JP2023063138A - 二次電池 - Google Patents

Abstract

【課題】捲回電極体と電極端子とのよりよい接合を実現する。【解決手段】ここで開示される二次電池の、捲回電極体２０の捲回軸に直交する断面において、内周領域２０ｉでは、第１セパレータ２５と第２セパレータ２６とが、それぞれ電極板よりも捲回電極体２０の内側に延びている。一方のセパレータの、捲回電極体２０の最内周を構成する部分は、第１湾曲部２０ｂ１の中で折り曲げられており、該一方のセパレータの内周側端部２５ｅは、捲回電極体２０の捲回軸周りにおいて、電極板と電極端子との接合部と、第１湾曲頂点Ｐとの間に配置されている。また、他方のセパレータの、捲回電極体２０の最内周を構成する部分は、第２湾曲部２０ｂ２の中で折り曲げられており、該他方のセパレータの内周側端部２６ｅは、捲回電極体２０の捲回軸周りにおいて、上記接合部と、第２湾曲頂点Ｑとの間に配置されている。【選択図】図５

Description

本発明は、二次電池に関する。

特許４６３０８５５号公報には、発電要素である電極体と、電極体を収容する電池ケースと、電極体と電池ケースとを接続する電極端子を備える二次電池が開示されている。同公報で開示される二次電池は、帯状のセパレータと、帯状の負極板と、帯状の正極板とが重ねられて捲回軸方向に捲回された捲回電極体を備えている。かかる捲回電極体では、捲回軸方向において、電極板の一部がセパレータから外方に突出するように形成されている。そして、この突出部分には、対応する電極の電極端子が接合されている。

一方、特開２００８－２０４７８１号公報には、捲回電極体の作製方法が開示されている。同公報で開示される捲回電極体の作製方法では、まず、帯状のセパレータと、帯状の負極板と、帯状の正極板とを重ね合わせて捲回し、渦巻状の電極体を形成する。次いで、この渦巻状の電極体を押しつぶして扁平状にする。このとき、捲回電極体を構成するシートの捲回始端部を、電極体の最内周における所定の位置に配置することが記載されている。

特許４６３０８５５号公報 特開２００８－２０４７８１号公報

ところで、本発明者は、捲回電極体と電極端子とのよりよい接合を実現したい、と考えている。

ここで開示される二次電池は、扁平な直方体形状の収容空間を有する電池ケースと、上記電池ケースに収容された捲回電極体と、上記電池ケースと上記捲回電極体とに接続された第１電極端子と第２電極端子とを有する。上記捲回電極体は、帯状の第１セパレータと、帯状の第１電極板と、帯状の第２セパレータと、帯状の第２電極板とを備えている。上記第１セパレータと上記第１電極板と上記第２セパレータと上記第２電極板とは、長さ方向を揃えられ、順に重ねられ、上記第１電極板の幅方向に設定された捲回軸周りに捲回されており、かつ、上記捲回軸に直交した断面が矩形部と該矩形部を挟み込む第１湾曲部および第２湾曲部とを有する形状にされて上記電池ケースの収容空間に収容されている。上記第１電極板の一部は、上記捲回軸に沿った第１側において上記第１セパレータと上記第２セパレータとからはみ出ており、上記捲回軸に直交した方向に沿って束ねられて上記第１電極端子に接合されている。上記第２電極板の一部は、上記捲回軸に沿った第２側において上記第１セパレータと上記第２セパレータとからはみ出ており、上記捲回軸に直交した方向に沿って束ねられて上記第２電極端子に接合されている。

上記捲回軸に直交する断面において、上記捲回電極体の内周領域では、上記第１セパレータと上記第２セパレータとは、それぞれ上記第１電極板および上記第２電極板よりも上記捲回電極体の内側に延びている。また、上記第１セパレータと上記第２セパレータとのうちの一方のセパレータの、上記捲回電極体の最内周を構成する部分は、上記第１湾曲部の中で折り曲げられており、該一方のセパレータの内周側端部は、上記捲回電極体の捲回軸周りにおいて、上記第１電極板と上記第１電極端子とが接合された第１接合部または上記第２電極板と上記第２電極端子とが接合された第２接合部と、該第１湾曲部の第１湾曲頂点との間に配置されている。また、上記第１セパレータと上記第２セパレータとのうちの他方のセパレータの、上記捲回電極体の最内周を構成する部分は、上記第２湾曲部の中で折り曲げられており、該他方のセパレータの内周側端部は、上記捲回電極体の捲回軸周りにおいて、上記第１接合部または上記第２接合部と、上記第２湾曲部の第２湾曲頂点との間に配置されている。

かかる構成の二次電池では、捲回電極体の捲回始端部が第１湾曲部または第２湾曲部で折れ曲がり、第１セパレータの内周側端部または第２セパレータの内周側端部が、第１湾曲頂点または第２湾曲頂点と、第１接合部または第２接合部と、の間に配置されている。そのため、第１セパレータの内周側端部または第２セパレータの内周側端部が予め定められた位置から多少ずれても、電極端子と捲回電極体との接合に関わりにくくなっている。ここで開示される二次電池では、電極端子と捲回電極体との接合が、セパレータの共ズレによって阻害されにくくなっている。

図１は、二次電池１００の部分断面図である。 図２は、図１のＩＩ－ＩＩ断面図である。 図３は、捲回電極体２０の構成を説明する模式図である。 図４は、捲回電極体の作製方法の模式図である。 図５は、捲回電極体２０の捲回軸に直交した断面の模式図である。 図６は、捲回電極体２２０の捲回軸に直交した断面の一部の模式図である。 図７は、捲回電極体３２０の捲回軸に直交した断面の一部の模式図である。

以下、ここで開示される二次電池の一実施形態を説明する。ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。ここで開示される技術は、特に言及されない限りにおいて、ここで説明される実施形態に限定されない。各図面は模式的に描かれており、必ずしも実物を反映していない。また、数値範囲を示す「Ａ～Ｂ」などの表記は、特に言及されない限りにおいて「Ａ以上Ｂ以下」を意味するとともに、「Ａを上回り、かつ、Ｂを下回る」の意味をも包含する。なお、以下に説明する図面において、同じ作用を奏する部材、部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化することがある。また、図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は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「二次電池」とは、電解質を介して一対の電極（正極と負極）の間で電荷担体が移動することによって充放電反応が生じる蓄電デバイス一般をいう。かかる二次電池は、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等のいわゆる蓄電池の他に、電気二重層キャパシタ等のキャパシタなども包含する。以下では、上述した二次電池のうち、リチウムイオン二次電池を対象とした場合の実施形態について説明する。

《第１実施形態》
〈二次電池１００〉
図１は、二次電池１００の部分断面図である。図１では、略直方体のケース本体１２の片側の幅広面に沿って、内部を露出させた状態が描かれている。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ断面図である。図２では、略直方体のケース本体１２の片側の幅狭面に沿って、内部を露出させた状態が描かれている。図１，２に示されているように、二次電池１００は、電池ケース１０と、捲回電極体２０と、正極端子３０および負極端子４０と、を有している。なお、正極端子３０は、ここで開示される二次電池における第１電極端子の一例である。負極端子４０は、ここで開示される二次電池における第２電極端子の一例である。

〈電池ケース１０〉
電池ケース１０は、図１，２に示されているように、一側面が開口した略直方体の角形形状を有するケース本体１２と、開口に装着された蓋１４とを有している。この実施形態では、ケース本体１２および蓋１４は、軽量化と所要の剛性を確保するとの観点で、それぞれアルミニウムまたはアルミニウムを主体とするアルミニウム合金で形成されている。

〈ケース本体１２〉
ケース本体１２は、図１，２に示されているように、捲回電極体２０を収容しており、捲回電極体２０を収容するための開口１２ｈを有している。ケース本体１２は、一側面が開口した扁平な直方体の収容空間を有している。ケース本体１２は、図１に示されているように、略矩形の底面１２ａと、一対の幅広面１２ｂと、一対の幅狭面１２ｃとを有している。一対の幅広面は、それぞれ底面１２ａのうち長辺から立ち上がっている。一対の幅狭面１２ｃは、それぞれ底面１２ａのうち短辺から立ち上がっている。開口１２ｈは、一対の幅広面の長辺と一対の幅狭面１２ｃの短辺とで囲まれて形成されている。

またケース本体１２は、捲回電極体２０と一緒に、図示しない電解液を収容していてもよい。電解液としては、非水系溶媒に支持塩を溶解させた非水電解液を使用できる。非水系溶媒の一例として、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等のカーボネート系溶媒が挙げられる。支持塩の一例として、ＬｉＰＦ_６等のフッ素含有リチウム塩が挙げられる。

〈蓋１４〉
蓋１４は、ケース本体１２の開口１２ｈに取り付けられている。そして、蓋１４の周縁部が、ケース本体１２の開口１２ｈの縁に接合される。かかる接合は、例えば、隙間がない連続した溶接によるとよい。かかる溶接は、例えば、レーザー溶接によって実現されうる。ケース本体１２および蓋１４は、捲回電極体２０の収容数、サイズ等に応じた大きさを有している。

詳細な図示は省略するが、この実施形態では、蓋１４には、ガス排出弁および注液口が設けられている。ガス排出弁は、二次電池１００の内圧が所定値以上になったときに破断して、二次電池１００内のガスを外部に排出するように構成された薄肉部である。注液口は、ケース本体１２に蓋１４を接合した後に電解液を注液するための貫通孔である。注液口は、例えば、封止部材により封止されている。

この実施形態では、蓋１４には、正極端子３０と、負極端子４０とが取り付けられている。正極端子３０と負極端子４０とによって、電池ケース１０と捲回電極体２０とは接続されている。

〈電極端子〉
正極端子３０は、内部端子３１と、外部端子３２とを備えている。負極端子４０は、内部端子４１と、外部端子４２とを備えている。内部端子３１，４１は、それぞれインシュレータ７２を介して蓋１４の内側に取り付けられている。外部端子３２，４２は、それぞれガスケット７１を介して蓋１４の外側に取り付けられている。内部端子３１，４１は、それぞれケース本体１２の内部に延びている。正極の内部端子３１の先端は、正極集電箔２１ａの未形成部２１ａ１に接続されている。負極の内部端子４１の先端は、負極集電箔２２ａの未形成部２２ａ１に接続されている。

図１，２に示されているように、正極の内部端子３１は、基部３１ａと、接続片３１ｂとを備えている。基部３１ａは、例えば、インシュレータ７２を介して、蓋１４の内表面に沿って配置される部位である。接続片３１ｂは、例えば、基部３１ａの一端から延びた部位である。この実施形態では、接続片３１ｂは、ケース本体１２の内方に向かって延びている。図２に示されているように、接続片３１ｂが延びた方向における該接続片３１ｂの端部は、正極の未形成部２１ａ１に接合されている。かかる接合手段は、特に限定されず、例えば、超音波接合、レーザー溶接、抵抗溶接等の従来の接合手段でありうる。なお、負極側の内部端子４１についても、正極側と同様であるため、ここでの説明は省略する。

〈捲回電極体２０〉
図３は、捲回電極体２０の構成を説明する模式図である。捲回電極体２０は、二次電池１００の発電要素であり、絶縁フィルム（図示は省略）などで覆われた状態で、ケース本体１２に収容されている。図１，３に示されているように、捲回電極体２０は、帯状の第１セパレータ２５と、帯状の正極板２１と、帯状の第２セパレータ２６と、帯状の負極板２２と、を備えている。なお、正極板２１は、ここで開示される二次電池における第１電極板の一例である。負極板２２は、ここで開示される二次電池における第２電極板の一例である。

〈正極板２１〉
正極板２１は、予め定められた幅および厚さの正極集電箔２１ａ（例えば、アルミニウム箔）に、幅方向の片側の端部に一定の幅で設定された未形成部２１ａ１を除いて、正極活物質を含む正極活物質層２１ｂが両面に形成されている。正極活物質は、例えば、リチウムイオン二次電池では、リチウム遷移金属複合材料のように、充電時にリチウムイオンを放出し、放電時にリチウムイオンを吸収しうる材料である。正極活物質は、一般的にリチウム遷移金属複合材料以外にも種々提案されており、特に限定されない。

〈負極板２２〉
負極板２２は、予め定められた幅および厚さの負極集電箔２２ａ（例えば、銅箔）に、幅方向の片側の縁に一定の幅で設定された未形成部２２ａ１を除いて、負極活物質を含む負極活物質層２２ｂが両面に形成されている。負極活物質は、例えば、リチウムイオン二次電池では、天然黒鉛のように、充電時にリチウムイオンを吸蔵し、充電時に吸蔵したリチウムイオンを放電時に放出しうる材料である。負極活物質は、一般的に天然黒鉛以外にも種々提案されており、特に限定されない。

〈セパレータ２５，２６〉
第１セパレータ２５および第２セパレータ２６には、例えば、所要の耐熱性を有する電解質が通過しうる多孔質の樹脂シートが用いられる。第１セパレータ２５および第２セパレータ２６についても種々提案されており、特に限定されない。

図１，３に示されているように、負極活物質層２２ｂの幅は、例えば、正極活物質層２１ｂよりも広く形成されている。第１セパレータ２５および第２セパレータ２６の幅は、負極活物質層２２ｂよりも広い。

図４は、捲回電極体の作製方法の模式図である。図４には、図３に示されている捲回電極体２０の作製方法の一例が示されている。かかる捲回電極体の作製方法では、まず、２枚の帯状のセパレータ２５，２６と、帯状の正極板２１と、帯状の負極板２２と、がそれぞれリール（図示省略）に巻き取られた状態で用意される。２枚の帯状のセパレータ２５，２６と、帯状の正極板２１と、帯状の負極板２２とは、捲回機にセットされ、巻軸Ｓに所定の経路に沿って導かれる。巻軸Ｓには、第１スリットＳａおよび第２スリットＳｂが形成されている。この実施形態では、巻軸Ｓは、略円筒形状であり、第１スリットＳａおよび第２スリットＳｂは、巻軸Ｓの捲回軸周りに１８０度離れた位置に配置されている。捲回電極体２０の作製では、巻軸Ｓの第１スリットＳａと第２スリットＳｂのうち一方に第１セパレータ２５の先端を挟み、他方に第２セパレータ２６の先端を挟み込む。次いで、巻軸Ｓを少し巻き、巻軸Ｓに巻かれた第２セパレータ２６と巻軸Ｓに巻き込まれる第１セパレータ２５との間に、正極板２１の先端を差し込む。さらに、巻軸Ｓに巻かれた第１セパレータ２５と巻軸Ｓに巻き込まれる第２セパレータ２６との間に負極板２２の先端を差し込む。その後、さらに巻軸Ｓを回転させることによって、２枚の帯状のセパレータ２５，２６と、帯状の正極板２１と、帯状の負極板２２とを巻き取る。その後、巻軸Ｓに巻き取られた円筒形状の電極体を巻軸Ｓから抜き取り、側面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とする。このようにして、図３に示されているような扁平な捲回電極体２０は作製される。

図１，３に示されているように、捲回電極体２０では、正極集電箔２１ａの未形成部２１ａ１と、負極集電箔２２ａの未形成部２２ａ１とは、幅方向において互いに反対側に向けられている。また、第１セパレータ２５と負極板２２と第２セパレータ２６と正極板２１とは、それぞれ長さ方向を揃えられ、順に重ねられ、正極板２１の幅方向に設定された捲回軸ＷＬ周りに螺旋状に捲回されている。負極活物質層２２ｂは、第１セパレータ２５および第２セパレータ２６を介在させた状態で正極活物質層２１ｂを覆っている。負極活物質層２２ｂは、第１セパレータ２５および第２セパレータ２６に覆われている。正極板２１の一部（この実施形態では、未形成部２１ａ１）は、上記捲回軸に沿った第１側２０１（図１，３における左側）において第１セパレータ２５と第２セパレータ２６とからはみ出ている。このはみ出た部分は、例えば、捲回軸ＷＬに直交した方向（例えば、電極板およびセパレータの積層方向）に沿って束ねられて内部端子３１に接合される。負極板２２の一部（この実施形態では、未形成部２２ａ１）は、捲回軸に沿った第２側２０２（図１，３における右側）において第１セパレータ２５と第２セパレータ２６とからはみ出ている。このはみ出た部分は、例えば、捲回軸ＷＬに直交した方向に沿って束ねられて内部端子４１に接合される。

図５は、捲回電極体２０の捲回軸に直交した断面の模式図である。図５に示されているように、捲回電極体２０は、捲回軸ＷＬに直交した断面において、矩形部２０ａと、第１湾曲部２０ｂ１および第２湾曲部２０ｂ２と、を有するオーバル形状に成形されている。矩形部２０ａは、例えば、捲回軸ＷＬに直交した断面における長辺方向の中央に配置された部位であり、同方向の両側から第１湾曲部２０ｂ１および第２湾曲部２０ｂ２に挟み込まれている。この実施形態では、矩形部２０ａは、電極板およびセパレータの積層方向の両端部に、それぞれ幅広面を有している。例えば、矩形部２０ａは、第１領域Ｒ１と、第２領域Ｒ２と、を有している。第１領域Ｒ１は、例えば、電極端子と捲回電極体２０との接続において、電極端子（例えば、正極の内部端子３１の接続片３１ｂ）が配置される部位である。また、第２領域Ｒ２は、例えば、電極端子と捲回電極体２０との接続において、電極端子（例えば、正極の内部端子３１の接続片３１ｂ）が接合される部位である。第２領域Ｒ２は、例えば、後述の接合部９１が形成される部位である。第１湾曲部２０ｂ１および第２湾曲部２０ｂ２は、例えば、上記長辺方向における両端部にそれぞれ配置された部位であり、矩形部２０ａを挟み込んでいる。第１湾曲部２０ｂ１および第２湾曲部２０ｂ２は、例えば、外表面が湾曲面からなっている。

ところで、図４に示されている捲回直後、円筒形の電極体の最内周には第１セパレータ２５および第２セパレータ２６が配置されており、セパレータの上記端部（巻き始め端部）が巻軸Ｓと接触している。この電極体から巻軸Ｓが抜き取られる際に、第１セパレータ２５および第２セパレータ２６の巻き始めの端部が巻軸Ｓの抜き方向に連れて引き出されてずれることがある。かかる第１セパレータ２５および第２セパレータ２６の位置ズレが生じると、上記のように作製された捲回電極体２０に電極端子を接合するときに、電極端子との接合部位に、第１セパレータ２５および第２セパレータ２６の位置ズレした部位が干渉することがあり、本発明者は、かかる事象が生じにくくなるようにしたいと考えた。

上記の手順で作製された捲回電極体２０では、図５に示されているように、捲回軸ＷＬに直交する断面において、正極側の捲回始端部Ｅ１と負極側の捲回始端部Ｅ２とが、捲回電極体２０の内周領域２０ｉに配置されている。内周領域２０ｉでは、正極側の捲回始端部Ｅ１と、負極側の捲回始端部Ｅ２とが、捲回電極体２０の中心Ｃに対して点対称となる位置に配置されうる。ここで、内周領域２０ｉとは、例えば、捲回電極体２０の最外周よりも中心Ｃ側の領域をいう。中心Ｃは、第１湾曲部２０ｂ１の第１湾曲頂点Ｐと第２湾曲部２０ｂ２の第２湾曲頂点Ｑとを結んだ線分ＰＱの中点でありうる。

図５に示されているように、正極側の捲回始端部Ｅ１は、第１セパレータ２５の内周側端部２５ｅと、正極板２１の内周側端部２１ｅとを含んでいる。この実施形態では、正極側の捲回始端部Ｅ１では、第１セパレータ２５は、正極板２１よりも捲回電極体２０の内側に延びている。また、負極側の捲回始端部Ｅ２は、第２セパレータ２６の内周側端部２６ｅと、負極板２２の内周側端部２２ｅとを含んでいる。この実施形態では、負極側の捲回始端部Ｅ２では、第２セパレータ２６は、負極板２２よりも捲回電極体２０の内側に延びている。

図２に示された実施形態では、捲回電極体２０を電池ケース１０に収容したときに、第１湾曲部２０ｂ１が蓋１４側に配置されている。また、図１，２，５に示されているように、第１セパレータ２５の、捲回電極体２０の最内周を構成する部分は、第１湾曲部２０ｂ１の中で折り曲げられており、第１セパレータ２５の内周側端部２５ｅは、捲回電極体２０の捲回軸ＷＬ周りにおいて、正極板２１と正極端子３０（例えば、内部端子３１の接続片３１ｂ）とが接合された第１接合部９１と第１湾曲部２０ｂ１の第１湾曲頂点Ｐとの間に配置されている。内周側端部２５ｅは、例えば、矩形部２０ａに配置されうる。図５に示された実施形態では、内周側端部２５ｅは、矩形部２０ａの第１領域Ｒ１内であって、第２領域Ｒ２と第１湾曲部２０ｂ１との間に配置されている。

図５に示されているように、第１セパレータ２５の内周側端部２５ｅに隣接する折り返し部２５ａは、第１湾曲部２０ｂ１に配置されている。折り返し部２５ａは、例えば、第１湾曲頂点Ｐと第２湾曲頂点Ｑとを結ぶ直線Ｌ１上にあるとよい。第１セパレータ２５の折り返し量は、折り返し部２５ａから内周側端部２５ｅまでの距離Ｄ１で規定されうる。距離Ｄ１は、折り返し部２５ａから第１接合部９１の蓋１４側の端部９１ａまでの距離Ｄ２よりも小さければよい。例えば、距離Ｄ１と距離Ｄ２との比（Ｄ１／Ｄ２）は、０．２～０．９５に設定され得る。

また、図２に示された実施形態では、捲回電極体２０を電池ケース１０に収容したときに、第２湾曲部２０ｂ２がケース本体１２の底面１２ａ側に配置されている。また、図１，２，５に示されているように、第２セパレータ２６の、捲回電極体２０の最内周を構成する部分は、第２湾曲部２０ｂ２の中で折り曲げられており、第２セパレータ２６の内周側端部２６ｅは、捲回電極体２０の捲回軸ＷＬ周りにおいて、第１接合部９１と第２湾曲部２０ｂ２の第２湾曲頂点Ｑとの間に配置されている。内周側端部２６ｅは、例えば、第１接合部９１の底面１２ａ側の端部９１ｂ（図１参照）と、第２湾曲頂点Ｑとの間に配置されているとよい。

図５に示されているように、第２セパレータ２６の内周側端部２６ｅに隣接する折り返し部２６ａは、第２湾曲部２０ｂ２に配置されている。折り返し部２６ａは、例えば、直線Ｌ１上にあるとよい。第２セパレータ２６の折り返し量は、折り返し部２６ａから内周側端部２６ｅまでの距離で規定されうる。第２セパレータ２６の折り返し量は、特に限定されないが、例えば、上記距離Ｄ１と同程度である。

上記のとおり、正極側のみを説明したが、負極側も同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。なお、図１における符号９２は、負極板２２と負極端子４０（例えば、内部端子４１の接続片）とが接合された第２接合部を示している。

二次電池１００では、捲回電極体２０は、帯状の第１セパレータ２５と、帯状の正極板２１と、帯状の第２セパレータ２６と、帯状の負極板２２とを備えている。第１セパレータ２５と正極板２１と第２セパレータ２６と負極板２２とは、長さ方向を揃えられ、順に重ねられ、正極板の幅方向に設定された捲回軸周りに捲回されており、かつ、捲回軸ＷＬに直交した断面が矩形部２０ａと該矩形部２０ａを挟み込む第１湾曲部２０ｂ１および第２湾曲部２０ｂ２とを有する形状にされて電池ケース１０の収容空間に収容されている。正極板２１の一部は、捲回軸ＷＬに沿った第１側２０１において第１セパレータ２５と第２セパレータ２６とからはみ出ており、捲回軸ＷＬに直交した方向に沿って束ねられて正極端子３０に接合されている。負極板２２の一部は、捲回軸ＷＬに沿った第２側２０２において第１セパレータ２５と第２セパレータ２６とからはみ出ており、捲回軸ＷＬに直交した方向に沿って束ねられて負極端子４０に接合されている。

捲回軸ＷＬに直交する断面において、捲回電極体２０の内周領域２０ｉでは、第１セパレータ２５と第２セパレータ２６とは、それぞれ正極板２１および負極板２２よりも捲回電極体２０の内側に延びている。第１セパレータ２５の、捲回電極体２０の最内周を構成する部分は、第１湾曲部２０ｂ１の中で折り曲げられており、該第１セパレータ２５の内周側端部２５ｅは、捲回電極体２０の捲回軸ＷＬ周りにおいて、正極板２１と正極端子３０が接合された第１接合部９１または負極板２２と負極端子４０とが接合された第２接合部９２と、該第１湾曲部２０ｂ１の第１湾曲頂点Ｐとの間に配置されている。さらに、捲回軸ＷＬに直交する断面において、第２セパレータ２６の、捲回電極体２０の最内周を構成する部分は、第２湾曲部２０ｂ２の中で折り曲げられており、第２セパレータ２６の内周側端部２６ｅは、捲回電極体２０の捲回軸ＷＬ周りにおいて、第１接合部９１または第２接合部９２と、第２湾曲部２０ｂ２の第２湾曲頂点Ｑとの間に配置されている。

換言すると、二次電池１００では、捲回電極体２０の捲回始端部が第１湾曲部２０ｂ１または第２湾曲部２０ｂ２で折れ曲がり、第１湾曲頂点Ｐまたは第２湾曲頂点Ｑと、第１接合部９１または第２接合部９２と、の間に配置されている。第１セパレータ２５の内周側端部２５ｅまたは第２セパレータ２６の内周側端部２６ｅが予め定められた位置から多少ずれても、電極端子と捲回電極体２０との接合に関わりにくい。このため、電極端子と捲回電極体２０との接合が、セパレータの共ズレによって阻害されにくくなっている。

捲回電極体２０の捲回始端部が第１湾曲部２０ｂ１または第２湾曲部２０ｂ２で折れ曲がることによって、第１湾曲部２０ｂ１および第２湾曲部２０ｂ２の内周部分がそれぞれ厚くなるため、捲回電極体２０を作製するとき、湾曲部に適度な圧力が付与され、湾曲部がより鈍角となり、線接触から面接触へと変わり、かかる圧力が軽減される。そのため、耐圧不良を緩和することができる。また、第１湾曲部２０ｂ１および第２湾曲部２０ｂ２の内周部分がそれぞれ厚くなるため、湾曲部におけるカーブが緩やかになり、電極活物質層が剥離するのを抑制することができる。例えば、負極活物質層２２ｂの剥離が抑制されると、金属リチウムの析出が抑制されうる。

また、この実施形態では、第１セパレータ２５の内周側端部２５ｅは、矩形部２０ａの第１領域Ｒ１内であって、第２領域Ｒ２と第１湾曲部２０ｂ１との間に配置されている。第１セパレータ２５の内周側端部２５ｅは、矩形部２０ａの第１領域Ｒ１内であっても、内周側端部２５ｅが第２領域Ｒ２よりも第１湾曲部２０ｂ１側に配置されているため、電極端子と捲回電極体２０との接合阻害を抑制する効果が実現されうる。

上記実施形態では、第１電極板が正極板２１であり、第２電極板が負極板２２であったが、これに限定されない。第１電極板が負極板２２であり、第２電極板が正極板２１であってもよい。このとき、電池ケース１０内で蓋１４側に配置される第１湾曲部２０ｂ１における捲回始端部Ｅ１に含まれる電極板が、負極板２２となる。かかる構成は、上述の負極活物質層２２ｂの剥離を抑制するのに好ましい。

また、上記実施形態では、第１セパレータ２５の内周側端部２５ｅが第１湾曲部２０ｂ１側に配置されていたが、これに限定されない。第２セパレータ２６の内周側端部２６ｅが第１湾曲部２０ｂ１側に配置され、第１セパレータ２５の内周側端部２５ｅが第２湾曲部２０ｂ２側に配置されてもよい。

《第２実施形態》
上記第１実施形態では、第１セパレータ２５の内周側端部２５ｅは、矩形部２０ａの第１領域Ｒ１内に配置されていた。しかし、内周側端部２５ｅの配置部位は、これに限定されない。図６は、捲回電極体２２０の捲回軸ＷＬに直交した断面の一部の模式図である。第２実施形態に係る二次電池は、発電要素として捲回電極体２２０を使用する以外は、上記第１実施形態に係る二次電池１００と同様である。そのため、二次電池１００と重複する説明は省略する。

捲回電極体２２０は、例えば、正極側の捲回始端部Ｅ２１に、第１セパレータ２５の内周側端部２５ｅと、正極板２１の内周側端部２１ｅとを含んでいる。図６に示されているように、第１セパレータ２５の内周側端部２５ｅは、矩形部２２０ａの第１領域Ｒ１よりも第１湾曲部２２０ｂ１側に配置されている。この実施形態では、内周側端部２５ｅが矩形部２２０ａの第２領域Ｒ２からより遠くに配置されるため、電極端子と捲回電極体２２０との接合阻害を抑制する効果がよりよく実現されうる。なお、捲回電極体２２０について、上述した以外のことは、上記第１実施形態における捲回電極体２０で説明したことと同様である。そのため、ここでの説明を省略する。また、図６における符号２２０ｉは、捲回電極体２２０の内周領域である。

《第３実施形態》
図７は、捲回電極体３２０の捲回軸ＷＬに直交した断面の一部の模式図である。第３実施形態に係る二次電池は、発電要素として捲回電極体３２０を使用する以外は、上記第１実施形態に係る二次電池１００と同様である。そのため、二次電池１００と重複する説明は省略する。

捲回電極体３２０は、例えば、正極側の捲回始端部Ｅ３１に、第１セパレータ２５の内周側端部２５ｅと、正極板２１の内周側端部２１ｅとを含んでいる。図７に示されているように、第１セパレータ２５の内周側端部２５ｅは、第１湾曲部３２０ｂ１に配置されている。この実施形態では、内周側端部２５ｅが矩形部３２０ａの第２領域Ｒ２からさらに遠くに配置されるため、電極端子と捲回電極体３２０との接合阻害を抑制する効果がよりよく実現されうる。なお、捲回電極体３２０について、上述した以外のことは、上記第１実施形態における捲回電極体２０で説明したことと同様であるため、ここでの説明を省略する。また、図７における符号３２０ｉは、捲回電極体３２０の内周領域である。

以上、ここで開示される技術の一実施形態について説明した。なお、上述した実施形態は、ここで開示される技術が適用された二次電池の一例を示すものであり、ここで開示される技術を限定することを意図したものではない。

１０ 電池ケース
１２ ケース本体
１４ 蓋
２０ 捲回電極体
２１ 正極板
２２ 負極板
２２ａ 負極集電箔
２５ 第１セパレータ
２６ 第２セパレータ
３０ 正極端子
４０ 負極端子
７１ ガスケット
７２ インシュレータ
９１ 第１接合部
９２ 第２接合部
１００ 二次電池
２２０，３２０ 捲回電極体

Claims (1)

1. 扁平な直方体形状の収容空間を有する電池ケースと、
   前記電池ケースに収容された捲回電極体と、
   前記電池ケースと前記捲回電極体とに接続された第１電極端子と第２電極端子と
   を有し、
   前記捲回電極体は、帯状の第１セパレータと、帯状の第１電極板と、帯状の第２セパレータと、帯状の第２電極板とを備えており、
   前記第１セパレータと前記第１電極板と前記第２セパレータと前記第２電極板とは、
   長さ方向を揃えられ、順に重ねられ、前記第１電極板の幅方向に設定された捲回軸周りに捲回されており、かつ、
   前記捲回軸に直交した断面が矩形部と該矩形部を挟み込む第１湾曲部および第２湾曲部とを有する形状にされて前記電池ケースの収容空間に収容されており、
   前記第１電極板の一部は、前記捲回軸に沿った第１側において前記第１セパレータと前記第２セパレータとからはみ出ており、前記捲回軸に直交した方向に沿って束ねられて前記第１電極端子に接合されており、
   前記第２電極板の一部は、前記捲回軸に沿った第２側において前記第１セパレータと前記第２セパレータとからはみ出ており、前記捲回軸に直交した方向に沿って束ねられて前記第２電極端子に接合されており、
   前記捲回軸に直交する断面において、
   前記捲回電極体の内周領域では、前記第１セパレータと前記第２セパレータとは、それぞれ前記第１電極板および前記第２電極板よりも前記捲回電極体の内側に延びており、
   前記第１セパレータと前記第２セパレータとのうちの一方のセパレータの、前記捲回電極体の最内周を構成する部分は、前記第１湾曲部の中で折り曲げられており、該一方のセパレータの内周側端部は、前記捲回電極体の捲回軸周りにおいて、前記第１電極板と前記第１電極端子とが接合された第１接合部または前記第２電極板と前記第２電極端子とが接合された第２接合部と、該第１湾曲部の第１湾曲頂点との間に配置されており、
   前記第１セパレータと前記第２セパレータとのうちの他方のセパレータの、前記捲回電極体の最内周を構成する部分は、前記第２湾曲部の中で折り曲げられており、該他方のセパレータの内周側端部は、前記捲回電極体の捲回軸周りにおいて、前記第１接合部または前記第２接合部と、前記第２湾曲部の第２湾曲頂点との間に配置されている、
   二次電池。

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