JP5664608B2

JP5664608B2 - 電池

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Publication number: JP5664608B2
Application number: JP2012174353A
Authority: JP
Inventors: 貴司原山; 松浦　智浩; 智浩松浦; 草間　和幸; 和幸草間; 鈴木　哲; 哲鈴木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-08-06
Filing date: 2012-08-06
Publication date: 2015-02-04
Anticipated expiration: 2032-08-06
Also published as: KR101548106B1; US20150207136A1; US9343731B2; KR20150032320A; CN104471777A; JP2014032936A; WO2014024522A1; CN104471777B

Description

本発明は，電池に関する。詳しくは，電解液の含浸性が良好な電池の構造に関する。

近年，リチウムイオン二次電池などの電池は，携帯電話やパーソナルコンピュータ等の電子機器，ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両等，多岐にわたる分野で利用されている。特にリチウムイオン二次電池は，エネルギー密度が高いため，各種の機器に搭載する上で好適である。

このような二次電池の構造として，例えば，下記特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載の二次電池は，角型の電池ケース（ケース３，以下説明においてかっこ書きにて特許文献１中の名称と符号を記す）に捲回電極体（偏平捲回型電極体４）を収容した構成となっている。捲回電極体は，箔状の正極集電体（正極集電体４１３）の表面に正極活物質層（正極活物質層４１２）が形成された正極板（正極板４１），箔状の負極集電体（負極集電体４２３）の表面に負極活物質層（負極活物質層４２２）が形成された負極板（負極板４２），および，正極板と負極板とを絶縁するセパレータ（セパレータ４３）を捲回した扁平形状とされている。この捲回電極体は，正極活物質層の形成されていない正極活物質層非形成部（辺縁部４１４）が捲回されてなる正極端部（突出端部４１１）を，捲回軸方向に沿う一端側に有するとともに，負極活物質層の形成されていない負極活物質層非形成部（辺縁部４２４）が捲回されてなる負極端部（突出端部４２１）を，捲回軸方向に沿う他端側に有している。

正極端部には，正極端子部材（正極端子１）が接合され，負極端部には，負極端子部材（負極端子２）が接合される。各端部（各突出端部４１１，４２１）における正極端子又は負極端子との接合部は，正極活物質層非形成部（辺縁部４１４）又は負極活物質層形成部（辺縁部４２４）の積層体が，捲回軸方向に直行する電池ケースの厚さ方向に圧縮された状態となっている（特許文献１の図１，段落［００４０］参照）。特にこの文献に記載の二次電池では，捲回電極体の各端部（各突出端部４１１，４２１）は，捲回軸方向に沿う端面で見たときに，その一部が電池ケースの厚さ方向に沿って完全につぶれている（圧縮されている）。

このように構成された二次電池では，捲回電極体の捲回軸方向に沿う両端部（突出端部４１１，４２１）と，この両端部の間の部分との間に，厚さの差が生じる。そのため，この厚さの差により生じたスペースに，正極端子部材及び負極端子部材を収めることができるので，電池全体を小型化できるとされている（特許文献１の段落［００１８］参照）。

特開２００２−８７０８号公報

しかしながら，上記特許文献１に記載の二次電池では，正極端子部材及び負極端子部材は，捲回電極体の各端部（各突出端部４１１，４２１）から略同じ距離だけ捲回軸方向の内側へ入った所に接合されている。また，捲回電極体の各端部（各突出端部４１１，４２１）は，捲回軸方向に沿う端面で見たときに，その一部が電池ケースの厚さ方向に沿って完全につぶれている（圧縮されている）。言い換えれば，捲回電極体の捲回軸方向に沿う両端には，正極板又は負極板が隙間なく積層された部分があり，その部分の捲回密度は非常に高くなっている。そのため，捲回電極体の捲回軸方向における両端部は，電解液の含浸性が低いものとなっていた。

特に，二次電池では電池ケースに設けられた注液口から電解液を注入するが，この注液口の位置が，いずれかの端部（正極端部又は負極端部）に偏っている場合には，注液口から遠い方の端部にまで電解液が十分に行き渡らないおそれがある。そのような場合に，注液口から遠い方の端部の捲回密度が高いと，その端部に十分な電解液が含浸しないという問題が生じ得る。電解液が十分に含浸しない場合，電池としての機能が発揮されない。

本発明は，上記のような問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，注液口が捲回電極体の正極端部又は負極端部のいずれかに偏って配置されている場合であっても，注液口から注入した電解液が，捲回電極体の両端部に十分に含浸され得る電池を提供することにある。

この課題の解決を目的としてなされた本発明の電池は，箔状の正極集電体の表面に正極活物質層が形成された正極板，箔状の負極集電体の表面に負極活物質層が形成された負極板，および，正極板と負極板とを絶縁するセパレータを捲回してなる捲回電極体と，捲回電極体を収容する電池ケースと，電池ケースに設けられ，電池ケース内へ電解液を注入するための注液口と，捲回電極体に接合される正極端子部材および負極端子部材と，を備える。捲回電極体は，正極板における正極活物質層の形成されていない正極活物質層非形成部が負極板からはみ出た状態で捲回されてなる正極端部を，捲回軸方向の一端側に有するとともに，負極板における負極活物質層の形成されていない負極活物質層非形成部が正極板からはみ出た状態で捲回されてなる負極端部を，捲回軸方向の他端側に有する。正極端部は，捲回軸方向に直行する方向に圧縮され，正極端子部材が接合される正極端子接合部を有する。負極端部は，捲回軸方向に直行する方向に圧縮され，負極端子部材が接合される負極端子接合部を有する。注液口は，正極端子接合部又は負極端子接合部のうちいずれか一方に偏って位置している。捲回電極体は，注液口から遠い方の接合部から，当該接合部側の捲回軸方向に沿う端までの離隔距離が，注液口に近い方の接合部から，当該接合部側の捲回軸方向に沿う端までの離隔距離よりも大きいものである。

本発明の電池では，注液口から遠い方の接合部は，注液口に近い方の接合部よりも，各接合部が設けられている端部における捲回軸方向に沿う端までの距離が長い。従って，捲回電極体は，注液口から遠い方の接合部側の端面における捲回密度が，注液口に近い方の接合部側の端面における捲回密度よりも低くなる。これは，捲回電極体が圧縮された部分である接合部が，捲回電極体の端からどの程度離れるかによって，捲回電極体の端面の圧縮の程度が変わってくるためである。

よって本発明の電池によれば，注液口が，正極端子接合部又は負極端子接合部のうちいずれか一方に偏っていることにより，注液口から遠い方の接合部のある端部（正極端部又は負極端部）に電解液が十分に行き渡らないおそれがある場合であっても，注液口から遠い方の接合部のある端部の捲回密度が低いことにより，その端部の含浸性が向上し，その端部にまで電解液を十分に含浸させることができる。なお，注液口に近い方の接合部のある端部は，注液口から近いため，捲回密度が高くても電解液が十分に含浸し得る。よって本発明によれば，捲回電極体の両端部に電解液が十分に含浸され得る電池を提供することができる。

ここで本発明の電池では，注液口は，正極端子接合部寄りに設けられており，捲回電極体は，負極端子接合部から，当該負極端子接合部側の捲回軸方向に沿う端までの離隔距離が，正極端子接合部から，当該正極端子接合部側の捲回軸方向に沿う端までの離隔距離よりも大きいものであることが望ましい。

このような構成とすれば，注液口が正極端子接合部寄りに設けられていても，負極端子接合部のある負極端部にまで十分に電解液が含浸されるので，電解液の含侵性の良好な電池を提供できる。

また電池の使用に際して規定値を超える電圧での充電があったときには，電解液が気化し，そのガスが電池内に充満することがある。このガスは，主に正極端部側に発生する。本発明では，正極端部は，負極端部よりも接合部の位置が捲回軸方向に沿う端に近い。よって，捲回電極体における正極端子接合部よりも捲回軸方向に沿う中央側の部分を，ガス抜けのための膨張可能な領域（接合部のない圧縮されていない領域）として広くとることができる。よって，ガス抜け性の良好な電池とすることができる。

本発明によれば，注液口が捲回電極体の正極端部又は負極端部のいずれかに偏って配置されている場合であっても，注液口から注入した電解液が，捲回電極体の両端部に十分に含浸され得る電池を提供することができる。

実施形態に係る電池を示す断面図である。実施形態の電池が備える捲回電極体の斜視図である。同捲回電極体の構造を示す図である。同捲回電極体を構成する正極板を示す図である。同捲回電極体を構成する負極板を示す図である。実施形態に係る端子付蓋部材を示す斜視図である。正極端子部材を接続した捲回電極体の左端面図である。負極端子部材を接続した捲回電極体の右端面図である。

以下，本発明の電池を具体化した実施形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は，実施形態に係る電池１００の断面図である。実施形態に係る電池１００は，図１に示すように，角型の電池ケース１１０と，電池ケース１１０の内部に収容された捲回電極体（発電要素）１５０とを備える角型のリチウムイオン二次電池である。この電池１００は，ハイブリッドカーや電気自動車等の車両や，ハンマードリル等の電池使用機器に搭載されるものである。なお，本明細書において，特に断りのない限りは，上下左右は，図１を基準にいうものとし，また，図１中紙面手前側を前方，紙面奥側を後方というものとする。

１．捲回電極体
捲回電極体１５０について図２〜５に基づいて説明する。図２，３に示すように，捲回電極体１５０は，帯状の正極板１５５，負極板１５６，及びセパレータ１５７を扁平形状に捲回した扁平型の捲回電極体１５０である。

正極板１５５は，図４に示すように，長手方向ＤＡに延びる帯状で，アルミニウム箔からなる正極集電体（正極基材）１５１と，この正極集電体１５１の表面の一部に配置された正極活物質層（正極合材層）１５２とを有している。正極活物質層１５２は，正極活物質１５３とアセチレンブラックからなる導電材とＰＶＤＦ（結着剤）とを含んでいる。

正極集電体１５１のうち，正極活物質層１５２が塗工されている部位を，正極活物質層形成部（正極合材層塗工部）１５１ｃという。一方，正極活物質層１５２が塗工されていない部位を，正極活物質層非形成部（正極合材層未塗工部）１５１ｂという。正極活物質層非形成部１５１ｂは，正極集電体１５１（正極板１５５）の幅方向ＤＢ（図４において左右方向）の端部（図４において左端部）に位置し，正極集電体１５１（正極板１５５）の長手方向ＤＡ（図４において上下方向）に沿って帯状に延びている。

また，負極板１５６は，図５に示すように，長手方向ＤＡに延びる帯状で，銅箔からなる負極集電体（負極基材）１５８と，この負極集電体１５８の表面の一部に配置された負極活物質層（負極合材層）１５９とを有している。負極活物質層１５９は，負極活物質１５４とＳＢＲ（結着剤）とＣＭＣ（増粘剤）とを含んでいる。

負極集電体１５８のうち，負極活物質層１５９が塗工されている部位を，負極活物質層形成部（負極合材層塗工部）１５８ｃという。一方，負極集電体１５８のうち，負極活物質層１５９が塗工されていない部位を，負極活物質層非形成部（負極合材層未塗工部）１５８ｂという。負極活物質層非形成部１５８ｂは，負極集電体１５８（負極板１５６）の幅方向ＤＢ（図５において左右方向）の端部（図５において右端部）に位置し，負極集電体１５８（負極板１５６）の長手方向ＤＡ（図５において上下方向）に沿って帯状に延びている。

このように構成された正極板１５５，負極板１５６を，図３に示すようにセパレータ１５７を間に介在させて，扁平形状に捲回したものが，図２に示す捲回電極体１５０である。捲回電極体１５０は，図１に示すように，捲回軸方向を水平方向に沿わせた状態で，電池ケース１１０内に収容される。

この捲回電極体１５０は，図２に示すように，正極活物質層非形成部１５１ｂが負極板１５６からはみ出た状態で捲回されてなる正極端部１８５を有する。正極端部１８５は，捲回軸方向について捲回電極体１５０の一端部（左端部）をなす。

また，捲回電極体１５０は，図２に示すように，負極活物質層非形成部１５８ｂが正極板１５５からはみ出た状態で捲回されてなる負極端部１８６を有する。負極端部１８６は，捲回軸方向について捲回電極体１５０の他端部（右端部）をなす。

また捲回電極体１５０は，図２に示すように，正極活物質層形成部１５１ｃ（正極板１５５の正極活物質層１５２が形成された部分）と，負極活物質層形成部１５８ｃ（負極板１５６の負極活物質層１５９が形成された部分）と，セパレータ１５７とが捲回されてなる発電部１８７とを有する。発電部１８７は，捲回軸方向について正極端部１８５と負極端部１８６との間に位置する。

２．電池ケース
電池ケース１１０について図１及び図６に基づいて説明する。図６は，実施形態に係る端子付蓋部材１１５の一部を分解した斜視図である。

電池ケース１１０は，図１に示すように，上部に開口部１１１ｄを有する矩形箱状の電池ケース本体１１１と，電池ケース本体１１１の開口部１１１ｄを閉塞する板状の電池ケース蓋１１３とを備えている。電池ケース１１０は，金属（具体的には純アルミニウム）からなる。

電池ケース本体１１１は，内部に捲回電極体１５０を収容している。電池ケース本体１１１は，電池ケース蓋１１３に対向する矩形板状のケース底壁部１１１ｂと，ケース底壁部１１１ｂの周縁から上方へ立設する４つのケース側壁部１１１ｃとを備える。

電池ケース蓋１１３は，電池ケース本体１１１に対して溶接により接合されている。電池ケース蓋１１３は，矩形板状をなし，その長手方向（左右方向）の両端部には，この電池ケース蓋１１３を貫通する円形状の貫通孔１１３ｈ，１１３ｋが形成されている。また，電池ケース蓋１１３の長手方向の中央部には，安全弁１１３ｊが設けられている。この安全弁１１３ｊは，電池ケース蓋１１３と一体的に形成されて，電池ケース蓋１１３の一部をなしている。

安全弁１１３ｊは，電池ケース蓋１１３の他の部分よりも薄く形成されると共に，その上面には溝部１１３ｊｖが形成されている（図６参照）。これにより，安全弁１１３ｊは，電池ケース１１０内部の内圧が所定圧力に達した際に作動する。即ち，内圧が所定圧力に達したときに溝部１１３ｊｖが破断して，電池ケース１１０の内部のガスを外部に放出する。

また，電池ケース蓋１１３の安全弁１１３ｊと貫通孔１１３ｈとの間には，電解液（図示なし）を電池ケース１１０内に注入するための注液口１１３ｎが形成されている（図１参照）。この注液口１１３ｎは，注液栓１１３ｍにより封止されている。

さらに，電池１００は，電池ケース本体１１１の内部で捲回電極体１５０に電気的に接続すると共に，電池ケース蓋１１３の貫通孔１１３ｈ，１１３ｋを通じて外部に延出する電極端子部材（正極端子部材１３０及び負極端子部材１４０）を備えている。

正極端子部材１３０は，正極接続部材１３５と正極外部端子部材（外部接続端子）１３７と正極締結部材（ボルト）１３９とにより構成されている（図１，図６参照）。このうち，正極接続部材１３５は，金属（純アルミニウム）からなり，捲回電極体１５０に接続すると共に，電池ケース蓋１１３の貫通孔１１３ｈを通じて外部に延出している。正極外部端子部材１３７は，金属からなり，電池ケース蓋１１３上（電池ケース１１０の外部）に位置し，電池ケース１１０の外部において正極接続部材１３５と電気的に接続している。正極締結部材１３９は，金属からなり，電池ケース蓋１１３上（電池ケース１１０の外部）に位置し，正極外部端子部材１３７に電気的に接続されている。

負極端子部材１４０は，負極接続部材１４５と負極外部端子部材（外部接続端子）１４７と負極締結部材（ボルト）１４９とにより構成されている（図１，図６参照）。このうち，負極接続部材１４５は，金属（純銅）からなり，捲回電極体１５０に接続すると共に，電池ケース蓋１１３の貫通孔１１３ｋを通じて外部に延出している。負極外部端子部材１４７は，金属からなり，電池ケース蓋１１３上（電池ケース１１０の外部）に位置し，電池ケース１１０の外部において負極接続部材１４５と電気的に接続している。負極締結部材１４９は，金属からなり，電池ケース蓋１１３上（電池ケース１１０の外部）に位置し，負極外部端子部材１４７に電気的に接続されている。

さらに，電池１００は，正極端子部材１３０（詳細には，正極接続部材１３５）と電池ケース蓋１１３との間に介在し，両者を電気的に絶縁するガスケット（第１絶縁部材）１７０を備えている。ガスケット１７０は，電気絶縁性の樹脂（具体的にはＰＦＡ）からなる。このガスケット１７０は，負極端子部材１４０（詳細には，負極接続部材１４５）と電池ケース蓋１１３との間にも介在している。

また電池１００は，電気絶縁性の樹脂（具体的には１００％ＰＰＳ）からなり，電池ケース蓋１１３上に配置されたインシュレーター（第２絶縁部材）１８０を備えている。このインシュレーター１８０は，正極端子部材１３０（詳細には，正極外部端子部材１３７及び正極締結部材１３９）と電池ケース蓋１１３との間に介在し，両者を電気的に絶縁する。なお，このインシュレーター１８０は，負極端子部材１４０（詳細には，負極外部端子部材１４７及び負極締結部材１４９）と電池ケース蓋１１３との間にも介在している。

本実施形態では，これらの電極端子部材（正極端子部材１３０及び負極端子部材１４０）と，ガスケット１７０，１７０と，インシュレーター１８０，１８０とを，電池ケース蓋１１３に組み付けることにより，端子付蓋部材１１５が構成されている。具体的には，図６に示すように，正極端子部材１３０に設けられた加締め部１３３と台座部１３１との間に，正極外部端子部材１３７，インシュレーター１８０，電池ケース蓋１１３，及び，ガスケット１７０を挟んで固定すると共に，負極端子部材１４０に設けられた加締め部１４３と台座部１４１との間に，負極外部端子部材１４７，インシュレーター１８０，電池ケース蓋１１３，及び，ガスケット１７０を挟んで固定することで，これらが一体となった端子付蓋部材１１５が形成されている。

３．電極端子部材と捲回電極体との接合
次に，電極端子部材（正極端子部材１３０および負極端子部材１４０）と捲回電極体１５０との接合について詳述する。電極端子部材（正極端子部材１３０および負極端子部材１４０）のうち正極接続部材１３５および負極接続部材１４５が，捲回電極体１５０に対して接合される。正極接続部材１３５は，台座部１３１と挿通部１３２と加締め部１３３と電極体接続部１３４とを有している（図１，６参照）。このうち，台座部１３１は，矩形板状をなし，電池ケース本体１１１の内部に位置している。挿通部１３２は，台座部１３１の上面から突出する円柱形状で，電池ケース蓋１１３の貫通孔１１３ｈに挿通されている。加締め部１３３は，挿通部１３２の上端に連なった部位であり，加締められて（拡径するように変形されて）円盤状をなし，正極外部端子部材１３７に電気的に接続している。

電極体接続部１３４は，台座部１３１の下面から電池ケース本体１１１のケース底壁部
１１１ｂ側に延びる板状部１３４ａと，板状部１３４ａから内側へ（前方へ）折れており，捲回電極体１５０に対して溶接される溶接部１３４ｂとを備える。溶接部１３４ｂは，捲回電極体１５０の正極端部１８５に溶接される。これにより，正極接続部材１３５と捲回電極体１５０とが電気的かつ機械的に接続される。

負極接続部材１４５は，正極接続部材１３５と同様の構成とされている。すなわち，負極接続部材１４５は，台座部１４１と挿通部１４２と加締め部１４３と電極体接続部１４４とを有している（図１，６参照）。このうち，台座部１４１は，矩形板状をなし，電池ケース本体１１１の内部に位置している。挿通部１４２は，台座部１４１の上面から突出する円柱形状で，電池ケース蓋１１３の貫通孔１１３ｋを挿通している。加締め部１４３は，挿通部１４２の上端に連なった部位であり，加締められて（拡径するように変形されて）円盤状をなし，負極外部端子部材１４７に電気的に接続している。

電極体接続部１４４は，台座部１４１の下面から電池ケース本体１１１の底壁部１１１ｂ側に延びる板状部１４４ａと，板状部１４４ａから内側へ（後方へ）折れており，捲回電極体１５０に対して溶接される溶接部１４４ｂとを備える。溶接部１４４ｂは，捲回電極体１５０の負極端部１８６に溶接される。これにより，負極接続部材１４５と捲回電極体１５０とが電気的かつ機械的に接続される。なお，正極接続部材１３５および負極接続部材１４５の溶接には，例えば，スポット溶接や超音波溶接等が用いられる。

ここで，正極端部１８５における正極接続部材１３５の接合部を，正極端子接合部１９０と称する。正極端子接合部１９０は，図７に示すように，捲回電極体１５０の捲回軸方向に直行する電池ケース１１０の厚さ方向（前後方向）に沿って圧縮されている。また，図１に示すように，正極接続部材１３５は，捲回電極体１５０の左端１５０ａから距離ａ離れた位置に接合されている。すなわち，正極接続部材１３５と，捲回電極体１５０の左端１５０ａとの捲回軸方向に沿う離隔距離は，ａである。この捲回電極体１５０の左端１５０ａから距離ａの位置というのは，ほとんど捲回電極体１５０の左端１５０ａから離れていない位置である。このことから，正極端子部材１３０の捲回電極体１５０に対する溶接を，端溶接と称する。端溶接の場合，捲回電極体１５０を左端面１５０ｅから見たとき，図７に示すように，左端面（左巻き口）１５０ｅの上部は，正極板１５５，負極板１５６，及びセパレータ１５７が略隙間なく捲回（積層）されている。すなわち，捲回電極体１５０は，左端１５０ａ側の捲回密度が，後述する右端１５０ｂ側の捲回密度よりも高い。このようになるのは，正極端子接合部１９０が圧縮されていることにより，その周りの部分も圧縮されることに起因する。

一方，負極端部１８６における負極接続部材１４５の接合部を，負極端子接合部１９１と称する。負極端子接合部１９１は，図８に示すように，捲回電極体１５０の捲回軸方向に直行する電池ケース１１０の厚さ方向（前後方向）に沿って圧縮されている。また，図１に示すように，負極接続部材１４５は，捲回電極体１５０の右端１５０ｂから距離ｂ離れた位置に接合されている。すなわち，負極接続部材１４５と，捲回電極体１５０の右端１５０ｂとの捲回軸方向に沿う離隔距離は，ｂである。離隔距離ｂとａとの関係は，ａ＜ｂとなっている。捲回電極体１５０の右端１５０ｂから距離ｂの位置というのは，捲回電極体１５０の右端１５０ｂから内側へ入り込んだ位置である。このことから，負極端子部材１４０の捲回電極体１５０に対する溶接を，内側溶接と称する。内側溶接の場合，捲回電極体１５０を右端面１５０ｆから見たとき，図８に示すように，右端面（右巻き口）１５０ｆの上部は，正極板１５５，負極板１５６，及びセパレータ１５７が多少の隙間をもって捲回されている。すなわち，右端面（右巻き口）１５０ｆの上部の前後方向に沿う幅寸法ｙ（図８参照）は，左端面（左巻き口）１５０ｅの上部の前後方向に沿う幅寸法ｘ（図７参照）よりも大きい。言い換えれば，捲回電極体１５０は，右端１５０ｂ側の捲回密度が左端側の捲回密度よりも低い。このようになるのは，負極端子接合部１９１が圧縮されていることにより，その周りの部分が圧縮されても，右端１５０ｂは，負極端子接合部１９１から距離ｂ離れているため，左端面１５０ｅのように隙間なく圧縮されることはないからである。

また本実施形態では，電池ケース蓋１１３に設けられた注液口１１３ｎの位置は，図１に示すように，捲回電極体１５０における捲回軸方向（左右方向）に沿う中央位置よりも，正極端子接合部１９０側に偏っている。言い換えれば，正極端子接合部１９０は，負極端子接合部１９１よりも注液口１１３ｎに近く，負極端子接合部１９１は，正極端子接合部１９０よりも注液口１１３ｎから遠くに位置している。

このように，注液口１１３ｎの位置が正極端部１８５に偏っている場合，正極端部１８５へは電解液が含浸しやすくなり，負極端部１８６へは電解液が含浸しにくくなる。しかし本実施形態では，注液口１１３ｎから遠い負極端部１８６にある負極端子接合部１９１と捲回電極体１５０の右端１５０ｂとの離隔距離ｂを，注液口１１３ｎから近い正極端部１８５にある正極端子接合部１９０と捲回電極体１５０の左端１５０ａとの離隔距離ａよりも，大きくしている。これにより，捲回電極体１５０における右端１５０ｂ側の捲回密度を，左端１５０ａ側の捲回密度よりも低くして，右端１５０ｂ側（負極端部１８６側）の電解液の含浸性を向上させている。

よって本実施形態の電池１００では，注液口１１３ｎから遠い負極端部１８６であっても，右端面１５０ｆの捲回密度が低いため，電解液が十分に浸透する。一方，注液口１１３ｎに近い正極端部１８５は，左端面１５０ｅの捲回密度が高くても，注液口１１３ｎが近いため，電解液が十分に浸透する。従って本実施形態によれば，捲回電極体１５０への電解液の含浸性の良い電池１００を製造することができる。

なお実施形態において注液口１１３ｎを正極端部１８５寄りに設けたのは，次の理由による。すなわち，正極端部１８５の材質は，アルミニウムであり，負極端部１８６の材質である銅よりも，導電率が低い。よって，正極端子部材１３０を正極端部１８５に溶接するためには，その溶接面積を，負極端部１８６の溶接面積よりも，大きくすることが望ましい。但し正極端部１８５における溶接面積を大きくしてしまうと，その分，正極端部１８５が圧縮される（正極端子接合部１９０が大きくなる）ため，正極端部１８５への電解液の含浸性が悪くなる。そこで，注液口１１３ｎを正極端部１８５側に配置して，正極端部１８５へ電解液を行き渡りやすくしているのである。

４．電解液の注入
上述のように端子付蓋部材１１５を捲回電極体１５０に接合した後，捲回電極体１５０
を電池ケース本体１１１に収納するとともに，電池ケース本体１１１の開口部１１１ｄを電池ケース蓋１１３で塞ぎ，電池ケース本体１１１に対して電池ケース蓋１１３の全周を溶接する。これにより，電池ケース１１０は，捲回電極体１５０を収納した状態で封止される。

その後，電池ケース蓋１１３に形成された注液口１１３ｎから，電池ケース１１０内へ電解液を注入する。注入された電解液は，捲回電極体１５０に含浸する。本実施形態では，電解液として，非水溶媒に電解質を溶解した非水電解液を用いる。非水溶媒としては，エチレンカーボネート，プロピレンカーボネート，ジメチルカーボネート（ＤＭＣ），ジエチルカーボネート，エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ），１，２−ジメトキシエタン，１，２−ジエトキシエタン，テトラヒドロフラン，１，３−ジオキソラン等からなる群から選択された一種または二種以上を用いることができる。本実施形態に係る電池１００では，ジエチルカーボネートとエチレンカーボネートとの混合溶媒（例えば質量比１：１）を用いている。

また，電解質（支持塩）としては，フッ素を構成元素とする各種リチウム塩から選択される一種または二種以上を用いることができる。例えば，ＬｉＰＦ_６，ＬｉＢＦ_４，ＬｉＡＳＦ_６，ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３，ＬｉＣ_４Ｆ_９ＳＯ_３，ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２，ＬｉＣ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_３等からなる群から選択される一種または二種以上を用いることができる。本実施形態に係る電池１００では，電解質としてヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）を用いている。その濃度は約１ｍｏｌ／リットルである。

注液口１１３ｎから上記電解液を注入した後は，注液口１１３ｎに注液栓１１３ｍを挿入する。これにより，注液口１１３ｎが封止される。その後，所定の処理を行うことで，実施形態の電池１００（図１参照）が完成する。

なお実施形態の電池１００は，この電池１００による電気エネルギーを動力源の全部または一部に使用する車両に搭載することができる。「車両」としては，例えば，電気自動車，ハイブリッド自動車，プラグインハイブリッド自動車，ハイブリッド鉄道車両，フォークリフト，電気車いす，電動アシスト自転車，電動スクーターなどが挙げられる。

５．実施形態の作用効果
以上説明したように，実施形態の電池１００は，箔状の正極集電体１５１の表面に正極活物質層１５２が形成された正極板１５５，箔状の負極集電体１５８の表面に負極活物質層１５９が形成された負極板１５６，および，正極板１５５と負極板１５６とを絶縁するセパレータ１５７を捲回してなる捲回電極体１５０と，捲回電極体１５０を収容する電池ケース１１０と，電池ケース１１０に設けられ，電池ケース１１０内へ電解液を注入するための注液口１１３ｎと，捲回電極体１５０に接合される正極端子部材１３０および負極端子部材１４０と，を備える。捲回電極体１５０は，正極板１５５における正極活物質層１５２の形成されていない正極活物質層非形成部１５１ｂが負極板１５６からはみ出た状態で捲回されてなる正極端部１８５を，捲回軸方向の一端（左端１５０ａ）側に有するとともに，負極板１５６における負極活物質層１５８の形成されていない負極活物質層非形成部１５８ｂが正極板１５５からはみ出た状態で捲回されてなる負極端部１８６を，捲回軸方向の他端（右端１５０ｂ）側に有する。正極端部１８５は，捲回軸方向に直行する方向（前後方向）に圧縮され，正極端子部材１３０が接合される正極端子接合部１９０を有する。負極端部１８６は，捲回軸方向に直行する方向（前後方向）に圧縮され，負極端子部材１４０が接合される負極端子接合部１９１を有する。

さらに実施形態の電池１００では，注液口１１３ｎは，正極端子接合部１９０寄りに設けられている。捲回電極体１５０は，負極端子接合部１９１から，負極端子接合部１９１側の捲回軸方向に沿う端（右端１５０ｂ）までの離隔距離ｂが，正極端子接合部１９０から，正極端子接合部１９０側の捲回軸方向に沿う端（左端１５０ａ）までの離隔距離ａよりも大きいものである。

このように構成された本実施形態の電池１００では，注液口１１３ｎから遠い負極端子接合部１９１は，注液口１１３ｎに近い正極端子接合部１９０よりも，捲回電極体１５０における捲回軸方向に沿う端（負極端子接合部１９１においては右端１５０ｂ，正極端子接合部１９０においては左端１５０ａ）までの距離が，ａ＜ｂと長い（図１参照）。従って，捲回電極体１５０は，負極端子接合部１９１側の端面１５０ｆ（図８参照）における捲回密度が，正極端子接合部１９０側の端面１５０ｅ（図７参照）における捲回密度よりも低くなる。言い換えれば，右端面１５０ｆの箔間隙間が，左端面１５０ｅの箔間隙間よりも大きくなる。これは，捲回電極体１５０が圧縮された部分である接合部１９０，１９１が，捲回電極体１５０の端１５０ａ，１５０ｂからどの程度離れるかによって，捲回電極体１５０の端面１５０ｅ，１５０ｆの圧縮の程度が変わってくるためである。なお，接合部１９０（１９１）が捲回電極体１５０の端１５０ａ（１５０ｂ）から離れるほど，捲回電極体１５０の端面１５０ｅ（１５０ｆ）の捲回密度は低くなり，接合部１９０（１９１）が捲回電極体１５０の端１５０ａ（１５０ｂ）に近づくほど，捲回電極体１５０の端面１５０ｅ（１５０ｆ）の捲回密度は高くなる。

よって実施形態のように，注液口１１３ｎが，正極端子接合部１９０に偏っていることにより，負極端部１８６に電解液が十分に行き渡らないおそれがある場合であっても，負極端部１８６の捲回密度が低いことにより，負極端部１８６の含浸性が向上するので，負極端部１８６に電解液を十分に含浸させることができる。なお，電解液は，主に捲回電極体１５０の両端部１５０ａ，１５０ｂから含浸される。また，正極端部１８５は，注液口１１３ｎから近いため，捲回密度が高くても電解液が十分に含浸し得る。よって本実施形態によれば，捲回電極体１５０の両端部（正極端部１８５および負極端部１８６）に電解液が十分に含浸され得る電池１００とすることができる。

また電池１００の使用に際して規定値を超える電圧での充電があったときには，電解液が気化し，そのガスが電池１００内に充満することがある。このガスは，主に正極端部１８５側に発生する。本実施形態では，正極端部１８５に設けられた正極端子接合部１９０の方が，負極端部１８６に設けられた負極端子接合部１９１よりも，捲回電極体１５０の捲回軸方向に沿う端（正極端子接合部１９０においては左端１５０ａ，負極端子接合部１９１においては右端１５０ｂ）に近い。よって，捲回電極体１５０における正極端子接合部１９０よりも捲回軸方向に沿う中央側の部分（すなわち，正極端子接合部１９０と発電部１８７との間の部分）を，ガス抜けのための膨張可能な領域（接合部１９０のない圧縮されていない領域）として広くとることができる。よって，正極端子接合部１９０と捲回電極体１５０の左端１５０ａとの離隔距離をａではなくｂとする場合と比べて，ガス抜け性の良好な電池とすることができる。

６．変更例
以上，本発明を実施形態に即して説明したが，本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で，適宜変更して適用できることは言うまでもない。例えば，上記実施形態では，電池として，リチウム二次電池を例示したが，例えばニッケル水素電池，ニッケルカドミウム電池等の他の種類の二次電池などにも，本発明の技術的思想を適用できる。

また実施形態では，注液口１１３ｎを正極端子接合部１９０寄りに設けたが，ガス抜けの良さ（ガス発生時の安全性）を考慮しなければ，負極端子接合部１９１寄りに設けてもよい。この場合，注液口１１３ｎから遠い正極端子接合部１９０と捲回電極体１５０の左端１５０ａとの離隔距離ａが，注液口１１３ｎに近い負極端子接合部１９１と捲回電極体１５０の右端１５０ｂとの離隔距離ｂよりも，大きくなるように構成する。

また，電極端子部材（正極端子部材１３０，負極端子部材１４０）は，捲回電極体１５０からの電力を外部へ出力できれば，どのような構成であってもよく，必ずしも実施形態のように，正極接続部材１３５（負極接続部材１４５）と，正極外部端子部材１３７（負極接続部材１４７）と，正極締結部材１３９（負極締結部材１４９）とから構成されている必要はない。

１００…電池
１１０…電池ケース
１１３ｎ…注液口
１３０…正極端子部材
１４０…負極端子部材
１５０…捲回電極体
１８５…正極端部
１８６…負極端部
１５０ａ…左端
１５０ｂ…右端
１５０ｅ…左端面（左巻き口）
１５０ｆ…右端面（右巻き口）
１５１…正極集電体
１５２…正極活物質層
１５５…正極板
１５６…負極板
１５７…セパレータ
１５８…負極集電体
１５９…負極活物質層
１９０…正極端子接合部
１９１…負極端子接合部

Claims

箔状の正極集電体の表面に正極活物質層が形成された正極板，箔状の負極集電体の表面に負極活物質層が形成された負極板，および，前記正極板と前記負極板とを絶縁するセパレータを捲回してなる捲回電極体と，
前記捲回電極体を収容する電池ケースと，
前記電池ケースに設けられ，前記電池ケース内へ電解液を注入するための注液口と，
前記捲回電極体に接合される正極端子部材および負極端子部材と，を備え，
前記捲回電極体は，
前記正極板における前記正極活物質層の形成されていない正極活物質層非形成部が前記負極板からはみ出た状態で捲回されてなる正極端部を，捲回軸方向の一端側に有するとともに，
前記負極板における前記負極活物質層の形成されていない負極活物質層非形成部が前記正極板からはみ出た状態で捲回されてなる負極端部を，捲回軸方向の他端側に有し，
前記正極端部は，捲回軸方向に直行する方向に圧縮され，前記正極端子部材が接合される正極端子接合部を有し，
前記負極端部は，捲回軸方向に直行する方向に圧縮され，前記負極端子部材が接合される負極端子接合部を有する電池であって，
前記注液口は，前記正極端子接合部又は前記負極端子接合部のうちいずれか一方に偏って位置しており，
前記捲回電極体は，
前記注液口から遠い方の接合部から，当該接合部側の捲回軸方向に沿う端までの離隔距離が，前記注液口に近い方の接合部から，当該接合部側の捲回軸方向に沿う端までの離隔距離よりも大きいものであることを特徴とする電池。
請求項１に記載の電池であって，
前記注液口は，前記正極端子接合部寄りに設けられており，
前記捲回電極体は，
前記負極端子接合部から，当該負極端子接合部側の捲回軸方向に沿う端までの離隔距離が，前記正極端子接合部から，当該正極端子接合部側の捲回軸方向に沿う端までの離隔距離よりも大きいものであることを特徴とする電池。