JP2015176773A

JP2015176773A - Nonaqueous electrolyte secondary battery

Info

Publication number: JP2015176773A
Application number: JP2014052744A
Authority: JP
Inventors: 知之上薗; Tomoyuki Uezono; 英昭藤田; Hideaki Fujita; 堤　修司; Shuji Tsutsumi; 修司堤; 直之和田; Naoyuki Wada; 健志櫻井; Kenji Sakurai
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2015-10-05

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique which enables the reduction in an adverse effect resulting from the shortage of electrolytic solution in an electrode body even in the case that the capacity of a nonaqueous electrolyte secondary battery is raised.SOLUTION: A battery 1 comprises: a positive electrode 110; a negative electrode 120; and separators 130, 130. The positive electrode 110 has a positive electrode collector 111, and a positive electrode mixture layer 112 formed on each of opposing surfaces of the positive electrode collector 111 so that a positive electrode-nonsupporting part 113 is formed. The negative electrode 120 has a negative electrode current collector 121, and a negative electrode mixture layer 122 formed on each of opposing surfaces of the negative electrode current collector 121 so that a negative electrode-nonsupporting part 123 is formed. A part of the positive electrode-nonsupporting part 113, which is covered by the separators 130, 130, at least partially has a wavy portion 113a formed therein; and a part of the negative electrode-nonsupporting part 123, which is covered by the separators 130, 130 at least partially has a concave portion 123a formed therein.

Description

本発明は、非水電解質二次電池に関し、特に電極体内における電解液の不足を抑制する技術に関する。 The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery, and more particularly to a technique for suppressing shortage of electrolyte in an electrode body.

非水電解質二次電池としては、リチウムイオン二次電池が広く知られている。
近年、例えば、電気自動車の走行距離を延ばすために、非水電解質二次電池の高容量化が広く望まれている。 As a nonaqueous electrolyte secondary battery, a lithium ion secondary battery is widely known.
In recent years, for example, in order to extend the travel distance of an electric vehicle, it is widely desired to increase the capacity of the nonaqueous electrolyte secondary battery.

非水電解質二次電池の高容量化を実現するための手段としては、集電体の表面上に形成される電極合材層中における活物質の割合を増加させること、および電極合材層の密度を増加させること等が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
さらに、上記の手段に加えて、電極の製造工程において、活物質を含む電極合材のプレス加工時の圧力を高めることにより、電極合材における単位面積あたりの活物質の重量を増加させることも行われている。 Means for realizing high capacity of the non-aqueous electrolyte secondary battery include increasing the ratio of the active material in the electrode mixture layer formed on the surface of the current collector, and Increasing the density is known (see, for example, Patent Document 1).
Further, in addition to the above means, in the electrode manufacturing process, the weight of the active material per unit area in the electrode mixture can be increased by increasing the pressure at the time of pressing the electrode mixture containing the active material. Has been done.

しかしながら、上記のような手段によって、非水電解質二次電池の高容量化を実現した場合、電極合材層中の空隙が減少するため、電極合材層中に電解液が浸透し難くなり、電極に保持される電解液の量が減少する。
その結果、ハイレートでの非水電解質二次電池の充放電時に、電極体内において電解液が不足するため、電気抵抗の上昇、およびデンドライトの生成等を招き、充放電特性の低下を引き起こすおそれがある。 However, when the capacity of the non-aqueous electrolyte secondary battery is increased by the means described above, voids in the electrode mixture layer are reduced, so that it is difficult for the electrolyte to penetrate into the electrode mixture layer. The amount of electrolyte retained on the electrode is reduced.
As a result, when the non-aqueous electrolyte secondary battery is charged / discharged at a high rate, there is a shortage of electrolyte in the electrode body, leading to an increase in electrical resistance, generation of dendrites, and the like, which may cause deterioration in charge / discharge characteristics. .

特開２００７−２３４４１８号公報JP 2007-234418 A

本発明は、非水電解質二次電池の高容量化を図った場合であっても、電極体内における電解液の不足に起因する悪影響を抑制可能な技術を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a technique capable of suppressing adverse effects caused by a shortage of electrolyte in an electrode body even when the capacity of a nonaqueous electrolyte secondary battery is increased.

本発明に係る非水電解質二次電池は、長尺のシート状の一対の電極と、当該一対の電極を互いに電気的に隔離する長尺のシート状のセパレータと、を具備する非水電解質二次電池であって、各電極は、長尺のシート状の集電体と、前記集電体の短手方向における一端から所定の範囲において前記集電体が露出した未担持部が形成されるように、前記集電体の両面の少なくとも一方に形成される電極合材層と、を有し、前記セパレータは、前記電極合材層を覆うと共に、前記未担持部の一部を覆うように配置され、前記未担持部における前記セパレータによって覆われた部分の少なくとも一部には、前記未担持部における前記セパレータによって覆われていない部分よりも、単位面積当たりの表面積が大きい凹凸部が形成される。 A non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention comprises a pair of long sheet-like electrodes and a long sheet-like separator that electrically isolates the pair of electrodes from each other. Each of the electrodes includes a long sheet-like current collector and an unsupported portion where the current collector is exposed in a predetermined range from one end of the current collector in the short direction. The electrode composite material layer formed on at least one of both surfaces of the current collector, and the separator covers the electrode composite material layer and covers a part of the unsupported portion. An uneven portion having a larger surface area per unit area than a portion of the unsupported portion covered by the separator in the unsupported portion is formed in at least a part of the portion of the unsupported portion covered by the separator. The

本発明に係る非水電解質二次電池において、前記凹凸部は、前記集電体の表面に直交する方向の一方および他方に突出するように湾曲した前記集電体によって構成され、前記集電体の各表面に、前記集電体の長手方向に対して角度θ（０°＜θ＜９０°）を成す方向に直線状に延出する複数の皺が形成されるように設けられることが好ましい。 In the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, the concavo-convex portion is constituted by the current collector curved so as to protrude in one direction and the other in a direction orthogonal to the surface of the current collector, and the current collector Preferably, a plurality of wrinkles extending linearly in a direction forming an angle θ (0 ° <θ <90 °) with respect to the longitudinal direction of the current collector are formed on each surface of the current collector. .

本発明に係る非水電解質二次電池において、前記角度θは、５°以上、かつ、４５°以下であることが好ましい。 In the non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, the angle θ is preferably 5 ° or more and 45 ° or less.

本発明に係る非水電解質二次電池において、前記未担持部における前記セパレータによって覆われていない部分は、平坦に形成されることが好ましい。 In the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, it is preferable that a portion of the unsupported portion that is not covered with the separator is formed flat.

本発明によれば、非水電解質二次電池の高容量化を図った場合であっても、電極体内における電解液の不足に起因する悪影響を抑制できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it is a case where the capacity increase of a nonaqueous electrolyte secondary battery is aimed at, the bad influence resulting from the lack of electrolyte solution in an electrode body can be suppressed.

本発明に係る非水電解質二次電池を示す図。The figure which shows the nonaqueous electrolyte secondary battery which concerns on this invention. 電極体の展開図。The expanded view of an electrode body. 電極体の捲回軸方向に沿って切断した端面図であり、（ａ）は、正極およびセパレータの位置関係を示す図、（ｂ）は、負極およびセパレータの位置関係を示す図。It is the end elevation cut along the winding axis direction of an electrode body, (a) is a figure showing the positional relationship of a positive electrode and a separator, and (b) is the figure showing the positional relationship of a negative electrode and a separator. （ａ）は、電極体における、正極およびセパレータの位置関係を示す図、（ｂ）は、電極体における、負極およびセパレータの位置関係を示す図。(A) is a figure which shows the positional relationship of the positive electrode and separator in an electrode body, (b) is a figure which shows the positional relationship of the negative electrode and separator in an electrode body. （ａ）は、軸方向における両端部の外径が大きいロールを用いて、正極未担持部に凹凸部を形成する様子を示す図、（ｂ）は、軸方向における両端部の外径が大きいロールを用いて、負極未担持部に凹凸部を形成する様子を示す図。(A) is a figure which shows a mode that an uneven | corrugated | grooved part is formed in a positive electrode unsupported part using a roll with a large outer diameter of the both ends in an axial direction, (b) is a large outer diameter of the both ends in an axial direction. The figure which shows a mode that an uneven | corrugated | grooved part is formed in a negative electrode unsupported part using a roll. 非水電解質二次電池の容量維持率と、凹凸部の構成との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the capacity | capacitance maintenance factor of a nonaqueous electrolyte secondary battery, and the structure of an uneven | corrugated | grooved part.

以下では、図１〜図３を参照して、本発明に係る非水電解質二次電池の一実施形態である電池１について説明する。
電池１は、リチウムイオン二次電池である。
なお、説明の便宜上、図１における上下方向を電池１の上下方向と定義する。 Below, with reference to FIGS. 1-3, the battery 1 which is one Embodiment of the nonaqueous electrolyte secondary battery which concerns on this invention is demonstrated.
The battery 1 is a lithium ion secondary battery.
For convenience of explanation, the vertical direction in FIG. 1 is defined as the vertical direction of the battery 1.

図１に示すように、電池１は、略直方体状のケース１０と、ケース１０の内部に収納された電極体１００とを具備する。 As shown in FIG. 1, the battery 1 includes a substantially rectangular parallelepiped case 10 and an electrode body 100 housed in the case 10.

ケース１０は、アルミニウム合金等から成る略直方体状の容器である。
ケース１０は、上面が開口した収納部１１、および収納部１１の上面の開口を塞ぐ蓋部１２を有する。 The case 10 is a substantially rectangular parallelepiped container made of an aluminum alloy or the like.
The case 10 includes a storage portion 11 whose upper surface is open, and a lid portion 12 that closes the opening of the upper surface of the storage portion 11.

収納部１１は、略直方体状の箱体であり、上面が開口している。収納部１１の内部には、電極体１００が収納されている。 The storage part 11 is a substantially rectangular parallelepiped box, and the upper surface is open. An electrode body 100 is housed inside the housing portion 11.

蓋部１２は、収納部１１における上面の開口に応じた形状を有する平板であり、溶接によって収納部１１と接合されている。蓋部１２には、電池１の外部端子として機能する正極端子１３および負極端子１４が固定されている。 The lid portion 12 is a flat plate having a shape corresponding to the opening on the upper surface of the storage portion 11, and is joined to the storage portion 11 by welding. A positive electrode terminal 13 and a negative electrode terminal 14 that function as external terminals of the battery 1 are fixed to the lid 12.

電極体１００は、長尺のシート状に形成された一対の電極を、長尺のシート状に形成された複数のセパレータを介在させて、前記一対の電極および前記複数のセパレータの長手方向に沿って捲回することによって作製された部材である。電極体１００は、ケース１０の内部に注入された電解液が含浸することにより発電要素として機能する。 The electrode body 100 includes a pair of electrodes formed in a long sheet shape with a plurality of separators formed in a long sheet shape interposed therebetween, along the longitudinal direction of the pair of electrodes and the plurality of separators. It is a member produced by winding. The electrode body 100 functions as a power generation element when impregnated with the electrolyte injected into the case 10.

ここでは、図２および図３を参照して、電極体１００の構成を詳細に説明する。
図２は、電極体１００の展開図である。
図３は、電極体１００の捲回軸方向に沿って切断した端面図である。 Here, with reference to FIG. 2 and FIG. 3, the structure of the electrode body 100 is demonstrated in detail.
FIG. 2 is a development view of the electrode body 100.
FIG. 3 is an end view of the electrode body 100 cut along the winding axis direction.

図２に示すように、電極体１００は、前記一対の電極としての正極１１０および負極１２０と、前記複数のセパレータとしての二つのセパレータ１３０・１３０（一方のセパレータ１３０は、不図示）とを備える。 As shown in FIG. 2, the electrode body 100 includes a positive electrode 110 and a negative electrode 120 as the pair of electrodes, and two separators 130 and 130 (one separator 130 is not shown) as the plurality of separators. .

図２および図３（ａ）に示すように、正極１１０は、長尺のシート状に形成された正極集電体１１１と、正極集電体１１１の両面に形成された正極合材層１１２・１１２とを有する。 As shown in FIG. 2 and FIG. 3A, the positive electrode 110 includes a positive electrode current collector 111 formed in a long sheet shape, and a positive electrode mixture layer 112 formed on both surfaces of the positive electrode current collector 111. 112.

正極集電体１１１は、アルミニウム、チタン、又はステンレス鋼等の金属箔から成る集電体である。 The positive electrode current collector 111 is a current collector made of a metal foil such as aluminum, titanium, or stainless steel.

正極合材層１１２は、正極活物質を含む正極合材から成る電極合材層である。正極合材層１１２は、ダイコータ等によって正極集電体１１１の表面に塗工された前記正極合材を乾燥させた後、圧延ロール等によってプレスすることによって形成される。前記正極合材は、ペースト状のものであっても、粉状のものであってもよい。
正極合材層１１２は、正極集電体１１１の短手方向における一端（図２における下端）から所定の範囲において、正極集電体１１１が露出した正極未担持部１１３が形成されるように、正極集電体１１１の表面の一部を除いて形成されている。詳細には、正極合材層１１２は、正極集電体１１１の短手方向における他端（図２における上端）から所定の範囲において、正極集電体１１１の長手方向全域にわたって連続的に形成されている。
なお、本実施形態においては、正極集電体１１１の両面に正極合材層１１２・１１２を形成しているが、正極集電体１１１の両面の少なくとも一方に正極合材層１１２が形成されていればよい。 The positive electrode mixture layer 112 is an electrode mixture layer made of a positive electrode mixture containing a positive electrode active material. The positive electrode mixture layer 112 is formed by drying the positive electrode mixture coated on the surface of the positive electrode current collector 111 with a die coater or the like and then pressing it with a rolling roll or the like. The positive electrode mixture may be a paste or a powder.
The positive electrode mixture layer 112 is formed in a predetermined range from one end (the lower end in FIG. 2) in the short side direction of the positive electrode current collector 111 so that the positive electrode unsupported portion 113 where the positive electrode current collector 111 is exposed is formed. It is formed excluding a part of the surface of the positive electrode current collector 111. Specifically, the positive electrode mixture layer 112 is continuously formed over the entire length direction of the positive electrode current collector 111 within a predetermined range from the other end (upper end in FIG. 2) of the positive electrode current collector 111 in the short direction. ing.
In the present embodiment, the positive electrode mixture layers 112 and 112 are formed on both surfaces of the positive electrode current collector 111, but the positive electrode mixture layer 112 is formed on at least one of both surfaces of the positive electrode current collector 111. Just do it.

正極未担持部１１３は、正極集電体１１１において、正極合材層１１２・１１２が形成されていない部分である。
正極未担持部１１３は、凹凸部１１３ａと、平坦部１１３ｂとを有する。 The positive electrode unsupported portion 113 is a portion of the positive electrode current collector 111 where the positive electrode mixture layers 112 and 112 are not formed.
The positive electrode unsupported portion 113 includes an uneven portion 113a and a flat portion 113b.

図３（ａ）に示すように、凹凸部１１３ａは、正極集電体１１１が、その表面に直交する方向（図３（ａ）における上下方向であって、以下、「厚み方向」と記す）の一方および他方に突出するように湾曲した部分である。凹凸部１１３ａの高さ（図３（ａ）における凹凸部１１３ａの上下寸法）は、正極１１０の厚み（正極集電体１１１の厚み方向の長さと、正極合材層１１２・１１２の厚み方向の長さとの合計値）と同一に設定されている。
図２に示すように、凹凸部１１３ａは、正極合材層１１２・１１２に隣接するように設けられている。詳細には、凹凸部１１３ａは、正極集電体１１１における正極合材層１１２と正極未担持部１１３との境界から、正極集電体１１１の短手方向における一端（図２における下端）から所定の距離をおいた位置までの範囲において、正極集電体１１１の長手方向全域にわたって形成されている。凹凸部１１３ａは、正極集電体１１１の各表面に、正極集電体１１１の長手方向に対して角度θ（０°＜θ＜９０°）を成す方向に直線状に延出する複数の皺が形成されるように設けられている。 As shown in FIG. 3A, the concavo-convex portion 113a has a direction in which the positive electrode current collector 111 is orthogonal to the surface thereof (the vertical direction in FIG. 3A, hereinafter referred to as “thickness direction”). It is the part which curved so that it might protrude to one side and the other side. The height of the concavo-convex portion 113a (the vertical dimension of the concavo-convex portion 113a in FIG. 3A) is the thickness of the positive electrode 110 (the length in the thickness direction of the positive electrode current collector 111 and the thickness direction of the positive electrode mixture layers 112 and 112). It is set to be the same as the total length).
As shown in FIG. 2, the uneven portion 113 a is provided so as to be adjacent to the positive electrode mixture layers 112 and 112. Specifically, the concavo-convex portion 113 a is predetermined from the boundary between the positive electrode mixture layer 112 and the positive electrode unsupported portion 113 in the positive electrode current collector 111 and from one end (the lower end in FIG. 2) in the short direction of the positive electrode current collector 111. The positive electrode current collector 111 is formed over the entire region in the longitudinal direction in the range up to the position where the distance is set. The concavo-convex portion 113a is formed on each surface of the positive electrode current collector 111 in a plurality of ridges extending linearly in a direction that forms an angle θ (0 ° <θ <90 °) with respect to the longitudinal direction of the positive electrode current collector 111. Is provided.

凹凸部１１３ａを設ける方法は、特に限定しない。
例えば、第一の方法としては、外周面に凹凸を設けたロールによって、正極集電体１１１の正極未担持部１１３をプレスすればよい。
また、第二の方法としては、正極集電体１１１に正極合材層１１２・１１２を形成した後、正極合材層１１２にのみ接触する部分と、正極未担持部１１３における凹凸部１１３ａが形成されない部分（平坦部１１３ｂとなる部分）にのみ接触する部分とを有するロールを通過させればよい。
また、第三の方法としては、正極集電体１１１に正極合材層１１２・１１２を形成するための圧延ロールとは別に、正極未担持部１１３における凹凸部１１３ａが形成されない部分（平坦部１１３ｂとなる部分）を保持するための保持ロールを設け、圧延ロールおよび保持ロールを通過させればよい。
上記の第二の方法および第三の方法においては、ロールが所定の角度回転する際の移動距離は、ロールの外径によって異なるため、正極合材層１１２と正極未担持部１１３とで伸びの相違が生じ、正極未担持部１１３におけるロールに保持されていない部分に凹凸部１１３ａが形成されることとなる。 The method for providing the uneven portion 113a is not particularly limited.
For example, as a first method, the positive electrode unsupported portion 113 of the positive electrode current collector 111 may be pressed by a roll having irregularities on the outer peripheral surface.
Further, as a second method, after forming the positive electrode mixture layers 112 and 112 on the positive electrode current collector 111, a portion that contacts only the positive electrode mixture layer 112 and an uneven portion 113 a in the positive electrode unsupported portion 113 are formed. What is necessary is just to pass the roll which has a part which contacts only the part (part which becomes the flat part 113b) which is not performed.
Further, as a third method, in addition to the rolling roll for forming the positive electrode mixture layers 112 and 112 on the positive electrode current collector 111, a portion where the uneven portion 113a is not formed in the positive electrode unsupported portion 113 (flat portion 113b). It is only necessary to provide a holding roll for holding the portion) and pass the rolling roll and the holding roll.
In the second method and the third method described above, since the moving distance when the roll rotates by a predetermined angle varies depending on the outer diameter of the roll, the positive electrode mixture layer 112 and the positive electrode unsupported portion 113 are not stretched. A difference arises and the uneven | corrugated | grooved part 113a will be formed in the part which is not hold | maintained at the roll in the positive electrode unsupported part 113.

平坦部１１３ｂは、正極未担持部１１３において凹凸部１１３ａが形成されていない部分であり、平坦な板状に形成されている。 The flat portion 113b is a portion where the uneven portion 113a is not formed in the positive electrode unsupported portion 113, and is formed in a flat plate shape.

図２および図３（ｂ）に示すように、負極１２０は、長尺のシート状に形成された負極集電体１２１と、負極集電体１２１の両面に形成された負極合材層１２２・１２２とを有する。 As shown in FIG. 2 and FIG. 3B, the negative electrode 120 includes a negative electrode current collector 121 formed in a long sheet shape, and a negative electrode mixture layer 122 · formed on both surfaces of the negative electrode current collector 121. 122.

負極集電体１２１は、銅、ニッケル、又はステンレス鋼等の金属箔から成る集電体である。 The negative electrode current collector 121 is a current collector made of a metal foil such as copper, nickel, or stainless steel.

負極合材層１２２は、負極活物質を含む負極合材から成る電極合材層である。負極合材層１２２は、ダイコータ等によって負極集電体１２１の表面に塗工された前記負極合材を乾燥させた後、圧延ロール等によってプレスすることによって形成される。前記負極合材は、ペースト状のものであっても、粉状のものであってもよい。
負極合材層１２２は、負極集電体１２１の短手方向における一端（図２における上端）から所定の範囲において、負極集電体１２１が露出した負極未担持部１２３が形成されるように、負極集電体１２１の表面の一部を除いて形成されている。詳細には、負極合材層１２２は、負極集電体１２１の短手方向における他端（図２における下端）から所定の範囲において、負極集電体１２１の長手方向全域にわたって連続的に形成されている。
なお、本実施形態においては、負極集電体１２１の両面に負極合材層１２２・１２２を形成しているが、負極集電体１２１の両面の少なくとも一方に負極合材層１２２が形成されていればよい。 The negative electrode mixture layer 122 is an electrode mixture layer made of a negative electrode mixture containing a negative electrode active material. The negative electrode mixture layer 122 is formed by drying the negative electrode mixture coated on the surface of the negative electrode current collector 121 with a die coater or the like and then pressing it with a rolling roll or the like. The negative electrode mixture may be a paste or a powder.
The negative electrode mixture layer 122 is formed in a predetermined range from one end (the upper end in FIG. 2) in the short direction of the negative electrode current collector 121 so that the negative electrode unsupported portion 123 where the negative electrode current collector 121 is exposed is formed. It is formed excluding a part of the surface of the negative electrode current collector 121. Specifically, the negative electrode mixture layer 122 is continuously formed over the entire length direction of the negative electrode current collector 121 within a predetermined range from the other end (lower end in FIG. 2) of the negative electrode current collector 121 in the short direction. ing.
In the present embodiment, the negative electrode mixture layers 122 and 122 are formed on both surfaces of the negative electrode current collector 121, but the negative electrode mixture layer 122 is formed on at least one of both surfaces of the negative electrode current collector 121. Just do it.

負極未担持部１２３は、負極集電体１２１において、負極合材層１２２・１２２が形成されていない部分である。
負極未担持部１２３は、凹凸部１２３ａと、平坦部１２３ｂとを有する。 The negative electrode unsupported portion 123 is a portion of the negative electrode current collector 121 where the negative electrode mixture layers 122 and 122 are not formed.
The negative electrode unsupported portion 123 has a concavo-convex portion 123a and a flat portion 123b.

図３（ｂ）に示すように、凹凸部１２３ａは、負極集電体１２１が、その表面に直交する方向（厚み方向）の一方および他方に突出するように湾曲した部分である。凹凸部１２３ａの高さ（図３（ｂ）における凹凸部１２３ａの上下寸法）は、負極１２０の厚み（負極集電体１２１の厚み方向の長さと、負極合材層１２２・１２２の厚み方向の長さとの合計値）と同一に設定されている。
図２に示すように、凹凸部１２３ａは、負極合材層１２２・１２２に隣接するように設けられている。詳細には、凹凸部１２３ａは、負極集電体１２１における負極合材層１２２と負極未担持部１２３との境界から、負極集電体１２１の短手方向における一端（図２における上端）から所定の距離をおいた位置までの範囲において、負極集電体１２１の長手方向全域にわたって形成されている。凹凸部１２３ａは、負極集電体１２１の各表面に、負極集電体１２１の長手方向に対して角度θ（０°＜θ＜９０°）を成す方向に直線状に延出する複数の皺が形成されるように設けられている。凹凸部１２３ａは、凹凸部１１３ａと同様の方法で形成することが可能である。 As shown in FIG. 3B, the concavo-convex portion 123a is a portion where the negative electrode current collector 121 is curved so as to protrude in one direction and the other direction perpendicular to the surface (thickness direction). The height of the concavo-convex portion 123a (the vertical dimension of the concavo-convex portion 123a in FIG. 3B) is the thickness of the negative electrode 120 (the length in the thickness direction of the negative electrode current collector 121 and the thickness direction of the negative electrode mixture layers 122 and 122). It is set to be the same as the total length).
As shown in FIG. 2, the uneven portion 123 a is provided so as to be adjacent to the negative electrode mixture layers 122 and 122. Specifically, the uneven portion 123 a is predetermined from the boundary between the negative electrode mixture layer 122 and the negative electrode unsupported portion 123 in the negative electrode current collector 121 and from one end (upper end in FIG. 2) in the short direction of the negative electrode current collector 121. The negative electrode current collector 121 is formed over the entire region in the longitudinal direction in the range up to the position where the distance is set. The concavo-convex portion 123a is formed on each surface of the negative electrode current collector 121 by a plurality of ridges extending linearly in a direction that forms an angle θ (0 ° <θ <90 °) with respect to the longitudinal direction of the negative electrode current collector 121. Is provided. The uneven portion 123a can be formed by the same method as the uneven portion 113a.

平坦部１２３ｂは、負極未担持部１２３において凹凸部１２３ａが形成されていない部分であり、平坦な板状に形成されている。 The flat portion 123b is a portion where the uneven portion 123a is not formed in the negative electrode unsupported portion 123, and is formed in a flat plate shape.

セパレータ１３０は、電解液を保持可能に構成された絶縁体であり、長尺のシート状に形成されている。
二つのセパレータ１３０・１３０は、正極１１０および負極１２０を互いに電気的に隔離するように配置される。 The separator 130 is an insulator configured to be able to hold an electrolytic solution, and is formed in a long sheet shape.
The two separators 130 and 130 are disposed so as to electrically isolate the positive electrode 110 and the negative electrode 120 from each other.

図２に示すように、電極体１００においては、正極未担持部１１３の平坦部１１３ｂ、および負極未担持部１２３の平坦部１２３ｂがセパレータ１３０・１３０の短手方向における両端から外方に突出するように、正極１１０および負極１２０がセパレータ１３０・１３０に対して、それぞれ短手方向における一方および他方にずれた状態で積層されている。平坦部１１３ｂおよび平坦部１２３ｂには、それぞれ導電性を有する所定の集電部材（不図示）が取り付けられ、当該集電部材を介して、正極１１０および負極１２０が正極端子１３および負極端子１４（図１参照）と電気的に接続される。平坦部１１３ｂおよび平坦部１２３ｂは、凹凸部１１３ａおよび凹凸部１２３ａとは異なり、平坦な板状に形成されているため、前記集電部材の取り付け時に、不具合が生じることなく、溶接等によって容易に前記集電部材を接合することができる。 As shown in FIG. 2, in the electrode body 100, the flat portion 113 b of the positive electrode unsupported portion 113 and the flat portion 123 b of the negative electrode unsupported portion 123 protrude outward from both ends in the short direction of the separators 130 and 130. As described above, the positive electrode 110 and the negative electrode 120 are laminated with respect to the separators 130 and 130 so as to be shifted to one side and the other side in the lateral direction, respectively. A predetermined current collecting member (not shown) having conductivity is attached to each of the flat portion 113b and the flat portion 123b, and the positive electrode 110 and the negative electrode 120 are connected to the positive electrode terminal 13 and the negative electrode terminal 14 ( (See FIG. 1). Unlike the concavo-convex portion 113a and the concavo-convex portion 123a, the flat portion 113b and the flat portion 123b are formed in a flat plate shape, and therefore can be easily welded or the like without causing any trouble when the current collecting member is attached. The current collecting member can be joined.

また、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、電極体１００においては、セパレータ１３０・１３０が、正極合材層１１２・１１２および負極合材層１２２・１２２を完全に覆うと共に、正極未担持部１１３の凹凸部１１３ａ、および負極未担持部１２３の凹凸部１２３ａを完全に覆うように配置されている。
換言すれば、正極未担持部１１３におけるセパレータ１３０・１３０によって覆われた部分の全域、および負極未担持部１２３におけるセパレータ１３０・１３０によって覆われた部分の全域には、それぞれ凹凸部１１３ａおよび凹凸部１２３ａが形成されている。
そのため、凹凸部１１３ａとセパレータ１３０・１３０との間、および凹凸部１２３ａとセパレータ１３０・１３０との間には、それぞれ複数の空間Ｓ１・Ｓ１・・・、および複数の空間Ｓ２・Ｓ２・・・が形成される。 3A and 3B, in the electrode body 100, the separators 130 and 130 completely cover the positive electrode mixture layers 112 and 112 and the negative electrode mixture layers 122 and 122, respectively. The uneven portion 113 a of the positive electrode unsupported portion 113 and the uneven portion 123 a of the negative electrode unsupported portion 123 are disposed so as to completely cover.
In other words, an uneven portion 113a and an uneven portion are formed on the entire area of the positive electrode unsupported portion 113 covered with the separators 130 and 130 and on the entire area of the negative electrode unsupported portion 123 covered with the separators 130 and 130, respectively. 123a is formed.
Therefore, a plurality of spaces S1, S1,... And a plurality of spaces S2, S2,..., And a space between the uneven portions 113a and the separators 130 and 130, and between the uneven portions 123a and the separators 130 and 130, respectively. Is formed.

複数の空間Ｓ１・Ｓ１・・・は、凹凸部１１３ａとセパレータ１３０・１３０との間に形成された空間である。前述のように、凹凸部１１３ａは、正極集電体１１１の各表面に、正極集電体１１１の長手方向に対して角度θを成す方向に直線状に延出する複数の皺が形成されるように設けられているため（図２参照）、複数の空間Ｓ１・Ｓ１・・・は、正極集電体１１１の長手方向に対して角度θを成す方向に延出する管状に形成されている。さらに、凹凸部１１３ａは、正極合材層１１２・１１２に隣接するように設けられているため（図２参照）、複数の空間Ｓ１・Ｓ１・・・は、正極合材層１１２・１１２に連通するように形成されている。
複数の空間Ｓ２・Ｓ２・・・は、凹凸部１２３ａとセパレータ１３０・１３０との間に形成された空間である。複数の空間Ｓ１・Ｓ１・・・と同様に、複数の空間Ｓ２・Ｓ２・・・は、負極集電体１２１の長手方向に対して角度θを成す方向に延出する管状に形成されている。さらに、複数の空間Ｓ２・Ｓ２・・・は、負極合材層１２２・１２２に連通するように形成されている。 A plurality of spaces S1, S1,... Are spaces formed between the uneven portion 113a and the separators 130,. As described above, the concavo-convex portion 113 a is formed with a plurality of ridges extending linearly in a direction that forms an angle θ with respect to the longitudinal direction of the positive electrode current collector 111 on each surface of the positive electrode current collector 111. The plurality of spaces S1, S1,... Are formed in a tubular shape extending in a direction that forms an angle θ with respect to the longitudinal direction of the positive electrode current collector 111. . Further, since the uneven portion 113a is provided so as to be adjacent to the positive electrode mixture layers 112 and 112 (see FIG. 2), the plurality of spaces S1, S1,... Communicate with the positive electrode mixture layers 112 and 112. It is formed to do.
A plurality of spaces S2, S2,... Are spaces formed between the uneven portion 123a and the separators 130,. Like the plurality of spaces S1, S1,..., The plurality of spaces S2, S2,... Are formed in a tubular shape that extends in a direction that forms an angle θ with respect to the longitudinal direction of the negative electrode current collector 121. . Further, the plurality of spaces S2, S2,... Are formed so as to communicate with the negative electrode mixture layers 122, 122.

このような構成により、電解液がケース１０の内部に注液された際、複数の空間Ｓ１・Ｓ１・・・、および複数の空間Ｓ２・Ｓ２・・・には、電解液が保持される。そして、電池１の使用時に、電極体１００内において電解液が不足した際、複数の空間Ｓ１・Ｓ１・・・、および複数の空間Ｓ２・Ｓ２・・・に保持された電解液が、正極合材層１１２・１１２および負極合材層１２２・１２２に供給されることとなる。
これにより、電池１が高容量の非水電解質二次電池として構成されていても、ハイレートでの充放電時に電極体１００内における電解液の不足に起因する悪影響（電気抵抗の上昇、およびデンドライトの生成等）を抑制することができる。 With such a configuration, when the electrolytic solution is injected into the case 10, the electrolytic solution is held in the plurality of spaces S1, S1,... And the plurality of spaces S2, S2,. When the battery 1 is used, when the electrolyte is insufficient in the electrode body 100, the electrolyte held in the plurality of spaces S1, S1,... And the plurality of spaces S2, S2,. The material layers 112 and 112 and the negative electrode mixture layers 122 and 122 are supplied.
As a result, even if the battery 1 is configured as a high-capacity nonaqueous electrolyte secondary battery, adverse effects caused by a shortage of electrolyte in the electrode body 100 during charge / discharge at a high rate (increased electrical resistance and dendrite) Generation etc.) can be suppressed.

なお、電解液は、毛細管現象によって、複数の空間Ｓ１・Ｓ１・・・、および複数の空間Ｓ２・Ｓ２・・・に保持されると推察される。
通常、電解液は、表面張力によって集電体に付着するが、従来の平坦な集電体に付着する電解液は極めて少ないため、ハイレートでの充放電時に電極体内において不足した分の電解液を補うことは不可能である。本発明においては、集電体の未担持部に凹凸部を設け、集電体における単位面積あたりの表面積を増加させているため、集電体に付着する電解液の量が増加しているが、表面張力だけでは、ハイレートでの充放電時に電極体内において不足した分の電解液を補える程度の量の電解液が前記空間に保持されることを説明できない。
このような状況を踏まえると、本発明においては、表面張力に加えて、毛細管現象によって、ハイレートでの充放電時に電極体内において不足した分の電解液を補える程度の量の電解液が前記空間に保持されると考えられる。
具体的には、本実施形態において、複数の空間Ｓ１・Ｓ１・・・は、凹凸部１１３ａおよびセパレータ１３０・１３０に囲まれた管状の空間として形成されているため、各空間Ｓ１に流れ込んだ電解液の液面が各空間Ｓ１の内面付近で傾きを持ち、当該液面が表面張力によって縮もうとすることにより、セパレータ１３０・１３０に保持された電解液が各空間Ｓ１に移動することとなる。複数の空間Ｓ２・Ｓ２・・・についても、これと同様の現象が起こる。
なお、セパレータ１３０・１３０に保持された電解液が、複数の空間Ｓ１・Ｓ１・・・、および複数の空間Ｓ２・Ｓ２・・・に移動しても、ケース１０の下部に位置する余剰の電解液、およびケース１０内で気化して再度凝集した電解液が、セパレータ１３０・１３０に移動することとなるため、セパレータ１３０・１３０の電解液が枯渇することはない。 In addition, it is guessed that electrolyte solution is hold | maintained in several space S1 * S1 ... and several space S2 / S2 ... by capillary action.
Normally, the electrolytic solution adheres to the current collector due to surface tension, but the amount of electrolyte that adheres to the conventional flat current collector is extremely small. It is impossible to supplement. In the present invention, the uneven portion is provided in the unsupported portion of the current collector, and the surface area per unit area of the current collector is increased, so that the amount of the electrolyte attached to the current collector is increased. The surface tension alone cannot explain that an amount of the electrolytic solution that can compensate for the insufficient amount of electrolytic solution in the electrode body during charge / discharge at a high rate is retained in the space.
In view of such a situation, in the present invention, in addition to the surface tension, an amount of electrolytic solution that can compensate for the insufficient amount of electrolytic solution in the electrode body at the time of charge / discharge at a high rate is obtained in the space by capillary action. It is thought to be retained.
Specifically, in the present embodiment, the plurality of spaces S1, S1,... Are formed as tubular spaces surrounded by the concavo-convex portions 113a and the separators 130, 130, and therefore, the electrolysis flowing into each space S1. The liquid level of the liquid has an inclination near the inner surface of each space S1, and the liquid level tends to shrink due to surface tension, so that the electrolytic solution held in the separators 130 and 130 moves to each space S1. . A similar phenomenon occurs in a plurality of spaces S2, S2,.
In addition, even if the electrolyte solution hold | maintained at the separators 130 and 130 moves to several space S1, S1, ..., several space S2, S2, ..., the excess electrolysis located in the lower part of case 10 Since the liquid and the electrolytic solution vaporized in the case 10 and re-aggregated move to the separators 130 and 130, the electrolytic solutions of the separators 130 and 130 are not depleted.

また、前記空間は、その内面付近における表面張力に釣り合う量の電解液を保持できるため、長さを確保できる形状とすることが望ましい。そのため、凹凸部を、集電体の長手方向に対して角度θ（０°＜θ＜９０°）を成す方向に沿って形成すれば、前記空間の長さを確保することができる。
具体的には、凹凸部１１３ａを、正極集電体１１１の各表面に、正極集電体１１１の長手方向に対して角度θ（０°＜θ＜９０°）を成す方向に直線状に延出する複数の皺が形成されるように設けると共に、凹凸部１２３ａを、負極集電体１２１の各表面に、負極集電体１２１の長手方向に対して角度θ（０°＜θ＜９０°）を成す方向に直線状に延出する複数の皺が形成されるように設ければよい。
これにより、前記空間に保持される電解液の量を増加させることができ、ハイレートでの充放電時に電極体内において電解液が不足した場合でも、速やかに前記空間内の電解液を電極体に供給することができる。
特に、角度θは、５°以上、かつ、４５°以下であることが好ましい。
これは、角度θが５°を下回る場合、前記空間が電極合材層に対して十分に連通しない状態となり、電極体への速やかな電解液の供給が困難となるためである。
また、角度θが４５°を上回る場合、前記空間の長さを十分に確保することができず、各空間に保持される電解液の量が減少することに起因して、毛細管現象により前記空間への電解液の吸収力が高い状態となり、電極体への速やかな電解液の供給が困難となるためである。 Moreover, since the said space can hold | maintain the amount of electrolyte solution which balances the surface tension in the inner surface vicinity, it is desirable to make it the shape which can ensure length. Therefore, if the uneven portion is formed along a direction that forms an angle θ (0 ° <θ <90 °) with respect to the longitudinal direction of the current collector, the length of the space can be ensured.
Specifically, the concavo-convex portion 113a is linearly extended on each surface of the positive electrode current collector 111 in a direction that forms an angle θ (0 ° <θ <90 °) with respect to the longitudinal direction of the positive electrode current collector 111. In addition to providing a plurality of protruding wrinkles, an uneven portion 123a is formed on each surface of the negative electrode current collector 121 at an angle θ (0 ° <θ <90 ° with respect to the longitudinal direction of the negative electrode current collector 121). ) May be provided so as to form a plurality of ridges extending linearly.
As a result, the amount of the electrolyte retained in the space can be increased, and even when the electrolyte is insufficient in the electrode body during charge / discharge at a high rate, the electrolyte in the space is quickly supplied to the electrode body. can do.
In particular, the angle θ is preferably 5 ° or more and 45 ° or less.
This is because when the angle θ is less than 5 °, the space is not sufficiently communicated with the electrode mixture layer, and it is difficult to quickly supply the electrolyte solution to the electrode body.
Further, when the angle θ exceeds 45 °, the length of the space cannot be secured sufficiently, and the amount of the electrolytic solution retained in each space is reduced, so that the space due to capillary action is reduced. This is because the electrolyte has a high absorbability to the electrode body, and it is difficult to quickly supply the electrolyte to the electrode body.

また、凹凸部の高さ（集電体の厚み方向における凹凸部の長さ）は、４０μｍ以上、かつ、電極の厚み（集電体の厚み方向の長さと、電極合材層の厚み方向の長さとの合計値）以下であることが好ましい。
具体的には、凹凸部１１３ａの高さ（図３（ａ）における凹凸部１１３ａの上下寸法）は、４０μｍ以上、かつ、正極１１０の厚み（正極集電体１１１の厚み方向の長さと、正極合材層１１２・１１２の厚み方向の長さとの合計値）以下であり、凹凸部１２３ａの高さ（図３（ｂ）における凹凸部１２３ａの上下寸法）は、４０μｍ以上、かつ、負極１２０の厚み（負極集電体１２１の厚み方向の長さと、負極合材層１２２・１２２の厚み方向の長さとの合計値）以下であることが好ましい。
これは、凹凸部の高さが４０μｍを下回る場合、凹凸部とセパレータとの距離が極めて大きくなり、前記空間が、ハイレートでの充放電時に電極体内において不足した分の電解液を補える程度の量の電解液を保持できる形状を成すことが困難となるためである。
また、凹凸部の高さが電極の厚みを上回る場合、電極を巻き取った際に、外径が部分的に大きくなり、電極の破損等を招くおそれがあるためである。
凹凸部の高さは、大きい方が、前記空間がより管状に近い形状を成し、より多くの電解液を保持できるため、電極の厚みと同一にすることが特に好ましい。 The height of the uneven portion (the length of the uneven portion in the thickness direction of the current collector) is 40 μm or more, and the thickness of the electrode (the length in the thickness direction of the current collector and the thickness direction of the electrode mixture layer). It is preferable that the total value with the length) or less.
Specifically, the height of the uneven portion 113a (the vertical dimension of the uneven portion 113a in FIG. 3A) is 40 μm or more, and the thickness of the positive electrode 110 (the length in the thickness direction of the positive electrode current collector 111) and the positive electrode And the height of the uneven portion 123a (the vertical dimension of the uneven portion 123a in FIG. 3B) is 40 μm or more, and The thickness is preferably equal to or less than the thickness (the total value of the length of the negative electrode current collector 121 in the thickness direction and the length of the negative electrode mixture layers 122 and 122 in the thickness direction).
This is because when the height of the concavo-convex portion is less than 40 μm, the distance between the concavo-convex portion and the separator becomes extremely large, and the space can compensate for the insufficient amount of electrolyte in the electrode body during charge / discharge at a high rate. It is because it becomes difficult to make the shape which can hold | maintain this electrolyte solution.
Further, when the height of the concavo-convex portion exceeds the thickness of the electrode, when the electrode is wound, the outer diameter is partially increased, which may cause damage to the electrode.
It is particularly preferable that the height of the concavo-convex portion is the same as the thickness of the electrode because the larger the space is, the more the shape of the space is closer to a tubular shape and the more electrolyte solution can be held.

また、凹凸部のピッチ（集電体の各表面における隣接する皺の間隔）は、０．５ｍｍ以上、かつ、６ｍｍ以下であることが好ましい。
具体的には、凹凸部１１３ａのピッチ（正極集電体１１１の各表面における隣接する皺の間隔）、および凹凸部１２３ａのピッチ（負極集電体１２１の各表面における隣接する皺の間隔）は、それぞれ０．５ｍｍ以上、かつ、６ｍｍ以下であることが好ましい。
これは、凹凸部のピッチが０．５ｍｍを下回る場合、前記空間が極めて狭くなり、ハイレートでの充放電時に電極体内において不足した分の電解液を補える程度の量の電解液を保持することが困難となるためである。
また、凹凸部のピッチが６ｍｍを上回る場合、前記空間が極めて広くなり、ハイレートでの充放電時に電極体内において不足した分の電解液を補える程度の量の電解液を、毛細管現象によって保持することが困難となるためである。 Moreover, it is preferable that the pitch of the concavo-convex portions (the interval between adjacent ridges on each surface of the current collector) is 0.5 mm or more and 6 mm or less.
Specifically, the pitch of the concavo-convex portion 113a (the interval between adjacent ridges on each surface of the positive electrode current collector 111) and the pitch of the concavo-convex portion 123a (the interval between adjacent ridges on each surface of the negative electrode current collector 121) are These are preferably 0.5 mm or more and 6 mm or less, respectively.
This is because, when the pitch of the concavo-convex portions is less than 0.5 mm, the space becomes extremely narrow, and it is possible to hold an amount of the electrolytic solution that can compensate for the insufficient amount of electrolytic solution in the electrode body during charge / discharge at a high rate. This is because it becomes difficult.
In addition, when the pitch of the concavo-convex portion exceeds 6 mm, the space becomes very wide, and an amount of the electrolytic solution that can compensate for the insufficient amount of electrolytic solution in the electrode body during charge / discharge at a high rate is retained by capillary action. This is because it becomes difficult.

また、凹凸部の幅（集電体の短手方向における凹凸部の長さ）は、１ｍｍ以上、かつ、１０ｍｍ以下であることが好ましい。
具体的には、凹凸部１１３ａの幅（図２における凹凸部１１３ａの上下寸法）、および凹凸部１２３ａの幅（図２における凹凸部１２３ａの上下寸法）は、それぞれ１ｍｍ以上、かつ、１０ｍｍ以下であることが好ましい。
これは、凹凸部の幅が１ｍｍを下回る場合、前記空間が極めて小さくなり、ハイレートでの充放電時に電極体内において不足した分の電解液を補える程度の量の電解液を保持することが困難となるためである。
また、凹凸部の幅が１０ｍｍを上回る場合、平坦部が極めて小さくなり、平坦部に集電部材の取り付ける際に不具合が生じるおそれがあるためである。
凹凸部の幅さは、大きい方が、前記空間がより広い範囲で形成され、より多くの電解液を前記空間が保持できるため、平坦部を最低限の大きさで形成できる程度に大きくすることが特に好ましい。
また、これに関連して、前記空間は、セパレータが凹凸部を覆うことによって形成されるため、集電体の平坦部の溶接を阻害しない程度に、未担持部のできるだけ広い範囲をセパレータが覆うようにすることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the width | variety of the uneven | corrugated | grooved part (length of the uneven | corrugated | grooved part in the transversal direction of a collector) is 1 mm or more and 10 mm or less.
Specifically, the width of the uneven portion 113a (the vertical dimension of the uneven portion 113a in FIG. 2) and the width of the uneven portion 123a (the vertical dimension of the uneven portion 123a in FIG. 2) are 1 mm or more and 10 mm or less, respectively. Preferably there is.
This is because, when the width of the concavo-convex portion is less than 1 mm, the space becomes extremely small, and it is difficult to hold an amount of the electrolytic solution that can compensate for the insufficient amount of electrolytic solution in the electrode body during charge / discharge at a high rate. Because it becomes.
Moreover, when the width | variety of an uneven | corrugated | grooved part exceeds 10 mm, a flat part becomes very small and there exists a possibility that a malfunction may arise when attaching a current collection member to a flat part.
As the width of the uneven portion is larger, the space is formed in a wider range, and the space can hold more electrolytic solution, so that the flat portion can be formed with a minimum size. Is particularly preferred.
In this connection, since the separator is formed by covering the uneven portion with the separator, the separator covers the widest possible range of the unsupported portion to the extent that the welding of the flat portion of the current collector is not hindered. It is preferable to do so.

なお、本実施形態においては、凹凸部１１３ａおよび凹凸部１２３ａを、それぞれ正極１１０および負極１２０に設けたが、ハイレートでの充放電時に電極体内において不足した分の電解液を補うことができれば、少なくとも一方の電極に凹凸部を設ければよい。
また、本実施形態においては、凹凸部１１３ａおよび凹凸部１２３ａを、それぞれ正極未担持部１１３におけるセパレータ１３０・１３０によって覆われた部分の全域、および負極未担持部１２３におけるセパレータ１３０・１３０によって覆われた部分の全域に形成したが、ハイレートでの充放電時に電極体内において不足した分の電解液を前記空間が保持することができれば、集電体の未担持部におけるセパレータによって覆われた部分の少なくとも一部に凹凸部を形成すればよい。 In this embodiment, the concavo-convex portion 113a and the concavo-convex portion 123a are provided on the positive electrode 110 and the negative electrode 120, respectively. However, if the amount of electrolyte that is insufficient in the electrode body during charge / discharge at high rate can be compensated, at least An uneven portion may be provided on one electrode.
Further, in the present embodiment, the uneven portion 113a and the uneven portion 123a are respectively covered with the whole area of the portion covered with the separators 130 and 130 in the positive electrode unsupported portion 113 and the separators 130 and 130 in the negative electrode unsupported portion 123. However, if the space can retain the amount of electrolyte that is insufficient in the electrode body during charge / discharge at a high rate, at least the portion covered by the separator in the unsupported portion of the current collector An uneven portion may be formed in part.

また、本実施形態においては、正極集電体１１１の一部を厚み方向に湾曲させることによって、正極集電体１１１の各表面に、正極集電体１１１の長手方向に対して角度θ（０°＜θ＜９０°）を成す方向に直線状に延出する複数の皺が形成されるように、凹凸部１１３ａを設けると共に、負極集電体１２１の一部を厚み方向に湾曲させることによって、負極集電体１２１の各表面に、負極集電体１２１の長手方向に対して角度θ（０°＜θ＜９０°）を成す方向に直線状に延出する複数の皺が形成されるように、凹凸部１２３ａを設けたが、凹凸部の構成は限定するものではなく、少なくとも、平坦部よりも単位面積当たりの表面積が大きい凹凸部を未担持部に設ければよい。
例えば、集電体を湾曲させずに、集電体の各表面を直接加工することによって、凹凸部を設けることも可能である。
また、正極に設ける凹凸部と、負極に設ける凹凸部とを、互いに異なる構成とすることも可能である。 Further, in the present embodiment, a part of the positive electrode current collector 111 is curved in the thickness direction so that each surface of the positive electrode current collector 111 has an angle θ (0 relative to the longitudinal direction of the positive electrode current collector 111). By providing the concavo-convex portion 113a and curving a part of the negative electrode current collector 121 in the thickness direction so as to form a plurality of ridges extending linearly in the direction of ° <θ <90 °) On each surface of the negative electrode current collector 121, a plurality of ridges extending linearly in a direction that forms an angle θ (0 ° <θ <90 °) with respect to the longitudinal direction of the negative electrode current collector 121 are formed. Thus, although the uneven | corrugated | grooved part 123a was provided, the structure of an uneven | corrugated | grooved part is not limited, What is necessary is just to provide the uneven | corrugated | grooved part with a surface area per unit area larger than a flat part in an unsupported part at least.
For example, the concave and convex portions can be provided by directly processing each surface of the current collector without bending the current collector.
In addition, the uneven portion provided in the positive electrode and the uneven portion provided in the negative electrode can be different from each other.

以下では、実施例１〜１４、および比較例１〜８に基づいて、本発明に係る非水電解質二次電池の特性について説明する。 Below, based on Examples 1-14 and Comparative Examples 1-8, the characteristic of the nonaqueous electrolyte secondary battery which concerns on this invention is demonstrated.

［実施例１］
（正極の作製）
まず、正極を作製するにあたり、正極合材を作製した。
詳細には、正極活物質、導電材、結着剤の配合比を、固形分重量比で９３：４：３として、それらを溶媒に分散させてペースト状の正極合材を作製した。
この時、正極活物質として、リチウム−ニッケル−マンガン−コバルト複合酸化物、導電材として、アセチレンブラック（ＡＢ）、結着剤として、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、溶媒としてＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を採用した。 [Example 1]
(Preparation of positive electrode)
First, in producing a positive electrode, a positive electrode mixture was produced.
Specifically, the mixture ratio of the positive electrode active material, the conductive material, and the binder was 93: 4: 3 in terms of solid content weight ratio, and these were dispersed in a solvent to prepare a paste-like positive electrode mixture.
At this time, lithium-nickel-manganese-cobalt composite oxide as the positive electrode active material, acetylene black (AB) as the conductive material, polyvinylidene fluoride (PVDF) as the binder, and N-methylpyrrolidone (NMP) as the solvent It was adopted.

次に、正極合材を正極集電体の両面に塗工し、乾燥させた。
詳細には、正極合材の幅が２３０ｍｍとなり、かつ、正極集電体の短手方向における両端部にそれぞれ幅が１７ｍｍの正極未担持部が形成されるように、ダイコータを用いて正極集電体の両面に正極合材を塗工した。そして、正極集電体の両面に塗工された正極合材を乾燥させた。乾燥後の正極合材の目付量は、１５ｍｇ／ｃｍ^２となった。
この時、正極集電体として、幅（短手方向の長さ）が２６４ｍｍ、厚みが１５μｍのアルミニウム（Ａｌ）を採用した。 Next, the positive electrode mixture was applied to both sides of the positive electrode current collector and dried.
Specifically, the positive electrode current collector is formed using a die coater so that the positive electrode mixture has a width of 230 mm and positive electrode current carrying portions each having a width of 17 mm are formed at both ends in the short direction of the positive electrode current collector. The positive electrode mixture was applied to both sides of the body. And the positive electrode compound material coated on both surfaces of the positive electrode current collector was dried. The basis weight of the positive electrode mixture after drying was 15 mg / cm ² .
At this time, aluminum (Al) having a width (length in the short direction) of 264 mm and a thickness of 15 μm was employed as the positive electrode current collector.

そして、正極集電体上の正極合材をプレスし、正極集電体の両面に正極合材層を形成した。
詳細には、正極未担持部を、誘導加熱装置を用いて加熱した後、プレス機を用いて正極集電体上の正極合材を正極集電体と共にプレスすることにより、正極集電体の両面に正極合材層を形成した。プレス後の正極集電体および正極合材層の厚みの合計値は、１２５μｍとなった。 Then, the positive electrode mixture on the positive electrode current collector was pressed to form a positive electrode mixture layer on both surfaces of the positive electrode current collector.
Specifically, after the positive electrode unsupported portion is heated by using an induction heating device, the positive electrode mixture on the positive electrode current collector is pressed together with the positive electrode current collector by using a press machine. A positive electrode mixture layer was formed on both sides. The total thickness of the positive electrode current collector and the positive electrode mixture layer after pressing was 125 μm.

続いて、正極集電体の短手方向における両端部に位置する正極未担持部に凹凸部を形成した。
詳細には、外周面に凹凸を設けたロールを用いて、正極未担持部における正極合材層に隣接する、幅５ｍｍの範囲をプレスすることにより、正極集電体の長手方向に対して３０°を成す凹凸部（θ＝３０°）を形成した。各凹凸部の高さは、１００μｍとなり、各凹凸部のピッチは、２ｍｍとなった。 Then, the uneven | corrugated | grooved part was formed in the positive electrode unsupported part located in the both ends in the transversal direction of a positive electrode electrical power collector.
Specifically, using a roll having irregularities on the outer peripheral surface, a range of 5 mm in width adjacent to the positive electrode mixture layer in the positive electrode unsupported portion is pressed, so that the length of the positive electrode current collector is 30 mm. A concavo-convex portion (θ = 30 °) having an angle of ° was formed. The height of each uneven part was 100 μm, and the pitch of each uneven part was 2 mm.

最後に、正極合材層が形成された正極集電体を、短手方向における中央部で切断することにより、二つの正極を得た。
各正極の幅は、１３２ｍｍとなり、各正極における正極合材層の幅は、１１５ｍｍとなった。 Finally, two positive electrodes were obtained by cutting the positive electrode current collector on which the positive electrode mixture layer was formed at the center in the short direction.
The width of each positive electrode was 132 mm, and the width of the positive electrode mixture layer in each positive electrode was 115 mm.

（負極の作製）
まず、負極を作製するにあたり、負極合材を作製した。
詳細には、負極活物質、増粘剤、結着剤の配合比を、固形分重量比で９８：１：１として、それらを溶媒に分散させてペースト状の負極合材を作製した。
この時、負極活物質として、黒鉛、増粘剤として、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、結着剤として、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、溶媒として水を採用した。 (Preparation of negative electrode)
First, in preparing the negative electrode, a negative electrode mixture was prepared.
Specifically, the compounding ratio of the negative electrode active material, the thickener, and the binder was 98: 1: 1 in terms of the solid content weight ratio, and they were dispersed in a solvent to prepare a paste-like negative electrode mixture.
At this time, graphite was used as the negative electrode active material, carboxymethyl cellulose (CMC) as the thickener, styrene-butadiene rubber (SBR) as the binder, and water as the solvent.

次に、負極合材を負極集電体の両面に塗工し、乾燥させた。
詳細には、負極合材の幅が２３８ｍｍとなり、かつ、負極集電体の短手方向における両端部にそれぞれ幅が１７ｍｍの負極未担持部が形成されるように、ダイコータを用いて負極集電体の両面に負極合材を塗工した。そして、負極集電体の両面に塗工された負極合材を乾燥させた。乾燥後の負極合材の目付量は、８ｍｇ／ｃｍ^２となった。
この時、負極集電体として、幅（短手方向の長さ）が２７２ｍｍ、厚みが１０μｍの銅（Ｃｕ）を採用した。 Next, the negative electrode mixture was applied to both sides of the negative electrode current collector and dried.
Specifically, the negative electrode current collector is formed using a die coater so that the negative electrode composite material has a width of 238 mm and negative electrode unsupported portions each having a width of 17 mm are formed at both ends in the short direction of the negative electrode current collector. A negative electrode mixture was applied to both sides of the body. And the negative electrode compound material coated on both surfaces of the negative electrode collector was dried. The basis weight of the negative electrode mixture after drying was 8 mg / cm ² .
At this time, copper (Cu) having a width (length in the short direction) of 272 mm and a thickness of 10 μm was adopted as the negative electrode current collector.

そして、負極集電体上の負極合材をプレスし、負極集電体の両面に負極合材層を形成した。
詳細には、負極未担持部を、誘導加熱装置を用いて加熱した後、プレス機を用いて負極集電体上の負極合材を負極集電体と共にプレスすることにより、負極集電体の両面に負極合材層を形成した。プレス後の負極集電体および負極合材層の厚みの合計値は、１２５μｍとなった。 And the negative electrode compound material on a negative electrode collector was pressed, and the negative electrode compound layer was formed in both surfaces of the negative electrode collector.
Specifically, after the negative electrode unsupported portion is heated using an induction heating device, the negative electrode mixture on the negative electrode current collector is pressed together with the negative electrode current collector by using a press machine. A negative electrode mixture layer was formed on both sides. The total thickness of the negative electrode current collector and the negative electrode mixture layer after pressing was 125 μm.

続いて、負極集電体の短手方向における両端部に位置する負極未担持部に凹凸部を形成した。
詳細には、外周面に凹凸を設けたロールを用いて、負極未担持部における負極合材層に隣接する、幅５ｍｍの範囲をプレスすることにより、負極集電体の長手方向に対して３０°を成す凹凸部（θ＝３０°）を形成した。各凹凸部の高さは、１００μｍとなり、各凹凸部のピッチは、２ｍｍとなった。 Then, the uneven | corrugated | grooved part was formed in the negative electrode unsupported part located in the both ends in the transversal direction of a negative electrode collector.
Specifically, by using a roll having irregularities on the outer peripheral surface, a range of 5 mm in width adjacent to the negative electrode mixture layer in the negative electrode unsupported portion is pressed, so that it is 30 with respect to the longitudinal direction of the negative electrode current collector. A concavo-convex portion (θ = 30 °) having an angle of ° was formed. The height of each uneven part was 100 μm, and the pitch of each uneven part was 2 mm.

最後に、負極合材層が形成された負極集電体を、短手方向における中央部で切断することにより、二つの負極を得た。
各負極の幅は、１３６ｍｍとなり、各負極における負極合材層の幅は、１１９ｍｍとなった。 Finally, two negative electrodes were obtained by cutting the negative electrode current collector on which the negative electrode mixture layer was formed at the center in the short direction.
The width of each negative electrode was 136 mm, and the width of the negative electrode mixture layer in each negative electrode was 119 mm.

（電極体の作製）
上記のように作製した正極及び負極を、二つのセパレータを介して積層し、偏平状に捲回することによって電極体を作製した。
この時、各セパレータとして、幅（短手方向の長さ）が１２７ｍｍのシート状の絶縁体を採用した。
図４（ａ）に示すように、各セパレータは、正極合材層における正極未担持部側の端部から外方に５ｍｍ突出すると共に、正極合材層における正極未担持部とは反対側の端部から外方に７ｍｍ突出するように配置した。
さらに、図４（ｂ）に示すように、各セパレータは、負極合材層における負極未担持部側の端部から外方に５ｍｍ突出すると共に、負極合材層における負極未担持部とは反対側の端部から外方に３ｍｍ突出するように配置した。 (Production of electrode body)
The positive electrode and the negative electrode prepared as described above were stacked via two separators, and wound into a flat shape to prepare an electrode body.
At this time, a sheet-like insulator having a width (length in the short direction) of 127 mm was adopted as each separator.
As shown in FIG. 4A, each separator protrudes 5 mm outward from the end portion on the positive electrode unsupported portion side in the positive electrode mixture layer, and on the opposite side of the positive electrode unsupported portion in the positive electrode mixture layer. It arrange | positioned so that 7 mm might protrude outward from an edge part.
Further, as shown in FIG. 4B, each separator protrudes 5 mm outward from the end of the negative electrode mixture layer on the negative electrode unsupported portion side and is opposite to the negative electrode unsupported portion in the negative electrode mixture layer. It arrange | positioned so that 3 mm might protrude outward from the edge part of the side.

（非水電解質二次電池の作製）
正極未担持部の平坦部における凹凸部とは反対側の端部から７ｍｍの範囲、および負極未担持部の平坦部における凹凸部とは反対側の端部から７ｍｍの範囲に、それぞれ集電部材を溶接によって接合した後、電極体をケース内に収納した。
続いて、電極体が収納されたケース内に電解液を注入し、封缶した。
そして、初期充電等を行うことによって、非水電解質二次電池を作製した。 (Preparation of non-aqueous electrolyte secondary battery)
Current collecting members in a range of 7 mm from the end opposite to the uneven portion in the flat portion of the positive electrode unsupported portion and in a range of 7 mm from the end opposite to the uneven portion in the flat portion of the negative electrode unsupported portion After joining by welding, the electrode body was accommodated in the case.
Subsequently, an electrolytic solution was injected into the case in which the electrode body was housed, and sealed.
And the nonaqueous electrolyte secondary battery was produced by performing initial charge etc.

［実施例２］
各電極の凹凸部の幅を、１ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様に非水電解質二次電池を作製した。
［実施例３］
各電極の凹凸部の幅を、２ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様に非水電解質二次電池を作製した。
［実施例４］
各電極の凹凸部の幅を、３ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様に非水電解質二次電池を作製した。
［実施例５］
各電極の凹凸部の幅を、１０ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様に非水電解質二次電池を作製した。
［実施例６］
各電極の凹凸部の高さを、各電極の厚みと同一の１２５μｍとしたこと以外は、実施例１と同様に非水電解質二次電池を作製した。
［実施例７］
各電極の凹凸部の高さを、４０μｍとしたこと以外は、実施例１と同様に非水電解質二次電池を作製した。
［実施例８］
各電極の凹凸部の角度θを、４５°としたこと以外は、実施例１と同様に非水電解質二次電池を作製した。
［実施例９］
各電極の凹凸部の角度θを、５°としたこと以外は、実施例１と同様に非水電解質二次電池を作製した。
［実施例１０］
各電極の凹凸部のピッチを、０．５ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様に非水電解質二次電池を作製した。
［実施例１１］
各電極の凹凸部のピッチを、３ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様に非水電解質二次電池を作製した。
［実施例１２］
各電極の凹凸部のピッチを、６ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様に非水電解質二次電池を作製した。
［実施例１３］
実施例１とは異なる方法で、各電極の凹凸部を形成したこと以外は、実施例１と同様に非水電解質二次電池を作製した。
詳細には、正極の作製においては、正極集電体の両面に正極合材層を形成した後、正極集電体に張力を付与しながら、正極合材層にのみ接触する部分と、正極未担持部における凹凸部が形成されない部分（平坦部となる部分）にのみ接触する部分とを有するロールを通過させることによって凹凸部を形成した。
前記ロールは、軸方向における両端部の外径が大きく構成されている。前記ロールは、正極合材層にのみ接触する部分の外径が１２０ｍｍであり、平坦部となる部分にのみ接触する部分の外径が１２１ｍｍであり、それらの段差部分の曲率半径は、０．３ｍｍである。さらに、図５（ａ）に示すように、前記ロールは、正極合材層にのみ接触する部分の幅は、２３６ｍｍである。
正極の凹凸部は、幅が３ｍｍ、高さが８０μｍ、ピッチが１ｍｍ、角度θが１５°となった。
また、負極の作製においては、負極集電体の両面に負極合材層を形成した後、負極集電体に張力を付与しながら、負極合材層にのみ接触する部分と、負極未担持部における凹凸部が形成されない部分（平坦部となる部分）にのみ接触する部分とを有するロールを通過させることによって凹凸部を形成した。
前記ロールは、軸方向における両端部の外径が大きく構成されている。前記ロールは、負極合材層にのみ接触する部分の外径が１２０ｍｍであり、平坦部となる部分にのみ接触する部分の外径が１２１ｍｍであり、それらの段差部分の曲率半径は、０．３ｍｍである。さらに、図５（ｂ）に示すように、前記ロールは、負極合材層にのみ接触する部分の幅は、２４４ｍｍである。
負極の凹凸部は、幅が３ｍｍ、高さが５５μｍ、ピッチが１ｍｍ、角度θが１５°となった。 [Example 2]
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the width of the uneven portion of each electrode was 1 mm.
[Example 3]
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the width of the uneven portion of each electrode was 2 mm.
[Example 4]
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the width of the uneven portion of each electrode was 3 mm.
[Example 5]
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the width of the uneven portion of each electrode was 10 mm.
[Example 6]
A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the height of the concavo-convex portion of each electrode was set to 125 μm, which was the same as the thickness of each electrode.
[Example 7]
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the height of the concavo-convex portion of each electrode was 40 μm.
[Example 8]
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the angle θ of the uneven portion of each electrode was 45 °.
[Example 9]
A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the angle θ of the uneven portion of each electrode was 5 °.
[Example 10]
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the pitch of the uneven portions of each electrode was 0.5 mm.
[Example 11]
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the pitch of the uneven portions of each electrode was 3 mm.
[Example 12]
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the pitch of the uneven portions of each electrode was 6 mm.
[Example 13]
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the uneven portions of each electrode were formed by a method different from that in Example 1.
Specifically, in the production of the positive electrode, after forming the positive electrode mixture layer on both sides of the positive electrode current collector, while applying tension to the positive electrode current collector, The concavo-convex portion was formed by passing a roll having a portion that contacts only a portion where the concavo-convex portion is not formed (portion that becomes a flat portion) in the carrying portion.
The roll has a large outer diameter at both ends in the axial direction. The roll has an outer diameter of 120 mm only in contact with the positive electrode mixture layer, an outer diameter of 121 mm in contact with only the flat portion, and the radius of curvature of the stepped portion is 0. 0 mm. 3 mm. Furthermore, as shown to Fig.5 (a), the width | variety of the part which the said roll contacts only a positive mix layer is 236 mm.
The uneven portion of the positive electrode had a width of 3 mm, a height of 80 μm, a pitch of 1 mm, and an angle θ of 15 °.
Further, in the production of the negative electrode, after forming the negative electrode mixture layer on both surfaces of the negative electrode current collector, a portion that contacts only the negative electrode mixture layer while applying tension to the negative electrode current collector, and a negative electrode unsupported portion The concavo-convex portion was formed by passing a roll having a portion that contacts only a portion where the concavo-convex portion is not formed (a portion that becomes a flat portion).
The roll has a large outer diameter at both ends in the axial direction. The roll has an outer diameter of 120 mm only in contact with the negative electrode mixture layer, an outer diameter of 121 mm in contact with only the flat portion, and the curvature radius of the stepped portion is 0. 0 mm. 3 mm. Furthermore, as shown in FIG.5 (b), the width | variety of the part which the said roll contacts only a negative electrode compound-material layer is 244 mm.
The uneven part of the negative electrode had a width of 3 mm, a height of 55 μm, a pitch of 1 mm, and an angle θ of 15 °.

［実施例１４］
正極のみに凹凸部を設けたこと以外は、実施例１と同様に非水電解質二次電池を作製した。 [Example 14]
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the uneven portion was provided only on the positive electrode.

［比較例１］
正極および負極に凹凸部を設けなかったこと以外は、実施例１と同様に非水電解質二次電池を作製した。 [Comparative Example 1]
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the uneven portion was not provided on the positive electrode and the negative electrode.

［比較例２］
各電極の凹凸部の高さを、２０μｍとしたこと以外は、実施例１と同様に非水電解質二次電池を作製した。 [Comparative Example 2]
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the height of the concavo-convex portion of each electrode was 20 μm.

［比較例３］
凹凸部の高さが１６５μｍである正極を作製したが、正極を巻き取った際に、外径が部分的に大きくなることによる正極の破損が生じたため、非水電解質二次電池を作製できなかった。 [Comparative Example 3]
A positive electrode with a concavo-convex height of 165 μm was produced, but when the positive electrode was wound, the positive electrode was damaged due to a partial increase in outer diameter, so a non-aqueous electrolyte secondary battery could not be produced. It was.

［比較例４］
各電極の凹凸部の角度θを、９０°としたこと以外は、実施例１と同様に非水電解質二次電池を作製した。 [Comparative Example 4]
A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the angle θ of the uneven portion of each electrode was 90 °.

［比較例５］
各電極の凹凸部の角度θを、６０°としたこと以外は、実施例１と同様に非水電解質二次電池を作製した。 [Comparative Example 5]
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the angle θ of the concavo-convex portion of each electrode was 60 °.

［比較例６］
各電極の凹凸部の角度θを、０°としたこと以外は、実施例１と同様に非水電解質二次電池を作製した。 [Comparative Example 6]
A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the angle θ of the uneven portion of each electrode was set to 0 °.

［比較例７］
各電極の凹凸部のピッチを、１０ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様に非水電解質二次電池を作製した。 [Comparative Example 7]
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the pitch of the uneven portions of each electrode was 10 mm.

［比較例８］
各電極の凹凸部の幅を、１７ｍｍとした、つまり、各電極の未担持部の全域に凹凸部を形成したが、未担持部に集電部材を溶接する際に不良が発生する等したため、非水電解質二次電池を作製できなかった。 [Comparative Example 8]
The width of the concavo-convex part of each electrode was 17 mm, that is, the concavo-convex part was formed in the entire area of the unsupported part of each electrode, but a defect occurred when welding the current collecting member to the unsupported part. A non-aqueous electrolyte secondary battery could not be produced.

以上の実施例１〜１４、及び比較例１〜８における非水電解質二次電池の容量維持率を算出した。
非水電解質二次電池の容量維持率は、以下の方法で算出した。
まず、容量維持率を算出するにあたり、非水電解質二次電池の初期容量の確認を行った。
詳細には、２５°の環境下において、非水電解質二次電池を１Ｃ（３０Ａ）で４．１Ｖまで充電した後、５分間休止させた。続いて、非水電解質二次電池を１Ｃ（３０Ａ）で２．５Ｖまで放電した後、５分間休止させた。そして、ＣＣＣＶ充電（４．１Ｖ、１Ｃ、０．０１Ｃカット）と、ＣＣＣＶ放電（２．５Ｖ、１Ｃ、０．０１Ｃカット）とを行うことによって、非水電解質二次電池の初期容量の確認を行った。 The capacity retention rates of the nonaqueous electrolyte secondary batteries in Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 8 were calculated.
The capacity maintenance rate of the nonaqueous electrolyte secondary battery was calculated by the following method.
First, in calculating the capacity retention rate, the initial capacity of the nonaqueous electrolyte secondary battery was confirmed.
Specifically, in a 25 ° environment, the nonaqueous electrolyte secondary battery was charged to 4.1 V at 1 C (30 A) and then rested for 5 minutes. Subsequently, the nonaqueous electrolyte secondary battery was discharged to 2.5 V at 1C (30 A), and then rested for 5 minutes. The initial capacity of the non-aqueous electrolyte secondary battery is confirmed by performing CCCV charging (4.1V, 1C, 0.01C cut) and CCCV discharge (2.5V, 1C, 0.01C cut). went.

続いて、容量維持率を算出するにあたり、低温での大電流充放電試験を行った後に、非水電解質二次電池の容量を確認した。
詳細には、−１５°の環境下において、非水電解質二次電池を１Ｃ（３０Ａ）で４．１Ｖまで充電した後、５分間休止させた。続いて、非水電解質二次電池を１Ｃ（３０Ａ）で２．５Ｖまで放電した後、５分間休止させた。ここまでの作業を１サイクルとして、１０００サイクル繰り返した後に、非水電解質二次電池の容量の確認を行った。 Subsequently, in calculating the capacity retention rate, the capacity of the nonaqueous electrolyte secondary battery was confirmed after conducting a large current charge / discharge test at a low temperature.
Specifically, the nonaqueous electrolyte secondary battery was charged to 4.1 V at 1 C (30 A) in an environment of −15 °, and then rested for 5 minutes. Subsequently, the nonaqueous electrolyte secondary battery was discharged to 2.5 V at 1C (30 A), and then rested for 5 minutes. The operation so far was set as one cycle, and after 1000 cycles were repeated, the capacity of the nonaqueous electrolyte secondary battery was confirmed.

上記のように確認された初期容量、および大電流充放電試験後の容量に基づいて、非水電解質二次電池の容量維持率を算出した。
以上の実施例１〜１４、及び比較例１〜８における非水電解質二次電池の容量維持率と、凹凸部の構成との関係を、図６にまとめた。 Based on the initial capacity confirmed as described above and the capacity after the large current charge / discharge test, the capacity retention rate of the nonaqueous electrolyte secondary battery was calculated.
The relationship between the capacity retention ratios of the nonaqueous electrolyte secondary batteries in Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 8 and the configuration of the concavo-convex part is summarized in FIG.

図６に示すように、正極および負極に凹凸部を設けていない比較例１の非水電解質二次電池においては、容量維持率が８５％であった。
これに対して、正極および負極に凹凸部を設けた実施例１の非水電解質二次電池においては、容量維持率が９５％であった。
このことから、正極および負極に凹凸部を設けることにより、サイクル特性が改善することが明らかとなった。
また、正極のみに凹凸部を設けた実施例１４の非水電解質二次電池においても、容量維持率が９０．５％と改善している。
このことから、正極および負極の少なくとも一方に凹凸部を設ければよいことが明らかとなった。 As shown in FIG. 6, in the nonaqueous electrolyte secondary battery of Comparative Example 1 in which the uneven portions were not provided on the positive electrode and the negative electrode, the capacity retention rate was 85%.
On the other hand, in the nonaqueous electrolyte secondary battery of Example 1 in which the uneven portions were provided on the positive electrode and the negative electrode, the capacity retention rate was 95%.
From this, it has been clarified that the cycle characteristics are improved by providing uneven portions on the positive electrode and the negative electrode.
Moreover, also in the nonaqueous electrolyte secondary battery of Example 14 in which the concavo-convex portion was provided only on the positive electrode, the capacity retention rate was improved to 90.5%.
From this, it has been clarified that an uneven portion may be provided on at least one of the positive electrode and the negative electrode.

凹凸部の幅については、実施例１〜５の非水電解質二次電池を参照すると、凹凸部の幅が１ｍｍでも容量維持率が９０％であり、凹凸部の幅が大きくなるにつれて、容量維持率がより改善していることが明らかとなった。
これは、凹凸部とセパレータとによって形成された管状の複数の空間が電解液を保持し、非水電解質二次電池の容量低下を抑制しているためと考えられる。
なお、実施例５の非水電解質二次電池のように、凹凸部の幅が５ｍｍを超えると、凹凸部の一部がセパレータに覆われなくなるが、凹凸部を完全に覆うようにセパレータの寸法を変更すれば、容量維持率がさらに改善すると考えられる。 Regarding the width of the concavo-convex portion, referring to the nonaqueous electrolyte secondary batteries of Examples 1 to 5, the capacity retention rate is 90% even when the width of the concavo-convex portion is 1 mm, and the capacity is maintained as the width of the concavo-convex portion increases. It became clear that the rate improved more.
This is presumably because a plurality of tubular spaces formed by the concavo-convex portions and the separator hold the electrolytic solution and suppress the capacity reduction of the nonaqueous electrolyte secondary battery.
As in the case of the nonaqueous electrolyte secondary battery of Example 5, when the width of the concavo-convex portion exceeds 5 mm, a part of the concavo-convex portion is not covered with the separator, but the dimensions of the separator so as to completely cover the concavo-convex portion. If the value is changed, the capacity maintenance rate is considered to further improve.

凹凸部の高さについては、実施例１、６、７および１３の非水電解質二次電池と、比較例２の非水電解質二次電池とを比較すると、凹凸部の高さが２０μｍでは、容量維持率があまり改善しなかったため、凹凸部の高さは４０μｍ以上が好ましいことが明らかとなった。
また、比較例３を参照すると、凹凸部の高さが電極の厚み（１２５μｍ）を超えると、正極を巻き取った際に不具合が生じるため、凹凸部の高さは電極の厚み以下が好ましいことが明らかとなった。 As for the height of the concavo-convex part, when comparing the nonaqueous electrolyte secondary battery of Examples 1, 6, 7 and 13 with the nonaqueous electrolyte secondary battery of Comparative Example 2, the height of the concavo-convex part was 20 μm. Since the capacity retention rate did not improve so much, it was revealed that the height of the uneven portion is preferably 40 μm or more.
In addition, referring to Comparative Example 3, when the height of the concavo-convex portion exceeds the thickness of the electrode (125 μm), a problem occurs when the positive electrode is wound, and therefore the height of the concavo-convex portion is preferably equal to or less than the thickness of the electrode. Became clear.

凹凸部の角度θについては、実施例１、８および９の非水電解質二次電池と、比較例４〜６の非水電解質二次電池とを比較すると、角度θが５°を下回る場合、および角度θが４５°を上回る場合には、容量維持率があまり改善しなかったため、角度θは５°以上、かつ、４５°以下が好ましいことが明らかとなった。
角度θが５°を下回る場合は、管状の複数の空間が電極合材層に対して十分に連通しない状態となり、電極体への速やかな電解液の供給が困難となるためであると考えられる。
また、角度θが４５°を上回る場合は、管状の複数の空間の長さを十分に確保することができず、各空間に保持される電解液の量が減少することに起因して、毛細管現象により前記空間への電解液の吸収力が高い状態となり、電極体への速やかな電解液の供給が困難となるためであると考えられる。 As for the angle θ of the concavo-convex portion, when the non-aqueous electrolyte secondary batteries of Examples 1, 8 and 9 and the non-aqueous electrolyte secondary batteries of Comparative Examples 4 to 6 are compared, when the angle θ is less than 5 °, When the angle θ exceeded 45 °, the capacity retention ratio did not improve so much, and thus it became clear that the angle θ was preferably 5 ° or more and 45 ° or less.
When the angle θ is less than 5 °, it is considered that a plurality of tubular spaces are not sufficiently communicated with the electrode mixture layer, and it is difficult to quickly supply the electrolytic solution to the electrode body. .
Further, when the angle θ exceeds 45 °, the length of the plurality of tubular spaces cannot be sufficiently secured, and the amount of the electrolytic solution retained in each space is reduced, so that the capillary tube It is considered that this is because the electrolyte has a high absorbability to the space due to the phenomenon, and it is difficult to quickly supply the electrolyte to the electrode body.

凹凸部のピッチについては、実施例１および１０〜１３の非水電解質二次電池と、比較例７の非水電解質二次電池とを比較すると、凹凸部のピッチが１０ｍｍでは、容量維持率があまり改善しなかったため、凹凸部のピッチは６ｍｍ以下が好ましいことが明らかとなった。
また、凹凸部のピッチが０．５ｍｍを下回る場合、管状の複数の空間が良好に形成できないと考えらえるため、凹凸部のピッチは０．５ｍｍ以上が好ましいという結論に至った。 Regarding the pitch of the concavo-convex portion, when comparing the nonaqueous electrolyte secondary battery of Examples 1 and 10 to 13 and the nonaqueous electrolyte secondary battery of Comparative Example 7, the capacity retention rate is 10 pm when the pitch of the concavo-convex portion is 10 mm. Since it did not improve so much, it became clear that the pitch of the uneven portions is preferably 6 mm or less.
In addition, when the pitch of the concavo-convex portions is less than 0.5 mm, it can be considered that a plurality of tubular spaces cannot be formed satisfactorily, and therefore the conclusion was that the pitch of the concavo-convex portions is preferably 0.5 mm or more.

実施例１３を参照すると、凹凸部の形成方法を変更した場合でも、凹凸部の幅、高さ、角度θおよびピッチが、上記の条件を満たしていれば、容量維持率が改善することが明らかとなった。 Referring to Example 13, even when the method for forming the uneven portion is changed, it is clear that the capacity retention rate is improved if the width, height, angle θ, and pitch of the uneven portion satisfy the above conditions. It became.

比較例８を参照すると、未担持部の全域に凹凸部を形成すると、溶接不良等が生じるため、集電部材が溶接される平坦部を未担持部に設けることが好ましいことが明らかとなった。 Referring to Comparative Example 8, it became clear that it is preferable to provide a flat portion on which the current collecting member is welded in the unsupported portion, because when the uneven portion is formed in the entire area of the unsupported portion, poor welding or the like occurs. .

以上のように、正極および負極の少なくとも一方に、幅、高さ、角度θおよびピッチが上記の条件を満たした凹凸部を形成することで、容量維持率が９０％以上の非水電解質二次電池を作製できることが明らかとなった。 As described above, a non-aqueous electrolyte secondary having a capacity retention rate of 90% or more is formed on at least one of the positive electrode and the negative electrode by forming an uneven portion with the width, height, angle θ, and pitch satisfying the above conditions. It became clear that a battery could be produced.

１電池（非水電解質二次電池）
１０ケース
１００電極体
１１０正極（電極）
１１１正極集電体（集電体）
１１２正極合材層（電極合材層）
１１３正極未担持部（未担持部）
１１３ａ凹凸部
１１３ｂ平坦部
１２０負極（電極）
１２１負極集電体（集電体）
１２２負極合材層（電極合材層）
１２３負極未担持部（未担持部）
１２３ａ凹凸部
１２３ｂ平坦部
１３０セパレータ
Ｓ１空間
Ｓ２空間 1 battery (non-aqueous electrolyte secondary battery)
10 Case 100 Electrode body 110 Positive electrode (electrode)
111 Positive Current Collector (Current Collector)
112 Positive electrode mixture layer (electrode mixture layer)
113 Positive electrode unsupported part (unsupported part)
113a Uneven portion 113b Flat portion 120 Negative electrode (electrode)
121 Negative electrode current collector (current collector)
122 Negative electrode mixture layer (electrode mixture layer)
123 Negative electrode unsupported part (unsupported part)
123a Uneven portion 123b Flat portion 130 Separator S1 space S2 space

Claims

A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a pair of long sheet-like electrodes and a long sheet-like separator that electrically isolates the pair of electrodes from each other,
Each electrode has a long sheet-like current collector and an unsupported portion where the current collector is exposed in a predetermined range from one end of the current collector in the short direction. An electrode mixture layer formed on at least one of both surfaces of the body,
The separator is arranged to cover the electrode mixture layer and to cover a part of the unsupported portion,
An uneven portion having a larger surface area per unit area is formed in at least a part of the portion covered by the separator in the unsupported portion than in a portion not covered by the separator in the unsupported portion.
A non-aqueous electrolyte secondary battery.

The concavo-convex portion is constituted by the current collector curved so as to protrude in one direction and the other in a direction orthogonal to the surface of the current collector, and on each surface of the current collector, the longitudinal direction of the current collector A plurality of ridges extending linearly in a direction forming an angle θ (0 ° <θ <90 °) with respect to
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1.

The angle θ is 5 ° or more and 45 ° or less.
The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 2.

The portion of the unsupported portion that is not covered by the separator is formed flat.
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the non-aqueous electrolyte secondary battery is a non-aqueous electrolyte secondary battery.