JP6472025B2

JP6472025B2 - 電気化学セル

Info

Publication number: JP6472025B2
Application number: JP2015029701A
Authority: JP
Inventors: 渡邊　俊二; 俊二渡邊; 和美田中; 恒昭玉地
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2015-02-18
Filing date: 2015-02-18
Publication date: 2019-02-20
Anticipated expiration: 2035-02-18
Also published as: JP2016152154A

Description

この発明は、電気化学セルに関する。

従来、非水電解質二次電池や、電気二重層キャパシタ等の電気化学セルとして、帯状に連続するシート状の正極および負極がセパレータを挟んで捲回されてなる電極体と、この電極体を収容する外装体と、を備えた構成が知られている。

正極および負極は、それぞれ、金属製の集電体の両面に活物質からなる電極材料が塗布された電極シートによって形成されている。正極、負極の電極シートのそれぞれから電力を取り出すために、タブと称される帯状の部材が電極シートから突出するように取り付けられている。

例えば特許文献１には、タブを超音波溶接法によって電極シートに接合する構成が開示されている。
また、例えば特許文献２には、タブをステッチング（針カシメ）により電極シートに接合する構成が開示されている。
また、特許文献３には、タブをレーザ溶接によって電極シートに接合する構成が開示されている。

一般に、電極材料が塗布されている部分においては、タブと電極との接合が困難であることが知られている。
そこで、特許文献１および２に開示された構成においては、電極シートにおいて電極材料を未塗布とし、集電体を形成する金属が露出する未塗工部分を設けている。この未塗工部分にタブを配置し、タブと集電体とを金属同士で直接接合することで、タブと集電体との電気的および機械的な接続を行っている。
また、特許文献３に開示された構成においては、タブにおける集電体を貫通する部分の外周部のみで電気的および機械的な接続を行っている。

特開２００９−１３４９７１号公報特開２００８−９１３０２号公報特開２００７−２１４０８６号公報

しかしながら、特許文献１および２に開示された技術にあっては、帯状の電極シートに、電極材料が塗布されている塗工部分と、タブを接合するために電極材料が塗布されていない未塗工部分とを設ける必要がある。これには、電極シートの製造時に、コーターと称される電極材料を塗布する装置において、帯状に連続する集電体の表面に、電極材料を間欠的に塗布する必要がある。とりわけ、近年の各種電気デバイスの小型化にともない、その電源として用いられる電気化学セルにおいても小型化が求められているため、未塗工部分の形成において位置精度が要求される。このため、電気化学セルの生産性が低下し、製造コストが増大する。
また、特許文献３に開示された技術にあっては、タブと集電体との電気的接続部分における面積が限られるため、導電性に限界がある。

そこで、本発明は、上記事情に鑑みたものであって、電極シートとタブとを容易かつ確実に接合し、生産性の向上および製造コストの抑制を図るとともに、導電性に優れた電気化学セルの提供を課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明の電気化学セルは、シート状の正極シートおよび負極シートがセパレータを介して重ね合わされた電極体を備える電気化学セルであって、前記正極シートおよび前記負極シートは、それぞれ、集電体と、前記集電体の両側の表面に塗布された電極材料層と、を備え、前記集電体には、タブ端子が電気的および機械的に接続され、前記タブ端子は、少なくとも前記電極材料層に対向する側に、非金属の導電性材料からなる導電性コート層を有することを特徴としている。

本発明によれば、タブ端子において、少なくとも電極材料層に対向する側に導電性コート層を形成することで、タブ端子を正極シート、負極シートに取り付けた状態で導電性コート層と電極材料層とが接触する。これにより、タブ端子と集電体とが電極材料層を介して大きな面積で電気的に接続されるので、優れた導電性を確保できる。また、正極シート、負極シートにおいて、電極材料層は集電体の全体に塗布すればよく、間欠的に塗布する必要が無いので、正極シート、負極シートを容易に生産することができる。したがって、電極シートとタブとを容易かつ確実に接合し、生産性の向上および製造コストの抑制を図るとともに、導電性に優れた電気化学セルとすることができる。

また、前記タブ端子は、前記集電体の一方の側の前記電極材料層に対向するよう配置されるとともに、前記集電体を他方の側に貫通する貫通部と、前記集電体の前記他方の側において前記電極材料層に対向するよう折り返された折返し部と、を備え、前記導電性コート層は、前記貫通部の外周面、および前記折返し部において前記他方の側の前記電極材料層に対向する部分に形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、タブ端子は、集電体の一方の側の電極材料層に電気的に接続されるのに加えて、集電体を貫通する部分で貫通部の外周面が集電体に電気的に接続され、さらに、折返し部が他方の側の電極材料層に対向する部分で電気的に接続される。このように、タブ端子と集電体との電気的な接触面積が一層大きくなるので、タブ端子と集電体とを電気的および機械的に確実に接続できる。

また、前記貫通部および前記折返し部は、前記タブ端子を前記集電体に対して針カシメすることによって形成されることを特徴としている。

本発明によれば、針カシメによってタブ端子を集電体に接合することにより、貫通部および折返し部を容易に形成できる。したがって、針カシメによって、タブ端子を、集電体に対して機械的および電気的に接合することができる。

また、前記貫通部および前記折返し部は、複数形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、貫通部および折返し部が複数形成されているので、タブ端子と集電体との電気的な接触面積が一層大きくなるとともに、タブ端子と集電体との機械的な接続箇所を複数設けることができる。したがって、タブ端子と集電体とを電気的および機械的に確実に接続できる。

また、前記導電性コート層は、前記タブ端子において、前記集電体の一方の側の前記電極材料層に対向する対向面と、前記対向面の反対側の反対面とに形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、タブ端子を取り付ける際、タブ端子の表裏を気にする必要がなく、作業を容易かつ確実に行うことができるとともに、誤った取り付け（誤組付）を防止できる。したがって、さらなる生産性の向上をはかることができる。

また、前記導電性コート層は、炭素を含む材料により形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、炭素を含んだ導電性コート層により、タブ端子と、正極シート、負極シートとを確実に電気的に接続することができる。

非水電解質二次電池の分解斜視図である。非水電解質二次電池の断面図である。電極体の構造を示す斜視図である。正極シートおよび負極シートを展開した状態を示す図である。正極シート（負極シート）において、正極タブ端子（負極タブ端子）が接合された部分における断面図である。実施形態の変形例としての正極シート、負極シートの構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の説明では、電気化学セルとして、非水電解質二次電池を例に挙げて説明する。
図１は、本発明の電気化学セルの実施形態である非水電解質二次電池の分解斜視図である。図２は、本実施形態における非水電解質二次電池の断面図である。図３は、本実施形態における電極体の構造を示す斜視図である。

［非水電解質二次電池（電気二重層キャパシタ）］
図１から図３に示すように、本実施形態の非水電解質二次電池１（請求項の「電気化学セル」に相当。）は、いわゆるラミネート型のものである。非水電解質二次電池１は、ラミネートフィルムにより構成された外装体２に電極体１０が収容されてなる、略扁平形のものである。

外装体２は、例えば、ナイロンフィルムやアルミニウム箔、ポリプロピレンフィルム等を順次積層して貼り合わせたアルミラミネートフィルムから構成される。外装体２は、平面視略中央部に凹状の収容部２１ａが形成された第１容器部２１と、この第１容器部２１に重ね合わせられて内部を密封する、凹状の収容部２２ａが形成された第２容器部２２とにより構成されている。また、第１容器部２１と第２容器部２２とは、一体に形成されている。

外装体２の内面に凹状に設けられた収容部２１ａおよび収容部２２ａには、電極体１０が収容されている。
また、電極体１０が収容される外装体２の収容部２１ａおよび収容部２２ａ内には、不図示の電解液が充填されている。これにより、電極体１０には、電解液が含浸される。

外装体２の内部空間に、電極体１０を収容する電池構造を得る方法としては、例えば、アルミラミネートフィルムからなる袋の内部空間に、電極体１０を装填するとともに電解液を注入し、内部の脱泡後にアルミラミネートフィルムを熱融着して封止する方法が採用される。
また、あらかじめ、第１容器部２１および第２容器部２２をそれぞれ別々に製造する方法を採用してもよい。具体的には、アルミラミネートフィルムを金型にセットした後、圧力を加えて絞り加工成型を行うことで収容部２１ａおよび収容部２２ａを形成し、その後、収容部２１ａおよび収容部２２ａに電極体１０を装填するとともに電解液を注入してから、第１容器部２１および第２容器部２２の周縁部同士を接着してもよい。この場合には、これら周縁部同士を溶着あるいは接着することが、収容部２１ａおよび収容部２２ａ内に収容される電解液が漏洩するのを防止できる点から好ましい。

図３に示すように、電極体１０は、フィルム状の正極シート３と、フィルム状の負極シート４と、これら正極シート３と負極シート４との間に設けられるフィルム状のセパレータ５とが順次積層された積層体が、所定回数で捲回されてなる。電極体１０の積層回数、即ち、積層体の捲回数は、電池特性等を考慮しながら、適宜設定することができる。これにより、電極体１０は、正極シート３と負極シート４とが、セパレータ５を介して対向して重ね合わせられた構成とされている。

図４は、本実施形態における正極シート３および負極シート４の構成図であり、正極シート３および負極シート４を展開した状態を示す図である。なお、正極シート３および負極シート４の構成は、各構成部品を形成する材料を除いてほぼ同様である。したがって、図４以降の各図では、負極シート４の構成部品に関する各符号を括弧内に記載している。
図１から図４に示すように、正極集電体３０および負極集電体４０の各々には、それぞれ、外部端子として正極タブ端子３２（請求項の「タブ端子」に相当。）および負極タブ端子４２（請求項の「タブ端子」に相当。）が設けられている。正極タブ端子３２および負極タブ端子４２は、それぞれ電流を取出し可能となっている。図１に示すように、非水電解質二次電池１は、正極タブ端子３２および負極タブ端子４２の引き出し部周辺においても、第１容器部２１と第２容器部２２とが重ね合わせられて封止されることにより、外装体２の密閉性が確保されている。

図５は、本実施形態における正極シート３（負極シート４）において、正極タブ端子３２（負極タブ端子４２）が接合された部分における断面図である。
図５に示すように、正極シート３は、正極集電体３０と、正極集電体３０の両面に塗布された一対の正極材料層３１（３１Ａ，３１Ｂ）（請求項の「電極材料層」に相当。）と、を有している。
正極集電体３０としては、例えばアルミニウム合金、若しくは純アルミからなる金属箔が好適に用いられる。

正極材料層３１は、例えば正極活物質や、導電助剤、バインダ、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、正極集電体３０に塗布・乾燥させることで形成される。

正極活物質としては、例えば、コバルト酸リチウム、モリブデン酸化物、リチウムマンガン酸化物、リチウム鉄リン酸化合物、リチウムコバルト酸化物、リチウムニッケル酸化物、バナジウム酸化物が挙げられ、モリブデン酸化物、リチウムマンガン酸化物、リチウム鉄リン酸化合物が好ましい。正極活物質は、例えば、上記のうちの１種を単独で用いてもよく、あるいは、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

正極導電助剤としては、例えば、ファーネスブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、グラファイト等の炭素質材料が挙げられる。正極導電助剤は、上記のうちの１種を単独で用いてもよく、あるいは、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

正極バインダとしては、従来公知の物質を用いることができ、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリアクリル酸（ＰＡ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等が挙げられ、中でも、ポリアクリル酸が好ましく、架橋型のポリアクリル酸がより好ましい。
また、正極バインダは、上記のうちの１種を単独で用いてもよく、あるいは、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

図４に示すように、正極タブ端子３２は、帯状の正極シート３の長手方向の一端３ａ側に配置されている。正極タブ端子３２は、正極シート３から短手方向の一方の側に突出するよう設けられている。
正極タブ端子３２としては、例えば、例えばアルミニウム合金、若しくは純アルミからなる金属材料が好適に用いられる。

図５に示すように、正極タブ端子３２において、正極シート３を形成する正極集電体３０の一方の側に塗布された正極材料層３１Ａに対向する対向面３２ｓには、非金属の導電性材料、好ましくは炭素を含む導電性材料からなる導電性コート層３３が形成されている。導電性コート層３３を形成する導電性材料としては、より具体的には、例えば炭素やＳｉＣ等が好適に用いられる。
導電性コート層３３を形成するには、アセチレン等の原料ガスを用い、ＣＶＤ（化学気相成長：ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＰＶＤ（物理蒸着：ＰｈｙｓｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、溶射等の手法により、正極タブ端子３２の一方の側面に、炭素またはＳｉＣを含む薄膜を形成することができる。また、炭素やＳｉＣ等の炭素を含む導電性材料、フェノール樹脂等のバインダと混合させた導電性ペーストや導電性接着剤を、正極タブ端子３２の対向面３２ｓに、転写や塗布等することでも、導電性コート層３３を形成することができる。

正極タブ端子３２は、導電性コート層３３を正極シート３の一方の側の正極材料層３１Ａに対向させて押し当てた状態で、例えば、針状体を突き刺すことによる針カシメ等の手法によって正極シート３に接合する。
正極タブ端子３２と正極シート３とには、それぞれその積層方向（厚さ方向）に貫通孔３２ｈ、貫通孔３ｈが形成される。ここで、正極タブ端子３２は、針カシメによって、貫通孔３２ｈの周囲に、正極シート３を貫通する筒状部３２ｃ（請求項の「貫通部」に相当。）が形成される。さらに、筒状部３２ｃの先端部の外周側には、正極シート３側に折り返されたフランジ状の折返し部３２ｄが形成される。

このように、正極タブ端子３２を正極シート３に接合することにより、正極タブ端子３２の一方の対向面３２ｓに形成された導電性コート層３３は、正極シート３の一方の側の正極材料層３１Ａに面接触する。また、筒状部３２ｃの導電性コート層３３は、正極シート３に形成された貫通孔３ｈの内周面において正極集電体３０に接触する。さらに、折返し部３２ｄの導電性コート層３３は、正極シート３の他方の側の正極材料層３１Ｂに接触する。

図４に示すように、正極シート３の一端３ａおよび他端３ｂには、それぞれ、捲回時における負極シート４の負極タブ端子４２や導電性コート層４３に対応する部分に、導電性コート層３３を覆うように絶縁テープ３５が貼り付けられている。

図５に示すように、負極シート４は、負極集電体４０と、負極集電体４０の両面に塗布された一対の負極材料層４１（４１Ａ，４１Ｂ）（請求項の「電極材料層」に相当。）と、を有している。
負極集電体４０としては、例えば銅合金や、純銅、ニッケル等の金属箔が好適に用いられる。
負極材料層４１としては、例えば負極活物質や、導電助剤（例えば、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、負極集電体４０に塗布・乾燥させることで形成される。
負極材料層４１は、Ｃ、ＳｉＯｘ（０＜ｘ＜２）、Ｓｉのうちの少なくとも何れかを負極活物質として含有する。

負極導電助剤は、正極導電助剤と同様のものを用いることができる。
負極バインダとしては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリアクリル酸（ＰＡ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリイミドアミド（ＰＡＩ）等が挙げられ、中でも、ポリアクリル酸が好ましく、架橋型のポリアクリル酸がより好ましい。また、負極バインダは、上記のうちの１種を単独で用いてもよく、あるいは、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

負極タブ端子４２は、負極シート４の長手方向の一端４ａ側に配置されている。負極タブ端子４２は、帯状をなし、負極シート４から短手方向の一方の側に突出するよう設けられている。
負極タブ端子４２としては、例えば、例えばニッケル等の金属材料が好適に用いられる。

負極タブ端子４２において、負極シート４を形成する負極集電体４０の一方の側に塗布された負極材料層４１に対向する対向面４２ｓには、正極タブ端子３２と同様に非金属の導電性材料、好ましくは炭素を含む導電性材料からなる導電性コート層４３が形成されている。導電性コート層４３を形成する導電性材料としては、より具体的には、例えば炭素やＳｉＣ等が好適に用いられる。
導電性コート層４３を形成するには、アセチレン等の原料ガスを用い、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、溶射等の手法により、負極タブ端子４２の一方の側面に、炭素またはＳｉＣを含む薄膜を形成することができる。また、炭素やＳｉＣ等の炭素を含む導電性材料を用いた導電性ペーストや導電性接着剤を、負極タブ端子４２の対向面４２ｓに、転写や塗布等することでも、導電性コート層４３を形成することができる。

負極タブ端子４２は、対向面４２ｓに形成された導電性コート層４３を負極シート４の一方の側の負極材料層４１Ａに対向させて押し当てた状態で、例えば、針カシメ等の手法によって負極シート４に接合する。
負極タブ端子４２と負極シート４とには、それぞれその積層方向（厚さ方向）に貫通孔４２ｈ、貫通孔４ｈが形成される。ここで、負極タブ端子４２は、針カシメによって、貫通孔４２ｈの周囲に、負極シート４を貫通する筒状部４２ｃ（請求項の「貫通部」に相当。）が形成される。さらに、筒状部４２ｃの先端部の外周側には、負極シート４側に折り返された折返し部４２ｄが形成される。

このように、負極タブ端子４２を負極シート４に接合することにより、負極タブ端子４２の一方の対向面４２ｓに形成された導電性コート層４３は、負極シート４の一方の側の負極材料層４１Ａに面接触する。また、筒状部４２ｃの導電性コート層４３は、負極シート４に形成された貫通孔４ｈの内周面において負極集電体４０に接触する。さらに、折返し部４２ｄの導電性コート層４３は、負極シート４の他方の側の負極材料層４１Ｂに接触する。

また、図４に示すように、負極シート４の他端４ｂには、それぞれ捲回時における正極シート３の正極タブ端子３２や導電性コート層３３と対応する部分に、導電性コート層４３を覆うように、絶縁テープ４５が貼り付けられている。

図３に示すように、セパレータ５は、正極材料層３１と負極材料層４１との間に介在され、大きなイオン透過度を有し、かつ、機械的強度を有する絶縁膜が用いられる。
セパレータ５としては、従来から非水電解質二次電池のセパレータに用いられるフィルム状のものを何ら制限無く適用でき、ラミネート型の電池の場合には、電池の異常による加熱により空孔の閉塞によるシャットダウン機能をもったポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン、ポリアミド、あるいはポリエチレン／ポリプロピレン複合膜などが挙げられる。またボタン型においては、例えば、アルカリガラス、ホウ珪酸ガラス、石英ガラス、鉛ガラス等のガラス、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリアミド、ポリイミド（ＰＩ）等の樹脂からなる不織布等が挙げられる。

正極シート３、負極シート４およびセパレータ５が積層された積層体からなるフィルムを捲回して、スパイラル形状の電極体１０を形成する。スパイラル形状の電極体１０の大きさは、非水電解質二次電池１の大きさに応じて決定される。
また、正極シート３および負極シート４の厚さについても、上記同様、非水電解質二次電池１の大きさに応じて決定される。具体的に正極シート３および負極シート４は、非水電解質二次電池１が小型電子機器用のラミネート型のものであれば、例えば、１０〜５００μｍ程度のフィルム状、コイン型のものであれば、例えば、３００〜１０００μｍ程度とされる。

セパレータ５の厚さは、正極材料層３１や負極材料層４１等と同様、非水電解質二次電池１の大きさや、セパレータ５の材質等を勘案して決定される。具体的にセパレータ５の厚さは、例えば５〜３００μｍとすることができる。

正極シート３および負極シート４は、従来公知の製造方法により製造できる。
例えば、正極シート３および負極シート４の製造方法としては、活物質と、必要に応じて導電助剤およびバインダの少なくともいずれか一方と、を混合して正極材料、負極材料とし、この正極材料、負極材料を、フィルム状等の任意の形状に加圧成形する方法が挙げられる。例えば、正極材料層３１、負極材料層４１は、任意の溶媒と正極材料、負極材料とを混合してスラリーを作製し、正極集電体３０、負極集電体４０の両面全体に塗布して乾燥した後、圧縮成形することにより形成できる。

電解液（図示略）は、支持塩を非水溶媒に溶解させたものである。
支持塩としては、非水電解質二次電池の電解液に支持塩として用いられる公知の物質を用いることができ、例えば、ＬｉＣＨ_３ＳＯ_３、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２、ＬｉＮ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_２、ＬｉＣ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_３、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_３）_２、ＬｉＮ（ＦＳＯ_２）_２等の有機酸リチウム塩；ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＢ（Ｃ_６Ｈ_５）_４、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ等の無機酸リチウム塩等のリチウム塩等が挙げられる。なかでも、リチウムイオン導電性を有する化合物であるリチウム塩が好ましく、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２、ＬｉＮ（ＦＳＯ_２）_２、ＬｉＢＦ_４がより好ましく、耐熱性および水分との反応性が低く、保存特性を充分に発揮できるという観点から、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２が特に好ましい。また、導電性ポリマー等の固体電解質を電解液に用いてもよい。
支持塩は、上記のうちの１種を単独で用いてもよく、あるいは、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

非水溶媒としては、電解液に求められる耐熱性や粘度等を勘案して決定され、例えば、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、ギ酸ｎプロピル等のギ酸エステル；プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル等のプロピオン酸エステル；酪酸メチル、酪酸エチル等の酪酸エステル等の脂肪族モノカルボン酸エステル；ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネート；エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、１，２−ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）等の環状カーボネート；ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン等の鎖状スルホン；テトラエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル等のグリコールエーテル；スルホラン（ＳＬ）、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，２−ジエトキシエタン（ＤＥＥ）、１，２−エトキシメトキシエタン（ＥＭＥ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、１，３−ジオキソラン（ＤＯＬ）等が挙げられる。

上記したような電極体１０は、正極シート３、負極シート４およびセパレータ５が積層された積層体を捲回させてスパイラル形状とした後、さらに、図示例のような扁平形状となるように加圧することで得られる。そして、電極体１０から取り出される正極タブ端子３２および負極タブ端子４２が外部に導出されるように、電極体１０をアルミラミネートフィルムからなる袋の内部空間に装填し、さらに、所定量の電解液を注入して脱泡した後、アルミラミネートフィルムを熱融着して封止する。

上述した非水電解質二次電池１は、正極シート３および負極シート４が、それぞれ、正極集電体３０および負極集電体４０と、正極集電体３０、負極集電体４０の両側の表面に塗布された正極材料層３１および負極材料層４１と、を備え、正極集電体３０および負極集電体４０には、それぞれ正極タブ端子３２および負極タブ端子４２が電気的および機械的に接続され、正極タブ端子３２および負極タブ端子４２は、それぞれ少なくとも正極材料層３１および負極材料層４１に対向する側に、非金属の導電性材料からなる導電性コート層３３および導電性コート層４３を有する。
このように、正極タブ端子３２および負極タブ端子４２において、少なくとも正極シート３および負極シート４の正極材料層３１および負極材料層４１に対向する側に、それぞれ導電性コート層３３および導電性コート層４３を形成することで、正極タブ端子３２および負極タブ端子４２を取り付けた状態で、導電性コート層３３および導電性コート層４３と、正極材料層３１および負極材料層４１とが接触する。これによって、正極タブ端子３２および負極タブ端子４２と、正極シート３および負極シート４とを、それぞれ確実に電気的に接続することができる。
このような構成によれば、正極シート３、負極シート４において、正極材料層３１，負極材料層４１は正極集電体３０、負極集電体４０の全体に塗布すればよく、正極シート３、負極シート４を容易に生産することができる。
その結果、正極タブ端子３２、負極タブ端子４２を正極シート３、負極シート４も容易かつ確実に接合し、生産性の向上および製造コストの抑制を図ることができる。また、正極タブ端子３２、負極タブ端子４２と、正極シート３、負極シート４とを電気的に接続する表面積が大きくなるので、大電流での使用にも適したものとなる。

また、正極タブ端子３２および負極タブ端子４２は、正極集電体３０および負極集電体４０の一方の側の正極材料層３１および負極材料層４１に対向するよう配置されるのに加えて、正極集電体３０および負極集電体４０を他方の側に貫通する筒状部３２ｃ，４２ｃと、正極集電体３０および負極集電体４０の他方の側において、正極材料層３１および負極材料層４１に対向するよう折り返された折返し部３２ｄおよび折返し部４２ｄと、を備え、導電性コート層３３および導電性コート層４３は、それぞれ筒状部３２ｃ、筒状部４２ｃの外周面、および折返し部３２ｄ、折返し部４２ｄにおいて、他方の側の正極材料層３１および負極材料層４１に対向する部分にも形成されている。
このような構成によれば、正極タブ端子３２および負極タブ端子４２は、正極集電体３０および負極集電体４０の一方の側の正極材料層３１および負極材料層４１と、他方の側の正極材料層３１および負極材料層４１と、筒状部３２ｃおよび筒状部４２ｃの内周面とで、正極シート３および負極シート４に対して、電気的に確実に接続される。

また、筒状部３２ｃ、筒状部４２ｃ、折返し部３２ｄおよび折返し部４２ｄは、正極タブ端子３２および負極タブ端子４２を、それぞれ正極集電体３０および負極集電体４０に対して針カシメすることにより形成される。このように、針カシメによって、正極タブ端子３２および負極タブ端子４２を、正極集電体３０および負極集電体４０に対して、機械的および電気的に接合することができる。

また、導電性コート層３３および導電性コート層４３は、炭素を含む材料により形成されている。炭素を含んだ導電性コート層３３および導電性コート層４３により、正極タブ端子３２および負極タブ端子４２と、正極シート３および負極シート４とを電気的に確実に接続することができる。

（実施形態の変形例）
次に、上記実施形態の変形例を示す。上記実施形態では、正極タブ端子３２および負極タブ端子４２に対し、正極シート３および負極シート４に対向する一方の対向面３２ｓおよび対向面４２ｓに導電性コート層３３および導電性コート層４３を形成したが、これに限らない。
図６は、本発明の実施形態の変形例としての正極シート、負極シートの構成を示す図であり、捲回された正極シート、負極シートを展開した状態を示す図である。
図６に示すように、正極タブ端子３２および負極タブ端子４２に対し、正極シート３および負極シート４に対向する一方の対向面３２ｓおよび対向面４２ｓに加え、その反対側の反対面３２ｔおよび反対面４２ｔの両面に導電性コート層３３および導電性コート層４３を形成してもよい。

このような構成においても、上記実施形態と同様、正極タブ端子３２および負極タブ端子４２を正極シート３および負極シート４に容易かつ確実に接合し、生産性の向上および製造コストの抑制を図ることができる。また、正極タブ端子３２および負極タブ端子４２と、正極シート３および負極シート４とを電気的に接続する表面積が大きくなるので、大電流での使用にも適したものとなる。

さらに、正極タブ端子３２および負極タブ端子４２の両面に導電性コート層３３および導電性コート層４３を形成することで、正極タブ端子３２および負極タブ端子４２を正極シート３および負極シート４に接合する際に、正極タブ端子３２および負極タブ端子４２の表裏を区別する必要がなく、作業を容易かつ確実に行うことが可能となるとともに、誤った取り付け（誤組付）を防止できる。

なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の各実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態およびその変形例においては、図１から図６に示すようなラミネート型の構造を有する非水電解質二次電池を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ボタン型の構造や、セラミックス製の容器本体の開口部が、金属製の封口部材を用いたシーム溶接等の加熱処理によってセラミックス製の蓋体で封止された構造の非水電解質二次電池であってもよい。
また、上述した実施形態およびその変形例では、電気化学セルの一例として、非水電解質二次電池を例に挙げて説明したが、電気二重層キャパシタや一次電池であってもよい。また、各電極や電解液に用いる材料についても、適宜変更が可能である。

また、正極タブ端子３２および負極タブ端子４２は、正極シート３および負極シート４に対し、正極タブ端子３２および負極タブ端子４２が、それぞれ正極シート３および負極シート４を針カシメにより接合したが、これに限らない。すなわち、正極タブ端子３２および負極タブ端子４２が、それぞれ正極シート３および負極シート４を貫通するように、例えばダボカシメによって接合してもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の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・・・非水電解質二次電池（電気化学セル）２・・・３・・・正極シート４・・・負極シート５・・・セパレータ１０・・・電極体３０・・・正極集電体（集電体）３１，３１Ａ，３１Ｂ・・・正極材料層（電極材料層）３２・・・正極タブ端子（タブ端子）３２ｃ・・・筒状部（貫通部）３２ｄ・・・折返し部３２ｓ・・・対向面３２ｔ・・・反対面３３・・・導電性コート層４０・・・負極集電体（集電体）４１，４１Ａ，４１Ｂ・・・負極材料層（電極材料層）４２・・・負極タブ端子（タブ端子）４２ｃ・・・筒状部（貫通部）４２ｄ・・・折返し部４２ｓ・・・対向面４２ｔ・・・反対面４３・・・導電性コート層

Claims

シート状の正極シートおよび負極シートがセパレータを介して重ね合わされた電極体を備える電気化学セルであって、
前記正極シートおよび前記負極シートは、それぞれ、
集電体と、
前記集電体の両側の表面に塗布された電極材料層と、
を備え、
前記集電体には、タブ端子が電気的および機械的に接続され、
前記タブ端子は、少なくとも前記電極材料層に対向する側に、非金属の導電性材料からなる導電性コート層を有することを特徴とする電気化学セル。
前記タブ端子は、前記集電体の一方の側の前記電極材料層に対向するよう配置されるとともに、前記集電体を他方の側に貫通する貫通部と、前記集電体の前記他方の側において前記電極材料層に対向するよう折り返された折返し部と、を備え、
前記導電性コート層は、前記貫通部の外周面、および前記折返し部において前記他方の側の前記電極材料層に対向する部分に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気化学セル。
前記貫通部および前記折返し部は、前記タブ端子を前記集電体に対して針カシメすることによって形成されることを特徴とする請求項２に記載の電気化学セル。
前記貫通部および前記折返し部は、複数形成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。
前記導電性コート層は、前記タブ端子において、前記集電体の一方の側の前記電極材料層に対向する対向面と、前記対向面の反対側の反対面とに形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電気化学セル。
前記導電性コート層は、炭素を含む材料により形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電気化学セル。