JP2013020851A - 二次電池および組電池 - Google Patents

Abstract

【課題】 電極体に対し適切な荷重を掛けることにより，ハイレート充放電時の内部抵抗の増加を抑制し，サイクル寿命の長い二次電池およびそれを複数組み合わせてなる組電池を提供すること。
【解決手段】 本発明の二次電池は，集電体の一部に活物質層を形成してなる正極板および負極板を，これらの間にセパレータを挟み込みつつ積層または扁平形状に捲回してなる電極体と，電極体を収容する矩形型の電池ケースとを有し，電極体は，正極板および負極板の活物質層がセパレータを介して重なる蓄電部と，蓄電部より一端側に突出した正極集電体よりなる正極端部と，蓄電部より，正極端部とは反対の他端側に突出した負極集電体よりなる負極端部とを有し，電池ケース内に位置し，蓄電部のうち正極端部側および負極端部側の所定の範囲を蓄電部の厚さ方向に圧迫する圧迫部材を有する。
【選択図】図６

Description

本発明は，二次電池および組電池に関する。さらに詳細には，電極体とこれを収容する角型のケースを有する二次電池およびそれを複数組み合わせてなる組電池に関する。

二次電池は，携帯電話やノート型パソコンなどの電子機器の電源として，また，ハイブリッド自動車や電気自動車などの車両用の電源として，多岐にわたる分野で利用されている。二次電池は一般的に，シート状の正極および負極を，これらの間にはシート状のセパレータを挟み込みつつ，捲回または積層してなる電極体を有している。

そして，二次電池において，円筒形状に捲回してなる電極体を用いた場合，これを収容するケースの外形は筒型である。また，二次電池において，積層または扁平形状に捲回してなる電極体を用いた場合，これを収容するケースの外形は角型である。

二次電池は，さまざまな用途の電力源として利用される際に，その用途に応じた出力を得るため，複数の二次電池を組み合わせた組電池として用いられている。そして，角型の二次電池の場合には，複数の二次電池を，その厚さ方向に積層するように配置し，これらを拘束部材により一体化することにより組電池が作製される。省スペース化において好ましいからである。

ここにおいて，二次電池の電極体には，荷重が掛かっていることが好ましい。二次電池の内部抵抗の増加が抑制され，サイクル寿命を長くすることができるからである。よって，複数の角型の二次電池を積層してなる組電池の場合には，各二次電池に対し，拘束部材によりケースの厚さ方向に拘束荷重を掛けている。これにより，各二次電池の内部に収容された電極体においても，その厚さ方向に荷重が掛けられるようになっている。

このような技術の先行例として，特許文献１が挙げられる。特許文献１には，扁平形状に捲回してなる電極体の，その平面部と曲面部との境界部分を圧迫する圧迫部材を配置することが開示されている。これにより，荷重を，電極体の広い範囲に掛けることができるとされている。

特開２０１０−１４６７５９号公報

ところで，電極体は，二次電池の充放電時において膨張することが知られている。そして，本発明者らは，充放電時における電極体の膨らみ方は，場所により一様でないことに着目した。すなわち，充放電時における電極体には，大きく膨らむ部分と，それほど膨らまない部分とがあるのである。さらには，充電時と放電時とにおいても，電極体の膨らみ方が異なるのである。よって，電極体に適切な荷重を掛けるためには，このような充放電時における電極体の膨張特性を考慮しなければならないのである。

さらに，二次電池は，特に車両などの高出力が求められる環境に用いられる際には，ハイレートで充放電されることとなる。このハイレート充放電により，電極体に適切な荷重が掛かっていない二次電池においては，内部抵抗が急激に増加する。これにより，二次電池のサイクル寿命が，著しく短くなるという問題があった。

本発明は，前記した従来の技術が有する問題点の解決を目的としてなされたものである。すなわちその課題とするところは，電極体に対し適切な荷重を掛けることにより，ハイレート充放電時の内部抵抗の増加を抑制し，サイクル寿命の長い二次電池およびそれを複数組み合わせてなる組電池を提供することである。

この課題の解決を目的としてなされた本発明の二次電池は，集電体の一部に活物質層を形成してなる正極板および負極板を，これらの間に正極板および負極板よりも幅狭のセパレータを挟み込みつつ積層または扁平形状に捲回してなる電極体と，電極体を収容する矩形型の電池ケースとを有し，電極体は，正極板および負極板の活物質層がセパレータを介して重なる蓄電部と，蓄電部より一端側に突出した正極集電体よりなる正極端部と，蓄電部より，正極端部とは蓄電部を介して反対の他端側に突出した負極集電体よりなる負極端部とを有し，電池ケース内に位置し，蓄電部のうち，正極端部側の第１の範囲を蓄電部の厚さ方向に圧迫し，負極端部側の第２の範囲を蓄電部の厚さ方向に圧迫し，第１の範囲と第２の範囲とで挟まれた中央を圧迫しない圧迫部材を有することを特徴とする二次電池である。

本発明者らは，二次電池を，その蓄電部の正極端部側および負極端部側の両端付近に大きな荷重を掛けつつ充放電させることにより，内部抵抗の増加が抑制されることを見出した。これにより，サイクル寿命の長い二次電池とすることができる。

上記に記載の二次電池であって，第１の範囲は，蓄電部と正極端部との境界より，蓄電部の正極端部から負極端部の幅方向の長さに対して１４〜２１％の範囲内であり，第２の範囲は，蓄電部と負極端部との境界より，前記幅方向の長さに対して１４〜２１％の範囲内であることが好ましい。蓄電部に荷重を掛ける範囲を上記の範囲内とすることで，本発明の効果が特に発揮されるからである。

上記に記載の二次電池であって，圧迫部材は，電池ケースの内壁と電極体との間に位置していてもよい。また上記に記載の二次電池であって，圧迫部材は，正極板と負極板との間に位置していてもよい。また上記に記載の二次電池であって，セパレータは，厚みの厚い部分と薄い部分とを有しており，厚い部分が圧迫部材であってもよい。これらのように，圧迫部材の配置としては様々なパターンが考えられる。そして，これら圧迫部材の配置はいずれも，二次電池の内部抵抗の増加を抑制し，サイクル寿命を長くすることができる。

また本発明は，複数の矩形型の二次電池をその厚さ方向に組み合わせ，これらを拘束部材により厚さ方向に拘束荷重を掛けつつ一体化させてなる組電池であって，二次電池は，集電体の一部に活物質層を形成してなる正極板および負極板を，これらの間に正極板および負極板よりも幅狭のセパレータを挟み込みつつ積層または扁平形状に捲回してなる電極体と，電極体を収容する矩形型の電池ケースとを有し，さらに，電極体は，正極板および負極板の活物質層がセパレータを介して重なる蓄電部と，蓄電部より一端側に突出した正極集電体よりなる正極端部と，蓄電部より，正極端部とは蓄電部を介して反対の他端側に突出した負極集電体よりなる負極端部とを有し，電池ケース内に位置し，蓄電部のうち，正極端部側の第１の範囲を蓄電部の厚さ方向に圧迫し，負極端部側の第２の範囲を蓄電部の厚さ方向に圧迫し，第１の範囲と第２の範囲とで挟まれた中央を圧迫しない圧迫部材を有することを特徴とする組電池にも及ぶ。

本発明によれば，電極体に対し適切な荷重を掛けることにより，ハイレート充放電時の内部抵抗の増加を抑制し，サイクル寿命の長い二次電池およびそれを複数組み合わせてなる組電池が提供されている。

組電池の構成を説明するための図である。 二次電池の部分断面図である。 正極板，負極板，セパレータの捲回前における断面図である。 捲回後の電極体を説明するための図である。 一般的な二次電池の面圧の分布を示すグラフ図である。 第１の形態の二次電池の断面図（図２のＡ−Ａ断面図）である。 一般的な二次電池と本発明の二次電池とを用いた実験の結果を示すグラフ図である。 第２の形態の正極板，負極板，セパレータ，圧迫部材の捲回前における断面図である。 第３の形態の正極板，負極板，セパレータの捲回前における断面図である。

以下，本発明を具体化した最良の形態について，図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，リチウムイオン二次電池について本発明を具体化したものである。

本形態における組電池１を図１に示す。図１に示すように，組電池１は，複数の二次電池を，その両端よりエンドプレート２で挟み込みつつ厚さ方向に積層するように配置し，これらをボルト３およびナット４により拘束してなる電池群である。また，図１中括弧を付けて示している符号は，後述する別の形態の説明に用いる符号である。また，図２および図４においても，図中括弧を付けて示している符号は，後述する別の形態の説明に用いる符号である。

まず，組電池１を構成するのに用いられている一般的な二次電池１００について説明する。図２は，二次電池１００の部分断面図である。図２に示すように，二次電池１００は，電極体１２０と，電解液１３０とを，電池ケース１４０の内部に収容してなるリチウムイオン二次電池である。電解液１３０は，リチウム塩を溶解させた有機溶剤よりなるものである。電池ケース１４０は，外形が直方体形状をなす角型のものである。また，電池ケース１４０は，ケース本体１４１とケース蓋１４２とを有している。

電極体１２０は，捲回型の電極体である。図３は，電極体１２０を構成する正極板１５０，負極板１６０，セパレータ１７０の，捲回前における断面図である。これら正極板１５０，負極板１６０，セパレータ１７０は，いずれも図３において紙面奥行き方向に長い帯状のものである。

正極板１５０は，正極集電体であるアルミニウム箔１５１の両面に，正極活物質層１５２を形成してなるものである。一方負極板１６０は，負極集電体である銅箔１６１の両面に，負極活物質層１６２を形成してなるものである。正極活物質層１５２および負極活物質層１６２には，いずれもリチウムイオンを吸蔵および放出することができる活物質が含まれている。

セパレータ１７０は，正極板１５０と負極板１６０との短絡を防止し，リチウムイオンを透過させることができる多孔質部材である。この多孔質部材の材質として，ポリプロピレン（ＰＰ），ポリエチレン（ＰＥ）などが例示される。また，図３に示すように，セパレータ１７０の幅（図３において左右方向の長さ）は，正極板１５０および負極板１６０の幅よりも小さい。

ここで図３に示すように，正極板１５０および負極板１６０において，それぞれ正極活物質層１５２および負極活物質層１６２が形成されているのは，セパレータ１７０と同幅程度の範囲である。ただし実際には，セパレータ１７０の幅の方がわずかに広い。正極活物質層１５２と負極活物質層１６２との短絡を，確実に防止するためである。そして，正極板１５０および負極板１６０には，それぞれ正極活物質層１５２および負極活物質層１６２が形成されていない部分がある。

正極板１５０のうち正極活物質層１５２が形成されていない部分では，アルミニウム箔１５１が露出している。また，アルミニウム箔１５１が露出している部分は，図３中右側に突出している。一方，負極板１６０のうち負極活物質層１６２が形成されていない部分では，銅箔１６１が露出している。また，銅箔１６１が露出している部分は，図３中左側に突出している。

電極体１２０は，正極板１５０，負極板１６０，セパレータ１７０を，図３に示すように重ね合わせつつ，図４に示すように扁平形状に捲回したものである。このような電極体１２０は，図４に示すように，蓄電部１２１，正極端部１２２，負極端部１２３に分けられる。正極端部１２２と負極端部１２３とは，電極体１２０の幅方向（図４において左右方向）の両端部分である。蓄電部１２１は，正極端部１２２と負極端部１２３とで挟まれた，電極体１２０の幅方向の中央部分である。

蓄電部１２１は，図３において中央の正極板１５０，負極板１６０，セパレータ１７０が交互に積層されている部分である。さらに具体的には，正極活物質層１５２と負極活物質層１６２とが重なる範囲であり，実際にはこれらよりもわずかに広いセパレータ１７０の幅ではない。よって，蓄電部１２１は，充放電に寄与することができる部分である。一方，正極端部１２２は，図３において右端に突出しているアルミニウム箔１５１よりなる部分である。また，負極端部１２３は，図３において左端に突出している銅箔１６１よりなる部分である。

そして，図２に示す二次電池１００においては，正極端部１２２には，正極端子１５３が接続されている。負極端部１２３には，負極端子１６３が接続されている。正極端子１５３および負極端子１６３は，それぞれ電極体１２０と接続されていない側の端を，ケース蓋１４２に設けられた絶縁部材１４３を介し，電池ケース１４０の外部に突出させている。二次電池１００は，正極端子１５３および負極端子１６３を介し，電極体１２０の蓄電部１２１において，充電および放電を行うものである。

ここにおいて，電極体１２０は，二次電池１００が充放電を行う際に，その厚さ方向に膨張する。よって，図１に示す組電池１において，各二次電池１００には，ボルト３およびナット４での締め付けにより，その厚さ方向に拘束荷重が掛けられている。各二次電池１００の電極体１２０の膨張を，できるだけ抑制するためである。

また，二次電池１００充放電時において膨張するのは，電極体１２０のうち充放電に寄与する蓄電部１２１のみである。そして，本発明者らは，このような二次電池１００をハイレートで充放電させ，その時の蓄電部１２１に対する荷重の掛かり具合を，以下に示す実験により調べた。

実験では，二次電池１００に対し，その厚さ方向に一定の荷重を掛けつつ，満充電容量（Ａｈ）に対する電流値（Ａ）の比で表わされるＣレートが３２Ｃの電流（ハイレート）で充放電を行った。さらに，その時の蓄電部１２１の幅方向において，面圧の分布を測定した。図５は，蓄電部１２１の面圧の分布を測定した結果を示すグラフ図である。横軸は，蓄電部１２１の幅方向の位置である。縦軸は，面圧である。

図５において，Ｐ０は，二次電池１００に電流が流れていない時の面圧の分布を示している。図５に示すように，面圧Ｐ０は，ほぼ一定の値を示している。すなわち，電流が流れていない時の蓄電部１２１は，膨張などの体積変化をしていない。このため，蓄電部１２１には，その幅方向において，均等に荷重が掛かっている。

Ｐｃは，二次電池１００に，３２Ｃの充電電流が流れている時の面圧の分布を示している。面圧Ｐｃは，いずれの位置においても面圧Ｐ０よりも高い値を示している。また，蓄電部１２１の幅方向の両端付近の面圧は，中央付近の面圧よりも高い値を示している。つまり，充電時の蓄電部１２１では，電流が流れていない時と比較し，全体において大きな荷重が掛かっている。さらに，充電時の蓄電部１２１の両端付近には，中央付近よりも大きな荷重が掛かっているのである。さらに，この特に大きな荷重が掛かっている範囲は，蓄電部１２１の幅方向の両端より，それぞれ約２１％の範囲内であった。

Ｐｄは，二次電池１００から，３２Ｃの放電電流が流れている時の面圧の分布を示している。面圧Ｐｄは，中央付近において，面圧Ｐ０よりも高い値を示している。一方，両端付近においては，面圧Ｐ０よりも低い値を示している。つまり，放電時の蓄電部１２１では，中央付近に高い荷重が掛かっている。しかし，放電時の蓄電部１２１の両端付近には，それほど荷重が掛かっていないのである。さらに，それほど荷重が掛かっていない範囲は，蓄電部１２１の幅方向の両端より，それぞれ約２１％の範囲内であった。

以上より，充電時の蓄電部１２１では，その両端付近に特に大きな荷重が掛かっている。一方，放電時の蓄電部１２１では，その両端付近にそれほど荷重が掛かっていない。すなわち，本発明者らは，蓄電部１２１に掛かる荷重を充電時と放電時とで比較した際には，その両端付近において大きな差があることを見出した。さらに，その差が大きい範囲は，蓄電部１２１の幅方向の両端より，それぞれ約２１％の範囲内であることをも見出した。

上記した実験の結果を踏まえ，以下に詳述する第１から第３の形態の二次電池においてはいずれも，蓄電部の幅方向の両端付近に大きな荷重が掛かるように考慮されている。そして，大きな荷重を掛ける範囲は，蓄電部の幅方向の両端より１４〜２１％の範囲内としている。大きな荷重を掛ける範囲が，上記範囲よりも小さすぎるまたは大きすぎる場合には，大きな荷重を掛けることによる効果が薄れてしまうからである。

［第１の形態］
第１の形態の二次電池２００について説明する。本形態の二次電池２００の構成は，一般的な二次電池１００と異なり，電池ケースの内壁と電極体との間に圧迫部材を有している。しかし，それ以外の構成は，実験に用いた二次電池１００と同じである。また，本形態の二次電池２００の構成は，図２においては二次電池１００と共通している。よって，本形態の二次電池２００においても，その説明に図２を用いることとする。そして，図６は，図２におけるＡ−Ａ断面による二次電池２００の断面図である。

図６に示すように，二次電池２００は，電池ケース１４０の内部において，圧迫部材２８０および圧迫部材２９０を有している。圧迫部材２８０および圧迫部材２９０には，絶縁性を有し，電解液１３０に対して耐性を有する材質が好ましい。具体的には，ポリプロピレン（ＰＰ），ポリエチレン（ＰＥ）などが例示される。

圧迫部材２８０と圧迫部材２９０とは，これらの間に電極体１２０を，その厚さ方向（図６において上下方向）に挟み込むように配置されている。圧迫部材２８０および圧迫部材２９０は，電池ケース１４０の外側よりその厚さ方向に荷重が掛けられた際に，蓄電部１２１を押圧するためのものである。

圧迫部材２８０は，その幅方向（図２および図６において左右方向）の長さがおおむね電池ケース１４０の内幅と同じである。また，図６において紙面奥行き方向（図２では上下方向）の長さについても，おおむね電池ケース１４０の内幅と同じである。これにより，圧迫部材２８０は，電池ケース１４０の内部でズレないようにされている。

また，圧迫部材２８０の形状は，図６において紙面奥行き方向に同一である。すなわち，圧迫部材２８０は平板状をしている。そして，圧迫部材２８０のうち１面は，蓄電部１２１の平面に当接している。この面は，これと当接している蓄電部１２１の平面よりも大きい。よって，圧迫部材２８０は，電池ケース１４０の外側よりその厚さ方向に荷重が掛けられた際に，蓄電部１２１の全体に荷重を掛けることができる。

圧迫部材２９０の外形の大きさは，圧迫部材２８０とほぼ同じである。このため，圧迫部材２９０も，電池ケース１４０の内部でズレないようにされている。しかし，図６における圧迫部材２９０の断面は，その幅方向の中央付近が薄くなった凹字形状をしている。すなわち，圧迫部材２９０には，その幅方向の右端の圧迫部２９１と，左端の圧迫部２９２と，圧迫部２９１と圧迫部２９２とで挟まれた中央にこれらよりも厚みの薄い非圧迫部２９３とがある。圧迫部材２９０の形状は，図６において紙面奥行き方向に同一である。そして，圧迫部材２９０は，圧迫部２９１と圧迫部２９２とにおいて，蓄電部１２１の平面と当接するように配置されている。

よって，圧迫部材２９０は，電池ケース１４０の外側よりその厚さ方向に荷重が掛けられた際に，圧迫部２９１と圧迫部２９２とにより，蓄電部１２１の両端付近に荷重を掛けることができる。

また，圧迫部２９１と蓄電部１２１とが当接している範囲は，図６にＬ１で示す範囲である。さらに，圧迫部２９２と蓄電部１２１とが当接している範囲は，Ｌ２で示す範囲である。

つまり，圧迫部２９１および圧迫部２９２が蓄電部１２１を押圧する範囲は，それぞれＬ１およびＬ２で示す範囲である。そして，本形態においては，Ｌ１およびＬ２で示す範囲は，蓄電部１２１の幅方向の長さＬ３に対し，それぞれ２１％の長さである。前述したように，蓄電部１２１において充電時と放電時とで比較した際に，これに掛かる荷重の差が大きい範囲だからである。また，Ｌ１およびＬ２で示す範囲は，それぞれ１４〜２１％の範囲内であれば良く，２１％に限定される訳ではない。また，Ｌ１およびＬ２で示す範囲は，違う大きさであってもよい。

［効果の確認］
本発明者らは，圧迫部材がない一般的な二次電池１００と，圧迫部材２９０を有する本発明による二次電池２００とを比較する実験を行い，本発明の効果の確認を行った。実験においては，二次電池１００および二次電池２００を，それぞれ厚さ方向に一定の荷重を掛けつつ，２５Ｃの電流（ハイレート）で充放電させた。実験では，充放電させる前の二次電池１００の蓄電部１２１には，その幅方向において均等に荷重が掛かっている。一方，充放電させる前の二次電池２００の蓄電部１２１には，その幅方向の両端より２１％の範囲内に荷重が掛かっている。二次電池２００は，圧迫部材２９０を有しているからである。

図７は，二次電池１００と二次電池２００とを用い，これらに荷重を掛けつつ充放電させた結果を示すグラフ図である。横軸は，充放電させた回数を示すサイクル数である。縦軸は，二次電池１００および二次電池２００の内部抵抗の増加率を，充放電させる前の初期内部抵抗を１．０とし，これに対する比で示している。

図７に示すように，二次電池１００および二次電池２００では，いずれもサイクル数の増加とともに内部抵抗が増加している。しかし，二次電池２００の内部抵抗の増加率は，二次電池１００の内部抵抗の増加率よりも低い傾向にある。さらにこの傾向は，サイクル数の増加とともに顕著に表れている。よって，本発明による二次電池２００においては，一般的な二次電池１００よりも内部抵抗の増加が抑制されている。

また，内部抵抗が初期内部抵抗の２倍となった時をその二次電池のサイクル寿命とした場合，二次電池２００のサイクル寿命は，二次電池１００のサイクル寿命の約１．５倍である。よって，本発明による二次電池２００は，一般的な二次電池１００よりもサイクル寿命が長い。

そして，このような二次電池２００を用いて組電池１を構成した場合において，各二次電池２００には，ボルト３およびナット４での締め付けにより，その厚さ方向に拘束荷重が掛けられる。これにより，各二次電池２００の内部抵抗の増加を抑制することができる。従って，二次電池２００を用いることにより，サイクル寿命の長い組電池１を構築することができるのである。

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，本形態においては，電極体を，扁平形状をなす捲回型の電極体として説明したが，これに限るものではない。正極板および負極板を，これらの間にセパレータを挟み込みつつ積層してなる積層型の電極体であってもよい。

また例えば，圧迫部材２８０はなくてもよい。また例えば，２つの圧迫部材２９０により，電極体をその厚さ方向に挟み込むような構成であってもよい。この構成の場合には，２つの圧迫部材２９０が，それぞれ圧迫部２９１と圧迫部２９２とにおいて蓄電部の平面に当接するような配置とすればよい。また例えば，圧迫部材２９０には，非圧迫部２９３はなくてもよい。非圧迫部２９３はもともと蓄電部に荷重を掛けていない部分であり，圧迫部２９１が電池ケースの中でズレないようにあるだけである。つまり，圧迫部２９１および圧迫部２９２が，電池ケースの中でズレないような構成であればよい。すなわち，蓄電部の幅方向の両端にのみ荷重を掛けることができる構成であれば，本発明の効果を得ることができるのである。

［第２の形態］
第２の形態の二次電池３００について説明する。本形態の二次電池３００の構成は，一般的な二次電池１００と異なり，正極板と負極板との間に圧迫部材を有している。しかし，それ以外の構成は，実験に用いた二次電池１００と同じである。本形態の二次電池３００の構成は，図２においては見掛け上，二次電池１００と共通している。よって，本形態の二次電池３００においても，その説明に図２を用いることとする。また，図２において，二次電池３００は，二次電池１００とは異なる電極体３２０を有している。

二次電池３００の電極体３２０は，捲回型の電極体である。図８は，電極体３２０を構成する正極板１５０，負極板１６０，セパレータ１７０，圧迫部材３８０，圧迫部材３９０の，捲回前における断面図である。これら正極板１５０，負極板１６０，セパレータ１７０，圧迫部材３８０，圧迫部材３９０は，いずれも図９において紙面奥行き方向に長い帯状のものである。

ここにおいて，圧迫部材３８０および圧迫部材３９０には，絶縁性を有し，電解液１３０に対して耐性を有する材質が好ましい。さらには，セパレータとしての機能を備える材質がより好ましい。よって，本形態においては，圧迫部材３８０および圧迫部材３９０として，セパレータ１７０と同じものを用いている。すなわち，これらの厚みはセパレータ１７０と同じである。しかし，材質や厚みが異なる別のものであってもよい。また，圧迫部材３８０は，セパレータ１７０の幅方向の右端付近の図８中上面に当接するように配置されている。圧迫部材３９０は，セパレータ１７０の幅方向の左端付近の図８中上面に当接するように配置されている。

電極体３２０は，正極板１５０，負極板１６０，セパレータ１７０，圧迫部材３８０，圧迫部材３９０を，図８に示すように重ね合わせつつ，図４に示すように扁平形状に捲回したものである。

このような電極体３２０において，蓄電部３２１の幅方向の中央付近には，正極板１５０，負極板１６０，セパレータ１７０が捲回されている。一方，蓄電部３２１の幅方向の右端付近においては，正極板１５０，負極板１６０，セパレータ１７０に加え，圧迫部材３８０が挟み込まれつつ捲回されている。蓄電部３２１の幅方向の左端付近においては，正極板１５０，負極板１６０，セパレータ１７０に加え，圧迫部材３９０が挟み込まれつつ捲回されている。

また，図８に示す圧迫部材３８０の幅Ｌ４は，正極活物質層１５２と負極活物質層１６２とが重なる蓄電部３２１の幅Ｌ６の２１％である。圧迫部材３９０の幅Ｌ５においても，蓄電部３２１の幅Ｌ６の２１％である。さらに，圧迫部材３８０の右端は，蓄電部３２１の右端と揃うように配置されている。圧迫部材３９０の左端は，蓄電部３２１の左端と揃うように配置されている。

本形態の二次電池３００は，図２に示すように，電池ケース１４０の内部に電極体３２０を収容してなるものである。そして，二次電池３００を用いて組電池１を構成した場合において，各二次電池３００には，ボルト３およびナット４での締め付けにより，その厚さ方向に拘束荷重が掛けられる。そして，この拘束荷重により，二次電池３００の蓄電部３２１の幅方向の両端付近には，中央付近よりも大きな荷重が掛かることとなる。蓄電部３２１の両端付近は，中央付近よりも，圧迫部材３８０および圧迫部材３９０の存在により厚くなっているからである。さらに，大きな荷重が掛かる範囲は，蓄電部３２１の幅方向の両端より，それぞれ２１％の範囲内である。

よって，本形態の二次電池３００を用いて構成した組電池１においても，第１の形態と同様の効果を得ることができる。すなわち，組電池１において，各二次電池３００の内部抵抗の増加を抑制することができる。従って，二次電池３００を用いることにより，サイクル寿命の長い組電池１を構築することができる。

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，本形態においては，電極体を，扁平形状をなす捲回型の電極体として説明したが，これに限るものではない。正極板および負極板を，これらの間にセパレータと圧迫部材とを挟み込みつつ積層してなる積層型の電極体であってもよい。そして，積層型の電極体においては，圧迫部材を，すべての正極板と負極板との間に挟み込む必要はなく，例えば一層飛ばしで挟み込んだ構成であってもよい。

また例えば，本形態においては，圧迫部材３８０および圧迫部材３９０の幅は，いずれも蓄電部の幅の２１％である。しかし，１４〜２１％の範囲内であれば良く，２１％に限定される訳ではない。また例えば，圧迫部材３８０および圧迫部材３９０の幅は，同じである必要はない。また例えば，圧迫部材３８０および圧迫部材３９０は，セパレータの図８中下面に当接するような配置であってもよい。

また例えば，本形態の蓄電部においては，圧迫部材３８０および圧迫部材３９０は，正極板と負極板との間に挟み込まれているが，これに限るものではない。すなわち，圧迫部材３８０および圧迫部材３９０を，正極板，負極板，セパレータのみを捲回してなる電極体（一般的な電極体）の最外周に巻き付けた構成としてもよい。

［第３の形態］
第３の形態の二次電池４００について説明する。本形態の二次電池４００の構成は，一般的な二次電池１００と異なるセパレータを有している。本形態のセパレータには，厚みの厚い部分と薄い部分とがある。二次電池４００においては，二次電池１００とは異なるセパレータが，圧迫部材である。しかし，それ以外の構成は，実験に用いた二次電池１００と同じである。本形態の二次電池４００の構成は，図２においては見掛け上，二次電池１００と共通している。よって，本形態の二次電池４００においても，その説明に図２を用いることとする。そして，図２において，二次電池４００は，二次電池１００とは異なる電極体４２０を有している。

二次電池４００の電極体４２０は，捲回型の電極体である。図９は，本形態の電極体４２０を構成する正極板１５０，負極板１６０，セパレータ４７０の，捲回前における断面図である。これら正極板１５０，負極板１６０，セパレータ４７０は，いずれも図９において紙面奥行き方向に長い帯状のものである。

図９において，セパレータ４７０の断面形状は，その幅方向の両端部分が中央部分よりも厚い凹字形状をしている。すなわち，セパレータ４７０には，その幅方向の右端の圧迫部４７１と，左端の圧迫部４７２と，圧迫部４７１と圧迫部４７２とで挟まれた中央にこれらよりも厚みの薄い非圧迫部４７３とがある。

電極体４２０は，正極板１５０，負極板１６０，セパレータ４７０を図９に示すように重ね合わせつつ，図４に示すように扁平形状に捲回したものである。このような電極体４２０の蓄電部４２１では，正極板１５０，負極板１６０，セパレータ４７０が積層されている。そして，蓄電部３２１の幅方向の両端付近においては，中央付近と比較し，セパレータ４７０が厚い。

また，図９において，正極活物質層１５２と負極活物質層１６２とが重なる蓄電部の幅Ｌ９に対し，これと重なる圧迫部４７１の幅Ｌ７は，２１％の長さである。さらに，蓄電部４２１の幅Ｌ９に対し，これと重なる圧迫部４７２の幅Ｌ８においても，２１％の長さである。

本形態の二次電池４００は，図２に示すように，電池ケース１４０の内部に電極体４２０を収容してなるものである。そして，二次電池４００を用いて組電池１を構成した場合において，各二次電池４００には，ボルト３およびナット４での締め付けにより，その厚さ方向に拘束荷重が掛けられる。そして，この拘束荷重により，二次電池４００の蓄電部４２１の幅方向の両端付近には，中央付近よりも大きな荷重が掛かることとなる。蓄電部４２１の両端付近では，中央付近よりも，セパレータ４７０が厚いからである。さらに，大きな荷重が掛かる範囲は，蓄電部４２１の幅方向の両端より，それぞれ２１％の範囲内である。

よって，本形態の二次電池４００を用いて構成した組電池１においても，第１の形態と同様の効果を得ることができる。すなわち，組電池１において，各二次電池４００の内部抵抗の増加を抑制することができる。従って，二次電池４００を用いることにより，サイクル寿命の長い組電池１を構築することができる。

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲で種々の改良，変形が可能である。例えば，本形態においては，電極体を，扁平形状をなす捲回型の電極体として説明したが，これに限るものではない。図９に示す断面を有するセパレータ４７０を，正極板および負極板の間に挟み込みつつ積層してなる積層型の電極体であってもよい。そして，積層型の電極体においては，セパレータ４７０を，すべての正極板と負極板との間に挟み込む必要はなく，例えば厚みが一定のセパレータと交互に挟み込んだ構成であってもよい。

また例えば，本形態においては，圧迫部４７１および圧迫部４７２の幅は，いずれも蓄電部の幅の２１％である。しかし，１４〜２１％の範囲内であれば良く，２１％に限定される訳ではない。また例えば，圧迫部４７１および圧迫部４７２の幅は，同じである必要はない。

また例えば，本形態においては，圧迫部４７１および圧迫部４７２は，セパレータ４７０の図９中上向きに突出している。しかし，圧迫部４７１および圧迫部４７２は，セパレータ４７０の図９中下向きに突出していてもよい。また，圧迫部４７１および圧迫部４７２は，セパレータ４７０の図９中上向きおよび下向きの両方に突出していてもよい。

１００…二次電池
１２０…電極体
１２１…蓄電部
１２２…正極端部
１２３…負極端部
１４０…電池ケース
１５０…正極板
１５１…アルミニウム箔
１５２…正極活物質層
１６０…負極板
１６１…銅箔
１６２…負極活物質層
１７０…セパレータ
２８０…圧迫部材
２９０…圧迫部材
２９１…圧迫部
２９２…圧迫部
２９３…非圧迫部

Claims (6)

1. 集電体の一部に活物質層を形成してなる正極板および負極板を，これらの間に前記正極板および前記負極板よりも幅狭のセパレータを挟み込みつつ積層または扁平形状に捲回してなる電極体と，前記電極体を収容する矩形型の電池ケースとを有する二次電池において，
   前記電極体は，
   前記正極板および前記負極板の活物質層が前記セパレータを介して重なる蓄電部と，
   前記蓄電部より一端側に突出した正極集電体よりなる正極端部と，
   前記蓄電部より，前記正極端部とは前記蓄電部を介して反対の他端側に突出した負極集電体よりなる負極端部とを有し，
   前記電池ケース内に位置し，前記蓄電部のうち，前記正極端部側の第１の範囲を前記蓄電部の厚さ方向に圧迫し，前記負極端部側の第２の範囲を前記蓄電部の厚さ方向に圧迫し，前記第１の範囲と前記第２の範囲とで挟まれた中央を圧迫しない圧迫部材を有することを特徴とする二次電池。
2. 請求項１に記載の二次電池において，
   前記第１の範囲は，前記蓄電部と前記正極端部との境界より，前記蓄電部の前記正極端部から前記負極端部の幅方向の長さに対して１４〜２１％の範囲内であり，
   前記第２の範囲は，前記蓄電部と前記負極端部との境界より，前記幅方向の長さに対して１４〜２１％の範囲内であることを特徴とする二次電池。
3. 請求項１または請求項２に記載の二次電池において，
   前記圧迫部材は，前記電池ケースの内壁と前記電極体との間に位置することを特徴とする二次電池。
4. 請求項１または請求項２に記載の二次電池において，
   前記圧迫部材は，前記正極板と前記負極板との間に位置することを特徴とする二次電池。
5. 請求項１または請求項２に記載の二次電池において，
   前記セパレータは，厚みの厚い部分と薄い部分とを有しており，前記厚い部分が前記圧迫部材であることを特徴とする二次電池。
6. 複数の矩形型の二次電池をその厚さ方向に組み合わせ，これらを拘束部材により前記厚さ方向に拘束荷重を掛けつつ一体化させてなる組電池において，
   前記二次電池は，
   集電体の一部に活物質層を形成してなる正極板および負極板を，これらの間に前記正極板および前記負極板よりも幅狭のセパレータを挟み込みつつ積層または扁平形状に捲回してなる電極体と，前記電極体を収容する矩形型の電池ケースとを有し，さらに，
   前記電極体は，
   前記正極板および前記負極板の活物質層が前記セパレータを介して重なる蓄電部と，
   前記蓄電部より一端側に突出した正極集電体よりなる正極端部と，
   前記蓄電部より，前記正極端部とは前記蓄電部を介して反対の他端側に突出した負極集電体よりなる負極端部とを有し，
   前記電池ケース内に位置し，前記蓄電部のうち，前記正極端部側の第１の範囲を前記蓄電部の厚さ方向に圧迫し，前記負極端部側の第２の範囲を前記蓄電部の厚さ方向に圧迫し，前記第１の範囲と前記第２の範囲とで挟まれた中央を圧迫しない圧迫部材を有することを特徴とする組電池。

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