JP3687251B2 - Non-aqueous secondary battery with wound electrode group and method for manufacturing the same - Google Patents

Non-aqueous secondary battery with wound electrode group and method for manufacturing the same Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、性能の安定した二次電池とその製造方法に関し、特に、内部短絡を起こしにくくサイクル特性の優れた二次電池とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、二次電池の分野では他の電池に比べ高容量なリチウム電池が注目され、二次電池市場で大きな伸びを示している。このリチウム二次電池は、正負電極とセパレーターを巻回ないしは積層した電極群を電池缶に挿入した後電解液を注入しその後封口することによって製造される。セパレーターを介して巻回ないしは積層した電極群は、セパレーターの破損等で内部短絡を起こしやすい。このため、特開平４−１０９５５１号や特開平７−３２０７７０号公開公報に記載されているように、電極リードを巻回群の中心部と巻回群の最外周に配置したり、電極リードの接合部分には極性の異なる電極が対向しないようにする等の工夫が凝らされている。
【０００３】
図２は、従来技術による電極巻回群の構成を示す。
巻芯２０は、重合わせたシート状の２枚のセパレータ２１と２２の端部を折り返すように挟む。正極集電体２３は、中央部の両面に正極合剤２５が塗布されており、先端ＣＴの近傍の両面には正極合剤が塗布されていない。正極リード２４は、正極集電体２３上の正極合剤が塗布されていない部分に接合されている。負極集電体２６は、中央部の両面に負極合剤２７が塗布されており、先端ＣＴの近傍の両面には負極合剤が塗布されていない。
【０００４】
正極集電体２３は、巻芯２０とセパレータ２１の間に挟まれて巻回される。負極集電体２６は、２枚のセパレータ２１と２２の間に挟まれて巻回される。負極集電体２６の先端ＣＴは、正極リード２４に対して巻く方向に長さＬ０だけ離れて配置される。すなわち、正極集電体２３上で正極リード２４が接合されている部分のセパレータ２１を挟んだ反対側には負極集電体２６が存在しない。正極リード２４を正極集電体２３に接合する際に、バリが生じ、正極リード２４に対向するセパレータ２１が破損することがある。その部分でセパレータ２１が破損しても、その次には他のセパレータ２２があり、さらにその次には正極シートが配置されるので、正極集電体２３と負極集電体２６が短絡することはない。
【０００５】
しかしながら、上記の電極巻回群は内部短絡の減少には効果的であるものの電池容量の損失等の問題があり、十分とは言えない。すなわち、正極シートに比べ、負極シートが短くなるため、電池容量の損失が大きくなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、内部短絡を起こしにくく、高容量でサイクル特性の優れた二次電池又はその製造方法を提供することである。
【０００７】
本発明の一観点によれば、集電体上に合剤層が塗布されたシート状正極と集電体上に合剤層が塗布されたシート状負極とをセパレータを介して対向させ、巻回して巻回電極群を構成し、シート状正極の巻回群中心側の先端付近の集電体露出部に正極リードを接合した巻回電極群を有する非水二次電池は、該正極リードが接合された正極部分がセパレータを介して負極の巻回中心側の先端に対向し、且つ、負極集電体の外側の面は巻回群中心側先端から外周側の先端付近まで合剤層が塗布され、該正極リードが接合された正極の部分のうち負極の端部に対向する正極の面、正極リードが接合された正極部分と対向する負極の端部の面、正極リードが接合された正極部分とそれに対向する負極端部の間にあるセパレータの部分のうち正極又は負極のいずれかに対向する面の少なくとも１ヶ所に絶縁性の被覆が施されていることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好ましい態様について説明するが本発明はこれらに限定されるものではない。
【０００９】
▲１▼ 集電体上に合剤層が塗布されたシート状正極と集電体上に合剤層が塗布されたシート状負極とをセパレータを介して対向させ、巻回して巻回電極群を構成し、シート状正極の巻回群中心側の先端付近の集電体露出部に正極リードを接合した巻回電極群を有する非水二次電池において、該正極リードが接合された正極部分がセパレータを介して負極の巻回群中心側の先端に対向し、該正極リードが接合された正極の部分のうち負極の端部に対向する正極の面、正極リードが接合された正極部分と対向する負極の端部の面、正極リードが接合された正極部分とそれに対向する負極端部の間にあるセパレーターの部分のうち正極又は負極のいずれかに対向する面の少なくとも１ヶ所に絶縁性の被覆が施されていることを特徴とする非水二次電池。
【００１０】
▲２▼ 該絶縁性の被覆が施されているのが、正極リードが接合された正極部分のうち負極の端部と対向する正極の面であることを特徴とする項１に記載の非水二次電池。
【００１１】
▲３▼ 該絶縁性の被覆が施されているのが、正極リードが接合された正極部分とそれに対向する負極端部の間にあるセパレーターの部分のうち正極又は負極のいずれかに対向する面であることを特徴とする項１に記載の非水二次電池。
【００１２】
▲４▼ 該絶縁性の被覆が施されているのが、正極リードが接合された正極部分と対向する負極の端部の面であることを特徴とする項１に記載の非水二次電池。
【００１３】
▲５▼ 該シート状負極は集電体上に電極合剤塗布部と露出部を有し、該絶縁性の被覆が施されている負極端部が集電体の露出部であることを特徴とする項４に記載の非水二次電池。
【００１４】
▲６▼ 該絶縁性の被覆が絶縁テープであることを特徴とする項１〜５のいずれかに記載の非水二次電池。
【００１５】
▲７▼ 集電体上に電極合剤塗布部と未塗布部を交互に形成する工程と、該未塗布部に負極リードを接合する工程と、該接合した負極リード上に保護テープを貼りつける工程と、集電体上の該保護テープのみが存在する部分を切断する工程を含む負極の製造方法。
【００１６】
以下本発明の実施の形態について詳述する。シート状の正極及び負極は、アルミニウムや銅などの金属箔上に、電極反応に係わる活物質もしくはその保持体や、導電剤、結着剤等からなる電極合剤を塗布してなる。電極合剤は集電体の片面又は両面に塗布されるが、両面に塗布されている形態が好ましい。これらの電極シートは、集電体に電極リードを接合するために集電体の露出部を有することが好ましい。集電体露出部は電極合剤未塗布部であっても、電極合剤を塗布後引き剥がすことによって形成してもよい。
【００１７】
電極リードがシート状電極の中央部にある構造は好ましくなく、電極リードは端部に設置するのが好ましい。更に、正極リードは、正極シートの巻回群の中心側端部に、負極リードは巻回群中の外周側端部に位置させるのが好ましい。
【００１８】
図１は、本発明の実施の一形態による電極巻回群の構成を示す。
巻芯２０は、例えば直径が３．５ｍｍであり、シート状の２枚の絶縁性セパレータ２１と２２の一端近傍を折り返すように挟む。正極集電体２３は、中央部の両面に正極合剤２５が塗布されており、先端ＣＴの近傍の両面には正極合剤が塗布されていない。正極リード２４は、正極集電体２３の上の正極合剤が塗布されていない部分に接合されている。負極集電体２６は、中央部の両面に負極合剤２７が塗布されており、先端ＣＴの近傍の両面には負極合剤が塗布されていない。
【００１９】
正極集電体２３は、巻芯２０とセパレータ２１の間に挟まれて巻回される。負極集電体２６は、２枚のセパレータ２１と２２の間に挟まれて巻回される。負極集電体２６の先端ＣＴがセパレータ２１を挟んで対向する正極集電体２３の部分の巻芯２０側の面に正極リード２４が接合されている。すなわち、正極集電体２３上で正極リード２４が接合されている部分は、セパレータ２１を挟んで負極集電体２６の先端ＣＴの端部と対向する。
【００２０】
正極間リード２４を正極集電体２３に接合する際にバリが生じ、正極リード２４に対向するセパレータ２１が破損することがある。例えば、セパレータ２１の厚さは３０μｍであり、正極集電体２３の厚さは２０μｍである。その部分でセパレータ２１が破損すると、正極集電体２３と負極集電体２６が短絡してしまう。そのような短絡を回避するため、以下の対策を行なう。
【００２１】
（１）正極リード２４が接合された正極集電体２３の部分のうちセパレータ２１を挟んで負極シート３６の先端ＣＴの周辺部分に対向する正極集電体２３の面を絶縁性材料３０ｃで被覆する。
【００２２】
（２）正極リード２４が接合された正極集電体２３の部分とそれに対向する負極シート３６の先端ＣＴの周辺部分の間にあるセパレータ２１の部分のうち正極シート３５又は負極シート３６のいずれかに対向する面を絶縁性材料３０ｂで被覆する。
【００２３】
（３）正極リード２４が接合された正極集電体２３の部分にセパレータ２１を挟んで対向する負極シート３６の先端ＣＴの周辺部分の面を絶縁性材料３０ａで被覆する。絶縁性材料３０ａは、負極集電体２６の露出部に設けることが好ましいが、負極集電体２６の先端ＣＴまで負極合剤を設けて負極合剤上に絶縁性材料を設けてもよい。
【００２４】
上記の３つの手段のうちの１つを施せば十分である。ただし、短絡防止を確実なものにするため、３つの手段を任意に組み合わせてもよい。絶縁性材料で被覆するには、樹脂を塗布又は塗り付けたり、絶縁テープを貼り付ければよい。絶縁性材料３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、粘着性絶縁テープが好ましい。
【００２５】
絶縁性材料３０ｃで正極集電体２３を被覆すれば、正極リード２４のバリは絶縁性材料３０ｃに保護され、セパレータ２１は破損しない。セパレータ２１の破損を回避することにより、正極３５と負極３６の短絡を防止することができる。
【００２６】
絶縁性材料３０ａで負極集電体２６を被覆すれば、正極リード２４のバリがセパレータ２１を貫通しても絶縁性材料３０ａによって保護される。正極リード２４のバリと負極集電体２６の接触を回避することができるので、正極３５と負極３６の短絡を防止できる。
【００２７】
絶縁性材料３０ｂをセパレータ２１のいずれかの面に被覆した場合にも、上記と同様な作用が生じ、正極３５と負極３６の短絡を防止することができる。
【００２８】
図３は、正極シートとそれに対向する負極シートの位置関係を示す。図１は、電極巻回群のうち巻芯側の一部のみを示している。図３は、正極シート３５と負極シート３６の全体図を示す。
【００２９】
正極集電体２３は、巻回群の中心側（巻芯側）の先端ＣＴから長さＬ１の部分及び巻回側の外側の先端ＯＴから長さＬ１０の部分には正極合剤が塗布されず、長さＬ４の中央部の両面に正極合剤２５が塗布されている。Ｌ４は負極との関係で決まり、たとえば４０３ｍｍである。正極合剤２５は、例えば正極集電体２３の両面に１３０μｍずつ塗布される。正極集電体２３の全体の長さはＬ１＋Ｌ４＋Ｌ１０である。正極リード２４は、正極集電体２３上において、巻回群中心側の先端ＣＴから長さＬ２（好ましくは２〜１０ｍｍ、例えば５ｍｍ）の位置から接合される。すなわち、正極合剤が塗布されていない正極集電体２３上に接合される。正極シート３５の長手方向の正極リード２４の幅はＬ３（２〜６ｍｍが好ましく、例えば４ｍｍ）である。正極集電体２３の幅はＷｐ（例えば５６ｍｍ）である。なお、正極集電体２３の一の面と他の面にそれぞれ塗布される合剤の位置はずれていてもよい。ずれの量は５ｍｍ以下が好ましい。
【００３０】
負極集電体２６は、巻回群の中心側の先端ＣＴから長さＬ８の部分、及び巻回群外側の先端ＯＴから長さＬ５の部分には負極合剤が塗布されず、長さＬ９の中央部に負極合剤２７が塗布される。負極合剤２７は、例えば負極集電体２６の両面に４５μｍずつ塗布される。なお、負極集電体２６の一の面と他の面にそれぞれ塗布される合剤の位置はずれていてもよい。ずれの量は５ｍｍ以下が好ましい。例えば、負極集電体２６の裏面（外面）は、巻回群内側の先端ＣＴから長さＬ８＋Ｌ９の部分に負極合剤を塗布してもよい。負極集電体２６の全体の長さはＬ８＋Ｌ９＋Ｌ５である。負極集電体２６の幅はＷｎ（例えば５７．５ｍｍ）である。Ｌ９は例えば４４３ｍｍである。ＷｐとＷｎ、Ｌ４とＬ９は常にＷｐ＜Ｗｎ、Ｌ４＜Ｌ９であることが望ましい。
【００３１】
負極リード３１は、負極集電体２６上において、巻回群外側の先端ＯＴから長さＬ６（２〜１０ｍｍ、例えば４ｍｍ）の位置から接合される。すなわち、負極合剤が塗布されていない負極集電体２６上に接合される。負極シート３６の長手方向の負極リード３１の幅はＬ７である。
【００３２】
負極集電体２６の巻回群中心側の先端ＣＴは、正極リード２４が接合された正極集電体２３の部分に対向する。例えば、負極集電体２６の先端ＣＴの周辺部分を絶縁性材料で被覆することにより、正極シート３５と負極シート３６の短絡を防止することができる。
【００３３】
正極集電体２３の巻回群外側の先端ＯＴは、負極集電体２６上に塗布された負極合剤２７の部分に対向する。負極リード３１のうち正極シート３５に対向する面（図の手前側の面）を絶縁性材料で被覆することにより、正極シート３５と負極シート３６の短絡を防止することができる。
【００３４】
負極の内周側の集電体露出部の長さＬ８は、負極の巻回群の中心側となる先端ＣＴから１０ｍｍ以内が好ましく、６ｍｍ以内が特に好ましい。また、負極集電体外周側の露出部の長さＬ５は、負極の巻回群の外周側となる先端ＯＴから２０ｍｍ以内が好ましく、１０〜１５ｍｍが特に好ましい。
【００３５】
正極の内周側の集電体露出部の長さＬ１は、正極の巻回群の中心側となる先端ＣＴから１０〜４０ｍｍが好ましく、２０〜３５ｍｍが特に好ましい。また、正極集電体外周側の露出部の長さＬ１０は、正極の巻回群の外周側となる先端ＯＴから１０ｍｍ以内が好ましく、５ｍｍ以内が特に好ましい。
【００３６】
図１に示すように、正極シート３５と負極シート３６とセパレータ２１、２２を巻芯２０に巻回すると、図４に示す巻回群が形成される。正極リード２４は、巻回群の中心付近（正極シートの先端ＣＴの周辺部分）に配置され、負極リード３１は巻回群の外側部（負極シートの先端ＯＴの周辺部分）に配置される。これにより、正極リード２４と負極リード３１の接触を防止できる。負極リード３１は、負極集電体の内側（巻回群の中心側）の面に接合される。負極リード３１の内側の面を絶縁性材料で被覆することにより、正極と負極の短絡を防止することができる。負極リード３１は、負極集電体の外側の面に接合してもよい。
【００３７】
電極リードの形状は電池の形状によって異なるが、シート状の電極を巻回して用いる円筒型や角形の電池においては、厚みが０．０３〜１ｍｍ、より好ましくは０．０５〜０．３ｍｍ、幅が１．５〜１０ｍｍ、より好ましくは２〜５ｍｍの金属片を用いる。
【００３８】
材質は接合する電極集電体の種類に依存する。集電体がステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム、チタン、銅等の金属箔の場合は、それらに溶接可能な材質を選ぶ必要がある。
【００３９】
正極集電体がアルミニウム箔の場合は、正極リード２４がアルミニウム又はアルミニウム合金であることが好ましい。アルミニウム又はアルミニウム合金中のアルミニウム含有率９９．３％以上、９９．９９％以下であることが好ましい。アルミニウム以外の含有元素としては、珪素、鉄、銅、マンガン、マグネシウム、亜鉛等を挙げることができる。負極集電体が銅箔であるときは、負極リード３１がニッケル又はニッケルメッキした鋼材、銅、ニッケルメッキした銅であることが好ましい。
【００４０】
図５は、負極シートの製造工程を示す。正極シートも負極シートと同様に製造することができるので、負極シートの製造工程を例に説明する。
【００４１】
（１）テープ貼付
図５（Ａ）に示すように、負極集電体２６の両面にテープ４１を長さＬ９の間隔で周期的に貼る。図５（Ａ）〜（Ｅ）は、図面の大きさが限られているため、負極集電体２６の一部のみを簡略化して示す。テープ４１は、後の工程のため剥離可能なものである必要がある。テープ４１の長さは集電体露出部を作るのに好ましい長さに設定できる。たとえば、長さがＬ５（例えば１３ｍｍ）＋Ｌ８（例えば５ｍｍ）である。長さＬ５とＬ８は、図３に示すように、負極集電体２６の未塗布部の長さの和である。テープ４１の間隔Ｌ９は、図３に示すように、負極集電体２６上に塗布部の長さである。負極集電体２６の厚さはＴ１（例えば１８μｍ）であり、テープ４１の厚さはＴ２（例えば１０〜３０μｍ）である。負極集電体２６は、例えば銅箔であり、幅（図の奥行方向の長さ）が４００〜１６００ｍｍである。
【００４２】
（２）塗布、乾燥工程
図５（Ｂ）に示すように、負極集電体２６の両面の全面に負極合剤２７ａをエクスルージョン法等により塗布する。図５（Ｂ）では、負極集電体２６の両面に負極合剤２７ａを塗布する場合を示すが、負極集電体２６の片面にのみ負極合剤を塗布してもよい。その場合は、前工程にてテープを負極集電体の片面にのみ貼ってもよい。塗布後、負極シートを乾燥する。乾燥後の片面の負極合剤２７ａの厚さはＴ３（例えば４５μｍ）である。
【００４３】
（３）テープ剥離、プレス工程
テープ４１を負極集電体２６から剥離することにより、図５（Ｃ）に示すように、負極集電体２６上に長さＬ９の負極合剤２７が周期的に残される。すなわち、テープ４１上の負極合剤は、テープ４１と共に剥離される。その後、負極シートをプレスローラにより厚さ方向にプレスする。負極合剤２７の厚さはＴ６（例えば３９μｍ）に圧縮される。
【００４４】
（４）熱処理工程
負極シートを加熱することにより、負極シートから水分及び揮発成分を除去する。負極シートを非水二次電池に使用する場合には、負極シートからの水分除去が重要である。
【００４５】
（５）スリット工程
例えば５００ｍｍ幅の負極シートを電池の寸法に合わせて、例えば５７．５ｍｍ幅の複数の負極シートにスリットする。すなわち、図の平面と平行な面方向にスリットする。
【００４６】
（６）リード接合工程
図５（Ｄ）に示すように、負極集電体２６上において、負極合剤２７の左端から長さＬ６（例えば５ｍｍ）＋Ｌ８（例えば５ｍｍ）だけ離れ、隣の負極合剤２７の右端から長さＬ１３（例えば４ｍｍ）だけ離れた位置にリード３１を負極シートの長さ方向に周期的に複数接合する。例えば、超音波溶接、レーザ溶接、抵抗溶接等によりリード３１を負極集電体２６上に接合する。超音波溶接では２０ｋＨｚ〜６０ｋＨｚが好ましい。長さＬ６とＬ８は、図３に示す長さに対応するものである。リード３１は、長さＬ７（例えば４ｍｍ）であり、厚さがＴ４（例えば１００μｍ）のニッケルである。
【００４７】
（７）絶縁性材料被覆工程
絶縁性材料は絶縁テープが好ましい。絶縁テープは、導電性を有さない材料であれば、既知のものを用いることができる。テープの基材としては、紙、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド等の樹脂材料からテープ状にしたものを用いることができる。テープの粘着剤としては既知のものを用いることができる。テープは基材の厚みが１０〜１００μｍ、より好ましくは２０〜５０μｍ、粘着剤を含めた厚みＴ５が３０〜１２０μｍが好ましく、４０〜７０μｍのものが特に好ましい。
【００４８】
テープ基材に用いられる樹脂を有機溶媒に溶解したものを集電体上に塗りつけてもよい。溶媒除去後の厚みは３０〜１２０μｍが好ましい。
【００４９】
図５（Ｅ）に示すように、絶縁テープ３０ａを負極集電体２６の未塗布部及び負極リード３１を覆うようにして負極シートの長さ方向に周期的に複数貼る。具体的には、絶縁テープ３０ａの右端と、負極合剤３０ａの左端は、長さＬ１２（例えば約２ｍｍ）だけ離れている。絶縁テープ３０ａの左端と、隣の負極合剤２７の右端は、長さＬ１１（例えば約１ｍｍ）だけ離れている。絶縁テープ３０ａの長さは約１５ｍｍである。絶縁テープ３０ａの厚さはＴ５（例えば５５μｍ）であり、負極合剤２７の厚さＴ６と近い値であることが好ましい。絶縁テープ３０ａと負極合剤２７との境界付近で大きな段差をなくすためである。絶縁テープ３０ａの長さは、負極リード３１の長さＬ７より長い。
【００５０】
（８）負極シート裁断工程
図５（Ｅ）に示すように、負極合剤２７の左端から長さＬ８（例えば５ｍｍ）に位置する切断箇所ＢＰで負極シートを裁断することにより、１本が長さＬ８＋Ｌ９＋Ｌ５の負極シート複数に分割される。切断箇所ＢＰは、負極集電体上に絶縁テープ３０ａのみが貼られた部分であり、負極合剤も負極リードも存在しない部分である。負極シートの左端が巻回群の中心側の先端に相当し、負極シートの右端が巻回群の外側の先端に相当する。負極シートの左端周辺に貼り付けられた絶縁テープ３０ａは、図１に示す絶縁性材料３０ａに相当し、正極リードと負極シートの接触を防止することができる。負極シートの右端周辺に貼り付けられた絶縁テープ３０ａは負極リード３１を覆い、負極リードと正極シートの接触を防止することができる。
【００５１】
なお、図５（Ｃ）に示す塗布部と未塗布部を有する負極集電体は、負極集電体上に間欠的に負極合剤を塗布することにより形成してもよい。
【００５２】
以上は負極シートの製造工程を説明したが、正極シートも同様にして製造することができる。ただし、負極シートに絶縁テープを貼れば、正極シートに絶縁テープを貼る必要はない。
【００５３】
図６は、シリンダ型電池の断面図である。電池の形状はシリンダー、角のいずれにも適用できる。電池は、セパレーター１０と共に巻回した電極シート８、９を電池缶１１に挿入し、電池缶１１と負極シート９を電気的に接続し、電解液１５を注入し封口して形成する。電池蓋１２は正極端子を有し、ガスケット１３を介して電池缶１１の上部口に嵌合される。電極シート８は、電池蓋１２に電気的に接続される。この時、安全弁１４を封口板として用いることができる。更に電池の安全性を保証するためにＰＴＣ（正温度係数）素子１６を用いるのが好ましい。
【００５４】
以下に電極（正極及び負極）の構成材料について説明する。電極は、集電体上に正極活物質を含む正極合剤を塗布してなる正極と、集電体上に負極材料を含む負極合剤を塗布してなる負極からなり、これらの電極は更に、後で説明する拡散制御層を有する形態が好ましい。また、正極もしくは負極の合剤上もしくは拡散制御層の上にリチウム金属薄膜を有する構成が特に好ましい。電極合剤は、正極活物質や負極材料等のリチウムの挿入放出が可能な化合物を主体とし、導電材や結着剤等を混合分散して得られる。
【００５５】
正極中の活物質は、軽金属を挿入放出できるものであれば良いが、好ましくはリチウム含有遷移金属酸化物であり、更に好ましくはＬｉx ＣｏＯ2 、Ｌｉx ＮｉＯ2 、Ｌｉx Ｃｏa Ｎｉ1-a Ｏ2 、Ｌｉx Ｃｏb Ｖ1-b Ｏz 、Ｌｉx Ｃｏb Ｆｅ1-b Ｏz 、Ｌｉx Ｍｎ2 Ｏ4 、Ｌｉx ＭｎＯ2 、Ｌｉx Ｍｎ2 Ｏ3 、Ｌｉx Ｍｎb Ｃｏ2-b Ｏz 、Ｌｉx Ｍｎb Ｎｉ2-b Ｏz 、Ｌｉx Ｍｎb Ｖ2-b Ｏz 、Ｌｉx Ｍｎb Ｆｅ1-b Ｏz （ここでｘ＝０．０５〜１．２、ａ＝０．１〜０．９、ｂ＝０．８〜０．９８、ｚ＝１．５〜５）である。
【００５６】
以下、本明細書で言う軽金属とは、周期律表第１Ａ族（水素を除く）及び第２Ａ族に属する元素であり、好ましくはリチウム、ナトリウム、カリウムであり、特にリチウムであることが好ましい。
【００５７】
負極中の活物質は、軽金属を挿入放出できるものであれば良いが、好ましくは黒鉛（天然黒鉛、人造黒鉛、気相成長黒鉛）、コークス（石炭または石油系）、有機ポリマー焼成物（ポリアクリロニトリルの樹脂または繊維、フラン樹脂、クレゾール樹脂、フェノール樹脂）、メゾフェースピッチ焼成物、金属酸化物、金属カルコゲナイド、リチウム含有遷移金属酸化物及びカルコゲナイドである。
【００５８】
特に、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｓｂの単独あるいはこれらの組み合わせからなる酸化物、カルコゲナイドが好ましい。更に、これらに網目形成剤として知られているＳｉＯ2 ，Ｂ2 Ｏ3 ，Ｐ2 Ｏ5 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，Ｖ2 Ｏ5 などを加えて非晶質化させたものが特に好ましい。これらは化学量論組成のものであっても、不定比化合物であっても良い。
【００５９】
これらの化合物の好ましい例として以下のものを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００６０】
ＧｅＯ、ＧｅＯ2 、ＳｎＯ、ＳｎＯ2 、ＳｎＳｉＯ3 、ＰｂＯ、ＳｉＯ、Ｓｂ2 Ｏ5 、Ｂｉ2 Ｏ3 、Ｌｉ2 ＳｉＯ3 、Ｌｉ4 Ｓｉ2 Ｏ7 、Ｌｉ2 ＧｅＯ3 、ＳｎＡｌ0.4 Ｂ0.5 Ｐ0.5 Ｋ0.1 Ｏ3.65、ＳｎＡｌ0.4 Ｂ0.5 Ｐ0.5 Ｃｓ0.1 Ｏ3.65、ＳｎＡｌ0.4 Ｂ0.5 Ｐ0.5 Ｋ0.1 Ｇｅ0.05Ｏ3.85、ＳｎＡｌ0.4 Ｂ0.5 Ｐ0.5 Ｋ0.1 Ｍｇ0.1 Ｇｅ0.02Ｏ3.83、ＳｎＡｌ0.4 Ｂ0.4 Ｐ0.4 Ｂａ0.08Ｏ3.28、ＳｎＡｌ0.5 Ｂ0.4 Ｐ0.5 Ｍｇ0.1 Ｆ0.2 Ｏ3.65、ＳｎＡｌ0.4 Ｂ0.5 Ｐ0.5 Ｃｓ0.1 Ｍｇ0.1 Ｆ0.2 Ｏ3.65、ＳｎＢ0.5 Ｐ0.5 Ｃｓ0.05Ｍｇ0.05Ｆ0.1 Ｏ3.03、Ｓｎ1.1 Ａｌ0.4 Ｂ0.4 Ｐ0.4 Ｂａ0.08Ｏ3.34、Ｓｎ1.2 Ａｌ0.5 Ｂ0.3 Ｐ0.4 Ｃｓ0.2 Ｏ3.5 、ＳｎＳｉ0.5 Ａｌ0.2 Ｂ0.1 Ｐ0.1 Ｍｇ0.1 Ｏ2.8 、ＳｎＳｉ0.5 Ａｌ0.3 Ｂ0.4 Ｐ0.5 Ｏ4.30、ＳｎＳｉ0.6 Ａｌ0.1 Ｂ0.1 Ｐ0.1 Ｂａ0.2 Ｏ2.95、ＳｎＳｉ0.6 Ａｌ0.4 Ｂ0.2 Ｍｇ0.1 Ｏ3.2 、Ｓｎ0.9 Ｍｎ0.3 Ｂ0.4 Ｐ0.4 Ｃａ0.1 Ｒｂ0.1 Ｏ2.95、Ｓｎ0.9 Ｆｅ0.3 Ｂ0.4 Ｐ0.4 Ｃａ0.1 Ｒｂ0.1 Ｏ2.95、Ｓｎ0.3 Ｇｅ0.7 Ｂａ0.1 Ｐ0.9 Ｏ3.35、Ｓｎ0.9 Ｍｎ0.1 Ｍｇ0.1 Ｐ0.9 Ｏ3.35、Ｓｎ0.2 Ｍｎ0.8 Ｍｇ0.1 Ｐ0.9 Ｏ3.35
【００６１】
さらに負極材料は、軽金属、特にリチウムを挿入して用いることができる。リチウムの挿入方法は、電気化学的、化学的、熱的方法が好ましい。
【００６２】
負極材料へのリチウム挿入量は、リチウムの析出電位に近似するまででよいが、上記の好ましい負極材料当たり５０〜７００モル％が好ましい。特に１００〜６００モル％が好ましい。
【００６３】
正極及び負極中の導電剤は、グラファイト、アセチレンブラック、カーボンブラック、ケッチェンブラック、炭素繊維や金属粉、金属繊維やポリフェニレン誘導体であり、特にグラファイト、アセチレンブラックが好ましい。
【００６４】
正極及び負極中の結着剤は、ポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロース、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、澱粉、再生セルロース、ジアセチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルクロリド、ポリビニルピロリドン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＳＢＲ（ｓｔｙｒｅｎｅ−ｂｕｔａｄｉｅｎｅ−ｒｕｂｂｅｒ）、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ：ｅｔｈｙｌｅｎｅ−ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ−ｄｉｅｎｅ ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｌｉｎｋａｇｅ）、スルホン化ＥＰＤＭ、フッ素ゴム、ポリブタジエン、ポリエチレンオキシドであり、特にポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロース、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンが好ましい。これらは、粒子サイズが１ミクロン以下の水分散ラテックスとして使用するとより好ましい。
【００６５】
正極及び負極の支持体即ち集電体は、材質として、正極にはアルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル、チタン、またはこれらの合金であり、負極には銅、ステンレス鋼、ニッケル、チタン、またはこれらの合金であり、形態としては、箔、エキスパンドメタル、パンチングメタル、金網である。特に、正極にはアルミニウム箔、負極には銅箔が好ましい。
【００６６】
次にリチウムイオンの拡散制御層について説明する。拡散制御層は、少なくとも１層からなり、同種又は異種の複数層により構成されていても良い。これらの層は、水不溶性の粒子と結着剤から構成される。結着剤は電極合剤を形成する時に用いる結着剤と同じものを用いることが出来る。拡散制御層に含まれる水不溶性粒子の割合は２．５重量％以上、９６重量％以下が好ましく、５重量％以上、９５重量％以下がより好ましく、１０重量％以上、９３重量％以下が特に好ましい。
【００６７】
上記の水不溶性の粒子としては、導電性粒子と実質的に導電性を持たない粒子の両方又はいずれかを用いることができる。導電性粒子としては金属、金属酸化物、金属繊維、炭素繊維、カーボンブラックや黒鉛等の炭素粒子を挙げることが出来る。水への溶解度は、１００ｐｐｍ以下、好ましくは不溶性のものが好ましい。これらの水不溶導電性粒子の中で、アルカリ金属特にリチウムとの反応性が低いものが好ましく、金属粉末、炭素粒子がより好ましい。粒子を構成する元素の２０℃における電気抵抗率としては、５×１０9 Ω・ｍ以下が好ましい。
【００６８】
上記の金属粉末としては、リチウムとの反応性が低い金属、即ちリチウム合金を作りにくい金属が好ましく、具体的には、銅、ニッケル、鉄、クロム、モリブデン、チタン、タングステン、タンタルが好ましい。これらの金属粉末の形は、針状、柱状、板状、塊状のいずれでもよく、最大径が０．０２μｍ以上、２０μｍ以下が好ましく、０．１μｍ以上、１０μｍ以下がより好ましい。これらの金属粉末は、表面が過度に酸化されていないものが好ましく、酸化されているときには還元雰囲気で熱処理することが好ましい。
【００６９】
上記の炭素粒子としては、従来電極活物質が導電性でない場合に併用する導電材料として用いられる公知の炭素材料を用いることが出来る。これらの材料としてはサーマルブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラックなどのカーボンブラック、鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛、土状黒鉛などの天然黒鉛、人工黒鉛、炭素繊維等があげられる。これらの炭素粒子を結着剤と混合分散するためには、カーボンブラックと黒鉛を併用するのが好ましい。カーボンブラックとしては、アセチレンブラック、ケッチェンブラックが好ましい。炭素粒子は、０．０１μｍ以上、２０μｍ以下が好ましく、０．０２μｍ以上、１０μｍ以下がより好ましい。
【００７０】
上記の実質的に導電性を持たない粒子としてはテフロンの微粉末、ＳｉＣ、窒化アルミニウム、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、ムライト、フォルステライト、ステアタイトを挙げることが出来る。これらの粒子の重量は、導電性粒子の０．０１倍以上、１０倍以下で使うと好ましい。
【００７１】
これらの拡散制御層の厚みは０．１μｍ以上５０μｍ以下が好ましく、０．３μｍ以上２０μｍ以下がより好ましく、０．５μｍ以上１０μｍ以下が特に好ましい。
【００７２】
電極合剤上もしくは拡散制御層上に有することのできるリチウム金属の薄膜は、厚みが５〜１５０μｍであることが好ましく、５〜１００μｍがさらに好ましく、１０〜７５μｍが特に好ましい。リチウムは、純度９０重量％以上のものが好ましく、９８重量％以上のものが特に好ましい。電極シート上のリチウムの重ね合せパターンとしてはシート全面に重ね合わせることが好ましいが、リチウムは電極が電解液と接した後エージングによって徐々に電極中に拡散するため、シート全面ではなくストライプ、枠状、円板状のいずれかの部分的重ね合わせであってもよい。ここで言う重ね合せとは電極合剤もしくは拡散制御層を有するシート上に直接リチウムを主体とした金属箔を圧着することを意味する。
【００７３】
次に重ね合わせるリチウム量に付いて、負極を例に説明する。負極シート上に重ね合せるリチウムは、電極が電解液と接触するとイオン化・拡散して負極合剤中の負極材料中に挿入される。このリチウム挿入量（予備挿入量という）としては、好ましくは負極材料に対して０．５〜４．０当量であり、さらに好ましくは１〜３．５当量であり、特に好ましくは１．２〜３．２当量である。１．２当量よりも少ないリチウムを負極材料に予備挿入した場合には電池容量が低く、また３．２当量より多くのリチウムを予備挿入した場合にはサイクル性劣化があり、それぞれ好ましくない。
【００７４】
リチウムを主体とした金属箔の切断、貼り付け等のハンドリング雰囲気は露点−３０℃以下−８０℃以上のドライエアー又はアルゴンガス雰囲気下が好ましい。ドライエアーの場合は−４０℃以下−８０℃以上がさらに好ましい。また、ハンドリング時には炭酸ガスを併用してもよい。特にアルゴンガス雰囲気の場合は炭酸ガスを併用することが好ましい。
【００７５】
次に、図４に示す電池のうち電極以外の要素を説明する。セパレータは、イオン透過度が大きく、所定の機械的強度を持ち、絶縁性の薄膜であれば良く、材質として、オレフィン系ポリマー、フッ素系ポリマー、セルロース系ポリマー、ポリイミド、ナイロン、ガラス繊維、アルミナ繊維が用いられ、形態として、不織布、織布、微孔性フィルムが用いられる。特に、材質として、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリプロピレンとポリエチレンの混合体、ポリプロピレンとテフロンの混合体、ポリエチレンとテフロンの混合体が好ましく、形態として微孔性フィルムであるものが好ましい。特に、孔径が０．０１〜１μｍ、厚みが５〜５０μｍの微孔性フィルムが好ましい。
【００７６】
電解液は、有機溶媒としてプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスフォキシド、ジオキソラン、１，３−ジオキソラン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ニトロメタン、アセトニトリル、蟻酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、燐酸トリエステル、トリメトキシメタン、ジオキソラン誘導体、スルホラン、３−メチル−２−オキサゾリジノン、プロピレンカーボネート誘導体、テトラヒドロ誘導体、ジエチルエーテル、１，３−プロパンサルトンの少なくとも１種以上を混合したもの、また電解質として、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 、ＬｉＣＦ3 ＣＯ2 、ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＳｂＦ6 、ＬｉＢ10Ｃｌ10、低級脂肪族カルボン酸リチウム、ＬｉＡｌＣｌ4 、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、クロロボランリチウム、四フェニルホウ酸リチウムの１種以上の塩を溶解したものが好ましい。特にプロピレンカーボネートあるいはエチレンカーボネートと１、２−ジメトキシエタン及び／あるいはジエチルカーボネートとの混合溶媒にＬｉＣＦ3 ＳＯ3 、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＢＦ4 、及び／あるいはＬｉＰＦ6 を溶解したものが好ましく、特に、少なくともエチレンカーボネートとＬｉＰＦ6 を含むことが好ましい。
【００７７】
有底電池外装缶は、材質として、ニッケルメッキを施した鉄鋼板、ステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｌ，ＳＵＳ３０４Ｎ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４４４等）、ニッケルメッキを施したステンレス鋼板（同上）、アルミニウムまたはその合金、ニッケル、チタン、銅であり、形状として、真円形筒状、楕円形筒状、正方形筒状、長方形筒状である。特に、外装缶が負極端子を兼ねる場合は、ステンレス鋼板、ニッケルメッキを施した鉄鋼板が好ましく、外装缶が正極端子を兼ねる場合は、ステンレス鋼板、アルミニウムまたはその合金が好ましい。
【００７８】
ガスケットは、材質として、オレフィン系ポリマー、フッ素系ポリマー、セルロース系ポリマー、ポリイミド、ポリアミドであり、耐有機溶媒性及び低水分透過性を有するオレフィン系ポリマーが好ましく、特にプロピレン主体のポリマーが好ましい。さらに、プロピレンとエチレンのブロック共重合ポリマーであることが好ましい。
【００７９】
電池は必要に応じて外装材で被覆される。外装材としては、熱収縮チューブ、粘着テープ、金属フィルム、紙、布、塗料、プラスチックケース等がある。また、外装の少なくとも一部に熱で変色する部分を設け、使用中の熱履歴がわかるようにしても良い。
【００８０】
電池は必要に応じて複数本を直列及び／または並列に組み電池パックに収納される。電池パックには正温度係数抵抗体、温度ヒューズ、ヒューズ及び／または電流遮断素子等の安全素子の他、安全回路（各電池及び／または組電池全体の電圧、温度、電流等をモニターし、必要なら電流を遮断する機能を有す回路）を設けても良い。また電池パックには、組電池全体の正極及び負極端子以外に、各電池の正極及び負極端子、組電池全体及び各電池の温度検出端子、組電池全体の電流検出端子等を外部端子として設けることもできる。また電池パックには、電圧変換回路（ＤＣ−ＤＣコンバータ等）を内蔵しても良い。また各電池の接続は、リード板を溶接することで固定しても良いし、ソケット等で容易に着脱できるように固定しても良い。さらには、電池パックに電池残存容量、充電の有無、使用回数等の表示機能を設けても良い。
【００８１】
電池は様々な機器に使用される。特に、ビデオムービー、モニター内蔵携帯型ビデオデッキ、モニター内蔵ムービーカメラ、コンパクトカメラ、一眼レフカメラ、使い捨てカメラ、レンズ付きフィルム、ノート型パソコン、ノート型ワープロ、電子手帳、携帯電話、コードレス電話、ヒゲソリ、電動工具、電動ミキサー、自動車等に使用されることが好ましい。
【００８２】
【実施例】
以下に具体例を挙げ、本発明をさらに詳しく説明するが、発明の主旨を越えない限り、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００８３】
実施例−１
（負極シートの作製）
負極材料としてＳｎＢ0.5 Ｐ0.5 Ｏ3 を７７．５重量％、鱗片状黒鉛を１７．０１重量％、酢酸リチウムを０．９４重量％、更に結着剤としてポリフッ化ビリニデンを３．７８重量％およびカルボキシメチルセルロースを０．７７重量％加え、水を媒体として混練して、負極合剤層用スラリーを作製した。
【００８４】
図７（Ａ）及び図５に示すように、厚さ１８μｍの銅箔（負極集電体）２６の両面に、幅１８ｍｍ（Ｌ５＋Ｌ８）の剥離用テープ４１を４４３ｍｍ（Ｌ９）間隔に貼り付けた。該スラリーをこの銅箔２６の両面に、エクストルージョン法により幅５００ｍｍの塗布を行い、乾燥した。乾燥後剥離テープ４１を引き剥がし、集電体の露出部を形成した。乾燥後の合剤２７ａの厚みＴ３は集電体２６を除き９０μｍであった。その後、ローラープレス機により合剤２７の厚みＴ６を集電体２６を除き７８μｍに圧縮成型した。その後２３０℃で２０分間熱処理をし、室温に戻した後、５７．５ｍｍ幅にスリットした。
【００８５】
この電極の集電体露出部にニッケル製の負極リード３１を４０ｋＨｚで超音波溶接した。その後、負極リード３１と集電体露出部を覆うように幅１５ｍｍのポリプロピレン製保護テープ３０ａを電極を幅方向に覆うように貼り付け、リード溶接端部から５ｍｍの位置で切断し、負極シートを作成した。
【００８６】
（正極シートの作製）
正極材料として、ＬｉＣｏＯ2 を９２．７１重量％、アセチレンブラックを３．２６重量％、炭酸水素ナトリュウムを０．９３重量％、さらに結着剤としてポリビニリデンフロライドを１重量％、エチルヘキシルアクリレートを主体とするエチルヘキシルアクリレートとアクリル酸との共重合体を１．６６重量％、カルボキシメチルセルロースを０．４４重量％加え、水を媒体として混練して得られたスラリーを厚さ２０μｍのアルミニウム箔（集電体）の両面に塗布した。塗布は間欠的に行い、長さ４０３ｍｍの合剤塗布部と、３３ｍｍの未塗布部が交互に繰り返すようにした。
【００８７】
乾燥した後、プレスローラーで成形し集電体を除く電極の厚みが１９０μｍの正極シートを作製した。この正極シートを２４０℃で２０分間熱処理し、室温に戻した後５６ｍｍ幅にスリットした。合剤端部から３ｍｍの位置で切断し正極シートを作成した。図７（Ａ）に示すように、集電体２３の露出部の先端から５ｍｍの位置に、１００μｍ厚み、４ｍｍ幅のアルミニウムリード２４を超音波溶接した。
【００８８】
（シリンダー電池の組立）
上記負極シートおよび正極シートを露点−４０℃以下の乾燥空気中で２３０℃３０分間脱水乾燥した。さらに、図６に示すように、脱水乾燥済み正極シート（８）、幅６０．５ｍｍ、長さ６００ｍｍの微多孔性ポリプロピレンフィルムセパレーター（セルガード２４００）、脱水乾燥済み負極シート（９）およびセパレーター（１０）の順で積層し、これを巻き込み機で渦巻き状に巻回した。図７（Ａ）に示すように、この時巻回群の中心付近の正極リード２４部分には負極先端の保護テープ３０ａ部分が対向するように配置した。
【００８９】
この巻回体を負極端子を兼ねるニッケルメッキを施した鉄製の有底シリンダー型電池缶（１１）に収納した。さらに、１リットル当たりＬｉＰＦ6 とＬｉＢＦ4 を各々０．９，０．１ｍｏｌ含有し、溶媒がエチレンカーボネート、ブチレンカーボネートとジメチルカーボネートの容量比が２：２：６である混合液からなる電解質を電池缶に注入した。正極端子を有する電池蓋（１２）をガスケット（１３）を介してかしめて、直径１７ｍｍ、高さ６７ｍｍのシリンダー型電池Ａを作製した。なお、正極端子（１２）は正極シート（８）と、電池缶（１１）は負極シート（９）とあらかじめリード端子により接続した。なお、（１４）は安全弁である。
【００９０】
上記の電池Ａと同様にして、シリンダ型電池Ｂを作製した。電池Ｂは、負極シート先端の保護テープ３０ａがない点を除けば、電池Ａと同じである。
【００９１】
図７（Ｂ）に示すように、電池Ａと同様な方法によりシリンダ型電池Ｃを作製した。電池Ｃは、負極集電体２６の先端まで両面に負極合剤２７が塗布され、負極合剤２７の先端付近において正極シートに対向する面に保護テープ３０ａが貼り付けられている。その他は、電池Ａのものと同じである。
【００９２】
図７（Ｃ）に示すように、電池Ａと同様な方法によりシリンダ型電池Ｄを作製した。電池Ｄは、負極集電体２６の先端まで両面に負極合剤２７が塗布され、負極シートの先端付近には保護テープが貼られていない。正極シート及びセパレータは、電池Ａのものと同じであるが、電池Ｄは負極シートがセパレータ２１を挟んで正極集電体２３上の正極リードと対向していない。すなわち、負極シートが正極シートよりも短い。
【００９３】
図７（Ｄ）に示すように、電池Ａと同様な方法によりシリンダ型電池Ｅを作製した。電池Ｅは、電池Ｃ（図７（Ｂ））に比べ、保護テープを貼る位置のみが異なる。電池Ｅでは、負極シート上に保護テープを貼らずに、正極集電体２３上の正極リード２４が接合されている部分において、負極シートに対向する面に保護テープ３０ｃを貼り付けた。
【００９４】
上記の電池Ａ〜Ｅを用い、４．３Ｖまで充電した後、５０℃で１ヶ月保存した。保存後、２．７Ｖまで放電した。この時の内部短絡の有無と放電容量の評価結果を〔表１〕に示す。内部短絡は、○印が内部短絡が生じなかったことを示し、×印が内部短絡が生じたことを示す。放電容量は、電池Ａに対する相対値で示す。
【００９５】
【表１】

Figure 0003687251
【００９６】
電池Ｄ（図７（Ｃ））は、負極先端が正極リードの部分に対向しておらず、負極シートが正極シートに比べて短いため、放電容量が少し小さくなった。電池Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｅは、負極先端が正極リードの部分に対向しており、負極シートが電池Ｄに比べ長いため、放電容量が大きくなった。
【００９７】
電池Ｂは、正極リードに対応する部分に保護テープが貼られていないので、内部短絡が起こってしまった。電池Ａ、Ｃ、Ｅは、正極リードに対応する負極シート又は正極シート等の部分に保護テープを貼ってあるので、内部短絡を防止することができた。
【００９８】
電池は、負極先端が正極リードの部分に対向しており、かつ正極リードに対応する負極シート又は正極シート等の部分に保護テープを貼ってあることが好ましい。これらの条件を備えた電池Ａ、Ｃ、Ｅは内部短絡がなく、高放電容量を得ることができた。保護テープを貼る位置は、正極リードに対応する部分であればよく、正極シートや負極シートの他、セパレータ上に貼ってもよい。また、電極シートにおいては、集電体上でなくても電極合剤上でもよい。
【００９９】
【発明の効果】
本発明のように、正極、セパレータ、負極のうちの少なくとも１ヶ所の正極リードに対向する部分に絶縁性の被覆を施すことにより、内部短絡を起こしにくく、高容量でサイクル特性の優れた電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による電極巻回群の断面図である。
【図２】従来技術による電極巻回群の断面図である。
【図３】正極シートと負極シートの表面図である。
【図４】電極巻回群の上面図である。
【図５】負極シートの製造工程を示す図である。
【図６】実施例に使用したシリンダー型電池の断面図を示したものである。
【図７】実施例に使用した電極シートの構成を示す図である。
【符号の説明】
８ 正極シート
９ 負極シート
１０ セパレータ
１１ 電池缶
１２ 電池蓋
１３ ガスケット
１４ 安全弁
１５ 電解液
１６ ＰＴＣ素子
２０ 巻芯
２１、２２ セパレータ
２３ 正極集電体
２４ 正極リード
２５ 正極合剤
２６ 負極集電体
２７ 負極合剤
３０ 絶縁性材料
３１ 負極リード
３５ 正極シート
３６ 負極シート
４１ テープ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a secondary battery with stable performance and a method for manufacturing the same, and more particularly to a secondary battery that is less likely to cause an internal short circuit and has excellent cycle characteristics and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in the field of secondary batteries, lithium batteries having a higher capacity than other batteries have attracted attention, and the secondary battery market has been growing significantly. This lithium secondary battery is manufactured by inserting an electrode group in which positive and negative electrodes and a separator are wound or laminated into a battery can, injecting an electrolyte, and then sealing the battery. An electrode group wound or laminated via a separator is liable to cause an internal short circuit due to damage to the separator. For this reason, as described in JP-A-4-109551 and JP-A-7-320770, electrode leads are arranged at the center of the winding group and the outermost periphery of the winding group, The joint portion is devised to prevent electrodes having different polarities from facing each other.
[0003]
FIG. 2 shows the configuration of the electrode winding group according to the prior art.
The winding core 20 is sandwiched so that the end portions of the two sheet-like separators 21 and 22 that overlap each other are folded back. In the positive electrode current collector 23, the positive electrode mixture 25 is applied to both surfaces of the central portion, and the positive electrode mixture is not applied to both surfaces in the vicinity of the tip CT. The positive electrode lead 24 is bonded to a portion on the positive electrode current collector 23 where the positive electrode mixture is not applied. The negative electrode current collector 26 is coated with the negative electrode mixture 27 on both surfaces of the central portion, and the negative electrode mixture is not coated on both surfaces in the vicinity of the tip CT.
[0004]
The positive electrode current collector 23 is wound between the core 20 and the separator 21. The negative electrode current collector 26 is wound between the two separators 21 and 22. The tip CT of the negative electrode current collector 26 is disposed away from the positive electrode lead 24 by a length L0 in the winding direction. That is, the negative electrode current collector 26 does not exist on the opposite side of the positive electrode current collector 23 where the positive electrode lead 24 is bonded to the separator 21. When the positive electrode lead 24 is joined to the positive electrode current collector 23, burrs may occur and the separator 21 facing the positive electrode lead 24 may be damaged. Even if the separator 21 is damaged at that portion, there is another separator 22 next, and then the positive electrode sheet is disposed, so that the positive electrode current collector 23 and the negative electrode current collector 26 are short-circuited. There is no.
[0005]
However, although the above-described electrode winding group is effective in reducing internal short-circuiting, there are problems such as loss of battery capacity, which is not sufficient. That is, since the negative electrode sheet is shorter than the positive electrode sheet, the loss of battery capacity is increased.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The subject of this invention is providing the secondary battery which is hard to raise | generate an internal short circuit, and was excellent in cycling characteristics with the high capacity | capacitance, or its manufacturing method.
[0007]
  According to one aspect of the present invention, a sheet-like positive electrode in which a mixture layer is applied on a current collector and a sheet-like negative electrode in which a mixture layer is applied on a current collector are opposed to each other with a separator interposed therebetween. A non-aqueous secondary battery having a wound electrode group in which a wound electrode group is formed by joining a positive electrode lead to a current collector exposed portion near the tip of the sheet-like positive electrode on the winding group center side The positive electrode portion to which the electrode is bonded is opposed to the winding center side tip of the negative electrode through the separator, and the outer surface of the negative electrode current collector is a mixture layer from the winding group center side tip to the vicinity of the outer periphery side tip. Of the positive electrode portion to which the positive electrode lead is bonded, the positive electrode surface facing the negative electrode end portion, the negative electrode end surface facing the positive electrode portion to which the positive electrode lead is bonded, and the positive electrode lead are bonded. Of the separator between the positive electrode portion and the negative electrode end facing the positive electrode portion Wherein the insulating coating on at least one place of the surface facing the one is applied.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, although the preferable aspect of this invention is demonstrated, this invention is not limited to these.
[0009]
(1) A sheet-like positive electrode in which a mixture layer is applied on a current collector and a sheet-like negative electrode in which a mixture layer is applied on a current collector are opposed to each other via a separator, and wound to form a wound electrode group A non-aqueous secondary battery having a wound electrode group in which a positive electrode lead is joined to a current collector exposed portion near the tip of the wound group center side of the sheet-like positive electrode, and the positive electrode portion to which the positive electrode lead is joined Facing the tip of the negative electrode winding group through the separator, and the positive electrode surface of the positive electrode portion to which the positive electrode lead is bonded, the positive electrode surface to which the positive electrode lead is bonded, Insulating at least one portion of the surface of the opposing negative electrode end, the positive electrode portion where the positive electrode lead is joined, and the portion of the separator between the negative electrode end facing the positive electrode or negative electrode Non-aqueous secondary characterized by being coated with Pond.
[0010]
(2) The non-aqueous solution according to item 1, wherein the insulating coating is applied to the surface of the positive electrode facing the end of the negative electrode in the positive electrode portion to which the positive electrode lead is joined. Secondary battery.
[0011]
(3) The insulating coating is applied to the surface facing either the positive electrode or the negative electrode in the portion of the separator between the positive electrode portion to which the positive electrode lead is bonded and the negative electrode end facing the positive electrode portion. The nonaqueous secondary battery according to Item 1, wherein the nonaqueous secondary battery is.
[0012]
(4) The nonaqueous secondary battery according to item 1, wherein the insulating coating is provided on the surface of the end of the negative electrode facing the positive electrode portion to which the positive electrode lead is joined. .
[0013]
(5) The sheet-like negative electrode has an electrode mixture coating portion and an exposed portion on a current collector, and the negative electrode end portion to which the insulating coating is applied is an exposed portion of the current collector Item 5. A nonaqueous secondary battery according to item 4.
[0014]
(6) The nonaqueous secondary battery according to any one of (1) to (5), wherein the insulating coating is an insulating tape.
[0015]
(7) A step of alternately forming an electrode mixture coated portion and an uncoated portion on a current collector, a step of bonding a negative electrode lead to the uncoated portion, and applying a protective tape on the bonded negative electrode lead The manufacturing method of the negative electrode including the process and the process of cut | disconnecting the part in which only this protective tape on a collector exists.
[0016]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The sheet-like positive electrode and negative electrode are formed by applying an electrode mixture composed of an active material related to an electrode reaction or a holding body thereof, a conductive agent, a binder and the like on a metal foil such as aluminum or copper. The electrode mixture is applied to one side or both sides of the current collector, but a form applied to both sides is preferable. These electrode sheets preferably have an exposed portion of the current collector in order to join the electrode lead to the current collector. The current collector exposed portion may be an electrode mixture uncoated portion or may be formed by peeling off the electrode mixture after application.
[0017]
A structure in which the electrode lead is in the center of the sheet-like electrode is not preferable, and the electrode lead is preferably installed at the end. Furthermore, the positive electrode lead is preferably positioned at the center side end of the winding group of the positive electrode sheet, and the negative electrode lead is preferably positioned at the outer peripheral side end of the winding group.
[0018]
FIG. 1 shows a configuration of an electrode winding group according to an embodiment of the present invention.
The core 20 has a diameter of, for example, 3.5 mm, and is sandwiched so that the vicinity of one end of the two sheet-like insulating separators 21 and 22 is folded. In the positive electrode current collector 23, the positive electrode mixture 25 is applied to both surfaces of the central portion, and the positive electrode mixture is not applied to both surfaces in the vicinity of the tip CT. The positive electrode lead 24 is bonded to a portion on the positive electrode current collector 23 where the positive electrode mixture is not applied. The negative electrode current collector 26 is coated with the negative electrode mixture 27 on both surfaces of the central portion, and the negative electrode mixture is not coated on both surfaces in the vicinity of the tip CT.
[0019]
The positive electrode current collector 23 is wound between the core 20 and the separator 21. The negative electrode current collector 26 is wound between the two separators 21 and 22. A positive electrode lead 24 is joined to the surface on the core 20 side of the portion of the positive electrode current collector 23 where the tip CT of the negative electrode current collector 26 faces with the separator 21 in between. That is, the portion of the positive electrode current collector 23 where the positive electrode lead 24 is bonded faces the end portion of the tip CT of the negative electrode current collector 26 with the separator 21 in between.
[0020]
When the positive electrode lead 24 is joined to the positive electrode current collector 23, burrs may occur, and the separator 21 facing the positive electrode lead 24 may be damaged. For example, the separator 21 has a thickness of 30 μm, and the positive electrode current collector 23 has a thickness of 20 μm. If the separator 21 is damaged at that portion, the positive electrode current collector 23 and the negative electrode current collector 26 are short-circuited. In order to avoid such a short circuit, the following measures are taken.
[0021]
(1) The surface of the positive electrode current collector 23 facing the peripheral part of the tip CT of the negative electrode sheet 36 with the separator 21 sandwiched between the portions of the positive electrode current collector 23 to which the positive electrode lead 24 is bonded is covered with an insulating material 30c. To do.
[0022]
(2) Either the positive electrode sheet 35 or the negative electrode sheet 36 among the portions of the separator 21 between the portion of the positive electrode current collector 23 to which the positive electrode lead 24 is bonded and the peripheral portion of the tip CT of the negative electrode sheet 36 facing the positive electrode current collector 23 The surface facing the surface is covered with an insulating material 30b.
[0023]
(3) The surface of the peripheral portion of the tip CT of the negative electrode sheet 36 opposed to the portion of the positive electrode current collector 23 to which the positive electrode lead 24 is bonded with the separator 21 interposed therebetween is covered with an insulating material 30a. The insulating material 30a is preferably provided on the exposed portion of the negative electrode current collector 26, but the negative electrode mixture may be provided up to the tip CT of the negative electrode current collector 26 and the insulating material may be provided on the negative electrode mixture.
[0024]
It is sufficient to apply one of the above three means. However, the three means may be arbitrarily combined to ensure short circuit prevention. To coat with an insulating material, resin may be applied or applied, or an insulating tape may be applied. The insulating materials 30a, 30b, and 30c are preferably adhesive insulating tapes.
[0025]
If the positive electrode current collector 23 is covered with the insulating material 30c, the burrs of the positive electrode lead 24 are protected by the insulating material 30c, and the separator 21 is not damaged. By avoiding the breakage of the separator 21, a short circuit between the positive electrode 35 and the negative electrode 36 can be prevented.
[0026]
If the negative electrode current collector 26 is covered with the insulating material 30a, even if the burr of the positive electrode lead 24 penetrates the separator 21, it is protected by the insulating material 30a. Since the contact between the burr of the positive electrode lead 24 and the negative electrode current collector 26 can be avoided, a short circuit between the positive electrode 35 and the negative electrode 36 can be prevented.
[0027]
Even when the insulating material 30 b is coated on any surface of the separator 21, the same action as described above occurs, and a short circuit between the positive electrode 35 and the negative electrode 36 can be prevented.
[0028]
FIG. 3 shows the positional relationship between the positive electrode sheet and the negative electrode sheet facing it. FIG. 1 shows only a part on the core side of the electrode winding group. FIG. 3 shows an overall view of the positive electrode sheet 35 and the negative electrode sheet 36.
[0029]
In the positive electrode current collector 23, a positive electrode mixture is applied to a portion having a length L1 from the tip CT on the center side (core side) of the winding group and a portion having a length L10 from the tip OT on the outer side of the winding side. First, the positive electrode mixture 25 is applied to both surfaces of the central portion of the length L4. L4 is determined by the relationship with the negative electrode and is, for example, 403 mm. For example, the positive electrode mixture 25 is applied to both surfaces of the positive electrode current collector 23 by 130 μm. The total length of the positive electrode current collector 23 is L1 + L4 + L10. The positive electrode lead 24 is joined on the positive electrode current collector 23 from a position having a length L2 (preferably 2 to 10 mm, for example, 5 mm) from the tip CT on the winding group center side. That is, it joins on the positive electrode electrical power collector 23 in which the positive mix is not apply | coated. The width of the positive electrode lead 24 in the longitudinal direction of the positive electrode sheet 35 is L3 (preferably 2 to 6 mm, for example, 4 mm). The width of the positive electrode current collector 23 is Wp (for example, 56 mm). In addition, the position of the mixture applied to one surface and the other surface of the positive electrode current collector 23 may be shifted. The amount of deviation is preferably 5 mm or less.
[0030]
In the negative electrode current collector 26, the negative electrode mixture is not applied to the portion having the length L8 from the tip CT on the center side of the winding group and the portion having the length L5 from the tip OT outside the winding group. A negative electrode mixture 27 is applied to the central portion of the substrate. The negative electrode mixture 27 is applied to both surfaces of the negative electrode current collector 26 by 45 μm, for example. In addition, the position of the mixture applied to one surface and the other surface of the negative electrode current collector 26 may be shifted. The amount of deviation is preferably 5 mm or less. For example, the negative electrode mixture may be applied to the back surface (outer surface) of the negative electrode current collector 26 at a length L8 + L9 from the tip CT inside the winding group. The total length of the negative electrode current collector 26 is L8 + L9 + L5. The width of the negative electrode current collector 26 is Wn (for example, 57.5 mm). L9 is, for example, 443 mm. It is desirable that Wp and Wn and L4 and L9 always satisfy Wp <Wn and L4 <L9.
[0031]
The negative electrode lead 31 is joined on the negative electrode current collector 26 from a position of a length L6 (2 to 10 mm, for example, 4 mm) from the tip OT outside the winding group. That is, it joins on the negative electrode electrical power collector 26 with which the negative mix is not apply | coated. The width of the negative electrode lead 31 in the longitudinal direction of the negative electrode sheet 36 is L7.
[0032]
The tip CT on the winding group center side of the negative electrode current collector 26 faces the portion of the positive electrode current collector 23 to which the positive electrode lead 24 is joined. For example, a short circuit between the positive electrode sheet 35 and the negative electrode sheet 36 can be prevented by covering the peripheral portion of the tip CT of the negative electrode current collector 26 with an insulating material.
[0033]
The tip OT on the outer side of the winding group of the positive electrode current collector 23 faces the portion of the negative electrode mixture 27 applied on the negative electrode current collector 26. By covering the surface of the negative electrode lead 31 facing the positive electrode sheet 35 (the surface on the near side in the figure) with an insulating material, a short circuit between the positive electrode sheet 35 and the negative electrode sheet 36 can be prevented.
[0034]
The length L8 of the current collector exposed portion on the inner peripheral side of the negative electrode is preferably within 10 mm, particularly preferably within 6 mm, from the tip CT which is the center side of the winding group of the negative electrode. The length L5 of the exposed portion on the outer peripheral side of the negative electrode current collector is preferably within 20 mm from the tip OT on the outer peripheral side of the negative electrode winding group, and particularly preferably 10 to 15 mm.
[0035]
The length L1 of the current collector exposed portion on the inner peripheral side of the positive electrode is preferably 10 to 40 mm, particularly preferably 20 to 35 mm, from the tip CT that is the center side of the winding group of the positive electrode. Further, the length L10 of the exposed portion on the outer peripheral side of the positive electrode current collector is preferably within 10 mm from the tip OT on the outer peripheral side of the winding group of the positive electrode, and particularly preferably within 5 mm.
[0036]
As shown in FIG. 1, when the positive electrode sheet 35, the negative electrode sheet 36, and the separators 21 and 22 are wound around the core 20, the winding group shown in FIG. 4 is formed. The positive electrode lead 24 is disposed in the vicinity of the center of the winding group (a peripheral portion of the tip CT of the positive electrode sheet), and the negative electrode lead 31 is disposed in the outer portion of the winding group (a peripheral portion of the tip OT of the negative electrode sheet). Thereby, the contact of the positive electrode lead 24 and the negative electrode lead 31 can be prevented. The negative electrode lead 31 is bonded to the inner surface (center side of the winding group) of the negative electrode current collector. By covering the inner surface of the negative electrode lead 31 with an insulating material, a short circuit between the positive electrode and the negative electrode can be prevented. The negative electrode lead 31 may be bonded to the outer surface of the negative electrode current collector.
[0037]
The shape of the electrode lead varies depending on the shape of the battery, but in the case of a cylindrical or rectangular battery that uses a sheet-like electrode wound, the thickness is 0.03 to 1 mm, more preferably 0.05 to 0.3 mm, and the width. A metal piece of 1.5 to 10 mm, more preferably 2 to 5 mm is used.
[0038]
The material depends on the type of electrode current collector to be joined. When the current collector is a metal foil such as stainless steel, nickel, aluminum, titanium, or copper, it is necessary to select a material that can be welded thereto.
[0039]
When the positive electrode current collector is an aluminum foil, the positive electrode lead 24 is preferably aluminum or an aluminum alloy. The aluminum content in the aluminum or aluminum alloy is preferably 99.3% or more and 99.99% or less. Examples of contained elements other than aluminum include silicon, iron, copper, manganese, magnesium, and zinc. When the negative electrode current collector is a copper foil, the negative electrode lead 31 is preferably nickel, nickel-plated steel, copper, or nickel-plated copper.
[0040]
FIG. 5 shows a manufacturing process of the negative electrode sheet. Since the positive electrode sheet can be manufactured in the same manner as the negative electrode sheet, the manufacturing process of the negative electrode sheet will be described as an example.
[0041]
(1) Tape application
As shown in FIG. 5A, the tape 41 is periodically attached to both surfaces of the negative electrode current collector 26 at intervals of a length L9. 5A to 5E show only a part of the negative electrode current collector 26 in a simplified manner because the size of the drawings is limited. The tape 41 needs to be peelable for a later process. The length of the tape 41 can be set to a preferable length for making the current collector exposed portion. For example, the length is L5 (for example, 13 mm) + L8 (for example, 5 mm). The lengths L5 and L8 are the sum of the lengths of the uncoated portions of the negative electrode current collector 26 as shown in FIG. The interval L9 of the tape 41 is the length of the coating portion on the negative electrode current collector 26 as shown in FIG. The thickness of the negative electrode current collector 26 is T1 (for example, 18 μm), and the thickness of the tape 41 is T2 (for example, 10 to 30 μm). The negative electrode current collector 26 is, for example, a copper foil, and has a width (length in the depth direction in the drawing) of 400 to 1600 mm.
[0042]
(2) Application and drying process
As shown in FIG. 5B, a negative electrode mixture 27a is applied to the entire surface of both surfaces of the negative electrode current collector 26 by an extrusion method or the like. FIG. 5B shows the case where the negative electrode mixture 27 a is applied to both surfaces of the negative electrode current collector 26, but the negative electrode mixture may be applied only to one surface of the negative electrode current collector 26. In that case, you may stick a tape only to the single side | surface of a negative electrode electrical power collector at a previous process. After application, the negative electrode sheet is dried. The thickness of the single-sided negative electrode mixture 27a after drying is T3 (for example, 45 μm).
[0043]
(3) Tape peeling and pressing process
By peeling the tape 41 from the negative electrode current collector 26, the negative electrode mixture 27 having a length L9 is periodically left on the negative electrode current collector 26 as shown in FIG. That is, the negative electrode mixture on the tape 41 is peeled off together with the tape 41. Thereafter, the negative electrode sheet is pressed in the thickness direction by a press roller. The thickness of the negative electrode mixture 27 is compressed to T6 (for example, 39 μm).
[0044]
(4) Heat treatment process
Water and volatile components are removed from the negative electrode sheet by heating the negative electrode sheet. When the negative electrode sheet is used for a non-aqueous secondary battery, it is important to remove moisture from the negative electrode sheet.
[0045]
(5) Slit process
For example, a negative electrode sheet having a width of 500 mm is slit into a plurality of negative electrode sheets having a width of 57.5 mm, for example, in accordance with the size of the battery. That is, the slit is made in the plane direction parallel to the plane of the drawing.
[0046]
(6) Lead joining process
As shown in FIG. 5D, on the negative electrode current collector 26, it is separated from the left end of the negative electrode mixture 27 by a length L6 (for example, 5 mm) + L8 (for example, 5 mm) and long from the right end of the adjacent negative electrode mixture 27. A plurality of leads 31 are periodically joined in the length direction of the negative electrode sheet at positions separated by a length L13 (for example, 4 mm). For example, the lead 31 is joined to the negative electrode current collector 26 by ultrasonic welding, laser welding, resistance welding, or the like. In ultrasonic welding, 20 kHz to 60 kHz is preferable. The lengths L6 and L8 correspond to the lengths shown in FIG. The lead 31 is nickel having a length L7 (for example, 4 mm) and a thickness of T4 (for example, 100 μm).
[0047]
(7) Insulating material coating process
The insulating material is preferably an insulating tape. As the insulating tape, a known material can be used as long as it does not have conductivity. As the base material of the tape, a tape-shaped resin material such as paper, polyolefin such as polyethylene and polypropylene, polyester such as polyvinyl chloride and polyethylene terephthalate, polyimide, polyamide and polyphenylene sulfide can be used. A known adhesive can be used for the tape. The tape has a substrate thickness of 10 to 100 μm, more preferably 20 to 50 μm, and a thickness T5 including an adhesive of 30 to 120 μm is preferable, and a thickness of 40 to 70 μm is particularly preferable.
[0048]
A resin used for the tape base material dissolved in an organic solvent may be applied on the current collector. The thickness after removing the solvent is preferably 30 to 120 μm.
[0049]
As shown in FIG. 5E, a plurality of insulating tapes 30a are periodically pasted in the length direction of the negative electrode sheet so as to cover the uncoated portion of the negative electrode current collector 26 and the negative electrode lead 31. Specifically, the right end of the insulating tape 30a and the left end of the negative electrode mixture 30a are separated by a length L12 (for example, about 2 mm). The left end of the insulating tape 30a and the right end of the adjacent negative electrode mixture 27 are separated by a length L11 (for example, about 1 mm). The length of the insulating tape 30a is about 15 mm. The thickness of the insulating tape 30a is T5 (for example, 55 μm), and is preferably a value close to the thickness T6 of the negative electrode mixture 27. This is to eliminate a large step near the boundary between the insulating tape 30a and the negative electrode mixture 27. The length of the insulating tape 30a is longer than the length L7 of the negative electrode lead 31.
[0050]
(8) Negative electrode sheet cutting process
As shown in FIG. 5 (E), the negative electrode sheet is cut at a cutting point BP located at a length L8 (for example, 5 mm) from the left end of the negative electrode mixture 27, whereby one negative electrode sheet having a length L8 + L9 + L5 is obtained. Divided. The cut part BP is a part where only the insulating tape 30a is pasted on the negative electrode current collector, and is a part where neither the negative electrode mixture nor the negative electrode lead exists. The left end of the negative electrode sheet corresponds to the front end on the center side of the winding group, and the right end of the negative electrode sheet corresponds to the front end on the outside of the winding group. The insulating tape 30a affixed around the left end of the negative electrode sheet corresponds to the insulating material 30a shown in FIG. 1 and can prevent contact between the positive electrode lead and the negative electrode sheet. The insulating tape 30a affixed around the right end of the negative electrode sheet covers the negative electrode lead 31 and can prevent contact between the negative electrode lead and the positive electrode sheet.
[0051]
Note that the negative electrode current collector including the coated portion and the uncoated portion illustrated in FIG. 5C may be formed by intermittently coating a negative electrode mixture on the negative electrode current collector.
[0052]
Although the manufacturing process of the negative electrode sheet has been described above, the positive electrode sheet can be manufactured in the same manner. However, if the insulating tape is applied to the negative electrode sheet, it is not necessary to apply the insulating tape to the positive electrode sheet.
[0053]
FIG. 6 is a cross-sectional view of a cylinder type battery. The battery shape can be applied to either cylinder or corner. The battery is formed by inserting the electrode sheets 8 and 9 wound together with the separator 10 into the battery can 11, electrically connecting the battery can 11 and the negative electrode sheet 9, and injecting and sealing the electrolytic solution 15. The battery lid 12 has a positive electrode terminal, and is fitted into the upper opening of the battery can 11 via the gasket 13. The electrode sheet 8 is electrically connected to the battery lid 12. At this time, the safety valve 14 can be used as a sealing plate. Furthermore, it is preferable to use a PTC (positive temperature coefficient) element 16 in order to guarantee the safety of the battery.
[0054]
The constituent materials of the electrodes (positive electrode and negative electrode) will be described below. The electrode includes a positive electrode formed by applying a positive electrode mixture containing a positive electrode active material on a current collector, and a negative electrode formed by applying a negative electrode mixture containing a negative electrode material on the current collector. A form having a diffusion control layer described later is preferable. Moreover, the structure which has a lithium metal thin film on the mixture of a positive electrode or a negative electrode, or a diffusion control layer is especially preferable. The electrode mixture is mainly obtained from a compound capable of inserting and releasing lithium, such as a positive electrode active material and a negative electrode material, and is obtained by mixing and dispersing a conductive material, a binder, and the like.
[0055]
The active material in the positive electrode may be any material that can insert and release light metals, but is preferably a lithium-containing transition metal oxide, more preferably LixCoO2 , LixNiO2 , LixCoaNi1-aO2 , LixCobV1-bOz, LixCobFe1-bOz, LixMn2 OFour , LixMnO2 , LixMn2 OThree , LixMnbCo2-bOz, LixMnbNi2-bOz, LixMnbV2-bOz, LixMnbFe1-bOz(Where x = 0.05 to 1.2, a = 0.1 to 0.9, b = 0.8 to 0.98, z = 1.5 to 5).
[0056]
Hereinafter, the light metal referred to in the present specification is an element belonging to Group 1A (excluding hydrogen) and Group 2A of the periodic table, preferably lithium, sodium, or potassium, and particularly preferably lithium.
[0057]
The active material in the negative electrode may be any material that can insert and release light metals, but preferably graphite (natural graphite, artificial graphite, vapor-grown graphite), coke (coal or petroleum), and burned organic polymer (polyacrylonitrile). Resin, fiber, furan resin, cresol resin, phenol resin), calcined mesophase pitch, metal oxide, metal chalcogenide, lithium-containing transition metal oxide and chalcogenide.
[0058]
In particular, an oxide or chalcogenide made of Ge, Sn, Pb, Bi, Al, Ga, Si, or Sb alone or a combination thereof is preferable. Furthermore, SiO known as a network former in these2 , B2 OThree , P2 OFive , Al2 OThree , V2 OFive Those made amorphous by adding such as are particularly preferred. These may be of stoichiometric composition or non-stoichiometric compounds.
[0059]
Although the following can be mentioned as a preferable example of these compounds, It is not limited to these.
[0060]
GeO, GeO2 , SnO, SnO2 , SnSiOThree , PbO, SiO, Sb2 OFive , Bi2 OThree , Li2 SiOThree , LiFour Si2 O7 , Li2 GeOThree , SnAl0.4B0.5P0.5K0.1O3.65, SnAl0.4B0.5P0.5Cs0.1O3.65, SnAl0.4B0.5P0.5K0.1Ge0.05O3.85, SnAl0.4B0.5P0.5K0.1Mg0.1Ge0.02O3.83, SnAl0.4B0.4P0.4Ba0.08O3.28, SnAl0.5B0.4P0.5Mg0.1F0.2O3.65, SnAl0.4B0.5P0.5Cs0.1Mg0.1F0.2O3.65, SnB0.5P0.5Cs0.05Mg0.05F0.1O3.03, Sn1.1Al0.4B0.4P0.4Ba0.08O3.34, Sn1.2Al0.5B0.3P0.4Cs0.2O3.5, SnSi0.5Al0.2B0.1P0.1Mg0.1O2.8, SnSi0.5Al0.3B0.4P0.5O4.30, SnSi0.6Al0.1B0.1P0.1Ba0.2O2.95, SnSi0.6Al0.4B0.2Mg0.1O3.2, Sn0.9Mn0.3B0.4P0.4Ca0.1Rb0.1O2.95, Sn0.9Fe0.3B0.4P0.4Ca0.1Rb0.1O2.95, Sn0.3Ge0.7Ba0.1P0.9O3.35, Sn0.9Mn0.1Mg0.1P0.9O3.35, Sn0.2Mn0.8Mg0.1P0.9O3.35
[0061]
Furthermore, the negative electrode material can be used by inserting a light metal, particularly lithium. The lithium insertion method is preferably an electrochemical, chemical or thermal method.
[0062]
The amount of lithium inserted into the negative electrode material may be close to the lithium deposition potential, but is preferably 50 to 700 mol% per the above preferred negative electrode material. 100 to 600 mol% is particularly preferable.
[0063]
The conductive agent in the positive electrode and the negative electrode is graphite, acetylene black, carbon black, ketjen black, carbon fiber or metal powder, metal fiber or polyphenylene derivative, and graphite and acetylene black are particularly preferable.
[0064]
The binder in the positive electrode and the negative electrode is polyacrylic acid, carboxymethyl cellulose, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, starch, regenerated cellulose, diacetyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, polyvinyl chloride, polyvinyl pyrrolidone, polyethylene, polypropylene , SBR (styrene-butadiene-rubber), ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, fluororubber, polybutadiene, polyethylene oxide, especially polyacrylic acid , Carboxymethylcellulose, polytetrafluoroethylene, and polyvinylidene fluoride are preferred. Yes. These are more preferably used as an aqueous dispersion latex having a particle size of 1 micron or less.
[0065]
The positive electrode and negative electrode support, that is, the current collector is made of aluminum, stainless steel, nickel, titanium, or an alloy thereof for the positive electrode, and copper, stainless steel, nickel, titanium, or an alloy thereof for the negative electrode. As forms, foil, expanded metal, punching metal, and wire mesh are used. In particular, an aluminum foil is preferable for the positive electrode and a copper foil is preferable for the negative electrode.
[0066]
Next, a lithium ion diffusion control layer will be described. The diffusion control layer is composed of at least one layer, and may be composed of a plurality of layers of the same type or different types. These layers are composed of water-insoluble particles and a binder. As the binder, the same binder as that used when forming the electrode mixture can be used. The proportion of water-insoluble particles contained in the diffusion control layer is preferably 2.5% by weight or more and 96% by weight or less, more preferably 5% by weight or more and 95% by weight or less, and particularly preferably 10% by weight or more and 93% by weight or less. preferable.
[0067]
As said water-insoluble particle | grains, both or any one of electroconductive particle and the particle | grains which do not have electroconductivity can be used. Examples of the conductive particles include metals, metal oxides, metal fibers, carbon fibers, carbon particles such as carbon black and graphite. The solubility in water is 100 ppm or less, preferably insoluble. Among these water-insoluble conductive particles, those having low reactivity with alkali metals, particularly lithium, are preferable, and metal powders and carbon particles are more preferable. The electrical resistivity at 20 ° C. of the elements constituting the particles is 5 × 109 Ω · m or less is preferable.
[0068]
As said metal powder, the metal with low reactivity with lithium, ie, the metal which cannot make a lithium alloy, is preferable, and, specifically, copper, nickel, iron, chromium, molybdenum, titanium, tungsten, and tantalum are preferable. The shape of these metal powders may be any of acicular, columnar, plate-like, and massive shapes, and the maximum diameter is preferably 0.02 μm or more and 20 μm or less, more preferably 0.1 μm or more and 10 μm or less. These metal powders are preferably those whose surfaces are not excessively oxidized, and when oxidized, heat treatment is preferably performed in a reducing atmosphere.
[0069]
As said carbon particle, the well-known carbon material used as a electrically-conductive material used together when a conventional electrode active material is not electroconductive can be used. Examples of these materials include carbon black such as thermal black, furnace black, channel black, and lamp black, natural graphite such as scaly graphite, scaly graphite, and earthy graphite, artificial graphite, and carbon fiber. In order to mix and disperse these carbon particles with the binder, it is preferable to use carbon black and graphite in combination. As carbon black, acetylene black and ketjen black are preferable. The carbon particles are preferably 0.01 μm or more and 20 μm or less, and more preferably 0.02 μm or more and 10 μm or less.
[0070]
Examples of the particles having substantially no conductivity include fine powder of Teflon, SiC, aluminum nitride, alumina, zirconia, magnesia, mullite, forsterite, and steatite. The weight of these particles is preferably 0.01 to 10 times that of the conductive particles.
[0071]
The thickness of these diffusion control layers is preferably from 0.1 μm to 50 μm, more preferably from 0.3 μm to 20 μm, and particularly preferably from 0.5 μm to 10 μm.
[0072]
The thickness of the lithium metal thin film that can be on the electrode mixture or the diffusion control layer is preferably 5 to 150 μm, more preferably 5 to 100 μm, and particularly preferably 10 to 75 μm. Lithium preferably has a purity of 90% by weight or more, and particularly preferably 98% by weight or more. The lithium overlay pattern on the electrode sheet is preferably superimposed on the entire surface of the sheet. However, since lithium gradually diffuses into the electrode by aging after the electrode comes into contact with the electrolyte solution, it is not stripped over the entire sheet but in a stripe or frame shape. Any of the disk-like partial overlaps may be used. The term “overlay” as used herein means that a metal foil mainly composed of lithium is directly bonded onto a sheet having an electrode mixture or a diffusion control layer.
[0073]
Next, the negative electrode will be described as an example for the amount of lithium to be superimposed. Lithium to be superimposed on the negative electrode sheet is ionized and diffused when the electrode comes into contact with the electrolytic solution, and is inserted into the negative electrode material in the negative electrode mixture. The lithium insertion amount (referred to as preliminary insertion amount) is preferably 0.5 to 4.0 equivalents, more preferably 1 to 3.5 equivalents, particularly preferably 1.2 to the negative electrode material. 3.2 equivalents. When lithium less than 1.2 equivalents is preliminarily inserted into the negative electrode material, the battery capacity is low, and when more than 3.2 equivalents of lithium is preliminarily inserted, cycle performance is deteriorated.
[0074]
The handling atmosphere such as cutting and sticking of the metal foil mainly composed of lithium is preferably a dry air or argon gas atmosphere having a dew point of −30 ° C. or lower and −80 ° C. or higher. In the case of dry air, −40 ° C. or lower and −80 ° C. or higher is more preferable. Carbon dioxide gas may be used in combination during handling. Particularly in the case of an argon gas atmosphere, it is preferable to use carbon dioxide in combination.
[0075]
Next, elements other than the electrodes in the battery shown in FIG. 4 will be described. The separator has only to have a large ion permeability, a predetermined mechanical strength, and an insulating thin film. The material is olefin polymer, fluorine polymer, cellulose polymer, polyimide, nylon, glass fiber, alumina fiber. And non-woven fabric, woven fabric, and microporous film are used as forms. In particular, the material is preferably polypropylene, polyethylene, a mixture of polypropylene and polyethylene, a mixture of polypropylene and Teflon, or a mixture of polyethylene and Teflon, and the form is preferably a microporous film. In particular, a microporous film having a pore diameter of 0.01 to 1 μm and a thickness of 5 to 50 μm is preferable.
[0076]
The electrolyte is an organic solvent such as propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, dioxolane, 1,3. -Dioxolane, formamide, dimethylformamide, nitromethane, acetonitrile, methyl formate, methyl acetate, methyl propionate, phosphoric acid triester, trimethoxymethane, dioxolane derivatives, sulfolane, 3-methyl-2-oxazolidinone, propylene carbonate derivatives, tetrahydro derivatives, A mixture of at least one of diethyl ether and 1,3-propane sultone, and LiClO as an electrolyteFour , LiBFFour , LiPF6 , LiCFThree SOThree , LiCFThree CO2 , LiAsF6 , LiSbF6 , LiBTenClTen, Lower aliphatic lithium carboxylate, LiAlClFour , LiCl, LiBr, LiI, chloroborane lithium, and lithium tetraphenylborate in which one or more salts are dissolved are preferable. In particular, LiCF is used as a mixed solvent of propylene carbonate or ethylene carbonate and 1,2-dimethoxyethane and / or diethyl carbonate.Three SOThree LiClOFour , LiBFFour And / or LiPF6 In which at least ethylene carbonate and LiPF are dissolved.6 It is preferable to contain.
[0077]
The bottomed battery outer can is made of nickel-plated steel plate, stainless steel plate (SUS304, SUS304L, SUS304N, SUS316, SUS316L, SUS430, SUS444, etc.), nickel-plated stainless steel plate (same as above), aluminum or The alloys are nickel, titanium, and copper, and the shapes are a true circular cylinder, an elliptical cylinder, a square cylinder, and a rectangular cylinder. In particular, when the outer can also serves as the negative electrode terminal, a stainless steel plate and a nickel-plated steel plate are preferable, and when the outer can also serves as the positive electrode terminal, a stainless steel plate, aluminum, or an alloy thereof is preferable.
[0078]
The gasket is made of an olefin-based polymer, a fluorine-based polymer, a cellulose-based polymer, a polyimide, or a polyamide, and is preferably an olefin-based polymer having resistance to organic solvents and low moisture permeability, and a propylene-based polymer is particularly preferable. Furthermore, a block copolymer of propylene and ethylene is preferable.
[0079]
The battery is covered with an exterior material as necessary. Examples of the exterior material include a heat-shrinkable tube, an adhesive tape, a metal film, paper, cloth, paint, and a plastic case. Further, at least a part of the exterior may be provided with a portion that changes color by heat so that the heat history during use can be known.
[0080]
A plurality of batteries are assembled in series and / or in parallel as required, and stored in a battery pack. In addition to safety elements such as positive temperature coefficient resistors, temperature fuses, fuses and / or current interrupting elements, the battery pack also requires safety circuits (monitoring the voltage, temperature, current, etc. of each battery and / or the entire battery pack) In this case, a circuit having a function of interrupting current may be provided. In addition to the positive and negative terminals of the entire assembled battery, the battery pack should be provided with the positive and negative terminals of each battery, the entire assembled battery, the temperature detection terminal of each battery, the current detection terminal of the entire assembled battery, etc. as external terminals. You can also. The battery pack may incorporate a voltage conversion circuit (such as a DC-DC converter). The connection of each battery may be fixed by welding a lead plate, or may be fixed so that it can be easily attached and detached with a socket or the like. Further, the battery pack may be provided with display functions such as the remaining battery capacity, the presence / absence of charging, and the number of uses.
[0081]
Batteries are used in various devices. In particular, video movies, portable video decks with built-in monitors, movie cameras with built-in monitors, compact cameras, single-lens reflex cameras, disposable cameras, film with lenses, notebook computers, notebook-type word processors, electronic notebooks, mobile phones, cordless phones, whiskers, It is preferably used for electric tools, electric mixers, automobiles and the like.
[0082]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with specific examples. However, the present invention is not limited to the examples unless it exceeds the gist of the invention.
[0083]
Example-1
(Preparation of negative electrode sheet)
SnB as negative electrode material0.5P0.5OThree 77.5% by weight, scale-like graphite 17.01% by weight, lithium acetate 0.94% by weight, 3.78% by weight polyvinylidene fluoride as a binder, and 0.77% by weight carboxymethylcellulose The slurry for negative electrode mixture layer was prepared by kneading with water as a medium.
[0084]
As shown in FIG. 7A and FIG. 5, a peeling tape 41 having a width of 18 mm (L5 + L8) was attached to both surfaces of an 18 μm-thick copper foil (negative electrode current collector) 26 at an interval of 443 mm (L9). . The slurry was applied to both sides of the copper foil 26 with a width of 500 mm by an extrusion method and dried. After drying, the release tape 41 was peeled off to form an exposed portion of the current collector. The thickness T3 of the mixture 27a after drying was 90 μm excluding the current collector 26. Thereafter, the thickness T6 of the mixture 27 was compression-molded to 78 μm by using a roller press machine, excluding the current collector 26. Thereafter, heat treatment was performed at 230 ° C. for 20 minutes, and after returning to room temperature, the film was slit to a width of 57.5 mm.
[0085]
A negative electrode lead 31 made of nickel was ultrasonically welded at 40 kHz to the exposed portion of the current collector of this electrode. Thereafter, a protective tape 30a made of polypropylene having a width of 15 mm is attached so as to cover the negative electrode lead 31 and the current collector exposed portion so as to cover the electrode in the width direction, and cut at a position of 5 mm from the lead welding end, Created.
[0086]
(Preparation of positive electrode sheet)
LiCoO as positive electrode material292.71% by weight, acetylene black 3.26% by weight, sodium hydrogen carbonate 0.93% by weight, polyvinylidene fluoride 1% by weight as a binder, ethylhexyl acrylate mainly composed of ethylhexyl acrylate and acrylic 1.66% by weight of a copolymer with acid and 0.44% by weight of carboxymethylcellulose were added, and a slurry obtained by kneading with water as a medium was applied to both surfaces of an aluminum foil (current collector) having a thickness of 20 μm. did. Application was performed intermittently so that a mixture application portion having a length of 403 mm and an uncoated portion having a length of 33 mm were alternately repeated.
[0087]
After drying, a positive electrode sheet having a thickness of 190 μm except for the current collector formed by a press roller was prepared. This positive electrode sheet was heat-treated at 240 ° C. for 20 minutes, returned to room temperature, and then slit into a width of 56 mm. A positive electrode sheet was prepared by cutting at 3 mm from the end of the mixture. As shown in FIG. 7A, an aluminum lead 24 having a thickness of 100 μm and a width of 4 mm was ultrasonically welded to a position 5 mm from the tip of the exposed portion of the current collector 23.
[0088]
(Cylinder battery assembly)
The negative electrode sheet and the positive electrode sheet were dehydrated and dried at 230 ° C. for 30 minutes in dry air having a dew point of −40 ° C. or lower. Further, as shown in FIG. 6, a dehydrated and dried positive electrode sheet (8), a microporous polypropylene film separator (Celgard 2400) having a width of 60.5 mm and a length of 600 mm, a dehydrated and dried negative electrode sheet (9) and a separator (10 ) In this order, and this was wound in a spiral shape with a winder. As shown in FIG. 7A, the protective tape 30a portion at the tip of the negative electrode is disposed so as to face the positive electrode lead 24 portion near the center of the winding group at this time.
[0089]
The wound body was housed in an iron-bottomed cylinder type battery can (11) plated with nickel which also serves as a negative electrode terminal. In addition, LiPF per liter6And LiBFFourIn an amount of 0.9 and 0.1 mol, respectively, and an electrolyte composed of a mixture of ethylene carbonate, butylene carbonate and dimethyl carbonate in a volume ratio of 2: 2: 6 was poured into the battery can. A battery lid (12) having a positive electrode terminal was caulked through a gasket (13) to produce a cylinder type battery A having a diameter of 17 mm and a height of 67 mm. The positive electrode terminal (12) was connected to the positive electrode sheet (8), and the battery can (11) was connected to the negative electrode sheet (9) in advance by a lead terminal. (14) is a safety valve.
[0090]
A cylinder type battery B was produced in the same manner as the battery A described above. Battery B is the same as Battery A except that there is no protective tape 30a at the tip of the negative electrode sheet.
[0091]
As shown in FIG. 7B, a cylinder type battery C was produced by the same method as the battery A. In the battery C, the negative electrode mixture 27 is applied to both surfaces up to the tip of the negative electrode current collector 26, and a protective tape 30 a is attached to the surface facing the positive electrode sheet near the tip of the negative electrode mixture 27. Others are the same as those of the battery A.
[0092]
As shown in FIG. 7C, a cylinder type battery D was produced by the same method as that for battery A. In the battery D, the negative electrode mixture 27 is applied to both surfaces up to the tip of the negative electrode current collector 26, and no protective tape is attached near the tip of the negative electrode sheet. The positive electrode sheet and the separator are the same as those of the battery A, but in the battery D, the negative electrode sheet does not face the positive electrode lead on the positive electrode current collector 23 with the separator 21 in between. That is, the negative electrode sheet is shorter than the positive electrode sheet.
[0093]
As shown in FIG. 7D, a cylinder type battery E was produced by the same method as the battery A. Battery E differs from battery C (FIG. 7B) only in the position where the protective tape is applied. In the battery E, the protective tape 30c was affixed on the surface facing the negative electrode sheet in the portion where the positive electrode lead 24 on the positive electrode current collector 23 was joined without adhering the protective tape on the negative electrode sheet.
[0094]
Using the batteries A to E, the battery was charged to 4.3 V and stored at 50 ° C. for 1 month. After storage, the battery was discharged to 2.7V. The presence / absence of an internal short circuit and the evaluation results of the discharge capacity at this time are shown in [Table 1]. The internal short circuit indicates that an internal short circuit has not occurred, and a cross indicates that an internal short circuit has occurred. The discharge capacity is indicated by a relative value with respect to the battery A.
[0095]
[Table 1]
Figure 0003687251
[0096]
In the battery D (FIG. 7C), the tip of the negative electrode did not face the positive electrode lead portion, and the negative electrode sheet was shorter than the positive electrode sheet, so the discharge capacity was slightly reduced. In the batteries A, B, C, and E, the tip of the negative electrode was opposed to the positive electrode lead portion, and the negative electrode sheet was longer than the battery D, so that the discharge capacity was large.
[0097]
Since the protective tape was not affixed to the part corresponding to the positive electrode lead, the battery B had an internal short circuit. Since batteries A, C, and E had a protective tape applied to a portion such as a negative electrode sheet or a positive electrode sheet corresponding to the positive electrode lead, an internal short circuit could be prevented.
[0098]
In the battery, it is preferable that the tip of the negative electrode is opposed to the portion of the positive electrode lead, and a protective tape is attached to a portion of the negative electrode sheet or the positive electrode sheet corresponding to the positive electrode lead. Batteries A, C, and E having these conditions did not have an internal short circuit and could obtain a high discharge capacity. The position where the protective tape is applied may be a portion corresponding to the positive electrode lead, and may be applied on the separator in addition to the positive electrode sheet and the negative electrode sheet. Moreover, in an electrode sheet, it may not be on a collector but on an electrode mixture.
[0099]
【The invention's effect】
As in the present invention, by applying an insulating coating to at least one portion of the positive electrode, separator, and negative electrode facing the positive electrode lead, an internal short circuit is unlikely to occur, and a battery with high capacity and excellent cycle characteristics is obtained. Can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an electrode winding group according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional electrode winding group.
FIG. 3 is a surface view of a positive electrode sheet and a negative electrode sheet.
FIG. 4 is a top view of an electrode winding group.
FIG. 5 is a diagram illustrating a manufacturing process of a negative electrode sheet.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a cylinder type battery used in Examples.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an electrode sheet used in Examples.
[Explanation of symbols]
8 Positive electrode sheet
9 Negative electrode sheet
10 Separator
11 Battery can
12 Battery cover
13 Gasket
14 Safety valve
15 Electrolyte
16 PTC element
20 core
21, 22 Separator
23 Positive current collector
24 Positive lead
25 cathode mix
26 Negative electrode current collector
27 Negative electrode mix
30 Insulating material
31 Negative lead
35 Positive electrode sheet
36 Negative electrode sheet
41 tapes

Claims (6)

集電体上に合剤層が塗布されたシート状正極と集電体上に合剤層が塗布されたシート状負極とをセパレータを介して対向させ、巻回して巻回電極群を構成し、シート状正極の巻回群中心側の先端付近の集電体露出部に正極リードを接合した巻回電極群を有する非水二次電池において、
該正極リードが接合された正極部分がセパレータを介して負極の巻回中心側の先端に対向し、且つ、負極集電体の外側の面は巻回群中心側先端から外周側の先端付近まで合剤層が塗布され、該正極リードが接合された正極の部分のうち負極の端部に対向する正極の面、正極リードが接合された正極部分と対向する負極の端部の面、正極リードが接合された正極部分とそれに対向する負極端部の間にあるセパレータの部分のうち正極又は負極のいずれかに対向する面の少なくとも１ヶ所に絶縁性の被覆が施されていることを特徴とする非水二次電池。A sheet-like positive electrode having a mixture layer coated on a current collector and a sheet-like negative electrode having a mixture layer coated on a current collector are opposed to each other through a separator, and wound to form a wound electrode group. In a non-aqueous secondary battery having a wound electrode group in which a positive electrode lead is joined to a current collector exposed portion near the tip on the winding group center side of the sheet-like positive electrode,
The positive electrode portion to which the positive electrode lead is bonded is opposed to the tip of the negative electrode winding center through the separator, and the outer surface of the negative electrode current collector extends from the front end of the winding group to the vicinity of the outer peripheral tip. The positive electrode surface facing the negative electrode end of the positive electrode portion coated with the mixture layer and bonded to the positive electrode lead, the negative electrode end surface facing the positive electrode portion to which the positive electrode lead is bonded, and the positive electrode lead An insulating coating is applied to at least one portion of the surface facing either the positive electrode or the negative electrode of the separator portion between the positive electrode portion to which the electrode is bonded and the negative electrode end facing the positive electrode portion. Non-aqueous secondary battery. 該絶縁性の被覆が施されているのが、正極リードが接合された正極部分のうち負極の端部と対向する正極の面であることを特徴とする請求項１に記載の非水二次電池。  2. The non-aqueous secondary according to claim 1, wherein the insulating coating is provided on a surface of the positive electrode facing the end of the negative electrode in the positive electrode portion to which the positive electrode lead is bonded. battery. 該絶縁性の被覆が施されているのが、正極リードが接合された正極部分とそれに対向する負極端部の間にあるセパレータの部分のうち正極又は負極のいずれかに対向する面であることを特徴とする請求項１に記載の非水二次電池。  The insulating coating is applied to the surface facing either the positive electrode or the negative electrode in the portion of the separator between the positive electrode portion to which the positive electrode lead is joined and the negative electrode end facing the positive electrode portion. The nonaqueous secondary battery according to claim 1. 該絶縁性の被覆が施されているのが、正極リードが接合された正極部分と対向する負極の端部の面であることを特徴とする請求項１に記載の非水二次電池。  2. The nonaqueous secondary battery according to claim 1, wherein the insulating coating is provided on a surface of an end portion of the negative electrode facing a positive electrode portion to which the positive electrode lead is bonded. 3. 該シート状負極は集電体上に電極合剤塗布部と露出部を有し、該絶縁性の被覆が施されている負極端部が集電体の露出部であることを特徴とする請求項４に記載の非水二次電池。  The sheet-like negative electrode has an electrode mixture coating portion and an exposed portion on a current collector, and a negative electrode end portion to which the insulating coating is applied is an exposed portion of the current collector. Item 5. A nonaqueous secondary battery according to item 4. 該絶縁性の被覆が絶縁テープであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の非水二次電池。  The non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein the insulating coating is an insulating tape.
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