JP2016091787A - 非水電解液二次電池およびその製造方法 - Google Patents

非水電解液二次電池およびその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】電極体内への非水電解液の保液性に優れた非水電解液二次電池を提供する。【解決手段】本発明によって、扁平な捲回電極体と、非水電解液と、絶縁フィルムとが角型の電池ケース内に収容された非水電解液二次電池が提供される。絶縁フィルムは、上記電極体の形状に対応した袋状に成形されて上記電池ケースの内壁と上記電極体との間に配置される。捲回電極体は、捲回軸に直交する断面の長手方向の両端部分に2つのR部が形成され、捲回軸に直交する断面の長手方向中央部分には当該2つのR部に挟まれた扁平部が形成されている。ここで、前記電極体の2つのR部のうちの電池ケースの底面に対向する下R部の表面全体と、該電極体の下R部に対向する前記袋状の絶縁フィルムの内側とが接合されている。【選択図】図6

Description

本発明は、非水電解液を備えた電池(非水電解液二次電池)およびその製造方法に関する。
リチウムイオン二次電池その他の非水電解液二次電池は、車両搭載用電源あるいはパソコンや携帯端末等の電源として重要性が高まっている。特に、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、車両搭載用高出力電源として好ましく用いられている。この種の電池においては、シート状の正極とシート状の負極をセパレータと共に積層し捲回させた捲回電極体と、非水電解液とを備えた電池構造が知られている。また、電池ケースとしては物理的強度が大きいという観点から金属製のケースが使用されており、この場合には電池ケースと電極体とを絶縁するために、典型的には電極体を絶縁性フィルムで包装することが行われている。例えば特許文献1および2には、電極体と電池ケースとを備えた電池において、電極体と電池ケースとの間に絶縁フィルムを配置することが記載されている。
特開2006−278245号公報 特開2009−026704号公報
ところで、上述の構成の非水電解液二次電池は、正極と負極との間(即ち、電極体内)を適当量の非水電解液で満たすことで、電極間における電荷担体の円滑な移動を実現している。このため、電極体内に保持(含浸)される非水電解液の液量が必要量を下回る(即ち液枯れが生じる)と、充放電性能が低下してしまう虞がある。例えば、非水電解液の液枯れは、サイクル特性(ハイレート充放電によるサイクル特性)を低下させる要因となり得る。
従って、高い入出力密度での充放電を繰り返す用途(例えば、車載用途の電池のように、ハイレート充放電を繰り返す用途)や、長期に亘って高い電池性能を発揮し得ること(長期の寿命を有すること)を求められる用途(例えば、車載用途の電池のように、一般的に10年以上に亘って使用される用途)に上記非水電解液二次電池を用いる場合において、上記非水電解液の液枯れを防止することが特に強く望まれる。
捲回軸に直交する断面形状が扁平な捲回電極体の電極体を、該断面における長手方向が電池ケースの上下方向となるように角型の電池ケース内に収容した非水電解液二次電池において、かかる捲回電極体の下R部と電池ケースの底部の角部との間には隙間が生じ得る。また、耐衝撃性の観点から、電極体の下R部の頂点と電池ケースの底部とが離れた状態となるように、電極体を電池ケース内に配置する場合があり、これによっても電極体の下R部と電池ケースの底部との間に隙間が生じる。かかる隙間に貯留する非水電解液は、電池反応(電極間の電荷担体の移動)には利用されない。
電池構築時には電極体に含浸されていた非水電解液が、電池の使用に伴って電極体の外に流出してしまう場合がある。例えば、充放電(特にハイレート充放電)を繰り返しにより正極および負極に含まれる電極活物質が膨張収縮することによって、電極体内から非水電解液が押し出される場合があり得る。電極体から流出した非水電解液が上記捲回電極体の下R部と電池ケース底部との隙間に貯留すると、電極体内に保持(含浸)される非水電解液の量が不足する虞がある。
本発明はかかる事情に鑑みて創出されたものであり、その目的は、電極体内に非水電解液を保持する性能(以下、「電極体の保液性」ともいう)を向上することで、サイクル特性(特にハイレートサイクル特性)に優れた非水電解液二次電池を提供することである。
本発明によって提供される非水電解液二次電池は、扁平な捲回電極体と、非水電解液と、該電極体と非水電解液とが収容される角型の電池ケースと、該電極体と該電池ケースとを電気的に絶縁する絶縁性のフィルムとを備える。上記絶縁フィルムは、上記電極体の形状に対応した袋状に成形されて上記電池ケースの内壁と上記電極体との間に配置されている。また、捲回電極体は、長尺な正極と長尺な負極とが長尺なセパレータを介して重ねあわされ、該長尺な正負極の長手方向に捲回されて形成されている。そして、該捲回電極体は、捲回軸に直交する断面の長手方向の両端部であって電極体表面が曲面からなる2つのR部と、該断面の長手方向の中央部であって当該2つのR部に挟まれた幅広な扁平部とから構成されている。そして、上記捲回電極体は、上記捲回軸に直交する断面の長手方向が上記電池ケースの上下方向となるように、上記電池ケース内に収容されている。さらに、上記電極体の2つのR部のうちの電池ケースの底面に対向する下R部の表面全体と、該電極体の下R部に対向する上記袋状の絶縁フィルムの内側とが接合されている。
かかる構成によると、電極体の下R部の表面全体に亘って該電極体の下R部に対向する袋状の絶縁フィルムの内側が接合されているため、非水電解液が電極体の下R部と電池ケースの底部との間の隙間に貯留する事態が生じ難い。そのため、例えば、電極体内に含浸されていた非水電解液が電極体の外へ流出したとしても、該非水電解液を再度電極体内へ供給することが容易に実現可能である。換言すると、上記構成によると、電極体の保液性を向上し、電極体内の液枯れを防止することができる。即ち、本発明によると、サイクル特性(特にハイレートサイクル特性)に優れた非水電解液二次電池を提供することができる。また、電池ケース内に供給した非水電解液を電極体の下R部と電池ケースの底部との間の隙間に貯留させることなく、電極体内に供給(含浸)させることが出来るため、非水電解液(特に該非水電解液を構成する非水溶媒)の使用量を削減することも可能である。
また、上記構成によると、絶縁フィルムが電極体と接合されているため、絶縁フィルムが所定の位置からずれる事態が生じ難い。例えば、絶縁フィルム内に収容された電極体を電池ケース内に挿入する際に生じ得る絶縁フィルムの位置ズレや、絶縁フィルムに収容された電極体を電池ケース内に収容した後で、重力によって絶縁フィルムが電池ケースの底部に落下する事態等を防止し得る。即ち、絶縁フィルムの位置ズレによって電極や導電部材(典型的には、正極集電端子および負極集電端子等)等が露出することを防止し、これによって、該露出した導電部材等と電池ケースとが接触することによって生じ得る内部短絡の発生を防止することが出来る。さらに、上記構成によると、位置ズレした絶縁フィルムを電池ケースの溶接部分(電池ケース本体と電池ケースの蓋体との間)に挟み込むことによって生じ得る溶接不良も防止することができる。
ここで開示される非水電解液二次電池の好適な一態様では、上記電極体の下R部の表面全体と、該電極体の下R部に対向する上記袋状の絶縁フィルムの内側とが、該絶縁フィルムの溶着により接合されている。或いはまた、ここで開示される非水電解液二次電池の好適な他の一態様では、上記電極体の下R部の表面全体と、該電極体の下R部に対向する上記袋状の絶縁フィルムの内側とが、粘着部材あるいは接着部材を介して接合されている。かかる構成によると、上記電極体の下R部の表面全体と、該電極体の下R部に対向する絶縁フィルムとを確実に接合することが出来る。
また本発明によると、他の側面として、扁平な捲回電極体と、該電極体と非水電解液とが収容される角型の電池ケースと、該電極体と該電池ケースとを電気的に絶縁する絶縁性のフィルムとを備える非水電解液二次電池を製造する方法であって、以下の工程を包含する非水電解液二次電池の製造方法が提供される。即ち、ここで開示される製造方法は、
(i)長尺な正極と長尺な負極とを長尺なセパレータを介して重ねあわせて該長尺な正負極の長手方向に捲回することで、扁平形状の捲回電極体を構築する工程、ここで、かかる捲回電極体は、捲回軸に直交する断面の長手方向の両端部であって電極体表面が曲面からなる2つのR部と、捲回軸に直交する断面の長手方向の中央部であって当該2つのR部に挟まれた幅広な扁平部とから構成される;
(ii)上記電極体構築工程で構築した扁平な捲回電極体を袋状の絶縁フィルム内に収容し、該捲回電極体の2つのR部のうちの一方のR部の表面全体と、該電極体の部に対向する上記袋状の絶縁フィルムの内側とを接合する工程;
(iii)上記絶縁フィルムが接合された捲回電極体を、電池ケース内に挿入する工程、ここで、かかる電極体の挿入は、電極体の2つのR部のうち、絶縁フィルムが接合されたR部が電池ケースの底面に対向する方向となるように挿入する;および、
(iv)上記電極体および絶縁フィルムを挿入した電池ケース内に非水電解液を注入する工程;
を包含する。
かかる非水電解液二次電池の製造方法によると、袋状の絶縁フィルム内に収容された電極体であって、該電極体の下R部の表面全体に該下R部と対向する絶縁フィルムが接合された電極体を備えた角型の非水電解液二次電池を好適に作製することができる。即ち、電極体を電池ケース内に挿入するよりも前に上記電極体の下R部と絶縁フィルムとを接合するため、該接合を容易に行うことが可能である。また、予め電極体の下R部と絶縁フィルムとを接合しておくことで、絶縁フィルム内に収容された電極体を電池ケース内に収容する際に生じ得る絶縁フィルムの位置ズレを防止し得る。
ここで開示される非水電解液二次電池の製造方法の好適な一態様では、上記電極体のR部と該絶縁フィルムとを接合する工程が、接合部分に対して少なくとも100kgfの押圧力を加えつつ、該接合部分を少なくとも60℃以上に加熱することによって、絶縁フィルムを電極体に溶着することにより行われる。このような加熱温度および加熱時間であると、電極体と絶縁フィルムとを確実に接合(溶着)することができる。
ここで開示される非水電解液二次電池の製造方法の好適な一態様では、上記電極体のR部と絶縁フィルムとを接合する工程が、該絶縁フィルムと上記電極体との間に粘着部材或いは接着部材を配置し、該粘着部材の粘着力或いは該接着部材の接着力によって該絶縁フィルムと該電極体とを接合することにより行われる。かかる製造方法によると、上記電極体と絶縁フィルムとを接合する際に電極体および絶縁フィルムに負荷される熱や押圧力を低減し得る。また、かかる製造方法によると、絶縁フィルムとして溶着に不向きな材料で構成される絶縁フィルムを使用する場合であっても、本発明を好適に適用し得る。
本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池の外形を模式的に示す斜視図である。 一実施形態に係る非水電解液二次電池の構成を模式的に示す分解斜視図である。 図1中のIII−III線に沿う断面構造を模式的に示す縦断面図である。 一実施形態に係る捲回電極体の構成を示す模式図である。 一実施形態に係る捲回電極体の正負極間の一部を拡大して模式的に示す断面図であって、図4中のV−V線に沿う断面構造を模式的に示す断面図である。 図3中のVI−VI線に沿う縦断面構造を模式的に示す縦断面図ある。 ここで開示される非水電解液二次電池の製造方法を説明するためのフローチャートである。 一実施例にかかる非水電解液二次電池について、充放電サイクル試験を行った時の抵抗増加率の変化を示すグラフである。
以下、本発明の好適な実施形態を、適宜図面を参照しながら説明する。なお、本発明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項は、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。なお、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位に同じ符号を付して説明し、重複する説明は省略または簡略化することがある。また、各図における寸法関係(長さ、幅、厚さ等)は必ずしも実際の寸法関係を反映するものではない。
なお、本明細書において「二次電池」とは、繰り返し充放電可能な蓄電デバイス一般をいい、リチウムイオン二次電池等のいわゆる蓄電池ならびに電気二重層キャパシタ等の蓄電素子を包含する用語である。また、「非水電解液二次電池」とは、非水電解液(典型的には、非水溶媒中に支持塩(支持電解質)を含む電解液)を備えた電池をいう。また、「リチウムイオン二次電池」とは、電荷担体としてリチウムイオンを利用し、正負極間のリチウムイオンの移動により充放電する二次電池をいう。また、電極活物質とは、電荷担体となる化学種(リチウムイオン二次電池ではリチウムイオン)を可逆的に吸蔵および放出し得る材料をいう。以下、角型のリチウムイオン二次電池を例にして本発明の電池の構造について詳細に説明するが、本発明をかかる実施形態に記載されたものに限定することを意図したものではない。
また、本明細書において、「粘着」と「接着」は、いずれも2つの対象物を接合することであるが、該対象物を接合した後で再度の剥離が可能か否かで区別される。即ち、「粘着」とは、2つの対象物を接合した後であっても再度それらを剥離することが可能なものであるのに対して「接着」とは、2つの対象物を接合した後は再度剥離することが不可能なものである。
ここで開示されるリチウムイオン二次電池100は、図1〜3および図6に示すように、扁平形状の捲回電極体80と電池ケース30と絶縁フィルム10とを備えている。
≪電池ケース30≫
本実施形態の電池ケース30は、図1〜図3および図6に示すように、内部空間が捲回電極体80に対応する箱状となるように形成された、角部が計8か所あるいわゆる角型(典型的には直方体形状)の電池ケースである。電池ケース30は、ケース本体32と、蓋体34とを備えている。ケース本体32は、有底直方体形状を有しており、一側面(上面)が開口した扁平な箱型の容器である。蓋体34は、当該ケース本体32の開口(上面の開口)に取り付けられて当該開口を塞ぐ部材である。ケース本体32は、その上部の開口を介して捲回電極体80および絶縁フィルム10を収容することができる。ケース本体32は、図2、図3および図6に示すように、ケース内に収容される捲回電極体80の扁平面(扁平部)に対向する一対の幅広面37と、幅広面37に隣接する一対の幅狭面38と、底面39とから構成されている。電池ケース30の材質は、高強度であり軽量で熱伝導性が良い金属製材料が好ましく、このような金属製材料として、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルめっき鋼などが挙げられる。
この電池ケース30は、捲回電極体80を収容する空間として、扁平な矩形の内部空間を有している。また、図2および図3に示すように、当該電池ケース30の扁平な内部空間は、捲回電極体80よりも横幅(幅広面37の長辺方向の長さ)が少し広い。また、図1および図3に示すように、電池ケース30の蓋体34には、外部接続用の正極端子42および負極端子44が取り付けられている。正極端子42および負極端子44は、電池ケース30(蓋体34)を貫通して電池ケース30の外部に出ている。また、蓋体34には電池ケース30内の内圧を開放するように設定された薄肉の安全弁36と、非水電解液を注入するための注入口(図示せず)が設けられている。
≪捲回電極体80≫
捲回電極体80は、図2〜6に示すように、長尺状の正極50と、長尺状の負極60とを、2枚の長尺状のセパレータ70を介して重ね合わせて、該長尺な正負極の長手方向に捲回され、扁平形状に形成されている。即ち、上記扁平形状の捲回電極体80は、図示するように、捲回軸WLに直交する断面の長手方向の両端部であって電極体表面が曲面からなる2つのR部(80R1、80R2)と、該断面の長手方向の中央部であって上記2つのR部に挟まれた幅広な扁平部80Fとから構成されている。そして、捲回電極体80は、図2、図3および図6に示すように、捲回軸WLに直交する断面の長手方向が上記電池ケースの上下方向となるように(該捲回電極体80の捲回軸WLが横倒しとなる姿勢、即ち、捲回電極体80の捲回軸WLの法線方向に上記電池ケース本体32の開口が形成されている。)であって、上記2つのR部(80R1,82R2)のうち一方のR部80R1が、電池ケースの底面39に対向するように、電池ケース30(即ち、電池ケース本体32)内に収容されている。ここで、上記電池ケースの底面39に対向する上記捲回電極体のR部(80R1)を、下R部と呼ぶこととする。
上記正極50、負極60およびセパレータ70は、それぞれ長尺状(帯状)のシート材である。上記正極50は、長尺状(帯状)の正極集電体52の片面または両面(ここでは両面)に長手方向に沿って正極活物質層54が形成されたものである。なお、正極集電体52の幅方向片側の縁部には、該縁部に沿って帯状に正極活物質層54が形成されずに正極集電体52が露出した部分(即ち、正極活物質層非形成部分53)が設けられている。上記負極60は、長尺状の負極集電体62の片面または両面(ここでは両面)に長手方向に沿って負極活物質層64が形成されたものである。なお、負極集電体62の幅方向片側の縁部には、該縁部に沿って帯状に負極活物質層64が形成されずに負極集電体62が露出した部分(即ち、負極活物質層非形成部分63)が設けられている。
この実施形態において、図4および図5に示すように、負極活物質層64の幅b1が正極活物質層54の幅a1よりも少し広くなるように、各活物質層が形成されている。さらにセパレータ70の幅c1は、負極活物質層64の幅b1よりも少し広い(c1>b1>a1)。正極50と負極60とセパレータ70は、長さ方向を揃えて、正極50、セパレータ70、負極60、セパレータ70の順で重ねられている。さらに、正極50の正極活物質層非形成部分53と負極60の負極活物質層非形成部分63とは、セパレータ70の幅方向において互いに反対側にはみ出るように重ねられている。そして、重ねられた正極50、負極60およびセパレータ70は、幅方向に設定された捲回軸WLの周りに捲回されている。この実施形態では、正極50、負極60および2枚のセパレータ70を重ね合わせ、扁平形状の捲回電極体80に形成されている。その結果、捲回電極体80の捲回軸方向の中央部には、正極50と負極60とセパレータ70とが積層されて捲回された積層部(捲回コア部分)が形成される。
また、図2および図3に示すように、上記捲回電極体80の捲回コア部分からはみ出した上記正極活物質非形成部分53および上記負極活物質層非形成部分63にはそれぞれ正極集電板42aおよび負極集電板44aが接合され、正極端子42および負極端子44とそれぞれ電気的に接続されている。正極集電板42aは、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる。この例では、図3に示すように、正極集電板42aは、捲回電極体80の正極活物質層非形成部分53の中央部に延びている。当該正極集電板42aの先端部は、正極活物質層非形成部分53の中央部に接合(ここでは溶接)されている。また、負極集電板44aは、例えば銅または銅合金からなる。この例では、図3に示すように、負極集電板44aは、捲回電極体80の負極活物質層非形成部分63の中央部に延びている。当該負極集電板44aの先端部は、負極活物質層非形成部分63の中央部に接合(ここでは溶接)されている。
≪絶縁フィルム10≫
捲回電極体80と電池ケース30との間には、当該捲回電極体80と電池ケース30とを隔離する絶縁フィルム10が配置されている。かかる絶縁フィルム10によって、発電要素である捲回電極体80と電池ケース30との直接的な接触が回避され、捲回電極体80と電池ケース30との絶縁を確保することができる。
絶縁フィルム10の材質は、絶縁部材として機能し得る材料で構成されていればよい。典型的には、捲回電極体80のR部の形状に沿って湾曲し得る柔軟な素材が好ましい。例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)などの樹脂材料を好適に使用することができる。熱可塑性樹脂からなる絶縁フィルムは、捲回電極体80と絶縁フィルムとの接合を溶着により行う場合に特に好適に使用し得る。
絶縁フィルム10の平均厚みは、概ね100μm程度であればよいが、電池100の構成条件等にあわせて適宜変更することができる。例えば20μm以上(好ましくは50μm以上)200μm以下(好ましくは100μm以下)とすることができる。厚みの薄い絶縁フィルム10は、電池ケース30内に捲回電極体80とともに収容された際に、電池ケース30内において当該絶縁フィルム10が占めるスペースを最小限に抑えることができるので、好ましい。一方で、絶縁フィルムの厚みが薄すぎると、絶縁フィルムの耐久性が低下し、電極体80と電池ケースとの絶縁の確保が困難となる虞がある。なお、絶縁フィルム10は、本発明の効果を発揮し得る限りにおいて、単層構造であってもよく、二層以上の積層構造であってもよい。
ここで、絶縁フィルム10は、図2、3、6に示すように、捲回電極体80を囲む袋状に形成されている。具体的には、絶縁フィルム10は、捲回電極体80の形状に対応した袋状に形成されている。また、絶縁フィルム10は、上端側が開口した有底の袋状であり、かかる開口を介して捲回電極体80をその内部に収容し得る。
図2、図3、および図6に示すように、袋状の絶縁フィルム10は、大まかにいって、電池ケース30(電池ケース本体32)の幅広面37(該幅広面に対向する捲回電極体80の扁平部80F)に対向する一対の幅広面を形成する幅広面形成部と、該一対の幅広面形成部の間に存在する部分であって、電池ケース30(電池ケース本体32)の底面39(該底面39に対向する捲回電極体80のR部(80R1)、即ち、下R部)に対向する絶縁フィルム10の底面を形成する底面形成部と、上記一対の幅広面形成部の両側にそれぞれ存在する部分であって、電池ケース30(電池ケース本体32)の幅狭面38に対向する一対の幅狭面を形成する幅狭面形成部とにより構成される。
上述するような袋状の絶縁フィルム10の底面形成部(即ち、捲回電極体80の下R部に対向する部分)の形状は、特に限定されず、例えば、U字状、V字状、コの字状であり得る。絶縁フィルム10の底面形成部(即ち、捲回電極体80の下R部に対向する部分)の形状としては、図2および図6に示すように、かかる底面形成部を湾曲させた緩やかな曲面形状(U字形状)、なかでも、捲回電極体80の下R部(80R1)の形状に対応する(好ましくは相似な)形状が好ましい。袋状の絶縁フィルム10の底面形成部(即ち、捲回電極体80の下R部に対向する部分)の形状をかかる形状とすることで、捲回電極体80の下R部と該下R部に対向する絶縁フィルム10との間に生じ得る隙間を最小限にすることができる。また、絶縁フィルムの底面形成部(即ち、捲回電極体80の下R部に対向する部分)の形状を上記U字形状(曲面形状)とすることで、捲回電極体80の下R部の表面全体と絶縁フィルム10(典型的には、捲回電極体80の下R部に対向する部分)を接合する際のシワやヨレ等の発生を防止することが出来る。
かかる袋状の絶縁フィルム10は、例えば、所定形状に切り取った絶縁フィルムを上述の形状に折り曲げ、袋状に組み立てることにより形成することができる。このとき、例えば、袋形状に組み立てたときに一部(典型的には幅狭面形成部の一部)が重なり合う形状(典型的には、該袋状の絶縁フィルムを展開した形状)に切り取り、該重なり合う部分を貼りあわせる(固定する)ことによって、袋形状に成形すれることができる。或いは、複数枚のシート(パーツ)を組み合わせて(貼りあわせて)上記袋状に形成してもよい。なお、上記絶縁フィルムどうしを貼りあわせる場合には、スポット融着や熱融着の他、超音波溶接やレーザ溶接等の溶接手段を適宜使用することができる。或いは、十分な固定が可能であり電池性能に悪影響(内部短絡等)を与えない限りにおいて、粘着剤または接着剤等を用いて固定してもよい。ここで、典型的には、上記絶縁フィルム10を形成する際に貼り合わされる(固定される)部分は液密に貼りあわされており、上記絶縁フィルム10の底面形成部には貫通孔が存在しない。また、上記袋状の絶縁フィルム10は上端の開口以外に貫通孔が存在しない形状が好ましい。換言すると、上記袋状の絶縁フィルム10は、該袋状の絶縁フィルム内の非水電解液が、上記絶縁フィルムどうしを貼りあわせた部分および/または絶縁フィルムの底面形成部から外部に流出しない(漏液しない)ように成形されていることが好ましい。絶縁フィルム10をかかる形状とすることで、電極体内に非水電解液を保持する性能をより向上することができる。典型的には、上記袋状の絶縁フィルム内に注入された非水電解液が、袋状の絶縁フィルム10の上端の開口以外から外部に流出しない(漏液しない)ように成形されていることが好ましい。
上記袋状の絶縁フィルム10の底面形成部の内側(捲回電極体と対向する面)は、捲回電極体80の下R部(80R1)の表面全体に接合されている。即ち、捲回電極体80の下R部(80R1)の表面全体と、該電極体の下R部に対向する上記袋状の絶縁フィルムの内側とが接合されている。ここで接合とは、捲回電極体80と絶縁フィルム10とが離れないように相互に結合されることを指し、例えば溶着(融着とも呼ばれる)による接合や粘着剤や接着材を用いた接合などを全て含むものとする。
ここで、捲回電極体80を構成する材料や部材(例えば正極50、負極60およびセパレータ70を構成する材料や部材等)および、非水電解液は、従来の一般的な非水電解液二次電池(リチウムイオン二次電池)に用いられるものと同様のものを制限なく使用可能である。典型的な一態様を以下に示す。
≪正極50≫
ここで開示されるリチウムイオン二次電池(非水電解液二次電池)100の正極50は、正極集電体52と、該正極集電体52上に形成された正極活物質層54とを有している。正極集電体52としては、従来の非水電解液二次電池に用いられる正極集電体と同様、導電性の良好な金属からなる導電性材料を好適に採用し得る。例えば、アルミニウム、ニッケル、チタン又はステンレス鋼或いはこれらを主成分とする合金を用いることができる。アルミニウム箔等が好適である。正極活物質層54は、少なくとも正極活物質を含有する。かかる正極活物質としては、例えば層状構造やスピネル構造等の結晶構造を有するリチウム複合金属酸化物(例えば、LiNi1/3Co1/3Mn1/3、LiNiO、LiCoO、LiFeO、LiMn、LiNi0.5Mn1.5、LiFePO等)が挙げられる。正極活物質層54は、活物質以外の成分、例えば導電材やバインダ等を含み得る。導電材としては、アセチレンブラック(AB)等のカーボンブラックやその他(グラファイト等)の炭素材料を好適に使用し得る。バインダとしては、PVDF等を使用し得る。
このような正極50は、例えば正極活物質と必要に応じて用いられる材料とを適当な溶媒(例えばN−メチル−2−ピロリドン)に分散させ、ペースト状(スラリー状)の組成物を調製し、該組成物の適当量を正極集電体52の表面に付与した後、乾燥することによって形成することができる。また、必要に応じて適当なプレス処理を施すことによって正極活物質層54の性状(例えば、平均厚み、密度、空孔率等)を調整し得る。
≪負極60≫
ここで開示されるリチウムイオン二次電池(非水電解液二次電池)100の負極60は、負極集電体62と、該負極集電体62上に形成された負極活物質層64とを有している。負極60を構成する負極集電体62としては、従来の非水電解液二次電池の負極に用いられる集電体と同様、導電性の良好な金属からなる導電性材料を好適に採用し得る。例えば、銅、ニッケル、チタン又はステンレス鋼或いはこれらを主成分とする合金を用いることができる。銅箔等が好適である。負極活物質層64は、少なくとも負極活物質を含む。負極活物質としては、非水電解液二次電池の負極活物質として使用し得ることが知られている各種の材料の1種または2種以上を、特に限定なく使用することができる。例えば、少なくとも一部にグラファイト構造(層状構造)を有する粒子状の炭素材料(カーボン粒子)を好適に用いることができる。炭素材料としては、いわゆる黒鉛質のもの(グラファイト)、難黒鉛化炭素質のもの(ハードカーボン)、易黒鉛化炭素質のもの(ソフトカーボン)、これらを組み合わせた構造を有するもののいずれも好適に使用され得る。なかでも特に、高いエネルギー密度が得られる黒鉛粒子(天然黒鉛および人造黒鉛のいずれであってもよい)を好ましく使用することができる。また、上記炭素材料(コアとなる炭素材料)の表面を非晶質炭素膜で被覆してもよい。
このような負極60は、例えば上述の正極50の場合と同様にして作製することができる。即ち、負極活物質と必要に応じて用いられる材料とを適当な溶媒(例えばイオン交換水)に分散させ、ペースト状(スラリー状)の組成物を調製し、次に、該組成物の適当量を負極集電体62の表面に付与した後、乾燥によって溶媒を除去することによって形成することができる。また、必要に応じて適当なプレス処理を施すことによって負極活物質層64の性状(例えば、平均厚み、密度、空孔率等)を調整し得る。
≪セパレータ70≫
セパレータ70は、正極50(正極活物質層54)と負極60(負極活物質層64)とを絶縁する機能とともに、非水電解液の保持機能およびシャットダウン機能を兼ね備える部材である。
セパレータ70としては、例えばポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリエステル、セルロース、ポリアミド等の樹脂から成る多孔性シート(フィルム)が挙げられる。かかる多孔性シートは、単層構造であってもよく、二層以上の積層構造(例えば、PE層の両面にPP層が積層された三層構造)であってもよい。
非水電解液としては、例えば有機溶媒(非水溶媒)中に支持塩を含有させたものを用いることができる。
非水溶媒としては、一般的なリチウムイオン二次電池の電解液に用いられる各種の有機溶媒、例えばエチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、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)等を特に限定なく用いることができる。このような非水溶媒は、1種を単独で、あるいは2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。なかでも、比誘電率の高いECを含む非水溶媒を好適に用いることができる。
支持塩としては、例えばLiPF、LiBF、LiClO等のリチウム塩(好ましくはLiPF)を用いることができる。支持塩の濃度は、好ましくは0.7mol/L以上1.3mol/L以下であり、特に好ましくは凡そ1.1mol/Lである。
なお、上記非水電解液中には、本発明の効果を著しく損なわない限りにおいて、上述した非水溶媒、支持塩以外の成分、例えば、ビフェニル(BP)、シクロヘキシルベンゼン(CHB)等のガス発生剤;オキサラト錯体化合物、ビニレンカーボナート(VC)、フルオロエチレンカーボナート(FEC)等の被膜形成剤;分散剤;増粘剤;等の各種添加剤をさらに含み得る。
以下、本発明に係る非水電解液二次電池の製造方法に関し、上述した構成の非水電解液二次電池(リチウムイオン二次電池)100を製造する好適な一実施態様を適宜図面を参照しながら説明する。なお、本発明にかかる非水電解液二次電池の製造方法を以下の実施形態に限定することを意図したものではない。
ここで開示される非水電解液二次電池100の製造方法は、図7に示すように、捲回電極体構築工程(S10)、接合工程(S20)、電池ケース内への電極体収容工程(S30)、非水電解液注入工程(S40)を包含する。以下、各工程について詳細に説明する。
まず、電極体構築工程(S10)について説明する。かかる工程は、長尺な正極50と長尺な負極60とを長尺なセパレータ70を介して重ねあわせて該長尺な正負極の長手方向に捲回することで、扁平形状の捲回電極体80を構築する工程を含む。かかる捲回電極体80は、捲回軸に直交する断面の長手方向の両端部であって電極体表面が曲面からなる2つのR部(80R1、80R2)と、捲回軸に直交する断面の長手方向の中央部であって上記2つのR部に挟まれた幅広な扁平部(80F)とから構成される。
かかる扁平形状の捲回電極体80としては、既に上述したものを用いることができる。なお、かかる捲回電極体80は、例えば、正負極およびセパレータを重ねあわせて捲回した後で、該捲回体を側面方向(捲回軸WLに直交する一の方向)から押しつぶして拉げさせることによって、扁平形状に成形することができる。或いはまた、扁平な巻き芯(平巻用の巻き芯)に正負極およびセパレータを重ねあわせて捲回することによって、扁平形状に成形してもよい。
次に、接合工程(S20)について説明する。かかる工程は、上記電極体構築工程(S10)で構築した扁平形状の捲回電極体80を袋状の絶縁フィルム10内に収容し、該捲回電極体80の2つのR部(80R1、80R2)のうちの一方のR部(80R1)の表面全体と、該電極体80のR部(80R1)に対向する上記袋状の絶縁フィルム10の内側とを接合する工程を含む。
上記捲回電極体80は、該捲回電極体80の扁平部80Fと絶縁フィルム10の幅広面とが対向し、該捲回電極体の一方のR部80R1(電池ケースを収容した際に電池ケースの底面39に対向する側のR部、即ち下R部)が絶縁フィルム10の底面形成部と対向する方向となるように、袋状の絶縁フィルム10の内部に収容する。袋状の絶縁フィルム10の内部に捲回電極体80を収容する方法としては、例えば、絶縁フィルム10を捲回電極体80の形状に対応した袋状に形成した後で、該袋状の絶縁フィルム10内へ捲回電極体80を挿入することによって、捲回電極体80を袋状の絶縁フィルム10内へ収容する(捲回電極体80を絶縁フィルム10で覆う)方法を採用することができる。このとき、上記捲回電極体80は、上記袋状の絶縁フィルム10の一端に形成される開口を介して、該袋状の絶縁フィルム内に挿入され得る。或いは、所定形状に切り抜かれた絶縁フィルム10の所定の位置に捲回電極体80を配置し、該捲回電極体80を配置した状態で絶縁フィルム10を袋状に組み立てても(成形しても)よい。このように捲回電極体を所定の位置に配置した後に絶縁フィルムを袋状に成形する方法は、扁平な袋状の絶縁フィルム10中に捲回電極体80を挿入するという操作を要しないため、捲回電極体80が絶縁フィルム10を傷つける(破る、裂く)等の虞が無い。
上記捲回電極体80の2つのR部(80R1、80R2)のうちの一方のR部(80R1)の表面全体と、該R部(80R1)に対向する上記袋状の絶縁フィルム10の内側とを接合する方法としては、捲回電極体80と絶縁フィルム10とを接合することができる方法であれば、特に限定されない。例えば、例えば溶着による接合や粘着剤の粘着力や接着剤の接着力を利用した接合を好適に採用し得る。
ここで、上記溶着による接合とは、溶融した絶縁フィルム10を捲回電極体80に圧着して接合する方法を意味する。例えば、絶縁フィルム10のうち捲回電極体80のR部(80R1)に接合する部分(該捲回電極体80のR部(80R1)に対向する上記袋状の絶縁フィルム10の内側、即ち、絶縁フィルム10の底面形成部のうちの捲回電極体との対向面)が捲回電極体80に密着するように、絶縁フィルム10に押圧力を加えつつ、該絶縁フィルム10を加熱することにより行われる。
特に限定するものではないが、例えば以下の手法により、捲回電極体80と絶縁フィルム10とを接合することができる。まず、捲回電極体80のR部(80R1)全体の形状に対応した曲面を有する押圧具を準備し、該押圧具の曲面と、捲回電極体80のR部(80R1)との間に絶縁フィルム10を配置する。そして、上記捲回電極体80の捲回軸に直交する断面の長手方向と一致する方向に、上記押圧具を捲回電極体80に所定の押圧力で押圧することによって、捲回電極体80のR部(80R1)と、絶縁フィルム10(典型的には絶縁フィルム10の底面形成部)とを密着させる。そして、上記押圧具で捲回電極体80に絶縁フィルム10を押圧した状態を維持したまま、該絶縁フィルム10を所定の温度に熱する。
かかる溶着方法としては従来公知の溶着方法を特に限定なく採用することができ、例えば熱溶着(例えば熱板溶着、インパルス溶着等)、バイブレーション溶着(振動溶着)、高周波溶着、超音波溶着等の溶着方法を採用することができる。
上記溶着により捲回電極体80と絶縁フィルム10を接合する場合において、捲回電極体80に絶縁フィルム10を押圧する圧力の大きさは、捲回電極体80と絶縁フィルム10との接合を実現し得る押圧力であれば特に限定されない。例えば、使用する絶縁フィルム10の材質等によっても異なり得るが、上記押圧力は概ね100kgf以上(例えば100kgf〜500kgf)が適当であり、好ましくは150kgf以上(例えば150kgf〜300kgf)である。上記押圧力が小さすぎると、捲回電極体80と絶縁フィルム10とを接合することが困難となり、また、該押圧力が大きすぎると、捲回電極体80が破損する原因となり得るため好ましくない。ここで、1kgfとは凡そ9.8Nであり、上記押圧力の好適範囲としては、概ね950N以上(例えば950N〜5000N)が適当であり、好ましくは1400N以上(例えば1400N〜3000N)であり得る。
上記溶着により捲回電極体80と絶縁フィルム10を接合する場合において、上記絶縁フィルム10の加熱温度は、捲回電極体80と絶縁フィルム10との接合を実現し得る温度であれば特に限定されない。例えば、概ね60℃以上の加熱温度で、少なくとも0.1秒間加熱すればよい。上記加熱温度および加熱時間は使用する絶縁フィルム10の材質等によっても異なり得るが、概ね60℃以上(例えば60℃〜130℃)が適当であり、好ましくは100℃〜110℃である。上記加熱時間としては、概ね0.1秒間以上(例えば0.1秒間〜10秒間)が適当であり、好ましくは0.5秒間〜8秒間、例えば1秒間〜5秒間である。このような押圧力、加熱温度および加熱時間の範囲内であると、絶縁フィルム10と捲回電極体80とを適切に接合することができる。なお、上記加熱温度が高すぎる或いは加熱時間が長すぎると、電極体を構成する材料の性能を低下させる(例えばセパレータが溶融する)虞がある。一方で、上記加熱温度が低すぎる或いは加熱時間が短すぎると、上記捲回電極体80と絶縁フィルム10との接合が不十分となる虞があるため好ましくない。
上記捲回電極体80と絶縁フィルム10とを接合する粘着剤或いは接着剤としては、非水電解液二次電池の電池性能を著しく低下させない限りにおいて、従来公知の粘着剤或いは接着剤を特に制限なく使用することができる。例えば、液状、インク状、ペースト状、スラリー状等の種々の形状の粘着剤或いは接着剤を使用し得る。また、かかる粘着剤或いは接着剤がテープ状に成形されたもの(典型的には両面テープ)も好適に使用し得る。なお、本発明の実施においては、粘着剤および接着剤のいずれも特に区別することなく好適に使用し得る。
かかる粘着剤或いは接着剤を用いて捲回電極体80と絶縁フィルム10を接合する方法としては、例えば、捲回電極体80のR部(80R1)表面、或いは絶縁フィルム10の捲回電極体80のR部(80R1)と接合する領域(即ち絶縁フィルム10の底面形成部のうちの捲回電極体との対向面)の表面に粘着剤或いは接着剤を付与(例えば塗付、貼付)し、該捲回電極体80のR部(80R1)と絶縁フィルム10とを当接することで、捲回電極体80と絶縁フィルム10を接合することができる。或いはまた、ホットメルトタイプの粘着剤或いは接着剤を用いる場合であれば、例えば、捲回電極体80のR部(80R1)と絶縁フィルム10との間に該ホットメルトタイプの粘着剤或いは接着剤を配置し、該捲回電極体のR部(80R1)の形状に対応した形状の型に嵌め込んで加熱することで、捲回電極体80と絶縁フィルム10とを接合すればよい。
次に、電池ケース内への電極体収容工程(S30)について説明する。かかる工程は、上記絶縁フィルム10が接合された捲回電極体80を、電池ケース30内に挿入する工程を含む。具体的には、扁平形状の捲回電極体80の2つのR部(80R1、80R2)のうち、絶縁フィルム10が接合されたR部(80R1)が電池ケース30の底面38に対向する方向となるように、捲回電極体80および絶縁フィルム10を電池ケース30(電池ケース本体32)内に挿入する。かかる捲回電極体80および絶縁フィルムの収容は、電池ケース本体32の上部に設けられた開口を介して行われる。これによって、捲回電極体80および絶縁フィルム10が電池ケース本体32の扁平な内部空間に収容され、且つ、該捲回電極体80と電池ケース30(電池ケース本体32)の内壁との間に上記絶縁フィルム10が配置される。絶縁フィルム10および捲回電極体80をケース本体32に収容した後、該ケース本体32の上部開口を蓋体34によって塞ぎ、該電池ケース本体32と蓋体34との境界を、例えば、蓋体34を電池ケース本体32の開口部の周縁に溶接(例えばレーザ溶接)することによって、接合(封止)する。
次に、非水電解液注入工程(S40)について説明する。かかる工程は、上記捲回電極体80および絶縁フィルム10を挿入した電池ケース30内に非水電解液を注入する工程を含む。例えば、電池ケースの蓋体34に設けられた注入口から非水電解液を電池ケース30内に注入すればよい。かかる注入方法としては、従来の非水電解液二次電池の製造時において電池ケース30内に非水電解液を注入する一般的な注入方法を採用し得る。また、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。
そして、典型的には、上記非水電解液を電池ケース30に注入した後で、該注液口を封止する。かかる封止は、例えば上記注入口に封止栓を加締める、或いは該注入口に封止栓を溶接(例えばレーザ溶接)すること等によって行うことができる。このようにして、リチウムイオン二次電池100を製造(構築)することができる。
ここで開示される非水電解液二次電池は各種用途に利用可能であるが、電極体内への非水電解液の保液性に優れ、高いサイクル特性(特にハイレートサイクル特性)を発揮する非水電解液二次電池であることを特徴とする。即ち、電池特性に優れた(典型的には容量維持率が高い)信頼性の高い電池である。従って、かかる特徴を活かして、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)等の車両に搭載される駆動用電源として好適に利用し得る。また、本発明によれば、ここに開示される非水電解液二次電池を、好ましくは動力源(典型的には複数個の二次電池が相互に電気的に接続されてなる組電池)として備えた車両が提供される。
以下、本発明に関する試験例を説明するが、本発明の技術範囲をかかる試験例で説明したものに限定することを意図したものではない。
以下の材料、プロセスによって、例1(実施例)および例2(比較例)に係るリチウムイオン二次電池(非水電解液二次電池)を構築した。
≪例1≫
正極の作製は以下の手順で行った。正極活物質としてのLiNi0.33Co0.33Mn0.33(LNCM)と、導電材としてのABと、バインダとしてのPVDFとを、LNCM:AB:PVDF=91:6:3の質量比でN−メチルピロリドン(NMP)と混合し、正極活物質層形成用組成物を調製した。この組成物を、長尺状のアルミニウム箔(正極集電体)の両面に帯状に塗布して乾燥、プレスすることにより、正極を作製した。
負極の作製は以下の手順で行った。負極活物質としての黒鉛(C)と、バインダとしてのSBRと、増粘剤としてのCMCとを、C:SBR:CMC=98:1:1の質量比でイオン交換水と混合し、負極活物質層形成用組成物を調製した。この組成物を、長尺状の銅箔(負極集電体)の両面に帯状に塗布して乾燥、プレスすることにより、負極を作製した。
上述の方法で作製した正極および負極を、多孔質ポリエチレン層の両面に多孔質ポリプロピレン層が形成された三層構造のセパレータ2枚を介して長尺方向に重ねあわせ、長尺方向に捲回した後に押しつぶして拉げることで扁平形状の捲回電極体を作製した。
次に、上述のとおりに作製した扁平形状の捲回電極体の形状に対応する袋形状に成形された、袋状の絶縁フィルムを作製した。かかる袋状の絶縁フィルムは、所定形状に切り取った絶縁フィルムを所定の形状に折り曲げ、重なり合う幅狭面形成部の一部を熱融着により固定することで袋状に組み立てたものを用いた。絶縁フィルムとしては、熱可塑性樹脂からなるフィルムであって、平均厚みが50μmのものを用いた。
上述のとおりに作製した扁平形状の捲回電極体を、上述のとおりに作製した袋状の絶縁フィルムの内部に収容した。具体的には、上記捲回電極体のR部のうちの一方のR部が、上記絶縁フィルムの底面形成部分に対向する方向となるように、絶縁フィルムの開口から電極体を挿入した。
次に、上記袋状の絶縁フィルムに収容された捲回電極体について、2つのR部のうちの一方のR部(上記袋状の絶縁フィルムの底面形成部と対向する側のR部、下R部)の表面全体と、該電極体のR部(下R部)に対向する絶縁フィルム(上記絶縁フィルムの底面形成部)の内側とを接合した。ここでは、かかる電極体のR部(下R部)と絶縁フィルムとの接合部分に対しておよそ100kgfの押圧力を加えつつ、該接合部分をおよそ60℃に加熱することによって、袋状の絶縁フィルムの内側を電極体に溶着し、電極体(捲回電極体の下R部)と絶縁フィルムとを接合した。
上述のとおりに絶縁フィルムを接合した捲回電極体を、電池ケースの内部に収容した。ここでは、電極体の2つのR部のうち、絶縁フィルムが接合されたR部(下R部)が電池ケースの底面に対向する方向となるように、電池ケースの開口から電極体および絶縁フィルムを挿入した。次いで、上記捲回電極体を収容した電池ケース内に非水電解液を注入し、例1にかかる電池を構築した。ここで、上記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=30:40:30の体積比で含む混合溶媒に、支持塩としてのLiPFを1.1mol/Lの濃度で溶解させたものを用いた。
≪例2≫
上記捲回電極体の一方のR部(下R部)と、該R部(下R部)に対向する絶縁フィルムとを接合しなかったこと以外は上記例1と同様の材料およびプロセスによって、例2にかかる非水電解液二次電池(比較例)を作製した。
[初期抵抗(IV抵抗)の測定]
次に、上述のとおりに構築した各電池の初期抵抗(IV抵抗)を測定した。まず、SOC(State of Charge:充電状態)が60%の状態となるまでCC充電を行った。次に、−10℃の温度条件下において、かかるSOC60%に調整した各電池に対し、10Cの充電レートで10秒間のCC充電を行って、電圧上昇の値(V)を測定した。そして、測定された電圧上昇の値(V)を、対応する電流値で除してIV抵抗(mΩ)を算出し(典型的には、電流(I)−電圧(V)のプロット値の一次近似直線の傾きからIV抵抗(mΩ)を算出し)、その平均値を初期抵抗とした。
[充放電サイクル試験]
次に、上記初期IV抵抗を測定した後の各例にかかる電池について、以下のとおりに充放電サイクル試験を行い、該試験後のIV抵抗を測定することで、耐久特性を評価した。 具体的には、35Cの充電レートで10秒間のCC充電を行い、その後5秒間休止し、続いて35Cの放電レートで10秒間のCC放電を行い、その後5秒間の休止を行う充放電を1サイクルとして、該充放電を繰り返した。
そして、100回の充放電サイクル毎に、各電池の電池抵抗を上記初期抵抗の測定と同様の方法で測定し、以下の式:抵抗増加率(%)=サイクル後の電池抵抗(IV抵抗)÷初期抵抗(IV抵抗)×100;にて抵抗増加率を算出した。各例にかかる電池における100サイクル毎の抵抗増加率(%)をプロットしたグラフを図8に示す。
図8に示すとおり、例1(実施例)に係る非水電解液二次電池は、例2(比較例)に係る非水電解液二次電池と比較して、充放電の繰り返しに伴う抵抗の増大が抑制されていた。即ち、絶縁フィルム内に収容した扁平形状の捲回電極体と、非水電解液とを電池ケース内に収容した非水電解液二次電池について、捲回電極体の下R部の表面全体と、該電極体の下R部に対向する袋状の絶縁フィルムの内側とを接合することで、電池の耐久性(典型的にはサイクル特性、具体的にはハイレートサイクル特性)を向上し得ることを確認した。このことは、扁平形状の捲回電極体を袋状の絶縁フィルム内に収容し、且つ捲回電極体の下R部の表面全体と該電極体の下R部に対向する袋状の絶縁フィルムの内側とを接合することで電極体内への非水電解液の保液性が向上し、充放電を繰り返した場合であっても好適量の非水電解液を電極体内に保持することが出来たためと考えられる。
以上の結果より、ここに開示される技術によれば、電極体内への非水電解液の保液性に優れた非水電解液二次電池、および該電池の製造方法を提供し得ることを確認した。
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
10 絶縁フィルム
30 電池ケース
32 ケース本体
34 蓋体
36 安全弁
37 幅広面
38 幅狭面
39 底面
42 正極端子
42a 正極集電板
44 負極端子
44a 負極集電板
50 正極
52 正極集電体
53 正極活物質層非形成部分
54 正極活物質層
60 負極
62 負極集電体
63 負極活物質層非形成部分
64 負極活物質層
70 セパレータ
80 捲回電極体
80R1、80R2 R部
80F 扁平部
100 非水電解液二次電池(リチウムイオン二次電池)

Claims (6)

  1. 扁平な捲回電極体と、
    非水電解液と、
    該電極体と非水電解液とが収容される角型の電池ケースと、
    該電極体と該電池ケースとを電気的に絶縁する絶縁性のフィルムと
    を備える非水電解液二次電池であって、
    前記絶縁フィルムは、前記電極体の形状に対応した袋状に成形されて前記電池ケースの内壁と前記電極体との間に配置されており、
    前記電極体は、長尺な正極と長尺な負極とが長尺なセパレータを介して重ねあわされ、該長尺な正負極の長手方向に捲回されて形成されており、且つ、
    該捲回電極体は、捲回軸に直交する断面の長手方向の両端部であって電極体表面が曲面からなる2つのR部と、該断面の長手方向の中央部であって前記2つのR部に挟まれた幅広な扁平部とから構成されており、
    ここで前記捲回電極体は、前記捲回軸に直交する断面の長手方向が前記電池ケースの上下方向となるように、前記電池ケース内に収容されており、
    前記電極体の2つのR部のうちの電池ケースの底面に対向する下R部の表面全体と、該電極体の下R部に対向する前記袋状の絶縁フィルムの内側とが接合されている、非水電解液二次電池。
  2. 前記電極体の下R部の表面全体と、該電極体の下R部に対向する前記袋状の絶縁フィルムの内側とが、該絶縁フィルムの溶着により接合されている、請求項1に記載の非水電解液二次電池。
  3. 前記電極体の下R部の表面全体と、該電極体の下R部に対向する前記袋状の絶縁フィルムの内側とが、粘着部材あるいは接着部材を介して接合されている、請求項1に記載の非水電解液二次電池。
  4. 扁平な捲回電極体と、
    該電極体と非水電解液とが収容される角型の電池ケースと、
    該電極体と該電池ケースとを電気的に絶縁する絶縁性のフィルムと
    を備える非水電解液二次電池を製造する方法であって、
    長尺な正極と長尺な負極とを長尺なセパレータを介して重ねあわせて該長尺な正負極の長手方向に捲回することで、扁平形状の捲回電極体を構築する工程、ここで、該捲回電極体は、捲回軸に直交する断面の長手方向の両端部であって電極体表面が曲面からなる2つのR部と、捲回軸に直交する断面の長手方向の中央部であって前記2つのR部に挟まれた幅広な扁平部とから構成される;
    前記電極体構築工程で構築した扁平な捲回電極体を、袋状の絶縁フィルム内に収容し、前記2つのR部のうちの一方のR部の表面全体と、該電極体のR部に対向する前記袋状の絶縁フィルムの内側とを接合する工程;
    前記絶縁フィルムが接合された捲回電極体を、電池ケース内に挿入する工程、ここで、該電極体の挿入は、電極体の2つのR部のうち、絶縁フィルムが接合されたR部が電池ケースの底面に対向する方向となるように挿入する;および、
    前記電極体および絶縁フィルムを挿入した電池ケース内に非水電解液を注入する工程;
    を包含する、非水電解液二次電池の製造方法。
  5. 前記電極体のR部と上記絶縁フィルムとを接合する工程が、接合部分に対して少なくとも100kgfの押圧力を加えつつ、該接合部分を少なくとも60℃以上に加熱することによって、絶縁フィルムを電極体に溶着することにより行われる、請求項4に記載の非水電解液二次電池の製造方法。
  6. 前記電極体のR部と絶縁フィルムとを接合する工程が、該絶縁フィルムと前記電極体との間に粘着部材或いは接着部材を配置し、該粘着部材の粘着力或いは該接着部材の接着力によって該絶縁フィルムと該電極体とを接合することにより行われる、請求項4に記載の非水電解液二次電池の製造方法。
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