JP2010287465A

JP2010287465A - 非水電解質二次電池用電極群および非水電解質二次電池

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Publication number: JP2010287465A
Application number: JP2009141036A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Okada; 行広岡田; Kiyomi Kazuki; きよみ神月
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-06-12
Filing date: 2009-06-12
Publication date: 2010-12-24

Abstract

【課題】電池の軽量化、および材料コストの軽減と、正極芯材の耐久性とを両立させたタブレス集電構造の非水電解質二次電池用電極群および非水電解質二次電池を提供することを目的とする。
【解決手段】正極芯材１４と正極合剤層１５とを備える正極１１と、負極１２とを、セパレータ１３を介在させて捲回した電極群１０において、電極群１０の一の端部に正極芯材１４が突出している第１露出部１６を設ける。正極芯材１４の厚みＴｐの負極芯材１７の厚みＴｎに対する比Ｔｐ／Ｔｎを、２を上回り、５未満の範囲に設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、タブレス集電構造の非水電解質二次電池用電極群と、この非水電解質二次電池用電極群を用いた非水電解質二次電池とに関し、詳しくは、タブレス集電構造における正極芯材の機械的強度の改良に関する。

リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池は、例えば、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ノート型パーソナルコンピュータ、デジタルカメラなどの携帯用電子機器の駆動用電源として広く用いられている。このような用途において、非水電解質二次電池における各電極の芯材と端子とは、細長いリード（タブ）によって電気的に接続されている。

また、非水電解質二次電池は高容量、高出力であることから、例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車などの車載用電源や、電動ドリルなどの電動工具の駆動用電源としても用いられている。このような用途においては、集電時の電気抵抗を低減させるため、各電極の芯材と端子との電気的な接続にリードを用いない集電構造が採用されている（特許文献１参照）。このような集電構造は、例えば、タブレス集電構造や端面集電構造と呼ばれている。

このタブレス集電構造では、正極芯材とその表面に形成された正極合剤層とを備える正極と、負極芯材とその表面に形成された負極合剤層とを備える負極とが、これら両電極の間にセパレータを介在させた状態で捲回または積層され、電極群を形成している。そして、電極群の一の端部では、正極芯材が突出して、正極合剤層、負極、およびセパレータの各端縁から露出している。さらに、この露出部は、通常平板状の正極端子側集電体と接触することにより、正極端子と電気的に接続されている。また、上記一の端部と反対側の他の端部では、負極芯材が突出して、負極合剤層、正極、およびセパレータの各端縁から露出している。さらに、この露出部は、負極端子側集電体と接触することにより、負極端子と電気的に接続されている。このような構造を有するため、電池反応により生じた電流は、正極および負極の各芯材から、リードを介さずに、各極端子へと直接に流れることとなり、その結果として、大容量の電流を流す際の抵抗を低減することができる。

また、非水電解質二次電池では、従来から、正極芯材にアルミニウムまたはアルミニウム合金が用いられ、負極芯材に銅または銅合金が用いられている。そして、非水電解質二次電池の軽量化、材料コストの軽減などの観点より、芯材の厚みを小さくすることが試みられている。具体的に、近年、負極芯材には、例えば、厚みが１５μｍ以下、好ましくは、８〜１２μｍ程度の銅箔が用いられている。

特開２００４−１１９３３０号公報

しかしながら、アルミニウムおよびアルミニウム合金は、銅および銅合金に比べて機械的強度が低い。このため、タブレス集電構造の電極群において、正極芯材を負極芯材に合わせて薄くしようとすると、アルミニウムまたはアルミニウム合金の箔からなる正極芯材の機械的強度が不足するおそれがある。

正極芯材の機械的強度が不足することで、正極芯材のうち表面に正極合剤層を有していない露出部においては、例えば電池に振動が加えられた場合に、電極群や正極端子側集電体の重みによって座屈が生じやすくなる。正極芯材の露出部に座屈が生じると、電極群と正極端子側集電体との間の電気的な接続が損なわれるため、電池の信頼性が低下する。

なお、アルミニウムの電気伝導度は銅の３分の２程度であることから、正極芯材と負極芯材との電気伝導の程度を均衡させる観点より、正極芯材の厚みを負極芯材の厚みの１．５倍程度に設定する場合がある。具体的に、特許文献１の実施例に記載の電極群では、負極芯材としての銅箔の厚さが１０μｍに設定され、正極芯材としてのアルミニウム箔の厚さが、負極芯材の厚さの１．５倍である１５μｍに設定されている。しかしながら、タブレス集電構造の電極群の場合、正極芯材としてのアルミニウム箔の厚みが１５μｍ程度である場合には、依然として、露出部において機械的強度が不足し、露出部の座屈を生じるおそれがある。

そこで、本発明は、電池の軽量化、および材料コストの軽減と、正極芯材の耐久性とを両立させたタブレス集電構造の非水電解質二次電池用電極群および非水電解質二次電池を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の非水電解質二次電池用電極群は、正極と負極とを、これら両電極間にセパレータを介在させて捲回または積層した電極群であって、上記正極は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる正極芯材と、この正極芯材の表面に形成されている正極合剤層と、を備え、上記負極は、銅または銅合金からなる負極芯材と、この負極芯材の表面に形成されている負極合剤層と、を備え、上記電極群は、一の端部において上記正極芯材が突出し、上記正極合剤層、上記負極、および上記セパレータの各端縁から露出している第１露出部を有しており、かつ、上記一の端部と反対側の他の端部において上記負極芯材が突出し、上記負極合剤層、上記正極、および上記セパレータの各端縁から露出している第２露出部を有しており、上記正極芯材の厚みＴｐの上記負極芯材の厚みＴｎに対する比Ｔｐ／Ｔｎが２を上回り５未満であることを特徴とする。

本発明の非水電解質二次電池用電極群によれば、負極芯材だけでなく、正極芯材の機械的強度も良好となることから、正負両極の芯材において、上記露出部の座屈を抑制することができる。また、タブレス集電構造を採用していることから、エネルギー密度の高い電極群への適用に好適である。具体的に、本発明の非水電解質二次電池用電極群によれば、エネルギー密度が１５０Ｗｈ／Ｌ以上で、概ね４００Ｗｈ／Ｌ以下の非水電解質二次電池への適用が可能になる。

上記非水電解質二次電池用電極群は、負極芯材の厚みＴｎが１０μｍ以上の場合において、負極芯材の厚みＴｎに対する正極芯材の厚みＴｐの比Ｔｐ／Ｔｎが、２．５以上４以下であることが好ましい。
また、上記非水電解質二次電池用電極群においては、負極芯材の厚みＴｎが８〜１５μｍであることが好ましく、特に、８〜１２μｍであることが好ましい。

本発明の非水電解質二次電池は、上記非水電解質二次電池用電極群と、上記非水電解質二次電池用電極群の第１露出部と電気的に接続される正極端子と、上記非水電解質二次電池用電極群の第２露出部と電気的に接続される負極端子と、非水電解質と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、負極芯材の厚みが小さく設定されることで、電池の軽量化、および材料コストの軽減を図ることができ、しかも、正極芯材に耐久性を付与し、非水電解質二次電池の信頼性を向上させることができる。

本発明の非水電解質二次電池用電極群の一実施例を模式的に示す分解斜視図である。図１の電極群を備える非水電解質二次電池の一例を示す縦断面図である。

図１は、本発明の非水電解質二次電池用電極群の一実施形態を模式的に示す分解斜視図であり、図２は、図１の電極群を備える非水電解質二次電池の一例を示す縦断面図である。

図１を参照して、電極群１０は、正極１１と、負極１２と、正極１１および負極１２の間に介在されるセパレータ１３と、を備えている。この電極群１０は、正極１１、セパレータ１３、負極１２、およびセパレータ１３の順で積層された積層体を捲回することにより形成されている。

正極１１は、正極芯材（正極集電体）１４と、正極芯材１４の両側の表面に形成された正極合剤層１５と、を備えている。正極合剤層１５は、正極芯材１４の表面全体を被覆していない。そして、正極１１は、電極群１０の捲回軸方向の一端において、正極芯材１４が露出した第１露出部１６を有している。

正極１１の第１露出部１６は、電極群１０の捲回軸方向の一方側端部から突出するように配置されている。すなわち、第１露出部１６は、電極群１０の一方側端部において、正極合剤層１５の端縁２０、負極１２の端縁２１、およびセパレータ１３の一方側端縁２２のいずれからも上記捲回軸方向の外側に突出している。

負極１２は、負極芯材（負極集電体）１７と、負極芯材１７の両側の表面に形成された負極合剤層１８と、を備えている。負極合剤層１８は、負極芯材１７の表面全体を被覆していない。そして、負極１２は、電極群１０の捲回軸方向の一端において、負極芯材１７が露出した第２露出部１９を有している。

また、負極１２の第２露出部１９は、電極群１０の捲回軸方向の他方側端部から突出するように配置されている。すなわち、第２露出部１９は、電極群１０の他方側端部において、負極合剤層１８の端縁２３、正極１１の端縁２４、およびセパレータ１３の他方側端縁２５のいずれからも上記捲回軸方向の外側に突出している。

図２を参照して、非水電解質二次電池２６は、電極群１０と、一方側の端部が閉じられた円筒状の電池ケース２７と、正極端子側集電体（正極側集電端子板）２８と、負極端子側集電体（負極側集電端子板）２９と、封口板３０と、を備えている。電池ケース２７の内部には、その底部側から開口部側へ向かって、負極端子側集電体２９、電極群１０、および正極端子側集電体２８がこの順で収納されており、この電池ケース２７の内部で、電極群１０と、図示しない非水電解質とが接触している。

封口板３０は、正極端子と兼用される部材であって、その電池ケース内部側において、正極端子側集電体２８と接触している。そして、正極端子側集電体２８は、電極群１０の一方側端部に当接され、正極１１の第１露出部１６と接触している。これにより、正極１１の正極芯材１４と、正極端子である封口板３０とが電気的に接続している。

電池ケース２７は、負極端子と兼用される部材であって、その内部の底面において、負極端子側集電体２９と接触している。そして、負極端子側集電体２９は、電極群１０の他方側端部に当接され、負極１２の第２露出部１９と接触している。これにより、負極１２の負極芯材１７と、負極端子である電池ケース２７とが電気的に接続している。

以下、図１および図２を参照して説明する。
正極芯材１４は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる。これらは金属箔の状態で用いられる。アルミニウム合金としては、マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、鉄（Ｆｅ）、ケイ素（Ｓｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）などを含有するものが知られている。

工業用純アルミニウム（合金番号（ＪＩＳＨ４０００_:2006、以下同じ。）が１０００番台のもの、Ａｌ含有量９９．０質量％以上）は、引張強さが７０〜９０Ｎ／ｍｍ²、伸びが３５〜３９％である。Ａｌ−Ｍｎ系合金（合金番号が３０００番台のもの、Ｍｎ含有量１．０〜１．５質量％）は、引張強さが１１０〜３００Ｎ／ｍｍ²、伸びが４〜３０％である。Ａｌ−Ｍｇ合金（合金番号が５０００番台のもの、Ｍｇ含有量２．２〜５．０質量％）は、引張強さが１２４〜３００Ｎ／ｍｍ²、伸びが２２〜２５％である。Ａｌ−Ｆｅ合金（合金番号が８０００番台のもの、Ｆｅ含有量０．７〜１．３質量％）は、引張強さが７０〜１００Ｎ／ｍｍ²、伸びが４〜２２％である。

正極合剤層１５は、正極活物質を含み、さらに必要に応じて、結着剤、導電剤などの添加剤を含んでいる。

正極活物質としては、特に限定されず、非水電解質二次電池の正極に用いられる各種の正極活物質が挙げられる。具体的には、リチウム含有遷移金属酸化物などが挙げられる。

結着剤としては、非水電解質二次電池の正極合剤層に用いられる各種の結着剤が挙げられる。具体的には、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、スチレンブタジエンゴムなどが挙げられる。

導電剤としては、非水電解質二次電池の正極合剤層に用いられる各種の導電剤が挙げられる。具体的には、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛などのグラファイト類、例えば、アセチレンブラックなどのカーボンブラック類、例えば、炭素繊維、金属繊維などの導電性繊維類などが挙げられる。

正極合剤層１５は、例えば、正極活物質と、結着剤、導電剤などの添加剤と、これらの分散または溶解のために用いられる液状成分（例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）など）とを混合し、こうして得られるペーストを正極芯材１４の両面に塗布し、乾燥することにより形成される。図１に示す電極群１０では、正極芯材１４の両面に正極合剤層１５が形成されているが、電池の形状によっては、正極芯材１４の片面のみに形成されていてもよい。

負極芯材１７は、銅または銅合金からなり、特に、銅の含有量が９９．９０質量％以上（合金番号（ＪＩＳＨ３１００_:2006）がＣ１１００に相当するもの）であることが好ましい。これらは金属箔の状態で用いられる。
合金番号Ｃ１１００（タフピッチ銅）に相当する銅は、一般に、引張強さが２２５〜３８２Ｎ／ｍｍ²であり、伸びが１０〜５５％である。

負極合剤層１８は、負極活物質を含み、さらに必要に応じて、結着剤、導電剤などの添加剤を含んでいる。

負極活物質としては、特に限定されず、非水電解質二次電池の負極に用いられる各種の負極活物質が挙げられる。具体的には、例えば、グラファイト、非晶質カーボンなどの炭素材料、例えば、ケイ素またはスズの単体、合金、またはこれらの複合材料、などが挙げられる。

結着剤および導電剤としては、正極合剤層の形成材料として例示した結着剤および導電剤と同様のものが挙げられる。

負極合剤層１８は、例えば、負極活物質と、結着剤、導電剤などの添加剤と、これらの分散または溶解のために用いられる液状成分（例えば、ＮＭＰなど）とを混合し、こうして得られるペーストを負極芯材１７の両面に塗布し、乾燥することにより形成される。図１に示す電極群１０では、負極芯材１７の両面に負極合剤層１８が形成されているが、電池の形状によっては、負極芯材１７の片面のみに形成されていてもよい。

上記電極群１０において、正極芯材１４の第１露出部１６の長さ、すなわち、電極群１０の一方側端部における第１露出部１６の端縁から、正極合剤層１５の端縁２０間での長さＬ₁₆は、非水電解質二次電池２６や正極１１のサイズによって異なる。それゆえ、これに限定されないが、第１露出部１６の長さＬ₁₆は、一般に、５〜２０ｍｍの範囲に設定される。

第１露出部１６の長さＬ₁₆が上記範囲に設定されるのは、次の理由による。一般に、電極群１０の捲回軸方向において、負極合剤層１８の端縁２１は、正極合剤層１５の端縁２０に比べて、捲回軸方向外側に０．５〜３ｍｍ程度長くなるように設定される。さらに、セパレータ１３の一方側端縁２２は、負極合剤層１８の端縁２１に比べて、捲回軸方向外側に０．５〜３ｍｍ程度長くなるように設定される。そして、第１露出部１６の端縁は、セパレータ１３の一方側端縁２２に比べて、捲回軸方向外側に１〜１５ｍｍ程度長くなるように設定される。これら全ての事情を考慮しつつ、電池の信頼性向上のための余裕を含めることで、第１露出部１６の長さＬ₁₆が上記範囲に設定される。

それゆえ、本発明においては、第１露出部１６の長さＬ₁₆を上記範囲に設定すること、および、正極芯材１４として機械的強度が比較的低いアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属箔を用いること、を前提として、第１露出部１６の座屈を抑制する観点から、正極芯材１４の厚みＴｐが設定される。

そして、本発明において、正極芯材１４の厚みＴｐの負極芯材１７の厚みＴｎに対する比Ｔｐ／Ｔｎは、２を上回り５未満、好ましくは、２以上４以下となるように設定される。特に、負極芯材の厚みＴｎが１０μｍ以上の場合においては、上記比Ｔｐ／Ｔｎが、２．５以上４以下であることが好ましい。
比Ｔｐ／Ｔｎを上記範囲に設定したときは、例えば、負極芯材１７の厚みを小さく設定した場合であっても、正極芯材に耐久性を付与し、非水電解質二次電池の信頼性を向上させることができる。しかも、負極芯材１７の厚みを小さく電池の軽量化、および材料コストの軽減を図ることができる。

負極芯材１７としての銅または銅合金からなる金属箔の厚みＴｎは、非水電解質二次電池の軽量化の観点より、一般に、１０μｍ以上、１５μｍ以下の範囲で設定されている。それゆえ、この場合において、正極芯材１４としてのアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属箔の厚みＴｐは、２０μｍを上回り、７５μｍ未満の範囲（比Ｔｐ／Ｔｎが２を上回り、５未満の範囲）で、好ましくは、２０μｍを上回り、６０μｍ以下の範囲（比Ｔｐ／Ｔｎが２を上回り、４以下の範囲）で、さらに好ましくは、２５μｍ以上、６０μｍ以下の範囲（比Ｔｐ／Ｔｎが２．５以上、４以下の範囲）で設定される。

また、近年、銅または銅合金からなる金属箔として、厚みＴｎがさらに小さいもの、具体的には、厚みＴｎが８μm以上、１０μm未満のものが用いられている。このような場合において、正極芯材１４としてのアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属箔の厚みＴｐは、好ましくは、２０μｍ以上、５０μｍ未満範囲（比Ｔｐ／Ｔｎが２．５以上、５未満の範囲）で、好ましくは、２０μｍ以上、４０μｍ未満の範囲（比Ｔｐ／Ｔｎが２．５以上、４以下の範囲）で設定される。

上記非水電解質二次電池２６において、正極端子側集電体２８には、ステンレス鋼、アルミニウム、チタンなどの金属板が用いられる。また、負極端子側集電体２９には、銅、ステンレス鋼、ニッケル、チタンなどの金属板が用いられる。

セパレータ１３としては、例えば、イオン透過度が大きく、所定の機械的強度と、絶縁性とを有する、微多孔薄膜、織布、または不織布が挙げられる。特に、非水電解質二次電池の信頼性を向上させる観点より、シャットダウン機能を有し、かつ耐久性に優れた、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン微多孔膜が好適である。
セパレータ１３の厚みは、特に限定されないが、一般に、１０〜５０μｍが好ましく、１０〜３０μｍがより好ましい。

非水電解質としては、例えば、非水溶媒と、溶質としてのリチウム塩とを含む非水電解液が挙げられる。
非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどの炭酸エステル、例えば、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソランなどのエーテル、例えば、γ−ブチロラクトンなどのカルボン酸エステル、などの非プロトン性有機溶媒が挙げられる。これら非水溶媒は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
リチウム塩としては、例えば、ヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ₆）などの、各種リチウム塩が挙げられる。

以上の説明は、捲回式の円筒型非水電解質二次電池への適用例に基づいているが、本発明の非水電解質二次電池はこれに限定されない。非水電解質二次電池の形状は、その用途などに応じて、例えば、角型、シート型、扁平型、積層型などの各種形状から適宜選択することができる。

非水電解質二次電池の製造
（１）正極の作製
リチウム含有複合酸化物（ＬｉＮｉ_0.80Ｃｏ_0.15Ａｌ_0.05Ｏ₂）の粉末１ｋｇと、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）のＮＭＰ溶液（呉羽化学（株）製、＃７３０５、固形分濃度５重量％）０．５ｋｇと、アセチレンブラック８０ｇとを、適量のＮＭＰとともに双腕式練合機に入れて、温度３０℃にて、３０分間攪拌することにより、正極合剤ペーストを調製した。

次に、得られた正極合剤ペーストを、正極芯材１４としてのアルミニウム箔の両面に塗布し、１２０℃で乾燥させることによって、正極合剤層１５を形成した。使用したアルミニウム箔は、厚さＴｐが２２μｍであって、幅（電極群１０を形成した時の捲回軸方向の長さ）が８６ｍｍ、巻取り方向の長さが２２００ｍｍであった。アルミニウム箔の幅方向における一方側端部には、アルミニウム箔の端縁からの長さ（第１露出部１６の長さＬ₁₆）が１１ｍｍであって、巻取り方向に沿って延びる第１露出部１６を形成した。
そして、正極１１の総厚み（正極芯材１４と、２つの正極合剤層１５との厚みの合計）が１００μｍとなるように、ロールプレスで圧延した。

（２）負極の作製
人造黒鉛３ｋｇと、変性スチレン−ブタジエンゴムの水分散液（日本ゼオン（株）製、ＢＭ−４００Ｂ、固形分４０重量％）１００ｇと、カルボキシメチルセルロース５０ｇとを、適量の水とともに双腕式練合機に入れ、攪拌することにより、負極合剤ペーストを調製した。

次に、得られた負極合剤ペーストを、負極芯材１７としての銅箔の両面に塗布し、９０℃で乾燥させることによって、負極合剤層１８を形成した。使用した銅箔は、厚さＴｎが１０μｍであって、幅が９２ｍｍ、巻取り方向の長さが２４００ｍｍであった。銅箔の幅方向における一方側端部には、銅箔の端縁からの長さ（第２露出部１９の長さＬ₁₉）が８ｍｍであって、巻取り方向に沿って延びる第２露出部１９を形成した。
そして、負極１２の総厚み（負極芯材１７と、２つの負極合剤層１８との厚みの合計）が１００μｍとなるように、ロールプレスで圧延した。

（３）非水電解質の調製
エチレンカーボネートと、ジメチルカーボネートとを、体積比１：３で混合して、非水溶媒を調製した。この非水溶媒に、ヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ₆）を溶解させて、ＬｉＰＦ₆の濃度が１．４ｍｏｌ／ｄｍ³の非水電解液を得た。そして、電池の充放電効率を高める目的で、非水電解液に対し、添加剤としてのビニレンカーボネートを加えた。ビニレンカーボネートの含有割合は、非水溶媒全体の２．５重量％となるように調整した。

（４）非水電解質二次電池の製造
上記正極１１と、上記負極１２と、セパレータ１３としての、ポリエチレンとポリプロピレンとの複合フィルム（セルガード（株）製、品番「２３００」、厚さ２５μｍ）と、を用いて、図１に示す電極群（捲回体）１０を作製した。この電極群１０に正極端子側集電体（正極側集電端子板）２８と負極端子側集電体（負極側集電端子板）２９とをレーザー溶接で取り付けた後、正極端子側集電体２８に封口板３０を取り付けて、これを電池ケース２７に挿入した。その後、上記電解液を注液し、電池ケース２７の開口端部を、ガスケット３１を介して封口板３０にかしめることにより、図２に示す円筒型の非水電解質二次電池２６を製造した。この非水電解質二次電池２６を電池Ａとする。
電池Ａにおいて、正極芯材１４の厚みＴｐと負極芯材１７の厚みＴｎとの比Ｔｐ／Ｔｎは２．２であった。電池Ａについて、理論容量は７５００ｍＡｈ、電極群１０を用いた電池Ａのエネルギー密度は３００Ｗｈ／Ｌであった。

非水電解質二次電池の物性評価
電池Ａを用いて、衝撃試験を行った。衝撃試験では、動電型振動発生機の振動台に固定された非水電解質二次電池２６に対し、最大加振加速度１５０Ｇ（１Ｇ＝９８０．６６５ｃｍ／ｓ²）、パルス時速時間６ミリ秒のハーフサイン（half-sine）衝撃を、垂直方向と、互いに直交する２つの水平方向との合計３方向に対して、それぞれ正方向に３回、負方向に３回の合計１８回与えた。そして、衝撃試験の前後において測定された、非水電解質二次電池２６の正極端子側集電体２８と負極端子側集電体２９との間の距離Ｄ（図２参照）の値に基づいて、衝撃試験に伴う距離Ｄの減少量ΔＤ［ｍｍ］を算出した。この減少量ΔＤは、衝撃試験によって正極芯材１４の第１露出部１６および負極芯材１７の第２露出部１９に生じた屈曲の程度を表している。減少量ΔＤは、電池の信頼性の観点から、できる限り小さいことが望ましい。

非水電解質二次電池の製造
正極芯材１４の厚みＴｐや、負極芯材１７の厚みＴｎを、下記表１に示す値に変更したこと以外は、電池Ａの場合と同様にして、図２に示す円筒型の非水電解質二次電池２６（電池Ｂ〜Ｊ）を製造し、衝撃試験を行った。
正極芯材１４の厚みＴｐ、負極芯材１７の厚みＴｎ、およびその比Ｔｐ／Ｔｎと、上記衝撃試験の試験結果を、表１に示す。

表１に示すとおり、正極芯材１４の厚みＴｐが、負極芯材１７の厚みＴｎに対して２倍を上回るように設定することで、衝撃試験に伴う距離Ｄの減少量ΔＤを大幅に低減することができた。

本発明の非水電解質二次電池用電極群、およびそれを用いた非水電解質二次電池は、例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車などの車載用電源や、電動ドリルなどの電動工具の駆動用電源への適用に好適である。

１０電極群（捲回体）、１１正極、１２負極、１３セパレータ、１４正極芯材（正極集電体）、１５正極合剤層、１６第１露出部、１７負極芯材（負極集電体）、１８負極合剤層、１９第２露出部、２０正極合剤層の端縁、２１負極の端縁、２２セパレータの一方側端縁、２３負極合剤層の端縁、２４正極の端縁、２５セパレータの他方側端縁、２６非水電解質二次電池、２７電池ケース（負極端子）、２８正極端子側集電体（正極側集電端子板）、２９負極端子側集電体（負極側集電端子板）、３０封口板（正極端子）、３１ガスケット、Ｌ₁₆ 第１露出部の長さ、Ｌ₁₉ 第２露出部の長さ。

Claims

正極と負極とを、前記正極と前記負極との間にセパレータを介在させて捲回または積層した電極群であって、
前記正極は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる正極芯材と、前記正極芯材の表面に形成されている正極合剤層と、を備え、
前記負極は、銅または銅合金からなる負極芯材と、前記負極芯材の表面に形成されている負極合剤層と、を備え、
前記電極群は、一の端部において前記正極芯材が突出し、前記正極合剤層、前記負極、および前記セパレータの各端縁から露出している第１露出部を有しており、かつ、前記一の端部と反対側の他の端部において前記負極芯材が突出し、前記負極合剤層、前記正極、および前記セパレータの各端縁から露出している第２露出部を有しており、
前記正極芯材の厚みＴｐの前記負極芯材の厚みＴｎに対する比Ｔｐ／Ｔｎが２を上回り５未満である、非水電解質二次電池用電極群。
前記負極芯材の厚みＴｎが１０μｍ以上の場合において、前記比Ｔｐ／Ｔｎが、２．５以上４以下である、請求項１に記載の非水電解質二次電池用電極群。
前記負極芯材の厚みＴｎが８〜１５μｍである、請求項１または２に記載の非水電解質二次電池用電極群。
前記負極芯材の厚みＴｎが８〜１２μｍである、請求項１または２に記載の非水電解質二次電池用電極群。
請求項１〜４のいずれかに記載の非水電解質二次電池用電極群と、前記非水電解質二次電池用電極群の第１露出部と電気的に接続される正極端子と、前記非水電解質二次電池用電極群の第２露出部と電気的に接続される負極端子と、非水電解質と、を備える非水電解質二次電池。