CN103098292A - 非水电解质二次电池及其制造方法 - Google Patents

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横山友嗣
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Abstract

本发明涉及一种非水电解质二次电池，其具有将长条的第1电极（5）、长条的第2电极（6）、和介于所述第1电极和所述第2电极之间的长条的隔膜（7）卷绕成螺旋状的电极组，以及非水电解质；所述第1电极包括片材状的第1集电体（5a）、和所述第1集电体表面的第1活性物质层（5b）；所述第2电极包括片材状的第2集电体（6a）、和所述第2集电体表面的第2活性物质层（6b）；所述第1电极的卷绕终端部经由所述隔膜与配置于更靠外周侧的所述第2电极相对置。所述二次电池具有在高温环境下反复进行快速的充放电的情况下，在与所述第1电极的卷绕终端部相对置的所述第2电极的对置部位（B）发生断裂等问题。本发明在上述的二次电池中，通过用补足所述第2电极的厚度的补强部（24）来对与所述第1电极的卷绕终端部相对置的所述第2电极的对置部位（B）进行补强等，可谋求上述问题的解決。

Description

非水电解质二次电池及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种非水电解质二次电池，其具有将长条的第1电极、长条的第2电极、以及介于第1电极和第2电极之间的长条的隔膜卷绕成螺旋状的电极组，特别涉及该电极组的改良。
背景技术
近年来，电子设备的可移动化以及无绳化快速发展，作为这样的设备的驱动用电源，对于小型且轻量、而且具有高能量密度的二次电池的要求得以提高。另外，不仅在小型民生用途中，而且在电力储藏装置和电动汽车用途等大型的二次电池中，还要求高输出特性、长期的耐久性、以及安全性等特性。在二次电池中，具有高电压、且高能量密度的非水电解质二次电池的开发正方兴未艾。
以锂离子二次电池为代表的非水电解质二次电池例如具有在片材状的集电体上形成有活性物质层或者合剂层的正极和负极。使隔膜配置在这些电极（极板）之间并将其进行卷绕，便构成电极组。电极组与非水电解质一起插入电池壳体内。对于具有这样的结构的锂离子二次电池，以进一步的高能量密度化为目的，正在进行由合剂层的压缩产生的高密度化、和作为集电体的金属箔的薄膜化等的开发。其中，重要的是防止起因于合剂层的压缩时、或者极板的卷绕时所施加的张力的极板断裂。
于是，在专利文献1中提出了如下的方案：规定仅在集电体的单面形成有合剂层的部分的合剂填充密度与在集电体的两面形成有合剂层的部分的合剂填充密度之比率，由此，可以防止合剂层的压缩时、或者极板的卷绕时的极板的断裂或合剂层的脱落。
另外，作为防止由极板的卷绕时的张力引起的隔膜的断裂的提案，在专利文献2中，将极板终端的断面设定为锥形形状。由此，可以使合剂层的厚度慢慢变薄，从而不会在极板卷绕结束的位置产生大的阶梯。
另外，虽然不是用于防止极板的断裂或合剂层的脱落的提案，但在专利文献3中，提出了在正极的最内周的集电体上贴附具有耐热性的绝缘物的方案。由此，一般认为可以抑制因最内周的隔膜的收缩致使正极和负极接触、从而发生内部短路。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-252349号公报
专利文献2：日本特开2009-252503号公报
专利文献3：日本特开2004-241170号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，即使按照上述专利文献1的提案，能够避免合剂层的压缩时、或者极板的卷绕时的极板的断裂，也可知当在高温环境下对该电池反复进行快速的充放电时，极板在电极组的外周侧发生断裂，因该断裂引起的电阻的增加而使容量下降。再者，如果因极板断裂的进展而使极板完全被切断，则也可能发生导通消失、从而容量极端下降的现象。
一般地说，在锂离子电池中，如果锂离子因充放电而在正极和负极之间移动，则发生接受锂离子时的极板的膨胀、以及放出锂离子时的极板的收缩。其结果是，电池制作时在极板上施加的张力的大小和方向性因充放电的反复进行而发生变化。
于是，本发明人就电极组外周侧的极板发生断裂的原因进行了潜心的研究。结果已经判明：电极组外周侧的极板发生断裂的部位集中于在其内侧面与对置的其它极板的终端部重叠的位置。也就是说，已经判明上述极板的断裂起因于因内侧极板的终端部的存在而产生的阶梯。更详细地说，已经判明在上述阶梯的作用下，由于在外周侧的极板上产生张力，而且该张力因充放电的反复进行而连续地发生变化，因而在集电体上产生金属疲劳，由此使极板发生断裂。特别地，当在高温环境下反复进行快速的充放电的情况下，上述张力的变化也进一步增大。因此，极板断裂的发生也变得显著。
为了应对以上的课题，在如专利文献2所提案的那样将极板终端部的断面形状设定为锥形形状时，对于合剂层的厚度较小的部分，合剂容易从集电体上脱落。因此，可以认为在生产率下降的同时，脱落的合剂层混入极板之间，因而发生内部短路。另外，在如专利文献3所提案的那样将绝缘物贴附于最内周的集电体上时，则不能期待对于外周侧极板的断裂的抑制效果。
本发明是鉴于上述的课题而完成的，其目的在于提供一种具有优良的循环特性的非水电解质二次电池，该电池即使在高温环境下反复进行快速的充放电的使用状态下，也可以抑制极板的断裂。
用于解决课题的手段
本发明的一个方面涉及一种非水电解质二次电池，其具有将长条的第1电极、长条的第2电极、和介于所述第1电极和所述第2电极之间的长条的隔膜卷绕成螺旋状的电极组，以及非水电解质；
所述第1电极包括片材状的第1集电体、和在所述第1集电体的表面配置的第1活性物质层（第1合剂层）；
所述第2电极包括片材状的第2集电体、和在所述第2集电体的表面配置的第2活性物质层（第2合剂层）；
所述第1电极的卷绕终端部经由所述隔膜与配置于更靠外周侧的所述第2电极相对置；
与所述第1电极的卷绕终端部相对置的所述第2电极的对置部位通过补足所述第2电极的厚度的补强部来进行补强。
例如，所述电极组被构成为：所述正极和所述负极之中的任一方的极板的外周侧的极板终端部被位于其更外周的另一方的极板所覆盖。而且所述另一方的极板至少在覆盖所述极板终端部的位置设置有补强部。
或者，所述另一方的极板在覆盖所述极板终端部的位置、而且在不与所述极板终端部相对置的面上设置有补强部。
或者，在所述另一方的极板的外周配置有所述隔膜，在所述隔膜的外表面以与所述另一方的极板覆盖所述极板终端部的位置相对应的方式设置有补强部。
在本发明的另一方面中，所述第2电极包含在外周侧的面上未形成所述第2活性物质层的活性物质层单面非形成部、以及在外周侧和内周侧的两个面上未形成所述第2活性物质层的活性物质层两面非形成部；
所述活性物质层单面非形成部包含所述对置部位；
所述补强部也对所述活性物质层单面非形成部和所述活性物质层两面非形成部的边界部分进行补强。
例如，在构成所述电极组的最外周的所述正极和所述负极的任一方中，从外周侧的长度端部至内周侧的规定位置的区域为两面未设置合剂层的两面集电体露出部；接着所述两面集电体露出部直至更靠内周侧的规定位置的区域为只在内侧单面设置有合剂层的单面集电体露出部；
所述两面集电体露出部和所述单面集电体露出部的边界部的至少一部分从外周侧被补强部覆盖。
本发明的再一方面涉及一种非水电解质二次电池的制造方法，其包含以下工序：（a）准备包括片材状的第1集电体、和在所述第1集电体的表面配置的第1活性物质层的长条的第1电极的工序；
（b）准备包括片材状的第2集电体、和在所述第2集电体的表面配置的第2活性物质层的长条的第2电极的工序；以及
（c）使长条的隔膜介于所述第1电极和所述第2电极之间并将其卷绕成螺旋状，从而构成电极组的工序；其中，
对所述第1电极和所述第2电极进行卷绕，从而使所述第1电极的卷绕终端部经由所述隔膜与配置于更靠外周侧的所述第2电极相对置；而且
与所述第1电极的卷绕终端部相对置的所述第2电极的对置部位预先通过补足所述第2电极的厚度的补强部来进行补强。
本发明的再一方面涉及一种非水电解质二次电池的制造方法，其包含以下工序：（a）准备包括片材状的第1集电体、和在所述第1集电体的表面配置的第1活性物质层的长条的第1电极的工序；
（b）准备包括片材状的第2集电体、和在所述第2集电体的表面配置的第2活性物质层的长条的第2电极的工序；以及
（c）使长条的隔膜介于所述第1电极和所述第2电极之间并将其卷绕成螺旋状，从而构成电极组的工序；其中，
对所述第1电极和所述第2电极进行卷绕，从而使所述第1电极的卷绕终端部经由所述隔膜与配置于更靠外周侧的所述第2电极相对置；然后，与所述第1电极的卷绕终端部相对置的所述第2电极的对置部位通过补足所述第2电极的厚度的补强部来进行补强。
例如，本发明的非水电解质二次电池的制造方法包含以下工序：在正极集电体的表面形成正极合剂层、从而制作出正极的工序，在负极集电体的表面形成负极合剂层、从而制作出负极的工序，将隔膜配置在所述正极和所述负极之间并将其卷绕成螺旋状、从而制作出电极组的工序；制作所述正极和所述负极之中的任一方的工序包含在极板上形成补强部的步骤；制作所述电极组的工序包含覆盖所述正极和所述负极之中的任一方的外周侧的极板终端部而配置另一方的极板的步骤；所述配置另一方的极板的步骤使所述补强部位于覆盖所述极板终端部的部分上，而且位于不与所述极板终端部相对置的面上。通过设定为这样的制造方法，可以不需要新的工序而更高效率且连续地制造极板的断裂得以抑制的电池。
另外，在本发明的另一非水电解质二次电池的制造方法中，包含将隔膜配置于在正极集电体的表面形成有正极合剂层的正极、与在负极集电体的表面形成有负极合剂层的负极之间并将其卷绕成螺旋状、从而制作出电极组的工序；制作所述电极组的工序包括：覆盖所述正极和所述负极之中的任一方的极板的外周侧的极板终端部而配置另一方的极板的步骤，以及对于所述另一方的极板、在覆盖所述极板终端部的部分上设置补强部的步骤。通过设定为这样的制造方法，可以在更准确的位置配置补强部。
所述另一方的极板即使在覆盖所述极板终端部的部分，也优选在不与所述极板终端部相对置的面上设置补强部。
另外，本发明的又一非水电解质二次电池的制造方法的特征在于：包含将隔膜配置于在正极集电体的表面形成有正极合剂层的正极、与在负极集电体的表面形成有负极合剂层的负极之间并将其卷绕成螺旋状、从而制作出电极组的工序；制作所述电极组的工序包括：覆盖所述正极和所述负极之中的任一方的外周侧的极板终端部而配置另一方的极板的步骤，进而覆盖所述另一方的极板而配置隔膜的步骤，以及在所述隔膜的外表面设置与所述另一方的极板覆盖所述极板终端部的位置相对应的补强部的步骤。通过设定为这样的制造方法，可以切实地从外侧对所述另一方的极板进行挤压。
发明的效果
根据本发明，在高温环境下反复进行非水电解质二次电池的快速充放电的情况下，或者使电池处于过充电状态的情况下，也可以抑制极板的断裂。因此，可以提供一种循环特性优良的非水电解质二次电池。
本发明的新颖的特征记载于权利要求书中，有关本发明的构成和内容这两方面，连同本发明的其它目的和特征一起，通过对照附图进行的以下的详细说明可以更好地得到理解。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的非水电解质二次电池的构造的局部剖视立体图。
图2是将上述的非水电解质二次电池的电极组展开后的一部分的剖视图。
图3是从电极组的外周侧观察将上述的电极组展开后的一部分时的俯视图。
图4是将表示出本发明的补强部的一个例子的非水电解质二次电池的电极组展开后的一部分的剖视图。
图5是将本发明的另一实施方式的非水电解质二次电池的电极组展开后的一部分的剖视图。
图6是将本发明的又一实施方式的非水电解质二次电池的电极组展开后的一部分的剖视图。
图7是从电极组的外周侧观察将上述各实施方式的变形例的电极组展开后的一部分时的俯视图。
图8是从电极组的外周侧观察将上述各实施方式的另一变形例的电极组展开后的一部分时的俯视图。
具体实施方式
在本发明的一实施方式中，非水电解质二次电池具有将长条的第1电极、长条的第2电极、和介于第1电极和第2电极之间的长条的隔膜卷绕成螺旋状的电极组，以及非水电解质。第1电极包括片材状的第1集电体、和在第1集电体的表面配置的第1活性物质层。第2电极包括片材状的第2集电体、和在第2集电体的表面配置的第2活性物质层。
第1电极的卷绕终端部经由隔膜与配置于更靠外周侧的第2电极相对置。而且与第1电极的卷绕终端部相对置的第2电极的对置部位通过补足第2电极的厚度的补强部来进行补强。
在具有这样的构成的本发明的非水电解质二次电池中，即使由于因第2电极内侧的第1电极的卷绕终端部的阶梯和充放电的反复进行所引起的较大的张力变化而对位于最外周的第2电极产生影响，也可以抑制对置部位的伸缩，从而可以确保电极的强度。因此，可以抑制电极的断裂。在此，补强部可以设置为与对置部位直接接触。
当对置部位为在外周侧的面上未形成第2活性物质层的活性物质层非形成部时，对置部位的厚度较小，强度也减小。因此，特别在活性物质层非形成部设置补强部而补足第2电极的厚度是意义重大的。另外，在这样的情况下，通过将补强部以直接设置于第2集电体上的方式设置在对置部位的外周侧的面上，可以有效地补强对置部位。
下面举出补强部的具体例子。
当包含对置部位的第2电极在电极组的最外周的部分为至少外周侧的面上未形成第2活性物质层的活性物质层非形成部时，可以通过只在活性物质层非形成部中的对置部位的外周侧的面上局部地形成第2活性物质层而构成补强部。也就是说，以如下的方式制作第2电极：对置部位为至少外周侧的面上形成有第2活性物质层的活性物质层形成部，活性物质层形成部的两侧为至少外周侧的面上未形成第2活性物质层的活性物质层非形成部，活性物质层形成部的外周侧的面上的第2活性物质层构成补强部。这样一来，通过由第2活性物质层形成补强部，便在电极的制作工序中，不增加用于形成补强部的新工序而可以有效地补强第2电极。
补强部也可以由包括基材片材、和在其至少一个面上设置的粘结剂的胶带形成。由此，可以切实地补强第2集电体的因上述的金属疲劳而发生断裂的部分。从安全性的角度考虑，作为基材片材，优选的是在120℃下不会变性的材料。所谓基材片材变性，是指例如在基材片材上发生热变形、熔融以及热收缩之中的至少1种。这样的基材片材可以使用聚丙烯、聚酯、聚苯硫醚、聚酰亚胺、Kapton（注册商标）以及聚四氟乙烯（PTFE）等树脂制片材。另外，例如可以使用玻璃片材。
或者，上述胶带也可以设定为基材片材包括铝箔和铜箔等金属箔的金属胶带。此时，通过将该金属箔和第2集电体的材质设定为一样，便可以使双方的热膨胀率一致。其结果是，可以抑制补强部从电极上的脱离。另外，金属胶带由于热传导性高，因而可以防止对电极组的散热造成妨碍。
补强部进而也可以通过将对置部位的第2集电体的壁厚部分加厚的厚壁部来形成。由此，可以不使用其它构件而简易地设置补强部。
而且在隔膜配置于对置部位的更靠外周侧的情况下，补强部可以与第2电极拉开距离而设置在隔膜的与对置部位对置的位置上。根据该构成，对于因充放电的反复进行所引起的张力的变动，通过从隔膜的外侧挤压第2电极的对置部位，也可以抑制第2电极在对置部位的伸缩。由此，可以确保电极的强度，从而可以产生与上述同样的效果。而且在这里，补强部也可以设置在隔膜的外周侧的面上。
再者，在本发明的另一方式中，第2电极包含在外周侧的面上未形成第2活性物质层的活性物质层单面非形成部、以及在外周侧和内周侧的两个面上未形成第2活性物质层且与活性物质层单面非形成部邻接的活性物质层两面非形成部，而且活性物质层单面非形成部包含所述对置部位。而且补强部被设计成也对活性物质层单面非形成部和活性物质层两面非形成部的边界部分进行补强。
对于电极的断裂这一课题，本发明人进一步反复进行了研究。结果已经判明：非水电解质二次电池在过充电状态下的电极的断裂即使在最外周的电极的活性物质层单面非形成部和活性物质层两面非形成部的边界部分也容易发生。可以推测这是基于以下的理由。
也就是说，如果通过以一定电流连续地进行充电而使锂离子二次电池处于过充电状态，则锂离子向负极移动，接受锂离子的负极发生膨胀。由此，构成电极组的正极和负极的张力增加。如果充电量进一步增加，则负极不能以离子的形式接受锂离子，从而锂金属在负极的表面析出。其结果是，上述张力进一步增大。特别地，活性物质层单面非形成部和活性物质层两面非形成部的边界由于是只在集电体的单面存在活性物质层的部分和完全不存在活性物质层而使集电体的两面露出的部分的边界，因而由上述张力引起的电极的变形进一步增大，从而容易产生电极的断裂。
因此，由于采用补强部对包含上述边界的规定范围（边界部分）进行补强，因而即使产生由过充电状态引起的连续的较大的张力变化，也可以抑制边界部分的伸缩，从而可以确保电极的强度，而且可以抑制由电极的断裂引起的毛刺的发生。因此，可以防止因发生的毛刺而产生内部短路，从而可以防止电池过热至异常的高温。
也就是说，不仅可以防止因高温环境下的快速的充放电的反复进行而引起的电极的断裂，同时也可以防止因非水电解质二次电池的过充电而引起的电极的断裂。
补强部也可以只设置在第2电极宽度方向的至少一个端部。电极的断裂容易以宽度方向的端部为起点而产生。因此，单凭对该端部进行补强，就可以有效地防止电极的断裂。
在制造上述的非水电解质二次电池的方法中，大致可分为2种方法。第1种非水电解质二次电池的制造方法包含以下工序：（a）准备包括片材状的第1集电体、和在第1集电体的表面配置的第1活性物质层的长条的第1电极的工序；（b）准备包括片材状的第2集电体、和在第2集电体的表面配置的第2活性物质层的长条的第2电极的工序；以及（c）使长条的隔膜介于第1电极和第2电极之间并将其卷绕成螺旋状，从而构成电极组的工序；其中，对第1电极和第2电极进行卷绕，从而使第1电极的卷绕终端部经由隔膜与配置于更靠外周侧的第2电极相对置；而且与第1电极的卷绕终端部相对置的第2电极的对置部位预先通过补足所述第2电极的厚度的补强部来进行补强。由此，可以制造包含不会在以前的电极组的生产线中特别增加其它工序而可以抑制电极断裂的电极组的电池。因此，可以容易地防止延长非水电解质二次电池制造的生产节拍时间。
另1种非水电解质二次电池的制造方法是：对第1电极和第2电极进行卷绕，从而使第1电极的卷绕终端部经由隔膜与配置于更靠外周侧的第2电极相对置；然后，与第1电极的卷绕终端部相对置的第2电极的对置部位通过补足第2电极的厚度的补强部来进行补强。由此，可以在对于抑制电极的断裂适当的位置，更精确地配置补强部。因此，可以更切实地防止电极的断裂。
下面参照附图，就本发明的非水电解质二次电池进行说明。
（实施方式1）
图1是表示本发明的一个实施方式的圆筒形锂离子二次电池的内部构造的局部剖视立体图。图1的锂离子二次电池具有使隔膜7介于作为电极（极板）的带状的正极5和带状的负极6之间并将其进行卷绕而构成的电极组14。电极组14与非水电解质（未图示）一起收纳于有底圆筒形的金属制电池壳体1中。
图2是将电极组14外周侧的各电极的卷绕结束的部分放大的剖视图。如该图所示，在图示例的电池中，将正极5和负极6进行卷绕，从而使负极6（在图示例中为第2电极）位于正极5（在图示例中为第1电极）的更靠外周侧。在此，正极5具有由金属箔构成的正极集电体5a和在其表面形成的正极活性物质层（正极合剂层）5b。负极6具有由金属箔构成的负极集电体6a和在其表面形成的负极活性物质层（负极合剂层）6b。正极5和负极6各自具有电极组14的内周侧的卷绕始端部、和电极组14的外周侧的卷绕终端部。
负极6位于电极组14的最外周。而且负极6为了覆盖正极5的卷绕终端部B，在正极5的外周侧还被卷绕。再者，在电极组14的最外周，负极6具有在负极集电体6a的至少外周侧的面上未形成负极活性物质层6b的活性物质层非形成部6c。而且在活性物质层非形成部6c上，在经由隔膜7而与正极5的卷绕终端部B对置的部位（对置部位）设置有补强部20。下面对补强部20进行详细的说明。
补强部20能够以与负极6的对置部位接触的方式直接设置在负极6上，也能够与负极6的对置部位拉开距离（例如使隔膜夹于其间）而进行设置。另外，补强部20可以设置在对置部位的内周侧，也可以设置在外周侧。特别地，补强部20大多直接设置（例如贴附）在负极6的对置部位的外周侧的面上，从而可以更有效地补强对置部位。
补强部20例如可以通过在活性物质层非形成部6c上局部形成负极活性物质层6b来构成。作为补强部20的负极活性物质层6b更优选的是厚度与除此以外的部分的负极活性物质层6b相等。由此，能够以与形成其它部分的负极活性物质层6b完全相同的工序来形成补强部20。其结果是，不增加新的工序而可以有效地制造电极。
另外，补强部20也可以是胶带，特别是耐热性胶带。通过设计为这样的构成，可以切实地对负极集电体6a的因金属疲劳而发生断裂的部分进行补强。从安全性的角度考虑，耐热性胶带优选的是在120℃下也不会变性的材料。所谓胶带的变性，是指在胶带上发生热变形、熔融以及热收缩等的状态。作为这样的耐热性胶带，例如可以使用聚丙烯胶带、聚酯胶带、聚苯硫醚胶带、聚酰亚胺胶带、玻璃粘结胶带、铝箔粘结胶带、铜箔粘结胶带、Kapton（注册商标）胶带以及PTFE制胶带。
再者，这样的耐热性胶带可以使用金属箔和粘结剂成为一体的金属胶带。在此，将金属胶带的金属箔设定为与负极集电体6a同样的材质，便可以使双方的热膨胀率一致。其结果是，可以抑制补强部20从负极6上的脱离。另外，金属胶带由于热传导性高，因而可以不对电极组的散热造成妨碍而获得上述的效果。
另外，补强部也可以通过局部增大负极集电体6a的厚度来形成。图4表示了通过局部增大负极集电体6a厚度的厚壁部来构成补强部22的一个例子。通过设计为这样的构成，在电极的制作工序中，单凭使用形成有厚度较大的部分的负极集电体6a，便可以得到补强部22。因此，不必增加新的工序而可以有效地制造电极。作为局部增大集电体厚度的方法，例如在负极集电体的情况下，在电解铜箔的制造工序中，通过周期性地与对应于补强部22的部分相应地增大变更在旋转滚筒上电沉积箔时的电流密度（通电量），便可以容易地进行制作。
正极引线端子8与正极5电连接，负极引线端子10与负极6电连接。电极组14在将正极引线端子8于上侧导出的状态下，与下部绝缘板9一起收纳于电池壳体1中。封口板2焊接在正极引线端子8的端部。封口板2具有正极外部端子12、PTC元件以及防爆阀（未图示）的安全机构。
下部绝缘板9夹装在电极组14的底面和从电极组14向下方导出的负极引线端子10之间。负极引线端子10焊接在电池壳体1的内底面上。在电极组14的上表面载置有上部绝缘环（未图示），使紧挨着上部绝缘环的上方的电池壳体1的侧壁遍及整个周围而向内侧凹进去，从而形成圆周状的台阶部。由此，电极组14保持在電电池壳体1的内部。接着，向电池壳体1内注入规定量的非水电解质，将正极引线端子8折弯而收纳在电池壳体1内。在上述的圆周状的台阶部上，载置有在周缘部具有垫圈13的封口板2。然后，将电池壳体1的开口端部向内侧敛缝而进行封口，从而完成圆筒形锂离子二次电池的制作。
电极组14是通过将正极5、隔膜7、负极6、另一隔膜7按此顺序重叠，然后使用卷芯（未图示）而将其卷绕成螺旋状，接着拔出卷芯而进行制作的。电极组14的构成要素（正极5、负极6以及隔膜7）以2片隔膜7的长度方向的两端部比正极5和负极6的长度方向的两端部更加突出的状态而重叠在一起。在将该突出的隔膜7的两端部中的一端部夹持在平行配置的一对卷芯之间的状态下，将电极组14的上述构成元素进行卷绕。也可以是从开始卷绕至第几周（例如卷绕的第1～3周），为只卷绕2片隔膜7的状态。将只卷绕隔膜7的部分在图1中表示为芯部16。
上述电极的卷绕结构特别是在以高张力卷绕正极活性物质或负极活性物质的填充量多的正极和负极而制作电极组时是有用的。例如，18650型且标称容量为2000mA以上的高容量圆筒形电池的制造便可以采用上述的卷绕结构而制作电极组14。
如果将增加了活性物质的填充量的正极和负极与隔膜一起进行卷绕，电极组的外径便容易增大。在这样的情况下，为了在一定容积的有底壳体内收纳电极组，有必要将用一对卷芯夹持着一端部的隔膜以高的张力与正极和负极一起进行卷绕。而且以高的张力进行卷绕时，正极、负极和隔膜的紧密接触得以增强。
对于这样的以高的张力卷绕电极的圆筒形锂离子二次电池，如果在高温环境下反复进行快速的充放电，则在与正极5的卷绕终端部B相对置的位置，电极组14的最外周的负极6（特别是负极集电体6a）容易产生断裂。
此外，虽然在图1中例示出了圆筒形电池，但本发明也可以适用于与电极组的卷绕轴垂直的断面为扁平的椭圆形的方形电池。另外，虽然在图1中示出了以负极6为最外周的例子，但即使在以正极5为最外周的情况下，通过设定为同样的结构，对于最外周的正极5的断裂也能够获得同样的效果。
在上述结构的锂离子二次电池中，最外周的负极6通过在与负极5的卷绕终端部B相对置的部位且使负极集电体6a的表面露出的部分设置补强部20或者22，便可以有效地补强负极6。由此，在因二次电池的充放电而使电极反复膨胀和收缩，从而使施加于电极的张力发生变化时，也可以抑制电极的断裂。
下面就实施方式1的非水电解质二次电池的各构成要素进行更详细的说明。
（正极）
作为正极集电体5a，可以使用在非水电解质二次电池用途中公知的正极集电体，例如可以使用由铝、铝合金、不锈钢、钛以及钛合金中的1种或多种形成的金属箔。正极集电体的材料可以在考虑加工性、实用强度、与正极活性物质层5b的附着力、电子传导性以及耐蚀性等之后加以适当的选择。正极集电体的厚度例如可以设定为1～100μm。正极集电体的厚度优选为10～50μm。
正极活性物质层5b除含有正极活性物质以外，还可以含有导电剂、粘结剂以及增稠剂等。作为正极活性物质，例如可以使用以锂离子为客体而加以接受的含锂过渡金属化合物。这样的含锂过渡金属化合物例如有选自钴、锰、镍、铬、铁以及钒之中的至少1种金属和锂的复合金属氧化物。作为这样的复合金属氧化物，可以例示出LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2、LiCoxNi1-xO2（0＜x＜1）、LiCoyM1-yO2（0.6≤y＜1）、LiNizM1-zO2（0.6≤z＜1）、LiCrO2、αLiFeO2以及LiVO2。其中，在上述组成式中，M为选自Na、Mg、Sc、Y、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Cr、Pb、Sb以及B之中的至少1种元素。在它们之中，特别优选的是Mg以及Al。正极活性物质既可以仅使用一种，也可以组合使用两种以上。
粘结剂只要是通过混炼能够分散于分散介质中的，就没有特别的限定。作为粘结剂，可以例示出氟树脂、橡胶类、丙烯酸聚合物或者乙烯基聚合物（丙烯酸甲酯、丙烯腈等丙烯酸单体、以及醋酸乙烯酯等乙烯基单体等单体的均聚物或共聚物等）。作为氟树脂，可以例示出聚偏氟乙烯、偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物、以及聚四氟乙烯。作为橡胶类，可以例示出丙烯酸橡胶、改性丙烯腈橡胶以及丁苯橡胶（SBR）。粘结剂既可以仅使用一种，也可以组合使用两种以上。另外，粘结剂也能够以分散于分散介质中的分散液的形态来使用。
作为导电剂，可以使用乙炔黑、科琴碳黑、槽法碳黑、炉法碳黑、灯黑、热裂碳黑等碳黑，天然石墨、人造石墨等各种石墨，碳纤维以及金属纤维等导电性纤维等。
作为增稠剂，可以例示出乙烯-乙烯醇共聚物、以及纤维素衍生物（羧甲基纤维素、甲基纤维素等）。
作为分散介质，只要能够分散粘结剂，就没有特别的限制，根据粘结剂对分散介质的亲和性的不同，可以使用有机溶剂和水（包括热水）中的任一种。作为有机溶剂，可以例示出N-甲基-2-吡咯烷酮、四氢呋喃等醚类，丙酮、甲乙酮、环己酮等酮类，N,N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等酰胺类，二甲亚砜等亚砜类，以及四甲基尿素。分散介质既可以仅使用一种，也可以组合使用两种以上。
正极活性物质层5b可以通过调配将正极活性物质、和根据需要添加的粘结剂、导电剂以及增稠剂与分散介质一起混炼并进行分散而成的料浆状合剂，然后使该合剂附着于正极集电体5a上来形成。具体地说，可以通过在正极集电体5a的表面上，采用公知的涂覆方法涂布上述的合剂并使其干燥，然后根据需要对其进行压延来形成正极活性物质层。正极集电体5a的一部分未形成正极活性物质层5b而形成有使正极集电体5a的表面露出的部位，正极引线焊接在该部位上。正极优选的是柔软性优良者。
合剂的涂布可以采用公知的涂布机、例如可以采用缝模涂布机、逆转辊涂布机、唇口涂布机、刀片式涂布机、刮刀式涂布机、凹版涂布机以及浸渍涂布机来进行。涂布后的干燥优选在接近自然干燥的条件下进行。然而，考虑到生产率，优选在70℃～200℃的温度范围内干燥10分钟～5小时。正极活性物质层5b的压延例如可以通过采用辊压机，在线压为1000～2000kgf/cm（9.8～19.6kN/cm）的条件下，反复进行多次压延直至达到规定的厚度来进行。也可以根据需要改变线压来进行压延。
在料浆状合剂的混炼时，也可以根据需要添加各种分散剂、表面活性剂以及稳定剂等。
正极活性物质层5b可以在正极集电体的单面或两面形成。在使用含锂过渡金属化合物作为正极活性物质的情况下，正极活性物质层5b中的正极活性物质的密度可以为3～4g/ml，优选为3.4～3.9g/ml，进一步优选为3.5～3.7g/ml。
正极的厚度例如可以为70～250μm，优选为100～210μm。
（负极）
作为负极集电体6a，可以使用在非水电解质二次电池用途中公知的负极集电体，例如可以使用由铜、铜合金、镍、镍合金、不锈钢、铝以及铝合金形成的金属箔。考虑到加工性、实用强度、与正极活性物质层6b的附着力以及电子传导性等，负极集电体优选的是由铜箔或者铜合金构成的金属箔。负极集电体6a的形态并没有特别的限制，例如既可以是压延箔或者电解箔，也可以是开孔箔、板网材或者板条材。负极集电体6a的厚度例如可以设定为1～100μm。负极集电体6a的厚度优选为2～50μm。
负极活性物质层6b除含有负极活性物质以外，还可以含有导电剂、粘结剂以及增稠剂等。作为负极活性物质6b，可以列举出能够可逆地嵌入和脱嵌锂离子且具有石墨型晶体结构的材料，例如天然石墨和球状或纤维状的人造石墨、难石墨化碳（硬碳）、以及易石墨化碳（软碳）等碳材料。特别优选的是具有晶面（002）的面间距（d002）为0.3350～0.3400nm的石墨型晶体结构的碳材料。再者，也可以使用硅、硅化物等含硅化合物，含有选自锡、铝、锌和镁之中的至少1种的锂合金、以及各种合金组成材料。作为含硅化合物，例如可以列举出硅氧化物SiOα（0.05＜α＜1.95）。α优选为0.1～1.8，进一步优选为0.15～1.6。在硅氧化物中，硅的一部分也可以被1种或者2种以上的元素所置换。作为这样的元素，例如可以列举出B、Mg、Ni、Co、Ca、Fe、Mn、Zn、C、N以及Sn。
作为粘结剂、导电剂、增稠剂以及分散介质，可以分别使用就正极所例示的材料。
负极活性物质层可以采用公知的方法来形成，其并不局限于并用粘结剂等的、上述的涂覆方法。例如，也可以通过采用真空蒸镀法、溅射法以及离子镀法等气相法使负极活性物质沉积于集电体表面来形成。另外，也可以采用与正极活性物质层同样的方法，使用含有负极活性物质、粘结剂、根据需要添加的导电材料的料浆状合剂来形成。
负极活性物质层6b既可以在负极集电体6a的单面形成，也可以在两面形成。在使用碳材料作为负极活性物质的情况下，负极活性物质层6b中的活性物质的密度可以为1.3～2g/ml，优选为1.4～1.9g/ml，进一步优选为1.5～1.8g/ml。
负极6的厚度例如可以为100～250μm，优选为110～210μm。优选具有柔软性的负极。
（隔膜）
隔膜的厚度例如可以从5～35μm的范围内加以选择，优选为10～30μm，进一步优选为12～20μm。如果隔膜的厚度过小，则在电池内部容易产生微小的短路。另一方面，如果隔膜的厚度过大，则需要减少正极和负极的厚度，从而电池容量往往降低。
隔膜的材料可以设定为聚烯烃系材料、或者聚烯烃系材料和耐热性材料的组合。作为隔膜通用的聚烯烃多孔膜具有所谓的关闭功能，即在电池温度上升至某一温度时，由于聚烯烃软化而使膜的细孔堵塞，以致膜的离子传导性消失，从而电池反应得以停止。但是，如果在发挥关闭功能后电池温度进一步上升，则产生聚烯烃发生熔融的熔化，结果在正负极间发生短路。关闭功能和熔化依赖于构成隔膜的树脂的软化特性或者熔融特性。因此，为了提高关闭功能、而且有效地防止熔化，优选将组合有聚烯烃多孔膜和耐热性多孔膜的复合膜用作隔膜。
作为聚烯烃多孔膜，可以例示出聚乙烯、聚丙烯以及乙烯-丙烯共聚物的多孔膜。这些树脂既可以单独使用，也可以两种以上组合使用。也可以根据需要，将上述以外的热塑性聚合物与聚烯烃并用。
聚烯烃多孔膜既可以是由聚烯烃构成的多孔薄膜，也可以是由聚烯烃纤维形成的织布或者无纺布。此外，多孔薄膜例如通过使熔融树脂片材化、并进行单轴或者双轴拉伸而形成。另外，聚烯烃多孔膜既可以是由1层多孔质聚烯烃层构成的多孔膜，也可以含有多层多孔质聚烯烃层。
作为耐热性多孔膜，可以使用耐热性树脂和无机填料各自的单体膜、或者使用耐热性树脂和无机填料的混合体。
作为耐热性树脂，可以列举出聚芳酯、芳族聚酰胺等芳香族聚酰胺（全芳香族聚酰胺等），聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酯酰亚胺等聚酰亚胺树脂，聚对苯二甲酸乙二醇酯等芳香族聚酯，聚苯硫醚，聚醚腈，聚醚醚酮，以及聚苯并咪唑等。耐热性树脂既可以仅使用一种，也可以组合使用两种以上。但是，从非水电解质的保持力以及耐热性的角度考虑，作为这样的耐热性树脂，优选的是芳族聚酰胺、聚酰亚胺以及聚酰胺酰亚胺。
更具体地说，作为耐热性树脂，可以例示出在根据美国材料试验协会的试验方法ASTM－D648的载荷挠曲温度测定中，于1.82MPa的载荷下算出的热变形温度为260℃以上的树脂。上述的热变形温度的上限并没有特别的限制，但从作为隔膜的特性以及树脂的热分解性的角度考虑，上述的热变形温度优选的是400℃左右以下。热变形温度越高，聚烯烃多孔膜即使产生热收缩等，隔膜形状的维持也变得越容易。因此，通过使用上述的热变形温度为260℃以上的树脂，即使在因过热时的蓄热而使电池温度上升至例如180℃左右的情况下，也可以防止熔化，从而可以发挥充分高的热稳定性。
作为无机填料，例如可以例示出氧化铁等金属氧化物，二氧化硅、氧化铝、二氧化钛和沸石等陶瓷类，滑石和云母等矿物系填料，活性炭和碳纤维等碳系填料，碳化硅等碳化物，氮化硅等氮化物，玻璃纤维，玻璃珠以及玻璃鳞片。无机填料的形态并没有特别的限制，也可以是粒状或粉末状、纤维状、鳞片状以及块状等。无机填料既可以仅使用一种，也可以组合使用两种以上。
再者，也可以组合两者的功能，在耐热性多孔膜中含有无机填料。无机填料的比例相对于100重量份的耐热性树脂，例如可以为50～400重量份，优选为80～300重量份。无机填料越多，耐热性多孔膜的硬度以及摩擦系数越高，耐热性多孔膜表面的润滑性越低。
从对内部短路的安全性与电容量的平衡的角度考虑，耐热性多孔膜的厚度可以为1～16μm，优选为2～10μm。如果耐热性多孔膜的厚度过小，则高温环境下的聚烯烃多孔膜对热收缩的抑制效果降低。另一方面，如果耐热性多孔膜的厚度过大，则耐热性多孔膜由于孔隙率以及离子传导性比较低，因而阻抗上升，充放电特性降低。
在隔膜为聚烯烃多孔膜和耐热性多孔膜的复合膜的情况下，从卷芯的拔出性以及关闭功能的确实性的角度考虑，这些膜的厚度可以分别为2～17μm，优选为3～10μm。由于耐热性多孔膜比聚烯烃多孔膜硬，因而聚烯烃多孔膜的厚度优选比耐热性多孔膜的厚度大。但是，如果聚烯烃多孔膜的厚度过大，则在电池达到高温的情况下，往往聚烯烃多孔膜大大收缩，耐热性多孔膜被拉伸，从而电极引线部露出。聚烯烃多孔膜的厚度相对于耐热性多孔膜的厚度例如可以为1.5～8倍，优选为2～7倍，进一步优选为3～6倍。
聚烯烃多孔膜（或者多孔质聚烯烃层）的孔隙率例如可以为20～80%，优选为30～70%。另外，聚烯烃多孔膜（或者多孔质聚烯烃层）的平均孔径从兼顾离子传导性和机械强度的角度考虑，可以从0.01～10μm的范围内加以选择，优选为0.05～5μm。
耐热性多孔膜的孔隙率从充分确保锂离子的移动性的角度考虑，例如可以为20～70%，优选为25～65%。
隔膜也可以含有惯用的添加剂（抗氧化剂等）。添加剂也可以在耐热性多孔膜以及聚烯烃多孔膜之中的任一种中含有。作为这样的抗氧化剂，可以列举出选自酚系抗氧化剂、磷酸系抗氧化剂以及硫系抗氧化剂之中的至少1种。例如，可以并用酚系抗氧化剂和磷酸系抗氧化剂、或者酚系抗氧化剂和硫系抗氧化剂。硫系抗氧化剂由于与聚烯烃的相容性较高，因而优选在聚烯烃多孔膜（聚丙烯多孔膜等）中含有。
作为酚系抗氧化剂，可以例示出2,6-二叔丁基对甲酚、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、三甘醇双[3-（3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基）丙酸酯]以及正十八烷基-3-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯等受阻酚化合物。作为硫系抗氧化剂，可以例示出硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸二硬脂酯以及硫代二丙酸二肉豆蔻酯。作为磷酸系抗氧化剂，优选的是三（2,4-二叔丁基苯基）磷酸酯等。
（非水电解质）
非水电解质通过在非水溶剂中溶解锂盐而进行调配。作为非水溶剂，可以例示出碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯等环状碳酸酯，碳酸二甲酯、碳酸二乙酯等链状碳酸酯，γ-丁内酯等内酯，1,2-二氯乙烷等卤代链烷烃，1,2-二甲氧基乙烷、1,3-二甲氧基丙烷等烷氧基链烷烃，4-甲基2-戊酮等酮，1,4-二噁烷，四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃等醚，乙腈、丙腈、丁腈、戊腈、苯甲腈等腈，环丁砜，3-甲基环丁砜，二甲基甲酰胺等酰胺，二甲亚砜等亚砜，以及磷酸三甲酯、磷酸三乙酯等磷酸烷基酯。这些非水溶剂可以单独使用，或者也可以组合使用两种以上。
作为锂盐，可以列举出吸电子性强的锂盐，例如，LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiCF3SO3、LiN（SO2CF3）2、LiN（SO2C2F5）2、LiC（SO2CF3）3等。锂盐可以单独使用，或者也可以组合使用两种以上。非水电解质中的锂盐的浓度例如可以为0.5～1.5M，优选为0.7～1.2M。
非水电解质中也可以适当含有添加剂。例如，为了在正极和负极上形成良好的皮膜，也可以在非水电解质中含有碳酸亚乙烯酯（VC）、环己基苯（CHB）以及它们的改性体。为了抑制锂离子二次电池在过充电状态时的害处，例如也可以使用联三苯、环己基苯以及二苯醚。添加剂既可以仅使用一种，也可以组合使用两种以上。这些添加剂的比例并没有特别的限制，例如相对于非水电解质为0.05～10重量%左右。
电池壳体有上端开口的圆筒形和方形壳体，其材质从耐压强度的角度考虑，优选微量含有锰以及铜等金属的铝合金、或者实施了廉价的镀镍的钢板等。
本发明的非水电解质二次电池可以作为18650型圆筒形电池等使用。
（实施方式2）
下面，就本发明的实施方式2进行说明。在实施方式1的二次电池中，补强部20设置在集电体的外周侧的面上。与此相对照，在实施方式2的二次电池中，如图5所示，隔膜7位于电极组14的最外周。而且补强部24设置在隔膜7的与正极5的卷绕终端部B相对置的部位的外周侧的面上。由此，在负极6中，可以从外侧有效地补强电极容易断裂的部分。因此，可以有效地抑制起因于由电极的膨胀和收缩所引起的张力变化的电极断裂。此时，补强部24优选使用上述的各种耐热性胶带。
下面，就上述实施方式1和2的实施例进行说明。此外，这里叙述的内容只不过是本发明的例示，本发明并不局限于此。
（实施例1）
（1）正极5的制作
在适量的N-甲基-2-吡咯烷酮中，添加作为正极活性物质的钴酸锂100重量份、作为导电剂的乙炔黑2重量份以及作为粘结剂的聚偏氟乙烯树脂3重量份而进行混炼，从而调配出分散有这些成分的料浆状的合剂。将该料浆以非涂布部形成于规定位置的方式涂布在带状的铝箔（厚度为15μm）的两面并将其干燥。接着，以1000kgf/cm（9.8kN/cm）的线压进行2～3次压延，从而将整体的厚度调整为180μm。将其裁切成宽度为57mm、长度为620mm的尺寸，从而制作出表面具有正极活性物质层的正极5。正极活性物质层的活性物质密度为3.6g/ml。
将铝制的正极引线端子8超声波焊接在未涂布合剂的铝箔的露出部上。在该进行了超声波焊接的部分，以覆盖正极引线端子8的方式贴附聚丙烯树脂制绝缘胶带。
（2）负极6的制作
在适量的水中，添加作为负极活性物质的鳞片状石墨100重量份、以固体成分计的作为粘结剂的丁苯橡胶（SBR）水性分散液1重量份以及作为增稠剂的羧甲基纤维素1重量份而进行混炼，使这些成分分散，从而调配出料浆状的合剂。将该料浆以非涂布部形成于规定位置的方式涂布在带状的铜箔（厚度为10μm）的两面，并将其在110℃下干燥30分钟。具体地说，后面的裁切工序的结果，在图2所示的负极6的卷绕结束的位置以负极集电体6a的外周侧的面露出的方式形成了非涂布部（活性物质层非形成部）。然后，于该非涂布部中，在与正极5的卷绕终端部B相对置的部位，涂布上述料浆，以便局部形成作为补强部20的负极活性物质层6b。
接着，以110kgf/cm（1.08kN/cm）的线压进行2～3次压延，从而将整体的厚度调整为174μm。将其裁切成宽度为59mm、长度为645mm的尺寸，从而制作出表面具有负极活性物质层的负极6。负极活性物质层的活性物质密度为1.6g/ml。
将镍制的负极引线端子10电阻焊接在未涂布合剂的铜箔的露出部上。在该进行了电阻焊接的部分，以覆盖负极引线端子10的方式贴附聚丙烯树脂制绝缘胶带。
（3）隔膜7的制作
制作了具有聚乙烯层和芳族聚酰胺层的耐热性复合膜。具体地说，在聚乙烯多孔膜（厚度为16.5μm）的一个表面上，以整个厚度为20μm的比例涂布含有氯化钙的芳族聚酰胺的N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）溶液，然后使其干燥。进而将得到的层叠体进行水洗，以除去氯化钙，从而在芳族聚酰胺层中形成微孔。然后将其干燥，从而制作出耐热性复合膜的隔膜7。将得到的隔膜7切成宽度为60.9mm的尺寸，以供电极组的制作。
此外，芳族聚酰胺的NMP溶液采用如下的方法进行制作。首先，在反应槽内，在适量的NMP中添加规定量的干燥的无水氯化钙，加热使其完全溶解。使该添加有氯化钙的NMP溶液回到常温下，然后添加规定量的对苯二胺（PPD），使其完全溶解。接着，一点点地滴加对苯二甲酰氯（TPC），通过聚合反应而合成出聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）。反应结束后，在减压下搅拌30分钟而进行脱气。进而用添加有氯化钙的NMP溶液适当稀释所得到的聚合液，从而调配出芳族聚酰胺树脂的NMP溶解液。
（4）电极组14的制作
使隔膜7（长条带）介于正极5和负极6之间并将其卷绕成螺旋状，从而构成电极组14。具体地说，在使2片隔膜的长度方向的两端部比正极5和负极6更突出的状态下，将正极5、隔膜7、负极6、另一隔膜7按此顺序重合在一起。将突出的2片隔膜的一个端部用一对卷芯夹持，以该一对卷芯为卷绕轴而将各隔膜进行卷绕，从而形成螺旋状的电极组14。此时，对正极5和负极6进行卷绕，从而使正极5的卷绕终端部B经由隔膜7与配置于更靠外周侧的负极6相对置。此时，进一步对正极5和负极6进行卷绕，从而使与正极5的卷绕终端部B相对置的负极6的对置部位通过预先作为补强部20而在非涂布部中局部形成的负极活性物质层6b进行补强。卷绕后，将隔膜裁断，松开卷芯的夹持，从而从电极组中拔出卷芯。此外，在电极组中，隔膜的长度为700～720mm。
（5）非水电解质二次电池的制作
将电极组14和下部绝缘板9收纳在对镀镍的钢板（壁厚为0.20mm）进行加压成形而制作的金属制电池壳体（直径为17.8mm、总高为64.8mm）1内。此时，下部绝缘板9配设在电极组14的底面和从电极组14向下方导出的负极引线端子10之间。负极引线端子10采用电阻焊焊接在电池壳体1的内底面上。
在收纳于电池壳体1中的电极组14的上表面载置有上部绝缘环，使紧挨着上部绝缘环的上方的电池壳体1的侧壁遍及整个周围而向内侧凹进去，从而形成圆周状的台阶部。由此，便将电极组14保持在壳体1内。
采用激光焊将封口板2焊接在向电池壳体1的上方导出的正极引线端子8上，接着注入非水电解质。此外，非水电解质采用如下的方法进行调配：在碳酸亚乙酯（EC）和碳酸甲乙酯（EMC）的混合溶剂（容积比2∶1）中，以1.0M的浓度使LiPF6溶解，然后添加0.5重量%的环己基苯。
接着，使正极引线端子8弯曲而收纳于电池壳体1内。在上述的台阶部上，载置在周缘部具有垫圈13的封口板2。然后，将电池壳体1的开口端部向内侧敛缝而进行封口，从而制作出圆筒形锂离子二次电池。该电池是直径为18.1mm、高度为65.0mm的18650型，标称容量是2800mAh。制作了300个圆筒形锂离子二次电池。
（实施例2）
在构成电极组14后，于负极6上，在负极集电体6a的外周侧的面上与正极5的卷绕终端部B相对置的部位，贴附作为补强部20的铜箔制粘结胶带。该粘结胶带的厚度为100μm，粘结力为9.8N/25mm，抗拉强度为245N/25mm。除了以上的情况以及在上述的非涂布部中没有局部形成作为补强部20的负极活性物质层6b以外，与实施例1同样地制作出300个非水电解质二次电池。
（实施例3）
在制作负极集电体6a时，调整在旋转滚筒上电沉积的电流密度，从而制作出设置有厚度较大的部分的电解铜箔。具体地说，连续地制作出长条的电解铜箔，使得厚度10μm的部分的合計长度为635mm，厚度12μm的部分的长度为10mm。如图4所示，使用该负极集电体6a构成电极组14，从而将负极集电体6a的厚度较大的部分即补强部22重叠在与正极5的卷绕终端部B的阶梯相对置的部位。除了以上的情况以及在上述的非涂布部中没有局部形成作为补强部20的负极活性物质层6b以外，与实施例1同样地制作出300个非水电解质二次电池。
（实施例4）
如图5所示，在以隔膜7成为最外周的方式构成电极组14的同时，在与正极5的卷绕终端部B相对置的部位，贴附作为补强部24的铜箔制粘结胶带。该粘结胶带使用与实施例2中使用的粘结胶带相同的胶带。除了以上的情况以及在上述的非涂布部中没有局部形成作为补强部20的负极活性物质层6b以外，与实施例1同样地制作出300个非水电解质二次电池。
（比较例1）
没有设置与实施例1～4的补强部20相当的要素，除此以外，与实施例1同样地制作出300个非水电解质二次电池。
对实施例和比较例的非水电解质二次电池进行了充放电试验，对其充放电特性进行了评价。
充放电试验在45℃的恒温槽中，将充电速率设定为0.8C、放电速率设定为1C，充电终止电压设定为4.2V、放电终止电压设定为3V、休止时间设定为30分，在每一个循环中测定放电容量。在充放电试验中，进行了500个循环的充放电。然后，算出进行了500个循环的充放电的电池相对于初期容量的容量维持率的平均值。以上的结果如表1所示。
表1
Figure BDA00002916764000241
在实施例1～4中，在进行500个循环的充放电的途中，没有容量急剧下降的电池。在500个循环的充放电结束后，将电池分解而进行了观察，结果没有发生了电极的断裂的电池。
与此相对照，在比较例1中，300个中有39个在200个循环以内发生了容量的急剧下降。然后，将这些电池分解而对电极进行了观察，所有的电池在电极组的最外周的负极中，在与正极的卷绕终端部相对置的部位发生了电极的断裂，这些部分完全被切断。对于在500个循环的充放电结束前没有发生容量的急剧下降的电池，分解10个而对电极进行了观察。其结果是，虽然电极至今还没有完全被切断，但所有的电池都观察到了电极的部分断裂。
从以上的结果可以确认：通过补强位于正极的卷绕终端部B的外周的负极的强度，在反复进行充放电时，可以抑制电极组最外周的负极的断裂。在实施例1～4之间，可以看到容量维持率有差别。这可以认为是由补强方法产生的效果出现了差别。但是，即使将各自的实施例的电池分解而进行观察，也如上述那样完全没有发生电极的断裂。这可以认为是通过肉眼观察不能分辨的铜箔集电体内部的金属状态发生了微妙的变化，从而形成容量维持率的差别。
此外，虽然在上述的实施例中示出了以负极为最外周的例子，但即使在以正极为最外周的情况下，通过设定为同样的结构，对于最外周的正极的断裂也能够获得同样的效果。
（实施方式3）
图6采用剖视图表示了本发明的实施方式3的非水电解质二次电池的电极组的一部分。图示例的非水电解质二次电池于活性物质层非形成部6c中，在包含仅于负极集电体6a的外周侧的面上未形成负极活性物质层6b的活性物质层单面非形成部6d和于负极集电体6a的两个面上未形成负极活性物质层6b的活性物质层两面非形成部6e的边界A的规定范围的部分（边界部分），设置有補強部26。其结果是，即使在负极6上产生由过充电状态引起的连续的较大的张力变化，也可以确保电极的强度，而且可以抑制由电极的断裂引起的毛刺的发生。因此，可以防止由内部短路引起的电池的异常过热。补强部26虽然也可以设置在负极6的内周面，但通过设置在使负极集电体6a的表面露出的负极6的外周侧的面上，可以更有效地补强负极6。
如图7以及图8所示，在以上的实施方式1～3中，也可以将补强部仅设置在带状的电极宽度方向的端部的至少一方上。例如，如图7所示，也可以将与实施方式1和2同样的补强部28仅设置在负极6的宽度方向的端部上。或者，如图8所示，也可以将与实施方式3同样的补强部30仅设置在负极6的宽度方向的端部上。由于电极的断裂容易以宽度方向的端部为起点而发生，因而即使单凭仅在电极的宽度方向的端部配置补强部，也可以有效地防止电极的断裂。此外，如果在宽度方向的两端部之间、电极断裂容易发生的程度存在差异，则也可以只在电极断裂容易发生的端部设置补强部。
下面，就上述实施方式3的实施例进行说明。此外，这里叙述的内容只不过是本发明的例示，本发明并不局限于此。
（实施例5）
在上述的非涂布部中，未局部形成作为补强部20的负极活性物质层6b，除此以外，与实施例1同样地构成电极组，然后在其位于最外周的负极6上，在负极集电体6a的与活性物质层单面非形成部和活性物质层两面非形成部的边界A对应的部位（边界部分）、以及与正极5的卷绕终端部B相对置的部位，贴附厚度为30μm的聚丙烯胶带，由此将负极6补强。此外，所使用的聚丙烯胶带的长度为3cm。除此以外，与实施例1同样地制作出10个非水电解质二次电池。
（比较例2）
没有设置实施例5那样的横跨边界A和卷绕终端部B的补强部30，除此以外，与实施例5同样地制作出10个非水电解质二次电池。
对于实施例5以及比较例2的非水电解质二次电池，进行了过充电试验。
＜过充电试验＞
过充电试验在25℃的环境下，将充电电流设定为2.1C（5.9A）而进行1小时的充电，以确认因电池的异常过热而直至冒烟的电池的个数，从而算出发生率。评价结果如表2所示。
表2
补强部 冒烟的发生率
实施例5 聚丙烯胶带 0    （0/10个）
比较例2 无 40% （4/10个）
在实施例5中，没有因过充电试验而直至冒烟的电池。另外，在过充电试验结束后将电池分解而进行了观察，电极的断裂也完全没有发生。
与此相对照，在比较例2中，10个中的4个在过充电试验的途中发生了冒烟。当将没有冒烟的其它电池分解而对电极组进行观察时，所有的电池在最外周的负极的活性物质层两面非形成部和活性物质层单面非形成部的边界观察到了部分的断裂。因此，可以认为冒烟的4个电池因这样的电极的断裂所形成的毛刺而产生内部短路，从而产生剧烈的异常过热，以致发生冒烟。
此外，在上述的实施例中，示出了以负极为最外周的例子，但即使在以正极为最外周的情况下，通过设计为同样的构成，对于最外周的正极的电极断裂也可以得到同样的效果。
产业上的可利用性
本发明的电池特别是对于具有使正极活性物质和负极活性物质高密度化等、从而使能量密度得以提高的卷绕形电极组的锂离子二次电池是有用的。
以上就目前的优选的实施方式对本发明进行了说明，但是不能限定性地解释这样的公开。各种变形和改变对于本发明所属技术领域的技术人员来说，通过阅读上述的公开就变得显而易见。因此，附加的权利要求书应该解释为不会超出本发明的真正的精神和范围而包含所有的变形和改变。
符号说明：
1  电池壳体
2  封口板
5  正极
5a 正极集电体
5b 正极活性物质层
6  负极
6a 负极集电体
6b 负极活性物质层
7  隔膜
14 电极组
20、22、24、26、28、30 补强部
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.（修改后）一种非水电解质二次电池，其具有将长条的第1电极、长条的第2电极、和介于所述第1电极和所述第2电极之间的长条的隔膜卷绕成螺旋状的电极组，以及非水电解质；
所述第1电极包括片材状的第1集电体、和在所述第1集电体的表面配置的第1活性物质层；
所述第2电极包括片材状的第2集电体、和在所述第2集电体的表面配置的第2活性物质层；
所述第1电极的卷绕终端部经由所述隔膜与配置于更靠外周侧的所述第2电极相对置；
与所述第1电极的卷绕终端部相对置的所述第2电极的对置部位通过补足所述第2电极的厚度的补强部来进行补强；
所述对置部位为至少外周侧的面上形成有所述第2活性物质层的活性物质层形成部；
所述活性物质层形成部的两侧为至少外周侧的面上未形成所述第2活性物质层的活性物质层非形成部，所述活性物质层形成部在外周侧的面上的所述第2活性物质层构成所述补强部。
2.（修改后）一种非水电解质二次电池，其具有将长条的第1电极、长条的第2电极、和介于所述第1电极和所述第2电极之间的长条的隔膜卷绕成螺旋状的电极组，以及非水电解质；
所述第1电极包括片材状的第1集电体、和在所述第1集电体的表面配置的第1活性物质层；
所述第2电极包括片材状的第2集电体、和在所述第2集电体的表面配置的第2活性物质层；
所述第1电极的卷绕终端部经由所述隔膜与配置于更靠外周侧的所述第2电极相对置；
与所述第1电极的卷绕终端部相对置的所述第2电极的对置部位通过补足所述第2电极的厚度的补强部来进行补强；
所述补强部为局部增大所述第2集电体的厚度的厚壁部。
3.（修改后）一种非水电解质二次电池，其具有将长条的第1电极、长条的第2电极、和介于所述第1电极和所述第2电极之间的长条的隔膜卷绕成螺旋状的电极组，以及非水电解质；
所述第1电极包括片材状的第1集电体、和在所述第1集电体的表面配置的第1活性物质层；
所述第2电极包括片材状的第2集电体、和在所述第2集电体的表面配置的第2活性物质层；
所述第1电极的卷绕终端部经由所述隔膜与配置于更靠外周侧的所述第2电极相对置；
与所述第1电极的卷绕终端部相对置的所述第2电极的对置部位通过补足所述第2电极的厚度的补强部来进行补强；
所述隔膜配置在所述对置部位的更靠外周侧；
所述补强部设置在所述隔膜的与所述对置部位相对置的部位的外周侧的面上。
4.（修改后）根据权利要求2或3所述的非水电解质二次电池，其中，所述对置部位为至少外周侧的面上未形成所述第2活性物质层的活性物质层非形成部。
5.（修改后）根据权利要求2所述的非水电解质二次电池，其中，所述补强部设置在所述对置部位的外周侧的面上。
6.（修改后）根据权利要求3所述的非水电解质二次电池，其中，所述补强部为包括基材片材、和在所述基材片材的至少一个面上设置的粘结剂的胶带。
7.根据权利要求6所述的非水电解质二次电池，其中，所述基材片材具有在120℃下不会变性的耐热性。
8.根据权利要求6或7所述的非水电解质二次电池，其中，所述基材片材包括金属箔。
9.根据权利要求8所述的非水电解质二次电池，其中，所述第2集电体的材质与所述金属箔的材质相同。
10.（修改后）根据权利要求1～3的任一项所述的非水电解质二次电池，其中，所述第2电极包含在外周侧的面上未形成所述第2活性物质层的活性物质层单面非形成部、以及在外周侧和内周侧的两个面上未形成所述第2活性物质层且与所述活性物质层单面非形成部邻接的活性物质层两面非形成部；
所述补强部也对所述活性物质层单面非形成部和所述活性物质层两面非形成部的边界部分进行补强。
11.（修改后）根据权利要求1～10的任一项所述的非水电解质二次电池，其中，所述补强部设置在所述第2电极的宽度方向的至少一个端部上。
12.（修改后）一种非水电解质二次电池的制造方法，其包含以下工序：（a）准备包括片材状的第1集电体、和在所述第1集电体的表面配置的第1活性物质层的长条的第1电极的工序；
（b）准备包括片材状的第2集电体、和在所述第2集电体的表面配置的第2活性物质层的长条的第2电极的工序；以及
（c）使长条的隔膜介于所述第1电极和所述第2电极之间并将其卷绕成螺旋状，从而构成电极组的工序；其中，
对所述第1电极和所述第2电极进行卷绕，从而使所述第1电极的卷绕终端部经由所述隔膜与配置于更靠外周侧的所述第2电极相对置；而且
与所述第1电极的卷绕终端部相对置的所述第2电极的对置部位预先通过补足所述第2电极的厚度的补强部来进行补强；
所述对置部位为至少外周侧的面上形成有所述第2活性物质层的活性物质层形成部；
所述活性物质层形成部的两侧为至少外周侧的面上未形成所述第2活性物质层的活性物质层非形成部，所述活性物质层形成部在外周侧的面上的所述第2活性物质层构成所述补强部。
13.（修改后）一种非水电解质二次电池的制造方法，其包含以下工序：（a）准备包括片材状的第1集电体、和在所述第1集电体的表面配置的第1活性物质层的长条的第1电极的工序；
（b）准备包括片材状的第2集电体、和在所述第2集电体的表面配置的第2活性物质层的长条的第2电极的工序；以及
（c）使长条的隔膜介于所述第1电极和所述第2电极之间并将其卷绕成螺旋状，从而构成电极组的工序；其中，
对所述第1电极和所述第2电极进行卷绕，从而使所述第1电极的卷绕终端部经由所述隔膜与配置于更靠外周侧的所述第2电极相对置；而且
与所述第1电极的卷绕终端部相对置的所述第2电极的对置部位预先通过补足所述第2电极的厚度的补强部来进行补强；
所述补强部为局部增大所述第2集电体的厚度的厚壁部。
14.（修改后）一种非水电解质二次电池的制造方法，其包含以下工序：（a）准备包括片材状的第1集电体、和在所述第1集电体的表面配置的第1活性物质层的长条的第1电极的工序；
（b）准备包括片材状的第2集电体、和在所述第2集电体的表面配置的第2活性物质层的长条的第2电极的工序；以及
（c）使长条的隔膜介于所述第1电极和所述第2电极之间并将其卷绕成螺旋状，从而构成电极组的工序；其中，
对所述第1电极和所述第2电极进行卷绕，从而使所述第1电极的卷绕终端部经由所述隔膜与配置于更靠外周侧的所述第2电极相对置；然后，与所述第1电极的卷绕终端部相对置的所述第2电极的对置部位通过补足所述第2电极的厚度的补强部来进行补强；
所述隔膜配置在所述对置部位的更靠外周侧；
所述补强部设置在所述隔膜的与所述对置部位相对置的部位的外周侧的面上。
15.（删除）
16.（删除）

Claims (16)

1.一种非水电解质二次电池，其具有将长条的第1电极、长条的第2电极、和介于所述第1电极和所述第2电极之间的长条的隔膜卷绕成螺旋状的电极组，以及非水电解质；其中，
所述第1电极包括片材状的第1集电体、和在所述第1集电体的表面配置的第1活性物质层；
所述第2电极包括片材状的第2集电体、和在所述第2集电体的表面配置的第2活性物质层；
所述第1电极的卷绕终端部经由所述隔膜与配置于更靠外周侧的所述第2电极相对置；
与所述第1电极的卷绕终端部相对置的所述第2电极的对置部位通过补足所述第2电极的厚度的补强部来进行补强。
2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中，所述补强部直接设置在所述对置部位上。
3.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中，所述对置部位为至少外周侧的面上未形成所述第2活性物质层的活性物质层非形成部。
4.根据权利要求1～3的任一项所述的非水电解质二次电池，其中，所述补强部设置在所述对置部位的外周侧的面上。
5.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中，所述对置部位为至少外周侧的面上形成有所述第2活性物质层的活性物质层形成部；
所述活性物质层形成部的两侧为至少外周侧的面上未形成所述第2活性物质层的活性物质层非形成部，所述活性物质层形成部在外周侧的面上的所述第2活性物质层构成所述补强部。
6.根据权利要求1～4的任一项所述的非水电解质二次电池，其中，所述补强部为包括基材片材、和在所述基材片材的至少一个面上设置的粘结剂的胶带。
7.根据权利要求6所述的非水电解质二次电池，其中，所述基材片材具有在120℃下不会变性的耐热性。
8.根据权利要求6或7所述的非水电解质二次电池，其中，所述基材片材包括金属箔。
9.根据权利要求8所述的非水电解质二次电池，其中，所述第2集电体的材质与所述金属箔的材质相同。
10.根据权利要求1～4的任一项所述的非水电解质二次电池，其中，所述补强部为局部增大所述第2集电体的厚度的厚壁部。
11.根据权利要求1～4以及6～9的任一项所述的非水电解质二次电池，其中，
所述隔膜配置在所述对置部位的更靠外周侧；
所述补强部设置在所述隔膜的与所述对置部位相对置的部位上。
12.根据权利要求11所述的非水电解质二次电池，其中，所述补强部设置在所述隔膜的与所述对置部位相对置的部位的外周侧的面上。
13.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中，
所述第2电极包含在外周侧的面上未形成所述第2活性物质层的活性物质层单面非形成部、以及在外周侧和内周侧的两个面上未形成所述第2活性物质层且与所述活性物质层单面非形成部邻接的活性物质层两面非形成部；
所述活性物质层单面非形成部包含所述对置部位；
所述补强部也对所述活性物质层单面非形成部和所述活性物质层两面非形成部的边界部分进行补强。
14.根据权利要求1～13的任一项所述的非水电解质二次电池，其中，所述补强部设置在所述第2电极的宽度方向的至少一个端部上。
15.一种非水电解质二次电池的制造方法，其包含以下工序：
（a）准备包括片材状的第1集电体、和在所述第1集电体的表面配置的第1活性物质层的长条的第1电极的工序；
（b）准备包括片材状的第2集电体、和在所述第2集电体的表面配置的第2活性物质层的长条的第2电极的工序；以及
（c）使长条的隔膜介于所述第1电极和所述第2电极之间并将其卷绕成螺旋状，从而构成电极组的工序；其中，
对所述第1电极和所述第2电极进行卷绕，从而使所述第1电极的卷绕终端部经由所述隔膜与配置于更靠外周侧的所述第2电极相对置；而且
与所述第1电极的卷绕终端部相对置的所述第2电极的对置部位预先通过补足所述第2电极的厚度的补强部来进行补强。
16.一种非水电解质二次电池的制造方法，其包含以下工序：
（a）准备包括片材状的第1集电体、和在所述第1集电体的表面配置的第1活性物质层的长条的第1电极的工序；
（b）准备包括片材状的第2集电体、和在所述第2集电体的表面配置的第2活性物质层的长条的第2电极的工序；以及
（c）使长条的隔膜介于所述第1电极和所述第2电极之间并将其卷绕成螺旋状，从而构成电极组的工序；其中，
对所述第1电极和所述第2电极进行卷绕，从而使所述第1电极的卷绕终端部经由所述隔膜与配置于更靠外周侧的所述第2电极相对置；然后，与所述第1电极的卷绕终端部相对置的所述第2电极的对置部位通过补足所述第2电极的厚度的补强部来进行补强。
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