JP2003331924A - 非水二次電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高容量で、かつ安全性の高い非水二次電池を
提供する。 【解決手段】 集電体の少なくとも一部には両面に活物
質含有塗膜を形成した正極と、集電体の少なくとも一部
には両面に活物質含有塗膜を形成した負極とを、セパレ
ータを介して巻回した巻回構造の電極体と、全電解液溶
媒中の鎖状エステルの占める比率が５０体積％より多い
電解液とを電池缶に収容した非水二次電池において、上
記電極体の電池缶と対向する電極が実質的に正極または
負極のいずれかのみで構成され、上記電極体の正極の少
なくとも最外周部の正極集電体の外周面側に活物質含有
塗膜を形成していない部分を実質的に１周以上設け、上
記正極の集電体の活物質含有塗膜を形成していない部分
がセパレータを介して負極または電池缶の内面と対向
し、負極の集電体に溶接したリード体がセパレータを介
して正極と直接対向しないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非水二次電池に関
し、さらに詳しくは、高容量化を図りながら安全性を確
保するために特定の構造を有する非水二次電池に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】リチウムイオン二次電池に代表される非
水二次電池は、電解液の主溶媒として有機溶媒を用いる
二次電池であり、この非水二次電池は、容量が大きく、
かつ高電圧、高エネルギー密度、高出力であることか
ら、ますます需要が増える傾向にある。現在、正極活物
質としてＬｉＣｏＯ₂ （コバルト酸リチウム）を用い、
負極活物質として炭素系材料を用いたリチウムイオン二
次電池が商品化されているが、この電池は高容量化のた
めに、従来のリチウム金属を負極とする非水二次電池と
は異なり、上記活物質を結着剤などとともに有機溶剤中
に分散させたペーストとし、このペーストを用いて正極
集電体、負極集電体ともに集電体の両面すべてにそれぞ
れ活物質を含有する塗膜を形成し、それをそれぞれ正
極、負極として用いている。そして、それらの帯状の電
極をセパレータを介して渦巻状に巻回した電極体を電池
缶に挿入して電池が構成されている。

【０００３】ところで、この非水二次電池では、電解液
の主溶媒として、これまで引火性の有機溶媒であるエチ
レンカーボネートなどの環状エステルやジメチルカーボ
ネート、プロピオン酸メチルなどのエステルを混合した
ものが用いられてきた。そのため、安全性確保のための
設計には特に注意が払われており、従来からも安全機構
として、ガス発生による電池缶の破裂を防止するために
封口体に遮断ベントを設けることや、過電流が流れて電
池が発熱することを防止するために電池缶にＰＴＣ素子
を設けたり、高温時にセパレータの細孔が溶着して細孔
を閉鎖することによりリチウムイオンの移動を阻害する
シャットダウン機構を持たせることなどが行われてき
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らの研究によれば、この非水二次電池は、今後さらに
高容量化を図っていた場合やユーザーから要求される仕
様によっては、電池の発電要素自体の構造についてさら
に工夫をしていかないと、安全性面で充分に対応するこ
とができなくなるおそれのあることがわかってきた。つ
まり、故意に異常使用を想定した圧壊試験や釘刺し試
験、外部短絡試験などの苛酷な条件下での安全性試験で
は安全性に欠ける傾向のあることが判明した。

【０００５】例えば、上記の圧壊試験は、電池が故意に
何らかの事故で押し潰された場合を想定したものである
が、この圧壊試験では、負極集電体に溶接したリード体
がセパレータを介して正極と対向していると短絡しやす
いことが判明した。これは、電池を圧壊することによ
り、負極のリード体がセパレータを突き破ることによる
ものと考えられる。また、電池缶は電極端子を兼ねてい
るため、圧壊試験により電池缶に異極の電極が接触した
場合、短絡電流が流れることになり、特に抵抗の高い活
物質含有塗膜があると発熱量が増加する。また、上記発
熱により電極体を包むセパレータが溶融した場合、上記
電極（電池缶と異極の電極）の他の箇所も電池缶と接触
して、二次的な内部短絡が生ずるおそれがある。さら
に、集電体に活物質含有塗膜を設けた電極を用いる非水
二次電池では、生産工程における金属片などの異物の混
入や、巻回構造の電極体を電池缶に挿入する際に活物質
の脱落が生じることが多い。通常、正極と負極の間はセ
パレータで隔離されているので、それらの異物によって
短絡が生じることは少ないが、異物が大きい場合には圧
壊試験時においてこれらの異物が電池缶内に存在すると
いわゆる微小短絡（ソフトショート）が発生し、これが
引き金となって内部短絡にまで至る可能性がある。

【０００６】また、釘刺し試験は、電池の圧壊や外部短
絡に比べて少ない部分で電池を確実に短絡させるので、
短絡部位に電流が集中し、より発熱しやすくなり、電池
が部分的に急速に高温になりやすいため、セパレータの
フューズ（溶融による目詰り）のばらつきが生じやす
く、また短絡部位での電解液と負極との反応による発熱
が多くなるので、この釘刺し試験は通常の使用条件下で
は生じ得ないような安全性の欠如も見出し得るほど苛酷
な安全性確認試験である。従って、この釘刺し試験で安
全性が確認できれば、異常使用に遭遇した場合でも安全
性が確保できるものと考えられる。

【０００７】また、上記釘刺し試験は室温で行うよりも
４５℃の高温状態で行う方が、電池がより高温にまで上
昇しやすく、電池の熱暴走反応が生じやすい。さらに、
１／２釘刺しのように、釘を電池の途中で止める方が、
短絡部分が少なくなり電流がより集中して発熱しやす
い。従って、この釘刺し試験を４５℃で行い、１／２釘
刺しにすると、安全性を確認するための試験として非常
に苛酷な試験となり、そのような苛酷な条件下の試験で
安全性が確認できれば、実使用で充分な安全性が確保で
きるものと考えられる。

【０００８】さらに、非水二次電池では安全性が高いこ
とを確認するために、例えば４．２Ｖ以上の充電状態に
した後、正極と負極とを接続する強制的な外部短絡試験
が行われるが、電池の高エネルギー化が進むにつれ外部
短絡時に大電流が流れることになる。そのため、電池内
部で比較的抵抗の高い部分と接触するセパレータが溶融
するため二次的な内部短絡を引き起し、電池が部分的に
急速に高温になりやすい。また、上記圧壊試験と同様
に、巻回構造の電極体と電池缶との間のセパレータが溶
融した場合、異極の電極と電池缶の内壁とが接触して短
絡が生じるとともに、電池缶内に異物が存在すると、そ
れらの異物が抵抗の高いものである場合、微小短絡が生
じた箇所の短絡が進む結果、その短絡が生じた箇所でも
局部的な発熱が生じるおそれがある。従って、この外部
短絡試験で安全性が確認できればそのような異常使用に
遭遇した場合でも安全性が確保できるものと考えられ
る。

【０００９】また、外部短絡試験も室温で行うよりも４
５℃の高温状態で行う方が、電池がより高温にまで上昇
しやすく、電池の熱暴走反応が生じやすいため、外部短
絡試験を４５℃で行うと安全性を確認するための試験と
して非常に苛酷な試験となり、そのような苛酷な条件下
の試験で安全性が確認できれば、実使用で充分な安全性
が確保できるものと考えられる。

【００１０】最近の高容量化への流れにより電池のエネ
ルギー密度は今後ますます高くなる傾向にあるため、上
記のような苛酷な条件下での安全性確認試験である圧壊
試験や釘刺し試験、さらには外部短絡試験においても高
い安全性を有するようにしておくことが必要であり、そ
のためには電池の内部構造を発火しにくい構造に変更し
ておくことが必要であることがわかってきた。

【００１１】本発明は、上記のような事情により、今後
の高容量化に備え、苛酷な条件下での安全性確認試験で
ある圧壊試験や釘刺し試験、さらには外部短絡試験にお
いても充分に安全性が確認できるように電池の構造を改
良し、安全性が高い非水二次電池を提供することを目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたものであり、非水二次電池の構造
について鋭意検討を重ねた結果、正極集電体の少なくと
も一部には両面に正極活物質含有塗膜を形成してなる正
極と、負極集電体の少なくとも一部には両面に負極活物
質含有塗膜を形成してなる負極とをセパレータを介して
巻回した巻回構造の電極体と、全電解液溶媒中において
鎖状エステルの占める比率が５０体積％より多い電解液
とを電池缶に収容してなる非水二次電池であって、上記
巻回構造の電極体の電池缶と対向する電極は実質的に正
極または負極のいずれかの単一電極のみで構成されてお
り、上記巻回構造の電極体における正極の少なくとも最
外周部の正極集電体の外周面側に正極活物質含有塗膜を
形成していない部分を実質的に１周以上設け、上記正極
集電体の正極活物質含有塗膜を形成していない部分がセ
パレータを介して負極または電池缶の内面と対向し、か
つ負極集電体に溶接したリード体がセパレータを介して
正極と直接対向しない構造にすることにより、高容量化
を達成しながら、圧壊試験、釘刺し試験さらには外部短
絡試験などの苛酷な安全性確認試験においても優れた安
全性を示す安全性の高い非水二次電池が得られることを
見出したものである。

【００１３】以下、本発明を完成するに至った経過およ
び上記構成にすることによって高容量化を達成しながら
高い安全性を確保できる理由を詳細に説明する。

【００１４】リチウムイオン二次電池などの非水二次電
池における巻回構造の電極体の最も一般的なのは、容積
当たりの容量を増加して高容量の電池にするためにアル
ミニウム箔などからなる正極集電体の少なくとも一部に
は両面に正極活物質含有塗膜を形成した１枚の帯状の正
極と銅箔などからなる負極集電体の少なくとも一部には
両面に負極活物質含有塗膜を形成した１枚の帯状の負極
と２枚のセパレータとを、セパレータ、負極、セパレー
タ、正極の順に積み重ね、負極が正極より外周側になる
ように渦巻状に巻回したものである。

【００１５】そこで、本発明者らは、上記のような巻回
構造の電極体を有し、かつ、非水二次電池として最も普
及しているリチウムイオン二次電池を入手し、圧壊試験
や釘刺し試験、外部短絡試験を行ったところ、通常の市
販のリチウムイオン二次電池では危険性が低いものの、
このリチウムイオン二次電池においてエネルギー密度を
上げていくとその危険性が高くなっていくことが判明し
た。すなわち、これらの電池の負極には通常炭素材料な
どのリチウムを脱挿入できる化合物が使用されている
が、負極が過充電されてリチウムが多少でも電着した場
合、約１００℃付近から電解液と電着リチウムやリチウ
ムが挿入された炭素材料との間で発熱反応が生じること
が判明した。

【００１６】また、正極でも、リチウムが脱離すること
によって、電解液との反応開始温度が低くなり、１００
℃付近から発熱することがある。そして、さらに温度が
上昇して正極の熱暴走温度に達すると、電池は異常発熱
を起こす。このような連続反応を伴う発熱現象があるた
め、電池の満充電での充放電可能な容量が巻回構造の電
極体の単位体積当たり１３０ｍＡｈ／ｃｍ³ 以上になる
と、電池が充電された時の安全性が低下する。

【００１７】ここでいう巻回構造の電極体の体積とは、
正極、負極およびセパレータを巻回したものの電池内に
おける嵩体積であり、渦巻状に巻回する際に使用した巻
き軸を取り除いた時に残った孔などは体積として含まな
い。要は正極、負極およびセパレータが占める嵩体積を
合計したものである。これらの３つの体積要素は電池の
容量を決定する重要な要因であり、電池の大きさにかか
わらず巻回構造の電極体の単位体積当たりの放電容量
（放電容量／巻回構造の電極体の体積）を計算すること
によって電池の容量密度を比較することができる。

【００１８】また、ここでいう放電容量とはその電池の
標準使用条件で充放電させた場合の放電容量である。そ
して、この標準使用条件での放電容量を測定することに
よって満充電での充放電可能な容量がわかる。なお、標
準使用条件が特に定まっていない場合は、２５℃、１Ｃ
（その電池を１時間で放電できる電流）で４．２Ｖまで
充電し、４．２Ｖに達した後は、定電圧充電を行い、充
電２時間半で充電を終了し、０．２Ｃで２．７５Ｖまで
放電を行い容量を計算する。

【００１９】つまり、巻回構造の電極体の単位体積当た
りの放電可能な容量が多いほど過充電時に発熱した場合
に単位体積当たりの発熱量が多くなり、電池温度が正極
の熱暴走温度にまで上昇する可能性が高くなる。従っ
て、単位体積当たりの放電容量の大きい電池ほど発熱を
うまくコントロールして電池の温度が正極の熱暴走温度
にまで上昇しないようにしておく必要がある。また、巻
回構造の電極体の体積が大きい場合も放熱されにくい。
本発明はそのように体積の大きい場合、具体的には、巻
回構造の電極体の体積が１０ｃｍ³ 以上、特に１１ｃｍ
³ 以上の場合に適用しても安全性を確保することができ
るので、特にその効果が顕著に発現し、好ましい結果が
得られる。

【００２０】本発明において、巻回構造の電極体におけ
る正極の少なくとも最外周部の正極集電体の外周面側に
正極活物質含有塗膜を形成せずに正極集電体のみの部分
を実質的に１周以上設け、その正極集電体の正極活物質
含有塗膜を形成していない部分がセパレータを介して負
極または電池缶の内面と対向し、かつ負極集電体に溶接
したリード体がセパレータを介して正極と直接対向しな
いようにすることよって、安全性を向上させることがで
きる理由は、以下のように考えられる。

【００２１】前記のように、負極に炭素材料のようなリ
チウムを脱挿入できる化合物を用いることによって、電
解液と負極との高温での反応性はリチウム金属を負極に
用いていた場合よりも低くなっているが、正極集電体の
少なくとも一部には両面に正極活物質含有塗膜を形成し
ているため、正極の充放電可能な容量が増えることによ
り電解液との反応性が増加して、発熱量が多くなり、電
池の温度が上昇しやすくなる。しかし、巻回構造の電極
体における正極の少なくとも最外周部の正極集電体の外
周面側に正極活物質含有塗膜を実質的に１周以上形成せ
ず、その正極集電体の正極活物質含有塗膜を形成してい
ない部分をセパレータを介して負極または電池缶の内面
と対向させることにより、正極活物質含有塗膜が存在す
る場合に比べて釘刺し試験で釘を刺した場合の局所的な
発熱が分散され、それによって、放熱が早くなり、正極
が熱暴走温度に達しにくくなって、電池が異常発熱を起
こしにくくなり、電池の安全性が向上する。すなわち、
上記構成になっていると、最外周部の最初の短絡箇所に
は充電された正極活物質が存在しないため発熱しても熱
暴走温度までには至りにくい。そして、電極体の外周側
から見て２番目の短絡箇所には、充電された正極活物質
があるものの、１番目の短絡箇所に合わせて電流が流れ
るので、２番目の短絡箇所だけでは最初の電流の半分以
下が流れることになり、充電した正極活物質の温度上昇
が抑えられ熱暴走温度には至りにくい。

【００２２】また、圧壊試験においては、電極に設けら
れているリード体が電極上で凸部となり、この部分に大
きな集中応力や、電極体にねじれ応力が発生しやすくな
る。そして、電解液を注入し、封口して電池を組み立て
て充電を行うと、活物質の膨潤、特に負極活物質の膨潤
によって電極体が膨らむため、上記の集中応力やねじれ
応力がさらに増大し、電極体が歪むようになる。このよ
うな場合に、負極集電体に溶接されたリード体がセパレ
ータに強く押し付けられ、しかもリード体には負極活物
質含有塗膜よりも硬い金属材料が用いられるため、圧壊
時において、巻回構造の電極体がつぶれる際にセパレー
タを突き破りやすくなり、それによって内部短絡が生じ
やすい。また、巻回構造の電極体の最外周部に正極およ
び負極のいずれもが存在する構造では、この巻回構造の
電極体にその外周側で対向する電池缶は一方の電極に対
して異極として作用するため、電極体と電池缶内壁との
間のセパレータが溶融した場合、電池缶と異極の電極と
が接触することになり、短絡が発生するとともに、短絡
による発熱で電極体を包むセパレータが溶融した場合、
上記電極（電池缶と異極の電極）の他の箇所も電池缶と
接触することになるため、二次的な内部短絡が生ずるお
それがある。さらに巻回構造の電極体と電池缶との間に
異物が混入した場合、それによって電極が導通状態にな
るため微小短絡が生じやすく、圧壊試験時にこの微小短
絡を誘発する要因になりやすい。

【００２３】また、一般に負極のリード体や活物質含有
塗膜部分は抵抗が高いため、圧壊試験においてリード体
がセパレータを突き破り内部短絡による大電流が流れた
ときに負極のリード体と対向している正極活物質含有塗
膜がジュール熱により、電池内部の発熱を助長し、しか
も放熱を妨げるため、正極は比較的早い段階で熱暴走温
度に達しやすい。さらに、釘刺し試験により強制的に大
電流が流れた場合、電流は負極のリード体に集中するた
め局部的に高温になり、リード体に接しているセパレー
タが軟化、溶融しやすくなり、それによってもリード体
がセパレータを突き破りやすくなる。

【００２４】また、外部短絡試験においては、充電電圧
を通常使用ではあり得ない高電圧にして正極と負極を接
続して外部短絡させることにより電池が高い安全性を有
していることを確認することができるが、そのような高
電圧の充電状態にした場合、負極のリード体周辺のセパ
レータはリード体の持つ抵抗による発熱のため、リード
体を中心に放物線状に、しかも外周側から溶融すること
が判明した。すなわち、負極のリード体を負極の最外周
部に設けた巻回構造の電極体に外部短絡によって大電流
が流れた場合、まず、負極のリード体の外周側のセパレ
ータが激しく溶融し、ついで、負極のリード体の内周側
のセパレータが溶融する。特に負極のリード体の内周側
のセパレータは電池のエネルギー密度が高くなるのに比
例して巻回構造の電極体の内周側２、３層にわたり溶
融、破壊する。そして、正極活物質含有塗膜と負極活物
質含有塗膜とが対向している部分のセパレータまで溶
融、破壊すると、正極活物質含有塗膜と負極活物質含有
塗膜との接触により内部短絡を起こし電池は異常発熱を
起こす。このような外部短絡試験からの二次的な内部短
絡が起こった際には、圧壊試験の場合と同様に大電流が
流れて負極のリード体と対向している正極活物質含有塗
膜がジュール熱により電池内部の発熱を助長し、しかも
放熱を妨げるため正極は比較的早い段階で熱暴走温度に
達しやすい。また、圧壊試験と同様に、巻回構造の電極
体の最外周部に正極と負極の両方が存在すると、負極の
リード体の外周面側のセパレータの溶融が進み、異極と
なる電極と電池缶との間のセパレータが溶融した場合、
電池缶と異極の電極とが接触することになり、短絡が発
生するとともに、外部短絡時に電極体と電池缶との間に
異物が混入している場合、特にそれらの異物の抵抗が高
い場合には、この短絡箇所に電流が集中するため、局部
的な発熱が大きくなる。

【００２５】本発明は、上記のような事情を考慮して、
巻回構造の電極体の電池缶と対向する電極は実質的に正
極または負極のいずれかの単一電極のみで構成するとと
もに、負極のリード体がセパレータを介して正極と直接
対向しないようにしているので、内部短絡が生じやすい
最外周部においても短絡の発生する確率を低減するとと
もに、混入した異物による局部的な発熱を防止し、しか
も本発明の電池を圧壊試験にかけて強制的に圧壊しても
リード体による内部短絡が生じにくく、また外部短絡試
験により負極のリード体に大電流が流れて発熱した場合
でも、セパレータの溶融を抑制して発熱を低減すること
ができる。本発明においては、上記のように巻回構造の
電極体の電池缶と対向する電極を実質的に正極または負
極のいずれかの単一電極のみで構成するが、上記の実質
的に単一電極とは、真正に単一電極のみの場合はもちろ
ん含まれるが、巻回構造の電極体の仕上がり精度は巻回
機などの精度の影響を受けて多少のずれを生じることが
あり、巻回構造の電極体の電池缶と対向する電極の中に
一方の電極のみならず、他方の電極も一部混在する場合
が生じるので、そのように他方の電極が一部混在する場
合であってもそれが内部短絡の発生を低減するのに影響
を与えない範囲であれば実質的に単一電極の範疇に含ま
れるという意味である。また、上記における電極とは活
物質含有塗膜が形成されていない電極集電体のみであっ
てもよい。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明をより具体的に説明
する。

【００２７】本発明の具体的形態によれば、図２に示
すように、正極１の最外周部では正極集電体１ａの外周
面側には正極活物質含有塗膜を形成せず、内周面側のみ
正極活物質含有塗膜１ｂを形成している（なお、図２に
は図示していないが、正極の最外周部から見て内周側２
周目以降の正極には正極集電体の両面に正極活物質含有
塗膜が形成されている）。また、巻回構造の電極体の電
池缶と対向する電極は実質的に負極のみで構成されてお
り（ただし、この図２をはじめ、後に説明する図３〜
４、図６〜８、図１０〜１１などでも、図が大きくなり
すぎるのを避けるためリード体の周辺のみを示してい
る）、そして、負極２は最外周部と該最外周部から２周
目が示されているが、負極２の最外周部は負極集電体２
ａのみで、そのいずれの面にも負極活物質含有塗膜が形
成されておらず、その最外周部から２周目では負極集電
体２ａの両面に負極活物質含有塗膜２ｂが形成されてい
る。そして、セパレータ３は正極１と負極２との間のみ
ならず、巻回構造の電極体の最外周部に位置する負極集
電体２ａと電池缶５（この具体的形態の場合は、電池
缶５は負極缶である）の内面との間にも介在している。
なお、この図２をはじめ、巻回構造の電極体を示す図は
いずれも巻回構造の電極体を模式的に示したものであっ
て、各部材の寸法比は必ずしも正確ではない。これは実
際には厚みの薄い部材にも一定の厚みを持たせて図示し
ているからである。また、そのような関係もあって、実
際には隙間がないところを隙間があるかのように図示し
たり、その逆であったり、さらには実際には小さな隙間
しかあいていないところを大きな隙間があいているかの
ように図示している部分がある。

【００２８】この具体的形態の巻回構造の電極体で
は、図２に示すように、巻回構造の電極体の電池缶５と
対向する電極は実質的に負極のみで構成されており、正
極１の最外周部の正極集電体１ａの外周面側には正極活
物質含有塗膜が形成されておらず、その正極集電体１ａ
の露出部分（つまり、正極集電体１ａの正極活物質含有
塗膜が形成されていない部分）がセパレータ３を介して
負極２の負極集電体２ａの露出部分（つまり、負極集電
体２ａの負極活物質含有塗膜が形成されていない部分）
と対向し、かつ負極２の負極集電体２ａに溶接したリー
ド体１５がセパレータ３を介して最外周部から２周目の
負極２の負極活物質含有塗膜２ｂと対向し、正極１とは
直接対向しないようになっている。

【００２９】従って、この具体的形態の巻回構造の電
極体を有する電池では、満充電の充放電可能な容量が巻
回構造の電極体の単位体積当たり１３０ｍＡｈ／ｃｍ³
以上の高容量にした場合でも、釘刺し試験において電極
体の最外周部の負極集電体２ａがセパレータ３を介して
正極集電体１ａと対向している部分に釘が刺された場合
に局部的な熱が分散され、正極１が熱暴走温度に達しに
くくなって、電池が異常発熱を起こしにくくなり、安全
性を向上させることができる。また、圧壊試験において
も、負極２のリード体１５部分での応力がかかりにくい
ので、圧壊試験時の内部短絡を防止できるとともに、圧
壊した場合でも、負極２のリード体１５が最外周部から
みて２周目の負極２と接触することになるため、内部短
絡の発生を防止することができる。さらに、巻回構造の
電極体の電池缶５と対向する電極を実質的に負極２のみ
で構成しているので、負極端子を兼ねる電池缶５と正極
１は負極２を介して対向することになり、圧壊試験や外
部短絡試験により巻回構造の電極体と電池缶５との間に
介在するセパレータ３が溶融、破壊した場合でも正極１
と電池缶５との接触による内部短絡が生ずることがな
く、また巻回構造の電極体と電池缶５との間に混入した
異物などによる微小短絡が生じにくく、圧壊試験時にお
いて内部短絡にまで進行する確率を低減することがで
き、外部短絡試験においては電池缶５と対向する電極に
正極１が存在しないので、導通状態になることを防止す
ることができ、局部的な発熱を避けることができる。そ
して、釘刺し試験、圧壊試験、外部短絡試験などにより
リード体１５に大電流が流れ、リード体１５が発熱して
セパレータ３が溶融した場合でも、リード体１５が正極
１と対向していないので、内部短絡の発生を防止するこ
とができる。

【００３０】特に、上記巻回構造の電極体の形状を楕円
状または長円形状にした場合には、リード体１５の凸部
によってねじれ応力や歪み応力がかかりやすく、それに
よってリード体１５と接するセパレータ３にかかる応力
が増加するため、リード体１５が発熱した際にセパレー
タ３がさらに溶融しやすくなるが、本発明によれば、そ
のような場合にも安全性が確保できるので、本発明をそ
のような場合に適用すると、その効果を顕著に発現させ
ることができる。なお、上記最外周部は、後述する具体
的形態に述べるように真正に電極の最外周１周に該当
する場合が好ましいが、内部短絡が発生する確率を低減
できる程度であれば１周未満に該当する場合であっても
よい。

【００３１】また、本発明においては、上記巻回構造の
電極体にするとともに、巻回構造の電極体の長さ方向に
おいて正極１の正極活物質含有塗膜１ｂがセパレータ３
を介して負極２の負極活物質含有塗膜２ｂと対向し、正
極１の最外周部において正極集電体１ａに正極活物質含
有塗膜１ｂを形成していない部分を外周面側に実質的に
１周以上設けることを特徴としている。すなわち、正極
１の最外周部において正極集電体１ａに正極活物質含有
塗膜１ｂを形成していない部分を実質的に１周以上設け
ることにより、電極体のいずれの箇所を釘刺しした場合
でも異常発熱が発生する確率を低減することができる。

【００３２】さらに、本発明においては、上記巻回構造
の電極体にする場合、負極集電体２ａに溶接したリード
体１５の厚みが対向する部分の負極２の厚みとセパレー
タ３の厚みの３倍との合計厚み（負極２の厚み＋セパレ
ータ３の厚み×３）よりも薄くすることが好ましい。す
なわち、圧壊試験において、負極２のリード体１５が内
周側に押圧された場合に、負極２のリード体１５の厚み
を負極２の厚みとセパレータ３の厚みの３倍との合計厚
よりも薄くすることにより、圧壊が進んでリード体１５
が最外周部からみて２周目の負極２を突き破り、さらに
その内周側の正極１と接触することによる内部短絡の発
生を低減することができる。

【００３３】なお、上記説明からも明らかなように、こ
こでいう負極２の厚みとは、負極２のリード体１５が対
向している負極２を突き破ることによる内部短絡を防止
する観点から、負極２のリード体１５と対向する内周側
の負極２の厚みを意味している。

【００３４】また、本発明において、巻回構造の電極体
の最外周部における正極活物質含有塗膜１ｂと負極活物
質含有塗膜２ｂとの重なり開始部分１７と負極２のリー
ド体１５との距離（両者の最も近接した部分間の距離を
いう。以下同様）は巻回構造の電極体の最外周部の負極
１周分に対して１／６周以上１／２周以下離れているこ
とが好ましい。すなわち、外部短絡試験においては、前
述したように負極２のリード体１５の内周側のセパレー
タは電池のエネルギー密度が高くなるのに比例して巻回
構造の電極体の内周側２、３層にわたり溶融、破壊し、
最外周部の負極２のリード体１５周辺のセパレータ３は
負極２のリード体１５を中心に放物線状に溶融すること
から、正極活物質含有塗膜１ｂと負極活物質含有塗膜２
ｂとの重なり開始部分１７と負極２のリード体１５とは
ある一定距離以上で離れた位置を維持しないと外部短絡
させたときに二次的な内部短絡を引き起こす可能性があ
る。本発明者らの検討によれば、そのような二次的な内
部抵抗を低減するためには、最外周部における正極活物
質含有塗膜１ｂと負極活物質含有塗膜２ｂとの重なり開
始部分１７と負極２のリード体１５との距離が負極２の
最外周部１周に対して１／６周以上、特に１／５周以上
であって、かつ１／２周以下離れて設置しておくことが
好ましいことも見出した。

【００３５】さらに、本発明においては、上記巻回構造
の電極体にする場合、負極２の最外周部における放熱が
スムーズに行い得るように、図２に示すように、負極２
の最外周部において負極集電体２ａの両面に負極活物質
含有塗膜が形成されていない構造にすることが好まし
い。

【００３６】なお、図２に示すように、正極１の最外周
部においては、正極集電体１ａの外周面側には正極活物
質含有塗膜を形成せず、正極集電体１ａの内周面側にの
み正極活物質含有塗膜を形成することにより、充放電さ
れない正極活物質含有塗膜や負極活物質含有塗膜による
厚みを減少させ、電池缶内の空間を効率よく利用するこ
とができ、さらなる高容量化を図ることができる。そし
て、このような高容量電池でも本発明を適用することに
より、安全性を大幅に向上させることができる。

【００３７】また、上記巻回構造の電極体としては、さ
らに内部短絡の発生する確率を低減するために、具体的
形態として、図７に示すように、負極２の最外周部に
おいて負極集電体２ａの両面に負極活物質含有塗膜が形
成されていない部分を実質的に１周以上設けることが好
ましく、かつ正極１の最外周部において正極集電体１ａ
の外周面側に正極活物質含有塗膜を形成していない部分
を実質的に１周以上設けることが必要である。

【００３８】すなわち、この具体的形態では、図７に
示すように、巻回構造の電極体の電池缶５と対向する電
極は１周以上が実質的に負極２のみで構成されており、
負極２は最外周部と該最外周部から２周目が示されてい
るが、負極２の最外周部の１周以上が負極集電体２ａの
みで、そのいずれの面にも負極活物質含有塗膜が形成さ
れておらず、その最外周部から２周目以降では負極集電
体２ａの両面に負極活物質含有塗膜２ｂが形成されてい
る。そして、この正極１も最外周部と該最外周部から２
周目が示されているが、最外周部において正極集電体１
ａの外周面側に正極活物質含有塗膜を形成せず、正極集
電体１ａが露出した部分を実質的に１周以上設けてお
り、上記正極集電体１ａの露出部分は、セパレータ３を
介して負極２の負極集電体２ａの露出部分と対向してい
る。また、負極２の負極集電体２ａに溶接したリード体
１５は、前記具体的形態の場合と同様に、セパレータ
３を介して最外周部から２周目の負極２の負極集電体２
ａと対向し、正極１とは直接対向しないようになってい
る。

【００３９】従って、この具体的形態の巻回構造の電
極体を有する電池では、前記具体的形態の場合と同様
に、巻回構造の電極体の電池缶５と対向する電極を単一
電極にすることや、負極のリード体１５が正極１と直接
対向しない構造に基づく効果が得られるとともに、正極
１、負極２とも最外周部の実質的に１周以上にわたって
抵抗の高い活物質含有塗膜で対向する部分がなく、いず
れの箇所でも抵抗の低い負極集電体２ａと正極集電体１
ａとで短絡することになるので、さらに内部短絡による
発熱を低減することができる。そして、巻回構造の電極
体の最外周部と電池缶５との間に異物が混入している場
合でも、正極１、負極２とも集電体のみで対向している
ので、微小短絡が生じた場合でも抵抗が小さく、内部短
絡に至る可能性を低減できる。さらに、たとえ短絡して
も、金属製の集電体同士での接触であるため、それらの
熱伝導率の高さによって放熱を助長することから、最外
周部の全体において電池が異常発熱しにくい。なお、上
記具体的形態では、負極２を巻回構造の電極体の電池
缶５と対向する電極とした場合で説明したが、後述する
具体的形態と同様に巻回構造の電極体の正極と負極の
巻回構造を逆にし、正極を巻回構造の電極体の電池缶と
対向する電極とし、該正極の最外周部では正極集電体の
両面に正極活物質含有塗膜が形成されていない部分を実
質的に１周以上設け、かつ負極の最外周部において負極
集電体の外周面側に負極活物質含有塗膜を形成していな
い部分を実質的に１周以上設けた場合でも同様に内部短
絡の低減に寄与できる。

【００４０】本発明の具体的形態では、前記具体的形
態において負極２の最外周部の内周面側に負極のリー
ド体１５を設けるのとは逆に、図６に示すように、負極
２の最外周部の外周面側にリード体１５を設けている。
すなわち、この巻回構造の電極体の最外周部では正極集
電体１ａの外周面側には正極活物質含有塗膜を形成せ
ず、内周面側のみ正極活物質含有塗膜１ｂを形成してい
る。そして、この図６では、負極２は最外周部と該最外
周部から２周目が示されているが、負極２の最外周部で
は負極集電体２ａのみで、そのいずれの面にも負極活物
質含有塗膜が形成されておらず、その最外周部から２周
目では負極集電体２ａの両面に負極活物質含有塗膜２ｂ
が形成されている。そして、この具体的形態では、負
極２のリード体１５は最外周部の負極集電体２ａの先端
部の外周面側に取り付けられ、セパレータ３は正極１と
負極２との間のみならず、巻回構造の電極体の最外周部
に位置する負極集電体２ａと電池缶５（この具体的形態
では、電池缶５は負極缶である）の内周面との間にも
介在している。

【００４１】この具体的形態の巻回構造の電極体で
は、図６に示すように、巻回構造の電極体の電池缶５と
対向する電極が実質的に負極２のみで構成されており、
正極１の最外周部の正極集電体１ａの外周面側には正極
活物質含有塗膜が形成されておらず、内周面側のみ正極
活物質含有塗膜１ｂが形成され、その正極集電体１ａの
露出部分がセパレータ３を介して負極２の負極集電体２
ａの露出部分と対向し、かつ負極２の負極集電体２ａに
溶接したリード体１５がセパレータ３を介して電池缶５
と対向し、正極１とは直接対向しないようになってい
る。

【００４２】従って、この具体的形態の巻回構造の電
極体を有する電池では、満充電での充放電可能な容量が
巻回構造の電極体の単位体積当たり１３０ｍＡｈ／ｃｍ
³ 以上と高容量であった場合でも、釘刺し試験において
釘を刺した場合に局部的な熱が分散され、正極が熱暴走
温度に達しにくくなって、電池が異常発熱を起こしにく
くなり、安全性を向上させることができる。また、圧壊
試験においても、負極２のリード体１５が電池缶５（こ
の具体的形態の場合、電池缶５は負極缶である）と対
向しているため、圧壊した場合でも負極のリード体１５
が負極缶としての電池缶５と接触するだけなので、内部
短絡の発生を防止することができる。さらに、巻回構造
の電極体の電池缶５と対向する電極を実質的に負極のみ
にしているので、負極端子を兼ねる電池缶５と正極１は
負極２を介して対向することになり、圧壊試験や外部短
絡試験により電池缶と対向する負極のリード体１５周辺
のセパレータ３が溶融、破壊した場合でも正極１と電池
缶５とが接触することがなく、また電池缶５との間の異
物による微小短絡が生じにくく、圧壊試験時において内
部短絡まで進行する確率を低減することができ、外部短
絡試験において電池缶５と対向する電極に正極１が存在
しないので、導通状態になることを防止することがで
き、局部的な発熱を避けることができる。そして、釘刺
し試験、圧壊試験および外部短絡試験により負極２のリ
ード体１５に大電流が流れ、リード体１５が発熱してセ
パレータ３を溶融させた場合でも、リード体１５が正極
１と直接対向していないので、内部短絡の発生を防止す
ることができる。

【００４３】本発明における具体的形態の巻回構造の
電極体においては、図３に示すように、前記具体的態様
の場合と同様に、巻回構造の電極体の電池缶５と対向
する電極が実質的に負極２のみで構成されており、正極
１の最外周部の外周面側に無地部、つまり、正極集電体
１ａの露出部分（正極活物質含有塗膜が形成されていな
い部分、ただし、内周面側のみ正極活物質含有塗膜１ｂ
が形成されている）を設けるが、先端部の外周面側には
正極絶縁テープ１６が接着され、この正極絶縁テープ１
６がセパレータ３を介して負極集電体２ａに溶接したリ
ード体１５と対向し、負極２のリード体１５は正極１と
直接対向しない構造になっている。

【００４４】従って、この具体的形態の巻回構造の電
極体を有する電池においても、釘刺し試験、圧壊試験に
おいて正極が熱暴走温度に達しにくくなって、電池が異
常発熱を起こしにくくなり、安全性を向上させることが
できる。また、圧壊試験においても、負極２のリード体
１５に応力がかかりセパレータ３を突き破って正極１に
近接した場合でも、リード体１５と対向する正極絶縁テ
ープ１６により、正極１との直接の接触を防止でき、内
部短絡の発生を防止することができる。さらに、前記具
体的形態の場合と同様に、巻回構造の電極体の電池缶
５と対向する電極を実質的に負極２のみにしているの
で、巻回構造の電極体の最外周部での内部短絡の発生を
低減できるとともに、釘刺し試験、圧壊試験、外部短絡
試験などにおいて負極２のリード体１５に大電流が流れ
てリード体１５が局部的に高温になりセパレータ３が軟
化、溶融した場合でも、負極２のリード体１５がセパレ
ータ３を介して対向する正極絶縁テープ１６と接触する
だけなので、内部短絡の発生を防止することができる。

【００４５】また、本発明においては、上記巻回構造の
電極体において、負極集電体２ａに溶接したリード体１
５の厚みを対向する部分の正極絶縁テープ１６の厚みと
セパレータ３の厚みとの合計厚み（正極絶縁テープ１６
の厚み＋セパレータ３の厚み）よりも薄くすることが好
ましい。すなわち、上記巻回構造の電極体では圧壊試験
において、負極２のリード体１５の厚みを正極絶縁テー
プ１６の厚みとセパレータ３の厚みの合計厚みよりも薄
くすることにより、負極２のリード体１５が内周側に押
圧された場合に、圧壊が進んでリード体１５がセパレー
タ３を突き破り、その内周側の正極１と接触することに
よる内部短絡の発生を低減することができる。

【００４６】本発明における巻回構造の電極体の具体的
形態は、前記具体的形態の巻回構造の電極体の正極
と負極の巻回構造を逆にし、正極を電極体の電池缶５と
対向する電極とした場合であり、このような巻回構造の
電極体にも本発明を適用することができる。すなわち、
図４に示すように、巻回構造の電極体の電池缶５と対向
する電極は実質的に正極のみで構成されており、正極１
の正極集電体１ａの最外周部の外周面側には正極活物質
含有塗膜を形成せず、無地部、つまり、正極集電体１ａ
の露出部分になっていて、その正極集電体１ａの露出部
分がセパレータ３を介して電池缶５（この具体的形態
では、電池缶５は正極缶である）の内面と対向してい
る。

【００４７】そして、正極１の正極集電体１ａの先端部
の内周面側には前記具体的形態の場合とは逆に、正極
集電体１ａの露出部分のリード体１５（負極のリード体
１５）と対向する内周面側には正極絶縁テープ１６が接
着され、負極２の最外周部の負極集電体２ａの外周面側
にはリード体１５が溶接されていて、このリード体１５
がセパレータ３を介して前記の正極絶縁テープ１６と対
向している。

【００４８】従って、上記具体的形態の巻回構造の電
極体にすることにより、前記具体的形態と同様に、釘
刺し試験における電池の異常発熱を防止できるととも
に、圧壊試験において負極２のリード体１５がセパレー
タ３を突き破った場合でも正極絶縁テープ１６と接触す
るだけであり、内部短絡の発生を防止することができ
る。また、巻回構造の電極体の電池缶５と対向する電極
を実質的に正極１のみにしているので、巻回構造の電極
体と電池缶５との間に介在するセパレータ３が溶融した
場合でも正極端子を兼ねる電池缶５と負極２とが接触す
ることがなく、また、巻回構造の電極体と電池缶５との
間に混入した異物による微小短絡が生じにくく、圧壊試
験時において内部短絡にまで進行する確率を低減するこ
とができ、外部短絡試験において電池缶５と対向する電
極に負極２が存在しないため、導通状態になることを防
止することができ、局部的な発熱を避けることができ
る。そして、釘刺し試験、圧壊試験および外部短絡試験
によりリード体１５が高温になり、セパレータ３が軟
化、溶融した場合でも、負極２のリード体１５が正極絶
縁テープ１６と接触するだけなので、内部短絡の発生を
防止することができる。

【００４９】なお、上記具体的形態の巻回構造の電極
体においては、前記具体的形態の場合と同様に、負極
集電体２ａに溶接したリード体１５の厚みを対向する部
分の正極絶縁テープ１６の厚みとセパレータ３の厚みと
の合計厚み（正極絶縁テープ１６の厚み＋セパレータ３
の厚み）よりも薄くすることが好ましい。

【００５０】また、上記具体的形態〜の巻回構造の
電極体を有する電池においても、前記具体的形態にお
いて説明したように、巻回構造の電極体の電池缶５と対
向する電極を集電体の両面に活物質含有塗膜を設けず、
他方の電極を内周面側にのみ活物質含有塗膜を設け、外
周面側に集電体が露出した部分を実質的に１周以上設け
ることもでき、そのような構造にすることにより巻回構
造の電極体の最外周部においてはいずれの箇所でも実質
的に１周以上集電体のみで対向する構造にすることがで
きるので、内部短絡時には低抵抗の金属同士の接触にな
って、大電流が流れることを防止できるとともに、内部
短絡時に内周側においても発熱量を低減することが可能
になる。また、上記具体的形態〜においても、前記
具体的形態の場合と同様に、外部短絡試験における二
次的な内部短絡を防止するため、巻回構造の電極体の最
外周部における正極活物質含有塗膜１ｂと負極活物質含
有塗膜２ｂとの重なり開始部分１７と負極２のリード体
１５とが最外周部の負極１周分に対して１／６周以上離
れて配置していることが好ましい。

【００５１】なお、上記具体的形態〜においては、
釘刺し試験、圧壊試験、外部短絡試験などにおいて内部
短絡時の放熱がより容易になるため、負極２のリード体
１５を負極２の最外周側に設けた例で説明したが、例え
ば図８に示すように、負極２のリード体１５が正極１と
直接対向しない形態であれば負極２のリード体１５を電
極体の内部に設けることもできる。

【００５２】つぎに、本発明の電池構成について説明す
る。

【００５３】本発明の非水二次電池において、電解液と
しては、有機溶媒系の電解液を用いるが、その電解液の
溶媒として、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネ
ート、メチルエチルカーボネート、プロピオン酸メチル
などの鎖状のＣＯＯ−結合を有する鎖状エステルや、プ
ロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート
（ＥＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ガンマ−ブ
チロラクトン（γ−ＢＬ）、エチレングリコールサルフ
ァイト（ＥＧＳ）などの環状エステル、また、１，２−
ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，３−ジオキソラン
（ＤＯ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチル
−テトラヒドロフラン（２Ｍｅ−ＴＨＦ）、ジエチルエ
ーテル（ＤＥＥ）などのエーテルのほか、アミン系また
はイミド系有機溶媒や、含イオウ系または含フッ素系ま
たは含リン酸系または含シリコン系有機溶媒なども用い
ることができる。

【００５４】本発明において、上記電解液における溶媒
の主溶媒として鎖状エステルを用いると、電解液の粘度
を下げ、イオン伝導度を高めることから、本発明におい
ては、全電解液溶媒中において鎖状エステルの占める比
率が５０体積％より多くなるようにして用いる。本発明
において、電解液の溶媒の主溶媒として鎖状エステルを
用いると表現するときがあるが、その鎖状エステルが主
溶媒であるとは全電解液溶媒中において鎖状エステルの
占める比率が５０体積％を超えることを意味する。そし
て、全電解液溶媒中において鎖状エステルが６５体積％
を超えると、従来技術では４．４Ｖ充電後の釘刺し試験
での電池の安全性が低下する傾向にあるが、本発明によ
れば、そのように鎖状エステルが６５体積％を超える場
合でも安全性を確保でき、本発明の効果が顕著に発現す
る。

【００５５】そして、鎖状エステルが７０体積％を超え
ると、従来技術では電池の安全性がより低下しやすくな
るので、本発明の効果がより一層顕著に発現するように
なり、鎖状エステルが７５体積％を超えると、従来技術
では電池の安全性がさらに低下しやすくなるので、本発
明の効果がさらに一層顕著に発現するようになる。ま
た、鎖状エステルがメチル基を有する場合も従来技術で
は電池の安全性が低下しやすかったが、本発明によれ
ば、そのような鎖状エステルがメチル基を有する場合で
も安全性を確保でき、本発明の効果がより一層顕著に発
現する。

【００５６】また、上記鎖状エステルに下記の誘電率が
高いエステル（誘電率３０以上）を混合して用いると、
鎖状エステルだけで用いる場合よりも、サイクル特性や
電池の負荷特性が向上するので、電池としてはより好ま
しいものとなる。このような誘電率の高いエステルとし
ては、例えば、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチ
レンカーボネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネート（Ｂ
Ｃ）、ガンマ−ブチロラクトン（γ−ＢＬ）、エチレン
グリコールサルファイト（ＥＧＳ）などが挙げられる。
特に環状構造のものが好ましく、とりわけ環状のカーボ
ネートが好ましく、エチレンカーボネート（ＥＣ）が最
も好ましい。

【００５７】上記高誘電率エステルは電解液の全溶媒中
の４０体積％未満が好ましく、より好ましくは３０体積
％以下、さらに好ましくは２５体積％以下である。そし
て、これらの誘電率の高いエステルによる安全性の向上
は、上記エステルが電解液の全溶媒中で１０体積％以上
になると電池特性が良くなり、２０体積％に達するとさ
らに向上が見られるようになる。

【００５８】電解液の溶質としては、例えば、ＬｉＣｌ
Ｏ₄ 、ＬｉＰＦ₆ 、ＬｉＢＦ₄ 、ＬｉＡｓＦ₆ 、ＬｉＳ
ｂＦ₆ 、ＬｉＣＦ₃ ＳＯ₃ 、ＬｉＣ₄ Ｆ₉ ＳＯ₃ 、Ｌｉ
ＣＦ ₃ ＣＯ₂ 、Ｌｉ₂ Ｃ₂ Ｆ₄ （ＳＯ₃ ）₂ 、ＬｉＮ
（ＣＦ₃ ＳＯ₂ ）₂ 、ＬｉＣ（ＣＦ₃ ＳＯ₂ ）₃ 、Ｌｉ
Ｃ_n Ｆ_2n+1ＳＯ₃ （ｎ≧２）、ＬｉＮ（ＲｆＯＳＯ₂ ）
₂ 〔ここでＲｆはフルオロアルキル基〕などが単独でま
たは２種以上混合して用いられるが、特にＬｉＰＦ₆ や
ＬｉＣ₄ Ｆ₉ ＳＯ₃ などが充放電特性が良好なことから
好ましい。電解液中における溶質の濃度は、特に限定さ
れるものではないが、０．３〜１．７ｍｏｌ／ｌ、特に
０．４〜１．５ｍｏｌ／ｌ程度が好ましい。

【００５９】本発明において、正極活物質としては、特
に限定されることはないが、例えば、ＬｉＣｏＯ₂ など
のリチウムコバルト酸化物、ＬｉＭｎ₂ Ｏ₄ などのリチ
ウムマンガン酸化物、ＬｉＮｉＯ₂ などのリチウムニッ
ケル酸化物、二酸化マンガン、五酸化バナジウム、クロ
ム酸化物などの金属酸化物またはこれらを基本構造とす
る複合酸化物（例えば、異種金属添加品）、あるいは二
硫化チタン、二硫化モリブデンなどの金属硫化物などが
用いられる。特にＬｉＮｉＯ₂ 、ＬｉＣｏＯ₂、ＬｉＭ
ｎ₂ Ｏ₄ などの充電時の開路電圧がＬｉ基準で４Ｖ以上
を示すリチウム複合酸化物を正極活物質として用いる場
合には、高エネルギー密度が得られるので好ましい。特
に充電したＬｉＣｏＯ₂ やＬｉＮｉＯ₂ は電解液との反
応開始温度がＬｉＭｎ₂ Ｏ₄ などより低く、負極の発熱
によって正極が熱暴走温度に達しやすいが、本発明によ
れば、正極活物質としてＬｉＣｏＯ₂ やＬｉＮｉＯ₂ を
用いる場合にも安全性を確保することができるので、本
発明は、正極活物質としてＬｉＣｏＯ₂ やＬｉＮｉＯ₂
を用いる場合に、その効果が顕著に発現する。

【００６０】そして、正極は、例えば、上記の正極活物
質に例えば鱗片状黒鉛やカーボンブラックなどの導電助
剤や、例えばポリフッ化ビニリデンやポリテトラフルオ
ロエチレンなどの結着剤などを適宜添加し、溶剤でペー
スト状にし（結着剤はあらかじめ溶剤に溶解させておい
てから正極活物質などと混合してもよい）、その正極活
物質含有ペーストをアルミニウム箔などの金属箔からな
る正極集電体に塗布し、乾燥して正極活物質含有塗膜を
形成することによって作製される。ただし、本発明にお
いては、前記のように巻回構造の電極体において正極の
少なくとも最外周部の正極集電体の外周面側となる部分
には正極活物質含有塗膜を形成せず正極集電体のみの部
分を残しておく。

【００６１】本発明において、上記正極集電体の厚さと
しては、５〜６０μｍ、特に８〜４０μｍが好ましく、
また、正極活物質含有塗膜の厚さとしては、片面当たり
３０〜３００μｍ、特に５０〜１５０μｍが好ましい。

【００６２】負極に用いる材料としては、リチウムイオ
ンをドープ、脱ドープできるものであればよく、本発明
においては、そのようなリチウムイオンをドープ、脱ド
ープできる物質を負極活物質という。そして、この負極
活物質としては、特に限定されることはないが、例え
ば、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素
類、有機高分子化合物の焼成体、メソカーボンマイクロ
ビーズ、炭素繊維、活性炭などの炭素材料、Ｓｉ、Ｓ
ｎ、Ｉｎなどの合金またはＬｉに近い低電圧で充放電で
きるＳｉ、Ｓｎ、Ｉｎなどの酸化物などを用いることが
できる。

【００６３】負極活物質として炭素材料を用いる場合、
該炭素材料としては下記の特性を持つものが好ましい。
すなわち、その（００２）面の面間距離（ｄ₀₀₂ ）に関
しては、３．５Å以下が好ましく、より好ましくは３．
４５Å以下、さらに好ましくは３．４Å以下である。ま
た、ｃ軸方向の結晶子の大きさ（Ｌｃ）に関しては、３
０Å以上が好ましく、より好ましくは８０Å以上、さら
に好ましくは２５０Å以上である。そして、上記炭素材
料の平均粒径は８〜２０μｍ、特に１０〜１５μｍが好
ましく、純度は９９．９重量％以上が好ましい。

【００６４】負極は、例えば、上記負極活物質に例えば
ポリフッ化ビニリデンやポリテトラフルオロエチレンな
どの結着剤を適宜添加し、さらに要すれば導電助剤を適
宜添加して、溶剤でペースト状にし（結着剤はあらかじ
め溶剤に溶解させておいてから負極活物質などと混合し
てもよい）、その負極活物質含有ペーストを銅箔などか
らなる負極集電体に塗布し、乾燥して負極活物質含有塗
膜を形成することによって作製される。ただし、本発明
においては、後記の実施例に示すように巻回構造の電極
体において少なくとも負極の最外周部の負極集電体の外
周面側となる部分には負極活物質含有塗膜を形成せず、
負極集電体のみの部分を残しておくことが好ましい。

【００６５】本発明において、上記負極集電体の厚さと
しては、５〜６０μｍ、特に８〜４０μｍが好ましく、
また上記負極活物質含有塗膜の厚さとしては、片面当た
り３０〜３００μｍ、特に５０〜１５０μｍが好まし
い。

【００６６】上記正極集電体や負極集電体としては、例
えば、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼など
の金属の箔、エキスパンドメタル、網などが用いられる
が、正極集電体としては特にアルミニウム箔が好まし
く、負極集電体としては特に銅箔が好ましい。

【００６７】上記正極や負極の作製にあたって、上記正
極活物質含有ペーストや負極活物質含有ペーストを集電
体に塗布する際の塗布方法としては、例えば、押出しコ
ーター、リバースローラー、ドクターブレードなどをは
じめ、各種の塗布方法を採用することができる。

【００６８】また、高容量化を図るという観点からは、
巻回構造の電極の単位体積当たりの充放電可能な容量が
大きいことが好ましく、満充電での充放電可能な容量が
巻回構造の電極の単位体積当たり１３０ｍＡｈ／ｃｍ³
以上が好ましく、１４０ｍＡｈ／ｃｍ³ 以上がより好ま
しく、１５０ｍＡｈ／ｃｍ³ がさらに好ましい。このよ
うな高容量の電池では、異常発熱などを起こしやすい
が、本発明では上記のような高容量の電池に対しても安
全性を確保することができるので、本発明は上記のよう
な高容量の電池に適用する場合にその効果を顕著に発現
する。

【００６９】本発明において、負極のリード体は、前記
のようにして作製された負極に、抵抗溶接、超音波溶接
などにより負極集電体の露出部分に溶接されるが、この
負極のリード体の断面積としては、大電流が流れた場合
の抵抗を低減し発熱量を低減するために、０．１ｍｍ²
以上で１．０ｍｍ² 以下が好ましく、０．３ｍｍ² 以上
で０．７ｍｍ² 以下がより好ましい。負極のリード体の
材質としては、ニッケルが一般に用いられるが、銅、チ
タン、ステンレス鋼なども用いることができる。

【００７０】また、本発明において、正極集電体に接着
する正極絶縁テープとしては、例えば、イミド系、ポリ
テトラフルオロエチレン系、ポリフェニレンサルファイ
ト系などの絶縁テープを用いることが好ましい。上記正
極絶縁テープの厚みとしては、５０μｍ以上で１２０μ
ｍ以下が好ましく、６０μｍ以上で１００μｍ以下がよ
り好ましい。そして、正極絶縁テープの幅としては対向
するリード体（負極のリード体）の幅にもよるが、通
常、５ｍｍ以上で１５ｍｍ以下が好ましく、７ｍｍ以上
で１２ｍｍ以下がより好ましい。

【００７１】本発明において、セパレータとしては、強
度が充分でしかも電解液を多く保持できるものが好まし
く、そのような観点から、厚さが１０〜５０μｍで、開
孔率が３０〜７０％のポリプロピレン製、ポリエチレン
製またはエチレンとプロピレンのコポリマー製の微孔性
フィルムや不織布などが好ましい。

【００７２】本発明の非水二次電池は、例えば、上記の
ようにして作製された正極と負極との間にセパレータを
介在させて重ね合わせ、それを渦巻状、楕円状、長円形
状などに巻回して作製した巻回構造の電極体をニッケル
メッキを施した鉄やステンレス鋼、あるいはアルミニウ
ムまたはアルミニウム合金製の電池缶内に挿入し、封口
する工程を経て作製される。また、上記電池には、通
常、電池内部に発生したガスをある一定圧力まで上昇し
た段階で電池外部に排出して、電池の高圧下での破裂を
防止するための防爆機構が取り入れられる。

【００７３】なお、本発明が対象とする非水二次電池
は、充電電圧が４．２５Ｖ以上、特に４．３５Ｖまで充
電される場合には異常発熱などの危険性が増す傾向にあ
るが、本発明によればそのような場合にも安全性が確保
できるので、本発明をそのような場合に適用するとその
効果が顕著に発現する。その詳細は実施例で説明する。

【００７４】本発明は、電池の形状のいかんにかかわら
ず適用でき、どのような形状の電池にも適用可能である
が、特に円筒形、楕円筒形、角形などの電池に適用する
のが適している。そして、電池の放電状態において巻回
構造の電極体の巻回外径の最小値を上記のような円筒形
電池や楕円筒形電池の電池缶の内径より０．４〜０．７
ｍｍ小さくすることが好ましい。すなわち、巻回構造の
電極体の巻回外径の最小値を電池の放電状態において電
池缶の内径より０．４ｍｍ以上小さくすることによっ
て、電池の容量が高くなっても釘刺し試験などでの安全
性を確実に確保でき、また、巻回構造の電極体の巻回外
径の最小値を電池の放電状態において電池缶の内径より
０．７ｍｍ小さくすることによって、電池の容量が大き
く減少するのを防止することができる。なお、巻回構造
の電極体の巻回外径の測定方法は後記の実施例において
詳細に説明する。

【００７５】

【実施例】つぎに、実施例をあげて本発明をより具体的
に説明する。ただし、本発明はそれらの実施例のみに限
定されるものでもない。

【００７６】実施例１ メチルエチルカーボネートとエチレンカーボネートとを
体積比２：１で混合した混合溶媒に、ＬｉＰＦ₆ を１．
２ｍｏｌ／ｌ溶解させて、組成が１．２ｍｏｌ／ｌＬｉ
ＰＦ₆ ／ＥＣ：ＭＥＣ（１：２体積比）で示される電解
液を調製した。

【００７７】上記電解液におけるＥＣはエチレンカーボ
ネートの略称であり、ＭＥＣはメチルエチルカーボネー
トの略称である。従って、上記電解液を示す１．２ｍｏ
ｌ／ｌＬｉＰＦ₆ ／ＥＣ：ＭＥＣ（１：２体積比）は、
メチルエチルカーボネートとエチレンカーボネートとの
体積比１：２の混合溶媒にＬｉＰＦ₆ を１．２ｍｏｌ／
ｌ溶解させたものであることを示している。

【００７８】これとは別に、正極活物質としてのＬｉＣ
ｏＯ₂ に導電助剤として鱗片状黒鉛を重量比９２：４．
５の割合で加えて混合し、この混合物と、ポリフッ化ビ
ニリデンをＮ−メチルピロリドンに溶解させた溶液とを
混合してペーストを調製した。この正極活物質含有ペー
ストを７０メッシュの網を通過させて大きなものを取り
除いた後、厚さ１５μｍのアルミニウム箔からなる正極
集電体の両面に均一に塗布し、乾燥して正極活物質含有
塗膜を形成した。ただし、これより作られる正極を負極
やセパレータなどと共に巻回構造の電極体にした時に、
正極の最外周部の正極集電体の外周面側となる部分には
上記正極活物質含有ペーストの塗布を行わず、無地部
（つまり、正極活物質含有塗膜が形成されていない正極
集電体の露出部分）の長さが５３ｍｍ（約１周分）にな
るようにした。この帯状体を乾燥後、厚み１６９μｍに
圧縮成形し、切断した後、幅３ｍｍで厚み１００μｍの
アルミニウム製のリード体の一端を上記無地部（つま
り、正極集電体の露出部分）に溶接してリード体を取り
付け、帯状の正極を作製した。

【００７９】つぎに、負極活物質としての黒鉛系炭素材
料〔ただし、００２面の面間距離（ｄ₀₀₂ ）＝３．３７
Å、ｃ軸方向の結晶子の大きさ（Ｌｃ）＝９５０Å、平
均粒径１０μｍ、純度９９．９％以上という特性を持つ
炭素材料〕を、ポリフッ化ビニリデンをＮ−メチルピロ
リドンに溶解させた溶液と混合してペーストを調製し
た。この負極活物質含有ペーストを厚さ１０μｍの帯状
の銅箔からなる負極集電体の両面に均一に塗布し、乾燥
して負極活物質含有塗膜を形成した。ただし、これより
作られる負極を前記正極やセパレータなどと共に巻回構
造の電極体にした時に、負極の最外周部となる部分の負
極集電体には上記負極活物質含有ペーストの塗布を行わ
ず、無地部（つまり、負極活物質含有塗膜が形成されて
いない負極集電体の露出部分）の長さが４８ｍｍになる
ようにした。この帯状体を乾燥後、厚み１６７μｍに圧
縮成形し、切断した後、無地部（つまり、負極集電体の
露出部分）の最先端から８ｍｍのところに、幅３ｍｍで
厚み０．１ｍｍ（断面積０．３ｍｍ² ）のニッケル製の
リード体の一端を溶接して、帯状の負極を作製した。

【００８０】上記正極および負極を乾燥処理後、ドライ
雰囲気中で上記正極を厚さ２５μｍの微孔性ポリエチレ
ンフィルムからなるセパレータを介して上記負極に重
ね、渦巻状に巻回して渦巻状の巻回構造の電極体にし
た。この巻回構造の電極体の体積は１１．３ｃｍ³ であ
った。その後、この巻回構造の電極体を後述のように電
池缶内に挿入し、図１に構造を模式的に示す円筒形の非
水二次電池を作製した。また、上記巻回構造の電極体の
最外周部およびその近傍の要部を図２に示す。

【００８１】まず、図２に示す巻回構造の電極体から先
に説明すると、この図２においては、正極１は最外周部
が示されており、この最外周部ではアルミニウム箔から
なる正極集電体１ａの外周面側には正極活物質含有塗膜
を形成せず、内周面側のみ正極活物質含有塗膜１ｂを形
成している。そして、負極２は最外周部と該最外周部か
ら２周目が示されていて、巻回構造の電極体の電池缶５
と対向する電極は実質的に負極２のみで構成され、その
最外周部は負極集電体２ａの露出部分を有し、そのいず
れの面にも負極活物質含有塗膜が形成されておらず、そ
の最外周部から２周目では負極集電体２ａの両面に負極
活物質含有塗膜２ｂが形成されている。この負極２のリ
ード体１５は最外周部の負極集電体２ａの内周面側に取
り付けられている。そして、セパレータ３は正極１と負
極２との間のみならず、巻回構造の電極体の最外周部に
位置する負極集電体２ａと電池缶５の内面との間にも介
在している。

【００８２】この実施例１の電池の巻回構造の電極体で
は、図２に示すように、正極１の最外周部の正極集電体
１ａの外周面側には正極活物質含有塗膜が形成されてお
らず、内周面側のみ正極活物質含有塗膜１ｂが形成され
ている。そして、その正極集電体１ａの露出部分がセパ
レータ３を介して負極２の負極集電体２ａの露出部分と
対向し、かつ負極２の負極集電体２ａに溶接したリード
体１５がセパレータ３を介して最外周部から２周目の負
極２の負極活物質含有塗膜２ｂと対向し、正極１とは直
接対向しないようになっている。なお、最外周部におけ
る正極活物質含有塗膜１ｂと負極活物質含有塗膜２ｂと
の重なり開始部分１７とリード体１５との距離は、負極
２の最外周部１周に対して１／３周離れているように配
置した。ただし、図２では図が大きくなりすぎるのを避
けるために両者を近接させて図示している。

【００８３】従って、この実施例１の電池では、通常の
使用条件下では、負極集電体２ａに溶接したリード体１
５に基づく内部短絡が生じない。また、この電池におけ
る負極２のリード体１５の厚みは０．１ｍｍ（１００μ
ｍ）であり、また、負極２の厚みは１６７μｍで、セパ
レータ３の厚みは２５μｍであって、負極集電体２ａに
溶接したリード体１５の厚みは負極２の厚みとセパレー
タ３の厚みの３倍との合計厚み（負極２の厚み＋セパレ
ータ３の厚み×３）よりも薄く、従って、この電池で
は、圧壊試験で強制的に圧壊しても、負極集電体２ａに
溶接したリード体１５が最外周部から２周目の負極２を
押圧し、その内周側の負極活物質含有塗膜２ｂがセパレ
ータ３を突き破って正極１に接触して内部短絡を引き起
こすようなことはない。また、釘刺し試験、圧壊試験お
よび外部短絡試験においてリード体１５に大電流が流れ
た場合にリード体１５が高温になり、リード体１５の周
辺のセパレータ３が軟化、溶融し、リード体１５がセパ
レータ３を突き破った場合でも、内周側の負極２と接触
するだけなので、内部短絡を発生することがなく、しか
も最外周部における正極活物質含有塗膜１ｂと負極活物
質含有塗膜２ｂとの重なり開始部分１７とリード体１５
との距離は、負極２の最外周部１周に対して１／３周離
れているので、二次的な内部短絡の発生も防止すること
ができる。さらに、巻回構造の電極体の電池缶５と対向
する電極を負極２のみにしているので、負極端子を兼ね
る電池缶５と正極１は負極２を介して対向することにな
り、圧壊試験や外部短絡試験により巻回構造の電極体と
電池缶５との間に介在するセパレータ３が溶融、破壊し
た場合でも正極１と電池缶５の接触による内部短絡が生
ずることがなく、また、巻回構造の電極体と電池缶５と
の間に混入した異物による微小短絡が生じにくく、圧壊
試験時において内部短絡にまで進行する確率を低減する
ことができ、外部短絡試験において電池缶５と対向する
電極に正極１が存在しないので、導通状態となることを
防止することができ、局部的な発熱を避けることができ
る。なお、この実施例１の電池の巻回構造の電極体で
は、正極１の正極活物質含有塗膜１ｂがセパレータ３を
介して負極２の負極活物質含有塗膜２ｂと対向している
ので、高容量が得られる。

【００８４】つぎに、この巻回構造の電極体を用いた非
水二次電池について説明する。まず、その作製方法の概
略を図１を参照しつつ説明すると、上記非水二次電池は
次に示すようにして作製される。すなわち、上記巻回構
造の電極体を外径１７．８７ｍｍの有底円筒状の電池缶
５内に挿入し、負極２のリード体１５の自由端を電池缶
５の底部内面に溶接し、正極１のリード体の自由端を封
口板７に溶接し、電解液４を電池缶５内に注入し、電解
液４がセパレータ３などに充分に浸透した後、封口し、
予備充電、エイジングを行い、図１にその構造を模式的
に示す円筒形の非水二次電池を作製した。

【００８５】この電池の標準使用条件（１７００ｍＡで
充電し、４．２Ｖに達した後は４．２Ｖの低電圧で充電
する操作を２時間行う。そして、３４０ｍＡで２．７５
Ｖに達するまで放電を行う）下で測定した巻回構造の電
極体の単位体積当たりの放電容量は１３８ｍＡｈ／ｃｍ
³ であり、高容量であった。また、この電池を２．７５
Ｖまで１７００ｍＡで放電した後ドライボックス中で分
解し、ジメチルカーボネートで洗浄し、拭き取り、乾燥
した後、巻回構造の電極体の巻回外径をキーエンス社製
のレーザースキャンマイクロメーターＬＳ−５０４０７
を用いて測定したところ、その最小値が１６．９ｍｍで
あり、その最小値部分と電池缶の内径との差は０．５ｍ
ｍであった。

【００８６】ここで、この電池の概略構造を図１を参照
しつつ説明する。ただし、この図１は巻回構造の電極体
と他の部材との配置状態を模式的に示し、主として他の
部材（巻回構造の電極体以外の部材）の役割などを説明
するためのものであって、巻回構造の電極体の構成は必
ずしも正確には示されておらず、巻回構造の電極体の正
確な構成については図２に示す通りである。図中、１は
前記帯状の正極で、２は帯状の負極である。ただし、図
１では、繁雑化を避けるため、正極１や負極２の作製に
あたって使用した集電体としての金属箔などは図示して
いない。そして、これらの正極１と負極２はセパレータ
３を介して渦巻状に巻回され、渦巻状巻回構造の電極体
として上記の電解液４と共に電池缶５内に収容されてい
る。

【００８７】電池缶５はステンレス鋼製で、負極端子を
兼ねており、電池缶５の底部には上記渦巻状巻回構造の
電極体の挿入に先立って、ポリプロピレンからなる絶縁
体６が配置されている。封口板７はアルミニウム製で円
板状をしていて、その中央部に薄肉部７ａを設け、かつ
上記薄肉部７ａの周囲に電池内圧を防爆弁９に作用させ
るための圧力導入口７ｂとしての孔が設けられている。
そして、この薄肉部７ａの上面に防爆弁９の突出部９ａ
が溶接され、溶接部分１１を構成している。なお、上記
の封口板７に設けた薄肉部７ａや防爆弁９の突出部９ａ
などは、図面上での理解がしやすいように、切断面のみ
を図示しており、切断面後方の輪郭線は図示していな
い。また、封口板７の薄肉部７ａと防爆弁９の突出部９
ａとの溶接部分１１も、図面上での理解が容易なよう
に、実際よりは誇張した状態に図示している。

【００８８】端子板８は、圧延鋼製で表面にニッケルメ
ッキが施され、周縁部が鍔状になった帽子状をしてお
り、この端子板８にはガス排出口８ａが設けられてい
る。防爆弁９はアルミニウム製で円板状をしており、そ
の中央部には発電要素側（図１では、下側）に先端部を
有する突出部９ａが設けられ、その突出部９ａの下側
が、前記のように、封口板７の薄肉部７ａの上面に溶接
され、溶接部分１１を構成している。絶縁パッキング１
０は、ポリプロピレン製で環状をしており、封口板７の
周縁部の上面に配置され、その上部に防爆弁９が配置し
ていて、封口板７と防爆弁９とを絶縁するとともに、両
者の間から電解液が漏れないように両者の間隙を封止し
ている。そして、防爆弁９と端子板８との間には、外部
短絡などによって大電流が流れたときに無限大の抵抗と
なり、電池内部に大電流が流れないようにするＰＴＣ素
子１８が設けられている。環状ガスケット１２はポリプ
ロピレン製で、リード体１３はアルミニウム製で、前記
封口板７と正極１とを接続し、巻回構造の電極体の上部
には絶縁体１４が配置され、負極２と電池缶５の底部と
はニッケル製のリード体１５で接続されている。

【００８９】前記のように、電池缶５の底部には絶縁体
６が配置され、前記正極１、負極２およびセパレータ３
からなる渦巻状の巻回構造の電極体や、電解液４、上記
電極体上部の絶縁体１４などは、この電池缶５内に収容
され、それらの収容後、電池缶５の開口端近傍部分に底
部が内方に突出した環状の溝が形成される。そして、上
記電池缶５の開口部に、封口板７、絶縁パッキング１
０、防爆弁９などが挿入された環状ガスケット１２を配
置し、さらにその上から端子板８を挿入し、電池缶５の
溝から先の部分を内方に締め付けることによって、電池
缶５の開口部が封口されている。ただし、上記のような
電池組立にあたっては、あらかじめ負極２と電池缶５と
をリード体１５で接続し、正極１と封口板７とをリード
体１３で接続しておくことが好ましい。

【００９０】上記のようにして組み立てられた電池にお
いては、封口板７の薄肉部７ａと防爆弁９の突出部９ａ
とが溶接部分１１で接触し、防爆弁９の周縁部と端子板
８の周縁部とが接触し、正極１と封口板７とは正極側の
リード体１３で接続されているので、正極１と端子板８
とはリード体１３、封口板７、防爆弁９およびそれらの
溶接部分１１によって電気的接続が得られ、電路として
正常に機能する。

【００９１】そして、電池に異常事態が起こり、電池内
部にガスが発生して電池の内圧が上昇した場合には、そ
の内圧上昇により、防爆弁９の中央部が内圧方向（図１
では、上側の方向）に変形し、それに伴って溶接部分１
１で一体化されている薄肉部７ａに剪断力が働いて該薄
肉部７ａが破断するか、または防爆弁９の突出部９ａと
封口板７の薄肉部７ａとの溶接部分１１が剥離した後、
この防爆弁９に設けられている薄肉部９ｂが開裂してガ
スを端子板８のガス排出口８ａから電池外部に排出させ
て電池の破裂を防止することができるように設計されて
いる。

【００９２】実施例２ 巻回構造の電極体における正極の最外周部の外周面側の
無地部（つまり、正極活物質含有塗膜が形成されていな
い正極集電体の露出部分）が７０ｍｍの長さになるよう
にし、その最外周部の外周面側に正極絶縁テープとして
幅１０ｍｍで厚み８０μｍのポリフェニレンサルファイ
ドテープを接着し、この正極絶縁テープが負極集電体に
溶接したリード体とセパレータを介して対向するように
し、負極の外周面側の負極活物質含有塗膜の形成部分の
長さを２０ｍｍ短くした以外は、実施例１と同様にして
巻回構造の電極体を作製し、かつ非水二次電池を作製し
た。

【００９３】この実施例２の電池の巻回構造の電極体の
最外周部およびその近傍の要部を図３に模式的に示す。

【００９４】図３に示すように、この実施例２の電池の
巻回構造の電極体においては、巻回構造の電極体の電池
缶５と対向する電極を実質的に負極２のみで構成してお
り、正極１は内周面側のみ正極活物質含有塗膜１ｂを形
成しており、正極１の最外周部の外周面側の無地部、つ
まり、正極集電体１ａの露出部分（正極活物質含有塗膜
が形成されていない部分）の外周面側には、正極絶縁テ
ープ１６として幅１０ｍｍで厚み８０μｍのポリフェニ
ンサルファイドテープが接着され、この正極絶縁テープ
１６がセパレータ３を介して負極集電体２ａに溶接した
リード体１５と対向している。なお、最外周部における
正極活物質含有塗膜１ｂと負極活物質含有塗膜２ｂとの
重なり開始部分１７とリード体１５との距離は、負極２
の最外周部１周に対して１／４周離れているように配置
した。ただし、図３では図が大きくなるすぎるのを避け
るため両者を近接させて図示している。

【００９５】従って、この実施例２の電池は、通常の使
用条件下では、この負極集電体２ａに溶接したリード体
１５に基づく内部短絡が生じない。また、リード体１５
の厚みは０．１ｍｍ（１００μｍ）で、正極絶縁テープ
１６の厚みが８０μｍでセパレータ３の厚みが２５μｍ
であることから、リード体１５の厚みの方が正極絶縁テ
ープ１６の厚みとセパレータ３の厚みとの合計厚みより
も薄いので、この電池をたとえ圧壊試験にかけて強制的
に圧壊しても、内部短絡は生じない。また、外部短絡試
験により、リード体１５が高温になり、リード体１５の
周辺のセパレータ３が軟化、溶融し、リード体１５がセ
パレータ３を突き破った場合でも、内周側の正極絶縁テ
ープ１６と接触するだけなので、内部短絡を生ずること
がなく、しかも最外周部における正極活物質含有塗膜１
ｂと負極活物質含有塗膜２ｂとの重なり開始部分１７と
リード体１５との距離は、負極２の最外周部１周に対し
て１／４周離れているので、二次的な内部短絡の発生を
防止することができる。さらに、巻回構造の電極体の電
池缶５と対向する電極を負極２のみで構成しているの
で、巻回構造の電極体と電池缶５との間に介在するセパ
レータ３が溶融、破壊した場合でも負極端子を兼ねる電
池缶５と正極１とが接触することがなく、また、巻回構
造の電極体と電池缶５との間に混入した異物による微小
短絡が生じにくく、圧壊試験時において内部短絡まで進
行する確率を低減することができ、外部短絡試験におい
て電池缶５と対向する電極に正極１が存在しないので、
導通状態になることを防止することができ、局部的な発
熱を避けることができる。

【００９６】この電池の標準使用条件での巻回構造の電
極体の単位体積当たりの放電容量を実施例１と同様に測
定したところ、巻回構造の電極体の単位体積当たりの放
電容量は１３８ｍＡｈ／ｃｍ³ であり、高容量であっ
た。また、この電池を２．７５Ｖまで１７００ｍＡで放
電した後、分解し、実施例１と同様に巻回構造の電極体
の巻回外径を測定したところ、その最小値は１６．９ｍ
ｍであり、その最小値部分と電池缶の内径との差は０．
５ｍｍであった。

【００９７】実施例３ この実施例３では、これまでの実施例１〜２とは異な
り、巻回構造の電極体の最外周部を正極が占め、巻回構
造の電極体の電池缶と対向する電極を正極のみで構成し
ており、図４に示すように、正極１の正極集電体１ａの
最外周部の外周面側には正極活物質含有塗膜を形成せ
ず、無地部、つまり、正極集電体１ａの露出部分になっ
ていて、その無地部を４８ｍｍとしセパレータ３を介し
て電池缶５（この実施例３では、電池缶５は正極缶であ
る）の内面と対向させている。そして、負極１の最外周
部においては、外周面側に負極集電体２ａが露出してい
る部分を５３ｍｍとしている。

【００９８】そして、正極１の正極集電体１ａの最外周
部の内周面側には前記実施例２の場合と同様の幅１０ｍ
ｍで厚み８０μｍのポリフェニンサルファイドテープを
正極絶縁テープ１６として接着し、また、負極２の最外
周部の負極集電体２ａの先端部には幅３ｍｍで厚み０．
１ｍｍ（１００μｍ）のニッケル製のリード体１５を溶
接し、このリード体１５がセパレータ３を介して前記の
正極絶縁テープ１６と対向している。なお、最外周部に
おける正極活物質含有塗膜１ｂと負極活物質含有塗膜２
ｂの重なり開始部分１７とリード体１５との距離は、負
極２の最外周部１周に対して１／４周離れているように
配置した。ただし、この図４でも図が大きくなりすぎる
のを避けるため両者を近接させて図示している。

【００９９】従って、この図４に示す巻回構造の電極体
を用いた実施例３の電池では、通常の使用条件下では、
負極集電体２ａに溶接したリード体１５に基づく内部短
絡が生じない。また、負極集電体２ａに溶接したリード
体１５の厚みは０．１ｍｍ（１００μｍ）で、正極絶縁
テープ１６の厚みは８０μｍ、セパレータの厚みは２５
μｍであることから、負極２のリード体１５の厚みの方
が正極絶縁テープ１６の厚みとセパレータ３の厚みとの
合計厚みよりも薄いので、この電池をたとえ圧壊試験に
かけて強制的に圧壊しても内部短絡は生じない。しか
も、最外周部における正極活物質含有塗膜１ｂと負極活
物質含有塗膜２ｂとの重なり開始部分１７とリード体１
５との距離は、負極２の最外周部１周に対して１／４周
離れているので、二次的な内部短絡の発生も防止するこ
とができる。さらに、巻回構造の電極体の電池缶５と対
向する電極を正極１のみにしているので、正極端子を兼
ねる電池缶５と負極２は正極１を介して対向することに
なり、圧壊試験や外部短絡試験により巻回構造の電極体
と電池缶５との間に介在するセパレータ３が溶融、破壊
した場合でも負極２と電池缶５の接触による内部短絡が
生ずることがなく、また、巻回構造の電極体と電池缶５
との間に混入した異物による微小短絡が生じにくく、圧
壊試験時において内部短絡まで進行する確率を低減する
ことができ、外部短絡試験において電池缶５と対向する
電極に負極２が存在しないので、導通状態になることを
防止することができ、局部的な発熱を避けることができ
る。

【０１００】図５にこの実施例３の非水二次電池の構造
を概略的に示す。この実施例３の電池では巻回構造の電
極体の電池缶５と対向する電極は正極１のみが占めてい
て、電池缶５はリード体１３で正極１と接続されていて
正極端子としての機能を有している。つまり、この実施
例３の電池では電池缶５は正極缶である。そして、封口
板７と負極２とはリード体１５で接続され、端子板８は
防爆弁１３およびその溶媒部分１１を介して上記封口板
７に接続することにより負極端子としての機能を有して
いる。この実施例３の電池は上記の点を除き前記実施例
１の電池とほぼ同様に構成されている。

【０１０１】この実施例３の電池の標準使用条件下での
巻回構造の電極体の単位体積当たりの放電容量を実施例
１と同様に測定したところ、巻回構造の電極体の単位体
積当たりの放電容量は１３２ｍＡｈ／ｃｍ³ であり、高
容量であった。また、この電池を２．７５Ｖまで１７０
０ｍＡで放電した後、分解し、実施例１と同様に巻回構
造の電極体の巻回外径を測定したところ、その最小値は
１７．１ｍｍであり、その最小値部分と電池缶５の内径
との差は０．３ｍｍであった。

【０１０２】実施例４ 負極のリード体として幅３ｍｍ、厚み０．２ｍｍ（断面
積０．６ｍｍ² ）のニッケル製リード体を用いるととも
に、巻回構造の電極体を楕円形状にし、ＰＴＣ素子を設
けていない角形の電池缶を用いた以外は、実施例３と同
様に図４に要部を示す巻回構造の電極体を作製し、図９
に示す非水二次電池を作製した。なお、最外周部におけ
る正極活物質含有塗膜１ｂと負極活物質含有塗膜２ｂと
の重なり開始部分１７とリード体１５との距離は、負極
の最外周部１周に対して１／３周離れているように配置
した。ただし、この場合も図が大きくなりすぎるのを避
けるため両者を近接させて図示している。

【０１０３】この図９に示す電池について説明すると、
正極１と負極２とはセパレータを介して渦巻状に巻回さ
れ、長円形巻回電極体２０として、角形の電池缶５に前
記電解液とともに収容されている。ただし、図９では、
煩雑化を避けるため、正極１や負極２の作製にあたって
使用した集電体は図示していない。

【０１０４】電池缶５はアルミニウム合金製で電池の外
装ケースとなるものであり、この電池缶５は正極端子を
兼ねている。そして、電池缶５の底部にはポリテトラフ
ルオロエチレンシートからなる絶縁体６が配置され、前
記正極１、負極２およびセパレータ３からなる長円形巻
回電極体２０からは正極１および負極２のそれぞれ一端
に接続された正極のリード体１３と負極のリード体１５
が引き出されている。また、電池缶５の開口部を封口す
るアルミニウム合金製の蓋板２１にはポリプロピレン製
の絶縁パッキング２２を介してステンレス鋼製の端子２
３が取り付けられ、この端子２３には絶縁体２４を介し
てステンレス鋼製のリード板２５が取り付けられてい
る。

【０１０５】そして、この蓋板２１は上記電池缶５の開
口部に挿入され、両者の接合部を溶接することによっ
て、電池缶５の開口部が封口され、電池内部が密閉され
ている。

【０１０６】この実施例４の電池では、正極１のリード
体１３を蓋板２１に直接溶接することによって電池缶５
と蓋板２１とが正極端子として機能し、負極２のリード
体１５をリード板２５に溶接し、そのリード板２５を介
して負極２のリード体１５と端子２３とを導通させるこ
とによって端子２３が負極端子として機能するようにな
っている。

【０１０７】この実施例４の電池の標準使用条件下での
巻回構造の電極体の単位体積当たりの放電容量を実施例
１と同様に測定したところ、巻回構造の電極体の単位体
積当たりの放電容量は１３２ｍＡｈ／ｃｍ³ であり、高
容量であった。

【０１０８】実施例５ 負極のリード体を負極の最外周部の外周面側に設け、負
極の最外周部の負極集電体の露出部分の長さを１０ｍｍ
短くし、負極の最外周部から２周目の負極集電体の外周
面側の負極活物質含有塗膜の形成部分の長さを２０ｍｍ
短くした以外は、実施例１と同様にして非水二次電池を
作製した。

【０１０９】すなわち、この実施例５の電池の巻回構造
の電極体においては、図６に示すように、巻回構造の電
極体の電池缶５と対向する電極を実質的に負極２のみで
構成しており、負極２の最外周部は負極活物質含有塗膜
が形成されておらず負極集電体２ａの露出部分を有し、
また正極１の最外周部の正極集電体１ａの外周面側には
正極活物質含有塗膜が形成されておらず正極集電体１ａ
が露出しており、内周面側のみ正極活物質含有塗膜１ｂ
が形成されている。そして、その正極集電体１ａの露出
部分がセパレータ３を介して負極２の負極集電体２ａの
露出部分と対向し、かつ負極２の負極集電体２ａに溶接
したリード体１５はセパレータ３を介して電池缶５（こ
の実施例５では、電池缶５は負極缶である）と対向し、
正極１とは直接対向しないようになっている。なお、最
外周部における正極活物質含有塗膜１ｂと負極活物質含
有塗膜２ｂとの重なり開始部分１７とリード体１５との
距離は、最外周部における正極集電体と負極集電体の長
さを１０ｍｍ短くすることによって負極２の最外周部１
周に対して１／５周離れているように配置した。ただ
し、この図６においても図が大きくなりすぎるのを避け
るため両者を近接させて図示している。

【０１１０】従って、この実施例５の電池は、通常の使
用条件下では、負極集電体２ａに溶接したリード体１５
に基づく内部短絡が生じない。また、負極２のリード体
１５は負極端子としての機能を有する電池缶５と対向し
ているので、この電池をたとえ圧壊試験にかけて強制的
に圧壊しても内部短絡が生じない。また、外部短絡試験
により、リード体１５が高温になり、リード体１５の周
辺のセパレータ３が軟化、溶融し、リード体１５がセパ
レータ３を突き破った場合でも、電池缶５と接触するだ
けなので、内部短絡を生ずることがなく、しかも、最外
周部における正極活物質含有塗膜１ｂと負極活物質含有
塗膜２ｂとの重なり開始部分１７とリード体１５との距
離は、負極２の最外周部１周に対して１／５周離れてい
るので、二次的な内部短絡の発生も防止することができ
る。さらに、巻回構造の電極体の電池缶５と対向する電
極を負極２のみにしているので、負極端子を兼ねる電池
缶５と正極１は負極２を介して対向することになり、圧
壊試験や外部短絡試験により電池缶５と対向する負極２
のリード体１５の周辺のセパレータ３が溶融、破壊した
場合でも正極１と電池缶５とが接触することがなく、ま
た、巻回構造の電極体と電池缶５との間に混入した異物
による微小短絡が生じにくく、圧壊試験時において内部
短絡にまで進行する確率を低減することができ、外部短
絡試験において電池缶５と対向する電極に正極１が存在
しないので、導通状態になることを防止することがで
き、局部的な発熱を避けることができる。

【０１１１】この実施例５の電池の標準使用条件下での
巻回構造の電極体の単位体積当たりの放電容量を実施例
１と同様に測定したところ、巻回構造の電極体の単位体
積当たりの放電容量は１３８ｍＡｈ／ｃｍ³ であり、高
容量であった。また、この電池を２．７５Ｖまで１７０
０ｍＡで放電した後、分解して、実施例１と同様に巻回
構造の電極体の巻回外径を測定したところ、その最小値
は１６．８ｍｍであり、その最小値部分と電池缶５の内
径との差は０．６ｍｍであった。

【０１１２】実施例６ 巻回構造の電極体における正極の最外周部の外周面側の
無地部（つまり、正極活物質含有塗膜が形成されていな
い正極集電体１ａの露出部分）を５３ｍｍの長さにし、
負極１の最外周部では両面に負極活物質含有塗膜を形成
せず、負極集電体２ａのみからなる部分を８０ｍｍの長
さにし、負極のリード体の厚みを０．８ｍｍ（８０μ
ｍ）にした以外は、実施例１と同様にして巻回構造の電
極体を作製し、かつ非水二次電池を作製した。

【０１１３】この実施例６の巻回構造の電極体の最外周
部およびその近傍の要部を図７に模式的に示す。

【０１１４】図７に示すように、この実施例６の電池の
巻回構造の電極体においては、巻回構造の電極体の電池
缶５と対向する電極を実質的に負極２のみで構成してお
り、負極２の最外周部１周以上が負極集電体２ａのみ
で、そのいずれの面にも負極活物質含有塗膜が形成され
ておらず、その最外周部から２周目以降では負極集電体
２ａの両面に負極活物質含有塗膜２ｂが形成されてい
て、負極２の負極集電体２ａに溶接したリード体１５が
セパレータ３を介して最外周部から２周目の負極２の負
極集電体２ａと対向し、正極１とは直接対向しないよう
になっている。そして、正極１も最外周部と該最外周部
から２周目が示されているが、最外周部には外周面側に
正極活物質含有塗膜を形成せず、正極集電体１ａが露出
した部分を１周以上設けており、上記正極集電体１ａの
露出部分は、セパレータ３を介して負極２の負極集電体
２ａの露出部分と１周以上対向している。なお、最外周
部における正極活物質含有塗膜１ｂと負極活物質含有塗
膜２ｂとの重なり開始部分１７とリード体１５との距離
は、負極の最外周部１周に対して１／３周離れているよ
うに配置した。ただし、図７では図が大きくなりすぎる
のを避けるために両者を近接させて図示している。

【０１１５】従って、この実施例６の電池は、通常の使
用条件下では、負極集電体２ａに溶接したリード体１５
に基づく内部短絡が生じない。特に上記巻回構造の電極
体を有する電池は、負極２の最外周部に設けたリード体
１５が、最外周部から２周目の負極２に対向していると
ともに、この電池における負極２のリード体１５の厚み
は０．８ｍｍ（８０μｍ）であり、また、負極集電体２
ａの厚みは１０μｍで、セパレータ３の厚みは２５μｍ
であって、負極集電体２ａに溶接したリード体１５の厚
みは負極２の厚みとセパレータ３の厚みの３倍との合計
厚み（負極２の厚み＋セパレータ３の厚み×３）より５
μｍ薄く、従って、この実施例６の電池では、圧壊試験
により強制的に圧壊しても、負極集電体２ａに溶接した
リード体１５が最外周部から２周目の負極２を押圧し、
その内周側の負極集電体２ａがセパレータ３を突き破っ
て正極１に接触して内部短絡を引き起こすようなことは
ない。また、正極１、負極２とも最外周部の１周以上が
抵抗の高い活物質含有塗膜で対向する部分がなく、いず
れの箇所でも抵抗の低い負極集電体２ｂと正極集電体１
ｂとで短絡することになるので、内部短絡による発熱を
さらに低減することができる。そして、巻回構造の電極
体の電池缶５と対向する電極を負極２のみで構成してい
るので、負極端子を兼ねる電池缶５と正極１は負極２を
介して対向することになり、圧壊試験や外部短絡試験に
より巻回構造の電極体と電池缶５との間に介在するセパ
レータ３が溶融、破壊した場合でも正極１と電池缶５と
の接触による内部短絡や二次的な短絡が生じることがな
く、また、巻回構造の電極体と電池缶５との間に混入し
た異物による微小短絡が生じにくく、圧壊試験時におい
て内部短絡にまで進行する確率を低減することができ、
しかも、外部短絡試験において電池缶５と対向する電極
に正極１が存在しないので、導通状態になることを防止
することができ、局部的な発熱を避けることができる。

【０１１６】この電池の標準使用条件での巻回構造の電
極体の単位体積当たりの放電容量を実施例１と同様に測
定したところ、巻回構造の電極体の単位体積当たりの放
電容量は１３８ｍＡｈ／ｃｍ³ であり、高容量であっ
た。また、この電池を２．７５Ｖまで１７００ｍＡで放
電した後、分解し、実施例１と同様に巻回構造の電極体
の巻回外径を測定したところ、その最小値は１６．７ｍ
ｍであり、その最小値部分と電池缶との内径との差は
０．７ｍｍであった。

【０１１７】比較例１ 実施例１の巻回構造の電極体における正極の最外周部の
正極集電体の外周面側の無地部（つまり、正極活物質含
有塗膜が形成されていない正極集電体の露出部分）をそ
の開始端から先の部分を切断し、正極集電体の両面に正
極活物質含有塗膜を形成した部分から内側の部分を残
し、一方、負極側は巻回構造の電極体における負極の最
外周側の負極集電体の無地部（つまり、負極活物質含有
塗膜が形成されていない負極集電体の露出部分）をリー
ド体の取り付けのための部分５ｍｍを残して、そこから
先の部分を切断し、残りの負極集電体の露出部分５ｍｍ
長の部分の内周面側に幅４ｍｍ、厚み０．３ｍｍ（断面
積１．２ｍｍ² ）のリード体を溶接して取り付けたもの
を用い、セパレータも電極に合わせて短くし、電極巻回
時の最外周部の位置関係が図１０に模式的に示すように
した以外は、実施例１と同様に巻回構造の電極体を作製
し、かつ非水二次電池を作製した。なお、最外周部にお
ける正極活物質含有塗膜１ｂと負極活物質含有塗膜２ｂ
との重なり開始部分１７とリード体１５との距離は、負
極２の最外周部１周に対して１／１２周離れているよう
に配置した。ただし、この図１０においても図が大きく
なりすぎるのを避けるため両者を近接させて図示してい
る。

【０１１８】図１０に示すように、この比較例１の電池
の巻回構造の電極体においては、正極１の正極集電体１
ａの両面に正極活物質含有塗膜１ｂが形成され、負極集
電体２ａの先端の内周面側に溶接したリード体１５はセ
パレータ３を介して正極１の正極活物質含有塗膜１ｂに
対向している。

【０１１９】従って、この比較例１の電池においては、
通常の使用条件下ではセパレータ３によって負極集電体
２ａに溶接したリード体１５と正極１との接触は防止さ
れるが、例えば圧壊試験に供して強制的に圧壊すると、
負極２のリード体１５がセパレータ３を突き破ることに
よって負極２のリード体１５と正極１との接触が生じ内
部短絡が発生する。

【０１２０】この比較例１の電池の標準使用条件下での
巻回構造の電極体の単位体積当たりの放電容量を実施例
１と同様に測定したところ、巻回構造の電極体の単位体
積当たりの放電容量は１３４ｍＡｈ／ｃｍ³ であった。
また、この電池を２．７５Ｖまで１７００ｍＡで放電し
た後、分解し、実施例１と同様に巻回構造の電極体の巻
回外径を測定したところ、その最小値は１６．４ｍｍで
あり、その最小値部分と電池缶５の内径との差は１．０
ｍｍであった。

【０１２１】比較例２ 比較例１の正極の正極集電体および正極活物質含有塗膜
の形成部分をそれぞれ４７ｍｍ長くし、かつ負極の負極
集電体および負極活物質含有塗膜の形成部分をそれぞれ
４７ｍｍ長くし、それに合わせてセパレータも４７ｍｍ
長くした以外は、比較例１と同様の巻回構造の電極体を
作製し、かつ非水二次電池を作製した。

【０１２２】この比較例２の電池の標準使用条件の巻回
構造の電極体の単位体積当たりの放電容量を実施例１と
同様に測定したところ、巻回構造の電極体の単位体積当
たりの放電容量は１５０ｍＡｈ／ｃｍ³ であった。ま
た、この比較例２の電池を２．７５Ｖまで１７００ｍＡ
で放電した後、分解し、実施例１と同様に巻回構造の電
極体の巻回外径を測定したところ、その最小値は１７．
１ｍｍであり、その最小値部分と電池缶５の内径との差
は０．３ｍｍであった。

【０１２３】比較例３ 比較例１の巻回構造の電極体において、正極の最外周部
の正極集電体のみの部分を３０ｍｍ延ばし、図１１に示
すように、巻回構造の電極体の最外周部に正極、負極の
両方が存在する構造にした以外は、比較例１と同様に巻
回構造の電極体を作製し、かつ非水二次電池を作製し
た。

【０１２４】図１１に示すように、この比較例３の電池
の巻回構造の電極体においては、正極１の正極集電体１
ａの両面に正極活物質含有塗膜１ｂが形成され、負極集
電体２ａの先端の内周面側に溶接したリード体１５はセ
パレータ３を介して正極１の正極集電体１ａに対向して
いる。

【０１２５】従って、この比較例３の電池においては、
通常の使用条件下ではセパレータ３によって負極集電体
２ａに溶接したリード体１５と正極１の正極集電体１ａ
との接触は防止されるが、例えば圧壊試験に供して強制
的に圧壊すると、負極２のリード体１５がセパレータ３
を突き破ることによって負極２のリード体１５と正極集
電体１ａとの接触が生じて内部短絡が発生する。

【０１２６】この比較例３の電池の標準使用条件下での
巻回構造の電極体の単位体積当たりの放電容量を実施例
１と同様に測定したところ、巻回構造の電極体の単位体
積当たりの放電容量は１３４ｍＡｈ／ｃｍ³ であった。
また、この電池を２．７５Ｖまで１７００ｍＡで放電し
た後、分解し、実施例１と同様に巻回構造の電極体の巻
回外径を測定したところ、その最小値は１６．５ｍｍで
あり、その最小値部分と電池缶５の内径との差は０．９
ｍｍであった。

【０１２７】上記実施例１〜６および比較例１〜３の電
池を１７００ｍＡで２．７５Ｖまで放電した後、１７０
０ｍＡで充電し、４．２５Ｖに達した後は、４．２５Ｖ
の定電圧に保つ条件で２時間半の充電を行った。その
後、電池を圧壊試験または釘刺し試験に供した。

【０１２８】圧壊試験は、４．２５Ｖまで充電した電池
をそのまま１トンの力で押し潰して内部短絡が発生する
か否かを調べた。また、釘刺し試験は４．２５Ｖまで充
電した電池を４５℃の恒温槽に入れて２時間後に取り出
し、その電池をホルダの上に置き、１／２釘刺し試験を
行った。すなわち、直径３ｍｍのステンレス鋼製釘を電
池の側面から電池の直径の１／２のところまで突き刺
し、各電池２０個中で異常発熱する電池の個数を調べ
た。さらに、外部短絡試験は、実施例４以外の電池はあ
らかじめＰＴＣ素子が作動しないようにした後、４．２
５Ｖまで充電した電池を４５℃の恒温槽に入れて２時間
保存し、恒温槽中で強制的に外部短絡させて、各電池２
０個の異常発熱する電池の個数を調べた。その結果を表
１に示す。表１中において結果を示す数値の分母は試験
に供した電池個数であり、分子は圧壊試験では内部短絡
が発生した電池個数で、釘刺し試験および外部短絡試験
では異常発熱した電池個数である。なお、異常発熱とは
電池表面温度が１５０℃以上になった場合をいう。

【０１２９】

【表１】

【０１３０】表１に示すように、実施例１〜６の電池
は、比較例１〜３の電池に比べて、圧壊試験での短絡発
生が少なく、かつ４５℃という苛酷な条件下でも釘刺し
試験や外部短絡試験での異常発熱が少なかった。また、
実施例１〜６の電池は、正極の最外周部において正極集
電体の正極活物質含有塗膜を形成していない部分が外周
面側に実質的に１周存在するとともに、負極のリード体
の断面積を０．１〜１．０ｍｍ² にすることによって１
／２釘刺し試験、圧壊試験、外部短絡試験でも安全性を
向上することができ、高い安全性を確保することができ
た。さらに、実施例１〜６の電池では、負極のリード体
の厚みが対向する部分の負極の厚みとセパレータの厚み
の３倍との合計厚み（負極の厚み＋セパレータの厚み×
３）または正極絶縁テープの厚みとセパレータの厚みと
の合計厚み（正極絶縁テープの厚み＋セパレータの厚
み）よりも薄くしているので、圧壊試験においても高い
安全性が得られていることがわかる。また、実施例１、
２、４および５の電池では電極体の最外周部を集電体の
みにしているので、短絡時の放熱効果が優れ、異常発熱
の発生割合が抑えられている。

【０１３１】これに対して、比較例１〜３の電池では、
負極集電体に溶接したリード体がセパレータを介して正
極と対向しているため、圧壊試験で内部短絡が発生しや
すく、また４５℃での釘刺し試験で全部異常発熱を起こ
した。特に比較例２の電池は、塗膜形成部分が長く、巻
回構造の電極体の巻回外径と電池缶の内径との差が０．
３ｍｍしかないため、電池充電電圧を４．２５Ｖにし、
室温で釘刺し試験を行った場合でも異常発熱するものが
あった。また、比較例３は正極の最外周部において正極
活物質含有塗膜が負極活物質含有塗膜と対向し、負極の
リード体が正極集電体に直接対向しているとともに、最
外周部の１周が単一電極でないため、いずれの試験にお
いても、安全性の劣るものになった。

【０１３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、高容
量で、かつ、安全性の高い非水二次電池を提供すること
ができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の非水二次電池における実施例１の電池
の構造を概略的に示す縦断面図である。

【図２】実施例１の電池の巻回構造の電極体の最外周部
およびその近傍の要部を拡大して示す横断面図である。

【図３】実施例２の電池の巻回構造の電極体の最外周部
およびその近傍の要部を拡大して示す横断面図である。

【図４】実施例３の電池の巻回構造の電極体の最外周部
およびその近傍の要部を拡大して示す横断面図である。

【図５】実施例３の電池の構造を概略的に示す縦断面図
である。

【図６】実施例５の電池の巻回構造の電極体の最外周部
およびその近傍の要部を拡大して示す横断面図である。

【図７】実施例６の電池の巻回構造の電極体の最外周部
およびその近傍の要部を拡大して示す横断面図である。

【図８】本発明の非水二次電池で上記実施例以外の電池
の巻回構造の電極体の最外周部およびその近傍の要部を
拡大して示す横断面図である。

【図９】実施例４の電池の構造を概略的に示すもので、
（ａ）はその平面図、（ｂ）はその部分縦断面図であ
る。

【図１０】比較例１の電池の巻回構造の電極体の最外周
部およびその近傍の要部を拡大して示す横断面図であ
る。

【図１１】比較例３の電池の巻回構造の電極体の最外周
部およびその近傍の要部を拡大して示す横断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 正極 １ａ 正極集電体 １ｂ 正極活物質含有塗膜 ２ 負極 ２ａ 負極集電体 ２ｂ 負極活物質含有塗膜 ３ セパレータ ５ 電池缶 １５ リード体 １６ 正極絶縁テープ １７ 巻回構造の電極体の最外周部における正極活物質
含有塗膜と負極活物質含有塗膜との重なり開始部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 和伸 大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号 日立マ クセル株式会社内 (72)発明者 石川 祐樹 大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号 日立マ クセル株式会社内 (72)発明者 村上 幸治 大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号 日立マ クセル株式会社内 (72)発明者 喜多 房次 大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号 日立マ クセル株式会社内 Ｆターム(参考） 5H029 AJ03 AJ12 AK03 AL06 AL07 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ11 BJ14 DJ07 HJ01 HJ07 HJ20

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 正極集電体の少なくとも一部には両面に
   正極活物質含有塗膜を形成してなる正極と、負極集電体
   の少なくとも一部には両面に負極活物質含有塗膜を形成
   してなる負極とを、セパレータを介して巻回した巻回構
   造の電極体と、全電解液溶媒中において鎖状エステルの
   占める比率が５０体積％より多い電解液とを電池缶に収
   容してなる非水二次電池であって、上記巻回構造の電極
   体の電池缶と対向する電極が実質的に正極または負極の
   いずれかの単一電極のみで構成されており、上記巻回構
   造の電極体における正極の少なくとも最外周部の正極集
   電体の外周面側に正極活物質含有塗膜を形成していない
   部分を実質的に１周以上設け、上記正極集電体の正極活
   物質含有塗膜を形成していない部分がセパレータを介し
   て負極または電池缶の内面と対向し、かつ負極集電体に
   溶接したリード体がセパレータを介して正極と直接対向
   しないことを特徴とする非水二次電池。
2. 【請求項２】 正極集電体の少なくとも一部には両面に
   正極活物質含有塗膜を形成してなる正極と、負極集電体
   の少なくとも一部には両面に負極活物質含有塗膜を形成
   してなる負極とを、セパレータを介して巻回した巻回構
   造の電極体と、全電解液溶媒中において鎖状エステルの
   占める比率が６５体積％より多い電解液とを電池缶に収
   容してなる非水二次電池であって、上記巻回構造の電極
   体の電池缶と対向する電極が実質的に正極または負極の
   いずれかの単一電極のみで構成されており、上記巻回構
   造の電極体における正極の少なくとも最外周部の正極集
   電体の外周面側に正極活物質含有塗膜を形成していない
   部分を実質的に１周以上設け、上記正極集電体の正極活
   物質含有塗膜を形成していない部分がセパレータを介し
   て負極または電池缶の内面と対向し、かつ負極集電体に
   溶接したリード体がセパレータを介して正極と直接対向
   しないことを特徴とする非水二次電池。
3. 【請求項３】 全電解液溶媒中において誘電率３０以上
   の誘電率が高いエステルの占める比率が１０体積％以上
   であることを特徴とする請求項１または２記載の非水二
   次電池。
4. 【請求項４】 負極集電体に溶接したリード体がセパレ
   ータを介して負極と対向し、負極集電体に溶接したリー
   ド体の厚みが対向する部分の負極の厚みとセパレータの
   厚みの３倍との合計厚み（負極の厚み＋セパレータの厚
   み×３）よりも薄いことを特徴とする請求項１〜３のい
   ずれかに記載の非水二次電池。
5. 【請求項５】 負極集電体に溶接したリード体がセパレ
   ータを介して正極集電体に接着した正極絶縁テープと対
   向し、負極集電体に溶接したリード体の厚みが対向する
   部分の正極絶縁テープの厚みとセパレータの厚みとの合
   計厚み（正極絶縁テープの厚み＋セパレータの厚み）よ
   りも薄いことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記
   載の非水二次電池。
6. 【請求項６】 巻回構造の電極体の最外周部における正
   極活物質含有塗膜と負極活物質含有塗膜との重なり開始
   部分と負極のリード体との距離が最外周部の負極１周分
   に対して１／６周以上１／２周以下離れていることを特
   徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の非水二次電
   池。
7. 【請求項７】 負極のリード体の断面積が０．１ｍｍ²
   以上１．０ｍｍ² 以下であることを特徴とする請求項１
   〜６のいずれかに記載の非水二次電池。
8. 【請求項８】 巻回構造の電極体における正極の最外周
   部の正極集電体の内周面側には正極活物質含有塗膜を形
   成していることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに
   記載の非水二次電池。
9. 【請求項９】 巻回構造の電極体の電池缶と対向する電
   極が、電池缶と同一極からなり、該電極の最外周部は電
   極集電体の両面に活物質含有塗膜が形成されていない部
   分が実質的に１周以上存在することを特徴とする請求項
   １〜７のいずれかに記載の非水二次電池。
10. 【請求項１０】 巻回構造の電極体の電池缶と対向する
    電極と異極の電極の最外周部の電極集電体の外周面側に
    は活物質含有塗膜を形成していない部分が実質的に１周
    以上存在することを特徴とする請求項９記載の非水二次
    電池。