JP6928918B2

JP6928918B2 - 二次電池

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Description

本開示は、二次電池に関する。

特許文献１，２には、巻回型の電極体の外周面に負極集電体の表面が露出した露出部を設け、負極端子となる金属製の外装体の内面に当該露出部を接触させた構造を有する二次電池が開示されている。この場合、電極体の外側に負極リードを取り付ける必要がないため、電極体の体積を大きくして電池の高容量化を図ることが可能である。

特開昭６２−８２６４６号公報国際公開第２０１２／０４２８３０号公報

しかし、上記構造を有する特許文献１，２の電池では、電極体の外周面と外装体の内面との良好な接触状態を維持することは容易ではなく、集電性が低下して内部抵抗が上昇するといった問題がある。また、内部抵抗のばらつきも大きくなる。特許文献２の電池は、内部抵抗の上昇を抑制するために電極体の内側に負極リードを備えるが、内部抵抗のばらつきの抑制、高容量化等の観点から改良の余地がある。

本開示の一態様である二次電池は、正極集電体及び当該集電体上に形成された正極活物質層を含む正極と、負極集電体及び当該集電体上に形成された負極活物質層を含む負極と、セパレータとを有する。そして、前記正極と前記負極が前記セパレータを介して渦巻状に巻回された電極体と、電解液と、前記電極体及び前記電解液を収容する金属製の外装体と、前記電極体と前記外装体との間又は前記電極体内に設けられた押圧部材とを備える。前記電極体の外周面には、前記正極集電体又は前記負極集電体の表面が露出した露出部が設けられ、前記押圧部材は、前記電解液を吸液して膨張し、前記電極体の前記露出部を前記外装体の内面に押し付けている。

本開示の一態様によれば、高容量で、かつ内部抵抗及びそのばらつきが小さい二次電池を提供することができる。本開示の一態様である二次電池によれば、例えば負極リードを用いなくても良好な集電性を確保できるため、電池の高容量化を図りながら、内部抵抗の上昇を抑制でき、内部抵抗のばらつきを低減できる。

実施形態の一例である二次電池の軸方向断面図である。実施形態の一例である二次電池の径方向断面図である。実施形態の一例である二次電池において、電解液の注液前の状態を示す図である。実施形態の他の一例である二次電池を示す図である。

以下、実施形態の一例について詳細に説明する。

実施形態の説明で参照する図面は模式的に記載されたものであるから、各構成要素の寸法比率等は以下の説明を参酌して判断されるべきである。本明細書において「略〜」との用語は、略全域を例に説明すると、全域はもとより、実質的に全域と認められるものを含む意図である。

実施形態の一例として、電解液に非水電解液を、外装体に円筒形の金属製ケースを備えた非水電解質二次電池１０を例示するが、本開示の二次電池はこれに限定されない。本開示の二次電池は、鉛蓄電池、ニッケル水素電池等の水系の電解液を用いた二次電池であってもよく、また角形の金属製ケースを備えた角形電池であってもよい。

図１は、非水電解質二次電池１０の軸方向断面図である。図１に例示するように、非水電解質二次電池１０は、巻回型の電極体１４と、非水電解液（図示せず）と、電極体１４及び非水電解液を収容する金属製の外装体１５とを備える。電極体１４は、正極１１と、負極１２と、セパレータ１３とを有し、正極１１と負極１２がセパレータ１３を介して渦巻状に巻回された巻回構造を有する。以下では、説明の便宜上、電極体１４の軸方向一方側（正極リード２０が引き出される側）を「上」、軸方向他方側を「下」とする。

非水電解液は、非水溶媒と、非水溶媒に溶解した電解質塩とを含む。非水溶媒には、例えばエチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）等のエステル類、１，３−ジオキソラン等のエーテル類、アセトニトリル等のニトリル類、ジメチルホルムアミド等のアミド類、及びこれらの２種以上の混合溶媒等を用いることができる。非水溶媒は、これら溶媒の水素の少なくとも一部をフッ素等のハロゲン原子で置換したハロゲン置換体、例えばフルオロエチレンカーボネート（ＦＥＣ）、フルオロプロピオン酸メチル（ＦＭＰ）等を含有していてもよい。

電極体１４を構成する正極１１、負極１２、及びセパレータ１３は、いずれも帯状に形成され、渦巻状に巻回されることで電極体１４の径方向に交互に積層された状態となる。正極１１は、正極集電体３０と、正極集電体３０上に形成された正極活物質層３１とを含む。負極１２は、負極集電体３５と、負極集電体３５上に形成された負極活物質層３６とを含む。セパレータ１３には、イオン透過性及び絶縁性を有する多孔性シートが用いられる。電極体１４では、正極１１、負極１２、及びセパレータ１３の長手方向が巻回方向（周方向）となり、幅方向が軸方向となる。

本実施形態では、負極１２が電極体１４の外周面１４ｂを構成している。そして、電極体１４の外周面１４ｂには、負極集電体３５の表面が露出した露出部３７が設けられている。詳しくは後述するが、電極体１４の露出部３７は、押圧部材４０によって負極端子として機能する外装体１５の内面に押し付けられる。

電極体１４には、正極１１と正極端子を接続するための正極リード２０が取り付けられる。正極リード２０は、例えば正極集電体３０の長手方向中央部に接合され、電極体１４の上端から引き出されている。正極リード２０の厚みは、例えば正極集電体３０の厚みの３倍〜３０倍であって、一般的に１００μｍ〜３００μｍである。

他方、電極体１４は、負極リードを有さないことが好ましい。押圧部材４０により、負極集電体３５の表面（露出部３７）が外装体１５の内面に強く当接するため、負極リードを用いなくても負極１２と負極端子との良好な集電性を確保できる。負極リードを用いないことで、例えばリードの厚み分、電極体１４の体積を大きくでき、電池の高容量化を図ることができる。

正極１１は、上述のように、正極集電体３０と、正極活物質層３１とで構成される。正極活物質層３１は、例えばアルミニウムを主成分とする金属の箔からなる正極集電体３０の両面において、正極リード２０が接合される部分を除く全域に形成される。正極活物質層３１は、正極活物質、導電材、及び結着材を含むことが好ましい。正極活物質としては、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｎｉ等の遷移金属元素を含有するリチウム含有遷移金属酸化物が例示できる。リチウム含有遷移金属酸化物は、特に限定されないが、一般式Ｌｉ_1+xＭＯ₂（式中、−０．２＜ｘ≦０．２、ＭはＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌの少なくとも１種を含む）で表される複合酸化物であることが好ましい。

負極１２は、上述のように、負極集電体３５と、負極活物質層３６とで構成される。負極活物質層３６は、例えば銅を主成分とする金属の箔からなる負極集電体３５の両面において、上記露出部３７を除く全域に形成される。負極活物質層３６は、負極活物質及び結着材を含むことが好ましい。負極活物質としては、リチウムイオンを可逆的に吸蔵、放出できるものであれば特に限定されず、例えば天然黒鉛、人造黒鉛等の炭素材料、Ｓｉ、Ｓｎ等のリチウムと合金化する金属、又はこれらを含む合金、複合酸化物などを用いることができる。

露出部３７は、電極体１４の外周面１４ｂの一部に設けられてもよいが、好ましくは外周面１４ｂの略全域に設けられる。つまり、外周面１４ｂの略全域に負極活物質層３６を形成しないことが好ましい。この場合、外周面１４ｂのいずれが外装体１５の内面に接触しても、負極集電体３５と当該内面が直接触れることになる。露出部３７は、例えば電極体１４の外側に位置する負極集電体３５の長手方向一端から電極体１４の周長の１周〜２周分程度の長さの範囲に設けられる。

負極１２は、リチウムの析出を防止するため、正極１１よりも長く、幅広に形成される。そして、少なくとも正極１１の正極活物質層３１が形成された部分は、セパレータ１３を介して負極１２の負極活物質層３６が形成された部分に対向配置される。図１に示す例では、電極体１４の外側において、負極活物質層３６が形成されていない負極集電体３５が１周以上にわたって巻回されている。

電極体１４及び非水電解液を収容する外装体１５は、ケース本体１６と封口体１７によって構成される金属製ケースである。非水電解質二次電池１０は、電極体１４の上下にそれぞれ設けられた絶縁板１８，１９を備える。正極リード２０は絶縁板１８の貫通孔を通って封口体１７側に延び、封口体１７の底板であるフィルタ２２の下面に溶接される。非水電解質二次電池１０では、フィルタ２２と電気的に接続された封口体１７の天板であるキャップ２６が正極端子となる。そして、ケース本体１６が負極端子となる。ケース本体１６の外周面には、図示しない絶縁フィルムが装着されていてもよい。

ケース本体１６は、電極体１４及び非水電解液を収容する有底円筒形状の金属製容器である。ケース本体１６と封口体１７の間にはガスケット２７が設けられ、外装体１５内の密閉性が確保されると共に、ケース本体１６と封口体１７の電気的接続が防止される。ケース本体１６は、例えば側面部を外側からプレスして形成された、封口体１７を支持する張り出し部２１を有する。張り出し部２１は、ケース本体１６の周方向に沿って環状に形成されることが好ましく、その上面で封口体１７を支持する。本実施形態では、電極体１４の露出部３７が、押圧部材４０によってケース本体１６の内周面１６ｂに押し付けられている。

封口体１７は、電極体１４側から順に、フィルタ２２、下弁体２３、絶縁部材２４、上弁体２５、及びキャップ２６が積層された構造を有する。封口体１７を構成する各部材は、例えば円板形状又はリング形状を有し、絶縁部材２４を除く各部材は互いに電気的に接続されている。下弁体２３と上弁体２５は各々の中央部で互いに接続され、各々の周縁部の間には絶縁部材２４が介在している。下弁体２３には通気孔が設けられているため、異常発熱で電池の内圧が上昇すると、上弁体２５がキャップ２６側に膨れて下弁体２３から離れることにより両者の電気的接続が遮断される。さらに内圧が上昇すると、上弁体２５が破断し、キャップ２６の開口部からガスが排出される。

以下、図１〜図３を参照しながら、非水電解質二次電池１０の構成、特に押圧部材４０及びこれに関連する構成について、さらに詳説する。図２は非水電解質二次電池１０の径方向断面図、図３は電解液の注液前の状態を示す図である。

図１及び図２に例示するように、非水電解質二次電池１０は、電極体１４と外装体１５のケース本体１６との間に設けられた押圧部材４０を備える。押圧部材４０は、電解液を吸液して膨張し、電極体１４の外周面１４ｂに設けられた負極集電体３５の露出部３７を負極端子として機能するケース本体１６の内周面１６ｂに押し付ける機能を有する。本実施形態では、電極体１４の外周面１４ｂ及びケース本体１６の内周面１６ｂに押圧部材４０が強く当接している。押圧部材４０を用いて電極体１４を押圧することで、露出部３７とケース本体１６の内周面１６ｂが強く接触し、負極リードを用いなくとも良好な集電性を確保できる。

図３に例示するように、非水電解質二次電池１０の製造過程では、例えば押圧部材４０が外周面１４ｂに貼着された電極体１４がケース本体１６内に挿入される。このとき、押圧部材４０は非水電解液を吸液していない状態であり、押圧部材４０が貼着された部分の電極体１４の直径はケース本体１６の内径よりも小さい。非水電解液は、電極体１４が収容されたケース本体１６内に注液される。これにより、押圧部材４０が非水電解液を吸液して膨張し、露出部３７をケース本体１６の内周面１６ｂに押し付ける。このように、押圧部材４０は非水電解液を吸液して膨張するため、ケース本体１６内への電極体１４のスムーズな挿入を可能としながら、上述の良好な集電性を確保できる。

押圧部材４０は、例えば電極体１４とケース本体１６との間に設けられたテープであって、好ましくは電極体１４の外周面１４ｂ又はケース本体１６の内周面１６ｂに貼着されるテープである。当該テープは、電解液を吸液して膨張するテープ基材と、テープ基材の少なくとも一方の面に形成された粘着剤層とで構成されることが好ましい。なお、押圧部材４０は、テープに限定されず、例えば電極体１４の外周面１４ｂ又はケース本体１６の内周面１６ｂに塗布される塗膜、接着剤等であってもよい。

上記テープ基材は、例えば３０μｍ〜５０μｍの厚みを有する樹脂製シートであって、非水電解液との親和性が高い樹脂を主成分として構成されることが好ましい。好適な樹脂としては、ポリスチレン、スチレンとαオレフィンの共重合体、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のフッ素樹脂などが挙げられる。テープ基材は、非水電解液が浸透し易いように、多数の細孔を有する多孔質シート又は発泡シートであってもよい。

上記粘着剤層は、電極体１４等に対する接着性を押圧部材４０に付与するための層である。粘着剤層は、例えばテープ基材の一方の面上に接着剤を塗工して形成される。粘着剤層の厚みは、例えば５μｍ〜３０μｍである。粘着剤層は、耐電解液性に優れた接着剤（樹脂）を主成分として構成されることが好ましい。接着剤は、加熱することで粘着性を発現するホットメルト型又は加熱により硬化する熱硬化型であってもよいが、生産性等の観点から、室温で粘着性を有するものが好ましい。粘着剤層は、例えばアクリル系接着剤又はゴム系接着剤によって構成される。

押圧部材４０は、複数設けられてもよいが、電極体１４の径方向片側に偏在していることが好ましい。本実施形態では、１つの押圧部材４０が電極体１４の外周面１４ｂに貼着されている。そして、電極体１４は、外周面１４ｂの露出部３７のうち押圧部材４０と電極体１４の径方向反対側に位置する部分がケース本体１６の内周面１６ｂに押し付けられている。つまり、外周面１４ｂの押圧部材４０が貼着された部分と、外周面１４ｂの内周面１６ｂに接触する部分とが、電極体１４の径方向に並んでいる。この場合、電極体１４の径方向の断面において、露出部３７及び押圧部材４０の２点がケース本体１６の内周面１６ｂと当接している。

一般的な従来の非水電解質二次電池では、電極体１４の中心軸１４ａとケース本体１６の中心軸１６ａとが略一致した状態となる。一方、非水電解質二次電池１０では、図２に示すように、押圧部材４０によって電極体１４が径方向片側から押圧されるので、各々の中心軸１４ａ，１６ａは一致していない。電極体１４は、中心軸１４ａがケース本体１６の中心軸１６ａからずれた状態でケース本体１６内に収容されている。

押圧部材４０は、例えば電極体１４の軸方向に長い帯状体である。押圧部材４０の長さは、電極体１４の軸方向長さの５０％以上に相当することが好ましく、押圧部材４０は電極体１４の軸方向の略全長にわたって接合されていてもよい。

電極体１４の軸方向の両端部に電極構造を維持するためのテープが貼着される場合、押圧部材４０は、当該テープと重なるように接合されてもよいし、重ならないように接合されてもよい。電極体１４の軸方向の中央部に電極構造を維持するためのテープが貼着される場合も、押圧部材４０は、当該テープと重なるように接合されてもよいし、重ならないように接合されてもよい。電極体１４の最外周の端部に電極構造を維持するためのテープが貼着される場合にも、押圧部材４０は、当該テープと重なるように接合されてもよいし、重ならないように接合されてもよい。ただし、押圧部材４０が当該テープと重ならないように接合される場合、押圧部材４０は、電極体１４の中心軸１４ａと当該テープの周辺とを結んだ延長線上に含まれないように貼着されることが好ましい。

押圧部材４０の幅は、例えば略一定であり、電極体１４の周長の３％〜３０％とされる。押圧部材４０の幅の好適な範囲は、電極体１４の直径等によっても異なるが、例えば５ｍｍ〜３０ｍｍである。押圧部材４０の厚みは、特に限定されないが、例えば電解液を吸液する前の状態で３５μｍ〜８０μｍ、好ましくは５０μｍ〜６０μｍである。吸液前の押圧部材の厚みは、電極体１４に押圧部材４０を取り付けた状態であっても、電池ケースの直径と電極体１４の直径との差分未満の厚みであることが好ましい（円筒形電池の場合）。これは、電池ケースに電極体１４を挿入する際に、電池ケースと電極体１４及び押圧部材４０の接触を防ぐためである。押圧部材４０は、吸液により電池ケースの直径と電極体１４の直径との差分以上の厚みとなるように膨張することが好ましい。これは、負極１２と電池ケースとの電気的接続を安定化させるためである。

押圧部材４０は、非水電解液を吸液することで、厚みが２倍以上に膨張することが好ましい。押圧部材４０の吸液による厚み変化率は、２倍〜３倍が好ましく、２．４倍〜２．７倍がより好ましい。押圧部材４０の厚み変化率は、非水電解液に３分間浸漬した押圧部材４０の厚みを、非水電解液に浸漬する前の押圧部材４０の厚みで除して算出される。押圧部材４０の厚みは、膜厚計により測定される。押圧部材４０の厚みは、例えば電解液の吸液前で５０μｍ〜６０μｍ、吸液後で１３０μｍ〜１５０μｍである。なお、吸液後の厚みは、押圧部材４０を電池ケース内に収容した状態で測定されるのではなく、ケース外で電解液に浸漬して測定される。

押圧部材４０は、非水電解液の吸液の前後で、長さと幅の変化量は小さく、厚みだけが大きく変化することが好ましい。押圧部材４０の長さと幅の変化率は、例えば１．５倍未満が好ましく、１．２倍未満がより好ましい。押圧部材４０の厚みの変化率は、２倍以上であることが好ましい。非水電解液の吸液により押圧部材４０の厚みだけが大きく変化することで、電極体１４を効率良く押圧することができる。

押圧部材４０は、導電材を含んでいてもよい。押圧部材４０は、例えば金属、カーボン等の微粒子からなる導電性フィラーを含有していてもよく、テープ基材の表面に金属層、カーボン層等の薄膜からなる導電層を有していてもよい。かかる導電材を介して電極体１４の外周面１４ｂとケース本体１６の内周面１６ｂとが電気的に接続される構造とすれば、集電性のさらなる改善を図ることが可能である。

図４は、実施形態の他の一例を示す図である。図４に例示する形態は、押圧部材４０が電極体１４内に設けられている点で、押圧部材４０が電極体１４と外装体１５との間に設けられた上述の実施形態と異なる。押圧部材４０は、例えば電極体１４の外側において、負極１２の間に介在している。そして、電極体１４の露出部３７のうち、押圧部材４０とケース本体１６の内周面１６ｂとの間に位置する部分が内周面１６ｂに押し付けられている。つまり、押圧部材４０は、負極集電体３５の外周面１４ｂを構成する部分を電極体１４の内側から押圧してケース本体１６の内周面１６ｂに押し付けている。この場合も、露出部３７のうち押圧部材４０と電極体１４の径方向反対側に位置する部分は、ケース本体１６の内周面１６ｂに押し付けられていることが好適である。この場合、電極体１４の径方向の断面において、露出部３７の表面上の２点でケース本体１６の内周面１６ｂと当接している。

なお、上述の実施形態では、外装体１５が負極端子であったが、外装体１５が正極端子であってもよい。この場合、電極体１４の外周面１４ｂには正極集電体３０の表面が露出し、押圧部材４０は正極集電体３０の表面が露出した露出部を外装体１５の内面に押し付ける。

以下、実施例により本開示をさらに説明するが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。

＜実施例１＞
［正極の作製］
ＬｉＮｉ_0.88Ｃｏ_0.09Ａｌ_0.03Ｏ₂で表されるリチウム含有遷移金属酸化物を１００重量部と、アセチレンブラックを１重量部と、ポリフッ化ビニリデンを１重量部とを混合し、さらにＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を適量加えて、正極合材スラリーを調製した。次に、当該正極合材スラリーをアルミニウム箔からなる正極集電体の両面に塗布し、塗膜を乾燥させた。塗膜が形成された集電体をローラーを用いて圧縮した後、所定の電極サイズに切断し、正極集電体の両面に正極活物質層が形成された正極を作製した。正極のサイズは、幅６２ｍｍ、長さ９０３ｍｍとした。なお、正極の長手方向中央部に集電体表面を露出させた部分を設け、当該部分に正極リードを超音波溶接した。

［負極の作製］
黒鉛粉末を１００重量部と、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）を１重量部と、カルボキシメチルセルロースを１重量部とを混合し、さらに水を適量加えて、負極合材スラリーを調製した。次に、当該負極合材スラリーを銅箔からなる負極集電体の両面に塗布し、塗膜を乾燥させた。塗膜が形成された集電体をローラーを用いて圧縮した後、所定の電極サイズに切断し、負極集電体の両面に負極活物質層が形成された負極を作製した。負極のサイズは、幅６４ｍｍ、長さ９８２ｍｍとした。負極の長手方向一端から長さ２３ｍｍの範囲に、集電体表面が露出した露出部を設けた。

［非水電解液の調製］
エチレンカーボネート（ＥＣ）と、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）とを、３：７の体積比で混合した。当該混合溶媒に、ＬｉＰＦ₆を１ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解させて非水電解液を調製した。

［電池の作製］
上記正極と上記負極を、ポリエチレン製のセパレータを介して渦巻状に巻回することにより、巻回型の電極体を作製した。このとき、正極活物質層がセパレータを介して負極活物質層と対向するように、また負極の露出部が電極体の外周面を構成するように、各電極及びセパレータを巻回した。電極体の外周面は、その全域が負極集電体の表面が露出した露出部であった。なお、電極体の軸方向両端部に、テープを貼着して電極体の巻回構造を維持した。

次に、帯状の押圧部材を上記電極体の外周面に貼着した。押圧部材には、ポリスチレンを主成分とするテープ基材と、アクリル系樹脂を主成分とする粘着剤層とで構成される粘着テープを用いた。粘着テープは、幅１０ｍｍ、長さ６０ｍｍ、厚み５５μｍであり、電極体の軸方向に沿って上記電極体の巻回構造を維持するためのテープと重ならない範囲に貼着した。粘着テープの体積膨張率は、上記非水電解液に１分間浸漬の条件で、２．７倍（厚みの増加率が略２．７倍）であった。

上記粘着テープ付きの電極体を有底円筒形状の金属製のケース本体（外径２１ｍｍ、高さ７０ｍｍ）に収容した後、正極リードの上端部を封口体のフィルタに超音波溶接した。そして、ケース本体に上記非水電解液を注液し、封口体によりケース本体の開口部を塞いで、円筒形電池を作製した。非水電解液の注液により、押圧部材が膨張して厚みが増加し、押圧部材がケース本体の内周面に強く当接すると共に、電極体を押圧して、電極体の外周面（負極の露出部）のうち押圧部材と径方向反対側に位置する部分がケース本体の内周面に強く押し付けられた。電極体は、その中心軸がケース本体の中心軸からずれた状態でケース本体内に収容されている。

＜比較例１＞
長さ８７２ｍｍの正極と長さ９５１ｍｍの負極を用いたこと、及び負極の電極体の外周面を構成する部分の一部に集電体の表面が露出した露出部を設け、この露出部にケース本体の底部内面に溶接される負極リードを溶接したこと以外は、実施例１と同様にして円筒形電池を作製した。比較例１における該露出部は、負極の長手方向一端から長さ２３ｍｍの範囲に設けた。負極リードの厚みは、１００μｍであった。負極リードの厚みが６０μｍの場合、厚みが１００μｍの負極リードよりも電気抵抗が高く、所定の電流にて充放電することができないおそれがある。

＜比較例２＞
押圧部材を用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして円筒形電池を作製した。

実施例及び比較例の各二次電池について、以下の方法で性能評価を行い、評価結果を表１に示した。

［抵抗値の測定（内部抵抗の評価）］
２５℃の温度環境下において、各電池を０．３Ｉｔの定電流で電池電圧が３．７Ｖとなるまで充電し、その後、定電圧で充電した。次に、低抵抗計（測定周波数１ｋＨｚに設定した交流４端子法）を用いて、各電池の端子間抵抗を測定し、このときの抵抗値を各電池の内部抵抗とした。抵抗値の測定は各二次電池について２回ずつ行い、各二次電池の平均抵抗値の比率（抵抗比）、及び最大抵抗値と最小抵抗値との差の比率（レンジ比）を求めた。表１に示す抵抗比及びレンジ比は、実施例１の電池の平均抵抗値、最大抵抗値と最小抵抗値との差をそれぞれ１００％としたときの比率である。

［放電容量の測定（電池容量の評価）］
２５℃の温度条件下において、０．２Ｉｔの定電流で電池電圧が４．２Ｖになるまで充電を行った。１分間休止した後、０．２Ｉｔの定電流で電池電圧が２．５Ｖになるまで放電を行い、このときの放電容量を求めた。表１に示す容量比は、実施例１の電池の放電容量を１００％としたときの比率である。

表１に示すように、実施例１の電池は、比較例２の電池と比べて、抵抗値及びそのばらつきが小さく、また高容量であった。比較例１の電池では、電極体の露出部と外装体の内面との良好な接触状態を維持することが難しいのに対し、実施例１の電池では、押圧部材を用いて電極体を押圧することで電極体の露出部とケース本体の内周面が強く接触し、良好な集電性を確保できる。また、実施例１の電池は、負極リードを用いた比較例１と比べても抵抗値が小さかった。実施例１の電池は、負極リードを用いないため、比較例１の電池よりも高容量であった。比較例１の負極リードの厚みと実施例１の押圧部材の厚みとの差分だけ、実施例１の電池は、電極体の径方向の直径を大きくすることができる。つまり、実施例１の電池は、比較例１の電池と比較して正極と負極を大きくすることができ、比較例１の電池よりも高容量にすることができる。

１０非水電解質二次電池
１１正極
１２負極
１３セパレータ
１４電極体
１４ａ中心軸
１４ｂ外周面
１５外装体
１６ケース本体
１６ａ中心軸
１６ｂ内周面
１７封口体
１８，１９絶縁板
２０正極リード
２１張り出し部
２２フィルタ
２３下弁体
２４絶縁部材
２５上弁体
２６キャップ
２７ガスケット
３０正極集電体
３１正極活物質層
３５負極集電体
３６負極活物質層
３７露出部
４０押圧部材

Claims

正極集電体及び当該集電体上に形成された正極活物質層を含む正極と、負極集電体及び当該集電体上に形成された負極活物質層を含む負極と、セパレータとを有し、前記正極と前記負極が前記セパレータを介して渦巻状に巻回された電極体と、
電解液と、
前記電極体及び前記電解液を収容する金属製の外装体と、
前記電極体と前記外装体との間又は前記電極体内に設けられた押圧部材と、
を備え、
前記電極体の外周面には、前記正極集電体又は前記負極集電体の表面が露出した露出部が設けられ、
前記押圧部材は、
前記電解液を吸液して膨張し、前記電極体の前記露出部を前記外装体の内面に押し付けており、
前記電解液を吸液して膨張するテープ基材と、前記テープ基材の少なくとも一方の面に形成された粘着剤層とで構成されたテープであって、導電材を含み、前記電極体の前記露出部及び前記外装体の内面に当接している、二次電池。
前記電極体の前記外周面には、前記負極集電体の表面が露出しており、
前記押圧部材は、前記負極集電体の表面を前記外装体の内面に押し付けている、請求項１に記載の二次電池。
前記電極体は、前記押圧部材と径方向反対側に位置する前記露出部が前記外装体の内面に押し付けられている、請求項１又は２に記載の二次電池。
前記外装体は、有底円筒形状を有し、
前記電極体は、その中心軸が前記外装体の中心軸からずれた状態で前記外装体内に収容されている、請求項３に記載の二次電池。
前記押圧部材は、前記電極体内に設けられ、
前記電極体の前記露出部のうち、前記押圧部材と前記外装体の内面との間に位置する部分が当該内面に押し付けられている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の二次電池。
前記電極体の径方向の断面において、前記露出部及び前記押圧部材、又は前記露出部の表面上の２点において、前記外装体の内面と当接する、請求項１〜５のいずれか1項に記載の二次電池。