JP6702139B2 - 電極組立体及び電極組立体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電極組立体及び電極組立体の製造方法に関するものである。

リチウムイオン二次電池等の蓄電装置は電極組立体を有し、電極組立体は、正極電極及び負極電極がセパレータを介在する状態で複数枚積層して配置されている。積層枚数が増えると、積層時に位置ズレが発生し易くなる為、位置ズレ等を抑えるために予め電極とセパレータを重ねて配置してある程度ユニット化したものを用意し、これを積層して配置する技術がある（例えば特許文献１）。特許文献１には、第１極性電極・分離膜・第２極性電極・分離膜・第１極性電極よりなる第１スタック型セルと、分離膜・第２極性電極・分離膜・第１極性電極・分離膜・第２極性電極・分離膜よりなる第２スタック型セルを、複数交互に積層することが記載されている。

特表２０１３−５２４４６０号公報

特許文献１では、ユニット化のために、第１極性電極と分離膜、分離膜と第２極性電極との間を個々に接着剤を用いて固定しているので、例えば、接着剤の成分が電解液内に混入してしまい性能が不安定となるといったことが懸念される。

本発明の目的は、性能に影響を出にくくすることができる電極組立体及び電極組立体の製造方法を提供することにある。

請求項１に記載の発明では、金属箔の少なくとも一方の面に活物質層が形成された複数枚の正極電極、及び、金属箔の少なくとも一方の面に活物質層が形成された複数枚の負極電極が、セパレータを介在させた状態で交互に積層された電極組立体であって、二枚のセパレータ間に前記正極電極が挟まれた積層体に前記負極電極が積層され、前記二枚のセパレータにおける前記正極電極からはみ出る領域と負極電極の金属箔における前記活物質層が形成されていない活物質層非形成領域とが重なった部位に凹凸の噛み合わせにより接合された接合部を有することを要旨とする。

請求項１に記載の発明によれば、二枚のセパレータ間に正極電極が挟まれた積層体に負極電極が積層されており、二枚のセパレータにおける正極電極からはみ出る領域と負極電極の金属箔における活物質層が形成されていない活物質層非形成領域とが重なった部位は、凹凸の噛み合わせにより接合された接合部となっている。よって、接着剤を用いて固定しておらず、例えば、接着剤の成分が電解液内に混入するといったことが回避され、性能に影響を出にくくすることができる。

請求項２に記載のように、請求項１に記載の電極組立体において、前記接合部は、矩形状の前記二枚のセパレータの角部及び矩形状の前記負極電極の角部に形成されているとよい。

請求項３に記載のように、請求項１または２に記載の電極組立体において、前記二枚のセパレータと前記正極電極との積層体は２組有し、２組の積層体の間に前記負極電極が挟まれており、前記接合部は、２組の積層体での前記二枚のセパレータにおける前記正極電極からはみ出る領域と負極電極の金属箔における前記活物質層が形成されていない活物質層非形成領域とが重なった部位に形成されているとよい。

請求項４に記載のように、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電極組立体において、前記二枚のセパレータにおける前記接合部は溶着されているとよい。
請求項５に記載のように、請求項２に記載の電極組立体において、前記凹凸は対角方向に延びているとよい。

請求項６に記載の発明では、金属箔の少なくとも一方の面に活物質層が形成された複数枚の正極電極、及び、金属箔の少なくとも一方の面に活物質層が形成された複数枚の負極電極が、セパレータを介在させた状態で交互に積層された電極組立体の製造方法であって、二枚のセパレータ間に前記正極電極を挟んで積層するとともに、この積層体に前記負極電極を積層する第１工程と、第１工程後に、前記二枚のセパレータにおける正極電極からはみ出る領域と負極電極の金属箔における活物質層が形成されていない活物質層非形成領域とが重なった部位を、凹凸の噛み合わせにより接合する第２工程と、を有することを要旨とする。

請求項６に記載の発明によれば、第１工程において、二枚のセパレータ間に正極電極を挟んで積層されるとともに、この積層体に負極電極が積層される。第２工程において、第１工程後に、二枚のセパレータにおける正極電極からはみ出る領域と負極電極の金属箔における活物質層が形成されていない活物質層非形成領域とが重なった部位が、凹凸の噛み合わせにより接合される。これにより、請求項１に記載の電極組立体が製造される。

請求項７に記載の発明では、金属箔の少なくとも一方の面に活物質層が形成された複数枚の正極電極、及び、金属箔の少なくとも一方の面に活物質層が形成された複数枚の負極電極が、セパレータを介在させた状態で交互に積層された電極組立体の製造方法であって、二枚のセパレータ間に前記正極電極を挟んで積層した二組の積層体の間に負極電極を積層する第１工程と、第１工程後に、前記二組の積層体での前記二枚のセパレータにおける正極電極からはみ出る領域と負極電極の金属箔における活物質層が形成されていない活物質層非形成領域とが重なった部位を、凹凸の噛み合わせにより接合する第２工程と、を有することを要旨とする。

請求項７に記載の発明によれば、第１工程において、二枚のセパレータ間に正極電極を挟んで積層した二組の積層体の間に負極電極が積層される。第２工程において、第１工程後に、二組の積層体での二枚のセパレータにおける正極電極からはみ出る領域と負極電極の金属箔における活物質層が形成されていない活物質層非形成領域とが重なった部位が、凹凸の噛み合わせにより接合される。これにより、請求項３に記載の電極組立体が製造される。

本発明によれば、性能に影響を出にくくすることができる。

（ａ）は電極組立体のユニットの概略平面図、（ｂ）はユニットの概略側面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図。 （ａ）は負極電極の概略平面図、（ｂ）は負極電極の概略側面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図。 （ａ）はセパレータ及び正極電極の概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線での断面図。 （ａ）はユニットの一部平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線での断面図。 ユニットの製造工程を説明するための斜視図。 ユニットの製造装置を説明するための正面図。 別例のユニットの一部平面図。 （ａ）は別例のユニットの概略平面図、（ｂ）はユニットの概略側面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
蓄電装置としてのリチウムイオン二次電池は電極組立体を有しており、電極組立体はケース内に配置される。また、ケース内には、電極組立体に含浸されるのに十分な量の電解液が注入されている。電極組立体は、矩形状の複数枚の正極電極２０（図３（ａ），（ｂ），（ｃ）参照）、及び、矩形状の複数枚の負極電極３０（図２（ａ），（ｂ），（ｃ）参照）が、単層セパレータ４１，４２（図３（ａ），（ｂ），（ｃ）参照）を介在させた状態で交互に積層されている。図１（ａ），（ｂ），（ｃ）では、電極組立体の一部を示し、矩形状の正極電極２０及び矩形状の負極電極３０が袋状セパレータ４０（単層セパレータ４１，４２）を介在させた状態で積層され、矩形状のユニットＵｎとなっている。このユニットＵｎが複数積層され、ユニットＵｎ／ユニットＵｎ／・・・と重ねられて電極組立体が構成される。

図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、正極電極２０は、矩形シート状の正極金属箔（本実施形態ではアルミニウム箔）２１と、その正極金属箔２１の両面に形成された矩形状の正極活物質層２２と、を有する。正極金属箔２１の両面の正極活物質層２２は、同じ平面形状及び同じ厚みであり、かつ正極金属箔２１を挟んで互いに対向している。正極金属箔２１において、第１の辺２１ａの一部には、正極タブ２５が突出する状態に設けられている。なお、正極タブ２５は、第１の辺２１ａからの突出方向に沿って一定幅で延びている。正極金属箔２１において、正極タブ２５が設けられた第１の辺２１ａの対辺となる長辺を第２の辺２１ｂとする。また、正極金属箔２１において、第１の辺２１ａと第２の辺２１ｂを繋ぐ一対の辺（短辺）のうち、一方の辺を第３の辺２１ｃとし、他方の辺を第４の辺２１ｄとする。

なお、正極電極２０は金属箔２１の両方の面に活物質層２２がそれぞれ形成されていなくてもよく、正極電極２０は、金属箔２１の少なくとも一方の面に活物質層２２が形成されていればよい。

図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、負極電極３０は、矩形シート状の負極金属箔（本実施形態では銅箔）３１と、その負極金属箔３１の両面に形成された矩形状の負極活物質層３２と、を有する。負極金属箔３１の両面の負極活物質層３２は、同じ平面形状及び同じ厚みであり、かつ負極金属箔３１を挟んで互いに対向している。負極金属箔３１において、第１の辺３１ａの一部には、負極タブ３５が突出する状態に設けられている。なお、負極タブ３５は、第１の辺３１ａからの突出方向に沿って一定幅で延びている。負極電極３０において、負極タブ３５が設けられた第１の辺３１ａの対辺となる長辺を第２の辺３１ｂとする。また、負極電極３０において、第１の辺３１ａと第２の辺３１ｂを繋ぐ一対の辺（短辺）のうち、一方の辺を第３の辺３１ｃとし、他方の辺を第４の辺３１ｄとする。負極電極３０は、第１〜第４の辺３１ａ〜３１ｄに沿って、負極活物質層３２の存在しない活物質層非形成領域（未塗工部）３３を有する。よって、活物質層非形成領域（未塗工部）３３は、負極活物質層３２を囲む四角環状である。

負極電極３０の活物質層非形成領域（未塗工部）３３のうち四隅は直線的に延びる斜状面３２ａと辺３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄとで囲まれた領域である。つまり、四隅は、長方形状の金属箔３１の縁による２辺と直線的に延びる斜状面３２ａよりなる直角三角形状をなしている。

なお、負極電極３０は金属箔３１の両方の面に活物質層３２がそれぞれ形成されていたが、負極電極３０は、金属箔３１の少なくとも一方の面に活物質層３２が形成されていればよい。

図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、正極電極２０及び負極電極３０において、負極活物質層３２の隣り合う二辺の各辺の長さ（長辺に沿う長さ及び短辺に沿う長さ）は、正極活物質層２２の隣り合う二辺の各辺の長さ（長辺に沿う長さ及び短辺に沿う長さ）よりも長く設定されている。負極活物質層３２は、正極活物質層２２の全面を覆うことが可能な大きさに設定されている。また、負極電極３０の第１の辺３１ａ及び第２の辺３１ｂの長さは、正極電極２０の第１の辺２１ａと第２の辺２１ｂの長さより長く設定されている。さらに、負極電極３０の第３の辺３１ｃと第４の辺３１ｄの長さは、正極電極２０の第３の辺２１ｃと第４の辺２１ｄの長さより長く設定されている。つまり、負極電極３０の平面視でのサイズは、正極電極２０の平面視でのサイズより一回り大きい。

図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、袋状セパレータ４０に正極電極２０が収納されている。袋状セパレータ４０において、正極電極２０の第１の辺２１ａに沿って延びる一辺（長辺）を第１の辺４０ａとし、第１の辺４０ａの対辺で、かつ正極電極２０の第２の辺２１ｂに沿って延びる辺（長辺）を第２の辺４０ｂとする。また、袋状セパレータ４０において、第１の辺４０ａと第２の辺４０ｂを繋ぎ、かつ正極電極２０の第３の辺２１ｃに沿って延びる辺（短辺）を第３の辺４０ｃとし、第４の辺２１ｄに沿って延びる辺（短辺）を第４の辺４０ｄとする。

袋状セパレータ４０は、二枚の単層セパレータ４１，４２を熱溶着によって接合して袋状に形成されている。二枚の単層セパレータ４１，４２は、樹脂（例えばポリプロピレン）からなり、多孔質のシート状をなしている。二枚の単層セパレータ４１，４２は、互いに対峙している。また、二枚の単層セパレータ４１，４２は、正極電極２０の両面を覆う大きさで、かつ同一の大きさの矩形状である。袋状セパレータ４０は、二枚の単層セパレータ４１，４２で形成された収納部に正極電極２０が収納されている。二枚の単層セパレータ４１，４２は、正極電極２０の面に沿う方向に沿って、正極電極２０の第１〜第４の辺２１ａ〜２１ｄからはみ出る領域（はみ出し領域）４３を備える。袋状セパレータ４０は、二枚の単層セパレータ４１，４２における互いに対峙するはみ出し領域４３同士を熱溶着して形成されている。

正極電極２０のタブ２５は、袋状セパレータ（電極収納セパレータ）４０の縁部から突出している。図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、負極電極３０の負極タブ３５と、袋状セパレータ４０に収納された正極電極２０の正極タブ２５とは、積層した状態において重ならないように位置している。

図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、二枚の単層セパレータ４１，４２間に正極電極２０が挟まれた積層体６０に負極電極３０が積層され、凹凸の噛み合わせにより接合された接合部５０を四隅に有する。接合部５０は、二枚の単層セパレータ４１，４２における正極電極２０からはみ出る領域４３と、負極電極３０の金属箔３１における活物質層３２が形成されていない活物質層非形成領域３３とが重なった部位６１に設けられている。

つまり、矩形状の二枚の単層セパレータ４１，４２の角部４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ、及び、矩形状の負極電極３０の角部３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄが接合部５０となっている。矩形状の二枚の単層セパレータ４１，４２の角部４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄは、二枚の単層セパレータ４１，４２における正極電極２０からはみ出る領域４３であり、矩形状の負極電極３０の角部３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄは、負極電極３０の金属箔３１における活物質層３２が形成されていない活物質層非形成領域（未塗工部）３３である。

図４（ａ），（ｂ）に示すように、接合部５０は複数の凹凸５１を有し、複数の凹凸５１は、長方形状のユニットＵｎの対角方向に直交する方向において並設されている。図４（ａ），（ｃ）に示すように、各凹凸５１は、長方形状のユニットＵｎの対角方向に延びている。

矩形状の二枚の単層セパレータ４１，４２の角部４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄは、二枚の単層セパレータ４１，４２における正極電極２０からはみ出る領域４３であり、領域４３以外では、単層セパレータ４１，４２は溶着されていない。従って、正極電極２０の外周について、領域４３に対応しない箇所では、溶着代を考慮することなく、正極電極２０の活物質層の大きさを、負極活物質層に近づけることが出来ることから、活物質層同士の対向面積が接合部以外最大限大きくされ、容量アップが図られている。

図５及び図６に示すように、接合装置７０は、上型７１と下型７２を備えている。上型７１及び下型７２は、少なくとも一方が互いに接近する方向に移動可能となっている。上型７１の下面には歯７３が形成されている。下型７２の上面には歯７４が形成されている。図５に示すように、上型７１と下型７２との間に、ユニットＵｎの角部（二枚の単層セパレータ４１，４２における正極電極２０からはみ出る領域４３と負極電極３０の金属箔３１における活物質層３２が形成されていない活物質層非形成領域３３とが重なった部位）を配置する。この状態で上型７１と下型７２とを互いに接近するように挟み込み、上型７１の歯７３と下型７２の歯７４との間で、凹凸の噛み合わせにより、接合することができる。

上型７１の歯７３及び下型７２の歯７４は、単に三角形を繰り返したギザギザの形状にするのではなく、図６に示すように、上型７１の歯７３及び下型７２の歯７４は、平坦面７５，７６を設けて単層セパレータ４１，４２の破れが生じにくいようにすると更によい。また、他にも、上型７１の歯７３及び下型７２の歯７４は、先端の角部（エッジ部）７３ａ，７４ａはＲ（アール）を付けて単層セパレータ４１，４２の破れが生じにくいようにしてもよい。さらに、上型７１の歯７３及び下型７２の歯７４は、平坦面７５，７６を設けるとともに先端の角部７３ａ，７４ａはＲを付けてもよい。

次に、電極組立体の製造方法について説明する。
まず、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、二枚の単層セパレータ４１，４２間に正極電極２０を挟んで積層するとともに、この積層体６０に図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す負極電極３０を積層する。

このとき、二枚の単層セパレータ４１，４２間に正極電極２０が挟まれた状態において、二枚の単層セパレータ４１，４２における全周は、角部、即ち、凹凸の噛み合わせによる接合予定領域を含めて溶着されている。

そして、図５に示すように、接合装置７０を用いて二枚の単層セパレータ４１，４２における正極電極２０からはみ出る領域４３と負極電極３０の金属箔３１における活物質層３２が形成されていない活物質層非形成領域３３とが重なった部位６１を、凹凸の噛み合わせにより接合する。

凹凸の噛み合わせによる接合は、矩形状の二枚の単層セパレータ４１，４２の角部４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ及び矩形状の負極電極３０の角部３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄで行われる。

このようにして、単層セパレータ４１，４２で包まれた正極電極２０と負極電極３０とを重ねて接合したユニットＵｎを複数積層して電極組立体を構成する。
そして、このようにして構成した電極組立体がケース内に配置され、さらに、ケース内に電解液が注入される。

このようにして蓄電装置としてのリチウムイオン二次電池が製造される。
次に、ユニットＵｎの接合方式として、型７１，７２の歯７３，７４を用いて金属箔３１及び単層セパレータ４１，４２に対し凸凹の噛み合わせより接合する方式と他の方式を用いた場合を対比する。

本実施形態の凸凹の噛み合わせより接合する方式においては、波形状の歯７３，７４で破かないよう金属箔３１及び単層セパレータ４１，４２を引き伸ばして圧力で再び固めることで金属箔３１及び単層セパレータ４１，４２を接合することができる。即ち、図５に示すように、波形状の歯７３，７４を有する上型７１及び下型７２の間に、金属箔３１及び単層セパレータ４１，４２の積層体６０の角部を配置して、積層体６０の角部を圧着して接合が行われる。

これに対し、一般的なユニット化の手段として、接着剤により接合する方式とした場合には、接着剤の成分が電解液内に混入する虞がある。本実施形態における凹凸の噛み合わせによる接合方式では、接着剤を用いて固定しておらず接着剤の成分が電解液内に混入することが回避される。また、活物質層の表面に接着剤が塗布されていると、接着領域ではイオンの移動が少なくとも部分的に妨げられ、実質的に活物質層同士の対向面積が減少するが、活物質層外にて凹凸の噛み合わせにより接合することで、このような不具合が回避される。

また、熱融着により接合する方式とした場合には、温度にバラツキが生じやすく、品質安定の難易度が高い。実施形態における凹凸の噛み合わせによる接合方式では、セパレータと金属箔とを熱融着で固定しておらず温度のバラツキが生じることもなく品質を安定化させることができる。

より詳しくは、袋状セパレータ４０で包まれた正極電極２０と、負極電極３０とを熱溶着によりユニット化する場合においては、熱源が必要となり、電極体（金属箔に活物質層が塗工されたもの）にも熱影響がでることが懸念される。本実施形態では、熱溶着としていた箇所を凹凸の噛み合わせにより接合することにより、金属箔３１と単層セパレータ４１，４２との接合時において、熱源が不要となる。熱溶着のための設備が不要にでき、その結果、原価の低減が図られる。また、熱溶着としていた箇所を凹凸の噛み合わせにより接合することにより、電極体において熱の影響を受けないようにすることができる。即ち、凹凸の噛み合わせにより接合することで熱源が不要の設備となり、原価低減及び熱影響を受け無くできる。

さらに、セパレータとセパレータとを溶着することは容易であるがセパレータと金属箔を溶着することは難しいが、本実施形態では先に二枚の単層セパレータ４１，４２間を溶着しておき、その後に単層セパレータ４１，４２と金属箔３１とを凹凸の噛み合わせにより接合することができる。

また、負極電極３０の角部３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを接合箇所とすべく活物質層非形成領域（未塗工部）３３を残し、当該領域と単層セパレータ４１，４２とを凹凸の噛み合わせによって一体化することにより、無駄に未塗工部を残すことによる材料費が無駄になることが回避される。

実施形態における凹凸の噛み合わせによる接合方式では、接合部５０は、凹凸による厚みの増加を伴うが、セパレータ４１と金属箔３１とセパレータ４２を重ねても活物質層２２，３２が無いのでユニットＵｎ全体として厚くなることはない。特に、本実施形態では、正極電極２０が袋状セパレータ４０で包まれた状態のユニットＵｎの接合箇所は、袋状セパレータ４０で正極電極２０を包む工程において形成時の熱融着により、他の部位よりも薄くなっている。このため、噛み合わせの深さを大きく取りやすい。さらに、矩形のユニットＵｎにおいて図４（ａ）に示すように対角方向に凹凸５１が延びているので剥がれ力Ｆ１，Ｆ２に対し剥がれが生じにくい。

このように、凸凹の噛み合わせより接合する方式においては、袋状セパレータ４０（単層セパレータ４１，４２で包まれた正極電極２０の角部）と負極電極３０（金属箔３１）とを接合しており、接合用の熱源を不要にできる。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）電極組立体の構成として、二枚のセパレータとしての二枚の単層セパレータ４１，４２間に正極電極２０が挟まれた積層体６０に負極電極３０が積層されている。二枚の単層セパレータ４１，４２における正極電極２０からはみ出る領域４３と負極電極３０の金属箔３１における活物質層３２が形成されていない活物質層非形成領域３３とが重なった部位６１に凹凸の噛み合わせにより接合された接合部５０を有する。よって、接着剤を用いて固定しておらず、例えば、接着剤の成分が電解液内に混入するといったことが回避され、性能に影響を出にくくすることができる。

（２）接合部５０は、矩形状の二枚の単層セパレータ４１，４２の角部４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ及び矩形状の負極電極３０の角部３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄに形成されている。つまり、凹凸の噛み合わせによる接合は、矩形状の二枚の単層セパレータ４１，４２の角部４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ及び矩形状の負極電極３０の角部３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄで行われる。負極電極および正極電極の外周において、角部以外は接合代、例えば溶着代を考慮する必要が無いので、活物質層を可能な限り大きく取り、容量アップを図ることが出来る。

（３）二枚の単層セパレータ４１，４２における接合部５０は溶着されている。つまり、二枚の単層セパレータ４１，４２間に正極電極２０が挟まれた状態において、二枚の単層セパレータ４１，４２における凹凸の噛み合わせによる接合予定領域は溶着されている。単層セパレータ４１，４２は多孔質の樹脂材料よりなる為、溶着によりその厚みは減少する。凹凸の噛み合わせにより固定する場合、噛み合わせされた領域の厚みが厚くなるが、単層セパレータ４１，４２の溶着部で噛み合わせを行うことで、厚みへの影響を軽減できる。

（４）凹凸５１は対角方向に延びているので、剥がれにくくできる。
（５）電極組立体の製造方法として、第１工程と第２工程とを有する。第１工程においては、二枚のセパレータとしての二枚の単層セパレータ４１，４２間に正極電極２０を挟んで積層するとともに、この積層体６０に負極電極３０を積層する。第２工程においては、第１工程後に、二枚の単層セパレータ４１，４２における正極電極２０からはみ出る領域４３と負極電極３０の金属箔３１における活物質層３２が形成されていない活物質層非形成領域３３とが重なった部位６１を、凹凸の噛み合わせにより接合する。これにより、上記（１）の電極組立体が製造される。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 第１工程において、二枚の単層セパレータ４１，４２間に正極電極２０が挟まれた状態において、二枚の単層セパレータ４１，４２における凹凸の噛み合わせによる接合予定領域は溶着されていなくてもよい。この場合には単層セパレータ４１，４２間の接合を含めて熱溶着が不要となる。

○ 図４（ａ），（ｂ），（ｃ）においては複数の凹凸５１は、長方形状のユニットＵｎの対角方向に直交する方向において並設され、各凹凸５１は、長方形状のユニットＵｎの対角方向に延びていたが、これに代わり、図７のようにしてもよい。図７において、複数の凹凸５２は、長方形状のユニットＵｎの対角方向に並設され、各凹凸５２は、長方形状のユニットＵｎの対角方向に直交する方向に延びている。

○ 図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に代わり、図８（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すようにしてもよい。図８（ａ），（ｂ），（ｃ）において、電極組立体の構成として、二枚の単層セパレータ４１，４２と正極電極２０との積層体は２組有し、２組の積層体８０ａ，８０ｂの間に負極電極３０が挟まれている。

接合部９０は、２組の積層体８０ａ，８０ｂでの二枚の単層セパレータ４１，４２における正極電極２０からはみ出る領域４３と負極電極３０の金属箔３１における活物質層３２が形成されていない活物質層非形成領域３３とが重なった部位に形成されている。二枚のセパレータにおける接合部８１は溶着されていても、いなくてもよい。

電極組立体の製造方法として、第１工程と第２工程とを有する。第１工程においては、二枚の単層セパレータ４１，４２間に正極電極２０を挟んで積層した二組の積層体８０ａ，８０ｂの間に負極電極３０を積層する。第２工程においては、第１工程後に、二組の積層体８０ａ，８０ｂでの二枚の単層セパレータ４１，４２における正極電極２０からはみ出る領域４３と負極電極３０の金属箔３１における活物質層３２が形成されていない活物質層非形成領域３３とが重なった部位を、凹凸の噛み合わせにより接合する。

電極組立体の全体構成としては、図８（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、単層セパレータ４１，４２で包まれた正極電極２０と、負極電極３０と、単層セパレータ４１，４２で包まれた正極電極２０と、を重ねて接合したものに対し、負極電極３０を積層して一対とし、これを積層して構成する。よって、接着剤を用いて固定しておらず接着剤の成分が電解液内に混入することが回避され、性能に影響を出にくくすることができる。また、凹凸の噛合わせにより袋状セパレータ４０と負極電極３０の金属箔３１と袋状セパレータ４０とを接合しており、熱源を不要にできる。特に、先に正極電極２０を挟んだ単層セパレータ４１，４２同士を溶着しておき、２つの袋状セパレータ４０の間に負極電極３０を挟んだ状態で凹凸の噛み合わせにより接合するとセパレータと金属箔とを溶着によらずに接合することができる。

１０…電極組立体、２０…正極電極、２１…金属箔、２２…活物質層、３０…負極電極、３１…金属箔、３２…活物質層、３３…活物質層非形成領域、３３ａ…角部、３３ｂ…角部、３３ｃ…角部、３３ｄ…角部、４１…セパレータ、４２…セパレータ、４３…領域、４３ａ…角部、４３ｂ…角部、４３ｃ…角部、４３ｄ…角部、５０…接合部、６０…積層体、６１…部位、８０ａ…積層体、８０ｂ…積層体。

Claims (7)

1. 金属箔の少なくとも一方の面に活物質層が形成された複数枚の正極電極、及び、金属箔の少なくとも一方の面に活物質層が形成された複数枚の負極電極が、セパレータを介在させた状態で交互に積層された電極組立体であって、
   二枚のセパレータ間に前記正極電極が挟まれた積層体に前記負極電極が積層され、前記二枚のセパレータにおける前記正極電極からはみ出る領域と負極電極の金属箔における前記活物質層が形成されていない活物質層非形成領域とが重なった部位に凹凸の噛み合わせにより接合された接合部を有することを特徴とする電極組立体。
2. 前記接合部は、矩形状の前記二枚のセパレータの角部及び矩形状の前記負極電極の角部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電極組立体。
3. 前記二枚のセパレータと前記正極電極との積層体は２組有し、２組の積層体の間に前記負極電極が挟まれており、
   前記接合部は、２組の積層体での前記二枚のセパレータにおける前記正極電極からはみ出る領域と負極電極の金属箔における前記活物質層が形成されていない活物質層非形成領域とが重なった部位に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電極組立体。
4. 前記二枚のセパレータにおける前記接合部は溶着されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電極組立体。
5. 前記凹凸は対角方向に延びていることを特徴とする請求項２に記載の電極組立体。
6. 金属箔の少なくとも一方の面に活物質層が形成された複数枚の正極電極、及び、金属箔の少なくとも一方の面に活物質層が形成された複数枚の負極電極が、セパレータを介在させた状態で交互に積層された電極組立体の製造方法であって、
   二枚のセパレータ間に前記正極電極を挟んで積層するとともに、この積層体に前記負極電極を積層する第１工程と、
   第１工程後に、前記二枚のセパレータにおける正極電極からはみ出る領域と負極電極の金属箔における活物質層が形成されていない活物質層非形成領域とが重なった部位を、凹凸の噛み合わせにより接合する第２工程と、
   を有することを特徴とする電極組立体の製造方法。
7. 金属箔の少なくとも一方の面に活物質層が形成された複数枚の正極電極、及び、金属箔の少なくとも一方の面に活物質層が形成された複数枚の負極電極が、セパレータを介在させた状態で交互に積層された電極組立体の製造方法であって、
   二枚のセパレータ間に前記正極電極を挟んで積層した二組の積層体の間に負極電極を積層する第１工程と、
   第１工程後に、前記二組の積層体での前記二枚のセパレータにおける正極電極からはみ出る領域と負極電極の金属箔における活物質層が形成されていない活物質層非形成領域とが重なった部位を、凹凸の噛み合わせにより接合する第２工程と、
   を有することを特徴とする電極組立体の製造方法。
   

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