CN116742160A - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

一种能够更适当地抑制金属锂的析出的二次电池。二次电池具备扁平状的卷绕电极体(40)。该卷绕电极体具有一对弯曲部(40r)和平坦部(40f)。卷绕电极体内部的正极始端部(10s)具有沿着平坦部延伸的第1区域(17)。卷绕电极体内部的负极始端部(20s)具有沿着平坦部延伸的第2区域(27)、以沿着第1弯曲部(40r1)的方式折回的折回部(28)以及从折回部沿着平坦部延伸的第3区域(29)。该卷绕电极体在平坦部的一部分形成第1区域(17)、第2区域以及第3区域重叠的电极始端层叠部(48)，并在第1弯曲部配置有正极终端部(10e)和负极终端部(20e)。根据该结构，适当地分别防止局部的加压不良和发热分布的不均匀化，从而抑制金属锂的析出。

Description

二次电池
技术领域
本发明涉及二次电池。
背景技术
锂离子二次电池等二次电池具有电极体，该电极体具备一对电极板(正极板和负极板)。作为该电极体的一例，能够举出经由隔离件卷绕有长条的带状的正极板和负极板的卷绕电极体。在该卷绕电极体中，将各个电极板的一个端部(始端部)配置于电极体内部，并将另一端部(终端部)配置于电极体的外侧。另外，这种卷绕电极体的外形能够成形为扁平形状。该扁平形状的卷绕电极体具有外表面弯曲的一对弯曲部、和将该一对弯曲部连结的外表面平坦的平坦部。
在专利文献1中公开有具备上述扁平形状的卷绕电极体的二次电池的一例。在专利文献1所记载的二次电池中，在卷绕电极体的平坦部的内部配置有正极的卷绕内端(正极始端部)和负极的卷绕内端(负极始端部)。而且，负极的卷绕内端具有比正极的卷绕内端向弯曲部侧延伸突出的延伸突出部，该负极的延伸突出部在不与正极重叠的范围内折回。根据该专利文献1所记载的二次电池，由于抑制电极体的平坦部中的厚度的偏差，因此能够在电池壳体容易地收纳电极体。另外，由于也能够抑制正极与负极的距离(极间距离)的偏差，因此也具有抑制由充放电反应的偏置引起的金属锂(金属Li)的析出的效果。
专利文献1：日本专利申请公开2019-169353号
另外，近年来，对二次电池的耐久性提高、长寿命化的要求日益提高，要求能够更适当地抑制金属锂的析出的技术。本发明是鉴于该要求而完成的，其目的在于提供一种能够适当地抑制金属锂的析出的二次电池。
发明内容
为了实现上述目的，通过这里公开的技术提供一种以下的结构的二次电池。
这里公开的二次电池具备隔着隔离件卷绕正极板和负极板而形成的扁平状的卷绕电极体、和收纳卷绕电极体的电池壳体。该二次电池的扁平状的卷绕电极体具有外表面弯曲的一对弯曲部、和将该一对弯曲部连结的外表面平坦的平坦部。而且，正极板的长边方向的一个端部作为正极始端部配置于卷绕电极体的内部，另一端部作为正极终端部配置于卷绕电极体的外侧。另外，负极板的长边方向的一个端部作为负极始端部配置于卷绕电极体的内部，另一端部作为负极终端部配置于卷绕电极体的外侧。正极始端部具有沿着平坦部延伸的第1区域。负极始端部具有沿着平坦部延伸的第2区域、以沿着作为一对弯曲部的一方的第1弯曲部的方式从第2区域的端部折回的折回部、以及从折回部的端部沿着平坦部延伸的第3区域。而且，在平坦部的一部分形成在厚度方向上第1区域、第2区域以及第3区域重叠的电极始端层叠部，正极终端部和负极终端部配置于第1弯曲部。
这种二次电池通常从电池壳体的外侧对卷绕电极体的平坦部进行加压，并在使电极体内部的正极板与负极板的距离(极间距离)变小的状态下使用。然而，在以往的卷绕电极体中，有时在弯曲部附近的平坦部产生片状部件(正极板、负极板、隔离件)的层叠数比其他的区域少并且厚度较薄的区域(层叠不足区域)。在该层叠不足区域中，产生局部的加压不良，因此担心极间距离增大而促进金属Li的析出。与此相对地，在这里公开的二次电池中，将负极板的始端部(负极始端部)以沿着弯曲部的方式折回。而且，形成正极板的第1区域、负极板的第2区域以及负极板的第3区域重叠的电极始端层叠部。由此，能够防止在弯曲部附近的平坦部产生层叠不足区域，因此能够抑制由局部的加压不良引起的金属Li的析出。
另外，在一般的二次电池中，因充放电时的化学反应而卷绕电极体发热。此时，若电极板(正极板、负极板)的层叠数在夹着卷绕电极体的中心线对置的第1层叠部与第2层叠部之间不同，则卷绕电极体中的发热分布变得不均匀。若在该状态下反复进行充放电，则特定的区域中的电极板的劣化加剧。其结果是，卷绕电极体中的充放电反应的分布产生偏置。这样的电极板的局部的劣化也可能成为促进金属Li的析出的原因。与此相对地，在这里公开的二次电池中，在配置有负极始端部的折回部的弯曲部配置正极板和负极板的终端部。由此，在除了电极始端层叠部之外的平坦部，能够使夹着卷绕轴对置的卷绕电极体的第1层叠部与第2层叠部的每一个中的电极板的层叠数相同。其结果是，能够使充放电中的卷绕电极体中的发热分布均匀化，因此能够抑制由电极板的局部的劣化引起的金属Li的析出。
如以上那样，根据这里公开的二次电池，能够抑制由局部的加压不良和发热分布的不均匀化分别引起的金属锂的析出。由此，能够有助于二次电池的耐久性、寿命的提高。
在这里公开的二次电池的一个形态的基础上，隔离件的终端部配置于一对弯曲部的任意一方的最外侧，并通过止卷带粘贴于弯曲部的最外侧。由此，能够更适宜地防止平坦部中的局部的加压不良。
在这里公开的二次电池的一个形态的基础上，在卷绕电极体的最外周仅将隔离件卷绕一周以上。由此，能够适宜地保持卷绕电极体的外形。
在这里公开的二次电池的一个形态的基础上，电极始端层叠部的宽度方向上的长度w2相对于平坦部的宽度方向上的全长w1的比率(w2/w1)为0.5％以上20％以下。由此，能够适宜地防止平坦部中的局部的加压不良。
在这里公开的二次电池的一个形态的基础上，平坦部被区分为夹着沿着第3区域延伸的中心线的第1层叠部和第2层叠部，第1层叠部和第2层叠部的每一个的正极板与负极板的总计层叠数为40片以上200片以下。这里公开的技术特别适用于如上述那样使正极板和负极板层叠的卷绕电极体。
在这里公开的二次电池的一个形态的基础上，通过卷绕将第1隔离件、负极板、第2隔离件以及正极板依次层叠的层叠体来制作卷绕电极体。另外，在该形态的基础上，优选：在第1隔离件的长边方向的一个端部形成有从负极始端部延伸突出的第1延伸突出部，并且，在第2隔离件的长边方向的一个端部形成有从负极始端部延伸突出的第2延伸突出部。由此，能够使平坦部的整个区域中的面压分布均匀化，从而能够进一步提高Li耐析出性。
另外，在形成第1延伸突出部和第2延伸突出部的形态的基础上，优选：第1延伸突出部和第2延伸突出部分别以沿着作为一对弯曲部的另一方的第2弯曲部的方式折回，形成仅层叠有第1隔离件和第2隔离件的隔离件层叠部。由此，能够使平坦部中的面压分布进一步均匀化，从而能够进一步提高Li耐析出性。
在这里公开的二次电池的一个形态的基础上，在第1隔离件与第2隔离件的至少一方的表面设置有粘合层。由此，能够抑制正极始端部、负极始端部、正极终端部以及负极终端部的各自的位置偏移，因此能够更适宜地发挥基于这里公开的技术的Li析出抑制效果。
附图说明
图1是示意性地表示一个实施方式所涉及的密闭型电池的剖视图。
图2是一个实施方式所涉及的二次电池的卷绕电极体的立体图。
图3是图2所示的卷绕电极体的分解立体图。
图4是图2中的IV-IV线处的卷绕电极体的剖面向视图。
图5是另一实施方式中的卷绕电极体的剖视图。
图6是示意性地表示现有技术中的卷绕电极体的剖面构造的图。
具体实施方式
以下，边参照附图边对这里公开的技术的实施方式进行说明。此外，在本说明书中特别提及的事项以外的、这里公开的技术的实施所需的事项(例如，各部件的材料和电池的制造工序等)能够作为该领域中的基于现有技术的本领域技术人员的设计事项来理解。这里公开的技术能够基于本说明书所公开的内容和该领域中的技术常识来实施。此外，在本说明书中表示范围的“A～B”的表述除了“A以上B以下”的意思之外，还包含“优选大于A”和“优选小于B”的意思。
此外，在本说明书中“二次电池”是指通过电荷载体经由电解质在一对电极(正极与负极)之间移动而产生充放电反应的蓄电设备。这里公开的技术例如能够应用于使用锂离子(Li+)作为电荷载体的二次电池(典型地为锂离子二次电池)。在这种二次电池中，存在电荷载体伴随着充放电反应而作为金属锂(金属Li)析出的可能性。
另外，在本说明书中参照的各附图中的附图标记X表示“宽度方向”。附图标记Y表示“进深方向”。附图标记Z表示“高度方向”。另外，宽度方向X上的L表示“左”，R表示“右”。进深方向Y上的Fr表示“前”，Rr表示“后”。而且，高度方向Z上的U表示“上”，“D”表示下。其中，这些方向是为了便于说明而决定的。图中所示的方向并不旨在限定使用这里公开的二次电池时的设置方式。
＜二次电池＞
以下，边参照图1～图4边对这里公开的二次电池的一个实施方式进行说明。图1是示意性地表示本实施方式所涉及的密闭型电池的剖视图。图2是本实施方式所涉及的二次电池的卷绕电极体的立体图。图3是图2所示的卷绕电极体的分解立体图。图4是图2中的IV-IV线处的卷绕电极体的剖面向视图。
如图1所示，本实施方式所涉及的二次电池100具备卷绕电极体40和电池壳体50。另外，该二次电池100也具备非水电解液(省略图示)、正极端子60以及负极端子70。以下，对这些结构进行说明。
(1)电池壳体
电池壳体50是收纳卷绕电极体40的容器。本实施方式中的电池壳体50具有扁平并且有底的立方体形状(方形)的外形。此外，电池壳体50能够没有特别限制地使用以往公知的材料。例如，电池壳体50是金属制即可。作为该电池壳体50的材料的一例，能够举出铝、铝合金、铁、铁合金等。
电池壳体50具备外装体52和封口板54。外装体52是在上表面具有开口52h的扁平的有底方形的容器。另一方面，封口板54是用于堵塞外装体52的开口52h的平面大致矩形的板状部件。而且，封口板54与外装体52的上端部接合(例如焊接)。另外，在封口板54设置有注液孔55和气体排出阀57。注液孔55是为了在将外装体52与封口板54接合后向电池壳体50的内部注液非水电解液而设置的贯通孔。此外，注液孔55在非水电解液的注液后被密封部件56密封。另外，气体排出阀57是设计为当在电池壳体50内产生大量的气体时断裂(开口)并将该气体排出的薄壁部。
(2)非水电解液
虽然省略图示，但是在本实施方式所涉及的二次电池100中，在电池壳体50的内部收纳有非水电解液。非水电解液能够没有特别限制地使用在以往公知的二次电池中使用的电解液。例如，通过使支持盐溶解于非水系溶剂来调制非水电解液。作为非水系溶剂的一例，能够举出碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯等碳酸酯系溶剂。作为支持盐的一例，能够举出LiPF6等的含氟锂盐。
(3)电极端子
另外，在封口板54的宽度方向X的一个(图1中的左侧L)端部安装有正极端子60。该正极端子60具备正极外部导电部件62、正极内部导电部件64以及正极集电部件66。正极外部导电部件62具有贯通封口板54的轴部62a、和配置于电池壳体50的外部的板状的凸缘部62b。接下来，正极内部导电部件64是配置于电池壳体50的内部的板状的导电部件。该正极内部导电部件64配置为沿着封口板54的内表面。另外，宽度方向X上的正极内部导电部件64的一个(左侧L)端部与正极外部导电部件62的轴部62a连接。另外，正极集电部件66也是配置为沿着封口板54的内表面的板状的导电部件。而且，宽度方向X上的正极集电部件66的一个(左侧L)端部与正极内部导电部件64连接。另外，正极集电部件66的下表面66a与后述的卷绕电极体40的正极极耳组42连接。另外，在本实施方式中，在正极端子60与封口板54之间安装有各种绝缘部件。具体而言，在正极外部导电部件62与封口板54之间配置有正极垫圈82。另外，在正极内部导电部件64(或者正极集电部件66)与封口板54之间配置有正极内部绝缘板84。通过这些绝缘部件，能够防止正极端子60与电池壳体50的导通。
另一方面，在封口板54的宽度方向X的另一(图1中的右侧R)端部安装有负极端子70。该负极端子70具有与上述的正极端子60大致同等的构造。即，负极端子70具备负极外部导电部件72、负极内部导电部件74以及负极集电部件76。而且，负极外部导电部件72具有贯通封口板54的轴部72a、和配置于电池壳体50的外部的板状的凸缘部72b。接下来，负极内部导电部件74是配置于电池壳体50的内部的板状的导电部件。该负极内部导电部件74配置为沿着封口板54的内表面。另外，宽度方向X上的负极内部导电部件74的另一(右侧R)端部与负极外部导电部件72的轴部72a连接。另外，负极集电部件76也是配置为沿着封口板54的内表面的板状的导电部件。而且，宽度方向X上的负极集电部件76的另一(右侧R)端部与负极内部导电部件74连接。另外，负极集电部件76的下表面76a与后述的卷绕电极体40的负极极耳组44连接。另外，在负极端子70与封口板54之间也安装有各种绝缘部件。在负极外部导电部件72与封口板54之间配置有负极垫圈92。另外，在负极内部导电部件74(或者负极集电部件76)与封口板54之间配置有负极内部绝缘板94。通过这些绝缘部件，能够防止负极端子70与电池壳体50的导通。此外，在本实施方式中，在负极集电部件76和负极内部绝缘板94形成有与注液孔55连通的贯通孔。由此，能够容易地从注液孔55向电池壳体50内注液非水电解液。
此外，正极端子60和负极端子70能够没有特别限制地使用在以往公知的二次电池中使用的导电材料。作为这些导电材料的一例，能够举出铝、铝合金、铜、铜合金等。另外，对于配置于正极端子60(或者负极端子70)与封口板54之间的绝缘部件，也能够没有特别限制地使用在以往公知的二次电池中使用的绝缘材料。作为该绝缘材料的一例，能够举出聚烯烃系树脂(例如，聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE))、氟类树脂(例如，全氟烷氧基烷烃(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE))等。
(4)卷绕电极体
如图3所示，本实施方式中的电极体是隔着隔离件30卷绕有正极板10和负极板20的扁平状的卷绕电极体40。如图1所示，在本实施方式所涉及的二次电池100中，以卷绕电极体40的卷绕轴WL与高度方向Z大致一致的方式将卷绕电极体40收纳于电池壳体50内。即，以下的说明中的“卷绕轴方向”是与图中的高度方向Z大致相同的方向。另外，卷绕电极体40在被绝缘性的电极体支架98覆盖的状态下收纳于电池壳体50内。由此，能够防止卷绕电极体40与电池壳体50的导通。以下，对本实施方式中的卷绕电极体40的结构进行说明。
(a)正极板
如图3所示，正极板10是长条的带状的部件。正极板10具备作为带状的金属箔的正极芯体12、和施加在正极芯体12的表面的正极活性物质层14。此外，从电池性能的观点出发，优选向正极芯体12的两面施加正极活性物质层14。另外，在卷绕轴方向的一个方向(高度方向Z的上方)上的正极板10的侧缘形成有朝向卷绕轴方向的外侧(上方U)突出的正极片12t。在该正极片12t，未向正极芯体12的表面施加正极活性物质层14。换言之，正极片12t是正极芯体12露出的区域。另外，卷绕前的正极板10中的正极片12t在长边方向(图3中的宽度方向X)上隔着规定的间隔形成有多个。而且，在卷绕后的卷绕电极体40(参照图2)，形成层叠有多个正极片12t的正极极耳组42。另外，在正极板10的卷绕轴方向的一个方向(高度方向Z的上方U)的侧缘部，以沿着正极板10的长边方向(宽度方向X)延伸的方式形成保护层16。
此外，构成正极板10的各部件能够没有特别限制地使用可以在一般的二次电池(例如，锂离子二次电池)中使用的以往公知的材料。例如，正极芯体12能够优选使用具有规定的导电性的金属材料。优选该正极芯体12例如由铝、铝合金等构成。另外，正极芯体12的厚度优选8μm～20μm，更优选10μm～18μm，进一步优选12μm～15μm。
另外，正极活性物质层14是包含正极活性物质的层。正极活性物质是能够可逆地吸留·放出电荷载体的材料。从稳定地制作高性能的正极板10的观点出发，正极活性物质优选锂过渡金属复合氧化物。优选上述锂过渡金属复合氧化物包含由镍(Ni)、钴(Co)以及锰(Mn)构成的群的至少一种作为过渡金属。作为具体例，能够举出锂镍钴锰系复合氧化物(NCM)、锂镍系复合氧化物、锂钴系复合氧化物、锂锰系复合氧化物、锂镍锰系复合氧化物、锂镍钴铝系复合氧化物(NCA)、锂铁镍锰系复合氧化物等。另外，作为不包含Ni、Co以及Mn的锂过渡金属复合氧化物的优选例，能够举出锂磷酸铁系复合氧化物(LFP)等。此外，本说明书中的“锂镍钴锰系复合氧化物”是除了主要构成元素(Li、Ni、Co、Mn、O)之外还包含含有添加的元素的氧化物的用语。作为该添加的元素的例子，能够举出Mg、Ca、Al、Ti、V、Cr、Si、Y、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W、Na、Fe、Zn、Sn等过渡金属元素/典型金属元素等。另外，添加的元素也可以是B、C、Si、P等半金属元素、S、F、Cl、Br、I等非金属元素。虽然省略详细的说明，但是该情况对于记载为“～系复合氧化物”的其他的锂过渡金属复合氧化物也是相同的。另外，正极活性物质层14也可以包含正极活性物质以外的添加剂。作为该添加剂的一例，能够导电材料、粘合剂等。作为导电材的具体例，能够举出乙炔黑(AB)等碳材料。作为粘合剂的具体例，能够举出聚偏二氟乙烯(PVdF)等树脂粘合剂。此外，当将正极活性物质层14的固体总量设为100质量％时，正极活性物质的含量大体是80质量％以上，典型地为90质量％以上。
另外，高度方向Z上的正极活性物质层14的尺寸Z1优选45mm～105mm，更优选70mm～93mm，进一步优选73mm～78mm。上述正极活性物质层14的尺寸Z1例如是75mm左右。正极活性物质层14的尺寸Z1为45mm以上的卷绕电极体40容易产生局部的加压不良、发热分布的不均匀化，因此存在Li耐析出性变低的趋势。但是，根据这里公开的技术，在这种大型的卷绕电极体40中，也能够适当地防止局部的加压不良、发热分布的不均匀化。即，这里公开的技术特别适合应用于具有这种大型的卷绕电极体40的二次电池100。另外，正极芯体12的单面中的正极活性物质层14的厚度优选10μm～100μm，更优选20μm～80μm，进一步优选50μm～75μm。此外，在本说明书中，卷绕电极体和该卷绕电极体的构成部件的“厚度”是指相对于卷绕电极体40的平坦部40f垂直的方向(即，进深方向Y)上的尺寸。
另一方面，保护层16是构成为电传导性比正极活性物质层14低的层。通过将该保护层16设置于与正极板10的端边邻接的区域，从而防止在隔离件30破损时正极芯体12与负极活性物质层24直接接触，能够抑制内部短路的产生。例如，作为保护层16，优选形成包含绝缘性的陶瓷粒子的层。作为该陶瓷粒子，能够举出氧化铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)、二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)等无机氧化物、氮化铝、氮化硅等氮化物、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铝等金属氢氧化物、云母、滑石、勃姆石、沸石、磷灰石、高岭土等粘土矿物、玻璃纤维等。若考虑绝缘性、耐热性，则在上述各物质中，优选氧化铝、勃姆石、氢氧化铝、二氧化硅以及二氧化钛。另外，保护层16也可以含有用于使上述陶瓷粒子定影于正极芯体12的表面的粘合剂。作为该粘合剂，能够举出聚偏二氟乙烯(PVdF)等树脂粘合剂。此外，保护层16并不是正极板的必须的构成元件。即，在这里公开的二次电池中，也能够使用未形成保护层的正极板。
(b)负极板
如图3所示，负极板20是长条的带状的部件。该负极板20具备作为带状的金属箔的负极芯体22、和施加在负极芯体22的表面的负极活性物质层24。此外，从电池性能的观点出发，优选向负极芯体22的两面施加负极活性物质层24。并且，在卷绕轴方向的一个方向(高度方向Z的上方)上的负极板20的侧缘形成有朝向卷绕轴方向的外侧(上方U)突出的负极片22t。在该负极片22t，未向负极芯体22的表面施加负极活性物质层24。换言之，负极片22t是负极芯体22露出的区域。此外，在本实施方式所涉及的二次电池100中，正极板10的正极片12t和负极板20的负极片22t朝向相同的方向(高度方向Z的上方U)突出。另外，卷绕前的负极板20中的负极片22t在长边方向(图3中的宽度方向X)上隔着规定的间隔形成有多个。而且，在卷绕后的卷绕电极体40(参照图2)，形成层叠有多个负极片22t的负极极耳组44。
此外，构成负极板20的各部件能够没有特别限制地使用可以在一般的二次电池(例如，锂离子二次电池)中使用的以往公知的材料。例如，负极芯体22优选使用具有规定的导电性的金属材料。优选该负极芯体22例如由铜、铜合金等构成。另外，负极芯体22的厚度优选4μm～20μm，更优选6μm～15μm，进一步优选8μm～10μm。
另外，负极活性物质层24是包含负极活性物质的层。在负极活性物质中，只要在与上述的正极活性物质的关系中能够可逆地吸留·放出电荷载体，就不特别地限定，能够没有特别限制地使用可以在以往的一般的二次电池中使用的材料。作为该负极活性物质，能够举出碳材料、硅系材料等。作为碳材料，例如能够使用石墨、硬碳、软碳、非晶碳等。另外，也能够使用石墨的表面被非晶碳包覆的非晶碳包覆石墨等。另一方面，作为硅系材料，能够举出硅、硅氧化物(二氧化硅)等。另外，硅系材料也可以含有其他的金属元素(例如碱性土类金属)、其氧化物。另外，负极活性物质层24也可以包含负极活性物质以外的添加剂。作为该添加剂的一例，能够举出粘合剂、增粘剂等。作为粘合剂的具体例，能够举出丁苯橡胶(SBR)等橡胶系的粘合剂、聚丙烯酸(PAA)等丙烯酸系的粘合剂等。另外，作为增粘剂的具体例，能够举出羧甲基纤维素(CMC)等。此外，当将负极活性物质层24的固体总量设为100质量％时，负极活性物质的含量大体为30质量％以上，典型地为50质量％以上。此外，负极活性物质可以占负极活性物质层24的80质量％以上，也可以占90质量％以上。
另外，高度方向Z上的负极活性物质层24的尺寸Z2优选49mm～108mm，更优选74mm～97mm，进一步优选77mm～82mm。上述负极活性物质层24的尺寸Z2例如是79mm左右。此外，优选负极活性物质层24的尺寸Z2比上述的正极活性物质层14的尺寸Z1长。由此，负极活性物质层24中的Li+的吸留容量相对变大，因此能够抑制负极板20侧中的金属Li的析出。另外，负极芯体22的单面中的负极活性物质层24的厚度优选10μm～200μm，更优选50μm～100μm，进一步优选75μm～85μm。另外，优选负极活性物质层24的厚度(涂覆量)大于正极活性物质层14的厚度。由此，作为负极活性物质层24相对于正极活性物质层14的容量比率的对置容量比增大。其结果是，能够使负极活性物质层24中的Li+的吸留容量相对变大，从而能够抑制负极板20侧中的金属Li的析出。
(c)隔离件
本实施方式中的卷绕电极体40具备两片隔离件30。这些隔离件30是具有防止正极板10与负极板20的接触并且使电荷载体(例如锂离子)通过的功能的片状的部件。作为该隔离件30的一例，能够举出形成有多个电荷载体能够通过的微小的孔的绝缘片。此外，以下，为了便于说明，有时将在开始卷绕时配置于负极板20与正极板10之间的隔离件30称为“第1隔离件32”，将配置于负极板20的外侧的隔离件30称为“第2隔离件34”(参照图4)。
隔离件30能够没有特别限制地使用在以往公知的二次电池中使用的隔离件。作为隔离件30的优选例，能够举出包括由聚烯烃树脂(例如，聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP))等构成的树脂基材层在内的隔离件。另外，优选在该树脂基材层的表面形成有包含绝缘性的无机材料的耐热层。由此，能够抑制由温度上升引起的隔离件30的收缩、破损。作为该耐热层的主要成分亦即无机材料，能够举出氧化铝、勃姆石、氢氧化铝、二氧化钛等陶瓷粒子。另外，耐热层包含使陶瓷粒子粘结的粘合剂。粘合剂能够使用聚偏二氟乙烯(PVdF)、丙烯酸系树脂等树脂粘合剂。此外，在本实施方式中使用的两片隔离件30(第1隔离件32和第2隔离件34)可以由相同的材料构成，也可以由不同的材料构成。另外，各个隔离件30的厚度优选4μm～30μm，更优选6μm～20μm，进一步优选8μm～16μm。
另外，特别优选隔离件30的耐热层的孔隙率在30％～60％的范围内。具有这样的孔隙率的耐热层的隔离件30以在卷绕电极体40的冲压成型时被压扁的方式变形，能够作为吸收该卷绕电极体40的厚度的偏差的缓冲部件发挥功能。即，通过使用具有上述孔隙率的耐热层的隔离件30，能够使平坦部40f的面压分布均匀化，能够有助于Li耐析出性的提高。此外，上述的耐热层的孔隙率表示制作卷绕电极体40前(冲压成型前)的孔隙率。在冲压成型后的卷绕电极体40，通过测定在没有直接施加冲压成型的压力的区域配置的隔离件30的耐热层的孔隙率，能够获知冲压成型前的耐热层的孔隙率。此外，作为这里的“没有直接施加冲压成型的压力的区域”，能够举出配置于卷绕电极体40的弯曲部40r的隔离件30的终端部30e(参照图4)等。
另外，在使具有耐热层的隔离件30作为缓冲部件发挥功能的情况下，优选以加压后的树脂基材层的厚度减少至加压前的厚度的70％以下(更优选为60％以下，进一步优选为50％以下)的方式实施冲压成型。通过使这样耐热层充分地变形，能够充分地吸收卷绕电极体40的厚度的偏差。此外，在制作后的卷绕电极体40，为了获知由冲压成型引起的树脂基材层的厚度的减少率，可以计算在平坦部40f的内部夹在正极板10与负极板20之间的隔离件30的耐热层的厚度、与配置于弯曲部40r的终端部30e中的耐热层的厚度的比例。
另外，在各个隔离件30的至少一方的表面，也可以设置有粘合层。该粘合层是包含聚偏二氟乙烯(PVdF)、丙烯酸系树脂等树脂粘合剂的层，通过压力、热等而与正极板10、负极板20粘合。由此，能够防止卷绕电极体40的内部中的片部件(正极板10、负极板20以及隔离件30)的位置偏移。本实施方式所涉及的二次电池100通过将正极板10和负极板20的各自的端部(正极始端部10s、负极始端部20s、正极终端部10e以及负极终端部20e)配置于规定的位置来抑制金属Li的析出，详细情况将在后文中叙述。因此，通过使用具有粘合层的隔离件30来防止正极板10和负极板20的各自的端部的位置偏移，从而能够稳定地发挥基于这里公开的技术的Li析出抑制效果。此外，从更适当地防止片部件的位置偏移的观点出发，优选粘合层形成于隔离件30的两面。另外，当仅在隔离件30的单面形成粘合层的情况下，优选粘合层形成于与正极板10接触的面。这是因为存在正极板10的配置位置比负极板20更容易偏移的趋势。此外，在具有耐热层的隔离件30的情况下，可以在耐热层的表面另外形成粘合层，也可以形成兼有粘合层的功能的耐热层。兼有该粘合层的耐热层能够通过使粘合剂的含有比例增加而形成。例如，在将耐热层的总重量设为100质量％时，使粘合剂的含有比例为5质量％以上(优选为10质量％以上)即可。由此，能够形成发挥一定以上的粘合性而作为粘合层发挥功能的耐热层。其中，这里公开的二次电池并不限定于使用在表面具有粘合层的隔离件的方式。在使用了不具有粘合层的隔离件的情况下，能够获得该隔离件中的离子透过性提高而电池性能提高的效果。
此外，优选在粘合层的表面形成有在俯视视角中为网眼状的凸部。该网眼状的凸部在卷绕电极体40的冲压成型时容易挤压变形，因此能够作为片状部件之间的缓冲部件发挥功能。其结果是，能够抑制冲压成型后的平坦部40f的面内的约束压力的偏差，从而能够更适宜地抑制金属Li的析出。此外，粘合层并不限定于上述方式。例如，粘合层本身也可以形成为网眼状。换言之，也可以在树脂基材层、耐热层的表面形成有在俯视视角中为网眼状的粘合层。这样的网眼状的粘合层也能够作为缓冲部件发挥功能。
(d)片部件的配置位置
接下来，对卷绕电极体40中的片部件(正极板10、负极板20以及隔离件30)的具体的配置位置进行说明。如图3所示，本实施方式中的卷绕电极体40通过隔着两片隔离件30卷绕正极板10和负极板20而制作。具体而言，首先，制作将第1隔离件32、负极板20、第2隔离件34、正极板10依次层叠的层叠体。此时，以正极片12t和负极片22t从卷绕轴方向的一个方向(高度方向Z的上方U)上的层叠体的侧缘部突出的方式调节各个片部件的层叠位置。而且，卷绕制作的层叠体来制作筒状体。而且，通过对该筒状体进行冲压来制作扁平形状的卷绕电极体40。
此外，如图4所示，在本实施方式中，第2隔离件34的长度比其他的片部件的长度。该第2隔离件34相比其他的片部件被更多地卷绕，以便覆盖其他的片部件(第1隔离件32、负极板20、正极板10)的终端部。其结果是，制作在最外周只有隔离件30被卷绕一周以上的卷绕电极体40。由此，能够防止卷绕后的其他的片部件松卷，因此能够适宜地保持卷绕电极体的外形。另外，如图2和图4所示，第2隔离件34的终端部(第2终端部34e)配置于第1弯曲部40r1的最外侧。而且，第2终端部34e通过止卷带38而粘贴于第1弯曲部40r1的最外侧。若在卷绕电极体40的平坦部40f产生局部的加压不良，则可能促进金属锂的析出，详情将在后文中叙述。与此相对地，若将隔离件30的终端部30e和止卷带38配置于弯曲部40r，则能够适宜地抑制平坦部40f中的局部的加压不良。
在制作后的卷绕电极体40，正极板10的长边方向的一个端部作为正极始端部10s配置于卷绕电极体40的内部。另一方面，正极板10的另一端部作为正极终端部10e配置于卷绕电极体40的外侧。同样，负极板20的一个端部作为负极始端部20s配置于卷绕电极体40的内部。另一方面，负极板20的另一端部作为负极终端部20e配置于卷绕电极体40的外侧。此外，虽然在图4中省略了记载，但是图4中的正极板10在长边方向上从正极始端部10s到正极终端部10e被施加了正极活性物质层14(参照图3)。对于负极板20也相同，在长边方向上，从负极始端部20s到负极终端部20e被施加了负极活性物质层24(参照图3)。
另外，如上述那样，本实施方式中的卷绕电极体40被冲压成型为扁平形状。如图2和图4所示，该扁平形状的卷绕电极体40具有外表面弯曲的一对弯曲部40r、和将该一对弯曲部40r连结的外表面平坦的平坦部40f。此外，在以下的说明中，将与正极始端部10s及负极始端部20s接近的一方的弯曲部40r称为“第1弯曲部40r1”，将相反侧的弯曲部40r称为“第2弯曲部40r2”。另外，在该二次电池100中，从电池壳体50的外侧对卷绕电极体40的平坦部40f进行加压。由此，能够在使平坦部40f中的正极板10与负极板20的极间距离变小的状态下使用。即，在本实施方式中的卷绕电极体40，在平坦部40f中正极板10与负极板20对置的区域成为主要的充放电反应的场所。
这里，本实施方式所涉及的二次电池100的特征在于将各个电极板的端部(正极始端部10s、负极始端部20s、正极终端部10e以及负极终端部20e)配置于规定的位置。由此，能够适当地分别防止局部的加压不良和发热分布的不均匀化，从而能够抑制金属Li的析出。以下，对本实施方式中的电极板的端部的配置位置进行说明。
(d-1)始端部的配置位置
首先，本实施方式所涉及的二次电池100通过将正极始端部10s和负极始端部20s配置于规定的位置来防止局部的加压不良的产生。对于该特征，边与以往的二次电池进行比较边进行说明。图6是示意性地表示以往的二次电池的卷绕电极体的剖面构造的图。此外，在图6中，为了便于说明，省略了隔离件的记载。
首先，在图6所示的以往的卷绕电极体140中，在弯曲部140r附近的平坦部140f形成片状部件的层叠数不足的层叠不足区域141。由此，存在卷绕电极体140的厚度局部不足的可能性。具体而言，在卷绕电极体140的制作(片部件的卷绕、冲压成型等)中，向正极板110和负极板120分别施加较大的张力。由此，正极始端部110s与负极始端部120s这两方(特别是正极始端部110s)被向平坦部140f的方向拉动。此时，若正极始端部110s与负极始端部120s的位置偏移，则在弯曲部140r的附近的平坦部140f形成层叠不足区域141。若边对具有该层叠不足区域141的卷绕电极体140进行加压边使用，则在层叠不足区域141产生局部的加压不良，因此电阻变高。在该情况下，担心在层叠不足区域141的周围产生电流集中而金属Li析出。
与此相对地，在本实施方式中，为了防止在卷绕电极体40的平坦部40f产生局部的加压不良，决定正极始端部10s和负极始端部20s的配置位置。具体而言，如图4所示，本实施方式中的正极始端部10s具有沿着卷绕电极体40的平坦部40f延伸的第1区域17。另一方面，负极始端部20s具有沿着平坦部40f延伸的第2区域27、以沿着第1弯曲部40r1的方式从第2区域27的端部折回的折回部28、以及从折回部28的端部沿着平坦部40f延伸的第3区域29。而且，在本实施方式中的卷绕电极体40，在平坦部40f的一部分形成在厚度方向(进深方向Y)上第1区域17、第2区域27以及第3区域29重叠的电极始端层叠部48。该电极始端层叠部48的片部件的层叠数比平坦部40f的其他的区域多。因此，根据本实施方式，能够防止在第1弯曲部40r1附近的平坦部40f形成层叠不足区域(图6中的附图标记141)。由此，能够抑制在第1弯曲部40r1附近的平坦部40f产生局部的加压不良。此外，在除了电极始端层叠部48之外的平坦部40f，片部件的层叠数比电极始端层叠部48少。但是，该平坦部40f具有足够的面积，因此能够将来自电池壳体外部的压力适当地分散，因此不会产生局部的加压不良。本发明人通过实验确认了上述情况。因此，根据本实施方式，能够适当地抑制由局部的加压不良引起的金属Li的析出。
此外，在本说明书中，对于第1区域17、第2区域27以及第3区域29的每一个，说明为“沿着平坦部40f延伸”。但是，该说明并不是指第1区域17、第2区域27以及第3区域29分别相对于平坦部40f的外表面平行。即，第1区域17、第2区域27以及第3区域29也可以分别相对于平坦部40f的外表面稍微倾斜。另外，第1区域17、第2区域27以及第3区域29的每一个可以不是精确的直线状，也可以弯曲或者曲折。另外，对于折回部28也是相同的，无需相对于第1弯曲部40r1的外表面平行。另外，该折回部28也可以进行曲折等。
(d-2)终端部的配置位置
接下来，本实施方式所涉及的二次电池100通过将正极终端部10e和负极终端部20e配置于规定的位置来抑制发热分布的不均匀化。以下，对于该特征，边与以往的二次电池进行比较边进行说明。
例如，在图6所示的以往的卷绕电极体140，不是在与正极始端部110s、负极始端部120s接近的弯曲部(第1弯曲部140r1)，而是在远离各电极的始端部的弯曲部(第2弯曲部140r2)配置有正极终端部110e和负极终端部120e。具体而言，若因制造时的偏差而将正极终端部110e、负极终端部120e配置于靠近第1弯曲部140r1的平坦部140f，则正极始端部110s、负极始端部120s、正极终端部110e以及负极终端部120e分别接近。在该情况下，在靠近第1弯曲部140r1的平坦部140f产生局部的加压不良的可能性变高。为了防止这样的局部的加压不良，在以往的卷绕电极体140，在远离正极始端部110s、负极始端部120s的第2弯曲部140r2配置了正极终端部110e和负极终端部120e。然而，如图6所示，若将正极终端部110e和负极终端部120e配置于第2弯曲部140r2，则可能促进由发热分布的不均匀化引起的金属Li的析出。具体而言，在将沿着负极始端部120s的线设为卷绕电极体140的中心线CL的情况下，在夹着该中心线CL的第1层叠部140A与第2层叠部140B之间，正极板110与负极板120的层叠数不同。例如，在图6所示的卷绕电极体140，第1层叠部140A中的正极板110与负极板120的总计层叠数为3片。另一方面，在第2层叠部140B的大部分，正极板110与负极板120的总计层叠数为5片。若在具备该结构的卷绕电极体140的二次电池中进行充放电，则电极板的层叠数较多的第2层叠部140B的发热量相对变大。而且，若在该状态下反复进行充放电，则第2层叠部140B高温化而电极板的劣化加剧。其结果是，担心促进金属Li的析出。
与此相对地，在本实施方式中，从在第1层叠部40A与第2层叠部40B之间使正极板10与负极板20的总计层叠数相同的观点出发，决定了正极终端部10e和负极终端部20e的配置位置。具体而言，如图4所示，在本实施方式中，在配置有负极始端部20s的折回部28的弯曲部(第1弯曲部40r1)配置正极终端部10e和负极终端部20e。这样，通过使卷绕时的始端部和终端部的周方向上的配置位置对齐，从而能够使第1层叠部40A和第2层叠部40B的每一个的电极板的层叠数相同。即，在本实施方式中，在夹着卷绕电极体40的中心线CL的第1层叠部40A与第2层叠部40B之间，正极板10与负极板20的总计层叠数相同。例如，在图4所示的卷绕电极体40，在第1层叠部40A和第2层叠部40B的每一个，正极板10与负极板20的总计层叠数为5片。由此，充放电时的第1层叠部40A和第2层叠部40B的每一个的发热量几乎均匀，因此能够抑制由电极板的局部的劣化引起的金属Li的析出。此外，本说明书中的“卷绕电极体40的中心线CL”是指沿着负极始端部20s(具体而言为第3区域29)的线。更具体而言，中心线CL是通过负极始端部20s的第2区域27与第3区域29之间并沿着平坦部40f延伸的线。
此外，如上述那样，在本实施方式中的卷绕电极体40，形成有第1区域17、第2区域27以及第3区域29重叠的电极始端层叠部48。如图4所示，在该电极始端层叠部48，与平坦部40f的其他的区域相比，负极板20的层叠数多1片。即，在该电极始端层叠部48，也可以说第1层叠部40A和第2层叠部40B中的电极板的总计层叠数不同。但是，配置于电极始端层叠部48的负极板20的第3区域29不与正极板10对置，因此不产生充放电反应。即，电极始端层叠部48中的总计层叠数的不同不会影响到第1层叠部40A和第2层叠部40B的每一个的发热量。
此外，在本实施方式中的第1弯曲部40r1，负极终端部20e从正极终端部10e延伸突出。这样通过使负极板20比正极板10长，从而能够使长度方向上的正极板10的整个区域与负极板20对置。由此，能够适当地提高电池容量。另外，优选正极终端部10e和负极终端部20e配置于第1弯曲部40r1的第1层叠部40A侧(进深方向Y的前侧Fr)的区域。通过以正极终端部10e和负极终端部20e不越过卷绕电极体40的中心线CL的方式卷绕正极板10和负极板20，能够减小卷绕电极体40的宽度尺寸。其结果是，能够更适宜地防止将卷绕电极体40插入于外装体52时的干涉。此外，与图4不同，也可以仅将正极终端部配置于第1层叠部侧(进深方向的前侧)。即使在该情况下，也能够减小卷绕电极体的宽度尺寸，从而能够防止卷绕电极体与外装体的干涉。
另外，电极始端层叠部48的宽度方向X上的长度w2相对于平坦部40f的宽度方向X上的全长w1的比率(w2/w1)优选0.5％以上，更优选3％以上，进一步优选5％以上，特别优选7％以上。通过将电极始端层叠部48的长度w2确保一定以上，能够防止在对平坦部40f进行加压时，第3区域29向折回部28侧滑落而电极始端层叠部48消失。另一方面，上述w2/w1优选20％以下，更优选15％以下，进一步优选13％以下，特别优选12％以下。由此，能够抑制除了电极始端层叠部48之外的平坦部40f变窄而产生局部的加压不良。
另外，电极始端层叠部48的长度w2的具体的尺寸优选100mm～300mm，更优选125mm～135mm。另一方面，平坦部40f的全长w1的具体的尺寸优选1mm～20mm，特别优选1mm～15mm。另外，卷绕电极体40的厚度(进深方向Y的尺寸)优选8mm～30mm，特别优选10mm～15mm。并且，卷绕电极体40的高度(高度方向Z的尺寸)优选40mm～135mm，特别优选55mm～100mm。这里公开的技术能够适用于具有上述的尺寸的卷绕电极体。
＜其他的实施方式＞
以上，对这里公开的技术的一个实施方式进行了说明。此外，上述的实施方式表示应用这里公开的技术的一例，并不限定这里公开的技术。以下，对这里公开的技术的其他的实施方式进行说明。
(1)卷绕电极体的个数
例如，在上述的实施方式所涉及的二次电池100，在电池壳体50的内部收纳有一个卷绕电极体40。但是，收纳于一个电池壳体内的电极体的数量并不特别地限定，也可以是两个以上(多个)。此外，若在具备多个卷绕电极体的二次电池中产生发热量的不均匀化，则通过多个卷绕电极体之间的相互加热，担心在电池内部的发热分布上产生较大的偏置。在这种情况下，可能进一步促进由电极板的局部的劣化引起的金属Li的析出。与此相对地，根据这里公开的技术，能够使多个卷绕电极体的各自的发热量均匀化。因此，这里公开的技术能够适用于具备多个卷绕电极体的二次电池。
(2)二次电池的容量
另外，为了构建高容量的二次电池，要求使在充电时放出电荷载体的正极活性物质层的填充密度变高，并使正极容量变大。然而，若形成高密度的正极活性物质层，则负极板的Li+容量相对于正极板的Li+容量的比率(对置容量比：负极容量/正极容量)降低，因此金属锂容易在负极板侧析出。与此相对地，根据这里公开的技术，通过正极板和负极板的端部的配置位置的调节这一构造面的改善，能够提高Li耐析出性。因此，允许在Li耐析出性的观点上较为困难的正极活性物质层的高密度化，从而能够有助于二次电池的高容量化。例如，根据这里公开的技术，即使在使用了正极活性物质层的填充密度为3.4g/cc以上(例如3.5g/cc)并且对置容量比为1.1以下(例如1.08)的卷绕电极体的情况下，也能够适宜地抑制金属Li的析出。
(3)隔离件的端部的位置
在上述的实施方式所涉及的二次电池100中，如图4所示，将正极始端部10s、负极始端部20s、正极终端部10e以及负极终端部20e分别配置于规定的位置。由此，能够抑制金属Li的析出。这里，为了更适宜地抑制金属锂的析出，优选不仅调节正极板和负极板的端部的配置位置，也调节隔离件的端部的配置位置。以下，边参照图5边对变更了隔离件的端部的配置位置的实施方式进行说明。图5是另一实施方式所涉及的二次电池的卷绕电极体的示意性的剖视图。
(a)隔离件的始端部
如图5所示，在该实施方式中，两片隔离件30的始端部30s从负极始端部20s延伸突出。具体而言，第1隔离件32的始端部(第1始端部32s)具有从负极始端部20s延伸突出的第1延伸突出部32a。同样，第2隔离件34的始端部(第2始端部34s)具有从负极始端部20s延伸突出的第2延伸突出部34a。根据该结构，通过第1延伸突出部32a和第2延伸突出部34a的厚度，能够缓和电极始端层叠部48与其周围的区域之间的厚度的不同。由此，能够使平坦部40f中的面压分布更均匀化，从而能够更适宜地抑制金属锂的析出。
另外，在图5所示的实施方式中，第1隔离件32的第1延伸突出部32a和第2隔离件34的第2延伸突出部34a分别沿着第2弯曲部40r2折回。由此，在除了电极始端层叠部48之外的平坦部40f的内部形成仅将第1隔离件32和第2隔离件34层叠的隔离件层叠部49。由此，能够使电极始端层叠部48、和除了电极始端层叠部48之外的平坦部40f的厚度更近似。其结果是，能够使平坦部40f中的面压分布更均匀化，从而能够进一步提高Li耐析出性。此外，优选考虑负极板20(第3区域29)的厚度和隔离件30的厚度而适当地调节隔离件层叠部49中的隔离件30的层叠数。具体而言，优选在加压前的卷绕电极体40，以隔离件层叠部49比第3区域29稍微厚的方式调节隔离件30的层叠数。作为一例，在隔离件层叠部49，优选层叠3层以上的第1隔离件32，并且层叠两层以上的第2隔离件。由此，在对卷绕电极体40进行加压时隔离件层叠部49以被压扁的方式变形，因此能够在电极始端层叠部48、与除了电极始端层叠部48之外的平坦部40f之间使厚度更适当地近似。
(b)隔离件的终端部
另外，在上述的实施方式中，如图4所示，将隔离件30的终端部30e和止卷带38配置于第1弯曲部40r1。然而，配置隔离件30的终端部30e和止卷带38的位置并不限定于第1弯曲部40r1。例如，如图5所示，也可以将第1隔离件32的第1终端部32e配置于第1弯曲部40r1，并将第2隔离件34的第2终端部34e和止卷带38配置于第2弯曲部40r2。即使是采用了这样的结构的情况，也能够使平坦部40f中的压力分布均匀化，因此能够抑制金属锂的析出。
(4)电极板的层叠数
如上述那样，根据这里公开的技术，能够在夹着中心线的第1层叠部与第2层叠部之间使电极板(正极板和负极板)的总计层叠数相同。此时，第1层叠部和第2层叠部的每一个的电极板的总计层叠数优选40片以上，更优选50片以上，特别优选60片以上。存在随着电极板的总计层叠数增加而电池性能提高的趋势。另一方面，这里公开的技术能够特别适用于电极板的总计层叠数(卷绕数)较少的卷绕电极体。具体而言，对于层叠数较少的卷绕电极体而言，在第1层叠部与第2层叠部之间，仅通过电极板的层叠数进一步不同，各区域中的发热量就容易不同。与此相对地，这里公开的技术能够使第1层叠部和第2层叠部的层叠数相同。因此，能够适宜地防止层叠数较少的卷绕电极体中的发热量的不均匀化。从该观点出发，第1层叠部和第2层叠部的每一个的正极板和负极板的总计层叠数优选300片以下，特别优选200片以下。
[试验例]
以下，对与本发明有关系的试验例进行说明。此外，以下记载的试验例并不旨在限定本发明。
1.各样本的制作
在本试验中，制作了正极始端部、负极始端部、正极终端部以及负极终端部的配置位置不同的两种卷绕电极体。以下，对各样本具体地进行说明。
(1)样本1
在本试验中，制成了隔着两片隔离件层叠有正极板和负极板的层叠体。而且，通过在卷绕该层叠体后进行冲压成型而制作了扁平形状的卷绕电极体。此外，准备了向正极芯体(厚度13μm的铝箔)的两面施加了正极活性物质层(各层的厚度63μm，总计厚度126μm，高度方向的尺寸75mm)的正极板。在该正极活性物质层中，以97.5：1.5：1.0的比例包含正极活性物质、导电材料以及粘合剂。此外，正极活性物质使用了锂镍钴锰系复合氧化物(NCM)。另外，导电材料使用了乙炔黑(AB)。而且，粘合剂使用了聚偏二氟乙烯(PVdF)。另一方面，使用了向负极芯体(厚度8μm的铜箔)的两面施加了负极活性物质层(各层的厚度76μm，总计厚度152μm，高度方向的尺寸79mm)的负极板。在该负极活性物质层中，以98.3：0.7：1.0的比例包含负极活性物质、增粘剂以及粘合剂。此外，负极活性物质使用了石墨(graphite)，增粘剂使用了羧甲基纤维素(CMC)，粘合剂使用了丁苯橡胶(SBR)。接下来，作为隔离件，使用了在聚乙烯(PE)制的树脂基材层的表面形成有包含氧化铝粉末和聚偏二氟乙烯(PVdF)的耐热层的隔离件。
这里，在样本1中，调节了正极板10和负极板20的配置位置，以便制作图4所示的结构的卷绕电极体40。具体而言，调节了长度方向上的正极板10与负极板20的层叠位置，以使得负极始端部20s从正极始端部10s伸出。而且，将伸出的负极始端部20s折弯，以使得负极板20的前端部分(相当于第3区域29)与正极始端部10s重叠。而且，一边间隔着隔离件30一边将正极板10和负极板20卷绕17圈。其后，在将负极始端部20s折弯的位置的外侧配置正极终端部10e和负极终端部20e。而且，以该正极终端部10e和负极终端部20e的配置位置为第1弯曲部40r1的方式进行了冲压成型。由此，制作了在平坦部40f的一部分形成第1区域17、第2区域27以及第3区域29重叠的电极始端层叠部48、并且将正极终端部10e和负极终端部20e配置于第1弯曲部40r1的卷绕电极体40。在该卷绕电极体40中，第1层叠部40A中的正极板10和负极板20的各自的层叠数为17层。另外，第2层叠部40B中的正极板10和负极板20的各自的层叠数为17层。
接下来，将如上述那样制作的卷绕电极体40的正极极耳组42与正极端子60连接，并且将负极极耳组44与负极端子70连接。而且，将卷绕电极体40收纳于电池壳体50内。其后，向电池壳体50内注液非水电解液。而且，通过将电池壳体50密闭而构建了评价试验用的锂离子二次电池。此外，在本试验中，作为非水电解液，使用了使以3：4：3的体积比包含碳酸亚乙酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)以及碳酸甲乙酯(EMC)的混合溶剂以大约1mol/L的浓度含有支持盐(LiPF6)的非水电解液。
(2)样本2
在样本2中，除了使制作卷绕电极体时的正极板和负极板的配置位置不同这一点之外，以与样本1相同的条件制作了评价试验用的锂离子二次电池。具体而言，在样本2中，如以下那样调节了正极板110和负极板120的配置位置，以便制作图6所示的结构的卷绕电极体140。首先，调节了长度方向上的正极板110和负极板120的层叠位置，以使得正极始端部110s与负极始端部120s对齐。而且，一边间隔着隔离件一边将正极板110和负极板120卷绕17圈。其后，在配置正极始端部110s和负极始端部120s的位置的相反侧配置了正极终端部110e和负极终端部120e。而且，以配置了正极始端部110s和负极始端部120s的位置为第1弯曲部140r1的方式进行了冲压成型。而且，确认制作后的卷绕电极体140后发现，由于卷绕时、冲压成型时的张力导致正极始端部110s和负极始端部120s偏移，从而在第1弯曲部40r1的附近的平坦部140f形成了层叠不足区域141。而且，在该样本2的卷绕电极体140中，在第2弯曲部140r2配置了正极终端部110e和负极终端部120e。在该卷绕电极体140中，第1层叠部140A中的正极板110和负极板120的各自的层叠数为17层。另外，第2层叠部140B中的正极板110和负极板120的各自的层叠数为18层。
2.评价试验
(1)压力分布评价
在本评价中，研究挤压各样本的卷绕电极体的平坦部后的面压分布。具体而言，首先，以夹住试验对象的卷绕电极体的平坦部的方式粘贴了一对感压纸(富士胶片公司制)。而且，使用挤压面平坦的挤压夹具，以夹住卷绕电极体的平坦部的方式进行了挤压。此时的压力设定为2kN，加压时间设定为60秒。其后，从卷绕电极体取下感压纸，通过目视观察了该加压纸的变色部分(被加压部分)。结果如表1所示。
(2)温度分布评价
在本评价中，测定各样本的卷绕电极体的第1层叠部和第2层叠部的电阻值，并基于该电阻值验算了充放电中的温度分布。具体而言，在本评价中，首先，构建了正极板的总计层叠数为34层的基准电池。该基准电池使用了与上述样本1、2的锂离子二次电池相同的材料。而且，将该基准电池与充放电电源连接，并测定了通电50A的电流10秒后的电压V1、通电75A的电流10秒后的电压V2、通电100A的电流10秒后的电压V3、通电150A的电流10秒后的电压V4、以及通电200A的电流10秒后的电压V5。接下来，基于各个通电电流值和10秒后电压V1～V5的斜率求出了电池电阻。而且，通过用计算后的电池电阻除以正极板的总计层叠数(34层)而计算了“每1层的电阻值”。接下来，通过将在该基准电池中求出的“每1层的电阻值”、与各样本的第1层叠部的层叠数相乘，计算得出各样本的第1层叠部的电阻值。同样，通过将在基准电池中求出的“每1层的电阻值”、与各样本的第2层叠部的层叠数相乘，计算得出第2层叠部的电阻值。而且，假定向各样本的锂离子二次电池通电300A的直流电流，基于以下的式(1)，计算了第1层叠部和第2层叠部的每一个中的发热量。结果如表1所示。
发热量(J)＝电流值(A)×电流值(A)×电阻值(Ω)(1)
【表1】
表1
(3)试验结果
首先，如表1所示，实施了压力分布评价的结果是，在样本2中，确认产生了在试验后的感压纸几乎没有变色(未施加压力)的未加压区域。而且，该未加压区域产生于与层叠不足区域141对应的位置。另一方面，在样本1的面压分布评价中，向平坦部的整个区域施加充分的压力，未产生样本2那样的未加压区域。由以上的结果可见，通过以形成正极板10的第1区域17、负极板20的第2区域27以及负极板20的第3区域29重叠的电极始端层叠部48的方式调节正极始端部10s和负极始端部20s的配置位置，能够抑制由局部的加压不良引起的金属Li的析出。
接下来，如表1所示，在温度分布评价中，成为样本2的第2层叠部140B(后方部分)的电阻值比第1层叠部140A(前方部分)高且容易发热的结果。另一方面，在样本1中，成为第1层叠部40A(前方部分)与第2层叠部40B的电阻值(后方部分)相同，且发热容易度也为同等程度的结果。由以上的结果可见，若在与正极始端部10s及负极始端部20s接近的第1弯曲部40r1的外侧配置正极终端部10e和负极终端部20e，则由于第1层叠部40A与第2层叠部40B的电极板的层叠数相同，因此能够抑制由发热分布的不均匀化引起的金属Li的析出。
以上，对本发明详细地进行了说明，但上述的说明只不过是例示。即，这里公开的技术包括对上述的具体例进行各种变形、变更后的技术。

Claims (9)

1.一种二次电池，具备隔着隔离件卷绕正极板和负极板而形成的扁平状的卷绕电极体、和收纳所述卷绕电极体的电池壳体，其中，
所述扁平状的卷绕电极体具有外表面弯曲的一对弯曲部、和将该一对弯曲部连结的外表面平坦的平坦部，
所述正极板的长边方向的一个端部作为正极始端部配置于所述卷绕电极体的内部，另一端部作为正极终端部配置于所述卷绕电极体的外侧，
并且所述负极板的长边方向的一个端部作为负极始端部配置于所述卷绕电极体的内部，另一端部作为负极终端部配置于所述卷绕电极体的外侧，
所述正极始端部具有沿着所述平坦部延伸的第1区域，
所述负极始端部具有沿着所述平坦部延伸的第2区域、以沿着作为所述一对弯曲部的一方的第1弯曲部的方式从所述第2区域的端部折回的折回部、以及从所述折回部的端部沿着所述平坦部延伸的第3区域，
在所述平坦部的一部分形成在厚度方向上所述第1区域、所述第2区域以及所述第3区域重叠的电极始端层叠部，
所述正极终端部和所述负极终端部配置于所述第1弯曲部。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，
所述隔离件的终端部配置于所述一对弯曲部的任意一个的最外侧，并通过止卷带粘贴于所述弯曲部的最外侧。
3.根据权利要求1或2所述的二次电池，其中，
在所述卷绕电极体的最外周仅将所述隔离件卷绕一周以上。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的二次电池，其中，
所述电极始端层叠部的宽度方向上的长度w2相对于所述平坦部的宽度方向上的全长w1的比率(w2/w1)为0.5％以上20％以下。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的二次电池，其中，
所述平坦部被区分为夹着沿着所述第3区域延伸的中心线的第1层叠部和第2层叠部，
所述第1层叠部和所述第2层叠部的每一个的所述正极板与所述负极板的总计层叠数为40片以上200片以下。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的二次电池，其中，
通过卷绕将第1隔离件、所述负极板、第2隔离件以及所述正极板依次层叠而成的层叠体来制作所述卷绕电极体。
7.根据权利要求6所述的二次电池，其中，
在所述第1隔离件的长边方向的一个端部形成有从所述负极始端部延伸突出的第1延伸突出部，并且在所述第2隔离件的长边方向的一个端部形成有从所述负极始端部延伸突出的第2延伸突出部。
8.根据权利要求7所述的二次电池，其中，
所述第1延伸突出部和所述第2延伸突出部分别以沿着作为所述一对弯曲部的另一方的第2弯曲部的方式折回，形成仅层叠有所述第1隔离件和所述第2隔离件的隔离件层叠部。
9.根据权利要求6～8中任一项所述的二次电池，其中，
在所述第1隔离件与所述第2隔离件的至少一方的表面设置有粘合层。
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