JP2004319311A

JP2004319311A - 捲回式円筒型リチウムイオン電池

Info

Publication number: JP2004319311A
Application number: JP2003112632A
Authority: JP
Inventors: Kenji Nakai; 賢治中井
Original assignee: Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2003-04-17
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2004-11-11
Anticipated expiration: 2023-04-17
Also published as: JP4305035B2

Abstract

【課題】容量、出力を確保可能な捲回式円筒型リチウムイオン電池を提供する。
【解決手段】二次電池は正、負極リード片９ａ、１９ａを互いに逆向きにして配置された正極板２０と負極板３０とがセパレータを介して捲回された電極捲回群を備えている。正、負極板２０、３０は、正、負極リード片９ａ、１９ａが幅方向で負、正極集電体１９、９の長手方向他側端部に対しそれぞれ上、下方にオフセット配置され捲回されている。正、負極リード片９ａ、１９ａの形成端からバリが突出していても、正、負極リード片９ａ、１９ａの形成端と負、正極板３０、２０の他側端部との接触が防止できる。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は捲回式円筒型リチウムイオン電池に係り、特に、正、負極集電体の長手方向一側に複数の短冊状正、負極リード片が形成され正、負極リード片に隣接して長手方向に未塗布部を残して活物質合剤が塗布された正、負極が、セパレータを介して正、負極リード片を互いに逆向きにして捲回された電極捲回群を具備する捲回式円筒型リチウムイオン電池を具備する捲回式円筒型リチウムイオン電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
捲回式円筒型リチウムイオン電池は、高エネルギ密度であるメリットを活かして、主にＶＴＲカメラやノートパソコン、携帯電話等のポータブル機器の電源に使用されている。
【０００３】
一方、自動車産業界においては環境問題に対応すべく、排出ガスのない、動力源を完全に電池のみにした電気自動車や、内燃機関エンジンと電池との両方を動力源とするハイブリッド（電気）自動車の開発が加速され、一部実用化の段階にきている。
【０００４】
電気自動車の電源となる電池には当然高出力、高エネルギが得られる特性が要求され、これらの要求にマッチした電池としてリチウムイオン電池が注目されている。これらの要求に応えるために、例えば、電極の集電体である金属箔の一部に活物質を塗布せずに残しておき、短冊状に加工し直接リード片を形成することで、電池の内部抵抗を小さくして高出力化を図る技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
一方、電極捲回群を有する円筒型電池においては、充放電効率の低下又は寿命特性、信頼性の観点から、図７に示すように、負極３１の周辺の一部、例えば、負極リード片側が正極２１の端部と対向しないように正、負極２１、３１が配設された技術が知られている（例えば、特許文献２、３参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−９２３３５号公報（図１、図３、段落番号「００１６」、、「００２１」、「００２３」、）
【特許文献２】
特開平１−１２８３７０号公報（図２、図３）
【特許文献３】
実開平２−１５０７６０号公報（図１、図４）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献の技術を再現したところ、電池を放置しておくと電池の異常な容量低下を引き起こす場合があった。本発明者が詳細に調査した結果、異常な容量低下を引き起こした電池は、電池の微小内部短絡による自己放電により電圧が異常に低下していることが判明した。この電池を解体すると、複数の短冊状リード片の一部の根元の加工端が、セパレータを貫通して微小に負極に到達している箇所が発見された。また、この加工端を詳しく調べると、リード加工時に形成されたバリがわずかながらに存在していた。リード片は、電極が捲回された後に集電部材に結束されているので、リード片の根元から結束方向に折り曲げられることになる。このとき、根元部分が対極の負極方向に押し付けられる力が働き、加工時のバリがあった場合等は特に振動等によってセパレータを貫通して負極に到達すると推察できる。
【０００８】
また、電圧が異常に低下していた別の電池では、正極の捲回始端又は捲回終端の活物質合剤未塗布部に形成されていた切断バリがセパレータを貫通して微小に負極に到達している箇所が発見された。
【０００９】
本発明は上記事案に鑑み、容量、出力を確保可能な捲回式円筒型リチウムイオン電池を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、正、負極集電体の長手方向一側に複数の短冊状正、負極リード片が形成され前記正、負極リード片に隣接して前記長手方向に未塗布部を残して活物質合剤が塗布された正、負極が、セパレータを介して前記正、負極リード片を互いに逆向きにして捲回された電極捲回群を具備する捲回式円筒型リチウムイオン電池において、前記正、負極リード片が、前記長手方向と交差する幅方向で前記負、正極集電体の長手方向他側端部に対しそれぞれ上、下方にオフセット配置されている。本態様では、正、負極リード片が、長手方向と交差する幅方向で負、正極集電体の長手方向他側端部からそれぞれ上、下方にオフセット配置されているため、正、負極リード片の形成箇所からバリが突出しセパレータを貫通しても正負極間で微小短絡が生じないので、電圧低下が抑制され容量、出力を確保することができる。
【００１１】
第１の態様において、正極集電体の未塗布部における正極集電体の幅方向両端が負極集電体の長手方向他側端部に交わるため、正極集電体の未塗布部における正極集電体の幅方向両端からバリが突出しセパレータを貫通して負極集電体の他側端部と短絡を生ずることがあるが、正極集電体の幅方向両端のうち少なくとも一端かつ正極集電体の未塗布部の部分と、負極集電体の長手方向他側端部との間に絶縁体を介在させれば、正極集電体の未塗布部における正極集電体の幅方向両端のうち少なくとも一端からバリが突出していても絶縁体でバリと負極との接触を防止することができるので、正負極間の微小短絡を防止することができる。
【００１２】
また、上記課題を解決するために、本発明の第２の態様は、正、負極集電体の長手方向一側に複数の短冊状正、負極リード片が形成され前記正、負極リード片に隣接して前記長手方向に未塗布部を残して活物質合剤が塗布された正、負極が、セパレータを介して前記正、負極リード片を互いに逆向きにして捲回された電極捲回群を具備する捲回式円筒型リチウムイオン電池において、前記正極集電体の前記長手方向に交差する幅方向両端のうち少なくとも一端かつ該正極集電体の前記未塗布部の部分と、前記負極集電体の長手方向他側端部との間に絶縁体が介在する。第２の態様では、正極集電体の幅方向両端のうち少なくとも一端かつ正極集電体の未塗布部の部分と、負極集電体の長手方向他側端部との間に絶縁体が介在しているため、正極集電体の未塗布部における正極集電体の幅方向両端のうち少なくとも一端からバリが突出していても絶縁体でバリと負極との接触を防止することができるので、正負極間の微小短絡が防止され電圧低下が抑制され容量、出力を確保することができる。
【００１３】
上記第１及び第２の態様において、絶縁体を正極集電体の幅方向両端のうち少なくとも一端かつ正極集電体の未塗布部の部分の表裏面に貼付された粘着テープとするようにしてもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、本発明を円筒型リチウムイオン二次電池に適用した第１の実施の形態について説明する。
【００１５】
（構成）
図１に示すように、本実施形態の円筒型リチウムイオン二次電池（以下、二次電池という。）４０は、帯状の正、負極板が厚さ４０μｍのポリエチレン製セパレータを介して捲回された電極捲回群６を備えている。
【００１６】
図２及び図３に示すように、正、負極板２０、３０は、基材となる正、負極集電体９、１９にアルミニウム箔、圧延銅箔がそれぞれ用いられている。正、負極集電体９、１９の長手方向一側には、短冊状の正、負極リード片９ａ、１９ａが所定間隔で形成されている。正、負極板２０、３０の両面には、正、負極リード片９ａ、１９ａに隣接して長手方向に未塗布部１３を残して正、負極活物質合剤がほぼ均等、均質に塗布され、正、負極活物質合剤層１７、１８が形成されている。正極活物質合剤には、正極活物質に充放電によりリチウムを放出、吸蔵可能なリチウム遷移金属複酸化物が用いられており、負極活物質合剤には、負極活物質に充放電によりリチウムを吸蔵、放出可能な非晶質炭素が用いられている。セパレータは、長手方向及び長手方向に交差する幅方向において正、負極集電体９、１９より大きな面積を有している。なお、図２では、正極リード片９ａの長さをＡ、未塗布部１３の幅をＢ、正極活物質合剤層１７の幅をＣで表している。
【００１７】
図３に示すように、正、負極板２０、３０は、捲回前に、正、負極リード片９ａ、１９ａを互いに逆向きにして配置される。このとき、正、負極リード片９ａ、１９ａが、幅方向で負、正極集電体１９、９の長手方向他側端部に対しそれぞれ上、下方にオフセット配置されている。すなわち、正、負極リード片９ａ、１９ａの形成端９ｂ、１９ｂは、幅方向で負、正極集電体１９、９の長手方向他側端部から上、下方にずらされている。上、下方のズレ幅は、未塗布部１３の幅Ｂのほぼ半分に設定されている。負極板３０の幅方向両端は、正極板２０の幅方向両端より左右にはみ出している。このため、負極活物質合剤層１８は正極活物質合剤層１７に対し長手方向及び幅方向にはみ出すように配置され、正極活物質合剤層１７は負極活物質合剤層１８に全面で対向する。なお、図３においてセパレータは捨象している。
【００１８】
＜正極板の作製＞
正極活物質にリチウム遷移金属複酸化物としてマンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ_２Ｏ_４）を選定し、マンガン酸リチウム粉末と、導電剤として平均粒径５μｍの鱗片状黒鉛と、結着剤としてポリフッ化ビニリデンとを質量比８５：１０：５で混合し、これに分散溶媒のＮ−メチル−２−ピロリドンを添加、混練したスラリを厚さ２０μｍの正極集電体９の両面に塗布し正極活物質合剤層１７とした。このとき、正極集電体９の長手方向一側に幅Ａ＋Ｂの未塗布部を残した。その後、乾燥、プレス、裁断して正極活物質合剤層１７の幅Ｃが３００ｍｍ、長さが６０００ｍｍ、厚さ（アルミニウム箔含む）が２３０μｍの正極板２０を得た。乾燥後の正極活物質合剤の塗布量は、２８０ｇ／ｍ^２とした。
【００１９】
上記幅Ａ＋Ｂの未塗布部を切り欠き、切り欠き残部を長さＡの正極リード片９ａとした。隣り合う正極リード片９ａを、２０ｍｍ間隔で設けた。また、正極リード片９ａの幅を１０ｍｍとし、未塗布部１３の幅Ｂを６ｍｍとした。
【００２０】
＜負極板の作製＞
非晶質炭素として呉羽化学工業株式会社製カーボトロンＰ粉末９０重量部に、結着剤として１０重量部のポリフッ化ビニリデンを添加し、これに分散溶媒のＮ−メチル−２−ピロリドンを添加、混練したスラリを厚さ１０μｍの負極集電体１９の両面に塗布し負極活物質合剤層１８とした。このとき、負極集電体１９の長手方向の一側に幅Ａ＋Ｂの未塗布部を残した。その後、乾燥、プレス、裁断して負極活物質合剤層１８の幅が３０６ｍｍ、長さが６２００ｍｍ、厚さ（圧延銅箔含む）が１４０μｍの負極板３０を得た。乾燥後の負極活物質合剤の塗布量は、６６ｇ／ｍ^２とした。
【００２１】
正極板２０と同様に幅Ａ＋Ｂの未塗布部を切り欠き、切り欠き残部を負極リード片１９ａとした。隣り合う負極リード片１９ａを、２０ｍｍ間隔で設けた。また、負極リード片１９ａの幅を１０ｍｍとし、負極リード片１９ａに隣接する未塗布部２３の幅を２ｍｍとした。
【００２２】
＜電池の作製＞
図１及び図３に示すように、作製した正極板２０と負極板３０とを、これら両極板が直接接触しないようにセパレータを介して正、負極リード片９ａ、１９ａを互いに逆向きに配置し捲回して電極捲回群６を作製した。このとき、正、負極リード片９ａ、１９ａの形成端９ｂ、１９ｂが、幅方向で負、正極集電体１９、９の長手方向の他側端部から上、下方にズレるようにした。電極捲回群６の径を６１±０．５ｍｍに調整した。
【００２３】
正極板２０に形成された正極リード片９を変形させ、その全てを、軸芯１１のほぼ延長線上にある極柱（正極外部端子１）周囲から一体に張り出している鍔部７周面付近に集合、接触させた後、リード片９と鍔部７周面とを超音波溶接してリード片９ａを鍔部７周面に接続し固定した。また、負極外部端子１’と負極板３０に形成された負極リード片１９ａとの接続操作も、正極外部端子１と正極リード片９ａとの接続操作と同様に行った。
【００２４】
その後、正極外部端子１及び負極外部端子１’の鍔部７周面全周に絶縁被覆８を施した。この絶縁被覆８は、電極捲回群６外周面全周にも及ぼした。絶縁被覆８には、基材がポリイミドで、その片面にヘキサメタアクリレートからなる粘着剤を塗布した粘着テープを用いた。この粘着テープを鍔部７周面から電極捲回群６外周面に亘って何重にも巻いて絶縁被覆８とした。電極捲回群６の最大径部が絶縁被覆８存在部となるように巻き数を調整し、該最大径を電池容器５の内径より僅かに小さくして電極捲回群６を電池容器５内に挿入した。電池容器５には、外径６７ｍｍ、内径６６ｍｍのステンレス製円筒を用いた。
【００２５】
そして、アルミナ製で円盤状電池蓋４裏面と当接する部分の厚さ２ｍｍ、内径１６ｍｍ、外径２５ｍｍの第２のセラミックワッシャ３’を、先端が正極外部端子１を構成する極柱、先端が負極外部端子１’を構成する極柱にそれぞれ嵌め込んだ。また、アルミナ製で厚さ２ｍｍ、内径１６ｍｍ、外径２８ｍｍの平板状の第１のセラミックワッシャ３を電池蓋４に載置し、正極外部端子１、負極外部端子１’をそれぞれ第１のセラミックワッシャ３に通した。その後、電池蓋４周端面を電池容器５開口部に嵌合し、双方の接触部全域をレーザ溶接した。このとき、正極外部端子１、負極外部端子１’は、電池蓋４の中心に形成された穴を貫通して電池蓋４外部に突出している。そして、第１のセラミックワッシャ３、金属製ナット２底面よりも平滑な金属ワッシャ１４を、この順に正極外部端子１、負極外部端子１’にそれぞれ嵌め込んだ。なお、電池蓋４には電池の内圧上昇に応じて開裂する内圧低減機構としての開裂弁１０が設けられている。開裂弁１０の開裂圧は、１．３×１０^６〜１．８×１０^６Ｐａとした。
【００２６】
次いで、ナット２を正極外部端子１、負極外部端子１’にそれぞれ螺着し、第２のセラミックワッシャ３’、第１のセラミックワッシャ３、金属ワッシャ１４を介して電池蓋４を鍔部７とナット２の間で締め付けにより固定した。このときの締め付けトルク値は約７Ｎ・ｍとした。なお、締め付け作業が終了するまで金属ワッシャ１４は回転しなかった。この状態で、電池蓋４裏面と鍔部７の間に介在させたゴム（ＥＰＤＭ）製Ｏリング１６の圧縮により電池容器５内部の主として電極捲回群６の発電要素は外気から遮断される。
【００２７】
その後、電池蓋４に設けた注液口１５から４８０ｇの非水電解液を電池容器５内に注液し、その後注液口１５を封止することにより二次電池４０を完成させた。
【００２８】
非水電解液には、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートとの体積比１：１：１の混合溶媒中へ６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）を１モル／リットル溶解したものを用いた。なお、二次電池４０には、電池容器５の温度の上昇に応じて電流を遮断する、例えば、ＰＴＣ（ＰｏｓｉｔｉｖｅＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子や、内圧の上昇に応じて電気的接続が切断されるような電流遮断機構は設けられていない。
【００２９】
（作用等）
本実施形態の二次電池４０では、正、負極リード片９ａ、１９ａが、正極集電体９の幅方向で負、正極集電体１９、９の長手方向他側端部からそれぞれ上、下方にオフセット配置されている。このため、正、負極リード片９ａ、１９ａの形成端９ｂ、１９ｂからバリが突出しセパレータを貫通しても正、負極板２０、３０間で微小短絡が生じない。従って、二次電池４０は電圧低下が抑制され容量、出力を確保することができる。
【００３０】
また、本実施形態の二次電池４０では、正、負極板２０、３０は、負極活物質合剤層１８が正極活物質合剤層１７に対し長手方向及び幅方向にずらされて配設されており、正極活物質合剤層１７は、負極活物質合剤層１８に全面で対向されている。このため、正極活物質合剤層１７及び負極活物質合剤層１８の対向面積が大きくなる。従って、高容量、高出力の二次電池４０を得ることができる。
【００３１】
更に、本実施形態の二次電池４０では、正、負極板２０、３０の幅Ａ＋Ｂの未塗布部を切り欠くことで複数の正、負極リード片９ａ、１９ａが形成されている。このため、正、負極リード片９ａ、１９ａでの抵抗を抑制することができるので、高出力の二次電池４０とすることができる。
【００３２】
（第２実施形態）
次に、本発明を円筒型リチウムイオン二次電池に適用した第２の実施の形態について説明する。なお、上述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる箇所のみ説明する。
【００３３】
図４及び図５に示すように、本実施形態では、正極集電体９の幅方向両端（捲回始端、捲回終端）のうち少なくとも一端かつ正極集電体９の未塗布部１３の部分１３ａ（及び／又は、１３ｂ）と、負極集電体１９の長手方向他側端部との間に、ポリプロピレン製で片面に接着剤が塗着された略矩形状の粘着テープ２５が介在している。すなわち、粘着テープ２５は、部分１３ａ（１３ｂ）の表面に貼付されており、長手方向及び幅方向において未塗布部１３から僅かにずれて（はみ出して）いる。部分１３ａ（１３ｂ）の裏面には、粘着テープ２５と同形状、同材質で不図示の粘着テープが粘着テープ２５と対向して貼付されている。
【００３４】
本実施形態の二次電池では、正極集電体９の幅方向両端のうち少なくとも一端かつ正極集電体９の未塗布部１３の部分１３ａ（１３ｂ）と、負極集電体１９の長手方向他側端部との間に、粘着テープ２５が介在されている。このため、正極集電体９の未塗布部１３における正極集電体９の幅方向両端のうち少なくとも一端から切断バリが突出していても粘着テープ２５で切断バリと負極板３０との接触を防止することができる。従って、正、負極板２０、３０間の微小短絡を抑制して電池の容量、出力を確保することができる。
【００３５】
また、本実施形態の二次電池では、２枚の粘着テープは、未塗布部１３の部分１３ａ（１３ｂ）の表裏面に貼付されている。このため、正、負極板２０、３０が捲回されたときに、部分１３ｂの表裏面側にそれぞれ位置する負極板３０に切断バリが接触することを抑制することができる。従って、より微小短絡を防止することができる。更に、粘着テープ２５を部分１３ａ（１３ｂ）に貼付することで容易に固定することができるので、作業性を向上させることができる。
【００３６】
なお、本実施形態では、正、負極リード片９ａ、１９ａの形成端９ｂ、１９ｂが、幅方向で負、正極板３０、２０の長手方向他側端部から上、下方にずらされている例を示したが、正、負極リード片９ａ、１９ａの形成端９ｂ、１９ｂと負、正極板３０、２０の長手方向他側端部とが対向するようにしてもよい。このようにしても、正極集電体９の未塗布部１３における正極集電体９の幅方向両端のうち少なくとも一端から切断バリが突出するときにバリが負極板３０に接触することを防止することができる。
【００３７】
また、本実施形態では、２枚の粘着テープが部分１３ａ（１３ｂ）の表裏面に貼付されている例を示したが、１枚の粘着テープを折り曲げて部分１３ａ（１３ｂ）の表裏面に貼付するようにしてもよいし、複数枚の粘着テープ２５を貼付するようにしてもよいし、粘着テープ２５の形状も限定されるものではない。
【００３８】
更に、上記実施形態では、正極板２０において正極リード片９ａの長さＡ、未塗布部１３の幅Ｂ、正極活物質合剤層の幅Ｃがそれぞれ４４、６、３００ｍｍに設定されている例を示したが、これらの値は限定されるものではなく、例えは、正極活物質合剤層１７の幅Ｃをより大きくすることで、より高容量、高出力の電池とすることができる。
【００３９】
また、上記実施形態では、正、負極リード片９ａ、１９ａの負、正極集電体１９、９の長手方向他側端部に対する上、下方のズレ幅が未塗布部１３の幅Ｂのほぼ半分に設定されている例を示したが、ズレ幅はこれに限定されず、例えば、ズレ幅をより大きくすることで、微小短絡の発生を更に抑制することができる。
【００４０】
更に、上記実施形態では、電気自動車用電源等に用いられる大形の二次電池４０を例示したが、電池の大きさ、電池容量には限定されず、有底筒状容器（缶）に電池上蓋がカシメ封口されている構造の円筒型電池に適用してもよい。特に電気自動車用電源に用いられる電池は、高容量、高出力な特性が要求されるため、本発明の適用は好ましい。
【００４１】
更にまた、上記実施形態では、絶縁被覆８に、基材がポリイミドで、その片面にヘキサメタアクリレートからなる粘着剤を塗布した粘着テープを用いたが、特にこれに限定されるものではない。例えば、基材がポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィンで、その片面又は両面にヘキサメタアクリレートやブチルアクリレート等のアクリル系粘着剤を塗布した粘着テープや、粘着剤を塗布しないポリオレフィンやポリイミドからなるテープ等を好適に使用してもよい。
【００４２】
また更に、上記実施形態では、正極活物質に、マンガン酸リチウムを用いる例を示したが、リチウムコバルト複合酸化物であるコバルト酸リチウム、リチウムニッケル複合酸化物であるニッケル酸リチウム、リチウムマンガン複酸化物であるマンガン酸リチウムはもちろんのこと、リチウムとコバルト、ニッケル、マンガンの任意の組合せの複酸化物を用いてもよいし、これらの複酸化物に更に異種金属のドープがなされたものを用いてもよい。また、層状岩塩構造を有するマンガン酸リチウム（ＬｉＭｎＯ_２）、結晶中のリチウムやマンガンの一部を異種金属で置換又はドープした材料や結晶中の酸素の一部をＳ、Ｐ等で置換又はドープした材料を使用するようにしてもよい。
【００４３】
また、上記実施形態では、リチウムイオン電池用極板活物質の結着剤としてポリフッ化ビニリデンを用いる例を示したが、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ブチルゴム、ニトリルゴム、スチレン／ブタジエンゴム、多硫化ゴム、ニトロセルロース、シアノエチルセルロース、各種ラテックス、アクリロニトリル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、フッ化プロピレン、フッ化クロロプレン、ビニルアルコール等の重合体及びこれらの混合体などを用いてもよい。
【００４４】
更にまた、上記実施形態では、リチウムイオン電池用負極活物質に非晶質炭素をと用いる例を示したが、例えば、天然黒鉛や、人造の各種黒鉛材、コークスなどの炭素質材料等でよく、その粒子形状においても、鱗片状、球状、繊維状、塊状等、特に制限されるものではない。
【００４５】
更に、上記実施形態では、非水電解液として、一般的なリチウム塩を電解質とし、これを有機溶媒に溶解した電解液が用いられる例を示したが、リチウム塩や有機溶媒は特に制限されない。例えば、電解質としては、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＢ（Ｃ_６Ｈ_５）_４、ＣＨ_３ＳＯ_３Ｌｉ、ＣＦ_３ＳＯ_３Ｌｉ等やこれらの混合物を用いることができる。
【００４６】
そして、上記実施形態では、非水電解液の有機溶媒としてエチレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカ−ボネ−トの体積比１：１：１の混合溶液を用いる例を示したが、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、エチルメチルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニトニル等またはこれら２種類以上の混合溶媒を用いるようにしてもよいし、混合配合比についても限定されるものではない。
【００４７】
【実施例】
以下、上記実施形態に従って作製した実施例の二次電池について説明する。なお、比較のために作製した比較例の電池についても併記する。
【００４８】
（実施例１）
実施例１では、第１実施形態に従って、正、負極リード片９ａ、１９ａが、幅方向で負、正極集電体１９、９の長手方向他側端部からそれぞれ上、下方にオフセット配置され正、負極板２０、３０が捲回された捲回群を用いて二次電池４０を作製した。
【００４９】
（実施例２）
実施例２では、第２実施形態に従って、正極板２０の部分１３ａに更に２枚の粘着テープ２５を貼付した以外は実施例１と同様に二次電池を作製した。
【００５０】
（比較例１）
図６及び図７に示すように、比較例１では、正極リード片の長さＤを４８ｍｍ、正極活物質合剤塗布部の幅Ｆを３００ｍｍ、未塗布部の幅Ｅを２ｍｍとし、正極リード片の形成端と負極板３１の他側とを対向させて捲回した捲回群を用いて二次電池を作製した。すなわち、比較例１では、正、負極リード片が、実施例１のように幅方向で負、正極集電体の長手方向他側端部からそれぞれ上、下方にオフセット配置されていない。
【００５１】
＜試験・評価＞
次に、上述した実施例及び比較例の各電池をそれぞれ５０個作製し、室温で充電した後放置し、放置期間中の電圧を追跡し、電圧が低下した電池の個数（電圧低下電池数）を調べた。充電条件は、４．２Ｖ定電圧、制限電流８０Ａ、３．５時間とした。放置温度条件は、２５±２゜Ｃとした。下表１に、試験結果を示す。
【００５２】
【表１】

【００５３】
表１に示すように、実施例１の電池では、正、負極リード片９ａ、１９ａの形成端９ｂ、１９ｂが、幅方向で負、正極板３０、２０の長手方向の他側から上、下方にオフセット配置されているため、正極リード片の形成端が負極板３１と対向してる比較例１の電池に比べて異常な電圧低下を起こす率（電圧低下電池数／製作数×１００）が低いことが判明した。また、実施例２の電池では、部分１３ａ及び１３ｂの少なくとも一方に、粘着テープ２５が貼付されているので、異常な電圧低下を起こす率が更に低いことが判明した。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の第１の態様によれば、正、負極リード片が、長手方向と交差する幅方向で負、正極集電体の長手方向他側端部からそれぞれ上、下方にオフセット配置されているため、正、負極リード片の形成箇所からバリが突出しセパレータを貫通しても正負極間で微小短絡が生じないので、容量、出力を確保することができ、本発明の第２の態様によれば、正極集電体の幅方向両端のうち少なくとも一端かつ正極集電体の未塗布部の部分と、負極集電体の長手方向他側端部との間に絶縁体が介在しているため、正極集電体の未塗布部における正極集電体の幅方向両端のうち少なくとも一端からバリが突出していても絶縁体でバリと負極との接触を防止することができるので、容量、出力を確保することができる、という効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用可能な第１実施形態の円筒型リチウムイオン二次電池の断面図である。
【図２】第１実施形態の円筒型リチウムイオン二次電池の正極板の正面図である。
【図３】第１実施形態の円筒型リチウムイオン二次電池の正、負極板の正面図である。
【図４】第２実施形態の円筒型リチウムイオン二次電池の粘着テープが貼付された正極板の正面図である。
【図５】第２実施形態の円筒型リチウムイオン二次電池の正、負極板の正面図である。
【図６】従来の円筒型リチウムイオン二次電池の正極板の正面図である。
【図７】従来の円筒型リチウムイオン二次電池の正、負極板の正面図である。
【符号の説明】
６電極捲回群
９正極集電体
９ａ、１９ａ正極リード片、負極リード片
９ｂ、１９ｂ形成箇所
１３、２３未塗布部
１３ａ、１３ｂ部分
１９負極集電体
２５粘着テープ（絶縁体）
２０正極板（正極）
３０負極板（負極）
４０円筒型リチウムイオン二次電池（円筒型リチウムイオン電池）

Claims

正、負極集電体の長手方向一側に複数の短冊状正、負極リード片が形成され前記正、負極リード片に隣接して前記長手方向に未塗布部を残して活物質合剤が塗布された正、負極が、セパレータを介して前記正、負極リード片を互いに逆向きにして捲回された電極捲回群を具備する捲回式円筒型リチウムイオン電池において、前記正、負極リード片が、前記長手方向と交差する幅方向で前記負、正極集電体の長手方向他側端部に対しそれぞれ上、下方にオフセット配置されていることを特徴とする捲回式円筒型リチウムイオン電池。
前記正極集電体の前記幅方向両端のうち少なくとも一端かつ該正極集電体の前記未塗布部の部分と、前記負極集電体の長手方向他側端部との間に絶縁体が介在することを特徴とする請求項１に記載の捲回式円筒型リチウムイオン電池。
正、負極集電体の長手方向一側に複数の短冊状正、負極リード片が形成され前記正、負極リード片に隣接して前記長手方向に未塗布部を残して活物質合剤が塗布された正、負極が、セパレータを介して前記正、負極リード片を互いに逆向きにして捲回された電極捲回群を具備する捲回式円筒型リチウムイオン電池において、前記正極集電体の前記長手方向に交差する幅方向両端のうち少なくとも一端かつ該正極集電体の前記未塗布部の部分と、前記負極集電体の長手方向他側端部との間に絶縁体が介在することを特徴とする捲回式円筒型リチウムイオン電池。
前記絶縁体は、前記正極集電体の前記幅方向両端のうち少なくとも一端かつ該正極集電体の前記未塗布部の部分の表裏面に貼付された粘着テープであることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の捲回式円筒型リチウムイオン電池。