JP2017142896A

JP2017142896A - 二次電池

Info

Publication number: JP2017142896A
Application number: JP2016021725A
Authority: JP
Inventors: 秀渡三橋; Hideto Mihashi; 哲男原; Tetsuo Hara
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-02-08
Filing date: 2016-02-08
Publication date: 2017-08-17

Abstract

【課題】過充電耐性に優れた二次電池を提供する。【解決手段】本発明に係る二次電池は、正極５０と、負極６０とがセパレータ７０を介して積層されて捲回された捲回電極体２０を備える。上記正極５０および負極６０は、幅方向の一方の端部に活物質層非形成部分（５３、６３）が設けられている。セパレータ７０は、基材層７２と該基材層７２の一方の面に形成された耐熱層７４とを備え、且つ、上記耐熱層７４の平均厚みが、上記基材層７２の平均厚みの１／３以下である。かかるセパレータ７０は、上記基材層７２が上記負極活物質層６４に対向し、且つ、上記負極活物質層６４の幅方向の端部であって上記負極活物質層非形成部分６３が設けられた端部とは反対側の端部において、上記セパレータ７０が上記負極活物質層６４よりも捲回軸方向に突出するように上記正極５０および上記負極６０と重ねあわされている。【選択図】図３

Description

本発明は二次電池に関する。

近年、リチウム二次電池等の二次電池は、車両搭載用電源、或いはパソコンおよび携帯端末の電源等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とをセパレータと共に積層して捲回させた捲回電極体を備えた電池構造が知られている。

ここで、セパレータとしては、典型的に樹脂製の多孔質膜が用いられる。かかるセパレータは、正極と負極を電気的に絶縁する機能、非水電解質を保持する機能、およびシャットダウン機能（すなわち、電池内が過熱されて一定の温度域（典型的にはセパレータの軟化点）に達すると軟化し、電荷担体の伝導パスを遮断する機能）を兼ね備える。
さらに、セパレータには、上記の機能に加えて、電池およびこの電池が搭載された機器の安全性を確保する目的から、正極および負極の接触による短絡を防止する役割（短絡防止機能）が要求される。例えば、過充電等によって電池内が過熱されてセパレータが熱収縮すると、セパレータによる電極の被覆範囲の不足やセパレータの破断（破膜）等により短絡が生じてしまう虞がある。かかる要求に応える手段として、例えば、樹脂製のセパレータの表面に多孔質の耐熱層（Heat Resistance Layer：ＨＲＬ）を備えた構成が提案されている。

特開２０００−０９０９６５号公報

ところで、上述の捲回電極体は、通常、所定の張力を付与して捲回されるため、かかる捲回電極体を備えた電池構造の電池内が過熱されると、該電極体を構成するセパレータは捲回軸方向（幅方向）に熱収縮しがちである。このため、捲回電極体の捲回軸方向の端部における正極および負極の短絡を防止することが求められる。
また、上述の捲回電極体は、典型的に、正極集電体および負極集電体（例えば箔状の集電体）のそれぞれの端部に形成された活物質層非形成部分が幅方向の反対側からはみ出るように積層されている。かかる形態の電極体において、正極集電体と負極（負極活物質層）とは、接触時の抵抗が低く大きな電流が流れる傾向にある。このため、正極活物質層非形成部分（即ち正極集電体）と負極との短絡を防止することに対する要求が大きい。

特許文献１には、隣あうセパレータの端部を熱融着することで、正極または負極の端部を該セパレータで被覆する技術について記載されている。ところが、本発明者らの検討によると、セパレータとして耐熱層を備えたものを使用した場合には軟化した樹脂成分が耐熱層に含浸する傾向にあり、該耐熱層の厚みによっては隣り合うセパレータが十分に熱融着されない場合があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、内部短絡が高度に抑制され、過充電耐性に優れた二次電池を提供することである。

上記の目的を実現すべく、本発明により、正極と、負極とがセパレータを介して積層されて捲回された捲回電極体を備える二次電池が提供される。ここで、上記正極は、正極集電体と、上記正極集電体のうち該正極集電体の長手方向に直交する幅方向の一の端部に設けられる正極活物質層非形成部分を除く表面に形成された正極活物質層とを備え、上記負極は、負極集電体と、上記負極集電体のうち該負極集電体の長手方向に直交する幅方向の一の端部に設けられる負極活物質層非形成部分を除く表面に形成された負極活物質層とを備え、上記セパレータは、樹脂製の基材層と、該基材層の一方の面に形成された耐熱層とを備え、且つ、上記耐熱層の平均厚みが、上記基材層の平均厚みの１／３以下である。そして、上記正極および上記負極は、前記正極活物質層非形成部分の一部が前記セパレータの長手方向に直交する幅方向の一方の端部から捲回軸に沿う方向にはみ出ており、且つ、前記負極活物質層非形成部分の一部が前記セパレータの前記幅方向の他方の端部から捲回軸に沿う方向にはみ出るように重ねられている。さらに、上記セパレータは、上記基材層が上記負極活物質層に対向し、且つ、上記負極活物質層の長手方向に直交する幅方向の端部であって上記負極活物質層非形成部分が設けられた端部とは反対側の端部において、上記セパレータが上記負極活物質層よりも捲回軸に沿う方向に突出するように、上記正極および上記負極と重ねあわされている。

かかる構成の二次電池によると、基材層の平均厚みと耐熱層の平均厚みとを上記の範囲とすることで、電池内が高温となり基材層が軟化した場合に、対向するセパレータの基材層どうし、即ち、上記負極活物質層の長手方向に直交する幅方向の端部であって、負極活物質層非形成部分が設けられた端部と反対側の端部から突出したセパレータの基材層どうしが熱融着される。これにより、負極活物質層の端部が正極（特に正極活物質層非形成部分で露出している正極集電体）と短絡する虞を高度に抑制することができる。
従って、ここで開示する二次電池によると、内部短絡の発生が抑制され、過充電耐性に優れた二次電池を提供することができる。

一実施形態に係る二次電池の外形を模式的に示す斜視図である。図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う縦断面図である。一実施形態に係る捲回電極体の断面構造を模式的に示す縦断面図であって、正負極間の一部を拡大して模式的に示す図である。一実施形態に係る捲回電極体であって、高温状態に曝された二次電池に備えられた捲回電極体について、その断面構造を正負極間の一部を拡大して模式的に示す縦断面図である。

以下、適宜図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る二次電池として、リチウム二次電池を例として本発明を詳細に説明する。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・部位には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。
また、特に言及する場合を除いて、本明細書において「幅方向」は部材の長手方向に直交する方向をいい、「捲回軸方向」は捲回電極体の捲回軸に沿う方向をいうこととする。

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電池一般をいい、リチウム二次電池、ナトリウム二次電池、ニッケル水素二次電池等のいわゆる化学電池ならびに電気二重層キャパシタ等の物理電池を包含する用語である。また、本明細書において「リチウム二次電池」とは、電荷担体（支持塩、支持電解液）としてリチウムイオンを利用し、正負極間における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。即ち、リチウム二次電池は一例であり、本発明の技術思想は、その他の電荷担体（例えばナトリウムイオン）を備える他の二次電池（例えばナトリウム二次電池）にも適用される。

図１は、本発明の一実施形態に係るリチウム二次電池（リチウムイオン二次電池）１００を示している。このリチウム二次電池１００は、図２に示すように、扁平な捲回電極体２０が、図示しない電解質とともに、電池ケース（即ち外装容器）３０に収容されている。

電池ケース３０の形状は特に限定されず、例えば円筒形状、立方体形状（箱型）等であり得る。電池ケース３０は、例えば、図１および図２に示すように、一端（電池の通常の使用状態における上端部に相当する。）に開口部を有する箱形（すなわち有底直方体状）のケース本体３２と、該ケース本体３２の開口部を封口する蓋体３４とから構成されるものであり得る。図示するように、蓋体３４には外部接続用の外部端子（正極端子４２および負極端子４４）が、それら端子の一部が蓋体３４から電池１００の外方に突出するように設けられている。また、蓋体３４には、電解質（典型的には電解液）を当該電池ケース内に注入するための注入口（図示せず）が設けられている。また、上記電池ケース３０の一部（典型的には上記蓋体３４の一部）には、電池ケース３０内の圧力が所定の圧力以上になった場合に、電池ケース３０の内圧を開放するように設定された安全弁３６が設けられている。このような電池ケースの材質としては、例えば、軽量で熱伝導性の良い金属材料（例えばアルミニウム）が好適である。

捲回電極体２０は、図２に示すように、長尺状の正極５０および負極６０を、２枚の長尺状のセパレータ７０を介して積層して（重ね合わせて）長手方向に捲回されている。かかる扁平形状の捲回電極体２０は、例えば正極５０、負極６０およびセパレータ７０を積層して捲回した後で、当該捲回体を捲回軸に対して直交する一の方向に（典型的には側面方向から）押しつぶして（プレスして）拉げさせることによって成形することができる。

上記正極５０は、図２および図３に示すように、長尺状の正極集電体５２の片面または両面（ここでは両面）に長手方向に沿って形成された少なくとも正極活物質を含む正極活物質層５４と、該正極活物質層５４が形成されずに正極集電体５２が露出した正極活物質層非形成部分５３とを備える。かかる正極活物質層非形成部分５３は、正極集電体５２の幅方向の片側の縁部に沿って設定されている。

上記正極５０を構成する材料および部材自身は、従来の二次電池と同様のものを特に制限なく採用し得る。
上記正極集電体５２としては、例えばアルミニウム箔等を好適に使用し得る。上記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リチウム複合金属酸化物（例えば、ＬｉＮｉ_１／３Ｃｏ_１／３Ｍｎ_１／３Ｏ_２、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＦｅＯ_２、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、ＬｉＮｉ_０．５Ｍｎ_１．５Ｏ_４、ＬｉＦｅＰＯ_４等）が挙げられる。また、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。

上記負極６０は、図２および図３に示すように、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形成された少なくとも負極活物質を含む負極活物質層６４と、該負極活物質層６４が形成されずに負極集電体６２が露出した負極活物質層非形成部分６３とを備える。かかる負極活物質層非形成部分６３は、負極集電体６２の幅方向の片側の縁部に沿って設定されている。

上記負極６０を構成する材料および部材自身は、従来の二次電池と同様のものを特に制限なく採用し得る。
上記負極集電体６２としては、例えば銅箔等を好適に使用し得る。負極活物質としては、例えば、少なくとも一部にグラファイト構造（層状構造）を有する炭素材料、リチウム遷移金属窒化物等が挙げられる。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等の炭素材料を好適に使用し得る。また、負極活物質層６４は、活物質以外の成分、例えばバインダや増粘剤等を含み得る。バインダとしては、スチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ）等を使用し得る。増粘剤としては、例えばカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等を使用し得る。

セパレータ７０は、図３に示すように、多孔性のセパレータ基材からなる基材層７２と、該基材層７２の一方の表面（片面）に形成された耐熱層７４とを備える。例えば、長尺なシート状であり得る。典型的には、耐熱層７４は基材層７２の表面全体に、即ち、基材層７２の長尺方向（長手方向）および幅方向の全体に亘って形成されたものであり得る。

基材層７２を形成するセパレータ基材としては、従来の二次電池用のものと同様の長尺シート状の樹脂基材を用いることができる。好適例として、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、ポリアミド等の熱可塑性樹脂を主体に構成された多孔質樹脂シート（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。

ここで開示される耐熱層７４は、耐熱性微粒子とバインダとを含んでいる。
耐熱層７４に含まれる耐熱性微粒子は、従来の二次電池用セパレータの耐熱層中でフィラーとして用いられるものと同様のものであり得る。かかるフィラーは、有機フィラー、無機フィラー、有機フィラーと無機フィラーの併用のいずれであってもよいが、耐熱性や耐久性、分散性、安定性等を考慮すると、無機フィラーを用いることが好ましい。

無機フィラーとしては、特に限定されないが、例えば金属酸化物、金属水酸化物等が挙げられる。例えば、アルミナ（酸化アルミニウム：Ａｌ_２Ｏ_３）、ベーマイト（Ａｌ_２Ｏ_３・Ｈ_２Ｏ）、シリカ（酸化ケイ素：ＳｉＯ_２）、チタニア（酸化チタン：ＴｉＯ_２）、ジルコニア（二酸化ジルコニウム：ＺｒＯ_２）、カルシア（酸化カルシウム：ＣａＯ）、マグネシア（酸化マグネシウム：ＭｇＯ）等のうち、１種を単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。

耐熱層７４に含まれるバインダとしては、例えば、アクリル系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、メチルセルロース（ＭＣ）等を好ましく使用し得る。これらのバインダは、１種を単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
なお、耐熱層７４は、上述のフィラーおよびバインダに加えて一般的な二次電池において耐熱層７４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は、増粘剤、分散剤等の各種添加剤が挙げられる。

ここで開示される耐熱層７４の厚さは、上記基材層７２の厚さの１／３以下である。基材層７２の厚みに対して耐熱層７４の厚みが大きすぎると、高温状態の電池内で軟化した基材層７２が耐熱層７４に含浸してしまい（典型的には、含浸量が過大となり）、基材層７２どうしの熱融着が生じ難くなる虞がある。即ち、耐熱層７４の厚みを上記の範囲とすることで、電池内が高温状態となった場合に、隣あうセパレータの対向する基材層が好適に熱融着することができる。
ここで、基材層７２および耐熱層７４の厚み（平均厚み）は、上記の関係を満たす限りにおいて、特に限定されない。例えば、上記基材層７２の厚み（平均厚み）は、１０μｍ以上（好ましくは１２μｍ以上）４０μｍ以下（好ましくは３０μｍ以下）とすることができる。また、上記耐熱層７４の厚み（平均厚み）は、例えば、２μｍ以上６μｍ以下とすることができる。

図３に示すように、上記負極活物質層６４および正極活物質層５４は、電荷担体の受入性を考慮して、負極活物質層６４の幅方向（長手方向に直交する方向）のサイズが正極活物質層５４の幅方向（長手方向に直交する方向）のサイズよりも大きくなるように形成されることが多い。また、上記セパレータ７０は、正極活物質層５４および負極活物質層６４を確実に絶縁する為に、これらの幅方向のサイズ（典型的には負極活物質層６４の幅方向のサイズ）よりも大きく形成される。

上記捲回電極体２０は、図２および図３に示すように、上記正極活物質層非形成部分５３と上記負極活物質層非形成部分６３とが捲回軸方向の両端から外方にはみ出すように重ねあわされて捲回されている。即ち、上記正極５０および上記負極６０は、上記正極活物質層非形成部分５３の一部がセパレータ７０の幅方向の一方の端部から外方にはみ出し、且つ、上記負極活物質層非形成部分６３の一部がセパレータ７０の幅方向の一方の端部から外方にはみ出すように（即ち、上記正極活物質層非形成部分５３および負極活物質層非形成部分６３がセパレータ７０の幅方向の端部から互いに反対側にはみ出るように）、重ねられている。
さらに、上記捲回電極体２０は、図３に示すように、上記セパレータ７０が、負極活物質層６４の幅方向の端部であって、負極活物質層非形成部分６３が設けられた端部とは反対側の端部から捲回軸方向にはみ出るように重ねあわされている。好ましくは、上記セパレータは、負極活物質層６４の幅方向の両端部から捲回軸方向にはみ出るように重ねあわされている。なお、上記負極活物質層６４の幅方向の端部であって負極活物質層非形成部分６３が設けられた端部とは反対側の端部から捲回軸方向に突出した、セパレータ７０のはみだし部分の幅方向の長さ（捲回軸方向の長さ）は、特に限定されないが、例えば１．２ｍｍ以上（好ましくは２．１ｍｍ以上）３．０ｍｍ以下とすることができる。

また、上記セパレータ７０は、図３に示すように、基材層７２が負極活物質層６４に対向するように重ねあわされている。即ち、セパレータ７０が負極活物質層６４からはみ出したはみ出し部分では、基材層７２どうしが対向する。このため、電池内が高温状態となると、図４に示すように、上記セパレータ７０のはみ出し部分において、対向する基材層７２どうしが熱融着され得る。これにより、負極活物質層６４の幅方向の端部であって、上記負極活物質層６４が設けられた端部とは反対側の端部において、負極６０（典型的には負極活物質層６４）と正極５０（典型的には正極活物質層非形成部分５３において露出する正極集電体５２）とが内部短絡する虞を高度に低減することができる。内部短絡を生じ得る電池構成部材の組み合わせの中で、正極集電体５２と負極活物質層６４との組み合わせは抵抗が低い傾向にあり、大きな電流が流れる虞がある。このため、これらが内部短絡する虞を低減することは、過充電耐性に優れた電池を提供する観点から好ましい。

即ち、捲回電極体２０の捲回軸方向の中央部には、図２および図３に示すように、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捲回コアが形成される。そして、図２に示すように、正極活物質層非形成部分５３と正極端子４２（例えばアルミニウム製）が正極集電板４２ａを介して電気的に接続され、負極活物質層非形成部分６３と負極端子４４（例えばニッケル製）が負極集電板４４ａを介して電気的に接続され得る。なお、正負極集電板４２ａ，４４ａと正負極活物質層非形成部分５３、６３（典型的には正負極集電体５２，６２）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。

電解質としては、典型的には、有機溶媒（非水溶媒）中に支持塩を含有する非水電解質を用いることができる。
非水溶媒としては、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）等のうちの１種を単独で、あるいは２種以上を適宜組み合わせて（例えばＥＣとＥＭＣとＤＭＣとを３：４：３の体積比で含む混合溶媒）用いることができる。支持塩としては、例えばＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣｌＯ_４等のリチウム塩（好ましくはＬｉＰＦ_６）を用いることができる。支持塩の濃度は、例えば０．７ｍｏｌ／Ｌ以上１．３ｍｏｌ／Ｌ以下（好ましくは凡そ１．１ｍｏｌ／Ｌ）である。

ここで開示される二次電池によると、上記のとおり、活物質層の端部が活物質層非形成部分（即ち電極集電体）と接触することが高度に抑制された、過充電耐性に優れた電池が提供される。したがって、当該電池は各種用途に利用可能であるが、このような性質を活かして、例えば、車両に搭載される駆動用電源として好適に用いることができる。車両の種類は特に限定されないが、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）、電気トラック、原動機付自転車、電動アシスト自転車、電動車いす、電気鉄道等が挙げられる。したがって、本発明によれば、ここで開示されるいずれかの二次電池を、好ましくは動力源として備えた車両が提供される。車両に備えられる二次電池は、複数個が接続された組電池の形態であり得る。

以下、本発明に関するいくつかの実施例（試験例）を説明するが、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。

［リチウム二次電池の構築］
以下の材料およびプロセスによって、例１〜２４に係るリチウム二次電池（二次電池）を構築した。

＜例１＞
正極活物質としてのＬｉＮｉ_１／３Ｃｏ_１／３Ｍｎ_１／３Ｏ_２（ＬＮＣＭ）と、導電材としてのアセチレンブラック（ＡＢ）と、バインダとしてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）とを、ＬＮＣＭ：ＡＢ：ＰＶｄＦ＝９４：３：３の質量比でＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）と混合し、ペースト状（スラリー状）の正極活物質層形成用組成物を調製した。この組成物を、平均厚さ１５μｍの長尺状のアルミニウム箔（正極集電体）の両面であって、該正極集電体の幅方向の一方の端部に長手方向に沿って形成される正極活物質層非形成部分以外の部分に帯状に塗布した。そして、正極活物質層形成用組成物を塗布した正極集電体を乾燥、プレスすることにより、正極を作製した。

次に、負極活物質としての、黒鉛（Ｃ）と、バインダとしてのスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）と、増粘材としてのカルボキシルメチルセルロース（ＣＭＣ）とを、Ｃ：ＳＢＲ：ＣＭＣ＝９８：１：１の質量比で水中に分散させてペースト状（スラリー状）の負極活物質層形成用組成物を調製した。この組成物を、平均厚み１０μｍの長尺状の銅箔（負極集電体）の両面であって、該負極集電体の幅方向の一方の端部に長手方向に沿って形成される負極活物質層非形成部分以外の部分に帯状に塗布した。そして、負極活物質層形成用組成物を塗布した負極集電体を乾燥、プレスすることにより、負極を作製した。

次に、基材層の片面に耐熱層が形成されたセパレータを作製した。まず、無機フィラーとしてのアルミナと、バインダとしてのアクリル系樹脂とを、無機フィラー：バインダ＝９６：４の質量比でイオン交換水と混合することにより、スラリー状（ペースト状）の耐熱層形成用組成物を調製した。次いで、かかる耐熱層形成用組成物を、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平均厚みが１２μｍセパレータ基材の片面のみに付与し、乾燥することで、基材層（セパレータ基材）の片面に平均厚みが２．０μｍの耐熱層を形成した

上述の方法で作製した正極および負極を、上記準備したセパレータ２枚を介して長尺方向（長手方向）に重ねあわせ、長尺方向（長手方向）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。ここで、上記セパレータは、基材層が負極活物質層に対向するように重ねあわせた。

次いで、上記捲回電極体と非水電解質とを、角型の電池ケース（アルミニウム製）の内部に収容し、例１にかかるリチウム二次電池を構築した。なお、上記非水電解質としては、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＝１：１：１の体積比で含む混合溶媒に、支持塩としてのＬｉＰＦ_６を１ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解させたものを用いた。

＜例２〜例２４＞
上記セパレータとして、基材層の平均厚みおよび耐熱層の平均厚みが表１に示すものを用いた以外は、例１と同様の材料およびプロセスにより、例２〜２４に係るリチウム二次電池を作製した。

ここで、負極活物質層の幅方向の端部であって負極活物質層非形成部分が設けられた端部とは反対側の端部から捲回軸方向にはみ出した、セパレータのはみ出し部分の幅方向の長さ（捲回軸方向の長さ）は、２．１ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲（例１〜６：２．７ｍｍ、例７〜１２：３．０ｍｍ、例１３〜１８：２．１ｍｍ、例１９〜２４：２．４ｍｍ）内で適宜設定した。

［過充電試験］
上述のとおり作製した各例に係る二次電池をSOC（State of charge）１００％の充電状態に調整したあとで、４０Aの充電レートで充電上限電圧３０V（即ち過充電状態）まで充電を行った。そして、かかる過充電試験において、各例に係る電池が内部短絡に陥るか否かを確認した。表１に、内部短絡を生じなかった場合を「○」、内部短絡を生じた場合を「×」として、結果を示す。

表１に示すように、耐熱層の厚みがセパレータの基材層の厚みの１／３以下である例１〜３、７〜９、１３〜１７、１９〜２３に係る電池では、上記過充電試験において内部短絡が発生しなかった。なお、かかる過充電試験において内部短絡が発生しなかった電池であっても、上記セパレータの積層方向を基材層が負極活物質層に対向しない方向に変更すると（即ち、他の条件は同様）、同様の過充電試験において内部短絡が生じる場合があった。
即ち、ここで開示の技術によると、内部短絡が高度に抑制された耐熱性に優れた二次電池を提供することができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、上記実施形態及び実施例は例示にすぎず、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。

２０捲回電極体
３０電池ケース
３２電池ケース本体
３４蓋体
３６安全弁
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
７２基材層
７４耐熱層
１００二次電池

Claims

正極と、負極とがセパレータを介して積層されて捲回された捲回電極体を備える二次電池であって、
前記正極は、正極集電体と、前記正極集電体のうち該正極集電体の長手方向に直交する幅方向の一の端部に設けられる正極活物質層非形成部分を除く表面に形成された正極活物質層とを備え、
前記負極は、負極集電体と、前記負極集電体のうち該負極集電体の長手方向に直交する幅方向の一の端部に設けられる負極活物質層非形成部分を除く表面に形成された負極活物質層とを備え、
前記セパレータは、樹脂製の基材層と、該基材層の一方の面に形成された耐熱層とを備え、且つ、前記耐熱層の平均厚みが、前記基材層の平均厚みの１／３以下であり、
前記正極および前記負極は、前記正極活物質層非形成部分の一部が前記セパレータの長手方向に直交する幅方向の一方の端部から捲回軸に沿う方向にはみ出ており、且つ、前記負極活物質層非形成部分の一部が前記セパレータの前記幅方向の他方の端部から捲回軸に沿う方向にはみ出るように重ねられており、
前記セパレータは、前記基材層が前記負極活物質層に対向し、且つ、前記負極活物質層の長手方向に直交する幅方向の端部であって前記負極活物質層非形成部分が設けられた端部とは反対側の端部において、前記セパレータが前記負極活物質層よりも捲回軸に沿う方向に突出するように前記正極および前記負極と重ねあわされている、二次電池。