JP2015103479A - リチウムイオン二次電池 - Google Patents

Abstract

【課題】正極活物質からの金属元素の溶出をより確実に抑制することのできる構成のリチウムイオン二次電池を提供する。【解決手段】本発明によって提供されるリチウムイオン二次電池１００は、長尺状の正極１０と該正極よりも長い長尺状の負極２０とがセパレータ４０を介して積層され長手方向に捲回された扁平状の捲回電極体８０と、非水電解液と、が角型ケース５０に収容された構成である。捲回電極体８０は、捲回中心側にある捲回方向の始端部８１において、正極よりも捲回方向の捲回中心側にはみ出した負極の余り部２２を有している。また、捲回電極体８０と角型ケース５０との隙間には、余剰の非水電解液６０が存在している。そして、始端部側の負極の余り部２２は、上記電池が所定の位置に所定の姿勢で配置されたときに、余剰の非水電解液６０の存在する領域に配置されている。【選択図】図３

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池に関する。詳しくは、角型のケース内に扁平状の捲回電極体を備えるリチウムイオン二次電池に関する。

リチウムイオン二次電池等の非水電解液二次電池は、パソコン、携帯端末等のいわゆるポータブル電源や、車両駆動用電源として用いられている。特に、小型、軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン二次電池は、ハイブリッド自動車、電気自動車等の駆動用電源として好ましく用いられている。

リチウムイオン二次電池の典型的な一形態では、扁平状の捲回電極体と非水電解液とが上記捲回電極体の形状に対応した矩形状の角型ケースに収容されている。このような形態とすることで、個々の電池を高容量化することができ、さらに限られたスペースに効率よく多数の電池を配列させることができる。このため、かかる形態はとりわけ高エネルギー密度が要求される用途（例えば車両駆動用電源）で好ましく採用されている。

このような高エネルギー密度の電池は、一般に電圧が所定の領域（例えば３．０Ｖ〜４．２Ｖ）に収まるよう制御された状態で使用されるが、誤操作等により通常以上の電流が供給されると、所定の電圧を超えて過充電となる場合がある。かかる過充電時には、非水電解液の分解によってガスが発生したり、活物質の発熱によって電池内部の温度が上昇したりすることがあり得る。この問題に対処するための技術として、特許文献１には、非水電解液中に非水溶媒よりも酸化分解電位の低い化合物（典型的には芳香族化合物。以下、「ガス発生剤」ともいう。）を含み、且つ、該ガス発生剤の分解によってケース内の圧力が所定値以上になると充電電流を強制的に遮断する電流遮断機構（ＣＩＤ：Current Interrupt Device）を備えるリチウムイオン二次電池が開示されている。この電池が過充電状態になると、上記ガス発生剤が正極の表面で酸化分解され、これを起点として負極で水素ガス（Ｈ_２）が発生する。この発生したガスによって速やかに電池の内圧が上昇し、電流遮断機構を早期に作動させることができる。このため、信頼性（過充電耐性）の高い電池を実現することができる。

国際公開２０１３／１０８３９６号公報

ところで、特許文献１のようなリチウムイオン二次電池では、正極の電位が極端に高くなった場合に、例えば局所的に正極活物質を構成する金属元素（典型的には遷移金属元素）の溶出電位を超えた場合に、該金属元素が正極活物質から溶出して対向するセパレータや負極の表面に析出することがある。本発明者らの知見によれば、これによって電池内に微小な短絡が生じ、自己放電量（漏れ電流）が大きくなることがあり得る。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、正極の電位が局所的に高くなりすぎることを防止し、正極活物質からの金属元素の溶出をより確実に抑制することのできる構成のリチウムイオン二次電池を提供することである。

本発明者らが詳細な検討を重ねた結果、正極活物質からの金属元素の溶出は「特定の部位」、すなわち捲回電極体の捲回方向の端部（特には、捲回中心側に位置する捲回方向の始端部）で生じ易いことがわかった。そこで、本発明者らは、捲回方向の端部における金属元素の溶出を抑制することを考えた。そして、更なる鋭意検討を重ねた結果、上記課題を解決し得る手段を見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明によって提供されるリチウムイオン二次電池は、長尺状の正極と該正極よりも長い長尺状の負極とがセパレータを介して積層され長手方向に捲回された扁平状の捲回電極体と、非水電解液と、が角型ケースに収容された形態である。上記捲回電極体は、捲回中心側にある捲回方向の始端部において、上記正極よりも捲回方向の捲回中心側にはみ出した負極の余り部を有している。また、上記捲回電極体と上記角型ケースとの隙間には、余剰の非水電解液が存在している。そして、上記始端部側の上記負極の余り部は、上記電池が所定の位置に所定の姿勢で（正規に）配置されたときに、上記余剰の非水電解液の存在する領域に配置されている。

一般的なリチウムイオン二次電池の捲回電極体では、上記捲回電極体の捲回方向の始端部において、負極におけるリチウムの析出を抑制する観点から正極よりも負極の方が長く、負極が捲回方向の捲回中心側にはみ出している。換言すれば、負極は、捲回中心側に位置する捲回方向の始端部において、正極に対向しない部位（以下、単に「余り部」ともいう。）と、該余り部に接する部位であって正極に対向する部位（以下、単に「対向部」ともいう。）と、を有している。
このような構成の負極では、充電によって吸蔵されたリチウムイオンが徐々に対向部から余り部へと拡散される。本発明者らの検討によれば、このときに角型ケースの内部に空気が存在すると、余り部に拡散されたリチウムイオンが空気中の酸素と反応して酸化リチウムとなる。これによって余り部のリチウムイオンが消費されると、リチウムイオンがさらに対向部から余り部へと拡散される。かかる現象が続くと、対向部においてリチウムイオンが欠乏するため、該対向部と向かい合った正極の始端部からリチウムイオンが過剰に移動し得る。このため、該正極の始端部の電位が上昇することとなり、当該部位において局所的に正極活物質からの金属元素の溶出が加速され得る。

そこで、ここに開示される電池では負極の余り部を非水電解液中（すなわち、非水電解液の液面よりも鉛直方向の下側）に配置する。これによって、角型ケースの内部に酸素が存在している場合であっても、該負極の余り部を酸素から遮断することができる。したがって、かかる部位で酸化リチウムが生成され難くなり、対向部から余り部へのリチウムイオンの拡散を低減することができる。すなわち、かかる構成によれば、対向部と向かい合った正極の始端部の電位が局所的に高くなることを防止することができ、正極活物質からの金属元素（典型的には遷移金属元素。例えば、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）等。）の溶出を的確に抑制することができる。

なお、電池の内部構造（具体的には、正極の捲回方向の始端部と余剰の非水電解液の液面との位置関係）は、電池の使用温度域（典型的には常温域、例えば２５℃の環境下）において、Ｘ線ＣＴ（X-ray computed tomography）のような非破壊検査の測定を行うことにより明らかにすることができる。

ここに開示されるリチウムイオン二次電池の好適な一態様では、上記捲回電極体は、捲回外周側にある捲回方向の終端部において、上記正極よりも捲回方向の捲回外周側にはみ出した負極の余り部を有している。そして、上記終端部側の上記負極の余り部は、上記余剰の非水電解液の存在する領域に配置されている。
捲回電極体の典型的な構成では、上記捲回方向の始端部のみならず、終端部（捲回外周側にある端部）においても負極の余り部が存在し得る。かかる構成では、正極の捲回方向の終端部で、上記始端部と同様に局所的な電位の上昇が生じることがあり得る。負極の捲回方向の始端部と終端部とをいずれも非水電解液中に存在させることで、正極端部における局所的な電位上昇をより一層抑制することができ、正極活物質からの金属元素の溶出を一層抑制することができる。したがって、本発明の効果をより高いレベルで発揮することができる。

ここに開示されるリチウムイオン二次電池の好適な一態様では、上記捲回電極体は、対向する２つの捲回平坦部と、該２つの捲回平坦部の間に介在する半円形状の２つの捲回Ｒ部から構成されている。該２つの捲回Ｒ部のうち一方は、上記所定の位置に所定の姿勢で配置されたときに、上記角型ケースの鉛直方向の底に配置されている。そして、上記正極の捲回方向の始端部と上記余剰の非水電解液の液面とがいずれも上記捲回平坦部に配置されている。
一般に、捲回Ｒ部は捲回平坦部に比べて曲率が大きいため、充放電に伴う活物質層の膨張・収縮等に起因するストレスがかかり易い。とりわけ捲回中心側にある正極の始端部では曲率半径が小さいために、正極活物質層に亀裂が生じたり、正極活物質層が剥がれ落ちたりすることがあり得る。正極の始端部を捲回平坦部に配置することで、このような不具合を防止することができ、優れた電池特性を安定的に実現することができる。また、余剰の非水電解液の液面の高さを捲回平坦部までとなるべく少なく抑えることで、コストを低減することもできる。

ここに開示されるリチウムイオン二次電池の好適な一態様では、上記始端部側の上記負極の余り部が上記捲回平坦部に配置されている。換言すれば、始端部側の負極の余り部が、捲回平坦部であって非水電解液の液面と下方側の捲回Ｒ部（以下、「下Ｒ部」ともいう。）に挟まれた領域に配置されている。これにより、本発明の効果をさらに高いレベルで発揮することができる。

なお、本明細書において「底」とは、電池を所定の位置に所定の姿勢で（正規に）配置したときに、角型ケースの鉛直方向の下側になる側をいう。典型的には、角型ケースの蓋体に対向する面をいう。したがって、例えば角型電池の横転等によって該電池が一時的にイレギュラーな状態となった場合や、電池の上下を誤って組み立てた場合の「底」は、ここでいうところの底には含まれない。

ここに開示されるリチウムイオン二次電池の好適な一態様では、上記所定の位置に所定の姿勢で配置されたときに、上記正極の捲回方向の始端部の先端が鉛直方向の下側を向いている。かかる構成によれば、負極の余り部への酸素の供給を一層的確に遮断することができ、品質の安定した電池を実現することができる。

なお、本明細書において「正極の捲回方向の始端部」とは、正極の最も捲回中心側である捲回方向の先端を含む部位をいう。例えば、該先端を含み、そこから捲回方向に数ｍｍ（例えば先端から凡そ５ｍｍ）程度の領域をいう。

ここに開示されるリチウムイオン二次電池の好適な一態様では、上記角型ケース内の圧力が上昇した際に作動する電流遮断機構と、電池が過充電状態になると分解してガスを発生するガス発生剤と、をさらに備えている。
上述のとおり、ガス発生剤を含む電池では、例えば充電深度（ＳＯＣ：State of Charge）の高い状態で電池を保管した場合や、高温環境下（例えば５０℃〜７０℃）で充放電を繰り返した場合等に、ガス発生剤（典型的には芳香族化合物）が徐々に酸化分解され、正極表面にガス発生剤由来の重合体（重合被膜）が形成されることがあり得る。これによって正極活物質の構造が不安定となり（例えばマンガン元素の価数がＭｎ^２＋→Ｍｎ^３＋と変化して）、正極からの金属元素の溶出電位が低下することがあり得る。あるいは、例えば芳香族系のガス発生剤を用いた場合に、該芳香族化合物が触媒のように作用して正極活物質の反応活性が高まり、金属元素が溶出し易くなることがあり得る。したがって、正極表面で酸化分解され該正極の表面に重合体を形成し易い添加剤（典型的には芳香族化合物、例えばガス発生剤）を含む電池では、ここに開示される技術の適用が特に効果的である。

また、本発明によれば、長尺状の正極と該正極よりも長い長尺状の負極とがセパレータを介して積層され長手方向に捲回された扁平状の捲回電極体と、非水電解液と、が角型ケースに収容されたリチウムイオン二次電池の製造方法が提供される。かかる製造方法は、
（１）上記長尺状の正極と該正極よりも長い上記長尺状の負極とを上記セパレータを介して積層し、長手方向に捲回して扁平状の捲回電極体を作製すること、ここで、上記捲回電極体は、捲回中心側にある捲回方向の始端部において正極よりも捲回方向の捲回中心側にはみ出した負極余り部を有している；
（２）上記捲回電極体を上記角型ケース内に収容すること；
（３）上記捲回電極体が収容された上記角型ケース内に上記非水電解液を注液すること、ここで、上記非水電解液の注液量は、上記捲回電極体に上記非水電解液が含浸されてなお上記捲回電極体と上記角型ケースとの隙間に余剰の非水電解液が存在する量であって、上記始端部側の上記負極余り部が上記余剰の非水電解液の液面よりも鉛直方向の下側に位置するよう決定される；および、
（４）上記始端部側の上記負極余り部が上記余剰の非水電解液の液面よりも鉛直方向の下側に配置された状態で、上記正極と上記負極の間で初期充電処理を行うこと；
を包含する。

本発明者らの検討によれば、上述のような正極活物質からの金属元素の溶出は、初期充電処理（例えば初回充電後のエージング）時に顕著に生じ得る。始端部側の負極余り部を非水電解液中に配置した状態で初期充電処理を行うことで、正極活物質からの金属溶出を効果的に抑制することができる。したがって、かかる製造方法によれば自己放電量が低減されたリチウムイオン二次電池を効率的に安定して製造することができる。

ここに開示されるリチウムイオン二次電池の製造方法の好適な一態様では、（１）上記捲回電極体は、対向する２つの捲回平坦部に上記正極の捲回方向の始端部が配置されるよう捲回され、（２）上記捲回電極体を上記角型ケース内に収容する際には、上記捲回電極体の上記２つの捲回平坦部の間に介在する半円形状の２つの捲回Ｒ部のうち一方が、上記電池が所定の位置に所定の姿勢で配置されたときに上記角型ケースの鉛直方向の底に位置するように配置され、（３）上記非水電解液の注液量は、上記余剰の非水電解液の液面の高さが上記捲回平坦部に位置するよう決定される。
正極の捲回方向の始端部を捲回平坦部に配置することにより、機械的強度に優れた捲回電極体を安定して実現することができる。このことは、製造工程における不具合品（不良率）を低減する意味で好ましい。また、捲回Ｒ部のうち一方を角型ケースの鉛直方向の底に配置し、且つ非水電解液の液面の高さが捲回平坦部にくるよう調整することで、長期耐久性や信頼性に優れた電池を好適に製造することができる。

このようなリチウムイオン二次電池は、例えば高温状態で保持した場合であっても正極活物質からの金属元素の溶出が少ないため、自己放電量（漏れ電流）を抑えることができる。したがって、かかる特徴を活かして、例えば幅広い温度域で使用され得る用途や、高エネルギー密度の要求され得る用途に好適に利用することができる。かかる用途としては、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）等の車両に搭載されるモーター用の動力源（駆動用電源）が挙げられる。したがって、本発明の他の側面として、ここで開示されるいずれかのリチウムイオン二次電池（組電池の形態であり得る。）を備えた車両が提供される。

一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の外形を模式的に示す斜視図である。 図１のII−II線に沿う縦断面構造を示す模式図である。 図１のIII−III線に沿う縦断面構造を示す模式図である。 他の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の縦断面構造を示す模式図である。 リチウムイオン二次電池Ｂ（比較例）の縦断面構造を模式的に示す図である。 捲回電極体の始端部における金属元素の溶出量を比較したグラフである。

以下、適宜図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。なお、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化することがある。各図における寸法関係（長さ、幅、厚み等）は必ずしも実際の寸法関係を反映するものではない。また、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。

特に限定することを意図したものではないが、以下では一実施形態に係るリチウムイオン二次電池を例に本発明を詳細に説明する。
本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の概略構成を図１〜図３に示す。図１は、リチウムイオン二次電池１００の外形を模式的に示す斜視図である。図２は、図１のII−II線に沿う縦断面構造を示す模式図である。図３は、図１のIII−III線に沿う縦断面構造を示す模式図である。

図１および図２に示すように、リチウムイオン二次電池１００は、扁平状の捲回電極体８０と余剰の非水電解液６０とが角型ケース５０に収容された構成を有する。
角型ケース５０は、上端が開放された扁平な直方体状（角形）のケース本体５２と、その開口部を塞ぐ蓋体５４とを備えている。角型ケース５０を構成する材質としては、アルミニウム、スチール等の金属材料が好ましく用いられる。角型ケース５０の上面（すなわち蓋体５４）には、捲回電極体８０の正極１０と電気的に接続する外部接続用の正極端子７０、および捲回電極体８０の負極２０と電気的に接続する負極端子７２が設けられている。蓋体５４にはまた、角型ケース５０の内部で発生したガスを角型ケース５０の外部に排出するための安全弁５５が備えられている。

図２に示すように、角型ケース５０の内部には、角型ケースの内圧上昇により作動する電流遮断機構３０が設けられている。電流遮断機構３０は、角型ケース５０の内圧が上昇した場合に、少なくとも一方の電極端子（すなわち正極端子７０および／または負極端子７２）から捲回電極体８０に至る導電経路を切断することで充電電流を遮断し得るように構成されている。この実施形態では、電流遮断機構３０は、蓋体５４に固定した正極端子７０と捲回電極体８０との間に設けられ、角型ケース５０の内圧が上昇した場合に正極端子７０から捲回電極体８０に至る導電経路を切断するように構成されている。

角型ケース５０の内部には、扁平状の捲回電極体８０と余剰の非水電解液６０とが収容されている。また、角型ケース５０内の空間は、安全性やコスト、作業効率等の観点から、典型的にはドライエアーで満たされている。換言すれば、角型ケース５０内の空間には、例えば大気中と同程度の酸素が含まれ得る。
扁平状の捲回電極体８０は、長尺シート状の正極（正極シート）１０と、長尺シート状の負極（負極シート）２０とを備えている。正極シート１０は、長尺状の正極集電体と、その少なくとも一方の表面（典型的には両面）に長手方向に沿って形成された正極活物質層とを備えている。負極シート２０は、長尺状の負極集電体と、その少なくとも一方の表面（典型的には両面）に長手方向に沿って形成された負極活物質層とを備えている。また、正極活物質層と負極活物質層との間には、両者の直接接触を防ぐ絶縁層として２枚のセパレータ４０が配置されている。

捲回電極体８０の捲回軸方向の一の端部から他の一の端部に向かう方向として規定される幅方向において、その中央部分には、正極集電体の表面に形成された正極活物質層と負極集電体の表面に形成された負極活物質層とが重なり合って密に積層された捲回コア部分が形成されている。また、捲回電極体８０の捲回軸方向の両端部では、正極シート１０の正極活物質層非形成部および負極シート２０の負極活物質層非形成部が、それぞれ捲回コア部分から外方にはみ出ている。そして、正極側はみ出し部分（すなわち正極活物質層非形成部）には正極集電板７４が、負極側はみ出し部分（すなわち負極活物質層非形成部）には負極集電板７６が付設され、それぞれ上述の正極端子７０および負極端子７２と電気的に接続されている。

図３に示すように、捲回電極体８０は、捲回中心側にある捲回方向の始端部８１において、負極２０が正極１０よりも捲回方向の捲回中心側にはみ出した負極の余り部２２を有している。これによって、電極体の捲回時に巻きズレが生じた場合であっても、正極１０が負極２０に対して捲回中心側にはみ出すことを防止することができ、負極２０におけるリチウムの析出を好適に抑制することができる。始端部８１における負極の余り部２２の長さ（捲回方向の長さ）は、例えば数ｃｍ〜数１０ｃｍ程度であり得る。例えば、図３に示す態様では、負極の余り部２２の長さが凡そ４ｃｍ（４０ｍｍ）である。
また、上述の始端部８１の場合と同様に、捲回電極体８０は、典型的には捲回外周側にある捲回方向の終端部８３においても、負極２０が正極１０より捲回方向の捲回外周側にはみ出した負極の余り部２４を有している。捲回電極体８０の終端部８３における負極の余り部２４の長さ（捲回方向の長さ）は、例えば数ｃｍ〜数１０ｃｍ程度であり得る。図３に示す態様では、負極の余り部２２の長さが凡そ１ｃｍ（１０ｍｍ）である。

セパレータ４０は、典型的には負極２０よりも捲回方向に長い長尺シート状である。図３に示す態様では、１つのリチウムイオン二次電池１００につき２枚のセパレータ４０が用いられている。セパレータ４０のうち一方は、捲回電極体８０の捲回中心側にある捲回方向の始端部８１に凡そ０．５ターン分の余り部４２を有し、負極２０の始端部２１と、正極１０の始端部１１との間に挟み込まれている。もう一方のセパレータ４０は、捲回電極体８０の捲回中心側にある捲回方向の始端部８１に凡そ１．５ターン分の余り部４２を有し、正極１０の始端部１１の一周外周側に挟み込まれている。また、２枚のセパレータ４０は、捲回電極体８０の捲回外周側にある捲回方向の終端部８３においても負極２０より捲回方向の捲回中心側にはみ出したセパレータの余り部４４を有している。終端部８３におけるセパレータの余り部４４の長さ（捲回方向の長さ）は、例えば数ｃｍ〜数１０ｃｍ程度であり得る。図３に示す態様では、セパレータの余り部４４の長さが凡そ１０ｃｍである。また、セパレータ４０の終端部４４には、捲回電極体８０が巻き解れないよう巻止めテープが貼着され、捲回電極体８０の形状を維持している。

捲回電極体８０は、捲回軸に直交する断面において、対向する２つの捲回平坦部８４と、該２つの捲回平坦部の間に介在する半円形状の２つの捲回Ｒ部８２，８６とから構成されている。この実施形態では、該２つの捲回Ｒ部のうち一方（下Ｒ部）８２が角型ケース５０の鉛直方向の底に配置され、該２つの捲回Ｒ部のうち他の一方（上Ｒ部）が角型ケース５０の鉛直方向の蓋体５４側（天井側）に配置されている。
好ましい一態様では、正極１０の捲回方向の始端部１１が捲回平坦部８４に配置されている。正極１０の捲回始端部１１を、曲率が高い捲回Ｒ部８２，８６に配置した場合、充放電時に正極活物質層が膨張・収縮することによって当該部位に高いストレスがかかり、正極活物質層が剥離し易くなる傾向にある。上記構成とすることで、このような不具合を好適に防止することができる。また、好ましい他の一態様では、負極の捲回方向の始端部２１が捲回平坦部８４に配置されている。敢えて言えば、始端部側の負極の余り部２２全体が捲回平坦部８４に配置されていることが好ましい。換言すれば、捲回電極体８０の捲回方向の始端部８１全体が捲回平坦部８４に配置されていることが好ましい。これにより、捲回中心の近くに存在する活物質層に亀裂や滑落等が生じることを、より確実に防止することができる。なお、ここで「負極の捲回方向の始端部」とは、負極の最も捲回中心側である捲回方向の先端を含む部位をいう。例えば、該先端を含み、そこから捲回方向に向かって負極の余り部２２と該負極余り部に接する対向部であって正極の捲回方向の始端部１１と対向する対向部を含む領域をいう。

ここに開示されるリチウムイオン二次電池１００では、捲回電極体８０に非水電解液が含浸されてなお、捲回電極体８０と角型ケース５０との隙間に、余剰の非水電解液６０が存在している。そして、負極余り部２２は、電池が所定の位置に所定の姿勢で配置されたときに、余剰の非水電解液６０の存在する領域に配置されている。換言すれば、負極余り部２２は、余剰の非水電解液の液面６２よりも鉛直方向の下側に配置されている。このような構成とすることで、正極の始端部の電位が局所的に高くなりすぎることを防止することができ、正極活物質からの金属元素の溶出を抑制することができる。

好ましい一態様では、負極余り部２２に加えて、正極の始端部１１もまた余剰の非水電解液６０の存在する領域に配置されている。換言すれば、余剰の非水電解液の液面６２よりも鉛直方向の下側に配置されている。非水電解液の液面の高さ６２は、例えば電池が傾いたり、電池内の温度が高くなって非水溶媒成分が気化したりすると、若干変動することがあり得る。負極余り部２２および正極の始端部１１を余剰の非水電解液６０の存在する領域に配置することにより、負極の余り部２２をより確実に酸素から遮断することができ、酸素源を断つことができる。したがって、負極の余り部２２における酸化リチウムの生成を一層抑制することができ、正極の始端部１１の電位が局所的に上昇することを的確に防止することができる。

好ましい一態様では、電池が所定の位置に所定の姿勢で配置されたときに、正極の捲回方向の始端部１１の先端が鉛直方向の下側を向いている。かかる態様によれば、捲回電極体８０の捲回方向の始端部８１（典型的には始端部側の負極の余り部２２、例えば正極の始端部１１および負極の始端部２１）をより確実に余剰の非水電解液６０の存在する領域に配置することができる。

ここに開示される技術において、始端部側の負極の余り部２２は、例えば図３や図４に示すように、非水電解液６０の存在する領域に配置されている。その一方で、終端部側の負極の余り部２４は、非水電解液６０の存在する領域に配置されていてもよく、あるいは非水電解液６０の存在する領域に配置されていてもよい。
例えば、図３に示す態様では、捲回電極体８０の捲回外周側にある負極の余り部２４が、余剰の非水電解液６０の存在する領域に配置されている。換言すれば、負極の始端部側の余り部２２および終端部側の余り部２４が、いずれも余剰の非水電解液の液面６２よりも鉛直方向の下側に配置されている。かかる構成によって、始端部および終端部において正極の電位が局所的に高くなることを防止することができ、本発明の効果を高いレベルで発揮することができる。
また、図４に示す他の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池１００ａは、角型ケース５０ａと捲回電極体８０ａとを備え、該捲回電極体８０ａの捲回中心側にある捲回電極体の始端部８１ａ（典型的には始端部側の負極の余り部２２ａ、例えば正極の捲回方向の始端部１１ａおよび負極の捲回方向の始端部２１ａ）が、余剰の非水電解液６０ａの存在する領域に配置されている。換言すれば、捲回電極体の始端部８１ａが、余剰の非水電解液の液面６２ａよりも鉛直方向の下側に配置されている。一方、捲回電極体８０ａの捲回外周側にある捲回電極体の終端部８３ａ（典型的には終端部側の負極の余り部２４ａ、例えば正極の捲回方向の終端部１３ａおよび負極の捲回方向の終端部２３ａ）が、余剰の非水電解液６０の存在しない領域に配置されている。このような構成は、特に捲回電極体８０ａの捲回方向の終端部８３ａにおいて負極の余り部の面積が狭い（あるいはほぼ無い）場合に好ましく採用することができる。

好ましい一態様では、図３に示すように、捲回電極体８０の捲回外周側にある負極の余り部２４が、余剰の非水電解液の存在する領域６０に配置されている。例えば、正極の捲回方向の終端部１３と負極の捲回方向の終端部２３とが、いずれも余剰の非水電解液の液面６２よりも鉛直方向の下側に配置されている。これにより、本発明の効果を高いレベルで発揮することができる。

なお、従来の一般的なリチウムイオン二次電池では、低コストの観点から非水電解液の注液量のほぼ全量を捲回電極体に含浸させている。つまり、捲回電極体と角型ケースとの隙間には、余剰の非水電解液が存在していないか、ケースを傾けた際に僅かに余剰の非水電解液が確認される程度である。これに対して、ここに開示されるリチウムイオン二次電池１００では、上述のようなメリットを得る（すなわち、正極電位の局所的な上昇を抑え、正極活物質からの金属元素の溶出を抑制する）観点から、敢えて余剰の非水電解液６０を設ける構成とするものである。

好ましい他の一態様では、余剰の非水電解液の液面６２が捲回平坦部８４に配置される。上述の通り、正極の捲回方向の始端部１１は、捲回平坦部８４に配置することが好ましい。このため、余剰の電解液の液面６２は、捲回電極体８０の一方のＲ部（下Ｒ部）８２よりも高いことが好ましい。また、低コストの観点から、余剰の電解液の液面６２は、捲回電極体８０の他の一方のＲ部（上Ｒ部）８６よりも低いことが好ましい。
好適な一態様では、余剰の電解液の液面６２は、角型ケース５０の高さの凡そ１／４〜３／４の高さとすることができる。図３に示す態様では、角型ケース５０の高さの凡そ１／２の高さに余剰の電解液の液面６２が配置されている。

なお、リチウムイオン二次電池１００を構成する材料や部材自体は、従来公知のリチウム二次電池と同様でよく、特に限定されない。
例えば、角型ケース５０としては、例えばアルミニウム等の軽量な金属材製のものを好適に採用することができる。好適な一態様では、角型ケース５０には、該ケース内の圧力が上昇した際に作動する電流遮断機構（ＣＩＤ）３０が備えられている。これにより、信頼性（過充電耐性）に優れた高容量の電池を実現することができる。

捲回電極体８０を構成する正極１０としては、正極活物質をバインダや導電材等とともに組成物として正極集電体の表面に付着させ、該正極集電体上に正極活物質層を形成した形態のものを好適に用いることができる。正極活物質としては、層状構造やスピネル構造を有するリチウム複合金属酸化物（例えば、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＦｅＯ_２、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、ＬｉＮｉ_０．３３Ｃｏ_０．３３Ｍｎ_０．３３Ｏ_２、ＬｉＮｉ_０．５Ｍｎ_１．５Ｏ_４，ＬｉＣｒＭｎＯ_４、ＬｉＦｅＰＯ_４）等を好適に採用し得る。バインダとしては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等のポリマー材料やポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）を好適に採用し得る。導電材としてはカーボンブラック（例えば、アセチレンブラックやケッチェンブラック）等の炭素材料を好適に採用し得る。正極集電体としては、導電性の良好な金属（例えばアルミニウム）からなる導電性部材を好適に採用し得る。

捲回電極体８０を構成する負極２０としては、負極活物質をバインダや増粘剤等とともに組成物として負極集電体の表面に付着させ、該負極集電体上に負極活物質層を形成した形態のものを好適に用いることができる。負極活物質としては、黒鉛（グラファイト）、難黒鉛化炭素（ハードカーボン）、易黒鉛化炭素（ソフトカーボン）等の炭素材料を用いることができ、なかでも黒鉛を好適に採用し得る。バインダとしては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のポリマー材料、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等のゴム類を好適に採用し得る。増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等のセルロースを好適に採用し得る。負極集電体としては、導電性の良好な金属（例えば銅）からなる導電性材料を好適に採用し得る。
また、正負極の容量比、すなわち正極の初期充電容量（Ｃ_Ｐ）に対する負極の初期充電容量（Ｃ_Ｎ）の比として算出される容量比（Ｃ_Ｎ／Ｃ_Ｐ）は、例えば１．０〜２．１とすることができる。上記範囲とすることで、高いエネルギー密度や優れたサイクル特性を実現することができる。

捲回電極体８０を構成するセパレータ４０としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂から成る多孔質樹脂シートを好適に採用し得る。なかでも、上記多孔性樹脂シートの片面または両面に、アルミナ（酸化アルミニウム：Ａｌ_２Ｏ_３）やシリカ（酸化ケイ素：ＳｉＯ_２）等の無機フィラー類を含む多孔質耐熱層を備えるものが好ましい。かかる形態によれば、何らかの要因で電池内の温度が上昇した（例えば１５０℃以上となった、典型的には２００℃以上となった）場合であっても、正負極の絶縁状態を好適に維持することができる。また、充放電の繰り返し等によってリチウムが負極の表面に析出した場合であっても、当該部位における微小な短絡を抑制することができ、自己放電量を低減することができる。

非水電解液としては、非水溶媒中に支持塩を含有させたものを好適に採用し得る。非水溶媒としては、カーボネート類、エステル類、エーテル類、ニトリル類、スルホン類、ラクトン類等の非プロトン性溶媒を用いることができる。なかでも、カーボネート類、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等を好適に採用し得る。支持塩としては、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４等のリチウム塩を好適に採用し得る。
なお、非水電解液中には、上述した非水溶媒および支持塩に加えて各種添加剤を含み得る。かかる添加剤としては、例えばシクロヘキシルベンゼン（ＣＨＢ）やビフェニル（ＢＰ）等のガス発生剤；ビニレンカーボネート（ＶＣ）、ビニルエチレンカーボネート（ＶＥＣ）、フルオロエチレンカーボネート（ＦＥＣ）、リチウムビス（オキサラト）ボレート（Ｌｉ［Ｂ（Ｃ_２Ｏ_４）_２］）等の被膜形成剤；等が例示される。

図１〜図３に示すようなリチウムイオン二次電池１００は、例えば、以下の工程：
（１）長尺状の正極１０と、該正極よりも長い長尺状の負極２０とを、セパレータ４０を介して積層し、長手方向に捲回して扁平状の捲回電極体８０を作製すること；
（２）捲回電極体８０を角型ケース５０内に収容すること；
（３）角型ケース５０内に非水電解液を注液すること；
（４）正極１０と負極２０の間で初期充電処理を行うこと；
によって製造することができる。以下、各工程について順に説明する。

ここに開示される製造方法では、まず長尺状の正極１０と、該正極よりも長い長尺状の負極２０と、絶縁層としてのセパレータ４０と、を準備する。正極１０、負極２０、セパレータ４０としては、既に上述したものを用いることができる。
次に、セパレータ４０、負極２０、セパレータ４０、正極１０の順に積層し、長手方向に捲回し、捲回電極体を作製する。その際、捲回方向の始端部において、負極の始端部２１を正極の始端部１１よりも捲回方向の捲回中心側にはみ出させることで、負極の余り部２２を備えるよう調整する。例えば、予め２枚のセパレータ４０を巻き芯にある程度（典型的には０．５〜２ターン程度）捲回させておき、該２枚のセパレータ４０の間に負極２０を挟み込んでさらにある程度（典型的には数ｃｍ〜数１０ｃｍ）捲回させ、図３に示すような負極の余り部２２を形成する。次に、正負極が絶縁されるよう２枚のセパレータ４０の間に正極１０を挟み込んで捲回するとよい。
なお、捲回電極体を扁平形状に成形する方法としては、例えば捲回軸の垂直方向の断面が扁平形状である巻き芯を用いて、扁平状となるように捲回するとよい。あるいは、捲回軸の垂直方向の断面が略円形状の巻き芯を用いて円筒形状の捲回電極体を作製した後、側面方向から押圧して扁平状に成形してもよい。これにより、扁平状の捲回電極体８０を作製することができる。

好適な一態様では、正極の捲回方向の始端部１１が、扁平状の捲回電極体８０の捲回平坦部に配置されるよう上記捲回あるいは上記押圧を行う。より好適な一態様では、正極の捲回方向の始端部１１および負極の捲回方向の始端部２１が、扁平状の捲回電極体８０の捲回平坦部に配置されるよう上記捲回あるいは上記押圧を行う。換言すれば始端部側の負極の余り部２２が扁平状の捲回電極体８０の捲回平坦部に配置されるよう上記捲回あるいは上記押圧を行う。これにより、活物質層（例えば正極活物質層）の欠落等を好適に防止することができ、製造工程における不良率を低減することができる。さらに、充放電によって活物質層（典型的には正極活物質層）が膨張や収縮を繰り返した場合であっても、優れた耐久性を実現することができる。

ここに開示される製造方法では、続いて、捲回電極体８０を角型ケース５０内に収容する。角型ケース５０としては、既に上述した材質のものを用いることができる。典型的には、捲回電極体８０をケース本体５２に収容した後、ケース本体５２の開口部に蓋体５４を被せて、封止する。ケース本体５２と蓋体との封止プロセスは、従来のリチウムイオン二次電池の製造と同様に行うことができる。
角型ケース５０内に捲回電極体８０を収容する際の方向（向き）は、例えば図１〜図３に示すように、捲回電極体の２つの捲回Ｒ部のうち一方（下Ｒ部）が、角型ケース５０の鉛直方向の底に位置するように配置するとよい。これにより、捲回電極体の捲回方向の始端部８１を精度よく余剰の非水電解液６０の存在する領域に配置することができる。あるいは、捲回電極体の２つの捲回平坦部８４のうち一方が、角型ケース５０の鉛直方向の底に位置するように配置してもよい。
正極の捲回方向の始端部１１の先端は、鉛直方向の下側を向くよう配置するとよい。これにより、捲回電極体８０の捲回方向の始端部８１（換言すれば、正極の始端部１１および負極の始端部２１）を的確に余剰の非水電解液６０の存在する領域に配置することができる。

ここに開示される製造方法では、続いて、角型ケース５０内に非水電解液を注液（配置）する。典型的には、蓋体に設けられた注液口から非水電解液を注液（配置）した後、該注液口を密閉封止する。なお、非水電解液としては、既に上述したものを用いることができる。また、非水電解液の注液量は、捲回電極体８０に非水電解液が含浸されてなお、捲回電極体８０と角型ケース５０との隙間に余剰の非水電解液６０が存在する量であって、始端部側の負極の余り部２４が余剰の非水電解液の液面６２よりも鉛直方向の下側に位置する量とすればよい。このようにして、図１〜図３に示すようなリチウムイオン二次電池１００を構築する（組み立てる）ことができる。

好適な一態様では、上記非水電解液中にガス発生剤を含ませる。これにより、電流遮断機構を備えた電池において、過充電時に該電流遮断機構をより早期に作動させることができる。したがって、信頼性（過充電耐性）に優れた電池を実現することができる。

また、上記捲回電極体の収容において、捲回電極体の２つの捲回Ｒ部のうち一方（下Ｒ部）が角型ケース５０の鉛直方向の底に位置するよう配置された電池（図１〜図３参照）では、余剰の非水電解液６２の液面の高さが捲回平坦部８４に位置するよう非水電解液の注液量を調整するとよい。

なお、上記捲回電極体８０の収容および非水電解液の注液は、典型的にはドライベンチやドライルーム等を用いて、ドライエアー（乾燥空気）雰囲気下で実施される。これにより、例えばグローブボックス等を用いて不活性ガス（例えば窒素ガス）雰囲気下で収容作業や注液作業を行う場合に比べて、生産性や作業効率を格段に向上することができる。さらに、コストの観点からも好ましい。
一般に角型ケース５０内に酸素が多く含まれる場合、例えば捲回電極体８０の負極の余り部２２等において、正極活物質由来の金属の析出が生じることがあり得る。しかしながら、ここに開示される技術によればかかる金属析出を好適に抑制することができ、生産性と電池性能（典型的には自己放電量の低減）とを高いレベルで両立することができる。

ここに開示される製造方法では、続いて、正極１０と負極２０の間で初期充電処理を行う。典型的には、正極１０（正極端子７０）と負極２０（負極端子７４）の間に外部電源を接続し、所定の電圧まで充電（典型的には定電流充電）した後、高温域で所定の期間保持（エージング、放置）する。これにより、負極の表面に非水電解液由来の被膜を形成することができ、サイクル特性に優れた電池を実現することができる。
正負極端子間の充電電圧は、例えばＳＯＣが６５％〜１１０％の範囲にあるときに示し得る電圧範囲とするとよい。例えば４．２Ｖで満充電となる電池では、正負極間の電圧を凡そ３．８Ｖ〜４．３Ｖの範囲に設定するとよい。また、エージング時の温度は、凡そ４０℃以上（典型的には５０℃以上、好ましくは６０℃以上、例えば６０±１０℃）とすればよい。また、高温域で保持する期間（時間）は、例えば５時間〜４８時間、好ましくは１０時間〜２４時間に設定するとよい。

ここに開示される製造方法では、始端部側の負極の余り部２２が余剰の非水電解液の液面６２よりも鉛直方向の下側に配置された状態で初期充電処理を行う。これにより、正極の捲回方向の始端部１１の電位が局所的に高くなることを防止することができ、正極活物質からの金属溶出を効果的に抑制することができる。したがって、微小短絡の発生を高度に抑制することができ、信頼性の高いリチウムイオン二次電池を安定して製造することができる。このことは、製造工程の不良率改善やコスト低減の観点からも好ましい。

ここで開示される非水系二次電池（典型的にはリチウムイオン二次電池）は各種用途に利用可能であるが、電池性能（例えばエネルギー密度）が高く、信頼性に優れることを特徴とする。例えば、自己放電量が低減され、初期の電池容量が高く、且つ、充放電を繰り返した場合であっても高い耐久性を実現し得るものであり得る。さらには、過充電時に的確に電流遮断機構を作動させることができ、耐久性（過充電耐性）と電池特性（高エネルギー密度）とを兼ね備えたものであり得る。したがって、このような性質を活かして、高出力および高容量特性が特に求められる大型電池に好ましく適用することができる。
具体的には、例えば、理論容量が１０Ａｈ以上（例えば１０Ａｈ〜２５０Ａｈ）、例えば５０Ａｈ以上、さらには１００Ａｈ以上（例えば１００Ａｈ〜２００Ａｈ）の大容量タイプのリチウムイオン二次電池であって、５Ｃ以上（例えば５Ｃ〜５０Ｃ）、例えば１０Ｃ以上（例えば１０Ｃ〜４０Ｃ）のハイレート放電を含む充放電サイクルでの使用が想定されるリチウムイオン二次電池に好ましく適用することができる。そして、かかる構成のリチウムイオン二次電池（組電池の形態であり得る。）は、例えば車両に搭載されるモーター用の動力源（駆動用電源）として好適に用いることができる。車両の種類は特に限定されないが、典型的には自動車、例えばプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）等が挙げられる。

以下、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる実施例に限定することを意図したものではない。

≪リチウムイオン二次電池Ａ≫
ここでは、図３に模式的に示すようなリチウムイオン二次電池を構築した。具体的には、まず、正極活物質粉末としてのＬｉ[Ｎｉ_０．３３Ｃｏ_０．３３Ｍｎ_０．３３]Ｏ_２粉末（ＬＮＣＭ）粉末と、導電材としてのアセチレンブラック（ＡＢ）と、バインダとしてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）とを、これらの材料の質量比がＬＮＣＭ：ＡＢ：ＰＶｄＦ＝９４：３：３となるようにＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）と混合して、スラリー状組成物を調製した。この組成物を、厚み凡そ１５μｍの長尺状アルミニウム箔（正極集電体）の両面に、９４ｍｍ幅で帯状に塗布した後、乾燥（乾燥温度８０℃、１分間）させて正極活物質層を形成した。これをロールプレス機で圧延することにより、長尺状の正極（総厚み１７０μｍ、長さ４５００ｍｍ）を作製した。

次に、負極活物質としてのカーボンブラック粉末（Ｃ）と、バインダとしてのスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）と、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）とを、これらの材料の質量比がＣ：ＳＢＲ：ＣＭＣ＝９８．３：１．０：０．７となるようにイオン交換水と混合して、スラリー状組成物を調製した。この組成物を、厚み凡そ１０μｍの長尺状銅箔（負極集電体）の両面に、１００ｍｍ幅で帯状に塗布した後、乾燥（乾燥温度１２０℃、１分間）させて負極活物質層を形成した。これをロールプレス機で圧延することにより、上記正極よりも長い長尺状の負極（総厚み１５０μｍ、長さ４５５０ｍｍ）を作製した。

上記で作製した長尺状の正極と長尺状の負極とを、セパレータを介して重ね合わせて捲回し、扁平形状の捲回電極体を作製した。正極と負極の積層時には、捲回電極体の捲回方向の始端部において、負極の余り部が４０ｍｍとなるよう作製条件を調整した。すなわち、捲回電極体の捲回方向の終端部には１０ｍｍ（すなわち、（負極の長尺方向の長さ）−（正極の長尺方向の長さ）−（始端部の負極余り部の長さ）＝４５５０ｍｍ−４５００ｍｍ−４０ｍｍ＝１０ｍｍ）の負極余り部が存在している。また、正極の始端部は捲回平坦部に配置されるよう調整した。なお、セパレータとしては、ポリエチレン（ＰＥ）層の両面にポリプロピレン（ＰＰ）層が積層された三層構造の基材の片側の表面に、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）粒子とバインダとしてのアクリル樹脂とを含む多孔質耐熱層を備えたものを用いた。そして、得られた捲回電極体の正極集電体の端部に正極端子を、負極集電体の端部に負極端子を、溶接によってそれぞれ接合した。

かかる捲回電極体をアルミ製の角型ケースに収容し、非水電解液を注液した。このとき、非水電解液の注液量は、上記捲回電極体に非水電解液が含浸されてなお、上記捲回電極体と上記角型ケースとの隙間に余剰の非水電解液が存在する量であって、始端部側の上記負極の余り部が上記余剰の非水電解液の液面よりも鉛直方向の下側にくるように、角型ケースの１／２の高さに調整した。なお、非水電解液としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）とをＥＣ：ＤＭＣ：ＥＭＣ＝３：３：４の体積比で含む混合溶媒に、支持塩としてのＬｉＰＦ_６を１ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解させ、さらに、非水電解液全体の０．７５質量％の割合でビニレンカーボネートを、４質量％の割合でシクロヘキシルベンゼンを、１質量％の割合でビフェニルを、それぞれ添加したものを用いた。そして、角型ケースの開口部に蓋体を装着し、溶接して接合することによって、リチウムイオン二次電池Ａ（正負極の容量比（Ｃ_Ｎ／Ｃ_Ｐ）；１．３６、定格容量；２５Ａｈ）を構築した。

≪リチウムイオン二次電池Ｂ≫
ここでは、図５に模式的に示すようなリチウムイオン二次電池１００ｂを構築した。具体的には、先ず、上記リチウムイオン二次電池Ａと同様に、角型ケース５０ｂに捲回電極体８０ｂを収容した。このとき、捲回電極体８０ｂの捲回方向の始端部８１ｂ（具体的には、正極の始端部１１ｂおよび負極の始端部２１ｂ）と終端部８３ｂ（具体的には、正極の終端部１３ｂおよび負極の終端部２３ｂ）とが、いずれも角型ケース５０ｂの高さの１／２より上側にくるよう配置した。次に、角型ケース５０ｂの１／２の高さまで非水電解液を注液した。すなわち、捲回電極体８０ｂの端部が余剰の非水電解液６０ｂに浸漬しないよう（非水電解液の液面６２ｂよりも鉛直方向の上側になるよう）配置した。これにより、リチウムイオン二次電池Ｂ（正負極の容量比（Ｃ_Ｎ／Ｃ_Ｐ）；１．３６、定格容量；２５Ａｈ）を作製した。

≪初期充電処理≫
上記構築したリチウムイオン二次電池Ａ，Ｂを治具で挟み込み、拘束圧が４００ｋｇｆとなるよう押圧、拘束した。次に、２０Ａの定電流で電池電圧が３．９５Ｖに到達するまで定電流充放電を行った後、さらに該電圧で電流が０．１Ａになるまで定電圧充電を行った。そして、電池電圧が３．９５Ｖに調整されたリチウムイオン二次電池を温度制御恒温槽内に設置して６６℃まで昇温し、昇温開始からの経過時間が２０時間となるまで高温エージング処理を行った。エージング後のリチウムイオン二次電池を常温域まで降温させた後、６０Ａの定電流で電池電圧が３．０Ｖに到達するまで定電流充放電を行い、ＳＯＣ０％の状態に調整した。

≪溶出金属元素の分析≫
初期充電処理後のリチウムイオン二次電池Ａ，Ｂを解体し、正極の始端部に対向する負極およびセパレータを切り出した。そして、非水溶媒（ＥＣ：ＤＭＣ：ＥＭＣ＝１：１：１の体積比で含む混合溶媒）で２回〜３回軽く洗浄した後、１ｃｍ^２に打ち抜いてＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）分析用の試料を得た。該分析用試料を、それぞれ酸溶媒中（ここでは硫酸。）に加熱溶解させ、かかる溶液をＩＣＰ−ＡＥＳ（Atomic Emission Spectrometry）で分析することによって、金属元素の含有量（μｇ）を定量した。そして、得られた定量値を測定用試料の面積（ｃｍ^２）で除すことにより、単位面積当たりの金属溶出量（μｇ／ｃｍ^２）を算出した。結果を表１および図６に示す。

表１および図６に示すように、リチウムイオン二次電池Ａではリチウムイオン二次電池Ｂに比べて溶出金属量が低減されていた。そこで、リチウムイオン二次電池Ａについては新たに同様の構成の電池を構築し、高温エージング時の設定温度を８０℃まで上昇させて更なる検討を試みた。結果を表１および図６に示す。表１および図６に示すように、ここに開示される構成のリチウムイオン二次電池では、極端な高温環境下に曝された場合であっても、正極活物質からの金属元素の溶出を大幅に抑制できることがわかった。かかる結果は本発明の技術的意義を示している。

なお、正極の終端部に対向する負極およびセパレータについても、上記と同様にＩＣＰ分析によって溶出金属元素の定量を行ったが、測定された溶出金属量は上記始端部よりも相対的に低い値（例えば凡そ１／５以下の値）を示していた。

以上、本発明を詳細に説明したが、上記実施形態および実施例は例示にすぎず、ここで開示される発明には上述の具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

１０ 長尺状の正極
１１、１１ａ、１１ｂ 正極の捲回方向の始端部
１３、１３ａ、１３ｂ 正極の捲回方向の終端部
２０ 長尺状の負極
２１、２１ａ、２１ｂ 負極の捲回方向の始端部
２２、２２ａ 始端部側の負極の余り部
２３、２３ａ、２３ｂ 負極の捲回方向の終端部
２４、２４ａ 終端部側の負極の余り部
３０ 電流遮断機構
４０ セパレータ
４２ 始端部側のセパレータの余り部
４４ 終端部側のセパレータの余り部
５０、５０ａ、５０ｂ 角型ケース
５２ ケース本体
５４ 蓋体
５５ 安全弁
６０、６０ａ、６０ｂ 余剰の非水電解液
６２、６２ａ、６２ｂ 非水電解液の界面
７０ 正極端子
７２ 負極端子
７４ 正極集電板
７６ 負極集電板
８０、８０ａ、８０ｂ 扁平状の捲回電極体
８１、８１ａ、８１ｂ 捲回電極体の捲回方向の始端部
８２ 捲回Ｒ部（下Ｒ部）
８３、８３ａ、８３ｂ 捲回電極体の捲回方向の終端部
８４ 捲回平坦部
８６ 捲回Ｒ部（上Ｒ部）
１００、１００ａ、１００ｂ リチウムイオン二次電池

Claims (8)

1. 長尺状の正極と該正極よりも長い長尺状の負極とがセパレータを介して積層され長手方向に捲回された扁平状の捲回電極体と、非水電解液と、が角型ケースに収容されたリチウムイオン二次電池であって、
   前記捲回電極体は、捲回中心側にある捲回方向の始端部において、前記正極よりも捲回方向の捲回中心側にはみ出した負極の余り部を有しており、
   前記捲回電極体と前記角型ケースとの隙間には、余剰の非水電解液が存在しており、
   前記始端部側の前記負極の余り部は、前記電池が所定の位置に所定の姿勢で配置されたときに前記余剰の非水電解液の存在する領域に配置されている、リチウムイオン二次電池。
2. 前記捲回電極体は、捲回外周側にある捲回方向の終端部において、前記正極よりも捲回方向の捲回外周側にはみ出した負極の余り部を有しており、
   前記終端部側の前記負極の余り部は、前記余剰の非水電解液の存在する領域に配置されている、請求項１に記載のリチウムイオン二次電池。
3. 前記捲回電極体は、対向する２つの捲回平坦部と、該２つの捲回平坦部の間に介在する半円形状の２つの捲回Ｒ部から構成されており、
   該２つの捲回Ｒ部のうち一方は、前記所定の位置に所定の姿勢で配置されたときに、前記角型ケースの鉛直方向の底に配置されており、
   前記正極の捲回方向の始端部と、前記余剰の非水電解液の液面とがいずれも前記捲回平坦部に配置されている、請求項１または２に記載のリチウムイオン二次電池。
4. 前記始端部側の前記負極の余り部が前記捲回平坦部に配置されている、請求項３に記載のリチウムイオン二次電池。
5. 前記角型ケース内の圧力が上昇した際に作動する電流遮断機構と、
   電池が過充電状態になると分解してガスを発生するガス発生剤と、をさらに備えている、請求項１から４のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。
6. 前記電池が所定の位置に所定の姿勢で配置されたときに、前記正極の捲回方向の始端部の先端が鉛直方向の下側を向いている、請求項１から５のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。
7. 長尺状の正極と該正極よりも長い長尺状の負極とがセパレータを介して積層され長手方向に捲回された扁平状の捲回電極体と、非水電解液と、が角型ケースに収容されたリチウムイオン二次電池の製造方法であって、
   前記長尺状の正極と該正極よりも長い前記長尺状の負極とを前記セパレータを介して積層し、長手方向に捲回して扁平状の捲回電極体を作製すること、ここで、前記捲回電極体は、捲回中心側にある捲回方向の始端部において正極よりも捲回方向の捲回中心側にはみ出した負極の余り部を有している；
   前記捲回電極体を前記角型ケース内に収容すること；
   前記捲回電極体が収容された前記角型ケース内に前記非水電解液を注液すること、ここで、前記非水電解液の注液量は、前記捲回電極体に前記非水電解液が含浸されてなお前記捲回電極体と前記角型ケースとの隙間に余剰の非水電解液が存在する量であって、前記始端部側の前記負極の余り部が前記余剰の非水電解液の液面よりも鉛直方向の下側に位置するよう決定される；および、
   前記始端部側の前記負極の余り部が前記余剰の非水電解液の液面よりも鉛直方向の下側に配置された状態で、前記正極と前記負極の間で初期充電処理を行うこと；
   を包含する、リチウムイオン二次電池の製造方法。
8. 前記捲回電極体は、対向する２つの捲回平坦部に前記正極の捲回方向の始端部が配置されるよう捲回され、
   前記捲回電極体を前記角型ケース内に収容する際には、前記捲回電極体の前記２つの捲回平坦部の間に介在する半円形状の２つの捲回Ｒ部のうち一方が、前記電池が所定の位置に所定の姿勢で配置されたときに前記角型ケースの鉛直方向の底に位置するように配置され、
   前記非水電解液の注液量は、前記余剰の非水電解液の液面の高さが前記捲回平坦部に位置するよう決定される、請求項７に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。

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