WO2022059338A1 - 二次電池 - Google Patents

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negative electrode
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雅之 影山
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株式会社村田製作所
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • This technology is related to secondary batteries.
  • the secondary battery comprises a battery element housed inside an exterior member, which battery element comprises a positive electrode, a negative electrode and an electrolyte.
  • Various studies have been made on the configuration of the secondary battery in order to achieve various purposes.
  • the lid member and the main body member are formed along a step formed in the lid member. And are welded to each other, and a groove is formed by the lid member and the main body member (see, for example, Patent Document 1).
  • each of the positive electrode and the negative electrode is coated with an insulating tape having a melting point higher than the shutdown temperature of the separator (for example, Patent Document 2). reference.).
  • the entire outer peripheral surface of the spiral electrode body is an insulating film.
  • an electrode body is arranged inside the battery case to which the lid is welded via an insulating film, and the insulating film is the electrode body. (For example, see Patent Document 4).
  • the secondary battery of one embodiment of the present technology includes an exterior member, a battery element housed inside the exterior member, and an insulating heat-resistant member arranged between the exterior member and the battery element. It is a thing.
  • the exterior member includes a storage member having an opening and accommodating the battery element inside, and a closing member that closes the opening and is welded to the storage member.
  • the battery element has a facing surface facing the closing member and a side surface connected to the facing surface.
  • the heat-resistant member covers from the facing surface to the side surface.
  • a battery element having facing surfaces and side surfaces is housed inside an exterior member including a storage member and a closing member, and the closing member is welded to the storage member.
  • a heat-resistant member is arranged between the exterior member and the battery element, and the heat-resistant member covers from the facing surface to the side surface. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a short circuit while ensuring the battery capacity.
  • the effect of the present technology is not necessarily limited to the effect described here, and may be any effect of a series of effects related to the present technology described later.
  • the secondary battery described here has a flat and columnar three-dimensional shape, and is a so-called coin-type or button-type secondary battery. As will be described later, this secondary battery has a pair of bottoms facing each other and a side wall portion located between the pair of bottoms, and the secondary battery has a height higher than the outer diameter. It's getting smaller.
  • the "outer diameter” is the diameter (maximum diameter) of each of the pair of bottoms, and the “height” is the distance (maximum distance) from one bottom to the other bottom.
  • the charging / discharging principle of the secondary battery is not particularly limited, but the case where the battery capacity can be obtained by using the occlusion / discharge of the electrode reactant will be described below.
  • This secondary battery includes an electrolyte together with a positive electrode and a negative electrode, and in the secondary battery, the charge capacity of the negative electrode is the positive electrode in order to suppress precipitation of an electrode reactant on the surface of the negative electrode during charging. It is larger than the discharge capacity. That is, the electrochemical capacity per unit area of the negative electrode is set to be larger than the electrochemical capacity per unit area of the positive electrode.
  • the type of electrode reactant is not particularly limited, but specifically, it is a light metal such as an alkali metal and an alkaline earth metal.
  • Alkali metals are lithium, sodium and potassium and the like, and alkaline earth metals are beryllium, magnesium and calcium and the like.
  • a secondary battery whose battery capacity can be obtained by utilizing the occlusion and release of lithium is a so-called lithium ion secondary battery.
  • lithium ion secondary battery lithium is occluded and released in an ionic state.
  • FIG. 1 shows a perspective configuration of a secondary battery.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional configuration of the secondary battery shown in FIG.
  • FIG. 3 schematically shows the cross-sectional structure of the main part of the secondary battery shown in FIG.
  • FIG. 4 shows a perspective configuration of a main part of the secondary battery shown in FIG.
  • FIG. 5 shows a cross-sectional configuration of the battery element 40 shown in FIG.
  • each of the positive electrode 41, the negative electrode 42, the separator 43, the positive electrode lead 61 and the negative electrode lead 62 is shown linearly, and the battery element 40 and the heat-resistant tape 50 are shown.
  • the heat-resistant tape 50 is separated from the battery element 40 in order to make it easy to see the positional relationship between the two.
  • FIGS. 3 and 4 only the battery element 40 and the heat-resistant tape 50 are shown, and in FIG. 3, the cross-sectional configuration of the battery element 40 is simplified.
  • FIG. 5 shows only a part of the cross-sectional structure of the battery element 40.
  • the upper side in each of FIGS. 1 and 2 is referred to as the upper side of the secondary battery
  • the lower side in each of FIGS. 1 and 2 is referred to as the lower side of the secondary battery.
  • the secondary battery described here has a three-dimensional shape in which the height H is smaller than the outer diameter D, that is, a flat and columnar three-dimensional shape.
  • the three-dimensional shape of the secondary battery is flat and cylindrical.
  • the ratio (D / H) of the outer diameter D to the height H is larger than 1.
  • the upper limit of this ratio (D / H) is not particularly limited, but specifically, it is 25 or less.
  • this secondary battery includes an outer can 10, a battery element 40, and a heat-resistant tape 50.
  • the secondary battery further includes an external terminal 20, a gasket 30, a positive electrode lead 61, and a negative electrode lead 62.
  • the outer can 10 is a hollow outer member that houses the battery element 40 and the like.
  • the outer can 10 has a flat and columnar three-dimensional shape according to the three-dimensional shape of the secondary battery which is flat and columnar. Therefore, the outer can 10 includes an upper bottom portion M1 and a lower bottom portion M2 facing each other, and a side wall portion M3 located between the upper bottom portion M1 and the lower bottom portion M2. In the side wall portion M3, the upper end portion is connected to the upper bottom portion M1 and the lower end portion is connected to the lower bottom portion M2.
  • the planar shapes of the upper bottom portion M1 and the lower bottom portion M2 are circular, and the surface of the side wall portion M3 is a convex curved surface.
  • the outer can 10 includes a storage portion 11 and a lid portion 12 joined to each other, and the storage portion 11 is sealed by the lid portion 12. Specifically, the lid portion 12 is welded to the storage portion 11.
  • the storage unit 11 is a flat and columnar storage member that stores the battery element 40 and the like inside. Since the storage portion 11 has a hollow structure in which the upper end portion is open and the lower end portion is closed, the storage portion 11 has an opening portion 11K at the upper end portion thereof.
  • the storage portion 11 includes a lower bottom portion 11A corresponding to the lower bottom portion M2 and a side wall portion 11B corresponding to the side wall portion M3.
  • the side wall portion 11B faces the side surface 40X of the battery element 40 described later.
  • the storage portion 11 including the lower bottom portion 11A and the side wall portion 11B is physically one member.
  • the lid portion 12 is a substantially disk-shaped closing member that closes the opening portion 11K of the storage portion 11, and is welded to the storage portion 11 at the opening portion 11K as described above.
  • the three-dimensional shape of the lid portion 12 is not particularly limited as long as the opening portion 11K can be closed.
  • the lid portion 12 is not limited to a substantially disk shape, and has a hollow structure similar to that of the storage portion 11, that is, a hollow structure in which the lower end portion is open and the upper end portion is closed. May be. Since the external terminal 20 is attached to the lid portion 12, the lid portion 12 supports the external terminal 20.
  • the lid portion 12 has a through hole 12K so that the external terminal 20 and the battery element 40 can be connected to each other.
  • the lid portion 12 is bent so as to partially protrude toward the inside of the storage portion 11, the lid portion 12 is partially recessed.
  • a part of the lid portion 12 is bent so as to form a step toward the center of the lid portion 12.
  • the lid portion 12 is bent so as to partially protrude toward the inside of the storage portion 11, and therefore has a recessed portion 12H.
  • the through hole 12K is provided in the recessed portion 12H.
  • the outer can 10 is a can in which two members (storage portion 11 and lid portion 12) are welded to each other, and is a so-called welded can.
  • the exterior can 10 after welding is physically one member as a whole, it cannot be separated into two members (storage portion 11 and lid portion 12) after the fact.
  • the exterior can 10 which is a welded can does not have a portion where the two or more members overlap each other, and does not have a portion where the two or more members overlap each other.
  • Does not have a folded portion means that a part of the outer can 10 is not processed (bent) so as to be folded with each other. Further, “there is no portion where two or more members overlap each other” means that the outer can 10 is physically one member after the completion of the secondary battery, so that the outer can 10 is ex post facto. This means that it cannot be separated into two or more members. That is, the state of the outer can 10 in the secondary battery after completion is not a state in which two or more members are combined while overlapping each other so that they can be separated after the fact.
  • the outer can 10 which is a welded can is a can different from the crimp can formed by crimping, and is a so-called clean press can.
  • the "element space volume” is the volume (effective volume) of the internal space of the outer can 10 that can be used to house the battery element 40 involved in the charge / discharge reaction.
  • the outer can 10 (storage portion 11 and lid portion 12) has conductivity.
  • the outer can 10 since the outer can 10 is connected to the battery element 40 (negative electrode 42) via the negative electrode lead 62, it functions as an external connection terminal for the negative electrode 42. Since the secondary battery does not have to be provided with the external connection terminal of the negative electrode 42 separately from the outer can 10, the decrease in the element space volume due to the presence of the external connection terminal of the negative electrode 42 is suppressed. Is. As a result, the element space volume increases, so that the energy density per unit volume increases.
  • the outer can 10 contains one or more of conductive materials such as metal materials and alloy materials, and the conductive materials are iron, copper, nickel, stainless steel, and the like. Iron alloys, copper alloys and nickel alloys.
  • the type of stainless steel is not particularly limited, but specifically, SUS304, SUS316, and the like.
  • the forming material of the storage portion 11 and the forming material of the lid portion 12 may be the same or different from each other.
  • the outer can 10 (cover portion 12) is insulated from the external terminal 20 that functions as the external connection terminal of the positive electrode 41 via the gasket 30. This is because contact (short circuit) between the outer can 10 (the terminal for external connection of the negative electrode 42) and the external terminal 20 (the terminal for external connection of the positive electrode 41) is prevented.
  • the external terminal 20 is a connection terminal connected to the electronic device when the secondary battery is mounted on the electronic device. As described above, the external terminal 20 is attached to the outer can 10 (lid portion 12) and is therefore supported by the lid portion 12.
  • the external terminal 20 is connected to the battery element 40 (positive electrode 41) via the positive electrode lead 61, it functions as an external connection terminal for the positive electrode 41.
  • the secondary battery is connected to the electronic device via the external terminal 20 (terminal for external connection of the positive electrode 41) and the outer can 10 (terminal for external connection of the negative electrode 42).
  • the electronic device can be operated using a secondary battery as a power source.
  • the external terminal 20 is a flat, substantially plate-shaped member, and is arranged inside the recessed portion 12H via the gasket 30. As a result, the external terminal 20 is insulated from the lid portion 12 via the gasket 30 as described above.
  • the external terminal 20 is housed inside the recessed portion 12H so as not to protrude upward from the lid portion 12. This is because the height H of the secondary battery is smaller than the case where the external terminal 20 projects upward from the lid portion 12, so that the energy density per unit volume is increased.
  • the external terminal 20 Since the outer diameter of the external terminal 20 is smaller than the inner diameter of the recessed portion 12H, the external terminal 20 is separated from the lid portion 12 in the periphery. As a result, the gasket 30 is arranged only in a part of the space between the external terminal 20 and the lid portion 12 inside the recessed portion 12H, and more specifically, if the gasket 30 is not present.
  • the external terminal 20 and the lid portion 12 are arranged only in a place where they can come into contact with each other.
  • the external terminal 20 contains any one or more of conductive materials such as a metal material and an alloy material, and the conductive material is aluminum, an aluminum alloy, or the like.
  • the external terminal 20 may be formed of a clad material. This clad material contains an aluminum layer and a nickel layer in this order from the side closest to the gasket 30, and in the clad material, the aluminum layer and the nickel layer are rolled and joined to each other.
  • the gasket 30 is an insulating member arranged between the outer can 10 (lid portion 12) and the external terminal 20, and the external terminal 20 thereof is the lid portion 12 via the gasket 30. It is fixed to.
  • the gasket 30 has a ring-shaped planar shape having a through hole at a position corresponding to the through hole 12K.
  • the planar shape of the gasket 30 is not particularly limited, it can be arbitrarily changed.
  • the gasket 30 contains any one or more of the insulating materials such as an insulating polymer compound, and the insulating materials are polypropylene, polyethylene and the like.
  • the installation range of the gasket 30 is not particularly limited, it can be set arbitrarily.
  • the gasket 30 is arranged inside the recessed portion 12H between the upper surface of the lid portion 12 and the lower surface of the external terminal 20.
  • the battery element 40 is a power generation element that promotes a charge / discharge reaction, and is housed inside the outer can 10.
  • the battery element 40 includes a positive electrode 41, a negative electrode 42, a separator 43, and an electrolytic solution (not shown) which is a liquid electrolyte.
  • the battery element 40 described here is a so-called wound electrode body. That is, in the battery element 40, the positive electrode 41 and the negative electrode 42 are laminated with each other via the separator 43, and the positive electrode 41, the negative electrode 42, and the separator 43 are wound around the positive electrode 41 and the negative electrode 42. As a result, the positive electrode 41 and the negative electrode 42 are wound while facing each other via the separator 43, so that the battery element 40 has a winding center space of 40K.
  • the winding center space 40K is a space formed in the center of the battery element 40, that is, the center around which the positive electrode 41, the negative electrode 42, and the separator 43 are wound, and each of the positive electrode 41 and the negative electrode 42 exists. It is a space that does not participate in the charge / discharge reaction due to the absence.
  • the positive electrode 41, the negative electrode 42, and the separator 43 are wound so that the separator 43 is arranged on the outermost circumference and the innermost circumference, respectively.
  • the number of turns of each of the positive electrode 41, the negative electrode 42, and the separator 43 is not particularly limited and can be set arbitrarily.
  • the battery element 40 Since the battery element 40 has a three-dimensional shape similar to the three-dimensional shape of the outer can 10, it has a flat and columnar three-dimensional shape. That is, the battery element 40 has an outer diameter VD and a height VH corresponding to the outer diameter D and the height H of the secondary battery. Compared with the case where the battery element 40 has a three-dimensional shape different from the three-dimensional shape of the outer can 10, when the battery element 40 is housed inside the outer can 10, a dead space (outer can 10) is used. This is because the extra space between the battery element 40 and the battery element 40 is less likely to occur, so that the internal space of the outer can 10 is effectively used. As a result, the element space volume increases, so that the energy density per unit volume increases.
  • the facing surface 40Y facing the lid portion 12 and the side surface 40X connected to the facing surface 40Y are connected to each other.
  • the planar shape of the facing surface 40Y is circular, and the surface of the side surface 40X is a convex curved surface.
  • the positive electrode 41 includes a positive electrode current collector 41A and a positive electrode active material layer 41B.
  • the positive electrode current collector 41A has a pair of surfaces on which the positive electrode active material layer 41B is provided.
  • the positive electrode current collector 41A contains a conductive material such as a metal material, and the metal material is aluminum or the like.
  • the positive electrode active material layer 41B is provided on both sides of the positive electrode current collector 41A, and contains any one or more of the positive electrode active materials capable of occluding and releasing lithium.
  • the positive electrode active material layer 41B may further contain a positive electrode binder, a positive electrode conductive agent, and the like.
  • the positive electrode active material layer 41B may be provided on only one side of the positive electrode current collector 41A on the side where the positive electrode 41 faces the negative electrode 42.
  • the method for forming the positive electrode active material layer 41B is not particularly limited, but specifically, it is a coating method or the like.
  • the positive electrode active material contains a lithium compound.
  • This lithium compound is a general term for compounds containing lithium as a constituent element, and more specifically, it is a compound containing one or more kinds of transition metal elements as a constituent element together with lithium. This is because a high energy density can be obtained.
  • the lithium compound may further contain any one or more of other elements (elements other than lithium and transition metal elements).
  • the type of the lithium compound is not particularly limited, and specific examples thereof include oxides, phosphoric acid compounds, silicic acid compounds and boric acid compounds. Specific examples of oxides are LiNiO 2 , LiCoO 2 and LiMn 2 O 4 , and specific examples of phosphoric acid compounds are LiFePO 4 and LiMnPO 4 .
  • the positive electrode binder contains any one or more of synthetic rubber and polymer compounds.
  • the synthetic rubber is styrene-butadiene rubber or the like, and the polymer compound is polyvinylidene fluoride or the like.
  • the positive electrode conductive agent contains any one or more of the conductive materials such as carbon material, and the carbon material is graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black and the like.
  • the conductive material may be a metal material, a polymer compound, or the like.
  • the negative electrode 42 includes a negative electrode current collector 42A and a negative electrode active material layer 42B.
  • the negative electrode current collector 42A has a pair of surfaces on which the negative electrode active material layer 42B is provided.
  • the negative electrode current collector 42A contains a conductive material such as a metal material, and the metal material is copper or the like.
  • the negative electrode active material layer 42B is provided on both sides of the negative electrode current collector 42A, and contains any one or more of the negative electrode active materials capable of occluding and releasing lithium. However, the negative electrode active material layer 42B may further contain a negative electrode binder, a negative electrode conductive agent, and the like. Further, the negative electrode active material layer 42B may be provided on only one side of the negative electrode current collector 42A on the side where the negative electrode 42 faces the positive electrode 41. The details regarding the negative electrode binder and the negative electrode conductive agent are the same as the details regarding the positive electrode binder and the positive electrode conductive agent, respectively.
  • the method for forming the negative electrode active material layer 42B is not particularly limited, but specifically, any one of a coating method, a gas phase method, a liquid phase method, a thermal spraying method, a firing method (sintering method), and the like, or There are two or more types.
  • the negative electrode active material contains one or both of a carbon material and a metal-based material. This is because a high energy density can be obtained.
  • Carbon materials include graphitizable carbon, non-graphitizable carbon and graphite (natural graphite and artificial graphite).
  • the metal-based material is a material containing one or more of metal elements and semi-metal elements capable of forming an alloy with lithium as constituent elements, and the metal elements and semi-metal elements are silicon and semi-metal elements. One or both of the tin.
  • the metal-based material may be a simple substance, an alloy, a compound, a mixture of two or more of them, or a material containing two or more of these phases.
  • Specific examples of the metallic material are TiSi 2 and SiO x (0 ⁇ x ⁇ 2 or 0.2 ⁇ x ⁇ 1.4).
  • the height of the negative electrode 42 is larger than the height of the positive electrode 41.
  • the negative electrode 42 protrudes upward from the positive electrode 41 and also protrudes downward from the positive electrode 41. This is to prevent the lithium ions emitted from the positive electrode 41 from precipitating on the surface of the negative electrode 42.
  • the "height" is a dimension corresponding to the height H of the secondary battery described above, that is, a dimension in the vertical direction in each of FIGS. 1 and 2. The definition of height described here is the same thereafter.
  • the separator 43 is an insulating porous film interposed between the positive electrode 41 and the negative electrode 42, while preventing a short circuit between the positive electrode 41 and the negative electrode 42. Allows lithium ions to pass through.
  • the separator 43 contains a polymer compound such as polyethylene.
  • the height of the separator 43 is larger than the height of the negative electrode 42.
  • the separator 43 projects upward from the negative electrode 42 and downward from the negative electrode 42. This is to prevent the positive electrode 41 and the outer can 10 (storage portion 11 and lid portion 12) from coming into contact with each other.
  • the electrolytic solution is impregnated in each of the positive electrode 41, the negative electrode 42, and the separator 43, and contains a solvent and an electrolyte salt.
  • the solvent contains any one or more of non-aqueous solvents (organic solvents) such as carbonic acid ester compounds, carboxylic acid ester compounds and lactone compounds, and contains the non-aqueous solvent.
  • the electrolytic solution is a so-called non-aqueous electrolytic solution.
  • the electrolyte salt contains any one or more of light metal salts such as lithium salts.
  • the heat-resistant tape 50 is an insulating heat-resistant member arranged between the outer can 10 and the battery element 40.
  • the heat-resistant tape 50 has a substantially cylindrical structure along the outer peripheral surface of the battery element 40, which is a wound electrode body, and covers the battery element 40 from the facing surface 40Y to the side surface 40X. ..
  • the heat-resistant tape 50 extends continuously along each of the side surface 40X and the facing surface 40Y, and covers both the side surface 40X and the facing surface 40Y.
  • the heat-resistant tape 50 extends from the side surface 40X to the facing surface 40Y via the connecting portion between the side surface 40X and the facing surface 40Y, so that the connecting portion is covered and the side surface 40X is covered.
  • the portion to be covered and the portion to be covered with the facing surface 40Y have a structure in which they are connected (integrated) to each other.
  • the heat-resistant tape 50 is physically one member (continuum), but continuously covers from the facing surface 40Y to the side surface 40X. In FIG. 4, the heat-resistant tape 50 is shaded.
  • the heat-resistant tape 50 serves as a fixing member for winding each of the positive electrode 41, the negative electrode 42, and the separator 43 by covering the side surface 40X of the battery element 40.
  • the heat-resistant tape 50 plays a role as a protective member that thermally protects the battery element 40 in the process of manufacturing the secondary battery (the process of forming the outer can 10). The details of the role of thermally protecting the battery element 40 will be described later.
  • the heat-resistant tape 50 is an adhesive tape in which an adhesive layer is provided on the base material layer, the battery element 40 (both the side surface 40X and the facing surface 40Y) is interposed via the adhesive layer. ) Is glued. This is because the heat-resistant tape 50 is fixed to the battery element 40, so that the covering states of the side surface 40X and the facing surface 40Y by the heat-resistant tape 50 can be easily maintained.
  • the heat-resistant tape 50 is a non-adhesive tape having no adhesive layer, it may be separately adhered to the battery element 40 via an adhesive. Further, the heat-resistant tape 50 may be adhered to only one of the side surface 40X and the facing surface 40Y.
  • the heat-resistant tape 50 contains one or more of the materials (heat-resistant materials) having higher heat resistance than the battery element 40. This is because the heat-resistant tape 50 thermally protects the battery element 40. Since the type of heat-resistant material is not particularly limited, it can be arbitrarily selected.
  • the heat-resistant tape 50 has a melting point higher than the shutdown temperature of the separator 43, it is preferable that the melting point of the heat-resistant material is higher than the shutdown temperature of the separator 43. This is because the heat-resistant tape 50 makes it easy to sufficiently thermally protect the battery element 40.
  • the "shutdown temperature” is a temperature at which shutdown occurs in the separator 43, and more specifically, a temperature at which a large number of pores existing in the separator 43 are shielded due to the melting phenomenon. ..
  • the separator 43 shuts down, the internal resistance of the battery element 40 increases, so that a rapid temperature increase of the battery element 40 is suppressed. This makes it difficult for the secondary battery to run away from heat.
  • the heat-resistant material includes any one or more of polyimide, polyamide, acetal, polyethersulfone, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, polytetrafluoroethylene and polyethylene terephthalate. It is preferable to be. This is because polyimide and the like have a high melting point (or high thermal decomposition temperature), so that the heat-resistant tape 50 can easily sufficiently thermally protect the battery element 40.
  • the thickness of the heat-resistant tape 50 is not particularly limited, but it is preferable that the heat-resistant tape 50 is sufficiently thin within a range in which the battery element 40 can be thermally protected. This is because even if the heat-resistant tape 50 is housed inside the outer can 10, the element space volume is unlikely to decrease, so that the energy density per unit volume increases.
  • the thickness of the heat-resistant tape 50 is preferably 30 ⁇ m or less. This is because the thickness of the heat-resistant tape 50 is sufficiently thin, so that the presence of the heat-resistant tape 50 is less likely to affect the element space volume, that is, the element space volume is less likely to be sufficiently reduced.
  • the distance (clearance) between the outer can 10 and the battery element 40 is not particularly limited, and can be arbitrarily set. Above all, even if the heat-resistant tape 50 is housed inside the outer can 10, the distance between the outer can 10 and the battery element 40 is preferably sufficiently small in order to sufficiently increase the element space volume.
  • the distance L1 from the outer can 10 (side wall portion 11B of the storage portion 11) to the battery element 40 (side surface 40X) is 0.5 mm or less.
  • the distance L2 from the outer can (cover portion 12) to the battery element 40 (opposing surface 40Y) is 0.5 mm or less.
  • the heat-resistant tape 50 includes a heat-resistant portion 50X that covers the side surface 40X and a heat-resistant portion 50Y that covers the facing surface 40Y. As described above, the heat-resistant portions 50X and 50Y are integrated with each other in order to cover from the facing surface 40Y to the side surface 40X.
  • the range in which the heat-resistant portion 50X covers the side surface 40X is not particularly limited. That is, the heat-resistant portion 50X may cover the entire side surface 40X, or may cover only a part of the side surface 40X. 2 to 4 show a case where the heat-resistant portion 50X covers the entire side surface 40X.
  • the range in which the heat-resistant portion 50Y covers the facing surface 40Y is not particularly limited, and can be arbitrarily set. Above all, since the heat-resistant portion 50Y covers the facing surface 40Y so as not to shield the winding center space 40K, it is preferable to cover the facing surface 40Y around the winding center space 40K. As will be described later, in the process of manufacturing the secondary battery (the process of injecting the electrolytic solution into the outer can 10), the winding center space 40K can be used as the supply path of the electrolytic solution to the winding body 40Z. This is because the winding body 40Z is easily impregnated with the electrolytic solution.
  • FIG. 2 shows a case where the heat-resistant portion 50Y covers the facing surface 40Y outside the recessed portion 12H.
  • the positive electrode lead 61 is housed inside the outer can 10, and is a connection wiring for the positive electrode 41 that connects the positive electrode 41 (positive electrode current collector 41A) to the external terminal 20.
  • the positive electrode lead 61 is connected to the lower surface of the external terminal 20 via a through hole 12K provided in the lid portion 12.
  • the secondary battery is provided with one positive electrode lead 61.
  • the secondary battery may include two or more positive electrode leads 61. This is because as the number of positive electrode leads 61 increases, the electrical resistance of the battery element 40 decreases.
  • connection method of the positive electrode lead 61 is not particularly limited, but specifically, it is a welding method.
  • the type of this welding method is not particularly limited, but specifically, any one or more of the resistance welding method, the ultrasonic welding method, the laser welding method, and the like.
  • the details of the welding method described here will be the same in the following unless a specific type of welding method is specified in the description.
  • the details regarding the forming material of the positive electrode lead 61 are the same as the details regarding the forming material of the positive electrode current collector 41A. However, the material for forming the positive electrode lead 61 and the material for forming the positive electrode current collector 41A may be the same or different from each other.
  • connection position of the positive electrode lead 61 with respect to the positive electrode 41 is not particularly limited, and can be set arbitrarily. That is, the positive electrode lead 61 may be connected to the positive electrode 41 at the outermost circumference, may be connected to the positive electrode 41 at the innermost circumference, or may be connected to the positive electrode 41 at the innermost circumference, or in the middle of winding between the outermost circumference and the innermost circumference. It may be connected to the positive electrode 41.
  • FIG. 2 shows a case where the positive electrode lead 61 is connected to the positive electrode 41 in the middle of winding.
  • the positive electrode lead 61 is physically separated from the positive electrode current collector 41A, it is separated from the positive electrode current collector 41A. However, since the positive electrode lead 61 is physically continuous with the positive electrode current collector 41A, it may be integrated with the positive electrode current collector 41A.
  • the negative electrode lead 62 is housed inside the outer can 10, and the negative electrode 42 (negative electrode current collector 42A) is connected to the outer can 10 (storage portion 11) for the negative electrode 42. It is wiring.
  • the secondary battery includes one negative electrode lead 62.
  • the secondary battery may include two or more negative electrode leads 62. This is because as the number of negative electrode leads 62 increases, the electrical resistance of the battery element 40 decreases.
  • connection method of the negative electrode lead 62 are the same as the details regarding the connection method of the positive electrode lead 61. Further, the details regarding the forming material of the negative electrode lead 62 are the same as the details regarding the forming material of the negative electrode current collector 42A. However, the material for forming the negative electrode lead 62 and the material for forming the negative electrode current collector 42A may be the same or different from each other.
  • connection position of the negative electrode lead 62 with respect to the negative electrode 42 is not particularly limited and can be set arbitrarily. That is, the negative electrode lead 62 may be connected to the negative electrode 42 at the outermost circumference, may be connected to the negative electrode 42 at the innermost circumference, or may be connected to the negative electrode 42 at the innermost circumference, or in the middle of winding between the outermost circumference and the innermost circumference. It may be connected to the negative electrode 42.
  • FIG. 2 shows a case where the negative electrode lead 62 is connected to the negative electrode 42 at the outermost circumference.
  • the negative electrode lead 62 is physically separated from the negative electrode current collector 42A, it is separated from the negative electrode current collector 42A. However, since the negative electrode lead 62 is physically continuous with the negative electrode current collector 42A, it may be integrated with the negative electrode current collector 42A.
  • the secondary battery may further include any one or more of the other components (not shown).
  • the secondary battery is equipped with a safety valve mechanism.
  • This safety valve mechanism disconnects the electrical connection between the outer can 10 and the battery element 40 (negative electrode 42) when the internal pressure of the outer can 10 reaches a certain level or higher.
  • the cause of the internal pressure of the outer can 10 reaching a certain level or higher is an internal short circuit and heating of the secondary battery.
  • the installation location of the safety valve mechanism is not particularly limited as long as it is the outer can 10.
  • the safety valve mechanism is preferably provided in either the storage portion 11 (lower bottom portion 11A) or the lid portion 12, and is provided in the lower bottom portion 11A to which the external terminal 20 is not attached. More preferred.
  • the secondary battery is provided with an insulating film between the outer can 10 and the battery element 40.
  • This insulating film may be arranged between the lid portion 12 and the battery element 40, or may be arranged between the storage portion 11 (lower bottom portion 11A) and the battery element 40, or may be arranged on both sides. It may be arranged. As a result, the insulating film suppresses the outer can 10 and the battery element 40 (positive electrode 41) from coming into contact with each other.
  • the secondary battery is provided with a sealant that covers the periphery of the positive electrode lead 61.
  • This sealant contains any one or more of the insulating materials such as polyimide.
  • the outer can 10 is provided with an opening valve. Since the opening valve opens when the internal pressure of the outer can 10 reaches a certain level or higher, the internal pressure is released.
  • the installation location of the open valve is not particularly limited as long as it is the outer can 10, but among them, one of the storage portion 11 (lower bottom portion 11A) and the lid portion 12 is the same as the installation location of the safety valve mechanism described above. Preferably, the lower bottom portion 11A thereof is more preferable.
  • FIGS. 6 and 7 represents a perspective configuration corresponding to FIG. 4 for explaining the manufacturing process of the secondary battery.
  • FIGS. 8 and 9 represents a perspective configuration corresponding to FIG. 1 for explaining the manufacturing process of the secondary battery.
  • FIG. 8 shows a state in which the lid portion 12 is separated from the storage portion 11 because the lid portion 12 has not been welded to the storage portion 11.
  • FIG. 9 shows a light source 70 used in a welding process using a laser welding method together with an outer can 10 (a storage portion 11 and a lid portion 12).
  • the illustration of the positive electrode lead 61 and the negative electrode lead 62 is omitted.
  • FIGS. 1 to 5 already described at any time together with FIGS. 6 to 9.
  • the storage portion 11 is a member in which the lower bottom portion 11A and the side wall portion 11B are integrated with each other, and has an opening portion 11K as described above.
  • An external terminal 20 is previously attached to the recessed portion 12H provided in the lid portion 12 via a gasket 30.
  • the storage portion 11 may be formed by welding the side wall portion 11B to the lower bottom portion 11A.
  • a positive electrode active material, a positive electrode binder, a positive electrode conductive agent, etc. are mixed to form a positive electrode mixture, and then a positive electrode mixture is added to a solvent such as an organic solvent to form a paste-like positive electrode mixture.
  • a solvent such as an organic solvent to form a paste-like positive electrode mixture.
  • the positive electrode mixture slurry is applied to both sides of the positive electrode current collector 41A to form the positive electrode active material layer 41B.
  • the positive electrode active material layer 41B is compression-molded using a roll press machine or the like. In this case, the positive electrode active material layer 41B may be heated and compression molding may be repeated a plurality of times. As a result, the positive electrode 41 is manufactured.
  • a negative electrode active material, a negative electrode binder, a negative electrode conductive agent, etc. are mixed to form a negative electrode mixture, and then a negative electrode mixture is added to a solvent such as an organic solvent to form a paste-like negative electrode mixture.
  • a solvent such as an organic solvent to form a paste-like negative electrode mixture.
  • the negative electrode mixture layer 42B is formed by applying the negative electrode mixture slurry on both sides of the negative electrode current collector 42A.
  • the negative electrode active material layer 42B is compression-molded using a roll press machine or the like. The details regarding the compression molding of the negative electrode active material layer 42B are the same as the details regarding the compression molding of the positive electrode active material layer 41B. As a result, the negative electrode 42 is manufactured.
  • the positive electrode lead 61 is connected to the positive electrode 41 (positive electrode current collector 41A) and the negative electrode lead 62 is connected to the negative electrode 42 (negative electrode current collector 42A) by using a welding method or the like.
  • the positive electrode 41 to which the positive electrode lead 61 is connected and the negative electrode 42 to which the negative electrode lead 62 is connected are laminated with each other via the separator 43, and then the positive electrode 41, the negative electrode 42 and the separator 43 are wound.
  • a winding body 40Z having a side surface 40X and a facing surface 40Y is produced.
  • the winding body 40Z has the same configuration as that of the battery element 40, except that the positive electrode 41, the negative electrode 42, and the separator 43 are not impregnated with the electrolytic solution.
  • the heat-resistant tape 50 is adhered to the side surface 40X of the winding body 40Z.
  • the heat-resistant tape 50 is projected above the winding body 40Z.
  • the heat-resistant tape 50 includes a protrusion 50P that protrudes upward from the wound body 40Z, and the protrusion 50P has a protrusion length N.
  • the protrusion length N is the dimension of the heat-resistant tape 50 corresponding to the height VH.
  • the protruding portion 50P is pressure-treated with respect to the battery element 40 so that the protruding portion 50P is brought into close contact with the facing surface 40Y.
  • the heat-resistant tape 50 is adhered to both the side surface 40X and the facing surface 40Y, the heat-resistant tape 50 including the heat-resistant portion 50Y (protruding portion 50P) is wound together with the heat-resistant portion 50X. It is fixed to 40Z.
  • the winding body 40Z to which the positive electrode lead 61 and the negative electrode lead 62 are connected and the heat resistant tape 50 is adhered to the inside of the storage portion 11 from the opening portion 11K.
  • the negative electrode lead 62 is connected to the storage portion 11 (lower bottom portion 11A) by using a welding method or the like.
  • the heat-resistant tape 50 is arranged between the storage portion 11 (side wall portion 11B) and the winding body 40Z.
  • the electrolytic solution is injected into the inside of the storage portion 11 from the opening 11K.
  • the wound body 40Z positive electrode 41, negative electrode 42, and separator 43
  • the electrolytic solution is impregnated into the winding body 40Z from the inside of the winding center space 40K.
  • the opening 11K is closed by the lid portion 12 to which the external terminal 20 is attached via the gasket 30, and then, as shown in FIG. 9, a laser welding method is used to close the opening portion 11K into the storage portion 11.
  • the lid portion 12 is welded.
  • the positive electrode lead 61 is connected to the external terminal 20 via the through hole 12K by using a welding method or the like.
  • the laser beam R is irradiated from the light source 70 to the outer peripheral edge portion of the lid portion 12.
  • the lid portion 12 is welded to the storage portion 11 at the outer peripheral edge portion thereof.
  • the storage portion 11 and the lid portion 12 are joined to each other to form the outer can 10, and the battery element 40, the heat-resistant tape 50, and the like are housed inside the outer can 10, so that the secondary battery is used. Is assembled.
  • the battery element 40, the heat-resistant tape 50, and the like are enclosed inside the outer can 10, so that the secondary battery is completed.
  • a battery element 40 having a facing surface 40Y and a side surface 40X is housed inside an outer can 10 including a storage part 11 and a lid part 12, and the lid part 12 is welded to the storage part 11.
  • a heat-resistant tape 50 is arranged between the outer can 10 and the battery element 40, and the heat-resistant tape 50 covers from the facing surface 40Y to the side surface 40X. Therefore, for the reason described below, it is possible to suppress the occurrence of a short circuit while ensuring the battery capacity.
  • FIG. 10 shows the cross-sectional configuration of the secondary battery of the comparative example, and corresponds to FIG. 2.
  • the secondary battery of this comparative example has the same configuration as the secondary battery of the present embodiment except that the heat-resistant tape 150 is provided instead of the heat-resistant tape 50, and the present embodiment thereof. It is manufactured by the same manufacturing method as the manufacturing method of the secondary battery of. Since the heat-resistant tape 150 does not include the heat-resistant portion 50Y but contains only the heat-resistant portion 50X, the heat-resistant tape 150 does not cover the facing surface 40Y but covers only the side surface 40X. It has the same configuration as the configuration of 50.
  • the heat-resistant tape 150 covers the side surface 40X, it serves as a fixing member in the same manner as the heat-resistant tape 50. However, unlike the heat-resistant tape 50, the heat-resistant tape 150 does not serve as a protective member because it does not cover the facing surface 40Y.
  • the thickness of the heat-resistant tape 50 does not have to be excessively large, in other words, it can be sufficiently thin.
  • the heat-resistant tape 150 is housed inside the outer can 10 together with the battery element 40, the element space volume is hardly reduced. As a result, the volume of the battery element 40 increases, so that the battery capacity is guaranteed.
  • the heat-resistant tape 150 when used, a problem in the manufacturing process that affects the operating characteristics of the secondary battery occurs. Specifically, as shown in FIGS. 9 and 10, in the process of forming the outer can 10 (welding step of the lid portion 12 to the storage portion 11 using the laser welding method), the outer peripheral edge portion of the lid portion 12 is formed. Is heated by the laser beam R, the lid portion 12 is joined to the storage portion 11.
  • the battery element 40 is excessively heated in the vicinity of the outer peripheral edge portion of the lid portion 12, so that the separator 43 is easily damaged. Specifically, the separator 43 is thermally shrunk, and in some cases, the separator 43 is broken. When the separator 43 is damaged, the positive electrode 41 and the negative electrode 42 are likely to come into contact with each other, so that a short circuit is likely to occur.
  • the outer peripheral edge portion of the lid portion 12 is formed due to the irradiation of the laser beam R. Even when heated, the heat-resistant tape 50 covers the facing surface 40Y, so that the heat-resistant tape 50 thermally protects the battery element 40.
  • the separator 43 is less likely to be damaged.
  • the positive electrode 41 and the negative electrode 42 are likely to come into contact with each other, so that a short circuit is less likely to occur.
  • the heat-resistant tape 50 covering from the facing surface 40Y to the side surface 40X not only serves as a protective member for thermally protecting the battery element 40 in the process of forming the outer can 10, but also serves the battery element 40. It also serves as a fixing member to stop winding.
  • the existence range of the heat-resistant tape 50 is slightly increased.
  • the thickness of the heat-resistant tape 50 may be sufficiently thin as described above.
  • the battery capacity is increased and the short circuit is less likely to occur, so that the occurrence of the short circuit can be suppressed while ensuring the battery capacity.
  • the heat-resistant portion 50X covering the side surface 40X and the heat-resistant portion 50Y covering the facing surface 40Y are integrated with each other.
  • the number of components of the secondary battery is reduced as compared with the case where the heat-resistant portions 50X and 50Y are separated from each other, so that the manufacturing cost of the secondary battery can be reduced and the manufacturing cost of the secondary battery can be reduced.
  • Secondary batteries can also be easily manufactured.
  • the heat-resistant tape 50 has a melting point higher than the shutdown temperature of the separator 43, the heat-resistant tape 50 can easily sufficiently thermally protect the battery element 40, so that a higher effect can be obtained. ..
  • the heat-resistant tape 50 contains polyimide, the heat-resistant tape 50 can easily sufficiently thermally protect the battery element 40, so that a higher effect can be obtained.
  • the heat-resistant tape 50 is adhered to both the facing surface 40Y and the side surface 40X, it is easy to maintain the covering state of the side surface 40X and the facing surface 40Y by the heat-resistant tape 50, so that a higher effect can be obtained. Can be done.
  • the heat-resistant tape 50 can be arranged between the outer can 10 and the battery element 40, and the distance D1 is a so-called clearance.
  • Each of D2 is sufficiently small. Therefore, even if the heat-resistant tape 50 is housed together with the battery element 40 inside the outer can 10, the element space volume becomes sufficiently large, so that a higher effect can be obtained.
  • the thickness of the heat-resistant tape 50 is 30 ⁇ m or less, even if the heat-resistant tape 50 is housed together with the battery element 40 inside the outer can 10, the element space volume becomes sufficiently large, so that a higher effect can be obtained. can.
  • the heat-resistant tape 50 covers the facing surface 40Y so as not to shield the winding center space 40K, the electrolytic solution is easily impregnated into the winding body 40Z, so that the secondary battery has a sufficient amount of electrolytic solution. Can be retained. Therefore, since the battery capacity is sufficiently large, a higher effect can be obtained.
  • the battery element 40 is easily thermally protected by the heat-resistant tape 50 while the impregnation efficiency of the electrolytic solution on the winding body 40Z is ensured, so that a higher effect can be obtained. be able to.
  • the secondary battery is flat and columnar, that is, if the secondary battery is a secondary battery called a coin type or a button type, even a small secondary battery having a large restriction in terms of size can be used as a battery. Since the occurrence of a short circuit is suppressed while the capacity is secured, a higher effect can be obtained.
  • the secondary battery is a lithium ion secondary battery, a sufficient battery capacity can be stably obtained by utilizing the occlusion and release of lithium, so that a higher effect can be obtained.
  • the heat-resistant portion 50Y since the heat-resistant portion 50Y is extended to the inside of the recessed portion 12H, the heat-resistant portion 50Y covers the facing surface 40Y to the inside of the recessed portion 12H. May be. Also in this case, since the battery element 40 is thermally protected by the heat-resistant tape 50 (heat-resistant portion 50Y), the same effect as in the case shown in FIG. 2 can be obtained.
  • the heat-resistant portion 50Y does not shield the winding center space 40K.
  • the area of the heat-resistant portion 50X covering the side surface 40X is sufficiently large.
  • the positive electrode 41 is connected to the external terminal 20 via the positive electrode lead 61
  • the negative electrode 42 is connected to the outer can 10 (storage portion 11) via the negative electrode lead 62. Therefore, the external terminal 20 functions as an external connection terminal for the positive electrode 41, and the outer can 10 functions as an external connection terminal for the negative electrode 42.
  • the positive electrode 41 is connected to the outer can 10 (storage portion 11) via the positive electrode lead 61, and the negative electrode 42 is connected to the external terminal via the negative electrode lead 62. It may be connected to 20. Therefore, the outer can 10 may function as the external connection terminal of the positive electrode 41, and the external terminal 20 may function as the external connection terminal of the negative electrode 42.
  • the negative electrode lead 62 is connected to the negative electrode 42 during winding, and the positive electrode lead 61 is connected to the positive electrode 41 at the outermost circumference.
  • the external terminal 20 contains one or more of the conductive materials of the metal material and the alloy material in order to function as the external connection terminal of the negative electrode 42, and the conductivity thereof is included.
  • Materials include iron, copper, nickel, stainless steel, iron alloys, copper alloys and nickel alloys.
  • the outer can 10 contains one or more of the conductive materials of the metal material and the alloy material in order to function as the terminal for external connection of the positive electrode 41, and the conductive material is aluminum. , Aluminum alloys and stainless steel.
  • the secondary battery can be connected to the electronic device via the external terminal 20 (terminal for external connection of the negative electrode 42) and the outer can 10 (terminal for external connection of the positive electrode 41), it is shown in FIG. The same effect as in the case of the above can be obtained.
  • the secondary battery includes a battery element 40 (positive electrode 41, negative electrode 42, and separator 43) which is a wound electrode body.
  • the secondary battery may include a battery element 80 (positive electrode 81, negative electrode 82, and separator 83) which is a laminated electrode body.
  • the battery element 80 has the same configuration as that of the battery element 40, except as described below.
  • the battery element 80 includes a positive electrode 81, a negative electrode 82, and a separator 83, and the positive electrode 81 and the negative electrode 82 are alternately laminated via the separator 83. Therefore, the battery element 80 includes one or two or more positive electrodes 81, one or two or more negative electrodes 82, and one or two or more separators 83. However, unlike the battery element 40, the battery element 80 does not have a winding center space 40K.
  • the configurations of the positive electrode 81, the negative electrode 82, and the separator 83 are the same as the configurations of the positive electrode 41, the negative electrode 42, and the separator 43, respectively. That is, the battery element 80 has a side surface 80X corresponding to the side surface 40X and a facing surface 80Y corresponding to the facing surface 40Y.
  • the battery element 80 includes a plurality of positive electrodes 81, a plurality of negative electrodes 82, and a plurality of separators 83.
  • the secondary battery has a plurality of positive electrode leads 61 connected to each of the plurality of positive electrodes 81 (positive electrode current collectors) and a plurality of negative electrodes (negative electrode current collectors).
  • a plurality of negative electrode leads 62 connected to each of the 82s are provided.
  • the plurality of positive electrode leads 61 are connected to the external terminal 20 in a state of being joined to each other, and the plurality of negative electrode leads 62 are connected to the outer can 10 (storage portion 11) in a state of being joined to each other.
  • the heat resistant tape 50 covers from the facing surface 80Y to the side surface 80X.
  • the heat-resistant tape 50 covers the side surface 80X, it serves as a fixing member for fixing the plurality of positive electrodes 81, the plurality of negative electrodes 82, and the plurality of separators 83 that are laminated to each other.
  • the heat-resistant tape 50 covers the facing surface 80Y, it plays a role as a protective member that thermally protects the battery element 80.
  • a positive electrode mixture slurry is applied to both sides of the positive electrode current collector 41A (a strip-shaped aluminum foil having a thickness of 12 ⁇ m) using a coating device, and then the positive electrode mixture slurry is dried to activate the positive electrode.
  • the material layer 41B was formed.
  • the positive electrode active material layer 41B was compression-molded using a roll press machine. As a result, the positive electrode 41 was manufactured.
  • an aluminum positive electrode lead 61 was welded to the positive electrode 41 (positive electrode current collector 41A) using a resistance welding method, and a nickel negative electrode lead 62 was welded to the negative electrode 42 (negative electrode current collector 42A). ..
  • the protruding portion 50P protruding length N of the heat-resistant tape 50 is projected upward from the winding body 40Z.
  • the protruding portion 50P was pressure-treated using a press working machine to bring the protruding portion 50P into close contact with the surface (opposing surface 40Y) of the wound body 40Z.
  • the area ratio S (%) was set to 41.1% by bringing the protruding portion 50P into close contact with the facing surface 40Y so as not to shield the winding center space 40K.
  • the heat-resistant tape 50 heat-resistant portions 50X, 50Y
  • the winding body 40Z is arranged (distance L1) so as to be separated from the storage portion 11 (side wall portion 11B), and the negative electrode lead 62 is placed in the storage portion 11 (lower bottom portion 11A) by using the resistance welding method.
  • the resistance welding method was welded.
  • a part of the electrolytic solution was supplied to the inside of the winding center space 40K.
  • the winding body 40Z was arranged (distance L2) so as to be separated from the lid portion 12, and the positive electrode lead 61 was welded to the external terminal 20 by using the resistance welding method.
  • the winding body 40Z (positive electrode 41, negative electrode 42, and separator 43) was impregnated with the electrolytic solution, so that the battery element 40 (outer diameter VD, height VH) was manufactured, and the storage portion 11 was covered with the lid portion 12.
  • the outer can 10 (outer diameter (outer diameter) D, height (outer height) H, inner diameter (inner diameter) ID, height (inner height) IH) was formed. Therefore, since the battery element 40, the heat-resistant tape 50, and the like were enclosed inside the outer can 10, the secondary battery was assembled.
  • L1 and L2 (mm), the outer diameter VD (mm) and the height VH (mm) of the battery element 40, and the thickness T (mm) and the protrusion length N (mm) of the heat-resistant tape 50 were set.
  • the space volume (mm 3 ), element volume (mm 3 ) and loss volume (mm 3 ) are a series of volume parameters that affect the battery capacity based on the dimensions of each part of the secondary battery. ) was calculated.
  • the space volume which is the volume of the internal space of the outer can 10
  • the element volume which is the occupied volume of the battery element 40
  • a secondary battery was manufactured by performing a welding step of the lid portion 12 with respect to the storage portion 11 using a laser welding method, and then the secondary battery was disassembled to recover the battery element 40. As a result, it was visually confirmed whether or not the separator 43 was damaged in the vicinity of the outer peripheral edge portion of the lid portion 12. In the "damaged" column shown in each of Tables 1 and 2, if the separator 43 is not damaged, it is indicated as “not generated” and due to the influence of heating during laser welding. When the separator 43 is partially burned out, it is indicated as "occurred”.
  • Examples 19 to 33> As shown in Table 3, the same applies except that the area ratio S (%) is changed according to the change of the areas S1 and S2 (mm 2 ) by changing the protrusion length N of the heat-resistant tape 50. After producing a secondary battery by the procedure, the performance of the secondary battery was evaluated. Here, other manufacturing stability was evaluated as the performance of the secondary battery.
  • the electrolytic solution does not completely enter the inside of the storage section 11, and the storage section 11 is used. It was visually confirmed whether or not the electrolytic solution overflowed.
  • the column of "liquid overflow” shown in Table 3 since a part of the electrolytic solution was sufficiently supplied to the inside of the winding center space 40K, if the electrolytic solution did not overflow from the storage portion 11, "not generated”.
  • the electrolytic solution since a part of the electrolytic solution was not sufficiently supplied to the inside of the winding center space 40K, it is indicated as "generated” when the electrolytic solution overflows from the storage portion 11.
  • the battery element 40 (opposing surface 40Y and side surface 40X) is housed inside the outer can 10 (storage part 11 and lid part 12), and the lid part 12 is the storage part.
  • the heat-resistant tape 50 is arranged between the outer can 10 and the battery element 40 while being welded to 11, and the heat-resistant tape 50 covers from the facing surface 40Y to the side surface 40X, the battery capacity characteristic. was guaranteed and manufacturing stability was improved. Therefore, it was possible to suppress the occurrence of a short circuit while ensuring the battery capacity.
  • the electrode reactant is lithium
  • the electrode reactant is not particularly limited. Therefore, as described above, the electrode reactant may be another alkali metal such as sodium and potassium, or an alkaline earth metal such as beryllium, magnesium and calcium. In addition, the electrode reactant may be another light metal such as aluminum.

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Abstract

二次電池は、外装部材と、その外装部材の内部に収納された電池素子と、その外装部材と電池素子との間に配置された絶縁性の耐熱部材とを備える。外装部材は、開口部を有し、電池素子を内部に収納する収納部材と、その開口部を閉塞し、収納部材に溶接された閉塞部材とを含む。電池素子は、閉塞部材に対向する対向面と、その対向面に連結された側面とを有する。耐熱部材は、対向面から側面まで被覆している。

Description

二次電池
　本技術は、二次電池に関する。
　携帯電話機などの多様な電子機器が普及しているため、小型かつ軽量であると共に高エネルギー密度を得ることが可能である電源として、二次電池の開発が進められている。この二次電池は、外装部材の内部に収納された電池素子を備えており、その電池素子は、正極、負極および電解質を含んでいる。二次電池の構成に関しては、様々な目的を達成するために様々な検討がなされている。
　具体的には、ケース（本体部材および蓋部材）の溶接時に発生する熱に起因してセパレータが破損することを抑制するために、蓋部材に形成された段差に沿うように蓋部材と本体部材とが互いに溶接されていると共に、その蓋部材および本体部材により溝部が形成されている（例えば、特許文献１参照。）。
　高温下において正極と負極とが短絡することを抑制するために、セパレータのシャットダウン温度よりも高い融点を有する絶縁テープを用いて正極電極および負極電極のそれぞれが被覆されている（例えば、特許文献２参照。）。
　誤使用に起因して内部短絡が発生することを防止するために、帯状正極および帯状負極がセパレータを介して巻回されている渦巻電極体において、その渦巻電極体の外周面の全体が絶縁フィルムにより被覆されている（例えば、特許文献３参照。）。
　極板間において絶縁性が低下することを抑制するために、蓋体が溶接された電池ケースの内部に絶縁性のフィルムを介して電極体が配置されており、その絶縁性のフィルムが電極体の外周を１周以上巻回している（例えば、特許文献４参照。）。
特開２０１３－２４６８７８号公報 特開２０１５－１５３６９０号公報 特開平０１－２３９７６９号公報 特開２０１９－１１００３６号公報
　二次電池の構成に関する様々な検討がなされているが、電池特性（電池容量の向上）と安全性（短絡の発生抑制）とを両立させることは未だ十分でないため、改善の余地がある。
　よって、電池容量を担保しながら短絡の発生を抑制することが可能である二次電池が望まれている。
　本技術の一実施形態の二次電池は、外装部材と、その外装部材の内部に収納された電池素子と、その外装部材と電池素子との間に配置された絶縁性の耐熱部材とを備えたものである。外装部材は、開口部を有し、電池素子を内部に収納する収納部材と、その開口部を閉塞し、収納部材に溶接された閉塞部材とを含む。電池素子は、閉塞部材に対向する対向面と、その対向面に連結された側面とを有する。耐熱部材は、対向面から側面まで被覆している。
　本技術の一実施形態の二次電池によれば、収納部材および閉塞部材を含む外装部材の内部に対向面および側面を有する電池素子が収納されており、その閉塞部材が収納部材に溶接されていると共に、その外装部材と電池素子との間に耐熱部材が配置されており、その耐熱部材が対向面から側面まで被覆している。よって、電池容量を担保しながら短絡の発生を抑制することができる。
　なお、本技術の効果は、必ずしもここで説明された効果に限定されるわけではなく、後述する本技術に関連する一連の効果のうちのいずれの効果でもよい。
本技術の一実施形態における二次電池の構成を表す斜視図である。 図１に示した二次電池の構成を表す断面図である。 図２に示した二次電池の主要部の構成を模式的に表す断面図である。 図２に示した二次電池の主要部の構成を表す斜視図である。 図２に示した電池素子の構成を表す断面図である。 二次電池の製造工程を説明するための斜視図である。 図６に続く二次電池の製造工程を説明するための斜視図である。 図７に続く二次電池の製造工程を説明するための斜視図である。 図８に続く二次電池の製造工程を説明するための斜視図である。 比較例の二次電池の構成を表す断面図である。 変形例１の二次電池の構成を表す断面図である。 変形例２の二次電池の構成を表す断面図である。 変形例３の二次電池の構成を表す断面図である。 変形例４の二次電池の構成を表す断面図である。
　以下、本技術の一実施形態に関して、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、説明する順序は、下記の通りである。

　１．二次電池
　　１－１．構成
　　１－２．動作
　　１－３．製造方法
　　１－４．作用および効果
　２．変形例
＜１．二次電池＞
　まず、本技術の一実施形態の二次電池に関して説明する。
　ここで説明する二次電池は、扁平かつ柱状の立体的形状を有しており、いわゆるコイン型およびボタン型などと呼称される二次電池である。この二次電池は、後述するように、互いに対向する一対の底部と、その一対の底部の間に位置する側壁部とを有しており、その二次電池では、外径よりも高さが小さくなっている。この「外径」とは、一対の底部のそれぞれの直径（最大直径）であると共に、「高さ」とは、一方の底部から他方の底部までの距離（最大距離）である。
　二次電池の充放電原理は、特に限定されないが、以下では、電極反応物質の吸蔵放出を利用して電池容量が得られる場合に関して説明する。この二次電池は、正極および負極と共に電解質を備えており、その二次電池では、充電途中において負極の表面に電極反応物質が析出することを抑制するために、その負極の充電容量が正極の放電容量よりも大きくなっている。すなわち、負極の単位面積当たりの電気化学容量は、正極の単位面積当たりの電気化学容量よりも大きくなるように設定されている。
　電極反応物質の種類は、特に限定されないが、具体的には、アルカリ金属およびアルカリ土類金属などの軽金属である。アルカリ金属は、リチウム、ナトリウムおよびカリウムなどであると共に、アルカリ土類金属は、ベリリウム、マグネシウムおよびカルシウムなどである。
　以下では、電極反応物質がリチウムである場合を例に挙げる。リチウムの吸蔵放出を利用して電池容量が得られる二次電池は、いわゆるリチウムイオン二次電池である。このリチウムイオン二次電池では、リチウムがイオン状態で吸蔵および放出される。
＜１－１．構成＞
　図１は、二次電池の斜視構成を表している。図２は、図１に示した二次電池の断面構成を表している。図３は、図２に示した二次電池の主要部の断面構成を模式的に表している。図４は、図２に示した二次電池の主要部の斜視構成を表している。図５は、図２に示した電池素子４０の断面構成を表している。
　ただし、図２では、図示内容を簡略化するために、正極４１、負極４２、セパレータ４３、正極リード６１および負極リード６２のそれぞれを線状に示していると共に、電池素子４０と耐熱テープ５０との位置関係を見やすくするために、その耐熱テープ５０が電池素子４０から離隔された状態を示している。図３および図４のそれぞれでは、電池素子４０および耐熱テープ５０だけを示しており、図３では、電池素子４０の断面構成を簡素化している。図５では、電池素子４０の断面構成の一部だけを示している。
　以下の説明では、便宜上、図１および図２のそれぞれにおける上側を二次電池の上側とすると共に、図１および図２のそれぞれにおける下側を二次電池の下側とする。
　ここで説明する二次電池は、図１に示したように、外径Ｄよりも高さＨが小さい立体的形状、すなわち扁平かつ柱状の立体的形状を有している。ここでは、二次電池の立体的形状は、扁平かつ円筒（円柱）状である。
　二次電池の寸法は、特に限定されないが、一例を挙げると、外径Ｄ＝３ｍｍ～３０ｍｍであると共に、高さＨ＝０．５ｍｍ～７０ｍｍである。ただし、高さＨに対する外径Ｄの比（Ｄ／Ｈ）は、１よりも大きくなっている。この比（Ｄ／Ｈ）の上限は、特に限定されないが、具体的には、２５以下である。
　この二次電池は、図１～図５に示したように、外装缶１０と、電池素子４０と、耐熱テープ５０とを備えている。ここでは、二次電池は、さらに、外部端子２０と、ガスケット３０と、正極リード６１と、負極リード６２とを備えている。
［外装缶］
　外装缶１０は、図１および図２に示したように、電池素子４０などを収納する中空の外装部材である。
　ここでは、外装缶１０は、扁平かつ円柱状である二次電池の立体的形状に応じて、扁平かつ円柱状の立体的形状を有している。このため、外装缶１０は、互いに対向する上底部Ｍ１および下底部Ｍ２と、その上底部Ｍ１と下底部Ｍ２との間に位置する側壁部Ｍ３とを含んでいる。側壁部Ｍ３では、上端部が上底部Ｍ１に連結されていると共に、下端部が下底部Ｍ２に連結されている。上記したように、外装缶１０は円柱状であるため、上底部Ｍ１および下底部Ｍ２のそれぞれの平面形状は円形であると共に、側壁部Ｍ３の表面は凸型の湾曲面である。
　また、外装缶１０は、互いに接合された収納部１１および蓋部１２を含んでおり、その収納部１１は、蓋部１２により封止されている。具体的には、蓋部１２は、収納部１１に溶接されている。
　収納部１１は、電池素子４０などを内部に収納する扁平かつ円柱状の収納部材である。この収納部１１は、上端部が開放されていると共に下端部が閉塞されている中空の構造を有しているため、その上端部に開口部１１Ｋを有している。
　なお、収納部１１は、下底部Ｍ２に対応する下底部１１Ａと、側壁部Ｍ３に対応する側壁部１１Ｂとを含んでいる。この側壁部１１Ｂは、後述する電池素子４０の側面４０Ｘに対向している。ここでは、下底部１１Ａおよび側壁部１１Ｂは、互いに一体化されているため、その下底部１１Ａおよび側壁部１１Ｂを含む収納部１１は、物理的に１個の部材である。
　蓋部１２は、収納部１１の開口部１１Ｋを閉塞する略円盤状の閉塞部材であり、上記したように、その開口部１１Ｋにおいて収納部１１に溶接されている。ただし、蓋部１２の立体的形状は、開口部１１Ｋを閉塞可能であれば、特に限定されない。具体的には、蓋部１２は、略円盤状に限られず、収納部１１と同様である中空の構造、すなわち下端部が開放されていると共に上端部が閉塞されている中空の構造を有していてもよい。蓋部１２には、外部端子２０が取り付けられているため、その蓋部１２は、外部端子２０を支持している。この蓋部１２は、外部端子２０と電池素子４０とを互いに接続可能とするために、貫通孔１２Ｋを有している。
　ここでは、収納部１１の内部に向かって蓋部１２が部分的に突出するように屈曲しているため、その蓋部１２が部分的に窪んでいる。この場合において、蓋部１２の一部は、その蓋部１２の中心に向かって段差を形成するように屈曲している。これにより、蓋部１２は、収納部１１の内部に向かって部分的に突出するように屈曲しているため、窪み部１２Ｈを有している。貫通孔１２Ｋは、窪み部１２Ｈに設けられている。
　上記したように、外装缶１０は、２個の部材（収納部１１および蓋部１２）が互いに溶接されている缶であり、いわゆる溶接缶である。これにより、溶接後の外装缶１０は、全体として物理的に１個の部材であるため、事後的に２個の部材（収納部１１および蓋部１２）に分離できない状態である。
　溶接缶である外装缶１０は、互いに折り重なった部分を有していないと共に、２個以上の部材が互いに重なった部分を有していない。
　「互いに折り重なった部分を有していない」とは、外装缶１０の一部が互いに折り重なるように加工（折り曲げ加工）されていないことを意味している。また、「２個以上の部材が互いに重なった部分を有していない」とは、二次電池の完成後において外装缶１０が物理的に１個の部材であるため、その外装缶１０が事後的に２個以上の部材に分離できないことを意味している。すなわち、完成後の二次電池における外装缶１０の状態は、事後的に分離できるように２個以上の部材が互いに重なりながら組み合わされている状態でない。
　特に、溶接缶である外装缶１０は、加締め加工を用いて形成されたクリンプ缶とは異なる缶であり、いわゆるクリンプレス缶である。外装缶１０の内部において素子空間体積が増加するため、二次電池の単位体積当たりのエネルギー密度が増加するからである。この「素子空間体積」とは、充放電反応に関与する電池素子４０を収納するために利用可能である外装缶１０の内部空間の体積（有効体積）である。
　ここでは、外装缶１０（収納部１１および蓋部１２）は、導電性を有している。これにより、外装缶１０は、負極リード６２を介して電池素子４０（負極４２）に接続されているため、その負極４２の外部接続用端子として機能する。二次電池が外装缶１０とは別個に負極４２の外部接続用端子を備えていなくてもよいため、その負極４２の外部接続用端子の存在に起因する素子空間体積の減少が抑制されるからである。これにより、素子空間体積が増加するため、単位体積当たりのエネルギー密度が増加する。
　具体的には、外装缶１０は、金属材料および合金材料などの導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、その導電性材料は、鉄、銅、ニッケル、ステンレス、鉄合金、銅合金およびニッケル合金などである。ステンレスの種類は、特に限定されないが、具体的には、ＳＵＳ３０４およびＳＵＳ３１６などである。ただし、収納部１１の形成材料と蓋部１２の形成材料とは、互いに同じでもよいし、互いに異なってもよい。
　なお、外装缶１０（蓋部１２）は、後述するように、正極４１の外部接続用端子として機能する外部端子２０からガスケット３０を介して絶縁されている。外装缶１０（負極４２の外部接続用端子）と外部端子２０（正極４１の外部接続用端子）との接触（短絡）が防止されるからである。
［外部端子］
　外部端子２０は、図１および図２に示したように、二次電池が電子機器に搭載される際に、その電子機器に接続される接続用の端子である。この外部端子２０は、上記したように、外装缶１０（蓋部１２）に取り付けられているため、その蓋部１２により支持されている。
　ここでは、外部端子２０は、正極リード６１を介して電池素子４０（正極４１）に接続されているため、その正極４１の外部接続用端子として機能する。これにより、二次電池の使用時には、外部端子２０（正極４１の外部接続用端子）および外装缶１０（負極４２の外部接続用端子）を介して二次電池が電子機器に接続されるため、その電子機器が二次電池を電源として用いて動作可能になる。
　この外部端子２０は、平坦な略板状の部材であり、ガスケット３０を介して窪み部１２Ｈの内部に配置されている。これにより、外部端子２０は、上記したように、ガスケット３０を介して蓋部１２から絶縁されている。ここでは、外部端子２０は、蓋部１２よりも上方に突出しないように窪み部１２Ｈの内部に収納されている。外部端子２０が蓋部１２よりも上方に突出している場合と比較して、二次電池の高さＨが小さくなるため、単位体積当たりのエネルギー密度が増加するからである。
　なお、外部端子２０の外径は、窪み部１２Ｈの内径よりも小さいため、その外部端子２０は、周囲において蓋部１２から離隔されている。これにより、ガスケット３０は、窪み部１２Ｈの内部において外部端子２０と蓋部１２との間の空間のうちの一部だけに配置されており、より具体的には、ガスケット３０が存在しなければ外部端子２０と蓋部１２とが互いに接触し得る場所だけに配置されている。
　また、外部端子２０は、金属材料および合金材料などの導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、その導電性材料は、アルミニウムおよびアルミニウム合金などである。ただし、外部端子２０は、クラッド材料により形成されていてもよい。このクラッド材料は、ガスケット３０に近い側から順にアルミニウム層およびニッケル層を含んでおり、そのクラッド材料では、アルミニウム層とニッケル層とが互いに圧延接合されている。
［ガスケット］
　ガスケット３０は、図２に示したように、外装缶１０（蓋部１２）と外部端子２０との間に配置された絶縁部材であり、その外部端子２０は、ガスケット３０を介して蓋部１２に固定されている。ここでは、ガスケット３０は、貫通孔１２Ｋに対応する箇所に貫通孔を有するリング状の平面形状を有している。ただし、ガスケット３０の平面形状は、特に限定されないため、任意に変更可能である。また、ガスケット３０は、絶縁性の高分子化合物などの絶縁性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、その絶縁性材料は、ポリプロピレンおよびポリエチレンなどである。
　ガスケット３０の設置範囲は、特に限定されないため、任意に設定可能である。ここでは、ガスケット３０は、窪み部１２Ｈの内部において、蓋部１２の上面と外部端子２０の下面との間に配置されている。
［電池素子］
　電池素子４０は、図２～図５に示したように、充放電反応を進行させる発電素子であり、外装缶１０の内部に収納されている。この電池素子４０は、正極４１と、負極４２と、セパレータ４３と、液状の電解質である電解液（図示せず）とを含んでいる。
　ここで説明する電池素子４０は、いわゆる巻回電極体である。すなわち、電池素子４０では、正極４１および負極４２がセパレータ４３を介して互いに積層されていると共に、その正極４１、負極４２およびセパレータ４３が巻回されている。これにより、正極４１および負極４２は、セパレータ４３を介して互いに対向しながら巻回されているため、電池素子４０は、巻回中心空間４０Ｋを有している。この巻回中心空間４０Ｋは、電池素子４０の中心、すなわち正極４１、負極４２およびセパレータ４３が巻回されている中心に形成された空間であり、その正極４１および負極４２のそれぞれが存在していないことに起因して充放電反応に関与しない空間である。
　ここでは、正極４１、負極４２およびセパレータ４３は、そのセパレータ４３が最外周および最内周のそれぞれに配置されるように巻回されている。正極４１、負極４２およびセパレータ４３のそれぞれの巻回数は、特に限定されないため、任意に設定可能である。
　この電池素子４０は、外装缶１０の立体的形状と同様の立体的形状を有しているため、扁平かつ円柱状の立体的形状を有している。すなわち、電池素子４０は、二次電池の外径Ｄおよび高さＨに対応する外径ＶＤおよび高さＶＨを有している。電池素子４０が外装缶１０の立体的形状とは異なる立体的形状を有している場合と比較して、その外装缶１０の内部に電池素子４０が収納された際にデッドスペース（外装缶１０と電池素子４０との間の余剰空間）が発生しにくくなるため、その外装缶１０の内部空間が有効に利用されるからである。これにより、素子空間体積が増加するため、単位体積当たりのエネルギー密度が増加する。
　なお、電池素子４０は、上記したように、扁平かつ円柱状の立体的形状を有しているため、蓋部１２に対向する対向面４０Ｙと、その対向面４０Ｙに連結された側面４０Ｘとを有している。対向面４０Ｙの平面形状は、円形であると共に、側面４０Ｘの表面は、凸型の湾曲面である。
（正極）
　正極４１は、図５に示したように、正極集電体４１Ａおよび正極活物質層４１Ｂを含んでいる。
　正極集電体４１Ａは、正極活物質層４１Ｂが設けられる一対の面を有している。この正極集電体４１Ａは、金属材料などの導電性材料を含んでおり、その金属材料は、アルミニウムなどである。
　正極活物質層４１Ｂは、正極集電体４１Ａの両面に設けられており、リチウムを吸蔵放出可能である正極活物質のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ただし、正極活物質層４１Ｂは、さらに、正極結着剤および正極導電剤などを含んでいてもよい。また、正極活物質層４１Ｂは、正極４１が負極４２に対向する側において正極集電体４１Ａの片面だけに設けられていてもよい。正極活物質層４１Ｂの形成方法は、特に限定されないが、具体的には、塗布法などである。
　正極活物質は、リチウム化合物を含んでいる。このリチウム化合物は、リチウムを構成元素として含む化合物の総称であり、より具体的には、リチウムと共に１種類または２種類以上の遷移金属元素を構成元素として含む化合物である。高いエネルギー密度が得られるからである。ただし、リチウム化合物は、さらに、他元素（リチウムおよび遷移金属元素のそれぞれ以外の元素）のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。リチウム化合物の種類は、特に限定されないが、具体的には、酸化物、リン酸化合物、ケイ酸化合物およびホウ酸化合物などである。酸化物の具体例は、ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＣｏＯ2 およびＬｉＭｎ2 Ｏ4 などであると共に、リン酸化合物の具体例は、ＬｉＦｅＰＯ4 およびＬｉＭｎＰＯ4 などである。
　正極結着剤は、合成ゴムおよび高分子化合物などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。合成ゴムは、スチレンブタジエン系ゴムなどであると共に、高分子化合物は、ポリフッ化ビニリデンなどである。正極導電剤は、炭素材料などの導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、その炭素材料は、黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラックおよびケッチェンブラックなどである。ただし、導電性材料は、金属材料および高分子化合物などでもよい。
（負極）
　負極４２は、図５に示したように、負極集電体４２Ａおよび負極活物質層４２Ｂを含んでいる。
　負極集電体４２Ａは、負極活物質層４２Ｂが設けられる一対の面を有している。この負極集電体４２Ａは、金属材料などの導電性材料を含んでおり、その金属材料は、銅などである。
　負極活物質層４２Ｂは、負極集電体４２Ａの両面に設けられており、リチウムを吸蔵放出可能である負極活物質のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ただし、負極活物質層４２Ｂは、さらに、負極結着剤および負極導電剤などを含んでいてもよい。また、負極活物質層４２Ｂは、負極４２が正極４１に対向する側において負極集電体４２Ａの片面だけに設けられていてもよい。負極結着剤および負極導電剤のそれぞれに関する詳細は、正極結着剤および正極導電剤のそれぞれに関する詳細と同様である。負極活物質層４２Ｂの形成方法は、特に限定されないが、具体的には、塗布法、気相法、液相法、溶射法および焼成法（焼結法）などのうちのいずれか１種類または２種類以上である。
　負極活物質は、炭素材料および金属系材料のうちの一方または双方などを含んでいる。高いエネルギー密度が得られるからである。炭素材料は、易黒鉛化性炭素、難黒鉛化性炭素および黒鉛（天然黒鉛および人造黒鉛）などである。金属系材料は、リチウムと合金を形成可能である金属元素および半金属元素のうちのいずれか１種類または２種類以上を構成元素として含む材料であり、その金属元素および半金属元素は、ケイ素およびスズのうちの一方または双方などである。ただし、金属系材料は、単体でもよいし、合金でもよいし、化合物でもよいし、それらの２種類以上の混合物でもよい、それらの２種類以上の相を含む材料でもよい。金属系材料の具体例は、ＴｉＳｉ2 およびＳｉＯx （０＜ｘ≦２または０．２＜ｘ＜１．４）などである。
　ここでは、負極４２の高さは、正極４１の高さよりも大きくなっている。この場合において、負極４２は、正極４１よりも上方に突出していると共に、その正極４１よりも下方に突出している。正極４１から放出されたリチウムイオンが負極４２の表面において析出することを抑制するためである。この「高さ」とは、上記した二次電池の高さＨに対応する寸法であり、すなわち図１および図２のそれぞれにおける上下方向の寸法である。ここで説明した高さの定義は、以降においても同様である。
（セパレータ）
　セパレータ４３は、図２および図５に示したように、正極４１と負極４２との間に介在している絶縁性の多孔質膜であり、その正極４１と負極４２との短絡を防止しながらリチウムイオンを通過させる。このセパレータ４３は、ポリエチレンなどの高分子化合物を含んでいる。
　ここでは、セパレータ４３の高さは、負極４２の高さよりも大きくなっている。この場合において、セパレータ４３は、負極４２よりも上方に突出していると共に、その負極４２よりも下方に突出している。正極４１と外装缶１０（収納部１１および蓋部１２）とが互いに接触することを抑制するためである。
（電解液）
　電解液は、正極４１、負極４２およびセパレータ４３のそれぞれに含浸されており、溶媒および電解質塩を含んでいる。溶媒は、炭酸エステル系化合物、カルボン酸エステル系化合物およびラクトン系化合物などの非水溶媒（有機溶剤）のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、その非水溶媒を含んでいる電解液は、いわゆる非水電解液である。電解質塩は、リチウム塩などの軽金属塩のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
［耐熱テープ］
　耐熱テープ５０は、図２～図４に示したように、外装缶１０と電池素子４０との間に配置されている絶縁性の耐熱部材である。この耐熱テープ５０は、巻回電極体である電池素子４０の外周面に沿った略筒状の構造を有しており、その電池素子４０のうちの対向面４０Ｙから側面４０Ｘまで被覆している。
　すなわち、耐熱テープ５０は、側面４０Ｘおよび対向面４０Ｙのそれぞれに沿うように連続的に延在していると共に、その側面４０Ｘおよび対向面４０Ｙの双方を被覆している。言い替えれば、耐熱テープ５０は、側面４０Ｘと対向面４０Ｙとの連結箇所を経由して側面４０Ｘから対向面４０Ｙまで延在しているため、その連結箇所を被覆していると共に、その側面４０Ｘを被覆する部分と対向面４０Ｙを被覆する部分とが互いに連結（一体化）された構造を有している。これにより、耐熱テープ５０は、物理的に１個の部材（連続体）でありながら、対向面４０Ｙから側面４０Ｘまで連続的に被覆している。図４では、耐熱テープ５０に網掛けを施している。
　この耐熱テープ５０は、電池素子４０の側面４０Ｘを被覆することにより、正極４１、負極４２およびセパレータ４３のそれぞれを巻き止めする固定部材としての役割を果たしている。
　また、耐熱テープ５０は、後述するように、二次電池の製造工程（外装缶１０の形成工程）において、電池素子４０を熱的に保護する保護部材としての役割を果たしている。この電池素子４０を熱的に保護する役割の詳細に関しては、後述する。
　ここでは具体的に図示しないが、耐熱テープ５０は、基材層の上に接着層が設けられた接着テープであるため、その接着層を介して電池素子４０（側面４０Ｘおよび対向面４０Ｙの双方）に接着されている。耐熱テープ５０が電池素子４０に固定されるため、その耐熱テープ５０による側面４０Ｘおよび対向面４０Ｙのそれぞれの被覆状態が維持されやすくなるからである。ただし、耐熱テープ５０は、接着層を有していない非接着テープであるため、別途、接着剤を介して電池素子４０に接着されていてもよい。また、耐熱テープ５０は、側面４０Ｘおよび対向面４０Ｙのうちのいずれか一方だけに接着されていてもよい。
　この耐熱テープ５０は、電池素子４０よりも高い耐熱性を有する材料（耐熱性材料）のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。耐熱テープ５０が電池素子４０を熱的に保護するためである。耐熱性材料の種類は、特に限定されないため、任意に選択可能である。
　中でも、耐熱テープ５０は、セパレータ４３のシャットダウン温度よりも高い融点を有しているため、耐熱性材料の融点は、セパレータ４３のシャットダウン温度よりも高いことが好ましい。耐熱テープ５０が電池素子４０を十分に熱的に保護しやすくなるからである。
　この「シャットダウン温度」とは、セパレータ４３においてシャットダウンが発生する温度であり、より具体的には、溶融現象に起因してセパレータ４３中に存在している多数の空孔が遮蔽される温度である。セパレータ４３がシャットダウンすると、電池素子４０の内部抵抗が上昇するため、電池素子４０の急激な温度上昇が抑制される。これにより、二次電池が熱暴走しにくくなる。
　具体的には、耐熱性材料は、ポリイミド、ポリアミド、アセタール、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリテトラフルオロエチレンおよびポリエチレンテレフタレートなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいることが好ましい。ポリイミドなどは高い融点（または高い熱分解温度）を有しているため、耐熱テープ５０が電池素子４０を十分に熱的に保護しやすくなるからである。
　耐熱テープ５０の厚さは、特に限定されないが、中でも、電池素子４０を熱的に保護可能である範囲内において十分に薄いことが好ましい。外装缶１０の内部に耐熱テープ５０が収納されていても素子空間体積が減少しにくくなるため、単位体積当たりのエネルギー密度が増加するからである。
　具体的には、耐熱テープ５０の厚さは、３０μｍ以下であることが好ましい。耐熱テープ５０の厚さが十分に薄くなるため、その耐熱テープ５０の存在が素子空間体積に影響を及ぼしにくくなり、すなわち素子空間体積が十分に減少しにくくなるからである。
　ここで、外装缶１０と電池素子４０との間の距離（クリアランス）は、特に限定されないため、任意に設定可能である。中でも、外装缶１０の内部に耐熱テープ５０が収納されていても素子空間体積を十分に大きくするために、外装缶１０と電池素子４０との間の距離は十分に小さいことが好ましい。
　具体的には、外装缶１０（収納部１１の側壁部１１Ｂ）から電池素子４０（側面４０Ｘ）までの距離Ｌ１は、０．５ｍｍ以下である。また、外装缶（蓋部１２）から電池素子４０（対向面４０Ｙ）までの距離Ｌ２は、０．５ｍｍ以下である。
　なお、耐熱テープ５０は、側面４０Ｘを被覆する耐熱部５０Ｘと、対向面４０Ｙを被覆する耐熱部５０Ｙとを含んでいる。この耐熱部５０Ｘ，５０Ｙは、上記したように、対向面４０Ｙから側面４０Ｘまで被覆するために、互いに一体化されている。
　耐熱部５０Ｘが側面４０Ｘを被覆している範囲は、特に限定されない。すなわち、耐熱部５０Ｘは、側面４０Ｘの全体を被覆していてもよいし、その側面４０Ｘの一部だけを被覆していてもよい。図２～図４では、耐熱部５０Ｘが側面４０Ｘの全体を被覆している場合を示している。
　耐熱部５０Ｙが対向面４０Ｙを被覆している範囲は、特に限定されないため、任意に設定可能である。中でも、耐熱部５０Ｙは、巻回中心空間４０Ｋを遮蔽しないように対向面４０Ｙを被覆しているため、その巻回中心空間４０Ｋの周辺において対向面４０Ｙを被覆していることが好ましい。後述するように、二次電池の製造工程（外装缶１０の内部に電解液を注入する工程）において、巻回体４０Ｚに対する電解液の供給経路として巻回中心空間４０Ｋを利用可能になるため、その巻回体４０Ｚに電解液が含浸されやすくなるからである。図２では、窪み部１２Ｈよりも外側において耐熱部５０Ｙが対向面４０Ｙを被覆している場合を示している。
　より具体的には、対向面４０Ｙの面積をＳ１、耐熱テープ５０（耐熱部５０Ｙ）が対向面４０Ｙを被覆している面積をＳ２とした際、面積Ｓ１に対する面積Ｓ２の割合（面積割合）Ｓ（＝（Ｓ２／Ｓ１）×１００）は、８０％以下であることが好ましい。巻回中心空間４０Ｋの内部に電解液が供給されることを阻害しない範囲内において、対向面４０Ｙが耐熱部５０Ｙにより十分に被覆されるからである。これにより、巻回体４０Ｚに対する電解液の含浸効率が担保されながら、電池素子４０が耐熱テープ５０により熱的に保護されやすくなる。
［正極リード］
　正極リード６１は、図２に示したように、外装缶１０の内部に収納されており、正極４１（正極集電体４１Ａ）を外部端子２０に接続させる正極４１用の接続配線である。この正極リード６１は、蓋部１２に設けられている貫通孔１２Ｋを経由して外部端子２０の下面に接続されている。
　ここでは、二次電池は、１本の正極リード６１を備えている。ただし、二次電池は、２本以上の正極リード６１を備えていてもよい。正極リード６１の本数が増加すると、電池素子４０の電気抵抗が低下するからである。
　正極リード６１の接続方法は、特に限定されないが、具体的には、溶接法である。この溶接法の種類は、特に限定されないが、具体的には、抵抗溶接法、超音波溶接法およびレーザ溶接法などのうちのいずれか１種類または２種類以上である。ここで説明した溶接法に関する詳細は、特に説明上において具体的な溶接法の種類を特定しない限り、以降においても同様である。
　正極リード６１の形成材料に関する詳細は、正極集電体４１Ａの形成材料に関する詳細と同様である。ただし、正極リード６１の形成材料と正極集電体４１Ａの形成材料とは、互いに同じでもよいし、互いに異なってもよい。
　正極４１に対する正極リード６１の接続位置は、特に限定されないため、任意に設定可能である。すなわち、正極リード６１は、最外周において正極４１に接続されていてもよいし、最内周において正極４１に接続されていてもよいし、最外周と最内周との間の巻回途中において正極４１に接続されていてもよい。図２では、正極リード６１が巻回途中において正極４１に接続されている場合を示している。
　なお、正極リード６１は、正極集電体４１Ａから物理的に分離されているため、その正極集電体４１Ａとは別体化されている。ただし、正極リード６１は、正極集電体４１Ａと物理的に連続しているため、その正極集電体４１Ａと一体化されていてもよい。
［負極リード］
　負極リード６２は、図２に示したように、外装缶１０の内部に収納されており、負極４２（負極集電体４２Ａ）を外装缶１０（収納部１１）に接続させる負極４２用の接続配線である。ここでは、二次電池は、１本の負極リード６２を備えている。ただし、二次電池は、２本以上の負極リード６２を備えていてもよい。負極リード６２の本数が増加すると、電池素子４０の電気抵抗が低下するからである。
　負極リード６２の接続方法に関する詳細は、正極リード６１の接続方法に関する詳細と同様である。また、負極リード６２の形成材料に関する詳細は、負極集電体４２Ａの形成材料に関する詳細と同様である。ただし、負極リード６２の形成材料と負極集電体４２Ａの形成材料とは、互いに同じでもよいし、互いに異なってもよい。
　負極４２に対する負極リード６２の接続位置は、特に限定されないため、任意に設定可能である。すなわち、負極リード６２は、最外周において負極４２に接続されていてもよいし、最内周において負極４２に接続されていてもよいし、最外周と最内周との間の巻回途中において負極４２に接続されていてもよい。図２では、負極リード６２が最外周において負極４２に接続されている場合を示している。
　なお、負極リード６２は、負極集電体４２Ａから物理的に分離されているため、その負極集電体４２Ａとは別体化されている。ただし、負極リード６２は、負極集電体４２Ａと物理的に連続しているため、その負極集電体４２Ａと一体化されていてもよい。
［その他］
　なお、二次電池は、さらに、図示しない他の構成要素のうちのいずれか１種類または２種類以上を備えていてもよい。
　具体的には、二次電池は、安全弁機構を備えている。この安全弁機構は、外装缶１０の内圧が一定以上に到達すると、その外装缶１０と電池素子４０（負極４２）との電気的接続を切断する。外装缶１０の内圧が一定以上に到達する原因は、二次電池の内部短絡および加熱などである。安全弁機構の設置場所は、外装缶１０であれば、特に限定されない。中でも、安全弁機構は、収納部１１（下底部１１Ａ）および蓋部１２のうちのいずれかに設けられていることが好ましく、外部端子２０が取り付けられていない下底部１１Ａに設けられていることがより好ましい。
　また、二次電池は、外装缶１０と電池素子４０との間に絶縁フィルムを備えている。この絶縁フィルムは、蓋部１２と電池素子４０との間に配置されていてもよいし、収納部１１（下底部１１Ａ）と電池素子４０との間に配置されていてもよいし、双方に配置されていてもよい。これにより、絶縁フィルムは、外装缶１０と電池素子４０（正極４１）とが互いに接触することを抑制する。
　また、二次電池は、正極リード６１の周囲を被覆するシーラントを備えている。このシーラントは、ポリイミドなどの絶縁性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
　なお、外装缶１０には、開列弁が設けられている。この開列弁は、外装缶１０の内圧が一定以上に到達した際に開裂するため、その内圧を開放する。開列弁の設置場所は、外装缶１０であれば、特に限定されないが、中でも、上記した安全弁機構の設置場所と同様に、収納部１１（下底部１１Ａ）および蓋部１２のうちのいずれかが好ましく、その下底部１１Ａがより好ましい。
＜１－２．動作＞
　二次電池の充電時には、電池素子４０において、正極４１からリチウムが放出されると共に、そのリチウムが電解液を介して負極４２に吸蔵される。一方、二次電池の放電時には、電池素子４０において、負極４２からリチウムが放出されると共に、そのリチウムが電解液を介して正極４１に吸蔵される。これらの充放電時には、リチウムがイオン状態で吸蔵および放出される。
＜１－３．製造方法＞
　図６および図７のそれぞれは、二次電池の製造工程を説明するために、図４に対応する斜視構成を表している。図８および図９のそれぞれは、二次電池の製造工程を説明するために、図１に対応する斜視構成を表している。
　ただし、図８では、収納部１１に蓋部１２が溶接される前であるため、その蓋部１２が収納部１１から分離されている状態を示している。図９では、外装缶１０（収納部１１および蓋部１２）と共に、レーザ溶接法を用いた溶接工程において用いられる光源７０を示している。図６～図８のそれぞれでは、図示内容を簡略化するために、正極リード６１および負極リード６２のそれぞれの図示を省略している。
　以下の説明では、図６～図９と共に、随時、既に説明した図１～図５を参照する。
　二次電池の製造工程では、図８に示したように、外装缶１０を形成するために、互いに物理的に分離されている収納部１１および蓋部１２を用いる。この収納部１１は、下底部１１Ａおよび側壁部１１Ｂが互いに一体化された部材であり、上記したように、開口部１１Ｋを有している。蓋部１２に設けられている窪み部１２Ｈには、あらかじめ外部端子２０がガスケット３０を介して取り付けられている。
　ただし、下底部１１Ａおよび側壁部１１Ｂが互いに物理的に分離されているため、その下底部１１Ａに側壁部１１Ｂを溶接することにより、収納部１１を形成してもよい。
［正極の作製］
　最初に、正極活物質、正極結着剤および正極導電剤などを混合することにより、正極合剤としたのち、有機溶剤などの溶媒に正極合剤を投入することにより、ペースト状の正極合剤スラリーを調製する。続いて、正極集電体４１Ａの両面に正極合剤スラリーを塗布することにより、正極活物質層４１Ｂを形成する。最後に、ロールプレス機などを用いて正極活物質層４１Ｂを圧縮成型する。この場合には、正極活物質層４１Ｂを加熱してもよいと共に、圧縮成型を複数回繰り返してもよい。これにより、正極４１が作製される。
［負極の作製］
　最初に、負極活物質、負極結着剤および負極導電剤などを混合することにより、負極合剤としたのち、有機溶剤などの溶媒に負極合剤を投入することにより、ペースト状の負極合剤スラリーを調製する。続いて、負極集電体４２Ａの両面に負極合剤スラリーを塗布することにより、負極活物質層４２Ｂを形成する。最後に、ロールプレス機などを用いて負極活物質層４２Ｂを圧縮成型する。負極活物質層４２Ｂの圧縮成型に関する詳細は、正極活物質層４１Ｂの圧縮成型に関する詳細と同様である。これにより、負極４２が作製される。
［電解液の調製］
　溶媒に電解質塩を投入する。これにより、溶媒中において電解質塩が分散または溶解されるため、電解液が調製される。
［二次電池の組み立て］
　最初に、溶接法などを用いて、正極４１（正極集電体４１Ａ）に正極リード６１を接続させると共に、負極４２（負極集電体４２Ａ）に負極リード６２を接続させる。
　続いて、セパレータ４３を介して、正極リード６１が接続されている正極４１と、負極リード６２が接続されている負極４２とを互いに積層させたのち、その正極４１、負極４２およびセパレータ４３を巻回させることにより、図６に示したように、側面４０Ｘおよび対向面４０Ｙを有する巻回体４０Ｚを作製する。この巻回体４０Ｚは、正極４１、負極４２およびセパレータ４３のそれぞれに電解液が含浸されていないことを除いて、電池素子４０の構成と同様の構成を有している。
　続いて、図７に示したように、巻回体４０Ｚの側面４０Ｘに耐熱テープ５０を接着させる。この場合には、巻回体４０Ｚの高さよりも耐熱テープ５０の高さを大きくすることにより、その巻回体４０Ｚよりも上方に耐熱テープ５０を突出させる。これにより、耐熱テープ５０は、巻回体４０Ｚよりも上方に突出した突出部５０Ｐを含んでおり、その突出部５０Ｐは、突出長Ｎを有している。この突出長Ｎは、高さＶＨに対応する耐熱テープ５０の寸法である。
　続いて、電池素子４０に対して突出部５０Ｐを加圧処理することにより、その突出部５０Ｐを対向面４０Ｙに密着させる。これにより、図４に示したように、側面４０Ｘおよび対向面４０Ｙの双方に耐熱テープ５０が接着されるため、耐熱部５０Ｘと共に耐熱部５０Ｙ（突出部５０Ｐ）を含む耐熱テープ５０が巻回体４０Ｚに固定される。
　続いて、図８に示したように、開口部１１Ｋから収納部１１の内部に、正極リード６１および負極リード６２のそれぞれが接続されていると共に耐熱テープ５０が接着されている巻回体４０Ｚを収納する。この場合には、溶接法などを用いて、負極リード６２を収納部１１（下底部１１Ａ）に接続させる。これにより、収納部１１（側壁部１１Ｂ）と巻回体４０Ｚとの間に耐熱テープ５０が配置される。
　続いて、開口部１１Ｋから収納部１１の内部に電解液を注入する。これにより、巻回体４０Ｚ（正極４１、負極４２およびセパレータ４３）に電解液が含浸されるため、巻回電極体である電池素子４０が作製される。この場合には、電解液の一部が巻回中心空間４０Ｋの内部に供給されるため、その電解液が巻回中心空間４０Ｋの内部から巻回体４０Ｚに含浸される。
　続いて、外部端子２０がガスケット３０を介して取り付けられている蓋部１２を用いて開口部１１Ｋを閉塞したのち、図９に示したように、レーザ溶接法を用いて、その収納部１１に蓋部１２を溶接する。この場合には、溶接法などを用いて、貫通孔１２Ｋを経由して正極リード６１を外部端子２０に接続させる。
　レーザ溶接法を用いた溶接工程では、光源７０から蓋部１２の外周縁部に対してレーザ光Ｒが照射される。この場合には、蓋部１２の外周縁部がレーザ光Ｒにより加熱されるため、その外周縁部において蓋部１２が収納部１１に溶接される。
　これにより、収納部１１および蓋部１２が互いに接合されるため、外装缶１０が形成されると共に、その外装缶１０の内部に電池素子４０および耐熱テープ５０などが収納されるため、二次電池が組み立てられる。
［二次電池の安定化］
　組み立て後の二次電池を充放電させる。環境温度、充放電回数（サイクル数）および充放電条件などの各種条件は、任意に設定可能である。これにより、負極４２などの表面に被膜が形成されるため、二次電池の状態が電気化学的に安定化する。
　よって、外装缶１０の内部に電池素子４０および耐熱テープ５０などが封入されるため、二次電池が完成する。
＜１－４．作用および効果＞
　この二次電池によれば、収納部１１および蓋部１２を含む外装缶１０の内部に対向面４０Ｙおよび側面４０Ｘを有する電池素子４０が収納されており、その蓋部１２が収納部１１に溶接されている。また、外装缶１０と電池素子４０との間に耐熱テープ５０が配置されており、その耐熱テープ５０が対向面４０Ｙから側面４０Ｘまで被覆している。よって、以下で説明する理由により、電池容量を担保しながら短絡の発生を抑制することができる。
　図１０は、比較例の二次電池の断面構成を表しており、図２に対応している。この比較例の二次電池は、耐熱テープ５０の代わりに耐熱テープ１５０を備えていることを除いて、本実施形態の二次電池の構成と同様の構成を有しており、その本実施形態の二次電池の製造方法と同様の製造方法により製造される。この耐熱テープ１５０は、耐熱部５０Ｙを含んでおらずに耐熱部５０Ｘだけを含んでいるため、対向面４０Ｙを被覆しておらずに側面４０Ｘだけを被覆していることを除いて、耐熱テープ５０の構成と同様の構成を有している。
　比較例の二次電池において、耐熱テープ１５０は、側面４０Ｘを被覆しているため、耐熱テープ５０と同様に、固定部材としての役割を果たす。しかしながら、耐熱テープ１５０は、対向面４０Ｙを被覆していないため、耐熱テープ５０とは異なり、保護部材としての役割を果たさない。
　ここで、耐熱テープ１５０が電池素子４０の表面（側面４０Ｘ）を被覆していても、その耐熱テープ５０の厚さは過剰に大きくなくてもよく、言い替えれば十分に薄くて済む。この場合には、外装缶１０の内部に電池素子４０と共に耐熱テープ１５０が収納されても、素子空間体積がほとんど減少しない。これにより、電池素子４０の体積が増加するため、電池容量が担保される。
　しかしながら、耐熱テープ１５０を用いた場合には、二次電池の動作特性に影響を及ぼす製造工程上の問題が発生する。具体的には、図９および図１０に示したように、外装缶１０の形成工程（レーザ溶接法を用いた収納部１１に対する蓋部１２の溶接工程）において、その蓋部１２の外周縁部がレーザ光Ｒにより加熱されると、その収納部１１に蓋部１２が接合される。
　この場合には、蓋部１２の外周縁部の近傍において電池素子４０が過剰に加熱されるため、セパレータ４３が破損しやすくなる。具体的には、セパレータ４３が熱収縮すると共に、場合によってはセパレータ４３が破断してしまう。セパレータ４３が破損すると、正極４１と負極４２とが互いに接触しやすくなるため、短絡が発生しやすくなる。
　これらのことから、比較例の二次電池では、電池容量が担保される反面、短絡が発生しやすくなるため、電池容量を担保しながら短絡の発生を抑制することが困難である。
　これに対して、本実施形態の二次電池では、図２および図９に示したように、外装缶１０の形成工程において、レーザ光Ｒの照射に起因して蓋部１２の外周縁部が加熱されても、耐熱テープ５０が対向面４０Ｙを被覆しているため、その耐熱テープ５０により電池素子４０が熱的に保護される。
　この場合には、蓋部１２の外周縁部の近傍において電池素子４０が過剰に加熱されないため、セパレータ４３が破損しにくくなる。これにより、正極４１と負極４２とが互いに接触しやすくなるため、短絡が発生しにくくなる。
　しかも、対向面４０Ｙから側面４０Ｘまで被覆している耐熱テープ５０は、外装缶１０の形成工程において電池素子４０を熱的に保護する保護部材としての役割を果たすだけでなく、その電池素子４０を巻き止めする固定部材としての役割も果たす。
　これにより、固定部材の役割および保護部材の役割の双方を果たすために耐熱テープ５０の存在範囲が側面４０Ｘから対向面４０Ｙまで拡張されても、その耐熱テープ５０の存在範囲は僅かしか増加しない。また、耐熱テープ５０が上記した２種類の役割を果たすためには、上記したように、その耐熱テープ５０の厚さは十分に薄くて済む。
　よって、外装缶１０の内部に電池素子４０と共に耐熱テープ５０が収納されても、素子空間体積がほとんど減少しないため、電池素子４０の体積が増加する。
　これらのことから、本実施形態の二次電池では、電池容量が増加すると共に短絡も発生しにくくなるため、電池容量を担保しながら短絡の発生を抑制することができる。
　この他、耐熱テープ５０では、側面４０Ｘを被覆する耐熱部５０Ｘと対向面４０Ｙを被覆する耐熱部５０Ｙとが互いに一体化されている。これにより、耐熱部５０Ｘ，５０Ｙが互いに別体化されている場合と比較して、二次電池の構成部品数が減少するため、その二次電池の製造コストを低減させることができると共に、その二次電池を容易に製造することもできる。
　特に、耐熱テープ５０がセパレータ４３のシャットダウン温度よりも高い融点を有してれば、その耐熱テープ５０が電池素子４０を十分に熱的に保護しやすくなるため、より高い効果を得ることができる。
　また、耐熱テープ５０がポリイミドを含んでいれば、その耐熱テープ５０が電池素子４０を十分に熱的に保護しやすくなるため、より高い効果を得ることができる。
　また、耐熱テープ５０が対向面４０Ｙおよび側面４０Ｘの双方に接着されていれば、その耐熱テープ５０による側面４０Ｘおよび対向面４０Ｙのそれぞれの被覆状態が維持されやすくなるため、より高い効果を得ることができる。
　また、距離Ｌ１が０．５ｍｍ以下であると共に距離Ｌ２が０．５ｍｍ以下であれば、外装缶１０と電池素子４０との間に耐熱テープ５０を配置可能としながら、いわゆるクリアランスである距離Ｄ１，Ｄ２のそれぞれが十分に小さくなる。よって、外装缶１０の内部に電池素子４０と共に耐熱テープ５０が収納されても素子空間体積が十分に大きくなるため、より高い効果を得ることができる。
　また、耐熱テープ５０の厚さが３０μｍ以下であれば、外装缶１０の内部に電池素子４０と共に耐熱テープ５０が収納されても素子空間体積が十分に大きくなるため、より高い効果を得ることができる。
　また、耐熱テープ５０が巻回中心空間４０Ｋを遮蔽しないように対向面４０Ｙを被覆していれば、電解液が巻回体４０Ｚに含浸されやすくなるため、二次電池が十分な量の電解液を保持可能になる。よって、電池容量が十分に大きくなるため、より高い効果を得ることができる。
　また、面積割合Ｓが８０％以下であれば、巻回体４０Ｚに対する電解液の含浸効率が担保されながら、電池素子４０が耐熱テープ５０により熱的に保護されやすくなるため、より高い効果を得ることができる。
　また、二次電池が扁平かつ柱状であり、すなわち二次電池がコイン型およびボタン型などと呼称される二次電池であれば、サイズの観点において制約が大きい小型の二次電池においても、電池容量が担保されながら短絡の発生が抑制されるため、より高い効果を得ることができる。
　また、二次電池がリチウムイオン二次電池であれば、リチウムの吸蔵放出を利用して十分な電池容量が安定に得られるため、より高い効果を得ることができる。
＜２．変形例＞
　上記した二次電池の構成は、以下で説明するように、適宜、変更可能である。ただし、以下で説明する一連の変形例に関しては、任意の２種類以上が互いに組み合わされてもよい。
［変形例１］
　図２では、窪み部１２Ｈよりも外側において耐熱部５０Ｙが対向面４０Ｙを被覆している。しかしながら、耐熱部５０Ｙが対向面４０Ｙを被覆している範囲は、上記したように、任意に変更可能である。
　具体的には、図２に対応する図１１に示したように、耐熱部５０Ｙは、窪み部１２Ｈよりも内側まで拡張されているため、その窪み部１２Ｈよりも内側まで対向面４０Ｙを被覆していてもよい。この場合においても、電池素子４０が耐熱テープ５０（耐熱部５０Ｙ）により熱的に保護されるため、図２に示した場合と同様の効果を得ることができる。
　ただし、上記したように、巻回体４０Ｚに対して電解液を含浸させやすくするためには、耐熱部５０Ｙは巻回中心空間４０Ｋを遮蔽していないことが好ましい。
［変形例２］
　図２では、耐熱テープ５０において耐熱部５０Ｘが電池素子４０の側面４０Ｘの全体を被覆している。しかしながら、耐熱部５０Ｘが側面４０Ｘを被覆している範囲は、上記したように、任意に変更可能である。
　具体的には、図２に対応する図１２に示したように、耐熱部５０Ｘは、上方に向かって短縮されているため、側面４０Ｘの一部だけを被覆していてもよい。この場合においても、電池素子４０が耐熱テープ５０（耐熱部５０Ｙ）により熱的に保護されるため、図２に示した場合と同様の効果を得ることができる。
　ただし、耐熱部５０Ｘを用いて電池素子４０を十分に巻き止めするためには、その耐熱部５０Ｘが側面４０Ｘを被覆している面積は十分に大きいことが好ましい。
［変形例３］
　図２では、正極４１が正極リード６１を介して外部端子２０に接続されていると共に、負極４２が負極リード６２を介して外装缶１０（収納部１１）に接続されている。このため、外部端子２０が正極４１の外部接続用端子として機能していると共に、外装缶１０が負極４２の外部接続用端子として機能している。
　しかしながら、図２に対応する図１３に示したように、正極４１が正極リード６１を介して外装缶１０（収納部１１）に接続されていると共に、負極４２が負極リード６２を介して外部端子２０に接続されていてもよい。このため、外装缶１０が正極４１の外部接続用端子として機能していると共に、外部端子２０が負極４２の外部接続用端子として機能していてもよい。ここでは、負極リード６２が巻回途中において負極４２に接続されていると共に、正極リード６１が最外周において正極４１に接続されている。
　この場合において、外部端子２０は、負極４２の外部接続用端子として機能するために、金属材料および合金材料の導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、その導電性材料は、鉄、銅、ニッケル、ステンレス、鉄合金、銅合金およびニッケル合金などである。外装缶１０は、正極４１の外部接続用端子として機能するために、金属材料および合金材料の導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、その導電性材料は、アルミニウム、アルミニウム合金およびステンレスなどである。
　この場合においても、二次電池が外部端子２０（負極４２の外部接続用端子）および外装缶１０（正極４１の外部接続用端子）を介して電子機器に接続可能であるため、図２に示した場合と同様の効果を得ることができる。
［変形例４］
　図２では、二次電池が巻回電極体である電池素子４０（正極４１、負極４２およびセパレータ４３）を備えている。しかしながら、図２に対応する図１４に示したように、二次電池が積層電極体である電池素子８０（正極８１、負極８２およびセパレータ８３）を備えていてもよい。
　電池素子８０は、以下で説明することを除いて、電池素子４０の構成と同様の構成を有している。この電池素子８０は、正極８１、負極８２およびセパレータ８３を含んでおり、その正極８１および負極８２は、セパレータ８３を介して交互に積層されている。このため、電池素子８０は、１個または２個以上の正極８１と、１個または２個以上の負極８２と、１個または２個以上のセパレータ８３とを含んでいる。ただし、電池素子８０は、電池素子４０とは異なり、巻回中心空間４０Ｋを有していない。正極８１、負極８２およびセパレータ８３のそれぞれの構成は、正極４１、負極４２およびセパレータ４３のそれぞれの構成と同様である。すなわち、電池素子８０は、側面４０Ｘに対応する側面８０Ｘと、対向面４０Ｙに対応する対向面８０Ｙとを有している。
　ここでは、電池素子８０は、複数の正極８１と、複数の負極８２と、複数のセパレータ８３とを含んでいる。図１４では、図示内容を簡略化しているが、二次電池は、複数の正極８１（正極集電体）のそれぞれに接続された複数の正極リード６１と、複数の負極（負極集電体）８２のそれぞれに接続された複数の負極リード６２とを備えている。複数の正極リード６１は、互いに接合された状態において外部端子２０に接続されていると共に、複数の負極リード６２は、互いに接合された状態において外装缶１０（収納部１１）に接続されている。
　耐熱テープ５０は、対向面８０Ｙから側面８０Ｘまで被覆している。これにより、耐熱テープ５０は、側面８０Ｘを被覆しているため、互いに積層されている複数の正極８１、複数の負極８２および複数のセパレータ８３を固定する固定部材としての役割を果たしている。また、耐熱テープ５０は、対向面８０Ｙを被覆しているため、電池素子８０を熱的に保護する保護部材としての役割を果たしている。
　この場合においても、耐熱テープ５０が固定部材の役割および保護部材の役割の双方を果たすため、図２に示した場合と同様の効果を得ることができる。
　本技術の実施例に関して説明する。
＜実施例１～１８および比較例１～５＞
　二次電池を作製したのち、その二次電池の性能を評価した。
［実施例１～１８の二次電池の作製］
　以下で説明する手順により、図１～図５に示したボタン型の二次電池（リチウムイオン二次電池）を作製した。なお、表１および表２のそれぞれでは、表記内容を簡略化するために、「実施例１～１８」および「比較例１～５」を「実１～１８」および「比１～５」と示している。
（正極の作製）
　最初に、正極活物質（ＬｉＣｏＯ2 ）９１質量部と、正極結着剤（ポリフッ化ビニリデン）３質量部と、正極導電剤（黒鉛）６質量部とを混合することにより、正極合剤とした。続いて、溶媒（有機溶剤であるＮ－メチル－２－ピロリドン）に正極合剤を投入したのち、その有機溶剤を撹拌することにより、ペースト状の正極合剤スラリーを調製した。続いて、コーティング装置を用いて正極集電体４１Ａ（厚さ＝１２μｍである帯状のアルミニウム箔）の両面に正極合剤スラリーを塗布したのち、その正極合剤スラリーを乾燥させることにより、正極活物質層４１Ｂを形成した。最後に、ロールプレス機を用いて正極活物質層４１Ｂを圧縮成型した。これにより、正極４１が作製された。
（負極の作製）
　最初に、負極活物質（黒鉛）９５質量部と、負極結着剤（ポリフッ化ビニリデン）５質量部とを混合することにより、負極合剤とした。続いて、溶媒（有機溶剤であるＮ－メチル－２－ピロリドン）に負極合剤を投入したのち、その有機溶剤を撹拌することにより、ペースト状の負極合剤スラリーを調製した。続いて、コーティング装置を用いて負極集電体４２Ａ（厚さ＝１５μｍである帯状の銅箔）の両面に正極合剤スラリーを塗布したのち、その負極合剤スラリーを乾燥させることにより、負極活物質層４２Ｂを形成した。最後に、ロールプレス機を用いて負極活物質層４２Ｂを圧縮成型した。これにより、負極４２が作製された。
（電解液の調製）
　溶媒（炭酸エチレンおよび炭酸ジエチル）に電解質塩（ＬｉＰＦ6 ）を添加したのち、その溶媒を攪拌した。この場合には、溶媒の混合比（重量比）を炭酸エチレン：炭酸ジエチル＝３０：７０としたと共に、電解質塩の含有量を溶媒に対して１ｍｏｌ／ｋｇとした。これにより、溶媒中において電解質塩が溶解または分散されたため、電解液が調製された。
（二次電池の組み立て）
　最初に、抵抗溶接法を用いて、正極４１（正極集電体４１Ａ）にアルミニウム製の正極リード６１を溶接したと共に、負極４２（負極集電体４２Ａ）にニッケル製の負極リード６２を溶接した。
　続いて、セパレータ４３（厚さ＝１０μｍであるポリエチレンフィルム，シャットダウン温度＝１３０℃）を介して正極４１および負極４２を互いに積層させたのち、その正極４１、負極４２およびセパレータ４３を巻回させることにより、巻回中心空間４０Ｋ（内径＝１．５ｍｍ）を有する巻回体４０Ｚ（外径ＶＤ，高さＶＨ）を作製した。
　続いて、巻回体４０Ｚの表面（側面４０Ｘ）に耐熱テープ５０（ポリイミド接着テープ，ポリイミドの熱分解温度＝５００℃以上，厚さＴ）を接着させた。この場合には、耐熱テープ５０の突出部５０Ｐ（突出長Ｎ）を巻回体４０Ｚよりも上方に突出させた。
　続いて、プレス加工機を用いて突出部５０Ｐを加圧処理することにより、その突出部５０Ｐを巻回体４０Ｚの表面（対向面４０Ｙ）に密着させた。この場合には、巻回中心空間４０Ｋを遮蔽しないように対向面４０Ｙに突出部５０Ｐを密着させることにより、面積割合Ｓ（％）を４１．１％とした。これにより、巻回体４０Ｚに耐熱テープ５０（耐熱部５０Ｘ，５０Ｙ）が接着された。
　続いて、開口部１１Ｋから収納部１１（ＳＵＳ３１６，肉厚＝０．１５ｍｍ）の内部に巻回体４０Ｚを収納した。この場合には、収納部１１（側壁部１１Ｂ）から離隔されるように巻回体４０Ｚを配置（距離Ｌ１）すると共に、抵抗溶接法を用いて収納部１１（下底部１１Ａ）に負極リード６２を溶接した。
　続いて、開口部１１Ｋから収納部１１の内部に電解液を注入したのち、レーザ溶接法を用いて収納部１１に蓋部１２（ＳＵＳ３１６，肉厚＝０．１５ｍｍ，窪み部１２Ｈの深さ＝０．３ｍｍ，窪み部１２Ｈの内径＝８ｍｍ，貫通孔１２Ｋの内径＝４ｍｍ）を溶接した。この蓋部１２には、外部端子２０（厚さ＝０．２５ｍｍであるアルミニウム／ＳＵＳ３０４板）がガスケット３０（ポリプロピレン，厚さ＝０．０５ｍｍ）を介して取り付けられている。この場合には、電解液の一部を巻回中心空間４０Ｋの内部に供給した。また、蓋部１２から離隔されるように巻回体４０Ｚを配置（距離Ｌ２）すると共に、抵抗溶接法を用いて外部端子２０に正極リード６１を溶接した。
　これにより、巻回体４０Ｚ（正極４１、負極４２およびセパレータ４３）に電解液が含浸されたため、電池素子４０（外径ＶＤ，高さＶＨ）が作製されたと共に、収納部１１に蓋部１２が接合されたため、外装缶１０（外径（外部径）Ｄ，高さ（外部高さ）Ｈ，内径（内部径）ＩＤ，高さ（内部高さ）ＩＨ）が形成された。よって、外装缶１０の内部に電池素子４０および耐熱テープ５０などが封入されたため、二次電池が組み立てられた。
　二次電池を組み立てる場合には、表１に示したように、外装缶１０の外径Ｄ（ｍｍ）、高さＨ（ｍｍ）、内径ＩＤ（ｍｍ）および高さＩＨ（ｍｍ）と、距離Ｌ１，Ｌ２（ｍｍ）と、電池素子４０の外径ＶＤ（ｍｍ）および高さＶＨ（ｍｍ）と、耐熱テープ５０の厚さＴ（ｍｍ）および突出長Ｎ（ｍｍ）とを設定した。
（二次電池の安定化）
　常温環境中（温度＝２３℃）において、組み立て後の二次電池を１サイクル充放電させた。充電時には、０．１Ｃの電流で電圧が４．２Ｖに到達するまで定電流充電したのち、その４．２Ｖの電圧で電流が０．０５Ｃに到達するまで定電圧充電した。放電時には、０．１Ｃの電流で電圧が３．０Ｖに到達するまで定電流放電した。０．１Ｃとは、電池容量（理論容量）を１０時間で放電しきる電流値であると共に、０．０５Ｃとは、電池容量を２０時間で放電しきる電流値である。
　これにより、負極４２などの表面に被膜が形成されたため、二次電池の状態が電気化学的に安定化した。よって、二次電池が完成した。
［比較例１～５の二次電池の作製］
　耐熱テープ５０（耐熱部５０Ｙ）の有無が電池素子４０の熱的保護に及ぼす影響を調べやすくするために、その耐熱テープ５０を用いなかったことを除いて同様の手順により、二次電池を作製した。
［性能の評価］
　二次電池の性能（電池容量特性および製造安定性）を評価したところ、表１および表２に示した結果が得られた。
（電池容量特性）
　電池容量を測定する代わりに、二次電池の各部の寸法に基づいて、その電池容量に影響を及ぼす一連の体積パラメータとして空間体積（ｍｍ3 ）、素子体積（ｍｍ3 ）およびロス体積（ｍｍ3 ）のそれぞれを算出した。
　具体的には、最初に、外装缶１０の内径ＩＤおよび高さＩＨに基づいて、その外装缶１０の内部空間の体積である空間体積を算出した。この空間体積は、空間体積＝（内径ＩＤ／２）2 ×π×高さＩＨという計算式に基づいて算出される。続いて、電池素子４０の外径ＶＤおよび高さＶＨに基づいて、その電池素子４０の占有体積である素子体積を算出した。この素子体積は、素子体積＝（外径ＶＤ／２）2 ×π×高さＶＨという計算式に基づいて算出される。最後に、空間体積および素子体積に基づいて、ロス体積を算出した。このロス体積は、ロス体積＝空間体積－素子体積という計算式に基づいて算出される。
（製造安定性）
　レーザ溶接法を用いた収納部１１に対する蓋部１２の溶接工程を行うことにより、二次電池を製造したのち、その二次電池を解体することにより、電池素子４０を回収した。これにより、蓋部１２の外周縁部の近傍においてセパレータ４３が破損しているか否かを目視で確認した。表１および表２のそれぞれに示した「破損」の欄には、セパレータ４３が破損していなかった場合には「未発生」と示していると共に、レーザ溶接時の加熱の影響に起因してセパレータ４３が部分的に焼き切れていた場合には「発生」と示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
［考察］
　表１および表２に示したように、電池容量特性および製造安定性のそれぞれは、耐熱テープ５０の有無に応じて変動した。
　具体的には、耐熱テープ５０を用いなかった場合（比較例１～５）には、電池容量が増加するとセパレータ４３が破損すると共に、セパレータ４３が破損しないと電池容量が減少するというトレードオフの関係が発生した。
　すなわち、耐熱テープ５０を用いなかった場合（比較例１，２）には、距離Ｌ１，Ｌ２のそれぞれを減少させると、素子体積が増加した（＝ロス体積が減少した）ため、電池容量は増加したが、セパレータ４３が破損したため、電池素子４０において短絡が発生した。
　また、耐熱テープ５０を用いなかった場合（比較例３～５）には、距離Ｌ１，Ｌ２のそれぞれを増加させると、セパレータ４３が破損しなかったため、電池素子４０において短絡は発生しなかったが、素子体積が減少した（＝ロス体積が増加した）ため、電池容量が減少した。
　これに対して、耐熱テープ５０を用いた場合（実施例１～１８）には、上記したトレードオフの関係が打破された。すなわち、セパレータ４３が破損しなかったため、電池素子４０において短絡が発生しなかった。しかも、耐熱テープ５０（耐熱部５０Ｙ）を用いることにより、距離Ｌ１，Ｌ２のそれぞれを減少させても短絡が発生しなかったことに応じて素子空間体積が増加した（＝ロス体積が減少した）ため、電池容量も増加した。
　この場合には、特に、距離Ｌ１，Ｌ２のそれぞれが０．５ｍｍ以下であり、または耐熱テープ５０の厚さＴが３０μｍ以下であると、素子体積がより増加した（＝ロス体積がより減少した）。
＜実施例１９～３３＞
　表３に示したように、耐熱テープ５０の突出長Ｎを変更することにより、面積Ｓ１，Ｓ２（ｍｍ2 ）の変化に応じて面積割合Ｓ（％）を変化させたことを除いて同様の手順により、二次電池を作製したのち、その二次電池の性能を評価した。ここでは、二次電池の性能として、他の製造安定性を評価した。
　他の製造安定性を調べる場合には、二次電池の製造工程（収納部１１の内部に電解液を注入する工程）において、収納部１１の内部に電解液が入りきらずに、その収納部１１から電解液が溢れたか否かを目視で確認した。表３に示した「液溢れ」の欄には、電解液の一部が巻回中心空間４０Ｋの内部に十分に供給されたため、収納部１１から電解液が溢れなかった場合には「未発生」と示していると共に、電解液の一部が巻回中心空間４０Ｋの内部に十分に供給されなかったため、収納部１１から電解液が溢れた場合には「発生」と示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３に示したように、面積割合Ｓが８０％以下である場合（実施例６，１９～２１など）には、面積割合Ｓが８０％よりも大きい場合（実施例２２，２３など）と比較して、巻回中心空間４０Ｋが耐熱テープ５０により遮蔽されすぎなかったため、収納部１１から電解液が溢れなかった。
［まとめ］
　表１～表３に示した結果から、外装缶１０（収納部１１および蓋部１２）の内部に電池素子４０（対向面４０Ｙおよび側面４０Ｘ）が収納されており、その蓋部１２が収納部１１に溶接されていると共に、その外装缶１０と電池素子４０との間に耐熱テープ５０が配置されており、その耐熱テープ５０が対向面４０Ｙから側面４０Ｘまで被覆していると、電池容量特性が担保されると共に製造安定性も改善された。よって、電池容量を担保しながら短絡の発生を抑制することができた。
　以上、一実施形態および実施例を挙げながら本技術に関して説明したが、その本技術の構成は、一実施形態および実施例において説明された構成に限定されないため、種々に変形可能である。
　具体的には、電極反応物質がリチウムである場合に関して説明したが、その電極反応物質は、特に限定されない。このため、電極反応物質は、上記したように、ナトリウムおよびカリウムなどの他のアルカリ金属でもよいし、ベリリウム、マグネシウムおよびカルシウムなどのアルカリ土類金属でもよい。この他、電極反応物質は、アルミニウムなどの他の軽金属でもよい。
　本明細書中に記載された効果は、あくまで例示であるため、本技術の効果は、本明細書中に記載された効果に限定されない。よって、本技術に関して、他の効果が得られてもよい。

Claims (10)

  1. 　外装部材と、
    　前記外装部材の内部に収納された電池素子と、
    　前記外装部材と前記電池素子との間に配置された絶縁性の耐熱部材と
    　を備え、
    　前記外装部材は、開口部を有し、前記電池素子を内部に収納する収納部材と、
    　前記開口部を閉塞し、前記収納部材に溶接された閉塞部材と
    　を含み、
    　前記電池素子は、
    　前記閉塞部材に対向する対向面と、
    　前記対向面に連結された側面と
    　を有し、
    　前記耐熱部材は、前記対向面から前記側面まで被覆している、
    　二次電池。
  2. 　前記電池素子は、セパレータを介して互いに対向する正極および負極を含み、
    　前記耐熱部材は、前記セパレータのシャットダウン温度よりも高い融点を有する、
    　請求項１記載の二次電池。
  3. 　前記耐熱部材は、ポリイミドを含む、
    　請求項１または請求項２に記載の二次電池。
  4. 　前記耐熱部材は、前記対向面および前記側面の双方に接着されている、
    　請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の二次電池。
  5. 　前記収納部材は、前記側面に対向する側壁部を含み、
    　前記閉塞部材から前記対向面までの距離は、０．５ｍｍ以下であり、
    　前記側壁部から前記側面までの距離は、０．５ｍｍ以下である、
    　請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の二次電池。
  6. 　前記耐熱部材の厚さは、３０μｍ以下である、
    　請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の二次電池。
  7. 　前記電池素子は、互いに対向しながら巻回された正極および負極を含み、前記正極および前記負極のそれぞれが巻回されている中心に巻回中心空間を有し、
    　前記耐熱部材は、前記巻回中心空間を遮蔽しないように前記対向面を被覆している、
    　請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の二次電池。
  8. 　前記対向面の面積に対する、前記耐熱部材が前記対向面を被覆している面積の割合は、８０％以下である、
    　請求項７記載の二次電池。
  9. 　扁平かつ柱状の二次電池である、
    　請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の二次電池。
  10. 　リチウムイオン二次電池である、
    　請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の二次電池。
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