JP2000348756A

JP2000348756A - 二次電池および二次電池の設計方法

Info

Publication number: JP2000348756A
Application number: JP11155980A
Authority: JP
Inventors: Yoko Furukawa; 陽子古川; Eiji Fukumoto; 英士福本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-06-03
Filing date: 1999-06-03
Publication date: 2000-12-15

Abstract

(57)【要約】【課題】活物質層の局所的な劣化を抑制し、電池を長寿
命化することのできる二次電池を提供する。【解決手段】セパレータ１と、セパレータ１を挟んで対
向する正極および負極活物質層５、３と、正極集電シー
ト４と、負極集電シート２と、正極集電シート４に電気
的に接続された正極端子と、負極集電シート２に電気的
に接続された負極端子とを有する。正極および負極活物
質層５、３の対向するある部分４０２ａ，ｂで生じた電
流が、正極および負極集電シート４、２を通って、正極
端子および負極端子に到る電流経路の電気抵抗は、この
部分が正極および負極活物質層のどの部分であっても一
定の値となるように設計されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電池の電極構造に
関わり、特に電気自動車などを想定した大電流を供給す
るリチウムイオン二次電池やアルカリ蓄電池などの高出
力高エネルギー密度の二次電池に関わる。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車や電力貯蔵用の大型電池か
ら、電子機器の小型軽量化に伴う携帯電話やノート型パ
ソコンといった可搬型電子機器対応の小型畜電池におい
ても、単位重量・単位容量当たりのエネルギー密度の高
い蓄電池が望まれている。この要求に応える電池とし
て、例えばリチウムイオン二次電池が注目され開発が進
められている。一般に電池は正・負の電極と電極間に挿
入するセパレータからなる。電池の出力特性は、正・負
極が向かい合っている面積に比例し、出力電流が大きい
程、大面積を必要とする。

【０００３】前述のリチウムイオン二次電池は一般的に
正極集電体にアルミ箔、負極集電体に銅箔を用い、各集
電体に活物質を塗布し、負極、セパレータ、正極、セパ
レータの順に積層し、捲回した電極体を電池缶に収納し
てなる。高出力電池を得るには、電極の面積を稼ぐため
の捲回数を確保する必要があるため、単位容量当たりの
エネルギー密度を向上させるには、各電極・セパレータ
は薄い程望ましい。その一方で、捲回時のテンションに
耐えるため、電極・セパレータ材料の粘性・剛性が要求
される。

【０００４】特開平９−２１３３３９号、特開平９−２
２３４９６号、特開平５−７４４９８号公報等には、こ
れらの要求に応えるための電極の材料や構造が提案され
ている。具体的には、特開平９−２１３３３９号公報に
は、正極集電体として、高温熱処理後の破断強度及び破
断伸びが特定の値を示すアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金の箔を用いることが開示されている。また、特開
平９−２２３４９６号公報には、電極シートの柔軟性を
改良するために、正極シートおよび負極シートのうちの
少なくとも一方が、活物質を含まない層を少なくとも一
層有するようにすることが開示されている。さらに、特
開平５−７４４９８号公報には、最外周および最内周
に、対極と向き合わない部分が生じない構成とするため
に、箔の片面にのみ活物質を塗布したものを、２枚箔同
士が密着するように重ね合わせて捲回する構成を開示し
ている。

【０００５】さらに、特開平９−１９９１７７号公報に
は、充填率を高めるため、最内周の集電体が最も薄く、
最外周の集電体が最も厚くなるように集電体の厚さを傾
斜させ、最外周に電流とりだしリードを設ける構造が開
示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】二次電池の最重要課題
として、単位重量・単位容量当たりのエネルギー密度を
高くすることと同時に、長寿命化がある。

【０００７】電池の寿命を決めるのは活物質のサイクル
による劣化であるが、発明者らは、この劣化が実際の電
池では一様に生じておらず、活物質の反応の活発な部分
ほど早く劣化し、この部分的劣化が電池の寿命を左右し
ていることに気づいた。

【０００８】本発明は、活物質層の局所的な劣化を抑制
し、電池を長寿命化することのできる二次電池を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、以下のような二次電池が提供され
る。

【００１０】すなわち、セパレータと、該セパレータを
挟んで対向する正極および負極活物質層と、該正極活物
質層に接する正極集電シートと、前記負極活物質層に接
する負極集電シートと、前記正極集電シートに電気的に
接続された正極端子と、前記負極集電シートに電気的に
接続された負極端子とを有し、前記正極および負極活物
質層の対向するある部分で生じた電流が、前記正極およ
び負極集電シートを通って、前記正極端子および負極端
子に到る電流経路の電気抵抗は、この部分が前記正極お
よび負極活物質層のどの部分であっても一定の値である
ことを特徴とする二次電池である。

【００１１】

【発明の実施の形態】発明者らは、活物質の反応が活発
な部分は、電流密度が高くなることに着目し、電池内の
電流密度の分布を調べることにより、活物質の反応が活
発な部分の位置を調べた。その結果、電流密度が高い部
分、すなわち活物質の反応が活発な部分は、その部分と
電池の正極端子および負極端子を結ぶ電流流路の電気抵
抗が小さいことがわかった。言いかえると、発生した電
流が端子に到る電流流路の抵抗が小さい部分ほど活物質
の反応が活発になるということである。反応が活発な部
分は、活物質の劣化が他の部分より速く進むため、電池
の寿命を決定する。

【００１２】また、活物質の反応が活発な部分は、その
部分の電流密度も高い。よって、放電時の反応熱が他の
部分よりも大きいのみならず、ジュール発熱も他の部分
よりも大きいため、温度がますます高くなる。温度が高
くなると、活物質の反応がますます活発になって電流も
ますます集中し、さらにジュール発熱により温度が上が
るという循環が発生し、活物質の局所的な劣化が加速さ
れやすい状況が生まれる。

【００１３】本発明では、活物質の特定箇所にできるだ
け電流が集中しないようにするために、活物質のいずれ
の箇所についても電流流路の電気抵抗がほぼ等しくなる
ように、電池内の電流流路の抵抗分布を調整した設計に
する。

【００１４】なお、ここでいう電流流路とは、負極側電
流流路と正極側電流流路とをあわせた経路である。すな
わち、図１の構成の電池の部分４０１ａ，４０１ｂの電
子の流れについて言えば、負極側電流流路は、図４のよ
うに負極活物質層３の部分４０１ａと電解液との反応で
放出された電子が負極集電シート２、負極タブ６、負極
リード８を通って負極端子１０１に到る流路である。正
極側電流流路は、正極端子１０２、正極リード９、正極
集電シート４を通って、正極活物質層５の部分４０１ｂ
に供給される流路である。これら電流流路のうち、負極
リード８、正極リード９、負極端子１０１、正極リード
９、正極端子１０２中の電流流路は、共有されている部
分が多いので、電流流路の抵抗の大小を決定するのは、
活物質層３、５の反応している部分からタブ６、７まで
の電流流路の抵抗であると考えることができる。セパレ
ータ１を通した電解液のイオンの移動を、電流流路の一
部であると考えると、正極タブ７から負極タブ６までの
電流流路は、正極タブ７、正極集電シート４、正負極活
物質３、４の部分４０１ａ，４０１ｂ、負極集電シート
３、負極タブ６を結ぶ流路と見ることができる。

【００１５】本実施の形態では、この電流流路の電気抵
抗が、活物質層３、５のいずれの箇所についてもほぼ等
しくなるように、電池内の電流流路の抵抗分布を調節す
ることにより、活物質層の特定箇所が劣化するのを防止
し、電池を長寿命化する。

【００１６】以下、本発明の一実施の形態の電池につい
て、具体的に説明する。

【００１７】本発明の第１の実施の形態の電池は、リチ
ウムイオン二次電池である。この構成を図１（ａ），
（ｂ）を用いて説明する。

【００１８】図１（ａ），（ｂ）の二次電池は、電池缶
１０内に、電解液と、負極集電シート２および正極集電
シート４等の捲回体を収容した構成である。負極集電シ
ート２は、帯状の導電体のシートであり、その両面には
負極活物質層３が形成されている。正極集電シート４も
帯状の導電体のシートであり、正極活物質層５が両面に
形成されている。負極集電シート２と正極集電シート４
は、セパレータ１を挟んで重ねあわせられて捲回され、
捲回体を構成する。このように捲回されることにより、
負極活物質層３と正極活物質層４とは、図４のように、
セパレータ１を挟んで対向し、その外側に負極集電シー
ト２と正極集電シート４とがそれぞれ接する形状とな
る。

【００１９】正極集電シート４の上端には、数カ所に正
極タブ７が取り付けられている。正極タブ７はいずれ
も、電池缶１０の正極端子１０２に接触する正極リード
９に接続されている。一方、負極集電シート２の下端に
は、数カ所に負極タブ６が取り付けられている。負極タ
ブ６はいずれも、電池缶１０の負極端子１０１に接触す
る負極リード８に接続されている。

【００２０】本実施の形態では、負極活物質層３、正極
活物質層５および電解液は、リチウムイオン二次電池と
して一般によく知られた公知の材料を用いる。また、負
極集電シート２は、銅箔を用い、正極集電シート４は、
アルミ箔を用いる。

【００２１】活物質層３、５のうち上端に近い部分４０
２ａ，４０２ｂからの電子の流れ、すなわち電流流路
は、図４からわかるように、負極集電シート２を通る部
分の長さが、正極集電シート４を通る部分の長さよりも
圧倒的に長くなる。これに対し、活物質層３、５のうち
下端に近い部分４０３ａ，４０３ｂの電流流路は、負極
集電シート２を通る部分の長さが、正極集電シート４を
通る部分の長さよりも短くなる。また、活物質層３、５
のほぼ中間の高さにある部分４０１ａ，４０１ｂについ
ての電流流路は、負極集電シート２を通る部分の長さと
正極集電シート４を通る部分の長さとがほぼ等しい電流
流路となる。

【００２２】電流流路の抵抗は、負極および正極のそれ
ぞれの電流リード８、９、タブ６、７、集電シート２、
４における電気抵抗と、反応抵抗を含む活物質層３、
５、セパレータ１、電解液の内部抵抗とを含む。すでに
述べたように電流リード８、９、タブ６、７は、いずれ
の電流流路も通過する共通のルートであるため、電流流
路による差はほとんどない。また、活物質層３、５は、
本実施の形態の場合均一な厚さに塗布され、セパレータ
１の厚さも均一であるため、反応が均一に生じていれ
ば、抵抗も均一である。したがって、電流流路による抵
抗の差は、主に、集電シート２、４における電気抵抗の
差に依存する。

【００２３】ここで、例として、正極集電シート４と負
極集電シート２の厚さが同じである場合の、電流流路に
よる電気抵抗の大小を考える。厚さが同じ場合、集電シ
ート２、４の面抵抗率は、導体抵抗率の小さい銅箔の負
極集電シート２の方が、アルミ箔の正極集電シート４よ
りも小さくなる。よって、活物質層３、５の上端の部分
４０２ａ，４０２ｂと中間の部分４０１ａ，４０１ｂと
下端の部分４０３ａ，４０３ｂの電流の電流流路の電気
抵抗の大きさを比較すると、銅箔の負極集電シート２を
通る距離がもっとも長い、上端の部分４０２ａ，４０２
ｂで生じる電流の電流流路が、３つの中で最も小さい電
気抵抗になる。

【００２４】すなわち、負極活物質層３の上端部分４０
２ａ付近では、放出された電子が負極端子１０１に到達
するまでの電気抵抗と、正極端子１０２からの電子が活
物質層５の上端部分４０２ｂに到達するまで電気抵抗値
を加えたものが、他の流路よりも小さい。このため、こ
の部分４０２ａ，４０２ｂの活物質反応が他の部分より
も活発になり、電流密度もこの部分４０２ａ，４０２ｂ
で大きくなる。その結果、放電時の反応熱やジュール発
熱等により、この部分４０２ａ，４０２ｂの温度が高く
なるため、ますます活物質反応が活発になるという循環
が発生し、他の部分よりもこの部分４０２ａ，４０２ｂ
の活物質の劣化が加速される。

【００２５】そこで、本実施の形態では、活物質層３、
５の局所的な劣化を防ぎ、電池を長寿命化させるため
に、活物質層３、５の各部の電流密度を均一にする構成
を提供する。

【００２６】具体的には、第１の実施の形態では正極集
電シート４と負極集電シート２の単位面積当たりの面抵
抗値が等しくなるようにする。これにより、電流流路が
正極集電シート４と負極集電シート２のどちらを長く流
れる流路であっても、集電シート２、４を流れる流路の
長さのトータルが同じであれば、電気抵抗の大きさは電
流流路に関わらず同じになる。よって、部分４０１ａ，
４０１ｂで生じる電流の電流流路も、部分４０２ａ，４
０２ｂで生じる電流の電流流路も、部分４０３ａ，４０
３ｂで生じる電流の電流流路も同じ電気抵抗の大きさに
なるため、いずれの部分の活物質反応も同程度に活発に
なり、局所的な劣化を防止できる。

【００２７】正極集電シート４と負極集電シート２の単
位面積当たりの面抵抗値が等しくなるようにするには、
正極集電シート４の構成材料の導体抵抗率をａ〔Ω
ｍ〕、厚さをｂ〔ｍ〕とし、負極集電シート２の構成材
料の導体抵抗率をｃ〔Ωｍ〕、厚さをｄ〔ｍ〕とした場
合、ａ／ｂ＝ｃ／ｄとなるように設計する。

【００２８】本実施の形態では、正極集電シート４の構
成材料であるアルミは導体抵抗率ａ＝２．６５×１０^-8
〔Ωｍ〕であり、負極集電シート２の構成材料である銅
は導体抵抗率ｃ＝１．６７×１０^-8〔Ωｍ〕である。ま
た、負極集電シート２の銅箔の厚さは、ｄ＝１０×１０
^-6〔ｍ〕＝１０〔μｍ〕である。そこで、上述の式ａ／
ｂ＝ｃ／ｄより、正極集電シート４のアルミ箔の厚さと
して、ｂ＝１６×１０^-6〔ｍ〕＝１６〔μｍ〕を求め、
この厚さに正極集電シート４を設定した。これにより、
導体抵抗率の高いアルミ製の正極集電シート４の厚さを
銅製の負極集電シート２よりも厚くする構成となり、正
極集電シート４と負極集電シート２の面抵抗率を等しく
できる。

【００２９】このように集電シート２、４の面抵抗率を
等しく設定することにより、上下方向（捲回の軸方向）
について活物質層３、５のどの部分も、電流流路の電気
抵抗の大きさが同じになる。よって、いずれの部分の活
物質反応も同程度に活発になるため、電流分布の偏りを
抑制でき、局所的なサイクル劣化を防止して長寿命の二
次電池を得ることができる。

【００３０】上述の例では、厚さ１０μｍの銅箔を負極
集電シート２とし、厚さ１６μｍのアルミ箔を正極集電
シート４とする構成について説明したが、集電シートの
厚さはこれらの値に限定されるものではない。例えば、
負極集電シート２の銅箔の厚さｄを、集電シートとして
一般的によく用いられる５〜３０μｍの値にする場合、
正極集電シート４のアルミ箔の厚さは、上述の式ａ／ｂ
＝ｃ／ｄより求めたｂの値７．９〜４７．４μｍに設定
することができる。また、求めたアルミ箔の厚さｂの値
に１０％の誤差を許容した値７〜５２μｍにアルミ箔の
厚さを設定することもできる。

【００３１】また、集電シートを銅箔とニッケル箔の組
み合わせにする場合には、ニッケルの導体抵抗率が７．
２６×１０^-8〔Ωｍ〕であるので、銅箔の厚さが５〜３
０μｍであれば、上述の式ａ／ｂ＝ｃ／ｄよりニッケル
の厚さは２１．７〜１３０．５μｍに設定することが最
も望ましく、１０％の誤差を許容して２１．７〜１３
０．５μｍに設定することもできる。

【００３２】なお、導体抵抗率の値は、同じ組成であっ
ても材料により若干異なるため、実際に用いる材料の導
体抵抗率を用いることが望ましい。

【００３３】つぎに、本発明の第２の実施の形態のリチ
ウムイオン二次電池について、図２を用いて説明する。

【００３４】第２の実施の形態のリチウムイオン二次電
池の構成は、正極集電シート４と負極集電シート２の厚
さに傾斜をつけている。これ以外の構成は図１（ａ）の
電池と同じである。正極集電シート４は、正極タブ７側
で最も厚く、反対側が最も薄くなるように捲回軸方向に
沿って厚さに傾斜がつけられている。また、負極集電シ
ート２は、負極タブ６側で最も厚く、反対側が最も薄く
なるように捲回軸方向に沿って厚さに傾斜がつけられて
いる。このとき、活物質層３、４およびセパレータ１を
挟んで対向する位置の正極集電シート４と負極集電シー
ト２との面抵抗の和が、捲回方向に沿って一定となるよ
うに厚さの傾斜が定められている。具体的には、正極集
電シート４をアルミ箔とし、その厚さを正極タブ７側の
端部で３２μｍ、反対側の端部で１６μｍとしている。
また、負極集電シート２を銅箔とし、その厚さを負極タ
ブ６側の端部で２０μｍ、反対側の端部で１０μｍとし
ている。

【００３５】これにより、対向する活物質層３、５の各
部分の電流流路の電気抵抗の大きさは、ほぼ等しくな
り、第１の実施の形態と同様に電流分布の偏りを抑制で
きる。

【００３６】また、図２（ａ）のような電池の構成で
は、タブ６、７は、集電シート２、４のそれぞれ数カ所
ずつのみに設けられているため、電流はタブ６、７に集
められてリード８、９に流れる。このようにタブに電流
が集中する構成の場合、従来のような構成であればタブ
近傍で大きなジュール発熱を生じることは避けがたい
が、本実施の形態の構成を用いれば、タブ６、７近傍で
集電シート２、４が厚くなるため抵抗が低くなり、発熱
は低減される。このように、第２の実施の形態の電池
は、温度分布を均一にする効果が大きくいため、温度分
布により活物質の反応が局所的にますます活発になると
いう循環も防止できる。

【００３７】上述してきたように、第２の実施の形態の
構造の電池では、活物質反応が均一化できるため、局所
的なサイクル劣化を防ぎ長寿命の二次電池を得ることが
できる。

【００３８】なお、第２の実施の形態では、集電シート
２、４の厚さの薄い方の端部の厚さと、厚い方の端部の
厚さとの比が１：２となるように設定しているが、シー
トが厚くなるほど電池の単位体積当たりのエネルギー密
度は低下するため、厚さの比は１：２以下が望ましい。
特に、この厚さの比が、負極集電シート２の銅箔の導電
抵抗率と正極集電シート４のアルミ箔の導電抵抗率との
比である１：１．２以下になるようにすることが望まし
い。

【００３９】また、集電シート２、４の厚さを図２
（ｂ）、図５のように傾斜させることが困難な場合に
は、階段状に段階的に厚さを変化させるようにすること
もできる。この場合、タブ６、７を長くし、集電シート
２、４の高さ（捲回軸方向）の半分程度の長さまでタブ
６、７と集電シート２、４とが接着されるようにするこ
とにより、２段階に集電シート２、４の厚さを変化させ
た場合と同じ構成を得ることができる。

【００４０】つぎに、本発明の第３の実施の形態のリチ
ウムイオン二次電池について、図３（ａ）、（ｂ）を用
いて説明する。

【００４１】本実施の形態の電池は、正極タブ７と負極
タブ６とが同じ方向（上部）に取り付けられている。

【００４２】従来、タブが同方向に取り付けられた構成
の電池では、活物質層３、５の上端部分が正極タブ７に
も負極タブ６にも最も近くなるため、必然的に、この部
分で生じた電流の電流流路の電気抵抗が最も小さくな
る。このため、この活物質層３、５の上端部分で、活物
質反応が最も活発になって電流が集中し、上端部分の活
物質の局所的な劣化が生じるという傾向をもつ。

【００４３】そこで、本実施の形態では、このような電
流の集中を抑制するために、セパレータ１の厚さを電極
タブ６、７からの距離に応じて変化させる。すなわち、
図３に示すようにタブ６、７近傍の上部では、セパレー
タ１の厚さを１５０μｍと厚くし、下側では７５μｍと
薄くする。逆に、集電シート２、４の厚さを上部で薄
く、下部で厚くする傾斜をつけることにより、集電シー
ト２、５の面抵抗は、上端部分で最も大きく、下へいく
ほど小さくなる。このため、活物質層３、５の上端部分
で生じる電流の電流流路の電気抵抗と、下端部分で生じ
る電流の電流流路の電気抵抗との差が、均一な厚さの集
電シート２，５の場合と比較して小さくなる。これによ
り、集電箔上の電流分布がより一様となり、電池下部の
活物質層３，４の反応をいっそう活発化させることがで
きる。

【００４４】これらにより、図３の電池では、電流分布
の偏りを従来よりも効果的に抑制できるため、活物質層
３、５の局所的な劣化を防止でき、電池を長寿命化させ
ることができる。

【００４５】なお、第３の実施の形態では、セパレータ
１の下部の厚さと上部の厚さとの比が、１：２となるよ
うにする例を説明したが、セパレータ１が厚くなるほど
電池の単位体積当たりのエネルギー密度は低下するた
め、上記比は１：２以下が望ましい。特に、集電シート
２、４としてＣｕとＡｌを用いる場合には、その導体抵
抗率の比である１：１．２以下にすることが望ましい。

【００４６】上述してきた第１〜第３の実施の形態で
は、活物質層３、５の上下方向（捲回の軸方向）につい
てのみ考慮して、上下方向についてのみ集電シート２、
４の厚さを調節するか、もしくはセパレータ１の厚さを
調節する構成であったが、捲回周方向についても、同様
にこれらの厚さを調節することにより、電池全体につい
て電流の偏りをより抑制できる。というのは、タブ６、
７は、集電シート２、４の捲回の周方向の数カ所にのみ
設けられる構造であるため、タブから離れた位置で生じ
る電流は、通常集電シートの上端もしくは下端を捲回周
方向に流れ、タブ６、７に集まる。このため、捲回周方
向について、タブ６、７から遠い部分では、電流が集電
シート２、４を流れる距離が長くなる分だけ電流流路の
電気抵抗が大きくなり、活物質の反応がタブ６、７に近
い部分ほど活発になる傾向になる。よって、捲回周方向
についても、第２、第３の実施の形態の軸方向と同様に
集電シートやセパレータの厚さを傾斜させる構成を適用
することにより、活物質反応の偏りを抑制できると考え
られる。具体的には、例えば周方向についてタブとタブ
との中間の部分の集電シートの厚さが最も厚くなるよう
にし、タブに近づくにつれ薄くなるようにすることがで
きる。

【００４７】このように、捲回周方向についても、電流
流路の抵抗値の偏りを抑制する構成を適用することによ
り、電池内部全体で電流分布の偏りを抑制でき、活物質
の反応も均一化できる。

【００４８】

【発明の効果】上述してきたように、本発明によれば、
活物質層の局所的な劣化を抑制し、電池を長寿命化する
ことのできる二次電池を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の二次電池の（ａ）
全体構成を示す断面図、（ｂ）活物質層とセパレータと
集電シート等の一部構成の断面図。

【図２】本発明の第２の実施の形態の二次電池の（ａ）
全体構成を示す断面図、（ｂ）活物質層とセパレータと
集電シート等の一部構成の断面図。

【図３】本発明の第３の実施の形態の二次電池の（ａ）
全体構成を示す断面図、（ｂ）活物質層とセパレータと
集電シート等の一部構成の断面図。

【図４】図１の二次電池の活物質層の各部の電流の流路
を示す説明図。

【図５】図２の二次電池の集電シートの厚さの傾斜を示
す説明図。

【符号の説明】

１・・・セパレータ、２・・・負極集電シート、３・・
・負極活物質層、４・・・正極集電シート、５・・・正
極活物質層、６・・・負極タブ、７・・・正極タブ、８
・・・負極電流リード、９・・・正極電流リード、１０
・・・・電池缶、１０１・・・負極端子、１０２・・・
正極端子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5H017 AA02 AA03 AS01 HH01 HH03 HH05 HH10 5H028 AA05 BB07 CC05 CC12 HH01 HH05 HH10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セパレータと、該セパレータを挟んで対向
する正極および負極活物質層と、該正極活物質層に接す
る正極集電シートと、前記負極活物質層に接する負極集
電シートと、前記正極集電シートに電気的に接続された
正極端子と、前記負極集電シートに電気的に接続された
負極端子とを有し、前記正極および負極活物質層の対向するある部分で生じ
た電流が、前記正極および負極集電シートを通って、前
記正極端子および負極端子に到る電流経路の電気抵抗
は、この部分が前記正極および負極活物質層のどの部分
であっても一定の値であることを特徴とする二次電池。
【請求項２】捲回体と、前記捲回体を収容する電池缶と
を有し、前記捲回体は、セパレータと、該セパレータを挟んで対
向する正極および負極活物質層と、該正極活物質層に接
する正極集電シートと、前記負極活物質層に接する負極
集電シートとを捲回したものであり、前記電池缶は、前記正極集電シートに電気的に接続され
た正極端子と、前記負極集電シートに電気的に接続され
た負極端子とを備え、前記正極および負極活物質層の対向するある部分で生じ
た電流が、前記正極および負極集電シートを通って、前
記正極端子および負極端子に到る電流経路の電気抵抗
は、この部分が前記捲回体の捲回の軸方向沿ったどの部
分であっても一定の値であることを特徴とする二次電
池。
【請求項３】捲回体と、前記捲回体を収容する電池缶と
を有し、前記捲回体は、セパレータと、該セパレータを挟んで対
向する正極および負極活物質層と、該正極活物質層に接
する正極集電シートと、前記負極活物質層に接する負極
集電シートとを捲回したものであり、前記正極集電シートと前記負極集電シートは、対向する
面の面抵抗率が等しいことを特徴とする二次電池。
【請求項４】請求項３に記載の二次電池において、前記
正極集電シートを構成する材料の導体抵抗率をａ〔Ω
ｍ〕、厚さをｂ〔ｍ〕とし、負極集電シート２の構成材
料の導体抵抗率をｃ〔Ωｍ〕、厚さをｄ〔ｍ〕とした場
合、ａ／ｂ＝ｃ／ｄを満たすことを特徴とする二次電池。
【請求項５】捲回体と、前記捲回体を収容する電池缶と
を有し、前記捲回体は、セパレータと、該セパレータを挟んで対
向する正極および負極活物質層と、該正極活物質層に接
する正極集電シートと、前記負極活物質層に接する負極
集電シートとを捲回したものであり、前記正極集電シートには、前記捲回の軸方向の一方の端
部側に、前記正極集電シートを前記電池缶の正極端子と
接続するための正極タブが設けられ、前記負極集電シー
トには、前記捲回の軸方向の他方の端部側に、前記負極
集電シートを前記電池缶の負極端子と接続するための負
極タブが設けられ、前記正極集電シートは、前記正極タブが設けられている
側の端部における厚さが、逆側の端部における厚さより
も厚く、前記負極集電シートは、前記負極タブが設けら
れている側の端部における厚さが、逆側の端部における
厚さよりも厚いことを特徴とする二次電池。
【請求項６】捲回体と、前記捲回体を収容する電池缶と
を有し、前記捲回体は、セパレータと、該セパレータを挟んで対
向する正極および負極活物質層と、該正極活物質層に接
する正極集電シートと、前記負極活物質層に接する負極
集電シートとを捲回したものであり、前記正極集電シートには、前記捲回の軸方向の一方の端
部側に、前記正極集電シートを前記電池缶の正極端子と
接続するための正極タブが設けられ、前記負極集電シー
トには、前記正極タブが設けられている側と同じ側の端
部に、前記負極集電シートを前記電池缶の負極端子と接
続するための負極タブが設けられ、前記セパレータは、前記正極および負極タブが設けられ
ている側の厚さが、逆側の端部の厚さよりも厚いことを
特徴とする二次電池。
【請求項７】請求項６に記載の二次電池において、前記
正極および負極集電シートは、前記正極および負極タブ
が設けられている側の端部における厚さが、逆側の端部
における厚さよりも薄いことを特徴とする二次電池。
【請求項８】セパレータと、該セパレータを挟んで対向
する正極および負極活物質層と、該正極活物質層に接す
る正極集電シートと、前記負極活物質層に接する負極集
電シートと、前記正極集電シートに電気的に接続された
正極端子と、前記負極集電シートに電気的に接続された
負極端子とを有する二次電池の設計方法において、前記正極および負極活物質層の対向するある部分で生じ
た電流が、前記正極および負極集電シートを通って、前
記正極端子および負極端子に到る電流経路の電気抵抗
を、前記正極および負極活物質層の各部分について求
め、この電流経路の電気抵抗が、前記正極および負極活
物質層の各部分について、一定の値になるように、当該
二次電池の構成部品の電気抵抗を定めることを特徴とす
る二次電池の設計方法。