JP6494159B2

JP6494159B2 - 二次電池

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Publication number: JP6494159B2
Application number: JP2013223627A
Authority: JP
Inventors: 貴宏相馬
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2013-10-28
Filing date: 2013-10-28
Publication date: 2019-04-03
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Description

本発明は、正極電極と負極電極を積層して捲回した扁平形状の捲回体を有する二次電池に関する。

例えば車載用途等に使用される角形二次電池は、セパレータを間に介して正極電極と負極電極を積層して捲回した捲回体を有している。捲回体は、互いに対向する２枚の負極電極の間に正極電極を挟み込む構造を有するので、最外周では負極電極の方が正極電極よりも外側に配置される。そして、負極電極の最外周部のさらに外側にセパレータが巻かれており、負極電極の捲き終わり端部よりもセパレータの捲き終わり端部の方が捲回方向に突出している。捲回体は、捲き弛みを防止するために、セパレータの捲き終わり端部を跨いでセパレータの最外周に粘着テープが貼り付けられて留められている（特許文献１）。

特開2012-69290号公報

しかしながら、捲回体の場合、最外周の負極電極は、その外側をセパレータによって覆っているだけなので、部分的な浮き上がりが生じるおそれがある。最外周の負極電極に部分的な浮き上がりが生じると、最外周の負極電極とその内側の正極電極との間隔が変動して、容量低下を起こす可能性がある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、捲回体の最外周の負極電極とその内側の正極電極との間隔の変動を抑制して容量低下を防止することができる二次電池を提供することである。

上記課題を解決する本発明の二次電池は、帯状の金属箔の両面に合剤層を有し、前記金属箔の一方の長辺の端部に前記金属箔が露出した金属箔露出部を有する正極電極及び負極電極を間にセパレータを介して積層し捲回した捲回体を備えた二次電池であって、前記捲回体は、一対の平坦面部を備えた扁平形状を有し、捲回軸方向一方側と他方側に前記正極電極の金属箔露出部と前記負極電極の金属箔露出部が配置され、前記負極電極が前記捲回体の最外周電極とされ、前記負極電極の最外周部が前記セパレータによって覆われ、該セパレータでかつ前記負極電極の最外周部を覆う部分の少なくとも一部が前記正極電極の金属箔露出部に固定されている構造を有することを特徴としている。

本発明によれば、負極電極の最外周部と正極電極との間隔の変動を抑制し、容量低下を防止することができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

角形二次電池の外観斜視図。角形二次電池の分解斜視図。捲回体の展開斜視図。第１実施の形態に係る捲回体の構成を説明する図。第１実施の形態に係る捲回体の正極箔露出部側の要部を拡大した断面図。第１実施の形態に係る捲回体の負極箔露出部側の要部を拡大した断面図。従来の捲回体のテープ止め構造を説明する図。第２実施の形態に係る捲回体の構成を説明する図。第２実施の形態に係る捲回体の正極箔露出部側の要部を拡大した断面図。第２実施の形態に係る捲回体の負極箔露出部側の要部を拡大した断面図。

本発明は、帯状の金属箔の両面に合剤層を有し、前記金属箔の一方の長辺の端部に前記金属箔が露出した金属箔露出部を有する正極電極及び負極電極を間にセパレータを介して積層し捲回した捲回体を備えた二次電池であって、前記捲回体は、一対の平坦面部を備えた扁平形状を有し、捲回軸方向一方側と他方側に前記正極電極の金属箔露出部と前記負極電極の金属箔露出部が配置され、前記負極電極が前記捲回体の最外周電極とされ、前記負極電極の最外周部が前記セパレータによって覆われ、該セパレータでかつ前記負極電極の最外周部を覆う部分の少なくとも一部が前記正極電極の金属箔露出部に固定されている構造を有する。

［第１実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
なお、本実施の形態では、二次電池の例として、ハイブリッド自動車や電気自動車などの車両に搭載される車載用の角形リチウムイオン二次電池（以下、角形二次電池）の場合を例に説明するが、本発明は本実施の形態の内容に限定されるものではなく、正極電極と負極電極を捲回した捲回体を有する電池であれば適用することができる。

図１は、蓄電素子の一実施の形態としての角形二次電池の外観斜視図であり、図２は、角形二次電池の構成を示す分解斜視図である。

角形二次電池１００は、図１に示すように、電池缶１と電池蓋６とからなる電池容器を備えている。電池缶１および電池蓋６の材質は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などである。電池缶１は、深絞り加工を施すことによって、一端が開口された扁平な矩形箱状に形成されている。電池缶１は、矩形平板状の底面１ｄと、底面１ｄの一対の長辺部のそれぞれに設けられる一対の幅広側面１ｂと、底面１ｄの一対の短辺部のそれぞれに設けられる一対の幅狭側面１ｃとを有している。

電池蓋６は、矩形平板状であって、電池缶１の開口を塞ぐようにレーザ溶接されている。つまり、電池蓋６は、電池缶１の開口を封止している。電池蓋６には、捲回体３の正極電極３４及び負極電極３２（図３参照）と電気的に接続された正極外部端子１４及び負極外部端子１２が配置されている。なお、正極外部端子１４と電池蓋６の間、及び負極外部端子１２と電池蓋６の間にはそれぞれ短絡を防止する為の正極側外部絶縁体２４、負極側外部絶縁体２２が配置されている。

正極外部端子１４には平板状のバスバー溶接部１４２が、負極外部端子１２には平板状のバスバー溶接部１５２がそれぞれ設けられている。組電池を作成する際にはバスバー溶接部１４２、１５２にバスバーを当接させて溶接することにより、バスバーと正極外部端子１４、バスバーと負極外部端子１２がそれぞれ接続される。

また、電池蓋６には、ガス排出弁１０が設けられている。ガス排出弁１０は、プレス加工によって電池蓋６を部分的に薄肉化することで形成されている。なお、薄膜部材を電池蓋６の開口にレーザ溶接等により取り付けて、薄肉部分をガス排出弁としてもよい。ガス排出弁１０は、角形二次電池１００が過充電等の異常により発熱してガスが発生し、電池容器内の圧力が上昇して所定圧力に達したときに開裂して、内部からガスを排出することで電池容器内の圧力を低減させる。

図２に示すように、電池缶１の内部には、蓋組立体１０７に保持された捲回体３（図３参照）が収容されている。捲回体３の正極電極３４（図３参照）に接合される正極集電板１８０および捲回体３の負極電極３２（図３参照）に接合される負極集電板１９０ならびに捲回体３は、絶縁ケース１０８に覆われた状態で電池缶１に収容されている。絶縁ケース１０８の材質は、ポリプロピレン等の絶縁性を有する樹脂であり、電池缶１と、捲回体３とは電気的に絶縁されている。なお、ここで言う蓋組立体１０７は、捲回体３、正極集電板１８０、正極外部端子１４、負極集電板１９０、負極外部端子１２及び電池蓋６を一体に組み立てたものである。

正極外部端子１４は、正極集電板１８０を介して捲回体３の正極電極３４（図３参照）に電気的に接続され、負極外部端子１２は負極集電板１９０を介して捲回体３の負極電極３２（図３参照）に電気的に接続されている。このため、正極外部端子１４および負極外部端子１２を介して外部機器に電力が供給され、あるいは、正極外部端子１４および負極外部端子１２を介して外部発電電力が捲回体３に供給されて充電される。

正極集電板１８０は、正極外部端子１４と接続される座面部１８１と、正極電極３４に接続される接合平面部１８３と、座面部１８１と接合平面部１８３の間に設けられた平面部１８２を有する。正極集電板１８０と同様に、負極集電板１９０も、負極外部端子１２と接続される座面部１９１、負極電極３２に接続される接合平面部１９３と、座面部１９１と接合平面部１９３の間に設けられた平面部１９２を有する構造となっている。

また、図２に示すように、電池蓋６には、電池容器内に電解液を注入するための注液孔９が穿設されている。注液孔９は、電解液注入後に注液栓１１によって封止される。電解液としては、たとえば、エチレンカーボネート等の炭酸エステル系の有機溶媒に６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）等のリチウム塩が溶解された非水電解液を用いることができる。

図３を参照して、捲回体３の構造について説明する。図３は、捲回体を示す斜視図であり、捲回体の巻き終り側を展開した状態を示している。

発電要素である捲回体３は、長尺状の正極電極３４および負極電極３２を間にセパレータ３３、３５を介在させて積層し捲回中心軸Ｗ周りに扁平形状に捲回することによって構成された積層構造を有している。

捲回体３を構成する正極電極３４と負極電極３２は、それぞれ一方の長辺の端部、すなわち幅方向一方側の端部に活物質が塗工されずに金属箔が露出した箔露出部３４ｂ、３２ｂを有している。正極電極３４と負極電極３２は、互いの箔露出部３４ｂ、３２ｂが幅Ｗ方向の反対側に位置するように重ねられ、幅方向に平行な捲回軸回りに扁平な形状に捲回される。これにより、捲回体３の厚さ方向（矢印Ｄ方向）の両側には、一対の平坦な平坦面部３Ａ、３Ａが形成され、捲回体３の捲回軸方向（矢印Ｗ方向）及び厚さ方向に対して垂直な方向である高さ方向（矢印Ｈ方向）の両側には、セパレータ３３、３５を介して積層された正極及び負極電極が円弧状に湾曲した一対の湾曲面部３Ｂ、３Ｂが形成される。

正極電極３４は、正極集電体である帯状の正極箔（金属箔）の両面に正極活物質合剤を塗布した正極合剤層３４ａを有し、正極箔の幅方向一方側の端部には、正極活物質合剤を塗布しない正極箔露出部３４ｂが設けられている。負極電極３２は、負極集電体である帯状の負極箔（金属箔）の両面に負極活物質合剤を塗布した負極合剤層３２ａを有し、負極箔の幅方向他方側の端部には、負極活物質合剤を塗布しない負極箔露出部３２ｂが設けられている。正極箔露出部３４ｂと負極箔露出部３２ｂは、正極箔と負極箔の各金属面がそれぞれ露出した領域であり、捲回体３の捲回中心軸方向（図３の幅Ｗ方向）の一方側と他方側の位置に配置される。

負極電極３２に関しては、負極活物質として非晶質炭素粉末１００重量部に対して、結着剤として１０重量部のポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶＤＦという。）を添加し、これに分散溶媒としてＮ−メチルピロリドン（以下、ＮＭＰという。）を添加、混練した負極合剤を作製した。この負極合剤を厚さ１０μｍの銅箔（負極箔）の両面に溶接部（負極箔露出部３２ｂ）を残して塗布した。その後、乾燥、プレス、裁断工程を経て、銅箔を含まない負極活物質塗布部厚さ７０μｍの負極電極３２を得た。

尚、本実施の形態では、負極活物質に非晶質炭素を用いる場合について例示したが、これに限定されるものではなく、リチウムイオンを挿入、脱離可能な天然黒鉛や、人造の各種黒鉛材、コークスなどの炭素質材料やＳｉやＳｎなどの化合物（例えば、ＳｉＯ、ＴｉＳｉ_２等）、またはそれの複合材料でもよく、その粒子形状においても、鱗片状、球状、繊維状、塊状等、特に制限されるものではない。

正極電極３４に関しては、正極活物質としてマンガン酸リチウム（化学式ＬｉＭｎ_２Ｏ_４）１００重量部に対し、導電材として１０重量部の鱗片状黒鉛と結着剤として１０重量部のＰＶＤＦとを添加し、これに分散溶媒としてＮＭＰを添加、混練した正極合剤を作製した。この正極合剤を厚さ２０μｍのアルミニウム箔（正極箔）の両面に溶接部（正極箔露出部３４ｂ）を残して塗布した。その後、乾燥、プレス、裁断工程を経て、アルミニウム箔を含まない正極活物質塗布部厚さ９０μｍの正極電極３４を得た。

また、本実施の形態では、正極活物質にマンガン酸リチウムを用いる場合について例示したが、スピネル結晶構造を有する他のマンガン酸リチウムや一部を金属元素で置換又はドープしたリチウムマンガン複合酸化物や層状結晶構造を有すコバルト酸リチウムやチタン酸リチウムやこれらの一部を金属元素で置換またはドープしたリチウム-金属複合酸化物を用いるようにしてもよい。

また、本実施の形態では、正極電極３４、負極電極３２における合剤層塗布部の結着材としてＰＶＤＦを用いる場合について例示したが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ブチルゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、多硫化ゴム、ニトロセルロース、シアノエチルセルロース、各種ラテックス、アクリロニトリル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、フッ化プロピレン、フッ化クロロプレン、アクリル系樹脂などの重合体およびこれらの混合体などを用いることができる。

捲回体３の幅方向、すなわち捲回中心軸方向の両端部は、一方が正極電極３４の箔積層部とされ、他方が負極電極３２の箔積層部とされている。一端に設けられる正極電極３４の箔積層部は、正極合剤層３４ａが形成されていない正極箔露出部３４ｂが積層されたものである。他端に設けられる負極電極３２の箔積層部は、負極合剤層３２ａが形成されていない負極箔露出部３２ｂが積層されたものである。正極箔露出部３４ｂの箔積層部および負極箔露出部３２ｂの箔積層部は、それぞれ捲回体３の厚さ方向に束ねられて、それぞれ蓋組立体１０７の正極集電板１８０および負極集電板１９０に超音波接合により接続され、電極群組立体が形成される。

捲回体３は、正極箔露出部３４ｂ及び負極箔露出部３２ｂにおいて、電池蓋６に設けられた正極外部端子１４及び負極外部端子１２に集電板１８０、１９０を介して電気的に接続され、絶縁ケース１０８に覆われた状態で電池缶１に収容される。より詳しくは、捲回体３の正極及び負極電極の箔露出部３４ｂ、３２ｂは、それぞれ平坦面部３Ａ、３Ａにおいて厚さ方向に束ねられて密着部３４ｃ、３２ｃを形成し、電池蓋６に固定された正極集電板１８０及び負極集電板１９０に、例えば超音波溶接によって接合される。これにより、捲回体３の平坦面部３Ａにおいて、箔露出部３４ｂ、３２ｂに集電板１８０、１９０との接合部が形成される。接合部に接合された集電板１８０、１９０を介して電池蓋６に支持固定された捲回体３は、扁平な箱状の電池缶１の上方開口部から挿入され、平坦面部３Ａ、３Ａが電池缶１の幅広側面１ｂと平行になるように、電池缶１内に収容配置される。その後、電池缶１の開口部に電池蓋６を封止溶接し、電池蓋６に設けられた注液孔９から電池缶１内に電解液を注入し、注液孔９に注液栓１１をレーザ溶接によって封止溶接することで、二次電池１００が製造される。

図４は、捲回体の構成を説明する図であり、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ線断面を示す模式図である。図５は、図４（ａ）に示すＢ−Ｂ線断面であり、本実施の形態に係る捲回体の正極箔露出部側の要部を拡大して断面で示す模式図である。図６は、図４（ａ）に示すＣ−Ｃ線断面であり、本実施の形態に係る捲回体の負極箔露出部側の要部を拡大して断面で示す模式図である。

捲回体３は、負極電極３２が捲回体３の最外周電極とされ、負極電極３２の最外周部がセパレータ３３によって覆われている。本実施の形態では、図４（ａ）に示すように、一方の平坦面部３Ａに正極電極３４の捲き終わり端部３４ｅが配置され、同一の平坦面部３Ａ上で正極電極３４の捲き終わり端部３４ｅよりも捲回方向に突出して負極電極３２の捲き終わり端部３２ｅが配置されており、正極電極３４の外側が負極電極３２で覆われている。そして、同一の平坦面部３Ａ上で負極電極３２の捲き終わり端部３２ｅよりも捲回方向に突出してセパレータ３３の捲き終わり端部３３ｅが配置されており、負極電極３２の外側がセパレータ３３で覆われている。セパレータ３３の最外周には、セパレータ３３の捲き終わり端部３３ｅを跨いで粘着テープ４０が貼り付けられており、捲回体３の捲き弛みを防いでいる。

捲回体３は、セパレータ３３でかつ負極電極３２の最外周部を覆う部分の一部が正極箔露出部３４ｂに固定されており、本実施の形態では、捲回体３の平坦面部３Ａ、３Ａでセパレータ３３の正極箔露出部３４ｂ側の側端部が粘着テープ４２によって正極箔露出部３４ｂに固定されている。粘着テープ４２は、図４（ｂ）に示すように、一対の平坦面部３Ａ、３Ａにそれぞれ貼り付けられている。

捲回体４の正極電極３４の正極箔露出部３４ｂは、図５に示すように、捲回体３の平坦面部３Ａ、３Ａで束ねられて密着している。粘着テープ４２は、捲回体３の平坦面部３Ａ、３Ａでかつ負極電極３２の最外周部を覆うセパレータ３３の正極箔露出部３４ｂ側の側端部に一端が固定され、他端が正極電極３４の正極合剤層３４ａの側端部と正極電極３４の正極箔露出部３４ｂの密着部３４ｃとの間の位置に固定されている。

図７は、従来の捲回体のテープ止め構造を説明する図である。
従来の捲回体２０３は、捲き弛みを防ぐために、セパレータ３３の捲き終わり端部３３ｅを跨ぐように粘着テープ２４０のみが貼り付けられている。従来の捲回体２０３の場合、負極電極３２の最外周部は、その外側がセパレータ３３によって押さえられているだけなので、内側の正極電極３４から離れる方向に浮き上がりやすく、正極電極３４との間隔が変動して容量低下を起こす可能性がある。

例えば負極電極３２の最外周部のうち、負極箔露出部３２ｂ側の側端部は、図６に示すように、負極箔露出部３２ｂが束ねられて内側に付勢されているので、浮き上がりにくく、負極電極と正極電極の間隔は変動しにくい。

しかしながら、負極電極３２の最外周部のうち、正極箔露出部３４ｂ側の側端部は、その外側にセパレータ３３が位置するだけであり、負極箔露出部３２ｂ側の側端部のように内側には付勢されていない。そして、捲回体３が扁平形状を有しているので、湾曲面部３Ｂ、３Ｂについてはテンションが掛かりやすく内側に向かって付勢されて比較的浮き上がりにくくなっているが、平坦面部３Ａ、３Ａについては、内側に向かって付勢されていないので、図７（ｂ）に示すように、それぞれ浮き上がりやすくなっている。すなわち、扁平形状の捲回体３では、最外周負極の平坦面部は、湾曲面部のように張力の分力による内側への力がかからないために浮き上がりやすくなっている。

なお、円筒形状の捲回体の場合には、最外周負極は全周に亘って湾曲しているので、張力の分力による内側への力が全周に亘ってかかっており、浮き上がりの課題は生じない。すなわち、この浮き上がりの課題は、捲回体３が扁平形状を有している場合に生じる特有の課題である。したがって、扁平形状を有する従来の捲回体２０３を用いた二次電池では、捲回体２０３の平坦面部３Ａ、３Ａで、最外周の負極電極３２と正極電極３４との間隔が変動し、電池反応ムラが生じ、容量低下を起こす可能性がある。

これに対して、本実施の形態では、図４に示すように、扁平形状を有する捲回体３の平坦面部３Ａ、３Ａでかつセパレータ３３の正極箔露出部３４ｂ側の側端部が粘着テープ４２により正極電極３４の正極箔露出部３４ｂに固定されている。すなわち、捲回体３は、捲回体３の平坦面部３Ａ、３Ａでかつ負極電極３２の最外周部を覆うセパレータ３３の正極箔露出部３４ｂ側の側端部が正極電極３４の正極箔露出部３４ｂに固定されている。したがって、正極電極３４の正極箔露出部３４ｂを束ねて集電板１８０に溶接する正極側で負極電極３２の最外周部の浮き上がりを防止して、内側の正極電極３４との間隔の変動を抑制し、電池反応ムラによる容量低下を防止することができる。

粘着テープ４２は、捲回体３の一方の平坦面部３Ａと他方の平坦面部３Ａの両方に貼り付けられており、平坦面部３Ａ、３Ａの高さ方向全部に亘って設けられている。粘着テープ４２により固定する範囲は、捲回体３の平坦面部３Ａ、３Ａの少なくとも一部でよいが、平坦面部３Ａ、３Ａの高さ方向全部に亘って貼り付けることが好ましく、負極電極３２の最外周部の浮き上がりをより確実に防ぐことができる。

また、本実施の形態では、セパレータ３３の一対の平坦面部３Ａ、３Ａに対して、粘着テープ４２をそれぞれ貼り付けている場合を例に説明したが、負極電極３２の捲き終わり端部３２ｅが配置されている平坦面部３Ａのみに粘着テープ４２を貼り付けてもよい。かかる構成により、少なくとも負極電極３２の捲き終わり端部３２ｅが内側の正極電極３４から浮き上がるのを防ぐことができる。

捲回体３に粘着テープ４２を貼り付けるタイミングは、不図示の捲回機によって捲回体３を捲回して製造したときでもよく、あるいは、正極箔露出部３４ｂと負極箔露出部３２ｂを厚さＤ方向に圧縮して集電板１８０、１９０に接合した後でもよい。捲回体３を製造したときに貼り付ける場合、捲回機によって粘着テープ４２を貼り付けることができ、貼着作業を簡単にすることができる。また、集電板１８０、１９０に接合した後の場合、正極箔露出部３４ｂが集電板に固定された状態で貼り付けることができるので、位置決めが容易であり、確実に貼り付けることができる。

［第２実施の形態］
図８は、本実施の形態にかかる捲回体の構成を説明する図、図９は、本実施の形態に係る捲回体の正極箔露出部側の要部を拡大した断面図、図１０は、本実施の形態に係る捲回体の負極箔露出部側の要部を拡大した断面図である。

本実施の形態において特徴的なことは、粘着テープ４２の代わりに、熱溶着によりセパレータを正極箔露出部３４ｂに固定したことである。第１実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。

セパレータ３３、３５は、図９に示すように、正極箔露出部３４ｂ側の側端部が負極電極３２よりも側方にそれぞれ突出して、正極電極３４の正極箔露出部３４ｂに対向している。そして、互いに負極電極３２の最外周部を挟み込んでそれぞれ負極電極３２よりも側方に突出して重なり合っている部分が正極箔露出部３４ｂに熱溶着されて固定されている。熱溶着は、例えば高温に加熱したヒータをセパレータ３３、３５の互いに重なり合っている部分に押し付けることにより行われる。セパレータ３３、３５は、加熱溶融された溶融樹脂が正極箔露出部３４ｂの表面に存在する微細な凹凸に入り込み、固化することでアンカー効果を発揮し、正極箔露出部３４ｂに固定される。

熱溶着部４４は、図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、捲回体３の平坦面部３Ａ、３Ａでかつ負極電極３２の最外周部を覆うセパレータ３３の正極箔露出部３４ｂ側の側端部に沿うように設けられている。したがって、正極電極３４の正極箔露出部３４ｂを束ねて集電板１８０に溶接する正極側で負極電極３２の最外周部の浮き上がりを防止して、内側の正極電極３４との間隔の変動を抑制し、電池反応ムラによる容量低下を防止することができる。本実施の形態によれば、上述の第１実施の形態に比べて粘着テープ４２を省略することができ、製造コストを削減できる。また、粘着テープ４２を貼り付ける作業を省略することができ、製造の容易化を図ることができる。

なお、本発明は、上記した各実施の形態の内容に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、第１実施の形態では粘着テープ４２を用い、第２実施の形態では熱溶着によりセパレータ３３、３５を正極箔露出部３４ｂに固定する構成について説明したが、セパレータ３３、３５を正極箔露出部３４ｂに固定できるものであればよく、例えば粘着テープ４２の代わりに、接着グルーなどを用いて固定してもよい。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前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、前記した実施の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。さらに、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捲回体
３Ａ平坦面部
３Ｂ湾曲面部
３２負極電極
３２ａ負極合剤層
３２ｂ負極箔露出部
３３、３５セパレータ
３４正極電極
３４ａ正極合剤層
３４ｂ正極箔露出部
４０粘着テープ
４２粘着テープ
４４熱溶着部
１００角形二次電池

Claims

帯状の金属箔の両面に合剤層を有し、前記金属箔の一方の長辺の端部に前記金属箔が露出した金属箔露出部を有する正極電極及び負極電極を間にセパレータを介して積層し捲回した捲回体を備えた二次電池であって、
前記捲回体は、一対の平坦面部を備えた扁平形状を有し、捲回軸方向一方側と他方側に前記正極電極の金属箔露出部と前記負極電極の金属箔露出部が配置され、前記負極電極が前記捲回体の最外周電極とされ、前記負極電極の最外周部が前記セパレータによって覆われ、該セパレータでかつ前記負極電極の最外周部を覆う部分の少なくとも一部が前記正極電極の金属箔露出部に固定されている構造を有し、
前記負極電極の最外周部の捲き終わり端部と前記セパレータの最外周部の捲き終わり端部は、前記一対の平坦面部のうちの一方の平坦面部にそれぞれ配置されており、前記セパレータの最外周部の捲き終わり端部の方が前記負極電極の最外周部の捲き終わり端部よりも捲回方向に突出しており、
前記捲回体は、前記セパレータの側端部が、前記負極電極を内周側と外周側から挟み込んで前記正極電極の金属箔露出部側に向かって突出し、前記一対の平坦面部のうちの一方の平坦面部の全部に亘って前記セパレータの最外周の側端部が前記正極電極の金属箔露出部に熱溶着により固定された熱溶着部を有しており、
前記熱溶着部は、前記一方の平坦面部において前記捲回体の前記負極電極の最外周部を覆う前記セパレータの正極箔露出部側の側端部に沿って延在しかつ前記セパレータの正極箔露出部側の側端部より捲回方向に延長して設けられ、
前記正極電極の金属箔露出部と前記負極電極の金属箔露出部は、それぞれ前記平坦面部において厚さ方向に束ねられて密着し正極集電板及び負極集電板に接合されていることを特徴とする二次電池。
前記捲回体は、前記一対の平坦面部においてそれぞれ前記セパレータの側端部が前記正極電極の金属箔露出部に固定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。