JP2014011114A - 蓄電装置及び電極組立体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電極組立体を構成する各セパレータの位置ずれを容易に確認することができる蓄電装置、及び電極組立体の製造方法を提供すること。
【解決手段】二次電池は、矩形状の複数の正極シート２１と、矩形状の複数の負極シート２２とが、同じく矩形状のセパレータ２３を間に挟んだ状態で積層されて構成された電極組立体１４を備えている。ここで、各セパレータ２３はそれぞれ同一形状をなしており、一方の短辺部２３ａの延びる方向と直交する方向であるＸ方向にずれ長さδｘだけずれて積層されている。これにより、各セパレータ２３が積層された状態において、各一方の短辺部２３ａが視認可能となっている。
【選択図】図３

Description

本発明は蓄電装置及び電極組立体の製造方法に関する。

ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）やＰＨＶ（Ｐｌｕｇ ｉｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などの車両には、走行用モータへの供給電力を蓄える蓄電装置としての二次電池が搭載されている。二次電池は、例えば金属箔に活物質層が形成された正極シート及び負極シートが、樹脂等で形成されるセパレータを間に挟んだ状態で交互に積層された電極組立体を備えている（例えば特許文献１参照）。

特開２００２−３４３４３９号公報

ここで、各電極シートの短絡等を確認するために、各電極シート及びセパレータの位置ずれの有無の確認を行う場合がある。この場合、金属箔を有する各電極シートにおいては、Ｘ線を用いることで容易に位置ずれを確認することができる一方、樹脂等で形成されたセパレータにおいては、Ｘ線に映らないため、その位置ずれを確認することが困難なものとなり易い。

本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、電極組立体を構成する各セパレータの位置ずれを容易に確認することができる蓄電装置、及び電極組立体の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、矩形状の複数の正極シート、矩形状の複数の負極シート及び矩形状の複数のセパレータを有し、前記正極シート及び前記負極シートが前記セパレータを間に挟んだ状態で交互に積層されて構成された電極組立体を備えた蓄電装置において、前記複数の正極シートは、積層方向から見てそれぞれ隣り合う２辺部が重なるように積層されており、前記複数の負極シートは、前記積層方向から見てそれぞれ隣り合う２辺部が重なるように積層されており、前記各セパレータがはみ出すことによって形成された各はみ出し部が設けられており、前記各はみ出し部のはみ出し長さは、前記積層方向の一方に向けて順次短くなっていることを特徴とする。

かかる発明によれば、各はみ出し部のはみ出し長さが積層方向の一方に向けて順次短くなっているため、各セパレータの各はみ出し部が順次ずれて配置される。これにより、各電極シート及び各セパレータを積層する場合に、その積層方向から見て各はみ出し部が視認可能となる。よって、積層方向から各はみ出し部を確認することにより、各セパレータの位置ずれを容易に確認することができる。

請求項２に係る発明は、前記はみ出し部は前記セパレータが前記セパレータの一辺部の延びる方向と交差する方向にはみ出して形成されていることを特徴とする。かかる発明によれば、はみ出し部がセパレータの一辺部の延びる方向と交差する方向にはみ出して形成されているため、各セパレータの一辺部が当該一辺部の延びる方向と交差する方向に順次ずれている。これにより、積層方向から見て各セパレータの一辺部が視認可能となる。よって、積層方向から各セパレータの一辺部を確認することにより、各セパレータの位置ずれを容易に確認することができる。

請求項３に係る発明は、前記各セパレータは同一形状であり、前記各はみ出し部は、前記各セパレータが、前記積層方向の一方に向けて前記一辺部の延びる方向と交差する方向に所定長さずつ順次ずれて積層されていることによって形成されていることを特徴とする。かかる発明によれば、各セパレータが積層方向の一方に向けて一辺部の延びる方向と交差する方向に所定長さずつ順次ずれて積層されることにより、はみ出し長さが所定長さずつ異なる各はみ出し部が形成され、セパレータの一辺部が積層方向から視認可能となる。これにより、同一形状の複数のセパレータを用いて、各一辺部がずれた状態を実現することができる。

請求項４に係る発明は、前記各はみ出し部は、前記積層方向の一方に向けて、前記各セパレータの前記一辺部に直交する辺が所定長さずつ短くなっており、前記積層方向から見て前記各はみ出し部を構成する前記各一辺部の各対辺の位置を一致させていることを特徴とする。かかる発明によれば、各セパレータの対辺の位置を一致させることにより、自ずと、はみ出し長さが所定長さずつ異なる各はみ出し部が形成され、各セパレータの一辺部がずれて配置される。これにより、各セパレータを積層する場合に、ずれを考慮する必要がない分だけ、各セパレータの積層を容易に行うことができる。

請求項５に係る発明は、前記各はみ出し部はそれぞれ、前記積層方向に湾曲していることを特徴とする。かかる発明によれば、各はみ出し部が積層方向に湾曲しているため、各セパレータに挟まれている各電極シートのはみ出し方向の端部が各はみ出し部からなる集合体によって覆われている。これにより、各電極シートがはみ出し方向に移動しようとすると、各電極シートと、はみ出し部とが当接し、当該移動が規制される。これにより、セパレータに対する各電極シートの位置ずれが規制される。よって、各セパレータの位置ずれの確認に係る構成を用いて、各電極シートの位置ずれを抑制することができる。

請求項６に係る発明は、前記蓄電装置は二次電池であることを特徴とする。
請求項７に係る発明は、矩形状の複数の正極シート、矩形状の複数の負極シート及び矩形状の複数のセパレータを有し、前記正極シート及び前記負極シートが前記セパレータを間に挟んだ状態で交互に積層されて構成された電極組立体の製造方法において、前記各正極シートは、積層方向から見て、その隣り合う２辺部が重なるようにして積層され、前記各負極シートは、前記積層方向から見て、その隣り合う２辺部が重なるようにして積層され、前記各セパレータは、前記積層方向から見て、前記各セパレータの一辺部が順次ずれるように積層されることを特徴とする。かかる発明によれば、各セパレータの一辺部が順次ずれるようにセパレータが積層されることにより、積層方向から各セパレータの一辺部が視認可能となる、よって、各セパレータの一辺部を確認することを通じて、各セパレータの位置ずれを容易に確認することができる。

この発明によれば、各セパレータの位置ずれを容易に確認することができる。

二次電池の斜視図。 電極組立体の分解斜視図。 電極組立体の積層態様を示す正面図。 二次電池を電極組立体の積層方向に沿って切断した断面図。 （ａ）〜（ｅ）は電極組立体の積層工程を説明するための正面図。 （ａ），（ｂ）は電極組立体の製造工程を説明するための断面図。 別例の電極組立体を示す斜視図。 （ａ）は別例の電極組立体の積層態様を示す正面図であり、（ｂ），（ｃ）は別例の電極組立体の製造工程を説明するための断面図。 （ａ）は別例の電極組立体の正面図及び一部拡大図であり、（ｂ）は（ａ）の１−１線断面図。

以下、本発明に係る蓄電装置について図１〜図４を用いて説明する。なお、本蓄電装置は、車両（自動車及び産業用車両）に搭載されており、車両に搭載された走行用モータ（電動機）を駆動するのに用いられる。なお、図面の都合上、各セパレータ２３の積層に係るずれ長さδｘ等、一部の構成については、実際の寸法と異ならせて示す。

図１に示すように、蓄電装置としての二次電池１０はリチウムイオン二次電池であり、その外郭を構成するケース１１を備えている。ケース１１は例えば金属製であり、一方向に開口した四角箱状の容器１２と、容器１２の開口部分を塞ぐ矩形平板状の蓋１３とから構成されている。このため、二次電池１０は、その外郭が角型をなしている。

ケース１１には、充放電要素としての電極組立体１４及び電解質としての電解液（図示略）が収容されている。図２に示すように、電極組立体１４は、正極電極としての正極シート２１及び負極電極としての負極シート２２が、電気伝導に係るイオンが通過可能であるとともにＸ線に映りにくい多孔質膜（例えばポリエチレン系樹脂）で形成されたシート状のセパレータ２３を間に挟んだ状態で交互に積層されて構成されている。なお、セパレータ２３は電極組立体１４の積層方向の両端面１４ａ，１４ｂにも配置されている。

なお、図１等では、電極組立体１４を構成する正極シート２１が５枚であり、負極シート２２が６枚であり、セパレータ２３が１２枚となっているが、積層枚数については任意である。ちなみに、正極シート２１及び負極シート２２の積層方向において正極シート２１の両側に負極シート２２が配置されるよう、負極シート２２は正極シート２１よりも一枚多く積層されている。

また、各正極シート２１はそれぞれ同一形状をなしており、各負極シート２２はそれぞれ同一形状をなしている。なお、本明細書で言う同一形状とは、ある程度の成形誤差を許容したものを言い、例えば同一の金型を用いて形成されたもの等が考えられる。

図２に示すように、各電極シート２１，２２はそれぞれ矩形状（詳細には長方形状）に形成されており、互いに相似形状をなしている。詳細には、正極シート２１は負極シート２２よりも一回り小さく形成されている。

正極シート２１は、矩形状の正極金属箔（例えばアルミニウム箔）３１と、当該正極金属箔３１の両面（シート面）に正極活物質が塗布されることにより形成された正極活物質層３２とから構成されている。正極活物質層３２は、正極シート２１（正極金属箔３１）のシート面のうち一方の長辺部２１ｂに沿った一部の領域以外の領域全体に形成されている。負極シート２２は、正極金属箔３１よりも一回り大きく形成された矩形状の負極金属箔（例えば銅箔）３３と、当該負極金属箔３３の両面に負極活物質が塗布されることにより形成された負極活物質層３４とから構成されている。負極活物質層３４は、負極シート２２（負極金属箔３３）のシート面のうち一方の長辺部２２ｂに沿った一部の領域以外の領域全体に形成されており、正極活物質層３２よりも大きく形成されている。

図２に示すように、各電極シート２１，２２は、セパレータ２３を介して、その各電極シート２１，２２の中心が一致する状態で順次積層されている。この場合、各正極シート２１はそれぞれ、隣り合う２辺部として一方の長辺部２１ｂ及びそれと隣り合う一方の短辺部２１ａが重なっている状態で積層されており、各負極シート２２はそれぞれ、隣り合う２辺部として一方の長辺部２２ｂ及びそれと隣り合う一方の短辺部２２ａが重なっている状態で積層されている。このため、図３に示すように、各正極シート２１は積層方向から見て所定の公差範囲内で同一位置に配置されており、各負極シート２２は積層方向から見て所定の公差範囲内で同一位置に配置されている。

また、上記のようにセパレータ２３を介して、各電極シート２１，２２が積層されている構成において、正極活物質層３２及び負極活物質層３４はセパレータ２３を間に挟んだ状態において対向している。

図１に示すように、電極組立体１４の積層方向と直交する方向の側面には、当該側面から突出した各集電タブ４１，４２（各タブ）が設けられている。図２に示すように、各集電タブ４１，４２はそれぞれ、各電極シート２１，２２の一方の長辺部２１ｂ，２２ｂの一部から各金属箔３１，３３を延出させることにより形成されている。各集電タブ４１，４２の延出寸法は、電極組立体１４を構成している状態においてセパレータ２３から突出するように設定されている。

なお、念のため説明すると、本明細書においては、説明の便宜上、正極シート２１には正極集電タブ４１が含まれないものとする。同様に、負極シート２２には負極集電タブ４２が含まれていないものとする。

図１及び図２に示すように、各電極シート２１，２２は、当該各電極シート２１，２２の中心が一致するとともに、各集電タブ４１，４２の同一極性同士が積層方向に列状に配置される一方、異なる極性同士が積層方向に重ならないように積層されている。

図１に示すように、二次電池１０は、電極組立体１４の電力を取り出すための正極端子５１及び負極端子５２を備えている。各端子５１，５２は、ケース１１を貫通した状態で取り付けられており、その一部がケース１１外に露出している。そして、二次電池１０は、各端子５１，５２と各集電タブ４１，４２の同一極性同士を電気的に接続する正極導電部材６１及び負極導電部材６２を備えている。これにより、電極組立体１４の電力をケース１１外に取り出すことができるとともに、電極組立体１４に対して電力を供給することにより、電極組立体１４を充電することが可能となっている。

ここで、電極組立体１４を構成する各セパレータ２３について詳細に説明する。
図２に示すように、複数のセパレータ２３はそれぞれ同一形状であって矩形状に形成されており、短辺部２３ａ，２３ｃ及び長辺部２３ｂ，２３ｄを備えている。各セパレータ２３は、各電極シート２１，２２（各集電タブ４１，４２以外の箇所）を覆うことが可能な大きさに形成されている。具体的には、各セパレータ２３の短辺部２３ａ，２３ｃの長さは、負極シート２２の一方の短辺部２２ａの長さよりも長く設定されている。そして、各セパレータ２３の長辺部２３ｂ，２３ｄの長さは、負極シート２２の一方の長辺部２２ｂの長さよりも長く設定されている。

なお、説明の便宜上、以降の説明において、長辺方向をＸ方向と、短辺方向をＹ方向とする。Ｙ方向は、各集電タブ４１，４２の突出方向に沿う方向とも言え、Ｘ方向は、各集電タブ４１，４２の突出方向に沿う方向と直交する方向とも言える。

ここで、各セパレータ２３はそれぞれ、各電極シート２１，２２を覆いつつ、Ｘ方向に順次ずれた状態で積層されている。具体的には、図２及び図３に示すように、各セパレータ２３は、そのＹ方向の中心線が各電極シート２１，２２のＹ方向の中心線と一致し、且つ積層方向の一端側から他端側（一方）に向けて他方の短辺部２３ｃ側に予め定められたずれ長さδｘ（例えば２０μｍ）だけ順次ずれた状態で積層されている。これにより、図３に示すように、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３が積層された状態においては、積層方向の他端側から見て各セパレータ２３の一辺部としての一方の短辺部２３ａ及び一辺部としての他方の短辺部２３ｃがＸ方向にずれて配置されている。よって、積層方向の他端側から見て、各セパレータ２３の一方の短辺部２３ａが視認可能となっている。

ここで、セパレータ２３のＸ方向の長さは、各セパレータ２３がずれ長さδｘだけ順次ずれて積層された場合であっても各電極シート２１，２２全体を覆うことが可能となるように、ずれ長さδｘ及びセパレータ２３の積層枚数に対応させて設定されている。詳細には、セパレータ２３のＸ方向の長さは、負極シート２２のＸ方向の長さに対して、（ずれ長さδｘ）×（セパレータ２３の積層枚数）を加算したものよりも長く設定されている。これにより、各セパレータ２３がずれ長さδｘだけずれて順次積層されている構成において、各電極シート２１，２２は、各セパレータ２３によって覆われている。

図３に示すように、セパレータ２３のＸ方向の長さが負極シート２２のＸ方向の長さよりも長いため、上記のように各電極シート２１，２２及びセパレータ２３が順次積層されることにより、各セパレータ２３はそれぞれ、その一部が負極シート２２の各短辺部２２ａ，２２ｃからＸ方向に向けてはみ出して（延出して）いる。一方の短辺部２２ａからはみ出した、一方の短辺部２３ａ側のはみ出し部分を第１はみ出し部７１、他方の短辺部２２ｃからはみ出した、他方の短辺部２３ｃ側のはみ出し部分を第２はみ出し部７２とする。各第１はみ出し部７１及び各第２はみ出し部７２は、各電極シート２１，２２に対してＸ方向の両側に配置されている。つまり、電極組立体１４には、各セパレータ２３が負極シート２２に対してＸ方向にはみ出すことによって形成された第１はみ出し部７１及び第２はみ出し部７２が設けられている。

各セパレータ２３がＸ方向に徐々にずれて積層されているため、負極シート２２からの各第１はみ出し部７１の延出寸法（はみ出し長さ）及び各第２はみ出し部７２の延出寸法は、セパレータ２３毎に異なっている。詳細には、図４に示すように、各第１はみ出し部７１の延出寸法は、積層方向の一端側、詳細には容器１２の底部側にあるものから、積層方向の他端側、詳細には蓋１３側にあるものに向けてずれ長さ（所定長さ）δｘずつ順次短くなっている。各第２はみ出し部７２の延出寸法は、その逆で、積層方向の他端側から一端側に向けて、ずれ長さδｘずつ順次短くなっている。第１はみ出し部７１の延出寸法（はみ出し長さ）は、積層方向の一端側で最大であり、セパレータ２３の積層枚数をｍとすると、δｘ×（ｍ−１）となる。また、第２はみ出し部７２の延出寸法（はみ出し長さ）は、積層方向の他端側で最大であり、δｘ×（ｍ−１）となる。また、電極組立体１４の積層方向の中央付近にあるセパレータ２３の中心が各電極シート２１，２２の中心に近づくように配置されている。本実施形態では、図４に示すように、セパレータ２３の積層枚数は偶数であることから、積層方向の一端及び他端からそれぞれ６枚目のセパレータ２３１，２３２が各電極シート２１，２２の中心に最も近くなる。

図４に示すように、各第１はみ出し部７１は積層方向における他端側に向けて湾曲している。このため、各第１はみ出し部７１からなる集合体は、湾曲している状態において、各電極シート２１，２２の一方の短辺部２１ａ，２２ａを覆っている。

また、各第１はみ出し部７１は、その端部、詳細には各一方の短辺部２３ａが電極組立体１４の積層方向の蓋１３側の端面１４ｂから突出しないように構成されている。具体的には、ずれ長さδｘは、各第１はみ出し部７１が湾曲した場合に各一方の短辺部２３ａが電極組立体１４の積層方向の蓋１３側の端面１４ｂから突出しないように、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３の厚さに対応させて設定されている。詳細には、ずれ長さδｘは、負極シート２２又は正極シート２１の一方の厚さあるいは両電極シート２１，２２の厚さの平均値と、セパレータ２３の厚さとを合わせた寸法と同一又はそれよりも短く設定されている。これにより、各第１はみ出し部７１は、電極組立体１４における積層方向の一端から他端までの範囲内に収まっている。

なお、第２はみ出し部７２は、第１はみ出し部７１の湾曲方向とは反対方向に湾曲している点を除いて、第１はみ出し部７１と同様の構成となっているため、詳細な説明を省略する。

ちなみに、既に説明したとおり、各集電タブ４１，４２は、各電極シート２１，２２の一方の長辺部２１ｂ，２２ｂに設けられている（図３参照）。このため、各集電タブ４１，４２と、各セパレータ２３の短辺部２３ａ，２３ｃとが重なり合わないようになっている。

次に、本実施形態の電極組立体１４の製造方法について図５を用いて説明する。
先ず、図５（ａ）に示すように、吸着装置等を用いて、セパレータ２３が複数収容されているマガジンからセパレータ２３を取り出し、そのセパレータ２３を、積層対象を仮に設置する仮設置ワークスペースＳ１に設置する。そして、積層用ワークスペースＳ２に、セパレータ２３を設置する。この場合、積層用ワークスペースＳ２において各電極シート２１，２２の中心が配置される基準位置Ｐに、電極組立体１４の積層方向の中央付近にあたるセパレータ２３１，２３２の中心が近づくように、基準位置Ｐに対してＸ方向の一方（一方の短辺部２３ａ側）に特定長さだけずれた位置にセパレータ２３を配置する。特定長さは、第１はみ出し部７１の延出寸法の最大値の半分である、δｘ×（ｍ−１）／２となり、セパレータ２３の積層枚数に応じて異なる。

なお、位置合わせの具体的な態様については任意である。例えば、セパレータ２３を仮設置ワークスペースＳ１の基準位置に合わせて設置する。次に、セパレータ２３の中心を積層用ワークスペースＳ２の基準位置Ｐから積層枚数に応じた特定長さだけＸ方向の一方にずらして設置する態様としてもよい。

また、例えば仮設置ワークスペースＳ１にセパレータ２３を設置する際に、積層枚数に応じた特定長さだけＸ方向の一方にセパレータ２３の中心を仮設置ワークスペースＳ１の基準位置からずらして設置し、次にずらした状態を保持したまま積層用ワークスペースＳ２の基準位置Ｐに設置する態様としてもよい。このとき、仮設置ワークスペースＳ１の基準位置と積層用ワークスペースＳ２の基準位置Ｐとは、同じ座標の基準点である。

その後、図５（ｂ）に示すように、負極シート２２が複数収容されているマガジンから、負極シート２２を取り出し、その負極シート２２を仮設置ワークスペースＳ１に設置する。そして、積層用ワークスペースＳ２の基準位置Ｐと負極シート２２の中心とが一致するように、負極シート２２を設置する。この工程により、負極シート２２がセパレータ２３の上に設置される。

そして、図５（ｃ）に示すように、別のセパレータ２３を設置する。この場合、前回設置されたセパレータ２３に対してずれ長さδｘだけ他方の短辺部２３ｃ側にずらした位置にセパレータ２３を配置する。

なお、前回設置されたセパレータ２３の位置は、カメラ等を用いて把握する構成としてもよいし、前回のセパレータ２３を設置した際に、そのセパレータ２３の座標情報を記憶させておく構成としてもよい。

その後、図５（ｄ）に示すように、正極シート２１が複数収容されているマガジンから、正極シート２１を取り出し、その正極シート２１を仮設置ワークスペースＳ１に設置する。そして、前回設置された負極シート２２の中心と正極シート２１の中心とが一致するように、正極シート２１を設置する。詳細には、例えば前回設置された負極シート２２の中心座標を記憶しておき、その中心座標と今回設置する正極シート２１の中心座標とを一致させて、正極シート２１を設置する。なお、これに限られず、積層用ワークスペースＳ２の基準位置Ｐと正極シート２１の中心とを一致させて正極シート２１を設置する構成としてもよい。

そして、図５（ｅ）に示すように、前のセパレータ２３に対してずれ長さδｘだけ他方の短辺部２３ｃ側にずらした位置に次のセパレータ２３を設置する。
以上の工程を繰り返し実行することにより、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３を積層する。これにより、図６（ａ）に示すように、各セパレータ２３の短辺部２３ａ，２３ｃがＸ方向にずれて積層された電極組立体１４が形成される。なお、各正極シート２１はそれぞれ同一形状であって且つ中心が一致した状態で積層されているため、隣り合う一方の短辺部２１ａ及び一方の長辺部２１ｂは重なっている（図３参照）。各負極シート２２についても同様である。

なお、図示は省略するが、積層用ワークスペースＳ２に設置されている積層体を把持する把持装置が設けられている。把持装置は、積層用ワークスペースＳ２に設置されている積層体を把持しつつ、積層用ワークスペースＳ２に各電極シート２１，２２及びセパレータ２３を設置する際には、積層体の把持を解除する。これにより、積層中における各電極シート２１，２２及びセパレータ２３の位置ずれが規制されている。

各電極シート２１，２２及びセパレータ２３の積層が完了した後は、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３の積層態様に異常がないか確認（検査）する。具体的には、Ｘ線を用いて、各電極シート２１，２２の位置ずれが発生していないか否かの確認を行う。また、カメラ等を用いて、電極組立体１４をその積層方向から観察し、各セパレータ２３の一辺部としての短辺部２３ａ，２３ｃのずれが正常なものか否かを確認する。

積層態様に異常がない場合には、各第１はみ出し部７１を積層方向の他端側に向けて曲げるとともに、各第２はみ出し部７２を各第１はみ出し部７１の曲げ方向とは反対方向である一端側に曲げる。これにより、図６（ｂ）に示すように、各第１はみ出し部７１及び各第２はみ出し部７２が電極組立体１４の積層方向の一端から他端までの範囲内で湾曲する。そして、各導電部材６１，６２を取り付けた電極組立体１４を、容器１２の開口を介して電極組立体１４の積層方向から容器１２に挿入し、その後容器１２の開口を蓋１３で塞ぐ。そして、各端子５１，５２を取り付け、各端子５１，５２と各導電部材６１，６２とを溶接する。

次に、本実施形態の二次電池１０の作用について説明する。
既に説明したとおり、各セパレータ２３が積層方向の一端側から他端側に向かうに従ってＸ方向に所定のずれ長さδｘだけ順次ずれて積層されているため、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３が積層されている状態において、積層方向から見て各セパレータ２３の一方の短辺部２３ａ（及び他方の短辺部２３ｃ）が視認可能となっている。これにより、各セパレータ２３の位置ずれを容易に確認することができる。

詳細には、仮に視認可能な各一方の短辺部２３ａの数が、セパレータ２３の積層枚数と異なっている場合には、セパレータ２３が誤って余分に積層された、又は各電極シート２１，２２の間にセパレータ２３が積層されていない蓋然性がある。また、数が一致している場合であっても、各一方の短辺部２３ａのＸ方向の間隔が、許容範囲外である場合には、セパレータ２３の位置ずれに起因して各電極シート２１，２２が短絡している蓋然性が高い。

さらに、図３に示すように、各一方の短辺部２３ａがＸ方向にずれているため、各セパレータ２３の長辺部２３ｂ，２３ｄの一部が視認可能となっている。これにより、各長辺部２３ｂ，２３ｄを視認することにより、各セパレータ２３のＹ方向のずれや、各セパレータ２３の回転ずれを確認することができる。

また、第１はみ出し部７１及び第２はみ出し部７２は、積層方向に湾曲した状態でケース１１に収容されている。この場合、各電極シート２１，２２のＸ方向の各端部（各短辺部２１ａ，２１ｃ，２２ａ，２２ｃ）は各はみ出し部７１，７２の集合体によって覆われているため、各電極シート２１，２２のＸ方向の移動が規制されている。これにより、各電極シート２１，２２の位置ずれが規制されている。

なお、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３が積層された状態において、積層方向の他端側から見た場合に各一方の短辺部２３ａが視認され、積層方向の一端側から見た場合に各一方の短辺部２３ａとは反対側の各他方の短辺部２３ｃが視認される。かかる構成において、各セパレータ２３の位置ずれの確認を行う場合には、双方を確認してもよいし、いずれか一方のみを確認してもよい。

以上詳述した本実施形態によれば以下の優れた効果を奏する。
（１）各正極シート２１は、それぞれ隣り合う２辺部としての一方の短辺部２１ａ及び一方の長辺部２１ｂが重なって積層されるとともに、各負極シート２２は、それぞれ隣り合う２辺部としての一方の短辺部２２ａ及び一方の長辺部２２ｂが重なって積層される。かかる構成において、各セパレータ２３の一方の短辺部２３ａが当該一方の短辺部２３ａの延びる方向と交差する方向に沿ってずれ長さδｘずつ順次ずれるようにセパレータ２３が積層される構成とした。詳細には、各セパレータ２３の一部が負極シート２２からセパレータ２３の一方の短辺部２３ａ延びる方向に交差する方向に向けてはみ出すことによって形成された第１はみ出し部７１を設けた。そして、各第１はみ出し部７１の延出寸法（はみ出し長さ）を、積層方向の一方、詳細には積層方向の一端側から他端側に向けてずれ長さδｘずつ短くなるように設定した。これにより、各電極シート２１，２２及び各セパレータ２３が積層された状態で、各セパレータ２３の一方の短辺部２３ａ（及び他方の短辺部２３ｃ）が積層方向から視認可能となっている。これにより、カメラ等を用いて各一方の短辺部２３ａを確認することにより、各セパレータ２３の積層態様に異常があるか否か、詳細には各セパレータ２３の位置ずれを確認することができる。よって、各セパレータ２３の位置ずれの確認を容易に行うことができる。

特に、各電極シート２１，２２及びセパレータ２３の積層工程においては、積層用ワークスペースＳ２に設置する場合、把持装置によって積層体を把持する場合、当該把持を解除する場合等に、セパレータ２３等の位置ずれが発生し得る。特に、積層時間の短縮化を図るべく、積層スピードを上げると、上記位置ずれが発生し易くなる。この場合、各電極シート２１，２２については、積層方向からのＸ線検査で容易に位置ずれを確認することが可能であるが、Ｘ線に映らない樹脂で形成されている各セパレータ２３については、その確認が困難となり易い。

これに対して、本実施形態によれば、各一方の短辺部２３ａを確認することを通じて、各セパレータ２３の位置ずれを容易に発見することができる。また、各一方の短辺部２３ａは視認可能となっているため、各セパレータ２３の積層中に、リアルタイムでセパレータ２３の位置ずれの確認を行うことができる。これにより、各セパレータ２３の位置ずれを、より好適に確認することができる。

（２）各セパレータ２３は同一形状に形成されており、これら各セパレータ２３を各一方の短辺部２３ａの延びる方向（Ｙ方向）と交差する方向、詳細にはＸ方向にずれ長さδｘだけずらして積層する構成とした。これにより、同一形状の各セパレータ２３を用いて、延出寸法がずれ長さδｘずつ異なる各第１はみ出し部７１が形成される。よって、各セパレータ２３の一方の短辺部２３ａを視認可能とすることができる。

（３）特に、各セパレータ２３を、一方の短辺部２３ａの延びる方向と直交する方向にずらして積層する構成とすることにより、各セパレータ２３の一方の短辺部２３ａはそれぞれずれて配置されている一方、各セパレータ２３の長辺部２３ｂ，２３ｄはそれぞれ重なって配置されている。これにより、電極組立体１４におけるＹ方向の両端側に、充放電に寄与しないはみ出し部が形成されることを抑制することができるとともに、はみ出し部を曲げる煩雑さ等を回避することができる。

（４）各電極シート２１，２２のＹ方向の端部である各一方の長辺部２１ｂ，２２ｂに各集電タブ４１，４２を設けた。換言すれば、各セパレータ２３を、各集電タブ４１，４２が形成されている側の長辺部２３ｂとは異なる辺部（一方の短辺部２３ａ）がずれるように積層した。これにより、各一方の短辺部２３ａと各集電タブ４１，４２とが重なってしまうことが回避されている。よって、各一方の短辺部２３ａの確認の際に、各集電タブ４１，４２が邪魔になりにくい。さらに、各一方の短辺部２３ａよりも外側に突出するように、各集電タブ４１，４２を長くする必要がない分だけ、構成の簡素化を図ることができる。

（５）各はみ出し部７１，７２を積層方向に湾曲させた。これにより、ケース１１内において各はみ出し部７１，７２の占める領域が小さくなっている。よって、各はみ出し部７１，７２が形成されることに起因する充放電に寄与しない領域の拡大を低減することができる。

また、各はみ出し部７１，７２が積層方向に湾曲するによって、各電極シート２１，２２のＸ方向の各端部（各短辺部２１ａ，２１ｃ，２２ａ，２２ｃ）が各はみ出し部７１，７２からなる集合体によって覆われている。これにより、各電極シート２１，２２のＸ方向への位置ずれを抑制することができる。よって、各セパレータ２３の位置ずれの確認を容易に行うための構成を用いて、各セパレータ２３に対する各電極シート２１，２２の位置ずれを抑制することができる。

さらに、各電極シート２１，２２のＸ方向の各端部が各はみ出し部７１，７２によって覆われているため、各はみ出し部７１，７２が設けられているＸ方向においては、セパレータ２３を越えて、正極シート２１と負極シート２２とが接触する事態が発生しにくい。そして、各電極シート２１，２２のＸ方向の各端部とケース１１とが接触することが規制されている。よって、これらの短絡を抑制することができる。

（６）各第１はみ出し部７１が湾曲している状態において、当該各第１はみ出し部７１の先端部である各一方の短辺部２３ａが、電極組立体１４の積層方向の一端から他端までの範囲内に設置されるように構成した。これにより、各一方の短辺部２３ａが電極組立体１４の積層方向の蓋１３側の端面１４ｂから突出しないようになっている。よって、電極組立体１４をケース１１に収容する際等において、各一方の短辺部２３ａが邪魔になりにくい。したがって、各セパレータ２３の位置ずれを確認するための構成を設けたことによって生じ得る不都合を回避することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態では、各セパレータ２３は同一形状であったが、これに限られない。例えば、図７及び図８に示すように、Ｘ方向の長さが異なる複数のセパレータ８１を順次積層することにより形成された電極組立体８０を採用してもよい。

詳細には、図７及び図８に示すように、矩形状に形成された各セパレータ８１はそれぞれ、隣り合う２辺部としての一方の短辺部８１ａと一方の長辺部８１ｂとのうち一方の長辺部８１ｂの長さ、詳細にはセパレータ８１のＸ方向（長辺方向）の長さが、ずれ長さδｘだけ異なっている。各セパレータ８１は、隣り合う一方の短辺部８１ａ及び一方の長辺部８１ｂを一致させた状態で、一方の長辺部８１ｂの長さが徐々に短くなるように、Ｘ方向の長さが長いものから順次積層されている。すなわち、積層方向の一端側から他端側に向けて、各一方の短辺部８１ａと直交する各一方の長辺部８１ｂの長さが徐々に短くなっている。これにより、図８（ａ）に示すように、各セパレータ８１における一方の短辺部８１ａとは反対側にある一辺部としての他方の短辺部８１ｃが積層方向から視認可能となっている。

また、図８（ｂ）に示すように、電極組立体８０のＸ方向において他方の短辺部８１ｃ側においては、各セパレータ８１がはみ出した各はみ出し部８２が形成されている一方、各セパレータ８１の一方の短辺部８１ａは揃っている。換言すれば、各はみ出し部８２を構成する各他方の短辺部８１ｃの対辺である各一方の短辺部８１ａは、積層方向から見て位置が一致している。これにより、実施形態のセパレータ２３と比較して、セパレータ８１のＸ方向の長さを短くすることができ、これを通じてセパレータ２３のコスト削減を図ることができる。

さらに、各はみ出し部８２が電極組立体８０のＸ方向の片側のみに形成されていることから、電極組立体８０が小型になっている。詳細には、電極組立体８０のＸ方向の長さが短くなっている。そして、容器８３のＸ方向の長さは、前述の実施形態の容器１２と比較して、第２はみ出し部７２の分だけ短くなっている。これにより、二次電池の小型化を図ることができる。

○ なお、小型化に代えて、第２はみ出し部７２の収容スペースを、充放電に寄与する領域として用いてもよい。具体的には、各電極シート２１，２２のＸ方向の長さを、第２はみ出し部７２の収容スペースの分だけ長くしてもよい。これにより、充放電に寄与する領域の拡大を図ることができる。

なお、積層方向の他端側から見た場合には、上記積層態様は、各一方の長辺部８１ｂの長さが徐々に長くなるように、Ｘ方向の長さが短いものから順次積層されているとも言える。

○ また、各セパレータ８１の一方の短辺部８１ａが揃っている構成においては、当該各一方の短辺部８１ａが構成する電極組立体１４の側面とケース１１の内面との間に絶縁シートを別途設けてもよい。

○ 上記構成においては、例えば図８（ｂ）に示すように、予め各はみ出し部８２を湾曲させることなく、容器８３に収容させる構成としてもよい。この場合、図８（ｃ）に示すように、容器８３の内面との当接によって、自ずと各はみ出し部８２が積層方向に湾曲する。これにより、工程の簡素化を図ることができる。

○ また、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、それぞれ相似形状をなした複数のセパレータ９１が、大きいものから順に積層されて構成された電極組立体９０を採用してもよい。詳細には、各セパレータ９１は、矩形状に形成されるとともに、隣り合う２辺部の双方の長さが異なって形成されている。そして、各セパレータ９１は、その中心が一致している状態で、大きいものから順に積層されている。このため、電極組立体９０は、全体としてピラミッド状となっており、積層方向から見た場合に、各セパレータ９１の周縁部全体が視認可能となっている。

○ なお、それぞれ相似形状をなした複数のセパレータ９１を用いる構成においては、中心を一致させて積層する態様に限られず、例えば１のコーナ部を一致させて積層する態様としてもよい。

○ 実施形態では、ずれ長さδｘは一定の長さであったが、これに限られず、異ならせる構成としてもよい。詳細には、ずれが発生し易い領域、例えば電極組立体１４の積層方向の中央部付近においては、他よりもずれ長さδｘを長くする構成としてもよい。

○ ずれ長さδｘは、位置ずれ確認の際に把握（視認）可能なピッチ等との関係で適宜設定すればよい。例えば、ずれ長さδｘを、各電極シート２１，２２の厚さよりも短く設定してもよい。この場合、各第１はみ出し部７１同士の重なりを抑制することを通じて、Ｘ方向において第１はみ出し部７１が占める領域を小さくすることができる。

○ また、それとは逆にずれ長さδｘを、各第１はみ出し部７１が積層方向に曲がった場合に電極組立体１４の積層方向の蓋１３側の端面１４ｂから突出しない範囲内で、各電極シート２１，２２の厚さよりも長く設定してもよい。

○ さらに、各第１はみ出し部７１が積層方向に曲がった場合にその一部が電極組立体１４の積層方向の蓋１３側の端面１４ｂから突出することを許容して、ずれ長さδｘを長く設定してもよい。この場合、各セパレータ２３の位置ずれの確認を容易に行うことができる。

○ 実施形態では、各セパレータ２３はＸ方向にずれる構成であったが、これに限られず、長辺部２３ｂ，２３ｄの少なくとも一方を一辺部としてＹ方向にずれて配置する構成としてもよい。これにより、各セパレータ２３の長辺部２３ｂ，２３ｄが視認可能となる。なお、この場合、各セパレータ２３からはみ出すように、各集電タブ４１，４２の延出寸法を（長く）設定するとよい。

○ また、各セパレータ２３をＸ方向及びＹ方向の双方にずらして積層する構成としてもよい。この場合、積層方向から見て、各セパレータ２３の隣り合う２辺部としての一方の短辺部２３ａ及び一方の長辺部２３ｂ（他方の短辺部２３ｃ及び他方の長辺部２３ｄ）が視認可能となる。

○ 実施形態では、各電極シート２１，２２はその各中心が一致するように積層されている構成となっていたが、これに限られず、例えばコーナ部を一致させて積層してもよく、各電極シート２１，２２の長辺部２１ｂ，２２ｂのいずれかを一致させて積層してもよい。

○ 実施形態では、電極組立体１４は、各はみ出し部７１，７２が湾曲した状態で容器１２に収容されていたが、これに限られず、各はみ出し部７１，７２が湾曲することなく、電極組立体１４を容器１２に収容する構成としてもよい。

○ 実施形態では、二次電池１０はリチウムイオン二次電池であったが、これに限られず、ニッケル水素等の他の二次電池であってもよい。要は、正極活物質層と負極活物質層との間をイオンが移動するとともに電荷の授受を行うものであればよい。

○ 実施形態では、二次電池１０は車両に搭載されている構成としたが、これに限られず、他の装置に搭載される構成としてもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に記載する。

（イ）前記各セパレータは、前記一辺部の延びる方向と直交する方向に順次ずれて積層されていることを特徴とする請求項３に記載の蓄電装置。
（ロ）矩形状の複数の正極シート、矩形状の複数の負極シート及び矩形状の複数のセパレータを有し、前記正極シート及び前記負極シートが前記セパレータを間に挟んだ状態で積層されて構成された電極組立体を備えた蓄電装置において、前記複数の正極シートは、積層方向から見て隣り合う２辺部が重なるようにして積層されており、前記複数の負極シートは、前記積層方向から見て隣り合う２辺部が重なるようにして積層されており、前記各セパレータは、前記正極シート及び前記負極シートを覆いつつ、その一辺部が当該一辺部の延びる方向と交差する方向に沿って所定長さずつ順次ずれるように積層されていることを特徴とする蓄電装置。

１０…蓄電装置としての二次電池、１１…ケース、１２…容器、１４…電極組立体、２１…正極シート、２２…負極シート、２３…セパレータ、２３ａ，２３ｃ…セパレータの短辺部、２３ｂ，２３ｄ…セパレータの長辺部、７１…第１はみ出し部、７２…第２はみ出し部、８１，９１…別例のセパレータ。

Claims (7)

1. 矩形状の複数の正極シート、矩形状の複数の負極シート及び矩形状の複数のセパレータを有し、前記正極シート及び前記負極シートが前記セパレータを間に挟んだ状態で交互に積層されて構成された電極組立体を備えた蓄電装置において、
   前記複数の正極シートは、積層方向から見てそれぞれ隣り合う２辺部が重なるように積層されており、
   前記複数の負極シートは、前記積層方向から見てそれぞれ隣り合う２辺部が重なるように積層されており、
   前記各セパレータがはみ出すことによって形成された各はみ出し部が設けられており、
   前記各はみ出し部のはみ出し長さは、前記積層方向の一方に向けて順次短くなっていることを特徴とする蓄電装置。
2. 前記はみ出し部は前記セパレータが前記セパレータの一辺部の延びる方向と交差する方向にはみ出して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記各セパレータは同一形状であり、
   前記各はみ出し部は、前記各セパレータが、前記積層方向の一方に向けて前記一辺部の延びる方向と交差する方向に所定長さずつ順次ずれて積層されていることによって形成されていることを特徴とする請求項２に記載の蓄電装置。
4. 前記各はみ出し部は、前記積層方向の一方に向けて、前記各セパレータの前記一辺部に直交する辺が所定長さずつ短くなっており、前記積層方向から見て前記各はみ出し部を構成する前記各一辺部の各対辺の位置を一致させていることを特徴とする請求項２に記載の蓄電装置。
5. 前記各はみ出し部はそれぞれ、前記積層方向に湾曲していることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の蓄電装置。
6. 前記蓄電装置は二次電池であることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の蓄電装置。
7. 矩形状の複数の正極シート、矩形状の複数の負極シート及び矩形状の複数のセパレータを有し、前記正極シート及び前記負極シートが前記セパレータを間に挟んだ状態で交互に積層されて構成された電極組立体の製造方法において、
   前記各正極シートは、積層方向から見て、その隣り合う２辺部が重なるようにして積層され、
   前記各負極シートは、前記積層方向から見て、その隣り合う２辺部が重なるようにして積層され、
   前記各セパレータは、前記積層方向から見て、前記各セパレータの一辺部が順次ずれるように積層されることを特徴とする電極組立体の製造方法。