JP2007128747A - 電池 - Google Patents

Abstract

【課題】高い負荷特性と共に良好な放電容量を得ることができる電池を提供する。
【解決手段】正極２１および負極２２を有する電池素子２０を、負極２２の外部端子を兼ねた電池缶１１に収容する。負極リード４０を電池素子２０の外表面に沿って配置し、端部４０Ａを負極２２に接触させると共に電池缶１１の側壁と面接触させる。負極リード４０と電池缶１１の側壁との接触面積が大きくなって集電効率が高まり、内部抵抗が大幅に低減されて、放電容量や負荷特性が向上する。負極リード４０は、銅を含む金属材料により構成され、その幅Ｗ１は負極２２の幅Ｗ２よりも２ｍｍ以上短い。負極リード４０と電池素子２０との間には、厚みが４０μｍ以上の絶縁部材５０が設けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、電池素子を電池缶に収納した電池に関する。

従来より、いわゆる乾電池と互換性を持つさまざまな電池が開発、使用されている。その一つとして、例えば、正極に硫化鉄（ＦｅＳ）、負極に金属リチウム箔を用いた筒型リチウム硫化鉄電池（例えば、特許文献１参照。）がある。単４型リチウム硫化鉄電池は、アルカリ乾電池に比べ０．２Ｖ高い平均放電電圧を有することから、定出力放電において単純に１５％長持ちする。また、正極と負極とを積層して渦巻き状に巻いた巻回構造を有しているので、重負荷放電特性が良く、例えばデジタルカメラに使用すると、アルカリ乾電池の倍以上の撮影枚数を確保することができる。
特許第３０６０１０９号明細書

しかしながら、入力容量（放電容量）については、アルカリ電池よりもやや劣る程度しか入れられないので、例えばヘッドホンステレオ程度の軽負荷放電ではアルカリ電池に対してそれほど高い優位性を得ることができないという問題があった。

この問題を解決するためには電極厚みを上げることも考えられる。しかし、電極厚みを上げると重負荷放電特性が劣化してしまうおそれがあった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、高い負荷特性を維持しつつ良好な放電容量を得ることができる電池を提供することにある。

本発明による電池は、正極および負極を有する電池素子と、電池素子を収納する、外部端子を兼ねた電池缶と、電池素子の外表面に沿って配置され、一部が正極および負極のうちの一方に接触すると共に電池缶と面接触する帯状の導電性リード部材とを備えたものである。

本発明の電池によれば、正極および負極のうちの一方に接触させた導電性リード部材を電池素子の外表面に沿って配置し、電池缶と面接触させるようにしたので、導電性リード部材と電池缶との接触面積を大きくして集電効率を高め、内部抵抗を大幅に低減することができる。よって、電極厚みを上げて重負荷特性を劣化させることなく、放電容量を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１および図２は本発明の一実施の形態に係る電池の断面構造を表すものである。この電池は、いわゆる円筒型といわれるリチウム一次電池であり、ほぼ中空円柱状の電池缶１１の内部に、電池素子２０を有している。電池缶１１は、後述する負極２２の外部端子としての機能を有しており、例えばニッケル（Ｎｉ）のめっきがされた鉄（Ｆｅ）により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶１１の内部には、電池素子２０を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板１２，１３が配置されている。

電池缶１１は、その開放端部に電池蓋１４と、この電池蓋１４の内側に設けられた安全弁１５とが、ガスケット１６を間にしてかしめられることにより取り付けられており、内部は密閉されている。電池蓋１４は、例えば、電池缶１１と同様の材料により構成されている。安全弁１５は、電池蓋１４と電気的に接続されており、内部短絡あるいは外部からの加熱などにより電池の内圧が一定以上となった場合に開裂して内圧の上昇を抑えるようになっている。ガスケット１６は、例えば、絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。

電池素子２０は、正極２１と負極２２とをセパレータ２３を間にして積層し、正極２１が負極２２よりも外周側になるようにして渦巻き状に巻回した巻回構造を有し、中心にはセンターピン２４が挿入されている。電池素子２０の正極２１にはアルミニウム（Ａｌ）などよりなる正極リード３０が接続されており、負極２２には負極リード４０が接続されている。正極リード３０は安全弁１５に溶接されることにより電池蓋１４と電気的に接続され、負極リード４０は電池缶１１に電気的に接続されている。また、電池素子２０の最外周にはセパレータ２３が設けられておらず、正極２１が電池素子２０の最外周を構成している。

正極２１は、例えば、帯状の金属箔よりなる正極集電体２１Ａの外周面に外側正極活物質層２１Ｂ、内周面に内側正極活物質層２１Ｃを設けたものである。内側正極活物質層２１Ｂおよび外側正極活物質層２１Ｃは、例えば、正極活物質として硫化鉄，二酸化マンガン（ＭｎＯ₂ ）またはフッ化黒鉛を含んでおり、必要に応じて炭素材料などの導電材およびポリフッ化ビニリデンなどの結着剤を含んでいてもよい。

負極２２は、金属リチウム箔により構成されている。

セパレータ２３は、例えばポリプロピレンあるいはポリエチレンなどのポリオレフィン系の材料よりなる多孔質膜、またはセラミック製の不織布などの無機材料よりなる多孔質膜により構成されており、これら２種以上の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。

セパレータ２３には、液状の電解質である電解液が含浸されている。この電解液は、例えば、溶媒と、電解質塩であるリチウム塩とを含んで構成されている。溶媒は、電解質塩を溶解し解離させるものである。溶媒としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ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、２−メチル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、プロピオニトリル、アニソール、酢酸エステル、酪酸エステルあるいはプロピオン酸エステルなどが挙げられ、これらのいずれか１種または２種以上を混合して用いてもよい。

リチウム塩としては、例えば、ＬｉＣｌＯ₄ ，ＬｉＡｓＦ₆ ，ＬｉＰＦ₆ ，ＬｉＢＦ₄ ，ＬｉＢ（Ｃ₆ Ｈ₅ ）₄ ，ＣＨ₃ ＳＯ₃ Ｌｉ，ＣＦ₃ ＳＯ₃ Ｌｉ，ＬｉＣｌあるいはＬｉＢｒが挙げられ、これらのいずれか１種または２種以上を混合して用いてもよい。

負極リード４０は、帯状の導電性部材であり、電池素子２０の外表面（最外周の表面）に沿って配置され、端部４０Ａが負極２２に接触すると共に電池缶１１の側壁と面接触している。これにより、この電池では、集電効率を高め、内部抵抗を低減し、負荷特性や放電容量を高めることができるようになっている。

負極リード４０は、負極材料と合金を形成しない材料により構成されていることが好ましく、銅もしくは銅を含む合金，ニッケルもしくはニッケルを含む合金，またはステンレス鋼などが好ましい。中でも銅または銅を含む合金など、銅を含む金属材料は、抵抗を小さくすることができるので好ましく、特に銅が好ましい。

負極リード４０の幅Ｗ４０は、負極２２の幅Ｗ２２よりも２ｍｍ以上短いことが好ましい。保存による劣化を抑制することができるからである。

また、負極リード４０の電池素子２０側の面には接着層４１が設けられていることが好ましい。負極リード４０の位置を安定させることができ、電池素子２０を電池缶１１へ挿入する工程において負極リード４０が曲がったり切れたりするのを防ぐことができるからである。なお、図２では接着層４１は省略している。

負極リード４０と電池素子２０との間には、絶縁部材５０が設けられている。この絶縁部材５０は、電池素子２０の最外周を構成する正極２１と、負極リード４０との接触を防ぐためのものである。

絶縁部材５０の厚みは４０μｍ以上であることが好ましい。負極リード４０の端部を切断する際に発生するバリがセパレータ２３を貫通して対向する正極２１に接触し、短絡を引き起こしてしまうことを抑制することができるからである。

更に、電池素子２０は、電池缶１１内において、最外周を構成する正極２１が電池缶１１の側壁と電気的に接触可能な位置に収容配置されており、絶縁部材５０は、この正極２１と、負極２２に電気的に接続された電池缶１１の側壁との通電を阻止する機能も有している。絶縁部材５０は、電池素子２０の基準温度よりも低い温度において収縮または溶融する材料により構成されていることが好ましい。大電流による発熱時においても高い安全性を確保することができるからである。ここで「電池素子２０の基準温度」とは、発火などにより安全性を損なう可能性のある程度の温度をいう。

絶縁部材５０の融点は、例えば１５０℃以下であることが好ましい。正極２１と電池缶１１の側壁とを容易に接触させることができ、安全性を更に高めることができるからである。

絶縁部材５０は、例えば樹脂材料により構成されていることが好ましい。具体的には、例えば、ポリプロピレン、ポリプロピレンとポリエチレン，アクリル，酢酸ビニルなどの他のポリマーとの共重合体、ポリエチレン、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、またはポリイミドが挙げられる。中でも、ポリプロピレン、ポリプロピレンとポリエチレン，アクリル，酢酸ビニルなどの他のポリマーとの共重合体、またはポリエチレンは、融点が１５０℃以下であり、好ましい。

また、正極集電体２１Ａは、例えば、アルミニウムまたは銅（Ｃｕ）により構成されていることが好ましく、中でも銅がより好ましい。銅は接触抵抗が低いので安全性を更に高めることができると共に、集電効果を向上させ、放電特性を高めることができるからである。

更に、正極２１は、巻回外周側端部の外周面に、活物質非被覆部２１Ｄを有していることが好ましい。電池缶１１の側壁との接触抵抗を小さくすることができ、安全性をより一層高めることができるからである。

絶縁部材５０の幅Ｗ５０は、電池素子２０の高さＨ２０よりも大きいことが好ましい。製造工程において正極２１と電池缶１１との接触による短絡を防ぐことができるからである。なお、絶縁部材５０の幅Ｗ５０および長さ（電池素子２０の巻回方向における寸法）は、電池缶１１と電池素子２０の表面との通電を阻止できる程度であればよい。

なお、絶縁部材５０は、電池素子２０の巻回終端部２０Ａを固定する固定部材、いわゆる終端テープとしての機能も有している。

この電池は、例えば、次のようにして製造することができる。

まず、例えば、正極活物質と、導電剤と、結着剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドンなどの溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリーとする。続いて、この正極合剤スラリーを正極集電体２１Ａにドクタブレードあるいはバーコーターなどを用いて均一に塗布し溶剤を乾燥させたのち、ロールプレス機などにより圧縮成型して外側正極活物質層２１Ｂおよび内側正極活物質層２１Ｃを形成し、正極２１を作製する。

次いで、正極２１の巻回外周側端部において、内側正極活物質層２１Ｃが外側正極活物質層２１Ｂよりも長くなるように、外側正極活物質層２１Ｂの一部を剥離する。これにより、正極２１の巻回外周側端部の外周面に、活物質非被覆部２１Ｄを形成する。また、正極２１の巻回中心側端部の正極集電体２１Ａに、正極リード３０を溶接などにより取り付ける。続いて、例えば、金属リチウム箔よりなる負極２２を用意し、正極２１と負極２２とをセパレータ２３を間にして積層し、正極２１が負極２２よりも外周側になるように渦巻き状に巻いて電池素子２０を作製する。

そののち、接着層４１が設けられた負極リード４０と、絶縁部材５０とを用意し、絶縁部材５０に負極リード４０を接着層４１で固定する。続いて、図３に示したように、負極リード４０を電池缶１１側にして絶縁部材５０の一端部５０Ａを負極２２の内周側のセパレータ２３に固定することにより負極リード４０の端部４０Ａを負極２２に接触させ、残部を電池素子２０を一周するように巻き付け、他端部５０Ｂを一端部５０Ａに重ねて固定して切断する。

負極リード４０および絶縁部材５０を取り付けたのち、電池素子２０を一対の絶縁板１２，１３で挟み、正極リード３０を安全弁１５に溶接して、電池素子２０を電池缶１１の内部に収容し、電解液を電池缶１１の内部に注入し、セパレータ２３に含浸させる。そののち、電池缶１１の開口端部に電池蓋１４および安全弁１５をガスケット１６を間にしてかしめることにより固定する。これにより、図１に示した電池が完成する。

この電池では、一次電池なので充電は行わず、一回の放電のみを行う。放電を行うと、負極２２から金属リチウムがリチウムイオンとなって溶出し、電解液を介して正極２１に吸蔵される。ここでは、電池素子２０が、正極２１が負極２２よりも外周側になるようにして渦巻き状に巻回した巻回構造を有しているので、負極２２の全面で電池反応が生じ、リチウムの利用効率が向上する。また、負極リード４０が電池素子２０の外表面に沿って配置され、端部４０Ａが負極２２に接触すると共に電池缶１１の側壁に面接触しているので、負極リード４０と電池缶１１との接触面積が大きくなって集電効率が高くなり、内部抵抗が大幅に低減される。

また、この電池では、電池素子２０と電池缶１１との間に絶縁部材５０が設けられているので、電池素子２０の最外周を構成する正極２１と、負極２２に電気的に接続された電池缶１１との間での通電が阻止されている。

一方、誤って充電してしまった場合において、大電流が流れて過大な熱が発生したときには、図４に示したように、電池素子２０の基準温度よりも低い温度において絶縁部材５０が収縮または溶融し、正極２１の巻回外周側端部の上下端部が絶縁部材５０に覆われなくなり、この部分が電池缶１１の側壁と電気的に接触して、電池缶１１に接続された負極２２との間で電気的に短絡する。よって、電流が電池素子２０の内部へ行きにくくなり、それ以上の極端な温度上昇が回避される。また、電池素子２０の内部に金属リチウムの樹枝状結晶が生じていても、そこに大電流が流れることが抑制される。

このように本実施の形態では、負極リード４０を電池素子２０の外表面に沿って配置し、端部４０Ａを負極２２に接触させると共に電池缶１１と面接触させるようにしたので、負極リード４０と電池缶１１の側壁との接触面積を大きくして集電効率を高め、内部抵抗を大幅に低減し、放電容量や重負荷放電特性を向上させることができる。

特に、負極リード４０を銅を含む金属材料により構成すれば、抵抗を更に小さくし、放電電圧を大きくすることができる。

また、負極リード４０の幅Ｗ４０を、負極２２の幅Ｗ２２よりも２ｍｍ以上短くしたので、保存による劣化を抑制することができる。

更に、負極リード４０の電池素子２０側の面に接着層４１を設けるようにしたので、負極リード４０の位置を安定させることができ、電池素子２０を電池缶１１へ挿入する工程において負極リード４０が曲がったり切れたりするのを防いで、安定した生産を可能とすることができる。

加えて、負極リード４０と電池素子２０との間に絶縁部材５０を設け、この絶縁部材５０の厚みを４０μｍ以上としたので、負極リード４０の端部を切断する際に発生するバリがセパレータ２３を貫通して対向する正極２１に接触し、短絡を引き起こしてしまうことを抑制することができる。

更に、本発明の具体的な実施例について、図１および図２を参照して詳細に説明する。

（実施例１−１，１−２）
上記実施の形態で説明した電池を作製した。まず、硫化鉄粉末と、導電剤であるグラファイトと、結着剤であるポリフッ化ビニリデンとを、固形分比で硫化鉄：グラファイト：ポリフッ化ビニリデン＝９０：５：５の割合で、溶剤であるＮ−メチル−２−ピロリドンに混合して正極合剤スラリーとし、アルミニウム箔よりなる正極集電体２１Ａの両面に均一に塗布し、所定の大きさに切断したのちロールプレス機で圧縮成型して外側正極活物質層２１Ｂおよび内側正極活物質層２１Ｃを形成し正極２１を作製した。

次いで、正極２１の巻回外周側端部において内側正極活物質層２１Ｃが外側正極活物質層２１Ｂよりも長くなるように、外側正極活物質層２１Ｂの一部を剥離し、活物質非被覆部２１Ｄを形成した。また、正極２１の巻回中心側端部の正極集電体２１Ａに、アルミニウム製の正極リード３０を溶接により取り付けた。

そののち、金属リチウム箔よりなる負極２２を用意し、正極２１と負極２２とをセパレータ２３を間にして積層し、正極２１が負極２２よりも外周側になるようにして渦巻き状に巻いて電池素子２０を作製した。

電池素子２０を作製したのち、接着層４１が設けられた負極リード４０と、厚み３０μｍの絶縁部材５０とを用意し、絶縁部材５０に負極リード４０を接着層４１で固定した。その際、負極リード４０として、実施例１−１ではニッケル箔、実施例１−２では銅箔を用いた。

絶縁部材５０に負極リード４０を固定したのち、負極リード４０を電池缶１１側にして絶縁部材５０の一端部５０Ａを負極２２の内周側のセパレータ２３に固定することにより、負極リード４０の端部４０Ａを負極２２に接触させた。続いて、残部を電池素子２０を一周するように巻き付け、他端部５０Ｂを一端部５０Ａに重ねて固定して切断した。

電池素子２０に絶縁部材５０および負極リード４０を巻き付けたのち、電池素子２０を一対の絶縁板１２，１３で挟み、正極リード３０を安全弁１５に溶接して、電池素子２０を電池缶１１の内部に収容し、電解液を電池缶１１の内部に注入し、セパレータ２３に含浸させた。そののち、電池缶１１の開放端部に電池蓋１４および安全弁１５をガスケット１６を間にしてかしめることにより、図１に示した電池を得た。

（実施例２−１，２−２）
正極活物質として二酸化マンガンを用いたことを除いては、実施例２−１は実施例１−１と同様、実施例２−２は実施例１−２と同様にしてそれぞれ電池を作製した。

比較例１，２として、ニッケルよりなる短冊状の負極リードを負極に圧着し、この負極と正極とをセパレータを間にして積層し、巻回することにより電池素子２０を作製したことを除いては、比較例１は実施例１−１と同様、比較例２は実施例２−１と同様にして電池を作製した。

このようにして得られた実施例１−１，１−２，２−１，２−２および比較例１，２の電池について、１ｋＨｚの交流を流したときのインピーダンスを求めて内部抵抗を調べた。得られた結果を表１に示す。

表１から分かるように、実施例１−１，１−２では、比較例１よりも内部抵抗を下げることができ、実施例２−１，２−２では、比較例２よりも内部抵抗を下げることができた。すなわち、負極リード４０の端部４０Ａを負極２２に接触させると共に、負極リード４０を電池素子２０の外表面に沿って配置し、電池缶１１と面接触させるようにすれば、内部抵抗を大幅に低減することができることが分かった。

また、実施例１−１と実施例１−２との比較、および実施例２−１と実施例２−２との比較では、負極リード４０として銅箔を用いた実施例１−２，２−２のほうが、ニッケル箔を用いた実施例１−１，２−１よりも内部抵抗が小さくなった。すなわち、負極リード４０を銅により構成すれば、内部抵抗を更に小さくすることができることが分かった。

（実施例３〜１０）
負極リード４０の構成材料および絶縁部材５０の厚みを、表２に示したように変化させたことを除いては、実施例１−１，１−２と同様にして各実施例につき１００個ずつ電池を作製し、製造工程中に内部短絡が発生し電池として完成しなかったものの割合（製品不良率）を調べた。その結果を表２に示す。

表２から分かるように、絶縁部材５０の厚みを４０μｍまたは５０μｍとした実施例５，６，９，１０では、２０μｍまたは３０μｍとした実施例３，４，７，８よりも短絡不良率が低かった。これは、絶縁部材３０の厚みを厚くすることにより、負極リード４０の端部を切断する際に発生するバリがセパレータ２３を貫通して対向する正極２１に接触し、短絡を引き起こしてしまうのを抑制することができるからであると考えられる。すなわち、絶縁部材５０の厚みを４０μｍ以上とすれば、製造工程において内部短絡の発生を防ぎ、短絡不良をなくすことができることが分かった。

（実施例１１〜１５）
負極２２の幅Ｗ２２から負極リード４０の幅Ｗ４０を引いた値（Ｗ２２−Ｗ４０）を、表３に示したように変化させたことを除いては、実施例１−１，１−２と同様にして各実施例につき１０個ずつ電池を作製した。その際、負極リード４０としては銅箔を用い、絶縁部材５０の厚みは６０μｍとした。

得られた電池のうち５個については直ちに１０００ｍＡで放電させて平均放電容量を調べた。他の５個については６０℃で１カ月保存したのちに１０００ｍＡで放電させて平均放電容量を調べた。その結果を表３に示す。

表３から分かるように、負極２２の幅Ｗ２２から負極リード４０の幅Ｗ４０を引いた値を２ｍｍまたは２５ｍｍとした実施例１４，１５では、−１ｍｍ，０ｍｍまたは１ｍｍとした実施例１１〜１３に比べて、保存維持率が極めて高かった。これは、非常に小さな短絡（抵抗が大きな短絡）が安定して存在しており、これをリチウム金属よりも小さくすることで回避することができるからであると考えられる。すなわち、負極リード４０の幅Ｗ４０を負極２２の幅Ｗ２２よりも２ｍｍ以上短くすれば、保存維持率を著しく高めることができることが分かった。

（実施例１６，１７）
実施例１７では負極リード４０の電池素子２０側の面に接着層４１を設け、実施例１６では接着層４１を設けなかったことを除いては、実施例１５と同様にして電池を作製した。得られた電池について、短絡電流不良数を調べた。ここで短絡電流不良とは、１０ｍΩの抵抗で短絡し、０．２秒後に流れている電流が３Ａ以下であるものをいう。得られた結果を表４に示す。

表４から分かるように、接着層４１を設けた実施例１７では、接着層４１を設けなかった実施例１６よりも短絡電流不良数が極めて小さかった。これは、接着層４１がない場合には、負極リード４０の位置が安定せず、電池素子２０を電池缶１１へ挿入する工程で負極リード４０が曲がったり切れたりするからであると考えられる。すなわち、負極リード４０の電池素子２０側の面に接着層４１を設けるようにすれば、短絡電流不良を抑制することができることが分かった。

以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、外側正極活物質層２１Ｂおよび内側正極活物質層２１Ｃに含まれる活物質としては、硫化鉄，二酸化マンガンおよびフッ化黒鉛のほか、遷移金属酸化物や硫化物でもよく、具体的には、ＦｅＳ，ＦｅＳ₂ ，ＭｎＯ₂ ，（ＣＦ_x ）_n ，（Ｃ₂ Ｆ）_n ，Ｖ₂ Ｏ₅ ，ＷＯ₃ ，ＭｏＯ₃ ，ＭｏＳ₂ ，酸化鉛，酸化コバルト，酸化銅，硫化銅，ＮｉＳ，ＴｉＳ₂ などが挙げられる。

また、負極２２は、金属リチウム箔に限られず、銅など他の金属よりなる負極集電体に金属リチウムよりなる負極活物質層を設けた構造としてもよい。更に、負極２２には、リチウムイオンを吸蔵および放出可能な負極活物質を用いてもよい。

加えて、上記実施の形態および実施例では、負極リード４０の端部４０Ａを負極２２に接触させた場合について説明したが、必ずしも端部４０Ａでなくても負極リード４０のどこか一部が負極２２に接触していればよい。

更にまた、上記実施の形態および実施例では、電池素子２０の最外周にセパレータ２３が設けられず、最外周を構成する正極２１に対して絶縁部材５０が直接巻かれている場合について説明したが、電池素子２０の最外周にはセパレータ２３が設けられていてもよい。その場合には、充電により大電流が流れて大きな熱が発生すると、電池素子２０の基準温度よりも低い温度において絶縁部材５０が収縮または融解し、これによりセパレータ２３が引張られて正極２１の活物質非被覆部２１Ｄの上下端部が露出し、電池缶１１の側壁に接触することにより、上記実施の形態と同様の作用・効果を得ることができる。

加えてまた、上記実施の形態および実施例では、絶縁部材５０が、巻回終端部２０Ａを固定する固定部材、いわゆる終端テープと兼用されている場合について説明したが、絶縁部材５０と固定部材とは別の部材として設けられていてもよい。すなわち、巻回終端部２０Ａを固定部材で固定し、固定部材の外周側に絶縁部材５０を設けるようにしてもよい。その場合、固定部材は電池素子２０を一周する必要はなく、巻回終端部２０Ａ近傍の一部分のみに設けられていてもよい。また、固定部材は電池素子２０の高さＨ２０よりも狭い幅のものでもよく、絶縁部材５０と同じ幅でなくてもよい。

更にまた、絶縁部材５０については、電池素子２０の最外周にセパレータ２３が設けられている場合には、必ずしも設ける必要はなく、セパレータ２３の端部近傍を固定部材で固定し、最外周のセパレータ２３に対して負極リード４０を直接巻き付けるようにしてもよい。

加えてまた、絶縁部材５０は必ずしも負極２２の内周側のセパレータ２３に固定される必要はなく、負極リード４０が負極２２と電池缶１１の内壁とに接触可能である限り、負極２２の外周側のセパレータ２３に固定されていてもよい。

更にまた、上記実施の形態および実施例では、電池素子２０が、正極２１が負極２２よりも外周側になるようにして巻回されている場合について説明したが、負極２２が正極２１よりも外周側になるようにして巻回されていてもよい。その際、負極２２を構成するリチウム箔が電池缶１１に張り付いてしまうことを防ぐため、電池素子２０の最外周にセパレータ２３を設けることが望ましく、セパレータ２３を設けない場合には電池素子２０と電池缶１１との間に絶縁部材５０を設けることが望ましい。前者の場合、上述したように最外周のセパレータ２３に対して負極リード４０を直接巻き付けてもよいし、最外周のセパレータ２３と負極リード４０との間に絶縁部材５０を設けてもよい。また、電池素子２０の最外周にセパレータ２３が設けられず、負極２２が電池素子２０の最外周を構成しているときには、絶縁部材５０の幅Ｗ５０を十分に大きくすることにより、負極２２を構成するリチウム箔が電池缶１１に張り付かないようにすることが望ましい。

加えてまた、上記実施の形態および実施例では、筒型リチウム硫化鉄電池を例として説明したが、本発明は、筒型リチウムマンガン電池，筒型リチウム酸化銅電池など、金属リチウム箔を負極２２に用いた巻回構造を有する電池に適用することができる。また、本発明は、リチウムイオン電池，ニッケル水素電池，ニッケルカドミウム電池またはアルミ電解コンデンサなど、巻回構造を有する電池または他の電気化学デバイスにも広く応用することが可能である。

更にまた、本発明は、二次電池への適用も可能である。

本発明の一実施の形態に係る電池の構成を表す断面図である。 図１に示した電池のＩＩ−ＩＩ線に沿った構成を表す断面図である。 図１に示した電池の製造方法において負極リードおよび絶縁部材を取り付ける工程を表す斜視図である。 図１に示した電池において大電流により大きな熱が発生した場合を表す断面図である。

符号の説明

１１…電池缶、１２，１３…絶縁板、１４…電池蓋、１５…安全弁、１６…ガスケット、２０…電池素子、２１…正極、２１Ａ…正極集電体、２１Ｂ…外側正極活物質層、２１Ｃ…内側正極活物質層、２１Ｄ…活物質非被覆部、２２…負極、２３…セパレータ、２４…センターピン、３０…正極リード、４０…負極リード、４０Ａ…端部、４１…接着層、５０…絶縁部材。

Claims (8)

1. 正極および負極を有する電池素子と、
   前記電池素子を収納する、外部端子を兼ねた電池缶と、
   前記電池素子の外表面に沿って配置され、一部が前記正極および負極のうちの一方に接触すると共に前記電池缶と面接触する帯状の導電性リード部材と
   を備えたことを特徴とする電池。
2. 前記導電性リード部材と前記電池素子との間に絶縁部材が設けられていることを特徴とする請求項１記載の電池。
3. 前記電池素子は、前記正極および負極のうち一方が他方よりも外周側になるようにして巻回された巻回構造を有することを特徴とする請求項１記載の電池。
4. 前記絶縁部材の厚みは４０μｍ以上であることを特徴とする請求項２記載の電池。
5. 前記導電性リード部材は銅（Ｃｕ）を含む金属材料により構成されていることを特徴とする請求項１記載の電池。
6. 前記導電性リード部材の幅は、前記正極および負極のうちの前記一方の幅よりも２ｍｍ以上短いことを特徴とする請求項１記載の電池。
7. 前記導電性リード部材の前記電池素子側の面に接着層が設けられていることを特徴とする請求項１記載の電池。
8. 前記負極は、負極活物質としてリチウム（Ｌｉ）を含むことを特徴とする請求項１記載の電池。
   

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