(57)【要約】【課題】電極の積層枚数を増加させて確実に出力を向上できる電池セル及びその製造方法を提供する。【解決手段】電池セル１は、金属箔の両面に活物質が塗工された活物質層と、活物質が塗工されていない正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃとを有する複数の正極２１及び負極２２を積層してなる電極積層体２と、正極未塗工部２１ｂ，２１ｃに接合される正極タブ端子３と、負極未塗工部２２ｂ，２２ｃに接合される負極タブ端子４とを備えている。そして、正極２１及び負極２２は、正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃが端部において積層方向で相互に重ならないように形成された複数種類からなり、同一種類ごとに正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃが相互に重なるように積層され且つ正極タブ端子３及び負極タブ端子４に接合されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された電力を充電するとともに蓄電した電力を放電する電池セル（１）であって、
金属箔の少なくとも一方の面に活物質が塗工された活物質層（２１ａ，２２ａ）と、活物質が塗工されていない未塗工部（２１ｂ，２１ｃ，２２ｂ，２２ｃ）とを有する複数の電極（２１，２２）を積層してなる電極積層体（２）と、
前記電極積層体における前記各電極の前記未塗工部に接合されるタブ端子（３，４）と、
を備え、
前記電極積層体を構成する複数の前記電極は、前記未塗工部が端部において積層方向で相互に重ならないように形成された複数種類からなり、同一種類ごとに前記未塗工部が相互に重なるように積層され且つ前記タブ端子に接合されている電池セル。
【請求項２】
前記複数種類の前記電極は、異なる種類同士の前記電極の各未塗工部が幅方向に所定の隙間（Ｓ）をあけて配置される請求項１に記載の電池セル。
【請求項３】
前記タブ端子は、前記隙間に対応してスリット（３１，４１）が形成されている請求項２に記載の電池セル。
【請求項４】
前記隙間は、幅方向に０．８ｍｍ以上の長さである請求項２または３に記載の電池セル。
【請求項５】
前記電極積層体は、幅方向の長さ（Ｗ）に対して長手方向の長さ（Ｌ）が４倍以上である請求項１から４のいずれか一項に記載の電池セル。
【請求項６】
供給された電力を充電するとともに蓄電した電力を放電する電池セル（１）の製造方法であって、
金属箔の少なくとも一方の面に活物質が塗工された活物質層（２１ａ，２２ａ）と、活物質が塗工されていない未塗工部（２１ｂ，２１ｃ，２２ｂ，２２ｃ）とを有する電極（２１，２２）を複数形成し、
複数の前記電極の前記未塗工部を切断することで、前記未塗工部が端部において積層方向で相互に重ならない複数種類の電極を形成し、
前記複数種類の電極の各未塗工部を、同一種類ごとに前記未塗工部が相互に重なるように積層配置して電極積層体（２）を構成し、
前記積層配置された前記各未塗工部にタブ端子（３，４）を超音波接合により接合する電池セルの製造方法。
【請求項７】
超音波接合において許容される範囲内の積層枚数で積層配置された前記各未塗工部にタブ端子（３，４）を超音波接合により接合する請求項６に記載の電池セルの製造方法。
【請求項８】
前記複数種類の電極を、異なる種類同士の前記電極の各未塗工部が幅方向に所定の隙間（Ｓ）をあけて配置されるように積層配置し、
前記隙間に対応したスリット（３１，４１）を有する前記タブ端子を、前記未塗工部に超音波接合により接合する請求項６または７に記載の電池セルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層型の電池セル及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高性能な二次電池の需要が高まり、例えば電気自動車の駆動源として高出力、高エネルギーの二次電池の開発が進められている。この高性能二次電池には、例えばリチウムイオン二次電池がある。リチウムイオン二次電池は、急速充電及び高出力放電が可能で、サイクル性能に優れている。
【０００３】
上記した二次電池には、巻回型と積層型とがある。巻回型の二次電池は、正極及び負極がセパレータを介して渦巻き状に巻かれた構造を有している。一方、積層型の二次電池は、正極及び負極がセパレータを介して交互に積層された構造を有している。この積層型の二次電池においては、出力を確保するために正極及び負極を複数枚積層させ、正極又は負極に接続された複数枚の集電タブを一つに接合する必要があり、この接合を良好に行うために超音波を用いて接合を行ったものがある。この超音波接合は、接合面に超音波振動を与えることにより接触面に摩擦を起こさせ、摩擦熱により接合面付近を適当な温度に加熱しながら加圧することによって接合するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−７０９１７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、上記構成のものでは、電極の積層枚数が増加すると、未接合部分が生じたり、電極を構成する金属箔の破れが生じたりして出力が低下するおそれがあるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、電極の積層枚数を増加させて確実に出力を向上できる電池セル及びその製造方法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】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の電池セル（１）は、供給された電力を充電するとともに蓄電した電力を放電する。電池セルは、金属箔の少なくとも一方の面に活物質が塗工された活物質層（２１ａ，２２ａ）と、活物質が塗工されていない未塗工部（２１ｂ，２１ｃ，２２ｂ，２２ｃ）とを有する複数の電極（２１，２２）を積層してなる電極積層体（２）と、電極積層体における各電極の未塗工部に接合されるタブ端子（３，４）と、を備えている。そして、電極積層体を構成する複数の電極は、未塗工部が端部において積層方向で相互に重ならないように形成された複数種類からなり、同一種類ごとに未塗工部が相互に重なるように積層され且つタブ端子に接合されている。
【０００８】
この構成によれば、端部において積層方向で相互に重ならないように未塗工部が形成された複数種類の電極を積層配置し、同一種類の未塗工部だけが相互に重なるように積層され且つタブ端子に接合された構成にすることによって、電極の積層枚数に対する未塗工部の積層枚数を少なくすることができる。従って、電極の積層枚数を増加させても、未塗工部の積層枚数を少なく抑えることができるので、未塗工部とタブ端子との接合箇所に未接合部分が生じたり金属箔の破れが生じたりすることを防ぐことができる。これにより、電極の積層枚数を増加させて、電池セルの出力を確実に向上させることができる。
【０００９】
請求項６に記載の電池セル（１）の製造方法は、供給された電力を充電するとともに蓄電した電力を放電する電池セルの製造方法であって、金属箔の少なくとも一方の面に活物質が塗工された活物質層（２１ａ，２２ａ）と、活物質が塗工されていない未塗工部（２１ｂ，２１ｃ，２２ｂ，２２ｃ）とを有する電極（２１，２２）を複数形成し、複数の電極の未塗工部を切断することで、未塗工部が端部において積層方向で相互に重ならない複数種類の電極を形成し、複数種類の電極の各未塗工部を、同一種類ごとに未塗工部が相互に重なるように積層配置して電極積層体（２）を構成し、未塗工部にタブ端子（３，４）を超音波接合により接合した。
【００１０】
この製造方法によれば、複数の電極の未塗工部を切断することで、未塗工部が端部において積層方向で相互に重ならない複数種類の電極を形成し、これら複数種類の電極を積層配置し、同一種類の未塗工部だけが相互に重なるように積層して電極積層体を構成にすることによって、電極の積層枚数に対する未塗工部の積層枚数を少なくすることができる。従って、未塗工部にタブ端子を超音波接合により良好に接合することができる。即ち、電極の積層枚数を増加させても、未塗工部の積層枚数を少なく抑えることができるので、未塗工部とタブ端子との接合箇所に未接合部分が生じたり金属箔の破れが生じたりすることを防ぐことができる。これにより、電極の積層枚数を増加させて、出力が向上した電池セルを確実に製造できる。尚、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態における電池セルの概略構成を示す図である。
【図２】図１の電池セルの内部構造を示す図である。
【図３】電極積層体及びタブ端子を上方から見た図である。
【図４】電極積層体及びタブ端子の斜視図である。
【図５】電極積層体の未塗工部の配置構造を示す概略図である。
【図６】電極積層体の分解図である。
【図７】超音波接合の様子を示す図である。
【図８】第２の実施形態における電極積層体及びタブ端子を上方から見た図である。
【図９】第２の実施形態における電極積層体及びタブ端子の斜視図である。
【図１０】第３の実施形態における電極積層体及びタブ端子を上方から見た図である。
【図１１】第４の実施形態における電極積層体及びタブ端子を上方から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［第１の実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態における電池セル及びその製造方法について、図１〜図７を参照して説明する。本実施形態では、本発明の電池セル１をリチウムイオン二次電池に適用した場合について説明する。この電池セル１は、例えば電気自動車等に搭載される車両用蓄電池として用いられる。なお、電池セル１としては、リチウムイオン二次電池に限らず、例えばニッケル水素二次電池等に適用してもよい。
【００１３】
図１〜図４に示すように、本実施形態の電池セル１は、電極積層体２、正極タブ端子３、負極タブ端子４、外装部材５等を備えて構成される。電極積層体２は、図５及び図６にも示すように、正極２１、負極２２、及びセパレータ２３を複数積層配置して構成される。正極２１と負極２２とは、セパレータ２３を介して交互に積層される。電極積層体２は、図３に示すように、矩形の外形形状を有し、幅方向の長さＷに対して長手方向の長さＬが４倍以上である。
【００１４】
正極２１は、金属箔の両面に正極活物質が塗工された正極活物質層２１ａと、正極活物質が塗工されていない正極未塗工部２１ｂ，２１ｃとを有して構成される。具体的には、正極活物質層２１ａは、正極金属箔としてアルミ箔の両面に、酸化剤である正極活物質を塗工したものである。正極活物質には、例えばコバルト酸リチウム（即ち、ＬｉＣｏＯ2）やリン酸鉄リチウム（即ち、ＬｉＦｅＰＯ4）等が用いられる。なお、正極活物質層２１ａは、金属箔の少なくとも一方の面に正極活物質が塗工されてあればよい。
【００１５】
負極２２は、金属箔の両面に負極活物質が塗工された負極活物質層２２ａと、負極活物質が塗工されていない負極未塗工部２２ｂ，２２ｃとを有して構成される。具体的には、負極金属箔として銅箔の両面に、還元剤である負極活物質を塗工したものである。負極活物質には、例えば炭素（即ち、Ｃ）やチタン酸リチウム（即ち、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）等が用いられる。なお、負極活物質層２２ａは、金属箔の少なくとも一方の面に負極活物質が塗工されてあればよい。
【００１６】
本実施形態では、図５及び図６に示すように、外形形状が異なる２種類の正極２１を用いるとともに、外形形状が異なる２種類の負極２２を用いる。この２種類は、正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃの配置位置が異なる。正極未塗工部２１ｂは、正極２１の長辺の一方側（即ち、図６の奥方側）から突出している。正極未塗工部２１ｃは、正極２１の長辺の他方側（即ち、図６の手前側）から突出している。また、負極未塗工部２２ｂは、負極２２の長辺の一方側（即ち、図６の手前側）から突出している。負極未塗工部２２ｃは、負極２２の長辺の他方側（即ち、図６の奥方側）から突出している。
【００１７】
２種類の正極２１は、図２及び図４に示すように、同一種類ごとの正極未塗工部２１ｂ，２１ｃが相互に重なるように積層される。また、２種類の負極２２は、同一種類ごとの負極未塗工部２２ｂ，２２ｃが相互に重なるように積層される。このとき、異なる種類同士の正極未塗工部２１ｂ，２１ｃは、図３に示すように、幅方向に所定の隙間Ｓをあけて配置される。また、異なる種類同士の負極未塗工部２２ｂ，２２ｃは、幅方向に所定の隙間Ｓをあけて配置される。隙間Ｓの幅方向の長さは、０．８ｍｍ以上に設定されている。また、図２に示すように、正極未塗工部２１ｂ，２１ｃの上面には、正極タブ端子３が接合され、負極未塗工部２２ｂ，２２ｃの上面には、負極タブ端子４が接合される。
【００１８】
セパレータ２３は、例えばポリプロピレン等からなる多孔質膜により構成され、正極２１と負極２２とが電気的に短絡しないように仕切っている。また、その表面にセラミック層を有するものも用いられている。
【００１９】
正極タブ端子３は、アルミ箔からなり、薄い板状部材である。この正極タブ端子３は、電極積層体２の正極未塗工部２１ｂ，２１ｃに接続され、外装部材５の一方側に突出して設けられる。また、負極タブ端子４は、銅箔からなり、薄い板状部材である。この負極タブ端子４は、電極積層体２の負極未塗工部２２ｂ，２２ｃに接続され、外装部材５の他方側に突出して設けられる。
【００２０】
本実施形態では、正極タブ端子３に、隙間Ｓの形状に対応した矩形状のスリット３１が形成されている。即ち、正極タブ端子３は、電極積層体２側の端部が二股に分かれた角張ったＵ字状の外形形状となっている。また、負極タブ端子４に、隙間Ｓの形状に対応した矩形状のスリット４１が形成されている。即ち、負極タブ端子４は、電極積層体２側の端部が二股に分かれた角張ったＵ字状の外形形状となっている。
【００２１】
なお、正極未塗工部２１ｂ，２１ｃの幅方向の長さは、二股に分かれた正極タブ端子３の端部の幅方向の長さよりも、１．０ｍｍ程度長く設定されている。また、負極未塗工部２２ｂ，２２ｃの幅方向の長さは、二股に分かれた負極タブ端子４の端部の幅方向の長さよりも、１．０ｍｍ程度長く設定されている。このように、正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃの幅方向の長さを、正極タブ端子３及び負極タブ端子４の端部の幅方向の長さよりも長くすることで、後述の超音波接合を良好に行うことができる。
【００２２】
図１に示す外装部材５は、電極積層体２の外周を覆うためのものであり、柔軟性を有する絶縁性フィルムにより形成されている。この外装部材５は、例えば二つ折りにされたフィルムの端部どうしを熱溶着することで、電解液が漏出しないように電極積層体２を密封して収容する。このフィルムには、例えば非通気性を有する金属薄膜であるアルミニウム層と、絶縁性を有する熱溶着性樹脂であるポリプロピレン層とを交互に積層したシート状のラミネートフィルムを用いる。なお、外装部材５の外側の層は、ポリプロピレン層であるとする。
【００２３】
外装部材５の内部には、電解液が注入される。電解液は、例えば有機溶媒にリチウム塩を溶解させたものを用いる。この電解液は、セパレータ２３の空隙に含浸される。電解液の種類は、製造する二次電池に応じて適宜変更可能であるとする。
【００２４】
なお、電極積層体２の周囲には、外装部材５との絶縁性を高めるために絶縁フィルムを配置してもよい。この絶縁フィルムは、絶縁性を確保できるものであればよく、電池性能に影響するものではないため、特に限定されず、例えばセパレータ２３でもよい。
【００２５】
ここで、電池セル１では、次式に示すように、正極活物質としてＬｉＣｏＯ2と負極活物質としてＣ６とが、イオン導電性を有する電解液を介して化学反応することにより、供給された電力を充電するとともに蓄電した電力を放電する。具体的には、電池セル１では、次式において右矢印方向に化学反応が行われると、供給された電力を充電する。一方、次式において逆方向（即ち、左矢印方向）に化学反応が行われると、蓄電された電力を放電する。
（正極）ＬｉＣｏＯ２⇔Ｌｉ１−ＸＣｏＯ２＋ｘＬｉ＋＋ｘｅ−
（負極）Ｃ６＋ｘＬｉ＋＋ｘｅ−⇔ＬｉＸＣ６
【００２６】
次に、本実施形態の電池セル１の製造方法について説明する。本実施形態では、正極２１及び負極２２を、例えば５０枚ずつ積層して電極積層体２を構成するものとする。まず、正極金属箔であるアルミ箔の両面に、正極活物質としてＬｉＣｏＯ2を塗工するとともに、負極金属箔である銅箔の両面に、負極活物質としてＣ６を塗工する。このとき、正極金属箔の長手方向端部側には、正極活物質を塗工しない正極未塗工部２１ｂ，２１ｃを設けるとともに、負極金属箔の長手方向端部側には、負極活物質を塗工しない負極未塗工部２２ｂ，２２ｃを設ける。なお、正極金属箔及び負極金属箔は、矩形の外形形状を有し、幅方向の長さＷに対して長手方向の長さＬが４倍以上となっているものとする。
【００２７】
続いて、正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ、及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃを、所定の形状に切断する。なお、切断前の正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ、及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃは図示されていない。まず、５０枚の正極２１のうち、２５枚の正極２１の正極未塗工部２１ｂが、正極２１の長辺の一方側（即ち、図６の奥側）付近に形成されるように、他方側（即ち、図６の手前側）にある正極未塗工部２１ｂを切断する。この場合、図６の上から１枚目の正極２１の外形形状となる。また、残り２５枚の正極２１の正極未塗工部２１ｃが、図６の上から５枚目の正極２１の外形形状となるように、正極２１の長辺の逆側（即ち、図６の奥側）の辺にある正極未塗工部２１ｃを切断する。これにより、外形形状が異なる２種類の正極２１を形成する。
【００２８】
同様に、５０枚の負極２２のうち、２５枚の負極２２の負極未塗工部２２ｂが、負極２２の長辺の一方側（即ち、図６の手前側）付近に形成されるように、他方側（即ち、図６の奥側）の辺にある負極未塗工部２２ｂを切断する。この場合、図６の上から３枚目の負極２２の外形形状となる。また、残り２５枚の負極２２の負極未塗工部２２ｃが、図６の上から７枚目の負極２２の外形形状となるように、負極２２の長辺の逆側（即ち、図６の手前側）の辺にある負極未塗工部２２ｃを切断する。これにより、外形形状が異なる２種類の負極２２を形成する。
【００２９】
次に、２種類の正極２１と２種類の負極２２を、セパレータ２３を介して交互に積層配置していく。本実施形態では、図３、図５及び図６に示すように、正極２１の異なる種類同士の正極未塗工部２１ｂ，２１ｃが幅方向に所定の隙間Ｓをあけて配置されるように積層する。また、負極２２の異なる種類同士の負極未塗工部２２ｂ，２２ｃが幅方向に所定の隙間Ｓをあけて配置されるように積層する。なお、隙間Ｓの幅方向の長さは、０．８ｍｍ以上に設定する。
【００３０】
続いて、正極２１の２種類の正極未塗工部２１ｂ，２１ｃを、同一種類ごとに各正極未塗工部２１ｂ，２１ｃが相互に重なるように積層配置するとともに、負極２２の２種類の負極未塗工部２２ｂ，２２ｃを、同一種類ごとに各負極未塗工部２２ｂ，２２ｃが相互に重なるように積層配置することで、電極積層体２を構成する。
【００３１】
このように、本実施形態では、正極２１及び負極２２において、相互に重ならない２種類の形状を設けることによって、各正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び各負極未塗工部２２ｂ，２２ｃの重なり合う枚数が、正極２１及び負極２２の積層枚数よりも少なくなるようにしている。これにより、接合部Ａの積層枚数が増加するのを抑えることを可能としている。
【００３２】
具体的には、各正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び各負極未塗工部２２ｂ，２２ｃの積層枚数を、超音波接合において許容される範囲内の積層枚数となるようにしている。ここで、超音波接合において許容される範囲内の積層枚数とは、未接合部分が生じたり金属箔の破れが生じたりすることがなく、超音波接合を良好に行うことが可能な積層枚数をいう。この場合、例えば許容限界の積層枚数が３０枚であれば、各正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び各負極未塗工部２２ｂ，２２ｃの積層枚数は２５枚であるので、許容範囲内の積層枚数となっている。
【００３３】
次に、正極タブ端子３に、隙間Ｓに対応してスリット３１を形成するとともに、負極タブ端子４に、隙間Ｓに対応してスリット４１を形成する。そして、図２及び図３に示すように、積層された正極未塗工部２１ｂ，２１ｃの上面に、角張ったＵ字状の正極タブ端子３を配置する。また、積層された負極未塗工部２２ｂ，２２ｃの上面に、角張ったＵ字状の正極タブ端子３を配置する。これにより、隙間Ｓとスリット３１，４１とが連通して配置され、正極２１及び負極２２の積層方向に連通経路が形成される。
【００３４】
続いて、図７に示すように、正極未塗工部２１ｂ，２１ｃに正極タブ端子３を、負極未塗工部２２ｂ，２２ｃに負極タブ端子４を超音波接合により接合する。具体的には、図３に示すように、正極未塗工部２１ｂ，２１ｃと正極タブ端子３とを、２箇所の接合部Ａで接合する。また、負極未塗工部２２ｂ，２２ｃと負極タブ端子４とを、２箇所の接合部Ａで接合する。
【００３５】
この超音波接合では、受け側となる図示しないアンビルと、加圧側となるホーン１０とによって、複数の金属部材、この場合、複数枚の正極未塗工部２１ｂ，２１ｃと正極タブ端子３、又は複数枚の負極未塗工部２２ｂ，２２ｃと負極タブ端子４を板厚方向に挟む。そして、接合面に超音波振動を与えることにより接触面に摩擦を起こさせ、摩擦によって接合面の酸化物が破壊され、摩擦熱により接合面付近が適当な温度に加圧されたときに、ホーン１０により板厚方向に加圧することによって接合する。なお、超音波接合では、金属部材の融点よりも低い温度で接合が完了する。また、超音波接合によって接合された金属部材の表面には、ホーン１０によって加圧された跡が残る。
【００３６】
正極未塗工部２１ｂ，２１ｃと正極タブ端子３との超音波接合、及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃと負極タブ端子４との超音波接合が完了すると、電極積層体２の外周を外装部材５により覆う。このとき、正極タブ端子３及び負極タブ端子４が、外装部材５から互いに異なる方向に突出するようにする。この外装部材５の内部に、図示しない注入口から上記電解液を注入後、注入口を封止する。このようにして、本実施形態の電池セル１の製造が終了する。
【００３７】
以上説明したように、第１の実施形態の電池セル１は、供給された電力を充電するとともに蓄電した電力を放電するものであって、金属箔の両面に活物質が塗工された正極活物質層２１ａ及び負極活物質層２２ａと、活物質が塗工されていない正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃとを有する複数の正極２１及び負極２２を積層してなる電極積層体２と、電極積層体２における正極２１の正極未塗工部２１ｂ，２１ｃに接合される正極タブ端子３、及び負極２２の負極未塗工部２２ｂ，２２ｃに接合される負極タブ端子４と、を備えている。そして、電極積層体２を構成する複数の正極２１及び負極２２は、正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃが端部において積層方向で相互に重ならないように形成された複数種類からなり、同一種類ごとに正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃが相互に重なるように積層され且つ正極タブ端子３及び負極タブ端子４に接合されている。
【００３８】
この構成によれば、電極積層体２を構成する複数の正極２１及び負極２２は、正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃが端部において積層方向で相互に重ならないように形成された複数種類からなり、同一種類ごとに正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃが相互に重なるように積層され且つ正極タブ端子３及び負極タブ端子４に接合されるので、正極２１及び負極２２の積層枚数に対する正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃの積層枚数を少なくすることができる。これにより、正極２１及び負極２２の積層枚数を増加させても、正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃの積層枚数を少なく抑えることができるので、未接合部分が生じたり、金属箔の破れが生じたりすることを防ぐことができる。これにより、正極２１及び負極２２の積層枚数を増加させて、電池セル１の出力向上を図りながら、正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃと正極タブ端子３及び負極タブ端子４の接合を良好に行うことができる。
【００３９】
また、複数種類の正極２１及び負極２２は、異なる種類同士の正極２１及び負極２２の各正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び各負極未塗工部２２ｂ，２２ｃが幅方向に所定の隙間Ｓをあけて配置される。また、正極タブ端子３は、隙間Ｓに対応してスリット３１が形成されている。負極タブ端子４は、隙間Ｓに対応してスリット４１が形成されている。
【００４０】
この構成によれば、異なる種類同士の正極２１及び負極２２の各正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び各負極未塗工部２２ｂ，２２ｃが幅方向に所定の隙間Ｓをあけて配置され、且つ正極タブ端子３及び負極タブ端子４に隙間Ｓに対応してスリット３１，４１が形成されているので、電池セル１に積層方向に貫通した経路が形成され、電池セル１の作動中に生じるガスの通気性や液体等の流動性を向上させることができる。
【００４１】
また、隙間Ｓは、幅方向に０．８ｍｍ以上の長さである。この構成によれば、隙間Ｓの幅方向の長さを０．８ｍｍ以上とすることで、電池セル１における積層方向の貫通経路を十分確保でき、電池セル１の作動中に生じるガスの通気性や液体等の流動性を確実に向上できる。
【００４２】
また、電極積層体２は、幅方向の長さＷに対して長手方向の長さＬが４倍以上である。この構成によれば、電極積層体２は、幅方向の長さＷに対して長手方向の長さＬが４倍以上であるので、幅方向の長さＷを短くして幅方向の省スペース化を図りながら、長手方向の長さＬを長くすることで、電池セル１の容量を確実に確保することができる。
【００４３】
第１の実施形態の電池セル１の製造方法は、供給された電力を充電するとともに蓄電した電力を放電する電池セル１の製造方法であって、金属箔の両面に活物質が塗工された正極活物質層２１ａ及び負極活物質層２２ａと、活物質が塗工されていない正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃとを有する正極２１及び負極２２を複数形成し、複数の正極２１及び負極２２の正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃを切断することで、正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃが端部において積層方向で相互に重ならない複数種類の正極２１及び負極２２を形成し、複数種類の正極２１及び負極２２の各正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び各負極未塗工部２２ｂ，２２ｃを、同一種類ごとに正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃが相互に重なるように積層配置して電極積層体２を構成し、正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃに正極タブ端子３及び負極タブ端子４を超音波接合により接合する。
【００４４】
この製造方法によれば、複数の正極２１及び負極２２の正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃを切断することで、正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃが端部において積層方向で相互に重ならない複数種類の正極２１及び負極２２を形成し、これら複数種類の正極２１及び負極２２を積層配置し、同一種類の正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃだけが相互に重なるように積層して電極積層体２を構成にすることによって、正極２１及び負極２２の積層枚数に対する正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃの積層枚数を少なくすることができる。従って、正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃに正極タブ端子３及び負極タブ端子４を超音波接合により良好に接合することができる。
【００４５】
即ち、正極２１及び負極２２の積層枚数を増加させても、正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃの積層枚数を少なく抑えることができるので、正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃと正極タブ端子３及び負極タブ端子４との接合部Ａに未接合部分が生じたり金属箔の破れが生じたりすることを防ぐことができる。これにより、正極２１及び負極２２の積層枚数を増加させて、出力が向上した電池セル１を確実に製造できる。
【００４６】
また、超音波接合において許容される範囲内の積層枚数で積層配置された各正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び各負極未塗工部２２ｂ，２２ｃに正極タブ端子３及び負極タブ端子４を超音波接合により接合する。
【００４７】
この製造方法によれば、各正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び各負極未塗工部２２ｂ，２２ｃの積層枚数を超音波接合において許容される範囲内の積層枚数とすることで、超音波接合をより良好に行うことができる。
【００４８】
また、複数種類の正極２１及び負極２２を、異なる種類同士の正極２１及び負極２２の各正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び各負極未塗工部２２ｂ，２２ｃが幅方向に所定の隙間Ｓをあけて配置されるように積層配置し、隙間Ｓに対応したスリット３１，４１を有する正極タブ端子３及び負極タブ端子４を、正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃに超音波接合により接合する。
【００４９】
この製造方法によれば、異なる種類同士の正極２１及び負極２２の各正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び各負極未塗工部２２ｂ，２２ｃが幅方向に所定の隙間Ｓをあけて配置され、且つ正極タブ端子３及び負極タブ端子４に隙間Ｓに対応してスリット３１，４１が形成されているので、電池セル１に積層方向に貫通した経路が形成され、電池セル１の作動中に生じるガスの通気性や液体等の流動性を向上させることができる。また、正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃに正極タブ端子３及び負極タブ端子４を超音波接合により良好に接合することができる。
【００５０】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について、図８及び図９を参照して説明する。なお、図８及び図９には上記第１の実施形態と同一部分には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてだけ説明する。
【００５１】
第２の実施形態においては、図８に示すように、第１の実施形態と同様に、正極タブ端子３は、矩形状のスリット３１が形成され、電極積層体２側の端部が二股に分かれた角張ったＵ字状の外形形状となっている。また、負極タブ端子４は、矩形状のスリット４１が形成され、電極積層体２側の端部が二股に分かれた角張ったＵ字状の外形形状となっている。また、正極タブ端子３は、正極未塗工部２１ｂ，２１ｃと２箇所の接合部Ａで接合される。負極タブ端子４は、負極未塗工部２２ｂ，２２ｃと２箇所の接合部Ａで接合される。第２の実施形態は、以下の点が第１の実施形態の構成と異なる。
【００５２】
即ち、図９にも示すように、正極タブ端子３における二股に分かれた端部のうちの一方が、正極未塗工部２１ｂの上面に接合され、他方が正極未塗工部２１ｃの下面に接合される。つまり、正極タブ端子３の端部がねじれた状態で正極未塗工部２１ｂ，２１ｃに接合される。負極タブ端子４における二股に分かれた端部のうちの一方が、負極未塗工部２２ｂの上面に接合され、他方が負極未塗工部２２ｃの下面に接合される。つまり、負極タブ端子４の端部がねじれた状態で負極未塗工部２２ｂ，２２ｃに接合される。
【００５３】
また、第１の実施形態と同様に、電極積層体２は、矩形の外形形状を有し、幅方向の長さＷに対して長手方向の長さＬが４倍以上である。正極２１及び負極２２の２種類の各正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び各負極未塗工部２２ｂ，２２ｃは、同一種類ごとが相互に重なるように積層配置される。また、正極２１及び負極２２の異なる種類同士の正極２１及び負極２２は、幅方向に所定の隙間Ｓをあけて配置される。隙間Ｓの幅方向の長さは、０．８ｍｍ以上に設定されている。
【００５４】
この第２の実施形態の電池セル１、及び電池セル１の製造方法によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。特に、正極タブ端子３及び負極タブ端子４の二股に分かれた端部がねじれた状態で正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃに接合されるので、正極タブ端子３及び負極タブ端子４と各正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ及び各負極未塗工部２２ｂ，２２ｃとの接合強度を向上できる。
【００５５】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について、図１０を参照して説明する。なお、図１０には上記第１の実施形態と同一部分には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてだけ説明する。
【００５６】
第３の実施形態においては、図１０に示すように、外形形状が異なる３種類の正極２１、及び外形形状が異なる３種類の負極２２を用いる。この３種類は、正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ、及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの配置位置が異なる。正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ、及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃ，２２ｄは、積層方向で相互に重ならないように配置されている。
【００５７】
正極タブ端子３は、電極積層体２側の端部が３つに分かれていて、逆Ｅ字状の外形形状となっている。また、負極タブ端子４は、電極積層体２側の端部が３つに分かれていて、Ｅ字状の外形形状となっている。正極タブ端子３には、２つの矩形状のスリット３１が等間隔に形成されている。また、負極タブ端子４には、２つの矩形状のスリット４１が等間隔に形成されている。
【００５８】
３種類の正極２１のうち１種類目は、正極未塗工部２１ｂが正極２１の長辺の一方側（即ち、図１０の上側）から突出している。２種類目は、正極未塗工部２１ｃが正極２１の長辺の他方側（即ち、図１０の下側）から突出している。３種類目は、正極未塗工部２１ｄが１種類目と２種類目との間から突出している。
【００５９】
また、３種類の負極２２のうち１種類目は、負極未塗工部２２ｂが負極２２の長辺の一方側（即ち、図１０の下側）から突出している。２種類目は、負極未塗工部２２ｃが負極２２の長辺の他方側（即ち、図１０の上側）から突出している。３種類目は、負極未塗工部２２ｄが１種類目と２種類目との間から突出している。
【００６０】
また、第１の実施形態と同様に、電極積層体２は、矩形の外形形状を有し、幅方向の長さＷに対して長手方向の長さＬが４倍以上である。正極２１の３種類の正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、同一種類ごとが相互に重なるように積層される。また、負極２２の３種類の負極未塗工部２２ｂ，２２ｃ，２２ｄは、同一種類ごとが相互に重なるように積層される。正極２１の異なる種類同士の正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、幅方向に所定の隙間Ｓをあけて配置される。また、負極２２の異なる種類同士の負極未塗工部２２ｂ，２２ｃ，２２ｄは、幅方向に所定の隙間Ｓをあけて配置される。隙間Ｓの幅方向の長さは、０．８ｍｍ以上に設定されている。
【００６１】
第３の実施形態では、正極２１において相互に重ならない３種類の正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを設けることによって、各正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの重なり合う枚数を正極２１の積層枚数よりも少なくできる。即ち、例えば正極２１の積層枚数が４８枚であるとすると、１６枚ずつ３種類の正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを積層すればよい。この場合、各正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの重なり合う枚数を正極２１の積層枚数の３分の１にすることができる。このようにして、１箇所の接合部Ａにおける接合枚数を確実に少なくできる。なお、各正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの積層枚数の分配は、等分配でなくてもよく、適宜変更可能であるとする。
【００６２】
また、負極２２において相互に重ならない３種類の負極未塗工部２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを設けることによって、各負極未塗工部２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの重なり合う枚数を負極２２の積層枚数よりも少なくできる。即ち、例えば負極２２の積層枚数が４８枚であるとすると、１６枚ずつ３種類の負極未塗工部２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを積層すればよい。この場合、各負極未塗工部２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの重なり合う枚数を負極２２の積層枚数の３分の１にすることができる。このようにして、１箇所の接合部Ａにおける接合枚数を確実に少なくできる。なお、各負極未塗工部２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの積層枚数の分配は、等分配でなくてもよく、適宜変更可能であるとする。
【００６３】
この第３の実施形態の電池セル１、及び電池セル１の製造方法によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。特に、正極２１において相互に重ならない３種類の正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを設けたので、各正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの重なり合う枚数を、正極２１の積層枚数に対してより少なくできる。また、負極２２において相互に重ならない３種類の負極未塗工部２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを設けたので、各負極未塗工部２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの重なり合う枚数を、負極２２の積層枚数に対してより少なくできる。これにより、接合部Ａの積層枚数をより少なくできる。
【００６４】
［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態について、図１１を参照して説明する。なお、図１１には上記第１の実施形態と同一部分には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてだけ説明する。
【００６５】
第４の実施形態においては、図１１に示すように、外形形状が異なる４種類の正極２１、及び外形形状が異なる４種類の負極２２を用いる。この４種類は、正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ、及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅの配置位置が異なる。正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ、及び負極未塗工部２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅは、積層方向で相互に重ならないように配置されている。
【００６６】
正極タブ端子３は、電極積層体２側の端部が４つに分かれている。また、負極タブ端子４は、電極積層体２側の端部が４つに分かれている。正極タブ端子３には、３つの矩形状のスリット３１が等間隔に形成されている。また、負極タブ端子４には、３つの矩形状のスリット４１が等間隔に形成されている。
【００６７】
４種類の正極２１のうち１種類目は、正極未塗工部２１ｂが正極２１の長辺の一方側（即ち、図１１の上側）から突出している。２種類目は、正極未塗工部２１ｃが正極２１の長辺の他方側（即ち、図１１の下側）から突出している。３種類目は、正極未塗工部２１ｄが１種類目よりも幅方向内側から突出している。４種類目は、正極未塗工部２１ｅが２種類目よりも幅方向内側から突出している。
【００６８】
また、４種類の負極２２のうち１種類目は、負極未塗工部２２ｂが負極２２の長辺の一方側（即ち、図１１の下側）から突出している。２種類目は、負極未塗工部２２ｃが負極２２の長辺の他方側（即ち、図１１の上側）から突出している。３種類目は、負極未塗工部２２ｄが１種類目よりも幅方向内側から突出している。４種類目は、負極未塗工部２２ｅが２種類目よりも幅方向内側から突出している。
【００６９】
また、第１の実施形態と同様に、電極積層体２は、矩形の外形形状を有し、幅方向の長さＷに対して長手方向の長さＬが４倍以上である。正極２１の４種類の正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅは、同一種類ごとが相互に重なるように積層される。また、負極２２の４種類の負極未塗工部２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅは、同一種類ごとが相互に重なるように積層される。正極２１の異なる種類同士の正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅは、幅方向に所定の隙間Ｓをあけて配置される。また、負極２２の異なる種類同士の負極未塗工部２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅは、幅方向に所定の隙間Ｓをあけて配置される。隙間Ｓの幅方向の長さは、０．８ｍｍ以上に設定されている。
【００７０】
第４の実施形態では、正極２１において相互に重ならない４種類の正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅを設けることによって、各正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅの重なり合う枚数を正極２１の積層枚数よりも少なくできる。即ち、例えば正極２１の積層枚数が４８枚であるとすると、１２枚ずつ４種類の正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅを積層すればよい。この場合、各正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅの重なり合う枚数を正極２１の積層枚数の４分の１にすることができる。このようにして、１箇所の接合部Ａにおける接合枚数を確実に少なくできる。なお、各正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅの積層枚数の分配は、等分配でなくてもよく、適宜変更可能であるとする。
【００７１】
また、負極２２において相互に重ならない４種類の負極未塗工部２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅを設けることによって、各負極未塗工部２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅの重なり合う枚数を、負極２２の積層枚数よりも少なくできる。即ち、例えば負極２２の積層枚数が４８枚であるとすると、１２枚ずつ４種類の負極未塗工部２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅを積層すればよい。この場合、各負極未塗工部２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅの重なり合う枚数を、負極２２の積層枚数の４分の１にすることができる。このようにして、１箇所の接合部Ａにおける接合枚数を確実に少なくできる。なお、各負極未塗工部２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅの積層枚数の分配は、等分配でなくてもよく、適宜変更可能であるとする。
【００７２】
この第４の実施形態の電池セル１、及び電池セル１の製造方法によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。特に、正極２１において相互に重ならない４種類の正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅを設けたので、各正極未塗工部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅの重なり合う枚数を、正極２１の積層枚数に対してより一層少なくできる。また、負極２２において相互に重ならない４種類の負極未塗工部２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅを設けたので、各負極未塗工部２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅの重なり合う枚数を、負極２２の積層枚数に対してより一層少なくできる。これにより、接合部Ａの積層枚数をより一層少なくできる。
【００７３】
本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変形または拡張を施すことができる。例えば、正極タブ端子３及び負極タブ端子４が、外装部材５から互いに異なる方向に突出して設けられるものとしたが、これに限られない。正極タブ端子３及び負極タブ端子４が、外装部材５の同一方向に突出する電池セルにも本発明を適用可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１  電池セル
２  電極積層体
２１  正極（電極）
２１ａ  正極活物質層（活物質層）
２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２２ｅ  正極未塗工部（未塗工部）
２２  負極（電極）
２２ａ  負極活物質層（活物質層）
２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ  負極未塗工部（未塗工部）
３  正極タブ端子（タブ端子）
４  負極タブ端子（タブ端子）
３１，４１  スリット
Ｓ  隙間
【図１】
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【図２】
2017076576.tif 000004
【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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