に比べて軸線Ｏ方向に沿う幅が大きくなっており、重合部分に対して上方に向けてはみ出している（図中の負極突出部３４参照）。そして、負極突出部３４の上端面は、後述する導電材３６を介して負極側容器１３の天壁部１３ｂに当接している。
なお、負極側集電シート３２としては、例えば銅合金や、純銅、ニッケル等の金属箔が好適に用いられる。また、負極合剤層３３としては、例えば負極活物質や、導電助剤（例えば、グラファイト等）、バインダ（例えば、ポリフッ化ビニリデン等）、溶剤（例えばＮ−メチルピロリドン等の任意の溶媒）を混合し、負極側集電シート３２に塗布・乾燥させることで形成される。
【００２６】
図示の例において、セパレータ２３は、その上端面が正極２１の上端面と同等、若しくは上方に位置し、下端面が負極２２の下端面と同等、若しくは下方位置し、正極２１及び負極２２間を隔離している。なお、電極群３のうち、正極２１、及び負極２２が重ね合わされた部分が上述した重合部分を構成している。
また、セパレータ２３としては、例えばアルカリガラス、ホウ珪酸ガラス、石英ガラス、鉛ガラス等のガラス、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリアミド、ポリイミド（ＰＩ）等の樹脂材料からなる不織布等を用いることができる。
【００２７】
ここで、正極側容器１１の底壁部１１ｂと、正極２１の正極突出部２７と、の間には、炭素系材料を含む導電材（第１導電材）３１が介在している。この導電材３１は、正極側容器１１の底壁部１１ｂ上面（接触面）のうち、軸線Ｏ方向で電極群３と対向する領域の全面（ガスケット１２の内側に位置する領域）に亘って形成された膜状とされている。そして、電極群３の正極２１は、導電材３１を介して正極側容器１１に電気的に接続されている。
【００２８】
一方、負極側容器１３の天壁部１３ｂと、負極２２の負極突出部３４と、の間には、上述した導電材３１と同様の材料からなる導電材（第２導電材）３６が配設されている。この導電材３６は、負極側容器１３の天壁部１３ｂ下面のうち、軸線Ｏ方向で電極群３と対向する領域の全面（天壁部１３ｂの全面）に亘って形成された膜状とされている。そして、電極群３の負極２２は、導電材３６を介して負極側容器１３に電気的に接続されている。
【００２９】
［二次電池の製造方法］
次に、上述した二次電池１の製造方法について説明する。なお、以下の説明では、導電材３１，３６を介して各突出部２７，３４を各容器１１，１３に各別に接続する方法について主に説明する。図２〜図５は、二次電池１の製造方法を説明するための工程図である。
まず、図２に示すように、予め電極群３を形成する（電極群形成工程）。具体的には、セパレータ２３、負極２２、セパレータ２３、及び正極２１が順に積層された積層体を形成する。このとき、積層体は、正極２１及び負極２２が軸線Ｏ方向にずらされるとともに、正極２１及び負極２２の重合部分にセパレータ２３が介在するように積層する。その後、積層体を巻芯５０に巻回することで、電極群３が完成する。
【００３０】
次に、図３に示すように、正極側容器１１の周壁部１１ａ内にガスケット１２をセットする（ガスケット配置工程）。
【００３１】
続いて、図４に示すように、正極側容器１１の底壁部１１ｂ上において、ガスケット１２の内側に位置する領域にペースト状からなる熱硬化性の導電材料５１を塗布する（塗布工程）。なお、塗布工程では、パッド印刷等を用いて底壁部１１ｂ上の所定領域に導電材料５１を塗布しても構わない。
【００３２】
そして、図５に示すように、電極群３を正極側容器１１内にセットする（セット工程）。具体的には、電極群３の正極突出部２７と正極側容器１１とを軸線Ｏ方向で対向させた状態で、電極群３と正極側容器１１とを軸線Ｏ方向に相対的に接近移動させ、正極突出部２７の下端面と、導電材料５１を接触させる。
その後、正極突出部２７の下端面を導電材料５１に接触させた状態で、導電材料５１を加熱して硬化させる（硬化工程）。これにより、正極突出部２７と正極側容器１１とが、導電材３１を介して接合される。なお、セット工程に先立ち、負極突出部３４の上端面（負極側容器１３の天壁部１３ｂとの接触面）上に導電材３６となる導電材料を予め塗布しておき、上述した硬化工程において導電材料５１とともに硬化させても構わない。
【００３３】
また、負極側容器１３の天壁部１３ｂ上に、上述した塗布工程と同様の方法により、導電材料を塗布し、その後導電材料を加熱して硬化させる。これにより、負極側容器１３の天壁部１３ｂ上に導電材３６が形成される。
【００３４】
続いて、正極側容器１１内に電解液を注液した後、負極側容器１３を正極側容器１１に固定する。具体的には、負極側容器１３の周壁部１３ａをガスケット１２の溝部１４内に挿入した後、正極側容器１１の周壁部１１ａを径方向の内側に向けてカシメる。
これにより、負極側容器１３が正極側容器１１に固定され、上述した二次電池１が完成する。
【００３５】
このように、本実施形態では、正極突出部２７及び正極側容器１１の間に、炭素系材料を含む導電材３１が介在しているため、従来のように正極突出部２７及び正極側容器１１を直接接続する場合に比べて、電気的信頼性を確保することができ、ハイレートの充放電特性を向上させることができる。
また、導電材３１と正極突出部２７とを接触させるだけの構成のため、例えば正極２１とは別体のタブを溶接等により正極側容器１１に接続する構成に比べて、構成の簡素化や、製造工数の削減、製造コストの削減を図った上で、電気的信頼性を確保できる。
【００３６】
また、本実施形態では、負極突出部３４及び負極側容器１３も導電材３６により接続されているため、更なる電気的信頼性を確保できる。
さらに、負極側集電シート３２にタブの接続スペースを設ける必要がないため、負極２２における負極側容器１３との接触面（負極２２の上端面）において、負極側集電シート３２及び負極合剤層３３を面一に配置することができる。そのため、外装体２の容積を維持した上で、負極合剤層３３の面積を確保し、正極２１及び負極２２の重合部分の面積を確保できるので、体積効率の向上を図ることができる。また、負極合剤層３３中に含まれる導電助剤も導電材３６を介して負極側容器１３の天壁部１３ｂ上に当接することになるので、さらに良好な導電状態とすることができる。
【００３７】
そして、本実施形態の二次電池１の製造方法では、正極側容器１１（底壁部１１ｂ）に塗布されたペースト状の導電材料５１に正極突出部２７を接触させた状態で、導電材料５１を硬化させる構成とした。この構成によれば、正極側容器１１に対する電極群３の位置決めと、正極突出部２７と導電材３１との接続の双方と、を一括して行うことができるので、製造工数の削減や製造コストの削減を図った上で、電気的信頼性を確保できる。
【００３８】
なお、上述した実施形態では、ガスケット１２がセットされた正極側容器１１に対して電極群３や負極側容器１３を組み付ける構成について説明したが、これに限られない。例えばガスケット１２がセットされた負極側容器１３に対して、上述した製造方法と同様の方法を用いて電極群３や正極側容器１１を組み付けても構わない。
具体的には、まずガスケット１２がセットされた負極側容器１３において、天壁部１３ｂ上に導電材料を塗布した後（塗布工程）、導電材料に負極突出部３４が接触するように、負極側容器１３内に電極群３をセットする（セット工程）。その後、負極突出部３４を導電材料に接触させた状態で、導電材料を硬化させ（硬化工程）、負極側容器１３内に電解液を注入する。そして、底壁部１１ｂ上に導電材３１が予め形成された正極側容器１１を、ガスケット１２に外挿した後、正極側容器１１の周壁部１１ａを径方向の内側に向けてカシメる。
【００３９】
この構成においても、ペースト状の導電材料に負極突出部３４を接触させた状態で、導電材料を硬化させるので、負極側容器１３に対する電極群３の位置決めと、負極突出部３４と導電材３６との接続の双方と、を一括して行うことができる。なお、セット工程に先立ち、正極突出部２７における正極側容器１１の底壁部１１ｂとの接触面上に導電材３１となる導電材料を予め塗布しておき、硬化工程において負極２２側の導電材料とともに硬化させても構わない。
【００４０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、セパレータ１００が負極２２における正極突出部２７側に位置する端面を被覆する負極被覆部１１２を有している点で、上述した第１実施形態と相違している。なお、以下の説明では、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４１】
図６は、第２実施形態における二次電池１０１の断面図である。
図６に示す二次電池１０１において、電極群１０３のセパレータ１００は、負極２２に対して径方向の両側に配設された第１ラップ部１１０及び第２ラップ部１１１と、これら各ラップ部１１０，１１１の下端部同士を接続するとともに、負極２２の下端面（正極突出部２７側に位置する端面）を下方から被覆する負極被覆部１１２と、を有している。各ラップ部１１０，１１１は、正極２１及び負極２２間のうち、重合部分に介在し、正極２１及び負極２２間を隔離している。
【００４２】
図７は、電極群形成工程の説明図であって、負極２２及びセパレータ１００の断面図である。
図７に示すように、本実施形態の電極群形成工程では、まずセパレータ１００を幅方向（軸線Ｏ方向）で半分に折り曲げ、その折り曲げ部分の内側に負極２２をセットする。この場合、セパレータ１００のうち、折り曲げ部分が負極被覆部１１２を構成し、折り曲げ部分に対して両側に位置する部分が第１ラップ部１１０及び第２ラップ部１１１を構成する。この状態で、セパレータ１００の第２ラップ部１１１上に、負極２２に対して軸線Ｏ方向にずらした状態で正極２１を積層し、これら負極２２、セパレータ１００、及び正極２１を巻回する。これにより、上述した電極群１０３が形成される。
【００４３】
このように、本実施形態によれば、負極２２における正極突出部２７側に位置する端面を被覆する負極被覆部１１２を有しているため、正極２１及び負極２２間の短絡を確実に抑制できる。特に、本実施形態では、正極突出部２７と導電材３１との接続作業時（上述したセット工程や硬化工程）等において、導電材料５１（導電材３１）を介して正極突出部２７及び負極２２間が短絡するのを抑制できる。なお、上述した実施形態では、一枚のセパレータ１００を折り曲げ、その折り曲げ部分が負極被覆部１１２を構成する場合について説明したが、これに限られない。例えば、二枚のセパレータにおける幅方向の一端部同士を溶着等により接続し、その接続部分を負極被覆部１１２として構成しても構わない。
【００４４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、セパレータ２００が正極２１における負極突出部３４側に位置する端面を被覆する正極被覆部２１２を有している点で、上述した実施形態と相違している。なお、以下の説明では、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４５】
図８は、第３実施形態における二次電池２０１の断面図である。
図８に示す二次電池２０１において、電極群２０３のセパレータ２００は、上述した第１ラップ部１１０、第２ラップ部１１１及び負極被覆部１１２と、電極群２０３のうち負極２２に対して外周に位置する正極２１の径方向の外側に配設された第３ラップ部２１０と、第２ラップ部１１１及び第３ラップ部２１０の上端部同士を接続する正極被覆部２１２と、を有している。
正極被覆部２１２は、正極２１の上端面（負極突出部３４側に位置する端面）を上方から被覆している。
【００４６】
図９は、電極群形成工程の説明図であって、積層体（正極２１、負極２２及びセパレータ２００）の断面図である。
図７に示すように、本実施形態の電極群形成工程では、まずセパレータ２００を幅方向で３等分に折り曲げ、その一方の折り曲げ部分の内側に負極２２をセットし、他方の折り曲げ部分の内側に負極２２に対して軸線Ｏ方向にずらした状態で正極２１をセットする。この場合、セパレータ２００のうち、一方の折り曲げ部分が負極被覆部１１２を構成し、他方の折り曲げ部分が正極被覆部２１２を構成する。また、各折り曲げ部分に連なる部分がそれぞれ第１ラップ部１１０、第２ラップ部１１１、及び第３ラップ部２１０を構成する。この状態で、負極２２、セパレータ２００、及び正極２１を巻回することで、上述した電極群２０３が形成される。この場合、セパレータ２００のうち、内周側に位置する第３ラップ部２１０と、外周側に位置する第１ラップ部１１０は、正極２１及び負極２２間で重なり合うことになる。
【００４７】
この構成によれば、上述した第２実施形態と同様の作用効果を奏することに加え、正極２１における負極突出部３４側に位置する端面を被覆する正極被覆部２１２を有しているため、正極２１及び負極２２間の短絡を確実に抑制できる。なお、上述した実施形態では、一枚のセパレータ２００を折り曲げ、その折り曲げ部分が負極被覆部１１２及び正極被覆部２１２をそれぞれ構成する場合について説明したが、これに限られない。例えば、複数枚のセパレータにおける幅方向の端部同士を溶着等により接続し、その接続部分を負極被覆部１１２及び正極被覆部２１２として構成しても構わない。
【００４８】
なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述した実施形態では、正極２１及び正極側容器１１間、並びに負極２２及び負極側容器１３間それぞれに導電材３１，３６を介在させる構成について説明したが、これに限らず、少なくとも正極２１及び正極側容器１１間に導電材３１を介在させる構成であれば構わない。
【００４９】
また、上述した実施形態では、正極側容器１１に塗布されたペースト状の導電材料５１に正極突出部２７を接触させた状態で、導電材料５１を硬化させる構成について説明したが、これに限られない。例えば、正極側容器１１及び正極突出部２７それぞれに導電材を塗布等により形成し、その後正極側容器１１と正極突出部２７とを両導電材を介して接触させても構わない。また、正極側容器１１及び正極突出部２７の何れか一方に導電材を形成し、その後正極側容器１１と正極突出部２７とを導電材を介して接触させても構わない。
例えば正極突出部２７のみに導電材を形成した場合には、正極側容器１１（底壁部１１ｂ）における電極群３との対向領域全域に導電材を形成する場合に比べて導電材料の塗布面積を低減できるので、製造コストの更なる削減を図ることができる。
一方、正極側容器１１（底壁部１１ｂ）における電極群３との対向領域全域に導電材を形成した場合には、正極側容器１１に対する電極群３の径方向の位置ずれを許容した上で、両者間の電気的信頼性を確保できる。なお、上述した正極２１側と同様に、負極側容器１３及び負極突出部３４の何れか一方に導電材を形成し、その後負極側容器１３と負極突出部３４とを導電材を介して接触させても構わない。
【００５０】
さらに、上述した実施形態では、導電材として、ペースト状の導電材料を用いる構成について説明したが、これに限られない。例えば、固体状の導電材を少なくとも正極側容器１１及び正極突出部２７間に配設しても構わない。
また、上述した実施形態では、負極２２において、負極側集電シート３２及び負極合剤層３３の上端面を面一に配置する構成について説明したが、これに限られない。すなわち、負極合剤層３３に対して負極側集電シート３２を突出させ、この突出部分を負極突出部３４としても構わない。
さらに、正極突出部２７の下端面（正極側容器１１の底壁部１１ｂとの接触面）において、正極側集電シート２５及び正極合剤層２６を面一に配置しても構わない。この場合には、正極合剤層２６中に含まれる導電助剤も導電材３１を介して正極側容器１１の底壁部１１ｂ上に当接することになるので、さらに良好な導電状態とすることができる。
【００５１】
さらに、上述した実施形態では、正極２１、負極２２及びセパレータ２３が積層された状態で巻回されることで、電極群を構成した場合について説明したが、これに限られない。すなわち、正極２１、負極２２及びセパレータ２３が積層され、正極２１及び負極２２のうち、重合部分に対してはみ出した突出部を介して正極側容器及び負極側容器に各別に接続された構成であれば構わない。
【００５２】
また、外装体２の構成は、正極側容器１１及び負極側容器１３で協働して電極群３を収納する構成であれば、適宜設計変更が可能である。例えば、図１０に示すように、正極側容器１１の周壁部１１ａにより負極側容器１３の周壁部１３ａ全体を取り囲む構成としても構わない。
また、図１１に示すように、正極側容器３１１及び負極側容器３１３の双方を平板状とし、その外周部分同士をガスケット３１２により接合する構成としても構わない。
さらに、図１２に示すように、正極側容器３１１を平板状とするとともに、負極側容器３１３を有頂筒状とし、負極側容器３１３の周壁部３１３ａから張り出すフランジ部３１４と、正極側容器３１１の外周部分とをガスケット３１２により接合する構成としても構わない。また、図１３に示すように、負極側容器３１３の周壁部３１３ａを下方に位置するものほど内径が拡大する多段筒状に形成しても構わない。
【００５３】
また、上述した実施形態では、電気化学セルの一例として、非水電解質二次電池を例に挙げて説明したが、電気二重層キャパシタや一次電池であってもよい。また、各電極や電解液に用いる材料についても、適宜変更が可能である。
【００５４】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した各変形例を適宜組み合わせても構わない。
【符号の説明】
【００５５】
１，１０１，２０１…二次電池
２…外装体
３，１０３，２０３…電極群
１１，３１１…正極側容器
１３，３１３…負極側容器
２１…正極
２２…負極
２３，１００，２００…セパレータ
２７…正極突出部
３１…導電材（第１導電材）
３２…負極側集電シート
３３…負極合剤層
３４…負極突出部
３６…導電材（第２導電材）
１１０…第１ラップ部
１１１…第２ラップ部
１１２…負極被覆部
２１２…正極被覆部
【図１】
2016100122.tif 000003
【図２】
2016100122.tif 000004
【図３】
2016100122.tif 000005
【図４】
2016100122.tif 000006
【図５】
2016100122.tif 000007
【図６】
2016100122.tif 000008
【図７】
2016100122.tif 000009
【図８】
2016100122.tif 000010
【図９】
2016100122.tif 000011
【図１０】
2016100122.tif 000012
【図１１】
2016100122.tif 000013
【図１２】
2016100122.tif 000014
【図１３】
2016100122.tif 000015