▶ 日産自動車株式会社の特許一覧 ▶ ルノー エス．ア．エス．の特許一覧
(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】
(24)【登録日】2023-08-04
(45)【発行日】2023-08-15
(54)【発明の名称】単位電池
(51)【国際特許分類】
H01M 10/0583 20100101AFI20230807BHJP
H01M 10/04 20060101ALI20230807BHJP
H01M 50/531 20210101ALI20230807BHJP
H01M 50/103 20210101ALI20230807BHJP
【ＦＩ】
H01M10/0583
H01M10/04 Z
H01M50/531
H01M50/103
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2019151813
(22)【出願日】2019-08-22
(65)【公開番号】P2021034197
(43)【公開日】2021-03-01
【審査請求日】2022-05-10
(73)【特許権者】
【識別番号】000003997
【氏名又は名称】日産自動車株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】507308902
【氏名又は名称】ルノー エス．ア．エス．
【氏名又は名称原語表記】ＲＥＮＡＵＬＴ Ｓ．Ａ．Ｓ．
【住所又は居所原語表記】１２２－１２２ ｂｉｓ， ａｖｅｎｕｅ ｄｕ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｌｅｃｌｅｒｃ， ９２１００ Ｂｏｕｌｏｇｎｅ－Ｂｉｌｌａｎｃｏｕｒｔ， Ｆｒａｎｃｅ
(74)【代理人】
【識別番号】110000486
【氏名又は名称】弁理士法人とこしえ特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】安田 博文
(72)【発明者】
【氏名】在原 一樹
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 淳史
【審査官】森 透
(56)【参考文献】
【文献】特開２００１－１６０３９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－３４０６８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１００１２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１２４１４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１２／０９３５８８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１６／１１３８６３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１１／０２７４９６０（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｍ １０／０５８３
Ｈ０１Ｍ １０／０４
Ｈ０１Ｍ ５０／５３１
Ｈ０１Ｍ ５０／１０３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
正極と、負極と、セパレータと、を有する電極組立体と、正極集電タブと、
負極集電タブと、を備え、
前記正極は、帯状の正極集電体の一方の面と他方の面のうち、前記一方の面に、前記正極集電体の長手方向に所定の間隔をあけて、正極活物質層が形成されている活物質層形成部と、前記正極活物質層が形成されていない集電体露出部をそれぞれ複数有し、
前記負極は、帯状の負極集電体の一方の面と他方の面のうち、前記一方の面に、前記負極集電体の長手方向に所定の間隔をあけて、負極活物質層が形成されている活物質層形成部と、前記負極活物質層が形成されていない集電体露出部をそれぞれ複数有し、
前記電極組立体は、
前記正極集電体の前記一方の面と前記負極集電体の前記一方の面が前記セパレータを間に介して対向するように、かつ、前記正極の前記活物質層形成部と前記負極の前記活物質層形成部が前記セパレータの厚さ方向に重なるように、前記正極、前記負極及び前記セパレータが積層され、
複数の前記集電体露出部を折曲部として折り曲げられてつづら折り状に形成され、
前記正極集電体の前記他方の面は、複数の前記折曲部で、前記正極集電タブの複数箇所と可動状態で接触し、
前記負極集電体の前記他方の面は、複数の前記折曲部で、前記負極集電タブの複数箇所と可動状態で接触する単位電池。
【請求項2】
絶縁体と、をさらに備え、前記絶縁体は、
正極折曲部及び負極折曲部のうち、少なくともいずれか一方の電極の折曲部において、前記一方の電極の集電体の前記他方の面と前記一方の電極の集電タブとの接触面に対して前記一方の電極の集電タブの厚さ方向に重なるように前記一方の電極の集電体の前記一方の面の側に積層され、
前記正極折曲部は、前記正極集電体の前記他方の面が前記正極集電タブと接触する前記折曲部であって、
前記負極折曲部は、前記負極集電体の前記他方の面が前記負極集電タブと接触する前記折曲部である請求項１に記載の単位電池。
【請求項3】
前記絶縁体は、第１絶縁体を含み、前記第１絶縁体は、前記正極折曲部及び前記負極折曲部のうち、少なくともいずれか一方の電極の折曲部において、前記一方の電極の集電体と前記セパレータとの間に積層される請求項２に記載の単位電池。
【請求項4】
前記絶縁体は、第２絶縁体を含み、前記第２絶縁体は、前記正極折曲部及び前記負極折曲部のうち、少なくともいずれか一方の電極の折曲部において、他方の電極の集電体の前記他方の面に積層される請求項２または３に記載の単位電池。
【請求項5】
前記絶縁体は、樹脂で構成される請求項２～４のいずれかに記載の単位電池。
【請求項6】
正極折曲部及び負極折曲部のうち、少なくともいずれか一方の電極の折曲部で、前記一方の電極の集電体の前記他方の面は、幅方向における、前記一方の電極の集電体の一方の縁から他方の縁まで、前記一方の電極の集電タブと接触し、前記幅方向は、接触面における前記一方の電極の集電体の縁に沿った方向に対して直交する方向であって、
前記接触面は、前記一方の電極の集電体の前記他方の面と前記一方の電極の集電タブが接触する面であって、
前記正極折曲部は、前記正極集電体の前記他方の面が前記正極集電タブと接触する前記折曲部であって、
前記負極折曲部は、前記負極集電体の前記他方の面が前記負極集電タブと接触する前記折曲部である請求項１～５のいずれかに記載の単位電池。
【請求項7】
前記絶縁体は、前記正極折曲部及び前記負極折曲部のうち、少なくともいずれか一方の電極の折曲部において、前記一方の電極の集電タブに固定される請求項２～５のいずれかに記載の単位電池。
【請求項8】
締結材と、をさらに備え、前記締結材は、前記正極折曲部及び前記負極折曲部のうち、少なくともいずれか一方の電極の折曲部で、前記絶縁体と前記一方の電極の集電タブを束ね、お互いに近づく方向に荷重を加えて固定する請求項７に記載の単位電池。
【請求項9】
前記締結材は、絶縁性を有し、かつ弾性体である請求項８に記載の単位電池。
【請求項10】
前記一方の電極の集電タブに前記絶縁体を固定する固定体と、をさらに備え、前記正極集電タブ及び前記負極集電タブは、側面と、主面と、を有する板状部材であって、
前記側面は、
前記接触面において前記一方の電極の集電体の前記他方の面と接触する面であって、
前記接触面における前記一方の電極の集電体の縁に沿った方向に平行する一対の辺を有し、
前記主面は、
前記一対の辺のうち、少なくともいずれか一方の辺から前記側面に略直交した方向に延びる面であって、
前記一対の辺に対して平行方向に延びる凹部を有し、
前記固定体は、
前記凹部に嵌合し、前記凹部に沿って移動可能な嵌合部と、
前記絶縁体と連結する連結部と、
前記嵌合部と前記連結部をつなぐ支持部と、を有する請求項７に記載の単位電池。
【請求項11】
前記正極集電タブ及び前記負極集電タブは、荷重に応じて膨張収縮する請求項７に記載の単位電池。
【請求項12】
前記電極組立体と、前記正極集電タブと、前記負極集電タブと、を収容する直方体形状の電池ケースを、さらに備え、前記電池ケースは、前記正極集電タブが固定される一方の側面と、前記負極集電タブが固定され、前記一方の側面と対向する他方の側面と、を有し、
前記電極組立体は、前記一方の側面と前記他方の側面の平行方向に圧縮荷重を受けた状態で固定されて収納される請求項１に記載の単位電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、単位電池に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、リチウムイオン電池には、電極やセパレータを複数層に重ね合わせた電極組立体を有する蓄電装置が知られている。例えば、特許文献１では、一対の帯状セパレータで挟まれた正極シートと負極シートをそれぞれつづら折り状に折り畳んで重ね合わせた電極組立体を形成し、集電箔の上縁部の複数箇所から部分的に突出させた集電タブと電極端子を電気的に接続させることで、集電効率を向上できる蓄電装置を提供している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１４－３８７１１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１では、集電タブが、集電箔の上縁部の複数箇所を部分的に突出させて電極端子に固定されているものであるため、充放電中の電極組立体の膨張収縮により、集電箔と集電タブとの間に応力が発生し、タブ切れが発生するという問題がある。
【0005】
本発明が解決しようとする課題は、電極組立体の膨張収縮によるタブ切れを防止することができる単位電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、正極と負極をセパレータを介して積層してなる電極組立体を備えた単位電池であって、電極組立体は、電極活物質層が形成されていない複数の集電体露出部を折曲部としてつづら折り状に折り畳まれて、複数の折曲部で、電極集電タブと可動状態で接触することを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、電極組立体の膨張収縮によるタブ切れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0010】
≪第１実施形態≫
まず、図１は、本実施形態にかかる電池を示す斜視図である。図１は一つの電池１０（単位電池、セルともいう）を示し、この電池１０を複数積層して所望の電気回路構成で接続することにより、所望の電圧、容量の組電池を構成することができる。
まず、図１は、本実施形態にかかる電池を示す斜視図である。図１は一つの電池１０（単位電池、セルともいう）を示し、この電池１０を複数積層して所望の電気回路構成で接続することにより、所望の電圧、容量の組電池を構成することができる。
【0011】
本実施形態に係る電池１０は、図１に示すように、正極１１と、セパレータ１２と、負極１３と、で構成される電極組立体１４、正極集電タブ１５と、負極集電タブ１６と、外装部材１７と、特に図示しない電解質とから構成されている。電極組立体１４は、正極１１、セパレータ１２及び負極１３を積層してつづら折り状に形成されたものである。なお、図１では、電極組立体１４の３層の積層状態は簡略化のため省略している。電極組立体１４は、正極集電タブ１５と負極集電タブ１６と接触した状態で、外装部材１７に収納されている。外装部材１７は、電極組立体１４と電極集電タブを収容する有底矩形箱状の本体部材１７ａと、本体部材１７ａの開口部を閉塞する矩形板状の蓋部材１７ｂとから構成されている。また、蓋部材１７ｂには、正極端子１８と負極端子１９が固定され、外部に向かって突出している。例えば、正極端子１８は円筒状に形成されていて、円形状の上面と下面を有する。上面を含む端部が外部に向かって突出していて、バスバー等に接続されている。下面を含む端部は、外装部材１７の内側で正極集電タブ１５と溶接等により接合され、電気的に接続されている。負極端子１９についても、正極端子１８と同じように、形成されている。また、正極端子１８と負極端子１９は、円筒状に限らず、多角筒形状、楕円筒形状等、他の筒形状としてもよい。外装部材１７には、例えば、ラミネートシートが用いられ得る。ラミネートシートは、ポリプロピレン、アルミニウム、ナイロン等のシートが積層されてなる３層構造として構成されたものを用いることができる。ただし、前述の材料のシートに限定されるものではない。従来公知の金属缶ケースを外装として用いることができる。また、外装部材１７内には、電解質が充填されている。
【0012】
まず、電極組立体１４を構成する正極１１について説明する。図２Ａは、折り曲げられる前の正極１１を示す平面図と、平面図におけるＡ-Ａ′線に沿った正極１１の断面図である。図２Ａでは、帯状の正極集電体１０１の長手方向を長手方向Ｌとし、正極集電体１０１上において長手方向Ｌに対して垂直方向を幅方向Ｗ、正極集電体１０１の厚さ方向を高さ方向Ｈとする。正極１１は、帯状の正極集電体１０１と、正極集電体１０１の一方の面１０１ａと他方の面１０１ｂのうち、一方の面１０１ａに積層された正極活物質層１０２を有する。正極活物質層１０２は、正極集電体１０１の一方の面１０１ａの全体に積層されているのではなく、図２Ａに示されるように、正極集電体１０１の長手方向Ｌに、所定の間隔Ｌ１をあけて正極活物質層１０２が積層されている。正極活物質層１０２は、幅方向Ｗにおける正極集電体１０１の両端に位置する一方の縁から他方の縁までの範囲に形成されている。すなわち、正極１１は、正極集電体１０１に正極活物質層１０２が形成された複数の活物質層形成部１０８ｐと、正極活物質層１０２が形成されていない複数の集電体露出部１０９ｐを交互に有する。そして、複数の活物質層形成部１０８ｐの長手方向Ｌの長さはすべて同じ長さとし、集電体露出部１０９ｐの長手方向Ｌの長さは、所定の間隔Ｌ１となる。
【0013】
正極１１の正極集電体１０１は、正極活物質層１０２と外部との間を電気的に接続するための部材であって、導電性の材料から構成している。正極集電体１０１の具体的な形態について特に制限はない。導電性を有する限り、その材料、構造などは特に限定されず、一般的なリチウムイオン二次電池に用いられている従来公知の形態が採用され得る。正極集電体１０１の構成材料としては、電子伝導性、電池作動電位という観点からアルミニウムが好ましい。また、正極集電体１０１の構造も、箔状のほか、不織布状、多孔質状などの構造であり得る。正極集電体１０１には、２つ以上の金属箔を張り合わせた集電体が用いられることとしてもよい。集電体の厚さも特に限定されるものではないが、５～５０μｍ程度であることが望ましい。集電体の大きさは、リチウムイオン二次電池の使用用途に応じて適宜決定することができる。また、本実施形態では、電極組立体１４は、折り曲げ構造が連続する「つづら構造」となるため、正極集電体１０１は容易に折り曲げることができ、折り曲げた後破断など生じない厚さであることが望ましい。好ましくは２０μｍ以下である。
【0014】
また、正極活物質層１０２は、正極活物質を含み、必要に応じて電気伝導性を高めるための導電助剤、バインダ、電解質（ポリマーマトリックス、イオン伝導性ポリマー、電解液など）、イオン伝導性を高めるための電解質支持塩（リチウム塩）などをさらに含み得る。正極活物質層１０２に含まれる成分の配合比および正極活物質層１０２の厚さについても特に限定されず、リチウムイオン二次電池についての従来公知の知見が適宜参照され得る。
【0015】
正極活物質は、リチウムの吸蔵、放出が可能な材料であれば特に限定されず、リチウムイオン二次電池に通常用いられる正極活物質が利用され得る。具体的には、リチウム－遷移金属複合酸化物が好ましく、例えば、ＬｉＭｎ２Ｏ４などのＬｉ－Ｍｎ系複合酸化物、ＬｉＮｉＯ２などのＬｉ－Ｎｉ系複合酸化物、ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ０．５Ｏ２などのＬｉ－Ｎｉ－Ｍｎ系複合酸化物が挙げられる。場合によっては、２種以上の正極活物質が併用されてもよい。
【0016】
導電助剤は、正極活物質層１０２の導電性を向上させることを目的として配合される。本実施形態において用いられる導電助剤は特に制限されず、従来公知の形態が適宜参照され得る。例えば、アセチレンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック；気相成長炭素繊維（ＶＧＣＦ）等の炭素繊維；グラファイト；カーボンナノファイバー；などの炭素材料が挙げられる。正極活物質層１０２が導電助剤を含むと、正極活物質層１０２の内部における電子ネットワークが効果的に形成されるため、リチウムイオン二次電池の出力特性が向上する。正極活物質層１０２の全量１００質量％に対する導電助剤の含有量は、通常０～３０質量％程度であり、好ましくは１～１０質量％である。
【0017】
バインダは、以下に制限されることはないが、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリ酢酸ビニル、およびアクリル樹脂、例えば、リキッドシリコーンラバー（ＬＳＲ）などの熱可塑性樹脂、ポリイミド、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、およびユリア樹脂などの熱硬化性樹脂、ならびにスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）などのゴム系材料が挙げられる。正極活物質層１０２の全量１００質量％に対するバインダの含有量は、通常０～５０質量％程度であり、好ましくは５～４５質量％である。
【0018】
次に、電極組立体１４を構成する負極１３について説明する。図２Ｂは、折り曲げられる前の負極１３を示す平面図と、平面図におけるＢ-Ｂ′線に沿った負極１３の断面図である。図２Ｂでは、図２Ａと同様に、帯状の負極集電体１０３の長手方向を長手方向Ｌとし、負極集電体１０３上において長手方向Ｌに対して垂直方向を幅方向Ｗ、負極集電体１０３の厚さ方向を高さ方向Ｈとする。負極１３は、帯状の負極集電体１０３と、負極集電体１０３の一方の面１０３ａと他方の面１０３ｂのうち、一方の面１０３ａに積層された負極活物質層１０４を有する。負極１３の負極活物質層１０４は、負極集電体１０３の一方の面１０３ａの全体に形成されているのではなく、図２Ｂに示されるように、長手方向Ｌに、所定の間隔Ｌ２をあけて負極活物質層１０４が形成されている。負極活物質層１０４は、幅方向Ｗにおける負極集電体１０３の両端に位置する一方の縁から他方の縁までの範囲に形成されている。すなわち、負極１３は、負極集電体１０３に負極活物質層１０４が形成された活物質層形成部１０８ｎと、負極活物質層１０４が形成されていない集電体露出部１０９ｎを交互に有する。そして、複数の活物質層形成部１０８ｎの長手方向Ｌの長さはすべて同じ長さとし、集電体露出部１０９ｎの長手方向Ｌの長さは、所定の間隔Ｌ２となる。また、負極活物質層１０４の集電体露出部１０９ｎの長手方向Ｌの長さＬ２は、正極活物質層１０２の集電体露出部１０９ｐの長手方向Ｌの長さＬ１よりも短いものとする。すなわち、負極活物質層１０４の活物質層形成部１０８ｎの長手方向の長さは、正極活物質層１０２の活物質層形成部１０８ｐの長手方向の長さよりも長い。
【0019】
負極集電体１０３は、負極活物質層１０４と外部との間を電気的に接続するための部材であって、前述の正極集電体１０１と同様の形態を採用し得る。電子伝導性、電池作動電位という観点から、材料には銅が好ましいが、これに限定されるものではない。負極集電体１０３は、負極活物質層１０４の膨張、および収縮によって破断しない強度を備えていることが望ましい。負極活物質層１０４の膨張、および収縮によって負極集電体１０３の破断が生じると、破断とともに負極活物質層１０４の位置ずれが生じ得る。このような位置ずれに伴う電池性能の低下が招かれることを防止するためである。また、負極集電体１０３には、Ｌｉと合金化することのない材質のものを選択することが望ましい。負極集電体１０３がＬｉと合金化すると、負極集電体１０３自体の膨張、および収縮等の物理的変化が生じ得る。このような場合に、負極集電体１０３の破断や、負極活物質層１０４の膨張、収縮に伴う位置ずれが相乗的に発生することを防止するためである。また、本実施形態では、電極組立体１４は、折り曲げ構造が連続する「つづら構造」となるため、負極集電体１０３は容易に折り曲げることが出来、折り曲げた後破断など生じない厚さであることが望ましい。通常５～５０μｍ程度であり、好ましくは２０μｍ以下である。
【0020】
また、この負極１３の負極活物質層１０４は、負極活物質を含み、必要に応じて電気伝導性を高めるための導電助剤、バインダ、電解質（ポリマーマトリックス、イオン伝導性ポリマー、電解液など）、イオン伝導性を高めるための電解質支持塩（リチウム塩）などをさらに含み得る。負極活物質層１０４の構成要素のうち、負極活物質以外の導電助剤、バインダ等は、前述した正極活物質層１０２の構成要素と同様の形態が採用され得るため、ここでは説明を省略する。正極活物質層１０２の構成要素と負極活物質層１０４の構成要素は同じである必要はなく、異なる形態としてもよい。負極活物質層１０４中に含まれる成分の配合比率は特に限定されず、リチウムイオン二次電池についての公知の知見を適宜参照することによって調整され得る。また、負極活物質層１０４の厚さについても特に制限はなく、リチウムイオン二次電池についての従来公知の知見が適宜参照され得る。
【0021】
負極活物質は、リチウムを吸蔵、放出可能な材料からなるものであれば特に制限されないが、実施形態にあっては、リチウムと合金化する元素を含む形態としている。リチウムと合金化する元素を含む形態としては、リチウムと合金化し得る元素の単体、これらの元素を含む酸化物、および炭水化物等が挙げられる。リチウムと合金化し得る元素としては、以下に制限されることはないが、具体的には、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｈ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｇａ、Ｔｌ、Ｃ、Ｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃｌ等が挙げられる。これらの中でも、容量およびエネルギー密度に優れた電池を構成できる観点から、負極活物質は、Ｃ、ＳｉまたはＳｎの元素を含むことがより好ましく、Ｓｉを含むことが特に好ましい。酸化物としては、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）、二酸化スズ（ＳｎＯ２）、一酸化スズ（ＳｎＯ）などを用いることができる。これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。その他、グラファイト、ソフトカーボン、ハードカーボン等の炭素材料、リチウム金属等の金属材料、リチウム－チタン複合酸化物（チタン酸リチウム：Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）等のリチウム－遷移金属複合酸化物、およびその他の従来公知の負極活物質が使用可能である。場合によっては、これらの負極活物質が２種以上併用されてもよい。ただし、容量を向上させるためには、リチウムと合金化し得る元素を含む負極活物質を多く活物質中に含むことが好ましい。
【0022】
電極集電体に活物質層を形成する工程では、まず、上記の、リチウムと合金化しうる元素を含む活物質を準備し、導電性材料およびバインダ等を、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）または水などの溶媒に添加し、必要に応じて攪拌等の処理を施すことにより、スラリーを調製する。スラリーは、必要に応じて分散剤等を、溶媒に添加し、必要に応じて攪拌等の処理を施すことにより、調製することとしてもよい。得られたスラリーにおける活物質の濃度は、固形分換算で５０～９６質量％程度である。また、バインダの濃度は、固形分換算で２～３０質量％程度である。さらに、分散剤の濃度は、固形分換算で２～２０質量％程度である。
【0023】
次に、上記で調製したスラリーを、例えば、間欠塗工機等の塗工手段を用いて、所望の間隔で活物質層形成部１０８、集電体露出部１０９が形成されるように、電極集電体の表面に塗工する。塗工手段としては、間欠塗工機に制限されず、インクジェット法、エッチング法、スプレーコーティング法、およびディスペンサ法などの手法も採用されうる。また、必要に応じて塗膜を乾燥させる。乾燥手段についても特に制限はなく、従来公知の知見が適宜参照されうる。活物質層形成部１０８の形成方法としては、塗工以外にも、スパッタリング法により、活物質層形成部１０８を形成することとしてもよい。
【0024】
上記の実施形態に係る電極（正極１１及び負極１３）を用いて形成される電極組立体１４について説明する。図２Ｃは、折り曲げられる前の電極組立体１４を示す平面図と、平面図におけるＣ-Ｃ′線に沿った電極組立体１４の断面図である。図２Ｃでは、図２Ａと同様に、帯状の電極組立体１４の長手方向を長手方向Ｌとし、電極組立体の正極面１４１ｐ上において長手方向Ｌに対して垂直方向を幅方向Ｗ、電極組立体１４の厚さ方向を高さ方向Ｈとする。図２Ｃで示されるように、電極組立体１４は、正極１１と負極１３が、その間にセパレータ１２を介して、積層されて形成される。このとき、正極活物質層１０２が形成された一方の面１０１ａと負極活物質層１０４が形成された一方の面１０３ａを対向させて、正極の活物質層形成部１０８ｐと負極の活物質層形成部１０８ｎがお互いにセパレータ１２の高さ方向Ｈに重なるように、かつ、正極の集電体露出部１０９ｐと負極の集電体露出部１０９ｎがお互いにセパレータ１２の高さ方向Ｈに重なるように積層する。ただし、このとき、それぞれの集電体露出部を重ね合わせた際に、それぞれの集電体露出部の長手方向Ｌの長さが異なるため、正極活物質層１０２の集電体露出部１０９ｐの左右の端には負極活物質層１０４の集電体露出部１０９ｎと重ならない部分がある。
【0025】
セパレータ１２は、上述した正極１１と負極１３との短絡を防止するもので、正極活物質層１０２と負極活物質層１０４との間の空間的な隔壁（スペーサ）として機能する。また、これと併せて、充放電時における正極１１、負極１３間でのリチウムイオンの移動媒体である電解質を保持する機能をも有する。例えば、セパレータ１２は、液体電解質やゲル電解質から構成される電解質層に用いられ、セパレータ１２の具体的な形態としては、ポリエチレンやポリプロピレンといったポリオレフィンやポリフッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン（ＰＶｄＦ－ＨＦＰ）等の炭化水素、ガラス繊維などからなる微多孔膜が挙げられる。また、本実施形態に係るセパレータ１２として、上記に限らず、高分子ゲル電解質および高分子固体電解質等のポリマー電解質、ならびに固体電解質を用いることとしてもよい。
【0026】
液体電解質は、可塑剤である有機溶媒に支持塩であるリチウム塩が溶解した形態を有する。可塑剤として用いられる有機溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）やプロピレンカーボネート（ＰＣ）などのカーボネート類が挙げられる。また、支持塩（リチウム塩）としては、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＳＯ３ＣＦ３、ＬｉＦＳＩなどの電極の活物質層に添加され得る化合物を同様に用いることができる。一方、ポリマー電解質は、電解液を含むゲル電解質と、電解液を含まない高分子固体電解質に分類される。ゲル電解質は、リチウムイオン伝導性を有するマトリックスポリマーに、上記の液体電解質が注入されてなる構成を有する。リチウムイオン伝導性を有するマトリックスポリマーとしては、例えば、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）、およびこれらの共重合体などが挙げられる。マトリックスポリマーには、リチウム塩などの電解質塩がよく溶解し得る。また、高分子固体電解質は、上記のマトリックスポリマーに支持塩（リチウム塩）が溶解してなる構成を有し、可塑剤である有機溶媒を含まない。したがって、電解質層が高分子固体電解質から構成される場合には電池からの液漏れの心配がなく、電池の信頼性が向上し得る。また、高分子ゲル電解質や高分子固体電解質のマトリックスポリマーは、架橋構造を形成することによって、優れた機械的強度を発揮し得る。架橋構造を形成させるには、適当な重合開始剤を用いて、高分子電解質形成用の重合性ポリマー（例えば、ＰＥＯやＰＰＯ）に対して熱重合、紫外線重合、放射線重合、電子線重合などの重合処理を施せばよい。なお、上記電解質は、電極の活物質層中に含まれていてもよい。
【0027】
次に、電極組立体１４を折り曲げてつづら折り状に形成する。図３は、折り曲げられる前の電極組立体１４を示す平面図と、平面図におけるＣ-Ｃ′線に沿った電極組立体１４の断面図である。図３では、図２Ｃと同様に、帯状の電極組立体１４の長手方向を長手方向Ｌとし、電極組立体の正極面１４１ｐ上において長手方向Ｌに対して垂直方向を幅方向Ｗ、電極組立体１４の厚さ方向を高さ方向Ｈとする。図３で示されるように、電極組立体１４の正極１１側の面を正極面１４１ｐ、電極組立体１４の負極１３側の面を負極面１４１ｎとする。すなわち、電極組立体１４の正極面１４１ｐは、正極集電体１０１の他方の面１０１ｂに相当し、電極組立体１４の負極面１４１ｎは、負極集電体１０３の他方の面１０３ｂに相当する。また、電極組立体１４のうち、負極活物質層１０４が形成された負極１３の活物質層形成部１０８ｎの幅に相当する範囲を活物質層形成部１０８、負極活物質層１０４が形成されていない集電体露出部１０９ｎの幅に相当する範囲を集電体露出部１０９とする。すなわち、集電体露出部１０９の長手方向Ｌの長さはＬ２である。そして、集電体露出部１０９を折曲部１１０とする。電極組立体１４は、折曲部１１０で折り曲げられる。折曲部１１０のうち、正極面１４１ｐに対して山折りとなるよう折り曲げられる折曲部１１０を正極折曲部１１０ｐとし、負極面１４１ｎに対して山折りとなるように折り曲げられる折曲部１１０を負極折曲部１１０ｎとする。本実施形態では、つづら折り状に交互に折り曲げることになるため、正極折曲部１１０ｐと負極折曲部１１０ｎが交互に並ぶことになる。
【0028】
折曲部１１０には、それぞれ２本の折曲線が引かれている。折曲線は、電極組立体１４の長手方向Ｌの一方の端部２１から近い順に折曲線２２ａと２２ｂとする。電極組立体１４の正極面１４１ｐまたは負極面１４１ｎ上における、ひとつの折曲部１１０の中に引かれた折曲線２２ａと折曲線２２ｂに挟まれた領域を接触面１４２とし、折曲部１１０の中の、接触面１４２以外の部分の領域を非接触面１４３（非接触面１４３のうち、折曲線２２ａに接する側の領域を非接触面１４３ａ、折曲線２２ｂに接する側の領域を非接触面１４３ｂ）とする。接触面１４２は、電極組立体１４と電極集電タブを接触させる際に、電極組立体１４の正極面１４１ｐと負極面４１ｂがそれぞれ正極集電タブ１５と負極集電タブ１６に接触する部分である。また、接触面１４２の長手方向Ｌの長さＬ３は、集電体露出部１０９の長手方向Ｌの長さＬ２未満の範囲の任意の長さであり、接触面１４２の面積は任意の面積をとることができる。すなわち、集電体露出部１０９は、接触面１４２と、接触面１４２の左右に非接触面１４３を常に有することとなる。
【0029】
上記の通り、正極面１４１ｐ及び負極面１４１ｎは、折曲部１１０において、接触面１４２と非接触面１４３（非接触面１４３ａと非接触面１４３ｂ）を有する。ただし、ひとつの折曲部１１０において正極面１４１ｐと負極面１４１ｎのどちらの面にも接触面１４２を有するのではなく、いずれか一方のみが接触面１４２を有する。どちらの面が接触面１４２を有するかについては、各折曲部１１０において、正極面１４１ｐと負極面１４１ｎのどちら側に電極組立体１４が折り曲げられるかによって決まる。正極面１４１ｐ側に折り曲げられる正極折曲部１１０ｐでは、正極面１４１ｐ上の折曲線２２ａと折曲線２２ｂに挟まれた領域が接触面１４２となり、負極面１４１ｎ側に折り曲げられる負極折曲部１１０ｎでは、負極面１４１ｎ上の折曲線２２ａと折曲線２２ｂに挟まれた領域が接触面１４２となる。したがって、正極面１４１ｐと負極面１４１ｎが折曲部１１０で交互に接触面１４２を有することになる。例えば、図３で示されるように、電極組立体１４の複数の折曲部１１０に対して、それぞれ電極組立体１４の長手方向Ｌの一方の端部２１から近い順に番号を振っていき、奇数番号の折曲部１１０を正極折曲部１１０ｐ、偶数番号の折曲部１１０を負極折曲部１１０ｎとすると、奇数番号の折曲部１１０（正極折曲部１１０ｐ）では、正極面１４１ｐ上に接触面１４２を有し、偶数番号の折曲部１１０（負極折曲部１１０ｎ）では、負極面１４１ｎ上に接触面１４２を有する。
【0030】
図４Ａは、図３の電極組立体１４をつづら折り状に折り曲げたものの平面図である。電極組立体１４を折曲部１１０で折り曲げる際には、折曲線２２ａを起点に山折りに折り曲げるとともに、折曲線２２ｂを起点に山折りに折り曲げて、折曲部１１０を２箇所の折曲線で山折りにする。このとき、本実施形態では、非接触面１４３はそれぞれ接触面１４２に対して傾斜になることとしているが、これに限らず、図４Ｂに示すように、非接触面１４３が接触面１４２に対して垂直となることとしてもよい。また、前述の通り、折曲部１１０のうち、正極折曲部１１０ｐでは、正極面１４１ｐに対して山折りにし、負極折曲部１１０ｎでは、負極面１４１ｎに対して山折りにする。以上により、複数の折曲部１１０が、交互に、正極面１４１ｐ側または負極面１４１ｎ側に折り曲げられて、つづら折状の電極組立体１４が形成される。
【0031】
次に、図５に示されるように、板状部材である正極集電タブ１５と負極集電タブ１６を用意する。そして、複数の正極折曲部１１０ｐにおいて、電極組立体１４の正極面１４１ｐ上の複数の接触面１４２を正極集電タブ１５に可動状態で接触させ、複数の負極折曲部１１０ｎにおいて、負極面１４１ｎ上の複数の接触面１４２を負極集電タブ１６に可動状態で接触させる。可動状態とは、電極組立体１４と電極集電タブが溶接等されておらず、電極組立体１４が膨張収縮した時に、電極集電タブの接触面１４２を形成する側面に対して平行方向に接触面１４２が動くことができる状態である。これにより、電極集電タブと電極組立体１４は固定された状態で接触していないため、電極組立体１４が充放電により膨張収縮した時に、接触面１４２が電極集電タブの側面の平行方向に沿って動くことで、応力の発生が抑制され、タブ切れを防止することができるとともに、正極１１と負極１３との間の積層ずれが抑制され、内部短絡を防ぐことができる。また、接触面１４２で電極集電タブに電極組立体１４が押しつけられているため、電極集電体と電極集電タブとの接触面積を増やし、電極集電タブにおける発熱を抑制することができる。
【0032】
正極集電タブ１５と負極集電タブ１６を構成する材料は、特に制限されず、リチウムイオン二次電池用の電極集電タブとして従来用いられている公知の高導電性材料が用いられ得る。正極集電タブ１５と負極集電タブ１６の構成材料としては、例えば、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、これらの合金等の金属材料が好ましい。軽量、耐食性、高導電性の観点から、より好ましくは、アルミニウム、銅である。また、正極集電タブ１５と負極集電タブ１６は、荷重に応じて膨張収縮する材料であってもよい。
【0033】
次に、図１に示されるように、電極組立体１４と集電タブ（正極集電タブ１５と負極集電タブ１６）を接触した状態のままで外装部材１７に収容する。図１で示されるように、集電タブの厚さ方向を方向Ｘとし、集電タブの電極組立体１４が接触する側面に平行する方向を方向Ｙとし、電極組立体１４の一方の縁から他方の縁に延びる方向を方向Ｚとする。外装部材１７では、本体部材１７ａの底面と、蓋部材１７ｂの、本体部材１７ａの開口部を塞ぐ主面と、が方向Ｚについて対向し、本体部材１７ａの底面の４つの辺から底面に略直交する方向（方向Ｚ）に延びる面を本体部材１７ａを構成する側面とする。本体部材１７ａを構成する４つの側面のうち、側面１７１ａと側面１７１ｂが方向Ｘについてお互いに対向する側面であり、側面１７１ａ側に正極集電タブ１５が設置され、側面１７１ｂ側に負極集電タブ１６が設置される。また、側面１７１cと側面１７１dが方向Ｙについてお互いに対向する側面である。さらに、外装部材１７の中で、電極組立体１４は、方向Ｙに荷重を加えられる。例えば、側面１７１ｃと側面１７１ｄに板バネが設置され、方向Ｙに荷重が加えられる。また、側面１７１ｃと側面１７１ｄのうち、いずれか一方の側面に板バネが設置されることとしてもよい。
【0034】
次に、外装部材１７に電解質を充填して封止する。電解質は、充放電時における正極１１、負極１３間でのイオンの移動媒体としての機能を有する。電解質は、通常のリチウムイオン電池で用いられるものであれば特に制限はなく、液状電解質（電解液）、固体電解質、高分子ゲル電解質のいずれであってもよい。
【0035】
上記のように、正極１１と負極１３をセパレータ１２を介して積層してなる電極組立体１４が、電極活物質が形成されていない複数の集電体露出部１０９を折曲部１１０としてつづら折り状に折り畳まれて、複数の折曲部１１０で、電極集電タブと可動状態で接触する。これにより、電極組立体１４の膨張収縮によるタブ切れを防止することができる。
【0036】
また、本実施形態では、折曲部１１０で、電極集電体の他方の面が、幅方向Ｗにおける電極集電体の一方の縁から他方の縁まで、電極集電タブと接触する。これにより、電極集電体と集電タブを任意の接触面積で接触させて、接触面積を増やすことができる。
【0037】
また、本実施形態では、電極組立体１４と、正極集電タブ１５と、負極集電タブ１６と、を収容する電池ケース内において、電極組立体１４は、電極集電タブが設置された側面に対して平行方向に圧縮荷重を受けた状態で固定されて収納される。これにより、膨張収縮による電極組立体１４の積層ずれを抑え、正極１１と負極１３との間の内部短絡を抑制する。
【0038】
≪第２実施形態≫
本発明の第２実施形態に係る組電池について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して、絶縁体２１０を備える点が異なる。その他の構成は、第１実施形態と同じであり、同じ構成については第１実施形態の記載を適宜、援用する。
本発明の第２実施形態に係る組電池について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して、絶縁体２１０を備える点が異なる。その他の構成は、第１実施形態と同じであり、同じ構成については第１実施形態の記載を適宜、援用する。
【0039】
第２実施形態では、第１実施形態の電池１０の構成に、絶縁体２１０と、をさらに備える。図６は、図５のつづら折り状に折り曲げられた電極組立体１４に絶縁体２１０を積層させた状態を示す平面図である。図６で示されるように、絶縁体２１０は、電極組立体１４のそれぞれの折曲部１１０（正極折曲部１１０ｐと負極折曲部１１０ｎ）に積層される。
【0040】
絶縁体２１０は、絶縁性を有した部材であり、例えば、樹脂で構成された板状部材が挙げられる。図７は、図２Ａで示された正極１１に絶縁体２１０を積層したものの平面図と、平面図におけるＡ-Ａ′線に沿った正極１１の断面図である。図７で示されるように、絶縁体２１０の長手方向Ｌの長さは折曲線２２ａと折曲線２２ｂの間の長さＬ３と同じか、またはそれ以下であってもよい。絶縁体２１０の幅方向Ｗの長さは、正極集電体１０１の幅方向Ｗの長さと同じか、またはそれ以下であってもよい。また、図示しないが、負極１３についても、正極１１と同様に、図２Ｂで示された負極１３に絶縁体２１０が積層される。
【0041】
折曲部１１０における絶縁体２１０の積層位置は、例えば、図７で示されるように、正極集電体１０１の一方の面１０１ａの複数の集電体露出部１０９ｐにおいて、折曲線２２ａと折曲線２２ｂに挟まれた範囲内に積層される。このとき、正極集電体１０１の一方の面１０１ａ上の複数の集電体露出部１０９ｐの全てに絶縁体２１０が積層されるのではなく、絶縁体２１０が積層される集電体露出部１０９ｐと絶縁体２１０が積層されない集電体露出部１０９ｐを交互に繰り返すように、絶縁体２１０が積層される。また、正極１１と同様に、負極１３についても、負極集電体１０３の一方の面１０３ａの複数の集電体露出部１０９ｎにおいて、絶縁体２１０が積層される集電体露出部１０９ｎと絶縁体２１０が積層されない集電体露出部１０９ｎが交互に繰り返されるように、絶縁体２１０が積層される。
【0042】
次に、正極１１と負極１３が、セパレータ１２を介して積層される。このとき、第１実施形態と同様に、正極活物質層１０２及び絶縁体２１０が積層された一方の面１０１ａと負極活物質層１０４及び絶縁体２１０が積層された一方の面１０３ａとを対向させて、正極１１の活物質層形成部１０８ｐと負極１３の活物質層形成部１０８ｎがお互いにセパレータ１２の高さ方向Ｈに重なるように、かつ、正極１１の集電体露出部１０９ｐと負極１３の集電体露出部１０９ｎがお互いにセパレータ１２の高さ方向Ｈに重なるように積層する。ただし、このとき、集電体露出部１０９においては、正極集電体１０１に積層した絶縁体２１０と負極集電体１０３に積層した絶縁体２１０がひとつの折曲部１１０において重ならないように、正極折曲部１１０ｐには、正極集電体１０１に積層された絶縁体２１０が設置され、負極折曲部１１０ｎには、負極集電体１０３に積層された絶縁体２１０が設置されるように、正極１１と負極１３が重ねられる。
【0043】
次に、第１実施形態と同様に、電極組立体１４が、正極面１４１ｐ側と負極面１４１ｎ側に交互に折り曲げてつづら折り状に形成される。これにより、図６で示すように、電極組立体１４をつづら折り状に形成したときに、正極折曲部１１０ｐにおいて、絶縁体２１０が、正極集電タブ１５に接触する正極１１とセパレータ１２との間に位置し、負極折曲部１１０ｎにおいて、絶縁体２１０が、負極集電タブ１６に接触する負極１３とセパレータ１２との間に位置することになる。
【0044】
また、絶縁体２１０を積層する位置は、上記に限らず、図８で示されるように、負極折曲部１１０ｎにおいては、正極集電体１０１の他方の面１０１ｂに絶縁体２１０を積層することとしてもよい。図８は、図２Ａで示された正極１１に絶縁体２１０が積層されたものの平面図と、平面図におけるＡ-Ａ′線に沿った正極１１の断面図である。図８で示されるように、正極集電体１０１の他方の面１０１ｂの複数の集電体露出部１０９ｐにおいて、折曲線２２ａと２２ｂに挟まれた領域の範囲内に絶縁体２１０が積層される。このとき、正極集電体１０１の他方の面１０１ｂの複数の集電体露出部１０９ｐの全てに絶縁体２１０が積層されるのではなく、絶縁体２１０が積層される集電体露出部１０９ｐと絶縁体２１０が積層されない集電体露出部１０９ｐを交互に繰り返すように絶縁体２１０が積層される。また、負極集電体１０３の他方の面１０３ｂの複数の集電体露出部１０９ｎにおいても、同様に、絶縁体２１０が積層される集電体露出部１０９ｎと絶縁体２１０が積層されない集電体露出部１０９ｎが交互に繰り返されるように、絶縁体２１０が積層される。絶縁体２１０の長手方向Ｌの長さは折曲線２２ａと折曲線２２ｂの間の長さＬ３と同じか、またはそれ以下であってもよい。絶縁体２１０の幅方向Ｗの長さは、正極集電体１０１の幅方向Ｗの長さと同じか、またはそれ以下であってもよい。
【0045】
次に、正極１１と負極１３が、セパレータ１２を介して積層される。このとき、第１実施形態と同様に、正極活物質層１０２が形成された一方の面１０１ａと負極活物質層１０４が形成された一方の面１０３ａを対向させて、正極１１の活物質層形成部１０８ｐと負極１３の活物質層形成部１０８ｎがお互いにセパレータ１２の高さ方向Ｈに重なるように、かつ、正極１１の集電体露出部１０９ｐと負極１３の集電体露出部１０９ｎがお互いにセパレータ１２の高さ方向Ｈに重なるように積層する。ただし、正極集電体１０１に積層した絶縁体２１０と負極集電体１０３に積層した絶縁体２１０がひとつの折曲部１１０において重ならないように、正極折曲部１１０ｐには、負極集電体１０３に積層された絶縁体２１０が設置され、負極折曲部１１０ｎには、正極集電体１０１に積層された絶縁体２１０が設置されるように、正極１１と負極１３が重ねられる。
【0046】
次に、第１実施形態と同様に、電極組立体１４を、正極面１４１ｐ側と負極面１４１ｎ側に交互に折り曲げてつづら折り状に形成する。図９は、つづら折り状に折り曲げられた電極組立体１４に絶縁体２１０が積層された状態を示す平面図である。図９で示すように、電極組立体１４をつづら折り状に形成したときに、正極折曲部１１０ｐにおいて、絶縁体２１０が、負極１３の、セパレータ１２と接触している面とは反対の面側、すわなち、電極組立体１４の負極面１４１ｎ上に位置し、負極折曲部１１０ｎにおいて、絶縁体２１０が、正極１１の、セパレータ１２と接触している面とは反対の面側、すなわち、電極組立体１４の正極面１４１ｐ上に位置することになる。
【0047】
本実施形態では、図１０で示されるように、前述の、セパレータ１２と電極集電体との間に積層された絶縁体を第１絶縁体２１０ａ、電極集電体の、セパレータ１２に接する面とは反対側の面に積層された絶縁体を第２絶縁体２１０ｂとして区別し、第１絶縁体２１０ａと第２絶縁体２１０ｂが両方とも積層されているものとする。ただし、上記に限らず、第１絶縁体２１０ａのみが積層されていることとしてもよいし、第２絶縁体２１０ｂのみが積層されていることとしてもよい。
【0048】
以上のように、絶縁体２１０は、折曲部１１０において、接触面１４２に対して電極集電タブの厚さ方向に重なるように電極集電体の電極集電タブと接触していない面の側に積層される。これにより、電極集電タブと電極集電体との接触面１４２に対して任意の接触面積で押さえつけることができ、使用電流範囲における発熱量が設計可能となる。
【0049】
また、絶縁体２１０は、折曲部１１０において、電極集電タブと接触する電極集電体とセパレータ１２との間に積層される。これにより、絶縁体２１０がセパレータの機能も有し、正極と負極との間の内部短絡を抑制することができる。また、絶縁体２１０は、折曲部１１０において、電極集電タブと接触していない電極集電体の他方の面に積層される。これにより、折曲部１１０において、電極集電タブと接触していない電極集電体を電極集電タブの方向に押しつけることができ、正極集電体及び負極集電体との間の位置ずれを抑制することができる。
【0050】
また、本実施形態では、絶縁体２１０は、樹脂で構成される。これにより、正極集電タブと電極集電体を任意の接触面積で押さえつけた際に、絶縁体２１０に接する電極集電体とセパレータ１２が傷つくことを抑制することができる。
【0051】
≪第３実施形態≫
次に、本発明の第３実施形態に係る組電池について説明する。本実施形態は、第２実施形態に対して、絶縁体２１０を集電タブに固定する締結材２１１を有する点が異なる。その他の構成は、第２実施形態と同じであり、同じ構成については第２実施形態の記載を適宜、援用する。
次に、本発明の第３実施形態に係る組電池について説明する。本実施形態は、第２実施形態に対して、絶縁体２１０を集電タブに固定する締結材２１１を有する点が異なる。その他の構成は、第２実施形態と同じであり、同じ構成については第２実施形態の記載を適宜、援用する。
【0052】
第３実施形態では、第２実施形態の電池１０の構成に、絶縁体２１０を集電タブに固定する締結材２１１と、をさらに備える。締結材２１１は、正極折曲部１１０ｐにおいては、絶縁体２１０を正極集電タブ１５に固定し、負極折曲部１１０ｎにおいては、絶縁体２１０を負極集電タブ１６に固定する。例えば、締結材２１１は、絶縁性を有し、かつ弾性体であり、正極集電タブ１５または負極集電タブ１６と絶縁体２１０を束ね、お互いが近づくように任意の荷重を加えるものである。例としては、リングゴムや結束バンドが挙げられる。
【0053】
図１１は、絶縁体２１０が積層された折り曲げられる前の正極１１を示す平面図と、平面図におけるＡ-Ａ′線に沿った正極１１の断面図である。図１１で示されるように、第３実施形態では、幅方向Ｗにおける絶縁体２１０の長さＷ１は、幅方向Ｗにおける電極組立体１４の一方の縁から他方の縁までの長さＷ２よりも長い。電極組立体１４の幅方向Ｗの長さＷ２に対して突出した部分を絶縁体突出部２１２とする。また、負極１３についても、同様に、絶縁体突出部２１２を有する絶縁体２１０が負極１３に積層される。
【0054】
そして、第１実施形態と同様に、正極１１、負極１３、セパレータ１２を積層して折り曲げて、つづら折り状の電極組立体１４を形成し、電極組立体１４を正極集電タブ１５と負極集電タブ１６に接触させる。図１２は、締結材２１１によって第１絶縁体２１０ａと第２絶縁体２１０ｂが電極集電タブに締結された電極組立体１４を示す平面図である。図１２に示されるように、第１絶縁体２１０ａと第２絶縁体２１０ｂが正極折曲部１１０ｐと負極折曲部１１０ｎそれぞれに配置され、正極集電タブ１５と負極集電タブ１６はそれぞれ複数の集電タブ突出部２１３を有する。図１３は、図１２の部分Ｄを示す拡大斜視図であり、正極折曲部１１０ｐが正極集電タブ１５に接触面１４２で接触し、締結材２１１によって、集電タブ突出部２１３と絶縁体突出部２１２が締結されている状態を示している。本実施形態では、正極集電タブ１５は、側面１５ａと主面１５ｂを有する。側面１５ａは、正極集電体１０１と接触する接触面１４２が形成される面であり、当該側面１５ａの辺のうち、接触面１４２における正極集電体１０１の縁１０１ｃに沿った方向（方向Ｙ）に平行する辺１５ｃから、側面１５ａに略直交する方向（方向Ｘ）に延びる面を主面１５ｂとする。そして、正極集電タブ１５の主面１５ｂには、面上に突出させた凸部である集電タブ突出部２１３を有する。集電タブ突出部２１３は、方向Ｙの長さが接触面１４２の方向Ｙの長さと同じか、それよりも小さくてもよい。また、図１２で示されるように、正極集電タブ１５は、主面１５ｂ上に、前述の集電タブ突出部２１３を複数有し、複数の集電タブ突出部２１３は、複数の接触面１４２が方向Ｙに一定の間隔をあけて並んで配置されているのと同じ一定の間隔をあけて配置されている。また、負極集電タブ１６についても、正極集電タブ１５と同様に、負極集電体１０３と接触する接触面１４２が形成される側面１６ａと、側面１６ａに略直交する主面１６ｂを有し、主面１６ｂには、複数の集電タブ突出部２１３を有する。
【0055】
上記構成により、図１３で示されるように、電極組立体１４と集電タブを接触面１４２で接触させると、第１絶縁体２１０ａと第２絶縁体２１０ｂの絶縁体突出部２１２と集電タブ突出部２１３が対向するように配置されることになる。そして、締結材２１１で、絶縁体突出部２１２と集電タブ突出部２１３を束ねて、お互いに近づくように荷重を加える。これにより、締結材２１１は、電極組立体１４と集電タブを可動状態で接触させながら、絶縁体２１０の絶縁体突出部２１２と集電タブ突出部２１３を固定する。また、ひとつの折曲部１１０に、第１絶縁体２１０ａと第２絶縁体２１０ｂの両方を設置する場合には、締結材２１１は、ひとつの締結材２１１でふたつの絶縁体突出部２１２をまとめて集電タブ突出部２１３に束ねてもよいし、ふたつの締結材２１１を用意し、ふたつの絶縁体突出部２１２に対してそれぞれ別々に集電タブ突出部２１３と束ねるようにしてもよい。
【0056】
また、絶縁体２１０の固定の仕方は、上記に限らず、例えば、電極集電タブの主面に設置した凹部に嵌合した固定体２２０によって絶縁体２１０を固定することとしてもよい。図１４は、固定体２２０を嵌合するために正極集電タブ１５の主面１５ｂに設置されたレール部２２１の断面を示した断面斜視図である。レール部２２１は、主面１５ｂ上の方向Ｙに延びる凹部であり、方向Ｘに対する断面が略Ｃ型形状をしていて、外部と内部とを連通するスリット２２２が方向Ｙに延びている。また、負極集電タブ１６も、正極集電タブ１５と同様に、レール部２２１を有する。図１５で示されるように、正極集電タブ１５及び負極集電タブ１６は、複数のレール部２２１を有し、それぞれのレール部２２１に固定体２２０が嵌合されている。複数のレール部２２１は、複数の接触面１４２と同様に、方向Ｙに一定の間隔をあけて配置されている。ひとつのレール部２２１の方向Ｙの長さは、接触面１４２の方向Ｙの幅の長さと同じか、それよりも小さくてもよい。
【0057】
図１６は、図１５のＥ－Ｅ′線に沿った部分拡大断面図であり、固定体２２０の一部をレール部２２１に組み込み、絶縁体２１０（第１絶縁体２１０ａと第２絶縁体２１０ｂ）と連結している状態を示している。固定体２２０は、レール部２２１に嵌合されてレール部２２１に沿って移動可能な嵌合部２２３と、絶縁体２１０と連結する連結部２２４と、嵌合部２２３と連結部２２４をつなぐ支持部２２５と、を有する。嵌合部２２３は、スリット２２２を通るレールランナー２２６と、枢軸２２７と、ローラ２２８と、で構成される。レールランナー２２６の下部には左右に貫通している貫通穴が形成され、貫通穴に枢軸２２７が取り付けられている。枢軸２２７は、貫通穴の左右から突き出た状態で取り付けられていて、枢軸２２７の突き出た部分にそれぞれローラ２２８の取付け穴がはめ込まれている。嵌合部２２３は、枢軸２２７及びローラ２２８を有することにより、レール部２２１内部から簡単に抜け出ないようにされている。ローラ２２８がレール部２２１内部の底面に接しながら転がることで、嵌合部２２３はレール部２２１内を移動することができる。これにより、固定体２２０に連結する絶縁体２１０は電極組立体１４と電極集電タブを可動状態で接触させることができ、充放電中に電極組立体１４が膨張収縮する時には、任意の荷重を保ちながら接触面１４２が電極集電タブの側面の平行方向に沿って動くことで、応力の発生が抑制され、タブ切れを防止することができる。ただし、支持部２２５、レールランナー２２６と、枢軸２２７と、ローラ２２８は図１６で示される形状に限定されない。
【0058】
また、連結部２２４は、固定体２２０の嵌合部２２３を有する一方の端とは反対側の端にあり、軸部２２９と係止部２３０を有する。例えば、絶縁体２１０に差込穴を開けておき、連結部２２４の軸部２２９を差込穴に差し込み、係止部２３０で絶縁体２１０との連結を保持することができる。
【0059】
以上のように、本実施形態では、絶縁体２１０は、折曲部１１０において、電極集電タブに固定される。これにより、絶縁体２１０によって電極集電タブと電極集電体を任意の荷重で押さえつけることができる。
【0060】
また、本実施形態では、締結材２１１は、折曲部１１０において、絶縁体２１０と電極集電タブを束ね、お互いに近づく方向に荷重を加えて固定する。これにより、絶縁体２１０によって電極集電タブと電極集電体を任意の荷重で押さえつけることができる。
【0061】
また、締結材２１１は、絶縁性を有し、かつ弾性体であることを特徴とする。これにより、電極組立体１４に膨張収縮が生じた際に、応力が締結材２１１を変形させるものの、任意の荷重を保ちながら、電極集電タブと電極集電体を押さえつけることができる。
【0062】
さらに、本実施形態では、正極集電タブ及び負極集電タブの主面にレール部２２１を有し、固定体２２０は、レール部２２１に嵌合され、レール部２２１に沿って移動可能な嵌合部２２３と、絶縁体２１０と連結する連結部２２４と、嵌合部２２３と連結部２２４をつなぐ支持部２２５と、を有する。これにより、電極組立体１４が膨張収縮した際にも、嵌合部２２３がレール部２２１に沿って移動することにより、任意の荷重を保ちながら、電極集電タブと電極集電体を押さえつけることができる。
【0063】
また、電極集電タブは、荷重に応じて膨張収縮することとしてもよい。これにより、電極組立体１４が膨張した際に、応力が電極集電タブを変形させるものの、任意の荷重を保ちながら、電極集電タブと電極集電体を押さえつけることができる。
【0064】
なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【符号の説明】
【0065】
１０…電池
１１…正極
１２…セパレータ
１３…負極
１４…電極組立体
１５…正極集電タブ
１６…負極集電タブ
１７…外装部材
１０１…正極集電体
１０２…正極活物質層
１０３…負極集電体
１０４…負極活物質層
１０８…活物質層形成部
１０９…集電体露出部
１１０…折曲部
１４２…接触面
２１０…絶縁体
２１１…締結材
２２０…固定体
２２１…レール部
２２３…嵌合部
２２４…連結部
２２５…支持部
１１…正極
１２…セパレータ
１３…負極
１４…電極組立体
１５…正極集電タブ
１６…負極集電タブ
１７…外装部材
１０１…正極集電体
１０２…正極活物質層
１０３…負極集電体
１０４…負極活物質層
１０８…活物質層形成部
１０９…集電体露出部
１１０…折曲部
１４２…接触面
２１０…絶縁体
２１１…締結材
２２０…固定体
２２１…レール部
２２３…嵌合部
２２４…連結部
２２５…支持部
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】