WO2020203038A1 - 電池 - Google Patents

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WO2020203038A1
WO2020203038A1 PCT/JP2020/009652 JP2020009652W WO2020203038A1 WO 2020203038 A1 WO2020203038 A1 WO 2020203038A1 JP 2020009652 W JP2020009652 W JP 2020009652W WO 2020203038 A1 WO2020203038 A1 WO 2020203038A1
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negative electrode
positive electrode
separator
battery
current collector
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吉一 堀越
大貴 西家
徳川　秀昭
大塚　正博
直人 秋月
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株式会社村田製作所
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Definitions

  • the present invention relates to a battery having an electrode body in which a positive electrode and a negative electrode are laminated via a separator.
  • a non-aqueous electrolyte secondary battery (for example, a lithium ion secondary battery) is used as a portable power source for these electronic devices.
  • a secondary battery a configuration in which a positive electrode and a negative electrode are laminated via a separator is known.
  • Patent Document 1 a large discharge capacity can be realized, and by reviewing the design of the conventional electrode size (relationship between the positive electrode and the negative electrode), destruction of the electrode structure is suppressed, and the initial discharge capacity and charge / discharge cycle characteristics It is described to improve.
  • the width dimension of the separator is set to 1.15 times or more and 1.25 times or less with respect to the width dimension of the wider electrode plate of either the positive electrode plate or the negative electrode plate, and the protruding surplus end portion. It is described that by heat-shrinking the battery in advance, the heat shrinkage of the separator at the time of short circuit causes the positive and negative electrode plates to come into contact with each other to raise the battery temperature and prevent the battery from exploding due to the accumulation of gas in the battery. ing.
  • the width of the separator in the winding axis direction is wider than the width of the negative electrode, and the difference is 2. 0 m m or more 3. It is described that an internal short circuit can be suppressed by setting the range to 5 mm or less.
  • the present invention focuses on the amount of protrusion of the separator from both end faces of the electrode body, improves the drop resistance of the battery with the bottom side (opposite side of the tab) of the electrode body in the winding axis direction down, and also improves the drop resistance of the electrode. This is an attempt to realize a battery in which the plate is impregnated with an electrolytic solution.
  • Patent Document 1 and Patent Document 3 described above relate to the relationship between the positive electrode and the negative electrode, and are not the invention of the separator. Further, Patent Document 2 heat-shrinks the separator in advance, and does not describe the configuration and effect of the present invention.
  • Patent Document 1 does not pay attention to the amount of protrusion of the separator unlike the present invention.
  • Patent Document 2 unlike the present invention, the electrode body itself does not have an electrolytic solution holding function.
  • Patent Document 3 is different from the present invention in which the internal short circuit is suppressed and the separator is compressed to improve the vibration in the vertical direction.
  • an object of the present invention is to provide a battery capable of improving the drop resistance of the battery and having good impregnation of the electrode plate with the electrolytic solution, unlike the prior art.
  • the present invention comprises a wound electrode body including a band-shaped positive electrode having a positive electrode lead, a band-shaped negative electrode having a negative electrode lead, and a band-shaped separator provided between the positive electrode and the negative electrode.
  • the electrolyte is a battery housed in a case,
  • the electrode body is a battery in which a positive electrode lead and a negative electrode lead are led out from one end face and have a separator molded portion protruding from the other end face so as to satisfy the formulas 1 and 2.
  • Equation 1 0.08 ⁇ W2 / Ws ⁇ 0.17)
  • Equation 2 0.20 ⁇ W4 / W2 ⁇ 0.53
  • W1 is the amount of protrusion of the separator on one end face side from the negative electrode
  • W2 is the amount of protrusion of the separator on the other end face side from the negative electrode
  • Ws is the width of the separator
  • W4 is the dimension from the end of the negative electrode to the bottom of the electrode body (excluding the thickness of the tape).
  • the battery it is possible to improve the drop resistance of the battery with the bottom side (opposite the electrode lead) down in the winding axis direction, and to realize a battery in which the electrode plate is well impregnated with the electrolytic solution. ..
  • the effects described here are not necessarily limited, and may be any of the effects described in the present invention or an effect different from them.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of the configuration of a non-aqueous electrolyte secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 3A to 3C are a plan view and a side view used for explaining one embodiment of the secondary battery according to the present invention.
  • 4A to 4C are schematic cross-sectional views used for explaining one embodiment of the secondary battery according to the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram for explaining an application example of the present invention.
  • the battery has a flat shape.
  • the battery has an electrode body 20 in which a positive electrode, a negative electrode, and a separator are laminated and wound.
  • the length between one end face and the other end face in the winding axis direction of the electrode body 20 is referred to as a width.
  • the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are taken out from one end surface of the electrode body 20.
  • the side of one end face from which the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are led out is referred to as a top, and the side of the other end face is referred to as a bottom.
  • the electrode body 20, an electrolytic solution as an electrolyte (not shown), and the electrode body 20 and the electrolytic solution are housed in a case 10 as an accommodating body.
  • the battery When the battery is viewed in a plane from a direction perpendicular to its main surface, the battery has a rectangular shape.
  • the case 10 is a metal can and contains at least one of steel, aluminum alloy steel, and stainless steel. For example, it is made of iron (Fe) or stainless steel. The surface of the metal can may be plated with nickel (Ni) or the like.
  • the case 10 includes a housing portion 11 and a lid portion 12.
  • the accommodating portion 11 includes a peripheral edge portion 11A and a recess 11B recessed with respect to the peripheral edge portion 11A.
  • the recess 11B accommodates the electrode body 20.
  • the depth of the recess 11B is substantially the same as the thickness of the electrode body 20.
  • the lid portion 12 covers the opening of the recess 11B.
  • the peripheral edge portion of the lid portion 12 and the peripheral edge portion 11A of the accommodating portion 11 are overlapped with each other.
  • the peripheral edge portion 11A of the overlapped accommodating portion 11 and the peripheral edge portion of the lid portion 12 are joined by welding or an adhesive or the like.
  • the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are respectively led out linearly from the inside of the case 10 to the outside, for example, in the same direction.
  • the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are each made of a metal material such as Al, Cu, Ni, or stainless steel, and each has a thin plate shape or the like.
  • Resin layers (adhesive films) 31A and 32A for ensuring insulation are inserted into at least one or both of the case 10 and the negative electrode lead 32, respectively.
  • the resin layers 31A and 32A are made of a material having an insulating property with respect to the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32, for example, a polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, modified polyethylene or modified polypropylene.
  • the electrode body 20 has a pair of flat portions 20A facing each other and a pair of curved portions 20B provided between the pair of flat portions 20A and facing each other.
  • the electrode body 20 includes a positive electrode 21 having a band shape, a negative electrode 22 having a band shape, two separators 23A and 23B having a band shape, insulating members 25A1, 25A2, 25B1 and 25B2 provided on the positive electrode 21, and a negative electrode 22.
  • the insulating members 26B1 and 26B2 provided in the above are provided.
  • the electrode body 20 has a structure in which a positive electrode 21 and a negative electrode 22 are laminated via a separator 23A or a separator 23B and wound in the longitudinal direction so as to be flat and spiral.
  • the electrode body 20 is wound so that the positive electrode 21 serves as the innermost electrode and the negative electrode 22 serves as the outermost electrode.
  • the negative electrode 22 which is the outermost electrode is fixed by an insulating tape 24 as an insulating layer.
  • the insulating tape 24 also has a function as a winding stop tape.
  • the positive electrode 21, the negative electrode 22, and the separators 23A and 23B are impregnated with the electrolytic solution.
  • the positive electrode 21 includes a positive electrode current collector 21A having an inner side surface (first surface) 21S1 and an outer surface (second surface) 21S2, and a positive electrode active material layer 21B1 provided on the inner side surface 21S1 of the positive electrode current collector 21A. And the positive electrode active material layer 21B2 provided on the outer surface 21S2 of the positive electrode current collector 21A.
  • the "inner surface” means a surface located on the winding center side
  • the “outer surface” means a surface located on the side opposite to the winding center.
  • the positive electrode active material layer 21B1 is not provided on the inner side surface 21S1 of the inner peripheral side end portion of the positive electrode 21, and the positive electrode current collector exposed portion 21C1 in which the inner side surface 21S1 of the positive electrode current collector 21A is exposed is provided.
  • the positive electrode active material layer 21B1 is not provided on the outer surface 21S2 of the inner peripheral side end portion of the positive electrode 21, and the positive electrode current collector exposed portion 21C2 in which the outer surface of the positive electrode current collector 21A is exposed is provided.
  • the length of the positive electrode current collector exposed portion 21C1 in the winding direction is, for example, about one circumference longer than the length of the positive electrode current collector exposed portion 21C2 in the winding direction.
  • the positive electrode 21 is provided with, for example, about one single-sided electrode portion in which only the positive electrode active material layer 21B2 is provided on the positive electrode current collector 21A among the positive electrode active material layer 21B1 and the positive electrode active material layer 21B2. There is.
  • the positive electrode active material layer 21B1 is not provided on the inner side surface 21S1 of the outer peripheral end of the positive electrode 21, and the positive electrode current collector exposed portion 21D1 in which the inner side surface 21S1 of the positive electrode current collector 21A is exposed is provided.
  • the outer surface 21S2 of the outer peripheral end of the positive electrode 21 is not provided with the positive electrode active material layer 21B2, but is provided with the positive electrode current collector exposed portion 21D2 in which the outer surface 21S2 of the positive electrode current collector 21A is exposed.
  • a positive electrode lead 31 is connected to a portion of the positive electrode current collector exposed portion 21D2 corresponding to the flat portion 20A.
  • the length of the positive electrode current collector exposed portion 21D1 in the winding direction is, for example, substantially the same as the length of the positive electrode current collector exposed portion 21D2 in the winding direction.
  • the positive electrode current collector 21A is made of, for example, a metal foil such as an aluminum foil, a nickel foil, or a stainless steel foil.
  • the inner side surface 21S1 is exposed to form the positive electrode current collector exposed portion 21C1
  • the single-sided electrode portion in which the positive electrode active material layer 21B2 is formed on the outer surface 21S2 is used as the inner peripheral side end portion.
  • This single-sided electrode portion has a curved portion.
  • the region 21R of the positive electrode current collector exposed portion 21C1 corresponding to the curved portion of the single-sided electrode portion is covered with the insulating member 25A1.
  • the positive electrode active material layers 21B1 and 21B2 contain a positive electrode active material capable of occluding and releasing lithium.
  • the positive electrode active material layers 21B and 21B2 may further contain at least one of a binder and a conductive agent, if necessary.
  • a lithium-containing compound such as a lithium oxide, a lithium phosphorus oxide, a lithium sulfide, or an interlayer compound containing lithium is suitable, and two or more of these may be mixed and used.
  • a lithium-containing compound containing lithium, a transition metal element, and oxygen is preferable.
  • Examples of such a lithium-containing compound include a lithium composite oxide having a layered rock salt type structure represented by the formula (A), a lithium composite phosphate having an olivine type structure represented by the formula (B), and the like. Can be mentioned.
  • the lithium-containing compound is more preferably one containing at least one selected from the group consisting of Co, Ni, Mn and Fe as a transition metal element.
  • a lithium-containing compound include a lithium composite oxide having a layered rock salt type structure represented by the formula (C), formula (D) or formula (E), and a spinel type represented by the formula (F).
  • Examples thereof include a lithium composite oxide having a structure, a lithium composite phosphate having an olivine type structure represented by the formula (G), and specifically, LiNi 0.50 Co 0.20 Mn 0.30 O 2 , LiCoO 2 , LiNiO. 2 , LiNiaCo 1-a O 2 (0 ⁇ a ⁇ 1), LiMn 2 O 4 or LiFePO 4 and the like.
  • M1 is selected from groups 2 to 15 excluding Ni and Mn.
  • X indicates at least one selected from the group consisting of Group 16 elements and Group 17 elements other than oxygen.
  • P, q, y, z are 0 ⁇ p ⁇ 1.5. , 0 ⁇ q ⁇ 1.0, 0 ⁇ r ⁇ 1.0, ⁇ 0.10 ⁇ y ⁇ 0.20, 0 ⁇ z ⁇ 0.2.
  • M2 represents at least one of the elements selected from groups 2 to 15.
  • a and b are 0 ⁇ a ⁇ 2. It is a value within the range of 0.0 and 0.5 ⁇ b ⁇ 2.0.
  • M3 is Co, Mg, Al, B, Ti, V, Represents at least one selected from the group consisting of Cr, Fe, Cu, Zn, Zr, Mo, Sn, Ca, Sr and W.
  • f, g, h, j and k are 0.8 ⁇ f ⁇ 1. It is a value within the range of 2, 0 ⁇ g ⁇ 0.5, 0 ⁇ h ⁇ 0.5, g + h ⁇ 1, ⁇ 0.1 ⁇ j ⁇ 0.2, 0 ⁇ k ⁇ 0.1.
  • the composition of lithium differs depending on the state of charge and discharge, and the value of f represents the value in the state of complete discharge.
  • Li m Ni (1-n) M4 n O (2-p) F q ... (D) (However, in formula (D), M4 is Co, Mn, Mg, Al, B, Ti, V, Represents at least one selected from the group consisting of Cr, Fe, Cu, Zn, Mo, Sn, Ca, Sr and W. m, n, p and q are 0.8 ⁇ m ⁇ 1.2, 0. The value is within the range of 005 ⁇ n ⁇ 0.5, ⁇ 0.1 ⁇ p ⁇ 0.2, and 0 ⁇ q ⁇ 0.1.
  • the composition of lithium differs depending on the state of charge and discharge, and is a value of m. Represents the value in the fully discharged state.
  • M5 is Ni, Mn, Mg, Al, B, Ti, V
  • r, s, t and u represent 0.8 ⁇ r ⁇ 1.2, 0 ⁇ . The value is within the range of s ⁇ 0.5, ⁇ 0.1 ⁇ t ⁇ 0.2, 0 ⁇ u ⁇ 0.1.
  • the composition of lithium differs depending on the state of charge and discharge, and the value of r is perfect. Represents the value in the discharged state.
  • Li v Mn 2-w M6 w O x F y ... (F) (However, in formula (F), M6 is Co, Ni, Mg, Al, B, Ti, V, Cr, Fe, Cu, Represents at least one selected from the group consisting of Zn, Mo, Sn, Ca, Sr and W.
  • V, w, x and y are 0.9 ⁇ v ⁇ 1.1, 0 ⁇ w ⁇ 0.6, The value is within the range of 3.7 ⁇ x ⁇ 4.1 and 0 ⁇ y ⁇ 0.1.
  • the composition of lithium differs depending on the state of charge and discharge, and the value of v represents the value in the state of complete discharge. There.)
  • Li z M7PO 4 ... (However, in formula (G), M7 is Co, Mg, Fe, Ni, Mg, Al, B, Ti, V, Nb, Cu, Zn, Mo, Ca, It represents at least one selected from the group consisting of Sr, W and Zr. Z is a value within the range of 0.9 ⁇ z ⁇ 1.1.
  • the composition of lithium varies depending on the state of charge and discharge. The value of z represents the value in the completely discharged state.
  • lithium-free inorganic compounds such as MnO 2 , V 2 O 5 , V 6 O 13 , NiS, and MoS can be used as the positive electrode active material capable of occluding and releasing lithium. it can.
  • the positive electrode active material capable of occluding and releasing lithium may be other than the above.
  • two or more kinds of positive electrode active materials exemplified above may be mixed in any combination.
  • the binder is, for example, at least one selected from the group consisting of polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyacrylonitrile, styrene butadiene rubber, carboxymethyl cellulose, and a copolymer mainly composed of one of these resin materials. Seeds can be used.
  • the conductive agent for example, at least one carbon material selected from the group consisting of graphite, carbon fiber, carbon black, acetylene black, ketjen black, carbon nanotubes, graphene and the like can be used.
  • the conductive agent may be any material having conductivity, and is not limited to the carbon material.
  • a metal material, a conductive polymer material, or the like may be used as the conductive agent.
  • the shape of the conductive agent includes, for example, granular, scaly, hollow, needle-shaped, tubular, and the like, but is not particularly limited to these shapes.
  • the negative electrode 22 includes a negative electrode current collector 22A having an inner side surface (first surface) 22S1 and an outer surface (second surface) 22S2, and a negative electrode active material layer 22B1 provided on the inner side surface 22S1 of the negative electrode current collector 22A. And the negative electrode active material layer 22B2 provided on the outer surface 22S2 of the negative electrode current collector 22A.
  • the negative electrode active material layer 22B1 is not provided on the inner side surface 22S1 of the inner peripheral side end portion of the negative electrode 22, and the negative electrode current collector exposed portion 22C1 in which the inner side surface 22S1 of the positive electrode current collector 21A is exposed is provided.
  • the negative electrode active material layer 22B2 is not provided on the outer surface 22S2 of the inner peripheral side end portion of the negative electrode 22, and the positive electrode current collector exposed portion 21C2 in which the outer surface of the negative electrode current collector 22A is exposed is provided.
  • the length of the negative electrode current collector exposed portion 22C1 in the winding direction is substantially the same as the length of the positive electrode current collector exposed portion 21C2 in the winding direction, for example.
  • the negative electrode active material layer 22B1 is not provided on the inner side surface 22S1 of the outer peripheral end of the negative electrode 22, and the negative electrode current collector exposed portion 22D1 in which the inner side surface 22S1 of the positive electrode current collector 21A is exposed is provided.
  • the negative electrode active material layer 22B2 is not provided on the outer surface 22S2 of the outer peripheral end of the negative electrode 22, and the negative electrode current collector exposed portion 22D2 in which the outer surface 22S2 of the negative electrode current collector 22A is exposed is provided.
  • the negative electrode lead 32 is connected to the portion of the negative electrode current collector exposed portion 22D1 corresponding to the flat portion 20A.
  • the negative electrode lead 32 is provided at the outer peripheral end of the negative electrode 22 in this way, the negative electrode lead 32 can be linearly led out from the inside to the outside of the case 10 as described above.
  • the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are provided on the same flat portion 20A side.
  • the length of the negative electrode current collector exposed portion 22D1 in the winding direction is about one turn longer than the length of the negative electrode current collector exposed portion 22D2 in the winding direction. That is, the negative electrode 22 is provided with, for example, about one single-sided electrode portion in which only the negative electrode active material layer 22B1 of the negative electrode active material layer 22B1 and the negative electrode active material layer 22B2 is provided on the negative electrode current collector 22A. There is.
  • a portion where both the inner side surface 22S1 and the outer side surface 22S2 of the negative electrode current collector 22A are exposed that is, the negative electrode current collector exposed portion 22D1 and the negative electrode current collector exposed portion 22D2 are formed on both sides of the positive electrode 21.
  • the provided portion is provided, for example, over about one round.
  • the negative electrode current collector 22A is made of, for example, a metal foil such as a copper foil, a nickel foil, or a stainless steel foil.
  • the negative electrode active material layers 22B1 and 22B2 contain a negative electrode active material capable of occluding and releasing lithium.
  • the negative electrode active material layers 22B1 and 22B2 may further contain at least one of a binder and a conductive agent, if necessary.
  • Negative electrode active material examples include carbon materials such as non-graphitizable carbon, graphitizable carbon, graphite, pyrolytic carbon, coke, glassy carbon, calcined organic polymer compound, carbon fiber or activated carbon.
  • cokes include pitch coke, needle coke, petroleum coke and the like.
  • a calcined organic polymer compound is a polymer material such as phenolic resin or furan resin that is calcined at an appropriate temperature to carbonize it, and some of it is graphitizable carbon or graphitizable carbon. Some are classified as.
  • These carbon materials are preferable because the change in crystal structure that occurs during charging / discharging is very small, a high charging / discharging capacity can be obtained, and good cycle characteristics can be obtained.
  • graphite is preferable because it has a large electrochemical equivalent and can obtain a high energy density.
  • graphitizable carbon is preferable because excellent cycle characteristics can be obtained.
  • those having a low charge / discharge potential, specifically those having a charge / discharge potential close to that of lithium metal are preferable because high energy density of the battery can be easily realized.
  • binder As the binder, the same binders as those of the positive electrode active material layers 21B1 and 21B2 can be used.
  • Conducting agent As the conductive agent, the same ones as those of the positive electrode active material layers 21B1 and 21B2 can be used.
  • the electrolytic solution is a so-called non-aqueous electrolytic solution, and contains an organic solvent (non-aqueous solvent) and an electrolyte salt dissolved in the organic solvent.
  • the electrolyte may contain known additives in order to improve battery characteristics.
  • an electrolyte layer containing an electrolytic solution and a polymer compound serving as a retainer for holding the electrolytic solution may be used.
  • the electrolyte layer may be in the form of a gel.
  • a cyclic carbonate ester such as ethylene carbonate or propylene carbonate can be used, and it is preferable to use one of ethylene carbonate and propylene carbonate, particularly both. This is because the cycle characteristics can be further improved.
  • organic solvent in addition to these cyclic carbonates, it is preferable to mix and use a chain carbonate such as diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate or methylpropyl carbonate. This is because high ionic conductivity can be obtained.
  • organic solvent it is preferable to further contain 2,4-difluoroanisole or vinylene carbonate. This is because 2,4-difluoroanisole can further improve the discharge capacity, and vinylene carbonate can further improve the cycle characteristics. Therefore, it is preferable to mix and use these because the discharge capacity and the cycle characteristics can be further improved.
  • organic solvents butylene carbonate, ⁇ -butyrolactone, ⁇ -valerolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methylnitrile, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3 -Dioxolane, methyl acetate, methyl propionate, acetonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, methoxyacetonitrile, 3-methoxypropionitrile, N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidinone, N-methyloxazolidinone, N, N- Examples thereof include dimethylimidazolidinone, nitromethane, nitroethane, sulfolane, dimethylsulfoxide, trimethyl phosphate and the like.
  • a compound in which at least a part of hydrogen in these organic solvents is replaced with fluorine may be preferable because the reversibility of the electrode reaction may be improved depending on the type of electrode to be combined.
  • Examples of the electrolyte salt include a lithium salt, and one type may be used alone, or two or more types may be mixed and used.
  • Lithium salts include LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiB (C 6 H 5 ) 4 , LiCH 3 SO 3 , LiCF 3 SO 3 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiC (SO 2 CF). 3 ) 3 , LiAlCl 4 , LiSiF 6 , LiCl, difluoro [oxorat-O, O'] lithium borate, lithium bisoxalate borate, LiBr and the like.
  • LiPF 6 is preferable because it can obtain high ionic conductivity and further improve the cycle characteristics.
  • Insulating members (insulating tapes) 25A1, 25A2, 25B1, 25B2, 26B1, and 26B2 are provided in order to suppress electrical contact between the exposed portion of the positive electrode current collector and the exposed portion of the negative electrode current collector.
  • the insulating members 25A1, 25A2, 25B1 and 25B2 are insulating members provided on the positive electrode.
  • the insulating members 26B1 and 26B2 are insulating members provided on the negative electrode.
  • the insulating members 25A1, 25A2, 25B1, 25B2, 26B1, and 26B2 have, for example, a rectangular film shape, and have an adhesive surface on one surface. More specifically, the insulating members 25A1, 25A2, 25B1, 25B2, 26B1 and 26B2 include a base material and an adhesive layer provided on the base material.
  • the present invention in the flat portion 20A of the electrode body 20, with respect to the inner surface surface (negative electrode current collector exposed portion 22D1) of the negative electrode current collector 22A located at the outermost periphery.
  • the negative electrode leads 22 are connected by welding, for example.
  • the vicinity of one end of the insulating tape 24 is covered with the region of the outer surface facing the region of the inner surface to which the negative electrode lead 32 is attached.
  • the width of the insulating tape 24 is set to be substantially equal to the portion of the negative electrode lead 32 inserted inside the electrode body 20.
  • the insulating tape 24 is adapted to cover the negative electrode current collector exposed portion of the curved portion 20R on one side of the electrode body 20 and the flat portion 20A on the other side (flat portion on the lower side of FIG. 2).
  • the reason for such a configuration is that the welding mark (unevenness) region generated on the outer surface of the negative electrode current collector 22A as a result of welding the negative electrode lead 32 is covered with the insulating tape 24. Therefore, the contact between the negative electrode current collector 22A and the inner surface of the case 10 can be stabilized, the variation in battery resistance can be reduced, and the heat dissipation can be improved. Further, it is possible to reduce the risk of internal short circuit due to metal dissolution / elution due to the metal powder generated by welding falling off.
  • the outline of the above-mentioned secondary battery manufacturing method will be described.
  • the positive electrode 21, the separators 23A and 23B, and the negative electrode 22 are laminated, the positive electrode lead 31 is bonded to the positive electrode 21, and the negative electrode lead 32 is bonded to the negative electrode 22, and the laminated surface has a flat shape that has not yet been wound. Form the structure.
  • the laminated structure is wound in a slightly flat spiral shape, and a pressing force is applied to the laminated structure to make it flatter and thinner, and the outermost peripheral surface thereof is made thin by the insulating tape 24.
  • the negative electrode 22 the end of the negative electrode current collector 22A
  • the protruding portion of the separator is molded (hereinafter, appropriately referred to as forming) to form the molded portion on the bottom side.
  • the electrode body 20 is housed inside the case 10, the electrode body 20 is covered and fixed by the lid portion 12. Finally, the electrolytic solution is injected into the case 10 through the electrolytic solution injection hole, the separators 23A and 23B are impregnated, and the electrolytic solution injection hole is closed with a sealing member. As a result, the secondary batteries shown in FIGS. 1 and 2 are completed.
  • FIG. 3 is a plan view and a side view for explanation before and after forming, and the resin layers 31A and 32A are not shown for the sake of simplicity.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explanation before and after forming, and FIG. 4 shows only the positive electrode 21, the negative electrode 22, and the separator, and reference numeral 23 is used without distinguishing the separators 23A and 23B. It is attached.
  • the width of the negative electrode 22 is larger than the length (width) of the positive electrode 21 in the winding axis direction, and the width of the separator 23 is larger than the width of the negative electrode 22. It is said that.
  • the dimensions are defined with reference to the width of the negative electrode 22. That is, as shown in FIGS. 3A and 4A, the amount of protrusion of the separator 23 with respect to one end of the negative electrode 22 on the top side is represented as W1 (mm), and the amount of protrusion of the separator 23 with respect to the other end of the negative electrode 22 on the bottom side is W2 ( It is expressed as mm).
  • the amount of protrusion W2 of the separator 23 on the bottom side from the negative electrode is larger than the amount of protrusion W1 of the top side (1.7 to 4.4 times), and the negative electrode of the separator 23 on the bottom side.
  • the amount of protrusion W2 from the separator 23 is set to be sufficiently large with respect to the width of the separator 23 (0.08 to 0.17 times).
  • FIG. 3B shows the electrode body 20 after forming the separator 23 on the bottom side.
  • the amount of protrusion W2 of the separator 23 on the bottom side from the negative electrode is compressed in the winding axis direction, and the molding portion 23C is provided on the bottom side.
  • Forming is performed by applying pressure in the winding axis direction from the bottom to the top by the heater block 35, for example, as shown in FIG. 4B. Pressure is applied in multiple stages.
  • the temperature T ° C. of the heater block 35 is set so that the separator 23 is not melted by heat. For example, when the melting temperature of the separator 23 is (137 ° C. to 145 ° C.), the temperature of the heater block 35 is set to a temperature lower than the melting temperature (10 ° C.
  • the separator 23 is not melted and hardened is to avoid losing the cushioning property when the battery is dropped and the poor injection property of the electrolytic solution.
  • the surface of the molded portion 23C on the bottom side of the separator 23 is covered with an insulating tape (referred to as bottom tape) 36.
  • the bottom tape 36 prevents the molded portion 23C of the separator 23 from falling apart.
  • the width of the molded portion 23C after forming is represented as W4 (mm).
  • each dimension satisfies the relationship of the following formulas 1 and 2. Equation 1: 0.08 ⁇ W2 / Ws ⁇ 0.17 and Equation 2: 0.20 ⁇ W4 / W2 ⁇ 0.53
  • An electrode body having the configuration shown in FIG. 3C was prepared, the electrode body was housed in an iron can as a case 10, sealed with a lid, and the battery was completed by initial charging, discharging, and charging.
  • Table 1 shows the results of evaluation for batteries of different dimensions. The evaluation is a bottom drop test and a quality test of impregnation.
  • Battery dimensions W2 and W4 are measured as follows.
  • W5 is the dimension from the negative electrode end on the bottom side to the bottom (including tape) of the electrode body. For example, it can be measured with a 3D shape measuring machine VR-3200 manufactured by KEYENCE. The bottom tape is peeled off, and the tape thickness t is measured with a micrometer.
  • W2 is the dimension from the end of the negative electrode on the bottom side to the end of the separator 23. For example, it can be measured with a 3D shape measuring machine VR-3200 manufactured by KEYENCE.
  • a cell (cell cell) that has been charged to an open circuit voltage of 4.20 +/- 0.05V in advance and whose AC impedance (1 kHz) has been measured is placed in a state where the bottom side is facing downward and concrete is placed from a height of 1 m. It is dropped onto the floor of the concrete three times along the PVC pipe. After leaving the cell for 1 hour after the test, the open circuit voltage and impedance are measured. If a voltage drop of 0.1 V or more or an impedance increase of 10% or more is observed, it is rejected.
  • the electrolytic solution is injected into the assembly cell, sealed, and then left to be impregnated for 1 hour. After that, the battery is quickly disassembled, the electrode body is taken out and disassembled, and the impregnated state (wetness) of the separator is confirmed. Areas that are wet with the electrolyte appear black, and areas that are not wet appear white. The impregnation state is confirmed for each of the two separators. If there is at least one separator with a non-wet area of 10% or more, it is rejected.
  • the bottom side separator width (amount of protrusion from the negative electrode) W2 has different values set in the range of 1.7 (mm) to 4.5 (mm), and the value of W2 / Ws is as follows. .. Example 1: 0.08, Example 2: 0.14, Example 3: 0.17 Comparative Example 1: 0.07, Comparative Example 2: 0.18, Comparative Example 3: 0.18, Comparative Example 4: 0.08
  • the value of W4 / W3 (ratio of the value of the bottom side separator width to the value of the top side separator width) is the same value (0) for Example 1, Example 2, Example 3, and Comparative Example 1 and Comparative Example 2. .90), (1.20) for Comparative Example 3 and (1.00) for Comparative Example 4.
  • W4 / W2 ratio of the value after forming and the value before forming of the bottom side separator width
  • Example 1 0.53, Example 2: 0.26, Example 3: 0.20 Comparative Example 1: 0.56, Comparative Example 2: 0.20, Comparative Example 3: 0.27, Comparative Example 4: 0.59
  • Equation 1 (W2 / Ws) is described above in order to improve the drop resistance of the battery with the bottom side (opposite to the tab) facing down from Table 1 and to realize a battery in which the electrode plate is well impregnated with the electrolytic solution. It can be seen that it is necessary to satisfy Equation 1 and (W4 / W2) to satisfy the relationship of Equation 2.
  • the electronic device 100 includes an electronic circuit 110 of the main body of the electronic device and a battery pack 120.
  • the battery pack 120 is electrically connected to the electronic circuit 110 via the positive electrode terminal 123a and the negative electrode terminal 123b.
  • the electronic device 100 may have a structure in which the battery pack 120 can be attached and detached.
  • Examples of the electronic device 100 include a notebook personal computer, a tablet computer, a mobile phone (for example, a smartphone), a personal digital assistant (PDA), a display device (LCD (Liquid Crystal Display), and an EL (Electro Luminescence).
  • a notebook personal computer for example, a smartphone
  • a tablet computer for example, a mobile phone (for example, a smartphone), a personal digital assistant (PDA), a display device (LCD (Liquid Crystal Display), and an EL (Electro Luminescence).
  • PDA personal digital assistant
  • LCD Liquid Crystal Display
  • EL Electro Luminescence
  • Display electronic paper, etc.
  • imaging device for example, digital still camera, digital video camera, etc.
  • audio equipment for example, portable audio player
  • game equipment cordless phone handset, electronic book, electronic dictionary, radio, headphones, navigation System, memory card, pacemaker, hearing aid, power tool, electric shaver, refrigerator, air conditioner, TV, stereo, water heater, microwave oven, dishwasher, washing machine, dryer, lighting equipment, toys, medical equipment, robot, road conditioner
  • a signal device and the like can be mentioned, but the present invention is not limited to these.
  • the electronic circuit 110 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a peripheral logic unit, an interface unit, a storage unit, and the like, and controls the entire electronic device 100.
  • a CPU Central Processing Unit
  • the battery pack 120 includes an assembled battery 121 and a charge / discharge circuit 122.
  • the battery pack 120 may further include an exterior material (not shown) that houses the assembled battery 121 and the charge / discharge circuit 122, if necessary.
  • the assembled battery 121 is configured by connecting a plurality of secondary batteries 121a in series and / or in parallel.
  • the plurality of secondary batteries 121a are connected, for example, in n parallel m series (n and m are positive integers).
  • FIG. 5 shows an example in which six secondary batteries 121a are connected in two parallels and three series (2P3S).
  • the secondary battery 121a the secondary battery according to the present invention described above is used.
  • the battery pack 120 includes an assembled battery 121 composed of a plurality of secondary batteries 121a.
  • the battery pack 120 includes one secondary battery 121a instead of the assembled battery 121. It may be adopted.
  • the charge / discharge circuit 122 is a control unit that controls the charge / discharge of the assembled battery 121. Specifically, at the time of charging, the charging / discharging circuit 122 controls charging of the assembled battery 121. On the other hand, at the time of discharge (that is, when the electronic device 100 is used), the charge / discharge circuit 122 controls the discharge to the electronic device 100.
  • the exterior material for example, a case made of a metal, a polymer resin, a composite material thereof, or the like can be used.
  • the composite material include a laminate in which a metal layer and a polymer resin layer are laminated.
  • the configurations, methods, processes, shapes, materials, numerical values, etc. given in the above-described embodiments and examples are merely examples, and if necessary, different configurations, methods, processes, shapes, materials, numerical values, etc. May be used.
  • the configurations, methods, processes, shapes, materials, numerical values, and the like of the above-described embodiments and examples can be combined with each other as long as they do not deviate from the gist of the present invention.

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Abstract

正極リードを有する帯状の正極と負極リードを有する帯状の負極と、正極と負極との間に設けられた帯状のセパレータとを含む巻回構造の電極体と、電解液とがケースに収容された電池であって、電極体は、一方の端面から正極リードと負極リードが導出され、他方の端面から突出したセパレータ成型部と有し、式１および式２を満足するようにした電池である。 （式１　０．０８　≦　Ｗ２／Ｗｓ　≦　０．１７）（式２　０．２０　≦　Ｗ４／Ｗ２　≦　０．５３）　式１および式２において、Ｗ１は、一方の端面側のセパレータの負極からのはみ出し量であり、Ｗ２は、他方の端面側のセパレータの負極からのはみ出し量であり、Ｗｓはセパレータの幅であり、Ｗ４は負極の端部から電極体の底部（テープの厚みを除く）までの寸法である。

Description

電池
　本発明は、正極と負極とがセパレータを介して積層された電極体を有する電池に関する。
　近年、スマートフォン，ノートパソコンなどのポータブル電子機器が多く登場し、その小型軽量化が図られている。これらの電子機器のポータブル電源として、非水電解質二次電池（例えば、リチウムイオン二次電池）が使用されている。二次電池の一例として、正極と負極とがセパレータを介して積層された電極体を有する構成が知られている。
　例えば特許文献１には、大きな放電容量を実現できるとともに、従来の電極サイズ（正極および負極間の関係）の設計を見直すことによって、電極構造の破壊を抑制し、初回放電容量および充放電サイクル特性を向上させることが記載されている。
　特許文献２には、セパレータの幅寸法を、正極板および負極板のうちいずれか幅の広い極板の幅寸法に対してその１．１５倍以上１．２５倍以下とし、突出した余剰端部をあらかじめ熱収縮させることによって、短絡時セパレータの熱収縮により、正，負極板間が接触して電池温度が上昇し、電池内にガスが蓄積することによる電池の破裂を防止することが記載されている。
　特許文献３は、セパレータの巻回軸方向における幅を負極の幅よりも広く、その差は２ ． ０ ｍ ｍ 以上３ ． ５ ｍ ｍ 以下の範囲とすることによって、内部短絡を抑制することができることが記載されている。
特開２００８－３４３５３号公報 特開平６－１５０９００号公報 特開２００６－１３４７８３号公報
　本発明は、セパレータの電極体の両端面からのはみ出し量について着目して、電極体の巻回軸方向のボトム側（タブと反対側）を下にした電池の落下耐性を向上するとともに、電極板への電解液含浸が良好な電池を実現しようとするものである。上述した特許文献１および特許文献３のいずれも、正極および負極間の関係に関するもので、セパレータについての発明ではない。さらに、特許文献２は、セパレータをあらかじめ熱収縮させるもので、本発明の構成および効果についての記載がされていない。
　すなわち、特許文献１は、本発明と異なりセパレータの飛び出し量について着目しているわけではない。また、特許文献２は、本発明のように、電極体自身が電解液保持機能を有するものではない。さらに、特許文献３は、内部短絡を抑制するものであり、セパレータを圧縮し縦方向の振動を改善している本発明とは異なる。
　したがって、本発明の目的は、このような先行技術と異なり、電池の落下耐性を向上でき、極板への電解液含浸が良好な電池を提供することにある。
　本発明は、正極リードを有する帯状の正極と負極リードを有する帯状の負極と
　正極と負極との間に設けられた帯状のセパレータと
　を含む巻回構造の電極体と、
　電解液とが
　ケースに収容された電池であって、
　電極体は、一方の端面から正極リードと負極リードが導出され、他方の端面から突出したセパレータ成型部と有し、式１および式２を満足するようにした電池である。
（式１　　０．０８　≦　Ｗ２／Ｗｓ　≦　０．１７）（式２　　０．２０　≦　Ｗ４／Ｗ２　≦　０．５３）
　式１および式２において、Ｗ１は、一方の端面側のセパレータの負極からのはみ出し量であり、Ｗ２は、他方の端面側のセパレータの負極からのはみ出し量であり、Ｗｓはセパレータの幅であり、Ｗ４は負極の端部から電極体の底部（テープの厚みを除く）までの寸法である。
　少なくとも一つの実施形態によれば、巻回軸方向においてボトム側（電極リードと反対側）を下にした電池の落下耐性を向上できるとともに、電極板への電解液含浸が良好な電池を実現できる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本発明中に記載されたいずれかの効果またはそれらと異質な効果であっても良い。
図１は、本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池の構成の一例を示す分解斜視図である。 図２は、図１のII－II線に沿った断面図である。 図３Ａから図３Ｃは、本発明による二次電池の一実施形態の説明に使用する平面図及び側面図である。 図４Ａから図４Ｃは、本発明による二次電池の一実施形態の説明に使用する概略断面図である。 図５は、本発明の応用例の説明のためのブロック図である。
　以下、本発明について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態等は本発明の好適な具体例であり、本発明の内容がこれらの実施形態等に限定されるものではない。また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また例示した効果と異なる効果が存在することを否定するものではない。
　まず、図１、図２を参照して、本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池（以下単に「電池または二次電池」という。）の構成の一例について説明する。電池は、図１に示すように、扁平状を有している。電池は、正極、負極およびセパレータが積層されて巻回されてなる電極体２０を有する。電極体２０の巻回軸方向の一方の端面と他方の端面の間の長さを幅と称する。電極体２０の一方の端面から正極リード３１および負極リード３２が取り出されている。正極リード３１および負極リード３２が導出されている一方の端面の側をトップと称し、他方の端面の側をボトムと称する。
　電極体２０と、電解質としての電解液（図示せず）と、これらの電極体２０および電解液が収容体としてのケース１０に収容される。電池をその主面に垂直な方向から平面視すると、電池は長方形状を有している。
（ケース）
　ケース１０は、金属缶であり、鉄鋼、アルミ合金鋼、ステンレス鋼の少なくとも１つを含むものである。例えば鉄（Ｆｅ）またはステンレス鋼により構成されている。金属缶の表面にニッケル（Ｎｉ）等のめっきが施されていてもよい。ケース１０は、収容部１１と、蓋部１２とを備える。収容部１１は、周縁部１１Ａと、周縁部１１Ａに対して窪んだ凹部１１Ｂとを備える。凹部１１Ｂは、電極体２０を収容する。凹部１１Ｂの深さは、電極体２０の厚みとほぼ同一である。蓋部１２は、凹部１１Ｂの開口を覆う。蓋部１２の周縁部と収容部１１の周縁部１１Ａが重ね合わされている。重ね合わされた収容部１１の周縁部１１Ａと蓋部１２の周縁部とは、溶接または接着剤等により接合されている。
（正極リード、負極リード）
　正極リード３１および負極リード３２は、それぞれ、ケース１０の内部から外部に向かい、例えば同一方向に直線的に導出されている。正極リード３１および負極リード３２は、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉまたはステンレス鋼等の金属材料によりそれぞれ構成されており、それぞれ薄板状等とされている。
　ケース１０と負極リード３２の間の少なくとも一方、あるいはその両者にはそれぞれ、絶縁性を確保するための樹脂層（密着フィルム）３１Ａ、３２Ａが挿入されている。樹脂層３１Ａ、３２Ａは、正極リード３１および負極リード３２に対して絶縁性を有する材料、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレンまたは変性ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂により構成されている。
（電極体）
　図２に示すように、電極体２０は、対向する一対の平坦部２０Ａと、この一対の平坦部２０Ａとの間に設けられ、対向する一対の湾曲部２０Ｂとを有する。電極体２０は、帯状を有する正極２１と、帯状を有する負極２２と、帯状を有する２枚のセパレータ２３Ａ、２３Ｂと、正極２１に設けられた絶縁部材２５Ａ１、２５Ａ２、２５Ｂ１、２５Ｂ２と、負極２２に設けられた絶縁部材２６Ｂ１、２６Ｂ２とを備える。
　セパレータ２３Ａ、２３Ｂは、正極２１と負極２２との間に交互に設けられている。電極体２０は、正極２１と負極２２とをセパレータ２３Ａまたはセパレータ２３Ｂを介して積層し、扁平状かつ渦巻状になるように長手方向に巻回された構成を有している。電極体２０は、正極２１が最内周電極となり、負極２２が最外周電極となるように巻回されている。最外周電極である負極２２は、絶縁層としての絶縁テープ２４により固定されている。絶縁テープ２４は、巻き止めテープとしての機能も備えている。正極２１、負極２２およびセパレータ２３Ａ、２３Ｂには、電解液が含浸されている。
（正極）
　正極２１は、内側面（第１の面）２１Ｓ１および外側面（第２の面）２１Ｓ２を有する正極集電体２１Ａと、正極集電体２１Ａの内側面２１Ｓ１に設けられた正極活物質層２１Ｂ１と、正極集電体２１Ａの外側面２１Ｓ２に設けられた正極活物質層２１Ｂ２とを備える。本明細書において、“内側面”とは、巻回中心側に位置する面を意味し、“外側面”とは、巻回中心とは反対側に位置する面を意味する。
　正極２１の内周側端部の内側面２１Ｓ１には、正極活物質層２１Ｂ１が設けられず、正極集電体２１Ａの内側面２１Ｓ１が露出した正極集電体露出部２１Ｃ１が設けられている。正極２１の内周側端部の外側面２１Ｓ２には、正極活物質層２１Ｂ１が設けられず、正極集電体２１Ａの外側面が露出した正極集電体露出部２１Ｃ２が設けられている。巻回方向における正極集電体露出部２１Ｃ１の長さは、例えば、巻回方向における正極集電体露出部２１Ｃ２の長さよりも約１周長くなっている。すなわち、正極２１には、正極活物質層２１Ｂ１および正極活物質層２１Ｂ２のうち、正極活物質層２１Ｂ２のみが正極集電体２１Ａに設けられている片面電極部が、例えば約１周設けられている。
　正極２１の外周側の端部の内側面２１Ｓ１には、正極活物質層２１Ｂ１が設けられず、正極集電体２１Ａの内側面２１Ｓ１が露出した正極集電体露出部２１Ｄ１が設けられている。正極２１の外周側の端部の外側面２１Ｓ２には、正極活物質層２１Ｂ２が設けられず、正極集電体２１Ａの外側面２１Ｓ２が露出した正極集電体露出部２１Ｄ２が設けられている。正極集電体露出部２１Ｄ２のうち平坦部２０Ａに対応する部分には、正極リード３１が接続されている。巻回方向における正極集電体露出部２１Ｄ１の長さは、例えば、巻回方向における正極集電体露出部２１Ｄ２の長さとほぼ同一になっている。正極集電体２１Ａは、例えば、アルミニウム箔、ニッケル箔またはステンレス箔等の金属箔により構成されている。
　正極２１は、内側面２１Ｓ１が露出し正極集電体露出部２１Ｃ１となっているのに対して、外側面２１Ｓ２に正極活物質層２１Ｂ２が形成されている片面電極部を内周側端部に有している。この片面電極部は、湾曲部を有している。正極集電体露出部２１Ｃ１のうち片面電極部の湾曲部に対応する領域２１Ｒは、絶縁部材２５Ａ１で覆われている。
　正極活物質層２１Ｂ１、２１Ｂ２は、リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極活物質を含む。正極活物質層２１Ｂ、２１Ｂ２は、必要に応じてバインダーおよび導電剤のうちの少なくとも１種をさらに含んでいてもよい。
（正極活物質）
　正極活物質としては、例えば、リチウム酸化物、リチウムリン酸化物、リチウム硫化物またはリチウムを含む層間化合物等のリチウム含有化合物が適当であり、これらの２種以上を混合して用いてもよい。エネルギー密度を高くするには、リチウムと遷移金属元素と酸素とを含むリチウム含有化合物が好ましい。このようなリチウム含有化合物としては、例えば、式（Ａ）に示した層状岩塩型の構造を有するリチウム複合酸化物、式（Ｂ）に示したオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩等が挙げられる。リチウム含有化合物としては、遷移金属元素として、Ｃｏ、Ｎｉ、ＭｎおよびＦｅからなる群より選ばれる少なくとも１種を含むものであればより好ましい。このようなリチウム含有化合物としては、例えば、式（Ｃ）、式（Ｄ）もしくは式（Ｅ）に示した層状岩塩型の構造を有するリチウム複合酸化物、式（Ｆ）に示したスピネル型の構造を有するリチウム複合酸化物、または式（Ｇ）に示したオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩等が挙げられ、具体的には、ＬｉＮｉ0.50Ｃｏ0.20Ｍｎ0.30Ｏ2、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＮｉａＣｏ1-aＯ2（０＜ａ＜１）、ＬｉＭｎ2Ｏ4またはＬｉＦｅＰＯ4等がある。
　ＬｉpＮｉ(1-q-r)ＭｎqＭ１rＯ(2-y)Ｘz　・・・（Ａ）（但し、式（Ａ）中、Ｍ１は、Ｎｉ、Ｍｎを除く２族～１５族から選ばれる元素のうち少なくとも一種を示す。Ｘは、酸素以外の１６族元素および１７族元素からなる群より選ばれる少なくとも１種を示す。ｐ、ｑ、ｙ、ｚは、０≦ｐ≦１．５、０≦ｑ≦１．０、０≦ｒ≦１．０、－０．１０≦ｙ≦０．２０、０≦ｚ≦０．２の範囲内の値である。）
　ＬｉaＭ２bＰＯ4　・・・（Ｂ）（但し、式（Ｂ）中、Ｍ２は、２族～１５族から選ばれる元素のうち少なくとも一種を示す。ａ、ｂは、０≦ａ≦２．０、０．５≦ｂ≦２．０の範囲内の値である。）
　ＬｉfＭｎ(1-g-h)ＮｉgＭ３hＯ(2-j)Ｆk　・・・（Ｃ）（但し、式（Ｃ）中、Ｍ３は、Ｃｏ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｃａ、ＳｒおよびＷからなる群より選ばれる少なくとも１種を表す。ｆ、ｇ、ｈ、ｊおよびｋは、０．８≦ｆ≦１．２、０＜ｇ＜０．５、０≦ｈ≦０．５、ｇ＋ｈ＜１、－０．１≦ｊ≦０．２、０≦ｋ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｆの値は完全放電状態における値を表している。）
　ＬｉmＮｉ(1-n)Ｍ４nＯ(2-p)Ｆq　・・・（Ｄ）（但し、式（Ｄ）中、Ｍ４は、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｃａ、ＳｒおよびＷからなる群より選ばれる少なくとも１種を表す。ｍ、ｎ、ｐおよびｑは、０．８≦ｍ≦１．２、０．００５≦ｎ≦０．５、－０．１≦ｐ≦０．２、０≦ｑ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｍの値は完全放電状態における値を表している。）
　ＬｉrＣｏ(1-s)Ｍ５sＯ(2-t)Ｆu　・・・（Ｅ）（但し、式（Ｅ）中、Ｍ５は、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｃａ、ＳｒおよびＷからなる群より選ばれる少なくとも１種を表す。ｒ、ｓ、ｔおよびｕは、０．８≦ｒ≦１．２、０≦ｓ＜０．５、－０．１≦ｔ≦０．２、０≦ｕ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｒの値は完全放電状態における値を表している。）
　ＬｉvＭｎ2-wＭ６wＯxＦy　・・・（Ｆ）（但し、式（Ｆ）中、Ｍ６は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｃａ、ＳｒおよびＷからなる群より選ばれる少なくとも１種を表す。ｖ、ｗ、ｘおよびｙは、０．９≦ｖ≦１．１、０≦ｗ≦０．６、３．７≦ｘ≦４．１、０≦ｙ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｖの値は完全放電状態における値を表している。）
　ＬｉzＭ７ＰＯ4　・・・（Ｇ）（但し、式（Ｇ）中、Ｍ７は、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｃａ、Ｓｒ、ＷおよびＺｒからなる群より選ばれる少なくとも１種を表す。ｚは、０．９≦ｚ≦１．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｚの値は完全放電状態における値を表している。）
　リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極活物質としては、これらの他にも、ＭｎＯ2、Ｖ2Ｏ5、Ｖ6Ｏ13、ＮｉＳ、ＭｏＳ等のリチウムを含まない無機化合物を用いることもできる。
　リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極活物質は、上記以外のものであってもよい。また、上記で例示した正極活物質は、任意の組み合わせで２種以上混合されてもよい。
（バインダー）
　バインダーとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアクリロニトリル、スチレンブタジエンゴム、カルボキシメチルセルロース、およびこれら樹脂材料のうちの１種を主体とする共重合体等からなる群より選ばれる少なくとも１種を用いることができる。
（導電剤）
　導電剤としては、例えば、黒鉛、炭素繊維、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンナノチューブおよびグラフェン等からなる群より選ばれる少なくとも１種の炭素材料を用いることができる。なお、導電剤は導電性を有する材料であればよく、炭素材料に限定されるものではない。例えば、導電剤として金属材料または導電性高分子材料等を用いるようにしてもよい。また、導電剤の形状としては、例えば、粒状、鱗片状、中空状、針状または筒状等が挙げられるが、特にこれらの形状に限定されるものではない。
（負極）
　負極２２は、内側面（第１の面）２２Ｓ１および外側面（第２の面）２２Ｓ２を有する負極集電体２２Ａと、負極集電体２２Ａの内側面２２Ｓ１に設けられた負極活物質層２２Ｂ１と、負極集電体２２Ａの外側面２２Ｓ２に設けられた負極活物質層２２Ｂ２とを備える。
　負極２２の内周側端部の内側面２２Ｓ１には、負極活物質層２２Ｂ１が設けられず、正極集電体２１Ａの内側面２２Ｓ１が露出した負極集電体露出部２２Ｃ１が設けられている。負極２２の内周側端部の外側面２２Ｓ２には、負極活物質層２２Ｂ２が設けられず、負極集電体２２Ａの外側面が露出した正極集電体露出部２１Ｃ２が設けられている。巻回方向における負極集電体露出部２２Ｃ１の長さは、例えば、巻回方向における正極集電体露出部２１Ｃ２の長さとほぼ同一になっている。
　負極２２の外周側の端部の内側面２２Ｓ１には、負極活物質層２２Ｂ１が設けられず、正極集電体２１Ａの内側面２２Ｓ１が露出した負極集電体露出部２２Ｄ１が設けられている。負極２２の外周側の端部の外側面２２Ｓ２には、負極活物質層２２Ｂ２が設けられず、負極集電体２２Ａの外側面２２Ｓ２が露出した負極集電体露出部２２Ｄ２が設けられている。負極集電体露出部２２Ｄ１のうち平坦部２０Ａに対応する部分には、負極リード３２が接続されている。このように負極リード３２が負極２２の外周側の端部に設けられているため、上述したように、ケース１０の内部から外部に向かい、負極リード３２を直線的に導出することができる。なお、正極リード３１および負極リード３２は同一の平坦部２０Ａの側に設けられている。
　巻回方向における負極集電体露出部２２Ｄ１の長さは、巻回方向における負極集電体露出部２２Ｄ２の長さよりも約１周長くなっている。すなわち、負極２２には、負極活物質層２２Ｂ１および負極活物質層２２Ｂ２のうち、負極活物質層２２Ｂ１のみが負極集電体２２Ａに設けられている片面電極部が、例えば約１周設けられている。
　負極２２の最外周には、負極集電体２２Ａの内側面２２Ｓ１および外側面２２Ｓ２の両方が露出した部分（すなわち正極２１の両面に負極集電体露出部２２Ｄ１および負極集電体露出部２２Ｄ２が設けられている部分）が、例えば約１周にわたって設けられている。これにより、負極集電体露出部２２Ｄ２とケース１０の内側面とが電気的に接触する。
　負極集電体２２Ａは、例えば、銅箔、ニッケル箔またはステンレス箔等の金属箔により構成されている。負極活物質層２２Ｂ１、２２Ｂ２は、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極活物質を含む。負極活物質層２２Ｂ１、２２Ｂ２は、必要に応じてバインダーおよび導電剤のうちの少なくとも１種をさらに含んでいてもよい。
（負極活物質）
　負極活物質としては、例えば、難黒鉛化性炭素、易黒鉛化性炭素、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維または活性炭等の炭素材料が挙げられる。このうち、コークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスまたは石油コークス等がある。有機高分子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂等の高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいい、一部には難黒鉛化性炭素または易黒鉛化性炭素に分類されるものもある。これら炭素材料は、充放電時に生じる結晶構造の変化が非常に少なく、高い充放電容量を得ることができると共に、良好なサイクル特性を得ることができるので好ましい。特に黒鉛は、電気化学当量が大きく、高いエネルギー密度を得ることができ好ましい。また、難黒鉛化性炭素は、優れたサイクル特性が得られるので好ましい。さらにまた、充放電電位が低いもの、具体的には充放電電位がリチウム金属に近いものが、電池の高エネルギー密度化を容易に実現することができるので好ましい。
（バインダー）
　バインダーとしては、正極活物質層２１Ｂ１、２１Ｂ２と同様のものを用いることができる。
（導電剤）
　導電剤としては、正極活物質層２１Ｂ１、２１Ｂ２と同様のものを用いることができる。
（電解液）
　電解液は、いわゆる非水電解液であり、有機溶媒（非水溶媒）と、この有機溶媒に溶解された電解質塩とを含む。電解液が、電池特性を向上するために、公知の添加剤を含んでいてもよい。なお、電解液に代えて、電解液と、この電解液を保持する保持体となる高分子化合物とを含む電解質層を用いるようにしてもよい。この場合、電解質層は、ゲル状となっていてもよい。
　有機溶媒としては、炭酸エチレンまたは炭酸プロピレン等の環状の炭酸エステルを用いることができ、炭酸エチレンおよび炭酸プロピレンのうちの一方、特に両方を混合して用いることが好ましい。サイクル特性をさらに向上させることができるからである。
　有機溶媒としては、また、これらの環状の炭酸エステルに加えて、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルまたは炭酸メチルプロピル等の鎖状の炭酸エステルを混合して用いることが好ましい。高いイオン伝導性を得ることができるからである。
　有機溶媒としては、さらにまた、２，４－ジフルオロアニソールまたは炭酸ビニレンを含むこと好ましい。２，４－ジフルオロアニソールは放電容量をさらに向上させることができ、また、炭酸ビニレンはサイクル特性をさらに向上させることができるからである。よって、これらを混合して用いれば、放電容量およびサイクル特性をさらに向上させることができるので好ましい。
　これらの他にも、有機溶媒としては、炭酸ブチレン、γ－ブチロラクトン、γ－バレロラクトン、１，２－ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、２－メチルテトラヒドロフラン、１，３－ジオキソラン、４－メチル－１，３－ジオキソラン、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、３－メトキシプロピオニトリル、Ｎ，Ｎ－ジメチルフォルムアミド、Ｎ－メチルピロリジノン、Ｎ－メチルオキサゾリジノン、Ｎ，Ｎ－ジメチルイミダゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、ジメチルスルフォキシドまたはリン酸トリメチル等が挙げられる。
　なお、これらの有機溶媒の少なくとも一部の水素をフッ素で置換した化合物は、組み合わせる電極の種類によっては、電極反応の可逆性を向上させることができる場合があるので、好ましい場合もある。
　電解質塩としては、例えばリチウム塩が挙げられ、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。リチウム塩としては、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4、ＬｉＣＨ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2、ＬｉＣ（ＳＯ2ＣＦ3）3、ＬｉＡｌＣｌ4、ＬｉＳｉＦ6、ＬｉＣｌ、ジフルオロ［オキソラト－Ｏ，Ｏ'］ホウ酸リチウム、リチウムビスオキサレートボレート、またはＬｉＢｒ等が挙げられる。中でも、ＬｉＰＦ6は高いイオン伝導性を得ることができると共に、サイクル特性をさらに向上させることができるので好ましい。
（絶縁部材）
　正極集電体露出部と負極集電体露出部との電気的接触を抑制するために絶縁部材（絶縁テープ）２５Ａ１、２５Ａ２、２５Ｂ１、２５Ｂ２、２６Ｂ１、２６Ｂ２が備えられている。絶縁部材２５Ａ１、２５Ａ２、２５Ｂ１、２５Ｂ２は、正極に設けられた絶縁部材である。絶縁部材２６Ｂ１、２６Ｂ２は、負極に設けられた絶縁部材である。絶縁部材２５Ａ１、２５Ａ２、２５Ｂ１、２５Ｂ２、２６Ｂ１、２６Ｂ２は、例えば矩形状のフィルム状を有し、一方の面に接着面を有している。より具体的には、絶縁部材２５Ａ１、２５Ａ２、２５Ｂ１、２５Ｂ２、２６Ｂ１、２６Ｂ２は、基材と、基材上に設けられた接着層とを備える。
（絶縁テープ）
　図２に示すように、本発明の一実施形態においては、電極体２０の平坦部２０Ａにおいて、最外周に位置する負極集電体２２Ａの内側面（負極集電体露出部２２Ｄ１）に対して負極リード２２が例えば溶接によって接続されている。負極リード３２が取り付けられた内側面の領域と対向する外側面の領域を絶縁テープ２４の一端付近が被覆するようになされる。絶縁テープ２４の幅は、負極リード３２の電極体２０の内部に挿入されている部分とほぼ等しいものとされている。絶縁テープ２４は、電極体２０の片側の湾曲部２０Ｒおよび他方の平坦部（図２の下側の平坦部）２０Ａの負極集電体露出部を覆うようになされる。
　このような構成としているのは、負極リード３２を溶接した結果、負極集電体２２Ａの外側面に生じる溶接痕（凹凸）領域を絶縁テープ２４によって被覆するためである。したがって、負極集電体２２Ａとケース１０の内面の接触を安定とでき、電池抵抗のバラツキを減少させ、放熱性を良好とできる。さらに、溶接によって発生した金属粉が脱落して金属溶解／溶出による内部短絡のおそれを低減できる。
　上述した二次電池の製造方法の概要を説明する。正極２１と、セパレータ２３Ａ，２３Ｂと、負極２２とを積層し、正極２１には正極リード３１を接合し、負極２２には負極リード３２を接合して、未だ巻回していない平坦な形状の積層構造を形成する。
　そして、絶縁部材を接着した後、積層構造を、やや偏平な渦巻き状に巻回し、さらにそれに対して外部から押圧力を印加してさらに偏平にして薄型化し，その最外周面を絶縁テープ２４により覆うことで負極２２（負極集電体２２Ａ）の端部）を固定する。さらに、セパレータのはみだし部の成型（以下、フォーミングと適宜称する）を行い、成型部をボトム側に形成する。
　次いで、電極体２０をケース１０の内部に収容したのち、電極体２０の上を蓋部１２によって覆い固定する。最後に、電解液を電解液注入孔からケース１０の内部に注入し、セパレータ２３Ａ，２３Ｂに含浸させ、電解液注入孔を封止部材で塞ぐ。これにより、図１および図２に示した二次電池が完成する。
（一実施形態）
　図３および図４を参照して本発明の一実施形態について説明する。図３は、フォーミング前後の説明のための平面図および側面図であり、簡単のため、樹脂層３１Ａ，３２Ａの図示を省略している。さらに、図４は、フォーミング前後の説明のための概略的断面図であり、図４は、正極２１、負極２２及びセパレータのみを示し、また、セパレータ２３Ａおよび２３Ｂを区別しないで、参照符号２３を付している。
　電極体２０においては、正極２１の巻回軸方向の長さ（幅）に比して負極２２の幅の方が大きくされており、セパレータ２３の幅は、負極２２の幅に比して大とされている。負極２２の幅を基準として寸法を規定する。すなわち、図３Ａ及び図４Ａに示すように、トップ側の負極２２の一端に対するセパレータ２３のはみだし量をＷ１（mm）と表し、ボトム側の負極２２の他端に対するセパレータ２３のはみだし量をＷ２（mm）と表す。負極２２の幅をＷａ（mm）と表すと、セパレータ２３の幅Ｗｓは、（Ｗｓ＝Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗａ）となる。
　フォーミング前では、ボトム側のセパレータ２３の負極からのはみ出し量Ｗ２が、トップ側のはみ出し量Ｗ１よりも大きいものとされ（１．７から４．４倍）、また、ボトム側のセパレータ２３の負極からのはみ出し量Ｗ２が、セパレータ２３の幅に対して十分大とされている（０．０８倍から０．１７倍）。
　図３Ｂは、ボトム側のセパレータ２３をフォーミングした後の電極体２０を示す。フォーミングによってボトム側のセパレータ２３の負極からのはみ出し量Ｗ２が巻回軸方向に圧縮されて、ボトム側に成型部２３Ｃが設けられる。フォーミングは、例えば図４Ｂに示すように、ボトムからトップに向かう巻回軸方向の圧力をヒーターブロック３５によって加えることによってなされる。圧力は、複数の段階でもって加えられる。ヒーターブロック３５の温度Ｔ℃は、セパレータ２３が熱で溶融しない程度に設定されている。例えばセパレータ２３の溶融温度が（１３７℃～１４５℃）の場合、ヒーターブロック３５の温度が溶融温度より（１０℃～１５℃）低い温度に設定される。常温では、セパレータ２３の弾性が強く変形しにくいので、加熱しながら成形を行うようにしている。また、セパレータ２３を溶融させて固くしていない理由は、電池を落下させた時のクッション性が失われること、並びに、電解液の注液性が悪くなることを回避するためである。
　フォーミング後にセパレータ２３のボトム側の成形部２３Ｃの表面が絶縁テープ（ボトムテープと称する）３６によって被覆される。ボトムテープ３６によってセパレータ２３の成形部２３Ｃがバラバラとなることが防止される。フォーミング後の成型部２３Ｃの幅をＷ４（mm）と表す。ボトム側の負極端部から電極体の底部（テープ込）までの寸法Ｗ５は、Ｗ４に対してボトムテープ３６の厚みｔが加算された値（Ｗ５＝Ｗ４＋ｔ）となる。
　本発明の一実施形態では、フォーミング後において、各寸法が次の式１および式２の関係を満たすようになされる。
　式１：　０．０８　≦　Ｗ２／Ｗｓ　≦　０．１７　　かつ
　式２：　０．２０　≦　Ｗ４／Ｗ２　≦　０．５３
　このような関係とすることによって、ボトム側を下にした電池の落下耐性を向上でき、かつ、電極板への電解液含浸が良好な電池を実現できる。図３Ｃに示す構成の電極体を作成し、ケース１０としての鉄缶に電極体を収納して蓋で密封し、初充電、放電、充電を行なって電池を完成した。異なる寸法の電池に対して、評価を行った結果を表１に示す。評価は、ボトム落下試験と含浸の良否の試験である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　電池の寸法Ｗ２およびＷ４は、次のようにして測定される。
　Ｗ５は、ボトム側の負極端部から電極体の底部（テープ込）までの寸法である。例えば、キーエンス製３Ｄ形状測定機ＶＲ－３２００で測定できる。ボトムテープを剥がし、テープ厚みｔをマイクロメータで測定する。Ｗ４は負極端部から電極体の底部（テープを除く）までの寸法であり、（Ｗ４＝Ｗ５－ｔ）で算出できる。
　次に、電極体の巻止めテープを剥がし、電極体２０の巻回状態をときほぐす。ボトムのセパレータの成型部２３Ｃを広げる。Ｗ２はボトム側の負極端部からセパレータ２３の端部までの寸法である。例えば、キーエンス製３Ｄ形状測定機ＶＲ－３２００で測定できる。
　ボトム落下試験は、あらかじめ開回路電圧４．２０＋／－０．０５Ｖに充電し、交流インピーダンス（１ｋＨｚ）を測定したセル（単電池）を、ボトム側を下向きの状態にして１ｍの高さからコンクリートの床へ、塩ビパイプに沿って３回落下させるものである。試験後にセルを１時間放置した後に、開回路電圧およびインピーダンスを測定する。０．１Ｖ以上の電圧降下又は１０％以上のインピーダンス上昇が認められた場合には不合格とする。
　含浸の良否の試験は、組立セルに電解液を注入して密封した後、１時間放置含浸させる。その後、手早く電池を分解して電極体を取り出して解体し、セパレータの含浸状態（濡れ具合）を確認する。電解液で濡れている部位は黒く、濡れていない部位は白く見える。含浸状態の確認は２枚のセパレータのそれぞれについて行う。濡れていない面積が１０％以上のセパレータが１枚以上あれば不合格とする。
　表１においては、フォーミング前の以下の寸法は、実施例１、実施例２、実施例３、並びに比較例１、比較例２、比較例３、比較例４に関して同一とされている。
　セパレータ（表ではセパと表記している）幅Ｗｓ＝負極幅Ｗａ＋Ｗ１＋Ｗ２となる。
　正極幅Ｗｃ＝１８．８（mm）、負極幅Ｗａ＝１９．９（mm）
　トップ側セパレータ幅（負極からのはみ出し量）Ｗ１＝１．０（mm）
　ボトム側セパレータ幅（負極からのはみ出し量）Ｗ２は、１．７（mm）から４．５（mm）の範囲で異なる値を設定しており、Ｗ２／Ｗｓの値は、以下のようになる。
　実施例１：０．０８、実施例２：０．１４、実施例３：０．１７
　比較例１：０．０７、比較例２：０．１８、比較例３：０．１８、比較例４：０．０８
　また、Ｗ２／Ｗ１の値は、以下のようになる。
　実施例１：１．７０、実施例２：３．５０、実施例３：４．４０
　比較例１：１．６０、比較例２：４．５０、比較例３：４．５０、比較例４：１．７０
　フォーミング後の以下の寸法は、実施例１、実施例２、実施例３、並びに比較例１、比較例２に関して同一とされている。
　トップ側セパレータ幅（負極からのはみ出し量）Ｗ３＝１．０（mm）
　ボトム側セパレータ幅（負極からのはみ出し量）Ｗ４＝０．９（mm）
　電極体長Ｌ＝２１．８（mm）
　比較例３の場合は、Ｗ３＝１．０（mm）、Ｗ４＝１．２（mm）、Ｌ＝２２．１（mm）である。
　Ｗ４／Ｗ３（ボトム側セパレータ幅の値とトップ側セパレータ幅の値の比率）の値は、実施例１、実施例２、実施例３、並びに比較例１、比較例２に関して同一の値（０．９０）となり、比較例３に関して（１．２０）、比較例４に関して（１．００）となる。
　また、Ｗ４／Ｗ２（ボトム側セパレータ幅のフォーミング後の値とフォーミング前の値の比率）の値は、以下のようになる。
　実施例１：０．５３、実施例２：０．２６、実施例３：０．２０
　比較例１：０．５６、比較例２：０．２０、比較例３：０．２７、比較例４：０．５９
　電池の評価結果では、ボトム落下試験を３０個の電極体について行った。実施例１～実施例３および比較例２は、合格数が３０個であったのに対して、比較例１は、合格数が２５個で、比較例４は合格数が２４個であった。なお、比較例３は、フォーミング後の電極体長Ｌが大きすぎてケース１０に収容できず、電池を組み立てることができなかった。
　３０個の電極体に関して含浸の良否の試験を行った結果、含浸が良好とされたものの数を調べた。実施例１～実施例３および比較例１は、合格数が３０個であったのに対して、比較例２は、合格数が２６個であった。
　表１からボトム側（タブと反対側）を下にした電池の落下耐性を向上できるとともに、電極板への電解液含浸が良好な電池を実現するためには、（Ｗ２／Ｗｓ）が上述した式１を満足し、（Ｗ４／Ｗ２）が式２の関係を満足することが必要であることが分かる。
（応用例）
　以下、図５を参照して、本発明による二次電池の応用例（電子機器）について説明する。電子機器１００は、電子機器本体の電子回路１１０と、電池パック１２０とを備える。
電池パック１２０は、正極端子１２３ａおよび負極端子１２３ｂを介して電子回路１１０に対して電気的に接続されている。電子機器１００は、電池パック１２０を着脱自在な構成を有していてもよい。
　電子機器１００としては、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、タブレット型コンピュータ、携帯電話（例えばスマートフォン等）、携帯情報端末（Personal Digital Assistants：ＰＤＡ）、表示装置（ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、電子ペーパ等）、撮像装置（例えばデジタルスチルカメラ 、デジタルビデオカメラ等）、オーディオ機器（例えばポータブルオーディオプレイヤー）、ゲーム機器、コードレスフォン子機、電子書籍、電子辞書、ラジオ、ヘッドホン、ナビゲーションシステム、メモリーカード、ペースメーカー、補聴器、電動工具、電気シェーバー、冷蔵庫、エアコン、テレビ、ステレオ、温水器、電子レンジ、食器洗い器、洗濯機、乾燥器、照明機器、玩具、医療機器、ロボット、ロードコンディショナーまたは信号機等が挙げられるが、これらに限定されるものでなない。
　電子回路１１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、周辺ロジック部、 インターフェース部および記憶部等を備え、電子機器１００の全体を制御する。
　電池パック１２０は、組電池１２１と、充放電回路１２２とを備える。電池パック１２０が、必用に応じて組電池１２１および充放電回路１２２を収容する外装材（図示せず）をさらに備えるようにしてもよい。
　組電池１２１は、複数の二次電池１２１ａを直列および／または並列に接続して構成されている。複数の二次電池１２１ａは、例えばｎ並列ｍ直列（ｎ、ｍは正の整数）に接続される。なお、図５では、６つの二次電池１２１ａが２並列３直列（２Ｐ３Ｓ）に接続された例が示されている。二次電池１２１ａとしては、上述した本発明による二次電池が用いられる。
　ここでは、電池パック１２０が、複数の二次電池１２１ａにより構成される組電池１２１を備える場合について説明するが、電池パック１２０が、組電池１２１に代えて１つの二次電池１２１ａを備える構成を採用してもよい。
　充放電回路１２２は、組電池１２１の充放電を制御する制御部である。具体的には、充電時には、充放電回路１２２は、組電池１２１に対する充電を制御する。一方、放電時　（すなわち電子機器１００の使用時）には、充放電回路１２２は、電子機器１００に対する放電を制御する。
　外装材としては、例えば、金属、高分子樹脂またはこれらの複合材料等より構成されるケースを用いることができる。複合材料としては、例えば、金属層と高分子樹脂層とが積層された積層体が挙げられる。
　本発明は、上述した本発明の実施形態に限定されるものでは無く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
　例えば、上述の実施形態および実施例において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値等はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値等を用いてもよい。また、上述の実施形態および実施例の構成、方法、工程、形状、材料および数値等は、本発明の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
　１０　　ケース
　１１Ａ　　周縁部
　１１Ｂ　　凹部
　１２　　蓋部
　２０　　電極体
　２０Ａ　　平坦部
　２０Ｂ　　湾曲部
　２１　　正極
　２１Ａ　　正極集電体
　２１Ｂ１、２１Ｂ２　　正極活物質層
　２２　　負極
　２２Ａ　　負極集電体
　２２Ｂ１、２Ｂ２　　負極活物質層
　２３Ａ、２３Ｂ　　セパレータ
　２３Ｃ　　成型部
　２４，２４Ａ，２４Ｂ　　絶縁テープ
　２５Ａ１、２５Ａ２、２５Ｂ１、２５Ｂ２、２６Ｂ１、２６Ｂ２　　絶縁部材
　２１Ｃ１、２１Ｃ２、２１Ｃ３、２１Ｃ４、２１Ｄ１、２１Ｄ２、２１Ｄ３、２１Ｄ４
　　正極集電体露出部
　２２Ｃ１、２２Ｃ２、２２Ｄ１、２２Ｄ２　　負極集電体露出部
　２１Ｒ　　領域
　２１Ｓ１、２２Ｓ１　　内側面
　２１Ｓ２、２２Ｓ２　　外側面
　３１　　正極リード
　３２　　負極リード
　３１Ａ、３２Ａ　　樹脂層
　１００　　電子機器
　１２０　　電池パック

Claims (5)

  1. 　正極リードを有する帯状の正極と負極リードを有する帯状の負極と
    　前記正極と前記負極との間に設けられた帯状のセパレータと
    　を含む巻回構造の電極体と、
    　電解液とが
    　ケースに収容された電池であって、
    　前記電極体は、一方の端面から前記正極リードと前記負極リードが導出され、他方の端面から突出したセパレータ成型部と有し、式１および式２を満足するようにした電池。
    （式１　　０．０８　≦　Ｗ２／Ｗｓ　≦　０．１７）（式２　　０．２０　≦　Ｗ４／Ｗ２　≦　０．５３）
    　式１および式２において、Ｗ１は、前記一方の端面側の前記セパレータの前記負極からのはみ出し量であり、Ｗ２は、前記他方の端面側の前記セパレータの前記負極からのはみ出し量であり、Ｗｓは前記セパレータの幅であり、Ｗ４は前記負極の端部から前記電極体の底部（テープの厚みを除く）までの寸法である。
  2. 　前記成型部は、前記巻回軸方向に圧縮されたセパレータにより形成された請求項１に記載の電池。
  3. 　前記ケースは、鉄鋼、アルミ合金鋼、ステンレス鋼　の少なくとも１つを含む請求項１または２に記載の電池。
  4. 　前記負極リードおよび前記正極リードの少なくとも一方は、樹脂層を有する請求項１から３のいずれかに記載の電池。
  5. 　前記電極体の最外周に、正極または負極の集電体の露出部が配されている請求項１から４のいずれかに記載の電池。
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