JP2016081848A - リチウムイオン二次電池 - Google Patents

Abstract

【課題】 寿命の長いリチウムイオン二次電池を提供すること。【解決手段】 本発明のリチウムイオン二次電池は，負極活物質層が，正極活物質層と対面している負極対面部と，正極活物質層の端部よりも外側へ向けて突出していることにより正極活物質層と対面していない負極非対面部とを有するものである。また，正極板は，正極活物質層の端部における正極集電箔と正極活物質層との間に絶縁層を有するものである。そして，負極非対面部の正極活物質層の端部からの突出方向について，絶縁層の長さは，負極非対面部の長さ以上，かつ，負極非対面部の長さの２倍以下である。【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。さらに詳細には，正負の電極板を，これらの間にセパレータを挟み込みつつ積層してなる電極体を有す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は，電極体を，電解液とともにケースの内部に封入してなるものである。電極体は，集電箔の表面に活物質を含む活物質層を形成してなる帯状の正極板および負極板を，セパレータを間に挟み込みつつ捲回または平積みにより積層してなるものである。そして，リチウムイオン二次電池においては，負極板におけるリチウムの析出を抑制することが重要である。リチウムの析出が生じやすいリチウムイオン二次電池においては，早期に充電容量が低下してしまうことで，寿命が短くなってしまうからである。

例えば，特許文献１には，負極活物質層を，その幅方向について，中央の表面側における結着剤の含有濃度が両端の表面側における結着剤の含有濃度よりも大きくなるように形成したリチウムイオン二次電池が記載されている。このように形成した負極活物質層について，リチウムの受け入れ性を幅方向の中央部において両端部よりも低くすることができるとされている。さらに，負極板全体として見たときには，幅方向の中央部と両端部とにおけるリチウムの受け入れ性の差を小さくすることができるとされている。そして，このような負極活物質層については，リチウムイオン二次電池に低温かつハイレートの充放電を繰り返し行わせても，両端部にリチウムの析出を生じにくく，電池寿命を向上させることができるとされている。

特開２０１３−２２５４４０号公報

ところで，リチウムイオン二次電池の負極板としては，負極活物質層が，正極板における正極活物質層の幅よりも幅広に形成されたものが用いられがちである。すなわち，負極活物質層の幅方向の両端には，対面する正極活物質層のない，非対面部が設けられていることがある。そして，負極活物質層が非対面部を有するリチウムイオン二次電池では，上記の従来技術のように負極活物質層の中央部でのリチウムの受け入れ性を端部よりも低くすることで，充電時における負極活物質層の端部の電位が低下し過ぎてしまうおそれがあった。よって，負極活物質層の端部付近にリチウムの析出が生じやすくなってしまうことにより，リチウムイオン二次電池においては，充電容量が早期に低下しやすく，電池寿命が短くなってしまうという問題があった。

本発明は，前記した従来の技術が有する問題点の解決を目的としてなされたものである。すなわちその課題とするところは，寿命の長いリチウムイオン二次電池を提供することである。

この課題の解決を目的としてなされた本発明のリチウムイオン二次電池は，正極集電箔に正極活物質層を形成してなる正極板および負極集電箔に負極活物質層を形成してなる負極板を，これらの間にセパレータを挟み込みつつ積層してなる電極体を有するリチウムイオン二次電池であって，負極活物質層は，正極活物質層と対面している負極対面部と，正極活物質層の端部よりも外側へ向けて突出していることにより正極活物質層と対面していない負極非対面部とを有するものであり，正極板は，正極活物質層の端部における正極集電箔と正極活物質層との間に絶縁層を有するものであり，負極非対面部の正極活物質層の端部からの突出方向について，絶縁層の長さは，負極非対面部の長さ以上，かつ，負極非対面部の長さの２倍以下であることを特徴とするリチウムイオン二次電池である。

本発明のリチウムイオン二次電池は，正極板の正極活物質層の端部において，正極集電箔と正極活物質層との間に絶縁層を有する。そして，絶縁層が設けられている領域では，充電時における抵抗値が高いため，それほど大きな電流が流れることがない。このため，ハイレート充電時に電位が低下してしまいやすい負極対面部の負極非対面部に近い箇所でも，リチウムが析出してしまうほど電位が低下してしまうことがない。よって，リチウムの析出が抑制されており，容量維持率を高くすることができる。

本発明によれば，寿命の長いリチウムイオン二次電池が提供されている。

本形態に係る電池の断面図である。 電極体の斜視図である。 電極体における負極板，正極板，セパレータの重ね合わせを説明するための図である。 充電時に正極板に流れる電流の電流値について説明するための図である。 充電時における絶縁層が設けられていない非絶縁領域と，絶縁層が設けられている絶縁領域との電位について説明するための図である。 充放電に伴う負極活物質層のリチウムイオン濃度および電位の変化について説明するための図である。 ハイレートで充電がなされた場合の負極活物質層の電位について説明するための図である。 正極板に絶縁層が設けられていない電池について，ハイレートで充電がなされた場合の負極活物質層の電位について説明するための図である。

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

まず，本形態に係る電池１００（図１参照）について説明する。図１は，本形態に係る電池１００の断面図である。電池１００は，図１に示すように，電極体１１０および電解液１２０を電池ケース１３０の内部に収容してなるリチウムイオン二次電池である。電解液１２０は，リチウム塩を溶解させた有機溶剤よりなるものである。電池ケース１３０は，ケース本体１３１と封口板１３２とを備えている。また，封口板１３２は，絶縁部材１３３を備えている。

図２は，電極体１１０の斜視図である。図２に示すように，本形態の電極体１１０は，扁平形状をした捲回型の電極体である。また図３は，電極体１１０を構成する負極板Ｎ，正極板Ｐ，セパレータＳの重ね合わせについて説明するための図である。図３において，奥行き方向が負極板Ｎ，正極板Ｐ，セパレータＳの長手方向であり，左右方向が幅方向である。図２に示す電極体１１０は，負極板Ｎ，正極板Ｐ，セパレータＳを重ね合わせつつ円筒形状に捲回後，その円筒形状の捲回体を径方向に圧迫することにより，扁平形状に成形したものである。

図３に示すように，負極板Ｎは，負極集電箔Ｎ１の表面に，負極活物質やバインダーなどの負極材料によって負極活物質層Ｎ２を形成してなるものである。負極板Ｎは，負極活物質層Ｎ２が形成されている部分と，形成されていない部分とを有している。図３に示すように，負極板Ｎにおける負極活物質層Ｎ２が形成されていない部分では，負極集電箔Ｎ１が露出している。

正極板Ｐは，正極集電箔Ｐ１の表面に，正極活物質やバインダーなどの正極材料によって正極活物質層Ｐ２を形成してなるものである。正極板Ｐは，正極活物質層Ｐ２が形成されている部分と，形成されていない部分とを有している。図３に示すように，正極板Ｐにおける正極活物質層Ｐ２が形成されていない部分では，正極集電箔Ｐ１が露出している。

なお，図３では，負極板Ｎについて，負極集電箔Ｎ１の上側の表面に形成された負極活物質層Ｎ２のみを示している。しかし，実際の負極板Ｎでは，負極集電箔Ｎ１の下側の表面にも負極活物質層Ｎ２が形成されている。また，正極板Ｐについては，正極集電箔Ｐ１の下側の表面に形成された正極活物質層Ｐ２のみを示している。しかし，実際の正極板Ｐでは，正極集電箔Ｐ１の上側の表面にも正極活物質層Ｐ２が形成されている。

そして，図３に示すように，負極板Ｎおよび正極板Ｐはともに，それぞれの負極活物質層Ｎ２，正極活物質層Ｐ２が形成されている部分においてセパレータＳと重ね合わせた状態で捲回される。このため，図２に示す電極体１１０の中央部１１１は，負極板Ｎ，正極板Ｐ，セパレータＳが重なり合う部分である。

一方，図３に示すように，負極板Ｎの負極集電箔Ｎ１の露出部分は，セパレータＳよりもその幅方向の右側に突き出ている。正極板Ｐの正極集電箔Ｐ１の露出部分は，セパレータＳよりもその幅方向の左側に突き出ている。このため，捲回後を示す図２の電極体１１０は，負極集電箔Ｎ１のみからなる部分である負極端部１１２と，正極集電箔Ｐ１のみからなる部分である正極端部１１３とを，中央部１１１の左右の両側にそれぞれ有している。

なお，図３に示すように，セパレータＳの幅方向の長さは，同方向における負極活物質層Ｎ２および正極活物質層Ｐ２よりも長いものである。正極板Ｐと負極板Ｎとを確実に絶縁するためである。また，本形態において，負極活物質層Ｎ２の幅方向の長さは，正極活物質層Ｐ２の幅方向の長さよりもわずかに長いものである。さらに，正極板Ｐについては，正極活物質層Ｐ２の幅方向の端部において，正極集電箔Ｐ１と正極活物質層Ｐ２との間に絶縁層Ｉを有している。この点については，後に詳述する。

また，図１に示す電池１００において，電極体１１０の負極端部１１２には負極端子１５０が，正極端部１１３には正極端子１６０が接続されている。負極端子１５０および正極端子１６０は，それぞれ電極体１１０と接続されていない側の端を，絶縁部材１３３を介し，電池ケース１３０の外部に突出させている。

そして，電池１００は，負極端子１５０および正極端子１６０を介し，電極体１１０の中央部１１１において，充電および放電を行うものである。具体的に，電池１００は，充放電時において，電極体１１０の中央部１１１に位置する負極板Ｎと正極板Ｐとの間で，多孔質部材であるセパレータＳの細孔に保持されている電解液１２０を介してリチウムイオンの授受を行う。

ここで，上記のように，本形態の負極活物質層Ｎ２は，幅方向の長さが，正極活物質層Ｐ２よりも長いものである。このため，負極活物質層Ｎ２は，図３の重ね合わせにおいて示すように，正極活物質層Ｐ２と対面している部分である負極対面部Ｎ２１と，正極活物質層Ｐ２と対面していない部分である負極非対面部Ｎ２２とを有している。つまり，負極非対面部Ｎ２２は，正極活物質層Ｐ２の幅方向における端部よりも外側へ向けて突出している部分である。また，図３には，負極非対面部Ｎ２２の幅方向における長さを，長さＬＮとして示している。

また，上記のように，本形態の正極板Ｐは，正極集電箔Ｐ１と正極活物質層Ｐ２との間に絶縁層Ｉを有している。本形態の正極板Ｐは，正極集電箔Ｐ１の表面における正極活物質層Ｐ２が形成される領域の端部に沿って絶縁層Ｉを配置した状態で，正極活物質層Ｐ２を形成したものである。

絶縁層Ｉは，その位置での電気の流れを遮ることのできるものである。絶縁層Ｉとして，例えば，ポリプロピレン（ＰＰ），ポリエチレン（ＰＥ），ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ），酸化アルミニウムを焼結した焼結体（セラミックス）等を用いることができる。また，本形態の絶縁層Ｉは，正極板Ｐの正極活物質層Ｐ２の幅方向の端部に沿って長手方向に設けられており，その長手方向の長さは正極活物質層Ｐ２の長さと同じである。

そして，図３には，絶縁層Ｉの幅方向における長さを，長さＬＩとして示している。本形態において，絶縁層Ｉの長さＬＩは，負極非対面部Ｎ２２の長さＬＮ以上，かつ，負極非対面部Ｎ２２の長さＬＮの２倍以下とされている。

また，図３には，電極体１１０において負極板Ｎの負極活物質層Ｎ２と正極板Ｐの正極活物質層Ｐ２とが重なる領域を，活物質層積層領域ＰＮとして示している。さらに，活物質層積層領域ＰＮのうち，正極板Ｐに絶縁層Ｉが設けられていない幅方向における中央の領域を，非絶縁領域ＰＮ１として示している。加えて，活物質層積層領域ＰＮのうち，正極板Ｐに絶縁層Ｉが設けられている幅方向における端部の領域を，絶縁領域ＰＮ２として示している。

そして，本形態の電池１００では，正極板Ｐに絶縁層Ｉが設けられていることにより，充電時における正極板Ｐの正極活物質層Ｐ２の幅方向の端部に流れる電流の電流値を制限することができる。具体的には，図４に示すように，充電時において，正極板Ｐの絶縁領域ＰＮ２に流れる電流の電流値が，正極板Ｐの非絶縁領域ＰＮ１に流れる電流の電流値よりも低くなるようにされている。正極板Ｐの絶縁領域ＰＮ２では，絶縁層Ｉが設けられていることにより，充電時における電子の，正極活物質層Ｐ２から正極集電箔Ｐ１への移動が妨げられる。これにより，正極板Ｐの絶縁領域ＰＮ２では，非絶縁領域ＰＮ１よりも充電時における抵抗値が高くなるようにされているからである。

また図５に，充電時における負極板Ｎおよび正極板Ｐの電位について示す。図５には，負極板Ｎおよび正極板Ｐの非絶縁領域ＰＮ１における電位を破線により，絶縁領域ＰＮ２における電位を実線により示している。図５に示すように，正極板Ｐでは充電時において，絶縁領域ＰＮ２における電位が，非絶縁領域ＰＮ１における電位よりも高くなる。図４において説明したように，正極板Ｐの絶縁領域ＰＮ２では，絶縁層Ｉが設けられていることにより，非絶縁領域ＰＮ１よりも充電時における抵抗値が高いからである。

また，図５に示すように，負極板Ｎについても，充電時には，絶縁領域ＰＮ２における電位が，非絶縁領域ＰＮ１における電位よりも高くなる。負極板Ｎの絶縁領域ＰＮ２では，対面する正極板Ｐの絶縁領域ＰＮ２における抵抗値が高いことにより，非絶縁領域ＰＮ１よりも充電時に流れる電流の電流値が低いからである。

次に，図６により，充放電に伴う負極活物質層Ｎ２のリチウムイオン濃度および電位の変化について説明する。図６の上段には，最初の充電により変化した負極活物質層Ｎ２のリチウムイオン濃度および電位を示している。中段には，最初の充電後の放電により変化した負極活物質層Ｎ２のリチウムイオン濃度および電位を示している。下段には，その放電後のリチウムイオンの拡散により変化した負極活物質層Ｎ２のリチウムイオン濃度および電位を示している。

そして，図６の上段の左に示すように，まず，電池１００が充電されると，負極活物質層Ｎ２においては，リチウムイオン濃度が上昇する。充放電反応は，基本的には，負極活物質層Ｎ２と正極活物質層Ｐ２とが重なることにより対面している活物質層積層領域ＰＮにおいて生じる。このため，負極活物質層Ｎ２のうち，正極活物質層Ｐ２と対面している負極対面部Ｎ２１については，充電時において正極板Ｐの正極活物質層Ｐ２から放出されたリチウムイオンを吸蔵することにより，リチウムイオン濃度が一様に上昇する。

一方，対面する正極活物質層Ｐ２がない負極非対面部Ｎ２２については，充電により，その負極対面部Ｎ２１に近い位置ほど，リチウムイオン濃度が上昇している。これは，負極非対面部Ｎ２２におけるリチウムイオン濃度の上昇が，正極板Ｐの正極活物質層Ｐ２から放出されたリチウムイオンの吸蔵によるものではなく，充電時にリチウムイオンを吸蔵した負極対面部Ｎ２１からのリチウムイオンの拡散によるものだからである。

また，負極活物質層Ｎ２の電位は，充電により，図６の上段の右に示すようになる。すなわち，充電によりリチウムイオン濃度が上昇した箇所ほど，電位は低下している。具体的には，負極対面部Ｎ２１においては一様に低い電位であり，負極非対面部Ｎ２２においては負極対面部Ｎ２１に近い位置ほど低い電位である。

また，図６の負極活物質層Ｎ２の電位を示すグラフには，リチウム析出電位を示している。負極活物質層Ｎ２において，図６に示すリチウム析出電位よりも電位が低下してしまった箇所では，リチウムが析出してしまうおそれがある。なお，充電後の負極活物質層Ｎ２の電位は，負極対面部Ｎ２１および負極非対面部Ｎ２２のいずれにおいても，リチウム析出電位よりも高い。このため，この充電により負極板Ｎにリチウムが析出してしまうことはない。

次に，図６の中段の左に示すように，充電後の放電により，負極対面部Ｎ２１においてはリチウムイオン濃度が低下する。負極対面部Ｎ２１においては，対面する正極活物質層Ｐ２があるため，放電に伴ってリチウムイオンが放出されたからである。

一方，負極非対面部Ｎ２２においては，対面する正極活物質層Ｐ２がないため，リチウムイオン濃度がほとんど低下していない。つまり，放電後においても，負極非対面部Ｎ２２の負極対面部Ｎ２１に近い位置ほど，リチウムイオン濃度が高い状態となっている。

また，負極活物質層Ｎ２の電位は，放電により，図６の中段の右に示すようになる。すなわち，放電によりリチウムイオン濃度が低下した箇所ほど，電位は上昇している。具体的には，負極対面部Ｎ２１においては一様に高い電位であり，負極非対面部Ｎ２２においては負極対面部Ｎ２１に近い位置ほど低い電位である。なお，放電後においても，負極対面部Ｎ２１の電位および負極非対面部Ｎ２２の電位はいずれも，リチウム析出電位ほど低い電位ではない。

続いて，図６の下段の左に示すように，放電後の負極活物質層Ｎ２内では，リチウムイオンの拡散が生じる。すなわち，放電後においてもリチウムイオン濃度が高い状態であった負極非対面部Ｎ２２の負極対面部Ｎ２１に近い位置から，負極対面部Ｎ２１へリチウムイオンが拡散する。この拡散により，負極活物質層Ｎ２では，負極対面部Ｎ２１と負極非対面部Ｎ２２との境目で，リチウムイオン濃度が最も高い状態となる。

また，負極活物質層Ｎ２の電位は，リチウムイオンの拡散により，図６の下段の右に示すようになる。すなわち，負極対面部Ｎ２１と負極非対面部Ｎ２２との境目で，電位が最も低い状態となる。このため，負極対面部Ｎ２１においては，その負極非対面部Ｎ２２に近い位置ほど，電位が低い状態となる。

一方，負極対面部Ｎ２１の負極非対面部Ｎ２２から遠い中央部の電位については，高い状態で維持されている。リチウムイオンが拡散した後にも，リチウムイオン濃度が低いからである。なお，この拡散が生じた後においても，負極対面部Ｎ２１の電位および負極非対面部Ｎ２２の電位はいずれも，リチウム析出電位ほど低い電位ではない。

次に，図７により，ハイレートで電池１００の充電がなされた場合の負極活物質層Ｎ２の電位について説明する。図７には，図６の下段の状態で，ハイレートで充電がなされたときの負極活物質層Ｎ２の電位を示している。

図６において説明したように，充電により，負極対面部Ｎ２１の電位は低下する。この点，ハイレートで充電がなされた場合にも同様である。よって，図７に示すように，負極対面部Ｎ２１の電位は，図６の下段の右に示す状態から低下している。

すなわち，ハイレートで充電がなされることにより，負極対面部Ｎ２１の負極非対面部Ｎ２２に近い位置では，負極非対面部Ｎ２２から遠い中央部よりも電位が低い状態となる。前述したように，負極対面部Ｎ２１の負極非対面部Ｎ２２に近い位置では，ハイレートで充電がなされる前の拡散により，負極非対面部Ｎ２２から遠い中央部よりも電位が低い状態となっていたからである。

しかし，図７に示すように，ハイレートで充電がなされた後にも，負極活物質層Ｎ２の電位は，負極対面部Ｎ２１および負極非対面部Ｎ２２のいずれにおいても，リチウム析出電位よりも高い状態である。これは，本形態の正極板Ｐが，絶縁層Ｉを有しているからである。

つまり，本形態において，リチウムイオンの拡散により電位が低下してしまう負極対面部Ｎ２１の負極非対面部Ｎ２２に近い箇所では，対面する正極板Ｐに絶縁層Ｉが設けられている。そして，絶縁層Ｉが設けられている絶縁領域ＰＮ２においては，前述したように，充電時に正極活物質層Ｐ２から正極集電箔Ｐ１への電子の移動が生じにくい。このため，絶縁領域ＰＮ２においては，対面する正極板Ｐと負極板Ｎとの間の抵抗値が高く，ハイレートで充電がなされた場合にも，それほど大きな電流が流れないようにされている。

また，負極活物質層Ｎ２の電位は，充電時に流れる電流の電流値が高い箇所ほど，低下する。このため，負極対面部Ｎ２１の負極非対面部Ｎ２２に近い箇所では，ハイレートで充電がなされた場合にも，大きな電流が流れないことにより，それほど大きく電位が低下してしまうことがないのである。

よって，図７に示すように，本形態の電池１００では，ハイレートで充電がなされた場合にも，負極対面部Ｎ２１の電位および負極非対面部Ｎ２２の電位はいずれも，リチウム析出電位まで低下してしまうことはない。従って，本形態の電池１００においては，ハイレートで充電がなされた場合にも，負極板Ｎにリチウムが析出してしまうことはない。

これに対し，本形態とは異なり，正極板Ｐに絶縁層Ｉを有していない電池についてハイレートで充電した場合の例を図８に示す。図８には，正極板Ｐに絶縁層Ｉを有していない電池について，図６の下段の状態からハイレートで充電を行った場合の負極活物質層Ｎ２の電位を示している。

図８に示すように，正極板Ｐに絶縁層Ｉを有していない電池においても，負極対面部Ｎ２１の負極非対面部Ｎ２２から遠い中央部については，ハイレートで充電がなされたときの電位が，リチウム析出電位まで低下していない。しかし，正極板Ｐに絶縁層Ｉを有していない電池では，ハイレートで充電がなされたときに，負極対面部Ｎ２１の負極非対面部Ｎ２２に近い位置において，リチウム析出電位よりも電位が低くなってしまっている。

これは，正極板Ｐに絶縁層Ｉを有していない電池では，ハイレートで充電がなされた場合に，負極対面部Ｎ２１の負極非対面部Ｎ２２に近い位置にも，大きな電流が流れてしまうからである。よって，正極板Ｐに絶縁層Ｉを有していない電池においては，本形態の電池１００とは異なり，ハイレートで充電がなされた場合に，負極板Ｎの端部付近にリチウムが析出してしまうおそれがある。

続いて，本形態に係る実施例について説明する。ここでは，実施例の電池として，上記の電池１００と同様の構成としつつ，その絶縁層Ｉの幅方向における長さＬＩを異なる長さとして作製した実施例１，２について説明する。具体的には，実施例１は，絶縁層Ｉの長さＬＩを，負極非対面部Ｎ２２の長さＬＮと同じ長さとしたものである。また，実施例２は，絶縁層Ｉの長さＬＩを，負極非対面部Ｎ２２の長さＬＮの２倍の長さとしたものである。

また，実施例と比較するための比較例の電池として，基本的には上記の電池１００と同様の構成としつつ，絶縁層Ｉについて実施例とは異なる構成の比較例１〜３を作製した。具体的に，比較例１は，正極板Ｐに絶縁層Ｉを設けずに作製したものである。また，比較例２は，絶縁層Ｉの長さＬＩを，負極非対面部Ｎ２２の長さＬＮの半分の長さとしたものである。比較例３は，絶縁層Ｉの長さＬＩを，負極非対面部Ｎ２２の長さＬＮの３倍の長さとしたものである。

そして，それぞれ作製した実施例および比較例について，充放電を繰り返し行うサイクル試験を行い，負極板Ｎにおけるリチウムの析出の有無の確認を行った。具体的に，サイクル試験においては，温度２５℃の環境で，充電および放電をそれぞれ１０００回，繰り返し行った。充電および放電についてはともに，１００Ａの電流値で１００秒の条件で行った。なお，充電後および放電後には，次の放電または充電までに１０分間の間隔を空けた。このサイクル試験の結果を表１に示す。

表１に示すように，実施例１，２についてはともに，リチウムの析出は確認されなかった。一方，比較例１〜３についてはいずれも，リチウムの析出が確認された。

上記のように，比較例１は，正極板Ｐに絶縁層Ｉが設けられていないものである。このため，比較例１では，上記の図８で説明したように，充電時に負極対面部Ｎ２１の負極非対面部Ｎ２２に近い位置に大電流が流れることで電位が低下してしまい，その電位が低下した負極板Ｎの端部付近にリチウムが析出してしまったと考えられる。

比較例２についても，比較例１と同様，絶縁層Ｉが設けられているものの，その長さＬＩが短過ぎたため，充電時に負極対面部Ｎ２１の負極非対面部Ｎ２２に近い位置に大電流が流れてしまったと考えられる。これにより，比較例２についても，その大電流が流れた部分の電位が低下してしまい，負極板Ｎの端部付近にリチウムが析出してしまったと考えられる。

比較例３については，絶縁層Ｉの長さＬＩが長過ぎたと考えられる。すなわち，比較例３では，絶縁層Ｉの長さＬＩが長過ぎたため，絶縁層Ｉが設けられていない負極対面部Ｎ２１の中央部の幅が狭くなってしまい，その部分における電流密度が上昇し過ぎてしまったと考えられる。そして，電流密度が上昇した負極板Ｎの部分にリチウムが析出してしまったと考えられる。

これに対し，実施例１，２においてはともに，リチウムの析出が確認されなかった。すなわち，実施例１，２ではともに，充電時に負極対面部Ｎ２１の負極非対面部Ｎ２２に近い位置に大電流が流れてしまうことが適切に抑制されていたと考えられる。また，絶縁層Ｉの長さＬＩが長過ぎることもなく，絶縁層Ｉが設けられていない負極対面部Ｎ２１の中央部において電流密度が上昇し過ぎることもなかったと考えられる。

また，表１には，実施例および比較例のそれぞれの容量維持率についても示している。容量維持率は，サイクル試験の前後で実施例および比較例のそれぞれについて充電容量を測定し，試験前の充電容量に対する試験後の充電容量の比率により算出したものである。

表１に示すように，リチウムの析出がなかった実施例１，２はともに，サイクル試験後の容量維持率が９９％以上と高い値であった。一方，リチウムの析出が確認された比較例１〜３についてはいずれも，実施例よりも容量維持率が低いものであった。すなわち，サイクル試験により，本形態に係る実施例について，容量維持率が高く，寿命が長いものであることが確認された。

以上詳細に説明したように，本形態に係る電池１００は，負極板Ｎが，正極活物質層Ｐ２と対面している部分である負極対面部Ｎ２１と，正極活物質層Ｐ２と対面していない部分である負極非対面部Ｎ２２とを有している。また，正極板Ｐは，幅方向の端部における正極集電箔Ｐ１と正極活物質層Ｐ２との間に絶縁層Ｉを有している。そして，絶縁層Ｉの長さＬＩは，負極非対面部Ｎ２２の長さＬＮ以上，かつ，負極非対面部Ｎ２２の長さＬＮの２倍以下とされている。これにより，寿命の長いリチウムイオン二次電池が実現されている。

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲で種々の改良，変形が可能である。例えば，上記の実施形態で説明した扁平形状の捲回型の電極体１１０を有する電池１００に限らず，円筒形状の捲回型電極体を有するリチウムイオン二次電池にも適用することができる。

また例えば，捲回型の電極体を有するリチウムイオン二次電池に限らず，正負の電極板を，これらの間にセパレータを挟み込みつつ平積みにより積層してなる積層型の電極体を有するリチウムイオン二次電池にも適用することができる。積層型の電極体としては，例えば，負極板と正極板とに四角形状のシート状のものを用い，負極板に，正極板の正極活物質層の４辺の端部のすべてよりそれぞれ突出した負極非対面部を有する負極活物質層を形成したものが考えられる。この場合には，正極板の正極活物質層の４辺の端部のすべてに，それぞれ絶縁層を設けておけばよい。

１００ 電池
１１０ 電極体
１２０ 電解液
１３０ 電池ケース
Ｉ 絶縁層
Ｎ 負極板
Ｎ１ 負極集電箔
Ｎ２ 負極活物質層
Ｎ２１ 負極対面部
Ｎ２２ 負極非対面部
Ｐ 正極板
Ｐ１ 正極集電箔
Ｐ２ 正極活物質層
ＰＮ 活物質層積層領域
ＰＮ１ 非絶縁領域
ＰＮ２ 絶縁領域

Claims (1)

1. 正極集電箔に正極活物質層を形成してなる正極板および負極集電箔に負極活物質層を形成してなる負極板を，これらの間にセパレータを挟み込みつつ積層してなる電極体を有するリチウムイオン二次電池において，
   前記負極活物質層は，前記正極活物質層と対面している負極対面部と，前記正極活物質層の端部よりも外側へ向けて突出していることにより前記正極活物質層と対面していない負極非対面部とを有するものであり，
   前記正極板は，前記正極活物質層の端部における前記正極集電箔と前記正極活物質層との間に絶縁層を有するものであり，
   前記負極非対面部の前記正極活物質層の端部からの突出方向について，前記絶縁層の長さは，前記負極非対面部の長さ以上，かつ，前記負極非対面部の長さの２倍以下であることを特徴とするリチウムイオン二次電池。

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