JP2017162777A - 電気化学セル及び電気化学セルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電池の信頼性を向上することができる電気化学セルを提供する。【解決手段】電気化学セルは、正極電極５と、負極集電体２０が露出した負極集電体露出部２０ａを有する負極電極３と、正極電極５と負極電極３との間に配置されたセパレータ６と、を備え、正極電極５は、セパレータ６を介して負極電極３を挟むように折り曲げられるとともに、負極集電体露出部２０ａと対向する折曲げ部５ｖを有し、負極集電体露出部２０ａと折曲げ部５ｖとの間には、イオンを透過させないイオン不透過部５０が設けられている。【選択図】図６

Description

本発明は、電気化学セル及び電気化学セルの製造方法に関する。

従来、スマートフォン、ウエアブル機器、補聴器などの小型機器の電源として、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。
このような電気化学セルにおいては、電池容量並びに充電電流及び放電電流を大きくする観点から、電気化学セル内で対向している電極同士の面積を大きくすることが必要である。電気化学セルの製造方法としては、一対の帯状の電極を帯状のセパレータを介して対向させてケースに収め、電解液を電極及びセパレータに含浸させる方法が知られている。例えば、帯状の電極及び帯状のセパレータを、巻回した後に筒状又はコイン状のケースに収容したり、扁平状に変形させた後にラミネートフィルムに収容したりしている。
近年、ウエアブル機器の薄型化の要求に対応して、帯状の電極及び帯状のセパレータをつづら折り形状とした構成も検討されている。例えば、特許文献１では、帯状の電極をセパレータ袋体に収容する技術が提案されている。特許文献１では、負極電極の端部に負極集電体が露出している。

特開２００５−２４３４５５号公報

ところで、リチウムイオン二次電池の充電時においては、正極電極から負極電極に向けてリチウムイオンが移動している状態にある。このとき、正極電極が対向する部分に負極電極の端部から露出した負極集電体（以下「負極集電体露出部」という。）が存在すると、正極電極から移動してきたリチウムイオンが負極集電体露出部に集中する可能性がある。そのため、本来であれば負極活物質に吸収されるリチウムイオンが負極集電体露出部に針状のリチウム金属（以下「リチウムデンドライト」という。）として析出する可能性がある。このリチウムデンドライトは、セパレータを突き抜けて負極電極と正極電極とを短絡させる可能性がある。また、リチウムデンドライトが欠落して負極電極から電気接続が切れることにより、電池容量を低下させる可能性がある。その結果、電池の信頼性を低下させる可能性がある。したがって、従来の電気化学セルにおいては、電池の信頼性を向上する上で改善の余地があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、電池の信頼性を向上することができる電気化学セル及び電気化学セルの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る電気化学セルは、正極電極と、負極集電体が露出した負極集電体露出部を有する負極電極と、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、前記正極電極は、前記セパレータを介して前記負極電極を挟むように折り曲げられるとともに、前記負極集電体露出部と対向する折曲げ部を有し、前記負極集電体露出部と前記折曲げ部との間には、イオンを透過させないイオン不透過部が設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、負極集電体露出部と折曲げ部との間に設けられたイオン不透過部によって、充電時に正極電極から負極集電体露出部に向けて移動しようとするイオンが遮られるため、イオンが負極集電体露出部に針状の金属として析出することを回避することができる。したがって、正極電極が対向する部分に負極集電体露出部が単に存在している構成（すなわち、イオン不透過部が設けられていない構成）と比較して、電池の信頼性を向上することができる。

上記の電気化学セルにおいて、前記正極電極は、正極集電体と、前記正極集電体を覆う正極活物質層とを備え、前記折曲げ部には、前記正極活物質層が形成されていない正極活物質層非形成部が設けられ、前記イオン不透過部は、前記正極活物質層非形成部の位置において前記負極集電体露出部と前記折曲げ部との間に形成された空間であってもよい。

この構成によれば、負極集電体露出部と折曲げ部との間に形成された空間によって、充電時に正極電極から負極集電体露出部に向けて移動しようとするイオンが遮られるため、電池の信頼性を簡単な構成で向上することができる。

上記の電気化学セルにおいて、前記イオン不透過部は、前記負極集電体露出部と前記折曲げ部との間に配置された樹脂層であってもよい。

この構成によれば、負極集電体露出部と折曲げ部との間に配置された樹脂層によって、充電時に正極電極から負極集電体露出部に向けて移動しようとするイオンが遮られるため、電池の信頼性を簡単な構成で向上することができる。

上記の電気化学セルにおいて、前記樹脂層は、前記折曲げ部と前記セパレータとの間に配置されていてもよい。

この構成によれば、樹脂層がセパレータと負極集電体露出部との間に配置された場合と比較して、樹脂層が正極電極に近い位置に配置されるため、充電時に正極電極から負極集電体露出部に向けて移動しようとするイオンがより確実に遮られる。したがって、電池の信頼性をより一層向上することができる。

上記の電気化学セルにおいて、前記負極電極の法線方向における前記樹脂層の長さは、前記負極電極の法線方向における前記折曲げ部の長さと同じ長さであってもよい。

この構成によれば、負極電極の法線方向において折曲げ部全体（すなわち、正極電極のうち負極集電体露出部と対向する部分全体）にわたって樹脂層が配置されるため、樹脂層によって充電時に正極電極から負極集電体露出部に向けて移動しようとするイオンがより確実に遮られる。したがって、電池の信頼性をより一層向上することができる。

上記の電気化学セルにおいて、前記正極電極は、前記セパレータと一体化した正極構造体とされていてもよい。

この構成によれば、正極電極がセパレータと別体にされている場合と比較して、正極電極の位置がずれることを抑制することができるため、正極電極の位置ズレに起因してイオン不透過部の位置がずれることを回避することができる。すなわち、負極集電体露出部と折曲げ部との間の所定位置にイオン不透過部を精度よく配置することができる。そのため、イオン不透過部によって充電時に正極電極から負極集電体露出部に向けて移動しようとするイオンがより確実に遮られる。したがって、電池の信頼性をより一層向上することができる。

上記の電気化学セルにおいて、前記負極電極と前記正極構造体とは、互い違いに積層するように互いに交差する方向につづら折り形状に折り畳まれていてもよい。

特に、正極電極がセパレータに単に覆われた状態でつづら折り形状に折り畳まれている場合には、正極電極の位置がずれる可能性が高くなる。しかし、この構成によれば、正極電極がセパレータと一体化されているため、前記つづら折り形状とした場合であっても、正極電極の位置がずれることをより効果的に抑制することができる。したがって、正極電極の位置ズレに起因してイオン不透過部の位置がずれることを回避し、電池の信頼性をより一層向上することができる。

上記の電気化学セルにおいて、前記正極電極の外形は、前記負極電極の外形よりも小さくてもよい。

仮に、負極電極の外形が正極電極の外形よりも小さいと、正極電極が対向する部分に負極電極の端部が存在することになる。この場合、充電時に正極電極から移動してきたイオンがエッジ効果によって負極電極の端部に集中する。そのため、イオンが負極電極の端部に針状の金属として析出し、短絡及び電池容量の低下等によって電池の信頼性を低下させる可能性がある。これに対し、この構成によれば、正極電極の外形が負極電極の外形よりも小さいため、正極電極が対向する部分に負極電極の端部が存在することをより確実に回避することができる。したがって、短絡及び電池容量の低下を回避して電池の信頼性をより一層高めることができる。

上記の電気化学セルにおいて、前記正極構造体の外形は、前記負極電極の外形と同じ大きさであってもよい。

この構成によれば、正極構造体の外形が負極電極の外形と異なる大きさである場合と比較して、正極構造体と負極電極との位置合わせがし易くなるため、正極電極が対向する部分に負極電極の端部が存在することをより確実に回避することができる。したがって、短絡及び電池容量の低下を回避して電池の信頼性をより一層高めることができる。加えて、正極構造体と負極電極とのつづら折りも容易となる。

本発明の一態様に係る電気化学セルの製造方法は、正極電極と、負極集電体が露出した負極集電体露出部を有する負極電極と、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、を備えた電気化学セルの製造方法であって、前記セパレータを介して前記負極電極を挟むように前記正極電極を折り曲げて、前記負極集電体露出部と対向する折曲げ部を形成する折曲げ部形成工程を含み、前記折曲げ部形成工程では、前記負極集電体露出部と前記折曲げ部との間に、イオンを透過させないイオン不透過部を形成することを特徴とする。

この方法によれば、負極集電体露出部と折曲げ部との間に形成したイオン不透過部によって、充電時に正極電極から負極集電体露出部に向けて移動しようとするイオンが遮られるため、イオンが負極集電体露出部に針状の金属として析出することを回避することができる。したがって、負極電極を挟むように正極電極を単に折り曲げる方法（すなわち、イオン不透過部を形成しない方法）と比較して、電池の信頼性を向上することができる。

上記の電気化学セルの製造方法において、前記正極電極は、正極集電体と、前記正極集電体を覆う正極活物質層とを備え、前記折曲げ部形成工程の前、前記正極電極のうち前記折曲げ部となる部分に、前記正極活物質層が形成されていない正極活物質層非形成部を形成し、前記折曲げ部形成工程では、前記正極活物質層非形成部の位置において前記負極集電体露出部と前記折曲げ部との間に前記イオン不透過部として空間を形成してもよい。

この方法によれば、負極集電体露出部と折曲げ部との間にイオン不透過部として空間を形成するにあたり、折曲げ部形成工程の前に予め正極電極のうち前記折曲げ部となる部分に正極活物質層被形成部を形成しておくだけで済むため、電池の信頼性を簡単な方法で向上することができる。

上記の電気化学セルの製造方法において、前記折曲げ部形成工程では、前記負極集電体露出部と前記折曲げ部との間に、前記イオン不透過部として樹脂層を配置してもよい。

この方法によれば、負極集電体露出部と折曲げ部との間にイオン不透過部として樹脂層を配置することによって、充電時に正極電極から負極集電体露出部に向けて移動しようとするイオンが遮られるため、電池の信頼性を簡単な方法で向上することができる。

上記の電気化学セルの製造方法において、前記折曲げ部形成工程の前、前記正極電極のうち前記折曲げ部となる部分に前記樹脂層を設置する樹脂層設置工程を更に含んでいてもよい。

この方法によれば、負極集電体露出部と折曲げ部との間にイオン不透過部として樹脂層を配置するにあたり、折曲げ部形成工程の前に予め正極電極のうち折曲げ部となる部分に樹脂層を設置しておくだけで済むため、電池の信頼性を簡単な方法で向上することができる。

上記の電気化学セルの製造方法において、前記折曲げ部形成工程の前、前記セパレータのうち前記折曲げ部と対向することとなる部分に前記樹脂層を設置する樹脂層設置工程を更に含んでいてもよい。

この方法によれば、負極集電体露出部と折曲げ部との間にイオン不透過部として樹脂層を配置するにあたり、折曲げ部形成工程の前に予めセパレータのうち折曲げ部と対向することとなる部分に樹脂層を設置しておくだけで済むため、電池の信頼性を簡単な方法で向上することができる。

上記の電気化学セルの製造方法において、前記樹脂層設置工程では、前記樹脂層の長さを、前記折曲げ部となる部分の長さと同じ長さとしてもよい。

この方法によれば、折曲げ部全体（すなわち、正極電極のうち負極集電体露出部と対向する部分全体）にわたって樹脂層が配置されることになるため、樹脂層によって充電時に正極電極から負極集電体露出部に向けて移動しようとするイオンがより確実に遮られる。したがって、電池の信頼性をより一層向上することができる。加えて、折曲げ部形成工程において、樹脂層の端縁を起点として正極電極を容易に折り曲げることができるため、作業性を向上することができる。

上記の電気化学セルの製造方法において、前記折曲げ部形成工程の前、前記正極電極を、前記セパレータと一体化した正極構造体とする正極構造体形成工程を更に含んでいてもよい。

この方法によれば、正極電極をセパレータと別体にした場合と比較して、正極電極の位置がずれることを抑制することができるため、正極電極の位置ズレに起因してイオン不透過部の位置がずれることを回避することができる。すなわち、負極集電体露出部と折曲げ部との間の所定位置にイオン不透過部を精度よく配置することができる。そのため、イオン不透過部によって充電時に正極電極から負極集電体露出部に向けて移動しようとするイオンがより確実に遮られる。したがって、電池の信頼性をより一層向上することができる。

上記の電気化学セルの製造方法において、前記折曲げ部形成工程では、前記負極電極と前記正極構造体とを、互い違いに積層するように互いに交差する方向につづら折り形状に折り畳んでもよい。

この方法によれば、正極電極がセパレータと一体化されているため、前記つづら折り形状とした場合であっても、正極電極の位置がずれることをより効果的に抑制することができる。したがって、正極電極の位置ズレに起因してイオン不透過部の位置がずれることを回避し、電池の信頼性をより一層向上することができる。

上記の電気化学セルの製造方法において、前記正極構造体形成工程では、前記正極電極を、前記セパレータを構成する樹脂製の第一セパレータと樹脂製の第二セパレータとで挟んで覆った後、前記第一セパレータ及び前記第二セパレータ同士を熱融着してもよい。

この方法によれば、第一セパレータ及び第二セパレータ同士を熱融着して一体形成することによって正極電極の移動が規制されるため、正極電極の位置がずれることをより効果的に抑制することができる。したがって、正極電極の位置ズレに起因してイオン不透過部の位置がずれることを回避し、電池の信頼性をより一層向上することができる。

上記の電気化学セルの製造方法において、前記正極構造体形成工程の前、前記正極電極の外形を、前記負極電極の外形よりも小さくしてもよい。

この方法によれば、正極電極の外形が負極電極の外形よりも小さいため、正極電極が対向する部分に負極電極の端部が存在することをより確実に回避することができる。したがって、短絡及び電池容量の低下を回避して電池の信頼性をより一層高めることができる。

上記の電気化学セルの製造方法において、前記正極構造体形成工程では、前記正極構造体の外形を、前記負極電極の外形と同じ大きさにしてもよい。

この方法によれば、正極構造体の外形を負極電極の外形と異なる大きさとした場合と比較して、正極構造体と負極電極との位置合わせがし易くなるため、正極電極が対向する部分に負極電極の端部が存在することをより確実に回避することができる。したがって、短絡及び電池容量の低下を回避して電池の信頼性をより一層高めることができる。加えて、正極構造体と負極電極とのつづら折りも容易となる。

本発明によれば、電池の信頼性を向上することができる電気化学セル及び電気化学セルの製造方法を提供することができる。

第１実施形態に係る電池の平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。 第１実施形態に係る積層体の斜視図である。 第１実施形態に係る正極構造体の斜視図である。 第１実施形態に係る正極構造体の展開状態を示す平面図である。 図２の要部拡大図である。 第１実施形態に係る電池の製造方法のフローチャートである。 第１実施形態に係る電池の製造方法を示す工程図である。 図８に続く工程図である。 図９に続く工程図である。 第２実施形態に係る積層体の断面を示す、図６に相当する要部拡大図である。 第２実施形態に係る電池の製造方法のフローチャートである。 第２実施形態に係る電池の製造方法を示す工程図である。 図１３に続く工程図である。 第３実施形態に係る積層体の断面を示す、図１１に相当する要部拡大図である。 第３実施形態に係る電池の製造方法のフローチャートである。 第３実施形態に係る電池の製造方法を示す工程図である。 第４実施形態に係る電池の製造方法のフローチャートである。 第４実施形態に係る電池の製造方法を示す工程図である。 第５実施形態に係る電池の製造方法のフローチャートである。 第５実施形態に係る電池の製造方法を示す工程図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。以下の実施形態では、電気化学セルの一例として、コイン型のリチウムイオン二次電池（以下、単に「電池」という。）を挙げて説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

＜第１実施形態＞
［電池］
図１に示すように、電池１は、平面視円形をなしている。図２を併せて参照し、電池１は、積層体２と、積層体２に含浸される不図示の電解質溶液と、積層体２を収容する外装体１０と、を備えている。

［積層体］
図３に示すように、積層体２は、つづら折り形状に折り畳まれた負極電極３と、負極電極３と互い違いに積層するように負極電極３と交差する方向につづら折り形状に折り畳まれた正極構造体４と、を備えている。

［負極電極］
負極電極３は、帯状をなしている。負極電極３は、後述する正極電極５と同様、複数のくびれ部３ａと、複数の張出し部３ｂと、を備えている。以下、負極電極３の長手方向と直交する方向を「負極電極３の幅方向」という。

図２に示すように、負極電極３は、負極集電体２０と、負極集電体２０の両面に形成された負極活物質層２２と、を備えている。なお、図示はしないが、負極集電体２０は帯状をなしている。図３に示すように、負極電極３の一端部には、負極集電体２０の延出部２１が形成されている。延出部２１は、負極集電体２０のうち、負極電極３の長手方向において張出し部３ｂよりも外側に延びている部分である。

図２に示すように、負極電極３は、負極集電体２０が露出した負極集電体露出部２０ａを有している。負極集電体露出部２０ａは、負極集電体２０のうち負極活物質層２２で覆われずに外部に露出した部分である。図２において、負極集電体露出部２０ａは、負極電極３の幅方向の外端部で外部に露出している。

例えば、負極集電体２０は、銅、ニッケル及びステンレス等の金属材料で形成されている。負極活物質層２２は、負極活物質、導電助剤、結着剤及び増粘剤等を含む。例えば、負極活物質層２２は、黒鉛等の炭素材料で形成されている。例えば、導電助剤としては、カーボンブラック類、炭素材料及び金属微粉等が挙げられる。例えば、結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の樹脂材料が挙げられる。例えば、増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等の樹脂材料が挙げられる。

［正極構造体］
図４に示すように、正極構造体４は、正極電極５と、正極電極５を覆うセパレータ６と、を備えている。正極構造体４は、正極電極５とセパレータ６とを一体化したものである。正極構造体４の外形は、負極電極３の外形と実質的に同じ大きさである。

［正極電極］
正極電極５は、帯状をなしている。具体的に、正極電極５は、複数のくびれ部５ａと、複数の張出し部５ｂと、を備えている。以下、正極電極５の長手方向と直交する方向を「正極電極５の幅方向」という。くびれ部５ａは、正極電極５の幅方向内側に窪んでいる。図５の平面視で、張出し部５ｂは、正極電極５の長手方向でくびれ部５ａと隣り合う位置に配置されている。張出し部５ｂは、正極電極５の幅方向でくびれ部５ａよりも外側に張り出している。張出し部５ｂは、円板状をなしている。

図４に示すように、正極構造体４のつづら折り状態において、各張出し部５ｂは互いに実質的に平行に配置されている。くびれ部５ａは、正極電極５の長手方向において各張出し部５ｂの端縁に連なっている。すなわち、くびれ部５ａは、隣り合う２つの張出し部５ｂ同士を直列に接続している。

図３及び図４を併せて参照し、正極電極５の外形は、負極電極３の外形よりも小さい。すなわち、正極電極５におけるくびれ部５ａ及び張出し部５ｂの外形は、負極電極３におけるくびれ部３ａ及び張出し部３ｂの外形よりも小さい。

図２に示すように、正極電極５は、帯状の正極集電体３０と、正極集電体３０の両面に形成された正極活物質層３２（但し、後述する正極活物質層非形成部３２ｓを除く。）と、を備えている。図４に示すように、正極電極５の一端部には、正極集電体３０の延出部３１が形成されている。延出部３１は、正極集電体３０のうち、正極電極５の長手方向において張出し部５ｂよりも外側に延びている部分である。

図２に示すように、正極電極５は、セパレータ６を介して負極電極３を挟むように折り曲げられている折曲げ部５ｖを有している。折曲げ部５ｖは、正極構造体４のつづら折り状態において、折り曲げられている正極電極５のうちくびれ部５ａ（図４参照）に相当する。折曲げ部５ｖは、負極集電体露出部２０ａと対向している。折曲げ部５ｖは、正極電極５に複数（例えば本実施形態では３つ）配置されている。折曲げ部５ｖには、正極活物質層３２が形成されていない正極活物質層非形成部３２ｓが設けられている。正極活物質層非形成部３２ｓは、正極集電体３０のうち正極活物質層３２で覆われずに外部に露出した部分に隣接している空間である。

例えば、正極集電体３０は、アルミニウム及びステンレス等の金属材料で形成されている。正極活物質層３２は、正極活物質、導電助剤、結着剤及び増粘剤等を含む。例えば、正極活物質層３２は、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム等の複合金属酸化物で形成されている。例えば、導電助剤としては、カーボンブラック類、炭素材料及び金属微粉等が挙げられる。例えば、結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の樹脂材料が挙げられる。例えば、増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等の樹脂材料が挙げられる。

［セパレータ］
図４に示すように、セパレータ６は、帯状をなしている。セパレータ６は、上述した正極電極５と同様、複数のくびれ部６ａと、複数の張出し部６ｂと、を備えている。セパレータ６におけるくびれ部６ａ及び張出し部６ｂの外形は、負極電極３におけるくびれ部３ａ及び張出し部３ｂと実質的に同じ大きさである。

セパレータ６は、リチウムイオン導電性を有する細孔構造の薄膜である。例えば、セパレータ６は、ポリプロピレン（ＰＰ）及びポリエチレン（ＰＥ）等のポリオレフィン並びにポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の樹脂材料で形成されている。セパレータ６は、図７に示す一対の第一セパレータ４１及び第二セパレータ４２同士が熱融着により一体化されることで形成されている。なお、図４においては、図８に示す一対の第一セパレータ４１及び第二セパレータ４２を切り出して負極電極３の外形と実質的に同じ大きさとされた状態の第一セパレータ４１及び第二セパレータ４２を示している。

［イオン不透過部］
図６に示すように、負極集電体露出部２０ａと折曲げ部５ｖとの間には、リチウムイオン（イオン）を透過させないイオン不透過部５０が設けられている。イオン不透過部５０は、充電時に正極電極５から負極集電体露出部２０ａに向けて移動しようとするリチウムイオンを透過せずに遮る部分である。イオン不透過部５０は、３つの折曲げ部５ｖのそれぞれに配置されている（図２参照）。なお、図６においては、便宜上、折曲げ部５ｖが実質的に直角に折り曲げられた状態を示している。

イオン不透過部５０は、正極活物質層非形成部３２ｓの位置において負極集電体露出部２０ａと折曲げ部５ｖとの間に形成された空間である。すなわち、イオン不透過部５０は、折曲げ部５ｖに位置する正極集電体３０とセパレータ６との間に形成された空間である。負極電極３の法線方向において、イオン不透過部５０の長さＬ１は、折曲げ部５ｖに位置する正極集電体３０の長さＬ２と実質的に同じ長さとなっている。すなわち、負極電極３の法線方向において、イオン不透過部５０の長さＬ１は、負極集電体露出部２０ａの長さＬ３（厚み）よりも十分に長くなっている。

負極電極３の法線方向から見て、イオン不透過部５０は、負極電極３の幅方向の外端部と重なる部分にも形成されている。すなわち、負極電極３の幅方向において、正極電極５のうち負極電極３の側の正極活物質層３２の端縁は、負極集電体露出部２０ａよりも内側にずれている。これにより、正極電極５が対向する部分に負極電極３の端部が存在しないようになっている。

［外装体］
図１及び図２を併せて参照し、外装体１０は、正極缶体１１と、負極缶体１２と、正極缶体１１と負極缶体１２との間を電気的に絶縁するガスケット１３と、を備えている。
正極缶体１１及び負極缶体１２は、有底円筒状をなしている。正極缶体１１の内径は、負極缶体１２の外径よりも大きい。負極缶体１２の筒状部が正極缶体１１に挿入された状態で、積層体２は、負極缶体１２の底面と正極缶体１１の底面との間に挟まれている。

ガスケット１３は、負極缶体１２の筒状部の外周面と正極缶体１１の筒状部の内周面との間に配置されている。これにより、積層体２が外装体１０に封止されている。図２及び図３を併せて参照し、正極缶体１１は、正極集電体３０の延出部３１と接続されており、正極端子として機能する。一方、負極缶体１２は、負極集電体２０の延出部２１と接続されており、負極端子として機能する。なお、図２においては、延出部３１の図示を一部省略している。

［電池の製造方法］
次に、上述した電池１の製造方法の一例について説明する。
図７に示すように、電池１の製造方法は、正極電極５を所定形状に加工する電極加工工程Ｓ１と、正極電極５をセパレータ６で覆う電極被覆工程Ｓ２と、正極電極５とセパレータ６とを一体化した正極構造体４とする正極構造体形成工程Ｓ３と、正極構造体４と負極電極３とをつづら折り形状に折り畳むつづら折り工程Ｓ４（折曲げ部形成工程）と、を含む。

まず（すなわち、電極加工工程Ｓ１の前）、正極活物質層３２及び負極活物質層２２を形成するための構成材料を含む塗布液（スラリー）を調整する。以下、正極活物質層３２を形成するための構成材料を含む塗布液を「正極用スラリー」、負極活物質層２２を形成するための構成材料を含む塗布液を「負極用スラリー」という。正極用スラリーは、上述の正極活物質、導電助剤、結着剤及び増粘剤等を含む。負極用スラリーは、上述の負極活物質、導電助剤、結着剤及び増粘剤等を含む。なお、スラリーの溶媒としては、結着剤及び増粘剤を溶解し、かつ活物質及び導電助剤を分散するものであればよい。

次に、正極集電体３０及び負極集電体２０を用意する。
そして、正極集電体３０の両面に正極用スラリーを塗布する。その後、正極用スラリーを乾燥させる。これにより、正極集電体３０の両面に正極活物質層３２を形成して正極用シートを得る。そして、正極用シートをスリッター等で上述した帯状に切り出して正極電極５を得る（電極加工工程Ｓ１）。

図８に示すように、電極加工工程Ｓ１では、正極電極５のうち折曲げ部５ｖとなる部分（すなわち、正極電極５の展開状態におけるくびれ部５ａ）に正極活物質層非形成部３２ｓを形成する。具体的に、正極電極５のうち折曲げ部５ｖの内面（図６に示すつづら折り状態においてセパレータ６と対向する面）となる部分にのみ正極活物質層非形成部３２ｓを形成する。例えば、正極集電体３０の長手方向に沿って正極集電体３０に正極用スラリーを断続的に塗布することにより正極活物質層非形成部３２ｓを形成する。なお、正極電極５のうち折曲げ部５ｖの内面となる部分にのみマスクキングして正極集電体３０に正極用スラリーを塗布することにより正極活物質層非形成部３２ｓを形成してもよい。

一方、負極集電体２０の両面に負極用スラリーを塗布する。その後、負極用スラリーを乾燥させる。これにより、負極集電体２０の両面に負極活物質層２２を形成して負極用シートを得る。そして、負極用シートをスリッター等で上述した帯状に切り出して負極電極３を得る。この切り出しによって、負極電極３の外周縁に負極集電体露出部２０ａ（図６参照）が存在することになる。
なお、電極加工工程Ｓ１では（すなわち、電極被覆工程Ｓ２の前）、正極電極５の外形を、負極電極３の外形よりも小さくする。

次に、図８に示すように、正極電極５を、セパレータ６を構成する第一セパレータ４１と第二セパレータ４２とで挟んで覆う（電極被覆工程Ｓ２）。以下、正極電極５を第一セパレータ４１と第二セパレータ４２とで挟んで覆ったものを「正極被覆体」という。第一セパレータ４１及び第二セパレータ４２は、展開状態（図８の平面視）において、正極電極５の長手方向に延びる長方形状をなしている。なお、第一セパレータ４１及び第二セパレータ４２の外形は、正極電極５におけるくびれ部５ａ及び張出し部５ｂを覆い、かつ延出部３１を露出させる程度の大きさであればよい。

次に、第一セパレータ４１及び第二セパレータ４２同士を熱融着する（正極構造体形成工程Ｓ３）。正極構造体形成工程Ｓ３では、正極電極５とセパレータ６とを一体化した正極構造体４とする。

例えば、正極構造体形成工程Ｓ３では、正極被覆体を、第一セパレータ４１の側又は第二セパレータ４２の側からアイロン等を押し当てる。すなわち、正極被覆体を、その厚み方向に圧縮させつつ加熱する。これにより、樹脂製の第一セパレータ４１及び第二セパレータ４２同士を熱融着させるとともに、樹脂製の第一セパレータ４１及び第二セパレータ４２と正極電極５の結着剤とを熱融着させて図９に示す正極構造体シート４Ａを得る。そして、正極構造体シート４Ａをスリッター等で上述した帯状に切り出して図５に示す正極構造体４を得る。このとき、展開状態において、正極構造体４の外形を、負極電極３の外形と実質的に同じ大きさにする。

なお、正極構造体形成工程Ｓ３では、正極被覆体を第一セパレータ４１の側又は第二セパレータ４２の側からヒートカッター若しくは超音波カッターで切り出したり、又は正極被覆体にレーザーを照射したりする等の熱による切り出し方法で、図５に示す正極構造体４を直接得ることもできる。上記熱による切り出し方法であれば、正極被覆体の切り出しと同時に第一セパレータ４１及び第二セパレータ４２の切断部分を熱融着させることができるため、作業の効率化を図る点で好適である。

次に、正極構造体４と負極電極３とを互い違いに積層するように互いに交差する方向につづら折り形状に折り畳む（つづら折り工程Ｓ４）。図１０において、正極構造体４の折り曲げ部を符号Ｔ１〜Ｔ３（一点鎖線）、負極電極３の折り曲げ部を符号Ｕ１〜Ｕ３（一点鎖線）で示す。

図１０に示すように、まず、正極構造体４の長手方向において延出部３１とは反対側の張出し部（すなわち、セパレータ６の張出し部６ｂ）と、負極電極３の長手方向において延出部２１とは反対側の張出し部３ｂとを、正極構造体４と負極電極３とが直交するように重ね合わせる。

次に、正極構造体４のくびれ部（すなわち、セパレータ６のくびれ部６ａ）を、折り曲げ部Ｔ１に沿って矢印の方向Ｖ１に折り曲げる。次に、負極電極３のくびれ部３ａを折り曲げ部Ｕ１に沿って矢印の方向Ｖ２に折り曲げる。
次に、正極構造体４のくびれ部を折り曲げ部Ｔ２に沿って矢印の方向Ｖ１とは反対方向（不図示）に折り曲げる。次に、負極電極３のくびれ部３ａを折り曲げ部Ｕ２に沿って矢印の方向Ｖ２とは反対方向（不図示）に折り曲げる。
次に、正極構造体４のくびれ部を、折り曲げ部Ｔ３に沿って矢印の方向Ｖ１に折り曲げる。次に、負極電極３のくびれ部３ａを折り曲げ部Ｕ３に沿って矢印の方向Ｖ２に折り曲げる。
このように、正極構造体４のくびれ部と、負極電極３のくびれ部３ａとを、互い違いに交互に折り曲げていく。このようにつづら折りすることにより、上述した積層体２（図３参照）を得る。

つづら折り工程Ｓ４は、セパレータ６を介して負極電極３を挟むように正極電極５を折り曲げて、負極集電体露出部２０ａと対向する折曲げ部５ｖを形成する工程であり、特許請求の範囲に記載の「折曲げ部形成工程」に相当する。図６に示すように、つづら折り工程Ｓ４では、負極集電体露出部２０ａと折曲げ部５ｖとの間に、リチウムイオンを透過させないイオン不透過部５０を形成する。具体的に、つづら折り工程Ｓ４では、正極活物質層非形成部３２ｓの位置において、負極集電体露出部２０ａと折曲げ部５ｖとの間にイオン不透過部５０として空間を形成する。

そして、積層体２に不図示の電解質溶液を含浸させた後、電解質溶液を含浸した積層体２を外装体１０内に封入することにより、本実施形態の電池１（図２参照）が完成する。

以上説明したように、本実施形態に係る電池１は、正極電極５と、負極集電体２０が露出した負極集電体露出部２０ａを有する負極電極３と、正極電極５と負極電極３との間に配置されたセパレータ６と、を備え、正極電極５は、セパレータ６を介して負極電極３を挟むように折り曲げられるとともに、負極集電体露出部２０ａと対向する折曲げ部５ｖを有し、負極集電体露出部２０ａと折曲げ部５ｖとの間には、リチウムイオンを透過させないイオン不透過部５０が設けられている。また、本実施形態に係る電池１の製造方法は、正極電極５と、負極集電体２０が露出した負極集電体露出部２０ａを有する負極電極３と、正極電極５と負極電極３との間に配置されたセパレータ６と、を備えた電子１の製造方法であって、セパレータ６を介して負極電極３を挟むように正極電極５を折り曲げて、負極集電体露出部２０ａと対向する折曲げ部５ｖを形成するつづら折り工程Ｓ４を含み、つづら折り工程Ｓ４では、負極集電体露出部２０ａと折曲げ部５ｖとの間に、リチウムイオンを透過させないイオン不透過部５０を形成する。

本実施形態によれば、負極集電体露出部２０ａと折曲げ部５ｖとの間に設けられたイオン不透過部５０によって、充電時に正極電極５から負極集電体露出部２０ａに向けて移動しようとするリチウムイオンが遮られるため、リチウムイオンが負極集電体露出部２０ａにリチウムデンドライトとして析出することを回避することができる。したがって、正極電極５が対向する部分に負極集電体露出部２０ａが単に存在している構成（すなわち、イオン不透過部５０が設けられていない構成）と比較して、電池１の信頼性を向上することができる。

また、本実施形態では、正極電極５は、正極集電体３０と、正極集電体３０を覆う正極活物質層３２とを備え、折曲げ部５ｖには、正極活物質層３２が形成されていない正極活物質層非形成部３２ｓが設けられ、イオン不透過部５０は、正極活物質層非形成部３２ｓの位置において負極集電体露出部２０ａと折曲げ部５ｖとの間に形成された空間である。

本実施形態によれば、負極集電体露出部２０ａと折曲げ部５ｖとの間に形成された空間によって、充電時に正極電極５から負極集電体露出部２０ａに向けて移動しようとするリチウムイオンが遮られるため、電池１の信頼性を簡単な構成で向上することができる。

また、本実施形態では、正極電極５は、セパレータ６と一体化した正極構造体４とされている。

本実施形態によれば、正極電極５がセパレータ６と別体にされている場合と比較して、正極電極５の位置がずれることを抑制することができるため、正極電極５の位置ズレに起因してイオン不透過部５０の位置がずれることを回避することができる。すなわち、負極集電体露出部２０ａと折曲げ部５ｖとの間の所定位置にイオン不透過部５０を精度よく配置することができる。そのため、イオン不透過部５０によって充電時に正極電極５から負極集電体露出部２０ａに向けて移動しようとするリチウムイオンがより確実に遮られる。したがって、電池１の信頼性をより一層向上することができる。

また、本実施形態では、負極電極３と正極構造体４とは、互い違いに積層するように互いに交差する方向につづら折り形状に折り畳まれている。

特に、正極電極がセパレータに単に覆われた状態でつづら折り形状に折り畳まれている場合には、正極電極の位置がずれる可能性が高くなる。しかし、本実施形態によれば、正極電極５がセパレータ６と一体化されているため、前記つづら折り形状とした場合であっても、正極電極５の位置がずれることをより効果的に抑制することができる。したがって、正極電極５の位置ズレに起因してイオン不透過部５０の位置がずれることを回避し、電池１の信頼性をより一層向上することができる。

また、本実施形態では、正極電極５の外形は、負極電極３の外形よりも小さくされている。

仮に、負極電極の外形が正極電極の外形よりも小さいと、正極電極が対向する部分に負極電極の端部が存在することになる。この場合、充電時に正極電極から移動してきたリチウムイオンがエッジ効果によって負極電極の端部に集中する。そのため、リチウムイオンが負極電極の端部にリチウムデンドライトとして析出し、短絡及び電池容量の低下等によって電池の信頼性を低下させる可能性がある。これに対し、本実施形態によれば、正極電極５の外形が負極電極３の外形よりも小さいため、正極電極５が対向する部分に負極電極３の端部が存在することをより確実に回避することができる。したがって、短絡及び電池容量の低下を回避して電池１の信頼性をより一層高めることができる。

また、本実施形態では、正極構造体４の外形は、負極電極３の外形と同じ大きさとされている。

本実施形態によれば、正極構造体の外形が負極電極の外形と異なる大きさである場合と比較して、正極構造体４と負極電極３との位置合わせがし易くなるため、正極電極５が対向する部分に負極電極３の端部が存在することをより確実に回避することができる。したがって、短絡及び電池容量の低下を回避して電池１の信頼性をより一層高めることができる。加えて、正極構造体４と負極電極３とのつづら折りも容易となる。

また、本実施形態に係る電池１の製造方法では、つづら折り工程Ｓ４の前、正極電極５のうち折曲げ部５ｖとなる部分に、正極活物質層３２が形成されていない正極活物質層非形成部３２ｓを形成し、つづら折り工程Ｓ４では、正極活物質層非形成部３２ｓの位置において負極集電体露出部２０ａと折曲げ部５ｖとの間にイオン不透過部５０として空間を形成している。

この方法によれば、負極集電体露出部２０ａと折曲げ部５ｖとの間にイオン不透過部５０として空間を形成するにあたり、つづら折り工程Ｓ４の前に予め正極電極５のうち折曲げ部５ｖとなる部分に正極活物質層被形成部３２ｓを形成しておくだけで済むため、電池１の信頼性を簡単な方法で向上することができる。

また、本実施形態に係る電池１の製造方法では、正極構造体形成工程Ｓ３において、正極電極５を、セパレータ６を構成する樹脂製の第一セパレータ４１と樹脂製の第二セパレータ４２とで挟んで覆った後、第一セパレータ４１及び第二セパレータ４２同士を熱融着している。

この方法によれば、第一セパレータ４１及び第二セパレータ４２同士を熱融着して一体形成することによって正極電極５の移動が規制されるため、正極電極５の位置がずれることをより効果的に抑制することができる。したがって、正極電極５の位置ズレに起因してイオン不透過部５０の位置がずれることを回避し、電池１の信頼性をより一層向上することができる。

＜第２実施形態＞
図１１は、第２実施形態に係る積層体の断面を示す、図６に相当する要部拡大図である。
第２実施形態では、イオン不透過部２５０は、負極集電体露出部２０ａと折曲げ部２０５ｖとの間に配置された樹脂層２５１である。折曲げ部２０５ｖには、正極活物質層非形成部３２ｓ（図６参照）が設けられていない。これらの点で、第２実施形態は第１実施形態と異なる。

以下、第２実施形態に係るイオン不透過部２５０について説明する。なお、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し、異なる点について説明する。

［イオン不透過部］
図１１に示すように、イオン不透過部２５０は、負極集電体露出部２０ａと折曲げ部２０５ｖとの間に配置された樹脂層２５１である。樹脂層２５１は、折曲げ部２０５ｖとセパレータ６との間に配置されている。負極電極３の法線方向において、樹脂層２５１の長さＬ２１は、折曲げ部２０５ｖの長さＬ２２と実質的に同じ長さとなっている。すなわち、負極電極３の法線方向において、樹脂層２５１の長さＬ２１は、負極集電体露出部２０ａの長さＬ３（厚み）よりも十分に長くなっている。なお、図１１においては、便宜上、折曲げ部２０５ｖが実質的に直角に折り曲げられた状態を示している。

負極電極３の法線方向から見て、イオン不透過部２５０は、負極電極３の幅方向の外端部と重なる部分にも形成されている。すなわち、負極電極３の幅方向において、正極電極２０５のうち負極電極３の側の正極活物質層３２の露出部（すなわち、樹脂層２５１で覆われていない部分）は、負極集電体露出部２０ａよりも内側にずれている。これにより、正極電極２０５が対向する部分に負極電極３の端部が存在しないようになっている。

樹脂層２５１は、リチウムイオンを透過しないこと及び電解液中で化学的に安定であることを満足する材料で形成されている。例えば、樹脂層２５１は、エポキシ樹脂、ポリイミド及びポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂材料で形成されている。

［電池の製造方法］
図１２に示すように、第２実施形態では、電極加工工程Ｓ２０１において、正極電極２０５のうち折曲げ部２０５ｖとなる部分（すなわち、正極電極２０５の展開状態におけるくびれ部５ａ）に正極活物質層非形成部３２ｓ（図６参照）を形成しない。また、電極加工工程Ｓ２０１の後かつ電極被覆工程Ｓ２０３の前に樹脂層設置工程Ｓ２０２を更に含む。また、つづら折り工程Ｓ２０５では、負極集電体露出部２０ａと折曲げ部２０５ｖとの間にイオン不透過部２５０として樹脂層２５１を配置する。これらの点で、第２実施形態は第１実施形態と異なる。

以下、第２実施形態に係る電池の製造方法の一例について説明する。なお、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し、異なる点について説明する。

図１３に示すように、樹脂層設置工程Ｓ２０２では、正極電極２０５のうち折曲げ部２０５ｖとなる部分（すなわち、正極電極２０５の展開状態におけるくびれ部５ａ）に樹脂層２５１を設置する。具体的に、正極電極２０５のうち折曲げ部２０５ｖの内面（図１１に示すつづら折り状態においてセパレータ６と対向する面）となる部分にのみ樹脂層２５１を設置する。例えば、樹脂層設置工程Ｓ２０２では、正極電極２０５のうち折曲げ部２０５ｖの内面となる部分にのみエポキシ樹脂接着剤をスクリーン印刷することにより樹脂層２５１を形成する。なお、正極電極２０５のうち折曲げ部２０５ｖの内面となる部分にのみポリイミドテープ又はＰＥＴテープを貼付することにより樹脂層２５１を形成してもよい。

樹脂層設置工程Ｓ２０２では、樹脂層２５１の長さＬ２１を、折曲げ部２０５ｖとなる部分（すなわち、正極電極２０５の展開状態におけるくびれ部５ａ）の長さと実質的に同じ長さとする。次に、電極被覆工程Ｓ２０３において、樹脂層２５１を設置した正極電極２０５を、セパレータ６を構成する第一セパレータ４１と第二セパレータ４２とで挟んで覆い、正極被覆体を得る。

次に、正極構造体形成工程Ｓ２０４において、第一セパレータ４１及び第二セパレータ４２同士を熱融着し、樹脂層２５１を設置した正極電極２０５とセパレータ６とを一体化して不図示の正極構造体シートを得る。そして、正極構造体シートを上述した帯状に切り出して図１４に示す正極構造体２０４を得る。

次に、つづら折り工程Ｓ２０５において、正極構造体２０４と負極電極３とを互い違いに積層するように互いに交差する方向につづら折り形状に折り畳み、積層体を得る。そして、積層体に不図示の電解質溶液を含浸させた後、電解質溶液を含浸した積層体を外装体１０内に封入することにより、本実施形態の電池が完成する。

以上説明したように、本実施形態では、イオン不透過部２５０は、負極集電体露出部２０ａと折曲げ部２０５ｖとの間に配置された樹脂層２５１である。

本実施形態によれば、負極集電体露出部２０ａと折曲げ部２０５ｖとの間に配置された樹脂層２５１によって、充電時に正極電極２０５から負極集電体露出部２０ａに向けて移動しようとするリチウムイオンが遮られるため、電池の信頼性を簡単な構成で向上することができる。

また、本実施形態では、樹脂層２５１は、折曲げ部２０５ｖとセパレータ６との間に配置されている。

本実施形態によれば、樹脂層がセパレータと負極集電体露出部との間に配置された場合と比較して、樹脂層２５１が正極電極２０５に近い位置に配置されるため、充電時に正極電極２０５から負極集電体露出部２０ａに向けて移動しようとするリチウムイオンがより確実に遮られる。したがって、電池の信頼性をより一層向上することができる。

また、本実施形態では、負極電極３の法線方向における樹脂層２５１の長さＬ２１は、負極電極３の法線方向における折曲げ部の長さＬ２２と同じ長さである。

本実施形態によれば、負極電極３の法線方向において折曲げ部２０５ｖ全体（すなわち、正極電極２０５のうち負極集電体露出部２０ａと対向する部分全体）にわたって樹脂層２５１が配置されるため、樹脂層２５１によって充電時に正極電極２０５から負極集電体露出部２０ａに向けて移動しようとするリチウムイオンがより確実に遮られる。したがって、電池の信頼性をより一層向上することができる。

また、本実施形態に係る電池の製造方法では、つづら折り工程の前Ｓ２０５、正極電極２０５のうち折曲げ部２０５ｖとなる部分に樹脂層２５１を設置する樹脂層設置工程Ｓ２０２を更に含む。

この方法によれば、負極集電体露出部２０ａと折曲げ部２０５ｖとの間にイオン不透過部２５０として樹脂層２５１を配置するにあたり、つづら折り工程Ｓ２０５の前に予め正極電極２０５のうち折曲げ部２０５ｖとなる部分に樹脂層２５１を設置しておくだけで済むため、電池の信頼性を簡単な方法で向上することができる。

また、本実施形態に係る電池の製造方法では、樹脂層設置工程Ｓ２０２において、樹脂層２５１の長さＬ２１を、折曲げ部２０５ｖとなる部分の長さと同じ長さとしている。

この方法によれば、折曲げ部２０５ｖ全体（すなわち、正極電極２０５のうち負極集電体露出部２０ａと対向する部分全体）にわたって樹脂層２５１が配置されることになるため、樹脂層２５１によって充電時に正極電極２０５から負極集電体露出部２０ａに向けて移動しようとするリチウムイオンがより確実に遮られる。したがって、電池の信頼性をより一層向上することができる。加えて、つづら折り形成工程Ｓ２０５において、樹脂層２５１の端縁（図１４に示す二点鎖線部）を起点として正極電極２０５を容易に折り曲げることができるため、作業性を向上することができる。

＜第３実施形態＞
図１５は、第３実施形態に係る積層体の断面を示す、図１１に相当する要部拡大図である。
第３実施形態では、イオン不透過部３５０は、負極集電体露出部２０ａと折曲げ部２０５ｖ（具体的には、正極構造体３０４の折曲げ部）との間に配置された樹脂層３５１である。この点で、第３実施形態は第２実施形態と異なる。

以下、第３実施形態に係るイオン不透過部３５０について説明する。なお、第３実施形態においては、第２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し、異なる点について説明する。

［イオン不透過部］
図１５に示すように、イオン不透過部３５０は、負極集電体露出部２０ａと正極構造体３０４の折曲げ部（すなわち、セパレータ６の折曲げ部）との間に配置された樹脂層３５１である。すなわち、正極構造体３０４の内部には、樹脂層２５１（図１１参照）は配置されていない。樹脂層３５１は、セパレータ６のうち折曲げ部２０５ｖと対向する部分と、負極集電体露出部２０ａとの間に配置されている。負極電極３の法線方向において、樹脂層３５１の長さＬ３１は、正極構造体３０４の折曲げ部（すなわち、セパレータ６の折曲げ部）の長さＬ３２と実質的に同じ長さとなっている。すなわち、負極電極３の法線方向において、樹脂層３５１の長さＬ３１は、負極集電体露出部２０ａの長さＬ３（厚み）よりも十分に長くなっている。なお、図１５においては、便宜上、正極構造体３０４の折曲げ部が実質的に直角に折り曲げられた状態を示している。

負極電極３の法線方向から見て、イオン不透過部３５０は、負極電極３の幅方向の外端部と重なる部分にも形成されている。すなわち、負極電極３の幅方向において、正極構造体３０４のうち負極電極３の側のセパレータ６の露出部（すなわち、樹脂層３５１で覆われていない部分）は、負極集電体露出部２０ａよりも内側にずれている。これにより、正極電極２０５が対向する部分に負極電極３の端部が存在しないようになっている。

［電池の製造方法］
図１６に示すように、第３実施形態では、電極加工工程Ｓ３０１の後かつ電極被覆工程Ｓ３０３の前ではなく、正極構造体形成工程Ｓ３０３の後であってつづら折り工程Ｓ３０５の前に樹脂層設置工程Ｓ３０４を更に含む。この点で、第３実施形態は第２実施形態と異なる。

以下、第３実施形態に係る電池の製造方法の一例について説明する。なお、第３実施形態においては、第２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し、異なる点について説明する。

図１７に示すように、樹脂層設置工程Ｓ３０４では、セパレータ６のうち折曲げ部２０５ｖと対向することとなる部分（すなわち、正極構造体３０４の展開状態におけるセパレータ６のくびれ部６ａ）に樹脂層３５１を設置する。具体的に、正極構造体３０４のうち折曲げ部の内面（図１５に示すつづら折り状態において負極集電体露出部２０ａと対向する面）となる部分にのみ樹脂層３５１を設置する。例えば、樹脂層設置工程Ｓ３０４では、正極構造体３０４のうち折曲げ部の内面となる部分にのみエポキシ樹脂接着剤をスクリーン印刷することにより樹脂層３５１を形成する。なお、正極構造体３０４のうち折曲げ部の内面となる部分にのみポリイミドテープ又はＰＥＴテープを貼付することにより樹脂層３５１を形成してもよい。

樹脂層設置工程Ｓ３０４では、樹脂層３５１の長さＬ３１を、セパレータ６のうち折曲げ部２０５ｖと対向することとなる部分（すなわち、正極構造体３０４の展開状態におけるセパレータ６のくびれ部６ａ）の長さと実質的に同じ長さとする。

次に、つづら折り工程Ｓ３０５において、正極構造体３０４と負極電極３とを互い違いに積層するように互いに交差する方向につづら折り形状に折り畳み、積層体を得る。そして、積層体に不図示の電解質溶液を含浸させた後、電解質溶液を含浸した積層体を外装体１０内に封入することにより、本実施形態の電池が完成する。

以上説明したように、本実施形態に係る電池の製造方法では、つづら折り工程Ｓ３０５の前、セパレータ６のうち折曲げ部２０５ｖと対向することとなる部分に樹脂層３５１を設置する樹脂層設置工程Ｓ３０４を更に含む。

この方法によれば、負極集電体露出部２０ａと折曲げ部２０５ｖとの間にイオン不透過部３５０として樹脂層３５１を配置するにあたり、つづら折り工程Ｓ３０５の前に予めセパレータ６のうち折曲げ部２０５ｖと対向することとなる部分に樹脂層３５１を設置しておくだけで済むため、電池の信頼性を簡単な方法で向上することができる。

また、本実施形態に係る電池の製造方法では、樹脂層設置工程Ｓ３０４において、樹脂層３５１の長さＬ３１を、セパレータ６のうち折曲げ部２０５ｖと対向することとなる部分の長さと同じ長さとしている。

この方法によれば、正極構造体３０４の折曲げ部全体（すなわち、セパレータ６のうち負極集電体露出部２０ａと対向する部分全体）にわたって樹脂層３５１が配置されることになるため、樹脂層３５１によって充電時に正極電極２０５から負極集電体露出部２０ａに向けて移動しようとするリチウムイオンがより確実に遮られる。したがって、電池の信頼性をより一層向上することができる。加えて、つづら折り形成工程Ｓ３０５において、樹脂層３５１の端縁（図１７に示す二点鎖線部）を起点として正極構造体３０４を容易に折り曲げることができるため、作業性を向上することができる。

＜第４実施形態＞
図１８は、第４実施形態に係る電池の製造方法のフローチャートである。
図１２に示すように、第２実施形態では、電極加工工程Ｓ２０１の後に樹脂層設置工程Ｓ２０２を行っていた。これに対し、第４実施形態では、図１８に示すように、電極加工工程Ｓ４０２の前に樹脂層設置工程Ｓ４０１を行う。この点で、第４実施形態は第２実施形態と異なる。

以下、第４実施形態に係る電池の製造方法の一例について説明する。なお、第４実施形態においては、第２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し、異なる点について説明する。

［電池の製造方法］
図１９に示すように、樹脂層設置工程Ｓ４０１では、平面視長方形状の正極用シート４０５Ａのうち折曲げ部２０５ｖ（図１１に相当）となる部分（すなわち、図１３に示す正極電極２０５の展開状態におけるくびれ部５ａ）に樹脂層４５１を設置する。具体的に、正極用シート４０５Ａのうち折曲げ部２０５ｖの内面（図１１に示すつづら折り状態においてセパレータ６と対向する面）となる部分にのみ樹脂層４５１を設置する。例えば、樹脂層設置工程Ｓ４０１では、正極用シート４０５Ａのうち折曲げ部２０５ｖの内面となる部分にのみエポキシ樹脂接着剤をスクリーン印刷することにより樹脂層４５１を形成する。なお、正極シート４０５Ａのうち折曲げ部２０５ｖの内面となる部分にのみポリイミドテープ又はＰＥＴテープを貼付することにより樹脂層４５１を形成してもよい。

樹脂層設置工程Ｓ４０１では、樹脂層４５１の長さＬ４１を、折曲げ部２０５ｖとなる部分（すなわち、正極電極２０５の展開状態におけるくびれ部５ａ）の長さと実質的に同じ長さとする。次に、電極加工工程Ｓ４０２において、樹脂層４５１を設置した正極用シート４０５Ｂをスリッター等で上述した帯状に切り出して樹脂層４５１を設置した正極電極（図１３に相当）を得る。

その後、電極被覆工程Ｓ４０３（図１３に相当）、正極構造体形成工程Ｓ４０４（図１４に相当）、つづら折り工程Ｓ４０５（図１０に相当）を経て、積層体を得る。そして、積層体に不図示の電解質溶液を含浸させた後、電解質溶液を含浸した積層体を外装体１０内に封入することにより、本実施形態の電池が完成する。

以上説明したように、本実施形態に係る電池の製造方法では、電極加工工程Ｓ４０２の後ではなく、電極加工工程Ｓ４０２の前に、正極用シート４０５Ａのうち折曲げ部２０５ｖ（図１１に相当）となる部分に樹脂層４５１を設置する樹脂層設置工程Ｓ４０１を含む。

この方法によれば、負極集電体露出部２０ａと折曲げ部２０５ｖとの間にイオン不透過部２５０として樹脂層４５１を配置するにあたり、電極加工工程Ｓ４０２の前に予め正極シート４０５Ａのうち折曲げ部２０５ｖとなる部分に樹脂層４５１を設置しておくだけで済むため、電池の信頼性を簡単な方法で向上することができる。

また、本実施形態に係る電池の製造方法では、樹脂層設置工程Ｓ４０１において、樹脂層４５１の長さＬ４１を、折曲げ部２０５ｖとなる部分の長さと同じ長さとしている。

この方法によれば、折曲げ部２０５ｖ全体（すなわち、正極電極２０５のうち負極集電体露出部２０ａと対向する部分全体）にわたって樹脂層４５１が配置されることになるため、樹脂層４５１によって充電時に正極電極２０５から負極集電体露出部２０ａに向けて移動しようとするリチウムイオンがより確実に遮られる。したがって、電池の信頼性をより一層向上することができる。加えて、つづら折り形成工程Ｓ４０５において、樹脂層４５１の端縁（図１４に示す二点鎖線部に相当）を起点として正極電極２０５を容易に折り曲げることができるため、作業性を向上することができる。

＜第５実施形態＞
図２０は、第５実施形態に係る電池の製造方法のフローチャートである。
図１６に示すように、第３実施形態では、正極構造体形成工程Ｓ３０３の後に樹脂層設置工程Ｓ３０４を行っていた。これに対し、第５実施形態では、図２０に示すように、正極構造体形成工程Ｓ５０４の前に樹脂層設置工程Ｓ５０３を行う。この点で、第５実施形態は第３実施形態と異なる。

以下、第５実施形態に係る電池の製造方法の一例について説明する。なお、第５実施形態においては、第３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し、異なる点について説明する。

［電池の製造方法］
図２１に示すように、樹脂層設置工程Ｓ５０３では、平面視長方形状の正極被覆体５０４Ａのうち折曲げ部２０５ｖ（図１５に相当）と対向することとなる部分（すなわち、図１７に示す正極構造体３０４の展開状態におけるセパレータ６のくびれ部６ａ）に樹脂層５５１を設置する。ここで、正極被覆体５０４Ａは、正極活物質層非形成部が形成されていない正極電極２０５（図１５に相当）を図１３に示す第一セパレータ４１と第二セパレータ４２とで挟んで覆ったものである。

具体的に、樹脂層設置工程Ｓ５０３では、正極被覆体５０４Ａのうち折曲げ部２０５ｖの内面（図１５に示すつづら折り状態において負極集電体露出部２０ａと対向する面）となる部分にのみ樹脂層５５１を設置する。例えば、樹脂層設置工程Ｓ５０３では、正極被覆体５０４Ａのうち折曲げ部２０５ｖの内面となる部分にのみエポキシ樹脂接着剤をスクリーン印刷することにより樹脂層５５１を形成する。なお、正極被覆体５０４Ａのうち折曲げ部２０５ｖの内面となる部分にのみポリイミドテープ又はＰＥＴテープを貼付することにより樹脂層５５１を形成してもよい。

樹脂層設置工程Ｓ５０３では、樹脂層５５１の長さＬ５１を、正極被覆体５０４Ａのうち折曲げ部２０５ｖと対向することとなる部分（すなわち、正極構造体３０４の展開状態におけるセパレータ６のくびれ部６ａ）の長さと実質的に同じ長さとする。次に、正極構造体形成工程Ｓ５０４において、第一セパレータ４１及び第二セパレータ４２同士を熱融着し、樹脂層５５１を設置したセパレータ６と正極電極２０５とを一体化して正極構造体シート５０４Ｂを得る。次に、正極構造体シート５０４Ｂを上述した帯状に切り出して樹脂層５５１を設置した正極構造体（図１７に相当）を得る。

その後、つづら折り工程Ｓ５０５（図１０に相当）を経て、積層体を得る。そして、積層体に不図示の電解質溶液を含浸させた後、電解質溶液を含浸した積層体を外装体１０内に封入することにより、本実施形態の電池が完成する。

以上説明したように、本実施形態に係る電池の製造方法では、正極構造体形成工程Ｓ５０４の後ではなく、正極構造体形成工程Ｓ５０４の前に、正極被覆体５０４Ａのうち折曲げ部２０５ｖ（図１５に相当）と対向することとなる部分に樹脂層５５１を設置する樹脂層設置工程Ｓ５０３を行う。

この方法によれば、負極集電体露出部２０ａと折曲げ部２０５ｖとの間にイオン不透過部３５０として樹脂層５５１を配置するにあたり、正極構造体形成工程Ｓ５０４の前に予め正極被覆体５０４Ａのうち折曲げ部２０５ｖと対向することとなる部分に樹脂層５５１を設置しておくだけで済むため、電池の信頼性を簡単な方法で向上することができる。

また、本実施形態に係る電池の製造方法では、樹脂層設置工程Ｓ５０３において、樹脂層５５１の長さＬ５１を、正極被覆体５０４Ａのうち折曲げ部２０５ｖと対向することとなる部分の長さと同じ長さとしている。

この方法によれば、正極構造体３０４の折曲げ部全体（すなわち、セパレータ６のうち負極集電体露出部２０ａと対向する部分全体）にわたって樹脂層５５１が配置されることになるため、樹脂層５５１によって充電時に正極電極２０５から負極集電体露出部２０ａに向けて移動しようとするリチウムイオンがより確実に遮られる。したがって、電池の信頼性をより一層向上することができる。加えて、つづら折り形成工程Ｓ５０５において、樹脂層５５１の端縁（図１７に示す二点鎖線部に相当）を起点として正極構造体３０４を容易に折り曲げることができるため、作業性を向上することができる。

なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上記実施形態では、電気化学セルの一例として、二次電池を例に挙げて説明したが、これに限らず、電気二重層キャパシタ及び一次電池等に上述した構成を適用してもよい。また、電池としてリチウムイオン二次電池を例に挙げて説明したが、これに限らず、金属リチウム二次電池等のリチウムイオン二次電池以外の二次電池であってもよい。

また、上記実施形態では、正極電極がセパレータで覆われている例を挙げて説明したが、これに限らず、負極電極がセパレータで覆われていてもよい。

また、上記実施形態では、積層体を外装体に封入してコイン型の電池とした例を挙げて説明したが、これに限らず、積層体をラミネートパックに封入し、積層体と電気的に接続したリード線をラミネートパックから外部に突出させた構成であってもよい。

また、上記実施形態では、正極電極及び負極電極が張出し部を４つずつ備えている例を挙げて説明したが、これに限らず、張出し部を５つ以上ずつ備えていてもよい。すなわち、正極電極及び負極電極は、張出し部を複数かつ同数ずつ備えていればよい。

また、上記実施形態では、張出し部の形状を円板状とした例を挙げて説明したが、これに限らず、張出し部の形状を、正方形板状、長方形板状、楕円板状等、任意の形状としてもよい。

また、上記実施形態では、正極電極、負極電極及びセパレータがくびれ部及び張出し部を備えている例を挙げて説明したが、これに限らず、前記くびれ部及び張出し部を備えていなくてもよい。すなわち、正極電極、負極電極及びセパレータが平面視長方形状の帯状をなしていてもよい。

また、上記実施形態では、イオン不透過部が、正極活物質層非形成部の位置において負極集電体露出部と折曲げ部との間に形成された空間、又は負極集電体露出部と折曲げ部との間に配置された樹脂層である例を挙げて説明したが、これに限らず、イオン不透過部が前記空間であることに加え前記樹脂層を備えていてもよい。また、イオン不透過部が、リチウムイオンを透過させない部分である例を挙げて説明したが、これに限らず、ナトリウムイオン及びマグネシウムイオン等の他のイオンを透過させない部分であってもよい。すなわち、イオン不透過部は、イオンを透過させない構成であればよい。

また、上記実施形態では、正極構造体と負極電極とをつづら折りする例を挙げて説明したが、これに限らず、正極構造体と負極電極とを巻回、積層等してもよい。

また、上記実施形態では、電極被覆工程において、正極電極を、第一セパレータ及び第二セパレータとで挟んで覆う例を挙げて説明したが、これに限らず、袋状のセパレータで正極電極を覆ってもよい。

また、上記実施形態では、正極電極の結着剤の材料をポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等とし、セパレータの材料をポリプロピレン（ＰＰ）及びポリエチレン（ＰＥ）等のポリオレフィン並びにポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等とした例を挙げて説明したが、これらに限らず、正極活物質層とセパレータとを熱融着することが可能な材料であればよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

１…電池（電気化学セル） ３…負極電極 ４，２０４，３０４…正極構造体 ５，２０５…正極電極 ５ｖ，２０５ｖ…折曲げ部 ６…セパレータ ２０…負極集電体 ２０ａ…負極集電体露出部 ３２…正極活物質層 ３２ｓ…正極活物質層非形成部 ４１…第一セパレータ ４２…第二セパレータ ５０，２５０，３５０…イオン不透過部 ２５１，３５１，４５１，５５１…樹脂層 Ｌ２１，Ｌ３１，Ｌ４１，Ｌ５１…樹脂層の長さ Ｌ２２，Ｌ３２…折曲げ部の長さ Ｓ３，Ｓ２０４，Ｓ３０３，Ｓ４０４，Ｓ５０４…正極構造体形成工程 Ｓ４，Ｓ２０５，Ｓ３０５，Ｓ４０５，Ｓ５０５…つづら折り工程（折曲げ部形成工程） Ｓ２０２，Ｓ３０４，Ｓ４０１，Ｓ５０３…樹脂層設置工程

Claims (20)

1. 正極電極と、
   負極集電体が露出した負極集電体露出部を有する負極電極と、
   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、
   前記正極電極は、前記セパレータを介して前記負極電極を挟むように折り曲げられるとともに、前記負極集電体露出部と対向する折曲げ部を有し、
   前記負極集電体露出部と前記折曲げ部との間には、イオンを透過させないイオン不透過部が設けられていることを特徴とする電気化学セル。
2. 前記正極電極は、正極集電体と、前記正極集電体を覆う正極活物質層とを備え、
   前記折曲げ部には、前記正極活物質層が形成されていない正極活物質層非形成部が設けられ、
   前記イオン不透過部は、前記正極活物質層非形成部の位置において前記負極集電体露出部と前記折曲げ部との間に形成された空間であることを特徴とする請求項１に記載の電気化学セル。
3. 前記イオン不透過部は、前記負極集電体露出部と前記折曲げ部との間に配置された樹脂層であることを特徴とする請求項１に記載の電気化学セル。
4. 前記樹脂層は、前記折曲げ部と前記セパレータとの間に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の電気化学セル。
5. 前記負極電極の法線方向における前記樹脂層の長さは、前記負極電極の法線方向における前記折曲げ部の長さと同じ長さであることを特徴とする請求項３又は４に記載の電気化学セル。
6. 前記正極電極は、前記セパレータと一体化した正極構造体とされていることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の電気化学セル。
7. 前記負極電極と前記正極構造体とは、互い違いに積層するように互いに交差する方向につづら折り形状に折り畳まれていることを特徴とする請求項６に記載の電気化学セル。
8. 前記正極電極の外形は、前記負極電極の外形よりも小さいことを特徴とする請求項６又は７に記載の電気化学セル。
9. 前記正極構造体の外形は、前記負極電極の外形と同じ大きさであることを特徴とする請求項８に記載の電気化学セル。
10. 正極電極と、負極集電体が露出した負極集電体露出部を有する負極電極と、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、を備えた電気化学セルの製造方法であって、
    前記セパレータを介して前記負極電極を挟むように前記正極電極を折り曲げて、前記負極集電体露出部と対向する折曲げ部を形成する折曲げ部形成工程を含み、
    前記折曲げ部形成工程では、前記負極集電体露出部と前記折曲げ部との間に、イオンを透過させないイオン不透過部を形成することを特徴とする電気化学セルの製造方法。
11. 前記正極電極は、正極集電体と、前記正極集電体を覆う正極活物質層とを備え、
    前記折曲げ部形成工程の前、前記正極電極のうち前記折曲げ部となる部分に、前記正極活物質層が形成されていない正極活物質層非形成部を形成し、
    前記折曲げ部形成工程では、前記正極活物質層非形成部の位置において前記負極集電体露出部と前記折曲げ部との間に前記イオン不透過部として空間を形成することを特徴とする請求項１０に記載の電気化学セルの製造方法。
12. 前記折曲げ部形成工程では、前記負極集電体露出部と前記折曲げ部との間に、前記イオン不透過部として樹脂層を配置することを特徴とする請求項１０に記載の電気化学セルの製造方法。
13. 前記折曲げ部形成工程の前、前記正極電極のうち前記折曲げ部となる部分に前記樹脂層を設置する樹脂層設置工程を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の電気化学セルの製造方法。
14. 前記折曲げ部形成工程の前、前記セパレータのうち前記折曲げ部と対向することとなる部分に前記樹脂層を設置する樹脂層設置工程を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の電気化学セルの製造方法。
15. 前記樹脂層設置工程では、前記樹脂層の長さを、前記折曲げ部となる部分の長さと同じ長さとすることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の電気化学セルの製造方法。
16. 前記折曲げ部形成工程の前、前記正極電極を、前記セパレータと一体化した正極構造体とする正極構造体形成工程を更に含むことを特徴とする請求項１０から１５の何れか一項に記載の電気化学セルの製造方法。
17. 前記折曲げ部形成工程では、前記負極電極と前記正極構造体とを、互い違いに積層するように互いに交差する方向につづら折り形状に折り畳むことを特徴とする請求項１６に記載の電気化学セルの製造方法。
18. 前記正極構造体形成工程では、前記正極電極を、前記セパレータを構成する樹脂製の第一セパレータと樹脂製の第二セパレータとで挟んで覆った後、前記第一セパレータ及び前記第二セパレータ同士を熱融着することを特徴とする請求項１６又は１７に記載の電気化学セルの製造方法。
19. 前記正極構造体形成工程の前、前記正極電極の外形を、前記負極電極の外形よりも小さくすることを特徴とする請求項１６から１８の何れか一項に記載の電気化学セルの製造方法。
20. 前記正極構造体形成工程では、前記正極構造体の外形を、前記負極電極の外形と同じ大きさにすることを特徴とする請求項１９に記載の電気化学セルの製造方法。

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