JP6270613B2 - 角形二次電池 - Google Patents
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Description
本発明は、例えば車載用途等に使用される角形二次電池に関する。
近年、ハイブリッド電気自動車や純粋な電気自動車等の動力源として、大容量（Ｗｈ）の角形二次電池が開発されており、その中ではエネルギー密度（Ｗｈ／ｋｇ）の高い角形のリチウムイオン二次電池が注目されている。
角形のリチウムイオン二次電池においては、正極活物質を塗布した正極箔、負極活物質を塗布した負極箔、およびそれぞれを絶縁するためのセパレータを重ね合わせて捲回した扁平形状の捲回群（すなわち、捲回電極体）を、蓋に設けられた正極外部端子および負極外部端子に電気的に接続する。そして、捲回群を電池缶に収容して、電池缶の開口部を蓋で封止する。更に、蓋に設けられた注液口から電解液を注入した後、注液栓を挿入してレーザ溶接により封止することで角形二次電池を作製する。
このような角形のリチウムイオン二次電池では、捲回群に捲回張力が常に付加されているため、セパレータを固定していないと、捲き緩みやほどけを引き起こす可能性がある。捲き緩みやほどけを引き起こすと、角形のリチウムイオン二次電池の劣化が進行してしまう。そのため、セパレータを捲止めテープで固定することによって、捲回群の捲き緩みやほどけの発生の防止が図られている。例えば、特許文献１には、セパレータが捲止めテープにより固定された捲回群を備えた角形二次電池が記載されている。
しかしながら、角形二次電池における充放電時の捲回群の膨張や、捲回群の厚さと電池缶の内壁間距離との関係によって、電池缶の内壁に捲回群が押し付けられる場合、捲止めテープがある部分とない部分とで、捲回群の電極間距離に差が生じ、電気抵抗に差が発生してしまう。すなわち、捲止めテープのある部分は捲き止めテープのない部分よりも電気抵抗が低い。そのため、電気抵抗の低い部分に局部的に電流集中が起き、リチウムの析出が発生し、角形二次電池の劣化の進行につながってしまう問題点があった。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、捲回電極体の電極間距離差による電気抵抗の差を小さくし、角形二次電池の劣化の進行を抑制することができる角形二次電池を提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明の角形二次電池は、正極電極及び負極電極の間にセパレータを介在させ、最外周に前記セパレータを配置させて捲回された扁平状の捲回電極体と、前記捲回電極体を収容する電池缶と、前記捲回電極体と前記電池缶との間に配置され、少なくとも捲回方向に沿って前記捲回電極体を覆う絶縁保護シートとを有する角形二次電池であって、前記最外周のセパレータの捲き終わり端部は前記絶縁保護シートに覆われており、前記捲回方向において、前記最外周のセパレータの捲き終わり端部を挟む両側には、前記絶縁保護シート及び前記最外周のセパレータがそれぞれ固定されていることを特徴とする。
本発明によれば、最外周のセパレータの捲き終わり端部を挟む両側には、絶縁保護シート及び最外周のセパレータがそれぞれ固定されているので、捲回電極体の捲き緩みやほどけの発生を防止できると共に、捲止めテープでセパレータを固定する従来の方法と比べて、捲回電極体の電極間距離差による電気抵抗の差を小さくすることができる。そのため、局部的に電流集中の発生を確実に抑え、電流集中によるリチウムの析出を防止することができる。その結果、角形二次電池の劣化の進行を有効に抑制することが可能になる。
以下、図面を参照して本発明に係る角形二次電池の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態では、角形二次電池の一例として、ハイブリッド自動車や電気自動車で使用されるリチウムイオン二次電池の場合について説明する。また、図面の説明において同一の要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態に係る角形二次電池を示す斜視図であり、図２は第１実施形態に係る角形二次電池を示す分解斜視図であり、図３は電池蓋・発電要素を示す斜視図である。
図１は第１実施形態に係る角形二次電池を示す斜視図であり、図２は第１実施形態に係る角形二次電池を示す分解斜視図であり、図３は電池蓋・発電要素を示す斜視図である。
本実施形態に係る角形二次電池１００は、電池蓋６と電池缶１とからなる扁平状の電池容器２内に、捲回群（捲回電極体）３を収容することにより構成されている。電池容器２には非水電解液（図示せず）が注入されている。電池蓋６および電池缶１は、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス等の導電性を有する金属材料により形成されている。
電池蓋６には、正極集電体１８０、負極集電体１９０などが一体的に組み付けられている。これらの電池蓋６、正極集電体１８０及び負極集電体１９０などは、蓋組立体１０７を構成している。正極集電体１８０と負極集電体１９０とは、それぞれ捲回群３の正極箔３４ｃまたは負極箔３２ｃ（図４参照）に、例えば超音波溶接により接合されている。図３に示すように、電池蓋・発電要素５０は、蓋組立体１０７と、捲回群３とを有する。この電池蓋・発電要素５０は電池缶１の上端の開口部から電池缶１の内部に挿入され収容されている。また、図２に示すように、捲回群３は、電池缶１に直接触れないように絶縁保護シート１０８によって覆われ、電池缶１に対して電気的に絶縁されている。
電池蓋６には、電池容器２に非水電解液を注入するための注液口７と、電池容器２内のガスを外部に排出するためのガス排出弁１０とが設けられている。注液口７は、非水電解液を電池容器２に注入した後に、嵌合された注液栓１１によって塞がれている。非水電解液には、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとを体積比で１：２の割合で混合した混合溶液中に、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）を１モル／リットルの濃度で溶解したものを用いることができる。そして、注液栓１１は、例えばレーザ溶接によって注入口７と固く接合されている。
ガス排出弁１０は、過充電等により電池容器２内部の圧力が基準値を超えた場合、電池容器２内部のガスを外部に排出し電池容器２内部の圧力を削減する役割を果たしている。電池蓋６は、レーザ溶接で電池缶１と接合することにより、電池容器２を密閉している。
図４は捲回群の展開斜視図である。捲回群３は、正極電極３４と負極電極３２とを、その間に第１のセパレータ３３、第２のセパレータ３５を介在させて軸芯（図示せず）の周りに捲回することで形成されている。図３に示すように、捲回群３は、扁平状を呈しており、捲回方向に延在する平面部３ｂと、平面部３ｂの両端部に位置する一対の折返部３ｃとを有している。一対の折返部３ｃのうち、下側の折返部３ｃは、絶縁保護シート１０８で覆われて電池缶１の底側に配置されている。図３中の符号３ａは、捲回群３の軸芯の厚み分の幅を有する空洞部である。
正極電極３４は、例えば、アルミニウム箔等からなる正極箔３４ｃの表裏両面に正極合剤層３４ａを塗布したものである。正極箔３４ｃの幅方向（すなわち、捲回軸Ｌ方向）の一方の縁部には、正極箔３４ｃを露出させた正極箔露出部（正極合剤層３４ａ未塗布部）３４ｂが形成されている。負極電極３２は、例えば、銅箔等からなる負極箔３２ｃの表裏両面に負極合剤層３２ａを塗布したものである。捲回軸Ｌ方向において、正極箔露出部３４ｂと反対する負極箔３２ｃの縁部には、負極箔３２ｃを露出させた負極箔露出部（負極合剤層３２ａ未塗布部）３２ｂが形成されている。これによって、正極箔露出部３４ｂと負極箔露出部３２ｂとは、捲回軸Ｌ方向に沿って対向するように配置されている。
正極合剤層３４ａは、正極活物質１００重量部に対し、導電材１０重量部と結着剤１０重量部とを添加し、更にこれに分散溶媒を添加し、混練して作製される。そして、正極合剤層３４ａを厚さ２０μｍのアルミニウム箔の両面に正極箔露出部３４ｂを残して塗布する。その後、乾燥、プレス、裁断を行って正極電極３４を得られる。正極電極３４の厚さはアルミニウム箔を含まない正極活物質塗布部の厚さ（表裏両面の合計）９０μｍであるのが好ましい。なお、正極活物質としてマンガン酸リチウム（化学式ＬｉＭｎ２Ｏ４）、導電材として鱗片状黒鉛、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶＤＦという）、分散溶媒としてＮ−メチルピロリドン（以下、ＮＭＰという）がそれぞれ挙げられる。
負極合剤層３２ａは、負極活物質１００重量部に対して、結着剤１０重量部を添加し、更にこれに分散溶媒を添加し、混練して作製される。この負極合剤層３２ａを厚さ１０μｍの銅箔の両面に負極箔露出部３２ｂを残して塗布する。その後、乾燥、プレス、裁断を行って負極電極３２を得られる。負極電極３２の厚さは銅箔を含まない負極活物質塗布部の厚さ（表裏両面の合計）７０μｍであるのが好ましい。なお、負極活物質として非晶質炭素粉末、結着剤としてＰＶＤＦ、分散溶媒としてＮＭＰがそれぞれ挙げられる。
捲回群３を形成するには、まず、軸芯に第１のセパレータ３３、第２のセパレータ３５の各先端部を溶着させる。次に、第１のセパレータ３３と第２のセパレータ３５との間に、負極電極３２の捲き始め端部を正極電極３４の捲き始め端部よりも内側に位置するように配置して捲回する。その際に、正極箔露出部３４ｂと負極箔露出部３２ｂとを、幅方向（捲回軸Ｌの方向）において反対するようにそれぞれの側縁に配置させる。図４に示すように、負極合剤層３２ａの幅（すなわち、捲回軸Ｌ方向の長さ）は、正極合剤層３４ａの幅よりも広く形成されている。また、第１のセパレータ３３の幅は、正極電極３４の正極箔露出部３４ｂを捲回軸Ｌ方向の一方の縁側で外部に露出するようにされている。第２のセパレータ３５の幅は、負極電極３２の負極箔露出部３２ｂを捲回軸Ｌ方向の他方の縁側で外部に露出するようにされている。
捲回群３の捲き始め側（すなわち、軸芯側）には空洞部３ａ（図３、４参照）が形成されている。捲回群３の捲き終り側では、最外周に第２のセパレータ３５が配置されており、第２のセパレータ３５の内側には負極電極３２が配置されている。従って、正極合剤層３４ａは、捲き始め側から捲き終り側までの全長、且つ全幅に亘って、負極合剤層３２ａにより覆われている。このようにすることで、捲回軸Ｌ方向の中央位置には、正極電極３４の正極合剤層３４ａと負極電極３２の負極合剤層３２ａとが重なり合って積層された合剤層積層領域３ｄが形成されている。そして、正極箔３４ｃの正極箔露出部３４ｂが捲回軸Ｌ方向の一方側に配置されて外部に露出しており、負極箔３２ｃの負極箔露出部３２ｂが捲回軸Ｌ方向の他方側に配置されて外部に露出している。
図３に示すように、蓋組立体１０７は、電池蓋６と、正極側端子構成部６０と、負極側端子構成部７０とを備えている。正極側端子構成部６０は、正極ボルト１４、正極接続端子６２、正極外部端子６３、正極側外部絶縁体２４、ガスケット（図示せず）および正極集電体１８０から構成されている。正極ボルト１４、正極接続端子６２、正極外部端子６３、ガスケットおよび正極集電体１８０は、一体的に固定され、電池蓋６に取り付けられている。
正極側端子構成部６０は以下のように作製される。まず、正極集電体１８０を正極接続端子６２に加締めておく。続いて、電池蓋６の貫通孔に正極側外部絶縁体２４を、電池蓋６の貫通孔と正極側外部絶縁体２４の貫通孔とを位置合わせて配置する。次に、正極ボルト１４を正極外部端子６３に設けられた貫通孔に挿入し、正極側外部絶縁体２４上で正極外部端子６３に固定する。なお、正極ボルト１４を正極外部端子６３に加締めてもよい。また、ガスケットを、電池蓋６の正負極の貫通孔とガスケットの貫通孔とをそれぞれ位置合わせて電池蓋６の裏側に配置する。
そして、正極集電体１８０と加締められた正極接続端子６２を、電池蓋６の裏側からガスケット、電池蓋６、正極側外部絶縁体２４、正極外部端子６３の貫通孔に挿通する。正極接続端子６２の先端部は、正極外部端子６３の貫通孔よりも僅かに小さい円筒形状を呈しており、この正極接続端子６２の先端部を加締めることにより、正極側端子構成部６０が電池蓋６に一体的に組み付けられる。この状態において、正極集電体１８０、正極接続端子６２、正極外部端子６３および正極ボルト１４は、電気的に接続されている。また、正極集電体１８０、正極接続端子６２、正極外部端子６３および正極ボルト１４は、正極側外部絶縁体２４およびガスケットにより電池蓋６に対して電気的に絶縁されている。
負極側端子構成部７０は、負極ボルト１２、負極接続端子７２、負極外部端子７３、負極側外部絶縁体２２、ガスケット（図示せず）および負極集電体１９０から構成されている。負極側端子構成部７０は正極側端子構成部６０と同様な構造である。負極ボルト１２、負極外部端子７３、負極接続端子７２、ガスケットおよび負極集電体１９０は、一体的に固定され、電池蓋６に取り付けられている。この状態において、負極集電体１９０、負極接続端子７２、負極外部端子７３および負極ボルト１２は、電気的に接続されている。また、負極集電体１９０、負極接続端子７２、負極外部端子７３および負極ボルト１２は、負極側外部絶縁体２２およびガスケットにより電池蓋６に対して電気的に絶縁されている。
そして、角形二次電池１００は、正負極集電体１８０、１９０を捲回群３に接合することにより、正極ボルト１４および負極ボルト１２に接続された外部電子機器に対して、充放電が可能となる。
正極集電体１８０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金により形成されている。正極集電体１８０は、電池蓋６の下面に沿って取り付けられる平板状の座面部１８１と、座面部１８１の幅方向の両端部でそれぞれ下方にほぼ９０°に折曲された一対の平面部１８２とを有している。これら一対の平面部１８２の下端には、それぞれ平坦状に加工された一対の接合平面部１８３が形成されている。各接合平面部１８３は、超音波溶接により捲回群３に接合されている。
また、一対の接合平面部１８３は、それぞれ平面部１８２に対して傾斜した角度に折曲されている。具体的には、これらの一対の接合平面部１８３は、捲回軸Ｌ方向に沿って内側から外側にいくにつれ、互いに離間するようにハの字状に形成され、線対称となっている。そして、その傾斜した角度は中心面に対して同一である。図２に示すように、これらの一対の接合平面部１８３は、その間に捲回群３の正極箔露出部３４ｂが挿入され、捲回群３の正極箔露出部３４ｂをハの字状に開いた状態で、正極箔露出部３４ｂに超音波溶接により接合されている。
負極集電体１９０は、銅または銅合金により形成されており、正極集電体１８０と同じ構造を有している。すなわち、負極集電体１９０は、電池蓋６の下面に沿って取り付けられる平板状の座面部１９１と、座面部１９１の幅方向の両端部でそれぞれ下方にほぼ９０°に折曲された一対の平面部１９２とを有する。これら一対の平面部１９２の下端には、それぞれ平坦状に加工された一対の接合平面部１９３が形成されている。各接合平面部１９３は、捲回群３に超音波溶接により接合される。
また、一対の接合平面部１９３は、それぞれ平面部１９２に対して傾斜した角度に折曲されている。具体的には、これらの一対の接合平面部１９３は、捲回軸Ｌ方向に沿って内側から外側にいくにつれ、互いに離間するようにハの字状に形成され、線対称となっている。そして、その傾斜した角度は中心面に対して同一である。図２に示すように、これらの一対の接合平面部１９３は、その間に捲回群３の負極箔露出部３２ｂが挿入され、捲回群３の負極箔露出部３２ｂをハの字状に開いた状態で、負極箔露出部３２ｂに超音波溶接により接合されている。
次に、図２及び図５を参照して絶縁保護シート１０８の構成について説明する。
図２は第１実施形態に係る角形二次電池を示す分解斜視図であり、具体的には、図１の角形二次電池１００を電池缶１から取り出した状態を示す分解斜視図である。図５（ａ）は図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図５（ｂ）は断面模式図である。
図２は第１実施形態に係る角形二次電池を示す分解斜視図であり、具体的には、図１の角形二次電池１００を電池缶１から取り出した状態を示す分解斜視図である。図５（ａ）は図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図５（ｂ）は断面模式図である。
絶縁保護シート１０８は、周囲から捲回群３を覆った状態で捲回群３と共に電池缶１内に収納され、捲回群３と電池缶１の内壁との間に介在されて、捲回群３と電池缶１とを電気的に隔離している。絶縁保護シート１０８は、主に捲回方向（軸芯の周りに捲回する方向）に沿って捲回群３を覆う第１の絶縁保護シート１０９と、捲回軸Ｌ方向に沿って左右両側から捲回群３を覆う第２の絶縁保護シート１１０，１１１とを有している。
具体的には、第１の絶縁保護シート１０９は、捲回群３の合剤層積層領域３ｄと電池缶１との間、及び、正負極集電体１８０、１９０と電池缶１との間の一部に介在されている。第２の絶縁保護シート１１０，１１１は、捲回群３の正負極箔露出部３４ｂ、３２ｂと電池缶１との間、及び、正負極集電体１８０、１９０と電池缶１との間に介在されている。そして、第２の絶縁保護シート１１０、１１１は、第１の絶縁保護シート１０９よりも厚く形成されている。
第１の絶縁保護シート１０９は、柔軟性及び絶縁性を有する合成樹脂材料によって構成されている。このように樹脂材料を用いることで、第１の絶縁保護シート１０９を低コストで作製することが可能となる。図２に示すように、この第１の絶縁保護シート１０９は、１枚の矩形状のシート部材を二つに折り返して、電池蓋・発電要素５０の下方から捲回群３に被せるように、捲回軸Ｌ方向の両側の端部間に亘って捲回群３を覆っている。すなわち、第１の絶縁保護シート１０９は、電池蓋６の下面近傍から捲回群３の平面部３ｂの一方側に沿って下方に延在し、捲回群３の下側の折返部３ｃでＵターンし、平面部３ｂの他方側に沿って上方に延び、電池蓋６の下面近傍まで至っている。なお、第１の絶縁保護シート１０９は、捲回群３の合剤層積層領域３ｄと同一の横幅を有している。
第１の絶縁保護シート１０９は、最外周の第２のセパレータ３５に熱溶着されることで捲回群３に固定されている。そして、第１の絶縁保護シート１０９は、捲回群３に固定された状態で捲回群３と共に電池缶１に収容されることによって、捲回群３の合剤層積層領域３ｄと電池缶１との間に介在されることになる。
電池缶１の厚さが一定の場合、第１の絶縁保護シート１０９の厚さを大きくすると、捲回群３の合剤層積層領域３ｄの厚さ(捲数)を減らさなければならなくなる。従って、電池容量を大きく確保するためには、第１の絶縁保護シート１０９の厚さをできる限り小さくする必要がある。加えて、捲回群３の活物質層は電池の充放電によって膨張収縮し、その膨張によって電池缶１が膨らむことになる。従って、第１の絶縁保護シート１０９の厚さを小さくすることにより電池缶１の膨らみを防止することができる。
第１の絶縁保護シート１０９を設けなかった場合、捲回群３の最外周に位置する第２のセパレータ３５は多孔質で薄くて柔らかい樹脂フィルムから形成されたため、捲回群３を電池缶１に挿入する際に、最外周の第２のセパレータ３５が破損するおそれがある。第２のセパレータ３５の破損によって角形二次電池１００の内部短絡などの不具合に繋がる可能性がある。更に、挿入する際に最外周の第２のセパレータ３５と電池缶１の間の滑り摩擦が大きいことも、第２のセパレータ３５の破損の原因となり、生産性の低下を招くことになる。
このようなことを考慮して、捲回群３の合剤層積層領域３ｄと電池缶１との間には、第１の絶縁保護シート１０９が必要である。更に、電池容量を大きく確保するため、シートの厚さをできる限り小さくすることが好ましい。かかる第１の絶縁保護シート１０９の厚さとして１００〜１５０μｍのものが好適であるが、電池の構成条件等に応じてその厚さを変更してもよい。
第２の絶縁保護シート１１０、１１１は、正負極箔露出部３４ｂ、３２ｂを覆うように断面コ字状に形成されている。第２の絶縁保護シート１１０、１１１は、第１の絶縁保護シート１０９よりも厚い合成樹脂により構成されており、シート部材を折り曲げることで形成されてもよく、又は射出成形や真空成形などによって形成されてもよい。
第２の絶縁保護シート１１０は、捲回軸Ｌ方向において、捲回群３の正極側の端部に取り付けられている。この第２の絶縁保護シート１１０は、捲回群３の正極側の端面に対向する対向面部１１０ａと、捲回群３を間に介して対峙する一対の側面部１１０ｂ、１１０ｂと、捲回群３の下側の折返部３ｃに対向する底面部１１０ｃとを有している。なお、正極集電体１８０の座面部１８１及び一対の平面部１８２との干渉を避けるべく、第２の絶縁保護シート１１０の上側（電池蓋６側）が開放されている。
対向面部１１０ａは、電池蓋６側の折返部３ｃから底部側の折返部３ｃまでの間に亘って一定幅で延在する矩形状を呈している。一対の側面部１１０ｂ、１１０ｂは、対向面部１１０ａの幅方向の両側からそれぞれ垂直に形成され、捲回群３の平面部３ｂの端部（すなわち、正極箔露出部３４ｂが平面状に積層された部分）を挟持している。各側面部１１０ｂは、正極箔露出部３４ｂとほぼ同一幅の寸法を有しており、正極箔露出部３４ｂの最外周を覆っている。
第２の絶縁保護シート１１１は、捲回軸Ｌ方向において、捲回群３の負極側の端部に取り付けられている。この第２の絶縁保護シート１１１は、捲回群３の負極側の端面に対向する対向面部１１１ａと、捲回群３を間に介して対峙する一対の側面部１１１ｂ、１１１ｂと、捲回群３の底部側の折返部３ｃに対向する底面部１１１ｃとを有している。なお、負極集電体１９０の座面部１９１及び一対の平面部１９２との干渉を避けるべく、第２の絶縁保護シート１１１の上側（電池蓋６側）開放されている。
対向面部１１１ａは、電池蓋６側の折返部３ｃから底部側の折返部３ｃまでの間に亘って一定幅で延在する矩形状を呈している。一対の側面部１１１ｂ、１１１ｂは、対向面部１１１ａの幅方向の両側からそれぞれ垂直に形成され、捲回群３の平面部３ｂの端部（すなわち、負極箔露出部３２ｂが平面状に積層された部分）を挟持している。各側面部１１１ｂは、負極箔露出部３２ｂとほぼ同一幅の寸法を有しており、負極箔露出部３２ｂの最外周を覆っている。
第２の絶縁保護シート１１０、１１１は、捲回群３に固定された状態で捲回群３と共に電池缶１に収容されることによって、捲回群３の正負極箔露出部３４ｂ、３２ｂと電池缶１との間、及び、正負極集電体１８０、１９０と電池缶１との間に介在される。第２の絶縁保護シート１１０、１１１が正負極箔露出部３４ｂ、３２ｂと電池缶１との間に介在されているため、電池本体又は端子部に外力が加わった場合に、正負極集電体１８０、１９０が変形し、第２の絶縁保護シート１１０、１１１は正負極集電体１８０、１９０と電池缶１との間に挟まれて、強く押し当る可能性がある。また、第２の絶縁保護シート１１０、１１１は捲回群３と共に電池缶１に挿入される際に、正負極集電体１８０、１９０が第２の絶縁保護シート１１０、１１１を介して電池缶１に接触し擦れる可能性がある。さらに、正負極集電体１８０、１９０には大電流が流れた時に高温になる可能性がある。
従って、第２の絶縁保護シート１１０、１１１は、外力及び高温に耐えられることが要求されている。そのため、第２の絶縁保護シート１１０、１１１の厚さはできる限り大きい方が好ましい。かかる第２の絶縁保護シート１１０、１１１の厚さとして、１００〜３００μｍのものが好適であるが、電池の構成条件等に応じてその厚さを変更してもよい。
上述の絶縁保護シート１０８は、シート状の絶縁性材料が用いられ、折り曲げることによって形成されている。かかる絶縁保護シート１０８に使用される好適な絶縁材料としては、絶縁性が良好でシワ等ができ難く、且つ耐熱性が高い合成樹脂材料であることが好ましく、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂材料、またはポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド等が挙げられる。また、捲回群３の活物質層領域と電池缶１との間に配置される第１の絶縁保護シート１０９と、正負極箔３４ｃ、３２ｃの露出部と電池缶１との間に配置される第２の絶縁保護シート１１０、１１１は同様な材料である必要はなく、上述した材料の組み合わせでも可能である。
図５（ｂ）に示すように、最外周の第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａは、捲回群３の半分の高さ位置Ｓ近傍に配置され、第１の絶縁保護シート１０９に覆われている。そして、捲回方向において、最外周の第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａを挟む両側には、第１の絶縁保護シート１０９及び最外周の第２のセパレータ３５がそれぞれ固定されている。
具体的には、第１の絶縁保護シート１０９は、最外周の第２のセパレータ３５に固定する第１の固定部１４０と第２の固定部１４１とを有している。これらの固定部のうち、第１の固定部１４０は捲回群３の半分の高さ位置Ｓよりも上の位置に配置されている。一方、第２の固定部１４１は、第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａを挟んで第１の固定部１４０の反対側に配置されている。すなわち、第１の固定部１４０と第２の固定部１４１は、第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａを介して捲回方向の一方側と他方側に分かれた位置に配置されている。また、第１の固定部１４０から第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａまでの距離よりも、第２の固定部１４１から捲き終わり端部３５ａまでの距離は短い。
以下、上述した絶縁保護シート１０８を有する角形二次電池１００の組み立て作業を説明する。まず、第１の絶縁保護シート１０９を二つに折り畳むようにして、電池蓋・発電要素５０の下方から捲回群３に被せる。これにより、捲回群３は、捲回軸方向の両側の端部間に亘って第１の絶縁保護シート１０９に覆われている。
次に、第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａの上方であって第１の絶縁保護シート１０９の捲き始め端部１０９ｃ近傍に、第１の絶縁保護シート１０９と第２のセパレータ３５とを熱溶着で固定する。この熱溶着によって、第１の固定部１４０が形成される。その際に、第１の固定部１４０の位置が捲回群３の半分の高さ位置Ｓよりも上にあるように熱溶着の場所を選定する。熱溶着の方法で第２のセパレータ３５と第１の絶縁保護シート１０９とを固定する場合、固定作業を容易に行うことができる。
続いて、第２のセパレータ３５の捲き終り端部３５ａ近傍であって第１の固定部１４０の反対側の位置に、第１の絶縁保護シート１０９と第２のセパレータ３５とを熱溶着し、第２の固定部１４１を形成する。その際に、第１の固定部１４０から第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａまでの距離と比べて、第２の固定部１４１から捲き終わり端部３５ａまでの距離を短くするように熱溶着の場所を選定する。この第１、第２の固定部１４０、１４１により、第１の絶縁保護シート１０９は捲回群３に固定されることになる。
第１の絶縁保護シート１０９と第２のセパレータ３５とを熱溶着で固定するため、捲回群３の最外周に配置された第２のセパレータ３５よりも、第１の絶縁保護シート１０９の方が厚く形成されることが好適である。このようにすれば、熱溶着による第１の絶縁保護シート１０９及び第２のセパレータ３５への影響を低減することができる。本実施形態において、第１の絶縁保護シート１０９の厚さが１００〜１５０μｍに対し、第２のセパレータ３５の厚さは１０〜２０μｍである。更に、最外周の第２のセパレータ３５は樹脂層と耐熱層とを有するものであり、その樹脂層は捲回群３の最も外側に位置することが好適である。このようにすれば、熱溶着による第２のセパレータ３５への影響を確実に抑えることが可能となる。
次に、第２の絶縁保護シート１１０、１１１を捲回群３の捲回軸Ｌ方向の左右両側から接近させて、一対の側面部１１０ｂ、１１０ｂ、１１１ｂ、１１１ｂの間に捲回群３の正負極箔露出部３４ｂ、３２ｂと第１の絶縁保護シート１０９の端部を挟持させて、第２の絶縁保護シート１１０、１１１を捲回群３に固定する。これにより、捲回群３は絶縁保護シート１０８によって覆われた状態になる。
続いて、上方から電池缶１内に捲回群３を挿入して、電池缶１の開口部を電池蓋６で閉塞し、電池缶１と電池蓋６との間をレーザ溶接して封止する。次に、注液口７から電池缶１内に電解液を注入した後、注液栓１１で注液口７を閉塞し、レーザ溶接によって封止する。
本実施形態に係る角形二次電池１００において、捲回群３の合剤層積層領域３ｄと電池缶１との間に第１の絶縁保護シート１０９が介在され、捲回群３の正負極箔露出部３４ｂ、３２ｂと電池缶１との間、及び、正負極集電体１８０、１９０と電池缶１との間に第２の絶縁保護シート１１０、１１１が介在されており、第１の絶縁保護シート１０９よりも第２の絶縁保護シート１１０、１１１の厚さが大きい。そして、第１の絶縁保護シート１０９の厚さを小さくすることによって、捲回群３の合剤層積層領域３ｄの厚さ(捲数)を大きくすることができる。従って、電池容量を大きく確保すると共に、捲回群３の体積エネルギー密度を高めることができる。
加えて、第１の絶縁保護シート１０９の厚さを小さくすることによって、電池缶１との間のクリアランスを大きくすることができ、電池の充放電に伴う活物質層の膨張収縮により発生する電池缶１の膨らみを防ぐことができる。また、捲回群３の合剤層積層領域３ｄと電池缶１との間に第１の絶縁保護シート１０９を配置することで、捲回群３を電池缶１に挿入する際に捲回群３の最外周の第２のセパレータ３５を傷つけることなくスムーズに挿入することができる。
また、第２の絶縁保護シート１１０、１１１は、そのシート厚さを大きくすることによって、シートの強度を向上させることができる。従って、例えば、電池本体又は端子部への外力の付加によって正負極集電体１８０、１９０が変形し、正負極集電体１８０、１９０と電池缶１との間に挟まれた第２の絶縁保護シート１１０、１１１が強く押し当てられた場合においても、第２の絶縁保護シート１１０、１１１は破損することなく、捲回群３の正負極箔露出部３４ｂ、３２ｂと電池缶１との間、或いは正負極集電体１８０、１９０と電池缶１との間の絶縁を確実に維持することができる。
また、第２の絶縁保護シート１１０、１１１の厚さを大きくした方が好ましい。これによって、捲回群３を第２の絶縁保護シート１１０、１１１と共に電池缶１に挿入する際に、正負極集電体１８０、１９０が電池缶１に接触して擦れたりすることを防止することができる。更に、第２の絶縁保護シート１１０、１１１の厚さを大きくすることによって、正負極集電体１８０、１９０に大電流が流れて高温になっても、第２の絶縁保護シート１１０、１１１はその高温に耐えることができる。
上述の構成を有する角形二次電池１００によれば、最外周の第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａを挟む両側には、第１の絶縁保護シート１０９と第２のセパレータ３５とを固定する第１の固定部１４０及び第２の固定部１４１がそれぞれ設けられているため、捲き止めテープを使用せずに捲回群３の捲き緩みやほどけの発生を防止できる。また、捲止めテープでセパレータを固定する従来の方法と比べて、捲回群３の電極間距離差による電気抵抗の差を小さくすることができる。そのため、局部的に電流集中の発生を確実に抑え、電流集中によるリチウムの析出を防止することができる。従って、角形二次電池１００の劣化の進行を有効に抑制することが可能になる。
加えて、第１の固定部１４０は捲回群３の半分の高さ位置Ｓよりも上の位置にあるため、第１の固定部１４０から第１の絶縁保護シート１０９の自由端である捲き始め端部１０９ｃまでの距離を短くすることで、第１の絶縁保護シート１０９の不安定な状態を抑制することができ、捲回群３と共に第１の絶縁保護シート１０９を電池缶１によりスムーズに挿入することができる。更に、第１の固定部１４０から第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａまでの距離よりも、第２の固定部１４１から捲き終わり端部３５ａまでの距離は短いため、捲き終わり端部３５ａの不安定の状態を第２の固定部１４１で抑制することができる。
本実施の形態において、第１の絶縁保護シート１０９の幅を捲回群３の合剤層積層領域３ｄの横幅と同一としたが、正負極集電体１８０、１９０と正負極箔露出部３４ｂ、３２ｂとの溶接に支障が出ない範囲で、第１の絶縁保護シート１０９を更に正負極箔露出部３４ｂ、３２ｂの方向に延在してもよい。この場合、第１の絶縁保護シート１０９と捲回群３との位置ズレや捲きズレの許容範囲を拡大することができ、それに伴って組立てのコストを削減することができる。
また、第１の絶縁保護シート１０９と第２のセパレータ３５とを熱溶着で固定するとしたが、両者を固定する方法はこれに限らず、接着剤等による接着で固定してもよい。また、第１の絶縁保護シートと捲回群３との固定部を２箇所（第１の固定部１４０及び第２の固定部１４１）としたが、捲回軸Ｌ方向に沿って固定箇所更に増やしてもよい。また、図５（ｂ）の断面模式図では、説明のために第１の固定部１４０及び第２の固定部１４１について楕円状に大きく示しているが、実際には固定部が小さく形成されている。また、固定部の形状については、線形、丸形、矩形、多角形、星形等様々な形をとり得る。更に、図５（ｂ）の断面模式図では、説明のために、第１の絶縁保護シート１０９と第２のセパレータ３５との間、隣接する第２のセパレータ３５同士の間に大きな隙間を設けているが、実際には第１の絶縁保護シート１０９と第２のセパレータ３５、隣接する第２のセパレータ３５同士は隙間のない状態で密着している。
＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態に係る角形二次電池を説明する。この実施形態に係る角形二次電池２００は、第１の固定部及び第２の固定部の位置において第１実施形態と異なっている。その他の構造等は第１実施形態と同様であるため、重複する説明を省略する。
以下、第２実施形態に係る角形二次電池を説明する。この実施形態に係る角形二次電池２００は、第１の固定部及び第２の固定部の位置において第１実施形態と異なっている。その他の構造等は第１実施形態と同様であるため、重複する説明を省略する。
図６（ａ）は第２実施形態に係る角形二次電池の断面図であり、図６（ｂ）は断面模式図である。図６（ｂ）に示すように、最外周の第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａは、捲回群３の底部側の折返部３ｃ近傍に配置され、第１の絶縁保護シート１０９に覆われている。そして、捲回方向において、最外周の第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａを挟む両側には、第１の絶縁保護シート１０９及び最外周の第２のセパレータ３５を固定する第１の固定部２４０と第２の固定部２４１とがそれぞれ配置されている。
第１の固定部２４０は、捲回群３の半分の高さ位置Ｓよりも上の位置であって第１の絶縁保護シート１０９の捲き始め端部１０９ｃ近傍に、第１の絶縁保護シート１０９と第２のセパレータ３５とを熱溶着することにより形成されている。一方、第２の固定部２４１は、第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａ近傍であって第１の固定部２４０の反対側の位置に、第１の絶縁保護シート１０９と第２のセパレータ３５とを熱溶着することによって形成されている。また、図６（ｂ）に示すように、第１の固定部２４０から第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａまでの距離と比べて、第２の固定部２４１から捲き終わり端部３５ａまでの距離は短い。
本実施形態において、第２の固定部２４１は捲回群３の缶底側の折返部３ｃ近傍に配置されている。この第１、第２の固定部２４０、２４１によって第１の絶縁保護シート１０９は捲回群３に固定されている。また、本実施形態において、第１の固定部２４０から最外周の第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａまでの距離よりも、第２の固定部２４１から第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａまでの距離が短い。
本実施形態に係る角形二次電池２００は、第１実施形態と同様な作用効果を有するほか、第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａが捲回群３の底部側の折返部３ｃ近傍に配置されているため、捲回群３の平面部３ｂに捲き終わり端部３５ａを配置する場合と比べて、捲き終わり端部３５ａによる捲回群３の厚さへの影響を与えない。
＜第３実施形態＞
以下、第３実施形態に係る角形二次電池を説明する。この実施形態に係る角形二次電池３００は、第１の固定部及び第２の固定部の位置において第１実施形態と異なっている。その他の構造等は第１実施形態と同様であるため、重複する説明を省略する。
以下、第３実施形態に係る角形二次電池を説明する。この実施形態に係る角形二次電池３００は、第１の固定部及び第２の固定部の位置において第１実施形態と異なっている。その他の構造等は第１実施形態と同様であるため、重複する説明を省略する。
図７（ａ）は第３実施形態に係る角形二次電池の断面図であり、図７（ｂ）は断面模式図である。図７（ｂ）に示すように、最外周の第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａは、第１の絶縁保護シート１０９に覆われている。そして、捲回方向において、最外周の第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａを挟む両側には、第１の絶縁保護シート１０９及び最外周の第２のセパレータ３５を固定する第１の固定部３４０と第２の固定部３４１とがそれぞれ配置されている。
第１の固定部３４０は、捲回群３の半分の高さ位置Ｓよりも上の位置であって第１の絶縁保護シート１０９の捲き始め端部１０９ｃ近傍に、第１の絶縁保護シート１０９と第２のセパレータ３５とを熱溶着することにより形成されている。一方、第２の固定部３４１は、第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａと第１の絶縁保護シート１０９の捲き終わり端部１０９ｄとの近傍に、第１の絶縁保護シート１０９と第２のセパレータ３５とを熱溶着することによって形成されている。そして、この第２の固定部３４１は、第１の固定部３４０と同様に捲回群３の半分の高さ位置Ｓよりも上の位置に配置されている。また、図７（ｂ）に示すように、第１の固定部３４０から第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａまでの距離と比べて、第２の固定部３４１から捲き終わり端部３５ａまでの距離は短い。
本実施形態に係る角形二次電池３００は、第１実施形態と同様な作用効果を有するほか、第１の絶縁保護シート１０９の捲き始め端部１０９ｃ及び捲き終わり端部１０９ｄの近傍に第１の固定部３４０と第２の固定部３４１をそれぞれ設けることで、第１の固定部３４０から第１の絶縁保護シート１０９の自由端である捲き始め端部１０９ｃまでの距離、及び第２の固定部３４１から自由端である捲き終わり端部１０９ｄまでの距離を短くすることで、第１の絶縁保護シート１０９の不安定の状態を確実に抑制することができ、捲回群３と共に第１の絶縁保護シート１０９を電池缶１によりスムーズに挿入することができる。
＜第４実施形態＞
以下、第４実施形態に係る角形二次電池を説明する。この実施形態に係る角形二次電池４００は、第１の固定部及び第２の固定部の位置において第１実施形態と異なっている。その他の構造等は第１実施形態と同様であるため、重複する説明を省略する。
以下、第４実施形態に係る角形二次電池を説明する。この実施形態に係る角形二次電池４００は、第１の固定部及び第２の固定部の位置において第１実施形態と異なっている。その他の構造等は第１実施形態と同様であるため、重複する説明を省略する。
図８（ａ）は第４実施形態に係る角形二次電池の断面図であり、図８（ｂ）は断面模式図である。図８（ｂ）に示すように、最外周の第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａは、第１の絶縁保護シート１０９に覆われている。そして、捲回方向において、最外周の第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａを挟む両側には、第１の絶縁保護シート１０９及び最外周の第２のセパレータ３５を固定する第１の固定部４４０と第２の固定部４４１とがそれぞれ配置されている。
第１の固定部４４０は、第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａと第１の絶縁保護シート１０９の捲き始め端部１０９ｃとの近傍に、第１の絶縁保護シート１０９と第２のセパレータ３５とを熱溶着することにより形成されている。第２の固定部４４１は、第１の絶縁保護シート１０９の捲き終わり端部１０９ｄ近傍に、第１の絶縁保護シート１０９と第２のセパレータ３５とを熱溶着することによって形成されている。そして、第１の固定部４４０及び第２の固定部４４１は、それぞれ捲回群３の半分の高さ位置Ｓよりも上の位置に配置されている。
本実施形態に係る角形二次電池４００は、第１実施形態と同様な作用効果を有するほか、第１の絶縁保護シート１０９の捲き始め端部１０９ｃ及び捲き終わり端部１０９ｄの近傍に第１の固定部４４０と第２の固定部４４１をそれぞれ設けることで、第１の固定部４４０から第１の絶縁保護シート１０９の自由端である捲き始め端部１０９ｃまでの距離、及び第２の固定部４４１から自由端である捲き終わり端部１０９ｄまでの距離を短くすることができる。従って、第１の絶縁保護シート１０９の不安定の状態を確実に抑制することができ、捲回群３と共に第１の絶縁保護シート１０９を電池缶１によりスムーズに挿入することができる。
＜第５実施形態＞
以下、第５実施形態に係る角形二次電池を説明する。この実施形態に係る角形二次電池５００は、第１の固定部及び第２の固定部の位置において第１実施形態と異なっている。その他の構造等は第１実施形態と同様であるため、重複する説明を省略する。
以下、第５実施形態に係る角形二次電池を説明する。この実施形態に係る角形二次電池５００は、第１の固定部及び第２の固定部の位置において第１実施形態と異なっている。その他の構造等は第１実施形態と同様であるため、重複する説明を省略する。
図９（ａ）は第５実施形態に係る角形二次電池の断面図であり、図９（ｂ）は断面模式図である。図９（ｂ）に示すように、最外周の第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａは、捲回群３の底部側の折返部３ｃ近傍に配置され、第１の絶縁保護シート１０９に覆われている。そして、捲回方向において、最外周の第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａを挟む両側には、第１の絶縁保護シート１０９及び最外周の第２のセパレータ３５を固定する第１の固定部５４０と第２の固定部５４１とがそれぞれ配置されている。
第１の固定部５４０は、第１の絶縁保護シート１０９の捲き始め端部１０９ｃ近傍に、第１の絶縁保護シート１０９と第２のセパレータ３５とを熱溶着することにより形成されている。第２の固定部５４１は、第１の絶縁保護シート１０９の捲き終わり端部１０９ｄ近傍に、第１の絶縁保護シート１０９と第２のセパレータ３５とを熱溶着することによって形成されている。そして、第１の固定部４４０及び第２の固定部４４１は、それぞれ捲回群３の半分の高さ位置Ｓよりも上の位置に配置されている。また、図９（ｂ）に示すように、第１の固定部５４０から第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａまでの距離と比べて、第２の固定部５４１から捲き終わり端部３５ａまでの距離は短い。
本実施形態に係る角形二次電池５００は、第１実施形態と同様な作用効果を有するほか、第１の絶縁保護シート１０９の捲き始め端部１０９ｃ及び捲き終わり端部１０９ｄの近傍に第１の固定部５４０と第２の固定部５４１をそれぞれ設けるため、第１の固定部５４０から第１の絶縁保護シート１０９の自由端である捲き始め端部１０９ｃまでの距離、及び第２の固定部５４１から自由端である捲き終わり端部１０９ｄまでの距離を短くすることができる。従って、第１の絶縁保護シート１０９の不安定の状態を確実に抑制することができ、捲回群３と共に第１の絶縁保護シート１０９を電池缶１によりスムーズに挿入することができる。また、第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａが捲回群３の底部側の折返部３ｃ近傍に配置されているため、捲回群３の平面部３ｂに捲き終わり端部３５ａを配置する場合と比べて、捲き終わり端部３５ａによる捲回群３の厚さへの影響を与えない。
＜第６実施形態＞
以下、第６実施形態に係る角形二次電池を説明する。この実施形態に係る角形二次電池６００は、固定部の数及び固定部の位置において第１実施形態と異なっている。その他の構造等は第１実施形態と同様であるため、重複する説明を省略する。
以下、第６実施形態に係る角形二次電池を説明する。この実施形態に係る角形二次電池６００は、固定部の数及び固定部の位置において第１実施形態と異なっている。その他の構造等は第１実施形態と同様であるため、重複する説明を省略する。
図１０（ａ）は第６実施形態に係る角形二次電池の断面図であり、図１０（ｂ）は断面模式図である。図１０（ｂ）に示すように、最外周の第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａは、第１の絶縁保護シート１０９に覆われている。そして、捲回方向において、最外周の第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａを挟む両側には、第１の絶縁保護シート１０９及び最外周の第２のセパレータ３５が３箇所で固定されている。
具体的には、第１の絶縁保護シート１０９は、最外周の第２のセパレータ３５に固定する第１の固定部６４０、第２の固定部６４１及び第３の固定部６４２を有している。そのうち、第１の固定部６４０は、第１の絶縁保護シート１０９の捲き始め端部１０９ｃ近傍に、第１の絶縁保護シート１０９と第２のセパレータ３５とを熱溶着することにより形成されている。第２の固定部６４１は、第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａ近傍に、第１の絶縁保護シート１０９と第２のセパレータ３５とを熱溶着することにより形成されている。そして、第２の固定部６４１は、第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａを挟んで第１の固定部６４０の反対側に配置されている。また、図１０（ｂ）に示すように、第１の固定部６４０から第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａまでの距離と比べて、第２の固定部６４１から捲き終わり端部３５ａまでの距離は短い。
第３の固定部６４２は、第１の絶縁保護シート１０９の捲き終り端部１０９ｄ近傍に、第１の絶縁保護シート１０９と第２のセパレータ３５とを熱溶着することにより形成されている。第１の固定部６４０及び第３の固定部６４２は、それぞれ捲回群３の半分の高さ位置Ｓよりも上の位置に配置されている。また、第２の固定部６４１は、第３の固定部６４２と第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａとの間に位置している。
本実施形態に係る角形二次電池６００は、第１実施形態と同様な作用効果を有するほか、第１の絶縁保護シート１０９の捲き始め端部１０９ｃ及び捲き終わり端部１０９ｄの近傍に第１の固定部６４０、第３の固定部６４２をそれぞれ設け、更に第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａ近傍に第２の固定部６４１を設けるため、第１の絶縁保護シート１０９と第２のセパレータ３５との固定状態を確実に確保することができ、捲回群３と共に第１の絶縁保護シート１０９を電池缶１によりスムーズに挿入することができる。加えて、第２の固定部６４１が第３の固定部６４２と第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａとの間に位置しているため、捲き終わり端部３５ａの不安定の状態を第２の固定部６４１で抑制し、電池缶１への挿入作業を一層スムーズに行うことができる。
＜第７実施形態＞
以下、第７実施形態に係る角形二次電池を説明する。この実施形態に係る角形二次電池７００は、固定部の数及び固定部の位置において第１実施形態と異なっている。その他の構造等は第１実施形態と同様であるため、重複する説明を省略する。
以下、第７実施形態に係る角形二次電池を説明する。この実施形態に係る角形二次電池７００は、固定部の数及び固定部の位置において第１実施形態と異なっている。その他の構造等は第１実施形態と同様であるため、重複する説明を省略する。
図１１（ａ）は第７実施形態に係る角形二次電池の断面図であり、図１１（ｂ）は断面模式図である。図１１（ｂ）に示すように、最外周の第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａは、捲回群３の底部側の折返部３ｃ近傍に配置され、第１の絶縁保護シート１０９に覆われている。そして、捲回方向において、最外周の第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａを挟む両側には、第１の絶縁保護シート１０９及び最外周の第２のセパレータ３５が３箇所で固定されている。
具体的には、第１の絶縁保護シート１０９は、最外周の第２のセパレータ３５に固定する第１の固定部７４０、第２の固定部７４１及び第３の固定部７４２を有している。そのうち、第１の固定部７４０は、第１の絶縁保護シート１０９の捲き始め端部１０９ｃ近傍に、第１の絶縁保護シート１０９と第２のセパレータ３５とを熱溶着することにより形成されている。第２の固定部７４１は、第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａ近傍に、第１の絶縁保護シート１０９と第２のセパレータ３５とを熱溶着することにより形成されている。この第２の固定部７４１は、第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａを挟んで第１の固定部７４０の反対側、且つ捲回群３の缶底側の折返部３ｃ近傍に配置されている。また、図１１（ｂ）に示すように、第１の固定部７４０から第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａまでの距離と比べて、第２の固定部７４１から捲き終わり端部３５ａまでの距離は短い。
第３の固定部７４２は、第１の絶縁保護シート１０９の捲き終り端部１０９ｄ近傍に、第１の絶縁保護シート１０９と第２のセパレータ３５とを熱溶着することにより形成されている。第１の固定部７４０及び第３の固定部７４２は、それぞれ捲回群３の半分の高さ位置Ｓよりも上の位置に配置されている。また、第２の固定部７４１は、第３の固定部７４２と第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａとの間に位置している。
本実施形態に係る角形二次電池７００は、第１実施形態と同様な作用効果を有するほか、第１の絶縁保護シート１０９の捲き始め端部１０９ｃ及び捲き終わり端部１０９ｄの近傍に第１の固定部７４０、第３の固定部７４２をそれぞれ設け、更に第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａ近傍に第２の固定部７４１を設けるため、第１の絶縁保護シート１０９と第２のセパレータ３５との固定状態を確実に確保することができ、捲回群３と共に第１の絶縁保護シート１０９を電池缶１によりスムーズに挿入することができる。
また、第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａが捲回群３の底部側の折返部３ｃ近傍に配置されているため、捲回群３の平面部３ｂに捲き終わり端部３５ａを配置する場合と比べて、捲き終わり端部３５ａによる捲回群３の厚さへの影響を与えない。更に、第２の固定部７４１が第３の固定部７４２と第２のセパレータ３５の捲き終わり端部３５ａとの間に位置しているため、捲き終わり端部３５ａの不安定の状態を第２の固定部７４１で抑制し、電池缶１への挿入作業を一層スムーズに行うことができる。
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。更に、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
１ 電池缶
３ 捲回群（捲回電極体）
３ａ 空洞部
３ｂ 平面部
３ｃ 折返部
３ｄ 合剤層積層領域
６ 電池蓋
７ 注液口
１０ ガス排出弁
１１ 注液栓
３２ 負極電極
３３ 第１のセパレータ
３４ 正極電極
３５ 第２のセパレータ
３５ａ 捲き終わり端部
１４０、２４０、３４０、４４０、５４０、６４０、７４０ 第１の固定部
１４１、２４１、３４１、４４１、５４１、６４１、７４１ 第２の固定部
６４２、７４２ 第３の固定部
１０８ 絶縁保護シート
１０９ 第１の絶縁保護シート
１０９ｃ 第１の絶縁保護シート捲き始め端部
１０９ｄ 第１の絶縁保護シート捲き終わり端部
１１０ 第２の絶縁保護シート
１１０ａ 対向面部
１１０ｂ 側面部
１１０ｃ 底面部
１１１ 第２の絶縁保護シート
１１１ａ 対向面部
１１１ｂ 側面部
１１１ｃ 底面部
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００ 角形二次電池
Ｌ 捲回軸
Ｓ 捲回群の半分の高さ位置
３ 捲回群（捲回電極体）
３ａ 空洞部
３ｂ 平面部
３ｃ 折返部
３ｄ 合剤層積層領域
６ 電池蓋
７ 注液口
１０ ガス排出弁
１１ 注液栓
３２ 負極電極
３３ 第１のセパレータ
３４ 正極電極
３５ 第２のセパレータ
３５ａ 捲き終わり端部
１４０、２４０、３４０、４４０、５４０、６４０、７４０ 第１の固定部
１４１、２４１、３４１、４４１、５４１、６４１、７４１ 第２の固定部
６４２、７４２ 第３の固定部
１０８ 絶縁保護シート
１０９ 第１の絶縁保護シート
１０９ｃ 第１の絶縁保護シート捲き始め端部
１０９ｄ 第１の絶縁保護シート捲き終わり端部
１１０ 第２の絶縁保護シート
１１０ａ 対向面部
１１０ｂ 側面部
１１０ｃ 底面部
１１１ 第２の絶縁保護シート
１１１ａ 対向面部
１１１ｂ 側面部
１１１ｃ 底面部
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００ 角形二次電池
Ｌ 捲回軸
Ｓ 捲回群の半分の高さ位置
Claims (9)
- 正極電極及び負極電極の間にセパレータを介在させ、最外周に前記セパレータを配置させて捲回された扁平状の捲回電極体と、前記捲回電極体を収容する電池缶と、前記捲回電極体と前記電池缶との間に配置され、少なくとも捲回方向に沿って前記捲回電極体を覆う絶縁保護シートとを有する角形二次電池であって、
前記最外周のセパレータの捲き終わり端部は前記絶縁保護シートに覆われており、
前記捲回方向において、前記最外周のセパレータの捲き終わり端部を挟む両側には、前記絶縁保護シート及び前記最外周のセパレータがそれぞれ固定されており、
前記絶縁保護シートは、前記最外周のセパレータに固定する複数の固定部を有しており、前記複数の固定部のうち、第１の固定部は前記捲回電極体の半分の高さ位置よりも上の位置にあり、第２の固定部は前記最外周のセパレータの捲き終わり端部を挟んで前記第１の固定部の反対側に配置されており、第３の固定部は、前記最外周のセパレータの捲き終わり端部を挟んで前記第１の固定部の反対側に配置されており、且つ前記捲回電極体の半分の高さ位置よりも上の位置にあることを特徴とする角形二次電池。 - 前記絶縁保護シートは前記最外周のセパレータよりも厚いことを特徴とする請求項１に記載の角形二次電池。
- 前記絶縁保護シートは樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項２に記載の角形二次電池。
- 前記捲回電極体は、前記捲回方向に延在する平面部と、前記平面部の端部に位置する折返部とを有しており、前記絶縁保護シートで覆われる前記折返部は、前記電池缶の底側に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の角形二次電池。
- 前記第１の固定部から前記最外周のセパレータの捲き終わり端部までの距離よりも、前記第２の固定部から前記最外周のセパレータの捲き終わり端部までの距離が短いことを特徴とする請求項１に記載の角形二次電池。
- 前記第２の固定部は、前記捲回電極体の半分の高さ位置よりも上の位置にあることを特徴とする請求項１に記載の角形二次電池。
- 前記第２の固定部は、前記第３の固定部と前記最外周のセパレータの捲き終わり端部との間に位置していることを特徴とする請求項１に記載の角形二次電池。
- 前記複数の固定部は、前記最外周のセパレータと前記絶縁保護シートとを熱溶着又は接着することにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載の角形二次電池。
- 前記最外周のセパレータは樹脂層と耐熱層とを有しており、前記樹脂層は前記捲回電極体の最も外側に位置していることを特徴とする請求項８に記載の角形二次電池。
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