JP7245812B2

JP7245812B2 - 非水電解質二次電池

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Publication number: JP7245812B2
Application number: JP2020187786A
Authority: JP
Inventors: 和隆三田
Original assignee: Prime Planet Energy and Solutions Inc
Current assignee: Prime Planet Energy and Solutions Inc
Priority date: 2020-11-11
Filing date: 2020-11-11
Publication date: 2023-03-24
Anticipated expiration: 2040-11-11
Also published as: JP2022077116A

Description

本開示は非水電解質二次電池に関する。

特開２０１７－１２０７２９号公報（特許文献１）は、扁平巻回電極体を開示している。

特開２０１７－１２０７２９号公報

以下本明細書においては、正極板および負極板が「電極板」と総称され得る。また非水電解質二次電池が「電池」と略記され得る。

巻回電極体は、帯状の電極板およびセパレータが渦巻状に巻回されることにより形成される。巻回当初、巻回電極体は筒状の外形を有している。例えば角形電池等においては、電池の外形に合わせて、筒状の巻回電極体が扁平状に成形されている。

扁平状に成形された巻回電極体は、その巻回軸と直交する断面において、平坦部と湾曲部とを含む。平坦部においては、電極板およびセパレータが平坦面を有している。湾曲部においては、電極板およびセパレータが湾曲面を有している。

平坦部における電極間距離は、湾曲部における電極間距離に比して狭い傾向がある。電極間距離とイオン拡散抵抗との間には、正の相関関係があると考えられる。したがって、平坦部のイオン拡散抵抗は、湾曲部のイオン拡散抵抗に比して低い傾向があると考えられる。

例えばハイレートサイクル時、平坦部は、湾曲部に比して電極板の劣化が進行しやすい傾向がある。イオン拡散抵抗の低い平坦部に電極反応が集中することにより、電極板の劣化が促進されていると考えられる。電極板の劣化は、例えばＬｉの析出となって顕れる。

平坦部と湾曲部との間で電極反応のバランスを調整するため、例えば平坦部の目付量（すなわち活物質量）を低減することが考えられる。ただし平坦部の目付量が低減されることにより、電池のエネルギー密度が低下すると考えられる。

本開示の目的は、巻回電極体の平坦部における電極板の劣化を軽減することである。

以下、本開示の技術的構成および作用効果が説明される。ただし本開示の作用メカニズムは、推定を含んでいる。作用メカニズムの正否は、特許請求の範囲を限定しない。

〔１〕非水電解質二次電池は、巻回電極体と電解液とを含む。巻回電極体は、扁平状の外形を有する。巻回電極体は、正極板とセパレータと負極板とを含む。正極板とセパレータと負極板とは、この順に積層され、さらに渦巻状に巻回されている。巻回電極体の巻回軸と直交する断面において、巻回電極体は平坦部と湾曲部とを含む。平坦部においては、正極板とセパレータと負極板とが平坦面を有する。湾曲部においては、正極板とセパレータと負極板とが湾曲面を有する。巻回電極体の最外周において、セパレータは、平坦部において第１透気度を有し、かつ湾曲部において第２透気度を有する。第２透気度に対する第１透気度の分率は、１６１％から２７８％である。

セパレータは多孔質である。セパレータ内には細孔が形成されている。セパレータ内の細孔には電解液が浸透している。よってセパレータ内の細孔は、Ｌｉイオン拡散パスとなる。セパレータの透気度は、流体の透過性の指標である。セパレータの透気度は、Ｌｉイオン拡散抵抗の指標となり得る。すなわち透気度が高い程、イオン拡散抵抗が大きくなると考えられる。透気度が低い程、イオン拡散抵抗が小さくなると考えられる。

本開示の巻回電極体の最外周においては、平坦部と湾曲部との間で、セパレータの透気度が異なっている。すなわちセパレータは、平坦部において第１透気度（Ｐ₁）を有し、かつ湾曲部において第２透気度（Ｐ₂）を有する。第２透気度に対する第１透気度の分率（Ｐ₁／Ｐ₂）は、１６１％から２７８％である。以下、当該分率は「透気度分率」とも記される。本開示の新知見によると、透気度分率が１６１％以上である時、平坦部における電極板の劣化が軽減される傾向がある。平坦部と湾曲部との間における電極反応のバランスが良好であるためと考えられる。ただし透気度分率が２７８％を超えると、平坦部における電極板の劣化がかえって促進される傾向がある。平坦部における電極反応が過度に制限されるためと考えられる。

セパレータの透気度は、電極板の活物質量と直接関係しないと考えられる。よって本開示においては、電池のエネルギー密度が損なわれることなく、平坦部における電極板の劣化が軽減されることが期待される。

なお、本明細書における「透気度」は、「ＪＩＳＰ８１１７：２００９紙及び板紙－透気度及び透気抵抗度試験方法（中間領域）－ガーレー法」に規定される「透気抵抗度（ａｉｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）」を示す。透気度（透気抵抗度）は、単位面積および単位圧力あたり、規定された体積の空気が通過するのに要する時間を示す。透気度は、王研式試験機法により測定される。透気度は、１００ｍＬ当たりの時間（秒）により表される。

〔２〕正極板は、正極活物質層を含む。正極活物質層は、例えば３．３５ｇ／ｃｍ³以上の密度を有していてもよい。本開示の正極活物質層は、平坦部において大きい目付量（ｇ／ｃｍ²）を有し得る。そのため正極活物質層は３．３５ｇ／ｃｍ³以上の密度を有し得る。

〔３〕巻回電極体の最外周において、セパレータは、平坦部において第１厚さを有し、かつ湾曲部において第２厚さを有する。第２厚さに対する第１厚さの分率は、例えば５５％から９５％であってもよい。以下、当該分率は「厚さ分率」とも記される。

図１は、本実施形態における非水電解質二次電池の構成の一例を示す概略図である。図２は、本実施形態における巻回電極体を示す概略図である。図３は、本実施形態における巻回電極体を示す概略断面図である。図４は、透気度の測定位置を示す概略平面図である。

以下、本開示の実施形態（以下「本実施形態」とも記される。）が説明される。ただし以下の説明は、特許請求の範囲を限定しない。

本明細書における幾何学的な用語（例えば「直交」等）は、厳密な意味に解されるべきではない。例えば「直交」は、厳密な意味での「直交」から多少ずれていてもよい。本明細書における幾何学的な用語は、例えば、設計上、作業上、製造上等の公差、誤差等を含み得る。

各図中の寸法関係は、実際の寸法関係と一致しない場合がある。本開示の理解を助けるために、各図中の寸法関係（長さ、幅、厚さ等）が変更されている場合がある。さらに一部の構成が省略されている場合もある。

本明細書において、例えば「１６１％から２７８％」等の数値範囲は、特に断りのない限り、上限値および下限値を含む。例えば「１６１％から２７８％」は、「１６１％以上２７８％以下」の数値範囲を示す。また、数値範囲内から任意に選択された数値が、新たな上限値および下限値とされてもよい。例えば、数値範囲内の数値と、本明細書中の別の部分に記載された数値とが任意に組み合わされることにより、新たな数値範囲が設定されてもよい。

本明細書において、例えば「ＬｉＣｏＯ₂」等の化学量論的組成式によって化合物が表現されている場合、該化学量論的組成式は代表例に過ぎない。例えば、コバルト酸リチウムが「ＬｉＣｏＯ₂」と表現されている時、特に断りのない限り、コバルト酸リチウムは「Ｌｉ／Ｃｏ／Ｏ＝１／１／２」の組成比に限定されず、任意の組成比でＬｉ、ＣｏおよびＯを含み得る。組成比は非化学量論的であってもよい。

＜非水電解質二次電池＞
図１は、本実施形態における非水電解質二次電池の構成の一例を示す概略図である。
電池１００は、非水電解質二次電池である。本実施形態においては、電荷担体がＬｉイオンに限定されない。リチウムイオン電池は、本実施形態の一例に過ぎない。

電池１００は、任意の用途で使用され得る。電池１００は、例えば、電動車両において、主電源または動力アシスト用電源として使用されてもよい。複数個の電池１００（単電池）が連結されることにより、電池モジュールまたは組電池が形成されてもよい。

電池１００は外装体１９０を含む。外装体１９０は金属製の容器である。外装体１９０は角形（扁平直方体）である。ただし外装体１９０は任意の形態を有し得る。外装体１９０は、例えばアルミラミネートフィルム製のパウチ等であってもよい。

外装体１９０は、巻回電極体１５０と電解液（不図示）とを収納している。すなわち電池１００は、巻回電極体１５０と電解液とを含む。巻回電極体１５０は、正極集電部材１８１によって正極端子１９１に接続されている。巻回電極体１５０は、負極集電部材１８２によって負極端子１９２に接続されている。

《巻回電極体》
図２は、本実施形態における巻回電極体を示す概略図である。
巻回電極体１５０は、扁平状の外形を有する。巻回電極体１５０は、正極板１１０とセパレータ１３０と負極板１２０とを含む。巻回電極体１５０は、２枚のセパレータ１３０を含んでいてもよい。正極板１１０とセパレータ１３０と負極板１２０とは、いずれも帯状のシートである。正極板１１０または負極板１２０は、セパレータ１３０に挟まれている。正極板１１０とセパレータ１３０と負極板１２０とからなる積層体は、巻回軸１０の周りに渦巻状に巻回されている。

図３は、本実施形態における巻回電極体を示す概略断面図である。
図３には、巻回軸１０と直交する断面が示されている。巻回軸１０は紙面と垂直方向（ｘ軸方向）に延びている。巻回電極体１５０は、平坦部１５１と湾曲部１５２とを含む。湾曲部１５２は「Ｒ部」、「コーナー部」等とも称され得る。図３の断面において、巻回電極体１５０の輪郭線上の最も離れた２点間の距離は、「高さ寸法」とも称される。高さ寸法は、図３のｚ軸方向の寸法である。湾曲部１５２は、ｚ軸方向（高さ方向）の両端に位置する。平坦部１５１は、２つの湾曲部１５２の間に挟まれている。平坦部１５１と湾曲部１５２とは連続している。平坦部１５１においては、電極板およびセパレータが平坦面を有している。湾曲部１５２においては、電極板およびセパレータが湾曲面を有している。

湾曲部１５２の断面が円弧とみなされた時、該円弧を含む円は０．５ｄの半径を有する。平坦部１５１は、例えば１．０ｄの厚さ寸法（図３中のｙ軸方向の寸法）を有していてもよい。

巻回電極体１５０においては、１周毎に周長（１周分の長さ）が長くなる。平坦部１５１における電極板の長さは、周数によらず略一定と考えられる。周長の増分は、主に湾曲部１５２に割り当てられると考えられる。そのため湾曲部１５２においては、巻回電極体１５０の中心から外側に向かう方向（図３のｚ軸方向）において、電極間距離が徐々に広くなると考えられる。他方、平坦部１５１においては、巻回電極体１５０の中心から外側に向かう方向（図３のｙ軸方向）において、電極間距離の変化は小さいと考えられる。したがって通常は、平坦部１５１のイオン拡散抵抗が、湾曲部１５２のイオン拡散抵抗に比して低くなると考えられる。本実施形態においては、セパレータ１３０が特定範囲の透気度分率を有することにより、イオン拡散抵抗の差が低減されていると考えられる。

《セパレータ》
セパレータ１３０の少なくとも一部は、正極板１１０と負極板１２０との間に介在している。セパレータ１３０は、正極板１１０と負極板１２０とを分離している。

（透気度分率）
巻回電極体１５０の最外周において、セパレータ１３０は、平坦部１５１において第１透気度を有する。セパレータ１３０は、湾曲部１５２において第２透気度を有する。透気度分率（第１透気度／第２透気度）は、１６１％から２７８％である。透気度分率が１６１％以上である時、平坦部１５１における電極板の劣化が軽減される傾向がある。平坦部１５１と湾曲部１５２との間における電極反応のバランスが良好であるためと考えられる。ただし透気度分率が２７８％を超えると、平坦部１５１における電極板の劣化がかえって促進される傾向がある。平坦部１５１における電極反応が過度に制限されるためと考えられる。透気度分率は、例えば１６１％から１８３％であってもよいし、１８３％から２７８％であってもよい。なお、巻回電極体１５０が２枚のセパレータ１３０を含む場合、内周側のセパレータ１３０が１６１％から２７８％の透気度分率を有するものとされる。

なお、最外周よりも内周側の領域においても、所定の範囲にわたって「平坦部の透気度＞湾曲部の透気度」の関係が満たされていると考えられる。

透気度分率は、例えば、巻回電極体１５０が扁平状に成形される際の成形圧力によって調整され得る。成形圧力が大きくなる程、透気度分率が高くなる傾向がある。その他、セパレータ１３０の材質、セパレータ１３０の厚さ分率等によっても、透気度分率が変化し得ると考えられる。

図４は、透気度の測定位置を示す概略平面図である。
図４には、巻回電極体１５０の最外周が示されている。本実施形態における透気度は、巻回電極体１５０の最外周において測定される。図４におけるセパレータ１３０は、図２における内周側のセパレータ１３０である。最外周において、平坦部１５１の中央に第１領域Ｒ１が設定される。巻回電極体１５０において、第１領域Ｒ１は正極板１１０と負極板１２０とに挟まれている。すなわち第１領域Ｒ１は電極対向部に位置する。第１領域Ｒ１内の任意の箇所が、王研式試験機の測定ヘッド部の直下に配置されるように、セパレータ１３０が固定される。第１領域Ｒ１は、王研式試験機の測定ヘッド部に比して、十分大きい面積を有する（後述の第２領域Ｒ２も同様である）。第１領域Ｒ１内の互いに異なる３箇所以上で、透気度が測定される。３箇所以上の透気度の算術平均が、第１透気度とみなされる。第１透気度は、例えば３３９ｓ／１００ｍＬから５７３ｓ／１００ｍＬであってもよいし、３３９ｓ／１００ｍＬから３８６ｓ／１００ｍＬであってもよいし、３８６ｓ／１００ｍＬから５７３ｓ／１００ｍＬであってもよい。

最外周において、湾曲部１５２の中央に第２領域Ｒ２が設定される。第２領域Ｒ２内の任意の箇所が、王研式試験機の測定ヘッド部の直下に配置されるように、セパレータ１３０が固定される。第２領域Ｒ２内の互いに異なる３箇所以上で、透気度が測定される。３箇所以上の透気度の算術平均が、第２透気度とみなされる。第２透気度は、例えば２０６ｓ／１００ｍＬから２１１ｓ／１００ｍＬであってもよいし、２０６ｓ／１００ｍＬから２１０ｓ／１００ｍＬであってもよいし、２１０ｓ／１００ｍＬから２１１ｓ／１００ｍＬであってもよい。

透気度分率は、第１透気度が第２透気度で除された値の百分率である。透気度分率は、整数部分のみ有効である。小数点以下は四捨五入される。

（材質）
セパレータ１３０は電気絶縁性である。セパレータ１３０は、例えばポリオレフィン製であってもよい。セパレータ１３０は、例えばポリエチレン（ＰＥ）製であってもよいし、ポリプロピレン（ＰＰ）製であってもよい。セパレータ１３０は、例えば単層構造を有していてもよい。セパレータ１３０は、例えばＰＥ層からなっていてもよい。セパレータ１３０は、例えば多層構造を有していてもよい。セパレータ１３０は、例えばＰＰ層とＰＥ層とＰＰ層とを含んでいてもよい。ＰＰ層とＰＥ層とＰＰ層とはこの順に積層されていてもよい。さらに、例えばセパレータ１３０の表面にセラミック層等が形成されていてもよい。

（厚さ）
セパレータ１３０は、例えば５μｍから５０μｍの厚さを有していてもよいし、５μｍから２５μｍの厚さを有していてもよいし、１０μｍから２０μｍの厚さを有していてもよい。

（厚さ分率）
巻回電極体１５０の最外周において、セパレータ１３０は、平坦部１５１と湾曲部１５２とで異なる厚さを有していてもよい。すなわちセパレータ１３０は、平坦部１５１において第１厚さ（Ｔ₁）を有する。セパレータ１３０は、湾曲部１５２において第２厚さ（Ｔ₂）を有する。第２厚さに対する第１厚さの分率（Ｔ₁／Ｔ₂）は、例えば５５％から９５％であってもよい。厚さ分率（Ｔ₁／Ｔ₂）は、例えば６０％から９０％であってもよいし、６５％から８５％であってもよいし、７０％から８０％であってもよい。第１厚さは、例えば５．５μｍから１９μｍであってもよい。第２厚さは、例えば１０μｍから２０μｍであってもよい。

第１厚さおよび第２厚さの各々は、定圧厚さ測定器（厚さゲージ）により測定される。第１厚さは、第１領域Ｒ１内において（図４参照）、互いに異なる３箇所以上で測定される。３箇所以上の算術平均が第１厚さとみなされる。第２厚さは、第２領域Ｒ２内において（図４参照）、互いに異なる３箇所以上で測定される。３箇所以上の算術平均が第２厚さとみなされる。厚さ分率は、第１厚さが第２厚さで除された値の百分率である。厚さ分率は、整数部分のみ有効である。小数点以下は四捨五入される。

《正極板》
正極板１１０は正極活物質層１１２を含む。正極板１１０は正極基材１１１をさらに含んでいてもよい。正極活物質層１１２は、正極基材１１１の表面に配置されていてもよい。正極活物質層１１２は、正極基材１１１の片面のみに配置されていてもよいし、表裏両面に配置されていてもよい。正極基材１１１は、例えばアルミニウム（Ａｌ）箔等を含んでいてもよい。正極基材１１１は、例えば１０μｍから３０μｍの厚さを有していてもよい。

正極活物質層１１２は、例えば１０μｍから２００μｍの厚さを有していてもよいし、５０μｍから１００μｍの厚さを有していてもよい。本実施形態における正極活物質層１１２は高密度を有し得る。正極活物質層１１２は、例えば３．３５ｇ／ｃｍ³以上の密度を有していてもよいし、３．５ｇ／ｃｍ³以上の密度を有していてもよい。正極活物質層１１２は、例えば４ｇ／ｃｍ³以下の密度を有していてもよいし、３．７ｇ／ｃｍ³以下の密度を有していてもよい。なお本実施形態における活物質層の密度は、見かけ密度を示す。

正極活物質層１１２は正極活物質を含む。正極活物質は任意の成分を含み得る。正極活物質は、例えばＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉＯ₂、ＬｉＭｎＯ₂、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄、Ｌｉ（ＮｉＣｏＭｎ）Ｏ₂、Ｌｉ（ＮｉＣｏＡｌ）Ｏ₂、およびＬｉＦｅＰＯ₄からなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。ここで、例えば「Ｌｉ（ＮｉＣｏＭｎ）Ｏ₂」等の組成式における「（ＮｉＣｏＭｎ）」等の記載は、括弧内の組成比の合計が１であることを示している。正極活物質層１１２は、正極活物質に加えて、例えば導電材およびバインダ等をさらに含んでいてもよい。導電材は任意の成分を含み得る。導電材は、例えばカーボンブラック等を含んでいてもよい。導電材の配合量は、１００質量部の正極活物質に対して、例えば０．１質量部から１０質量部であってもよい。バインダは任意の成分を含み得る。バインダは、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等を含んでいてもよい。バインダの配合量は、１００質量部の正極活物質に対して、例えば０．１質量部から１０質量部であってもよい。

《負極板》
負極板１２０は負極活物質層１２２を含む。負極板１２０は負極基材１２１をさらに含んでいてもよい。負極活物質層１２２は、負極基材１２１の表面に配置されていてもよい。負極活物質層１２２は、負極基材１２１の片面のみに配置されていてもよいし、表裏両面に配置されていてもよい。負極基材１２１は、例えば銅（Ｃｕ）箔等を含んでいてもよい。負極基材１２１は、例えば５μｍから２５μｍの厚さを有していてもよい。

負極活物質層１２２は、例えば１０μｍから２００μｍの厚さを有していてもよいし、５０μｍから１００μｍの厚さを有していてもよい。負極活物質層１２２は、例えば０．８ｇ／ｃｍ³から１．６ｇ／ｃｍ³の密度を有していてもよい。

負極活物質層１２２は負極活物質を含む。負極活物質は任意の成分を含み得る。負極活物質は、例えば黒鉛、ソフトカーボン、ハードカーボン、Ｓｉ、ＳｉＯ、Ｓｉ基合金、Ｓｎ、ＳｎＯ、Ｓｎ基合金およびＬｉ₄Ｔｉ₅Ｏ₁₂からなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。負極活物質層１２２は、負極活物質に加えて、例えばバインダ等をさらに含んでいてもよい。バインダは任意の成分を含み得る。バインダは、例えばスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）およびカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）からなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。バインダの配合量は、１００質量部の負極活物質に対して、例えば０．１質量部から１０質量部であってもよい。

《電解液》
電解液の少なくとも一部は、巻回電極体１５０に含浸されている。電解液の全部が巻回電極体１５０に含浸されていてもよい。電解液の一部が巻回電極体１５０に含浸されていてもよい。電解液の一部は、例えば巻回電極体１５０の外部（外装体１９０の底部）に貯留されていてもよい。電解液は液体電解質である。電解液は溶媒と支持電解質とを含む。溶媒は非プロトン性である。溶媒は任意の成分を含み得る。溶媒は、例えばエチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）およびジエチルカーボネート（ＤＥＣ）からなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。支持電解質は溶媒に溶解している。支持電解質は任意の成分を含み得る。支持電解質は、例えばＬｉＰＦ₆、ＬｉＢＦ₄、およびＬｉＮ（ＦＳＯ₂）₂からなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。電解液は、溶媒および支持電解質に加えて、任意の添加剤をさらに含んでいてもよい。

以下、本開示の実施例（以下「本実施例」とも記される。）が説明される。ただし以下の説明は、特許請求の範囲を限定しない。

＜試験電池の製造＞
《Ｎｏ．１》
下記材料が準備された。
正極活物質：ＬｉＮｉ_0.5Ｃｏ_0.2Ｍｎ_0.3Ｏ₂
導電材：カーボンブラック
バインダ：ＰＶｄＦ
分散媒：Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）
正極基材：Ａｌ箔

正極活物質と導電材とバインダとが混合されることにより、混合物が調製された。混合比（質量比）は「正極活物質／導電材／バインダ＝９２／４／４」であった。混合物が分散媒中に分散されることにより、正極スラリーが調製された。正極スラリーが正極基材の表面に塗布され、乾燥されることにより、正極活物質層が形成された。正極活物質層が圧縮されることにより密度が調整された。以上より、正極板が準備された。

下記材料が準備された。
負極活物質：天然黒鉛
バインダ：ＳＢＲ、ＣＭＣ
分散媒：水
負極基材：Ｃｕ箔

負極活物質とバインダとが混合されることにより、混合物が調製された。混合比（質量比）は「負極活物質／ＳＢＲ／ＣＭＣ＝９６／２／２」であった。混合物が分散媒中に分散されることにより、負極スラリーが調製された。負極スラリーが負極基材の表面に塗布され、乾燥されることにより、負極活物質層が形成された。負極活物質層が圧縮されることにより密度が調整された。以上より、負極板が準備された。

セパレータが準備された。正極板とセパレータと負極板とがこの順に積層されることにより積層体が形成された。積層体が渦巻状に巻回されることにより、筒状の巻回電極体が形成された。平板プレス機により、巻回電極体が扁平状により成形された。これにより巻回電極体が製造された。本実施例においては、Ｎｏ．１の成形圧力が「１００」と定義される。同一条件により、複数個の巻回電極体が製造された。前述の方法により、第１透気度および第２透気度が測定され、透気度分率が算出された。巻回電極体と電解液とが外装体に収納されることにより、試験電池（非水電解質二次電池）が製造された。

《Ｎｏ．２からＮｏ．７》
下記表１に示されるように、巻回電極体が扁平状に成形される際の成形圧力が変更されることを除いては、Ｎｏ．１と同様に試験電池がそれぞれ製造された。

＜評価＞
《容量》
定電流－定電圧方式（ｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔ－ｃｏｎｓｔａｎｔｖｏｌｔａｇｅ，ＣＣＣＶ）充電によって、試験電池のＳＯＣ（ｓｔａｔｅｏｆｃｈａｒｇｅ）が１００％になるまで試験電池が充電された。定電流（ｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔ，ＣＣ）充電時の電流は１／３Ｉｔであった。ＳＯＣの調整後、ＣＣＣＶ放電によって、ＳＯＣが０％になるまで試験電池が放電された。ＣＣ放電時の電流は１／３Ｉｔであった。これにより試験電池の容量（初期放電容量）が測定された。なお本実施例において「Ｉｔ」は、電流の時間率を表す記号である。例えば１Ｉｔの電流によれば、１００％のＳＯＣに相当する容量が、１時間で放電される。

《エネルギー密度》
試験電池の容量が実効体積で除されることにより、エネルギー密度が算出された。本実施例における「実効体積」は、巻回電極体の厚さ寸法（図３中の「１．０ｄ」）と、外装体の幅寸法（図１のｘ軸方向の寸法）と、外装体の高さ寸法（図１のｚ軸方向の寸法）との積である。

《出力抵抗》
試験電池のＳＯＣが５０％に調整された。ＳＯＣの調整後、２Ｉｔの電流により、試験電池が５秒間放電された。５秒経過時の電圧降下量から出力抵抗が算出された。

《Ｌｉ析出耐性》
２０％から８５％のＳＯＣ範囲において、充放電サイクルが５０サイクル実施された。１サイクルは、「２Ｉｔの充電→１／３Ｉｔの充電→１／３Ｉｔの放電」の一巡を示す。５０サイクル後、試験電池が解体され、巻回電極体の平坦部において、Ｌｉの析出の有無が確認された。確認結果は下記表１に示される。下記表１の「Ｌｉ析出耐性」の項目において、「Ａ」は、Ｌｉの析出が確認できなかったことを示す。「Ｂ」は、Ｌｉの析出が僅かに確認されたことを示す。「Ｃ」は、Ｌｉの析出が明瞭に確認されたことを示す。確認結果が「Ａ」である場合、巻回電極体の平坦部における電極板の劣化が軽減されていると考えられる。

＜結果＞
上記表１において、透気度分率が１６１％以上になると、Ｌｉ析出耐性が向上する傾向がみられる。平坦部と湾曲部との間における電極反応のバランスが良好になるためと考えられる。ただし透気度分率が２７８％を超えると、Ｌｉ析出耐性がむしろ低下する傾向がみられる。平坦部における電極反応が過度に制限されるためと考えられる。また透気度分率が２７８％を超えると、出力抵抗が増加する傾向もみられる。

成形圧力が高くなると、エネルギー密度が向上する傾向がみられる。巻回電極体の厚さ寸法（すなわち体積）が小さくなるためと考えられる。

本実施形態および本実施例は全ての点で例示である。本実施形態および本実施例は制限的なものではない。例えば、本実施形態および本実施例から、任意の構成が抽出され、それらが任意に組み合わされることも、当初から予定されている。

特許請求の範囲の記載に基づいて定められる技術的範囲は、特許請求の範囲の記載と均等の意味における全ての変更を包含する。さらに、特許請求の範囲の記載に基づいて定められる技術的範囲は、特許請求の範囲の記載と均等の範囲内における全ての変更も包含する。

１０巻回軸、１００電池（非水電解質二次電池）、１１０正極板、１１１正極基材、１１２正極活物質層、１２０負極板、１２１負極基材、１２２負極活物質層、１３０セパレータ、１５０巻回電極体、１５１平坦部、１５２湾曲部、１８１正極集電部材、１８２負極集電部材、１９０外装体、１９１正極端子、１９２負極端子、Ｒ１第１領域、Ｒ２第２領域。

Claims

巻回電極体と電解液とを含み、
前記巻回電極体は、扁平状の外形を有し、
前記巻回電極体は、正極板とセパレータと負極板とを含み、
前記正極板と前記セパレータと前記負極板とは、この順に積層され、さらに渦巻状に巻回されており、
前記巻回電極体の巻回軸と直交する断面において、
前記巻回電極体は平坦部と湾曲部とを含み、
前記平坦部においては、前記正極板と前記セパレータと前記負極板とが平坦面を有しており、
前記湾曲部においては、前記正極板と前記セパレータと前記負極板とが湾曲面を有しており、
前記巻回電極体の最外周において、
前記セパレータは、前記平坦部において第１透気度を有し、かつ前記湾曲部において第２透気度を有しており、
前記第２透気度に対する前記第１透気度の分率は、１６１％から２７８％である（ただし前記分率が２０２％以下の範囲を除く）、
非水電解質二次電池。
前記正極板は、正極活物質層を含み、
前記正極活物質層は、３．３５ｇ／ｃｍ³以上の密度を有する、
請求項１に記載の非水電解質二次電池。
前記巻回電極体の前記最外周において、
前記セパレータは、前記平坦部において第１厚さを有し、かつ前記湾曲部において第２厚さを有しており、
前記第２厚さに対する前記第１厚さの分率は、５５％から９５％である、
請求項１または請求項２に記載の非水電解質二次電池。