JP5241287B2

JP5241287B2 - 二次電池

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Publication number: JP5241287B2
Application number: JP2008089570A
Authority: JP
Inventors: 恭朋谷口; 佳之古小路; 康弘山内; 俊之能間
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
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Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
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Description

本発明は、二次電池に関し、更に詳しくは、電極板端部が絶縁テープで覆われて保護されている電極板を有する二次電池に関する。

携帯電話機に代表される携帯端末などの各種の電子機器などにおいては、その電源として様々なタイプの電池が使用されている。加えて、近年の環境保護運動の高まりを背景として二酸化炭素ガス等の排出規制が強化されており、自動車業界ではガソリン、ディーゼル油、天然ガス等の化石燃料を使用する自動車だけでなく、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）の開発が活発に行われている。加えて、近年の化石燃料の価格の急激な高騰はこれらのＥＶやＨＥＶの開発を進める追い風となっている。

このような用途に使用される二次電池には、リチウムイオン電池に代表される非水電解質二次電池、ニッケル−水素電池などに代表されるアルカリ蓄電池が知られている。その中でもリチウムイオン電池に代表される非水電解質二次電池は、例えば、作動電圧が高く（３Ｖ以上）、水溶液系電池に比べて理論エネルギー密度が高く、しかも自己放電が少なく、さらに作動温度範囲が広く、耐漏液性も優れている、などの優れた特性を有していることから、その用途が拡大されて来ている。

これらの二次電池は、例えば、正極極板と負極極板とがセパレータを介して偏平状に巻回された巻回電極群と、この巻回電極群及び所定量の電解液を収容できる大きさを有し、上方が開口した角形の電池外装体と、この電池外装体の上方開口に挿入され、角形の電池外装体の開口を密閉状態に封止すると共に正極端子及び負極端子が形成された封口体とから構成されている。この電池の組立てに際しては、まず、角形の電池外装体内に偏平状の巻回電極群を収容した後、正極極板及び負極極板のそれぞれの集電体を正極端子ないし負極端子に溶接し、次いで、電池外装体の開口部に封口体を溶接し、封口体に設けられた注入孔から電解液を注入した後、この注入孔を封止することにより組立てられている。

ところが、この種の二次電池は、何らかの原因で内部で短絡が発生することがある。このような内部短絡が発生すると、製品不良となるばかりでなく、破裂ないし発火事故を誘発することになる。特に、リチウムイオン電池に代表される非水電解質二次電池は、高容量及び高出力特性を有しているので、内部短絡が発生すると、電池に収納されている電極体と非水電解質との間で化学反応が起こり、電池内部の圧力が異常に上昇して電池が破裂ないし発火することがある。そこで、このような電池には、内部短絡が発生し易い箇所に絶縁テープを貼り付けて短絡を防止する技術が提案されている（例えば下記特許文献１〜４参照）。

ここで、図６及び図７を参照して下記特許文献１及び２に開示されている電池の短絡防止技術について説明する。なお、図６Ａは下記特許文献１に示されている電極材端部の平面図、図６Ｂは６ＡのVIＢ−VIＢ線に沿った断面図、図６Ｃは下記特許文献１に従来例として開示されている電極材端部の縦断面図である。また、図７Ａは下記特許文献２に開示されている電極板の平面図であり、図７Ｂは図７ＡのVIIＢ−VIIＢ線に沿った断面図である。

下記特許文献１に開示されている電極材端部５０は、従来技術の電極材端部５０Ａ（図６Ｃ参照）を改良したものである。この電極材端部５０は、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、電極集電体５１に形成された電極活物質層５２の一部を取り除いた領域５１ａを形成し、この領域５１ａに樹脂テープ５３を貼付することによって、樹脂テープ５３が設けられた部分の厚さＨ _１が電極活物質層５２が形成されている部分の厚さＨ _２とほぼ等しくなるようにしたものである。

このような構成とすると、図６Ｃに示した電極材端部５０Ａと対比すると明らかなように、樹脂テープ５３を形成した部分と電極活物質層５２を形成した部分との間に段差が無くなる。そのため、下記特許文献１に開示されている発明では、樹脂テープ５３によって、電極材を裁断する際に生じるバリや、電極端子が負極及び正極の端部に溶接される際に生じる電極端子との段差部分が薄いゲル状電解質層を突き破って他方の電極に触れて電気的な短絡が発生するのが防止されるという効果を生じるものである。

また、下記特許文献２に開示されている電極板５４は、図７Ａ及び図７Ｂに示したように、電極材５５の表面に活物質５６を塗布する際に、塗布始端及び塗布終端に形成される突出部ａ及びａ'を絶縁部材５７で被覆したものである。この絶縁部材５７の基材は電解液が透過可能な多孔質材で形成されている。また、電極板５４の活物質５６が塗布されていない領域に集電タブ５８が設けられている。

このように、絶縁部材５７で活物質５６の塗布始端及び塗布終端にできる突出部ａ、ａ'を被覆すると、正負両電極間の接触及び突出部ａ、ａ'との接触によるセパレータの損傷が防止される。したがって、この絶縁部材５７は、両電極板を電気的に絶縁する一方で、多孔質材で形成されているため、電解液の移動が容易になり、両電極板間の電気的短絡の発生及び電池容量の減少を防止できるという効果を奏するものである。

さらに、電極合剤の塗布端部にリチウムイオン不透過性テープを被覆し、正極と対向しない部分の負極反応を抑制して非水電解質二次電池の保存特性を向上させたもの（例えば、下記特許文献３参照）、あるいは、正極表面の一端周辺を絶縁性テープで覆い、電極板の切断面に発生するバリが他の極板と接触することを防止するようにした非水電解質二次電池（例えば、下記特許文献４参照）の発明も知られている。
特開２０００−１８８１１５号公報（段落〔０００８〕〜〔００１１〕、図３、図９）特開２００６−１２８１０６号公報（段落〔００１７〕、図２、図３）特開平９−１３４７１９号公報（段落〔０００６〕、図２、図３）特開２００１−７６７５８号公報（段落〔００４０〕〜〔００４１〕、図２）

上記特許文献１〜４に示されているような電極材端部の構成を採用すれば、一応作製された非水電解質二次電池の電極間で発生し易い短絡などを防止できるという効果を奏する。

ところで、正極極板及び負極極板は、いずれも長尺の帯状電極シートを用い、これらの電極シートに正極活物質層ないし負極活物質層を所定の方法で塗布した後に、個々の電極分の長さに切断する工程を経て作製されている。この長尺電極シートへの活物質層の塗布は、一個分の電極形成に必要な長さ分だけ塗布した後に、活物質層を塗布しない芯体露出部を設け、更に次の電極分の活物質層を塗布するという操作を繰り返して塗布する、いわゆる間歇的に塗布する塗布法（以下、「間歇塗布方法」という）と、芯体露出部を長手方向と直交する側の一端に位置させて連続して塗布する塗布法（以下、「連続塗布方法」という）とがある。なお、この芯体露出部は集電タブを固定するために設けられるものである。

上述のような連続塗布方法を採用すると、長尺電極シートの切断時には、活物質層及び活物質層を支持する集電体が同時に切断されることになる。そのため、集電体の切断面にはバリ突起が発生し、また、切断時の衝撃により活物質層の断面及び断面付近は不安定な状態になるので、活物質層が滑落し易くなる。なお、間歇塗布方法の場合は、芯体露出部で切断するので、切断による活物質層の滑落の問題は発生しない。しかしながら、間歇塗布方法の場合は、活物質層の塗布の塗り始め部と塗り終わり部に突出部ができるので、上記特許文献２に示されているように、樹脂テープの貼付が必要になる。

上述のような連続塗布方法を採用して活物質層を形成した正極極板及び負極極板は、次の組立て工程において、セパレータを間に介在して積層ないし巻回される。そのとき、正極極板及び負極極板の切断面は、活物質層が滑落し易くなっているので、衝撃などによって活物質層が滑落する恐れがある。活物質層が滑落すると、この滑落した活物質層が電池組立て後に電池内部を移動して内部短絡の原因となる。そこで、上記特許文献１に開示されている従来技術（図６Ｃ参照）のように電極板の切断面に粘着性テープを貼り付けて活物質の滑落を防止する方法が考えられるが、電極板の切断面に粘着性テープを貼り付けると、このテープに設けた糊剤が電解液を吸収しセパレータ内の電解液を枯渇させてしまうことがある。このようにセパレータ内の電解液が枯乾すると、正極材料が折出して内部短絡の原因となる。

かかる観点からみると、従来例のように電極材の端部にテープを糊材で貼付すると、テープに塗られた糊剤が電解液を吸収して、電池内の電解液を枯渇させてしまう恐れがある。しかしながら、上記特許文献１〜４に開示されている発明では、このような電極材の端部にテープを糊材で貼付した場合の電解液の枯渇の問題点については何も考慮されていない。

例えば、上記特許文献１に開示されている従来技術（図６Ｃ参照）の電極材端部５０Ａは、樹脂テープの糊剤が活物質と全面的に貼着されているので、糊剤が電解液を吸収して、セパレータ内の電解液を枯渇させてしまう恐れがある。一方、特許文献１に開示されている改良された発明に対応する電極材端部５０の構成（図６Ａ及び図６Ｂ参照）では、連続塗布方法により作製した長尺状の電極板を活物質層の存在する部分で切断した後、芯体上に形成された活物質層を取り除くことにより芯体露出部を設けた場合、活物質層の端部が樹脂テープで覆われないので、活物質層が滑落する恐れがある。また、間歇塗布方法により芯体露出部を設けて、この部分を切断する場合、活物質層を切断していないので、活物質層を切断した際に生じる活物質層の滑落の問題点は存在しない。なお、上記特許文献２の電極材端部の構造は、間歇塗布方法により芯体露出部を設けて、この部分を切断するものであって、活物質層を切断していないので、活物質層を切断した際に生じる活物質層の滑落の問題点は存在しない。また、上記特許文献３、４にも活物質層を切断した際に生じる活物質の滑落、移動及び電解液の枯渇に関しては何も言及されていない。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は，電極板端部を絶縁テープで覆って保護する際に、活物質の滑落及び移動が生じないようにすると共に電解液の枯渇を抑制して、電極板間の電気的短絡の発生及び電池容量の減少を防止した二次電池を提供することにある。

本発明の二次電池は、正極集電体の表面に正極活物質層を形成した正極極板及び負極集電体の表面に負極活物質層を形成した負極極板の少なくとも一方に、その活物質層部分を含む切断端部に絶縁テープを貼り付け、前記正極極板及び負極極板の間にセパレータを介在させて互いに積層又は巻回した電極群を電解液と共に電池外装体内に密閉した二次電池において、
前記絶縁テープは糊剤が塗布された糊剤塗布領域と糊剤が塗布されていない糊剤未塗布領域を有する粘着性の絶縁テープからなり、
前記絶縁テープを、前記糊剤未塗布領域が前記絶縁テープを貼り付けた電極板の活物質層上の中心方向に位置するように、かつ、前記糊剤塗布領域の一部が前記切断端部側の活物質層上に位置するように貼付したことを特徴とする。

本発明の二次電池によれば、粘着性の絶縁テープは、糊剤未塗布領域が絶縁テープを貼り付けた電極板の活物質層上の中心方向に位置するように、かつ、糊剤塗布領域の一部が切断端部側の活物質層上に位置するように貼付されている。この絶縁テープの貼付により、糊剤塗布領域が活物質層の表面に当接しているので、切断端部側の活物質層の滑落を防止できる。また、糊剤未塗布領域は、糊剤が設けられていないので、電解液を吸収することがない。糊剤未塗布領域は、絶縁テープ端部のセパレータに近接する部分に設けられているため、糊剤による絶縁テープ端部近傍のセパレータ中の電解液の吸収を防止することができる。また、電極群が形成された状態では、絶縁テープの糊剤未塗布部である領域が活物質層方向に押し付けられるため、糊剤部に電解液が届きにくくなり、糊剤による電解液の吸収が抑制される。更に、糊剤未塗布領域が切断端部の近傍の活物質上に配置されているので、従来例と同様の幅の絶縁テープを使用しても、活物質層上に位置する絶縁テープの糊材塗布部の領域が狭くなるので、糊剤が吸収する電解液の量を最小限にすることができる。したがって本発明の二次電池によれば、活物質の滑落及び移動が生じ難くなり、電解液の枯渇が抑制されるので、電極板間の電気的短絡の発生及び電池容量の減少を抑制した二次電池が得られる。

なお、本発明の二次電池は、電極群が正極極板及び負極極板の間にセパレータを介在させて互いに積層した電極群や巻回した電極群の場合にも適用可能である。更に、巻回した電極群の場合にあっては、円筒状の巻回電極群、楕円状の巻回電極群、更には偏平状の巻回電極群に対しても適用可能である。

本発明の二次電池においては、前記正極極板及び負極極板は表裏両面に活物質層が形成されており、前記絶縁テープは前記切断部を含む前記切断部側の両面に貼付されていることが好ましい。

本発明の二次電池によれば、正極極板及び負極極板は、表裏両面に活物質層が形成されており、絶縁テープは切断部を含む切断部側の両面に貼付されているので上記本発明の効果を奏しながらも電池容量を上げることができるようになる。また、絶縁テープが切断部を含む近傍を覆うように貼り付けられるので、より効果的に活物質の滑落及び移動を抑制できる。

また、本発明の二次電池においては、前記絶縁テープは、両端部に糊剤が塗布されない糊剤未塗布領域を有し、これらの糊剤未塗布領域の間に糊剤が塗布された糊剤塗布領域が設けられていることが好ましい。

本発明の絶縁テープを使用すると、折り曲げて一枚の電極板の端部の両面に貼付することも、異なる２枚の電極板の端部に一度に貼付することもできる。特に後者の構成を採用すれば、貼付も容易であり、製造効率が向上するために、量産用途に最適となる。

また、本発明の二次電池においては、糊剤塗布領域幅と活物質層上の中心方向に位置する糊剤未塗布領域幅の和に対する糊剤塗布領域幅の割合が２５〜９５％であり、切断端部側の活物質上に位置する糊剤塗布領域幅が１．５ｍｍ以上であり、切断端部側の活物質上に位置しない糊剤塗布領域幅が１．５ｍｍ以上であることが好ましい。

本発明の二次電池において、糊剤塗布領域幅と活物質層上の中心方向に位置する糊剤未塗布領域幅の和に対する糊剤塗布領域幅の割合を２５〜９５％とし、切断端部側の活物質上に位置する糊剤塗布領域幅が１．５ｍｍ以上、且つ切断端部側の活物質上に位置しない糊剤塗布領域幅が１．５ｍｍ以上とすると、各種サイズの極板においても活物質の滑落及び移動を無くし、電解液の枯渇を最小限にし、電極板間の電気的短絡の発生及び電池容量の減少を防止できるようになる。

以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための二次電池の一例として角形の非水電解質二次電池を例示するものであって、本発明をこの角形の非水電解質二次電池に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものも等しく適応し得るものである。

なお、図１Ａは本発明の実施形態に係る角形の非水電解質二次電池の内部構造を示す正面図であり、図１Ｂは図１ＡのIB−IB線に沿った断面図である。図２Ａは電極シートを示す平面図であり、図２Ｂは図２Ａの電極シートを切断して両端に絶縁テープを貼り付けた正極極板の平面図である。図３は図２ＢのIII―III線の断面図である。図４は正極極板及び負極極板とセパレータとの配置を模式して示した断面図である。図５は別の実施形態である異なる絶縁テープを使用した電極体の端部を示した拡大側面図である。

最初に本実施形態に係る二次電池の一例として、角形の非水電解質二次電池を図１及び図２を用いて説明する。この角形の非水電解質二次電池１０は、正極極板１４及び負極極板１５がセパレータ（図示省略）を介して巻回された偏平状の巻回電極群１１を、角形の電池外装体１２の内部に収容し、封口板１３によって電池外装体１２を密閉したものである。

この偏平状の巻回電極群１１は、巻回軸方向の少なくとも一方側の端部に正極活物質層１４ｂを形成しない正極芯体露出部１４ａ及び負極活物質層１５ｂを形成しない負極芯体露出部１５ａを備えている。正極芯体露出部１４ａは正極集電体１６ _１を介して正極端子１７に接続され、負極芯体露出部１５ａは負極集電体１８を介して負極端子１９に接続されている。正極端子１７、負極端子１９はそれぞれ絶縁部材２０、２１を介して封口板１３に固定されている。

この角形非水電解質二次電池１０は、偏平状の巻回電極群１１を電池外装体１２内に挿入した後、封口板１３を電池外装体１２の開口部にレーザ溶接し、その後電解液注液孔（図示せず）から非水電解液を注液して、この電解液注液孔を密閉することにより作製されている。

これらの正極極板１４及び負極極板１５のうち、少なくとも一方の正極極板１４の巻回方向と直交する方向の切断端部は絶縁テープ２２で覆われて、活物質の滑落、移動を無くすと共に電解液の枯渇を抑制する構成となっている。ここで、図２及び図３を参照して、正極極板１４の作製方法及びこの正極極板１４に貼付される絶縁テープ２２の構成について説明する。

正極極板１４は、図２Ａに示すような長尺の正極電極シート１４ _Ｔを用い、この正極電極シート１４ _Ｔを個々の電池セル分の長さに切断することによって作製される。この長尺な正極電極シート１４ _Ｔは、長手方向に所定の長さ及びこの長手方向と直交する方向に所定の幅長を有する長尺な正極芯体シートを用いて、この正極芯体シートの表裏両面に正極活物質を含む合剤が塗布されて正極活物質層１４ｂが形成される。この正極芯体シートには、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からなり、肉薄の箔状にしたものが使用される。

正極活物質層１４ｂは、長手方向、この方向は巻回方向となっているが、その一端部に、所定幅長に亘って正極活物質層１４ｂを塗布しない未塗布領域を設けて正極芯体１４ｃを露出させた正極芯体露出部１４ａが形成されている。この正極芯体露出部１４ａは、巻回後に束ねられて正極集電体受け部品１６ _２と共に正極集電体１６ _１が溶接される（図１参照）。正極活物質層１４ｂには、例えばコバルト酸リチウムなどを含むものが使用される。なお、この正極活物質層１４ｂは公知の方法で形成される。

長尺な正極電極シート１４ _Ｔは、図２Ａの点線ａ部分で切断されて１個の電池用の正極極板１４が作製される。長尺な正極電極シート１４_Ｔが切断されると、切断された電極片の両端部は、正極活物質層１４ｂ及び正極芯体１４ｃが切断されているので、正極芯体１４ｃの断面にはバリ突起が発生し、また切断時の衝撃により正極活物質層１４ｂの断面が滑落し易くなっている。そこで、これらの少なくとも一方側の端部に絶縁テープ２２を貼付することにより保護する。この絶縁テープ２２は、表裏２枚の絶縁テープ２２Ａ、２２Ｂが使用される。

これらの絶縁テープ２２Ａ、２２Ｂは、一部に糊剤２３を塗布した粘着性の絶縁テープからなり、いずれも同じ構成となっている。これらの絶縁テープ２２Ａ、２２Ｂは、図３に示すように、長手方向に所定の長さＬ及びこの長手方向と直交する方向に所定の幅長を有し、一面に糊剤を塗布しない糊剤未塗布領域Ｌ _１と糊剤を塗布した糊剤塗布領域Ｌ _２とを有するテープが使用される。テープ基材には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、塩化ビニール、テフロン（登録商標名）、ポリイミド、カプトン（登録商標名）、ポリフェニレンサルファドなどが使用される。また、糊剤には、アクリル系、シリコン系、ゴム系粘着剤などが使用される。

これらの絶縁テープ２２Ａ、２２Ｂは、例えば図２Ｂに示すように正極極板１４の両端部１４ｄに貼付される。各絶縁テープ２２Ａ、２２Ｂの貼付は、図３に示すように、それぞれの絶縁テープ２２Ａ、２２Ｂを糊剤未塗布領域Ｌ _１が端部１４ｄから中心側に向けて、糊剤塗布領域Ｌ _２の一部領域Ｌ _２１が端部１４ｄの正極活物質層１４ｂ上に貼付され、残りの領域Ｌ _２２が両テープ２２Ａ、２２Ｂ同士で貼着されるようにして貼付される。すなわち、糊剤未塗布領域Ｌ _１が端部１４ｄから正極活物質層１４ｂの形成領域側（中心側）へ寄った箇所に位置して、糊剤塗布領域Ｌ _２の一部領域Ｌ _２１が端部１４ｄの正極活物質層１４ｂ上に貼付される。この貼付により、糊剤未塗布領域Ｌ _１は正極活物質層１４ｂの表面に当接するので、正極活物質層１４ｂの滑落が防止される。また、この領域Ｌ _１には、糊剤が設けられていないので、電解液を吸収することがない。糊剤未塗布領域は、絶縁テープ端部のセパレータに近接する部分に設けられているため、糊剤による絶縁テープ端部近傍のセパレータ中の電解液の吸収を防止することができる。また、電極群が形成された状態では、絶縁テープの糊剤未塗布部である領域Ｌ _１が活物質層方向に押し付けられるため、糊剤部に電解液が届きにくくなり、糊剤による電解液の吸収が抑制される。さらに、糊剤塗布領域Ｌ _２の一部領域Ｌ _２１が端部１４ｄの正極活物質層１４ｂ上に貼付されるが、絶縁テープ２２Ａ、２２Ｂの幅が従来例と同様であっても、従来例と比すると正極活物質層１４ｂ上に貼付される糊剤塗布領域Ｌ _２の一部領域Ｌ _２１の領域は狭くなるので、電解液の吸収を最小限に抑えることができるようになる。

絶縁テープ２２の全体の長さＬと糊剤塗布領域Ｌ _２との関係は、糊剤塗布領域Ｌ _２をテープ長さＬに対して、２５〜９５％の範囲、より好ましくは４０〜６０％の範囲に設定される。この範囲に設定すると、テープの貼り付けが容易になり、しかも活物質の滑落を効果的に防止できる。また、サイクル特性（液枯れの抑制）が良好になる。また、活物資層の滑落を効果的に防止するには、Ｌ _２１及びＬ _２２をそれぞれ１．５ｍｍ以上とすることが好ましい。

負極極板１５も、正極極板１４と同様に、長尺の負極電極シートを用い、この負極電極シートを個々の電池セル分の長さに切断することによって作製される。負極活物質には、例えば黒鉛粉末が使用される。また、この負極活物質が塗布される負極集電体には銅箔が使用される。

正極極板１４の端部には、絶縁テープ２２を貼付したが、この負極極板１５の端部にも同様の絶縁テープを貼付してもよい。しかし、この絶縁テープ２２は、正極極板１４に貼り付けるのが好ましい。その理由は、通常、負極極板１５は正極極板１４よりも幅及び長さを大きくするので、正極極板１４の端部１４ｄは負極活物質層と対向する。このため、正極極板の端部１４ｄにおけるバリ突起及び活物質の滑落による貫通が懸念されるので、正極極板の端部１４ｄに適用するとより効果的となるからである。

絶縁テープ２２は、同じ構成を有する２本のテープ２２Ａ、２２Ｂをセットにして使用すると、正極極板の端部１４ｄへの貼り付けが容易になり、量産効率を上げることができる。例えば、１本のテープで貼り付けを実施しようとすると、このテープは、折り曲げ及びしごき作業などが必要となって貼付作業が面倒になる。

また、この絶縁テープ２２は、図５に示すような、糊剤塗布領域の両端にそれぞれ糊剤未塗布領域Ｌ _１、Ｌ _３を設けた絶縁テープ２２Ａ'、２２Ｂ'を使用すると、テープの方向性がなくなり、テープ種を半減することができる。すなわち、２本のテープ２２Ａ、２２Ｂを極板始端、終端に対にして貼付しようとすると、４本のテープ種を使用することになり、コスト的に不利になる。そこで、糊剤塗布領域の両端にそれぞれ糊剤未塗布領域Ｌ _１、Ｌ _３を設けた絶縁テープ２２Ａ'、２２Ｂ'を使用すると、テープの方向性がなくなり、極板始端、終端にかかわらず、上下張り合わる分の２本のテープ種のみで貼り付けが可能となる。

図５に示すような、糊剤塗布領域の両端にそれぞれ糊剤未塗布領域Ｌ _１、Ｌ _３を設けた絶縁テープ２２Ａ'、２２Ｂ'を使用する場合は、糊剤塗布領域幅Ｌ _２と活物質層上の中心方向に位置する糊剤未塗布領域幅Ｌ _１の和に対する糊剤塗布領域幅Ｌ _２の割合が２５〜９５％の範囲、より好ましくは４０〜６０％の範囲に設定されることが好ましい。この範囲に設定すると、テープの貼り付けが容易になり、しかも活物質の滑落を効果的に防止できる。また、サイクル特性（液枯れの抑制）が良好になる。また、活物資層の滑落を効果的に防止するには、Ｌ _２１及びＬ _２２をそれぞれ１．５ｍｍ以上とすることが好ましい。

なお、セパレータ２４は、所定の機械的強度を持ち絶縁性の微多孔性膜、例えばポリエチレン製の微多孔性膜が使用される。電解液には、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）：メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）：ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）＝３０：３０：４０からなる有機溶媒に、電解質としてＬｉＰＦ_６を１ｍｏｌ／Ｌとなるように溶解したものが使用される。

この角形の非水電解質二次電池１０は、まず、正極極板１４に絶縁テープ２２を貼付して、負極極板１５との間にセパレータ２４を介在させて、偏平状の巻回電極群１１が形成される。この偏平状の巻回電極群１１は、正極極板１４の正極芯体露出部１４ａと負極極板１５の負極芯体露出部１５ａとがそれぞれ対向する電極の活物質層と重ならないようにずらして、ポリエチレン製多孔質セパレータを介して巻回し、両側にそれぞれ複数の正極芯体露出部１５ａと複数の負極芯体露出部１６ａが形成された偏平状の巻回電極群１１を作製する。次いで、この偏平状の巻回電極群１１における正極芯体露出部１４ａを束ね、この束ねた正極芯体露出部１４ａの両側から正極集電体１６ _１及び正極集電体受け部品１６ _２を当接し、正極集電体１６ _１を正極芯体露出部１４ａに溶接する。同様にして、負極極板１５の負極芯体露出部１５ａに負極集電体１８を溶接する。

次いで、正極集電体１６ _１を封口板１３に形成された正極端子１７に溶接し、負極集電体１８を封口板１３に形成された負極端子１９に溶接する。その後、巻回電極体１１を電池外装体１２内に挿入し、封口板１３を電池外装体１２の開口に嵌合し、封口板１３と電池外装体１２との間を、例えばレーザ溶接により溶接する。その後、封口板１３電池外装体の電解液注入孔（図示せず）から電解液を注入した後、電解液注入孔を密封することにより角形の非水電解質二次電池１０が完成される。

このような構成の巻回電極群１１においては、絶縁テープ２２の糊剤未塗布領域Ｌ _１が端部１４ｄから正極活物質層１４ｂの形成領域側へ寄った箇所に位置し、糊剤塗布領域Ｌ _２の一部領域Ｌ _２１が正極極板１４の端部１４ｄの正極活物質層１４ｂ上に貼付される。この絶縁テープ１４の貼付により、糊剤未塗布領域Ｌ _１は正極活物質層１４ｂの表面に当接するので、正極活物質層１４ｂの滑落を防止できる。また、この糊剤未塗布領域Ｌ _１には、糊剤が設けられていないので、電解液を吸収することがない。また、糊剤塗布領域Ｌ _２の一部領域Ｌ _２１のみが正極極板１４の端部１４ｄの正極活物質層１４ｂ上に貼付されるので、この貼付領域は従来例のものと比すると狭いため、電解液の吸収を最小限にすることができる。

［実施例１、２及び比較例］
アルミニウム箔製の正極芯体１４ｃの両面に正極活物質層１４ｂを塗布し、乾燥、圧延後、幅方向の一方端部側に帯状の正極芯体露出部１４ａが形成されるようにスリットし、実施例及び比較例で使用する正極極板１４を作製した。同じく、銅箔製の負極芯体の両面に負極活物質層を塗布し、乾燥、圧延後、幅方向の一方端部側に帯状の負極芯体露出部１５ａ形成されるようにスリットし、実施例１、２及び比較例で使用する負極極板１５を作製した。

そして、実施例１及び２の正極極板においては、図３に示した配置となるように、正極極板１４の両面に絶縁テープ２２Ａ及び２２Ｂを貼付した。なお、実施例１の正極極板においては糊材塗布幅Ｌ _２＝４ｍｍ、未塗布部幅Ｌ _１＝３ｍｍ、正極活物質上に位置する糊剤塗布領域幅Ｌ _２１＝２ｍｍ、正極活物質上に位置しない糊剤塗布領域幅Ｌ _２２＝２ｍｍとし、実施例２の正極極板においては糊材塗布幅Ｌ _２＝８ｍｍ、未塗布部幅Ｌ _１＝７ｍｍ、正極活物質上に位置する糊剤塗布領域幅Ｌ _２１＝４ｍｍ、正極活物質上に位置しない糊剤塗布領域幅Ｌ _２２＝４ｍｍとした。また、比較例の正極極板としては、糊材塗布幅を７ｍｍ、活物質上に位置する糊剤塗布領域幅Ｌ _２１＝３．５ｍｍ、活物質上に位置しない糊剤塗布領域幅Ｌ _２２＝３．５ｍｍとし、未塗布幅はなしとした。

このようにして作製された実施例１、２及び比較例の正極極板をそれぞれ用いて、上述のようにして実施例１、２及び比較例の角形の非水電解質二次電池を作製した。これらの角形二次電池を用いて、以下の高温保存試験を行った。結果を纏めて表１に示した。

高温保存テストは、充放電サイクルの初期において、放電状態の実施例１、２及び比較例の角形の非水電解質二次電池を７０℃で２３日間保存し、保存終了後に非水電解質二次電池を解体し、目視によりセパレータの変色度合いを検査することにより電解液枯渇の程度を検査した。結果を纏めて表１に示した。なお、別途実施例１、２の角形の非水電解質二次電池、及び絶縁テープを貼付していない電極板を用いた角形の非水電解質二次電池のサイクル特性を調査したが、実施例１、２の角形の非水電解質二次電池は、絶縁テープを貼付していない電極板を用いた角形の非水電解質二次電池と同等のサイクル特性を示した。したがって本発明の方法により絶縁テープを貼付した場合、サイクル特性を低下させることはないと考えられる。

表１に示した結果から、本発明の非水電解質二次電池によれば、活物質層上に糊材が塗布されていない領域を残すことにより、全面に糊材が塗布されている比較例のものと比すると電解液の吸収量が減少していることが確認された。なお、実施例においては、正極極板及び負極極板の間にセパレータを介在させて互いに偏平状に巻回した巻回電極群を用いた場合について説明したが、本発明の二次電池は、電極群が正極極板及び負極極板の間にセパレータを介在させて互いに積層した積層型の電極群や、巻回した電極群の場合にあっては円筒状の巻回電極群、楕円状の巻回電極群の場合においても同様の作用・効果を生じる。

図１Ａは本発明の実施形態に係る角形の非水電解質二次電池の内部構造を示す正面図であり、図１Ｂは図１ＡのIB−IB線に沿った断面図である。図２Ａは電極シートを示す平面図であり、図２Ｂは図２Ａの電極シートを切断して両端に絶縁テープを貼り付けた正極極板の平面図である。図２ＢのIII―III線の断面図である。正極極板及び負極極板とセパレータとの配置を模式して示した断面図である。別の実施形態である異なる絶縁テープを使用した電極体の端部を示した拡大側面図である。図６Ａは従来例の電極材端部の平面図、図６Ｂは図６ＡのVIＢ−VIＢ線に沿った断面図、図６Ｃは別の従来例の電極材端部の縦断面図である。図７Ａは別の従来例の電極板の平面図であり、図７Ｂは図７ＡのVIIＢ−VIIＢ線に沿った面図である。

１０：非水電解質二次電池１１：巻回電極群１２：電池外装体１３：封口板１４：正極極板１４ａ：正極芯体露出部１４ｂ：正極活物質層１４ｃ：正極芯体１４ｄ：（正極板の）端部１４_Ｔ：正極電極シート１５：負極極板１５ａ：負極芯体露出部１６ _１：正極集電体１６ _２：正極集電体受け部品１７：正極端子１８：負極集電体１９：負極端子２０、２１：絶縁部材２２、２２Ａ、２２Ｂ：絶縁テープ２３：糊材２４：セパレータＬ _１：糊剤未塗布領域、Ｌ _２：糊剤塗布領域、Ｌ _３：糊剤未塗布領域

Claims

正極集電体の表面に正極活物質層を形成した正極極板及び負極集電体の表面に負極活物質層を形成した負極極板の少なくとも一方に、その活物質層部分を含む切断端部に絶縁テープを貼り付け、前記正極極板及び負極極板の間にセパレータを介在させて互いに積層又は巻回した電極群を電解液と共に電池外装体内に密閉した二次電池において、
前記絶縁テープは糊剤が塗布された糊剤塗布領域と糊剤が塗布されていない糊剤未塗布領域を有する粘着性の絶縁テープからなり、
前記絶縁テープを、前記糊剤未塗布領域が前記絶縁テープを貼り付けた電極板の活物質層上の中心方向に位置するように、かつ、前記糊剤塗布領域の一部が前記切断端部側の活物質層上に位置するように貼付したことを特徴とする二次電池。
前記電極板は表裏両面に活物質層が形成されており、前記絶縁テープは前記切断部を含む前記切断部側の両面に貼付されていることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
前記絶縁テープは、両端部に糊剤が塗布されない糊剤未塗布領域を有し、これらの糊剤未塗布領域の間に糊剤が塗布された糊剤塗布領域が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
前記糊剤塗布領域幅と前記活物質層上の中心方向に位置する糊剤未塗布領域幅の和に対する前記糊剤塗布領域幅の割合が２５〜９５％であり、前記切断端部側の活物質上に位置する前記糊剤塗布領域幅が１．５ｍｍ以上であり、前記切断端部側の活物質上に位置しない前記糊剤塗布領域幅が１．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の二次電池。