WO2013080966A1 - 非水電解質二次電池 - Google Patents

非水電解質二次電池 Download PDF

Info

Publication number
WO2013080966A1
WO2013080966A1 PCT/JP2012/080608 JP2012080608W WO2013080966A1 WO 2013080966 A1 WO2013080966 A1 WO 2013080966A1 JP 2012080608 W JP2012080608 W JP 2012080608W WO 2013080966 A1 WO2013080966 A1 WO 2013080966A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
exposed portion
active material
electrode plate
core exposed
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/080608
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
秀樹 森島
Original Assignee
三洋電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三洋電機株式会社 filed Critical 三洋電機株式会社
Publication of WO2013080966A1 publication Critical patent/WO2013080966A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/538—Connection of several leads or tabs of wound or folded electrode stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/534—Electrode connections inside a battery casing characterised by the material of the leads or tabs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/536—Electrode connections inside a battery casing characterised by the method of fixing the leads to the electrodes, e.g. by welding
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery including a flat wound electrode body that is less likely to generate a magnetic field due to a current flow during use and is less likely to cause an internal short circuit.
  • non-aqueous electrolyte secondary batteries represented by high-capacity lithium ion secondary batteries are widely used.
  • non-aqueous electrolyte secondary batteries generally include a positive electrode in which a positive electrode mixture containing a positive electrode active material that absorbs and releases lithium ions is applied to both surfaces of a positive electrode core made of an elongated sheet-like aluminum foil, and an elongated sheet. And a negative electrode coated with a negative electrode mixture containing a negative electrode active material that occludes and releases lithium ions on both sides of a negative electrode core made of a copper foil or the like.
  • a separator made of a microporous polyethylene film or the like is disposed between the positive electrode and the negative electrode, and the positive electrode and the negative electrode are insulated from each other by the separator and wound into a columnar shape or an elliptical shape.
  • a rectangular non-aqueous electrolyte secondary battery it is manufactured by further crushing the wound electrode body to form a flat wound electrode body and then covering the outside with an exterior. That.
  • the positive electrode tab or the negative electrode tab is electrically connected to the exposed portion of the positive electrode core or negative electrode core by ultrasonic welding, resistance welding or pressure welding (including crimping), respectively. Yes.
  • These positive electrode tabs or negative electrode tabs are thicker than the positive electrode cores or negative electrode cores in order to increase the mechanical strength and reduce the internal resistance. For this reason, a step is formed between the positive electrode tab and the positive electrode core or between the negative electrode tab and the negative electrode core at a location where the positive electrode tab or the negative electrode tab faces the opposite polarity electrode plate. Even if it is interposed, the possibility of an internal short circuit is increased when the flat wound electrode body is formed.
  • a protective tape is attached to the pressure contact portion of each current collecting tab.
  • burrs may occur in the metal forming the respective cores.
  • a protective tape is also attached to the end of each electrode plate in order to suppress internal short circuit due to burrs.
  • Hearing aids have the function of capturing and amplifying external sound with a microphone, and also have the function of capturing and amplifying the magnetic flux generated from the speaker portion of the telephone with an electromagnetic coil (also called “telephone pickup”). Since it is provided, it is particularly susceptible to magnetic field noise from the outside. The reason why the hearing aid uses such an electromagnetic pickup is that when the sound output from the speaker of the telephone is picked up and amplified by the microphone of the hearing aid, ambient noise is picked up by the microphone, so that the clarity of the sound is lowered. Because.
  • the magnetic field generated from the mobile phone tends to adversely affect the hearing aid. For this reason, even in a non-aqueous electrolyte secondary battery that is a power source of a mobile phone, it is desired to suppress the generation of a magnetic field due to the current flowing through the non-aqueous electrolyte secondary battery.
  • a battery is current-collected by taking out the electric current obtained by the chemical reaction which arises in each of a positive electrode plate and a negative electrode plate with a positive electrode tab or a negative electrode tab. Therefore, in a battery, it is generally considered that if the current flowing through the positive electrode plate and the current flowing through the negative electrode plate are reversed, the magnetic fields due to the respective currents cancel each other out, so that the magnetic field can be reduced. Therefore, if the positions of the positive electrode tab or the negative electrode tab are both set to the winding start side or the winding end side of the respective electrode plates and are arranged at positions overlapping or close to each other, the current flowing directions are parallel in opposite directions.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a winding start portion of a flat wound electrode body disclosed in Patent Document 1 below.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a flat wound electrode body disclosed in Patent Document 2 below.
  • the flat wound electrode body 50 disclosed in Patent Document 1 below has a first electrode plate 51 and a second electrode plate 52 insulated from each other via a separator 53.
  • the first electrode tab 51 is connected to the first electrode plate 51
  • the second electrode tab 55 is connected to the second electrode plate 52.
  • the first electrode tab 54 and the inner peripheral surface side of the winding start end portion 51 s of the first electrode plate 51 are opposed to the portion of the first electrode plate 51 that is wound about a half turn.
  • the outer peripheral surface side of the winding start end portion 51 s faces the second electrode plate 52 through the separator 53.
  • the second electrode tab 55 faces the first electrode plate 51 with the separator 53 interposed therebetween, and a protective tape 56 is disposed between the second electrode tab 55 and the first electrode plate 51.
  • the protective tape 56 is affixed to the surface of the core body surface of the first electrode plate 51 that faces the inner peripheral surface of the second electrode tab 55.
  • the first electrode plate 51 is insulated from the second electrode tab 55 of the second electrode plate 52 via the protective tape 56 and the separator 53 attached to the surface.
  • the outer peripheral surface side of the winding start end 52 s of the second electrode plate 52 is disposed to face the first electrode 51 through the separator 53.
  • the spirally wound electrode body 60 disclosed in the following Patent Document 2 includes a belt-like positive electrode plate 61 and a negative electrode plate 62 formed by two belt-like separators 63 and 64. It is wound in a spiral shape while being electrically insulated from each other. Further, the start end portions 63s and 64s of the two separators are arranged so as to extend to positions where the positive electrode plate 61 and the negative electrode plate 62 are not interposed, and face each other in a free end state. 64e are extended to a position where the positive electrode plate 61 and the negative electrode plate 62 are not interposed, and are fixed to each other to form a fixing portion 66. Further, on the inner peripheral surface side of the wound electrode body 60, the negative electrode tab 62A of the negative electrode plate 62 is disposed between the separators 63 and 64 at a predetermined distance from the start end portions 63s and 64s of the separator.
  • the negative electrode tab 62 ⁇ / b> A of the negative electrode plate 62 is disposed at a position not overlapping the positive electrode tab 61 ⁇ / b> A of the positive electrode plate 61, and the winding start side end 62 s of the negative electrode plate 62 is Each is disposed at a position facing the positive electrode plate 61.
  • Protective tapes 65a and 65b are affixed to the surfaces of the regions of the positive electrode plate 61 facing the winding start side end 62s of the negative electrode plate 62, respectively. Further, protective tapes 65c and 65d are attached to both surfaces of the negative electrode plate 62 on the winding start side and the surface of the negative electrode tab 62A, respectively.
  • protective tapes 65e and 65f are respectively attached to the surface of the negative electrode plate 62 at a position facing the winding end 61e of the positive electrode plate 61.
  • the winding end portion 62e of the plate 62 extends further than the fixing portion 66 of the separators 63 and 64, and is fixed to the surface of the negative electrode plate 62 on the inner peripheral surface side by a protective tape 65g.
  • the positive electrode tab 61A of the positive electrode plate 61 and the negative electrode tab 62A of the negative electrode plate 62 are both arranged on the winding start side.
  • the generation of a magnetic field due to the current flowing through can be suppressed.
  • both surfaces of the end portion 62s on the winding start side of the negative electrode plate 62 are opposed to the protective tapes 65a and 65b formed on the positive electrode plate 61 via the separators 63 and 64, respectively.
  • the wound electrode body 60 disclosed in Patent Document 2 a total of four protective tapes are required on the winding start end side, and the entire end including the winding end end is the end of winding of the negative electrode plate 62. Even if it is understood that the protective tape 65g on the end side is simply for fixing the end of winding, at least six protective tapes are required.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and the occurrence of a magnetic field due to the flow of current during use is small, and an internal short circuit while reducing the number of protective tapes used.
  • An object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery that is less likely to cause the occurrence of the problem.
  • a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention includes a first electrode plate having a first electrode active material mixture layer containing a positive electrode active material or a negative electrode active material and a first core exposed portion.
  • a flat shape in which a second electrode plate having a second electrode active material mixture layer containing an active material having a polarity opposite to that of the first electrode plate and a second core exposed portion is wound through a separator.
  • a first electrode tab having a wound electrode body and electrically joined to the first core exposed portion and a second electrode tab electrically joined to the second core exposed portion are both flat.
  • the first core exposed portion is formed over a predetermined length from the winding start end of the first electrode plate on the outer peripheral surface side of the flat wound electrode body, and the inner peripheral surface of the flat spiral electrode body On the side, the first electrode active material mixture on the outer peripheral surface side is more on the outer peripheral side than the boundary between the first electrode active material mixture layer on the outer peripheral surface side and the first core exposed portion.
  • the first protective tape Formed from the position facing the boundary between the layer and the first core exposed portion over the winding start end of the first electrode plate, On the outer peripheral surface side of the first electrode plate, the first protective tape forms a boundary portion between the first electrode active material mixture layer and the first core exposed portion from above the first electrode active material mixture layer. Pasted on the first core exposed portion on the winding start side, On the inner peripheral surface side of the first electrode plate, the second protective tape is a boundary portion between the first electrode active material mixture layer and the first core exposed portion from above the first electrode active material mixture layer.
  • the second core exposed portion is formed to have substantially the same length on both sides on the winding start side of the second electrode plate, An end portion on the winding start side of the second core exposed portion and the second electrode tab are arranged at positions facing the first protective tape and the second protective tape via the separator. It is characterized by.
  • the direction of the current flowing through each electrode tab is Since it is parallel in the reverse direction, electromagnetic noise caused by the current flowing through the battery can be reduced.
  • the end portion on the winding start side of the second electrode and the second electrode tab are both disposed opposite to each other between the first protective tape and the second protective tape via the separator. Therefore, it is difficult to cause an internal short circuit between the end portion on the winding start side of the second electrode and the second electrode tab and the first electrode.
  • the first protective tape and the second protective tape attached on the first electrode plate are wound on the second electrode plate. Since it can be used as a protective tape for the start side end and the second electrode tab, the number of protective tapes that need to be affixed to the winding start side can be reduced, and man-hours for fixing the protective tape can be reduced. Decrease. In addition, since both the first protective tape and the second protective tape may be attached to both sides of the first electrode plate, the alignment of the protective tape is facilitated as compared with the conventional example.
  • the first electrode plate may be a positive electrode plate or a negative electrode plate, and the second electrode plate is opposite to the first electrode plate. If it is a polar electrode plate, it may be a negative electrode plate or a positive electrode plate.
  • the second electrode tab may be provided on either the inner peripheral surface side or the outer peripheral surface side of the second core exposed portion.
  • the transition metal can be replaced with other elements such as Al, Mg, Ti, and Zr, or other elements can be added alone as a compound or an oxide.
  • the negative electrode active material used for the negative electrode at least one selected from the group consisting of a carbonaceous material, a siliconaceous material and a metal oxide capable of inserting and extracting lithium can be used.
  • Non-aqueous solvents that can be used in the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention include cyclic carbonates, chain carbonates, esters, cyclic ethers, chain ethers, nitriles, amides, and the like.
  • examples of the cyclic carbonate include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate and the like, and those in which some or all of these hydrogen groups are fluorinated can also be used.
  • trifluoropropylene Carbonate and fluoroethylene carbonate can be used.
  • chain carbonate symmetric chain carbonates such as dimethyl carbonate and diethyl carbonate
  • asymmetric chain carbonates such as ethyl methyl carbonate, methyl propyl carbonate, ethyl propyl carbonate, and methyl isopropyl carbonate
  • Those in which part or all of these hydrogens are fluorinated can also be used.
  • esters sulfate esters such as 1,3-propane sultone, 1,4-butane sultone, ethylene sulfate, propylene sulfate, divinyl sulfone, dimethyl sulfate, and diethyl sulfate can be used.
  • the electrolyte constituting the organic electrolyte is lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium borofluoride (LiBF 4 ), lithium hexafluoroarsenate (LiAsF 6 ), trifluoromethyl.
  • lithium salts such as lithium sulfonate (LiCF 3 SO 3 ) and lithium bistrifluoromethylsulfonylimide [LiN (CF 3 SO 2 ) 2 ].
  • LiPF 6 and LiBF 4 are preferably used, and the amount dissolved in the organic solvent is preferably 0.5 to 2.0 mol / L.
  • the nonaqueous electrolyte can be used not only in the form of a solution but also in a gelled state.
  • the first electrode tab and the second electrode tab are disposed on a flat portion on the same side with respect to the winding center axis of the flat winding electrode body, A boundary portion between the first electrode active material mixture layer and the first core exposed portion formed on both surfaces of the first electrode plate, the negative electrode active material mixture layer of the second electrode plate, and the first electrode plate.
  • the boundary between the two-core body exposed portion is formed in a flat portion on a different side from the front first electrode tab and the second electrode tab with respect to the winding center axis of the flat wound electrode body. It is good as it is.
  • the lengths of the first protective tape and the second protective tape are increased, but the first core exposed portion and the second core exposed portion Since the length is increased and the first protective tape, the second protective tape, the first core body exposed portion, and the second core body exposed portion are flexible, the flat wound electrode body can be easily formed.
  • the boundary between the core-exposed portion and the boundary between the second electrode active material mixture layer of the second electrode plate and the second core-exposed portion are all wound by the flat wound electrode body. It is good also as what is formed in the flat part of the same side with respect to a rotation center axis
  • the first electrode tab, the second electrode tab, the boundary between the first electrode active material mixture layer and the first core exposed portion formed on both surfaces of the first electrode plate, and the second electrode activity of the second electrode plate Since the boundary between the material mixture layer and the second core exposed portion is thicker than the cores of the first and second electrode plates, irregularities are formed. According to the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, since the components on which these irregularities are formed are formed so as to be located close to the flat portion on the same side of the flat wound electrode body, It becomes easy to form a spirally wound electrode body. In addition, since the lengths of the first protective tape, the second protective tape, the first core exposed portion, and the second core exposed portion can be shortened, the flat wound electrode body can be easily formed from this point. .
  • the first electrode tab is electrically joined to the inner peripheral surface side of the first core exposed portion, and the separator on the winding start side is the first electrode. It is preferable that the sheet is wound a plurality of times so as to be stacked on the surface of the tab.
  • the uneven surface is formed by the first electrode tab, the uneven surface is formed on the inner peripheral surface side of the flat wound electrode body, Since a plurality of separators are stacked on the surface side, a strong force is applied to the surface of the opposing first electrode plate as a cushion when the flat wound electrode body is formed. It becomes difficult.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a winding start portion of a flat wound electrode body of Example 2.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a winding start portion of a flat wound electrode body of Comparative Example 1.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a winding start portion of a flat wound electrode body of Comparative Example 2.
  • FIG. It is a schematic cross section which shows the winding start part of the wound electrode body of a prior art example. It is a schematic cross section of the wound electrode body of another conventional example.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a connection state between the positive electrode tab and the negative electrode tab and the sealing plate of a rectangular sealed battery having a flat wound electrode body common to the examples and comparative examples.
  • the flat wound electrode body 10 of this rectangular non-aqueous electrolyte secondary battery has, for example, a positive electrode plate disposed on the inner peripheral surface side and a negative electrode plate disposed on the outer peripheral surface side, each via a separator (both not shown).
  • the end of the winding is insulated by the insulating tape 11.
  • the flat wound electrode body 10 has a positive electrode tab 12 connected to a positive electrode core exposed portion and a negative electrode tab 13 connected to a negative electrode core exposed portion.
  • an insulating spacer 14 and an insulating tape 15 are disposed on the upper surface and the lower surface of the flat wound electrode body 10, respectively, and the positive electrode tab 12 is bent through the outer peripheral surface side of the upper insulating spacer 14 to form the sealing plate 16.
  • the negative electrode tab 13 is resistance-welded to the negative electrode terminal 18 formed on the sealing plate 16 through the slit 17 formed in the upper insulating spacer 14.
  • the flat wound electrode body 10 is not shown in the drawing, it is inserted into a substantially battery-shaped box-shaped battery outer can having one end surface in the longitudinal direction opened and the peripheral surface closed.
  • the opening is sealed by the sealing plate 16 and sealed by laser welding between the opening edge of the battery outer can and the sealing plate 16, and then a predetermined amount of nonaqueous electrolyte is injected from the electrolyte injection hole 19. Then, by sealing the electrolytic solution injection hole 19, a square nonaqueous electrolyte secondary battery is manufactured.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a winding start portion of the flat wound electrode body of Example 1.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a winding start portion of the flat wound electrode body of Example 2.
  • 4 is a schematic cross-sectional view showing a winding start portion of the flat wound electrode body of Comparative Example 1.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a winding start portion of the flat wound electrode body of Comparative Example 2.
  • the difference in the configuration of the flat wound electrode bodies 10A to 10D in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 is that the formation state of the positive electrode active material mixture layer of the positive electrode plate, that is, the arrangement of the exposed portion of the positive electrode core Since the state, the arrangement state of the first and second protective tapes, and the formation state of the negative electrode active material mixture layer of the negative electrode plate, that is, the arrangement state of the negative electrode core exposed portion, Will be described with the same reference numerals.
  • Preparation of positive electrode plate 94 parts by mass of lithium cobaltate as a positive electrode active material, 3 parts by mass of carbon powder as a conductive agent, and 3 parts by mass of PVdF (polyvinylidene fluoride) are mixed and wet using NMP (N-methylpyrrolidone) as a solvent.
  • a positive electrode mixture slurry was prepared by mixing. This positive electrode mixture slurry was applied to both surfaces of an aluminum positive electrode core 21 having a thickness of 12 ⁇ m by a doctor blade method and dried to form a positive electrode active material mixture layer 22 on both surfaces of the positive electrode core 21.
  • a positive electrode core exposed portion 21a was formed at a position corresponding to the winding start side of the positive electrode plate 20, and an aluminum positive electrode tab 12 having a thickness of 0.1 mm was installed on the positive electrode core exposed portion 21a.
  • a natural graphite powder was mixed with 97 parts by mass and PVdF was 3 parts by mass, and mixed with an MNP solution to prepare a negative electrode mixture slurry.
  • the negative electrode mixture slurry was applied to both surfaces of a copper negative electrode core 25 having a thickness of 8 ⁇ m by a doctor blade method and then dried to form a negative electrode active material mixture layer 26 on both surfaces of the negative electrode core 25.
  • it rolled using the compression roller, and produced the negative electrode plate 24 whose length of the short side of a coating surface is 43.5 mm and whose length of a long side is 680 mm.
  • a negative electrode core exposed portion 25a was formed at a position corresponding to the winding start side of the negative electrode plate 24, and a nickel negative electrode tab 13 having a thickness of 0.1 mm was placed on the negative electrode core exposed portion 25a.
  • the non-aqueous electrolyte is prepared by dissolving LiPF 6 in a mixed solvent of 30% by volume of ethylene carbonate and 70% by volume of methyl ethyl carbonate so as to have a concentration of 1 mol / L. Provided.
  • FIGS. 2 to 5 A state in which the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 24 manufactured as described above are insulated from each other with separators 30 and 31 made of a polyethylene microporous film sandwiched between the outer peripheral surface of the positive electrode plate 24 and the negative electrode plate 24.
  • the flat wound electrode bodies 10A to 10D of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were manufactured by fixing the ends of the winding with insulating tape 11 (see FIG. 1) and crushing.
  • the positive electrode tab 12 and the negative electrode tab 13 were protruded from the upper part of each flat winding electrode body 10A-10D.
  • the sectional structures of the winding start portions of the flat wound electrode bodies 10A to 10D of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 are as shown in FIGS. 2 to 5, respectively.
  • the flat wound electrode body of Example 1 In the winding electrode body 10A of Example 1, as shown in FIG. 2, the positive electrode tab 12 and the negative electrode tab 13 are on the same side with respect to the winding center axis X of the flat winding electrode body (in FIG. The separators 30 and 31 extend into the space where the positive electrode tab 12 is located, and one of the winding start sides of the separators 30 and 31 is folded twice so that the surface of the positive electrode tab 12 is formed. It is arranged so that a total of four layers are located on the top.
  • the boundary between the positive electrode active material mixture layer 22 on the outer peripheral surface side and the positive electrode core exposed portion 21a is a flat winding.
  • the electrode body 10A is formed so as to be positioned on the innermost surface of the flat portion on the side opposite to the positive electrode tab 12 (upper side in FIG. 2) with respect to the winding center axis X of the electrode body 10A.
  • a boundary portion between the agent layer 22 and the positive electrode core exposed portion 21a is formed so as to be positioned on the outer peripheral surface side.
  • the positive electrode core exposed portion 21a in which only the inner peripheral surface side of the positive electrode core body 21 of the positive electrode plate 20 is exposed is formed around the center axis X of the wound electrode body 10A over about one and a half circles.
  • the positive electrode core exposed portion 21a in which only the outer peripheral surface side is exposed is in a state where the periphery of the central axis X of the wound electrode body 10A is formed over about a half circumference.
  • the positive electrode tab 12 of the positive electrode core exposed portion 21a is stuck to the vicinity of the formation position.
  • the positive electrode of the positive electrode core exposed portion 21a is stuck to the vicinity of the position facing the tab 12.
  • the boundary between the negative electrode active material mixture layer 26 on the outer peripheral surface side and the inner peripheral surface side and the negative electrode core exposed portion 25a are formed at substantially the same position on a flat portion opposite to the negative electrode tab 13 (upper side in FIG. 2) with respect to the winding center axis X of the flat wound electrode body 10A.
  • the substantially same position does not mean that the boundary between the outer peripheral surface side and the inner peripheral surface side is completely at the same position, but the boundary portion slightly shifts between the outer peripheral surface side and the inner peripheral surface side. Suppose that they are in substantially the same position.
  • the negative electrode core exposed portion 25a of the negative electrode plate 20 is disposed so as to face the first protective tape 32 and the second protective tape 33 attached to the positive electrode plate 20 via the separators 30 and 31, respectively.
  • the end portion 25s on the winding start side of the negative electrode core exposed portion 25a and the negative electrode tab 13 are also attached to the positive electrode plate 20 via the separators 30 and 31, respectively.
  • the flat wound electrode body of Example 2 In the wound electrode body 10B of Example 2, as shown in FIG. 3, the positive electrode tab 12 and the negative electrode tab 13 are on the same side with respect to the winding center axis X of the flat wound electrode body (in FIG. The separators 30 and 31 extend into the space where the positive electrode tab 12 is located, and one of the winding start sides of the separators 30 and 31 is folded twice so that the surface of the positive electrode tab 12 is formed. It is arranged so that a total of four layers are located on the top.
  • the boundary between the positive electrode active material mixture layer 22 on the outer peripheral surface side and the positive electrode core exposed portion 21a is a flat winding. It is formed so as to be located on the innermost surface of the flat portion on the same side (lower side in FIG. 3) as the positive electrode tab 12 with respect to the winding center axis X of the electrode body 10B.
  • a boundary portion between the agent layer 22 and the positive electrode core exposed portion 21a is formed so as to be positioned on the outer peripheral surface side.
  • the positive electrode core body exposed portion 21a in which only the inner peripheral surface side of the positive electrode core body 21 of the positive electrode plate 20 is exposed is formed over the circumference of the central axis X of the spirally wound electrode body 10B over about one round.
  • the positive electrode core exposed portion 21a, in which only the outer peripheral surface side is exposed is formed only in the flat portion on the winding start side of the positive electrode plate 20.
  • the formation area of the positive electrode active material mixture layer 22 on the outer peripheral surface side and the inner peripheral surface side of the positive electrode plate 20 of Example 2 starts to wind more than the positive electrode plate 20 of Example 1 shown in FIG. It is in a state where it is formed long up to the side.
  • the positive electrode tab 12 of the positive electrode core exposed portion 21a is stuck to the vicinity of the formation position.
  • the positive electrode of the positive electrode core exposed portion 21a is stuck to the vicinity of the position facing the tab 12.
  • the lengths of the first protective tape 32 and the second protective tape 33 in the wound electrode body 10B of Example 2 are the same as those of the first protective tape 32 and the second protective tape 33 in the wound electrode body 10A of Example 1. It is shorter than the length.
  • the boundary between the negative electrode active material mixture layer 26 on the outer peripheral surface side and the inner peripheral surface side and the negative electrode core exposed portion 25a are formed at substantially the same position on a flat portion on the same side (lower side in FIG. 3) as the negative electrode tab 13 with respect to the winding center axis X of the flat wound electrode body 10B.
  • the formation area of the negative electrode active material mixture layer 26 on the outer peripheral surface side and the inner peripheral surface side of the negative electrode plate 24 of Example 2 starts to wind more than the negative electrode plate 24 of Example 1 shown in FIG. It is in a state where it is formed long up to the side.
  • the negative electrode core exposed portion 25a of the negative electrode plate 24 is disposed so as to face the first protective tape 32 and the second protective tape 33 attached to the positive electrode plate 20 via the separators 30 and 31, respectively.
  • the first protective tape 32 affixed to the positive electrode plate 20 via the separators 30 and 31, respectively, and the end portion 25s on the winding start side of the negative electrode core exposed portion 25a and the negative electrode tab 13 are also provided.
  • the second protective tape 33 is disposed so as to face the second protective tape 33.
  • Winded electrode body of Comparative Example 1 As shown in FIG. 4, the wound electrode body 10 ⁇ / b> C of Comparative Example 1 is different from the wound electrode body 10 ⁇ / b> A of Example 1 shown in FIG. 2 in that the first protective tape 32 and the second protective tape 33 are respectively used. Only the portion spanning the boundary between the positive electrode active material mixture layer 22 on the outer peripheral surface side and the positive electrode core exposed portion 21a and the boundary portion between the positive electrode active material mixture layer 22 on the inner peripheral surface side and the positive electrode core exposed portion 21a It corresponds to what was formed only in the part which straddles.
  • the positive electrode core body exposed portion 21a in which only the inner peripheral surface side of the positive electrode core body 21 of the positive electrode plate 20 is exposed is the central axis of the wound electrode body 10C.
  • the positive electrode core exposed portion 21a in which the periphery of X is formed over about one and a half times and only the outer peripheral surface side is exposed forms the periphery of the central axis X of the wound electrode body 10C over about a half circumference. It is in a state that has been.
  • the boundary between the negative electrode active material mixture layer 26 on the outer peripheral surface side and the inner peripheral surface side and the negative electrode core exposed portion 25a are formed at substantially the same position in a flat portion opposite to the negative electrode tab 13 (upper side in FIG. 2) with respect to the winding center axis X of the flat wound electrode body 10C. These are arranged so as to face the positive electrode core exposed portion 21a through the separators 30 and 31, respectively. As a result, the negative electrode core exposed portion 25a of the negative electrode plate 20 is disposed so as to face the positive electrode core exposed portion 21a via the separators 30 and 31, respectively. As a result, the negative electrode core body The end portion 25s on the winding start side of the exposed portion 25a and the negative electrode tab 13 are also arranged so as to face the positive electrode core exposed portion 21a via the separators 30 and 31, respectively.
  • the wound electrode body 10 ⁇ / b> D of Comparative Example 2 is a portion where the surface of the negative electrode tab 13 and the negative electrode tab 13 are formed in the wound electrode body 10 ⁇ / b> A of Example 1 shown in FIG. 2.
  • the negative electrode core exposed portion 25a is disposed opposite to the first protective tape 32 or the second protective tape 33 with the separators 30 and 31 interposed therebetween, but the leading end portion 25s of the negative electrode core exposed portion 25a on the winding start side is arranged. This corresponds to one disposed so as to face the positive electrode core exposed portion 21a through the separators 30 and 31.
  • the surface of the negative electrode tab 13 and the negative electrode core body exposed portion 25a where the negative electrode tab 13 is formed are connected to the first protective tape 32 via the separators 30 and 31, respectively.
  • the wound electrode body 10A of the first embodiment shown in FIG. 2 in that it is disposed so as to face the second protective tape 33, the beginning of winding of the negative electrode core exposed portion 25a
  • the configuration of the side end portion 25s is different from that of the wound electrode body 10A of the first embodiment shown in FIG. 2 in that the side end portion 25s is disposed to face the positive electrode core body exposed portion 21a via the separators 30 and 31. Is.
  • the first and second protective tapes provided on the positive electrode plate are opposed to the front and back of the current collecting tab joined to the negative electrode plate via the separator.
  • the internal short-circuit occurrence rate is reduced to 2%.
  • the possibility of an internal short circuit due to burrs that may be formed at the end of the negative electrode core on the negative electrode core winding side is due to the unevenness formed by the current collecting tab joined to the negative electrode plate. Although it is smaller than the possibility of an internal short circuit based on existence, it indicates that the size is not negligible. And in the winding electrode body of Example 1 and 2, the burr

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

【課題】使用時の電流の流れによる磁界の発生が小さく、保護テープの使用枚数が少なくても内部短絡が生じ難い非水電解質二次電池を提供すること。 【解決手段】本発明の非水電解質二次電池の偏平状巻回電極体１０Ａは、第１の保護テープ３２が正極極板２０の外周面側の正極活物質合剤層２２上から正極芯体露出部２１ａとの境界部を経て巻き始め側の正極芯体露出部２１ａ上に貼付され、第２の保護テープ３３が正極極板２０の内周面側の正極活物質合剤層２２上から正極芯体露出部２１ａとの境界部を経て第１の保護テープ３２の巻き始め側の正極芯体露出部２１ａ上に貼付され、負極芯体露出部２５ａは負極極板２４の巻き始め端側に両面共に同一長さに形成され、負極芯体露出部２５ａの巻き始め側の端部２５ｓ及び負極タブ１３は、セパレータ３０、３１を介して第１の保護テープ３２及び第２の保護テープ３３と対向する位置に配置されている。

Description

非水電解質二次電池
　本発明は、使用時の電流の流れによる磁界の発生が小さく、しかも、内部短絡が生じ難い偏平状巻回電極体を備える非水電解質二次電池に関する。
　今日の携帯電話機、携帯型パーソナルコンピューター、携帯型音楽プレイヤー等の携帯型電子機器の駆動電源として、更には、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）や電気自動車（ＥＶ）用の電源として、高エネルギー密度を有し、高容量であるリチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池が広く利用されている。
　これらの非水電解質二次電池は、一般に、細長いシート状のアルミニウム箔等からなる正極芯体の両面にリチウムイオンを吸蔵・放出する正極活物質を含む正極合剤を塗布した正極と、細長いシート状の銅箔等からなる負極芯体の両面にリチウムイオンを吸蔵放出する負極活物質を含む負極合剤を塗布した負極とを有し、正極及び負極の各所定部分にそれぞれ正極タブ及び負極タブを接続し、これらの正極及び負極の間に微多孔性ポリエチレンフィルム等からなるセパレータを配置し、正極及び負極をセパレータにより互いに絶縁した状態で円柱状又は楕円形状に巻回して巻回電極体を形成し、角形非水電解質二次電池の場合は更に巻回電極体を押し潰して偏平な巻回電極体を形成した後、その外側を外装で被覆することにより製造されている。
　非水電解質二次電池においては、正極タブないし負極タブは、正極芯体ないし負極芯体の露出部にそれぞれ超音波溶接、抵抗溶接ないし圧接（圧着を含む）することによって電気的に接続されている。これらの正極タブないし負極タブは、機械的強度を高くすると共に内部抵抗を小さくするため、正極芯体ないし負極芯体よりも厚さが厚くなっている。そのため、正極タブないし負極タブが反対極性の極板と対向している箇所では、正極タブと正極芯体との間ないし負極タブと負極芯体との間に段差が形成されるため、セパレータが介在されていても偏平状巻回電極体を形成した際に内部短絡の可能性が大きくなる。
　このような偏平状巻回電極体を形成した際の正極タブないし負極タブによる内部短絡を抑制するため、それぞれの集電タブの圧接部に保護テープを添付することが行われている。また、正極極板ないし負極極板の切断端部においては、それぞれの芯体を形成する金属にバリが発生する場合があるが、それぞれの極板の端部がセパレータを介して逆極性の極板と対向する場合には、バリによる内部短絡を抑止するために、それぞれの極板の端部に保護テープを添付することも行われている。
　一方、携帯電子機器は、使用時に電池に流れる電流によって磁界が発生するが、これらの磁界がノイズとなって特に補聴器の使用者に悪影響を及ぼすことがある。補聴器は、外部の音声をマイクで捉えて増幅する機能を備えるほか、電磁コイルによって電話機のスピーカ部分から発生する磁束を電磁ピックアップ（「テレホンピックアップ」とも称される）で捉えて増幅する機能をも備えているため、特に外部からの磁界ノイズの影響を受けやすい。補聴器がこのような電磁ピックアップを使用する理由は、電話機のスピーカから出力された音声を補聴器のマイクで拾って増幅すると、周囲の雑音もマイクで拾ってしまうために、音声の明瞭度が低下するからである。特に携帯電話機は補聴器に近接した位置で使用されるため、携帯電話機から発生する磁界は補聴器に対して悪影響を与えやすい。そのため、携帯電話機の電源である非水電解質二次電池においても、この非水電解質二次電池に流れる電流に起因する磁界の発生を抑制することが要望されている。
　なお、電池は、正極極板及び負極極板のそれぞれで生じる化学反応によって得られる電流を正極タブないし負極タブで取り出すことによって集電されるものである。そのため、電池においては、一般に正極極板を流れる電流と負極極板を流れる電流を逆向きにすれば、それぞれの電流による磁界が互いに打ち消し合うので、磁界低減が可能であると考えられている。したがって、正極タブないし負極タブの位置を共にそれぞれの極板の巻き始め側或いは巻き終わり側とし、しかも互いに重複ないし近接した位置に配置すれば、それぞれの電流の流れる方向は逆方向で平行となるので、正極極板及び負極極板の活物質形成領域中を流れる電流に起因する磁界を低減することは理論上可能である。ただし、正極タブ及び負極タブの位置を近づける程、正極タブと負極タブとの間における内部短絡の危険性が高くなり、封口板のタブ溶接部分付近の構造を複雑にするなどの対応が必要になったり、各タブの電気的絶縁が必要となったり、各タブの取り付けが困難となったりするなど、直ちには採用し難い。
　ここで、従来の正極タブないし負極タブの位置を共にそれぞれの極板の巻き始め側とした偏平状巻回電極体における保護テープの貼付例を図６及び図７を用いて説明する。なお、図６は下記特許文献１に開示されている偏平状巻回電極体の巻き初め部を示す模式断面図である。また、図７は下記特許文献２に開示されている偏平状巻回電極体の模式断面図である。
　下記特許文献１に開示されている偏平状巻回電極体５０は、図６に示したように、第１電極板５１と第２電極板５２とがセパレータ５３を介して互いに絶縁された状態で偏平状に巻回されており、第１電極板５１には第１電極タブ５４が、第２電極板５２には第２電極タブ５５が接続されている。第１電極タブ５４及び第１電極板５１の巻き始め端部５１ｓの内周面側は第１電極板５１の約半周分巻回されている部分と対向しており、第１電極板５１の巻き始め端部５１ｓの外周面側はセパレータ５３を介して第２電極板５２と対向している。また、第２電極タブ５５はセパレータ５３を介して第１電極板５１と対向しており、第２電極タブ５５と第１電極板５１との間に保護テープ５６が配設されている。この保護テープ５６は、第１電極板５１の芯体表面において、第２電極タブ５５の内周面側と対向する面に貼付されている。これにより、第１電極板５１は、表面に貼付された保護テープ５６とセパレータ５３を介して、第２電極板５２の第２電極タブ５５から絶縁された状態となされている。なお、第２電極板５２の巻き始め端５２ｓの外周面側はセパレータ５３を介して第１電極５１と対向配置されている。
　また、下記特許文献２に開示されている巻回電極体６０は、図７に示したように、帯状の正極極板６１と負極極板６２とが、２枚の帯状のセパレータ６３、６４によって互いに電気的に絶縁された状態で、渦巻状に巻回されている。また、２枚のセパレータの始端部６３ｓ、６４ｓは、正極極板６１及び負極極板６２が介在されていない位置まで延出配置され、自由端の状態で互いに対面しており、２つのセパレータ６３、６４の終端部６３ｅ、６４ｅは、正極極板６１及び負極極板６２が介在されていない位置まで延出配置され、互いに固着されて固着部６６が形成されている。そして、巻回電極体６０の内周面側において、負極極板６２の負極タブ６２Ａは、セパレータの始端部６３ｓ、６４ｓから所定距離をおいてセパレータ６３、６４の間に配置されている。
　巻回電極体６０の内周面側において、負極極板６２の負極タブ６２Ａは正極極板６１の正極タブ６１Ａとは重畳しない位置に配置され、負極極板６２の巻き始め側端部６２ｓはそれぞれ正極極板６１と対向する位置に配置されている。正極極板６１の負極極板６２の巻き始め側端部６２ｓと対向する領域の表面にはそれぞれ保護テープ６５ａ、６５ｂが貼付されている。また、負極極板６２の巻き始め側の両面及び負極タブ６２Ａの表面にはそれぞれ保護テープ６５ｃ、６５ｄが貼付されている。さらに、巻回電極体６０の外周面側において、正極極板６１の巻終り端部６１ｅに対向する位置の負極極板６２の表面にはそれぞれ保護テープ６５ｅ，６５ｆが貼付され、また、負極極板６２の巻終り端部６２ｅは、セパレータ６３、６４の固着部６６よりも更に延出され、保護テープ６５ｇにより内周面側の負極極板６２の表面に固定される。
特開平１１－０２６００８号公報 特開２００９－２８９５７０号公報
　上記特許文献１に開示されている巻回電極体においては、第１電極板５１及び第２電極５２共に巻き初め側に第１電極タブ及び第２電極タブが配置されているので、電池に流れる電流に起因する磁界の発生を抑制することができる。しかも、第２電極板５２の第２電極タブ５５の内周面側と第１電極板５１との間にはセパレータ５３だけでなく保護テープ５６も存在しているので、第２電極タブ５５の内周面側と第１電極板５１との間の電気的絶縁性は良好となり、この部分での内部短絡は生じ難くなっている。しかしながら、上記特許文献１には、第１電極板５１の巻き始め側の端部５１ｓ及び第２電極板５２の巻き始め側の端部５２ｓに形成される可能性があるバリについて示唆する記載はなく、少なくとも第１電極板５１の巻き始め側の端部５１ｓ及び第２電極板５２の巻き始め側の端部５２ｓがそれぞれセパレータを介して逆極性の極板となる第１電極板と対向する位置に保護テープを設けることは示唆されていない。
　また、上記特許文献２に開示されている巻回電極体６０においては、正極極板６１の正極タブ６１Ａ及び負極極板６２の負極タブ６２Ａは、共に巻き初め側に配置されているので、電池に流れる電流に起因する磁界の発生を抑制することできる。しかも、負極極板６２の巻き初め側の端部６２ｓの両面はそれぞれセパレータ６３、６４を介して正極極板６１に形成された保護テープ６５ａ、６５ｂと対向しており、同じく正極極板６１の巻き終わり側の端部６１ｅはそれぞれセパレータ６３、６４を介して負極極板６２に形成された保護テープ６５ｅ、６５ｆと対向配置されているので、負極極板６２の巻き始め側の端部６２ｓ及び正極極板６１の巻き終わり側の端部６１ｅに形成される可能性があるバリに起因する内部短絡は生じ難くなっている。また、負極極板６２の巻き始め側の両面及び負極タブ６２Ａの表面にはそれぞれ保護テープ６５ｃ、６５ｄが貼付されており、しかも、負極極板６２の巻き終わり側の端部６２ｅは負極極板６２の表面に固定されているので、少なくとも正極極板６１の巻き始め側の端部６１ｓ及び巻き終わり側の端部６２ｅに形成される可能性があるバリに起因する内部短絡は生じ難くなっている。
　しかしながら、上記特許文献２に開示されている巻回電極体６０では、巻き始め端側では計４枚の保護テープが必要であり、巻終り端も含めた全体では、負極極板６２の巻終り端側の保護テープ６５ｇは単なる巻終り端の固定用であると解しても、少なくとも６枚の保護テープが必要となる。巻回電極体形成時にこのような多くの保護テープの固定が必要であると、それぞれの保護テープと、正極タブないし負極タブと、正極芯体露出部及び負極芯体露出部の巻き始め側及び巻き終わり側の端部との間の位置合わせの困難性が増加すると共に、それらの保護テープの固定用の工数が増加する。
　本発明は、上述のような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであり、使用時の電流の流れによる磁界の発生が小さく、しかも、保護テープの使用枚数を少なくしながらも内部短絡が生じ難い非水電解質二次電池を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明の非水電解質二次電池は、正極活物質又は負極活物質を含む第１電極活物質合剤層と第１芯体露出部とを有する第１極板と、前記第１極板とは逆極性の活物質を含む第２電極活物質合剤層と第２芯体露出部とを有する第２極板とが、セパレータを介して巻回された偏平状巻回電極体を有し、前記第１芯体露出部に電気的に接合された第１電極タブ及び前記第２芯体露出部に電気的に接合された第２電極タブが共に前記偏平状巻回電極体の巻き始め側に配置された非水電解質二次電池において、
　前記第１芯体露出部は、前記偏平状巻回電極体の外周面側においては前記第１極板の巻き始め端から所定長さにわたって形成され、前記偏平状巻回電極体の内周面側においては、外周面側の前記第１電極活物質合剤層と前記第１芯体露出部との境界部よりも外周側であって、前記外周面側の前記第１電極活物質合剤層と前記第１芯体露出部との境界部と対向する位置から前記第１極板の巻き始め端にわたって形成され、
　前記第１極板の外周面側において、第１の保護テープが前記第１電極活物質合剤層上から前記第１電極活物質合剤層と前記第１芯体露出部との境界部を経て巻き始め側の前記第１芯体露出部上に貼付され、
　前記第１極板の内周面側において、第２の保護テープが前記第１電極活物質合剤層上から前記第１電極活物質合剤層と前記第１芯体露出部との境界部を経て巻き始め側の前記第１芯体露出部上に貼付され、
　前記第２芯体露出部は前記第２極板の巻き始め側に両面共に実質的に同一長さに形成され、
　前記第２芯体露出部の巻き始め側の端部及び前記第２電極タブは、前記セパレータを介して前記第１の保護テープ及び前記第２の保護テープと対向する位置に配置されていることを特徴とする。
　本発明の非水電解質二次電池においては、第１電極タブ及び第２電極タブは共に偏平状巻回電極体の巻き始め側に配置されているため、それぞれの電極タブに流れる電流の方向は逆方向で平行となるので、電池に流れる電流に起因する電磁雑音を低減することができる。しかも、本発明の非水電解質二次電池においては、第２電極の巻き始め側の端部及び第２電極タブが共にセパレータを介して第１保護テープ及び第２保護テープの間に対向配置されているので、第２電極の巻き始め側の端部及び第２電極タブと第１電極との間の内部短絡が生じ難くなる。
　本発明の非水電解質二次電池によれば、偏平状巻回電極体の巻き始め側において、第１極板上に貼付された第１保護テープ及び第２保護テープを第２極板の巻き始め側の端部及び第２電極タブの保護テープとして兼用することができるので、巻き始め側に貼付する必要がある保護テープの数を少なくすることができ、保護テープを固定するための工数が減少する。加えて、第１保護テープ及び第２保護テープ共にそれぞれ第１極板の両側の面に貼付すれば良いので、従来例に比すると、保護テープの位置合わせが容易となる。
　なお、本発明の非水電解質二次電池においては、第１極板は正極極板であっても負極極板であってもよく、また、第２極板は，第１極板とは逆極性の極板であれば、負極極板であっても正極極板であってもよい。また、第２電極タブは第２芯体露出部の内周面側及び外周面側のいずれに設けてもよい。
　なお、本発明の非水電解質二次電池においては、正極極板に使用する正極活物質としては、リチウムイオンを可逆的に吸蔵・放出することが可能なＬｉＭＯ２（但し、ＭはＣｏ、Ｎｉ、Ｍｎの少なくとも１種である）で表されるリチウム遷移金属複合酸化物、すなわち、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＮｉｘＣｏ１－ｘＯ２（ｘ＝０．０１～０．９９）、ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉｘＭｎｙＣｏｚＯ２（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）、又はＬｉＦｅＰＯ４などを一種単独でもしくは複数種を混合して用いることができる。また、遷移金属を、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒのような他の元素と置換したり、他の元素を単独、化合物または酸化物として添加したりすることができる。
　また、負極に使用する負極活物質には、リチウムを吸蔵・放出することが可能な炭素質物、珪素質物、金属酸化物からなる群から選択される少なくとも１種以上を用いることができる。
　本発明の非水電解質二次電池で用いることができる非水溶媒は、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、エステル類、環状エーテル類、鎖状エーテル類、ニトリル類、アミド類等が挙げられる。環状炭酸エステルとしては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネートなどが挙げられ、これらの水素基の一部又は全部がフッ素化されているものも用いることが可能であり、例えばトリフルオロプロピレンカーボネートやフルオロエチレンカーボネートなどを用いることができる。また、鎖状炭酸エステルとしては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートなどの対称鎖状炭酸エステル、エチルメチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネートなどの非対称鎖状炭酸エステルを用いることができ、これらの水素の一部又は全部がフッ素化されているものも用いることが可能である。また、エステル類としては、１，３－プロパンスルトン、１，４－ブタンスルトン、硫酸エチレン、硫酸プロピレン、ジビニルスルホン、硫酸ジメチル、硫酸ジエチルなどの硫酸エステル類を用いることが可能である。
　有機電解液を構成する電解質は、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、ホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ４）、六フッ化砒酸リチウム（ＬｉＡｓＦ６）、トリフルオロメチルスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ３ＳＯ３）、ビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム［ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２］などのリチウム塩が挙げられる。中でもＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４を用いるのが好ましく、前記有機溶媒に対する溶解量は、０．５～２．０モル／Ｌとするのが好ましい。なお、本発明においては、非水電解質は、溶液状のものだけでなく、ゲル化されているものも使用することができる。
　また、本発明の非水電解質二次電池においては、前記第１電極タブ及び前記第２電極タブは前記偏平状巻回電極体の巻回中心軸に対して同一側の平坦部分に配置され、前記第１極板の両面にそれぞれ形成された前記第１電極活物質合剤層と前記第１芯体露出部との境界部及び前記第２極板の前記負極活物質合剤層と前記第２芯体露出部との境界部はいずれも前記偏平状巻回電極体の巻回中心軸に対して前記前第１電極タブ及び前記第２電極タブとは異なる側の平坦部分に形成されているものとしてもよい。
　このような構成を備える本発明の非水電解質二次電池によれば、第１保護テープ及び第２保護テープの長さが長くなるが、第１芯体露出部及び第２芯体露出部の長さも長くなり、これらの第１保護テープ、第２保護テープ、第１芯体露出部及び第２芯体露出部が柔軟性に富むため、偏平状巻回電極体の形成が容易となる。
　また、本発明の非水電解質二次電池においては、前記第１電極タブ、前記第２電極タブ、前記第１極板の両面にそれぞれ形成された前記第１電極活物質合剤層と前記第１芯体露出部との境界部及び前記第２極板の前記第２電極活物質合剤層と前記第２芯体露出部との境界部は、いずれも前記偏平状巻回電極体の巻回中心軸に対して同一側の平坦部分に形成されているものとしてもよい。
　第１電極タブ、第２電極タブ、第１極板の両面にそれぞれ形成された第１電極活物質合剤層と第１芯体露出部との境界部及び第２極板の第２電極活物質合剤層と第２芯体露出部との境界部は、それぞれの厚さが第１及び第２極板の芯体に比すると厚いので、凹凸が形成される。本発明の非水電解質二次電池によれば、これらの凹凸が形成される構成要素が偏平状巻回電極体の同一側の平坦部分に近接して位置するように形成されているので、偏平状巻回電極体の形成が容易となる。加えて、第１保護テープ、第２保護テープ、第１芯体露出部及び第２芯体露出部の長さを短くできるので、かかる点からも偏平状巻回電極体の形成が容易となる。
　また、本発明の非水電解質二次電池においては、前記第１電極タブは前記第１芯体露出部の内周面側に電気的に接合され、前記巻き始め側のセパレータは前記第１電極タブの表面に複数枚積層された状態となるように複数回巻回されていることが好ましい。
　本発明の非水電解質二次電池によれば、第１電極タブによる凹凸面が形成されてもこの凹凸面は偏平状巻回電極体の内周面側に形成され、しかも第１電極タブの表面側には複数枚のセパレータが積層配置された状態となるので、偏平状巻回電極体の形成時にこの複数枚のセパレータがクッションとなって対向する第１電極板の表面に強い力が加わり難くなる。
実施例及び比較例に共通する偏平状巻回電極体と封口板との接続状況を示す斜視図である。 実施例１の偏平状巻回電極体の巻き始め部を示す模式的な断面図である。 実施例２の偏平状巻回電極体の巻き始め部を示す模式的な断面図である。 比較例１の偏平状巻回電極体の巻き始め部を示す模式的な断面図である。 比較例２の偏平状巻回電極体の巻き始め部を示す模式的な断面図である。 従来例の巻回電極体の巻き初め部を示す模式断面図である。 別の従来例の巻回電極体の模式断面図である。
　以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための非水電解質二次電池としての角形非水電解質二次電池を例示するものであって、本発明をこの角形非水電解質二次電池に特定することを意図するものではなく、本発明は特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変更を行ったものにも均しく適用し得るものである。
　最初に、図１を参照して各実施例及び比較例に共通する角形非水電解質二次電池の概略構成を説明する。なお、図１は、各実施例及び比較例に共通する偏平状巻回電極体を有する角形密閉電池の正極タブ及び負極タブと封口板との接続状況を示す斜視図である。
　この角形非水電解質二次電池の偏平状巻回電極体１０は、例えば内周面側に正極極板が、外周面側に負極極板が配置され、それぞれセパレータ（いずれも図示省略）を介して偏平状に巻回され、巻き終わり端部が絶縁テープ１１によって絶縁されている。この偏平状巻回電極体１０には、正極芯体露出部に正極タブ１２が接続されており、負極芯体露出部には負極タブ１３が接続されている。また、偏平状巻回電極体１０の上面及び下面にはそれぞれ絶縁スペーサ１４及び絶縁テープ１５が配置され、正極タブ１２は上側の絶縁スペーサ１４の外周面側を通って折り曲げられて封口板１６の内面に抵抗溶接されており、また、負極タブ１３は上側の絶縁スペーサ１４に形成されたスリット１７内を通して封口板１６に形成された負極端子１８に抵抗溶接されている。
　なお、この偏平状巻回電極体１０は、図示省略したが、長手方向の一端面が開口し、周囲面が閉鎖したほぼ偏平状の導電性を有する箱形の電池外装缶内に挿入され、開口部が封口板１６によって封口され、電池外装缶の開口端縁と封口板１６との間をレーザ溶接することにより封口され、その後、電解液注入孔１９より所定量の非水電解液が注入され、この電解液注入孔１９を封止することによって、角形非水電解質二次電池が作製される。
　次いで、実施例１，２及び比較例１、２の偏平状巻回電極体の具体的構成を図２～図５を用いて説明する。なお図２は実施例１の偏平状巻回電極体の巻き始め部を示す模式的な断面図である。図３は実施例２の偏平状巻回電極体の巻き始め部を示す模式的な断面図である。図４は比較例１の偏平状巻回電極体の巻き始め部を示す模式的な断面図である。図５は比較例２の偏平状巻回電極体の巻き始め部を示す模式的な断面図である。
　実施例１，２及び比較例１、２の偏平状巻回電極体１０Ａ～１０Ｄの構成の差異は、正極極板の正極活物質合剤層の形成状態、すなわち、正極芯体露出部の配置状態と、第１及び第２保護テープの配置状態と、負極極板の負極活物質合剤層の形成状態、すなわち、負極芯体露出部の配置状態であるので、以下では共通する構成部分には同一の参照符号を付与して説明することとする。
［正極極板の作製］
　正極活物質としてコバルト酸リチウムが９４質量部、導電剤としての炭素粉末が３質量部、ＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）が３質量となるように混合し、ＮＭＰ（Ｎ－メチルピロリドン）を溶剤として湿式混合して正極合剤スラリーを調製した。この正極合剤スラリーを厚さ１２μｍのアルミニウム製の正極芯体２１の両面にドクターブレード法により塗布、乾燥して、正極芯体２１の両面に正極活物質合剤層２２を形成した。その後、圧縮ローラーを用いて圧延し、塗布面の短辺の長さが４２ｍｍ、長辺の長さが７００ｍｍの正極極板２０を作製した。また、正極極板２０の巻き初め側に対応する位置に正極芯体露出部２１ａを形成し、この正極芯体露出部２１ａに厚み０．１ｍｍのアルミニウム製の正極タブ１２を設置した。
［負極極板の作製］
　天然黒鉛粉末が９７質量部と、ＰＶｄＦが３質量部となるように混合し、ＭＮＰ溶液と混合して負極合剤スラリーを調整した。次いで、この負極合剤スラリーを厚さ８μｍの銅製の負極芯体２５の両面にドクターブレード法により塗布後、乾燥して負極芯体２５の両面に負極活物質合剤層２６を形成した。この後、圧縮ローラーを用いて圧延し、塗布面の短辺の長さが４３．５ｍｍ、長辺の長さが６８０ｍｍの負極極板２４を作製した。また、負極極板２４の巻き初め側に対応する位置に負極芯体露出部２５ａを形成し、この負極芯体露出部２５ａに厚み０．１ｍｍのニッケル製負極タブ１３を設置した。
［非水電解液の調製］
　非水電解液は、エチレンカーボネート３０体積％とメチルエチルカーボネート７０体積％との混合溶媒に、ＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／Ｌの濃度になるように溶解して非水電解液とし、これを電池作製に供した。
［偏平状巻回電極体の作製］
　上述のようにして作製した正極極板２０と負極極板２４とを、外周面側が負極極板２４となるようにして、ポリエチレン製微多孔膜からなるセパレータ３０、３１を挟んで互いに絶縁した状態で巻回し、巻き終わり端部を絶縁テープ１１（図１参照）によって固定し、押し潰すことによって実施例１、２及び比較例１、２の偏平状巻回電極体１０Ａ～１０Ｄを作製した。なお、それぞれの偏平状巻回電極体１０Ａ～１０Ｄの上部からは正極タブ１２及び負極タブ１３を突出させた。これらの実施例１、２及び比較例１、２の偏平状巻回電極体１０Ａ～１０Ｄの巻き始め部分の断面構造は、それぞれ図２～図５に示したとおりである。
［実施例１の偏平状巻回電極体］
　実施例１の巻回電極体１０Ａは、図２に示したように、正極タブ１２及び負極タブ１３が偏平状巻回電極体の巻回中心軸Ｘに対して同一側（図２においては下側）の平坦部分に位置するように形成され、セパレータ３０、３１は正極タブ１２が位置する空間内に延在し、その内の一方の巻き始め側は２回折り返されて正極タブ１２の表面上に計４層分が位置するように配置されている。
　また、正極極板２０の両面にそれぞれ形成された正極活物質合剤層２２のうち、外周面側の正極活物質合剤層２２と正極芯体露出部２１ａとの境界部は偏平状巻回電極体１０Ａの巻回中心軸Ｘに対して正極タブ１２とは反対側（図２においては上側）の平坦部分の最内面に位置するように形成され、同じく内周面側の正極活物質合剤層２２と正極芯体露出部２１ａとの境界部はその外周面側に位置するように形成されている。これにより、正極極板２０の正極芯体２１のうち、内周面側のみが露出している正極芯体露出部２１ａは巻回電極体１０Ａの中心軸Ｘの周囲を約１周半にわたって形成されている状態になり、外周面側のみが露出している正極芯体露出部２１ａは、巻回電極体１０Ａの中心軸Ｘの周囲を約半周にわたって形成されている状態になっている。
　そして、外周面側の正極活物質合剤層２２の表面上から、正極活物資層２２と外周面側の正極芯体露出部２１ａの境界部分を経て、正極芯体露出部２１ａの正極タブ１２の形成位置の近傍まで第１の保護テープ３２が貼付されている。同じく、内周面側の正極活物質合剤層２２の表面上から、正極活物資層２２と内周面側の正極芯体露出部２１ａの境界部分を経て、正極芯体露出部２１ａの正極タブ１２と対向する位置の近傍まで第２の保護テープ３３が貼付されている。
　また、負極極板２４の両面にそれぞれ形成された負極活物質合剤層２６のうち、外周面側及び内周面側の負極活物質合剤層２６と負極芯体露出部２５ａとの境界部は、共に偏平状巻回電極体１０Ａの巻回中心軸Ｘに対して負極タブ１３とは反対側（図２においては上側）の平坦部分に実質的に同一の位置に形成されている。なお、実質的に同一の位置とは、外周面側と内周面側の境界部が完全に同じ位置にあるということではなく、外周面側と内周面側とで境界部がで少しずれている状態も実質的に同一の位置にあるとする。これにより、負極極板２０の負極芯体露出部２５ａは、それぞれセパレータ３０及び３１を介して正極極板２０に貼付された第１保護テープ３２及び第２保護テープ３３と対向するように配置されている状態になり、その結果として、負極芯体露出部２５ａの巻き始め側の端部２５ｓ及び負極タブ１３もそれぞれセパレータ３０及び３１を介して正極極板２０に貼付された第１保護テープ３２及び第２保護テープ３３と対向するように配置されている状態になっている。
［実施例２の偏平状巻回電極体］
　実施例２の巻回電極体１０Ｂは、図３に示したように、正極タブ１２及び負極タブ１３が偏平状巻回電極体の巻回中心軸Ｘに対して同一側（図２においては下側）の平坦部分に位置するように形成され、セパレータ３０、３１は正極タブ１２が位置する空間内に延在し、その内の一方の巻き始め側は２回折り返されて正極タブ１２の表面上に計４層分が位置するように配置されている。
　また、正極極板２０の両面にそれぞれ形成された正極活物質合剤層２２のうち、外周面側の正極活物質合剤層２２と正極芯体露出部２１ａとの境界部は偏平状巻回電極体１０Ｂの巻回中心軸Ｘに対して正極タブ１２と同一側（図３においては下側）の平坦部分の最内面に位置するように形成され、同じく内周面側の正極活物質合剤層２２と正極芯体露出部２１ａとの境界部はその外周面側に位置するように形成されている。これにより、正極極板２０の正極芯体２１のうち、内周面側のみが露出している正極芯体露出部２１ａは巻回電極体１０Ｂの中心軸Ｘの周囲を約１周にわたって形成されている状態になり、外周面側のみが露出している正極芯体露出部２１ａは正極極板２０の巻き始め側の平坦部分のみに形成されている状態になっている。これにより、実施例２の正極極板２０の外周面側及び内周面側の正極活物質合剤層２２の形成領域は、図２に示した実施例１の正極極板２０よりも巻き始め側に至るまで長く形成されている状態となっている。
　そして、外周面側の正極活物質合剤層２２の表面上から、正極活物資層２２と外周面側の正極芯体露出部２１ａの境界部分を経て、正極芯体露出部２１ａの正極タブ１２の形成位置の近傍まで第１の保護テープ３２が貼付されている。同じく、内周面側の正極活物質合剤層２２の表面上から、正極活物資層２２と内周面側の正極芯体露出部２１ａの境界部分を経て、正極芯体露出部２１ａの正極タブ１２と対向する位置の近傍まで第２の保護テープ３３が貼付されている。そして、実施例２の巻回電極体１０Ｂにおける第１保護テープ３２及び第２保護テープ３３の長さは、実施例１の巻回電極体１０Ａにおける第１保護テープ３２及び第２保護テープ３３の長さよりも短く設けられている。
　また、負極極板２４の両面にそれぞれ形成された負極活物質合剤層２６のうち、外周面側及び内周面側の負極活物質合剤層２６と負極芯体露出部２５ａとの境界部は、共に偏平状巻回電極体１０Ｂの巻回中心軸Ｘに対して負極タブ１３とは同一側（図３においては下側）の平坦部分に実質的に同一の位置に形成されている。これにより、実施例２の負極極板２４の外周面側及び内周面側の負極活物質合剤層２６の形成領域は、図２に示した実施例１の負極極板２４よりも巻き始め側に至るまで長く形成されている状態となっている。そして、負極極板２４の負極芯体露出部２５ａは、それぞれセパレータ３０及び３１を介して正極極板２０に貼付された第１保護テープ３２及び第２保護テープ３３と対向するように配置されている状態になり、その結果として、負極芯体露出部２５ａの巻き始め側の端部２５ｓ及び負極タブ１３もそれぞれセパレータ３０及び３１を介して正極極板２０に貼付された第１保護テープ３２及び第２保護テープ３３と対向するように配置されている状態になっている。
［比較例１の巻回電極体］
　比較例１の巻回電極体１０Ｃは、図４に示したように、図２に示した実施例１の巻回電極体１０Ａにおいて、第１の保護テープ３２及び第２の保護テープ３３をそれぞれ外周面側の正極活物質合剤層２２と正極芯体露出部２１ａとの境界部にまたがる部分のみ及び内周面側の正極活物質合剤層２２と正極芯体露出部２１ａとの境界部にまたがる部分のみに形成したものに相当する。すなわち、比較例１の巻回電極体１０Ｃは、正極極板２０の正極芯体２１のうち、内周面側のみが露出している正極芯体露出部２１ａは巻回電極体１０Ｃの中心軸Ｘの周囲を約１周半にわたって形成されている状態になり、外周面側のみが露出している正極芯体露出部２１ａは、巻回電極体１０Ｃの中心軸Ｘの周囲を約半周にわたって形成されている状態になっている。
　また、負極極板２４の両面にそれぞれ形成された負極活物質合剤層２６のうち、外周面側及び内周面側の負極活物質合剤層２６と負極芯体露出部２５ａとの境界部は、共に偏平状巻回電極体１０Ｃの巻回中心軸Ｘに対して負極タブ１３とは反対側（図２においては上側）の平坦部分に実質的に同一の位置に形成されており、また、それぞれセパレータ３０及び３１を介して正極芯体露出部２１ａと対向するように配置されている。これにより、負極極板２０の負極芯体露出部２５ａは、それぞれセパレータ３０及び３１を介して正極芯体露出部２１ａと対向するように配置されている状態になり、その結果として、負極芯体露出部２５ａの巻き始め側の端部２５ｓ及び負極タブ１３もそれぞれセパレータ３０及び３１を介して正極芯体露出部２１ａと対向するように配置されている状態になっている。
［比較例２の巻回電極体］
　比較例２の巻回電極体１０Ｄは、図５に示したように、図２に示した実施例１の巻回電極体１０Ａにおいて、負極タブ１３の表面及び負極タブ１３が形成されている部分の負極芯体露出部２５ａがともにセパレータ３０、３１を介して第１保護テープ３２ないし第２保護テープ３３と対向配置されているが、負極芯体露出部２５ａの巻き初め側の先端部２５ｓがセパレータ３０，３１を介して正極芯体露出部２１ａと対向するように配置されているものに相当する。すなわち、比較例２の巻回電極体１０Ｄでは、負極タブ１３の表面及び負極タブ１３が形成されている部分の負極芯体露出部２５ａはそれぞれセパレータ３０、３１を介して第１の保護テープ３２ないし第２の保護テープ３３と対向するように配置されている点では図２に示した実施例１の巻回電極体１０Ａの場合と共通しているが、負極芯体露出部２５ａの巻き初め側端部２５ｓは、セパレータ３０、３１を介して正極芯体露出部２１ａと対向配置されている点で図２に示した実施例１の巻回電極体１０Ａの場合と構成が相違しているものである。
［角形非水電解質二次電池の作製］
　次いで、上述のようにして作製された実施例１、２及び比較例１、２の巻回電極体１０Ａ～１０Ｄのそれぞれ１００個ずつについて、図示省略したが、長手方向の一端面が開口し、周囲面が閉鎖したほぼ偏平状の導電性を有する箱形の電池外装缶内に挿入し、開口部を封口板によって封口し、電池外装缶の開口端縁と封口板との間をレーザ溶接することにより封口し、その後、電解液注入孔より所定量の非水電解液を注入し、この電解液注入孔を封止することにより、実施例１、２及び比較例１、２に対応する角形非水電解質二次電池を作製した。なお、得られた角形非水電解質二次電池の寸法は、厚み５．０ｍｍ×幅５０ｍｍ×高さ５０ｍｍであり、設計容量は１５００ｍＡｈである。
「充電保存試験］
　このようにして作製された実施例１、２及び比較例１、２のそれぞれの角形非水電解質二次電池について
、１Ｉｔ＝１５００ｍＡの定電流で電池電圧が４．２０Ｖになるまで充電し、電池電圧が４．２０Ｖに達した後は４．２０Ｖの定電圧で充電電流が３２ｍＡになるまで充電して満充電状態とした。この満充電状態の電池を２５℃に維持された恒温槽中で１週間放置した後、電池電圧を測定した。この電池電圧が４．１０Ｖ未満となった電池は内部短絡が発生しているものと判定し、電池電圧が４．１０Ｖ未満となった電池の個数を求めて内部短絡発生率を測定した。結果を纏めて下記表１に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　上記表１に示した結果から、以下のことがわかる。すなわち、実施例１及び実施例２の巻回電極体のように、正極極板に設けられた第１及び第２保護テープが負極極板に接合された負極集電タブの表裏及び負極芯体露出部の巻き始め側の端部ともセパレータを介して対向している場合、十分に内部短絡の発生を抑制することができる。ただし、比較例１の巻回電極体のように、正極極板に設けられた第１及び第２保護テープが負極極板に接合された集電タブの表裏及び負極芯体露出部の巻き始め側の端部ともセパレータを介して対向していない場合は、内部短絡発生率が６％と非常に多くなる。また、比較例２の巻回電極体のように、正極極板に設けられた第１及び第２保護テープが負極極板に接合された集電タブの表裏とセパレータを介して対向しているが、負極芯体露出部の巻き始め側の端部とはセパレータを介して対向していない場合は、内部短絡発生率が２％と少なくなっている。
　この結果は、負極極板の負極芯体巻き始め側の端部に形成される可能性があるバリによる内部短絡の可能性は、負極極板に接合された集電タブにより形成される凹凸の存在に基づく内部短絡の可能性よりも小さいが、無視できない程度の大きさであることを示すものである。そして、実施例１及び２の巻回電極体では、負極極板の負極芯体巻き始め側の端部に形成される可能性があるバリは、正極極板の表面に形成されている第１及び第２保護テープを貫通し難くなるので、内部短絡の発生を十分に抑制することができることを示している。
　このように、本発明の非水電解質二次電池では、巻回電極体の正極極板に設けられた第１及び第２保護テープが負極極板に接合された負極集電タブの表裏及び負極芯体露出部の巻き始め側の端部ともセパレータを介して対向しているので内部短絡を十分に抑制でき、しかも、巻回電極体の巻き始め側において２枚の保護テープを使用するのみで、４枚の保護テープが必要とされる上記特許文献２に記載のものと同等の内部短絡抑制という効果を奏することができるようになる。
　なお、上記実施例１及び２では、巻回電極体として内周面側が正極極板であり、外周面側が負極極板の例について述べたが、正極極板と負極極板の配置が逆の場合についても適用可能である。この場合は、負極極板側に第１及び第２保護テープを貼付すればよい。
　１０、１０Ａ～１０Ｄ…偏平状巻回電極体　１１…絶縁テープ　１２、１２ａ、１２ｂ…正極タブ　１３、１３ａ、１３ｂ…負極タブ　１４…絶縁スペーサ　１５・・・絶縁テープ　１６…封口板　１７…スリット　１８…負極端子　１９…電解液注入孔　２０…正極極板　２１…正極芯体　２１ａ…正極芯体露出部　２１ｓ…正極芯体露出部の端部　２２…正極活物質合剤層　２４…負極極板　２５…負極芯体　２５ａ…負極芯体露出部　２５ｓ…負極芯体露出部の端部　２６…負極活物質合剤層　３０、３１…セパレータ　３２…第１保護テープ　３３…第２保護テープ

Claims (4)

  1. 　正極活物質又は負極活物質を含む第１電極活物質合剤層と第１芯体露出部とを有する第１極板と、前記第１極板とは逆極性の活物質を含む第２電極活物質合剤層と第２芯体露出部とを有する第２極板とが、セパレータを介して巻回された偏平状巻回電極体を有し、前記第１芯体露出部に電気的に接合された第１電極タブ及び前記第２芯体露出部に電気的に接合された第２電極タブが共に前記偏平状巻回電極体の巻き始め側に配置された非水電解質二次電池において、
    　前記第１芯体露出部は、前記偏平状巻回電極体の外周面側においては前記第１極板の巻き始め端から所定長さにわたって形成され、前記偏平状巻回電極体の内周面側においては、外周面側の前記第１電極活物質合剤層と前記第１芯体露出部との境界部よりも外周側であって、前記外周面側の前記第１電極活物質合剤層と前記第１芯体露出部との境界部と対向する位置から前記第１極板の巻き始め端にわたって形成され、
    　前記第１極板の外周面側において、第１の保護テープが前記第１電極活物質合剤層上から前記第１電極活物質合剤層と前記第１芯体露出部との境界部を経て巻き始め側の前記第１芯体露出部上に貼付され、
    　前記第１極板の内周面側において、第２の保護テープが前記第１電極活物質合剤層上から前記第１電極活物質合剤層と前記第１芯体露出部との境界部を経て巻き始め側の前記第１芯体露出部上に貼付され、
    　前記第２芯体露出部は前記第２極板の巻き始め側に両面共に実質的に同一長さに形成され、
    　前記第２芯体露出部の巻き始め側の端部及び前記第２電極タブは、前記セパレータを介して前記第１の保護テープ及び前記第２の保護テープと対向する位置に配置されていることを特徴とする非水電解質二次電池。
  2. 　前記第１電極タブ及び前記第２電極タブは前記偏平状巻回電極体の巻回中心軸に対して同一側の平坦部分に配置され、前記第１極板の両面にそれぞれ形成された前記第１電極活物質合剤層と前記第１芯体露出部との境界部及び前記第２極板の前記負極活物質合剤層と前記第２芯体露出部との境界部はいずれも前記偏平状巻回電極体の巻回中心軸に対して前記前第１電極タブ及び前記第２電極タブとは異なる側の平坦部分に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の非水電解質二次電池。
  3. 　前記第１電極タブ、前記第２電極タブ、前記第１極板の両面にそれぞれ形成された前記第１電極活物質合剤層と前記第１芯体露出部との境界部及び前記第２極板の前記第２電極活物質合剤層と前記第２芯体露出部との境界部は、いずれも前記偏平状巻回電極体の巻回中心軸に対して同一側の平坦部分に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の非水電解質二次電池。
  4. 　前記第１電極タブは前記第１芯体露出部の内周面側に電気的に接合され、前記巻き始め側のセパレータは前記第１電極タブの表面に複数枚積層された状態となるように複数回巻回されていることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の非水電解質二次電池。
PCT/JP2012/080608 2011-11-30 2012-11-27 非水電解質二次電池 WO2013080966A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-261092 2011-11-30
JP2011261092A JP2015035250A (ja) 2011-11-30 2011-11-30 非水電解質二次電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013080966A1 true WO2013080966A1 (ja) 2013-06-06

Family

ID=48535419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/080608 WO2013080966A1 (ja) 2011-11-30 2012-11-27 非水電解質二次電池

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2015035250A (ja)
WO (1) WO2013080966A1 (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105938890A (zh) * 2015-03-02 2016-09-14 三星Sdi株式会社 可再充电电池
JP2018206514A (ja) * 2017-05-31 2018-12-27 株式会社村田製作所 二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器
CN110088972A (zh) * 2016-12-23 2019-08-02 三星电子株式会社 涂覆电池活性材料的方法和具有该电池的电子装置
CN110544796A (zh) * 2018-05-28 2019-12-06 株式会社村田制作所 二次电池、电池组件、电动车辆、储电系统、电动工具及电子设备
EP3703160A1 (en) * 2019-03-01 2020-09-02 Qinghai Contemporary Amperex Technology Limited Secondary battery
EP3716387A1 (en) * 2019-03-28 2020-09-30 Ningde Amperex Technology Ltd. Battery cell and battery using the same
CN112005421A (zh) * 2018-04-06 2020-11-27 松下知识产权经营株式会社 非水电解质二次电池的卷绕型电极体及非水电解质二次电池
JP2020205270A (ja) * 2017-05-31 2020-12-24 株式会社村田製作所 二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器
JP2021009814A (ja) * 2019-07-02 2021-01-28 プライムアースＥｖエナジー株式会社 二次電池
US11769931B2 (en) * 2019-06-04 2023-09-26 Sk On Co., Ltd. Long width secondary battery

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018008248A1 (ja) * 2016-07-08 2018-01-11 株式会社村田製作所 電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置及び電力システム
JP2018018646A (ja) * 2016-07-27 2018-02-01 マクセルホールディングス株式会社 リチウムイオン二次電池
KR102256297B1 (ko) * 2016-09-07 2021-05-26 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102097107B1 (ko) * 2018-07-20 2020-04-03 주식회사 엘지화학 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지
WO2020209176A1 (ja) * 2019-04-09 2020-10-15 株式会社村田製作所 電池
JP2022153675A (ja) * 2019-08-28 2022-10-13 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池
US20230044640A1 (en) * 2019-12-27 2023-02-09 Sanyo Electric Co., Ltd. Non-aqueous electrolyte secondary battery and method for manufacturing same
WO2023163097A1 (ja) * 2022-02-28 2023-08-31 パナソニックエナジ－株式会社 円筒形の非水電解質二次電池

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005285691A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Hitachi Maxell Ltd 非水二次電池
JP2006310222A (ja) * 2005-05-02 2006-11-09 Sony Corp 非水電解質二次電池
JP2008186708A (ja) * 2007-01-30 2008-08-14 Sony Corp 二次電池
JP2009289570A (ja) * 2008-05-29 2009-12-10 Sony Corp 巻回電極体、非水電解質二次電池及び巻回電極体の製造方法
JP2010055790A (ja) * 2008-08-26 2010-03-11 Nec Tokin Corp リチウムイオン二次電池

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005285691A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Hitachi Maxell Ltd 非水二次電池
JP2006310222A (ja) * 2005-05-02 2006-11-09 Sony Corp 非水電解質二次電池
JP2008186708A (ja) * 2007-01-30 2008-08-14 Sony Corp 二次電池
JP2009289570A (ja) * 2008-05-29 2009-12-10 Sony Corp 巻回電極体、非水電解質二次電池及び巻回電極体の製造方法
JP2010055790A (ja) * 2008-08-26 2010-03-11 Nec Tokin Corp リチウムイオン二次電池

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105938890A (zh) * 2015-03-02 2016-09-14 三星Sdi株式会社 可再充电电池
CN110088972B (zh) * 2016-12-23 2022-07-05 三星电子株式会社 涂覆电池活性材料的方法和具有该电池的电子装置
CN110088972A (zh) * 2016-12-23 2019-08-02 三星电子株式会社 涂覆电池活性材料的方法和具有该电池的电子装置
EP3542411A4 (en) * 2016-12-23 2020-01-01 Samsung Electronics Co., Ltd. METHOD FOR COATING ACTIVE BATTERY MATERIAL AND ELECTRONIC DEVICE HAVING THE SAME
JP2018206514A (ja) * 2017-05-31 2018-12-27 株式会社村田製作所 二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器
JP2020205270A (ja) * 2017-05-31 2020-12-24 株式会社村田製作所 二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器
CN112005421A (zh) * 2018-04-06 2020-11-27 松下知识产权经营株式会社 非水电解质二次电池的卷绕型电极体及非水电解质二次电池
CN110544796A (zh) * 2018-05-28 2019-12-06 株式会社村田制作所 二次电池、电池组件、电动车辆、储电系统、电动工具及电子设备
CN110544796B (zh) * 2018-05-28 2022-09-02 株式会社村田制作所 二次电池、电池组件、电动车辆、储电系统、电动工具及电子设备
EP3703160A1 (en) * 2019-03-01 2020-09-02 Qinghai Contemporary Amperex Technology Limited Secondary battery
US11245135B2 (en) 2019-03-01 2022-02-08 Qinghai Contemporary Amperex Technology Limited Secondary battery with insulating tapes
EP3716387A1 (en) * 2019-03-28 2020-09-30 Ningde Amperex Technology Ltd. Battery cell and battery using the same
US11769931B2 (en) * 2019-06-04 2023-09-26 Sk On Co., Ltd. Long width secondary battery
JP2021009814A (ja) * 2019-07-02 2021-01-28 プライムアースＥｖエナジー株式会社 二次電池

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015035250A (ja) 2015-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013080966A1 (ja) 非水電解質二次電池
JP4806270B2 (ja) 角形電池
US9935339B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
US10340498B2 (en) Electrode assembly with tab-lead coupler and method for manufacturing the same
JP2007265846A (ja) 円筒形電池およびその製造方法
JP5157062B2 (ja) 非水電解質二次電池
US8703314B2 (en) Prismatic battery
WO2012053556A1 (ja) 非水電解質二次電池
CN112204791A (zh) 电池及电池包
WO2017122251A1 (ja) 非水電解質二次電池
US10431846B2 (en) Energy storage device
JP2011216408A (ja) リチウム二次電池及びその製造方法
US10263290B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2002237292A (ja) 非水電解質二次電池
WO2012053557A1 (ja) 非水電解質二次電池
JP6237187B2 (ja) 密閉型電池
JP5337418B2 (ja) 非水電解液二次電池
WO2013047515A1 (ja) 非水電解質二次電池
JP2001273880A (ja) 非水電解質二次電池
CN111183542B (zh) 非水电解质二次电池
JP6178183B2 (ja) 非水電解質電池、組電池及び蓄電池装置
JP2001357874A (ja) 非水電解液二次電池
WO2020209176A1 (ja) 電池
JP2013171784A (ja) 角形非水電解質二次電池
JP5222030B2 (ja) 捲回式二次電池およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12853675

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12853675

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP