WO2014076828A1

WO2014076828A1 - 二次電池

Info

Publication number: WO2014076828A1
Application number: PCT/JP2012/079889
Authority: WO
Inventors: 独志西森; 竜治河野; 高橋　和雄; 秀和藤村
Original assignee: 株式会社日立製作所
Priority date: 2012-11-19
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2014-05-22

Abstract

　電池缶、電池蓋、軸芯を備え、正極板、負極板およびセパレータを軸芯周囲に複数周捲回した電極群を前記電池缶内に収容し、非水電解液を注入して密封した二次電池であって、前記軸芯は、軸方向に直交する断面において、上記電極群に接する円弧状の円形部と、外力に応じて変形し得る、３以上の辺の集合体からなる多辺形もしくは略円形状の湾曲部と、前記湾曲部に包含される領域に、前記軸方向に貫通する中空部と、を有し、前記円形部の全てを包含する最短距離の輪郭長さを、前記捲回後において前記捲回前よりも小さくする。この構成によれば、生産性に優れ、捲回された電極群の面圧に起因した劣化を抑制可能な二次電池を提供することができる。

Description

二次電池

　本発明は二次電池に係り、特に、軸芯表面に円筒形に捲回された電極群を備えた二次電池に関する。

　例えば、車両駆動用二次電池として、正極板および負極板をセパレータを介して配置した電極群並びに電極群およびセパレータを浸潤する電解液からなる発電要素を、有底の金属製電池缶内に収容し、電池缶の開口部を金属製電池蓋で封止した二次電池が広く知られている。リチウムイオン二次電池はその典型的な電池である。

　これまでのリチウムイオン二次電池として、円形の開口面（開口部）を持つ円筒状の有底電池缶と、開口面を封止する電池蓋と、電池缶と電池蓋とで画定された空間形状に合致するようにロール状に捲回された電極群を収容したものがある。

　電極群は、捲回される工程で付与される張力によってロールの内周側（中心側）ほど面圧が高くなる。さらに、二次電池として構成された後充放電される際には、充放電量に応じて電極群自体が膨張、収縮し、電極群の面圧が変動する。リチウムイオン二次電池における電極群の面圧およびその変動は、電極群の劣化を招く。したがって、二次電池の劣化抑制のためには、電極群の面圧範囲を適正に維持する必要がある。

　この要求を満たすため、第１の方法として、捲回中心に、外力が加わったときに捲回群の軸線方向と交差する方向に圧縮変形する軸芯が用いる技術が知られている（例えば特許文献１参照）。あるいは第２の方法として、渦巻き状電極体の中心に、渦巻き状電極体の一部構成材からなり、縮径可能な付勢部を設ける技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７－０６６５２８号公報特開２０１１－０９１０２０号公報

　しかしながら、上記第１の方法では、軸芯径が変化し得ないため、電極群に必要以上の面圧が作用してもそれを吸収することができないという問題があった。また、上記第２の方法による場合には、軸芯を備えないため、および付勢部自体が捲回中心部まで存在するため、電池缶底と捲回電極群内に備えるタブとを接合する電極が捲回電極中心部から電池缶底に挿入できず、接続が困難になるという問題があった。

　上記事案に鑑み、本発明の目的は、捲回電極の劣化抑制が可能でかつ生産性に優れた二次電池を提供することにある。

　上記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、正極板と負極板とをセパレータを介して軸芯の周りに捲回した電極群と、非水電解液とを備えた二次電池において、前記軸芯は、多角形の断面形状を有する中空管であることを特徴とする。

　なお、第1の態様において、前記軸芯は、軸方向に直交する断面において、上記電極群に接する円弧状の円形部と、外力に応じて変形し得る、３以上の辺の集合体からなる多辺形もしくは略円形状の湾曲部と、前記湾曲部に包含される領域に、前記軸方向に貫通する中空部と、を有し、前記円形部の全てを包含する最短距離の輪郭長さを、前記捲回後において前記捲回前よりも小さくする。

　なお、第１の態様において、前記円形部が前記湾曲部の前記辺同士の交差部に直接形成されていてもよい。

　また、第１の態様において、前記円形部が前記湾曲部の前記辺同士の各交差部を通る略円状に形成され、前記各交差部間に空隙もしくは接触部が存在するようにしてもよい。さらに、第１の態様において、前記湾曲部は略楕円状をなし、前記略楕円状の小径部近傍に複数のリブを有し、前記円形部は前記複数のリブを通る略円状に形成され、前記リブ間に空隙もしくは接触部が存在するようにしてもよい。
さらに、第１の態様において、複数の前記円形部が略円状に形成され、前記湾曲部は前記複数の円形部の間にそれぞれ形成されていてもよい。

　本発明の第１の態様によれば、捲回電極の面圧と軸芯の剛性のバランスに応じて軸芯径が自動的に変化し、軸芯径の変化によって捲回電極の面圧を適正に調整すること、および軸芯が中空構造を有し中心部に接合のための電極棒を挿入することが可能となるので、上記課題を解決することができる。

本発明が適用可能な第１実施形態の二次電池の断面図である。第１実施形態の二次電池の軸芯の電極群が捲回される前の状態を示す断面図である。第１実施形態の二次電池の軸芯の斜視図である。第１実施形態の二次電池の分解斜視図である。本発明が適用可能な第２実施形態の二次電池の断面図である。第２実施形態の二次電池の軸芯の電極群が捲回される前の状態を示す断面図である。本発明が適用可能な第３実施形態の二次電池の断面図である。第３実施形態の二次電池の軸芯の電極群が捲回される前の状態を示す断面図である。本発明が適用可能な第４実施形態の二次電池の断面図である。第４実施形態の二次電池の軸芯の電極群が捲回される前の状態を示す断面図である。第１実施形態の二次電池の電極群形成工程を示す断面図である。本発明が適用可能な第５実施形態の二次電池の電極群形成工程を示す断面図である。

（第１実施形態）
　以下、図面を参照して、本発明の二次電池の第１実施形態について説明する。
＜構成＞
　図４に示すように、本実施形態の二次電池１００は、円形の開口部を有する円筒状の有底電池缶１と、軸芯７と、軸芯周囲に捲回された電極群８と、絶縁およびシールのためのガスケット２と、電池蓋３と、電池蓋ケース４と、正極集電板５と、正極集電板５に接続された正極リード９と、負極集電板６とを有している。

　電池缶１は鉄とニッケルを主な成分とする合金製であり、表面にニッケルめっきが施されている。また、深絞り法により開口部の短辺寸法よりも深さ寸法が大きな有底の円筒形状に形成されている。

　電池缶１と電池蓋３とで形成される内部空間には、電極群８が収容されており、電極群８の中心部には軸芯７が配置されている。すなわち電極群８は軸芯７表面に複数周捲回されて円筒状に形成された、帯状の正極板１４および帯状の負極板１５、ならびにセパレータ１８の積層体である。電極群８の表面は粘着性のテープ１９で固定されている。電極群８は図示しない非水電解液により湿潤している。軸芯７は、樹脂製で軸方向にほぼ一様な中空部を有している。

　正極板１４はアルミニウム合金製で厚さ１０数μｍの箔からなる正極集電体と、その両面に薄く塗布形成された正極合剤からなる。負極板１５は銅合金製で厚さ１０μｍ前後の箔からなる負極集電体と、その両面に薄く塗布された負極合剤からなる。セパレータ１８は延伸されて多孔質化した樹脂製の薄い箔からなる。

　正極板１４、負極板１５は、それぞれ反対方向に突出する複数の正極タブ１２、負極タブ１３を有している。正極タブ１２、負極タブ１３は正負極集電体それぞれの端部を短冊状に切断形成したものである。正極タブ１２は正極集電板５、負極タブは負極集電板６のそれぞれ外周表面に機械的、電気的に接合されている。

　電池缶１の開口部には、円盤状の金属製電池蓋ケース４および電池蓋３が配置されている。電池蓋ケース４および電池蓋３は、鉄とニッケルを含有する同じ金属材からなり、電気的に導通している。また、電池蓋ケース４と正極集電板５とは、金属からなる正極リード９を介して電気的に接続されている。したがって電池蓋３は正極板１４と導通しており、その結果電池蓋３は二次電池３０の正極外部端子として機能している。

　負極集電板６は、絞り加工によって中心部分に軸芯７の外形と略等しい凹部６１が形成されており、凹部６１の反対面が電池缶１の底面と電気的に接続されている。したがって電池缶１の特に底面表面は負極外部端子として機能している。

　軸芯７の軸方向両端部は、正極集電板５の貫通孔部、負極集電板６の凹部６１に嵌合されている。

　ガスケット２は、可撓性を有する樹脂材料により構成され、電池缶１と電池蓋ケース４との間に位置している。電池缶１と電池蓋ケース４とはガスケット２を介してかしめ固定され、それらで画定された空間は密封されている。また電池缶１と、電池蓋３および電池蓋ケース４とは、絶縁性のガスケット２を介することで電気的に絶縁されている。

　正極板１４は、正極集電体の両面に、正極活物質として、例えばマンガン酸リチウム等のリチウム含有遷移金属複酸化物を含む正極活物質合剤が略均等かつ略均一に塗着されており、両面とも長手方向に沿う一側に正極活物質合剤が未塗工の正極タブ１２が形成されている。

　一方、負極板１５は、負極集電体の両面に、負極活物質として、リチウムイオンを吸蔵、放出可能な黒鉛等の炭素材を含む負極活物質合剤が略均等かつ略均一に塗着（塗工）されており、両面とも長手方向に沿う一側に負極活物質合剤が未塗工の負極タブ１３が形成されている。なお、負極板１５の長さは、正極板１４および負極板１５を捲回したときに、捲回最内周および最外周で捲回方向に正極板１４が負極板１５からはみ出すことがないように、正極板１４の長さより長く設定されている。

　セパレータ１８は、リチウムイオンが通過可能な微多孔性シート材で構成されており、本例では、数十μｍ厚のポリエチレンシートが用いられている。

　電極群１１を浸潤する電解液には、例えば、エチレンカーボネート等の炭酸エステル系の有機溶媒に６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ₆）等のリチウム塩が１モル／リットルの割合程度で溶解されたものを用いることができる。

　軸芯７には、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、あるいはポリプロピレン（ＰＰ）等の絶縁性樹脂を用いることができる。

　二次電池３０は、これらの構成により正極外部端子、負極外部端子を通じて外部から充電、もしくは外部へ放電することができる。

　図２に示すように、軸芯７は周囲に電極群が捲回される前の状態において、断面の外表面が略四辺形で、各辺は内側に湾曲して四辺形部（湾曲部）７２を形成しており、また各辺の交差部（円形部）７１は円弧状をなしている。軸芯７の内側面（中空面）はほぼ外表面に準じた形状をなしている。各辺の中央部分は、その周辺に比べ厚さが小さくなっている。

　図３に示すように、軸芯７は多角形（図３では略四辺形）の断面形状を有する中空管である。すなわち、軸方向に一様の断面形状を有する中空状の棒状形状を有している。

　図１に示すように、電極群８は、一定の張力を付与されながら捲回された結果、軸芯７に近接する最内周面８１において、軸芯７の各辺交差部の形状に沿った略四辺形の断面輪郭をなしている。一方電極群８の最外周面８２は、電池缶１の円筒内面に略等しい外径を有し、略円形輪郭をなしている。軸芯７は、電極群８の張力および面圧によって中心方向に押され、図２で示した初期の状態に比べて各辺が内側に湾曲している。
（製造方法）
　次に、図面を参照して、本実施形態の二次電池３０の製造方法について説明する。なお、本発明は、以下に例示する製造方法に制限されないことは論を待たない。
＜全体工程＞
　本実施形態の二次電池３０の製造工程は、（１）正負板１４、負極板１５を形成する電極板形成工程、（２）正負極板１４、１５、セパレータ１８を捲回して形状を整え、電極群８を形成する電極群形成工程、（３）電極群８と正負極集電板５、６を接合して電極アセンブリを組み立てる電極アセンブリ組立工程、（４）電極アセンブリを電池缶１内に挿入、接合して電解液を注入し、気密封止する封止工程、を含む。以下、上記工程順に本実施形態の二次電池３０の製造方法について詳述する。
＜電極板形成工程＞
　正極板１４の正極集電体はアルミニウム箔よりなり、正極活物質合剤には、マンガン酸リチウム等のリチウム含有遷移金属複酸化物を含むものが使用され、正極集電体に略均等かつ略均一に塗着される。正極活物質合剤には、正極活物質以外に、炭素材料等の導電材およびポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶＤＦと略記する。）等のバインダ（結着材）が配合される。正極活物質合剤の正極集電体への塗工時には、正極活物質合剤を、Ｎ－メチルピロリドン（以下、ＮＭＰと略記する。）等の分散溶媒で粘度調整する。このとき、正極集電体の片端には、正極活物質が塗工されない未塗工部を一部形成する。塗工後、正極板１４を乾燥し、さらにロールプレスで密度および厚さを調整する。

　負極板１５の負極集電体は銅合金箔よりなり、負極活物質合剤には、リチウムイオンを可逆に吸蔵、放出可能な黒鉛等の炭素材を含むものが使用され、負極集電体に略均等かつ略均一に塗着される。負極活物質合剤には、負極活物質以外に、アセチレンブラック等の導電材やＰＶＤＦ等のバインダが配合される。負極活物質合剤の負極集電体への塗工時には、負極活物質合剤をＮＭＰ等の分散溶媒で粘度調整する。このとき、負極集電体の片端には、負極活物質が塗工されない未塗工部を一部形成する。負極活物質合剤の負極集電体への塗工後、負極板１５を乾燥し、さらにロールプレスで密度および厚さを調整する。
＜電極群形成工程＞
　正極板１４および負極板１５を、セパレータ１８を介して捲回して電極群を形成し、断面最表面輪郭が円状となるように成形する。すなわち、図１１に示すように、セパレータ１８、負極板１５、セパレータ１８、正極板１４の順に積層し、一側から軸芯７表面を囲むように捲回する。このとき、正極タブ１２群と負極タブ１３群（図４参照）とを互いに反対側に配置する。また、捲き始め部分および巻き終わり部分には、セパレータ１８のみを数周捲回する。

　なお、負極板１５の長さは、捲回後に捲回最内周および最外周で捲回方向に正極板１４が負極板１５からはみ出すことがないように、正極板１４の長さより長く設定されている。また、セパレータ１８は、正極板１４および負極板１５の活物質塗工部同士が接触しないように、両者が重なる幅方向で両者より幅広とされている。最後に、セパレータ１８の捲回終了端をテープ１９（図４参照）で止めて形状を整え確定する。
＜電極アセンブリ組立工程＞
　電極群８と正負極集電板５、６（図４参照）を用意し、正極集電板５中央の貫通孔部に軸芯７を挿入すると共に、正極タブ１２群のそれぞれを正極集電板５の外周面（円筒面）側に位置させて、正極タブ１２群の外側面と正極集電板５の内側面から、これらを挟み込むように加圧しながら超音波振動を与え接合する。他方、同様に負極集電板６中央の凹部６１に軸芯を挿入すると共に、負極タブ１３群のそれぞれと負極集電板６の外周面（円筒面）側とを接合して、電極アセンブリが構成される。
＜封止工程＞
　電極アセンブリを、開口面１１を介して電池缶１内に挿入する。このとき、電極アセンブリの負極集電板６が電池缶１底面側に対向するようにする。負極集電板６の凹部の反対面と電池缶１の底面を当接させ、軸芯７の中空部より電極棒を挿入して負極集電板６の凹部に当接させると共に、電池缶１の底面表面にも電極棒を当接させ、電極棒同士を通電して６負極集電板と電池缶１とを溶接し接合する。続いて、正極リード９と電池蓋ケース４とを溶接して接合し、電池蓋ケース４が電池缶１に対して半開きになった状態で電池缶１内に電解液を注入する。この後、ガスケット２を介して電池缶１の開口部に電池蓋ケース４を位置させ、周囲を所定形状にかしめることで、電池缶１と電池蓋ケース４が絶縁された状態で内部空間が密封され、二次電池３０が組み立てられる。二次電池３０はこの後、初充電や各種検査が行われ、実用に供される。
（作用効果等）
　次に、第１実施形態の二次電池３０の作用効果等について説明する。

　本実施形態の二次電池３０によれば、電極板の捲回周回数が増加するごとに、正負極板１４、１５およびセパレータ１８の張力と軸芯７の剛性とのバランスに応じて軸芯７の各辺が徐々に内側方向に湾曲するので、捲回周回数が多くなった場合の軸芯７に近い内周部分の過度の面圧増加を抑制でき、面圧が過大な場合に生じる電池劣化を抑制することができる。

　さらに、本実施形態の二次電池３０では、電極板の捲回によって軸芯７の各辺が内側に湾曲した状態でも軸芯７中心の中空部が維持されるので、電池缶１底面と負極集電板６の溶接接続のための電極棒を挿入し接続部に到達させることができる。

　また、軸芯７が軸方向に一様な断面形状を有し、複雑なアンダーカット部などを有しないため、通常の樹脂射出成型法により安価にこれを形成することができる。

　なお、本実施形態では、断面形状を略四辺形（すなわち略四角形）とした軸芯７を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、略六角形、あるいは略三角形として形成されてもよい。
（第２実施形態）
　次に、本発明をハイブリッド車用の角形リチウムイオン二次電池に適用した第２の実施の形態について説明する。本実施形態の二次電池は、第１実施形態の軸芯断面形状を変化させたものである。なお、本実施形態以下の実施形態において、上述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略し、以下、異なる箇所のみ説明する。

　図６に示すように、本実施形態の軸芯７Ａは、断面において略四辺形をなす内側の四辺形部７Ａ１と、その各辺の交差部でつながった外側円形部７Ａ２を有している。すなわち第１実施形態の軸芯７の各辺交差部に外側円形部７Ａ２をつなげた格好になっている。また外側円形部７Ａ２の４か所にはスリット７Ａ３が設けられている。外側円形部７Ａ２は、スリット７Ａ３で区切られたそれぞれが一定の曲率半径の円弧状輪郭を有している。軸芯７Ａは第一実施形態と同様に樹脂で形成されている。

　図５に示すように、二次電池３０Ａにおいて、軸芯７Ａの各スリット７Ａ３の幅は電極群８の面圧によって中心方向に押されて小さくなり、伴って外側円形部７Ａ２の各輪郭が一体化してひとつの略円状に変化している。また四辺形部７Ａ１の各辺は内側に湾曲している。電極群８の内周部は、外側円形部７Ａ２の輪郭に沿って捲回されている。

　なお、このとき軸芯７Ａの外側円形部７Ａ２同士はスリット部で接触するようにしてもよい。

　本実施形態の二次電池３０Ｂによれば、電極群８の面圧を軸芯７Ａの外側外周部７Ａ２全体でほぼ均等に負担するので、特に電極群８内周部の面圧分布を第１実施形態に比べ小さくすることができ、その結果面圧に起因する劣化をより効果的に低減させることができる。また、外側円形部７Ａ２同士が接触するようにすることで、面圧による必要以上の軸芯径の縮小を防止することができ、それにより電極群８内周部の座屈を防止することができる。
（第３実施形態）
　次に、本発明をハイブリッド車用の角形リチウムイオン二次電池に適用した第３の実施の形態について説明する。本実施形態の二次電池は、第２実施形態と同様に、第１実施形態の軸芯断面形状を変化させたものである。

　図８に示すように、本実施形態の軸芯７Ｂは、断面において中心に中空部を有する内側円形部７Ｂ１と、それよりも外側に位置する外側円形部７Ｂ２と、内側内周部７Ｂ１と外側内周部７Ｂ２をつなぐ２か所のリブ７Ｂ４を有している。また外側円形部７Ｂ２の２か所にはスリット７Ｂ３が設けられている。内側円形部７Ｂ１は円状輪郭を有している。一方外側円形部７Ｂ２は、スリット７Ｂ３で区切られたそれぞれが内側円形部７Ｂ１よりも大きな曲率半径の円弧状輪郭を有している。軸芯７Ｂは第一実施形態と同様に樹脂で形成されている。

　図７に示すように、二次電池３０Ｂにおいて、軸芯７Ｂの各スリット７Ｂ３の幅は電極群８の面圧によって中心方向に押されて小さくなり、伴って外側円形部７Ｂ２の輪郭がひとつの略円状になっている。一方内側円形部７Ｂ１は、外側円形部７Ｂ２およびリブからの力によって図示上下方向より圧縮され、楕円状に変形している。電極群８の内周部は、外側円形部７Ｂ２の輪郭に沿って捲回されている。

　なお、このとき二つの外側円形部７Ｂ２同士はスリット７Ｂ３部で接触するようにしてもよい。また、内側円形部７Ｂ１はスリット７Ｂ３に接触するようにしてもよい。

　本実施形態の二次電池３０Ａによれば、電極群８の面圧を軸芯７Ｂの外側外周部７Ｂ２全体でほぼ均等に負担するので、特に電極群８内周部の面圧分布を第１実施形態に比べ小さくすることができ、その結果面圧に起因する劣化をより効果的に低減させることができる。また、外側円形部７Ｂ２同士および内側円形部７Ｂ１が接触するようにすることで、面圧による必要以上の軸芯７Ｂ径の縮小を防止することができ、それにより電極群８内周部の座屈を防止することができる。さらに、内側円形部７Ｂ１は第１実施形態のように内側に湾曲することがないため、電極棒が挿入される中空部をより広く確保することができる。これにより、外側円形部７Ｂ２の径と挿入される電極棒の径との差を小さくでき、一定の軸芯７Ｂ外径下においてより径の大きな電極棒を用いることが可能になる。あるいはこれにより、一定の径の電極棒を用いる前提において軸芯７Ｂ外径を小さくすることができ、二次電池３０Ｂの電極群が占有できる体積が大きくなるため、二次電池３０Ｂの容量密度を向上させることができる。
（第４実施形態）
　次に、本発明をハイブリッド車用の角形リチウムイオン二次電池に適用した第４の実施の形態について説明する。本実施形態の二次電池もまた、第１実施形態の軸芯断面形状を変化させたものである。

　図１０に示すように、本実施形態の軸芯７Ｃは、断面において中心に中空部を有する外側円形部７Ｃ２の４か所に、軸芯７Ｃ中心方向に凸状に湾曲した湾曲部７Ｃ３を有しており、それぞれの外側円形部７Ｃ２は湾曲部７Ｃ３を介して連結している。軸芯７Ｃはこれまでの実施形態と同様に樹脂で形成されている。

　図９に示すように、二次電池３０Ｃにおいて、軸芯７Ｃの各湾曲部７Ｃ３は電極群８の面圧によって中心方向に押されて曲率半径がより小さく変化し、伴って外側円形部７Ｃ２の輪郭がひとつの略円状になっている。電極群８の内周部は、外側円形部７Ｃ２の輪郭に沿って捲回されている。

　なお、このとき隣接する外側円形部７Ｃ２同士は、湾曲部７Ｃ３で接触するようにしてもよい。

　本実施形態の二次電池３０Ｃによれば、各外側円形部７Ｃ２の両端が湾曲部７Ｃ３に連結されているため、電極群８の面圧が両端部に作用しても両端部のみが中心方向に変形することなく、外側円形部７Ｃ２全体がほぼ均等に面圧を負担することができ、面圧の分布をより小さく抑えることができる。これにより面圧に起因する劣化をより効果的に軽減することが可能になる。また、湾曲部７Ｃ３の厚さと曲率半径に応じて面圧に対する変形量を調整することができる。さらに、湾曲部７Ｃ３は中空部の実質的内径を狭めるよう中心部に突出していないので（言い換えれば、外側円形部７Ｃ２の板厚の範囲で構成されているので）、一定の軸芯７Ｃ外径下においてより径の大きな電極棒を用いることが可能になる。あるいはこれにより、一定の径の電極棒を用いる前提において軸芯８外径を小さくすることができ、二次電池３０Ｃの電極群８が占有できる体積が大きくなるため、二次電池３０Ｂの容量密度を向上させることができる。
（第５実施形態）
　次に、本発明をハイブリッド車用の角形リチウムイオン二次電池に適用した第５の実施の形態について説明する。本実施形態の二次電池は、第１実施形態の電極群形成工程を変更したものである。

　図１２に示すように、電極群形成工程において軸芯７の中空部には、変形後の湾曲部同士の距離に等しい軸体２０が挿入されている。軸体２０は電極群形成工程が完了した後除去される。

　本実施形態の二次電池によれば、電極群８の捲回の進行に伴う面圧の増加および変化に対する軸芯７の変形限度が軸体２０により規定されるので、より安定に電極群形成を行うことが可能になる。

　本発明は、電池特性の劣化を抑制するため長寿命で、かつ生産性に優れた二次電池を提供するものであるため、二次電池の製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。

　１　電池缶
　２　ガスケット
　３　電池蓋
　４　電池蓋ケース
　５　正極集電板
　６　負極集電板
　７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ　軸芯
　７１　交差部（円形部）
　７２、７Ａ１　四辺形部（湾曲部）
　７Ａ２、７Ｂ２、７Ｃ２　外側変形部
　７Ａ３、７Ｂ３　スリット
　７Ｂ１　内側円形部
　７Ｂ４　リブ
　７Ｃ３　湾曲部
　８　電極群
　９　正極リボン
　１２　正極タブ
　１３　負極タブ
　１４　正極板
　１５　負極板
　１８　セパレータ
　１９　テープ
　２０　軸体
　３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ　二次電池

Claims

　正極板と負極板とをセパレータを介して軸芯の周りに捲回した電極群と、非水電解液とを備えた二次電池において、
　前記軸芯は、多角形の断面形状を有する中空管であることを特徴とする二次電池。
　請求項１において、前記軸芯は、前記電極群に接する円弧状の円形部と、外力に応じて変形する３以上の辺の集合体の多辺形もしくは略円形状の湾曲部と、前記湾曲部に包含される領域に前記軸方向に貫通する中空部と、を有し、前記円形部の全てを包含する最短距離の捲回後の輪郭長さが、前記捲回前よりも小さいことを特徴とする二次電池。
　請求項１において、前記円形部が前記湾曲部の前記辺同士の交差部に直接形成されたことを特徴とする二次電池。
　請求項１において、前記円形部が前記湾曲部の前記辺同士の各交差部を通る略円状に形成され、前記各交差部間に空隙もしくは接触部が存在することを特徴とする二次電池。
　請求項１において、前記湾曲部は略楕円状をなし、前記略楕円状の小径部近傍に複数のリブを有し、
前記円形部は前記複数のリブを通る略円状に形成され、前記リブ間に空隙もしくは接触部が存在することを特徴とする二次電池。
　請求項１において、複数の前記円形部が略円状に形成され、前記湾曲部は前記複数の円形部の間にそれぞれ形成されたことを特徴とする二次電池。