CN112243544A - 非水电解质二次电池 - Google Patents

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CN112243544A CN201980037147.9A CN201980037147A CN112243544A CN 112243544 A CN112243544 A CN 112243544A CN 201980037147 A CN201980037147 A CN 201980037147A CN 112243544 A CN112243544 A CN 112243544A
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中尾隆希
小林径
见泽笃
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Abstract

本发明的目的在于，在非水电解质二次电池中，利用在电极组的最外周面贴合胶带的构成，来抑制可能成为内部短路的原因之一的极板变形。本发明的一个方案涉及的非水电解质二次电池包含具有正极板和负极板的卷绕型的电极组、和在电极组的最外周面贴合的胶带。胶带具有包含基材层和粘合层的2个粘合区域、和夹在2个粘合区域之间且仅由基材层构成的非粘合区域。从卷中心轴向卷外侧观察电极组的情况下，非粘合区域与正极板中的正极集电体的卷内侧的正极活性物质层和卷外侧的正极活性物质层、以及负极板中的负极集电体的卷内侧的负极活性物质层和卷外侧的负极活性物质层中的至少1个的卷绕结束端重叠。

Description

非水电解质二次电池
技术领域
本发明涉及非水电解质二次电池。
背景技术
目前，已知具备正极板与负极板隔着间隔件卷绕的电极组、和容纳电极组及电解液的电池壳的非水电解质二次电池。该二次电池中，在电极组的最外周面贴合胶带来固定电极组(参照专利文献1、2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9-161814号公报
专利文献2：日本特开2009-199974号公报
发明内容
发明要解决的问题
可是，伴随非水电解质二次电池的充放电循环而电极组发生膨胀，来自电池壳的压力作用在电极组上。此时，有时发生构成电极组的极板弯曲的极板变形。若发生大的极板变形，则有时导致内部短路。在非水电解质二次电池中，充分抑制可能成为内部短路的原因之一的极板变形是重要的课题。
本发明的目的在于，在非水电解质二次电池中，利用在电极组的最外周面贴合胶带的构成，来抑制可能成为内部短路的原因之一的极板变形。
用于解决问题的手段
本发明涉及的非水电解质二次电池具备：在带状的正极集电体的卷内表面和卷外表面分别形成有正极活性物质层的正极板、与在带状的负极集电体的卷内表面和卷外表面分别形成有负极活性物质层的负极板隔着间隔件卷绕的卷绕型的电极组、和按照在电极组的最外周面固定电极组的卷绕结束端的方式，在电极组的最外周面贴合的胶带，胶带具有包含基材层和粘合层的2个粘合区域、和夹在2个粘合区域之间且仅由基材层构成的非粘合区域，从卷中心轴向卷外侧观察电极组的情况下，非粘合区域与正极集电体的卷内侧的正极活性物质层和卷外侧的正极活性物质层、以及负极集电体的卷内侧的负极活性物质层和卷外侧的负极活性物质层中的至少1个的卷绕结束端重叠。
发明效果
根据本发明涉及的非水电解质二次电池，利用在电极组的最外周面贴合胶带的构成，在电极组之中，在最外周面的容易产生高低差的部分配置胶带的非粘合区域。非粘合区域由于没有粘合层而厚度比粘合区域小相应的量。由此，能够防止在电极组的一部分包含胶带而在径向的厚度上过度变大，因而即使电极组因充放电而膨胀时从外侧的电池壳受到压力，也能抑制应力集中在电极组的一部分。因此，在电极组中，能够抑制可能成为内部短路的原因之一的极板变形。
附图说明
图1是实施方式的一例的非水电解质二次电池的截面图。
图2是构成实施方式的一例的非水电解质二次电池的电极组的立体图。
图3是在实施方式的一例中，从卷外侧观察电极组的图。
图4是在实施方式的一例中，电极组的卷外侧部分的垂直于轴向的截面图。
图5是以展开状态表示构成实施方式的一例的非水电解质二次电池的胶带的图。
图6是在实施方式的另一例的非水电解质二次电池中，对应于图4的上半部的图。
图7是在实施方式的另一例的非水电解质二次电池中，对应于图4的上半部的图。
图8是在比较例1的非水电解质二次电池中，对应于图4的上半部的图。
图9是在比较例2的非水电解质二次电池中，对应于图4的上半部的图。
图10是表示为了评价用于确认电极组中的极板变形的实验结果而使用的3个极板变形水平A～C的、电极组的垂直于轴向的截面图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明涉及的实施方式进行详细说明。以下的说明中，具体的形状、材料、数值、方向等是为了容易理解本发明的例示，可以根据非水电解质二次电池的规格来适当变更。另外，以下“大致”这一术语以例如除了完全相同的情况以外，还包括视为实质上相同的情况的意思使用。而且，在以下包括多个实施方式、变形例的情况下，适当组合使用它们的特征部分是最初已设想的。
图1是实施方式的非水电解质二次电池10的截面图。图2是构成非水电解质二次电池10的电极组14的立体图。图3是从卷外侧观察电极组14的图。图4是电极组14的卷外侧部分(外周面侧部分)的垂直于轴向的截面图。图5是以展开状态表示构成非水电解质二次电池10的胶带40、41的图。如图1至图4例示，非水电解质二次电池10具备卷绕型的电极组14、在电极组14的最外周面贴合的两片胶带40、41(图2～图4)、非水电解质(未图示)、壳主体15及封口体16。卷绕型的电极组14具有正极板11、负极板12和间隔件13，正极板11与负极板12隔着间隔件13卷绕成旋涡状。以下，有时将电极组14的轴向一侧称为“上”，将轴向另一侧称为“下”。非水电解质包含非水溶剂和溶于非水溶剂的电解质盐。非水电解质不限于液体电解质，可以是使用了凝胶状聚合物等的固体电解质。
参照图4，正极板11具有带状的正极集电体31、和接合于正极集电体31的正极引线19(图1、图2)。正极引线19是用于将正极集电体31与正极端子电连接的导电部件，在电极组14之中，从正极集电体31的上端向轴向α的一侧(上方)延伸出来。正极引线19设于例如电极组14的径向β的大致中央部。正极引线19为带状的导电部件。正极引线的构成材料没有特别限定。正极引线19优选由以铝为主成分的金属构成。此外，正极板11在正极集电体31的卷内表面(径向内侧面)和卷外表面(径向外侧面)分别形成有正极活性物质层32、33。图4中，用浅沙地部表示正极活性物质层32、33。
参照图4，负极板12具有带状的负极集电体35、和接合于负极集电体35的负极引线20(图1、图2)。负极引线20是用于将负极集电体35与后述的壳主体15电连接的导电部件，在电极组14之中，从负极集电体35的下端向轴向α的另一侧(下方)延伸出来。壳主体15成为负极端子。负极引线20设于例如电极组14的卷外侧部分(外周面侧部分)。负极引线20为带状的导电部件。负极引线的构成材料没有特别限定。负极引线优选由以镍或铜为主成分的金属构成，或者由包含镍和铜二者的金属构成。此外，负极板12在负极集电体35的卷内表面(径向内侧面)和卷外表面(径向外侧面)分别形成有负极活性物质层36、37。图4中，用斜线部表示负极活性物质层36、37。如后所述，负极活性物质层36的卷绕结束端E3与负极活性物质层37的卷绕结束端E4相比，位于负极板12的卷绕结束侧。
需要说明的是，可以使负极集电体35在电极组14的最外周面露出，使其与壳主体15的筒部的内侧面接触，与壳主体15电连接。此时，通过负极板12与壳主体15的筒部的电连接，能够进一步确保良好的集电性。
电极组14如上所述，具有正极板11与负极板12隔着间隔件13以旋涡状卷绕而成的卷绕结构。正极板11、负极板12和间隔件13均以带状形成，以旋涡状卷绕从而成为沿电极组14的径向β交替层叠的状态。在电极组14中，各极板的纵长方向成为卷绕方向γ(图4)，各极板的宽度方向成为轴向α(图2)。本实施方式中，在电极组14的包含卷芯的卷芯部形成有空间28。电极组14在空间28的中央沿轴向延伸的卷中心轴O的周围卷绕成旋涡状。在此，卷中心轴O是在空间28的直径方向上的中心位置沿轴向延伸的中心轴，是电极组14的卷芯。
如图2、图3所示，两片胶带40、41是按照在电极组14的最外周面固定电极组14的卷绕结束端E的方式，在电极组14的最外周面上的轴向α两端部贴合的止卷胶带。各胶带40、41按照沿着卷绕方向跨越位于电极组14的最外周的间隔件13的卷绕结束端E(图3)的方式贴合在电极组14的最外周面。图4中，省略间隔件13的图示。
另外，在各胶带40、41的中间部配置没有粘合层的后述的非粘合区域44。在从卷中心轴O向卷外侧(径向外侧)观察电极组14的情况下，非粘合区域44与正极集电体31的卷内侧的正极活性物质层32、卷外侧的正极活性物质层33、负极集电体35的卷内侧的负极活性物质层36、以及卷外侧的负极活性物质层37的卷绕结束端E1、E2、E3、E4分别重叠。由此，在电极组14中能够抑制可能成为内部短路的原因之一的极板变形。胶带40、41在后面具体说明。
图1所示的例子中，由壳主体15和封口体16构成容纳电极组14和非水电解质的金属制的电池壳。在电极组14的上下分别设有绝缘板17、18。正极引线19穿过上侧的绝缘板17的贯通孔向封口体16侧延伸，焊接于封口体16的底板即过滤件22的下表面。非水电解质二次电池10中，与过滤件22电连接的封口体16的顶板即帽26成为正极端子。
壳主体15为具有开口部的有底筒状、例如有底圆筒形状的金属制容器。在壳主体15与封口体16之间设有密封垫27，来确保电池壳内的密闭性。壳主体15具有例如从外侧挤压侧面部而形成的支承封口体16的膨出部21。膨出部21优选沿着壳主体15的周向以环状形成，在其上表面支承封口体16。封口体16将壳主体15的开口部封口。
封口体16具有从电极组14侧依次层叠的过滤件22、下阀体23、绝缘部件24、上阀体25和帽26。构成封口体16的各部件具有例如圆板形状或环形状，除了绝缘部件24以外的各部件相互电连接。下阀体23与上阀体25在各自的中央部相互连接，在各自的周边部之间存在绝缘部件24。若因异常发热而电池的内压上升，则例如下阀体23断裂，由此上阀体25向帽26侧膨胀而离开下阀体23，由此两者的电连接被阻断。若内压进一步上升，则上阀体25断裂，从帽26的开口部26a排出气体。
以下，参照图2～图5对电极组14和胶带40、41进行具体说明。构成电极组14的正极板11具有正极集电体31、和在正极集电体31上形成的正极活性物质层32、33。本实施方式中，在正极集电体31的两面形成有正极活性物质层32、33。对于正极集电体31而言，可以使用例如铝等的金属的箔、将该金属配置于表层的膜等。适宜的正极集电体31为以铝或铝合金为主成分的金属的箔。正极集电体31的厚度为例如10μm～30μm。
正极活性物质层32、33优选包含正极活性物质、导电剂和粘结剂。正极板11通过以下方式制作：将包含正极活性物质、导电剂、粘结剂和N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等溶剂的正极合剂浆料涂布在正极集电体31的两面后，进行干燥和压延。如图4所示，正极集电体31的卷内侧的正极活性物质层32的卷绕结束端E1、与卷外侧的正极活性物质层33的卷绕结束端E2在卷绕方向上位于大致相同的位置。
作为正极活性物质，可例示含有Co、Mn、Ni等过渡金属元素的含锂过渡金属氧化物。含锂过渡金属氧化物没有特别限定，优选为由通式Li1+xMO2(式中，-0.2≤x≤0.2、M包含Ni、Co、Mn、Al中的至少1种)表示的复合氧化物。
作为上述导电剂的例子，可以举出炭黑(CB)、乙炔黑(AB)、科琴黑、石墨等碳材料等。作为上述粘结剂的例子，可以举出聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVdF)等氟系树脂、聚丙烯腈(PAN)、聚酰亚胺(PI)、丙烯酸类树脂、聚烯烃类树脂等。另外，可以并用这些树脂与羧甲基纤维素(CMC)或其盐、聚环氧乙烷(PEO)等。这些可以单独使用1种，也可以组合使用两种以上。
正极板11上设有构成正极集电体31的金属的表面露出的未涂敷部(未图示)。未涂敷部是连接正极引线19的部分，是正极集电体31的表面未被正极活性物质层覆盖的部分。正极引线19例如通过超声波焊接而接合于未涂敷部。
负极板12具有负极集电体35、和在负极集电体35上形成的负极活性物质层36、37。本实施方式中，在负极集电体35的两面形成有负极活性物质层36、37。此外，如图4所示，负极板12从卷绕开始处到卷绕结束处依次连续着卷绕开始侧的未涂敷区域(未图示)、两面活性物质区域12a、单面活性物质区域12b、卷绕结束侧的未涂敷区域12c。两面活性物质区域12a在负极集电体35的两面形成有负极活性物质层36、37。单面活性物质区域12b仅在负极集电体35的卷内表面形成有负极活性物质层36。未涂敷区域在负极集电体35的两面均未形成负极活性物质层。单面活性物质区域12b从两面活性物质区域12a的卷绕结束端开始到卷绕结束侧大致连续1周。由此，负极集电体35的卷内表面上的负极活性物质层36的卷绕结束端E3与卷外表面的负极活性物质层37的卷绕结束端E4相比，位于负极板12的卷绕结束侧。此外，在从卷中心轴O向卷外侧(径向外侧)观察的情况下，负极集电体35的卷内侧的负极活性物质层36的卷绕结束端E3、与卷外侧的负极活性物质层37的卷绕结束端E4位于周向的大致相同位置。需要说明的是，在从卷中心轴O向卷外侧(径向外侧)观察的情况下，负极集电体35的卷内侧的负极活性物质层36的卷绕结束端、与卷外侧的负极活性物质层37的卷绕结束端可以位于周向的不同位置。对于负极集电体35而言，可以使用例如铜等金属的箔、将该金属配置于表层的膜等。负极集电体35的厚度为例如5μm～30μm。
负极活性物质层36、37优选包含负极活性物质和粘结剂。负极板12通过以下方式制作：例如将包含负极活性物质、粘结剂和水等的负极合剂浆料涂布在负极集电体35的两面后，进行干燥和压延。
作为负极活性物质若能够可逆地吸藏、放出锂离子则没有特别限定，可以使用例如天然石墨、人造石墨等碳材料、Si、Sn等与锂合金化的金属、或包含这些的合金、复合氧化物等。负极活性物质层36、37中包含的粘结剂中，例如可以使用与正极板11的情况同样的树脂。用水系溶剂制备负极合剂浆料的情况下，可以使用苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、CMC或其盐、聚丙烯酸或其盐、聚乙烯醇等。这些可以单独使用1种，也可以组合使用两种以上。
对于间隔件13(图1～图3)而言，可以使用具有离子透过性和绝缘性的多孔性片材。作为多孔性片材的具体例，可以举出微多孔薄膜、织造布、无纺布等。作为间隔件13的材质，优选聚乙烯、聚丙烯等烯烃树脂。间隔件13的厚度为例如10μm～50μm。间隔件13伴随电池的高容量化、高输出功率化有薄膜化的倾向。间隔件13具有例如130℃～180℃左右的熔点。
并且，如图2～图3所示，按照在电极组14的最外周面即间隔件13的最外周面固定负极板12的卷绕结束端E的方式，在负极板12的最外周面的轴向两端贴合有两片胶带40、41。胶带40、41为例如PP胶带等绝缘材料制。PP胶带是在多孔性或非多孔性的聚丙烯(PP)制的基材层的一面形成有粘合层的胶带。胶带40、41的基材层从强度、对电解液的耐受性、加工性、成本等的观点出发适当选择即可，不限于聚丙烯，还可以使用聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)等。另外，基材层还可以设为层叠结构，例如，可以将在有机材料中分散有金属氧化物等无机粒子的耐热层用于基材层的一部分。各胶带的粘合层由在室温下具有粘接性的树脂构成，例如由丙烯酸类树脂、橡胶类树脂构成。
如图2～图5所示，各胶带40、41的粘合区域42、43与非粘合区域44以条状配置。具体来说，各胶带40、41包含在卷绕方向两端部配置的2个作为矩形区域的粘合区域42、43、和夹在2个粘合区域42、43之间的作为矩形区域的非粘合区域44。图2～图5中，通过深沙地部表示粘合区域42、43，通过未涂敷部表示非粘合区域44。2个粘合区域42、43分别包含基材层和粘合层。非粘合区域44仅由基材层构成。图4中，通过箭头θ1表示非粘合区域44的范围。图4中，胶带40、41的周向一端部(图4中由P表示的部分)以与电极组14分离的方式示出，但实际上，该周向一端部贴合在电极组14的最外周面。
各胶带40、41的卷绕方向γ的中间部跨越电极组14的卷绕结束端E，贴合在电极组14的卷绕结束端部、和最外周面的位于卷回方向的部分。此时，在各胶带40、41的中间部配置非粘合区域44。在从卷中心轴O向卷外侧(径向外侧)观察电极组14的情况下，非粘合区域44与正极集电体31的卷内侧的正极活性物质层32的卷绕结束端E1、卷外侧的正极活性物质层33的卷绕结束端E2、负极集电体35的卷内侧的负极活性物质层36的卷绕结束端E3、以及卷外侧的负极活性物质层37的卷绕结束端E4分别重叠。
胶带可以在电极组14的最外周面的轴向α的中间部仅贴合1处，或者在电极组14的最外周面的轴向α上分离的3处以上的位置贴合。
根据上述非水电解质二次电池10，是在电极组14的最外周面贴合胶带40、41的构成，在电极组14之中，基于活性物质层的卷绕结束端E1～E4在最外周面的容易产生高低差的部分配置胶带40、41的非粘合区域44。非粘合区域44与粘合区域42、43相比，由于没有粘合层而厚度变小相应的量。由此，对于电极组14的周向而言，在上述的卷绕结束端E1～E4附近，能够防止包含胶带40、41中的某一个而径向的厚度过度变大。因此，在电极组14因充放电而膨胀时，即使从外侧的电池壳受到压力，也能抑制应力集中在电极组14的一部分。因此，在电极组14中能够抑制可能成为内部短路的原因之一的极板变形。
在各个胶带40、41中，若非粘合区域44的周向长度相对于电极组14的最外周面的周长(1周长度)的比例过小，则应力集中的缓和效果减小。从确保胶带的应力集中的缓和效果的方面出发，非粘合区域44的周向长度相对于电极组14的最外周面的周长的比例优选为5％以上的范围，进一步优选为20％以上的范围。
电极组14的周向上的胶带整体的长度优选设为电极组14的最外周面的大致周长(1周长度)以上，以使粘合区域与非粘合区域都能确保充分长度。胶带的周向长度可以大于电极组14的最外周面的周长，但是若胶带的非粘合区域与粘合区域重叠，则该重叠的部分的厚度增大，从而电极组14膨胀时来自电池壳的压力变高，极板变形的抑制效果减小。因此，优选胶带的粘合区域不与胶带的非粘合区域重叠。
若电极组14的轴向α上的胶带的宽度过小，则胶带的固定力降低，因此相对于电极组14的轴向α长度优选为10％以上。另一方面，若胶带的宽度过大，则因电极组14的膨胀导致的来自电池壳的的压力增加，极板变形的抑制效果减小。因此，如本例那样在二次电池包含2片以上胶带40、41的情况下，多个胶带的宽度的总和相对于电极组的轴向α长度优选为20％以上且40％以下。另外，在电极组14的最外周配置有负极集电体35的构成中，若胶带的宽度过大，则电极组14的膨胀受到抑制，电极组14难以与壳主体15接触导通。从这点出发，也优选胶带的宽度的总和相对于电极组14的轴向α长度为40％以下。该情况下，为了实现电极组14的固定功能和电极组14与壳主体15的接触的兼顾，优选在电极组14的轴向α的两端配置胶带。电极组14在轴向中间部比轴向两端部更容易在充放电时膨胀，因此通过在电极组14的轴向α的两端配置胶带从而增大膨胀量，容易将电极组14与壳主体15电连接。
图6是在实施方式的另一例的非水电解质二次电池中，对应于图4的上半部的图。本例的构成中，与图4所示的构成不同，在从卷中心轴O向卷外侧(径向外侧)观察的情况下，各胶带40、41的非粘合区域44与正极集电体31的卷内侧的正极活性物质层32的卷绕结束端E1、以及卷外侧的正极活性物质层33的卷绕结束端E2分别不重叠。另一方面，在从卷中心轴O向卷外侧(径向外侧)观察电极组14的情况下，各胶带40、41的非粘合区域44与负极集电体35的卷内侧的负极活性物质层36的卷绕结束端E3、以及卷外侧的负极活性物质层37的卷绕结束端E4分别重叠。图6中，在箭头θ2所示的范围内配置胶带40、41的非粘合区域44。本例中，其它构成及作用与图1～图5的构成同样。
图7是在实施方式的另一例的非水电解质二次电池中，对应于图4的上半部的图。本例的构成中，与图4所示的构成不同，在从卷中心轴O向卷外侧(径向外侧)观察的情况下，各胶带40、41的非粘合区域44与负极集电体35的卷内侧的负极活性物质层36的卷绕结束端E3、以及卷外侧的负极活性物质层37的卷绕结束端E4分别不重叠。另一方面，在从卷中心轴O向卷外侧(径向外侧)观察电极组14的情况下，各胶带40、41的非粘合区域44与正极集电体31的卷内侧的正极活性物质层32的卷绕结束端E1、以及卷外侧的正极活性物质层33的卷绕结束端E2分别在从卷中心轴O向卷外侧(径向外侧)观察的情况下重叠。图7中，在箭头θ3所示的范围内配置胶带40、41的非粘合区域44。本例中，其它构成及作用与图1～图5的构成同样。
<实验例>
本发明的发明人在下述的表1所示的条件下，制作实施例1-3和比较例1、2的共5种二次电池，在规定条件下进行充放电，确认了极板变形的程度。
[表1]
Figure BDA0002813118890000111
实施例
[实施例1]
[正极板的制作]
作为正极活性物质，使用由LiNi0.88Co0.09Al0.03O2表示的锂镍钴铝复合氧化物。然后，将100质量份的LiNi0.88Co0.09Al0.03O2、1质量份的乙炔黑、和1质量份的聚偏氟乙烯(PVDF)(粘结剂)混合，进一步适量添加N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)，制备了正极合剂浆料。接着，将糊状的该正极合剂浆料涂布在由铝箔形成的长条的正极集电体的两面并用干燥机干燥后，切取成规定的电极尺寸，用辊压延，制作在正极集电体的两面形成有正极活性物质层的正极板11。需要说明的是，LiNi0.88Co0.09Al0.03O2的晶体结构是层状岩盐结构(六方晶、空间群R3-m)。另外，在正极板的纵长方向中央部形成未形成活性物质的未涂敷部，在该未涂敷部利用超声波焊接固定铝的正极引线。
[负极板的制作]
作为负极活性物质，使用将石墨粉末95质量份与硅氧化物5质量份混合的物质。然后，将负极活性物质100质量份、作为粘合剂的苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)1质量份、作为增稠剂的羧甲基纤维素(CMC)1质量份混合。然后，使该混合的物质分散于水中，制备了负极合剂浆料。将该负极合剂浆料涂布在由铜箔形成的负极集电体的两面，通过干燥机使其干燥，并用辊压机的辊压缩成规定厚度。然后，将形成有负极活性物质层的长条状的负极集电体切断成规定的电极尺寸后，安装镍制的负极引线。此时，在负极集电体的一侧的端部形成两面都未形成活性物质的未涂敷部，在该未涂敷部利用超声波焊接固定负极引线。在负极集电体的另一侧的端部，形成两面都未形成活性物质的未涂敷部即未涂敷区域、和与该未涂敷区域连续且仅单面形成有活性物质的单面涂布部即单面活性物质区域。由此，制作了负极板12。
[电极组的制作]
将制作的正极板11与负极板12隔着间隔件13卷绕成旋涡状，从而制作了卷绕型的电极组。此时，负极板12按照以下方式进行卷绕：形成有负极引线的一侧的端部位于卷绕开始侧，形成有单面活性物质区域的一侧的端部位于卷绕结束侧，且单面活性物质区域的活性物质涂布面成为内表面。对于间隔件13而言，使用在聚乙烯制的微多孔膜的单面形成了分散有聚酰胺和氧化铝的填料的耐热层的间隔件。
[电极组的固定]
切出在厚度12μm的聚丙烯膜上以条状涂布有7μm丙烯酸类粘合剂的胶带40、41。另外，将胶带40、41的周向上的全长设为62mm，其中，将非粘合区域44的长度设为40mm，将两侧的粘合区域42、43的长度分别设为11mm。并且，在按照上述方式制作的电极组的轴向两端部，分别沿着卷绕方向贴附上述胶带从而将电极组固定。此时，如图3、图4所示，在从卷中心O向卷外侧(径向外侧)观察的情况下，将胶带40、41的中央部的非粘合区域44配置于与正极集电体31的卷内侧的正极活性物质层32、卷外侧的正极活性物质层33、负极集电体35的卷内侧的负极活性物质层36、以及卷外侧的负极活性物质层37的卷绕结束端E1、E2、E3、E4分别重叠的位置。
[非水电解液的调整]
在将碳酸亚乙酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)与碳酸二乙酯(DEC)按照以体积比计成为EC∶EMC∶DMC＝3∶3∶4的方式混合的混合溶剂中，按照成为1摩尔/L的方式添加LiPF6而制备了非水电解液。
[二次电池的制作]
将上述电极组容纳于外径为21mm且高度为70mm的有底圆筒形状的壳主体15，在该电极组的上下分别配置绝缘板17、18，向壳主体15的内部注入非水电解液。其后，通过密封垫27和封口体16将壳主体15的开口端部封口，制作了圆筒型的非水电解质二次电池。此时，电池的容量为4600mAh。
另外，实施例1中如表1的非粘合区域比例一栏所示，将非粘合区域44的周向长度相对于电极组14的最外周面的周长(1周长度)的比例设为65％。
[实施例2]
实施例2与图6所示的构成同样地配置了胶带40a、41a的非粘合区域44。实施例2中，除此以外的构成与实施例1同样。
[实施例3]
实施例3与图7所示的构成同样地配置了胶带40b、41b的非粘合区域44。实施例3中，除此以外的构成与实施例1同样。
[比较例1]
图8是在比较例1的非水电解质二次电池中，对应于图4的上半部的图。比较例1如表1、图8所示，作为胶带40c、41c，使用仅具有粘合区域的胶带。比较例1中，除此以外的构成与实施例1同样。
[比较例2]
图9是在比较例2的非水电解质二次电池中，对应于图4的上半部的图。比较例2如表1、图9所示，在从卷中心轴O向卷外侧(径向外侧)观察电极组的情况下，各胶带40d、41d的非粘合区域44配置于与正极集电体31的卷内侧的正极活性物质层32的卷绕结束端E1、卷外侧的正极活性物质层33的卷绕结束端E2、负极集电体35的卷内侧的负极活性物质层36的卷绕结束端E3、以及卷外侧的负极活性物质层37的卷绕结束端E4分别不重叠的位置。图9中，将胶带40d、41d的非粘合区域44配置于箭头θ4所示的范围内。比较例2中，除此以外的构成与实施例1同样。
[试验方法]
使用上述实施例1-3和比较例1、2的非水电解质二次电池，在25℃的环境中，以1380mA(0.3小时率)的电流进行恒电流充电(CC)直到电池电压变成4.2V为止，其后，以4.2V的电池电压进行恒电压充电(CV)直到电流值变成92mA为止。进而休息20分钟后，以4600mA(1小时率)的放电电流进行恒电流放电后，休息20分钟，以此作为充放电循环。利用反复这样的充放电循环500次循环后的电池，以1380mA(0.3小时率)的恒电流充电到电池电压达到4.2V后，以4.2V的电池电压进行将终止电流设为92mA的恒电压充电。其后，使用X射线CT装置，对上述电池实施电极组的中央部的截面观察。上述的表1的极板变形水平一栏中，将电极组的中央部的变形的程度分为A、B、C示出。
图10是表示为了评价用于确认电极组中的极板变形的实验结果而使用的3个极板变形水平A～C的、电极组的垂直于轴向的截面图。水平A在3个水平中变形的程度最低，仅在电极组的最内周部分产生变形。需要说明的是，图10中，最外侧的圆表示电池壳，其内侧的深实线的曲线表示正极板11。另外，浅实线的曲线表示负极板12的包含活性物质层的部分，浅虚线的曲线表示负极板12的仅具有负极集电体35的未涂敷区域。
水平B在3个水平中变形的程度为中间，仅在电极组的最内周与其外周的2周部分发生变形。水平C在3个水平中变形的程度最高，在电极组的包含最内周的至少3周部分发生变形。
[试验结果]
如表1所示，实施例1中，极板变形仅在电极组的最内周部分产生，极板变形水平为A。另外，实施例2、3的极板变形水平为B，比较例1、2的极板变形水平为C。由此可知，如实施例2、3，即使在仅正极活性物质层和负极活性物质层中的一个的卷绕结束端与胶带的非粘合层在从卷中心轴向卷外侧观察时重叠的情况下，也能抑制极板变形。另外，如实施例1，可知在正极活性物质层和负极活性物质层二者的卷绕结束端与胶带的非粘合层在从卷中心轴向卷外侧观察时重叠的情况下，能够进一步抑制极板变形。另一方面，如比较例1、2，可知在胶带没有非粘合层的情况下、以及在胶带的非粘合层与正极活性物质层和负极活性物质层二者的卷绕结束端在从卷中心向卷外侧观察时不重叠的情况下，极板变形的程度变大。
另外，认为上述的实施方式和实施例带来的效果与正极板材料、负极板材料、间隔件材料均无关，只要是具有在卷绕结束端贴附有胶带的卷绕型的电极组的构成，就同样可以期待效果。
附图标记说明
10 非水电解质二次电池、11 正极板、12 负极板、12a 两面活性物质区域、12b 单面活性物质区域、12c 未涂敷区域、13 间隔件、14 电极组、15 壳主体、16 封口体、17、18绝缘板、19 正极引线、20 负极引线、21 膨出部、22 过滤件、23 下阀体、24 绝缘部件、25上阀体、26 帽、27 密封垫、28 空间、31 正极集电体、32、33正极活性物质层、35 负极集电体、36、37 负极活性物质层、40、40a～40d、41、41a～41d 胶带、42、43 粘合区域、44 非粘合区域。

Claims (4)

1.一种非水电解质二次电池，其具备：
卷绕型的电极组，所述卷绕型的电极组是正极板与负极板隔着间隔件卷绕而成的，所述正极板在带状的正极集电体的卷内表面和卷外表面分别形成有正极活性物质层，所述负极板在带状的负极集电体的卷内表面和卷外表面分别形成有负极活性物质层；和
胶带，所述胶带按照在所述电极组的最外周面固定所述电极组的卷绕结束端的方式贴合在所述电极组的最外周面上，
所述胶带具有包含基材层和粘合层的2个粘合区域、和夹在所述2个粘合区域之间且仅由基材层构成的非粘合区域，
在从卷中心轴向卷外侧观察所述电极组的情况下，所述非粘合区域与所述正极集电体的卷内侧的所述正极活性物质层和卷外侧的所述正极活性物质层、以及所述负极集电体的卷内侧的所述负极活性物质层和卷外侧的所述负极活性物质层中的至少1个的卷绕结束端重叠。
2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中，
在从卷中心轴向卷外侧观察所述电极组的情况下，所述非粘合区域与所述正极集电体的卷内侧的所述正极活性物质层和卷外侧的所述正极活性物质层的卷绕结束端分别重叠。
3.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中，
在从卷中心轴向卷外侧观察所述电极组的情况下，所述非粘合区域与所述负极集电体的卷内侧的所述负极活性物质层和卷外侧的所述负极活性物质层的卷绕结束端分别重叠。
4.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中，
在从卷中心轴向卷外侧观察所述电极组的情况下，所述非粘合区域与所述正极集电体的卷内侧的所述正极活性物质层和卷外侧的所述正极活性物质层、以及所述负极集电体的卷内侧的所述负极活性物质层和卷外侧的所述负极活性物质层的卷绕结束端分别重叠。
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