JPWO2019186851A1 - 二次電池、電池モジュール、車両及び飛翔体 - Google Patents

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Abstract

本発明にかかる実施形態は、耐振動性に優れた二次電池、電池モジュール、車両、蓄電池及び飛翔体を提供する。実施形態の二次電池は、開口部を有する有底の外装材と、外装材内に挿入方向が捲回軸に対して直角方向に向かうように収納された捲回電極群と、外装材の開口部に取り付けられ、板状部材、正極端子及び負極端子を少なくとも有する蓋を備え、蓋と捲回電極群との距離の最短距離をＡＭＩＮとするとき、０．５ｍｍ＜ＡＭＩＮ＜２．０ｍｍを満たす。

Description

実施形態は、二次電池、電池モジュール、車両及び飛翔体に関する。
近年、自動車の燃費向上のために１２Ｖ系の鉛蓄電池とリチウムイオン二次電池の並列接続による蓄電池システムを構築し、従来の鉛蓄電池システムよりも高い入出力特性を発現するシステムの開発が行われている。このような蓄電システムを、例えば自動車に実装することで回生エネルギーを利用した発電とアイドリングストップ後のエンジン再始動に必要な大電流放電が期待される。自動車向けの二次電池としては、自動車走行時の振動に耐えうる構造とする事が求められている。
特開２０１４−００７７６７号公報
本発明にかかる実施形態は、耐振動性に優れた二次電池、電池モジュール、車両及び飛翔体を提供する。
実施形態の二次電池は、開口部を有する有底の外装材と、外装材内に挿入方向が捲回軸に対して直角方向に向かうように収納された捲回電極群と、外装材の開口部に取り付けられ、板状部材、正極端子及び負極端子を少なくとも有する蓋を備え、蓋と捲回電極群との距離の最短距離をＡＭＩＮとするとき、０．５ｍｍ＜ＡＭＩＮ＜２．０ｍｍを満たす。
第１実施形態の二次電池の斜視概略図。 第１実施形態の二次電池の展開斜視概略図。 第１実施形態の二次電池の一部を示す斜視概略図。 第１実施形態の捲回電極群の展開概略図。 第１実施形態の二次電池の部分概略図。 第１実施形態の二次電池の部分概略図。 第１実施形態の二次電池の断面概略図。 第１実施形態の二次電池の断面概略図。 第１実施形態の二次電池の断面概略図。 第１実施形態の二次電池の展開斜視概略図。 第２実施形態の電池モジュールの断面概略図。 第２実施形態の電池モジュールの展開斜視図。 第３実施形態の蓄電池の概略図。 第４実施形態の車両の概略図。 第５実施形態の飛翔体の概略図。
以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には全ての図面を通じて同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。なお、各図は実施形態の説明とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置と異なる点があるが、これらは以下の説明と公知の技術を参酌して適宜設計変更することができる。
（第１実施形態）
第１実施形態は二次電池に関する。図１に第１実施形態の二次電池１００の斜視概略図を示す。図１の概略図は二次電池１００の外部を示している。図２は第１実施形態の二次電池１００の斜視展開概略図である。図３は第１実施形態の捲回電極群５の展開図である。図４は、第１実施形態の二次電池１００の一部の斜視図である。図１乃至４に示す二次電池１００は、外装材１、蓋２、正極端子３，負極端子４、捲回電極群５、正極側内部絶縁部品６、負極側内部絶縁部品７、正極リード９、及び負極リード１１とを有する。二次電池１００の内部には図示しない電解質が含まれる。二次電池１００は、角形の形状を有する。
外装材１は開口部８を有する。外装材１の形状は角形で開口部８とは反対側に底を有する。外装材１には、金属製容器またはラミネートフィルムを使用することができる。外装材１の開口部８は、蓋２と溶接されているか接着されている。
金属製容器としては、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、ステンレスなどを使用することができる。金属製容器の厚さは、例えば、０．５ｍｍ以下が好ましい。
ラミネートフィルムとして、樹脂フィルム間に金属層を介在した多層フィルムを使用することができる。金属層は、軽量化のためにアルミニウム箔もしくはアルミニウム合金箔が好ましい。樹脂フィルムは、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の高分子材料を用いることができる。ラミネートフィルムは、熱融着によりシールを行い、外装材の形状に成形することができる。ラミネートフィルムの厚さは、例えば、０．２ｍｍ以下が好ましい。
蓋２は、外装材１の開口部８に取り付けられ、板状部材、正極端子３及び負極端子４を少なくとも有する。蓋２の板状部材に正極端子と負極端子が設けられている。蓋２の捲回電極群５の方を向く面には、絶縁層２Ａが含まれていてもよい。絶縁層２Ａは、蓋２の板状部材等の蓋に含まれる部材と他の任意の部材と電気的に絶縁する絶縁性材料を含む。蓋２の絶縁層２Ａ中では、例えば、正極端子３と正極リード９の接続、負極端子４と負極リード１１との接続がなされている。絶縁層には、二次電池の異常検知等を行うことが可能な保護回路が含まれていてもよい。蓋２にはさらに安全弁や電解質注入口を設けてもよい。蓋２の板状部材が外装材１の開口部８を覆うように外装材１と溶接又は接着されている。
蓋２の正極端子３と負極端子４を保持する板状部材は、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、ステンレスなどの金属製材料又はポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の高分子材料を使用することができる。蓋２の正極端子３と負極端子４を保持する板状の部材と外装材１は、同じ種類の材料から形成されることが望ましい。蓋２の正極端子３と負極端子４を保持する板状部材の厚さは、例えば、０．５ｍｍ以下が好ましい。
正極端子３は、捲回電極群５の正極と電気的に接続した電極端子である。正極端子３にはガスケットが設けてあり蓋２の板状部材と絶縁している。
負極端子４は、捲回電極群５の正極と電気的に接続した電極端子である。負極端子４にはガスケットが設けてあり蓋２の板状部材と絶縁している。
捲回電極群５は、発電素子及び電極タブを含み外装材１に収納されている。捲回電極群５は、外装材１内に挿入方向が捲回軸に対して直角方向に向かうように収納されている。図３に二次電池１００の一部の斜視概略図を示す。図３の斜視図には、捲回電極群５、正極リード９及び負極リード１１が表されている。捲回電極群５は、中央に発電素子、一方の端部に正極集電タブ１０、他方の端部に負極集電タブ１２を有する。発電素子は、正極集電タブ１０と負極集電タブ１２の間に配置されている。正極集電体が捲回して正極集電タブ１０が構成されている。また、負極集電体が捲回して負極集電タブ１２が構成されている。捲回電極群５の発電素子の最外周は、絶縁膜１３で捲回されている。
正極リード９は正極端子３及び正極集電タブ１０と電気的に接続している電気伝導性の部材である。例えば、正極リード９は正極集電タブ１０と溶接されていることで正極リード９と正極集電タブ１０が電気的に接続される。正極リード９と正極集電タブ１０との間に図示しない正極バックアップリードを設けてもよい。正極リード９は、正極側内部絶縁部品６で覆われている。正極リード９は、例えば絶縁層２Ａが絶縁性材料であることで蓋２の板状部材と絶縁されている。蓋２の板状部材と正極リード９との間に図示しない絶縁性材料を設けても良い。また、正極端子３のガスケットで蓋２の板状部材と正極リード９を絶縁しても良い。蓋２の板状部材が絶縁性材料で構成されている場合などは、これらの絶縁方法に限定されない。
負極リード１１は負極端子３及び負極集電タブ１２と電気的に接続している電気伝導性の部材である。例えば、負極リード１１は負極集電タブ１２と溶接されていることで負極リード１１と負極集電タブ１２が電気的に接続される。負極リード１１と負極集電タブ１２との間に図示しない負極バックアップリードを設けてもよい。負極リード１１は、負極側内部絶縁部品７で覆われている。負極リード１１は、例えば絶縁層２Ａが絶縁性材料であることで蓋２の板状部材と絶縁されている。蓋２の板状部材と負極リード１１との間に図示しない絶縁性材料を設けても良い。また、負極端子４のガスケットで蓋２の板状部材と負極リード１１を絶縁しても良い。蓋２の板状部材が絶縁性材料で構成されている場合などは、これらの絶縁方法に限定されない。
電解質は、電解質塩と非水溶媒を含む溶液、電解質塩と非水溶媒を含む溶液に高分子材料を複合化した非水系ゲル状電解質、電解質塩と水を含む溶液又は電解質塩と水を含む溶液に高分子材料を複合化した水系ゲル状電解質を用いることが好ましい。
非水系溶液に含まれる電解質塩は、例えばＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ（ビストリフルオロメタンスルホニルアミドリチウム；通称ＬｉＴＦＳＩ）、ＬｉＣＦ３ＳＯ３（通称ＬｉＴＦＳ）、Ｌｉ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２Ｎ（ビスペンタフルオロエタンスルホニルアミドリチウム；通称ＬｉＢＥＴＩ）、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＢ（Ｃ２Ｏ４）２（ビスオキサラトホウ酸リチウム；通称ＬｉＢＯＢ）、ジフルオロ（トリフルオロ−２−オキシド−２−トリフルオロ−メチルプロピオナト（２−）−０，０）、ＬｉＢＦ２ＯＣＯＯＣ（ＣＦ３）２（ホウ酸リチウム；通称ＬｉＢＦ２（ＨＨＩＢ））のようなリチウム塩を用いることができる。これらの電解質塩は一種類で使用してもよいし二種類以上を混合して用いてもよい。特にＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４が好ましい。リチウム塩には、イオンを導電する支持塩を使用することができる。例えば、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）や四フッ化ホウ酸リチウム、イミド系支持塩などが挙げられる。リチウム塩は１種類、または２種類以上を含んでいても良い。
非水系の電解質塩濃度は、０．５ｍｏｌ／Ｌ以上３ｍｏｌ／Ｌ以下の範囲内にすることが好ましく、０．７ｍｏｌ／Ｌ以上２ｍｏｌ／Ｌ以下の範囲内にすることがより好ましい。このような電解質濃度の規定によって、電解質塩濃度の上昇による粘度増加の影響を抑えつつ、高負荷電流を流した場合の性能をより向上することが可能になる。
非水溶媒は、特に限定されるものではないが、例えば、プロピレンカーボネート（ＰＣ）やエチレンカーボネート（ＥＣ）などの環状カーボネート、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）やジメチルカーボネート（ＤＭＣ）あるいはメチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）もしくはジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）などの鎖状カーボネート、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテトラヒドロフラン（２−ＭｅＨＦ）、１，３−ジオキソラン、スルホラン、アセトニトリル（ＡＮ）を用いることができる。これらの溶媒は一種類で使用してもよいし二種類以上を混合して用いてもよい。環状カーボネート及び／または鎖状カーボネートを含む非水溶媒が好ましい。非水系ゲル状電解質に含まれる高分子材料としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）やポリメタクリレート等を挙げることができる。
水系溶液に含まれる電解質塩は、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＯＨ、Ｌｉ２ＳＯ４、ＬｉＮＯ３、ＬｉＮ(ＳＯ２ＣＦ３)２（リチウムトリフルオロメタンスルホニルアミド；通称ＬｉＴＦＳＡ）、ＬｉＮ(ＳＯ２Ｃ２Ｆ５)２（リチウムビスペンタフルオロエタンスルホニルアミド；通称ＬｉＢＥＴＡ）、ＬｉＮ(ＳＯ２Ｆ)２（リチウムビスフルオロスルホニルアミド；通称ＬｉＦＳＡ）、ＬｉＢ[(ＯＣＯ)２]２などが挙げられる。使用するリチウム塩の種類は、１種類または２種類以上にすることができる。水系のゲル状電解質に含まれる高分子材料としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）やポリメタクリレート等を挙げることができる。
水系の電解質塩濃度は、１ｍｏｌ／Ｌ以上１２ｍｏｌ／Ｌが好ましく、より好ましく１１２ｍｏｌ／Ｌ以上１０ｍｏｌ／Ｌ以下である。電解液の電気分解を抑制させるために、ＬｉＯＨやＬｉ２ＳＯ４を添加し、ｐＨを調整することができる。ｐＨ値は３以上１３以下が好ましく、さらに好ましくはｐＨ４以上１２以下の範囲である。
図４にリードと溶接前の捲回電極群５の展開概略図を示す。図４では第１の方向（Ｉ）に巻きほどいた捲回電極群５の概略図を示している。図４の第２の方向（ＩＩ）が捲回電極群５の幅方向であり、第２の方向（ＩＩ）に正極集電タブ１０、発電素子及び負極集電タブ１２が並んでいる。発電素子は、正極１４、セパレータ２２及び負極１８が積層し、電気エネルギーを充電及び放出可能な部分である。実施形態にかかる説明では、捲回電極群５の絶縁膜１３、正極集電タブ１０及び負極集電タブ１２を除く部分が発電素子である。
捲回電極群５は、正極１４、セパレータ２２、負極１８及び絶縁膜を含む。捲回電極群５は、正極集電体１６、正極活物質層１５、セパレータ２２、負極活物質層１９及び負極集電体２０の順に少なくとも積層して捲回している。正極１４は、正極活物質層１５及び正極集電体１６で構成されている。正極集電体の１６の片面又は両面に正極活物質層が設けられている。負極１８は、負極活物質層１９及び負極集電体２０で構成されている。負極集電体２０の片面又は両面には、負極活物質層２０が設けられている。図４において、負極活物質層１９は、他の層と重なっているか負極集電体２０の裏面にある。セパレータ２２は、正極活物質層１５と負極活物質層１９の間に設けられている。正極集電タブ１０は、正極集電体１６上に正極活物質層１５が設けられていない非塗工部１７の正極集電体１６が捲回している部分である。負極集電タブ１２は、負極集電体２０上に負極活物質層１９が設けられていない非塗工部２１の負極集電体２０が捲回している部分である。
捲回電極群５は、捲回しているため、正極活物質層１５、正極集電体１６、正極活物質層１５、セパレータ２２、負極活物質層１９、負極集電体２０、負極活物質層１９及びセパレータ２２の順で繰り返し積層している。
正極活物質層１５は、正極活物質、結着剤及び導電剤を含む合剤層である。正極活物質層１５における正極活物質、導電剤及び結着剤の正極層における配合比については、正極活物質を７０質量％以上９６質量％以下、導電剤を３質量％以上１７質量％以下、正極結着剤を１質量％以上１３質量％以下にすることが望ましい。正極活物質層１５は、これらの他にも添加剤を含んでもよい。
高い正極電位の得られる正極活物質の例を以下に記載する。例えばスピネル構造のＬｉｘＭｎ２Ｏ４（０＜ｘ≦１）、ＬｉｘＭｎＯ２（０＜ｘ≦１）などのリチウムマンガン複合酸化物、例えばＬｉｘＮｉ１−ｙＡｌｙＯ２（０＜ｘ≦１、０＜ｙ≦１）などのリチウムニッケルアルミニウム複合酸化物、例えばＬｉｘＣｏＯ２（０＜ｘ≦１）などのリチウムコバルト複合酸化物、例えばＬｉｘＮｉ１−ｙ−ｚＣｏｙＭｎｚＯ２（０＜ｘ≦１、０＜ｙ≦１、０≦ｚ≦１）などのリチウムニッケルコバルト複合酸化物、例えばＬｉｘＭｎｙＣｏ１−ｙＯ２（０＜ｘ≦１、０＜ｙ≦１）などのリチウムマンガンコバルト複合酸化物、例えばＬｉｘＭｎ２−ｙＮｉｙＯ４（０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜２）などのスピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物、例えばＬｉｘＦｅＰＯ４（０＜ｘ≦１）、ＬｉｘＦｅ１−ｙＭｎｙＰＯ４（０＜ｘ≦１、０≦ｙ≦１）、ＬｉｘＣｏＰＯ４（０＜ｘ≦１）などのオリビン構造を有するリチウムリン酸化物、フッ素化硫酸鉄（例えばＬｉｘＦｅＳＯ４Ｆ（０＜ｘ≦１））が挙げられる。
正極活物質の粒子は、単独の一次粒子、一次粒子の凝集体である二次粒子、または単独の一次粒子と二次粒子の双方を含むものであり得る。正極活物質の一次粒子の平均粒子径（直径）は１０μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．１μｍ以上５μｍ以下である。正極活物質の二次粒子の平均粒子径（直径）は１００μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１０μｍ以上５０μｍ以下である。
正極活物質の粒子表面の少なくとも一部が炭素材料で被覆されていてもよい。炭素材料は、層構造、粒子構造、あるいは粒子の集合体の形態をとり得る。
活物質と導電剤とを結着させるための結着剤は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ素系ゴム、エチレン-ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアクリルイミド（ＰＡＩ）ＰＶｄＦの水素もしくはフッ素のうち、少なくとも１つを他の置換基で置換した変性ＰＶｄＦ、フッ化ビニリデン−６フッ化プロピレンの共重合体、ポリフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−６フッ化プロピレンの３元共重合体やアクリル系樹脂を含む。結着剤の種類は１種類又は２種類以上にすることができる。
正極活物質層１５の電子伝導性を高め、正極集電体１６との接触抵抗を抑えるための導電剤としては、例えば、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛、平均繊維径１μｍ以下の炭素繊維等を挙げることができる。導電剤の種類は１種類又は２種類以上にすることができる。
正極集電体１６は、正極活物質層１５と接した導電性の薄膜である。正極集電体としてはステンレス、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕなどの金属からなる箔、多孔体、メッシュを用いることが好ましい。正極集電体１６と電解質（液）との反応による正極集電体１６の腐食を防止するため、正極集電体１６の表面を異種元素で被覆してもよい。正極集電体１６の厚さは、典型的には、５μｍ以上２０μｍのものが好適である。
正極１４は、例えば次のようにして作製することができる。先ず、正極活物質、導電剤及び結着剤を適切な溶媒に分散させてスラリーを調製する。このスラリーを正極集電体１６に塗布し、塗膜を乾燥させることで正極集電体１６上に正極活物質層１２を形成する。このとき、正極集電タブ１０のために正極集電体１６の端部に長手方向に非塗工部を設ける。ここで、例えばスラリーを正極集電体１６上の１つの面に塗布してもよく、またはスラリーを集電体上の１つの面とその裏面の両方に塗布してもよい。次いで、正極集電体１６と正極活物質層１５とに対し、例えば加熱プレスなどのプレスを施すことにより正極１４を作製することができる。
負極活物質層１９は、負極活物質、結着剤及び導電剤を含む合剤層である。負極活物質層１９における、負極活物質が７０質量％以上９６質量％以下、導電剤が２質量％以上２０質量％以下、負極結着剤が２質量％以上１０質量％以下になるようにすることが望ましい。導電剤の量を２質量％以上とすることにより、負極合剤層の集電性能を向上させることができる。また、負極結着剤の量を２質量％以上とすることにより、負極合剤層と負極集電体との結着性を高めることができ、優れたサイクル特性を期待できる。一方、導電剤及び結着剤はそれぞれ２８質量％以下にすることが高容量化を図る上で好ましい。負極活物質層１９は、これらの他にも添加剤を含んでもよい
負極活物質は、特に限定されるものではない。負極活物質としては、例えば、黒鉛質材料もしくは炭素質材料（例えば、黒鉛、コークス、炭素繊維、球状炭素、熱分解気相炭素質物、樹脂焼成体など）、カルコゲン化合物（例えば、二硫化チタン、二硫化モリブデン、セレン化ニオブなど）、軽金属（例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム合金、リチウム、リチウム合金など）、Ｌｉ４＋ｘＴｉ５Ｏ１２（ｘは充放電反応により−１≦ｘ≦３の範囲で変化する）で表されるスピネル型チタン酸リチウム、ラムステライド型Ｌｉ２＋ｘＴｉ３Ｏ７（ｘは充放電反応により−１≦ｘ≦３の範囲で変化する）、ＴｉとＰ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｕ、ＮｉおよびＦｅからなる群より選択される少なくとも１種類の元素を含有する金属複合酸化物及びニオブチタン複合酸化物などが挙げられる。
ＴｉとＰ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｕ、ＮｉおよびＦｅからなる群より選択される少なくとも１種類の元素を含有する金属複合酸化物としては、例えば、ＴｉＯ２−Ｐ２Ｏ５、ＴｉＯ２−Ｖ２Ｏ５、ＴｉＯ２−Ｐ２Ｏ５−ＳｎＯ２、ＴｉＯ２−Ｐ２Ｏ５−ＭＯ（ＭはＣｕ、Ｎｉ及びＦｅからなる群より選択される少なくとも１つの元素）を挙げることができる。これらの金属複合酸化物は、充電によりリチウムが挿入されることでリチウムチタン複合酸化物に変化する。リチウムチタン酸化物（例えば、スピネル型のチタン酸リチウム）、ケイ素とスズ等から成る群のうちの１以上の物質を含むことが好ましい。負極活物質層１９の結着剤は、正極活物質層１５の結着剤と共通する。負極活物質層１９の導電剤は、正極活物質層１５の導電剤と共通する。
ニオブチタン含有複合酸化物としては、例えば、一般式ＬｉaＴｉＭbＮｂ2±βＯ7±σ（ここで、各添字の値は、０≦ａ≦５、０≦ｂ≦０．３、０≦β≦０．３の範囲内にあり、０≦σ≦０．３、ＭはＦｅ、Ｖ、Ｍｏ及びＴａからなる群より選ばれる少なくとも１種（１種でもよいし、又は複数種でもよい）である）で表される単斜晶型の結晶構造を有する複合酸化物、一般式Ｌｉ2+a1Ｍ（I）2-b1Ｔｉ6-c1Ｍ（II）d1Ｏ14+σ1（ここで、各添字の値は、０≦ａ1≦６、０＜ｂ1＜２、０＜ｃ1＜６、０＜ｄ1＜６、−０．５≦σ1≦０．５の範囲内にあり、Ｍ（I）はＳｒ、Ｂａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｃｓ及びＫからなる群より選ばれる少なくとも１種（１種でもよいし、又は複数種でもよい）であり、Ｍ（II）はＺｒ、Ｓｎ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＡｌからなる群より選ばれる少なくとも１種（１種でもよいし、又は複数種でもよい）であり、且つＮｂを含む）で表される斜方晶型の結晶構造を有する複合酸化物を用いることができる。上記一般式Ｌｉ2+a1Ｍ（I）2-b1Ｔｉ6-c1Ｍ（II）d1Ｏ14+σ1において、各添字の値は、０≦ａ1≦６、０＜ｂ1＜２、０＜ｃ1＜６、０＜ｄ1＜６、−０．５≦σ1≦０．５の範囲内にあり、Ｍ（I）はＳｒ、Ｂａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｃｓ及びＫからなる群より選ばれる少なくとも１種（１種でもよいし、又は複数種でもよい）であり、Ｍ（II）はＮｂであるか、又はＮｂと、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｖ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＡｌからなる群より選ばれる少なくとも１種（１種でもよいし、又は複数種でもよい）との組み合わせであることが好ましい。特に、単斜晶系ニオブチタン含有複合酸化物は、重量当たりの容量が大きく、電池容量を高めることができるのでより望ましい。
負極集電体２０は、例えば、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕなどの金属や、前記金属を主成分として、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｉから成る群のうちの一以上の元素を添加した合金を用いることができる。特に、Ａｌを主成分とするアルミニウム合金箔は、柔軟で成形性に優れているために好ましい。亜鉛元素を含んだ負極集電体２０も好ましい。ここで、負極集電体２０に含まれる亜鉛元素の形態は、単体の亜鉛（金属亜鉛）、亜鉛を含有する化合物、及び亜鉛合金を含む。負極集電体２０の厚さは、典型的には、５μｍ以上２０μｍのものが好適である。
セパレータ２２は、多孔質で薄い絶縁性の薄膜である。セパレータ２２としては、不織布、フィルム、紙や無機粒子層などが含まれる。セパレータの構成材料の例に、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン、セルロース、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリテトラフルオロエチレン及びビニロンが含まれる。薄さと機械的強度の観点から好ましいセパレータの例に、セルロース繊維を含む不織布を挙げることができる。無機粒子層は、酸化物粒子、増粘剤、結着剤を含む。酸化物粒子には、酸化アルミ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、硫酸バリウムなどの金属酸化物が使用できる。増粘剤にはカルボキシメチルセルロースが使用できる。結着剤には、アクリル酸メチルやそれを含むアクリル系共重合体、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）などが使用できる。絶縁膜１３もセパレータ２２と同様に不織布、フィルム、紙を用いてもよい。絶縁膜１３はさらに図示しないテープで固定されていることが好ましい。
正極集電タブ１０は、正極集電体１６が捲回した部分である。正極集電タブ１０は、正極集電体１６上に正極活物質層１５を形成するスラリーが塗布されていない非塗工部１７の部分が重なって構成されている。正極集電タブ１０は、正極リード９と溶接されている。正極集電タブ１０は、正極リード９及び正極端子３と電気的に接続している。正極集電タブ１０は、正極側内部絶縁部品６で覆われている。
負極集電タブ１２は、負極集電体２０が捲回した部分である。負極集電タブ１２は、負極集電体２０上に負極活物質層１９を形成するスラリーが塗布されていない非塗工部２１の部分が重なって構成されている。負極集電タブ１２は、負極リード１１と溶接されている。負極集電タブ１２は、負極リード１１及び負極端子４と電気的に接続している。負極集電タブ１２は、負極側内部絶縁部品７で覆われている。
正極側内部絶縁部品６は、正極集電タブ１０、正極リード９及び外装材１の底側の捲回電極群５の少なくとも一部を覆う絶縁性部材である。正極側内部絶縁部品６は、外装材の底側において負極側内部絶縁部品７（延出部７Ａ）の方向に向かって延出部６Ａを有している。図２では、延出部６Ａに斜線を施している。正極側内部絶縁部品６の延出部６Ａが外装材１の底側の捲回電極群の少なくとも一部を覆っている。正極側内部絶縁部品６は、正極リード９と直接的に接しており、正極リード９を挟んでいることが好ましい。正極側内部絶縁部品６は、正極集電タブ１０を含む捲回電極群５とは、非接触であることが好ましい。
正極側内部絶縁部品６は、絶縁性樹脂又は紙を材料に成型された部材である。正極側内部絶縁部品６の延出部６Ａの除く部分は正極活物質層１５及び負極活物質層１９が存在する発電素子の領域は覆わない。正極側内部絶縁部品６の延出部６Ａは、正極活物質層１５及び負極活物質層１９が存在する発電素子の領域を含む捲回電極群５の少なくとも一部を覆っている。外装材１の底側では、外側から内側に向かって外装材１、正極側内部絶縁部品６の延出部６Ａ（及び負極側内部絶縁部品７の延出部７Ａ）、捲回電極群５の順に並んでいる。
負極側内部絶縁部品７、負極集電タブ１２、負極リード９及び外装材１の底側の捲回電極群５の少なくとも一部を覆う絶縁性部材である。負極側内部絶縁部品７は、外装材の底側において正極側内部絶縁部品６（延出部６Ａ）の方向に向かって延出部６Ａを有している。図２では、延出部６Ａに斜線を施している。負極側内部絶縁部品７の延出部６Ａが外装材１の底側の捲回電極群の少なくとも一部を覆っている。負極側内部絶縁部品７は、負極リード１１と直接的に接しており、負極リード１１を挟んでいることが好ましい。負極側内部絶縁部品７は、負極集電タブ１２を含む捲回電極群５とは、非接触であることが好ましい。
負極側内部絶縁部品７は、絶縁性樹脂又は紙を材料に成型された部材である。負極側内部絶縁部品７の延出部７Ａの除く部分は正極活物質層１５及び負極活物質層１９が存在する発電素子の領域は覆わない。負極側内部絶縁部品７の延出部７Ａは、正極活物質層１５及び負極活物質層１９が存在する発電素子の領域を含む捲回電極群５の少なくとも一部を覆っている。外装材１の底側では、外側から内側に向かって外装材１、負極側内部絶縁部品７の延出部６Ａ（及び正極側内部絶縁部品６の延出部６Ａ）、捲回電極群５の順に並んでいる。
図５に図３の斜視図のＡ方向から見た二次電池１００の一部の概略図を示す。図５は、捲回電極群５と蓋２との距離を説明するものである。捲回電極群５と蓋２との距離を距離Ａとは、蓋２の外装缶１の底側を向いている面、つまり、蓋２の捲回電極群５を向いている板状部材の面と捲回電極群５との距離である。ここで距離Ａの最短距離をＡＭＩＮとするとき、０．５ｍｍ＜ＡＭＩＮを満たすことが好ましい。従来は、捲回電極群５と蓋２が接触するように位置決めして蓋２と接続したリードと捲回電極群５の集電タブを溶接していたが、蓋２と捲回電極群５が接していると、わずかな振動でも捲回電極群５と蓋２とが擦れやすい。さらに、ＡＭＩＮが０．５ｍｍ以下であると蓋２と捲回電極群５が小さな振動でも接触しやすく捲回電極群５や蓋２が損傷しやすいため好ましくない。また、ＡＭＩＮは、ＡＭＩＮ＜２．０ｍｍを満たすことが好ましい。ＡＭＩＮが２．０ｍｍ以上であると、大きな振動の際に捲回電極群５が動く範囲が広いため捲回電極群５や蓋２が損傷しやすいため好ましくない。ＡＭＩＮは、０．５ｍｍ＜ＡＭＩＮ＜２．０ｍｍを満たすとき、蓋２側の捲回電極群５の可動範囲が狭くも広くもないため振動による捲回電極群５又は捲回電極群５及び蓋２の損傷の可能性を減らすことができる。同様の理由により、ＡＭＩＮは、０．５ｍｍ＜ＡＭＩＮ＜１．０ｍｍを満たすことがより好ましい。
また、距離Ａの平均値をＡＡＶＥとするとき、０．５ｍｍ＜ＡＡＶＥ＜２．０ｍｍを満たすことが上記と同じ理由により好ましい。さらに、距離Ａの最長距離をＡＭＡＸとするとき、ＡＭＡＸ＜２．０ｍｍを満たすことが上記と同じ理由によりに好ましい。つまり、ＡＭＩＮ及びＡＡＶＥは、０．５ｍｍ＜ＡＭＩＮを満たし、かつ、０．５ｍｍ＜ＡＡＶＥ＜２．０ｍｍを満たすこと、又は、ＡＭＩＮ及びＡＭＡＸは、０．５ｍｍ＜ＡＭＩＮを満たし、かつ、ＡＭＡＸ＜２．０ｍｍを満たすことが好ましい。そして、ＡＭＩＮ、ＡＡＶＥ及びＡＭＡＸは、０．５ｍｍ＜ＡＭＩＮを満たし、０．５ｍｍ＜ＡＡＶＥ＜２．０ｍｍを満たし、かつ、ＡＭＡＸ＜２．０ｍｍを満たすことがさらに好ましい。
距離Ａは、図５の概略図のような断面画像から求められる。二次電池１００をＸ線を用いたＣＴ（Computed Tomography）検査を行う。捲回電極群５の厚さの中心部の断面を撮影する。得られた画像から蓋２と捲回電極群５との距離Ａを図面の幅方向（捲回電極群５の第２の方向（ＩＩ））に５ｍｍ間隔で測定する。例えば、５ｍｍ間隔で２０カ所の距離Ａが求められたとき、それぞれの距離Ａは、距離Ａ１−Ａ２０とする。測定した距離のうち、最短距離、最大距離及び平均距離を求める。仮に５番目の距離Ａ５が最も距離の短い値であったときは、距離Ａ５をＡＭＩＮとする。また、仮に１２番目の距離Ａ１２が最も距離の長い値であったとき、距離Ａ１２をＡＭＡＸとする。距離Ａ１−Ａ２０の平均値をＡＡＶＥとする。
図６に蓋２の捲回電極群５を向く側に絶縁層２Ａを含む場合の図３の斜視図のＡ方向から見た二次電池１００の一部の概略図を示す。図５との違いは、蓋２に絶縁層２Ａが含まれ、絶縁層２Ａと捲回電極群５の距離が距離Ａであることである。好ましいＡＭＩＮ、ＡＡＶＥ及びＡＭＡＸの範囲及び理由は、前記した範囲と同じである。
図７に図２のＢの断面の概略図を示す。図７は、二次電池１００の部分断面図である。図７は正極端子３を含む図２のＢの位置の断面であるが、捲回電極群５の幅の半分より正極集電タブ１０側の発電素子及び正極側内部絶縁部品６の延出部６Ａを含む面であればよい。外装材１の底面から蓋２に向かう方向であって、正極側内部絶縁部品６の延出部６Ａと発電素子の最外周の絶縁膜１３との距離をＢ１とする。また、外装材１の底面から蓋２に向かう方向であって、負極側内部絶縁部品７の延出部７Ａと発電素子の最外周の絶縁膜１３との距離をＢ２とする。距離Ｂ１及びＢ２は距離Ａと同様の手法で図７に示すような断面画像を得て、５ｍｍ間隔で距離Ｂを測定する。そして、測定した距離のうち、最短距離、最大距離及び平均距離を求める。
ここで距離Ｂ１の最短距離をＢ１ＭＩＮとし、距離Ｂ２の最短距離をＢ２ＭＩＮとするとき、０．５ｍｍ＜Ｂ１ＭＩＮを満たし、かつ、１．０ｍｍ＜Ｂ２ＭＩＮを満たすことが好ましい。正極側内部絶縁部品６の延出部６Ａ又は負極側内部絶縁部品７の延出部７Ａと捲回電極群５が接していると、わずかな振動でも捲回電極群５と正極側内部絶縁部品６の延出部６Ａ又は負極側内部絶縁部品７の延出部７Ａとが擦れやすい。さらに、Ｂ１ＭＩＮが０．５ｍｍ以下、でＢ２ＭＩＮが１．０ｍｍ以下であると正極側内部絶縁部品６の延出部６Ａ又は負極側内部絶縁部品７の延出部７Ａと捲回電極群５が小さな振動でも接触しやすく捲回電極群５や正極側内部絶縁部品６の延出部６Ａ又は負極側内部絶縁部品７の延出部７Ａが損傷しやすいため好ましくない。また、Ｂ１ＭＩＮ及びＢ２ＭＩＮがＢ１ＭＩＮ＜２．０ｍｍを満たし、かつ、Ｂ２ＭＩＮ＜２．０ｍｍを満たすことが好ましい。Ｂ１ＭＩＮ及びＢ２ＭＩＮが２．０ｍｍ以上であると、大きな振動の際に捲回電極群５が動く範囲が広いため捲回電極群５や蓋２が損傷しやすいため好ましくない。そこで、Ｂ１ＭＩＮ及びＢ２ＭＩＮは、０．５ｍｍ＜Ｂ１ＭＩＮ＜２．０ｍｍ及び１．０ｍｍ＜Ｂ２ＭＩＮ＜２．０ｍｍを満たすとき、外装材１の底側における捲回電極群５の可動範囲が狭くも広くもないため振動による捲回電極群５又は捲回電極群５及び蓋２の損傷の可能性を減らすことができる。同様の理由により、Ｂ１ＭＩＮ及びＢ２ＭＩＮは、０．５ｍｍ＜Ｂ１ＭＩＮ＜１．０ｍｍ及び１．０ｍｍ＜Ｂ２ＭＩＮ＜１．５ｍｍを満たすことがより好ましい。
また、距離Ｂ１の平均値をＢ１ＡＶＥとするとき、０．５ｍｍ＜Ｂ１ＡＶＥ＜２．０ｍｍを満たすことが上記と同じ理由により好ましい。さらに、距離Ｂ１の最長距離をＢ１ＭＡＸとするとき、Ｂ１ＡＶＥ＜２．０ｍｍを満たすことが上記と同じ理由によりに好ましい。つまり、Ｂ１ＭＩＮ及びＢ１ＡＶＥは、０．５ｍｍ＜Ｂ１ＭＩＮ（Ｂ１ＭＩＮ＜２．０ｍｍ）を満たし、かつ、０．５ｍｍ＜Ｂ１ＡＶＥ＜２．０ｍｍを満たすこと、又は、Ｂ１ＭＩＮ及びＢ１ＭＡＸは、０．５ｍｍ＜Ｂ１ＭＩＮ（Ｂ１ＭＩＮ＜２．０ｍｍ）を満たし、かつ、Ｂ１ＭＡＸ＜２．０ｍｍを満たすことが好ましい。そして、１ＭＩＮ、Ｂ１ＡＶＥ及びＢ１ＭＡＸは、０．５ｍｍ＜Ｂ１ＭＩＮを満たし、０．５ｍｍ＜Ｂ１ＡＶＥ＜２．０ｍｍを満たし、かつ、Ｂ１ＭＡＸ＜２．０ｍｍを満たすことがさらに好ましい。
また、距離Ｂ２の平均値をＢ２ＡＶＥとするとき、１．０ｍｍ＜Ｂ２ＡＶＥ＜２．０ｍｍを満たすことが上記と同じ理由により好ましい。さらに、距離Ｂ２の最長距離をＢ２ＭＡＸとするとき、Ｂ２ＭＡＸ＜２．０ｍｍを満たすことが上記と同じ理由によりに好ましい。つまり、１．０ｍｍ＜Ｂ２ＭＩＮ（Ｂ２ＭＩＮ＜２．０ｍｍ）を満たし、かつ、１．０ｍｍ＜Ｂ２ＡＶＥ＜２．０ｍｍを満たすこと、又は、１．０ｍｍ＜Ｂ２ＭＩＮを満たし、かつ、＜２．０ｍｍを満たすことが好ましい。そして、１．０ｍｍ＜Ｂ２ＭＩＮ（Ｂ１ＭＩＮ＜２．０ｍｍ）を満たし、１．０ｍｍ＜Ｂ２ＡＶＥ＜２．０ｍｍを満たし、かつ、Ｂ２ＭＡＸ＜２．０ｍｍを満たすことがさらに好ましい。
また、距離Ｂでは距離の方向を限定しているが、方向を限定しない距離も同様である。正極側内部絶縁部品６の延出部６Ａと発電素子の最外周の絶縁膜１３との距離をＥ１、負極側内部絶縁部品７の延出部７Ａと発電素子の最外周の絶縁膜１３との距離をＥ２とするとき、距離Ｂ１及びＢ２と同じ最短距離、距離の平均値及び最大距離の範囲を満たすことが好ましい。距離Ｅ１及び距離Ｅ２の距離の方向は、外装材１の底面から蓋２に向かう方向に限定されず、任意の方向が含まれる。好ましい理由は、距離Ｂ（Ｂ１ＭＩＮ、Ｂ２ＭＩＮ、Ｂ１ＭＡＸ、Ｂ２ＭＡＸ、Ｂ１ＡＶＥ、Ｂ２ＡＶＥ）と同じである。
図８に図２のＣ１の断面の概略図を示す。そして、図９に図２のＣ２の断面の概略図を示す。図８及び図９は、二次電池１００の断面図である。図８は正極リード９及び負極リード１１を含むＣ１の位置の断面である。図９は、図８の断面よりも外装材１の底側で正極リード９及び負極リード１１を含まない断面である。
図８のような断面における負極側内部絶縁部品７から正極側内部絶縁部品６に向かう方向であって、捲回電極群５における正極活物質層１５と正極集電タブ１０との境界点と正極側内部絶縁部品６との距離をＣ１とする。図８と同様に図９のような断面における負極側内部絶縁部品７から正極側内部絶縁部品６に向かう方向であって、捲回電極群５における正極活物質層１５と正極集電タブ１０との境界点と正極側内部絶縁部品６との距離をＣ２とする。距離Ｃ１及び距離Ｃ２はどちらも同じ対象物間の距離であるため、距離Ｃ１と距離Ｃ２を両方とも距離Ｃとする。距離Ｃは距離Ａと同様の手法で図８又は９に示すような断面画像を得る。蓋２側から外装材１の底方向に向かって５ｍｍ間隔の断面画像を得る。得られた断面画像から距離Ｃを測定する。そして、測定した距離のうち、最短距離、最大距離及び平均距離を求める。
図８のような断面における正極側内部絶縁部品６から負極側内部絶縁部品７に向かう方向であって、負極活物質層１９と負極終電タブ１２との境界点と負極側内部絶縁部品７との距離をＤ１とする。図８と同様に図９のような断面における正極側内部絶縁部品６から負極側内部絶縁部品７に向かう方向であって、負極活物質層１９と負極終電タブ１２との境界点と負極側内部絶縁部品７との距離をＤ１とする。距離Ｄ１及び距離Ｄ２はどちらも同じ対象物間の距離であるため、距離Ｄ１と距離Ｄ２を両方とも距離Ｄとする。距離Ｄは距離Ａと同様の手法で図８又は９に示すような断面画像を得る。蓋２側から外装材１の底方向に向かって５ｍｍ間隔の断面画像を得る。得られた断面画像から距離Ｄを測定する。そして、測定した距離のうち、最短距離、最大距離及び平均距離を求める。
距離Ｃの最短距離をＣＭＩＮとし、距離Ｄの最短距離をＤＭＩＮとするとき、ＣＭＩＮ及びＤＭＩＮは、１．０ｍｍ＜ＣＭＩＮ＜４．０ｍｍを満たし、かつ、１．０ｍｍ＜ＤＭＩＮ＜４．０ｍｍを満たすことが好ましい。ＣＭＩＮ及びＤＭＩＮが１．０ｍｍ以下であると、正極側内部絶縁部品６から負極側内部絶縁部品７に向かう方向又は正極側内部絶縁部品６から負極側内部絶縁部品７に向かう方向の捲回電極群５の可動範囲が狭く、正極集電タブ１０が正極側内部絶縁部品６と擦れやすく、負極集電タブ１２が負極側内部絶縁部品７と擦れやすいため好ましくない。また、ＣＭＩＮ及びＤＭＩＮが４．０ｍｍ以上であると、正極側内部絶縁部品６から負極側内部絶縁部品７に向かう方向又は正極側内部絶縁部品６から負極側内部絶縁部品７に向かう方向の捲回電極群５の可動範囲が広く、正極集電タブ１０が正極側内部絶縁部品６と接触した際の衝撃が大きく集電タブが損傷しやすく、負極集電タブ１２が負極側内部絶縁部品７と接触した際の衝撃が大きく集電タブが損傷しやすいため好ましくない。上記と同様の理由により、ＣＭＩＮ及びＤＭＩＮは、１．０ｍｍ＜ＣＭＩＮ＜２．０ｍｍを満たし、かつ、１．０ｍｍ＜ＤＭＩＮ＜２．０ｍｍを満たすことがより好ましい。
図１０に第１実施形態の二次電池１０１の斜視展開概略図を示す。図１０の二次電池１０１は、正極側内部絶縁部品６の延出部６Ａと負極側内部絶縁部品７の延出部７Ａが連結している点で、図２に示す二次電池１００と異なる。正極側内部絶縁部品６の延出部６Ａと負極側内部絶縁部品７の延出部７Ａが連結しているとき、距離Ｃと距離Ｄの境界は、捲回電極群５の中央である。
（第２実施形態）
以下、図面を参照して、実施の形態について説明する。第２実施形態に係る電池モジュールは、上記第３実施形態に係る二次電池（即ち、単電池）を一以上有する。電池モジュールに複数の単電池が含まれる場合、各単電池は、電気的に直列、並列、或いは、直列と並列に接続して配置される。
図１１の斜視展開図及び図１２の断面図を参照して電池モジュール２００を具体的に説明する。図１１に示す電池モジュール２００では、単電池２０１として図１に示す二次電池１００を使用している。図１２の断面図は、図１１の斜視展開図の正極端子２０３Ｂと負極端子２０６Ｂが含まれる断面である。
複数の単電池２０１は、電池の外装缶の外部に、正極ガスケット２０２に設けられた正極端子２０３（２０３Ａ、２０３Ｂ）、安全弁２０４、負極ガスケット２０５に設けられた負極端子２０６（２０６Ａ、２０６Ｂ）を有している。図１１に示す単電池２０１は、互い違いにそろえられるように配置されている。図１２に示す単電池２０１は、直列に接続されているが、配置方法を変えるなどして並列接続にしてもよい。
単電池２０１は、下ケース２０７と上ケース２０８内に収容されている。上ケース２０８には、電池モジュールの電源入出力用端子２０９及び２１０（正極端子２０９、負極端子２１０）が設けられている。上ケース２０８には、単電池２０１の正極端子２０３及び負極端子２０６の位置に合わせて開口部２１１が設けられ、開口部２１１から正極端子２０３及び負極端子２０６が露出している。露出した正極端子２０３Ａは、隣の単電池２０１の負極端子２０６Ａとバスバー２１２によって接続され、露出した負極端子２０６Ａは、前記の隣とは反対側の隣の単電池２０１の正極端子２０３Ａとバスバー２１２によって接続されている。バスバー２１２によって接続されていない正極端子２０３Ｂは、基板２１３に設けられた正極端子２１４Ａと接続し、正極端子２１４Ａは、基板２１３上の回路を介して正極の電源入出力用端子２０９と接続している。また、バスバー２１２によって接続されていない負極端子２０６Ｂは、基板２１３に設けられた負極端子２１４Ｂと接続し、負極端子２１４Ｂは、基板２１３上の回路を介して負極の電源入出力用端子２１０と接続している。電源入出力用端子２０９及び２１０は、図示しない充電電源や負荷と接続し、電池モジュール２００の充電や利用がなされる。上ケース２０８は、蓋２１５で封止されている。基板２１３には、充放電の保護回路が設けられていることが好ましい。また、単電池２０１の劣化等の情報を図示しない端子より出力可能な構成とするなどの構成の追加等を適宜行ってもよい。実施形態の二次電池１００又は二次電池１０１を用いることで耐振動性に優れた電池モジュールが提供される。
（第３実施形態）
実施形態の電池モジュールを蓄電装置３００に搭載することができる。図１３の概念図に示す蓄電装置５００は、電池モジュール２００と、インバーター３０２と、コンバーター３０１とを備える。外部交流電源３０３をコンバーター３０１で直流変換し、電池モジュールを充電し、電池モジュールのからの直流電源のインバーター３０２で交流変換し、負荷３０４に電気を供給する構成となっている。実施形態の電池モジュール２００を有する本構成の蓄電装置３００とすることで、耐振動性に優れた蓄電装置が提供される。
（第４実施形態）
実施形態の電池モジュール２００を車両４００に搭載することができる。図１４の概念図に示す車両４００は、電池モジュール２００と、インバーター４０１と、モーター４０２と、車輪４０３とを少なくとも備える。電池モジュール２００からの直流電源をインバーターで交流変換し、交流電源によって、モーター４０２を駆動する。直流電流によって駆動するモーターを用いる場合は、インバーターは省略される。図において、電池モジュールの充電機構等は省略されている。モーター４０２の駆動力によって、車輪６０３を回転させることができる。なお、車両４００は、電車などの電動車両やエンジンなどの他の駆動源を有するハイブリッド車も含まれる。モーター４０２からの回生エネルギーによって、電池モジュール２００を充電してもよい。電池モジュールからの電気エネルギーによって駆動されるものはモーターに限られず、車両４００の図示しない電気機器を動作させるための動力源に用いても良い。実施形態の電池モジュール２００を有する本構成の車両４００とすることで、耐振動性に優れた車両が提供される。
（第５実施形態）
第５実施形態は飛翔体（例えば、マルチコプター）に関する。第５の実施形態の飛翔体は、第２の実施形態の電池モジュール２００を用いている。本実施形態にかかる飛翔体の構成を、図１５の飛翔体（クアッドコプター）５００の模式図を用いて簡単に説明する。飛翔体５００は、電池モジュール２００、機体骨格５０１、モーター５０２、回転翼５０３と制御ユニット５０４を有する。電池モジュール２００、モーター５０２、回転翼５０３と制御ユニット５０４は、機体骨格５０１に配置している。制御ユニット５０４は、電池モジュール２００から出力した電力を変換したり、出力調整したりする。モーター５０２は電池モジュール２００から出力された電力を用いて、回転翼５０３を回転させる。実施形態の電池モジュール２００を有する本構成の飛翔体５００とすることで、電池特性に優れた飛翔体が提供される。
以下、実施例により実施形態の二次電池についてより具体適に説明する。
（実施例１）
実施形態１に示す二次電池を下記、表１のＡＭＩＮ、Ｂ１ＭＩＮ、Ｂ２ＭＩＮ、ＣＭＩＮ、ＤＭＩＮを満たすように作製し、振動を加える前後の捲回電極群５の抵抗変化率を測定した。表１には抵抗変化率（［振動付加後の抵抗］／［振動付加前の抵抗］×１００）も示す。
（実施例２）
実施例１と同様に表１の条件を満たすように二次電池を作製し、振動を加える前後の実施例２の捲回電極群５の抵抗変化率を測定した。
（比較例１）
実施例１と同様に表１の条件を満たすように二次電池を作製し、振動を加える前後の比較例１の捲回電極群５の抵抗変化率を測定した。
（比較例２）
実施例１と同様に表１の条件を満たすように二次電池を作製し、振動を加える前後の比較例２の捲回電極群５の抵抗変化率を測定した。
表１に示すように、捲回電極群と蓋などの距離が好適な範囲内であると、振動によって捲回電極群の損傷が低減することが確認された。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
１００、１０１…二次電池、
１…外装材、
２…蓋、
２Ａ…絶縁層、
３…正極端子、
４…負極端子、
５…捲回電極群、
６…正極側内部絶縁部品、
６Ａ…正極側内部絶縁部品の延出部、
７…負極側内部絶縁部品、
７Ａ…負極側内部絶縁部品の延出部、
８…開口部、
９…正極リード、
１２…負極集電タブ、
１３…絶縁膜、
１４…正極、
１５…正極活物質層、
１６…正極集電体、
１７…非塗工部、
１８…負極、
１９…負極活物質層、
２０…負極集電体、
２１…非塗工部、
２２…セパレータ、
２００…電池モジュール、
２０１…単電池、
２０２…正極ガスケット、
２０３…正極端子、
２０４…安全弁、
２０５…負極ガスケット、
２０６…負極端子、
２０７…下ケース、
２０８…上ケース、
２０９…電源入出力用端子（正極端子）、
２１０…電源入出力用端子（負極端子）、
２１１…開口部、
２１２…バスバー、
２１３…基板、
２１４Ａ…正極端子、
２１４Ｂ…負極端子、
２１５…蓋、
３００…蓄電装置、
３０１…インバーター、
３０２…コンバーター、
３０３…ＡＣ電源、
３０４…負荷、
４００…車両、
４０１…インバーター、
４０２…モーター、
４０３…車輪、
５００…飛翔体、
５０１…機体骨格、
５０２…モーター、
５０３…回転翼、
５０４…制御ユニット

Claims (13)

  1. 開口部を有する有底の外装材と、
    前記外装材内に挿入方向が捲回軸に対して直角方向に向かうように収納された捲回電極群と、
    前記外装材の開口部に取り付けられ、板状部材、正極端子及び負極端子を少なくとも有する蓋を備え、
    前記蓋と前記捲回電極群との距離の最短距離をＡＭＩＮとするとき、
    ０．５ｍｍ＜ＡＭＩＮ＜２．０ｍｍを満たす二次電池。
  2. 前記捲回電極群は、正極集電体、正極活物質層、セパレータ、負極活物質層及び負極集電体の順に少なくとも積層して捲回した発電素子、前記捲回発電素子の一端に前記正極集電体が捲回した正極集電タブ及び、前記発電素子の他端に前記負極集電体が捲回した負極集電タブとを有し、
    前記発電素子の最外周は、絶縁膜で捲回され、
    前記外装材内には電解質をさら含む請求項１に記載の二次電池。
  3. 前記正極端子及び前記正極集電タブと接続する正極リードと、
    前記負極端子及び前記負極集電タブと接続する負極リードと、
    前記正極集電タブ、前記正極リード及び前記外装材の底側の前記捲回電極群の少なくとも一部を覆う正極側内部絶縁部品と、
    前記負極集電タブ、前記負極リード及び前記外装材の底側の前記捲回電極群の少なくとも一部を覆う負極側内部絶縁部品とをさらに有する請求項２に記載の二次電池。
  4. 前記正極側内部絶縁部品は、前記外装材の底部側において前記負極側内部絶縁部品の方向に向かって延出部を有し、
    前記負極側内部絶縁部品は、前記外装材の底部側において前記正極側内部絶縁部品の方向に向かって延出部を有し、
    前記外装材の底面から前記蓋に向かう方向であって、前記正極側内部絶縁部品の延出部と前記発電素子の最外周の絶縁膜との距離の最短距離をＢ１ＭＩＮとし、
    前記外装材の底面から前記蓋に向かう方向であって、前記負極側内部絶縁部品の延出部と前記発電素子の最外周の絶縁膜との距離の最短距離をＢ２ＭＩＮとするとき、
    ０．５ｍｍ＜Ｂ１ＭＩＮ＜２．０ｍｍ及び１．０ｍｍ＜Ｂ２ＭＩＮ＜２．０ｍｍを満たす請求項３に記載の二次電池。
  5. 前記負極側内部絶縁部品から前記正極側内部絶縁部品に向かう方向であって、前記正極活物質層と前記正極集電タブとの境界と前記正極側内部絶縁部品との距離の最短距離をＣＭＩＮとし、
    前記正極側内部絶縁部品から前記負極側内部絶縁部品に向かう方向であって、前記負極活物質層と前記負極終電タブとの境界と前記負極側内部絶縁部品との距離の最短距離をＤＭＩＮとするとき、
    １．０ｍｍ＜ＣＭＩＮ＜４．０ｍｍ及び１．０ｍｍ＜ＤＭＩＮ＜４．０ｍｍを満たす請求項３又は４に記載の二次電池。
  6. 前記正極側内部絶縁部品の延出部と前記負極側内部絶縁部品の延出部は連結している請求項３乃至５のいずれか１項に記載の二次電池。
  7. 前記ＡＭＩＮは、０．５ｍｍ＜ＡＭＩＮ＜１．０ｍｍを満たす請求項１乃至６のいずれか１項に記載の二次電池。
  8. 前記Ｂ１ＭＩＮ及び前記Ｂ２ＭＩＮは、０．５ｍｍ＜Ｂ１ＭＩＮ＜１．０ｍｍを満たし、かつ、１．０ｍｍ＜Ｂ２ＭＩＮ＜１．５ｍｍを満たす請求項４に記載の二次電池。
  9. 前記ＣＭＩＮ及び前記ＤＭＩＮは、１．０ｍｍ＜ＣＭＩＮ＜２．０ｍｍを満たし、かつ、１．０ｍｍ＜ＤＭＩＮ＜２．０ｍｍを満たす請求項５に記載の二次電池。
  10. 前記蓋は、前記捲回電極群側の面に絶縁層をさらに有し、
    前記ＡＭＩＮは、前記蓋の絶縁層と前記捲回電極群との距離である請求項１乃至９のいずれか１項に記載の二次電池。
  11. 前記請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の二次電池を用いた電池モジュール。
  12. 前記請求項１１に記載の電池モジュールを用いた車両。
  13. 前記請求項１１に記載の電池モジュールを用いた飛翔体。

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