JP6152798B2 - 非水電解液電池用電極群及び非水電解液電池 - Google Patents

Description

本発明は、積層された電極群が電池ケース内に収納されてなる非水電解液電池用の電極群及びこの電極群を備えた非水電解液電池に関するものである。

特開２００８−９１０９９号公報（特許文献１）には、正極が内部に配置された袋状セパレータと、正極よりも大きい負極とを交互に積層した積層電極体（電極群）を備えた積層リチウムイオン電池が開示されている。特許文献１の非水電解液電池では、正極板とセパレータとの位置関係がずれることにより、負極板の負極活物質が正極板に接触して短絡することを防止するために、袋状セパレータの内部に正極板を配置して、セパレータの端部から正極板がはみ出すことを防止している。また特許文献１の電極群では、正極板が負極板と対向する位置からずれるのを防止するために、セパレータ及び負極板の側面にずれ防止用テープを貼り付けて電極群全体を１つの束のようにすることが開示されている。

特開２００８−９１０９９号公報

特許文献１の電極群では、セパレータを袋状に形成しなければならないため、単純な帯状のセパレータを用いる場合に比べてセパレータの製造工程が多くなる。また袋状セパレータの内部に正極板を挿入しなければならないため、電極群の製造工程も多くなる。そのため特許文献１の電極群では、正極板の位置がずれることによりセパレータの端部から正極板の一部が飛び出して、負極板の負極活物質に正極板が接触して短絡することを防止することはできるものの、製造工程が多くなるため、電極群の製造コストが高くなってしまう問題がある。

また特許文献１のように、セパレータ及び負極板の側面にずれ防止用テープを設ければ、電極群の内部におけるセパレータ及び負極板の移動をある程度抑制することはできる。しかしながら、電極群の内部におけるセパレータ及び負極板の移動を完全に抑制することはできず、正極板と負極板とが完全に対向する位置関係を維持できない状態が生じることがある。

さらに特許文献１の電極群では、正極活物質層の切断により正極活物質層の端部に生じたバリ等が、セパレータを突き破って、正極板と接触して短絡を生じてしまうという問題が生じることもある。

本発明の目的は、正極板とセパレータとの位置関係を簡単に固定することができる非水電解液電池用電極群及び非水電解液電池を提供することにある。

本発明の他の目的は、正極板と負極板との短絡を確実に防止することができる非水電解液電池用電極群及び非水電解液電池を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、正極活物質層の切断により正極活物質層の端部にバリが生じても、電極間の短絡が生じにくい非水電解液電池用電極群及び非水電解液電池を提供することにある。

本発明は、１枚以上の正極板と複数枚の負極板とが、それぞれセパレータを介して積層された非水電解液電池用電極群を改良の対象とする。正極板は、正極耳部を有する正極集電板に正極活物質層が形成されて構成されている。負極板は、負極耳部を有する負極集電板に負極活物質層が形成されて構成されている。正極板はまた、負極板と積層された状態で正極活物質層が負極活物質層と完全に対向する大きさを有している。本発明では、正極集電板の一方の面側に位置するセパレータと、正極耳部に隣接し且つ正極集電板の他方の面における正極活物質層が形成されていない正極活物質層未形成部とに跨がるように固定用絶縁テープが貼り付けられて、正極板とセパレータの位置関係が固定用絶縁テープにより固定されている。このように構成すると、固定用絶縁テープの貼り付けだけで、正極板と正極集電板の一方の面側に位置するセパレータとの位置関係の固定を簡単に行うことができる。従って、正極板とセパレータの位置関係がずれることにより正極板がセパレータから飛び出して、負極板と接触して短絡することがない電極群を安価に製造することができる。また、正極集電板の他方の面に位置するセパレータを介して積層された負極板の負極活物質層の負極耳部側の端部に負極活物質層の切断によりバリが生じて、このバリがセパレータを突き破った場合でも、固定用絶縁テープの存在により、バリが正極集電板に接触することがないので、短絡の発生を部分的に防止することができる。

固定用絶縁テープは、正極集電板の他方の面における正極活物質層未形成部全体を覆っていてもよい。このように構成すると、正極集電板及びセパレータにおける固定用絶縁テープの貼り付け面積を大きくすることができる。そのため、より確実に正極板がセパレータに固定されるので、正極板とセパレータとの位置関係がさらにずれなくなる。また、正極集電板の他方の面側の正極活物質層未形成部は、固定用絶縁テープにより覆われて露出しないので、負極活物質層の負極耳部側の端部に生じたバリ等が、正極活物質層未形成部と接触する可能性が大幅に低くなる。

固定用絶縁テープは、正極集電板の他方の面における正極活物質層未形成部に隣接する正極活物質層の縁部に跨がるように設けられていてもよい。このように構成すると、正極活物質層未形成部に隣接する正極活物質層の縁部が固定用絶縁テープにより覆われる。そのため、例えば正極活物質層の端部に、正極活物質層の切断によりバリが生じた場合でも、バリがセパレータを突き破って、負極板と接触して短絡することを防止することができる。

正極集電板の一方の面における正極活物質層が形成されていない正極活物質層未形成部には、負極活物質層と対向する領域に短絡防止用の絶縁テープが貼り付けられていてもよい。このように構成すると、正極集電板の一方の面に位置するセパレータを介して積層された負極板の負極活物質層の負極耳部側の端部にバリが生じて、バリがセパレータを突き破った場合でも、短絡防止用の絶縁テープの存在により、バリが正極集電板に接触することがないので、短絡の発生を部分的に防止することができる。

短絡防止用絶縁テープは、正極集電板の一方の面の活物質層未形成部全体を覆っていてもよい。このように構成すると、正極集電板の一方の面側の正極活物質層未形成部も、短絡防止用絶縁テープにより覆われて露出しないので、正極集電板の一方の面側の負極板の負極活物質層の負極耳部側の端部に生じたバリが、正極集電板の一方の面側の正極活物質層未形成部と接触することがなくなる。

短絡防止用絶縁テープは、正極集電板の一方の面の正極活物質層未形成部に隣接する正極活物質層の縁部に跨がるように設けられていてもよい。このように構成すると、正極集電板の一方の面側の正極活物質層未形成部に隣接する正極活物質層の縁部が短絡防止用絶縁テープにより覆われる。そのため、一方の面側の正極活物質層の端部に、正極活物質の切断によりバリが生じていても、バリがセパレータを突き破って、負極板と接触して短絡することを防止することができる。

短絡防止用絶縁テープは、負極集電板に貼り付けるように構成してもよい。即ち、正極板とセパレータを介して対向する負極板の負極集電板の一方の面に、負極耳部に隣接し且つ負極活物質層が形成されていない負極活物質層未形成部と該負極活物質層未形成部に隣接する負極活物質層の縁部とに跨がって短絡防止用絶縁テープを貼り付けるようにしてもよい。このように構成すると、セパレータを介して正極板と対向する負極板の負極集電板の一方の面に位置する負極耳部側の負極活物質層の縁部が短絡防止用絶縁テープで覆われるため、切断により端部に生じたバリによる短絡を防止することができる。

短絡防止用絶縁テープは、セパレータに貼り付けるように構成してもよい。即ち、正極板の一方の面と対向するセパレータの負極板と対向する面には、負極板の負極耳部に隣接し且つ負極活物質層が形成されていない負極活物質層未形成部と該負極活物質層未形成部に隣接する負極活物質層の縁部と対向する領域に短絡防止用絶縁テープを貼り付けるように構成してもよい。このようにしても、正極板とセパレータを介して対向する負極板の負極集電板の一方の面に位置する負極耳部側の負極活物質層の縁部が、セパレータに貼り付けた短絡防止用絶縁テープで覆われるため、切断により端部に生じたバリによる短絡の発生を防止することができる。

本発明は、上記非水電解液電池用電極群を備えた非水電解液電池として把握することもできる。

本発明の第１の実施の形態の非水電解液電池用電極群を備えた非水電解液電池としてのリチウムイオン二次電池の一部破断正面図である。 （Ａ）は第１の実施の形態の電極群の分解斜視図であり、（Ｂ）は第１の実施の形態の電極群を電池蓋側から見た図であり、（Ｃ）は第１の実施の形態の電極群を図２（Ａ）の矢印Ｃ側から見た図である。 （Ａ）は第２の実施の形態の電極群の分解斜視図であり、（Ｂ）は第２の実施の形態の電極群を電池蓋側から見た図であり、（Ｃ）は第２の実施の形態の電極群を図３（Ａ）の矢印Ｃ側から見た図である。 （Ａ）は第３の実施の形態の電極群の分解斜視図であり、（Ｂ）は第３の実施の形態の電極群を電池蓋側から見た図であり、（Ｃ）は第３の実施の形態の電極群を図４（Ａ）の矢印Ｃ側から見た図である。 （Ａ）は第４の実施の形態の電極群の分解斜視図であり、（Ｂ）は第４の実施の形態の電極群を電池蓋側から見た図であり、（Ｃ）は第４の実施の形態の電極群を図５（Ａ）の矢印Ｃ側から見た図である。 （Ａ）は第５の実施の形態の電極群の分解斜視図であり、（Ｂ）は第５の実施の形態の電極群を電池蓋側から見た図であり、（Ｃ）は第５の実施の形態の電極群を図６（Ａ）の矢印Ｃ側から見た図である。 （Ａ）は第６の実施の形態の電極群の分解斜視図であり、（Ｂ）は第６の実施の形態の電極群を電池蓋側から見た図であり、（Ｃ）は第６の実施の形態の電極群を図７（Ａ）の矢印Ｃ側から見た図である。 （Ａ）は第７の実施の形態の電極群の分解斜視図であり、（Ｂ）は第７の実施の形態の電極群を電池蓋側から見た図であり、（Ｃ）は第７の実施の形態の電極群を図８（Ａ）の矢印Ｃ側から見た図である。 （Ａ）は第８の実施の形態の電極群の分解斜視図であり、（Ｂ）は第８の実施の形態の電極群を電池蓋側から見た図であり、（Ｃ）は第８の実施の形態の電極群を図９（Ａ）の矢印Ｃ側から見た図である。

以下、本発明の非水電解液電池用電極群を備えた非水電解液電池としてのリチウムイオン二次電池の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態の非水電解液電池用電極群を備えたリチウムイオン二次電池１の一部破断正面図である。なお、本実施の形態では、理解を容易にするため、一部の部品の厚み寸法を誇張して描いている。

図１に示すように、本実施形態のリチウムイオン二次電池１は、電極群３と、電極群３を内部に収容するステンレス製の角型電池容器５とを備えている。電池容器５は、一方の端部が開口する電池缶７と、電池蓋９とを備えており、電極群３を電池缶７に挿入した後、電池缶７の開口周縁部と、電池蓋９の周縁部とを溶接することで密閉されている。

電池蓋９には、アルミニウム製の正極端子１１及び負極端子１３が固定されている。正極端子１１及び負極端子１３は、電池容器５の外部に突出するネジ部１１ａ及び１３ａをそれぞれ有している。正極端子１１及び負極端子１３と電池蓋９の間には、円環状の内側パッキン１５がそれぞれ設けられている。電池蓋９の外側には、電池蓋９を介して内側パッキン１５と対向する位置に、円環状の外側パッキン１７と、平ワッシャ１９と、歯付きワッシャ２１とが重ねられた状態で設けられている。正極端子１１及び負極端子１３は、内側パッキン１５、外側パッキン１７、平ワッシャ１９及び歯付きワッシャ２１を介して、ネジ部の先端に設けられたナット２３より、電池蓋９にそれぞれ固定されている。電池蓋９の正極端子１１及び負極端子１３が設けられた部分は、内側パッキン１５及び外側パッキン１７により、電池容器５内の密閉・封止状態を確保している。

電池蓋９には、ステンレス箔を溶接したガス排出弁９ａ及び注液口（図示せず）が配設されている。ガス排出弁９ａは、電池内圧上昇時にステンレス箔が開裂して内部のガスを放出する機能を有している。注液口からは、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとの混合溶媒に６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）または４フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ_４）を溶解した図示しない非水電解液が注入される。電解液注入後、液口栓により注液口は密閉されている。

図２（Ａ）は、本実施の形態の電極群３の分解斜視図であり、図２（Ｂ）は、本実施の形態の電極群３を電池蓋９側から見た図であり、図２（Ｃ）は、本実施の形態の電極群３を、図２（Ａ）の矢印Ｃ側から見た図である。なお図２においては、理解を容易にするために、電極群３の各構成部材を模式的に示している。そのため、図２に示した電極群３の各構成部材は、実際の電極群の構成部材とは、形状及び寸法等が異なる。なおこの電極群３は、説明を容易にするために、２枚の負極板と１枚の正極板により電極群を構成しているが、実際の電極群は、多数枚の負極板と多数枚の正極板がセパレータを介して積層された構造を有している。

本実施の形態の電極群３は、図２に示すように、１枚の正極板３１と、第１の負極板４１及び第２の負極板４２と、第１のセパレータ５１及び第２のセパレータ５２とが積層されて構成されている。第１の負極板４１及び第２の負極板４２は、正極板３１を挟むように配置されている。第１のセパレータ５１及び第２のセパレータ５２は、それぞれ正極板３１と第１の負極板４１との間及び正極板３１と第２の負極板４２との間に配置されて、正極板３１と、第１の負極板４１及び第２の負極板４２とが接触して短絡することを防止している。

正極板３１は、第１の面３３ａ及び第２の面３３ｂを有するほぼ長方形形状に形成されたアルミニウム箔からなる正極集電体３３と、正極集電体３３の第１の面３３ａ及び第２の面３３ｂにそれぞれ設けられた第１の正極活物質層３５及び第２の正極活物質層３７とを有している。正極集電体３３では、電池缶７の底部に沿って延びる辺３３ｃ及び電池蓋９に沿って延びる辺３３ｄ（短辺）よりも、電池缶７の底部から電池蓋９に向かって延びる辺３３ｅ及び３３ｆ（長辺）が長くなるように構成されている。正極集電体３３の第１の面３３ａ及び第２の面３３ｂには、第１の正極活物質層３５及び第２の正極活物質層３７が設けられていない第１の正極活物質層未形成部３３ｇ及び第２の正極活物質層未形成部３３ｈがそれぞれ辺３３ｄに沿うように形成されている。即ち正極活物質層３５及び３７は、正極活物質層未形成部３３ｇ及び３３ｈを除く正極集電体３３の第１の面３３ａ及び第２の面３３ｂを覆うように形成される。第１の正極活物質層３５及び第２の正極活物質層３７は、例えばリチウムマンガン複酸化物粉末と、導電材として鱗片状黒鉛と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）とを重量比８５：１０：５の割合で混合し、これに分散溶媒のＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を添加、混練したスラリを、正極集電体３３の第１の面３３ａ及び第２の面３３ｂに塗布した後、乾燥、プレスすることにより形成することができる。正極集電体３３の電池蓋９に沿って延びる辺３３ｄには、一方の端部に隣接して正極耳部３９が一体に形成されている。正極耳部３９は、正極端子１１に超音波溶接により接合される。

第１の負極板４１は、第１の面４３ａ及び第２の面４３ｂを有するほぼ長方形形状に形成された電解銅箔からなる第１の負極集電体４３と、第１の負極活物質層４５とを有している。第１の負極板４１は、第１の負極集電体４３の第２の面４３ｂが正極板３１と第１のセパレータ５１を介して対向しており、第１の負極活物質層４５は、第１の負極集電体４３の第２の面４３ｂ上に形成されている。第２の負極板４２は、第１の面４４ａ及び第２の面４４ｂを有するほぼ長方形形状に形成された電解銅箔からなる第２の負極集電体４４と、第２の負極活物質層４６とを有している。第２の負極板４２は、第２の負極集電体４４の第１の面４４ａが正極板３１と第２のセパレータ５２を介して対向しており、第２の負極活物質層４６は、第２の負極集電体４４の第１の面４４ａ上に形成されている。第１の負極集電体４３及び第２の負極集電体４４は、電池缶７の底部に沿って延びる辺４３ｃ及び４４ｃ並びに電池蓋９に沿って延びる辺４３ｄ及び４４ｄ（短辺）よりも、電池缶７の底部から電池蓋９に向かって延びる辺４３ｅ及び４４ｅ並びに４３ｆ及び４４ｆ（長辺）が長くなるように構成されている。

第１の負極集電体４３の第２の面４３ｂには、辺４３ｄに沿って、第１の負極活物質層４５が設けられていない負極活物層質層未形成部４３ｇが形成されている。また、第２の負極集電体４４の第１の面４４ａには、辺４４ｄに沿って、第２の負極活物質層４６が設けられていない負極活物質層未形成部４４ｇが形成されている。正極板３１は、第１の負極板４１及び第２の負極板４２と積層された状態では、第１の正極活物質層３５及び第２の正極活物質層３７が、第１の負極活物質層４５及び第２の負極活物質層４６とそれぞれ完全に対向するように、第１の正極活物質層３５及び第２の正極活物質層３７が第１の負極活物質層４５及び第２の負極活物質層４６よりも小さく形成されている。第１の負極活物質層４５及び第２の負極活物質層４６は例えば、負極活物質としての非晶質炭素粉末９０質量部に対し、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを１０質量部添加し、これに分散溶媒のＮＭＰを添加、混練したスラリを、厚さ１０μｍの電解銅箔の両面に塗布した後乾燥、プレスすることにより形成することができる。第１の負極集電体４３及び第２の負極集電体４４の辺４３ｄ及び４４ｄには、第１の負極耳部４７及び第２の負極耳部４８が、一体に形成されている。第１の負極耳部４７及び第２の負極耳部４８は、負極板４１及び４２が正極板３１と積層されたときに、正極耳部３９と対向しないように辺４３ｄ及び４４ｄの他方の端部に隣接して形成されている。第１の負極耳部４７及び第２の負極耳部４８は、負極端子１３に超音波溶接により接合されている。

第１のセパレータ５１は、積層された状態で第１の負極板４１と対向する第１の面５１ａ及び正極板３１と対向する第２の面５１ｂを有するほぼ長方形形状に形成されている。第２のセパレータ５２は、正極板３１と対向する第１の面５２ａ及び第２の負極板４２と対向する第２の面５２ｂを有するほぼ長方形形状に形成されている。第１のセパレータ５１及び第２のセパレータ５２は、それぞれリチウムイオンが通過可能なポリエチレン製の多孔質材により形成されている。本実施の形態の第１のセパレータ５１及び第２のセパレータ５２は、電池缶７の底部に沿って延びる辺５１ｃ及び５２ｃ並びに電池蓋９に沿って延びる辺５１ｄ及び５２ｄ（短辺）よりも、電池缶７の底部から電池蓋９に向かって延びる辺５１ｅ及び５２ｅ並びに５１ｆ及び５２ｆ（長辺）が長くなるように構成されている。また、第１のセパレータ５１及び第２のセパレータ５２の電池缶７の辺５１ｃ及び５２ｃ並びに辺５１ｄ及び５２ｄは、第１の負極集電体４３及び第２の負極集電体４４の辺４３ｃ及び４４ｃ並びに辺４３ｄ及び４４ｄよりも長く形成されている。また電池缶７の底部から電池蓋９に向かって延びる辺５１ｅ及び５２ｅ並びに５１ｆ及び５２ｆは、第１の負極集電体４３及び第２の負極集電体４４の辺４３ｅ及び４４ｅ並びに４３ｆ及び４４ｆよりも長くなるように形成されている。

正極集電体３３の第１の面３３ａの第１の正極活物質層未形成部３３ｇには、ポリイミドフィルムからなる短絡防止用絶縁テープ５３が貼り付けられている。短絡防止用絶縁テープ５３の接着面には、電解液と反応しないカプトンテープからなる粘着剤が塗布されている。本実施の形態の短絡防止用絶縁テープ５３は、正極集電体３３の電池蓋９に沿って延びる辺３３ｄと同じ長さを有している。また短絡防止用絶縁テープ５３の幅は、第１の正極活物質層未形成部３３ｇが電池缶７の底部から電池蓋９に向かって延びる長さと同じ長さである。従って本実施の形態の短絡防止用絶縁テープ５３は、第１の正極活物質層未形成部３３ｇ全体を覆うように貼り付けられている。なお短絡防止用絶縁テープ５３は、第１の負極活物質層４５と対向する領域を少なくとも覆うように貼り付けられていればよい。このように短絡防止用絶縁テープ５３を貼り付けると、第１の負極活物質層の第１の負極耳部４７側の端部に、負極活物質層の切断によるバリが生じて、このバリが第１のセパレータ５１を突き破った場合でも、バリが正極板３１に接触することがないので、短絡の発生を防止することができる。

正極板３１は、ポリイミドフィルムからなる絶縁性を有する固定用絶縁テープ５５により、第１のセパレータ５１に固定されている。固定用絶縁テープ５５の接着面には、電解液と反応しないカプトンテープからなる粘着剤が塗布されている。固定用絶縁テープ５５は、第１のセパレータ５１の電池蓋９に沿って延びる辺５１ｄとほぼ同じ長さを有している。また固定用絶縁テープ５５の幅は、第２の正極活物質層未形成部３３ｈが電池缶７の底部から電池蓋９に向かって延びる長さと同じ長さである。固定用絶縁テープ５５は、第１のセパレータ５１の第２の面５１ｂの辺５１ｅ及び５１ｆに近接する部分と、正極板３１の第２の正極活物質層未形成部３３ｈの全体とに跨がるように貼り付けられる。従って、正極板３１と第１のセパレータ５１との位置関係が固定されている。このように固定用絶縁テープ５５を貼り付けると、正極板３１と第１のセパレータ５１との位置関係を簡単に固定することができる。また、第２の負極板４２の第２の負極活物質層４６の第２の負極耳部４８側の端部にバリ等が生じて、バリ等が第２のセパレータ５２を突き破った場合でも、バリ等が正極板３１に接触することがないので、バリ等による短絡の発生を防止することができる。なお、固定用絶縁テープ５５は、正極板３１の第２の正極活物質層未形成部３３ｈの一部を覆うように構成してもよい。

図３（Ａ）乃至（Ｃ）は、本発明の第２の実施の形態の電極群１０３を、図２（Ａ）乃至（Ｃ）と同じように示した図である。なお図３（Ａ）乃至（Ｃ）には、図２に示した第１の実施の形態と同様の部分に、図２に付した符号に１００の数を加えた数の符号を付して詳細な説明を省略する。第２の実施の形態においては、固定用絶縁テープ１５５の幅は、第２の正極活物質層未形成部１３３ｈが電池缶７の底部から電池蓋９に向かって延びる長さよりも長く形成されている。従って図３（Ｃ）に示すように、固定用絶縁テープ１５５の一部１５５ａが第２の正極活物質層１３７の正極耳部１３９側の縁部に跨がるのを許容するように、固定用絶縁テープ１５５は貼り付けられる。このようにすると第２の正極活物質層１３７の正極耳部１３９側の端部に形成される可能性が高いバリが原因となって発生する短絡の発生を防止できる。

図４（Ａ）乃至（Ｃ）は、本発明の第３の実施の形態の電極群２０３を、図２（Ａ）乃至（Ｃ）と同じように示した図である。なお図４（Ａ）乃至（Ｃ）には、図２に示した第１の実施の形態と同様の部分に、図２に付した符号に２００の数を加えた数の符号を付して詳細な説明を省略する。第３の実施の形態においては、短絡防止用絶縁テープ２５３の幅は、第１の正極活物質層未形成部２３３ｇが電池缶７の底部から電池蓋９に向かって延びる長さよりも長く形成されている。従って図４（Ｃ）に示すように、短絡防止用絶縁テープ２５３の一部２５３ａが第１の正極活物質層２３５の正極耳部２３９側の縁部に跨がるのを許容するように、短絡防止用絶縁テープ２５３は貼り付けられる。なお、固定用絶縁テープ２５５の幅は第１の実施の形態の固定用絶縁テープと同じである。このようにすると第１の正極活物質層２３５の正極耳部２３９側の端部に形成される可能性が高いバリが原因となって発生する短絡の発生を防止できる。

図５（Ａ）乃至（Ｃ）は、本発明の第４の実施の形態の電極群３０３を、図２（Ａ）乃至（Ｃ）と同じように示した図である。なお図５（Ａ）乃至（Ｃ）には、図２に示した第１の実施の形態と同様の部分に、図２に付した符号に３００の数を加えた数の符号を付して詳細な説明を省略する。第４の実施の形態においては、固定用絶縁テープ３５５の幅は、第２の正極活物質層未形成部３３３ｈが電池缶７の底部から電池蓋９に向かって延びる長さよりも長く形成されている。また、絶縁テープ３５３の幅は、第１の正極活物質層未形成部３３３ｇが電池缶７の底部から電池蓋９に向かって延びる長さよりも長く形成されている。従って図４（Ｃ）に示すように、短絡防止用絶縁テープ３５３の一部３５３ａが第１の正極活物質層３３５の正極耳部３３９側の縁部に跨がるのを許容するように、短絡防止用絶縁テープ３５３は貼り付けられる。また、固定用絶縁テープ３５５の一部３５５ａが第２の正極活物質層３３７の正極耳部３３９側の縁部に跨がるのを許容するように、固定用絶縁テープ３５５は貼り付けられる。このようにすると第１の正極活物質層３３５及び第２の正極活物質層３３７の正極耳部３３９側の端部に形成される可能性が高いバリが原因となって発生する短絡の発生を防止できる。

短絡防止用絶縁テープは、第１の負極板の第１の負極活物質層の第１の負極耳部側の端部に生じるバリが、第１のセパレータを突き破ることが防止できれば、正極板以外に貼り付けてもよい。図６（Ａ）乃至（Ｃ）は、本発明の第５の実施の形態の電極群４０３を、図２（Ａ）乃至（Ｃ）と同じように示した図である。なお図６（Ａ）乃至（Ｃ）には、図２に示した第１の実施の形態と同様の部分に、図２に付した符号に４００の数を加えた数の符号を付して詳細な説明を省略する。第５の実施の形態においては、短絡防止用絶縁テープ４５３は、短絡防止用絶縁テープ４５３の一部４５３ａが第１の負極活物質層４４５の負極耳部４４７側の縁部に跨がるのを許容するように、第１の負極板４４１の第１の負極集電体４４３の第２の面４４３ｂに設けられている。具体的には、図６（Ｃ）に示すように第１の負極集電体４４３の負極活物質層未形成部４４３ｇの全体と、第１の負極活物質層４４５の第１の負極耳部４４７側の縁部とに跨がって貼り付けられている。このようにしてもバリによる短絡の発生を防止できる。

図７（Ａ）乃至（Ｃ）は、本発明の第６の実施の形態の電極群５０３を、図６（Ａ）乃至（Ｃ）と同じように示した図である。なお図７（Ａ）乃至（Ｃ）には、図６に示した第６の実施の形態と同様の部分に、図６に付した符号に１００の数を加えた数の符号を付して詳細な説明を省略する。第６の実施の形態においては、図３に示す第２の実施の形態及び図５に示す第４の実施の形態と同様に、固定用絶縁テープ５５５の幅は、第２の正極活物質層未形成部５３３ｈが電池缶７の底部から電池蓋９に向かって延びる長さよりも長く形成されている。従って図７（Ｃ）に示すように、固定用絶縁テープ５５５の一部５５５ａが第２の正極活物質層５３７の正極耳部５３９側の縁部に跨がるように、固定用絶縁テープ５５５が貼り付けられる。

図８（Ａ）乃至（Ｃ）は、本発明の第７の実施の形態の電極群６０３を、図２（Ａ）乃至（Ｃ）と同じように示した図である。なお図８（Ａ）乃至（Ｃ）には、図２に示した第１の実施の形態と同様の部分に、図２に付した符号に６００の数を加えた数の符号を付して詳細な説明を省略する。第７の実施の形態においては、短絡防止用絶縁テープ６５３は、第１のセパレータ６５１の第１の面６５１ａに設けられている。具体的には、図８（Ｃ）に示すように、第１の負極集電体６４３の負極活物質層未形成部６４３ｇの全体と、第１の負極活物質層６４５の第１の負極耳部６４７側の縁部とに跨がる位置に対向する領域に短絡防止用絶縁テープ６５３は貼り付けられる。またこの場合にも、図９（Ａ）乃至（Ｃ）に示す本発明の第８の実施の形態の電極群７０３のように、固定用絶縁テープ７５５の幅を、第２の正極活物質層未形成部７３３ｈが電池缶７の底部から電池蓋９に向かって延びる長さよりも長く形成してもよい。この場合にも図８（Ｃ）に示すように、固定用絶縁テープ７５５の一部７５５ａが第２の正極活物質層７４６の正極耳部７３９側の縁部に跨がるように、固定用絶縁テープ７５５は貼り付けられる。

上記各実施の形態では、２枚の負極板と１枚の正極板により構成される電極群について説明したが、本発明は多数枚の負極板と多数枚の正極板がセパレータを介して積層された構造にも適用することができるのは勿論である。この場合には、例えば多数枚の正極板を、正極板の第１の面が対向する側に積層された隣接するセパレータに固定用絶縁テープで固定すればよい。

上記各実施の形態では、リチウムイオン二次電池について説明をしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の非水電解液電池の電極群に適用しても良いのは勿論である。

本発明によれば、正極集電板の一方の面側に位置するセパレータと、正極耳部に隣接し且つ正極集電板の他方の面における正極活物質層が形成されていない正極活物質層未形成部とに跨がるように固定用絶縁テープが貼り付けて、正極板とセパレータの位置関係を固定しているので、正極板と正極集電板の一方の面側に位置するセパレータとの位置関係を固定用絶縁テープの貼り付けだけで簡単に固定することができる。従って、正極板とセパレータとの位置関係がずれることにより正極板がセパレータから飛び出して、負極板と接触して短絡することがない電極群を安価に製造することができる。また、正極集電板の他方の面に位置するセパレータを介して積層された負極板の負極活物質層の負極耳部側の端部にバリが生じて、バリがセパレータを突き破った場合でも、固定用絶縁テープの存在により、バリが正極集電板に接触することがないので、短絡を防止することができる。

１ リチウムイオン二次電池
３ 電極群
５ 電池容器
７ 電池缶
９ 電池蓋
９ａ 排出弁
１１ 正極端子
１１ａ ネジ部
１３ 負極端子
１３ａ ネジ部
１５ 内側パッキン
１７ 外側パッキン
１９ 平ワッシャ
２１ 歯付きワッシャ
２３ ナット
３１ 正極板
３３ 正極集電体
３３ａ 第１の面
３３ｂ 第２の面
３３ｃ 短辺
３３ｄ 短辺
３３ｅ 長辺
３３ｆ 長辺
３３ｇ 第１の正極活物質層未形成部
３３ｈ 第２の正極活物質層未形成部
３５ 第１の正極活物質層
３７ 第２の正極活物質層
３９ 正極耳部
４１ 第１の負極板
４２ 第２の負極板
４３ 第１の負極集電体
４３ａ 第１の面
４３ｂ 第２の面
４３ｃ 短辺
４３ｄ 短辺
４３ｅ 長辺
４３ｆ 長辺
４３ｇ 負極活物質層未形成部
４４ 第２の負極集電体
４４ａ 第１の面
４４ｂ 第２の面
４４ｃ 短辺
４４ｄ 短辺
４４ｅ 長辺
４４ｆ 長辺
４４ｇ 負極活物質層未形成部
４５ 第１の負極活物質層
４６ 第２の負極活物質層
４７ 第１の負極耳部
４８ 第２の負極耳部
５１ 第１のセパレータ
５１ａ 第１の面
５１ｂ 第２の面
５１ｃ 短辺
５１ｄ 短辺
５１ｅ 長辺
５１ｆ 長辺
５２ 第２のセパレータ
５２ａ 第１の面
５２ｂ 第２の面
５２ｃ 短辺
５２ｄ 短辺
５２ｅ 長辺
５２ｆ 長辺
５３ 短絡防止用絶縁テープ
５５ 固定用絶縁テープ

Claims (10)

1. 正極耳部を有する正極集電板の両面に正極活物質層が形成されてなる１枚以上の正極板と負極耳部を有する負極集電板に負極活物質層が形成されてなる複数枚の負極板とが、それぞれセパレータを介して積層されており、
   前記正極板が、前記負極板と積層された状態で前記正極活物質層が前記負極活物質層と完全に対向する大きさを有している非水電解液電池用電極群であって、
   前記正極集電板の一方の面側に位置する前記セパレータと、前記正極耳部に隣接し且つ前記正極集電板の他方の面における前記正極活物質層が形成されていない正極活物質層未形成部とに跨がるように固定用絶縁テープが貼り付けられて前記正極板と前記セパレータの位置関係が固定されており、
   前記固定用絶縁テープは、前記正極集電板の前記他方の面における前記正極活物質層未形成部全体を覆い且つ前記正極集電板の前記他方の面における前記正極活物質層未形成部に隣接する前記正極活物質層の縁部に跨がるように設けられており、
   前記正極集電板の前記一方の面における前記正極活物質層が形成されていない正極活物質層未形成部には、前記負極活物質層と対向する領域に短絡防止用絶縁テープが貼り付けられており、
   前記短絡防止用絶縁テープは、前記正極集電板の前記一方の面の前記正極活物質層未形成部全体を覆い且つ前記正極集電板の前記一方の面の前記正極活物質層未形成部に隣接する前記正極活物質層の縁部に跨がるように設けられていることを特徴とする非水電解液電池用電極群。
2. 正極耳部を有する正極集電板に正極活物質層が形成されてなる１枚以上の正極板と負極耳部を有する負極集電板に負極活物質層が形成されてなる複数枚の負極板とが、それぞれセパレータを介して積層されており、
   前記正極板が、前記負極板と積層された状態で前記正極活物質層が前記負極活物質層と完全に対向する大きさを有している非水電解液電池用電極群であって、
   前記正極集電板の一方の面側に位置する前記セパレータと、前記正極耳部に隣接し且つ前記正極集電板の他方の面における前記正極活物質層が形成されていない正極活物質層未形成部とに跨がるように固定用絶縁テープが貼り付けられて前記正極板と前記セパレータの位置関係が固定されていることを特徴とする非水電解液電池用電極群。
3. 前記固定用絶縁テープは、前記正極集電板の前記他方の面における前記正極活物質層未形成部全体を覆っている請求項２に記載の非水電解液電池用電極群。
4. 前記固定用絶縁テープは、前記正極集電板の前記他方の面における前記正極活物質層未形成部に隣接する前記正極活物質層の縁部に跨がるように設けられている請求項２に記載の非水電解液電池用電極群。
5. 前記正極集電板の前記一方の面における前記正極活物質層が形成されていない正極活物質層未形成部には、前記負極活物質層と対向する領域に短絡防止用絶縁テープが貼り付けられている請求項２に記載の非水電解液電池用電極群。
6. 前記短絡防止用絶縁テープは、前記正極集電板の前記一方の面の前記正極活物質層未形成部全体を覆っている請求項５に記載の非水電解液電池用電極群。
7. 前記短絡防止用絶縁テープは、前記正極集電板の前記一方の面の前記正極活物質層未形成部に隣接する前記正極活物質層の縁部に跨がるように設けられている請求項５に記載の非水電解液電池用電極群。
8. 前記正極板と前記セパレータを介して対向する前記負極板の前記負極集電板の一方の面には、前記負極耳部に隣接し且つ前記負極活物質層が形成されていない負極活物質層未形成部と該負極活物質層未形成部に隣接する前記負極活物質層の縁部とに跨がって短絡防止用絶縁テープが貼り付けられている請求項２または３に記載の非水電解液電池用の電極群。
9. 前記正極板の前記一方の面と対向する前記セパレータの前記負極板と対向する面には、前記負極板の前記負極耳部に隣接し且つ前記負極活物質層が形成されていない負極活物質層未形成部と該負極活物質層未形成部に隣接する前記負極活物質層の縁部と対向する領域に短絡防止用絶縁テープが貼り付けられている請求項２または３に記載の非水電解液電池用の電極群。
10. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の非水電解液電池用の電極群を備えた非水電解液電池。

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