(57)【要約】【課題】電解液の液漏れや電池素子の損傷を招くことなく、電池缶に対して電池素子を確実に固定することにより耐衝撃性、耐振動性を向上できる非水電解質二次電池を提供する。【解決手段】非水電解質二次電池１０は、正極１３および負極１４がセパレータ１５を介して積層された電池素子１１と、電池素子１１を収容して封止する電池缶１８と、電池缶１８に注入される電解液２４とを備え、電解液２４により膨潤する上部絶縁部材（膨潤層）２１が電池素子１１および電池缶１８間に設けられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極および負極がセパレータを介して積層された電池素子と、
前記電池素子を収容して封止する電池缶と、
前記電池缶に注入される電解液とを備え、
前記電解液により膨潤する膨潤層が前記電池素子および前記電池缶間に設けられていることを特徴とする非水電解質二次電池。
【請求項２】
前記電池缶が、有底筒状の本体と、前記本体を封止する蓋部材とを有するとともに、
前記電池素子と、前記本体の底部および前記蓋部材のうちの少なくとも一方との間に介装される絶縁部材を有し、
前記膨潤層が、前記絶縁部材に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の非水電解質二次電池。
【請求項３】
前記膨潤層が塗布により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の非水電解質二次電池。
【請求項４】
シートを貼付することより前記膨潤層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の非水電解質二次電池。
【請求項５】
前記膨潤層が前記電解液により膨潤した際の膨潤厚み寸法が、
前記電池素子および前記電池缶間の最小空隙寸法に対して１５０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の非水電解質二次電池。
【請求項６】
前記膨潤層が前記電解液により膨潤した際の膨潤厚み寸法が、１μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の非水電解質二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正極および負極がセパレータを介して積層された電池素子を電池缶に収容して封止した非水電解質二次電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯用電子機器や電動工具などの電源として巻回式の非水電解質二次電池が採用されている。この非水電解質二次電池は、巻回された電池素子と、この電池素子を収容して封止する電池缶とを備えている。
【０００３】
電池素子は、正極活物質層が正極集電体に塗布された帯状の正極と、負極活物質層が負極集電体に塗布された帯状の負極と、正極および負極間に介在されたセパレータと、正極に所定間隔をおいて設けられた正極端子と、負極に所定間隔をおいて設けられた負極端子とを備えている。
【０００４】
そして、帯状の正極、負極およびセパレータが、幅方向に沿った線を中心にして巻回されて電池素子が構成されている。
正極集電体に塗布された正極活物質層は、正極活物質、導電剤および結着剤が混合されたものである。
負極集電体に塗布された負極活物質層は、負極活物質、導電剤および結着剤が混合されたものである。
【０００５】
電池缶は、電池素子を収容する有底円筒形状の本体と、本体を封止する蓋部材とを備えている。電池缶の内部には、電池素子の巻回軸に沿った両側に絶縁部材としてのトップインシュレータ（上部絶縁部材）と、ボトムインシュレータ（下部絶縁部材）とが配置されている。
【０００６】
電池缶の本体に電池素子を収容する際には、電池素子とともに上部絶縁部材および下部絶縁部材を電池缶の本体に収容する。そして、収容後に蓋部材を本体に取り付け、本体に対して蓋部材をかしめて電池缶の本体を封止する。
このような非水電解質二次電池は、電池缶の本体に電池素子を収容するという組立工程を経るため、電池素子と電池缶と間に隙間がある。
【０００７】
ところで、このような非水電解質二次電池を例えば電動工具に採用した場合、電動工具の振動により、電池缶の内部において電池素子が立体的に反復移動し、各部に破断、破損、屈曲等が生じ、非水電解質二次電池が使用できなくなる可能性がある。
【０００８】
このような不具合に対して、電池缶の本体を外側からかしめて電子素子を固定する方法（例えば、特許文献１参照）や、あるいは電池缶の本体に電池素子を収容した後、電池素子を内側から拡径させることにより電池缶の本体の内面に対して電池素子を圧接させて固定する方法（例えば、特許文献２参照）等が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−２９７３０１号公報
【特許文献２】特開平１１−９７３０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１は、本体を損傷させて電解液の液漏れが生じる虞がある。
一方、特許文献２は、元々電池素子はきつく巻回されているため、電池缶の本体の内面に圧接するほどに拡径させることが難しく、電池缶の本体の内面に圧接するほどに拡径させると、薄膜の正極＆負極に亀裂が生じたり、活物質層の一部が脱落する等の不具合が生じる虞がある。
【００１０】
本発明は、前述した要望を満たすためになされたもので、その目的は、電解液の液漏れや電池素子の損傷を招くことなく、電池缶に対して電池素子を確実に固定することにより耐衝撃性、耐振動性を向上できる非水電解質二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の非水電解質二次電池は、正極および負極がセパレータを介して積層された電池素子と、前記電池素子を収容して封止する電池缶と、前記電池缶に注入される電解液とを備え、前記電解液により膨潤する膨潤層が前記電池素子および前記電池缶間に設けられていることを特徴とする。
【００１２】
電解液により膨潤する膨潤層を電池素子および電池缶間に設けることで、膨潤した膨潤層で電池素子を支えることができる。
これにより、電池缶に対して電池素子を確実に固定することにより耐衝撃性、耐振動性を向上できる。
【００１３】
さらに、膨潤した膨潤層で電池素子を支えることで、電池缶の本体を外側からかしめて電子素子を固定する必要や、電池素子を内側から拡径させて固定する必要がない。
これにより、電池缶の本体を外側からかしめることで生じる電解液の液漏れを防ぐことができ、さらに、電池素子を内側から拡径させることで生じる電池素子の損傷を防ぐことができる。
【００１４】
また、本発明は、前記電池缶が、有底筒状の本体と、前記本体を封止する蓋部材とを有するとともに、前記電池素子と、前記本体の底部および前記蓋部材のうちの少なくとも一方との間に介装される絶縁部材を有し、前記膨潤層が、前記絶縁部材に設けられていることを特徴とする。
【００１５】
本体の底部または蓋部材側の絶縁部材に膨潤層を設けた。よって、電池素子のうち、底部側の端部または蓋部材側の端部と、膨潤した膨潤層との隙間を狭め、底部側の端部または蓋部材側の端部を、膨潤した膨潤層で支えることができる。
これにより、電池缶に対して電池素子を確実に固定することにより耐衝撃性、耐振動性を向上できる。
【００１６】
さらに、本発明は、前記膨潤層が塗布により形成されていることを特徴とする。
【００１７】
膨潤層を塗布により形成することで、膨潤層を比較的簡単に形成することが可能になり、組立工程の容易化が図れる。
【００１８】
また、本発明は、シートを貼付することより前記膨潤層が形成されていることを特徴とする。
【００１９】
シートの貼付により膨潤層を形成することで、膨潤層を一層簡単に形成することが可能になり、組立工程のさらなる容易化が図れる。
【００２０】
さらに、本発明は、前記膨潤層が前記電解液により膨潤した際の膨潤厚み寸法が、前記電池素子および前記電池缶間の最小空隙寸法に対して１５０％以上であることを特徴とする。
【００２１】
膨潤した際の膨潤層の膨潤厚み寸法を、電池素子および電池缶間の最小空隙寸法に対して１５０％以上とすることで、膨潤厚み寸法＞最小空隙寸法とすることが可能になる。
これにより、電池素子に膨潤層を当接させて、電池素子を膨潤層で支えて確実に固定できる。
【００２２】
また、本発明は、前記膨潤層が前記電解液により膨潤した際の膨潤厚み寸法が、１μｍ以上であることを特徴とする。
【００２３】
膨潤した際の膨潤層の膨潤厚み寸法を１μｍ以上することで、電池素子および電池缶間の空隙を狭め、電池素子を膨潤層で良好に支えて確実に固定できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の非水電解質二次電池によれば、電解液により膨潤する膨潤層を電池素子および電池缶間に設けることで、電解液の液漏れや電池素子の損傷を招くことなく、電池缶に対して電池素子を確実に固定することにより耐衝撃性、耐振動性を向上できるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態に係る非水電解質二次電池について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、非水電解質二次電池１０は、正極１３および負極１４がセパレータ１５を介して積層された電池素子１１と、電池素子１１を収容して封止する電池缶１８と、電池缶１８の内部に収容された上部絶縁部材（絶縁部材、膨潤層）２１と、電池缶１８の内部に収容された下部絶縁部材（絶縁部材）２２と、電池缶１８に注入される電解液２４（図３（Ｂ）参照）とを備えている。
【００２６】
正極１３は、正極活物質層が正極集電体（アルミニウム箔）に塗布（被着）された帯状の極部材である。
負極１４は、負極活物質層が負極集電体（銅箔）に塗布（被着）された帯状の極部材である。
セパレータ１５は、正極１３および負極１４間に介在されたＰＥやＰＰ製の帯状部材である。
【００２７】
電池素子１１は、帯状の正極１３と、帯状の負極１４と、正極１３および負極１４間に介在された帯状のセパレータ１５と、正極１３に所定間隔をおいて設けられた正極端子１６と、負極１４に所定間隔をおいて設けられた負極端子１７とを備えている。
【００２８】
帯状の正極１３と帯状の負極１４とをそれぞれの活物質層を対向配置させ、正極１３および負極１４間に帯状のセパレータ１５を介在された状態に積層し、この積層体を幅方向に沿った線を中心にして巻回することで電池素子１１（図３も参照）が構成されている。
【００２９】
前記正極集電体に塗布された前記正極活物質層は、正極活物質、導電剤および結着剤が混合されたものである。
前記負極集電体に塗布された前記負極活物質層は、負極活物質、導電剤および結着剤が混合されたものである。
【００３０】
電池缶１８は、例えば、Ｎｉメッキ缶であり、電池素子１１を収容する有底筒状の本体２５と、本体２５を封止する蓋部材２６とを有する。
【００３１】
上部絶縁部材２１は、電池缶１８の内部に収容され、電池素子１１の巻回軸に沿った上側（正極１３側）に配置されている。
詳しくは、上部絶縁部材２１は、電池素子１１と蓋部材２６との間に介装されている。
【００３２】
この上部絶縁部材２１は、電池素子１１および電池缶１８間に設けられ、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）などからなり、電解液２４（図３（Ｂ）参照）を吸収して膨潤する膨潤層を兼用している。
【００３３】
上部絶縁部材（膨潤層）２１は、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、厚み寸法Ｔ１が電解液２４により膨潤厚み寸法Ｔ２に膨潤する。
この上部絶縁部材（膨潤層）２１は、電解液２４により膨潤した際の膨潤厚み寸法Ｔ２が、電池素子１１および電池缶１８（蓋部材２６）間の最小空隙寸法に対して１５０％以上となるように設定されている。
【００３４】
膨潤厚み寸法Ｔ２と最小空隙寸法との関係を、膨潤厚み寸法Ｔ２＞最小空隙寸法とすることで、電池素子１１の端部１１Ａに上部絶縁部材（膨潤層）２１を当接させることができる。
電池素子１１の端部１１Ａに上部絶縁部材（膨潤層）２１を当接させることで、図２（Ｂ）に示すように、上部絶縁部材（膨潤層）２１の下面が凹状に変形する。
【００３５】
上部絶縁部材（膨潤層）２１の下面が凹状に変形することで、電池素子１１を本体２５の底部２７（図３参照）側に移動させる力が電池素子１１の端部１１Ａに作用する。
よって、電池素子１１を本体２５の底部２７（図３参照）側に移動させて、電池素子１１の端部１１Ｂ（図３参照）を下部絶縁部材２２に当接させることができる。
【００３６】
電池素子１１の端部１１Ａは、電池素子１１の端部のうち、蓋部材２６側の端部をいう。
電池素子１１の端部１１Ｂ（図３参照）は、電池素子１１の端部のうち、本体２５の底部２７側の端部をいう。
電池素子１１の端部１１Ａに上部絶縁部材（膨潤層）２１を当接させるとともに、電池素子１１の端部１１Ｂを下部絶縁部材２２に当接させることで電池素子１１を確実に固定できる。
【００３７】
さらに、上部絶縁部材２１は、電解液２４により膨潤した際の膨潤厚み寸法Ｔ２が１μｍ以上となるように設定されている。
膨潤した際の上部絶縁部材２１の膨潤厚み寸法Ｔ２を１μｍ以上することで、電池素子１１および上部絶縁部材２１間の空隙を狭め、電池素子１１を上部絶縁部材２１で良好に支えて確実に固定できる。
【００３８】
下部絶縁部材２２は、電池缶１８の内部に収容され、電池素子１１の巻回軸に沿った下側（負極１４側）に配置されている。
詳しくは、下部絶縁部材２２は、電池素子１１と本体２５の底部２７との間に介装されている。
【００３９】
以上説明した、非水電解質二次電池１０の電池缶１８に電池素子１１を収容する際には、まず、図３（Ａ）に示すように、電池素子１１とともに上部絶縁部材（膨潤層）２１および下部絶縁部材２２を電池缶１８の本体２５に収容する。
そして、図３（Ｂ）に示すように、電池素子１１などを電池缶１８の本体２５に収容した後、蓋部材２６を本体２５に取り付ける。本体２５のうち、蓋部材２６に対応する部位２５Ａをかしめて、電池缶１８の本体２５を蓋部材２６で封止する。
【００４０】
実施形態の非水電解質二次電池１０によれば、上部絶縁部材２１が膨潤層を兼用することで、図３（Ｂ）に示すように、電池素子１１の端部１１Ａと、膨潤した上部絶縁部材（膨潤層）２１との隙間を狭めることで、電池素子１１の端部１１Ｂと下部絶縁部材２２との隙間を狭め、電池素子１１を上部絶縁部材（膨潤層）２１および下部絶縁部材２２で支えることができる。
これにより、電池缶１８に対して電池素子１１を確実に固定することにより耐衝撃性、耐振動性を向上できる。
【００４１】
さらに、図３（Ｂ）に示すように、上部絶縁部材（膨潤層）２１および下部絶縁部材２２で電池素子１１を支えることで、電池缶１８の本体２５を外側からかしめて電子素子１１を固定する必要や、電池素子１１を内側から拡径させて固定する必要がない。
これにより、電池缶１８の本体２５を外側からかしめることで生じる電解液２４の液漏れを防ぐことができ、さらに、電池素子１１を内側から拡径させることで生じる電池素子１１の損傷を防ぐことができる。
【００４２】
（変形例１）
前記実施形態では、上部絶縁部材２１をポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）などで形成することで膨潤層を兼用させた例について説明したがこれに限定するものではない。
例えば、図４に示すように、下部絶縁部材２２をポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）などで形成することで膨潤層を兼用させることも可能である。
下部絶縁部材２２は、上部絶縁部材２１と同様に、電池素子１１および電池缶１８間に設けられている。
【００４３】
変形例１によれば、下部絶縁部材２２が膨潤層を兼用することで、図４に示すように、電池素子１１の端部１１Ｂと膨潤した下部絶縁部材（膨潤層）２２との隙間を狭めることで、電池素子１１の端部１１Ａと上部絶縁部材２１との隙間を狭め、電池素子１１を下部絶縁部材（膨潤層）２２および上部絶縁部材２１で支えることができる。
【００４４】
これにより、電池缶１８に対して電池素子１１を確実に固定することにより耐衝撃性、耐振動性を向上できる。
さらに、図４に示す変形例１によれば、下部絶縁部材２２で膨潤層を兼用することで実施形態と同様の効果が得られる。
【００４５】
（変形例２）
前記実施形態や変形例１では、上部絶縁部材２１や下部絶縁部材２２が膨潤層を兼ねる構成について例示したが、図５（Ａ），（Ｂ）に示す非水電解質二次電池３０ように、上部絶縁部材２１に膨潤層３１を設けることも可能である。
図５（Ａ）は本発明に係る変形例２の電池缶１８に電解液２４を注入する前の状態を示し、図５（Ｂ）は電池缶１８に電解液２４を注入した後の状態を示す。
【００４６】
具体的には、上部絶縁部材２１の下面２１Ｂに膨潤層３１を塗布することにより、上部絶縁部材２１に膨潤層３１を形成することが可能である。
膨潤層３１は、電池素子１１および電池缶１８間に設けられ、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）などからなり、電解液２４を吸収して膨潤する層である。
膨潤層３１を塗布により形成することで、膨潤層３１を比較的簡単に形成することが可能になり、組立工程の容易化が図れる。
【００４７】
この膨潤層３１は、電解液２４により膨潤した際の膨潤厚み寸法が、電池素子１１および電池缶１８間の最小空隙寸法に対して１５０％以上となるように設定されている。
さらに、膨潤層３１は、電解液２４により膨潤した際の膨潤厚み寸法が１μｍ以上となるように設定されている。
これにより、電池素子１１に膨潤層３１を当接させ、電池素子１１を膨潤層３１および下部絶縁部材２２で確実に固定できる。
【００４８】
図５（Ａ），（Ｂ）に示す変形例２の非水電解質二次電池３０によれば、上部絶縁部材２１に膨潤層３１を形成することで、電池素子１１の端部１１Ａを膨潤した膨潤層３１で支え、かつ、電池素子１１の端部１１Ｂを下部絶縁部材２２で支えることができる。
これにより、電池缶１８に対して電池素子１１を確実に固定することにより耐衝撃性、耐振動性を向上できる。
すなわち、変形例２の非水電解質二次電池３０によれば、上部絶縁部材２１に膨潤層３１を設けることで実施形態と同様の効果が得られる。
【００４９】
（変形例３）
前記変形例２では、上部絶縁部材２１の下面２１Ｂに膨潤層３１を塗布した構成について例示したが、図６に示すように、上部絶縁部材２１の上面２１Ａおよび下面２１Ｂに膨潤層３１をそれぞれ設けることも可能である。
【００５０】
具体的には、変形例３は、上部絶縁部材２１の上面２１Ａに膨潤層３１を塗布するとともに、下面２１Ｂに膨潤層３１を塗布することにより、上部絶縁部材２１の上面２１Ａおよび下面２１Ｂに膨潤層３１が形成されている。
【００５１】
図６に示す変形例３によれば、上部絶縁部材２１の上面２１Ａおよび下面２１Ｂに膨潤層３１を形成することで、電池素子１１の端部１１Ａを膨潤した膨潤層３１で一層良好に支え、かつ、電池素子１１の端部１１Ｂを下部絶縁部材２２で一層良好に支えることができる。
これにより、電池缶１８に対して電池素子１１を一層確実に固定することにより耐衝撃性、耐振動性を向上できる。
【００５２】
（変形例４）
前記変形例２では、上部絶縁部材２１の下面２１Ｂに膨潤層３１を塗布した構成について例示したが、図７に示すように、下部絶縁部材２２の上面２２Ａに膨潤層３１を設けることも可能である。
【００５３】
具体的には、下部絶縁部材２２の上面２２Ａに膨潤層３１を塗布することにより、下部絶縁部材２２に膨潤層３１を形成することが可能である。
膨潤層３１を塗布により形成することで、膨潤層３１を比較的簡単に形成することが可能になり、組立工程の容易化が図れる。
【００５４】
図７に示す変形例４によれば、下部絶縁部材２２の上面２２Ａに膨潤層３１を形成することで、電池素子１１の端部１１Ｂを膨潤した膨潤層３１で支え、かつ、電池素子１１の端部１１Ａを上部絶縁部材２１で支えることができる。
これにより、電池缶１８に対して電池素子１１を確実に固定することにより耐衝撃性、耐振動性を向上できる。
【００５５】
（変形例５）
前記変形例４では、下部絶縁部材２２の上面２２Ａに膨潤層３１を塗布した構成について例示したが、図８に示すように、下部絶縁部材２２の上面２２Ａおよび下面２２Ｂに膨潤層３１をそれぞれ設けることも可能である。
【００５６】
具体的には、変形例５は、下部絶縁部材２２の上面２２Ａに膨潤層３１を塗布するとともに、下面２２Ｂに膨潤層３１を塗布することにより、下部絶縁部材２２の上面２２Ａおよび下面２２Ｂに膨潤層３１が形成されている。
【００５７】
図８に示す変形例５によれば、下部絶縁部材２２の上面２２Ａおよび下面２２Ｂに膨潤層３１を形成することで、電池素子１１の端部１１Ｂを膨潤した膨潤層３１で一層良好に支え、かつ、電池素子１１の端部１１Ａを上部絶縁部材２１で支えることができる。
これにより、電池缶１８に対して電池素子１１を一層確実に固定することにより耐衝撃性、耐振動性を向上できる。
【００５８】
（変形例６）
前記変形例２〜５では、膨潤層３１を上部絶縁部材２１や下部絶縁部材２２に塗布した構成について例示したが、シート状の膨潤層３１を上部絶縁部材２１や下部絶縁部材２２に貼付することも可能である。
【００５９】
具体的には、変形例６の非水電解質二次電池によれば、膨潤層３１をシート状に形成し、シート状の膨潤層３１を上部絶縁部材２１の上面２１Ａや下面２１Ｂに貼付することより、上部絶縁部材２１に膨潤層３１を形成することが可能である。
また、変形例６の非水電解質二次電池によれば、シート状の膨潤層３１を下部絶縁部材２２の上面２２Ａや下面２２Ｂに貼付することより、下部絶縁部材２２に膨潤層３１を形成することが可能である。
【００６０】
シート状の膨潤層３１は、電池素子１１および電池缶１８間に設けられ、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）などからなり、電解液２４を吸収して膨潤する層である。
シートの貼付により膨潤層３１を形成することで、膨潤層３１を一層簡単に形成することが可能になり、組立工程のさらなる容易化が図れる。
【００６１】
また、シート状の膨潤層３１は、電解液２４により膨潤した際の膨潤厚み寸法が、電池素子１１および電池缶１８間の最小空隙寸法に対して１５０％以上となるように設定されている。
さらに、膨潤層３１は、電解液２４により膨潤した際の膨潤厚み寸法が１μｍ以上となるように設定されている。
【００６２】
よって、電池素子１１に膨潤層３１を当接させ、電池素子１１を膨潤層３１と上部絶縁部材２１、または、膨潤層３１と下部絶縁部材２２とで確実に固定できる。
これにより、電池缶１８に対して電池素子１１を確実に固定することにより耐衝撃性、耐振動性を向上できる。
すなわち、変形例６の非水電解質二次電池によれば、変形例２〜５と同様の効果が得られる。
【００６３】
（変形例７）
加えて、図９（Ａ），（Ｂ）に示す非水電解質二次電池４０ように、電池缶１８（本体２５）の内周面２５Ｂに膨潤層４１を設けることも可能である。
具体的には、変形例７の非水電解質二次電池４０は、本体２５の内周面２５Ｂに膨潤層４１を塗布することにより膨潤層４１が形成されている。
図９（Ａ）は本発明に係る変形例７の電池缶１８に電解液２４を注入する前の状態を示し、図９（Ｂ）は電池缶１８に電解液２４を注入した後の状態を示す。
【００６４】
変形例７の膨潤層４１は、電池素子１１および電池缶１８間に設けられ、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）などからなり、電解液２４を吸収して膨潤する層である。
【００６５】
この膨潤層４１は、電解液２４により膨潤した際の膨潤厚み寸法が、電池素子１１および電池缶１８間の最小空隙寸法に対して１５０％以上となるように設定されている。
膨潤厚み寸法と最小空隙寸法との関係を、膨潤厚み寸法＞最小空隙寸法とすることで、電池素子１１に膨潤層４１を当接させ、電池素子１１を膨潤層４１で確実に固定できる。
【００６６】
さらに、膨潤層４１は、電解液２４により膨潤した際の膨潤厚み寸法が１μｍ以上となるように設定されている。
【００６７】
図９（Ａ），（Ｂ）に示す変形例７の非水電解質二次電池４０によれば、本体２５の内周面２５Ｂに膨潤層４１を形成することで、電池素子１１の外周面１１Ｃを、膨潤した膨潤層４１で支えることができる。
これにより、電池缶１８に対して電池素子１１を確実に固定することにより耐衝撃性、耐振動性を向上できる。
【００６８】
（変形例８）
前記変形例７では、膨潤層４１を電池缶１８（本体２５）の内周面２５Ｂに塗布した構成について例示したが、シート状の膨潤層４１を内周面２５Ｂに貼付することも可能である。
【００６９】
具体的には、変形例８の非水電解質二次電池は、膨潤層４１をシート状に形成し、シート状の膨潤層４１を、本体２５の内周面２５Ｂに貼付することより、本体２５の内周面２５Ｂに膨潤層４１が形成されている。
【００７０】
シート状の膨潤層４１は、電池素子１１および電池缶１８間に設けられ、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）などからなり、電解液２４を吸収して膨潤する層である。
シートの貼付により膨潤層３１を形成することで、膨潤層４１を一層簡単に形成することが可能になり、組立工程のさらなる容易化が図れる。
【００７１】
また、シート状の膨潤層４１は、電解液２４により膨潤した際の膨潤厚み寸法が、電池素子１１および電池缶１８間の最小空隙寸法に対して１５０％以上となるように設定されている。
さらに、膨潤層４１は、電解液２４により膨潤した際の膨潤厚み寸法が１μｍ以上となるように設定されている。
【００７２】
よって、電池素子１１の外周面１１Ｃに膨潤層４１を当接させて電池素子１１を確実に固定できる。
これにより、電池缶１８に対して電池素子１１を確実に固定することにより耐衝撃性、耐振動性を向上できる。
すなわち、変形例８の非水電解質二次電池によれば、変形例７と同様の効果が得られる。
【００７３】
つぎに、非水電解質二次電池１０の実施例１〜実施例９を図１〜図４および表１に基づいて説明する。なお、表１に示す比較例１は従来の非水電解質二次電池である。
【００７４】
【表１】
2010055987.tif 000003
【００７５】
（実施例１）
帯状の集電体となる金属箔に活物質を含むペースト状の合剤層を塗布し、ペースト状の合剤層を乾燥した後、加圧装置で圧縮成型させて帯状の電極１３，１４を得る。
具体的には、正極１３の集電体として２０μｍ厚みのアルミニウム箔を用いる。そして、正極活物質としてＬｉＣｏ１−ｙＮｉｙＯ２（９４重量部）と、導電剤としてグラファイト（３重量部）と、結着剤としてＰＶｄＦ（３重量部）とを混合する。
【００７６】
この混合物に分散溶媒としてＮメチル２ピロリドンを加え、さらに混合してペースト状の正極合剤を得る。
つぎに、ペースト状の正極合剤を帯状のアルミニウム箔の両面に塗布する。塗布した正極合剤を乾燥した後、加圧ロール装置で所定の厚さに成形して正極１３を得た。
【００７７】
一方、負極１４の集電体として２０μｍ厚みの銅箔を用いる。負極活物質として人造黒鉛（９０重量％）と、結着剤としてＰＶｄＦ（１０重量％）とを混合する。
この混合物に分散溶媒としてＮメチル２ピロリドンを加え、さらに混合してペースト状の負極合剤を得る。
つぎに、ペースト状の負極合剤を帯状の銅箔の両面に塗布する。塗布した負極合剤を乾燥した後、加圧ロール装置で所定の厚さに成形して負極１４を得た。
【００７８】
正極１３および負極１４をセパレータ１５を介して単位積層体を積層する。
単位積層体のセパレータを巻芯体に数周巻き付けた後、単位積層体を巻回機で渦巻き状に巻回して電池素子１１を得る。
【００７９】
この電池素子１１を下部絶縁部材２２とともに電池缶１８の本体２５内に収容する。
下部絶縁部材２２は、電解液２４を吸収して膨潤するＰＶｄＦなどからなる材質で製造された厚さ寸法０．４ｍｍの板材である。
電池素子１１および下部絶縁部材２２を電池缶１８の本体２５内に収容した後、本体２５の底部２７に負極端子１７を溶接する。
【００８０】
つぎに、電池素子１１に上部絶縁部材２１を載せて、ガスケット、安全弁を挿入し、本体２５をかしめることにより実施例１の非水電解質二次電池を得た。
【００８１】
（実施例２）
電池素子１１を下部絶縁部材２２とともに電池缶１８の本体２５内に収容して本体２５の底部２７に負極端子１７を溶接する工程までは実施例１と同様である。
この状態において、電池素子１１に上部絶縁部材２１を載せる。
【００８２】
上部絶縁部材２１は、電解液を吸収して膨潤するＰＶｄＦなどからなる材質で製造された厚み０．４ｍｍの板材である。
電池素子１１に上部絶縁部材２１を載せた後、ガスケット、安全弁を挿入し、本体２５をかしめることにより実施例２の非水電解質二次電池を得た。
【００８３】
（実施例３）
実施例３の非水電解質二次電池３０は実施例１で用いた上部絶縁部材２１を代えたもので、その他の構成は実施例１と同様である。
第３実施例の上部絶縁部材２１は、ＰＰ（あるいは、ＰＥＴ、ＰＩ）で厚さ寸法０．４ｍｍに形成された絶縁性の板材である。上部絶縁部材２１の上面（すなわち、電池素子１１の反対側の面）２１ＡにＰＶｄＦ層（すなわち、膨潤層）３１を厚さ寸法５μｍで塗布した部材である。
【００８４】
（実施例４）
実施例４の非水電解質二次電池３０は実施例１で用いた上部絶縁部材２１を代えたもので、その他の構成は実施例１と同様である。
第４実施例の上部絶縁部材２１は、ＰＰ（あるいは、ＰＥＴ、ＰＩ）で厚さ寸法０．４ｍｍに形成された絶縁性の板材である。上部絶縁部材２１の下面（すなわち、電池素子１１に対向する側の面）２１ＢにＰＶｄＦ層（すなわち、膨潤層）３１を厚さ寸法５μｍで塗布した部材である。
【００８５】
（実施例５）
実施例５の非水電解質二次電池３０は実施例１で用いた上部絶縁部材２１を代えたもので、その他の構成は実施例１と同様である。
第５実施例の上部絶縁部材２１は、ＰＰ（あるいは、ＰＥＴ、ＰＩ）で厚さ寸法０．４ｍｍに形成された絶縁性の板材である。上部絶縁部材２１の上面２１Ａおよび下面２１Ｂの両面にＰＶｄＦ層（すなわち、膨潤層）３１を厚さ寸法５μｍで塗布した部材である。
【００８６】
（実施例６）
実施例６の非水電解質二次電池３０は実施例１で用いた下部絶縁部材２２を代えたもので、その他の構成は実施例１と同様である。
第６実施例の下部絶縁部材２２は、ＰＰ（あるいは、ＰＥＴ、ＰＩ）で厚さ寸法０．４ｍｍに形成された絶縁性の板材である。下部絶縁部材２２の上面（すなわち、電池素子１１に対向する側の面）２２ＡにＰＶｄＦ層（すなわち、膨潤層）３１を厚さ寸法５μｍで塗布した部材である。
【００８７】
（実施例７）
実施例７の非水電解質二次電池は実施例１で用いた下部絶縁部材２２を代えたもので、その他の構成は実施例１と同様である。
第７実施例の下部絶縁部材２２は、ＰＰ（あるいは、ＰＥＴ、ＰＩ）で厚さ寸法０．４ｍｍに形成された絶縁性の板材である。下部絶縁部材２２の下面（すなわち、電池素子１１の反対側の面）２２ＢにＰＶｄＦ層（すなわち、膨潤層）３１を厚さ寸法５μｍで塗布した部材である。
【００８８】
（実施例８）
実施例８の非水電解質二次電池は実施例１で用いた下部絶縁部材２２を代えたもので、その他の構成は実施例１と同様である。
第８実施例の下部絶縁部材２２は、ＰＰ（あるいは、ＰＥＴ、ＰＩ）で厚さ寸法０．４ｍｍに形成された絶縁性の板材である。下部絶縁部材２２の上面２２Ａおよび下面２２Ｂの両面にＰＶｄＦ層（すなわち、膨潤層）３１を厚さ寸法５μｍで塗布した部材である。
【００８９】
（実施例９）
実施例９の非水電解質二次電池４０は実施例１で用いた電池缶１８の本体２５の内周面２５ＢにＰＶｄＦ層（すなわち、膨潤層）４１が厚さ寸法５μｍで塗布されたもので、その他の構成は実施例１と同様である。
【００９０】
（比較例１）
比較例１の非水電解質二次電池は実施例１で用いた上部絶縁部材を代えたもので、その他の構成は実施例１と同様である。
比較例の上部絶縁部材は、ＰＰで厚さ寸法０．４ｍｍに形成された板材である。
【００９１】
第１実施例〜第９実施例および比較例１の非水電解質二次電池について、図１に示す３軸方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）に１００Ｇの衝撃を１回／分の間隔をおいて与える衝撃試験を実施した。
衝撃試験前、衝撃試験後の非水電解質二次電池のインピーダンスを測定した。さらに、衝撃試験後に非水電解質二次電池を解体して電池缶１８に対する負極端子１７や正極端子１６の溶接部の外れ、負極端子１７や正極端子１６の破断を観察した。
【００９２】
測定結果を表１に示す。なお、表１において、インピーダンス上昇が「−」の箇所は断線により計測不可であったことを示す。
表１に示すように、実施例１は、インピーダンス上昇が１時間で０．６ｍΩ、２時間で１．２ｍΩと小さく、３時間で９．９ｍΩと大きくなった。そして、４時間で測定不能となった。
【００９３】
実施例２は、インピーダンス上昇が１時間で０．３ｍΩ、２時間で０．５ｍΩ、３時間で０．６ｍΩと小さく、４時間で２．５ｍΩと大きくなった。そして、５時間で測定不能となった。
【００９４】
実施例３は、インピーダンス上昇が１時間で１．４ｍΩと小さく、２時間で３．５ｍΩと大きくなった。そして、３時間で測定不能となった。
【００９５】
実施例４は、インピーダンス上昇が１時間で１．３ｍΩと小さく、２時間で２．０ｍΩと大きくなった。そして、３時間で測定不能となった。
【００９６】
実施例５は、インピーダンス上昇が１時間で１．１ｍΩ、２時間で１．９ｍΩと小さく、３時間で１５．０ｍΩと大きくなった。そして、４時間で測定不能となった。
【００９７】
実施例６は、インピーダンス上昇が１時間で０．３ｍΩ、２時間で０．７ｍΩと小さく、３時間で２．５ｍΩと大きくなった。そして、４時間で測定不能となった。
【００９８】
実施例７は、インピーダンス上昇が１時間で０．３ｍΩ、２時間で０．７ｍΩ、３時間で２．０ｍΩと小さく、４時間で１０．５ｍΩと大きくなった。そして、５時間で測定不能となった。
【００９９】
実施例８は、インピーダンス上昇が１時間で０．３ｍΩ、２時間で０．６ｍΩ、３時間で１．０ｍΩと小さく、４時間で５．９ｍΩと大きくなった。そして、５時間で測定不能となった。
【０１００】
実施例９は、インピーダンス上昇が１時間で０．０ｍΩ、２時間で０．２ｍΩ、３時間で０．２ｍΩ、４時間で０．３ｍΩ、５時間で０．５ｍΩと小さく抑えられた。
【０１０１】
比較例１は、インピーダンス上昇が１時間で３５ｍΩと大きくなった。そして、２時間で測定不能となった。
【０１０２】
以上説明したように、比較例１は、１時間でインピーダンスが３５ｍΩまで上昇した。
さらに、比較例１は、電池缶１８に対する負極端子１７や正極端子１６の溶接部が外れ、正極端子１６が破断した。
【０１０３】
実施例１〜実施例９は、２時間まで大きなインピーダンスが確認されず耐衝撃性が向上していることが確認された。
特に、実施例９は、５時間までインピーダンスが安定しており、電池缶１８と電池素子１１との間のクリアランスを狭める効果が現れている。
【０１０４】
この実施形態９は、下部絶縁部材２２を、電解液２４を吸収して膨潤するＰＶｄＦなどからなる材質で製造し、かつ、電池缶１８の本体２５の内周面２５ＢにＰＶｄＦ層（すなわち、膨潤層）４１を塗布したものである。
これにより、実施形態９は、３軸方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）の耐衝撃性に優れていると思われる。
【０１０５】
なお、前記実施形態の変形例３〜変形例８で示した膨潤層３１や膨潤層４１は、上部絶縁部材２１、下部絶縁部材２２、電池缶１８（本体２５）の内周面２５Ｂから選択した複数箇所に形成することも可能であり、上部絶縁部材２１、下部絶縁部材２２、電池缶１８（本体２５）の内周面２５Ｂの１箇所に形成することも可能である。
【０１０６】
また、前記実施形態では、膨潤層３１や膨潤層４１を、上部絶縁部材２１、下部絶縁部材２２、電池缶１８（本体２５）の内周面２５Ｂに形成した例について説明したが、これに限らないで、本体２５の底部２７の内面、蓋部材２６の内面、電池素子１１の外周面１１Ｃに形成することも可能である。
【０１０７】
さらに、前記実施形態では、巻回型の電池素子１１を例示したが、電池素子１１は巻回型に限定せず、積層型も含む。
【０１０８】
また、前記実施形態では、電解液２４を吸収して膨潤する材質としてＰＶｄＦを例示したが、電解液２４を吸収して膨潤する材質はこれに限定するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明は、正極および負極がセパレータを介して積層された電池素子を電池缶に収容して封止した非水電解質二次電池への適用に好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明に係る非水電解質二次電池を示す展開斜視図である。
【図２】本発明に係る膨潤層を説明する側面図である。
【図３】（Ａ）は本発明に係る非水電解質二次電池の電池缶に電解液を注入する前の状態を示す断面図、（Ｂ）は本発明に係る非水電解質二次電池の電池缶に電解液を注入した後の状態を示す断面図である。
【図４】本発明に係る変形例１の非水電解質二次電池を示す断面図である。
【図５】（Ａ）は本発明に係る変形例２の電池缶に電解液を注入する前の状態を示す断面図、（Ｂ）は本発明に係る変形例２の電池缶に電解液を注入した後の状態を示す断面図である。
【図６】本発明に係る変形例３の非水電解質二次電池を示す断面図である。
【図７】本発明に係る変形例４の非水電解質二次電池を示す断面図である。
【図８】本発明に係る変形例５の非水電解質二次電池を示す断面図である。
【図９】（Ａ）は本発明に係る変形例７の電池缶に電解液を注入する前の状態を示す断面図、（Ｂ）は本発明に係る変形例７の電池缶に電解液を注入した後の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１０，３０，４０  非水電解質二次電池
１１  電池素子
１３  正極
１４  負極
１５  セパレータ
１８  電池缶１８
２１  上部絶縁部材（絶縁部材、膨潤層）
２２  下部絶縁部材（絶縁部材、膨潤層）
２４  電解液
２５  本体
２６  蓋部材
２７  本体の底部
３１，４１  膨潤層
【図１】
2010055987.tif 000004
【図２】
2010055987.tif 000005
【図３】
2010055987.tif 000006
【図４】
2010055987.tif 000007
【図５】
2010055987.tif 000008
【図６】
2010055987.tif 000009
【図７】
2010055987.tif 000010
【図８】
2010055987.tif 000011
【図９】
2010055987.tif 000012