WO2022085561A1 - 二次電池、電子機器及び電動工具 - Google Patents

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battery
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winding
positive electrode
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理佳子 井本
雅 高橋
秀樹 中井
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株式会社村田製作所
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Definitions

  • the present invention relates to a secondary battery, an electronic device and a power tool.
  • Lithium-ion batteries are being developed for applications that require high output, such as power tools and electric vehicles.
  • One method of achieving high output is high-rate discharge in which a relatively large current is passed from the battery. In such applications, it is important to reduce the internal resistance of the battery.
  • Patent Document 1 in a battery having a structure in which a negative electrode core body exposed portion formed at one end of a flat electrode winding body and a negative electrode current collector are resistance welded, the negative electrode core body exposed portion thereof is described.
  • the surface roughness on the outer surface side of the battery is smaller than the surface roughness on the inner surface side.
  • one of the objects of the present invention is to provide a battery having a low internal resistance.
  • the present invention has an electrode winding body in which a band-shaped positive electrode and a band-shaped negative electrode are laminated and wound via a separator, and a positive electrode current collector plate and a negative electrode current collector.
  • a plate, an outer can for accommodating an electrode winding body, a positive electrode current collector plate, and a negative electrode current collector plate are provided.
  • the negative electrode has a negative electrode active material coated portion coated with a negative electrode active material layer and a negative electrode active material uncoated portion on a strip-shaped negative electrode foil.
  • the negative electrode active material uncoated portion protruding from one end of the electrode winding body has a flat surface formed by bending toward the central axis of the electrode winding body and overlapping.
  • the flat surface is joined to the negative electrode current collector plate,
  • the negative electrode foil has a first main surface facing the central axis and a second main surface not facing the central axis.
  • the active material uncoated portion of the negative electrode can be bent well, and an internal short circuit can be caused.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a battery according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the arrangement relationship between the positive electrode, the negative electrode, and the separator in the electrode winding body.
  • FIG. 3A is a plan view of the positive electrode current collector plate
  • FIG. 3B is a plan view of the negative electrode current collector plate.
  • 4A to 4F are diagrams illustrating a battery assembly process according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the position of the laser welding mark.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view for explaining an embodiment.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view for explaining Comparative Examples 1 to 3.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view for explaining Comparative Example 4.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the position of the laser welding mark.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view for explaining an embodiment.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view for explaining Comparative Examples 1
  • FIG. 9 is a connection diagram used for explaining a battery pack as an application example of the present invention.
  • FIG. 10 is a connection diagram used for explaining a power tool as an application example of the present invention.
  • FIG. 11 is a connection diagram used for explaining an electric vehicle as an application example of the present invention.
  • a cylindrical lithium ion battery will be described as an example as the secondary battery.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the lithium ion battery 1.
  • the lithium ion battery 1 is, for example, a cylindrical lithium ion battery 1 in which an electrode winding body 20 is housed inside a battery can 11.
  • the lithium ion battery 1 includes, for example, a pair of insulating plates 12 and 13 and an electrode winding body 20 inside a cylindrical battery can 11.
  • the lithium ion battery 1 may further include, for example, one or more of one or more of a heat-sensitive resistance (PTC) element, a reinforcing member, and the like inside the battery can 11.
  • PTC heat-sensitive resistance
  • the battery can 11 is mainly a member for accommodating the electrode winding body 20.
  • the battery can 11 is, for example, a cylindrical container in which one end surface is open and the other end surface is closed. That is, the battery can 11 has an open end surface (open end surface 11N).
  • the battery can 11 contains any one or more of metal materials such as, for example, iron, aluminum and alloys thereof. However, the surface of the battery can 11 may be plated with any one or more of metal materials such as nickel.
  • the insulating plates 12 and 13 are disk-shaped plates having a plane substantially perpendicular to the central axis of the electrode winding body 20. Further, the insulating plates 12 and 13 are arranged so as to sandwich the electrode winding body 20 with each other, for example.
  • a battery lid 14 and a safety valve mechanism 30 are crimped to the open end surface 11N of the battery can 11 via a gasket 15, and a caulking structure 11R (crimp structure) is formed.
  • a caulking structure 11R crimp structure
  • the battery lid 14 is a member that mainly closes the open end surface 11N of the battery can 11 in a state where the electrode winding body 20 or the like is housed inside the battery can 11.
  • the battery lid 14 contains, for example, a material similar to the material for forming the battery can 11.
  • the central region of the battery lid 14 projects, for example, in the + Z direction. As a result, the region (peripheral region) of the battery lid 14 other than the central region is in contact with, for example, the safety valve mechanism 30.
  • the gasket 15 is a member that is mainly interposed between the battery can 11 (bent portion 11P) and the battery lid 14 to seal the gap between the bent portion 11P and the battery lid 14.
  • the surface of the gasket 15 may be coated with, for example, asphalt.
  • the gasket 15 contains, for example, any one or more of the insulating materials.
  • the type of the insulating material is not particularly limited, but is, for example, a polymer material such as polybutylene terephthalate (PBT) and polypropylene (PP). Above all, the insulating material is preferably polybutylene terephthalate. This is because the gap between the bent portion 11P and the battery lid 14 is sufficiently sealed while the battery can 11 and the battery lid 14 are electrically separated from each other.
  • the safety valve mechanism 30 mainly releases the internal pressure of the battery can 11 by releasing the sealed state of the battery can 11 as necessary when the internal pressure (internal pressure) of the battery can 11 rises.
  • the cause of the increase in the internal pressure of the battery can 11 is, for example, a gas generated due to a decomposition reaction of the electrolytic solution during charging / discharging.
  • a band-shaped positive electrode 21 and a band-shaped negative electrode 22 are laminated via a separator 23, wound in a spiral shape, and housed in a battery can 11 in a state of being impregnated with an electrolytic solution. ..
  • the positive electrode 21 has a positive electrode active material layer formed on one side or both sides of the positive electrode foil 21A, and the material of the positive electrode foil 21A is, for example, a metal foil made of aluminum or an aluminum alloy.
  • the negative electrode 22 has a negative electrode active material layer formed on one side or both sides of the negative electrode foil 22A, and the material of the negative electrode foil 22A is, for example, a metal foil made of nickel, a nickel alloy, copper, or a copper alloy.
  • the separator 23 is a porous and insulating film that electrically insulates the positive electrode 21 and the negative electrode 22 while allowing the movement of substances such as ions and electrolytic solution.
  • the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer cover many parts of the positive electrode foil 21A and the negative electrode foil 22A, respectively, but neither of them intentionally covers the periphery of one end in the short axis direction of the band.
  • the portion not covered with the active material layer is hereinafter appropriately referred to as active material non-covered portions 21C and 22C, and the portion covered with the active material layer is hereinafter appropriately referred to as active material coated portions 21B and 22B.
  • the electrode winding body 20 is wound so that the active material uncoated portion 21C of the positive electrode and the active material uncoated portion 22C of the negative electrode are overlapped and wound via the separator 23 so as to face in opposite directions. ..
  • FIG. 2 shows an example of the structure before winding in which the positive electrode 21, the negative electrode 22 and the separator 23 are laminated.
  • the width of the active material uncoated portion 21C (upper dot portion in FIG. 2) of the positive electrode is A
  • the width of the active material uncoated portion 22C (lower dot portion of FIG. 2) of the negative electrode is B.
  • the length of the portion where the active material uncoated portion 21C of the positive electrode protrudes from one end in the width direction of the separator 23 is C
  • the length is D.
  • the active material uncoated portion 21C of the positive electrode is made of, for example, aluminum and the active material uncoated portion 22C of the negative electrode is made of, for example, copper
  • the active material uncoated portion 21C of the positive electrode is generally more non-active material of the negative electrode. Softer than the covering portion 22C (low young rate). Therefore, in one embodiment, A> B and C> D are more preferable.
  • the active material uncoated portion 21C of the positive electrode and the active material uncoated portion 22C of the negative electrode are bent at the same pressure from both polar sides at the same time. At that time, the height measured from the tip of the separator 23 of the bent portion may be about the same for the positive electrode 21 and the negative electrode 22.
  • the active material non-covered portions 21C and 22C are bent and appropriately overlapped with each other, the active material non-coated portions 21C and 22C and the current collector plates 24 and 25 can be easily joined by laser welding.
  • the joining in one embodiment means that they are electrically connected, but the joining method is not limited to laser welding.
  • a section having a width of 3 mm including the boundary between the active material uncoated portion 21C and the active material coated portion 21B is covered with the insulating layer 101 (the gray region portion in FIG. 2). Then, the entire region of the active material non-covered portion 21C of the positive electrode facing the active material coated portion 22B of the negative electrode via the separator is covered with the insulating layer 101.
  • the insulating layer 101 has an effect of reliably preventing an internal short circuit of the battery 1 when a foreign substance enters between the active material coating portion 22B of the negative electrode and the active material non-covering portion 21C of the positive electrode. Further, the insulating layer 101 has an effect of absorbing the impact when an impact is applied to the battery 1 and reliably preventing the positive electrode active material non-covered portion 21C from bending or short-circuiting with the negative electrode 22.
  • the through hole 26 is a hole for inserting a winding core for assembling the electrode winding body 20 and an electrode rod for welding. Since the electrode winding body 20 is wound so that the active material uncoated portion 21C of the positive electrode and the active material uncoated portion 22C of the negative electrode face each other in opposite directions, one of the end faces (end face 41) of the electrode winding body is wound. ), The active material uncoated portion 21C of the positive electrode is gathered, and the active material uncoated portion 22C of the negative electrode is gathered on the other end surface (end face 42) of the electrode winding body 20.
  • the active material non-covered portions 21C and 22C are bent so that the end faces 41 and 42 are flat surfaces.
  • the bending direction is the direction from the outer edge portions 27 and 28 of the end faces 41 and 42 toward the through hole 26, and the active material non-covered portions on the adjacent circumferences are overlapped and bent in a wound state.
  • the "flat surface” includes not only a completely flat surface but also a surface having some unevenness and surface roughness to the extent that the non-covered portion of the active material and the current collector plate can be joined. ..
  • the groove 43 extends from the outer edges 27, 28 of the end faces 41, 42 to the through hole 26.
  • a through hole 26 in the center of the electrode winding body 20, and the through hole 26 is used as a hole for inserting a welding tool in the assembly process of the lithium ion battery 1.
  • the groove 43 remains in the flat surface even after the active material non-covered portions 21C and 22C are bent, and the portion without the groove 43 is joined (welded or the like) to the positive electrode current collector plate 24 or the negative electrode current collector plate 25. ing. Not only the flat surface but also the groove 43 may be joined to a part of the current collector plates 24 and 25.
  • the detailed configuration of the electrode winding body 20, that is, the detailed configuration of each of the positive electrode 21, the negative electrode 22, the separator 23, and the electrolytic solution will be described later.
  • FIGS. 3A and 3B show an example of a current collector plate.
  • FIG. 3A is a positive electrode current collector plate 24, and FIG. 3B is a negative electrode current collector plate 25.
  • the material of the positive current collector plate 24 is, for example, a metal plate made of a single substance or a composite material of aluminum or an aluminum alloy
  • the material of the negative electrode current collector plate 25 is, for example, a single body or a composite material of nickel, a nickel alloy, copper or a copper alloy. It is a metal plate made of material (clad material).
  • the shape of the positive electrode current collector plate 24 is a flat fan-shaped plate-shaped portion 31 with a rectangular strip-shaped portion 32 attached. There is a hole 35 near the center of the plate-shaped portion 31, and the position of the hole 35 is a position corresponding to the through hole 26.
  • the portion shown by the diagonal line in FIG. 3A is the insulating portion 32A to which the insulating tape is attached or the insulating material is applied to the strip-shaped portion 32, and the portion below the shaded portion in the drawing is to the sealing plate which also serves as an external terminal.
  • the connection portion 32B In the case of a battery structure in which the through hole 26 does not have a metal center pin (not shown), the band-shaped portion 32 is unlikely to come into contact with the negative electrode potential portion, so that even if the insulating portion 32A is not provided. good. In that case, the width between the positive electrode 21 and the negative electrode 22 can be increased by the amount corresponding to the thickness of the insulating portion 32A to increase the charge / discharge capacity.
  • the shape of the negative electrode current collector plate 25 is almost the same as that of the positive electrode current collector plate 24, but the strip-shaped portion is different.
  • the strip-shaped portion 34 of the negative electrode current collector plate of FIG. 3B is shorter than the strip-shaped portion 32 of the positive electrode current collector plate, and has no portion corresponding to the insulating portion 32A.
  • the band-shaped portion 34 has a round-shaped projection 37 indicated by a plurality of circles. At the time of resistance welding, the current concentrates on the protrusion, the protrusion melts, and the band-shaped portion 34 is welded to the bottom of the battery can 11.
  • the negative electrode current collector plate 25 has a hole 36 near the center of the plate-shaped portion 33, and the position of the hole 36 is a position corresponding to the through hole 26. Since the plate-shaped portion 31 of the positive electrode current collector plate 24 and the plate-shaped portion 33 of the negative electrode current collector plate 25 have a fan shape, they cover a part of the end faces 41 and 42. The reason why it does not cover the whole is to allow the electrolytic solution to smoothly penetrate into the electrode winding body when assembling the battery, or to release the gas generated when the battery becomes abnormally high temperature or overcharged to the outside of the battery. This is to make it easier to do.
  • the positive electrode active material layer contains at least a positive electrode material (positive electrode active material) capable of occluding and releasing lithium, and may further contain a positive electrode binder, a positive electrode conductive agent, and the like.
  • the positive electrode material is preferably a lithium-containing composite oxide or a lithium-containing phosphoric acid compound.
  • the lithium-containing composite oxide has, for example, a layered rock salt type or a spinel type crystal structure.
  • the lithium-containing phosphoric acid compound has, for example, an olivine-type crystal structure.
  • the positive electrode binder contains synthetic rubber or a polymer compound.
  • Synthetic rubber includes styrene-butadiene rubber, fluorine-based rubber, ethylene propylene diene and the like.
  • the polymer compound is polyvinylidene fluoride (PVdF), polyimide and the like.
  • the positive electrode conductive agent is a carbon material such as graphite, carbon black, acetylene black or ketjen black.
  • the positive electrode conductive agent may be a metal material or a conductive polymer.
  • the thickness of the positive electrode foil 21A is preferably 5 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less. This is because by setting the thickness of the positive electrode foil 21A to 5 ⁇ m or more, it becomes possible to manufacture the positive electrode 21 without breaking when the positive electrode 21, the negative electrode 22, and the separator 23 are overlapped and wound. By reducing the thickness of the positive electrode foil 21A to 20 ⁇ m or less, it is possible to prevent a decrease in the energy density of the battery 1 and increase the facing area between the positive electrode 21 and the negative electrode 22 to make the battery 1 having a large output. Because.
  • the surface of the negative electrode foil 22A is preferably roughened in order to improve the adhesion to the negative electrode active material layer.
  • the negative electrode active material layer contains at least a negative electrode material (negative electrode active material) capable of occluding and releasing lithium, and may further contain a negative electrode binder, a negative electrode conductive agent, and the like.
  • the negative electrode material includes, for example, a carbon material.
  • the carbon material is graphitizable carbon, non-graphitizable carbon, graphite, low crystalline carbon, or amorphous carbon.
  • the shape of the carbon material is fibrous, spherical, granular or scaly.
  • the negative electrode material includes, for example, a metal-based material.
  • metal-based materials include Li (lithium), Si (silicon), Sn (tin), Al (aluminum), Zr (zinc), and Ti (titanium).
  • Metallic elements form compounds, mixtures or alloys with other elements, such as silicon oxide (SiO x (0 ⁇ x ⁇ 2)), silicon carbide (SiC) or carbon-silicon alloys. , Lithium titanate (LTO).
  • the thickness of the negative electrode foil 22A is preferably 5 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less. This is because by setting the thickness of the negative electrode foil 22A to 5 ⁇ m or more, it becomes possible to manufacture the negative electrode 22 without breaking when the positive electrode 21, the negative electrode 22 and the separator 23 are overlapped and wound. By reducing the thickness of the negative electrode foil 22A to 20 ⁇ m or less, it is possible to prevent a decrease in the energy density of the battery 1 and increase the facing area between the positive electrode 21 and the negative electrode 22 to make the battery 1 having a large output. Because.
  • the separator 23 is a porous film containing a resin, and may be a laminated film of two or more kinds of porous films.
  • the resin is polypropylene, polyethylene or the like.
  • the separator 23 may have a porous film as a base material layer and may contain a resin layer on one side or both sides thereof. This is because the adhesion of the separator 23 to each of the positive electrode 21 and the negative electrode 22 is improved, so that the distortion of the electrode winding body 20 is suppressed.
  • the resin layer contains a resin such as PVdF.
  • a solution in which the resin is dissolved in an organic solvent is applied to the base material layer, and then the base material layer is dried. After immersing the base material layer in the solution, the base material layer may be dried.
  • the resin layer contains inorganic particles or organic particles from the viewpoint of improving heat resistance and battery safety.
  • the types of inorganic particles are aluminum oxide, aluminum nitride, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, boehmite, talc, silica, mica, and the like.
  • a surface layer containing inorganic particles as a main component which is formed by a sputtering method, an ALD (atomic layer deposition) method, or the like, may be used.
  • the thickness of the separator 23 is preferably 4 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less. By setting the thickness of the separator to 4 ⁇ m or more, it is possible to prevent an internal short circuit due to contact between the positive electrode 21 and the negative electrode 22 facing each other via the separator 23. By setting the thickness of the separator 23 to 30 ⁇ m or less, lithium ions and the electrolytic solution can easily pass through the separator 23, and when wound, the electrode densities of the positive electrode 21 and the negative electrode 22 can be increased.
  • the electrolytic solution contains a solvent and an electrolyte salt, and may further contain additives and the like, if necessary.
  • the solvent is a non-aqueous solvent such as an organic solvent, or water.
  • An electrolytic solution containing a non-aqueous solvent is called a non-aqueous electrolytic solution.
  • the non-aqueous solvent is a cyclic carbonate ester, a chain carbonate ester, a lactone, a chain carboxylic acid ester, a nitrile (mononitrile), or the like.
  • a typical example of the electrolyte salt is a lithium salt, but a salt other than the lithium salt may be contained.
  • Lithium salts include lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium methanesulfonate (LiCH 3 SO 3 ), and trifluoromethanesulfonic acid.
  • Lithium (LiCF 3 SO 3 ) dilithium hexafluorosilicate (Li 2 SF 6 ), etc.
  • These salts can be mixed and used, and among them, it is preferable to use a mixture of LiPF 6 and LiBF 4 from the viewpoint of improving battery characteristics.
  • the content of the electrolyte salt is not particularly limited, but is preferably 0.3 mol / kg to 3 mol / kg with respect to the solvent.
  • the positive electrode active material is applied to the surface of the strip-shaped positive electrode foil 21A, which is used as the covering portion of the positive electrode 21, and the negative electrode active material is applied to the surface of the band-shaped negative electrode foil 22A, which is applied to the negative electrode 22. It was used as a covering part.
  • active material uncoated portions 21C and 22C were prepared in which the positive electrode active material and the negative electrode active material were not coated on one end in the lateral direction of the positive electrode 21 and one end in the lateral direction of the negative electrode 22.
  • a notch was made in a part of the active material uncoated portions 21C and 22C, which corresponds to the beginning of winding when winding. Steps such as drying were performed on the positive electrode 21 and the negative electrode 22. Then, the active material uncoated portion 21C of the positive electrode and the active material uncoated portion 22C of the negative electrode are overlapped with each other via the separator 23 so as to be in opposite directions, and a through hole 26 is formed in the central axis and a notch is prepared.
  • the electrode winding body 20 as shown in FIG. 4A was produced by winding in a spiral shape so as to be arranged near the central axis.
  • a groove 43 is formed in the end face 41 and a part of the end face 42 by pressing the end of a thin flat plate (for example, a thickness of 0.5 mm) perpendicular to the end faces 41 and 42. ..
  • a groove 43 extending radially from the through hole 26 was produced.
  • the number and arrangement of the grooves 43 shown in FIG. 4B are merely examples.
  • the same pressure is applied from both poles at the same time in a direction substantially perpendicular to the end faces 41 and 42, and the active material uncoated portion 21C of the positive electrode and the active material uncoated portion 22C of the negative electrode are bent to bend the end face.
  • the strips 32 and 34 of the current collector plates 24 and 25 are bent, and the insulating plates 12 and 13 (or insulating tape) are attached to the positive electrode current collector plate 24 and the negative electrode current collector plate 25.
  • the electrode winding body 20 assembled as described above was inserted into the battery can 11 shown in 4E, and the bottom of the battery can 11 was welded. After injecting the electrolytic solution into the battery can 11, sealing was performed with the gasket 15 and the battery lid 14 as shown in FIG. 4F.
  • the present invention will be specifically described based on an example in which the lithium ion battery 1 produced as described above is used and the internal resistance of the battery is compared.
  • the present invention is not limited to the examples described below.
  • the size of the cylindrical battery was 21700 (diameter 21 mm, length 70 mm), the number of grooves 43 was 8, and the grooves 43 were arranged at substantially equiangular intervals.
  • Laser welding was performed in the arrangement as shown in FIG. 5 to join the positive electrode current collector plate 24 and the positive electrode active material uncoated portion 21C and the negative electrode current collector plate 25 and the negative electrode active material uncoated portion 22C.
  • FIG. 5 is a schematic view showing the end faces 41, 42 and the groove 43 of the electrode winding body through the current collector plates 24 and 25 in order to explain the position of the laser welding mark.
  • the portion shown by the thick black solid line portion in FIG. 5 is the laser welding mark 51.
  • the laser welding marks 51 were arranged linearly at substantially equal angular intervals from the vicinity of the holes 35 and 36 to the outer peripheral portion, one for each of the adjacent grooves 43. As shown in FIG. 5, six laser welding marks 51 were arranged in the portion covered by the current collector plates 24 and 25, and the length of each laser welding mark 51 was set to 6 mm.
  • the negative electrode foil referred to here is basically the same as the negative electrode foil 22A after the negative electrode is manufactured and the active material uncoated portion 22C of the negative electrode.
  • the glossiness can be measured on the negative electrode foil (copper foil) before coating the negative electrode active material, but it can also be performed on the copper foil taken out from the completed battery.
  • the negative electrode plate separated by disassembling and unwinding the winding body is washed with, for example, dimethyl carbonate (DMC) and dried.
  • DMC dimethyl carbonate
  • the portion where the copper foil is exposed from the negative electrode plate, that is, the portion where the active material is not applied is cut out to a predetermined size.
  • the glossiness of the copper foil pieces separated in this way can be measured.
  • the glossiness is based on JIS Z8741: 1997, and is Gs (60 °) in which the incident angle of light is 60 °.
  • Gs (60 °) is a value where the value of the mirror gloss on the glass surface having a refractive index of 1.567 is 100.
  • a negative electrode was produced using a negative electrode foil whose glossiness was measured in advance, and the lithium ion battery 1 was assembled.
  • the thickness of the negative electrode foil (copper foil) is preferably 5 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less.
  • an electrolytic copper foil was used as the negative electrode foil (copper foil) which is the material of the negative electrode 22.
  • the electrolytic copper foil is manufactured by continuously depositing copper plating on the surface of the drum using a rotating drum as a cathode, while the deposited copper plating is peeled off from the drum and wound up.
  • the surface (drum surface) of the manufactured electrolytic copper foil that was in contact with the drum and the surface that was deposited on the liquid side (precipitated surface) have different properties.
  • the surface of the drum has a low surface roughness and a high gloss, faithfully reflecting the polished state of the surface of the drum.
  • the drum surface is the precipitation start surface
  • the crystal grain size tends to be small, and the variation in the crystal grain size tends to be small.
  • the precipitation surface is in the direction of crystal growth, the surface roughness tends to be large, the glossiness is low, the crystal grain size is large, and the crystal grain size tends to vary widely.
  • the negative electrode foil In the above-mentioned electrode winding body, by making the winding inner surface of the negative electrode foil (copper foil) a drum surface and the winding outer surface a precipitation surface, the negative electrode foil (copper foil) is broken at a certain position and overlapped and aligned over the entire circumference. Therefore, the flatness of the end face 42 can be increased.
  • the inner surface of the winding is a precipitation surface and the outer surface of the winding is a drum surface
  • the negative electrode foil (copper foil) often has a large variation in the folding position or is broken in an S shape. Therefore, the flatness of the end face 42 becomes low.
  • the yield stress is high because the crystal grain size is small, and the yield stress is almost uniform because the variation in the crystal grain size is small.
  • the negative electrode current collector foil is used while the force of folding inward is smaller than the yield stress. It withstands, but when the yield stress is exceeded, it bends at a fixed position all at once from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the electrode winding body. As a result, the negative electrode foils (copper foils) on the tip side of the bent position are overlapped and aligned, so that the flatness of the end face 42 is considered to be high.
  • the precipitation surface of the negative electrode foil has a low yield stress due to the large crystal grain size, and the yield stress also has a large variation due to the large variation in the crystal grain size.
  • the negative electrode foil bends at different positions depending on the yield stress. As a result, it is considered that the negative electrode foils (copper foils) are not aligned and become a messy state, and recesses are generated in a part of the negative electrode end face 42 to reduce the flatness.
  • the main surface (first) facing the central axis (through hole 26) of the electrode winding body 20 when the negative electrode 22 constitutes the electrode winding body 20, the main surface (first) facing the central axis (through hole 26) of the electrode winding body 20.
  • the main surface) was referred to as a winding inner surface
  • the main surface (second main surface) not facing the central axis (through hole 26) of the electrode winding body was referred to as a winding outer surface.
  • the negative electrode 22 was manufactured so that the glossiness of the negative electrode 22 was different between the inner surface of the winding and the outer surface of the winding.
  • the material of the negative electrode foil was copper, and the thickness was 10 ⁇ m.
  • the active material uncoated portion of the negative electrode is used.
  • D 3 mm.
  • Example 1 A copper foil having a glossiness on the inner surface of the winding larger than the glossiness on the outer surface of the winding was prepared, and the negative electrode 22 was manufactured using the copper foil to prepare the battery 1.
  • the internal resistance (DCR) of the battery 1 was measured and evaluated.
  • the DC resistance is obtained by calculating the slope of the voltage when the discharge current is increased from 0 (A) to 100 (A) in 5 seconds.
  • the number of measured batteries 1 was set to 30.
  • the internal resistance (DCR) of the battery 1 represents an average value for 30 measured values, and it was determined that the internal resistance (DCR) of the battery 1 was 11.0 m ⁇ or less as OK, and the others were NG.
  • Table 1 The results are shown in Table 1 below.
  • Example 1 the value of the internal resistance of the battery 1 was 11.0 m ⁇ or less (determination OK), and welding defects (drilling, spatter, etc.) did not occur, whereas from Comparative Example 1 In Comparative Example 3, the value of the internal resistance of the battery 1 was larger than 11.0 m ⁇ (determination NG), and welding failure occurred.
  • the active material uncoated portion 22C of the negative electrode is bent at a certain position toward the central axis of the electrode winding body 20, and the activity on the tip side from the bent position is bent. It is considered that the end surface 42 forms a flat surface because the material uncoated portions 22C overlap and align with each other.
  • Comparative Examples 1 to 3 as shown in FIG.
  • the active material uncoated portion 22C of the negative electrode is bent in an S shape at different positions, and the active material uncoated portion 22C is not aligned and becomes a messy state. It is considered that there are places where the flatness is low due to the unevenness of the end face 42. In the embodiment, since the end face 42 and the negative electrode current collector plate 25 can be in close contact with each other without a gap, a defect in laser welding does not occur. Therefore, it is considered that the internal resistance of the battery 1 is low. From Table 1, it can be determined that the internal resistance of the battery is low when the glossiness of the winding inner surface of the negative electrode foil is larger than the glossiness of the winding outer surface.
  • Example 4 A copper foil having a glossiness of the inner surface of the winding larger than the glossiness of the outer surface of the winding and a glossiness of the inner surface of the winding of 150 or more was prepared, and the negative electrode 22 was manufactured using the copper foil to prepare the battery 1.
  • Example 7 to 9 A copper foil having a glossiness of the inner surface of the winding larger than the glossiness of the outer surface of the winding and a glossiness of the inner surface of the winding of 200 or more was prepared, and the negative electrode 22 was manufactured using the copper foil to prepare the battery 1.
  • Example 10 to 12 A copper foil having a glossiness of the inner surface of the winding larger than the glossiness of the outer surface of the winding and a glossiness of the inner surface of the winding less than 150 was prepared, and the negative electrode 22 was manufactured using the copper foil to prepare the battery 1.
  • the value of the internal resistance of the batteries of Examples 4 to 12 was 11.0 m ⁇ or less (determination OK), and no welding defect occurred.
  • the value of the internal resistance of the battery 1 of Examples 4 to 6 is lower than that of Examples 10 to 12, and the value of the internal resistance of the battery 1 of Examples 7 to 9 is from Example 4 to Examples. It was lower than 6. From Table 2, it can be determined that the internal resistance of the battery 1 of the negative electrode foil is low when the glossiness of the winding inner surface is larger than the glossiness of the winding outer surface and the glossiness of the winding inner surface is 150 or more. In particular, when the glossiness of the winding inner surface of the negative electrode foil is larger than the glossiness of the winding outer surface and the glossiness of the winding inner surface is 200 or more, it can be determined that the internal resistance of the battery 1 is lower.
  • a negative electrode foil (copper foil) having a glossiness of the inner surface of the winding larger than the glossiness of the outer surface of the winding and a glossiness of the outer surface of the winding of 110 or more is prepared, and the negative electrode 22 is manufactured using this copper foil to prepare the battery 1. bottom.
  • a negative electrode foil (copper foil) having a glossiness of the inner surface of the winding larger than the glossiness of the outer surface of the winding and a glossiness of the outer surface of the winding of 130 or more is prepared, and the negative electrode 22 is manufactured using this copper foil to prepare the battery 1. bottom.
  • Example 19 A negative electrode foil (copper foil) having a glossiness of the inner surface of the winding larger than the glossiness of the outer surface of the winding and a glossiness of the outer surface of the winding less than 110 is prepared, and the negative electrode 22 is manufactured using this copper foil to prepare the battery 1. bottom.
  • the internal resistance of the battery was 11.0 m ⁇ or less (determination OK), and no welding defect occurred.
  • the values of internal resistance of Examples 13 to 15 were lower than those of Examples 19 to 21, and the values of internal resistance of Examples 16 to 18 were lower than those of Examples 13 to 15. From Table 3, it can be determined that the internal resistance of the battery 1 of the negative electrode foil is low when the glossiness of the winding inner surface is larger than the glossiness of the winding outer surface and the glossiness of the winding outer surface is 110 or more. In particular, when the glossiness of the winding inner surface of the negative electrode foil is larger than the glossiness of the winding outer surface and the glossiness of the winding outer surface is 130 or more, it can be determined that the internal resistance of the battery 1 is lower.
  • the difference between the glossiness of the inner surface of the winding and the glossiness of the outer surface of the winding is constant (50 or 80) or more and constant. We examined the case where it was less than the value.
  • a negative electrode 22 is manufactured using a negative electrode foil (copper foil) in which the glossiness of the inner surface of the winding is larger than the glossiness of the outer surface of the winding and the difference between the glossiness of the inner surface of the winding and the glossiness of the outer surface of the winding is 50 or more. Was produced.
  • a negative electrode 22 is manufactured using a negative electrode foil (copper foil) in which the glossiness of the inner surface of the winding is larger than the glossiness of the outer surface of the winding and the difference between the glossiness of the inner surface of the winding and the glossiness of the outer surface of the winding is 80 or more. Was produced.
  • a negative electrode 22 is manufactured using a negative electrode foil (copper foil) in which the glossiness of the inner surface of the winding is larger than the glossiness of the outer surface of the winding and the difference between the glossiness of the inner surface of the winding and the glossiness of the outer surface of the winding is less than 50. Was produced.
  • the internal resistance of the battery was 11.0 m ⁇ or less (determination OK), and no welding defect occurred.
  • the value of the internal resistance of the battery 1 of Examples 22 to 24 is lower than that of Examples 28 to 30, and the value of the internal resistance of Examples 25 to 27 is lower than that of Examples 22 to 24. rice field.
  • the negative electrode foil when the glossiness of the winding inner surface is larger than the glossiness of the winding outer surface and the difference between the glossiness of the winding inner surface and the glossiness of the winding outer surface is 50 or more, the battery 1 It can be judged that the internal resistance is low.
  • the negative electrode foil (copper foil) when the difference between the glossiness of the inner surface of the winding and the glossiness of the outer surface of the winding is 80 or more, it can be determined that the internal resistance of the battery 1 is lower.
  • Example 31 the value of the internal resistance of the battery 1 was 11.0 m ⁇ or less (determination OK), and no welding defect occurred, whereas in Comparative Example 4, the value of the internal resistance of the battery 1 was 11. It was larger than 0 m ⁇ (judgment NG), and welding defects (perforations, spatter, etc.) occurred.
  • Example 31 as in Example 1, as shown in FIG. 6, the active material uncoated portion 22C of the negative electrode is bent in one direction toward the central axis of the electrode winding body 20, and the active material uncoated portion 22C of the negative electrode is bent.
  • Comparative Example 4 as shown in FIG.
  • Example 31 in which the active material uncoated portions 22C of the negative electrode are aligned and overlapped, it is considered that the internal resistance of the battery 1 is relatively low because the laser welding defect does not occur.
  • D 3 mm, but it is considered that the same applies to D> 3 mm. From Table 5, it can be determined that the internal resistance of the battery 1 is low when the length of the portion of the negative electrode not covered with the active material 22C protruding from the other end in the width direction of the separator 23 is 3 mm or more.
  • one laser welding mark is arranged between adjacent grooves 43, but a plurality of laser welding marks are arranged between adjacent grooves 43. You may. In this case, the area of the laser weld marks is larger, so that the internal resistance of the battery is lower.
  • the number of grooves 43 is set to 8, but other numbers may be used.
  • the battery size is cylindrical 21700 (diameter 21 mm, height 70 mm), it may be 18650 (diameter 18 mm, height 65 mm) or a size other than these.
  • the positive electrode current collector plate 24 and the negative electrode current collector plate 25 are provided with fan-shaped plate-shaped portions 31, 33, but may have other shapes.
  • the positive electrode 21 and the negative electrode 22 have a structure in which the active material uncoated portions 21C and 22C are bent and welded to the current collector plates 24 and 25, but the positive electrode 21 is other than that. It may be a structure.
  • the present invention applies to batteries other than lithium ion batteries and batteries other than cylindrical batteries (for example, laminated batteries, square batteries, coin batteries, button batteries). It is also possible.
  • the shape of the "end face of the electrode winding body" may be not only a cylindrical shape but also an elliptical shape or a flat shape.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a circuit configuration example when the battery 1 according to the embodiment or embodiment of the present invention is applied to the battery pack 300.
  • the battery pack 300 includes a switch unit 304 including an assembled battery 301, a charge control switch 302a, and a discharge control switch 303a, a current detection resistor 307, a temperature detection element 308, and a control unit 310.
  • the control unit 310 can control each device, perform charge / discharge control when abnormal heat generation occurs, and calculate or correct the remaining capacity of the battery pack 300.
  • the positive electrode terminal 321 and the negative electrode terminal 322 of the battery pack 300 are connected to a charger or an electronic device to charge and discharge.
  • the assembled battery 301 is formed by connecting a plurality of secondary batteries 301a in series and / or in parallel.
  • the temperature detection unit 318 is connected to a temperature detection element 308 (for example, a thermistor), measures the temperature of the assembled battery 301 or the battery pack 300, and supplies the measured temperature to the control unit 310.
  • the voltage detection unit 311 measures the voltage of the assembled battery 301 and each of the secondary batteries 301a constituting the assembled battery 301, A / D converts the measured voltage, and supplies the measured voltage to the control unit 310.
  • the current measuring unit 313 measures the current using the current detection resistor 307, and supplies the measured current to the control unit 310.
  • the switch control unit 314 controls the charge control switch 302a and the discharge control switch 303a of the switch unit 304 based on the voltage and current input from the voltage detection unit 311 and the current measurement unit 313.
  • the switch control unit 314 is the switch unit 304 when the secondary battery 301a becomes the overcharge detection voltage (for example, 4.20V ⁇ 0.05V) or more or the overdischarge detection voltage (2.4V ⁇ 0.1V) or less. By sending an OFF control signal to, overcharging or overdischarging is prevented.
  • the charge control switch 302a or the discharge control switch 303a After the charge control switch 302a or the discharge control switch 303a is turned off, charging or discharging is possible only through the diode 302b or the diode 303b.
  • semiconductor switches such as MOSFETs can be used.
  • the switch portion 304 is provided on the + side in FIG. 9, it may be provided on the ⁇ side.
  • the memory 317 is composed of RAM and ROM, and the battery characteristic values calculated by the control unit 310, the fully charged capacity, the remaining capacity, and the like are stored and rewritten.
  • the battery 1 according to the embodiment or embodiment of the present invention described above can be mounted on a device such as an electronic device, an electric transport device, or a power storage device and used to supply electric power.
  • Electronic devices include, for example, notebook computers, smartphones, tablet terminals, PDAs (personal digital assistants), mobile phones, wearable terminals, digital still cameras, electronic books, music players, game machines, hearing aids, electric tools, televisions, lighting equipment. , Toys, medical equipment, robots. Further, an electric transport device, a power storage device, a power tool, and an electric unmanned aerial vehicle, which will be described later, may also be included in the electronic device in a broad sense.
  • Examples of electric transportation equipment include electric vehicles (including hybrid vehicles), electric motorcycles, electric assisted bicycles, electric buses, electric carts, unmanned transport vehicles (AGV), railway vehicles, and the like. It also includes electric passenger aircraft and electric unmanned aerial vehicles for transportation.
  • the secondary battery according to the present invention is used not only as a power source for driving these, but also as an auxiliary power source, a power source for energy regeneration, and the like.
  • Examples of the power storage device include a power storage module for commercial or household use, and a power supply for power storage for buildings such as houses, buildings, and offices, or for power generation equipment.
  • the electric screwdriver 431 is provided with a motor 433 that transmits rotational power to the shaft 434 and a trigger switch 432 that is operated by the user.
  • the battery pack 430 and the motor control unit 435 according to the present invention are housed in the lower housing of the handle of the electric screwdriver 431.
  • the battery pack 430 is built into the electric screwdriver 431 or is removable.
  • the battery 1 of the present invention can be applied to the batteries constituting the battery pack 430.
  • Each of the battery pack 430 and the motor control unit 435 is provided with a microcomputer (not shown) so that the charge / discharge information of the battery pack 430 can communicate with each other.
  • the motor control unit 435 can control the operation of the motor 433 and cut off the power supply to the motor 433 in the event of an abnormality such as over-discharge.
  • FIG. 11 schematically shows a configuration example of a hybrid vehicle (HV) that employs a series hybrid system.
  • the series hybrid system is a vehicle that runs on a power driving force converter using the electric power generated by a generator powered by an engine or the electric power temporarily stored in a battery.
  • the hybrid vehicle 600 includes an engine 601, a generator 602, a power driving force converter 603 (DC motor or AC motor; hereinafter simply referred to as "motor 603"), drive wheels 604a, drive wheels 604b, wheels 605a, and wheels 605b. , Battery 608, vehicle control device 609, various sensors 610, and charging port 611 are mounted. As the battery 608, the battery pack 300 of the present invention or a power storage module equipped with a plurality of batteries 1 of the present invention can be applied.
  • the motor 603 is operated by the electric power of the battery 608, and the rotational force of the motor 603 is transmitted to the drive wheels 604a and 604b.
  • the rotational force generated by the engine 601 makes it possible to store the electric power generated by the generator 602 in the battery 608.
  • the various sensors 610 control the engine speed via the vehicle control device 609, and control the opening degree of the throttle valve (not shown).
  • the hybrid vehicle 600 When the hybrid vehicle 600 is decelerated by a braking mechanism (not shown), the resistance force at the time of deceleration is applied to the motor 603 as a rotational force, and the regenerative power generated by this rotational force is stored in the battery 608. Further, the battery 608 can be charged by being connected to an external power source via the charging port 611 of the hybrid vehicle 600.
  • a plug-in hybrid vehicle PV or PHEV
  • the secondary battery according to the present invention can be applied to a miniaturized primary battery and use it as a power source for a pneumatic sensor system (TPMS: Tire Pressure Monitoring system) built in the wheels 604 and 605.
  • TPMS Tire Pressure Monitoring system
  • the present invention can also be applied to a parallel system in which an engine and a motor are used together, or a hybrid vehicle in which a series system and a parallel system are combined. Further, the present invention can be applied to an electric vehicle (EV or BEV) traveling only by a drive motor that does not use an engine, or a fuel cell vehicle (FCV).
  • EV or BEV electric vehicle
  • FCV fuel cell vehicle

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Abstract

内部抵抗が低い電池を提供する。　セパレータを介して帯状の正極と帯状の負極とが積層され、巻回された構造を有する電極巻回体と、正極集電板と負極集電板と、電極巻回体と正極集電板と負極集電板とを収容する外装缶とを備え、負極は、帯状の負極箔上に、負極活物質層によって被覆された負極活物質被覆部と、負極活物質非被覆部を有し、電極巻回体の一端から突出した負極活物質非被覆部が、電極巻回体の中心軸に向かって曲折し、重なり合うことによって形成された平坦面を有し、平坦面は負極集電板と接合され、負極箔は、中心軸に対向する第１の主面と、中心軸に対向しない第２の主面を有し、第１の主面の光沢度をＧ１とし、第２の主面の光沢度をＧ２とするとき、Ｇ１＞Ｇ２を満たす二次電池である。

Description

二次電池、電子機器及び電動工具
　本発明は、二次電池、電子機器及び電動工具に関する。
　リチウムイオン電池は、電動工具や電気自動車といった高出力を要する用途に向けても開発されるようになってきている。高出力を行う一つの方法としては、電池から比較的大電流を流すハイレート放電が挙げられる。このような用途においては、電池の内部抵抗を小さくすることが重要である。
　例えば、下記特許文献１には、偏平状の電極巻回体の一方の端部に形成した負極芯体露出部と負極集電体とを抵抗溶接する構造の電池において、その負極芯体露出部の外面側の表面粗さが内面側の表面粗さよりも小さい電池が開示されている。
特開２０１８－１６６０７９号公報
　特許文献１の技術では、巻回電極体の一方の端部に形成した負極の芯体露出部と負極集電体とが接触する面積を充分大きく出来ていないため、電池の内部抵抗が充分小さくはないという問題があった。
　従って、本発明は、内部抵抗が低い電池を提供することを目的の一つとする。
　上述した課題を解決するために、本発明は、セパレータを介して帯状の正極と帯状の負極とが積層され、巻回された構造を有する電極巻回体と、正極集電板と負極集電板と、電極巻回体と正極集電板と負極集電板とを収容する外装缶とを備え、
　負極は、帯状の負極箔上に、負極活物質層によって被覆された負極活物質被覆部と、負極活物質非被覆部を有し、
　電極巻回体の一端から突出した負極活物質非被覆部が、電極巻回体の中心軸に向かって曲折し、重なり合うことによって形成された平坦面を有し、
　平坦面は負極集電板と接合され、
　負極箔は、中心軸に対向する第１の主面と、中心軸に対向しない第２の主面を有し、
　第１の主面の光沢度をＧ１とし、第２の主面の光沢度をＧ２とするとき、Ｇ１＞Ｇ２を満たす二次電池である。
　本発明の少なくとも実施の形態によれば、電極巻回体の巻回終止側に切り欠き部を作製することで、負極の活物質非被覆部の折り曲げを上手に行うことができ、内部短絡を起こさない電池を提供できる。なお、本明細書で例示された効果により本発明の内容が限定して解釈されるものではない。
図１は、一実施の形態に係る電池の断面図である。 図２は、電極巻回体における正極、負極とセパレータの配置関係の一例を説明する図である。 図３Ａは、正極集電板の平面図であり、図３Ｂは負極集電板の平面図である。 図４Ａから図４Ｆは、一実施の形態に係る電池の組み立て工程を説明する図である。 図５は、レーザー溶接痕の位置を説明するための図である。 図６は、実施例を説明するための部分断面図である。 図７は、比較例１から比較例３を説明するための部分断面図である。 図８は、比較例４を説明するための部分断面図である。 図９は、本発明の応用例としての電池パックの説明に使用する接続図である。 図１０は、本発明の応用例としての電動工具の説明に使用する接続図である。 図１１は、本発明の応用例としての電動車両の説明に使用する接続図である。
　以下、本発明の実施の形態等について図面を参照しながら説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
＜１．一実施の形態＞
＜２．変形例＞
＜３．応用例＞
　以下に説明する実施の形態等は本発明の好適な具体例であり、本発明の内容がこれらの実施の形態等に限定されるものではない。
　本発明の実施の形態では、二次電池として、円筒形状のリチウムイオン電池を例にして説明する。
＜１．一実施の形態＞
　まず、リチウムイオン電池の全体構成に関して説明する。図１は、リチウムイオン電池１の概略断面図である。リチウムイオン電池１は、例えば、図１に示すように、電池缶１１の内部に電極巻回体２０が収納されている円筒型のリチウムイオン電池１である。
　具体的には、リチウムイオン電池１は、例えば、円筒状の電池缶１１の内部に、一対の絶縁板１２，１３と、電極巻回体２０とを備えている。ただし、リチウムイオン電池１は、例えば、さらに、電池缶１１の内部に、熱感抵抗（ＰＴＣ）素子及び補強部材などのうちのいずれか１種類又は２種類以上を備えていてもよい。
［電池缶］
　電池缶１１は、主に、電極巻回体２０を収納する部材である。この電池缶１１は、例えば、一端面が開放されると共に他端面が閉塞された円筒状の容器である。すなわち、電池缶１１は、開放された一端面（開放端面１１Ｎ）を有している。この電池缶１１は、例えば、鉄、アルミニウム及びそれらの合金などの金属材料のうちのいずれか１種類又は２種類以上を含んでいる。ただし、電池缶１１の表面には、例えば、ニッケルなどの金属材料のうちのいずれか１種類又は２種類以上が鍍金されていてもよい。
［絶縁板］
　絶縁板１２，１３は、電極巻回体２０の中心軸に対して略垂直な面を有する円盤状の板である。また、絶縁板１２，１３は、例えば、互いに電極巻回体２０を挟むように配置されている。
［かしめ構造］
　電池缶１１の開放端面１１Ｎには、電池蓋１４及び安全弁機構３０がガスケット１５を介して、かしめられており、かしめ構造１１Ｒ（クリンプ構造）が形成されている。これにより、電池缶１１の内部に電極巻回体２０などが収納された状態において、その電池缶１１は密閉されている。
［電池蓋］
　電池蓋１４は、主に、電池缶１１の内部に電極巻回体２０などが収納された状態において、その電池缶１１の開放端面１１Ｎを閉塞する部材である。この電池蓋１４は、例えば、電池缶１１の形成材料と同様の材料を含んでいる。電池蓋１４のうちの中央領域は、例えば、＋Ｚ方向に突出している。これにより、電池蓋１４のうちの中央領域以外の領域（周辺領域）は、例えば、安全弁機構３０に接触している。
［ガスケット］
　ガスケット１５は、主に、電池缶１１（折り曲げ部１１Ｐ）と電池蓋１４との間に介在することにより、その折り曲げ部１１Ｐと電池蓋１４との間の隙間を封止する部材である。ただし、ガスケット１５の表面には、例えば、アスファルトなどが塗布されていてもよい。
　このガスケット１５は、例えば、絶縁性材料のうちのいずれか１種類又は２種類以上を含んでいる。絶縁性材料の種類は、特に限定されないが、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）及びポリプロピレン（ＰＰ）などの高分子材料である。中でも、絶縁性材料は、ポリブチレンテレフタレートであることが好ましい。電池缶１１と電池蓋１４とを互いに電気的に分離しながら、折り曲げ部１１Ｐと電池蓋１４との間の隙間が十分に封止されるからである。
［安全弁機構］
　安全弁機構３０は、主に、電池缶１１の内部の圧力（内圧）が上昇した際に、必要に応じて電池缶１１の密閉状態を解除することにより、その内圧を開放する。電池缶１１の内圧が上昇する原因は、例えば、充放電時において電解液の分解反応に起因して発生するガスなどである。
［電極巻回体］
　円筒形状のリチウムイオン電池では、帯状の正極２１と帯状の負極２２がセパレータ２３を介して積層され、渦巻き状に巻回されて、電解液に含浸された状態で、電池缶１１に収まっている。正極２１は正極箔２１Ａの片面又は両面に正極活物質層を形成したものであり、正極箔２１Ａの材料は例えば、アルミニウムやアルミニウム合金でできた金属箔である。負極２２は負極箔２２Ａの片面又は両面に負極活物質層を形成したものであり、負極箔２２Ａの材料は例えば、ニッケル、ニッケル合金、銅や銅合金でできた金属箔である。セパレータ２３は多孔質で絶縁性のあるフィルムであり、正極２１と負極２２とを電気的に絶縁しながら、イオンや電解液等の物質の移動を可能にしている。
　正極活物質層と負極活物質層はそれぞれ、正極箔２１Ａと負極箔２２Ａとの多くの部分を覆うが、どちらも帯の短軸方向にある片方の端周辺を意図的に被覆していない。この活物質層が被覆されていない部分を、以下、適宜、活物質非被覆部２１Ｃ，２２Ｃと称し、活物質層が被覆されている部分を、以下、適宜、活物質被覆部２１Ｂ，２２Ｂと称する。円筒形状の電池では、電極巻回体２０は正極の活物質非被覆部２１Ｃと負極の活物質非被覆部２２Ｃが逆方向を向くようにしてセパレータ２３を介して重ねられて巻回されている。
　図２に正極２１、負極２２とセパレータ２３を積層した巻回前の構造の一例を示す。正極の活物質非被覆部２１Ｃ（図２の上側のドット部分）の幅はＡであり、負極の活物質非被覆部２２Ｃ（図２の下側のドット部分）の幅はＢである。一実施の形態ではＡ＞Ｂであることが好ましく、例えばＡ＝７（ｍｍ）、Ｂ＝４（ｍｍ）である。正極の活物質非被覆部２１Ｃがセパレータ２３の幅方向の一端から突出した部分の長さはＣであり、負極の活物質非被覆部２２Ｃがセパレータ２３の幅方向の他端から突出した部分の長さはＤである。一実施の形態ではＣ＞Ｄであることが好ましく、例えば、Ｃ＝４．５（ｍｍ）、Ｄ＝３（ｍｍ）である。
　正極の活物質非被覆部２１Ｃは例えばアルミニウムなどからなり、負極の活物質非被覆部２２Ｃは例えば銅などからなるので、一般的に正極の活物質非被覆部２１Ｃの方が負極の活物質非被覆部２２Ｃよりも柔らかい（ヤング率が低い）。このため、一実施の形態では、Ａ＞ＢかつＣ＞Ｄがより好ましく、この場合、両極側から同時に同じ圧力で正極の活物質非被覆部２１Ｃと負極の活物質非被覆部２２Ｃとが折り曲げられるとき、折り曲げられた部分のセパレータ２３の先端から測った高さは正極２１と負極２２とで同じくらいになることがある。このとき、活物質非被覆部２１Ｃ，２２Ｃが折り曲げられて適度に重なり合うので、活物質非被覆部２１Ｃ，２２Ｃと集電板２４，２５とのレーザー溶接による接合を容易に行うことができる。一実施の形態における接合とは、電気的に接続していることを意味するが、接合方法はレーザー溶接に限定されない。
　正極２１は、活物質非被覆部２１Ｃと活物質被覆部２１Ｂとの境界を含む幅３ｍｍの区間が絶縁層１０１（図２の灰色の領域部分）で被覆されている。そして、セパレータを介して負極の活物質被覆部２２Ｂに対向する正極の活物質非被覆部２１Ｃの全ての領域が絶縁層１０１で覆われている。絶縁層１０１は、負極の活物質被覆部２２Ｂと正極の活物質非被覆部２１Ｃとの間に異物が侵入したときに、電池１の内部短絡を確実に防ぐ効果がある。また、絶縁層１０１は、電池１に衝撃が加わったときに、その衝撃を吸収し、正極の活物質非被覆部２１Ｃが折れ曲がりや、負極２２との短絡を確実に防ぐ効果がある。
　電極巻回体２０の中心には、貫通孔２６が空いている。貫通孔２６は電極巻回体２０の組み立て用の巻き芯と溶接用の電極棒を差し込むための孔である。電極巻回体２０は、正極の活物質非被覆部２１Ｃと負極の活物質非被覆部２２Ｃが逆方向を向くように重ねて巻回してあるので、電極巻回体の端面の一方（端面４１）には、正極の活物質非被覆部２１Ｃが集まり、電極巻回体２０の端面の他方（端面４２）には、負極の活物質非被覆部２２Ｃが集まる。電流を取り出すための集電板２４，２５との接触を良くするために、活物質非被覆部２１Ｃ，２２Ｃは曲折されて、端面４１，４２が平坦面となっている。曲折する方向は端面４１，４２の外縁部２７，２８から貫通孔２６に向かう方向であり、巻回された状態で隣接する周の活物質非被覆部同士が重なって曲折している。なお、本明細書において「平坦面」とは、完全に平坦な面のみならず、活物質非被覆部と集電板が接合可能な程度において、多少の凹凸や表面粗さを有する表面も含む。
　活物質非被覆部２１Ｃ，２２Ｃがそれぞれ重なるようにして曲折することで、一見、端面４１，４２を平坦面にすることが可能に思われるが、曲折する前に何らの加工もないと、曲折するときに端面４１，４２にシワやボイド（空隙、空間）が発生して、端面４１，４２が平坦面とならない。ここで、「シワ」や「ボイド」とは曲折した活物質非被覆部２１Ｃ，２２Ｃに偏りが生じ、端面４１，４２が平坦面とはならない部分である。このシワやボイドの発生を防止するために、貫通孔２６から放射方向に予め溝４３（例えば図４Ｂを参照）が形成されている。溝４３は端面４１，４２の外縁部２７，２８から貫通孔２６まで延在している。電極巻回体２０の中心には貫通孔２６があり、貫通孔２６はリチウムイオン電池１の組み立て工程で、溶接器具を差し込む孔として使用される。貫通孔２６の付近にある、正極２１と負極２２との巻き始めの活物質非被覆部２１Ｃ，２２Ｃには切欠きがある。これは貫通孔２６に向かって曲折したとき貫通孔２６を塞がないようにするためである。溝４３は、活物質非被覆部２１Ｃ，２２Ｃを曲折した後も平坦面内に残っており、溝４３の無い部分が、正極集電板２４又は負極集電板２５と接合（溶接等）されている。なお、平坦面のみならず、溝４３が集電板２４，２５の一部と接合されていてもよい。
　電極巻回体２０の詳細な構成、すなわち正極２１、負極２２、セパレータ２３及び電解液のそれぞれの詳細な構成に関しては、後述する。
［集電板］
　通常のリチウムイオン電池では例えば、正極と負極の一か所ずつに電流取出し用のリードが溶接されているが、これでは電池の内部抵抗が大きく、放電時にリチウムイオン電池が発熱し高温になるため、ハイレート放電には適さない。そこで、一実施の形態のリチウムイオン電池では、端面４１，４２に正極集電板２４と負極集電板２５とを配置し、端面４１，４２に存在する正極や負極の活物質非被覆部２１Ｃ，２２Ｃと多点で溶接することで、電池の内部抵抗を低く抑えている。端面４１，４２が曲折して平坦面となっていることも低抵抗化に寄与している。
　図３Ａ及び図３Ｂに、集電板の一例を示す。図３Ａが正極集電板２４であり、図３Ｂは負極集電板２５である。正極集電板２４の材料は例えば、アルミニウムやアルミニウム合金の単体若しくは複合材でできた金属板であり、負極集電板２５の材料は例えば、ニッケル、ニッケル合金、銅や銅合金の単体若しくは複合材（クラッド材）でできた金属板である。図３Ａに示すように、正極集電板２４の形状は平坦な扇形をした板状部３１に、矩形の帯状部３２が付いた形状になっている。板状部３１の中央付近に孔３５があいていて、孔３５の位置は貫通孔２６に対応する位置である。
　図３Ａの斜線で示す部分は帯状部３２に絶縁テープが貼付されているか絶縁材料が塗布された絶縁部３２Ａであり、図面の斜線部より下側の部分は外部端子を兼ねた封口板への接続部３２Ｂである。なお、貫通孔２６に金属製のセンターピン（図示せず）を備えていない電池構造の場合には帯状部３２が負極電位の部位と接触する可能性が低いため、絶縁部３２Ａが無くても良い。その場合には、正極２１と負極２２との幅を絶縁部３２Ａの厚さに相当する分だけ大きくして充放電容量を大きくすることができる。
　負極集電板２５の形状は正極集電板２４と殆ど同じ形状だが、帯状部が異なっている。図３Ｂの負極集電板の帯状部３４は、正極集電板の帯状部３２より短く、絶縁部３２Ａに相当する部分がない。帯状部３４には、複数の丸印で示される丸型の突起部（プロジェクション）３７がある。抵抗溶接時には、電流が突起部に集中し、突起部が溶けて帯状部３４が電池缶１１の底に溶接される。正極集電板２４と同様に、負極集電板２５には板状部３３の中央付近に孔３６があいていて、孔３６の位置は貫通孔２６に対応する位置である。正極集電板２４の板状部３１と負極集電板２５の板状部３３は扇形の形状をしているため、端面４１，４２の一部を覆うようになっている。全部を覆わない理由は、電池を組み立てる際に電極巻回体へ電解液を円滑に浸透させる為、あるいは電池が異常な高温状態や過充電状態になったときに発生したガスを電池外へ放出しやすくする為である。
［正極］
　正極活物質層は、リチウムを吸蔵及び放出することが可能である正極材料（正極活物質）を少なくとも含み、さらに、正極結着剤及び正極導電剤などを含んでいてもよい。正極材料は、リチウム含有複合酸化物又はリチウム含有リン酸化合物が好ましい。リチウム含有複合酸化物は、例えば、層状岩塩型又はスピネル型の結晶構造を有している。リチウム含有リン酸化合物は、例えば、オリビン型の結晶構造を有している。
　正極結着剤は、合成ゴム又は高分子化合物を含んでいる。合成ゴムは、スチレンブタジエン系ゴム、フッ素系ゴム及びエチレンプロピレンジエンなどである。高分子化合物は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）及びポリイミドなどである。
　正極導電剤は、黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック又はケッチェンブラックなどの炭素材料である。ただし、正極導電剤は、金属材料及び導電性高分子でもよい。
　正極箔２１Ａの厚みは５μｍ以上、２０μｍ以下にすることが好ましい。正極箔２１Ａの厚みを５μｍ以上にすることで、正極２１と負極２２とセパレータ２３とを重ねて巻回する際に正極２１が破断することなく製造することが可能になるためである。正極箔２１Ａの厚みを２０μｍ以下にすることで、電池１のエネルギー密度の低下を防ぐことができると共に、正極２１と負極２２との対向面積が大きくなり、出力の大きい電池１にすることができるからである。
［負極］
　負極箔２２Ａの表面は、負極活物質層との密着性向上のために粗面化されていることが好ましい。負極活物質層は、リチウムを吸蔵及び放出することが可能である負極材料（負極活物質）を少なくとも含み、さらに、負極結着剤及び負極導電剤などを含んでいてもよい。
　負極材料は、例えば、炭素材料を含む。炭素材料は、易黒鉛化性炭素、難黒鉛化性炭素、黒鉛、低結晶性炭素、又は非晶質炭素である。炭素材料の形状は、繊維状、球状、粒状又は鱗片状を有している。
　また、負極材料は、例えば金属系材料を含む。金属系材料の例としては、Ｌｉ（リチウム）、Ｓｉ（ケイ素）、Ｓｎ（スズ）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｚｒ（亜鉛）、Ｔｉ（チタン）が挙げられる。金属系元素は、他の元素と化合物、混合物又は合金を形成しており、その例としては、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ（０＜ｘ≦２））、炭化ケイ素（ＳｉＣ）又は炭素とケイ素の合金、チタン酸リチウム（ＬＴＯ）が挙げられる。
　負極箔２２Ａの厚みは５μｍ以上、２０μｍ以下にすることが好ましい。負極箔２２Ａの厚みを５μｍ以上にすることで、正極２１と負極２２とセパレータ２３とを重ねて巻回する際に負極２２が破断することなく製造することが可能になるためである。負極箔２２Ａの厚みを２０μｍ以下にすることで、電池１のエネルギー密度の低下を防ぐことができると共に、正極２１と負極２２との対向面積が大きくなり、出力の大きい電池１にすることができるからである。
［セパレータ］
　セパレータ２３は、樹脂を含む多孔質膜であり、２種類以上の多孔質膜の積層膜でもよい。樹脂は、ポリプロピレン及びポリエチレンなどである。セパレータ２３は、多孔質膜を基材層として、その片面又は両面に樹脂層を含んでいてもよい。正極２１及び負極２２のそれぞれに対するセパレータ２３の密着性が向上するため、電極巻回体２０の歪みが抑制されるからである。
　樹脂層は、ＰＶｄＦなどの樹脂を含んでいる。この樹脂層を形成する場合には、有機溶剤に樹脂が溶解された溶液を基材層に塗布したのち、その基材層を乾燥させる。なお、溶液中に基材層を浸漬させたのち、その基材層を乾燥させてもよい。樹脂層には、無機粒子又は有機粒子を含んでいることが、耐熱性、電池の安全性向上の観点で好ましい。無機粒子の種類は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ベーマイト、タルク、シリカ、雲母などである。また、樹脂層に代えて、スパッタ法、ＡＬＤ（原子層堆積）法などで形成された、無機粒子を主成分とする表面層を用いてもよい。
　セパレータ２３の厚さは４μｍ以上３０μｍ以下が好ましい。セパレータの厚さを４μｍ以上とすることで、セパレータ２３を介して対向する正極２１と負極２２との接触による内部短絡を防止できる。セパレータ２３の厚さを３０μｍ以下とすることで、リチウムイオンや電解液がセパレータ２３を通過しやすくでき、また、巻回したとき、正極２１と負極２２の電極密度を高くすることができる。
［電解液］
　電解液は、溶媒及び電解質塩を含み、必要に応じてさらに添加剤などを含んでいてもよい。溶媒は、有機溶媒などの非水溶媒、又は水である。非水溶媒を含む電解液を非水電解液という。非水溶媒は、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、ラクトン、鎖状カルボン酸エステル又はニトリル（モノニトリル）などである。
　電解質塩の代表例はリチウム塩であるが、リチウム塩以外の塩を含んでいてもよい。リチウム塩は、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、メタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＨ3ＳＯ3）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）、六フッ化ケイ酸二リチウム（Ｌｉ2ＳＦ6）などである。これらの塩を混合して用いることもでき、中でも、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4を混合して用いることが、電池特性向上の観点で好ましい。電解質塩の含有量は特に限定されないが、溶媒に対して０.３ｍｏｌ/ｋｇから３ｍｏｌ/ｋｇであることが好ましい。
［リチウムイオン電池の作製方法］
　図４Ａから図４Ｆを参照して、一実施の形態のリチウムイオン電池１の作製方法について述べる。まず、正極活物質を、帯状の正極箔２１Ａの表面に塗着させ、これを正極２１の被覆部とし、負極活物質を、帯状の負極箔２２Ａの表面に塗着させ、これを負極２２の被覆部とした。このとき、正極２１の短手方向の一端と負極２２の短手方向の一端に、正極活物質と負極活物質が塗着されていない活物質非被覆部２１Ｃ，２２Ｃを作製した。活物質非被覆部２１Ｃ，２２Ｃの一部であって、巻回するときの巻き始めに当たる部分に、切欠きを作製した。正極２１と負極２２とには乾燥等の工程を行った。そして、正極の活物質非被覆部２１Ｃと負極の活物質非被覆部２２Ｃが逆方向となるようにセパレータ２３を介して重ね、中心軸に貫通孔２６ができるように、且つ、作製した切欠きが中心軸付近に配置されるように、渦巻き状に巻回して、図４Ａのような電極巻回体２０を作製した。
　次に、図４Ｂのように、薄い平板（例えば厚さ０．５ｍｍ）などの端を端面４１，４２に対して垂直に押し付けることで、端面４１と端面４２の一部に溝４３を作製した。この方法で貫通孔２６から放射状に延びる溝４３を作製した。図４Ｂに示される、溝４３の数や配置はあくまでも一例である。そして、図４Ｃのように、両極側から同時に同じ圧力を端面４１，４２に対して略垂直方向に加え、正極の活物質非被覆部２１Ｃと負極の活物質非被覆部２２Ｃを折り曲げて、端面４１，４２が平坦面となるように形成した。このとき、端面４１，４２にある活物質非被覆部が、中心軸に向かって曲折し重なり合うように、平板の板面などで荷重を加えた。その後、端面４１に正極集電板２４の板状部３１をレーザー溶接し、端面４２に負極集電板２５の板状部３３をレーザー溶接し、接合した。
　その後、図４Ｄのように、集電板２４，２５の帯状部３２，３４を折り曲げ、正極集電板２４と負極集電板２５に絶縁板１２，１３（又は絶縁テープ）を貼り付け、図４Ｅに示される電池缶１１内に上記のように組立てを行った電極巻回体２０を挿入し、電池缶１１の底の溶接を行った。電解液を電池缶１１内に注入後、図４Ｆのように、ガスケット１５及び電池蓋１４にて封止を行った。
　以下、上記のようにして作製したリチウムイオン電池１を用い、電池の内部抵抗について比較した実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものではない。
　以下の全ての実施例及び比較例において、円筒形電池のサイズを２１７００（直径２１ｍｍ、長さ７０ｍｍ）とし、溝４３の数を８とし、溝４３を略等角間隔に配置した。正極集電板２４と正極の活物質非被覆部２１Ｃとの接合及び負極集電板２５と負極の活物質非被覆部２２Ｃとの接合に、図５で示されるような配置でレーザー溶接を行った。図５はレーザー溶接痕の位置を説明する為に、集電板２４，２５を通して電極巻回体の端面４１，４２および溝４３を透視するように表現した模式図である。図５の黒色の太実線部で示される部分はレーザー溶接痕５１である。レーザー溶接痕５１を隣り合う溝４３の間ごとに１本ずつ、孔３５，３６付近から外周部まで、略等角間隔に線状に配置した。図５のように、集電板２４，２５が覆う部分で、レーザー溶接痕５１を６本配置し、レーザー溶接痕５１の１本当たりの長さを６ｍｍとした。
　負極２２の材料である負極箔（銅箔）の作製条件を調整し、様々な光沢度を有する表面を備えた負極箔（銅箔）を作製した。負極活物質を被覆する前の負極箔（銅箔）に対して、負極２２の短手方向に光を入射して光沢度を測定した。ここでいう負極箔は、基本的には、負極作製後の負極箔２２Ａと負極の活物質非被覆部２２Ｃと同じものである。なお、光沢度の測定は負極活物質を被覆する前の負極箔（銅箔）に対して行うことができるが、完成した電池から取り出した銅箔に対して行うこともできる。電池を完全放電したのち解体して巻回体を解きほぐして分離した負極板を、例えばジメチルカーボネート（ＤＭＣ）を使って洗浄し、乾燥させる。次に、負極板から銅箔が露出している部位、すなわち活物質が塗工されていない部位を所定の大きさに切り出す。このようにして分離した銅箔片に対して光沢度を測定することができる。本発明において、光沢度とは、ＪＩＳ Ｚ ８７４１：１９９７に準拠したものであり、光の入射角を６０°としたＧｓ（６０°）である。Ｇｓ（６０°）は、屈折率が１．５６７であるガラス表面での鏡面光沢度の値を１００とした値である。予め光沢度を測定した負極箔を用いて負極を作製し、リチウムイオン電池１を組み立てた。負極箔（銅箔）の厚さは５μｍ以上２０μｍ以下が好ましい。
　本発明において、負極２２の材料である負極箔（銅箔）には電解銅箔を用いた。電解銅箔は、回転するドラムを陰極として連続的に銅めっきがドラムの表面に析出する一方で、析出した銅めっきがドラムから剥離して巻取られることにより製造される。製造された電解銅箔のドラムに接していた面（ドラム面）と液側の析出した面（析出面）とは性質が異なる。ドラム面は、ドラムの表面の研磨状態を忠実に反映して表面粗度が小さく、光沢度が高い。また、ドラム面は析出開始面であるために結晶粒径が小さく、結晶粒径のばらつきが小さい傾向がある。一方、析出面は結晶の成長方向となるため、表面粗度が大きく、光沢度が低く、結晶粒径が大きく、結晶粒径のばらつきが大きい傾向がある。
　上述の電極巻回体において、負極箔（銅箔）の巻き内面をドラム面、巻き外面を析出面にすることにより、全周にわたって負極箔（銅箔）が一定の位置で折れて重なり合って整列するので、端面４２の平坦度を高くするとすることができる。一方で、巻き内面が析出面、巻き外面がドラム面の場合には、負極箔（銅箔）は折れ位置のばらつきが大きくなったり、Ｓ字状に折れたりすることが多い。そのため、端面４２の平坦度が低くなる。
　負極箔（銅箔）のドラム面は、結晶粒径が小さいために降伏応力が高くなり、結晶粒径のばらつきが小さいために降伏応力がほぼ均一となる。負極箔（銅箔）の巻き内面をドラム面、巻き外面を析出面として電極巻回体を作製した場合には、内側に向かって折る力が、降伏応力より小さいうちには負極集電箔は耐えているが、降伏応力を超えたときには電極巻回体の外周側から内周側に渡って一斉に、一定の位置で折れ曲がる。その結果、折れ位置より先端側の負極箔（銅箔）が重なり合って整列するため、端面４２の平坦度が高くなると考えられる。
　一方、負極箔（銅箔）の析出面は、結晶粒径が大きいために降伏応力が低く、結晶粒径のばらつきが大きいために降伏応力のばらつきも大きくなる。巻き内が析出面、巻き外面がドラム面として電極巻回体を作製した場合には、負極箔（銅箔）はその降伏応力に応じて場所ごとに異なる位置で折れ曲がる。その結果、負極箔（銅箔）が整列せず乱雑な状態となり、負極端面４２の一部に凹部が発生して平坦度が低くなると考えられる。
　以下では、負極箔の両主面（表裏）のうち、負極２２が電極巻回体２０を構成したとき、電極巻回体２０の中心軸（貫通孔２６）に対向する主面（第１の主面）を巻き内面と称し、電極巻回体の中心軸（貫通孔２６）に対向しない主面（第２の主面）を巻き外面と称した。負極２２の光沢度が巻き内面と巻き外面で異なるように作製した。負極箔の材質を銅とし、厚さを１０μｍとした。
　以下の全ての実施例及び比較例について、特に指定がない場合、図２に示されるような、正極２１、負極２２とセパレータ２３を積層した巻回前の構造において、負極の活物質非被覆部２２Ｃがセパレータ２３の幅方向の他端から突出した部分の長さをＤとするとき、Ｄ＝３ｍｍとした。
　まずは、巻き内面の光沢度が巻き外面の光沢度より大きい負極箔（銅箔）について、検討した。
［実施例１～３］
　巻き内面の光沢度が巻き外面の光沢度より大きい銅箔を用意し、この銅箔を用いて負極２２を作製し、電池１を作製した。
［比較例１～３］
　巻き内面の光沢度が巻き外面の光沢度以下となるような銅箔を用意し、この銅箔を用いて負極２２を作製し、電池１を作製した。
［評価］
　上記の電池１について、電池１の内部抵抗（ＤＣＲ）を計測し、評価を行った。直流抵抗は、放電電流を５秒間で０（Ａ）から１００（Ａ）まで上昇させたときの電圧の傾きを算出することで得られる。１つの実施例又は比較例について、計測した電池１の本数を３０本とした。電池１の内部抵抗（ＤＣＲ）は３０本の計測値についての平均値を表し、電池１の内部抵抗（ＤＣＲ）が１１．０ｍΩ以下をＯＫと判定し、それ以外をＮＧと判定した。以下の表１に、結果を示す。
［表１］
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　実施例１から実施例３では、電池１の内部抵抗の値は１１．０ｍΩ以下（判定ＯＫ）であり、溶接不良（穴あきやスパッタ等）が発生しなかったのに対し、比較例１から比較例３では、電池１の内部抵抗の値は１１．０ｍΩより大きく（判定ＮＧ）、溶接不良が発生した。実施例１から実施例３では、図６に示されるように、負極の活物質非被覆部２２Ｃが電極巻回体２０の中心軸に向かって一定の位置で折れ曲がり、折れ位置より先端側の活物質非被覆部２２Ｃが重なり合って整列するため、端面４２が平坦面を形成していると考えられる。比較例１から比較例３では、図７に示されるように、負極の活物質非被覆部２２Ｃがそれぞれ異なる位置でＳ字状に折れ曲がり、活物質非被覆部２２Ｃが整列せず乱雑な状態となり、端面４２に凹凸があるために、平坦度が低い箇所があると考えられる。実施例では、端面４２と負極集電板２５とが隙間なく密着できるために、レーザー溶接の不良が発生しない。そのため、電池１の内部抵抗が低いと考えられる。表１より、負極箔の巻き内面の光沢度が巻き外面の光沢度より大きいとき、電池の内部抵抗が低いと判断できる。
　次に、巻き内面の光沢度が巻き外面の光沢度より大きい負極箔（銅箔）について、巻き内面の光沢度がある一定値（１５０又は２００）以上及び一定値未満となる場合について検討した。
［実施例４～６］
　巻き内面の光沢度が巻き外面の光沢度より大きく、巻き内面の光沢度が１５０以上である銅箔を用意し、この銅箔を用いて負極２２を作製し、電池１を作製した。
［実施例７～９］
　巻き内面の光沢度が巻き外面の光沢度より大きく、巻き内面の光沢度が２００以上である銅箔を用意し、この銅箔を用いて負極２２を作製し、電池１を作製した。
［実施例１０～１２］
　巻き内面の光沢度が巻き外面の光沢度より大きく、巻き内面の光沢度が１５０未満である銅箔を用意し、この銅箔を用いて負極２２を作製し、電池１を作製した。
［評価］
　実施例４から実施例１２の電池１について、上記同様に評価を行った。以下の表２に、その結果を示す。
［表２］
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
　実施例４から実施例１２の電池の内部抵抗の値は１１．０ｍΩ以下（判定ＯＫ）であり、溶接不良が発生しなかった。実施例４から実施例６の電池１の内部抵抗の値は、実施例１０から実施例１２より低く、実施例７から実施例９の電池１の内部抵抗の値は、実施例４から実施例６より低かった。表２より、負極箔は、巻き内面の光沢度が巻き外面の光沢度より大きく、巻き内面の光沢度が１５０以上であるとき、電池１の内部抵抗が低いと判断できる。特に、負極箔の巻き内面の光沢度が巻き外面の光沢度より大きく、巻き内面の光沢度が２００以上であるとき、電池１の内部抵抗がより低いと判断できる。
　次に、巻き内面の光沢度が巻き外面の光沢度より大きい負極箔（銅箔）について、巻き外面の光沢度がある一定値（１１０又は１３０）以上及び一定値未満となる場合について検討した。
［実施例１３～１５］
　巻き内面の光沢度が巻き外面の光沢度より大きく、巻き外面の光沢度が１１０以上である負極箔（銅箔）を用意し、この銅箔を用いて負極２２を作製し、電池１を作製した。
［実施例１６～１８］
　巻き内面の光沢度が巻き外面の光沢度より大きく、巻き外面の光沢度が１３０以上である負極箔（銅箔）を用意し、この銅箔を用いて負極２２を作製し、電池１を作製した。
［実施例１９～２１］
　巻き内面の光沢度が巻き外面の光沢度より大きく、巻き外面の光沢度が１１０未満である負極箔（銅箔）を用意し、この銅箔を用いて負極２２を作製し、電池１を作製した。
［評価］
　実施例１３から実施例２１の電池について、上記同様に評価を行った。以下の表３に、その結果を示す。
［表３］
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
　実施例１３から実施例２１では、電池の内部抵抗が１１．０ｍΩ以下（判定ＯＫ）であり、溶接不良が発生しなかった。実施例１３から実施例１５の内部抵抗の値は、実施例１９から実施例２１より低く、実施例１６から実施例１８の内部抵抗の値は、実施例１３から実施例１５より低かった。表３より、負極箔は、巻き内面の光沢度が巻き外面の光沢度より大きく、巻き外面の光沢度が１１０以上であるとき、電池１の内部抵抗が低いと判断できる。特に、負極箔の巻き内面の光沢度が巻き外面の光沢度より大きく、巻き外面の光沢度が１３０以上であるとき、電池１の内部抵抗がより低いと判断できる。
　次に、巻き内面の光沢度が巻き外面の光沢度より大きい負極箔（銅箔）について、巻き内面の光沢度と巻き外面の光沢度との差がある一定値（５０又は８０）以上及び一定値未満となる場合について検討した。
［実施例２２～２４］
　巻き内面の光沢度が巻き外面の光沢度より大きく、巻き内面の光沢度と巻き外面の光沢度との差が５０以上である負極箔（銅箔）を用いて負極２２を作製し、電池１を作製した。
［実施例２５～２７］
　巻き内面の光沢度が巻き外面の光沢度より大きく、巻き内面の光沢度と巻き外面の光沢度との差が８０以上である負極箔（銅箔）を用いて負極２２を作製し、電池１を作製した。
［実施例２８～３０］
　巻き内面の光沢度が巻き外面の光沢度より大きく、巻き内面の光沢度と巻き外面の光沢度との差が５０未満である負極箔（銅箔）を用いて負極２２を作製し、電池１を作製した。
［評価］
　実施例２２から実施例３０の電池について、上記同様に評価を行った。以下の表４に、その結果を示す。
［表４］
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
　実施例２２から実施例３０では、電池の内部抵抗が１１．０ｍΩ以下（判定ＯＫ）であり、溶接不良が発生しなかった。実施例２２から実施例２４の電池１の内部抵抗の値は、実施例２８から実施例３０より低く、実施例２５から実施例２７の内部抵抗の値は、実施例２２から実施例２４より低かった。表４より、負極箔（銅箔）は、巻き内面の光沢度が巻き外面の光沢度より大きく、巻き内面の光沢度と巻き外面の光沢度との差が５０以上であるとき、電池１の内部抵抗が低いと判断できる。特に、負極箔（銅箔）は、巻き内面の光沢度と巻き外面の光沢度との差が８０以上であるとき、電池１の内部抵抗がより低いと判断できる。
　次に、図２に示されるような、正極２１、負極２２とセパレータ２３を積層した巻回前の構造において、負極の活物質非被覆部２２Ｃがセパレータ２３の幅方向の他端から突出した部分の長さＤを変化させたときの電池１について検討した。
［実施例３１］
　実施例１と同様の銅箔を用意し、この銅箔を用いて負極２２を作製し、電池１を作製した。Ｄ＝３ｍｍとした。
［比較例４］
　Ｄ＝２ｍｍとした以外は、実施例３１と同様にした。
［評価］
　実施例３１と比較例４の電池について、上記同様に評価を行った。以下の表４に、その結果を示す。
［表５］
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
　実施例３１では、電池１の内部抵抗の値は１１．０ｍΩ以下（判定ＯＫ）であり、溶接不良が発生しなかったのに対し、比較例４では、電池１の内部抵抗の値は１１．０ｍΩより大きく（判定ＮＧ）、溶接不良（穴あきやスパッタ等）が発生した。実施例３１では、実施例１と同様、図６のように、負極の活物質非被覆部２２Ｃが電極巻回体２０の中心軸に向かって一方向に折れ曲がり、負極の活物質非被覆部２２Ｃがよく重なっていると考えられ、比較例４では、図８に示されるように、負極の活物質非被覆部２２Ｃが短いため、折れ曲がって重なり合った負極の活物質非被覆部２２Ｃの重なる面積が小さい、または、端面４２を構成する負極の活物質非被覆部２２Ｃ同士の間に隙間があいていると考えられる。負極の活物質非被覆部２２Ｃが整列して重なり合っている実施例３１では、レーザー溶接不良が発生しないため、電池１の内部抵抗が比較的低いと考えられる。実施例３１ではＤ＝３ｍｍであったが、Ｄ＞３ｍｍについても、同様であると考えられる。表５より、負極の活物質非被覆部２２Ｃがセパレータ２３の幅方向の他端から突出した部分の長さが３ｍｍ以上であるとき、電池１の内部抵抗が低いと判断できる。
＜２．変形例＞
　以上、本発明の一実施の形態について具体的に説明したが、本発明の内容は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
　一実施の形態では、図５に示されるように、隣り合う溝４３の間ごとに１本ずつのレーザー溶接痕を配置したが、隣り合う溝４３の間ごとに複数本のレーザー溶接痕を配置してもよい。この場合、レーザー溶接痕の面積がより増えるので、電池の内部抵抗がより低くなる。
　実施例及び比較例では、溝４３の数を８としていたが、これ以外の数であってもよい。また、電池サイズを円筒形の２１７００（直径２１ｍｍ、高さ７０ｍｍ）としていたが、１８６５０（直径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍ）やこれら以外のサイズであってもよい。
　正極集電板２４と負極集電板２５は、扇形の形状をした板状部３１，３３を備えていたが、それ以外の形状であってもよい。
　一実施の形態では、正極２１と負極２２が、活物質非被覆部２１Ｃ，２２Ｃが折り曲げられて集電板２４，２５と溶接される構造を取っていたが、正極２１については、それ以外の構造であってもよい。
　本発明の趣旨を逸脱しない限り、本発明は、リチウムイオン電池以外の他の電池や、円筒形状以外の電池（例えば、ラミネート型電池、角型電池、コイン型電池、ボタン型電池）に適用することも可能である。この場合において、「電極巻回体の端面」の形状は、円筒形状のみならず、楕円形状や扁平形状なども採り得る。
＜３．応用例＞
（１）電池パック
　図９は、本発明の実施の形態又は実施例にかかる電池１を電池パック３００に適用した場合の回路構成例を示すブロック図である。電池パック３００は、組電池３０１、充電制御スイッチ３０２ａと、放電制御スイッチ３０３ａ、を備えるスイッチ部３０４、電流検出抵抗３０７、温度検出素子３０８、制御部３１０を備えている。制御部３１０は各デバイスの制御を行い、さらに異常発熱時に充放電制御を行ったり、電池パック３００の残容量の算出や補正を行ったりすることが可能である。電池パック３００の正極端子３２１及び負極端子３２２は、充電器や電子機器に接続され、充放電が行われる。
　組電池３０１は、複数の二次電池３０１ａを直列及び／又は並列に接続してなる。図９では、６つの二次電池３０１ａが、２並列３直列（２Ｐ３Ｓ）に接続された場合が例として示されている。
　温度検出部３１８は、温度検出素子３０８（例えばサーミスタ）と接続されており、組電池３０１又は電池パック３００の温度を測定して、測定温度を制御部３１０に供給する。電圧検出部３１１は、組電池３０１及びそれを構成する各二次電池３０１ａの電圧を測定し、この測定電圧をＡ／Ｄ変換して、制御部３１０に供給する。電流測定部３１３は、電流検出抵抗３０７を用いて電流を測定し、この測定電流を制御部３１０に供給する。
　スイッチ制御部３１４は、電圧検出部３１１及び電流測定部３１３から入力された電圧及び電流をもとに、スイッチ部３０４の充電制御スイッチ３０２ａ及び放電制御スイッチ３０３ａを制御する。スイッチ制御部３１４は、二次電池３０１ａが過充電検出電圧（例えば４．２０Ｖ±０．０５Ｖ）以上若しくは過放電検出電圧（２．４Ｖ±０．１Ｖ）以下になったときに、スイッチ部３０４にＯＦＦの制御信号を送ることにより、過充電又は過放電を防止する。
　充電制御スイッチ３０２ａ又は放電制御スイッチ３０３ａがＯＦＦした後は、ダイオード３０２ｂ又はダイオード３０３ｂを介することによってのみ、充電又は放電が可能となる。これらの充放電スイッチは、ＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチを使用することができる。なお、図９では＋側にスイッチ部３０４を設けているが、－側に設けても良い。
　メモリ３１７は、ＲＡＭやＲＯＭからなり、制御部３１０で演算された電池特性の値や、満充電容量、残容量などが記憶され、書き換えられる。
（２）電子機器
　上述した本発明の実施の形態又は実施例に係る電池１は、電子機器や電動輸送機器、蓄電装置などの機器に搭載され、電力を供給するために使用することができる。
　電子機器としては、例えばノート型パソコン、スマートフォン、タブレット端末、ＰＤＡ（携帯情報端末）、携帯電話、ウェアラブル端末、デジタルスチルカメラ、電子書籍、音楽プレイヤー、ゲーム機、補聴器、電動工具、テレビ、照明機器、玩具、医療機器、ロボットが挙げられる。また、後述する電動輸送機器、蓄電装置、電動工具、電動式無人航空機も、広義では電子機器に含まれ得る。
　電動輸送機器としては電気自動車（ハイブリッド自動車を含む。）、電動バイク、電動アシスト自転車、電動バス、電動カート、無人搬送車（ＡＧＶ）、鉄道車両などが挙げられる。また、電動旅客航空機や輸送用の電動式無人航空機も含まれる。本発明に係る二次電池は、これらの駆動用電源のみならず、補助用電源、エネルギー回生用電源などとしても用いられる。
　蓄電装置としては、商業用又は家庭用の蓄電モジュールや、住宅、ビル、オフィスなどの建築物用又は発電設備用の電力貯蔵用電源などが挙げられる。
（３）電動工具
　図１０を参照して、本発明が適用可能な電動工具として電動ドライバの例について概略的に説明する。電動ドライバ４３１には、シャフト４３４に回転動力を伝達するモータ４３３と、ユーザが操作するトリガースイッチ４３２が設けられている。電動ドライバ４３１の把手の下部筐体内に、本発明に係る電池パック４３０及びモータ制御部４３５が収納されている。電池パック４３０は、電動ドライバ４３１に対して内蔵されているか、又は着脱自在とされている。電池パック４３０を構成する電池に、本発明の電池１を適用できる。
　電池パック４３０及びモータ制御部４３５のそれぞれには、マイクロコンピュータ（図示せず）が備えられており、電池パック４３０の充放電情報が相互に通信できるようにしてもよい。モータ制御部４３５は、モータ４３３の動作を制御すると共に、過放電などの異常時にモータ４３３への電源供給を遮断することができる。
（４）電動車両用蓄電システム
　本発明を電動車両用の蓄電システムに適用した例として、図１１に、シリーズハイブリッドシステムを採用したハイブリッド車両（ＨＶ）の構成例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンを動力とする発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。
　このハイブリッド車両６００には、エンジン６０１、発電機６０２、電力駆動力変換装置６０３（直流モータ又は交流モータ。以下単に「モータ６０３」という。）、駆動輪６０４ａ、駆動輪６０４ｂ、車輪６０５ａ、車輪６０５ｂ、バッテリ６０８、車両制御装置６０９、各種センサ６１０、充電口６１１が搭載されている。バッテリ６０８としては、本発明の電池パック３００、又は本発明の電池１を複数搭載した蓄電モジュールが適用され得る。
　バッテリ６０８の電力によってモータ６０３が作動し、モータ６０３の回転力が駆動輪６０４ａ、６０４ｂに伝達される。エンジン６０１によって産み出された回転力によって、発電機６０２で生成された電力をバッテリ６０８に蓄積することが可能である。各種センサ６１０は、車両制御装置６０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度を制御したりする。
　図示しない制動機構によりハイブリッド車両６００が減速すると、その減速時の抵抗力がモータ６０３に回転力として加わり、この回転力によって生成された回生電力がバッテリ６０８に蓄積される。またバッテリ６０８は、ハイブリッド車両６００の充電口６１１を介して外部の電源に接続されることで充電することが可能である。このようなＨＶ車両を、プラグインハイブリッド車（ＰＨＶ又はＰＨＥＶ）という。
　なお、本発明に係る二次電池を小型化された一次電池に応用して、車輪６０４、６０５に内蔵された空気圧センサシステム（TPMS: Tire Pressure Monitoring system）の電源として用いることも可能である。
　以上では、シリーズハイブリッド車を例として説明したが、エンジンとモータを併用するパラレル方式、又は、シリーズ方式とパラレル方式を組み合わせたハイブリッド車に対しても本発明は適用可能である。さらに、エンジンを用いない駆動モータのみで走行する電気自動車（ＥＶ又はＢＥＶ）や、燃料電池車（ＦＣＶ）に対しても本発明は適用可能である。
１・・・リチウムイオン電池，１２・・・絶縁板，２１・・・正極，２１Ａ・・・正極箔，２１Ｂ・・・正極活物質被覆部，２１Ｃ・・・正極の活物質非被覆部，２２・・・負極，２２Ａ・・・負極箔，２２Ｂ・・・負極活物質被覆部，２２Ｃ・・・負極の活物質非被覆部，２３・・・セパレータ，２４・・・正極集電板，２５・・・負極集電板，２６・・・貫通孔，２７，２８・・・外縁部，４１，４２・・・端面，４３・・・溝，５１・・・レーザー溶接痕

Claims (12)

  1. 　セパレータを介して帯状の正極と帯状の負極とが積層され、巻回された構造を有する電極巻回体と、正極集電板と負極集電板と、前記電極巻回体と前記正極集電板と前記負極集電板とを収容する外装缶とを備え、
    　前記負極は、帯状の負極箔上に、負極活物質層によって被覆された負極活物質被覆部と、負極活物質非被覆部を有し、
    　前記電極巻回体の一端から突出した前記負極活物質非被覆部が、前記電極巻回体の中心軸に向かって曲折し、重なり合うことによって形成された平坦面を有し、
    　前記平坦面は前記負極集電板と接合され、
    　前記負極箔は、前記中心軸に対向する第１の主面と、前記中心軸に対向しない第２の主面を有し、
    　前記第１の主面の光沢度をＧ１とし、前記第２の主面の光沢度をＧ２とするとき、Ｇ１＞Ｇ２を満たす二次電池。
  2. 　Ｇ１－Ｇ２≧５０を満たす請求項１に記載の二次電池。
  3. 　Ｇ１－Ｇ２≧８０を満たす請求項１に記載の二次電池。
  4. 　Ｇ１≧１５０を満たす請求項１に記載の二次電池。
  5. 　Ｇ１≧２００を満たす請求項１に記載の二次電池。
  6. 　Ｇ２≧１１０を満たす請求項２に記載の二次電池。
  7. 　Ｇ２≧１３０を満たす請求項２に記載の二次電池。
  8. 　前記負極活物質非被覆部が前記セパレータの幅方向の他端から突出した部分の長さが３ｍｍ以上である請求項１から７の何れかに記載の二次電池。
  9. 　前記負極箔の材質は銅または銅合金を含み、前記負極箔の厚さが５μｍ以上２０μｍ以下である請求項１から７の何れかに記載の二次電池。
  10. 　前記電極巻回体の一端から突出した前記正極活物質非被覆部が、前記電極巻回体の中心軸に向かって曲折し、重なり合うことによって形成された平坦面を有し、
    　前記平坦面は前記正極集電板と接合された、請求項１から９の何れかに記載の二次電池。
  11. 　請求項１から１０の何れかに記載の二次電池を有する電子機器。
  12. 　請求項１から１０の何れかに記載の二次電池を有する電動工具。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024195306A1 (ja) * 2023-03-22 2024-09-26 株式会社村田製作所 二次電池

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11144762A (ja) * 1997-11-05 1999-05-28 Sumitomo Electric Ind Ltd 渦巻型リチウムイオン電池用電極およびそれを用いた渦巻型リチウムイオン電池
JP2003022842A (ja) * 2001-05-02 2003-01-24 Ngk Insulators Ltd リチウム二次電池
JP2004111120A (ja) * 2002-09-17 2004-04-08 Sanyo Electric Co Ltd 二次電池
WO2013001821A1 (ja) * 2011-06-28 2013-01-03 日本ケミコン株式会社 蓄電デバイスおよび蓄電デバイスの製造方法
WO2017061066A1 (ja) * 2015-10-05 2017-04-13 ソニー株式会社 残量測定装置、電池パック、電動工具、電動式航空機、電動車両及び電源装置
JP2018166079A (ja) * 2017-03-28 2018-10-25 三洋電機株式会社 二次電池の製造方法
JP2019075298A (ja) * 2017-10-17 2019-05-16 三洋電機株式会社 二次電池の製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11144762A (ja) * 1997-11-05 1999-05-28 Sumitomo Electric Ind Ltd 渦巻型リチウムイオン電池用電極およびそれを用いた渦巻型リチウムイオン電池
JP2003022842A (ja) * 2001-05-02 2003-01-24 Ngk Insulators Ltd リチウム二次電池
JP2004111120A (ja) * 2002-09-17 2004-04-08 Sanyo Electric Co Ltd 二次電池
WO2013001821A1 (ja) * 2011-06-28 2013-01-03 日本ケミコン株式会社 蓄電デバイスおよび蓄電デバイスの製造方法
WO2017061066A1 (ja) * 2015-10-05 2017-04-13 ソニー株式会社 残量測定装置、電池パック、電動工具、電動式航空機、電動車両及び電源装置
JP2018166079A (ja) * 2017-03-28 2018-10-25 三洋電機株式会社 二次電池の製造方法
JP2019075298A (ja) * 2017-10-17 2019-05-16 三洋電機株式会社 二次電池の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024195306A1 (ja) * 2023-03-22 2024-09-26 株式会社村田製作所 二次電池

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