特許 6885047 蓄電素子、及び、蓄電素子の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6885047

(24)【登録日】2021年5月17日

(45)【発行日】2021年6月9日

(54)【発明の名称】蓄電素子、及び、蓄電素子の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 4/02 20060101AFI20210531BHJP

   H01M 50/531 20210101ALI20210531BHJP

   H01M 50/572 20210101ALI20210531BHJP

   H01M 10/04 20060101ALI20210531BHJP

   H01M 4/66 20060101ALI20210531BHJP

   H01M 4/04 20060101ALI20210531BHJP

   H01G 11/26 20130101ALI20210531BHJP

   H01G 11/86 20130101ALI20210531BHJP

   H01M 4/13 20100101ALN20210531BHJP

   H01M 10/058 20100101ALN20210531BHJP

【ＦＩ】

   H01M4/02 Z

   H01M2/26 A

   H01M2/34 B

   H01M10/04 Z

   H01M4/66 A

   H01M4/04 A

   H01G11/26

   H01G11/86

   !H01M4/13

   !H01M10/058

【請求項の数】7

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2016-240452(P2016-240452)

(22)【出願日】2016年12月12日

(65)【公開番号】特開2017-130439(P2017-130439A)

(43)【公開日】2017年7月27日

【審査請求日】2019年12月10日

(31)【優先権主張番号】特願2016-8303(P2016-8303)

(32)【優先日】2016年1月19日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】507151526

【氏名又は名称】株式会社ＧＳユアサ

(74)【代理人】

【識別番号】100153224

【弁理士】

【氏名又は名称】中原 正樹

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 丈

【審査官】 結城 佐織

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０８７９１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−００３８８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２４５６８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ４／０２

Ｈ０１Ｇ １１／２６

Ｈ０１Ｇ １１／８６

Ｈ０１Ｍ ４／０４

Ｈ０１Ｍ ４／６６

Ｈ０１Ｍ １０／０４

Ｈ０１Ｍ ５０／５３１

Ｈ０１Ｍ ５０／５７２

Ｈ０１Ｍ ４／１３

Ｈ０１Ｍ １０／０５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

負極板と正極板とを有する電極体を備える蓄電素子であって、
前記負極板は、
基材層と、前記基材層上に一部または全部が露出した状態で形成された活物質層とを有し、
前記負極板の周縁部は、
前記蓄電素子の集電体に接続される第１の辺に配置され、前記活物質層が形成されていない非形成部と、
前記第１の辺と異なる第２の辺に配置され、前記活物質層が露出していない非露出部とを有し、
前記非露出部は、前記活物質層が形成されていない部分により構成され、
前記非形成部は、前記負極板の両長辺のうちの一方の長辺に配置され、前記非露出部は、前記両長辺のうちの他方の長辺に配置されている
蓄電素子。

【請求項2】

負極板と正極板とを有する電極体を備える蓄電素子であって、
前記負極板は、
基材層と、前記基材層上に一部または全部が露出した状態で形成された活物質層とを有し、
前記負極板の周縁部は、
前記蓄電素子の集電体に接続される第１の辺に配置され、前記活物質層が形成されていない非形成部と、
前記第１の辺と異なる第２の辺に配置され、前記活物質層が露出していない非露出部とを有し、
前記電極体は、前記負極板と前記正極板とが巻き芯に巻き付けられて形成され、
前記非露出部は、前記負極板の巻回方向の巻き始めの端部に配置され、前記巻き芯及び前記巻き芯から突出した突起部によって覆われた部分により構成されている
蓄電素子。

【請求項3】

前記負極板は、短辺の長さが前記正極板の短辺の長さよりも大きい
請求項１または２に記載の蓄電素子。

【請求項4】

前記負極板は、両短辺及び両長辺を合わせた周長が前記正極板よりも大きい
請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電素子。

【請求項5】

前記基材層は、前記正極板の電位によって溶解する金属を含む
請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電素子。

【請求項6】

負極板と正極板とを有する電極体を備える蓄電素子の製造方法であって、
前記負極板の基材層上に、一部または全部が露出した状態で活物質層を形成する負極板形成工程と、
前記負極板形成工程で形成された負極板と正極板とを積層して電極体を形成する電極体形成工程とを含み、
前記負極板形成工程では、前記蓄電素子の集電体に接続される第１の辺に配置され、前記活物質層が形成されていない非形成部と、前記第１の辺と異なる第２の辺に配置され、前記活物質層が露出していない非露出部とを周縁部に有する負極板を形成し、
前記負極板形成工程では、前記非露出部を、前記活物質層が形成されていない部分により構成し、かつ、前記非形成部を、前記負極板の両長辺のうちの一方の長辺に配置し、前記非露出部を、前記両長辺のうちの他方の長辺に配置する
蓄電素子の製造方法。

【請求項7】

負極板と正極板とを有する電極体を備える蓄電素子の製造方法であって、
前記負極板の基材層上に、一部または全部が露出した状態で活物質層を形成する負極板形成工程と、
前記負極板形成工程で形成された負極板と正極板とを積層して電極体を形成する電極体形成工程とを含み、
前記負極板形成工程では、前記蓄電素子の集電体に接続される第１の辺に配置され、前記活物質層が形成されていない非形成部と、前記第１の辺と異なる第２の辺に配置され、前記活物質層が露出していない非露出部とを周縁部に有する負極板を形成し、
前記電極体形成工程では、前記負極板と前記正極板とを巻き芯に巻き付けて前記電極体を形成し、
前記負極板形成工程では、前記非露出部を、前記負極板の巻回方向の巻き始めの端部に配置し、前記非露出部を、前記巻き芯及び前記巻き芯から突出した突起部によって覆われた部分により構成する
蓄電素子の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、負極板、正極板と負極板とを有する電極体を備える蓄電素子、負極板の製造方法、及び、蓄電素子の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

世界的な環境問題への取り組みとして、ガソリン自動車から電気自動車への転換が重要になってきている。このため、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子を動力源に用いた電気自動車の開発が進められている。

【0003】

従来、蓄電素子の電極として、例えば、基材層の連続体に対して活物質層を形成した後に、これを所定の長さに裁断（スリット）することによって製造された電極を用いる構成が広く知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−１６３９４２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、このように基材層と活物質層とを共に裁断した電極を用いた場合、電極の裁断端部（スリット端部）の一部が脱落して不純物として混入する（コンタミネーション、以下「コンタミ」と記載する）ことによる種々の不具合が生じる場合がある。このような不具合としては、例えば、容量低下及び抵抗上昇等の性能低下、また、内部短絡等が挙げられる。

【0006】

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、コンタミの発生を抑制できる負極板、蓄電素子、負極板の製造方法、及び、蓄電素子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、本発明の一態様に係る負極板は、蓄電素子の電極体に備えられる負極板であって、基材層と、前記基材層上に一部または全部が露出した状態で形成された活物質層とを有し、前記負極板の周縁部は、前記蓄電素子の集電体に接続される第１の辺に配置され、前記活物質層が形成されていない非形成部と、前記第１の辺と異なる第２の辺に配置され、前記活物質層が露出していない非露出部とを有する。

【0008】

ここで、正極板及び負極板が積層された電極体では、電極体が蓄電素子の容器の内壁によって圧迫されることにより、正極板及び負極板の互いに対向する部分同士が圧迫される。よって、対向する部分では、圧迫によって基材層の切り粉（切削粉）や活物質層の浮き上がりを抑制できるので、コンタミの要因を抑制できる。一般的に負極板の裁断端部の一部が脱落した場合には内部短絡等の不具合が生じやすい。したがって、蓄電素子におけるコンタミの発生を抑制するためには、特に負極板に起因するコンタミの発生を抑制することが効果的である。

【0009】

そこで、本態様に係る負極板によれば、活物質層が露出していない非露出部を周縁部に有しているため、負極板の周縁部における活物質の脱落を抑制でき、コンタミの発生を抑制することができる。

【0010】

また、本発明の一態様に係る蓄電素子は、上記の負極板と正極板とを有する電極体を備える。

【0011】

この構成によれば、活物質層が露出していない非露出部を負極板の周縁部に配置することにより、負極板の裁断端部の一部の脱落を抑制できるので、コンタミの発生を抑制できる。

【0012】

また、前記非露出部は、前記基材層に取り付けられた被覆材により当該基材層が覆われ
た部分、及び、前記活物質層が形成されていない部分の少なくとも一方により構成されていることにしてもよい。

【0013】

ここで、基材層に取り付けられていない被覆材により当該基材層が覆われている場合には、被覆材と共に基材層の端部が脱落する虞がある。つまり、被覆材と共に基材層が脱落することによりコンタミが発生する虞がある。このため、被覆材を基材層に取り付けることで当該被覆材の脱落を抑制して基材層の脱落をより確実に抑制することで、コンタミの発生をより確実に抑制できる。

【0014】

また、負極板の周縁部に活物質層が配置されていない部分を配置することにより、活物質層が形成されていない部分を裁断して負極板を製造することができる。よって、コンタミの発生を抑制できる。

【0015】

また、前記非露出部は、前記負極板の短辺に配置されていることにしてもよい。

【0016】

このように非露出部が負極板の短辺に配置されていることにより、長手方向に沿って一様に活物質層が形成された負極板の連続体（以下、「負極母材」と記載する）を裁断することにより負極板を製造する場合であっても、コンタミの発生を抑制できる。

【0017】

また、前記非露出部は、前記基材層に取り付けられた被覆材により前記基材層が覆われた部分により構成され、前記負極板の両短辺に配置されていることにしてもよい。

【0018】

ここで、負極母材の長手方向において活物質層を間欠的に形成する、いわゆる間欠塗工は、製造上難しい場合がある。このため、負極板の短辺には、活物質層が形成されていない部分を設けにくい。そこで、負極板の両短辺に配置される非露出部を被覆材により基材層が覆われた構成とすることにより、両短辺のいずれにおいてもコンタミの要因を抑制できる。

【0019】

また、前記非露出部は、前記負極板の長辺に配置されていることにしてもよい。

【0020】

ここで、負極板の短辺と長辺とで、単位長さ当たりに発生する基材層の切り粉及び活物質層の脱落の量が同等の場合には、長辺における当該切り粉及び当該脱落が、コンタミの要因となりやすい。このため、負極板の長辺に非露出部を配置することで、コンタミの要因が生じやすい箇所において、当該コンタミの要因を抑制できる。

【0021】

また、前記非露出部は、前記活物質層が形成されていない部分により構成され、前記非形成部は、前記負極板の両長辺のうちの一方の長辺に配置され、前記非露出部は、前記両長辺のうちの他方の長辺に配置されていることにしてもよい。

【0022】

ここで、負極板の長辺に配置された非露出部が、例えば、被覆材により活物質層が覆われた部分により構成されている場合、負極板の両長辺の厚みが互いに異なり得る。このため、正極板及び負極板が巻回されることで形成された、いわゆる巻回型の電極体では、巻回時に負極板が蛇行することにより、巻回の精度が低下して歩留まりが悪化する虞がある。また、巻回型の電極体に限らず、負極板の両長辺の厚みが互いに異なることにより電極体の寸法管理が困難になるため、蓄電素子の容器内への電極体の収容が困難になる。そこで、負極板の長辺に配置された非露出部を活物質層が配置されていない部分により構成することで、電極体の寸法管理を容易にし、歩留まりを維持しつつ、コンタミの発生を抑制できる。

【0023】

また、前記負極板は、短辺の長さが前記正極板の短辺の長さよりも大きいことにしてもよい。

【0024】

ここで、正極板及び負極板が積層された電極体では、電極体が蓄電素子の容器の内壁によって圧迫されることにより、正極板及び負極板の互いに対向する部分同士が圧迫される。よって、対向する部分では、圧迫によって基材層の切り粉や活物質層の浮き上がりを抑制できる。ただし、負極板は短辺の長さが正極板よりも大きいため、負極板の短手方向両端部は正極板に対向せずに圧迫されにくい。よって、負極板の短手方向両端部で基材層の切り粉や活物質層の浮き上がりが生じやすくなり、コンタミが発生する虞がある。このため、負極板の長辺に非露出部を配置することにより、コンタミの要因が生じやすい箇所において、当該コンタミの要因を抑制できる。

【0025】

また、前記負極板は、両短辺及び両長辺を合わせた周長が前記正極板よりも大きいことにしてもよい。

【0026】

ここで、正極板及び負極板の各々の短辺及び長辺において、単位長さ当たりに発生する基材層の切り粉及び活物質層の脱落の量が同等の場合には、両短辺及び両長辺を合わせた周長が大きい電極によって、コンタミが発生しやすい。このため、正極板よりも周長が大きい負極板の周縁部に非露出部を配置することで、コンタミの要因が生じやすい電極において、当該コンタミの要因を抑制できる。

【0027】

また、前記基材層は、前記正極板の電位によって溶解する金属を含むことにしてもよい。

【0028】

ここで、負極板の基材層が正極板の電位によって溶解する金属を含む場合、負極板の基材層の切り粉が発生すると、当該切り粉が正極板で溶解してイオン化した後に負極板でデンドライト状に析出することによる内部短絡が発生する虞がある。このため、負極板の周縁部に非露出部を配置することにより、負極板の基材層の切り粉の発生を抑制できるので、負極板におけるデンドライト状の析出による内部短絡の発生を抑制できる。

【0029】

なお、本発明は、負極板、及び、蓄電素子として実現することができるだけでなく、当該負極板の製造方法、及び、当該蓄電素子の製造方法としても実現することができる。

【発明の効果】

【0030】

本発明によれば、蓄電素子の電極体に備えられる負極板であって、コンタミの発生を抑制できる負極板等を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】本発明の実施の形態１に係る蓄電素子の外観を模式的に示す斜視図である。

【図2】本発明の実施の形態１に係る蓄電素子の容器内方に配置されている構成要素を示す斜視図である。

【図3】本発明の実施の形態１に係る電極体の巻回状態を一部展開して示す斜視図である。

【図4】本発明の実施の形態１に係る電極体の構成を示す上面図である。

【図5】本発明の実施の形態１に係る電極体の構成を示す断面図である。

【図6】本発明の実施の形態１に係る非露出部の構成を示す断面斜視図である。

【図7】本発明の実施の形態１に係る電極体を製造する工程及びその一部拡大図である。

【図8】本発明の実施の形態１の変形例１に係る非露出部の構成を示す断面斜視図である。

【図9】本発明の実施の形態１の変形例２に係る電極体の構成を示す斜視図及びその一部拡大図である。

【図10】本発明の実施の形態２に係る電極体の巻回状態を一部展開して示す斜視図である。

【図11】本発明の実施の形態２に係る電極体の構成を示す断面図である。

【図12】本発明のその他の実施の形態に係る非露出部の構成を示す断面斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る負極板、蓄電素子、負極板の製造方法、及び、蓄電素子の製造方法について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、製造工程、製造工程の順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。また、各図において、寸法等は厳密には一致しない。

【0033】

（実施の形態１）
まず、蓄電素子１０の構成について、説明する。

【0034】

図１は、本発明の実施の形態１に係る蓄電素子１０の外観を模式的に示す斜視図である。また、図２は、本発明の実施の形態１に係る蓄電素子１０の容器内方に配置されている構成要素を示す斜視図である。具体的には、図２は、蓄電素子１０から容器１００の本体１１１を分離した状態での構成を示す斜視図である。

【0035】

蓄電素子１０は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池である。例えば、蓄電素子１０は、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、またはプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）に適用される。なお、蓄電素子１０は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。

【0036】

図１に示すように、蓄電素子１０は、容器１００と、正極端子２００と、負極端子３００とを備えている。また、図２に示すように、容器１００内方には、正極集電体１２０と、負極集電体１３０と、電極体４００とが収容されている。

【0037】

なお、上記の構成要素の他、正極集電体１２０及び負極集電体１３０の側方に配置されるスペーサ、容器１００内の圧力が上昇したときに当該圧力を開放するための安全弁、または、電極体４００等を包み込む絶縁フィルムなどが配置されていてもよい。また、蓄電素子１０の容器１００の内部には電解液（非水電解質）などの液体が封入されているが、当該液体の図示は省略する。なお、容器１００に封入される電解液としては、蓄電素子１０の性能を損なうものでなければその種類に特に制限はなく、様々なものを選択することができる。

【0038】

容器１００は、矩形筒状で底を備える本体１１１と、本体１１１の開口を閉塞する板状部材である蓋体１１０とで構成されている。また、容器１００は、電極体４００等を内部に収容後、蓋体１１０と本体１１１とが溶接等されることにより、内部を密封することができるものとなっている。なお、蓋体１１０及び本体１１１の材質は、特に限定されないが、例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金など溶接可能な金属であるのが好ましい。

【0039】

電極体４００は、正極板（以下、単に正極ともいう）と負極板（以下、単に負極ともいう）とセパレータとを備え、電気を蓄えることができる部材である。正極は、アルミニウムやアルミニウム合金などからなる長尺帯状の正極基材層上に正極活物質層が形成されたものである。負極は、銅や銅合金などからなる長尺帯状の負極基材層上に負極活物質層が形成されたものである。セパレータは、樹脂からなる微多孔性のシートである。電極体４００の詳細な構成については、後述する。

【0040】

なお、図２では、電極体４００の形状としては長円形状を示したが、円形状または楕円形状でもよい。また、電極体４００の形状は巻回型に限らず、平板状極板を積層した形状でもよいし、長尺帯状の極板を山折りと谷折りとの繰り返しによって蛇腹状に積層した形状でもよい。

【0041】

正極端子２００は、電極体４００の正極に電気的に接続された電極端子であり、負極端子３００は、電極体４００の負極に電気的に接続された電極端子である。つまり、正極端子２００及び負極端子３００は、電極体４００に蓄えられている電気を蓄電素子１０の外部空間に導出し、また、電極体４００に電気を蓄えるために蓄電素子１０の内部空間に電気を導入するための金属製の電極端子である。また、正極端子２００及び負極端子３００は、電極体４００の上方に配置された蓋体１１０に取り付けられている。

【0042】

正極集電体１２０は、電極体４００の正極と容器１００の本体１１１の壁面との間に配置され、正極端子２００と電極体４００の正極とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。なお、正極集電体１２０は、電極体４００の正極基材層と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金などで形成されている。

【0043】

負極集電体１３０は、電極体４００の負極と容器１００の本体１１１の壁面との間に配置され、負極端子３００と電極体４００の負極とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。なお、負極集電体１３０は、電極体４００の負極基材層と同様、銅または銅合金などで形成されている。

【0044】

具体的には、正極集電体１２０及び負極集電体１３０は、本体１１１の壁面から蓋体１１０に亘って当該壁面及び蓋体１１０に沿って屈曲状態で配置される金属製の板状部材である。また、正極集電体１２０及び負極集電体１３０は、蓋体１１０に固定的に接続されており、電極体４００の正極及び負極にそれぞれ溶接などによって固定的に接続されている。これにより、電極体４００は、容器１００の内部において、正極集電体１２０及び負極集電体１３０により、蓋体１１０から吊り下げられた状態で保持される。

【0045】

次に、電極体４００の構成について、図３〜図５を用いて詳細に説明する。

【0046】

図３は、本発明の実施の形態１に係る電極体４００の巻回状態を一部展開して示す斜視図である。

【0047】

また、図４は、本発明の実施の形態１に係る電極体４００の構成を示す上面図である。具体的には、負極４２０の巻回方向の端部を拡大し、Ｚ軸方向プラス側から見た図である。なお、同図は、説明の都合上、セパレータ４３０を透視した図となっており、正極４１０の正極活物質層が形成されている領域である形成部４１０ｃと、負極４２０の非露出部４２０ｂ（後述する）及び負極活物質層が形成されている領域である形成部４２０ｃとに、ハッチングを施している。

【0048】

また、図５は、本発明の実施の形態１に係る電極体４００の構成を示す断面図である。具体的には、同図は、図４のＡ−Ａ’断面で切断した場合の断面を示す図である。なお、図５では、巻回されることにより繰り返し積層された、複数組の正極４１０、負極４２０及びセパレータ４３０のうち１組のみを図示し、他の組についての図示は省略している。

【0049】

図３〜図５に示すように、電極体４００は、正極４１０と負極４２０と２つのセパレータ４３０とが、セパレータ４３０、負極４２０、セパレータ４３０及び正極４１０の順に
配置されるようにして、巻回されて形成されている。

【0050】

正極４１０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる長尺帯状の導電性の正極集電箔の表面に、正極活物質層が形成された電極板である。具体的には、図５に示すように、正極４１０は、正極基材層４１１と、正極活物質層４１２及び４１３とを有する。

【0051】

正極基材層４１１は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金などからなる長尺帯状の導電性の集電箔である。

【0052】

正極活物質層４１２及び４１３は、正極基材層４１１上に一部または全部が露出（本実施の形態では、全部が露出）した状態で形成された活物質層である。

【0053】

具体的には、正極活物質層４１２は、正極基材層４１１の内周側（図５のＺ軸方向マイナス側）に配置される活物質層であり、正極活物質層４１３は、正極基材層４１１の外周側（図５のＹ軸方向マイナス側）に配置される活物質層である。

【0054】

ここで、正極活物質層４１２及び４１３は、正極活物質とバインダと導電助剤とを含有する。正極活物質層４１２及び４１３に用いられる正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。例えば、Ｌｉ_ｘＭＯ_ｙ（Ｍは少なくとも一種の遷移金属を表す）で表される複合酸化物（Ｌｉ_ｘＣｏＯ_２、Ｌｉ_ｘＮｉＯ_２、Ｌｉ_ｘＭｎ_２Ｏ_４、Ｌｉ_ｘＭｎＯ_３、Ｌｉ_ｘＮｉ_ｙＣｏ_{（１−ｙ）}Ｏ_２、Ｌｉ_ｘＮｉ_ｙＭｎ_ｚＣｏ_{（１−ｙ−ｚ）}Ｏ_２、Ｌｉ_ｘＮｉ_ｙＭｎ_{（２−ｙ）}Ｏ_４など）、あるいは、Ｌｉ_ｗＭｅ_ｘ（ＸＯ_ｙ）_ｚ（Ｍｅは少なくとも一種の遷移金属を表し、Ｘは例えばＰ、Ｓｉ、Ｂ、Ｖ）で表されるポリアニオン化合物（ＬｉＦｅＰＯ_４、ＬｉＭｎＰＯ_４、ＬｉＮｉＰＯ_４、ＬｉＣｏＰＯ_４、Ｌｉ_３Ｖ_２（ＰＯ_４）_３、Ｌｉ_２ＭｎＳｉＯ_４、Ｌｉ_２ＣｏＰＯ_４Ｆなど）から選択することができる。また、これらの化合物中の元素またはポリアニオンは一部他の元素またはアニオン種で置換されていてもよく、表面にＺｒＯ_２、ＭｇＯ、Ａｌ_２Ｏ_３などの金属酸化物や炭素を被覆されていてもよい。さらに、ジスルフィド、ポリピロール、ポリアニリン、ポリパラスチレン、ポリアセチレン、ポリアセン系材料などの導電性高分子化合物、擬グラファイト構造炭素質材料などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらの化合物は単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

【0055】

負極４２０は、銅または銅合金からなる長尺帯状の導電性の負極集電箔の表面に、負極活物質層が形成された電極板である。具体的には、図５に示すように、負極４２０は、負極基材層４２１と、負極活物質層４２２及び４２３とを有する。

【0056】

負極基材層４２１は、例えば、銅または銅合金などからなる長尺帯状の導電性の集電箔である。

【0057】

負極活物質層４２２及び４２３は、負極基材層４２１上に一部または全部が露出した状態で形成された活物質層である。つまり、負極活物質層４２２及び４２３は、負極基材層４２１上に少なくとも一部が露出した状態で形成されている。具体的には、負極活物質層４２２は、負極基材層４２１の内周側（図５のＺ軸方向マイナス側）に配置される活物質層であり、負極活物質層４２３は、負極基材層４２１の外周側（図５のＺ軸方向プラス側）に配置される活物質層である。

【0058】

ここで、負極活物質層４２２及び４２３は、負極活物質とバインダと導電助剤とを含有する。負極活物質層４２２及び４２３に用いられる負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な負極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。例えば、リチウム金属、リチウム合金（リチウム−アルミニウム、リチウム−鉛、リチウム−錫、リチウム−アルミニウム−錫、リチウム−ガリウム、及びウッド合金などのリチウム金属含有合金）の他、リチウムを吸蔵・放出可能な合金、炭素材料（例えば黒鉛、難黒鉛化炭素（ハードカーボン、コークス等）、易黒鉛化炭素、低温焼成炭素、非晶質カーボンなど）、金属酸化物、リチウム金属酸化物（Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２など）、ポリリン酸化合物などが挙げられる。

【0059】

また、負極活物質層４２２及び４２３に用いられるバインダとしては、正極活物質層４１２及び４１３に用いられるバインダと同じものを適用することができる。

【0060】

セパレータ４３０は、樹脂からなる微多孔性のシートであり、有機溶媒と電解質塩とを含む電解液が含浸されている。ここで、セパレータ４３０としては、有機溶剤に不溶な織布、不織布、ポリエチレンなどのポリオレフィン樹脂からなる合成樹脂微多孔膜が用いられ、材料、重量平均分子量や空孔率の異なる複数の微多孔膜が積層してなるものや、これらの微多孔膜に各種の可塑剤、酸化防止剤、難燃剤などの添加剤を適量含有しているものや片面及び両面にシリカなどの無機酸化物を塗布したものであってもよい。特に、合成樹脂微多孔膜を好適に用いることができる。中でもポリエチレン及びポリプロピレン製微多孔膜、アラミドやポリイミドと複合化させたポリエチレン及びポリプロピレン製微多孔膜、または、これらを複合した微多孔膜などのポリオレフィン系微多孔膜が、厚さ、膜強度、膜抵抗などの面で好適に用いられる。

【0061】

このように、電極体４００は、正極４１０と負極４２０とが巻回されて積層されることにより形成されている。

【0062】

ここで、正極４１０は、正極集電体１２０と接続される部分であるＸ軸方向マイナス側の端部（正極活物質層４１２及び４１３が形成されていない正極基材層４１１の端部）である非形成部４１０ａが、セパレータ４３０から突出して配置され、当該突出している部分で正極集電体１２０と電気的及び機械的に接続されている。つまり、正極４１０の周縁部は、正極集電体１２０に接続される辺に配置された、正極活物質層４１２及び４１３が形成されていない非形成部４１０ａを有する。

【0063】

具体的には、負極４２０は、負極集電体１３０と接続される部分であるＸ軸方向プラス側の端部（負極活物質層４２２及び４２３が形成されていない負極基材層４２１の端部）である非形成部４２０ａが、セパレータ４３０から突出して配置され、当該突出している部分で負極集電体１３０と電気的及び機械的に接続されている。つまり、負極４２０の周縁部は、負極集電体１３０に接続される辺に配置された、負極活物質層４２２及び４２３が形成されていない非形成部４２０ａを有する。

【0064】

また、負極４２０は、巻回方向の端部であるＹ軸方向プラス側の端部が正極４１０から突出して配置され、この突出した部分に、負極活物質層４２２及び４２３が露出していない非露出部４２０ｂを有する。

【0065】

ここで、負極４２０の厚み方向から見て（Ｚ軸方向から見て）、負極活物質層４２２及び４２３は、正極活物質層４１２及び４１３よりも大きく配置される。つまり、当該厚み方向から見て、正極活物質層４１２及び４１３は負極活物質層４２２及び４２３に内包されるように配置される。

【0066】

このため、負極４２０は、短辺の長さ（Ｘ軸方向の長さ）が正極４１０の短辺の長さよりも大きく、かつ、長辺の長さ（図４のＹ軸方向の長さ）も正極４１０の長辺の長さよりも大きい。つまり、負極４２０は、両短辺（巻回方向の両端の辺）及び両長辺（巻回軸方向の両端の辺）を合わせた周長が正極４１０よりも大きく形成されている。ここで、短辺及び長辺は、負極４２０の巻回前の状態における短辺及び長辺を指す。すなわち、短辺とは、負極４２０の巻回後の状態における最内周端部の辺または最外周端部の辺である。また、長辺とは、負極４２０の巻回後の状態における巻回軸方向の一方の端部の辺または他方の端部の辺である。

【0067】

このように、負極４２０の周縁部は、負極集電体１３０に接続される辺（第１の辺）に配置され、負極活物質層４２２及び４２３が形成されていない非形成部４２０ａと、負極集電体１３０に接続される辺と異なる辺（第２の辺）に配置され、負極活物質層４２２及び４２３が露出していない非露出部４２０ｂとを有する。具体的には、非形成部４２０ａは、長尺帯状の負極４２０の長辺に配置され、非露出部４２０ｂは、当該負極４２０の短辺に配置されている。

【0068】

ここで、「露出」とは、電極体４００の巻回状態を展開して負極４２０を単体で見た場合に、外方から見える状態（表面上に出てきている状態）をいう。また、「露出していない」とは、負極４２０の厚み方向及び当該厚み方向に直交する方向のいずれかに露出していないことを指す。つまり、「露出していない」とは、電極体４００の巻回状態を展開して負極４２０を単体で見た場合でも、負極４２０の表面上に現れず、外方から見えない状態をいう。

【0069】

図６は、本発明の実施の形態１に係る非露出部４２０ｂの構成を示す断面斜視図である。具体的には、同図は、図４のＢ−Ｂ’線における負極４２０の断面斜視図である。

【0070】

同図に示すように、本実施の形態において、非露出部４２０ｂは、負極基材層４２１に取り付けられた被覆材４２５により負極活物質層４２２及び４２３が覆われた被覆部分である。つまり、非露出部４２０ｂは、負極４２０の巻回方向の巻き終わりの端部に沿って、Ｘ軸方向に延設された被覆材４２５を有する。このように、負極活物質層４２２及び４２３は、被覆材４２５で覆われた部分以外の部分が露出した状態で配置されているため、負極基材層４２１上に一部が露出した状態で形成されていると言える。

【0071】

被覆材４２５は、負極基材層４２１に取り付けられ、かつ、負極活物質層４２２及び４２３を覆う部材であり、例えば、負極基材層４２１に接着しつつ負極活物質層４２２及び４２３を覆うテープである。本実施の形態では、被覆材４２５は、負極４２０の長手方向の端部を被覆するように、当該端部の両面（Ｚ軸方向両側の面）及び当該端部の端面（Ｙ軸方向プラス側の面）に配置されている。具体的には、被覆材４２５は、Ｘ軸方向に延びる長尺帯状のテープであり、負極基材層４２１の端面（Ｙ軸方向プラス側の面）に取り付けられている。

【0072】

ここで、「取り付けられる」とは、分離不能に接続されることを指し、具体的には、接着又は接合されることを指す。すなわち、被覆材４２５の一部は、負極基材層４２１に当接している。

【0073】

被覆材４２５としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリイミド（ＰＩ）やポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）等の樹脂によって形成されたテープを用いることができる。なお、被覆材４２５の材質は、これに限らず、電解液に不溶性を有し、負極４２０と反応しない材質であればどのような材質で形成されていてもかまわない。

【0074】

このように、負極４２０の周縁部は、負極集電体１３０に接続される第１の辺（本実施の形態では長辺）と異なる第２の辺（本実施の形態では短辺）に配置された非露出部４２０ｂを有する。この構成により、本実施の形態に係る蓄電素子１０は、コンタミの発生を抑制することができる。

【0075】

この理由について、以下の電極体４００を製造する工程の説明においてコンタミが発生する要因について述べた後に、説明する。なお、以下では、負極板４２０の製造方法、及び、蓄電素子１０の製造方法について説明する。つまり、負極板４２０の製造方法は、負極基材層４２１上に、一部または全部が露出した状態で負極活物質層４２２、４２３を形成する負極板形成工程を含む。そして、当該負極板形成工程では、蓄電素子１０の負極集電体１３０に接続される第１の辺に配置され、負極活物質層４２２、４２３が形成されていない非形成部４２０ａと、第１の辺と異なる第２の辺に配置され、負極活物質層４２２、４２３が露出していない非露出部４２０ｂとを周縁部に有する負極板４２０を形成する。また、蓄電素子１０の製造方法は、当該負極板４２０の製造方法に含まれる負極板形成工程と、当該負極板形成工程で形成された負極板４２０と正極板４１０とを積層して電極体４００を形成する電極体形成工程とを含む。

【0076】

図７は、本発明の実施の形態１に係る電極体４００を製造する工程を示す模式図及び当該模式図の一部拡大図である。具体的には、同図の（ａ）は、電極体４００を製造する工程のうち、裁断工程（スリット工程）及び巻回工程を示す模式図であり、同図の（ｂ）は、（ａ）に示す負極４２０の裁断工程を模式的に示す図である。なお、同図では、２つのセパレータ４３０のうち１つのみを図示し、他の１つについては同様であるため、図示を省略している。

【0077】

同図に示すように、裁断工程では、カッター２１〜２３によって、正極４１０の連続体（以下、「正極母材」と記載する）、負極４２０の連続体（以下、「負極母材」と記載する）、及び、セパレータ４３０の連続体（以下、「セパレータ母材」と記載する）の各々が所定の長さに裁断（スリット）される。具体的には、裁断工程では、巻回軸方向（Ｘ軸方向）に所定の長さ（所定の幅）に形成された、正極母材、負極母材、及び、セパレータ母材を、巻回方向（Ｙ軸方向）に所定の長さに裁断することにより、巻回方向に所定の長さを有する正極４１０、負極４２０及びセパレータ４３０を形成する。

【0078】

その後、巻回工程において、裁断工程で所定の長さに形成された正極４１０、負極４２０及びセパレータ４３０を巻回し、さらに、負極４２０の巻き終わりの端部に被覆材４２５を設けることにより、電極体４００を形成する。なお、この被覆材４２５の取り付けは、巻回後に被覆材４２５を接着することで行ってもかまわない。

【0079】

ここで、裁断工程では、カッター２１及び２２は、正極４１０及び負極４２０の活物質層と基材層とを共に裁断する。つまり、カッター２１及び２２は、非形成部４１０ａ及び非形成部４２０ａを除いて一様に活物質層が塗工された正極母材及び負極母材を裁断する。

【0080】

例えば、同図の（ｂ）に示すように、カッター２２は、両面に負極活物質層４２２及び４２３が形成された負極基材層４２１を、負極活物質層４２２及び４２３と共に裁断することにより、巻回方向に所定の長さを有する負極４２０を形成する。

【0081】

このように、活物質層と基材層とを共に裁断する場合、カッター２１及び２２により裁断された部分である正極４１０の巻回方向の端部、及び、負極４２０の巻回方向の端部において、次のような問題が生じる場合がある。

【0082】

すなわち、当該端部（以下、「裁断端部」と記載する）では、裁断時に付与される応力等のストレスにより、活物質層が基材層から浮き上がったり、活物質層と基材層との剥離強度が低下したりする場合がある。この場合、容器１００に電極体４００を収容した後に、裁断端部の活物質層が脱落してセパレータ４３０を貫通することで、内部短絡等の不具合が発生する虞がある。

【0083】

また、裁断端部では、カッター２１及び２２によって基材層が活物質層と共に裁断されることによる、基材層の金属のダレやバリ等が発生する場合がある。この場合、容器１００に電極体４００を収容した後に、金属のダレやバリ等が脱落して、切り粉と呼ばれる微小な金属カスとなることで、内部短絡等の不具合が発生する虞がある。

【0084】

また、一般的に、活物質層は、セラック状の比較的かたい材料が活物質として用いられ、基材層よりも厚く形成される。このため、基材層と活物質層とを共に裁断するカッター２１及び２２には、摩耗や欠けが生じやすくなる。摩耗や欠けが生じたカッター２１及び２２によって裁断された基材層には金属のダレやバリ等が発生しやすくなるので、コンタミが発生しやすくなる。

【0085】

ここで、切り粉によるコンタミの発生は、特に負極４２０の負極基材層４２１に起因する切り粉で問題となる。

【0086】

具体的には、負極基材層４２１は、例えば、上述したように銅または銅合金などからな
る。これは当該負極基材層４２１に求められる要件（例えば、リチウム金属と合金を形成せず、かつ、高い電気伝導性を有する等）によって決定される。

【0087】

このとき、銅は、正極４１０の電位（例えば、４Ｖ ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ^＋）によって溶解するため、負極４２０で銅の切り粉が発生して当該切り粉が正極４１０までで溶解してイオン化する。その後、当該イオンが負極４２０に到達した場合には、負極４２０において銅がデンドライト状（樹枝形状）に析出してセパレータ４３０を貫通することで、内部短絡等の不具合が発生する虞がある。

【0088】

なお、このような負極４２０におけるデンドライト状の析出によるコンタミの発生は、負極基材層４２１に銅又は銅合金を用いた場合に限らず、正極４１０の電位によって溶解する金属であれば、いずれの金属でも発生し得る。

【0089】

また、正極４１０及び負極４２０のいずれにおいても、活物質層に含まれる活物質の硬度が高いほど、活物質層を裁断することによりカッター２１及び２２が磨耗しやすい。つまり、カッター２１及び２２の切れ味が低下しやすい。このような切れ味の低下したカッター２１及び２２によって基材層を裁断した場合には、裁断端部の基材層において、金属のダレやバリ等が一層発生しやすくなる。

【0090】

特に、負極４２０では、負極活物質層４２２及び４２３に含まれる負極活物質としてハードカーボン及びコークス等の硬度の高い非晶質炭素（難黒鉛化炭素）を用いる場合がある。この場合、カッター２２の切れ味の低下が顕著となり、裁断端部の負極基材層４２１において、金属のダレやバリ等が特に発生しやすい。よって、この場合、特に負極４２０に起因するコンタミが発生しやすい。

【0091】

また、正極４１０及び負極４２０が積層された電極体４００では、電極体４００が蓄電素子１０の容器１００の内壁によって圧迫されることにより、正極４１０及び負極４２０の互いに対向する部分同士が圧迫される。よって、対向する部分では、圧迫によって基材層の切り粉や活物質層の浮き上がりを抑制できるので、コンタミの要因を抑制できる。しかし、負極４２０は正極４１０よりも大きいため、負極４２０の周縁部は圧迫されにくく、コンタミの要因の抑制が困難である。

【0092】

したがって、蓄電素子１０におけるコンタミの発生を抑制するためには、特に負極４２０に起因するコンタミの発生を抑制することが効果的である。

【0093】

そこで、本実施の形態に係る蓄電素子１０によれば、負極活物質層４２２及び４２３が露出していない非露出部４２０ｂを負極４２０の周縁部に配置することにより、負極４２０の周縁部の脱落を抑制できるので、コンタミの発生を抑制できる。具体的には、負極４２０の製造工程において負極基材層４２１と負極活物質層４２２及び４２３とが共に裁断される場合、裁断部分において負極基材層４２１の切り粉や負極活物質層４２２及び４２３の浮き上がりが生じる虞がある。これらは、上記コンタミを引き起こす要因となる。このため、負極４２０の周縁部に負極活物質層４２２及び４２３が配置されている場合、つまり製造工程において負極基材層４２１と負極活物質層４２２及び４２３とが共に裁断された場合には、当該周縁部における活物質を覆うことにより、上記コンタミの要因を抑制できる。また、負極４２０の周縁部に負極活物質層４２２及び４２３が配置されていない場合、つまり製造工程において負極基材層４２１のみが裁断された場合には、裁断時において生じるコンタミの要因を抑制できる。このように、本実施の形態では、負極活物質層４２２及び４２３が露出していない非露出部４２０ｂを負極４２０の周縁部に配置することにより、コンタミの発生を抑制することができる。

【0094】

また、非露出部４２０ｂは、負極基材層４２１に取り付けられた被覆材４２５により負極活物質層４２２及び４２３が覆われた部分（被覆部分）である。

【0095】

ここで、負極基材層４２１に取り付けられていない被覆材により負極活物質層４２２及び４２３が覆われている場合には、負極活物質層４２２及び４２３ごと被覆材が脱落する虞がある。つまり、被覆材と共に負極活物質層４２２及び４２３が脱落することによりコンタミが発生する虞がある。このため、本実施の形態では、被覆材４２５を負極基材層４２１に取り付けることで当該被覆材４２５の脱落を抑制して負極活物質層４２２及び４２３の脱落をより確実に抑制することで、コンタミの発生をより確実に抑制できる。

【0096】

また、非露出部４２０ｂが負極４２０の短辺に配置されていることにより、長手方向に沿って一様に負極活物質層４２２及び４２３が形成された負極母材を裁断することにより負極４２０を製造する場合であっても、コンタミの発生を抑制できる。

【0097】

具体的には、所定方向に沿って負極活物質層４２２及び４２３が一様に形成され、当該所定方向に直交する方向において、負極活物質層４２２及び４２３がストライプ状に形成された負極基材層４２１である負極母材（ストライプ塗工された負極母材）を用いて負極４２０を形成する場合、当該負極母材を当該所定方向に沿って裁断した後に、裁断後の負極母材を当該所定方向において所定の長さとなるようにカッター２２で裁断することにより、各負極４２０を形成する。つまり、図７において、電極体４００に向けて所定の速度で送られる負極母材を所定の時間間隔でカッター２２によって裁断することで各負極４２０を形成する。よって、カッター２２を移動させることなく裁断するため、負極４２０の製造に要する時間を短縮化することができる。

【0098】

このとき、カッター２２は、負極基材層４２１と負極活物質層４２２及び４２３とを共に裁断するが、例えば、裁断工程の後に、負極４２０端部を被覆して非露出部４２０ｂを負極４２０の周縁部に配置することにより、被覆によって負極基材層４２１の切り粉や負極活物質層４２２及び４２３の浮き上がりを抑制できる。よって、ストライプ塗工された負極母材を用いた場合であっても、上記コンタミの発生を抑制できる。

【0099】

また、正極４１０及び負極４２０の各々の短辺及び長辺において、単位長さ当たりに発生する負極基材層４２１の切り粉及び負極活物質層４２２及び４２３の脱落の量が同等の場合には、両短辺及び両長辺を合わせた周長が大きい電極によって、コンタミが発生しやすい。このため、正極４１０よりも周長が大きい負極４２０の周縁部に非露出部４２０ｂを配置することで、コンタミの要因が生じやすい電極において、当該コンタミの要因を抑制できる。

【0100】

また、負極基材層４２１が、正極４１０の電位によって溶解する金属を含む場合、負極基材層４２１の切り粉が発生すると、当該切り粉が正極４１０で溶解してイオン化した後に負極４２０でデンドライト状に析出することによる内部短絡が発生する恐れがある。このため、負極４２０の周縁部に非露出部４２０ｂを配置することにより、負極基材層４２１の切り粉の発生を抑制できるので、負極４２０におけるデンドライト状の析出による内部短絡の発生を抑制できる。

【0101】

（実施の形態１の変形例１）
次に、本発明の実施の形態１の変形例１について説明する。上記実施の形態１では、非露出部４２０ｂは、被覆材４２５により負極活物質層４２２及び４２３が覆われた部分であるとした。これに対し、本変形例では、非露出部は、負極活物質層４２２及び４２３が形成されていない部分により構成されている。

【0102】

図８は、本発明の実施の形態１の変形例１に係る非露出部４２０Ａｂの構成を示す断面斜視図である。具体的には、同図は、図４のＢ−Ｂ’線に相当する線で本変形例に係る負極４２０Ａを切断した場合の断面斜視図である。

【0103】

同図に示すように、本変形例の負極４２０Ａの周縁部には、負極活物質層４２２及び４２３が露出していない非露出部４２０Ａｂとして、当該負極活物質層４２２及び４２３が形成されていない部分が設けられている。なお、非露出部４２０Ａｂでは、負極基材層４２１に負極活物質層４２２及び４２３が形成されていないだけでなく、他の部材も設けられていなくてもよい。つまり、非露出部４２０Ａｂにおいて、負極基材層４２１は負極４２０の厚み方向に露出していてもよい。

【0104】

具体的には、非露出部４２０Ａｂは、負極４２０Ａの巻回方向の巻き終わりの端部に沿って、負極活物質層４２２及び４２３が形成されずに、Ｘ軸方向に負極基材層４２１が露出されている部分である。つまり、負極活物質層４２２及び４２３は、負極基材層４２１上に全部が露出した状態で形成されている。

【0105】

このように構成された本変形例に係る蓄電素子によれば、上記実施の形態１と同様の効果を奏することができる。つまり、実施の形態１で説明したように、負極４２０Ａの製造工程において負極基材層４２１と負極活物質層４２２及び４２３とが共に裁断される場合、裁断部分において負極基材層４２１の切り粉や負極活物質層４２２及び４２３の浮き上がりが生じる虞がある。これらは、上記コンタミを引き起こす要因となり得る。そこで、本変形例では、負極４２０Ａの周縁部に負極活物質層４２２及び４２３が配置されていない非露出部４２０Ａｂを配置することにより、負極活物質層４２２及び４２３が形成されていない部分を裁断して負極４２０Ａを製造することができる。よって、上記コンタミの発生を抑制できる。

【0106】

このような本変形例に係る負極４２０は、具体的には、長手方向において、負極活物質層４２２及び４２３が間欠状に形成された負極母材（間欠塗工された負極母材）を用いて、負極活物質層４２２及び４２３が形成されていない部分を裁断することで製造される。

【0107】

ただし、負極活物質層４２２及び４２３が間欠塗工された負極母材と、正極活物質層４１２及び４１３が間欠塗工された正極母材とを巻回することにより電極体を形成する場合、多量の電極体を巻回すると、次のような問題が生じる虞がある。具体的には、活物質層の塗工精度、巻回精度、及び、電極の厚みバラつき等の影響により、巻回方向端部における活物質層の非形成部が負極４２０Ａと正極との間でずれる虞がある。

【0108】

このため、巻回型の電極体の製造工程では、長手方向において一様に負極活物質層４２２及び４２３が形成された負極母材を裁断して、各負極を製造することが好ましい。つまり、巻回型の電極体では、負極の巻回方向端部は、被覆材により負極活物質層４２２及び４２３が覆われた部分により構成されていることが好ましい。これにより、巻回型の電極体において、巻回方向における正極４１０と負極４２０との位置ずれによる不具合を低減することができる。

【0109】

（実施の形態１の変形例２）
次に、本発明の実施の形態１の変形例２について説明する。上記実施の形態１では、非露出部４２０ｂは、負極４２０の巻回方向の巻き終わりの端部に配置されるとした。これに対し、本変形例では、非露出部が、負極の巻回方向の巻き始めの端部に配置される。また、上記実施の形態１では、非露出部４２０ｂは、被覆材４２５により負極活物質層４２２及び４２３が覆われた部分である被覆部により構成されているとした。これに対し、本変形例では、非露出部は、巻き芯及び当該巻き芯の突起部により負極活物質層４２２及び４２３が覆われた部分により構成されている。

【0110】

図９は、本発明の実施の形態１の変形例２に係る電極体４００Ｂの構成を示す斜視図及び当該斜視図の一部拡大図である。具体的には、同図の（ａ）は、当該電極体４００Ｂの斜視図であり、同図の（ｂ）は、同図の（ａ）の一部を拡大して示す拡大図である。

【0111】

同図に示す電極体４００Ｂは、セパレータ４３０と負極４２０Ｂと正極４１０とが、巻き芯５００に巻きつけられて形成されている。

【0112】

ここで、負極４２０Ｂは、巻回方向の巻き始めの端部に、巻き芯５００及び当該巻き芯５００から外方に突出して配置された突起部５００ａによって覆われた非露出部４２０Ｂｂが設けられている。

【0113】

突起部５００ａは、巻き芯５００と一体に形成され、負極４２０Ｂの長手方向の端部を被覆して挟み込むように、当該端部の外周面（Ｚ軸方向プラス側の面）及び当該端部の端面（Ｙ軸方向マイナス側の面）に配置されている。つまり、突起部５００ａは、負極４２０Ｂの巻き始めの端部を圧迫することにより、負極基材層４２１の端面（Ｙ軸方向マイナス側の面）に取り付けられている。

【0114】

このように構成された本変形例に係る蓄電素子によれば、上記実施の形態１と同様の効果を奏することができる。つまり、負極４２０Ｂの巻き始めの端部が、巻き芯５００及び当該巻き芯５００の突起部５００ａで被覆されるため、当該端部における負極基材層４２１の切り粉や負極活物質層４２２及び４２３の浮き上がりを抑制できる。よって、上記実施の形態１と同様に、コンタミの発生を抑制することができる。

【0115】

なお、本変形例では、負極４２０Ｂの巻き始めの端部に設けられた非露出部４２０Ｂｂは、巻き芯５００及び突起部５００ａで被覆される被覆部分としたが、実施の形態１と同様、被覆材４２５で被覆される被覆部分であってもよい。

【0116】

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。上記実施の形態１では、非露出部４２０ｂは、負極４２０の短辺に配置されるとした。これに対し、本実施の形態では、非露出部は負極４２０の長辺に配置される。また、上記実施の形態１では、非露出部４２０ｂは被覆部分であるとした。これに対し、本実施の形態では、上記実施の形態１の変形例１と同様に、非露出部は負極活物質層４２２及び４２３が形成されていない部分により構成される。

【0117】

図１０は、本発明の実施の形態２に係る電極体４００Ｃの巻回状態を一部展開して示す斜視図である。

【0118】

また、図１１は、本発明の実施の形態２に係る電極体４００Ｃの構成を示す断面図である。具体的には、同図は、図１０のＣ−Ｃ’断面で切断した場合の断面を示す図である。なお、図１１では、巻回されることにより繰り返し積層された、複数組の正極４１０、負極４２０Ｃ及びセパレータ４３０のうち１組のみを図示し、他の組についての図示は省略している。

【0119】

図１０及び図１１に示すように、負極４２０Ｃの周縁部は、負極集電体１３０に接続される辺（第１の辺）に配置され、負極活物質層４２２及び４２３が形成されていない非形成部４２０ａと、負極集電体１３０に接続される辺と異なる辺（第２の辺）に配置され、負極活物質層４２２及び４２３が露出していない非露出部４２０Ｃｂとを有する。

【0120】

ここで、本実施の形態において、非露出部４２０Ｃｂは、負極４２０の長辺に配置されている。また、非露出部４２０Ｃｂは、負極活物質層４２２及び４２３が形成されていない部分により構成され、非形成部４２０ａ及び非露出部４２０Ｃｂは、負極４２０Ｃの両長辺に配置されている。言い換えれば、非形成部４２０ａは、負極４２０の両長辺のうちの一方の長辺に配置され、非露出部４２０Ｃｂは、当該両長辺のうちの他方の長辺に配置されている。つまり、本実施の形態における負極４２０Ｃは、電極体４００の巻回軸方向両側（Ｘ軸方向両側）に、負極活物質層４２２及び４２３が形成されていない部分を有する。

【0121】

以上のように構成された本実施の形態に係る蓄電素子によれば、上記実施の形態１と同様の効果を奏することができる。つまり、上記実施の形態１では、裁断工程において負極の短辺が裁断される例を挙げて、コンタミが発生する理由について説明した。しかし、負極は、製造工程において、長辺が裁断される場合がある。よって、負極の製造工程において、当該負極の長辺で、負極基材層４２１と負極活物質層４２２及び４２３とがともに裁断される場合、裁断部分（負極の長辺端面）で負極基材層４２１の切り粉や負極活物質層４２２及び４２３の浮き上がりが生じる虞がある。これらは、上記コンタミを引き起こす要因となり得る。

【0122】

そこで、本実施の形態では、負極４２０Ｃの長辺に負極活物質層４２２及び４２３が配置されていない非露出部４２０Ｃｂを配置することにより、負極活物質層４２２及び４２３が形成されていない部分を裁断して負極４２０Ｃを製造することができる。よって、上記コンタミの発生を抑制できる。

【0123】

また、負極４２０Ｃの短辺と長辺とで、単位長さ当たりに発生する負極基材層４２１の切り粉及び負極活物質層４２２及び４２３の脱落の量が同等の場合には、長辺における当該切り粉及び当該脱落が、コンタミの要因となりやすい。このため、負極４２０Ｃの長辺に非露出部４２０Ｃｂを配置することで、コンタミの要因が生じやすい箇所において、当該コンタミの要因を抑制できる。

【0124】

また、負極４２０Ｃの長辺に配置された非露出部４２０Ｃｂが、例えば、被覆材により負極活物質層４２２及び４２３が覆われた部分により構成されている場合、負極４２０Ｃの両長辺の厚みが互いに異なり得る。このため、巻回型の電極体では、巻回時に負極４２０Ｃが蛇行することにより、巻回の精度が低下して歩留まりが悪化する虞がある。また、巻回型の電極体に限らず、負極４２０Ｃの両長辺の厚みが互いに異なることにより電極体の寸法管理が困難になるため、蓄電素子１０の容器１００内への電極体の収容が困難になる。そこで、本実施の形態では、負極４２０Ｃの長辺に、負極活物質層４２２及び４２３が形成されていない非露出部４２０Ｃｂを配置することで、電極体４００Ｃの寸法管理を容易にし、歩留まりを維持しつつ、コンタミの発生を抑制できる。

【0125】

また、正極４１０及び負極４２０Ｃが積層された電極体４００Ｃでは、電極体４００Ｃが容器１００の内壁によって圧迫されることにより、正極４１０及び負極４２０Ｃの互いに対向する部分同士が圧迫される。よって、対向する部分では、圧迫によって負極基材層４２１の切り粉や負極活物質層４２２及び４２３の浮き上がりを抑制できる。ただし、負極４２０Ｃは短辺の長さ（Ｘ軸方向の大きさ）が正極４１０よりも大きいため、負極４２０Ｃの短手方向両端部（Ｘ軸方向両端部）が正極４１０に対向せずに圧迫されにくい。よって、負極４２０Ｃの短手方向両端部で負極基材層４２１の切り粉や負極活物質層４２２及び４２３の浮き上がりが生じやすくなり、コンタミが発生する虞がある。このため、負極４２０Ｃの長辺に非露出部４２０Ｃｂを配置することにより、コンタミの要因が生じやすい箇所において、当該コンタミの要因を抑制できる。

【0126】

（その他の実施の形態）
以上、本発明の実施の形態及びその変形例に係る蓄電素子について説明したが、本発明
は、この実施の形態及びその変形例に限定されるものではない。

【0127】

つまり、今回開示された実施の形態及びその変形例は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【0128】

例えば、実施の形態１の構成に実施の形態１の変形例２の構成を組み合わせてもかまわない。つまり、負極基材層４２１に取り付けられた被覆材によって負極活物質層４２２及び４２３が覆われた部分により構成される非露出部が、負極の両短辺に配置されていてもかまわない。この構成により、ストライプ状に負極活物質層４２２及び４２３が形成された負極母材を裁断することにより負極を製造する場合であっても、コンタミの発生を一層抑制できる。すなわち、負極母材の長手方向において負極活物質層４２２及び４２３を間欠的に形成する、いわゆる間欠塗工は、製造上難しい場合がある。このため、負極の短辺には、負極活物質層４２２及び４２３が形成されていない部分を設けにくい。そこで、負極の両短辺に配置される非露出部を被覆材により負極基材層４２１が覆われた構成とすることにより、両短辺のいずれにおいてもコンタミの要因を抑制できる。例えば、一方の短辺の被覆材としては実施の形態１の被覆材４２５を用い、他方の短辺の被覆材としては実施の形態１の変形例２の巻き芯５００と突起部５００ａとを用いてもよい。

【0129】

なお、両短辺に配置された非露出部４２０ｂのうち、一方が被覆材４２５により覆われた部分（被覆部分）により構成され、他方が負極活物質層４２２及び４２３が形成されていない部分（非形成部分）により構成されていてもかまわない。これによっても、上記説明と同様に、コンタミの発生を抑制することができる。

【0130】

また、実施の形態１の構成に実施の形態２の構成を組み合わせてもかまわない。つまり、負極４２０の両長辺のうちの一方の長辺に非形成部を配置し、他方の長辺に非露出部を配置し、かつ、負極４２０の両短辺に非露出部を配置することにしてもよい。この場合、負極４２０の両長辺を、負極活物質層４２２及び４２３が形成されていない部分により構成し、かつ、負極４２０の両短辺を、実施の形態１、変形例１及び２のいずれかの構成にすることが考えられる。例えば、負極４２０の両長辺及び両短辺の全てを、負極活物質層４２２及び４２３が形成されていない部分により構成した場合には、被覆材４２５等を配置することなく、負極４２０の周縁部全周での活物質の脱落を抑制し、それによる容量低下や抵抗上昇、内部短絡発生等を抑制することができる。ただし、この場合でもスリット刃（カッター）の摩耗等により、スリット後の基材層の端部にダレや切り子が発生することがある。このため、このような場合には、負極４２０の両短辺の少なくとも一辺を被覆材４２５（または巻き芯５００の突起部５００ａ）で覆うことで、金属片の脱離や内部抵抗の発生を抑制することができる。

【0131】

また、上記説明では、非露出部は、被覆部分及び非形成部分の一方により構成されているとした。しかし、非露出部の構成はこれに限らず、当該非露出部４２０ｂの一部が被覆部分により構成され、他部が非形成部分により構成されていてもかまわない。また、非露出部は、負極集電体１３０が接続される辺と異なる辺に配置され、負極活物質層４２２及び４２３が露出していない構成であればよく、被覆部分及び非形成部分以外により構成されていてもかまわない。これによっても、上記説明と同様に、コンタミの発生を抑制することができる。

【0132】

ここで、被覆部分は、負極基材層４２１に取り付けられた被覆材４２５により負極活物質層４２２及び４２３が覆われた部分に限らず、負極基材層４２１に取り付けられた被覆材により当該負極基材層４２１が覆われた部分であってもかまわない。

【0133】

図１２は、そのような非露出部４２０Ｄｂの構成を示す断面斜視図である。具体的には、同図は、図４のＢ−Ｂ’線に相当する線で本実施の形態に係る負極４２０Ｄを切断した場合の断面斜視図である。

【0134】

同図に示すように、非露出部４２０Ｄｂは、実施の形態１の非露出部４２０ｂに比べて、負極活物質層４２２及び４２３が形成されておらず、被覆材４２５Ｄにより覆われている。被覆材４２５Ｄは、被覆材４２５と同様に、負極４２０の長手方向の端部を被覆するように、当該端部の両面（Ｚ軸方向両側の面）及び当該端部の端面（Ｙ軸方向プラス側の面）に配置されている。また、被覆材４２５Ｄは、負極基材層４２１の端面（Ｙ軸方向プラス側の面）に取り付けられている。つまり、被覆材４２５Ｄは、負極基材層４２１に取り付けられ、かつ、当該負極基材層４２１を覆うように配置されている。

【0135】

なお、被覆材４２５Ｄの材質については、被覆材４２５と同様であるため、説明を省略
する。

【0136】

このように構成された負極４２０Ｄを有する蓄電素子であっても、上記実施の形態１と同様の効果を奏することができる。具体的には、負極４２０の周縁部に負極活物質層４２２及び４２３が形成されていない場合であっても、負極基材層４２１の周縁部において金属のダレやバリ等があると、これら金属のダレやバリ等が脱落してコンタミが発生する虞がある。このため、被覆材４２５Ｄによって負極基材層４２１を覆うことにより、コンタミの発生を抑制することができる。

【0137】

また、上記実施の形態２では、非露出部４２０Ｃｂは、負極活物質層４２２及び４２３が形成されていない非形成部分により構成され、非形成部４２０ａ及び非露出部４２０Ｃｂは、負極４２０Ｃの両長辺に配置されているとした。しかし、長辺に配置された非露出部４２０ｂは、被覆部分により構成されてもかまわない。これによっても、巻回の精度が低下して歩留まりが多少悪化する虞があるものの、コンタミの発生を抑制することができる。

【0138】

また、上記説明では、負極は、短辺の長さが正極４１０よりも大きいとした。しかし、負極は、短辺の長さが正極４１０以下であってもかまわない。この場合、負極の短手方向端部が正極４１０によって圧迫されるために、負極に起因するコンタミは発生しにくくなる。よって、効果は多少小さくなるものの、負極の周縁部に非露出部を配置することにより、コンタミの発生を抑制することができる。

【0139】

また、上記説明では、負極は、両短辺及び両長辺を合わせた周長が正極４１０よりも大きいとした。しかし、負極は、周長が正極４１０以下であってもかまわない。この場合、負極に起因するコンタミが発生しにくくなるため、効果は多少小さくなるものの、負極の周縁部に非露出部を配置することにより、コンタミの発生を抑制することができる。

【0140】

また、上記説明では、負極基材層４２１は、正極４１０の電位によって溶解する金属を含むとした。しかし、負極基材層４２１は、当該金属を含まなくてもかまわない。例えば、負極基材層４２１は、正極４１０の電位によって溶解しにくい金属を含んでもかまわない。この場合、負極におけるデンドライト状の析出による内部短絡は発生しにくくなるものの、負極基材層４２１の切り粉が例えばセパレータ４３０を貫通することによる内部短絡等は発生する虞が残る。よって、この場合であっても、負極の周縁部に非露出部を配置することにより、切り粉の発生を抑制することができるので、切り粉による微小短絡等の内部短絡を抑制することができる。

【0141】

また、上記説明では、負極は、長辺で蓄電素子１０の負極集電体１３０に接続されるとした。しかし、負極は、短辺で負極集電体１３０に接続されてもよい。つまり、非形成部４２０ａが配置される辺（第１の辺）と非露出部が配置される辺（第２の辺）とは、負極の互いに異なる辺であればよく、負極の短辺及び長辺のいずれの辺であってもかまわない。また、非露出部が配置される辺（第２の辺）は、非形成部４２０ａが配置される辺（第１の辺）以外の辺であればよく、複数の辺であってもかまわない。また、非露出部は第２の辺の全てに配置されていなくてもよく、当該第２の辺の少なくとも一部に配置されていればよい。

【0142】

また、上記説明では、正極及び負極の各々は長尺帯状であるとした。しかし、正極及び負極の各々は矩形形状であればよく、矩形形状をなす４つの辺の長さが同等であってもかまわない。

【0143】

また、上記実施の形態及びその変形例を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明
の範囲内に含まれる。また、上記実施の形態及びその変形例の部分的な構成を、適宜組み合わせてなる構成であってもよい。例えば、上述したように実施の形態１に実施の形態１の変形例２の構成を組み合わせてなる構成であってもかまわないし、実施の形態１に実施の形態２の構成を組み合わせてなる構成であってもかまわない。

【産業上の利用可能性】

【0144】

本発明は、コンタミの発生を抑制できる蓄電素子を提供できるので、高品質及び高出力化が求められる自動車等に搭載される蓄電素子等に適用できる。

【符号の説明】

【0145】

１０ 蓄電素子
２１、２２、２３ カッター
１００ 容器
１１０ 蓋体
１１１ 本体
１２０ 正極集電体
１３０ 負極集電体
２００ 正極端子
３００ 負極端子
４００、４００Ｂ、４００Ｃ 電極体
４１０ 正極
４１１ 正極基材層
４１２、４１３ 正極活物質層
４１０ａ、４２０ａ 非形成部
４２０ｂ、４２０Ａｂ、４２０Ｂｂ、４２０Ｃｂ、４２０Ｄｂ 非露出部
４２０、４２０Ａ、４２０Ｂ、４２０Ｃ、４２０Ｄ 負極
４２１ 負極基材層
４２２、４２３ 負極活物質層
４２５、４２５Ｄ 被覆材
４３０ セパレータ
５００ 巻き芯
５００ａ 突起部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】