WO2015129376A1 - 捲回型電極群及び非水電解質電池 - Google Patents

捲回型電極群及び非水電解質電池 Download PDF

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政典 田中
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Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a wound electrode group and a nonaqueous electrolyte battery.
  • a lithium ion secondary battery is manufactured by the following method, for example. After producing an electrode group in which the positive electrode and the negative electrode are wound through a separator, the electrode group is housed in a metal case such as aluminum or aluminum alloy. Next, a lid is welded to the opening of the case, a nonaqueous electrolyte is poured into the case from a liquid inlet provided in the lid, and then a sealing member is welded to the liquid inlet to produce a battery unit. . Then, a lithium ion secondary battery is obtained by performing initial charge and an aging process with respect to this battery unit.
  • An object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte battery that can be used.
  • a wound electrode group includes a laminated body wound in a flat shape.
  • This laminate includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode.
  • the positive electrode has a first end face and a second end face.
  • the positive electrode extends from the first end surface to the second end surface.
  • the negative electrode includes a negative electrode active material having an operating potential nobler than 1.0 V (vs. Li / Li + ).
  • the negative electrode has a first end surface and a second end surface.
  • the negative electrode extends from the first end surface to the second end surface.
  • the positive electrode includes an end adjacent to the first end face. Both surfaces of this end of the positive electrode are opposed to the negative electrode through the separator.
  • the negative electrode includes an end adjacent to the first end surface. Both surfaces of this end of the negative electrode are opposed to the positive electrode via the separator.
  • the innermost circumference of the wound electrode group includes an end portion of the positive electrode and an end portion of the negative electrode.
  • a nonaqueous electrolyte battery includes the wound electrode group according to the first embodiment and a nonaqueous electrolyte.
  • FIG. 1 is a partially developed perspective view of an example wound electrode group according to the first embodiment.
  • 2A is a schematic cross-sectional view of the wound electrode group shown in FIG. 2B is a schematic developed cross-sectional view of the positive electrode and the negative electrode of the wound electrode group illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of an example nonaqueous electrolyte battery according to the second embodiment. 4 is an exploded perspective view of one of the nonaqueous electrolyte batteries shown in FIG.
  • FIG. 5 is a further exploded perspective view of the nonaqueous electrolyte battery shown in FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a wound electrode group of Example 2.
  • FIG. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a wound electrode group of Example 3.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the wound electrode group of Comparative Example 1.
  • a wound electrode group includes a laminated body wound in a flat shape.
  • This laminate includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode.
  • the positive electrode has a first end face and a second end face.
  • the positive electrode extends from the first end surface to the second end surface.
  • the negative electrode includes a negative electrode active material having an operating potential nobler than 1.0 V (vs. Li / Li + ).
  • the negative electrode has a first end surface and a second end surface.
  • the negative electrode extends from the first end surface to the second end surface.
  • the positive electrode includes an end adjacent to the first end face. Both surfaces of this end of the positive electrode are opposed to the negative electrode through the separator.
  • the negative electrode includes an end adjacent to the first end surface. Both surfaces of this end of the negative electrode are opposed to the positive electrode via the separator.
  • the innermost circumference of the wound electrode group includes an end portion of the positive electrode and an end portion of the negative electrode.
  • an electrode group using a base material having an operating potential lower than 1.0 V (vs. Li / Li + ), for example, carbon as a negative electrode active material is manufactured by a winding method, both sides of the negative electrode end portion are formed on the innermost periphery.
  • metal Li is deposited on the negative electrode end portion due to charge and discharge.
  • the deposited metal Li grows in the direction of breaking through the separator, and there is a risk of short-circuiting the positive electrode and the negative electrode. Therefore, the wound electrode group using a material having an operating potential lower than 1.0 V (vs. Li / Li + ) as the negative electrode active material is designed such that both sides of the negative electrode end do not face the positive electrode end.
  • such a design has a structure in which the negative electrodes face each other on the innermost circumference of the wound electrode group.
  • the end portion included in the innermost periphery is a portion that does not contribute to charging / discharging because Li is not exchanged during charging / discharging.
  • the energy density is reduced at the design stage. For example, in an electric vehicle, the cruising distance is reduced.
  • both surfaces of the end portion adjacent to the first end surface included in the innermost periphery of the positive electrode face the negative electrode.
  • the both surfaces of the edge part adjacent to the 1st end surface contained in the innermost periphery are facing the positive electrode among negative electrodes. Therefore, the end of the positive electrode and the end of the negative electrode located on the innermost periphery of the electrode group can contribute to charging and discharging.
  • the negative electrode includes a negative electrode active material in which the negative electrode has an operating potential nobler than 1.0 V (vs. Li / Li + ). It is possible to suppress the precipitation of metal Li at the end of the negative electrode, and it is possible to suppress the precipitation of metal eluted from the positive electrode. Therefore, even if both surfaces of the end portion adjacent to the first end surface of the positive electrode are opposed to the negative electrode, a short circuit between the positive electrode and the negative electrode due to deposition of a metal containing Li on the negative electrode surface during charge / discharge. Can be prevented.
  • the wound electrode group according to the first embodiment can realize a non-aqueous electrolyte battery that can exhibit high energy density and excellent life characteristics.
  • the positive electrode may further include a bent portion located on the innermost periphery.
  • the bent portion of the positive electrode can face the first end surface of the negative electrode via the separator.
  • the negative electrode can further include a bent portion located on the innermost periphery.
  • the bent portion of the negative electrode can be opposed to the first end surface of the positive electrode via a separator.
  • a separator can contain the 1st bending part which opposes the 1st end surface of a positive electrode, and the 2nd bending part which opposes the 1st end surface of a negative electrode in the innermost periphery.
  • the wound electrode group according to the first embodiment preferably satisfies the relational expression 0.01 ⁇ (2L ⁇ L A ⁇ L C ) /L ⁇ 0.8.
  • L [mm] is the distance between the first bent portion and the second bent portion of the separator, that is, the length of the innermost separator.
  • L A [mm] is the distance between the first end face of the negative electrode and the bent portion of the negative electrode, that is, the length of the innermost negative electrode.
  • L C [mm] is the distance between the first end face of the positive electrode and the bent portion of the positive electrode, that is, the length of the innermost positive electrode.
  • those satisfying the above relational expression can make the portion that can contribute to charge / discharge among the portions included in the innermost circumference of the positive electrode and the negative electrode larger. Moreover, the short circuit between a positive electrode and a negative electrode can further be suppressed. As a result, such a wound electrode group can realize a non-aqueous electrolyte battery that can exhibit higher energy density and better life characteristics.
  • the positive electrode includes a positive electrode current collector and a positive electrode layer formed on the positive electrode current collector, specifically, on both surfaces or one surface of the positive electrode current collector.
  • the negative electrode can include a negative electrode current collector and a negative electrode layer formed on the negative electrode current collector, specifically on both sides or one side thereof.
  • the positive electrode layer is preferably formed on both surfaces of the positive electrode current collector, and the negative electrode layer is preferably formed on both surfaces of the negative electrode current collector.
  • Such a wound electrode group can contribute to charging / discharging a larger part of the positive electrode and the negative electrode, so that a non-aqueous electrolyte battery capable of exhibiting a higher energy density can be realized.
  • it is more preferable that the positive electrode layer is continuously applied to both surfaces of the positive electrode current collector without interruption, and the negative electrode layer is continuously applied to both surfaces of the negative electrode current collector without interruption.
  • the wound electrode group according to the first embodiment can be produced, for example, by the following procedure.
  • one positive electrode, one negative electrode, and two separators are prepared. These are laminated in the order of a separator, a negative electrode, a separator, and a positive electrode to form a laminate. Here, it is made for the edge part adjacent to the 1st end surface of a positive electrode not to oppose a negative electrode.
  • the laminate is transferred to a winding device, and before the negative electrode is bent, the positive electrode is bent together with the separator so that at least a part of the positive electrode that does not face the negative electrode faces the negative electrode. Subsequently, this time, the negative electrode is added, and the entire laminate is bent in order. Thereby, a spiral wound body is obtained. By pressing the wound body thus obtained, a flat wound electrode group can be obtained.
  • the procedure for bending the positive electrode first has been described above, the first end face of the negative electrode is formed so that the end adjacent to the positive electrode does not face the positive electrode, and the negative electrode is bent first.
  • the wound electrode group according to the embodiment can be obtained.
  • the length of the innermost circumference of the separator in a wound-type electrode group is incorporated in a non-aqueous electrolyte battery L, the length L C of the innermost anode length L A, and the innermost positive electrode, the following It can be measured by the method.
  • the nonaqueous electrolyte battery is disassembled and the electrode group is taken out.
  • the extracted electrode group is cut in a direction perpendicular to the winding axis. In this cut surface, measured the length L of the innermost separator, and the length L A of the negative electrode innermost, innermost positive electrode length L C.
  • the positive electrode can include a positive electrode current collector and a positive electrode layer formed on the positive electrode current collector, specifically, on both surfaces or one surface thereof.
  • the positive electrode current collector can include a portion where the positive electrode layer is not formed on the surface, and this portion can serve as a positive electrode tab.
  • the positive electrode current collector can be formed of, for example, a metal foil.
  • a material of the metal foil that can form the positive electrode current collector for example, aluminum or an aluminum alloy can be used.
  • the positive electrode layer can contain a positive electrode active material.
  • the positive electrode active material is not particularly limited, but it is preferable to use a positive electrode active material whose volume change of the active material is small during charging and discharging. By using such a positive electrode active material, twisting of the positive electrode during charge / discharge can be reduced, and thus cycle characteristics are improved.
  • a positive electrode active material for example, lithium-containing nickel cobalt manganese oxide (for example, Li 1-x Ni 1-abc Co a Mn b M1 c O 2 (wherein M1 is from Mg, Al, Si, Ti, Zn, Zr, Ca and Sn).
  • various oxides such as lithium-containing cobalt oxide (for example, LiCoO 2 ), manganese dioxide, lithium manganese composite oxide (for example, LiMn 2 O 4 , LiMnO 2 ), lithium-containing nickel oxide (for example, LiNiO 2 ), lithium-containing nickel cobalt oxide (for example, LiNi 0.8 Co 0.2 O 2 ), lithium-containing iron oxide, vanadium oxide containing lithium, and chalcogen compounds such as titanium disulfide and molybdenum disulfide. May be.
  • the kind of positive electrode active material to be used can be one kind or two or more kinds.
  • the positive electrode layer can further contain a conductive agent and a binder as necessary.
  • the conductive agent is blended as necessary in order to enhance the current collecting performance and suppress the contact resistance between the positive electrode active material and the positive electrode current collector.
  • the conductive agent in the positive electrode layer for example, acetylene black, carbon black, artificial graphite, natural graphite or the like can be used.
  • the binder has a function of binding the positive electrode active material and the positive electrode current collector.
  • the binder in the positive electrode layer include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), modified PVdF obtained by substituting at least one of hydrogen and fluorine of PVdF with another substituent, and vinylidene fluoride.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PVdF polyvinylidene fluoride
  • modified PVdF obtained by substituting at least one of hydrogen and fluorine of PVdF with another substituent
  • vinylidene fluoride vinylidene fluoride.
  • a copolymer of -6 fluoropropylene, a terpolymer of polyvinylidene fluoride-tetrafluoroethylene-6propylene fluoride, and the like can be used.
  • the positive electrode can be manufactured, for example, as follows.
  • a positive electrode active material optionally a conductive agent, and a binder are added and suspended in a suitable solvent such as N-methylpyrrolidone to prepare a positive electrode slurry.
  • the mixing ratio of the positive electrode active material, the conductive agent and the binder is within the range of 75 to 96% by mass of the positive electrode active material, 3 to 20% by mass of the conductive agent, and 1 to 7% by mass of the binder. It is preferable to make it.
  • the slurry obtained as described above is applied on the positive electrode current collector. Thereafter, the applied slurry is dried and then rolled, for example, by a roll press.
  • the negative electrode can include a negative electrode current collector and a negative electrode layer formed on the negative electrode current collector, specifically on both sides or one side thereof.
  • the negative electrode current collector can include a portion where the negative electrode layer is not formed on the surface, and this portion can serve as a negative electrode tab.
  • the negative electrode current collector is preferably formed from a material that is electrochemically stable in a potential range in which insertion and extraction of lithium ions occur in the negative electrode layer.
  • examples of such materials include copper, nickel, stainless steel, aluminum, and aluminum alloys.
  • the aluminum alloy preferably contains one or more elements selected from Mg, Ti, Zn, Mn, Fe, Cu, and Si.
  • the negative electrode layer can include a negative electrode active material.
  • the negative electrode active material includes a negative electrode active material having an operating potential nobler than 1.0 V (vs. Li / Li + ).
  • This negative electrode active material preferably has a Li storage / release potential higher than 1.0 V (vs. Li / Li + ) and not higher than 2.3 V (vs. Li / Li + ).
  • Examples of such a negative electrode active material include lithium titanium composite oxide (for example, spinel type lithium titanate) and monoclinic type titanium dioxide. It is preferable to include a lithium titanium composite oxide.
  • graphite material or carbonaceous material for example, graphite, coke, carbon fiber, spherical carbon, pyrolytic vapor phase carbonaceous material, resin fired body, etc.
  • chalcogen compound for example, titanium disulfide, molybdenum disulfide, selenium) Or niobium oxide
  • light metals for example, aluminum, aluminum alloy, magnesium alloy, lithium, lithium alloy, etc.
  • the kind of negative electrode active material to be used can be one kind or two or more kinds, it is preferable that the working potential of the negative electrode is nobler than 1.0 V (vs. Li / Li + ) in terms of battery design.
  • the negative electrode layer can further contain a conductive agent and a binder as necessary.
  • the conductive agent is blended as necessary in order to enhance the current collecting performance and suppress the contact resistance between the negative electrode active material and the negative electrode current collector.
  • a carbon material can be used as the conductive agent in the negative electrode layer.
  • the carbon material include acetylene black, carbon black, coke, carbon fiber, and graphite.
  • the binder has a function of binding the negative electrode active material and the negative electrode current collector.
  • the binder in the negative electrode material layer include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), ethylene-propylene-diene copolymer (EPDM), styrene-butadiene rubber (SBR), carboxymethyl cellulose (CMC). ) Etc. can be used.
  • the negative electrode can be produced, for example, as follows.
  • a negative electrode active material, a binder and, if necessary, a conductive agent are suspended in a commonly used solvent such as N-methylpyrrolidone to prepare a slurry for preparing a negative electrode.
  • the negative electrode active material, the conductive agent, and the binder are blended in a proportion of 70% by mass to 96% by mass, 2% by mass to 20% by mass, and 2% by mass to 10% by mass, respectively. It is preferable.
  • the amount of the conductive agent By setting the amount of the conductive agent to 2% by mass or more, the current collecting performance of the negative electrode mixture layer can be improved. Further, by setting the amount of the binder to 1% by mass or more, the binding property between the negative electrode layer and the negative electrode current collector can be improved, and excellent cycle characteristics can be expected.
  • the conductive agent and the binder are each preferably 16% by mass or less in order to increase the capacity.
  • the slurry obtained as described above is applied onto the negative electrode current collector. Thereafter, the slurry coated with the negative electrode current collector is dried, and then a press such as a roll press is performed.
  • the separator is not particularly limited, and for example, a microporous film, a woven fabric, a non-woven fabric, a laminate of the same material or different materials among these can be used.
  • the material for forming the separator include polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-butene copolymer, and cellulose.
  • FIG. 1 is a partially developed perspective view of an example wound electrode group according to the first embodiment.
  • 2A is a schematic cross-sectional view of the wound electrode group shown in FIG. 2B is a schematic developed cross-sectional view of the positive electrode and the negative electrode of the wound electrode group illustrated in FIG. 1.
  • 2A and 2B are schematic cross-sectional views of the wound electrode group 1 shown in FIG. 1 taken along the winding direction C-C ′ shown in FIG.
  • the wound electrode group 1 shown in FIGS. 1, 2A and 2B includes one positive electrode 11, one negative electrode 12, and two separators 13.
  • the ends of the two separators 13 are omitted in the developed portion 1 ⁇ / b> B of the wound electrode group 1.
  • the positive electrode 11 is indicated by a thick line
  • the negative electrode 12 is indicated by a thin line
  • the two separators 13 are indicated by a broken line.
  • a gap is shown between the positive electrode 11, the negative electrode 12, and the separator 13 so that the arrangement of the positive electrode 11, the negative electrode 12, and the separator 13 can be clearly grasped.
  • the positive electrode 11 includes a strip-shaped positive electrode current collector 11a and a positive electrode layer 11b (one positive electrode layer 11b is not shown) formed on both surfaces thereof.
  • the positive electrode current collector 11a includes a portion 11c where the positive electrode layer 11b is not formed on the surface. This portion 11c can serve as a positive electrode tab.
  • the positive electrode 11 includes a first end surface 11 1 shown in FIGS. 2A and 2B, and a 2 second end surface 11 shown in FIG. 1 and FIGS. 2A and 2B. As is apparent from FIG. 2B, the positive electrode 11 extends from the first end surface 11 1 to the second end surface 11 2 . In other words, the first end surface 11 1 and the second end surface 11 2 of the positive electrode 11 are short sides of the strip-shaped positive electrode 11, respectively.
  • the positive electrode tab 11 c shown in FIG. 1 extends from the first end surface 11 1 of the positive electrode 11 to the second end surface 11 2 .
  • the negative electrode 12 includes a strip-shaped negative electrode current collector 12a and negative electrode layers 12b (one negative electrode layer 12b is not shown) formed on both surfaces thereof.
  • the negative electrode current collector 12a includes a portion 12c where the negative electrode layer 12b is not formed on the surface. This portion 12 can serve as a negative electrode tab.
  • Negative electrode 12 includes a first end surface 12 1 shown in FIGS. 2A and 2B, and FIG. 1 and a second end surface shown in FIGS. 2A and 2B 12 2. As is apparent from Figure 2B, the negative electrode 12 extends from the first end face 12 1 to the second end surface 12 2. In other words, the first end surface 12 1 and second end faces 12 2 of the negative electrode 12, respectively, are short side of a strip-shaped anode 12. Although not clearly shown, the negative electrode tab 12 c shown in FIG. 1 extends from the first end surface 12 1 of the negative electrode 12 to the second end surface 12 2 .
  • a separator 13, a negative electrode 12, a separator 13, and a positive electrode 11 are laminated in this order to form a laminated body 1.
  • the positive electrode tab 11 c and the negative electrode tab 12 c extend from the laminate 1 in opposite directions.
  • the laminated body 1 is wound into a flat shape with the direction RR ′ shown in FIG. 1 as a winding axis to form a wound electrode group 1.
  • the wound electrode group 1 includes an innermost circumference 1A and an outermost circumference 1B shown in FIGS. 1 and 2A. In the developed view shown in Figure 2B, it illustrates the first end surface 12 of the first end surface 11 1 and the negative electrode 12 of the positive electrode 11 positioned at the innermost circumference 1A of the wound electrode assembly 1 at the left end.
  • the right end shows the wound second end surface 12 of the second end surface 11 2 and the negative electrode 12 of the positive electrode 11 positioned in the outermost periphery 1B of the electrode group 1 2.
  • the outermost periphery 1B of the wound electrode group 1 is a portion developed in FIG.
  • the positive electrode 11 in the wound electrode group 1 is formed with a bent portion 11d on the innermost circumference 1A by winding the laminated body 1 into a flat shape.
  • the negative electrode 12 is formed with a bent portion 12d on the innermost circumference 1A by winding the laminated body 1 into a flat shape.
  • the separator 13 is wound on the first bent portion 13b in contact with the bent portion 12d of the negative electrode 12 and the bent portion 11d of the positive electrode 11 in the innermost circumference 1A by winding the laminated body 1 into a flat shape.
  • a second bent portion 13a is formed in contact therewith.
  • the innermost circumference 1A of the wound electrode assembly 1, to the first and portion 11A from the end face 11 1 to bent portions 11d, bent portion 12d from the first end surface 12 1 of the negative electrode 12 of the positive electrode 11 Part 12B and a part 13A of the separator 13 are included.
  • the bent portion 11d of the positive electrode 11 and the bent portion 12d of the negative electrode 12 are shown as if they were curved portions.
  • the positive electrode 11 is bent so that a fold is formed in the positive electrode current collector 11a in the bent portion 11d
  • the negative electrode 12 is bent so that a fold is generated in the negative electrode current collector 12a in the bent portion 12d. It has been.
  • An end portion 11e adjacent to the first end surface 111 of the positive electrode 11 included in the innermost circumference 1A of the wound electrode group 1 shown in FIG. 2A has both surfaces 11e-1 and 11e-2 through the separator 13. Opposite the negative electrode 12. Similarly, the ends 12e adjacent the first end surface 12 1 of the negative electrode 12, both surfaces 12e-1 and 12e-2 is opposed to the positive electrode 11 via a separator 13.
  • the length of the portion 11A contained in the innermost 1A of the electrode group 1 of the positive electrode 11, that is, the length up to the bent portion 11d of the first end face 11 1 from the positive electrode 11 of the positive electrode 11 L C [mm].
  • the length of the separator 13 on the innermost circumference 1A that is, the length from the bent portion 13a of the separator 13 to the bent portion 13b of the separator 13 is L [mm].
  • the length L of the separator 13 on the innermost circumference 1A, the length L C of the positive electrode 11, and the length L A of the negative electrode 12 are set to be 0.1. 01 ⁇ (2L ⁇ L A ⁇ L C ) /L ⁇ 0.8 is satisfied.
  • one negative electrode 12 comprising a portion 11B of the second end face 11 2 positive electrode 11 including a second end surface 12 2 Part 12B.
  • the part 12B of the negative electrode 12 faces the part 11B of the positive electrode 11 with the separator 13 interposed therebetween, and is located outside the part 11B of the positive electrode 11.
  • a part 13 ⁇ / b> B of the two separators 13 is disposed outside the part 12 ⁇ / b> B of the negative electrode 12.
  • 2 sheets of separators 13 are wound so as to surround the end surface 12 2 second of the second end face 11 2 and the negative electrode 12 of the cathode 11.
  • a flat wound electrode group is provided.
  • the negative electrode includes a negative electrode active material having an operating potential nobler than 1.0 V (vs. Li / Li + ). Further, in the innermost circumference of the wound electrode group, both surfaces of the end portion of the positive electrode are opposed to the negative electrode through the separator, and both surfaces of the end portion of the negative electrode are opposed to the positive electrode through the separator. Thanks to these, the flat wound electrode group according to the first embodiment can realize a non-aqueous electrolyte battery that can exhibit high energy density and excellent life characteristics.
  • a nonaqueous electrolyte battery According to the second embodiment, a nonaqueous electrolyte battery is provided.
  • This nonaqueous electrolyte battery includes the wound electrode group according to the first embodiment and a nonaqueous electrolyte.
  • the nonaqueous electrolyte battery according to the second embodiment may further include an exterior member that houses a wound electrode group and a nonaqueous electrolyte.
  • the nonaqueous electrolyte battery according to the second embodiment further includes a positive electrode terminal electrically connected to the positive electrode of the wound electrode group and a negative electrode terminal electrically connected to the negative electrode of the wound electrode group. Can be provided. Each of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal can be attached to the exterior member with an insulating member interposed therebetween, for example.
  • Nonaqueous electrolyte As a nonaqueous electrolyte, what is prepared by dissolving electrolyte (for example, lithium salt) in a nonaqueous solvent can be used.
  • electrolyte for example, lithium salt
  • non-aqueous solvent examples include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), ⁇ -butyrolactone ( ⁇ -BL), sulfolane, acetonitrile, 1,2-dimethoxyethane, 1,3-dimethoxypropane, dimethyl ether, tetrahydrofuran (THF), 2-methyltetrahydrofuran and the like.
  • Nonaqueous solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the electrolyte include lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium hexafluoroarsenide (LiAsF 6 ), and trifluoromethanesulfone.
  • a lithium salt such as lithium acid lithium (LiCF 3 SO 3 ) can be given.
  • the electrolyte may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of electrolyte dissolved in the non-aqueous solvent is preferably 0.2 mol / L to 3 mol / L. If the electrolyte concentration is too low, sufficient ionic conductivity may not be obtained. On the other hand, if the input amount of the electrolyte to the nonaqueous solvent is too high, the electrolyte may not be completely dissolved in the nonaqueous solvent.
  • the exterior member is preferably rectangular.
  • the exterior member that can be included in the nonaqueous electrolyte battery according to the second embodiment is not limited to a square shape, and various shapes can be used depending on the application.
  • a metal exterior member can be used.
  • a material for the exterior member for example, aluminum, aluminum alloy, iron (Fe), nickel (Ni) plated iron, stainless steel (SUS), or the like can be used.
  • the exterior member may be made of, for example, a laminate film.
  • a laminate film a film comprising a metal layer and two resin layers sandwiching the metal layer can be used.
  • Positive electrode terminal and negative electrode terminal It is desirable to form the positive electrode terminal and the negative electrode terminal from, for example, aluminum or an aluminum alloy.
  • connection between the positive electrode terminal and the positive electrode can be made, for example, via a positive electrode lead.
  • connection between the negative electrode terminal and the negative electrode can be made, for example, via a negative electrode lead.
  • the positive electrode lead and the negative electrode lead are preferably formed from, for example, aluminum or an aluminum alloy.
  • a resin can be used as a material of the insulating member.
  • the resin used for the insulating member any resin can be used as long as it is resistant to the electrolytic solution.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of an example nonaqueous electrolyte battery according to the second embodiment.
  • 4 is an exploded perspective view of one of the nonaqueous electrolyte batteries shown in FIG.
  • FIG. 5 is a further exploded perspective view of the nonaqueous electrolyte battery shown in FIG.
  • the nonaqueous electrolyte secondary battery 100 of this example includes an exterior member 111, an electrode group 1 housed in the exterior member 111, and a nonaqueous electrolysis impregnated in the electrode group 1. It is a square nonaqueous electrolyte battery comprising a liquid (not shown).
  • the electrode group 1 is the flat wound electrode group 1 described with reference to FIG. 1 and FIGS. 2A and 2B. A portion of the electrode group 1 excluding the positive electrode tab 11 c and the negative electrode tab 12 c is covered with an insulating tape 10.
  • the exterior member 111 includes a bottomed rectangular cylindrical metal container 111a having an opening, and a rectangular plate-shaped sealing body 111b disposed in the opening of the container 111a. .
  • the sealing body 111b is joined to the opening of the container 111a by welding such as laser welding.
  • the sealing body 111b has two through holes (not shown) and an inlet (not shown).
  • the nonaqueous electrolyte secondary battery 100 of this example further includes a positive electrode lead 6 and a negative electrode lead 7.
  • the positive electrode lead 6 has a connection plate 6a having a through-hole 6b, and a current collecting portion 6c that bifurcates from the connection plate 6a and extends downward.
  • the negative electrode lead 7 includes a connection plate 7a having a through hole 7b, and a current collecting portion 7c branched from the connection plate 7a and extending downward.
  • the insulator 8 is disposed on the back surface of the sealing body 111b.
  • the insulator 8 has a first recess 8a and a second recess 8b on the back surface.
  • a through hole 8a ′ and a through hole 8b ′ are opened in the first recess 8a and the second recess 8b, respectively, and each of the through holes 8a ′ and 8b ′ communicates with the through hole of the sealing body 111b. is doing.
  • a connection plate 6a for the positive electrode lead 6 is disposed in the first recess 8a, and a connection plate 7a for the negative electrode lead 7 is disposed in the second recess 8b.
  • the insulator 8 has a through hole 8c communicating with the inlet of the sealing body 111b.
  • the positive electrode lead 6 is joined between the bifurcated current collecting part 6c with the outer periphery of the positive electrode tab 11c of the electrode group 1 sandwiched therebetween.
  • the negative electrode lead 7 is joined between the bifurcated current collecting part 7c with the outer periphery of the negative electrode tab 12c of the electrode group 2 sandwiched therebetween.
  • the non-aqueous electrolyte secondary battery 100 of this example includes two insulating members 9a.
  • One insulating member 9a covers the joint between the positive electrode lead 6 and the positive electrode tab 11c.
  • the other insulating member 9a covers the joint between the negative electrode lead 7 and the negative electrode tab 12c.
  • the two insulating members 9a are each fixed to the electrode group 2 by an insulating tape 9b folded in half.
  • the nonaqueous electrolyte secondary battery 100 of this example further includes a positive electrode terminal 113 and a negative electrode terminal 114.
  • the positive electrode terminal 113 includes a rectangular head portion 113a and a shaft portion 113b extending downward from the back surface of the head portion 113a.
  • the negative electrode terminal 114 includes a rectangular head portion 114a and a shaft portion 114b extending downward from the back surface of the head portion 114a.
  • the positive electrode terminal 113 and the negative electrode terminal 114 are respectively disposed on the upper surface of the sealing body 111b via an insulating gasket 115.
  • the shaft portion 113b of the positive electrode terminal 113 is inserted into the through hole 115a of the insulating gasket 115, the through hole of the sealing body 111b, the through hole 8a 'of the insulator 8, and the through hole 6b of the connection plate 6a of the positive electrode lead 6, It is fixed by caulking.
  • the shaft portion 114b of the negative electrode terminal 114 is inserted into the through hole 115a of the insulating gasket 115, the through hole of the sealing body 111b, the through hole 8b ′ of the insulator 8, and the through hole 7b of the connection plate 7a of the negative electrode lead 7, They are caulked and fixed. Thereby, the positive electrode terminal 113 and the positive electrode lead 6 are electrically connected, and the negative electrode terminal 114 and the negative electrode lead 7 are electrically connected.
  • the nonaqueous electrolyte battery 100 having the above-described configuration, the nonaqueous electrolyte was injected into the container 111a after the electrode group 2 was accommodated in the container 111a and the sealing body 111b was joined to the opening of the container 111a. Can be done through the inlet. After injecting the nonaqueous electrolyte, as shown in FIG. 3, the exterior member 111 can be sealed by fitting a metal sealing plug 123 into the inlet and welding it.
  • the nonaqueous electrolyte battery according to the second embodiment includes the flat wound electrode group according to the first embodiment, it can exhibit a high energy density and excellent life characteristics.
  • Example 1 In Example 1, a non-aqueous electrolyte secondary battery having the same structure as the non-aqueous electrolyte secondary battery 100 shown in FIGS. 3 to 5 having the wound electrode group 1 shown in FIGS. 1 and 2A and 2B. A battery was produced.
  • lithium nickel cobalt manganese composite oxide LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 and lithium cobalt composite oxide LiCoO 2 were prepared as positive electrode active materials. These were mixed so that LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 and LiCoO 2 were 2: 1 to obtain an active material mixture.
  • This active material mixture, acetylene black as a conductive agent, graphite as a further conductive agent, and polyvinylidene fluoride as a binder were mixed at a mass ratio of 100: 2: 3: 3.
  • the mixture thus obtained was charged into N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent, and this was kneaded and stirred with a planetary mixer to prepare a positive electrode slurry.
  • an aluminum foil having a thickness of 20 ⁇ m as a positive electrode current collector was prepared.
  • This aluminum foil had a strip shape extending from the first end face to the second end face.
  • the positive electrode slurry prepared previously was applied to both surfaces of the aluminum foil in a coating apparatus so that the coating amount per unit area was 70 g / m 2 . At this time, the positive electrode slurry was not applied to a part of the aluminum foil, and a strip-shaped positive electrode slurry uncoated portion extending in the direction from the first end surface to the second end surface of the aluminum foil was left.
  • the coating film thus obtained was dried. Subsequently, the dried coating film and aluminum foil were rolled in a roll press machine so that the electrode density was 3.4 g / cc. Thus, the positive electrode 11 including the positive electrode current collector and the positive electrode layer formed on the surface of the positive electrode current collector was obtained.
  • lithium titanate Li 4 Ti 5 O 12 was prepared as a negative electrode active material.
  • This active material, graphite as a conductive agent, and polyvinylidene fluoride as a binder were mixed at a mass ratio of 100: 15: 4.
  • the mixture thus obtained was charged into N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent, and this was kneaded and stirred with a planetary mixer to prepare a negative electrode slurry.
  • an aluminum foil having a thickness of 20 ⁇ m as a negative electrode current collector was prepared.
  • This aluminum foil had a strip shape extending from the first end face to the second end face.
  • the negative electrode slurry prepared previously was applied to both surfaces of the aluminum foil in a coating apparatus so that the coating amount per unit area was 65 g / m 2 . At this time, the negative electrode slurry was not applied to a part of the aluminum foil, and a strip-shaped negative electrode slurry uncoated portion extending in the direction from the first end surface to the second end surface of the aluminum foil was left.
  • the coating film thus obtained was dried. Subsequently, the dried coating film and aluminum foil were rolled in a roll press machine so that the electrode density was 2.4 g / cc. Thus, the negative electrode 12 including the negative electrode current collector and the negative electrode layer formed on the surface of the negative electrode current collector was obtained.
  • this laminated body 1 was moved to the winding apparatus.
  • the separator 13 and the positive electrode 11 were bent first.
  • the negative electrode 12 was further added, and the entire laminate was bent and wound in a spiral shape.
  • the angle of the first core is adjusted so that the length L A of the negative electrode 12 with the innermost circumference 1A is 69.6 mm and the length L C of the positive electrode 11 with the innermost circumference 1A is 69.7 mm. did.
  • the wound body thus obtained was pressed to obtain a flat wound electrode group 1.
  • the insulator 8 was disposed on the back surface of the aluminum sealing body 111b.
  • the head portion 113a of the positive electrode terminal 113 is disposed on the upper surface of the sealing body 111b via the insulating gasket 115, and the shaft portion 113b of the positive electrode terminal 113 is disposed on one through hole of the sealing body 111b and the through hole 8a of the insulator 8. Inserted into '.
  • the head portion 114a of the negative electrode terminal 114 is disposed on the upper surface of the sealing body 111b via the insulating gasket 115, and the shaft portion 114b is inserted into the other through hole of the sealing body 111b and the through hole 8b ′ of the insulating body 8. did.
  • a sealing body 111b as shown in FIGS. 4 and 5 was obtained.
  • the positive electrode tab 11c of the wound electrode group 1 produced previously was sandwiched between the forked collectors 6c of the positive electrode lead 6, and the positive electrode tab 11c and the positive electrode lead 6 were welded in this state.
  • the negative electrode tab 12c of the wound electrode group 1 was sandwiched between the bifurcated current collecting portions 7c of the negative electrode lead 7, and the negative electrode tab 12c and the negative electrode lead 7 were welded in this state.
  • the positive electrode terminal 113 was caulked and fixed to the connection plate 6 a of the positive electrode lead 6.
  • the negative electrode terminal 114 was fixed by caulking to the connection plate 7 a of the negative electrode lead 7. In this way, the electrode group 2 and the sealing body 111b were integrated.
  • one insulating member 9a was put on the positive electrode lead 6 and the positive electrode tab 11c so as to fix them. Similarly, another insulating member 9a was put on the negative electrode lead 7 and the negative electrode tab 12c so as to fix them. Subsequently, these insulating members 9a were each fixed with an insulating tape 9b.
  • the unit of the insulating member 9a, the positive electrode lead 6 and the positive electrode tab 11c fixed in this manner and the unit of the insulating member 9a, the negative electrode lead 7 and the negative electrode tab 12c were inserted into an aluminum container 111a. Subsequently, the sealing body 111b was welded with the laser to the opening part of the container 111a, and the battery unit 100 was produced.
  • the produced battery unit 100 had a rectangular parallelepiped shape with a width of 10 mm, a height of 10 mm, and a thickness of 30 mm.
  • the non-aqueous electrolyte battery 100 was initially charged. The initial charging was performed at a constant voltage until the current value reached 0.01 C after constant current charging at 0.2 C up to 2.8 V at 25 ° C.
  • the non-aqueous electrolyte battery 100 that was initially charged was heated in the atmosphere at 60 ° C. for 150 hours, and then charged at a constant current of 0.2 C to 2.8 V at 25 ° C. Thereafter, the battery unit 100 was charged by constant voltage charging until the current value reached 0.01C. Further, the battery unit 100 was discharged at 0.33 C until the voltage value became 1.3 V, and the discharge capacity was measured. The measured discharge amount was taken as the rated capacity of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 1. The rated capacity of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 1 was 22.23 Ah.
  • the non-aqueous electrolyte battery 100 was charged at a constant current of 0.2 C up to 2.8 V at 25 ° C., and then the current value was 0.01 C by constant voltage charging.
  • the nonaqueous electrolyte battery 100 was stored for 1 month in a 25 ° C. atmosphere.
  • the nonaqueous electrolyte battery 100 after storage was discharged at 0.33 C in a 25 ° C. atmosphere until the voltage value became 1.3 V, the discharge capacity was measured, and this discharge capacity was measured for the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 1. It was set as the capacity after storage.
  • the capacity of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 1 was 19.23 Ah. That is, the self-discharge amount by storage of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 1 was 3.00 Ah.
  • wound electrode group 1 A cross-sectional observation of the wound electrode group 1 of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 1 was performed.
  • the cross section of the wound electrode group 1 had a structure similar to the structure schematically shown in FIG. 2A. That is, the wound electrode group 1 includes a portion 11A from the first end surface 11 1 of the positive electrode 11 to the bent portion 11d of the positive electrode 11, and a first end surface 12 1 of the negative electrode 12 to the bent portion 12d of the negative electrode 12.
  • An innermost circumference 1A including a portion 12A and a portion 13A from the second bent portion 13a that contacts the bent portion 11d of the positive electrode 11 to the first bent portion 13b that contacts the bent portion 12d of the negative electrode 12 in the separator 13 Included.
  • both surfaces 11e-1 and 11e-2 of the end portion 11e adjacent to the first end surface 111 of the positive electrode 11 face the negative electrode 12 with the separator 13 interposed therebetween.
  • both sides 12e-1 and 12e-2 of the first end portion 12e adjacent the end face 12 1 of the negative electrode 12 was opposite to the positive electrode 13 via a separator 13.
  • the wound electrode group 1 includes a portion 11B including the second end surface 11 2 of the positive electrode 11, a portion 12B including the second end surface 12 2 of the negative electrode 12, and an end portion 13B of the separator 13. The outer periphery 1B was included.
  • the part 12 ⁇ / b> B of the negative electrode 12 faces the part 11 ⁇ / b> B of the positive electrode 11 through the separator 13, and is located outside the part 11 ⁇ / b> B of the positive electrode 11. Further, a part 13 ⁇ / b> B of the two separators 13 was disposed outside the part 12 ⁇ / b> B of the negative electrode 12. The two separators 13 has been wound so as to surround the end surface 12 2 second of the second end face 11 2 and the negative electrode 12 of the cathode 11.
  • the length L C of the positive electrode 11, the length L A of the negative electrode 12, and the length L of the separator in the innermost circumference 1A of the wound electrode group 1 of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 1 are described first. Measured according to the procedure described above. The results are shown in Table 1 below. The (2L ⁇ L A ⁇ L C ) / L of the wound electrode group 1 of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 1 was 0.01.
  • the rated capacity was discharged at 0.2C. Thereafter, the battery was disassembled, and a 1 cm 2 negative electrode 12 was taken out and washed with ethyl methyl carbonate to obtain a negative electrode for a tripolar battery.
  • the opposing area of the positive electrode 11 and the negative electrode 12 was examined at the time of dismantling, it was 1.12 m 2 .
  • a value obtained by dividing the rated capacity of the battery 100 by the facing area of 1.12 m 2 was defined as the rated capacity of the tripolar battery.
  • a tripolar battery having a negative electrode 12 as a working electrode, metallic lithium as a counter electrode, and metallic lithium as a reference electrode was produced in an argon atmosphere. While measuring the voltage between the working electrode and the reference electrode, this tripolar battery is charged with the rated capacity of the tripolar battery by supplying a current of 0.2 C between the working electrode and the counter electrode. The end-stage closed circuit voltage was examined. As a result, the closed circuit voltage is 1.33 V vs.. Li / Li + . This potential was taken as the operating potential of the negative electrode 12. The direction in which Li was inserted into the negative electrode 12 was defined as charging.
  • Example 2 In Example 2, when the laminated body 1 is formed, the end 11e (the protruding portion of the positive electrode 11) of the positive electrode 11 that is adjacent to the first end surface 111 of the positive electrode 11 and does not face the negative electrode 12 is used.
  • the length L A of the innermost circumference 1A of the negative electrode 12 was 50.0 mm during the winding and the length was 75.0 mm, and the length of the positive electrode 11 of the innermost circumference 1A was 50.0 mm.
  • a nonaqueous electrolyte secondary battery 100 was constructed in the same procedure as in Example 1 except that the angle of the first core was adjusted so that L C was 55.0 mm.
  • the rated capacity of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 2 was measured in the same procedure as described in Example 1.
  • the rated capacity of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 2 was 22.12 Ah.
  • the charge / discharge cycle test and the storage test were performed on the non-aqueous electrolyte secondary battery 100 in the same procedure as in Example 1. After storage, the nonaqueous electrolyte battery 100 was discharged at 0.33 C in a 25 ° C. atmosphere until the voltage value became 1.3 V, and the discharge capacity was measured. As a result, a capacity of 19.10 Ah was obtained. That is, the self-discharge amount by storage of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 2 was 3.02 Ah.
  • the cross section of the wound electrode group 1 of Example 2 had a structure similar to the structure schematically shown in FIG. As apparent from the comparison between FIGS. 2A and 6, wound electrode assembly 1 of Example 2, the innermost 1A, 1 single bent portions of the first end face 11 1 from the separator 13 of the positive electrode 11 The distance to 13b was larger than that of the wound electrode group 1 shown in FIG. 2A, that is, the wound electrode group 1 of Example 1. Further, wound electrode assembly 1 of Example 2, the innermost 1A, the distance from the first end surface 12 1 of the negative electrode 12 to one of the bent portions 13a of the separator 13, wound as shown in FIG. 2A It was larger than that of the electrode group 1, that is, the wound electrode group 1 of Example 1. In other respects, the cross-sectional structure of the wound electrode group 1 of Example 2 was the same as that of Example 1.
  • the length L C of the positive electrode 11, the length L A of the negative electrode 12, and the length L of the separator in the innermost circumference 1A of the wound electrode group 1 of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 2 will be described first. Measured according to the procedure described above. The results are shown in Table 1 below. The (2L ⁇ L A ⁇ L C ) / L of the wound electrode group 1 of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 2 was 0.50.
  • Example 3 In Example 3, when the laminated body 1 is formed, the end 11e (the protruding portion of the positive electrode 11) of the positive electrode 11 that is adjacent to the first end surface 111 of the positive electrode 11 and does not face the negative electrode 12 is used.
  • the length L A of the innermost circumference 1A of the negative electrode 12 was 50.0 mm during the winding and the length of the positive electrode 11 was the innermost circumference 1A.
  • the nonaqueous electrolyte secondary battery 100 was configured by the same procedure as in Example 1 except that the angle of the first core was adjusted so that L C was 34.0 mm.
  • the rated capacity of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 3 was measured in the same procedure as described in Example 1.
  • the rated capacity of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 3 was 22.08 Ah.
  • the charge / discharge cycle test and the storage test were performed on the non-aqueous electrolyte secondary battery 100 in the same procedure as in Example 1. After storage, the nonaqueous electrolyte battery 100 was discharged at 0.33 C in a 25 ° C. atmosphere until the voltage value became 1.3 V, and the discharge capacity was measured. As a result, a capacity of 19.07 Ah was obtained. That is, the self-discharge amount by storage of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 3 was 3.01 Ah.
  • the cross section of the wound electrode group 1 of Example 3 had a structure similar to the structure schematically shown in FIG.
  • the wound electrode group 1 of Example 3 has a length of 1 of the separator 13 from the first end face 111 of the positive electrode 11 on the innermost periphery 1A.
  • the distance to the two bent portions 13b is larger than that of the wound electrode group 1 shown in FIG. 2A, that is, the wound electrode group 1 of Example 1, and further, the wound electrode group 1 shown in FIG. It was larger than that of the wound electrode group 1 of Example 2.
  • wound electrode assembly 1 of Example 3 the innermost 1A, the distance from the first end surface 12 1 of the negative electrode 12 to one of the bent portions 13a of the separator 13, the wound-type of Example 1 It was larger than that of the electrode group 1 and was the same as that of the wound electrode group 1 of Example 2.
  • the cross-sectional structure of the wound electrode group 1 of Example 3 was the same as that of Example 1 and Example 2.
  • the length L C of the positive electrode 11, the length L A of the negative electrode 12, and the length L of the separator in the innermost circumference 1A of the wound electrode group 1 of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 3 are described first. Measured according to the procedure described above. The results are shown in Table 1 below. The (2L ⁇ L A ⁇ L C ) / L of the wound electrode group 1 of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 3 was 0.80.
  • Example 4 In Example 4, when forming the laminated body 1, the end 11 e of the positive electrode 11 adjacent to the first end surface 111 of the positive electrode 11 and not facing the negative electrode 12 (the protruding portion of the positive electrode 11). the length was laminated such a 66.0, and the length of the wound during the length L a is 30.0mm next negative electrode 12 of the innermost 1A, the positive electrode 11 of the innermost 1A
  • the nonaqueous electrolyte secondary battery 100 was configured by the same procedure as in Example 1 except that the angle of the first core was adjusted so that L C was 26.0 mm.
  • the rated capacity of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 4 was measured by the same procedure as described in Example 1.
  • the rated capacity of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 4 was 22.01 Ah.
  • the charge / discharge cycle test and the storage test were performed on the non-aqueous electrolyte secondary battery 100 in the same procedure as in Example 1. After storage, the nonaqueous electrolyte battery 100 was discharged at 0.33 C in a 25 ° C. atmosphere until the voltage value became 1.3 V, and the discharge capacity was measured. As a result, a capacity of 19.05 Ah was obtained. That is, the amount of self-discharge due to storage for the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 4 was 2.96 Ah.
  • the length L C of the positive electrode 11, the length L A of the negative electrode 12, and the length L of the separator in the innermost circumference 1A of the wound electrode group 1 of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 4 will be described first. Measured according to the procedure described above. The results are shown in Table 1 below. The (2L ⁇ L A ⁇ L C ) / L of the wound electrode group 1 of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 4 was 1.20.
  • Example 5 In Example 5, when forming the laminated body 1, the end 11 e of the positive electrode 11 adjacent to the first end surface 111 of the positive electrode 11 and not facing the negative electrode 12 (the protruding portion of the positive electrode 11).
  • the length L A of the innermost circumference 1A of the negative electrode 12 was 15.0 mm and the length of the positive electrode 11 of the innermost circumference 1A was increased.
  • a nonaqueous electrolyte secondary battery 100 was configured by the same procedure as in Example 1 except that the angle of the first core was adjusted so that L C was 20.0 mm.
  • the rated capacity of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 5 was measured in the same procedure as described in Example 1.
  • the rated capacity of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 5 was 22.09 Ah.
  • the charge / discharge cycle test and the storage test were performed on the non-aqueous electrolyte secondary battery 100 in the same procedure as in Example 1. After storage, the nonaqueous electrolyte battery 100 was discharged at 0.33 C in a 25 ° C. atmosphere until the voltage value became 1.3 V, and the discharge capacity was measured. As a result, a capacity of 19.05 Ah was obtained. That is, the self-discharge amount by storage of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 5 was 3.04 Ah.
  • the length L C of the positive electrode 11, the length L A of the negative electrode 12, and the length L of the separator in the innermost circumference 1A of the wound electrode group 1 of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 5 will be described first. Measured according to the procedure described above. The results are shown in Table 1 below. The (2L ⁇ L A ⁇ L C ) / L of the wound electrode group 1 of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 5 was 1.50.
  • Example 6 In Example 6, when the laminated body 1 is formed, of the positive electrode 11, the end portion 11 e adjacent to the first end surface 111 of the positive electrode 11 and not facing the negative electrode 12 (the protruding portion of the positive electrode 11).
  • the length L A of the innermost peripheral 1A negative electrode 12 is 0.3 mm
  • the length of the positive electrode 11 of the innermost peripheral 1A is about 0.3 mm.
  • a nonaqueous electrolyte secondary battery 100 was configured by the same procedure as in Example 1 except that the angle of the first core was adjusted so that L C was 0.4 mm.
  • the rated capacity of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 6 was measured in the same procedure as described in Example 1.
  • the rated capacity of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 6 was 22.26 Ah.
  • the charge / discharge cycle test and the storage test were performed on the non-aqueous electrolyte secondary battery 100 in the same procedure as in Example 1. After storage, the nonaqueous electrolyte battery 100 was discharged at 0.33 C in a 25 ° C. atmosphere until the voltage value became 1.3 V, and the discharge capacity was measured. As a result, a capacity of 19.22 Ah was obtained. That is, the self-discharge amount by storage of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 6 was 3.04 Ah.
  • the length L C of the positive electrode 11, the length L A of the negative electrode 12, and the length L of the separator in the innermost circumference 1A of the wound electrode group 1 of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 6 will be described first. Measured according to the procedure described above. The results are shown in Table 1 below. The (2L ⁇ L A ⁇ L C ) / L of the wound electrode group 1 of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 6 was 1.99.
  • Example 7 In Example 7, except that bronze-type titanium oxide (TiO 2 (B)) was used as the negative electrode active material and that the coating amount of the negative electrode slurry was adjusted so that the coating amount per unit area was 80 g / m 2.
  • a non-aqueous electrolyte secondary battery 100 was configured by the same procedure as in Example 1 above.
  • the rated capacity of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 7 was measured in the same procedure as described in Example 1.
  • the rated capacity of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 7 was 23.86 Ah.
  • the charge / discharge cycle test and the storage test were performed on the non-aqueous electrolyte secondary battery 100 in the same procedure as in Example 1. After storage, the nonaqueous electrolyte battery 100 was discharged at 0.33 C in a 25 ° C. atmosphere until the voltage value became 1.3 V, and the discharge capacity was measured. As a result, a capacity of 20.95 Ah was obtained. That is, the self-discharge amount by storage of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 7 was 2.91 Ah.
  • Example 7 cross-sectional observation of the wound electrode group 1 of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 7 was performed.
  • the cross section of the wound electrode group 1 had a structure similar to the structure schematically shown in FIG. 2A. That is, the cross-sectional structure of the wound electrode group 1 of Example 7 was the same as that of Example 1.
  • the operating potential of the negative electrode 12 of the wound electrode group 1 of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 7 was measured in the same procedure as described in Example 1.
  • the operating potential of the negative electrode 12 of Example 7 was 1.1 V (vs. Li / Li + ).
  • Comparative Example 1 In Comparative Example 1, when the laminate 1 is formed, the end 11e (the protruding portion of the positive electrode 11) of the positive electrode 11 that is adjacent to the first end surface 111 of the positive electrode 11 and does not face the negative electrode 12 is used.
  • the length L A of the innermost peripheral 1A negative electrode 12 was 40.0 mm during the winding, and the length L A of the innermost peripheral 1A was positive.
  • a nonaqueous electrolyte secondary battery 100 was configured by the same procedure as in Example 1 except that the angle of the first core was adjusted so that L C was 30.0 mm.
  • the rated capacity of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Comparative Example 1 was measured in the same procedure as described in Example 1.
  • the rated capacity of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Comparative Example 1 was 21.89 Ah.
  • the charge / discharge cycle test and the storage test were performed on the non-aqueous electrolyte secondary battery 100 in the same procedure as in Example 1. After storage, the nonaqueous electrolyte battery 100 was discharged at 0.33 C in a 25 ° C. atmosphere until the voltage value became 1.3 V, and the discharge capacity was measured. As a result, a capacity of 18.92 Ah was obtained. That is, the self-discharge amount by storage of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Comparative Example 1 was 2.97 Ah.
  • wound electrode assembly 1 of Comparative Example 1 had a structure similar to the structure schematically shown in FIG.
  • wound electrode assembly 1 of Comparative Example 1 the innermost 1A, the first end face 12 1 of the position of the first end surface 11 1 and the negative electrode 12 of the positive electrode 11, winding They were aligned in the direction CC ′ and in the direction NN ′ perpendicular to the winding axis RR ′. Therefore, as shown in FIG.
  • the end portion 11e adjacent to the first end surface 111 of the positive electrode 11 is only on one side 11e-1 in the innermost circumference 1A. Faces the negative electrode 12 with the separator 13 interposed therebetween, and the other surface 11e-2 faces the other part of the positive electrode 11.
  • the end 12e adjacent to the first end surface 121 of the negative electrode 12 has only one surface 12e-1 facing the positive electrode 11 with the separator 13 therebetween, and the other surface 12e. -2 faced the other part of the negative electrode 12.
  • the cross-sectional structure of the wound electrode group 1 of Comparative Example 1 was the same as that of Examples 1 to 7.
  • Comparative Example 2 In Comparative Example 2, the same procedure as in Example 2 was used except that graphite was used as the negative electrode active material and that the coating amount of the negative electrode slurry was adjusted so that the coating amount per unit area was 40 g / m 2.
  • the nonaqueous electrolyte secondary battery of Comparative Example 1 was constructed.
  • the rated capacity of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Comparative Example 2 was measured in the same procedure as described in Example 1.
  • the rated capacity of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Comparative Example 2 was 24.35 Ah.
  • the charge / discharge cycle test and the storage test were performed on the non-aqueous electrolyte secondary battery 100 in the same procedure as in Example 1. After storage, the nonaqueous electrolyte battery 100 was discharged at 0.33 C in a 25 ° C. atmosphere until the voltage value became 1.3 V, and the discharge capacity was measured. As a result, a capacity of 5.24 Ah was obtained. That is, the self-discharge amount by storage of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Comparative Example 2 was 19.11 Ah.
  • the cross section of the wound electrode group 1 had a structure similar to the structure schematically shown in FIG. That is, the cross-sectional structure of the wound electrode group 1 of Comparative Example 2 was the same as that of Example 2.
  • the length L C of the positive electrode 11, the length L A of the negative electrode 12, and the length L of the separator in the innermost circumference 1A of the wound electrode group 1 of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Comparative Example 2 will be described first. Measured according to the procedure described above. The result was the same as the result of Example 2 as shown in Table 1 below. Therefore, the value of (2L ⁇ L A ⁇ L C ) / L of the wound electrode group 1 of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Comparative Example 2 was 0.05.
  • the operating potential of the negative electrode 12 of the wound electrode group 1 of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Comparative Example 2 was measured in the same procedure as described in Example 1.
  • the operating potential of the negative electrode 12 of Comparative Example 2 was 0.3 V (vs. Li / Li + ).
  • the non-aqueous electrolyte battery 100 of Examples 1 to 6 was able to suppress self-discharge similarly to the non-aqueous electrolyte battery 100 of Comparative Example 1. This is because, in the nonaqueous electrolyte batteries of Examples 1 to 6, both ends of the end portion 12e of the negative electrode 12 face the positive electrode 11 through the separator 13 in the innermost circumference 1A of the wound electrode group 1. This is because the operating potential of the negative electrode active material included in the negative electrode 12 was nobler than 1.0 V (vs. Li / Li + ), and thus metal deposition on the negative electrode surface could be suppressed. As described above, this fact is proved by confirming the metal distribution on the electrode surface by energy dispersive X-ray spectroscopy.
  • the non-aqueous electrolyte 100 of Example 7 is similar to the non-aqueous electrolyte battery 100 of Examples 1 to 6, while suppressing self-discharge, and the non-aqueous electrolyte 100 of Example 1 A rated capacity higher than that of the water electrolyte battery 100 could be shown. From this result, it was proved that the same effect can be obtained even if the negative electrode active material is changed as long as the operating potential is higher than 1.0 V (vs. Li / Li + ).
  • the nonaqueous electrolyte battery 100 of Comparative Example 2 using graphite as the negative electrode active material had a significantly higher self-discharge capacity than the nonaqueous electrolyte batteries 100 of Examples 1-7.
  • This is considered to be caused by the deposition of metallic lithium on the surface of the negative electrode 12 after storage, as proved from confirmation of the metal distribution on the electrode surface by energy dispersive X-ray spectroscopy.
  • one of the causes is that the negative electrode 12 is twisted.
  • the twist of the negative electrode 12 is considered to be caused by a large change in the volume of graphite due to the insertion and desorption of lithium.
  • Example 8 the nonaqueous electrolyte secondary battery 100 was configured by the same procedure as in Example 1 except for the following points.
  • Example 8 the coating amount per unit area of the positive electrode slurry was 140 g / m 2 . Moreover, the positive electrode 11 was obtained by rolling with a roll press so that the electrode density was 3.1 g / cc.
  • Example 8 the coating amount per unit area of the negative electrode slurry was set to 135 g / m 2 . Moreover, the negative electrode 12 was obtained by rolling with a roll press so that the electrode density was 2.1 g / cc.
  • Example 8 the number of windings in the winding device is reduced from that in Example 1 by the amount that the coating amount of the positive electrode slurry and the coating amount of the negative electrode slurry are larger than in Example 1, so that L A , L A wound electrode group 1 having the same values of C and L as those in Example 1 was produced.
  • the rated capacity of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 8 was measured in the same procedure as described in Example 1.
  • the rated capacity of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 8 was 23.52 Ah.
  • the charge / discharge cycle test and the storage test were performed on the non-aqueous electrolyte secondary battery 100 in the same procedure as in Example 1. After storage, the nonaqueous electrolyte battery 100 was discharged at 0.33 C in a 25 ° C. atmosphere until the voltage value became 1.3 V, and the discharge capacity was measured. As a result, a capacity of 20.48 Ah was obtained. That is, the self-discharge amount by storage of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 8 was 3.04 Ah.
  • the length L C of the positive electrode 11, the length L A of the negative electrode 12, and the length L of the separator in the innermost circumference 1A of the wound electrode group 1 of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 8 will be described first. Measured according to the procedure described above. The results are shown in Table 1 below. The (2L ⁇ L A ⁇ L C ) / L of the wound electrode group 1 of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 8 was 0.01.
  • Example 9 In Example 9, when forming the laminated body 1, the length of the end 11 e (the protruding portion of the positive electrode 11) of the positive electrode 11 that is adjacent to the first end surface 11 1 of the positive electrode 11 and does not face the negative electrode 12.
  • the length L A of the negative electrode 12 at the innermost circumference 1A is 67.0 mm during the winding and the length L of the positive electrode 11 at the innermost circumference 1A.
  • the nonaqueous electrolyte secondary battery 100 was configured by the same procedure as in Example 8 except that the angle of the first core was adjusted so that C was 65.0 mm.
  • the rated capacity of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 9 was measured in the same procedure as described in Example 1.
  • the rated capacity of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 8 was 22.17 Ah.
  • the charge / discharge cycle test and the storage test were performed on the non-aqueous electrolyte secondary battery 100 in the same procedure as in Example 1. After storage, the nonaqueous electrolyte battery 100 was discharged at 0.33 C in a 25 ° C. atmosphere until the voltage value became 1.3 V, and the discharge capacity was measured. As a result, a capacity of 19.13 Ah was obtained. That is, the self-discharge amount by storage of the nonaqueous electrolyte battery 100 of Example 9 was 3.04 Ah.
  • the nonaqueous electrolyte 100 of Examples 8 and 9 is also a comparative example while suppressing self-discharge, similarly to the nonaqueous electrolyte battery 100 of Examples 1-7. It was possible to show a higher rated capacity than that of the single nonaqueous electrolyte battery 100. From this result, it was proved that the same effect can be obtained even if the coating amount of the positive electrode and the negative electrode is changed.
  • the negative electrode includes a negative electrode active material whose operating potential is nobler than 1.0 V (vs. Li / Li + ). Further, in the innermost circumference of the wound electrode group, both surfaces of the end portion of the positive electrode are opposed to the negative electrode through the separator, and both surfaces of the end portion of the negative electrode are opposed to the positive electrode through the separator. Thanks to these, this wound electrode group can realize a non-aqueous electrolyte battery that can exhibit high energy density and excellent life characteristics.
  • SYMBOLS 1 Winding type electrode group (laminated body), 1A ... Innermost circumference, 1B ... Outermost circumference, 6 ... Positive electrode lead, 6a ... Connection plate, 6b ... Through-hole, 6c ... Current collecting part, 7 ... Negative electrode lead, 7a ... Connection plate, 7b ... through hole, 7c ... current collector, 8 ... insulator, 8a ... first recess, 8a '... through hole, 8b ... second recess, 8b' ... through hole, 8c ... through hole , 9a ... insulating member, 9b ... insulating tape, 10 ... insulating tape, 11 ... positive electrode, 11A ...
  • Electrolyte battery 111 ... exterior member, 111a ... container, 111b ... sealing body, 113 ... positive electrode terminal, 113a ... head, 113b ... shaft, 114 ... negative electrode terminal, 114a ... head, 114b ... shaft, 115 ... insulation Gasket, 115a ... through hole, 123 ... sealing plug.

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Abstract

１つの実施形態によると、扁平形状に捲回された電極群が提供される。この捲回型電極群は正極と負極と正極と負極との間に介在したセパレータとを含む。負極は作動電位が１．０Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）より貴な負極活物質を含む。正極の端部の両面及びは、セパレータを介して負極に対向している。負極の端部の両面及びが、セパレータを介して正極に対向している。捲回型電極群の最内周は、正極の端部及び負極の端部を含む。

Description

捲回型電極群及び非水電解質電池
　本発明の実施形態は、捲回型電極群及び非水電解質電池に関する。
　近年、急速に普及しているハイブリッド電気自動車及びプラグイン電気自動車等の電気自動車の電源には、充放電可能な非水電解質電池、例えばリチウムイオン二次電池が主として用いられている。リチウムイオン二次電池は、例えば、以下の方法で製造される。正極及び負極がセパレータを介して捲回された電極群を作製した後、この電極群をアルミニウムやアルミニウム合金のような金属製ケースに収納する。次いで、ケースの開口部に蓋を溶接し、蓋に設けられた注液口から非水電解液をケース内に注液した後、注液口に封止部材を溶接して電池ユニットを作製する。その後、この電池ユニットに対して初充電やエージング処理を施すことにより、リチウムイオン二次電池が得られる。
　この非水電解質電池では、電気自動車の航続距離を伸ばすため、高エネルギー密度化が必要である。その対策の一つとして、電極のパートコートがある。これは、捲回された電極群の最内周に電極を塗布しない手法である。この手法では、塗布量が変動すると電極長が変動するため、このことを加味した設計としなければない。その結果、この手法では、エネルギー密度が最大とならない。そのため、エネルギー密度を減少させない対策が要望されている。
特開平１０－１２２２０号公報
　本発明が解決しようとする課題は、高いエネルギー密度及び優れた寿命特性を示すことができる非水電解質電池を実現することができる捲回型電極群、及び高いエネルギー密度及び優れた寿命特性を示すことができる非水電解質電池を提供することを目的とする。
　第１の実施形態によると、捲回型電極群が提供される。この捲回型電極群は、扁平形状に捲回された積層体を含む。この積層体は、正極と、負極と、正極と負極との間に介在したセパレータとを含む。正極は、第１の端面及び第２の端面を有する。正極は、第１の端面から第２の端面へと延びている。負極は、作動電位が１．０Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）より貴な負極活物質を含む。負極は、第１の端面及び第２の端面を有する。負極は、第１の端面から第２の端面へと延びている。正極は、第１の端面に隣接する端部を含む。正極のこの端部の両面が、セパレータを介して負極に対向している。負極は、第１の端面に隣接する端部を含む。負極のこの端部の両面が、セパレータを介して正極に対向している。捲回された電極群の最内周は、正極の端部及び負極の端部を含む。
　第２の実施形態によると、非水電解質電池が提供される。この非水電解質電池は、第１の実施形態に係る捲回型電極群と、非水電解質とを具備する。
図１は、第１の実施形態に係る一例の捲回型電極群の一部展開斜視図である。 図２Ａは、図１に示す捲回型電極群の概略断面図である。 図２Ｂは、図１に示す捲回型電極群の正極及び負極の概略展開断面図である。 図３は、第２の実施形態に係る一例の非水電解質電池の概略斜視図である。 図４は、図３に示す非水電解質電池の１つの分解斜視図である。 図５は、図３に示す非水電解質電池の更なる分解斜視図である。 図６は、実施例２の捲回型電極群の概略断面図である。 図７は、実施例３の捲回型電極群の概略断面図である。 図８は、比較例１の捲回型電極群の概略断面図である。
　以下に、実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態を通して共通の構成には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、各図は実施の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個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術とを参酌して、適宜設計変更することができる。
　（第１の実施形態）
　第１の実施形態によると、捲回型電極群が提供される。この捲回型電極群は、扁平形状に捲回された積層体を含む。この積層体は、正極と、負極と、正極と負極との間に介在したセパレータとを含む。正極は、第１の端面及び第２の端面を有する。正極は、第１の端面から第２の端面へと延びている。負極は、作動電位が１．０Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）より貴な負極活物質を含む。負極は、第１の端面及び第２の端面を有する。負極は、第１の端面から第２の端面へと延びている。正極は、第１の端面に隣接する端部を含む。正極のこの端部の両面が、セパレータを介して負極に対向している。負極は、第１の端面に隣接する端部を含む。負極のこの端部の両面が、セパレータを介して正極に対向している。捲回された電極群の最内周は、正極の端部及び負極の端部を含む。
　例えば作動電位が１．０Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）より卑な材料、例えばカーボンを負極活物質として使用した電極群を捲回方式で作製する場合、最内周において負極端部の両面が正極端部に対向していると、充放電により、負極端部に金属Ｌｉが析出してしまう。析出した金属Ｌｉは、セパレータを突き破る方向に成長し、正極と負極とを短絡させるおそれがある。そのため、作動電位が１．０Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）より卑な材料を負極活物質として使用した捲回型の電極群は、負極端部の両面が正極端部に対向しないような設計に従って作製する必要がある。しかしながら、このような設計では、捲回された電極群の最内周において、負極同士が対面している構造となる。このような構造の電極群の負極のうち最内周に含まれる端部は、充放電時にＬｉのやり取りが行われないため、充放電に寄与しない箇所となってしまう。その結果、設計の段階でエネルギー密度が小さくなってしまい、例えば電気自動車では、航続距離の低下を招く。
　第１の実施形態に係る捲回型電極群では、正極のうち、最内周に含まれる第１の端面に隣接する端部の両面が、負極に対向している。また、負極のうち、最内周に含まれる第１の端面に隣接する端部の両面が、正極に対向している。そのため、電極群の最内周に位置する正極の端部及び負極の端部は、充放電に寄与することができる。
　加えて、第１の実施形態に係る捲回型電極群では、負極がこの負極の作動電位を１．０Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）より貴とする負極活物質を含むので、充放電中の負極端部での金属Ｌｉの析出を抑えることができ、更には正極から溶出した金属の析出を抑えることができる。そのため、正極のうち第１の端面に隣接する端部の両面が負極に対向していても、充放電中の負極表面上でのＬｉを含む金属の析出を原因とした正極と負極との短絡を防ぐことができる。
　これらの結果、第１の実施形態に係る捲回型電極群は、高いエネルギー密度及び優れた寿命特性を示すことができる非水電解質電池を実現することができる。
　第１の実施形態に係る捲回型電極群において、正極は、最内周に位置した折り曲げ部を更に含むことができる。正極のこの折り曲げ部は、セパレータを介して、負極の第１の端面に対向することができる。また、負極は、最内周に位置した折り曲げ部を更に含むことができる。負極のこの折り曲げ部は、セパレータを介して、正極の第１の端面に対向してすることができる。そして、セパレータは、最内周において、正極の第１の端面に対向する第１の折り曲げ部と、負極の第１の端面に対向する第２の折り曲げ部とを含むことができる。
　このような場合、第１の実施形態に係る捲回型電極群は、関係式０．０１≦（２Ｌ－ＬA－ＬC）／Ｌ≦０．８を満たすことが好ましい。ここで、Ｌ［ｍｍ］は、セパレータの第１の折り曲げ部と第２の折り曲げ部との間の距離、すなわち最内周のセパレータの長さである。ＬA［ｍｍ］は、負極の第１の端面と負極の折り曲げ部との間の距離、すなわち最内周の負極の長さである。ＬC［ｍｍ］は、正極の第１の端面と正極の折り曲げ部との間の距離、すなわち最内周の正極の長さである。第１の実施形態に係る捲回型電極群のうち上記関係式を満足するものは、正極及び負極の最内周に含まれる部分のうち充放電に寄与できる部分をより大きくすることができると共に、正極と負極との間の短絡を更に抑えることができる。その結果、このような捲回型電極群は、より高いエネルギー密度及びより優れた寿命特性を示すことができる非水電解質電池を実現することができる。
　第１の実施形態に係る捲回型電極群において、正極は、正極集電体と、正極集電体上に、具体的には正極集電体の両面又は片面に形成された正極層とを含むことができる。同様に、負極は、負極集電体と、負極集電体上に、具体的にはその両面又は片面に形成された負極層とを含むことができる。正極層が正極集電体の両面に形成されており、負極層が負極集電体の両面に形成されていることが好ましい。このような捲回型電極群は、正極及び負極のより大きな部分を充放電に寄与させることができるので、より高いエネルギー密度を発揮できる非水電解質電池を実現することができる。特に、正極層が正極集電体の両面に間欠なく連続的に塗布されており、負極層が負極集電体の両面に間欠なく連続的に塗布されていることがより好ましい。
　第１の実施形態に係る捲回型電極群は、例えば、以下の手順により作製することができる。
　まず、１枚の正極、１枚の負極及び２枚のセパレータを用意する。これらを、セパレータ、負極、セパレータ、正極の順に積層して、積層体を形成する。ここで、正極の第１の端面に隣り合う端部が負極に対向しないようにする。次に、積層体を捲回装置に移し、ここで、負極を折り曲げる前に、正極のうち負極に対向していなかった部分の少なくとも一部が負極に対向するように、正極をセパレータと共に折り曲げる。続いて、今度は負極を加えて、積層体全体を順に折り曲げていく。それにより、渦巻き状の捲回体が得られる。かくして得られた捲回体をプレスすることにより、扁平形状の捲回型電極群を得ることができる。
　以上では正極を先に折り曲げる手順を説明したが、負極の第１の端面に隣り合う端部が正極に対向しないようにして積層体を形成し、負極を先に折り曲げることによっても、第１の実施形態に係る捲回型電極群を得ることができる。
　次に、非水電解質電池に組み込まれている捲回型電極群における最内周のセパレータの長さＬ、最内周の負極の長さＬA、及び最内周の正極の長さＬCの測定方法の例について説明する。
　非水電解質電池に組み込まれている捲回型電極群における最内周のセパレータの長さＬ、最内周の負極の長さＬA、及び最内周の正極の長さＬCは、以下の方法で測定することができる。
　まず、非水電解質電池を分解して、電極群を取り出す。次に、取り出した電極群を、捲回軸と直行する方向で切断する。この切断面において、最内周のセパレータの長さＬと、最内周の負極の長さＬAと、最内周の正極の長さＬCを測る。
　次に、第１の実施形態に係る捲回型電極群の各部材をより詳細に説明する。
　（１）正極
　正極は、先に説明したように、正極集電体と、正極集電体上に、具体的にはその両面又は片面に形成された正極層とを含むことができる。正極集電体は、表面に正極層が形成されていない部分を含むことができ、この部分は正極タブとして働くことができる。
　正極集電体は、例えば、金属箔で形成することができる。正極集電体を形成し得る金属箔の材料としては、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金を使用することができる。
　正極層は、正極活物質を含むことができる。
　正極活物質は、特に限定されるものではないが、充放電において活物質の体積変化が小さいものを用いることが好ましい。このような正極活物質を用いることで、充放電における正極の撚れを軽減することができるため、サイクル特性が向上する。例えば、リチウム含有ニッケルコバルトマンガン酸化物（例えば、Ｌｉ1-xＮｉ1-a-b-cＣｏaＭｎbＭ１cＯ2（式中、Ｍ１はＭｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃａ及びＳｎからなる群より選ばれる少なくとも１種の金属であり、－０．２＜ｘ＜０．５，０＜ａ＜０．５、０＜ｂ＜０．５、０≦ｃ＜０．１である））を含むことが好ましい。その他に、種々の酸化物、例えば、リチウム含有コバルト酸化物（例えば、ＬｉＣｏＯ2）、二酸化マンガン、リチウムマンガン複合酸化物（例えば、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＭｎＯ2）、リチウム含有ニッケル酸化物（例えば、ＬｉＮｉＯ2）、リチウム含有ニッケルコバルト酸化物（例えば、ＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.2Ｏ2）、リチウム含有鉄酸化物、リチウムを含むバナジウム酸化物や、二硫化チタン、二硫化モリブデンなどのカルコゲン化合物などを含んでいてもよい。使用する正極活物質の種類は１種類または２種類以上にすることができる。
　正極層は、必要に応じて、導電剤及び結着剤を更に含むことができる。
　導電剤は、集電性能を高め、且つ正極活物質と正極集電体との接触抵抗を抑えるために必要に応じて配合される。正極層における導電剤としては、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック、人工黒鉛、天然黒鉛等を用いることができる。
　結着剤は、正極活物質と正極集電体とを結着させる働きを有する。正極層における結着剤としては、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）、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元共重合体等を用いることができる。
　正極は、例えば以下のようにして製造することができる。
　まず、適当な溶媒、例えばＮ－メチルピロリドン中に正極活物質、任意に導電剤、及び結着剤を投入して懸濁させ、正極スラリーを調製する。
　正極スラリーの調製の際、正極活物質、導電剤及び結着剤の配合割合は、正極活物質７５～９６質量％、導電剤３～２０質量％、結着剤１～７質量％の範囲内にすることが好ましい。
　上記のようにして得られたスラリーを、正極集電体上に塗布する。その後、塗布したスラリーを乾燥させ、次いで例えばロールプレスなどの圧延をする。
　かくして、正極集電体と、正極集電体上に形成された正極層とを含む正極が得られる。
　（２）負極
　負極は、先に説明したように、負極集電体と、負極集電体上に、具体的にはその両面又は片面に形成された負極層とを含むことができる。負極集電体は、表面に負極層が形成されていない部分を含むことができ、この部分は負極タブとして働くことができる。
　負極集電体としては、負極層においてリチウムイオンの吸蔵及び放出が生じる電位範囲で電気化学的に安定である材料から形成されることが好ましい。そのような材料の例には、銅、ニッケル、ステンレス、アルミニウム、及びアルミニウム合金が含まれる。アルミニウム合金は、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、及びＳｉから選択される１種以上の元素を含むことが好ましい。
　負極層は、負極活物質を含むことができる。負極活物質は、作動電位が１．０Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）より貴な負極活物質を含む。この負極活物質は、Ｌｉの吸蔵放出電位が１．０Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）より高く２．３Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）以下であることが好ましい。このような負極活物質としては、例えば、リチウムチタン複合酸化物（例えば、スピネル型のチタン酸リチウム）及び単斜晶型二酸化チタンが挙げられる。リチウムチタン複合酸化物を含むことが好ましい。その他に、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）等を１０重量パーセント以下含んでいてもよい。使用する負極活物質の種類は１種類又は２種類以上にすることができるが、電池設計上、負極の作動電位が１．０Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）より貴になることが好ましい。また、充放電において電極塗布層の体積増減が少ない活物質を用いることが好ましい。このようにすることで、充放電における負極の撚れを軽減することができる、その結果サイクル特性を向上させることができる。
　負極層は、必要に応じて、導電剤及び結着剤を更に含むことができる。
　導電剤は、集電性能を高め、且つ負極活物質と負極集電体との接触抵抗を抑えるために必要に応じて配合される。負極層における導電剤としては、例えば炭素材料を用いることができる。炭素材料の例としては、例えば、アセチレンブラック、カーボンブラック、コークス、炭素繊維、黒鉛等を挙げることができる。
　結着剤は、負極活物質と負極集電体とを結着させる働きを有する。負極材料層における結着剤としては、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）、エチレン－プロピレン－ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等を用いることができる。
　負極は、例えば、以下のようにして作製することができる。
　まず、負極活物質、結着剤及び必要な場合には導電剤を、汎用されている溶媒、例えばＮ－メチルピロリドン中で懸濁させ、負極作製用スラリーを調製する。
　スラリーの調製の際、負極活物質、導電剤及び結着剤は、それぞれ７０質量％以上９６質量％以下、２質量％以上２０質量％以下及び２質量％以上１０質量％以下の割合で配合することが好ましい。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、結着剤の量を１質量％以上とすることにより、負極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１６質量％以下にすることが高容量化を図る上で好ましい。
　上記のようにして得られたスラリーを、負極集電体上に塗布する。その後、負極集電体の塗布したスラリーを乾燥させ、次いで、例えばロールプレスなどのプレスをする。
　かくして、負極集電体と、負極集電体上に形成された負極層とを含む負極が得られる。
　（３）セパレータ
　セパレータは、特に限定されるものではなく、例えば、微多孔性の膜、織布、不織布、これらのうち同一材または異種材の積層物などを用いることができる。セパレータを形成する材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン－プロピレン共重合ポリマー、エチレン－ブテン共重合ポリマー、セルロースなどを挙げることができる。
　次に、図１、図２Ａ及び図２Ｂを参照しながら、第１の実施形態に係る捲回型電極群の一例について説明する。
　図１は、第１の実施形態に係る一例の捲回型電極群の一部展開斜視図である。図２Ａは、図１に示す捲回型電極群の概略断面図である。図２Ｂは、図１に示す捲回型電極群の正極及び負極の概略展開断面図である。なお、図２Ａ及び図２Ｂは、図１に示す捲回型電極群１を、図１に示す捲回方向Ｃ－Ｃ’に沿った切断した概略断面図を示したものである。
　図１、図２Ａ及び図２Ｂに示す捲回型電極群１は、１枚の正極１１、１枚の負極１２及び２枚のセパレータ１３を含む。なお、図１では、捲回型電極群１の展開された部分１Ｂにおいて、２枚のセパレータ１３の末端を省略して記載している。また、図２Ａ及び図２Ｂでは、正極１１を太線で示しており、負極１２を細線で示しており、２枚のセパレータ１３を破線で示している。更に、図２Ａにおいては、正極１１、負極１２及びセパレータ１３の配置を明確に把握できるように、正極１１、負極１２及びセパレータ１３の間に間隙を示している。実際、以下に詳細に説明する正極１１の第１の端面１１1とセパレータ１３の折り曲げ部１３ｂとの間、及び負極１２の第１の端面１２1とセパレータ１３の折り曲げ部１３ａとの間には、それぞれ、図示したように間隙が設けられている。一方、それ以外の、隣り合う正極１１及びセパレータ１３、隣り合う負極１２及びセパレータ１３、並びに隣り合うセパレータ１３同士は実際には接触している。
　図１に示すように、正極１１は、帯状の正極集電体１１ａと、その両面に形成された正極層１１ｂ（一方の正極層１１ｂは図示していない）とを含む。正極集電体１１ａは、表面に正極層１１ｂが形成されていない部分１１ｃを含む。この部分１１ｃは、正極タブとして働くことができる。
　正極１１は、図２Ａ及び図２Ｂに示す第１の端面１１1と、図１並びに図２Ａ及び図２Ｂに示す第２の端面１１2とを含んでいる。図２Ｂから明らかなように、正極１１は、第１の端面１１1から第２の端面１１2まで伸びている。言い換えると、正極１１の第１の端面１１1及び第２の端面１１2は、それぞれ、帯状の正極１１の短辺である。また、明確に図示してはいないが、図１に示す正極タブ１１ｃは、正極１１の第１の端面１１1から第２の端面１１2まで延びている。
　同様に、図１に示すように、負極１２は、帯状の負極集電体１２ａと、その両面に形成された負極層１２ｂ（一方の負極層１２ｂは図示していない）とを含む。負極集電体１２ａは、表面に負極層１２ｂが形成されていない部分１２ｃを含む。この部分１２は、負極タブとして働くことができる。
　負極１２は、図２Ａ及び図２Ｂに示す第１の端面１２1と、図１並びに図２Ａ及び図２Ｂに示す第２の端面１２2とを含んでいる。図２Ｂから明らかなように、負極１２は、第１の端面１２1から第２の端面１２2まで伸びている。言い換えると、負極１２の第１の端面１２1及び第２の端面１２2は、それぞれ、帯状の負極１２の短辺である。また、明確に図示してはいないが、図１に示す負極タブ１２ｃは、負極１２の第１の端面１２1から第２の端面１２2まで延びている。
　捲回型電極群１では、図１に示すように、セパレータ１３、負極１２、セパレータ１３及び正極１１がこの順で積層されて、積層体１を形成している。図１に示すように、この積層体１において、正極タブ１１ｃ及び負極タブ１２ｃは、互いに反対の向きに、積層体１から延出している。
　積層体１は、図１に示す方向Ｒ－Ｒ’を捲回軸として、扁平形状に捲回されて、捲回型電極群１を形成している。捲回型電極群１は、図１及び図２Ａに示す最内周１Ａ及び最外周１Ｂを含んでいる。図２Ｂに示す展開図では、左端に捲回型電極群１の最内周１Ａに位置する正極１１の第１の端面１１1と負極１２の第１の端面１２1とを示している。一方、右端には、捲回型電極群１の最外周１Ｂに位置する正極１１の第２の端面１１2と負極１２の第２の端面１２2とを示している。捲回型電極群１の最外周１Ｂは、図１において展開されている部分である。
　捲回型電極群１における正極１１には、積層体１が扁平形状に捲回されていることにより、最内周１Ａにおいて折り曲げ部１１ｄが形成されている。同様に、負極１２には、積層体１が扁平形状に捲回されていることにより、最内周１Ａにおいて折り曲げ部１２ｄが形成されている。更に、セパレータ１３は、積層体１が扁平形状に捲回されていることにより、最内周１Ａにおいて、負極１２の折り曲げ部１２ｄに接する第１の折り曲げ部１３ｂと、正極１１の折り曲げ部１１ｄに接する第２の折り曲げ部１３ａとを形成している。すなわち、捲回型電極群１の最内周１Ａは、正極１１のうち第１の端面１１1から折り曲げ部１１ｄまでの部分１１Ａと、負極１２のうち第１の端面１２1から折り曲げ部１２ｄまでの部分１２Ｂと、セパレータ１３の一部１３Ａとを含んでいる。なお、図２Ａでは、正極１１の折り曲げ部１１ｄ及び負極１２の折り曲げ部１２ｄをあたかも湾曲部であるように示している。しかしながら、実際は、正極１１は、折り曲げ部１１ｄにおいて、正極集電体１１ａに折り目が生じるように折り曲げられており、負極１２は、折り曲げ部１２ｄにおいて、負極集電体１２ａに折り目が生じるように折り曲げられている。
　図２Ａに示すように、捲回型電極群１の最内周１Ａにおいて、正極１１の第１の端面１１1は、セパレータ１３の第１の折り曲げ部１３ｂを介して、負極１２の折り曲げ部１２ｄに対向している。ここで、正極１１の第１の端面１１1とセパレータ１３の第１の折り曲げ部１３ｂとの間には間隙が設けられている。同様に、捲回型電極群１の最内周１Ａにおいて、負極１２の第１の端面１２1は、セパレータ１３の第２の折り曲げ部１３ａを介して、正極１１の折り曲げ部１１ｄに対向している。ここで、負極１２の第１の端面１２1とセパレータ１３の第２の折り曲げ部１３ａとの間には間隙が設けられている。
　図２Ａに示す捲回型電極群１の最内周１Ａに含まれる正極１１の第１の端面１１1に隣接する端部１１ｅは、その両面１１ｅ－１及び１１ｅ－２がセパレータ１３を介して負極１２に対向している。同様に、負極１２の第１の端面１２1に隣接する端部１２ｅは、その両面１２ｅ－１及び１２ｅ－２がセパレータ１３を介して正極１１に対向している。
　図２Ａに示すように、正極１１のうち電極群１の最内周１Ａに含まれる部分１１Ａの長さ、すなわち正極１１の第１の端面１１1から正極１１の折り曲げ部１１ｄまでの長さは、ＬC［ｍｍ］である。また、負極１２のうち電極群１の最内周１Ａに含まれる部分１２Ａの長さ、すなわち負極１２の第１の端面１２1から負極１２の折り曲げ部１２ｄまでの長さは、ＬA［ｍｍ］である。更に、最内周１Ａのセパレータ１３の長さ、すなわちセパレータ１３の折り曲げ部１３ａからセパレータ１３の折り曲げ部１３ｂまでの長さは、Ｌ［ｍｍ］である。そして、図１並びに図２Ａ及び図２Ｂに示す捲回型電極群１は、最内周１Ａのセパレータ１３の長さＬ、正極１１の長さＬC及び負極１２の長さＬAが０．０１≦（２Ｌ－ＬA－ＬC）／Ｌ≦０．８を満たしている。
　図１並びに図２Ａ及び図２Ｂに示す捲回型電極群１の最外周１Ｂは、第２の端面１１2を含む正極１１の一部１１Ｂと、第２の端面１２2を含む負極１２の一部１２Ｂとを含む。図２Ａに示すように、負極１２の一部１２Ｂは、セパレータ１３を介して正極１１の一部１１Ｂに対向しており、正極１１の一部１１Ｂよりも外側に位置している。また、負極１２の一部１２Ｂの外側には、２枚のセパレータ１３の一部１３Ｂが配置されている。そして、図２Ａに示すように、２枚のセパレータ１３は、正極１１の第２の端面１１2及び負極１２の第２の端面１２2を包囲するように捲回されている。
　第１の実施形態によると、扁平型の捲回型電極群が提供される。この捲回型電極群は、負極が作動電位が１．０Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）より貴な負極活物質を含む。また、捲回型電極群の最内周において、正極の端部の両面がセパレータを介して負極に対向しており、負極の端部の両面がセパレータを介して正極に対向している。これらのおかげで、第１の実施形態に係る扁平型の捲回型電極群は、高いエネルギー密度及び優れた寿命特性を示すことができる非水電解質電池を実現することができる。
　（第２の実施形態）
　第２の実施形態によると、非水電解質電池が提供される。この非水電解質電池は、第１の実施形態に係る捲回型電極群と、非水電解質とを具備する。
　第２の実施形態に係る非水電解質電池は、捲回型電極群と非水電解質とを収容した外装部材を更に具備することができる。
　第２の実施形態に係る非水電解質電池は、捲回型電極群の正極に電気的に接続された正極端子と、捲回型電極群の負極に電気的に接続された負極端子とを更に具備することができる。正極端子及び負極端子のそれぞれは、例えば絶縁部材を間に挟んで、外装部材に取り付けることができる。
　次に、第２の実施形態に係る非水電解質電池で用いることができる非水電解質、外装部材、正極端子及び負極端子、並びに絶縁部材について説明する。
　（１）非水電解質
　非水電解質としては、非水溶媒に電解質（例えば、リチウム塩）を溶解させることにより調製されるものを用いることができる。
　非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、γ－ブチロラクトン（γ－ＢＬ）、スルホラン、アセトニトリル、１，２－ジメトキシエタン、１，３－ジメトキシプロパン、ジメチルエーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２－メチルテトラヒドロフランなどを挙げることができる。非水溶媒は、単独で使用しても、２種以上混合して使用してもよい。
　電解質としては、例えば、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ6）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）などのリチウム塩を挙げることができる。電解質は単独で使用しても、２種以上混合して使用してもよい。電解質の非水溶媒に対する溶解量は、０．２ｍｏｌ／Ｌ～３ｍｏｌ／Ｌとすることが望ましい。電解質の濃度が低過ぎると十分なイオン導電性を得ることができない場合がある。一方、非水溶媒への電解質の投入量が高すぎると、電解質が非水溶媒中に完全には溶解できない場合がある。
　（２）外装部材
　第２の実施形態に係る非水電解質電池は扁平形状の捲回型電極群を具備するので、外装部材は、角形であることが好ましい。しかしながら、第２の実施形態に係る非水電解質電池が具備することができる外装部材は、角形に限定されず、用途に応じて様々な形状のものを使用することができる。
　外装部材としては、例えば、金属製の外装部材を用いることができる。外装部材の材料としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）めっきした鉄、ステンレス（ＳＵＳ）などを用いることができる。
　或いは、外装部材は、例えばラミネートフィルム製であっても良い。ラミネートフィルムとしては、金属層と、この金属層を挟み込む２枚の樹脂層とからなるフィルムを用いることができる。
　（３）正極端子及び負極端子
　正極端子及び負極端子は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金から形成することが望ましい。
　正極端子と正極との接続は、例えば正極リードを介して行うことができる。同様に、負極端子と負極との接続は、例えば負極リードを介して行うことができる。正極リード及び負極リードは、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金から形成することが望ましい。
　（４）絶縁部材
　絶縁部材の材料としては、例えば、樹脂を使用することができる。絶縁部材に使用される樹脂としては、電解液に侵されにくい樹脂であればいかなる樹脂でも使用可能であるが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン酢酸ビニルアルコール共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・エチルアクリレート共重合体、エチレン・メチルアクリレート共重合体、エチレンメタクリルアクリレート共重合体、エチレン・メチルメタクリル酸共重合体、アイオノマー、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレンなどを用いることができ、上記樹脂は、１種類を単独で使用してもよく、また、複数の種類を混合して使用してもよい。中でも、ポリプロピレンまたはポリエチレンを用いることが好ましい。
　次に、第２の実施形態に係る非水電解質電池の一例を、図３～図５を参照しながら詳細に説明する。
　図３は、第２の実施形態に係る一例の非水電解質電池の概略斜視図である。図４は、図３に示す非水電解質電池の１つの分解斜視図である。図５は、図３に示す非水電解質電池の更なる分解斜視図である。
　この例の非水電解質二次電池１００は、図３～図５に示すように、外装部材１１１と、外装部材１１１内に収納された電極群１と、電極群１に含浸された非水電解液（図示せず）とを具備する角形非水電解質電池である。
　電極群１は、図１並びに図２Ａ及び図２Ｂを参照しながら説明した、扁平形状の捲回型電極群１である。電極群１の正極タブ１１ｃ及び負極タブ１２ｃを除いた部分は、絶縁テープ１０で被覆されている。
　図３～図５に示すように、外装部材１１１は、開口部を有する有底矩形筒状の金属製容器１１１ａと、容器１１１ａの開口部に配置された矩形板状の封口体１１１ｂとを含む。封口体１１１ｂは、容器１１１ａの開口部に、例えばレーザー溶接等の溶接により接合されている。封口体１１１ｂには、２つの貫通孔（図示しない）と、注入口（図示しない）とが開口されている。
　図４及び図５に示すように、この例の非水電解質二次電池１００は、正極リード６及び負極リード７を更に具備する。
　正極リード６は、貫通孔６ｂを有する接続プレート６ａと、接続プレート６ａから二又に分岐して下方に延出した集電部６ｃとを有する。負極リード７も同様に、貫通孔７ｂを有する接続プレート７ａと、接続プレート７ａから二又に分岐して下方に延出した集電部７ｃとを有する。
　図４及び図５に示すように、絶縁体８が、封口体１１１ｂの裏面に配置されている。絶縁体８は、裏面に第１の凹部８ａ及び第２の凹部８ｂを有する。第１の凹部８ａ及び第２の凹部８ｂには、それぞれ、貫通孔８ａ’及び貫通孔８ｂ’が開口されており、各貫通孔８ａ’及び８ｂ’は、封口体１１１ｂの貫通孔にそれぞれ連通している。第１の凹部８ａ内には正極リード６の接続プレート６ａが配置されており、第２の凹部８ｂ内には負極リード７の接続プレート７ａが配置されている。また、絶縁体８には、封口体１１１ｂの注入口と連通する貫通穴８ｃが開口されている。
　正極リード６は、二又の集電部６ｃの間に、電極群１の正極タブ１１ｃの外周を挟んでこれと接合されている。また、負極リード７は、二又の集電部７ｃの間に、電極群２の負極タブ１２ｃの外周を挟んでこれと接合されている。こうして、正極リード６と電極群２の正極タブ３ｂとが電気的に接続されており、負極リード７と電極群２の負極タブ４ｂとが電気的に接続されている。
　図４及び図５に示すように、この例の非水電解質二次電池１００は、２つの絶縁部材９ａを具備している。一方の絶縁部材９ａは、正極リード６と正極タブ１１ｃとの接合部分を被覆している。他方の絶縁部材９ａは、負極リード７と負極タブ１２ｃとの接合部分を被覆している。２つの絶縁部材９ａは、それぞれ、二つ折りにした絶縁テープ９ｂによって電極群２に固定されている。
　図３～図５に示すように、この例の非水電解質二次電池１００は、正極端子１１３及び負極端子１１４を更に具備する。
　正極端子１１３は、矩形状の頭部１１３ａと、頭部１１３ａの裏面から下方に延出した軸部１１３ｂとを含む。同様に、負極端子１１４は、矩形状の頭部１１４ａと、頭部１１４ａの裏面から下方に延出した軸部１１４ｂとを含む。正極端子１１３及び負極端子１１４は、それぞれ、封口体１１１ｂの上面に絶縁ガスケット１１５を介して配置されている。正極端子１１３の軸部１１３ｂは、絶縁ガスケット１１５の貫通孔１１５ａ、封口体１１１ｂの貫通孔、絶縁体８の貫通孔８ａ’、正極リード６の接続プレート６ａの貫通孔６ｂに挿入され、これらにかしめ固定されている。また、負極端子１１４の軸部１１４ｂは、絶縁ガスケット１１５の貫通孔１１５ａ、封口体１１１ｂの貫通孔、絶縁体８の貫通孔８ｂ’、負極リード７の接続プレート７ａの貫通孔７ｂに挿入され、これらにかしめ固定されている。これにより、正極端子１１３と正極リード６が電気的に接続され、負極端子１１４と負極リード７が電気的に接続されている。
　上述した構成の非水電解質電池１００において、非水電解質の注入は、容器１１１ａ内に電極群２を収容して容器１１１ａの開口部に封口体１１１ｂを接合した後、封口体１１１ｂに開口された注入口を通して行うことができる。非水電解質注入後、図３に示すように、注入口に金属製の封止栓１２３をはめ込み、これを溶接することによって、外装部材１１１を密封することができる。
　第２の実施形態に係る非水電解質電池は、第１の実施形態に係る扁平型の捲回型電極群を具備しているので、高いエネルギー密度及び優れた寿命特性を示すことができる。
　［実施例］
　以下に例を挙げ、本発明をさらに詳しく説明するが、発明の主旨を超えない限り本発明は以下に掲載される実施例に限定されるものでない。
　（実施例１）
　実施例１では、図１並びに図２Ａ及び図２Ｂに示す捲回型電極群１を具備する、図３～図５に示す非水電解質二次電池１００と同様の構造を有する非水電解質二次電池を作製した。
　［正極１１の作製］
　まず、正極活物質として、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物ＬｉＮｉ1/3Ｃｏ1/3Ｍｎ1/3Ｏ2とリチウムコバルト複合酸化物ＬｉＣｏＯ2とを用意した。これらを、ＬｉＮｉ1/3Ｃｏ1/3Ｍｎ1/3Ｏ2とＬｉＣｏＯ2とが２：１となるように混合して、活物質混合物を得た。この活物質混合物と、導電剤としてのアセチレンブラックと、更なる導電剤としてのグラファイトと、結着剤としてのポリフッ化ビニリデンとを、質量比１００：２：３：３の割合で混合した。かくして得られた混合物を溶媒としてのＮ－メチル－２－ピロリドンに投入し、これをプラネタリミキサで混練及び攪拌し、正極スラリーを作製した。
　次に、正極集電体としての厚さが２０μｍであるアルミニウム箔を準備した。このアルミニウム箔は、第１の端面から第２の端面まで延びた帯状の形状を有していた。
　このアルミニウム箔の両面に、塗工装置において、単位面積当たりの塗布量が７０ｇ／ｍ2となるように、先に作製した正極スラリーを塗布した。この際、アルミニウム箔の一部には正極スラリーを塗布せず、アルミニウム箔の第１の端面から第２の端面に向かう方向に延びた帯状の正極スラリー未塗布部を残した。
　次いで、かくして得られた塗膜を乾燥させた。続いて、乾燥させた塗膜及びアルミニウム箔をロールプレス機において電極密度が３．４ｇ／ｃｃとなるように圧延した。かくして、正極集電体と、正極集電体の表面上に形成された正極層とを含む正極１１が得られた。
　［負極１２の作製］
　まず、負極活物質として、チタン酸リチウムＬｉ4Ｔｉ5Ｏ12を準備した。この活物質と、導電剤としてのグラファイトと、結着剤としてのポリフッ化ビニリデンとを、質量比１００：１５：４の割合で混合した。かくして得られた混合物を溶媒としてのＮ－メチル－２－ピロリドンに投入し、これをプラネタリミキサで混練及び攪拌し、負極スラリーを作製した。
　次に、負極集電体としての厚さが２０μｍであるアルミニウム箔を準備した。このアルミニウム箔は、第１の端面から第２の端面まで延びた帯状の形状を有していた。
　このアルミニウム箔の両面に、塗工装置において、単位面積当たりの塗布量が６５ｇ／ｍ2となるように、先に作製した負極スラリーを塗布した。この際、アルミニウム箔の一部には負極スラリーを塗布せず、アルミニウム箔の第１の端面から第２の端面に向かう方向に延びた帯状の負極スラリー未塗布部を残した。
　次いで、かくして得られた塗膜を乾燥させた。続いて、乾燥させた塗膜及びアルミニウム箔をロールプレス機において電極密度が２．４ｇ／ｃｃとなるように圧延した。かくして、負極集電体と、負極集電体の表面上に形成された負極層とを含む負極１２が得られた。
　［捲回型電極群１の作製］
　セパレータ１３として、厚さが３０μｍである２枚のセパレータを準備した。次に、１枚のセパレータ１３、先に作製した負極１２、もう１枚のセパレータ１３、及び先に作製した正極１１をこの順で積層して、積層体１を得た。この際、正極１１のうち、正極１１の第１の端面１１1に隣接し且つ負極１２に対向していない端部１１ｅ（正極１１の飛び出し部分）の長さが７０．１ｍｍとなるように積層した。
　次いで、この積層体１を捲回装置に移した。この積層体１のうち、まず、セパレータ１３と正極１１とを先に折り曲げた。次いで、更に負極１２を加えて、積層体全体を折り曲げて、渦巻き状に捲回した。捲回時には、最内周１Ａの負極１２の長さＬAが６９．６ｍｍとなり、最内周１Ａの正極１１の長さＬCが６９．７ｍｍとなるように最初の巻芯の角度を調整した。かくして得られた捲回体をプレスし、扁平形状の捲回型電極群１を得た。
　［電池ユニットの組立］
　図４及び図５を参照しながら説明した各部材を準備して、以下の手順により図３～図５に示す非水電解質電池１００と同様の構造を有する電池ユニット１００を作製した。
　まず、アルミニウム製の封口体１１１ｂの裏面に絶縁体８を配置した。次いで、正極端子１１３の頭部１１３ａを封口体１１１ｂの上面に絶縁ガスケット１１５を介して配置すると共に、正極端子１１３の軸部１１３ｂを封口体１１１ｂの一方の貫通孔及び絶縁体８の貫通孔８ａ’に挿入した。同様に、負極端子１１４の頭部１１４ａを封口体１１１ｂの上面に絶縁ガスケット１１５を介して配置すると共に、軸部１１４ｂを封口体１１１ｂの他方の貫通孔及び絶縁体８の貫通孔８ｂ’に挿入した。かくして、図４及び図５に示すような封口体１１１ｂが得られた。
　次に、先に作製した捲回型電極群１の正極タブ１１ｃを、正極リード６の二又の集電部６ｃの間に挟み、この状態で正極タブ１１ｃと正極リード６とを溶接した。同様に、捲回型電極群１の負極タブ１２ｃを、負極リード７の二股の集電部７ｃの間に挟み、この状態で負極タブ１２ｃと負極リード７とを溶接した。次いで、正極リード６の接続プレート６ａに正極端子１１３をかしめ固定した。同様に、負極リード７の接続プレート７ａに負極端子１１４をかしめ固定した。このようにして電極群２と封口体１１１ｂとを一体にした。
　次に、１つの絶縁部材９ａを、正極リード６及び正極タブ１１ｃに、これらを固定するように被せた。同様に、もう１つの絶縁部材９ａを、負極リード７及び負極タブ１２ｃに、これらを固定するように被せた。ついで、これらの絶縁部材９ａを絶縁テープ９ｂでそれぞれ固定した。
　このようにして固定された絶縁部材９ａ、正極リード６及び正極タブ１１ｃのユニットと、絶縁部材９ａ、負極リード７及び負極タブ１２ｃのユニットとを、アルミニウム製の容器１１１ａ内に挿入した。次いで、容器１１１ａの開口部に封口体１１１ｂをレーザーにより溶接し、電池ユニット１００を作製した。作製した電池ユニット１００は、幅１０ｍｍ、高さ１０ｍｍ、厚さ３０ｍｍの直方体の形状を有していた。
　［非水電解質の調製］
　エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとを１：１で混合して、非水溶媒を調整した。この非水溶媒に、電解質としての六フッ化リン酸リチウムＬｉＰＦ6を１ｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させた。かくして、非水電解質が得られた。
　［非水電解質の注入及び非水電解質電池１００の完成］
　調製した非水電解質を、封口体１１１ｂの注液口から電池ユニット１００内に注入した。注入後、注液口にアルミニウム製の封止部材１２３をはめ込み、封止部材１２３の周囲を封口体１１１ｂに溶接した。かくして、実施例１の非水電解質電池１００が完成した。
　［初充電］
　非水電解質電池１００に対し、初充電を行った。初充電は、２５℃で２．８Ｖまで０．２Ｃで定電流充電後、電流値が０．０１Ｃとなるまで定電圧で行った。
　［容量測定］
　初充電を行った非水電解質電池１００を、６０℃の大気中で１５０時間加温した後、２５℃で２．８Ｖまで０．２Ｃで定電流充電した。その後、この電池ユニット１００を、定電圧充電で電流値が０．０１Ｃとなるまで充電した。さらに、この電池ユニット１００を０．３３Ｃで電圧値が１．３Ｖになるまで放電し、放電容量を測定した。測定した放電量を実施例１の非水電解質電池１００の定格容量とした。実施例１の非水電解質電池１００の定格容量は２２．２３Ａｈであった。
　［充放電サイクル試験及び貯蔵試験］
　次に、非水電解質電池１００に対して、４０℃雰囲気で１０００サイクルの充放電サイクル試験を行った。１つの充放電サイクルでは、非水電解質電池１００に対して、１Ｃで２．８Ｖまで定電流充電を行い、その後定電圧充電を電流値が０．０１Ｃとなるまで行い、次いで１Ｃで電圧が１．３Ｖになるまで定電流放電を行った。充電と放電との合間には、３０分の休止を入れた。１０００サイクルの充放電サイクルを行った後、非水電解質電池１００に対して、２５℃で２．８Ｖまで０．２Ｃで定電流充電を行い、その後、定電圧充電で電流値が０．０１Ｃとなるまで充電を行い、その後、非水電解質電池１００を２５℃雰囲気で１ヶ月間貯蔵した。貯蔵後の非水電解質電池１００を２５℃雰囲気において０．３３Ｃで電圧値が１．３Ｖになるまで放電して、放電容量を測定し、この放電容量を実施例１の非水電解質電池１００の貯蔵後容量とした。実施例１の非水電解質電池１００の容量は１９．２３Ａｈであった。すなわち、実施例１の非水電解質電池１００の貯蔵による自己放電量は３．００Ａｈであった。
　［解体分析］
　評価後の電池を解体し、捲回型電極群１を観察したところ、正極１１及び負極１２の撚れは確認されなかった。また、捲回型電極群１における金属分布をエネルギー分散型Ｘ線分光法で観察したところ、電極表面での金属の析出は確認されなかった。
　［捲回型電極群１の断面観察］
　実施例１の非水電解質電池１００の捲回型電極群１の断面観察を行った。捲回型電極群１の断面は、図２Ａに概略的に示した構造と同様の構造を有していた。すなわち、捲回型電極群１は、正極１１の第１の端面１１1から正極１１の折り曲げ部１１ｄまでの部分１１Ａと、負極１２の第１の端面１２1から負極１２の折り曲げ部１２ｄまでの部分１２Ａと、セパレータ１３のうち正極１１の折り曲げ部１１ｄに接触する第２の折り曲げ部１３ａから負極１２の折り曲げ部１２ｄに接触する第１の折り曲げ部１３ｂまでの部分１３Ａを含む最内周１Ａを含んでいた。最内周１Ａにおいて、正極１１の第１の端面１１1に隣接する端部１１ｅの両面１１ｅ－１及び１１ｅ－２がセパレータ１３を介して負極１２に対向していた。同様に、負極１２の第１の端面１２1に隣接する端部１２ｅの両面１２ｅ－１及び１２ｅ－２が、セパレータ１３を介して正極１３に対向していた。また、最内周１Ａにおいて、正極１１の第１の端面１１1は、セパレータ１３の第１の折り曲げ部１３ｂを介して、負極１２の折り曲げ部１２ｄに対向していた。同様に、最内周１Ａにおいて、負極１２の第１の端面１２1は、セパレータ１３の第２の折り曲げ部１３ａを介して、正極１１の折り曲げ部１１ｄに対向していた。一方、捲回型電極群１は、正極１１の第２の端面１１2を含む部分１１Ｂと、負極１２の第２の端面１２2を含む部分１２Ｂと、セパレータ１３の端部１３Ｂとを含む最外周１Ｂを含んでいた。最外周１Ｂにおいて、負極１２の一部１２Ｂは、セパレータ１３を介して正極１１の一部１１Ｂに対向しており、正極１１の一部１１Ｂよりも外側に位置していた。また、負極１２の一部１２Ｂの外側には、２枚のセパレータ１３の一部１３Ｂが配置されていた。そして、２枚のセパレータ１３は、正極１１の第２の端面１１2及び負極１２の第２の端面１２2を包囲するように捲回されていた。
　また、実施例１の非水電解質電池１００の捲回型電極群１の最内周１Ａにおける正極１１の長さＬC、負極１２の長さＬA及びセパレータの長さＬを、先に説明した手順により測定した。その結果を以下の表１に示す。実施例１の非水電解質電池１００の捲回型電極群１の（２Ｌ－ＬA－ＬC）／Ｌは０．０１であった。
　［負極１２の作動電位の確認］
　負極１２の作動電位を、以下の手順で確認した。
　非水電解質電池１００を満充電後、０．２Ｃで定格容量を放電した。その後電池を解体し、１ｃｍ2の負極１２を取り出し、エチルメチルカーボネートで洗浄し、三極式電池用の負極とした。解体時に、正極１１と負極１２との対向面積を調べたところ、１．１２ｍ2であった。電池１００の定格容量を対向面積１．１２ｍ2で除算した値を、三極式電池の定格容量とした。一方、作用極を負極１２、対極を金属リチウム、参照極を金属リチウムとした三極式電池を、アルゴン雰囲気で作製した。この三極式電池を、作用極と参照極との間の電圧を測定しながら、作用極と対極との間に０．２Ｃの電流を流し三極式電池の定格容量分を充電し、充電末期の閉回路電圧を調べた。その結果、閉回路電圧は、１．３３Ｖ　ｖｓ．　Ｌｉ／Ｌｉ+であった。この電位を負極１２の作動電位とした。なお、負極１２にＬｉが挿入される方向を充電と定義した。
　（実施例２）
　実施例２では、積層体１を形成する際に、正極１１のうち、正極１１の第１の端面１１1に隣接し且つ負極１２に対向していない端部１１ｅ（正極１１の飛び出し部分）の長さが７５．０ｍｍとなるようにして積層したこと、及び捲回の際に、最内周１Ａの負極１２の長さＬAが５０．０ｍｍとなり、最内周１Ａの正極１１の長さＬCが５５．０ｍｍとなるように最初の巻芯の角度を調整したこと以外は上記実施例１と同様の手順により、非水電解質二次電池１００を構成した。
　実施例２の非水電解質電池１００の定格容量を、実施例１で説明したのと同様の手順で測定した。実施例２の非水電解質電池１００の定格容量は、２２．１２Ａｈであった。
　この非水電解質二次電池１００に対して、実施例１と同様の手順で充放電サイクル試験及び貯蔵試験を行った。貯蔵後、非水電解質電池１００に対して、２５℃雰囲気において０．３３Ｃで電圧値が１．３Ｖになるまで放電を行って、放電容量を測定した。その結果、１９．１０Ａｈという容量が得られた。すなわち、実施例２の非水電解質電池１００についての貯蔵による自己放電量は３．０２Ａｈであった。
　評価後の電池を解体し、捲回型電極群１を観察したところ、正極１１及び負極１２の撚れは確認されなかった。また、捲回型電極群１における金属分布をエネルギー分散型Ｘ線分光法で観察したところ、電極表面での金属の析出は確認されなかった。
　また、実施例２の非水電解質電池１００の捲回型電極１の断面観察を行った。実施例２の捲回型電極群１の断面は、図６に概略的に示した構造と同様の構造を有していた。図２Ａと図６とを比較すれば明らかなように、実施例２の捲回型電極群１は、最内周１Ａにおいて、正極１１の第１の端面１１1からセパレータ１３の１つの折り曲げ部１３ｂまでの距離が、図２Ａに示す捲回型電極群１、すなわち実施例１の捲回型電極群１のそれよりも大きかった。また、実施例２の捲回型電極群１は、最内周１Ａにおいて、負極１２の第１の端面１２1からセパレータ１３の１つの折り曲げ部１３ａまでの距離が、図２Ａに示す捲回型電極群１、すなわち実施例１の捲回型電極群１のそれよりも大きかった。その他の点については、実施例２の捲回型電極群１の断面構造は、実施例１のそれと同様であった。
　また、実施例２の非水電解質電池１００の捲回型電極群１の最内周１Ａにおける正極１１の長さＬC、負極１２の長さＬA及びセパレータの長さＬを、先に説明した手順により測定した。その結果を以下の表１に示す。実施例２の非水電解質電池１００の捲回型電極群１の（２Ｌ－ＬA－ＬC）／Ｌは０．５０であった。
　（実施例３）
　実施例３では、積層体１を形成する際に、正極１１のうち、正極１１の第１の端面１１1に隣接し且つ負極１２に対向していない端部１１ｅ（正極１１の飛び出し部分）の長さが５４．０ｍｍとなるようにして積層したこと、及び捲回の際に、最内周１Ａの負極１２の長さＬAが５０．０ｍｍとなり、最内周１Ａの正極１１の長さＬCが３４．０ｍｍとなるように最初の巻芯の角度を調整したこと以外は上記実施例１と同様の手順により、非水電解質二次電池１００を構成した。
　実施例３の非水電解質電池１００の定格容量を、実施例１で説明したのと同様の手順で測定した。実施例３の非水電解質電池１００の定格容量は、２２．０８Ａｈであった。
　この非水電解質二次電池１００に対して、実施例１と同様の手順で充放電サイクル試験及び貯蔵試験を行った。貯蔵後、非水電解質電池１００に対して、２５℃雰囲気において０．３３Ｃで電圧値が１．３Ｖになるまで放電を行って、放電容量を測定した。その結果、１９．０７Ａｈという容量が得られた。すなわち、実施例３の非水電解質電池１００についての貯蔵による自己放電量は３．０１Ａｈであった。
　評価後の電池を解体し、捲回型電極群１を観察したところ、正極１１及び負極１２の撚れは確認されなかった。また、捲回型電極群１における金属分布をエネルギー分散型Ｘ線分光法で観察したところ、電極表面での金属の析出は確認されなかった。
　また、実施例３の非水電解質電池１００の捲回型電極１の断面観察を行った。実施例３の捲回型電極群１の断面は、図７に概略的に示した構造と同様の構造を有していた。図２Ａと図６と図７とを比較すれば明らかなように、実施例３の捲回型電極群１は、最内周１Ａにおいて、正極１１の第１の端面１１1からセパレータ１３の１つの折り曲げ部１３ｂまでの距離が、図２Ａに示す捲回型電極群１、すなわち実施例１の捲回型電極群１のそれよりも、更には図６に示す捲回型電極群１、すなわち実施例２の捲回型電極群１のそれよりも大きかった。また、実施例３の捲回型電極群１は、最内周１Ａにおいて、負極１２の第１の端面１２1からセパレータ１３の１つの折り曲げ部１３ａまでの距離が、実施例１の捲回型電極群１のそれよりも大きく、実施例２の捲回型電極群１のそれと同様であった。その他の点については、実施例３の捲回型電極群１の断面構造は、実施例１及び実施例２のそれと同様であった。
　また、実施例３の非水電解質電池１００の捲回型電極群１の最内周１Ａにおける正極１１の長さＬC、負極１２の長さＬA及びセパレータの長さＬを、先に説明した手順により測定した。その結果を以下の表１に示す。実施例３の非水電解質電池１００の捲回型電極群１の（２Ｌ－ＬA－ＬC）／Ｌは０．８０であった。
　（実施例４）
　実施例４では、積層体１を形成する際に、正極１１のうち、正極１１の第１の端面１１1に隣接し且つ負極１２に対向していない端部１１ｅ（正極１１の飛び出し部分）の長さが６６．０ｍｍとなるようにして積層したこと、及び捲回の際に、最内周１Ａの負極１２の長さＬAが３０．０ｍｍとなり、最内周１Ａの正極１１の長さＬCが２６．０ｍｍとなるように最初の巻芯の角度を調整したこと以外は上記実施例１と同様の手順により、非水電解質二次電池１００を構成した。
　実施例４の非水電解質電池１００の定格容量を、実施例１で説明したのと同様の手順で測定した。実施例４の非水電解質電池１００の定格容量は、２２．０１Ａｈであった。
　この非水電解質二次電池１００に対して、実施例１と同様の手順で充放電サイクル試験及び貯蔵試験を行った。貯蔵後、非水電解質電池１００に対して、２５℃雰囲気において０．３３Ｃで電圧値が１．３Ｖになるまで放電を行って、放電容量を測定した。その結果、１９．０５Ａｈという容量が得られた。すなわち、実施例４の非水電解質電池１００についての貯蔵による自己放電量は２．９６Ａｈであった。
　評価後の電池を解体し、捲回型電極群１を観察したところ、正極１１及び負極１２の撚れは確認されなかった。また、捲回型電極群１における金属分布をエネルギー分散型Ｘ線分光法で観察したところ、電極表面での金属の析出は確認されなかった。
　また、実施例４の非水電解質電池１００の捲回型電極群１の最内周１Ａにおける正極１１の長さＬC、負極１２の長さＬA及びセパレータの長さＬを、先に説明した手順により測定した。その結果を以下の表１に示す。実施例４の非水電解質電池１００の捲回型電極群１の（２Ｌ－ＬA－ＬC）／Ｌは１．２０であった。
　（実施例５）
　実施例５では、積層体１を形成する際に、正極１１のうち、正極１１の第１の端面１１1に隣接し且つ負極１２に対向していない端部１１ｅ（正極１１の飛び出し部分）の長さが７５．０ｍｍとなるようにして積層したこと、及び捲回の際に、最内周１Ａの負極１２の長さＬAが１５．０ｍｍとなり、最内周１Ａの正極１１の長さＬCが２０．０ｍｍとなるように最初の巻芯の角度を調整したこと以外は上記実施例１と同様の手順により、非水電解質二次電池１００を構成した。
　実施例５の非水電解質電池１００の定格容量を、実施例１で説明したのと同様の手順で測定した。実施例５の非水電解質電池１００の定格容量は、２２．０９Ａｈであった。
　この非水電解質二次電池１００に対して、実施例１と同様の手順で充放電サイクル試験及び貯蔵試験を行った。貯蔵後、非水電解質電池１００に対して、２５℃雰囲気において０．３３Ｃで電圧値が１．３Ｖになるまで放電を行って、放電容量を測定した。その結果、１９．０５Ａｈという容量が得られた。すなわち、実施例５の非水電解質電池１００についての貯蔵による自己放電量は３．０４Ａｈであった。
　評価後の電池を解体し、捲回型電極群１を観察したところ、正極１１及び負極１２の撚れは確認されなかった。また、捲回型電極群１における金属分布をエネルギー分散型Ｘ線分光法で観察したところ、電極表面での金属の析出は確認されなかった。
　また、実施例５の非水電解質電池１００の捲回型電極群１の最内周１Ａにおける正極１１の長さＬC、負極１２の長さＬA及びセパレータの長さＬを、先に説明した手順により測定した。その結果を以下の表１に示す。実施例５の非水電解質電池１００の捲回型電極群１の（２Ｌ－ＬA－ＬC）／Ｌは１．５０であった。
　（実施例６）
　実施例６では、積層体１を形成する際に、正極１１のうち、正極１１の第１の端面１１1に隣接し且つ負極１２に対向していない端部１１ｅ（正極１１の飛び出し部分）の長さが７０．１ｍｍとなるようにして積層したこと、及び捲回の際に、最内周１Ａの負極１２の長さＬAが０．３ｍｍとなり、最内周１Ａの正極１１の長さＬCが０．４ｍｍとなるように最初の巻芯の角度を調整したこと以外は上記実施例１と同様の手順により、非水電解質二次電池１００を構成した。
　実施例６の非水電解質電池１００の定格容量を、実施例１で説明したのと同様の手順で測定した。実施例６の非水電解質電池１００の定格容量は、２２．２６Ａｈであった。
　この非水電解質二次電池１００に対して、実施例１と同様の手順で充放電サイクル試験及び貯蔵試験を行った。貯蔵後、非水電解質電池１００に対して、２５℃雰囲気において０．３３Ｃで電圧値が１．３Ｖになるまで放電を行って、放電容量を測定した。その結果、１９．２２Ａｈという容量が得られた。すなわち、実施例６の非水電解質電池１００についての貯蔵による自己放電量は３．０４Ａｈであった。
　評価後の電池を解体し、捲回型電極群１を観察したところ、正極１１及び負極１２の撚れは確認されなかった。また、捲回型電極群１における金属分布をエネルギー分散型Ｘ線分光法で観察したところ、電極表面での金属の析出は確認されなかった。
　また、実施例６の非水電解質電池１００の捲回型電極群１の最内周１Ａにおける正極１１の長さＬC、負極１２の長さＬA及びセパレータの長さＬを、先に説明した手順により測定した。その結果を以下の表１に示す。実施例６の非水電解質電池１００の捲回型電極群１の（２Ｌ－ＬA－ＬC）／Ｌは１．９９であった。
　（実施例７）
　実施例７では、負極活物質としてブロンズ型酸化チタン（ＴｉＯ2（Ｂ））を用いたこと及び負極スラリーの塗布を単位面積当たりの塗布量が８０ｇ／ｍ2となるように調整したこと以外は上記実施例１と同様の手順により、非水電解質二次電池１００を構成した。
　実施例７の非水電解質電池１００の定格容量を、実施例１で説明したのと同様の手順で測定した。実施例７の非水電解質電池１００の定格容量は、２３．８６Ａｈであった。
　この非水電解質二次電池１００に対して、実施例１と同様の手順で充放電サイクル試験及び貯蔵試験を行った。貯蔵後、非水電解質電池１００に対して、２５℃雰囲気において０．３３Ｃで電圧値が１．３Ｖになるまで放電を行って、放電容量を測定した。その結果、２０．９５Ａｈという容量が得られた。すなわち、実施例７の非水電解質電池１００についての貯蔵による自己放電量は２．９１Ａｈであった。
　評価後の電池を解体し、捲回型電極群１を観察したところ、正極１１及び負極１２の撚れは確認されなかった。また、捲回型電極群１における金属分布をエネルギー分散型Ｘ線分光法で観察したところ、電極表面での金属の析出は確認されなかった。
　また、実施例７の非水電解質電池１００の捲回型電極群１の断面観察を行った。捲回型電極群１の断面は、図２Ａに概略的に示した構造と同様の構造を有していた。すなわち、実施例７の捲回型電極群１の断面構造は、実施例１のそれと同様であった。
　さらに、実施例７の非水電解質電池１００の捲回型電極群１の最内周１Ａにおける正極１１の長さＬC、負極１２の長さＬA及びセパレータの長さＬを、先に説明した手順により測定した。その結果は、以下の表１に示すように、実施例１の結果と同じであった。そのため、実施例７の非水電解質電池１００の捲回型電極群１の（２Ｌ－ＬA－ＬC）／Ｌは０．０１であった。
　そして、実施例７の非水電解質電池１００の捲回型電極群１の負極１２の作動電位を、実施例１で説明したのと同様の手順で測定した。その結果、実施例７の負極１２の作動電位は、１．１Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）であった。
　（比較例１）
　比較例１では、積層体１を形成する際に、正極１１のうち、正極１１の第１の端面１１1に隣接し且つ負極１２に対向していない端部１１ｅ（正極１１の飛び出し部分）の長さが６０．０ｍｍとなるようにして積層したこと、及び捲回の際に、最内周１Ａの負極１２の長さＬAが４０．０ｍｍとなり、最内周１Ａの正極１１の長さＬCが３０．０ｍｍとなるように最初の巻芯の角度を調整したこと以外は上記実施例１と同様の手順により、非水電解質二次電池１００を構成した。
　比較例１の非水電解質電池１００の定格容量を、実施例１で説明したのと同様の手順で測定した。比較例１の非水電解質電池１００の定格容量は、２１．８９Ａｈであった。
　この非水電解質二次電池１００に対して、実施例１と同様の手順で充放電サイクル試験及び貯蔵試験を行った。貯蔵後、非水電解質電池１００に対して、２５℃雰囲気において０．３３Ｃで電圧値が１．３Ｖになるまで放電を行って、放電容量を測定した。その結果、１８．９２Ａｈという容量が得られた。すなわち、比較例１の非水電解質電池１００についての貯蔵による自己放電量は２．９７Ａｈであった。
　評価後の電池を解体し、捲回型電極群１を観察したところ、正極１１及び負極１２の撚れは確認されなかった。また、捲回型電極群１における金属分布をエネルギー分散型Ｘ線分光法で観察したところ、電極表面での金属の析出は確認されなかった。
　また、比較例１の非水電解質電池１００の捲回型電極１の断面観察を行った。比較例１の捲回型電極群１の断面は、図８に概略的に示した構造と同様の構造を有していた。図８に示すように、比較例１の捲回型電極群１は、最内周１Ａにおいて、正極１１の第１の端面１１1及び負極１２の第１の端面１２1の位置が、捲回方向Ｃ－Ｃ’及び捲回軸Ｒ－Ｒ‘に垂直な方向Ｎ－Ｎ’において揃っていた。そのため、図８に示すように、比較例１の捲回型電極群１は、最内周１Ａにおいて、正極１１の第１の端面１１1に隣接する端部１１ｅは、その片面１１ｅ－１のみがセパレータ１３を介して負極１２に対向しており、もう一方の面１１ｅ－２は正極１１の他の部分に対向していた。また、最内周１Ａにおいて、負極１２の第１の端面１２1に隣接する端部１２ｅは、その片面１２ｅ－１のみがセパレータ１３を介して正極１１に対向しており、もう一方の面１２ｅ－２は負極１２の他の部分に対向していた。その他の点については、比較例１の捲回型電極群１の断面構造は、実施例１～実施例７のそれと同様であった。
　また、比較例１の非水電解質電池１００の捲回型電極群１の最内周１Ａにおける正極１１の長さＬC、負極１２の長さＬA及びセパレータの長さＬを、先に説明した手順により測定した。その結果を以下の表１に示す。実施例３の非水電解質電池１００の捲回型電極群１の（２Ｌ－ＬA－ＬC）／Ｌの値は１．００であった。
　（比較例２）
　比較例２では、負極活物質としてグラファイトを用いたこと、及び負極スラリーの塗布を単位面積当たりの塗布量が４０ｇ／ｍ2となるように調整したこと以外は上記実施例２と同様の手順により、比較例１の非水電解質二次電池を構成した。
　比較例２の非水電解質電池１００の定格容量を、実施例１で説明したのと同様の手順で測定した。比較例２の非水電解質電池１００の定格容量は、２４．３５Ａｈであった。
　この非水電解質二次電池１００に対して、実施例１と同様の手順で充放電サイクル試験及び貯蔵試験を行った。貯蔵後、非水電解質電池１００に対して、２５℃雰囲気において０．３３Ｃで電圧値が１．３Ｖになるまで放電を行って、放電容量を測定した。その結果、５．２４Ａｈという容量が得られた。すなわち、比較例２の非水電解質電池１００についての貯蔵による自己放電量は１９．１１Ａｈであった。
　評価後の電池を解体し、捲回型電極群１を観察したところ、正極１１及び負極１２が撚れていることが分かった。また、捲回型電極群１における金属分布をエネルギー分散型Ｘ線分光法で観察したところ、負極１２の表面にＬｉが析出していた。
　また、比較例２の非水電解質電池１００の捲回型電極群１の断面観察を行った。捲回型電極群１の断面は、図６に概略的に示した構造と同様の構造を有していた。すなわち、比較例２の捲回型電極群１の断面構造は、実施例２のそれと同様であった。
　さらに、比較例２の非水電解質電池１００の捲回型電極群１の最内周１Ａにおける正極１１の長さＬC、負極１２の長さＬA及びセパレータの長さＬを、先に説明した手順により測定した。その結果は、以下の表１に示すように、実施例２の結果と同じであった。そのため、比較例２の非水電解質電池１００の捲回型電極群１の（２Ｌ－ＬA－ＬC）／Ｌの値は０．０５であった。
　そして、比較例２の非水電解質電池１００の捲回型電極群１の負極１２の作動電位を、実施例１で説明したのと同様の手順で測定した。その結果、比較例２の負極１２の作動電位は、０．３Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　［考察］
　表１に示した結果から、実施例１～実施例６の非水電解質電池１００は、比較例１の非水電解質電池１００よりも定格容量が高かったことが分かる。比較例１の非水電解質電池１００は、捲回型電極群１の最内周１Ａにおいて、正極１１の端部１１ｅの片面のみがセパレータ１３を介して負極１２に対向しており、負極１２の端部１２ｅの片面のみがセパレータ１３を介して正極１１に対向していたため、実施例１～６の非水電解質電池１００よりも定格容量が低くなった。
　さらに、実施例１～実施例６の非水電解質電池１００は、比較例１の非水電解質電池１００と同様に自己放電を抑えることができた。これは、実施例１～６の非水電解質電池は、捲回型電極群１の最内周１Ａにおいて、負極１２の端部１２ｅの両面がセパレータ１３を介して正極１１に対向していたが、負極１２が含む負極活物質の作動電位が１．０Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）より貴であったため、負極表面上での金属の析出を抑えることができたからである。この事実は、先に述べたように、エネルギー分散型Ｘ線分光法による電極表面の金属分布の確認により証明されている。
　そして、表１に示した結果から明らかなように、実施例７の非水電解質１００も、実施例１～６の非水電解質電池１００と同様に、自己放電を抑えながら、比較例１の非水電解質電池１００よりも高い定格容量を示すことができた。この結果から、負極活物質を変えても、作動電位が１．０Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）より貴であるものであれば、同様の効果が得られることが証明された。
　一方、負極活物質としてグラファイトを用いた比較例２の非水電解質電池１００は、実施例１～７の非水電解質電池１００よりも自己放電容量が著しく高かった。これは、エネルギー分散型Ｘ線分光法による電極表面の金属分布の確認から証明されたように、貯蔵後に負極１２の表面上に金属リチウムが析出したことが１つの原因であると考えられる。また、電池の解体から明らかになったように、負極１２が撚れてしまったことも原因の１つであると考えられる。負極１２の撚れは、リチウムの挿入及び脱離によりグラファイトの体積が大きく変化したことが原因であると考えられる。
　（実施例８）
　実施例８では、以下の点以外は、実施例１と同様の手順により、非水電解質二次電池１００を構成した。
　まず、実施例８では、正極スラリーの単位面積当たりの塗布量を、１４０ｇ／ｍ2とした。また、ロールプレスによる圧延を電極密度が３．１ｇ／ｃｃとなるように行って、正極１１を得た。
　また、実施例８では、負極スラリーの単位面積当たりの塗布量を１３５ｇ／ｍ2とした。また、ロールプレスによる圧延を電極密度が２．１ｇ／ｃｃとなるように行って、負極１２を得た。
　そして、実施例８では、正極スラリーの塗布量及び負極スラリーの塗布量を実施例１よりも大きくした分だけ、捲回装置における捲回回数を実施例１よりも減らすことにより、ＬA、ＬC及びＬの値が実施例１のそれらと同じ捲回型電極群１を作製した。
　実施例８の非水電解質電池１００の定格容量を、実施例１で説明したのと同様の手順で測定した。実施例８の非水電解質電池１００の定格容量は、２３．５２Ａｈであった。
　この非水電解質二次電池１００に対して、実施例１と同様の手順で充放電サイクル試験及び貯蔵試験を行った。貯蔵後、非水電解質電池１００に対して、２５℃雰囲気において０．３３Ｃで電圧値が１．３Ｖになるまで放電を行って、放電容量を測定した。その結果、２０．４８Ａｈという容量が得られた。すなわち、実施例８の非水電解質電池１００についての貯蔵による自己放電量は３．０４Ａｈであった。
　評価後の電池を解体し、捲回型電極群１を観察したところ、正極１１及び負極１２の撚れは確認されなかった。また、捲回型電極群１における金属分布をエネルギー分散型Ｘ線分光法で観察したところ、電極表面での金属の析出は確認されなかった。
　また、実施例８の非水電解質電池１００の捲回型電極群１の最内周１Ａにおける正極１１の長さＬC、負極１２の長さＬA及びセパレータの長さＬを、先に説明した手順により測定した。その結果を以下の表１に示す。実施例８の非水電解質電池１００の捲回型電極群１の（２Ｌ－ＬA－ＬC）／Ｌは０．０１であった。
　（実施例９）
　実施例９では、積層体１を形成する際に、正極１１のうち、正極１１の第１の端面１１1に隣接し且つ負極１２に対向していない端部１１ｅ（正極１１の飛び出し部分）の長さが６８．０ｍｍとなるようにして積層したこと、及び捲回の際に、最内周１Ａの負極１２の長さＬAが６７．０ｍｍとなり、最内周１Ａの正極１１の長さＬCが６５．０ｍｍとなるように最初の巻芯の角度を調整したこと以外は上記実施例８と同様の手順により、非水電解質二次電池１００を構成した。
　実施例９の非水電解質電池１００の定格容量を、実施例１で説明したのと同様の手順で測定した。実施例８の非水電解質電池１００の定格容量は、２２．１７Ａｈであった。
　この非水電解質二次電池１００に対して、実施例１と同様の手順で充放電サイクル試験及び貯蔵試験を行った。貯蔵後、非水電解質電池１００に対して、２５℃雰囲気において０．３３Ｃで電圧値が１．３Ｖになるまで放電を行って、放電容量を測定した。その結果、１９．１３Ａｈという容量が得られた。すなわち、実施例９の非水電解質電池１００についての貯蔵による自己放電量は３．０４Ａｈであった。
　評価後の電池を解体し、捲回型電極群１を観察したところ、正極１１及び負極１２の撚れは確認されなかった。また、捲回型電極群１における金属分布をエネルギー分散型Ｘ線分光法で観察したところ、電極表面での金属の析出は確認されなかった。
　また、実施例９の非水電解質電池１００の捲回型電極群１の最内周１Ａにおける正極１１の長さＬC、負極１２の長さＬA及びセパレータの長さＬを、先に説明した手順により測定した。その結果を以下の表１に示す。実施例９の非水電解質電池１００の捲回型電極群１の（２Ｌ－ＬA－ＬC）／Ｌは０．１１であった。
　実施例８及び９の結果を、以下の表２にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　［考察］
　表１及び表２に示した結果から明らかなように、実施例８及び９の非水電解質１００も、実施例１～７の非水電解質電池１００と同様に、自己放電を抑えながら、比較例１の非水電解質電池１００よりも高い定格容量を示すことができた。この結果から、正極及び負極の塗布量を変えても、同様の効果が得られることが証明された。
　以上説明した少なくとも１つの実施形態及び実施例に係る扁平型の捲回型電極群は、負極が作動電位が１．０Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）より貴な負極活物質を含む。また、捲回型電極群の最内周において、正極の端部の両面がセパレータを介して負極に対向しており、負極の端部の両面がセパレータを介して正極に対向している。これらのおかげで、この捲回型電極群は、高いエネルギー密度及び優れた寿命特性を示すことができる非水電解質電池を実現することができる。
　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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。
　１…捲回型電極群（積層体）、１Ａ…最内周、１Ｂ…最外周、６…正極リード、６ａ…接続プレート、６ｂ…貫通孔、６ｃ…集電部、７…負極リード、７ａ…接続プレート、７ｂ…貫通孔、７ｃ…集電部、８…絶縁体、８ａ…第１の凹部、８ａ’…貫通孔、８ｂ…第２の凹部、８ｂ’…貫通孔、８ｃ…貫通孔、９ａ…絶縁部材、９ｂ…絶縁テープ、１０…絶縁テープ、１１…正極、１１Ａ…正極のうち最内周に含まれる部分、１１Ｂ…正極のうち最外周に含まれる部分、１１ａ…正極集電体、１１ｂ…正極層、１１ｃ…正極タブ、１１ｅ…端部、１１ｅ－１及び１１ｅ－２…端部の表面、１１1…第１の端面、１１2…第２の端面、１２…負極、１２Ａ…負極のうち最内周に含まれる部分、１２Ｂ…負極のうち最外周に含まれる部分、１２ａ…負極集電体、１２ｂ…負極層、１２ｃ…負極集電タブ、１２ｅ…端部、１２ｅ－１及び１２ｅ－２…端部の表面、１２1…第１の端面、１２2…第２の端面、１３…セパレータ、１３Ａ…セパレータのうち最内周に含まれる部分、１３Ｂ…セパレータのうち最外周に含まれる部分、１３ａ…第２の折り曲げ部、１３ｂ…第１の折り曲げ部、１００…非水電解質電池、１１１…外装部材、１１１ａ…容器、１１１ｂ…封口体、１１３…正極端子、１１３ａ…頭部、１１３ｂ…軸部、１１４…負極端子、１１４ａ…頭部、１１４ｂ…軸部、１１５…絶縁ガスケット、１１５ａ…貫通孔、１２３…封止栓。

Claims (6)

  1. 　第１の端面及び第２の端面を有し、前記第１の端面から前記第２の端面へと延びた正極と、
    　作動電位が１．０Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）より貴な負極活物質を含み、第１の端面及び第２の端面を有し、前記第１の端面から前記第２の端面へと延びた負極と、
    　前記正極と前記負極との間に介在するセパレータと
    を含んだ積層体を具備し、前記積層体が扁平形状に捲回された電極群であって、
    　前記正極は、前記第１の端面に隣接する端部を含み、前記正極の前記端部の両面が、前記セパレータを介して前記負極に対向しており、
    　前記負極は、前記第１の端面に隣接する端部を含み、前記負極の前記端部の両面が、前記セパレータを介して前記正極に対向しており、
    　捲回された前記積層体の最内周は、前記正極の前記端部及び前記負極の前記端部を含むことを特徴とする捲回型電極群。
  2. 　前記正極は、前記最内周に位置した折り曲げ部を更に含み、前記正極の前記折り曲げ部は、前記セパレータを介して、前記負極の前記第１の端面に対向しており、
    　前記負極は、前記最内周に位置した折り曲げ部を更に含み、前記負極の前記折り曲げ部は、前記セパレータを介して、前記正極の前記第１の端面に対向しており、
    　前記セパレータは、前記最内周において、前記正極の前記第１の端面に対向する第１の折り曲げ部と、前記負極の前記第１の端面に対向する第２の折り曲げ部とを含み、
    　以下の関係式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の捲回型電極群。
    　０．０１≦（２Ｌ－ＬA－ＬC）／Ｌ≦０．８
    　式中、前記Ｌ［ｍｍ］は、前記セパレータの前記第１の折り曲げ部と前記第２の折り曲げ部との間の距離であり、前記ＬA［ｍｍ］は、前記負極の前記第１の端面と前記負極の前記折り曲げ部との間の距離であり、前記ＬC［ｍｍ］は、前記正極の前記第１の端面と前記正極の前記折り曲げ部との間の距離である。
  3. 　前記正極は、正極集電体と、前記正極集電体の両面に形成された正極層とを含み、
    　前記負極は、負極集電体と、前記負極集電体の両面に形成された負極層とを含むことを特徴とする請求項２に記載の捲回型電極群。
  4. 　前記負極活物質は、リチウムチタン複合酸化物及び／又は単斜型二酸化チタンを含むことを特徴とする請求項２に記載の捲回型電極群。
  5. 　請求項１に記載の捲回型電極群と、
    　非水電解質と
    を具備することを特徴とする非水電解質電池。
  6. 　前記捲回型電極群と前記非水電解質とを収容した外装部材を更に含み、
    　前記外装部材は有底の角型であることを特徴とする請求項５に記載の非水電解質電池。
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