JP2016122635A

JP2016122635A - 非水電解液二次電池

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Publication number: JP2016122635A
Application number: JP2014263484A
Authority: JP
Inventors: 哲也堀; Tetsuya Hori; 隆浩坪内; Takahiro Tsubouchi
Original assignee: Nippon Soken Inc; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 2014-12-25
Filing date: 2014-12-25
Publication date: 2016-07-07

Abstract

【課題】長期に亘りハイレート充放電を好適に実施可能な非水電解液二次電池を提供する。【解決手段】本発明によって提供される非水電解液二次電池は、捲回電極体と、非水電解液と、捲回電極体および非水電解液を収容した電池ケースと、を備えている。ここで、非水電解液は、捲回電極体に含浸されている含浸液と、捲回電極体に含浸されていない余剰液とからなる。また、電池ケースを前記封口体が上面となるように水平面に置いたとき、捲回電極体は、捲回の軸が水平方向となるよう前記電池ケース内に収容される。そしてこの捲回電極体において、正極活物質層および負極活物質層の捲回軸方向の端面のうち、余剰液に当接している浸漬部端面の少なくとも一部は、絶縁性フィルタにより覆われている。【選択図】図４Ａ

Description

本発明は、捲回電極体を備える非水電解液二次電池に関する。

リチウム二次電池に代表される非水電解液二次電池は、既存の電池に比べて軽量かつエネルギー密度が高いことから、従来よりパソコンや携帯端末等のいわゆるポータブル電源や車両駆動用電源、住宅用蓄電装置等として用いられている。特に近年、非水電解液二次電池は、大容量でかつハイレートでの充放電を行う、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）等の車両の駆動用高出力電源として好ましく用いられている。

この種の非水電解液二次電池は、正極活物質層を備える正極と、負極活物質層を備える負極とが、セパレータを介して対向配置され、非水電荷液と共に電池ケースに収容されている。非水電荷液は、一般に、正極活物質層、負極活物質層およびセパレータに含浸されている。そして両電極間で電荷担体（リチウム二次電池の場合は、リチウムイオン）を往き来させることにより充放電が実現され得る。大容量型の二次電池では、大面積の電極から効率よく電力を取り出すために、長尺（帯状）の電極を捲回して捲回電極体を構成するようにしている。このような捲回型電極体を備える非水電解液二次電池としては、例えば特許文献１および２等が知られている。

特開２００９−２１１９５６号公報特開２００５−２８５６０５号公報

ところで、二次電池には、瞬時に大電流を充電または放電するハイレート充放電に供される使用態様のものがある。ハイレート充放電では、電極間で瞬時に多量の電荷担体を移動させる必要があることから、例えば、充電後または放電後の正負極間で非水電解液の濃度に偏りが発生し得る。したがって、ハイレート充放電が繰り返し行われると非水電解液の濃度の偏りも蓄積され、ローレートでの充放電に比べて、電荷担体の濃度が高い活物質層の端部において電荷担体の析出が顕著となり得る。かかる現象はハイレート充放電特性の劣化（ハイレート耐性の低下）を引き起こし得るために好ましくない。

そのため、ハイレート用途の二次電池においては、非水電解液について、捲回電極体に含浸されている含浸液のほかに、捲回電極体に含浸されない余剰液を電池ケース内に余分に供給しておくことがある（例えば、上記特許文献１参照）。これにより、大電流での充放電が行われても捲回電極体の全体に均質に電荷担体が供給されるようにしている。しかしながら、長期に亘ってハイレートでの充放電を繰り返し行うと、捲回電極体における活物質層の端面に異物が付着したり、活物質層の端部近傍でセパレータが異物により目詰まりを生じたりという不具合が生じ得ることが判明した。
本発明は、上記の従来の課題を解決すべく創出されたものであり、その目的は、長期に亘りハイレート充放電を好適に実施可能な非水電解液二次電池を提供することである。

上記目的を実現すべく、本発明により、捲回電極体と、非水電解液と、上記捲回電極体および前記非水電解液を収容した電池ケースと、を備える非水電解液二次電池が提供される。ここで、上記捲回電極体は、正極集電体上に正極活物質層を備える長尺の正極と、負極集電体上に負極活物質層を備える長尺の負極とが、セパレータを介して配置され、捲回されて構成されている。上記電池ケースは、上記捲回電極体を挿入するための開口を備えるケース本体と、前記ケース本体の前記開口を封止している封口体と、を含んでいる。上記電池ケースを上記封口体が上面となるように水平面に置いたとき、上記捲回電極体は、上記捲回の軸が水平方向となるよう上記電池ケース内に収容されている。また、上記非水電解液は、上記捲回電極体に含浸されている含浸液と、上記扁平型捲回電極体に含浸されていない余剰液とからなる。そして、上記捲回電極体において、上記正極活物質層および上記負極活物質層の上記捲回軸方向の端面のうち、上記余剰液に当接している浸漬部端面の少なくとも一部は、絶縁性フィルタにより覆われていることを特徴としている。なお、この絶縁性フィルタは、多孔質構造を有し、平均空孔径が５０μｍ以下であることが好ましい。

ハイレート充放電が繰り返し行われる態様の二次電池について、本発明者らの詳細な検討により、以下のことが判明した。すなわち、ハイレート充放電に伴って捲回電極体には非水電解液が流入出し得、活物質層の端部等には非水電解液の流動による負荷が発生し得る。これにより活物質層の剥がれ（滑落）が起こり得る。また、ローレートでの充放電に比べて非水電解液の濃度の偏りが蓄積されやすく、非水電解液が分解された分解生成物が発生しやすくなる。このような滑落物や分解生成物等の異物は、非水電解液中を非水電解液と共に移動し得る。そのため、一旦余剰の非水電解液に排出された滑落物や分解生成物は、非水電解液の含浸時に活物質層の端部で目詰まりを起こすことがあった。かかる現象は、活物質層の端部における更なる電荷担体の析出を招いたり、電極間の短絡を招いたりし得るために好ましくない。

そこで、ここに開示される非水電解液二次電池は、余剰液の流入が起こり得る活物質層の端部に、上記の異物を捕捉して活物質層端部での目詰まりを抑制する絶縁性フィルタを配置するようにしている。これにより、上記の電極化物質層端部の目つまりが抑制されて、非水電解液の濃度ムラの発生や、短絡等の問題が抑制された、ハイレート耐性および安全性に優れた非水電解液二次電池が提供される。
なお、本出願において、ハイレートとは、公称容量値の電流（１Ｃ）よりも大きな電流（すなわち１Ｃ超過の電流）で行う放電または放電を意味する。例えば、５秒間以下程度の瞬間（典型的には１〜３秒間程度）で３Ｃ以上、例えば５Ｃ以上、好ましくは１０Ｃ以上、特に好ましくは２０Ｃ以上の大電流での充放電を意味する。

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斜視透視図である。図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。捲回電極体の構成を説明する模式図である。捲回前の電極の断面構造を説明する分解断面図である。捲回前の電極の他の断面構造を説明する分解断面図である。一実施形態に係る捲回電極体を作製する様子を説明する図である。実施例における例１および例４の容量の推移を示したグラフである。

以下、適宜図面を参照しつつ、本発明に係る非水電解液二次電池について、好適な実施形態に基づき説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄（例えば、本発明を特徴付けない電池構造等）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。また、下記に示す図面における寸法関係（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。
本明細書において「非水電解液二次電池」とは、電解質として非水系の電解液を用いた繰り返し充放電可能な電池であって、電荷担体として電解質イオン（リチウムイオン電池の場合はリチウムイオン）を利用し、正負極間においてこの電荷担体の移動に伴い充放電が実現される二次電池を包含する。一般にリチウムイオン電池、リチウムポリマー電池等と称される二次電池は、本明細書における非水電解液二次電池に包含される典型例である。また、本明細書において「活物質」とは、電荷単体となる化学種（例えばリチウムイオン）を可逆的に吸蔵および放出し得る材料をいう。そこで、ここに開示される非水電解液二次電池がリチウムイオン電池である場合を例にして、以下に詳細に説明をする。

［リチウムイオン電池］
図１は、好適な一実施形態としての非水電解液二次電池（ここではリチウムイオン電池）１の構成を示す断面模式図である。このリチウムイオン電池１は、本質的に、捲回電極体２０と、非水電解液（図示せず）と、これら捲回電極体２０および非水電解液を収容した電池ケース１０とを備えている。非水電解液は、捲回電極体２０に含浸されている含浸液と、捲回電極体２０に含浸されずに電池ケース１０の底部に存在する余剰液とから構成される。図３は、この捲回電極体２０の構成を説明する図である。捲回電極体２０は、長尺の正極３０および長尺の負極４０が長尺の２枚のセパレータ５０を介して配置され、捲回軸に直交する断面形状が長円形となるように捲回されている。なお、長円形とは、長方形の短辺部分を、かかる短辺を直径とする半円に置き換えた形状を意味し、小判型，俵型等として表現され得る形状を包含し得る。

［正極］
正極３０は、典型的には、長尺（帯状であり得る）の正極集電体３２と、この正極集電体３２上に保持された正極活物質層３４とを備えている。正極集電体３２には、典型的には、長手方向に沿う一方の端部に沿って帯状に集電体露出部３３が設けられており、この集電体露出部３３以外の部分に帯状に正極活物質層３４が備えられている。正極活物質層３４は、正極集電体３２の両面に設けられてもよいし、いずれか一方の面にのみ設けられてもよい。正極集電体３２としては、導電性の良好な金属（例えばアルミニウム、ニッケル等）からなる導電性部材が好適である。この正極活物質層３４は、少なくとも正極活物質を含み、非水電解液の含浸が可能なように多孔質構造を有している。

なおここで、上記正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な材料であって、例えば、リチウム元素と一種または二種以上の遷移金属元素を含むリチウム含有化合物（例えばリチウム遷移金属複合酸化物）を好適に用いることができる。かかるリチウム遷移金属酸化物は、例えば、リチウムニッケル複合酸化物（例えばＬｉＮｉＯ_２）、リチウムコバルト複合酸化物（例えばＬｉＣｏＯ_２）、リチウムマンガン複合酸化物（例えばＬｉＭｎ_２Ｏ_４）、或いは、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物（例えばＬｉＮｉ_１／３Ｃｏ_１／３Ｍｎ_１／３Ｏ_２）のような三元系リチウム含有複合酸化物であり得る。

なお、正極活物質層３４には、上記正極活物質に加えて、一般的なリチウムイオン電池において正極活物質層の構成成分として使用され得る１種または２種以上の材料を必要に応じて含有し得る。そのような材料の例として、導電材やバインダが挙げられる。導電材としては、例えば、種々のカーボンブラック（例えば、アセチレンブラックやケッチェンブラック）、活性炭、黒鉛、炭素繊維等の炭素材料を好適に用いることができる。また、バインダとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等のハロゲン化ビニル樹脂、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）等のポリアルキレンオキサイドを好適に用いることができる。

正極活物質層３４全体に占める正極活物質の割合は、高エネルギー密度を実現する観点から、およそ６０質量％以上（典型的には６０質量％〜９５質量％）とすることが適当であり、通常はおよそ７０質量％〜９５質量％であることが好ましい。また、バインダを使用する場合、正極活物質層全体に占めるバインダの割合は、機械的強度（形状保持性）を好適に確保する観点から、例えばおよそ０．５質量％〜１０質量％とすることができ、通常はおよそ１質量％〜５質量％とすることが好ましい。導電材を使用する場合、出力特性とエネルギー密度とを高いレベルで両立する観点から、正極活物質層全体に占める導電材の割合は、例えばおよそ１質量％〜２０質量％とすることができ、通常はおよそ２質量％〜１０質量％とすることが好ましい。

また、正極活物質層３４の厚みは特に限定されないが、例えば２０μｍ以上、典型的には５０μｍ以上であって、２００μｍ以下、典型的には１００μｍ以下とすることができる。正極集電体３２の単位面積当たりに設けられる正極活物質層３４の質量（目付量）は、高エネルギー密度を実現する観点から、正極集電体３２の片面当たり３ｍｇ／ｃｍ^２以上（例えば５ｍｇ／ｃｍ^２以上、典型的には７ｍｇ／ｃｍ^２以上）とするとよい。優れた出力特性を実現する観点からは、正極集電体３２の片面当たり１００ｍｇ／ｃｍ^２以下（例えば７０ｍｇ／ｃｍ^２以下、典型的には５０ｍｇ／ｃｍ^２以下）とするとよい。また、正極活物質層３４の片面当たりの平均厚みは、例えば２０μｍ以上（典型的には４０μｍ以上）であって、１００μｍ以下（典型的には８０μｍ以下）とするとよい。また、正極活物質層３４の密度は、例えば１．０ｇ／ｃｍ^３以上（典型的には２．０ｇ／ｃｍ^３以上）であって、４．５ｇ／ｃｍ^３以下（例えば４．０ｇ／ｃｍ^３以下）とするとよい。

［負極］
長尺の負極４０は、典型的には、長尺の負極集電体４２の長手方向に沿う一方の端部に集電体露出部４３が設けられ、この集電体露出部４３以外の部分に活物質層４４が備えられている。この負極集電体露出部４３は、典型的には、負極集電体４２の幅方向の一方の端部に沿って長尺に設けられる。負極活物質層４４は、負極集電体４２の両面に設けられてもよいし、いずれか一方の面にのみ設けられてもよい。負極集電体４２としては、導電性の良好な金属（例えば銅、ニッケル等）からなる導電性部材が好適である。この負極活物質層４４は、少なくとも負極活物質を備えており、非水電解液の含浸が可能なように多孔質構造を有している。

なおここで、負極活物質としては、リチウムイオン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を１種または２種以上を採用することができる。好適例として、黒鉛（グラファイト）、難黒鉛化炭素（ハードカーボン）、易黒鉛化炭素（ソフトカーボン）、カーボンナノチューブ等の炭素材料、或いは、これらを組み合わせた材料が挙げられる。なかでも、エネルギー密度の観点から、天然黒鉛（石墨）や人造黒鉛等の黒鉛系材料を好ましく用いることができる。かかる黒鉛系材料は、少なくとも一部の表面に非晶質炭素が配置されているものを好ましく用いることができる。より好ましくは、粒状炭素の表面のほぼ全てを非晶質炭素の膜で被覆された形態である。

なお、負極活物質層４４には、上記負極活物質に加えて、一般的なリチウムイオン電池において負極活物質層４４の構成成分として使用され得る１種または２種以上の材料を必要に応じて含有し得る。そのような材料の例として、バインダや各種添加剤が挙げられる。バインダとしては、一般的なリチウムイオン電池の負極に使用されるバインダと同様のものを適宜採用することができる。例えば、正極３０におけるのと同様のバインダを用いることができる。そして好ましい形態として、負極活物質層４４を形成するために上記の水性溶媒を用いる場合には、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等のゴム類、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、酢酸ビニル共重合体等の水溶性のポリマー材料または水分散性のポリマー材料を好ましく採用し得る。その他、増粘剤、分散剤、導電材等の各種添加剤を適宜使用することもできる。例えば、増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）やメチルセルロース（ＭＣ）、酢酸フタル酸セルロース（ＣＡＰ）等のセルロース系ポリマーが挙げられる。

負極活物質層４４全体に占める負極活物質の割合は、およそ５０質量％以上とすることが適当であり、通常は９０質量％〜９９質量％（例えば９５質量％〜９９質量％）とすることが好ましい。これにより、高エネルギー密度を実現することができる。バインダを使用する場合、負極活物質層４４全体に占めるバインダの割合は、例えばおよそ１質量％〜１０質量％とすることができ、通常はおよそ１質量％〜５質量％とすることが好ましい。これにより、負極活物質層４４の機械的強度（形状保持性）を好適に確保することができ、良好な耐久性を実現することができる。増粘剤を使用する場合、負極活物質層４４全体に占める増粘剤の割合は、例えばおよそ１質量％〜１０質量％とすることができ、通常はおよそ１質量％〜５質量％とすることが好ましい。

負極集電体４２の単位面積当たりに設けられる負極活物質層４４の質量（目付量）は、高エネルギー密度と出力密度とを実現する観点から、負極集電体４２の片面当たり５ｍｇ／ｃｍ^２以上（典型的には７ｍｇ／ｃｍ^２以上）であって、２０ｍｇ／ｃｍ^２以下（典型的には１５ｍｇ／ｃｍ^２以下）程度とするとよい。また、負極活物質層４４の片面当たりの厚みは、例えば４０μｍ以上（典型的には５０μｍ以上）であって、１００μｍ以下（典型的には８０μｍ以下）とするとよい。また、負極活物質層４４の密度は、例えば０．５ｇ／ｃｍ^３以上（典型的には１．０ｇ／ｃｍ^３以上）であって、２．０ｇ／ｃｍ^３以下（典型的には１．５ｇ／ｃｍ^３以下）とするとよい。

［セパレータ］
セパレータ５０は、正極３０と負極４０とを絶縁するとともに、電荷担体を保持し、この電荷担体の通過を可能とする構成部材である。このようなセパレータ５０は、特に制限されるものではないが、各種の材料からなる微多孔質樹脂シートにより好適に構成することができる。例えば、セパレータ５０の平均細孔径は、０．０１μｍ以上１０μｍ以下程度であることが好ましく、０．０２μｍ以上６μｍ以下程度であることがより好ましく、０．０５μｍ以上４μｍ以下程度であることが特に好ましい。このセパレータ５０は、扁平型捲回電極体２０が所定の温度となったときに軟化溶融し、電荷担体の通過を遮断すするシャットダウン機能を備えるように構成してもよい。例えば、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）に代表されるポリオレフィン樹脂からなる微多孔質シートは、シャットダウン温度を８０℃〜１４０℃（典型的には１１０℃〜１４０℃、例えば１２０℃〜１３５℃）の範囲で好適に設定できるためにセパレータ５０として好ましい。

なお、セパレータ５０は、上記の微多孔質樹脂シートを基材として、その片面または両面に、耐熱性および絶縁性を有する耐熱性粒子からなる耐熱層（Heat Resistant Layer：ＨＲＬ）を備えることができる。耐熱性粒子としては特に制限されないが、例えば、アルミナ、シリカ等の金属酸化物を好適に用いることができる。これにより、たとえば、捲回電極体２０の温度がセパレータ５０の融点よりも高い温度となりセパレータ５０が縮んだり破断したりしても、正極３０および負極５０が短絡するのを防止することができる。

セパレータ５０の全体の平均厚みは特に限定されないが、通常、１０μｍ以上、典型的には１５μｍ以上、例えば１７μｍ以上とすることができる。また、上限については、４０μｍ以下、典型的には３０μｍ以下、例えば２５μｍ以下とすることができる。平均厚みが上記範囲内にあることで、電荷担体の透過性を良好に保つことができ、かつ、微小な短絡（漏れ電流）がより生じ難くなる。このため、入出力密度と安全性とを高いレベルで両立することができる。

［捲回電極体］
上記で用意した正極３０、負極４０およびセパレータ５０を用い、図２に示すような扁平型捲回電極体２０を構成することができる。すなわち、長尺の正極３０と長尺の負極４０とを二枚の長尺のセパレータ５０を介在させて積層し、長手方向に捲回する。換言すると、長手方向に直交する幅方向を倦回軸として捲回する。このとき、例えば、捲回軸に直交する断面の形状が長円形となるようにすると、図１に例示したような、扁平角型の電池ケース１０に対応した扁平形状の捲回型電極体２０を構築することができる。このような断面が長円形の捲回電極体２０は、円筒状に捲回した捲回電極体２０を捲回軸に直交する一の方向で押しつぶして拉げさせることによって形成しても良い。あるいは、板状の捲回軸を中心にして扁平形状に捲回して扁平型捲回電極体２０を形成してもよい。なお、このような扁平型捲回電極体２０の詳細な形状は、使用する電池ケース１０の形状に合わせて適切に整形することができる。

なお、正極３０、負極４０およびセパレータ５０の積層の際には、正極３０の正極集電体露出部３３と、負極４０の負極集電体露出部４３とが、セパレータ５０の幅方向の両側からそれぞれ互いに異なる側にはみ出すように、正極３０と負極４０とを幅方向でややずらして重ね合わせるとよい。その結果、扁平型捲回電極体２０の捲回軸Ｗ方向では、正極集電体露出部３３と負極集電体露出部４３とが、それぞれ捲回コア部分（すなわち正負の活物質層３４，４４が対向した部分）から外方にはみ出すこととなる。図１に示すように、この正極集電体露出部３３と負極集電体露出部４３とを、上記長円形の短径方向で寄せ集めて集電部を形成することで、高効率な集電を行うことができる。

［絶縁性フィルタ］
ここに開示される技術において、捲回電極体２０には絶縁性フィルタ３６，４６が備えられている。この絶縁性フィルタ３６，４６は、絶縁性材料からなり、電荷担体の通過は許容するものの、当該非水電解二次電池において異物と判断され得る物質を捕捉可能に構成されている。そしてこの絶縁性フィルタ３６，４６は、捲回電極体２０において、正極活物質層３４および負極活物質層４４の捲回軸方向の端面のうち、後述する非水電解液の余剰液に当接している（すなわち、非水電解液に浸漬している）浸漬部端面Ｅの少なくとも一部を覆うようにしている。

ハイレートでの充放電を行う態様の二次電池１においては、捲回電極体２０への非水電解液の流入出が生じ得る。このとき、非水電解液の分解生成物や、正負の活物質層３４，４４の剥がれ（滑落物）等の異物と判断され得る固体が、非水電解液と共に捲回電極体２０の外部に排出され得る。捲回電極体２０からの非水電解液の排出および上記異物の排出は、捲回電極体２０の捲回軸方向の端面の略全面から起こり得る。しかしながら、非水電解液の捲回電極体２０への流入は、捲回電極体２０の下方であって、余剰液に浸漬している浸漬部端面Ｅに限定され得る。そのため、非水電解液の余剰液に含まれる異物が、捲回電極体２０内部に再度流入する際に、余剰液に当接している捲回型電極体２０の端面にて目詰まりが起こり易いという不都合が生じ得た。かかる目詰まりは、例えば、余剰液の浸漬部であって、比較的浸透性の劣る正極活物質層３４や負極活物質層４４の端面や、かかる端面近傍のセパレータ５０表面で起こり得る。特に、余剰液の浸漬部のうちでも、正極活物質層３４や負極活物質層４４よりもさらに浸透性に優れるセパレータ５０に電解液の流入経路が形成され得るため、余剰液に当接しているセパレータ５０表面での異物の目詰まりが顕著に発生し易かった。このような活物質層３４，４４端部近傍でのセパレータ５０の目詰まりは、電荷担体であるリチウムイオンの移動を阻害し、活物質層３４，４４端部近傍での金属Ｌｉの析出を招き得る。

そこで、ここに開示される技術においては、かかる絶縁性フィルタ３６，４６により異物を捕捉するようにし、セパレータ５０の目詰まりを抑制するようにしている。これにより、長期に亘ってハイレートでの充放電を行った場合でもセパレータ５０の目詰まりを抑制することができ、非水電解液の円滑な流入出を維持することができる。すなわち、長期に亘ってハイレート特性を高く維持することができる。
ここで、図１に示すように、捲回電極体２０は、電極面が略平面の平面部と、この平面部よりも垂直上方（封口体１４側）に位置し電極面が曲面の上捲回曲部Ｒ_Uと、平面部よりも垂直下方（底面側）に位置し電極面が曲面の下捲回曲部Ｒ_Ｌと、に区分することができる。そして余剰液は、おおむねこの下捲回曲部Ｒ_Ｌを浸漬し得るようにその量が調整される。したがって、余剰液の浸漬部端面Ｅは、この下捲回曲部Ｒ_Ｌに相当する部位の端面を目安に設定することができる。

絶縁性フィルタ３６，４６は、比較的非水電解液の浸透性が劣る正負の活物質層３４，４４の浸漬部端面の少なくとも一部を覆うように設けることで、異物のフィルタリング効果（捕捉効果）を発揮し得る。ここで異物のフィルタリング効果（捕捉効果）を一定のレベルで安定的に得るために、絶縁性フィルタ３６，４６は、正負の活物質層３４，４４の浸漬部端面のうち、より多くの部位を覆うように設けることが好ましい。好ましくは正負の活物質層３４，４４の浸漬部端面の全てを覆うことが好ましい。ただし、正負の活物質層３４，４４の端面であっても、余剰液に当接しない（非水電解液に浸漬されない）部分に絶縁性フィルタ３６，４６を設けることは、電池重量の増大や集電不良を招き得るために好ましくない。したがって、余剰液が当接する虞の無い部位への絶縁性フィルタ３６，４６の配置を避けるようにしても良い。ここで、余剰液が当接する虞の無い部位とは、電池の使用形態等に応じて（例えば揺れや振動を考慮して）、余剰液が合理的に到達し得る部位を除く部位を意味する。すなわち、下捲回曲部Ｒ_Ｌよりも若干上方まで絶縁性フィルタ３６，４６が設けられていても良い。

絶縁性フィルタ３６，４６は、図３に例示したように、集電体露出部３３，４３の捲回軸方向（幅方向）の全部に亘って設けても良い。あるいは、図４Ａや図４Ｂに示すように、集電体露出部３３，４３のうち、正負の活物質層３４，４４に隣接するように幅方向の一部にのみ設けても良い。なお、集電体露出部３３，４３は、図４Ａに示すように、正負の活物質層３４，４４の幅方向の一方の端部のみに設けられるのが一般である。これに対し、例えば、図４Ｂに示すように、正負の活物質層３４，４４の幅方向の両方の端部に集電体露出部３３，４３を設け、絶縁性フィルタ３６，４６についても正負の活物質層３４，４４の幅方向の両方の端部に設けるようにしてもよい。なお、上述のように、捲回電極体２０における好ましい構造として、捲回軸Ｗ方向で正極集電体露出部３３と負極集電体露出部４３とが捲回コア部分から各々異なる側にはみ出す構成が挙げられる。例えばこのような構成の捲回電極体の正負の活物質層３４，４４の幅方向の両方の端部に集電体露出部３３，４３を設ける場合は、捲回コア部分からはみ出さない側の集電体端部であって上記浸漬部端面に当接する少なくとも一部（好ましくは全部、より好ましくは余剰液が合理的に到達し得る部位）に、絶縁性フィルタ３６，４６を配設することができる。より好ましくは、捲回コア部分からはみ出さない側の集電体３２，４２の端部には、絶縁性フィルタ３６，４６の配設位置にのみ集電体露出部３３，４３を設け、その他の端部は活物質層３４，４４を形成し、この絶縁性フィルタ３６，４６配設位置にのみ絶縁性フィルタ３６，４６を配設することが好ましい。かかる形態は、例えば、部分間欠塗工や、絶縁性フィルタ３６，４６配設位置に一旦形成された活物質層３４，４４を除去すること等で実現することができる。また、絶縁性フィルタ３６，４６が設けられた集電体露出部３３，４３は、厳密には集電体表面は外部に露出されなくなるが、集電体表面が活物質層３４，４４により被覆されているか否かの観点において集電体露出部３３，４３と表現する。

絶縁性フィルタ３６，４６は、上記のとおり絶縁性であって、正負の活物質層３４，４４よりも電荷担体の移動が良好な通気性が良い構造のものであればその材質は特に制限されない。好適な一例として、例えば、上記のセパレータと同様の構成のものを用いることができる。特に限定されるものではないが、かかる絶縁性フィルタ３６，４６は微多孔質構造を有することが好ましい。この場合の平均細孔径は、例えば、０．０１μｍ以上であって１００μｍ未満であることが好ましい。十分な非水電解液の透過性を維持しつつ異物の補足能力が高められるためには、５０μｍ以下（好ましくは３０μｍ以下、例えば１０μｍ以下）であることが、より好ましい。なお、必ずしもこれに限定されるものではないが、この絶縁性フィルタ３６，４６の平均細孔径は、非水電解液の移動を妨げることの無いよう、上記セパレータの平均細孔径よりも大きいことがより好ましい。絶縁性フィルタ３６，４６は、空孔率が１５％以上６０％以下（好ましくは２０％以上５０％以下、例えば、２０％以上４０％以下）であることが好ましい。かかる絶縁性フィルタ３６，４６は、予め微多孔質シート状に成形されたものを所定寸法に成形（切断）して設置するようにしても良い。あるいは、絶縁性フィルタ形成用の材料を塗工する等して形成しても良い。

絶縁性フィルタ３６，４６は、例えば、捲回電極体２０の構築に際して、図３に示すように、下捲回曲部Ｒ_Ｌに相当する集電体露出部３３，４３として確保した部位に設けることができる。ここで、絶縁性フィルタ３６，４６は、正負の活物質層３４，４４の端部を捲回軸方向で覆うように配置させることができる。換言すると、絶縁性フィルタ３６，４６は、活物質層３４，４４の厚みと対応する厚みで設けることができる。
また、例えば、絶縁性フィルタ３６，４６は、ロール状に巻き取られた正極３０および負極４０を引き出してから、セパレータ５０と重ね合わせるまでの間に、所定の絶縁性フィルタ配設位置に設けることができる。この場合、例えば、図５に示すように、電極の巻き取りに合わせて、断面長円形の一方の捲回曲部に相当する集電体露出部（両面または片面）に、絶縁性フィルタ形成機能１０１を利用する等して絶縁性フィルタを設けることができる。絶縁性フィルタ３６，４６は、例えば、下捲回曲部Ｒ_Ｌに相当する集電体露出部３３，４３に設けるようにしても良い。具体的には、所望の絶縁性フィルタ配設位置に、絶縁性フィルタ形成機能１０１により、絶縁性フィルタ３６，４６の材料をそのまま貼り付けて設けても良いし、絶縁性フィルタ３６，４６を形成するための液状組成物を塗布する等して形成しても良い。

次いで、形成した絶縁性フィルタをロールプレス機能１０２等でプレスすることで、安定的に固定するようにしても良い。例えば、ロールプレスによると、絶縁性フィルタ３６，４６と活物質層３４，４４との厚みを均質に揃えることができるために好ましい。
なお、電極の巻き取りが進むにつれて一周分の電極長さは長くなり、絶縁性フィルタの貼り付け位置も変化し得る。このとき、捲回電極体を巻き取る巻取機１０３に回転角検知手段１０４を備えておき、巻取機１０３の回転数や回転角度と、正極３０および負極４０等の搬出長さとから、下捲回曲部Ｒ_Ｌに相当する絶縁性フィルタ３６，４６設置位置と絶縁性フィルタ３６，４６設置長さ等を算出することができる。これにより、下捲回曲部Ｒ_Ｌに相当する部位にのみ正確に絶縁性フィルタ３６，４６を設けることが可能となる。

なお、上記では、集電体露出部３３，４３に絶縁性フィルタ３６，４６を設けることを例に絶縁性フィルタ３６，４６の設置について説明したが、本発明の目的を達する限り、絶縁性フィルタ３６，４６は集電体露出部３３，４３上に設けることで製造することに限定されない。例えば、図４Ａおよび図４Ｂ等に例示した断面構造を実現するに際し、セパレータ５０の両面に絶縁性フィルタ３６，４６を設けるようにしても良い。または、セパレータ５０の形状を可変として、セパレータが絶縁性フィルタ３６，４６の機能および構成を兼ねるように構成されていても良い。例えば、セパレータ５０を多層構造とし、かかる多層構造のセパレータ５０を幅方向の両端で厚み方向に分割し、一部を正極活物質層３４の端部を覆うように曲げ、他の一部を負極活物質層４４の端部を覆うように曲げる等して絶縁性フィルタ３６，４６としてもよい。

［非水電解液］
非水電解液としては、典型的には、非水溶媒中に支持塩（例えば、リチウムイオン電池ではリチウム塩）を溶解または分散させたものを採用し得る。
非水溶媒としては、一般的なリチウムイオン電池において電解液として用いられるカーボネート類、エーテル類、エステル類、ニトリル類、スルホン類、ラクトン類等の各種の有機溶媒を特に制限なく用いることができる。例えば、具体的には、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）等が挙げられる。また、モノフルオロエチレンカーボネート（ＭＦＥＣ）、ジフルオロエチレンカーボネート（ＤＦＥＣ）、モノフルオロメチルジフルオロメチルカーボネート（Ｆ−ＤＭＣ）、トリフルオロジメチルカーボネート（ＴＦＤＭＣ）、メチル（２，２，２−トリフルオロエチル）カーボネート（ＭＴＦＥＣ）等の環状または鎖状のフッ素化カーボネートからなる非水溶媒を用いるようにしても良い。このような非水溶媒は、いずれか１種を単独で、あるいは２種以上を混合溶媒として用いることができる。

支持塩としては、一般的なリチウムイオン電池に用いられる各種のものを適宜選択して採用することができる。例えば、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｓＦ_６、Ｌｉ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２Ｎ、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３等のリチウム塩を用いることが例示される。このような支持塩は、１種を単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いてもよい。かかる支持塩は、非水電解質における濃度が０．７ｍｏｌ／Ｌ〜１．３ｍｏｌ／Ｌの範囲内となるように調製することが好ましい。

この非水電解液は、本発明の非水電解液二次電池の特性を損なわない限り、各種の添加剤等を含んでいても良い。かかる添加剤としては、被膜形成剤、過充電添加剤等として、電池の入出力特性の向上、サイクル特性の向上、初期充放電効率の向上、安全性の向上等のうち、１または２以上の目的で使用され得る。かかる添加剤としては、具体的には、リチウムビス（オキサラト）ボレート（ＬｉＢＯＢ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、ビニルエチレンカーボネート（ＶＥＣ）、フルオロエチレンカーボネート（ＦＥＣ）等の被膜形成剤；ビフェニル（ＢＰ）、シクロヘキシルベンゼン（ＣＨＢ）等の芳香族化合物に代表される過充電時にガスを発生させ得る化合物からなる過充電添加剤；界面活性剤；分散剤；増粘剤；凍結防止剤等が挙げられる。非水電解質全体に対するこれらの添加剤の濃度は、添加剤の種類にもよって異なるものの、被膜形成剤で通常０．１ｍｏｌ／Ｌ程度以下（典型的には０．００５ｍｏｌ／Ｌ〜０．０５ｍｏｌ／Ｌ）、過充電添加剤で通常６質量％程度以下（典型的には０．５質量％〜４質量％）とすることが例示される。

なお、電池ケース１０は、扁平型捲回電極体２０を挿入するための開口を備える角型のケース本体１２と、ケース本体１２の開口を封止している封口体１４と、を含んでいる。これらは、例えば、アルミニウムおよびその合金、鉄およびその合金などからなる金属製、ポリアミド等の樹脂製、ラミネートフィルム製等の各種のものを好適に用いることができる。図１の例で、ケース本体（外装ケース）１２は、アルミニウム合金製の薄い角型であって、上面が開放された有底の扁平な箱型形状（典型的には直方体形状）である。封口体１４には、上記捲回電極体２０の正極３０と電気的に接続する正極端子６０と、捲回電極体２０の負極４０と電気的に接続する負極端子７０とが設けられている。捲回電極体２０は、この封口体１４に固定した状態でケース本体１２内に収容すると、収容位置が安定すると共に、破損等の虞が低減されて好ましい。

封口体１４への捲回電極体２０の固定に際しては、具体的には、図１に示すように、正極集電体露出部３３と正極端子６０（例えばアルミニウム製）とを、正極集電部材６２を介して接合するとよい。これにより、扁平型捲回電極体２０の正極３０と正極端子６０とを電気的に接続することができる。同様に、負極集電体露出部４３と負極端子７０（例えばニッケル製）とを、負極集電部材７２を介して接合するとよい。これにより、負極４０と負極端子７０とを電気的に接続することができる。このような集電構造によると、捲回電極体２０は、封口体１４が上方となるように電池ケース１０を水平面に置いたとき、長円形の長径が垂直方向となるよう電池ケース１０内に収容される。換言すると、捲回軸が水平方向となるよう前記電池ケース内に収容されることとなる。この状態で非水電解液を電池ケース１０内に注入すると、非水電解液の含浸方向である捲回軸方向が水平となり、非水電解液の含浸がスムーズに進行し、非水電解液の含浸に要する時間が短縮され得るために好ましい。なお、正負の集電部材６２，７２と、正負極端子６０，７０および正負極集電体３２，４２とは、例えば、超音波溶接、抵抗溶接等によりそれぞれ接合することができる。また、ケース本体１２の開口部と封口体１４との封止は、レーザ溶接等により好適に実現することができる。

なお、電池ケース１０の内部には、電池ケース１０内の圧力が所定の圧力にまで上昇した際に作動する電流遮断機構（ＣＩＤ；図示せず）が設けられていてもよい。ＣＩＤは、電池ケース１０の内圧が上昇した場合に少なくとも一方の電極端子から電極体２０に至る導電経路（例えば、充電経路）を切断するように構成されていればよく、特定の形状に限定されない。典型的には、正極端子６０と電極体２０との間に設けられ、電池ケース１０の内圧が上昇した場合に正極端子６０から電極体２０に至る導電経路を切断するように構成されている。

封口体１４とケース本体１２とを密閉したのち、例えば、封口体１４に設けられた注液口（図示せず）から電池ケース１０内に非水電解液を注液するようにしてもよい。非水電解液の注液は、電池ケース１０内を減圧しながら、或いは減圧後に、行っても良い。非水電解液の注液後に注液口を蓋等により封止することで、非水電解液二次電池を用意することができる。組立後の電池は、例えば、非水電解液の注液後、非水電解液が捲回型電極体に十分に浸透するように、例えば、５時間〜５０時間程度静置することが好ましい。非水電解液は、上述のように、下捲回曲部Ｒ_Ｌが余剰液に浸漬されるような量が注液される。その後、適切な初期充電処理を施すことで、電池としての機能が備えられる。

ここに開示される非水電解液二次電池１は各種用途に利用可能であるが、従来品と比較して、例えば、ハイレート充放電におけるサイクル特性が向上されて、容量維持率が高く維持され得る。また、例えば活物質層の滑落物が下捲回曲部Ｒ_Ｌに付着する等して短絡を引き起こすことが防止されている。また、金属Ｌｉの析出が抑制されて、微小短絡の発生の虞が低減された信頼性（安全性）の高いものであり得る。これにより、エネルギー密度とサイクル特性との両立を高いレベルで達成することができる。換言すると、このような優れた電池性能と安全性とを、高いレベルで両立可能なものであり得る。また、比較的大きな容量（例えば電池容量が２０Ａｈ以上の、典型的には２５Ａｈ以上の、例えば３０Ａｈ以上）が求められる電池にも、好ましく適用することができる。したがって、このような特徴を活かして、高エネルギー密度，高入出力密度およびサイクル特性等が要求される用途ならびに高い信頼性を要求される用途で、特に好ましく用いることができる。かかる用途としては、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が挙げられる。この非水電解液二次電池は、典型的には複数個を直列および／または並列に接続してなる組電池の形態としても使用され得る。

以下、具体的な実施例として、ここに開示される非水電解液二次電池の効果を確認するための評価用電池を作製し、その特性について評価した。すなわち、絶縁性フィルタの効果を確認するために、正負の活物質層の全端面が絶縁性フィルタに覆われたラミネートセル型の電池を作製し、その特性について評価した。なお、本発明をかかる具体例に示すものに限定することを意図したものではない。

（例１）
［評価用リチウムイオン電池の構築］
［正極］
正極活物質としては、組成が一般式：Ｌｉ_１．１４（Ｎｉ_１／３Ｃｏ_１／３Ｍｎ_１／３）Ｏ_２（ＮＣＭ、平均粒径４〜８μｍ、比表面積１．４ｍ^２／ｇ）で表されるリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物を用いた。導電材としてはアセチレンブラック（ＡＢ）を、バインダとしてはポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を用いた。そして、正極活物質、導電財およびバインダの質量比が、ＮＣＭ：ＡＢ：ＰＶｄＦ＝８８：１０：２となるよう秤量し、固形分濃度（ＮＶ）がおよそ５０質量％となるようにＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を加えて混練することで、正極活物質層形成用スラリーを調製した。そしてこのスラリーを、正極集電体としての厚み１５μｍの長尺のアルミニウム箔の長手方向の一方の端部に所定幅で帯状に集電体露出部を残してその他の領域に塗布し、乾燥（乾燥温度８０℃、５分間）することにより、片面に正極活物質層を備える正極シートを作製した。なお、正極活物質層の目付量が１０ｍｇ／ｃｍ^２、厚み（片面）が約３５μｍ、密度が約２．３ｇ／ｃｍ^３となるよう、スラリーの供給量および圧延条件を調整した。次いで、この正極シートの集電体露出部に沿って、正極活物質層の寸法がおよそ４５ｍｍ×４５ｍｍとなるように正極を切り出して用いた。

［負極］
負極活物質としては、黒鉛粒子の表面を非晶質炭素で被覆した非晶質炭素被覆黒鉛（Ｃ、平均粒径２５μｍ、比表面積２．５ｍ^２／ｇ）を用いた。そしてこの非晶質炭素被覆黒鉛と、バインダとしてのスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）と、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）とを、質量比が、Ｃ：ＳＢＲ：ＣＭＣ＝９８：１：１となるように秤量し、イオン交換水を加えて混練することで、負極活物質層形成用スラリーを調製した。このスラリーを、負極集電体としての厚み１０μｍの長尺の銅箔の長手方向の一方の端部に所定幅で帯状に集電体露出部を残してその他の領域に塗布し、乾燥（乾燥温度１００℃、５分間）することにより、片面に負極活物質層を備える負極シートを作製した。この負極シートの長手方向の他方の端部には、負極活物質層の形成されていない集電体露出部が設定されている。なお、負極活物質層の目付量が４．０ｍｇ／ｃｍ^２、密度が約１．１ｇ／ｃｍ^３、厚み（片面）が約３５μｍとなるよう、スラリーの供給量および圧延条件を調整した。次いで、この負極シートの集電体露出部に沿って、負極活物質層の寸法がおよそ４７ｍｍ×４７ｍｍとなるように負極を切り出して用いた。

［セパレータ］
セパレータとしては、総厚みが平均２５μｍのセパレータを用いた。セパレータには、ポリエチレン（ＰＥ）の両面をポリプロピレン（ＰＰ）で挟んだ形態の３層構造（ＰＰ／ＰＥ／ＰＰ）の長尺の微多孔質シートを用いた。このセパレータは寸法がおよそ４９ｍｍ×４９ｍｍとなるように切り出して用いた。

［絶縁性フィルタ］
上記で用意した正極と負極との活物質層の側面を覆うように絶縁性フィルタを設けた。絶縁性フィルタとしては、平均空孔径が１０μｍのセルロース樹脂からなるセパレータシートを用いた。絶縁性フィルタは、正極と負極とをセパレータを介して活物質層が互いに対向し且つ集電体露出部が左右の異なる方向に突出するように、垂直方向に立てて重ね合わせたときに、正負の活物質層の側面が下端から２０ｍｍ程の高さまで覆われるように設置した。具体的には、まず、正負の集電体露出部の一端から２０ｍｍ程の位置まで、活物質層に沿って、絶縁性フィルタを設置した。次いで、セパレータの両面で、正負の活物質層の下端の端部が位置する場所に沿って、絶縁性フィルタを設置した。なお、正極、負極およびセパレータの積層に際しては、負極活物質層が正極活物質層を全面で覆うように、セパレータが正極活物質層と負極活物質層とを確実に絶縁し得るように、配置を調整した。

そして、このように絶縁性フィルタを設けた正極と負極とセパレータとを互いに重ね合わせた。これにより、正負の活物質層の側面が下端から約２０ｍｍ程絶縁性フィルタに覆われた積層型の電極体を得た。
次いで、電池ケースに上記電極体を非水電解液と共に収容した。電池ケースとしては、アルミニウム製のラミネートバッグを用いた。電極体には、左右に突出している正極集電体および負極集電体の露出部にそれぞれ正極端子および負極端子を取り付け、絶縁性フィルタが電極体の下端側（ラミネートバッグの底側）に位置するように収容した。

非水電解液としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）とをＥＣ：ＤＭＣ：ＥＭＣ＝３：４：３の体積比で含む混合溶媒に、支持塩としてのＬｉＰＦ_６を１．０ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解させたものを用意した。そして、上記電池ケースに非水電解液を約８３５μＬ注入し、密封することで、例１のリチウムイオン電池（理論容量：約１５ｍＡｈ）を構築した。構築後のリチウムイオン電池は、絶縁性フィルタがラミネートバッグの下端側に位置するように立てて静置した。数時間静置後のリチウムイオン電池では、電極体に非水電解液が十分に含浸すると共に、含浸しきれなかった余剰液がラミネートバッグの下部に貯留している状態であることを確認した。そして、この余剰液に浸漬している電極体の活物質層の端面は、全て絶縁性フィルタに覆われた状態であった。

（例２）
上記例１のリチウムイオン電池の製造において、平均空孔径が１０μｍのセルロース樹脂からなるセパレータシートを絶縁性フィルタとして用いた。そしてその他の条件は例１と同様にして、例２のリチウムイオン電池を構築した。
（例３）
上記例１のリチウムイオン電池の製造において、平均空孔径が１００μｍのセルロース樹脂からなるセパレータシートを絶縁性フィルタとして用いた。そしてその他の条件は例１と同様にして、例３のリチウムイオン電池を構築した。
（例４）
上記例１のリチウムイオン電池の製造において、絶縁性フィルタを設けずに、その他は同様にして、例４のリチウムイオン電池を構築した。

［ハイレートサイクル試験］
上記のように作製した例１〜４のリチウムイオン電池について、以下の手順で、ハイレート充放電後の容量維持率を評価した。
すなわち、まず、２５℃の温度条件下、各例の電池に対し、１Ｃのレートで４．１Ｖまで定電流（ＣＣ）充電した後に５分間休止し、１Ｃのレートで３.０Ｖまで定電流（ＣＣ）放電した後に５分間休止した。次いで、ＣＣＣＶ充電（４．１Ｖ、レート１Ｃ、０．１Ｃカット）を行い１０分間休止した後、ＣＣＣＶ放電（３．０Ｖ、レート１Ｃ，０．１Ｃカット）を行った。この時の放電容量を測定し、初期容量とした。

次いで、−１０℃の環境下、各電池のＳＯＣを８０％に調整し、１００Ａで１０秒間充電した後放電するハイレートでの矩形波充放電を１０００サイクル行った。
ここで、２５０サイクル、５００サイクル、７５０サイクル、１０００サイクル後の容量を、上記初期容量測定に準じて測定した。このようにして求めたサイクル数毎の電池容量の推移を、例１および例４の電池について図６に示した。

［析出物の観察］
また、１０００サイクル後の各電池をグローブボックス内で慎重に解体し、活物質層の表面（側面）やセパレータの表面等に、金属リチウムの析出があるかどうかを観察した。その結果を、下記表１に示した。

表１に示した通り、例１の電池については金属Ｌｉの析出は確認されなかった。例２の電池についてはごく微量の金属Ｌｉの析出が見られた。これに対し、例３および例４の電池については金属Ｌｉの析出が明確に確認された。
また、例１および例２の電池は、余剰液中に排出された異物が絶縁性フィルタの表面に捕捉されているのが確認された。すなわち、例１および例２の電池の場合、ハイレート充放電に伴い発生した電解液の分解反応生成物や、活物質層の滑落物等の異物が、電極体の外部に排出されたものの、この異物は絶縁性フィルタに捕捉されて、再び電極体内に戻ることが抑制されたことが解った。また、この異物が正極電位に曝されて金属成分を溶出する等して、かかる金属成分が負極に析出することが抑制されたこともわかった。その結果、かかる異物に基づく電極体内での局所的な抵抗増加が抑制され、また、容量の低下も抑制されたものと考えらえる。

これに対し、例３では、絶縁性フィルタの表面に異物は確認されず、また、例３および例４の電池の活物質層やセパレータの表面に異物や金属Ｌｉの析出が確認された。とくに、正負極の活物質層の端部に近い部位のセパレータ表面に異物が顕著に付着し、セパレータが目詰まりを生じている様子が確認できた。すなわち、例３および例４の電池の場合、ハイレート充放電に伴い発生した電解液の分解反応生成物や、活物質層の滑落物等の異物が、電極体の外部に排出されたものの、この異物は活物質層の端部近傍から再び電極体内（表面）に戻ったものと考えらえる。そしてその結果、かかる異物に基づきセパレータが目詰まりを起こし、電極体内で局所的な抵抗の増加が発生し、金属Ｌｉが析出したものと考えられる。また、正極近傍の異物から金属成分が溶出して、負極活物質層の表面に析出したと予想される。
以上のことから、絶縁性フィルタは、非水電解液のスムーズな移動を確保しつつ、異物は適切に捕捉できる程度の多孔質体であるのが好ましいことが解った。絶縁性フィルタは、例えば、平均細孔径が１００μｍ未満であることが好ましく、例えば５０μｍ以下程度であることが好ましいと推察され、特に１０μｍ以下であるのが好ましいことが解った。

また、図６に示されるように、Ｌｉ金属の析出が確認された例４の電池は、Ｌｉ金属の析出が見られなかった例１の電池に比べて容量低下の割合が大きいことが解った。すなわち、絶縁性フィルタは、異物を捕捉することでセパレータの目詰まりやＬｉ金属の析出を抑制するのみならず、容量維持率の高い電池の実現にも寄与し得ることが確認された。

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。例えば、上記実施形態には、絶縁性フィルタを集電体露出部のみに設けた形態が開示されているが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、集電体露出部が設けられていない側の正極又は負極活物質層の端部を覆うように設置することもできる。また、絶縁性フィルタは、上記異物を捕捉できる構成であれば平均細孔径等は厳密には規定されない。例えば、絶縁性フィルタは、集電体露出部の幅方向の寸法に応じて、異物の通過が困難となり得るように平均細孔径を調整するようにしても良い。本出願の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。

１非水電解液二次電池
１０電池ケース
１２ケース本体
１４封口体
２０捲回型電極体
３０正極
３２正極集電体
３３正極集電体露出部
３４正極活物質層
３６絶縁性フィルタ
４０負極
４２負極集電体
４３負極集電体露出部
４４負極活物質層
４６絶縁性フィルタ
５０セパレータ
６０正極端子
７０負極端子

Claims

捲回電極体と、非水電解液と、前記捲回電極体および前記非水電解液を収容した電池ケースと、を備え、
前記捲回電極体は、正極集電体上に正極活物質層を備える長尺の正極と、負極集電体上に負極活物質層を備える長尺の負極とが、セパレータを介して配置され、捲回されて構成されており、
前記電池ケースは、前記捲回電極体を挿入するための開口を備えるケース本体と、前記ケース本体の前記開口を封止している封口体と、を含み、
前記電池ケースを前記封口体が上面となるように水平面に置いたとき、
前記捲回電極体は、前記捲回の軸が水平方向となるよう前記電池ケース内に収容され、
前記非水電解液は、前記捲回電極体に含浸されている含浸液と、前記捲回電極体に含浸されていない余剰液とからなり、
前記捲回電極体において、前記正極活物質層および前記負極活物質層の前記捲回軸方向の端面のうち、前記余剰液に当接している浸漬部端面の少なくとも一部は、絶縁性フィルタにより覆われている、非水電解液二次電池。