WO2021131659A1 - 扁平形非水電解質二次電池 - Google Patents

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WO2021131659A1
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positive electrode
negative electrode
active material
material layer
electrode plate
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淳 熊谷
とし惠 綿
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
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    • H—ELECTRICITY
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • This disclosure relates to a flat non-aqueous electrolyte secondary battery.
  • Flat non-aqueous electrolyte secondary batteries have traditionally been used as power sources for various electronic devices.
  • Examples of the flat non-aqueous electrolyte secondary battery include a battery using a winding electrode group and a battery using a zigzag bent electrode group.
  • the winding type electrode group is formed by sandwiching a separator between a positive electrode plate and a negative electrode plate and winding them.
  • a battery using a group of electrodes bent in a zigzag manner is disclosed in, for example, Patent Document 1.
  • Patent Document 1 discloses an example in which the direction in which the positive electrode plate extends and the direction in which the negative electrode plate extends are arranged so as to be offset by 90 °, and they are folded to form an electrode group (see FIG. 2 of Patent Document 1). .. In this example, the active material layer is not formed on the bent portion of the electrode plate (see FIG. 1 of Patent Document 1).
  • the active material layer is not formed in the bent portion of the electrode plate, that portion does not contribute to the battery capacity.
  • lithium metal may be deposited on the bent portion due to repeated charging and discharging. Such precipitation of lithium metal can lead to a short circuit of the battery and a decrease in battery capacity.
  • one of the objects of the present disclosure is to provide a flat non-aqueous electrolyte secondary battery using a group of electrodes bent in a zigzag manner, and to provide a battery having high battery capacity and reliability. That is.
  • the flat non-aqueous electrolyte secondary battery is a flat non-aqueous electrolyte secondary battery including a flat case and a positive electrode plate, a negative electrode plate, a separator and a non-aqueous electrolyte arranged in the case.
  • the positive electrode plate contains three or more positive electrode units in a row
  • the negative electrode plate contains three or more negative electrode units in a row
  • each of the three or more positive electrode units collects positive electrodes.
  • Each of the three or more negative electrode units includes a body and a positive electrode active material layer arranged on the positive electrode current collector, and each of the negative electrode current collector and the negative electrode active material layer arranged on the negative electrode current collector.
  • the positive electrode plate is bent in a zigzag manner by bending the positive electrode plate in the opposite direction with each of the boundary portions of the two adjacent positive electrode units as the first bent portion.
  • the negative electrode plate is bent in a zigzag manner, and the first and second bent portions are respectively bent.
  • the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer are arranged so that the positive electrode active material layer of the positive electrode unit and the negative electrode active material layer of the negative electrode unit face each other with the separator interposed therebetween.
  • the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator are arranged so that the first bent portion and the second bent portion face each other with the separator interposed therebetween, and the positive electrode unit is arranged in a direction in which the positive electrode units are connected.
  • the length X of the positive electrode unit is longer than the length Y of the negative electrode unit in the direction in which the negative electrode units are connected.
  • the flat non-aqueous electrolyte secondary battery is a flat non-aqueous electrolyte secondary battery including a flat case and a positive electrode plate, a negative electrode plate, a separator and a non-aqueous electrolyte arranged in the case.
  • the positive electrode plate contains three or more positive electrode units in a row
  • the negative electrode plate contains three or more negative electrode units in a row
  • each of the three or more positive electrode units collects positive electrodes.
  • Each of the three or more negative electrode units includes a body and a positive electrode active material layer arranged on the positive electrode current collector, and each of the negative electrode current collector and the negative electrode active material layer arranged on the negative electrode current collector.
  • the positive electrode plate is bent in a zigzag manner by bending the positive electrode plate in the opposite direction with each of the boundary portions of the two adjacent positive electrode units as the first bent portion.
  • the negative electrode plate is bent in a zigzag manner, and the first and second bent portions are respectively bent.
  • the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer are arranged so that the positive electrode active material layer of the positive electrode unit and the negative electrode active material layer of the negative electrode unit face each other with the separator interposed therebetween.
  • the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator are arranged so that the first bent portion and the second bent portion face each other with the separator interposed therebetween, and the negative electrode plate is attached to the positive electrode plate.
  • the distance L1 between the positive electrode active material layer at the center of the first bent portion and the negative electrode active material layer at the center of the second bent portion in the wrapped portion is such that the positive electrode plate is the negative electrode.
  • the distance between the positive electrode active material layer at the center of the first bent portion and the negative electrode active material layer at the center of the second bent portion in the portion wrapped by the plate is longer than L2.
  • a flat non-aqueous electrolyte secondary battery using a group of electrodes bent in a zigzag manner, and a battery having high battery capacity and reliability can be obtained.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line IVB-IVB of FIG. 4A. It is a schematic diagram for demonstrating the arrangement of the constituent members of the electrode group shown in FIG. It is a schematic diagram for demonstrating the calculation method of a capacity loss rate.
  • first flat non-aqueous electrolyte secondary battery The first flat non-aqueous electrolyte secondary battery according to one embodiment of the present disclosure and the second flat non-aqueous electrolyte secondary battery according to another embodiment of the present disclosure will be described below.
  • first flat non-aqueous electrolyte secondary battery may be referred to as a "first secondary battery”
  • second flat non-aqueous electrolyte secondary battery may be referred to as a "second secondary battery”.
  • first secondary battery and the second secondary battery represent the batteries of the present disclosure from different viewpoints. Therefore, at least a part of the battery included in the first secondary battery and at least a part of the battery included in the second secondary battery overlap.
  • the first and second secondary batteries include a flat case and a positive electrode plate, a negative electrode plate, a separator and a non-aqueous electrolyte arranged in the case.
  • the positive electrode plate contains three or more positive electrode units in a row.
  • the negative electrode plate contains three or more negative electrode units in a row.
  • Each of the three or more positive electrode units includes a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer arranged on the positive electrode current collector.
  • Each of the three or more negative electrode units includes a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer arranged on the negative electrode current collector.
  • the positive electrode plate is bent in a zigzag manner by bending the positive electrode plate in the opposite direction with each of the boundary portions of two adjacent positive electrode units as the first bent portion.
  • the negative electrode plate is bent in a zigzag manner by bending the negative electrode plate in the opposite direction with each of the boundary portions of the two adjacent negative electrode units as the second bent portions.
  • a positive electrode active material layer and a negative electrode active material layer are arranged on the first and second bent portions, respectively.
  • the positive electrode active material layer of the positive electrode unit and the negative electrode active material layer of the negative electrode unit face each other with the separator in between, and the first bent portion and the second bent portion face each other with the separator in between.
  • a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator are arranged.
  • bending the electrode plate (positive electrode plate, negative electrode plate) in the opposite direction means bending the electrode plate by approximately 180 °.
  • the electrode plate is bent in a zigzag manner.
  • the length X of the positive electrode unit in the direction in which the positive electrode units are connected is longer than the length Y of the negative electrode unit in the direction in which the negative electrode units are connected.
  • the length X of the positive electrode units in the direction in which the positive electrode units are continuous means the length along the positive electrode plate.
  • the length X is the length of the positive electrode units in the direction in which the positive electrode units are connected when the positive electrode plate is developed flat.
  • the length Y of the negative electrode unit in the direction in which the negative electrode units are connected is the length of the negative electrode unit in the direction in which the negative electrode units are connected when the negative electrode plate is flatly developed.
  • three or more positive electrode units have the same planar shape (including substantially the same planar shape). That is, the length X of each positive electrode unit is substantially equal.
  • the three or more negative electrode units have the same planar shape (including substantially the same planar shape). That is, the length Y of each negative electrode unit is substantially equal.
  • the planar shape of the three or more positive electrode units of the second secondary battery is usually the same, but may be different.
  • the planar shape of the three or more negative electrode units of the second secondary battery is usually the same, but may be different.
  • the distance L1 is larger than the distance L2 between the positive electrode active material layer at the center of the first bent portion and the negative electrode active material layer at the center of the second bent portion in the portion where the positive electrode plate is wrapped by the negative electrode plate. long.
  • the portion where the negative electrode plate is wrapped by the positive electrode plate may be referred to as a “positive electrode active material excess portion”.
  • the portion where the positive electrode plate is wrapped by the negative electrode plate may be referred to as a “negative electrode active material excess portion”.
  • the central portion of the bent portion (first and second bent portions) in the positive electrode active material excess portion and the negative electrode active material excess portion is along the direction in which the electrode plate units (positive electrode unit and negative electrode unit) are continuous in a zigzag manner.
  • the cross section that is, the cross section of FIG. 2 described later
  • it means the outermost portion of the bent portion in the target excess portion.
  • the central portion of the first bent portion in the positive electrode active material excess portion is the outermost portion of the first bent portion in the cross section along the direction in which the positive electrode units are continuous in a zigzag manner (that is, the cross section of FIG. 2 described later). It means the part located in.
  • the boundary between two adjacent positive electrode units is the central portion of the first bent portion
  • the boundary between two adjacent negative electrode units is the central portion of the second bent portion.
  • the active material layer is also arranged at the first and second bent portions. Therefore, it is possible to increase the capacity of the battery.
  • a predetermined amount of active material is arranged per unit area on the positive electrode plate and the negative electrode plate in consideration of battery characteristics. Therefore, when the positive electrode plate and the negative electrode plate are opposed to each other in parallel, the positive electrode active material and the negative electrode active material can be opposed to each other at an ideal amount ratio as designed. However, in the electrode group bent in a zigzag manner, the amount of the positive electrode active material is larger than the ideal amount ratio in the portion where the negative electrode plate is wrapped by the positive electrode plate. In that case, the inventors of the present application have found that when charging and discharging are repeated, the negative electrode active material layer cannot completely absorb the lithium ions released from the positive electrode active material layer, and lithium metal is likely to be deposited between the active material layers. It was.
  • the gap between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer in the positive electrode active material excess portion is formed between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer in the negative electrode active material excess portion. It can be larger than the gap between them. According to this configuration, the exchange of lithium ions in the excess portion of the positive electrode active material can be suppressed, so that the precipitation of lithium metal in the portion can be suppressed.
  • the number N of positive electrode units contained in one positive electrode plate and the number M of negative electrode units contained in one negative electrode plate are usually the same.
  • the number N of positive electrode units and the number M of negative electrode units are the same and odd, but their numbers may be even.
  • the planar shape of the positive electrode unit can be selected according to the shape of the case.
  • the planar shape of the positive electrode unit may be a polygonal shape or a circular shape.
  • a preferred example of the planar shape of the positive electrode unit is a rectangle, for example a rectangle slightly smaller than one main surface of the case.
  • a preferred example of the planar shape of the positive electrode unit is a polygonal shape (for example, a hexagonal shape, an octagonal shape, a hexagonal shape, etc.) or a circular shape.
  • the positive electrode unit may have a planar shape in which a portion to be a bent portion is further added to the above-mentioned planar shape.
  • the planar shape of the negative electrode unit can be selected in the same manner as the planar shape of the positive electrode unit described above.
  • the planar shape of the positive electrode unit and the planar shape of the negative electrode unit are selected so that the area corresponding to the positive electrode active material and the negative electrode active material is maximized.
  • the planar shape of the positive electrode unit and the planar shape of the negative electrode unit may be substantially similar.
  • the planar shape of the positive electrode unit and the planar shape of the negative electrode unit are selected so as to satisfy the above-mentioned relationship between the length X and the length Y and / or the above-mentioned relationship between the distance L1 and the distance L2. ..
  • one positive electrode plate includes one positive electrode current collector and a positive electrode active material layer arranged on the current collector.
  • the positive electrode active material layer arranged on the positive electrode current collector is continuous without interruption.
  • one negative electrode plate includes one negative electrode current collector and a negative electrode active material layer arranged on the current collector.
  • the negative electrode active material layer formed on the negative electrode current collector is continuous without interruption.
  • the difference (XY) between the length X and the length Y may be in the range of 0.1 to 0.3 mm. By setting the difference (XY) in this range, a highly reliable secondary battery with little loss of battery capacity can be obtained.
  • the difference (L1-L2) between the distance L1 and the distance L2 should be regarded as equal to the difference (XY).
  • the difference (L1-L2) may be in the range of 0.1 to 0.3 mm as in the difference (XY).
  • the value of the difference (L1-L2) may be set to a value slightly smaller than the value of the preferable difference (XY) in consideration of the thickness of the members constituting the electrode group.
  • L2 is preferably small and may be, for example, about the same thickness as the separator.
  • the maximum length of the positive electrode unit in the direction perpendicular to the direction in which the positive electrode units are connected is defined as the width WX.
  • the maximum length of the negative electrode unit in the direction perpendicular to the direction in which the negative electrode units are connected is defined as the width WY.
  • the width WX of the positive electrode unit in the direction perpendicular to the direction in which the positive electrode units are connected and the width WY of the negative electrode unit in the direction perpendicular to the direction in which the negative electrode units are connected may satisfy the relationship of WX> WY. , Usually satisfying the relationship of WX ⁇ WY.
  • the area SP of one positive electrode unit and the area SN of one negative electrode unit may satisfy the relationship of SP> SN, but usually satisfy the relationship of SP ⁇ SN.
  • the separator may be fixed to the negative electrode plate (negative electrode active material layer) or may be fixed to the positive electrode plate (positive electrode active material layer). .. These configurations facilitate the manufacture of batteries.
  • the method for fixing the separator is not particularly limited, and a known technique may be used.
  • the separator may be fixed to the negative electrode plate by a hot press or the like.
  • a separator having an adhesive layer on the surface may be used.
  • the adhesive layer for example, a layer containing a resin such as polyvinylidene fluoride can be used.
  • the first and second secondary batteries may include at least one positive electrode plate and at least one negative electrode plate so that the total number of the number of positive electrode plates and the number of negative electrode plates is 2 or 3.
  • Three examples (first to third arrangement examples) regarding the number of positive electrode plates and negative electrode plates and the arrangement of the active material layer will be described below.
  • the number of positive electrode plates and the number of negative electrode plates are 1, respectively.
  • the positive electrode active material layer is arranged only on one side of the positive electrode current collector, and the negative electrode active material layer is arranged only on one side of the negative electrode current collector.
  • the number of positive electrode plates is 2 and the number of negative electrode plates is 1.
  • the positive electrode active material layer is arranged on only one side of the positive electrode current collector, and the negative electrode active material layer is arranged on both sides of the negative electrode current collector.
  • the positive electrode plate and the negative electrode plate are arranged so as to sandwich one negative electrode plate between the two positive electrode plates.
  • the number of negative electrode plates is 2, and the number of positive electrode plates is 1.
  • the positive electrode active material layer is arranged on both sides of the positive electrode current collector, and the negative electrode active material layer is arranged on only one side of the negative electrode current collector.
  • the positive electrode plate and the negative electrode plate are arranged so as to sandwich one positive electrode plate between the two negative electrode plates.
  • the positive electrode active material layer of the first bent portion and the negative electrode active material layer of the second bent portion are used. May be in contact with each separator. Even with such a configuration, lithium metal is unlikely to precipitate in the excess portion of the negative electrode active material.
  • first and second secondary batteries there is a member between the first bent portion and the second bent portion (particularly between them in the positive electrode active material excess portion) to prevent the permeation of the non-aqueous electrolyte. It may or may not be present.
  • a member for preventing the permeation of the non-aqueous electrolyte (in another viewpoint, a member for preventing the movement of lithium ions or a member for preventing the movement of the non-aqueous electrolyte solution) is provided as a first bent portion and a second bent portion. By arranging it between the above, the precipitation of lithium metal in that portion can be suppressed.
  • first and second secondary batteries have a structure that suppresses the precipitation of lithium metal in the excess portion of the positive electrode active material, there is little need to use such a member. By eliminating the need for such a member, manufacturing can be facilitated and the manufacturing cost can be reduced. Further, it is possible to prevent space loss due to the use of such a member.
  • the components of the first and second secondary batteries (case, material constituting the positive electrode plate, material constituting the negative electrode plate, separator, non-aqueous electrolyte, and Other components, etc.) are not particularly limited.
  • the first and second batteries may include an insulating member that insulates the periphery of the electrode group and other members.
  • Known materials and known configurations may be applied to the components of the first and second secondary batteries, except that they have a configuration peculiar to the present embodiment. These components will be illustrated below, but the present embodiment is not limited to the following examples.
  • the positive electrode plate includes a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer.
  • a part of the positive electrode current collector may form a connection portion electrically connected to a part of the case (case body or sealing plate) that functions as a terminal.
  • the connection is connected to a part of the case by welding (eg ultrasonic welding) or the like.
  • positive electrode current collectors include sheet-like materials (eg, foil, mesh, or punching sheets) made of conductive materials (eg, metal materials).
  • metal materials constituting the positive electrode current collector include aluminum, aluminum alloys, titanium, titanium alloys, stainless steel and the like.
  • the thickness of the positive electrode current collector may be in the range of, for example, 5 to 300 ⁇ m.
  • the positive electrode active material layer contains a positive electrode active material, and may contain other substances (binding agent, conductive agent, etc.) if necessary.
  • positive electrode active materials include substances that reversibly release lithium ions, that is, substances that release and occlude lithium ions.
  • examples of the positive electrode active material include a metal oxide containing lithium, a lithium-transition metal phosphoric acid compound, a lithium-transition metal sulfate compound, and the like.
  • lithium-containing metal oxides include lithium transition metal composite oxides, lithium-nickel-cobalt-aluminum composite oxides and the like.
  • lithium transition metal composite oxides examples include lithium-manganese composite oxides (eg LiMn 2 O 4 ), lithium-nickel composite oxides (eg LiNiO 2 ), lithium-cobalt composite oxides (eg LiCoO 2 ), and , Composite oxides in which some of these transition metal elements are replaced with other metal elements (typical metal elements and / or transition metal elements) are included.
  • binders include fluororesins, polyacrylonitrile, polyimide resins, acrylic resins, polyolefin resins, rubbery polymers and the like.
  • fluororesins include polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride and the like. Only one type of binder may be used, or two or more types may be used.
  • Examples of conductive agents include carbon materials.
  • Examples of carbon materials used as conductive agents include carbon black (acetylene black, ketjen black, etc.), carbon nanotubes, and graphite. As the conductive agent, only one kind may be used, or two or more kinds may be used.
  • the negative electrode plate includes a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer.
  • a part of the negative electrode current collector may form a connection portion electrically connected to a part of the case (case body or sealing plate) that functions as a terminal.
  • the connection is connected to a part of the case by welding (eg ultrasonic welding) or the like.
  • the negative electrode current collector examples include a sheet-like material (for example, foil, mesh, or punching sheet) made of a conductive material (for example, a metal material).
  • the metal material of the negative electrode current collector may be a material that does not form lithium and neither an alloy nor an intermetallic compound.
  • the metallic material of the negative electrode current collector include copper, nickel, iron, and alloys containing these metallic elements (copper alloy, stainless steel, etc.).
  • the metal material of the negative electrode current collector is copper or a copper alloy.
  • the thickness of the negative electrode current collector may be in the range of, for example, 5 to 300 ⁇ m.
  • the negative electrode active material layer contains a negative electrode active material, and may contain other substances (binding agent, conductive agent, thickener, etc.) if necessary.
  • the negative electrode active material include a substance that reversibly occludes lithium ions, that is, a substance that occludes and releases lithium ions.
  • examples of the negative electrode active material include carbon materials, silicon, silicon compounds, lithium alloys, and the like. Examples of carbon materials include graphite, coke, graphitized carbon, graphitized carbon fibers, amorphous carbon and the like.
  • binders include fluororesins such as polyvinylidene fluoride (PVDF), acrylic resins such as methyl polyacrylate and ethylene-methyl methacrylate copolymers, styrene butadiene rubbers, acrylic rubbers, and rubbers thereof. Includes denatured products.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • acrylic resins such as methyl polyacrylate and ethylene-methyl methacrylate copolymers
  • styrene butadiene rubbers acrylic rubbers, and rubbers thereof.
  • the conductive agent include the conductive agent exemplified in the description of the positive electrode active material layer.
  • thickeners include water-soluble polymers containing carboxyl groups (eg, carboxymethyl cellulose).
  • separators examples include sheets that are ion permeable and insulating.
  • the separator may be a laminate of a plurality of sheets including a sheet having ion permeability and insulating property.
  • the separator has a size required to insulate the positive electrode plate and the negative electrode plate.
  • the separator may be a microporous film, a woven fabric, or a non-woven fabric.
  • the material of the separator include a polymer having an insulating property, and specifically, a polyolefin-based polymer, a polyamide-based polymer, a cellulosic polymer, and the like.
  • the thickness of the separator may be in the range of 5 to 200 ⁇ m.
  • Non-aqueous electrolyte As the non-aqueous electrolyte, one having lithium ion conductivity is used.
  • a typical non-aqueous electrolyte contains a non-aqueous solvent and lithium ions and anions dissolved in the non-aqueous solvent.
  • the non-aqueous electrolyte may be in the form of a liquid or a gel.
  • the liquid non-aqueous electrolyte can be prepared by dissolving the lithium salt in a non-aqueous solvent. Lithium ions and anions are produced by dissolving a lithium salt (salt of lithium ions and anions) in a non-aqueous solvent.
  • the gel-like non-aqueous electrolyte contains a liquid non-aqueous electrolyte and a matrix polymer.
  • a matrix polymer for example, a polymer material that absorbs a non-aqueous solvent and gels is used. Examples of such polymeric materials include fluororesins, acrylic resins, polyether resins and the like.
  • Examples of the anion of the lithium salt BF 4 -, ClO 4 - , PF 6 -, CF 3 SO 3 -, CF 3 CO 2 -, anions of imides, and the like anions of oxalate complexes.
  • non-aqueous solvents examples include esters, ethers, nitriles, amides, and halogen substituents (eg, fluorides) thereof.
  • the non-aqueous electrolyte may contain only one of these non-aqueous solvents, or may contain two or more of these non-aqueous solvents.
  • esters include carbonic acid esters, carboxylic acid esters, and the like.
  • cyclic carbonates include ethylene carbonate, propylene carbonate, fluoroethylene carbonate (FEC) and the like.
  • chain carbonates include dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate and the like.
  • cyclic carboxylic acid esters include ⁇ -butyrolactone, ⁇ -valerolactone and the like.
  • chain carboxylic acid esters include ethyl acetate, methyl propionate, methyl fluoropropionate and the like.
  • the concentration of the lithium salt in the non-aqueous electrolyte may be, for example, in the range of 0.5 mol / L to 3.5 mol / L.
  • the concentration of the lithium salt is the sum of the concentration of the dissociated lithium salt and the concentration of the undissociated lithium salt.
  • the concentration of anions in the non-aqueous electrolyte may be in the range of 0.5 mol / L to 3.5 mol / L.
  • the flat case may be rectangular (rectangular parallelepiped) or coin-shaped (low columnar). That is, the first and second secondary batteries may be square batteries or coin-shaped batteries.
  • the coin-shaped case includes a case called a button-shaped case.
  • a typical case includes a case body, a sealing plate, and a gasket arranged between the case body and the sealing plate.
  • the case body and the sealing plate each function as electrode terminals.
  • the case body functions as a positive electrode terminal
  • the sealing plate functions as a negative electrode terminal.
  • the case body and the sealing plate can each be formed of metal (for example, conductive stainless steel).
  • first and second secondary batteries and their manufacturing methods will be specifically described with reference to the drawings.
  • the figure shown below is a schematic diagram and does not accurately reflect the actual structure.
  • the basic structures and manufacturing methods of the first and second secondary batteries are the same, they will be collectively described as the secondary battery of the first embodiment.
  • an example of a coin-shaped battery will be described, but the present disclosure is not limited to the example described below.
  • the components of the example described below can be modified based on the above description.
  • the matters described below may be applied to the above-described embodiment.
  • FIG. 1 A cross-sectional view of the secondary battery of the first embodiment is schematically shown in FIG.
  • the secondary battery 10 of FIG. 1 includes a flat (coin-shaped) case 20, an electrode group 30 arranged in the case 20, and a non-aqueous electrolyte (not shown).
  • the case 20 includes a bottomed cylindrical case body 21, a sealing plate 22, and a gasket 23.
  • the case body 21 is sealed by a sealing plate 22 and a gasket 23.
  • FIG. 2 A cross-sectional view of the electrode group 30 is shown in FIG. FIG. 2 is a cross section along the direction in which the positive electrode unit and the negative electrode unit are continuous in a zigzag manner.
  • the electrode group 30 includes a positive electrode plate 40, a negative electrode plate 50, and one separator 60 arranged between them.
  • the positive electrode plate 40, the negative electrode plate 50, and the separator 60 are each bent in a zigzag pattern.
  • FIG. 3A A plan view of the positive electrode plate 40 when the positive electrode plate 40 is unfolded flat is shown in FIG. 3A, and a cross-sectional view taken along the line IIIB-IIIB of FIG. 3A is shown in FIG. 3B.
  • the positive electrode plate 40 includes a positive electrode current collector 41 and a positive electrode active material layer 42 arranged on the positive electrode current collector 41.
  • the positive electrode plate 40 includes five positive electrode units 40a in a row.
  • Each positive electrode unit 40a includes a positive electrode current collector 41 and a positive electrode active material layer 42.
  • Each positive electrode unit 40a has the same planar shape. Specifically, the positive electrode unit 40a of the example shown in FIG. 3A has an octagonal planar shape.
  • FIG. 3A A plan view of the positive electrode plate 40 when the positive electrode plate 40 is unfolded flat is shown in FIG. 3A, and a cross-sectional view taken along the line IIIB-IIIB of FIG. 3A is shown in FIG. 3B.
  • the boundary 40b of two adjacent positive electrode units 40a is shown by a dotted line.
  • the length of each positive electrode unit 40a in the direction PD (longitudinal direction) in which the positive electrode units 40a are connected is defined as the length X.
  • the maximum length of each positive electrode unit 40a in the direction perpendicular to the direction PD is defined as the width WX.
  • the length X of each of the five positive electrode units 40a is equal, and the width WX of each of the five positive electrode units 40a is equal.
  • the positive electrode plate 40 further includes a connecting portion 43 for electrically connecting the positive electrode plate 40 to the case body 21.
  • the connecting portion 43 is connected to the ends of the positive electrode units 40a connected in a row, and in the illustrated example, the positive electrode units 40a are connected in a continuous direction.
  • the connecting portion 43 has substantially the same shape as the positive electrode current collector 41 of one positive electrode unit 40a.
  • the connecting portion 43 is a portion connected to the case main body 21, and is connected to the case main body 21 by welding or the like, for example.
  • a part of one positive electrode current collector 41 constitutes a connecting portion 43, and the other part constitutes a current collector of a positive electrode unit 40a.
  • the connection portion 43 is an uncoated portion of the positive electrode mixture in which the positive electrode mixture is not applied on the positive electrode current collector 41.
  • the structure of the connecting portion 43 is not particularly limited as long as the positive electrode current collector 41 can be electrically connected to the case body 21.
  • the positive electrode plate 40 is bent in a zigzag manner as shown in FIG. 2 by bending the positive electrode plate 40 in the opposite direction with each of the boundary portions of the two adjacent positive electrode units 40a as the first bent portion 40ab.
  • the positive electrode unit 40a includes a first bent portion 40ab and a first superposed portion 40aa.
  • the first overlapping portion 40aa is a portion to be overlapped along the stacking direction SD (see FIG. 2) of the electrode group 30.
  • the boundary portion between the connecting portion 43 and the positive electrode unit 40a is also bent as a bent portion.
  • the positive electrode active material layer 42 is formed on the surface of the positive electrode plate 40 on the side opposite to the negative electrode plate 50, except for the connecting portion 43. That is, the positive electrode active material layer 42 is formed on both the first overlapping portion 40aa and the first bent portion 40ab.
  • FIG. 4A A plan view of the negative electrode plate 50 when unfolded flat is shown in FIG. 4A, and a cross-sectional view taken along the line IVB-IVB of FIG. 4A is shown in FIG. 4B.
  • the negative electrode plate 50 includes a negative electrode current collector 51 and a negative electrode active material layer 52 arranged on the negative electrode current collector 51.
  • the negative electrode plate 50 includes five negative electrode units 50a arranged in a row.
  • Each negative electrode unit 50a includes a negative electrode current collector 51 and a negative electrode active material layer 52.
  • Each negative electrode unit 50a has the same planar shape. Specifically, the negative electrode unit 50a of the example shown in FIG. 4A has an octagonal planar shape.
  • FIG. 4A A plan view of the negative electrode plate 50 when unfolded flat is shown in FIG. 4A, and a cross-sectional view taken along the line IVB-IVB of FIG. 4A is shown in FIG. 4B.
  • the negative electrode plate 50 includes a negative electrode current collector 51
  • the boundary 50b of two adjacent negative electrode units 50a is shown by a dotted line.
  • the length of each negative electrode unit 50a in the direction ND (longitudinal direction) in which the negative electrode units 50a are continuous is defined as the length Y.
  • the maximum length of each negative electrode unit 50a in the direction perpendicular to the direction ND is defined as the width WY.
  • the length Y of each of the five negative electrode units 50a is equal, and the width WY of each of the five negative electrode units 50a is equal.
  • the negative electrode plate 50 further includes a connecting portion 53 for electrically connecting the negative electrode plate 50 to the case body 21.
  • the connecting portion 53 is connected to the ends of the negative electrode units 50a connected in a row, and in the illustrated example, the negative electrode units 50a are connected in a continuous direction.
  • the connecting portion 53 has substantially the same shape as the negative electrode current collector 51 of one negative electrode unit 50a.
  • the connecting portion 53 is a portion that is electrically connected to the sealing plate 22, and is connected to the sealing plate 22 by, for example, welding.
  • a part of one negative electrode current collector 51 constitutes a connecting portion 53, and the other part constitutes a current collector of a negative electrode unit 50a.
  • the connection portion 53 is an uncoated portion of the negative electrode mixture in which the negative electrode mixture is not applied on the negative electrode current collector 51.
  • the structure of the connecting portion 53 is not particularly limited as long as the negative electrode current collector 51 can be electrically connected to the sealing plate 22.
  • the negative electrode plate 50 is bent in a zigzag manner as shown in FIG. 2 by bending the negative electrode plate 50 in the opposite direction with each of the boundary portions of the two adjacent negative electrode units 50a as the second bent portion 50ab.
  • the negative electrode unit 50a includes a second bent portion 50ab and a second superposed portion 50aa.
  • the second overlapping portion 50aa is a portion to be overlapped along the stacking direction SD (see FIG. 2) of the electrode group 30.
  • the boundary portion between the connecting portion 53 and the negative electrode unit 50a is also bent as a bent portion.
  • the negative electrode active material layer 52 is formed on one side of the negative electrode plate 50 except for the connecting portion 53. That is, the negative electrode active material layer 52 is formed on both the second overlapping portion 50aa and the second bent portion 50ab.
  • FIG. 5 shows a schematic diagram for explaining the arrangement of the positive electrode plate 40, the negative electrode plate 50, and the separator 60.
  • FIG. 5 schematically shows a state in which the bent portion of the electrode group 30 shown in FIG. 2 is slightly widened and the members are separated from each other.
  • the connecting portions 43 and 53 are shown by dotted lines.
  • the first bent portion 40ab of the positive electrode plate 40 and the second bent portion 50ab of the negative electrode plate 50 face each other with the separator 60 interposed therebetween.
  • the positive electrode active material layer 42 and the negative electrode active material layer 52 face each other with the separator 60 interposed therebetween.
  • the positive electrode plate 40, the negative electrode plate 50, and the separator 60 are arranged so as to satisfy these configurations.
  • an insulating member for example, insulating tape
  • an insulating member for preventing the current collectors from coming into contact with the case 20 may be arranged outside the bent portions of the positive electrode current collector 41 and the negative electrode current collector 51.
  • the positive electrode active material layer 42 of the positive electrode unit 40a and the negative electrode active material layer 52 of the negative electrode unit 50a face each other with the separator 60 interposed therebetween, and the first bent portion 40ab and the second bent portion 40ab are opposed to each other.
  • the positive electrode plate 40, the negative electrode plate 50, and the separator 60 are arranged so that the bent portion 50ab faces the bent portion 50ab with the separator 60 in between.
  • the length X of the positive electrode unit 40a is longer than the length Y of the negative electrode unit 50a.
  • the difference (XY) between the length X and the length Y may be in the above-mentioned range.
  • the width WX of the positive electrode unit and the width WY of the negative electrode unit usually satisfy the relationship of WX ⁇ WY.
  • the positive electrode active material layer 42 and the second bent portion 50ab at the center of the first bent portion 40ab in the portion where the negative electrode plate 50 is surrounded by the positive electrode plate 40 (positive electrode active material excess portion A).
  • the distance between the central portion and the negative electrode active material layer 52 is defined as the distance L1.
  • the positive electrode active material layer 42 at the center of the first bent portion 40ab and the negative electrode at the center of the second bent portion 50ab is defined as the distance L2.
  • the distance L1 is longer than the distance L2. This can be achieved, for example, by making the length X longer than the length Y.
  • the central portion of the first bent portion 40ab is the outermost portion of the first bent portion 40ab in the positive electrode active material excess portion A in the cross section of FIG.
  • the central portion of the second bent portion 50ab means the outermost portion of the second bent portion 50ab in the positive electrode active material excess portion A in the cross section of FIG.
  • the central portion of the first bent portion 40ab is the outermost portion of the first bent portion 40ab in the negative electrode active material excess portion B in the cross section of FIG.
  • the central portion of the second bent portion 50ab means the outermost portion of the second bent portion 50ab in the negative electrode active material excess portion B in the cross section of FIG.
  • the central portion of the first bent portion 40ab and the central portion of the second bent portion 50ab face each other via the separator 60.
  • the central portion of the first bent portion 40ab and the central portion of the second bent portion 50ab also face each other via the separator 60.
  • a gap S is usually formed between the positive electrode active material layer 42 and the separator 60 and / or between the negative electrode active material layer 52 and the separator 60.
  • the positive electrode active material layer 42 and the negative electrode active material layer 52 may be in contact with the separator 60 without gaps.
  • the secondary battery of the first embodiment as described above, precipitation of lithium metal (for example, precipitation of dendrite-like lithium metal) in the excess portion A of the positive electrode active material can be suppressed. As a result, a highly reliable battery can be obtained. Further, in the secondary battery of the first embodiment, since the active material is also arranged at the bent portion, the capacity can be increased.
  • lithium metal for example, precipitation of dendrite-like lithium metal
  • each of the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator constituting the electrode group is only one has been described.
  • one of the positive electrode plate and the negative electrode plate may be only one, and the other may be two.
  • an active material layer is formed on both sides of only one electrode plate, and an active material layer is formed on one side of each of the other two electrode plates.
  • two separators are used.
  • one positive electrode plate, two negative electrode plates, and two separators are a negative electrode current collector / negative electrode active material layer / separator / positive electrode active material.
  • the layers are arranged in the order of the positive electrode current collector / positive electrode active material layer / separator / negative electrode active material layer / negative electrode current collector, and are folded in a zigzag manner.
  • the two positive electrode plates, one negative electrode plate, and the two separators are the positive electrode current collector / positive electrode active material layer / separator /.
  • the negative electrode active material layer / negative electrode current collector / negative electrode active material layer / separator / positive electrode active material layer / positive electrode current collector are arranged in this order and folded in a zigzag manner.
  • one positive electrode unit (or one negative electrode unit) is arranged on the positive electrode current collector (or negative electrode current collector) and both sides thereof. Also includes a positive electrode active material layer (or a negative electrode active material layer).
  • the positive electrode plate 40 and the negative electrode plate 50 are prepared.
  • the materials constituting the positive electrode active material layer 42 are mixed to prepare a positive electrode mixture.
  • the positive electrode mixture is applied onto a conductive sheet (for example, a metal foil) to be the positive electrode current collector 41 to form the positive electrode active material layer 42.
  • the positive electrode plate 40 is manufactured.
  • the positive electrode plate 40 is manufactured so as to have the above-mentioned structure (planar shape).
  • the positive electrode plate 40 can be produced by punching the conductive sheet and the positive electrode active material layer 42 together using a punching die. it can.
  • the active material layer is also formed at the first and second bent portions 40ab and 50ab. In this case, it is not necessary to separately coat the active material layer between the bent portion and the other portion. Therefore, the positive electrode plate used in the present embodiment is easy to manufacture (the same applies to the negative electrode plate).
  • the materials constituting the negative electrode active material layer 52 are mixed to prepare a negative electrode mixture.
  • the negative electrode mixture is applied onto a conductive sheet (for example, a metal foil) to be the negative electrode current collector 51 to form the negative electrode active material layer 52.
  • a conductive sheet for example, a metal foil
  • the negative electrode plate 50 is manufactured so as to have the above-mentioned structure (planar shape).
  • the negative electrode plate 50 can be produced by forming the negative electrode active material layer 52 in a predetermined region of a large-area conductive sheet and then punching the conductive sheet and the negative electrode active material layer 52 together using a punching die. it can.
  • the positive electrode plate 40, the negative electrode plate 50, and the separator 60 are arranged so that the positive electrode active material layer 42 and the negative electrode active material layer 52 face each other with the separator 60 interposed therebetween. Then, they are bent together in a zigzag manner to prepare an electrode group.
  • the positive electrode plate 40, the negative electrode plate 50, and the separator 60 may be bent and then combined to form the electrode group 30. Further, in the production of the electrode group 30, at least a part of the separator may be fixed to the positive electrode plate 40 or the negative electrode plate 50 before the electrode plate is bent. By fixing the separator, it becomes easy to manufacture the electrode group.
  • the separator can be fixed by the method described above.
  • connection portion 43 is electrically connected to the case body 21.
  • connecting portion 53 is electrically connected to the sealing plate 22.
  • These electrical connections can be made, for example, by welding (such as ultrasonic welding). If necessary, the periphery of the electrode group 30 is protected by an insulating member before or after the connection of the connection portion.
  • the electrode group 30 and the non-aqueous electrolyte are arranged in the case body 21.
  • the case body 21 is sealed using the sealing plate 22 and the gasket 23. In this way, the secondary battery 10 of the first embodiment is obtained.
  • Example 1 a battery having a structure similar to that of the secondary battery 10 shown in FIG. 1 was produced.
  • the number of positive electrode units and negative electrode units was set to 5, respectively.
  • the planar shapes of the positive electrode unit and the negative electrode unit were approximately regular octagons, respectively.
  • a plurality of batteries were produced by changing the values of the length X and the length Y.
  • the widths WX and WY in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the electrode plate were set to 5.7 mm for both the positive electrode unit and the negative electrode unit.
  • the positive electrode mixture constituting the positive electrode active material layer is composed of lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), which is a positive electrode active material, acetylene black, which is a conductive agent, and vinylidene polyfluoride, which is a binder, at 9: 0.1. Prepared by mixing at a mass ratio of: 0.1. An aluminum foil (thickness 13 ⁇ m) was used for the positive electrode current collector.
  • LiCoO 2 lithium cobalt oxide
  • acetylene black which is a conductive agent
  • vinylidene polyfluoride which is a binder
  • the negative electrode mixture constituting the negative electrode active material layer is a mixture of graphite, which is a negative electrode active material, carboxymethyl cellulose, which is a thickener, and styrene-butadiene rubber, which is a binder, at a ratio of 9: 0.1: 0.1. Prepared by mixing by mass ratio. A copper foil (thickness 6 ⁇ m) was used for the negative electrode current collector.
  • a microporous polyolefin membrane (thickness 14 ⁇ m) was used as the separator.
  • the non-aqueous electrolyte was prepared by dissolving LiPF 6 in a non-aqueous solvent.
  • the non-aqueous solvent was prepared by mixing ethylene carbonate, propylene carbonate, and methyl ethyl carbonate in a volume ratio of 30: 1: 61.
  • An electrode group was prepared by the above-mentioned method using the above-mentioned positive electrode plate, negative electrode plate, and separator.
  • an electrode group was prepared so that there was substantially no gap between the positive electrode active material layer and the separator and between the negative electrode active material layer and the separator.
  • a coin-shaped non-aqueous electrolyte secondary battery was produced by the above-mentioned method.
  • the size of the obtained secondary battery was 9.0 mm in outer shape and 2.0 mm in height.
  • examples 1 to 4 and comparative sample 1 were produced by changing the length X and the length Y. Then, a charge / discharge cycle test was conducted at 20 ° C. for the five types of secondary batteries. In the charge / discharge cycle test, the charge / discharge cycle was repeated 1000 cycles with charging and discharging as one cycle. In the charge / discharge cycle test, charging was performed at 4.35 V under the condition of 6 mA, and discharging was performed at 3.0 V under the condition of 6 mA. Then, the battery capacity of each sample was measured before (initially) the charge / discharge cycle test, during and after the charge / discharge cycle test.
  • the secondary batteries were disassembled after performing the above charge / discharge cycles for 500 cycles. Then, it was visually confirmed whether or not lithium metal was deposited between the plates.
  • Table 1 shows the values of length X and length Y in the five types of prepared secondary batteries and the results of the above evaluation.
  • the number of cycles n in Table 1 is the number of cycles in which the battery capacity reaches 80% of the initial battery capacity.
  • Table 1 shows the calculation result of the capacity loss rate R (%) on the assumption that the difference between the length X and the length Y does not contribute to the battery capacity. The calculation result is a calculation based on the assumption described later. The larger this value is, the larger the capacity loss is. Therefore, it is preferable that this value is small.
  • This capacity loss rate R is 0% when the length X and the length Y are equal.
  • Samples 1 to 4 correspond to the above-mentioned first secondary battery because the length X is longer than the length Y. Further, by making the length X longer than the length Y, the distance L1 is longer than the distance L2. Therefore, Samples 1 to 4 correspond to the above-mentioned second secondary battery.
  • the secondary batteries of Samples 1 to 4 maintained a battery capacity higher than 80% of the initial capacity even after 1000 cycles.
  • the battery capacity of the secondary battery of Comparative Sample 1 was 80% of the initial capacity in 750 cycles. This result indicates that the secondary batteries of Samples 1 to 4 have little deterioration due to repeated charging and discharging.
  • the difference (XY) is preferably set to a certain value or less.
  • the value of the difference (XY) is preferably 0.3 or less (for example, in the range of 0.1 to 0.3).
  • the value of the length X is different between the comparative sample 1 and the samples 1 to 4. Therefore, the result of (capacity loss rate of comparative sample 1) ⁇ (capacity loss rate of samples 1 to 4) indicates that (battery capacity of comparative sample 1)> (battery capacity of samples 1 to 4). Do not mean.
  • the active material layer of the bent portion of the negative electrode active material excess portion contributes to the increase of the battery capacity. Therefore, according to the battery of the present embodiment, it is possible to increase the battery capacity as compared with the conventional battery.
  • Capacity loss rate R The calculation method of the capacity loss rate R will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows five positive electrode units 40a as an example.
  • the length X is longer than the length Y, it is possible to consider that the positive electrode active material does not face the negative electrode active material in the four trapezium portions T shown in FIG. 6 in the portion where the positive electrode active material is excessive. .. Assuming that the number of positive electrode units 40a is N (odd number), the number of trapezium and trapezoidal portions T is (N-1).
  • FIG. 6 shows the width WX, the width WL, and the length D1.
  • the width WX is the length in the width direction of the positive electrode unit 40a (5.7 mm in this embodiment).
  • the width WL is the length in the width direction at the boundary portion between the two adjacent positive electrode units 40a, that is, the length of one side of the positive electrode unit (octagon) at that portion.
  • the length D1 is the length of one side of the octagon (one side including the hypotenuse of the trapezium portion T), and is the length in the direction PD in which the positive electrode units 40a are continuous.
  • the size of the trapezium portion T is expressed by the following equation.
  • Upper base WL Height: (XY) Bottom: WL + (WX-WL) x (XY) / D1
  • Total area of all trapezium parts ST ⁇ (N-1)
  • the size of the regular octagonal positive electrode unit having both the length X and the width WX of 5.7 mm is as follows.
  • the capacity loss rate R is expressed by the following equation.
  • the SP in the following formula is the area of one positive electrode unit.
  • the capacity loss rate R in Table 1 is a value obtained in this way.
  • Capacity loss rate R (%) 100 x ST x (N-1) / (N x SP)
  • This disclosure can be used for flat non-aqueous electrolyte secondary batteries.

Abstract

開示される電池の正極板（４０）および負極板（５０）は一列に連なった正極単位（４０ａ）および負極単位（５０ａ）を含む。隣接する２つの正極単位（４０ａ）の境界部と隣接する２つの負極単位（５０ａ）の境界部とを折り曲げ部（４０ａｂ）および（５０ａｂ）として極板を逆方向に折り曲げることによって極板がジグザグに折り曲げられている。正極単位（４０ａ）の活物質層と負極単位（５０ａ）の活物質層とがセパレータ（６０）を挟んで対向し、折り曲げ部（４０ａｂ）と折り曲げ部（５０ａｂ）とがセパレータ（６０）を挟んで対向するように、極板およびセパレータ（６０）が配置されている。正極単位（４０ａ）が連なる方向における正極単位（４０ａ）の長さは負極単位（５０ａ）が連なる方向における負極単位（５０ａ）の長さよりも長い。

Description

扁平形非水電解質二次電池
　本開示は、扁平形非水電解質二次電池に関する。
　扁平形非水電解質二次電池は、従来から、様々な電子機器の電源などに用いられてきた。扁平形非水電解質二次電池の例には、巻回式の電極群を用いた電池と、ジグザグに折り曲げられた電極群を用いた電池とが含まれる。巻回式の電極群は、セパレータを正極板と負極板とで挟み、それらを巻回することによって形成される。ジグザグに折り曲げられた電極群を用いた電池は、たとえば特許文献１に開示されている。
　特許文献１には、正極板が延びる方向と負極板が延びる方向とを９０°ずらして配置し、それらを折り畳んで電極群を形成する例が開示されている（特許文献１の図２参照）。この例では、極板のうち、折り曲げられる部分には活物質層は形成されていない（特許文献１の図１参照）。
特開２０１６－７６３２９号公報
　ジグザグに折り曲げられた電極群において、電極板の折り曲げ部分に活物質層を形成しない場合、その部分は電池容量に貢献しない。一方、折り曲げ部分に活物質層を形成した場合、充放電の繰り返しによって、折り曲げ部分にリチウム金属が析出することがある。そのようなリチウム金属の析出は、電池の短絡や電池容量の低下を招く可能性がある。
　このような状況において、本開示の目的の１つは、ジグザグに折り曲げられた電極群を用いた扁平形非水電解質二次電池であって、且つ、電池容量および信頼性が高い電池を提供することである。
　検討した結果、本願発明者らは、特定の構造を採用することによって上記の課題を解決できることを見出した。本開示は、この新たな知見に基づくものである。
　本開示の一局面は、扁平形非水電解質二次電池に関する。当該扁平形非水電解質二次電池は、扁平形のケースと、前記ケース内に配置された正極板、負極板、セパレータおよび非水電解質とを含む扁平形非水電解質二次電池であって、前記正極板は、一列に連なった３つ以上の正極単位を含み、前記負極板は、一列に連なった３つ以上の負極単位を含み、前記３つ以上の正極単位のそれぞれは、正極集電体と前記正極集電体上に配置された正極活物質層とを含み、前記３つ以上の負極単位のそれぞれは、負極集電体と前記負極集電体上に配置された負極活物質層とを含み、隣接する２つの前記正極単位の境界部のそれぞれを第１の折り曲げ部として前記正極板を逆方向に折り曲げることによって、前記正極板はジグザグに折り曲げられており、隣接する２つの前記負極単位の境界部のそれぞれを第２の折り曲げ部として前記負極板を逆方向に折り曲げることによって、前記負極板はジグザグに折り曲げられており、前記第１および第２の折り曲げ部上にはそれぞれ、前記正極活物質層および前記負極活物質層が配置されており、前記正極単位の前記正極活物質層と前記負極単位の前記負極活物質層とが前記セパレータを挟んで対向するように、且つ、前記第１の折り曲げ部と前記第２の折り曲げ部とが前記セパレータを挟んで対向するように、前記正極板、前記負極板、および前記セパレータが配置されており、前記正極単位が連なる方向における前記正極単位の長さＸは、前記負極単位が連なる方向における前記負極単位の長さＹよりも長い。
　本開示の他の一局面は、他の扁平形非水電解質二次電池に関する。当該扁平形非水電解質二次電池は、扁平形のケースと、前記ケース内に配置された正極板、負極板、セパレータおよび非水電解質とを含む扁平形非水電解質二次電池であって、前記正極板は、一列に連なった３つ以上の正極単位を含み、前記負極板は、一列に連なった３つ以上の負極単位を含み、前記３つ以上の正極単位のそれぞれは、正極集電体と前記正極集電体上に配置された正極活物質層とを含み、前記３つ以上の負極単位のそれぞれは、負極集電体と前記負極集電体上に配置された負極活物質層とを含み、隣接する２つの前記正極単位の境界部のそれぞれを第１の折り曲げ部として前記正極板を逆方向に折り曲げることによって、前記正極板はジグザグに折り曲げられており、隣接する２つの前記負極単位の境界部のそれぞれを第２の折り曲げ部として前記負極板を逆方向に折り曲げることによって、前記負極板はジグザグに折り曲げられており、前記第１および第２の折り曲げ部上にはそれぞれ、前記正極活物質層および前記負極活物質層が配置されており、前記正極単位の前記正極活物質層と前記負極単位の前記負極活物質層とが前記セパレータを挟んで対向するように、且つ、前記第１の折り曲げ部と前記第２の折り曲げ部とが前記セパレータを挟んで対向するように、前記正極板、前記負極板、および前記セパレータが配置されており、前記負極板が前記正極板に包まれる部分における、前記第１の折り曲げ部の中心部の前記正極活物質層と前記第２の折り曲げ部の中心部の前記負極活物質層との間の距離Ｌ１は、前記正極板が前記負極板に包まれる部分における、前記第１の折り曲げ部の中心部の前記正極活物質層と前記第２の折り曲げ部の中心部の前記負極活物質層との間の距離Ｌ２よりも長い。
　本開示によれば、ジグザグに折り曲げられた電極群を用いた扁平形非水電解質二次電池であって、且つ、電池容量および信頼性が高い電池が得られる。
本実施形態の二次電池の一例を模式的に示す断面図である。 図１に示した二次電池の電極群の一例を模式的に示す断面図である。 図２に示した電極群の正極板を展開したときの平面図である。 図３Ａの線IIIＢ－IIIＢにおける断面図である。 図２に示した電極群の負極板を展開したときの平面図である。 図４Ａの線IVＢ－IVＢにおける断面図である。 図２に示した電極群の構成部材の配置を説明するための模式図である。 容量ロス率の計算方法を説明するための模式図である。
　以下、本開示の実施形態について説明する。なお、以下の説明では、本開示の実施形態について例を挙げて説明するが、本開示は以下で説明する例に限定されない。以下の説明では、具体的な数値や材料を例示する場合があるが、本開示の効果が得られる限り、他の数値や材料を適用してもよい。
　（扁平形非水電解質二次電池）
　本開示の一実施形態に係る第１の扁平形非水電解質二次電池、および、本開示の他の実施形態に係る第２の扁平形非水電解質二次電池について、以下に説明する。以下では、第１の扁平形非水電解質二次電池を「第１の二次電池」と称する場合があり、第２の扁平形非水電解質二次電池を「第２の二次電池」と称する場合がある。なお、１つの観点では、第１の二次電池と第２の二次電池は、本開示の電池を異なる観点から表したものである。したがって、第１の二次電池に含まれる電池の少なくとも一部と第２の二次電池に含まれる電池の少なくとも一部とは重複する。
　（第１の二次電池および第２の二次電池に共通する事項）
　第１および第２の二次電池（扁平形非水電解質二次電池）は、扁平形のケースと、ケース内に配置された正極板、負極板、セパレータおよび非水電解質とを含む。正極板は、一列に連なった３つ以上の正極単位を含む。負極板は、一列に連なった３つ以上の負極単位を含む。３つ以上の正極単位のそれぞれは、正極集電体と正極集電体上に配置された正極活物質層とを含む。３つ以上の負極単位のそれぞれは、負極集電体と負極集電体上に配置された負極活物質層とを含む。隣接する２つの正極単位の境界部のそれぞれを第１の折り曲げ部として正極板を逆方向に折り曲げることによって、正極板はジグザグに折り曲げられている。隣接する２つの負極単位の境界部のそれぞれを第２の折り曲げ部として負極板を逆方向に折り曲げることによって、負極板はジグザグに折り曲げられている。第１および第２の折り曲げ部上にはそれぞれ、正極活物質層および負極活物質層が配置されている。正極単位の正極活物質層と負極単位の負極活物質層とがセパレータを挟んで対向するように、且つ、第１の折り曲げ部と第２の折り曲げ部とがセパレータを挟んで対向するように、正極板、負極板、およびセパレータが配置されている。
　ここで、極板（正極板、負極板）を逆方向に折り曲げるとは、極板を略１８０°折り曲げることを意味する。折り曲げ部において極板を逆方向に折り曲げることによって、極板は、ジグザグに折り曲げられる。
　第１の二次電池では、正極単位が連なる方向における正極単位の長さＸは、負極単位が連なる方向における負極単位の長さＹよりも長い。ここで、正極単位が連なる方向における正極単位の長さＸは、正極板に沿った長さを意味する。換言すれば、長さＸは、正極板を平らに展開したときの、正極単位が連なる方向における正極単位の長さである。同様に、負極単位が連なる方向における負極単位の長さＹは、負極板を平らに展開したときの、負極単位が連なる方向における負極単位の長さである。
　第１の二次電池では、３つ以上の正極単位は、同じ平面形状（実質的に同じ平面形状を含む）を有する。すなわち、各正極単位の長さＸは実質的に等しい。同様に、３つ以上の負極単位は、同じ平面形状（実質的に同じ平面形状を含む）を有する。すなわち、各負極単位の長さＹは実質的に等しい。第２の二次電池の３つ以上の正極単位の平面形状は、通常は同じであるが、異なってもよい。同様に、第２の二次電池の３つ以上の負極単位の平面形状は、通常は同じであるが、異なってもよい。
　第２の二次電池では、負極板が正極板に包まれる部分における、第１の折り曲げ部の中心部の正極活物質層と第２の折り曲げ部の中心部の負極活物質層との間の距離Ｌ１は、正極板が負極板に包まれる部分における、第１の折り曲げ部の中心部の正極活物質層と第２の折り曲げ部の中心部の負極活物質層との間の距離Ｌ２よりも長い。
　なお、以下では、負極板が正極板に包まれる部分を「正極活物質過剰部」と称する場合がある。同様に、以下では、正極板が負極板に包まれる部分を「負極活物質過剰部」と称する場合がある。
　ここで、正極活物質過剰部および負極活物質過剰部における折り曲げ部（第１および第２の折り曲げ部）の中心部とは、極板単位（正極単位および負極単位）がジグザグに連なる方向に沿った断面（すなわち後述する図２の断面）において、対象となる過剰部にある折り曲げ部のうちの最も外側に位置する部分を意味する。たとえば、正極活物質過剰部における第１の折り曲げ部の中心部とは、正極単位がジグザグに連なる方向に沿った断面（すなわち後述する図２の断面）において、その第１の折り曲げ部において最も外側に位置する部分を意味する。典型的な一例では、隣接する２つの正極単位の境界が第１の折り曲げ部の中心部となり、隣接する２つの負極単位の境界が第２の折り曲げ部の中心部となる。
　第１および第２の二次電池では、第１および第２の折り曲げ部にも、活物質層が配置されている。そのため、電池の容量を高くすることが可能である。
　正極板および負極板には、電池特性を考慮して、単位面積当たり所定の量の活物質が配置される。したがって、正極板と負極板とを平行に対向させる場合には、設計通りの理想的な量比で正極活物質と負極活物質とを対向させることができる。しかし、ジグザグに折り曲げられた電極群において、負極板が正極板に包まれる部分では、理想的な量比よりも正極活物質の量が多くなる。その場合に、充放電を繰り返すと、正極活物質層から放出されるリチウムイオンを負極活物質層が吸収しきれずに活物質層間にリチウム金属が析出しやすくなることを、本願発明者らは見出した。そのようなリチウム金属の析出は、電池の短絡や電池容量の低下を招く可能性がある。一方、正極板が負極板に包まれる部分では、理想的な量比よりも負極活物質の量が多くなる。その場合には、充放電を繰り返しても、活物質層間にリチウム金属が析出する可能性は小さい。
　第１および第２の二次電池では、正極活物質過剰部における正極活物質層と負極活物質層との間の隙間を、負極活物質過剰部における正極活物質層と負極活物質層との間の隙間よりも大きくすることができる。この構成によれば、正極活物質過剰部分におけるリチウムイオンのやりとりを抑制できるため、当該部分におけるリチウム金属の析出を抑制できる。
　第１および第２の二次電池では、通常、１枚の正極板に含まれる正極単位の数Ｎと、１枚の負極板に含まれる負極単位の数Ｍとは同じである。好ましい一例では、正極単位の数Ｎおよび負極単位の数Ｍは、同じであり且つ奇数であるが、それらの数は偶数であってもよい。
　正極単位の平面形状は、ケースの形状に応じて選択できる。正極単位の平面形状は、多角形状または円形状であってもよい。ケースが角形である場合、正極単位の平面形状の好ましい一例は、矩形であり、たとえばケースの一主面よりも少し小さい矩形である。ケースがコイン形である場合、正極単位の平面形状の好ましい一例は、多角形状（たとえば六角形状や八角形状や十角形状など）または円形状である。正極単位は、上記の平面形状に、さらに折り曲げ部となる部分を付与した平面形状を有してもよい。
　負極単位の平面形状は、上述した正極単位の平面形状と同様に選択することができる。好ましい一例では、正極単位の平面形状と負極単位の平面形状とは、正極活物質と負極活物質とが対応する面積が最大になるように選択される。たとえば、正極単位の平面形状と負極単位の平面形状とを、概ね類似した形状としてもよい。ただし、正極単位の平面形状と負極単位の平面形状とは、上記の長さＸと長さＹとの関係、および／または、上記の距離Ｌ１と距離Ｌ２との関係を満たすように選択される。
　通常、１枚の正極板は、１枚の正極集電体と、その集電体上に配置された正極活物質層とを含む。好ましい一例では、正極集電体上に配置された正極活物質層は、途切れることなく連続している。通常、１枚の負極板は、１枚の負極集電体と、その集電体上に配置された負極活物質層とを含む。好ましい一例では、負極集電体上に形成される負極活物質層は、途切れることなく連続している。
　第１および第２の二次電池において、上記の長さＸと長さＹとの差（Ｘ－Ｙ）は、０．１～０．３ｍｍの範囲にあってもよい。差（Ｘ－Ｙ）をこの範囲とすることによって、電池容量のロスが少なく信頼性が高い二次電池が得られる。
　電極群を構成する部材（極板、集電体、セパレータ）の厚さを考慮しない場合、距離Ｌ１と距離Ｌ２との差（Ｌ１－Ｌ２）は、差（Ｘ－Ｙ）と等しいとみなすことが可能である。そのため、差（Ｘ－Ｙ）と同様に、差（Ｌ１－Ｌ２）を０．１～０．３ｍｍの範囲としてもよい。電極群を構成する部材の厚さを考慮して、差（Ｌ１－Ｌ２）の値を、好ましい差（Ｘ－Ｙ）の値よりもわずかに小さい値としてもよい。Ｌ２は小さいことが好ましく、たとえばセパレータの厚さと同程度であってもよい。なお、電極群が、異なる複数の距離Ｌ１、および／または、異なる複数の距離Ｌ２を有する場合、それらの距離Ｌ１および距離Ｌ２のすべてが上記関係を満たすことが好ましい。
　正極単位が連なる方向に対して垂直な方向における正極単位の最大の長さを、幅ＷＸとする。また、負極単位が連なる方向に対して垂直な方向における負極単位の最大の長さを、幅ＷＹとする。正極単位が連なる方向に対して垂直な方向における正極単位の幅ＷＸと、負極単位が連なる方向に対して垂直な方向における負極単位の幅ＷＹとは、ＷＸ＞ＷＹの関係を満たしてもよいが、通常はＷＸ≦ＷＹの関係を満たす。また、１つの正極単位の面積ＳＰと１つの負極単位の面積ＳＮとは、ＳＰ＞ＳＮの関係を満たしてもよいが、通常はＳＰ≦ＳＮの関係を満たす。
　第１および第２の二次電池において、セパレータの少なくとも一部は、負極板（負極活物質層）に固定されていてもよいし、正極板（正極活物質層）に固定されていてもよい。これらの構成によれば、電池の製造が容易になる。セパレータの固定方法に特に限定はなく、公知の技術を用いてもよい。たとえば、熱プレスなどによってセパレータを負極板に固定してもよい。あるいは、表面に接着層を有するセパレータを用いてもよい。接着層には、たとえば、ポリフッ化ビニリデンなどの樹脂を含む層を用いることができる。
　第１および第２の二次電池は、正極板の数と負極板の数との合計が２または３となるように、少なくとも１つの正極板および少なくとも１つの負極板を含んでもよい。正極板および負極板の数と活物質層の配置に関する３つの例（第１～第３の配置例）について以下に説明する。
　第１の配置例では、正極板の数および負極板の数がそれぞれ１である。この場合、正極集電体の片面のみに正極活物質層が配置され且つ負極集電体の片面のみに負極活物質層が配置されている。第２の配置例では、正極板の数が２であり、負極板の数は１である。この場合、正極集電体の片面のみに正極活物質層が配置され且つ負極集電体の両面に負極活物質層が配置されている。第２の配置例では、２つの正極板で１つの負極板を挟むように、正極板と負極板とが配置される。第３の配置例では、負極板の数が２であり、正極板の数は１である。この場合、正極集電体の両面に正極活物質層が配置され且つ負極集電体の片面のみに負極活物質層が配置されている。第３の配置例では、２つの負極板で１つの正極板を挟むように、正極板と負極板とが配置される。
　第１および第２の二次電池では、正極板が負極板に包まれる部分（負極活物質過剰部）において、第１の折り曲げ部の正極活物質層および第２の折り曲げ部の負極活物質層はそれぞれセパレータに接触していてもよい。このような構成であっても、負極活物質過剰部ではリチウム金属が析出しにくい。
　第１および第２の二次電池では、第１の折り曲げ部と第２の折り曲げ部との間（特に正極活物質過剰部におけるそれらの間）に、非水電解質の透過を防止する部材が存在しなくてもよいし、存在してもよい。非水電解質の透過を防止する部材（別の観点では、リチウムイオンの移動を防止する部材、または、非水電解液の移動を防止する部材）を第１の折り曲げ部と第２の折り曲げ部との間に配置することによって、その部分におけるリチウム金属の析出を抑制できる。しかし、第１および第２の二次電池は、正極活物質過剰部におけるリチウム金属の析出を抑制する構成を有するため、そのような部材を用いる必要性が低い。そのような部材を不要とすることによって、製造が容易になり、且つ、製造コストを低減できる。また、そのような部材を用いることによる空間のロスを防止できる。
　本実施形態に特有の構成を用いることを除いて、第１および第２の二次電池の構成要素（ケース、正極板を構成する材料、負極板を構成する材料、セパレータ、非水電解質、およびその他の構成要素など）に特に限定はない。たとえば、第１および第２の電池は、電極群の周囲を絶縁する絶縁部材や、その他の部材を含んでもよい。本実施形態に特有の構成を有することを除いて、第１および第２の二次電池の構成要素には、公知の材料や公知の構成を適用してもよい。それらの構成要素について以下に例示するが、本実施形態は以下の例示に限定されない。
　（正極板）
　正極板は、正極集電体と正極活物質層とを含む。正極集電体の一部は、端子として機能するケースの一部（ケース本体または封口板）に電気的に接続される接続部を構成してもよい。その場合、接続部は、溶接（たとえば超音波溶接）などによってケースの一部に接続される。
　正極集電体の例には、導電性材料（たとえば金属材料）で作られたシート状物（たとえば、箔、メッシュ、またはパンチングシート）などが含まれる。正極集電体を構成する金属材料の例には、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン、チタン合金、およびステンレス鋼などが含まれる。正極集電体の厚さは、たとえば、５～３００μｍの範囲にあってもよい。
　正極活物質層は、正極活物質を含み、必要に応じて他の物質（結着剤、導電剤など）を含んでもよい。正極活物質の例には、リチウムイオンを可逆的に放出する物質、すなわち、リチウムイオンを放出および吸蔵する物質が含まれる。具体的には、正極活物質の例には、リチウムを含有する金属酸化物、リチウム－遷移金属リン酸化合物、リチウム－遷移金属硫酸化合物などが含まれる。リチウムを含有する金属酸化物の例には、リチウム遷移金属複合酸化物、およびリチウム－ニッケル－コバルト－アルミニウム複合酸化物などが含まれる。リチウム遷移金属複合酸化物の例には、リチウム－マンガン複合酸化物（たとえばＬｉＭｎ２Ｏ４）、リチウム－ニッケル複合酸化物（たとえばＬｉＮｉＯ２）、リチウム－コバルト複合酸化物（たとえばＬｉＣｏＯ２）、および、これらの遷移金属元素の一部を他の金属元素（典型金属元素および／または遷移金属元素）に置換した複合酸化物などが含まれる。
　結着剤の例には、フッ素樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、およびゴム状重合体などが含まれる。フッ素樹脂の例には、ポリテトラフルオロエチレン、およびポリフッ化ビニリデンなどが含まれる。結着剤は、１種のみを用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。
　導電剤の例には、炭素材料が含まれる。導電剤として用いられる炭素材料の例には、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など）、カーボンナノチューブ、および黒鉛が含まれる。導電剤は、１種のみを用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。
　（負極板）
　負極板は、負極集電体と負極活物質層とを含む。負極集電体の一部は、端子として機能するケースの一部（ケース本体または封口板）に電気的に接続される接続部を構成してもよい。その場合、接続部は、溶接（たとえば超音波溶接）などによって、ケースの一部に接続される。
　負極集電体の例には、導電性材料（たとえば金属材料）で作られたシート状物（たとえば、箔、メッシュ、またはパンチングシート）などが含まれる。負極集電体の金属材料は、リチウムと、合金および金属間化合物のいずれも形成しない材料であってもよい。負極集電体の金属材料の例には、銅、ニッケル、鉄、およびこれらの金属元素を含む合金（銅合金、ステンレス鋼など）などが含まれる。好ましい一例では、負極集電体の金属材料は、銅または銅合金である。負極集電体の厚さは、たとえば、５～３００μｍの範囲にあってもよい。
　負極活物質層は、負極活物質を含み、必要に応じて他の物質（結着剤、導電剤、増粘剤など）を含んでもよい。負極活物質の例には、リチウムイオンを可逆的に吸蔵する物質、すなわち、リチウムイオンを吸蔵および放出する物質が含まれる。具体的には、負極活物質の例には、炭素材料、ケイ素、ケイ素化合物、およびリチウム合金などが含まれる。炭素材料の例には、黒鉛、コークス、黒鉛化途上炭素、黒鉛化炭素繊維、および非晶質炭素などが含まれる。
　結着剤の例には、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などのフッ素樹脂、ポリアクリル酸メチル、エチレン－メタクリル酸メチル共重合体などのアクリル樹脂、スチレンブタジエンゴム、アクリルゴム、および、これらのゴムの変性体が含まれる。導電剤の例には、正極活物質層の説明で例示した導電剤が含まれる。増粘剤の例には、カルボキシル基を含む水溶性高分子（たとえばカルボキシメチルセルロース）が含まれる。
　（セパレータ）
　セパレータの例には、イオン透過性および絶縁性を有するシートが含まれる。なお、セパレータは、イオン透過性および絶縁性を有するシートを含む複数のシートを積層したものであってもよい。セパレータは、正極板と負極板とを絶縁するために必要なサイズを有する。
　セパレータは、微多孔フィルム、織布、または不織布であってもよい。セパレータの材料の例には、絶縁性を有する高分子が含まれ、具体的には、ポリオレフィン系高分子、ポリアミド系高分子、セルロース系高分子などが含まれる。セパレータの厚さは、５～２００μｍの範囲にあってもよい。
　（非水電解質）
　非水電解質としては、リチウムイオン伝導性を有するものが使用される。典型的な非水電解質は、非水溶媒と、非水溶媒に溶解しているリチウムイオンおよびアニオンとを含む。非水電解質は、液状であってもよいし、ゲル状であってもよい。液状の非水電解質は、リチウム塩を非水溶媒に溶解させることによって調製できる。リチウム塩（リチウムイオンとアニオンとの塩）を非水溶媒に溶解させることによって、リチウムイオンおよびアニオンが生成される。
　ゲル状の非水電解質は、液状の非水電解質と、マトリックスポリマーとを含む。マトリックスポリマーとしては、たとえば、非水溶媒を吸収してゲル化するポリマー材料が使用される。このようなポリマー材料の例には、フッ素樹脂、アクリル樹脂、およびポリエーテル樹脂などが含まれる。
　リチウム塩のアニオンの例には、ＢＦ４ －、ＣｌＯ４ －、ＰＦ６ －、ＣＦ３ＳＯ３ －、ＣＦ３ＣＯ２ －、イミド類のアニオン、オキサレート錯体のアニオンなどが含まれる。
　非水溶媒の例には、エステル、エーテル、ニトリル、アミド、および、これらのハロゲン置換体（たとえばフッ化物）などが含まれる。非水電解質は、これらの非水溶媒を１種だけ含んでもよいし、２種以上含んでもよい。
　エステルの例には、炭酸エステル、カルボン酸エステルなどが含まれる。環状炭酸エステルの例には、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート（ＦＥＣ）などが含まれる。鎖状炭酸エステルの例には、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネートなどが含まれる。環状カルボン酸エステルの例には、γ－ブチロラクトン、γ－バレロラクトンなどが含まれる。鎖状カルボン酸エステルの例には、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、フルオロプロピオン酸メチルなどが含まれる。
　非水電解質中のリチウム塩の濃度は、たとえば、０．５ｍｏｌ／Ｌ～３．５ｍｏｌ／Ｌの範囲としてもよい。ここで、リチウム塩の濃度は、解離したリチウム塩の濃度と未解離のリチウム塩の濃度との合計である。非水電解質中のアニオンの濃度は、０．５ｍｏｌ／Ｌ～３．５ｍｏｌ／Ｌの範囲であってもよい。
　（ケース）
　扁平形のケースは、角形（直方体状）であってもよいし、コイン形（低い円柱状）であってもよい。すなわち、第１および第２の二次電池は、角形の電池であってもよいし、コイン形の電池であってもよい。コイン形のケースには、ボタン形と呼ばれるケースが含まれる。
　典型的なケースは、ケース本体と、封口板と、ケース本体と封口板との間に配置されたガスケットとを含む。通常、ケース本体および封口板はそれぞれ、電極端子として機能する。たとえば、一般的なコイン形の電池の場合、ケース本体は正極端子として機能し、封口板は負極端子として機能する。ケース本体および封口板はそれぞれ、金属（たとえば導電性を有するステンレス鋼）を用いて形成できる。
　以下では、第１および第２の二次電池およびその製造方法について、図面を参照して具体的に説明する。以下に示す図は模式図であり、実際の構造を正確に反映したものではない。なお、上述したように、第１および第２の二次電池の基本的な構造および製造方法は同じであるため、それらをまとめて実施形態１の二次電池として説明する。以下では、コイン形の電池の一例について説明するが、本開示は、以下で説明する例に限定されない。以下で説明する一例の構成要素は、上述した記載に基づいて変更できる。また、以下で説明する事項を、上記の実施形態に適用してもよい。
　（実施形態１）
　実施形態１の二次電池の断面図を、図１に模式的に示す。図１の二次電池１０は、扁平形（コイン形）のケース２０と、ケース２０内に配置された電極群３０および非水電解質（図示せず）とを含む。ケース２０は、有底円筒形のケース本体２１と、封口板２２と、ガスケット２３とを含む。ケース本体２１は、封口板２２およびガスケット２３によって封口されている。
　電極群３０の断面図を図２に示す。図２は、正極単位および負極単位がジグザグに連なる方向に沿った断面である。電極群３０は、正極板４０、負極板５０、および、それらの間に配置された１つのセパレータ６０を含む。正極板４０、負極板５０、およびセパレータ６０はそれぞれ、ジグザグに折り曲げられている。
　（正極板）
　正極板４０を平らに展開したときの平面図を図３Ａに示し、図３Ａの線IIIＢ－IIIＢにおける断面図を図３Ｂに示す。正極板４０は、正極集電体４１と、正極集電体４１上に配置された正極活物質層４２とを含む。正極板４０は、一列に連なった５つの正極単位４０ａを含む。それぞれの正極単位４０ａは、正極集電体４１と正極活物質層４２とを含む。それぞれの正極単位４０ａは、同じ平面形状を有する。具体的には、図３Ａに示した一例の正極単位４０ａは、八角形の平面形状を有する。図３Ａでは、隣接する２つの正極単位４０ａの境界４０ｂを点線で示す。図３Ａに示すように、正極単位４０ａが連なる方向ＰＤ（長手方向）におけるそれぞれの正極単位４０ａの長さを、長さＸとする。また、方向ＰＤに垂直な方向におけるそれぞれの正極単位４０ａの最大の長さを、幅ＷＸとする。５つの正極単位４０ａのそれぞれの長さＸは等しく、５つの正極単位４０ａのそれぞれの幅ＷＸは等しい。
　正極板４０はさらに、正極板４０をケース本体２１に電気的に接続するための接続部４３を含む。接続部４３は、一列に連なった正極単位４０ａの端に接続されており、図示する一例では、正極単位４０ａが連なる方向に連なっている。
　図示する一例では、接続部４３は、１つの正極単位４０ａの正極集電体４１と概ね同じ形状を有する。接続部４３は、ケース本体２１に接続される部分であり、たとえば溶接等によってケース本体２１に接続される。図示するように、１枚の正極集電体４１の一部が接続部４３を構成し、他の一部が正極単位４０ａの集電体を構成している。接続部４３は、正極集電体４１上に正極合剤が塗布されない、正極合剤の未塗布部である。なお、正極集電体４１をケース本体２１に電気的に接続できる限り、接続部４３の構造に特に限定はない。
　隣接する２つの正極単位４０ａの境界部のそれぞれを第１の折り曲げ部４０ａｂとして正極板４０を逆方向に折り曲げることによって、正極板４０は、図２に示すようにジグザグに折り曲げられている。１つの観点では、正極単位４０ａは、第１の折り曲げ部４０ａｂと、第１の重ね合わせ部４０ａａとを含む。第１の重ね合わせ部４０ａａは、電極群３０の積層方向ＳＤ（図２参照）に沿って重ね合わせられる部分である。
　なお、図２および後述する図５に示すように、接続部４３と正極単位４０ａとの境界部も、折り曲げ部として折り曲げられる。
　正極板４０の表面であって負極板５０と対抗する側の表面のうち、接続部４３の部分を除いた部分には正極活物質層４２が形成されている。すなわち、第１の重ね合わせ部４０ａａおよび第１の折り曲げ部４０ａｂの両方に正極活物質層４２が形成されている。
　（負極板）
　負極板５０を平らに展開したときの平面図を図４Ａに示し、図４Ａの線IVＢ－IVＢにおける断面図を図４Ｂに示す。負極板５０は、負極集電体５１と、負極集電体５１上に配置された負極活物質層５２とを含む。負極板５０は、一列に連なった５つの負極単位５０ａを含む。それぞれの負極単位５０ａは、負極集電体５１と負極活物質層５２とを含む。それぞれの負極単位５０ａは、同じ平面形状を有する。具体的には、図４Ａに示した一例の負極単位５０ａは、八角形の平面形状を有する。図４Ａでは、隣接する２つの負極単位５０ａの境界５０ｂを点線で示す。図４Ａに示すように、負極単位５０ａが連なる方向ＮＤ（長手方向）におけるそれぞれの負極単位５０ａの長さを、長さＹとする。また、方向ＮＤに垂直な方向におけるそれぞれの負極単位５０ａの最大の長さを、幅ＷＹとする。５つの負極単位５０ａのそれぞれの長さＹは等しく、５つの負極単位５０ａのそれぞれの幅ＷＹは等しい。
　負極板５０はさらに、負極板５０をケース本体２１に電気的に接続するための接続部５３を含む。接続部５３は、一列に連なった負極単位５０ａの端に接続されており、図示する一例では、負極単位５０ａが連なる方向に連なっている。
　図示する一例では、接続部５３は、１つの負極単位５０ａの負極集電体５１と概ね同じ形状を有する。接続部５３は、封口板２２に電気的に接続される部分であり、たとえば溶接等によって封口板２２に接続される。図示するように、１枚の負極集電体５１の一部が接続部５３を構成し、他の一部が負極単位５０ａの集電体を構成している。接続部５３は、負極集電体５１上に負極合剤が塗布されない、負極合剤の未塗布部である。なお、負極集電体５１を封口板２２に電気的に接続できる限り、接続部５３の構造に特に限定はない。
　隣接する２つの負極単位５０ａの境界部のそれぞれを第２の折り曲げ部５０ａｂとして負極板５０を逆方向に折り曲げることによって、負極板５０は、図２に示すようにジグザグに折り曲げられている。１つの観点では、負極単位５０ａは、第２の折り曲げ部５０ａｂと、第２の重ね合わせ部５０ａａとを含む。第２の重ね合わせ部５０ａａは、電極群３０の積層方向ＳＤ（図２参照）に沿って重ね合わせられる部分である。
　なお、図２および後述する図５に示すように、接続部５３と負極単位５０ａとの境界部も、折り曲げ部として折り曲げられる。
　負極板５０の片面のうち、接続部５３の部分を除いた部分には負極活物質層５２が形成されている。すなわち、第２の重ね合わせ部５０ａａおよび第２の折り曲げ部５０ａｂの両方に負極活物質層５２が形成されている。
　正極板４０、負極板５０、およびセパレータ６０の配置を説明するための模式図を図５に示す。図５は、図２に示した電極群３０の折り曲げ部を少しだけ広げて各部材を離した状態を模式的に示す。なお、図５では、接続部４３および５３を点線で示す。
　図５に示すように、正極板４０の第１の折り曲げ部４０ａｂと、負極板５０の第２の折り曲げ部５０ａｂとは、セパレータ６０を挟んで対向している。また、図２に示すように、正極活物質層４２と負極活物質層５２とは、セパレータ６０を挟んで対向している。これらの構成を満たすように、正極板４０、負極板５０、およびセパレータ６０は配置されている。
　なお、図２の電極群３０において、正極集電体４１および／または負極集電体５１がケース２０と接触すると短絡する。そのような短絡を防止するための絶縁部材（たとえば絶縁テープ）が、電極群３０の周囲に配置されてもよい。たとえば、正極集電体４１および負極集電体５１のそれぞれの折り曲げ部の外側に、それらの集電体がケース２０と接触することを防止するための絶縁部材が配置されてもよい。
　図２に示すように、正極単位４０ａの正極活物質層４２と負極単位５０ａの負極活物質層５２とがセパレータ６０を挟んで対向するように、且つ、第１の折り曲げ部４０ａｂと第２の折り曲げ部５０ａｂとがセパレータ６０を挟んで対向するように、正極板４０、負極板５０、およびセパレータ６０が配置されている。
　正極単位４０ａの長さＸは、負極単位５０ａの長さＹよりも長い。長さＸと長さＹとの差（Ｘ－Ｙ）は、上述した範囲としてもよい。また、正極単位の幅ＷＸと、負極単位の幅ＷＹとは、通常、ＷＸ≦ＷＹの関係を満たす。
　図２に示すように、負極板５０が正極板４０に包まれる部分（正極活物質過剰部Ａ）における、第１の折り曲げ部４０ａｂの中心部の正極活物質層４２と第２の折り曲げ部５０ａｂの中心部の負極活物質層５２との間の距離を、距離Ｌ１とする。また、正極板４０が負極板５０に包まれる部分（負極活物質過剰部Ｂ）における、第１の折り曲げ部４０ａｂの中心部の正極活物質層４２と第２の折り曲げ部５０ａｂの中心部の負極活物質層５２との間の距離を、距離Ｌ２とする。距離Ｌ１は、距離Ｌ２よりも長い。これは、たとえば、長さＸを長さＹよりも長くすることによって達成できる。
　なお、正極活物質過剰部Ａにおいて、第１の折り曲げ部４０ａｂの中心部とは、図２の断面において正極活物質過剰部Ａにある第１の折り曲げ部４０ａｂのうち最も外側に位置する部分を意味し、第２の折り曲げ部５０ａｂの中心部とは、図２の断面において正極活物質過剰部Ａにある第２の折り曲げ部５０ａｂのうち最も外側に位置する部分を意味する。同様に、負極活物質過剰部Ｂにおいて、第１の折り曲げ部４０ａｂの中心部とは、図２の断面において負極活物質過剰部Ｂにある第１の折り曲げ部４０ａｂのうち最も外側に位置する部分を意味し、第２の折り曲げ部５０ａｂの中心部とは、図２の断面において負極活物質過剰部Ｂにある第２の折り曲げ部５０ａｂのうち最も外側に位置する部分を意味する。正極活物質過剰部Ａにおいて、第１の折り曲げ部４０ａｂの中心部と第２の折り曲げ部５０ａｂの中心部は、セパレータ６０を介して対向する。負極活物質過剰部Ｂにおいて、第１の折り曲げ部４０ａｂの中心部と第２の折り曲げ部５０ａｂの中心部も、セパレータ６０を介して対向する。
　正極活物質過剰部Ａでは、通常、正極活物質層４２とセパレータ６０との間、および／または、負極活物質層５２とセパレータ６０との間に隙間Ｓができる。一方、負極活物質過剰部Ｂでは、正極活物質層４２と負極活物質層５２とがそれぞれ、隙間なくセパレータ６０と接触していてもよい。
　実施形態１の二次電池によれば、上述したように、正極活物質過剰部Ａにおけるリチウム金属の析出（たとえばデンドライト状のリチウム金属の析出）を抑制できる。その結果、信頼性が高い電池が得られる。また、実施形態１の二次電池では、折り曲げ部にも活物質が配置されているため、高容量化が可能である。
　なお、実施形態１では、電極群を構成する正極板、負極板、およびセパレータがそれぞれ１つのみである場合について説明した。しかし、正極板および負極板の一方が１つのみであり他方が２つであってもよい。その場合、１つのみの極板の両面に活物質層が形成され、他方の２つの極板のそれぞれの片面に活物質層が形成される。さらに、その場合、２つのセパレータが用いられる。正極板が１つのみであり負極板が２つである場合には、１つの正極板、２つの負極板、および２つのセパレータは、負極集電体／負極活物質層／セパレータ／正極活物質層／正極集電体／正極活物質層／セパレータ／負極活物質層／負極集電体、という順になるように配置され且つジグザグに折り畳まれる。同様に、負極板が１つのみであり正極板が２つである場合には、２つの正極板、１つの負極板、および２つのセパレータは、正極集電体／正極活物質層／セパレータ／負極活物質層／負極集電体／負極活物質層／セパレータ／正極活物質層／正極集電体、という順になるように配置され且つジグザグに折り畳まれる。正極板（または負極板）の両面に活物質層が形成される場合、１つの正極単位（または１つの負極単位）は、正極集電体（または負極集電体）と、その両面に配置された正極活物質層（または負極活物質層）とを含む。
　（扁平形非水電解質二次電池の製造方法）
　本実施形態の二次電池の製造方法の一例について説明する。以下では、実施形態１で説明した二次電池１０の製造方法の一例について説明する。以下で説明する製造方法で、第１および第２の二次電池を製造できる。以下で説明する製造工程には、公知の技術を適用することができる。なお、本実施形態の二次電池の製造方法は、以下の製造方法に限定されない。
　まず、正極板４０および負極板５０を準備する。正極板４０の好ましい作製方法の一例では、まず、正極活物質層４２を構成する材料を混合して正極合剤を調製する。次に、その正極合剤を、正極集電体４１となる導電性シート（たとえば金属箔）上に塗布することによって、正極活物質層４２を形成する。このようにして、正極板４０が作製される。正極板４０は、上述した構造（平面形状）を有するように作製する。大面積の導電性シートの所定の領域に正極活物質層４２を形成した後に、導電性シートおよび正極活物質層４２を打ち抜き型を用いて一緒に打ち抜くことによって、正極板４０を作製することができる。
　極板を折り曲げる部分に活物質層を形成しない特許文献１に記載の電池とは異なり、本実施形態では、第１および第２の折り曲げ部４０ａｂおよび５０ａｂにも活物質層を形成する。この場合、折り曲げ部とそれ以外の部分とで活物質層を塗り分ける必要がない。そのため、本実施形態で用いられる正極板は、製造が容易である（負極板についても同様である）。
　負極板５０の好ましい作製方法の一例では、まず、負極活物質層５２を構成する材料を混合して負極合剤を調製する。次に、その負極合剤を、負極集電体５１となる導電性シート（たとえば金属箔）上に塗布することによって、負極活物質層５２を形成する。このようにして、負極板５０が作製される。負極板５０は、上述した構造（平面形状）を有するように作製する。大面積の導電性シートの所定の領域に負極活物質層５２を形成した後に、導電性シートおよび負極活物質層５２を打ち抜き型を用いて一緒に打ち抜くことによって、負極板５０を作製することができる。
　次に、正極活物質層４２と負極活物質層５２とがセパレータ６０を挟んで対向するように、正極板４０と負極板５０とセパレータ６０とを配置する。そして、それらを一緒にジグザグに折り曲げて電極群を作製する。なお、正極板４０と負極板５０とセパレータ６０とを折り曲げてから、それらを組み合わせて電極群３０を作製してもよい。また、電極群３０の作製において、極板を折り曲げる前に、正極板４０または負極板５０に、セパレータの少なくとも一部を固定しておいてもよい。セパレータを固定しておくことによって、電極群の作製が容易になる。セパレータの固定は、上述した方法で行うことができる。
　次に、接続部４３をケース本体２１に電気的に接続する。同様に、接続部５３を封口板２２に電気的に接続する。これらの電気的な接続は、たとえば溶接（超音波溶接など）によって実施できる。なお、必要に応じて、接続部の接続の前または後に、電極群３０の周囲を絶縁部材で保護する。
　次に、電極群３０および非水電解質をケース本体２１内に配置する。次に、封口板２２およびガスケット２３を用いてケース本体２１を封口する。このようにして、実施形態１の二次電池１０が得られる。
　実施例によって、本開示をさらに詳細に説明する。
　（実施例１）
　実施例１では、図１に示した二次電池１０と同様の構造を有する電池を作製した。ここで、正極単位および負極単位の数は、それぞれ５とした。正極単位および負極単位の平面形状はそれぞれ、略正八角形とした。そして、長さＸおよび長さＹの値を変えて複数の電池を作製した。なお、極板の長手方向に垂直な方向の幅ＷＸおよびＷＹは、正極単位および負極単位のいずれも５．７ｍｍとした。
　正極活物質層を構成する正極合剤は、正極活物質であるコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）と、導電剤であるアセチレンブラックと、結着剤であるポリフッ化ビニリデンとを、９：０．１：０．１の質量比で混合することによって調製した。正極集電体には、アルミニウム箔（厚さ１３μｍ）を用いた。
　負極活物質層を構成する負極合剤は、負極活物質である黒鉛と、増粘剤であるカルボキシメチルセルロースと、結着剤であるスチレンブタジエンゴムとを、９：０．１：０．１の質量比で混合することによって調製した。負極集電体には、銅箔（厚さ６μｍ）を用いた。
　セパレータには、ポリオレフィン製の微多孔膜（厚さ１４μｍ）を用いた。非水電解質は、非水溶媒にＬｉＰＦ６を溶解させることによって調製した。非水溶媒には、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとメチルエチルカーボネートとを、３０：１：６１の体積比で混合することによって調製した。
　上記の正極板、負極板、およびセパレータを用いて上述した方法で電極群を作製した。ここで、負極活物質過剰部の折り曲げ部では、正極活物質層とセパレータとの間、および、負極活物質層とセパレータとの間に、実質的に隙間がないように電極群を作製した。そして、その電極群と非水電解質とコイン形のケースとを用いて、上述した方法でコイン形の非水電解質二次電池を作製した。得られた二次電池のサイズは、外形が９．０ｍｍで、高さが２．０ｍｍであった。
　この実施例では、長さＸおよび長さＹを変えて５種類（サンプル１～４および比較サンプル１）の二次電池を作製した。そして、その５種類の二次電池について、２０℃で充放電サイクル試験を行った。充放電サイクル試験では、充電と放電とを１サイクルとして、充放電サイクルを１０００サイクル繰り返した。なお、充放電サイクル試験において、充電は４．３５Ｖで６ｍＡの条件で行い、放電は３．０Ｖで６ｍＡの条件で行った。そして、充放電サイクル試験を行う前（初期）、充放電サイクル試験の途中および終了後に、各サンプルの電池容量を測定した。
　また、５種類の二次電池について、上記の充放電サイクルを５００サイクル行った後に、二次電池を分解した。そして、極板間にリチウム金属が析出しているか否かを目視で確認した。
　作製した５種類の二次電池における長さＸおよび長さＹの値、および、上記の評価の結果を表１に示す。表１のサイクル数ｎは、電池容量が初期の電池容量の８０％に到達するサイクル数である。さらに、表１には、長さＸと長さＹとの差の部分が電池容量に寄与しないと仮定した場合の、容量ロス率Ｒ（％）の計算結果を示す。なお、この計算結果は、後述する仮定に基づく計算である。この値が大きいほど容量のロスが大きいことを示すため、この値は小さい方が好ましい。この容量ロス率Ｒは、長さＸと長さＹとが等しい場合には０％となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　サンプル１～４は、長さＸが長さＹよりも長いため、上述した第１の二次電池に該当する。また、長さＸを長さＹよりも長くすることによって、距離Ｌ１は距離Ｌ２よりも長い。したがって、サンプル１～４は、上述した第２の二次電池に該当する。
　表１に示すように、長さＸを長さＹよりも長くしたサンプル１～４では、充放電サイクル試験後に、リチウム金属の析出が見られなかった。一方、長さＸと長さＹとが等しい比較サンプル１では、充放電サイクル試験後に、正極活物質過剰部でリチウム金属の析出が見られた。そのため、比較サンプル１は、サンプル１～４と比較して、充放電を繰り返すことによって、短絡や容量低下を生じる可能性が高い。
　さらに、表１に示すように、サンプル１～４の二次電池は、１０００サイクル経過後も、初期容量の８０％よりも高い電池容量を維持していた。それに対して、比較サンプル１の二次電池の電池容量は、７５０サイクルで初期容量の８０％となった。この結果は、サンプル１～４の二次電池は、充放電の繰り返しによる劣化が小さいことを示している。
　一方、表１に示すように、長さＸと長さＹとの差（Ｘ－Ｙ）の値が大きくなると、容量ロス率も大きくなる。そのため、差（Ｘ－Ｙ）は、一定の値以下とすることが好ましい。容量ロス率Ｒの値を考慮すると、差（Ｘ－Ｙ）の値は０．３以下（たとえば０．１～０．３の範囲）であることが好ましい。なお、比較サンプル１とサンプル１～４とは長さＸの値が異なる。そのため、（比較サンプル１の容量ロス率）＜（サンプル１～４の容量ロス率）という結果が、（比較サンプル１の電池容量）＞（サンプル１～４の電池容量）ということを示しているわけではない。また、正極活物質過剰部の折れ曲がり部の活物質層のすべてが電池容量に寄与しないと仮定しても、負極活物質過剰部の折れ曲がり部の活物質層は電池容量の増大に寄与する。そのため、本実施形態の電池によれば、従来の電池に比べて電池容量を増大させることが可能である。
　（容量ロス率Ｒ）
　容量ロス率Ｒの計算方法について、図６を参照して説明する。図６には、一例として、５つの正極単位４０ａを示す。長さＸが長さＹよりも長い場合、正極活物質過剰部となる部分では、図６に示す４つの台形部分Ｔにおいて、正極活物質が負極活物質と対向しないとみなすことが可能である。正極単位４０ａの数をＮ（奇数）とすると、台形部分Ｔの数は（Ｎ－１）個である。
　図６に、幅ＷＸ、幅ＷＬ、および長さＤ１を示す。幅ＷＸは、正極単位４０ａの幅方向の長さ（この実施例では５．７ｍｍ）である。幅ＷＬは、隣接する２つの正極単位４０ａの境界部分における幅方向の長さであり、すなわち、その部分における正極単位（八角形）の一辺の長さである。長さＤ１は、八角形の一辺（台形部分Ｔの斜辺を含む一辺）の長さであって、正極単位４０ａが連なる方向ＰＤにおける長さである。
　台形部分Ｔのサイズは、以下の式で表される。
上底：ＷＬ
高さ：（Ｘ－Ｙ）
下底：ＷＬ＋（ＷＸ－ＷＬ）×（Ｘ－Ｙ）／Ｄ１
面積ＳＴ：｛（ＷＬ＋（ＷＸ－ＷＬ）×（Ｘ－Ｙ）／Ｄ１）＋ＷＬ｝×（Ｘ－Ｙ）／２
すべての台形部分の面積の合計：ＳＴ×（Ｎ－１）
　長さＸおよび幅ＷＸが共に５．７ｍｍである正八角形の正極単位のサイズは、以下の通りである。
面積：２６．９ｍｍ２
Ｄ１：１．６７０ｍｍ
ＷＬ：２．３６１ｍｍ
　なお、ＸおよびＹが変化してもＤ１およびＷＬの数値が変化しないものと仮定すると、ＷＸが５．７ｍｍである場合の台形部分Ｔのサイズは、以下のように表される。
上底：２．３６１ｍｍ
高さ：（Ｘ－Ｙ）
下底：２．３６１＋（５．７－２．３６１）×（Ｘ－Ｙ）／１．６７０
面積ＳＴ：｛（２．３６１＋（５．７－２．３６１）×（Ｘ－Ｙ）／１．６７０）＋２．３６１｝×（Ｘ－Ｙ）／２
　上記の容量ロス率Ｒは、正極単位の全面積に占める台形部分Ｔの全面積の割合と等しいとみなすことができる。そのため、容量ロス率Ｒは以下の式で表される。なお、以下の式のＳＰは、１つの正極単位の面積である。表１の容量ロス率Ｒは、このようにして求めた値である。
容量ロス率Ｒ（％）＝１００×ＳＴ×（Ｎ－１）／（Ｎ×ＳＰ）
　本開示は、扁平形非水電解質二次電池に利用できる。
　１０　二次電池（扁平形非水電解質二次電池）
　２０　ケース
　３０　電極群
　４０　正極板
　４０ａ　正極単位
　４０ａｂ　第１の折り曲げ部
　４１　正極集電体
　４２　正極活物質層
　５０　負極板
　５０ａ　負極単位
　５０ａｂ　第２の折り曲げ部
　５１　負極集電体
　５２　負極活物質層
　６０　セパレータ
　Ｘ，Ｙ　長さ
　Ｌ１，Ｌ２　距離

Claims (14)

  1. 　扁平形のケースと、前記ケース内に配置された正極板、負極板、セパレータおよび非水電解質とを含む扁平形非水電解質二次電池であって、
    　前記正極板は、一列に連なった３つ以上の正極単位を含み、
    　前記負極板は、一列に連なった３つ以上の負極単位を含み、
    　前記３つ以上の正極単位のそれぞれは、正極集電体と前記正極集電体上に配置された正極活物質層とを含み、
    　前記３つ以上の負極単位のそれぞれは、負極集電体と前記負極集電体上に配置された負極活物質層とを含み、
    　隣接する２つの前記正極単位の境界部のそれぞれを第１の折り曲げ部として前記正極板を逆方向に折り曲げることによって、前記正極板はジグザグに折り曲げられており、
    　隣接する２つの前記負極単位の境界部のそれぞれを第２の折り曲げ部として前記負極板を逆方向に折り曲げることによって、前記負極板はジグザグに折り曲げられており、
    　前記第１および第２の折り曲げ部上にはそれぞれ、前記正極活物質層および前記負極活物質層が配置されており、
    　前記正極単位の前記正極活物質層と前記負極単位の前記負極活物質層とが前記セパレータを挟んで対向するように、且つ、前記第１の折り曲げ部と前記第２の折り曲げ部とが前記セパレータを挟んで対向するように、前記正極板、前記負極板、および前記セパレータが配置されており、
    　前記正極単位が連なる方向における前記正極単位の長さＸは、前記負極単位が連なる方向における前記負極単位の長さＹよりも長い、扁平形非水電解質二次電池。
  2. 　前記長さＸと前記長さＹとの差（Ｘ－Ｙ）が、０．１～０．３ｍｍの範囲にある、請求項１に記載の扁平形非水電解質二次電池。
  3. 　前記正極単位が連なる方向に対して垂直な方向における前記正極単位の幅ＷＸと、前記負極単位が連なる方向に対して垂直な方向における前記負極単位の幅ＷＹとが、ＷＸ≦ＷＹの関係を満たす、請求項１または２に記載の扁平形非水電解質二次電池。
  4. 　前記セパレータの少なくとも一部は前記負極板に固定されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の扁平形非水電解質二次電池。
  5. 　前記正極板の数および前記負極板の数がそれぞれ１である場合には、前記正極集電体の片面のみに前記正極活物質層が配置され且つ前記負極集電体の片面のみに前記負極活物質層が配置されており、
    　前記正極板の数が２である場合には、前記正極集電体の片面のみに前記正極活物質層が配置され且つ前記負極集電体の両面に前記負極活物質層が配置されており、
    　前記負極板の数が２である場合には、前記正極集電体の両面に前記正極活物質層が配置され且つ前記負極集電体の片面のみに前記負極活物質層が配置されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の扁平形非水電解質二次電池。
  6. 　前記正極板が前記負極板に包まれる部分において、前記第１の折り曲げ部の前記正極活物質層および前記第２の折り曲げ部の前記負極活物質層はそれぞれ前記セパレータに接触している、請求項１～５のいずれか１項に記載の扁平形非水電解質二次電池。
  7. 　前記第１の折り曲げ部と前記第２の折り曲げ部との間に、前記非水電解質の透過を防止する部材が存在しない、請求項１～６のいずれか１項に記載の扁平形非水電解質二次電池。
  8. 　扁平形のケースと、前記ケース内に配置された正極板、負極板、セパレータおよび非水電解質とを含む扁平形非水電解質二次電池であって、
    　前記正極板は、一列に連なった３つ以上の正極単位を含み、
    　前記負極板は、一列に連なった３つ以上の負極単位を含み、
    　前記３つ以上の正極単位のそれぞれは、正極集電体と前記正極集電体上に配置された正極活物質層とを含み、
    　前記３つ以上の負極単位のそれぞれは、負極集電体と前記負極集電体上に配置された負極活物質層とを含み、
    　隣接する２つの前記正極単位の境界部のそれぞれを第１の折り曲げ部として前記正極板を逆方向に折り曲げることによって、前記正極板はジグザグに折り曲げられており、
    　隣接する２つの前記負極単位の境界部のそれぞれを第２の折り曲げ部として前記負極板を逆方向に折り曲げることによって、前記負極板はジグザグに折り曲げられており、
    　前記第１および第２の折り曲げ部上にはそれぞれ、前記正極活物質層および前記負極活物質層が配置されており、
    　前記正極単位の前記正極活物質層と前記負極単位の前記負極活物質層とが前記セパレータを挟んで対向するように、且つ、前記第１の折り曲げ部と前記第２の折り曲げ部とが前記セパレータを挟んで対向するように、前記正極板、前記負極板、および前記セパレータが配置されており、
    　前記負極板が前記正極板に包まれる部分における、前記第１の折り曲げ部の中心部の前記正極活物質層と前記第２の折り曲げ部の中心部の前記負極活物質層との間の距離Ｌ１は、前記正極板が前記負極板に包まれる部分における、前記第１の折り曲げ部の中心部の前記正極活物質層と前記第２の折り曲げ部の中心部の前記負極活物質層との間の距離Ｌ２よりも長い、扁平形非水電解質二次電池。
  9. 　前記正極単位が連なる方向における前記正極単位の長さＸと、前記負極単位が連なる方向における前記負極単位の長さＹとの差（Ｘ－Ｙ）が、０．１～０．３ｍｍの範囲にある、請求項８に記載の扁平形非水電解質二次電池。
  10. 　前記正極単位が連なる方向に対して垂直な方向における前記正極単位の幅ＷＸと、前記負極単位が連なる方向に対して垂直な方向における前記負極単位の幅ＷＹとが、ＷＸ≦ＷＹの関係を満たす、請求項８または９に記載の扁平形非水電解質二次電池。
  11. 　前記セパレータの少なくとも一部は前記負極板に固定されている、請求項８～１０のいずれか１項に記載の扁平形非水電解質二次電池。
  12. 　前記正極板の数および前記負極板の数がそれぞれ１である場合には、前記正極集電体の片面のみに前記正極活物質層が配置され且つ前記負極集電体の片面のみに前記負極活物質層が配置されており、
    　前記正極板の数が２である場合には、前記正極集電体の片面のみに前記正極活物質層が配置され且つ前記負極集電体の両面に前記負極活物質層が配置されており、
    　前記負極板の数が２である場合には、前記正極集電体の両面に前記正極活物質層が配置され且つ前記負極集電体の片面のみに前記負極活物質層が配置されている、請求項８～１１のいずれか１項に記載の扁平形非水電解質二次電池。
  13. 　前記正極板が前記負極板に包まれる部分において、前記第１の折り曲げ部の前記正極活物質層および前記第２の折り曲げ部の前記負極活物質層はそれぞれ前記セパレータに接触している、請求項８～１２のいずれか１項に記載の扁平形非水電解質二次電池。
  14. 　前記第１の折り曲げ部と前記第２の折り曲げ部との間に、前記非水電解質の透過を防止する部材が存在しない、請求項８～１３のいずれか１項に記載の扁平形非水電解質二次電池。
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