JP2011081973A - リチウムイオン二次電池、車両及び電池搭載機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 負極活物質層のうち放電に関与できない部位へのリチウムイオンの拡散を抑制して、電池容量の低下を抑制可能なリチウムイオン二次電池、これを搭載した車両及び電池搭載機器を提供する。
【解決手段】 リチウムイオン二次電池１は、いずれも帯状の正電極板３０と負電極板２０とセパレータ５０とを捲回して発電要素１０をなし、負極活物質層２１は、正極活物質層と対向する対向部２２Ａ，２２Ｂと、長手方向ＤＡの巻き始め側に位置し、対向する正極活物質層が存在しない巻き始め非対向部２３Ａ，２３Ｂと、巻き終わり側に位置する巻き終わり非対向部２４Ａ，２４Ｂと、を有し、巻き始め非対向部及び巻き終わり非対向部は、分断部位ＫＸ，ＫＹで分断されて互いに離間する第１非対向部２３ＡＦ，２３ＢＦ，２４ＡＦ，２４ＢＦ、及び、第２非対向部２３ＡＳ，２３ＢＳ，２４ＡＳ，２４ＢＳからなる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、いずれも帯状の正電極板と負電極板とセパレータとを捲回して発電要素をなすリチウムイオン二次電池、このリチウムイオン二次電池を搭載した車両及び電池搭載機器に関する。

近年、ハイブリッド自動車やノート型パソコン、ビデオカムコーダなどのポータブル電子機器の駆動用電源に、リチウムイオン二次電池（以下、単に電池ともいう）が利用されている。
特許文献１では、長手方向に延びる帯状の負極板（負電極板）の負極材層（負極活物質層）のうち、長手方向の一方の端部から外側に延出する負極側リード線接続部に、金属リチウム（デンドライト）が析出するのを防ぐため、負極側リード線接続部、及び、この負極側リード線接続部が延出する負極材層の端部と、セパレータとの間に、リチウムイオンの移動を阻止するリチウムイオン移動阻止用絶縁物を配置してなる捲回型のリチウムイオン二次電池が開示されている。

特開平１０−３２６６２９号公報

しかしながら、特許文献１の電池では、負極材層（負極活物質層）中のリチウムイオンは、その負極材層（負極活物質層）内部を拡散により移動できる。このため、リチウムイオン移動阻止用絶縁物に覆われて接するセパレータ側の表面からはリチウムイオンが入らないようにされた負極材層（負極活物質層）の端部にも、これに接続している負極材層（負極活物質層）からリチウムイオンが拡散によって移動してくる。ところで、この負極材層（負極活物質層）の端部は、リチウムイオン移動阻止用絶縁物で覆われているので、放電の際、この負極材層（負極活物質層）の端部からは、リチウムイオンを放出できない。つまり、この電池では、拡散によって、負極材層（負極活物質層）の端部に移動したリチウムイオンの分だけ、放電の際に、負極材層（負極活物質層）から放出されうるリチウムイオンの量が減少してしまう、即ち、電池の放電容量（電池容量）が低下してしまう。

また、上述した特許文献１の電池の他に、長手方向の中央に位置し、セパレータを介して、正極活物質層と対向する対向部と、この対向部よりも長手方向の巻き始め側に位置し、セパレータを介して対向する正極活物質層が存在しない巻き始め非対向部と、対向部よりも長手方向の巻き終わり側に位置し、セパレータを介して対向する正極活物質層が存在しない巻き終わり非対向部とを有する、帯状の負極活物質層を備えた電池が挙げられる。このような電池でもまた、リチウムイオンの拡散によって、負極活物質層の対向部に存在しているリチウムイオンが、巻き始め非対向部や巻き終わり非対向部に移動してしまう。しかるに、巻き始め非対向部及び巻き終わり非対向部にはいずれも、対向する正極活物質層が存在しないので、放電の際に、巻き始め非対向部及び巻き終わり非対向部からその内部にあるリチウムイオンを放出させることができない。つまり、これら巻き始め非対向部及び巻き終わり非対向部は、負極活物質層でありながら、放電に関与できない。このため、対向部から、拡散によって、巻き始め非対向部及び巻き終わり非対向部に移動したリチウムイオンの分、放電の際に、負極活物質層から放出しうるリチウムイオンの量が減少してしまう、即ち、電池容量が低下してしまう。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、負極活物質層のうち放電に関与できない部位へのリチウムイオンの拡散を抑制して、電池容量の低下を抑制可能なリチウムイオン二次電池、このリチウムイオン二次電池を搭載した車両及び電池搭載機器を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、導電性を有する帯状の正極集電板、及び、正極活物質粒子を含み、上記正極集電板上にこの正極集電板の長手方向に延びる帯状に配置された正極活物質層を有する帯状の正電極板と、導電性を有する帯状の負極集電板、及び、負極活物質粒子を含み、上記負極集電板上にこの負極集電板の長手方向に延びる帯状に配置された負極活物質層を有する帯状の負電極板と、上記正電極板と上記負電極板との間に介在してなる帯状のセパレータと、を備え、上記正電極板、上記負電極板及び上記セパレータを捲回して発電要素をなすリチウムイオン二次電池であって、上記負極活物質層は、このうち、上記長手方向の中央に位置し、上記セパレータを介して、上記正極活物質層と対向する対向部と、上記対向部よりも上記長手方向の巻き始め側に位置し、上記セパレータを介して対向する上記正極活物質層が存在しない巻き始め非対向部と、上記対向部よりも上記長手方向の巻き終わり側に位置し、上記セパレータを介して対向する上記正極活物質層が存在しない巻き終わり非対向部と、を有し、上記巻き始め非対向部及び上記巻き終わり非対向部のうち少なくともいずれかは、上記長手方向について、上記対向部との境界寄りの分断部位で分断されて互いに離間する、対向部側に位置する第１非対向部、及び、これより上記長手方向の外側に位置する第２非対向部からなるリチウムイオン二次電池である。

上述の電池では、負極活物質層のうち、巻き始め非対向部及び巻き終わり非対向部の少なくともいずれかは、分断部位で分断されて互いに離間する、第１非対向部及び第２非対向部からなる。このため、少なくとも分断した側では、対向部からリチウムイオンが拡散しようとしても、その拡散の範囲を第１非対向部までに止め、第２非対向部にまで拡散するのを防止できる。従って、巻き始め非対向部及び巻き終わり非対向部へ拡散するリチウムイオンの量を少なくすることができ、電池容量の低下を抑制することができる。

なお、分断部位は、例えば、負極集電板が露出している形態とするほか、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系の樹脂など、リチウムイオンが透過しない材質からなるイオン非透過部材を、第１非対向部と第２非対向部との間に介在させた形態としても良い。

さらに、上述のリチウムイオン二次電池であって、前記巻き始め非対向部及び前記巻き終わり非対向部のいずれも、前記分断部位で分断されてなるリチウムイオン二次電池とすると良い。

上述の電池では、巻き始め非対向部及び巻き終わり非対向部のいずれも、上述の第１非対向部及び第２非対向部に分断されてなる。このため、リチウムイオンが対向部から巻き始め非対向部及び巻き終わり非対向部に向けて拡散したとしても、いずれもその拡散の範囲を第１非対向部までに止めることができ、各第２非対向部にまでリチウムイオンが拡散するのを防止できる。従って、巻き始め非対向部及び巻き終わり非対向部に拡散するリチウムイオンの量をさらに少なくすることができ、電池容量の低下を抑制できる。

さらに、上述のいずれかのリチウムイオン二次電池であって、前記第１非対向部と前記第２非対向部との間の少なくとも１つに、リチウムイオンが透過しない材質からなるイオン非透過部材を配置してなるリチウムイオン二次電池とすると良い。

上述の電池では、第１非対向部と第２非対向部との間の少なくとも１つに、イオン非透過部材を配置してなる。このため、リチウムイオンが、分断部位を越えて、第２非対向部にまで拡散することを、確実に防止することができる。

なお、イオン非透過部材の材質としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系で、透孔を有さない中実の樹脂などが挙げられる。

或いは、本発明の他の態様は、前述のいずれかのリチウムイオン二次電池を搭載し、このリチウムイオン二次電池に蓄えた電気エネルギを動力源の全部又は一部に使用する車両である。

上述の車両は、電池容量の低下を抑制した電池を搭載しているので、安定した性能の動力源を有する車両とすることができる。

なお、車両としては、電池による電気エネルギを動力源の全部又は一部に使用する車両であれば良く、例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、ハイブリッド鉄道車両、フォークリフト、電気車いす、電動アシスト自転車、電動スクータが挙げられる。

或いは、本発明の他の態様は、前述のいずれかのリチウムイオン二次電池を搭載し、このリチウムイオン二次電池に蓄えた電気エネルギを駆動エネルギ源の全部又は一部に使用する電池搭載機器である。

上述の電池搭載機器は、電池容量の低下を抑制した電池を搭載しているので、安定した性能の駆動エネルギ源を有する電池搭載機器とすることができる。

なお、電池搭載機器としては、電池を搭載し、これを駆動エネルギ源の全部又は一部に使用する機器であれば良く、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話、電池駆動の電動工具、無停電電源装置など、電池で駆動される各種の家電製品、オフィス機器、産業機器が挙げられる。

実施形態１，変形形態１にかかる電池の斜視図である。 実施形態１，変形形態１の正電極板の斜視図である。 実施形態１の負電極板の斜視図である。 実施形態１の負電極板の説明図であり、（ａ）は内方主面の上方から見た平面図、（ｂ）は外方主面の上方から見た平面図である。 実施形態１の発電要素の断面図（図１中のＡ−Ａ断面）である。 変形形態１の負電極板の斜視図である。 変形形態１の負電極板の説明図であり、（ａ）は内方主面の上方から見た平面図、（ｂ）は外方主面の上方から見た平面図である。 実施形態２にかかる車両の説明図である。 実施形態３にかかるハンマードリルの説明図である。

（実施形態１）
次に、本発明の実施形態１について、図面を参照しつつ説明する。
まず、本実施形態１にかかる電池１について、図１を参照して説明する。
この電池１は、いずれも帯状の正電極板３０、負電極板２０及びセパレータ５０を備え、これらを捲回して発電要素１０をなすリチウムイオン二次電池である（図１参照）。なお、電池１は、図１に示すように、発電要素１０を電池ケース８０に収容してなる。

この電池ケース８０は、共にアルミニウム製の電池ケース本体８１及び封口蓋８２を有する。このうち電池ケース本体８１は有底矩形箱形であり、この電池ケース８０と発電要素１０との間には、樹脂からなり、箱状に折り曲げた絶縁フィルム（図示しない）が介在させてある。また、封口蓋８２は矩形板状であり、電池ケース本体８１の開口を閉塞して、この電池ケース本体８１に溶接されている。この封口蓋８２には、発電要素１０と接続している正極集電部材９１及び負極集電部材９２のうち、それぞれ先端に位置する正極端子部９１Ａ及び負極端子部９２Ａが貫通しており、図１中、上方に向く蓋表面８２ａから突出している。これら正極端子部９１Ａ及び負極端子部９２Ａと封口蓋８２との間には、それぞれ絶縁性の樹脂からなる絶縁部材９５が介在し、互いを絶縁している。さらに、この封口蓋８２には矩形板状の安全弁９７も封着されている。

また、電解液６０は、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とを、体積比でＥＣ：ＥＭＣ＝３：７に調整した混合有機溶媒に、溶質としてＬｉＰＦ₆を添加し、リチウムイオンを１ｍｏｌ／ｌの濃度とした非水電解液である。

また、発電要素１０は、帯状の正電極板３０及び負電極板２０が、帯状のセパレータ５０を介して扁平形状に捲回されてなる捲回型である（図１，５参照）。なお、この発電要素１０の正電極板３０及び負電極板２０はそれぞれ、クランク状に屈曲した板状の正極集電部材９１又は負極集電部材９２と接合している（図１参照）。このうち、ポリエチレンからなる帯状のセパレータ５０は、正電極板３０と負電極板２０との間に介在して、これらを離間させている。このセパレータ５０には、全体に上述した電解液６０が含浸させてある。

また、正電極板３０は、図２の斜視図に示すように、長手方向ＤＡに延びる帯状で、アルミニウム製のアルミ箔３８と、このアルミ箔３８の両主面上にそれぞれ帯状に形成された２つの正極活物質層３１，３１とを有している。
この正極活物質層３１は、ＬｉＣｏＯ₂からなる正極活物質粒子３７と、アセチレンブラックからなる導電材（図示しない）と、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）からなる結着材（図示しない）とを含む。

また、負電極板２０は、図３の斜視図に示すように、長手方向ＤＡに延びる帯状で、銅製の銅箔２８と、この銅箔２８の両主面（内方主面２８Ａ，外方主面２８Ｂ）上にそれぞれ帯状に形成された２つの負極活物質層２１（内方負極活物質層２１Ａ，外方負極活物質層２１Ｂ）とを有している。
なお、この負電極板２０は、前述したように、正電極板３０とセパレータ５０と共に捲回されて発電要素１０をなすが、２つの負極活物質層２１，２１のうち、捲回の際に、銅箔２８よりも、内側（発電要素１０の軸芯側）に位置するように捲回されるものを内方負極活物質層２１Ａとする。この逆に、銅箔２８よりも外側に位置するようにして捲回されるものを外方負極活物質層２１Ｂとする。また、銅箔２８の２つの主面のうち、内方負極活物質層２１Ａを担持する主面を内方主面２８Ａと、この内方主面２８Ａの裏側に位置する主面を外方主面２８Ｂとする。
内方負極活物質層２１Ａ及び外方負極活物質層２１Ｂは、いずれもグラファイトからなる負極活物質粒子２７、及び、ＰＶＤＦからなる結着材（図示しない）を含む。

内方負極活物質層２１Ａは、図３、内方主面２８Ａ側から見た平面図の図４（ａ）、及び、発電要素１０の断面図（図１のＡ−Ａ断面）の図５に示すように、長手方向ＤＡの中央に位置し、セパレータ５０を介して、正極活物質層３１と対向する内方対向部２２Ａと、この内方対向部２２Ａの外周に位置し、セパレータ５０を介して対向する正極活物質層３１が存在しない非対向部（次述する内方巻き始め非対向部２３Ａ、内方巻き終わり非対向部２４Ａ及び内方端側非対向部２５Ａ）とを有する。従って、本実施形態１にかかる電池１では、内方負極活物質層２１Ａの面積が対向する正極活物質層３１に比して大きい形態であり、電池１を充電する際、内方負極活物質層２１Ａの周縁に位置する銅箔２８に金属リチウムが析出するのを防止できる。
内方負極活物質層２１Ａは、非対向部として、内方対向部２２Ａよりも長手方向ＤＡの巻き始め側に位置する内方巻き始め非対向部２３Ａと、長手方向ＤＡよりも巻き終わり側に位置する内方巻き終わり非対向部２４Ａとを有する（図５参照）。また、図３，４（ａ）に示すように、内方対向部２２Ａの短手方向（幅方向）ＤＢの両端側に位置する２つの内方端側非対向部２５Ａ，２５Ａを有する。

このうち、内方巻き始め非対向部２３Ａは、長手方向ＤＡについて、内方対向部２２Ａとの境界寄りの第１分断部位ＫＸで分断されて互いに離間する、内方対向部２２Ａ側に位置する内方第１巻き始め非対向部２３ＡＦ、及び、これより長手方向ＤＡの外側に位置する内方第２巻き始め非対向部２３ＡＳからなる（図３，４（ａ），５参照）。また、内方巻き終わり非対向部２４Ａは、長手方向ＤＡについて、内方対向部２２Ａとの境界寄りの第２分断部位ＫＹで分断されて互いに離間する、内方対向部２２Ａ側に位置する内方第１巻き終わり非対向部２４ＡＦ、及び、これより長手方向ＤＡの外側に位置する内方第２巻き終わり非対向部２４ＡＳからなる（図３，４（ａ），５参照）。
なお、第１分断部位ＫＸ及び第２分断部位ＫＹには、リチウムイオンが透過しない、中実のポリプロピレン製の第１イオン非透過部材２６Ｘ及び第２イオン非透過部材２６Ｙがそれぞれ配置されている（図３，４（ａ），５参照）。

一方、外方負極活物質層２１Ｂは、外方主面２８Ｂ側から見た平面図の図４（ｂ）及び図５に示すように、長手方向ＤＡの中央に位置し、セパレータ５０を介して、正極活物質層３１と対向する外方対向部２２Ｂと、この外方対向部２２Ｂの外周に位置し、セパレータ５０を介して対向する正極活物質層３１が存在しない非対向部（次述する外方巻き始め非対向部２３Ｂ、外方巻き終わり非対向部２４Ｂ及び外方端側非対向部２５Ｂ）とを有する。従って、本実施形態１にかかる電池１では、内方負極活物質層２１Ａと同様、電池１を充電する際、外方負極活物質層２１Ｂの周縁に位置する銅箔２８に金属リチウムが析出するのを防止できる。
外方負極活物質層２１Ｂは、非対向部として、外方対向部２２Ｂよりも長手方向ＤＡの巻き始め側に位置する外方巻き始め非対向部２３Ｂと、長手方向ＤＡよりも巻き終わり側に位置する外方巻き終わり非対向部２４Ｂとを有する（図５参照）。また、図４（ｂ）に示すように、外方対向部２２Ｂの短手方向ＤＢの両端側に位置する２つの外方端側非対向部２５Ｂ，２５Ｂを有する。

このうち、外方巻き始め非対向部２３Ｂは、長手方向ＤＡについて、外方対向部２２Ｂとの境界寄りの第１分断部位ＫＸで分断されて互いに離間する、外方対向部２２Ｂ側に位置する外方第１巻き始め非対向部２３ＢＦ、及び、これより長手方向ＤＡの外側に位置する外方第２巻き始め非対向部２３ＢＳからなる（図４（ｂ），５参照）。また、外方巻き終わり非対向部２４Ｂは、長手方向ＤＡについて、外方対向部２２Ｂとの境界寄りの第２分断部位ＫＹで分断されて互いに離間する、外方対向部２２Ｂ側に位置する外方第１巻き終わり非対向部２４ＢＦ、及び、これより長手方向ＤＡの外側に位置する外方第２巻き終わり非対向部２４ＢＳからなる（図４（ｂ），５参照）。
なお、第１分断部位ＫＸ及び第２分断部位ＫＹには、内方負極活物質層２１Ａと同様、中実のポリプロピレン製の第１イオン非透過部材２６Ｘ及び第２イオン非透過部材２６Ｙがそれぞれ配置されている（図４（ｂ），５参照）。

以上より、本実施形態１にかかる電池１では、内方負極活物質層２１Ａのうち、内方巻き始め非対向部２３Ａは、第１分断部位ＫＸで分断されて互いに離間する、内方第１巻き始め非対向部２３ＡＦ及び内方第２巻き始め非対向部２３ＡＳからなり、内方巻き終わり非対向部２４Ａは、第２分断部位ＫＹで分断されて互いに離間する、内方第１巻き終わり非対向部２４ＡＦ及び内方第２巻き終わり非対向部２４ＡＳからなる。このため、内方巻き始め非対向部２３Ａ及び内方巻き終わり非対向部２４Ａでは、内方対向部２２Ａからリチウムイオンが拡散しようとしても、その拡散の範囲を内方第１巻き始め非対向部２３ＡＦ及び内方第１巻き終わり非対向部２４ＡＦまでに止め、内方第２巻き始め非対向部２３ＡＳ及び内方第２巻き終わり非対向部２４ＡＳにまで拡散するのを防止できる。
また、内方負極活物質層２１Ａと同様、外方負極活物質層２１Ｂのうち、外方巻き始め非対向部２３Ｂは、第１分断部位ＫＸで分断されて互いに離間する、外方第１巻き始め非対向部２３ＢＦ及び外方第２巻き始め非対向部２３ＢＳからなり、外方巻き終わり非対向部２４Ｂは、第２分断部位ＫＹで分断されて互いに離間する、外方第１巻き終わり非対向部２４ＢＦ及び外方第２巻き終わり非対向部２４ＢＳからなる。このため、外方巻き始め非対向部２３Ｂ及び外方巻き終わり非対向部２４Ｂでは、外方対向部２２Ｂからリチウムイオンが拡散しようとしても、その拡散の範囲を外方第１巻き始め非対向部２３ＢＦ及び外方第１巻き終わり非対向部２４ＢＦまでに止め、外方第２巻き始め非対向部２３ＢＳ及び外方第２巻き終わり非対向部２４ＢＳにまで拡散するのを防止できる。
以上により、巻き始め非対向部２３Ａ，２３Ｂ及び巻き終わり非対向部２４Ａ，２４Ｂへ拡散するリチウムイオンの量を少なくすることができ、電池容量の低下を抑制することができる。

また、この電池１では、内方負極活物質層２１Ａについて、内方巻き始め非対向部２３Ａ及び内方巻き終わり非対向部２４Ａのいずれも、内方第１非対向部（内方第１巻き始め非対向部２３ＡＦ，内方第１巻き終わり非対向部２４ＡＦ）及び内方第２非対向部（内方第２巻き始め非対向部２３ＡＳ，内方第２巻き終わり非対向部２４ＡＳ）に分断されてなる。このため、リチウムイオンが内方対向部２２Ａから、内方巻き始め非対向部２３Ａ及び内方巻き終わり非対向部２４Ａに向けて拡散したとしても、いずれもその拡散の範囲を内方第１非対向部２３ＡＦ，２４ＡＦまでに止めることができ、各内方第２非対向部２３ＡＳ，２４ＡＳにまでリチウムイオンが拡散するのを防止できる。
また、外方負極活物質層２１Ｂについて、外方巻き始め非対向部２３Ｂ及び外方巻き終わり非対向部２４Ｂのいずれも、外方第１非対向部（外方第１巻き始め非対向部２３ＢＦ，外方第１巻き終わり非対向部２４ＢＦ）及び外方第２非対向部（外方第２巻き始め非対向部２３ＢＳ，外方第２巻き終わり非対向部２４ＢＳ）に分断されてなる。このため、リチウムイオンが外方対向部２２Ｂから、外方巻き始め非対向部２３Ｂ及び外方巻き終わり非対向部２４Ｂに向けて拡散したとしても、いずれもその拡散の範囲を外方第１非対向部２３ＢＦ，２４ＢＦまでに止めることができ、各外方第２非対向部２３ＢＳ，２４ＢＳにまでリチウムイオンが拡散するのを防止できる。
以上により、巻き始め非対向部２３Ａ，２３Ｂ及び巻き終わり非対向部２４Ａ，２４Ｂに拡散するリチウムイオンの量をさらに少なくすることができ、電池容量の低下を抑制できる。

また、第１巻き始め非対向部２３ＡＦ，２３ＢＦと第２巻き始め非対向部２３ＡＳ，２３ＢＳとの間に第１イオン非透過部材２６Ｘを、第１巻き終わり非対向部２４ＡＦ，２４ＢＦと第２巻き終わり非対向部２４ＡＳ，２４ＢＳとの間に第２イオン非透過部材２６Ｙをそれぞれ配置してなる。このため、リチウムイオンの拡散する範囲を、第１巻き始め非対向部２３ＡＦ，２３ＢＦまで、及び、第１巻き終わり非対向部２４ＡＦ，２４ＢＦまでに確実に止めることができる。

次に、本実施形態１にかかる電池１の製造方法について説明する。
まず、負電極板２０を作製する。具体的には、結着材を溶解したＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）中に前述したグラファイトからなる負極活物質粒子を投入し、混練してできたペースト（図示しない）を、長手方向ＤＡに延びる帯状の銅箔の両主面に塗布し、乾燥させた。なお、ペーストを銅箔の長手方向ＤＡに帯状に、かつ、長手方向ＤＡには銅箔と同じ長さに塗布した（短手方向には、ペーストを一部塗布しない）。その後、図示しないロールプレスで、銅箔上で乾燥させたペーストを圧縮して、高密度化した負極活物質層を形成した。
次いで、円板形状の刃を有する回転カッターを用いて、負極活物質層のうち、短手方向ＤＢに延びる第１分断部位ＫＸ及び第２分断部位ＫＹの負極活物質層を除去して、第１分断部位ＫＸ及び第２分断部位ＫＹに、短手方向ＤＢに延びる溝を形成した。さらに、これら第１分断部位ＫＸ及び第２分断部位ＫＹに形成した溝に軟化したポリプロピレンを注入して、第１分断部位ＫＸ及び第２分断部位ＫＹに第１イオン非透過部材２６Ｘ及び第２イオン非透過部材２６Ｙをそれぞれ配置した負電極板２０を作製した（図３参照）。

一方、結着材を溶解したＮＭＰ中に、正極活物質粒子３７及び導電材をそれぞれ投入し混練してできたペースト（図示しない）を、長手方向ＤＡに延びる帯状のアルミ箔３８に塗布した。塗布後、アルミ箔３８上のペーストを乾燥させた。アルミ箔３８の裏側についても、同様にペーストを塗布し、乾燥させた。その後、図示しないロールプレスで、アルミ箔３８の両主面上で乾燥させたペーストを圧縮した正電極板３０を作製した（図２参照）。

上述のように作製した負電極板２０と正電極板３０とを、これらの間にセパレータ５０を介在させて捲回し、発電要素１０とする。なお、負電極板２０の負極活物質層２１における、内方対向部２２Ａ及び外方対向部２２Ｂにいずれも、セパレータ５０を介して、正電極板３０の正極活物質層３１が対向するように、セパレータ５０、負電極板２０、セパレータ５０、正電極板３０の順に重ねて捲回する。

その後は、負電極板２０（銅箔２８）及び正電極板３０（アルミ箔３８）にそれぞれ負極集電部材９２及び正極集電部材９１を溶接し、電池ケース本体８１に挿入し、前述した電解液６０を注入後、封口蓋８２で電池ケース本体８１を溶接で封口する。かくして、電池１が完成する（図１参照）。

（変形形態１）
次に、本発明の変形形態１にかかる電池１０１について、図１，２，６，７を参照しつつ説明する。
この電池１０１は、第１分断部位ＫＸ及び第２分断部位ＫＹに部材を介在させていない点で、前述の実施形態１にかかる電池１と異なり、それ以外は同様である。
そこで、実施形態１にかかる電池１と異なる点を中心に説明し、同様の部分の説明は省略、又は、簡略化する。なお、同様の部分については同様の作用効果を生じる。また、同内容のものには同番号を付して説明する。

この電池１０１の負電極板１２０は、図６の斜視図に示すように、実施形態１の電池１と同様、銅製の銅箔２８と、この銅箔２８の両主面（内方主面２８Ａ及び外方主面２８Ｂ）上に、それぞれ帯状に形成された２つの負極活物質層２１（内方負極活物質層２１Ａ及び外方負極活物質層２１Ｂ）とを有している。
このうち、内方負極活物質層２１Ａは、図６，７（ａ）に示すように、実施形態１の電池１と同様、長手方向ＤＡの中央に位置する内方対向部２２Ａと、この内方対向部２２Ａの周縁に位置する内方巻き始め非対向部２３Ａ、内方巻き終わり非対向部２４Ａ及び内方端側非対向部２５Ａとを有する。
また、外方負極活物質層２１Ｂは、図７（ｂ）に示すように、実施形態１の電池１と同様、長手方向ＤＡの中央に位置する外方対向部２２Ｂと、この外方対向部２２Ｂの周縁に位置する外方巻き始め非対向部２３Ｂ、外方巻き終わり非対向部２４Ｂ及び外方端側非対向部２５Ｂとを有する。

負極活物質層２１の巻き始め非対向部２３Ａ，２３Ｂは、実施形態１の電池１と同様、長手方向ＤＡについて、対向部２２Ａ，２２Ｂとの境界寄りの第１分断部位ＫＸで分断されて互いに離間する、第１巻き始め非対向部２３ＡＦ，２３ＢＦ、及び、第２巻き始め非対向部２３ＡＳ，２３ＢＳからなる（図６，７（ａ），７（ｂ）参照）。また、巻き終わり非対向部２４Ａ，２４Ｂもまた、実施形態１の電池１と同様、長手方向ＤＡについて、対向部２２Ａ，２２Ｂとの境界寄りの第２分断部位ＫＹで分断されて互いに離間する、第１巻き終わり非対向部２４ＡＦ，２４ＢＦ、及び、第２巻き終わり非対向部２４ＡＳ，２４ＢＳからなる（図６，７（ａ），７（ｂ）参照）。

本変形形態１にかかる電池１０１では、第１分断部位ＫＸ及び第２分断部位ＫＹに、実施形態１で示した第１イオン非透過部材２６Ｘ及び第２イオン非透過部材２６Ｙ等の部材を配置していない（図６，７（ａ），７（ｂ）参照）。但し、この電池１０１でもまた、負極活物質層２１の対向部２２Ａ，２２Ｂからのリチウムイオンの拡散の範囲を、第１巻き始め非対向部２３ＡＦ，２３ＢＦ及び第１巻き終わり非対向部２４ＡＦ，２４ＢＦまでに止め、第２巻き始め非対向部２３ＡＳ，２３ＢＳ及び第２巻き終わり非対向部２４ＡＳ，２４ＢＳにまで拡散するのを防止できる。
かくして電池１０１では、巻き始め非対向部２３Ａ，２３Ｂ及び巻き終わり非対向部２４Ａ，２４Ｂへ拡散するリチウムイオンの量を少なくすることができ、電池容量の低下を抑制することができる。

なお、本変形形態１にかかる電池１０１の製造方法では、第１分断部位ＫＸ及び第２分断部位ＫＹの両方にイオン非透過部材を形成しない点で、実施形態１の電池１の製造方法と異なり、それ以外については実施形態１と同様であるので、説明を省略する。

（実施形態２）
本実施形態２にかかる車両２００は、前述した電池１，１０１を複数含むバッテリパック２１０を搭載したものである。具体的には、図８に示すように、車両２００は、エンジン２４０、フロントモータ２２０及びリアモータ２３０を併用して駆動するハイブリッド自動車である。この車両２００は、車体２９０、エンジン２４０、これに取り付けられたフロントモータ２２０、リアモータ２３０、ケーブル２５０、インバータ２６０、及び、矩形箱形状のバッテリパック２１０を有している。このうちバッテリパック２１０は、前述した電池１，１０１を複数収容してなる。

本実施形態２にかかる車両２００は、電池容量の低下を抑制した電池１，１０１を搭載しているので、安定した性能の動力源を有する車両２００とすることができる。

（実施形態３）
また、本実施形態３のハンマードリル３００は、前述した電池１，１０１を含むバッテリパック３１０を搭載したものであり、図９に示すように、バッテリパック３１０、本体３２０を有する電池搭載機器である。なお、バッテリパック３１０はハンマードリル３００の本体３２０のうち底部３２１に可能に収容されている。

本実施形態３にかかるハンマードリル３００は、電池容量の低下を抑制した電池１，１０１を搭載しているので、安定した性能の駆動エネルギ源を有する電池搭載機器とすることができる。

以上において、本発明を実施形態１〜３及び変形形態１に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、実施形態１，変形形態１では、内方負極活物質層２１Ａのうち、内方巻き始め非対向部２３Ａ及び内方巻き終わり非対向部２４Ａの両方、かつ、外方負極活物質層２１Ｂのうち、外方巻き始め非対向部２３ＢＦ及び外方巻き終わり非対向部２４ＢＦの両方の、全ての巻き始め非対向部，巻き終わり非対向部について、分断部位ＫＸ，ＫＹで分断して、それぞれ第１非対向部及び第２非対向部を形成した電池を示した。
しかし、負極活物質層２１Ａ，２１Ｂのうち、全ての巻き始め非対向部，巻き終わり非対向部を分断するものに限定されない。例えば、内方巻き始め非対向部２３Ａのみや内方巻き終わり非対向部２４Ａのみについて分断したり、外方巻き始め非対向部２４Ａのみや外方巻き終わり非対向部２４Ｂのみについて分断した電池としても良い。
また、実施形態１では、第１巻き始め非対向部２３ＡＦ，２３ＢＦと第２巻き始め非対向部２３ＡＳ，２３ＢＳとの間、及び、第１巻き終わり非対向部２４ＡＦ，２４ＢＦと前記第２巻き終わり非対向部２４ＡＳ，２４ＢＳとの間の分断部材ＫＸ，ＫＹの全てに、イオン非透過部材２６Ｘ，２６Ｙを配置した。しかし、これらの間の少なくとも１つに、イオン非透過部材を配置しても良い。また、ポリプロピレン製のイオン非透過部材を用いたが、例えば、ポリエチレン等のポリオレフィン系で中実の樹脂としても良い。

１，１０１ 電池（リチウムイオン二次電池）
１０，１１０ 発電要素
２０，１２０ 負電極板
２１ 負極活物質層
２１Ａ 内方負極活物質層（負極活物質層）
２１Ｂ 外方負極活物質層（負極活物質層）
２２Ａ 内方対向部（対向部）
２２Ｂ 外方対向部（対向部）
２３Ａ 内方巻き始め非対向部（巻き始め非対向部）
２３ＡＦ 内方第１巻き始め部（第１非対向部）
２３ＡＳ 内方第２巻き始め部（第２非対向部）
２３Ｂ 外方巻き始め非対向部（巻き始め非対向部）
２３ＢＦ 外方第１巻き始め部（第１非対向部）
２３ＢＳ 外方第２巻き始め部（第２非対向部）
２４Ａ 内方巻き終わり非対向部（巻き終わり非対向部）
２４ＡＦ 内方第１巻き終わり部（第１非対向部）
２４ＡＳ 内方第２巻き終わり部（第２非対向部）
２４Ｂ 外方巻き終わり非対向部（巻き終わり非対向部）
２４ＢＦ 外方第１巻き終わり部（第１非対向部）
２４ＢＳ 外方第２巻き終わり部（第２非対向部）
２６Ｘ 巻き始め側樹脂部材（イオン非透過部材）
２６Ｙ 巻き終わり側樹脂部材（イオン非透過部材）
２７ 負極活物質粒子
２８ 銅箔（負極集電板）
３０ 正電極板
３１ 正極活物質層
３７ 正極活物質粒子
３８ アルミ箔（正極集電板）
５０ セパレータ
２００ 車両
３００ ハンマードリル（電池搭載機器）
ＤＡ 長手方向
ＫＸ 第１分断部位（分断部位）
ＫＹ 第２分断部位（分断部位）

Claims (5)

1. 導電性を有する帯状の正極集電板、及び、正極活物質粒子を含み、上記正極集電板上にこの正極集電板の長手方向に延びる帯状に配置された正極活物質層を有する帯状の正電極板と、
   導電性を有する帯状の負極集電板、及び、負極活物質粒子を含み、上記負極集電板上にこの負極集電板の長手方向に延びる帯状に配置された負極活物質層を有する帯状の負電極板と、
   上記正電極板と上記負電極板との間に介在してなる帯状のセパレータと、を備え、
   上記正電極板、上記負電極板及び上記セパレータを捲回して発電要素をなす
   リチウムイオン二次電池であって、
   上記負極活物質層は、
   このうち、上記長手方向の中央に位置し、上記セパレータを介して、上記正極活物質層と対向する対向部と、
   上記対向部よりも上記長手方向の巻き始め側に位置し、上記セパレータを介して対向する上記正極活物質層が存在しない巻き始め非対向部と、
   上記対向部よりも上記長手方向の巻き終わり側に位置し、上記セパレータを介して対向する上記正極活物質層が存在しない巻き終わり非対向部と、を有し、
   上記巻き始め非対向部及び上記巻き終わり非対向部のうち少なくともいずれかは、
   上記長手方向について、上記対向部との境界寄りの分断部位で分断されて互いに離間する、対向部側に位置する第１非対向部、及び、これより上記長手方向の外側に位置する第２非対向部からなる
   リチウムイオン二次電池。
2. 請求項１に記載のリチウムイオン二次電池であって、
   前記巻き始め非対向部及び前記巻き終わり非対向部のいずれも、前記分断部位で分断されてなる
   リチウムイオン二次電池。
3. 請求項１又は請求項２に記載のリチウムイオン二次電池であって、
   前記第１非対向部と前記第２非対向部との間の少なくとも１つに、リチウムイオンが透過しない材質からなるイオン非透過部材を配置してなる
   リチウムイオン二次電池。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池を搭載し、このリチウムイオン二次電池に蓄えた電気エネルギを動力源の全部又は一部に使用する車両。
5. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池を搭載し、このリチウムイオン二次電池に蓄えた電気エネルギを駆動エネルギ源の全部又は一部に使用する電池搭載機器。

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