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特開2024-124783電極シート、電極体及び電気化学セル、並びに電極シートの製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024124783
(43)【公開日】2024-09-13
(54)【発明の名称】電極シート、電極体及び電気化学セル、並びに電極シートの製造方法
(51)【国際特許分類】
H01M 4/02 20060101AFI20240906BHJP
H01M 50/533 20210101ALI20240906BHJP
H01M 50/184 20210101ALI20240906BHJP
H01M 4/04 20060101ALI20240906BHJP
H01M 4/13 20100101ALI20240906BHJP
H01M 4/139 20100101ALI20240906BHJP
H01G 11/70 20130101ALI20240906BHJP
【ＦＩ】
H01M4/02 Z
H01M50/533
H01M50/184 A
H01M4/04 Z
H01M4/13
H01M4/139
H01G11/70
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023032689
(22)【出願日】2023-03-03
(71)【出願人】
【識別番号】000002325
【氏名又は名称】セイコーインスツル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100126664
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 慎吾
(74)【代理人】
【識別番号】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(72)【発明者】
【氏名】玉地 恒昭
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 竜
【テーマコード（参考）】
5E078
5H011
5H043
5H050
【Ｆターム（参考）】
5E078AA15
5E078AB01
5E078BA09
5E078BB33
5E078FA03
5E078FA05
5H011AA09
5H011FF02
5H011GG09
5H011HH02
5H011JJ12
5H043AA19
5H043BA19
5H043CA08
5H043CA12
5H043CA13
5H043EA07
5H043HA04E
5H043JA01E
5H043JA02E
5H043JA03E
5H043JA16E
5H043KA08E
5H043KA09E
5H043LA21E
5H043LA22E
5H050AA19
5H050BA17
5H050CA01
5H050CA07
5H050CA08
5H050CA09
5H050CB02
5H050CB03
5H050CB07
5H050CB08
5H050CB11
5H050CB12
5H050DA04
5H050FA15
5H050GA03
5H050GA04
5H050GA22
5H050HA12
(57)【要約】
【課題】反りや皺の発生が抑制された薄型の電極シートを提供すること。
【解決手段】電極シート８０は、第１方向Ｌ１に沿って長く、且つ第１方向に交差する第２方向Ｌ２に沿って短く形成された帯状の電極集電体８１と、電極集電体の主面上に塗工された電極活物質層８２と、を備える。電極集電体の主面は、第１方向に沿い且つ第２方向の中央に位置する塗工領域Ｒ１と、第１方向に沿い且つ塗工領域を間にして第２方向の両側に位置する未塗工領域Ｒ２と、を備える。電極活物質層は、塗工領域に形成されている。未塗工領域には、少なくとも第１方向に沿って間隔をあけて並ぶように配置された複数の凹部８３が形成されている。
【選択図】図７
【解決手段】電極シート８０は、第１方向Ｌ１に沿って長く、且つ第１方向に交差する第２方向Ｌ２に沿って短く形成された帯状の電極集電体８１と、電極集電体の主面上に塗工された電極活物質層８２と、を備える。電極集電体の主面は、第１方向に沿い且つ第２方向の中央に位置する塗工領域Ｒ１と、第１方向に沿い且つ塗工領域を間にして第２方向の両側に位置する未塗工領域Ｒ２と、を備える。電極活物質層は、塗工領域に形成されている。未塗工領域には、少なくとも第１方向に沿って間隔をあけて並ぶように配置された複数の凹部８３が形成されている。
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１方向に沿って長く、且つ前記第１方向に交差する第２方向に沿って短く形成された帯状の電極集電体と、
前記電極集電体の主面上に塗工された電極活物質層と、を備え、
前記電極集電体の前記主面は、前記第１方向に沿い、且つ前記第２方向の中央に位置する塗工領域と、前記第１方向に沿い、且つ前記塗工領域を間にして前記第２方向の両側に位置する未塗工領域と、を備え、
前記電極活物質層は、前記塗工領域に形成され、
前記未塗工領域には、少なくとも前記第１方向に沿って間隔をあけて並ぶように配置された複数の凹部が形成されていることを特徴とする電極シート。
前記電極集電体の主面上に塗工された電極活物質層と、を備え、
前記電極集電体の前記主面は、前記第１方向に沿い、且つ前記第２方向の中央に位置する塗工領域と、前記第１方向に沿い、且つ前記塗工領域を間にして前記第２方向の両側に位置する未塗工領域と、を備え、
前記電極活物質層は、前記塗工領域に形成され、
前記未塗工領域には、少なくとも前記第１方向に沿って間隔をあけて並ぶように配置された複数の凹部が形成されていることを特徴とする電極シート。
【請求項2】
請求項１に記載の電極シートにおいて、
前記凹部は、前記主面側に開口するように形成されている、電極シート。
前記凹部は、前記主面側に開口するように形成されている、電極シート。
【請求項3】
請求項２に記載の電極シートにおいて、
前記凹部は、前記電極集電体の厚み方向に非貫通となる深さで形成されている、電極シート。
前記凹部は、前記電極集電体の厚み方向に非貫通となる深さで形成されている、電極シート。
【請求項4】
請求項１から３のいずれか１項に記載の電極シートにおいて、
前記凹部は、前記第１方向に沿って一列に並ぶように間隔をあけて連続的に配置されている、電極シート。
前記凹部は、前記第１方向に沿って一列に並ぶように間隔をあけて連続的に配置されている、電極シート。
【請求項5】
請求項１から３のいずれか１項に記載の電極シートにおいて、
前記凹部は、前記第２方向に沿って間隔をあけて並んだ状態で、前記第１方向に沿って間隔をあけて並ぶように配置されている、電極シート。
前記凹部は、前記第２方向に沿って間隔をあけて並んだ状態で、前記第１方向に沿って間隔をあけて並ぶように配置されている、電極シート。
【請求項6】
請求項５に記載の電極シートにおいて、
前記第１方向に沿って隣り合う前記凹部同士は、前記第２方向に位置がずれるように配置されている、電極シート。
前記第１方向に沿って隣り合う前記凹部同士は、前記第２方向に位置がずれるように配置されている、電極シート。
【請求項7】
請求項１に記載の電極シートを含む正極電極と、
請求項１に記載の電極シートを含む負極電極と、
前記正極電極と前記負極電極との間に配置されたセパレータと、を備えることを特徴とする電極体。
請求項１に記載の電極シートを含む負極電極と、
前記正極電極と前記負極電極との間に配置されたセパレータと、を備えることを特徴とする電極体。
【請求項8】
第１外装部材と、前記第１外装部材との間に収容空間を形成する第２外装部材と、を備えた外装体と、
前記収容空間内に収容された請求項７に記載の電極体と、を備え、
前記第１外装部材と前記第２外装部材とは、前記電極体を間に挟み込んだ状態で、前記第１外装部材の外周縁部と前記第２外装部材の外周縁部同士が封止されていることを特徴とする電気化学セル。
前記収容空間内に収容された請求項７に記載の電極体と、を備え、
前記第１外装部材と前記第２外装部材とは、前記電極体を間に挟み込んだ状態で、前記第１外装部材の外周縁部と前記第２外装部材の外周縁部同士が封止されていることを特徴とする電気化学セル。
【請求項9】
第１方向に沿って長く、且つ前記第１方向に交差する第２方向に沿って短く形成された帯状の電極集電体と、
前記電極集電体の主面上に塗工された電極活物質層と、を備えた電極シートを製造する電極シートの製造方法であって、
前記電極集電体の前記主面のうち、前記第１方向に沿い、且つ前記第２方向の中央に位置する領域を塗工領域と定義すると共に、前記第１方向に沿い、且つ前記塗工領域を間にして前記第２方向の両側に位置する領域を未塗工領域と定義し、
前記未塗工領域に、少なくとも前記第１方向に沿って間隔をあけて並ぶように複数の凹部を形成する工程と、
前記凹部が形成された前記電極集電体の前記塗工領域に、前記電極活物質層を塗工する工程と、
前記第１方向に沿って前記電極活物質層をロールプレス成形する工程と、を備えていることを特徴とする電極シートの製造方法。
前記電極集電体の主面上に塗工された電極活物質層と、を備えた電極シートを製造する電極シートの製造方法であって、
前記電極集電体の前記主面のうち、前記第１方向に沿い、且つ前記第２方向の中央に位置する領域を塗工領域と定義すると共に、前記第１方向に沿い、且つ前記塗工領域を間にして前記第２方向の両側に位置する領域を未塗工領域と定義し、
前記未塗工領域に、少なくとも前記第１方向に沿って間隔をあけて並ぶように複数の凹部を形成する工程と、
前記凹部が形成された前記電極集電体の前記塗工領域に、前記電極活物質層を塗工する工程と、
前記第１方向に沿って前記電極活物質層をロールプレス成形する工程と、を備えていることを特徴とする電極シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電極シート、電極体及び電気化学セル、並びに電極シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から腕時計、スマートウオッチ、スマートフォン、ヘッドセット、補聴器等の小型電子機器やウエアラブル機器用の電源として、リチウムイオン二次電池、電気化学キャパシタ等の電気化学セルが広く活用されている。
近年、この種の電気化学セルへのニーズとして、小型化及び薄型化に対する要求がさらに強くなっている。その一因としては、電気化学セルが実装される各種電子機器におけるＩＣ（集積回路）の極微細化及び低消費電力化による高性能化に伴って、従来にはないハイスペックな機能を具備する電子機器が提案され始めているからである。
近年、この種の電気化学セルへのニーズとして、小型化及び薄型化に対する要求がさらに強くなっている。その一因としては、電気化学セルが実装される各種電子機器におけるＩＣ（集積回路）の極微細化及び低消費電力化による高性能化に伴って、従来にはないハイスペックな機能を具備する電子機器が提案され始めているからである。
【0003】
特に、ウエアラブル機器やＩＯＴ端末向け等の電気化学セルとして、小型且つ超薄型のニーズがある。従来、このようなニーズに応えるために、例えば薄型のボタン電池やチップ型のセラミックパッケージを用いたキャパシタ等が使用されてきた。しかしながら、これらのボタン電池やキャパシタは、１ｍｍ以上の厚みを有するものであり、ニーズに対して十分に対応しているとは言い切れないものであった。
とりわけ、さらなる小型化、薄型化に向けた今後の小型電子機器等に対応するためには、さらなる薄型化や高エネルギー密度化等のニーズや、急速充電に対応すべく大電流に対応できるようなニーズ等が求められている。そのためには、電気化学セルの外装体（パッケージ）の薄型化に対応して、電極体自体の高密度な薄型化も必要とされている。
とりわけ、さらなる小型化、薄型化に向けた今後の小型電子機器等に対応するためには、さらなる薄型化や高エネルギー密度化等のニーズや、急速充電に対応すべく大電流に対応できるようなニーズ等が求められている。そのためには、電気化学セルの外装体（パッケージ）の薄型化に対応して、電極体自体の高密度な薄型化も必要とされている。
【0004】
一般的に電極体を構成する正極電極及び負極電極は、電極集電体の表面に電極活物質層が塗工された電極シートによって形成されている。そこで、電極体の薄型化を図るために、電極シート自体の厚みを薄く形成することが考えられる。
通常、電極シートを形成する際、帯状の電極集電体の表面に電極活物質層を塗工した後、電極活物質層の密度を高めるために、電極活物質層を電極シートの長手方向に沿ってロールプレス等によってプレス加工する場合が多い。この際、例えば強くプレスをかけることで、電極シートの厚みを薄く形成することが可能となる。
通常、電極シートを形成する際、帯状の電極集電体の表面に電極活物質層を塗工した後、電極活物質層の密度を高めるために、電極活物質層を電極シートの長手方向に沿ってロールプレス等によってプレス加工する場合が多い。この際、例えば強くプレスをかけることで、電極シートの厚みを薄く形成することが可能となる。
【0005】
しかしながら、プレス加工時、電極活物質層に関しては電極シートの長手方向に比較的柔軟に伸び易いが、電極集電体に関しては伸び難い性質がある。そのため、強くプレスをかけた場合、電極活物質層と電極集電体との伸びの差に起因して、電極集電体が電極シートの長手方向に沿って湾曲するように反ってしまう、或いは電極集電体に皺が発生してしまう等の懸念があった。この場合、電極体を効率良く製造することが難しくなってしまううえ、電極体の品質低下に繋がってしまう。
【0006】
この点、例えば特許文献１には、プレスによる電池自体の変形を防止するために、電極集電体の表面を粗面化する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開２０１７－１５７２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術は、正極集電体、正極合材層（電極活物質層）無機固体電解質層、負極合材層（電極活物質層）及び負極集電体で構成された複数の仮電池体（積層体）を、同一極性の集電体（例えば正極集電体）同士が向かい合うように重ねてプレスすることにより組み合わされた全固体二次電池に関するものである。
従って、複数の仮電池体を組み合わせることが前提であり、単体の仮電池体（積層体）をロールプレスした段階では変形（反り）が生じることを抑制することができない。そのため、電極集電体及び電極活物質層を含む電極シートを作製する際、上述した懸念が依然として存在している。
従って、複数の仮電池体を組み合わせることが前提であり、単体の仮電池体（積層体）をロールプレスした段階では変形（反り）が生じることを抑制することができない。そのため、電極集電体及び電極活物質層を含む電極シートを作製する際、上述した懸念が依然として存在している。
【0009】
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、反りや皺の発生が抑制された薄型の電極シート、及び該電極シートを含む電極体及び電気化学セル、並びに電極シート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】
【0010】
（１）本発明に係る電極シートは、第１方向に沿って長く、且つ前記第１方向に交差する第２方向に沿って短く形成された帯状の電極集電体と、前記電極集電体の主面上に塗工された電極活物質層と、を備える。前記電極集電体の前記主面は、前記第１方向に沿い、且つ前記第２方向の中央に位置する塗工領域と、前記第１方向に沿い、且つ前記塗工領域を間にして前記第２方向の両側に位置する未塗工領域と、を備える。前記電極活物質層は、前記塗工領域に形成されている。前記未塗工領域には、少なくとも前記第１方向に沿って間隔をあけて並ぶように配置された複数の凹部が形成されている。
【0011】
本発明に係る電極シートによれば、電極集電体の主面のうち塗工領域に電極活物質層が形成され、主面のうち電極活物質層を挟んだ両側に位置する未塗工領域に複数の凹部が形成されている。特に複数の凹部は、電極集電体の長手方向である第１方向に沿って間隔をあけて並ぶように形成されている。
そのため、電極シートを製造するにあたって、電極集電体の主面上に塗工された電極活物質層を第１方向に沿ってロールプレス成形した際、電極集電体と電極活物質層との伸び率の違いがあったとしても、伸び率の違いに起因する伸びの差分を、複数の凹部を利用して吸収することができる。
そのため、電極シートを製造するにあたって、電極集電体の主面上に塗工された電極活物質層を第１方向に沿ってロールプレス成形した際、電極集電体と電極活物質層との伸び率の違いがあったとしても、伸び率の違いに起因する伸びの差分を、複数の凹部を利用して吸収することができる。
【0012】
例えばロールプレス成形した場合、第１方向に伸び難い電極集電体に対して、電極活物質層を押潰しながら第１方向に伸ばすことができる。そのため、電極活物質層の伸びに引っ張られて電極集電体の塗工領域が強制的に伸びようとするので、塗工領域と未塗工領域との間に伸びの差分が生じ易い。このとき、未塗工領域に第１方向に沿って複数の凹部が配置されているので、各凹部のそれぞれを第１方向に拡径するように広げることができる。そのため、各凹部の拡径を利用して電極集電体の未塗工領域についても、塗工領域や電極集電体の伸びに追従するように第１方向に伸ばすことができる。
従って、上記伸びの差分を吸収（緩和）することができるので、電極集電体に反りや皺が発生することを抑制することができる。その結果、反りや皺の発生が抑制された薄型の電極シートとすることができる。またロールプレス成形によって、電極活物質層の密度を高めることができるので、優れた充放電特性に繋がる電極シートとすることができる。
従って、上記伸びの差分を吸収（緩和）することができるので、電極集電体に反りや皺が発生することを抑制することができる。その結果、反りや皺の発生が抑制された薄型の電極シートとすることができる。またロールプレス成形によって、電極活物質層の密度を高めることができるので、優れた充放電特性に繋がる電極シートとすることができる。
【0013】
（２）前記凹部は、前記主面側に開口するように形成されても良い。
【0014】
この場合には、電極活物質層が塗工される主面側に開口するように凹部が形成されているので、電極シートの製造時にロールプレス成形した際、より積極的に凹部を拡径するように広げ易い。従って、反りや皺の発生をさらに抑制することができる。
【0015】
（３）前記凹部は、前記電極集電体の厚み方向に非貫通となる深さで形成されても良い。
【0016】
この場合には、凹部が電極集電体を貫通することなく形成されているので、電極集電体の主面上に電極活物質層を形成する際、例えば電極活物質層を形成するための構成材料を含む塗布液（スラリー）が未塗工領域に流れたとしても、凹部内に収容することができる。従って、塗布液を周囲に飛散させることなく、電極活物質層を形成することができる。
【0017】
（４）前記凹部は、前記第１方向に沿って一列に並ぶように間隔をあけて連続的に配置されても良い。
【0018】
この場合には、第１方向に沿って凹部が一列に並ぶように間隔をあけて連続的に配置されているので、各凹部のそれぞれを第１方向に拡径するように広げたときに、電極集電体の未塗工領域を第１方向に効率良く伸ばすことができる。従って、電極集電体に反りや皺が発生することをさらに抑制することができる。
【0019】
（５）前記凹部は、前記第２方向に沿って間隔をあけて並んだ状態で、前記第１方向に沿って間隔をあけて並ぶように配置されても良い。
【0020】
この場合には、凹部を第２方向に沿って間隔をあけて並ばせた状態で第１方向に沿って間隔をあけて並ぶように形成しているので、電極集電体の未塗工領域により多くの凹部を形成することができる。従って、電極集電体の未塗工領域を第１方向に効率良く伸ばすことができ、電極集電体に反りや皺が発生することをさらに抑制することができる。
【0021】
（６）前記第１方向に沿って隣り合う前記凹部同士は、前記第２方向に位置がずれるように配置されても良い。
【0022】
この場合には、複数の凹部を第１方向に沿って交互に配置（いわゆる千鳥状に配置）することができるので、電極集電体の未塗工領域を第１方向により一層効率良く伸ばすことができる。
【0023】
（７）本発明に係る電極体は、前記電極シートを含む正極電極と、前記電極シートを含む負極電極と、前記正極電極と前記負極電極との間に配置されたセパレータと、を備える。
【0024】
本発明に係る電極体によれば、上記電極シートを利用した正極電極及び負極電極とすることができるので、反りや皺の発生が抑制された薄型の正極電極及び負極電極とすることができる。従って、正極電極と負極電極との間にセパレータを配置した状態で、例えば捲回や積層等することで薄型の電極体を得ることができる。さらに上記電極シートを利用することで、正極活物質層及び負極活物質層の密度を高めることができるので、優れた充放電特性を具備する電極体とすることができる。
【0025】
（８）本発明に係る電気化学セルは、第１外装部材と、前記第１外装部材との間に収容空間を形成する第２外装部材と、を備えた外装体と、前記収容空間内に収容された前記電極体と、を備える。前記第１外装部材と前記第２外装部材とは、前記電極体を間に挟み込んだ状態で、前記第１外装部材の外周縁部と前記第２外装部材の外周縁部同士が封止されている。
【0026】
本発明に係る電気化学セルによれば、第１外装部材と第２外装部材との間に形成された収容空間内に上記電極体を収容しているので、電気化学セル全体の厚みを抑制することができ、非常に薄型の電気化学セルとすることができる。従って、小型且つ超薄型の各種の電子機器に好適に利用することができる。さらに高エネルギー密度化や、急速充電等にも対応した電気化学セルとすることができる。
【0027】
（９）本発明に係る電極シートの製造方法は、第１方向に沿って長く、且つ前記第１方向に交差する第２方向に沿って短く形成された帯状の電極集電体と、前記電極集電体の主面上に塗工された電極活物質層と、を備えた電極シートを製造する電極シートの製造方法であって、前記電極集電体の前記主面のうち、前記第１方向に沿い、且つ前記第２方向の中央に位置する領域を塗工領域と定義すると共に、前記第１方向に沿い、且つ前記塗工領域を間にして前記第２方向の両側に位置する領域を未塗工領域と定義し、前記未塗工領域に、少なくとも前記第１方向に沿って間隔をあけて並ぶように複数の凹部を形成する工程と、前記凹部が形成された前記電極集電体の前記塗工領域に、前記電極活物質層を塗工する工程と、前記第１方向に沿って前記電極活物質層をロールプレス成形する工程と、を備えている。
【0028】
本発明に係る電極シートの製造方法によれば、電極集電体の主面上に塗工された電極活物質層を第１方向に沿ってロールプレス成形した際、電極集電体と電極活物質層との伸び率の違いがあったとしても、伸び率の違いに起因する伸びの差分を、複数の凹部を利用して吸収（緩和）することができる。従って、電極集電体に反りや皺が発生することを抑制することができる。その結果、反りや皺の発生が抑制された薄型の電極シートを製造することができる。またロールプレス成形によって、電極活物質層の密度を高めることができるので、優れた充放電特性に繋がる電極シートとすることができる。
【発明の効果】
【0029】
本発明によれば、反りや皺の発生が抑制された薄型の電極シート、及び該電極シートを含む電極体及び電気化学セルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】本発明に係る二次電池（電気化学セル）の第１実施形態を示す斜視図である。
【図12】電極シートの変形例を示す斜視図である。
【図15】ロールプレス成形後の電極シートの斜視図である。
【図16】本発明に係る二次電池（電気化学セル）の第２実施形態を示す部分的な縦断面図である。
【図17】第２実施形態の変形例を示す二次電池の縦断面図である。
【図18】第２実施形態の別の変形例を示す二次電池の縦断面図である。
【図19】第１実施形態の変形例を示す二次電池の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0031】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る電気化学セルの実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態では、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。）を例に挙げて説明する。
以下、本発明に係る電気化学セルの実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態では、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。）を例に挙げて説明する。
【0032】
図１及び図２に示すように、本実施形態の二次電池１は、小型且つ超薄型の電池とされ、金属製の外装体２と、外装体２の内部に収容された発電要素３とを備えている。図示の例では、二次電池１は、外形が平面視正方形状に形成されている。
ただし、この場合に限定されるものではなく、二次電池１の外形は適宜変更して構わない。例えば、二次電池１を搭載する各種の電子機器の設置スペースや用途等に応じて、例えば平面視円形状、楕円形状、多角形状、Ｌ字形状等、適宜変更して構わない。
ただし、この場合に限定されるものではなく、二次電池１の外形は適宜変更して構わない。例えば、二次電池１を搭載する各種の電子機器の設置スペースや用途等に応じて、例えば平面視円形状、楕円形状、多角形状、Ｌ字形状等、適宜変更して構わない。
【0033】
外装体２は、金属製の第１外装部材１０と、第１外装部材１０に対して封止され、第１外装部材１０との間に収容空間４を形成する金属製の第２外装部材１１とを備えている。
発電要素３は、正極電極３０（図６参照）及び負極電極４０（図６参照）を有する電極体２０を備えていると共に、図示しない電解液（電解質溶液）を含んでおり、外装体２の内部に形成された収容空間４内に収容されている。
発電要素３は、正極電極３０（図６参照）及び負極電極４０（図６参照）を有する電極体２０を備えていると共に、図示しない電解液（電解質溶液）を含んでおり、外装体２の内部に形成された収容空間４内に収容されている。
【0034】
本実施形態では、外装体２の中心を通り上下方向に沿って延びる軸線を電池軸Ｏという。また、電池軸Ｏ方向から見た平面視で、電池軸Ｏに交差する方向を径方向といい、電池軸Ｏ回りに周回する方向を周方向という。さらに、電池軸Ｏに沿って、第２外装部材１１から第１外装部材１０に向かう方向を上方といい、その反対を下方という。
【0035】
（外装体）
外装体２について詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、第１外装部材１０は、厚みの薄いシート状に形成されていると共に、平面視正方形状に形成されている。第１外装部材１０は、第２外装部材１１及び電極体２０よりも上方に配置されている。第１外装部材１０の厚みとしては、例えば０．０１ｍｍ～０．３０ｍｍ程度とされている。
ただし、各図面では、第１外装部材１０を見易くするために第１外装部材１０の厚みを誇張して図示している。第１外装部材１０は、電極体２０に導通する正極用の外部接続端子、或いは負極用の外部接続端子として機能する。
外装体２について詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、第１外装部材１０は、厚みの薄いシート状に形成されていると共に、平面視正方形状に形成されている。第１外装部材１０は、第２外装部材１１及び電極体２０よりも上方に配置されている。第１外装部材１０の厚みとしては、例えば０．０１ｍｍ～０．３０ｍｍ程度とされている。
ただし、各図面では、第１外装部材１０を見易くするために第１外装部材１０の厚みを誇張して図示している。第１外装部材１０は、電極体２０に導通する正極用の外部接続端子、或いは負極用の外部接続端子として機能する。
【0036】
第１外装部材１０の具体的な金属材質としては、第１外装部材１０を正極用の外部接続端子として機能させる、或いは負極用の外部接続端子として機能させるかによっても異なるが、例えばステンレス鋼が好適に用いられる。ただし、第１外装部材１０の材質としては、ステンレス鋼に限定されるものではなく、その他の金属材料やクラッド材等を採用しても構わない。
【0037】
ステンレス鋼としては、例えばＳＵＳ４３０やＳＵＳ４４４といったフェライト系ステンレス鋼、ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌといったオーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼、ＳＵＳ２０１、ＳＵＳ２０２、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０５、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１７、ＳＵＳ３２１、ＳＵＳ３４７といった各種のオーステナイト系ステンレス鋼を挙げることができる。
【0038】
特に本実施形態の二次電池１を、例えば磁気センサを内蔵した時計、磁気センサを用いた電子コンパス、或いは耳石とそれを内包する器官が有する体内磁気を検出する生体センサ等の用途に用いる場合、第１外装部材１０の金属材料としては耐食性に強く、且つ非磁性であることが好ましい。この場合には、第１外装部材１０としては、主成分としてＣｒ及びＮｉを他の成分よりも多く含むオーステナイト系ステンレス鋼を採用することが好ましい。なお、この場合、例えばＵＮＳ規格（ユニファイド・ナンバリング・システム）で例を挙げると、ＵＮＳ Ｓ３２０５３、ＵＮＳ Ｎ０８３５４等のいわゆる高耐食スーパーステンレス鋼等を採用しても構わない。
【0039】
図１及び図２に示すように、第２外装部材１１は、第１外装部材１０と同様に厚みの薄いシート状に形成されていると共に、平面視正方形状に形成されている。第２外装部材１１は、電極体２０を間に挟んだ状態で第１外装部材１０の下方に配置されている。第２外装部材１１の厚みとしては、第１外装部材１０と同程度とされている。また各図面では、第２外装部材１１についても厚みを誇張して図示している。
【0040】
第２外部材は、電極体２０に導通する正極用の外部接続端子、或いは負極用の外部接続端子として機能する。第２外装部材１１の具体的な金属材質としては、第１外装部材１０と同種或いは別種の金属材質を採用することができる。ただし、第２外装部材１１としては、ステンレス鋼、特にオーステナイト系ステンレス鋼を採用することが好ましい。
【0041】
上述のように構成された第１外装部材１０の外周縁部における下面には、図２及び図３に示すように、周方向に連続して伸びるリング状の第１封止材１２が第１外装部材１０の全周にわたって固着されている。
第１封止材１２は、水分透過抑制樹脂製とされ、例えばＰＦＡ樹脂とされている。ただし、この場合に限定されるものではない。ＰＦＡ樹脂（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）は、熱可塑性樹脂に分類されると共に、いわゆるフッ素樹脂に含まれる。ＰＦＡ樹脂は、耐熱性、耐寒性、撥水性、耐薬品性等に優れた特性を有していると共に、特に水分透過抑制に優れた特性を有している。
第１封止材１２は、水分透過抑制樹脂製とされ、例えばＰＦＡ樹脂とされている。ただし、この場合に限定されるものではない。ＰＦＡ樹脂（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）は、熱可塑性樹脂に分類されると共に、いわゆるフッ素樹脂に含まれる。ＰＦＡ樹脂は、耐熱性、耐寒性、撥水性、耐薬品性等に優れた特性を有していると共に、特に水分透過抑制に優れた特性を有している。
【0042】
第１封止材１２は、第１外装部材１０の外周縁部に沿うように、外形が平面視正方形状のリング状に形成されている。そして第１封止材１２は、第１外装部材１０の下面にレーザ溶着によって固着されている。具体的には、第１外装部材１０の上方からレーザビームを照射することで、第１外装部材１０の下面と第１封止材１２の上面との界面を加熱する。このレーザ加熱によって、第１外装部材１０と第１封止材１２とをレーザ溶着によって固着している。特に、第１外装部材１０及び第１封止材１２の全周にわたってレーザビームを照射することで、第１外装部材１０と第１封止材１２とをレーザ溶着によって全周にわたって固着している。
なお、図２を含む各図面では、レーザビームの照射によって加熱された加熱領域Ｍを太線で模式的に図示している。
なお、図２を含む各図面では、レーザビームの照射によって加熱された加熱領域Ｍを太線で模式的に図示している。
【0043】
レーザ溶着の際、図示しないレーザ照射機を固定した状態で溶着対象ワークである第１外装部材１０側を動かしながらレーザ溶着を行う、いわゆるワークムーブ方式で行っても構わないし、溶着対象ワークである第１外装部材１０側を固定し、レーザ照射器側を動かしながらレーザ溶着を行う、いわゆるヘッドムーブ方式で行っても構わない。
なお、レーザ照射器としては、例えばファイバーレーザやＹＡＧレーザ等のレーザ照射機を採用しても構わないし、ガルバノスキャニング式レーザ照射器等を採用しても構わない。
なお、レーザ照射器としては、例えばファイバーレーザやＹＡＧレーザ等のレーザ照射機を採用しても構わないし、ガルバノスキャニング式レーザ照射器等を採用しても構わない。
【0044】
特に本実施形態では、第１外装部材１０の上方からレーザビームを照射しているため、図１及び図４に示すように、第１外装部材１０の上面には、レーザ痕１５が形成されている。レーザ痕１５は、第１外装部材１０の全周に亘って連続して形成されている。図４では、レーザ痕１５を誇張して図示している。
【0045】
レーザ痕１５は、レーザビームの照射によって加熱された加熱領域Ｍの周囲に形成される熱影響部（ＨＡＺ：Heat-Affected Zone）等を含む。熱影響部とは、加熱の影響や酸化等による変質によって、元の組織とは異なる組織（組成）を有する部分（領域）である。
また、図４に示すように、レーザビームの照射によって加熱された加熱領域Ｍにおいては、第１外装部材１０の下面の表面活性化等によってアンカー効果が生じる。これにより、第１外装部材１０と第１封止材１２とを高い溶着強度で固着することが可能とされている。
また、図４に示すように、レーザビームの照射によって加熱された加熱領域Ｍにおいては、第１外装部材１０の下面の表面活性化等によってアンカー効果が生じる。これにより、第１外装部材１０と第１封止材１２とを高い溶着強度で固着することが可能とされている。
【0046】
上述した第１外装部材１０と同様に、第２外装部材１１の外周縁部における上面には、図２及び図５に示すように、周方向に連続して伸びるリング状の第２封止材１３が第２外装部材１１の全周にわたって固着されている。
第２封止材１３は、第１封止材１２と同材質で形成されている。従って、第２封止材１３は、ＰＦＡ樹脂等の水分透過抑制樹脂製とされている。第２封止材１３は、第２外装部材１１の外周縁部に沿うように、外形が平面視正方形状のリング状に形成されている。
第２封止材１３は、第１封止材１２と同材質で形成されている。従って、第２封止材１３は、ＰＦＡ樹脂等の水分透過抑制樹脂製とされている。第２封止材１３は、第２外装部材１１の外周縁部に沿うように、外形が平面視正方形状のリング状に形成されている。
【0047】
そして第２封止材１３は、第２外装部材１１の上面に対してレーザ溶着によって固着されている。具体的には、第２外装部材１１の下方からレーザビームを照射することで、第２外装部材１１の上面と第２封止材１３の下面との界面をレーザ加熱する。これにより、第２外装部材１１と第２封止材１３とをレーザ溶着によって、全周にわたって固着している。特に、レーザビームの照射によって加熱された加熱領域Ｍでは、第２外装部材１１の上面の表面活性化等によってアンカー効果が生じる。そのため、第２外装部材１１と第２封止材１３とを高い溶着強度で固着することが可能とされている。
なお、レーザ溶着の方法は、第１外装部材１０と同様である。また、第２外装部材１１の下面には、図示しないレーザ痕１５が形成されている。
なお、レーザ溶着の方法は、第１外装部材１０と同様である。また、第２外装部材１１の下面には、図示しないレーザ痕１５が形成されている。
【0048】
図１及び図２に示すように、第１外装部材１０と第２外装部材１１とは、第１封止材１２及び第２封止材１３の熱溶着を介して互いに溶着封止されている。第１外装部材１０に固着された第１封止材１２と、第２外装部材１１に固着された第２封止材１３とは、互いに同材質であるので、熱溶着によって互いの界面が溶融して強固に密着している。これにより、第１外装部材１０と第２外装部材１１とは、全周にわたって互いに溶融し合いながら一体化されている。なお、図２では図面を見易くするために、第１封止材１２及び第２封止材１３を区別して図示している。実際には、第１封止材１２と第２封止材１３とは互いに溶融し合って、一つのまとまった樹脂として存在している。
なお、熱溶着の方法については後に詳細に説明する。
なお、熱溶着の方法については後に詳細に説明する。
【0049】
（発電要素）
図２に示す発電要素３は、電極体２０及び図示しない電解液を含み、外装体２内部の収容空間４内に密封状態で収容されている。なお、図２では電極体２０の図示を簡略化している。
電解液としては、例えば支持塩を非プロトン性の非水溶媒に溶解させた液体を好適に用いることが可能である。支持塩としては、例えばフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）等を用いることができる。溶媒としては、例えばエチレンカーボネート（ＥＣ）と共に低沸点溶媒を用いることができる。
図２に示す発電要素３は、電極体２０及び図示しない電解液を含み、外装体２内部の収容空間４内に密封状態で収容されている。なお、図２では電極体２０の図示を簡略化している。
電解液としては、例えば支持塩を非プロトン性の非水溶媒に溶解させた液体を好適に用いることが可能である。支持塩としては、例えばフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）等を用いることができる。溶媒としては、例えばエチレンカーボネート（ＥＣ）と共に低沸点溶媒を用いることができる。
【0050】
ただし、電解液に代えて、例えば固体電解質、ポリマー電解質、ゲル電解質等の電解質を利用しても構わない。ポリマー電解質としては例えば、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）やポリプロピレンオキサイド（ＰＰＯ）やそれら含むブレンドポリマー、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリシロキサン、ポリフォスファゼン等を挙げることができる。また、電解液にポリ(ビニリデンフルオリド－ｃｏ－ヘキサフルオロプロピレン、ＰＶｄＦ－ＨＦＰ）を含有したゲル電解質を用いても良い。
【0051】
（電極体）
図６に示すように電極体２０は、正極電極３０、負極電極４０、及び正極電極３０と負極電極４０との間に配置されたセパレータ５０を備えている。
電極体２０は、正極電極３０と負極電極４０との間にセパレータ５０を挟み込んだ状態で、例えば捲回や積層等することで薄型に形成されている。電極体２０の捲回方法や積層方法等については、特に限定されるものではない。
図６に示すように電極体２０は、正極電極３０、負極電極４０、及び正極電極３０と負極電極４０との間に配置されたセパレータ５０を備えている。
電極体２０は、正極電極３０と負極電極４０との間にセパレータ５０を挟み込んだ状態で、例えば捲回や積層等することで薄型に形成されている。電極体２０の捲回方法や積層方法等については、特に限定されるものではない。
【0052】
（電極シート）
正極電極３０及び負極電極４０は、図７に示す電極シート８０から形成されている。そこで、電極シート８０について詳細に説明する。
図７に示すように、電極シート８０は、帯状に形成された電極集電体８１と、電極集電体８１の主面上に塗工された電極活物質層８２と、を備えている。電極活物質層８２は、電極集電体８１に片面塗工されている。
正極電極３０及び負極電極４０は、図７に示す電極シート８０から形成されている。そこで、電極シート８０について詳細に説明する。
図７に示すように、電極シート８０は、帯状に形成された電極集電体８１と、電極集電体８１の主面上に塗工された電極活物質層８２と、を備えている。電極活物質層８２は、電極集電体８１に片面塗工されている。
【0053】
図７及び図８に示すように、電極集電体８１は、第１方向Ｌ１に沿って長く、且つ平面視で第１方向Ｌ１に交差する第２方向Ｌ２に沿って短く形成された帯状に形成されている。電極集電体８１は、各種の金属材料で厚みの薄いシート状（金属箔）に形成されている。電極集電体８１の厚みとしては、例えば数μｍ～１０数μｍ程度とされている。
さらに、集電箔である電極集電体８１は、一般的にプレーン箔と呼ばれる平滑な金属箔の他、例えば電解析出によって製造した際に生じた凸凹を有する粗面の箔、エッチングによって表面を粗面化した箔、凸凹のロールで表面をエンボス加工によって粗面化した箔を用いることが好ましい。さらに、ロール以外の上下駆動のパンチによって表面の粗面化を含む修飾を電極集電体８１に施しても良い。
さらに、集電箔である電極集電体８１は、一般的にプレーン箔と呼ばれる平滑な金属箔の他、例えば電解析出によって製造した際に生じた凸凹を有する粗面の箔、エッチングによって表面を粗面化した箔、凸凹のロールで表面をエンボス加工によって粗面化した箔を用いることが好ましい。さらに、ロール以外の上下駆動のパンチによって表面の粗面化を含む修飾を電極集電体８１に施しても良い。
【0054】
電極集電体８１の主面は、長手方向である第１方向Ｌ１に沿い、且つ短手方向である第２方向Ｌ２の中央に位置する塗工領域Ｒ１と、第１方向Ｌ１に沿い、且つ塗工領域Ｒ１を間にして第２方向Ｌ２の両側に位置する未塗工領域Ｒ２と、を備えている。従って、未塗工領域Ｒ２は、電極集電体８１における短手方向の両側に位置して、長手方向に沿うように延びている。
【0055】
図７及び図９に示すように電極集電体８１の未塗工領域Ｒ２には、少なくとも第１方向Ｌ１に沿って間隔をあけて並ぶように配置された複数の凹部８３が形成されている。
具体的に複数の凹部８３は、電極集電体８１の主面側に開口するように形成されていると共に、電極集電体８１の厚み方向に非貫通となる深さで形成されている。各凹部８３は、第２方向Ｌ２に沿ったスリット状に形成されている。さらに複数の凹部８３は、第２方向Ｌ２に沿って間隔をあけて並んだ状態で、第１方向Ｌ１に沿って間隔をあけて並ぶように配置されている。この際、第１方向Ｌ１に沿って隣り合う凹部８３同士は、第２方向Ｌ２に位置がずれるように配置されている。
従って、スリット状に形成された複数の凹部８３は、第１方向Ｌ１に沿って交互に配置（いわゆる千鳥状に配置）されている。
具体的に複数の凹部８３は、電極集電体８１の主面側に開口するように形成されていると共に、電極集電体８１の厚み方向に非貫通となる深さで形成されている。各凹部８３は、第２方向Ｌ２に沿ったスリット状に形成されている。さらに複数の凹部８３は、第２方向Ｌ２に沿って間隔をあけて並んだ状態で、第１方向Ｌ１に沿って間隔をあけて並ぶように配置されている。この際、第１方向Ｌ１に沿って隣り合う凹部８３同士は、第２方向Ｌ２に位置がずれるように配置されている。
従って、スリット状に形成された複数の凹部８３は、第１方向Ｌ１に沿って交互に配置（いわゆる千鳥状に配置）されている。
【0056】
図７及び図１０に示すように、電極活物質層８２は、電極集電体８１の主面上における塗工領域Ｒ１に形成されている。電極活物質層８２は、該電極活物質層８２を形成するための構成材料を含む塗布液（スラリー）を電極集電体８１に塗布した後、所定温度、所定時間等で乾燥させることにより形成される。
この際、電極活物質層８２は、図１１に示すように電極集電体８１の主面上に所定の厚みを有するように形成される。なお、図１１では、電極集電体８１及び電極活物質層８２を模式的に図示している。また複数の凹部８３の図示を省略していると共に、電極集電体８１の厚みを誇張して図示している。
この際、電極活物質層８２は、図１１に示すように電極集電体８１の主面上に所定の厚みを有するように形成される。なお、図１１では、電極集電体８１及び電極活物質層８２を模式的に図示している。また複数の凹部８３の図示を省略していると共に、電極集電体８１の厚みを誇張して図示している。
【0057】
電極集電体８１の主面上に形成された電極活物質層８２は、第１方向Ｌ１に沿ってロールプレス成形されることで、全体的に圧縮されて厚みが薄くなると共に、第１方向Ｌ１に伸びた状態となる。これにより、電極シート８０の全体は、第１方向Ｌ１に伸びた状態となり、図１０に示す状態から図７に示す状態に移行する。さらに、電極活物質層８２はロールプレス成形によって密度が高まった状態となる。
ロールプレス成形を含めた電極シート８０の製造方法については、後に詳細に説明する。
ロールプレス成形を含めた電極シート８０の製造方法については、後に詳細に説明する。
【0058】
そして図７に示す電極シート８０は、第１切断線Ｋ１に沿って第１方向Ｌ１に切断加工されることで、複数の小分けされた電極シート８０となる（以下、小片電極シート８０ａと称する）。さらに複数の小片電極シート８０ａのそれぞれについて、第２切断線Ｋ２に沿って一方の未塗工領域Ｒ２（複数の凹部８３を含む）を切断加工する。
これにより、小片電極シート８０ａを図６に示す正極電極３０及び負極電極４０とすることができる。なお、本実施形態では、小片電極シート８０ａの長手方向に沿って間隔をあけながら一定幅Ｈで、電極活物質層８２を部分的に除去する。これにより、電極集電体８１の主面上に、複数の電極活物質層８２が間隔をあけて形成された正極電極３０及び負極電極４０とすることができる。
これにより、小片電極シート８０ａを図６に示す正極電極３０及び負極電極４０とすることができる。なお、本実施形態では、小片電極シート８０ａの長手方向に沿って間隔をあけながら一定幅Ｈで、電極活物質層８２を部分的に除去する。これにより、電極集電体８１の主面上に、複数の電極活物質層８２が間隔をあけて形成された正極電極３０及び負極電極４０とすることができる。
【0059】
（正極電極）
上述した電極シート８０を利用して正極電極３０とする場合には、電極集電体８１が正極集電体として機能し、電極活物質層８２が正極活物質層として機能する。
上述した電極シート８０を利用して正極電極３０とする場合には、電極集電体８１が正極集電体として機能し、電極活物質層８２が正極活物質層として機能する。
【0060】
正極集電体として機能させる場合、電極集電体８１は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス等の金属材料で形成される。さらに電極集電体８１における未塗工領域Ｒ２（複数の凹部８３を含む）の部分は、正極端子タブ３１として機能する。
【0061】
さらに正極活物質層として機能させる場合、電極活物質層８２の形成材料として、正極活物質に加え、導電助剤（例えば、カーボンブラックやグラファイト等）、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）を混合して正極用スラリー（塗布液）を作製することができる。
この正極用スラリーを正極集電体（電極集電体８１）に塗布し、乾燥させることにより正極活物質層を形成できる。
なお、正極活物質としては、例えばニッケル－マンガン－コバルト酸リチウム（ＮＭＣ）、ニッケル－コバルト－アルミ酸リチウム（ＮＣＡ）、チタン酸リチウム（ＬＴＯ）、マンガン酸リチウム（ＬＭＯ）等のように、リチウムと遷移金属とを含む複合酸化物が挙げられる。
この正極用スラリーを正極集電体（電極集電体８１）に塗布し、乾燥させることにより正極活物質層を形成できる。
なお、正極活物質としては、例えばニッケル－マンガン－コバルト酸リチウム（ＮＭＣ）、ニッケル－コバルト－アルミ酸リチウム（ＮＣＡ）、チタン酸リチウム（ＬＴＯ）、マンガン酸リチウム（ＬＭＯ）等のように、リチウムと遷移金属とを含む複合酸化物が挙げられる。
【0062】
（負極電極）
電極シート８０を利用して負極電極４０とする場合には、電極集電体８１が負極集電体として機能し、電極活物質層８２が負極活物質層として機能する。
電極シート８０を利用して負極電極４０とする場合には、電極集電体８１が負極集電体として機能し、電極活物質層８２が負極活物質層として機能する。
【0063】
負極集電体として機能させる場合、電極集電体８１は、例えば銅、銅合金、ニッケル及びステンレス等の金属材料で形成される。さらに電極集電体８１における未塗工領域Ｒ２（複数の凹部８３を含む）の部分は、負極端子タブ４１として機能する。
【0064】
さらに負極活物質層として機能させる場合、電極活物質層８２の形成材料として、負極活物質に加え、導電助剤（例えば、カーボンブラックやグラファイト等）、バインダ（例えば、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）のディスパージョン等）、増粘剤（例えば、セルロースナノファイバー（ＣＮＦ：Cellulose Nano Fiber）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等）、溶剤（例えば、純水等の任意の溶媒）を混合して負極用スラリー（塗布液）を作製することができる。
この負極用スラリーを負極集電体（電極集電体８１）に塗布し、乾燥させることにより負極活物質層を形成することができる。
なお、負極活物質としては、例えばシリコン、シリコン酸化物、グラファイト（ニードルコークスやＭＣＭＢを含む）、ハードカーボン、チタン酸リチウム（ＬＴＯ）、ＬｉＡｌ等の単体又は混合物等が挙げられる。
この負極用スラリーを負極集電体（電極集電体８１）に塗布し、乾燥させることにより負極活物質層を形成することができる。
なお、負極活物質としては、例えばシリコン、シリコン酸化物、グラファイト（ニードルコークスやＭＣＭＢを含む）、ハードカーボン、チタン酸リチウム（ＬＴＯ）、ＬｉＡｌ等の単体又は混合物等が挙げられる。
【0065】
上述のように構成された正極電極３０及び負極電極４０は、図６に示すようにセパレータ５０を挟んだ状態で捲回、積層等されることで電極体２０を構成する。
なお、セパレータ５０は、例えばポリオレフィン等の樹脂製のマイクロポーラスフィルムや、ガラス製若しくは樹脂製の不織布、セルロース繊維等の繊維の積層体等により形成され、図示しないイオン透過孔を通じてリチウムイオンを通過させることが可能とされている。さらにセパレータ５０として、例えば空孔内に電解液を保持できる多孔質体や、リチウムイオン導電性を有する樹脂層等を採用できる。
さらにセパレータ５０は、上述のようにポリオレフィン等の素材のマイクロポーラスフィルムを用いることが出来るが、レーザによる伝熱の影響を避けるため、マイクロポーラス以外に不織布を用いることや、耐熱性を有する素材であることが好ましい。例えばセパレータ５０として、ポリアミド、セルロース、ガラス繊維等を用いることができる。
なお、セパレータ５０は、例えばポリオレフィン等の樹脂製のマイクロポーラスフィルムや、ガラス製若しくは樹脂製の不織布、セルロース繊維等の繊維の積層体等により形成され、図示しないイオン透過孔を通じてリチウムイオンを通過させることが可能とされている。さらにセパレータ５０として、例えば空孔内に電解液を保持できる多孔質体や、リチウムイオン導電性を有する樹脂層等を採用できる。
さらにセパレータ５０は、上述のようにポリオレフィン等の素材のマイクロポーラスフィルムを用いることが出来るが、レーザによる伝熱の影響を避けるため、マイクロポーラス以外に不織布を用いることや、耐熱性を有する素材であることが好ましい。例えばセパレータ５０として、ポリアミド、セルロース、ガラス繊維等を用いることができる。
【0066】
さらに、電解液を保持する目的で、無機材料の微粒子を添加し、電解液と混合した状態で使用することができる。保液性微粒子としては、例えば酸化アルミニウム、水酸化アルミナ（ベーマイト等）、酸化チタン（ルチル、アナターゼ、ブルッカイト）、二酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、二酸化ジルコニウム、五酸化ニオブを単体あるいは混合物として用いることができる。これらの保液性微粒子の平均粒径（Ｄ５０）としては、例えば１００μｍ以下が好ましく、より好ましくは５ｎｍ以上１μｍ以下が好ましい。
電解液と混合した微粒子は、塗料として正極電極３０或いは負極電極４０に塗布し、塗膜とすることでセパレータ５０として用いることができる。また、上述のマイクロポーラスフィルム等からなるセパレータ５０と合わせて用いることで、セパレータ５０を補強することができる。
電解液と混合した微粒子は、塗料として正極電極３０或いは負極電極４０に塗布し、塗膜とすることでセパレータ５０として用いることができる。また、上述のマイクロポーラスフィルム等からなるセパレータ５０と合わせて用いることで、セパレータ５０を補強することができる。
【0067】
電極体２０は、正極電極３０及び負極電極４０のうちの一方の電極が第１外装部材１０に導通（電気的接続）し、他方の電極が第２外装部材１１に導通（電気的接続）した状態で、外装体２の内部に収容される。なお、電気的接続とは、例えば炭素系材料を介した接触、金属同士の溶接、或いは金属同士の接触等が挙げられる。
これにより、第１外装部材１０及び第２外装部材１１を、正極用及び負極用の外部接続端子として機能させることができる。
これにより、第１外装部材１０及び第２外装部材１１を、正極用及び負極用の外部接続端子として機能させることができる。
【0068】
なお、正極電極３０を第１外装部材１０又は第２外装部材１１に導通させる場合には、例えば正極端子タブ３１を、直接的又は間接的に第１外装部材１０又は第２外装部材１１に電気的接続させても構わない。同様に負極電極４０を第１外装部材１０又は第２外装部材１１に導通させる場合には、例えば負極端子タブ４１を、直接的又は間接的に第１外装部材１０又は第２外装部材１１に電気的接続させても構わない。
【0069】
（二次電池の作用）
上述のように構成された二次電池１によれば、図１及び図２に示すように、正極用及び負極用の外部接続端子として機能する第１外装部材１０及び第２外装部材１１が外部に露出している。従って、第１外装部材１０及び第２外装部材１１を通じて外部と電気的接続することができ、二次電池１を使用することが可能となる。
上述のように構成された二次電池１によれば、図１及び図２に示すように、正極用及び負極用の外部接続端子として機能する第１外装部材１０及び第２外装部材１１が外部に露出している。従って、第１外装部材１０及び第２外装部材１１を通じて外部と電気的接続することができ、二次電池１を使用することが可能となる。
【0070】
特に本実施形態の二次電池１では、第１外装部材１０と第２外装部材１１とが、第１封止材１２及び第２封止材１３を介して互いに溶着封止されているので、電極体２０が収容されている収容空間４内を適切に封止することができる。
しかも、第１封止材１２は、第１外装部材１０の外周縁部に対してレーザ溶着されているので、レーザ溶着時における第１外装部材１０の局所的な溶融変形、或いは第１外装部材１０の表面活性化により生じるアンカー効果（図４参照）によって、金属製の第１外装部材１０と樹脂製の第１封止材１２とを高い溶着強度で固着することができる。同様に、金属製の第２外装部材１１と樹脂製の第２封止材１３とについても、高い溶着強度で固着することができる。
しかも、第１封止材１２は、第１外装部材１０の外周縁部に対してレーザ溶着されているので、レーザ溶着時における第１外装部材１０の局所的な溶融変形、或いは第１外装部材１０の表面活性化により生じるアンカー効果（図４参照）によって、金属製の第１外装部材１０と樹脂製の第１封止材１２とを高い溶着強度で固着することができる。同様に、金属製の第２外装部材１１と樹脂製の第２封止材１３とについても、高い溶着強度で固着することができる。
【0071】
そのうえで、同材質の第１封止材１２及び第２封止材１３同士を熱溶着しているので、第１外装部材１０と第２外装部材１１とを高い封止性を維持した状態で溶着封止することができる。しかも、第１封止材１２及び第２封止材１３は、ＰＦＡ等の水分透過抑制樹脂であるので、外部からの湿気（水分）の進入等を防止することができ、収容空間４内を高い密閉性を維持した状態で封止することができる。
【0072】
これにより、収容空間４内を確実に封止することができ、作動信頼性が高い高品質な二次電池１とすることができる。さらに、同材質の第１封止材１２及び第２封止材１３同士を熱溶着するので、従来とは異なり、材質の異なる複数の樹脂を用いる必要がない。従って、低コスト化を図ることができる。
【0073】
以上説明したように、本実施形態の二次電池１によれば、確実な封止性を得ることができるうえ、低コスト化を図ることができる。さらに、材質の異なる複数の樹脂を用いる必要がないので、二次電池１に対する樹脂の使用率を抑制することができる。そのため、例えば１５０℃以上の高温環境下であっても、樹脂の変形等による封止性の低下を抑制することができ、作動信頼性を維持し易い。
【0074】
さらに第１外装部材１０及び第２外装部材１１をオーステナイト系ステンレス鋼で形成した場合には、耐食性に強く、且つ非磁性の外装体２とすることができる。従って、二次電池１を、高信頼性且つ非磁性が求められる用途に適用することができ、例えば磁気センサを内蔵した時計、磁気センサを用いた電子コンパス、或いは耳石とそれを内包する器官が有する体内磁気を検出する生体センサ等の電力源として好適に適用することができる。
【0075】
さらに、第１外装部材１０の外周縁部及び第２外装部材１１の外周縁部に形成されたレーザ痕１５によって、第１外装部材１０及び第２外装部材１１に対して第１封止材１２及び第２封止材１３が固着していることを容易に認識することができる。従って、収容空間４内が確実に封止され、作動信頼性が高い高品質な二次電池１であることを容易に区別することができる。
【0076】
さらに本実施形態の二次電池１の電極体２０は、図７に示す電極シート８０を利用して正極電極３０及び負極電極４０が形成されている。
電極シート８０では、電極集電体８１の主面のうち塗工領域Ｒ１に電極活物質層８２が形成され、未塗工領域Ｒ２に複数の凹部８３が形成されている。そして複数の凹部８３は、電極集電体８１の長手方向である第１方向Ｌ１に沿って間隔をあけて並ぶように形成されている。
従って、電極シート８０を製造するにあたって、電極集電体８１の主面上に塗工された電極活物質層８２を第１方向Ｌ１に沿ってロールプレス成形した際、電極集電体８１と電極活物質層８２との伸び率の違いがあったとしても、伸び率の違いに起因する伸びの差分を、複数の凹部８３を利用して吸収することができる。
電極シート８０では、電極集電体８１の主面のうち塗工領域Ｒ１に電極活物質層８２が形成され、未塗工領域Ｒ２に複数の凹部８３が形成されている。そして複数の凹部８３は、電極集電体８１の長手方向である第１方向Ｌ１に沿って間隔をあけて並ぶように形成されている。
従って、電極シート８０を製造するにあたって、電極集電体８１の主面上に塗工された電極活物質層８２を第１方向Ｌ１に沿ってロールプレス成形した際、電極集電体８１と電極活物質層８２との伸び率の違いがあったとしても、伸び率の違いに起因する伸びの差分を、複数の凹部８３を利用して吸収することができる。
【0077】
例えばロールプレス成形した場合、第１方向Ｌ１に伸び難い電極集電体８１に対して、電極活物質層８２を押潰しながら第１方向Ｌ１に伸ばすことができる。そのため、電極活物質層８２の伸びに引っ張られて電極集電体８１の塗工領域Ｒ１が強制的に伸びようとするので、塗工領域Ｒ１と未塗工領域Ｒ２との間に伸びの差分が生じ易い。このとき、未塗工領域Ｒ２に第１方向Ｌ１に沿って複数の凹部８３が配置されているので、各凹部８３のそれぞれを第１方向Ｌ１に拡径するように広げることができる、さらには、第１方向Ｌ１に隣り合う凹部８３同士の間隔を広げることができる。そのため、各凹部８３の拡径等を利用して電極集電体８１の未塗工領域Ｒ２についても、塗工領域Ｒ１や電極集電体８１の伸びに追従するように第１方向Ｌ１に伸ばすことができる。具体的には、図１０に示す第１切断線Ｋ１同士の間隔Ｈ１よりも、図７に示す第１切断線Ｋ１同士の間隔Ｈ２が大きくなるように、電極シート８０を第１方向Ｌ１に伸ばすことができる。
【0078】
従って、上記伸びの差分を吸収（緩和）することができるので、電極集電体８１に反りや皺が発生することを抑制することができる。その結果、反りや皺の発生が抑制された薄型の電極シート８０とすることができる。またロールプレス成形によって、電極活物質層８２の密度を高めることができるので、優れた充放電特性に繋がる電極シート８０とすることができる。
【0079】
そして、電極シート８０を利用して正極電極３０及び負極電極４０を形成しているので、捲回や積層等を行い易く、反りや皺の発生が抑制された薄型の正極電極３０及び負極電極４０とすることができる。従って、これら正極電極３０及び負極電極４０を含む電極体２０についても薄型に形成することができると共に、優れた充放電特性を具備する電極体２０とすることができる。
その結果、図１及び図２に示すように、二次電池１の全体の厚みを抑制することができ、非常に薄型の二次電池１とすることができる。従って、小型且つ超薄型の各種の電子機器に好適に利用することができる。さらに高エネルギー密度化や、急速充電等にも対応した二次電池１とすることができる。
その結果、図１及び図２に示すように、二次電池１の全体の厚みを抑制することができ、非常に薄型の二次電池１とすることができる。従って、小型且つ超薄型の各種の電子機器に好適に利用することができる。さらに高エネルギー密度化や、急速充電等にも対応した二次電池１とすることができる。
【0080】
さらに本実施形態の電極シート８０では、図７に示すように複数の凹部８３が、電極集電体８１の主面側に開口するように形成されていると共に、第２方向Ｌ２に沿って間隔をあけて並んだ状態で第１方向Ｌ１に沿って間隔をあけて並ぶように配置されている。さらに、複数の凹部８３は第１方向Ｌ１に沿って交互に配置されている。
従って、電極集電体８１の未塗工領域Ｒ２を第１方向Ｌ１に効率良く伸ばすことができ、電極集電体８１に反りや皺が発生することをさらに抑制することができる。
従って、電極集電体８１の未塗工領域Ｒ２を第１方向Ｌ１に効率良く伸ばすことができ、電極集電体８１に反りや皺が発生することをさらに抑制することができる。
【0081】
さらに複数の凹部８３は、電極集電体８１の厚み方向に非貫通となる深さで形成されている。従って、電極集電体８１の主面上に電極活物質層８２を形成する際、スラリーが未塗工領域Ｒ２に流れたとしても、凹部８３内に収容することができる。従って、スラリーを周囲に飛散させることなく、電極活物質層８２を形成することができる。
【0082】
（二次電池の製造方法）
次に、第１実施形態の二次電池１の製造方法の一例について以下に簡単に説明する。
はじめに、電極シート８０の製造方法について説明する。
この場合は、図８に示す電極集電体８１を準備した後、図９に示すように電極集電体８１の主面上における未塗工領域Ｒ２に複数の凹部８３を形成する。本実施形態では、電極集電体８１の主面側に開口し、且つ電極集電体８１の厚み方向に非貫通となる深さで凹部８３を形成する。さらに各凹部８３を第２方向Ｌ２に沿ったスリット状に形成すると共に、第２方向Ｌ２に沿って間隔をあけて並んだ状態で第１方向Ｌ１に沿って間隔をあけて並ぶように形成する。さらに、第１方向Ｌ１に沿って隣り合う凹部８３同士が第２方向Ｌ２に位置がずれるように形成することで、複数の凹部８３を第１方向Ｌ１に沿って交互に配置する。
なお、凹部８３の形成方法としては、特に限定されるものではなく、例えば打ち抜きを伴うプレス加工等によって形成しても構わない。
次に、第１実施形態の二次電池１の製造方法の一例について以下に簡単に説明する。
はじめに、電極シート８０の製造方法について説明する。
この場合は、図８に示す電極集電体８１を準備した後、図９に示すように電極集電体８１の主面上における未塗工領域Ｒ２に複数の凹部８３を形成する。本実施形態では、電極集電体８１の主面側に開口し、且つ電極集電体８１の厚み方向に非貫通となる深さで凹部８３を形成する。さらに各凹部８３を第２方向Ｌ２に沿ったスリット状に形成すると共に、第２方向Ｌ２に沿って間隔をあけて並んだ状態で第１方向Ｌ１に沿って間隔をあけて並ぶように形成する。さらに、第１方向Ｌ１に沿って隣り合う凹部８３同士が第２方向Ｌ２に位置がずれるように形成することで、複数の凹部８３を第１方向Ｌ１に沿って交互に配置する。
なお、凹部８３の形成方法としては、特に限定されるものではなく、例えば打ち抜きを伴うプレス加工等によって形成しても構わない。
【0083】
次いで、図１０に示すように、凹部８３が形成された電極集電体８１の主面上における塗工領域Ｒ１に、スラリーを塗布した後、乾燥させることで電極活物質層８２を塗工する。次いで、図１１に示すように、第１方向Ｌ１に沿って電極活物質層８２をロールプレス成形する。
具体的には、電極集電体８１の下方に配置した第１ローラ８５と、電極活物質層８２の上方に配置した第２ローラ８６とで、電極シート８０を上下から挟み込んだ後、第１ローラ８５及び第２ローラ８６を回転させながら第１方向Ｌ１に沿って移動させる。これにより、電極活物質層８２を第１方向Ｌ１に沿って押潰すようにロールプレス成形することができる。
具体的には、電極集電体８１の下方に配置した第１ローラ８５と、電極活物質層８２の上方に配置した第２ローラ８６とで、電極シート８０を上下から挟み込んだ後、第１ローラ８５及び第２ローラ８６を回転させながら第１方向Ｌ１に沿って移動させる。これにより、電極活物質層８２を第１方向Ｌ１に沿って押潰すようにロールプレス成形することができる。
【0084】
この際、先に述べたように電極集電体８１と電極活物質層８２との伸び率の違いがあったとしても、伸び率の違いに起因する伸びの差分を、複数の凹部８３を利用して吸収（緩和）することができる。従って、電極集電体８１に反りや皺が発生することを抑制することができる。
その結果、反りや皺の発生が抑制された薄型の電極シート８０を製造することができる。またロールプレス成形によって、電極活物質層８２の密度を高めることができるので、優れた充放電特性に繋がる電極シート８０とすることができる。
その結果、反りや皺の発生が抑制された薄型の電極シート８０を製造することができる。またロールプレス成形によって、電極活物質層８２の密度を高めることができるので、優れた充放電特性に繋がる電極シート８０とすることができる。
【0085】
次いで、電極シート８０を製造した後、図７に示すよう第１切断線Ｋ１に沿って切断加工して小片電極シート８０ａに小分けした後、第２切断線Ｋ２に沿って一方の未塗工領域Ｒ２を切断加工する。さらに、小片電極シート８０ａにおいて、一定幅Ｈで電極活物質層８２を部分的に除去する。
これにより、図６に示すように、電極集電体８１の主面上に、複数の電極活物質層８２が間隔をあけて形成された正極電極３０及び負極電極４０を得ることができる。
これにより、図６に示すように、電極集電体８１の主面上に、複数の電極活物質層８２が間隔をあけて形成された正極電極３０及び負極電極４０を得ることができる。
【0086】
次いで、上述のように製造された正極電極３０及び負極電極４０を、間にセパレータ５０を挟んだ状態で捲回、積層等することで電極体２０を製造する。
また、電極体２０の製造と同時、或いは前後して、図３に示すように第１外装部材１０の外周縁部に全周にわたってＰＦＡ等の第１封止材１２をレーザ溶着によって予め固着する工程と、図５に示すように、第２外装部材１１の外周縁部に全周にわたってＰＦＡ等の第２封止材１３をレーザ溶着によって予め固着する工程を行う。
また、電極体２０の製造と同時、或いは前後して、図３に示すように第１外装部材１０の外周縁部に全周にわたってＰＦＡ等の第１封止材１２をレーザ溶着によって予め固着する工程と、図５に示すように、第２外装部材１１の外周縁部に全周にわたってＰＦＡ等の第２封止材１３をレーザ溶着によって予め固着する工程を行う。
【0087】
特に、第１封止材１２を第１外装部材１０の外周縁部に対してレーザ溶着することで、レーザ溶着時における第１外装部材１０の局所的な溶融変形、或いは第１外装部材１０の表面活性化により生じるアンカー効果によって、金属製の第１外装部材１０と樹脂製の第１封止材１２とを高い溶着強度で予め固着することができる。同様に、金属製の第２外装部材１１と樹脂製の第２封止材１３とについても、高い溶着強度で予め固着することができる。
【0088】
次いで、収容空間４内に電極体２０を収容した状態で、第１外装部材１０と第２外装部材１１とを組み合わせる。この際、第１封止材１２及び第２封止材１３が互いに面接触した状態で重なり合うように、第１外装部材１０と第２外装部材１１とを組み合わせると共に、収容空間４内に電解液を注液する。
次いで、同材質である第１封止材１２及び第２封止材１３同士を熱溶着することで、第１外装部材１０と第２外装部材１１とを高い封止性を維持した状態で溶着封止する。
次いで、同材質である第１封止材１２及び第２封止材１３同士を熱溶着することで、第１外装部材１０と第２外装部材１１とを高い封止性を維持した状態で溶着封止する。
【0089】
なお、熱溶着の方法としては、特に限定されるものではない。
例えば、ヒーターによる加熱のほか、レーザビームの照射による加熱、高周波を利用した誘導加熱といった方法を採用しても構わない。これらの方法を用いることで、ヒーターを用いて加熱する場合に比べて、より短時間で、且つ局所的、選択的に加熱を行うことができ、効率的に熱溶着を行うことができる。
例えば、ヒーターによる加熱のほか、レーザビームの照射による加熱、高周波を利用した誘導加熱といった方法を採用しても構わない。これらの方法を用いることで、ヒーターを用いて加熱する場合に比べて、より短時間で、且つ局所的、選択的に加熱を行うことができ、効率的に熱溶着を行うことができる。
【0090】
レーザビームの照射の場合、例えばファイバーレーザやＹＡＧレーザ等のレーザ照射機を用いることができる。レーザビームの照射径は、数十μｍ程度であり、これを連続的或いはパルスとして線形に照射することができる。従って、第１封止材１２と第２封止材１３とが重なりあう領域において、レーザビームを照射することで、第１封止材１２と第２封止材１３とをリング状に熱溶着することができる。
【0091】
誘導加熱を行う場合には、電磁波を上方から照射することで、レーザビームの照射と同様に、第１封止材１２と第２封止材１３とが接触する界面部分のみが局所的に溶融して密着する。
なお、誘導加熱には、例えば超長波（ＶＬＦ）～センチメートル波（ＳＨＦ）の周波数帯の電磁波を利用することができる。具体的には、例えば３００ＭＨｚ～３０ＧＨｚの周波数帯のいわゆるマイクロ波を用いることができる。特に、周波数が２．４５ＧＨｚ帯のマグネトロンを用いた発振器を用いることで、照射装置を安価に構成することができる。
さらに、コイル式の装置を用いて、１０～５００ｋＨｚの周波数帯、特に電磁誘導加熱式調理器に用いられる２０～１００ｋＨｚの周波数帯の電磁波を照射することも好適である。
なお、誘導加熱には、例えば超長波（ＶＬＦ）～センチメートル波（ＳＨＦ）の周波数帯の電磁波を利用することができる。具体的には、例えば３００ＭＨｚ～３０ＧＨｚの周波数帯のいわゆるマイクロ波を用いることができる。特に、周波数が２．４５ＧＨｚ帯のマグネトロンを用いた発振器を用いることで、照射装置を安価に構成することができる。
さらに、コイル式の装置を用いて、１０～５００ｋＨｚの周波数帯、特に電磁誘導加熱式調理器に用いられる２０～１００ｋＨｚの周波数帯の電磁波を照射することも好適である。
【0092】
さらに、予め第１封止材１２及び第２封止材１３の接触面にそれぞれ表面処理を施すことで、第１封止材１２と第２封止材１３との密着性を向上させることができる。具体的には例えば、電子線照射等を用いて金属表面の酸化被膜を除去する等して、清浄な面とすることができる。さらに電子線照射やオゾン酸化といった手法を用いて、樹脂表面を改質し性状を整えることができる。
【0093】
上述のように、第１封止材１２及び第２封止材１３同士を熱溶着することで、第１外装部材１０と第２外装部材１１とを高い封止性を維持した状態で溶着封止することで、電極体２０が収容されている収容空間４内を適切に封止することができる。その結果、図１及び図２に示す二次電池１を得ることができる。
【0094】
（第１実施形態の変形例）
【0095】
第１実施形態では、図７に示すように、電極集電体８１の未塗工領域Ｒ２に、第１方向Ｌ１に沿って交互（千鳥状）に複数の凹部８３を形成した場合を例に挙げて説明したが、複数の凹部８３の配置パターンはこの場合に限定されるものではない。複数の凹部８３の配置としては、少なくとも第１方向Ｌ１に沿って間隔をあけて並ぶように配置されていれば良い。
【0096】
例えば図１２及び図１３に示すように、電極シート８０の主面上における未塗工領域Ｒ２に、複数の凹部８３を第１方向Ｌ１に沿って一列に並ぶように間隔をあけて連続的に配置しても構わない。図示の例では、複数の凹部８３は電極集電体８１の主面側に開口するように形成されていると共に、電極集電体８１の厚み方向に非貫通となる深さで形成されている。さらに各凹部８３は、第２方向Ｌ２に沿ったスリット状に形成されている。
【0097】
この場合であっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。
例えば図１４に示すように、第１ローラ８５及び第２ローラ８６を利用して電極シート８０を上下から挟み込んだ後、第１ローラ８５及び第２ローラ８６を回転させながら第１方向Ｌ１に沿って移動させる。これにより、電極活物質層８２を第１方向Ｌ１に沿って押潰すようにロールプレス成形することができる。
例えば図１４に示すように、第１ローラ８５及び第２ローラ８６を利用して電極シート８０を上下から挟み込んだ後、第１ローラ８５及び第２ローラ８６を回転させながら第１方向Ｌ１に沿って移動させる。これにより、電極活物質層８２を第１方向Ｌ１に沿って押潰すようにロールプレス成形することができる。
【0098】
この際、図１４に示すように、ロールプレス成形に伴って、各凹部８３のそれぞれを第１方向Ｌ１に順々に拡径するように広げることができる。そのため、図１５に示すように、各凹部８３の拡径を利用して電極集電体８１の未塗工領域Ｒ２についても、塗工領域Ｒ１や電極集電体８１の伸びに追従するように第１方向Ｌ１に伸ばすことができる。
従って、電極集電体８１と電極活物質層８２との伸び率の違いがあったとしても、伸び率の違いに起因する伸びの差分を、複数の凹部８３を利用して吸収（緩和）することができる。そのため、電極集電体８１に反りや皺が発生することを抑制することができる。その結果、反りや皺の発生が抑制された薄型の電極シート８０を製造することができると共に、ロールプレス成形によって、電極活物質層８２の密度を高めることができるので優れた充放電特性に繋がる電極シート８０とすることができる。
従って、電極集電体８１と電極活物質層８２との伸び率の違いがあったとしても、伸び率の違いに起因する伸びの差分を、複数の凹部８３を利用して吸収（緩和）することができる。そのため、電極集電体８１に反りや皺が発生することを抑制することができる。その結果、反りや皺の発生が抑制された薄型の電極シート８０を製造することができると共に、ロールプレス成形によって、電極活物質層８２の密度を高めることができるので優れた充放電特性に繋がる電極シート８０とすることができる。
【0099】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る電気化学セルの第２実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
次に、本発明に係る電気化学セルの第２実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【0100】
図１６に示すように、本実施形態の二次電池（本発明に係る電気化学セル）１００は、第１外装部材１０の形状が第１実施形態と異なっている。
本実施形態の第１外装部材１０は、第２外装部材１１に対して電極体２０を挟んで電池軸Ｏ方向に向かい合うように配置された頂壁部１０ａと、頂壁部１０ａの外周縁部の全周にわたって連設され、頂壁部１０ａから下方に向かうにしたがって径方向の外側に伸びた環状の傾斜壁部１０ｂと、傾斜壁部１０ｂの下端部に全周にわたって連設され、径方向の外側に向けて延びた環状の外周縁部１０ｃと、を備えた有頂筒状に形成されている。
本実施形態の第１外装部材１０は、第２外装部材１１に対して電極体２０を挟んで電池軸Ｏ方向に向かい合うように配置された頂壁部１０ａと、頂壁部１０ａの外周縁部の全周にわたって連設され、頂壁部１０ａから下方に向かうにしたがって径方向の外側に伸びた環状の傾斜壁部１０ｂと、傾斜壁部１０ｂの下端部に全周にわたって連設され、径方向の外側に向けて延びた環状の外周縁部１０ｃと、を備えた有頂筒状に形成されている。
【0101】
外周縁部１０ｃは、第１外装部材１０全体の外周縁部として機能する。外周縁部１０ｃには、第１封止材１２がレーザ溶着によって固着されている。なお、図示の例では、外周縁部１０ｃと第１封止材１２とは、レーザビームの照射によって加熱された２箇所の加熱領域Ｍによって、全周にわたってレーザ溶着されている。同様に、第２外装部材１１の外周縁部１０ｃと第２封止材１３とは、レーザビームの照射によって加熱された２箇所の加熱領域Ｍによって、全周にわたってレーザ溶着されている。
そして、第１外装部材１０と第２外装部材１１とは、第１封止材１２及び第２封止材１３の熱溶着を介して互いに溶着封止されている。
そして、第１外装部材１０と第２外装部材１１とは、第１封止材１２及び第２封止材１３の熱溶着を介して互いに溶着封止されている。
【0102】
（二次電池の作用）
このように構成された本実施形態の二次電池１００であっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。特に、第１実施形態よりも電極体２０の厚みが生じたとしても、第１外装部材１０が有頂筒状に形成されているため、収容空間４内を高い気密封止性で封止することができる。
このように構成された本実施形態の二次電池１００であっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。特に、第１実施形態よりも電極体２０の厚みが生じたとしても、第１外装部材１０が有頂筒状に形成されているため、収容空間４内を高い気密封止性で封止することができる。
【0103】
（第２実施形態の変形例）
上記第２実施形態において、例えば図１７に示すように、第２外装部材１１の外周縁部の一部を上方に向けて折り曲げ加工することで、加締め部１２０として機能させた二次電池（本発明に係る電気化学セル）１１０としても構わない。
上記第２実施形態において、例えば図１７に示すように、第２外装部材１１の外周縁部の一部を上方に向けて折り曲げ加工することで、加締め部１２０として機能させた二次電池（本発明に係る電気化学セル）１１０としても構わない。
【0104】
この場合の第２外装部材１１の外周縁部は、上記折り曲げ加工前の段階では、第１外装部材１０における外周縁部１０ｃよりも径方向の外側に突出するように形成されている。そして第１外装部材１０と第２外装部材１１とを、第１封止材１２及び第２封止材１３の熱溶着を介して互いに溶着封止させた後、第２外装部材１１の外周縁部のうち第１外装部材１０の外周縁部１０ｃよりも径方向の外側に突出している部分を、上方に向けて折り曲げるように折り曲げ加工すると共に、第２外装部材１１に対して圧着させる加締め工程を行う。
【0105】
これにより、第２外装部材１１の外周縁部のうち第１外装部材１０の外周縁部１０ｃよりも径方向の外側に突出している部分を加締め部１２０として機能させることができる。加締め部１２０は、第１外装部材１０の外周縁部１０ｃを外側から全周にわたって囲むと共に、第１外装部材１０の外周縁部１０ｃを第２外装部材１１に対して機械的に圧着している。
【0106】
この場合の二次電池１１０によれば、第２実施形態と同様の作用効果を奏功することができることに加えて、加締め部１２０を有しているので、封止性や水分透過抑制機能をさらに向上させることができる。従って、収容空間４内をより一層確実に封止することができる。
なお、図示の例では、加締め部１２０を形成した後、第１外装部材１０における外周縁部１０ｃの外周端面と第１封止材１２との間に、レーザビームの照射によって加熱された加熱領域Ｍを形成している。
なお、図示の例では、加締め部１２０を形成した後、第１外装部材１０における外周縁部１０ｃの外周端面と第１封止材１２との間に、レーザビームの照射によって加熱された加熱領域Ｍを形成している。
【0107】
さらに加締め部１２０を形成する場合、例えば図１８に示すように、１８０度折り返すように折り曲げ加工して、第１外装部材１０の外周縁部１０ｃを上方から第２外装部材１１に対して機械的に圧着するように加締めても構わない。この場合には、収容空間４内の封止性をさらに効果的に高めることができる。
なお、図示の例では、加締め部１２０を形成する前後において、第１外装部材１０と第１封止材１２との間、及び第２外装部材１１と第２封止材１３との間を、レーザビームの照射によって適宜加熱して加熱領域Ｍを形成している。
なお、図示の例では、加締め部１２０を形成する前後において、第１外装部材１０と第１封止材１２との間、及び第２外装部材１１と第２封止材１３との間を、レーザビームの照射によって適宜加熱して加熱領域Ｍを形成している。
【0108】
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形例には、例えば当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、均等の範囲のものなどが含まれる。
【0109】
例えば、上記各実施形態において、第１外装部材及び第２外装部材の形状は適宜変更して構わない。さらに上記各実施形態において、電極シートに形成する凹部の形状は、スリット状に限定されるものではなく、適宜変更して構わない。さらに凹部としては、電極集電体の主面上に形成する場合に限定されるものではなく、電極活物質層が形成される主面とは反対側の面に開口するように形成しても構わない。
さらに電極集電体を貫通するように凹部を形成しても構わない。ただしスラリーを収容できる点において、電極集電体を貫通しないように形成することが好ましい。
さらに電極集電体を貫通するように凹部を形成しても構わない。ただしスラリーを収容できる点において、電極集電体を貫通しないように形成することが好ましい。
【0110】
さらに上記各実施形態において、第１外装部材及び第２外装部材を、電極体に導通する正極用の外部接続端子、負極用の外部接続端子として機能させたが、この場合に限定されるものではない。例えば図１９に示すように、正極端子タブ３１（電極集電体８１における未塗工領域Ｒ２（複数の凹部８３を含む））を、熱溶着されている第１封止材１２及び第２封止材１３から外部に引き出して露出させても構わない。この場合、正極端子タブ３１を正極用の外部接続端子として利用できるので、第１外装部材１０を正極電極３０に導通させる必要がない。
ない、正極端子タブ３１に代えて、負極端子タブ４１を外部に露出させても構わない。
ない、正極端子タブ３１に代えて、負極端子タブ４１を外部に露出させても構わない。
【0111】
さらに上記各実施形態では、外装体の一例として、第１封止材が固着された第１外装部材、及び第２封止材が固着された第２外装部材を含む場合を例に挙げて説明したが、この場合に限定されるものではない。例えば外装体としては、アルミやＳＵＳ等の金属ラミネートフィルムを利用したもの等を採用しても構わない。
【0112】
さらに本発明は、以下の態様を含む。
＜１＞
第１方向に沿って長く、且つ前記第１方向に交差する第２方向に沿って短く形成された帯状の電極集電体と、
前記電極集電体の主面上に塗工された電極活物質層と、を備え、
前記電極集電体の前記主面は、前記第１方向に沿い、且つ前記第２方向の中央に位置する塗工領域と、前記第１方向に沿い、且つ前記塗工領域を間にして前記第２方向の両側に位置する未塗工領域と、を備え、
前記電極活物質層は、前記塗工領域に形成され、
前記未塗工領域には、少なくとも前記第１方向に沿って間隔をあけて並ぶように配置された複数の凹部が形成されていることを特徴とする電極シート。
＜２＞
＜１＞に記載の電極シートにおいて、
前記凹部は、前記主面側に開口するように形成されている、電極シート。
＜３＞
＜１＞又は＜２＞に記載の電極シートにおいて、
前記凹部は、前記電極集電体の厚み方向に非貫通となる深さで形成されている、電極シート。
＜４＞
＜１＞から＜３＞のいずれか一つに記載の電極シートにおいて、
前記凹部は、前記第１方向に沿って一列に並ぶように間隔をあけて連続的に配置されている、電極シート。
＜５＞
＜１＞から＜３＞のいずれか一つに記載の電極シートにおいて、
前記凹部は、前記第２方向に沿って間隔をあけて並んだ状態で、前記第１方向に沿って間隔をあけて並ぶように配置されている、電極シート。
＜６＞
＜５＞に記載の電極シートにおいて、
前記第１方向に沿って隣り合う前記凹部同士は、前記第２方向に位置がずれるように配置されている、電極シート。
＜７＞
＜１＞から＜６＞のいずれか一つに記載の電極シートを含む正極電極と、
＜１＞から＜６＞のいずれか一つに記載の電極シートを含む負極電極と、
前記正極電極と前記負極電極との間に配置されたセパレータと、を備えることを特徴とする電極体。
＜８＞
第１外装部材と、前記第１外装部材との間に収容空間を形成する第２外装部材と、を備えた外装体と、
前記収容空間内に収容された＜７＞に記載の電極体と、を備え、
前記第１外装部材と前記第２外装部材とは、前記電極体を間に挟み込んだ状態で、前記第１外装部材の外周縁部と前記第２外装部材の外周縁部同士が封止されていることを特徴とする電気化学セル。
＜９＞
第１方向に沿って長く、且つ前記第１方向に交差する第２方向に沿って短く形成された帯状の電極集電体と、
前記電極集電体の主面上に塗工された電極活物質層と、を備えた電極シートを製造する電極シートの製造方法であって、
前記電極集電体の前記主面のうち、前記第１方向に沿い、且つ前記第２方向の中央に位置する領域を塗工領域と定義すると共に、前記第１方向に沿い、且つ前記塗工領域を間にして前記第２方向の両側に位置する領域を未塗工領域と定義し、
前記未塗工領域に、少なくとも前記第１方向に沿って間隔をあけて並ぶように複数の凹部を形成する工程と、
前記凹部が形成された前記電極集電体の前記塗工領域に、前記電極活物質層を塗工する工程と、
前記第１方向に沿って前記電極活物質層をロールプレス成形する工程と、を備えていることを特徴とする電極シートの製造方法。
＜１＞
第１方向に沿って長く、且つ前記第１方向に交差する第２方向に沿って短く形成された帯状の電極集電体と、
前記電極集電体の主面上に塗工された電極活物質層と、を備え、
前記電極集電体の前記主面は、前記第１方向に沿い、且つ前記第２方向の中央に位置する塗工領域と、前記第１方向に沿い、且つ前記塗工領域を間にして前記第２方向の両側に位置する未塗工領域と、を備え、
前記電極活物質層は、前記塗工領域に形成され、
前記未塗工領域には、少なくとも前記第１方向に沿って間隔をあけて並ぶように配置された複数の凹部が形成されていることを特徴とする電極シート。
＜２＞
＜１＞に記載の電極シートにおいて、
前記凹部は、前記主面側に開口するように形成されている、電極シート。
＜３＞
＜１＞又は＜２＞に記載の電極シートにおいて、
前記凹部は、前記電極集電体の厚み方向に非貫通となる深さで形成されている、電極シート。
＜４＞
＜１＞から＜３＞のいずれか一つに記載の電極シートにおいて、
前記凹部は、前記第１方向に沿って一列に並ぶように間隔をあけて連続的に配置されている、電極シート。
＜５＞
＜１＞から＜３＞のいずれか一つに記載の電極シートにおいて、
前記凹部は、前記第２方向に沿って間隔をあけて並んだ状態で、前記第１方向に沿って間隔をあけて並ぶように配置されている、電極シート。
＜６＞
＜５＞に記載の電極シートにおいて、
前記第１方向に沿って隣り合う前記凹部同士は、前記第２方向に位置がずれるように配置されている、電極シート。
＜７＞
＜１＞から＜６＞のいずれか一つに記載の電極シートを含む正極電極と、
＜１＞から＜６＞のいずれか一つに記載の電極シートを含む負極電極と、
前記正極電極と前記負極電極との間に配置されたセパレータと、を備えることを特徴とする電極体。
＜８＞
第１外装部材と、前記第１外装部材との間に収容空間を形成する第２外装部材と、を備えた外装体と、
前記収容空間内に収容された＜７＞に記載の電極体と、を備え、
前記第１外装部材と前記第２外装部材とは、前記電極体を間に挟み込んだ状態で、前記第１外装部材の外周縁部と前記第２外装部材の外周縁部同士が封止されていることを特徴とする電気化学セル。
＜９＞
第１方向に沿って長く、且つ前記第１方向に交差する第２方向に沿って短く形成された帯状の電極集電体と、
前記電極集電体の主面上に塗工された電極活物質層と、を備えた電極シートを製造する電極シートの製造方法であって、
前記電極集電体の前記主面のうち、前記第１方向に沿い、且つ前記第２方向の中央に位置する領域を塗工領域と定義すると共に、前記第１方向に沿い、且つ前記塗工領域を間にして前記第２方向の両側に位置する領域を未塗工領域と定義し、
前記未塗工領域に、少なくとも前記第１方向に沿って間隔をあけて並ぶように複数の凹部を形成する工程と、
前記凹部が形成された前記電極集電体の前記塗工領域に、前記電極活物質層を塗工する工程と、
前記第１方向に沿って前記電極活物質層をロールプレス成形する工程と、を備えていることを特徴とする電極シートの製造方法。
【符号の説明】
【0113】
Ｌ１…第１方向
Ｌ２…第２方向
Ｒ１…塗工領域
Ｒ２…未塗工領域
１、１００、１１０…二次電池（電気化学セル）
２…外装体
４…収容空間
１０…第１外装部材
１１…第２外装部材
２０…電極体
３０…正極電極
４０…負極電極
５０…セパレータ
８０…電極シート
８１…電極集電体
８２…電極活物質層
８３…凹部
Ｌ２…第２方向
Ｒ１…塗工領域
Ｒ２…未塗工領域
１、１００、１１０…二次電池（電気化学セル）
２…外装体
４…収容空間
１０…第１外装部材
１１…第２外装部材
２０…電極体
３０…正極電極
４０…負極電極
５０…セパレータ
８０…電極シート
８１…電極集電体
８２…電極活物質層
８３…凹部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】